(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー線のエネルギーで硬化する材料を供給領域に供給し、
前記供給領域に供給された前記材料の全領域のうち、選択された領域に前記エネルギー線を照射し、
前記エネルギー線の照射により、壁部と、第１の開口面積を有し、前記壁部に囲まれることで形成された第１の開口領域と、規則的に整列するように前記壁部に設けられ、第１の開口面積より小さい第２の開口面積をそれぞれ有する複数の第２の開口領域とを備えた構造物を形成する、構造物の製造方法であって、
ステージと、
第１の方向に沿う直線状の領域を含む表面を有し、前記表面のうち前記直線状の領域が前記ステージに最も近くなるように、前記ステージに対面して配置された規制体とを備えた構造物形成装置を用いて、
前記材料の供給工程において、前記ステージが配置される側の領域と前記直線状の領域との間の領域であるスリット領域に、前記材料を供給し、
さらに、少なくとも１層分の前記材料の硬化層を形成するために、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って、前記規制体及び前記ステージを相対的に移動させる
構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、構造物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の光造形物は、設計対象の物品の３次元モデルとして用いられ、その３次元モデルにおける、設計物品の肉部に相当する部分が、中空に形成され、その中空内部がハニカム構造により形成されている。これにより３次元モデルの部位による強度のバラツキが少なくなる（例えば、特許文献１の明細書段落[００２０]参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４７１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
構造物として、新たな形状の構造物の実現が求められている。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、新たな形状の構造物及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本技術に係る構造物は、壁部と、第１の開口領域と、複数の第２の開口領域とを具備する。
前記第１の開口領域は、第１の開口面積を有し、前記壁部に囲まれることで形成されている。
前記複数の第２の開口領域は、規則的に整列するように前記壁部に設けられ、第１の開口面積より小さい第２の開口面積をそれぞれ有する。
【０００７】
第１の開口領域を囲む壁部に、その第１の開口領域の開口面積より小さい開口面積を有する第２の開口領域が設けられており、新たな形状の構造物を提供できる。
【０００８】
前記構造物は、前記第２の開口領域を形成し、前記壁部の前記第２の開口領域の周囲に規則的に整列するように設けられた、前記第２の開口面積より小さい第３の開口面積を有する第３の開口領域をさらに具備してもよい。壁部に第２及び第３の開口領域が設けられることにより、できるだけ開口率を増やすことができる。
【０００９】
前記第１の開口領域及び前記複数の第２の開口領域の開口の方向がそれぞれ一致していてもよい。あるいは、前記第１の開口領域、前記複数の第２の開口領域、及び前記複数の第３の開口領域の開口の方向がそれぞれ一致していてもよい。
【００１０】
前記構造物の形状は、自己相似形であってもよい。つまり、構造物の形状自体が、それよりさらに大きいサイズの構造物の壁部の形状と一致するようになる。
【００１１】
少なくとも前記第１の開口領域の配列及び形状は、ハニカム構造の配列及び形状であってもよい。これにより、構造物の強度を高めることができる。
【００１２】
本技術に係る構造物の製造方法は、エネルギー線のエネルギーで硬化する材料を供給領域に供給する。
前記供給領域に供給された前記材料の全領域のうち、選択された領域に前記エネルギー線が照射される。
前記エネルギー線の照射により、壁部と、第１の開口面積を有し、前記壁部に囲まれることで形成された第１の開口領域と、規則的に整列するように前記壁部に設けられ、第１の開口面積より小さい第２の開口面積をそれぞれ有する複数の第２の開口領域とを備えた構造物が形成される。
【００１３】
ステージと、第１の方向に沿う直線状の領域を含む表面を有し、前記表面のうち前記直線状の領域が前記ステージに最も近くなるように、前記ステージに対面して配置された規制体とを備えた構造物形成装置を用いて、以下のように構造物が形成されてもよい。
前記材料の供給工程において、前記ステージが配置される側の領域と前記直線状の領域との間の領域であるスリット領域に、前記材料が供給される。
前記構造物の製造方法は、さらに、少なくとも１層分の前記材料の硬化層を形成するために、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って、前記規制体及び前記ステージを相対的に移動させられる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、本技術によれば、新たな形状の構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本技術の第１の実施形態に係る構造物を示す平面図である。
【図２】図２は、本技術の第２の実施形態に係る構造物を示す平面図である。
【図３】図３は、本技術の第３の実施形態に係る構造物を示す平面図である。
【図４】図４は、本技術の第４の実施形態に係る構造物を示す平面図である。
【図５】図５は、本技術の一実施形態に係る構造物形成装置を示す側面図である。
【図６】図６は、構造物形成装置をＺ軸方向で見た側面図である。
【図７】図７は、構造物形成装置を示す模式的な側面図及びその制御システムの構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、規制体を拡大して示す図である。
【図９】図９Ａ〜Ｃは、構造物形成装置の動作を順に示す図である。
【図１０】図１０Ａ〜Ｄは、その動作時における規制体及びステージの間の領域を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
【００１７】
[構造物の第１の実施形態]
【００１８】
図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る構造物を示す平面図である。
【００１９】
この構造物１０は、２次元的な広がりを持つ（シート状またはフィルム状の）構造物であり、典型的には、厚さ方向（図１Ａの紙面に垂直方向）には、比較的薄い一定の厚さを有し、その厚さ方向では一様な形状に形成されている。
【００２０】
図１Ｂは、この構造物１０を拡大して示した図である。この構造物１０は、壁部３６と、この壁部３６に囲まれることで形成された複数の第１の開口領域３１と、壁部３６に設けられた複数の第２の開口領域３２とを備える。これら第１の開口領域３１及び第２の開口領域３２は、規則的に整列するように設けられている。第２の開口領域３２が規則的に整列して集合することにより壁部３６が形成される。
これらの開口領域３１及び３２の開口の方向（開口端面の傾き）は、図１Ａ及びＢ中、紙面に垂直方向であり、それぞれ一致している。
開口の方向が一致している、とは、実質的にそれらが一致していることを意味し、それら開口の方向が、この構造物の設計者が「意図した」開口の方向に揃っていることを意味する。したがって、例えば１つの開口領域の開口方向が、他の複数の開口領域の開口方向と比べ、設計者が意図しない厳密に小さい角度分ずれている（例えば、その開口端面が紙面から非常に小さい角度分ずれている）としても、これらは実質的に一致している。
【００２１】
開口領域３１及び３２のそれぞれの整列の規則性の態様は様々であるが、少なくとも１つの条件として、開口領域３１（及び３２）のピッチが一定であることである。
【００２２】
第２の開口領域３２の開口面積（第２の開口面積）は、第１の開口領域３１の開口面積（第１の開口面積）より小さく形成されている。第１の開口領域３１の配列及び形状は、ハニカム構造の配列及び形状である。また、第２の開口領域３２の配列及び形状も、ハニカム構造の配列及び形状であり、第２の開口領域３２の開口面の形状は正６角形である。第１の開口領域３１の開口面の形状は、近正６角形（具体的にはアスタリスク（＊）形状）である。
【００２３】
この構造物１０の形状は、自己相似形（フラクタル的な形状）である。すなわち、ある単位構造体（この例では、最小の正６角形である第２の開口領域３２）の集合が、その単位構造体のサイズより大きい、その単位構造体に相似形である構造体を形成する。ここでは、第２の開口領域３２が、所定数、規則的に整列して集合することにより、その第２の開口領域３２に実質的に相似形の第１の開口領域３１が形成される。
【００２４】
[構造物の第２の実施形態]
【００２５】
図２は、本技術の第２の実施形態に係る構造物を示す平面図である。
【００２６】
この構造物１１０は、壁部１３６と、この壁部１３６に囲まれることで形成された複数の第１の開口領域１３７と、壁部１３６に設けられた複数の第２の開口領域１３８と、これらの第２の開口領域１３８（の壁）を形成する第３の開口領域１３９とを備える。第１の開口領域１３７の形状は、実質的に正６角形である。
【００２７】
この構造物１１０の形状は、上記第１の実施形態に係る構造物１０の自己相似形である。すなわち、図１に示した構造物１０自体が、図２に示した構造物１１０の壁部１３６を形成している。言い換えると、図１Ａに示すように、単位構造体を破線で囲まれた部分１０Ａとし、その単位構造体１０Ａで、さらに大きな開口領域（図２では第１の開口領域１３７）を形成することにより得られる構造物が、この構造物１１０である。
これらの開口領域１３７、１３８及び１３９の開口の方向は、図２中、紙面に垂直方向であり、それぞれ一致している。
【００２８】
以上のように、構造物１１０の形状が自己相似形であることにより、無限数の形状を有する構造物を実現することができる。例えば、図２に示した構造物１１０を壁部１３６として、その壁部１３６に囲まれた複数の開口領域を形成することができる。
【００２９】
[構造物の第３の実施形態]
【００３０】
図３は、本技術の第３の実施形態に係る構造物を示す平面図である。これ以降の説明では、図１及び２に示した実施形態に係る構造物１０及び１１０について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００３１】
図３に示した構造物２０は、第１の開口領域４１を形成する壁部４３を備え、壁部４３は複数の第２の開口領域４２により形成されている。構造物１０（図１参照）と構造物２０とで異なる点は、構造物２０における１つの第１の開口領域４１を形成するための第２の開口領域４２の数が、構造物１０のそれと異なっている点である。
【００３２】
[構造物の第４の実施形態]
【００３３】
図４は、本技術の第４の実施形態に係る構造物を示す平面図である。
【００３４】
構造物１２０は、壁部１４６に囲まれた第１の開口領域１４１、複数の第２の開口領域１４２及び第３の開口領域１４３を備える。この壁部１４６は、上記第３の実施形態に係る構造物２０により形成されている。すなわち、この構造物１２０の形状は、構造物２０の自己相似形である。
【００３５】
[構造物の応用例]
【００３６】
以下、上記した各実施形態に係る構造物１０、１１０、２０、１２０の応用例を説明する。
【００３７】
これらの構造物をフィルタとして利用することができる。
【００３８】
一般的に、フィルタの開口率を大きくしようとすると、その開口面積が大きくなり、その開口を形成する部分の肉厚が薄くなり、フィルタの強度が低下する。逆に、フィルタの開口率を小さくして壁の肉厚を厚くすると、フィルタを通過させる流体の流量が減る。すなわち圧力損失が高くなる。
【００３９】
本技術の構造物をフィルタとして利用する場合、開口率が大きくなるので、このような構造物の構造によって、単位質量当りの材料の表面積を大きくすることができる。
【００４０】
具体的には、壁部に開口領域が設けられていることにより、高い強度を得ながらも、フィルタを通過させる流体の流量の低下を抑えることができる（低圧力損失）。特に、構造物をハニカム構造とすることにより、十分な強度、剛性を得ることができる。
【００４１】
また、例えば図２及び４に示した構造物１１０、１２０において、１つの第３の開口領域１３９、１４３を形成する辺の一部また全部が破壊されたとしても、１つの第２の開口領域１３８、１４２を囲むすべての壁が破壊されるわけではないので、フィルタの所期の性能を維持する冗長性がある。
【００４２】
本技術に係る構造物は、例えばメッキによりその表面に形成されたコーティング膜を有していてもよい。メッキは、金属メッキ、樹脂メッキ等、何でもよい。メッキが行われることにより、例えば疎水性（例えばフッ素系材料）、親水性（例えば、シリカ系、酸化チタン系の材料）、防汚性（例えばチタン系、カーボン系の材料）、耐熱性（例えばニッケル系、クロム系、チタン系）等、様々な性質を構造物に与えることができる。
【００４３】
例えば構造物に金属メッキを行った後、樹脂メッキを行うことにより、構造物を金属繊維強化プラスチック材として利用することができる。
【００４４】
[構造物の製造方法]
【００４５】
図１〜４に示した構造物１０、１１０、２０、１２０を、例えば造形装置の方式により形成することができる。
【００４６】
造形装置は、供給された材料の全領域のうち、対象となる構造物の３次元設計データに基づいて、選択された領域にエネルギー線を照射し、供給された材料を部分的に硬化させる。これにより、任意の形状の構造物を形成することができる。
【００４７】
エネルギー線としては、典型的には光であり、特に紫外線が用いられる。その場合、材料は紫外線硬化性樹脂が用いられる。エネルギー線は、紫外線に限られず、赤外線、可視光、電子線、または超音波等が挙げられる。赤外線や超音波等は、比較的造形精度が低い造形物を形成する場合に用いられればよい。光照射には、典型的にはレーザ照射が用いられる。
【００４８】
しかし、以下に説明する造形装置（構造物形成装置）を用いることにより、実用的な速度及びコストで、高精度な構造物を形成することができる。
【００４９】
（構造物形成装置）
以下、構造物形成装置について説明する。この構造物形成装置は、基本的に造形装置の原理を用いる。構造物形成装置により形成された構造物は、模型としてだけでなく、実際の製品としても利用され得る。
【００５０】
（構造物形成装置の構成）
図５は、本技術の一実施形態に係る構造物形成装置を示す側面図である。図６は、この構造物形成装置をＺ軸方向で見た側面図である。図７は、構造物形成装置を示す模式的な側面図及びその制御システムの構成を示すブロック図である。図中、Ｘ、Ｙ及びＺ軸は、互いに直交する３軸である。
【００５１】
構造物形成装置１００は、ベース１１と、ベース１１に鉛直方向に立設されたＹ軸移動機構１３と、Ｙ軸移動機構１３に接続されたＺ軸移動機構１５と、Ｚ軸移動機構１５に接続されたステージ１４とを備える。また、構造物形成装置１００は、エネルギー線として例えば紫外線等のレーザ光をステージ１４に向けて照射する照射ユニット１７を備える。また、構造物形成装置１００は、ステージ１４に対面して配置された規制体１２と、レーザ光により硬化する光硬化性樹脂等の材料を、ステージ１４と規制体１２との間に供給する供給ノズル１６とを備える。
【００５２】
Ｙ軸移動機構１３は、Ｙ軸移動モータ１３１（図７参照）と、ベース１１に立設された支持柱１３４と、支持柱１３４にＹ軸方向（第２の方向）に沿って敷設されたガイドレール１３２と、ガイドレール１３２に接続され、Ｙ軸移動モータ１３１によりガイドレール１３２に沿って移動可能な移動ベース１３３とを有する。
【００５３】
Ｚ軸移動機構１５は、Ｚ軸移動モータ１５１（図７参照）を有し、ステージ１４をＺ軸方向に移動させることが可能に構成されている。ステージ１４は、図６に示すように例えば円形状に形成されているが、四角でも、その他の形状でも構わない。Ｙ軸移動機構１３及びＺ軸移動機構１５によって、ステージ１４はＹ及びＺ軸方向に沿って移動可能とされる。Ｚ軸移動機構１５により、ステージ１４の表面１４ａと、規制体１２の表面１２ａのうち最もステージ１４に近い領域（後述する直線状の領域Ａ１）との距離が制御される。Ｙ軸移動機構１３及びＺ軸移動機構１５は、移動機構として機能する。
【００５４】
規制体１２は、供給ノズル１６からステージ１４の表面１４ａに供給された材料のＺ軸方向に沿う厚さを規制する。図８は、規制体１２を拡大して示す図である。規制体１２は、シリンドリカル形状の一部の形状を有する（シリンドリカルレンズ形状）。すなわち、ステージ１４側に対面する、規制体１２の表面１２ａは曲面であり、その曲面がシリンドリカル面として形成されている。
【００５５】
図６に示すように、規制体１２は一方向（Ｘ軸方向）に沿って長く形成されている。規制体１２は、取り付け具２１によって支持柱１９に取り付けられている。取り付け具２１には、Ｘ軸方向（第１の方向）に沿ってスリット２１ａが形成されており、このスリット２１ａを介して照射ユニット１７からのレーザ光が規制体１２に入射される。
【００５６】
規制体１２は、ガラス、アクリル、その他の透明材料により形成されている。規制体１２は、エネルギー線を所定の透過率で透過させる材料であれば何でもよい。規制体１２の表面１２ａには、材料の接触角を高める、すなわち疏水性の膜（例えばフッ素等）がコーティングされていてもよい。
【００５７】
図８に示すように、ステージ１４は、ステージ１４側と規制体１２の表面１２ａとの間に、スリット領域Ｓを形成するように、Ｚ軸移動機構１５により配置可能となっている。ステージ１４の表面１４ａと、規制体１２の表面１２ａのうち最もステージ１４に近い部分である、Ｘ軸方向に沿った直線状の領域Ａ１とが対面することにより、スリット領域Ｓが形成される。この直線状の領域Ａ１は、規制体１２の表面１２ａの一部である。
【００５８】
この直線状の領域Ａ１の、Ｙ軸方向の幅は0.1〜1mmである。また、後述する照射ユニット１７から照射されるレーザ光のスポット径は、1〜100μmである。しかし、直線状の領域Ａ１の幅及びスポット径は、規制体１２の大きさ、造形物（構造物）の大きさ、造形精度などによって適宜変更可能であり、それらの範囲以外の値も取り得る。
【００５９】
供給ノズル１６は、Ｘ軸に沿って長い形状を有している。供給ノズル１６は、規制体１２より上部に配置され、例えば図示しない部材により支持部材を介して支持柱１９に取り付けられている。供給ノズル１６として、その長手方向に沿って、光硬化性材料Ｒ（図８参照）を吐出するための図示を省略した複数の穴を有するタイプのノズルが用いられる。あるいは、供給ノズル１６として、その長手方向に沿って設けられたスリットを有するスリットコートタイプのノズルが用いられてもよい。
【００６０】
なお、供給ノズル１６には、例えばこの供給ノズル１６に光硬化性材料Ｒを導入するための図示しないポンプ、配管、開閉バルブ等が接続されている。
【００６１】
図５に示すように、照射ユニット１７は、レーザ光源１７１と、レーザ光源１７１から出射されたレーザ光のビームスポットを絞る対物レンズ１７２とを備える。これらレーザ光源１７１及び対物レンズ１７２は、図示しないホルダにより一体的に保持されている。対物レンズ１７２は、規制体１２を介してスリット領域Ｓ、または、スリット領域Ｓを含むその近傍の領域にある光硬化性材料に焦点を合わせる。すなわち、対物レンズ１７２はレーザ光の焦点が少なくともスリット領域Ｓにある光硬化性材料Ｒに合致するような光軸上の位置に配置される。
【００６２】
照射ユニット１７により発生するレーザ光が紫外線である場合、光硬化性材料Ｒとして、紫外線硬化樹脂が用いられる。
【００６３】
また、上記移動機構は、照射ユニット１７を一体的にＸ軸方向に沿って移動させる、Ｘ軸移動モータ１８１（図７参照）を搭載したＸ軸移動機構（スキャン機構）１８を有する。Ｘ軸移動機構１８により、照射ユニット１７は、レーザ光源１８から出射されたレーザ光をＸ軸方向に沿ってスキャンすることができる。
【００６４】
なお、Ｘ軸移動機構として、ポリゴンスキャナあるいはガルバノスキャナを用いてもよい。
【００６５】
上記取り付け具２１のスリット２１ａはＸ軸方向に沿って長く形成されている。したがって、Ｘ軸移動機構１８は、レーザ光をスキャンしている時、そのスリット２１ａを介して規制体１２にレーザ光を入射させることができる。
【００６６】
Ｚ軸移動機構１５、Ｙ軸移動機構１３及びＸ軸移動機構１８は、例えばボールネジ駆動機構、ラックアンドピニオン駆動機構、またはベルト駆動機構などにより実現することができる。
【００６７】
ベース１１上であって、ステージ１４の下方には廃液タンク５が設けられている。廃液タンク５には、供給ノズル１６から吐出され、ステージ１４を伝って流れ落ちる余剰の光硬化性材料等が溜められるようになっている。
【００６８】
なお、支持柱１３４及び支持柱１９はそれぞれ２つずつ設けられたが（図６参照）、これらは、ベース１１のＸ軸方向においてほぼ中央位置に１つずつ設けられていてもよい。
【００６９】
図７に示すように、構造物形成装置１００は、Ｚ軸移動モータ１５１の駆動を制御するＺ軸移動モータコントローラ２８、Ｙ軸移動モータ１３１の駆動を制御するＹ軸移動モータコントローラ２７、Ｘ軸移動モータ１８１の駆動を制御するＸ軸移動モータコントローラ２５を備える。また、構造物形成装置１００は、レーザ光源１７１から出射されるレーザ光のパワーを制御するレーザパワーコントローラ２６を備える。これらの各コントローラ２５〜２８の動作は、ホストコンピュータ５０により統括的に制御される。図示されていないが、構造物形成装置１００は、供給ノズル１６に接続されたポンプや開閉バルブを駆動するためのコントローラも備えている。
【００７０】
上記ホストコンピュータ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えている。ＣＰＵの代わりに、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のＰＬＤ（Programmable Logic Device）が用いられてもよい。各コントローラ２５〜２８は、これらのようなハードウェアを備えるか、またはソフトウェアによりそれぞれ構成される。
【００７１】
典型的には、ホストコンピュータ５０及び各コントローラ２５〜２８は互いに有線により接続されるが、これらコントローラのうち少なくとも１つは無線により構造物形成装置１００内の制御システムに接続されてもよい。
【００７２】
（構造物形成装置の動作）
次に、以上のように構成された構造物形成装置１００の動作を説明する。図９Ａ〜Ｃは、その動作を順に示す図である。図１０Ａ〜Ｄは、その動作時における規制体１２及びステージ１４の間の領域を拡大して示す図である。
【００７３】
図９（Ａ）は、構造物形成装置１００の静止状態を示し、移動ベース１３３が初期位置にある状態を示している。実際に造形を実行する前に、光硬化性材料Ｒである硬化層の１層分の厚さがホストコンピュータ５０を介して設定される。そして、例えばＺ軸移動モータコントローラ２８の制御に応じたＺ軸移動機構１５の駆動により、ステージ１４が、規制体１２の最もステージ１４に近い部分である直線状の領域Ａ１に接触した時（図９Ａ参照）のステージ１４の高さ位置が、Ｚ軸方向での原点として設定される。
【００７４】
なお、この原点の設定時における、ステージ１４のＹ軸方向での位置は、適宜設定可能である。
【００７５】
原点が設定されると、予め設定された、光硬化性材料Ｒの１層の厚さ分、ステージ１４が規制体１２から離れる。
【００７６】
ステージ１４が規制体１２から離れた後、ステージ１４はＹ軸移動機構１３により図９Ｂに示すような所定の位置である造形開始位置に移動する。この造形開始位置とは、ステージ１４と規制体１２の直線状の領域Ａ１との間のスリット領域Ｓが形成することができるようなステージ１４のＹ軸に沿った方向での位置である。この造形開始位置は、スリット領域Ｓが形成できるようなステージ１４の位置であれば、形成される構造物のＹ軸方向での大きさにより適宜設定が変更され得る。
【００７７】
ステージ１４が造形開始位置に位置すると、供給ノズル１６から光硬化性材料Ｒが吐出され、規制体１２とステージ１４との間に、自重により流れ落ちる。これにより、少なくともスリット領域Ｓに光硬化性材料Ｒが満たされる。光硬化性材料Ｒは表面張力によって、規制体１２とステージ１４との間に保持される。すなわち、規制体１２は、直線状の領域Ａ１によって、Ｘ軸方向に沿う１次元的な領域で光硬化性材料Ｒの液面を規制する。この時のスリット領域Ｓ及びその周辺の状態を図８に拡大して示す。このような状態から、レーザ光の光硬化性材料Ｒへの照射、つまり露光が開始される。
【００７８】
照射ユニット１７がレーザ光を照射する。レーザ光源１７１から発生したレーザ光が対物レンズ１７２及び規制体１２を通り、スリット領域Ｓの光硬化性材料Ｒに入射する。照射ユニット１７は、Ｘ軸移動モータコントローラ２５の制御によりＸ軸に沿った方向で移動しながら、造形対象物の１層分の中のＸ軸方向の１列分のデータに基づき、レーザパワーコントローラ２６の制御に応じて、光硬化性材料Ｒに対して選択的に露光していく（図１０Ａ参照）。
【００７９】
具体的には、レーザパワーコントローラ２６は、構造物の上記１列分のデータに応じてレーザパワーの変調信号を生成し、これをレーザ光源１７１に送ることで、１層分中のＸ軸方向の１列分の光硬化性材料Ｒが選択的に露光され、硬化される。少なくともスリット領域Ｓにある光硬化性材料Ｒが露光される。レーザ光の照射による露光中は、ステージ１４は停止している。
【００８０】
構造物の１層分の厚さは、1〜100μmであるが、この範囲に限られず適宜設定可能である。
【００８１】
以上のようにして、図１０Ａに示すように、１列分の硬化層Ｒ０が形成される。
【００８２】
光硬化性材料ＲのＸ軸方向に沿った１列分の露光が終了すると、レーザ光の照射動作が停止し、Ｙ軸移動機構１３による移動ベース１３３の移動によって、ステージ１４がＹ軸に沿った方向で後方側（図９（Ｂ）における上側）へ所定のピッチ移動する。この時、図１０Ｂ及びＣに示すように、ステージ１４とともに硬化物Ｒ０が移動することにより、規制体１２及びその硬化物Ｒ０の間にせん断力が発生し、規制体１２と硬化物Ｒ０とが剥離される。上記のように規制体１２の表面に疎水性の膜が形成されていることにより、この剥離はさらに容易に行われる。
【００８３】
そして、１層目内における次の１列分（最初の１列に隣接する１列）の選択的な露光が上記と同様に行われる（図１０Ｄ参照）。これにより、その列の硬化物Ｒ１が形成される。
【００８４】
構造物形成装置１００は、以上のようなレーザ光のＸ軸方向に沿ったスキャン照射、及び、ステージ１４のＹ軸方向に沿ったステップ送りを繰り返すことにより、図９Ｃに示すように、１層分の光硬化性材料Ｒの選択的な硬化層、つまり１層分の硬化層Ｒ’を形成する。このように、いわゆるラスタースキャンの要領で１層分の露光処理が行われる。
【００８５】
ステージ１４のこのようなＹ軸に沿った方向における間欠的な移動のピッチは、レーザビームのスポット径にもより、つまり、構造物を形成するときの分解能にもよるが、この移動のピッチは適宜設定可能である。
【００８６】
１層分の光硬化性材料Ｒへの露光が終了すると、ステージ１４が、Ｚ軸方向へ規制体１２からさらに離れるように移動する。そして、これまで説明した動作を繰り返すことにより、硬化層Ｒ’が積層されていき、任意の形状の構造物が形成されていく。
【００８７】
以上のように、規制体１２の直線状の領域Ａ１がステージ１４に最も近くなるように規制体１２の表面１２ａがシリンドリカル面に形成されているので、ステージ１４がＹ軸方向に沿って移動することで、規制体１２の直線状の領域Ａ１はＺ軸方向に沿ってステージ１４から相対的に離れていくように移動する。これにより、上述のようにせん断力が発生し、規制体１２から材料の硬化物（図１０Ｂ、Ｄに示したＲ０やＲ１など）をきれいに剥がすことができる。
【００８８】
従来の規制液面法では、フィルムやガラス面の歪みにより構造物の平面度が悪化していたことも問題の１つであった。これに対し本実施形態では、規制体１２の表面の形状はシリンドリカル面であり、直線状の領域Ａ１で光硬化性材料の液面が規制される。したがって、光硬化性材料Ｒが硬化するときの収縮力が規制体１２に加えられても、規制体１２に変形や歪みが発生しにくく、また、露光前における光硬化性材料Ｒの粘性による規制体１２の変形も防止できる。これにより、硬化層の平面度を高め、また、その厚さを高精度に制御することができる。その結果、図１〜４に示すような構造物を、小さいサイズで形成することができる。
【００８９】
構造物形成装置１００は、例えば図１において構造物を平面で見て、第２の開口領域の開口面の直径（この例では、第２の開口領域内の頂点からそれに対向する頂点までの距離）を、5〜10μmといった小さいサイズの構造物を形成することができる。もちろん、従来までの構造物形成装置によっても、それより大きいサイズの構造物も形成可能である。
【００９０】
従来の規制液面法では、フィルムやガラス面から構造物を引き剥がす工程に時間を要していた。しかし、本実施形態では、露光処理時においてステージ１４のＹ軸に沿った方向でのステップ送りごとに規制体１２から構造物が引き剥がされていく。つまり１層分の露光処理と引き剥がし処理の時間帯が重複しているので、構造物の形成にかかる時間を短縮することができる。
【００９１】
本実施形態では、直線状の領域Ａ１で光硬化性材料の液面が規制されるので、粘度の高い樹脂材料を用いても、正確な層厚で構造物を形成することができ、用いる材料の選択の幅が広がる。
【００９２】
本実施形態では、規制体１２の直線状の領域Ａ１において、規制体１２の、ステージ１４側からの引き剥がしが、微小量ずつ断続的に（Ｙ軸方向に沿ったステップ送りごとに）起こる。したがって、引き剥がし力が弱く、硬化物に損傷が加えられることを防止できる。つまり、硬化物が規制体１２から剥がれやすい。また、そのように引き剥がし力が弱いので、硬化物がステージ１４から剥がれてしまうようなことも起こらない。
【００９３】
以上のように、本実施形態に係る構造物形成装置１００によれば、図１〜４に示した構造物を、実用的な速度及びコストで、高精度に形成することができる。
【００９４】
[その他の実施形態]
【００９５】
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が実現される。
【００９６】
上記各実施形態に係る構造物１０、１１０、２０、１２０では、第１の開口領域及び第２の開口領域（及び第３の開口領域）の開口方向が一致していた。しかし、これらの開口方向が異なっていてもよい。例えば、図１Ａに示した第１の開口領域３１の開口方向は紙面に垂直である場合に、第２の開口領域の開口方向は、紙面に平行、つまり構造物１０の厚さ方向に直交する方向であってもよい。図３に示した第２の開口領域、図２、４に示した第３の開口領域も、同様に、構造物の厚さ方向に直交する方向であってもよい。
【００９７】
上記各実施形態に係る構造物１０、１１０、２０、１２０は、自己相似形であった。しかし、それは自己相似形に限られない。それは、第１の開口領域を形成する壁部に規則的に整列した、その第１の開口領域の開口面積より小さい開口面積の第２開口領域が設けられた構造物であれば、どのような形状の構造物であってもよい。
【００９８】
例えば第１及び第２の開口領域の形状が円、楕円、あるいは３角以上の矩形であってもよい。この場合、第１及び第２の開口領域の形状が異なっていてもよい。構造物が、自己相似形の場合、第３、第４、・・・と続く開口領域の形状についても、これと同様のことが言える。
【００９９】
上記各実施形態に係る構造物では、また、複数の第１の開口領域（実質的に同じ開口面積を有する開口領域同士）の形状が同じであったが、これらのうち少なくとも１つが他と異なる形状に形成されていてもよい。
【０１００】
上記各実施形態に係る構造物は、ハニカム構造を有していたが、ハニカム構造に限られない。
【０１０１】
上記実施形態に係る構造物形成装置の規制体は、シリンドリカル形状の一部であったが、シリンドリカル形状の全部の形状を有していてもよい。その場合、その規制体はエネルギー線に対して透明な材料のソリッドタイプでもよいし、あるいは、中空タイプでもよい。
【０１０２】
その規制体の表面の形状は、シリンドリカル面でなくもよく、楕円面、双曲面等の曲面であってもよい。あるいはその表面は、曲面でなくても、Ｙ軸方向で狭い幅（レーザスポット径の2〜5倍程度）を持つ平面であってもよい。
【０１０３】
上記実施形態では、造形時にＺ軸方向において、規制体１２が静止し、ステージ１４が移動した。このような方式に限られず、Ｚ軸方向において、規制体が移動し、ステージ１４が静止していてもよいし、あるいは、それら両方が移動してもよい。
【０１０４】
上記実施形態では、構造物の１層分の硬化層を形成するために、ステージ１４が鉛直方向に移動した。しかし、構造物の１層分の硬化層を形成するために、規制体及びステージが水平方向に相対的に移動してもよいし、鉛直方向の成分を含み、鉛直方向とは異なる方向、すなわち斜め方向に相対的に移動してもよい。
【０１０５】
上記実施形態では、構造物の１層分の硬化層を形成するために、規制体１２及びステージ１４が相対的に移動する方向として、規制体１２の直線状の領域Ａ１が延びる方向（第１の方向）に直交する方向であった。しかし、第２の方向は、第１の方向とは異なっていればよく、第１の方向に対して斜め方向でもよい。
【０１０６】
上記実施形態では、Ｘ軸方向におして、規制体１２及びステージ１４は静止し、照射ユニット１７がＸ軸方向に沿って移動したが、照射ユニットが静止し、規制体及びステージが一体的にＸ軸移動してもよい。
【０１０７】
上記実施形態に係る構造物形成装置は、２層以上硬化層を積層して構造物を形成した。しかし、構造物形成装置は、少なくとも１層分の硬化層を形成することにより、図１〜４に示したような薄型の構造物を形成してもよい。
【０１０８】
上記の実施形態では、構造物を形成する装置として、構造物形成装置を例に挙げた。しかし、例えば図１〜４に示した構造物の開口領域の直径がmmオーダーである場合、射出成形によっても、それらの構造物を形成することができる。開口領域がμmオーダーである場合、その構造物は小さすぎるので、射出成形では困難になる。
【０１０９】
以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【０１１０】
本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）壁部と、
第１の開口面積を有し、前記壁部に囲まれることで形成された第１の開口領域と、
規則的に整列するように前記壁部に設けられ、第１の開口面積より小さい第２の開口面積をそれぞれ有する複数の第２の開口領域と
を具備する構造物。
（２）（１）に記載の構造物であって、
前記第２の開口領域を形成し、前記複数の第２の開口領域のうち１つの第２の開口領域の周囲に規則的に整列するように前記壁部に設けられ、前記第２の開口面積より小さい第３の開口面積をそれぞれ有する複数の第３の開口領域をさらに具備する構造物。
（３）（１）に記載の構造物であって、
前記第１の開口領域及び前記複数の第２の開口領域の開口の方向がそれぞれ一致している
構造物。
（４）（２）に記載の構造物であって、
前記第１の開口領域、前記複数の第２の開口領域、及び前記複数の第３の開口領域の開口の方向がそれぞれ一致している
構造物。
（５）（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の構造物であって、
前記構造物の形状は、自己相似形である
構造物。
（６）（１）から（５）のうちいずれか１つに記載の構造物であって、
少なくとも前記第１の開口領域の配列及び形状は、ハニカム構造の配列及び形状である
構造物。
（７）エネルギー線のエネルギーで硬化する材料を供給領域に供給し、
前記供給領域に供給された前記材料の全領域のうち、選択された領域に前記エネルギー線を照射し、
前記エネルギー線の照射により、壁部と、第１の開口面積を有し、前記壁部に囲まれることで形成された第１の開口領域と、規則的に整列するように前記壁部に設けられ、第１の開口面積より小さい第２の開口面積をそれぞれ有する複数の第２の開口領域とを備えた構造物を形成する
構造物の製造方法。
（８）（７）に記載の構造物の製造方法であって、
ステージと、
第１の方向に沿う直線状の領域を含む表面を有し、前記表面のうち前記直線状の領域が前記ステージに最も近くなるように、前記ステージに対面して配置された規制体とを備えた構造物形成装置を用いて、
前記材料の供給工程において、前記ステージが配置される側の領域と前記直線状の領域との間の領域であるスリット領域に、前記材料を供給し、
前記構造物の製造方法は、さらに、少なくとも１層分の前記材料の硬化層を形成するために、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って、前記規制体及び前記ステージを相対的に移動させる
構造物の製造方法。
【符号の説明】
【０１１１】
１０、１１０、２０、１２０…構造物
１２…規制体
１２ａ…表面
１３…Ｙ軸移動機構
１４…ステージ
１５…Ｚ軸移動機構
１６…供給ノズル
１７…照射ユニット
１８…Ｘ軸移動機構
３６、４３、１２６、１３６…壁部
３１、１３７、４１、１４１…第１の開口領域
３２、１３８、４２、１４２…第２の開口領域
１３９、１４３…第３の開口領域
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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