JPH05278121A

JPH05278121A - 差をもつ引張力を受けたエラストメリックフィルムを使用した固体像形成システム

Info

Publication number: JPH05278121A
Application number: JP3165851A
Authority: JP
Inventors: Aran Rooton Jiyon; アランロートンジョン; Jieimuzu Mikitsushi Danieru; ジェイムズミキッシダニエル
Original assignee: Teijin Seiki Co Ltd
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: EP0466422B1; KR0175666B1; KR920002305A; US5529473A; CA2045968A1; DE69110092T2; EP0466422A1; CN1058851A; DE69110092D1; AU8018591A; CN1031116C; JPH0684045B2; US5158858A; AU640796B2

Abstract

(57)【要約】【目的】変形可能で光成形可能な組成物の平坦な層を
形成する。【構成】引張力を加えられたエラストメリックな透明
フィルムを通して、変形可能で光成形可能な組成物の層
を露光することによって組成物の連続した層から一体的
な３次元体を作成する。露光は、フィルムと新たに固化
された各層間の弱い結合がフィルムにかかる引張力を変
えることによって分離され、変形可能な組成物の新しい
層がフィルムと固化された層との間に導かれるような形
で行なわれる。

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に関し、特に、より平坦に、
より正確に、より完全に層を形成して３次元体を形成す
るために、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（ｐｈｏｔｏｆｏｒｍａ
ｂｌｅ）組成物の薄い平坦なフィルムを正確にかつ迅速
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日に出願されたヨーロッパ特許出願第２５
０，１２１号は、固化可能な液体を用いて３次元体を形
成する装置を開示しており、この技術に関する文献の要
約が記載されている。１９８６年３月１１日に付与され
た米国特許第４，５７５，３３０号（Ｃ．Ｗ．Ｈｕｌ
ｌ）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。このシステムによれば、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３次
元体の一連の断面に対応する一連の薄層を順次自動的に
形成して一体化し、所望の３次元体を１層ずつ作り上げ
ている。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き取られる。１
９８８年６月２１日に付与された米国特許第４，７５
２，４９８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次元体を形成する改良方法が記載されて
いる。放射線透過材とは、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
のことである。この方法を用いると、多層体を形成する
ことができる。

【０００３】”ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭｅｔｈｏｄｆ
ｏｒｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇａｔｈｒｅｅ−ｄｉｍ
ｅｎｓｉｏｎａｌｐｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｗｉ
ｔｈｐｈｏｔｏｈａｒｄｅｎｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒ”
ｂｙＨｉｄｅｏＫｏｄａｍａ，Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．
Ｉｎｓｔｒｕｍ．５２（１１），１７７０−１７７３，
Ｎｏｖ．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、固化された断面の層を積み上げて３次元体が形
成される。”ＳｏｌｉｄＯｂｊｅｃｔＧｅｎｅｒａ
ｔｉｏｎ”ｂｙＡｌａｎＪ．Ｈｅｒｂｅｒｔ，Ｊｏｕ
ｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｏｔｏｇｒａｐ
ｈｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，８（４），１８５−
１８８，Ａｕｇ．１９８２には、２次元体のレプリカを
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】”ＡＲｅｖｉｅｗｏｆ３ＤＳｏｌ
ｉｄＯｂｊｅｃｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ”ｂｙ
Ａ．Ｊ．Ｈｅｒｂｅｒｔ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｍ
ａｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１５：１８６−１
９０（１９８９）には、上記とは異なる方法が記載され
ている。

【０００５】上記手法の殆どは、固化しようとする面積
または体積に放射線を順次に照射して段階的に３次元体
の固体セクタを形成することに関するものである。種々
のマスキング法が直接レーザ描画法とともに記載されて
いる。例えば、所望のパターンに従ってレーザ・ビーム
を光成形可能な組成物に照射し、１層ずつ層を形成し３
次元体を形成する方法が記載されている。各種の照射法
のほかに、最初は、プラットフォームに層状にコーティ
ングし、以後、照射により固化された層を１層ずつコー
ティングすることによって、液体の複数の薄層を形成す
る方法もいくつか記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したコーティング
法には、次のような問題点がある。すなわち、平坦で均
一な層厚が得られないか、あるいはそのような層を迅速
に形成できないことである。あるいは、連続コーティン
グ工程中に、先に形成された層が傷ついたり変形したり
するのを効果的に防止できないので、むしろ粘性の低い
液体組成物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、コーティング工程で係わりを
もつ非常に重要なパラメータが考慮されていない。すな
わち、薄い液体の層を形成する過程で固体の領域と液体
の領域が存在することによる影響と、流体流と液体のレ
オロジー的特性の影響と、光形成された薄い層がコーテ
ィング中流体流のために容易に歪む傾向にあること、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といったことである。

【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、あるいは槽内で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られている。さらに、Ｈｕｌ
ｌ特許は、低粘性の液体が望ましいが、他の実用上の理
由により、光形成可能な液体は一般的に粘性が高い液体
であることを示唆している。理論的には、液体は最終的
には平坦になるものが大部分であるが、粘性が高い液体
はもちろん粘性が低い液体でさえも、許容できる程度に
平坦になるまでに多大な時間を要する。特に、像形成面
積が広い場合と、液体層が非常に薄い場合に、多大の時
間を要する。以前に形成された層が液体プールを取り巻
く固体壁からなっている領域の存在が液体層コーティン
グの平坦化工程をさらに複雑化している。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、層に歪みが生じ、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社出願
には、新たな液面がその前の層から１層分だけ上になる
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み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、液状の感光性ポリマ
ーを所定形状（おそらくは平坦な形状）に定着するため
に、放射線透過材を使用することが記載されている。こ
の放射線透過材は通常剛直でコーティングされている
か、あるいは固化された感光性ポリマーにもともと粘着
しそうにないものである。従って、感光性ポリマーは所
望の厚さだけ固化される。Ｆｕｄｉｍ特許に記載の方法
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ときに
起こる問題を解決していない。化学的結合の影響は適性
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、大幅に減少することが可能であるが、機械的
な結合、水素結合、真空の力などは依然として存在し、
場合によっては、それが十分に大きいと、放射線透過材
の表面から分離するとき、感光性ポリマーに傷がついた
り、歪みを生じる原因となっている。さらに、本発明者
が行なった評価で次のようなことが明らかになった。す
なわち、分離に抗する力や、適度に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て固化された層
からすべって分離する際の力により、固化された層が傷
つき、特に、光形成可能な液体が周囲にある場合や、固
化された層が薄い場合に、傷がつきやすいことである。
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】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
た問題点を解決するために、光成形可能な組成物に接触
する延伸したエラストメリックフィルムを使用し、その
エラストメリックフィルムを通して像を形成し、固化さ
れた層とフィルム間の弱い結合を分離するために膜にか
かる張力を十分に変更し、新たな層を形成し、所望の３
次元体が得られるまで上記ステップを繰り返すことを特
徴としている。

【００１１】従って、本発明の目的は、変形可能で光成
形可能な組成物からなる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。当該層とともに以前
の露光されて固化された層は、平坦性，正確性，工程中
の結着性を有することになる。本発明により固化された
層は、その層厚が０．０３０インチ未満であることが望
ましい。

【００１２】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ものと
考えられる。さらに一般的には、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、層の再変形は可能であるとしてもより高
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し、従って自由に流動するので好ま
しい変形可能な組成物である。

【００１３】

【作用】本発明は各層に対する露光手段を使用して、層
を１層ずつ積層して３次元体を直接形成する方法および
装置に向けられており、各層のコーティングは薄く平坦
になるように、迅速にコーティングが行なわれるよう
に、かつ当該層形成前に形成された層に有害な作用を及
ぼすことがないように制御される。本発明は光成形可能
な組成物に接触するエラストメリックフィルムを延伸
し、当該エラストメリックフィルムを通して像形成し、
固化された層とフィルム間の弱い結合を分離するように
フィルムにかかる引張力を十分に変更し、新たな層を形
成し、所望の３次元体が得られるまで上記ステップを繰
り返すことを特徴とする。特に、本発明は、変形可能で
光成形可能な組成物の一連の層を化学線で１層ずつ像様
露光することによって、一体的な３次元体を形成する方
法に関し、次の工程を備えたことを特徴とする；（ａ）透明でエラストメリックな非接着性のフィルム
を、前記組成物内で前記プラットフォームから１層の厚
さに等しい距離をおいて位置させ、（ｂ）前記エラスト
メリックフィルムに第１の引張力を加え、（ｃ）前記フ
ィルムと前記プラットフォームとの間に含まれる光成形
可能な組成物に前記透明なエラストメリックフィルムを
通して像様露光して固化された層を形成し、（ｄ）前記
エラストメリックフィルムに第２の引張力を加え、第１
引張力と第２引張力との差を前記フィルムと前記固化さ
れた層との間の接着に打ち勝つのに十分な大きさにし、
（ｅ）前記プラットフォームと前記フィルムとの間の距
離を１層の厚さだけ大きくし、（ｆ）前記変形可能な組
成物を前記固化された層の上に流動させ、（ｇ）一体化
された３次元体が形成されるまで前記工程（ａ）〜
（ｆ）を繰り返す。

【００１４】好ましくは、本発明の方法は、実質的に平
坦で、実質的に剛直で、実質的に透明なプレートをフィ
ルムの上部でフィルムと接触するように固定する工程を
含んでいる。

【００１５】また、本発明は、変形可能で、光成形可能
な組成物の固化された一連の層から一体化された３次元
体を形成する装置に関し、像形成手段と、組成物を収容
するための容器と容器内に配置された実質的に平坦なプ
ラットフォームをもつコーティング・ステーションとの
アセンブリからなることを特徴としている。また、この
コーティング・ステーションは、１層の厚さに等しい距
離をおいてプラットフォーム上に支持された透明で、エ
ラストメリックな非接着性のフィルムと、フィルムに制
御可能に引張力を加えるための引張力付与手段と、フィ
ルムとプラットフォーム間の距離を制御可能に変更し
て、光成形可能な組成物の一連の層が像形成手段から送
られる放射線に像様露光して当該フィルムの下に形成さ
れ、固化されるようにするための配置手段とを備えてい
る。

【００１６】好ましくは、本発明の装置は、さらに、フ
ィルムの上部でフィルムと接触するように固定された実
質的に平坦で、実質的に剛直で、実質的に透明なプレー
トを備えている。

【００１７】

【実施例】本発明は、変形可能で光成形可能な組成物、
好ましくは液状の光成形可能な組成物の一連の層を順次
に固化させて３次元体を形成する方法および装置に関
し、特に、薄く平坦な光成形可能な組成物の層を制御の
もとで迅速に形成する方法と、露光されて光成形および
固化された組成物の層の歪みと損傷を防止する方法と、
変形可能な組成物の一連の層を順次に積層する方法に関
する。これらの方法は、気泡が入り込むのを防止し、当
該層形成前に露光され固化された層に生じる歪みを軽減
し、より平坦な、より正確な、より結着性（ｉｎｔｅｇ
ｒｉｔｙ）をもった層が形成される。

【００１８】図１は本発明の１実施例を示す。像形成ス
テーションまたは手段を備え、放射線源１０と、変調器
１４と、コンピュータ３４と、スキャナ１６とを含んで
いる。コーティング・ステーション４６も設けられてい
る。放射線源１０はレーザが望ましく、放射線ビーム１
２が放出される。固体を高速で形成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
の放射手段１０であって、可視域、赤外域、または紫外
域に主要バンドを有するものを用いるのが望ましい。高
出力とは、放射線ビーム１２の光強度が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（ｐｈ
ｏｔｏｓｐｅｅｄ）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くなる
と、２０ｍＷと１００ｍＷの値はそれに応じて小さくな
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に互い
に逆の関係を有するからである。どのタイプのレーザを
選択するかは、光成形可能な組成物の感度がレーザ光の
波長と十分に一致するように、光成形可能な組成物の選
択に合わせて行なうべきである。その他の照射線放出手
段としては、それらのエネルギー・タイプが光成形可能
な組成物の感度と一致し、ビームが放出され、この技術
分野においてよく知られ、確立された方法に従ってその
取扱い条件が守られている限り、電子線、Ｘ線などを用
いることもできる。ビーム断面形状を所望形状に変更す
るための手段を設けることも可能であるが、通常、その
形状は円形であり、ビームの強度の輪郭は円の中心で最
大になるガウス形ビームである。

【００１９】放射線ビーム１２は変調器１４に放出され
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を備え、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方向は互いに直交しており、表面５３
と平行になっている。ミラー２０、２２はそれぞれの軸
を中心にモータ２４、２６によって回転可能になってい
る。モータ２４、２６は、コーティング・ステーション
４６の容器４４に収容された光成形可能な組成物の所定
位置に向かってＸ、Ｙ方向に、ベクトル走査モードでビ
ームを偏向するように制御する。光成形可能な組成物の
例は後述する。放射線ビームが偏向手段１６によって偏
向されると、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
の速度と強さは、露光を実質的に一定に保つように、相
互に比例関係を保っている。放射線ビームは光成形可能
な組成物の予め定めた部分を実質的に一定の深さまで像
様露光する。これについては、後述する。

【００２０】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よいし、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よ
い。例えば、放射線ビーム１２”は種々の光学濃度マス
ク（ｏｐｔｉｃａｌｄｅｎｓｉｔｙｐｈｏｔｏｍａ
ｓｋ）、例えば、液晶ディスプレイ、ハロゲン化銀フィ
ルム、電着マスク（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｄｅｐｏｓｉｔｅ
ｄｍａｓｋ）などに照射されるか、あるいは再帰反射
性液晶セル（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｌｉｑｕｉｄｃｒ
ｙｓｔａｌｃｅｌｌ）のような種々の光学濃度装置か
ら反射される。

【００２１】図２は１実施例のコーティング・ステーシ
ョン４６の詳細図である。容器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、容器４４内の光成形可能な組成物４０
の中に配置されている。容器の上方には、引張力付与フ
レーム４９の形体をした引張力付与手段があり、伸長可
能なエラストメリックフィルム４５とスライド・シャフ
ト７４の両方に接続されている。フィルム４５は、フレ
ームがスライド・シャフト７４によって上下に強制的に
スライドするとき、引張力付与手段４９によって異なる
程度に緊張され、伸長されるようになっている。フィル
ム４５は、ガラス・プレート４７のような実質的に平坦
で、実質的に剛直で実質的に透明なプレートの周囲を弾
性的に伸長される。このプレートは外部フレーム８０と
内部フレームによって所定位置に固定されている。「弾
性的に伸長される」とは、フィルムがある程度の張力を
受けたときは大きく伸長し、引張力を弱めるか、除く
と、それに応じてフィルムが縮小するか、最初の寸法に
戻るようなフィルムの性質のことである。フィルム４５
は透明で、可撓性がなければならない。また、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を固化させたあと光成形可能な組成物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。「粘着
しない」とは、フィルムが伸長したとき、固化された光
成形可能な組成物に対する粘着性がほんのわずかである
か、最小であること、および光像形成後組成物の固化さ
れた層に破壊的な影響を及ぼさないで、本発明の要求条
件に従って剥離できることを意味する。

【００２２】外部フレーム８０と剛性プレート４７は、
プラットフォームと実質的に平行な位置を保つように、
フィルム４５をプラットフォーム上に案内する。内部フ
レーム８２と外部フレーム８０は、オーバラップ・フラ
ンジ８８と固定ねじ９０によって相互に固定されてい
る。内部フレーム８２の下部のシーリングＯ−リング８
６と外部フレーム８０の斜切縁８４でプレート４７が所
定位置に支持されている。

【００２３】フィルム４５は第１の面４５’と第２の面
４５”を有し、面４５’と面４５”はフィルム４５の両
側にあり、互いに平行になっている。フィルム４５は光
成形可能な組成物４０内で操作可能であり、第１の面４
５’は組成物４０によって濡れないないように組成物４
０から離され、第２の面４５”は組成物４０と少なくと
も部分的に接触するように、組成物４０内に浸漬され
る。

【００２４】プレート４７は、実質的に平らであり、実
質的に剛直であり、化学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４
７’と４７”はプレート４７の両側にあり、互いに実質
的に平行になっている。上述したように、プレート４７
は、プレート４７の下面４７”が弾性的に伸長したフィ
ルム４５の第１面４５’と接触するようにフィルム４５
の上に固定されている。「の上に」という用語は、フィ
ルム４５および組成物４０に対するプレート４７の相対
的位置を意味するために用いられたもので、これらの要
素と地上との相対的位置を意味するものではない。従っ
て、これらの要素が地上に対して回転するような場合で
あっても、「の上に」という用語は上記と同じ相対的位
置を表わしている。

【００２５】システム全体は支持フレーム７８によって
支持され、支持フレーム７８は槽４４を取り囲むように
設けられている。支持フレーム７８の上部には、スライ
ド・シャフト７４を案内するためのブシュ７５が設けら
れている。スライド・シャフト７４はその下端で張力フ
レームを支持し、その上端で駆動フレームに接続されて
いる。駆動フレーム７６はステップ・モータ９２に固着
している。ステップ・モータ９２ねじ付き駆動シャフト
９４を備え、モータに電源が入ると、駆動シャフト９４
が上下動するようになっている。駆動シャフト９４が上
下動すると、駆動フレームも上下動し、その運動がスラ
イド・シャフト７４に伝えられると、張力フレーム４９
が上下動することによって、フィルム４５に異なる引張
力と伸長力が加えられることになる。

【００２６】配置手段４２も設けられている。この配置
手段４２は、プラットフォーム４１とフィルム４５の第
２の面４５”間の距離を制御下で変えることによって、
光成形可能な組成物４０の連続する層１１がフィルム４
５の第２の面４５”の下に形成され、像形成手段から出
射された放射線に像様露光することによって固化される
ようにする。フィルム４５の第２の面４５”と予め固化
された層１１または他の固化層が存在しないプラットフ
ォーム４１間に含まれる組成物４０の層４８は、初期状
態では変形可能であり、好ましくは露光前液状になって
いるが、化学線が照射されると固化する。変位手段４２
はコンピュータ３４で制御することが好ましく、またプ
ラットフォーム４１は透明プレート４７の平坦な下面に
直交する方向に移動させることが好ましい。

【００２７】図１に示すように、信号線５２、５０、５
４、６０が設けられているが、これらはコンピュータ３
４が放射線源１０、変調器１４、偏向手段１６、配置手
段４２をそれぞれ制御するためのものである。コンピュ
ータ３４とステップ・モータ９２間を結ぶ信号線５８
は、コンピュータ３４がステップ・モータ９２を制御す
るためのものである。

【００２８】エラストメリックな透明フィルムはどのよ
うな材料でもよい。すなわち、放射線ビーム１２”を実
質的に透過し、ビーム１２”の散乱を防止するだけの十
分な光学的品質をもち、実質的に均一の厚さをもち、引
張力と伸長力の増減を繰り返すことに耐えるだけの十分
なエラストメリック性をもち、光成形可能な組成物４０
を透過せず、滑らかであり、光成形可能な組成物４０の
変形可能な層４８または光成形可能な組成物４０の固化
層１１に実質的に粘着しない材料ならば、どれでもよ
い。

【００２９】望ましいエラストメリックフィルムとして
は、透明なシリコーン・エラストマやフルオロエラスト
マがあるが、そのようなものとしてＤｕｐｏｎｔ社が販
売している透明なＫａｌｒｅｚ（登録商標）がある。最
も望ましいものとしては、本出願人の別出願ＡＤ−５７
２４に記載されているようなフルオロエラストマがある
が、この出願は本明細書の一部を構成するものである。
この種のフィルムは、この作業だけで使用されたもので
あるが、その調製方法は次の通りである。

【００３０】（Ａ）１０ガロンのステンレス・スチール
・オートクレーブから空気を抜き、窒素で清掃（パー
ジ）したあと、１．５リットルのフレオン１１３（１，
１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタ
ン）を含有する脱イオン、脱酸素した水を２６００リッ
トルを装入し、オートクレーブ内で５６ｇのアンモニウ
ム・ペルフルオロオクタノエート界面活性剤（３Ｍ社Ｆ
Ｃ−１４３）を溶解した。次に、重量比３０％ＴＦＥ
（テトラフルオロエチレン）と重量比７０％ＰＭＶＥ
（ペルフルオロ（メチル・ビニル・エーテル））の組成
からなる「スタートアップ・モノマ」混合物を使用し
て、反応炉を約０．２ＭＰａ（３０ｐｓｉ）に加圧し
た。オートクレーブから空気を抜いて約０．０３ＭＰａ
（５ｐｓｉ）にした。この加圧と空気排出はさらに２回
繰り返された。この時点で、３６ｍｌの１，１，２−ト
リクローロ−１，２，２−トリフルオロエタン中に溶解
された３．６ｇの１，４−ジヨ−ドペルフルオロブタン
を添加し、１２５ＲＰＭで撹拌しながらオートクレーブ
を８０℃まで加熱した。次に、上述した「スタートアッ
プ・モノマ」混合物を使用してオートクレーブを２．１
ＭＰａ（３００ｐｓｉ）に加圧した。重合を開始するた
めに、２％過硫酸アンモニウム水溶液２０ｍｌが２０時
間オートクレーブに装入された。そのあと、オートクレ
ーブ内の圧力は約２．０ＭＰａ（２９５ｐｓｉ）まで減
圧された。

【００３１】オートクレーブは、重合過程で「メイクア
ップ・モノマ」混合物を規則正しく添加することによっ
て、約２．１ＭＰａ（３００ｐｓｉ）の圧力に維持され
た。この「メイクアップ・モノマ」混合物の組成は次の
ようになっていた。すなわち、４６重量％ＴＦＥ、８重
量％エチレン、４６重量％ＰＭＶＥであった。重合化は
合計１５時間続けられ、そのあとでメイクアップ・モノ
マ混合物が６５００グラム添加された。また、この間
に、１％過硫酸アンモニウムがさらに１２９ｍｌ少量ず
つ小刻みに添加された。未反応のモノマはオートクレー
ブから排出され、ポリマ分散体は大きな容器に排出され
た。分散体のｐＨは２．７であり、固形物を２０．７％
含んでいた。

【００３２】硫酸カリウムアルミニウム溶液で凝集させ
ることによって上記分散体５００ｍｌからフルオロエラ
ストマを分離した。凝集されたポリマを濾過によって上
澄みから分離し、大型混合器で高速に撹拌して３回洗浄
した。最後に、水分を含む撹拌物を真空オーブンに入れ
て７０℃で４０時間乾燥した。５００ｍｌ部分から回収
した乾燥ポリマの重量は１１４グラムであった。フルオ
ロエラストマの組成は４５重量％のＴＦＥ、６．８重量
％のエチレン、３８．２重量％のＰＭＶＥであった。ポ
リマはヨウ素を０．２２％含有し、ムーニ粘度ＭＬ−１
０は１２１℃で測定したとき３２であった。

【００３３】（Ｂ）１０ガロンのオートクレーブに上記
（Ａ）で準備したポリマ分散体を３０Ｋｇ装入した。次
に、オートクレーブから空気を抜き、Ｎ₂ で３回洗浄し
た。そのあと、９０重量％のＴＦＥと１０重量％のエチ
レンの組成からなる新しい「スタートアップ・モノマ」
混合物で３回洗浄した。次に、オートクレーブは、この
新しい「スタートアップ・モノマ」混合物を使用して８
０℃に加熱され、１．３ＭＰａ（１９０ｐｓｉ）に加圧
された。続いて、１％過硫酸アンモニウム溶液を２０ｍ
ｌ添加して重合を開始した。重量比８０％のＴＦＥと重
量比２０％のエチレンの組成からなる新たな「メイクア
ップ・モノマ」混合物を添加して圧力を一定に保った。
４．３時間の反応時間に合計１０５０ｇの新たな「メイ
クアップ・モノマ」混合物が添加された。次に、モノマ
から空気を抜き、分割（ｓｅｇｍｅｎｔ）されたポリマ
分散体が反応炉から排出された。この分散体は固形物を
２６．８％含んでいた。分割されたポリマは、上記
（Ａ）で述べたフルオロエラストマと同じ方法で分散体
から分離された。ポリマは総量８．３ｋｇが回復され
た。

【００３４】分割されたポリマを示差走査熱量測定法で
試験をした結果、フルオロエラストマ・セグメントのガ
ラス転移温度が−１４℃であり、熱可塑性セグメントの
溶融点が２３３℃であることが分かった。ポリマのヨウ
素含有は０．１３％であった。メルトインデックス（２
７５℃で５ｋｇの重量を用いたＡＳＴＭＤ−２１１
６）は３．０ｇ／１０分であった。

【００３５】圧縮成形したポリマフィルムは、Ｍ１００
（１００％伸長率）が３．４ＭＰａ（５００ｐｓｉ）、
引張り強度（破断）が２３．４ＭＰａ（３４００ｐｓ
ｉ）、伸長率（破断）が３８０％であった。

【００３６】上記方法で回復された綿毛状のポリマを、
窒素雰囲気下で２５０℃で２８ｍｍツイン・スクリュー
押出し機で押し出してビーズ（約３ｍｍｘ６ｍｍ）を得
た。次に、同種の押出し機を窒素雰囲気下で３００℃で
使用して、鋳造ドラムのスリット・ダイスに通してフィ
ルムを得た。このフィルムの厚さは０．０１１５インチ
であった。

【００３７】透明プレート４７は、実質的に均一の厚さ
であり、実質的に平らであり、放射線ビーム１２”によ
り露光されているとき所望の平坦さを維持するのに十分
な剛直をもち、該放射線ビーム１２”が該透明プレート
４７を透過して、該透明な可撓性フィルム４５の下に１
層の厚さ分だけ光成形可能な組成物４８を効率よく硬化
または固化するのに十分な透過性と光学的透明度を有し
ている材料ならば、どのような材料でも構わない。透明
プレート４７として使用するのに適した材料の例として
は、平らなガラスやシリカ・プレートのほかに、透明な
アクリル板やポリカーボネート板などのプラスチック板
がある。唯一の重要な条件は、透明で実質的に平らであ
ることである。

【００３８】本発明者は次のことを見い出した。すなわ
ち、比較的剛直な表面と接触している間に放射手段によ
り露光された光成形可能な組成物は実質的に強い結合を
形成し、そのため、たとえ、表面に適正な非粘着材をコ
ーティングしても、２つの表面を直接引き離すことは容
易でなく、一方の表面を他方の表面に対して相対的に滑
らせることは容易でないことである。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、あるいは全くないので、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性を
持たないはずの、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、固いプレートがないとい
う違いはあるものの、図１および図２に示す類似構成に
おいて放射線を照射したあと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、本発明の工程に従えば、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。

【００３９】本明細書において、光硬化（ｐｈｏｔｏｈ
ａｒｄｅｎｉｎｇ）、硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）およ
び固化（ｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇ）という用語は、放射
線放射手段により変形可能な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。これらは
３つの用語は互換的に使用している。また、自重で流動
しない組成物は非液体と考える。

【００４０】本発明の実施に使用できる光成形可能な組
成物（ｐｈｏｔｏｆｏｒｍａｂｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉ
ｏｎｓ）は、露光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（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖ
ｅｍａｔｅｒｉａｌ）および光開始剤（ｐｈｏｔｏｉ
ｎｉｔｉａｔｏｒ）を含む。ここで「フォト（ｐｈｏｔ
ｏ）」という用語は、光だけでなく、放射線への露光に
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形させ得るいかなる種類の化学線を
も意味する。縮合および遊離基重合およびそれらの組合
わせと同様にカチオン重合またはアニオン重合がこのよ
うな挙動をする例である。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。

【００４１】本発明の好適実施例の操作について説明す
ると、図１に示す放射手段１０は前述した強度をもつ放
射線ビーム１２を出射する。放射線ビーム１２は変調器
１４を通り、そこでその強度はゼロ・レベルから、エネ
ルギー損失により、変調されないビームの強度より低い
値をもつ最大ビーム強度まで変調される。損失のために
いくらか減少した強度をもつ変調された放射線ビーム１
２’は、２つのミラー２０と２２から成るアセンブリを
有し、各ミラーがそれぞれ異なるモータ２４と２６によ
って独立に駆動される偏向手段１６を通過する。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
偏向させるのに対し、ミラー２２はビームをＹ方向に偏
向させる。Ｘ方向はＹ方向に直交している。ミラー２０
と２２の相対運動に関する電気的なフィードバックは、
偏向手段からライン５４を経てコンピュータ手段３４に
送られる。このフィードバックは、ビームの速度および
薄層４８の所定部分上の平均滞在時間と相関関係があ
り、コンピュータ手段３４によって処理されて、放射線
ビームの強度を変調するためにライン５０を経て制御コ
マンドとして変調手段１４に送られる。その結果、ビー
ムの強度と層４８の所定部分の各位置における平均滞在
時間の積は実質的に一定に保たれることになる。従っ
て、露光レベルをこれらの２つのパラメータの積と定義
すれば、露光レベルは実質的に一定に保たれる。各連続
フィルムの所定部分にわたって露光レベルを一定に保つ
ことにより、これらの層の厚さも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では、ベクトル・スキャニング
の初期速度が低いための過剰露光の結果として膨潤した
端縁が現われるので重要である。露光レベルを一致に維
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
はより重大になる。また、組成物４０の感度が高い程、
露光制御手段がないとこの問題はより厳しくなる。かか
る露光手段はラスタ・スキャニングにおいても、オーバ
スキャンされたベクトル・スキームを組み込んだシステ
ムにおいても必要になるが、その違いは、像の端縁が隣
り合う非露光領域からの露光の寄与が不足しているため
に露光不足になることである。これらの場合には、変調
手段を使用すれば、像の端縁は端縁以外の像の領域と実
質的に同じ露光を受けることができる。

【００４２】どのような場合でも、放射線ビーム１２”
は容器４４内に収容されている光成形可能な組成物４０
に向かって制御可能に送られることになる。

【００４３】初期状態には、外部フレーム８０は、プラ
ットフォーム４１と平行になるように、かつプラットフ
ォームから層の所望の厚さに対応する所定の距離をおい
てフィルム５１を案内するような位置に置かれており、
その位置では、光成形可能な組成物４０がプラットフォ
ーム４１と可撓性フィルム４５の第２の面４５”の間に
層として存在するようになっている。そのあと、層４８
はビーム１２”の化学線によって像様露光される。

【００４４】この時点では、張力フレーム４９は、エラ
ストメリックフィルム４５が第１の低張力を受けるよう
な位置にセットされている。層４８の像形成固化が完了
すると、ステップ・モータ９２はコンピュータ３４によ
って電源が入れられ、駆動シャフト９４は駆動フレーム
７６を上昇させる。駆動フレーム７６が上昇すると、ス
ライド・シャフト７４を通して張力フレーム４９が上昇
する。この動作により、フィルム４５は伸長し、伸長し
て第２の引張力を受けるので、固化された層４８と第２
の面４５間の結合は分離される。次に、逆の操作を行な
うと、張力フレームは初期位置まで下降し、エラストメ
リックフィルム４５は再びその初期状態になる。

【００４５】フィルムを低い第１引張力に置いたあと
で、より高い第２引張力と伸長力を加えて、結合を分離
する代わりに、全く逆の方法で操作することも可能であ
る。この第２の方法によれば、フィルムは、描画ステッ
プ前とその期間、比較的高い第１引張力を受けることに
なる。像様露光が完了すると、フィルムはより低い第２
引張力を受けて高い第１引張力から解放されるので、こ
の場合も、結合は第１の方法と同じように分離される。
このことから理解されるように、本発明の実施において
引張力を繰返し増減させることも可能である。引張力を
減少させるとき、光成形可能な組成物が第２の面４５”
に沿って引張られるという別の利点が得られる。

【００４６】本発明の目的を達成するために、最終的に
重要なパラメータは伸長であり、特に、粘着を分離する
必要のある個所における伸長である。第１張力と第２張
力とのフィルムの伸長の差は、フィルムが損傷されない
限り、５０％以上、より好ましくは１００％以上である
ことが望ましい。

【００４７】本発明を実施する上でプレート４７は必ず
しも必要ではないが、プレート４７が存在すると、フィ
ルムを可能な限り平坦な形状にすることができるので、
プレートはあった方が望ましい。

【００４８】面４７”と４５’間に潤滑油を使用する
と、フィルムをプレート４７および外部フレーム８０上
およびその周囲に自由にスライドさせることができる。
フィルム４５のより平坦な下面４７”と第１の面４５’
間を組成物４０と同じように光学的に整合させることが
望ましい。従って、フィルムの面とフレーム間またはフ
ィルムとプレート間に望まれる潤滑油に加えて、さらに
望ましいことは、当該面を潤滑すると同時に光学的に整
合させる働きをする流体を使用することである。大部分
の透明流体は、空気とフィルム間と空気とプレート間の
界面よりも潤滑能力があり、光学的整合性に優れている
が、シリコーン油が望ましい液体である。１つの例とし
て、Ｒ．Ｐ．ＣａｒｇｉｌｌｅＬａｂｏｒａｔｏｒｉ
ｅｓ，Ｉｎｃ．（ＣｅｄａｒＧｒｏｖｅ，Ｎ．Ｊ．０
７００９）製のＬａｓｅｒＬｉｑｕｉｄ（登録商標）
Ｎｏ．５６１０がある。

【００４９】張力フレーム４９が外部フレーム８０およ
び内部フレーム８２と同じように円形形状であれば、半
径方向の張力を加えることができる。張力フレーム４９
を上昇させると、その縁すべてが張力フレーム４９によ
って支持されていれば、エラストメリックフィルムに半
径方向の張力が加わることになる。これとは対照的に、
フレーム４９がフレーム８０、８２と同じように矩形で
あり、フィルム４５の２つの対向縁だけが張力フレーム
４９のそれぞれの側縁に支持され、フィルムの他の２側
縁が支持されていないときは、直線方向の引張力が加わ
ることになる。半径方向の引張力は直線方向の引張力よ
りも均等に分布した力を発生するが、直線方向の引張力
を加えた方が望ましい場合がある。形成された固化され
た層に大きな応力が加わるのを防止するためには、スキ
ャン方向に実質的に平行な方向に張力を向けるのが望ま
しい場合がよくある。この方法によると、形状のより強
度の高い方向に応力が加わるので、多くの場合よい結果
が得られる。このことは、片持ち梁で支持された固化さ
れた層が存在するときにさらに重要である。

【００５０】変形可能な材料が自由に流れない液体であ
る場合には、層４８の形成が容易になる方向に流れやす
くするようにシステムを加圧することができる。

【００５１】像形成が行なわれるフィルムのアクティブ
領域では、フィルムの第１の面と第２の面に実質的に平
行な方向に張力が加えられる。固化された層とプラット
フォーム間の接着は十分に行なわれるようにし、しか
し、フィルムと固化された層間の接着は弱くする程度の
放射線を照射することが重要である。第１引張力と第２
引張力の差が十分であると、フィルムと固化された層の
間の結合の分離は、これらの２つの要素間の低い接着に
打ち勝つことになる。前述したように、これらの差の絶
対値が重要であって、第１引張力が第２引張力より小さ
いか、大きいかということではない。

【００５２】この時点で、配置手段４２はフィルム４５
の面４５’と４５”によって規定される平面に直交する
方向にプラットフォーム４２を移動させて、プラットフ
ォームとフィルム４５間の距離を１層の厚さだけ増加さ
せる。１層の厚さだけプラットフォーム４１を直接に移
動させることが望ましいが、１層分の厚さより多く移動
し最終的に１層分の厚さになるように移動させることも
可能である。配置手段４２はフィルムの伸長工程で、好
ましくは引張力を減少する工程でプラットフォーム４１
を移動させることも可能であり、そうすれば、第２の面
４７”とその前に固化された層との間の組成物の流れを
容易にすることができる。像形成時に加えられる張力の
値をなんらかの理由で変更する必要がある場合には、変
更した引張力におけるフィルムの厚さの変化を考慮に入
れて、それに応じてプラットフォームを下げて層の厚さ
が均一に保たれるようにする必要がある。

【００５３】同じサイクルが３次元体が完成されるまで
繰り返される。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になる。熱的に合着可
能な材料が存在しない場合は、多くの場合、後処理を行
なっても、顕著な利点は得られない。

【００５４】モータ２４および２６に接続された２つの
ミラー２０および２２によるビーム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。形
成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に格納される。コンピュータ
手段３４に格納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上の所定の位置に向け
て偏向させるために、モータ２４および２６を回転さ
せ、それに応じてミラー２０および２２を移動させる。
コンピュータ３４は、コンピュータに送られてきた適正
なデータを通して他の構成部品も制御し、指令すること
によって、これらの構成部品が公知の方法でそれぞれの
機能を適時にかつ正確に実行するようにすることが望ま
しい。

【００５５】このコーティング方法は層の厚さに関して
限定されるものではないが、３０ミル（ｍｉｌ）または
それ以下の層が作られるのことが望ましい。

【００５６】

【発明の効果】本発明者は、本発明に従って得られる結
果をできるかぎり分かりやすく説明するために、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、読者はその通りに受け取るべきである。
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。

【００５７】非エラストメリックフィルムをスライドさ
せるよりも、フィルムを伸長して引き伸すと、除去のた
めの力はフィルムの全面積にわたって分布している接着
力の総和から、接着部分と非接着部分との間の境界線の
前面に沿って分布している接着力の総和に変換されると
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。

【００５８】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ていない時により大きく認め
られる。これらの薄い層は、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っているので、大
きな負荷に耐えることはできない。フィルムを弾性的に
伸長し、フィルムの面４５”と固化層間の結合を分離す
る際のプロセスは、他の手段を用いてフィルムを、つま
り、この場合は、相対的に剛直なプレートを平坦に分離
する場合よりも、層にかかる応力を大幅に少なくする。

【００５９】フィルムが実質的に剛直で透明なプレート
の下に没するようにしても、静水圧がフィルムをプレー
トの底に対して平坦に保持し、あるいは少なくとも保持
する上で役に立つことができる。実質的に剛直で透明な
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
きるだけ厳密に整合され、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るガス状の隙間または他の形
態の隙間を満たすことが好ましい。フィルムのアクティ
ブ領域全体を間断なく延伸し、引き伸すためには、フィ
ルムとプレート間におよび／またはフィルムと外部フレ
ーム間に透明な潤滑油が存在していることが望ましい。
この結合流体は、上記プロセスの間潤滑油として働かせ
ることもできる。このような結合流体の例としては、
Ｒ．Ｐ．ＣａｒｇｉｌｌｅＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅ
ｓ，ＣｅｄａｒＧｒｏｖｅ，ＮＪ製のＬａｓｅｒＬ
ｉｑｕｉｄｓ（登録商標）がある。放射線ビームが透明
プレートに入って最適に結合するためには、実質的に剛
直で透明なプレートの空気と接触する側を、適当な誘電
光学コーティング剤でコーティングするのが好ましい。

【００６０】上記プロセスで層をコーティングまたは塗
布すると、移動可能なプラットフォームを余分に移動さ
せる必要がなくなる。プラットフォームは、各像形成工
程において張力を受けたフィルムから１層の厚さ分だけ
離れるように移動させる必要がある。こうすると、生産
速度が著しく向上するだけでなく、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、形成中の層に傷をつけたり、歪みを生じること
が少なくなる。これは、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入させて、そのあとで引き戻し
て所望の厚さの液層を得ることを基礎とした他の方法と
対照的である。本発明によれば、各層の厚さは可撓性の
透明なフィルムの下面とプラットフォームの上面間の距
離によって決まるので、各像形成工程でのプラットフォ
ーム４１と弾性的に延伸したフィルム４５間の距離によ
って、各層の深さまたは厚さが決まることは明らかであ
る。同様に、以後の層の厚さは、可撓性の透明なフィル
ムの下面と前に作られた固化された層の上面との間の距
離によって決まる。片持ち梁で支持された層の場合に
は、その厚さは露光量によって決まる。

【００６１】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】図１に示されている実施例のコーティング・ス
テーションを詳細に示したブロック図である。

【符号の説明】

１０放射線源１４変調器１６スキャナ（偏向手段）３４コンピュータ４０組成物４１プラットフォーム４２配置手段４４容器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

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラットフォームを収容している容器内
に変形可能で光成形可能な組成物を置き、該組成物の一
連の層を化学線に像様露光することによって一体化され
た３次元体を作製する方法において、下記工程からなる
ことを特徴とする方法：（ａ）透明でエラストメリックな非接着性のフィルム
を、前記組成物内で前記プラットフォームから１層の厚
さに等しい距離をおいて位置させ、（ｂ）前記エラストメリックフィルムに第１の引張力を
加え、（ｃ）前記フィルムと前記プラットフォームとの間に含
まれる光成形可能な組成物に前記透明なエラストメリッ
クフィルムを通して像様露光して固化された層を形成
し、（ｄ）前記エラストメリックフィルムに第２の引張力を
加え、第１引張力と第２引張力との差を前記フィルムと
前記固化された層との間の接着に打ち勝つのに十分な大
きさにし、（ｅ）前記プラットフォームと前記フィルムとの間の距
離を１層の厚さだけ大きくし、（ｆ）前記変形可能な組成物を前記固化された層の上に
流動させ、（ｇ）一体化された３次元体が形成されるまで前記工程
（ａ）〜（ｆ）を繰り返す。
【請求項２】下記工程を有することを特徴とする変形
可能で光成形可能な組成物の一連の固化された層から一
体化されたな３次元体を作成する方法：（ａ）実質的に平坦なプラットフォームを収容している
容器内に組成物を置き、（ｂ）組成物内でプラットフォームの頂部から１層の厚
さに等しい距離をおいて、透明でエラストメリックな非
接着性のフィルムであって、第１表面と第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
フィルムを、前記第１表面が前記組成物によって濡れな
いように、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内に位置さ
せ、（ｃ）前記エラストメリックフィルムの前記第１表面お
よび前記第２表面に実質的に平行な方向に、前記フィル
ムに第１引張力を加え、（ｄ）固化された層を形成するために、前記フィルムと
前記プラットフォームとの間に含まれる前記光成形可能
な組成物に前記透明なエラストメリックフィルムを通し
て前記フィルムと前記固化された層との間の接着力より
も前記固化された層と前記プラットフォームとの間の接
着力を高くするのに十分な強さの放射線に像様露光し、（ｅ）前記エラストメリックフィルムの前記第１表面お
よび前記第２表面に実質的に平行な方向に、前記第１引
張力と前記第２引張力との差の絶対値が前記フィルムと
前記固化された層との間の接着力に打ち勝つのに十分に
大きい値となるように前記フィルムに前記第２引張力を
加え、（ｆ）前記プラットフォームと前記フィルムの元の位置
との間の距離を１層の厚さだけ大きくし、（ｇ）前記変形可能な組成物を前記固化された層上を流
動させ、（ｈ）前記フィルムの前記第１表面および前記第２表面
に実質的に平行な方向に、再びエラストメリックフィル
ムに前記第１引張力を加え、（ｉ）新しい固化された層を形成するために、前記フィ
ルムと前記プラットフォームとの間に含まれる前記光成
形可能な組成物に前記透明なエラストメリックフィルム
を通して、前記フィルムと新たに固化された層との間の
接着力よりも前記新たに固化された層とそれ以前に固化
された層との間の接着力を高くするのに十分な強さの放
射線に像様露光し、（ｊ）前記エラストメリックフィルムの前記第１表面お
よび前記第２表面に実質的に平行な方向に、前記第１引
張力と前記第２引張力との差の絶対値が前記フィルムと
固化された層との間の接着力に打ち勝つのに十分に大き
い値となるように前記フィルムに前記第２引張力を加
え、（ｋ）一体化された３次元体が形成されるまで工程
（ｆ）から（ｊ）までを繰り返す。
【請求項３】実質的に平坦で、実質的に剛直で実質的
に透明な前記プレートを前記フィルムの上部にかつ前記
フィルムに接触するように固定する工程をさらに含んで
いることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】前記引張力の方向は半径方向であること
を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】前記引張力の方向は半径方向であること
を特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】前記引張力の方向は直線方向であること
を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】前記引張力の方向は直線方向であること
を特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項８】前記引張力の方向はスキャン方向に実質
的に平行であることを特徴とする請求項６に記載の方
法。
【請求項９】前記引張力の方向はスキャン方向に実質
的に平行であることを特徴とする請求項７に記載の方
法。
【請求項１０】前記プレートと前記フィルムは屈折率
が整合されていることを特徴とする請求項３に記載の方
法。
【請求項１１】前記プレートと前記フィルム間に透明
な潤滑油が置かれていることを特徴とする請求項３に記
載の方法。
【請求項１２】前記潤滑油は光学的整合材料であるこ
とを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記化学線はレーザ・ビームの形体を
していることを特徴とする請求項１または２に記載の方
法。
【請求項１４】前記フィルムはフルオロエラストマで
あることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１５】前記フィルムはフルオロエラストマで
あることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１６】像形成手段と、変形可能で光成形可能
な組成物を収容するための容器および容器内に配置され
た実質的に平坦なプラットフォームを有するコーティン
グ・ステーションとのアセンブリを備え、該変形可能で
光成形可能な組成物の一連の固化された層から一体化さ
れた３次元体を作製する装置において、次のものを備え
たことを特徴とする装置：１層の厚さに等しい距離をお
いて前記プラットフォーム上に支持された透明でエラス
トメリックな非接着性のフィルムと、前記フィルムに制御可能に引張力を加えるための引張力
付与手段と、前記光成形可能な組成物が前記フィルムの下に形成さ
れ、前記像形成手段から出射された放射線に像様露光さ
れて固化されるように、前記フィルムと前記光成形可能
な組成物との間の距離を制御可能に変更するための配置
手段。
【請求項１７】以下のアセンブリを含むことを特徴と
する変形可能で光成形可能な組成物の一連の固化された
層から一体化された３次元体を形成する装置：前記変形
可能で光成形可能な組成物の一連の層のそれぞれを放射
線に像様露光するための像形成手段、およびコーティン
グ・ステーションから成るアセンブリを備え、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、前記容器内に配置された実質的に平坦なプラットフォー
ムと、透明でエラストメリックで非接着性で、１層の厚さに等
しい距離をおいてプラットフォーム上に支持されたフィ
ルムであって、第１表面と第２表面を有し、前記第１表
面は前記第２表面およびプラットフォームに対向しかつ
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操作さ
れるフィルムと、前記フィルムに引張力を制御可能に加えるための引張力
付与手段と、前記光成形可能な組成物が該フィルムの前記第２表面の
下に形成され、前記像形成手段から出射された放射線に
像様露光されて固化されるように、前記フィルムの前記
第２表面と前記光成形可能な組成物との間の距離を制御
可能に変更するための配置手段。
【請求項１８】前記フィルムの上部に前記フィルムと
接触するように固定された実質的に平坦で実質的に剛直
で実質的に透明なプレートをさらに備えていることを特
徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】前記像形成手段は、ある強度をもつ放
射線ビームを出射する放射手段と、前記放射線ビームを
制御可能に偏向させる偏向手段と、前記放射手段と前記
偏向手段との間に位置して前記放射線ビームの強度を変
調する変調手段と、剛体の形状に対応するグラフィック
・データを格納するコンピュータ手段とを備え、前記コ
ンピュータ手段は前記変調手段、前記偏向手段、前記引
張力付与手段および前記配置手段に接続されて、前記変
調手段、前記偏向手段、前記引張力付与手段、および前
記配置手段を前記グラフィック・データに従って制御す
るようにしたことを特徴とする請求項１８に記載の装
置。
【請求項２０】前記放射線ビームはレーザ・ビームか
らなることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】前記プレートと前記フィルムは屈折率
が整合されていることを特徴とする請求項１８に記載の
装置。
【請求項２２】前記プレートと前記フィルムとの間に
透明な潤滑油をさらに含むことを特徴とする請求項１９
に記載の装置。
【請求項２３】前記潤滑油は光結合流体であることを
特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】前記フィルムはフルオロエラストマー
であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の
装置。
【請求項２５】前記フィルムはフルオロエラストマー
であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。