TW414754B - Method and apparatus for optical molding - Google Patents

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Γ·:.,·:>··ΓΗ.^'^·Γ;7^^Κ.Τ.;;;於^cTlipv. 414754 A7 ___B7_ 五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕 本發明係有關利用光硬化性樹脂來作成3度空間形狀 樣式之光;造形裝置。 〔技術背景〕 關於光造形裝置，例如首先由日本特許第 1 8 2 7 0 0 6號開始有許多發明係大家所眾知著，而以 往的光造形裝置係一般來說作爲光源有利用輸出紫外線雷 射之氣體雷射振盪器*而氣體電射振盪器的尺寸相當大（ 例如1 5 0 cmx3 0 cmx30 cm)，結果光造形裝 置主體尺寸也就相當大型，另外氣體雷射振盪器本身爲高 價位，而且根據振盪器種類則需要2 Ο Ο V電源及水冷裝 置，因而以往的光造形裝置價格非常的高（例如：數千萬 曰幣），而本發明之目的則是提供小型且廉價之光造形裝 置。 〔發明之揭示〕 有關本發明之光造形裝置係具備容納光硬化性樹脂液 體之液體槽與，設定在液體槽內之光硬化性樹脂液體內之 發光領域與，將光照射在此發光領域之發光裝置與，控制 爲了硬化發光領域內所選擇之畫素的控制裝置，而發光領 域係可定義成作爲爲了滿足造形物所要求之尺寸精確度之 微細多數之畫素的2度空間集合，而發光裝置係可切換成 開與關•當開啓時具有1個以上將光點照射在發光領域之 本紙张尺度速/ή中SS家標今{ ΓΝ5 > Λ4規格（210X297公着) ,4- ---------1¾------1T------線 (对先閱讀免而之注意事項再填朽本頁) 414754 A7 ____B7_ 五、發明説明（2 ) 光點產生器，而照射在發光領域的1光點尺寸係比發光領 域之1畫素還大，並且，發光裝置係由其光點產生器來掃 ("先閱讀背面之：vi意事項再填巧本頁) 描發光讀域，經由其掃描之間•控剌裝置係開啓存在於可 照射光點在被選擇之畫素之位置的延伸複數個光點產生器 〇 在此「延伸複數個」並不只是指從不同於物理性之複 數個光點產生器同時將複數光點照射相同之畫素之情況， 也意味著含有以物理方式多次利用1個光點產生器於掃描 之間來在不同時刻不管幾次照射光點在相同的畫素* 而在本發明的光造形裝置之中，從光點產生器照射於 發光領域之光點尺寸係不像發光領域之畫素那麼微小*而 尺寸則比畫素還大，另各畫素之發光係因利用延伸複數光 點來重叠進行，所以各自之光點產生器的輸出可以比較小 ，因此，對於光點產生器之光源來說將不必要利用如以往 大型且高價位之氣體雷射振盪器，可利用小型且廉價，如 L E D之固體發光元件，而結果則可提供比以往大幅度減 價（例如：對於以往之數千萬日幣，而現可以數百萬曰幣 程度之）光造彤裝置。 從發光的效率面來看希望有複數個光點產生器，此情 況爲爲了可進行上述所述之重叠發光.希望在發光領域上 以比光點直徑還小之第1間距（典型來說爲畫素的間距） 配列從複數光點產生器所產之光點於主掃描方向，然後這 些複數個光點則如掃描在副掃描方向地來構成，另外再加 一層地希望在跨越發光領域之主掃描方向的全長，配列多 本紙汰尺度遍用中囷园家標埤（rNS ) Λ4現格（210X297公釐） -5- 414754 A7 B7 五、發明説明（3 ) 數的光點。 如上述所述以小的第1間距來配列複數之光點的情況 ，因準磁複數支以光點之直徑以上的第2間距於主掃描方 向排成1列之光點發生器陣列，然後將這些光點產生器陣 列相互間沿著主掃描方向來相等於上述第1間隔之變位， 所以可將2個光點產生器配置在副掃描方向，根據採取如 此之配列方法•即使光點產器之尺寸遠比第1間距還大》 將也可在第1間距配列這些大的光點產生器於主掃描方向

Q 爲了可以進行上述之多重發光，控制裝置係可如以下 所述來控制發光裝置，即，控制裝置係首先接受表示造形 物斷面形狀之信息，再應用規定之補償量於此信息來使斷 面形狀膨漲，接著當光點產生器在掃描發光領域之間，控 制裝置係開啓位置於包含其光點中心點在使斷面形狀膨脹 之各畫素之光點產生器，如根據採取此補償處理方法，只 依照光點中心點之畫素値來開啓或關閉各光點產生器進行 單純的光點驅動方法，對於造形物斷面形狀之全部的畫素 (特別是，並不只對於形狀內部的畫素，而對於輪廓附每 的畫素也可）可實施有效之多重發光* 如上述所述，對於各光點產生器之光源可採用如 V - L E D之固體發光元件，而理想之構成爲接續光纖於各 L E D，然後從其光纖前端部照射光點在發光面，另更爲 理想的構成則是在光纖前端部之頭部配置GR I N透鏡（ Gradient Index Lens :折射率分佈型透鏡），然後使光纖前 本纸乐尺度述/Π中SK家標肀（rNS M4規格（2丨OX297公釐） -6- ----*------裝-- ("先閱讀背而之注悉事項再填艿本頁)

.1T 線_ 414754 A7 一 .____B7_____五、發明説明（4 ) 端部之像成像在發光領域，當如此構成時，將成生成相當 於光纖直徑（例如0 . 5mm)之小直徑的光點，如採用 這種程度1之小光點則可在光造形之一般用途下作成具有充 份可實用之精確尺寸之造形物，並且比較於以往採用氣體 雷射之光造形裝置，在價格上相當低廉，且裝置也小型化 •所以本發明之光造形裝置之實際上的優點係非常大。而 作爲光源的LED則盡可能希望是能發射出高能量（也就 是波長短的）波長光之構成，從其觀點來看則採用藍色 LED |或如能得到則希望採用紫外線LED。 又，作爲光源之L E D係將發光領域與掃描之光點產 生器（發光頭）成一體化，然後與發光頭一起移動也可以 ，而如後述之實施形態，固定在離開發光頭之地方，由光 纖與發光頭繫結之構成也可以。 本發明另外也提供光造形方法，在此方法之中，由比 其畫素尺寸還大之至少1個光點來掃描光硬化性樹脂之發 光領域之同時，開啓照射在被選擇之畫素而得到之光點* 再根據此一將延伸複數個的光點照射在被選擇之畫素上來 進行多重發光，由此方法，例如如上述之LED與光纖之 組合，只有由採用比畫素還大之光點才能產生，且光點的 輸出也很小之反面小型並非常低廉之光點產生器來進行實 ^ - 用之光造形。 圖面之簡單說明 . 圖1#表示有關本發明之一實施形態之光造形裝置全 -----------^------1T------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙ίΚ尺度这中SS家標皁{ ('NS > Λ4現格（210X297公釐） •V1! η ji —1 iii t: A 印 3 :控制電腦 5 : 3度空間CAD系統 9:通信網路， 13:光硬化性樹脂 i - 1 5 :升降機， 1 9 :托架， 3 1 :液面檢測器， 3 9 :光纖束， 414754 A7 ____B7_ 五、發明説明（5 ) .- ·- 體構成.方塊圖· 圚2係表示發光頭2 3之外觀斜視圖。 圖31係表示各個L ED之構成側面圖。 圖4係表示針對發光頭2 3之光纖5 5之配列例平面 圖。 圖5係表示針對發光頭2 3之光纖5 5之其他配列例 平面圖。 圖6係表示從1個光纖5 5投射於樹脂液面之1個光 點59與發光領域之畫素71的關係平面圖。 圖7係表示多重發光原理的平面圖。 圖8係表示控制電腦3之處理流程圖。 圖9係爲了說明生成發光圖案之方法，表示被配列之 光繊之座標與畫素之座標的平面圖。 圖1 0係表示LED光源其他項整理側示圖。 主要元件對照表 1 :裝置主體， 3 :液面調整容量， 7 :工作站， 11:樹脂液槽， 13:樹脂液體， 1 7 :造形物， 2 3 :發光頭 3 5 :液面調整驅動裝置 本紙张尺度这用中國s家標唪（（’NS >Λ4現格< 210X297公嫠） -8- ---------隹-----1T------^ (誚先閱讀背面之注意事項再填巧本頁) 414754 A7 B7 光纖， 畫素， _描軸驅動裝置， 4 3 :溫度檢測器 發熱器， L E D燈泡， G R I N透鏡板， 5 5 7 1 2 5 4 1 4 7 5 3 5 7 五、發明说明（6 5 9 :光點， 21:升降機驅動裝置 3 9 :光纖束， 4 5 :溫度調節器， 3 7 : L E D 光源， 5 4 :透鏡， 6 5 :基座 爲實施發明之最佳形態 圖1係表示有關本發明之一實施形態之光造形裝置全 體構成•而此造形裝置1 0 0係具有包含對於光造形所需 要之機械機構及光源及這些的驅動裝置之裝置主體1與， 爲了控制此主體1動作之控制電腦3，而控制電腦3係介 由如Ethernet之通信網路9可與3度空間CAD系統5及控 制信息生成用工作站7等進行接續，3度空間CAD系統 5係進行造形物之3度空間模擬來生成造形物之3度空間 形狀信息之構成，而控制信息生成用工作站7係將其3度 空間形狀信息切成多數薄層來生成各層的2度空間形狀* 再將其各層的2度空間形狀信息及厚度信息等供給至控制 電腦3之構成。1 另於裝置主體1內則是設置有樹脂液槽，並且光硬化 性樹脂液體1 3則裝滿至規定液位，而爲了控制液位，液 面檢測感應器3 1則檢測液位•再依據其檢測信號由控制 電腦3來控制液面調整驅動裝置3 5，再依照其控制，由 本纸張尺度^用中囡园家標中（（$5>六4規格（210>；297公釐） —---„------裝------訂------線 {誚先閱讀背面之注意事項再填巧本頁) -9- 414754 A7 _B7_五、發明説明（7 ) 液面調整驅動裝置3 5來發揮液面調整容量之功能。 在樹脂液槽1 1內有Z軸升降機1 5 ’而此升降機 1 5上矣置有托架1 9，升降機1 5係根據由控制電腦3 所控制之Z軸升降機驅動裝置21可使其移動在Z軸方向 (上下方向），如眾知地，在造形中’隨著在托架19上 形成造形物1 7，升降機1 5則緩緩下降β 在托架19上方的液面上係配置有照射硬化用光於液 面之發光頭2 3，如圖2之斜視圖，發光頭2 3係伸長於 Υ軸方向，且根據由控制電腦3所控制之掃描軸驅動裝匱 2 5可使移動於X軸方向，而發光頭2 3邊移動邊覆蓋之 發光領域2 4係在此實施形態之中爲X軸方向6 4mm， 及Y軸方向6 4mm、進而可作成之造形物1 7之最大平 面尺寸係爲6 4mmx 6 4mm (但，爲了根據適用後述 之補償量之膨脹，實際上所作成之造形物1 7最大平面尺 寸係約爲6〇mmx6〇mm)，而發光頭23係介由光 纖束3 9來接續於L E D光源，而此部份之詳細構成將在 後面有說明。 接於造形物17之發光面（液面），配置有爲了整平 其發光面（液面）之伸長在y軸方向之重塗器，而重塗器 2 7係根據由控制電腦3所控制之重塗器驅動裝置2 9來 \ - 可使移動於X軸方向· 爲了控制樹脂1 3的溫度，有複數處由溫度檢測器 4 1，4 3檢測樹脂液1 3溫度，再依據其檢測出之溫度 由控制電腦3來控制溫度調節器4 5，再依照其控制，溫 I.---------^------IT------^ (对先閱讀背16之注意事項再填巧本頁) 本紙乐尺度通Λ1中闯國家標争（ΓΝ5 ) Λ4規格（210X297公釐） -10- 414754 at B7 五、發明説明（8 ) 度調節器4 5則驅動發熱器4 7 » 在以上的構成之中應該特別注意的是光源部份（發光 頭23 J光纖束39及LED光源37)的構造與，根據 其光源部份之控制電腦3的控制，以下關於這一點來進行 詳細的說明。 以3度空間C AD系統5的作成之3度空間形狀樣式 係於Z軸方向例如切成0.1mm之寬度，而被切成之各 層信息係爲在XY平面之2度空間形狀信息，而此則供給 至光造形裝置1 0 0之控制電腦3，而控制電腦3則首先 將各層2度空間形狀信息展開成1024信息單元X10 2 4信息單元之位標誌信息，此位標誌信息係表示XY平 面上之上述所述之發光領域2 4 ( 6 4mmx 6 4mm) 之映像I換言之，此位標誌信息係將發光領域2 4之6 4 mmx 6 4mm的映像作爲1 0 2 4信息單元X 1 〇 2 4 信息單元來表現，隨之，此位標誌信息之各1信息單元係 各自意味著因應發光領域2 4內之6 2_5//111乂 62 . 5#m之各畫素，而各畫素的値“1”及"0”係 對於各畫素進行樹脂硬化（開啓光源）及不進行硬化（關 閉光源）。 而在L ED光源3 7內係包含有相當於發光領域2 4 \ - 之Y軸方向一直線畫素之1 024個LED ’而這些 1 0 2 4個L E D係可由控制電腦3的指令來對於個別開 啓/關閉，圖3係表示各自的LED，而如圖3所示，各 LED5 1係爲切除市販的LED燈5 3頭部之透鏡部份 ----------¢------IT------.^ (誚先閱讀背而之注意事項再填κ-本頁〕 本纸張尺度適州中Hg家樣嘩（（’NS ) Λ4说格（210X297公釐） -11 - 414754 ::τψ 十^A^pv-1'·1贽；5;;:"-印*';心 A7 _____B7五、發明説明（9 ) 5 4 ~，而在此之上接續著光纖5 5，實質上輸出光的全部 則射入於光纖5 5地構成著，而各L E D 5 3理想係儘可 能發射出接近紫外線短波長之高能量光之構成，在此實施 形態之中則是採用發射藍色光（波長4 7 0 nm，輸出3 m W )之構成。 接續在LED光源3 7內之1 024個LED5 1之 1 0 2 4支的光纖5 5係作爲圖1所示之光纖束3 9引導 至發光頭23，而在發光頭23，1 0 2 4支之光纖55 前端部則如參照圖4在後有說明之狀態下被配列著，再於 其下方配置著將多數圓柱狀之GR I N透鏡（折射率分佈 型透鏡）如圖3並列舖成平面狀之GR I N透鏡板5 7， 而此GR I N透鏡板5 7係將各個光纖5 5前端面的像（ 也就是與光纖55同徑之光點）59成像於其下方的樹脂 液面，而各光纖5 5的直徑例如爲0 . 5mm，進而由 GR I N透鏡5 7的成像之各光點5 9的直徑也爲0 . 5 mm 〇 圖4係表示在發光頭2 3之光纖5 5前端部之平面配 列之一狀態。 各自的1 0 2 4支光纖5 5係爲了將沿著發光領域 2 4之Y軸的1 0 2 4個各畫素位置進行發光之構成，隨 之在發光頭2 3之1 0 2 4支的光纖5 5前端部係有必要 以相當於發光領域2 4的畫素間距6 2 . 5 /im之間距來 沿著Y軸配列，但，各光織5 5的直徑係因比畫素間距 62.5#m還相當大之0.5mm，所以以此間距不可 ----"------装------if------^ (对先閱讀背而之注意事項再填巧本萁) 本紙疚尺度ϋ用中SK家標肀（rNS ) Λ4規格（210X297公釐） -12- 414754 A7 B7 五、發明説明（10) ，十 f? 次. Jth Π -Ί f 合 印 能配列光纖。 因此採用如圖4所示之1 2 8支X 8行的光纖配列， 即將1 ^ 8支光纖5 5以相當於其直徑的0 . 5mm間距 來一直線排列於Y軸方向，來作成1支光纖6 3①長度爲 6 4mm、相同地準備所有8支的光纖陣列6 3①〜6 3 ⑧，而各光纖陣列6 3①〜6 3⑧係具體來說可根據嵌入 1 2 8支光纖5 5於具有長度6 4mm溝之基座6 5的溝 內來作成，再將這些8支光纖陣列6 3①〜6 3⑧各自平 行於Y軸方向，且在相互之間於Y軸方向，只將相等於畫 素間距6 2 . 5pm進行變位，然後於X軸方向適當的間 隔下進行配置。（因此發光頭23之外觀係如圖2所示， 排列有8支基座之構成） 如圖4所示，根據使排列8支之光纖陣列6 3①〜 6 3⑧的發光頭2 3掃描在X軸方向，其1 〇 2 4個光纖 5 5係各自掃描沿著發光頭2 4之Y軸之1 0.2 4個畫素 位置，例如對於其1 0 2 4個畫素從前端附上〇號、1號 .........1 〇 2 3號之號碼時，圖4所示之第1行陣列6 3 ①之光纖5 5係如0號、8號、16號..........從0號畫 素掃描以隔開8畫素間距之1 2 8個畫素位置’而第2行 的陣列6 3②之光纖5 5則如1號、9號、1 7號......... 從1號畫素掃描以隔開8畫素間距之1 2 8個畫素位置。 又，圖4所示之光纖配列爲一例，而其他配列則例如 也可採用如圖5所示之配列，而在圖5之中’第—行陣列 6 3①之_旁邊，可配置針對圖4配列之第5行之陣列δ 3 I.--'------^t------IT------0 (诮先閱讀背V&之注έ事項再填寫本頁) 本纸張尺度適州中Sg家標呼（CNS > Λ4規格<210X297公釐） .-|3 414754 A7 ___B7_ 五、發明説明（n) · «· ⑤地鄰接來配置陣列間之Y方向變位相當於光纖半徑之 0 . 2 5mm的2個陣列對象I而在此配置之中，因可將 鄰接之陣1列的X方向間隔作爲最小，所以發光頭2 3之X 軸方向的尺寸則成爲最小》 圖6係表示從1個光纖5 5投影到樹脂液面之1個光 點5 9與其樹脂液面畫素7 1之關係。 就如同上述所說明過的，根據GR I N透鏡板5 7所 投影在樹脂液面之各光點5 9的直徑係與各光纖5 5的直 徑相同爲0 . 5mm，對於此各畫素7 1之尺寸爲 62 . 5vmx62 . 5/zm，因此光點59並不只是對 於位置於其中心點之畫素7 3 (在參照圖4之光纖配列之 中說明「各光纖5 5」進行掃描之畫素」）而對於其周圍 多數之畫素也將進行照射，而從其他側面來看此時，了解 對於1個畫素73|照射將此畫素73作爲中心之直徑 0.5mm的範圍內擔當中心點之多數光點，而在本實施 形態之中，根據利用此，然後以多數的光點將1個畫素進 行多重發光，將光源之L E D輸出光利用至最大限度。 圖7係表示此多重發光的原理，如圖7所示，或使畫 素硬化之情況，使擔當中心點於將此畫素7 3作爲中心之 直徑0 . 5mm的範圍內全部之畫素（圖中以「+ j印來 表示之畫素）位置之所有光點進行亮燈，而此多重發光係 根據如圖4及圖5所例示之使用以畫素間距排列之光纖陣 列與，對於在後說明之造形物形狀之補償量的適用來實現 -14-

(誚先Μ讀背而之；泛意事項再填艿本頁J 本紙张尺度適用中S.S家標绛（OJS ) Λ4現格（210X297公釐） 414754 A7 ______B7 _五、發明説明（12) 圖8係表示爲了驅動上述，構成的光源之控制處理流 程。如上述所述’首先3度空間CAD系統模擬造形物之 3度空間1形狀信息（步驟si)，接著工作站7在Z軸方 向規定的間距切割3度空間形狀，然後作成切割成之各層 2度空間形狀信息，再將此送至造形裝置1 〇 〇之控制電 腦 3 ( S 2 )。 接下來，控制電腦3則對於各靥2度空間形狀信息適 度使用規定之補償量，只將補償量之其2度空間形狀膨漲 (S3)。例如：如圖8所示，圈的2度空間形狀爲81 之情況，對於其半徑加上補償量8 3，然後使其膨漲或更 大徑之圖8 5，另外並無圖示，但圈的2度空間形狀爲環 之情況，其外徑係只有補償量使其擴大，但內徑則只有補 償量使其縮小，也就是只將輪廓之補償量向外移位。 進行此補償膨脹處理之理由係爲以下所述，即如後述 所述，各LED51之開啓/關閉係根據各光點59中心 點之畫素値來決定，因此就這樣採用這工作站7之2度空 間形狀信息來進行L E D 5 1之開啓/關閉時|將2度空 間形狀之輪廓（端）附近的畫素發光之光點數將會變少（ 因爲將輪廓線外側之畫素作爲中心之光點係爲關閉的）， 而上述之多重發光的效果則無法充份地得到，因此，對於 i, r 2度空間形狀之輪廓線上的畫素也開啓將作爲其畫素中心 之直徑0 . 5 mm範圍內之畫素當作中心點之所有的光點 地適當使用補償量來使輪廓線向外側移動，隨之，補償量 係爲標準之半徑0 . 2 5mm ’但最適當之補償量係因依 {"先聞讀背而之注意事項再填寫本頁) 木紙张尺度適用中囡®家標卑（【AS >Λ4規格（210X297公釐〉 • 15 - 414754 A7 __B7 五、發明説明（13) ' 存在樹脂之硬化特性及光點的亮燈時間之調整等，所以包 .含負値如可任意設定補償量則爲理想。 由上1述處理使其膨漲之2度空間形狀信息係稱爲輪廓 信息、而控制電腦3則接著將此輪廓信息展開成1 0 2 4 信息單元X 1 0 2 4信息單元之位標誌映像8 7，而位標 誌映像8 7之各信息單元値係意味著，例如“1”爲 L E D開啓（將畫素硬化），“ 2 ”則是L E D關閉（不 將畫素硬化）（當然相反也可以）- 接著，控制電腦3係開始發光頭2 3之掃描，而在進 行掃描之間，從位標誌映像8 7讀出信息單元値*再作成 發光圖案，而再根據此來驅動LED光源37 (55) » 發光圖案係由接下來的方法來作成，作爲前提，光纖 5 5則配列成圖4所示之1 28支X8行，另，如圖9所 示，將各光纖55由在發光頭23上之座標（p，q)來 進行識別，在此號碼P (p = 〇〜7)係爲各光纖陣列 63①〜63⑧之行號碼（p = 〇〜7)，而號碼q(q =0〜1 0 2 3 )係爲在各光纖陣列內之各光纖5 5之位 置號碼，另·將以畫素間距62 . 來分割第1行之 光纖陣列6 3①與各光纖陣列6 3①〜6 3⑧之間的間隔 倍數値N p來表示在發光頭2 3上之各光纖陣列6 3①〜 \ - 6 3⑧之X軸方向（掃描）位置，例如：關於第1行陣列 63①（P=0) ，N0=0,而關於第2行陣列63② (p = 1 ) ，N 1 = 8 (也就是與第1行陣列的間隔爲 ，關於第3行陣列63③（P = 2)係N2 本紙疚尺度诚用中SS家標笮（n\'S ) ,\4说格（2丨0Χ297公t) ---------^------ΪΤ------線 <誚先閱請背而之注^^項再靖巧本頁} -16- 414754 B7 五、 發明説明 ( 14 1 | = 1 8 C 也 就 是與 第2 行 陣 列間 隔爲0 .6 2 5 m m ) 1 I i 另 外 1 將 各 畫 素7 1以 發 光 領域 2 4 ( 位標 誌映 像 8 7 1 1 I ) 內 之 座標 來 作 識別 ，在 此 號碼 i * J 係爲 各自 位 標 誌 1¾ 1 1 f 映像 8 7 內 之 行 號碼 (X 座 標 )及 列號碼 (Y 座標 ) t 還 先 間 1 I 讀 1 1 有 發 光 頭 2 3 之掃描係 根 據 以1 畫素間 距6 2 · 5 β m 背 1¾ > I ! 移 動 於 X 軸 方 向 之方 法來 進 行 ，而 掃插中 的時 刻t 係 在 掃 注 1 事 1 描 開 始 時 t = 0 ，之 後， 在 只 移動 Π1畫素 間距 時， t = m 項 再 1 I 來 表 示 0 填 本 1 裝 I 在 以 上 之 前提下 ，控 制 電 腦3 係針對 掃描 中之 各 個 時 1 1 刻 t f 根 據 將 接 續在 座標 ( P ,Q )之光 纖5 5的 L Ε D 1 1 5 1 以 下 式 1 I i = t — N P 1 訂 | j = P + 8 X q 1 1 來 決 定 之 座 標（ i » j ) 的畫 素値來 開啓 /關 閉 ( 但 1 1 ’ 當 j 爲 負 値 或 1 0 2 4 以 上 時， LED 5 1 係爲 關 閉 ) 1 | 線 I 例如 ， 在掃描開始時刻 t =〇 »第1行之光纖陣列 1 1 I 6 3 ① ( P 0 ，N P = 0 ) 則位 置在發 光開 始位 置 Τ 此 1 1 時 » 只 對 於此 第 1行 光織 陣 列 6 3 ①傳達 發光 圖案 ( 有 關 1 1 第 2 行 之 後 之 陣 列- i爲 負 値 )， 即，對 於此 第1 行位 置 L | 號 碼 Q = 0 » 1 ，2 , …· • * • » ，127之各光纖5 5 之 1 L E D 5 1 來傳 達在上述式的決定之座標 :0， 0 ) » ( 1 1 0 t 8 ) t ( 0 ，1 6 ) > · « • * ♦ 0，1 0 1 6 ) 之 畫 素 1 1 値 的 發 光 rm 圖 案 〇 1 1 1 本紙張尺度述州中囡国家標爷（（'NS ) Λ4規格（210X297公釐） -17- 414754 A7 B7 五、發明説明（15) 以後，在t = l、2、......... 7之各個時候，只對於 第1行陣列6 3①來傳達在上述式所決定之發光圖案。 從减始只移動8畫素間距之t = 8的時候，第2行光 纖陣列63②（p=l，Np = 8)則到達發光開始位置. ，從此時開始，對於第1行陣列6 3①與第2行陣列6 3 ②來傳達發光圖案（關於第3行以後之陣列· i爲負値） ，即，對於第1之位置號碼（3 = 0、1、2 .......... 1 2 7之各L ED 5 1來傳達在上述式所決定之座標（8，0)、 （. 8，8)、 (8 · 16) ......... (8， 1 0 1 6 )之畫素値的發光圖案*另，對於第2行之位匱 號q = 0、1 , 2 .......... 127之各LED51來傳達 在上述式所決定之座標（0，1)、 （0*9)、 （0· 17)、 （0，1017)之畫素値的發光圖案。 之後，在t=9、10 ......... 17之各個時候，只對 於第1行與第2行之陣列6 3①，6 3②來傳達在上述式 所決定之發光圖案。 從開始只移動1 8畫素間距之t = 1 8的時候*第3 行之光纖陣列6 3③（p = 2，Np= 1 8)則到發光開 始位置，從此時開始，對於第1.行陣列6 3①與第2行陣 列6 3②與第3行之陣列6 3③來傳達發光圖案（關於第 4行以後，i爲負値），而此發光圃案也依照上述之式來 決定*以下，以相同方法，每次只有1畫素間距發光頭 23進展時，根據上述式來計算發光圖案，然後驅動該 LED51 ，並且關於第8行之光纖陣列63⑧，利用上 I.---------裝-- (誚先閱讀背面之注^事項再4艿本頁) 訂 線 本纸张尺度適用中SS家標卑{ rNS ) Λ4«1格（2丨0X297公嫠） -18- 414754 A7 B7 五、發明说明（16)

-Ί：r, ：;ί- i'} J； i/i IV /> fi 印 V 述式所計算之i至1 0 2 3之前重覆進行上述控制動作， 而結束其中一層之發光。 當結,束其中一層之發光時，控制電腦3係使升降機 1 5只下降至每層的厚度，而有關接下來的一層，再次以 相同的控制手法來進行發光，而將此重覆至造形物上端的 層。 圖1 0係表示在本實施形態中可使用之L E D光源 3 7之其他構成例，而在此構成之中，不採用如圖3所示 之L E D燈泡·而採用在半導體基板（或適當材料之絕緣 基板）91上，例如：於矩陣狀多數固體發光元件，而典 型來說係形成LED晶片9 2 (或固定件）之構成，並且 在各L E D元件9 2之正上方，在相當接近或接觸於各 LED元件9 2之狀態下配置各光纖9 3的一端，而各光 纖9 3之前端係被引導至發光頭2 3，如根據此構成，可 比採用圖3燈泡之構成更加地得到良好的效果，且可將 LED元件9 2之發光取至光纖9 3。 以上已說明本發明適合之實施形態，但，此實施形態 係爲爲了說明本發明之例示，而並無將本發明只限定在此 實施形態的意思，而本發明係也可在其以外之各種形態下 進行實施。 I.--^------^------1T-------.^ (誚先閱請背1¾之注意ί項再填1ΪΤ本I ) 本紙张尺度中KS家標卒（（，NS ) Λ4規格（2丨0X297公釐} -19-

Claims (1)

1. B8 B8 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印策 六、申請專利範圍 1 . 一種光造形裝置，其特徴爲具備有容納光硬化性 胃旨液體之液槽與，設定在前述液槽內之前述光硬化性樹 月旨液體內，由多數之轚素2度空間集合而成之發光領域與 ’將光照射於前述發光領域之發光裝置與，爲將前述發光 領域內被選擇之畫素進行硬化而控制前述發光裝置之控制 裝置’而前述發光裝置係具有可切換開啓/關閉·而當爲 開啓時，照射比各畫素還大尺寸之各光點於前述發光領域 之1個以的光點產生器，再根據此光點產生器來掃描前述 發光領域•另，前述控制裝置係開啓前述光點產生器在掃 描前述發光領域之間，存在於可照射前述光點於前述被選 擇之畫素的位置之延伸複數個前述光點產生器" 2 .如申請專利範圍第1項之光造形裝置，其中前述 發光裝置係具有於主掃描方向照射比前述光點直徑還小且 以第1間距來配列之複數個光點於前述發光領域之複數個 光點產生器，而再根據這些複數個光點產生器來掃描前述 發光領域於副掃描方向* 3 .如申請專利範圍第2項之光造形裝置，其中前述 第1間距係相當於前述畫素之間距· 4.如申請專利範圍第2項之光造形裝置•其中前述 發光裝置至少具有以比前述第1間距還大之第2間距來排 列至少2個之光點產生器成一列於前述主掃描方向而成之 光點產生器陣列*而這些光點產生器陣列則沿著前述主掃 描方向且將相當於前述第1間距之變位維持在相互之間， 然後配置於前述副掃描方向。 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） ---------^------1T—^---„---^ •- (請先《讀背面之注意^項再4·寫本頁) • 20- 414754 經濟部十央樣率局貝工消費合作社印製 Β8 C8 D8六、申請專利範圍 5 ·如申請專利範圍第1項之光造形裝置，其中前述 控制裝置係1 )接受表示造形物斷面形狀之信息，再對於 此信息適當利用規定之補償量來使前述斷面形狀膨漲，2 )前述光點產生器在掃描前述發光領域之間*當從前述光 點產生器之前述光點中心點位置.於包含在使其膨漲之前述 斷面形狀之各畫素時，將開啓前述光點產生器。 6 .如申請專利範圍第1項之光造形裝置，其中各光 點產生器係具有固體發光元件來作爲光源。 7 .如申請專利範圍第6項之光造形裝置，其中前述 固體發光元件爲LED。 8.如申請專利範圍第6項之光造形裝置，其中前述 光造形裝置則更加具有接續在前述固體發光元件之光纖， 而前述光纖的前端部係包含在前述光點產生器。 9 .如申請專利範圍第6項之光造形裝置，其中前述 光點產生器則更加具有接受從前述固體發光元件的光來形 成前述光點之GR I N透鏡。 1 0 .如申請專利範圍第7項之光造形裝置，其中前 述LED爲藍色LED= 1 1 . 一種光造形方法，其特徵爲利用至少1個光點 來掃描光硬化性樹脂液體之發光領域之步驟，其中具有前 述發光領域係由多數畫素之2度空間集合而成|而前述光 點尺寸係比各<畫素還大，前述光點係可進行開啓/關閉切 換之掃描步驟與，當前述光點在掃描前述發光領域之間「 開啓位於可照射在被選擇之畫素位置，而延伸數個前述光 ^---^-----裝------訂---^----- 線 (請先閲讀背面之注$項再填寫本筲) 本紙張尺度適用中國困家揉率（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 21 B8 CB D8 414754 六、申請專利範圍 點之控制步驟。 Λ3. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 12·如申請專利範圍第11項之光造形方法，其中 在前述掃描步驟之中，根據複數個前述光點於副掃描方向 來掃描前述發光領域，而前述複數個光點係以比前述光點 直:徑還小之第1間距配列於前述發光頭之主掃描方向。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之光造形方法，其中 前述第1間距係相當於前述畫素的間距。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項之光造形方法，其中 前述複數個光點係至少包含有2支以比前述第1間距還大 之第2間距來於前述主掃描方向排列至少2個之前述光點 成1列之光點陣列，而這些光點陣列則沿著前述主掃描方 向且將相當於前述第1間距變位維持在相互之間|然後配 置在前述副掃描方向。 1 5 .如申請專利範圍第1 1項之光造形方法，其中 經濟部中央標隼局Μ工消费合作杜印製 前述控制步驟係D接受表示造形物斷面形狀之信息，再對 於此信息適當利用規定之補償量來使前述斷面形狀膨漲之 步驟與，2 )當前述光點在掃描前述發光領域之間，前述 光點之中心點位置在包含於使其膨漲之前述斷面形狀之各 畫素時，將開啓前述光點。 16. 如申請專利範圍第11項之光造形方法，其中 前述光點的光源爲固體發光元件。 17. 如申請專利範圍第16項之光造形方法，其中 前述固體發光元件爲LED。 18 .如申請專利範圍第1. 7項之光造形方法，其中 本紙張尺度遑用中國國家揉车（CNS ) Α4Λ格（210X297公釐） _ 22 · 414754 六、申請專利範圍 前述LED爲藍色LED。 經濟部中央標率局β：工消费合作杜印裝 --；--------裝-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度逡用中國Β家搞準（CNS ) Α4规格（210ΧΜ7公釐） -23-