(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022062540
(43)【公開日】2022-04-20
(54)【発明の名称】光造形装置及び光変調装置
(51)【国際特許分類】
B29C 64/273 20170101AFI20220413BHJP
B29C 64/129 20170101ALI20220413BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20220413BHJP
B29C 64/393 20170101ALI20220413BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20220413BHJP
【ＦＩ】
B29C64/273
B29C64/129
B33Y30/00
B29C64/393
B33Y50/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020170625
(22)【出願日】2020-10-08
(71)【出願人】
【識別番号】303018827
【氏名又は名称】Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100183955
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 悟郎
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100180334
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 洋美
(74)【代理人】
【識別番号】100177149
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 浩義
(74)【代理人】
【識別番号】100174067
【弁理士】
【氏名又は名称】湯浅 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100136342
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 成美
(72)【発明者】
【氏名】溝口 親明
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL06
4F213WL12
4F213WL43
4F213WL77
4F213WL82
4F213WL83
4F213WL85
(57)【要約】
【課題】簡易な構成で、断面積が広い造形物を高解像で造形できる光造形装置及び光変調装置を提供する。
【解決手段】光造形装置１００は、光硬化樹脂ＲＬを保持する樹脂槽１０と、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光を出射する光源部４０と、光変調部５０とを備える。光変調部５０は、液晶と、液晶を挟持する第１基板と第２基板と、液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを有し、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光を三次元造形物の形状に基づくパターンに変調し、変調された光を光硬化樹脂に照射する。光変調部は、複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含む変調領域を有する。
【選択図】図２
【解決手段】光造形装置１００は、光硬化樹脂ＲＬを保持する樹脂槽１０と、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光を出射する光源部４０と、光変調部５０とを備える。光変調部５０は、液晶と、液晶を挟持する第１基板と第２基板と、液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを有し、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光を三次元造形物の形状に基づくパターンに変調し、変調された光を光硬化樹脂に照射する。光変調部は、複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含む変調領域を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光硬化樹脂を保持する樹脂槽と、
前記光硬化樹脂を硬化させる光を出射する光源部と、
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを有し、前記光を三次元造形物の形状に基づくパターンに変調し、該変調された光を前記光硬化樹脂に照射する光変調部と、を備え、
前記光変調部は、複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含む変調領域を有し、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記光硬化樹脂は、前記第１領域又は前記第２領域の透過率が前記予め設定されている透過率以上である場合に、硬化する、
光造形装置。
前記光硬化樹脂を硬化させる光を出射する光源部と、
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを有し、前記光を三次元造形物の形状に基づくパターンに変調し、該変調された光を前記光硬化樹脂に照射する光変調部と、を備え、
前記光変調部は、複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含む変調領域を有し、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記光硬化樹脂は、前記第１領域又は前記第２領域の透過率が前記予め設定されている透過率以上である場合に、硬化する、
光造形装置。
【請求項2】
前記第１領域の前記光を透過する領域の面積と前記第２領域の前記光を透過する領域の面積が等しい、
請求項１に記載の光造形装置。
請求項１に記載の光造形装置。
【請求項3】
前記第２状態における前記第１領域の透過率と、前記第３状態における前記第１領域と前記第２領域の透過率と、前記第４状態における前記第２領域の透過率とが、等しい、
請求項１又は２に記載の光造形装置。
請求項１又は２に記載の光造形装置。
【請求項4】
前記第１電極と前記第２電極は櫛歯形状を有し、
前記光変調部を平面視した場合、前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、交互に、互いに平行に配置されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光造形装置。
前記光変調部を平面視した場合、前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、交互に、互いに平行に配置されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光造形装置。
【請求項5】
前記光変調部を平面視した場合、前記第１領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部との間隔は、前記第２領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部との間隔よりも狭い、
請求項４に記載の光造形装置。
請求項４に記載の光造形装置。
【請求項6】
前記第１基板に設けられる第１偏光板と、前記第２基板に設けられ前記第１偏光板に対してクロスニコルに配置される第２偏光板とを備え、
前記第１電極の櫛歯部は、前記液晶の配向方向に延出し、Ｖ字状に折れ曲がり、
前記第２電極の櫛歯部は、前記第１電極の櫛歯部と反対方向に延出し、Ｖ字状に折れ曲がり、
前記第１領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、前記液晶の配向方向に対して５°傾き、
前記第２領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、前記液晶の配向方向に対して、前記第１領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部と逆向きに５°傾き、
前記第１偏光板の偏光軸と前記第２偏光板の偏光軸の一方が、前記液晶の配向方向に対して、前記第１領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部と同じ向きに５°傾いている、
請求項５に記載の光造形装置。
前記第１電極の櫛歯部は、前記液晶の配向方向に延出し、Ｖ字状に折れ曲がり、
前記第２電極の櫛歯部は、前記第１電極の櫛歯部と反対方向に延出し、Ｖ字状に折れ曲がり、
前記第１領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、前記液晶の配向方向に対して５°傾き、
前記第２領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、前記液晶の配向方向に対して、前記第１領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部と逆向きに５°傾き、
前記第１偏光板の偏光軸と前記第２偏光板の偏光軸の一方が、前記液晶の配向方向に対して、前記第１領域における前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部と同じ向きに５°傾いている、
請求項５に記載の光造形装置。
【請求項7】
前記第１基板に設けられる第１偏光板と、前記第２基板に設けられる第２偏光板とを備え、
前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、Ｖ字状に折れ曲がり、
前記第１偏光板の偏光軸と前記第２偏光板の偏光軸の一方が、前記液晶の配向方向に対して、０°よりも大きく１５°よりも小さく傾いている、
請求項４又は５に記載の光造形装置。
前記第１電極の櫛歯部と前記第２電極の櫛歯部は、Ｖ字状に折れ曲がり、
前記第１偏光板の偏光軸と前記第２偏光板の偏光軸の一方が、前記液晶の配向方向に対して、０°よりも大きく１５°よりも小さく傾いている、
請求項４又は５に記載の光造形装置。
【請求項8】
複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含み、入射する光を変調する変調領域を有し、
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを備え、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有する、
光変調装置。
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを備え、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有する、
光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光造形装置及び光変調装置に関する。
【背景技術】
【0002】
三次元造形物の断面形状に基づいて光硬化性樹脂に光を照射することにより、三次元造形物を造形する技術が知られている。例えば、特許文献１は、液晶シャッタによって光を光硬化性樹脂に選択的に照射して、三次元造形物を造形する装置と三次元造形物の造形方法とを開示している。
【0003】
特許文献１では、液晶シャッタによって光硬化性樹脂に光を選択的に照射して、一層分の光硬化性樹脂を硬化させた後、硬化した光硬化性樹脂を液晶シャッタから遠ざかる方向に移動させる。そして、光を硬化した光硬化性樹脂の上に流入した光硬化性樹脂に液晶シャッタによって選択的に照射して、次の一層分の光硬化性樹脂を硬化させる。特許文献１では、これらの工程を繰り返することにより、三次元造形物を造形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平７－２３２３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
断面積が広い造形物を高解像で造形する場合、特許文献１の装置は、大型で高精細な液晶シャッタを備えなければならない。大型で高精細な液晶シャッタを駆動するためには、多量のドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が必要となり、また、液晶シャッタを駆動する回路が複雑になる。
【0006】
本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、断面積が広い造形物を高解像で造形できる光造形装置及び光変調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本開示の第１の観点に係る光造形装置は、
光硬化樹脂を保持する樹脂槽と、
前記光硬化樹脂を硬化させる光を出射する光源部と、
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを有し、前記光を三次元造形物の形状に基づくパターンに変調し、該変調された光を前記光硬化樹脂に照射する光変調部と、を備え、
前記光変調部は、複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含む変調領域を有し、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記光硬化樹脂は、前記第１領域又は前記第２領域の透過率が前記予め設定されている透過率以上である場合に、硬化する。
光硬化樹脂を保持する樹脂槽と、
前記光硬化樹脂を硬化させる光を出射する光源部と、
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを有し、前記光を三次元造形物の形状に基づくパターンに変調し、該変調された光を前記光硬化樹脂に照射する光変調部と、を備え、
前記光変調部は、複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含む変調領域を有し、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記光硬化樹脂は、前記第１領域又は前記第２領域の透過率が前記予め設定されている透過率以上である場合に、硬化する。
【0008】
本開示の第２の観点に係る光変調装置は、
複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含み、入射する光を変調する変調領域を有し、
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを備え、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有する。
複数の、電圧透過率特性が互いに異なる第１領域と第２領域とを含み、入射する光を変調する変調領域を有し、
液晶と、前記液晶を挟持する第１基板と第２基板と、前記液晶に電圧を印加する第１電極と第２電極とを備え、
前記液晶は、前記第１基板の主面に平行な方向に配向し、前記第１電極と前記第２電極に電圧を印加されることにより、前記第１基板の前記主面に平行な面内で回転し、
前記液晶に予め設定されている第１電圧が印加された第１状態において、前記第１領域と前記第２領域は予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第２電圧が印加された第２状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第３電圧が印加された第３状態において、前記第１領域と前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有し、
前記液晶に予め設定されている第４電圧が印加された第４状態において、前記第１領域は前記予め設定されている透過率よりも小さい透過率を有し、前記第２領域は前記予め設定されている透過率以上の透過率を有する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、光変調部を駆動するためのドライバＩＣを少なくでき、簡易な構成で、断面積が広い造形物を高解像で造形できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態１に係る光造形装置の構成を示す図である。
【図2】実施形態１に係る光造形装置を示す模式図である。
【図3】実施形態１に係る光変調部を示す上面図である。
【図5】実施形態１に係る変調領域を示す上面図である。
【図6】実施形態１に係る第１領域と第２領域と第３領域の電圧透過率特性を示す図である。
【図7】実施形態１に係る第１領域と第２領域の硬化光を透過する領域を示す平面図である。
【図8】実施形態１に係る三次元造形物の造形方法を示すフローチャートである。
【図9】実施形態２に係る変調領域と第１偏光板の偏光軸と第２偏光板の偏光軸とを示す平面図である。
【図10】実施形態２に係る傾斜角θ＝１０°での第１領域と第２領域の電圧透過率特性を示す図である。
【図11】実施形態２に係る傾斜角θ＝１５°での第１領域と第２領域の電圧透過率特性を示す図である。
【図12】変形例に係る変調領域と第１偏光板の偏光軸と第２偏光板の偏光軸とを示す平面図である。
【図13】変形例に係る第１領域と第２領域の電圧透過率特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、実施形態に係る光造形装置について、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
図１～図８を参照して、本実施形態に係る光造形装置１００を説明する。光造形装置１００は、光硬化樹脂ＲＬから三次元造形物Ｏｂを造形する。
＜実施形態１＞
図１～図８を参照して、本実施形態に係る光造形装置１００を説明する。光造形装置１００は、光硬化樹脂ＲＬから三次元造形物Ｏｂを造形する。
【0012】
光造形装置１００は、図１、図２に示すように、樹脂槽１０と造形プレート２０と移動部３０と光源部４０と光変調部５０と制御部９０とを、筐体５内に備える。樹脂槽１０は、光硬化樹脂ＲＬを保持する。造形プレート２０は、面２０ａに三次元造形物Ｏｂを造形される。移動部３０は造形プレート２０を移動させる。光源部４０は、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光を出射する。光変調部５０は、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光を三次元造形物Ｏｂの形状に基づくパターンに変調する。制御部９０は、光造形装置１００の各部を制御する。本明細書では、理解を容易にするため、図２における光造形装置１００の右方向（紙面の右方向）を＋Ｘ方向、上方向（紙面の上方向）を＋Ｚ方向、＋Ｘ方向と＋Ｚ方向に垂直な方向（紙面の手前方向）を＋Ｙ方向として説明する。また、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光を、硬化光とも記載する。
【0013】
光造形装置１００の樹脂槽１０は、図２に示すように、光硬化樹脂ＲＬを保持する。樹脂槽１０は、＋Ｚ方向の面が開口した箱形状の容器である。樹脂槽１０は、底部１２と壁部１４とを有する。
【0014】
樹脂槽１０の底部１２は、光源部４０から出射される硬化光を透過する。底部１２は、例えば、平板状のガラスである。樹脂槽１０の壁部１４は、硬化光を遮る。壁部１４は、樹脂、金属等から形成される。
【0015】
ここで、光硬化樹脂ＲＬについて説明する。光硬化樹脂ＲＬは、予め設定されている波長の光を照射されることにより硬化する液状の樹脂である。本実施形態では、光硬化樹脂ＲＬは、光源部４０から出射される光（硬化光）を照射されることにより、硬化する。光硬化樹脂ＲＬは、モノマー、オリゴマー、重合開始剤等を含む。重合開始剤は、光源部４０から出射される硬化光を吸収してラジカル、イオン等の活性種を発生し、モノマー、オリゴマー等に重合反応を開始させる。本実施形態では、光硬化樹脂ＲＬはＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）硬化型樹脂である。
【0016】
光造形装置１００の造形プレート２０は、樹脂製又は金属製の平板である。造形プレート２０は、図２に示すように、樹脂槽１０の底部１２に対して＋Ｚ側に配置されている。また、光造形装置１００の初期状態では、造形プレート２０は樹脂槽１０内に位置している（造形プレート２０の初期位置）。造形プレート２０は、移動部３０によって＋Ｚ方向と－Ｚ方向に移動される。造形プレート２０は、樹脂槽１０の底部１２に対向する面２０ａに三次元造形物Ｏｂを造形される。
【0017】
光造形装置１００の移動部３０は、造形プレート２０を＋Ｚ方向と－Ｚ方向とに移動させる。移動部３０は、アーム３２と移動機構３４とを有する。移動部３０のアーム３２は、造形プレート２０と移動機構３４とを接続する。移動部３０の移動機構３４は、アーム３２を介して、造形プレート２０を＋Ｚ方向と－Ｚ方向に移動させる。移動機構３４は、モータ、ボールネジ、スライダ等（図示せず）を備えている。
【0018】
光造形装置１００の光源部４０は、硬化光（すなわち、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光）を、光硬化樹脂ＲＬ（＋Ｚ方向）に向けて出射する。本実施形態では、光源部４０は、樹脂槽１０に対して－Ｚ側に配置される。光源部４０は、樹脂槽１０側に位置する上面４０ａからＵＶ光を＋Ｚ方向へ出射する。光源部４０は、反射シート、ＵＶ光を出射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、拡散シート等を備えている。光源部４０から出射されるＵＶ光における最大の強度を有する波長は、例えば、４０５ｎｍである。
【0019】
光造形装置１００の光変調部５０は、図２に示すように、樹脂槽１０と光源部４０との間に配置される。光変調部５０は、光源部４０から出射された硬化光を三次元造形物Ｏｂの形状に基づくパターンに変調し、樹脂槽１０の底部１２を介して、変調された硬化光を光硬化樹脂ＲＬに照射する。光変調部５０は、図３に示すように、マトリクス状に配列され、硬化光を変調する変調領域５２を有している。光変調部５０は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）により駆動される、横電界駆動型の液晶パネルである。本実施形態では、光変調部５０は、Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇモードで動作する。なお、図３では、複数の変調領域５２のうちの一部のみを図示している。
【0020】
光変調部５０は、図３に示すように、ＴＦＴ基板６０と対向基板７０とドライバＩＣ８５とを備える。また、光変調部５０は、図４に示すように、液晶６２と、第１電極６４と、第２電極６６と、第１偏光板７２と、第２偏光板７４とを備える。
【0021】
まず、ＴＦＴ基板６０と、対向基板７０と、第１偏光板７２と、第２偏光板７４と、ドライバＩＣ８５について説明する。
【0022】
光変調部５０のＴＦＴ基板６０は、図３に示すように、第１基板６１とドライバ回路８２とを有する。第１基板６１は、例えば、ガラス基板である。第１基板６１の第１主面６１ａには、図４に示すように、液晶６２に電圧を印加する第１電極６４と第２電極６６が設けられる。第１基板６１の第２主面６１ｂには、第１偏光板７２が設けられる。
【0023】
また、第１基板６１の第１主面６１ａには、変調領域５２を選択するためのＴＦＴ、ＴＦＴを硬化光から保護する遮光膜、液晶６２を配向する配向膜等が設けられる（いずれも図示せず）。さらに、第１基板６１の第１主面６１ａには、複数の共通配線と複数の信号配線と複数の走査配線が形成されている（いずれも図示せず）。共通配線は、第１電極６４に共通電位を供給する。信号配線は第２電極６６に電圧を供給し、走査配線はＴＦＴを動作させる電圧を供給する。変調領域５２は信号配線と走査配線とに囲まれ、ＴＦＴが走査配線と信号配線との交差部に設けられている。信号配線と第２電極６６は、ＴＦＴを介して接続されている。
【0024】
ドライバ回路８２は、図３に示すように、変調領域５２が配列されている領域を囲む位置に設けられる。ドライバ回路８２は、走査配線と信号配線と共通配線に電圧を供給する。
【0025】
光変調部５０の対向基板７０は、図４に示すように、ＴＦＴ基板６０に対向し、図示しないシール材によりＴＦＴ基板６０に貼り合わされている。対向基板７０は、第２基板７１とブラックマトリクスＢＭとを有する。第２基板７１は、例えば、ガラス基板である。第２基板７１の第１主面７１ａには、ブラックマトリクスＢＭと液晶６２を配向する配向膜が設けられる。第２基板７１の第２主面７１ｂには、第２偏光板７４が設けられる。
また、第２基板７１とＴＦＴ基板６０の第１基板６１は、液晶６２を挟持する。
また、第２基板７１とＴＦＴ基板６０の第１基板６１は、液晶６２を挟持する。
【0026】
ブラックマトリクスＢＭは、第２基板７１の第１主面７１ａに格子状に設けられる。ブラックマトリクスＢＭは、変調領域５２を画定する。ブラックマトリクスＢＭは、黒色樹脂、クロム等から形成される。
【0027】
光変調部５０の第１偏光板７２は、第１基板６１の第２主面６１ｂに設けられる。第１偏光板７２の偏光軸は、液晶６２の配向方向（＋Ｙ方向）に平行に配置される。
【0028】
光変調部５０の第２偏光板７４は、第２基板７１の第２主面７１ｂに設けられる。第２偏光板７４の偏光軸は、第１偏光板７２の偏光軸に対してクロスニコルに配置に配置される。したがって、光変調部５０は、ノーマリーブラックモードで動作する。
【0029】
光変調部５０のドライバＩＣ８５は、ＴＦＴ基板６０の第１基板６１に設けられる。ドライバＩＣ８５は、ドライバ回路８２に電力、タイミング信号等を供給する。ドライバＩＣ８５は、図示しないＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を介して、制御部９０に接続している。
【0030】
次に、液晶６２と第１電極６４と第２電極６６と変調領域５２について、説明する。
【0031】
光変調部５０の液晶６２は、ＴＦＴ基板６０の第１基板６１と対向基板７０の第２基板７１に挟持される。液晶６２は、電圧を印加されていない状態において、第１基板６１と第２基板７１に設けられた配向膜により、第１基板６１の第１主面６１ａに平行な方向に配向に配向している。また、液晶６２は、第１電極６４と第２電極６６が印加する電圧により、第１基板６１の第１主面６１ａに平行な面内で回転する。本実施形態では、液晶６２は、＋Ｙ方向に配向した、ポジ型のネマチック液晶である。
【0032】
光変調部５０の第１電極６４と第２電極６６は、液晶６２に電圧を印加する。第１電極６４は、共通配線に接続して、共通電極として機能する。第２電極６６は、ＴＦＴを介して信号配線に接続して、駆動電極として機能する。
【0033】
第１電極６４と第２電極６６は、図５に示すように、第１基板６１の第１主面６１ａに、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から櫛歯形状に形成される。第１電極６４は、液晶６２の配向方向（＋Ｙ方向）に延出し、Ｖ字状に折れ曲がっている櫛歯部６４ａ、６４ｂを有する。また、第２電極６６は、第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂと反対方向（－Ｙ方向）に延出し、Ｖ字状に折れ曲がっている櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃを有する。第２電極６６の櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃと第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂは、Ｘ方向に沿って交互に、互いに平行に配置される。これにより、第１基板６１の第１主面６１ａに平行でＸ方向の横電界が、櫛歯部６６ａと櫛歯部６４ａとの間と、櫛歯部６４ａと櫛歯部６６ｂとの間と、櫛歯部６６ｂと櫛歯部６４ｂとの間と、櫛歯部６４ｂと櫛歯部６６ｃとの間に生じる。第１基板６１の第１主面６１ａに平行でＸ方向の横電界により、液晶６２は、第１基板６１の第１主面６１ａに平行な面内で回転する。
第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂと第２電極６６の櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃの詳細については、後述する。
第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂと第２電極６６の櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃの詳細については、後述する。
【0034】
光変調部５０の変調領域５２は、マトリクス状に配列され、光源部４０から出射された硬化光を変調する。変調領域５２は、図５に示すように、３つの領域を含む。なお、図５では、理解を容易にするために、第１偏光板７２、第２偏光板７４等を省略している。
【0035】
変調領域５２の第１領域５２ａは第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂの根元側（－Ｙ方向側）に位置し、変調領域５２の第２領域５２ｂは第２電極６６の櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃの根元側（＋Ｙ方向側）に位置する。また、変調領域５２の第３領域５２ｃは、第１領域５２ａと第２領域５２ｂとの間に位置する。第１領域５２ａと第２領域５２ｂと第３領域５２ｃは、配置されている櫛歯部６４ａ、６４ｂ、６６ａ～６６ｃの間隔が異なることにより、互いに異なる電圧透過率特性を有している。
【0036】
第１領域５２ａの櫛歯部６６ａ、６４ａ、６６ｂ、６４ｂ、６６ｃの間隔Ｄ１は、櫛歯部６６ａ～６６ｃの幅を広くすることにより最も狭く設定され、第１領域５２ａでは、透過率が最も低電圧で変化する（すなわち、液晶６２の駆動電圧が最も低い）。第２領域５２ｂの櫛歯部６６ａ、６４ａ、６６ｂの間隔Ｄ２は、第１領域５２ａの櫛歯部６４ａ、６６ｂ、６４ｂ、６６ｃの間隔よりも広く設定され、第２領域５２ｂでは、透過率が第１領域よりも高い電圧で変化する（すなわち、液晶６２の駆動電圧が第１領域５２ａよりも高い）。第３領域５２ｃの櫛歯部６６ａ、６４ａ、６６ｂ、６４ｂ、６６ｃの間隔Ｄ３は、櫛歯部６６ａ～６６ｃの幅を狭めることにより最も広く設定され、第３領域５２ｃでは、透過率が最も高電圧で変化する（すなわち、液晶６２の駆動電圧が最も高い）。
以下では、図６を参照して、第１領域５２ａと第２領域５２ｂと第３領域５２ｃの電圧透過率特性と光硬化樹脂ＲＬの硬化状態について、具体的に説明する。なお、第１電極６４の櫛歯部６４ｂが第２領域５２ｂに配置されていないが、これについては後述する。
以下では、図６を参照して、第１領域５２ａと第２領域５２ｂと第３領域５２ｃの電圧透過率特性と光硬化樹脂ＲＬの硬化状態について、具体的に説明する。なお、第１電極６４の櫛歯部６４ｂが第２領域５２ｂに配置されていないが、これについては後述する。
【0037】
第１領域５２ａと第２領域５２ｂと第３領域５２ｃの透過率は、櫛歯部６４ａ、６４ｂ、６６ａ～６６ｃの間隔を調整することにより、予め設定されている第１電圧Ｖ１～第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された場合に、予め設定されている透過率Ｔｓ以上であるか否か設定されている。各電圧の電圧値は、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３、第４電圧Ｖ４の順に高くなっている。また、予め設定されている透過率Ｔｓは、光硬化樹脂ＲＬに照射される硬化光の単位面積当たりのエネルギーが光硬化樹脂ＲＬの臨界露光量となる、透過率である。光硬化樹脂ＲＬの臨界露光量は、光硬化樹脂ＲＬが硬化するために必要最小限の、単位面積当たりのエネルギーを意味する。例えば、ウレタン－アクリレート系の光硬化樹脂の臨界露光量は、０．８ｍＪ／ｃｍ２程度である。したがって、変調領域５２のいずれかの領域の透過率が予め設定されている透過率Ｔｓ以上である場合、その領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化する。また、変調領域５２のいずれかの領域の透過率が予め設定されている透過率Ｔｓよりも小さい場合、その領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化しない。なお、予め設定されている第１電圧Ｖ１～第４電圧Ｖ４を、それぞれ、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３、第４電圧Ｖ４と記載する。また、予め設定されている透過率Ｔｓを臨界透過率Ｔｓと記載する。
【0038】
まず、第１領域５２ａについて説明する。図６に示すように、最も小さい第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態では、第１領域５２ａの透過率は、臨界透過率Ｔｓよりも小さい。第１電圧Ｖ１よりも大きい第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、第１領域５２ａの透過率は、臨界透過率Ｔｓ以上となる。さらに、第２電圧Ｖ２よりも大きい第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第１領域５２ａの透過率は、最大透過率よりも小さくなるものの、臨界透過率Ｔｓ以上となる。最も大きい第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第１領域５２ａの透過率は、臨界透過率Ｔｓよりも小さくなる。
したがって、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態と第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第１領域５２ａに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化しない。一方、第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態と第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第１領域５２ａに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化する。
したがって、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態と第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第１領域５２ａに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化しない。一方、第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態と第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第１領域５２ａに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化する。
【0039】
次に、第２領域５２ｂについて説明する。第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態では、第２領域５２ｂの透過率は、第１領域５２ａと同様に、臨界透過率Ｔｓよりも小さい。第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、図６に示すように、第１領域５２ａよりも駆動電圧が高い第２領域５２ｂの透過率は、臨界透過率Ｔｓよりも小さい状態を維持している。第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第２領域５２ｂの透過率は、臨界透過率Ｔｓ以上となる。第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第２領域５２ｂの透過率は、最大透過率よりも小さくなるものの、臨界透過率Ｔｓ以上となる。
したがって、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態と第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化しない。一方、第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態と第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化する。
したがって、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態と第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化しない。一方、第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態と第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬは硬化する。
【0040】
駆動電圧が最も高い第３領域５２ｃの透過率は、図６に示すように、第１電圧Ｖ１～第４電圧Ｖ４のいずれが印加された場合であっても、臨界透過率Ｔｓよりも小さい。なお、第３領域５２ｃの直上に位置する光硬化樹脂ＲＬは、第１領域５２ａに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬ又は第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬに含まれる。
【0041】
以上をまとめると、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態では、第１領域５２ａと第２領域５２ｂと第３領域５２ｃの透過率は臨界透過率Ｔｓよりも小さいので、いずれの領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬも硬化しない。第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、第１領域５２ａの透過率は臨界透過率Ｔｓ以上となり、第２領域５２ｂと第３領域５２ｃの透過率は臨界透過率Ｔｓよりも小さいので、第１領域５２ａに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬが硬化する。第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第１領域５２ａと第２領域５２ｂの透過率は臨界透過率Ｔｓ以上となり、第３領域５２ｃの透過率は臨界透過率Ｔｓよりも小さいので、第１領域５２ａに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬと第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬが硬化する。第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第１領域５２ａと第３領域５２ｃの透過率は臨界透過率Ｔｓよりも小さく、第２領域５２ｂの透過率は臨界透過率Ｔｓ以上であるので、第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬが硬化する。
【0042】
したがって、本実施形態では、１つの変調領域５２の液晶６２に印加される電圧を制御することにより、変調領域５２内の２つの領域（第１領域５２ａと第２領域５２ｂ）の透過率を制御して、それぞれの領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できる。１つの変調領域５２により、変調領域５２内の２つの領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できるので、光変調部５０のドライバＩＣ８５の数を少なくできる。また、光変調部５０のドライバ回路８２を簡略化できる。
【0043】
第２状態における第１領域５２ａの透過率と、第３状態における第１領域５２ａの透過率と、第３状態における第２領域５２ｂの透過率と、第４状態における第２領域５２ｂの透過率（以下、露光透過率Ｔｅと総称する）は、硬化させる光硬化樹脂ＲＬの厚さに依存する。すなわち、硬化する光硬化樹脂ＲＬの厚さは、照射される硬化光の単位面積当たりのエネルギー（以下、硬化露光量と記載）に依存するので、露光透過率Ｔｅは、硬化させる光硬化樹脂ＲＬの厚さに応じた硬化露光量を有する硬化光が透過する、透過率に設定される。例えば、ウレタン－アクリレート系の光硬化樹脂を１００μｍの厚さで硬化させるための硬化露光量が２ｍＪ／ｃｍ２とすると、露光透過率Ｔｅは、透過した硬化光の露光量が２ｍＪ／ｃｍ２となる透過率である。
【0044】
本実施形態では、第１領域５２ａにおける硬化光を透過する領域Ｓ１の面積の総和と、第２領域５２ｂにおける硬化光を透過する領域Ｓ２の面積の総和を等しくすることが、好ましい。さらに、図６に示すように、第２電圧Ｖ２（第２状態）と第３電圧Ｖ３（第３状態）と第４電圧Ｖ４（第４状態）における露光透過率Ｔｅを等しくすることが、好ましい。これらより、光硬化樹脂ＲＬに照射される硬化光の硬化露光量を容易に制御でき、光硬化樹脂ＲＬを均一に硬化できる。
第１領域５２ａにおける硬化光を透過する領域Ｓ１は、図７に示すように、第１領域５２ａにおいて横電界が生じる電極（櫛歯部６４ａ～６４ｃ、６６ａ、６６ｂ）間の領域を意味する。また、第２領域５２ｂにおける硬化光を透過する領域Ｓ２は、第２領域５２ｂにおいて横電界が生じる電極（櫛歯部６４ａ、６６ａ、６６ｂ）間の領域を意味する。本実施形態では、第２領域５２ｂに第１電極６４の櫛歯部６４ｂを配置しないことにより、領域Ｓ１の面積の総和と領域Ｓ２の面積の総和とを等しくしている。図７では、理解を容易にするために、第１偏光板７２、第２偏光板７４等を省略し、第１電極６４、第２電極６６を破線で示している。
第１領域５２ａにおける硬化光を透過する領域Ｓ１は、図７に示すように、第１領域５２ａにおいて横電界が生じる電極（櫛歯部６４ａ～６４ｃ、６６ａ、６６ｂ）間の領域を意味する。また、第２領域５２ｂにおける硬化光を透過する領域Ｓ２は、第２領域５２ｂにおいて横電界が生じる電極（櫛歯部６４ａ、６６ａ、６６ｂ）間の領域を意味する。本実施形態では、第２領域５２ｂに第１電極６４の櫛歯部６４ｂを配置しないことにより、領域Ｓ１の面積の総和と領域Ｓ２の面積の総和とを等しくしている。図７では、理解を容易にするために、第１偏光板７２、第２偏光板７４等を省略し、第１電極６４、第２電極６６を破線で示している。
【0045】
図１に戻り、光造形装置１００の制御部９０は、移動部３０と光源部４０と光変調部５０とを制御する。また、制御部９０は、三次元造形物Ｏｂの三次元形状を表す三次元形状データから、三次元造形物Ｏｂの＋Ｚ方向に垂直な断面の形状を表す断面形状データを生成する。断面形状データは、予め設定された間隔で生成される。
【0046】
制御部９０は、各種の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９２と、プログラムとデータとを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９４と、データを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９６と、各部の間の信号を入出力する入出力インタフェース９８とを備える。制御部９０の機能は、ＣＰＵ９２が、ＲＯＭ９４に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。入出力インタフェース９８は、ＣＰＵ９２と、移動部３０と光源部４０と光変調部５０のドライバＩＣ８５と図示しない外部装置との信号を入出力する。
【0047】
次に、図８を参照して、三次元造形物Ｏｂの造形方法を説明する。本実施形態では、三次元造形物Ｏｂは、光造形装置１００によって、硬化した光硬化樹脂ＲＳの層をｎ層積層することにより造形される。
【0048】
図８は、三次元造形物Ｏｂの造形方法を示すフローチャートである。三次元造形物Ｏｂの造形方法は、光硬化樹脂ＲＬと断面形状データとを準備する工程（ステップＳ１０）と、造形プレート２０を初期位置に配置する工程（ステップＳ２０）と、硬化光を変調して、変調された硬化光を光硬化樹脂ＲＬに照射することにより、光硬化樹脂ＲＬを硬化させる工程（ステップＳ３０）と、硬化した光硬化樹脂ＲＳを移動させる工程（ステップＳ４０）と、硬化した光硬化樹脂ＲＳの層がｎ層積層されたか否か判別する工程（ステップＳ５０）と、を含む。本実施形態では、ステップＳ３０とステップＳ４０が繰り返される。
【0049】
ステップＳ１０では、三次元造形物Ｏｂを造形するための光硬化樹脂ＲＬと、三次元造形物Ｏｂの断面形状データとを準備する。本実施形態では、光硬化樹脂ＲＬはＵＶ硬化型樹脂である。断面形状データは、外部装置から入力された三次元造形物Ｏｂの三次元形状データから、光造形装置１００の制御部９０によって生成される。断面形状データは、ｎ層分生成される。三次元形状データは、例えば、三次元造形物Ｏｂの三次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データである。
【0050】
ステップＳ２０では、移動部３０によって造形プレート２０を移動させて、造形プレート２０を初期位置に配置する。具体的には、造形プレート２０は、三次元造形物Ｏｂを造形される面２０ａと樹脂槽１０の底部１２との間隔が硬化した光硬化樹脂ＲＳの一層分の厚さである位置に配置される。
【0051】
ステップＳ３０では、光源部４０からＵＶ光を出射させる。そして、１層目の断面形状データに基づいて、出射されたＵＶ光を光変調部５０より変調する。変調されたＵＶ光は、樹脂槽１０の底部１２を介して、光硬化樹脂ＲＬに照射される。これにより、光硬化樹脂ＲＬが硬化して、１層目の硬化した光硬化樹脂ＲＳが形成される。
光変調部５０では、選択された変調領域５２の液晶６２に印加される電圧を制御することにより、１つの変調領域５２内の２つの領域（第１領域５２ａと第２領域５２ｂ）に対応する光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できるので、簡易な構成で、光硬化樹脂ＲＳを形成できる。
光変調部５０では、選択された変調領域５２の液晶６２に印加される電圧を制御することにより、１つの変調領域５２内の２つの領域（第１領域５２ａと第２領域５２ｂ）に対応する光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できるので、簡易な構成で、光硬化樹脂ＲＳを形成できる。
【0052】
ステップＳ４０では、移動部３０によって、硬化した光硬化樹脂ＲＳ（造形プレート２０）を、＋Ｚ方向に、硬化した光硬化樹脂ＲＳの層の厚さ分移動させる。
【0053】
ステップＳ５０では、ステップＳ３０を実行した回数がｎ回よりも小さい場合、硬化した光硬化樹脂ＲＳの層がｎ層積層されていないと判別する（ステップＳ５０；ＮＯ）。ｎ層積層されていないと判別されると、造形処理はステップＳ３０に戻り、２層目以降の硬化した光硬化樹脂ＲＳを形成する。ステップＳ３０を実行した回数がｎ回である場合、硬化した光硬化樹脂ＲＳの層がｎ層積層されたと判別され（ステップＳ５０；ＹＥＳ）、造形処理は終了する。以上により、光造形装置１００は三次元造形物Ｏｂを造形できる。
【0054】
以上のように、光変調部５０の変調領域５２の第１領域５２ａと第２領域５２ｂは、第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂと第２電極６６の櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃとの間隔が異なることにより、互いに異なる電圧透過率特性を有している。具体的には、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態では、第１領域５２ａと第２領域５２ｂは、臨界透過率Ｔｓよりも小さい透過率を有している。また、第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、第１領域５２ａは臨界透過率Ｔｓ以上の透過率を有し、第２領域５２ｂは臨界透過率Ｔｓよりも小さい透過率を有している。第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第１領域５２ａと第２領域５２ｂは臨界透過率Ｔｓ以上の透過率を有している。さらに、第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第１領域５２ａは臨界透過率Ｔｓよりも小さい透過率を有し、第２領域５２ｂは臨界透過率Ｔｓ以上の透過率を有している。
液晶６２に印加する電圧により、変調領域５２の第１領域５２ａと第２領域５２ｂの透過率を制御して、それぞれの領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できるので、光変調部５０のドライバＩＣ８５の数を少なくできる。また、光変調部５０のドライバ回路８２を簡略化できる。したがって、光造形装置１００は、簡易な構成で、断面積が広い造形物を高解像で造形できる。
液晶６２に印加する電圧により、変調領域５２の第１領域５２ａと第２領域５２ｂの透過率を制御して、それぞれの領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できるので、光変調部５０のドライバＩＣ８５の数を少なくできる。また、光変調部５０のドライバ回路８２を簡略化できる。したがって、光造形装置１００は、簡易な構成で、断面積が広い造形物を高解像で造形できる。
【0055】
＜実施形態２＞
実施形態１の光造形装置１００では、櫛歯部６４ａ、６４ｂ、６６ａ～６６ｃの間隔が異なることにより、変調領域５２の第１領域５２ａと第２領域５２ｂが互いに異なる電圧透過率特性を有している。変調領域５２の第１領域５２ａと第２領域５２ｂは、他の構成により、互いに異なる電圧透過率特性を有してもよい。
実施形態１の光造形装置１００では、櫛歯部６４ａ、６４ｂ、６６ａ～６６ｃの間隔が異なることにより、変調領域５２の第１領域５２ａと第２領域５２ｂが互いに異なる電圧透過率特性を有している。変調領域５２の第１領域５２ａと第２領域５２ｂは、他の構成により、互いに異なる電圧透過率特性を有してもよい。
【0056】
図９～図１１を参照して、本実施形態の光造形装置１００について説明する。本実施形態の光造形装置１００は、実施形態１の光造形装置１００と同様に、樹脂槽１０と造形プレート２０と移動部３０と光源部４０と光変調部５０と制御部９０とを備える。本実施形態では、光変調部５０の第１電極６４と第２電極６６と第１偏光板７２と第２偏光板７４の構成が実施形態１と異なるので、ここでは、これらと変調領域５２について説明する。
【0057】
本実施形態の第１電極６４と第２電極６６は、実施形態１と同様に、第１基板６１の第１主面６１ａに、ＩＴＯから櫛歯形状に形成される。第１電極６４は、図９に示すように、液晶６２の配向方向６２ａ（＋Ｙ方向）に延出し、Ｖ字状に折れ曲がっている櫛歯部６４ａ、６４ｂを有する。また、第２電極６６は、第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂと反対方向（－Ｙ方向）に延出し、Ｖ字状に折れ曲がっている櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃを有する。第２電極６６の櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃと第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂは、Ｘ方向に沿って交互に、互いに平行で等間隔に配置される。これにより、実施形態１と同様に、第１主面６１ａに平行でＸ方向の横電界が、櫛歯部６６ａと櫛歯部６４ａとの間と、櫛歯部６４ａと櫛歯部６６ｂとの間と、櫛歯部６６ｂと櫛歯部６４ｂとの間と、櫛歯部６４ｂと櫛歯部６６ｃとの間に生じる。第１主面６１ａに平行でＸ方向の横電界により、液晶６２は、第１基板６１の第１主面６１ａに平行な面内で回転する。
【0058】
本実施形態の第１偏光板７２は、実施形態１と同様に、第１基板６１の第２主面６１ｂに設けられる。本実施形態では、第１偏光板７２の偏光軸７２ａは、図９に示すように、液晶６２の配向方向６２ａ（＋Ｙ方向）に対して、傾斜角θで傾いている。
【0059】
本実施形態の第２偏光板７４は、実施形態１と同様に、第２基板７１の第２主面７１ｂに設けられる。第２偏光板７４の偏光軸７４ａは、実施形態１と同様に、第１偏光板７２の偏光軸７２ａに対してクロスニコルに配置に配置される。
【0060】
本実施形態では、第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂと第２電極６６の櫛歯部６６ａ～６６ｃがＶ字状に折れ曲がり、第１偏光板７２の偏光軸７２ａが液晶６２の配向方向に対して傾いているので、変調領域５２には、互いに異なる電圧透過率特性を有する第１領域５２ａと第２領域５２ｂが生じる。第１領域５２ａと第２領域５２ｂは、櫛歯部６４ａ、６４ｂ、６６ａ～６６ｃの折れ曲がりで分かれ、第１領域５２ａは櫛歯部６４ａ、６４ｂの根元側（－Ｙ方向側）に位置し、第２領域５２ｂは第２電極６６の櫛歯部６６ａ、６６ｂ、６６ｃの根元側（＋Ｙ方向側）に位置する。
【0061】
本実施形態の第１領域５２ａと第２領域５２ｂの電圧透過率特性を説明する。図１０は、傾斜角θ＝１０°での第１領域５２ａと第２領域５２ｂの電圧透過率特性を示す。
【0062】
傾斜角θ＝１０°の場合、本実施形態の第１領域５２ａは、図１０に示すように、実施形態１の第１領域５２ａと同様の電圧透過率特性を有している。具体的には、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態では、第１領域５２ａの透過率は、臨界透過率Ｔｓよりも小さい。第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、第１領域５２ａの透過率は、臨界透過率Ｔｓ以上となる。さらに、第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第１領域５２ａの透過率は、臨界透過率Ｔｓ以上である。第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第１領域５２ａの透過率は、臨界透過率Ｔｓよりも小さくなる。
【0063】
また、傾斜角θ＝１０°の場合、本実施形態の第２領域５２ｂも、実施形態１の第２領域５２ｂと同様の電圧透過率特性を有している。具体的には、第１電圧Ｖ１が液晶６２に印加された第１状態では、第２領域５２ｂの透過率は、臨界透過率Ｔｓよりも小さい。第２電圧Ｖ２が液晶６２に印加された第２状態では、第２領域５２ｂの透過率は、臨界透過率Ｔｓよりも小さい。第３電圧Ｖ３が液晶６２に印加された第３状態では、第２領域５２ｂの透過率は、臨界透過率Ｔｓ以上となる。第４電圧Ｖ４が液晶６２に印加された第４状態では、第２領域５２ｂの透過率は、臨界透過率Ｔｓ以上である。
【0064】
したがって、本実施形態においても、実施形態１と同様に、１つの変調領域５２の液晶６２に印加される電圧を制御することにより、変調領域５２内の第１領域５２ａと第２領域５２ｂの透過率を制御して、それぞれの領域に対応する領域の光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できる。液晶６２に印加する電圧により、変調領域５２内の第１領域５２ａと第２領域５２ｂに対応する領域の光硬化樹脂ＲＬを硬化させるか否か制御できるので、光変調部５０のドライバＩＣ８５の数を少なくできる。また、光変調部５０のドライバ回路８２を簡略化できる。
【0065】
傾斜角θ＝１５°での第１領域５２ａと第２領域５２ｂの電圧透過率特性を図１１に示す。傾斜各θ＝１５°においても、本実施形態の第１領域５２ａは、図１１に示すように、実施形態１の第１領域５２ａと同様の電圧透過率特性を有している。また、本実施形態の第２領域５２ｂも、実施形態１の第２領域５２ｂと同様の電圧透過率特性を有している。ただし、図１１に示すように、臨界透過率Ｔｓに対する露光透過率Ｔｅの比（Ｔｅ／Ｔｓ）を大きくすることが、困難である。臨界透過率Ｔｓに対する露光透過率Ｔｅの比が小さいと、硬化した光硬化樹脂ＲＬの厚さを厚くできない。したがって、傾斜角θは０°よりも大きく１５°よりも小さいことが、好ましい。
【0066】
以上のように、本実施形態においても、光変調部５０のドライバＩＣ８５の数を少なくでき、光変調部５０のドライバ回路８２を簡略化できる。したがって、本実施形態の光造形装置１００は、簡易な構成で、断面積が広い造形物を高解像で造形できる。
【0067】
＜変形例＞
以上、実施形態を説明したが、本開示は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
以上、実施形態を説明したが、本開示は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0068】
例えば、実施形態１では、第１偏光板７２の偏光軸７２ａは液晶６２の配向方向６２ａ（＋Ｙ方向）に平行に配置され、第２偏光板７４の偏光軸７４ａは第１偏光板７２の偏光軸７２ａに対してクロスニコルに配置に配置される。実施形態１の第１偏光板７２の偏光軸７２ａは、実施形態２の偏光軸７２ａと同様に、液晶６２の配向方向６２ａに対して傾斜角θで傾いてもよい。例えば、図１２に示すように、液晶６２の配向方向６２ａに対して、第１電極６４の櫛歯部６４ａ、６４ｂが時計回り方向に５°傾き（傾斜角φ１＝５°）、第２電極６６の櫛歯部６６ａ～６６ｃが反時計回り方向に５°傾き（傾斜角φ２＝５°）、第１偏光板７２の偏光軸７２ａが時計回り方向に５°傾いてもよい（傾斜角θ＝５°）。この場合、図１３に示すように、臨界透過率Ｔｓに対する露光透過率Ｔｅの比を大きくできる。
【0069】
実施形態１の櫛歯部６４ａ、６４ｂ、６６ａ～６６ｃは、折れ曲がっていなくともよい。また、実施形態１の第３領域５２ｃは、対向基板７０のブラックマトリクスＢＭに覆われてもよい。
【0070】
実施形態１の樹脂槽１０の底部１２は、平板状のガラスから形成されているが、樹脂槽１０の底部１２は、硬化光を透過する樹脂、硬化光を透過する高分子フィルム等から形成されてもよい。また、ガラス、樹脂等から形成された底部１２は剥離処理（例えば、シリコンコーティング処理）を施されてもよい。これにより、底部１２と硬化した光硬化樹脂ＲＳとの密着を防ぐことができる。
【0071】
光硬化樹脂ＲＬはＵＶ硬化型樹脂に限られない。光硬化樹脂ＲＬは、例えば、可視光を照射されることにより硬化する樹脂であってもよい。また、光硬化樹脂ＲＬは、重合禁止剤、金属微粒子、顔料等を含んでもよい。
【0072】
光源部４０から出射される光はＵＶ光に限られない。光源部４０は光硬化樹脂ＲＬを硬化させる光（硬化光）を出射する。光源部４０は、光硬化樹脂ＲＬに含まれる重合開始剤が活性種を発生させる波長に応じて、可視光を出射してもよい。また、光源部４０は、ＬＥＤに代えてランプを備えてもよい。さらに、光源部４０は、硬化光を平行光とするコリメータを備えてもよい。
【0073】
実施形態１、２では、第１偏光板７２と第２偏光板７４とをクロスニコルに配置して、光変調部５０をノーマリーブラックモードで動作させているが、第１偏光板７２と第２偏光板７４とをパラレルニコルに配置して、光変調部５０をノーマリーホワイトモードで動作させてもよい。また、実施形態１、２の光変調部５０はＩｎ－Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇモードで動作しているが、光変調部５０は他の横電界モードで動作してもよい。例えば、光変調部５０は、Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇモードで動作してもよい。
【0074】
実施形態１では、光造形装置１００は、層状の硬化した光硬化樹脂ＲＳを順次に積層して三次元造形物Ｏｂを造形している。光造形装置１００は、造形プレート２０を連続的に移動しつつ、光変調部５０によって、硬化光を光硬化樹脂ＲＬに連続的に照射して、三次元造形物Ｏｂを連続的に造形してもよい。
【0075】
実施形態１、２と変形例の光変調部５０は、入射する光を変調して出射する光変調装置として機能してもよい。例えば、光変調部５０を文字、画像等を表示する光変調装置（表示装置）として用いてもよい。
【0076】
以上、好ましい実施形態について説明したが、本開示は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。
【符号の説明】
【0077】
５ 筐体、１０ 樹脂槽、１２ 底部、１４ 壁部、２０ 造形プレート、２０ａ 面、３０ 移動部、３２ アーム、３４ 移動機構、４０ 光源部、４０ａ 上面、５０ 光変調部、５２ 変調領域、５２ａ 第１領域、５２ｂ 第２領域、５２ｃ 第３領域、６０ ＴＦＴ基板、６１ 第１基板、６１ａ 第１基板の第１主面、６１ｂ 第１基板の第２主面、６２ 液晶、６２ａ 液晶の配向方向、６４ 第１電極、６４ａ，６４ｂ 第１電極の櫛歯部、６６ 第２電極、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ 第２電極の櫛歯部、７０ 対向基板、７１ 第２基板、７１ａ 第２基板の第１主面、７１ｂ 第２基板の第２主面、７２ 第１偏光板、７２ａ 第１偏光板の偏光軸、７４ 第２偏光板、７４ａ 第２偏光板の偏光軸、８２ ドライバ回路、８５ ドライバＩＣ、９０ 制御部、９２ ＣＰＵ、９４ ＲＯＭ、９６ ＲＡＭ、９８ 入出力インタフェース、１００ 光造形装置、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 間隔、θ，φ１，φ２ 傾斜角、ＢＭ ブラックマトリクス、ＲＬ 光硬化樹脂、ＲＳ 硬化した光硬化樹脂、Ｏｂ 三次元造形物、Ｓ１，Ｓ２ 硬化光を透過する領域、Ｔｅ 露光透過率、Ｔｓ 臨界透過率、Ｖ１ 第１電圧、Ｖ２ 第２電圧、Ｖ３ 第３電圧、Ｖ４ 第４電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】