JPH091674A

JPH091674A - 光硬化造形方法

Info

Publication number: JPH091674A
Application number: JP7155873A
Authority: JP
Inventors: Naoichiro Saito; 直一郎斉藤; Tetsuo Imaizumi; 哲夫今泉; Shuichi Yamaguchi; 秀一山口
Original assignee: C MET KK; SIGMAKOKI Co Ltd
Current assignee: C MET KK; SIGMAKOKI Co Ltd
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1995-06-22
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】製品の各層の各部分において最適な硬化径と
硬化深さとを得ることができる光硬化造形方法を提供す
る。【構成】光硬化性樹脂に照射される紫外線レーザ光の
強度とスポット径とがともに調節される。ビームエクス
パンダを構成する凸レンズを光軸方向に移動させて紫外
線レーザ光のスポット径を大きくすると、スポット径が
拡がった分だけピーク強度がＰ１からＰ３まで下がり、
二点鎖線で示される光強度分布となる。同時に、ＡＯＭ
モジュールで紫外線レーザ光の強度を弱くしてピーク強
度をＰ３からＰ２に低下させることによって、実線で示
されるようなピーク強度Ｐ２でしきい値Ｐthにおけるビ
ーム径がＷ１となる光強度分布が得られる。かかる光強
度分布を有する紫外線レーザ光で液状樹脂を照射するこ
とによって、液状樹脂の硬化深さをＤ２に変化させつつ
硬化径を一定の大きさＷ１に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液状の光硬化性樹脂
に選択的に光線を照射して三次元の形状を造形する光硬
化造形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液状の光硬化性樹脂（以下、「液状樹
脂」とも略する。）にレーザ光等の強力な光線を照射し
てその一部を硬化させ、任意の三次元形状を造形する光
硬化造形装置が開発・実用化されている。この光硬化造
形装置は、ＣＡＤシステムで設計した機械部品等をＣＡ
Ｄデータを用いて容易に実体化することができ、設計の
確認と直接的な評価を行える。また、近年の多品種少量
生産の要請にも適合した極めて有用な装置である。この
光硬化造形装置を用いた光硬化造形の手順について、図
４を参照して説明する。図４に示されるように、光硬化
造形装置１０２においては、液状樹脂１１０で満たされ
た容器１０８の中に昇降可能な昇降テーブル１１２が設
けられている。図のような製品１２０を造形するには、
まず、昇降テーブル１１２を、液状樹脂１１０の液面１
１０ａから最下層１２０ａの厚さ分だけ下降した高さに
位置させる。この状態で、ガルバノミラー１０４を回転
させることによってレーザ光１０６を必要な範囲内に走
査して、最下層１２０ａを光硬化させる。次に昇降テー
ブル１１２を最下層から二番目の層１２０ｂの厚さ分だ
け下降させ、同様にして二番目の層１２０ｂを光硬化さ
せる。以下、同様にして、下から順に一層ずつ光硬化さ
せることによって、図４に示されるような製品１２０が
造形される。

【０００３】ここで、製品１２０は下層部ほど曲率半径
が小さくなるような形状を有している。従って、かかる
形状を精度良く造形するためには、図４に示されるよう
に下層部ほど一層の厚さを薄くして積層させることが必
要となる。この際に、薄い層と厚い層とを同じ光強度で
硬化させると、薄い層の場合にはその下にある既に光硬
化した層まで再度光照射されることになる。この結果、
下の層が過度に硬化され、層と層との接続面が不連続に
なるとともに、製品の変形が生じてしまう。これを防止
するためには、光硬化させる厚さに応じて液状樹脂に照
射されるレーザ光のエネルギーの大きさを変えることが
必要となる。従来、このような場合には、ガルバノミラ
ー１０４によるレーザ光１０６の走査速度を変化させて
いた。すなわち、厚い層の場合にはレーザ光１０６の走
査速度を小さくすることによって液状樹脂１１０に時間
当たり照射される光量を大きくし、薄い層の場合にはレ
ーザ光１０６の走査速度を大きくすることによって時間
当たり照射される光量を小さくする。このようにして、
硬化させる層の厚さに応じて照射されるレーザ光のエネ
ルギーの大きさを変化させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにレーザ光１０６の走査速度を変化させる方法では、
ガルバノミラー１０４等の機械的構造部分の動作精度が
走査速度に依存するため、走査速度を大きくした場合
に、作成される製品の精度が劣化するという問題が生ず
る。すなわち、ガルバノミラー１０４が回転する場合の
ぶれ・ガタつき等は走査速度を大きくするほど大きくな
るため、光硬化で形成される面の精度もこれに伴って劣
化して、面粗さの粗い製品となってしまうという問題点
があった。これに対して、走査速度は一定として、硬化
させる層の厚さに応じて光透過率可変フィルター，光変
調器等によってレーザ光の強度を変化させる方法が考え
られる。しかし、この方法においては、硬化する層の厚
さが変わるのに伴って硬化する層の径も変化する。すな
わち、硬化させる層の厚さを薄くするためにレーザ光の
強度を小さくすると、光硬化が起こる光強度のしきい値
を越えるレーザビームの径もこれに伴って小さくなり、
硬化する部分の径が小さくなってしまう。このため、製
品の外周部分において硬化寸法のずれを生じ、製品の寸
法精度が悪くなってしまうという問題点があった。さら
に、より高精度の光硬化製品を造形するためには、製品
の各層の各部分においてレーザ光の光強度分布を最適な
形状として、最適な硬化径と硬化深さとを得ることが求
められていた。

【０００５】そこで、本出願の請求項１乃至請求項３に
係る発明においては、製品の各層の各部分において最適
な硬化径と硬化深さとを得ることができる光硬化造形方
法を提供することを目的とする。また、本出願の請求項
２に係る発明においては、光線による光硬化性樹脂の硬
化径を変えることなく硬化深さを変えることができる光
硬化造形方法を提供することを目的とする。また、本出
願の請求項３に係る発明においては、上記の各目的を容
易かつ確実に達成することができる光硬化造形方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に係る
発明においては、上記の課題を解決するために、光硬化
性樹脂に選択的に光線を照射して該光硬化性樹脂を選択
的に硬化させることによって三次元の形状を造形する光
硬化造形方法であって、前記光硬化性樹脂に照射される
前記光線のビーム径を変化させ、または前記光線のビー
ム径を変化させるとともに前記光線の強度を変化させる
ことによって、前記光線の前記光硬化性樹脂の表面にお
ける光強度分布を変化させることを特徴とする光硬化造
形方法を創出した。

【０００７】また請求項２に係る発明においては、上記
の課題を解決するために、光硬化性樹脂に選択的に光線
を照射して該光硬化性樹脂を選択的に硬化させることに
よって三次元の形状を造形する光硬化造形方法であっ
て、前記光硬化性樹脂に照射される際の前記光線の強度
を変化させるとともに、前記光線の強度変化による前記
光硬化性樹脂の硬化径の変化を打ち消すように前記光硬
化性樹脂に照射される前記光線のビーム径を変化させる
ことを特徴とする光硬化造形方法を創出した。

【０００８】また、請求項３に係る発明においては、請
求項１または請求項２に記載の光硬化造形方法であっ
て、前記光線のビーム径の変化をビームエクスパンダを
構成するレンズを光軸方向に沿って移動させることによ
って行うことを特徴とする光硬化造形方法を創出した。

【０００９】

【作用】さて、請求項１に係る光硬化造形方法は、光硬
化性樹脂に選択的に光線を照射して、光硬化性樹脂を選
択的に硬化させることによって三次元の形状を造形する
光硬化造形方法である。かかる光硬化造形方法におい
て、光硬化性樹脂に照射される光線のビーム径を変化さ
せることによって、または光線のビーム径を変化させる
とともに光線の強度を変化させることによって、光線の
光硬化性樹脂の表面における光強度分布が変化させられ
る。これによって、光硬化の過程における製品の各層の
各部分においてレーザ光の光強度分布を最適な形状とす
ることができ、光線の照射による光硬化性樹脂の硬化径
と硬化深さの比率を変化させて最適な硬化径と硬化深さ
を得ることができる。このようにして、製品の各層の各
部分において最適な硬化径と硬化深さとを得ることがで
きる光硬化造形方法となる。

【００１０】また、請求項２に係る光硬化造形方法で
は、かかる光硬化造形方法において、光硬化性樹脂に照
射される際の光線の強度が変化させられるとともに、光
線の強度変化による光硬化性樹脂の硬化径の変化を打ち
消すように、光硬化性樹脂に照射される光線のビーム径
が変化させられる。これによって、照射される際の光線
の強度が変化しても光硬化性樹脂の硬化径は変化せず、
従って光硬化性樹脂の硬化径を一定に保ったまま硬化深
さを変化させることができる。このようにして、光線に
よる光硬化性樹脂の硬化径を変えることなく硬化深さを
変えることができる光硬化造形方法となる。

【００１１】また、請求項３に係る光硬化造形方法は、
請求項１または請求項２に記載の光硬化造形方法におい
て、光線のビーム径の変化をビームエクスパンダを構成
するレンズを光軸方向に沿って移動させることによって
行っている。ビームエクスパンダを構成するレンズを光
軸方向に沿って移動させれば、光線の焦点位置が光硬化
性樹脂の表面から上下にずれることになり、この結果光
硬化性樹脂の表面における光線のビーム径が変化するこ
とになる。かかるビームエクスパンダを構成するレンズ
の移動は、光学用ステージ等を用いて極めて容易かつ精
密に行うことができる。また、ビームエクスパンダは光
硬化造形方法を実施するための装置には通常組み込まれ
ているため、新たな光学要素を追加することなく、光線
のビーム径の変化を実現することができる。このように
して、光線による光硬化性樹脂の硬化径を変えることな
く硬化深さを変えるという目的を容易かつ確実に達成す
ることができる光硬化造形方法となる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明を具現化した一実施例につい
て、図１乃至図３を参照して説明する。まず、本実施例
の光硬化造形方法に用いられる光硬化造形装置の構成及
び各部の機能について、図１及び図２を参照して説明す
る。図１は本実施例の光硬化造形方法に用いられる光硬
化造形装置の構成を示す平面図であり、図２はその正面
図である。なお、図１及び図２は、光硬化造形装置の中
心となる光学系の構成のみを示しており、ミラー，レン
ズ等の支持機構や駆動機構等は省略されている。図１に
示されるように、本実施例に用いられる光硬化造形装置
２はレーザ光源として He-Cdレーザ４を有している。こ
の He-Cdレーザ４から出射される紫外線レーザ光６が全
反射ミラー８で反射され、音響光学式光変調器（Acoust
o-OpticModulator ，以下「ＡＯＭ」と略する）モジュ
ール１０に入射される。ＡＯＭモジュール１０内で変調
された紫外線レーザ光６は、直進する０次光または僅か
に偏向した１次光として出射して、全反射ミラー１２で
真下方向（図１の紙面に垂直な方向）に反射され、さら
に全反射ミラー１４で水平方向に反射される。

【００１３】このＡＯＭモジュール１０は、後述する液
状樹脂４０に照射される紫外線レーザ光６の強度を変化
させる機能をも有する。すなわち、ＡＯＭモジュール１
０に印加される超音波の電力を変化させることによっ
て、０次光と１次光との強度比率が変化する。後述する
ように、最終的に液状樹脂４０に照射されるのは紫外線
レーザ光６の１次光のみであるため、０次光と１次光と
の強度比率を変えることによって、液状樹脂４０に照射
される紫外線レーザ光６の強度が変わることになる。

【００１４】続いて、紫外線レーザ光６はメカシャッタ
ー１６及び虹彩絞り１８を通過して、ビームエクスパン
ダを構成する凸レンズ２０に入射する。この凸レンズ２
０と凸レンズ２４とによって、紫外線レーザ光６のビー
ム径を拡大するためのビームエクスパンダが構成されて
いる。凸レンズ２０と凸レンズ２４との間には、空間フ
ィルター２２が設けられている。この空間フィルター２
２は凸レンズ２０の焦点に位置しており、本実施例にお
いては空間フィルター２２としてスリットを用いてい
る。この空間フィルター２２によってＡＯＭモジュール
１０から出射したレーザ光のうち０次光は遮られ、１次
光のみが空間フィルター２２を通過する。従って、ＡＯ
Ｍモジュール１０で紫外線レーザ光６を０次光と１次光
とに高速で切り換えることによって、後述するガルバノ
ミラー２８，３０の走査速度に対応した高速での紫外線
レーザ光６のシャッタリングが可能になる。これによっ
て、紫外線レーザ光６を高速で走査しながら、液状樹脂
４０のうち必要な部分にのみ照射することができる。

【００１５】また、凸レンズ２４は、紫外線レーザ光６
の光軸方向に沿って移動可能となっている。この凸レン
ズ２４の移動機構は、凸レンズ２４のレンズホルダーを
パルスモータを用いたスライドステージ（いずれも図示
省略）に取り付けることによって構成されている。かか
る移動機構で凸レンズ２４を移動させることによって、
紫外線レーザ光６の最小集光点が液状樹脂４０の液面か
ら上下にずれ、この結果液状樹脂４０の液面における紫
外線レーザ光６のスポット径が変化する。これによっ
て、後で図３について説明するように、紫外線レーザ光
６による液状樹脂４０の硬化径を変えることなく液状樹
脂４０の硬化深さを変化させることができる。

【００１６】凸レンズ２４から出射したビーム径が拡大
された紫外線レーザ光６は、二つ目の虹彩絞り２６を通
過して、ガルバノミラー２８及び３０によって反射され
る。ガルバノミラー２８は、図１の紙面に垂直な回転軸
を中心として回転し、ガルバノミラー３０は、図１の紙
面内にある回転軸を中心として回転する。これによっ
て、図２に破線で示されるように、紫外線レーザ光６
は、ガルバノミラー３０の下方に設けられた樹脂容器３
８の全面にわたって走査される。また、図２に示される
ように、ガルバノミラー３０と樹脂容器３８の間には、
ｆθレンズ３２が設けられている。このｆθレンズ３２
は、数枚のレンズが組み合わされて構成されており、紫
外線レーザ光６を樹脂容器３８内の液状樹脂４０の表面
において、全面にわたって均一なスポット径で集光す
る。なお、二つの虹彩絞り１８，２６は、光硬化造形装
置２を組み立てる際に紫外線レーザ光６の光軸合わせを
するためにのみ用いられるものであり、光軸合わせが完
了した後は全開とされる。また、メカシャッター１６は
樹脂容器３８の周辺で作業をする場合等に作業者の安全
のために閉じられるものであり、光硬化造形装置２の使
用時には全開とされている。

【００１７】さらに、樹脂容器３８の外側には、二つの
二次元光センサ３４Ａ，３４Ｂが設けられている。これ
らの二次元光センサ３４Ａ，３４Ｂは正方形の受光面を
有しており、光ビームが当たったときに正方形の受光面
のうちどの位置に当たったかを検出することができる。
ガルバノミラー２８による紫外線レーザ光６の図１の左
右方向への走査を開始する際には、まず原位置として二
次元光センサ３４Ｂに紫外線レーザ光６が照射される。
ガルバノミラー２８のふれ角が正常であれば、紫外線レ
ーザ光６は二次元光センサ３４Ｂの受光面の中心に当た
る。しかし、光硬化造形装置２の使用中の温度変化等に
よってガルバノミラー２８のふれ角がずれると、原位置
における紫外線レーザ光６の当たる位置も二次元光セン
サ３４Ｂの受光面の中心からずれてくる。そこで、この
ずれ量を二次元光センサ３４Ｂで測定して、図示しない
制御ユニットによってガルバノミラー２８のふれ角を修
正する。このようにして、長時間の使用によっても、ガ
ルバノミラー２８による走査位置が常に正確に保たれる
ようにしている。同様にして、ガルバノミラー３０のふ
れ角を、二次元光センサ３４Ａを用いて補正している。

【００１８】この補正のための、ずれ量の求め方の具体
的な内容について説明する。ガルバノミラー２８のふれ
角が正常である場合に紫外線レーザ光６が当たる二次元
光センサ３４Ｂの面上の位置をＥ１とし、そのＸ方向
（図１の左右方向）の座標をｘ１，Ｙ方向（図１の上下
方向）の座標をｙ１とする。また、ガルバノミラー３０
のふれ角が正常である場合に紫外線レーザ光６が当たる
二次元光センサ３４Ａの面上の位置をＥ２とし、そのＸ
方向の座標をｘ２，Ｙ方向の座標をｙ２とする。さら
に、光硬化造形装置２の使用中において実際に紫外線レ
ーザ光６が当たる位置（ずれ量を含む）の座標を、二次
元光センサ３４ＢについてＥ３（ｘ３，ｙ３）、二次元
光センサ３４ＡについてＥ４（ｘ４，ｙ４）とする。ガ
ルバノミラー２８，３０のずれ量（オフセット）のうち
ゼロオフセットをΔｘ，Δｙとし、ゲインオフセットを
ΔＧｘ，ΔＧｙとすると、次式（１），（２）が成り立
つ。ｘ３＝ΔＧｘ・ｘ１＋Δｘ … （１）ｘ４＝ΔＧｘ・ｘ２＋Δｘ … （２）従って、ΔＧｘ，Δｘの値は、次式（３），（４）によ
って与えられる。 ΔＧｘ＝（ｘ３−ｘ４）／（ｘ１−ｘ２） … （３） Δｘ＝ｘ３−ΔＧｘ・ｘ１ … （４） ΔＧｙ，Δｙの値も、同様にしてｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ
４から求められる。

【００１９】さて、かかる構成を有する本実施例の光硬
化造形装置２における硬化深さ及び硬化径の調節方法に
ついて、図１，図２を参照しつつ図３について説明す
る。図３は、液状樹脂４０の表面における紫外線レーザ
光６の光強度分布を示すものである。図３の縦軸は紫外
線レーザ光６の光強度を示し、下に行くほど光強度が大
きくなる。光強度しきい値Ｐthは、これ以上の光強度で
液状樹脂４０が照射された場合に光硬化を起こすしきい
値である。また、図３の横軸は、ビームスポット径を示
している。図３に示されるように、紫外線レーザ光６が
一点鎖線で示されるピーク強度Ｐ１の光強度分布で液状
樹脂４０に照射された場合には、しきい値Ｐthを越える
部分Ｄ１が光硬化する。すなわち、硬化深さはＤ１とな
る。これに対して、図１，図２のＡＯＭモジュール１０
によって紫外線レーザ光６の強度を弱くして、破線で示
されるピーク強度Ｐ２の光強度分布で照射した場合に
は、液状樹脂４０の硬化深さはＤ２となる。このよう
に、照射する紫外線レーザ光６の強度を調節することに
よって液状樹脂４０の硬化深さを調節することができ
る。しかし、これに伴って図３に示されるように、液状
樹脂４０の硬化径もＷ１からＷ２に変化して硬化径が細
くなってしまうため、先に述べたように製品の寸法精度
が劣化することになる。

【００２０】そこで、本実施例の光硬化造形方法におい
ては、紫外線レーザ光６の強度を調節するとともにレー
ザビームのスポット径を調節することによって、硬化径
が一定になるようにしている。すなわち、まず図１，図
２の凸レンズ２４を光軸方向に移動させて、紫外線レー
ザ光６のスポット径を大きくする。これによって、スポ
ット径が拡がった分だけピーク強度がＰ３まで下がり、
二点鎖線で示される光強度分布となる。同時に、ＡＯＭ
モジュール１０で紫外線レーザ光６の強度を弱くしてピ
ーク強度をＰ３からＰ２に低下させる。これによって、
図３に実線で示されるような、ピーク強度Ｐ２でしきい
値Ｐthにおけるビーム径がＷ１となるような光強度分布
が得られる。このような光強度分布を有する紫外線レー
ザ光６で液状樹脂４０を照射することによって、液状樹
脂４０の硬化深さをＤ２に変化させつつ、硬化径を一定
の大きさＷ１に保つことができる。このようにして、本
実施例の光硬化造形方法においては、紫外線レーザ光６
による液状樹脂４０の硬化径を変えることなく液状樹脂
４０の硬化深さを変化させることができる。

【００２１】さらに、本実施例の光硬化造形方法におい
ては、紫外線レーザ光６の光強度分布を任意に変化させ
ることによって、光硬化の過程における製品の各層の各
部分において最適な硬化径と硬化深さを得ることができ
る。すなわち、上述の如く、凸レンズ２４の移動によっ
て紫外線レーザ光６のスポット径を大きくすると、光強
度分布は一点鎖線で示されるものから二点鎖線で示され
るものへ変化する。図３に示されるように、この場合の
硬化径はＷ１からＷ３へと変化し、硬化深さはＤ１から
Ｄ３へと変化する。このように、スポット径を変化させ
るのみでも、光強度分布を変えることができる。これに
加えて、ＡＯＭモジュール１０で紫外線レーザ光６の強
度を弱くすることによって、上述の如く、光強度分布を
二点鎖線で示されるものから実線で示されるものへと変
化させることができる。このように、スポット径を変化
させることによって、またはスポット径を変化させると
ともに光強度を変化させることによって、紫外線レーザ
光６の光強度分布を任意に変化させることができる。従
って、紫外線レーザ光６による硬化径と硬化深さを最適
な比率及び最適な大きさに調節することができ、光硬化
造形の際の製品の各層の各部分における硬化径と硬化深
さを最適化することが可能となる。これによって、より
高精度な光硬化造形を行うことができる。

【００２２】本実施例においては、光硬化性樹脂（液状
樹脂）４０を硬化させるための光線として He-Cdレーザ
４から出射される紫外線レーザ光６を用いているが、Ar
レーザ等の他の紫外線レーザ光源による紫外線レーザ光
でも良い。また、光硬化性樹脂の種類によっては、他の
波長のレーザ光やレーザ光以外の光線を用いることもで
きる。また、本実施例においては、紫外線レーザ光６の
強度を調節する方法としてＡＯＭモジュールによる０次
光と１次光との強度比率の変化を用いているが、光透過
率可変フィルターを用いる等の他の方式によることもで
きる。強度調節及び光偏向用として、ＡＯＭモジュール
の代わりにＥＯＭ（Electro-Optic Modulator，電気光
学式光変調器）モジュールを用いても良い。

【００２３】さらに、本実施例では、紫外線レーザ光６
のスポット径を調節する方法としてビームエクスパンダ
を構成する凸レンズ２４を光軸方向に沿って移動させる
方法を用いているが、ｆθレンズ３２を光軸方向に沿っ
て移動させる（上下させる）ことによってもスポット径
を調節することができる。また、ビームエクスパンダ用
レンズ２０，２４、ｆθレンズ３２以外のスポット径調
節専用のレンズを追加して、この専用レンズを光軸方向
に沿って移動させる等、その他の方法を用いても構わな
い。また、本実施例においては、空間フィルター２２と
してスリットを用いているが、ガラス板上にマスクパタ
ーンを描いたもの等を空間フィルターとして用いても良
い。光硬化造形方法のその他の部分の構成，機能，数，
大きさ，接続関係等についても、本実施例に限定される
ものではない。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に係る発明においては、光線の
ビーム径を変化させ、またはビーム径を変化させるとと
もに光線の強度を変化させることによって光強度分布を
変化させる光硬化造形方法を創出したために、光硬化の
過程における製品の各層の各部分においてレーザ光の光
強度分布を最適な形状とすることができ、光線の照射に
よる光硬化性樹脂の硬化径と硬化深さの比率を変化させ
て最適な硬化径と硬化深さを得ることができる。これに
よって、製品の各層の各部分における硬化径と硬化深さ
とを最適化して、より高精度な製品を造形することがで
きる実用的な光硬化造形方法となる。

【００２５】また、請求項２に係る発明においては、光
硬化性樹脂に照射される光線の強度を変化させるととも
に光硬化性樹脂の硬化径の変化を打ち消すように光線の
ビーム径を変化させる光硬化造形方法を創出したため
に、照射される際の光線の強度が変化しても光硬化性樹
脂の硬化径は変化せず、光硬化性樹脂の硬化径を一定に
保ったまま硬化深さを変化させることができる。これに
よって、光硬化させる層の厚さを変えつつ、造形される
製品の寸法精度を高精度に保つことができる実用的な光
硬化造形方法となる。

【００２６】また、請求項３に係る発明においては、光
線のビーム径の変化をビームエクスパンダを構成するレ
ンズを光軸方向に沿って移動させることによって行う光
硬化造形方法を創出したために、新たな光学要素を追加
することなく、容易かつ精密にビーム径を変化させるこ
とができる。このようにして、光線による光硬化性樹脂
の硬化径を変えることなく硬化深さを変えるという目的
を容易かつ確実に達成することができる実用的な光硬化
造形方法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光硬化造形方法の一実施例に用い
られる光硬化造形装置の構成を示す平面図である。

【図２】光硬化造形方法の一実施例に用いられる光硬化
造形装置の構成を示す正面図である。

【図３】光硬化造形方法の一実施例における光硬化深さ
及び硬化径の調節の方法を示す説明図である。

【図４】従来の光硬化造形方法を示す説明図である。

【符号の説明】

２光硬化造形装置６光線４０光硬化性樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光硬化性樹脂に選択的に光線を照射して
該光硬化性樹脂を選択的に硬化させることによって三次
元の形状を造形する光硬化造形方法であって、前記光硬化性樹脂に照射される前記光線のビーム径を変
化させ、または前記光線のビーム径を変化させるととも
に前記光線の強度を変化させることによって、前記光線
の前記光硬化性樹脂の表面における光強度分布を変化さ
せることを特徴とする光硬化造形方法。
【請求項２】光硬化性樹脂に選択的に光線を照射して
該光硬化性樹脂を選択的に硬化させることによって三次
元の形状を造形する光硬化造形方法であって、前記光硬化性樹脂に照射される際の前記光線の強度を変
化させるとともに、前記光線の強度の変化による前記光
硬化性樹脂の硬化径の変化を打ち消すように前記光硬化
性樹脂に照射される前記光線のビーム径を変化させるこ
とを特徴とする光硬化造形方法。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の光硬化
造形方法であって、前記光線のビーム径の変化をビーム
エクスパンダを構成するレンズを光軸方向に沿って移動
させることによって行うことを特徴とする光硬化造形方
法。