JP2013059983A - 構造物形成装置、構造物の製造方法及び構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】微細かつ高精度な形状を有するシート状の構造物を形成することができる、構造物形成装置、構造物の製造方法及び構造物を提供すること。
【解決手段】構造物形成装置は、ローラと、保持部材と、照射ユニットと、巻取リールとを具備する。前記ローラは、回転可能に設けられ、前記回転の軸方向に長さを有し、エネルギー線を透過可能である。前記保持部材は、前記ローラとの間に、前記軸方向に長さを有するスリット領域を形成するように前記ローラに対向して配置され、少なくとも前記スリット領域で、前記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持可能である。前記照射ユニットは、前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成する。前記巻取リールは、前記形成された構造物を巻き取る。
【選択図】図２

Description

本技術は、エネルギー線を材料に照射して硬化させることにより形成された構造物、構造物形成装置及びその製造方法に関する。

特許文献１に記載された光学フィルムの製造方法では、押出機に取り付けられたダイスからフィルム状に押し出された溶融状態のポリカーボネート樹脂でなるフィルムが、表面に彫刻形状が設けられた成形ロールと、弾性ロールとの間に挟み込まれる。これにより、その形成ロールの表面の彫刻形状が、フィルムに転写される（例えば、特許文献１の明細書段落[００３３]参照）。

特開２００７−９０８５９号公報

このように成形ロールを用いたフィルムの製造方法では、成形ロールが持つ彫刻形状がフィルムに転写されるので、そのフィルムに転写される形状の細かさ及び精度には限界がある。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、微細かつ高精度な形状を有するシート状の構造物を形成することができる、構造物形成装置、構造物の製造方法及び構造物を提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術に係る構造物形成装置は、ローラと、保持部材と、照射ユニットと、巻取リールとを具備する。
前記ローラは、回転可能に設けられ、前記回転の軸方向に長さを有し、エネルギー線を透過可能である。
前記保持部材は、前記ローラとの間に、前記軸方向に長さを有するスリット領域を形成するように前記ローラに対向して配置され、少なくとも前記スリット領域で、前記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持可能である。
前記照射ユニットは、前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成する。
前記巻取リールは、前記形成された構造物を巻き取る。

本技術では、ローラと保持部材との間に形成されたスリット領域に材料が保持された状態で、ローラ及び巻取リールが回転し、かつ、スリット領域にエネルギー線が照射されることにより、シート状の構造物が形成され排出されていく。つまり、この構造物形成装置は、従来のような成形ロールによる方法でなく、ラピッドプロトタイピングによる造形技術によって、シート状の構造物を形成するので、微細かつ高精度な形状を持つシート状の構造物を形成することができる。

前記構造物形成装置は、前記ローラ及び前記保持部材の間にベースフィルムを供給する供給リールをさらに具備してもよい。これにより、ベースフィルム上に構造物を形成することができる。

前記巻取リールは、前記ベースフィルム上に形成された前記構造物を、前記ベースフィルムとともに巻き取ってもよい。これにより、ベースフィルム及びこれに付着した構造物のロールを形成することができる。

前記照射ユニットは、前記エネルギー線としてレーザービームを発生する第１の光源を有してもよい。これにより、ラピッドプロトタイピングのうち光造形技術により構造物を形成することができる。

前記照射ユニットは、前記光源から発生した前記レーザービームを前記軸方向に走査する走査機構を有してもよい。

前記保持部材は、前記レーザービームを透過可能な材質を有してもよい。また、前記照射ユニットは、前記保持部材を介して前記スリット領域で保持された前記材料に前記レーザービームを照射するための第２の光源を有してもよい。これにより、第１の光源からのレーザービームの照射による材料の第１の硬化層と、第２の光源からのレーザービームの照射による材料の第２の硬化層とを含む構造物を形成することができる。したがって、複雑な形状を持つ構造物を形成することができる。

前記材料は光硬化性樹脂であり、光吸収剤を含んでいてもよい。この場合、前記照射ユニットは、前記レーザービームのパワーを制御することにより、前記スリット領域において形成される、前記レーザービームの光軸方向における構造物の深さを連続的に制御する制御部を含んでもよい。これにより、複雑な形状を持つ構造物を形成することができる。

前記構造物形成装置は、前記スリット領域に前記材料を供給する供給機構をさらに具備してもよい。供給機構が材料をスリット領域に供給することで、人手によらず材料の供給が可能となる。

前記構造物形成装置は、前記スリット領域から出力された前記構造物に付着した未硬化の材料を除去する除去ユニットをさらに具備してもよい。これにより、巻取リールは、未硬化の材料を含まないきれいな構造物を巻き取って収容することができる。

例えば、前記除去ユニットは、前記未硬化の材料を真空作用により吸引するノズルを有してもよい。

前記除去ユニットは、メッシュ材を有する、前記ローラ及び前記巻取リールの間の前記構造物の移送路上に回転可能に設けられた、前記スリット領域から出力された前記構造物にテンションを与えるパイプ状のメッシュローラを有してもよい。また、前記ノズルは、前記メッシュローラ内に配置され、前記メッシュローラの前記メッシュ材を介して前記未硬化の材料を吸引してもよい。これにより、メッシュローラにより構造物が移送されながら、ノズルがそのメッシュローラを介して未硬化の材料を吸引して除去することができる。また、ノズルがメッシュローラ内に配置されているため、除去ユニットの省スペース化を実現することができる。

前記保持部材は、前記レーザービームを透過可能な材質を有してもよい。この場合、前記構造物形成装置は、除去ユニットと、移送機構とを具備してもよい。
前記除去ユニットは、前記スリット領域から出力された前記構造物に付着した未硬化の材料を除去する。前記移送機構は、前記除去ユニットにより前記未硬化の材料が除去された前記構造物に、前記保持部材から出射した前記レーザービームを入射させるように、前記未硬化の材料が除去された前記構造物を前記巻取リールまで移送する。
これにより、ローラから出射されスリット領域及び保持部材を透過したレーザービームのエネルギーを利用して、未硬化材料の除去後の構造物の後硬化処理を行うことができる。
前記構造物形成装置は、前記移送機構で移送される前記構造物への、前記レーザービームの入射を補助する反射部材または導光部材をさらに具備してもよい。これにより、構造物を形成するためのレーザービームのエネルギーの使用効率を高めることができる。
本技術に係る構造物の製造方法は、回転可能に設けられた、前記回転の軸方向に長さを有する、エネルギー線を透過可能なローラと、前記ローラに対向して配置された保持部材との間に形成された、前記軸方向に長さを有するスリット領域で、記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持することを含む。
前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物が形成される。
巻取リールにより、前記形成された構造物が巻き取られる。

本技術に係る構造物は、上記の製造方法により製造された構造物である。

以上、本技術によれば、微細かつ高精度な形状を有するシート状の構造物を形成することができる。

図１は、本技術の一実施形態に係る構造物形成装置の構成を示す模式図である。 図２は、図１に示した構造物形成装置の側面図である。 図３は、本技術の第２の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。 図４は、本技術の第３の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。 図５は、本技術の第４の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。 図６は、本技術の第５の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。 図７は、本技術の第７の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。 図８は、例えば図５または６で示した構造物形成装置により形成された、２層構造の構造物の例を示す斜視図である。 図９は、図８に示した一方向に長い構造物が縦横に配置された形状を有するシート状の構造物である。 図１０は、構造物形成装置で形成することができる、別の例に係る構造物を示す斜視図である。 図１１は、構造物形成装置で形成することができる、さらに別の例に係る構造物を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。

[第１の実施形態]

（構造物形成装置の構成）
図１は、本技術の一実施形態に係る構造物形成装置の構成を示す模式図である。図２は、図１に示した構造物形成装置１００の側面図である。

構造物形成装置１００は、エネルギー線としてのレーザービームＬＢを照射する照射ユニット１０と、このレーザービームＬＢが入射されるローラ２２と、このローラ２２に対向して配置されたパイプ部材２４とを備える。また、構造物形成装置１００は、巻取リール４０と、パイプ部材２４と巻取リール４０との間に配置された複数のテンションローラ３１，３２，３３と、これらのテンションローラ３１，３２，３３のうちテンションローラ３２の近傍に配置された洗浄ノズル３５（図２参照）とを備える。

照射ユニット１０は、レーザービームＬＢを発生するレーザー光源１１と、レーザー光源１１から発生したレーザービームを反射させるポリゴンミラー１３と、ポリゴンミラー１３により反射させられたレーザービームの等角運動を等速運動に変換して出射するfθレンズ１５とを有する。ポリゴンミラー１３は、図中、例えば上下方向（Ｚ軸方向）に沿った回転軸を中心に回転し、レーザービームＬＢを、ローラ２２の長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って走査する。この場合、少なくともポリゴンミラー１３は走査機構として機能する。ポリゴンミラー１３に代えてガルバノミラーが設けられていてもよい。

ローラ２２は、図示しないモータに接続されて回転駆動されるようになっている。このローラ２２は、回転の軸方向（Ｙ軸方向）に沿った長さを有する。ローラ２２は、実質的に中実の円柱形状を有する。ローラ２２の少なくともレーザービームＬＢを透過させる部分を形成する材質は、ガラス、アクリル等の透明な材質でなる。パイプ部材２４、各テンションローラ３１，３２，３３及び巻取リール４０も、ローラ２２と同様な方向に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられている。

パイプ部材２４は、ローラ２２とパイプ部材２４との間に隙間２３を形成するように、ローラ２２に対向して配置されている。パイプ部材２４の直径は、ローラ２２の直径に比べ大きく形成されている。ローラ２２及びパイプ部材２４間の隙間２３には、レーザービームＬＢで硬化可能な液体の材料Ｒが保持されるようになっている。材料Ｒは、その表面張力により隙間２３に保持される。パイプ部材２４は、ローラ２２との間で材料Ｒを保持する保持部材として機能する。

液体の材料Ｒとしては、このレーザービームＬＢにより硬化する樹脂材料が用いられる。レーザービームＬＢが紫外線であれば、材料Ｒとして紫外線硬化樹脂が用いられる。レーザービームＬＢは、可視光や赤外線でもよく、それに応じて樹脂材料も適宜選択され得る。

その隙間２３内には、それらの回転軸方向に長さを有する（１次元状の）スリット領域が形成される。つまり、その隙間２３の幅（レーザービームの光軸方向（図２の例ではＸ軸方向）の幅）のうち最も狭い幅の領域を含む領域がスリット領域である。スリット領域には、レーザービームＬＢがローラ２２側から入射されるように、ローラ２２及びパイプ部材２４の位置が設定されているとともにレーザーの光学系が設定されている。

なお、照射ユニット１０は、レーザービームＬＢの焦点を絞るための光学系を有していてもよい。この場合、レーザービームＬＢはスリット領域で焦点を結ぶように、その光学系が設計される。

スリット領域のＸ軸方向の幅が、典型的には1mm程度、あるいは1mmより小さくなるように、ローラ２２及びパイプ部材２４が相対的に配置されている。この値は、材料Ｒの種類、形成対象となる構造物の精度等による。隙間２３で保持される材料ＲのＺ軸方向での深さは、ローラ２２及びパイプ部材２４の材質、材料Ｒの種類、隙間２３のＸ軸方向の幅等による。

パイプ部材２４の全部または一部は、上記ローラ２２と同様に例えばガラスやアクリル等の透明な材質により構成されていてもよいし、レーザービームＬＢを透過させない材質で構成されていてもよい。

fθレンズ１５から出射したレーザービームＬＢは、図２に示すように、典型的には、ローラ２２の側方から実質的に水平に入射し、ローラ２２内でローラ２２の直径に相当する光路を経てスリット領域に入射する。

巻取リール４０は、図示しないモータに接続されて回転駆動されるようになっており、後述するように、レーザービームＬＢの照射によりスリット領域で硬化した材料である硬化物Ｒ’（構造物）（図２中、黒の太線で示す。）を巻き取っていく。

テンションローラ３１，３２，３３は、スリット領域から出力された硬化物Ｒ’を、巻取リール４０まで移送させる移送路を形成する。テンションローラ３１，３２，３３は、その硬化物Ｒ’に適切なテンションを与えることで、硬化物Ｒ’の移送力によって回転する。テンションローラ３１，３２，３３のうち少なくとも１つにモータが接続されてもよい。

ローラ２２及び巻取リール４０をそれぞれ駆動するモータはそれぞれ別々のモータでなくてもよい。つまり、１つのモータに伝達機構等を介してそれらローラ２２及び巻取リール４０が駆動されてもよい。また、各テンションローラ３１，３２，３３のうち少なくとも１つがモータに接続され、回転駆動されてもよい。

洗浄ノズル３５は、例えばエタノール、メタノール等を含む洗浄液を吐出する。これにより、例えば硬化物Ｒ’に付着した未硬化の材料Ｒを除去する。洗浄ノズル３５の配置は、適宜変更可能である。洗浄ノズル３５は、未硬化の材料Ｒを除去する除去ユニットとして機能する。

（構造物形成装置の動作）
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。

ローラ２２とパイプ部材２４間の隙間２３に、図示しない材料供給ユニット（供給機構）から材料Ｒが供給される。材料供給ユニットからの材料の供給量または供給流量は、材料Ｒの種類、当該隙間２３の容積、硬化物Ｒ’の移送速度等（ローラ２２の回転速度等）により適宜設定される。

ローラ２２及び巻取リール４０が同期するように等速で回転する。ポリゴンミラー１３が例えばモータにより等速で回転している状態で、レーザー光源１１からレーザービームＬＢが出射される。また、図示しないレーザードライバーがレーザー光源１１に変調駆動信号を出力することにより、そのレーザーパワーのON/OFFが制御される。

レーザードライバーは、形成対象となるシート状の構造物の３次元データを保持した、図示しないコンピュータに接続されている。コンピュータは、その３次元データに基づいて、レーザードライバーに制御信号を出力することにより、レーザードライバーは変調駆動信号をレーザー光源１１に出力する。

これにより、シート状の任意の形状の硬化物Ｒ’がスリット領域で形成される。形成された硬化物Ｒ’は、ローラ２２の回転の動力及びこのローラ２２の回転により引きずられて回転するパイプ部材２４によって、また、巻取リール４０の回転の動力によって、スリット領域から出力されていく。その硬化物Ｒ’である構造物は、テンションローラ３１，３２，３３による移送路を介して巻取リール４０に巻き取られていく。

以上のように、本実施形態に係る構造物形成装置１００は、従来のような成形ロールによる方法でなく、ラピッドプロトタイピングによる造形技術によって、シート状の構造物を形成するので、微細かつ高精度な形状を持つシート状の構造物を形成することができる。

また、形成された構造物が巻取式で巻き取られるので、構造物を、高速かつ大量に生産可能となり、コストを低減できる。

また、本実施形態では、１次元状（ローラ２２及びパイプ部材２４の回転軸方向）のスリット領域で保持された材料ＲにレーザービームＬＢが照射されることにより、１次元規制液面法による構造物の形成技術を実現することができる。また、このような１次元規制液面法を実現するために、本実施形態では、ローラ２２と円形のパイプ部材２４とにより１次元状の幅の狭いスリット領域が形成されている。これにより、スリット領域で形成された硬化物Ｒ’が、ローラ２２及びパイプ部材２４のそれぞれの表面から効果的に剥離されていく。

本実施形態では、洗浄ノズル３５が設けられているので、巻取リール４０は、未硬化の材料Ｒを含まないきれいな構造物を巻き取って収容することができる。

[第２の実施形態]

図３は、本技術の第２の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。これ以降の説明では、図１等に示した実施形態に係る構造物形成装置１００が含む部材や機能等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。

この構造物形成装置２００は、ローラ間の隙間２３に材料を保持する一対のローラ２２２及び２２４と、当該隙間２３にベースフィルムＦを供給する供給リール５０とを備える。

供給リール５０はその回転のために駆動されてもよいし、巻取リール４０の回転駆動力によって駆動されてもよい。ベースフィルムＦは、ＰＥＴ（Polyethylene erephthalate）、ＰＶＡ（Polyvinyl alcohol）等が用いられる。供給リール５０は、図３中、白の矢印で示すように、ベースフィルムＦにバックテンションをかけている。

各ローラ２２２及び２２４は実質的に同じサイズを有する。各ローラ２２２及び２２４のうち少なくとも一方がレーザービームＬＢを透過させる部分を有する。これにより、一対のローラ２２２及び２２４間の隙間２３のスリット領域にレーザービームＬＢが入射する。なお、図３の例では、レーザービームＬＢはローラ２２２の右側からこのローラ２２２に入射しているが、左側のローラ２２４からこのローラ２２４に入射して透過され、スリット領域に入射してもよい。

一対のローラ２２２及び２２４のうち少なくとも一方は、その回転のために駆動されてもよいし、巻取リール４０の回転駆動力によって駆動されてもよい。

巻取リール４０は、ベースフィルムＦ上に形成された構造物（硬化物Ｒ’）とともに、このベースフィルムＦも巻き取る。

本実施形態では、一対のローラ２２２及び２２４と巻取リール４０との間に、１つのテンションローラ３４が設けられている。これにより、ローラ２２２及び２２４と巻取リール４０との間の構造物の移送路が形成されている。テンションローラ３４の近傍には、洗浄ノズル３５が配置されている。

このような構造物形成装置２００によれば、ベースフィルムＦ上に構造物を形成することができ、ベースフィルムＦがキャリアとして機能することができる。

[第３の実施形態]

図４は、本技術の第３の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。

本実施形態に係る構造物形成装置３００は、第１の実施形態におけるパイプ部材２４等の代わりとして、回転しない保持部材６０を備えている。この場合、ローラ２２及び保持部材６０の間の隙間２３に材料Ｒが保持され、その隙間２３にスリット領域が形成される。保持部材６０は、少なくとも、ローラ２２に対向する面である、実質的に平面状に形成された、材料Ｒの保持面６１を有する。また、本実施形態では、ベースフィルムＦを供給する供給リール５０を備える。

また、本実施形態では、樹脂材料Ｒに光吸収剤が含まれている場合には、構造物形成装置３００は、グレースケール露光（グレートーン露光）を行うことができる。具体的には、レーザードライバーがレーザー光源１１のレーザーパワーを可変に制御することにより、スリット領域において形成される、レーザービームＬＢの光軸方向における構造物の深さを連続的に制御することができる。つまり、図４に示すように、構造物形成装置３００は、シート状構造物の領域に応じて連続的に厚さの異なるレンズアレイＲＬのような形状をベースフィルムＦ上に形成することができる。この場合、レーザードライバーは、制御部として機能する。

図４に示したようなレンズアレイＲＬを形成する場合、レーザーパワーが大きいほど、材料Ｒが硬化する深度が大きくなるので、１つのレンズの形成につき、レーザーパワーが小→大→小へと滑らかに制御されればよい。

光吸収剤としては、公知のあらゆる材料が用いられる。例えば紫外線吸収剤として、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール等が用いられればよい。

本実施形態では、保持部材６０の保持面６１は平面としたが曲面としてもよい。この場合、ローラ２２の表面の曲がり方と同じ方向に曲がるような、つまり保持部材６０の表面に凹面が形成されるような曲面が保持部材６０に形成されていてもよい。

[第４の実施形態]

図５は、本技術の第４の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。

本実施形態に係る構造物形成装置４００は、材料Ｒを保持する一対のローラ２２２及び２２４と、第１のレーザー光源１１１及び第２のレーザー光源１１２とを備える。また、構造物形成装置４００は、ベースフィルムＦの供給リール５０も備える。

第１のレーザー光源１１１からのレーザービームＬＢ１は、ローラ２２２側から照射され、第２のレーザー光源１１２からのレーザービームＬＢ２は、ローラ２２４側から照射される。各レーザービームＬＢ１及びＬＢ２の光軸は実質的に平行となっているが、これは非平行とされてもよい。

このような構成によれば、第１のレーザー光源１１１からのレーザービームＬＢ１の照射による材料の硬化層と、第２のレーザー光源１１２からのレーザービームＬＢ２の照射による材料の硬化層とを含む２層の構造物を形成することができる。これにより、複雑な形状を持つ構造物を形成することができる。なお、図５では、２層のレンズアレイＲＬ２が形成されているが、構造物の形状は任意である。

[第５の実施形態]

図６は、本技術の第５の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。本実施形態に係る構造物形成装置５００では、図５に示した構造物形成装置４００と比べ、ベースフィルムＦが供給されない点で異なる。

[第６の実施形態]

本技術の第６の実施形態に係る構造物形成装置は、図示しないが、例えば図１、３及び４に示した実施形態に係る構造物形成装置において、巻取リール４０により巻き取られた構造物を巻き戻し、前に形成された第１の硬化層上（または、ベースフィルムＦの、第１の硬化層が形成された面とは反対側の面上）に第２の硬化層を形成することもできる。第２の硬化層が形成される時には、この場合、巻取リール４０の向きが、第１の硬化層が形成された時における巻取リール４０の向きとは逆向き（軸方向で逆向き）になるように、巻取リール４０がセットされればよい。

[第７の実施形態]

図７は、本技術の第７の実施形態に係る構造物形成装置を示す模式図である。

本実施形態に係る構造物形成装置６００と、図２に示した構造物形成装置１００との異なる点は、図２におけるテンションローラ３１が、メッシュローラ８６に代わり、また、レーザービームＬＢの反射機構７０が備えられた点にある。

メッシュローラ８６の一部または全部は、メッシュ材により構成されており、多数の孔が形成されている。また、メッシュローラ８６は回転可能なパイプ状に形成され、テンションローラの機能も有する。メッシュローラ８６の内部には、構造物に付着した未硬化の材料Ｒを、メッシュローラ８６のメッシュ材を介して、真空作用により吸引するバキュームノズル８７が配置されている。

本実施形態によれば、メッシュローラ８６により硬化物Ｒ’（構造物）が移送されながら、ノズルがそのメッシュローラ８６を介して、硬化物Ｒ’に付着した未硬化の材料Ｒを除去することができる。また、バキュームノズル８７がメッシュローラ８６内に配置されているため、バキュームノズル８７及びメッシュローラ８６を含む除去ユニット８０の省スペース化を実現することができる。

本実施形態では、バキュームノズル８を、メッシュローラ８６の軸方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させる移動機構が設けられていてもよい。バキュームノズルは複数設けられていてもよい。あるいは、複数のノズルが一体となって構成された、１つまたは複数のノズルユニットがメッシュローラ８６内に設けられていてもよい。洗浄ノズル３５はなくてもよい。

パイプ部材２４は、スリット領域に照射されたレーザービームＬＢを透過させる、ガラスやアクリル等の透明な材質を有する。構造物を移送させる各テンションローラ３２，３３で構成される移送機構は、除去ユニット８０等により未硬化の材料Ｒが除去された構造物に、パイプ部材２４から出射したレーザービームが入射可能な位置で、この構造物を移送させる。これにより、スリット領域及びパイプ部材２４を透過したレーザービームのエネルギーを利用して、未硬化材料の除去後の構造物の後硬化処理を行うことができる。

反射機構７０は、各テンションローラ３２，３３で移送される構造物への、レーザービームの入射を補助する機能を有する。反射機構７０は、例えば３つの反射板（反射部材）７１、７２、７３を有し、これらの反射板７１、７２、７３は、パイプ部材２４から出射されたレーザービームを囲むように設けられている。２つの反射板７１、７２は、パイプ部材２４と、移送機構（３２、３３）で移送される構造物との間に配置され、１つの反射板７３は、移送機構（３２及び３３）で移送される構造物の背後に配置されている。反射機構７０は、ボックス形状を有していてもよい。

パイプ部材２４から出射されたレーザービームは、まず、反射板７３で反射される。反射板７３で反射されたレーザービームの一部は構造物に入射し、また、レーザービームの他の一部は、さらに２つの反射板７１及び７２間での何度か反射され、再度、構造物に入射する。これにより、構造物を形成するためのレーザービームのエネルギーの使用効率を高めることができる。

反射板７１、７２、７３の代わりに導光部材（ここでは、部材の内部を光が通ることが可能に構成された部材を意味する。）が設けられていてもよい。

[構造物の例]

（例１）
図８は、例えば図５または６で示した構造物形成装置４００、５００により形成された、２層構造の構造物の例を示す斜視図である。

この構造物は、グレースケール露光により形成された構造物であり、上下対称形状を有しており、上層部１０１及び下層部１０２を含む２層構造を有している。構造物の１単位（１セル）は、２つの円錐部１０５及び１０７と、これらの間に接続されたブリッジ部１０６とを有する。そして上層部１０１の円錐部１０５と、下層部の円錐部１０７とが連結されている。この構造物は、レーザービームのＹ軸方向（図２等参照）に沿った１回のスキャンで形成されるサイズの構造物である。

（例２）
図９は、図８に示した一方向に長い構造物が縦横に配置された繊維形状を有するシート状の構造物である。なお、図９では、図８に示した１セルの構造物の円錐部１０５等の形状を角柱で簡単に示している。

図５及び６で示した構造物形成装置４００、５００は、このようなシート状の複雑な形状の構造物を、連続して高速かつ大量に形成することができる。

（例３）
図１０は、構造物形成装置４００、５００で形成することができる、別の例に係る構造物を示す斜視図である。この構造物は、図９に示した構造物と似ているが、縦方向の構造物及び横方向の構造物が、それぞれのブリッジ部１０６同士でつながっている点で、図９に示した構造物とは異なる。

（例４）
図１１は、構造物形成装置４００、５００で形成することができる、さらに別の例に係る構造物を示す斜視図である。この構造物は、複数のマイクロ流路１０３と、これらマイクロ流路１０３の長手方向に沿って配列された複数のフィン１０４とを備える熱交換デバイスとして利用され得る。

[その他の実施形態]

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を実現することができる。

上記各実施形態において、例えばローラ２２及びパイプ部材２４（保持部材６０）のうち少なくとも一方の表面に、フッ素コーティング等の表面処理が施されていてもよい。ローラ２２２及び２２４も同様である。これにより、スリット領域から出力される硬化物Ｒ’がそれらローラ２２及びパイプ部材２４から容易に剥がれることができる。

巻取リール４０は、硬化物Ｒ’を、図示しないセパレーターシートとともに巻き取ることも可能である。なお、このセパレーターシートは、上記ベースフィルムＦとは異なるものである。

図５及び６に示した実施形態に係る構造物形成装置４００及び５００は、第１のレーザー光源１１１からのレーザービームＬＢ１の照射によりベース部としての硬化物を形成することができ、このベース部の硬化物をベースフィルムＦの代わりとすることができる。この場合、第２のレーザー光源１１２からのレーザービームＬＢ２により、そのベース部上に、任意形状の硬化層が形成される。

上記各実施形態に係る構造物形成装置は、レーザー光源は１つまたは２つであったが、３つ以上設けられていてもよい。この場合、例えば３つ（あるいは２つでもよい）以上の、異なる光軸角度をそれぞれ有するレーザービームが、同じ１つのローラ（２２等）側からスリット領域に入射してもよい。あるいは、スリット領域の両側から、複数の光軸角度を有するレーザービームがそれぞれスリット領域に入射してもよい。

図７に示した構造物形成装置６００において、レーザービームの反射機構７０が設けられない装置、または、除去ユニット８０が設けられない装置が構成されてもよい。

図７に示した反射機構７０において、反射板７１及び７２の間の、レーザービームの入口等に偏光板が設けられていてもよい。この場合、この偏光板に入射するレーザービームは偏光光とされ、その入射光を透過させ、一旦この入口を介して反射板７１及び７２間に入射されたレーザービームが、入口から出射されないようにしてもよい。

上記各実施形態では、エネルギー線により硬化する材料は、図示しない材料供給ユニットから供給されたが、人手により供給されてもよい。

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。

本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）回転可能に設けられ、前記回転の軸方向に長さを有し、エネルギー線を透過可能なローラと、
前記ローラとの間に、前記軸方向に長さを有するスリット領域を形成するように前記ローラに対向して配置され、少なくとも前記スリット領域で、前記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持可能な保持部材と、
前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成する照射ユニットと、
前記形成された構造物を巻き取る巻取リールと
を具備する構造物形成装置。
（２）（１）に記載の構造物形成装置であって、
前記ローラ及び前記保持部材の間にベースフィルムを供給する供給リールをさらに具備する構造物形成装置。
（３）（２）に記載の構造物形成装置であって、
前記巻取リールは、前記ベースフィルム上に形成された前記構造物を、前記ベースフィルムとともに巻き取る
構造物形成装置。
（４）（１）から（３）のうちいずれか１つに記載の構造物形成装置であって、
前記照射ユニットは、前記エネルギー線としてレーザービームを発生する第１の光源を有する
構造物形成装置。
（５）（４）に記載の構造物形成装置であって、
前記照射ユニットは、前記光源から発生した前記レーザービームを前記軸方向に走査する走査機構を有する
構造物形成装置。
（６）（４）または（５）に記載の構造物形成装置であって、
前記保持部材は、前記レーザービームを透過可能な材質を有し、
前記照射ユニットは、前記保持部材を介して前記スリット領域で保持された前記材料に前記レーザービームを照射するための第２の光源を有する
構造物形成装置。
（７）（４）から（６）のうちいずれか１つに記載の構造物形成装置であって、
前記材料は光硬化性樹脂であり、光吸収剤を含み、
前記照射ユニットは、前記レーザービームのパワーを制御することにより、前記スリット領域において形成される、前記レーザービームの光軸方向における構造物の幅を連続的に制御する制御部を含む
構造物形成装置。
（８）（１）から（７）のうちいずれか１つに記載の構造物形成装置であって、
前記スリット領域に前記材料を供給する供給機構をさらに具備する構造物形成装置。
（９）（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の構造物形成装置であって、
前記スリット領域から出力された前記構造物に付着した未硬化の材料を除去する除去ユニットをさらに具備する構造物形成装置。
（１０）（９）に記載の構造物形成装置であって、
前記除去ユニットは、前記未硬化の材料を真空作用により吸引するノズルを有する
構造物形成装置。
（１１）（１０）に記載の構造物形成装置であって、
前記除去ユニットは、メッシュ材を有する、前記ローラ及び前記巻取リールの間の前記構造物の移送路上に回転可能に設けられた、前記スリット領域から出力された前記構造物にテンションを与えるパイプ状のメッシュローラを有し、
前記ノズルは、前記メッシュローラ内に配置され、前記メッシュローラの前記メッシュ材を介して前記未硬化の材料を吸引する
構造物形成装置。
（１２）（４）に記載の構造物形成装置であって、
前記保持部材は、前記レーザービームを透過可能な材質を有し、
前記構造物形成装置は、
前記スリット領域から出力された前記構造物に付着した未硬化の材料を除去する除去ユニットと、
前記除去ユニットにより前記未硬化の材料が除去された前記構造物に、前記保持部材から出射した前記レーザービームを入射させるように、前記未硬化の材料が除去された前記構造物を前記巻取リールまで移送する移送機構と
をさらに具備する構造物形成装置。
（１３）（１２）に記載の構造物形成装置であって、
前記移送機構で移送される前記構造物への、前記レーザービームの入射を補助する反射部材または導光部材をさらに具備する
構造物形成装置。
（１４）回転可能に設けられた、前記回転の軸方向に長さを有する、エネルギー線を透過可能なローラと、前記ローラに対向して配置された保持部材との間に形成された、前記軸方向に長さを有するスリット領域で、記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持し、
前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成し、
巻取リールにより、前記形成された構造物を巻き取る
構造物の製造方法。
（１５）回転可能に設けられた、前記回転の軸方向に長さを有する、エネルギー線を透過可能なローラと、前記ローラに対向して配置された保持部材との間に形成された、前記軸方向に長さを有するスリット領域で、記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持し、
前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成し、
巻取リールにより、前記形成された構造物を巻き取る
方法により製造された構造物。

１０…照射ユニット
２２、２２２、２２４…ローラ
２３…隙間
２４…パイプ部材
４０…巻取リール
５０…供給リール
６０…保持部材
７０…反射機構
７１、７２、７３…反射板
１００、２００、３００、４００、５００、６００…構造物形成装置

Claims (15)

1. 回転可能に設けられ、前記回転の軸方向に長さを有し、エネルギー線を透過可能なローラと、
   前記ローラとの間に、前記軸方向に長さを有するスリット領域を形成するように前記ローラに対向して配置され、少なくとも前記スリット領域で、前記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持可能な保持部材と、
   前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成する照射ユニットと、
   前記形成された構造物を巻き取る巻取リールと
   を具備する構造物形成装置。
2. 請求項１に記載の構造物形成装置であって、
   前記ローラ及び前記保持部材の間にベースフィルムを供給する供給リールをさらに具備する構造物形成装置。
3. 請求項２に記載の構造物形成装置であって、
   前記巻取リールは、前記ベースフィルム上に形成された前記構造物を、前記ベースフィルムとともに巻き取る
   構造物形成装置。
4. 請求項１に記載の構造物形成装置であって、
   前記照射ユニットは、前記エネルギー線としてレーザービームを発生する第１の光源を有する
   構造物形成装置。
5. 請求項４に記載の構造物形成装置であって、
   前記照射ユニットは、前記光源から発生した前記レーザービームを前記軸方向に走査する走査機構を有する
   構造物形成装置。
6. 請求項４に記載の構造物形成装置であって、
   前記保持部材は、前記レーザービームを透過可能な材質を有し、
   前記照射ユニットは、前記保持部材を介して前記スリット領域で保持された前記材料に前記レーザービームを照射するための第２の光源を有する
   構造物形成装置。
7. 請求項４に記載の構造物形成装置であって、
   前記材料は光硬化性樹脂であり、光吸収剤を含み、
   前記照射ユニットは、前記レーザービームのパワーを制御することにより、前記スリット領域において形成される、前記レーザービームの光軸方向における構造物の幅を連続的に制御する制御部を含む
   構造物形成装置。
8. 請求項１に記載の構造物形成装置であって、
   前記スリット領域に前記材料を供給する供給機構をさらに具備する構造物形成装置。
9. 請求項１に記載の構造物形成装置であって、
   前記スリット領域から出力された前記構造物に付着した未硬化の材料を除去する除去ユニットをさらに具備する構造物形成装置。
10. 請求項９に記載の構造物形成装置であって、
    前記除去ユニットは、前記未硬化の材料を真空作用により吸引するノズルを有する
    構造物形成装置。
11. 請求項１０に記載の構造物形成装置であって、
    前記除去ユニットは、メッシュ材を有する、前記ローラ及び前記巻取リールの間の前記構造物の移送路上に回転可能に設けられた、前記スリット領域から出力された前記構造物にテンションを与えるパイプ状のメッシュローラを有し、
    前記ノズルは、前記メッシュローラ内に配置され、前記メッシュローラの前記メッシュ材を介して前記未硬化の材料を吸引する
    構造物形成装置。
12. 請求項４に記載の構造物形成装置であって、
    前記保持部材は、前記レーザービームを透過可能な材質を有し、
    前記構造物形成装置は、
    前記スリット領域から出力された前記構造物に付着した未硬化の材料を除去する除去ユニットと、
    前記除去ユニットにより前記未硬化の材料が除去された前記構造物に、前記保持部材から出射した前記レーザービームを入射させるように、前記未硬化の材料が除去された前記構造物を前記巻取リールまで移送する移送機構と
    をさらに具備する構造物形成装置。
13. 請求項１２に記載の構造物形成装置であって、
    前記移送機構で移送される前記構造物への、前記レーザービームの入射を補助する反射部材または導光部材をさらに具備する
    構造物形成装置。
14. 回転可能に設けられた、前記回転の軸方向に長さを有する、エネルギー線を透過可能なローラと、前記ローラに対向して配置された保持部材との間に形成された、前記軸方向に長さを有するスリット領域で、記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持し、
    前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成し、
    巻取リールにより、前記形成された構造物を巻き取る
    構造物の製造方法。
15. 回転可能に設けられた、前記回転の軸方向に長さを有する、エネルギー線を透過可能なローラと、前記ローラに対向して配置された保持部材との間に形成された、前記軸方向に長さを有するスリット領域で、記エネルギー線のエネルギーにより硬化する材料を保持し、
    前記ローラを介して、前記スリット領域に選択的に前記エネルギー線を照射して前記材料を硬化させることでシート状の構造物を形成し、
    巻取リールにより、前記形成された構造物を巻き取る
    方法により製造された構造物。