(57)【要約】【課題】  本発明は、リコート工程において樹脂液を均一に早く所定の量を塗布し、ボリュームドトラップ現象を極力小さくして、造形精度を改善した光造形装置および光造形方法を提供することを目的とする。【解決手段】  ブレード機構２００は、光硬化性樹脂液に選択的に光を照射して硬化樹脂層を形成し、硬化樹脂層を順次積層して立体像を形成する光造形装置において使用される。ブレード２０１は光硬化性樹脂液と接触しつつ移動し、樹脂硬化層上に光硬化性樹脂液を供給し、光硬化性樹脂液表面を均一にする。光硬化性樹脂液との接液部分の少なくとも一部において、前記ブレードの長軸方向に対する直角方向の断面積が５ｍｍ２以下である。これによって、リコート工程において樹脂液を均一に早く所定の量を塗布することができる。【選択図】  図２
2005028845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性樹脂液に選択的に光を照射して硬化樹脂層を形成し、前記硬化樹脂層を順次積層して立体像を形成する光造形装置であって、
前記光硬化性樹脂液を収容する容器と、
光源から前記容器内の光硬化性樹脂液に照射される光を走査する走査手段と、
前記容器内において前記硬化樹脂層を移動する、硬化樹脂層移動手段と、
前記容器内の光硬化性樹脂液に接触するブレードを有し、前記硬化性樹脂液表面に沿って移動するリコータと、を備え、
前記ブレードは、接液部分の少なくとも一部においてブレードの長軸方向に対する直角方向の断面積が５ｍｍ２以下である、光造形装置。
【請求項２】
前記ブレードの接液部分の少なくとも一部の形状が糸形状であることを特徴とする請求項１記載の光造形装置。
【請求項３】
前記ブレードの接液部分の少なくとも一部について、前記ブレードの長さ方向とブレードの移動方向軸のなす角度が９０度未満であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光造形装置。
【請求項４】
前記ブレードの接液部分の少なくとも一部の形状が螺旋糸形状であることを特徴とする、請求項１、２もしくは３に記載の光造形装置。
【請求項５】
前記ブレードの接液部分の少なくとも一部が複数本の糸形状部材を有している、請求項１、２、３もしくは４に記載の光造形装置。
【請求項６】
前記ブレードの接液部分の少なくとも一部は、前記リコータが移動する間に、前記リコータの移動方向と異なる前記ブレードの長さ方向に移動することを特徴とする請求項１もしくは２に記載の光造形装置。
【請求項７】
光硬化性樹脂液に選択的に光を照射して硬化樹脂層を形成し、前記硬化樹脂層を順次積層して立体像を形成する光造形装置において、前記光硬化性樹脂液と接触しつつ移動するブレードであって、前記光硬化性樹脂液との接液部分の少なくとも一部において、前記ブレードの長軸方向に対する直角方向の断面積が５ｍｍ２以下であるブレード。
【請求項８】
光硬化性樹脂液に選択的に光を照射して硬化樹脂層を形成し、前記硬化樹脂層を順次積層して立体像を形成する樹脂造形物の製造方法であって、
光源から容器内の光硬化性樹脂液に照射される光を走査して硬化樹脂層を形成するステップと、
前記容器内において前記硬化樹脂層を移動するステップと、
接液部分の少なくとも一部において長軸方向に対する直角方向の断面積が５ｍｍ２以下であるブレードを前記容器内の光硬化性樹脂液に接触させた状態で、前記光硬化性樹脂液表面に沿って移動するステップと、を備える、
樹脂造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化性樹脂に選択的に光を照射して造形を行なう光造形装置、それに使用されるブレード及び樹脂造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、三次元ＣＡＤ技術の進展に伴い、液状の光硬化性樹脂に選択的に光を照射して薄膜の硬化樹脂層を形成し、この硬化樹脂層を順次積層することによって立体像を形成する光造形装置が多く使用されている（例えば、非特許文献１、特許文献１、もしくは特許文献２参照）。これらの光造形装置は、例えば、図８もしくは図９に示すような形状のブレードを有している。光造形装置は、造形しようとする立体モデルを複数の層にスライスして得られる断面群のデータに基づいて造形が行われる。
【０００３】
通常、一層分の厚みの放射線硬化性樹脂液がブレードにより供給され、当該樹脂液面にレーザ光線等の放射線を所定のパターンに従って照射することにより光照射された液面部分の光硬化性樹脂液は光硬化し、立体モデルの一断面の硬化層が造形される。次いで、通常、断面硬化層を所定の厚み分樹脂液に沈め、次の層の放射線硬化性樹脂液がブレードにより供給され、以後、光照射工程で扱う断面を隣接する断面に切り替えながら、放射線照射と樹脂液コートを繰り返すことによって、所望の立体モデルを造形する。
【０００４】
ここで、ブレードにより一層分の厚みの放射線硬化性樹脂液を供給する工程をリコートという。リコート工程においては、所望の積層厚みに樹脂を均一に塗布して斑無く表面を安定にすることが高い造形精度の立体構造物を得るために重要であり、これまでにブレードの形状を中心として、その技術がいくつか開示されている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、もしくは特許文献６参照）。これらは、いずれも表面張力によりリコータブレード面に樹脂が吸着する原理を利用するものであるが、ブレードと樹脂液面と接する面積が大きいと、ブレードを移動させるときに表面張力によりブレードに付着している樹脂液がブレード周辺の広範囲の樹脂液をも移動させるため、均一な厚みの放射線硬化性樹脂液層を形成することが困難となる。
【０００５】
例えば、図８（ａ）は、従来の方形ブレード８０１の断面形状を示したものである。ブレード断面は、樹脂液面と略垂直である。ブレードの進行方向は、紙面と並行に右向き又は左向きである。図８（ａ）に示されるような、通常使われている板形状のブレード８０１には、その周囲に表面張力により樹脂液が付着する。この表面張力を抑えるために、図８（ｂ）に示すように、接触角理論を用いたブレード８０２で進行方向にある角度まで寝かせて、接触角により表面張力をキャンセルする方法が知られている。ブレード断面は、ブレードの紙面左側と樹脂液面との間に樹脂液のメニスカスを生じない角度に傾けられている。ブレードの進行方向は、紙面と並行に右向き又は左向きである。この方式においては、寝かせたブレードと液面間に表面張力及び樹脂液の移動により液面が盛り上がり、樹脂液が相当量付着する。また、表面の樹脂の移動が移動理論などにより証明されている通り、樹脂液の中へ伝わりその移動速度の傾斜が樹脂液を引っ張り移動させることになる。
【０００６】
あるいは、図９（ａ）は従来の平板状ブレード９０１の断面形状を示したものである。ブレード断面は、樹脂液面と略平行な面形状であり、樹脂液面は表面張力によって盛り上がり、ブレード底面に接している。ブレード９０１の進行方向は、紙面と並行に右向き又は左向きである。図９（ｂ）は、従来の円柱状ブレード９０２の断面形状を示したものである。ブレード断面は直径が数センチ程度の略円形であり、樹脂液面は表面張力によって盛り上がり、ブレード底面に接している。ブレード９０２の進行方向は、紙面と並行に右向き又は左向きである。図９に示すように、板状のブレード９０１や直径が数センチ程度の円筒状のブレード９０２などは、液面と接した時に表面張力の影響を受け、樹脂液が付着する面積が大きいので好ましくない。
【０００７】
また、造形しようとする形状が上側に開いたコップやお椀の様な形状を有するときに、未硬化樹脂液がコップ内部に溜まり、この液溜まり部の形状（大きさ、深さ、縁の面積等）や取り扱う樹脂の性質（粘度、塑性等）等により、リコート時に液面の安定が乱され、コップの内外で樹脂液面の高さに差が生じる現象が知られている。この現象をボリュームドトラップと呼ばれ、また、このような液溜まりはトラップドボリュームと呼ばれる。これは、造形精度を低下させる大きな要因の一つである。
【０００８】
ボリュームドトラップの回避策としては、コップ状等の造形モデルの底面部に穴をあけて、コップの内外間に樹脂液の流動を持たせて、樹脂液面の高さのバランスをとる方法が知られている（例えば、非特許文献２参照）。しかし、この方法では、立体造形後に穴を補修することが困難であり、また、複雑な立体形状の目的造形物に穴を開けた形状の造形データの処理、後処理等に時間が掛かる等の問題が知られている。特に、樹脂液の粘度が高い場合には、ブレードの移動にともない樹脂液自体もその移動が顕著で、樹脂液の流動性をよくするために穴の数を多くしたりや孔径を大きくするなどの配慮が必要であるため、後工程に対する負担がさらに増してしまう。
【０００９】
あるいは、各積層の厚みを薄く取り、薄膜積層を実施すると、前記記載同様の図８及び図９に示す従来技術のブレード形態では、硬化面上での樹脂液移動も顕著であり、積層厚み通りの安定した薄液膜を硬化面上に形成することも難しい。
このような事情に鑑み、ブレードと共に移動する樹脂液量を抑えることにより、硬化面上での樹脂液の供給誤差をより少なくすることが出来る方法が求められてきた。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５６−１４４４７８号公報
【特許文献２】特開昭６２−３５９６６号公報
【特許文献３】特開平６−１５５５８９号公報
【特許文献４】特開平８−３３６９０１号公報
【特許文献５】特開平９−５１１７０９号公報
【特許文献６】特開平８−３０９８６４号公報
【非特許文献１】ポール・エフ・ジェイコブズ著「高速３次元成型の基礎」日経ＢＰ出版センター、１９９３年１２月１０日、ｐ．３８０−３８１
【非特許文献２】ポール・エフ・ジェイコブズ著「高速３次元成型の基礎」日経ＢＰ出版センター、１９９３年１２月１０日、ｐ．１６０−１６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来技術に鑑み、本発明の一つの目的は、光造形の造形精度を改善することである。本発明の他の目的は、光造形のリコート工程において、樹脂液を均一に塗布することである。他の目的は、光造形のリコート工程において所望量の樹脂液を迅速に塗布することである。さらに他の目的は、ボリュームドトラップ現象を抑制し、造形精度を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、液状の光硬化性樹脂に選択的に光を照射して薄膜の硬化樹脂層を形成し、この硬化樹脂層を順次積層して立体像を形成するようにした光造形装置において、少なくともブレードの一部についてブレードの長軸方向に対して直角方向の断面積が５ｍｍ２以下であるブレードを有することを特徴とする光造形装置を提供するものである。
あるいは、光硬化性樹脂液に選択的に光を照射して硬化樹脂層を形成し、前記硬化樹脂層を順次積層して立体像を形成する樹脂造形物の製造方法であって、光源から容器内の光硬化性樹脂液に照射される光を走査して硬化樹脂層を形成するステップと、前記容器内において前記硬化樹脂層を移動するステップと、接液部分の少なくとも一部において長軸方向に対する直角方向の断面積が５ｍｍ２以下であるブレードを前記容器内の光硬化性樹脂液に接触させた状態で、前記光硬化性樹脂液表面に沿って移動するステップと、を備える樹脂造形物の製造方法を提供するものである。
さらに詳しくは、ブレードの接液部分の少なくとも一部の形状が糸形状である。あるいは、ブレードの長さ方向とブレードの進行方向のなす角度が９０度未満である。あるいは、ブレードの接液部分の少なくとも一部の形状が螺旋糸形状である。あるいは、ブレードの接液部分の少なくとも一部が、複数本の糸形状部材を有している。あるいは、ブレードの接液部分の少なくとも一部は、リコータが移動する間に、リコータの移動方向と異なる、ブレードの長さ方向に移動する。又、上記光造形装置に使用されるブレードを提供する。好ましくは、光硬化性樹脂液体に接触しているブレード部分の全ての断面積が５ｍｍ２以下である。
【００１３】
従って、問題としている樹脂液に発生する乱れは樹脂液がある速度で移動するという現象の量によりその乱れの量が異なることから、本発明によるブレードを使うことによって、ブレードの移動による樹脂移動を少なく、樹脂をより均一に塗布することが可能となる。
【００１４】
ここで、ブレードの長軸方向に対して直角方向のブレードの断面積は５ｍｍ２以下であり、好ましくは１ｍｍ２以下、より好ましくは０．１ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．０２ｍｍ２以下、特に好ましくは０．０１ｍｍ２以下である。断面積が１０ｍｍ２以下、特に上記範囲内であると、表面張力によりブレードに付着する樹脂液量が充分少ないために、ブレード周辺の樹脂液の移動量を低減できる結果、高い造形精度が得られる。なお、複数のブレードがある場合におけるブレードの断面積とは、各ブレードの断面積をいう。また、ブレードの長軸方向に対して直角方向のブレードの断面形状は、断面積が前記範囲内であれば、特に限定されない。具体的には、略円形、略楕円形、三角形・四角形等の多角形、不定形等を挙げることができるが、材料の入手しやすさの観点から略円形が好ましい。
【００１５】
ブレードの材質は、特に限定されない。具体的には、ステンレス等の金属やガラス繊維等の無機系材料、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フロロカーボン等の有機系材料が挙げられ、扱い安さ、材質の豊富さ、あるいは耐薬、耐光、耐水性に優れ、金属と違い折れや加工のしにくさが無いこと等から有機系材料が好ましい。特に、ポリエチレン、フロロカーボンの原糸諸特性が光造形技術に使用しても安定した性能を確保できるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光造形装置、ブレード、又は樹脂造形部の製造方法は、リコート工程において樹脂液をより均一に塗布し、造形精度を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００１８】
実施の形態１．
図１を用いて、本発明にかかる光硬化造形方法に使用される光硬化造形装置の一例について説明する。光硬化造形装置１００は、制御データ生成部１１０、制御部１２０、造形部１３０及び光照射部１４０により構成される。制御データ生成部１１０は、造形部１３０及び光照射部１４０による光照射・造形動作を制御するために制御部２００において用いられる制御データを生成する。制御部１２０は、造形部１３０及び光照射部１４０を制御する。制御部１２０は、制御データ生成部１１０によって生成された制御データを入力し、光照射部１４０における光照射、造形部１３０における造形動作を制御する。
【００１９】
制御データ生成部１１０と制御部１２０は、典型的には、コンピュータに所定のプログラムをインストールすることによって構成することができる。典型的なコンピュータの構成は、中央処理装置（ＣＰＵ）とメモリとを含んでいる。ＣＰＵとメモリとは、バスを介して補助記憶装置としてのハードディスク装置などの外部記憶装置に接続される。フレキシビルディスク装置、ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶媒体駆動装置は、各種コントローラを介してバスに接続される。フレキシビルディスク装置等の記憶媒体駆動装置には、フレキシビルディスク等の可搬型記憶媒体が挿入される。記憶媒体にはオペレーティングシステムと共同してＣＰＵなどに命令を与え、本実施形態を実施するための所定のコンピュータプログラムを記憶することができる。
【００２０】
コンピュータプログラムは、メモリにロードされることによって実行される。コンピュータプログラムは圧縮し、又、複数に分割して記憶媒体に記憶することができる。さらに、ユーザ・インターフェース・ハードウェアを備えることができる。ユーザ・インターフェース・ハードウェアとしては、例えば、マウスなどの入力をするためのポインティング・デバイス、キーボード、あるいは視覚データをユーザに提示するためのディスプレイなどがある。
【００２１】
造形部１３０と光照射部１４０は、制御部１２０による制御に応じて光照射・造形を実行する。造形部１３０は、容器１３１、造形台１３３、造形台駆動部１３４、リコータ１３５を備えている。リコータ１３５は、ブレード機構１３６と移動機構１３７を備えている。ブレード機構１３６の構成については、後に詳述される。容器１３１は、光硬化性樹脂液１３２を収容するための容器である。造形台１３３は、硬化させた樹脂を順次堆積させ、載置する平板状の台である。この造形台１３３は、造形台駆動部１３４によって駆動され、容器１３１内において昇降する。
【００２２】
造形台駆動部１３４は、制御部２００より入力される制御信号に基づいて造形台１３３を降下させる。造形台１３３の移動が完了した後、リコータ１３５が光硬化性樹脂液表面に沿って移動し、次に光照射して硬化させる一層分の光硬化性樹脂液１３２を、先に硬化させた樹脂層上に準備する。リコータ１３５は、ブレード機構１３７のブレードを光硬化性樹脂液表面に接触させながら液面に沿って平行移動し、硬化させる一層分の光硬化性樹脂液１３２を与え、光硬化性樹脂液の液面を平滑化し、該樹脂液の層厚を一定に保つ。
【００２３】
光照射部１４０は、レーザ光線発生装置１４１とレーザ光線を光硬化性樹脂液液面に走査するガルバノミラーを備えた光走査装置１４２を備えている。レーザ光線発生装置１４１と光走査装置１４２は、それぞれ複数備えていてもよい。制御部１２０より入力される制御信号に基づいて、レーザ光線発生装置１４１と光走査装置１４２を操作して、所定の強度のレーザ光線を容器１３１内に収容された光硬化性樹脂液１３２の液面に照射し、さらにその液面上を走査して任意の軌跡を描く。レーザ光線発生装置１４１は、例えば、レーザ光線を発射するレーザ発振器と、そのレーザ光線を透過又は遮断するための音響光学素子を備え、光走査装置１４２は、光線の方向を任意の方向に変動させるガルバノミラーを備えている。
【００２４】
次に、造形部１３０と光照射部１４０における光照射・造形動作について説明する。まず、容器１３１に光硬化性樹脂液１３２を収容する。そして、造形１３３をその光硬化性樹脂液３０２の表面より例えば０．０５〜０．２ｍｍの深さの位置に降下させておく。リコータ１３５が光硬化性樹脂液３０２の表面を掃引し、硬化させる一層分の平滑化された光硬化性樹脂液を与える。レーザ光線発生装置１４１により発生させたレーザ光線４０３は、光走査装置１４２に入射される。
【００２５】
光走査装置１４２中のガルバノミラーを操作して、レーザ光線１４３を光硬化性樹脂液１３２の表面に照射・走査する。これにより、光硬化性樹脂液１３２の表面層の光硬化性樹脂液１３２が硬化し、第１層目の硬化層が形成される。次にこの造形台３０３を、立体モデルをスライスした一層分に相当する深さ、例えば０．０５〜０．２ｍｍ降下させて、リコータ１３５が硬化層上を光硬化性樹脂液１３２に接触しながら平行移動することによって、光硬化性樹脂液１３２を第１層目の硬化層の上に準備する。レーザ光線１４３を光硬化性樹脂液１３２の表面に照射・走査することにより、第２層目の硬化層を第１層目の硬化層の上に形成する。
【００２６】
以下同様にして第３層目以降の硬化層を順次堆積させる。そして、最終層の堆積が終了すると、造形台１３３を上昇させ、その造形台１３３上に形成された造形物１３５を取り出す。造形物１３５は、表面に付着した光硬化性樹脂液を洗浄その他の方法で除去し、必要に応じて紫外線ランプ等により照射して、光硬化を更に進行させることができる。
【００２７】
尚、本形態において使用される光硬化性樹脂は、可視光及び可視光領域外の光によって硬化する樹脂を使用することができる。樹脂硬化層を昇降するためには、本形態において説明された造形台に限らず、樹脂硬化層を上下方向に移動させることができる様々な機構を使用することができる。光走査装置は、リコータと独立して構成する、あるいは、リコータ内に配置し、リコータと共に移動する構成とすることができる。
【００２８】
図２は、本実施形態におけるブレード機構１３７の構成を説明する図である。図２（ａ）はブレード機構１３７の正面図である。ブレード機構１３７は、糸形状ブレード２０１、及び、ブレード２０１を保持するブレード保持部２０２を備えている。ブレード機構１３７の移動方向は、紙面に対して垂直方向である。図２（ｂ）は、ブレード機構１３７をブレード保持部２０２側の上面から見た場合の、糸形状ブレード２０１とブレード保持部２０２の関係を示している。ブレード機構１３７の移動方向は、紙面と並行に上向き又は下向きである。糸形状ブレード２０１はブレード保持部２０２によって、移動方向と実質的に直角方向に引っ張られており、糸形状ブレード２０１の長さ方向（軸方向）と糸形状ブレード２０１の移動方向が実質的に直交している。
【００２９】
図２（ｃ）は糸形状ブレード２０１の断面図であり、糸形状ブレード２０１と光硬化性樹脂液３０２の関係と示している。糸形状ブレード２０１は、断面積５ｍｍ２以下の断面形状を有している。断面は、略円形である。糸形状ブレード２０１は、光硬化性樹脂液３０２の平面状の表面に接していても良いし、光硬化性樹脂液面が表面張力によって盛り上がり、糸形状ブレード２０１に接していてもよい。ブレード機構１３５の移動方向は、紙面と並行に右向き又は左向きである。尚、糸形状ブレード２０１は、接液する少なくとも一部の断面積が５ｍｍ２以下の糸形状であり、好ましくは、全接液部が断面積５ｍｍ２以下の糸形状を備える。ブレード形状と接液部との関係は、以下の実施の形態におけるブレード形状について同様である。
【００３０】
一例として、フロロカーボン製で断面積約０．０１７２ｍｍ２（直径０．１４８ｍｍ）の断面形状略円形の糸形状ブレード（呉羽化学社製釣り糸、品番シーガーエース０．８号）を、図２のように移動方向と直角方向に張って光造形装置（ソニー（株）製ＳＣＳ−３００Ｐ）に装着し、リコータ移動速度は１０ｍｍ〜２０ｍｍ／ｓｅｃの低速として、正立したワイングラス形状のモデルで断面が円形薄肉、小断面積である堰形状の造形物を光造形した。ボリュームドトラップは観察されず、良好な造形精度を有する立体造形物を得ることができた。
【００３１】
以上のように、本実施の形態によれば、ブレードの長軸方向に対して直角方向の断面積が小さいブレードを有する光造形装置を用いることにより、リコート工程において樹脂液を均一に早く所定の量を塗布し、ボリュームドトラップ現象を極力小さくして、造形精度を改善することができることができる。また、目的立体形状が複雑なものであっても、ボリュームドトラップ現象に煩わされることなく、効率的に光造形を行うことができるため、結果として、作業効率を改善することができる。
【００３２】
実施の形態２．
図３は、本実施の形態におけるブレード機構３００の概略を示す構成図である。図３は、図２（ｂ）と同様に、ブレード機構３００をブレード保持部３０２側の上面から見た場合の、糸形状ブレード３０１とブレード保持部３０２の関係を示している。図２（ｂ）の構成と比較して、糸形状ブレード３０１は、移動方向に対して角度を有している。糸形状ブレード３０１の長さ方向（軸方向）は、糸形状ブレード３０１の移動方向軸に関して、９０度未満である。糸形状ブレード３０１が移動することによって、表面張力の発生する糸形状ブレード３０１の表面に光硬化性樹脂の流れが形成されるように、糸形状ブレード３０１の長さ方向と移動方向軸とが９０度未満の角度を備えることによって、光硬化性樹脂塗布の均一化に寄与することができる。
【００３３】
一例として、フロロカーボン製で断面積約０．０１７２ｍｍ２（標準直径０．１４８ｍｍ）の断面形状略円形の糸（呉羽化学社製釣り糸、品番：シーガーエース０．８号）を用いて、図３の形状のブレード機構を作製して光造形装置（ソニー（株）製ＳＣＳ−３００Ｐ）に装着し、リコータ移動速度を１０ｍｍ〜２０ｍｍ／ｓｅｃの低速として、電子機器ケース形状のモデルで断面は長方形である堰形状の造形物を光造形した。ボリュームドトラップが観察されず、また、周囲断面が２〜３ｍｍ巾程の壁形状にも適量な樹脂補給が行われ良好な造形精度を有する立体造形物を得ることができた。
【００３４】
実施の形態３．
図４は、本実施の形態におけるブレード機構４００の概略を示す構成図である。図４は、図３と同様に、ブレード機構４００をブレード保持部４０２側の上面から見た場合の、糸形状ブレード４０１とブレード保持部４０２の関係を示している。図４で示す通り、糸形状ブレード４０１は、糸形状部材を螺旋状に巻いた構成を備えている。この構成を有することによって、糸形状ブレード４０１を、図３の状態から更に角度をつけて配することができる。つまり、糸形状ブレード４０１の長さ方向（軸方向）と糸形状ブレード３０１の移動方向軸との間の角度を、さらに小さくすることができる。これにより、糸表面にブレード移動速度に見合った光硬化性樹脂の流れをつくることができ、逆に樹脂の移動を抑えた効果を得ることができる。
【００３５】
一例として、フロロカーボン製で断面積約０．０５３１ｍｍ２（標準直径０．２６ｍｍ）の断面形状略円形の糸（呉羽化学社製釣り糸、品番：シーガーエース２．５号）を用いて図４（螺旋ピッチは５ｍｍである）の形状の糸形状ブレードを作製して光造形装置（ソニー（株）製ＳＣＳ−３００Ｐ）に装着し、リコータ移動速度を３０ｍｍ〜４０ｍｍ／ｓｅｃの中速として、電子機器ケース形状のモデルで断面は長方形である堰形状の造形物を光造形した。ボリュームドトラップが観察されず、また、周囲断面が５ｍｍ巾程の壁形状、約１５０ｃｍ２程の平面部にも適量な樹脂補給が行われ良好な造形精度を有する立体造形物を得ることができた。
【００３６】
実施の形態４．
図５は、本実施の形態におけるブレード機構５００の概略を示す構成図である。図５は、図３と同様に、ブレード機構５００をブレード保持部５０２側上面から見た場合の、ブレード５０１とブレード保持部５０２の関係を示している。図５で示す通り、本形態のブレード５０１は、複数本（図５においては３本の例が示されている）の糸形状部材を備えている。各糸形状部材は、糸形状ブレードとして機能する。複数の糸形状ブレードを備えることによって、効果的に光硬化性樹脂液体の表面を均一にすることができる。
【００３７】
ブレード５０１の進行方向は、紙面と並行に上向き又は下向きであり、ブレードの長さ方向とブレードの移動方向が略直交している。つまり、ブレード５０１は、糸形状部材の長さ方向（軸方向）と実質的に垂直は方向に、液面に沿って移動する。各糸形状部材は、長さ方向について実質的に平行に配置されており、移動方向（長さ方向の垂直方向）において所定の間隔をおいて配置されている。鉛直方向において、各糸形状部材は実質的に同一の高さにおいて配置されている。各糸形状部材は、同一の断面形状あるいは異なる断面形状を備えることができ、もしくは、同一寸法あるいは異なる寸法の断面を備えることができる。
【００３８】
一例として、複数本のブレードのうち、一部に他のブレードよりも細く径の小さい糸形状部材を用いたブレード機構を構成した。この構成を有することによって、光硬化樹脂表面上の樹脂液の移動を極力少なくすることができる。ポリエチレン製で断面積約０．００２８３ｍｍ２（標準直径０．０６ｍｍ）の断面形状略円形の糸（ゴーセン製釣り糸、品番：ＧＡ−１３２、０．０７号）、及び、複数のポリエチレン製の糸を編みこんで一本の糸形状部材とした糸（ゴーセン社製釣り糸、品番：ＧＴ−４１０、１号）を使用した。その編みこみの形態から、糸表面に数μｍ〜１０数μｍの凹凸がある。
【００３９】
編みこみ糸（ＧＴ−４１０、１号）を内側に３本張り、両外側に単一糸（ＧＡ−１３２、０．０７号）の各２本を張り、計７本の糸形状ブレードをブレード保持部材によって保持し、図５に示したブレード機構を構成した。光造形装置（ソニー（株）製ＳＣＳ−３００Ｐ）にブレード機構を装着し、リコータ移動速度を１０ｍｍ〜２０ｍｍ／ｓｅｃの低速として、携帯電話の本体外壁形状のモデルを光造形した。光造型の各積層の厚みは、１０μｍとした。ボリュームドトラップの無い良好な造形精度を有する立体造形物を得ることができた。
【００４０】
実施の形態５．
図６は、本実施の形態におけるブレード機構６００の概略を示す構成図である。図６は、図３と同様に、ブレード機構６００をブレード保持部６０２側上面から見た場合の、ブレード６０１とブレード保持部６０２の関係を示している。図６で示す通り、複数の糸形状ブレードのそれぞれを、図５の状態から移動方向に対して角度を持たせている。各糸形状ブレードの長さ方向（軸方向）は、ブレード６０１の移動方向軸に関して９０度未満であるように、各糸形状ブレードが配置される。その他の点については、実施の形態５と実質的に同様である。
【００４１】
各糸形状ブレードが移動することによって、移動方向表面張力の発生する糸表面に流れを作り、樹脂塗布の均一化をすることができる。各糸形状ブレードの角度は、同一もしくは異なる角度であることができる。あるいは、複数の各糸形状ブレードの内、一部の糸形状ブレードの長さ方向は移動方向軸と実質的に垂直であり、他の糸形状ブレードの長さ方向は移動方向軸と９０度未満の角度を備えることができる。
【００４２】
一例として、フロロカーボン製で断面積約０．０５３１ｍｍ２（標準直径０．２６ｍｍ）の断面形状略円形の糸（呉羽化学社製釣り糸、品番：シーガーエース２．５号）を使用して、図６に示す構成を備えるブレード機構を構成した。各糸は５ｍｍ間隔において配置され、合計１０本の糸を配置した。各糸形状ブレードは実質的に平行である。このブレード機構を光造形装置（ソニー（株）製ＳＣ−３００）に装着し、リコータ移動速度を３０ｍｍ〜４０ｍｍ／ｓｅｃと低速として、電子機器ケース形状のモデルで断面は長方形である堰形状の造形物を光造形した。ボリュームドトラップが観察されず、また、周囲断面が５ｍｍ巾程の壁形状、約１５０ｃｍ２程の平面部にも適量な樹脂補給が行われ、良好な造形精度を有する立体造形物を得ることができた。
【００４３】
実施の形態６．
図７は、本実施の形態におけるブレード機構７００の概略を示す構成図である。図７は、図３と同様に、ブレード機構７００をブレード保持部６０２側上面から見た場合の、ブレード７０１とブレード保持部７０２の関係を示している。ブレード保持部７０２は、糸巻取構造７０３を備えている。糸巻取構造７０３は、ブレード保持部７０２の両端部に取り付けられている。図７で示す通り、各糸巻取構造７０３は、軸部を中心に回動可能な糸巻部材７０４を備えている。
【００４４】
ブレード機構７００が移動する間に、糸巻部材７０４が回動することによって、一方の糸巻取構造７０３が糸形状ブレードを巻き取ることができる。他方の糸巻取構造７０３は糸形状ブレードを送り出し、両糸巻取構造７０３が相補的に動作する。この構成を有することによって、ブレード７００の移動方向と直行方向に糸形状ブレード７０１を移動することができ、光硬化性樹脂液をより均一にならす効果を奏することができる。
【００４５】
一例として、フロロカーボン製で断面積約０．０５３１ｍｍ２（標準直径０．２６ｍｍ）の断面形状略円形の糸（呉羽化学社製釣り糸、品番：シーガーエース２．５号）を用いて図７に示すように、糸巻取構造を備えたブレード機構を作製し、光造形装置（ソニー（株）製ＳＣ−３００）に装着した。リコータ移動速度を５０ｍｍ〜６０ｍｍ／ｓｅｃの標準速指定として、リコータ移動中に糸形状ブレードを巻き取りながら（糸形状ブレードの巻き取り速度は約２００ｍｍ／ｓｅｃ）、電子機器ケース形状のモデルで断面は長方形である堰形状の造形物を光造形した。ボリュームドトラップが観察されず、また、周囲断面が２〜３ｍｍ巾程の壁形状にも適量な樹脂補給が行われ、良好な造形精度を有する立体造形物を得ることができた。
【００４６】
実施の形態７．
上記各実施形態において説明されたブレード機構に、樹脂を供給するノズルを組み合わせることができる。一例として、図４を参照した説明された第３の実施形態におけるブレード機構に、ノズルを組み合わせた光造形装置を構成した。フロロカーボン製で断面積約０．０５３１ｍｍ２（標準直径０．２６ｍｍ）の断面形状略円形の糸（呉羽化学社製釣り糸、品番：シーガーエース２．５号）を用いて、螺旋ピッチを５ｍｍとして、図４の糸形状ブレード機構を作製した。
【００４７】
このブレード機構を光造形装置（ソニー（株）製ＳＣ−３００）に装着し、電子機器ケース形状のモデルで断面は長方形である堰形状、底面部６００ｃｍ２程の断面を持つモデルを光造形した。リコータ移動速度は５０ｍｍ〜６０ｍｍ／ｓｅｃと標準速指定に設定され、ブレード間から樹脂を補給するノズルを配置して樹脂塗布を行った。ボリュームドトラップが観察されず、周囲断面が５ｍｍ巾程の壁形状、約１５０ｃｍ２程の平面部にも適量な樹脂補給が行われ、良好な造形精度を有する立体造形物が得られた。堰形状が顕著である部分は、中速度指定など造形パラメーターの工夫を行うことでより良好な結果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態１における、光造形装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施の形態１における、ブレード機構の構成を示す図である。
【図３】本実施の形態２における、ブレード機構の構成を示す図である。
【図４】本実施の形態３における、ブレード機構の構成を示す図である。
【図５】本実施の形態４における、ブレード機構の構成を示す図である。
【図６】本実施の形態５における、ブレード機構の構成を示す図である。
【図７】本実施の形態６における、ブレード機構の構成を示す図である。
【図８】従来技術のブレード形状を示す断面図である。
【図９】従来技術のブレード形状を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  光硬化造形装置、１１０  制御データ生成部、１２０  制御部、１３０  造形部、１４０  光照射部、１３１  容器、１３３  造形台、１３４  造形台駆動部、１３５  リコータ、１３６  ブレード機構、１３７  移動機構、２０１  糸形状ブレード、２０２  ブレード保持部、３０１、５０１、６０１、７０１  糸形状ブレード、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２  ブレード保持部、４０１  螺旋糸形状ブレード、７０３  糸巻取構造７０４  糸巻部材、８０１、８０２、９０１、９０２  ブレード
【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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