JP2017043040A - 三次元造形装置及び三次元造形方法 - Google Patents

三次元造形装置及び三次元造形方法 Download PDF

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Hideyuki Suzuki
秀行 鈴木
茂樹 池田
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Abstract

【課題】複数の造形物を複数の分割プレートを用いて効率よく造形する。【解決手段】造形物をその上面で造形するための第一分割プレート４１と、第一分割プレート４１と並べて配置された、造形物をその上面で造形するための第二分割プレート４２と、第一分割プレート４１及び第二分割プレート４２を独立して垂直方向に駆動可能なＺ方向駆動部３２と、造形材を吐出するためのヘッド部２０と、第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２のいずれか一方で造形物が造形された状態で、該造形物を取り出すために第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の垂直方向の高さに高低差を設けた取り出し位置に移動させるよう、Ｚ方向駆動部３２を制御するためのステージ位置制御部１３と、第一分割プレート４１、第二分割プレート４２、ヘッド部２０、Ｚ方向駆動部３２を収納する筐体部３とを備える。【選択図】図２２

Description

本発明は、立体造形物を作製する三次元造形装置及び三次元造形方法に関する。
従来より、造形物の基礎データである三次元データを、コンピュータの画面上で任意の姿勢に設定し、設定された姿勢に基づいて高さ方向に平行な複数の面で切断した各断面毎のデータを生成し、この各層に関する二次元データに基づいて、樹脂を順次積層することよって立体造形を行い、造形物の三次元モデルとなる造形物を生成する装置が知られている。
製品開発において試作等に用いられるラピッド・プロトタイピング（Rapid Prototyping：ＲＰ）の分野で、三次元造型が可能な積層造形法が利用されている。積層造形法としては、積層造形法は、製品の三次元ＣＡＤデータをスライスし、薄板を重ね合わせたようなものを製造の元データとして作成し、それに粉体、樹脂、鋼板、紙などの材料を積層して試作品を作成する。このような積層造形法としては、インクジェット法、粉末法、光造形法、シート積層法、押し出し法等が知られている。この内、インクジェット法は、液化した樹脂を噴射した後、紫外光（ＵＶ）を照射したり、冷却するなどによって層を硬化させて造形物を形成する。
このような三次元造形装置では、造形時間がかかるので、造形時間を短縮するため、複数の造形プレートを設けることが考えられる。例えば特許文献１では、図４２の断面図に示すように、ヘッド部４０２０と造形プレート４０４０を個別に設けた光造形装置が開示される。このような複数枚の造形プレートを有する三次元造形装置においては、各造形プレートを個別に動作させて、造形プレート毎に造形物をそれぞれ造形する。
このように複数枚の造形プレートを備える構成においては、造形の完了時間が一致しないことが考えられる。この場合において、一の造形プレートで造形が終了しても、すべての造形プレートでの造形が終了するまで待った上で、造形物を取り出すことが考えられる。しかしながら、一般に三次元造形装置は造形時間に長期間を有するため、すべての造形が終了するまで待つのでは、待ち時間が長くなってしまう。また、造形が終了した造形プレートは、造形物を取り出すまで次の造形作業に移れないため、折角複数台の造形プレートを用意しても、これを活用できない期間となって、造形作業に無駄が生じる。
かといって、一方の造形プレート（例えば第一造形プレート）での造形が終了した時点で、他の造形プレート（例えば第二造形プレート）の造形中に三次元造形装置を開けて、第一造形プレート上から造形物を取り出そうとすると、第二造形プレート上で造形途中の造形物に触れて、破損することが考えられる。あるいは第二造形プレート上で造形を行うヘッド部の移動中にユーザの手が触れる虞もあった。
特開２０００−２６３６５０号公報
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一は、複数の造形物を複数の造形プレートを用いて効率よく造形することを可能とした三次元造形装置及び三次元造形方法を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る三次元造形装置によれば、複数の三次元状の造形物を、造形材を用いて造形するための三次元造形装置であって、造形物をその上面で造形するための第一分割プレートと、前記第一分割プレートと並べて配置された、造形物をその上面で造形するための第二分割プレートと、前記第一分割プレート及び第二分割プレートを独立して垂直方向に駆動可能なＺ方向駆動部と、前記造形材を吐出するためのヘッド部と、前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形された状態で、該造形物を取り出すために前記第一分割プレートと第二分割プレートの垂直方向の高さに高低差を設けた取り出し位置に移動させるよう、前記Ｚ方向駆動部を制御するためのステージ位置制御部と、前記第一分割プレート、第二分割プレート、ヘッド部、Ｚ方向駆動部を収納する筐体部とを備えることができる。上記構成により、第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が得られ、これを取り出す際に、第一分割プレートと第二分割プレートに高低差を設けることで取り出し作業を容易に行える利点が得られる。
また、第２の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ステージ位置制御部は、前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形され、かつ他方では造形物が造形未完了の段階で、前記第一分割プレート又は第二分割プレートの少なくともいずれか一方を取り出し位置に移動させることができる。上記構成により、第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が得られた後、他方の分割プレートでは未だ造形作業が継続中であっても、分割プレートを取り出し位置に移動させて安全に造形物の取り出し作業を行える利点が得られる。
さらに、第３の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ステージ位置制御部は、前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形されており、かつ他方で造形物が造形未完了の段階で、該他方での造形作業を一時的に中断して、前記第一分割プレート又は第二分割プレートの少なくともいずれか一方を取り出し位置に移動させることができる。上記構成により、第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が得られた後、他方の分割プレートでは未だ造形作業が継続中であっても、分割プレートを取り出し位置に移動させて安全に造形物の取り出し作業を行える利点が得られる。
さらにまた、第４の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ステージ位置制御部が、取り出し位置として、造形物が造形された前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方を、前記Ｚ方向駆動部でもって上昇させることができる。上記構成により、第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形された後に、この分割プレートを上昇させることで、三次元造形装置から造形物を取り出し易くできる。
さらにまた、第５の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ステージ位置制御部が、取り出し位置として、造形物が造形された前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方を、前記Ｚ方向駆動部でもって、最も高い位置まで上昇させることができる。上記構成により、第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形された後に、この分割プレートを上昇させることで、三次元造形装置から造形物を取り出し易くできる。
さらにまた、第６の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ステージ位置制御部が、前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方の内、造形物の造形作業を継続中の分割プレートの造形作業を中断し、降下させることができる。上記構成により、第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形途中の分割プレートを降下させることで、造形が終了した分割プレートからの造形物を取り出し作業を行う際に、該作業領域から造形途中の造形物を物理的に離間させて、これに意図せず触れるなどの事態を回避できる。
さらにまた、第７の側面に係る三次元造形装置によれば、前記筐体部が、前記第一分割プレート及び第二分割プレートを並べた方向に、該筐体部を開放して造形物を取り出すための取り出し部を設けることができる。
さらにまた、第８の側面に係る三次元造形装置によれば、前記筐体部が、前記第一分割プレート及び第二分割プレートを並べた方向と交差する側に、該筐体部を開放して造形物を取り出すための取り出し部を設けることができる。
さらにまた、第９の側面に係る三次元造形装置によれば、さらに前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物の造形が完了し、かつ他方で造形作業を中断した状態において、前記造形が完了した造形物を取り出すために、前記取り出し部を開放している時間が所定の時間を超えると、警告を発する警告手段を備えることができる。上記構成により、一方の分割プレート上で造形途中の状態で、他方の分割プレート上で造形された造形物を三次元造形装置から取り出す際に取り出し部を開放している時間が長くなったり、あるいは取り出し後に取り出し部を閉塞し忘れた場合等、造形プレート上で未完了の造形物が長時間に亘って放置され、造形途中の造形物に悪影響が出る事態を、警告手段によって警告することで、未然に回避することが可能となる。
さらにまた、第１０の側面に係る三次元造形装置によれば、さらに前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方の上面を覆うカバー部を備えることができる。上記構成により、造形物が造形された第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれかを取り出す際、他方の分割プレートをカバー部で覆うことができるので、造形途中の造形物に誤って触れるといった事態を回避でき、造形が終了した造形物のみを安全に取り出すことが可能となる。
さらにまた、第１１の側面に係る三次元造形装置によれば、前記カバー部を、付加的に装着可能とできる。上記構成により、カバー部で一方の分割プレートを覆うように配置させる機構を簡素化でき、装置の低コスト化を実現できる。
さらにまた、第１２の側面に係る三次元造形装置によれば、さらに前記第一分割プレート又は第二分割プレートの上面に配置されるサブプレートを備え、前記第一分割プレート又は第二分割プレートの上面に配置された前記サブプレートの上面に、造形物造形するよう構成できる。上記構成により、造形物を三次元造形装置から取り出す際は、サブプレートを第一分割プレートや第二分割プレートから外して、サブプレートごと三次元造形装置から取り出した上で、サブプレート上に造形された造形物を分離乃至剥離できるので、取り出しや分離の作業性を高めることが可能となる。特に多数の造形物を一度に造形する場合には、一々各造形物を取り出すことで時間や手間がかかり、その分だけ他方の分割プレートでの造形を中断させる時間が長くなってしまう問題を、サブプレートごと取り出すことで三次元造形装置の造形動作を速やかに再開させることが可能となって、効率がよい。
さらにまた、第１３の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ヘッド部を、前記第一分割プレートと第二分割プレートで共通とすることができる。
さらにまた、第１４の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ヘッド部が、造形材を吐出するための造形材吐出手段と、前記造形材吐出手段で、前記第一分割プレートと第二分割プレート上に吐出された造形材から、余剰分を掻き取るためのローラ部と、前記造形材を硬化させるための硬化手段とを備え、前記造形材吐出手段は、造形材として、最終的な造形物となるモデル材と、前記モデル材が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材とを、前記第一分割プレートと第二分割プレート上に、少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行うことができる。
さらにまた、第１５の側面に係る三次元造形装置によれば、前記ヘッド部は、前記造形材吐出手段として、造形材を吐出するための吐出ノズルを第一方向に複数配列しており、前記ＸＹ方向駆動部は、ヘッド部を、前記吐出ノズルを配列した第一方向と交差する方向である主走査方向に往復動作させると共に、主走査方向と直交する副走査方向に移動させることにより、前記ヘッド部を水平方向に駆動させるよう構成しており、前記第二分割プレートを、前記第一分割プレートと副走査方向に並べることができる。
さらにまた、第１６の側面に係る三次元造形方法によれば、複数の三次元状の造形物を、造形材を用いて第一分割プレート及び第二分割プレート上にそれぞれ造形する三次元造形装置を用いた造形方法であって、前記第一分割プレート上で一の造形物の造形を行う一方、前記第二分割プレート上で他の造形物の造形を行う工程と、前記第一分割プレート上での造形物の造形作業が終了した後、前記第二分割プレート上での他の造形物が造形未完了の段階で、前記第一分割プレート及び第二分割プレートを独立して垂直方向に駆動可能なＺ方向駆動部及び該Ｚ方向駆動部を制御するためのステージ位置制御部でもって、前記第一分割プレートと第二分割プレートの垂直方向の高さに高低差を設けた取り出し位置に移動させる工程と、前記第一分割プレートから造形物を取り出す工程とを含むことができる。これにより、第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が得られた後、他方の分割プレートでは未だ造形作業が継続中であっても、分割プレートを取り出し位置に移動させて安全に造形物の取り出し作業を行える利点が得られる。
実施例１に係る三次元造形装置を示すブロック図である。 変形例に係る三次元造形装置を示すブロック図である。 ヘッド部がＸＹ方向に移動される様子を示す平面図である。 ヘッド部の外観を示す斜視図である。 ローラ部で造形材の余剰分を除去する状態を示す斜視図である。 図１の三次元造形装置の分割プレートを示す斜視図である。 ２枚の分割プレートを主走査方向に並べた状態を示す模式平面図である。 図７の分割プレートを跨ぐように造形物を配置した状態を示す模式平面図である。 一方の分割プレートに造形物を配置した状態を示す模式平面図である。 ２枚の分割プレートを副走査方向に並べた状態を示す模式平面図である。 ２枚の分割プレートで造形パラメータを変化させて造形を行う様子を示す模式垂直断面図である。 ３枚の分割プレートを副走査方向に並べた状態を示す模式平面図である。 ３枚の分割プレートを主走査方向及び副走査方向に並べた状態を示す模式平面図である。 分割プレートの縦横を囲むように第二分割プレートを配置した状態を示す模式平面図である。 座標軸を個別に有する例を示す模式平面図である。 造形プレート上にサブプレートを載置した状態を示す断面図である。 駆動モードの詳細を示す模式図である。 第一分割プレートと第二分割プレート上に複数の造形物を配置した状態を示す斜視図である。 図１９Ａは同期駆動モードの動作を示すタイミングチャート、図１９Ｂ〜図１９Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二造形プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 図２０Ａは一枚の造形プレートで造形する通常造形の動作を示すタイミングチャート、図２０Ｂ〜図２０Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二造形プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 第一分割プレートと第二分割プレート上にそれぞれ配置された複数の造形物を示す斜視図である。 図２１の造形物を示す平面図である。 図２３Ａはシングル駆動モードの動作を示すタイミングチャート、図２３Ｂ〜図２３Ｄは時系列で第一分割プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 図２４Ａは同時開始のマルチ駆動モードの動作を示すタイミングチャート、図２４Ｂ〜図２４Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二造形プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 図２５Ａは終了後スタートのマルチ駆動モードの動作を示すタイミングチャート、図２５Ｂ〜図２５Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二造形プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 図２６Ａは割り込みスタートのマルチ駆動モードの動作を示すタイミングチャート、図２６Ｂ〜図２６Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二造形プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 図２７Ａは同時終了のマルチ駆動モードの動作を示すタイミングチャート、図２７Ｂ〜図２７Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二造形プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 造形条件調整手段が造形の終了タイミングを一致させるように造形条件を調整する手順を示すフローチャートである。 筐体部に設けた取り出し部の一例を示す断面図である。 手前側の分割プレート上昇させる例を示す斜視図である。 図３０において取り出し部を開放した状態を示す斜視図である。 分割プレートの上面にサブプレートを重ねる状態を示す分解斜視図である。 奥側の分割プレート上昇させる例を示す斜視図である。 図３３において取り出し部を開放した状態を示す斜視図である。 図３４にカバー部を配置した状態を示す斜視図である。 図３５において取り出し部を開放した状態を示す斜視図である。 三次元造形装置にカバー部をセットする例を示す斜視図である。 第一取り出し部及び第二取り出し部を設けた筐体部を示す斜視図である。 図３８の筐体部の断面図である。 下方に取り出し部を設けた筐体部を示す斜視図である。 図４０の筐体部において手前側の分割プレートにアクセスする状態を示す断面図である。 図４０の筐体部において奥側の分割プレートにアクセスする状態を示す断面図である。 支承軸を分割プレートの下面中央からオフセットさせた例を示す斜視図である。 支承軸を分割プレートの隅部の設けた例を示す斜視図である。 第三取り出し部を設けた筐体部を示す斜視図である。 図４５の筐体部の断面図である。 図４７Ａは同時開始のマルチ造形モードの動作を示すタイミングチャート、図４７Ｂ〜図４７Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二分割プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 図４８Ａは終了後スタートのマルチ造形モードの動作を示すタイミングチャート、図４８Ｂ〜図４８Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二分割プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 図４９Ａは割り込みスタートのマルチ造形モードの動作を示すタイミングチャート、図４９Ｂ〜図４９Ｄは時系列で第一分割プレート及び第二分割プレート上の造形動作が変化していく様子を示す模式平面図である。 第一分割プレートの造形が終了し、第二分割プレートでの造形を継続している状態を示す模式平面図である。 第一分割プレートと第二分割プレートとが面する境界領域に造形物を配置する例を示す模式平面図である。 第一分割プレートと第二分割プレートとが面する境界領域に制限エリアを設ける例を示す模式平面図である。 第一分割プレートと第二分割プレートに制限エリアと周囲マージンを設ける例を示す模式平面図である。 制限エリアに造形物を配置する例を示す模式平面図である。 図５５Ａ〜図５５Ｉは各分割プレートの造形段階に応じた昇降位置を示す模式断面図である。 三次元造形装置用の設定データ作成装置を示すブロック図である。 配置基準に従い造形プレートに造形物を配置する様子を示す模式図である。 配置基準に従いオブジェクトを自動抽出する手順を示すフローチャートである。 オブジェクトを配置し造形時間を表示した設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 配置基準及び優先順位を指定しオブジェクトを自動抽出する手順を示すフローチャートである。 設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 三次元造形装置から造形物を取り出す様子を示す模式斜視図である。 造形時間に基づき手動で分割プレート割り当てを行う様子を示す模式図である。 配置基準として造形時間を設定し自動で分割プレート割り当てを行う様子を示す模式図である。 配置基準として造形時間と優先順位を設定し自動で分割プレート割り当てを行う様子を示す模式図である。 配置基準として優先順位を設定し自動で分割プレート割り当てを行う様子を示す模式図である。 優先順位に基づき手動で分割プレート割り当てを行う様子を示す模式図である。 造形分離に基づき手動で分割プレート割り当てを行う様子を示す模式図である。 配置基準として造形分離を設定し自動で分割プレート割り当てを行う様子を示す模式図である。 設定データ作成プログラムの画面を示すイメージ図である。 「ファイルを開く」ダイヤログ画面を示すイメージ図である。 図７５の表示欄にオブジェクトを表示された例を示すイメージ図である。 図７７のオブジェクトを移動させる例を示すイメージ図である。 プリントデータ作成ダイヤログを示すイメージ図である。 パラメータ設定手段の他の例を示すイメージ図である。 従来の光造形装置を示す模式断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための三次元造形装置及び三次元造形方法を例示するものであって、本発明は三次元造形装置及び三次元造形方法を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施例１）
図１に、本発明の実施例１に係る三次元造形システム１００のブロック図を示す。ここでは、三次元造形装置の一例として、インクジェット方式の三次元造形装置に適用する例を説明する。この三次元造形システム１００は、造形材を流動状態でインクジェット方式によって吐出、硬化させ、これを積層することによって任意の造形物を製造するものである。造形材には、最終的な造形物を構成するモデル材ＭＡと、このモデル材ＭＡが張り出した張り出し部分を支えるために造形され、最終的に除去されるサポート材ＳＡとが利用される。
インクジェット方式は、液化した材料を噴射した後、少なくともモデル材ＭＡの材料が反応して硬化する特定波長を含む光、例えば紫外光（ＵＶ光）を照射したり、冷却する等によって層を硬化させて形成する。この方法によれば、インクジェットプリンタの原理を応用できることから、高精細化が容易となる利点が得られる。
また樹脂積層方式の三次元造形装置は、最終的な造形物となるモデル材ＭＡと、モデル材ＭＡの張り出し（オーバーハング）部分を支え、最終的に除去されるサポート材ＳＡの２種類の造形材を、ＸＹ方向に走査しながら造形プレート４０上に吐出し、高さ方向に積層していくことにより、造形を行う。造形材であるモデル材ＭＡとサポート材ＳＡは、紫外光を照射することにより硬化する特性を有する樹脂で構成されている。造形材を硬化させる硬化手段２４として、紫外光を照射する紫外光ランプを、モデル材ＭＡとサポート材ＳＡを吐出するノズルと共に、ＸＹ方向に走査し、ノズルから吐出されたモデル材ＭＡ及びサポート材ＳＡに紫外光を照射して硬化させる。
図１に示す三次元造形システム１００は、三次元造形装置２に造形物を示す造形データならびに造形条件である設定データを送出する設定データ作成装置１（図１ではコンピュータＰＣ）と、三次元造形装置２で構成される。三次元造形装置２は、制御手段１０と、ヘッド部２０と、造形プレート４０とを備える。ヘッド部２０は、造形材吐出手段として、モデル材ＭＡを吐出するモデル材吐出ノズル２１と、サポート材ＳＡを吐出するサポート材吐出ノズル２２を備えている。またこれらの吐出された造形材から余剰分を掻き取ることによりその時点での造形物の最上層の厚みの適正化を図ると共に、造形材の表面を平滑化するためのローラ部２５と、造形材を硬化させる硬化手段２４も、ヘッド部２０に備えられる。さらにヘッド部２０を水平方向において、モデル材吐出ノズル２１とサポート材吐出ノズル２２から造形材を液体又は流体状態でインクジェット方式によって、造形プレート４０上の適切な位置に吐出させるために、往復走査するＸ方向と、このＸ方向に直交するＹ方向に走査させるための水平駆動手段、及びヘッド部２０と造形プレート４０との高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段として、ＸＹ方向駆動部３１及びＺ方向駆動部３２を備えている。ここで、Ｙ方向とはモデル材吐出ノズル２１及びサポート材吐出ノズルが有する複数のオリフィスが配列した並び方向であり、Ｘ方向は水平面内においてこのＹ方向と直交する方向である。
コンピュータＰＣは、三次元形状の造形物の基礎データ、例えば三次元ＣＡＤ等で設計されたモデルデータの入力を外部から受けると、まずこのＣＡＤデータを、例えばＳＴＬ（Stereo Lithography Data）データに変換し、更にこのＳＴＬデータを複数の薄い断面体にスライスして得られる断面データを生成し、そしてこのスライスデータを、一括又は各スライス層単位にて三次元造形装置２に対して送信を行う設定データ作成装置１として機能する。この際、三次元ＣＡＤ等で設計されたモデルデータ（実際は、変換後のＳＴＬデータ）の造形プレート４０上における姿勢の決定に対応し、この姿勢におけるモデル材ＭＡにて形成されるモデルを支持することが必要な空間又は箇所に対して、サポート材ＳＡを設ける位置の設定が行われ、これらのデータを元に各層に対応するスライスデータが形成される。制御手段１０は、ローラ回転速度制御手段１２と、ステージ位置制御手段１３を備える。ローラ回転速度制御手段１２は、ローラ本体２６がモデル材ＭＡ又はサポート材ＳＡを個別に回収する際に、各吐出ノズルから吐出されるモデル材ＭＡ又はサポート材ＳＡの物理的特性に応じて、ローラ本体２６の回転速度を変化させることができる。制御手段１０は、コンピュータＰＣからの断面データを取り込み、そのデータに従ってヘッド部２０、ＸＹ方向駆動部３１及びＺ方向駆動部３２を制御する。この制御手段１０の制御により、ＸＹ方向駆動部３１が作動すると共に、ヘッド部２０のモデル材吐出ノズル２１及びサポート材吐出ノズル２２より造形材としてのモデル材ＭＡならびにサポート材ＳＡを、小滴として造形プレート４０上の適切な位置に吐出することにより、コンピュータＰＣから与えられた断面データに基づく断面形状が造形される。そして造形プレート４０上に吐出された造形材の一であるモデル材ＭＡは少なくとも硬化されて液体又は流体状態から固体に変化して硬化する。このような動作によって一層分の断面体すなわちスライスが作り出される。なお、スライスデータは、三次元造形装置２側で生成してもよいが、その際においても、各スライス層の厚み等のユーザが決定しなくてはならない造形条件を規定する造形パラメータはコンピュータＰＣ側から三次元造形装置２へ送信しなければならない。
（スライス）
ここで「スライス」とは、造形物のｚ方向の積層単位であり、スライス数は高さを積層厚で除算した値となる。実際には、各スライスの厚みを決定する要件としては、各吐出ノズルからの吐出可能な最小限の単位吐出量やローラ部２５のローラの上下方向における偏心によるばらつき等によって、設定可能な最小の厚みが決定される。このような観点に基づいて設定された値をスライスの最小値として、後は、ユーザが造形物に対して、求める、例えば、造形精度や造形速度の観点から各スライス量を最終的に決定できる。つまり、ユーザが造形精度を優先することを選択すれば、上述したスライス最小値又はその近傍の値にて各スライス量を決定し、一方造形速度を優先すれば、最低限の造形精度を維持した各スライス量を決定することができる。または、別の方法としては、造形精度と造形速度の比率をユーザに感覚的に選択させる方法や、ユーザに許容可能な最大造形時間を入力させることにより、いくつかの造形時間と造形精度の組み合わせを候補として表示し、その中からユーザが好む条件を選択させることも可能である。
また、一つのスライスデータに対する造形行為は、少なくともヘッド部２０をＸ方向（ヘッド部２０の主走査方向）に往復動作する際の少なくとも往路又は復路にてモデル材吐出ノズル２１とサポート材吐出ノズル２２から造形材を液体又は流体状態でインクジェット方式によって吐出させ、造形プレート４０上に吐出された造形物が未硬化の状態にて、少なくとも往路又は復路にてその未硬化の造形物から余剰分を掻き取り、さらに表面を平滑化するためにローラ部２５を作用させると共に、平滑化された造形物の表面に対して、硬化手段２４から特定波長の光を照射することにより、造形物を硬化させる一連のステップを少なくとも一回行うことで行われるが、この回数は、スライスデータの厚みや要求される造形精度によって自動的に変更されることはいうまでもない。なお、造形に用いる造形材料が、所定の温度によって硬化するものであれば、本発明においては硬化手段２４を冷却または加熱手段とすることもでき、また自然硬化できる場合には硬化手段を省略することもできる。
一方、また少なくとも往路又は復路にてモデル材吐出ノズル２１とサポート材吐出ノズル２２から吐出され、造形プレート４０上に形成される一回の最大の厚みは、吐出された液滴の着弾後の断面形状が略円形を留めることが可能な単位吐出量によって決まる。
（造形プレート４０）
造形プレート４０は、Ｚ方向駆動部３２によって昇降自在としている。一スライスが形成されると、制御手段１０によってＺ方向駆動部３２が制御され、造形プレート４０は一スライス分の厚さに相当する距離だけ降下する。そして上記と同様な動作を繰り返し行うことにより一スライス目の上側（上表面）に新たなスライスが積層される。このように連続的に作り出された幾層もの薄いスライスが積層されて造形物が造形される。
また、造形物がＺ方向（つまり高さ方向）において下方に位置する造形部分よりＸ−Ｙ平面で張り出した、いわゆるオーバーハング形状を有する場合には、コンピュータＰＣにおいて造形物をデータ化する際に必要に応じてオーバーハング支持部形状が付加される。言い換えれば、オーバーハング形状を有する造形物とは、既に成形されたモデル材のスライスが存在しない部分の上表面に新たなモデル材のスライスが成形される部分（オーバーハング部）を有する造形物である。そして制御手段１０は、最終造形物を構成するモデル材ＭＡの造形と同時に、そのオーバーハング支持部形状に基づいて、オーバーハング支持部ＳＢを造形する。具体的には、モデル材ＭＡとは別のサポート材ＳＡを、サポート材吐出ノズル２２から小滴として吐出させることにより、オーバーハング支持部ＳＢを形成する。造形後に、オーバーハング支持部ＳＢを構成するサポート材ＳＡを除去することで、目的の三次元の造形対象物を得ることができる。
ヘッド部２０は、図３の平面図に示すように、ヘッド移動手段３０により水平方向、すなわちＸＹ方向に移動される。ヘッド部２０は、図において上下にそれぞれ配置された一対のＸ方向（主走査方向）ガイド機構であるＸ方向移動レール４６に支持される。ヘッド部２０を支持する基台側には、Ｘ方向への駆動部（図示せず）が、一方のＸ方向移動レール４６に沿って設けられている。また、ヘッド部２０をＸ方向移動レール４６上に載置する門型のフレームに、ヘッド部２０をＹ方向（副走査方向）に移動させるためのＹ方向移動レール４７が設けられる。またヘッド部２０をＹ方向移動レール４７に沿って駆動するための駆動手段（図示せず）が載置される。これらの駆動部によってヘッド部２０は、ＸならびにＹ方向に移動することが可能となっている。
さらに造形プレート４０が、図１に示すようにプレート昇降手段（Ｚ方向駆動部３２）によって高さ方向、すなわちＺ方向に移動される。これによって、ヘッド部２０と造形プレート４０の相対高さを変更でき、立体的な造形が可能となる。より詳細には、まずヘッド部２０は、ヘッド移動手段３０によりモデル材吐出ノズル２１及びサポート材吐出ノズル２２より造形材としてのモデル材ＭＡならびにサポート材ＳＡをスライスデータに基づいた適切な箇所に吐出するために、Ｘ方向に往復動作され、各吐出ノズル２１、２２に各々設けられる複数のＹ方向に伸びるオリフィスから、モデル材ＭＡ及びサポート材ＳＡが吐出される。さらに、図３に示すように、各吐出ノズル２１、２２のＹ方向の幅が、造形プレート４０上の造形可能なＹ方向の幅より小さい場合で、且つ造形用のモデルデータのＹ方向の幅が、Ｙ方向に伸びるオリフィスの全長より大きい場合は、各吐出ノズル２１、２２の所定の位置におけるＸ方向の往復動作の後、Ｙ方向に各吐出ノズル２１、２２を所定量シフトさせ、その位置でのＸ方向の往復走査と共に、モデル材ＭＡ及びサポート材ＳＡをスライスデータに基づいた適切な箇所に吐出させることを繰り返すことにより、設定された全ての造形データに対応した造形物の生成を行う。
なお図１の例では、Ｚ方向駆動部３２として造形プレート４０を昇降させるプレート昇降手段を用いているが、この例に限られず、図２に示す三次元造形装置２’のように、造形プレート４０’側を高さ方向に固定し、ヘッド部２０’側をＺ方向に移動させるＺ方向駆動部３２’を採用することもできる。また、ＸＹ方向への移動も、ヘッド部側を固定して、造形プレート側を移動させてもよい。さらに以上の例ではＸＹ方向への移動を統合しているが、これを分離してもよく、例えばヘッド部側でＸ方向への移動、造形プレート側でＹ方向への移動を担当させてもよい。このようにＸＹＺ方向への移動は、ヘッド部と造形プレートとの間で相対的に実現されれば足り、各方向に移動させる側をヘッド部側とするか、造形プレート側とするかは任意に割り振り可能である。
また、上述したような、ヘッド部２０のＹ方向へのシフトは、各ノズルの幅を、実質的に造形プレート４０の造形可能なＹ方向の幅と同じにすれば、その必要はないが、その際においても、例えばノズルに設けられるオリフィスの間隔で決定される造形物のＹ方向の解像度を高める目的として、ヘッド部２０のＹ方向へのシフトにより、各オリフィスが、先の造形時におけるオリフィスとオリフィスの間に位置するようにシフトさせてもよい。
（制御手段１０）
制御手段１０は、造形材の吐出パターンを制御する。すなわちモデル材ＭＡ及びサポート材ＳＡを、Ｘ方向における往復走査の内、少なくとも往路又は復路の一方にて造形材吐出手段により造形プレート４０上に吐出させながら、ヘッド部２０をＸ方向に往復走査させて、造形材吐出手段により造形材が造形プレート４０上に吐出された後で、且つ往路又は復路の少なくともいずれか一方で、モデル材ＭＡ及びサポート材ＳＡに対して硬化手段２４で硬化させることにより、スライスを生成し、高さ方向に造形プレート４０とヘッド部２０の相対位置を移動させて、スライスの積層を繰り返すことにより造形を実行する。なお、詳細は後述するが、ローラ部２５による造形材表面の余剰分除去乃至平滑化は、造形材吐出手段により造形材が造形プレート４０上に吐出された後で、且つ硬化手段２４にて造形材の表面が硬化させる前に、往路又は復路の少なくともいずれか一方で、行われる。
この制御手段１０は、一回のＸ方向への往復走査でモデル材ＭＡ又はサポート材ＳＡのいずれか一方の造形材を吐出して、ローラ部２５による造形材の余剰分の除去と表面の平滑化を行い、更に硬化手段２４により硬化させてから、次回以降の往復走査で、吐出されなかった他方の造形材を吐出して、造形材表面の余剰分除去と平滑化を行い、硬化させる。これら一連の工程を少なくとも一回行うことにより、一枚のスライスの生成を行う。いうまでもなく、一層のスライスデータに対応した上記一連の工程は、例えばユーザの求める最終的なモデルの表面精度や造形時間に応じて、複数回繰り返すことが含まれる。これにより、モデル材ＭＡ又はサポート材ＳＡのいずれか一方を未硬化の状態でその表面に対し余剰分除去乃至平滑化し、そして硬化させた後、他方を吐出することで個別に硬化でき、これらモデル材ＭＡとサポート材ＳＡの界面における混合を効果的に回避できる利点が得られる。
なお、この例では先にモデル材ＭＡを吐出し、次いでサポート材ＳＡを吐出させる例を説明したが、逆にサポート材を先に吐出させ、次いでモデル材を吐出させてもよい。また、この例ではいずれか一方の造形材をまず吐出して、これを硬化させた後に、他方の造形材を吐出して硬化させるという、モデル材とサポート材を個別に吐出、硬化させて造形する方法を説明した。ただ、この方法に限られず、モデル材とサポート材を同時に吐出させることも可能である。
（造形材）
上述の通り、造形材には、最終的な造形物となるモデル材ＭＡと、このモデル材ＭＡが張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材ＳＡが用いられる。
（硬化手段２４）
モデル材ＭＡには、光硬化樹脂、例えば紫外線硬化樹脂が使用できる。この場合、硬化手段２４は少なくともモデル材ＭＡの材料が反応して硬化する特定波長を含む光を照射する光照射手段であり、例えば紫外線ランプ等の紫外線照射手段である。紫外光ランプには、ハロゲンランプや水銀灯、ＬＥＤ等が利用できる。またこの例では、サポート材ＳＡも紫外線硬化樹脂としている。同じ波長の紫外線で硬化する紫外線硬化樹脂を使用する場合は、同じ紫外線照射手段を利用でき、光源を共通化できる利点が得られる。
（モデル材ＭＡ）
またモデル材ＭＡとして、熱可塑性樹脂を使用することもできる。この場合、硬化手段２４は、冷却手段となる。なおモデル材とサポート材にいずれも熱可塑性樹脂を使用する場合は、モデル材の融点をサポート材の融点よりも高いものを採用することにより、積層完了後に造形物をサポート材の融点より高く、モデル材の融点より低い温度に加熱、保温することにより、サポート材を溶融除去することができる。さらに、モデル材とサポート材の一方を光硬化樹脂、他方を熱可塑性樹脂とすることもできる。
あるいは、硬化材との化学反応により硬化可能な材料をモデル材に用いることもできる。さらにモデル材は、粘度や表面張力等の噴射特性を調整するために、必要に応じて液体改質剤を混合してもよい。また温度調整によって噴射特性を変更することもできる。モデル材の他の例としては、紫外線フォトポリマー、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン等が挙げられる。
（サポート材ＳＡ）
サポート材ＳＡは、基本的には、上述したモデル材と同様な材料を用いることができる。ただ、サポート材は最終的に容易に除去できる材料としたいとの観点から、モデル材と類似した材料に更に除去可能な材料を添加することが望ましい。このため、具体的には水膨潤ゲル、ワックス、熱可塑性樹脂、水溶性材料、溶解性材料等が使用できる。サポート材ＳＡの除去には、サポート材の性質に応じて水溶、加熱、化学反応、水圧洗浄等の動力洗浄や電磁波の照射により溶解させる、熱膨張差を利用した分離等の方法が適宜利用できる。特に水溶性のサポート材は、得られた造形物を水中に浸すことで容易にサポート材を除去できるので好ましい。
（ヘッド部２０）
図４に、インクジェット方式の三次元造形装置のヘッド部２０の一例を示す。この図に示すヘッド部２０は、造形材吐出手段として、モデル材ＭＡとサポート材ＳＡの吐出を個別に行う専用の吐出ノズルを設けている。具体的には、モデル材ＭＡを吐出するためのモデル材吐出ノズル２１と、サポート材ＳＡを吐出するためのサポート材吐出ノズル２２を、平行に離間させて備えている。各吐出ノズルは、２つのノズル列２３を設けている。各ノズル列２３は、モデル材吐出ノズル２１とサポート材吐出ノズル２２とで、それぞれ同一ライン上に一致するように配置することで、モデル材とサポート材の分解能を一致させている。
ヘッド部２０では、左からサポート材吐出ノズル２２、モデル材吐出ノズル２１、ローラ部２５、硬化手段２４が設けられている。各吐出ノズルは、圧電素子方式のインクジェットプリントヘッドの要領で、インク状の造形材を吐出する。また造形材は、吐出ノズルから吐出可能な粘度に調整される。
図４の例では、ヘッド部２０が先にモデル材ＭＡを吐出した後、サポート材ＳＡを吐出している。またヘッド部２０は往路（図において左から右）で造形材を吐出し、復路（図において右から左）では造形材の最表面からローラ部２５にて余剰樹脂を掻き取り、平滑化を図った後、平滑化された樹脂を硬化手段２４で硬化させている。
さらに図４の例に示すヘッド部２０は、吐出ノズルを設けた吐出ヘッドユニット２０Ａと、ローラ部及び硬化手段を設けた回収硬化ヘッドユニット２０Ｂとに分割されている。吐出ヘッドユニット２０Ａと回収硬化ヘッドユニット２０Ｂとの間には、ヘッド部２０を移動させるためのＹ方向移動レール４７を通すレールガイド４５が設けられている。ヘッド部２０は、図３の平面図に示すように、Ｙ方向移動レール４７に沿ってＹ方向に往復移動する。さらにＹ方向移動レール４７の両端は、ヘッド移動手段３０で支承されている。ヘッド移動手段３０は、造形プレート４０を上下方向に跨ぐように、造形プレートの上下に沿って平行に設けた一対のＸ方向移動レール４６に沿ってＸ方向に往復移動する。これによってヘッド部２０は、造形プレート上でＸＹ平面上の任意の位置に移動できる。
（余剰樹脂回収機構）
ヘッド部２０はさらに、余剰に吐出された樹脂を回収するための余剰樹脂回収機構を備えている。すなわち、インクジェット方式の三次元造型装置においては、精度の良い造形を行うために、余分にモデル材やサポート材等の造形材を吐出し、造形プレート４０上に吐出された樹脂の余剰分を、余剰樹脂回収機構で回収しながら造形を行っている。このような余剰樹脂回収機構を図５の模式図に示す。この図に示す余剰樹脂回収機構は、吐出されたモデル材ＭＡ及びサポート材ＳＡの表面を未硬化の状態で押圧し、造形材の余剰分を除去し、かつ造形材表面を平滑化するためのローラ部２５で構成される。図５の例では、吐出されたモデル材ＭＡの表面を、未硬化の状態でローラ本体２６で均す状態を示している。
（ローラ部２５）
ローラ部２５は、吐出された造形材から余剰分を掻き取るための部材である。ローラ部２５によって余剰分を掻き取ることによりその時点での造形物の最上層の厚みの適正化を図ることができる。すなわちスライス層の厚さを一定に保ち、精度を維持することができる。またローラ部２５でもって、造形材の表面を平滑化する機能を果たすこともできる。
図５に示すローラ部２５は、回転体であるローラ本体２６と、ローラ本体２６の表面に対して突出するように配置されたブレード２７と、ブレード２７で掻き取られた造形材を溜めるバス２８と、バス２８に溜まった造形材を排出する吸引パイプ２９とを備えている。ローラ本体２６は回転自在に支承されており、未硬化の樹脂を回転しながら押圧することにより、樹脂の表面を均しつつ、余剰分を掻き取って回収する。このローラ本体２６はヘッド部２０の進行方向に対して逆回転（図５において時計回り）に回転され、未硬化の造形材を掻き上げる。掻き上げられた造形材は、ローラ本体２６に付着してブレード２７まで運ばれた後、ブレード２７で掻き取られてバス２８に案内される。このためブレード２７は、ローラ本体２６が樹脂表面に当接する際の進行方向に対して、ローラ本体２６の後方の位置に配置され、バス２８に向かって下り勾配の姿勢で固定される。同様に、バス（槽）２８もローラ本体２６に対してブレート２７と同様な側に配置され、且つブレード２７の下方に配置されている。また吸引パイプ２９はポンプに接続されており、バス２８に溜まった造形材を吸引して排出する。この例では、ローラ本体２６の外形をφ２０ｍｍ程度、回転速度を１０回転／ｓ程度としている。
このローラ部２５は、図においてヘッド部２０が右から左に進行する際に、掻き取りを行う。換言すると、左から右にヘッド部２０が進行しつつ、スライスデータに基づいて、適切な位置にモデル材吐出ノズル２１とサポート材吐出ノズル２２から各々モデル材ＭＡとサポート材ＳＡを吐出する際は、ローラ部２５は造形材に接触せず、同様に硬化手段２４の光源からの照明も行われない。図においてヘッド部２０の左から右への主走査方向の例えでは、往路にて少なくとも造形材の吐出が各ノズル２１、２２から実行された後の右から左方向への復路としての主走査方向において、上述したローラ部２５の掻き取り動作が実行されると共に、少なくともモデル材ＭＡを硬化するための光を照射する光源としての硬化手段２４も動作することになる。
なお硬化手段２４の光源は、モデル材吐出ノズル２１とサポート材吐出ノズル２２より進行方向に対して前方に配置されるため、光源を点灯していても、吐出され、ローラ部２５によって余剰分が除去されて平滑化される前の流動可能な樹脂に照射を行うことはない。その一方で、硬化手段２４の光源を積極的に必要なタイミング以外は消灯することはもちろん可能である。また一方で、硬化手段を複数設ける構成としてもよい。例えば、硬化手段として第一硬化手段と第二硬化手段とを設け、吐出後の樹脂に対して第一硬化手段で予備的に硬化を行い、次いで第二硬化手段で樹脂をより一層硬化させる。このように硬化手段を多段構成とすることで、樹脂の硬化能力を十分に発揮させることができる。またこのような場合において、第一硬化手段が予備的な硬化に留まり、第一硬化手段を経ても樹脂に未だ十分な流動性が残っている場合は、第一硬化手段による予備硬化後に、ローラ部で樹脂余剰分の掻き取りを行い、その後に第二硬化手段で硬化を行うように構成してもよい。すなわち、すべての硬化手段がローラ部の次段側に配置されることを必ずしも要しない。
図１、図４に示すように、ヘッド部２０の進行方向に対してローラ部２５は硬化手段２４の前方、図において左側に配置されている。この結果、先に未硬化の造形材をローラ部２５で掻き取った後、硬化手段２４が造形材を硬化させる。このような配置によって、同一のパスで造形材の掻き取りと硬化を行うことができ、効率よく処理できる利点が得られる。
なお、Ｘ軸方向に沿うサポート材吐出用ノズル２２、モデル材吐出ノズル２１、ローラ部２５及び硬化手段２４の配列の基本的な考え方は、以下の通りである。ヘッド部２０の主走査方向の往路方向をベースに考えると、サポート材吐出用ノズル２２、モデル材吐出用ノズル２１は、いずれか一方が他方の前方に位置すればよい。このようなノズルのレイアウトに対して、ローラ部２５ならびに硬化手段２４は、ローラの作用を往路で行いたい場合は、往路進行方向において、サポート材吐出用ノズル２２、モデル材吐出用ノズル２１の後方にローラ部２５、硬化手段２４の順で配置し、ローラの作用を復路で行いたい場合は、サポート材吐出用ノズル２２、モデル材吐出用ノズル２１の復路の進行方向において後方にローラ部２５、硬化手段２４の順で配置すればよい。
また、上記実施例においては、ヘッド部２０から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラ部２５による余剰樹脂の掻き取りを行った後、硬化手段２４によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのＵＶ光を照射する方法を採用した。
ただ、この構成以外にも、上述の通り硬化手段を多段で構成することもできる。例えばヘッド部２０から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、余剰樹脂層を含む最上層に対して、硬化手段２４によって一旦光を照射した後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラ部２５による余剰樹脂の掻き取りを行い、その後再度硬化手段２４によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためＵＶ光を照射する方法もある。この場合、硬化手段２４は、ヘッド部２０において、Ｘ方向、つまりヘッド部２０の主走査方向で、サポート材吐出用ノズル２２、モデル材吐出用ノズル２１を挟む前後方向に一対の硬化手段を設けることにより、上述のような二度の照射を行うことができる。
また、この場合、一度目の照射と二度目の照射を合わせて、最終的に所望する樹脂の硬化の程度を達成するようになるため、一度目の照射後の樹脂は硬化状態ではなく、まだその後のローラ部２５による掻き取り動作のために、流動可能な、半硬化状態である。このため、この場合においても、ローラ部２５による樹脂の掻き取り前の最上層の状態は、未硬化または流動可能な状態と表現することとする。
（分割プレート）
この実施例においては、造形プレートを複数の分割プレートに分割している。
さらに造形プレート４０は、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２に分割されている。第一分割プレート４１及び第二分割プレート４２の斜視図を図６に示す。この図に示すように、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２は、三次元造形装置を構成する筐体部３の内部で、Ｚ方向駆動部３２によって昇降自在に支承されている。Ｚ方向駆動部３２でもって、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２は、それぞれ個別に昇降される。具体的には、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の裏面側を、それぞれ支承軸３３で支承し、支承軸３３の動作をＺ方向駆動部３２で制御する。昇降動作には、例えば支承軸３３をボールねじとして、ボールねじの回転をＺ方向駆動部３２で個別に制御して、昇降の量すなわち分割プレートの高さを制御する。
従来の三次元造型装置では、一枚の造形プレート上に造形物を造形していたが、造形可能な造形物の大きさは、造形プレートのサイズに制限される。より大きな造形物を造形しようとすれば、造形プレートを大きくすればよいが、大きな造形プレートとした場合は、小さな造形物を造形する際、効率が良くない。また三次元造形装置では一般に造形時間が数時間〜十数時間と長時間に亘るため、一旦造形が開始されると、造形作業が終了するまでは、他の造形を開始することができない。そこで、複数の造形プレートを用意し、これらを独立して動作可能とすることで、大きな造形物を造形する際は、複数の造形プレートを一体的に動作させることで、大きな一枚の造形プレートとして造形可能とする。一方で造形物が小さい場合は、一枚の造形プレートのみで造形させることで効率よく動作できる。また、一方の造形プレートで造形中に、他方の造形プレートで別の造形物の造形を開始させると行ったことも可能となる。このように、一枚の造形プレートを複数枚に分割した、複数の分割プレートを用意することで、大きな造形物の造形に対応させつつ、小さな造形物に対しても効率よく造形を行うことが可能となる。
このように、造形プレートを複数枚の分割プレートに分割するに際して、分割の方向が問題となる。各分割プレートの並べ方として、例えば図７に示すように、ヘッド部２０の主走査方向に２枚の分割プレート４１Ｘ、４２Ｘを並べて配置することが考えられる。この際、ヘッド部２０の移動は、一般に主走査方向への往復移動の後、副走査方向への移動を行う動作を繰り返す構成となっている。いいかえると、ヘッド部を副走査方向に移動させる前に、必ず主走査方向への往復移動が必要となるため、副走査方向に移動させる距離を短くする方が、ヘッド部の移動距離を短くし、ひいては造形速度の高速化の観点から好ましいといえる。例えば、細長い造形物を造形する際は、図８のように造形物の長手方向が主走査方向に沿うように配置した方が、図９のように造形物の長手方向が副走査方向に沿うように配置するよりも、ヘッド部の移動の効率の点では好ましいといえる。
また一般に、主走査方向へのヘッド部２０の移動速度の方が、副走査方向へのヘッド部２０の移動速度の方よりも速い。このため、図８に示すように分割プレート４１Ｘ、４２Ｘを跨ぐように造形物を配置すると、造形作業を短時間に終えることができる反面、２枚の分割プレートを同時に使用する関係上、分割プレートが共に占有されてしまう。このため、一方の分割プレートで造形を行いながら、他方の分割プレートも他の造形に利用するといった態様では利用できない（詳細は後述）。
一方で、図９に示すように造形物ＷＫを縦置きに配置する場合、一方の分割プレート４１Ｘのみを使用するので、他方の分割プレート４２Ｘを確保でき、他の作業に割り当てるなど、作業効率が良くなるものの、走査速度が遅い副走査方向側が長くなるように造形物ＷＫを配置している関係上、造形時間が長くなる。
そこで本実施の形態では、図１０に示すように、主走査方向でなく副走査方向に分割プレートを並べる配置を採用している。このような配置例とすることで、走査速度の速い主走査方向に長くなるような姿勢で造形物ＷＫを配置でき、造形時間を短くでき、さらに使用する分割プレートを片方だけとできるので、分割プレートの使用効率も高めることができるという利点が得られる。この例では、ＸＹ座標軸の原点側からＹ軸方向に、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を配置している。また、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を一体的に造形プレート４０として動作させ、造形エリアを広くして大きな造形物の造形にも対応できる。
加えて、図７のように主走査方向に分割プレートを並べた配置とすると、ヘッド部２０を主走査方向に移動させる際に、一方の分割プレート４１Ｘと他方の分割プレート４２Ｘとを同じ造形条件、例えば樹脂の吐出量やローラの押圧力、ＵＶ光の強度といった種々の造形パラメータを一定とさせる必要がある。いいかえると、一方の分割プレート４１Ｘと他方の分割プレート４２Ｘとで造形条件を変化させることが困難となる。なぜなら、ヘッド部２０を同じ主走査方向への移動中に、毎回、分割プレート４１Ｘと分割プレート４２Ｘとを跨いだタイミングで、樹脂の吐出量やローラの押圧力、ＵＶ光の強度といった造形条件を変化させることが容易でないからである。
これに対して、図１０に示すような配置では、一の主走査方向へのヘッド部２０の移動中は同一の造形条件のままとでき、分割プレートを跨ぐ際、すなわちヘッド部２０を副走査方向に移動させるタイミングでのみ、造形条件を変化させることができるので、造形条件をスムーズに切り替えることができる。また造形条件を切り替える回数も、ヘッド部２０が分割プレートを跨ぐタイミングのみとなるため、図７の構成のように主走査方向への移動の際に毎回切り替える構成と比べて、遙かに切り替え回数を少なくでき、切替制御を簡素化できハードウェアへの負担も軽減できる。例えば、図１１の断面図に示すように、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とで、造形パラメータとして、Ｚ方向のピッチ、すなわち造形材の厚さを変更するような制御も可能となる。
（造形条件）
分割プレート毎に変更可能な造形条件としては、例えば以下のような造形パラメータが挙げられる。
・Ｚ方向の積層厚さ（Ｚ分解能）：まず造形パラメータとして、造形材の吐出量が挙げられる。例えばＺ方向の積層厚さを調整して、造形物のＺ方向の品質や造形速度を変更できる。
・Ｘ方向の分解能：造形物のＸ方向の品質を調整できる。
・Ｙ方向の分解能：造形物のＹ方向の品質を調整できる。
・Ｘ方向の走査速度：造形物のＸ方向の品質や造形速度を調整できる。特に造形時に造形材を吐出するタイミングのずれや造形物の反りの調整に有益となる。なお造形材はヘッド部をＸ方向に走査中に吐出されるため、その振動、空気抵抗などの影響により着弾位置がばらつく傾向がある。そのため、Ｘ方向の走査速度を遅くすることで着弾位置が安定し、造形品質を上げることに有益となる。
・Ｙ方向への走査速度：造形物のＹ方向の品質や造形速度を調整できる。
・硬化手段２４の強度：例えば硬化手段２４として、紫外光を照射する紫外光ランプを用いる場合、そのランプ強度を調整することで、造形物の品質、例えば反りを調整できる。
・冷却能力：三次元造形装置の内部に冷却ファンを設けて、造形プレートに対して冷却ファンで送風して、造形材を硬化させる際に生じる発熱を冷却することがある。このような場合に、冷却ファンの回転数を制御するなどして冷却能力の強度を調整することで、造形物の品質を調整でき、特に反りの抑制に有利となる。
・ローラ部２５の押圧力：ローラ部２５の当て方を調整して、造形物の品質、例えば表面状態を制御できる。
・層間待ち時間：層間待ち時間とは、例えば一方の分割プレートで一層造形する間に、他方の分割プレートでは三層造形するような、分割プレート同士で積層の回数やタイミングを異ならせる条件を意味する。すなわち分割プレート単位では、一層造形した後に次の層を造形するまでの時間が変化することと同意である。これにより、造形速度を制御できる。
（Ｚ方向駆動部３２）
Ｚ方向駆動部３２は、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２をそれぞれ個別に昇降させる。例えば図６の斜視図に示すように、Ｚ方向駆動部３２は、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の裏面側をそれぞれ個別に支承する支承軸３３をボールねじとして、ボールねじの回転を個別に制御して、安定的に第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を昇降させることができる。制御手段１０は、第一分割プレート４１、第二分割プレート４２の昇降を個別に行うよう、Ｚ方向駆動部３２に制御信号を送る。なお図１等の例では、造形プレート４０を支承する支承軸３３を、造形プレートの裏面側の中心近傍に配置しているが、この構成に限られず、例えば中心からオフセットした位置や隅部に配置してもよい。
なお、本実施の形態では分割プレートを２枚並べた例を説明したが、分割プレートは３枚以上使用することもできる。例えば図１２の変形例に示すように、３枚の分割プレートを副走査方向に並べて配置してもよい。この例では、ＸＹ座標軸の原点側からＹ軸方向に、第一分割プレート４１、第二分割プレート４２、第三分割プレート４３をそれぞれ配置した例を示している。
あるいは、分割プレートの一部をさらに分割した細分割プレートとすることもできる。例えば図１３に示すように、第一分割プレート４１を主走査方向に分割して、２枚のサブ分割プレート４１ａ、４１ｂで構成している。この場合、サブ分割プレートに分割する分割プレートは、座標の原点に近い側とすることが好ましい。原点に復帰するストロークを短くして効率よく利用できるからである。図１３の例では、第一分割プレート４１を、ＸＹ座標軸の原点側からＸ軸方向に第一サブ分割プレート４１ａ、第二サブ分割プレート４１ｂに分割して、それぞれ配置している。
あるいはまた、一の分割プレートの縦横を囲むように他方の分割プレートを配置することもできる。例えば図１４の変形例に示すように、矩形状の左下を原点に配置した第一分割プレート４１Ｃに対し、右側と上側の辺を囲むように第二分割プレート４２Ｃを配置してもよい。
以上のように、造形プレートを複数枚の分割プレートに分割し、各分割プレートを同一平面上に並べて配置して造形エリアを大きくしつつ、分割された各分割プレートを個別に動作可能とすることで、大きな造形物の造形を可能としつつ、小さな造形物の造形に際しては効率よく造形できるようにしている。
（座標軸）
なお、造形プレートを複数の分割プレートに分割した際の、ＸＹ方向の座標軸の持ち方については、上述の通り共通のＸＹ座標軸とする他、図１５に示すように、各分割プレート毎に個別の座標軸を持たせて制御してもよい。図の例では、第一分割プレート４１の座標軸を（Ｘ1、Ｙ1）とし、第二分割プレート４２の座標軸を（Ｘ2、Ｙ2）として、個別に座標軸を持たせている。
（サブプレート５０）
造形プレート上には、造形物を直接造形する他、他の部材、例えばサブプレート５０を介在させて、サブプレート５０上に造形物を造形する構成としてもよい。例えば、図１６の断面図に示す例では、第一分割プレート４１の上面に、この第一分割プレート４１とほぼ同じ大きさか、又は一回り小さい大きさの第一サブプレート５１を、着脱式に載置している。同様に第二分割プレート４２の上面にも、この第二分割プレート４２とほぼ同じ大きさか、又は一回り小さい大きさの第二サブプレート５２を着脱式に配置している。このようにすることで、各分割プレート上で造形物を造形した後に、サブプレート５０を分割プレートから分離して、サブプレート５０ごと、三次元造形装置から取り出すことができる。
例えば造形物の数が多い場合に、一旦サブプレートを取り出して、別のサブプレートを三次元造形装置にセットすることで、次の造形を早期に開始することができ、効率がよい。特に造形物が樹脂の場合は、最下層のモデル材が下地と接合された状態となり、造形プレート上に直接造形物を造形した場合は、造形プレートから剥離するのに手間がかかることがある。また造形物の最下層をサポート材とすることで、剥離を容易に行うことが可能であるが、この場合はサポート材が造形プレートに付着するので、造形プレートの表面を洗浄する手間がかかる。
そこで、直接造形プレート上に造形物を造形するのでなく、造形プレートと別部材のサブプレートを造形プレート上に着脱式に設置し、その上面に造形する構成とすることで、造形の終了後にはサブプレートを造形プレートから脱離することにより、一旦三次元造形装置から造形物を纏めて取り出すことが可能となる。また予備のサブプレートを代わりに三次元造形装置にセットすれば、次の造形作業を速やかに開始できるので、サブプレートから造形物を剥離したり、サブプレートの表面を綺麗に洗浄するといった作業の終了を待つことなく、効率よく造形を行える利点が得られる。
また、造形プレートを複数枚に分割した構成においては、各分割プレートごとに、サブプレートを設置することで、上述した利点を享受できる。なお本明細書において、造形材を造形プレート上に吐出あるいは積層するとは、直接造形プレート上に吐出、積層させる態様の他、上述のように、造形プレート上にサブプレート等を介在させて造形させる態様も含む。すなわち、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２上に第一サブプレート５１と第二サブプレート５２を載置し、この上に造形材を吐出、積層させて造形する態様も含めて、「造形プレート上に造形」等と表現する。
（駆動モード）
このように複数枚の分割プレートを備える三次元造形装置は、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とを合わせて、一のプレートとして一体的に駆動させる同期駆動モードと、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とを個別的に駆動させる非同期駆動モードとを切り替え可能としている。駆動モードの概要を、図１７に示す。このような駆動モードの切り替えは、例えば駆動モード選択手段６５ｃ（詳細は後述）でもって行わせる。同期駆動モードが選択された際は、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とを一体的に組み合わせた大きな造形エリアを備える三次元造形装置として、２つの分割プレートに跨る大きな造形物の造形を行うことができる。一方、非同期駆動モードが選択された際は、個々の分割プレートを個別に制御できる。非同期駆動モードはさらに、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２のいずれか一方のみを使用するシングル駆動モードと、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の両方を使用するマルチ駆動モードを含む。以下、各駆動モードについて説明する。
（同期駆動モード）
同期駆動モードにおいては、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とを組み合わせた一枚の大きな造形プレートとして造形を行う都合上、造形エリア内における造形中の造形条件を共通に設定する。いいかえると、同期駆動モードにおける造形の途中で、造形条件を規定する造形パラメータを変化させることはない。一方、非同期駆動モードにおいては、造形途中で造形パラメータを変化させることがある。例えば、第一分割プレート４１上での第一造形エリアでの造形を行う際と、第二造形プレート上の第二造形エリアでの造形を行うサイトで、造形パラメータを異ならせることができる。
具体的な同期駆動モードにおける造形の一例について、図１８〜図１９Ｄに基づいて説明する。ここでは、図１８の斜視図に示すように、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２上に、それぞれ配置された５つの造形物ＷＫ１〜ＷＫ５を造形する例を考える。同期駆動モードでは、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を一体的に動作させて、仮想的に一枚の大きな造形プレートとして使用する。このため、造形エリアを大きく確保できるので、一枚の分割プレートでは造形できないような、大きな造形物の造形も可能となる。また、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２との境界部分（図１９Ｂ〜図１９Ｄにおいて破線で示す）を含めた、任意の位置に造形物を配置できる。例えば図１９Ｂの例では、造形物ＷＫ３を第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の境界部分に配置している。いいかえると、後述するマルチ駆動モードでは、このような分割プレートの境界部分に造形物を配置する設定はできないので、この点で同期駆動モードは有利となる。
同期駆動モードでは、図１９Ａのタイミングチャートに示すように造形の開始から造形の終了まで一貫して行われる。具体的には、図１９Ｂに示すように、５つの造形物ＷＫ１〜ＷＫ５の造形を底面部分から開始する。この場合、高さの低い造形物ＷＫ３やＷＫ５の造形が早めに終了するので、これらの造形物ＷＫ３、ＷＫ５の造形終了後は、図１９Ｃに示すように、造形物ＷＫ１〜ＷＫ２、ＷＫ４のみの造形が継続される。さらに造形が進むと、造形物ＷＫ２、ＷＫ４の造形も終了し、最終的には図１９Ｄに示すように、造形物ＷＫ１のみの造形となる。なお、この例では造形物ＷＫ２は円筒状のため、造形時間が経過しても造形される領域、すなわち造形物ＷＫ２の断面積は変化しない。一方、造形物ＷＫ１は円錐形状であるため、造形作業の経過と共に造形される領域が小さくなっていく。この同期駆動モードでは、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２は同時に降下される。これにより、恰も一枚の大きな造形プレートで造形を行うのと同様の環境が実現され、一枚の分割プレートではサイズが足りずに造形できない大きな造形物でも造形が可能となる。
（一枚の分割プレートを用いた通常造形）
なお、上述した同期駆動モードでは、二枚の分割プレートを同期させて駆動することにより、仮想的に一枚の大きな造形プレートを実現している。いいかえると、二枚の分割プレートを組み合わせて仮想的な造形エリアを構成する同期駆動モードでの造形と、現実に一枚の大きな造形プレートを用いた三次元造形装置による造形とは、実質的には同じ動作となる。また、造形プレートを一枚のみを有する三次元造形装置においては、複数枚の造形プレートが存在しない以上、これらを同期するという概念も当然存在せず、よって複数の分割プレートを同期駆動あるいは非同期駆動させるための複数の駆動モードが存在せず、またこれら複数の駆動モードを切り替えるという概念も存在しないこととなる。ここでは、このような一枚の分割プレートを用いた造形を通常造形と呼び、その具体的な動作例を図２０Ａ〜図２０Ｄに基づいて説明する。基本的に通常造形は、同期駆動モードと同様の動作となる。
図２０Ａのタイミングチャートに示すように、通常造形においても造形の開始から造形の終了まで一貫して行われる。具体的には、図２０Ｂに示すように、５つの造形物ＷＫ１〜ＷＫ５の造形を底面部分から開始する。この場合、高さの低い造形物ＷＫ３やＷＫ５の造形が早めに終了するので、これらの造形物ＷＫ３、ＷＫ５の造形終了後は、図２０Ｃに示すように、造形物ＷＫ１〜ＷＫ２、ＷＫ４のみの造形が継続される。さらに造形が進むと、造形物ＷＫ２、ＷＫ４の造形も終了し、最終的には図２０Ｄに示すように、造形物ＷＫ１のみの造形となる。
（非同期駆動モード）
次に、非同期駆動モードについて、図２１〜図２７に基づいて説明する。まず、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２のいずれか一方のみを使用するシングル駆動モードの動作について説明する。なお、非同期駆動モードにおいては、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とを独立して駆動させるため、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の境界部分を跨ぐような造形物の配置はできない。よって、ここでは図１８に代えて図２１の斜視図に示すように、複数の造形物を配置する例を考える。
（シングル駆動モード）
まず、シングル駆動モードについて、図２３Ａ〜図２３Ｄに基づいて説明する。このシングル駆動モードでは、いずれか一方の分割プレートのみを使用して造形を行う。例えば図２１、図２２の例では、第一分割プレート４１のみを使用して、３つの造形物ＷＫ１ＷＫ〜ＷＫ３の造形を行う。またシングル駆動モードでは、図２３Ａのタイミングチャートに示すように造形の開始から造形の終了まで一貫して行われる。具体的には、図２３Ｂに示すように、３つの造形物ＷＫ１〜ＷＫ３の造形を底面部分から開始する。この場合は、高さの最も低い造形物ＷＫ３の造形が最初に終了するので、造形物ＷＫ３の造形終了後は、図２３Ｃに示すように、造形物ＷＫ１〜ＷＫ２のみの造形が継続される。さらに造形物ＷＫ２は造形物ＷＫ１よりも高さが低いので、造形物ＷＫ２の造形が終了すると、図２３Ｄに示すように、造形物ＷＫ１のみの造形が継続される。
（マルチ駆動モード）
次にマルチ駆動モードについて、図２４Ａ〜図２７Ｅに基づいて説明する。マルチ駆動モードは、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２で個別の造形（造形１、造形２）を行う駆動モードであり、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２のそれぞれの造形１、造形２をの開始させるタイミング、及び終了させるタイミングは、任意に設定できる。
（マルチ駆動モード：同時開始）
まず、第一分割プレート４１、第二分割プレート４２での造形を同時に開始させる同時スタートのマルチ駆動モードについて、図２４Ａ〜図２４Ｄに基づいて説明する。ここでは、図２４Ａのタイミングチャートに示すように、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２で造形を同時に開始させる一方（図２４Ｂ）、造形の終了タイミングは異なる。具体的には、第二分割プレート４２の造形が第一分割プレート４１での造形よりも早期に終了しており（図２４Ｃ、図２４Ｄ）、以降は第一分割プレート４１での造形のみが継続される状態となる。なお、第二分割プレート４２での造形が終了した時点で、第一分割プレート４１での造形が継続されている間でも、第二分割プレート４２から造形物を取り出すことが可能となる。
（マルチ駆動モード：終了後スタート）
以上の同時開始のマルチ駆動モードでは、第一分割プレート４１での造形と第二分割プレート４２での造形とを同時に進める例を説明した。ただマルチ駆動モードはこの態様に限られず、いずれか一方の分割プレートでの造形のみを開始し、終了後に他方の分割プレートでの造形に切り替えるような手順で行わせることもできる。このような、一方の造形の終了後に他方の造形を開始させるマルチ駆動モード（終了後スタートのマルチ駆動モード）について、図２５Ａ〜図２５Ｆに基づいて説明する。ここでは、図２５Ａのタイミングチャートに示すように、第一分割プレート４１での造形を先に開始させ、その終了後に、第二分割プレート４２の造形に切り替えて造形を継続する。具体的には、図２５Ｂ〜図２５Ｄに示すように、第一分割プレート４１で造形物ＷＫ１〜ＷＫ３の造形を同時に開始する。そして第一分割プレート４１での造形が終了すると、次に第二分割プレート４２での造形に移行し、図２５Ｅに示すように第二分割プレート４２上での造形物ＷＫ４〜ＷＫ５の造形が開始される。そして造形物の高さの低い造形物ＷＫ５の造形が終了すると、図２５Ｆに示すように造形物ＷＫ４の造形のみとなって、全ての造形物の造形が終了する。なおこの例でも、第一分割プレート４１での造形が終了した時点で、第二分割プレート４２での造形が継続されている間でも、第一分割プレート４１から造形物を取り出すことが可能となる。
（マルチ駆動モード：割り込みスタート）
以上のようにマルチ駆動モードでは、同期駆動モードと異なり、各分割プレートで個別に造形が行われるので、一の分割プレートの造形を開始する時点で、他方の分割プレートの造形を開始する必要はない。例えば、一方の分割プレートの造形データを作成中に、既に作成が終了している造形データに基づいて他方の分割プレートで造形を開始することもできる。そして、造形データが作成できた時点で、この造形を一方の分割プレート上で開始するように、他方の分割プレートでの造形の継続中に割り込ませることもできる。このような割り込みスタートを許容するマルチ駆動モードについて、図２６Ａ〜図２６Ｅに基づいて説明する。この割り込みスタートのマルチ駆動モードでは、必ずしも２つの分割プレートでの造形を同時に開始する必要はなく、また同時に終了させる必要もない。もちろん、同時に開始させたり（上述）、同時に終了させる（後述）ことを禁止するものでない。この意味で、上述した同時スタートのマルチ駆動モードと、後述する同時終了のマルチ駆動モードとを包含するものである。ただ、これらとの区別のため、ここでは一方の分割プレートでの造形の途中で、任意のタイミングで他方の分割プレートの造形を割り込ませる場合について、図２６Ａのタイミングチャートに示す。この例では、先に第一分割プレート４１での造形１を開始した状態で、第一分割プレート４１での造形１の途中で、第二分割プレート４２での造形２を開始する。そして第一分割プレート４１での造形１が終了すると、第二分割プレート４２での造形２のみを継続する。具体的には、図２６Ｂに示すように、第一分割プレート４１での造形１、ここでは造形物ＷＫ１〜ＷＫ３の造形を開始し、造形がある程度進み図２６Ｃに示すように造形物ＷＫ３の造形が終了した状態で、第二分割プレート４２での造形２が割り込み、造形物ＷＫ４〜ＷＫ５の造形も同時に行われる。そしてさらに造形が進み、図２６Ｄに示すように第一分割プレート４１では造形物ＷＫ２の造形が終了し、また第二造形プレートでは造形物ＷＫ５の造形が終了し、残る造形物ＷＫ１、ＷＫ４の造形が各分割プレートでそれぞれ継続され、図２６Ｅに示すように第一造形プレートで造形物ＷＫ１の造形が終了すると、第二造形プレートでの造形物ＷＫ４の造形のみが継続され、すべての造形物が造形される。
このような割り込みスタートのマルチ駆動モードでは、造形を開始する時点で各分割プレートの造形データがすべて揃っている必要がないため、効率のよい運用が可能となる。すなわち、造形データの作成に時間がかかるような場合に、すべての造形データを作成するまで待たずとも、マルチ駆動モードで使用する一方の分割プレートの造形データが作成された時点で造形を開始させ、他方の分割プレートの造形データが作成できた時点で、割り込みを実施することで、効率のよい造形作業が図られる。
あるいは、当初シングル駆動モードで一方の造形プレートのみでの造形を開始し、その造形作業中に、急遽追加の造形物が必要となったような場合、シングル駆動モードからマルチ駆動モードに切り替えて、追加の造形物を他方の分割プレートで造形するように、造形を割り込ませることが可能となり、既に実行中の造形作業の終了を待たずして、造形物の造形作業を開始することができる。
なお、この例では先に第一分割プレート４１での造形が第二分割プレート４２での造形よりも早く終了する例を説明したが、この例に限定されるものでなく、造形物のサイズや第一分割プレート４１での造形の進み具合によっては、逆に第二分割プレート４２での造形が第一分割プレート４１での造形よりも早く終了する場合もあり得る。
（マルチ駆動モード：同時終了）
なお、各分割プレートでの造形に要する時間は、造形物の大きさ（特に高さ）や数によって異なる。このため図２４Ａの例では、同時に造形を開始しても第二分割プレート４２の造形が第一分割プレート４１よりも早く終了している。このように造形の終了タイミングは、通常の造形条件であれば造形物の大きさ等で決定される。
一方で、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２で造形物をそれぞれ造形している際に、造形の開始タイミングは兎も角、造形の終了タイミングを一致させたい場合がある。例えば、水溶性のサポート材を使用している場合は、時間の経過と共に大気中の水分でサポート材が溶解し始めることがある。このため、造形が終了したら速やかに造形物を三次元造形装置から取り出して、サポート材を除去する等の作業を行うことがある。この際、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２で造形されている造形物の終了時期が異なると、それぞれの終了タイミングで三次元造型装置のある場所にユーザが出向いて、造形物の取り出し作業を行う必要があり、効率が悪くなる。このため、両方の分割プレートで得られた造形物を、同じタイミングで全て取り出したいという要求がある。
そこで、造形物の大きさや造形の開始時間等によらず、造形の終了タイミングをほぼ同時期に一致させるよう、造形条件を自動的に変更する造形条件調整手段６４ｆでもって造形条件を意図的に変化させることもできる。なお造形条件調整手段６４ｆは、造形データを設定する三次元造形装置用の設定データ作成装置に設ける（詳細は後述）。
（造形終了タイミング調整機能）
ここで、造形条件調整手段６４ｆで造形の終了タイミングを同時期に調整する造形終了タイミング調整機能の例について、図２７Ａ〜図２７Ｅに基づいて説明する。ここでは、図２７Ａのタイミングチャートに示すように、先に第一分割プレート４１での造形を開始させた後で、第二分割プレート４２の造形を開始させた状態で、造形の終了タイミングを一致させる例を説明している。まず図２７Ｂに示すように、第一分割プレート４１での造形を開始する。次に図２７Ｃに示すように、第二分割プレート４２の造形を開始させる。この状態では、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の造形が、同じヘッド部２０でもって交互に行われる。
（造形条件調整手段６４ｆ）
この際、第一分割プレート４１での造形と第二分割プレート４２での造形を、単純に同じ造形条件で行うのではなく、終了時期が一致するように、造形条件調整手段６４ｆでもって、造形条件を調整する。ここで、造形条件調整手段６４ｆでもって造形条件を調整する手順を、図２８のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ２８０１において、現在の造形条件で第一分割プレート４１を継続した場合の第一分割プレート造形終了予定時間と、所期の造形条件で第二分割プレート４２で造形した場合の第二分割プレート造形終了予定時間（すなわち第二分割プレート４２での造形時間）を、それぞれ演算する。次にステップＳ２８０２において、演算された第一分割プレート造形終了予定時間と第二分割プレート造形終了予定時間とを比較し、いずれの造形終了予定時間が早いかを確認する。そして造形終了予定時間の差分を演算する。
次に、ステップＳ２８０３において、造形条件調整手段６４ｆが、演算された差分に応じて、変更すべき造形条件を演算する。そして、ステップＳ２８０４において、造形条件調整手段６４ｆで演算された造形条件が実際の造形条件として適用されるように、造形条件を書き換える。
例えば、図２７Ａの例において、現在設定された各造形条件では、第一分割プレート４１での造形が第二分割プレート４２での造形よりも先に終了すると判定された場合は、造形終了予定時間の差分に応じて、第一分割プレート４１での造形を遅らせるように、第一分割プレート４１側の第一造形条件を変更する。具体的には、ヘッド部で第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とを交互に順次造形するのでなく、第二分割プレート４２を複数層分、造形させた後、第一分割プレート４１を一層分、造形させる。いいかえると、第一分割プレート４１の造形を１回〜複数回、間引くようにして、第一分割プレート４１での層形成を遅らせ、相対的に第二分割プレート４２での造形を早める。
この結果、図２７Ｄに示すように、第二分割プレート４２での造形は所期の造形条件で継続する一方、第一分割プレート４１での造形は、元の造形条件よりも遅いテンポで継続される。上述した図２６Ｄと対比すれば明らかなとおり、円錐状の造形物ＷＫ１の造形される面積が、図２７Ｃの状態から変化する量が小さくなっており、第一分割プレート４１での造形の速度が低下している様子が確認できる。さらに造形が進み、図２７Ｅに示すように、第二分割プレート４２では造形物ＷＫ５の造形が終了し、造形物ＷＫ４の造形のみが継続される一方、第一分割プレート４１での造形は、造形物ＷＫ２の造形が終了し、造形物ＷＫ１の造形が継続されている。このようにして、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の造形が、ほぼ同じタイミングで終了される。
このようにすることで、造形条件調整手段６４ｆによって造形条件を変更させることで、造形の終了タイミングを一致させることが可能となり、複数の分割プレートから造形物を取り出す作業を同時に行うことができ、効率を高められ、また造形物の劣化等を回避できる。
以上の例では、造形時間が遅くなるいずれか一方に造形終了時間を合わせるように、他方の造形時間を遅らせるように、造形条件調整手段６４ｆでもって造形条件を調整する例について説明した。この方法であれば、造形の精度を低下させることなく、造形終了時間を一致させることが可能となる。ただ、本発明はこの方法に限られず、造形時間の早いいずれか一方に、他方の造形時間を合わせるよう、造形を早めるように造形条件を変更することも可能である。例えばモデル材やサポート材の吐出量を増やし、走査回数を低減させる。この方法であれば、短時間で造形物が得られる反面、いずれか一方の分割プレートで得られる造形物の精度が、造形時間と共に低下する。特に、先に造形を開始していた分割プレート側で造形条件を調整する場合は、造形の途中から精度が変化することとなる。よって、造形中の分割プレートの造形条件については、精度を低下させるような造形条件の変更は行わないように、造形条件調整手段６４ｆに制限をかけてもよい。
（変更可能な造形条件の範囲）
また、造形条件調整手段６４ｆでもって変更可能な造形条件の範囲に、その他の制限をかけることもできる。例えば、造形時間を短縮するために積層数を低減させる場合は、一定以上の積層数の低下は分解能の低下となるため、許容できる分解能に応じて、造形条件調整手段６４ｆで変更可能な造形条件、特に造形時間を短縮するため低減可能な積層数に制限を設けることができる。逆に、造形時間を長くして造形終了時間を遅らせるために、他方の分割プレートに比べて相対的に層の造形を間引く場合、間引く層数を多くしすぎると、造形材が劣化することがある。例えば、ある層の造形タイミングと、その上に積層される層の造形タイミングとが時間的に開きすぎると、未硬化の造形材が溶融して精度が低下することが考えられる。そこで、このような品質の低下が生じない範囲に、造形されないインターバルの長さに制限を設ける。例えば、間引く層数に制限を設ける。また、造形される面積が小さい造形物の場合は、各層の造形時間も短くなるので、この場合は間引く層数を多くすることができる。このように、造形が休止される時間に応じて、他方の分割プレートの造形を行わせることができる。
あるいは、両方の折衷案として、造形時間が遅い方は、造形終了時間を早めるように造形条件を調整し、他方造形時間が早い方は、造形終了時間を遅らせるように造形条件を調整することで、造形の精度の低下を抑えつつ、造形終了時間も早めることが可能となる。
なお、図２７Ａ〜図２７Ｅの例では、第一分割プレート４１での造形を先に開始した上で、造形の終了タイミングを一致させるよう、造形条件を変更する例について説明した。ただ、本発明はこの例に限られるものでなく、造形条件の変更が許容される範囲で、造形の終了タイミングを近付けるように、造形条件調整手段６４ｆでもって造形条件を調整する。例えば、造形が第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とで同時に開始された場合でも、造形の終了タイミングを一致させるように調整してもよい。このように、マルチ駆動モードでは、各分割プレートの造形の開始及び終了のタイミングは本来任意であるところ、種々の態様において、造形条件調整手段６４ｆでもって造形条件を、許容される範囲で変更させることによって、造形の終了タイミングを一致させることができる。
また、造形の終了タイミングを一致させるとは、秒単位で完全に一致させる場合に限定されるものでなく、多少のずれを含んでいてもよい。例えば１分や５分、１０分以内といった範囲でのタイミングのずれを許容するように、造形条件を設定することができる。
（一部の造形物の取り出し）
なお、マルチ造形モードでの造形に際して、各分割プレートでの造形に要する時間は、造形物の大きさ（特に高さ）や数によって異なる。このため図２４Ａの例では、同時に造形を開始しても第二分割プレート４２の造形２が第一分割プレート４１の造形１よりも早く終了している。この場合において、第一分割プレート４１の造形１を終了するまで、第二分割プレート４２を利用できないと、得られた造形物が直ちに利用できないばかりか、造形が終了しているにも拘わらず分割プレートを次の造形に利用できない状態となって、利用効率が悪くなる。また、造形が終了した造形物は、長時間放置すると吸湿等によって劣化することがあり、早めに取り出してサポート材を除去するなどの処理を行うことが好ましい場合もある。そこで、一方の分割プレートでの造形が終了した時点で、他方の分割プレートの造形が未終了であっても、造形の終了した造形物を取り出せるようにする。これによって、得られた造形物の早期の利用が可能となり、また造形物を除去することで新たな造形を開始でき、利用効率も高められる。
このように、他方の分割プレートでの造形途中に、造形が終了した分割プレートから造形物を取り出す際には、他方の分割プレートで造形途中の造形物に悪影響を与えないように留意する必要がある。すなわち、造形中の造形物に意図せず手を触れたり物が接触したりすると、未硬化の樹脂が変形して、所期の精度で造形物が得られない虞がある。そこで、造形物の取り出し作業の際に、このような接触を避けるため、取り出しに係る分割プレートと、造形途中の分割プレートとに高低差を設けるように、各分割プレートを制御する。具体的には、ステージ位置制御部１３でもってＺ方向駆動部３２を制御し、取り出しに係る分割プレートと、造形途中の分割プレートとに高低差を設けるよう、いずれか又は両方の分割プレートを取り出し位置に移動させる。
ステージ位置制御部１３は、取り出し位置として、造形物が造形された分割プレートを、Ｚ方向駆動部３２でもって上昇させることが好ましい。特に図２９の断面図に示すように、造形物の取り出しのために三次元造形装置の筐体部３に、上方側に開く取り出し部４を設けている場合、三次元造形装置から造形物を取り出し易くできる。一方で造形中の分割プレートでは、一般に分割プレートとヘッド部との距離が遠くなる、いいかえると分割プレートが降下された位置にあるため、造形の終了した分割プレートを上昇させることで、造形中の分割プレートとの高低差が得られ、造形の終了した造形物ＷＫＣを取り出す際に、造形作業中の分割プレートや造形途中の造形物ＷＫＵに誤って触れる事態を回避できる。
例えば、図３０に示すように、第二分割プレート４２での造形２が終了し、第一分割プレート４１での造形１が継続中の時点で、ユーザが第二分割プレート４２から造形物ＷＫＣを取り出す場合を考える。ここでは、造形の終了した取り出しに係る造形物ＷＫＣを載せた第二分割プレート４２を上昇させる。これによって、ユーザは腰を屈めたりすることなく、造形物ＷＫＣを取り出しやすくする。また、図２９の断面図及び図３１の斜視図に示すように、筐体部３には、上方側に開く取り出し部４を設けている。これによって、ユーザは取り出し部４から、手前側の第二分割プレート４２に容易にアクセスできる。
なお取り出し部４は、図２９や図３１の例では、筐体部３の上面の一部から側面の上方にかけて開口された取り出し口を閉塞するように、断面視Ｌ字状に折曲された形状に形成される。ここでは、取り出し部４をウイング式に跳ね上げて開放するよう、ヒンジ状に筐体部３の上面に旋回自在に支承されている。
一方、造形途中の第一分割プレート４１においては、造形物ＷＫＣの取り出しを行う前に、造形１の造形作業を一旦中止する。好ましくは、図２９及び図３１に示すように、第一分割プレート４１をさらに降下させる。これによって、造形物ＷＫＣの取り出し作業中の第二分割プレート４２から、第一分割プレート４１をさらに離間させることができ、安全性を高められる。
また上述の通り、各分割プレート上に、サブプレート５０を配置することで、このような造形物の取り出し作業を簡素化できる。すなわち、図１６、図３２等に示すように、予め分割プレート上にサブプレート５０を配置し、この上に造形物を造形する構成とすれば、サブプレート５０ごと三次元造形装置から取り出すことが可能となり、取り出し作業を一括して行える利点が得られる。特に多数の造形物を造形する際は、一々各造形物を分割プレートから取り外す手間を避け、大幅な省力化と時間短縮が図られる。取り出し作業の間に造形を中断する場合は、取り出し作業時間を短縮すれば、早期に造形を再開でき、時間損失を抑制できる。また造形の中断時間が長くなると、造形途中の造形物に悪影響を与えることも考えられ、このような問題も造形時間の短縮によって回避できる。さらに、造形が終了した分割プレートから造形物を排除すれば、この分割プレートで新たな造形を開始することも可能となり、三次元造形装置の利用効率も高められる。
以上の図２９〜図３１等の例では、手前側の第二分割プレート４２から造形物ＷＫＣを取り出す例を説明した。これとは逆に、取り出し部４を設けた側に対して、奥側の第一分割プレート４１で造形が終了し、手前側の第二分割プレート４２で造形が継続中の場合は、図３３の斜視図に示すように、取り出し位置として第一分割プレート４１を上昇させる。また第二分割プレート４２は、好ましくは造形を中止し、さらに降下させる。このようにして、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２に高低差を設けた状態で、図３４の断面図に示すように取り出し部４を開放して、ユーザは奥側の第一分割プレート４１から造形物ＷＫＣを取り出す。
（カバー部５８）
また、取り出し作業の際に、造形途中の造形物ＷＫＵを保護するためのカバー部５８を用意することもできる。例えば、上述した図３４の例では、奥側の第一分割プレート４１にアクセスする際、第二分割プレート４２を跨いだ作業となるため、第二分割プレート４２を降下させたとしても、例えば物を不意に落とすなどして、第二分割プレート４２上の造形物ＷＫＵに触れる虞がある。そこで、図３５の斜視図及び図３６の断面図に示すように、第二分割プレート４２の上面にカバー部５８を配置して、第二分割プレート４２への物理的なアクセスを遮断することができる。これらの図に示す例では、カバー部５８を平板状としている。カバー部５８は、十分な強度を有する材質、例えば樹脂製の板材や金属板が利用できる。またカバー部５８の保持には、例えば図３７の三次元造形装置の斜視図に示すように、第二分割プレート４２の上方に設けられた枠状５の部分に橋渡しするような状態で配置できる。枠状５は例えば、造形プレートを上昇させた位置で、この造形プレートの周囲を囲むように形成する。この例では、カバー部５８を別部材として、造形物ＷＫＣの取り出しに先立ち、取り出し部４を開けた状態で、ユーザが手でカバー部５８をセットしている。この構成であれば、カバー部５８で一方の分割プレートを覆うように配置させる機構を簡素化でき、装置の低コスト化を実現できる。ただ、本発明はこの構成に限られず、例えばカバー部を自動で開閉する構成としてもよい。
また平板状のカバー部５８を配置することで、奥側の第一分割プレート４１から造形物ＷＫＣを取り出す作業も、カバー部５８を造形物ＷＫＣの一時的な置き場所として利用できる。特に、サブプレート５０を用いる場合は、サブプレート５０の大きさが第一分割プレート４１の大きさと同程度となり、重量も嵩むため、そのまま持ち上げるのは重くなる。そこで、手前側の第二分割プレート４２の上面にカバー部５８を配置することで、カバー部５８の上面を滑らせる、あるいは引きずるようにしてサブプレート５０を手前側に運びやすくできる。またこの際、カバー部５８の上面高さを、第一分割プレート４１の上面とほぼ同じ高さとするか、あるいはこれよりも若干低くすることが好ましい。これによってサブプレート５０を持ち上げることなく手前側に移動させることが容易となる。例えば、カバー部５８の上面高さと一致させるように、ステージ位置制御部１３でもって第一分割プレート４１側の高さを調整することで実現できる。
なお、この例では奥側の分割プレートから造形物ＷＫＣを取り出す際に、手前側の分割プレートに対してカバー部５８を配置する例を説明したが、上述した図２９等のように、手前側の分割プレートから造形物を取り出す際にも、奥側の分割プレートに対してカバー部を配置することもできる。
（第二取り出し部４Ｂ）
以上の例では、筐体部３に取り出し部４を一つ設ける例を説明した。ただ本発明は取り出し部の数を一に限定せず、複数設けることもできる。例えば図３８の斜視図及び図３９の断面図に示す例では、筐体部３を構成する矩形状の面の内、分割プレートを複数並べた方向に沿って、それぞれ取り出し部を設けている。すなわち、第二分割プレート４２の側面、図３８において手前側の側面に第二取り出し部４Ｂを設けると共に、第一分割プレート４１の側面、図３８において奥側の側面に、第一取り出し部４Ａを設けている。これによって、第一分割プレート４１からの造形物ＷＫＣの取り出しには第一取り出し部４Ａを、第二分割プレート４２からの造形物ＷＫＣの取り出しには第二取り出し部４Ｂを利用することで、第一分割プレート４１、第二分割プレート４２のいずれに対しても、より近いアクセスが可能となり、取り出し作業を容易に行える。特に図３３や図３４に示したように、遠い側の分割プレートから造形物ＷＫＣを取り出す作業の不便さを解消できる。また手前側の分割プレート上の造形物ＷＫＵを破損するリスクを回避でき、例えばカバー部をセットする手間を省くこともできる。
（第三取り出し部４Ｃ）
さらに以上の例では、取り出し部を筐体部３の上方に設ける構成について説明したが、本発明は必ずしもこの構成に限られず、例えば筐体部の下方に取り出し部を設けてもよい。例えば図４０の斜視図に示すように、筐体部３の長手方向の側面の下方を開口させて、第三取り出し部４Ｃを設ける構成とすることもできる。この場合は、上述の例とは逆に造形物ＷＫＣを取り出したい分割プレートを降下させる。また、造形中の分割プレートは上昇させる。このように取り出し位置の制御が上記とは逆になるが、分割プレート間に高低差を設けて離間させることは同様であり、未完成の造形物ＷＫＵに触れる事態を回避できる。特に、造形未完了の分割プレートを高い位置としたことで、取り出し作業中に誤って物を落として造形中の造形物ＷＫＵに接触することがない。よってカバー部を不要とできる。また、場合によっては造形未完了の分割プレートの造形作業を中断することなく、継続させたまま取り出し作業を行うことも可能となる。
図４１の断面図に示すように、手前側の分割プレート（図４１の例では第二分割プレート４２）から造形物ＷＫＣを取り出す際は、手前側の分割プレートを（図４１の例では第一分割プレート４１）降下させて、奥側の造形中の分割プレートを上昇させる。この場合は、アクセスにも優れ、容易に造形物ＷＫＣの取り出しを行える。一方、図４２の断面図に示すように奥側の分割プレート（図４２の例では第一分割プレート４１）から造形物ＷＫＣを取り出す際は、手前側の分割プレート（図４２の例では第二分割プレート４２）を上昇させて、奥側の造形中の分割プレートを降下させる。この場合は、手前側の分割プレートを上昇させるＺ方向駆動部３２を構成する支承軸（例えばボールねじ）が邪魔となることが考えられる。特に、図６等に示すように分割プレートの下面中央に支承軸３３を配置した構成では、奥側の分割プレートへのアクセスの妨げとなる。そこで、図４３の斜視図に示すように、支承軸３３’を分割プレートの下面中央からオフセットさせて配置することで、中央部分を空けて奥側へのアクセスを改善できる。この例では、支承軸３３’を２本に分けて左右にそれぞれ設けたことで、支承軸同士の間に空間を設けている。あるいは、図４４の斜視図に示すように、分割プレートの四隅に３３”を設けることで、手前側の分割プレートの下面をより広く空け、一層のアクセス性を確保できる。
（第四取り出し部４Ｄ）
さらにまた以上の例では、筐体部３を構成する矩形状の面の内、分割プレートを複数並べた方向に取り出し部を設ける例を説明した。ただ取り出し部４を設ける位置は、この構成に限られず、例えば分割プレートを並べた方向と交差する面側に、取り出し部４を設けてもよい。このようにすることで、一方向からいずれの分割プレートに対してもアクセスすることが可能となり、複数の取り出し部４を設けることなく、造形物ＷＫＣの取り出しをスムーズに行える。このような例を図４５の斜視図及び図４６の断面図に示す。この図に示す筐体部３は、短手方向の面に第四取り出し部４Ｄを設けている。特に上述した図３８のように、長手方向に面して対向する二面に取り出し部４をそれぞれ設ける構成では、三次元造型機を設置する場所として、長手方向の両面を空けた状態に設置しなければならず、設置場所の制約を受けることが考えられる。これに対して図４５の構成であれば、三次元造形装置の短手方向の一面のみを空けておくことで、いずれの分割プレートに対してもアクセスが可能となる。
なお、上述した異なる構造の取り出し部４の内、いずれかを選択的に設ける他、複数の開口部を設けることも可能であることはいうまでもない。
このように、分割プレート同士に高低差を設けることで、分割プレート同士を物理的に離間させて、不意に造形物ＷＫＵに触れるといった事態を回避できる。なお、分割プレート間の高低差は、大きいほど好ましい。例えば、分割プレートの取り出し位置として、取り出しに係る分割プレート（上記の例では第二分割プレート４２）を最も高い高さに上昇させる。あるいは、造形途中の分割プレート（上位の例では第一分割プレート４１）を、最も低い高さに降下させる。また、両方の分割プレートを移動させることで、分割プレート間の距離を最大限として、一層安全性を高めることができる。なお高低差はこの例に限定されるものでなく、少なくとも、造形された造形物の高さ分以上となるように、ステージ位置制御部１３でもって制御する。
なお、以上の例では造形物の取り出しの際には、ヘッド部を走査させる造形作業を一旦中断している。ただ、一方の分割プレートでの造形を継続したままで、他方の分割プレートから造形物を取り出すようにしてもよい。この場合、例えばカバー部を利用したり、造形物を載せた分割プレートを最上位置に移動させるなどして、造形作業中の造形エリアに支障を与えないような対策を講じることが好ましい。
また、このようにステージ位置制御部で分割プレートを取り出し位置に移動させるタイミングは、造形物を取り出す前であればよい。例えば、ユーザが取り出し部４を開ける際に、この開放動作をマイクロスイッチ等で検出して、ステージ位置制御部が自動的に分割プレートを取り出し位置に移動させるよう構成してもよい。
（告知手段１４）
また、一方の分割プレートの造形が終了し、造形物ＷＫＣの取り出しが可能になっていることをユーザに知らせる告知手段１４を設けることもできる。これによって、ユーザは造形物ＷＫＣの取り出し作業を速やかに開始することができ、効率のよい造形作業が実現される。特に、三次元造形装置の造形時間は一般に数時間〜十数時間と長く、造形の終了時刻を忘れることがあるため、ユーザに告知する手段を設けることで、ユーザに思い出させ、無駄を省いて効率のよい造形オペレーションが実現される。また告知手段１４は、音、例えばブザーやチャイム、メロディといった聴覚に訴えるものの他、フラッシュライトや点滅といった視覚に訴える手段が利用できる。例えば三次元造型機にランプを設けて、造形中には赤、造形終了後には青色に変化するよう点灯色を変化させる。また、各分割プレートごとにこのようなランプを設けることもできる。あるいは、操作用あるいは動作監視用のコンピュータのモニタ画面上に告知メッセージをポップアップ表示させてもよい。さらに、ランプやブザー音などの複数の手段を適宜組み合わせてもよい。このようにして、ユーザに対して造形物の取り出しが可能となったことを告知し、ユーザは造形物の取り出しタイミングを逸することなく、速やかに取り出し作業を行うよう促される。
（開放警告手段１５）
また造形物の取り出し作業終了後には、取り出し部４を閉塞して、造形作業が再開される。例えば、安全性や異物の侵入などを阻止する観点から、取り出し部４を閉塞した後に造形作業を再開するように構成される。この場合において、造形物の取り出し作業終了後に、ユーザが取り出し部４を閉塞することを忘れ、造形作業の再開が行えないことが考えられる。このような事態が生じると、造形作業が継続されずに無駄な時間が経過することに加え、造形途中の造形物ＷＫＵが長時間放置されて、吸湿等によって品質が低下することも考えられる。そこで、造形作業の中断後に、早期に造形作業が再開されるよう、取り出し部４の開放時間が所定の時間より長い場合に、ユーザに対して警告を行う開放警告手段１５を設けることもできる。このようにすることで、造形物ＷＫＣの取り出し後に取り出し口を閉塞し忘れた場合や、造形物ＷＫＣの取り出し作業が極端に長引いた場合等、分割プレート上で未完了の造形物ＷＫＵが長時間に亘って放置され、造形途中の造形物ＷＫＵに悪影響が出る事態を、未然に回避することができる。なお、告知手段１４と開放警告手段１５は、個別の部材とする他、一の部材に統合することもできる。
（制限エリアＢＡ）
なお、マルチ造形モードでの造形に際して、各分割プレートでの造形に要する時間は、造形物の大きさ（特に高さ）や数、あるいは造形を開始するタイミングによって異なる。このため、例えば図４７Ａの例では、同時に造形を開始しても第二分割プレート４２の造形２が第一分割プレート４１の造形１よりも早く終了している。また図４８Ａや図４９Ａの例では、第一分割プレート４１の造形が第二分割プレート４２の造形よりも早く終了している。
例えば図５０に示すように、第一分割プレート４１の造形が終了しており、第二分割プレート４２での造形を継続する場合を考える。第二分割プレート４２での造形を終了するまでの間、この第二分割プレート４２上の第二造形エリアではモデル材やサポート材等の造形材を硬化させるため、硬化手段２４からＵＶ光が繰り返し照射される。この際、ＵＶ光の一部が漏れ光となって、すでに造形の終了した第一分割プレート４１上の造形済み造形物ＷＫＣに照射されると、樹脂の変色や劣化等が生じることがあった。またヘッド部２０の吐出手段２０Ｃの吐出ノズルから吐出されたインク、すなわち粒状の造形材の一部が不良となって、第二分割プレート４２上に堆積されずに周囲に飛散する。このような飛散した粒子が空気中を漂って、第一分割プレート４１上の造形済みの造形物に至って付着し、さらにＵＶ光が照射されて硬化されると、造形物の表面がドット状にざらつくといった問題もあった。
そこで、このような問題に鑑みて本実施の形態においては、分割プレート同士が隣接する境界部分に制限エリアＢＡを設け、この制限エリアＢＡ上には造形物を配置しないようにする。例えば図５１に示すように、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とが面する境界領域に造形物を配置するのでなく、図５２に示すように、境界領域に制限エリアＢＡを設け、造形物を配置する際には、この緩衝領域を避けるようにしてレイアウトを行う。このようにすることで、隣接する分割プレート同士の間に物理的な緩衝地帯が設けられ、隣接する一方の分割プレート上での造形が、他方の分割プレート上で造形された造形物に悪影響を与える事態を、物理的な離間によって低減できる。
具体的には、後述する造形データの設定時に、予め制限エリアＢＡが設定され、制限エリアＢＡを除いた造形エリア上に造形物のオブジェクトを配置するようにして、造形データが設定される。すなわち、制限エリア設定手段６５ｉでもって、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２とが隣接する領域に制限エリアＢＡを設定する。制限エリアＢＡの幅は、造形中の分割プレート上に吐出された造形材を硬化させるため、硬化手段２４から照射されるＵＶ光が、他方の分割プレート上に造形された造形物に照射される影響を低減できる程度とする。
また制限エリアＢＡは、好ましくは接合面に対して均等に設けられる。すなわち、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の接合面を中心として、制限エリアＢＡを、第一分割プレート４１側、及び第二分割プレート４２側に対して、それぞれほぼ等しい間隔に設けられている。このようにして、一方の分割プレート上で造形物を配置できない領域が占有されることを抑え、造形物の保護と造形エリアの確保を両立させる。
（周囲マージンＰＭ）
さらに、図５３に示すように、第一分割プレート４１及び第二分割プレート４２の各周辺領域において、造形物の該分割プレートからの落下防止のため設けられる周囲マージンＰＭよりも、制限エリアＢＡの幅を大きくすることが好ましい。この場合、制限エリアＢＡの幅が周囲マージンＰＭよりも広いため、制限エリアＢＡの領域においては、周囲マージンＰＭと重なって消失したような状態となる。なお周囲マージンＰＭは、周囲マージン設定手段６５ｈで設定される（詳細は後述）。
造形物を各分割プレート上に配置するには、制限エリア設定手段６５ｉ及び周囲マージン設定手段６５ｈで、それぞれ制限エリアＢＡの幅及び周囲マージンＰＭの幅が設定された状態で、第一分割プレート４１上の第一造形エリアと第二分割プレート４２上の第二造形エリアに対して、三次元造形装置用の設定データ作成装置でもって行う。具体的には、この設定データ作成装置で造形物の三次元データを取得し、各造形物をオブジェクトとして、第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２上に設定される第一造形エリア又は第二造形エリアと対応して、仮想的に設定される第一仮想造形領域又は第二仮想造形領域にオブジェクト配置手段６４ｂで配置する。ここで第一造形エリアや第二造形エリアは、周囲マージンＰＭと制限エリアＢＡを加味して、ヘッド部２０を走査させて造形物を造形可能なエリアとして設定されている。よって、これら第一造形エリア、第二造形エリアとそれぞれ対応する第一仮想造形領域、第二仮想造形領域も、周囲マージンＰＭ及び制限エリアＢＡとそれぞれ対応する周囲領域、緩衝領域を加味して、オブジェクトを配置可能なエリアとして規定されている。
なお、オブジェクトの大きさによっては、どうしても第一仮想造形領域や第二仮想造形領域に配置できないことががある。例えば、図５４に示すように、造形物ＷＫ１の幅が第一分割プレート４１の幅よりも狭く、第一分割プレート４１のみでも造形自体は物理的に可能であるものの、制限エリアＢＡを設定すると、造形ができない場合がある。同様に造形物ＷＫ２の幅が第二分割プレート４２の幅よりも狭いものの、制限エリアＢＡにかかっていることがある。このような場合には、造形の実行を優先させて、造形物の一部が制限エリアＢＡにかかっていても、これを無視して造形を強行させるように設定することもできる。また、造形を強行するか、マルチ造形モードでの造形中止するか、あるいは二枚の分割プレートを組み合わせて一枚の造形プレートとして造形する同期駆動モードでの造形を行うかを、ユーザに選択させてもよい。さらに、このように造形物の一部が制限エリアＢＡにかかることをユーザに警告するための配置警告手段６４ｇを設けることもできる（詳細は後述）。
なお、このような制限エリアＢＡは、隣接する分割プレートでそれぞれ個別に異なる造形を行うマルチ造形モードにおいて設定される。いいかえると、分割プレートのいずれか一方のみで造形を行うシングル造形モードや、分割プレートを組み合わせて一枚の大きな造形プレートとして造形を行うシングル造形モードにおいては、このような制限エリアＢＡを設ける必要はない。
（分割プレート退避処理）
また、このような造形物を保護するための方法として、造形が終了した分割プレートを照射保護位置に退避させるよう、分割プレートを移動させることもできる。すなわち、Ｚ方向駆動部３２を制御して、各分割プレートの高さを調整するステージ位置制御手段１３でもって、第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２の一方で造形が継続中に、他方で造形物の造形が終了した際、該造形の終了した分割プレートを降下させて照射保護位置に移動させる。このように造形が完了した分割プレートを降下させることで、造形済みの造形物を造形継続中の造形エリアから物理的に離間させることができる。すなわち、造形途中の分割プレートで硬化手段２４から照射される光やその漏れ光が、造形済みの造形物に照射されて変色や劣化を生じたり、あるいは飛散したインク粒子が付着するといった事態を回避でき、造形物の保護が図られる。
照射保護位置は、好ましくは分割プレートの高さを最も低くした位置とする。これにより、造形済みの造形物を載せた分割プレートを、造形継続中の造形エリアから最大限離間させて、造形済みの造形物を保護を図ることができる。
このような造形物の保護の観点から、各分割プレートの昇降位置を制御する例を図５５Ａ〜図５５Ｉに基づいて説明する。例えば第一分割プレート４１、第二分割プレート４２共に造形未完了の場合は、図５５Ａに示すように両者とも上昇させるた位置とする。例えば最も高い位置に移動させる。これによって、分割プレート上に何も造形物がない、いいかえると利用可能であることをユーザが目視で確認できる。また、各分割プレートの清掃を行う際にも作業を容易にできる。
次に、第二分割プレート４２で造形を行い、第一分割プレート４１では造形を行わない場合、例えば第二分割プレート４２のみを動作させるシングル造形モードや、第二分割プレート４２での造形が未だ開始されていない状態を考える。この場合は、図５５Ｂに示すように造形を行っていない第一分割プレート４１を降下させた位置とすることが好ましい。これによって、第一分割プレート４１がヘッド部２０に接触するリスクを回避できる。降下位置は、最下位置とする必要はない。例えば第二分割プレート４２での造形の進行と共に徐々に降下されていき、最終的に造形が終了する時点での第二分割プレート４２の高さと同じか、これよりも低くする。
一方で、第二分割プレート４２の造形が終了すると、図５５Ｃに示すように第二分割プレート４２を上昇させて、造形物が完成していることをユーザが目視で確認しやすくする。同様に第一分割プレート４１も上昇させて、この分割プレートが空き状態であることを示すようにすることが好ましい。また、必要に応じてユーザに造形が終了したことを告知手段１４によって告知し、取り出しを促してもよい。
さらにユーザが第二分割プレート４２から造形済みの造形物を取り出す際には、図５５Ｄに示すように図５５Ｅと同様、第二分割プレート４２を上昇位置として取り出しやすくする。また第一分割プレート４１も上昇位置とすることで、誤って第二分割プレート４２上から一部の造形物が倒れたり転げ落ちたりした際に、分割プレートの下に落下しないように保護できる。このましくは、第一分割プレート４１を第二分割プレート４２と同じ高さに維持する。
なお図５５Ｄの例では、三次元造形装置の筐体から造形物を取り出すための取り出し部４を第二分割プレート４２側に設けた例を示している。この場合は第二分割プレート４２側から造形物を取り出しやすい利点が得られる。一方、第一分割プレート４１側に取り出し部４を設け、取り出し部４に対して奥側の第二分割プレート４２上から造形物を取り出す際は、造形未完了の第一分割プレート４１を上昇させて第二分割プレート４２と同じ高さとすることで、取り出しに際して第二分割プレート４２から同一平面状に延長された状態となり、作業を容易にできる。さらに、上述したサブプレートを第二分割プレート４２の上面に載置している場合は、このサブプレートの上面に造形された造形物とサブプレートごと、第二分割プレート４２上から第一分割プレート４１上面を滑らせるような状態に移動させて取り出すことができる。
次に、第二分割プレート４２のみならず、第一分割プレート４１でも造形を行う、マルチ造形モードの場合について説明する。この場合、各分割プレートで造形中の場合は、図５５Ｅに示すように造形物の造形工程に従って制御される。次に第二分割プレート４２での造形が終了した場合は、図５５Ｆに示すように第二分割プレート４２を降下させる。すなわち上述の通り、造形が完了した分割プレートを降下させることで、第二分割プレート４２上の造形済みの造形物を、第一分割プレート４１上で造形継続中の造形エリアから離間させることができる。これにより、第一分割プレート４１で硬化手段２４から照射される光やその漏れ光が、第二分割プレート４２上の造形済みの造形物に照射されて変色や劣化を生じたり、あるいはインク粒が飛翔して造形物に付着するといった事態を回避できる。また、必要に応じて、第二分割プレート４２上で造形が終了したことを、告知手段１４によってユーザに告知し、取り出しを促してもよい。
ここで、第一分割プレート４１上で造形継続中に、第二分割プレート４２上から造形済みの造形物を取り出す際には、図５５Ｇに示すように第二分割プレート４２を上昇させて取り出し位置とする。これにより、ユーザは第二分割プレート４２上から造形物の取り出し作業を容易に行える。一方で、造形途中の造形物を載置した第一分割プレート４１については逆に降下させる。このように配置することで、第二分割プレート４２を、取り出しに係る第二分割プレート４２から物理的に離間させることができ、造形途中の造形物にユーザが誤って触れて破損する事態を回避できる。
また、第二分割プレート４２上に造形済みの造形物を載置したまま、第一分割プレート４１上での造形が終了した場合は、図５５Ｈに示すように第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を共に上昇させる。このようにすることで、造形が終了していることをユーザが視認できるようにして、造形物の取り出しを促すことができる。またここでも必要に応じて、告知手段１４によってユーザに音声や点灯等で告知することもできる。そしてユーザが造形物を取り出す際には、図５５Ｉに示すように、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を上昇位置としたまま、取り出し部４から造形物をユーザが取り出す。このように取り出しに係る分割プレートを上昇位置とすることで、ユーザの手による取り出し作業を容易に行える。
このように、各分割プレートの高さをステージ位置制御手段１３でもって、造形の段階に応じて調整することにより、造形物の保護や取り出しの促し、取り出し作業の容易化を図ることができる。
（三次元造形装置用の設定データ作成装置）
以上のような各駆動モードにおいて、造形物をどの造形プレートや分割プレート上のどの位置で造形するか、またその際の造形の精度、例えば造形のＸＹ方向の分解能やＺ方向のピッチといった造形条件を規定する造形パラメータは、設定データ作成装置で設定する。この設定データ作成装置は、専用のハードウエアで構成する他、汎用又は専用のコンピュータで実行される設定データ作成プログラムによっても実現される。
次に、このような三次元造形装置に造形物のデータを指示する設定データ作成装置について、図５６のブロック図に基づいて説明する。この図に示す三次元造形装置用の設定データ作成装置１は、ＣＡＤデータ等の三次元データを取得するための入力手段６１と、取得された三次元データを、例えばＳＴＬ（Stereo Lithography Data）データに変換した三次元データにて規定される造形物を示すオブジェクトを三次元的に表示するための表示手段６２と、各種設定や調整を行うための設定手段６５と、設定された造形パラメータに従ってオブジェクトの最適な姿勢と配置位置を演算する演算手段６４と、決定された姿勢及び位置に従って三次元造形装置を駆動する設定データを、三次元造形装置が読み込めるデータ形式に変換して、三次元造形装置側に出力するための出力手段６６とを備える。
なお上述の通り、ここでは三次元造形装置の一例として、インクジェット方式の三次元造形装置に対して、三次元状の造形物の設定データを送出する設定データ作成装置を説明するが、この設定データ作成装置は、利用する三次元造形装置をインクジェット方式に特定するものでなく、他の方式でもＵＶ硬化型樹脂や熱可塑性樹脂を用いる三次元造形装置であれば有効な手法である。
（入力手段６１）
次に図５６に示す設定データ作成装置の各部材について説明する。まず入力手段６１は、造形物の形状を予め三次元ＣＡＤ等で作成した三次元データを取り込むための部材である。三次元データとしては、規格化された汎用又は専用のデータフォーマットに従って作成されたものが利用でき、例えばＳＴＬ、ＳＴＥＰ、ＩＧＥＳ、Ｐａｒａｓｏｌｉｄ、ＡＣＩＳ、ＨＳＦ、ＮＧＲＡＩＮ、ＯＢＪ、ＤＸＦ、ＶＲＭＬ、ＸＶＬ、ＨＴＭＬ等が利用できる。この例では、造形物と対応する三次元データであるオブジェクトを、ＳＴＬとして入力する。
（表示手段６２）
表示手段６２は、演算手段６４の演算結果や設定手段６５の設定内容を表示させるための部材であり、モニタやディスプレイが利用できる。例えばＬＣＤやＣＲＴ、有機ＥＬ等が利用できる。またタッチパネルを利用することで、表示手段６２と設定手段６５を兼用することもできる。
（設定手段６５）
設定手段６５は、パラメータ設定手段６３、位置調整手段６５ｂ、駆動モード選択手段６５ｃ、終了時間指定手段６５ｄ、配置基準設定手段６５ｅ、優先プレート指定手段６５ｆ等の機能を実現する。このような設定手段６５としては、マウスなどのポインティングデバイスやキーボード、コンソールなどの各種入力デバイスが利用できる。
パラメータ設定手段６３は、造形パラメータを設定するための部材である。位置調整手段６５ｂは、演算手段６４で演算された最適姿勢及び最適位置をユーザが微調整したり、あるいは所望の位置、姿勢を手動で調整するための部材である。
駆動モード選択手段６５ｃは、造形プレートを複数の分割プレートで構成する場合において、駆動モードとしてフル駆動モード、シングル駆動モード、マルチ駆動モードのいずれかを選択するための部材である。また優先プレート指定手段６５ｆは、造形プレートが複数の分割プレートで構成されている場合、オブジェクト配置手段６４ｂでオブジェクトをいずれかの分割プレートと対応する仮想造形領域上に配置する際に、いずれの分割プレートに優先して配置するかを指定するための部材である。
さらに終了時間指定手段６５ｄは、造形プレートや分割プレートでの造形を終了する時間を指定するための部材である。また配置基準設定手段６５ｅは、各々造形物と対応する複数のオブジェクトの内、いずれを造形プレートに対応する仮想造形領域中に配置するかを決定する基準となる配置基準を設定するための部材である。また配置基準設定手段６５ｅは、優先順位指定手段６５ｇの機能を含めることもできる（配置基準設定手段６５ｅの詳細は後述する）。
パラメータ設定手段６３で設定された一般最適化条件に従って、演算手段６４はオブジェクトの最適姿勢と最適位置を演算する。また位置調整手段６５ｂにより、オブジェクト配置手段６４ｂで各仮想造形領域上に配置されたオブジェクトの位置をユーザが調整することができる。
（造形パラメータ）
三次元造形に際しては、必要なモデル材ＭＡの量は、オブジェクトの姿勢や位置によらず不変であるものの、これを支持するサポート材ＳＡの量は、モデル材ＭＡの姿勢や配置状態に応じて変化する。よって使用するサポート材の量が少ない程、高価なサポート材の消費量を抑えて効率よく造形できるといえる。
一方で、三次元造形装置においては一般に造形時間が比較的長いという問題がある。例えばインクジェット方式の三次元造形装置においては、造形材としてモデル材ＭＡとサポート材ＳＡを使用し、造形プレート４０上にヘッド部２０を往復させながらこれらの造形材を吐出して一層分のスライスを成形する。このスライスを下層から順次積層して所望の高さの造形物を得る構成のため、造形物の高さが高くなる程スライス数が多くなり、その分だけ造形時間がかかる。このため、造形プレート４０上に配置される造形物の高さを低くすることが重要となる。
（パラメータ設定手段６３）
以上のように、造形時間の最小と造形材の使用量の最小の、いずれを優先するかで、オブジェクトの最適な姿勢や位置は変化する。いいかえると、これらは三次元造形の条件を規定する造形パラメータということができる。よってユーザは、造形パラメータのいずれを優先して三次元造形を行うか、その優先度をパラメータ設定手段６３で指定する。このためパラメータ設定手段６３は、複数の造形パラメータの内、いずれを優先して最小化するような三次元造形を行うかを設定するために用いる。
（サポート材接触面積）
また造形パラメータは、上述した造形時間と造形材（インクジェット方式ではサポート材ＳＡ）の使用量に限られず、他の指標を含めることができる。例えばサポート材とモデル材とが接触する面積も造形パラメータとして規定できる。特にインクジェット方式の場合、モデル材の表面の内、サポート材が接触している面は、表面が粗くなると共に、造形時未硬化の状態でモデル材とサポート材が接する境界面において、モデル材とサポート材が混じり合う結果、硬化後のモデル材の表面が白濁し、サポート材が接合しない面に比べ透明感、質感が悪くなり、艶消しのマット面となる。一方、モデル材の表面の内でサポート材の接触していない面は、艶や光沢のあるグロッシーな面となる。表面仕上げとしては、光沢のある方が見栄えがよいため、可能な限り光沢面すなわちグロッシー面を多くした、いいかえるとマット面を少なくすることが求められる場合がある。よって、このようなサポート材のモデル材表面に対する接触面積、すなわちマット面を最小とすることも、三次元造形の条件設定に際しては考慮されるべき、造形パラメータとして利用できる。
［演算手段６４］
また演算手段６４は、設定手段６５で設定された種々の条件に従い、各種の演算を行うための部材である。具体的には、演算手段６４は、図５６に示すようにオブジェクト配置手段６４ｂ、造形時間演算手段６４ｄ、造形材量演算手段６４ｅ、造形条件調整手段６４ｆの機能を含んでいる。
オブジェクト配置手段６４ｂは、パラメータ設定手段６３で設定された造形パラメータや優先度に基づいて、オブジェクトの姿勢と位置が最適となるよう演算する。また複数のオブジェクトが存在する場合は、各オブジェクトに対して最適姿勢及び最適位置を演算する（詳細は後述）。
造形条件調整手段６４ｆは、造形条件を所定の条件で自動的に調整するための部材である。例えば、上述の通り複数の分割プレートを備える場合においては、造形物の大きさや造形の開始時間等によらず、造形の終了タイミングをほぼ同時期に一致させるよう、造形条件を自動的に変更するための部材である。また造形終了タイミング調整機能についても、上述の通りである。
造形時間演算手段６４ｄは、各分割プレート毎に、分割プレート上に割り当てられたすべての造形物の造形を終了する造形終了予定時間を演算するための部材である。また造形時間演算手段６４ｄで演算された造形終了予定時間を、表示手段６２上に表示させることもできる。
さらに造形時間演算手段６４ｄは、同期駆動モードで第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を仮想的な一枚の大きな造形プレートとして用いる場合、あるいは分割プレートに代えて一枚の造形プレートを用いる場合においては、このような造形プレートに割り当てられたすべての造形物の造形を終了する造形終了予定時間を演算する。
また造形材量演算手段６４ｅは、すべての造形物を造形するために必要な造形材の量を演算する部材である。
これにより、各分割プレート単位で造形終了予定時間や使用樹脂量の見積もり結果、あるいは一枚の造形プレートの造形終了予定時間や使用樹脂量の見積もり結果等を、表示手段６２を介してユーザに提示することができる。ユーザはこの結果に基づいて、所望の造形が実現されているかどうかを確認でき、必要に応じて位置調整手段６５ｂなどで微調整を行うことも可能となる。
（配置基準設定手段６５ｅ）
ここで、配置基準設定手段６５ｅの詳細について説明する。配置基準設定手段６５ｅは上述の通り、各々造形物と対応する複数のオブジェクトの内、いずれを造形プレートに対応する仮想造形領域中に配置するかを決定する基準となる配置基準を設定するための部材である。また、造形プレートが第一分割プレート４１と第二分割プレート４２で構成される場合は、配置基準設定手段６５ｅでもって、これら第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２に対応する第一仮想造形領域又は第二仮想造形領域のいずれの位置に配置するかを決定する基準となる配置基準を設定する。以下ではまず、造形プレートを一枚とした場合の配置基準設定手段６５ｅの動作について。説明する。
（造形プレートに対する配置基準の設定）
入力手段６１から入力された三次元データは、造形対象の複数の造形物と対応するオブジェクトを含んでいる。各オブジェクトを、造形プレート上で造形物を造形する造形エリアと対応する仮想造形領域上に配置し、さらに姿勢を決定する必要がある。このような配置位置や配置角度の決定に当たっては、ユーザが位置調整手段６５ｂを用いて各オブジェクトを仮想造形領域の所望の位置や姿勢に手動配置する他、演算手段でもって自動的に各オブジェクトを仮想造形領域中の最適な位置や角度に配置させることもできる。このようなオブジェクトの自動配置機能は、予め装置側で設定したプリセット条件、例えば造形時間演算手段６４ｄで演算される造形終了予定時間が最短となるような配置や姿勢、造形材（例えばサポート材）の使用量が最小となる姿勢や配置とすることができる。
また、すべてのオブジェクトを配置するのでなく、ある条件でオブジェクトを選別し、て、選別されたオブジェクトのみを配置するように演算することもできる。言い換えると、すべてのオブジェクトを無条件に選択するのでなく、オブジェクトを仮想造形領域中に配置するに際して制限を設け、この制限を満たすオブジェクトのみを造形するような動作を行わせることもできる。このような、オブジェクトの配置を制限する基準を、ここでは配置基準と呼び、配置基準設定手段６５ｅでもって配置基準を設定する。また設定された配置基準に従って、オブジェクト配置手段６４ｂでもって、仮想造形領域に配置するオブジェクトの抽出と、抽出された各オブジェクトの仮想造形領域中への配置位置や配置姿勢を決定する。さらに仮想造形領域中に一以上のオブジェクトを配置した状態で、表示手段６２上に表示させる。
（オブジェクト配置手段６４ｂ）
オブジェクト配置手段６４ｂは、複数のオブジェクト中から、配置基準で与えられた条件内で一定の項目が最大となるオブジェクトを抽出すると共に、抽出されたオブジェクトの位置や姿勢を演算して仮想造形領域に配置する。このように、複数のオブジェクト中から、配置基準で与えられた条件内で特定のパラメータが最大となるオブジェクトを抽出する自動抽出機能を実現している。さらにオブジェクト配置手段６４ｂは、抽出されたオブジェクトの位置や姿勢を演算して、仮想造形領域に配置する。
（配置基準）
配置基準の例としては、所定時間内に造形を終了する制限造形時間や、造形材の残容量、あるいは造形物を造形する優先順位などのいずれか、あるいはこれらの組み合わせが挙げられる。また特定のパラメータの例としては、オブジェクトの数やオブジェクトの体積などが挙げられる。例えば、与えられた制限造形時間や樹脂残量内で、オブジェクト数を最大とするように、あるいは体積が最大のオブジェクトから順に選択するように、オブジェクトを抽出して仮想造形領域に配置する。
なお配置基準として、制限造形時間を設定する理由は、例えば、ある時間内にできるだけ多くの造形を終了させたいことがあるためである。特に水溶性のサポート材を用いている場合は、造形物が得られた後は、サポート材の変質や劣化による影響を避けるため、速やかに三次元造形装置から取り出し、水槽中に投入する等してサポート材を除去することが望ましい。逆に、水槽に投入した後は、サポート材が溶融するまで待てばよいだけで、一定時間内に水槽から引き上げねばならないといった時間的な制約は、造形物の品質の観点からはない。そこで、水槽に投入できるようになるまで、すなわち造形を一定時間までに終了させたいという要求が考えられる。例えば、今から１時間後に退席することが判明している場合、退席の直前に造形物を取り出して水槽中に投入した上で退席し、着席時にはサポート材が除去されているような環境とすることで、待ち時間を節約して効率よく作業を進めることができる。また造形材の残容量は、同様に退席することが判明している場合、いいかえると退席後は造形材の補充ができないことが判明している場合には、造形が途中で中断してサポート材の劣化等に起因する品質の劣化を生じることを回避するよう、造形材を補充することなく造形可能な造形物のみの造形に設定することで、このような問題を解消できる。さらに造形物の優先順位は、直ぐに必要な造形物を優先的に造形させたり、あるいは造形を依頼したユーザの権限や重要度等に応じて、優先順を設定するといった、恣意的な、あるいは特定の要求に応えるために有用となる。
（自動抽出機能）
次に、造形物に対応した複数のオブジェクトを、具体的に配置基準に基づいて造形プレート上の造形エリアと対応する仮想造形領域に配置する例を、図５７〜図６２に基づいて説明する。図５７は造形したい造形物ＷＫの中から、配置基準に基づいて造形物ＷＫを選択して、造形プレート４０上に配置する様子を示している。ここでは、入力手段から入力された造形物の三次元データに対して、オブジェクト配置手段６４ｂが、配置基準に基づいて、造形プレート４０と対応する仮想造形領域ＶＲ上に配置するオブジェクトＯＢを抽出し、さらに各オブジェクトＯＢの配置位置や配置姿勢を演算して配置する。ここでは、配置基準として造形時間を指定した場合に、造形に必要な造形データを生成する手順を図５８のフローチャートに基づいて説明する。
（造形時間を配置基準とするデータ生成手順）
まず、ステップＳ５８０１において、三次元データを取得する。例えばユーザが造形したい造形物と対応する三次元データを選択して入力手段から入力する。複数の造形物を造形する場合は、複数の三次元データを選択する。また、一の三次元データ中に複数の造形物を含むように予め設定することもできる。あるいは、複数の造形物と対応する三次元データを予めグループ化しておき、グループを選択することで、複数の三次元データを取得するように構成してもよい。
次にステップＳ５８０２において、造形条件を設定する。例えば造形条件として、造形プレート上に配置される造形物の姿勢、仕上げ、品質等をユーザが造形条件調整手段６４ｆなどから指定する。また予め設定された規定の造形条件の中から、ユーザに選択させてもよい。
次にステップＳ５８０３において、オブジェクトを配置させる。ここでは、ステップＳ５８０２で設定された造形条件に基づいて、オブジェクト配置手段６４ｂが、一以上のオブジェクトを仮想造形領域中に自動配置させる。例えば、図５９のＧＵＩ画面に示すように、オブジェクトを仮想造形領域上に配置した状態を表示手段６２の表示欄６８に表示させる。また必要に応じて、オブジェクトの配置位置をユーザが位置調整手段６５ｂでもって手動で微調整乃至変更することもできる。
なお、ここではオブジェクト配置手段６４ｂが初期設定でオブジェクトを仮想造形領域上に配置する。初期設定としては、例えば入力されたオブジェクトをすべて仮想造形領域中に配置する。また、すべてのオブジェクトを配置できない場合は、ユーザに対してすべてのオブジェクトを配置できない旨を伝えるメッセージや警告を発したり、あるいは配置したいオブジェクトを選択したり、オブジェクトを配置する優先順位を指定するよう促してもよい。
次にステップＳ５８０４において、造形時間を演算する。ここでは、造形時間演算手段６４ｄでもって、ステップＳ５８０３で配置されたオブジェクトを、実際に造形物として造形プレート上で造形するのに要する予想造形時間（見積時間）あるいは終了予定時刻を算出する。例えば、図５９のＧＵＩ画面に示すように、演算された造形時間を表示手段６２の操作欄７０に造形時間の「見積り」として表示させる。また、表示欄６８に造形時間を表示させてもよい。
次にステップＳ５８０５において、提示された造形時間を許容できるかどうかを、ユーザに判断させる。ここでは、造形時間を表示手段６２に表示させて、ユーザが受け入れ可能か否かの判断を促す。許容できる場合は、例えば「ＯＫ」や「造形開始」等のボタンを押下する。これによって、ステップＳ５８０９にジャンプし、設定データ作成装置は造形に必要な造形データを生成して三次元造形装置に送出する。三次元造形装置は、この造形データに基づいて、造形を開始する。
一方、提示された造形時間では許容できない場合は、ステップＳ５８０６に進み、ユーザに配置基準を指定させる。具体的には、ユーザが許容可能な配置基準を配置基準設定手段６５ｅで指定する。ここでは、配置基準が造形時間であるから、ユーザが許容可能な造形時間を指定する。配置基準設定手段６５ｅの一形態として、図６０のＧＵＩ画面の例では、操作欄７０から、所望の造形時間をユーザが入力する。ここでは許容造形時間として、全造形見積もりよりも短い５時間を指定している。
次にステップＳ５８０７において、ステップＳ５８０６で設定された配置基準に従い、造形可能なオブジェクトを抽出し、仮想造形領域上に配置する。ここでは、指定された許容造形時間である５時間以内に造形可能な造形物と対応するオブジェクトが、オブジェクト配置手段６４ｂにより抽出され、さらに配置位置や姿勢も自動的に演算されて、図６１に示すように仮想造形領域上に表示される。また、抽出されたオブジェクトに対する造形物の造形に要する予想造形時間を表示させることもできる。図６１の例では、表示欄の仮想造形領域上に配置されたオブジェクトの予想造形時間を演算し、操作欄において、「見積もり３時間１０分」と表示させている。
なお、配置基準は造形時間に限らず、例えば造形材の残容量とすることもできる。この場合、現在の残容量で造形可能な造形物と対応するオブジェクトを抽出して、仮想造形領域上に配置する。
さらに、配置基準として、複数のオブジェクト中から仮想造形領域上に配置するオブジェクトを抽出する条件を複数設定することもできる。例えば、配置基準として指定した造形時間内に、造形可能なオブジェクトの数を最も多くするように抽出したり、あるいは図６２に示すように、造形時間内に、造形可能なオブジェクトの体積を最も大きくするように抽出することもできる。図６２の例では、オブジェクトの体積の大きいものから抽出され、表示欄の仮想造形領域上に配置されると共に、これら抽出されたオブジェクトの予想造形時間を操作欄において、「見積もり４時間５０分」と表示させている。
さらに例えば、配置基準として指定した制限造形時間を効率的に利用するために、指定した制限造形時間に、演算された予想造形時間が最も近づくように、オブジェクトを抽出し、かつ抽出されたオブジェクトの位置や姿勢を調整することもできる。また、造形プレート上の造形エリアを効率よく活用できるよう、例えば制限造形時間内に造形可能なオブジェクトの内、体積の最も大きなオブジェクトを抽出し、さらに残りの造形時間内で造形可能なオブジェクトの内で最も大きなオブジェクトを抽出し、これらのオブジェクトの位置や姿勢を調整してもよい。あるいは制限造形時間内に造形可能なオブジェクトの内、造形に最も時間がかかるオブジェクトを抽出した後、次に造形に時間がかかるオブジェクトを順に配置していき、見積もり造形時間が制限造形時間に近づいたら、各オブジェクトの隙間に造形に時間がかからない比較的小さなオブジェクトを配置するようにしてもよい。あるいは造形に最も時間がかかるオブジェクトを配置した後、残りの造形時間内で造形可能なオブジェクトの数が最大となるようにオブジェクトを抽出し、これらのオブジェクトの位置や姿勢を調整してもよい。オブジェクトの位置や姿勢の調整に際しては、例えばヘッド部の座標位置やスライス数等を考慮して、造形時間が短くなるように決定される。このように、配置基準として指定された制限造形時間内に効率よくオブジェクトが造形されるよう、抽出されるオブジェクト、及びそれらの配置位置や姿勢が決定される。また与えられた造形時間をできるだけ活用する観点から、予想造形時間が制限造形時間を超えない範囲で、予想造形時間が制限造形時間に近付くように、いいかえると予想造形時間が制限造形時間と等しくなるように、オブジェクトの抽出や配置位置、姿勢等の決定が行われる。この際、造形可能なオブジェクトの数や体積が大きくなるように、言い換えると配置基準として、制限造形時間に加えて、オブジェクトの数や体積を組み合わせて指定することもできる。
このようにしてオブジェクトが配置された上で、ステップＳ５８０８において、意図したオブジェクトの配置結果が得られているかどうかの判断をユーザに促す。ユーザは仮想造形領域上に意図したようなオブジェクトの配置結果が得られているかどうかを確認し、問題がなければ、ステップＳ５８０９に移行し、造形データを生成して三次元造形装置に送出する。例えば図６１や図６２のＧＵＩ画面において「ＯＫ」や「造形開始」等のボタンを押下する。なお、必要に応じて自動配置されたオブジェクトの入れ替えや配置位置、姿勢の調整といった微調整をユーザに手動で行わせてもよい。この場合は、所望の調整作業を行った上で、改めてステップＳ５８０８からステップＳ５８０９に移行する。一方、所望のオブジェクトの配置結果が得られていない場合は、ステップＳ５８０６に戻り、再度配置基準の指定をやり直す。以上のようにして、配置基準に従い、複数のオブジェクト中から所望のオブジェクトを抽出して造形データを生成し、造形を行うことができる。
（優先順位設定）
この例では、オブジェクトの抽出に際して、優先順位を設定しない場合を説明した。ただ、本発明はこの構成に限らず、オブジェクトの優先順位を設定することもできる。オブジェクトの優先順位は、例えば優先順位指定手段６５ｇで設定できる。このような例を変形例として、図６３のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおいて、ステップＳ６３０１〜Ｓ６３０６までは、上述した図５８のステップＳ５８０１〜Ｓ５８０６と同様であり、詳細説明を省略する。
ステップＳ６３０７において、オブジェクトの優先順位を設定する。オブジェクトの優先順位は、例えば複数のオブジェクト中から、造形したい順にオブジェクトに番号を付したり、造形に含ませたいオブジェクト（優先オブジェクト）にフラグを設定するなど、任意の方法が利用できる。逆に、最後に造形するオブジェクトなど、優先順位の低いオブジェクト（非優先オブジェクト）にだけ、そのような情報を付加してもよい。また、すべてのオブジェクトに対して優先順位情報を付する必要はなく、特定のオブジェクトに対してのみ、必要な情報を付加してもよい。
具体的には、設定手段６５にオブジェクト優先順設定手段を設けて、造形に含ませたい優先オブジェクトを指定することができる。図６４の例では、操作欄にオブジェクト優先順位設定手段の一態様として、「優先して配置するモデル」欄を設け、この欄に、造形に含ませたい造形物に対応する優先オブジェクトを列挙する。ここでは、「Ｗｒｅｎｃｈ」を選択している。
このようなステップＳ６３０７での設定に応じて、ステップＳ６３０８において、配置基準と優先順位とに従いオブジェクトの抽出が行われる。例えば図６４の例では、オブジェクト優先順設定手段で設定された優先オブジェクト（ここではＷｒｅｎｃｈ）を抽出すると共に、配置基準として指定された造形時間内（ここでは５時間以内）に、優先オブジェクトに加えて造形可能なオブジェクトを、オブジェクト配置手段６４ｂが抽出する。さらにこの例では追加の条件として、オブジェクトの体積が最大となるよう設定されている。この結果、図６５のＧＵＩ画面の例に示すように、優先オブジェクトを含む複数のオブジェクトが抽出され、表示欄の仮想造形領域上に表示されると共に、操作欄において予想造形時間「見積もり４時間５０分」と表示される。
なお、指定された条件、すなわち配置基準と優先順位では、オブジェクトの抽出ができない場合は、警告メッセージを表示させる等してユーザに条件の再設定を促すことができる。例えば配置基準設定手段６５ｅで設定された制限造形時間内には、優先オブジェクトとして指定されたオブジェクトの造形ができない場合、図６６に示すような警告メッセージＭＮＧを表示手段６２に表示させる。この際、オブジェクト配置手段６４ｂで自動抽出できなかった理由を明示することで、ユーザに対して注意すべき点を告知し、条件の再設定の際の指針とできる。例えば、「優先配置モデルだけで６時間４０分かかります。設定を見直して下さい。」とのメッセージを表示させて、優先配置モデルの造形時間が、制限造形時間よりも長いことが原因であることを説明することにより、ユーザに対して、制限造形時間の再設定、又はより造形時間の短い優先オブジェクトを選択するよう促すことができる。
このようにしてオブジェクトの自動抽出が行われると、次にステップＳ６３０９において、意図したオブジェクトの配置結果が得られているかどうかの判断をユーザに促す。以降の手順は上述した図５８のステップＳ５８０９と同様であり、ユーザが問題なしと判断すれば、ステップＳ５８１０に進み、造形データを生成して三次元造形装置に送出する。一方、所望のオブジェクトの配置結果が得られていない場合は、ステップＳ６３０６に戻り、再度配置基準の指定をやり直す。以上のようにして、配置基準と優先順位に従い、複数のオブジェクト中から所望のオブジェクトを抽出して造形データを生成し、造形を行うことができる。
なお、以上の例では、オブジェクトの自動抽出のためのの配置基準と、特定のオブジェクトを優先して抽出するための優先順位とを、配置基準設定手段６５ｅと優先順位指定手段６５ｇで個別に設定する例を説明したが、これら配置基準の設定と優先順位の設定とを統合させてもよい。すなわち、共通の設定手段や設定画面で、配置基準と優先順位のいずれか又は両方を設定するように構成することもできる。この場合は、配置基準設定手段と優先順位指定手段を共通化してもよい。
また、オブジェクト配置手段６４ｂは、オブジェクトの配置位置と配置姿勢の両方を演算する他、いずれか一方のみを演算するように構成してもよい。例えば、オブジェクトの位置をユーザが指定した上で、配置基準に従い姿勢のみを最適となるようにオブジェクト配置手段６４ｂでもって演算したり、あるいはオブジェクトの姿勢を固定し、オブジェクトの配置位置のみをオブジェクト配置手段６４ｂで演算するように構成することもできる。
以上は、一枚の造形プレートでの造形を対象とした、オブジェクトの自動抽出の例について説明した。ただ、本発明はこの例に限らず、複数枚の分割プレートを備える三次元造形装置においても、複数のオブジェクト中から所望の条件に従ってオブジェクトを自動抽出する態様に適用できる。このような複数の分割プレートの例として、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を備える三次元造形装置用の設定データ作成装置における例を、以下説明する。
（駆動モード選択手段６５ｃ）
複数の分割プレートを有する場合は、上述の通りすべての分割プレートを同期させて駆動する同期駆動モードと、同期させずに駆動する非同期駆動モードが存在する（図１７参照）。このような各駆動モードに応じた造形条件の設定を行うため、三次元造形装置用の設定データ作成装置は図５６に示すように駆動モード選択手段６５ｃを備えている。駆動モード選択手段６５ｃは、上述の通り、各駆動モードに対応する造形設定として、シングル駆動モードに対応するシングル造形設定、同期駆動モードに対応するフル造形設定、マルチ駆動モードに対応するマルチ造形設定のいずれかを選択する。駆動モード選択手段６５ｃで選択された造形設定に従い、各駆動モードでの造形に適した造形条件を設定するよう、配置基準設定手段６５ｅで配置基準を設定する。オブジェクト配置手段６４ｂは、配置基準設定手段６５ｅで設定された配置基準に基づき、複数のオブジェクト中から、この配置基準を満たすオブジェクトを抽出すると共に、第一分割プレート４１上の第一造形エリアに対応する第一仮想造形領域、又は第二分割プレート４２上の第二造形エリアに対応する第二仮想造形領域上に配置する。この際、必要に応じて、抽出されたオブジェクトの位置又は姿勢も最適となるように演算されて、各仮想造形領域に配置される。
（オブジェクト配置手段６４ｂ）
オブジェクト配置手段６４ｂは、配置基準設定手段６５ｅで設定された配置基準に基づき、オブジェクトを第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２上のいずれに配置するかを決定する。またオブジェクト配置手段６４ｂは、さらに決定された第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２上のオブジェクトの配置位置も演算する。さらにオブジェクト配置手段６４ｂは、決定された第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２上のオブジェクトの配置位置に、入力手段で取得されたオブジェクトを配置する処理も実行する。なおオブジェクト配置手段６４ｂから、このような候補位置決定機能を実行する候補位置決定手段、配置の実行を行うオブジェクト配置実行手段を分離して、別部材として設けることも可能である。
なお、分割プレート上にオブジェクトを配置する最適な候補位置の演算は、例えばＸＹ座標の原点に近い位置とすることで、ヘッド部の移動量を少なくできる。またオブジェクトの姿勢に関して、高さを低くするようにオブジェクトを寝かせた姿勢とすることで、Ｚ方向への移動を少なくして、言い換えるとスライス数を少なくして、短時間での造形に有利となる。また、主走査方向であるＸ方向に長くなるような姿勢で配置することで、走査速度が副走査方向であるＹ方向よりも速いＸ方向への走査を長くし、ヘッド部の移動速度の観点から造形時間を短くできる。このように、オブジェクトの候補位置の決定には、分割プレート上のオブジェクトのＸＹ座標位置のみならず、オブジェクトの姿勢あるいは回転角度も含むものとする。
（配置警告手段６４ｇ）
配置警告手段６４ｇは、オブジェクト配置手段６４ｂでオブジェクトを第一仮想造形領域又は第二仮想造形領域に配置する際、該オブジェクトの一部が該第一仮想造形領域又は第二仮想造形領域からはみ出して、制限エリアと対応する緩衝領域に位置することを警告する。これにより、オブジェクトが緩衝領域にかかっていることを警告し、ユーザに対してオブジェクトの配置位置を調整するよう促し、もって得られる造形物の品質低下を回避できる。なお、配置警告手段６４ｇで警告を受けた際であっても、オブジェクトの大きさが第一仮想造形領域や第二仮想造形領域を超える場合には、このオブジェクトの一部が第一仮想造形領域や第二仮想造形領域からはみ出して緩衝領域に位置することを許容するように構成することもできる。
（位置調整手段６５ｂ）
配置されたオブジェクトは、表示手段６２上に仮想的に表示される。ユーザは表示手段６２で、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２にそれぞれ配置された各オブジェクトＯＢを確認できる。また必要に応じて、各オブジェクトＯＢの配置位置や分割プレートを跨いだ移動などの微調整を行うこともできる。このような操作は、位置調整手段６５ｂにて行う。位置調整手段６５ｂは、オブジェクト配置手段６４ｂで各造形プレート造形エリアと対応する仮想造形領域上に配置されたオブジェクトＯＢの位置を調整するための部材である。
なお以上の例では、演算手段６４のオブジェクト配置手段６４ｂが、各オブジェクトを、
・第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２のいずれに配置するかを決定するプレート決定機能、
・第一分割プレート４１、第二分割プレート４２それぞれの、どの位置に配置するかを演算する候補位置決定機能、
・プレート決定機能と候補位置決定機能で決定された分割プレート及び候補位置に基づいて、各オブジェクトを配置する配置機能
を果たしているが、この構成に限らず、各機能を個別の部材で実行させてもよい。また、各機能は設定データ作成装置側に設ける他、三次元造形装置側に持たせることも可能である。
（優先プレート指定手段６５ｆ）
また、造形プレートが複数の分割プレートで構成されている場合は、オブジェクト配置手段６４ｂでオブジェクトをいずれかの分割プレートと対応する仮想造形領域上に配置する際に、いずれの分割プレートに優先して配置するかを指定する優先プレート指定手段６５ｆを設けてもよい。この場合、優先プレート指定手段６５ｆで指定された優先分割プレートと対応する優先仮想造形領域上に、オブジェクト配置手段６４ｂでもってオブジェクトを配置していく。この構成であれば、ユーザが所望の分割プレート側に造形物が集中して配置、造形されるように指定できる。例えば、三次元造形装置の筐体３の、完成した造形物を取り出す取り出し部４を設けた面と近い側の分割プレートを優先分割プレートとして指定することで、造形物の取り出し作業を容易に行える。特に、他方の分割プレートでの造形が未だ終了していない状態でも、優先分割プレートから造形物を取り出しやすくできる利点が得られる。例えば図６７に示す三次元造形装置では、図において筐体部３の手前側に取り出し部４を設けると共に、この取り出し部４側から奥側に向かって、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２を配置している。この構成であれば、奥側の第二分割プレート４２の造形が未だ終了していない状態でも、手前側の第一分割プレート４１から、造形が終了した造形物を取り出すことが容易となる。なお、造形物の取り出しの際には、第二造形プレートでの造形動作を一時停止することもできる。例えば取り出し部４を開いた際に、造形動作が停止されるように構成してもよい。
あるいは、ヘッド部を造形プレートの水平面内で相対的に移動させる際のＸＹ平面の、原点に近い側に配置された分割プレートを優先分割プレートとして指定することで、ヘッド部の移動距離の点で速度上有利となる。
なお、このような優先プレート指定手段を設けず、初期設定で第一分割プレート４１又は第二分割プレート４２のいずれかに、優先してオブジェクトを配置するように設定することもできる。例えば、上述した取り出し部や原点に近い側の分割プレートを、初期設定で優先分割プレートとして指定することで、ユーザが優先分割プレートを指定するための優先プレート指定手段を設けることなく、取り出し作業や造形速度の利点を享受できる。
終了時間指定手段６５ｄは、上述の通り分割プレートでの造形を終了する時間を指定するための部材である。終了時間指定手段６５ｄで指定された終了時間に、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の造形がほぼ同時期に造形を終了するよう、造形条件調整手段６４ｆでもって造形条件を調整する。
またオブジェクト配置手段６４ｂは、複数のオブジェクトの内、終了時間指定手段６５ｄで指定された時間内に造形することが可能なオブジェクトの数が最大となるよう、各オブジェクトの配置を決定する。これにより、所定の制限造形時間内で造形が可能な範囲で、可能な限り多くの造形物を配置することができる。
（優先順位指定手段６５ｇ）
また配置基準設定手段６５ｅは、優先順位指定手段６５ｇの機能を含むことができる。優先順位指定手段６５ｇは、各オブジェクトに対して、造形の優先順位を指定させるための部材である。オブジェクト配置手段６４ｂは、複数のオブジェクトの内、優先順位指定手段６５ｇで指定された優先順位に従い、該優先順位の高いものから優先分割プレートと対応する仮想造形領域に配置されるオブジェクトの数が最大となるよう、各オブジェクトの配置を決定する。これにより、ユーザの指定した優先順位が高いものから順に、できるだけ多くの造形物を配置することができる。
さらにオブジェクト配置手段６４ｂを、各オブジェクトと対応する造形物の造形に要する造形所要時間を取得可能とすることもできる。造形所要時間は、造形時間演算手段６４ｄでもって演算される。この場合は、複数のオブジェクトの内、造形所要時間の短いオブジェクトから優先的に優先分割プレートと対応する仮想造形領域に配置するように、各オブジェクトの配置を決定できる。これにより、造形時間が短い造形物から優先的に優先分割プレートに配置することができ、多くの造形物を短時間で効率よく造形できる。
（周囲マージン設定手段６５ｈ）
周囲マージン設定手段６５ｈは、第一分割プレート及び第二分割プレートの各周辺領域において、造形物の安全のため周囲マージンＰＭを設定する。周囲マージンＰＭは、例えば分割プレートの端縁ぎりぎりに造形すると、ヘッド部２０の往復移動による振動等のため、造形物が隣接する分割プレートの造形物と接触したり、あるいは造形物が分割プレートから落下したりする事態を回避するために設けられる。なお、周囲マージンを予め機器側で設定した固定値とすることもでき、この場合はユーザが周囲マージンを設定するための周囲マージン設定手段６５ｈを不要とできる。
（制限エリア設定手段６５ｉ）
制限エリア設定手段６５ｉは、第一分割プレートと第二分割プレートとが隣接する領域に制限エリアＢＡを設定するため部材である。制限エリアＢＡは、造形物を配置しない領域であって、第一分割プレートと第二分割プレートとが対向する領域に設けられる。この制限エリアは、一方の分割プレート上に吐出された造形材を硬化させるために硬化手段２４から照射されるＵＶ光が、他方の分割プレート上に造形された造形物に照射される影響を低減するために設けられる。図６７の例では、制限エリアは、矩形状の第一分割プレートと第二分割プレートが長手方向に並べて配置された状態で、互いに対向する長手方向に沿った境界部分に設けられている。一方、周囲マージンは、第一分割プレートと第二分割プレートの長手方向に沿った辺の内、制限エリアと反対側の面に設けられている。また制限エリアは、周囲マージンの少なくとも一部と直交されている。ここでは、短手方向の辺に設けられた周囲マージンと直交されている。なお、制限エリアも予め機器側で設定した固定値とすることもでき、この場合はユーザが制限エリアを設定するための制限エリア設定手段を不要とできる。
また、複数の造形物と対応するオブジェクトの、分割プレートと対応する仮想造形領域への割り振りの方法は、このような優先順位の他、用途や大きさ、設定データを作成したユーザ毎とする等、他の方法も利用できる。例えば、製品Ａ、製品Ｂといった異なる製品を構成する部品を、三次元造形装置で造形する場合を考えると、得られた造形物を、製品毎に振り分ける作業が必要となる。この作業は、例えば部品が小さい場合や、部品点数が多い場合、あるいは製品Ａと製品Ｂとで部品の形状が類似している場合などは、振り分け作業も困難となることが予想される。さらに、例えば水溶性のサポート材を用いる場合は、得られた造形物をサポート材ごと水槽に投入することで、サポート材を除去できるが、サポート材中に埋設されている部品が多いと、サポート材除去後に部品を振り分ける作業も面倒となる。このような観点から、予め造形時に、用途や装置名、グループ名、造形データの作成者、例えば造形を支持したユーザ単位で、分割プレートを分けておくことで、得られた造形物を分別する作業を容易にできる。例えば、造形後には分割プレート単位で、水槽に造形物を投入すれば、得られる部品はそのまま纏めることができ、一定用途毎に部品を仕分けする作業を省略できる。
（配置基準）
配置基準設定手段６５ｅで設定される配置基準は、例えば、すべての造形物の造形が終了する造形終了時間の短縮化、所定の時間内に造形を終了可能な造形物の数の増加、造形物の造形の優先順位等とできる。次に、複数の造形物に対応したオブジェクトを、具体的に配置基準に基づいて分割プレートと対応する仮想造形領域に割り振る例を、図６８〜図７４に基づいて説明する。これらの図において示されるオブジェクトＯＢは、表示手段６２上に表示される仮想的な分割プレートである仮想造形領域に配置、位置調整される例を示している。
（時間制限：手動設定）
まず、配置基準として、造形時間を選択した例を説明する。例えば、ある時間内にできるだけ多くの造形を終了させたいことがある。特に水溶性のサポート材を用いている場合は、造形物が得られた後は、サポート材の変質や劣化による影響を避けるため、速やかに三次元造形装置から取り出し、水槽中に投入する等してサポート材を除去することが望ましい。逆に、水槽に投入した後は、サポート材が溶融するまで待てばよいだけで、一定時間内に水槽から引き上げねばならないといった時間的な制約は、造形物の品質の観点からはない。そこで、水槽に投入できるようになるまで、すなわち造形を一定時間までに終了させたいという要求が考えられる。
このような場合に、複数のオブジェクトＯＢを入力手段から入力すると、図６８に示すように、第一分割プレート４１と第二分割プレート４２の第一造形エリアと第二造形エリアにそれぞれに対応する、第一仮想造形領域ＶＲ１と第二仮想造形領域ＶＲ２に、各オブジェクトＯＢがオブジェクト配置手段６４ｂにより自動的に配置される。この際のオブジェクト配置手段６４ｂがオブジェクトＯＢを配置する基準は、例えば一方の分割プレートにできるだけ多くのオブジェクトＯＢが配置されるように自動配置される。
また各分割プレートで造形に要する造形時間が、表示手段６２上に分割プレート（ここでは分割プレートに対応する仮想造形領域）毎に表示される。ユーザは、この造形時間を参照して、制限造形時間内に造形が終了するように、位置調整手段６５ｂでもって各オブジェクトＯＢの割り振りを調整する。オブジェクトの移動は、例えばユーザがマウス等のポインティングデバイスで所望のオブジェクトを選択し、ドラッグ等によって所望の位置に移動させること等により行われる。またオブジェクトを分割プレート間で移動させたり、あるいは同一の分割プレート内でオブジェクトの配置位置を調整すると、造形時間演算手段６４ｄが各分割プレートでの造形終了予定時間を再計算して、表示手段６２における造形時間の表示を更新させる。このようにして、所望の制限造形時間内にできるだけ多くの造形物を造形できるよう、ユーザは試行錯誤しながらオブジェクトの割り振りと配置を決定していく。
（時間制限：自動設定）
以上は、配置基準である造形時間に基づき、ユーザが手動で各オブジェクトＯＢを配置する分割プレートを選択する例を説明した。次に、オブジェクト配置手段６４ｂが自動的に、各オブジェクトＯＢの割り振りを実行する例を、図６９及び図７０に基づいて説明する。
（時間制限：自動設定：オブジェクトの優先順位なし）
まず、ユーザが配置基準設定手段６５ｅで、制限造形時間として例えば「造形時間○○以内」等と指定する。次に、入力手段からオブジェクトＯＢを入力すると、入力された複数のオブジェクトＯＢに対して、指定された制限造形時間内に造形が終了する範囲で、最も多くの造形物が造形できるように、オブジェクト配置手段６４ｂが、オブジェクトＯＢの仮想造形領域への割り当てと、割り当てられた仮想造形領域内での配置位置の候補位置を演算し、この演算結果に基づいてオブジェクトＯＢの自動配置を実行する。このようにして優先分割プレート（と対応する仮想造形領域ＶＲ１）に自動配置されたオブジェクトＯＢは、図６９に示すように、表示手段６２上に表示される。また、優先分割プレート上に配置できなかったオブジェクトＯＢ’は、他方の分割プレート（と対応する仮想造形領域ＶＲ２）に配置される。さらにユーザは、この結果を表示手段６２上で確認し、必要に応じてさらに、オブジェクトＯＢの配置先の分割プレート（と対応する仮想造形領域）や配置位置を、位置調整手段６５ｂから行うこともできる。
（時間制限：自動設定：オブジェクトの優先順位あり）
以上の例では、配置基準として造形時間のみが指定されている場合を説明した。ただ本発明は、配置基準として、一のみならず複数を指定することもできる。例えば、造形時間に加えて、オブジェクトの優先順位を設定することもできる。次に、造形時間とオブジェクトの優先順位を配置基準に設定した例を、図７０に基づいて説明する。ここでは、ユーザが配置基準設定手段６５ｅで制限造形時間等を指定すると共に、オブジェクトに対して、造形の優先順位が予め、あるいは優先順位指定手段６５ｇを用いてユーザにより手動で設定されているものとする。まず、入力手段からオブジェクトＯＢを入力する。ここでオブジェクト配置手段６４ｂは、オブジェクトＯＢに設定された優先順位の高いものから配置を繰り返し、指定された制限造形時間内に造形が終了する範囲で、最も多くの造形物が造形できるよう、オブジェクトＯＢの割り当てを実行する。また、割り当てられた仮想造形領域ＶＲ１内での配置位置の候補位置を演算し、この演算結果に基づいてオブジェクトＯＢの自動配置を行い、結果を表示手段６２上に表示することは、上記と同様である。また、優先分割プレート上に配置できなかったオブジェクトＯＢ’は、他方の分割プレートと対応する仮想造形領域ＶＲ２に配置されること、さらにユーザが、必要に応じてオブジェクトＯＢの調整を位置調整手段６５ｂから行えることも、上記と同様である。この方法であれば、オブジェクトＯＢに設定された優先順位によって、優先順位の高いオブジェクトが造形されるように割り当てが実行されるため、よりユーザの希望に添った自動配置が得られ、自動配置後の手動調整の手間も省力化が期待できる。
（優先順位）
次に、配置基準として、オブジェクトの優先順位のみを設定する例について、図７１及び図７２に基づいて説明する。例えば、造形物の中で、早く造形したいものと、遅くてもよいものがあるような場合、ユーザが配置基準設定手段６５ｅで、オブジェクトの優先順位を指定することができる。優先順位は、例えば数値で、早く造形したいオブジェクトに対して、数値で優先順位を指定する。あるいは、優先する／優先しないを示すフラグをオブジェクトに設定してもよい。あるいはまた、優先度を高い順にＡ，Ｂ，Ｃあるいは０〜１００％等の範囲内で指定してもよいし、さらには優先の有無を示す閾値を設定し、閾値を超えるオブジェクトを優先するように設定してもよい。このような優先順位が付与されたオブジェクトは、データのファイル名やファイルの属性等に、優先順位の情報を記録する。なお、すべてのオブジェクトに対して優先順位を指定する必要はなく、例えば上位３つまで指定するなど、優先順位を指定したいオブジェクトに対してのみ、指定することもできる。この場合、優先順位の付与されていないオブジェクトは、優先扱いされることなくオブジェクト配置手段６４ｂで処理されることになる。
このように優先順位が設定された状態で、入力手段からオブジェクトＯＢを入力すると、入力された複数のオブジェクトＯＢに対して、オブジェクト配置手段６４ｂは優先順位の情報を読み込み、指定された優先順位に従って、優先分割プレートと対応する仮想造形領域ＶＲ１にオブジェクトＯＢを割り当てる。また図７１に示すように、表示手段６２上にファイル名や、優先の有無を示す閾値を表示させることもできる。なお、優先されなかったオブジェクトＯＢ’は、優先分割プレートでない他方の分割プレートと対応する仮想造形領域ＶＲ２に配置される。またユーザが、この結果を表示手段６２上で確認しながら、必要に応じてさらにオブジェクトＯＢの配置先を位置調整手段６５ｂで調整できることは上述の通りである。
以上の方法では、予め優先順位を配置基準設定手段６５ｅで設定する例を説明した。ただ本発明はこの方法に限らず、ユーザが手動で優先順位に従ってオブジェクトの割り振りを行ってもよい。例えば図７２に示すように、オブジェクトの形状やファイル名等を参照しながら、仮想造形領域上に優先順位の高いオブジェクトＯＢと低いオブジェクトＯＢ’を分けて、ユーザが手動でオブジェクトの配置を行う。この作業は、オブジェクト配置手段６４ｂでもって自動配置が実行された後に行うこともできる。また、ユーザによるオブジェクトの配置後に、さらにオブジェクトの配置位置の最適化のためオブジェクト配置手段６４ｂで自動配置を実行させてもよい。
（グループ分け）
さらに、造形を指示するユーザ単位といった特定のグループ毎に、造形物を空間的に分離することもできる。すなわち、得られた造形物の割り振りを容易にするため、予め造形を指示したユーザ毎、あるいは部所毎、製品毎といったグループ単位で、オブジェクトを振り分けておき、振り分けられたオブジェクトを、同じ分割プレートで造形することにより、得られた造形物を振り分ける際の作業を省力化できる。また、プレート単位で、例えばユーザＡの依頼した造形物は第一分割プレート４１で、ユーザＢが依頼した造形物は第二分割プレート４２で、それぞれ造形するように纏める他、同じ分割プレート中で、例えば右側はユーザＣの依頼した造形物、左側はユーザＤの依頼した造形物といったように、領域単位で区分することもできる。
例えば図７３の例では、オブジェクトの形状、ファイル名、ファイル属性などに付与された、造形依頼主であるユーザ名や部署名、製品名などのグループ情報を参照しながら、ユーザが手動で、各分割プレートに対応する仮想造形領域にオブジェクトを配置する。ここではグループＡに属するオブジェクトＯＢを第一仮想造形領域ＶＲ１に、グループＢに属するオブジェクトＯＢ’を第二仮想造形領域ＶＲ２に、それぞれ配置している。
あるいは、オブジェクト配置手段６４ｂにこのようなグループ分けを自動で行わせることもできる。例えば図７４に示すように、ファイル名、ファイル属性などに、造形依頼主のユーザ名などの識別情報が予め付与されている場合、オブジェクト配置手段６４ｂはそれらの情報を読み取り、自動的に各仮想造形領域にオブジェクトを配置することができる。この際、各オブジェクトに設定された識別情報を表示手段上に表示させてもよい。図７４の例では、造形依頼主を示すイニシャルを予めオブジェクトのデータファイル名に付しており、ファイル名にＴを有するオブジェクトＯＢを第一仮想造形領域ＶＲ１に、ファイル名にＳを有するオブジェクトＯＢ’を第二仮想造形領域ＶＲ２に、それぞれ配置している。
さらに、他の配置基準として、造形物の造形に要する造形材の使用量を利用することもできる。例えば造形材であるモデル材やサポート材の使用量が、三次元造形装置の現在の造形材の残容量を上回る場合は、造形途中で造形材が不足し、造形が中断することとなる。この場合は造形材を交換、あるいは補充する作業が必要となるところ、そのようなユーザによる手作業が行えない場合もある。例えば夜間や休日といった長期の不在期間中に造形を行うように三次元造形装置を駆動させる場合は、造形材の補充作業も行うことができず、造形が終了しないこととなる。そこで、造形材の残容量の範囲内とする等、造形材の使用量を一定量以下に制限した造形となるように、複数のオブジェクトの仮想造形領域への割り当てや配置位置や姿勢等を、オブジェクト配置手段６４ｂに演算させるよう構成してもよい。この場合は、造形材の残容量を取得すると共に、造形材量演算手段６４ｅでもって、所与の造形に必要な造形材の量を演算して、残容量の範囲内で造形可能なオブジェクトの選択をオブジェクト配置手段６４ｂが行う。また、残容量の誤差等を考慮して、検出された残容量に対し一定のマージンを加味したり、ユーザの指定した量の範囲内でオブジェクトの選別を行うように構成してもよい。
（三次元造形装置用の設定データ作成プログラム）
上述の通り、設定データ作成装置は、専用のハードウエアで構成する他、汎用又は専用のコンピュータで実行される設定データ作成プログラムによっても実現される。ここでは市販のパーソナルコンピュータに設定データ作成プログラムをインストールして設定データ作成装置とする例を、図７５〜図７９のユーザインターフェース画面に基づいて説明する。図７５は、設定データ作成プログラムの起動後の画面イメージである。この図においては、左側に表示手段６２を構成するためのオブジェクトの表示欄６８を設け、一方右側には位置調整手段６５ｂやパラメータ設定手段６３を構成する、各種操作を行うための操作欄７０を、それぞれ配置している。
（表示欄６８）
表示欄６８においては、仮想的に造形プレート４０上にオブジェクトを配置した状態を表示させることができる。造形プレート４０上には、三次元造形を行う仮想造形領域ＶＲが箱状に表示されている。仮想造形領域ＶＲは造形プレート４０上において造形可能な領域であり、この範囲内にオブジェクトを配置して、実際の三次元造形を行うための設定データを作成する。オブジェクトは三次元的に表示されており、視点を任意の位置に変更できる。また表示欄６８の右上には、簡便に視点を切り替えるための視点変更アイコン６９が設けられている。視点変更アイコン６９は造形プレート４０を情報から見た平面図を示しており、周囲には８個のカメラ状アイコンが設けられている。つまり、ＸＹ平面における任意の中心、実施例では造形プレートの仮想の中心点を指向した３６０度の視野の中で４５度間隔に設けられた、これらのカメラ状アイコンの中の一つをクリックすると、選択されたカメラ位置から造形プレートの仮想の中心点に指向した、平面図に対する該当する方向からの視点に変更できる。また二次元表示に切り替えることも可能である。もちろん、特定のカメラ位置を選択した後、又は直接カメラの選択を行わずに、画面上に表示されるカーソルをドラッグして視野方向の微調整又は調整をユーザが行うこともできる。
（操作欄７０）
操作欄７０には、コンピュータに接続されたマウスやキーボードの入力デバイスで各種操作を行うためのボタン類が配置される。なおオブジェクトの移動等を行う位置調整手段６５ｂの一形態として、操作欄７０による操作の他、上述した表示欄６８においてマウス操作等によりオブジェクトの移動等を行う操作も、位置調整手段６５ｂに含まれる。
（オブジェクト一覧７１）
操作欄７０の上段には、オブジェクトの一覧を表示するオブジェクト一覧７１が設けられる。この欄には、現在表示欄６８で表示されているオブジェクトがすべて表示され、オブジェクトの名称や表面仕上げの有無等の情報が表示される。また複数のオブジェクトを選択する等の操作もここで行える。
（オブジェクト生成欄７２）
また中段には、オブジェクトを生成するためのオブジェクト生成欄７２が設けられ、オブジェクトの入力や削除等の操作を行うためのボタン類が配置される。このボタン類は入力手段６１を構成し、具体的には、左から、オブジェクトのデータ入力を行う「読み込み」ボタン７３、オブジェクトのコピーを行う「コピー」ボタン７４、選択したオブジェクトの削除を行う「削除」ボタン７５が設けられる。
（手動操作欄７６）
さらにオブジェクト生成欄７２の下には、選択されたオブジェクトに関する情報の表示や詳細設定を行う手動操作欄７６が設けられる。ここでは、オブジェクトの位置や回転角度、サイズや拡大／縮小倍率等を調整できる。調整は、数値を直接入力したり、増減ボタンで増減させたり、あるいはマウス等で連続的に変化させる等の操作によって行える。また拡大／縮小時に縦横等のサイズの比率を保持したり、あるいは表面仕上げを選択する等の操作も行える。
（自動操作欄７８）
さらに手動操作欄７６の下段には、オブジェクト配置手段６４ｂの一形態として、自動設定を行うための自動操作欄７８が設けられる。ここでは、オブジェクトの最適姿勢を自動演算する最適姿勢決定機能を実行するための「最適姿勢」ボタン８０、オブジェクトの最適位置を自動演算する最適位置決定機能を実行するための「最適配置」ボタン８１、及び造形時間を演算するための「見積」ボタン８２が設けられている。「見積」ボタン８３を押下すると、現在の設定に従って予測される造形時間が演算され、予測造形時間表示欄に表示される。また「最適姿勢」ボタン８０の下部には、造形パラメータを指定するためのパラメータ設定手段６３として、造形時間最小か、造形材の使用量最小のいずれかを選択するためのラジオボタン６３Ａが設けられている。なお、上述したように、パラメータ設定手段６３として、造形時間最小か、造形材の使用量最小のいずれかを選択する機能に加えて、またはこれに代えて、造形精度と造形速度の比率をユーザに感覚的に選択させる方法や、ユーザに許容可能な最大造形時間を入力させることにより、いくつかの造形時間と造形精度の組み合わせを候補として表示し、その中からユーザが好む条件を選択させることも可能である。また、言うまでもなく、ユーザがパラメータ設定手段６３として、造形時間最小か、造形材の使用量最小のいずれかを選択し、「見積」ボタン８３を押下すると、現在の設定に従って予測される造形時間が演算される。
（出力手段６６）
さらに操作欄７０の右下には、出力手段６６として、三次元造形を実行するための「プリント」ボタン８４が配置される。「プリント」ボタン８４を押下すると、出力手段６６から三次元造形装置に例えば、変換されたＳＴＬデータの各スライスデータである設定データが一括又は各スライスデータ単位で出力され、三次元造形装置に対してプリント命令が指示されて、三次元造形が開始される。図７５の例では、入力手段６１の例としてオブジェクト生成欄７２の「読み込み」ボタン７３を押下すると、図７６に示す「ファイルを開く」ダイヤログ画面８５が開く。この画面から、ユーザは三次元データとして所望のＳＴＬファイルを選択する。また画面右には、現在選択中の三次元データの内容がプレビュー表示され、ユーザによるデータファイルの選択作業を容易にしている。
入力手段６１で三次元データが選択されると、選択された三次元データで規定されるオブジェクトが、例えば、ＳＴＬデータに変換後、図７５の表示欄６８に表示される。この様子を図７７に示す。図７７の画面から、ユーザは位置調整手段６５ｂを用いてオブジェクトＯＢ１を選択し、任意の位置に移動させたり、あるいは傾斜や回転等、任意の姿勢に変更できる。図７８に、オブジェクトＯＢ１を回転、傾斜させて移動させた例を示す。なお、本明細書においてオブジェクトの移動には回転、傾斜を含む意味で使用する。
図７７、図７８の例ではオブジェクトＯＢ１を１個のみ表示させているが、複数の三次元データを入力手段６１から取り込み、任意の位置に配置することができる。また、入力された一のオブジェクトをコピーすることで、複数のオブジェクトを造形プレート４０上に配置することもできる。さらに、任意のオブジェクトを削除することも可能である。これらの操作は、上述したオブジェクト生成欄７２にて、「コピー」ボタン７４、「削除」ボタン７５を操作して行う。
ユーザは任意、又は上述した造形パラメータを指定するためのパラメータ設定手段６３として、造形時間最小か、造形材の使用量最小のいずれかを選択し、「最適姿勢」ボタン８０を押下することで、位置調整手段６５ｂでオブジェクトＯＢ１の位置と姿勢を決定した後、操作欄７０の「プリント」ボタン８４を押下すると、出力手段６６から三次元造形装置に設定データが出力される。具体的には、図７９に示すようなプリントデータ作成ダイヤログ８６が表示され、三次元プリンタである三次元造形装置が読み込める形式の設定データが生成されて、三次元造形装置に転送される。以上のようにして、ユーザは設定データ作成装置を用いて設定データを作成し、三次元造形装置に対して造形を命令できる。
パラメータ設定手段６３の一例は、上述した図７５の操作欄７０において設けられたラジオボタン６３Ａである。図７５の例では、造形パラメータとして、造形時間最小、樹脂量最小のいずれかを指定できる。
またパラメータ設定手段６３の他の例を、図８０に示す。この図に示す造形パラメータ設定ダイヤログ６３Ｂでは、造形パラメータとして、造形時間、造形材の使用量、サポート材接触面積の優先順位を規定できる。この例では、全ての造形パラメータである時間最小、樹脂量最小、マット面最小の全てに対して、造形の最適姿勢及び位置を決定する際の優先順位を数値等でユーザに指定させる。その際、優先順位付けに不要と判断するパラメータには、数値を入力しないことで、造形の最適姿勢及び位置を決定する演算から外すことができる。
本発明の三次元造形装置及び三次元造形方法は、インクジェット方式で紫外線硬化樹脂を積層した三次元造形に好適に利用できる。
１００…三次元造形システム
１…設定データ作成装置
２、２’…三次元造形装置
３…筐体部
４…取り出し部；４Ａ…第一取り出し部；４Ｂ…第二取り出し部；４Ｃ…第三取り出し部；４Ｄ…第四取り出し部
５…枠状
１０…制御手段
１２…ローラ回転速度制御手段
１３…ステージ位置制御手段
１４…告知手段
１５…開放警告手段
２０、２０’…ヘッド部；２０Ａ…吐出ヘッドユニット；２０Ｂ…回収硬化ヘッドユニット；２０Ｃ…吐出手段
２１…モデル材吐出ノズル
２２…サポート材吐出ノズル
２３…ノズル列
２４…硬化手段
２５…ローラ部
２６…ローラ本体
２７…ブレード
２８…バス
２９…吸引パイプ
３０…ヘッド移動手段
３１…ＸＹ方向駆動部
３２、３２’…Ｚ方向駆動部
３３、３３’、３３”…支承軸
４０、４０’…造形プレート
４１、４１Ｃ、４１Ｘ…第一分割プレート
４１ａ…第一サブ分割プレート；４１ｂ…第二サブ分割プレート
４２、４２Ｃ、４２Ｘ…第二分割プレート
４３…第三分割プレート
４５…レールガイド
４６…Ｘ方向移動レール
４７…Ｙ方向移動レール
５０…サブプレート
５１…第一サブプレート
５２…第二サブプレート
５８…カバー部
６１…入力手段
６２…表示手段
６３…パラメータ設定手段
６３Ａ…ラジオボタン；６３Ｂ…造形パラメータ設定ダイヤログ
６４…演算手段；６４ｂ…オブジェクト配置手段；６４ｄ…造形時間演算手段；６４ｅ…造形材量演算手段；６４ｆ…造形条件調整手段；６４ｇ…配置警告手段
６５…設定手段；６５ｂ…位置調整手段；６５ｃ…駆動モード選択手段；６５ｄ…終了時間指定手段；６５ｅ…配置基準設定手段；６５ｆ…優先プレート指定手段；６５ｇ…優先順位指定手段；６５ｈ…周囲マージン設定手段；６５ｉ…制限エリア設定手段
６６…出力手段
６８…表示欄
６９…視点変更アイコン
７０…操作欄
７１…オブジェクト一覧
７２…オブジェクト生成欄
７３…「読み込み」ボタン
７４…「コピー」ボタン
７５…「削除」ボタン
７６…手動操作欄
７７…「表面仕上げ」欄
７８…自動操作欄
８０…「最適姿勢」ボタン
８１…「最適配置」ボタン
８２…「見積」ボタン
８４…「プリント」ボタン
８５…「ファイルを開く」ダイヤログ画面
８６…プリントデータ作成ダイヤログ
４０２０…ヘッド部；４０４０…造形プレート
ＷＫ、ＷＫ１〜ＷＫ５…造形物
ＷＫ’、ＷＫＵ…造形途中の造形物
ＷＫＣ…造形の終了した造形物
ＭＡ…モデル材
ＳＡ…サポート材
ＰＣ…コンピュータ
ＳＢ…オーバーハング支持部
ＢＡ…制限エリア
ＰＭ…周囲マージン
ＶＲ…仮想造形領域
ＶＲ１…第一仮想造形領域
ＶＲ２…第二仮想造形領域
ＯＢ、ＯＢ１…オブジェクト
ＯＢ’…優先プレート上に配置できなかったオブジェクト
ＭＮＧ…警告メッセージ

Claims (16)

  1. 複数の三次元状の造形物を、造形材を用いて造形するための三次元造形装置であって、
    造形物をその上面で造形するための第一分割プレートと、
    前記第一分割プレートと並べて配置された、造形物をその上面で造形するための第二分割プレートと、
    前記第一分割プレート及び第二分割プレートを独立して垂直方向に駆動可能なＺ方向駆動部と、
    前記造形材を吐出するためのヘッド部と、
    前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形された状態で、該造形物を取り出すために前記第一分割プレートと第二分割プレートの垂直方向の高さに高低差を設けた取り出し位置に移動させるよう、前記Ｚ方向駆動部を制御するためのステージ位置制御部と、
    前記第一分割プレート、第二分割プレート、ヘッド部、Ｚ方向駆動部を収納する筐体部と
    を備える三次元造形装置。
  2. 請求項１に記載の三次元造形装置であって、
    前記ステージ位置制御部は、前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形され、かつ他方では造形物が造形未完了の段階で、前記第一分割プレート又は第二分割プレートの少なくともいずれか一方を取り出し位置に移動させてなる三次元造形装置。
  3. 請求項１又は２に記載の三次元造形装置であって、
    前記ステージ位置制御部は、前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物が造形されており、かつ他方で造形物が造形未完了の段階で、該他方での造形作業を一時的に中断して、前記第一分割プレート又は第二分割プレートの少なくともいずれか一方を取り出し位置に移動させてなる三次元造形装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
    前記ステージ位置制御部が、取り出し位置として、造形物が造形された前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方を、前記Ｚ方向駆動部でもって上昇させてなる三次元造形装置。
  5. 請求項４に記載の三次元造形装置であって、
    前記ステージ位置制御部が、取り出し位置として、造形物が造形された前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方を、前記Ｚ方向駆動部でもって、最も高い位置まで上昇させてなる三次元造形装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
    前記ステージ位置制御部が、前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方の内、造形物の造形作業を継続中の分割プレートの造形作業を中断し、降下させてなる三次元造形装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
    前記筐体部が、前記第一分割プレート及び第二分割プレートを並べた方向に、該筐体部を開放して造形物を取り出すための取り出し部を設けてなる三次元造形装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
    前記筐体部が、前記第一分割プレート及び第二分割プレートを並べた方向と交差する側に、該筐体部を開放して造形物を取り出すための取り出し部を設けてなる三次元造形装置。
  9. 請求項７又は８に記載の三次元造形装置であって、さらに、
    前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方で造形物の造形が完了し、かつ他方で造形作業を中断した状態において、前記造形が完了した造形物を取り出すために、前記取り出し部を開放している時間が所定の時間を超えると、警告を発する警告手段を備えてなる三次元造形装置。
  10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、さらに、
    前記第一分割プレート又は第二分割プレートのいずれか一方の上面を覆うカバー部を備える三次元造形装置。
  11. 請求項１０に記載の三次元造形装置であって、
    前記カバー部は、付加的に装着可能としてなる三次元造形装置。
  12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、さらに、
    前記第一分割プレート又は第二分割プレートの上面に配置されるサブプレートを備え、
    前記第一分割プレート又は第二分割プレートの上面に配置された前記サブプレートの上面に、造形物を造形するよう構成してなる三次元造形装置。
  13. 請求項１〜１２のいずれか一に記載の三次元造形装置であって、
    前記ヘッド部を、前記第一分割プレートと第二分割プレートで共通としてなる三次元造形装置。
  14. 請求項１〜１３のいずれか一に記載の三次元造形装置であって、
    前記ヘッド部が、
    造形材を吐出するための造形材吐出手段と、
    前記造形材吐出手段で、前記第一分割プレートと第二分割プレート上に吐出された造形材から、余剰分を掻き取るためのローラ部と、
    前記造形材を硬化させるための硬化手段と
    を備え、
    前記造形材吐出手段は、造形材として、
    最終的な造形物となるモデル材と、
    前記モデル材が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材と
    を、前記第一分割プレートと第二分割プレート上に、少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置。
  15. 請求項１〜１４のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
    前記ヘッド部は、前記造形材吐出手段として、造形材を吐出するための吐出ノズルを第一方向に複数配列しており、
    前記ＸＹ方向駆動部は、ヘッド部を、前記吐出ノズルを配列した第一方向と交差する方向である主走査方向に往復動作させると共に、主走査方向と直交する副走査方向に移動させることにより、前記ヘッド部を水平方向に駆動させるよう構成しており、
    前記第二分割プレートは、前記第一分割プレートと副走査方向に並べられてなる三次元造形装置。
  16. 複数の三次元状の造形物を、造形材を用いて第一分割プレート及び第二分割プレート上にそれぞれ造形する三次元造形装置を用いた造形方法であって、
    前記第一分割プレート上で一の造形物の造形を行う一方、前記第二分割プレート上で他の造形物の造形を行う工程と、
    前記第一分割プレート上での造形物の造形作業が終了した後、前記第二分割プレート上での他の造形物が造形未完了の段階で、前記第一分割プレート及び第二分割プレートを独立して垂直方向に駆動可能なＺ方向駆動部及び該Ｚ方向駆動部を制御するためのステージ位置制御部でもって、前記第一分割プレートと第二分割プレートの垂直方向の高さに高低差を設けた取り出し位置に移動させる工程と、
    前記第一分割プレートから造形物を取り出す工程と
    を含む三次元造形方法。
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