(57)【要約】【課題】  互いに離れて位置する造形部分を少なくとも有する立体造形物を、高い造形精度、速い造形速度で生産性良く製造するための光造形方法及び装置の提供。【解決手段】  光造形工程の少なくとも一部として同じ造形面に所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を有する光造形方法によって立体造形物を製造するに当り、マスク画像を動画的に連続的に変化させ得る面状描画マスクを使用し、面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して連続的に移動させると共に、面状描画マスクのマスク画像を形成する光硬化した樹脂層の断面形状パターンに対応させて面状描画マスクの移動と同期させて連続的に変えながら造形を行い、且つ同じ造形面に互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する前記工程を短縮した時間で行う方法、並びにそのための装置。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成した後、該光硬化した樹脂層の上に１層分の光硬化性樹脂組成物を施して光硬化性樹脂組成物よりなる造形面を形成し、その造形面に面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を更に形成する光造形工程を所定の立体造形物が形成されるまで順次繰り返すことによって立体造形物を製造する方法であって；
光造形工程の少なくとも一部として、同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を有し；
面状描画マスクとしてマスク画像を連続的に変化させ得る面状描画マスクを使用し；
光造形工程の少なくとも一部で、面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して連続的に移動させると共に、面状描画マスクのマスク画像を、形成しようとする光硬化した樹脂層の断面形状パターンに対応させて面状描画マスクの移動と同期させて連続的に変えながら光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に面状描画マスクを介して光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成する造形操作を行い；且つ、
光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する前記した工程を、短縮した時間で行う；
ことを特徴とする光学的立体造形方法。
【請求項２】
光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する前記した工程において、同じ造形面に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする請求項１に記載の光学的立体造形方法。
【請求項３】
光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する前記した工程において、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための面状描画マスクの移動経路を最短距離にすると共に、互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする請求項１または２に記載の光学的立体造形方法。
【請求項４】
光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に互いに離れて位置するそれぞれが所定の断面形状パターンを有する複数の光硬化した樹脂層を形成する際に、該複数の光硬化した樹脂層が最短時間で形成され且つ互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動時間が最短になるように、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための光硬化作業の開始地点と終了地点、および複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を決定する請求項１に記載の光学的立体造形方法。
【請求項５】
面状描画マスクとして、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な複数の微小光シャッターを面状に配置した面状描画マスクを用い、面状描画マスクの連続移動時に、形成しようとする断面形状パターンに対応させて前記複数の微小光シャッターによりマスク画像を連続的に変えながら光硬化性樹脂組成物の表面への光照射を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学的立体造形法方法。
【請求項６】
面状描画マスクが、液晶シャッターまたはデジタルマイクロミラーシャッターを面状に配置した面状描画マスクである請求項５に記載の光学的立体造形方法。
【請求項７】
載置台上または光硬化した樹脂層上に、１層分の光硬化性樹脂組成物を順次供給するための光硬化性樹脂組成物の供給手段；
光源；
マスク画像を連続的に変えることのできる面状描画マスク；
面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して連続的に移動させるための移動手段；
面状描画マスクのマスク画像を、面状描画マスクの移動と同期させて連続的に変化させるための手段；
光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し且つ互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成するための手段；
同じ造形面に互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成するための工程を短縮された時間で行うための手段；
を備えていることを特徴とする光学的立体造形装置。
【請求項８】
同じ造形面に互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成するための工程を短縮された時間で行うための手段が、
同じ造形面に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする手段；
それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための面状描画マスクの移動経路を最短距離にすると共に、互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする手段；および／または、
所定の断面形状パターンを有する複数の光硬化した樹脂層が最短時間で形成され且つ互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動時間が最短になるように、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための光硬化作業の開始地点と終了地点、および複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を決定する手段である；
請求項７に記載の光学的立体造形装置。
【請求項９】
面状描画マスクが、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な複数の微小光シャッターを面状に配置した面状描画マスクである請求項７または８に記載の光学的立体造形装置。
【請求項１０】
面状描画マスクが液晶シャッターまたはデジタルマイクロミラーシャッターを面状に配置した面状描画マスクである請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学的立体造形装置。
【請求項１１】
光源と面状描画マスクとの間に面状描画マスクと同期させて連続的に移動させることのできる光集レンズを有し、面状描画マスクと光硬化性樹脂組成物の表面との間に面状描画マスクと同期させて連続的に移動させることのできる投影レンズを有する請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光学的立体造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光硬化性樹脂組成物を用いる光学的立体造形方法および光学的立体造形装置に関する。より詳細には、本発明は、光硬化性樹脂組成物を用いて、外観および寸法精度に優れ、しかも強度ムラなどのない高品質の立体造形物を、高い造形精度で且つ速い造形速度で、生産性良く製造するための光学的立体造形方法および光学的立体造形装置に関するものであり、本発明による場合は小型から大型に至る各種の立体造形物を円滑に製造することができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、三次元ＣＡＤに入力されたデータに基づいて光硬化性樹脂を硬化させて立体造形物を製造する光学造形方法および装置が実用化されている。この光造形技術は、設計の途中で外観デザインを検証するためのモデル、部品の機能性をチェックするためのモデル、鋳型を製作するための樹脂型、金型を製作するためのベースモデルなどのような複雑な三次元物体を容易に造形できることから注目を集めている。
【０００３】
光学造形方法によって造形物を製造するに当たっては、造形浴を用いる方法が汎用されており、その手順としては、造形浴に液状の光硬化性樹脂を入れ、液面に所望のパターンが得られるようにコンピューターで制御されたスポット状の紫外線レーザー光を選択的に照射して所定の厚みに光硬化させて硬化樹脂層を形成し、その硬化樹脂層を造形浴内で下方に移動させて造形浴内の光硬化性樹脂液を該硬化樹脂層上に流動させて光硬化性樹脂液の層を形成させ、その光硬化性樹脂液層にスポット状の紫外線レーザー光を照射して硬化樹脂層を形成し、前記の工程を所定の形状および寸法の立体造形物が得られるまで繰り返して行う方法が広く採用されている。
【０００４】
しかしながら、スポット状の紫外線レーザー光を用いる上記した従来法による場合は、１個のスポット状レーザー光を光硬化性樹脂の表面に照射しながら移動させて面状の光硬化したパターンを形成するいわゆる点描方式であるため、造形に長い時間を要し、生産性が低いという問題がある。しかも、光源として用いられる紫外線レーザー装置は極めて高価であるため、この種の光学的立体造形装置を高価格なものにしている。
【０００５】
上記した従来技術の欠点の解消を目的として、微小ドットエリアの遮光制御可能な光シャッターを連続的に一列配置したライン形状の露光マスクを用い、該露光マスクを光シャッターの配列方向と直交方向に走査させながら、所定の水平断面形状データに応じて光シャッターを制御することによって１層分の光硬化した樹脂層を順次形成する光学的立体造形法が提案されている（特許文献１を参照）。この方法による場合は、光源として高価な紫外線レーザー装置を必ずしも使用する必要がなく、通常の紫外線ランプのような安価な光源を用いることができ、またスポット状の紫外線レーザー光を用いる前記従来の方法に比べて造形速度を速くすることができる。しかしながら、この方法による場合は、線状の光硬化部を露光マスクの走査方向に１列ずつ形成し、それを多数回繰り返すことによって１層分の断面形状パターンを形成してゆく方式であることにより、露光マスクの走査速度を速くすると、十分に光硬化した１列毎の光硬化部を形成することができなくなるため、露光マスクをゆっくり走査する必要がある。しかも、１列毎の光硬化部を次々と形成して面状の光硬化層を形成する方式のため造形に時間がかかる。そのため、造形速度が十分に速いとは言えず、生産性の点で十分に満足のゆくものではない。
【０００６】
また、上記とは別の方法として、光源と光硬化性樹脂組成物の表面との間に、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な液晶シャッターよりなる面状描画マスクを固定配置し、面状描画マスクの停止状態で、形成しようとする１層分の断面形状パターンに応じて面状描画マスクに所定のマスクパターンを形成させ、そのマスクパターンを介して光硬化性樹脂組成物の表面に光を照射して光硬化性樹脂組成物を硬化させて１層分の断面形状パターンを形成させ、次いで該光硬化した断面形状パターンの上に次の１層分の光硬化性樹脂組成物を供給し、面状描画マスクの停止状態で、形成しようとする１層分の断面形状パターンに応じて面状描画マスクに次の所定のマスクパターンを形成させ、そのマスクパターンを介して光硬化性樹脂組成物の表面に光を照射して光硬化性樹脂組成物を硬化させて次の１層分の断面形状パターンを形成させるという操作を繰り返して立体造形物を製造する方法が知られている。
【０００７】
この方法による場合は、光硬化性樹脂組成物の表面への光照射および１層分の光硬化した断面形状パターンを、面状で一度に形成するため、スポット状の紫外線レーザーを用いる上記した従来法および微小ドットエリアの遮光制御可能な光シャッターを連続的に１列配置したライン形状の露光マスクを用いる上記した特許文献１に記載されている方法に比べて、光造形速度を速くすることができる。
この方法によって立体造形物を製造するに当たっては、造形精度（解像度）の点から、面状描画マスクから投影される光硬化性樹脂組成物表面での隣接する微小ドットエリア間の距離は０．１ｍｍ以下であることが必要であるとされており、そのため、画素数は、例えば、造形エリアサイズが２５０ｍｍ×２５０ｍｍの小型のもので少なくとも２５００×２５００ドット程度必要であり、また造形エリアサイズが６００ｍｍ×６００ｍｍの中型のものでは少なくとも６０００×６０００ドット程度必要である。しかしながら、現存する液晶マスク（液晶シャッター）や、デジタルマイクロミラーシャッターではこれを実現する解像度のものは存在しないか、または存在しても極めて高価である。
【０００８】
また、固定配置した面状描画マスクを停止した状態で光照射を行うこの方法による場合は、露光形状パターンの精細度は、面状描画マスクの精細度（粗さ）と面状描画マスクを介して光硬化性樹脂組成物表面に投影されるパターンとの拡大・縮小率によって決定され、拡大率が小さいほど（縮小率が大きいほど）光硬化性樹脂組成物の表面での光ドット間の距離が低減して形成される断面形状パターンの精細度が向上し、反対に拡大率が大きいほど光硬化性樹脂組成物の表面での光ドット間の距離が大きくなり形成される断面形状パターンの精細度が低下する。
そのため、面状描画マスクを固定配置したこの方法による場合は、精細度（造形精度）に優れる大型の立体造形物を製造することは困難であり、精細度（造形精度）の点から小型の立体造形物の製造にしか適用できないというのが現状である。
【０００９】
固定配置した面状描画マスクを用いる上記した方法の欠点を解消して、小型の液晶シャッターを使用して大型の立体造形物の製造を可能にすることを目的として、光を選択的に透過または遮光する液晶シャッター（液晶マスク）を光硬化性樹脂の液面に対して平行に走行し得るように配置すると共に、液晶シャッターの走行範囲を複数に分割し、液晶シャッターをその分割された走行範囲の第１の範囲まで移動して停止させ、液晶シャッターを停止させた状態で液晶シャッターの背部に設けた光源を該液晶シャッターの範囲で移送しながら該液晶シャッターを介して光硬化性樹脂表面に光を照射して該分割された第１の範囲に相当する硬化部分を形成させ、次いで液晶シャッターを第２の分割された走行範囲まで移動して停止させ、液晶シャッターを停止させた状態で液晶シャッターの背部に設けた光源を該液晶シャッターの範囲で移送しながら該液晶シャッターを介して光硬化性樹脂表面に光を照射して該分割された第２の範囲に相当する硬化部分を形成させ、それと同じ操作を１層分の所定の断面形状パターンが光硬化性樹脂組成物の表面に形成されるまで行い、そして前記工程を所定の立体造形物が形成されるまで繰り返して立体造形物を製造する方法が提案されている（特許文献２を参照）。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２に記載されている方法による場合は、液晶シャッターの分割された第１の走行範囲への移動−液晶シャッターの停止状態での光照射（光硬化性樹脂表面での光硬化部の形成）−液晶シャッターの分割された第２走行範囲への移動−液晶シャッターの停止状態での光照射（光硬化性樹脂表面での光硬化部の形成）・・・という操作の繰り返しによって１層分の硬化した断面形状パターンが形成され、それを更に多層にわたって繰り返すことによって立体造形物を製造しており、液晶シャッターが複数に分割されたそれぞれの走行範囲位置まで移動しているときには光照射が行われない。そのため、この方法による場合は、露光が継続して行われず、断続的になされるため、造形速度が遅くなる。しかも、この方法による場合は、液晶シャッターの走行範囲を複数に分割し、各々区分において液晶シャッターを停止させた状態で光硬化性樹脂組成物の硬化を行うために、互いに分割された走行区域の境界部分で硬化状態が不連続になったり不均一になり易く、それに伴って立体造形物全体の強度ムラ、強度不足、外観不良、寸法精度の低下などを生じ易い。
【００１１】
【特許文献１】特開平４−３０５４３８号公報
【特許文献２】特開平８−１１２８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、小型、中型の立体造形物に限らず、大型の立体造形物であっても、寸法精度に優れ且つ強度ムラや硬化ムラのない高品質の立体造形物を、高い造形精度で、より速い造形速度で、生産性良く製造することのできる光学的立体造形方法および光学的立体造形装置を提供することである。特に、本発明の目的は、造形工程の少なくとも一部に、光硬化性樹脂組成物からなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有する互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を有する光造形をより短縮された造形時間で行うことのできる光学的立体造形およびそのための装置を提供することである。
さらに、本発明の目的は、高価な紫外線レーザー装置を用いずに、通常の紫外線ランプのような安価な光源を用いた場合にも、高い造形精度を有し、且つ硬化ムラや強度ムラのない高品質の立体造形物を、速い造形速度で円滑に製造することのできる光学的立体造形方法および光学的立体造形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成すべく本発明者は鋭意検討を重ねてきた。その結果、面状描画マスクを介して光硬化性樹脂組成物の表面に光を照射して、所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を順次形成して立体造形物を製造するに当たって、面状描画マスクを固定または停止した状態で光照射を行う上記した従来技術に代えて、光造形工程の少なくとも一部において、光照射時に面状描画マスクを連続的に移動させると共に、面状描画マスクの該連続移動に同期させて、面状描画マスクによるマスク画像（マスクパターン）を、形成しようとする所定の断面形状パターンに応じて連続的に変えながら光を照射して造形を行う（面状描画マスクのマスク画像を例えば映画やテレビ画面などの動画のように連続的に変えながら光を照射して造形を行う）と、小型、中型の立体造形物に限らず、大型の立体造形物であっても、高い造形精度で、且つ硬化ムラの発生を防止しながら、高品質で、上記した従来技術よりも速い造形速度で生産性良く製造することができることを見出した。
【００１４】
そして、本発明者が更に検討を重ねたところ、面状描画マスクのマスク画像を動画的に連続的に変えながら光造形を行う本発明者の見出した上記方法を採用して、光造形工程の少なくとも一部として、同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を有する光造形を行う場合（例えば球状やその他の形状の本体の頂部に互いに離れて位置する複数の柱状体を有する立体造形物を製造する場合や、１つの造形浴を用いて互いに離れた位置に複数の立体造形物を同時に製造する場合など）に、その工程を、短縮した時間で行うことが、造形速度および生産性の向上の点からより好ましいことを見出した。
【００１５】
そして、前記工程を行うに当たっては、同じ造形面に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にすること、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための面状描画マスクの移動経路を最短距離にすると共に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にすること、該複数の光硬化した樹脂層が最短時間で形成され且つ互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動時間が最短になるようにそれぞれの光硬化した樹脂層を形成するための光硬化作業の開始地点と終了地点および複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を決定することなどが好ましく採用されることを見出した。
【００１６】
また、本発明者は、上記した方法による場合は、高価な紫外線レーザー装置を用いずに通常の紫外線ランプのような安価な光源を用いた場合にも、高い造形精度を有し且つ硬化ムラのない高品質の立体造形物を、速い造形速度で円滑に製造できることを見出した。
さらに、本発明者は、面状描画マスクとしては、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な複数の微小光シャッターを面状に配置した面状描画マスク、特に液晶シャッターまたはデジタルマイクロミラーシャッターを面状に配置した面状描画マスクが好ましく用いられること、また光源と面状描画マスクとの間に面状描画マスクと同期させて連続的に移動させることのできる光集レンズを配置し、面状描画マスクと光硬化性樹脂組成物の表面との間に面状描画マスクと同期させて連続的に移動させることのできる投影レンズを配置するのが好ましいことを見出して、それらの種々の知見に基づいて本発明を完成した。
【００１７】
すなわち、本発明は、
（１）  光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成した後、該光硬化した樹脂層の上に１層分の光硬化性樹脂組成物を施して光硬化性樹脂組成物よりなる造形面を形成し、その造形面に面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を更に形成する光造形工程を所定の立体造形物が形成されるまで順次繰り返すことによって立体造形物を製造する方法であって；
光造形工程の少なくとも一部として、同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を有し；
面状描画マスクとしてマスク画像を連続的に変化させ得る面状描画マスクを使用し；
光造形工程の少なくとも一部で、面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して連続的に移動させると共に、面状描画マスクのマスク画像を、形成しようとする光硬化した樹脂層の断面形状パターンに対応させて面状描画マスクの移動と同期させて連続的に変えながら光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に面状描画マスクを介して光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成する造形操作を行い；且つ、
光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する前記した工程を、短縮した時間で行う；
ことを特徴とする光学的立体造形方法である。
【００１８】
そして、本発明は、
（２）  光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する前記した工程において、同じ造形面に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする前記（１）の光学的立体造形方法；
（３）  光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する前記した工程において、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための面状描画マスクの移動経路を最短距離にすると共に、互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする前記（１）または（２）の光学的立体造形方法；および、
（４）  光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に互いに離れて位置するそれぞれが所定の断面形状パターンを有する複数の光硬化した樹脂層を形成する際に、該複数の光硬化した樹脂層が最短時間で形成され且つ互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動時間が最短になるように、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための光硬化作業の開始地点と終了地点、および複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を決定する前記（１）の光学的立体造形方法；
である。
【００１９】
また、本発明は、
（５）  面状描画マスクとして、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な複数の微小光シャッターを面状に配置した面状描画マスクを用い、面状描画マスクの連続移動時に、形成しようとする断面形状パターンに対応させて前記複数の微小光シャッターによりマスク画像を連続的に変えながら光硬化性樹脂組成物の表面への光照射を行う前記した（１）〜（４）のいずれかの光学的立体造形法方法；および、
（６）  面状描画マスクが、液晶シャッターまたはデジタルマイクロミラーシャッターを面状に配置した面状描画マスクである前記（５）の光学的立体造形方法；
である。
【００２０】
さらに、本発明は、
（７）  載置台上または光硬化した樹脂層上に、１層分の光硬化性樹脂組成物を順次供給するための光硬化性樹脂組成物の供給手段；
光源；
マスク画像を連続的に変えることのできる面状描画マスク；
面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して連続的に移動させるための移動手段；
面状描画マスクのマスク画像を、面状描画マスクの移動と同期させて連続的に変化させるための手段；
光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し且つ互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成するための手段；
同じ造形面に互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成するための工程を短縮された時間で行うための手段；
を備えていることを特徴とする光学的立体造形装置；および、
（８）  同じ造形面に互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成するための工程を短縮された時間で行うための手段が、
同じ造形面に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする手段；
それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための面状描画マスクの移動経路を最短距離にすると共に、互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする手段；および／または、
所定の断面形状パターンを有する複数の光硬化した樹脂層が最短時間で形成され且つ互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動時間が最短になるように、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための光硬化作業の開始地点と終了地点、および複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を決定する手段である；
前記（７）の光学的立体造形装置；
である。
【００２１】
また、本発明は、
（９）  面状描画マスクが、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な複数の微小光シャッターを面状に配置した面状描画マスクである前記（７）または（８）の光学的立体造形装置；
（１０）  面状描画マスクが液晶シャッターまたはデジタルマイクロミラーシャッターを面状に配置した面状描画マスクである前記（７）〜（９）のいずれかの光学的立体造形装置；および、
（１１）  光源と面状描画マスクとの間に面状描画マスクと同期させて連続的に移動させることのできる光集レンズを有し、面状描画マスクと光硬化性樹脂組成物の表面との間に面状描画マスクと同期させて連続的に移動させることのできる投影レンズを有する前記（７）〜（１０）のいずれかの光学的立体造形装置；
である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による場合は、光造形工程の少なくとも一部として、同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を行って、互いに離れた造形部を有する立体造形物を製造したり、１つの造形浴を用いて複数の立体造形物を同時に製造する際に、寸法精度、外観、強度などに優れる立体造形物を、極めて短縮された造形時間で、生産性良く製造することができる。
そして、本発明による場合は、小型、中型の立体造形物に限らず、大型の立体造形物であっても、高い寸法精度および速い造形速度で円滑に製造することができる。
さらに、本発明による場合は、高価な紫外線レーザー装置を用いずに通常の紫外線ランプのような安価な光源を用いた場合にも、前記した高品質の立体造形物を、速い造形速度で円滑に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明では、光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成した後、該光硬化した樹脂層の上に１層分の光硬化性樹脂組成物を施して造形面を形成し、その造形面に面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を更に形成する操作を所定の立体造形物が形成されるまで順次繰り返すことによって立体造形物を製造する。
そして、本発明では、前記方法で立体造形物を製造するに当たって、該光造形工程の少なくとも一部として、同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を行う。
【００２４】
前記した本発明の造形操作は、一般に、液状の光硬化性樹脂組成物を充填した造形浴中に造形テーブルを配置し、造形テーブルを下降させることによって造形テーブル面に１層分の液状の光硬化性樹脂組成物層（造形面）を形成させ、それに面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬化した樹脂層（以下「光硬化層」ということがある）を形成した後、造形テーブルを更に下降させて該光硬化層面に１層分の液状の光硬化性樹脂組成物層（造形面）を形成させて面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を一体に積層形成する工程を繰り返して行う、造形浴法を採用して行うことができる。
【００２５】
また、前記した本発明の造形操作は、例えば、気体雰囲気中に造形テーブルを配置し、その造形テーブル面に１層分の液状、ペースト状、粉末状または薄膜状の光硬化性樹脂組成物を施して面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を形成した後、該光硬化層面に１層分の液状、ペースト状、粉末状または薄膜状の光硬化性樹脂組成物を施して面状描画マスクを介して制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を一体に積層形成する工程を繰り返して行う方法を採用して行うこともできる。この方法による場合は、造形テーブルまたは光硬化層を上向きにしておき、その上面に光硬化性樹脂組成物を施し、面状描画マスクを介して光照射して光硬化層を順次積層形成してゆく方式を採用してもよいし、造形テーブルまたは光硬化層を垂直または斜めに配置しておいて造形テーブル面または光硬化層面上に光硬化性樹脂層を施し、面状描画マスクを介して光照射して光硬化層を順次積層形成してゆく方式を採用してもよいし、或いは造形テーブルまたは光硬化層を下向きに配置しておいて造形テーブル面または光硬化層面に光硬化性樹脂層組成物を施し面状描画マスクを介して光照射して順次下方に光硬化層を積層形成してゆく方式を採用してもよい。造形テーブル面または光硬化層面に光硬化性樹脂組成物を施すに当たっては、例えば、ブレード塗装、流延塗装、ローラー塗装、転写塗装、ハケ塗り、スプレー塗装などの適当な方法を採用することができる。
【００２６】
本発明では、上記した造形操作を行うに当たって、面状描画マスクとしてマスク画像を連続的に変化させ得る面状描画マスクを使用して、造形工程の少なくとも一部、すなわち光硬化した所定の断面形状パターンを形成するための工程のすべてまたは該工程の一部において、面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して連続的に移動させると共に、面状描画マスクのマスク画像を形成しようとする光硬化した樹脂層の断面形状パターンに対応させて面状描画マスクの移動と同期させて連続的に変えながら（すなわち動画的に変えながら）、光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に面状描画マスクを介して光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成する。面状描画マスクの移動は、造形面に対して平行状態で行うことが望ましいが、必ずしもそれに限定されず、必要に応じて造形面に対して非平行状態で移動させてもよい。
【００２７】
例えば、上記した造形操作を多段（多層）にわたって繰り返して立体造形物を製造するに当たって、各光硬化層のすべてで、互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層のそれぞれにおいても、形成しようとする所定の断面形状パターンが面状描画マスクの寸法（面積）よりも大きな描画領域となるような形状および構造を有する立体造形物の製造においては、面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して平行状態で連続的に移動させると共に面状描画マスクのマスク画像を、形成しようとする断面形状パターンに対応させて面状描画マスクの移動と同期させて連続的に変えながら（動画的に変えながら）、光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に面状描画マスクを介して光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成する操作を多層にわたって繰り返すことによって、目的とする立体造形物を製造することができる。
【００２８】
一方、立体造形物の形状や構造によっては、面状描画マスクの面積よりも大きな所定の断面形状パターンの形成と共に、面状描画マスクの面積よりも小さな断面形状パターンを造形操作の途中で形成することが必要な場合がある［何ら限定されるものではないが、例えば、図３に示すような、球状をなす本体の頂部に互いに離れた２つの円錐体を有し、本体および円錐体の下部の横断面積（断面形状パターン）は面状描画マスクの面積よりも大きく、一方該２つの円錐体の上部の横断面積（断面形状パターン）が面状描画マスクの面積よりも小さい立体造形物などを本発明の方法により製造する場合］。そのような場合には、大きな断面形状パターンを有する本体部分および互いに離れて位置する２つの円錐体の下部の形成は、面状描画マスクのマスク画像を動画的に連続的に変える上記した造形操作を多層にわたって繰り返すことによって行い、一方小さな断面形状パターンを有する円錐体の上部は、面状描画マスクのマスク画像を動画的に変化させずに静止画の状態にし、そのマスク画像を通して光を造形面に照射する操作を円錐体の上部の形成が完了するまで多層にわたって繰り返すことによって、目的とする立体造形物を製造することができる。
【００２９】
本発明では、上記したいずれの方法をも包含しており、そのため本発明では、面状描画マスクのマスク画像は、かならずしも造形工程の最初から最後まで常に動画的に連続して変化していなくてもよく、一部の造形工程ではマスク画像が動画的に連続して変化し、別の造形工程ではマスク画像が形成しようとする断面形状パターンに応じた静止画の状態であってもよい。
【００３０】
光造形工程の少なくとも一部として、同じ造形面に、それぞれが所定の断面形状パターンを有し互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層を形成する工程を有する本発明の光造形技術は、何ら限定されるものではないが、例えば図１の（ａ）に示すように、本体Ａの上部に互いに離れて位置する複数（２つ）の柱状体Ｂ１、Ｂ２が結合した立体造形物におけるような、互いに離れて位置する複数の光硬化した造形部を一部に有する立体造形物、例えば図２に示すように、１つの造形浴を用いて２つまたはそれ以上の立体造形物（図２では立体造形物Ｃ１とＣ２の２個の立体造形物）を同時に製造する際に用いられる。
【００３１】
図１の（ａ）に示した立体造形物を、本体Ａの底部に相当する箇所から徐々に上方部分の造形を行って製造するに当たっては、本体Ａは、図１の（ｂ）に示すように、１つの連続した造形パターンとなしているので、面状描画マスクを造形面に沿って連続的に移動させながら、形成しようとする造形パターンに応じて連続的（動画的）に変化するマスク画像を通して光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に光を照射して所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層を形成する操作を繰り返すことによって形成する。
【００３２】
次に柱状体Ｂ１およびＢ２の造形を行うが、柱状体Ｂ１、Ｂ２に相当する形成すべき造形パターンは、方形の断面形状パターンが互いに離れて存在した状態となっている。そのため、本発明の方法で柱状体Ｂ１、Ｂ２部分の造形を行うに当たっては、同じ造形面において、面状描画マスクを連続移動しつつそのマスク画像を連続的（動画的）に変化させながら該マスク画像を通して造形面に光を照射する工程を連続して行って柱状体Ｂ１に相当する１層分の光硬化した樹脂層（断面形状パターン）を形成し、次に面状描画マスクを柱状体Ｂ２に相当する断面形状パターンを形成する位置まで非露光下に移動し、その後に面状描画マスクを連続移動しつつそのマスク画像を連続的（動画的）に変化させながら該マスク画像を通して造形面に光を照射する工程を連続して行って柱状体Ｂ２に相当する１層分の光硬化した樹脂層（断面形状パターン）を形成する方法が採用される。
また、説明は省略するが、図２に示すような、複数の立体造形物を１つの造形浴を用いて同時に製造する場合にも、柱状体Ｂ１およびＢ２を形成させる場合と同様の工程が採用される。
【００３３】
上記した方法によって、同じ造形面に互いに離れて存在する複数の光硬化した断面形状パターンを形成する際の操作手順としては、例えば図４に示すような、ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ５→ｆ６→ｆ７→ｆ８→ｆ９の手順が一般的に考えられる。具体的には、面状描画マスク３を、その待機位置ｆ１から、それに最も近いに位置ｆ２まで非露光下に移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ２からｆ３へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化さて光照射を行って断面形状パターンＢ１ａ部分を形成させ、次いで面状描画マスク３を非露光下に位置ｆ４まで移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ４からｆ５へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化さて光照射を行って断面形状パターンＢ１ｂ部分を形成させて、柱状体Ｂ１に相当する光硬化した断面形状パターンを形成し、続いて面状描画マスク３を非露光下に位置ｆ６まで移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ６からｆ７へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化させて光照射を行って断面形状パターンＢ２ａ部分を形成させ、次いで面状描画マスク３を非露光下に位置ｆ８まで移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ８からｆ９へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化さて光照射を行って断面形状パターンＢ２ｂ部分を形成させて、柱状体Ｂ２に相当する光硬化した断面形状パターンを形成する方法が考えられる。
【００３４】
互いに離れて位置する複数の光硬化した断面形状パターンの形成に当たっては、複数の造形位置間での非露光下における面状描画マスクの移動は、光硬化した断面形状パターンの形成時（露光時）における面状描画マスクの移動に比べて高速で行うことができる。
図４の場合についてみると、面状描画マスク３の待機位置ｆ１からｆ２までの非露光下での移動および光硬化した断面形状パターンＢ１ｂ部分の形成を終了した後の面状描画マスク３のｆ５からｆ６までの移動は、露光操作時における面状描画マスク３の移動に比べて、高速で行うことができる。
【００３５】
しかしながら、図４に示したような、ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ５→ｆ６→ｆ７→ｆ８→ｆ９の手順を採用した場合には、光硬化した断面形状パターンＢ１ｂ部分の形成を終了した後の面状描画マスク３のｆ５からｆ６までの移動距離はかなり長く、しかも光硬化した断面形状パターンＢ２ｂの形成が終了した後に面状描画マスク３を待機位置ｆ１まで戻すための移動距離もかなり長いために、非露光下での面状描画マスク３の移動にかなりの時間を要し、それに伴って全体の造形時間も長くならざるを得ない。
【００３６】
それに対して、本発明では、図４に示したような一般に考えられる操作手順を採用せずに、同じ造形面に互いに離れて位置する複数の光硬化した樹脂層の形成を短縮した時間で行うようにしているので、目的とする立体造形物を短時間で生産性良く製造することができる。
本発明の実施に当っては、同じ造形面に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする方法が好ましく採用され、特にそれぞれの光硬化した樹脂層を形成するための面状描画マスクの移動経路を最短距離にすると共に互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を最短距離にする方法がより好ましく採用される。
【００３７】
上記した本発明の実施に当っては、光硬化性樹脂組成物よりなる同じ造形面に互いに離れて位置するそれぞれが所定の断面形状パターンを有する複数の光硬化した樹脂層を形成する際に、該複数の光硬化した樹脂層が最短時間で形成され且つ互いに離れて位置する複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動時間が最短になるように、形成しようとしている光硬化した断面形状パターンの形状、サイズ、数、形成しようとする光硬化した断面形状パターンの間の距離、面状描画マスクのサイズ、描画（露光）速度、非露光時の移動速度などに応じて、それぞれの光硬化した樹脂層を形成するための光硬化作業の開始地点と終了地点、および複数の造形位置間での非露光時における面状描画マスクの移動経路を、種々検討して決定する。
【００３８】
何ら限定されるものではないが、図１の（ａ）に示す立体造形物の柱状体Ｂ１およびＢ２の部分を本発明によって形成する際の手順の例を、図５を参照して説明する。
すなわち、本発明では、図４に示したようなｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ５→ｆ６→ｆ７→ｆ８→ｆ９の手順を採用せずに、図５に示すように、ｆ１→ｆ３→ｆ２→ｆ５→ｆ４→ｆ９→ｆ８→ｆ７→ｆ６の手順を採用する。
具体的には、面状描画マスク３を、その待機位置ｆ１から位置ｆ３まで非露光下に移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ３からｆ２へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化さて光照射を行って断面形状パターンＢ１ａ部分を形成させ、次いで面状描画マスク３を非露光下に位置ｆ５まで移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ５からｆ４へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化さて光照射を行って断面形状パターンＢ１ｂ部分を形成させて、柱状体Ｂ１に相当する光硬化した断面形状パターンを形成し、続いて面状描画マスク３を非露光下に位置ｆ９まで移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ９からｆ８へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化さて光照射を行って断面形状パターンＢ２ａ部分を形成させ、次いで面状描画マスク３を非露光下に位置ｆ７まで移動させた後、面状描画マスク３を位置ｆ７からｆ６へと連続的に移動させながらそのマスク画像を連続的に変化さて光照射を行って断面形状パターンＢ２ｂ部分を形成させて、柱状体Ｂ２に相当する光硬化した断面形状パターンを形成する。
【００３９】
上記図５に示したようなｆ１→ｆ３→ｆ２→ｆ５→ｆ４→ｆ９→ｆ８→ｆ７→ｆ６の手順を採用した場合には、面状描画マスク３の待機位置ｆ１から、露光開始位置ｆ３への距離は、図４に示した手順に比べて多少長くなるが、光硬化した断面形状パターンＢ１ｂ部分の形成を終了した後の面状描画マスク３のｆ４からｆ９までの移動距離は図４に示した手順に比べて大幅に短く、しかも光硬化した断面形状パターンＢ２ｂの形成が終了した後に面状描画マスク３を待機位置ｆ１まで戻すための移動距離（ｆ６→ｆ１）も図４に示した手順に比べて短く、またそれぞれの光硬化した断面形状パターン（Ｂ１ａ／Ｂ１ｂとＢ２ａ／Ｂ２ｂ）を形成する際の露光下での面状描画マスク３の移動距離は、図４の場合と図５の場合とで同じであるから、図５に示した手順を採用した場合には、柱状体Ｂ１および２を形成する際の全体の造形時間を短縮でき、ひいては図１の（ａ）に示した立体造形物を製造するための造形時間を短縮できる。
【００４０】
本発明の光学的立体造形方法および装置において、面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して連続的に移動させるための手段や方式は特に制限されない。例えば、リニアガイド、シャフト、フラットバーなどをガイドにし、駆動をボールネジ、台形ネジ、タイミングベルト、ラック＆ピニオン、チェーンなどを用いて伝達し、駆動源はＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータ、パルスモーターなどを用いることができる。また、ガイドと駆動を兼ねたリニアモーター方式、さらに多関節型のロボットのアーム先端部を利用することもできる。このように本システムの移動は任意の手段や方式を採用することができる。そのうちでも、面状描画マスクをミクロなピッチで精密に連続移動させることができて、面状描画マスクのマスク画像の連続変化と高精度で同期させ得る点から、駆動源としてパルスモーターが好ましく用いられる。
面状描画マスクの造形面に対する移動は、一方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の一方）のみに行うようにしてもよいが、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方に移動可能にしておくことが好ましい。面状描画マスクをＸ軸方向とＹ軸方向の両方に移動可能にしておくことによって、面状描画マスクを直線状、曲線状、その他の任意の軌跡で連続移動させて種々の形状の光硬化した断面形状パターンを良好な造形精度で且つ速い造形速度で形成することができ、例えば一筆書きで円を描いて中空状の光硬化した断面形状パターンなども速い造形速度で且つ高い造形精度で形成することができる。
【００４１】
光造形を行う際の面状描画マスクの連続移動の方向や速度は、光源の種類、光硬化性樹脂組成物の表面に照射される光の照射強度、面状描画マスクを通しての光硬化性樹脂組成物よりなる造形面での露光エリア（露光面積）、形成しようとする断面形状パターンの形状、光硬化性樹脂組成物の種類、光硬化性樹脂組成物の光硬化特性と光硬化層を形成するのに必要な露光時間などに応じて、コンピューターなどを使用して制御、調整する。一般的には、光硬化性樹脂組成物よりなる造形面における露光エリアの一方の端部からそれと対向するもう一方の端部側へと、面状描画マスクを光硬化性樹脂組成物よりなる造形面に対して平行した状態で、等速で直線状に連続移動させると、光硬化性樹脂組成物よりなる造形面への光照射量の均一制御を簡単に行うことができる。
【００４２】
面状描画マスクの連続移動と同期させて面状描画マスクのマスク画像を連続的（動画的）に変化させるに当たっては、形成しようとする断面形状パターンの内容および面状描画マスクの連続移動速度などに対応させて、面状描画マスクによって形成されるべきマスク画像に関する情報を予めコンピューターなどに記憶させておき、その情報に基づいて面状描画マスクのマスク画像を連続的に変化させるようにするとよい。
【００４３】
さらに、同じ造形面に互いに離れて位置する複数の光硬化した断面形状パターンの形成を短縮された時間で行うのに最適な、露光開始点、露光終了点、面状描画マスクの待機位置から露光開始点への経路、造形の終了した１つの光硬化した樹脂層（断面形状パターン）から別の断面形状パターン形成位置への面状描画マスクの移動経路などについては、それぞれに造形内容に応じて、その最適な条件をコンピューターなどにより決定し、それをコンピューターなどに記憶させておき、その情報に基づいて、最適の経路や操作手順で造形が行われるようにするとよい。
【００４４】
本発明で用いる面状描画マスクとしては、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な複数の微小光シャッターを面状に配置した面状描画マスクを用いることが好ましい。そのような面状描画マスクの具体例としては、液晶シャッターまたはデジタルマイクロミラーシャッターを挙げることができる。本発明における面状描画マスクとして好ましく用いられる液晶シャッターやデジタルマイクロミラーシャッターは、連続的（動画的）な画像形成が可能な手段として、他の分野（例えばテレビジョン、パソコン、プロジェクター、カーナビ、携帯電話など）において既に用いられている。
これらの面状描画マスクは、微小ドットエリアでの遮光および透光が可能な複数の微小光シャッターを面状（Ｘ−Ｙ方向）に並列配置した正方形状または長方形状の面状描画マスクであることが好ましい。面状描画マスクに配置する微小光シャッター（画素子）の数は特に制限されず、従来から知られているものなどを使用することができる。液晶シャッター（液晶表示素子）としては、例えば、ＱＶＧＡ（画素数＝３２０ドット×２４０ドット）、ＶＧＡ（画素数＝６４０×４８０ドット）、ＳＶＧＡ（画素数＝８００×６００ドット）、ＵＸＧＡ（画素数＝１０２４×７６８ドット）、ＱＳＸＧＡ（画素数＝２５６０×２６４８ドット）などを用いることができ、これらの液晶シャッターは従来から広く販売されている。
また、デジタルマイクロミラーシャッターとしては、例えば、テキサスインスツルメンツ社製の「ＤＬＰテクノロジー」（登録商標）のＤＭＤ（登録商標）デバイスなどを使用することができる。
【００４５】
本発明で好ましく用いられる上記した液晶シャッターおよびデジタルマイクロミラーシャッターよりなる面状描画マスクは、面状描画マスクの連続移動時に、形成しようとする断面形状パターンに対応させて前記複数の微小光シャッターにより遮光および／または透光を行うことによって、マスク画像を、例えばテレビジョンや映画などの動画のように連続的に変えることができる。そのため、連続的に移動しながら連続的に変わるそのようなマスク画像（動画的マスク画像）に対応した光が、その照射位置を連続的に移動させながら光硬化性樹脂組成物の表面に連続的に照射され、光照射された部分の光硬化性樹脂組成物の表面が連続的に硬化して、所定の１層分の断面形状パターンが形成される。
【００４６】
前記で例示した液晶シャッターを用いて、光硬化性樹脂組成物よりなる造形面での１画素ピッチ（隣り合う画素間の距離）が０．１ｍｍ（光造形に必要とされる造形精度）になるようにして、液晶シャッターを停止させた状態で光照射を行う従来技術による場合には、その露光面サイズはＱＶＧＡで３２ｍｍ×２４ｍｍ、ＶＧＡで６４ｍｍ×４８ｍｍ、ＳＶＧＡで８０ｍｍ×６０ｍｍ、ＵＸＧＡで１０２．４ｍｍ×７６．８ｍｍ、ＱＳＸＧＡで２５６ｍｍ×２６４．８ｍｍであり、露光面（断面形状パターン）の一辺のサイズが３００ｍｍを超えるような大型の立体造形物の製造は困難であった。それに対して本発明による場合は、前記した従来市販の液晶シャッターなどを面状描画マスクとして用い、それを光硬化性樹脂組成物の表面に対して連続的に移動させると同時に液晶シャッターによるマスク画像を液晶シャッターの移動と同期させて連続的に動画状に変化させながら光照射を行うために、露光面（断面形状パターン）のサイズは制限されず、任意の大きさの光硬化した断面形状パターンを形成することができる。そのため、本発明による場合は、一辺のサイズが３００ｍｍを超えるような大型の立体造形物をも、高い造形精度で、しかも速い造形速度で、簡単に、生産性良く製造することができる。
また、本発明においては、必要に応じて複数の面状描画マスクを使用して、本発明の光造形を行ってもよい。
【００４７】
光源は面状描画マスクの背部側に配置され、光源からの光は面状描画マスクを介して光硬化性樹脂組成物の表面に照射される。光源の種類は特に制限されず、光学的立体造形で使用され得る光源であればいずれでもよく、例えば、キセノンランプ、メタルハライドランプ、水銀灯、蛍光灯、ハロゲンランプ、白熱ランプ、Ａｒレーザー、Ｈｅ−Ｃｄレーザー、ＬＤレーザー（半導体励起固体レーザー）、ＬＥＤなどを挙げることができる。特に、本発明による場合は、光学的立体造形法で従来用いられてきたレーザー光装置のような高価な光源を使用せずに、キセノンランプ、メタルハライドランプ、水銀灯、蛍光灯、ハロゲンランプ、白熱ランプなどのような安価な汎用の光源を使用することができ、そのために、光学的立体造形装置を安価で使用し易いものとすることができる。
【００４８】
光源の形状、大きさ、数も特に制限されず、面状描画マスクの形状や寸法、形成しようとする光硬化断面形状パターンの形状やサイズなどに応じて適宜選択することができ、光源は、例えば、点状、球状、棒状、面状であってもよいし、また点状や球状の光源を面状描画マスクの背部側に直接状に一列または複数列で配置してもよい。
また、光源は、面状描画マスクの背部側に面状描画マスクと共に連続移動可能に設けてもよいし、または造形精度の向上、造形速度の向上、装置の軽量化、保守性の向上などの目的で、光源を固定位置に動かないように設ける共に光源からの光を光ファイバー、ライトガイドやその他の光伝達手段を通して面状描画マスクの背部に導き、光ファイバーやライトガイドやその他の光伝達手段を面状描画マスクと共に連続移動可能に設けてもよい。
また、造形速度の向上のために複数の光源を用いて集光し光エネルギーを高くさせる方式を採ってもよい。特に光ファイバーやライトガイドなどを使用する場合は複数光源を集光させ易いというメリットがある。
【００４９】
本発明では、造形精度の向上、造形速度の向上、装置の軽量化、保守性の向上、装置コストのダウンなどの目的で、面状描画マスクの背部側に配置する光源の種類、形状、数、面状描画マスクの形状やサイズなどに応じて、光源からの光を面状描画マスクに良好に導くための手段（例えば集光レンズ、フレネルレンズなど）、また面状描画マスクによって形成されたマスク画像（面状描画マスクを通った光画像）を光硬化性樹脂組成物の表面の所定位置に高造形精度で照射させるための手段（例えば投影レンズ、プロジェクタレンズなど）を配置することが好ましい。それらの手段は、面状描画マスクの連続的な移動と同期して連続移動するようにしておくことが好ましい。
【００５０】
本発明で用いる光硬化性樹脂組成物の種類は特に制限されず、光造形に用い得る液状、ペースト、粉末状、薄膜状などの光硬化性樹脂組成物のいずれもが使用できる。
本発明では、光硬化性樹脂組成物として、光造形において従来から用いられている、例えば、ウレタンアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、エステルアクリレートオリゴマー、多官能エポキシ樹脂などの各種オリゴマー；イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニロキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニロキシエチルメタクリレート、ジシクロペタニルアクリレート、ジシクロペタニルメタクリレート、ボルニルアクリレート、ボルニルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、モルホリンアクリルアミド、モルホリンメタクリルアミド、アクリルアミドなどのアクリル系化合物やＮ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、酢酸ビニル、スチレンなどの各種の単官能性ビニル化合物；トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、ポリエステルジアクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートなど多官能性ビニル化合物；水素添加ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペートなどの各種エポキシ系化合物などの１種または２種以上と、光重合開始剤および必要に応じて増感剤などを含有する光硬化性樹脂組成物を用いることができる。
また、本発明で用いる光硬化性樹脂組成物は、上記した成分以外にも、必要に応じて、レベリング剤、リン酸エステル塩系界面活性剤以外の界面活性剤、有機高分子改質剤、有機可塑剤などを含有していてもよい。
【００５１】
本発明で用いる光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、固体微粒子やウィスカーなどの充填材を含有していてもよい。充填材を含有する光硬化性樹脂組成物を用いると、硬化時の体積収縮の低減による寸法精度の向上、機械的物性や耐熱性の向上などを図ることができる。
充填材として用いる固体微粒子としては、例えば、カーボンブラック微粒子などの無機微粒子、ポリスチレン微粒子、ポリエチレン微粒子、ポリプロピレン微粒子、アクリル樹脂微粒子、合成ゴム微粒子などの有機重合体微粒子などを挙げることができ、これらの１種または２種以上を用いることができる。固体微粒子の粒径は特に制限されないが、一般的には平均粒径が２００μｍ以下、特に１００μｍ以下のものが好ましく用いられる。
【００５２】
また、ウィスカーとしては、径が０．３〜１μｍ、特に０．３〜０．７μｍ、長さが１０〜７０μｍ、特に２０〜５０μｍおよびアスペクト比が１０〜１００、特に２０〜７０μｍのものが好ましく用いられる。なお、ここで言うウイスカーの寸法およびアスペクト比は、レーザー回析／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した寸法およびアスペクト比である。ウイスカーの種類は特に制限されず、例えば、ホウ酸アルミニウム系ウイスカー、酸化アルミニウム系ウイスカー、窒化アルミニウム系ウイスカー水、酸化硫酸マグネシウム系ウイスカー、酸化チタン系ウイスカーなどを挙げることができ、前記したウイスカーの１種または２種以上を用いることができる。
【００５３】
固体微粒子および／またはウィスカーを含有する光硬化性樹脂組成物を用いる場合は、固体微粒子を光硬化性樹脂組成物の全容量に基づいて５〜７０容量％の割合で含有することが好ましく、またウィスカーの含有量を５〜３０容量％とすることが好ましい。固体微粒子とウィスカーの両方を含有する場合は、両者の合計含有量が光硬化層の全容量に基づいて１０〜７５容量％であることが好ましい。
【００５４】
固体微粒子および／またはウィスカーは、シランカップリング剤で表面処理されていても表面処理されていなくてもよいが、表面処理されていることが好ましい。固体微粒子および／またはウイスカーがシランカップリング剤で表面処理されている場合には、熱変形温度、曲げ弾性率、機械的強度の一層高い光硬化物を得ることができる。その場合のシランカップリング剤としては、充填剤の表面処理などに従来から用いられているシランカップリング剤のいずれもが使用でき、好ましいシランカップリング剤としては、アミノシラン、エポキシシラン、ビニルシランおよび（メタ）アクリルシランを挙げることができる。
【実施例】
【００５５】
以下に図を参照して本発明について具体的に説明するが、本発明は図に示されたものに何ら限定されるものではない。
図６〜図９は、本発明の光学的立体造形法（光造形法）で用いる光学的立体造形装置（光造形装置）の要部の具体例をそれぞれ示したものである。また、図１０は、図６〜図９に示したような光造形装置を用いて、所定の断面形状パターンを有するそれぞれの光硬化した樹脂層を形成する際の工程（操作手順）を示したものである。
【００５６】
本発明において、１つの造形面に所定の断面形状パターンを有する１つの光硬化した樹脂層を形成する工程では、例えば、図１０に示したような工程に準じた工程にしたがって、該１つの光硬化した樹脂層を形成することができる。
そして、本発明において、同じ造形面に互いに離れて位置する所定の断面形状パターンを有する複数の光硬化した樹脂層を形成させる工程を行うに当っては、例えば、図１０に示した工程に準じて、同じ造形面における所定の断面形状パターンを有する１つの光硬化した樹脂層を形成した後、同じ造形面において面状描画マスク３やその他の装置を非露光下に別の光硬化した樹脂層を形成する場所に移動させ、次いで図１０に示したのと同様の工程で所定の断面形状パターンを有する該別の光硬化した樹脂層を形成する方法などを採用することができる。
【００５７】
図６〜図１０において、１は光源、２は集光レンズ、３は面状描画マスクであって、そのうち３ａは液晶シャッターを面状に配置した面状描画マスク（以下「液晶式面状描画マスク」ということがある）、３ｂはデジタルマイクロミラーシャッターを面状に配置した面状描画マスク（以下「ＤＭＤ式面状描画マスク」ということがある）を示し、また４は投影レンズ、５は光硬化性樹脂組成物表面よりなる造形面（１層分の造形面）、５ａは造形面の一方の端部、５ｂは造形面のもう一方の端部、６は前記造形面に形成される露光像（光硬化した樹脂層）、７は光ファイバーやライトガイドなどの光伝達手段、８はロッドレンズ、９は結像レンズ、１０は反射鏡を示す。
【００５８】
図６〜図１０に示すように、光源１からの光は、集光レンズ２を用いて、面状描画マスク３（３ａ、３ｂなど）にその全面をカバーするようにして照射される。
その際に、図６に示すように、光源１からの光をロッドレンズ８、結像レンズ９を通してから反射鏡１０で反射させて集光レンズ２に導くようにしてもよいし、図７および図８に示すように、光源１を集光レンズ２の背面側に直接配置して光源１からの光を集光レンズ２に直接導いてもよいし、または図９に示すように、光源１を集光レンズ２とは離れた場所に配置しておいて、光源１からの光を光ファイバーやライトガイドなどの光伝達手段７を介して集光レンズ２に導くようにしてもよい。
光源１を集光レンズ２の背面側に配置する図６〜図８に示すような方式の場合には、光源１は、ロッドレンズ８、結像レンズ９、反射鏡１０、集光レンズ２、面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）、投影レンズ４と共に、光造形時にその走査方向に連続移動する。
また、図１０に示すように、光源１からの光を光ファイバーやライトガイドなどの光伝達手段７を介して集光レンズ２の背面に導くようにした場合は、光源１を所定の位置に固定配置し、光ファイバーやライトガイドなどの可撓性の光伝達手段７を集光レンズ２、面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）および投影レンズ４と共に光造形時にその走査方向に連続移動させるようにすることができる。
光源１の種類や形状は特に制限されず、例えば、図６〜図１０示すような、光放出部が丸形の光源であってもよいし、または図示されていない他の形状の光源であってもよい。光源１は、図６および図８に示すように、横向きに配置することが好ましい。
【００５９】
光造形操作時に、面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）には、形成しようとする光硬化した樹脂層の断面形状パターンに対応させて面状描画マスクの移動と同期して連続的に変化する所定のマスク画像が動画的に形成される。そのため、集光レンズ２を経て面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）の全面に照射された光は、面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）によって連続的に且つ刻々変化しつつ形成されている所定のマスク画像を介して通過または遮蔽され（反射され；ＤＭＤ式面状描画マスクの場合）、マスク（遮蔽）されていない部分の光のみが投影レンズ４を経て光硬化性樹脂組成物よりなる造形面５に照射され、該造形面５に所定の形状パターンの露光像（光硬化部）６を形成する。
面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）の形状は特に制限されず、製造しようとする光造形物の形状や寸法（特に断面形状やその寸法）などに応じて適当な形状のものを採用することができる。面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）は、例えば、図６〜図１０に示すような正方形またはほぼ正方形の形状であってもよいしまたはその他の形状であってもよい。
さらに、面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）の寸法も、製造しようとする光造形物の形状や寸法（特に断面形状やその寸法）などに応じて適当な寸法のものを採用することができる。例えば、図６〜図１０示すように、形成しようとする所定の光硬化した断面形状パターンの全幅（造形面の全幅）よりもその幅寸法が小さい面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）を使用して、該面状描画マスク３よりも大きな寸法を有する所定の光硬化した断面形状パターンを製造することができる。
また、図示していないが、場合によっては、形成しようとする所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂層の幅と同じかまたはそれよりも広い幅を有する面状描画マスクを使用して、本発明の光造形を行ってもよい。
【００６０】
面状描画マスク３として、液晶式面状描画マスク３ａを用いた場合は、形成しようとする所定の断面形状と液晶面状描画マスク３ａの連続移動に対応させてコンピューターなどに予め記憶させた情報に応じて、液晶面状描画マスク３ａに配置された複数の微小な液晶シャッターのうち、光を通過させるべき箇所に位置する液晶シャッターは光を通過させるように開き、一方光を遮蔽させるべき箇所に位置する液晶シャッターは閉じて光の通過を阻止し、そのような操作を、所定の断面形状を有する光硬化した樹脂層が形成されるまで連続的（動画的）に繰り返すように設計されている。
また、面状描画マスク３として、ＤＭＤ式面状描画マスク３ｂを用いた場合は、形成しようとする所定の断面形状とＤＭＤ式面状描画マスク３ｂの連続移動に対応させてコンピューターなどに予め記憶させた情報に応じて、面状に配置された複数の微小なミラーシャッターのうち特定のミラーシャッターは光が投影レンズ４および透光面５の方向に反射される（導かれる）方向に向き、一方光を遮蔽させるべき箇所に位置するミラーシャッターは光が投影レンズ４および造形面５の方向に反射されない（導かれない）方向に向き、そのような操作を、所定の断面形状を有する光硬化した樹脂層が形成されるまで連続的（動画的）に繰り返すように設計されている。
【００６１】
図６〜図１０に示した光造形装置では、光源１または光伝達手段７、ロッドレンズ８、結像レンズ９、反射鏡１０、集光レンズ２、面状描画マスク３ａまたは３ｂ、投影レンズ４は、光硬化性樹脂組成物の表面に光を照射して光硬化した樹脂層を形成させる光造形操作時に、移動手段（図示せず）によって、一体をなして、造形面５（光硬化性樹脂組成物の表面）に対して連続的に移動する（図６〜図１０では矢印の方向に連続移動する）ように設計されている。
そして、面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）におけるマスク画像（マスクパターン）が、上記したように、予めコンピューターなどに記憶されているマスク画像に関する情報に基づいて、例えば、図１０に例示するように、形成しようとする光硬化した樹脂層の所定の断面形状パターンに対応して、面状描画マスク３（３ａ，３ｂなど）の連続移動と同期して、動画的に連続的に変化しながら、造形面５（光硬化性樹脂組成物の表面）に光照射が行われて、所定の断面形状を有する光硬化した樹脂層（露光像６）が連続的に形成される。
【００６２】
図１０は、形成しようとする所定の光硬化した断面形状パターン（露光像６）の全幅（または造形面５の全幅）よりも幅寸法の小さい面状描画マスク３（図１０の場合は造形面５の幅の約半分の幅を有する面状描画マスク３）を用いて、本発明の光造形を行う場合の一連の操作を例示したものである。
まず、光造形の開始時に、図１０の（１）に示すように、面状描画マスク３および投影レンズ４を経た光の移動先端が造形面５の端部５ａにくるように位置させ、次いで図１０の（２）〜（５）に示すように、光源１（または光伝達手段７）、集光レンズ２、面状描画マスク３および投影レンズ４を造形面５のもう一方の端部５ａの方向へと、造形面５に対して平行状態で連続移動させる。その際に、面状描画マスク３によるマスク画像は、形成しようとする所定の断面形状パターンに対応して動画的に連続的に変化しながら、該マスク画像に対応した光が造形面５に照射されて露光像６が形成される。前記の光造形操作が、図１０の（５）の段階まで進行したときに、形成しようとする所定の断面形状パターンのうちの半幅分の露光像６が形成されるので、その段階で、光源１（または光伝達手段７）、集光レンズ２、面状描画マスク３および投影レンズ４を造形面５の残りの半幅分の位置に移動し［図１０の（６）］、その位置から図１０の（６）〜（１０）に示すように、造形面５の端部５ｂから造形面５の端部５ａ側へと、前記と同様の光造形操作を繰り返す。それによって、形成しようとする所定の断面形状パターンを有する１層分の光硬化した樹脂層（露光像６）が形成される。
【００６３】
図１０に例示した一連の光造形操作を行うに当たっては、１層分の光硬化した樹脂層（露光像６）の形成時（連続造形操作時）には、光源１（または光伝達手段７）、集光レンズ２、面状描画マスク３および投影レンズ４の連続移動時の速度を等速とし且つ面状描画マスク３および投影レンズ４を経て造形面５に到達する光の強度が光造形操作中に変化しないようにすることが好ましい。
【００６４】
面状描画マスク３のマスク画像を、形成しようとする光硬化した樹脂層（露光像６）の断面形状パターンに対応させて面状描画マスク３の連続移動と同期させて動画的に連続的に変えながら光造形を行う本発明の光造形方法による場合は、例えば図１０にみるように、所定の断面形状パターン（露光像６）よりも小さな面状描画マスク３を使用して、面状描画マスク３から投影される光硬化性樹脂組成物表面での隣接する微小ドットエリア間の距離を小さく保ちながら、小型から大型に至る各種のサイズの光造形物を簡単に且つ高い造形精度で円滑に製造することができる。その上、光照射によって形成される露光像６（光硬化した樹脂層）の各部（例えば図１０の６ａで例示する）は、単に１回の光照射のみによって硬化されるのではなく、投影レンズ４を経て造形面５に照射される連続的に変化する動画的な所定パターンの光が、該各部（例えば６ａ部分）を完全に通過し終えるまでの間中、連続的に照射されて光硬化した樹脂層が形成される。そのため、本発明による場合は、光造形時の照射光の移動速度を速くしても十分な光硬化を行うことができ、目的とする光造形物を短時間で生産性良く製造することができる。しかも、本発明による場合は、形成される露光像６（所定の断面形状パターンを有する光硬化した樹脂）の各部における光照射量が前記した連続的な光照射によって均一化されるので、面状描画マスク３を停止した状態で光を照射する上記した従来技術におけるような隣接する照射部間の不連続性や光照射の不均一が生じず、断面形状パターン全体に均一なムラのない光照射が行われて、光造形物の寸法精度および造形精度が向上し、さらに強度ムラがなくなり、外観により優れたものとなる。
【００６５】
さらに、本発明による場合は、投影描画面を縮小して光造形を行うことができ、それによって描画分解能を上昇させることができる。また、投影描画面を縮小することで、描画部での単位面積当たりの光強度が上昇し、照射部での照射時間を短縮できる効果がある。例えば、硬化感度が５ｍＪの光硬化性樹脂組成物を使用し、この光硬化性樹脂組成物を停止した（固定した）面状描画マスクを用いて２５０ｍｍ×２５０ｍｍのサイズに一括照射していた画像１ｍＷ／ｃｍ2があるとすると、この時の必要光照射時間は５ｓｅｃである。この画像（光照射面積）を１／４サイズ（１２５ｍｍ×１２５ｍｍ）に縮小して本発明の方法（面状描画マスクを連続移動させると共にマスク画像を該連続移動に同期させて動画的に連続的に変化させながら光硬化を行う方法）によって最終的に前記２５０ｍｍ×２５０ｍｍと同じエリアサイズの露光層を形成する場合は、面状描画マスクを停止した状態（固定状態）で一括照射する場合と比較して、その描画分解能は４倍になる。また、単位面積当たりの光強度も一括照射時の４倍の４ｍＷ／ｃｍ2になる。このとき、２５０ｍｍ×２５０ｍｍのエリアを連続的に移動して露光するのに要する時間は、一括露光時と同じ５秒となる。つまり、本発明の方法を縮小光学系を用いて実施することにより、停止した面状描画マスクを用いて一括露光する場合と同じ造形時間でありながら、造形精度を格段に向上させることができる。
【００６６】
《実施例１》
（１）  光源１として１２０Ｗ超高圧水銀ランプを備え、面状描画マスク３としてカシオ社製のＴＦＴ方式ＶＧＡ（６４０×４８０画素）の液晶を備える図６に示す光造形装置を使用し、光硬化性樹脂組成物としてシーメット株式会社製「ＣＰＸ−１０００」（硬化感度２．５ｍＪ）を用いて、造形面５（光硬化性樹脂組成物表面）への投影サイズ＝２８．８ｍｍ（装置の進行方向）×３８．４ｍｍ（進行方向と直角の方向）（方形）、造形面５での光エネルギー強度２．５ｍＷ／ｃｍ2の条件下に、図１０に示すのと同様の工程で、光源１、ロッドレンズ８、結像レンズ９、反射鏡１９、集光レンズ２、面状描画マスク３および投影レンズ４を一体にして約２８．８ｍｍ／ｓｅｃの速度で造形面５に対して平行に進行方向に連続移動させ、その際に液晶よりなる面状描画マスク３のマスク画像を形成しようとする断面形状パターンに応じて動画的に連続的に変えながら光照射を行う操作を繰り返して、図１の（ａ）に示す構造を有する立体造形物における本体Ａ部分を造形した（本体Ａ部分の寸法：縦×横×厚さ＝１４０ｍｍ×２００ｍｍ×１００ｍｍ）を製造した。
【００６７】
（２）  次いで、上記（１）と同様の操作を行い、その際に柱状体Ｂ１と柱状体Ｂ２に相当するそれぞれの光硬化した断面形状パターンを形成する際の操作手順（面状描画マスク３の移動経路）として、図５に示した手順を採用して、柱状体Ｂ１と柱状体Ｂ２を上記（１）で形成した本体Ａの上部に一体的に形成して、図１の（ａ）に示す立体造形物を製造した。得られた立体造形物における柱状体Ｂ１と柱状体Ｂ２の寸法は、いずれも縦×横×高さ＝７０ｍｍ×２０ｍｍ×１００ｍｍであり、柱状体Ｂ１と柱状体Ｂ２との間の距離（間隔）は１２０ｍｍであった。また、柱状体Ｂ１に相当する光硬化した断面形状パターンの形成を終了して後に柱状体Ｂ２に相当する光硬化した断面形状パターンを形成するための位置への面状描画マスク３の移動速度（非露光時の面状描画マスク３の移動速度）は、４０ｍｍ／ｓｅｃであった。
（３）  この実施例１の方法による場合は、柱状体Ｂ１と柱状体Ｂ２を形成するのに要した造形時間の合計が５．５時間であり、また図１の（ａ）で示される立体造形物全体の造形に要した時間は、１６．８時間であった。
【００６８】
《比較例１》
（１）  実施例１において、上記（２）における柱状体Ｂ１と柱状体Ｂ２を形成するための操作手順として、図４に示した手順を採用した以外は、実施例１と同じ操作を行って、図１の（ａ）に示す実施例１と同じ形状および寸法の立体造形物を製造した。
（２）  この比較例１の方法による場合は、柱状体Ｂ１と柱状体Ｂ２を形成するのに要した造形時間の合計が５．８時間であり、また図１の（ａ）で示される立体造形物全体の造形に要した時間は、１７．１時間であった。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の光学的立体造形方法および装置による場合は、外観および寸法精度に優れ、しかも高い強度を有する高品質の立体造形物を、高い造形精度および速い造形速度で、生産性良く製造するのに有効に使用することができる。
そして、本発明の光学的立体造形方法および装置は、小型から大型に至る各種の立体造形物の製造に有効に使用することができる。
本発明の光学的立体造形方法および装置による場合は、精密部品、電気・電子部品、家具、建築構造物、自動車用部品、各種容器類、鋳物、金型、母型などのためのモデルや加工用モデル、複雑な熱媒回路の設計用の部品、複雑な構造の熱媒挙動の解析企画用の部品、その他の複雑な形状や構造を有する各種の立体造形物を、高い造形速度および寸法精度で円滑に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明により製造される立体造形物の一例とその断面形状パターンを示す図である。
【図２】本発明により製造される立体造形物の別の例を示す図である。
【図３】本発明により製造される立体造形物の更に別の例を示す図である。
【図４】立体造形物を製造する際の１つの造形面における操作手順（面状描画マスクの移動経路）の例を示す図である。
【図５】本発明で好ましく採用される、立体造形物を製造する際の１つの造形面における操作手順（面状描画マスクの移動経路）の例を示す図である。
【図６】本発明で用いる光学的立体造形装置の一例を示す図である。
【図７】本発明で用いる光学的立体造形装置の別の例を示す図である。
【図８】本発明で用いる光学的立体造形装置のさらに別の例を示す図である。
【図９】本発明で用いる光学的立体造形装置のさらに別の例を示す図である。
【図１０】本発明で採用される光学的立体造形工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    光源
２    集光レンズ
３    面状描画マスク
３ａ  液晶シャッターを面状に配置した面状描画マスク
３ｂ  デジタルマイクロミラーシャッターを面状に配置した面状描画マスク
４    投影レンズ
５    造形面
６    露光像
７    光伝達手段
８    ロッドレンズ
９    結像レンズ
１０  反射鏡
【図１】
2005081807.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005081807.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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