(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形面を有する造形テーブルと、
光硬化性材料である第１の材料または前記第１の材料とは異なる光硬化性材料である第２の材料を選択的に供給する供給部と、
前記供給部により供給された前記第１の材料を引き延ばすことにより第１の露光前材料層を形成し、前記供給部により供給された前記第２の材料を引き延ばすことにより第２の露光前材料層を形成する引き延ばし部材と、
前記引き延ばし部材により引き延ばされた前記第１の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第１の露光部分および一または複数の第１の未露光部分を含む第１の露光後材料層を形成し、前記引き延ばし部材により引き延ばされた前記第２の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第２の露光部分および一または複数の第２の未露光部分を含む第２の露光後材料層を形成する露光部と、
前記第１および第２の前記露光後材料層から前記一または複数の第１の未露光部分および前記一または複数の第２の未露光部分を除去する除去部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第１の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
前記第１の材料を引き延ばすことにより前記第１の露光前材料層を前記造形面上または前記造形面上に形成された硬化組成物層上に形成するように前記引き延ばし部材を制御し、
前記第１の露光前材料層を露光することにより前記一または複数の露光部分を含む前記第１の露光後材料層を形成するように前記露光部を制御し、
前記第１の露光後材料層から前記一または複数の第１の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第１の露光部分を一または複数の第１の硬化部分として残存させるように前記除去部を制御し、
前記第２の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
前記一または複数の第１の未露光部分の除去後に、前記第２の材料を引き延ばすことにより、前記一または複数の第１の硬化部分に接する前記第２の露光前材料層を形成するように前記引き延ばし部材を制御し、
前記第２の露光前材料層を露光することにより前記一または複数の第２の露光部分を含む前記第２の露光後材料層を形成するように前記露光部を制御し、
前記第２の露光後材料層から前記一または複数の第２の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第２の露光部分を一または複数の第２の硬化部分として残存させるように前記除去部を制御し、
前記一または複数の第１の硬化部分および前記一または複数の第２の硬化部分を含む造形物を製造する、光造形装置。
【請求項２】
前記造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルと、
前記補助テーブルの上面を洗浄する洗浄部とをさらに備え、
前記制御部は、
前記補助テーブルの上面に前記第１の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
前記第１の材料の供給後、前記補助テーブル上の前記第１の材料が前記補助テーブルの上面から前記造形面上または前記硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように前記引き延ばし部材を制御し、
前記第１の材料の引き延ばし後、前記補助テーブルの上面に前記第２の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
前記第２の材料の供給後、前記補助テーブル上の前記第２の材料が前記補助テーブルの上面から前記造形面上または前記硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように前記引き延ばし部材を制御し、
前記第１の材料の引き延ばし後、前記第２の材料の供給前に、前記補助テーブルの上面が洗浄されるように前記洗浄部を制御する、請求項１記載の光造形装置。
【請求項３】
前記造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルをさらに備え、
前記制御部は、
前記補助テーブルの上面に前記第１の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
前記第１の材料の供給後、前記補助テーブル上の前記第１の材料が前記補助テーブルの上面から前記造形面上または前記硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように前記引き延ばし部材を制御し、
前記第１の材料の引き延ばし後、前記第２の材料の供給前に、前記補助テーブルの上面が洗浄されるように前記除去部を制御する、請求項１記載の光造形装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１の露光前材料層が第１の厚みを有するように前記引き延ばし部材を制御し、
前記第２の露光前材料層が前記第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有するように前記引き延ばし部材を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光造形装置。
【請求項５】
前記引き延ばし部材は、前記造形面と平行に延びる下端を有し、
前記制御部は、
前記第１の材料の引き延ばし時に、前記下端が前記造形面または前記硬化組成物層の上面に対して前記第１の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように前記引き延ばし部材を制御し、
前記第２の材料の引き延ばし時に、前記下端が前記造形面または前記硬化組成物層の上面に対して前記第２の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように前記引き延ばし部材を制御する、請求項４記載の光造形装置。
【請求項６】
前記露光部を遮蔽する遮蔽部材をさらに備え、
前記制御部は、
前記一または複数の第１の未露光部分の除去時、および前記一または複数の第２の未露光部分の除去時に、前記露光部が遮蔽されるように前記遮蔽部材を制御する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光造形装置。
【請求項７】
前記第１および第２の材料のうち一方は、絶縁性材料を含み、前記第１および第２の材料のうち他方は、導電性材料を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光造形装置。
【請求項８】
光硬化性材料である第１の材料を供給するステップと、
前記第１の材料を引き延ばすことにより造形面上または前記造形面上に形成された硬化組成物層上に第１の露光前材料層を形成するステップと、
前記第１の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む前記第１の露光後材料層を形成するステップと、
前記第１の露光後材料層から一または複数の第１の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第１の露光部分を一または複数の第１の硬化部分として残存させるステップと、
前記第１の材料とは異なる光硬化性材料である第２の材料を供給するステップと、
前記一または複数の第１の未露光部分の除去後に、前記第２の材料を引き延ばすことにより、前記一または複数の第１の硬化部分に接する第２の露光前材料層を形成するステップと、
前記第２の露光前材料層を露光することにより一または複数の第２の露光部分を含む第２の露光後材料層を形成するステップと、
前記第２の露光後材料層から一または複数の第２の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第２の露光部分を一または複数の第２の硬化部分として残存させるステップとを含み、
前記一または複数の第１の硬化部分および前記一または複数の第２の硬化部分を含む造形物を製造する、光造形方法。
【請求項９】
前記第１の露光前材料層を形成するステップは、前記第１の露光前材料層が第１の厚みを有するように前記第１の露光前材料層を形成することを含み、
前記第２の露光前材料層を形成するステップは、前記第２の露光前材料層が前記第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有するように前記第２の露光前材料層を形成することを含む、請求項８記載の光造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光造形装置および光造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の材料からなる立体造形物を製造する方法および装置が記載される。特許文献１の方法および装置では、セラミックスペーストの層が作業トレイ上に堆積される。堆積された層は、レーザビームを当てることにより重合される。次に、硬化された層に、レーザ加工により複数の凹部が形成される。その後、ノズルを用いて複数の凹部内に光硬化性組成物が堆積される。堆積された層は、レーザビームを当てることにより重合される。それにより、複数の材料からなる層が形成される。
【０００３】
一方、特許文献２には、熱溶解積層法（ＦＤＭ）法により立体造形物を造形する造形装置が記載されている。熱溶解積層法では、熱可塑性樹脂を含有する造形材料が熱で溶融されて半液状化された後、造形したい立体造形物の３Ｄデータに基づいて所定の位置に造形材料が吐出されることにより造形層が形成される。この造形層の積層を繰り返すことにより立体造形物を造形することができる。特許文献２の造形装置では、固体材料を溶融して吐出する第一の吐出ノズルおよび第二の吐出ノズルが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−３４５５２号公報
【特許文献２】特開２０２０−１４６９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法および装置においては、複数の凹部内にそれぞれ光硬化性組成物を堆積させるために、ノズルの位置を正確に制御する必要がある。そのため、ノズルの複雑な制御が必要となる。
【０００６】
一方、特許文献２に記載された熱溶解積層法では、熱溶融した造形材料を所定の位置にノズルから吐出することにより造形層が所定の形状に形成される。ノズルから吐出される熱溶融材料は、粘度を有する液体状であるため、微細および高精細な制御が難しい。そのため、造形層を精細な形状に形成することは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能な光造形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の一局面に従う光造形装置は、造形面を有する造形テーブルと、
光硬化性材料である第１の材料または第１の材料とは異なる光硬化性材料である第２の材料を選択的に供給する供給部と、供給部により供給された第１の材料を引き延ばすことにより第１の露光前材料層を形成し、供給部により供給された第２の材料を引き延ばすことにより第２の露光前材料層を形成する引き延ばし部材と、引き延ばし部材により引き延ばされた第１の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第１の露光部分および一または複数の第１の未露光部分を含む第１の露光後材料層を形成し、引き延ばし部材により引き延ばされた第２の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第２の露光部分および一または複数の第２の未露光部分を含む第２の露光後材料層を形成する露光部と、第１および第２の露光後材料層から一または複数の第１の未露光部分および一または複数の第２の未露光部分を除去する除去部と、制御部とを備え、制御部は、第１の材料が供給されるように供給部を制御し、第１の材料を引き延ばすことにより第１の露光前材料層を造形面上または造形面上に形成された硬化組成物層上に形成するように引き延ばし部材を制御し、第１の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む第１の露光後材料層を形成するように露光部を制御し、第１の露光後材料層から一または複数の第１の未露光部分を除去することにより一または複数の第１の露光部分を一または複数の第１の硬化部分として残存させるように除去部を制御し、第２の材料が供給されるように供給部を制御し、一または複数の第１の未露光部分の除去後に、第２の材料を引き延ばすことにより、一または複数の第１の硬化部分に接する第２の露光前材料層を形成するように引き延ばし部材を制御し、第２の露光前材料層を露光することにより一または複数の第２の露光部分を含む第２の露光後材料層を形成するように露光部を制御し、第２の露光後材料層から一または複数の第２の未露光部分を除去することにより一または複数の第２の露光部分を一または複数の第２の硬化部分として残存させるように除去部を制御し、一または複数の第１の硬化部分および一または複数の第２の硬化部分を含む造形物を製造する。
【０００９】
この光造形装置においては、引き延ばし部材により第１の露光前材料層が造形面上または硬化組成物層上に形成される。次に、露光部により一または複数の第１の露光部分および一または複数の第１の未露光部分を含む第１の露光後材料層が形成される。その後、除去部により第１の露光後材料層のうち一または複数の第１の未露光部分が除去される。それにより、一または複数の第１の露光部分が一または複数の第１の硬化部分として残存する。この状態で、引き延ばし部材により一または複数の第１の硬化部分に接する第２の露光前材料層が形成される。次に、露光部により一または複数の第２の露光部分および一または複数の第２の未露光部分を含む第２の露光後材料層が形成される。その後、除去部により第２の露光後材料層のうち一または複数の第２の未露光部分が除去される。それにより、一または複数の第２の露光部分が一または複数の第２の硬化部分として残存する。このようにして、一または複数の第１の硬化部分および一または複数の第２の硬化部分を含む造形物が形成される。
【００１０】
この構成によれば、第１の材料の引き延ばしにより第１の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第１の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばし部の簡単な制御により第１の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第１の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。また、第２の材料の引き延ばしにより第２の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第２の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばし部の簡単な制御により第２の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第２の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能になる。
【００１１】
（２）光造形装置は、造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルと、補助テーブルの上面を洗浄する洗浄部とをさらに備え、制御部は、補助テーブルの上面に第１の材料が供給されるように供給部を制御し、第１の材料の供給後、補助テーブル上の第１の材料が補助テーブルの上面から造形面上または硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように引き延ばし部材を制御し、第１の材料の引き延ばし後、補助テーブルの上面に第２の材料が供給されるように供給部を制御し、第２の材料の供給後、補助テーブル上の第２の材料が補助テーブルの上面から造形面上または硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように引き延ばし部材を制御し、第１の材料の引き延ばし後、第２の材料の供給前に、補助テーブルの上面が洗浄されるように洗浄部を制御してもよい。
【００１２】
この場合、第１の材料の供給、第１の材料の引き延ばし、第２の材料の供給および第２の材料の引き延ばしを共通の補助テーブルを用いて行うことができる。したがって、光造形装置の構造の複雑化が抑制されるとともに、引き延ばし部材の制御が単純化される。また、第１の材料の引き延ばし後、第２の材料の供給前に、補助テーブルの上面が洗浄部により洗浄されるので、補助テーブル上において、第１の材料および第２の材料の混合が防止される。
【００１３】
（３）光造形装置は、造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルをさらに備え、制御部は、補助テーブルの上面に第１の材料が供給されるように供給部を制御し、第１の材料の供給後、補助テーブル上の第１の材料が補助テーブルの上面から造形面上または硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように引き延ばし部材を制御し、第１の材料の引き延ばし後、第２の材料の供給前に、補助テーブルの上面が洗浄されるように除去部を制御してもよい。
【００１４】
この場合、第１の材料の供給、第１の材料の引き延ばし、第２の材料の供給および第２の材料の引き延ばしを共通の補助テーブルを用いて行うことができる。したがって、光造形装置の構造の複雑化が抑制されるとともに、引き延ばし部材の制御が単純化される。また、第１の材料の引き延ばし後、第２の材料の供給前に、補助テーブルの上面が除去部により洗浄されるので、補助テーブル上において、第１の材料および第２の材料の混合が防止される。さらに、除去部により補助テーブルの上面が洗浄されるので、補助テーブルの上面を洗浄する構成を別途設ける必要がない。したがって、光造形装置の製造コストを削減することが可能になる。
【００１５】
（４）制御部は、第１の露光前材料層が第１の厚みを有するように引き延ばし部材を制御し、第２の露光前材料層が第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有するように引き延ばし部材を制御してもよい。
【００１６】
この場合、第２の材料の引き延ばしによる第２の露光前材料層の形成の際に、引き延ばし部材が第１の露光後材料層の上面に干渉することが防止される。それにより、引き延ばし部材の移動精度の許容範囲が緩和される。その結果、光造形装置の低コスト化が可能となる。また、異なる厚みを有する第１および第２の硬化部分を含む硬化組成物層を容易に形成することが可能となる。
【００１７】
（５）引き延ばし部材は、造形面と平行に延びる下端を有し、制御部は、第１の材料の引き延ばし時に、下端が造形面または硬化組成物層の上面に対して第１の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように引き延ばし部材を制御し、第２の材料の引き延ばし時に、下端が造形面または硬化組成物層の上面に対して第２の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように引き延ばし部材を制御してもよい。
【００１８】
この場合、造形面または硬化組成物層の上面と引き延ばし部材の下端との間隔を調整し、引き延ばし部材を造形面と平行に移動させることにより第１の厚みを有する露光前材料層および第２の厚みを有する露光前材料層を容易かつ正確に形成することができる。
【００１９】
（６）光造形装置は、露光部を遮蔽する遮蔽部材をさらに備え、制御部は、一または複数の未露光部分の除去時、および一または複数の未露光部分の除去時に、露光部が遮蔽されるように遮蔽部材を制御してもよい。
【００２０】
この場合、除去された一または複数の第１および第２の未露光部分が粉塵として散乱した場合でも、粉塵が露光部に付着することが防止される。それにより、露光部のメンテナンスおよび清掃の頻度が低減される。
【００２１】
（７）第１および第２の材料のうち一方は、絶縁性材料を含み、第１および第２の材料のうち他方は、導電性材料を含んでもよい。
【００２２】
この場合、絶縁性材料および導電性材料により形成される立体的な造形物を簡単な制御で高精度に製造することが可能になる。
【００２３】
（８）本発明の他の局面に従う光造形方法は、光硬化性材料である第１の材料を供給するステップと、第１の材料を引き延ばすことにより造形面上または造形面上に形成された硬化組成物層上に第１の露光前材料層を形成するステップと、第１の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む第１の露光後材料層を形成するステップと、第１の露光後材料層から一または複数の第１の未露光部分を除去することにより一または複数の第１の露光部分を一または複数の第１の硬化部分として残存させるステップと、第１の材料とは異なる光硬化性材料である第２の材料を供給するステップと、一または複数の第１の未露光部分の除去後に、第２の材料を引き延ばすことにより、一または複数の第１の硬化部分に接する第２の露光前材料層を形成するステップと、第２の露光前材料層を露光することにより一または複数の第２の露光部分を含む第２の露光後材料層を形成するステップと、第２の露光後材料層から一または複数の第２の未露光部分を除去することにより一または複数の第２の露光部分を一または複数の第２の硬化部分として残存させるステップとを含み、一または複数の第１の硬化部分および一または複数の第２の硬化部分を含む造形物を製造する。
【００２４】
この光造形方法によれば、第１の材料の引き延ばしにより第１の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第１の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばしによる簡単な制御により第１の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第１の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。また、第２の材料の引き延ばしにより第２の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第２の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばしによる簡単な制御により第２の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第２の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能になる。
【００２５】
（９）光造形方法は、第１の露光前材料層を形成するステップは、第１の露光前材料層が第１の厚みを有するように第１の露光前材料層を形成することを含み、第２の露光前材料層を形成するステップは、第２の露光前材料層が第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有するように第２の露光前材料層を形成することを含んでもよい。
【００２６】
この場合、第２の材料の引き延ばしによる第２の露光前材料層の形成の際に、引き延ばし部材が第１の露光後材料層の上面に干渉することが防止される。それにより、引き延ばし部材の移動精度の許容範囲が緩和される。その結果、光造形装置の低コスト化が可能となる。また、異なる厚みを有する第１および第２の硬化部分を含む硬化組成物層を容易に形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光造形装置の模式的斜視図である。
【図２】図１の光造形装置の模式的側面図である。
【図３】図１の光造形装置の第１の動作例を示すフローチャートである。
【図４】図１の光造形装置の第１の動作例を示すフローチャートである。
【図５】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図６】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図７】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図８】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図９】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１０】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１１】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１２】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１３】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１４】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１５】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１６】図１の光造形装置の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【図１７】図１の光造形装置の第２の動作例の一部を示す模式的断面図である。
【図１８】図１の光造形装置の第２の動作例の一部を示す模式的断面図である。
【図１９】図１の光造形装置の第２の動作例の一部を示す模式的断面図である。
【図２０】図１の光造形装置の第２の動作例の一部を示す模式的断面図である。
【図２１】図１の光造形装置の第２の動作例の一部を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態に係る光造形装置および光造形方法について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（１）光造形装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る光造形装置の模式的斜視図である。図２は、図１の光造形装置１００の模式的側面図である。図１および図２において、矢印で示すように、水平面内で互いに直交する方向をＸ方向およびＹ方向と呼び、鉛直方向をＺ方向と呼ぶ。以降の図についても同様である。図１に示すように、光造形装置１００は、供給部１０、補助テーブルユニット２０、造形テーブルユニット３０、リコータユニット４０、敷材供給ユニット５０、露光部６０、除去部７０および制御部８０を含む。
【００３１】
供給部１０は、シリンジ方式の複数のディスペンサ１１Ａ，１１Ｂ、駆動装置１２およびキャップ部材１５ａ，１５ｂを含む。本実施の形態においては、２つのディスペンサ１１Ａ，１１Ｂが設けられる。ディスペンサ１１Ａ，１１Ｂは、Ｚ方向に延びる円筒形状を有し、それぞれ光硬化性材料９０を収容する。本実施の形態において、ディスペンサ１１Ａには、光硬化性材料９０として、絶縁性セラミックス粉体を含む光硬化性組成物（以下、第１の材料９０Ａと呼ぶ。）が収容され、ディスペンサ１１Ｂには、光硬化性材料９０として、導電性粉体（例えば金属粉体）を含む光硬化性組成物（以下、第２の材料９０Ｂと呼ぶ。）が収容される。本実施の形態において、絶縁性セラミックス粉体は、例えばホウケイ酸ガラス系セラミックス材（アルミナ）であり、導電性粉体は、例えば重量比３０：７０の銀およびパラジウムの粉体である。光硬化性組成は、液体状であってもよく、半液体状であってもよく、粘性を有する固体状であってもよい。ディスペンサ１１Ａ，１１Ｂは、図示しない圧縮装置を含み、第１および第２の材料９０Ａ，９０Ｂの吐出量をそれぞれ調整可能である。
【００３２】
ディスペンサ１１Ａ，１１Ｂの先端（下端）には、第１および第２の材料９０Ａ，９０Ｂを供給する供給孔１１ａ，１１ｂがそれぞれ形成される。駆動装置１２は、ディスペンサ１１Ａ，１１Ｂを後述する補助テーブル２１の上方でＸ方向に独立に移動可能に支持する。キャップ部材１５ａ，１５ｂは、Ｙ方向に平行な回転軸を中心に回転可能な円柱形状を有し、図示しない保持部材により補助テーブル２１のＸ方向における一端部近傍に保持される。キャップ部材１５ａ，１５ｂの上方にディスペンサ１１Ａ，１１Ｂの待機位置が設けられる。ディスペンサ１１Ａ，１１Ｂが待機位置にあるときに、キャップ部材１５ａ，１５ｂの外周面によりディスペンサ１１Ａ，１１Ｂの供給孔１１ａ，１１ｂが閉塞される。
【００３３】
補助テーブルユニット２０は、Ｘ方向に延びる補助テーブル（塗布テーブル）２１および駆動装置２２を含む。補助テーブル２１は、後述する造形テーブルユニット３０の造形テーブル３１の辺３１１の側方に配置され、Ｘ方向に平行な辺２１１，２１２を有する。この補助テーブル２１は、駆動装置２２によりＺ方向に移動可能に保持される。図２に示すように、補助テーブル２１の上面には、ディスペンサ１１Ａの供給孔１１ａまたはディスペンサ１１Ｂの供給孔１１ｂから供給される光硬化性材料９０（第１の材料９０Ａおよび第２の材料９０Ｂ）がそれぞれ堆積される。
【００３４】
図１に示すように、造形テーブルユニット３０は、矩形状の造形テーブル３１および駆動装置３２を含む。造形テーブル３１は、Ｘ方向に平行な一対の辺３１１，３１２およびＹ方向に平行な他の一対の辺３１３，３１４を有し、Ｚ方向に垂直な上面を有する。造形テーブル３１の上面は、造形物の製造が行われる造形面３１ａとなる。この造形テーブル３１は、駆動装置３２によりＺ方向に移動可能に保持される。
【００３５】
リコータユニット４０は、Ｘ方向に延びるブレード状のリコータ４１およびカップ部材４２を含む。リコータ４１は、造形テーブル３１の上方でＹ方向に移動可能に駆動装置（図示せず）により保持される。リコータ４１は、補助テーブル２１の上方の位置から造形テーブル３１の辺３１２に向かって移動する。それにより、図２に示すように、補助テーブル２１に堆積された光硬化性材料９０（第１の材料９０Ａまたは第２の材料９０Ｂ）は、造形テーブル３１の造形面３１ａ上または既に形成された硬化組成物層９５（後述する図１５および図１６参照）上に引き延ばされる。以下、引き延ばされた光硬化性材料９０を露光前組成物層と呼ぶ。
【００３６】
カップ部材４２は、上部開口４２ａを有し、造形テーブル３１を挟んで補助テーブル２１と対向する位置に配置される。造形テーブル３１の辺３１２の側方には、リコータ４１の待機位置が設けられる。カップ部材４２は、上部開口４２ａが待機位置にあるリコータ４１に近接するように設けられる。カップ部材４２は、例えばアクチュエータ（図示せず。）を含み、Ｘ方向に移動可能である。また、カップ部材４２は、例えば真空ポンプ（図示せず。）を含み、リコータ４１に付着する第１の材料９０Ａまたは第２の材料９０Ｂを上部開口４２ａから吸引可能である。
【００３７】
敷材供給ユニット５０は、Ｘ方向に延びるフィルムロール５１を含む。フィルムロール５１は、造形テーブル３１の辺３１１の側方に設けられる。フィルムロール５１から引き出されたクリアフィルム５２は、敷材として造形テーブル３１の造形面３１ａを覆うように配置される。以下の説明では、クリアフィルム５２により覆われた造形面３１ａも単に造形面３１ａと呼ぶことがある。
【００３８】
露光部６０は、露光装置６１および遮蔽部材６２を含む。露光装置６１は、造形テーブル３１の上方に配置され、造形面３１ａ上の露光前組成物層を所望の形状に露光することにより硬化させる。本実施の形態において、露光装置６１は、レーザ光を所望の形状に走査させることにより露光前組成物層の所定の形状の領域を露光する。それにより、所定の形状を有する露光部分が硬化する。この場合、露光部分の形状は、μｍオーダ（例えば、１μｍ〜数百μｍ）の高い精細度で形成される。露光前組成物層が露光されることにより露光後組成物層が形成される。露光後組成物層は、一または複数の露光部分および一または複数の未露光部分を含む。一または複数の露光部分は硬化し、一または複数の硬化部分となる。
【００３９】
遮蔽部材６２は露光装置６１のレーザ光の出射面６１ａを遮蔽可能に設けられる。遮蔽部材６２は、例えばアクチュエータ（図示せず。）を含み、Ｙ方向に移動可能である。
【００４０】
除去部７０は、Ｘ方向に延びるエアナイフ７１および吸引部７２を含む。除去部７０は、例えばアクチュエータ（図示せず。）を含み、エアナイフ７１および吸引部７２をＹ方向に移動可能である。本実施の形態において、除去部７０は、Ｙ方向において造形テーブル３１の辺３１２から補助テーブル２１上の位置まで移動可能に構成される。エアナイフ７１は、ブロワポンプまたはエアコンプレッサ等から圧縮空気が供給される圧空供給装置（図示せず。）を含み、高圧の気体を吐出するように構成される。それにより、光硬化性材料９０のうち、一または複数の未露光部分（硬化されていない部分）が吹き飛ばされる。吸引部７２は、真空ポンプまたはブロアポンプ等により構成される大容量排気装置（図示せず。）を含み、エアナイフ７１により吹き飛ばされた未露光部分を吸引するように構成される。この状態で、エアナイフ７１および吸引部７２が造形テーブル３１の上面でＹ方向に移動することにより、造形面３１ａの上面が洗浄される。さらに、除去部７０が補助テーブル２１の上面の上方までＹ方向に移動することにより、補助テーブル２１の上面が洗浄される。本実施の形態においては、除去部７０が補助テーブル２１の上面を洗浄する洗浄部の役割も果たす。除去部７０とは別に洗浄部が設けられてもよい。この場合、洗浄部は、例えば、エアナイフおよび吸引部を備え、制御部８０により制御される。
【００４１】
制御部８０は、供給部１０、補助テーブルユニット２０、造形テーブルユニット３０、リコータユニット４０、敷材供給ユニット５０、露光部６０および除去部７０の動作を制御することにより光造形装置１００の動作を制御する。制御部８０は、主制御装置８１および記憶部８２を含む。主制御装置８１は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）により構成され、光造形装置１００の種々の構成要素の制御およびデータ処理を行う。記憶部８２は、例えば半導体メモリまたはハードディスクを含み、製造すべき造形物の三次元形状を示す形状データおよび制御プログラムを記憶する。記憶部８２に記憶された形状データは、造形物の後述する各硬化組成物層９５（図１５および図１６）の水平方向の断面形状および各硬化組成物層９５における複数の材料の分布を示す複数の断面データを含む。
【００４２】
本実施の形態においては、Ｍ組の断面データが記憶される。Ｍは、硬化組成物層９５（図１６）の総数を表し、１または２以上の整数である。各断面データは、第１の材料９０Ａの分布に対応する第１の断面データおよび第２の材料９０Ｂの分布に対応する第２の断面データを含む。主制御装置８１が、記憶部８２に記憶される制御プログラムを実行することにより、光造形装置１００の種々の構成要素が制御部８０により制御される。
【００４３】
（２）光造形装置の第１の動作例
ここで、光造形装置１００の第１の動作例について説明する。図３および図４は、図１の光造形装置１００の第１の動作例を示すフローチャートである。図５〜図１６は、図１の光造形装置１００の第１の動作例を示す模式的断面図である。
【００４４】
まず、主制御装置８１は、変数ｎの値を１に設定する（ステップＳ１）。次に、図５に示すように、補助テーブル２１の上面の高さが造形面３１ａの高さに一致するように補助テーブル２１が下降する（ステップＳ２）。また、主制御装置８１は、ｎ番目の第１および第２の断面データを記憶部８２から取得する（ステップＳ３）。また、造形テーブル３１は、造形面３１ａまたは既に形成された最上の硬化組成物層９５とリコータ４１の下端との間の間隔がΔｔになるように下降する（ステップＳ４）。ｎ＝１の場合には、造形テーブル３１は、造形面３１ａとリコータ４１の下端との間の間隔がΔｔになるように下降する。ｎ＝２〜Ｍの場合には、造形テーブル３１は、（ｎ−１）番目の硬化組成物層の上面とリコータ４１の下端との間の間隔がΔｔになるように下降する。
【００４５】
この状態で、図５に示すように、ディスペンサ１１Ａが補助テーブル２１の上面に第１の材料９０Ａを吐出しつつＸ方向に移動する（ステップＳ５）。それにより、補助テーブル２１の上面にＸ方向に延びるように第１の材料９０Ａが堆積される。
【００４６】
次に、リコータ４１が補助テーブル２１の上面の上方に移動した後、図６に示すように、リコータ４１が補助テーブル２１の上面から造形面３１ａ上または硬化組成層９１の上面上に第１の材料９０Ａを連続的に引き延ばす（ステップＳ６）。ｎ＝１の場合には、リコータ４１は補助テーブル２１の上面から造形面３１ａ上に第１の材料９０Ａを連続的に引き延ばす。ｎ＝２〜Ｍの場合には、リコータ４１は補助テーブル２１の上面から（ｎ−１）番目の硬化組成物層９５の上面上に第１の材料９０Ａを連続的に引き延ばす。以下、引き延ばされた第１の材料９０Ａを第１の露光前材料層９１Ａと呼ぶ。本動作例において、第１の露光前材料層９１Ａは、第１の厚みｔ１を有する。第１の厚みｔ１の大きさは、間隔Δｔに相当する。
【００４７】
続いて、図７に示すように、露光装置６１がｎ番目の第１の断面データに基づいてｎ番目の第１の露光前材料層９１Ａを露光する（ステップＳ７）。以下、露光された第１の露光前材料層９１Ａを第１の露光後材料層９２Ａと呼ぶ。第１の露光後材料層９２Ａは、露光された一または複数の第１の露光部分９２ａおよび露光されなかった一または複数の未露光部分９３ａを含む。露光により、一または複数の第１の露光部分９２ａは硬化する。
【００４８】
次いで、図８に示すように、遮蔽部材６２が露光装置６１の出射面６１ａを遮蔽する（ステップＳ８）。この状態で、エアナイフ７１および吸引部７２が作動するとともに、図８に示すように、造形テーブル３１上の第１の露光後材料層９２Ａの上面に沿って補助テーブル２１の上方までＹ方向に移動することにより、一または複数の未露光部分９３ａが除去される（ステップＳ９）。それにより、一または複数の第１の露光部分９２ａが残存する。以下、残存した一または複数の第１の露光部分９２ａを一または複数の第１の硬化部分９４Ａと呼ぶ。このとき、光造形装置１００内の雰囲気が図示しない排気ファンまたはエアクリーンフィルタユニット等により清浄化されてもよい。
【００４９】
また、図９に示すように、エアナイフ７１および吸引部７２が補助テーブル２１を洗浄するとともに、カップ部材４２がリコータ４１を洗浄する（ステップＳ１０）。次に、図１０に示すように、遮蔽部材６２が露光装置６１の出射面６１ａの遮蔽を解除する（ステップＳ１１）。それにより、露光装置６１の出射面６１ａが露出する。
【００５０】
続いて、ディスペンサ１１Ｂが補助テーブル２１の上面に第２の材料９０Ｂを吐出しつつＸ方向に移動する（ステップＳ１２）。それにより、図１０に示すように、補助テーブル２１の上面にＸ方向に延びるように第２の材料９０Ｂが堆積される。
【００５１】
次に、リコータ４１が補助テーブル２１の上面の上方に移動した後、図１１に示すように、リコータ４１が補助テーブル２１の上面から造形面３１ａ上または硬化組成物層９５の上面上に第２の材料９０Ｂを引き延ばす（ステップＳ１３）。ｎ＝１の場合には、リコータ４１は補助テーブル２１の上面から造形面３１ａ上に第２の材料９０Ｂを連続的に引き延ばす。ｎ＝２〜Ｍの場合には、リコータ４１は補助テーブル２１の上面から（ｎ−１）番目の硬化組成物層９５の上面上に第２の材料９０Ｂを連続的に引き延ばす。以下、引き延ばされた第２の材料９０Ｂを第２の露光前材料層９１Ｂと呼ぶ。第２の露光前材料層９１Ｂは、一または複数の第１の硬化部分９４Ａに接触するように形成される。本動作例においては、第２の露光前材料層９１Ｂは、第１の厚みｔ１を有する。
【００５２】
続いて、図１２に示すように、露光装置６１がｎ番目の第２の断面データに基づいて第２の露光前材料層９１Ｂを露光する（ステップＳ１４）。以下、露光された第２の露光前材料層９１Ｂを第２の露光後材料層９２Ｂと呼ぶ。第２の露光後材料層９２Ｂは、露光された一または複数の第２の露光部分９２ｂおよび露光されなかった一または複数の未露光部分９３ｂを含む。露光により、一または複数の第２の露光部分９２ｂは硬化する。
【００５３】
次いで、図１３に示すように、遮蔽部材６２が露光装置６１の出射面６１ａを遮蔽する（ステップＳ１５）。この状態で、エアナイフ７１および吸引部７２が作動するとともに、造形テーブル３１上の第２の露光後材料層９２Ｂの上面に沿って補助テーブル２１の上方まで移動することにより、一または複数の未露光部分９３ｂが除去される（ステップＳ１６）。それにより、一または複数の第２の露光部分９２ｂが残存する。以下、残存した一または複数の第２の露光部分９２ｂを一または複数の第２の硬化部分９４Ｂと呼ぶ。このとき、光造形装置１００内の雰囲気が図示しない排気ファンまたはエアクリーンフィルタユニット等により清浄化されてもよい。また、図１４に示すように、エアナイフ７１および吸引部７２が補助テーブル２１を洗浄するとともに、カップ部材４２がリコータ４１を洗浄する（ステップＳ１７）。次に、図１５に示すように、遮蔽部材６２が露光装置６１の出射面６１ａの遮蔽を解除する（ステップＳ１８）。それにより、露光装置６１の出射面６１ａが露出する。
【００５４】
このようにして、造形面３１ａ上または硬化組成物層９５上にｎ番目の硬化組成物層９５が形成される。硬化組成物層９５は、一または複数の第１の硬化部分９４Ａおよび一または複数の第２の硬化部分９４Ｂを含む。ｎ＝１の場合には、造形面３１ａ上に１番目の硬化組成物層９５が形成される。ｎ＝２〜Ｍの場合には、（ｎ−１）番目の硬化組成物層９５上にｎ番目の硬化組成物層９５が形成される。
【００５５】
少なくとも一つの硬化組成物層９５が形成される際、露光された少なくとも一つの第２の露光部分９２ｂ（少なくとも一つの第２の硬化部分９４Ｂ）は、硬化により、同一層または下層の少なくとも一つの第１の硬化部分９４Ａに接着する。あるいは、少なくとも一つの硬化組成物層９５が形成される際、露光された少なくとも一つの第１の露光部分９２ａ（少なくとも一つの第１の硬化部分９４Ａ）は、硬化により、下層の少なくとも一つの第２の硬化部９４Ｂに接着する。すなわち、異種の材料が光硬化によって接着する。
【００５６】
その後、図４に示すように、主制御装置８１は、変数ｎの値に１を加算する（ステップＳ１９）。主制御装置８１は、変数ｎの値が総数Ｍより大きいか否かを判定する（ステップＳ２０）。変数ｎの値が総数Ｍ以下の場合、主制御装置８１は、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜Ｓ２０の処理を繰り返す。それにより、図１６に示すように、Ｍ個（図１６の例においては、６個）の硬化組成物層９５の積層構造を有する造形物ＳＨ１が製造される。ステップＳ２０において変数ｎの値が総数Ｍより大きい場合、主制御装置８１は、光造形装置１００の制御を終了する。
【００５７】
なお、ステップＳ１〜Ｓ２０の処理は、適宜、順番を変更してもよく、複数のステップを同時に行ってもよい。例えば、ステップＳ１０の補助テーブル２１および／またはリコータ４１の洗浄は、ステップＳ６の後、ステップＳ１２の前の任意のタイミングで実行することができる。ただし、補助テーブル２１および／またはリコータ４１の洗浄は、第１の露光前材料層９１Ａに影響しないように行われる。例えば、除去部７０とは別に設けられた洗浄部が、造形テーブル３１上の空間と分離された洗浄室を備え、補助テーブル２１および／またはリコータ４１を洗浄室内で洗浄してもよい。
【００５８】
その後、造形物ＳＨ１には、脱脂および焼結が行われる。本実施の形態において、脱脂および焼結は、約１００〜２１００度の温度で行われる。以上の動作により、複数の材料により形成される立体的な造形物ＳＨ１が製造される。本実施の形態では、絶縁性セラミックス材料により形成される一または複数の第１の硬化部分９４Ａおよび導電性材料により形成される一または複数の第２の硬化部分９４Ｂを含む立体的な配線構造が形成される。
【００５９】
（３）光造形装置１００の第２の動作例
光造形装置１００の第２の動作例について説明する。光造形装置１００の第２の動作例が第１の動作例と異なるのは以下の点である。図１７〜図２１は、図１の光造形装置１００の第２の動作例の一部を示す模式的断面図である。第２の動作例では、図１０の工程後に、図１１〜図１６の工程の代わりに、図１７〜図２１の工程が行われる。
【００６０】
第２の動作例においては、第１の動作例の図１０の第１の露光後材料層９２Ａの一または複数の未露光部分９３ａの除去後に、造形テーブル３１は、造形面３１ａまたは硬化組成物層９５の上面とリコータ４１の下端との間の間隔がΔｔ＋ｈになるように下降する。ここで、ｈは、０よりも大きい値である。
【００６１】
次に、リコータ４１が補助テーブル２１の上面の上方に移動した後、図１７に示すように、リコータ４１が補助テーブル２１の上面から造形面３１ａ上または硬化組成層の上面上に第２の材料９０Ｂを引き延ばす。ｎ＝１の場合には、リコータ４１は補助テーブル２１の上面から造形面３１ａ上に第２の材料９０Ｂを連続的に引き延ばす。ｎ＝２〜Ｍの場合には、リコータ４１は補助テーブル２１の上面から（ｎ−１）番目の硬化組成物層９５の上面上に第２の材料９０Ｂを連続的に引き延ばす。以下、引き延ばされた第２の材料９０Ｂを第２の露光前材料層９１Ｂと呼ぶ。第２の露光前材料層９１Ｂは、一または複数の第１の硬化部分９４Ａに接触するように形成される。本動作例においては、第２の露光前材料層９１Ｂは、第１の厚みｔ１よりも大きい第２の厚みｔ２を有する。第２の厚みｔ２の大きさは、間隔Δｔ＋ｈに相当する。この場合、第２の露光前材料層９１Ｂは、一または複数の第１の硬化部分９４Ａを覆うように造形面３１ａ上または硬化組成物層９５の上面上に形成される。
【００６２】
続いて、図１８に示すように、露光装置６１がｎ番目の第２の断面データに基づいて第２の露光前材料層９１Ｂを露光する。それにより、第２の露光後材料層９２Ｂが形成される。第２の露光後材料層９２Ｂは、一または複数の第２の露光部分９２ｂおよび一または複数の未露光部分９３ｂを含む。一または複数の第２の露光部分９２ｂは硬化する。本動作例においては、一または複数の第２の露光部分９２ｂおよび一または複数の未露光部分９３ｂは、第１の厚みｔ１よりも大きい第２の厚みｔ２を有する。
【００６３】
次いで、図１９に示すように、遮蔽部材６２が露光装置６１の出射面６１ａを遮蔽する。この状態で、エアナイフ７１および吸引部７２が作動するとともに、造形テーブル３１上の第２の露光後材料層９２Ｂの上面に沿って補助テーブル２１の上方まで移動することにより、一または複数の未露光部分９３ｂが除去される。それにより、一または複数の第２の露光部分９２ｂが残存する。以下、残存した一または複数の第２の露光部分９２ｂを一または複数の第２の硬化部分９４Ｂと呼ぶ。本動作例においては、一または複数の第２の硬化部分９４Ｂは、第１の厚みｔ１よりも大きい第２の厚みｔ２を有する。このとき、光造形装置１００内の雰囲気が図示しない排気ファンまたはエアクリーンユニット等により清浄化されてもよい。
【００６４】
また、図２０に示すように、エアナイフ７１および吸引部７２が補助テーブル２１を洗浄するとともに、カップ部材４２がリコータ４１を洗浄する。本実施の形態においては、除去部７０が補助テーブル２１の上面を洗浄する洗浄部の役割も果たす。除去部７０とは別に洗浄部が設けられてもよい。この場合、洗浄部は、例えば、エアナイフおよび吸引部を備え、制御部８０により制御される。次に、遮蔽部材６２が露光装置６１の出射面６１ａの遮蔽を解除する。それにより、露光装置６１の出射面６１ａが露出する。
【００６５】
このようにして、造形面３１ａ上または硬化組成物層９５上にｎ番目の硬化組成物層９５が形成される。硬化組成物層９５は、一または複数の第１の硬化部分９４Ａおよび一または複数の第２の硬化部分９４Ｂを含む。ｎ＝１の場合には、造形面３１ａ上に１番目の硬化組成物層９５が形成される。ｎ＝２〜Ｍの場合には、（ｎ−１）番目の硬化組成物層９５上にｎ番目の硬化組成物層９５が形成される。
【００６６】
少なくとも一つの硬化組成物層９５が形成される際、露光された少なくとも一つの第２の露光部分９２ｂ（少なくとも一つの第２の硬化部分９４Ｂ）は、硬化により、同一層または下層の少なくとも一つの第１の硬化部分９４Ａに接着する。あるいは、少なくとも一つの硬化組成物層９５が形成される際、露光された少なくとも一つの第１の露光部分９２ａ（少なくとも一つの第１の硬化部分９４Ａ）は、硬化により、下層の少なくとも一つの第２の硬化部９４Ｂに接着する。すなわち、異種の材料が光硬化によって接着する。
【００６７】
上述した処理が繰り返されることにより、図２１に示すように、Ｍ個（図１６の例においては、６個）の硬化組成物層９５の積層構造を有する造形物ＳＨ２が製造される。
【００６８】
（４）実施の形態の効果
本実施の形態に係る光造形装置１００によれば、第１の材料９０Ａの引き延ばしにより第１の露光前材料層９１Ａが形成された後、露光および除去により一または複数の第１の硬化部分９４Ａが形成される。この場合、リコータ４１の簡単な制御により第１の露光前材料層９１Ａを形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第１の硬化部分９４Ａを所定の形状に正確かつ高精細に形成することができる。また、第２の材料９０Ｂの引き延ばしにより第２の露光前材料層９１Ｂが形成された後、露光および除去により一または複数の第２の硬化部分９４Ｂが形成される。この場合、リコータ４１の簡単な制御により第２の露光前材料層９１Ｂを形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第２の硬化部分９４Ｂを所定の形状に正確かつ高精細に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく異種材料により形成される立体的な造形物ＳＨ１を高精度に製造することが可能になる。
【００６９】
また、第１の材料９０Ａの供給、第１の材料９０Ａの引き延ばし、第２の材料９０Ｂの供給および第２の材料９０Ｂの引き延ばしを共通の補助テーブル２１を用いて行うことができる。したがって、光造形装置１００の構造の複雑化が抑制されるとともに、リコータ４１の制御が単純化される。
【００７０】
さらに、第１の露光後材料層９２Ａの一または複数の未露光部分９３ａの除去後、および第２の露光後材料層９３Ｂの一または複数の未露光部分９３ｂの除去後に、補助テーブル２１の上面が洗浄されるので、第１の材料９０Ａと第２の材料９０Ｂの混合が防止される。
【００７１】
また、第１および第２の露光後材料層９２Ａ，９２Ｂの一または複数の未露光部分９３ａ，９３ｂの除去時に、露光装置６１の出射面６１ａが遮蔽されるので、除去された一または複数の未露光部分９３ａ，９３ｂが粉塵として散乱した場合でも、粉塵が露光装置６１の出射面６１ａに付着することが防止される。それにより、露光装置６１のメンテナンスおよび清掃の頻度が低減される。
【００７２】
さらに、第２の動作例においては、第２の材料９０Ｂの引き延ばしによる第２の露光前材料層９１Ｂの形成の際に、リコータ４１が第１の露光後材料層９２Ａの上面に干渉することが防止される。それにより、リコータ４１の移動精度の許容範囲が緩和される。その結果、光造形装置１００の低コスト化が可能となる。また、異なる厚みを有する第１および第２の硬化部分９４Ａ，９４Ｂを含む硬化組成物層９５を容易に形成することが可能となる。
【００７３】
また、造形面３１ａまたは第１および第２の硬化部分９４Ａ，９４Ｂの上面と引き延ばし部材の下端との間隔を調整し、リコータ４１を造形面３１ａと平行に移動させることにより第１の厚みｔ１を有する第１の露光前材料層９１Ａおよび第２の厚みｔ２を有する第２の露光前材料層９１Ｂを容易かつ正確に形成することができる。
【００７４】
（５）他の実施の形態
（５−ａ）上記実施の形態では、造形物ＳＨ１，ＳＨ２が２種類の材料により製造されるが、造形物が３種類以上の材料により製造されてもよい。この場合、例えば、３種以上の異なる光硬化性材料９０を収容する３つ以上のディスペンサが設けられる。図１５の工程の後に、他の材料を用いて図１１〜図１５の工程がさらに行われる。また、図１５の工程の後に、他の材料を用いて図１７〜図２０の工程がさらに行われる。
【００７５】
（５−ｂ）上記実施の形態において、複数の硬化組成物層９５が等しい厚みを有するように形成されるが本発明はこれに限定されない。複数の硬化組成物層９５の一部または全てが異なる厚みを有するように形成されてもよい。
【００７６】
（５−ｃ）上記実施の形態では、露光装置６１により各第１の露光前材料層９１Ａおよび各第２の露光前材料層９１Ｂの厚み方向の全体（上面から下面まで）が露光されているが、露光装置６１により各第１の露光前材料層９１Ａおよび各第２の露光前材料層９１Ｂの厚み方向の一部のみが露光されてもよい。それにより、第１の露光前材料層９１Ａまたは第２の露光前材料層９１Ｂの厚みよりも小さい厚みを有する一または複数の露光部分を形成することができる。それにより、各硬化組成物層９５に含まれる各硬化部分の厚みを任意に調整することができる。
【００７７】
（５−ｄ）上記実施の形態において、除去部７０は、エアナイフ７１および吸引部７２により構成されるが、本発明はこれに限定されない。除去部７０は、洗浄液（水、アルコールまたは界面活性剤等）を吐出するノズルまたは洗浄液のミストを噴射するノズル等を含んでもよい。この場合、光造形装置１００には、洗浄液を回収するための回収装置が設けられてもよい。また、除去部７０は、除去室を含み、除去室内で未露光部分９３ａ，９３ｂの除去を行ってもよい。また、除去部７０が光造形装置１００の他の構成とは分離して設けられてもよい。この場合、作業者が手動により露光後組成物層を造形テーブル３１から除去部７０に移動させてもよい。また、除去部７０の制御は、作業者の手動により行われてもよい。
【００７８】
（５−ｅ）上記実施の形態において、補助テーブル２１の上面の洗浄は、エアナイフ７１および吸引部７２により行われるが、本発明はこれに限定されない。光造形装置１００には、補助テーブル２１の上面の洗浄を行うための洗浄液（水、アルコールまたは界面活性剤等）を吐出するノズルまたは洗浄液のミストを噴射するノズル等が別途設けられてもよい。この場合、第１の材料９０Ａと第２の材料９０Ｂとが異なる場合、第１の材料９０Ａと第２の材料９０Ｂの混合が十分に防止される。
【００７９】
（５−ｆ）上記実施の形態では、各硬化組成物層９５が複数種類の材料により形成された複数の硬化部分を含むが、複数の硬化組成物層９５のうち一部の硬化組成物層９５が一種類の材料により形成された一または複数の硬化部分のみを含んでもよい。
【００８０】
（５−ｇ）上記実施の形態では、各第１の露光後材料層９２Ａおよび各第２の露光後材料層９２Ｂの形成ごとに一または複数の未露光部分の除去が行われるが、複数の第１の露光後材料層９２Ａの形成後または複数の第２の露光後材料層９２Ｂの形成後に複数層分の複数の未露光部分の除去が行われてもよい。
【００８１】
（５−ｈ）上記実施の形態では、レーザ光の走査により露光前材料層が露光されるが、所望の透光パターンを有する複数のマスク部材を用いて一括方式の露光が行われてもよい。
【００８２】
（５−ｉ）上記実施の形態では、３次元の配線構造を有する造形物の製造方法の例が示されるが、本発明は、これに限定されない。例えば、上記実施の形態に係る光造形装置１００を用いて、骨格体または構造体をセラミックス材料またはその他の材料で形成し、骨格体または構造体の表面に触媒作用を有する材料を埋め込むことにより、触媒フィルタを製造することも可能である。この場合、触媒フィルタの３次元構造化により触媒効率の向上が可能となる。また、骨格体または構造体を金属系材料で形成し、骨格体または構造体の表面をセラミックス材料で被覆することにより、配管構造体を製造することも可能である。この配管構造体は、金属の強度を有しつつ耐薬品性および耐腐食性を有する。
【００８３】
（５−ｊ）上記実施の形態では、光硬化性材料として、絶縁性の粉体を含む光硬化組成物および導電性の粉体を含む光硬化組成物が用いられるが、光硬化性材料はこれに限定されない。例えば、光硬化性材料として、粉体を含まない光硬化組成物が用いられてもよい。
【００８４】
（５−ｋ）上記実施の形態では、光硬化性材料として、絶縁性の粉体および導電性の粉体を含む光硬化組成物が用いられるが、光硬化組成物に含まれる粉体は、上記実施の形態に限定されない。例えば、光硬化性材料に含まれる粉体として、酸化物、炭化物、ホウ化物、窒化物、アパタイトＣａ５（ＰＯ４）３（Ｆ,Ｃｌ,ＯＨ）１、炭素（Ｃ）および金属等が用いられてもよい。酸化物としては、例えば、ジルコニア（ＺｒＯ２）、イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、アルミナ（ＡＬ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化珪素(ＳｉＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）、フェライト、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒｘ,Ｔｉ１-ｘ）Ｏ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、アルミン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ３）、チタン酸ランタン（Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７）、ムライト（Ａｌ６Ｏ１３Ｓｉ２）、ホウケイ酸ガラスおよびこれらの複合酸化物等が用いられてもよい。炭化物としては、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）およびチタンカーバイト（ＴｉＣ）等が用いられてもよい。窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）および窒化ホウ素（ＢＮ）等が用いられてもよい。また、光硬化組成物において窒化物が用いられる場合、光硬化性材料を焼結し易くするために、窒化物および酸化物の混合体が用いられてもよい。ホウ化物としては、例えば、ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ２）およびホウ化マグネシウム（ＭｇＢ２）等が用いられてもよい。金属としては、例えば、卑金属（鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、鉛、亜鉛、すず、タングステン、モリブデン、タンタル、マグネシウム、コバルト、ビスマス、カドミウム、チタン、ジルコニウム、アンチモン、マンガン、ベリリウム、クロム、ゲルマニウム、バナジウム、ガリウム、ハフニウム、インジウム、ニオブ、タリウム等）および貴金属（金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、レニウム等）が用いられてもよく、卑金属および貴金属の２種類以上の合金が用いられてもよく、金属間化合物等が用いられてもよい。
【００８５】
（５−ｌ）上記実施の形態では、各硬化組成物層がシリンジ方式で形成されているが、いずれかの層がインクジェット方式等の他の方式で形成されていてもよい。また、上記実施の形態においては、光硬化性材料から各硬化組成物層が形成されているが、いずれかの層が、熱溶解した樹脂等の他の材料から形成されていてもよい。
【００８６】
（５−ｍ）上記実施の形態では、第１および第２の材料９０Ａ，９０Ｂが補助テーブル２１上に供給され、補助テーブル２１上の第１および第２の材料９０Ａ，９０Ｂがリコータ４１により造形テーブル３１上に引き延ばされるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１および第２の材料９０Ａ，９０Ｂが造形テーブル３１の端部に辺３１１に沿って直接供給され、造形テーブル３１の端部上の第１および第２の材料９０Ａ，９０Ｂがリコータ４１により造形テーブル３１上に引き延ばされてもよい。
（６）参考形態
参考形態に係る光造形方法は、光硬化性材料を供給するステップと、光硬化性材料を引き延ばすことにより、造形面上に光硬化性材料とは異なる材料により形成された一または複数の第１の部分に接するように露光前材料層を形成するステップと、露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分および一または複数の未露光部分を含む露光後材料層を形成するステップと、露光後材料層から一または複数の未露光部分を除去することにより一または複数の露光部分を一または複数の硬化部分として残存させるステップとを含み、一または複数の第１の部分および一または複数の硬化部分を含む造形物を製造する。
この光造形方法によれば、光硬化性材料の引き延ばしにより、第１の部分に接するように露光前材料層が形成される。露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の硬化部分が形成される。この場合、光硬化性材料を引き延ばす制御により、露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能になる。
光造形方法は、一または複数の第１の部分は第１の厚みを有し、露光前材料層を形成するステップは、露光前材料層が第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有するように光硬化性材料を引き延ばすことを含んでもよい。
引き延ばしによる露光前材料層の形成の際に、引き延ばし部材が第１の部分の上面に干渉することが防止される。それにより、引き延ばし部材の移動精度の許容範囲が緩和される。また、異なる厚みを有する第１の部分および硬化部分を容易に形成することが可能となる。
【符号の説明】
【００８７】
１０…供給部，１１Ａ，１１Ｂ…ディスペンサ，１１ａ，１１ｂ…供給孔，１２…駆動装置，１５ａ，１５ｂ…キャップ部材，２０…補助テーブルユニット，２１…補助テーブル，２２…駆動装置，３０…造形テーブルユニット，３１…造形テーブル，３１ａ…造形面，３２…駆動装置，４０…リコータユニット，４１…リコータ，４２…カップ部材，４２ａ…上部開口，５０…敷材供給ユニット，５１…フィルムロール，５２…クリアフィルム，６０…露光部，６１…露光装置，６１ａ…出射面，６２…遮蔽部材，７０…除去部，７１…エアナイフ，７２…吸引部，８０…制御部，８１…主制御装置，８２…記憶部，９０…光硬化性材料，９０Ａ…第１の材料，９０Ｂ…第２の材料，９１Ａ…第１の露光前材料層，９１Ｂ…第２の露光前材料層，９２Ａ…第１の露光後材料層，９２Ｂ…第２の露光後材料層，９２ａ…第１の露光部分，９２ｂ…第２の露光部分，９３ａ，９３ｂ…未露光部分，９４Ａ…第１の硬化部分，９４Ｂ…第２の硬化部分，１００…光造形装置，ＳＨ１，ＳＨ２…造形物
【要約】
【課題】制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能な光造形装置および光造形方法を提供する。
【解決手段】
第１の材料を引き延ばすことにより第１の露光前材料層を形成し、第１の露光前材料層を露光することにより一または複数の第１の露光部分を含む第１の露光後材料層を形成し、第１の露光後材料層から一または複数の第１の未露光部分を除去することにより一または複数の第１の硬化部分を残存させる。次に、第２の材料を引き延ばすことにより一または複数の第１の硬化部分に接する第２の露光前材料層を形成し、第２の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む第２の露光後材料層を形成し、第２の露光後材料層から一または複数の第２の未露光部分を除去することにより一または複数の第２の硬化部分を残存させる。
【選択図】図２【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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