(57)【要約】【課題】高精度な光造形を行う。【解決手段】光造形装置１１は、紫外線硬化樹脂３１の表面に照射される光を放射する光源１２と、光源１２から放射される光を空間変調し、硬化層が形成される領域である照射領域に光を照射させる空間光変調器１７とを備える。そして、千鳥状または年輪状に、照射領域を複数の区域に分け、空間光変調器１７が光源１２からの光を空間変調することによる照射領域への光の照射が、その区域ごとに複数の回数で行われる。本発明は、例えば、光造形装置に適用できる。【選択図】図２
2009132127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体モデルの断面形状データに応じた光を光硬化性樹脂の表面に照射して硬化層を形成し、前記硬化層を積層することにより前記立体モデルを造形する光造形装置において、
前記光硬化性樹脂の表面に照射される光を放射する光源と、
前記光源から放射される光を空間変調し、前記硬化層が形成される領域である照射領域に前記光を照射させる空間光変調手段と、
前記照射領域を複数の区域に分け、前記空間光変調手段が前記光源からの光を空間変調することによる前記照射領域への光の照射を、前記区域ごとに複数の回数で行わせる制御手段と
を備える光造形装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記照射領域を千鳥状に２つの区域に分け、前記照射領域への光の照射を２回で行わせる
請求項１に記載の光造形装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記照射領域を、前記照射領域の略中央を中心とした年輪状に複数の区域に分け、前記照射領域への光の照射を、内側の区域から外側の区域に向かって複数の回数で行わせる
請求項１に記載の光造形装置。
【請求項４】
立体モデルの断面形状データに応じた光を光硬化性樹脂の表面に照射して硬化層を形成し、前記硬化層を積層することにより前記立体モデルを造形する光造形装置の光造形方法において、
前記光造形装置は、
前記光硬化性樹脂の表面に照射される光を放射する光源と、
前記光源から放射される光を空間変調し、前記硬化層が形成される領域である照射領域に前記光を照射させる空間光変調手段と
を備え、
前記照射領域を複数の区域に分け、前記空間光変調手段が前記光源からの光を空間変調することによる前記照射領域への光の照射を、前記区域ごとに複数の回数で行わせる
ステップを含む光造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光造形装置および光造形方法に関し、特に、高精度な光造形を行うことができるようにした光造形装置および光造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＡＤ（Computer Aided Design）で作成された３次元形状データを用いて、立体モデルを作成するときには、例えば、数値制御される機械加工機などが用いられ、機械加工により立体モデルが作成される。
【０００３】
また、近年、機械加工をすることなく立体モデルを作成するラピッドプロトタイピング（ＲＰ：Rapid Prototyping）と呼ばれる手法が、多くの製造現場で注目を集めている。ラピッドプロトタイピングでは、立体モデルの３次元形状データに基づいて、立体モデルをスライスした断面形状の薄板を作成し、その断面形状の薄板を積層することで立体モデルが作成される積層造形法と呼ばれる製造手法が用いられる。
【０００４】
また、ラピッドプロトタイピングは、この断面形状の薄板を作成する方法によって、紫外線硬化樹脂を用いた光造形、熱可塑性樹脂を押し出し積層する方法（ＦＤＭ）、粉末の溶融接着積層方式（ＳＬＳ）、紙を薄膜積層する方式（ＬＯＭ）、粉末や硬化触媒を吐出させ積層する方式（Ｉｎｋ−Ｊｅｔ方式）などに分類される。
【０００５】
例えば、光造形においては、ＣＡＤで作成された立体モデルの３次元形状データが、立体モデルの表面が小さな三角形の面で表現されるフォーマットであるＳＴＬ（Stereo Lithography）に変換されて、光造形装置に入力される。
【０００６】
光造形装置は、３次元形状データから、例えば、0.1〜0.2mm程度の一定間隔で、立体モデルをスライスした断面形状データを作成し、断面形状データに応じて、液状の光硬化樹脂の表面に照射する光の照射領域を決定する。光造形装置は、断面形状データの１層ごとに、液状の光硬化樹脂の表面に、その断面形状データに応じた照射領域の光を照射するとともに、液状の光硬化樹脂中の移動架台を、立体モデルをスライスした厚みに応じて垂直方向下方に移動させる。そして、光造形装置は、断面形状データの最下層から最上層まで、光の照射と移動架台の移動とを繰り返すことにより、立体モデルを生成する。
【０００７】
光造形装置において、光硬化樹脂の表面に光を照射する方式としては、光ビームを走査させるビームスキャン方式、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）を用いて一括して光を照射するＳＬＭ投影方式、および、ビームスキャン方式とＳＬＭ投影方式とを組み合わせた方式がある。
【０００８】
例えば、ＳＬＭ投影方式では、空間光変調器として液晶パネルが用いられ、液晶パネルの各画素が、断面形状データに基づいて光源からの光を変調し、断面形状データに応じた照射領域の光が、光硬化樹脂の表面に照射される。
【０００９】
図１を参照して、ＳＬＭ投影方式による一括露光について説明する。
【００１０】
図１には、空間光変調器により一括して露光可能な紫外線硬化樹脂の表面の所定の領域（以下、適宜、ワーク領域と称する）が示されている。ワーク領域は、空間光変調器の各画素に対応する単位領域により格子状に分割され、単位領域ごとに、光の照射がオン／オフされる。
【００１１】
また、図１において、断面形状データに基づく立体モデルの輪郭線が２点差線で示されており、その輪郭線より内側のハッチングが施されている単位領域が、照射領域となる。このように、断面形状データに応じた照射領域に光を照射することで、照射領域の光硬化樹脂が硬化して硬化層が形成される。
【００１２】
一般的に、光硬化樹脂は、光が照射されて硬化する際に、例えば、７％程度の収縮率で収縮する。従って、光硬化樹脂の照射領域に、一度に光が照射されると、光硬化樹脂は、照射領域の中央に向かって全体的に収縮しながら硬化する。このような収縮が生じることにより、硬化層にソリや変形が生じてしまう。
【００１３】
ここで、特許文献１には、空間光変調器を用い、画像データに応じて紫外線を変調して、その紫外線により感光性樹脂に画像を記録する画像記録装置が開示されている。
【００１４】
【特許文献１】特開平６−９５２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、光硬化樹脂が収縮することにより、硬化層にソリや変形が生じると、その硬化層が積層されて形成される立体モデルの寸法精度が低下し、高精度な光造形を行うことが困難であった。
【００１６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、高精度な光造形を行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一側面の光造形装置は、立体モデルの断面形状データに応じた光を光硬化性樹脂の表面に照射して硬化層を形成し、前記硬化層を積層することにより前記立体モデルを造形する光造形装置であって、前記光硬化性樹脂の表面に照射される光を放射する光源と、前記光源から放射される光を空間変調し、前記硬化層が形成される領域である照射領域に前記光を照射させる空間光変調手段と、前記照射領域を複数の区域に分け、前記空間光変調手段が前記光源からの光を空間変調することによる前記照射領域への光の照射を、前記区域ごとに複数の回数で行わせる制御手段とを備える。
【００１８】
本発明の一側面の光造形方法は、立体モデルの断面形状データに応じた光を光硬化性樹脂の表面に照射して硬化層を形成し、前記硬化層を積層することにより前記立体モデルを造形する光造形装置の光造形方法であって、前記光造形装置は、前記光硬化性樹脂の表面に照射される光を放射する光源と、前記光源から放射される光を空間変調し、前記硬化層が形成される領域である照射領域に前記光を照射させる空間光変調手段とを備え、前記照射領域を複数の区域に分け、前記空間光変調手段が前記光源からの光を空間変調することによる前記照射領域への光の照射を、前記区域ごとに複数の回数で行わせるステップを含む。
【００１９】
本発明の一側面においては、光造形装置は、光硬化性樹脂の表面に照射される光を放射する光源と、光源から放射される光を空間変調し、硬化層が形成される領域である照射領域に光を照射させる空間光変調手段とを備えている。そして、照射領域が複数の区域に分けられ、空間光変調手段が光源からの光を空間変調することによる照射領域への光の照射が、区域ごとに複数の回数で行われる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一側面によれば、高精度な光造形を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２２】
本発明の一側面の光造形装置は、立体モデルの断面形状データに応じた光を光硬化性樹脂の表面に照射して硬化層を形成し、前記硬化層を積層することにより前記立体モデルを造形する光造形装置において、
前記光硬化性樹脂の表面に照射される光を放射する光源（例えば、図２の光源１２）と、
前記光源から放射される光を空間変調し、前記硬化層が形成される領域である照射領域に前記光を照射させる空間光変調手段（例えば、図２の空間光変調器１７）と、
前記照射領域を複数の区域に分け、前記空間光変調手段が前記光源からの光を空間変調することによる前記照射領域への光の照射を、前記区域ごとに複数の回数で行わせる制御手段（例えば、図４のステップＳ１４およびＳ１５の処理を実行する図２の制御部２１）と
を備える。
【００２３】
本発明の一側面の光造形方法は、立体モデルの断面形状データに応じた光を光硬化性樹脂の表面に照射して硬化層を形成し、前記硬化層を積層することにより前記立体モデルを造形する光造形装置の光造形方法であって、
前記光造形装置は、
前記光硬化性樹脂の表面に照射される光を放射する光源と、
前記光源から放射される光を空間変調し、前記硬化層が形成される領域である照射領域に前記光を照射させる空間光変調手段と
を備え、
前記照射領域を複数の区域に分け、前記空間光変調手段が前記光源からの光を空間変調することによる前記照射領域への光の照射を、前記区域ごとに複数の回数で行わせる（例えば、図４のステップＳ１４およびＳ１５）
ステップを含む。
【００２４】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図２は、本発明を適用した光造形装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００２６】
図２において、光造形装置１１は、光源１２、シャッタ１３、偏光板１４、ビームインテグレータ１５、ミラー１６、空間光変調器１７、集光レンズ１８、対物レンズ１９、ワーク部２０、および制御部２１から構成される。
【００２７】
光源１２としては、例えば、高出力な青色ＬＥＤをアレイ状に配置したものを用いることができ、光源１２は、ワーク部２０の紫外線硬化樹脂３１を露光して、硬化層を形成するための光を放射する。なお、光源１２としては、コヒーレントなレーザ光源を用いる必要はない。
【００２８】
シャッタ１３は、制御部２１の制御に従って、光源１２から放射される光を通過または遮蔽し、光源１２からの光による紫外線硬化樹脂３１の露光のオン／オフを制御する。
【００２９】
偏光板１４は、シャッタ１３を通過した光を所定の偏光光とする。即ち、偏光板１４は、透過型の液晶パネルからなる空間光変調器１７が、光源１２からの光を空間変調することができるように、その光を偏光する。
【００３０】
ビームインテグレータ１５は、偏光板１４により偏光された光を均一化する。ビームインテグレータ１５としては、複数のレンズエレメントを配列してなるフライアイタイプや、四角柱等の柱状のロッドレンズの内部を全反射させる構成としてなるライトロッドタイプ等の一般的なものが用いられる。
【００３１】
ミラー１６は、ビームインテグレータ１５により均一化された光を空間光変調器１７に向かって反射する。
【００３２】
空間光変調器１７は、例えば、透過型の液晶パネルからなり、ミラー１６により反射された光が、紫外線硬化樹脂３１上の断面形状データに応じた照射領域を露光するように、制御部２１の制御に従い、その光の一部を空間変調する。
【００３３】
即ち、空間光変調器１７には、断面形状データに応じて、液晶パネルの各画素を駆動させる駆動信号が制御部２１から供給され、空間光変調器１７は、その駆動信号に基づいて、照射領域に対応する画素の液晶の分子の配列を変えて透過する偏光方向を変化させる。これにより、空間光変調器１７は、液晶パネルを通過する光を空間変調し、液晶パネルの１画素に対応する領域を、露光を行う単位領域として、断面形状データに応じた形状の光を紫外線硬化樹脂３１に投影する。
【００３４】
集光レンズ１８は、空間光変調器１７により空間変調された光が対物レンズ１９を通過する際のディストーションを補正するためのレンズ群により構成され、空間光変調器１７により空間光変調された光を、対物レンズ１９の前焦点に集光する。例えば、集光レンズ１８と対物レンズ１９とが対称光学系となるように、それぞれのレンズ群を構成することで、ディストーションを少なくすることができる。
【００３５】
対物レンズ１９は、一又は複数のレンズを有するレンズ群からなり、空間光変調器１７により空間変調された光を紫外線硬化樹脂３１の表面に結像させる。
【００３６】
ここで、対物レンズ１９は、例えば、光源１２からの光による一括露光とともに、図示しないビームスキャン光学系からの光ビームによるビームスキャン露光が行われるときに、ビームスキャン光学系からの光ビームを集光するとともに、光ビームが、紫外線硬化樹脂３１の表面において等速度で走査されるように、即ち、紫外線硬化樹脂３１の表面において均一な走査線速度で走査されるように構成されている。
【００３７】
例えば、対物レンズ１９としては、入射角θに比例した像高Ｙをもち、焦点距離ｆと入射角θとの積が像高Ｙとなるような関係（Ｙ＝ｆ×θ）を有する所謂ｆθレンズが用いられる。換言すると、ｆθレンズは、走査される光ビームの走査速度が、レンズへの入射位置によらず、常に一定となるように設計されたレンズである。このような対物レンズ１９を用いることで、走査線速度がばらつくことによる設計形状と実際の硬化層の形状とに違いが発生することを防止することができ、高精細な造形が実現される。なお、対物レンズ１９としては、ｆθレンズではなく、通常の集光機能を有するレンズを用いてもよい。
【００３８】
ワーク部２０は、収容容器３２、ステージ３３、駆動部３４から構成される。
【００３９】
収容容器３２は、液状の紫外線硬化樹脂３１を収容する。
【００４０】
ステージ３３は、収容容器３２の紫外線硬化樹脂３１に浸漬され、少なくとも紫外線硬化樹脂３１の表面である液面に対して直交する垂直方向（図２の矢印Ｚの方向）に移動可能とされる。
【００４１】
駆動部３４は、制御部２１の制御に従い、収容容器３２およびステージ３３を駆動する。例えば、駆動部３４は、立体モデルの断面形状データに応じて紫外線硬化樹脂３１が露光され、立体モデルの硬化層が１層形成されるのに応じて、１ステップずつステージ３３を垂直方向下方に駆動する。また、駆動部３４は、紫外線硬化樹脂３１の表面が、対物レンズ１９の後側焦点位置に一致するように、収容容器３２を垂直方向に駆動する。
【００４２】
制御部２１は、光源１２を制御して、光源１２からの光の放射をオン／オフさせたり、シャッタ１３を制御して、紫外線硬化樹脂３１の露光をオン／オフさせたり、駆動部３４を制御して、収容容器３２およびステージ３３を駆動させる。
【００４３】
また、制御部２１は、立体モデルの断面形状データに基づいて、照射領域に対応する空間光変調器１７の画素が光を透過するように、空間光変調器１７の各画素を駆動させる駆動信号を、空間光変調器１７に供給する。ここで、制御部２１は、照射領域を複数の区域に分け、その区域ごとに空間光変調器１７の画素を駆動させる。即ち、制御部２１は、空間光変調器１７を介しての紫外線硬化樹脂３１への光の照射が、区域ごとに、複数の段階（回数）で行われるように、空間光変調器１７を制御する。例えば、制御部２１は、照射領域を、第１の区域と第２の区域との２つの区域に分け、第１段階露光と第２段階露光との２段階で露光を行わせる。
【００４４】
図３には、照射領域が単位領域ごとに千鳥状に２つの区域に分けられたワーク領域（空間光変調器１７を介した光により一括して露光可能な紫外線硬化樹脂３１の表面）が示されている。
【００４５】
第１段階露光のワーク領域において、ハッチングが施されている単位領域が、第１段階露光で光が照射される第１の区域であり、第２段階露光のワーク領域において、ハッチングが施されている単位領域が、第２段階露光で光が照射される第２の区域である。図３に示すように、断面形状データに基づく立体モデルの輪郭線（２点差線）の内側にある照射領域は、第１の区域の単位領域と第２の区域の単位領域とにより、千鳥状に分けられている。
【００４６】
即ち、図３に示すように、第１の区域は、縦方向および横方向に１単位領域ごとに交互に、光が照射される単位画素と光が照射されない単位領域とが配置されており、光が照射される単位画素が、いわゆる千鳥状に配置されている。また、第２の区域も、第１の区域と同様に、光が照射される単位画素が千鳥状に配置されており、第１の区域の単位領域と第２の区域の単位領域とが互いに補完しあって、照射領域を埋めるようになっている。
【００４７】
このように、２段階で露光することにより、第１の区域に対応する紫外線硬化樹脂３１の表面が露光されて各単位領域が硬化する際に、第１の区域の単位領域に隣接する第２の区域の単位領域の紫外線硬化樹脂３１は液状であるので、第１の区域の紫外線硬化樹脂３１の収縮に応じて、第２の区域の単位領域には、その周囲から液状の紫外線硬化樹脂３１が流れ込む。即ち、第１の区域の紫外線硬化樹脂３１の単位領域それぞれの周囲にある液状の紫外線硬化樹脂３１により、第１の区域の紫外線硬化樹脂３１の各単位領域が硬化収縮する際の全体的なソリや変形が吸収される。
【００４８】
その後、第２の区域に対応する紫外線硬化樹脂３１が露光されて各単位領域が硬化収縮する際に、第２の区域の単位領域に隣接する第１の区域の単位領域は既に硬化しているので、全体的なソリや変形が生じることはない。
【００４９】
即ち、従来のＳＬＭ投影方式（図１）による露光では、露光領域の全ての単位領域が同時に収縮するために、照射領域の中心に向かって全体的に収縮してしまい、これにより、硬化層にソリや変形が生じていた。
【００５０】
これに対し、上述したように、２段階で露光することにより、第１の区域の単位領域と第２の区域の単位領域とが順次硬化することで、照射領域が全体的に収縮することはなく、硬化層にソリや変形が生じることもない。従って、従来のように一度に照射領域を露光する場合よりも、硬化層の面内全体での寸法精度を向上させることができ、硬化層が積み重なって形成される立体モデルを、より高精度に形成することができる。
【００５１】
次に、図４は、図２の光造形装置１１による光造形を行う処理を説明するフローチャートである。
【００５２】
例えば、光造形装置１１に、ＣＡＤで作成された立体モデルの３次元形状データが入力され、光造形を開始する操作が行われると、ステップＳ１１において、制御部２１は、ＣＡＤで作成された立体モデルの３次元形状データをＳＴＬに変換するプログラムを実行し、立体モデルの３次元形状データをＳＴＬに変換する。
【００５３】
ステップＳ１１の処理後、処理はステップＳ１２に進み、制御部２１は、ＳＴＬに変換された３次元形状データから立体モデルの断面形状データを作成し、処理はステップＳ１３に進む。また、立体モデルの断面形状データを作成する際に、例えば、立体モデルの姿勢および向きが決定され、造形中における立体モデルの転倒を防止するための部材を造形するためのデータなどが作成される。
【００５４】
ステップＳ１３において、制御部２１は、ステップＳ１２で作成された断面形状データのうちの、第１層目のデータに応じた照射領域を、第１の区域と第２の区域の２つの区域（即ち、図３を参照して説明したように、照射領域の単位領域を千鳥状に分けた２つの区域）に分割し、処理はステップＳ１４に進む。
【００５５】
ステップＳ１４において、制御部２１は、第１の区域の単位領域に光を照射させるように空間光変調器１７の各画素を駆動させる駆動信号を、空間光変調器１７に供給し、空間光変調器１７は、光源１２から放射された光が、第１の区域の単位領域に対応する画素を通過するように、各画素を駆動する。そして、制御部２１は、所定の露光時間だけシャッタ１３を開放して、紫外線硬化樹脂３１の表面における単位領域のうちの第１の区域の単位領域を露光させる。
【００５６】
ステップＳ１４の処理後、処理はステップＳ１５に進み、制御部２１は、第２の区域の単位領域に光を照射させるように空間光変調器１７の各画素を駆動させる駆動信号を、空間光変調器１７に供給し、空間光変調器１７は光源１２から放射された光が、第２の区域の単位領域に対応する画素を通過するように、各画素を駆動する。そして、制御部２１は、所定の露光時間だけシャッタ１３を開放して、紫外線硬化樹脂３１の表面における単位領域のうちの第２の区域の単位領域を露光させる。
【００５７】
ステップＳ１５の処理後、処理はステップＳ１６に進み、制御部２１は、ステップＳ１２で作成された全ての断面形状データに基づいた露光が行われたか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳ１６において、制御部２１が、全ての断面形状データに基づいた露光が行われていないと判定した場合、処理はステップＳ１３に戻り、直前のステップＳ１３乃至Ｓ１５で露光が行われた層の次の層の断面形状データを処理の対象として、以下、同様の処理が繰り返される。
【００５９】
一方、ステップＳ１６において、制御部２１が、全ての断面形状データに基づいた露光が行われたと判定した場合、立体モデルが完成しており、処理は終了する。
【００６０】
以上のように、光造形装置１１では、２段階で各区域を露光することにより、硬化層にソリや変形が生じることが回避され、立体モデルをより高精度に形成することができる。
【００６１】
なお、図３に示すように、照射領域を千鳥状に分割するような分割方法以外の分割方法で照射領域を分割してもよく、また、２段階以上で露光を行ってもよい。
【００６２】
例えば、図５には、照射領域の中央付近を中心として年輪状に、照射領域を３つの区域に分けて、３段階で露光が行われるワーク領域が示されている。
【００６３】
第１段階露光のワーク領域に示すように、照射領域となる単位領域のうちの、照射領域の中央付近の単位領域が第１の区域とされ、第２段階露光のワーク領域に示すように、第１の区域の周囲を囲う単位領域が第２の区域とされる。また、第３段階露光のワーク領域に示すように、第２の区域の周囲を囲う単位領域であって、輪郭線である２点差線内の単位領域が、第３の区域とされている。
【００６４】
このように、照射領域を年輪状に分割し、第１の区域から第３の区域の順で、３段階で露光を行うことにより、第１の区域が露光されて収縮する際には、第１の区域に隣接する第２の区域の紫外線硬化樹脂３１は液状であるので、その硬化収縮による全体的な変形を吸収することができる。また、第２の区域が露光されて収縮する際には、第２の区域に隣接する第３の区域の紫外線硬化樹脂３１は液状であり、第３の区域が露光されて収縮する際には、第３の区域の周囲の紫外線硬化樹脂３１は液状であるので、それぞれの区域の硬化収縮による全体的な変形を吸収することができる。
【００６５】
なお、照射領域を年輪状に分割する区域は、照射領域の大きさに応じて３つ以上になることは言うまでもなく、この場合、その区域に応じて３以上の段階で露光が行われる。また、各区域を、内側から外側に向かって段階的に露光する他、外側から内側に向かって段階的に露光してもよい。
【００６６】
このように、照射領域を年輪状に複数の区域に分け、複数の段階で順次露光することにより、硬化層にソリや変形が生じることがなく、立体モデルを、より高精度に形成することができる。
【００６７】
また、照射領域を分ける区域は、千鳥状や年輪状以外でもよく、即ち、ある単位領域に光を照射するときに、その単位領域に隣接する単位領域のうちの、少なくとも１つの単位領域に光が照射されないように区域を決定して、光が照射されない隣接する単位領域から、液状の紫外線硬化樹脂３１が流れ込むようにすればよい。即ち、紫外線硬化樹脂３１が流れ込むことでソリや変形の発生を抑制することができるように区域が分けられていればよい。
【００６８】
また、例えば、照射領域を複数の区域に分けるときに、図３に示すように１単位領域ごとに区域を分けるのではなく、複数の単位領域ごとに区域を分けるようにしてもよい。例えば、田型に隣接する４つの単位領域を１つの単位として、照射領域を千鳥状に分割してもよい。
【００６９】
さらに、立体モデルの断面形状をタイル状に配置された複数のワーク領域で分割し、複数のワーク領域を順次露光して１層の硬化層を形成するようなタイリング方式の光造形において、各ワーク領域の照射領域の露光を複数の区域に分けて行うようにしてもよい。
【００７０】
このような光造形装置１１を用いて、マイクロチップや、コネクタ、マイクロカプセルなど、または、各種の微細な部品の試作品を造形することができる。
【００７１】
なお、空間光変調器１７としては、透過型の液晶パネルの他、入力信号に応じて傾き角度が変化する微小な反射ミラーを複数配列してなるデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）や、反射型液晶素子（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal On Silicon）等を用いてもよい。デジタルマイクロミラーデバイスを用いる場合、各マイクロミラーが１単位領域に対応し、偏光板１４を設ける必要はない。
【００７２】
また、本発明は、空間光変調器１７により空間変調された光を、紫外線硬化樹脂３１の上方から照射する手法である自由液面法により光造形を行う光造形装置１１の他、例えば、空間光変調器１７により空間変調された光を、紫外線硬化樹脂３１と収容容器３２との界面に照射する手法である規制液面法により光造形を行う光造形装置に適用することができる。
【００７３】
例えば、収容容器３２の底面をガラスなどの光を透過する材料で構成し、そのガラスと紫外線硬化樹脂３１と界面に、空間光変調器１７により空間変調された光が、紫外線硬化樹脂３１の下方から照射される。即ち、立体モデルの断面形状データに応じた光が照射される紫外線硬化樹脂３１の表面は、ガラスと紫外線硬化樹脂３１と界面を含むものである。
【００７４】
規制液面法では、収容容器３２とステージ３３との距離が１層分の硬化層の厚みとなるようにステージ３３を配置し、収容容器３２の底面のガラスを介して紫外線硬化樹脂３１に照射される光により、立体モデルの硬化層が１層形成されるのに応じて、１ステップずつ１層分の硬化層の厚みとなるように垂直方向上方にステージ３３を駆動させる処理を繰り返すことにより、立体モデルが形成される。
【００７５】
このように、光が照射される紫外線硬化樹脂３１の表面（界面）を、ガラスにより規制することにより、硬化層の１層分の厚みが正確に造形されるので、積層精度を向上させることができ、これにより、立体モデルを高精度に形成することができる。
【００７６】
また、上述した制御部２１が行う一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【００７７】
図６は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【００７８】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。
【００７９】
バス１０４には、さらに、入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部１０８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部１０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１を駆動するドライブ１１０が接続されている。
【００８０】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【００８１】
コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インタネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
【００８２】
そして、プログラムは、リムーバブルメディア１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１０２や記憶部１０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【００８３】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。また、プログラムは、１つのCPUにより処理されるものであっても良いし、複数のCPUによって分散処理されるものであっても良い。
【００８４】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】ＳＬＭ投影方式による一括露光を説明する図である。
【図２】本発明を適用した光造形装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図３】照射領域が単位領域ごとに千鳥状に２つの区域に分けられたワーク領域を示す図である。
【図４】光造形装置１１による光造形を行う処理を説明するフローチャートである。
【図５】照射領域が年輪状に複数の区域に分けられたワーク領域を示す図である。
【図６】コンピュータの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８６】
１１  光造形装置，  １２  光源，  １３  シャッタ，  １４  偏光板，  １５  ビームインテグレータ，  １６  ミラー，  １７  空間光変調器，  １８  集光レンズ，  １９  対物レンズ，  ２０  ワーク部，  ２１  制御部，  ３１  紫外線硬化樹脂，  ３２  収容容器，  ３３  ステージ，  ３４  駆動部
【図１】
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【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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