JP2941064B2 - 固体像形成システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光成形して３次元体を形
成する固体像形成システム、特に、より平坦に、より正
確に、より完全に層を形成して３次元体を成形するた
め、プラットフォームまたは予め光成形された層（複数
の層）に、光成形可能な（ｐｈｏｔｏｆｏｒｍａｂｌ
ｅ）組成物の薄い平坦な層を正確かつ迅速に形成する固
体像形成システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光成形により３次元体を形成するシステ
ムが数多く提案されている。Ｓｃｉｔｅｘ社により１９
８７年６月６日に出願された出願番号２５０，１２１の
ヨーロッパ特許は、硬化可能な液体を用いて３次元体を
形成する装置が開示してあり、３次元体形成に関する文
献である。１９８６年３月１１日に付与された米国特許
第４，５７５，３３０号（Ｃ．Ｗ．Ｈｕｌｌ）には、次
のような３次元体形成システムが記載されている。すな
わち、放射線照射，粒子線打込み、または化学反応によ
る適正な相乗作用的な刺激に応じて、その物理的状態が
変化する液体の選択面に層を順次積層し、３次元体の対
応する断面を自動的に形成して一体化し、所望の３次元
体を１層ずつ作り上げる。このようにして３次元体が形
作られ、形成過程の間に、液体の実質的に平坦な面から
抜取られる。１９８８年６月２１日に付与された米国特
許第４，７５２，４９８号（Ｅ．Ｖ．Ｆｕｄｉｍ）に
は、未硬化の液状感光性ポリマーに接触している放射線
透過材を通して、感光性ポリマーの硬化に供する放射線
を効果的な量だけ照射して３次元体を形成する方法が記
載されている。放射線透過材は、次に形成される層が粘
着するように、放射線照射された面が架橋可能にしてお
く材料である。この方法を用いることにより多層体を形
成することができる。

【０００３】“Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｅｔｈｏｄ ｆ
ｏｒ ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ａｔｈｒｅｅ−ｄｉｍ
ｅｎｓｉｏｎａｌ ｐｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｗｉ
ｔｈｐｈｏｔｏｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ”
ｂｙ Ｈｉｄｅｏ Ｋｏｄａｍａ，Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉ
ｎｓｔｒｕｍ．５２（１１）．１７７０−１７７３，Ｎ
ｏｖ．１９８１には、３次元体を自動的に形成する方法
が記載されている。液状の光形成ポリマーに紫外線を照
射し、硬化された断面の層を積み上げて３次元体が形成
される。“Ｓｏｌｉｄ Ｏｂｊｅｃｃｔ Ｇｅｎｅｒａ
ｔｉｏｎ”ｂｙＡｌａｎ Ｊ．Ｈｅｒｂｅｒｔ．Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐ
ｈｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，８（４），１８５−
１８８，Ａｕｇ．１９８２には、２次元体を形成するフ
ォトコピアと全く同じように、３次元体のレプリカを形
成することができる装置が記載されている。この装置は
コンピュータメモリに格納されている情報に基づき感光
性ポリマーで簡単な３次元体を形成することができる。

【０００４】“Ａ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ３Ｄ Ｓｏｌ
ｉｄ Ｏｂｊｅｃｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ”ｂｙ
Ａ．Ｊ．Ｈｅｒｂｅｒｔ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｍ
ａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １５：１８６−１
９０（１９８９）には、上記とは異なる方法が記載され
ている。

【０００５】上記文献は所望の面積または体積に放射線
を照射して順次３次元体の固体セクタを形成する方法に
関する。種々のマスキング法がレーザ描画法とともに記
載されている。例えば、所望のパターンに応じてレーザ
ビームを光形成可能な組成物に照射し、１層づつ層を形
成し３次元体を形成する方法が記載されている。その
他、最初は、プラットフォームに層状にコーティング
し、以後、照射により硬化された層を１層ずつコーティ
ングする方法が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したコーティング
法は次のことに帰する。すなわち、平坦で均一な層厚を
確保できないか、あるいは、そのような層を迅速に形成
できない。あるいは、コーティング工程中に、先に形成
された層が傷ついたり変形しないようにできない。比較
的粘性の低い液体のみをコーティングしている。さら
に、上述したコーティング法には重要なことが抜けてい
る。すなわち、薄い液体の層を形成する間に、固体の領
域と液体の領域が存在することによる影響と、液体が流
れ、流体がレオロジー的特性を有するための影響と、薄
い光形成された層がコーティング中に液体が流れるため
容易に歪む傾向にあるための影響と、これらの薄い層と
形成中の部分にかかる水素結合のような弱い力と、機械
的結合、真空または圧力の差による力のような実質的に
強い力の影響がコーティング工程にはあることが抜けて
いる。

【０００７】Ｈｕｌｌ特許には例えば浸漬工程が記載さ
れている。その工程では、プラットフォームが１層の層
厚分だけ下げられるか、あるいは層内で１層の距離より
下に浸漬され、光形成可能な液体の表面から１層の層厚
分内になるまで持ち上げる。さらに、Ｈｕｌｌの特許
は、低粘性の液体が望ましいが、他に実質的な理由があ
る場合は、光形成可能な液体は一般的に粘性が高いとし
ている。理論的には、液体は均等に平坦になるものが大
部分であるが、粘性が高い液体と粘性がさらに低い液体
は、許容できる程度に平坦になるまで多大な時間を要す
る。特に、描画面積が広い場合と、液体層が非常に薄い
場合に、多大な時間を要する。さらに、プラットフォー
ムと、片持ち梁または梁を有する部分（これまで形成さ
れた層によりＺ方向に支持されない領域）は、液体内で
移動するので、層に歪が生じ、完成品は許容できないも
のになってしまう。

【０００８】Ｍｕｎｚ特許（１９５６年に付与された米
国特許第２，７７５，７５８号）とＳｃｉｔｅｘ出願に
は、新たな液面がその前の層から１層の層厚分だけ上に
なるように、光形成可能な液体をポンプまたは類似の装
置により槽内に入れる方法が記載されている。このよう
な方法は、コーティング中の層の歪が軽減される点を除
けば、Ｈｕｌｌの方法が有する問題点を全て有する。

【０００９】Ｆｕｄｉｍ特許には、放射線透過材につい
て記載されている。液状の感光性ポリマーの表面を所望
の形状にするため、放射線透過材は通常固く、コーティ
ングされ、硬化された感光性ポリマーに粘着しない。従
って、感光性ポリマーは所望の厚さだけ硬化される。Ｆ
ｕｄｉｍ特許は、このような放射線透過材を、放射線透
過材の表面に密着して形成される感光性ポリマーから分
離する工程に固有の問題に言及していない。一方、化学
的結合の影響は適正にコーティングすることにより、あ
るいは適正なフィルムにより、著しく小さくなる。機械
的な結合，水素結合，真空の力等は依然として存在し、
放射線透過材の表面から分離する間、感光性ポリマーに
傷がついたり、歪んだりすることが大いにありうる。さ
らに、本発明者は次のようなことを見い出した。分離に
抗する力や、非粘着性の放射線透過材に密着した状態で
放射線が照射され硬化された層から分離する際の力によ
り、硬化された層が傷つき、特に、光形成可能な液体が
回りにある場合や、硬化された場合に硬化された層が傷
つく。このような問題点を解決する方法はＦｕｄｉｍ特
許には記載されていない。

【００１０】本発明の目的は、変形可能で光形成可能な
材料の平坦な層を迅速に形成する方法および装置を提供
することにある。この方法および装置を用いることによ
り、当該形成される層より以前の放射線が照射されて硬
化された層は、より平坦に、より正確に、より結着性を
有することになる。本発明により硬化された層は、その
層厚が０．０３０インチ未満で、平坦度が１インチ当り
０．００１インチであるのが望ましい。変形可能な組成
物は、圧力のみをかけるか、あるいは圧力と熱をかける
と、型通りの形になり、押圧された面の形通りになるも
のである。層は硬化，ポリマー化，放射線による架橋に
より固化されるのと考えられている。さらに一般的に、
層は粘度が放射線照射により増加する場合に固化される
ものと考えられている。そのため、層を再変形するには
より高い圧力および／または温度を必要とすることにな
る。液体は自重により変形するような変形可能な所望の
組成物である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は照射手段を用い
て層を１層づつ積層して３次元体を直接形成する方法お
よび装置に関する。本発明によると、各層は薄く平坦に
なるように制御され、迅速にコーティングが行われ、当
該層形成前に形成された層に有害な作用を及ぼすことが
ない。特に、本発明は、変形可能な、光成形可能な組成
物、望ましくは液体組成物の固化された層を１層づつ形
成して３次元体を迅速かつ正確に形成する方法に関し、
次の工程を備えたことを特徴とする。

【００１２】（ａ） 実質的に平坦な台を含む容器内に
組成物を置き、（ｂ） 引張られ、透明であり、可撓性
でありかつ非接着性の膜であって、第１および第２表面
を有し、該第１表面は前記第２表面に対向し、かつ平行
である膜を、前記第１表面が前記組成物によって濡れな
いように配置し、かつ前記第２表面の少なくとも一部が
前記組成物と接触するように配置して前記組成物中に位
置させ、（ｃ） 前記膜の第１位置の上に実質的に平坦
で、実質的に剛でかつ実質的に透明で、上部および下部
平坦表面を有し、該上部表面は前記下部表面に対向しか
つ平行である板を該板の下部平坦表面が前記膜の第１表
面に平行でかつ接触するように確保して、前記板に前記
膜を初期位置に案内させて該膜が前記平坦な台上で一層
の厚さに等しい距離で台と平行に横たわるようにし、
（ｄ） 固化した層を得るために前記膜と前記台との間
に収容されている前記光成形可能な組成物を、要求に応
じて固化した層と前記台との間に適当な接着を生ずるの
に十分な放射線に前記透明な板および前記透明な膜を介
して露出し、（ｅ） 前記透明な板を前記台上の前記第
１位置から前記台から離れた第２位置に移動し、（ｆ）
前記膜を前記固化した膜および露出されなかった変形
可能な組成物から分離し、（ｇ） 前記変形可能な組成
物を前記固化した層を越えて流動させ、（ｈ） 前記台
と前記膜の初期位置との間の距離を一層の厚さだけ増加
させ、（ｉ） 前記膜を工程（ｂ）の如く前記組成物中
に再び位置させ、（ｊ） 前記膜の上部の第１位置に前
記板を該板の下部平坦表面が前記膜の第１表面と平行で
かつ接触するように再び確保し、前記板に前記膜を案内
させて該膜が前記以前に固化した層と平行でかつ層の厚
さと等しい距離で層上に横たわるようにし、（ｋ） 新
しい固化した層を形成するために前記膜と前記以前に固
化した層との間に収容されている光形成可能な組成物
を、前記透明な板を介しかつ前記透明な膜を介して、要
求に応じて新しく固化した層と以前に固化した層との間
に適当な接着が生ずるのに十分な放射線に露出し、
（ｌ） 前記透明な板を前記台上の第１位置から前記板
から離れた第２位置へ再び移動させ、（ｍ） 前記膜を
新しく固化した層および露出されなかった変形可能な組
成物から分離し、（ｎ） 一体化した３次元物体が形成
されるまで工程（ｇ）から（ｍ）までを繰返す。

【００１３】本発明はまた、変形可能な、光変形可能な
組成物の層を１層ずつ固化させて一体化された３次元体
を迅速かつ正確に形成する装置において、前記光形成可
能な組成物の連続した層のそれぞれを放射線に描画像的
に露出するための像形成手段；およびコーティングステ
ーションを有し、該コーティングステーションは前記組
成物を収容するための容器と；該容器内に設けられた実
質的に平坦な台と；透明で可撓性でかつ非接着性で張力
下で前記台上に支持された膜であって、第１および第２
表面を有し、該第１表面は前記第２表面に対向しかつ平
行であって、前記組成物の中で前記第１表面が前記組成
物によって濡らされないように、かつ前記第２表面の少
なくとも一部は前記組成物と接触するように操作される
膜と；前記膜上の第１位置に確保された実質的に平坦
で、実質的に剛でかつ実質的に透明な板であって、上部
および下部平坦表面を有し、該上部平坦表面は前記下部
平坦表面と対向しかつ平行であって、かつ下部平坦表面
が膜の第１表面と平行でかつ接触し、前記膜を前記平坦
な台上にかつ平行に導く板と；前記膜の第２表面と前記
台との間の距離を、前記光形成可能な組成物の連続した
層が前記第２表面の下で形成され、かつ前記像形成手段
によって与えられる放射線に対して像状に露出すること
によって固化されるために制御可能に変化させるための
変位手段と；前記板をその第１位置から第２位置へ移動
させる手段と；前記変形可能な組成物を前記固化した層
を越えて流動させる手段；および前記膜を分離する手段
とを有することを特徴とする。

【００１４】好ましくは組成物は液体であり、像形成手
段はある強度を有する放射線ビームを出射する出射手段
と、出射された放射線ビームを偏向する偏向手段と、前
記出射手段と偏向手段の間に配置され前記放射線ビーム
の強度を変調する変調手段と、３次元体の形状に応じた
グラフィックデータが格納され、該グラフィックデータ
に基づき、前記変調手段，偏向手段、および変位手段を
制御するため、前記変調手段，反射手段、および変位手
段に接続されているコンピュータとを有する。

【００１５】

【実施例】本発明は、変形可能および光成形可能な組成
物の層を順次硬化させて３次元体を成形する方法および
装置に関し、特に、薄く平らな光成形可能な組成物の層
を速く成形する制御方法と、放射線照射されて光成形お
よび硬化された組成物の層を歪ませたり傷つけたりしな
いようにする方法と、変形可能な組成物を積層する方法
に関する。これらの方法により、気泡が残らないように
され、当該層形成前に放射線照射され硬化された層に生
じる歪が軽減され、より平らに、より正確に、より結着
性をもった層が形成される。

【００１６】図１は本発明の一実施例を示す。描画ステ
ーションまたは手段と、コーティングステーションを有
する。描画ステーションまたは手段は放射線源１０，変
調器１４，コンピュータ３４、およびスキャナ１６を含
む。

【００１７】放射線源１０はレーザが望ましく、放射線
ビーム１２が出射されている。固体を高速で成形するの
が望ましいので、本発明の装置は高出力レーザのような
比較的高出力の放射線源１０であって、可視域，赤外
域、または紫外域に大きなバンドを有するものを用いる
のが望ましい。高出力とは、光強度が２０ｍＷ以上の出
力であり、望ましくは１００ｍＷを越える出力とする。
現在の光成形可能な組成物のフォトスピード（ｐｈｏｔ
ｏｓｐｅｅｄ）に関しても上記のようにする。しかし、
光成形可能な組成物のフォトスピードが高い場合、２０
ｍＷと１００ｍＷの値は、低い値になる。というのは、
光成形可能な組成物のフォトスピードと放射線ビームの
光強度は、同一結果を得るため、互いに逆の関係を有す
るからである。光成形可能な組成物の感度とレーザ光の
波長とを充分に一致させるため、選択された光成形可能
な組成物に応じてレーザの種類を選択すべきである。そ
の他の放射線放射手段としては、それらのエネルギータ
イプが光成形可能な組成物の感度と合致し、ビームが出
射され、この技術分野において良く知られ、確立された
方法に従えば取り扱い状態が維持されるのであれば、電
子線，Ｘ線等を用いることもできる。ビームの断面形状
は所望の形状にできるが、通常、その形状は円形であ
り、ビームの強さが円の中心で最大になるガウス形ビー
ムである。

【００１８】放射線ビーム１２は変調器１４に出射され
る。変調器１４は音響光学変調器であるのが望ましい。
変調された放射線ビーム１２′は偏向手段１６に導かれ
る。偏向手段１６は２つのミラー２０，２２を具え、ミ
ラー２０，２２はそれぞれ図示しない軸を有し、放射線
ビームをＸ方向とＹ方向に移動させながら表面５３に反
射させる。Ｘ，Ｙ方向は直交しており表面５３と平行に
なっている。ミラー２０，２２はそれぞれの軸の回りに
モータ２４，２６により回転されている。モータ２４，
２６はベクタ走査モードでコーティングステーション４
６の槽４４内の光形成のために予め定めた位置に向けて
反射ビームをＸ，Ｙ方向に制御する。光成形可能な組成
物の例は後述する。放射線ビームが反射手段１６により
反射されると、その放射線ビームはゼロから最大に加速
され、速度がゼロから最大（定速）になる。放射線ビー
ムの速度と放射線ビームの強さは、露光を実質的に一定
にするため、比例させる。放射線ビームにより描画する
ため、光成形可能な組成物の予め定めた部分が実質的に
一定の深さで露光される。

【００１９】本発明の目的を達成するため、放射線ビー
ム１２″はレーザからの集束光であっても良いし、その
他、多くの異なる方法で変形した光源や光であっても良
い。例えば、放射線ビーム１２″は種々の光学濃度マス
ク（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｈｏｔｏｍａ
ｓｋ）、例えば、液晶ディスプレイ，塩化銀フィルム，
エレクトロディポジットマスク（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｄｅ
ｐｏｓｉｔｅｄ ｍａｓｋ）等に照射されるか、あるい
は再帰反射性液晶セル（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｌｉｑｕ
ｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃｅｌｌ）のような種々の光学
濃度装置から反射される。

【００２０】図２は一実施例のコーティングステーショ
ン４６を詳細に示す。槽４４は光成形可能な組成物４０
が収容されている。プラットフォーム４１は実質的に平
らであり、槽４４内の光成形可能な組成物４０の中に配
置されている。槽の上方には付勢手段４９があり、付勢
手段４９の一端が固定点に取り付けられ、他端が可撓性
のある透明フィルム４５に取り付けられている。透明フ
ィルム４５は付勢手段４９により緊張され、実質的に固
体の透明プレート４７により充分に引張られる。透明フ
ィルム４５の他端は固定されるか、あるいは付勢手段等
に取り付けられている。透明フィルム４５は透明で、可
撓性がなければならない。また、透明フィルム４５は少
なくとも化学線の照射により光成形可能な組成物４０を
硬化させた後は光形成可能な組成物４０に粘着しないよ
うにすべきであり、化学線の照射前でも光成形可能な組
成物４０に粘着しないのが望ましい。透明プレート４７
はプラットフォーム４１と実質的に平行になるように、
透明フィルム４５をプラットフォーム４１上に案内す
る。

【００２１】透明フィルム４５は第１の面４５′と第２
の面４５″を有し、面４５′，４５″は透明フィルム４
５の両側にあり、互いに平行になっている。透明フィル
ム４５は光形成可能な組成物４０内で操作可能であり、
第１の面４５′は光成形可能な組成物４０により濡れな
いように光成形可能な組成物４０から離し、第２の面４
５″は光成形可能な組成物４０と少なくとも部分的に接
触するように、光成形可能な組成物４０内に浸漬されて
いる。

【００２２】透明プレート４７は、実質的に平らであ
り、実質的に剛であり、化学的放射線を実質的に透過す
るものであり、平らな上面４７′と平らな下面４７″を
有し、面４７′，４７″は透明プレート４７の両側にあ
り、実質的に平行である。透明プレート４７は図２に示
すように、透明フィルム４５上の第１の位置Ａに、透明
プレート４７の下面４７″が透明フィルム４５の第１の
面４５′と接触するように、図示しない公知の手段によ
り、固定されている。この状態により、透明プレート４
７は透明フィルム４５がプラットフォーム４１の上で平
行になるように、透明フィルム４５を原位置Ｃに案内す
る。透明プレート４７は図２に示すように第１の位置Ａ
から、図３に示す第２の位置Ｂに、公知の移動手段によ
り移動することができる。第１の位置Ａと第２の位置Ｂ
が同一平面上にあり、その平面がプラットフォーム４１
と平行になるように、透明プレートを第１の位置Ａから
第２の位置Ｂに並進させるのが望ましい。

【００２３】図３は図２図示のコーティングステーショ
ンを示すが、図３は図示しない移動手段により透明プレ
ート４７が並進された状態を示す。透明プレート４７は
必ずしも並進させる必要はない。透明プレート４７を移
動させる手段としては公知の機械的手段かあるいは電気
機械的手段を使用することができる。例えば、透明プレ
ート４７を案内するガイドを有する公知のモータ／スク
リュー機構またはモータ／チェーン機構がある。これら
の機構は公知であるので、また図を簡略にするため図に
示していない。

【００２４】透明フィルム４５は連続したウェブである
か、あるいはその両端部がロール状になっていても良い
点を注意すべきである。一端部のロールは製造工程中
に、望ましくは、透明プレート４７が原位置Ｃに戻る間
に巻出され、他端部のロールが巻取るようになってい
る。

【００２５】透明フィルム４５の第２の面４５″の下で
光成形可能な組成物４０の層１１を順次成形し、層１１
を描画手段からの放射線を照射して硬化させるため、変
位手段４２はプラットフォーム４１と透明フィルム４５
の第２の面４５″の間の距離を制御するようになってい
る。光成形可能な組成物４０の層４８は、透明フィルム
４５の第２の面４５″と予め硬化させた層１１の間か、
あるいは第２の面４５″と硬化層のない部分のプラット
フォーム４１の間の層で、最初に変形される層であり、
化学的放射線を照射する前は液状で、照射した後に硬化
するのが望ましい。変位手段４２はコンピュータ３４に
より制御され、プラットフォーム４１は透明プレート４
７の下面に対して垂直に移動するものが望ましい。

【００２６】本発明によれば、層４８の厚みはプラット
フォーム４１と透明フィルム４５の第２の面４５″の間
の距離によって規制されているので、層を順次成形する
ための距離の増加はプラットフォーム４１か、あるいは
フィルム／プレートシステムを移動させることによって
得ることができる。従って、透明フィルム４５の原位置
Ｃのような位置と、透明プレート４７の第１の位置Ａの
ような位置には、位置を参照するため、フィルム／プレ
ートアセンブリを有するが、プラットフォームや槽を有
しない。

【００２７】図を簡略にするため図示しないが、放射線
による描画により硬化された層から透明フィルム４５を
分離する手段、望ましくは、はがす手段が設けられてい
る。この手段は命令により形成された層から透明フィル
ムを分離する公知の機構と全く異なるものであっても良
い。付勢手段４９は、透明フィルム４５を緊張させるも
のであるが、透明プレート４７を移動する際、透明フィ
ルム４５を硬化された層から引きはがし、分離手段とし
て動作する限り、充分強いものを選択しても良いし、他
の適正なものであっても良い。分離手段はある位置に配
置して、透明プレート４７が第２の位置にある場合、透
明プレート４７は邪魔にならないが、透明フィルムを分
離できるようにしなければならない。透明フィルム４５
は硬化させた層からラインフロント（ｌｉｎｅ ｆｒｏ
ｎｔ）でランダムでなく分離されるのが望ましい。ライ
ンフロントは透明プレート４７の線形の端により透明フ
ィルム４５が鋭く曲げられて規制されるのが望ましい。
透明フィルム４５を、透明プレート４７をステップ移動
させながら分離するか、あるいは透明プレート４７を移
動させた後に一度に分離するようにしても良いが、前者
の方が望ましい。

【００２８】図１に示すように、信号線５２，５０，５
４，６０は、放射線源１０，変調器１４，偏向手段１
６，変位手段４２をそれぞれ制御するため、コンピュー
タ３４に接続されている。透明プレート４７を移動する
手段は、透明フィルム４５を分離する手段と同様に、コ
ンピュータ３４により制御するようにしても良い。光成
形可能な組成物４０が透明フィルム４５上に流れ、透明
フィルム４５の第１の面４５′または透明プレート４７
の下面４７″が汚染されるが、汚染されないようにする
望ましい方法は図４から容易に分る。図４は図２図示の
コーティングステーションの断面を示す。透明フィルム
４５の側端は上方に折り曲げられ、透明フィルム４５の
第１の面４５′が汚染されたり濡れたりしないようにし
てある。透明フィルム４５の側端を公知の支持手段３，
３′により持ち上げるようにして汚染または濡れを防止
することができる。このような手段としては、透明フィ
ルム４５に取り付けて上方に持ち上げるための可撓性の
フィルムがある。

【００２９】材料を替えたり選択することは、図２ない
し図４に示す方法にとって有効なことである。付勢手段
４９は１つの線輪，スプリングコイル，弾性バンド，プ
ーリーを介して下げた錘，クラッチ，テンションロッ
ド，ソレノイド等であっても良い。付勢手段は種類を問
わず、次のようにすることが唯一重要なことである。す
なわち、ビーム１２″のような化学的放射線を照射させ
ている間、透明フィルム４５を緊張させて透明フィルム
４５を平らにするとともに、透明プレート４７の下面に
接触させ、しかも、硬化された組成物表面から望ましく
は均等に分離できるようにする。あるいは、透明フィル
ム４５は弾性があり、上述したように使用した場合、充
分引張されるものであれば、上述した付勢手段は必要で
はない。当然、上述したように使用するとともに他の目
的で使用するため、透明フィルムの一部分が弾性を有す
るようにしても良い。透明フィルム４５は次の条件のも
のであればどの材料であっても良い。すなわち、放射線
ビーム１２″を実質的に透過し、ビーム１２″の散乱を
防ぐに充分な品質を有する。実質的に均一な厚さを有す
る。分離あるいは引きはがしによる繰返しまげと、支持
手段３，３′による繰返しまげに充分耐えるだけの可撓
性を有する。付勢手段４９および／または支持手段３，
３′により充分に緊張させるため適正な弾性を有する。
光成形可能な組成物４０を透過させない。滑らかであ
る。光成形可能な組成物４０の変形層４８や光成形可能
な組成物４０の硬化部分に実質的に粘着しない。

【００３０】透明フィルム４５の例としては、ＰＦＡフ
ィルム，ＰＴＦＥフィルム，ＦＥＰフィルム，ポリプロ
ピレンフィルム，ポリエチレンフィルム，シリコーンナ
イズド（ｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄ）ポリエチレンフィル
ム，ポリジメチルシロキサンをコーティングしたはく離
層を有するポリエチレンテレフタレートフィルム等があ
る。弾性を有する透明フィルム４５の例としては、Ｅ．
Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ社製のカルレ
ッツ（Ｃａｌｒｅｚ）フルオロカーボンエラストマフィ
ルムがある。

【００３１】透明プレート４７は次の条件を有する材料
であればどれでも良い。すなわち、実質的に均一の厚さ
を有し平らである。適正な固さを有し、放射線ビーム１
２″が照射されている間、望ましい平坦度を有する。充
分な透過度と光学的な透明度を有し、透明プレート４７
を介して放射線ビーム１２″を照射させることができ、
透明フィルムの下の光成形可能な組成物を１層分の厚さ
だけ充分に光硬化させるか、あるいは硬化させる。透明
プレート４７の適正な材料としては、平らなガラス，シ
リカ板、または透明なアクリル板かポリカーボネイト板
がある。唯一望まれることは透明で実質的に平らなこと
である。支持体３，３′は、既に述べたが、光成形可能
な組成物の表面の上の透明フィルム４５の端部を保持す
るものでもよい。支持手段３，３′の他の例としては、
Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅＮｅｍｏｕｒｓ社製のＬ
ｙｃｒａ（登録商標）のような弾性材料があり、透明フ
ィルム４５の端部の長さに縫製されるか、接着されたゴ
ムがあり、光成形可能な組成物の液面（レベル）上で引
張されている。他の例としては、透明フィルム４５の端
部につけるカーテンリングの付属品やワイヤを含み、光
成形可能な組成物の液面（レベル上に）で端部が保持さ
れている。

【００３２】既に述べたように、公知の移動または並進
手段により、透明プレート４７は移動されるか、望まし
くは並進される。移動または並進手段は透明プレート４
７の移動ステップに合わせるか、無関係に、透明フィル
ム４５を硬化された光成形可能な組成物１１から分離す
る。

【００３３】本発明者は次のことを見い出した。すなわ
ち、比較的剛な表面と接続している間に放射手段により
露出された光成形可能な組成物は実質的に強く結合さ
れ、そのため、たとえ、表面に適正な非付着材をコーテ
ィングしても、２つの表面を直接引き離すことは容易で
はなく、１つの表面を他の表面に対して相対的に滑らせ
ることは容易ではない。光成形可能な組成物または光硬
化した（固化した）組成物に対して化学的な相互作用が
少ないか、あるいはないので光成形可能な組成物または
光硬化した組成物に対して粘着し得ないはずの、ポリテ
トラフルオロエチレンフィルム，ＰＦＡフィルム，ポリ
プロピレンフィルム、およびポリエチレンフィルムは、
可撓性フィルムがなく、固いプレートがないという違い
はあるものの、図１ないし図４と同様にして放射線を照
射した後では光硬化したまたは固化した光成形可能な組
成物の表面から直接引張ることができず、または表面か
らずらしながら分離することができない。しかし、本発
明のステップに従えば、透明フィルムは少し力を入れる
だけで光硬化または固化された光成形可能な組成物の表
面から分離することを本発明者は見い出した。本実施例
における、光硬化（ｐｈｏｔｏｈａｒｄｅｎｉｎｇ），
硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）および固化（ｓｏｌｉｄｉ
ｆｙｉｎｇ）という語は、放射線放射手段により変形組
成物を固体にするということを意味する。この点は注意
すべきである。これら３つの語は交互に使用している。
また、自重で流動しない組成物は液体とは考えない。

【００３４】本発明の実施に使用することのできる光成
形可能な組成物（ｐｈｏｔｏｆｏｒｍａｂｌｅ ｃｏｍ
ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）は、露出によって固化するもので
あればいかなる組成物でもよい。かかる組成物は一般
に、ただし必須ではないが、感光性材料（ｐｈｏｔｏｓ
ｅｎｓｉｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）および光開始財
（ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を含む。ここで“フ
ォト（ｐｈｏｔｏ）”なる語は光ばかりでなく、放射線
への露出によって変形可能な組成物を変形させ、特に液
体組成物を固化した組成物に変換させ得るいかなる型の
化学的放射線をも示す。縮合および遊離基重合およびそ
れらの組合せと同様にカチオン重合またはアニオン重合
はこのような動作の例である。カチオン重合は好ましい
ものであり、遊離基重合はさらに好ましい。熱的に合着
する材料を含む光成形可能な組成物はさらにより好適な
ものである。

【００３５】液体の熱的に合着性（ｃｏｕｌｅｓｃｉｂ
ｌｅ）で光成形可能な組成物は、化学的放射線への露出
によって、その極限の物理的な性質、特にその付着性お
よび凝集性に関して必ずしも到達することなく固化する
組成物である。しかし、それは次の処理が加えられるま
での間、取り扱い得るだけの適度な完全性を現す。その
組成物は特殊な物質を分散した形で含む時に合着性にな
ると考えられ、その特殊な物質は例えば温度の上昇のよ
うなある条件の下で合着する。合着（ｃｏａｌｅｓｃｅ
ｎｃｅ）は分散層の凝集した連続的な固相への変換であ
る。

【００３６】好ましくは光成形可能な組成物は熱的に合
着し得る重合凝集材料，光成形可能なモノマおよび光開
始剤を含む。好ましくは光成形可能な材料はエチレン的
に不飽和なモノマを含む。化学的放射線に露出すると、
光成形可能な組成物の露光領域は非露光領域を除去した
後、熱的に合着して残存する。このことは多層の一体化
した３次元物体のための層間の接合表面における付着性
および層内の凝集性の双方を改善するのに重要である。
実際に凝集結合は最終的な３次元物体の構造にすぐれた
性質を付与する熱的に合着し得る材料によって結合面に
おいて形成される。同様に下層の表面の実質的な過度の
成長を妨げることが、以下に議論されるように、非常に
重要である。

【００３７】光成形可能な組成物が合着し得る材料に基
づかない場合には、露光後の後処理は必要ないが、合着
し得る材料が基本的な成分である場合には、その物体が
極限強度に到達するためにさらに熱処理が必要である。
こうしてこのような場合には、３次元物体の全ての層が
上に述べた方法によって形成された後に、組成物の非露
出部分は、物体を震動させる、物体に気体を吹きつける
等の任意の通常の方法によって除去される。さらに除去
は物体を難溶性で合着しない溶媒で洗浄することによっ
ても行うことができる。水，アルコールおよび一般に極
性の溶媒は難溶性であり、非極性の溶媒はその逆であ
る。考えられている溶媒がリンス時間中に露出領域から
過度の量の材料を抽出し、またはリンスされる物体を過
度に膨潤しない限り、溶媒は難溶性で合着させない溶媒
と考えられる。次に物体は高い凝集強度および付着強度
を出現するために熱的に合着される。この工程は例えば
対流炉，赤外線加熱（ＩＲ）炉，マイクロウェーブ炉等
の炉内で行われる。最適の温度および時間は個々の組成
物に依存する。典型的な温度範囲は１００℃〜２５０℃
であり時間範囲は５〜３０分である。しかし、この範囲
外の温度および時間を使うこともできる。

【００３８】熱的に合着し得る材料の非常に重要なグル
ープはプラスチゾルである。プラスチゾルは、粘度が注
入可能な液体から重い糊までの範囲にわたり、非揮発性
の液体熱可塑剤中に微粒子の高分子樹脂を分散して得ら
れる流体混合物である、すなわち、高分子または樹脂に
適合しその加工性および可撓性を増加させるが可撓性の
通常の条件下で樹脂または高分子に対して実質的な溶媒
能力をもたず、通常の貯蔵条件（例えば室内状態）で樹
脂または高分子に対して実質な溶媒能力をもたない材料
である。プラスチゾルは、例えば鋳型またはコーティン
グによって所望の形に成形された後、加熱され高分子樹
脂粒子および非揮発性の液体成分が合着して均質な固体
のかたまりが形成される。揮発性の希釈剤をプラスチゾ
ル分散体に添加してその粘度を修正しかつコーティング
または他の成形操作における所望の取扱い性を得ること
ができる。１０％以下の希釈剤を含む分散体はプラスチ
ゾルとして扱われる。プラスチゾルの場合に用いられる
可塑剤は貯蔵温度より高い温度においてのみポリマを溶
媒和する可塑剤として作用するので、それをまた熱可塑
剤と呼んでもよい。

【００３９】最も広く用いられるプラスチゾルは可塑剤
中のポリ塩化ビニルを基礎とした重合体である。分散樹
脂（粒径０．１〜２μｍの範囲）が一般に使用される。
それらはポリマのタイプ（重合体または酢酸ビニルとの
共重合またはカルボキシル感応基を含むポリ塩化ビニ
ル）、と分子量および粒子の寸法，形および分布によっ
て特徴づけられる。最終製品の物理的な要求に従って所
定の分子量の樹脂が通常選ばれる。より大きな分子量の
樹脂はより大きな物理的強度をもたらす。共重合体はよ
り低い融解温度が必要な時に使用される。粒子の寸法，
形および分布はプラスチゾルのレオロジーに顕著な影響
を与える。配合樹脂（粒子径１０〜１５０μｍの範囲）
は分散樹脂と結合してもよい。それらは、所定の可塑剤
レベルにおいてプラスチゾルの粘度を減少させる油の吸
収が少ない。

【００４０】ポリ塩化ビニルはプラスチゾルの形成に一
次ポリマとして使用されることが文献に記載されてい
る。ポリ塩化ビニルプラスチゾルは米国特許第３，７９
５，６４９号に記載されており、そこではポリ塩化ビニ
ルはアクリルモノマを含む他のモノマ、それらはポリマ
組成物の少数（３５％）を構成する、と共重合されてい
る。米国特許第２，６１８，６２１号にはポリ塩化ビニ
ルプラスチゾルが記載され、そこでは可塑剤含有量の一
部がアクリルモノマに置換され、それから塩化ビニル樹
脂を合着する工程での温度で通常の方法で熱的に重合さ
れる。

【００４１】ポリ塩化ビニルプラスチゾル分散体はその
中に、米国特許第４，６３４，５６２号に記されている
ように感光性モノマおよび光開始剤を結合することによ
り、光活性にすることができ、またはポリ塩化ビニルポ
リマの骨格に化学的放射線への露光によって光重合する
基または光架橋する基をつけることによって、変性され
たポリ塩化ビニルが重合されまたは架橋される。かかる
組成物は好ましくは全合着材料の一部としてまたは全不
飽和モノマの一部として用いることができる。光開始剤
は米国特許第４，２５１，６１８号および第４，２７
６，３６６号に記述されているようにポリマの一部を構
成し、かつ本発明においては全合着材料の一部として好
適に用いられる。

【００４２】一般にポリビニルハライド，ポリビニリデ
ンハライド，ポリビニルハライドアセテート，ポリビニ
リデンハライドアセテート，ポリフェニレンオキシド，
ポリビニルアセタールおよびそれらの混合物が熱的に合
着するポリマとして効果的に使用され得る。ハライドが
塩化物または弗化物であることが好ましい。ポリビニル
ハライド組成物は、良く知られているように一般に熱安
定剤を含んでいる。安定剤はポリマから熱劣化の結果と
して放出されるハロゲン化水素を受容する能力を有す
る。それらは脱色をも同様に防ぐ。一般に用いられてい
る安定剤はバリウム−カドミウム−亜鉛型のものであ
る。それらはエポキシ化された油および燐酸塩（キレー
ト）の添加によってしばしば改良される。

【００４３】米国特許第４，４２１，６１９号、第４，
３０９，３３１号、第４，４６５，５７２号、第４，１
２５，７００号およびベルギー特許８６５，１８に記述
されているようなアクリルおよびメタクリルプラスチゾ
ルと同様に米国特許第４，１７６，０２８号に記述され
ている高分子電解質もまた使用することができる。米国
特許第４，５２３，９８３号、第４，５６８，４０５号
および第４，６２３，５５８号に記述されているような
他の熱的に合着し得る組成物もまた本発明の実施に採用
され得る組成物の例である。

【００４４】プラスチゾル中に使用される可塑剤は一般
に機能または構造のどちらかで分類される。構造的には
それらはモノマかポリマかによって、機能的には主要な
ものか副次的なものかによって分類される。良い耐性，
適合性および可塑効果をもつものは主要なものと考えら
れ、適合性の低いものは副次的なものと考えられる。ポ
リ塩化ビニル樹脂に対する典型的な非重合性の可塑剤は
ジイソデシルフタレート，ジイソノニルフタレート，ジ
イソオクチルフタレート，ジ−２−エチルヘキシルフタ
レート，ジ−２−エチルヘキシルアゼラート，ジイソデ
シルアジペート，ｎ−オクチル−ｎ−デシルアジペー
ト，ジイソノニルアジペート，ジ−２−エチルヘキシル
アジペート，Ｃ７およびＣ９アジペート，ｎ−Ｃ６−Ｃ
８−Ｃ１０フタレート，ｎ−オクチル−ｎ−デシルフタ
レート，ジトリデシルフタレート，トリ−２−エチルヘ
キシルトリメリテート，トリイソノニルトリメリテー
ト，ｎ−オクチル−ｎ−デシルトリメリテート，ポリエ
ステル（パラプレックスＧ−５４，Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａ
ａｓ Ｃｏ．，Ｐｌａｓｔｏｌｅｉｎ ９７５０ ｏｆ
Ｅｍｅｒｙ Ｉｎｄｕｓｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．），ブチル
ベンジルフタレート，ジヘキシルフタレート，ブチルオ
クチルフタレート，トリクレシルフォスフェート，クレ
シルジフェニルフォスフェート，２−エチルヘキシルジ
フェニルフォスフェート，デシルジフェニルフォスフェ
ート，ジカプリルフタレート，ジ−２−エチルヘキシル
イソフタレート，エポキシ化された大豆油のような可塑
剤を含むエポキシド，オクチルエポキシタレートおよび
イソオクチルエポキシタレート，炭水化物，塩素化され
た炭化水素およびその他を含むがこれらに限定されな
い。

【００４５】重合性の可塑剤は重合されない可塑剤と共
に用いることができる。それらは、１，３−ブチレング
リコールジメタクリレート，トリメチロールプロパンビ
ス−（メタクリレート），トリエチロールプロパントリ
メタクリレートを含むがこれらに限定されない。

【００４６】可塑剤は粘性，レオロジー的性質，貯蔵能
力，溶融温度，適用法および本来の物理的性質（例え
ば、引張り強さ，伸び％，耐炎性および熱的な合着工程
後の耐久性）を含むプラスチゾルの全ての面に十分な効
果をもっている。問題になっている特別のポリマ分散体
に対する可塑剤の選択は注意深く考慮されなければなら
ない。エポキシドはバリウム−カドミウム−亜鉛安定剤
と共にポリ塩化ビニル分散樹脂に対して熱安定性を与え
るので、通常は２またはそれ以上のエポキシド可塑剤が
添加剤として用いられる。ポリマ分散樹脂および可塑
剤，安定剤，充填剤，粘性調整剤等の適正な組合せによ
って熱合着に際して広い範囲の特性が得られる。例えば
極限の引張りおよび引裂き強度は大きな分子量のポリマ
樹脂，少ない量の可塑剤、および完全な溶融のための十
分な時間と温度を用いた時に得られる。伸びを増加させ
るには、可塑剤の量を増加し共重合体（例えば塩化ビニ
ルと７％の酢酸ビニルの共重合）を用いることができ
る。プラスチゾルが光成形性化合物の構造に与える必要
でかつ重要な性質は光成形および溶融（熱的合着）工程
において収縮が実質的にないことである。

【００４７】組成物中に１またはそれ以上のモノマを使
用してもよい。モノマは単官能，２官能，３官能または
多官能アクリレート，メタクリレート，ビニル，アリル
等であってもよい。それらはエポキシ，ビニル，イソシ
アネート，ウレタン等の他の官能基および／または感光
性基を含んでもよく、それらがモノマを光成形性にする
ことができるならそれらだけでも良く、またアクリレー
トまたはメタクリレートにさらにそれらを加えてもよ
い。単独でまたは他のモノマと組合せて使用することの
できるエチレン的に不飽和なモノマの例はｔ−ブチルア
クリレートおよびメタクリレート、１，５−ペンタンジ
オールジアクリレートおよびジメタクリレート、Ｎ，Ｎ
−ジエチルアミノエチルアクリレートおよびメタクリレ
ート，エチレングリコールジアクリレートおよびジメタ
クリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレートお
よびジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリ
レートおよびジメタクリレート、ヘキサメチレングリコ
ールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，３−
プロパンジオールジアクリレートおよびジメタクリレー
ト、デカメチレングリコールジアクリレートおよびジメ
タクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアク
リレートおよびジメタクリレート、２，２−ジメチロー
ルプロパンジアクリレートおよびジメタクリレート、グ
リセロールジアクリレートおよびジメタクリレート、ト
リプロピレングリコールジアクリレートおよびジメタク
レイート、グリセロールトリアクリレートおよびトリメ
タクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
トおよびトリメタクリレート、ペンタエリトリトールト
リアクリレートおよびトリメタクリレート、ポリオキシ
エチレ−テッドトリメチロールプロパントリアクリレー
トおよびトリメタクリレートおよび同様な化合物（以上
は米国特許第３，３８０，８３１号に開示されてい
る）、２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）−プロパ
ンジアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリ
レートおよびテトラメタクリレート、２，２−ジ−（ｐ
−ヒドロキシフェニル）−プロパンジメタクリレート、
トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシエ
チル−２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパン
ジメタクリレート、ビスフェノール−Ａのジ−（３−メ
タクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、
ビスフェノール−Ａのジ−（２−メタクリルオキシエチ
ル）エーテル、ビスフェノールＡのジ−（３−アクリル
オキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、ビスフェ
ノール−Ａのジ−（２−アクリルオキシエチル）エーテ
ル、１，４−ブタンジオールのジ−（３−メタクリルオ
キシ−２−ヒドロキシプロピル）、トリエチレングリコ
ールジメタクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロ
ールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジ
アクリレートおよびジメタクリレート、１，２，４−ブ
タントリロールトリアクリレートおよびトリメタクリレ
ート、２，２４−トリメチル−１，３−ペンタンジオー
ルジアクリレートおよびジメタクリレート、１−フェニ
ルエチレン−１，２−ジメタクリレート、ジアリルフマ
レート、スチレン、１，４−ベンゼンジオールジメタク
リレート、１，４−ジイソプロペニルベンゼンおよび
１，３，５−トリイソプロペニルベンゼンを含むがこれ
らに限定されない。同様に少なくとも３００の分子量を
もつエチレン的に不飽和な化合物、例えば、アルキレン
または炭素が２から１５のアルキレングリコールから作
られたポリアルキレングリコールジアクリレートまたは
１から１０のエーテル結合のポリアルキレンエーテルグ
リコールおよび米国特許第２，９２７，０２２号に開示
された化合物、例えば複数の付加重合性エチレン結合、
特に端末結合として存在する、をもつ化合物も有効であ
る。同様に全てのメタクリレート，テトラヒドロフルフ
リルメタクリレート，シクロヘキシルメタクリレート，
ジアリルフマレート，ｎ−ベンジルアクリレート，カル
ボワックス（登録商標）５５０アクリレート，メチルセ
ロソルブ（登録商標）アクリレート，ジクロロペンタニ
ルアクリレート，イソデシルアクリレート，２（２−エ
トキシエトキシ）エチルアクリレート，ポリブタジエン
ジアクリレート，トリス（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアヌレートトリアクリレート，エポキシジアクリルレ
ートテトラブロモビスフェノルＡジアクリレートが含ま
れる。ビニルピロール，Ｎ−ビニルピロリドンおよびビ
ニルエーテルのようなビニル基を有するモノマは有用で
ある。同様にアルカリ除去性をもつ炭素基をもつ単官能
または多官能基を有するオリゴマおよびアクリレートお
よびイソシアネート末端基の双方を有するものは有用で
ある。

【００４８】特に好適なモノマは、ポリオキシ エチル
化 トリメチロールプロパン トリアクリル酸，エチル
化 ペンタエリスリトール トリアクリル酸，ジペンタ
エリスリトール モノヒドロキシペンタアクリル酸およ
び１，１０−デカネジオールジメチルアクリル酸であ
る。他のモノマは、カプロラクトン アクリル酸および
メタアクリル酸，プロポオキシ化 ネオペンチル，グリ
コール ジアクリル酸およびメタアクリル酸である。

【００４９】ビスフェノールＡのジ−（３−アクリルオ
キシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル，ビスフェノ
ールＡオリゴマーのジ−（３−メタアクリルオキシ−２
−ヒドロキシプロピル）エーテルは、一般的には不飽和
ビスフェノールＡオリゴマーとして呼ばれ、これらのオ
リゴマーは高いフォトスピードを与えるために特別に興
味がある。また、脂肪族骨格または芳香族骨格を有する
ウレタン ジアクリル酸またはメタアクリル酸は、不飽
和ウレタン オリゴマーとして呼ばれ特に興味がある。
というのは、それらのオリゴマーは高いフォトスピード
および高い可撓性を与えるので特に興味がある。

【００５０】重合化の際に膨張するモノマは、一部は標
準的なモノマとして使用することができて、膨張の際に
収縮またはそりを与えない組成物を生みだすことができ
る。これらのモノマは多環式開口剤を主成分としてい
る。スピロ オルソカルボン酸，スピロオルソエステル
および二環式のオルソエステルは、この群に属するもの
として知られている。

【００５１】典型的なモノマは、ノルボレン スピロ
オルソカルボン酸およびビスメチレン スピロ オルソ
カルボン酸である。カチオン重合を経るモノマは、本発
明において有用でもある。モノマの典型的な種類は、環
状エーテル，環状ホルマールとアセタール，ラクトン，
ビニルモノマ，硫黄を含有するモノマ，オルガノシリコ
ーンモノマ，一官能価のエポキシ，二官能価のエポキ
シ，エポキシ プレポリマー，高級オリゴマーおよびエ
ポキシの末端がキャップされたシリコーン樹脂である。
これらのモノマは公開されている文献において見いだす
ことができる。そのような文献の一つとしては、Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ Ｃｏｒｐａｒａ
ｔｉｏｎにより出版されＳ．Ｐ．Ｐａｐｐａｓによって
編集された“ＵＶ Ｃｕｒｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａ
ｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”にあるＪａｍｅｓ Ｖ．
Ｃｒｉｖｅｌｌｏの“Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｅｄ
ｃａｔｉｏｎｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”が
挙げられる。

【００５２】他の環式開口モノマは、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ
Ａｐｐｌｉｅｄ ＳｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒ
ｓ，Ｌｏｎｄｏｎ ａｎｄ Ｎｅｗｙｏｒｋ，１９８４
年出版でＫ．Ｊ．ＩｖｉｎとＴ．Ｓａｅｇｕｓａによっ
て編集された“Ｒｉｎｇｏｐｅｎｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅ
ｒｉｚａｔｉｏｎ”に見いだすことができる。

【００５３】単独または混合して本発明に用いられる光
開始剤の例は、米国特許第２，７６０，８６３号に記載
されており、ベンゾイン エーテル，ピバロイン エー
テルアシロイン エーテル、例えば、ベンゾイン メチ
ル エーテル，ベンゾインエチル エーテル，ベンジル
ジメチルケタールのようなビシナル ケタルドニル
アルコール類；他にはα−メチルベンゾイン，α−アリ
ルベンゾインおよびα−フェニル ベンゾインを含むα
−炭化水素置換型芳香族アシロイン類のようなビシナル
ケタールドニルアルコール類を含む。他の光開始剤
は、１−ヒドロキシシクロベニール フェノール ケト
ン，ジエトキシフェノール アセトフェノン，２−メチ
ル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕，２−モルホ
リノ−プロパン−１，ベンゾフェノン，ミヒラーケト
ン，連鎖移動剤であるカルホキノンを有する置換型トリ
フェニル イミダゾイルダイマーを含む。米国特許第
３，４２７，１６１号、第３，４７９，１８５号および
第３，５４９，３６７号に記載されているフェナジン
類，オキサジン類，キノン類のような染料、ミヒラーケ
トン，ベンゾフェノン，アクリロキシ ベンゾフェノ
ン，ロイコ染料を含有し、水素供与体を有する２，４，
５−トリフェニルイミダゾイルダイマーおよびそれらの
混合物である染料と同様に、米国特許第２，８５０，４
４５号、第２，８７５，０４７号、第３，０９７，０９
６号、第３，０７４，９７４号、第３，０９７，０９７
号および第３，１４５，１０４号に開示されている光還
元性染料および還元剤を開始剤として用いることができ
る。また、光開始剤および光抑制剤としては、米国特許
第４，１６２，１６２号に開示されている増感剤が有用
である。光開始剤または光開始剤の系は、光成形可能な
組成物の全量を主成分とする量の０．０５から１０重量
％を有する。熱的に不安定であるが、１８４℃またはそ
れ以下の温度で化学線に対して露光すると遊離基を発生
する他の好適な光開始剤の系は、置換型または非置換型
の多環式のキノン類を含む。これらのキノン類は、例え
ば、９，１０−アントラキノン、２−メチルアントラキ
ノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチ
ルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，
４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、ベ
ンヅ（ベンザ）アントラセン−７，１２−ジオーン、
２，３−ナフトラセン−５，１２−ジオーン、２−メチ
ル−１，４−ナフトキノン、１，４−ジメチル−アント
ラキノン、２，３−ジメチルアントラキノン、２−フェ
ニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノ
ン、レテンキノン、７，８，９，１０−テトラヒドロナ
フタセン−５，１２−ジオーンおよび１，２，３，４−
テトラヒドロベンズ（ベンザ）アントラセン−７，１２
−ジオーンのような共役炭素環式系に２個の内環炭素を
有する化合物である。また、α−アミノ芳香族ケトン、
トリクロロメチル置換型シクロヘキサジエノンおよびト
リアジン、塩素化アセトフェノン誘導体のようなハハゲ
ン化化合物、第３級のアミンの存在下でのチオキサント
ンおよびチタノセン類が開始剤として挙げられる。

【００５４】カチオン重合のための典型的な開始剤の種
類は、ＳｂＦ₆ ^-，ＢＦ₄-，ＰＦ₆ ^-，ＣｌＯ₄ ^-，ＣＦ₃ Ｓ
Ｏ₃ ^-，ＡｓＦ₆ ^-のような非球核対イオンを含有するジア
リールインドニウム塩，ジアリールインドニウム塩，ト
リアシルスルホン酸塩，トリアリールセレニウム塩、ま
たは鉄アレン錯体である。しかしながら、これらの開始
剤は、２，５−ジエトキシ−４−（ｐ−トリメルカプ
ト）ベンゼン ジアゾニウムＰＦ₆ ^-，４−ジメチルアミ
ン−ナフタレン ジアゾニウム塩，ジフェニルインドニ
ウム ヘキサフルオロ砒酸エステル，ｄｉ−ｔ−ブチル
ジフェニルインドニウム ヘキサフルオロ燐酸ＦＸ−５
１２ スルホニウム塩（３Ｍ社製），トリエチルスルホ
ニウム沃素塩，ＣＧ２４−６１（チバ・ガイギー社製）
に限定されることはない。有用な参考書は、前述した
“Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｏｆ Ｃａｔｉｏｎ
ｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”である。

【００５５】しかしながら、ラジカル重合のためのこれ
らの開始剤として有用な感光剤は、メチレンブルーおよ
び米国特許第３，５５４，７５３号、第３，５６３，７
５０号、第３，５６３，７５１号、第３，６４７，４６
７号、第３，６５２，２７５号、第４，１６２，１６２
号、第４，２６８，６６７号、第４，３５１，８９３、
第４，４５４，２１８号、第４，５３５，０５２号およ
び第４，５６５，７６９号に開示されている感光剤であ
る。感光剤の好適な群は、米国特許第４，２６８，６６
７号および第４，３５１，８９３号に開示されていると
同様に、Ｂａｕｍその他により米国特許第３，６５２，
２７５号に開示されているビス（ｐ−ジアルキルアミノ
ベンジルイデン）ケトン，Ｄｕｅｂｅｒにより米国特許
第４，１６２，１６２号に開示されているアリールイデ
ンを包含する。また、有用な感光剤は、Ｄａｕｂｅｒに
より開示されている米国特許第４，１６２，１６２号の
第６欄の第１行目から第６５頁に記載されている。特に
好適な感光剤は次のようなものを含む。感光剤は、ＤＢ
Ｃ、すなわちシクロペンタノン；２，５−ビス−〔４−
（ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル〕メチレン〕
−；ＤＥＡＷ、すなわち、シクロペンタノン、２，５−
ビス〔４−（ジエチルアミノ）フェニル〕メチレン〕
−；ジメトキシ−ＪＤＩ、すなわち、１Ｈ−インデン−
１−オン、２，３−ジヒドロ−５，６−ジメトキシ−２
−〔（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベ
ンゾ〔ｉ，ｊ〕キノリジン−９−イル）メチレン〕−、
および、ＪＡＷ、すなわち、シクロペンタノン、２，５
−〔ビス〔（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５
Ｈ−ベンゾ〔ｉ，ｊ〕キノリジン−１−イル〕メチレ
ン〕−である。また、シクロペンタノン ２，５−ビス
〔２−（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−
２Ｈ−インドール−２−イリデン）エチリデン〕、ＣＡ
Ｓ２７７１３−８５−５、およびシクロペンタノン、
２，５−ビス−〔２−エチルナフト〔１，２−ｄ〕チア
ゾール−２（１Ｈ）−イリデン）エチリデン、ＣＡＳ２
７７１４−２５−６は有用である。

【００５６】しかしながら、カチオン重合のための感光
剤は、ペリレン、アクリジン オレンジ、アクリジン
イエロー、フォスフェンＲ、ベンゾフラビン＆セトフラ
ビンＴに限定されることはない。

【００５７】光重合組成物において連鎖移動剤として有
用な水素供与体は、各種の化合物、例えば、（ａ）エー
テル類、（ｂ）エステル類、（ｃ）アルコール類、
（ｄ）アリル酸またはベンジル酸クメン、（ｅ）アセタ
ール類、（ｆ）アルデヒド類、およびＭａｃｄａｃｈｌ
ａｎによる米国特許第３，３９０，９９６号の第６欄、
第１８頁から第５８頁に開示されているアミド類と同様
に２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプト
ベンゾチアゾール、４−メチル−４Ｈ−１，２，４，ト
リアゾール−３−チオール等を含む。

【００５８】他の成分、例えば、染料，色素，展延剤，
無機または有機充填剤，無機または有機強化繊維，重合
抑制剤，熱安定剤，粘性調整剤，有機シランカップリン
グ剤のような層間および一般には面間接着促進剤，コー
ティング補助剤等が、光成形可能な組成物がその基本的
性質を保存する限り、光形成可能な組成物中に存在して
いてもよい。

【００５９】本発明の好適な実施例の操作において、図
１に示される放射手段１０は前述した強度を有する放射
線ビーム１２を供給する。放射線ビーム１２は変調器１
４を通り、そこでその強度はゼロレベルから、エネルギ
ー損のために、変調されないビームの強度より低い値ま
で変調される。損失のためにいくらか減少した強度を有
する変調された放射線ビームは二つのミラーアセンブリ
２０および２２を有し、各ミラーがそれぞれ異なるモー
タ２４および２６によって独立に駆動される偏向手段を
通る。モータ２４によって駆動されるミラー２０はビー
ムをＸ方向に偏向させ、一方ミラー２２はビームをＹ方
向に偏光させる。Ｘ方向はＹ方向に対して垂直である。
ミラー２０および２２の相対運動に関する電気的なフィ
ードバックが偏向手段によってコンピュータ手段３４に
線５４を介して与えられる。ビームの速度および薄層４
８の所定の場所上の平均滞在時間と相関しているこのフ
ィードバックはコンピュータ手段３４によって処理さ
れ、放射線ビームの強度を変調するために変調手段１４
に制御指令として線５０を介して供給され、その結果ビ
ームの強度と層４８の所定の各場所における滞在時間の
積は実質的に一定に保たれる。各連続薄膜の所定の場所
の上での露出レベルを一定に保つことによって、層の厚
さもまた実質的に一定に保たれる。この補正または補償
は非常に重要であり、特に薄層の支持されていない部
分、そこではベクトルスキャンニングの初期速度が低い
ための過剰露出の結果として膨潤した端縁が現れる、で
重要である。露出レベルを一定に維持する手段がない場
合は、ビーム１２″の強度が高い程または光成形可能な
組成物の感光性が高い程、この問題はより厳しくなる。
また、組成物４０の感度が高い程、露出制御手段なしで
はこの問題はより厳しくなる。かかる露出制御手段はラ
スタスキャンニングにおいてもまたはオーバスキャンさ
れたベクトルスキームを組込んだシステムにおいてもま
た必要である、近接した非露出領域からの露出の寄与が
不足しているために相違は像の端縁が露出不足になるこ
とである。これらの場合に、変調手段は像の端縁が端縁
でない像の領域と実質的に等しい露出を受けることを確
実にする。

【００６０】どんなことがあっても、放射線ビーム１
２″は容器４４内に収容されている光成形可能な組成物
４０に向って制御可能に導かれる。

【００６１】図２に示すように、最初にプレート４７が
位置Ａ内にあってフィルム４５がプラットフォーム４１
と平行でかつプラットフォームから要求される層の厚さ
に対応する所定の距離にあるようにフィルムを案内し、
光成形可能な組成物４０が層４８としてプラットフォー
ム４１と可撓性のフィルム４５の第２表面４５″との間
に存在するようにする。ついで層４８はビーム１２″の
化学的放射線によって描画像的に露出される。層４８の
像状の固化に際してプレート４７は通常の移動手段を用
いて、図３に示すように横方向の運動によってゆっくり
と位置Ｂに移動する。プレート４７のこの横方向運動の
間、フィルムに対して引張り力を与えるものとして最初
に機能する引張り要素４９もフィルムが固化した層から
プレート４７の直線端縁を越えラインフロントで徐々に
分離されるようにする、その結果引張り機構４９は分離
手段として動作する。この点で、変位手段４２はプラッ
トフォーム４１をプラットフォームとフィルムの原位置
Ｃとの間の距離を層の厚さだけ増加させるために、原位
置Ｃにあるフィルムの表面によって規定される平面に垂
直な方向に移動させる。プラットフォーム４７はそれか
らその最初の位置Ａに確保される。

【００６２】同じサイクルが３次元物体が完成されるま
で繰返される。もし光成形可能な組成物がプラスチゾル
または他の熱的に合着可能な材料を含む場合は、多くの
場合前述した熱処理がさらに必要となる。熱的に合着可
能な材料が存在しない場合は、多くの場合、後処理は極
端に大きな効果をもたらさない。

【００６３】モータ２４および２６に結合された２個の
ミラー２０および２２によるビームの偏向および変調手
段１４は制御／フィードバック線５４および５０を介し
てコンピュータ手段３４によってそれぞれ制御される。
製作中の固体物体の形に対応したグラフィックデータも
またコンピュータ手段３４に蓄積される。コンピュータ
手段３４に蓄積されたグラフィックデータは、処理され
た後、放射線ビームを薄層４８上の所定の位置に偏向さ
せるために、モータ２４および２６を動作させ従ってミ
ラー２０および２２を動かす。コンピュータ３４が、他
の構成部品を公知の方法によって適時にかつ正確にその
機能を果すように、構成部品を制御し指令することが望
ましい。

【００６４】コーティングのこの方法は層の厚さに関し
て限定されるものではないが、１００の３インチまたは
それ以下の層が作られるのが望ましい。

【００６５】本発明者は、本発明に従って得られる結果
についての可能な説明として以下の機構を提案する。し
かし、この提案は単に示唆にすぎないものであり、読者
はそのとおり受取るべきである。本発明者の提案は本発
明の範囲をいかなる点においても制限するものではな
い。

【００６６】剛体の透明プレートを引張るより、フィル
ムをある角度分離することは除去のための力をプレート
の全面積にわたって分布している接着力の合計から、分
離が行われる線あるいは各時点においてフィルムの湾曲
部が引きはがされる線に沿って分布して接着力に変換す
ると思われる。このような分離力の分布面積の変化はフ
ィルムの除去のために費やされる全体の力を大幅に減少
させる。第２に、剥がされるべき時にフィルムが巻かれ
ている時はいつでもフィルムの外径の部分は僅かに引張
られ、内径の部分は僅かに圧縮される。剥ぐ時に外径部
は固化した層と密着している表面であり、かつこの外径
部は引張られているので、フィルムと固化した層との機
械的な結合は破られる。実質的に平坦なフィルムと言え
どもある程度波うった表面またはは顕微鏡レベルでの表
面粗さをもっている、そして材料が硬化されまたは固化
された時にこの顕微鏡的に粗い表面と密着していると機
械的な結合を伴う。第３に剥離動作は、その中に気体，
液体または一般的には変形可能な材料が流れこむ孔を開
けることとして見ることができる。そのような孔が小さ
いと、勢いよく流れこんで隙き間を満たす気体，液体ま
たは他の変形可能な材料の流動抵抗が増加する。剛性プ
レートまたはフィルムおよびこれらの表面と密着してい
る材料を分離させようとする時、両者の間に細孔が存在
する。それで、空気および本発明の場合には、通常かな
り粘い材料である光成形可能で変形可能な組成物はこの
細孔を通って二つの表面の離間のために生じた隙き間を
満たさなければならない。この細孔を通る流れに対する
高い抵抗は流速を著しく遅くし、二つの表面の離間を非
常に時間のかかるものにするかまたは著しく力を要する
ものにする。剥離作用は孔を大きな寸法のものとし、分
離線に作られた隙き間を埋めようとする液体，気体また
は他の材料の流動抵抗を著しく減少させ、光硬化した、
または固化した組成物の表面からフィルムを迅速かつ小
さな力で分離することを可能にする。

【００６７】可撓性フィルムの上に剛性の透明プレート
を有することの利点はプレートが １．新しくコーティングされた変形可能な層に対する表
面平坦性を有し、従って露出され領域に対する平坦性を
有する、 ２．露出の間酸素がシステムに入ることを防ぎ、従って
フォトスピードを改善する、 ３．透明な可撓性フィルムが光成形可能な組成物中にし
っかり保持されるようにする、 ということである。

【００６８】本発明者の発明の利点は光硬化したまたは
固化した組成物の層が薄くまた時には片持ち梁または梁
以外のもので支持されない時により大きく認められる。
これらの薄い層は大きな負荷に耐えることはできない。
フィルムをこれらの層から剥離するのに含まれる力は、
フィルムまたは比較的剛なプレートを他の方法によって
除去するのに比べ、層上で著しく弱く。

【００６９】さらに、本発明者は実質的に剛な透明プレ
ートを水平に滑らせてフィルムを実質的に剛な透明プレ
ートの端縁において分離することは薄層の表面における
応力をさらに減少させることを示唆する。片持ち梁の部
分および梁の部分は、ほぼ支持されない突出部の長さの
３乗の関数として減少する剛性をもつ。実質的に剛で透
明なプレートは分離をより鋭くしかつこのプレートの端
縁に近づけさせ、そして実質的に剛で透明なプレートは
層の支持されない部分、すなわち片持ち梁または梁の部
分、の支持体として働き、そのためにその部分の支持さ
れない長さを減少しその剛性を増加させる。実質的に剛
で透明なプレートまたはそれと同様の表面の端縁におい
てなされる分離動作は実質的に剛で透明なプレートを水
平方向に、より一般的にはプラットフォームの面に平行
な方向に移動させるので形成された固化層の平坦性およ
び一体性を著しく改善する。

【００７０】この分離動作の間実質的に剛で透明なプレ
ートを水平方向に移動させることの他の利点は、それぞ
れの分離された層の表面が光成形可能な組成物によって
直接に覆われ、その組成物が液体の場合には、組成物は
固化した層のすぐ上の表面水位を有し、かつ実質的に剛
で透明なプレートとフィルムとの移動によって生じた隙
き間に急速に流れこむことである。このことは光成形可
能な組成物への気泡の導入を防ぎ、層間の接着の低下お
よび遅いフォトスピードをもたらし得る酸素抑制の有害
な影響を減少させる。非液体の組成物の場合は、組成物
を適正な場所に置くのにドクターナイフ，押し出し機，
加熱されたバー等を使用してもよい。さらに、光成形可
能な組成物の表面の下にある実質的に剛で透明なプレー
トの移動および（背面分離）フィルムを実質的に剛で透
明なプレートの端縁の下で辷らしてフィルムをおろすこ
とは、光成形可能な組成物の厚さを次の層のための適切
な厚さとする洗練された方法である、というのは組成物
は、多くは、前に形成された層中への垂直な移動、それ
は層を歪ませまたは傷つける、というよりむしろその層
に沿って水平な移動をさせられるからである。

【００７１】フィルムが実質的に剛で透明なプレートの
下に没することは静水圧がフィルムをプレートの底に対
して支持しまたは少なくとも支持を助けることを確保す
る。実質的に剛で透明なプレート，フィルムおよび光成
形可能な組成物の間の良好な光結合を確保するには、そ
れらの材料の屈折率ができるだけ厳密に一致し、および
／または好ましくは同様の屈折率の結合流体をフィルム
とプレートの間に使用して、それらの界面に生じ得るガ
ス状の隙き間または他の形態の隙き間を満たすことが好
ましい。この結合流体は分離および再コーティング工程
の間、フィルムとプレートの間潤滑財としての作用し得
る。このような結合流体の例はＲ．Ｐ．Ｃａｒｇｉｌｌ
ｅ Ｌｕｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｃｅｄａｒ Ｇｒｏｖ
ｅ，ＮＪ．製のＬａｓｅｒ Ｌｉｑｕｉｄｓ（登録商
標）である。放射線ビームが透明プレート中に最適に結
合するために、実質的に剛で透明なプレートの空気と接
している側に適当な透電光学コーティング剤をコーティ
ングするのが好ましい。

【００７２】層のコーティング工程では移動可能なプラ
ットフォームの過剰な移動は避けられる。各像形成工程
においてプラットフォームを引張られたフィルム４５か
ら僅か１層の厚さだけ移動させることが必要である。こ
のことは生産速度を著しく増加させ、さらに流体流動の
静水圧力がプラットフォームの下部表面によって大きく
吸収されるので、プラットフォームを液体の表面からか
なりの距離まで突込み、ついで引っこめて所望の厚さの
液層を得ることを基礎とする他の方法に対比して、作ら
れる層を傷つけるまたは歪ませることが少ない。本発明
によれば、各層の厚は最初の層については可撓性の透明
なフィルムとプラットフォームの上部表面との距離によ
ってあるいは最初の層への露出料によって、また以後の
層については可撓性の透明なフィルムの下部表面と前に
作られた層の上表面との距離または以後の層に対する露
出量によって決定されるので毎像形成工程の間、プラッ
トフォーム４１と引張られたフィルム４５との距離が各
層の深さまたは厚さを決定するということは明らかであ
る。

【００７３】本発明者はこれまで本発明の好適な実施例
を開示してきたが、本発明の範囲は特許請求の範囲の記
載およびそれと均等なものによってのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】層形成を説明する説明図である。

【図３】プレートをプラットフォームから離した状態を
示す図である。

【図４】フィルムの側部を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 放射線源 １４ 変調器 １６ スキャナ ３４ コンピュータ ４１ プラットフォーム ４２ 変位手段 ４４ 槽 ４５ 透明フィルム ４６ コーティングステーション ４７ 透明プレート

Claims (34)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記工程を有することを特徴とする変形
   可能および光成形可能な組成物の連続した固化した層か
   ら一体化した３次元物体を迅速にかつ正確に作製する方
   法； （ａ） 実質的に平坦な台を含む容器内に組成物を置
   き、 （ｂ） 引張られ、透明であり、可撓性でありかつ非接
   着性の膜であって、第１および第２表面を有し、該第１
   表面は前記第２表面に対向し、かつ平行である膜を、前
   記第１表面が前記組成物によって濡れないように配置
   し、かつ前記第２表面の少なくとも一部が前記組成物と
   接触するように配置して前記組成物中に位置させ、 （ｃ） 前記膜の第１位置の上に実質的に平坦で、実質
   的に剛でかつ実質的に透明で、上部および下部平坦表面
   を有し、該上部表面は前記下部表面に対向しかつ平行で
   ある板を該板の下部平坦表面が前記膜の第１表面に平行
   でかつ接触するように確保して、前記板に前記膜を初期
   位置に案内させて該膜が前記平坦な台上で一層の厚さに
   等しい距離で台と平行に横たわるようにし、 （ｄ） 固化した層を得るために前記膜と前記台との間
   に収容されている前記光成形可能な組成物を、要求に応
   じて固化した層と前記台との間に適当な接着を生ずるの
   に十分な放射線に前記透明な板および前記透明な膜を介
   して露出し、 （ｅ） 前記透明な板を前記台上の前記第１位置から前
   記台から離れた第２位置に移動し、 （ｆ） 前記膜を前記固化した膜および露出されなかっ
   た変形可能な組成物から分離し、 （ｇ） 前記変形可能な組成物を前記固化した層を越え
   て流動させ、 （ｈ） 前記台と前記膜の初期位置との間の距離を一層
   の厚さだけ増加させ、 （ｉ） 前記膜を工程（ｂ）の如く前記組成物中に再び
   位置させ、 （ｊ） 前記膜の上部の第１位置に前記板を該板の下部
   平坦表面が前記膜の第１表面と平行でかつ接触するよう
   に再び確保し、前記板に前記膜を案内させて該膜が前記
   以前に固化した層と平行でかつ層の厚さと等しい距離で
   層上に横たわるようにし、 （ｋ） 新しい固化した層を形成するために前記膜と前
   記以前に固化した層との間に収容されている光形成可能
   な組成物を、前記透明な板を介しかつ前記透明な膜を介
   して、要求に応じて新しく固化した層と以前に固化した
   層との間に適当な接着が生ずるのに十分な放射線に露出
   し、 （ｌ） 前記透明な板を前記台上の第１位置から前記板
   から離れた第２位置へ再び移動させ、 （ｍ） 前記膜を新しく固化した層および露出されなか
   った変形可能な組成物から分離し、 （ｎ） 一体化した３次元物体が形成されるまで工程
   （ｇ）から（ｍ）までを繰返す。
2. 【請求項２】 前記変形可能な組成物が液体であること
   を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記変形可能な組成物が非液体であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記板が前記第１位置にある時に前記台
   が前記透明に板に対して実質的に垂直に動き得ることを
   特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記板を移動させる工程および前記膜を
   分離する工程が同時に行われることを特徴とする請求項
   ４に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記板は直線の端縁を有し、かつ前記移
   動工程は前記板の実質的に水平な横方向移動によって行
   われ、一方前記膜は前記直線上端縁の付近から分離され
   ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記板および前記膜は合致した屈折率を
   有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記板および前記膜は合致した屈折率を
   有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記板と前記膜の間に光結合流体が置か
   れていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記板と前記膜の間に光結合流体が置
    かれていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記膜の少なくとも一部はエラストメ
    リックであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記膜の少なくとも一部はエラストメ
    リックであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記放射線がレーザビームの形である
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記放射線がレーザビームの形である
    ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記放射線が可変光学密度のフォトマ
    スクによって変調されることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
16. 【請求項１６】 前記放射線が可変光学密度のフォトマ
    スクによって変調されることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
17. 【請求項１７】 前記光形成可能な組成物がプラスチゾ
    ルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記光形成可能な組成物がプラスチゾ
    ルを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
19. 【請求項１９】 以下の組立体を含むことを特徴とする
    変形可能および光形成可能な組成物の連続した固化した
    層から一体化した３次元物体を迅速にかつ正確に作製す
    る装置；前記光形成可能な組成物の連続した層のそれぞ
    れを放射線に描画像的に露出するための像形成手段；お
    よびコーティングステーションを有し、該コーティング
    ステーションは前記組成物を収容するための容器と；該
    容器内に設けられた実質的に平坦な台と；透明で可撓性
    でかつ非接着性で張力下で前記台上に支持された膜であ
    って、第１および第２表面を有し、該第１表面は前記第
    ２表面に対向しかつ平行であって、前記組成物の中で前
    記第１表面が前記組成物によって濡らされないように、
    かつ前記第２表面の少なくとも一部は前記組成物と接触
    するように操作される膜と；前記膜上の第１位置に確保
    された実質的に平坦で、実質的に剛でかつ実質的に透明
    な板であって、上部および下部平坦表面を有し、該上部
    平坦表面は前記下部平坦表面と対向しかつ平行であっ
    て、かつ下部平坦表面が膜の第１表面と平行でかつ接触
    し、前記膜を前記平坦な台上にかつ平行に導く板と；前
    記膜の第２表面と前記台との間の距離を、前記光形成可
    能な組成物の連続した層が前記第２表面の下で形成さ
    れ、かつ前記像形成手段によって与えられる放射線に対
    して像状に露出することによって固化されるために制御
    可能に変化させるための変位手段と；前記板をその第１
    位置から第２位置へ移動させる手段と；前記変形可能な
    組成物を前記固化した層を越えて流動させる手段；およ
    び前記膜を分離する手段とを有する。
20. 【請求項２０】 前記変形可能な組成物が液体であるこ
    とを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 【請求項２１】 前記変形可能な組成物が非液体である
    ことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
22. 【請求項２２】 前記像形成手段が、強度を有する放射
    線を供給する放射手段と、前記放射線を制御可能に偏向
    させる偏向手段と、前記放射手段と前記偏向手段との間
    に設けられ前記放射線の強度を変調する変調手段と、剛
    体の形状に対応してグラフィックデータをソートするコ
    ンピュータ手段とを有し、該コンピュータ手段は前記変
    調手段，偏向手段および配置手段を前記グラフィックデ
    ータに従って制御するために前記変調手段，偏向手段お
    よび配置手段と結合されていることを特徴とする請求項
    １９に記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記放射線がレーザビームを含むこと
    を特徴とする請求項１９に記載の装置。
24. 【請求項２４】 前記配置手段は前記台に結合されて該
    台を実質的に垂直方向に移動させることを特徴とする請
    求項１９に記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記板を移動させる手段は前記板に実
    質的に水平な横方向移動を与えることを特徴とする請求
    項２３に記載の装置。
26. 【請求項２６】 前記板と前記膜の屈折率が合致してい
    ることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
27. 【請求項２７】 前記板と前記膜の屈折率が合致してい
    ることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
28. 【請求項２８】 前記板と前記膜との間に置かれた光結
    合流体をさらに有することを特徴とする請求項１９に記
    載の装置。
29. 【請求項２９】 前記板と前記膜との間に置かれた光結
    合流体をさらに有することを特徴とする請求項２４に記
    載の装置。
30. 【請求項３０】 前記膜の少なくとも一部がエラストメ
    リックであることを特徴とする請求項１９に記載の装
    置。
31. 【請求項３１】 前記膜の少なくとも一部がエラストメ
    リックであることを特徴とする請求項２４に記載の装
    置。
32. 【請求項３２】 前記像形成手段が可変光学密度フォト
    マスクを含むことを特徴とする請求項１９に記載の装
    置。
33. 【請求項３３】 前記光成形可能な組成物がプラスチゾ
    ルを含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
34. 【請求項３４】 前記光成形可能な組成物がプラスチゾ
    ルを含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。