JP2000309057A

JP2000309057A - 光学的立体造形方法および装置

Info

Publication number: JP2000309057A
Application number: JP11119370A
Authority: JP
Inventors: Takakuni Ueno; 高邦上野
Original assignee: Teijin Seiki Co Ltd
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】光硬化性樹脂組成物のみを使用して、サポー
トを配置したり造形物にサポート付けを行うことなく、
オーバーハング部やその他の複雑な形状を有する造形物
を円滑に光学的に立体造形し得る方法の提供。【解決手段】光硬化性樹脂組成物として光未硬化状態
で５〜９０℃の範囲内に融解するものを使用し、１層分
の光硬化性樹脂組成物を施すその下にある既に光硬化し
た光硬化層と同じ表面を構成する光硬化性樹脂組成物を
その融解温度未満にして固体状態を保ちながら光硬化性
樹脂組成物をサポートして光学的に立体造形を行う方法
および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光硬化性樹脂組成物
を用いて立体造形物を光学的に製造する方法および装置
に関する。より詳細には、本発明は、特定の光硬化性樹
脂液組成物を用いて、オーバーハング部分、隔置部分、
長さの異なる複数の脚部などを有する複雑な形状の立体
造形物を、立体造形物とは別体のサポートを造形浴中に
配置したり、立体造形物自体にサポート付けをするとい
う手間や特別の操作を要することなく、簡単に且つ円滑
に光学的に製造する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液状の光硬化性樹脂組成物は被
覆剤（特にハードコート剤）、ホトレジスト、歯科用材
料などとして広く用いられている。近年、三次元ＣＡＧ
に入力されたデータに基づいて光硬化性樹脂組成物を立
体的に光学造形する方法が、目的とする形状および寸法
を有する立体造形物を精度良く製造でき、しかも複雑な
構造を有する立体造形物であっても造形が可能なことか
ら特に注目を集めている。光学的立体造形技術に関して
は、液状の光硬化性樹脂に必要量の制御された光エネル
ギーを供給して薄層状に硬化させ、その上に更に液状光
硬化性樹脂を供給した後に制御下に光照射して薄層状に
積層硬化させるという工程を繰り返すことによって立体
造形物を製造する光学的立体造形法が特開昭５６−１４
４４７８号公報によって開示され、そしてその基本的な
実用方法が更に特開昭６０−２４７５１５号公報によっ
て提案され、その後、光学的立体造形技術に関する多数
の提案がなされている。

【０００３】立体造形物を光学的に製造する方法として
は、造形浴に入れた液状の光硬化性樹脂組成物の液面に
所望のパターンが得られるようにコンピューターで制御
された紫外線レーザーを選択的に照射して所定の厚みに
硬化させ、次にその光硬化層の上に１層分の液状の光硬
化性樹脂組成物を供給して同様に紫外線レーザーを照射
して前記と同じように硬化させ、目的とする立体造形物
が得られるまで前記の積層・光硬化操作を繰り返す方法
が一般に広く採用されている。かかる汎用の光学的立体
造形法によって、オーバーハング部、隔置部、長さの異
なる複数の脚部、凹凸部などを有する複雑な形状の立体
造形物の製造が広く行われている。その場合に、光照射
によって次々に形成される個々の光硬化層は極めて薄い
薄膜状であり、また該薄膜を積層してなる積層体も薄
く、それ自体では形状保持性に劣っている。しかも、造
形浴中の光硬化性樹脂組成物は液状で光硬化層の支持能
を殆ど持たない。そのため、オーバーハング部、隔置
部、長さの異なる複数の脚部、凹凸部などを有する複雑
な形状の立体造形物を製造する際には、造形中に光硬化
して形成した造形部分の垂れ下がり、変形、寸法の狂
い、位置移動などの問題を生じ易い。そのため、そのよ
うな問題が生ずるのを防止する目的で、造形浴中に別途
作製したサポートを配置してそのサポートによって造形
物を支持しながら光造形を行う方法や、目的とする立体
造形物に余分のサポート部分を同時に形成しながら造形
を行う方法（いわゆるサポート付けによる方法）が、一
般に採用されている。

【０００４】上記の点について図を用いて具体的に説明
する。例えば、図１の（ａ）に示すような、上下の円柱
部１ａ，１ｂの間に円板部２を有する立体造形物では、
円柱部１ａの下端から次々と層状に光造形を行う場合
に、円板部２の直径が円柱部１の直径よりも大きいこと
により円板部２がオーバーハング部を構成する。そし
て、該オーバーハング部の造形をサポートを用いずにそ
のまま行うと、該円板部２が造形中に下方に垂れ下がっ
たり、傾斜する等のトラブルを生じ、水平な円板構造に
することが難しく、目的とする形状および寸法の立体造
形物を製造が困難になる。そのため、従来は、オーバー
ハング部をなす円板部２の造形時に、（イ）例えば、
図１の（ｂ１）および（ｂ２）に示すような別体のサポ
ート３を造形浴中に配置して、該サポート３によってオ
ーバーハング部をサポートしながら光造形を行う方法
［図１の（ｂ１）は光造形時の縦断面図、図１の（ｂ
２）は光造形時の下側から見た平面図である］；（ロ）
例えば、図１の（ｃ１）および（ｃ２）に示すような
サポート部４を立体造形物と一体に形成してオーバーハ
ング部の垂れ下がりや変形などを防止しながら光造形を
行う方法［図１の（ｃ１）は光造形物の縦断面図、図１
の（ｃ２）は光造形物を下側から見た平面図である］；
などが採用されている。

【０００５】また、例えば、図２の（ａ）に示すよう
な、中央の連結板部５の下方に左右で長さの異なる脚部
６，７を有し、更に連結板部５の上部にも上方に延びる
左右の腕部８，９を有する立体造形物では、液状の光硬
化性樹脂組成物を入れた造形浴１２中で、図２の（ｂ）
に示すように長い脚部６の下端から光造形を行ってゆ
き、該脚部６の造形高さが図２の（ｃ）に示すように短
い脚部７の下端位置に達したときに、左右の脚部６，７
の造形が同時に行われる。その場合に、短い脚部７を形
成するための薄層状の造形部７ａは長い脚部６を形成す
るための造形部６ａに連結されておらず且つ載置台上に
載っておらず、液状の光硬化性樹脂組成物上に浮遊して
いるために、移動し易く、造形部６ａと造形部７ａとの
間の距離が設計どおりの値に保たれにくい。そのため、
従来は、（ハ）例えば、図２の（ｄ）（縦断面図）およ
び（ｅ）（上から見た平面図）に示すように、短い脚部
７の造形部７ａの造形の開始と同時に、造形部７ａを造
形物６ａに連結するためのサポート部１０を形成するサ
ポート付けを行って、図１の（ｆ）に示すようなサポー
ト部１０を有する立体造形物を製造する方法；などが一
般に採用されている。

【０００６】しかしながら、立体造形物とは別体のサポ
ートを造形浴中に配置して光造形を行う上記（イ）に示
した方法による場合は、サポートを予め作製しておい
て、そのサポートを造形浴中に配置するという繁雑な手
間が必要である。しかも、オーバーハング部における垂
れや変形の防止を円滑に行うのに適するサポートの形状
や寸法を予め設計し、そのサポートを適当な位置に配置
する必要があることから、サポートの設計や使用には高
度の熟練を要する。さらに、得られた立体造形物の表面
にはサポートで支持されていた箇所にサポートの接触跡
が残り易く、そのため立体造形物の外観が不良になり、
場合によってはその箇所を研磨して滑らかにするなどの
補修処理が必要である。

【０００７】また、光造形時に立体造形物にサポート部
を一体に形成する上記（ロ）および（ハ）に示した方法
による場合は、立体造形物と一体に形成したサポート部
を造形の終了後に切断して除去するという繁雑な手間を
要する。しかも、サポート部の切断除去が容易に行われ
得るようし、且つサポート部の切断によって立体造形物
の外観が損なわれることのないようにするためには、サ
ポート部の形状や大きさ、サポート部を設ける位置など
を十分に考慮する必要があり、サポート付けには相当な
熟練を要する。さらに、サポート部の除去に当たって
は、得られた立体造形物においてどの部分がサポート部
で、どの部分が最終目標とする立体造形物を構成する部
分であるかを十分に区別しながらサポート部の除去を行
う必要があるため、ＣＡＤデーターや部品図面の読解の
できる作業者でないとサポート部の除去作業が困難であ
る。

【０００８】造形浴に入れた液状の光硬化性樹脂組成物
に光を照射して立体造形物を製造する汎用の光学的立体
造形における上記した問題の解消を目的として、特開昭
６３−７２５２６号公報には、液状の光硬化性樹脂組成
物からなる第一材料と共に、ワックスなどの凝固性材料
を第二材料として使用し、該凝固性材料でオーバーハン
グ部などの垂れや変形を防止しながら光学的に立体造形
物を製造する方法が提案されている。より具体的には、
この公報には、（１）造形テーブルに液状の光硬化性樹
脂組成物を塗布し、（２）光硬化性樹脂組成物の塗布層
上に所定のパターンに形成したマスクを重ねて光を照射
して必要部分を光硬化させ、（３）未硬化の光硬化性樹
脂組成物を吸い取って除き、（４）未硬化の光硬化性樹
脂組成物の吸い取りによって生じた空隙部分に凝固性の
第二材料を塗布し、（５）前記で塗布した第二材料を冷
却して凝固させ、（６）Ｚ方向の寸法精度を出すために
前記の凝固物の上面を平面研削し、（７）その上に液状
の光硬化性樹脂組成物を塗布し、以後前記した（２）〜
（７）の工程を目的とする立体造形物が形成されるまで
多数回にわたって繰り返すことからなる光学的立体造形
法が開示されている。この方法による場合は、凝固性の
第二材料が、オーバーハング部などの垂れや変形を防止
するための支持材料として機能する。

【０００９】しかしながら、上記した特開昭６３−７２
５２６号公報に記載されている光学的立体造形法による
場合は、立体造形物を製造するための光硬化性樹脂組成
物と共に、造形物の形状支持用の第二材料を別途使用す
る必要があり、第二材料の使用に伴って、光照射後に未
硬化の光硬化性樹脂組成物を吸い取るための上記（３）
の工程、未硬化の光硬化性樹脂組成物の吸い取りによっ
て生じた空隙部分への凝固性の第二材料を塗布する上記
（４）の工程、Ｚ方向の寸法精度を出すために凝固させ
た第二材料の上面を平面研削する上記（６）の工程など
の多数の工程を余分に付加しなければならない。その結
果、光学的立体造形作業が極めて複雑になり、光学的立
体造形の製造に時間および手間がかかり、それに伴って
装置が複雑かつ大型化し、高価なものとなる。さらに、
上記（２）の工程で光硬化層上に塗布されたワックスな
どの第二材料が、上記（６）の平面研削工程で十分に除
去されずに光硬化層上に残留すると、光硬化層と次にそ
の上に形成された光硬化層との間にワックスなどの第二
材料が介在することになって、光硬化層間の接着が阻害
され、光硬化層の層間剥離が生じ易くなり、得られる立
体造形物の強度が低下する。また、光学的立体造形法で
用いられる光硬化性樹脂組成物は一般に高価であること
から、立体造形物の製造後は光硬化に関与しなかった未
硬化の光硬化性樹脂組成物を回収して再利用することが
通常行われているが、上記した公報に記載されている光
学的立体造形法による場合は、未硬化の光硬化性樹脂組
成物中にワックスなどの第二材料が多量に混入している
ため、第二材料を完全に分離してから光硬化性樹脂組成
物を光学的立体造形に再利用する必要があり、光硬化性
樹脂組成物の精製、回収および再利用に際して多大な手
間と経費がかかる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、オー
バーハング部、隔置部、長さの異なる複数の脚部、凹凸
部などを有する複雑な形状の立体造形物を製造する場合
にも、サポートを造形浴中に別途配置する必要がなく、
さらには立体造形物自体にサポートとなるサポート部を
造形時に形成する（サポート付けを行う）ことなく、目
的とする立体造形物を簡単に且つ円滑に製造することの
できる光学的立体造形方法および装置を提供することで
ある。さらに、本発明の目的は、立体造形物の形状支持
のためにワックスなどの第二材料を使用せずに、光硬化
性樹脂組成物のみを使用して、オーバーハング部、隔置
部、長さの異なる複数の脚部、凹凸部などを有する複雑
な形状の立体造形物を、簡単な工程および装置で円滑に
且つ短時間に光学的に造形することのできる方法および
装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
本発明者は種々検討を重ねてきた。その結果、光硬化性
樹脂組成物として、光で硬化する前には５〜９０℃の範
囲内に融解温度を有していて、前記融解温度を境にして
固体から液体へとまたは液体から固体へと可逆的に相変
化する光硬化性樹脂組成物を使用し、そしてその光硬化
性樹脂組成物に光を照射して光硬化層を形成する際に、
これから形成しようとする光硬化層の直下に位置する、
既に形成されている光硬化層と同じ表面を構成している
光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度として固
化状態に保ち、その固化された光硬化性樹脂組成物の層
および既に硬化された光硬化層の固体表面によってその
上に１層分で施される光硬化性樹脂組成物を支持ながら
光を照射して光硬化層を形成すると、別体のサポートを
造形浴中に配置したり又は立体造形物自体にサポート付
けを行わなくても、さらにはワックスなどの第二材料を
支持材料として用いなくても、オーバーハング部、隔置
部、長さの異なる複数の脚部、凹凸部などを有する複雑
な形状および構造の立体造形物を、前記した部分の垂
れ、変形、移動などを生ずることなく、簡単に且つ円滑
に高い寸法精度で製造できることを見出した。

【００１２】さらに、本発明者は、前記した光学的立体
造形を行うに当たっては、固化状態にした光硬化性樹脂
組成物の表面に１層分で施される光硬化性樹脂組成物
は、液状で施してもまたは固体状で施してもいずれでも
よく、施した光硬化性樹脂組成物の光硬化は、液状状態
で行ってもまたは固体状態で行ってもいずれでもよいこ
とを見出した。また、本発明者は、光未硬化時の融解温
度が前記した５〜９０℃の範囲内にある光硬化性樹脂組
成物を用いて前記の方法で光学的立体造形を行う場合
は、光造形作業の終了後に、または場合によっては途中
に、光硬化性樹脂組成物の融解温度以上の温度にする
と、光硬化に関与しなかった光硬化性樹脂組成物が液状
となり、光硬化によって形成された立体造形物から簡単
に且つ円滑に分離され得ること、しかもそれによって分
離された光硬化性樹脂組成物はワックスなどの第二材料
を含有していないために、そのままで後の光学的立体造
形作業に再利用できることを見出した。さらに、光硬化
により形成された立体造形物からの光未硬化の光硬化性
樹脂組成物の分離は、加熱融解によらずに、場合によっ
ては溶媒を用いて固化状態の光硬化性樹脂組成物を溶解
する方法によって行ってもよいことを見出し、それらの
種々の知見に基づいて本発明を完成した。

【００１３】すなわち、本発明は、（１）（Ａ）（ｉ）層状にした光硬化性樹脂組成物の
表面に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚み
を有する光硬化層を形成し；（ii）前記（ｉ）で形成した光硬化層の上に１層分の光
硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射して、該
（ｉ）で形成した光硬化層上に所定のパターンおよび厚
みを有する光硬化層を一体に積層形成し；（iii）前記（ii）で形成した光硬化層の上に１層分の
光硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射して、該
（ii）で形成した光硬化層上に所定のパターンおよび厚
みを有する光硬化層を一体に積層形成し；（iv）目的とする立体造形物が形成されるまで前記（ii
i）の光硬化層の積層形成工程を繰り返すことによって
立体造形物を製造する方法であって；（Ｂ）光硬化性樹脂組成物として、光未硬化のときに
５〜９０℃の範囲内に融解温度を有する光硬化性樹脂組
成物を使用し；（Ｃ）前記（Ａ）の（ii）〜（iv）の工程の全てまた
は一部において、既に形成されている光硬化層と同じ表
面を構成している光未硬化の光硬化性樹脂組成物をその
融解温度未満の温度として固化状態に保ちながら、該表
面の上に、１層分の光硬化性樹脂組成物を施して制御下
に光を照射して光硬化層を一体に積層形成する方法を採
用する；ことを特徴とする立体造形物の製造方法である。

【００１４】そして、本発明は、（２）光硬化性樹脂組成物として、１５〜８０℃の範
囲内に融解温度を有する光硬化性樹脂組成物を使用する
前記（１）の立体造形物の製造方法；（３）前記（Ａ）の（ii）〜（iv）の工程の全てまた
は一部において、既に形成されている光硬化層と同じ表
面を構成している光硬化性樹脂組成物をその融解温度未
満の温度として固化状態に保ちながら、該表面の上に、
１層分の光硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射
して光硬化層を順次一体に積層形成する光造形操作を行
って目的とする構造および寸法を有する立体造形物を形
成させ、光造形操作の終了後に、光硬化性樹脂組成物の
融解温度以上の温度に加熱して光未硬化の光硬化性樹脂
組成物を液化して光硬化により形成した立体造形物から
分離させることからなる前記（１）または（２）の立体
造形物の製造方法；（４）前記（Ａ）の（ii）〜（iv）の工程の全てまた
は一部において、既に形成されている光硬化層と同じ表
面を構成している表未硬化の光硬化性樹脂組成物をその
融解温度未満の温度として固化状態に保ちながら該表面
の上に、１層分の光硬化性樹脂組成物を施して制御下に
光を照射して光硬化層を順次一体に積層形成する光造形
操作を行って目的とする構造および寸法を有する立体造
形物を形成させ、光造形操作の終了後に、固化状態にあ
る光硬化性樹脂組成物を溶媒に溶解して、光硬化により
形成した立体造形物から分離させることからなる前記
（１）または（２）の立体造形物の製造方法；（５）載置台および／または既に形成されている光硬
化層および該と同じ表面を構成している固化状態にある
表面に１層分の光硬化性樹脂組成物を施し光を照射して
硬化させるに当たり、（ａ）光硬化性樹脂組成物を液状
で施して、液状のままでその表面に制御下に光を照射し
て所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を形成さ
せる方法；（ｂ）光硬化性樹脂組成物を液状で施した後
にその融解温度未満の温度に冷却して固化させ、固化し
た状態でその表面に制御下に光を照射して所定のパター
ンおよび厚みを有する光硬化層を形成させる方法；
（ｃ）光硬化性樹脂組成物を固体状で施した後に融解温
度以上に加熱して液化させ、液状状態で表面に制御下に
光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬化
層を形成させる方法；および（ｄ）光硬化性樹脂組成物
を固体状で施した後、固体状のままでその表面に制御下
に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬
化層を形成させる方法のいずれかを採用する前記（１）
〜（４）のいずれかの立体造形物の製造方法；を包含す
る。

【００１５】さらに、本発明は、（６）載置台上または光硬化性樹脂組成物の硬化によ
り形成した光硬化層上に１層分の光硬化性樹脂組成物を
順次供給するための光硬化性樹脂組成物の供給手段、最
終的な立体造形物が形成されるまで制御下に所定のパタ
ーンおよび厚みを有する光硬化層の形成・積層を繰り返
えして行うための光照射装置を備える光造形手段、およ
び光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にする
温度調整手段を備える光学的立体造形装置である。そし
て、本発明は、（７）前記温度調整手段が、光造形工程の全部または
一部において、既に形成されている光硬化層と同じ表面
を構成している光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満
の温度に保つための制御手段を有する冷却手段である前
記（６）の光学的立体造形装置；および、（８）光造形の途中または終了後に、光学的立体造形
系に存在する光未硬化の光硬化性樹脂組成物をその融解
温度以上に加熱する加熱手段をさらに有する前記した
（６）または（７）の光学的立体造形装置；を包含す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。本発明では、上記したように、（ｉ）載置台上に
光硬化性樹脂組成物を施して、該光硬化性樹脂組成物の
表面に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚み
を有する光硬化層を形成し；（ii）前記（ｉ）で形成し
た光硬化層の上に１層分の光硬化性樹脂組成物を施して
制御下に光を照射して、該（ｉ）で形成した光硬化層上
に所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を一体に
積層形成し；（iii）前記（ii）で形成した光硬化層の
上に１層分の光硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を
照射して、該（ii）で形成した光硬化層上に所定のパタ
ーンおよび厚みを有する光硬化層を一体に積層形成し；
（iv）目的とする立体造形物が形成されるまで前記（ii
i）の光硬化層の積層形成工程を繰り返すことによって
立体造形物を製造する。

【００１７】本発明では、上記一連の工程（ｉ）〜（i
v）によって立体造形物を製造するに当たって、光硬化
性樹脂組成物として、光未硬化のとき、すなわち光で硬
化しない状態のときには、５〜９０℃の範囲内に融解温
度を有し、該融解温度を境にして固体状から液状にまた
は液状から固体状に可逆的に相変化する光硬化性樹脂組
成物を使用することが必要である。光硬化性樹脂組成物
の融解温度は１５〜８０℃の範囲内の温度であることが
好ましく、２０〜６０℃の範囲内の温度であることがよ
り好ましい。ここで、本明細書でいう「融解温度」と
は、光硬化性樹脂組成物が昇温によって実質的に非流動
状態から流動状態に変化する温度をいう。

【００１８】光硬化性樹脂組成物の融解温度が５℃より
も低いと、既に形成された光硬化層と同じ表面を構成す
る光硬化性樹脂組成物を固体状にしてその上に施される
１層分の光硬化性樹脂組成物に対する支持層として機能
させる際に、光硬化性樹脂組成物の冷却固化が達成され
にくくなり、しかも光硬化性樹脂組成物を冷却固化する
のに強い冷却が必要であり熱効率的に不利である。一
方、光硬化性樹脂組成物の融解温度が９０℃よりも高い
と、載置台や既に形成されている光硬化層の上に１層分
の光硬化性樹脂組成物を液状で施して次々と光硬化、積
層して造形を行ってゆく際に、高い加熱温度が必要であ
り、しかも温度が少しでも低くなると光硬化性樹脂組成
物が固化して塗工作業が行いにくくなる。さらに、光造
形操作の終了後に、光硬化性樹脂組成物をその融解温度
以上に加熱し液化して得られた立体造形物から分離させ
る際にも高温での加熱が必要になり、作業性、熱効率な
どが低下する。

【００１９】本発明で使用する光硬化性樹脂組成物はそ
の融解温度が上記した５〜９０℃の範囲内にある限り
は、シャープな融点（例えば３０℃の融点）を有してい
ても、または有る程度の幅のある融解温度（例えば３０
〜３５℃の融解温度）を有していてもいずれでもよい。
本発明では、光学的な立体造形が可能であって且つ上記
した５〜９０℃の範囲内に融解温度を有する光硬化性樹
脂組成物である限りは、光硬化性樹脂組成物の種類は特
に限定されず、いずれを用いてもよい。

【００２０】本発明では、融解温度が５〜９０℃の範囲
内にある光硬化性樹脂組成物を用いて、上記した（ｉ）
〜（iv）の一連の工程によって立体造形物を製造するに
当たって、（Ｉ）前記（ii）〜（iv）の工程の全てに
おいて、既に形成されている光硬化層と同じ表面を構成
している光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度
として固化状態に保ちながら、該表面の上に、１層分の
光硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射して光硬
化層を一体に積層形成して立体造形物を製造するか；ま
たは、（II）前記（ii）〜（iv）の工程の一部におい
て、既に形成されている光硬化層と同じ表面を構成して
いる光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度とし
て固化状態に保ちながら、該表面の上に、１層分の光硬
化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射して光硬化層
を一体に積層形成して立体造形物を製造する；ことが必
要である。ここで、本明細書でいう「固化状態」とは、
流動性を有しない状態をいい、いわゆる固体状の外に、
ワックス状、ゼリー状、ゲル状などを包含する。

【００２１】特に、上記（II）の方法を採用する場合
は、オーバーハング部、隔置部分、左右で長さの異なる
脚部、凹凸部などのような、造形時にサポートを行わな
いと、垂れ、変形、移動などが生じ易い部分の造形時に
は、既に形成されている光硬化層と同じ表面を構成して
いる光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度とし
て固化状態に保って支持層として機能させながら造形操
作を行う少なくとも必要がある。そして、最早サポート
を行わなくても垂れ、変形、位置移動などが生じない部
分の造形時には、既に形成されている光硬化層と同じ表
面を構成している光硬化性樹脂組成物を冷却固化せず
に、液状状態に保って造形を行っても、または固体状に
して造形を行ってもいずれでもよい。

【００２２】前記（Ｉ）の方法を採用する場合は、光造
形操作の終了時に、光硬化して形成された立体造形物
が、冷却固化状態にある光硬化性樹脂組成物によって包
囲された（冷却固化状態にある光硬化性樹脂組成物中に
内蔵された）状態となったものが得られるので、それを
光硬化性樹脂組成物の融解温度以上に加熱して光硬化性
樹脂組成物を液化することによって、光硬化性樹脂組成
物から立体造形物を分取することができる。また、液化
した光硬化性樹脂組成物は回収して以後の光造形にその
まま再利用することができる。また、前記（II）の方法
を採用する場合は、光造形操作の終了時には、光硬化に
関与しなかった光硬化性樹脂組成物（立体造形物の形成
に関与しなかった光硬化性樹脂組成物）は、既に液化し
ていて光硬化した固体状の立体造形物から分離した状態
になっているので、立体造形物をそのまま回収すると共
に、液化状態にある光硬化性樹脂組成物をそのまま回収
して以後の光造形に再利用することができる。また、場
合によっては、固化状態にある光未硬化の光硬化性樹脂
組成物を溶媒によって溶解して、光硬化により形成され
た立体造形物から分離する方法を採用してもよい。その
場合の溶媒としては、光未硬化の光硬化性樹脂組成物は
溶解するが、光硬化により形成された立体造形物は溶解
しない溶媒であればいずれも使用可能であるが、光硬化
性樹脂組成物の物性の阻害を生じない溶媒を用いること
が好ましい。

【００２３】本発明では、載置台上および／または既に
形成されている光硬化層と同じ表面を構成している固化
状態にある表面に１層分の光硬化性樹脂組成物を施し光
を照射して硬化させるに当っては、（ａ）光硬化性樹脂組成物を液状で施して、液状のま
までその表面に制御下に光を照射して所定のパターンお
よび厚みを有する光硬化層を形成させる方法；（ｂ）光硬化性樹脂組成物を液状で施した後にその融
解温度未満の温度に冷却して固化させ、固化した状態で
その表面に制御下に光を照射して所定のパターンおよび
厚みを有する光硬化層を形成させる方法；（ｃ）光硬化性樹脂組成物を固体状で施した後に融解
温度以上に加熱して液化させ、液状状態で表面に制御下
に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬
化層を形成させる方法；および、（ｄ）光硬化性樹脂組成物を固体状で施した後、固体
状のままでその表面に制御下に光を照射して所定のパタ
ーンおよび厚みを有する光硬化層を形成させる方法；のいずれを採用して行ってもよい。

【００２４】上記（ａ）の方法を採用する場合の具体的
な光学的立体造形法としては、載置台上の液状をなす該光硬化性樹脂組成物の表面
に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有
する光硬化層を形成させる工程；前記の工程で形成した光硬化層と同じ表面を構成
する光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にし
て固化させる工程；前記の工程で形成した固化層の上に１層分の光硬
化性樹脂組成物を液状で施して液状の光硬化性樹脂組成
物の表面に制御下に光を照射し前記の工程で形成した
光硬化層上に所定のパターンおよび厚みを有する光硬化
層を積層形成する工程；前記の工程で形成した光硬化層と同じ表面を構成
する光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にし
て固化させる工程；および、前記の工程で形成した固化層の上に１層分の光硬
化性樹脂組成物を液状で施して液状の光硬化性樹脂組成
物の表面に制御下に光を照射し前記の工程で形成した
光硬化層上に所定のパターンおよび厚みを有する光硬化
層を積層形成する工程；を有し、且つ、目的とする立体造形物が形成されるまで前記およ
びの工程を繰り返すことによって立体造形を行うこと
からなる立体造形物の製造方法を挙げることができる。

【００２５】また、上記（ｂ）の方法を採用する場合の
具体的な光学的立体造形方法としては、載置台上に光硬化性樹脂組成物を液状で施した後に
その融解温度未満の温度に冷却して固化させる工程；前記の工程で固化した光硬化性樹脂組成物の表面
に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有
する光硬化層を形成させる工程；冷却下にある前記の工程後の固化層の上に１層分
の光硬化性樹脂組成物を液状で施す工程；前記の工程で施した光硬化性樹脂組成物をその融
解温度未満の温度に冷却して光硬化性樹脂組成物を固化
させる工程；および、前記の工程で固化した光硬化性樹脂組成物の表面
に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有
する光硬化層を形成させる工程；を有し、且つ、目的とする立体造形物が形成されるまで前記〜
の工程を繰り返す返すことによって立体造形を行うこと
からなる立体造形物の製造方法を挙げることができる。

【００２６】さらに、上記（ｃ）の方法を採用する場合
の具体的な光学的立体造形方法としては、載置台上に光硬化性樹脂組成物を固体状で施した後
にその融解温度以上に加熱して液化させ、その表面に制
御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する
光硬化層を形成させる工程；前記で形成した光硬化層と同じ面を構成する光硬
化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にして固化さ
せる工程；前記の工程で形成した固化層の上に１層分の固体
状の光硬化性樹脂組成物を施す工程；および、前記の工程で施した光硬化性樹脂組成物をその融
解温度以上にして液化させ、その表面に制御下に光を照
射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を形
成させる工程；を有し、且つ、目的とする立体造形物が形成されるまで前記およ
びの工程を繰り返す返すことによって立体造形を行う
ことからなる立体造形物の製造方法を挙げることができ
る。

【００２７】また、上記（ｄ）の方法を採用する場合の
具体的な光学的立体造形方法としては、載置台上に光硬化性樹脂組成物を固体状で施し、固
体状のままで表面に制御下に光を照射して所定のパター
ンおよび厚みを有する光硬化層を形成させる工程；前記の工程で形成した光硬化層と同じ表面を構成
する光硬化性樹脂組成物をそのまま融解温度未満の温度
で固化状態に保ちながら、その上に１層分の固体状の光
硬化性樹脂組成物を施す工程；および、前記の工程で施した固体状の光硬化性樹脂組成物
の表面に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚
みを有する光硬化層を形成させる工程；を有し、且つ、目的とする立体造形物が形成されるまで前記およ
びの工程を繰り返す返すことによって立体造形を行う
ことからなる立体造形物の製造方法を挙げることができ
る。

【００２８】載置台上、および／または既に形成された
光硬化層および該光硬化層と同じ表面を構成する冷却固
化された光硬化性樹脂組成物の表面上に光硬化性樹脂組
成物を固体状で施す場合は、光硬化性樹脂組成物を予め
シート状、フィルム状または薄膜状にして施しても或い
は粉末状で施してもいずれでもよい。光硬化性樹脂組成
物を固化したシート状、フィルム状または薄膜状で載置
台上に施すか、或いは既に形成された光硬化層および該
光硬化層と同じ表面を構成する冷却固化された光硬化性
樹脂組成物の表面上に施し、それを液化せずにそのまま
固体のシート状、フィルム状または薄膜状で光照射して
硬化させる場合は、液状光硬化性樹脂組成物において発
生する表面張力による光硬化性樹脂組成物液表面の隆起
が生じず、平坦状態のまま光硬化されるため、得られる
立体造形物の角部などが丸くならず、平坦な表面を有し
寸法精度に優れる立体造形物を得ることができる。ま
た、光硬化性樹脂組成物を固体粉末状で載置台上または
既に形成された光硬化層および該光硬化層と同じ表面を
構成する冷却固化された光硬化性樹脂組成物の表面上に
施し、それを液化せずにそのまま固体粉末状で光照射し
て硬化させる場合は、多孔質の立体造形物を得ることが
できる。

【００２９】本発明においては、既に形成した光硬化層
と同じ表面を構成する光硬化性樹脂組成物をその融解温
度未満の温度に冷却する方法は特に制限されず、該同じ
表面を構成する光硬化性樹脂組成物を円滑に冷却固化し
得る方法であればいずれでもよく、例えば、光学的立体
造形を光硬化性樹脂組成物の融解温度未満の温度に保っ
た冷却室内で行う方法、既に形成した光硬化層と同じ表
面を構成する光硬化性樹脂組成物の表面にその融解温度
未満の冷却用流体（気体や液体）を吹き付ける方法など
により行うことができる。

【００３０】本発明の上記した立体造形物の製造方法
は、載置台上または光硬化性樹脂組成物の硬化により形
成した光硬化層上に１層分の光硬化性樹脂組成物を順次
供給するための光硬化性樹脂組成物の供給手段、最終的
な立体造形物が形成されるまで制御下に所定のパターン
および厚みを有する光硬化層の形成・積層を繰り返して
行うための光照射装置を備える光造形手段、および光硬
化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度に冷却する温
度調整手段を備える本発明の光学的立体造形装置を使用
して行うことができる。前記した本発明の光学的立体造
形装置において、その温度調整手段としては、光造形工
程の全部または一部において、既に形成されている光硬
化層と同じ表面を構成している光硬化性樹脂組成物をそ
の融解温度未満の温度に保つための制御手段を有する冷
却手段が好ましく採用される。また、本発明の光学的立
体造形装置は、光造形の途中または終了後に、光学的立
体造形系に存在する光未硬化の光硬化性樹脂組成物をそ
の融解温度以上に加熱する加熱手段をさらに有していて
もよい。

【００３１】本発明の方法および装置では、光硬化性樹
脂組成物への光の照射の仕方は特に制限されず、例え
ば、スポット状の光線を照射して描画方式で光硬化層を
形成しても、線状になした光線を照射して光硬化層を形
成しても、またはマスクなどを使用して光線を面状で照
射して光硬化層を形成してもよい。また、照射する光の
種類も特に制限されず、光学的立体造形で使用されてい
る光のいずれもが使用でき、例えば、Ａｒレーザー、Ｈ
ｅ−Ｃｄレーザー、キセノンランプ、メタルハライドラ
ンプ、水銀灯、蛍光灯などから発生される活性エネルギ
ー光線のいずれもが使用できる。そのうちでもレーザー
光線が造形速度、高集光性による高造形精度などの点か
ら好ましく採用される。また、照射する光の強さ、光硬
化性樹脂組成物表面と光源の距離なども各々の状況に応
じて適宜設定することができる。

【００３２】何ら限定されるものではないが、本発明の
内容の理解のより良い理解のために図を参照して本発明
について説明する。まず、例えば、図１の（ａ）に示し
た立体造形物を製造する場合について、図３を参照しな
がら説明する。テーブルなどの立体造形物を載置するた
めの載置台１１の上に、光未硬化のときに５〜９０℃の
範囲内に融解温度を有する光硬化性樹脂組成物Ｒ1を施
し［図３の（ａ）］、その上方から制御下に光を照射し
て（図示せず）、所定のパターン（円柱部１ａの下端面
に相当する直径を有する円形形状）および厚みを有する
光硬化層Ｒｃ1を形成する［図３の（ｂ）］。次に、光
硬化層Ｒｃ1と同じ表面を構成する光硬化されていない
光硬化性樹脂組成物Ｒ1をその融解温度未満の温度とし
て固化状態Ｒｓ1にし［図３の（ｃ）］、その固化状態
を保ちながら、その表面上に、１層分の光硬化性樹脂組
成物Ｒ2を施し［図３の（ｄ）］、それに制御下に光を
照射して光硬化層Ｒｃ2を一体に積層形成し［図３の
（ｅ）］、次いで光硬化層Ｒｃ2と同じ表面を構成する
光未硬化の光硬化性樹脂組成物Ｒ2をその融解温度未満
の温度として固化状態Ｒｓ2にし［図３の（ｆ）］、以
後同様の工程を繰り返して円柱部１ａに相当する造形部
Ｒｃを載置台１１の上に造形する［図３の（ｇ）］。造
形部Ｒｃは、融解温度未満の温度で固化状態にした光未
硬化の光硬化性樹脂組成物Ｒｓによってその側周囲を包
囲されている。

【００３３】次いで、光未硬化の光硬化性樹脂組成物Ｒ
ｓをその融解温度未満の温度として固化状態に保ってサ
ポート部材として機能させながら、その表面上にオーバ
ーハング部に相当する円板部２を形成するための１層分
の光硬化性樹脂組成物Ｓ1を施し［図３の（ｈ）］、そ
れに制御下に光を照射して所定のパターン（円板部２の
下端面に相当する直径を有する円形形状）および厚みを
有する光硬化層Ｓｃ1を一体に積層形成し［図３の
（ｉ）］、次に光硬化層Ｓｃ1と同じ表面を構成する光
硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度として固化
状態を保ちながらその表面上に、１層分の光硬化性樹脂
組成物Ｓ2を施してそれに制御下に光を照射して光硬化
層を一体に積層形成し［図３の（ｊ）］、以後同様の操
作を繰り返して、円板部２に相当する造形部Ｓｃを形成
する［図３の（ｋ）］。以後同様の造形操作を繰り返し
て、円柱部１ｂに相当する造形部を形成することによっ
て、図１の（ａ）に示す立体造形物Ａを、冷却固化状態
の光未硬化の光硬化性樹脂組成物Ｒｓ中に内蔵された状
態で載置台１１上に形成する［図３の（ｌ）。次に、上
記得られた造形物Ａを載置台１１に載せたままの状態
で、または載置台１１から取り出して、光硬化性樹脂組
成物の融解温度に加熱することによって、立体造形物Ａ
と液状の光硬化性樹脂組成物Ｒがそれぞれ分離して回収
される［図３の（ｍ）］。

【００３４】上記した一連の造形操作において、オーバ
ーハング形状を有する円板部２の造形時には、オーバー
ハング部の下方への垂れや変形を防止するために、１層
分で施される光硬化性樹脂組成物の直下にある既に形成
した光硬化層と同じ表面を構成する光未硬化の光硬化性
樹脂組成物は融解温度未満の温度として固体状態を保つ
必要がある。しかしながら、円板部２の上部に位置する
円柱部１ｂは、それよりも直径の大きな円板部２の上に
あってオーバーハング形状になっておらず、円柱部１ｂ
の造形時には垂れや変形の危険が少ないので、円柱部１
ｂの造形時には、円柱部１ｂの形成のために１層分で施
される光硬化性樹脂組成物の直下にある既に形成した光
硬化層と同じ表面を構成する光未硬化の光硬化性樹脂組
成物は、上記した場合とは異なり、液状のままにしてお
いてもよい。その場合には、光造形操作の完了時には、
光硬化性樹脂組成物は液状となっていて、得られる立体
造形物から既に分離しており、光硬化性樹脂組成物を立
体造形物から分離するための融解操作が不要となる。

【００３５】また、例えば、図２の（ａ）に示した立体
造形物を製造する場合について、図４を参照して説明す
ると以下のとおりである。載置台１１の上に光未硬化の
ときに５〜９０℃の範囲内に融解温度を有する光硬化性
樹脂組成物Ｒ1を施し［図４の（ａ）］、その上面側か
ら制御下に光を照射して所定のパターン（脚部６の下端
面に相当する方形形状）および厚みを有する光硬化層Ｒ
ｃ1を形成する［図４の（ｂ）］。次に、光硬化層Ｒｃ1
と同じ表面を構成する光硬化性樹脂組成物をその融解温
度未満の温度として固化状態Ｒｓ1にし、その固化状態
を保ちながら、その面の上に、１層分の光硬化性樹脂組
成物を施して制御下に光を照射して光硬化層Ｒｃ2を一
体に積層形成し［図４の（ｃ）］、以後同様の操作を繰
り返して、脚部６の途中までの造形部を載置台１１上に
造形する［図４の（ｄ）］。次いで、光硬化性樹脂組成
物をその融解温度未満の温度として固化状態に保ってサ
ポート部材として機能させながら、その表面上に、１層
分の光硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射し
て、脚部６と脚部７を形成するための光硬化層を形成し
［図４の（ｅ）］、次に光硬化層と同じ表面を構成する
光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度として固
化状態を保ちながら、その表面上に１層分の光硬化性樹
脂組成物を施して制御下に光を照射して光硬化層を形成
する操作を繰り返して脚部６と脚部７に相当する造形部
６ａおよび７ａをそれぞれ形成する［図４の（ｆ）］。

【００３６】更に、脚部６と脚部７に相当する造形部の
上に、脚部６および脚部７の表面と同じ表面を構成する
光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にして固
化状態を保ちながら、その表面に１層分の光硬化性樹脂
組成物を施し、その上面側から制御下に光を照射して連
結板部５の下端面に相当する方形形状を有する光硬化層
を形成し、その操作を繰り返して連結板部５に相当する
造形部を形成する［図４の（ｇ）］。以後同様にして、
連結板部５の上に腕部８，９に相当する造形部を形成し
て、図２の（ａ）に示す立体造形物Ａを、冷却固化状態
の光未硬化の光硬化性樹脂組成物Ｒｓ中に内蔵された状
態で載置台１１上に形成する［図４の（ｈ）。次に、上
記得られた造形物Ａを融解温度に加熱することによっ
て、立体造形物Ａと液状の光硬化性樹脂組成物Ｒがそれ
ぞれ分離して回収される［図４の（ｉ）］。

【００３７】図２の（ａ）で示す立体造形物を製造する
ための上記した一連の造形操作において、図２の（ａ）
に示す立体造形物では、その脚部６と脚部７の長さが異
なっているため、その光造形操作の終了前に未硬化の光
硬化性樹脂組成物を液状にすると、造形の途中で造形物
が載置台１１の上に円滑に載置されずに倒立してしまう
ので、光造形操作が終了するまで、造形に用いた光硬化
性樹脂組成物の全体をその融解温度未満の温度にして固
体状態を保ちながら造形を行うことが望ましい。

【００３８】上記では図１の（ａ）および図２の（ａ）
に示す立体造形物を製造する場合を例に挙げて本発明の
方法について説明したが、本発明で製造し得る立体造形
物は、勿論、図１の（ａ）および図２の（ｂ）のものに
限定されず、種々多様の形状および構造を有する立体造
形物を製造することができる。例えば、本発明の方法に
よる場合は、精密部品、電気・電子部品、家具、建築構
造物、自動車用部品、各種容器類、鋳物、金型、母型な
どのためのモデルや加工用モデル、複雑な熱媒回路の設
計、複雑な構造の熱媒挙動の解析企画用の部品、その他
の複雑な形状や構造を有する各種の立体造形物、特にオ
ーバーハング部、隔置部分（造形途中に連結されておら
ずに互いに離れて存在する部分など）、長さの異なる部
分、凹凸、曲線や曲面を有する立体造形物などの複雑な
構造を有する立体造形物の製造に有効である。

【００３９】

【実施例】以下に実施例によって本発明について具体的
に説明するが、本発明は以下の実施例のものに何ら限定
されない。

【００４０】《合成例１》［ウレタン化アクリル化合物
の製造］攪拌機、温度調節器、温度計及び凝縮器を備えた内容積
４リットルの四つ口フラスコに、２−ヒドロキシエチル
アクリレートのε−カプロラクトン６モル付加物（ダイ
セル化学社製「ブラクセルＦＡ−６」）１６００ｇ、
ヒドロキシモノメチルエーテル０．３６ｇ、ジラウリル
酸ジｎ−ブチル錫０．５５ｇおよびイソホロンジイソシ
アネート２２２ｇを入れて、４０〜５０℃で３０分間反
応させた後、温度８０〜９０℃で更に反応させて、無色
で常温（２５℃）で５０，０００センチポイズの粘稠な
液状を呈する生成物（ウレタン化アクリル化合物）を得
た。

【００４１】《調製例１》［光硬化性樹脂組成物の調
製］攪拌機、冷却管および側管付き滴下ロートを備えた内容
積５リットルの三つ口フラスコに、合成例１で得られた
ウレタン化アクリル化合物１２００ｇ、モルホリンアク
リルアミド６００ｇ、２，２−ビス［４−（アクリロキ
シ−ジエトキシ）フェニル］プロパン２００ｇを仕込
み、減圧脱気窒素置換した。次いで、紫外線を遮断した
環境下に、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフ
ェノン（光ラジカル重合開始剤）６０ｇを添加し、完全
に溶解するまで温度３０℃で混合攪拌して（混合撹拌時
間約１時間）、無色透明な光硬化性樹脂組成物を得た。
この光硬化性樹脂組成物を２０℃に放置したところワッ
クス状に固化し、ワックス状になった固化物を３０〜３
５℃に加温したところ、流動性を有する液状の組成物と
なった。

【００４２】《実施例１》［光学的立体造形］（１）上記の調製例１で得られた光硬化性樹脂組成物
を用いて、超高速光造形システム（帝人製機株式会社製
「ＳＯＬＩＦＯＲＭ５００」）を使用して、水冷Ａｒレ
ーザー光（出力５００ｍＷ；波長３３３，３５１，３６
４ｎｍ）を表面に対して垂直に照射して、照射エネルギ
ー２０〜３０ｍＪ／ｃｍ²の条件下にスライスピッチ
（積層厚み）０．１２７ｍｍ、１層当たりの平均造形時
間２分で、図３を参照して上記で説明した方法にしたが
って、図１の（ａ）に示す形状および寸法を有する立体
造形物を製造した。なお、その際に、既に形成されてい
る光硬化層と同じ表面を構成する光未硬化の光硬化性樹
脂組成物の冷却固化は、該光硬化性樹脂組成物に対して
その表面から１０℃の冷却空気を吹き付けることによっ
て実施し、また光造形操作中、載置台上に載せた造形物
全体の温度を１０℃に保った。また、既に形成されてい
る光硬化層上に１層分の光硬化性樹脂組成物光造形を施
すに当たっては、光硬化性樹脂組成物の温度を４０℃に
して液状でナイフコーターにより均一な厚みの層を形成
するようにして施した。（２）上記（１）の光造形操作の終了後に、造形物を
載置台から取り出してホウロウひきのバットに移し、４
０℃の温風器に入れて３０分間放置したところ、立体造
形物を包囲している光未硬化の光硬化性樹脂組成物が融
解して液化して立体造形物から分離したので、立体造形
物と光硬化性樹脂組成物のそれぞれ個別に回収した。

【００４３】（３）上記（２）で得られた立体造形物
をイソプロピルアルコールで洗浄して立体造形物に付着
している光未硬化の光硬化性樹脂組成物を完全に除去し
た後、３ＫＷの紫外線を１０分間照射してポストキュア
した。（４）その結果、オーバーハング部（円板部２）やそ
の他の箇所における垂れや変形の全くない、図１の
（ａ）に示す構造を有する設計どおりの立体造形物が得
られた。この結果から、本発明の方法による場合は、オ
ーバーハング部などを有する複雑な形状の立体造形物で
あっても、サポート部材を別体に設けたり、または立体
造形物自体にサポート付けを行うことなく、目的とする
立体造形物が円滑に得られることが確認された。（５）また、参考のために、上記（１）〜（３）と同
様の操作を行って、ＪＩＳ７１１３に準拠するダンベ
ル試験片を作成し、その力学的特性をＪＩＳＫ７１１
３に準拠して測定したところ、引張強度２ＭＰａ、引張
伸度２９％および引張弾性率６ＭＰａであった。

【００４４】

【発明の効果】本発明の光学的立体造形方法および装置
による場合は、オーバーハング部、隔置部、長さの異な
る複数の脚部、凹凸部などを有する複雑な形状の立体造
形物を、サポートを造形浴中に別途配置せずに、さらに
は立体造形物自体にサポートとなるサポート部を造形時
に形成せずに（サポート付けを行うことなく）、前記し
た部分の垂れ、変形、移動などを生ずることなく、簡単
に且つ高い寸法精度で、円滑に製造することができる。
さらに、本発明による場合は、立体造形物の形状支持の
ためにワックスなどの第二材料を使用せずに、光硬化性
樹脂組成物のみを使用して、オーバーハング部、隔置
部、長さの異なる複数の脚部、凹凸部などを有する複雑
な形状の立体造形物を、簡単な工程および装置で円滑に
且つ短時間に光学的に造形することができる。また、本
発明の方法および装置による場合は、光硬化に関与しな
かった光硬化性樹脂組成物をその融解温度以上に加温し
て液化することによって、光硬化によって形成された立
体造形物から簡単に且つ円滑に分離することができ、し
かもそれによって分離された光硬化性樹脂組成物はワッ
クスなどの第二材料を含有していないために、そのまま
で後の光学的立体造形作業に再利用することができる。
さらに、本発明において、光硬化性樹脂組成物を固化し
たシート状、フィルム状または薄膜状で載置台上に施す
か、或いは既に形成された光硬化層および該光硬化層と
同じ表面を構成する冷却固化された光硬化性樹脂組成物
の表面上に施し、それを液化せずにそのまま固体のシー
ト状、フィルム状または薄膜状で光照射して硬化させる
場合は、液状光硬化性樹脂組成物において発生する表面
張力による光硬化性樹脂組成物液表面の隆起が生じず、
平坦状態のまま光硬化されるため、得られる立体造形物
の角部などが丸くならず、平坦な表面を有し寸法精度に
優れる立体造形物を得ることができる。また、光硬化性
樹脂組成物を固体粉末状で載置台上または既に形成され
た光硬化層および該光硬化層と同じ表面を構成する冷却
固化された光硬化性樹脂組成物の表面上に施し、それを
液化せずにそのまま固体粉末状で光照射して硬化させる
場合は、多孔質の立体造形物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】オーバーハング部を有する立体造形物の一例、
およびその立体造形物を従来の光学的立体造形法で製造
する場合の例を示す図である。

【図２】左右の脚部の長さが異なる立体造形物の一例、
およびその立体造形物を従来の光学的立体造形法で製造
する場合の例を示す図である。

【図３】図１の（ａ）に示す立体造形物を本発明の光学
的立体造形方法によって製造する場合の一例を示す図で
ある。

【図４】図２の（ａ）に示す立体造形物を本発明の光学
的立体造形方法によって製造する場合の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ａ円柱部１ｂ円柱部２円板部３別体のサポート４立体造形物と一体のサポート部５連結板部６脚部７脚部８腕部９腕部１０サポート部１１載置台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）（ｉ）層状にした光硬化性樹脂組
成物の表面に制御下に光を照射して所定のパターンおよ
び厚みを有する光硬化層を形成し；（ii）前記（ｉ）で形成した光硬化層の上に１層分の光
硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射して、該
（ｉ）で形成した光硬化層上に所定のパターンおよび厚
みを有する光硬化層を一体に積層形成し；（iii）前記（ii）で形成した光硬化層の上に１層分の
光硬化性樹脂組成物を施して制御下に光を照射して、該
（ii）で形成した光硬化層上に所定のパターンおよび厚
みを有する光硬化層を一体に積層形成し；（iv）目的とする立体造形物が形成されるまで前記（ii
i）の光硬化層の積層形成工程を繰り返すことによって
立体造形物を製造する方法であって；（Ｂ）光硬化性樹脂組成物として、光未硬化のときに
５〜９０℃の範囲内に融解温度を有する光硬化性樹脂組
成物を使用し；（Ｃ）前記（Ａ）の（ii）〜（iv）の工程の全てまた
は一部において、既に形成されている光硬化層と同じ表
面を構成している光未硬化の光硬化性樹脂組成物をその
融解温度未満の温度として固化状態に保ちながら、該表
面の上に、１層分の光硬化性樹脂組成物を施して制御下
に光を照射して光硬化層を一体に積層形成する方法を採
用する；ことを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項２】光硬化性樹脂組成物として、１５〜８０
℃の範囲内に融解温度を有する光硬化性樹脂組成物を使
用する請求項１に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項３】前記（Ａ）の（ii）〜（iv）の工程の全
てまたは一部において、既に形成されている光硬化層と
同じ表面を構成している光未硬化の光硬化性樹脂組成物
をその融解温度未満の温度として固化状態に保ちながら
該表面の上に、１層分の光硬化性樹脂組成物を施して制
御下に光を照射して光硬化層を順次一体に積層形成する
光造形操作を行って目的とする構造および寸法を有する
立体造形物を形成させ、光造形操作の終了後に、光硬化
性樹脂組成物の融解温度以上の温度に加熱して光未硬化
の光硬化性樹脂組成物を液化して光硬化により形成した
立体造形物から分離させることからなる請求項１または
２に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項４】前記（Ａ）の（ii）〜（iv）の工程の全
てまたは一部において、既に形成されている光硬化層と
同じ表面を構成している表未硬化の光硬化性樹脂組成物
をその融解温度未満の温度として固化状態に保ちながら
該表面の上に、１層分の光硬化性樹脂組成物を施して制
御下に光を照射して光硬化層を順次一体に積層形成する
光造形操作を行って目的とする構造および寸法を有する
立体造形物を形成させ、光造形操作の終了後に、固化状
態にある光硬化性樹脂組成物を溶媒に溶解して、光硬化
により形成した立体造形物から分離させることからなる
請求項１または２に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項５】載置台および／または既に形成されてい
る光硬化層と同じ表面を構成している固化状態にある表
面に１層分の光硬化性樹脂組成物を施し光を照射して硬
化させるに当たり、（ａ）光硬化性樹脂組成物を液状で施して、液状のま
までその表面に制御下に光を照射して所定のパターンお
よび厚みを有する光硬化層を形成させる方法；（ｂ）光硬化性樹脂組成物を液状で施した後にその融
解温度未満の温度に冷却して固化させ、固化した状態で
その表面に制御下に光を照射して所定のパターンおよび
厚みを有する光硬化層を形成させる方法；（ｃ）光硬化性樹脂組成物を固体状で施した後に融解
温度以上に加熱して液化させ、液状状態で表面に制御下
に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬
化層を形成させる方法；および、（ｄ）光硬化性樹脂組成物を固体状で施した後、固体
状のままでその表面に制御下に光を照射して所定のパタ
ーンおよび厚みを有する光硬化層を形成させる方法；のいずれかを採用する請求項１〜４のいずれか１項に記
載の立体造形物の製造方法。
【請求項６】載置台上の液状をなす該光硬化性樹
脂組成物の表面に制御下に光を照射して所定のパターン
および厚みを有する光硬化層を形成させる工程；前記の工程で形成した光硬化層と同じ表面を構成
する光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にし
て固化させる工程；前記の工程で形成した固化層の上に１層分の光硬
化性樹脂組成物を液状で施して液状の光硬化性樹脂組成
物の表面に制御下に光を照射し前記の工程で形成した
光硬化層上に所定のパターンおよび厚みを有する光硬化
層を積層形成する工程；前記の工程で形成した光硬化層と同じ表面を構成
する光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にし
て固化させる工程；および、前記の工程で形成した固化層の上に１層分の光硬
化性樹脂組成物を液状で施して液状の光硬化性樹脂組成
物の表面に制御下に光を照射し前記の工程で形成した
光硬化層上に所定のパターンおよび厚みを有する光硬化
層を積層形成する工程；を有し、且つ、目的とする立体造形物が形成されるまで前記およ
びの工程を繰り返すことによって立体造形を行う；こ
とからなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体造
形物の製造方法。
【請求項７】載置台上に光硬化性樹脂組成物を液
状で施した後にその融解温度未満の温度に冷却して固化
させる工程；前記の工程で固化した光硬化性樹脂組成物の表面
に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有
する光硬化層を形成させる工程；冷却下にある前記の工程後の固化層の上に１層分
の光硬化性樹脂組成物を液状で施す工程；前記の工程で施した光硬化性樹脂組成物をその融
解温度未満の温度に冷却して光硬化性樹脂組成物を固化
させる工程；および、前記の工程で固化した光硬化性樹脂組成物の表面
に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚みを有
する光硬化層を形成させる工程；を有し、且つ目的とする立体造形物が形成されるまで前記〜
の工程を繰り返す返すことによって立体造形を行う；ことからなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体
造形物の製造方法。
【請求項８】載置台上に光硬化性樹脂組成物を固
体状で施した後にその融解温度以上に加熱して液化さ
せ、その表面に制御下に光を照射して所定のパターンお
よび厚みを有する光硬化層を形成させる工程；前記で形成した光硬化層と同じ表面を構成する光
硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温度にして固化
させる工程；前記の工程で形成した固化層の上に１層分の固体
状の光硬化性樹脂組成物を施す工程；および、前記の工程で施した光硬化性樹脂組成物をその融
解温度以上にして液化させ、その表面に制御下に光を照
射して所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を形
成させる工程；を有し、且つ目的とする立体造形物が形成されるまで前記およ
びの工程を繰り返す返すことによって立体造形を行
う；ことからなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の
立体造形物の製造方法。
【請求項９】載置台上に光硬化性樹脂組成物を固
体状で施し、固体状のままで表面に制御下に光を照射し
て所定のパターンおよび厚みを有する光硬化層を形成さ
せる工程; 前記の工程で形成した光硬化層と同じ表面を構成
する光硬化性樹脂組成物をそのまま融解温度未満の温度
で固化状態に保ちながら、その上に１層分の固体状の光
硬化性樹脂組成物を施す工程；および、前記の工程で施した固体状の光硬化性樹脂組成物
の表面に制御下に光を照射して所定のパターンおよび厚
みを有する光硬化層を形成させる工程;を有し、且つ目的とする立体造形物が形成されるまで前記およ
びの工程を繰り返す返すことによって立体造形を行
う；ことからなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体
造形物の製造方法。
【請求項１０】光造形操作の終了後に、光硬化性樹脂
組成物の融解温度以上の温度に加熱して光未硬化の光硬
化性樹脂組成物を液化して光硬化により形成した立体造
形物から分離させることからなる請求項６〜９のいずれ
か１項に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１１】光造形操作の終了後に、表未硬化の光
硬化性樹脂組成物を溶媒を用いて溶解して、光硬化によ
り形成した立体造形物から分離させることからなる請求
項６〜９のいずれか１項に記載の立体造形物の製造方
法。
【請求項１２】載置台上または光硬化性樹脂組成物の
硬化により形成した光硬化層上に１層分の光硬化性樹脂
組成物を順次供給するための光硬化性樹脂組成物の供給
手段、最終的な立体造形物が形成されるまで制御下に所
定のパターンおよび厚みを有する光硬化層の形成・積層
を繰り返して行うための光照射装置を備える光造形手
段、および光硬化性樹脂組成物をその融解温度未満の温
度にする温度調整手段を備える光学的立体造形装置。
【請求項１３】前記温度調整手段が、光造形工程の全
部または一部において、既に形成されている光硬化層と
同じ表面を構成している光硬化性樹脂組成物をその融解
温度未満の温度に保つための制御手段を有する冷却手段
である請求項１２に記載の光学的立体造形装置。
【請求項１４】光造形の途中または終了後に、光学的
立体造形系に存在する光未硬化の光硬化性樹脂組成物を
その融解温度以上に加熱する加熱手段をさらに有する請
求項１２または１３に記載の光学的立体造形装置。