JP6841017B2 - 造形装置および造形物の製造方法 - Google Patents

Description

本技術は、光等のエネルギー線で硬化する材料により３次元の物体を形成する造形装置およびこの造形装置による造形物の製造方法に関する。

造形装置の主な方式の１つとして、例えば光造形方式は、光硬化性樹脂にレーザ光を部分選択的に照射することにより、樹脂の所望の部分を硬化させて描画し、造形物を形成する方式である。光造形方式の中でも、規制液面法と呼ばれる方式では、光硬化性樹脂の液面が例えば平坦なガラス面により規制され、そのガラスを介して、レーザ光が液面とガラス面との界面にフォーカスされることで描画される。

特許文献１、２に記載の造形装置は、例えば円筒状のドラムを備え、ドラムと造形ステージとの間に一方向に長いスリット領域を形成して、このスリット領域内で光硬化性材料に光を照射する。これは１次元規制液面法と呼ばれる。

特開2012-40757号公報 特開2015-120261号公報

造形装置による造形精度を高めること、つまり高精度に造形物を形成することの要求は年々高まっている。

本開示の目的は、高精度な造形物を形成することができる造形装置およびその造形物の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、一形態に係る造形装置は、ステージと、規制体と、照射ユニットと、第１移動機構と、第２移動機構と、制御機構とを具備する。
前記ステージは、造形物が形成される造形面を有する。
前記規制体は、近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能である。
前記照射ユニットは、前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する。
前記第１移動機構は、前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる。
前記第２移動機構は、前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる。
前記制御機構は、記材料の積層の層数に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する。

この造形装置では、材料の層数に応じて、第１移動機構による相対移動方向における照射位置が制御されるので、層数ごとに最適な照射位置を実現できる。これにより、造形精度を高めることができる。

前記制御機構は、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域を中心として、前記第１移動機構による前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に前記照射位置を設定してもよい。

エネルギー線が照射されて材料が硬化した後、その硬化物が、保持領域の第１領域を通る時に、ステージまたはステージに密着した前層までの硬化物と、規制体との間で圧迫されて、ステージまたは前層までの硬化物に最新の硬化物を密着させることができる。その結果、造形精度を高めることができる。

前記制御機構は、前記材料の層数が第１の範囲では、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射してもよい。また、前記制御機構は、前記材料の層数が第１の範囲より大きい第２の範囲では、前記保持領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射してもよい。

層数が比較的多い第２の範囲では、第１領域とは異なる第２領域にある材料にエネルギー線が照射される。これにより、比較的多い量の材料が硬化され、その硬化物が保持領域の第１領域で圧迫されて、前層までの硬化物に最新の硬化層を確実に密着させることができる。その結果、高精度な造形物が形成される。

前記制御機構は、前記材料の積層の層数が前記第１の範囲より大きく、かつ、前記第２の範囲より小さい第３の範囲では、１層または複数層ごとに、前記第１領域から前記第２領域へ段階的に照射位置をシフトさせてもよい。これにより、高精度な造形物が形成される。

前記第１の範囲の層数は、その下限値が1であり、上限値が3〜20のうちいずれか１つの値となるように設定されてもよい。前記第２の範囲の層数は、その下限値が4〜21のうちいずれか１つの値となるように設定されてもよい。

前記制御機構は、前記照射ユニットを前記造形面に沿ってシフトさせる機構、または、前記照射ユニットによる照射角度を変える機構を有してもよい。

前記第１移動機構は、前記ステージまたは前記規制体を往復移動させてもよい。前記制御機構は、前記ステージまたは前記規制体の往路移動および復路移動ごとに、照射位置をそれぞれ設定して、前記エネルギー線を照射してもよい。これにより、造形速度が向上し、生産性を高めることができる。

他の一形態に係る造形装置は、上記の制御機構に代えて、前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する制御機構を備えていてもよい。

一形態に係る造形物の製造方法は、上記造形装置による造形物の製造方法であって、第１移動機構により、前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とが相対的に移動させられながら、前記材料の領域に選択的にエネルギー線が照射される。
第２移動機構により、前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とが相対的に移動させられる。
前記材料の層数に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置が可変に制御される。

他の形態に係る造形物の製造方法は、上記造形装置による造形物の製造方法であって、第１移動機構により、前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とが相対的に移動させられながら、前記材料の領域に選択的にエネルギー線が照射される。
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置が可変に制御される。

以上、本技術によれば、高精度な形状の造形物を形成することができる。

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図１は、本技術の一実施形態に係る造形装置を示す模式的な側面図である。 図２は、図１に示す造形装置の正面図である。 図３は、ステージおよびドラムを拡大して示す図である。 図４は、樹脂材料（硬化物）の層数と、照射ユニットのｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例１）である 図５は、照射ユニットおよび照射位置が原点位置からシフトした状態を示す。 図６は、他の例に係る樹脂材料（硬化物）の層数と、照射ユニットのｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例２）を示す。 図７Ａは、実施形態２に係る造形装置を示す側面図である。図７Ｂは、照射ユニットおよび照射位置が原点位置からシフトした状態を示す。 図８は、実施形態２に係る造形装置による、層数と照射位置のシフト量との関係を示すグラフである 図９は、実施形態３に係る造形装置を示す側面図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

１．実施形態１

１．１）造形装置の構成

図１は、本技術の一実施形態に係る造形装置を示す模式的な側面図である。図２は、図１に示す造形装置１００の正面図である。造形装置１００は、ステージ１０、規制体としてのドラム３０、ノズル２０を有する材料供給機構、照射ユニット４０、ステージ移動機構６０、照射ユニット移動機構４５、および制御部５０を主に備える。

説明の便宜のため、造形装置１００が配置される３次元空間において、高さ方向に沿う鉛直軸をｚ軸とし、ｚ軸に垂直な水平面に沿う２軸をｘ、ｙ軸とする。

ステージ１０は、造形物が形成される側の表面である造形面１２を有する。ステージ１０は、ドラム３０より上方に配置され、造形面１２をドラム３０がある側に向けて配置されている。水平面であるｘ−ｙ平面に対して、ｙ軸を中心とする回転方向に特定の傾斜角度で造形面１２が傾斜するように、ステージ１０が配置されている。ｘ−ｙ平面に対するその傾斜角度は任意に設定される

説明の便宜のため、（ｘ、ｙ、ｚ）座標系をｙ軸周りで、ステージ１０の傾斜角分回転させた座標系を、（ｘ'、ｙ'、ｚ'）座標系と定義する。

ドラム３０は、その円筒の長手方向の軸がｙ軸に沿うように配置されている。ドラム３０は、照射ユニット４０から出射されるエネルギー線を透過する材料で構成されている。造形物を構成する材料に光硬化樹脂が用いられる場合、エネルギー線としては光が用いられる。以下、造形物を構成する材料を樹脂材料と言う。典型的には、樹脂材料が紫外線硬化性樹脂であり、エネルギー線が紫外線である。ドラム３０の材料としては、その紫外線を透過するような透明なもの、例えばガラスまたはアクリル等が用いられる。

材料供給機構は、樹脂材料をドラム３０とステージ１０との間に供給可能に構成される。具体的には、材料供給機構におけるノズル２０は、ドラム３０とステージ１０との間に配置され、ドラム３０の円筒形状の表面と、ステージ１０の造形面１２との間に樹脂材料Ｒ（図３参照）を供給するように構成される。ノズル２０は、ｙ方向に沿って設けられた複数のノズルで構成されるか、または、ｙ方向に沿って長い形状の吐出スリットを有して構成される。

材料供給機構は、図示しないが、樹脂材料を貯溜するタンク、ノズル２０に接続された配管、配管に設けられたバルブ、樹脂材料を圧送するポンプ等を有する。

図３は、ステージ１０およびドラム３０を拡大して示す図である。ドラム３０の表面３２はステージ１０に近接する近接領域Ｋを有する。ドラム３０は、その近接領域Ｋとステージ１０の造形面１２との間に、樹脂材料Ｒを保持する保持領域Ｈを形成するように、ステージ１０に対して配置される。樹脂材料Ｒは、主に表面張力により保持される。

ドラム３０がステージ１０の造形面１２の下方に配置され、かつ、ステージ１０が傾斜していることにより、造形面１２のｘ'方向に沿って斜め下方へ未硬化の樹脂材料Ｒが流れて除去されやすくなる。

保持領域Ｈは、近接領域Ｋのうちステージ１０に最も近い領域（最近接領域）の位置に最狭部（第１領域）Ｈｃを有する。保持領域Ｈは、最狭部Ｈｃから、ドラム３０の表面３２の円周方向に沿って数mm〜数cm程度の範囲における、ドラム３０とステージ１０との間の空間領域である。なお、保持領域Ｈの、ドラム３０の円周方向での範囲は、樹脂材料Ｒ、ドラム３０の材料、および／または、ドラム３０の大きさにより変わる値であり、上記のような数mm〜数cmの範囲に限られない。

最狭部Ｈｃにおける、造形面１２と、ドラム３０の表面３２との距離は、実質的には、樹脂材料Ｒの硬化層１層分の厚さと同じである。その距離は例えば50μm〜500μmであるが、完成時の造形物のサイズや精細度等により、任意に設定可能である。

造形装置１００は、図３に示すようにｙ方向に沿う円筒中心軸Ｐを中心にドラム３０を回転させるモータ（図示を省略）をさらに備える。例えば、１または複数層ごとの露光の都度、ドラム３０を所定角度回転させることにより、ステージ１０に対する近接領域Ｋを変更する時、あるいはメンテンナンス時に、モータはドラム３０を回転する。

照射ユニット４０は、ドラム３０の円筒の内部に配置される。照射ユニット４０は、ドラム３０を介して、保持領域Ｈに保持された樹脂材料Ｒの領域に選択的に光を照射する。照射ユニット４０は、図示しないレーザー光源、ポリゴンミラー、およびレンズ系を備え、これらの部品が例えば１つの筐体内に収容されて構成されている。ポリゴンミラーの代わりに、ガルバノミラーが用いられてもよい。

図１に示すように、ステージ移動機構６０は、第１移動機構６１および第２移動機構６２を有する。第１移動機構６１は、所定の傾斜角度で配置されたステージ１０の造形面１２に沿うｘ'方向にステージ１０を移動させるように構成される。第２移動機構６２は、樹脂材料Ｒの積層方向、すなわちドラム３０に対してステージ１０が離接する方向（ｚ'方向）に、ステージ１０を移動させるように構成されている。

これら第１移動機構６１および第２移動機構６２は、ボールネジ駆動、ラックアンドピニオン駆動、またはベルト駆動など、各種の公知の駆動機構により構成される。

制御部５０は、ステージ移動機構６０、照射ユニット移動機構４５、材料供給機構、ドラム３０のモータの各動作を制御するように構成されている。制御部５０は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を搭載したコンピュータにより構成される。制御部５０は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＰＬＤ（Programmable Logic Device）を含んでいてもよい。

照射ユニット移動機構４５は、照射ユニット４０に接続されており、照射ユニット４０を少なくともｘ'方向にシフトさせるように構成されている。その駆動方式としては、上記公知の駆動機構が用いられる。例えば制御部５０は、照射ユニット移動機構４５の駆動を制御することにより、照射ユニット４０によるｘ'方向における光の照射位置を可変に制御する機能を有する。

制御部５０の機能の少なくとも一部と照射ユニット移動機構４５とにより、ステージ１０およびドラム３０の相対移動方向（第１移動機構６１によるｘ'方向）における、樹脂材料Ｒへの光の照射位置を制御する「制御機構」が構成される。

１．２）造形装置の動作

レーザー光源から出射されたレーザービームが、ポリゴンミラーの駆動により、図２に示すようにｙ'方向の１ラインに沿ってスキャンされる。１ライン分のスキャンの間、レーザー光源は、造形物の断面データ（のｙ'方向の１ライン分のデータ）に基づいて照射のON/OFFを繰り返す。これにより、そのｙ'方向の１ライン分に沿う樹脂材料Ｒの領域が選択的に露光される。

第１移動機構６１がステージ１０をｘ'方向に移動させながら、上記１ライン分の選択露光が繰り返されることにより、１層分の造形物が形成される。基本的には、第１移動機構６１によるステージ１０の片道移動時、すなわち、図３ではステージ１０がｘ'方向に沿って左上方向に上昇する過程で、露光が行われる（往路移動時の露光）。

１層分の露光処理が終了すると、制御部５０は照射ユニット４０による光照射を停止し、ステージ１０が図３中ｘ'方向に沿って右下方向に移動し元の位置に戻る。照射ユニット４０は、基本的には、ステージ１０の右下方向への戻り移動時（復路の移動時）には樹脂材料Ｒを露光しない。

造形装置１００は、第２移動機構６２がステージ１０をｚ'方向に移動させながら、上記の動作を樹脂材料Ｒの１層ごとに行うことにより、３次元の造形物を形成する。

１．３）照射ユニット（照射位置）のシフト動作

１．３．１）例１

図４は、造形装置１００の動作において、樹脂材料（硬化物）の積層の数（層数）と、照射ユニット移動機構４５による照射ユニット４０のｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例１）である。例えば制御部５０は、造形装置１００に電源が投入された場合、このグラフのデータを読み込み、このグラフのプロファイルにしたがって、照射ユニット移動機構４５の駆動を制御する。

層数が例えば1以上15以下の間（第１の範囲）の露光処理では、最狭部Ｈｃにある樹脂材料に光を照射するような位置に照射ユニット４０が配置される。この時の、ｘ'軸における照射ユニット４０の位置やその照射位置（図３で示す位置）を、便宜的に原点位置という。図３では、ｘ'軸におけるこの原点位置を符号Ｂで示す。

層数が16以上（第２の範囲）の露光処理では、照射ユニット移動機構４５は、照射ユニット４０を原点位置から所定距離分、ｘ'軸に沿って右下方向にシフトさせる。これにより、図５に示すように、そのシフト量分だけ照射位置が原点位置Ｂにある最狭部Ｈｃからシフトする。その結果、層数が16以上では、照射ユニット４０は、保持領域Ｈのうち、最狭部Ｈｃから当該シフト量分離れた領域（第１領域とは異なる第２領域）にある樹脂材料に光を照射する。照射位置のシフト量の最大範囲は保持領域Ｈの範囲内にある。

図４に示すグラフの例では、シフト量は例えば600μmとなっているが、樹脂材料やエネルギー線の種類などにより適宜変更可能である。

ここで、照射位置のシフト方向は、上記したように、原点位置Ｂにある最狭部Ｈｃを中心として、ステージ１０の進行方向（左上方向）の反対側への方向（右下方向）である。つまり、最狭部Ｈｃから離れた領域で光照射されて形成された硬化物が、ステージ１０の進行方向へ動き、最狭部Ｈｃを通過する時、ステージ１０、またはステージ１０に密着した前層までの硬化物と、ドラム３０との間で圧迫される。したがって、ステージ１０または前層までの硬化物に、最新の硬化物を密着させることができる。これにより、例えばドラム３０の表面３２に硬化した樹脂材料が付着することを防止できる効果があり、高精度な造形処理に寄与する。

以上のように、この造形装置１００では、樹脂材料の層数に応じて、第１移動機構６１による相対移動方向における照射位置が制御されるので、層数ごとに、造形精度を高めるための最適な照射位置を実現できる。

上記第１の範囲の層数の上限値は、15に限られず、例えば3〜20のうちいずれか１つの値に設定可能である。上記第２の範囲の層数の下限値は、16に限られず、例えば4〜21のうちいずれか１つの値に設定可能である。

１．３．２）例２

図６は、他の例に係る樹脂材料（硬化物）の層数と、照射ユニット４０のｘ'方向でのシフト量との関係を示すグラフの例（例２）を示す。この例では、層数が最初の５層以内（例えば３層）から16層までの範囲（第３の範囲）では、１層または複数層ごとに、徐々に（段階的に）照射位置がシフトする。

この例では、16層以上ではシフト量は一定である。第１の範囲の層数の上限値、第２の範囲の層数の下限値も上記同様に適宜変更可能である。

この例２のようなシフト量のプロファイルによっても、この造形装置１００による造形精度を高めることができる。

上記例１、２に示したプロファイルに限られない。他のプロファイルとして、図６に示した第３の範囲のシフト量が階段状に増えていく例が挙げられる。

２．実施形態２

図７Ａは、実施形態２に係る造形装置を示す側面図である。これ以降の説明では、上記実施形態１に係る造形装置１００が含む部材や機能等について実質的に同様の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

この造形装置２００では、造形面１２が実質的に水平面に沿うようにステージ１０が配置されている。これにより、樹脂材料Ｒがｘ'方向（図中左右方向）で均等に流れるので、ｘ'方向における造形精度が安定する。

本実施形態では、第１移動機構６１（図１参照）によるステージ１０の移動の往路および復路の両方の経路で露光を実行する。

ノズル２０は、ｘ方向で２つ配置されている。これらのノズル２０は、例えばｚ軸に線対称に配置されている。本実施形態では、上記のような往復露光において効率良く樹脂材料Ｒが保持領域Ｈに供給されるように、２つのうちいずれか１つのノズル２０が選択され、適切なタイミングで樹脂材料が吐出される。なお、ノズル２０から樹脂材料が保持領域Ｈに供給することができれば、実施形態１のようにノズル２０は１つでもよい。

図８は、この造形装置２００による、層数と照射位置のシフト量との関係を示すグラフである。これは、図４に示した例１のプロファイルを、この実施形態２の往復露光処理に適用したものである。このプロファイルによれば、第２の範囲の層数の最初の層（例えば16層目）からは、原点位置から+x'方向および-x'方向に、図７Ａ、Ｂに示すように１層ごとにシフトしながら、露光が行われる。

このような往復露光処理によれば、造形速度が向上し、生産性を高めることができる。また、上記実施形態１と同様に、層数に応じて適切な照射位置を設定することができ、造形精度を高めることができる。

本実施形態２に係る造形装置２００に、図６に示したシフト量のプロファイルを適用されてもよい。この場合、例えば１層ごとに段階的に照射位置がシフトする第３の範囲において、１層ごとに照射位置が原点位置を中心に交互に振れるような設定となる。

３．実施形態３

図９は、実施形態３に係る造形装置を示す側面図である。この造形装置３００は、回転機構４７を備える。回転機構４７は、照射ユニット４０をｙ'軸を中心に回転させることにより、照射ユニット４０の照射角度を変える。これにより、保持領域Ｈに保持された樹脂材料Ｒに対する照射位置がシフトする。このような造形装置３００の構成によっても、上記実施形態１、２と同様の効果を得ることができる。

４．変形例

上記各実施形態では、樹脂材料の積層の層数に応じて照射位置が制御された。しかし、ステージ１０の造形面１２と、近接領域Ｋとの距離（造形面１２に対して垂直方向（ｚ'方向）での距離）に応じて、照射位置が制御されるようにしてもよい。当該距離は、層数に比例するので、この変形例の趣旨は、上記各実施形態の趣旨と同じである。例えば光学的、磁気的、または静電気的な手段を用いて当該距離が測定される。

上記各実施形態では、ステージ１０を移動させるステージ移動機構６０が設けられていた。しかし、ステージ１０は移動せず、ドラム３０をｘ'、ｚ'軸に沿って移動させる移動機構が設けられていてもよい。あるいは、ステージ１０がｘ'軸（またはｚ'軸）に沿って移動し、ドラム３０がｚ'軸（またはｘ'軸）に沿って移動するように構成されていてもよい。

上記実施形態では、ドラム３０（規制体）の形状は円筒形状であった。しかし、規制体の形状は、半円や1/4円など、円筒の一部（ｙ軸で見て円弧の一部）の形状であってもよい。これにより、円筒内の容積の制限がなくなり、照射ユニット４０の構成や配置の自由度を高めることができる。また、照射ユニット４０を大型化して照射位置の高精度化を図ることができる。規制体の表面は円筒面である必要はなく、ｙ軸に沿って長い近接領域を含む表面を有していれば、その表面はどのような形状の曲面であってもよい。

上記実施形態１、３では、ステージ１０が傾斜するように配置されていたが、上記実施形態２と同様に水平に配置されていてもよい。あるいは、上記実施形態２では造形面１２が水平になるようにステージ１０が配置されたが、実施形態１に示したように、造形面１２が傾斜したステージ１０で往復露光が実行されてもよい。その場合、１層分露光処理の往路および１層分露光処理の復路で、傾斜の向きが交互に反転するようにステージ１０が移動する。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第１移動機構と、
前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第２移動機構と、
前記材料の積層の層数に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する制御機構と
を具備する造形装置。
（２）
前記（１）に記載の造形装置であって、
前記制御機構は、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域を中心として、前記第１移動機構による前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に前記照射位置を設定する
造形装置。
（３）
前記（１）または（２）に記載の造形装置であって、
前記制御機構は、
前記材料の層数が第１の範囲では、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射し、
前記材料の層数が第１の範囲より大きい第２の範囲では、前記保持領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射する
造形装置。
（４）
前記（３）に記載の造形装置であって、
前記制御機構は、前記材料の積層の層数が前記第１の範囲より大きく、かつ、前記第２の範囲より小さい第３の範囲では、１層または複数層ごとに、前記第１領域から前記第２領域へ段階的に照射位置をシフトさせる
造形装置。
（５）
前記（３）または（４）に記載の造形装置であって、
前記第１の範囲の層数は、その下限値が1であり、上限値が3〜20のうちいずれか１つの値となるように設定される
造形装置。
（６）
前記（３）または（４）に記載の造形装置であって、
前記第２の範囲の層数は、その下限値が4〜21のうちいずれか１つの値となるように設定される
造形装置。
（７）
前記（１）から（６）のうちいずれか１つに記載の造形装置であって、
前記制御機構は、前記照射ユニットを前記造形面に沿ってシフトさせる機構、または、前記照射ユニットによる照射角度を変える機構を有する
造形装置。
（８）
前記（２）に記載の造形装置であって、
前記第１移動機構は、前記ステージまたは前記規制体を往復移動させ、
前記制御機構は、前記ステージまたは前記規制体の往路移動および復路移動ごとに、照射位置をそれぞれ設定して、前記エネルギー線を照射する
造形装置。
（９）
（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の造形装置であって、
前記規制体の表面のうち少なくとも前記近接領域は曲面でなる
造形装置。
（１０）
（９）に記載の造形装置であって、
前記規制体の表面は円筒面でなる
造形装置。
（１１）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第１移動機構と、
前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第２移動機構と、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する制御機構と
を具備する造形装置。
（１２）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料にエネルギー線を照射する照射ユニットと
を具備する造形装置による、造形物の製造方法であって、
第１移動機構により、前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させながら、前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
第２移動機構により、前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させ、
前記材料の層数に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する
造形物の製造方法。
（１３）
造形物が形成される造形面を有するステージと、
近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料にエネルギー線を照射する照射ユニットと
を具備する造形装置による、造形物の製造方法であって、
第１移動機構により、前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させながら、前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
第２移動機構により、前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させ、
前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する
造形物の製造方法。

１０…ステージ
１２…造形面
２０…ノズル
３０…ドラム
３２…表面
４０…照射ユニット
４５…照射ユニット移動機構
４７…回転機構
５０…制御部
６０…ステージ移動機構
６１…第１移動機構
６２…第２移動機構
１００、２００、３００…造形装置

Claims (12)

1. 造形物が形成される造形面を有するステージと、
   近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
   前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
   前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第１移動機構と、
   前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第２移動機構と、
   前記材料の積層の層数に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域を中心として、前記第１移動機構による前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に前記照射位置を設定する制御機構
   を具備する造形装置。
2. 請求項１に記載の造形装置であって、
   前記制御機構は、
   前記材料の層数が第１の範囲では、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射し、
   前記材料の層数が第１の範囲より大きい第２の範囲では、前記保持領域のうち前記第１領域とは異なる第２領域にある前記材料に、前記エネルギー線を照射する
   造形装置。
3. 請求項２に記載の造形装置であって、
   前記制御機構は、前記材料の積層の層数が前記第１の範囲より大きく、かつ、前記第２の範囲より小さい第３の範囲では、１層または複数層ごとに、前記第１領域から前記第２領域へ段階的に照射位置をシフトさせる
   造形装置。
4. 請求項２に記載の造形装置であって、
   前記第１の範囲の層数は、その下限値が1であり、上限値が3〜20のうちいずれか１つの値となるように設定される
   造形装置。
5. 請求項２に記載の造形装置であって、
   前記第２の範囲の層数は、その下限値が4〜21のうちいずれか１つの値となるように設定される
   造形装置。
6. 請求項１に記載の造形装置であって、
   前記制御機構は、前記照射ユニットを前記造形面に沿ってシフトさせる機構、または、前記照射ユニットによる照射角度を変える機構を有する
   造形装置。
7. 請求項１に記載の造形装置であって、
   前記第１移動機構は、前記ステージまたは前記規制体を往復移動させ、
   前記制御機構は、前記ステージまたは前記規制体の往路移動および復路移動ごとに、照射位置をそれぞれ設定して、前記エネルギー線を照射する
   造形装置。
8. 請求項１に記載の造形装置であって、
   前記規制体の表面のうち少なくとも前記近接領域は曲面でなる
   造形装置。
9. 請求項８に記載の造形装置であって、
   前記規制体の表面は円筒面でなる
   造形装置。
10. 造形物が形成される造形面を有するステージと、
    近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
    前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射する照射ユニットと、
    前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第１移動機構と、
    前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させる第２移動機構と、
    前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御し、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域を中心として、前記第１移動機構による前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に前記照射位置を設定する制御機構
    を具備する造形装置。
11. 造形物が形成される造形面を有するステージと、
    近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
    前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料にエネルギー線を照射する照射ユニットと
    を具備する造形装置による、造形物の製造方法であって、
    第１移動機構により、前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させながら、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域を中心として、前記第１移動機構による前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を設定して、前記材料の領域に、選択的にエネルギー線を照射し、
    第２移動機構により、前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させ、
    前記材料の層数に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する
    造形物の製造方法。
12. 造形物が形成される造形面を有するステージと、
    近接領域を含む表面を有し、前記近接領域と前記ステージとの間に材料を保持する保持領域を形成するように、前記ステージに対して配置されることが可能な規制体と、
    前記規制体の近接領域を介して、前記保持領域に保持された前記材料にエネルギー線を照射する照射ユニットと
    を具備する造形装置による、造形物の製造方法であって、
    第１移動機構により、前記造形面に沿う方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させながら、前記近接領域のうち前記ステージに最も近い領域と前記ステージとの間の、前記保持領域の第１領域を中心として、前記第１移動機構による前記規制体に対する前記ステージの進行方向側の反対側に、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を設定して、前記材料の領域に選択的にエネルギー線を照射し、
    第２移動機構により、前記材料の積層方向で、前記ステージと前記規制体とを相対的に移動させ、
    前記造形面と前記近接領域との距離に応じて、前記第１移動機構による前記ステージおよび前記規制体の相対移動方向における、前記材料への前記エネルギー線の照射位置を可変に制御する
    造形物の製造方法。

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