JP7268597B2 - 光造形装置、発光制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
光造形装置。
<光造形装置100の全体構成及び各部の構成>
図1は、本技術の第1実施形態に係る光造形装置100を示す側面図である。図2は、光造形装置100を示す電気的なブロック図である。なお、本明細書中で説明される各図では、図面を分かりやすく表示するため、光造形装置100や、光造形装置100が有する各部材について、実際の寸法とは異なって表示する場合がある。
次に、光源ユニット20の構成について具体的に説明する。図4は、光源ユニット20を示す分解斜視図である。
次に、発光モジュール30の構成について具体的に説明する。図5は、光源ユニット20における発光モジュール30を示す斜視図である。図6は、発光モジュール30の一部を示す拡大斜視図である。
次に、個別電極54が上記したような配列とされている理由について説明する。ここでの説明では、まず、比較例について説明する。図9は、比較例に係る個別電極54'を示す図である。図9に示すように、比較例では、互いに隣接する2つのレーザ素子51の間の領域が、1つのレーザ素子51の個別電極54を配置する領域として使用されている。
次に、レーザ素子51間の間隔をどのように設定するかについて説明する。図11は、レーザ素子51間の間隔をどのように設定するかを説明するための図である。図11の上図には、各レーザ素子51の結像面(光硬化性樹脂1の表面付近)における平面方向(XY方向)での光量分布が示されており、下図には、図11の上図に示す直線上での光量分布が示されている。なお、図11に示すような光量分布は、光検出部60において検出された光に基づいて、制御部11において生成される。以降では、図11に示すような光量分布を光量プロファイルと呼ぶ。
次に、制御部11の処理について説明する。図12は、制御部11の処理を示すフローチャートである。
次に、各レーザ素子51の光量を補正するときの処理について具体的に説明する。図13及び図14は、各レーザ素子51の光量を補正するときの処理を示すフローチャートである。なお、ここでの説明では、便宜的に、第1の光検出部61及び第2の光検出部62が、それぞれ1本の長いラインセンサ63によって構成されているとして説明する。
次に、造形データを補正するときの処理について説明する。図21は、造形データを補正するときの処理を示すフローチャートである。
次に、レーザ素子51の光量の補正、及び造形データの補正において、光源ユニット20に対して深度方向での距離lが異なる状態で取得された2つの光量プロファイルが用いられる理由について説明する。
以上説明したように、本実施形態では、発光モジュール30は、X軸方向に沿って所定の間隔(20μm)を開けて配置された複数(32個)のレーザ素子51をそれぞれ有する複数(512個)のマルチレーザチップ50が、X軸方向に沿って並べて構成されている。
次に、本技術の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、光源ユニット20における発光モジュール130の構成が上述の第1実施形態と異なっている。従って、この点を中心に説明する。なお、第2実施形態以降の説明では、上述の第1実施形態と同様の構成及び機能を有する部材については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
図27は、光検出部の他の例を示す図である。図27に示す例では、光検出部160の数が1つとされており、この光検出部160が移動機構によって上下方向に移動される。移動機構は、光源ユニット20と光検出部160との間の距離lを異ならせるように、光検出部160を上下方向に移動させる。このような構成によっても、光検出部160は、上記距離lが異なる状態で、光を検出可能とされる。
(1)光硬化性樹脂を硬化させるための光を出射する複数の発光素子を有する光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された前記光を検出する光検出部と、
前記光検出部により検出された光に基づいて、前記光の光量分布を示す光量プロファイルを生成し、前記光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御する制御部と
を具備する光造形装置。
(2) 上記(1)に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの光量を補正する
(3) 上記(1)又は(2)に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの発光のタイミングを補正する
光造形装置。
(4) 上記(1)~(3)のうちいずれか1つに記載の光造形装置であって、
前記光源ユニットと、前記光硬化性樹脂との間の距離を距離L、前記光源ユニットと前記光検出部との間の距離を距離l、前記光源ユニットの前記光硬化性樹脂に対する露光深さをDとしたとき、L≦l≦L+Dという条件を満たす
光造形装置。
(5) 上記(1)~(4)のうちいずれか1つに記載の光造形装置であって、
前記光検出部は、前記光源ユニットと前記光検出部との間の距離lが異なる状態で、前記光を検出可能である
光造形装置。
(6) 上記(5)に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記距離lが異なる状態でそれぞれ検出された光に基づいて、第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルを生成し、前記第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御する
光造形装置。
(7) 上記(6)に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの光量を補正する
(8) 上記(6)又は(7)に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの発光のタイミングを補正する
光造形装置。
(9) 上記(5)に記載の光造形装置であって、
前記光検出部は、前記距離lがそれぞれ異なる第1の光検出部及び第2の光検出部を有する
光造形装置。
(10) 上記(5)に記載の光造形装置であって、
前記距離lを異ならせるように、前記光源ユニット及び前記光検出部のうち少なくとも一方を移動させる移動機構をさらに具備する
光造形装置。
(11) 上記(1)~(10)のうちいずれか1つに記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記光量プロファイルとして、前記光の2次元的な光量分布を示す2次元的な光量プロファイルを生成し、前記2次元的な光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御する
光造形装置。
(12) 上記(11)に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記2次元的な光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの光量を補正する
(13) 上記(11)又は(12)に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記2次元的な光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの発光のタイミングを補正する
光造形装置。
(14)光硬化性樹脂を硬化させるための光を出射する複数の発光素子を有する光源ユニットから出射された前記光を検出し、
前記光の光量分布を示す光量プロファイルを生成し、
前記光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御する
発光制御方法。
(15)光硬化性樹脂を硬化させるための光を出射する複数の発光素子を有する光源ユニットから出射された前記光を検出するステップと、
前記光の光量分布を示す光量プロファイルを生成するステップと、
前記光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
2…造形物
5…樹脂槽
11…制御部
20…光源ユニット
30…発光モジュール
22…収束性ロッドレンズ
31…ドライバIC
40…サブマウント
50…マルチレーザチップ
51…レーザ素子
54…個別電極
60…光検出部
80…冷却機構
100…光造形装置
Claims (10)
- 光硬化性樹脂を硬化させるための光を出射する複数の発光素子を有する光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された前記光を検出する光検出部と、
前記光検出部により検出された光に基づいて、前記光の光量分布を示す光量プロファイルを生成し、前記光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御する制御部と
を具備し、
前記光検出部は、前記光源ユニットと前記光検出部との間の距離lが異なる状態で、前記光を検出可能であり、
前記制御部は、前記距離lが異なる状態でそれぞれ検出された光に基づいて、第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルを生成し、前記第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御し、かつ、前記複数の発光素子のそれぞれの光量を補正する
光造形装置。 - 請求項1に記載の光造形装置であって、
前記光源ユニットと、前記光硬化性樹脂との間の距離を距離L、前記光源ユニットと前記光検出部との間の距離を距離l、前記光源ユニットの前記光硬化性樹脂に対する露光深さをDとしたとき、L≦l≦L+Dという条件を満たす
光造形装置。 - 請求項1に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの発光のタイミングを補正する
光造形装置。 - 請求項1に記載の光造形装置であって、
前記光検出部は、前記距離lがそれぞれ異なる第1の光検出部及び第2の光検出部を有する
光造形装置。 - 請求項1に記載の光造形装置であって、
前記距離lを異ならせるように、前記光源ユニット及び前記光検出部のうち少なくとも一方を移動させる移動機構をさらに具備する
光造形装置。 - 請求項1に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記光量プロファイルとして、前記光の2次元的な光量分布を示す2次元的な光量プロファイルを生成し、前記2次元的な光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御する
光造形装置。 - 請求項6に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記2次元的な光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの光量を補正する
光造形装置。 - 請求項6に記載の光造形装置であって、
前記制御部は、前記2次元的な光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子のそれぞれの発光のタイミングを補正する
光造形装置。 - 光硬化性樹脂を硬化させるための光を出射する複数の発光素子を有する光源ユニットと、前記光源ユニットから出射された前記光を検出する光検出部との間の距離lが異なる状態で、前記光を検出し、
前記距離lが異なる状態でそれぞれ検出された光に基づいて、光の光量分布を示す第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルを生成し、
前記第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御し、かつ、前記複数の発光素子のそれぞれの光量を補正する
発光制御方法。 - 光硬化性樹脂を硬化させるための光を出射する複数の発光素子を有する光源ユニットと、前記光源ユニットから出射された前記光を検出する光検出部との間の距離lが異なる状態で、前記光を検出するステップと、
前記距離lが異なる状態でそれぞれ検出された光に基づいて、光の光量分布を示す第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルを生成するステップと、
前記第1の光量プロファイル及び第2の光量プロファイルに基づいて、前記複数の発光素子の発光を制御し、かつ、前記複数の発光素子のそれぞれの光量を補正するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
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