(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる三次元造形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元造形装置において、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物の内部に設けられる三次元造形装置。
【請求項３】
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、 
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置。
【請求項４】
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御し、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる三次元造形装置。
【請求項５】
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の三次元造形装置において、
少なくとも一の前記流路には前記容器内の前記光硬化性組成物よりも低温の前記導入物が導入される三次元造形装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の三次元造形装置において、
前記制御部は、少なくとも前記造形物のうち、前記光透過部の前記キャリア側の面に平行な断面の面積が最も大きい領域を造形する際に、前記先端近傍に前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方が設けられているよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の三次元造形装置において、
前記拡径部が少なくとも一時的に設けられ、
前記拡径部では、前記流路の軸を基準に非等方的に前記流路の内径が広がる三次元造形装置。
【請求項９】
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端近傍の側壁に位置する開口部を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の前記開口部を介して、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される三次元造形装置。
【請求項１０】
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる制御装置。
【請求項１１】
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置。
【請求項１２】
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記三次元造形装置は、前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御し、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる制御装置。
【請求項１３】
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置。
【請求項１４】
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端近傍の側壁に位置する開口部を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の前記開口部を介して、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される制御装置。
【請求項１５】
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる造形物の製造方法。
【請求項１６】
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法。
【請求項１７】
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記三次元造形装置は、前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御し、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる造形物の製造方法。
【請求項１８】
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法。
【請求項１９】
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端近傍の側壁に位置する開口部を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の前記開口部を介して、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三次元造形装置、制御装置、および造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
造形物の製造装置の一つに、造形物の三次元データに基づいて、断面ごとに組成物を硬化させて造形する３Ｄプリンタがある。【０００３】
特許文献１には、キャリアとビルドプレートの間の重合性液体に、ビルドプレートを介して光を照射し、キャリア上に３次元物体を形成することが記載されている。また、キャリア中の流路に連通する供給導管形成し、キャリアから重合性液体を供給することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１６−５０９９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、特に重合性液体の供給が必要な特定の場所に対して、優先的に供給を行うことが困難であった。【０００６】
本発明は、三次元造形装置の所望の造形領域に対して効果的に導入物を導入する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の第一の側面によれば、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる三次元造形装置が提供される。
本開示の第二の側面によれば、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、 
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置が提供される。
本開示の第三の側面によれば、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御し、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる三次元造形装置が提供される。
本開示の第四の側面によれば、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置が提供される。
本開示の第五の側面によれば、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端近傍の側壁に位置する開口部を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の前記開口部を介して、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される三次元造形装置が提供される。
【０００８】
本開示の第六の側面によれば、
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる制御装置が提供される。
本開示の第七の側面によれば、
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置が提供される。
本開示の第八の側面によれば、
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記三次元造形装置は、前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御し、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる制御装置が提供される。
本開示の第九の側面によれば、
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置が提供される。
本開示の第十の側面によれば、
三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端近傍の側壁に位置する開口部を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の前記開口部を介して、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される制御装置が提供される。
【０００９】
本開示の第十一の側面によれば、
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる造形物の製造方法が提供される。
本開示の第十二の側面によれば、
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法が提供される。
本開示の第十三の側面によれば、
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記三次元造形装置は、前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御し、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる造形物の製造方法が提供される。
本開示の第十四の側面によれば、
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入され、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法が提供される。
本開示の第十五の側面によれば、
三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端近傍の側壁に位置する開口部を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記流路の前記開口部を介して、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される造形物の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、三次元造形装置の所望の造形領域に対して効果的に導入物を導入する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになるが、それらの具体的な実施の形態、および図面に限定されるものではない。【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る三次元造形装置の構成を例示する図である。
【図２】第１の実施形態に係る三次元造形装置で形成される造形物および流路の構造を例示する図である。
【図３】第１の実施形態に係る流路の構造の第１の例を示す拡大図である。
【図４】第１の実施形態に係る流路の構造の第２の例を示す拡大図である。
【図５】第１の実施形態に係る三次元造形装置で形成される造形物および流路の変形例を示す図である。
【図６】（ａ）は、第２の実施形態に係る流路の第１の例を示す図であり、（ｂ）は、第２の実施形態に係る流路の第２の例を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る三次元造形装置で形成される造形物および流路の構造を例示する図である。
【図８】第４の実施形態に係る制御部が行う制御のタイミングチャートの第１例を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る制御部が行う制御のタイミングチャートの第２例を示す図である。
【図１０】第４の実施形態に係る制御部が行う制御のタイミングチャートの第３例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態に係る制御部が行う制御のタイミングチャートの第４例を示す図である。
【図１２】（ａ）から（ｃ）は、流路の側壁を造形するための光照射パターンを例示する図である。
【図１３】第６の実施形態に係る三次元造形装置の構成を例示する図である。
【図１４】第７の実施形態に係る三次元造形装置および制御装置の構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
なお、以下に示す説明において、三次元造形装置１０の制御部１４０および制御装置５０の制御部５００は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。三次元造形装置１０の制御部１４０および制御装置５０の制御部５００は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る三次元造形装置１０の構成を例示する図である。また、図２は、第１の実施形態に係る三次元造形装置１０で形成される造形物２００および流路２３０の構造を例示する図である。本図では、造形物２００が造形される途中の一状態を示している。本実施形態に係る三次元造形装置１０は、容器１１０、キャリア１２０、照射部１３０、および制御部１４０を備える。容器１１０は、光硬化性組成物２０を収容し、少なくとも一部に光透過部１１２を有する。キャリア１２０は、光透過部１１２に対する距離が可変に構成されている。照射部１３０は、キャリア１２０と光透過部１１２の間の光硬化性組成物２０に、光透過部１１２を介して光を照射する。制御部１４０は、光硬化性組成物２０を硬化させてなる造形物２００を形成するよう、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。また、制御部１４０は、光が照射されている領域で光硬化性組成物２０を硬化させることにより、容器１１０の外部に繋がる流路２３０の少なくとも一部を形成するようにキャリア１２０の位置および照射部１３０を制御し、かつ、拡径部および開口部２３８の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。ここで、拡径部は、流路２３０の光透過部１１２側の先端２３２に向かって流路２３０の内径が広がる部分である。開口部２３８は、流路２３０の先端２３２近傍の側壁に位置する。以下に詳しく説明する。
【００１６】
三次元造形装置１０は、造形物２００の形状を示す三次元データに基づき光硬化性組成物２０を硬化させて、造形物２００を形成する装置である。造形物２００は特に限定されないが、造形物２００は歯科用途物および医療用途物の少なくとも一方であり得る。歯科用途物や医療用途物は個々の使用者にあわせて精密に製造される必要があり、三次元造形装置１０の使用が適する。
【００１７】
光硬化性組成物２０はたとえば流動性を有する樹脂組成物であり、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリレート系樹脂、エポキシ・アクリレートハイブリッド系樹脂、エポキシ・オキセタン・アクリレートハイブリッド系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、ウレタンメタクリレート系樹脂、およびこれらのモノマーからなる群から選択される一以上を含む。また、光硬化性組成物２０は重合開始剤、フィラー、顔料、染料、細胞、細胞成長因子等を含んでも良い。
【００１８】
三次元造形装置１０の容器１１０は光硬化性組成物２０を収容する。容器１１０の一部には、他の部分よりも光透過性が高い光透過部１１２が設けられている。光透過部１１２はたとえばガラスである。面１１３は、光透過部１１２の面の内、容器１１０の内側の面である。光透過部１１２では、容器１１０の外部から照射された光が高効率で容器１１０の内部まで透過する。その結果、面１１３近傍の光硬化性組成物２０が硬化される。本図の例において、容器１１０はバット状である。そして、光透過部１１２は容器１１０の底部に設けられている。また、容器１１０の側面には光硬化性組成物２０を導入するための導入孔１１５が設けられている。
【００１９】
キャリア１２０は、造形の土台となる部材である。キャリア１２０の面１２２は、光透過部１１２の面１１３と平行に対向している。本実施形態に係る三次元造形装置１０はキャリア１２０を少なくとも面１１３に垂直な方向に駆動する駆動部１４２をさらに備える。キャリア１２０が駆動されることで、面１２２と面１１３との距離が変化する。
【００２０】
造形物２００の造形において、面１１３近傍で硬化された光硬化性組成物２０はキャリア１２０の面１２２に積層される。そして、面１２２と面１１３との距離を広げながら光硬化性組成物２０の硬化および積層を繰り返すことで、面１２２に立体的な構造が形成される。なお、本図において、造形物２００は造形途中の構造を例示している。
【００２１】
なお、キャリア１２０と光透過部１１２との間には、造形物２００と同様に、造形物２００とキャリア１２０とを繋ぐ支持部がさらに形成されても良い。支持部は、全ての光照射が終了した後に、除去される。
【００２２】
キャリア１２０はたとえば金属を含んで構成される。金属としてはアルミ、ステンレス等が挙げられる。また、キャリア１２０は表面層を備えていてもよい。表面層としてはたとえば上記した金属の酸化層、硬化性組成物を硬化させたハードコート層、塗料層、および樹脂層が挙げられる。樹脂層としてはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。樹脂層は、たとえばフィルムやシートを貼り付けることでキャリア１２０に形成できる。
【００２３】
照射部１３０は、たとえば光源および光学描画系を含んで構成される。光源は特に限定されないが、たとえば紫外線源、白熱灯、蛍光灯、燐光灯、レーザーダイオード、または発光ダイオードであり得る。光学描画系は、特に限定されないが、たとえばマスク、空間光変調器（spatial light modulator）、マイクロミラーデバイス、およびＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーアレイのうち少なくとも一つを含んで構成される。また、照射部１３０は光源および光学描画系の駆動装置を含み、制御部１４０による制御に基づき、光硬化性組成物２０への光照射を行う。照射部１３０はレンズやシャッター等の光学部品をさらに含んでも良い。
【００２４】
照射部１３０では、光源からの光が光学描画系を介して光透過部１１２に照射される。照射部１３０からの出力光がビーム光である場合、ビーム光で光照射領域の走査が行われ、走査された光照射領域の光硬化性組成物２０が硬化される。また、照射部１３０からは光照射領域の全体または一部に対して同時に光が投影されても良い。
【００２５】
制御部１４０は、照射部１３０、および駆動部１４２を制御する。三次元造形装置１０はさらに記憶部１５０を備え、記憶部１５０には造形する構造の立体形状を示す情報があらかじめ保持されている。制御部１４０では記憶部１５０から、この立体形状を示す情報を読み出し、複数の光照射領域を示す情報を含む光照射情報を生成する。ここで、各光照射領域は、照射部１３０で光照射すべき領域であり、造形する構造の面１１３に平行な断面形状に対応する。そして、光照射情報には、複数の光照射領域を示す情報が、光照射すべき順を示す情報と共に含まれる。なお、光照射情報は制御部１４０で生成されるに限らず、予め外部で生成されて記憶部１５０に保持されていても良い。また、光照射情報には、各光照射領域を示す情報に関連づけられたキャリア１２０の位置を示す情報が含まれても良い。
【００２６】
本実施形態において、各光照射領域には、造形物２００を造形するためのパターン、流路２３０の側壁２３５を造形するためのパターン、および、支持部を造形するためのパターンのうち少なくともいずれかが含まれる。なお、流路２３０の一部は支持部の内部に設けられても良い。
【００２７】
制御部１４０は、光照射情報に基づいて、順に光照射領域を光照射するように、照射部１３０を制御する。また、制御部１４０は、各光照射領域の光照射タイミングに応じて光透過部１１２と面１１３との距離を変化させるよう、駆動部１４２を制御する。その結果、キャリア１２０と面１１３との間に造形物２００が形成される。
【００２８】
なお、面１２２と面１１３との距離は連続的に変化しても良いし、断続的に変化しても良い。距離が断続的に変化する場合、制御部１４０は光照射領域の切り替えタイミングに合わせて距離を１層分広げる。こうして複数の層を形成することで、積層構造として造形物２００が得られる。１層分の距離の変化量は、たとえば３０μｍ以上１００μｍ以下である。一方、距離が連続的に変化する場合、制御部１４０は距離の変化速度と光硬化性組成物２０の硬化速度に応じて光照射領域を切り替える。こうすることで、距離が断続的に変化する場合よりも滑らかな表面の造形物２００が得られる。
【００２９】
また、制御部１４０は、面１２２と面１１３との距離を一時的に縮めるよう制御しても良い。そうすることで、光硬化性組成物２０が攪拌されたり、面１２２と面１１３との間に光硬化性組成物２０が入り込み易くなったりする。
【００３０】
本実施形態において、制御部１４０は少なくとも一部が造形物２００とは別途設けられた流路２３０をさらに設けるようキャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。ここで、流路２３０が造形物２００と別途設けられているとは、流路２３０が目的の造形物２００に含まれる構造ではなく、全ての光照射が終了した後に造形物２００から取り除かれることを言う。なお、流路２３０が造形物２００から取り除かれる前には、流路２３０の側壁２３５が造形物２００と接続されていたり、側壁２３５の一部が造形物２００の一部を兼ねていたりしても良い。なお、導入物の流れに寄与する限り、流路２３０の側壁２３５の硬化の程度は特に限定されない。また、流路２３０の面１１３に平行な断面の形状は特に限定されず、円形や多角形等であり得る。流路２３０の側壁２３５の厚さは特に限定されないが、たとえば３０μｍ以上１ｍｍ以下である。
【００３１】
造形物２００を造形する間、流路２３０の一方の先端２３２は、少なくとも一時的に面１１３の近傍に位置する。そして、流路２３０により、光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される。流路２３０は、光硬化性組成物２０の硬化物によって構成される第１部分と、光硬化性組成物２０の硬化物以外によって構成される第２部分とを含む。流路２３０の第２部分はたとえばキャリア１２０の内部に設けられる。また、流路２３０の第２部分は、キャリア１２０の外部に設けられた配管によって構成されても良い。流路２３０の先端２３２とは反対側は、容器１１０の外部に繋がっている。容器１１０の外部とは、容器１１０の光硬化性組成物２０を収容する空間の外側である。本実施形態において、三次元造形装置１０は導入制御部１６０および導入物容器１６２をさらに備える。流路２３０は導入制御部１６０に繋がっている。具体的には、流路２３０の第１部分は第２部分を介して、導入制御部１６０に繋がっている。
【００３２】
導入物容器１６２は導入物を収容する容器である。また、導入制御部１６０は、制御部１４０による制御に基づき、導入物容器１６２から流路２３０への導入物の供給を制御する。導入制御部１６０はたとえばバルブやポンプを含んで構成される。
【００３３】
図２において、導入物の流れを矢印で例示している。導入物は光硬化性組成物２０と同じ組成物または異なる物質である。
【００３４】
たとえば制御部１４０は、少なくとも造形物２００のうち、光透過部１１２のキャリア１２０側の面１１３に平行な断面の面積が最も大きい第１領域を造形する際に、先端２３２近傍に拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方が設けられているよう、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。
【００３５】
このような第１領域を形成する際には、直前に形成された光硬化性組成物２０の硬化物と面１１３との間の広い領域に、光硬化性組成物２０を行き渡らせる必要があり、流路２３０によって導入物を導入することが効果的に寄与する。
【００３６】
また、流路２３０を適切に配して導入物を導入することにより容器１１０内の光硬化性組成物２０の流れを制御することができる。ひいては、造形物２００を精度良く造形することができる。なお、導入物が光硬化性組成物２０と同じ組成物である場合、容器１１０が導入物容器１６２を兼ねても良い。
【００３７】
また、導入物が光硬化性組成物２０とは異なる物質である場合、たとえば導入物は、光硬化性組成物２０とは異なる組成の光硬化性組成物または光硬化性がない添加剤である。導入物はたとえばフィラー、細胞、および細胞成長因子の少なくともいずれかを含んでも良い。このように、導入物が光硬化性組成物２０とは異なる物質であれば、造形物２００のうちの一部分のみを他の部分とは異なる組成や材料で形成したり、光硬化性組成物２０の硬化を制御したりすることができる。
【００３８】
特に、光造形を妨げる因子となる成分（以下、「成分Ａ」と呼ぶ）として、たとえばフィラーや細胞、細胞成長因子など、光硬化性も光硬化性を促進する機能も持たない成分がある。このような成分Ａを造形物２００に導入する場合、導入したい部位の周囲に流路２３０を配置し、導入したい部位周辺に優先的に成分Ａを供給することで、必要な部位に成分Ａを導入しつつ、全体として充分な光造形を実現することができる。
【００３９】
図３は、本実施形態に係る流路２３０の構造の第１の例を示す拡大図である。本図では、流路２３０の先端２３２近傍を拡大して示している。本実施形態では、流路２３０の側壁２３５に開口部２３８が設けられている例について説明する。開口部２３８は側壁２３５を貫通し、流路２３０の内外を繋いでいる。開口部２３８が設けられていることにより、流路２３０からの導入物は先端２３２近傍において、開口部２３８が位置する方向に優先的に放出される。したがって、所望の領域に効果的に導入物を導入することができる。また、本実施形態によれば、開口部２３８を介して多くの導入物を光照射領域に導入できる。
【００４０】
本図の例において、開口部２３８は切れ込み部２３６である。切れ込み部２３６は、流路２３０の側壁２３５の一部を取り去った形状の部分である。切れ込み部２３６の外周は先端２３２側の一部が側壁２３５に囲まれていない。制御部１４０は、このような切れ込み部２３６の形状が形成されるように光硬化性組成物２０を硬化させ、側壁２３５を造形する。切れ込み部２３６は、側壁２３５を貫通しており、流路２３０を外部の空間と接続している。また、切れ込み部２３６の一端は面１１３側に開放している。
【００４１】
図４は、本実施形態に係る流路２３０の構造の第２の例を示す拡大図である。本図では、流路２３０の先端２３２近傍を拡大して示している。本例において、開口部２３８は切れ込み部２３６ではない。すなわち、開口部２３８の外周は全体が、側壁２３５に囲まれている。開口部２３８の形状は特に限定されず、たとえば矩形等の多角形または円形である。
【００４２】
開口部２３８について以下にさらに詳しく説明する。なお以下において、開口部２３８が切れ込み部２３６であるか否かは問わない。開口部２３８の、面１１３に垂直な方向の幅はｗである。すなわち、流路２３０で導入物が導入されるタイミングにおいて、開口部２３８の先端２３２から最も離れた端から先端２３２までの幅はｗである。ｗは特に限定されないが、たとえば５００μｍ以下である。また、造形物２００が、光透過部１１２とキャリア１２０との距離毎に形成される複数の層により構成される場合、ｗはたとえば層５つ分以下の長さである。
【００４３】
また、最初の光照射の開始時における面１１３と面１２２との距離をｄとしたとき、ｗはたとえばｄの５倍以下である。
【００４４】
開口部２３８から導入物を導入する際に、流路２３０の先端２３２には面１１３に向いた開口が設けられていても良いし、設けられていなくても良い。ただし、導入量を確保する観点から、開口が設けられていることが好ましい。また、流路２３０から導入物が導入された後、流路２３０はそれ以上の造形がされなくても良いし、開口を塞ぐよう造形がされても良い。また、開口部２３８が切れ込み部２３６である場合、切れ込み部２３６は流路２３０の延長に伴い側壁２３５の開口として残されても良い。この開口は、開口部２３８として導入物の導入に用いられても良いし、用いられなくても良い。また、切れ込み部２３６由来の開口には側壁２３５の外側に形成された他の流路が接続され、この開口から流出する導入物をせき止めたり、誘導したりしていてもよい。
【００４５】
造形物２００が造形される間、一つの流路２３０には一つの開口部２３８のみが形成されても良いし、複数の開口部２３８が形成されても良い。複数の開口部２３８が形成される場合、それらの形状は必ずしも互いに同じである必要は無い。また、一つの流路２３０に、異なる方向を向いた複数の開口部２３８が同時に形成されても良い。
【００４６】
図５は、第１の実施形態に係る三次元造形装置１０で形成される造形物２００および流路２３０の変形例を示す図である。本図において、導入物の流れを矢印で例示している。本変形例において、制御部１４０は、流路２３０を複数設けるようキャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。こうすることにより、複数の流路２３０を用いて、複数箇所からの、または複数のタイミングでの導入物の導入が可能である。ひいては、複数の領域に対して導入物を導入できる。
【００４７】
なお、流路２３０が複数設けられている状態とは、少なくとも流路２３０の先端２３２が複数に分かれていることを言う。すなわち、複数の流路２３０は途中で互いに接続されていても良い。
【００４８】
また、複数の流路２３０で導入される導入物には、二種以上の導入物が含まれていてもよい。導入物が複数種類用いられる場合、三次元造形装置１０は導入物容器１６２を複数備えても良い。また、複数の流路２３０が設けられる場合、三次元造形装置１０は導入制御部１６０を複数備えても良い。複数の流路２３０はそれぞれ異なる導入制御部１６０で導入物の導入が制御されても良いし、一の導入制御部１６０が複数の流路２３０への導入物の導入を制御しても良い。また、流路２３０内の導入物は、流路２３０内で他の流路２３０の導入物と混合されても良い。
【００４９】
複数の流路２３０の側壁２３５は少なくとも一部において一体化されていても良い。たとえば、外観が一つの管であり、内部が複数に仕切られて、複数の流路２３０が構成されていても良い。
【００５０】
以下に、本実施形態に係る造形物２００の製造方法について説明する。本実施形態に係る造形物２００の製造方法は、上記したような三次元造形装置１０を用いた造形物２００の製造方法である。
【００５１】
造形に先立ち、記憶部１５０に造形物２００の三次元データが保持されている。また、造形物２００の三次元データおよび流路２３０の形状に基づき、造形物２００および流路２３０を形成するための光照射情報が生成される。
【００５２】
そして、キャリア１２０が、光硬化性組成物２０が収容された容器１１０の光透過部１１２近傍に配置される。このとき面１２２と面１１３との距離ｄは、たとえば３０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００５３】
次いで、制御部１４０は光照射情報に基づき、最初の光照射領域に光照射するよう、照射部１３０から光透過部１１２に向けて光が照射される。照射部１３０からの光は光透過部１１２を介して面１２２と面１１３との間の光硬化性組成物２０に照射される。これにより、面１２２と面１１３との間の光硬化性組成物２０が光照射領域の形状に硬化され、硬化物が面１２２に付着する。
【００５４】
引き続き、制御部１４０は光照射情報に基づき、複数の光照射領域に順に光照射する。それと共に、上記した通り、制御部１４０は、面１２２と面１１３との間の距離を変化させるよう駆動部１４２を制御する。光照射により新たに形成された光硬化性組成物２０の硬化物は、その直前に形成された光硬化性組成物２０の硬化物に対して、積層される。なお、この段階で光硬化性組成物２０の硬化物は半硬化状態であってよい。
【００５５】
造形物２００が造形される間、少なくとも一時的に、流路２３０の先端２３２には開口部２３８が形成される。そして、制御部１４０は流路２３０に導入物を供給するよう導入制御部１６０を制御する。そして、導入物は、流路２３０の先端２３２の開口および開口部２３８から、光照射されている領域に導入される。また、導入物の導入が必要な領域の光照射が終了すると、制御部１４０は導入制御部１６０を制御して、導入物の供給を停止する。
【００５６】
最後の光照射領域が光照射された後、側壁２３５および造形物２００はキャリア１２０から取り外される。また、側壁２３５が除去される。その後、造形物２００はポストキュアされる場合がある。こうして、造形物２００が得られる。
【００５７】
なお、側壁２３５の一部が造形物２００の一部を兼ねている場合、流路２３０が取り除かれた後に、造形物２００の表面に溝が残っても良い。
【００５８】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態によれば、開口部２３８により、所望の領域に優先的に導入物を導入することができる。その結果、たとえば造形物２００の造形精度を高めたり、組成や材料を部分的に変更したり、硬化を制御したりすることができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
図６（ａ）は、第２の実施形態に係る流路２３０の第１の例を示す図であり、図６（ｂ）は、第２の実施形態に係る流路２３０の第２の例を示す図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、流路２３０の先端２３２近傍の断面図である。本実施形態に係る三次元造形装置１０は、制御部１４０が流路２３０の光透過部１１２側の先端２３２に向かって流路２３０の内径が広がる拡径部２３４を少なくとも一時的に設けるように、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する点を除いて、第１の実施形態に係る三次元造形装置１０と同じである。なお、流路２３０の内径とは、面１１３に平行な断面における径である。
【００６０】
拡径部２３４では、流路２３０の内径が、非等方的に広がる。より具体的には、拡径部２３４では、流路２３０の軸２３１を基準に非等方的に流路２３０の内径が広がる。ここで、軸２３１は、流路２３０の長さ方向に延びる軸である。拡径部２３４の先端２３２とは反対側の端部における、面１１３に平行な断面において、軸２３１は流路２３０の中心に位置する。このように流路２３０が非等方的に広がることにより、流路２３０からの導入物は、先端２３２において、流路２３０が広がった特定の方向に優先的に放出される。したがって、所望の領域に効果的に導入物を導入することができる。
【００６１】
拡径部２３４は、径が変化する部分である。拡径部２３４では、流路２３０の内径が段階的に広がっていても良いし、連続的に広がっていても良い。図６（ａ）は、流路２３０の内径が段階的に広がっている例を示し、図６（ｂ）は、流路２３０の内径が連続的に広がっている例を示している。本実施形態において、拡径部２３４における側壁２３５は貫通していない。
【００６２】
制御部１４０は拡径部２３４が先端２３２の近傍に位置するタイミングで、導入物を導入するよう導入制御部１６０を制御する。流路２３０で導入物が導入されるタイミングにおいて、拡径部２３４の先端２３２から最も離れた端から先端２３２までの幅はｗである。ｗは特に限定されないが、たとえば５００μｍ以下である。また、造形物２００が、光透過部１１２とキャリア１２０との距離毎に形成される複数の層により構成される場合、ｗはたとえば層５つ分以下の長さである。また、ｗはたとえば上記したｄの５倍以下としてもよい。
【００６３】
流路２３０から導入物が導入されるタイミングにおいて、流路２３０の先端２３２の開口の径は、拡径部２３４において広がった後の径であり、拡径部２３４と先端２３２との間で径の縮小はされていない。図６（ｂ）の例において、拡径部２３４の一端は、先端２３２と一致している。
【００６４】
本実施形態では、流路２３０から導入物を導入する際に、流路２３０の先端２３２には面１１３に向いた開口が設けられている。そして、流路２３０から導入物が導入された後、流路２３０はそれ以上の造形がされなくても良いし、引き続き流路２３０を延長するように造形がされても良い。また、先端２３２の開口を塞ぐよう造形がされても良い。また、本実施形態において、引き続き流路２３０が造形される場合、拡径部２３４で広がった径が維持されても良いし、径が縮小されても良い。
【００６５】
造形物２００が造形される間、一つの流路２３０には一つの拡径部２３４のみが形成されても良いし、複数の拡径部２３４が形成されても良い。複数の拡径部２３４が形成される場合、それらの形状は必ずしも互いに同じである必要は無い。また、一つの流路２３０に、異なる方向を向いた複数の拡径部２３４が同時に形成されても良い。
【００６６】
本実施形態に係る造形物２００の製造方法では、造形物２００が造形される間、少なくとも一時的に、流路２３０には拡径部２３４が形成される。そして、制御部１４０は、拡径部２３４が先端２３２近傍にある時に、流路２３０に導入物を供給するよう導入制御部１６０を制御する。そして、導入物は、流路２３０の先端２３２の開口から、光照射されている領域に導入される。また、導入物の導入が必要な領域の光照射が終了すると、制御部１４０は導入制御部１６０を制御して、導入物の供給を停止する。
【００６７】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、流路２３０が複数設けられても良い。
【００６８】
また、制御部１４０は、第１の実施形態で説明した開口部２３８と、拡径部２３４との両方を設けるようにキャリア１２０および照射部１３０を制御しても良い。
【００６９】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態によれば、拡径部２３４により、所望の領域に優先的に導入物を導入することができる。その結果、たとえば造形物２００の造形精度を高めたり、組成や材料を部分的に変更したり、硬化を制御したりすることができる。加えて、本実施形態によれば、拡径部２３４により、側壁２３５に開口を設けず導入物の導入方向を制御できる。したがって、同一の流路２３０を繰り返し利用しやすい。
【００７０】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係る三次元造形装置１０で形成される造形物２００および流路２３０の構造を例示する図である。本図において、導入物の流れを矢印で例示している。本実施形態に係る三次元造形装置１０は、流路２３０の少なくとも一部が、造形物２００の内部に設けられる点を除いて第１の実施形態および第２の実施形態の少なくともいずれかに係る三次元造形装置１０と同じである。以下に詳しく説明する。
【００７１】
本実施形態では、流路２３０は造形物２００の内部に設けられ、造形物２００内に残る。流路２３０は、造形物２００に導入物の導入の目的で特に設けても良いし、他の目的の配管や美観の向上等のために造形物２００に形成される構造を利用して流路２３０としてもよい。なお、流路２３０の一部が造形物２００の内部に設けられ、他の一部が造形物２００とは別途設けられても良い。造形物２００の内部に設けられる流路２３０において、流路２３０の側壁２３５は、造形物２００の一部である。
【００７２】
本実施形態においても、制御部１４０は、拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるよう、キャリア１２０および照射部１３０を制御する。また、制御部１４０は、拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方を設けるタイミングに応じて導入制御部１６０を制御し、光照射領域に導入物を導入する。本図では、拡径部２３４が設けられる例を示している。
【００７３】
本実施例に係る造形物２００の製造方法では、最後の光照射領域に光照射された後、側壁２３５を除去する必要が無い。
【００７４】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態においては第１および第２の実施形態の少なくともいずれかと同様の作用および効果が得られる。加えて、側壁２３５を別途設ける必要なく、流路２３０を形成できる。
【００７５】
（第４の実施形態）
図８から図１１は、第４の実施形態に係る制御部１４０が行う制御のタイミングチャートの第１例から第４例を示す図である。本実施形態に係る三次元造形装置１０は以下に説明する点を除いて第１から第３の実施形態の少なくともいずれかに係る三次元造形装置１０と同じである。
【００７６】
本実施形態において、制御部１４０は、拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方を埋めるよう、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。
【００７７】
本実施形態において、造形物２００は、キャリア１２０と光透過部１１２との距離毎に形成される複数の層により構成される。拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方の、複数の層の積層方向の幅ｗは、たとえば層５つ分以下である。また、拡径部２３４または開口部２３８の先端２３２から最も離れた端から先端２３２までの幅ｗはたとえば５００μｍ以下である。ｗはたとえば上記したｄの５倍以下としてもよい。
【００７８】
本実施形態に係る三次元造形装置１０では、拡径部２３４または開口部２３８から導入物が導入された後、その拡径部２３４または開口部２３８が光硬化性組成物２０の硬化物で埋められる。具体的には、拡径部２３４については、拡径部２３４の径を拡大するための領域が埋められ、拡径部２３４が消失する。また、開口部２３８については、側壁２３５の開口部２３８が埋められ、埋められた部分では、面１１３に平行な方向において、流路２３０の内外が側壁２３５で区切られる。埋めやすさの観点から、開口部２３８は切れ込み部２３６であることが好ましい。切れ込み部２３６が埋められた後に引き続き流路２３０を造形すれば、側壁２３５には切れ込み部２３６に起因する開口は生じない。
【００７９】
図８から図１１を参照し、制御部１４０が切れ込み部２３６を埋めるために行う制御の例について以下に説明する。なお、以下では、造形物２００がキャリア１２０と光透過部１１２との距離毎に形成される複数の層により構成される場合を例に説明する。第１の実施形態で説明した通り、造形物２００の造形のためには、層毎の光照射パターンが定められている。そして、キャリア１２０および光透過部１１２の距離と、造形物２００の光照射パターンとが対応づけられている。また、この光照射パターンに応じて制御部１４０はキャリア１２０と光透過部１１２との距離を制御する。以下において、ｋは１以上の整数であり、第ｋ層、第ｋ＋１層、第ｋ＋２層はこの順に光照射されるとする。また、各層に光照射する際のキャリア１２０と光透過部１１２との距離は、この順に短いとする。
【００８０】
図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、流路２３０の側壁２３５を造形するための光照射パターンを例示する図である。図１２（ａ）は、切れ込み部２３６を形成するためのパターンの例であり、以下、パターンＡと呼ぶ。図１２（ｂ）は、切れ込み部２３６を埋めるためのパターンの例であり、以下、パターンＢと呼ぶ。図１２（ｃ）は、切れ込み部２３６を形成せず、流路２３０を延長するタイミングの側壁２３５の形成パターンの例であり、以下、パターンＣと呼ぶ。図８から図１１における「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」は、これらのパターンＡ、Ｂ、およびＣに対応する。
【００８１】
図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、切れ込み部２３６を設け、埋める場合の例を示しているが、本例に限定されず、切れ込み部２３６ではない開口部２３８、または拡径部２３４を設け、埋める場合も同様である。
【００８２】
図８は、制御部１４０が行う制御の第１例を示すタイミングチャートである。本例において、造形物２００を構成する第ｋ層の光照射を行う間、導入物が導入される。第ｋ層の光照射の前後には、パターンＡで光照射する時間と、パターンＢで光照射する時間が存在する。パターンＡでの光照射により、切れ込み部２３６が流路２３０の先端２３２近傍に設けられる。そして第ｋ層の光照射後、パターンＢでの光照射により、切れ込み部２３６が埋められる。そして、造形物２００の第ｋ＋１層および第ｋ＋２層の光照射時には、パターンＣにより流路２３０が延長される。
【００８３】
本例では、パターンＡおよびＢの光照射時間を追加的に設けている。したがって、より確実に切れ込み部２３６が形成され、第ｋ層が造形され、切れ込み部２３６が埋められる。一方、第ｋ層の光照射を行う際の距離が、他の層を形成する際の距離よりも長時間維持されている。なお、本図の例では、第ｋ層のパターンで光照射を行う間、側壁２３５のパターンの光照射を行っていないが、引き続きパターンＡの光照射が行われていても良い。
【００８４】
図９は、制御部１４０が行う制御の第２例を示すタイミングチャートである。本例において、造形物２００を構成する第ｋ層の光照射を行う時間の一部において導入物が導入される。そして本例において、各層に対応する距離は、同じ時間ずつ維持されている。具体的には、第ｋ層の光照射の開始と共にパターンＡでの光照射が開始される。そして、パターンＡでの光照射の開始から予め定められた時間ｔ１が経過した時点で導入物の導入が開始される。このとき、先端２３２には導入物の流れに影響しうる程度に光硬化性組成物２０が硬化し、切れ込み部２３６が形成されている。また、パターンＡでの光照射の開始から予め定められた時間ｔ２が経過した時点で、側壁２３５のパターンが、パターンＡからパターンＢに切り替えられ、切れ込み部２３６が埋まり始める。そして、パターンＡでの光照射の開始から予め定められた時間ｔ３が経過した時点で導入物の導入が停止される。時間ｔ１からｔ３は、事前の試験等により決定することができる。そして、時間ｔ１からｔ３を示す情報は造形物２００の造形に先立ち記憶部１５０に保持されており、制御部１４０はそれを読み出して制御に用いることができる。
【００８５】
本例によれば、パターンＡおよびＢで光照射するための追加の時間を設けないため、造形物２００の造形時間を短くすることができる。
【００８６】
図１０は、制御部１４０が行う制御の第３例を示すタイミングチャートである。本例において、第ｋ層の光照射を行う間、パターンＡでの光照射が行われ切れ込み部２３６が形成される。そして、第ｋ＋１層の光照射が行われる間、導入物が導入される。次いで、第ｋ＋２層の光照射が行われる間、パターンＢでの光照射が行われ、切れ込み部２３６が埋められる。本例によれば、造形物２００の造形時間を延ばすことなく切れ込み部２３６を形成し、埋めることができる。
【００８７】
なお、本図では、第ｋ＋１層の光照射が行われる間にもパターンＡでの光照射を行う例を示しているが、第ｋ＋１層の光照射を行う間にはパターンＡ、Ｂ、およびＣのいずれの光照射もしなくても良い。
【００８８】
図１１は、制御部１４０が行う制御の第４例を示すタイミングチャートである。本例では、キャリア１２０と光透過部１１２との距離が一時的に縮められ、縮められた距離において、パターンＢでの光照射が行われる。
【００８９】
具体的には、第ｋ層の光照射を行う間、パターンＡでの光照射が行われ切れ込み部２３６が形成される。そして、第ｋ＋１層の光照射が行われる間、導入物が導入される。次いで、第ｋ＋１層の光照射後、第ｋ＋２層の光照射前に、パターンＢでの光照射が行われ、切れ込み部２３６が埋められる。ここで、パターンＢでの光照射時のキャリア１２０と光透過部１１２との距離は、第ｋ＋１層の光照射時の距離よりも短い。そして、次の第ｋ＋２層の光照射において、キャリア１２０と光透過部１１２との距離は第ｋ＋１層の光照射時の距離よりも長くなる。本例によれば、キャリア１２０と光透過部１１２とを近づけた状態で、より確実に切れ込み部２３６を埋めることができる。
【００９０】
なお、本図では、第ｋ＋１層の光照射を行う間にもパターンＡでの光照射を行う例を示しているが、第ｋ＋１層の光照射を行う間にはパターンＡ、Ｂ、およびＣのいずれの光照射もしなくても良い。
【００９１】
なお、第１例から第４例では、導入物が造形物２００の一層について導入される場合について説明したが、導入物の導入は二層以上にわたり行われても良い。
【００９２】
また、キャリア１２０と光透過部１１２との距離が断続的に変化する例について上記したが、キャリア１２０と光透過部１１２との距離は連続的に変化してもよい。
【００９３】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態においては第１および第２の実施形態の少なくともいずれかと同様の作用および効果が得られる。加えて、途中で拡径部２３４や開口部２３８を設けた場合でも、その後に影響なく流路２３０を延長することができる。
【００９４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る三次元造形装置１０は、以下に説明する点を除いて、第１から第４の少なくともいずれかに係る三次元造形装置１０と同じである。本実施形態に係る三次元造形装置１０は、流路２３０への導入物の導入を制御する導入制御部１６０を備える。制御部１４０は、複数のタイミングで拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方を設けるようキャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。そして、導入制御部１６０は、この複数のタイミングに基づき流路２３０に導入物を導入するタイミングを制御する。
【００９５】
本実施形態において、制御部１４０は、一または二以上の流路２３０を設けるようキャリア１２０および照射部１３０を制御する。制御部１４０は、一の流路２３０に対し、異なる二以上のタイミングで拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方を設けることができる。ここで、先のタイミングで設けられた拡径部２３４や開口部２３８は、第４の実施形態で説明したように埋められても良いし、埋められなくても良い。
【００９６】
また、制御部１４０は、複数の流路２３０に対し、異なる二以上のタイミングで拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方を設けてもよい。
【００９７】
複数のタイミングに導入される導入物には、二種以上の導入物が含まれてもよい。そうすることで、造形物２００のうち光照射タイミングが異なる複数の領域に対し、異なる導入物を作用させることができる。
【００９８】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態においては第１および第２の実施形態の少なくともいずれかと同様の作用および効果が得られる。加えて、造形物２００のうち光照射タイミングが異なる複数の領域に対し、導入物を作用させることができる。
【００９９】
（第６の実施形態）
図１３は、第６の実施形態に係る三次元造形装置１０の構成を例示する図である。本実施形態に係る三次元造形装置１０は、少なくとも一の流路２３０に容器１１０内の光硬化性組成物２０よりも低温の導入物が導入される点を除いて第１から第５の実施形態の少なくともいずれかに係る三次元造形装置１０と同じである。以下に詳しく説明する。
【０１００】
本実施形態に係る三次元造形装置１０は、温調部１７０および温度センサ１７２を備える。温度センサ１７２は容器１１０内の光硬化性組成物２０の温度を検出する。そして、温調部１７０は、流路２３０に導入される導入物の温度を調節する。温調部１７０はヒーターまたは冷却装置である。冷却装置はたとえば、送風、ペルチェ素子、または水冷による冷却を行う装置である。
【０１０１】
光硬化性組成物２０が硬化する際に反応熱が生じ、光硬化性組成物２０や造形物２００の温度が上昇する場合がある。そうすると、造形途中の光硬化性組成物２０が面１１３に貼り付いたり、造形物２００に反りや変形が生じたりしやすくなる。それに対し、本実施形態に係る三次元造形装置１０では、特に温度上昇が生じやすい領域に対し低温の導入物を導入し、そのような問題を生じにくくすることができる。
【０１０２】
たとえば制御部１４０は、少なくとも造形物２００のうち、光透過部１１２のキャリア１２０側の面１１３に平行な断面の面積が最も大きい第１領域を造形する際に、拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方が設けられているよう、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。
【０１０３】
このような第１領域では、反応する光硬化性組成物２０が多いため、温度上昇が特に起きやすい。したがって、第１領域に対して低温の導入物を導入することが特に効果的である。
【０１０４】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態においては第１および第２の実施形態の少なくともいずれかと同様の作用および効果が得られる。加えて、光硬化性組成物２０の温度上昇を抑え、造形物２００の変形等を抑制することができる。
【０１０５】
（第７の実施形態）
図１４は、第７の実施形態に係る三次元造形装置４０および制御装置５０の構成を例示するブロック図である。本実施形態に係る制御装置５０は、三次元造形装置４０の制御装置である。三次元造形装置４０は、第１の実施形態係る三次元造形装置４０と同様であり、容器１１０、キャリア１２０、および照射部１３０を備える。容器１１０は、光硬化性組成物２０を収容し、少なくとも一部に光透過部１１２を有する。キャリア１２０は、光透過部１１２に対する距離が可変に構成されている。照射部１３０は、キャリア１２０と光透過部１１２の間の光硬化性組成物２０に、光透過部１１２を介して光を照射する。また、制御装置５０は制御部５００を備える。制御部５００は、光硬化性組成物２０を硬化させてなる造形物２００を形成するよう、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。また、制御部５００は、光が照射されている領域で光硬化性組成物２０を硬化させることにより、容器１１０の外部に繋がる流路２３０の少なくとも一部を形成するようにキャリア１２０の位置および照射部１３０を制御し、かつ、拡径部２３４および開口部２３８の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、キャリア１２０の位置および照射部１３０を制御する。ここで、拡径部２３４は、流路２３０の光透過部１１２側の先端２３２に向かって流路２３０の内径が広がる部分である。開口部２３８は、流路２３０の先端２３２近傍の側壁に位置する。
【０１０６】
本実施形態に係る制御部５００は、第１から第６の実施形態の少なくともいずれかに係る制御部１４０と同じである。
【０１０７】
本実施形態においては第１および第２の実施形態の少なくともいずれかと同様の作用および効果が得られる。
【０１０８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。たとえば、上述の各実施形態は、内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【０１０９】
以下、参考形態の例を付記する。
１−１．光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置。
１−２．  １−１．に記載の三次元造形装置において、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる三次元造形装置。
１−３．  １−１．に記載の三次元造形装置において、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物の内部に設けられる三次元造形装置。
１−４．  １−１．から１−３．のいずれか一つに記載の三次元造形装置において、
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置。
１−５．  １−１．から１−４．のいずれか一つに記載の三次元造形装置において、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される三次元造形装置。
１−６．  １−５．に記載の三次元造形装置において、
前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御する三次元造形装置。
１−７．  １−６．に記載の三次元造形装置において、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる三次元造形装置。
１−８．  １−５．から１−７．のいずれか一つに記載の三次元造形装置において、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置。
１−９．  １−５．から１−８．のいずれか一つに記載の三次元造形装置において、
少なくとも一の前記流路には前記容器内の前記光硬化性組成物よりも低温の前記導入物が導入される三次元造形装置。
１−１０．  １−１．から１−９．のいずれか一つに記載の三次元造形装置において、
前記制御部は、少なくとも前記造形物のうち、前記光透過部の前記キャリア側の面に平行な断面の面積が最も大きい領域を造形する際に、前記先端近傍に前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方が設けられているよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する三次元造形装置。
１−１１．  １−１．から１−１０．のいずれか一つに記載の三次元造形装置において、
前記拡径部が少なくとも一時的に設けられ、
前記拡径部では、前記流路の軸を基準に非等方的に前記流路の内径が広がる三次元造形装置。
２−１．三次元造形装置の制御装置であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部とを備え、
当該制御装置は、前記光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置。
２−２．  ２−１．に記載の制御装置において、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる制御装置。
２−３．  ２−１．に記載の制御装置において、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物の内部に設けられる制御装置。
２−４．  ２−１．から２−３．のいずれか一つに記載の制御装置において、
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置。
２−５．  ２−１．から２−４．のいずれか一つに記載の制御装置において、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される制御装置。
２−６．  ２−５．に記載の制御装置において、
前記三次元造形装置は、前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御する制御装置。
２−７．  ２−６．に記載の制御装置において、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる制御装置。
２−８．  ２−５．から２−７．のいずれか一つに記載の制御装置において、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置。
２−９．  ２−５．から２−８．のいずれか一つに記載の制御装置において、
少なくとも一の前記流路には前記容器内の前記光硬化性組成物よりも低温の前記導入物が導入される制御装置。
２−１０．  ２−１．から２−９．のいずれか一つに記載の制御装置において、
前記制御部は、少なくとも前記造形物のうち、前記光透過部の前記キャリア側の面に平行な断面の面積が最も大きい領域を造形する際に、前記先端近傍に前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方が設けられているよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御装置。
２−１１．  ２−１．から２−１０．のいずれか一つに記載の制御装置において、
前記拡径部が少なくとも一時的に設けられ、
前記拡径部では、前記流路の軸を基準に非等方的に前記流路の内径が広がる制御装置。
３−１．三次元造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記三次元造形装置は、
光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する容器と、
前記光透過部に対する距離が可変に構成されているキャリアと、
前記キャリアと前記光透過部の間の前記光硬化性組成物に、前記光透過部を介して光を照射する照射部と、
前記光硬化性組成物を硬化させてなる前記造形物を形成するよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記光が照射されている領域で前記光硬化性組成物を硬化させることにより、前記容器の外部に繋がる流路の少なくとも一部を形成するように前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、かつ、
前記流路の前記光透過部側の先端に向かって前記流路の内径が広がる拡径部、および、前記流路の前記先端近傍の側壁に位置する開口部の少なくとも一方を、少なくとも一時的に設けるように、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法。
３−２．  ３−１．に記載の造形物の製造方法において、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物とは別途設けられる造形物の製造方法。
３−３．  ３−１．に記載の造形物の製造方法において、
前記流路の少なくとも一部は、前記造形物の内部に設けられる造形物の製造方法。
３−４．  ３−１．から３−３．のいずれか一つに記載の造形物の製造方法において、
前記造形物は、前記距離毎に形成される複数の層により構成され、
前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方の、前記先端から最も離れた端から前記先端までの幅ｗは、前記層５つ分以下であり、
前記制御部は、前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を埋めるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法。
３−５．  ３−１．から３−４．のいずれか一つに記載の造形物の製造方法において、
前記流路により、前記光が照射されている領域に流動性がある導入物が導入される造形物の製造方法。
３−６．  ３−５．に記載の造形物の製造方法において、
前記三次元造形装置は前記流路への前記導入物の導入を制御する導入制御部をさらに備え、
前記制御部は、複数のタイミングで前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方を設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御し、
前記導入制御部は、前記複数のタイミングに基づき、前記流路に前記導入物を導入するタイミングを制御する造形物の製造方法。
３−７．  ３−６．に記載の造形物の製造方法において、
前記複数のタイミングに導入される前記導入物には、二種以上の前記導入物が含まれる造形物の製造方法。
３−８．  ３−５．から３−７．のいずれか一つに記載の造形物の製造方法において、
前記制御部は、前記流路を複数設けるよう前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法。
３−９．  ３−５．から３−８．のいずれか一つに記載の造形物の製造方法において、
少なくとも一の前記流路には前記容器内の前記光硬化性組成物よりも低温の前記導入物が導入される造形物の製造方法。
３−１０．  ３−１．から３−９．のいずれか一つに記載の造形物の製造方法において、
前記制御部は、少なくとも前記造形物のうち、前記光透過部の前記キャリア側の面に平行な断面の面積が最も大きい領域を造形する際に、前記先端近傍に前記拡径部および前記開口部の少なくとも一方が設けられているよう、前記キャリアの位置および前記照射部を制御する造形物の製造方法。
３−１１．  ３−１．から３−１０．のいずれか一つに記載の造形物の製造方法において、
前記拡径部が少なくとも一時的に設けられ、
前記拡径部では、前記流路の軸を基準に非等方的に前記流路の内径が広がる造形物の製造方法。
【０１１０】
この出願は、２０１８年７月５日に出願された日本出願特願２０１８−１２８２９９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
0006956874.tif 000002
【図２】
0006956874.tif 000003
【図３】
0006956874.tif 000004
【図４】
0006956874.tif 000005
【図５】
0006956874.tif 000006
【図６】
0006956874.tif 000007
【図７】
0006956874.tif 000008
【図８】
0006956874.tif 000009
【図９】
0006956874.tif 000010
【図１０】
0006956874.tif 000011
【図１１】
0006956874.tif 000012
【図１２】
0006956874.tif 000013
【図１３】
0006956874.tif 000014
【図１４】
0006956874.tif 000015