WO2019130734A1

WO2019130734A1 - 立体造形装置および立体造形物の製造方法

Info

Publication number: WO2019130734A1
Application number: PCT/JP2018/038407
Authority: WO
Inventors: 小嶋　健
Original assignee: コニカミノルタ株式会社
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2019-07-04

Abstract

本発明は、造形用液体の粘度が高いときにも容易に立体造形が可能な立体造形装置を提供することを目的とする。上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、活性エネルギー線を透過させる透過部と、造形用液体を収容する収容部と、を有する造形容器と、前記透過部を通して、前記収容部に収容された前記造形用液体に活性エネルギー線を照射して、前記造形用液体を硬化させる照射部と、前記収容部の内部を前記透過部から離れる方向に移動可能に、前記収容部の内部に配置された、前記造形用液体が硬化してなる造形物を保持する造形物保持部と、前記透過部から離れる方向への前記造形物保持部の移動を容易にする移動支援部と、を有する。

Description

立体造形装置および立体造形物の製造方法

　本発明は、立体造形装置および立体造形物の製造方法に関する。

　近年、複雑な形状の立体造形物を比較的容易に製造できる様々な方法が開発されている。立体造形物を製造する方法の一つとして、活性エネルギー線によって硬化する化合物を含む造形用液体に活性エネルギー線を選択的に照射して、上記造形用液体を所望の形状に硬化させる方法が知られている。

　活性エネルギー線を造形用液体に選択的に照射して立体造形物を製造する方法として、特許文献１に記載のように、造形用液体の液面側から活性エネルギー線を照射する方法（以下、単に「トップダウン法」ともいう。）と、特許文献２に記載のように、造形用液体を収容する容器の底面側から活性エネルギー線を照射する方法（以下、単に「ボトムアップ法」ともいう。）と、が知られている。

　トップダウン方法では、造形用液体に浸漬させた造形ステージへの活性エネルギー線の照射により、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した造形物層を底面側から形成していく。このとき、造形物層が形成されるごとに造形ステージを造形用液体の深さ方向（容器の底面に近づく方向）に移動させて、製造される造形物を沈めていきながら、再び活性エネルギー線を照射して新たな造形物層を形成していく。

　ボトムアップ法では、造形用液体に浸漬させた造形物保持部の先端の造形面への活性エネルギー線の照射により、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した造形物層を上面側から形成していく。このとき、造形物層が形成されるごとに造形物保持部を造形用液体の液面方向（容器の底面から遠ざかる方向）に移動させて、製造される造形物を持ち上げていきながら、再び活性エネルギー線を照射して新たな造形物層を形成していく。

　ボトムアップ法は、造形用液体が硬化してなる造形物を上記造形溶液体の液面よりも上部に移動させつつの造形が可能なので、造形用液体の量が比較的少量でよいという利点を有する。また、特許文献２に記載のように、容器の底面に、活性エネルギー線および酸素の両方を透過する材料の窓を設けて、上記窓から活性光線を造形用液体に入射することで、酸素濃度が高い硬化阻害部を窓と造形物との間に形成することができる。このように硬化阻害部を形成すると、上記窓から離れた位置で造形用液体を硬化させることができるため、造形物を容器の底面から剥離する必要がなく、より短時間および高精度での造形物の製造が可能となる。なお、特許文献２では、造形物を鉛直方向に往復移動させて、造形物と窓との間の領域に造形用液体を再充填すると記載されている。

　特許文献３には、固体微粒子を添加して、製造される立体造形物の機械的物性（強度など）を高めた、造形用液体が記載されている。特許文献３には、立体造形物の表面平滑性を高めるためには固体微粒子は小さいほうがよいが、造形用液体の粘度を高めすぎないためには固体微粒子は大きいほうがよいため、固体微粒子は１～１０μｍであることが好ましいと記載されている。また、特許文献３には、造形用液体の粘度が高すぎると、均一で薄い層を形成しにくく、これらの層を積層していく造形物の製造が困難になると記載されている。

　また、特許文献４には、炭化水素油などの溶媒を造形用液体に添加して、造形用液体の粘度を低下させれば、高粘度の造形用液体を用いた造形物の製造が容易になると記載されている。

特開平６－１７０９５４号公報特表２０１７－５２３９３２号公報特開２００１－２６６０９号公報特開２００３－５３８４７号公報

　特許文献３に記載のように、造形用液体には、立体造形物の強度などを高めるため上記固体微粒子などのフィラーを添加したいが、フィラーを添加すると造形用液体の粘度が高まって造形が困難になりやすいという問題が存在する。特に、ボトムアップ法によって立体造形物を製造するときには、造形用液体の粘度が高いと、活性エネルギー線が照射される造形領域に新たな造形用液体が充填されにくく、形成された造形物層を持ち上げにくかったり、無理に持ち上げても造形用液体が造形領域に均一に充填されず、形成された立体造形物の強度が低下したりすることがある。

　特許文献２のように、造形物を鉛直方向に往復移動させれば、造形用液体の再充填が容易になるとも思われる。しかし、この方法では、高粘度の造形用液体を用いるときなどに造形用液体を短時間で再充填することが困難であり、適用可能な造形用液体の粘度に制限があった。

　また、特許文献４のように、溶媒を添加して造形用液体の粘度を下げたときは、粘度低下用に使用した溶媒が活性エネルギー線の透過および造形用液体の重合による硬化を阻害することがあった。

　上記課題に鑑み、本発明は、造形用液体の粘度が高いときにも容易に立体造形が可能な、立体造形装置および立体造形物の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る立体造形装置は、活性エネルギー線を透過させる透過部と、造形用液体を収容する収容部と、を有する造形容器と、前記透過部を通して、前記収容部に収容された前記造形用液体に活性エネルギー線を照射して、前記造形用液体を硬化させる照射部と、前記透過部から離れる方向に移動可能に配置された、前記造形用液体が硬化してなる造形物を保持する造形物保持部と、前記透過部から離れる方向への前記造形物保持部の移動を容易にする移動支援部と、を有する。

　本発明の一態様に係る立体造形物の製造方法は、活性エネルギー線を透過させる透過部と、造形用液体を収容する収容部と、を有する造形容器の、前記収容部に収容された造形用液体に、前記透過部から活性エネルギー線を選択的に照射して、前記造形用液体が硬化してなる造形物層を形成する工程と、前記造形物層を保持する造形物保持部の、前記透過部から離れる方向への移動を支援しつつ、前記収容部の内部に配置された造形物保持部を前記透過部から離れる方向に移動させる工程とを有する。

　本発明によれば、造形用液体の粘度が高いときにも容易に立体造形が可能な、立体造形装置および立体造形物の製造方法が提供される。

図１は、本発明の第１の実施形態に関する立体造形装置の主要部の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、図１に示す立体造形装置の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、本発明の第１の実施形態に関する立体造形装置を操作する様子を示す模式的な断面図である。図４は、本発明の第２の実施形態に関する立体造形装置の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、本発明の第２の実施形態に関する立体造形装置を操作する様子を示す模式的な断面図である。図６は、本発明の第３の実施形態に関する立体造形装置が有する下部保持板、造形容器および造形物保持部を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図である。図７Ａは、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に関する立体造形装置が有する造形容器、ブレードおよび造形物保持部を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す線７Ｂ－７Ｂにおける、造形容器、造形物保持部、上部保持板および下部保持板を含む断面図である。図８は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に関する立体造形装置が有する下部保持板、造形容器および造形物保持部を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図である。図９Ａは、本発明の第３の実施形態の第３の変形例に関する立体造形装置が有する造形容器および造形物保持部を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す線９Ｂ－９Ｂにおける、造形容器、造形体保持部および上部保持板を含む断面図である。図１０は、本発明の第３の実施形態の第４の変形例に関する立体造形装置の、造形容器、造形物保持部、上部保持板および下部保持板を含む断面図である。図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃは、本発明の第３の実施形態の第４の変形例に関する立体造形装置を操作する様子を示す模式的な断面図である。図１２は、本発明の第４の実施形態に関する立体造形装置の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図１３は、本発明の第５の実施形態に関する立体造形装置の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図１４は、本発明の第６の実施形態に関する立体造形装置の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。

　以下、本発明を複数の実施形態により詳細に説明する。

　［第１の実施形態］
　（立体造形装置の構成）
　図１は、本発明の第１の実施形態に関する立体造形装置１００の主要部の概略構成を示す模式的な斜視図であり、図２は、図１に示す立体造形装置１００の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図１および図２に示す立体造形装置１００は、造形容器１１０、照射部１２０、造形物保持部１３０および移動支援部１４０を有する。

　立体造形装置１００は、表面が水平となるように配置されるベース１５２およびベース１５２に対して垂直となる方向に延在する壁部１５４を有し、壁部１５４には、造形物保持部１３０を保持する上部保持板１５６、および造形物保持部１３０より鉛直方向下方で造形容器１１０を保持する下部保持板１５７が取り付けられる。

　上部保持板１５６は、造形物保持部１３０を鉛直方向（造形容器１１０に収容された造形用液体の静止状態における液面に対して垂直となる方向）下方に保持する板状部材である。上部保持板１５６は、壁部１５４に沿って配置された上下ガイド１５８に沿って鉛直方向に移動可能に、設置される。

　下部保持板１５７は、造形容器１１０を鉛直方向上方に保持する板状部材である。上部保持板１５６は、中央に円形孔が形成されており、上記円形孔と造形容器１１０の透過部１１４とが一致する位置で、造形容器１１０を保持する。下部保持板１５７は、造形容器１１０を保持する表面に、造形容器１１０が収容される形状に配置されて、下部保持板に対する造形容器の位置ずれを抑制する突起である、ストッパ１５７ａを有する。

　本実施形態では、下部保持板１５７は、壁部１５４とは垂直となる方向に延在する２本のガイドレール１４２およびガイドレール１４４に接して配置され、ガイドレール１４２およびガイドレール１４４に沿って水平方向（造形容器１１０に収容された造形用液体の静止状態における液面に対して平行となる方向）に移動可能である。

　造形容器１１０は、底面となるトレー１１２および側面となる側壁１１６により形成された、上部が開放された略円柱形の容器である。

　トレー１１２は、略円盤状の部材であり、活性エネルギー線透過性かつ酸素透過性の材料で形成された透過部１１４と、透過部１１４を係留させて保持する係留部１１５とを有する。

　トレー１１２は、たとえば、金属、炭素繊維および樹脂などの材料からなる同心円状の上側留具および下側留具の間に、活性エネルギー線透過性かつ酸素透過性を有する樹脂または多孔質ガラスなどの材料からなる薄膜が、同心円の開口部を封止するように配置された構成とすることができる。上記樹脂の例には、限定されないものの、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂などが含まれる。上記薄膜は、０．０１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の厚みを有することができる。また、上記薄膜は、１０以上２０００以下の酸素透過率（単位：１０^－１０ｃｍ^３［ＳＴｐ］／ｓｅｃ・ｃｍ^２・ｃｍＨｇ）を有することが好ましい。トレー１１２では、上記薄膜が透過部１１４となり、上記上側留具および下側留具が係留部１１５となる。

　後述する造形容器を移動させながらの立体造形物の製造を容易にするため、透過部１１４は、その面積が、造形物保持部１３０の造形面１３２の面積よりも４倍以上、好ましくは８倍以上、より好ましくは１０倍以上となるように形成される。

　側壁１１６は、金属または樹脂などの材料からなる、トレー１１２の外周と同じ外周を有する円筒形の部材である。側壁１１６は、不図示のねじ部材または接着剤などにより、トレー１１２の外周にそって配置されて、トレー１１２を底面とし、側壁１１６を側面とする、造形容器１１０の収容部１１８を構成する。

　照射部１２０は、活性エネルギー線を出射する出射部１２２と、出射された活性エネルギー線を、透過部１１４を通じて造形容器１１０の収容部１１８の内部へと導く反射鏡１２４と、を有する。

　出射部１２２は、活性エネルギー線を発する光源と、光源から発せられた活性エネルギー線を平面パターン化するデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）とを有する面光源装置である。出射部１２２は、光源が発した活性エネルギー線を、ＤＭＤにより、製造しようとする造形物を高さ方向に微分した造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化して、出射する。

　活性エネルギー線は、造形用液体に含まれる重合性の化合物を重合および架橋させて、造形用液体を硬化させることが可能なエネルギー線であればよい。活性エネルギー線の例には、紫外線、Ｘ線、電子線、γ線等が含まれる。造形用液体が硬化可能である限り、活性エネルギー線は、可視光線であってもよい。

　反射鏡１２４は、出射部１２２と造形容器１１０の透過部１１４とを結ぶ光路上に配置された、活性エネルギー線を反射する光学部材であり、出射部１２２から出射された活性エネルギー線を反射させて、造形容器１１０の収容部１１８の内部に投影する。

　造形物保持部１３０は、造形容器１１０の収容部１１８に、収容部１１８の開放された上面側（透過部１１４とは反対側）から支持された、造形物を造形するための円形の土台部である。造形物保持部１３０は、円形の平面である造形面１３２が、造形容器１１０の透過部１１４と対向するように配置され、上部保持板１５６の移動により、上下ガイド１５８に沿って鉛直方向上方（透過部１１４から遠ざかる方向）に移動可能に、上部保持板１５６に保持される。造形面１３２は、造形中は造形物に接着して造形物を液面側（収容部１１８の、透過部１１４とは反対側）から造形面１３２保持し、造形が終了した後は適度な応力などにより造形物を分離可能な材料から形成される。造形面１３２の材料は、アルミニウムなどの金属でも、樹脂でもよいが、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から形成されるか、造形物保持部１３０にＰＶＣのシートまたはフィルムが接合されて形成されることが好ましい。

　移動支援部１４０は、造形物保持部１３０の鉛直方向上方への移動を支援する。本実施形態において、移動支援部１４０は、造形容器１１０の透過部１１４が造形物保持部１３０の造形面１３２に対して平行に移動するように、２本のガイドレール１４２およびガイドレール１４４に沿って、造形容器１１０を移動させる、駆動部１４６である。駆動部１４６は、中央処理装置等のハードウェアプロセッサを含んでいる。

　（立体造形装置の操作）
　立体造形装置は、造形容器１１０の収容部１１８に造形用液体が収容された状態で稼働される。

　造形用液体は、活性エネルギー線の照射により硬化するが、酸素によって硬化が阻害される液体であり、ラジカル重合性化合物および任意にラジカル重合開始剤などを含む液体とすることができる。造形用液体は、製造される立体造形物を着色するための色材、および製造される立体造形物の強度を高めるためのフィラーなどを含んでもよい。造形用液体の組成は、製造しようとする立体造形物の材料に応じて適宜選択すればよい。本実施形態では、造形用液体は、フィラーを含む、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度の液体である。

　フィラーの例には、ガラスフィラー、セラミックフィラー、金属フィラー、カーボンフィラー、有機高分子繊維、フッ素樹脂フィラー、ウィスカー状無機化合物（セラミックフィラーの針状の単結晶も含む）、および粘土鉱物などが含まれる。

　フィラーの形状は特に制限されず、例えば繊維状（ウィスカー状を含む）であってもよく、粒子状であってもよいが、立体造形物の機械的強度および弾性率をより高める観点から、繊維状であることが好ましい。

　フィラーが粒子状であるとき、その体積平均粒子径は０．００５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、０．０１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることがさらに好ましい。粒子状であるフィラーの体積平均粒子径は、樹脂組成物を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で撮像して得られた画像を解析して、測定することができる。

　フィラーが繊維状であるとき、その平均繊維径は、０．００２μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、０．００５μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましく、０．０１μｍ以上８μｍ以下であることがさらに好ましく、０．０２μｍ以上５μｍ以下であることが特に好ましい。また、フィラーが繊維状であるとき、その平均繊維長は、０．２μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上６０μｍ以下であることがさらに好ましく、１μｍ以上４０μｍ以下であることが特に好ましい。フィラーの平均繊維径および平均繊維長は、樹脂組成物を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で撮像して得られた画像を解析して、測定することができる。

　特に、フィラーが、その平均繊維径が０．０１μｍ以上１．０μｍである繊維状のフィラーであるとき、造形用液体の粘度は高まりやすく、たとえば２０００ｍＰａ・ｓになりやすい。しかし、本実施形態によれば、このような高粘度の造形用液体でも、立体造形物の製造が容易にできる。

　造形用液体に含まれるフィラーの量は、樹脂組成物の全質量に対して１～５０質量％であることが好ましく、５～４０質量％であることがより好ましい。フィラーの量が当該範囲であると、強度の高い立体造形物が得られやすくなる。

　収容部１１８は、底面の一部が酸素透過性の透過部１１４であり、周囲の大気から透過部１１４を通じて造形用液体の中に酸素を侵入させる。これにより、収容部１１８に収容された造形用液体は、透過部１１４に近い底面側の領域が、酸素濃度が高いため活性エネルギー線を照射されても硬化しない阻害領域１６２となる。一方で、酸素濃度は、透過部１１４から離れるにつれ低下する。そのため、収容部１１８に収容された造形用液体は、透過部１１４から離れた造形物保持部１３０の造形面１３２と接する領域が、酸素濃度がさほど高まっていないため活性エネルギー線を照射されて硬化する硬化領域１６４となる。

　出射部１２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した造形物層のうち一つの造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射すると、出射された活性エネルギー線は、反射鏡１２４で反射されて造形容器１１０の透過部１１４へと導かれ、上記平面パターンを保ったまま、透過部１１４から造形容器１１０の収容部１１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域１６２を通過して、硬化領域１６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、造形物保持部１３０の造形面１３２に接して造形物層１６６ａを形成する（図３Ａ参照）。

　立体造形装置１００は、造形物保持部１３０を鉛直方向上方に移動させて造形物層１６６ａの底面を硬化領域１６４に移動させ、次の造形物層を形成していく。しかし、このとき、造形用液体の粘度が高いと、造形物保持部１３０の造形面１３２と造形容器１１０の透過部１１４との間に造形用液体が流入しにくく、造形物保持部１３０を鉛直方向上方に移動させにくい。また、造形物保持部１３０を鉛直方向上方に無理に移動させると、造形用液体が均一に流入しにくいため、次に形成された造形物層も樹脂が均一に充填されず、形成された立体造形物の強度が低下したりすることがある。

　ここで、本実施形態では、移動支援部１４０である駆動部１４６が、造形物保持部１３０の造形面１３２に対して平行に造形容器１１０を移動させる。具体的には、駆動部１４６は、活性エネルギー線が照射されていない硬化領域１６４が、造形物保持部１３０の造形面１３２に形成された造形物層１６６ａの先端と接する位置に、造形容器１１０を移動させる。この移動には、造形物保持部１３０の造形面１３２と造形容器１１０の透過部１１４との間への造形用液体の流入は不要であるため、造形物保持部１３０を鉛直方向上方に移動させるときと比較して、移動に必要な力は少なくてもよく、移動は容易である。また、このとき、上記造形容器１１０の移動により、造形用液体の内部では、造形物保持部１３０の造形面１３２を含む下部側の領域（および造形物層１６６ａ）が、造形容器１１０の透過部１１４に対して相対的に平行に移動することになる。

　その後、造形物保持部１３０は、造形面１３２に形成された造形物層１６６ａの先端と透過部１１４との距離が、当初の造形面１３２と透過部１１４との距離と同じ距離になるように、上下ガイド１５８に沿って鉛直方向上方（透過部１１４から遠ざかる方向）に移動する。このとき、造形用液体の内部では、上記造形物保持部１３０の下部側の領域の相対的な移動により、造形用液体に流動が発生する。そのため、造形物保持部１３０の鉛直上方への移動によって新たに生じる、造形面１３２と透過部１１４との間の領域には、造形用液体が流入しやすく、造形物保持部１３０の鉛直方向上方への移動は容易である。

　この状態で、照射部１２０の出射部１２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した次の造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射する。出射された活性エネルギー線は、反射鏡１２４で反射されて造形容器１１０の透過部１１４へと導かれ、上記次の層の平面パターンを保ったまま、透過部１１４から造形容器１１０の収容部１１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域１６２を通過して、硬化領域１６４において造形用液体選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、造形物層１６６ａに接して新たな造形物層１６６ｂを形成する（図３Ｂ参照）。

　以降、駆動部１４６による造形容器１１０の移動および上下ガイド１５８に沿っての造形物保持部１３０の移動を同様に行い、直前に活性エネルギー線の照射を行っていない硬化領域１６４において、新たな造形物層１６６ｃを形成する。このとき、当初に造形物層を形成して液面の高さが低下した硬化領域１６４に周囲から十分な量の造形用液体が流入して、当該当初に造形物層を形成した硬化領域１６４の液面の高さが十分に高まっているようであれば、駆動部１４６は、当初に造形物層を形成した硬化領域１６４において新たな造形物層１６６ｃを形成するように、造形容器１１０を移動させてもよい。一方で、当初に造形物層を形成した硬化領域１６４の液面の高さが十分に高まっていないようであれば、駆動部１４６は、当初に造形物層を形成していない別の硬化領域１６４において新たな造形物層１６６ｃを形成するように、造形容器１１０を移動させればよい（図３Ｃ参照）。

　なお、駆動部１４６による造形容器１１０の移動、上下ガイド１５８に沿っての造形物保持部１３０の移動および照射部１２０による活性エネルギー線の照射は、活性エネルギー線の照射を停止せずに連続的に行うことができる。一方で、造形容器１１０の移動中は照射部１２０による活性エネルギー線の照射を停止して、造形容器１１０の移動および造形物保持部１３０の移動が終了してから、再び照射部１２０が活性エネルギー線を照射するようにしてもよい。

　（効果）
　本実施形態によれば、造形用液体の粘度が高いときにも、造形物保持部の鉛直方向上方への移動が容易であり、フィラーを含有させて粘度が高まった造形用液体によるボトムアップ法での立体造形が可能となる。また、本実施形態によれば、造形物保持部の鉛直方向上方への移動が容易であるため、造形速度を速めることなども可能である。

　また、本実施形態によれば、反射鏡の反射角度を変更せずに立体造形を行えるため、装置構成を簡易にすることができる。

　また、本実施形態において、下部保持板の移動中の振動などによる造形容器の位置ずれは、下部保持板に形成したストッパによって抑制され得る。

　［第２の実施形態］
　（立体造形装置の構成）
　図４は、本発明の第２の実施形態に関する立体造形装置２００の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図４に示す立体造形装置２００は、造形容器２１０、照射部２２０、造形物保持部２３０および移動支援部２４０を有する。

　立体造形装置２００は、表面が水平となるように配置されるベース２５２およびベース２５２に対して垂直となる方向に延在する壁部２５４を有し、壁部２５４には、造形物保持部２３０を保持する上部保持板２５６、および造形物保持部２３０より鉛直方向下方で造形容器２１０を保持する下部保持板２５７が取り付けられる。

　上部保持板２５６は、造形物保持部２３０を鉛直方向下方に保持する板状部材である。上部保持板２５６は、壁部２５４に沿って配置された上下ガイド２５８により鉛直方向に移動可能に、設置される。

　下部保持板２５７は、造形容器２１０を鉛直方向上方に保持する板状部材である。上部保持板２５６は、中央に円形孔が形成されており、上記円形孔と造形容器２１０の透過部２１４とが一致する位置で、造形容器２１０を保持する。下部保持板２５７は、造形容器２１０を保持する表面に、造形容器２１０が収容される形状に配置されて、下部保持板２５７に対する造形容器２１０の位置ずれを抑制する突起であるストッパ２５７ａを有する。本実施形態において、下部保持板２５７は、ガイドレールによって水平方向に移動可能には構成されていない。

　本実施形態においても、後述する造形容器を移動させながらの立体造形物の製造を容易にするため、透過部２１４は、その面積が、造形物保持部２３０の造形面２３２の面積よりも４倍以上、好ましくは８倍以上、より好ましくは１０倍以上となるように形成される。

　本実施形態では、上部保持板２５６は、壁部２５４とは垂直となる方向に延在する２本のガイドレール２４２およびガイドレール２４４に接して配置され、ガイドレール２４２およびガイドレール２４４に沿って水平方向に移動可能である。

　本実施形態において、移動支援部２４０は、造形容器２１０の透過部２１４が造形物保持部２３０の造形面２３２に対して平行に移動するように、２本のガイドレール２４２およびガイドレール２４４に沿って、上部保持板２５６および上部保持板２５６に保持された造形物保持部２３０を移動させる、駆動部２４６である。

　また、本実施形態において、出射部２２２および反射鏡２２４は、ベース２５２に接して水平方向に配置された反射鏡ガイド部２２６に接して配置され、駆動部２４６による造形物保持部２３０と同期して、反射鏡ガイド部２２６に沿って水平方向に移動可能である。

　立体造形装置２００のその余の構成については、第１の実施形態と同様とし得るため、詳しい説明は省略する。

　（立体造形装置の操作）
　立体造形装置は、造形容器２１０の収容部２１８に、造形用液体が収容された状態で稼働される。なお、造形用液体、透過部２１４から侵入した酸素による阻害領域２６２および硬化領域２６４の形成については、第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。

　出射部２２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射すると、出射された活性エネルギー線は、反射鏡２２４で反射されて造形容器２１０の透過部２１４へと導かれ、上記平面パターンを保ったまま、透過部２１４から造形容器２１０の収容部２１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域２６２を通過して、硬化領域２６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、造形物保持部２３０の造形面２３２に接して造形物層２６６ａを形成する（図５Ａ参照）。

　ここで、本実施形態では、移動支援部２４０である駆動部２４６が、造形容器２１０の透過部２１４に対して平行に上部保持板２５６および造形物保持部２３０を移動させる。具体的には、駆動部２４６は、活性エネルギー線が照射されていない硬化領域２６４が、造形物保持部２３０の造形面２３２に形成された造形物層２６６ａの先端と接する位置に、造形物保持部２３０を移動させる。この移動には、造形物保持部２３０の造形面２３２と造形容器２１０の透過部２１４との間への造形用液体の流入は不要であるため、造形物保持部２３０を鉛直方向上方に移動させるときと比較して、移動に必要な力は少なくてもよく、移動は容易である。また、このとき、上記造形物保持部２３０の移動により、造形用液体の内部では、造形物保持部２３０の造形面２３２を含む下部側の領域（および造形物層２６６ａ）が、造形容器２１０の透過部２１４に対して相対的に平行に移動することになる。

　同時に、駆動部２４６は、造形容器２１０の透過部２１４に対して平行に出射部２２２および反射鏡２２４を移動させる。具体的には、駆動部２４６は、反射鏡２２４で反射された活性エネルギー線が造形物保持部２３０の造形面２３２に接して形成された造形物層２６６ａの先端に投影される位置に、出射部２２２および反射鏡２２４を移動させる。

　その後、造形物保持部２３０は、造形面２３２に形成された造形物層２６６ａの先端と透過部２１４との距離が、当初の造形面２３２と透過部２１４との距離と同じ距離になるように、上下ガイド２５８に沿って鉛直方向上方（透過部２１４から遠ざかる方向）に移動する。このとき、造形用液体の内部では、上記造形物保持部２３０の下部側の領域の相対的な移動により、造形用液体に流動が発生する。そのため、造形物保持部２３０の鉛直上方への移動によって新たに生じる、造形面２３２と透過部２１４との間の領域には、造形用液体が流入しやすく、造形物保持部２３０の鉛直方向上方への移動は容易である。

　この状態で、照射部２２０の出射部２２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した次の造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射する。出射された活性エネルギー線は、反射鏡２２４で反射されて造形容器２１０の透過部２１４へと導かれ、上記次の層の平面パターンを保ったまま、透過部２１４から造形容器２１０の収容部２１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域２６２を通過して、硬化領域２６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、造形物層２６６ａに接して新たな造形物層２６６ｂを形成する（図５Ｂ参照）。

　以降、駆動部２４６による造形物保持部２３０および反射鏡２２４の移動、上下ガイド２５８に沿っての造形物保持部２３０の移動を同様に行い、直前に活性エネルギー線の照射を行っていない硬化領域において、活性エネルギー線の照射による新たな造形物層２６６ｃを形成する（図５Ｃ参照）。このとき、当初に造形物層を形成して液面の高さが低下した硬化領域２６４に周囲から十分な量の造形用液体が流入して、当該硬化領域２６４の液面の高さが十分に高まっているようであれば、駆動部２４６は、当初に造形物層を形成した硬化領域において新たな造形物層２６６ｃを形成するように、造形物保持部２３０および反射鏡２２４を移動させてもよい。一方で、当初に造形物層を形成した硬化領域２６４の液面の高さが十分に高まっていないようであれば、駆動部２４６は、当初に造形物層を形成していない別の硬化領域において新たな造形物層２６６ｃを形成するように、造形物保持部２３０および反射鏡２２４を移動させればよい。

　なお、駆動部２４６による造形物保持部２３０、出射部２２２および反射鏡２２４の移動、上下ガイド２５８に沿っての造形物保持部２３０の移動、ならびに照射部２２０による活性エネルギー線の照射は、活性エネルギー線の照射を停止せずに連続的に行うことができる。一方で、造形物保持部２３０、出射部２２２および反射鏡２２４の移動中は照射部２２０による活性エネルギー線の照射を停止して、造形物保持部２３０の移動ならびに出射部２２２および反射鏡２２４の移動が終了してから、再び照射部２２０が活性エネルギー線を照射するようにしてもよい。

　また、本実施形態によれば、造形容器２１０を移動させずに立体造形を行えるため、造形容器２１０の移動による造形用液体の不要な流動を抑制し、上記流動による造形物層の精度の低下を抑制できる。なお、造形用液体の流動を抑制して造形物層の精度を十分に確保できる限りにおいて、本実施形態においても、造形物保持部２３０および反射鏡２２４とともに、第１の実施形態と同様に造形容器２１０を移動させてもよい。

　また、本実施形態においても、駆動部２４６は、第１の実施形態と同様に、造形物保持部２３０の造形面に対して平行に造形容器２１０を移動させてもよい。

　また、本実施形態においても、下部保持板の移動中の振動などによる造形容器の位置ずれは、下部保持板に形成したストッパによって抑制され得る。

　［第３の実施形態］
　（立体造形装置の構成）
　図６は、本発明の第３の実施形態に関する立体造形装置３００が有する下部保持板３５７、造形容器３１０および造形物保持部３３０を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図である。

　本実施形態において、造形容器３１０は、平面視において略円形の容器であり、円形のトレー３１２、トレー３１２の外周に沿って配置された側壁３１６、およびトレー３１２の中央部に配置された円形の内側壁３１７によって、同心円柱状の収容部３１８が形成されている。造形容器３１０の底面には、収容部３１８の底面と略同型状の透過部３１４が形成されている。造形容器３１０は、造形容器３１０が収容される形状に配置されて、下部保持板３５７に対する造形容器３１０の位置ずれを抑制する突起であるストッパ３５７ａにより、下部保持板３５７に対して位置決めされる。

　本実施形態において、上部保持板（不図示）および下部保持板３５７は、ガイドレールによって水平方向に移動可能には構成されていない。また、本実施形態において、下部保持板３５７は、造形容器３１０が配置される表面に、造形容器３１０を載せて回転する回転床３５７ｂが形成されている。

　本実施形態においても、立体造形装置３００は、造形容器３１０の透過部３１４と造形物保持部３３０の造形面との位置関係が相対的に変化するように、造形容器３１０または造形物保持部３３０を移動させる、移動支援部３４０としての駆動部３４６を有する。駆動部３４６は、回転床３５７ｂを回転させて造形容器３１０を回転させて、造形容器３１０の透過部３１４と造形物保持部３３０の造形面との位置関係を相対的に変化させる。

　本実施形態においても、後述する造形容器を回転移動させながらの立体造形物の製造を容易にするため、透過部３１４は、その面積が、造形物保持部３３０の造形面の面積よりも４倍以上、好ましくは８倍以上、より好ましくは１０倍以上となるように形成される。

　立体造形装置３００のその余の構成については、第１の実施形態と同様とし得るため、詳しい説明は省略する。

　（立体造形装置の操作）
　立体造形装置３００は、駆動部３４６が、造形容器３１０を回転移動させるほかは、第１の実施形態と同様に操作される。

　駆動部３４６は、回転床３５７ｂを連続的に回転させながら立体造形を行ってもよいし、回転移動および活性光線の照射を断続的に行ってもよい。

　（効果）
　本実施形態によれば、造形用液体の粘度が高いときにも、より単純な制御により、フィラーを含有させて粘度が高まった造形用液体によるボトムアップ法での立体造形が可能となる。また、本実施形態によれば、より単純な制御により、造形速度を速めることなども可能である。

　なお、本実施形態においても、駆動部３４６は、第１の実施形態と同様に、造形物保持部３３０の造形面に対して平行に造形容器３１０を移動させてもよいし、第２の実施形態と同様に、造形容器３１０の透過部３１４に対して平行に造形物保持部３３０および反射鏡（不図示）を移動させてもよい。

　また、本実施形態においても、回転床の回転中の振動などによる造形容器の位置ずれは、下部保持板に形成したストッパによって抑制され得る。

　［第３の実施形態の第１の変形例］
　（立体造形装置の構成）
　図７Ａは、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に関する立体造形装置３００ａが有する造形容器３１０、ブレード３４８および造形物保持部３３０を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す線７Ｂ－７Ｂにおける、造形容器３１０、造形物保持部３３０、上部保持板３５６ａ（図７Ａには不図示）および下部保持板３５７を含む断面図である。

　本変形例において、上部保持板３５６ａは、造形物保持部３３０およびブレード３４８を保持する。ブレード３４８は、金属または樹脂から形成された板状の部材であり、上部保持板３５６ａから鉛直方向下方に延在し、ブレード先端部３４８ａが造形容器３１０の収容部３１８に収容された造形用液体の液面に接する位置に保持される。ブレード３４８は、造形用液体の液面と接する先端が突状に形成される。

　本変形例においても、移動支援部３４０としての駆動部３４６ａは、回転床３５７ｂを回転させる。

　（立体造形装置の操作）
　駆動部３４６は、造形容器３１０を回転移動させる。このとき、造形物保持部３３０が造形用液体を硬化させた領域は、造形用液体が減少して液面が低下し、造形物保持部３３０が通過した周辺の領域は、造形物保持部３３０により押し出された造形用液体により液面が上昇する。しかし、上記液面が低下または上昇した領域は、造形物保持部３３０が通過した直後にブレード３４８との接触により液面が平滑化される。

　（効果）
　本変形例によれば、ブレード３４８が造形用液体の液面を平滑化することで、同じ領域で再び造形物層を形成できるまでの間隔を短くすることができる。これにより、造形容器３１０の回転速度をより自由に調整でき、造形速度を速くすることが可能である。

　なお、本変形例による液面の平滑化は、造形容器を回転移動させるときに特有の構成ではなく、第１の実施形態のように駆動部が造形容器を移動させるときや、第２の実施形態のように駆動部が造形物保持部を移動させるときにも、同様に液面を平滑化すれば、同じ領域で再び造形物層を形成できるまでの間隔を短くすることができる。

　［第３の実施形態の第２の変形例］
　（立体造形装置の構成）
　図８は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に関する立体造形装置３００ｂが有する下部保持板３５７、造形容器３１０および造形物保持部３３０を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図である。

　本変形例において、下部保持板３５７が有する回転床３５７ｂは、造形容器３１０を振動させて造形容器３１０の収容部３１８を振動させる振動部としても作用する。本変形例において、移動支援部３４０としての駆動部３４６ｂは、回転床３５７ｂを回転させ、かつ、振動させる。

　（立体造形装置の操作）
　駆動部３４６ｂは、造形容器３１０を回転移動させる。このとき、造形物保持部３３０が造形用液体を通過することにより、造形用液体には流動が生じ、造形用液体の液面は波状になる。しかし、上記流動が生じた領域は、造形物保持部３３０が通過した直後に駆動部３４６ｂが回転床３５７ｂを振動させることにより、収容部３１８が振動して造形用液体の液面が平滑化され、流動が抑制される。

　（効果）
　本変形例によれば、回転床３５７ｂの振動により造形用液体の液面を平滑化することで、同じ領域で再び造形物層を形成できるまでの間隔を短くすることができる。これにより、造形容器３１０の回転速度をより自由に調整でき、造形速度を速くすることが可能である。

　［第３の実施形態の第３の変形例］
　（立体造形装置の構成）
　図９Ａは、本発明の第３の実施形態の第３の変形例に関する立体造形装置３００ｃが有する造形容器３１０および造形物保持部３３０を鉛直方向上方から見たときの概略構成を示す模式的な平面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す線９Ｂ－９Ｂにおける、造形容器３１０、造形体保持部３３０および上部保持板３５７ｃ（図９Ａには不図示）を含む断面図である。

　本変形例において、上部保持板３５７ｃは、造形容器３１０の収容部３１８に収容された造形用液体の液面に気体を吹き付けて、気体を吹き付けられた液面を加圧する、加圧部３４９を有する。本変形例において、移動支援部３４０としての駆動部３４６ｃは、回転床３５７ｂを回転させ、かつ、加圧部３４９を制御して造形用液体の液面を加圧する。

　（立体造形装置の操作）
　駆動部３４６ｃは、造形容器３１０を回転移動させる。このとき、造形物保持部３３０が造形用液体を通過することにより、造形用液体には流動が生じ、造形用液体の液面は波状になる。しかし、上記流動が生じた領域は、造形物保持部３３０が通過した直後に加圧部３４９が気体を液面に吹き付けることにより、液面が平滑化され、流動が抑制される。

　（効果）
　本変形例によれば、加圧部３４９からの気体の吹き付けによりが造形用液体の液面を平滑化することで、同じ領域で再び造形物層を形成できるまでの間隔を短くすることができる。これにより、造形容器３１０の回転速度をより自由に調整でき、造形速度を速くすることが可能である。

　なお、加圧部の構成は上部保持板からの気体の吹付けに限定されるものではなく、造形用液体の液面を加圧できる限りにおいて、造形用液体の液面を下方に押し付ける押付板などにより造形用液体の液面を加圧してもよい。

　なお、本変形例による液面の平滑化は、造形容器を回転移動させるときに特有の構成ではなく、第１の実施形態のように駆動部が造形容器を移動させるときや、第１の実施形態のように駆動部が造形物保持部を移動させるときにも、同様に液面を平滑化すれば、同じ領域で再び造形物層を形成できるまでの間隔を短くすることができる。

　［第３の実施形態の第４の変形例］
　（立体造形装置の構成）
　図１０は、本発明の第３の実施形態の第４の変形例に関する立体造形装置３００ｄの、造形容器３１０ｄ、造形物保持部３３０、上部保持板３５７ｄおよび下部保持板３５７を含む断面図である。

　本変形例において、上部保持板３５７ｄは、造形容器３１０ｄの収容部３１８に収容された造形用液体の液面に気体を吹き付けて、気体を吹き付けられた液面を加圧する、加圧部３４９を有する。

　本変形例において、さらに、造形容器３１０ｄは、側壁３１６ｄに一端が固定された板状のフロート３１９ａを有する。

　フロート３１９ａは、赤外線反射性を有し、かつ造形用液体よりも密度が小さい材料から形成されており、一方の端部が、収容部３１８に収容された造形用液体の液面よりも高くなる位置で側壁３１６ｄに固定され、他方の端部が、造形用液体の液面と接して配置される。フロート３１９ａは、上記側壁３１６ｄに固定された一方の端部において回動可能であり、収容部３１８ｄに収容された造形用液体の量が変化し、造形用液体の液面の高さが変化すると、液面に対してなす角度が変化する。

　また、本実施形態において、造形容器３１０ｄは、フロート３１９ａより鉛直方向上方となる表面に配置された、赤外線センサ３１９ｂを有する。赤外線センサ３１９ｂは、造形容器３１０ｄの側壁から上方に突出した保持棒３１９ｃによりフロート３１９ａの鉛直方向上方に保持されて、鉛直方向下方に赤外線を出射し、フロート３１９ａで反射された赤外線を検出する。

　赤外線センサ３１９ｂが検出した、上記出射された赤外線の強度と検出された赤外線の強度との比率からは、フロート３１９ａが液面に対してなす角度が算出可能である。また、上記測定された角度と、フロートの側壁３１６ｄに固定された端部から液面と接する端部までの距離と、からは、造形用液体の液面の高さが算出可能である。

　本変形例において、移動支援部３４０としての駆動部３４６ｄは、回転床３５７ｂを回転させ、かつ、上下ガイドに沿った上部保持板３５７ｄの移動に伴って、加圧部３４９を制御して造形用液体の液面を加圧する。

　（立体造形装置の操作）
　出射部（不図示）が出射した活性エネルギー線が造形容器３１０ｄの収容部３１８に入射して、造形物保持部３３０の造形面３３２に接して造形物層３６６ａを形成する（図１１Ａ参照）と、出射部は、活性エネルギー線の出射を停止する。また、駆動部３４６ｄは、赤外線センサ３１９ｂの測定値から、造形用液体の液面の高さを算出する。

　次に、上部保持板３５７ｄは、造形物保持部３３０の造形面３３２に形成された造形物層３６６ａの先端が造形用液体の液面よりも上方に露出するように、鉛直方向上方に移動する。このとき、加圧部３４９が気体を液面に吹き付けることにより、液面が加圧されて、造形物保持部３３０の造形面３３２と造形容器３１０ｄの透過部３１４との間への造形用液体の流入が促進される。そのため、造形物保持部３３０の移動は容易である（図１１Ｂ参照）。

　この状態で、駆動部３４６ｄは、造形容器３１０ｄを回転移動させる。造形物保持部３３０の造形面３３２が、上記活性エネルギー線が照射されず造形物層３６６ａが形成されなかった領域の上方となるまで造形容器３１０ｄが回転したら、駆動部３４６ｄは、造形物層３６６ａの先端が造形用液体の硬化領域３６４に到達するが、阻害領域３６２には到達しないように、上部保持板３５７ｄを鉛直方向下方に移動させる。

　次に、上部保持板３５７ｄは、造形物保持部３３０の造形面３３２に形成された造形物層３６６ａの先端と透過部３１４との距離が、当初の造形面３３２と透過部３１４との距離と同じ距離になるように、鉛直方向下方に移動する。

　この状態で、照射部が出射した、次の造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を、透過部３１４から入射させて、造形物層３６６ａに接して新たな造形物層３６６ｂを形成する（図１１Ｃ参照）。

　以降、駆動部３４６ｄによる造形用液体の液面の高さの算出、加圧部３４９が気体を液面に吹き付ながらの造形物保持部３３０の鉛直方向上方への移動、駆動部３４６ｄによる造形容器３１０ｄの回転、造形物保持部３３０の鉛直方向下方への移動、および照射部が活性エネルギー線を出射することによる次の層の形成、を同様に行い、立体造形物を製造していく。

　（効果）
　本変形例によれば、加圧部３４９が気体を液面に吹き付ながら造形物保持部３３０が移動するため、鉛直方向上方への造形物保持部３３０の移動が容易である。

　また、本変形例によれば、形成された造形物層が液面より上部に露出した状態で、造形容器３１０ｄが回転するため、造形容器３１０ｄの回転時に造形物保持部３３０が造形用液体を通過しない。そのため、造形用液体が必要以上には流動しにくく、造形用液体の液面は波状になりにくくなり、同じ領域で再び造形物層を形成できるまでの間隔を短くすることができる。

　なお、収容した造形用液体の量、および活性エネルギー線の照射により硬化した造形用液体の量などから、造形用液体の液面の高さが推測できるときは、フロート３１９ａおよび赤外線センサ３１９ｂは、必要ではない。

　また、加圧部の構成は上部保持板からの気体の吹付けに限定されるものではなく、造形用液体の液面を加圧できる限りにおいて、造形用液体の液面を下方に押し付ける押付板などにより造形用液体の液面を加圧してもよい。

　また、本変形例による造形物層が液面より上部に露出した状態での移動は、造形容器を回転移動させるときに特有の構成ではなく、第１の実施形態のように駆動部が造形容器を移動させるときや、第２の実施形態のように駆動部が造形物保持部を移動させるときにも、同様に造形物層が液面より上部に露出した状態で造形容器または造形物保持部を移動させれば、同じ領域で再び造形物層を形成できるまでの間隔を短くすることができる。

　［第４の実施形態］
　（立体造形装置の構成）
　図１２は、本発明の第４の実施形態に関する立体造形装置４００の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図１２に示す立体造形装置４００は、造形容器４１０、照射部４２０、造形物保持部４３０および移動支援部４４０を有する。

　立体造形装置４００は、表面が水平となるように配置されるベース４５２およびベース４５２に対して垂直となる方向に延在する壁部４５４を有し、壁部４５４には、造形物保持部４３０を保持する上部保持板４５６、および造形物保持部４３０より鉛直方向下方で造形容器４１０を保持する下部保持板４５７が取り付けられる。

　上部保持板４５６は、造形物保持部４３０を鉛直方向下方に保持する板状部材である。上部保持板４５６は、壁部４５４に沿って配置された上下ガイド４５８により鉛直方向に移動可能に、設置される。

　下部保持板４５７は、造形容器４１０を鉛直方向上方に保持する板状部材である。上部保持板４５６は、中央に円形孔が形成されており、上記円形孔と造形容器４１０の透過部４１４とが一致する位置で、造形容器４１０を保持する。

　本実施形態において、上部保持板４５６および下部保持板４５７は、ガイドレールによって水平方向に移動可能には構成されていない。

　造形容器４１０は、底面となるトレー４１２、側面となる側壁４１６および上面となる造形物保持部４３０により形成された、密閉状の円柱形の容器である。

　トレー４１２は、略円盤状の部材であり、活性エネルギー線透過性かつ酸素透過性の材料で形成された透過部４１４と、透過部４１４を保持する係留部４１５とを有する。トレー４１２の構成は、第１の実施形態と同様とし得る。

　側壁４１６は、金属または樹脂などの材料からなる、トレー４１２の外周と同じ外周を有する円筒形の部材である。側壁４１６は、不図示のねじ部材または接着剤などにより、トレー４１２の外周にそって配置されて、収容部４１８の側面を構成する。

　造形物保持部４３０は、平面形状が側壁４１６の内周と同一形状であり、側壁４１６の内部に嵌め込まれて、密閉された収容部４１８の上面を構成する、造形物を造形するための円形の土台部である。造形物保持部４３０は、円形の平面である造形面４３２が、造形容器４１０の透過部４１４と対向するように配置され、支持部４３４によって、上下ガイド４５８に沿った上部保持板４５６の移動と同期して鉛直方向上方（透過部４１４から遠ざかる方向）に移動可能に支持される。造形物保持部４３０の材料は、第１の実施形態と同様とし得る。

　本実施形態において、移動支援部４４０は、収容部４１８に加圧された造形用液体を導入する導入部４４６である。導入部４４６は、側壁４１６に設けられた流路４４７を通じて収容部４１８と連通するタンク４４８と、タンク４４８の内部を加圧してタンク４４８の内部に充填された造形用液体を流路４４７から収容部４１８に送液するプランジャ４４９と、を有する。

　立体造形装置４００のその余の構成については、第１の実施形態と同様とし得るため、詳しい説明は省略する。

　（立体造形装置の操作）
　立体造形装置は、造形容器４１０の収容部４１８に、造形用液体が充填された状態で稼働される。なお、造形用液体、透過部４１４から侵入した酸素による阻害領域４６２および硬化領域４６４の形成については、第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。

　出射部４２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射すると、出射された活性エネルギー線は、反射鏡４２４で反射されて造形容器４１０の透過部４１４へと導かれ、上記平面パターンを保ったまま、透過部４１４から造形容器４１０の収容部４１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域４６２を通過して、硬化領域４６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、造形物保持部４３０の造形面４３２に接して第１の造形物層を形成する。

　このとき、第１の実施形態と同様に、造形用液体の粘度が高いと、造形物保持部４３０の造形面４３２と造形容器４１０の透過部４１４との間に造形用液体が流入しにくく、造形物保持部４３０を鉛直方向上方に移動させにくい。また、造形物保持部４３０を鉛直方向上方に無理に移動させると、造形用液体が均一に流入しにくいため、次に形成された造形物層も樹脂が均一に充填されず、形成された立体造形物の強度が低下したりすることがある。

　ここで、本実施形態では、移動支援部４４０である導入部４４６が、タンク４４８に充填された造形用液体をプランジャ４４９により加圧して、流路４４７を通じて収容部４１８に造形用液体を導入する。

　同時に、造形物保持部４３０は、造形面４３２に形成された第１の造形物層の先端と透過部４１４との距離が、当初の造形面４３２と透過部４１４との距離と同じ距離になるように、上下ガイド４５８に沿って鉛直方向上方（透過部４１４から遠ざかる方向）に移動する。

　このとき、導入部４４６により導入された造形用液体が、収容部４１８の内部に導入されて、収容部４１８の内部の造形用液体を加圧する。そのため、収容部４１８の内部の造形用液体の圧力は高められ、第１の造形物層が形成された硬化領域４６４に造形用液体が流入しやすく、鉛直方向上方への造形物保持部４３０の移動は容易である。

　この状態で、照射部４２０の出射部４２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した次の造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射する。出射された活性エネルギー線は、反射鏡４２４で反射されて造形容器４１０の透過部４１４へと導かれ、上記次の層の平面パターンを保ったまま、透過部４１４から造形容器４１０の収容部４１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域４６２を通過して、硬化領域４６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、第１の造形物層に接して新たな造形物層を形成する。

　以降、導入部４４６による収容部４１８への造形用液体の導入および上下ガイド４５８に沿っての造形物保持部４３０の移動を同様に行い、造形用液体の硬化領域において、活性エネルギー線の照射によるさらに新たな造形物層を形成する。

　また、本実施形態によっても、反射鏡の反射角度を変更せずに立体造形を行えるため、装置構成を簡易にすることができる。

　なお、流路４４７は、側壁４１６のみならず、収容部４１８の底面を構成するトレー４１２または収容部４１８の上面を構成する造形物保持部４３０から収容部４１８の内部とタンク４４８とを連通する構成であってもよい。

　また、本実施形態においても、下部保持板４５７は、造形用液体の導入による造形容器４１０の位置ずれを抑制するためのストッパを有してもよい。

　また、本実施形態によれば、造形物保持部４３０の造形面４３２に対して透過部４１４を広く形成する必要がないため、造形容器４１０の収容部４１８に収容する造形用液体の量を比較的少量にしての立体造形物の製造が可能である。一方で、造形物保持部４３０の造形面４３２に対する透過部４１４の面積を第１の実施形態～第３の実施形態のように広くしてもよい。

　また、たとえば、収容部４１８の上面を構成する造形物保持部４３０から造形用液体が収容部４１８に導入される構成のときなどは、第３の実施形態と同様に造形容器を回転移動させてもよい。

　また、透過部は、造形容器の底面ではなく、側面または上面に形成されていてもよい。

　［第５の実施形態］
　（立体造形装置の構成）
　図１３は、本発明の第５の実施形態に関する立体造形装置５００の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図１３に示す立体造形装置５００は、造形容器５１０、照射部５２０、および造形物保持部５３０および移動支援部５４０を有する。

　立体造形装置５００は、表面が水平となるように配置されるベース５５２およびベース５５２に対して垂直となる方向に延在する壁部５５４を有し、壁部５５４には、造形物保持部５３０を保持する上部保持板５５６、および造形物保持部５３０より鉛直方向下方で造形容器５１０を保持する下部保持板５５７が取り付けられる。

　上部保持板５５６は、造形物保持部５３０を鉛直方向下方に保持する板状部材である。上部保持板５５６は、壁部５５４に沿って配置された上下ガイド５５８により鉛直方向に移動可能に、設置される。

　下部保持板５５７は、造形容器５１０を鉛直方向上方に保持する板状部材である。上部保持板５５６は、中央に円形孔が形成されており、上記円形孔と造形容器５１０の透過部５１４とが一致する位置で、造形容器５１０を保持する。下部保持板５５７は、造形容器５１０を保持する表面に、造形容器５１０が収容される形状に配置されて、下部保持板５５７に対する造形容器５１０の位置ずれを抑制する突起であるストッパ５５７ａを有する。

　本実施形態において、上部保持板５５６および下部保持板５５７は、ガイドレールによって水平方向に移動可能には構成されていない。

　本実施形態では、移動支援部５４０は、ストッパ５５７ａの中空となっている内部に配置された加熱部５４８であるヒーターを駆動する駆動部５４６である。また、本実施形態では、ストッパ５５７ａおよび造形容器５１０の側壁５１６は、金属などの熱伝導率が高い材料で形成されている。

　立体造形装置５００のその余の構成については、第１の実施形態と同様とし得るため、詳しい説明は省略する。

　（立体造形装置の操作）
　立体造形装置は、造形容器５１０の収容部５１８に、造形用液体が充填された状態で稼働される。なお、造形用液体、透過部５１４から侵入した酸素による阻害領域５６２および硬化領域５６４の形成については、第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。

　出射部５２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射すると、出射された活性エネルギー線は、反射鏡５２４で反射されて造形容器５１０の透過部５１４へと導かれ、上記平面パターンを保ったまま、透過部５１４から造形容器５１０の収容部５１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域５６２を通過して、硬化領域５６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、造形物保持部５３０の造形面５３２に接して第１の造形物層を形成する。

　このとき、第１の実施形態と同様に、造形用液体の粘度が高いと、造形物保持部５３０の造形面５３２と造形容器５１０の透過部５１４との間に造形用液体が流入しにくく、造形物保持部５３０を鉛直方向上方に移動させにくい。また、造形物保持部５３０を鉛直方向上方に無理に移動させると、造形用液体が均一に流入しにくいため、次に形成された造形物層も樹脂が均一に充填されず、形成された立体造形物の強度が低下したりすることがある。

　ここで、本実施形態では、駆動部５４０がヒーターである加熱部５４８を駆動して、造形容器５１０の収容部５１８に収容された造形用液体に加熱部５４８から伝導した熱により造形用液体を加熱する。

　同時に、造形物保持部５３０は、造形面５３２に形成された第１の造形物層の先端と透過部５１４との距離が、当初の造形面５３２と透過部５１４との距離と同じ距離になるように、上下ガイド５５８に沿って鉛直方向上方（透過部５１４から遠ざかる方向）に移動する。

　加熱された造形用液体は、粘度が低下する。そのため、下部保持板５５７の移動による造形容器５１０の移動に必要な応力はより小さく、立体造形物の製造がより容易に行える。

　この状態で、照射部５２０の出射部５２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した次の造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射する。出射された活性エネルギー線は、反射鏡５２４で反射されて造形容器５１０の透過部５１４へと導かれ、上記次の層の平面パターンを保ったまま、透過部５１４から造形容器５１０の収容部５１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域５６２を通過して、硬化領域５６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、第１の造形物層に接して新たな造形物層を形成する。

　以降、駆動部５４６による加熱部５４８を駆動しての造形用液体の加熱および上下ガイド５５８に沿っての造形物保持部５３０の移動を同様に行い、造形用液体の硬化領域において、活性エネルギー線の照射によるさらに新たな造形物層を形成する。

　また、本実施形態によれば、造形物保持部５３０の造形面５３２に対して透過部５１４を広く形成する必要がないため、造形容器５１０の収容部５１８に収容する造形用液体の量を比較的少量にしての立体造形物の製造が可能である。一方で、造形物保持部５３０の造形面５３２に対する透過部５１４の面積を第１の実施形態～第３の実施形態のように広くしてもよい。

　なお、このとき、第１の実施形態、第２の実施形態、ならびに第３の実施形態および第３の実施形態の各変形例と同様に、造形容器５１０の透過部５１４に対する造形物保持部５３０の造形面５３２の位置を相対的に変化させながら、立体造形を行ってもよい。

　また、第４の実施形態のように、造形用液体を収容部に導入する際に、造形用液体を加熱して、造形用液体の導入を容易にしてもよい。

　また、加熱部５４８の位置はストッパ５１７ａの内部に限定されるものではなく、造形用液体を加熱できる限りにおいて、下部保持板の板状部材の内部に配置したヒーターによりトレーを介して造形用液体を加熱してもよいし、上部保持板に配置したヒーターからの温風などにより造形用液体を加熱してもよい。

　［第６の実施形態］
　（立体造形装置の構成）
　図１４は、本発明の第６の実施形態に関する立体造形装置６００の主要部の概略構成を示す模式的な断面図である。図１４に示す立体造形装置６００は、造形容器６１０、照射部６２０、造形物保持部６３０および移動支援部６４０を有する。

　立体造形装置６００は、表面が水平となるように配置されるベース６５２およびベース６５２に対して垂直となる方向に延在する壁部６５４を有し、壁部６５４には、造形物保持部６３０を保持する上部保持板６５６、および造形物保持部６３０より鉛直方向下方で造形容器６１０を保持する下部保持板６５７が取り付けられる。

　上部保持板６５６は、造形物保持部６３０を鉛直方向下方に保持する板状部材である。上部保持板６５６は、壁部６５４に沿って配置された上下ガイド６５８により鉛直方向に移動可能に、設置される。

　下部保持板６５７は、造形容器６１０を鉛直方向上方に保持する板状部材である。下部保持板６５７は、中央に円形孔が形成されており、上記円形孔と造形容器６１０の透過部６１４とが一致する位置で、造形容器６１０を保持する。下部保持板６５７は、造形容器６１０を保持する表面に、造形容器６１０が収容される形状に配置されて、下部保持板６５７に対する造形容器６１０の位置ずれを抑制する突起であるストッパ６５７ａを有する。

　本実施形態において、上部保持板６５６および下部保持板６５７は、ガイドレールによって水平方向に移動可能には構成されていない。

　本実施形態では、移動支援部６４０は、造形容器６１０の収容部６１８に収容された造形用液体の液面に気体を吹き付けて、気体を吹き付けられた液面を加圧する、上部保持板６５６が有する加圧部６４８を駆動する駆動部６４６である。

　立体造形装置６００のその余の構成については、第１の実施形態と同様とし得るため、詳しい説明は省略する。

　（立体造形装置の操作）
　立体造形装置６００は、造形容器６１０の収容部６１８に、造形用液体が充填された状態で稼働される。なお、造形用液体、透過部６１４から侵入した酸素による阻害領域６６２および硬化領域６６４の形成については、第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明を省略する。

　出射部６２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射すると、出射された活性エネルギー線は、反射鏡６２４で反射されて造形容器６１０の透過部６１４へと導かれ、上記平面パターンを保ったまま、透過部６１４から造形容器６１０の収容部６１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域６６２を通過して、硬化領域６６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、造形物保持部６３０の造形面６３２に接して第１の造形物層を形成する。

　このとき、第１の実施形態と同様に、造形用液体の粘度が高いと、造形物保持部６３０の造形面６３２と造形容器６１０の透過部６１４との間に造形用液体が流入しにくく、造形物保持部６３０を鉛直方向上方に移動させにくい。また、造形物保持部６３０を鉛直方向上方に無理に移動させると、造形用液体が均一に流入しにくいため、次に形成された造形物層も樹脂が均一に充填されず、形成された立体造形物の強度が低下したりすることがある。

　ここで、本実施形態では、駆動部６４０が加圧部６４８を駆動して、加圧部６４８により造形容器６１０の収容部６１８に収容された造形用液体の液面に気体を吹き付けて、気体を吹き付けられた液面を加圧する。

　同時に、造形物保持部６３０は、造形面６３２に形成された第１の造形物層の先端と透過部６１４との距離が、当初の造形面６３２と透過部６１４との距離と同じ距離になるように、上下ガイド６５８に沿って鉛直方向上方（透過部６１４から遠ざかる方向）に移動する。

　液面が加圧された造形用液体は、流動しやすくなる。そのため、造形物保持部６３０を鉛直方向上方に移動させるときに、造形容器６１０の透過部６１４と造形物保持部６３０の造形面６３２との間に造形用液体が流入しやすくなる。これにより、下部保持板６５７の移動による造形容器６１０の移動に必要な応力はより小さくなり、立体造形物の製造がより容易に行える。

　この状態で、照射部６２０の出射部６２２が、製造しようとする立体造形物を高さ方向に微分した次の造形物層の平面形状と同じ形状に平面パターン化された活性エネルギー線を出射する。出射された活性エネルギー線は、反射鏡６２４で反射されて造形容器６１０の透過部６１４へと導かれ、上記次の層の平面パターンを保ったまま、透過部６１４から造形容器６１０の収容部６１８に入射する。入射した活性エネルギー線は、阻害領域６６２を通過して、硬化領域６６４において造形用液体を選択的に照射して、照射された造形用液体を硬化させ、第１の造形物層に接して新たな造形物層を形成する。

　以降、駆動部６４６による加圧部６５８を駆動しての造形用液体の液面の加圧および上下ガイド６５８に沿っての造形物保持部６３０の移動を同様に行い、造形用液体の硬化領域において、活性エネルギー線の照射によるさらに新たな造形物層を形成する。

　なお、このとき、第１の実施形態、第２の実施形態、ならびに第３の実施形態および第３の実施形態の各変形例と同様に、造形容器６１０の透過部６１４に対する造形物保持部６３０の造形面６３２の位置を相対的に変化させながら、立体造形を行ってもよい。

　また、本実施形態によれば、造形物保持部６３０の造形面６３２に対して透過部６１４を広く形成する必要がないため、造形容器６１０の収容部６１８に収容する造形用液体の量を比較的少量にしての立体造形物の製造が可能である。一方で、造形物保持部６３０の造形面６３２に対する透過部６１４の面積を第１の実施形態～第３の実施形態のように広くしてもよい。

　また、本実施形態において、気体の吹き付けなどの加圧などによる造形容器の位置ずれは、下部保持板に形成したストッパ６５７ａによって抑制され得る。

　［その他の実施形態］
　なお、上述した各実施形態は、いずれも本発明の例示的な実施形態を示すものであり、本発明はこれらの実施形態として説明した態様に限定されることはない。

　たとえば、造形容器の形状は円柱形ではなくてもよく、角柱形および楕円柱形などの任意の形状とし得る。また、透過部の形状は円形ではなくてもよく、多角形、楕円形などの任意の形状とし得る。

　また、透過部は造形用液体を硬化させるための活性エネルギー線を透過できればよく、酸素などの硬化阻害剤の透過により造形用液体に阻害領域が形成されなくてもよい。このとき、透過部は造形物層を剥離可能な材料から形成される。

　また、立体造形装置は、上述した各構成部の操作を制御して立体造形物を製造するための制御部を有してもよい。

　本出願は、２０１７年１２月２５日出願の日本国出願番号２０１７－２４７６７６号に基づく優先権を主張する出願であり、当該出願の特許請求の範囲、明細書および図面に記載された内容は本出願に援用される。

　本発明によれば、造形用液体の粘度が高いときにも容易に立体造形が容易に可能となる。たとえば、本発明によれば、フィラーを含有させて粘度が高まった造形用液体によっても立体造形物の製造が可能であるため、フィラーにより機械的強度および弾性率などが高められた立体造形物を製造することが可能である。そのため、本発明は、立体造形が適用され得る範囲を拡大することが期待される。

　１００、２００、３００、４００、５００、６００　立体造形装置
　１１０、２１０、３１０、３１０ｄ、４１０、５１０、６１０　造形容器
　１１２、３１２、４１２　トレー
　１１４、２１４、３１４、４１４、５１４　透過部
　１１５、４１５　係留部
　１１６、３１６、４１６、５１６　側壁
　１１８、２１８、３１８、４１８、５１８　収容部
　１２０、２２０、４２０、５２０、６２０　照射部
　１２２、２２２、４２２　出射部
　１２４、２２４　反射鏡
　１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０　造形物保持部
　１３２、２３２、３３２、４３２　造形面
　１４０、２４０、３４０、４４０、５４０　移動支援部
　１４２、１４４、２４２、２４４　ガイドレール
　１４６、２４６、３４６、３４６ｂ、５４０、６４０　駆動部
　１５２、２５２、４５２、５５２、６５２　ベース
　１５４、２５４、４５４、５５４、６５４　壁部
　１５６、２５６、３５６ａ、４５６、５５６、６５６　上部保持板
　１５７、２５７、３５７、３５７ｃ、３５７ｄ、４５７、５５７、６５７　下部保持板
　１５７ａ、２５７ａ、３５７ａ、５５７ａ、６５７ａ　ストッパ
　１５８、２５８、４５８、５５８、６５８　上下ガイド
　１６２、２６２、３６２、４６２　阻害領域
　１６４、２６４、３６４、４６４　硬化領域
　１６６ａ、１６６ｂ、１６６ｃ、２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、３６６ａ、３６６ｂ　造形物層
　２２６　反射鏡ガイド部
　３１７　内側壁
　３１９ａ　フロート
　３１９ｂ　赤外線センサ
　３１９ｃ　保持棒
　３４８　ブレード
　３４９　加圧部
　３５７ｂ　回転床
　４３４　支持部
　４４６　導入部
　４４７　流路
　４４８　タンク
　４４９　プランジャ
　５４８　加熱部
　６４８　加圧部

Claims

　活性エネルギー線を透過させる透過部と、造形用液体を収容する収容部と、を有する造形容器と、
　前記造形用液体を硬化させるための活性エネルギー線を、前記収容部に収容された前記造形用液体に前記透過部を通して選択的に照射して、照射部と、
　前記透過部から離れる方向に移動可能に配置された、前記造形用液体が硬化してなる造形物を保持する造形物保持部と、
　前記透過部から離れる方向への前記造形物保持部の移動を容易にする移動支援部と、
　を有する、立体造形装置。
　前記移動支援部は、前記造形物保持部に対して平行に前記造形容器を移動させる駆動部を有する、請求項１に記載の立体造形装置。
　前記移動支援部は、前記透過部に対して平行に前記造形物保持部を移動させる駆動部を有する、請求項１または２に記載の立体造形装置。
　前記移動支援部は、前記造形容器を回転させる駆動部を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　前記造形用液体の液面の少なくとも一部を平滑化するブレードを有する、請求項２～４のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　前記駆動部は、前記収容部を振動させて前記造形用液体の液面の少なくとも一部を平滑化する、請求項２～５のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　前記駆動部は、前記造形用液体の液面の少なくとも一部を加圧して、前記加圧された造形用液体の液面を平滑化する、請求項２～６のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　前記造形用液体の液面の高さを測定する液面センサを有し、
　前記駆動部は、前記活性エネルギー線の照射により前記造形用液体が硬化してなる造形物が前記液面より上方を移動するように、前記造形物保持部を移動させる、請求項７に記載の立体造形装置。
　前記透過部の面積は、前記造形物保持部の前記透過部と対向する造形面の面積よりも４倍以上広い、請求項１～８のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　前記収容部は、密閉されており、
　前記移動支援部は、加圧された前記造形用液体を前記密閉された前記収容部に導入する導入部である、請求項１に記載の立体造形装置。
　前記収容部に収容された前記造形用液体を加熱する加熱部を有する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　前記造形容器を保持する保持板を有し、
　前記保持板は、前記造形容器の位置ずれを抑制するストッパを有する、
　請求項１～１１のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　前記透過部は、酸素透過性である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の立体造形装置。
　活性エネルギー線を透過させる透過部と、造形用液体を収容する収容部と、を有する造形容器の、前記収容部に収容された造形用液体に、前記透過部から活性エネルギー線を選択的に照射して、前記造形用液体が硬化してなる造形物層を形成する工程と、
　前記造形物層を保持する造形物保持部の、前記透過部から離れる方向への移動を支援しつつ、前記収容部の内部に配置された造形物保持部を前記透過部から離れる方向に移動させる工程と
　を有する、立体造形物の製造方法。
　前記透過部は、酸素透過性である、請求項１４に記載の立体造形物の製造方法。
　前記造形用液体は、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以上の液体である、請求項１４または１５に記載の立体造形物の製造方法。
　前記造形用液体は、フィラーを含む液体である、請求項１４～１６のいずれか１項に記載の立体造形物の製造方法。
　前記フィラーは、平均繊維径が１μｍ以下である繊維状のフィラーである、請求項１７に記載の立体造形物の製造方法。