(57)【要約】【課題】造形ベースプレートの面上に形成される各層の硬化物層厚さをたとえば２０ミクロン以下の極薄にすることが可能であり、比較的短時間内で高い精度の光造形物を容易に造形することができる光造形方法と装置を提供する。【解決手段】レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズを多数配列したレンズ群を使用し、光源からの光を所望の硬化させたい形状にあたる前記レンズ群に集光照射させて光硬化性樹脂をスポット状に硬化させ、光のスポットをＸ方向またはＹ方向に順次移動させることでスポット状硬化部を面状につなげて１層分の薄膜を作成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂槽の下方から槽内の光硬化性樹脂に光エネルギーを照射して、樹脂液中に配置した造形ベースプレートの下面に樹脂硬化物層を成形する規制液面方式による光造形方法であって、レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズを多数配列したレンズ群を使用し、光源からの光を所望の硬化させたい形状にあたる前記レンズ群に集光照射させて光硬化性樹脂をスポット状に硬化させ、光のスポットをＸ方向またはＹ方向に順次移動させることでスポット状硬化部を面状につなげて１層分の薄膜を作成することを特徴とする薄膜硬化型光造形方法。
【請求項２】
スポット状硬化部を面状につなげて薄膜を作成した後、薄膜を上方に移動させ、薄膜の下の光硬化性樹脂に対しレンズ群に集光照射させて光硬化性樹脂をスポット状に硬化させ、光のスポットをＸ方向またはＹ方向に順次移動させることでスポット状硬化部を面状につなげて次層目の膜を作成積層することを１回以上繰り返す請求項１に記載の薄膜硬化型光造形方法。
【請求項３】
積層厚さを変化する場合を含む請求項２に記載の薄膜硬化型光造形方法。
【請求項４】
レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズとして、直径が３００ミクロン以下で、光の焦点距離が光硬化性樹脂と接する透明プレートの表面から２０ミクロン以下のものを使用する請求項１に記載の薄膜硬化型光造形方法。
【請求項５】
レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズを多数配列したレンズ群に光を照射する手段としてデジタル・マイクロミラー・デバイスを使用し、マイクロミラー群のオン・オフを選択してレンズの数に相当する焦点により光硬化性樹脂をスポット的に多数硬化させ、その後焦点をレンズのピッチ分平行移動することにより薄膜を作成する請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜硬化型光造形方法。
【請求項６】
底面が透明プレートからなる樹脂槽内に光硬化性樹脂を貯留させ、前記樹脂槽中に配置した造形ベースプレートを透明プレートに接近させて、前記樹脂槽の下方より該樹脂槽内の樹脂に光を照射し、前記造形ベースプレートの下面に所定層厚の硬化物層を成形する規制液面方式による光造形装置であって、レンズ表面近傍に焦点を有する微細なレンズを使用した多点集光スポットレンズからなる主光学系と、光源からの光を前記主光学系を構成する微細なレンズに対応して平行光として照射するデジタル・マイクロミラー・デバイスと、前記光学系をＸ方向またはＹ方向に順次移動させる手段と、造形ベースプレートを上下方向に移動させる手段を備えていることを特徴とする薄膜硬化型光造形装置。
【請求項７】
主光学系のレンズが、直径が３００ミクロン以下で、光の焦点距離が光硬化性樹脂と接する透明プレートの表面から２０ミクロン以下のものである請求項６に記載の薄膜硬化型光造形装置。
【請求項８】
デジタル・マイクロミラー・デバイスと主光学系の間に、ミラー・デバイスからの平行光を主光学系のピッチにあわせて拡大した平行光として出力するレンズからなる中間光学系を有している請求項６に記載の薄膜硬化型光造形装置。
【請求項９】
テフロンやダイヤモンドライクカーボンなどの薄膜を離型膜として透明プレートに張っている請求項６に記載の薄膜硬化型光造形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光硬化樹脂を薄く硬化させ積層造形する規制液面方式の光造形方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂槽の下方から槽内の光硬化性樹脂に光エネルギーを照射して、樹脂液中に配置した造形ベースプレートの下面に樹脂硬化物層を成形する規制液面方式による光造形方法や装置が提案されている。
この光造形装置は、目的形状に応じた形状データに基づいて駆動された液晶パネルを光シャッターとして利用し、この液晶パネルの透光部を通して、面光源からの光を平行光線として光硬化樹脂に照射し、当該照射した面形状の分割パターン部分を硬化させて目的形状の第１層造形物を造形し、次いで、移動手段により液晶パネルを次の所定位置に移動させて、同じような工程を繰り返して多層化造形物を得るようにしている。
【０００３】
しかし、この先行技術は、液晶パネル全体に面光源の光を一度に照射するため、液晶パネル全体が常時熱線に晒されて過熱されてしまい、液晶マスクの変形や誤動作により造形精度が下がること、面光源からの光は液晶パネルの透光部をあらゆる方向から透過するため、透光部を斜めに透過した光によって、本来照射すべきでない部分を照射してしまうことなどから、高い造形精度を得ることができないという問題があった。
さらに、面光源は液晶マスクの周辺も照射してしまうため光源の光利用効率が極めて低く、このため、光硬化樹脂の照射面において所定の照度を保つためには、大量の電力を必要とするという問題点があった。
【０００４】
また、先行技術は平行光線に近い光を光硬化性樹脂に照射しており、このため、硬化層の厚さ制御はもっぱら、光硬化性樹脂の感度に依存している。光硬化性樹脂の感度は多少の光が樹脂に当たっても硬化することがないように調整されているので、先行技術では、各層の硬化層厚さは１０００ミクロン程度、薄くても１００ミクロン程度であり、これ以下の薄い硬化層の厚さを得ることができなかったため、光造形品に段差が生じ、精度が悪くなった。
【０００５】
また、硬化層の厚さは造形ベースプレートの移動量により制御し得るよう判断されやすいがが、使用されている光は平行光線に近いため、効果深度が１層分の造形物の大きさが硬化層より大きい場合は、樹脂の特性から硬化層の厚さは１００ミクロン程度と厚くなり、積層造形することができなかった。
【０００６】
他の光造形方法や装置として、形状データに基づいてレーザービームを光硬化性樹脂に照射することも知られているが、１つの造形物を造形するために長時間を必要とする欠点があった。また、その積層ピッチは通常１００ミクロンであり、それ以上薄くすることは困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、造形ベースプレートの面上に形成される各層の硬化物層厚さをたとえば２０ミクロン以下の極薄にすることが可能であり、比較的短時間内で高い精度の光造形物を容易に造形することができる光造形方法と装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の薄膜硬化型光造形方法は、樹脂槽の下方から槽内の光硬化性樹脂に光エネルギーを照射して、樹脂液中に配置した造形ベースプレートの下面に樹脂硬化物層を成形する規制液面方式による光造形方法であって、レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズを多数配列したレンズ群を使用し、光源からの光を所望の硬化させたい形状にあたる前記レンズ群に集光照射させて光硬化性樹脂をスポット状に硬化させ、光のスポットをＸ方向またはＹ方向に順次移動させることでスポット状硬化部を面状につなげて１層分の薄膜を作成することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の薄膜硬化型光造形方法は、スポット状硬化部を面状につなげて薄膜を作成した後、薄膜を上方に移動させ、薄膜の下の光硬化性樹脂に対しレンズ群に集光照射させて光硬化性樹脂をスポット状に硬化させ、光のスポットをＸ方向またはＹ方向に順次移動させることでスポット状硬化部を面状につなげて次層目の膜を作成積層することを１回以上繰り返すことを特徴としている。
好適には、レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズとして、直径が３００ミクロン以下で、光の焦点距離が光硬化性樹脂と接する透明プレートの表面から２０ミクロン以下のものが使用される。
【００１０】
また、好適には、レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズを多数配列したレンズ群に光を照射する手段としてデジタル・マイクロミラー・デバイスを使用し、マイクロミラー群のオン・オフを選択してレンズの数に相当する焦点により光硬化性樹脂をスポット的に多数硬化させ、その後焦点をレンズのピッチ分平行移動することにより薄膜を作成する。
【００１１】
上記目的を達成するため本発明の薄膜硬化型光造形装置は、底面が透明プレートからなる樹脂槽内に光硬化性樹脂を貯留させ、前記樹脂槽中に配置した造形ベースプレートを透明プレートに接近させて、前記樹脂槽の下方より該樹脂槽内の樹脂に光を照射し、前記造形ベースプレートの下面に所定層厚の硬化物層を成形する規制液面方式による光造形装置であって、レンズ表面近傍に焦点を有する微細なレンズを使用した多点集光スポットレンズからなる主光学系と、光源からの光を前記主光学系を構成する微細なレンズに対応して平行光として照射するデジタル・マイクロミラー・デバイスと、前記光学系をＸ方向またはＹ方向に順次移動させる手段と、造形ベースプレートを上下方向に移動させる手段を備えていることを特徴としている。
【００１２】
好適には、本発明の薄膜硬化型光造形装置は、主光学系のレンズが、直径が３００ミクロン以下で、光の焦点距離が光硬化性樹脂と接する透明プレートの表面から２０ミクロン以下のものである。
【００１３】
【作用】
本発明は、樹脂槽の下方より微細なレンズ群を介してスポット的に槽内の光硬化性樹脂に光を照射し、造形ベースプレートの下面にスポット的に硬化層を成形する。レンズ表面のごく近傍に焦点を有する微細なレンズを多数配列したレンズ群を使用しているため、硬化層は２０ミクロン以下とすることができる。しかし、硬化層は島状に点在しており、そのままでは面にならない。そこで、相対的にレンズ群と硬化層を水平方向に移動するのであり、これにより、未硬化の光硬化性樹脂は順次硬化され、つながって面性状となり、極薄の膜が形成される。
【００１４】
立体状の造形品を得る場合には、第１層が硬化したならば、ベースプレートをＺ軸方向昇降装置により所定量Ｚ軸方向に移動させる。未硬化の光硬化性樹脂は第１層の下にあるので、上記工程を実施すると第１層の下にこれと一体化された第２層が形成される。以下必要な回数を繰り返すことで、立体的な光造形物が精度よく作成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１ないし図９は本発明による薄膜硬化型光造形装置の例を示している。
図１において、１は樹脂造形槽であり、光透過性を有しない側壁板１ａと石英ガラスなどからなる透明な底板１ｂとから構成され、全体が図示しない支持体によって支持されている。光硬化性樹脂２は前記底板１ｂを底として貯留される。底板１ｂの内面すなわち光硬化性樹脂２と接する面には、テフロンやダイヤモンドライクカーボンなどの透明な剥離用薄膜１０がコーティングされ、硬化された層，最終造形品の剥がしを容易に行えるようになっている。
【００１６】
３は前記樹脂造形槽１内の光硬化性樹脂２に没入される造形ベースプレートであり、造形されるべき造形物の最大寸法よりも大きな遮光性面板となっており、上部にＺ軸ステージ４が一体に設けられ、Ｚ軸ステージ４を移動することで造形ベースプレート３が任意のピッチで昇降されるようになっている。
【００１７】
５は樹脂造形槽１の下方に位置された機体であり、水平２方向に移動可能なＸＹ軸ステージ６と、これに固定された架台７とを有し、架台７は樹脂造形槽１の底板１ｂと対峙する剛性のあるベース７ａを備えている。
前記Ｚ軸ステージ４とＸＹ軸ステージ６の駆動制御部４ｃ、６ｃは外部のＣＰＵを含むコントローラ８に接続されている。コントローラ８にはＣＡＤデータが入力され、その情報に即してＺ軸ステージ４とＸＹ軸ステージ６の駆動制御部４ｃ、６ｃに信号が送られ、移動方向と移動量が自動制御されるようになっている。
【００１８】
９は前記架台７の石英ガラスなどの硬質で透明なベース７ａに搭載された主光学系である。この主光学系９は、平行光から多焦点光スポットＳＰを作ることのできるレンズ群からなる。
詳しくは、図３のように、半球レンズやボールレンズなどレンズ表面近傍に焦点を有する微細なレンズ９０をアレイ状に多数配列したものや、マイクロレンズアレイが用いられる。
【００１９】
本発明で微細なレンズ９０を使用するのは、１層分の硬化層の厚さを２０ミクロン以下に制御するためであり、単位レンズは直径が３００ミクロン程度以下であることが好ましい。これにより、平行光線が照射された場合に、レンズ表面からの焦点距離を底板１ｂの表面から２０ミクロン以下に制御することを可能にする。焦点距離はレンズ材質、すなわち屈折率を変化させることで細かく調整が可能となる。また、レンズの直径を小さくすることにより相似的に焦点距離を小さくすることも可能である。
【００２０】
前記微細なレンズ９０は、前記ベース７ａに直接かあるいは別な透明プレートに、図３（ａ）のように千鳥状に、あるいは同図（ｂ）のように平行状に配列され、テフロン樹脂などの固定媒体により固定されている。レンズ群は表面が底板１ｂの下面に近接あるいは接触するように配置される。
【００２１】
１１は第３の光学系９の背方に配置された中間光学系、１２は中間光学系１１の光軸上後方に配されたミラーデバイス１４を含む源光学系である。各光学系は架台７に搭載され、架台７とともに移動されるようになっている。
源光学系１２は、メタルハライドランプなど、たとえば波長３５０〜４５０ｍｍの任意の光源１２ａと、これからの光をミラーデバイス１４に照射するレンズ１２ｂとを備えている。レンズ１２ｂはコリメートレンズなどを使用できる。
中間光学系１１はミラーデバイス１４からの平行光を主光学系９における微細なレンズ９０のピッチにあわせて拡大し、かつ平行光を出力するレンズ１１ａ、１１ｂからなっている。レンズ１１ａ、１１ｂは、図４と図５のようなケプラー型のビームエキスパンダー、図６および図７のようなガリレオ型のビームエキスパンダーなど任意である。
【００２２】
前記ミラーデバイス１４は通常のミラーを使用することもできるが、好適には、デジタル・マイクロミラー・デバイスが用いられる。デジタル・マイクロミラー・デバイスは、たとえば１６×１６μｍという極小の鏡（マイクロミラー）１４ａで構成された光変調半導体チップである。すなわち、マイクロミラー１４ａが、図８で模式的に示すように、基盤１４ｂ上に微細間隔で敷きつめられたＭＥＭＳ素子（マイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、制御回路を集積化した微細システムの総称）であり、コントローラ８に接続され、これからのデジタル信号によって、マイクロミラー１４ａのひとつひとつが電気機械的に制御され、＋１０度（オン）、−１０度（オフ）の角度でお互いがぶつからないように傾動自在となっている。マイクロミラー１４ａはひとつひとつが毎秒数千回以上の超高速でオン／オフの切り替えが可能である。
図２ではミラー数を３×３だけ示しているが、実際には微細なレンズ９０と同数たとえば１２８０×１０２４枚が使用される。
【００２３】
光をあてると、オフ状態のマイクロミラー１４ａ’にあたった光は外方に向い、図示しない光吸収板に吸収され、オン状態のマイクロミラー１４ａにあたった光だけが、中間光学系１１を通って主光学系９における微細なレンズ９０に送られる。したがって、造形物Ａの平面形状が図１２のように適所に空部ａを有したリング状ないしは周辺が凹凸のある形状である場合にも、それに対応してマイクロミラーの所定のものをオフ状態とすることで自在に対応することができる。
【００２４】
なお、使用する微細レンズ９０の種類によっては、前記中間光学系１１を省略し、ミラーデバイス１４からの平行光を直接主光学系９に照射してもよい。
図９と図１０はその例を示しており、図９は、ミラーデバイス１４の各ミラー１個に対して各１個の各微細レンズ９０に反射光を拡大せずに平行光として送った場合を示している。図１０は、１個の各微細レンズ９０に対して複数個のマイクロミラーからの反射光を送るようにしている。
【００２５】
しかし、主光学系９の微細レンズ９０がマイクロミラーの寸法と同程度の場合、焦点距離が短すぎることになるので、マイクロミラーよりも大きな寸法の微細レンズ９０を使用し、マイクロミラー１個から反射した光をレンズ１個の寸法に合わせるためには、中間光学系１１を使用することが好適である。
図１１と図１２はその例を示しており、図１１はマイクロミラー１個に対して各微細レンズ９０の大きさに合わせて中間光学系１１で反射光を拡大させている。  図１２は１個の微細レンズ９０の大きさに合わせて、中間光学系１１で複数個のマイクロミラーの反射光を拡大している。
なお、図９，１０及び１１で１個のマイクロミラーをオフとして微細レンズ９０に入射していないが、これは前述したような造形形状に対応できることを示したからである。
【００２６】
なお、本発明の他の態様としては、光学系を移動させるのでなく、膜側すなわち樹脂造形槽１をＸＹ軸移動させるようにしてもよい。この場合には、架台７は位置固定とされ、樹脂造形槽１が外側の枠状のＸＹ軸ステージに搭載され、コントローラ８で駆動される。
【００２７】
本発明の薄膜硬化型光造形方法を説明すると、まず、造形する形状、寸法がＣＡＤでデータ化され、そのデータがコントローラ８に入力される。コントローラ８では、造形する形状、寸法に応じてオフ状態とするミラーデバイス１４のマイクロミラー数と位置を決定し、また、ＸＹ軸方向の移動量、Ｚ軸方向の移動量、光源の光量を決定する。。
光硬化性樹脂２は任意であり、たとえばエポキシ系としては、臨界露光量Ｅｃが３３ｍＪ／ｃｍ２のＳＣＲ７００１、１３ｍＪ／ｃｍ２のＳＣＲ７１０、１０．９Ｊ／ｃｍ２のＳＣＲ９１２０が用いられ、樹脂造形槽１に貯留される。
【００２８】
コントローラ８からの信号がミラーデバイス１４に送られると、造形する形状、寸法に応じた位置のマイクロミラー１４ａがオン・オフされる。造形形状が平面的に凹凸がない場合や空部がない場合には、造形輪郭内のマイクロミラーはオンとされるが、造形形状が平面的に凹凸がない場合や図１５で例示するような空部ａがある場合には、それに対応した位置のマイクロミラーはオフとされる。もちろん造形輪郭外のマイクロミラーもオフとされる。
コントローラ８からの信号はまたＺ軸ステージ４の駆動制御部４ｃに送られ、それによりＺ軸ステージ４が下降して造形ベースプレート３が樹脂造形槽１の底板１ｂに近接した位置に保持される。また、コントローラ８からの信号は光源１２ａに送られ、適正な光量で光が照射される。
【００２９】
この光源１２ａからの光はミラーデバイス１４に照射され、各マイクロミラーにより平行光が反射される。オン状態のマイクロミラー１４ａからの平行光は主光学系９の微細レンズ９０の大きさやピッチにあわせて中間光学系１１で拡大され、平行光として主光学系９に入射される。主光学系９はレンズ表面近傍に焦点を有する微細なレンズ９０を多数配列したレンズ群から構成されているので、光を照射した瞬間、図１３（ａ）、図１４（ａ）のように光硬化性樹脂２は、臨界露光量以上となるように集光された多点のスポットで一度に硬化させられる。ＳＰは集光スポット、２０はスポット状（島状）の硬化部である。
【００３０】
面露光において、光硬化樹脂の臨海露光量より大きな光を樹脂に照射する必要があるため、光源は強力なものが必要となるが、多点のレンズでこの光を鋭角的に集光することにより光りのエネルギー密度が高められた部分の樹脂のみを硬化させることが可能となる。鋭角にすることで硬化深度を浅く，２０ミクロン以下に薄く硬化させることが可能となる。すなわち、硬化深さを確実に制御できる。レンズで集光することで臨海露光量以上の光を作製し、樹脂を硬化させるため、微細レンズの隙間を通過した光が樹脂に照射されてもその部分は硬化することはないのである。
【００３１】
次いで、コントローラ８からの信号はＸＹ軸ステージ６の駆動部６ｃに送られ、それによってＸＹ軸ステージ６とそれに搭載されている光学系は水平移動する。それにより、レンズ表面近傍に焦点を有する微細なレンズ９０を多数配列したレンズ群からの集光スポットＳＰはレンズ群１ピッチ分Ｘ方向又はＹ方向に連続平行移動する。
図１３（ｂ）は移動途中を示しており、同図（ｃ）と図１４（ｂ）はレンズ間隔分移動した状態を示している。この例では集光スポットＳＰは右方向に移動することによりスポット状の硬化部２０、２０’がつながり、厚さ２０ミクロン以下の所定幅の面２００となる。
【００３２】
図１５（ａ）ないし（ｄ）は、１層を作成している状態を示しており、（ａ）のようにＸ方向に集光スポットを移動して所定の面２００を作り、次いでＹ方向にスポット径分あるいはそれよりも適度に少なく移動してから左方に移動し（ｂ）のように２列目の面２００’となるようにつなげる。そしてＹ方向にスポット径分あるいはそれよりも適度に少なく移動してから右方に移動し（ｃ）のように３列目の面２００”としてつなぐ。同様な移動経路で（ｄ）のように必要面を形成し、１層目の硬化層Ａを完成させるのである。
図１５の中央の空所ａを得るには、空所ａに対応する微細なレンズ９０と組をなすマイクロミラー１４ａをオフ状態としておけばよいので、簡単に対応できる。
【００３３】
図１６（ａ）は１層目の硬化層Ａが造形された状態を模式的に示しており、厚さｔが２０ミクロン以下の１層目の硬化層Ａは造形ベースプレート３の下面に接着されている。
次いで、一旦光源１２ａからの光の照射を止め、コントローラ８からの信号でＺ軸ステージ４を所定量上昇させる。１層目の硬化層Ａの下面は透明な剥離用薄膜１０に接しているので容易に剥離し、図１６（ｂ）のように造形ベースプレート３に帯同して上昇される。
【００３４】
この状態を確認し、再び光源１２ａから光を照射する。それにより１層目の硬化層Ａの下面を造形ベースプレートとして、前記第１層の時と同じように、集光スポットＳＰでスポット状の硬化部を形成し、ＸＹ軸方向に集光スポットＳＰを移動してスポット状の硬化部を連結して、第２層目の硬化層を造形する。第２層目の硬化層は１層目の硬化層Ａに接着されて積層される。以下必要回数上記工程を繰り返すことで、希望する形状の高精度な光造形物が得られる。
【００３５】
なお、本発明において、複数の硬化層はすべてが同等の厚さに作成し積層する態様に限定されない。異なる厚さの膜を作成積層してもよい。これはたとえば、光造形物の精度を要する部分とそうでない部分とが挙げられる。
これは、レンズの焦点を固定した条件では、前記造形ベースプレート３のＺ軸方向移動距離すなわち積層間隔のピッチを変化させ、かつコントローラ８から光源１２ａに信号を送って光量を制御すればよい。樹脂への臨界露光量を変化させればよい。
図１７はそれを模式的に示しており、精度を必要とする部分に対応する層を造形するときには、造形ベースプレート３のＺ軸方向移動距離を小さくし、光エネルギーを適する臨界露光量で照射し、薄い第１硬化層Ａを作成する。そして、次層が精度を必要としない部分に対応する層である場合には、（ａ）のように、第１硬化層Ａを接着した造形ベースプレート３のＺ軸方向移動距離を相対的に大きくし、それとともに光源１２ａからの光量を増加させて光のエネルギー（強度）を大きく照射し、樹脂への臨界露光量を変化させる。これにより固化深度が深くなり、（ｂ）のように厚い硬化層Ａ２が積層される。そして第３層も厚くする場合には、図示のように造形ベースプレート３のＺ軸方向移動距離を大きくすればよい。
【００３６】
なお、凹凸や空部が光造形物厚さ方向で貫通していない形状である場合には、対応した層を造形する段階でミラーデバイス１４のマイクロミラーをオン状態に切り換え、その状態で光源１２ａから光を照射して微細なレンズ９０で集光すればよい。したがって複雑な形状も簡易に光造形することができる。
また、薄いシート状の光造形物を得る場合には、前記第１層で完成品とすればよい。
【００３７】
本発明は、デジタル・マイクロミラー・デバイスのごときミラーデバイス１４を使用し液晶マスクを使用しない。このため、光はすべて反射させるため、加熱されることは少なく、液晶マスクの場合のような光が液晶に吸収されることによる熱の発生とそれによる故障を防ぐことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項１および４によるときには、たとえば２０ミクロン以下の極薄の高い精度の光造形物を短時間内で容易に造形することができるというすぐれた効果が得られる。
請求項２によれば、各層の厚さが薄い立体的に積層された精度の高い光造形物を短時間内で容易に造形することができるというすぐれた効果が得られる。
請求項３によれば、１造形品の中で精度の低くてよい部分と高い精度が要求される部分があるときに、それを短時間で効率よく作成できるというすぐれた効果が得られる。
【００３９】
請求項５によれば、デジタル・マイクロミラー・デバイスを使用するため、光はすべて反射させられ、加熱されることが少なく、液晶マスクの場合のような光が液晶に吸収されることによる熱の発生とそれによる故障を回避することができ、しかもマイクロミラーのオン・オフで造形する形状を自在に創成できるというすぐれた効果が得られる。
請求項６と７によれば、比較的小型で簡単な構造により、各層の厚さが薄い立体的に積層された精度の高い光造形物を短時間内で容易に造形できる装置を提供できるというすぐれた効果が得られる。
請求項８によれば、積層のための硬化物の剥離が容易であるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薄膜硬化型光造形方法および装置の１例を示す縦断側面図である。
【図２】造形状態の斜視図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ主光学系の例を示す平面図である。
【図４】中間光学系としてケプラー型ビームエキスパンダーを使用して造形している状態の側面図である。
【図５】図４の部分的拡大図である。
【図６】中間光学系としてガリレオ型ビームエキスパンダーを使用して造形している状態の側面図である。
【図７】図６の部分的拡大図である。
【図８】デジタル・マイクロミラー・デバイスの概要を示す斜視図である。
【図９】集光スポットの形成態様の第１例を示す側面図である。
【図１０】集光スポットの形成態様の第２例を示す側面図である。
【図１１】集光スポットの形成態様の第３例を示す側面図である。
【図１２】集光スポットの形成態様の第４例を示す側面図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明における薄膜造形過程を段階的に示す模式的断面図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）は本発明における薄膜造形過程を段階的に示す模式的平面図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明における薄膜造形過程を段階的に示す模式的平面図である。
【図１６】（ａ）（ｂ）は本発明における積層法を段階的に示す模式的断面図である。
【図１７】（ａ）（ｂ）は本発明における積層法の多例を段階的に示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１    樹脂造形槽
２    光硬化性樹脂
３    造形ベースプレート
４    Ｚ軸ステージ
６  ＹＹ軸ステージ
９  主光学系
９０  微細レンズ
１１  中間光学系
１４    ミラーディバイス
【図１】
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【図２】
2004223774.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004223774.tif 000007
【図６】
2004223774.tif 000008
【図７】
2004223774.tif 000009
【図８】
2004223774.tif 000010
【図９】
2004223774.tif 000011
【図１０】
2004223774.tif 000012
【図１１】
2004223774.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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