WO2015030102A1 - 光造形方法 - Google Patents

Abstract

　複数の三次元形状物を一度に造形する際に、複数の三次元形状物を造形範囲に自動で効率良く配置できる光造形方法を提供する。光造形方法は、硬化性材料に選択的に光線を照射して光硬化性樹脂を硬化させることによって１組の三次元形状物Ｓに対応する造形物を昇降テーブル上の造形範囲Ａに造形する。光造形方法は、造形範囲Ａに１組の三次元形状物Ｓを制御装置によって配置し、液面を整えるためのリコータの延出方向Ｙに沿う境界線Ｂによって区画される複数の配置ゾーンＺを設定し、三次元形状物Ｓを高さＨの高い順に、かつ、複数の配置ゾーンＺのうち第１配置ゾーンＺ１から順に、配置ゾーンＺ内に制御装置が配置する。

Description

光造形方法

　本発明は、光造形方法に関する。

　硬化性材料に光線を照射してその一部を硬化させ、三次元形状物を造形する光造形装置が実用化されている。この光造形装置は、ＣＡＤシステムで設計した機械部品等を容易に実体化できるので、設計の確認と直接的な評価とが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

　光造形装置は、液槽と、該液槽中に昇降可能な昇降テーブルとを備えている。液槽は、硬化性材料としての液状の光硬化性樹脂で満たされる。液槽は上部に開口を有し、該開口を通じて液槽内に光線が照射される。光造形装置は、三次元形状物を造形する際に、まず、液状の光硬化性樹脂の液面から、造形される三次元形状物の最下層の厚さ分だけ下降した高さに昇降テーブルを位置させる。そして、光造形装置は、リコータを液面に沿って移動させることによって液面を安定させる。光造形装置は、この状態でスキャナによって必要な範囲内に光線を走査することによって、液状の光硬化性樹脂を光硬化させて三次元形状物の最下層の部分を形成する。次に、光造形装置は、昇降テーブルを最下層の次の層、すなわち第２番目の層の厚さ分だけさらに下降させ、最下層と同様にして第２番目の層の部分を形成する。以降、光造形装置は、同様にして、液状の光硬化性樹脂を光硬化させて三次元形状物の最下層から順に一層ずつ形成することによって、三次元形状物を造形する。

特開２０１１－２１８８２１号公報

　ところで、上記の光造形装置では、光線を走査可能な造形範囲に複数の三次元形状物を一度に造形する場合、使用者は、造形範囲に納まるように三次元形状物が配置されたデータを作成している。このため、複数の三次元形状物を一度に造形する際に、複数の三次元形状物を造形範囲に自動で配置できる光造形方法が求められている。造形範囲に複数の三次元形状物を配置する際には、できる限り多くの三次元形状物を造形できるように配置することが求められる。

　本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の三次元形状物を一度に造形する際に、複数の三次元形状物を造形範囲に自動で効率良く配置できる光造形方法を提供することにある。

　以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
　上記課題を解決する光造形方法は、硬化性材料に選択的に光線を照射して前記硬化性材料を硬化させることによって１組の三次元形状物に対応する造形物を昇降テーブル上の造形範囲に造形する光造形方法において、前記造形範囲に前記１組の三次元形状物を制御装置によって配置し、液面を整えるためのリコータの延出方向に沿う境界線によって区画される複数の配置区域を前記造形範囲に前記制御装置が設定し、前記三次元形状物を高さの高い順に、かつ、前記複数の配置区域のうち第１番目の配置区域から順に、前記配置区域内に前記制御装置が配置することをその要旨としている。

　上記方法によれば、リコータの延出方向に沿う境界線によって区画される複数の配置区域を設定し、複数の配置区域のうち第１番目の配置区域から順に、配置区域内に造形する三次元形状物を高さの高い順に配置する。このため、第１番目の配置区域から順に高さによって配置すればよいので、複数の三次元形状物を一度に造形する際に、複数の三次元形状物を造形範囲に自動で効率良く配置できる。また、昇降テーブル上の造形範囲の全面を三次元形状物が埋めない場合には、昇降テーブル上の造形範囲に対して配置区域を絞ることができ、配置区域内において高さの高い造形物を偏らせることができる。このため、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物を効率良く造形できる。

　上記光造形方法について、前記複数の配置区域は３個以上の配置区域であり、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の配置区域を、第１から第（ｎ－１）番目までの配置区域を第ｎ番目の配置区域と第（ｎ＋１）番目の配置区域とが挟むように設定することが好ましい。

　上記方法によれば、第１から第（ｎ－１）番目までの配置区域を第ｎ番目の配置区域と第（ｎ＋１）番目の配置区域とが挟む。このため、昇降テーブル上の造形範囲の全面を三次元形状物が埋めない場合には、昇降テーブル上の造形範囲のうち第１番目の配置区域を中心とする範囲に光線の照射範囲を絞ることができる。よって、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物を効率良く造形できる。

　上記光造形方法について、前記複数の配置区域は３個以上の配置区域であり、各配置区域は別の配置区域に隣接して設定され、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の配置区域を、前記造形範囲において配置区域が設定されていない範囲のうち、前記リコータの移動方向における幅の広い方の範囲に設定することが好ましい。

　上記方法によれば、造形範囲において配置区域が設定されていない範囲のうち、前記リコータの移動方向における幅の広い方の範囲に第（ｎ＋１）番目の配置区域を設定するので、造形範囲内における配置区域を配置していない部分を極力減らすことができる。

　上記光造形方法について、前記第１番目の配置区域は、前記リコータの移動方向における移動範囲の中央を含むことが好ましい。
　上記方法によれば、リコータの移動範囲の中央を含む位置に第１番目の配置区域を設定する。このため、昇降テーブル上の造形範囲の全面を三次元形状物が埋めない場合には、昇降テーブル上の造形範囲のうちリコータの移動範囲の中央近傍に光線の照射範囲を絞ることができる。よって、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物を効率良く造形することができる。

　上記光造形方法について、前記第１番目の配置区域は、前記造形範囲において前記リコータの移動方向における第１端に隣接するように設定され、２以上の整数ｎについて、第ｎ番目の配置区域は、第（ｎ－１）番目の配置区域に隣接するように設定されることが好ましい。

　上記方法によれば、造形範囲の第１端から配置区域を順に設定する。このため、第１番目の配置区域を中央にして挟むように配置するよりも配置区域を容易に設定できる。
　上記光造形方法について、各前記配置区域に配置された前記三次元形状物は、前記複数の配置区域のうち、３個以上の三次元形状物が配置される各配置区域では、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物を、第１から第（ｎ－１）番目までの高さを有する三次元形状物を第ｎ番目の高さを有する三次元形状物と第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物とが挟むように配置することが好ましい。

　上記方法によれば、第１から第（ｎ－１）番目までの高さを有する三次元形状物を第ｎ番目の高さを有する三次元形状物と第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物とが挟む。このため、各配置区域の中央寄りに高い三次元形状物が配置されるので、昇降テーブル上の造形範囲のうちリコータの延出範囲の中央寄りに光線の照射範囲を絞ることができる。よって、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物を効率良く造形できる。

　上記光造形方法について、前記複数の配置区域のうち、３個以上の三次元形状物が配置される各配置区域では、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物を、該配置区域において三次元形状物が配置されていない区域のうち、前記リコータの延出方向における幅の広い方の区域に配置することが好ましい。

　上記方法によれば、該配置区域において三次元形状物が配置されていない区域のうち、前記リコータの延出方向における幅の広い方の区域に第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物を配置する。このため、配置区域内において三次元形状物を配置していない部分を極力減らすことができる。

　上記光造形方法について、第１番目に高い前記三次元形状物は、前記配置区域における前記リコータの延出方向における前記リコータの幅の中央部分に配置することが好ましい。

　上記方法によれば、第１番目に高い三次元形状物をリコータの延出範囲の中央部分に配置する。このため、各配置区域の中央部分に高い三次元形状物が配置されるので、昇降テーブル上の造形範囲のうちリコータの延出範囲の中央部分に光線の照射範囲を絞ることができる。よって、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物を効率良く造形できる。

　上記光造形方法について、前記複数の配置区域のうち、２個以上の三次元形状物が配置される各配置区域では、第１番目の高さを有する三次元形状物は、該配置区域において前記リコータの移動方向における第１端に隣接するように配置され、２以上の整数ｎについて、第ｎ番目の高さを有する三次元形状物は、第（ｎ－１）番目の高さを有する三次元形状物に隣接するように配置されることが好ましい。

　上記方法によれば、配置区域の第１端から三次元形状物を順に配置する。このため、１番目に高い三次元形状物を中央にして挟むように配置するよりも三次元形状物を容易に配置できる。

　上記光造形方法について、各配置区域について、１回目の前記三次元形状物の配置の完了後、次の配置区域における前記三次元形状物の配置前に、前記三次元形状物が配置されていない空き領域に対し、未配置の前記三次元形状物のうち前記空き領域に配置できる前記三次元形状物を高さの高い順に配置することが好ましい。

　上記方法によれば、三次元形状物が配置された配置区域内の空き領域に対して未配置の三次元形状物のうち空き領域に配置できる三次元形状物を高さの高い順に配置する。このため、配置区域内の空き領域を有効に利用して１つの配置区域に多くの三次元形状物を配置することができる。

　上記光造形方法について、各配置区域について、１回目の前記三次元形状物の配置の完了後、次の配置区域における前記三次元形状物の配置前に、既に配置された前記三次元形状物を前記リコータの移動方向における第１端に寄せて再配置し、次いで前記三次元形状物が配置されていない空き領域に対し、未配置の前記三次元形状物を高さの高い順に配置することが好ましい。

　上記方法によれば、配置区域に既に配置された三次元形状物を端に寄せた状態における空き領域に対して未配置の三次元形状物のうち空き領域に配置できる三次元形状物を高さの高い順に配置する。このため、既に配置した三次元形状物を端に寄せることでリコータの移動方向における空き領域を最大化することができ、より大きな三次元形状物を更に配置することができるようになる。

　上記光造形方法について、前記三次元形状物の底面と平行であって直交する２方向を設定し、前記三次元形状物の前記２方向における長さのうち長い方を前記リコータの延出方向の長さに設定することが好ましい。

　上記方法によれば、三次元形状物の底面と平行であって直交する２方向における長さのうち長い方をリコータの延出方向の長さに設定する。このため、配置区域のリコータの移動方向における長さが三次元形状物の長さによって無駄に拡がることを抑制できる。

　上記光造形方法について、前記配置区域の前記リコータの移動方向の幅は、配置される前記三次元形状物の前記リコータの移動方向における長さに合わせて変更されることが好ましい。

　上記方法によれば、配置される三次元形状物のリコータの移動方向における長さに合わせて配置区域のリコータの移動方向の幅が設定される。このため、配置区域のリコータの移動方向の幅が三次元形状物に合わせて的確に設定されるため、効率良く配置される。

　本発明によれば、複数の三次元形状物を一度に造形する際に、複数の三次元形状物を造形範囲に自動で効率良く配置できる。

第１の実施形態の光造形装置の概略構成を示す図。 第１の実施形態の光造形方法による配置ゾーンを示す図。 第１の実施形態の光造形方法による三次元形状物の回転及び整列を示す図。 第１の実施形態の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 第１の実施形態の光造形方法による三次元形状物の配置処理を示すフローチャート。 第１の実施形態の光造形方法による三次元形状物の配置状態を示す図。 第１の実施形態の光造形方法による三次元形状物の配置状態を示す図。 第２の実施形態の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 （ａ）（ｂ）第２の実施形態の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 第２の実施形態の光造形方法による三次元形状物の配置処理を示すフローチャート。

　　
（ａ）（ｂ）変形例の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置状態を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置状態を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置状態を示す図。 変形例の光造形方法による三次元形状物の配置状態を示す図。

　（第１の実施形態）
　以下、図１～図７を参照して、光造形方法の第１の実施形態について説明する。
　図１に示されるように、光造形装置は、硬化性材料として液状の光硬化性樹脂で満たされた液槽１１と、光線を出射するレーザ１２と、レーザ１２から出射された光線を液槽１１に照射するスキャナ１３とを備えている。レーザ１２から出射された光線は、光学系装置を介してスキャナ１３に入射する。光造形装置は、液槽１１内において上下方向に昇降可能な昇降テーブル１５を備えている。昇降テーブル１５は、テーブル駆動装置１６によって上下に移動される。液槽１１の上方には、液面を整えるためのリコータ１７が設置されている。リコータ１７は、リコータ駆動装置１８によって前後方向（図中左右方向）に移動される。レーザ１２、スキャナ１３、テーブル駆動装置１６、及びリコータ駆動装置１８は、制御装置１０によって制御される。

　光造形装置は、液状の光硬化性樹脂で満たされた液槽１１内において昇降テーブル１５の上面に光線を選択的に照射することによって、液状の光硬化性樹脂を硬化して、１組の三次元形状物Ｓを造形する。造形した三次元形状物Ｓを造形物と記載する。昇降テーブル１５は、液槽１１に満たされた光硬化性樹脂が昇降テーブル１５の下面と上面との間を通過し易いようにパンチングプレートが用いられている。

　次に、図２～図７を参照して、光造形装置による三次元形状物Ｓの自動配置について説明する。
　まず、図２に示されるように、昇降テーブル１５上において三次元形状物Ｓを造形可能な範囲を造形範囲Ａとする。そして、制御装置１０は、造形範囲Ａに対して造形する三次元形状物Ｓを配置する配置区域である配置ゾーンＺを設定する。配置ゾーンＺは、リコータ１７の延出方向Ｙ（以下、方向Ｙ）に沿う境界線Ｂによって区画され、造形範囲Ａにおけるリコータ１７の移動方向Ｘ（以下、方向Ｘ）に並んで複数設定される。制御装置１０は、方向Ｘにおける移動範囲の中央を含む位置に第１配置ゾーンＺ１を設定する。各配置ゾーンＺは、３個以上の配置ゾーンＺであり、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の配置ゾーンＺ（ｎ＋１）を、第１から第（ｎ－１）番目までの配置ゾーンＺ１～Ｚ（ｎ－１）を第ｎ番目の配置ゾーンＺｎと第（ｎ＋１）番目の配置ゾーンＺ（ｎ＋１）とが挟むように設定する。

　すなわち、制御装置１０は、第１配置ゾーンＺ１に隣接して第２配置ゾーンＺ２を設定する。図２では、第１配置ゾーンＺ１の－Ｘ方向（図中の左方向）に隣接して第２配置ゾーンＺ２を設定する。３以上の整数ｎ（ｎ≧３）について、第ｎ配置ゾーンＺｎは、第１から第（ｎ－２）番目までの配置ゾーンＺ１～Ｚ（ｎ－２）を第（ｎ－１）番目の配置ゾーンＺ（ｎ－１）と第ｎ番目の配置ゾーンＺｎとが挟むように設定される。次いで、制御装置１０は、第１配置ゾーンＺ１に隣接して第２配置ゾーンＺ２を設定する。図２では、第１配置ゾーンＺ１の－Ｘ方向（図中の左方向）に隣接して第２配置ゾーンＺ２を設定する。第３配置ゾーンＺ３以降については、２以上の整数ｎ（ｎ≧２）について、第（ｎ＋１）配置ゾーンＺ（ｎ＋１）は、第１から第（ｎ－１）番目までの配置ゾーンＺ１～Ｚ（ｎ－１）を第ｎ番目の配置ゾーンＺｎと第（ｎ＋１）番目の配置ゾーンＺ（ｎ＋１）とが挟むように設定される。

　言い換えると、配置ゾーンＺは、第１配置ゾーンＺ１を第２配置ゾーンＺ２と第３配置ゾーンＺ３とで挟むように設定し、第１，２配置ゾーンＺ１，Ｚ２を第３配置ゾーンＺ３と第４配置ゾーンＺ４とで挟むように設定し、第４配置ゾーンＺ４以降も第ｎ配置ゾーンＺｎと第（ｎ＋１）配置ゾーンＺ（ｎ＋１）とで第１配置ゾーンＺ１～第（ｎ－１）配置ゾーンＺ（ｎ－１）を挟むように設定する。第２配置ゾーンＺ２は第１配置ゾーンＺ１に対して図２の紙面視左側に位置し、第３配置ゾーンＺ３は第１配置ゾーンＺ１に対して図２の紙面視右側に位置する。第４配置ゾーンＺ４は第１配置ゾーンＺ１に対して図２の紙面視左側に位置し、第５配置ゾーンＺ５は第１配置ゾーンＺ１に対して図２の紙面視右側に位置する。制御装置１０は、方向Ｘにおける配置ゾーンＺの幅Ｗを、方向Ｘにおける造形する三次元形状物Ｓの長さに合わせて変更する。

　次に、図３に示されるように、制御装置１０は、造形する三次元形状物Ｓのデータを取得すると、該データを仮想的な造形コンテナＣに入力する。造形コンテナＣでは、入力された三次元形状物Ｓを回転及び整列させる。造形コンテナＣは、造形する三次元形状物Ｓを整列させるプログラムである。すなわち、造形コンテナＣでは、造形する三次元形状物Ｓを仮想直方体として外形寸法を求め、三次元形状物Ｓの仮想直方体の外形寸法のうち最も長い辺を高さＨとする。また、造形コンテナＣでは、三次元形状物Ｓの仮想直方体の外形寸法の高さＨ以外の長い方の辺を奥行きＤとして、三次元形状物Ｓの仮想直方体の外形寸法の高さ以外の短い方の辺を幅Ｌとする。造形コンテナＣ内で処理された三次元形状物は、仮想直方体の外形寸法の高さＨが高い順であって、奥行きＤと幅Ｌとの向きが揃った状態で整列されている。制御装置１０は、造形コンテナＣに入力した三次元形状物Ｓのデータを造形コンテナＣから出力する。

　次に、図４に示されるように、各配置ゾーンＺには、造形する三次元形状物Ｓが高さＨに基づいて方向Ｙに沿って配置される。このとき、三次元形状物Ｓは、三次元形状物Ｓの幅Ｌの中央が各配置ゾーンＺのＸ方向における幅Ｗの中央に一致するように配置される。すなわち、制御装置１０は、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を方向Ｙの中央に配置する。また、制御装置１０は、３個以上の三次元形状物Ｓが配置される各配置ゾーンＺでは、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物Ｓ（ｎ＋１）を、第１から第（ｎ－１）番目までの高さを有する三次元形状物Ｓ１～Ｓ（ｎ－１）を第ｎ番目の高さを有する三次元形状物Ｓｎと第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物Ｓ（ｎ＋１）とが挟むように配置する。

　すなわち、制御装置１０は、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を第２番目に高い三次元形状物Ｓ２と第３番目に高い三次元形状物Ｓ３とで挟んで配置し、第１，２番目に高い三次元形状物Ｓ１，Ｓ２を第３番目に高い三次元形状物Ｓ３と第４番目に高い三次元形状物Ｓ４とで挟んで配置し、第４番目以降に高い三次元形状物Ｓ４～も第ｎ番目に高い三次元形状物Ｓｎと第（ｎ＋１）番目に高い三次元形状物Ｓ（ｎ＋１）とで第１番目に高い三次元形状物Ｓ１～第（ｎ－１）番目に高い三次元形状物Ｓ（ｎ－１）を挟むように配置する。第４番目に高い三次元形状物Ｓ４は第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙの手前側に位置し、第５番目に高い三次元形状物Ｓ５は第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙにおける奥側に位置する。制御装置１０は、三次元形状物Ｓの奥行きＤを方向Ｙの長さに設定する。このため、配置ゾーンＺの幅Ｗが無駄に拡がることを抑制できる。なお、三次元形状物Ｓを配置ゾーンＺに配置する際には、三次元形状物Ｓ同士の干渉を考慮して、三次元形状物Ｓが配置ゾーンＺの境界線Ｂから数ｍｍ離して配置される。

　また、制御装置１０は、造形範囲Ａに１組の三次元形状物Ｓを配置する際、第１配置ゾーンＺ１から順に、高さの高い順に三次元形状物Ｓを配置する。制御装置１０は、第１配置ゾーンＺ１に三次元形状物Ｓを配置するだけの領域が残っていない場合、未配置の三次元形状物Ｓについて、第２配置ゾーンＺ２に高さの高い順に三次元形状物Ｓを配置する。そして、制御装置１０は、三次元形状物Ｓを複数の配置ゾーンＺのうち第１配置ゾーンＺ１から順に、第２配置ゾーンＺ２、第３配置ゾーンＺ３、第４配置ゾーンＺ４以降の順に配置する。なお、配置ゾーンＺへの三次元形状物Ｓの配置は、造形コンテナＣ内に三次元形状物Ｓが存在しなくなった時点で終了する。

　次に、図５を参照して、制御装置１０の自動配置の処理について説明する。
　まず、制御装置１０は、情報を読み込む（ステップＳ１）。すなわち、制御装置１０は、昇降テーブル１５の寸法、液槽１１の造形許容寸法、リコータ１７の移動方向Ｘ等の情報を図示しない入力装置や記憶装置から読み込む。制御装置１０は、これらの情報に基づいて造形範囲Ａと造形可能な空間とを把握する。

　次に、制御装置１０は、造形する三次元形状物Ｓの外形寸法を取得する（ステップＳ２）。すなわち、制御装置１０は、制御装置１０に対し入力される造形する三次元形状物ＳのＣＡＤデータ等から、外形寸法を取得する。

　次に、制御装置１０は、三次元形状物Ｓの仮想直方体の外形寸法を算出する（ステップＳ３）。制御装置１０は、三次元形状物Ｓがぎりぎり収容される直方体を仮想して、この仮想直方体の外形寸法を算出する。このため、三次元形状物Ｓが複雑な外形を有する場合であっても、三次元形状物Ｓに対応する仮想直方体を算出することによって、直方体の各辺の長さに基づき直方体を並び替えて自動配置することができる。

　次に、制御装置１０は、全三次元形状物Ｓを造形範囲Ａに配置できるか否かを判断する（ステップＳ４）。詳細には、制御装置１０は、造形する三次元形状物Ｓの仮想直方体の底面の面積の和が造形範囲Ａの面積よりも小さいか否かを判断する。制御装置１０は、造形する三次元形状物Ｓの仮想直方体の底面の面積の和が造形範囲Ａの面積よりも大きい場合、全三次元形状物Ｓを造形範囲Ａに配置できないと判断し（ステップＳ４：ＮＯ）、自動配置を終了する。

　一方、制御装置１０は、造形する三次元形状物Ｓの仮想直方体の底面の面積の和が造形範囲Ａの面積よりも小さい場合、全三次元形状物Ｓを造形範囲Ａに配置できると判断し（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に移行する。

　ステップＳ５において、制御装置１０は、全三次元形状物Ｓを造形コンテナＣに入力する。すなわち、制御装置１０は、造形する三次元形状物Ｓの外形寸法を造形コンテナＣに取り込む。ここでは、制御装置１０は、仮想直方体の外形寸法を造形コンテナＣに取り込む。

　制御装置１０は、造形コンテナＣにおいて、全三次元形状物Ｓを回転させる（ステップＳ６）。すなわち、制御装置１０は、全三次元形状物Ｓの仮想直方体の外形寸法の高さＨ以外の長い方の辺が奥行きＤの方向に沿うように全三次元形状物を回転させる。

　制御装置１０は、造形コンテナＣにおいて、全三次元形状物Ｓを高さＨの高い順に整列させる（ステップＳ７）。すなわち、制御装置１０は、全三次元形状物Ｓの仮想直方体の高さＨの高い順に全三次元形状物Ｓを整列させる。

　次に、制御装置１０は、造形範囲Ａに配置ゾーンＺを構築する（ステップＳ８）。すなわち、制御装置１０は、造形範囲Ａに方向Ｙと平行な境界線Ｂを設定して、造形範囲Ａに方向Ｘに互いに隣接する配置ゾーンＺを設定する。配置ゾーンＺの幅Ｗは、配置ゾーンＺ内に配置される三次元形状物Ｓの幅Ｌに合わせて変更される。

　第１配置ゾーンＺ１は、方向Ｘにおける中央を含む位置に設定される。第２配置ゾーンＺ２及び第３配置ゾーンＺ３は、第１配置ゾーンＺ１を挟んで設定される。第４配置ゾーンＺ４及び第５配置ゾーンＺ５は、同様に第１～３配置ゾーンＺ１～Ｚ３を挟んで設定される（図２を参照）。なお、第２配置ゾーンＺ２以降は、配置する三次元形状物が存在する場合に設定される。

　次に、各配置ゾーンＺにおいて、制御装置１０は、造形コンテナＣから造形する三次元形状物Ｓを高さＨの高い順に配置する（ステップＳ９）。すなわち、制御装置１０は、造形コンテナＣから三次元形状物Ｓの奥行きＤを方向Ｙとして、三次元形状物Ｓの高さＨの高い順に第１配置ゾーンＺ１に配置する。

　次に、制御装置１０は、造形コンテナＣに三次元形状物Ｓが存在するか否かを判断する（ステップＳ１０）。すなわち、制御装置１０は、配置すべき三次元形状物Ｓが造形コンテナＣに残っていないかを確認する。そして、制御装置１０は、配置すべき三次元形状物が造形コンテナＣに残っていない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）には、配置を完了する。

　一方、配置すべき三次元形状物Ｓが造形コンテナＣに残っている場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、これは、第１配置ゾーンＺ１に三次元形状物Ｓが入りきらなかったことを意味している。したがって、制御装置１０は、配置すべき三次元形状物Ｓが造形コンテナＣに残っている場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ８の処理に移行する。すなわち、制御装置１０は、第１配置ゾーンＺ１に入りきらなかった三次元形状物Ｓを配置するために、第１配置ゾーンＺ１に続いて第２配置ゾーンＺ２を設定する（ステップＳ８）。そして、制御装置１０は、配置が完了するまで、ステップＳ８～Ｓ１０を繰り返す。

　なお、制御装置１０は、ステップＳ１０において、三次元形状物Ｓが造形コンテナＣに残っていた場合であっても、造形範囲Ａに配置することができないとき、すなわち、造形範囲Ａに適切な配置ゾーンを設定できなかったときには、その旨を表示して、配置を完了する。

　よって、造形される三次元形状物Ｓは、造形範囲Ａの方向Ｙ及び方向Ｘにおける中央を中心から高さＨの高い順に方向Ｙに延びる配置ゾーンＺ内に並んで配置され、造形する三次元形状物Ｓが多い場合には方向Ｘに沿って配置ゾーンＺ毎に配置される。

　図６に示されるように、造形範囲Ａに配置された三次元形状物Ｓの高さＨは、方向Ｘにおいて中央が最も高く、中央から遠ざかるほど低くなっている。このため、三次元形状物Ｓの造形が進行して造形物の高さＨが高くなるほど、方向Ｘにおける中央近辺のみを造形すればよい。ここで、造形物を固化させる光はレーザ１２からスキャナ１３を通り、スキャナ１３によって導かれる。このとき、スキャナ１３から離れると、光が垂直には当たらないため、精度が若干落ちる。また、図示しない焦点調整装置などを用いることによって補正を行うこともあるが、精度の落ちる要因となる。このため、造形範囲Ａの中央に三次元形状物Ｓをできる限り配置することによって、三次元形状物Ｓを更に精度よく造形することができる。一般に造形範囲Ａの中央上部にスキャナ１３が位置しているものが多いが、スキャナ１３が中央より離れている際にはスキャナ１３の下に第１配置ゾーンＺ１を設定するのが好ましい。

　図７に示されるように、造形範囲Ａに配置された三次元形状物Ｓの高さＨは、方向Ｙにおいて中央が最も高く、中央から遠ざかるほど低くなっている。このため、三次元形状物Ｓを造形して高さＨが高くなるほど、方向Ｙにおける中央近辺のみを造形すればよい。

　よって、制御装置１０は、造形範囲Ａに三次元形状物Ｓが配置された配置データに基づいて造形物を造形する。このとき、造形物の高さＨが高くなるほど、方向Ｘ及び方向Ｙにおける中央近辺のみを造形すればよいので、造形時の光線の照射範囲を絞ることができ、三次元形状物Ｓを効率良く造形できる。

　以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
　（１）方向Ｙに沿う境界線Ｂによって区画される複数の配置ゾーンＺを設定し、複数の配置ゾーンＺのうち第１配置ゾーンＺ１から順に、配置ゾーンＺ内に同時に造形する三次元形状物Ｓを高さＨの高い順に配置する。このため、第１配置ゾーンＺ１から順に高さＨによって配置すればよいので、複数の三次元形状物Ｓを一度に造形する際に、複数の三次元形状物Ｓを造形範囲Ａに自動で効率良く配置できる。また、昇降テーブル１５上の造形範囲Ａの全面を三次元形状物Ｓが埋めない場合には、昇降テーブル１５上の造形範囲Ａに対して配置ゾーンＺを絞ることができ、配置ゾーンＺ内において高さＨの高い造形物を偏らせることができる。このため、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物を効率良く造形できる。

　（２）第１配置ゾーンＺ１を挟んで両側に複数の配置ゾーンＺを設定した。このため、昇降テーブル１５上の造形範囲Ａの全面を三次元形状物Ｓが埋めない場合には、昇降テーブル１５上の造形範囲Ａのうち第１配置ゾーンＺ１を中心とする範囲に光線の照射範囲を絞ることができる。よって、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物Ｓを効率良く造形できる。

　（３）方向Ｘにおける中央を含む位置に第１配置ゾーンＺ１を設定する。このため、昇降テーブル１５上の造形範囲Ａの全面を三次元形状物Ｓが埋めない場合には、昇降テーブル１５上の造形範囲Ａのうち方向Ｘにおける中央近傍に光線の照射範囲を絞ることができる。よって、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物Ｓを効率良く造形できる。

　（４）第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を方向Ｙにおける中央に配置し、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を挟んで両側に各三次元形状物を設定した。このため、各配置ゾーンＺの中央に高い三次元形状物Ｓが配置されるので、昇降テーブル１５上の造形範囲Ａのうち方向Ｙにおける中央に光線の照射範囲を絞ることができる。よって、光線の照射範囲を極力減らして、三次元形状物を効率良く造形できる。

　（５）三次元形状物Ｓの高さＨ以外のうち長い方を方向Ｙにおける長さに設定する。このため、配置ゾーンＺの方向Ｘにおける長さが造形物の長さによって無駄に拡がることを抑制できる。

　（６）三次元形状物Ｓの方向Ｘにおける奥行きＤに合わせて配置ゾーンＺの方向Ｘの幅が設定される。このため、配置ゾーンＺの方向Ｘの幅が三次元形状物Ｓに合わせて的確に設定されるため、効率良く配置される。

　（７）三次元形状物Ｓを仮想直方体として外形寸法を求めるので、三次元形状物Ｓが複雑な形状であった際に、高さＨ、奥行きＤ、幅Ｌを容易に得ることができる。
　（第２の実施形態）
　以下、図８～図１１を参照して、光造形方法の第２の実施形態について説明する。この実施形態の光造形方法は、１個の配置ゾーンＺに三次元形状物Ｓを配置した後に、配置ゾーンＺ内の空き領域に対して未配置の三次元形状物Ｓのうち配置できるものを配置する点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

　図８に示されるように、第１配置ゾーンＺ１には、造形する三次元形状物Ｓが高さＨに基づいて方向Ｙに沿って配置される。すなわち、制御装置１０は、第１の実施形態と同様に、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を方向Ｙにおける中央に配置する。また、制御装置１０は、第２番目以降に高い三次元形状物Ｓ２～を２の倍数である第ｎ番目に高い三次元形状物Ｓｎと第（ｎ＋１）番目に高い三次元形状物Ｓ（ｎ＋１）とで第１番目に高い三次元形状物Ｓ１～第（ｎ－１）番目に高い三次元形状物Ｓ（ｎ－１）を挟むように配置する。第１配置ゾーンＺ１には、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１～第５番目に高い三次元形状物Ｓ５までが配置されている。制御装置１０は、三次元形状物Ｓの奥行きＤを方向Ｙにおける長さに設定する。上記の配置を１回目の三次元形状物Ｓの配置とする。

　続いて、図９（ａ）に示されるように、第１配置ゾーンＺ１には、三次元形状物Ｓが配置されていない空き領域が存在している。空き領域をドットで示している。例えば、３番目に高い三次元形状物Ｓ３のＸ方向両側（左右両側）には空き領域が存在している。

　図９（ｂ）に示されるように、上記の１回目の三次元形状物Ｓの配置の完了後、未配置の三次元形状物Ｓのうち第１配置ゾーンＺ１の空き領域に配置できる三次元形状物Ｓを配置している。すなわち、第３番目に高い三次元形状物Ｓ３のＸ方向における左側の空き領域には、第８番目に高い三次元形状物Ｓ８及び第９番目に高い三次元形状物Ｓ９が配置されている。また、第３番目に高い三次元形状物Ｓ３のＸ方向における右側の空き領域には、第１０番目に高い三次元形状物Ｓ１０及び第１１番目に高い三次元形状物Ｓ１１が配置されている。なお、まだ配置していない三次元形状物Ｓのうち高い順に、配置ゾーンＺの空き領域に対して配置が可能か否かを確認している。このため、第６番目に高い三次元形状物Ｓ６及び第７番目に高い三次元形状物Ｓ７は、第１配置ゾーンＺ１の空き領域に配置できないので配置せずに残っている。

　そして、制御装置１０は、第１配置ゾーンＺ１の空き領域に配置できる三次元形状物Ｓがなくなると、同様に、第２配置ゾーンＺ２、第３配置ゾーンＺ３、第４配置ゾーンＺ４以降の順に配置していない三次元形状物Ｓを配置する。なお、配置ゾーンＺへの三次元形状物Ｓの配置は、造形コンテナＣ内に三次元形状物Ｓが存在しなくなった時点で終了する。

　次に、図１０を参照して、制御装置１０の自動配置の処理について説明する。
　図１０に示されるように、制御装置１０は、ステップＳ９まで第１の実施形態と同様に処理する。すなわち、制御装置１０は、造形コンテナＣから三次元形状物Ｓの奥行きＤを方向Ｙとして、三次元形状物Ｓの高さＨの高い順に第１配置ゾーンＺ１に配置する（図８参照）。

　続いて、制御装置１０は、高さＨの高い順に三次元形状物Ｓが配置された配置ゾーンＺの空き領域に三次元形状物Ｓを配置する（ステップＳ１１）。すなわち、制御装置１０は、造形コンテナＣに残っている三次元形状物Ｓを高さＨの高い順に、配置ゾーンＺの空き領域に三次元形状物Ｓが配置できるか否かを確認して、配置できるものを配置する（図９参照）。ここで、配置ゾーンＺの空き領域に三次元形状物Ｓが配置できるか否かは、空き領域のＸ方向の幅の最大値と、配置していない三次元形状物Ｓの幅Ｌとを比較することで確認する。なお、空き領域のＸ方向の幅の最大値は、三次元形状物Ｓを配置する毎に更新する。

　次に、制御装置１０は、造形コンテナＣに三次元形状物Ｓが存在するか否かを判断する（ステップＳ１２）。すなわち、制御装置１０は、配置すべき三次元形状物Ｓが造形コンテナＣに残っていないかを確認する。そして、制御装置１０は、配置すべき三次元形状物が造形コンテナＣに残っていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）には、配置を完了する。なお、制御装置１０は、ステップＳ１２において、三次元形状物Ｓが造形コンテナＣに残っていた場合であっても、造形範囲Ａに配置することができないとき（ステップＳ１２：ＮＯ）には、その旨を表示して、配置を終了する。

　一方、制御装置１０は、配置すべき三次元形状物Ｓが造形コンテナＣに残っている場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）には、第１配置ゾーンＺ１に三次元形状物Ｓが入りきらなかったということなので、ステップＳ８の処理に移行する。すなわち、制御装置１０は、第１配置ゾーンＺ１に入りきらなかった三次元形状物Ｓを配置するために、第１配置ゾーンＺ１に続いて第２配置ゾーンＺ２を設定する（ステップＳ８）。そして、制御装置１０は、配置が完了するまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１２を繰り返す。

　よって、造形される三次元形状物Ｓは、造形範囲Ａの方向Ｙ及び方向Ｘにおける中央を中心から高さＨの高い順に方向Ｙに延びる配置ゾーンＺ内に並んで配置される。また、三次元形状物Ｓが配置された配置ゾーンＺ内に空き領域が存在する場合には、配置できる三次元形状物Ｓを配置することで、できる限り第１配置ゾーンＺ１寄りに三次元形状物Ｓを配置することができる。　なお、図１１（ａ）に示されるように、造形コンテナＣに残っている三次元形状物Ｓを配置ゾーンＺの空き領域に配置する際に、既に配置した三次元形状物ＳをＸ方向において左側に寄せてから三次元形状物Ｓを配置してもよい。すなわち、第２番目に高い三次元形状物Ｓ２のＸ方向における右側には小さな空き領域が存在している。また、第３番目に高い三次元形状物Ｓ３のＸ方向における右側には大きな空き領域が存在している。

　図１１（ｂ）に示されるように、まだ配置していない三次元形状物Ｓのうち第１配置ゾーンＺ１の空き領域に配置できる三次元形状物Ｓを配置している。すなわち、第２番目に高い三次元形状物Ｓ２のＸ方向における右側の空き領域には、第８番目に高い三次元形状物Ｓ８が配置されている。また、第３番目に高い三次元形状物Ｓ３のＸ方向における右側の空き領域には、第７番目に高い三次元形状物Ｓ７、第９番目に高い三次元形状物Ｓ９、及び第１０番目に高い三次元形状物Ｓ１０が配置されている。なお、配置ゾーンＺの空き領域に対して高い順に配置が可能か否かを確認している。このため、第６番目に高い三次元形状物Ｓ６、第１１番目に高い三次元形状物Ｓ１１、及び第１２番目に高い三次元形状物Ｓ１２は、第１配置ゾーンＺ１の空き領域に配置できないので配置せずに残っている。

　このようにすれば、配置ゾーンＺ内のＸ方向において、空き領域がまとまることにより大きな三次元形状物Ｓを配置することが可能となる。このため、配置ゾーンＺの中央に三次元形状物Ｓを配置した状態で空き領域に三次元形状物Ｓを配置するよりも大きな三次元形状物Ｓを配置することができる。

　以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）～（７）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
　（８）三次元形状物Ｓが配置された配置ゾーンＺ内の空き領域に対して配置できる三次元形状物Ｓを高さＨの高い順に配置する。このため、配置ゾーンＺ内の空き領域を有効に利用して１つの配置ゾーンＺに多くの三次元形状物Ｓを配置することができる。

　（９）配置ゾーンＺに既に配置された三次元形状物Ｓを端に寄せた状態における空き領域に対して配置できる三次元形状物Ｓを高さＨの高い順に配置する。このため、既に配置した三次元形状物Ｓを端に寄せることで方向Ｘにおける空き領域を最大化することができ、より大きな三次元形状物Ｓを更に配置することができるようになる。

　なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
　・上記各実施形態において、小さい三次元形状物Ｓが複数存在する場合には、これらの三次元形状物Ｓをまとめて一つの三次元形状物Ｓとして配置ゾーンＺに配置してもよい。例えば、図１２に示されるように、第８～１３番目に高い三次元形状物Ｓ８～Ｓ１３を１つの三次元形状物Ｓ８’として配置ゾーンＺに配置する。このように、それらの三次元形状物を配置ゾーンＺ内にばらばらに配置するよりも１つの三次元形状物として処理することで、取り扱いが容易になる。

　・上記各実施形態において、三次元形状物Ｓの形状に応じて１８０度回転させてもよい。例えば、図１３に示されるように、三次元形状物Ｓａ，Ｓｂを第１配置ゾーンＺ１に配置したとする。これら三次元形状物Ｓａ，Ｓｂの上部は、方向Ｘにおいて異なる方向に偏っている。すなわち、三次元形状物Ｓａの上部は方向Ｘにおいて右側に位置し、三次元形状物Ｓｂの上部は方向Ｘにおいて左側に位置する。そこで、図１４に示されるように、三次元形状物ＳａをＸＹ平面において１８０度回転させることで、三次元形状物Ｓａ，Ｓｂの上部を方向Ｘにおいて左側に位置させることができる、すなわち、同じ方向に偏らせることができる。よって、造形の進捗によってリコータ１７のＸ方向における移動量を減少させることができるので、造形時間を短くできる。このＸＹ平面における１８０度の回転処理は、仮想直方体の形状を保ったまま行えるので、ステップＳ６で行っても、配置完了直前に行っても良い。

　・上記各実施形態では、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の配置ゾーンＺを、第１から第（ｎ－１）番目までの配置ゾーンＺ１～Ｚ（ｎ－１）を第ｎ番目の配置ゾーンＺｎと第（ｎ＋１）番目の配置ゾーンＺ（ｎ＋１）とが挟むように設定した。しかしながら、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の配置ゾーンＺを、造形範囲Ａにおいて配置ゾーンＺが設定されていない範囲のうち、方向Ｘにおける幅の広い方の範囲に設定してもよい。例えば、図１５に示すように、第４配置ゾーンＺ４を設定する際に、本来第２配置ゾーンＺ２の左側に第４配置ゾーンＺ４を設定する。しかしながら、第４配置ゾーンＺ４が造形範囲Ａに入らない場合、第３配置ゾーンＺ３の右側に第４配置ゾーンＺ４を設定してよい。なお、第４配置ゾーンＺ４を第２配置ゾーンＺ２の左側に設定するとともに、第１配置ゾーンＺ１～第４配置ゾーンＺ４が造形範囲Ａに入るように第１配置ゾーンＺ１を造形範囲Ａの方向Ｘの中央から右側にずらしてもよい、すなわち、第１配置ゾーンＺ１～第４配置ゾーンＺ４を造形範囲ＡのＸ方向の右側にずらしてもよい。

　・また、図１６に示すように、第１配置ゾーンＺ１～第３配置ゾーンＺ３が造形範囲Ａに設定された状態で、第４配置ゾーンＺ４～第６配置ゾーンＺ６を設定する際を説明する。第４配置ゾーンＺ４を設定する際には、第２配置ゾーンＺ２の左端から造形範囲Ａの境界線までの幅Ｘ１と第３配置ゾーンＺ３の右端から造形範囲Ａの境界線までの幅Ｘ２とを比較して広い方である第３配置ゾーンＺ３の右側に設定する。第５配置ゾーンＺ５を設定する際には、第２配置ゾーンＺ２の左端から造形範囲Ａの境界線までの幅Ｘ１と第４配置ゾーンＺ４の右端から造形範囲Ａの境界線までの幅Ｘ３とを比較して広い方である第４配置ゾーンＺ４の右側に設定する。第６配置ゾーンＺ６を設定する際には、第２配置ゾーンＺ２の左端から造形範囲Ａの境界線までの幅Ｘ１と第５配置ゾーンＺ５の右端から造形範囲Ａの境界線までの幅Ｘ４とを比較して広い方である第２配置ゾーンＺ２の左側に設定する。このように設定することで、造形範囲Ａにより多くの配置ゾーンＺを設定することができる。

　・上記各実施形態では、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物Ｓｎを、第１から第（ｎ－１）番目までの高さを有する三次元形状物Ｓ１～Ｓ（ｎ－１）を第ｎ番目の高さを有する三次元形状物Ｓｎと第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物Ｓ（ｎ＋１）とが挟むように配置した。しかしながら、２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物Ｓ（ｎ＋１）を、配置ゾーンＺにおいて三次元形状物Ｓが配置されていない区域のうち、方向Ｙにおける幅の広い方の区域に配置する。。例えば、図１７に示されるように、第１番目～第３番目に高い三次元形状物Ｓ１～Ｓ３を第１配置ゾーンＺ１に配置した状態で、第４番目に高い三次元形状物Ｓ４を配置する際に、本来第２番目に高い三次元形状物Ｓ２の方向Ｙの上側に配置する。しかしながら、第２番目に高い三次元形状物Ｓ２が第１配置ゾーンＺ１に入らないので、第３番目に高い三次元形状物Ｓ３の下側に第４番目に高い三次元形状物Ｓ４を配置する。このように配置することで、配置ゾーンＺにより多くの三次元形状物Ｓを配置することができる。

　・上記各実施形態では、配置ゾーンＺの方向Ｙの中央部分に第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を配置して、その両側に順番に三次元形状物Ｓで挟むように配置したが配置ゾーンＺ内の方向Ｙにおける面積が足りず配置することができないことがある。このような場合には、三次元形状物Ｓが入るならば、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を方向Ｙにおいてずらしてもよい。例えば、図１８に示されるように、第１配置ゾーンＺ１に第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を配置し、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１の方向Ｙの上側に第２番目に高い三次元形状物Ｓ２を配置し、さらに第２番目に高い三次元形状物Ｓ２の方向Ｙの上側に第４番目に高い三次元形状物Ｓ４を配置する。第１番目に高い三次元形状物Ｓ１の方向Ｙの下側に第３番目に高い三次元形状物Ｓ３を配置し、さらに第３番目に高い三次元形状物Ｓ３の方向Ｙの下側に第５番目に高い三次元形状物Ｓ５を配置する。第１番目に高い三次元形状物Ｓ１を第１配置ゾーンＺ１の方向Ｙの中央よりも下側にずらすことで、第１番目～第５番目に高い三次元形状物Ｓ１～Ｓ５が第１配置ゾーンＺ１内に入っている。

　・上記各実施形態では、配置ゾーンＺの幅を三次元形状物Ｓの幅Ｌに合わせて変更したが、三次元形状物Ｓの大きさがある程度把握できるならば、配置ゾーンＺの幅を予め設定しておいてもよい。

　・上記各実施形態では、造形コンテナＣにおいて、回転と整列とを行ったが、回転を省略して、整列のみ行ってもよい。このようにすれば、少なくても高さＨによって三次元形状物Ｓを効率良く造形できる。

　・上記各実施形態では、第２配置ゾーンＺ２と第４配置ゾーンＺ４とを第１配置ゾーンＺ１に対して図２の紙面上左側に位置し、第３配置ゾーンＺ３と第５配置ゾーンＺ５とを第１配置ゾーンＺ１に対して図２の紙面視右側に位置した。しかしながら、各配置ゾーンＺの第ｎ配置ゾーンＺｎと第（ｎ＋１）配置ゾーンＺ（ｎ＋１）とは、第１配置ゾーンＺ１に対しての左右いずれか一方に位置すればよい。例えば、図１９に示されるように、第２配置ゾーンＺ２は第１配置ゾーンＺ１に対して図１９の右側に位置し、第３配置ゾーンＺ３は第１配置ゾーンＺ１に対して図１９の紙面視左側に位置する。第４配置ゾーンＺ４は第１配置ゾーンＺ１に対して図１９の紙面視左側に位置し、第５配置ゾーンＺ５は第１配置ゾーンＺ１に対して図１９の紙面視右側に位置する。

　・上記各実施形態では、第２番目に高い三次元形状物Ｓ２と第４番目に高い三次元形状物Ｓ４とは第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙにおける手前側に位置する。また、第３番目に高い三次元形状物Ｓ３と第５番目に高い三次元形状物Ｓ５は第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙにおける奥側に位置する。しかしながら、第ｎ番目に高い三次元形状物Ｓｎと第（ｎ＋１）番目に高い三次元形状物Ｓ（ｎ＋１）とは、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して手前か奥かのいずれか一方に位置すればよい。例えば、図１９に示されるように、第２番目に高い三次元形状物Ｓ２は第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙにおける奥側に位置する。また、第３番目に高い三次元形状物Ｓ３は第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙにおける手前側に位置する。第４番目に高い三次元形状物Ｓ４とは第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙにおける手前側に位置する。また、第５番目に高い三次元形状物Ｓ５は第１番目に高い三次元形状物Ｓ１に対して方向Ｙにおける奥側に位置する。

　・上記各実施形態では、第１配置ゾーンＺ１を第２配置ゾーンＺ２と第３配置ゾーンＺ３とで挟むように設定し、第４配置ゾーンＺ４以降も２の倍数である第ｎ配置ゾーンＺｎと第（ｎ＋１）配置ゾーンＺ（ｎ＋１）とで第１配置ゾーンＺ１～第（ｎ－１）配置ゾーンＺ（ｎ－１）を挟むように設定した。しかしながら、一般に造形範囲Ａの中央上部にスキャナ１３が位置しているものが多いが、スキャナ１３が端にある際にはスキャナ１３の下に第１番目の配置ゾーンＺを設定してもよい。すなわち、第１配置ゾーンＺ１を造形範囲Ａの端に設定し、第１配置ゾーンＺ１から順に設定してもよい。例えば、図２０に示されるように、造形範囲Ａの図２０の紙面視左側の端に第１配置ゾーンＺ１を設定し、第２配置ゾーンＺ２以降を順に設定する。このため、第１配置ゾーンＺ１が中央に設定されて、その両側を挟むように配置ゾーンＺを設定するよりも容易に配置できる。特に、造形範囲Ａを小さく設定した場合には光硬化性材料に照射された光線の照射形状が楕円形に変化する変化量が小さいので有効である。

　・上記各実施形態では、造形範囲Ａの方向Ｘにおける中央に最も高い三次元形状物Ｓが配置されるように配置した。しかしながら、造形範囲Ａの方向Ｘにおける中央からずらしてもよい。

　・上記各実施形態では、造形範囲Ａの方向Ｙにおける中央に最も高い三次元形状物Ｓが配置されるように配置した。しかしながら、配置ゾーンＺのいずれか一端から高さＨの高い順に並べてもよい。例えば、図２１に示されるように、配置ゾーンＺ１の方向Ｘにおける奥側の端から高さＨの高い順に三次元形状物Ｓを並べて配置する。なお、配置ゾーンＺ１の方向Ｘにおける手前側の端から高さＨの高い順に三次元形状物Ｓを配置してもよい。このため、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１が配置ゾーンＺの中央に配置されて、第１番目に高い三次元形状物Ｓ１の両側を挟むように三次元形状物Ｓを配置するよりも容易に配置できる。特に、造形範囲Ａを小さく設定した場合には光硬化性材料に照射された光線の照射形状が楕円形に変化する変化量が小さいので有効である。

　・また、図２２に示されるように、造形範囲Ａの図２２の紙面視左側の端に第１配置ゾーンＺ１を設定し、第２配置ゾーンＺ２以降を順に設定し、配置ゾーンＺ１の方向Ｘにおける奥側の端から高さＨの高い順に三次元形状物Ｓを並べて配置してもよい。これにより、リコータ１７の動作範囲が小さくなり、造形にかかる時間を短くできる。

　・上記各実施形態では、ステップＳ３において、造形する三次元形状物Ｓを仮想直方体として外形寸法を求めた。しかしながら、仮想直方体を用いずに、三次元形状物Ｓの外形寸法によって、回転と整列とを行ってもよい。

　・上記各実施形態において、ステップＳ６の三次元形状物Ｓの回転と、ステップＳ７の三次元形状物の整列との処理順序を逆にしてもよく、同時にしてもよい。
　・上記実施形態では、三次元形状物Ｓの回転と整列とを行う造形コンテナＣを設定したが、造形コンテナＣを排除して、配置処理の中で、三次元形状物Ｓの回転と整列を行ってもよい。

　・上記各実施形態では、配置ゾーンＺに三次元形状物Ｓが入りきらなかった場合に次の配置ゾーンＺを構築した（ステップＳ８）が、予め配置ゾーンＺを構築しておいて、配置された三次元形状物Ｓの幅Ｌに合わせて配置ゾーンＺの幅Ｗを変更してもよい。

　・上記各実施形態では、三次元形状物Ｓ同士の干渉を考慮して、三次元形状物Ｓを配置ゾーンＺの境界線Ｂから数ｍｍ離して配置した。すなわち、配置ゾーンＺの境界線Ｂから内側に数ｍｍ以内の範囲には、三次元形状物Ｓを配置しなかった。しかしながら、三次元形状物Ｓの周囲に予め数ｍｍの空間を付け加えても良い。

　・上記各実施形態では、造形する三次元形状物Ｓの自動配置を光造形装置の制御装置１０にて行ったが、光造形装置の外部において造形する三次元形状物Ｓの自動配置を行って、その結果を光造形装置の制御装置１０に入力してもよい。

　次に、上記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
　（イ）請求項１～６に記載の光造形方法において、前記三次元形状物を仮想直方体として外形寸法を求めることを特徴とする光造形方法。

　上記方法によれば、三次元形状物を仮想直方体として外形寸法を求めるので、三次元形状物が複雑な形状であった際に、高さ、奥行き、幅を容易に得ることができる。

　１０…制御装置、１１…液槽、１２…レーザ、１３…スキャナ、１５…昇降テーブル、１６…テーブル駆動装置、１７…リコータ、１８…リコータ駆動装置、Ａ…造形範囲、Ｂ…境界線、Ｃ…造形コンテナ、Ｄ…奥行き、Ｈ…高さ、Ｌ…幅、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、Ｓ４，Ｓ５…三次元形状物、Ｗ…幅、Ｘ…移動方向、Ｙ…延出方向、Ｚ，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６，Ｚ７…配置ゾーン。

Claims (13)

1. 　硬化性材料に選択的に光線を照射して前記硬化性材料を硬化させることによって１組の三次元形状物に対応する造形物を昇降テーブル上の造形範囲に造形する光造形方法において、
   　前記造形範囲に前記１組の三次元形状物を制御装置によって配置し、
   　液面を整えるためのリコータの延出方向に沿う境界線によって区画される複数の配置区域を前記造形範囲に前記制御装置が設定し、
   　前記三次元形状物を高さの高い順に、かつ、前記複数の配置区域のうち第１番目の配置区域から順に、前記配置区域内に前記制御装置が配置する
   　ことを特徴とする光造形方法。
2. 　請求項１に記載の光造形方法において、
   　前記複数の配置区域は３個以上の配置区域であり、
   　２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の配置区域を、第１から第（ｎ－１）番目までの配置区域を第ｎ番目の配置区域と第（ｎ＋１）番目の配置区域とが挟むように設定する、
   　ことを特徴とする光造形方法。
3. 　請求項１に記載の光造形方法において、
   　前記複数の配置区域は３個以上の配置区域であり、各配置区域は別の配置区域に隣接して設定され、
   　２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の配置区域を、前記造形範囲において配置区域が設定されていない範囲のうち、前記リコータの移動方向における幅の広い方の範囲に設定する、
   　ことを特徴とする光造形方法。
4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の光造形方法において、
   　前記第１番目の配置区域は、前記リコータの移動方向における移動範囲の中央を含む、
   　ことを特徴とする光造形方法。
5. 　請求項１に記載の光造形方法において、
   　前記第１番目の配置区域は、前記造形範囲において前記リコータの移動方向における第１端に隣接するように設定され、２以上の整数ｎについて、第ｎ番目の配置区域は、第（ｎ－１）番目の配置区域に隣接するように設定される、
   　ことを特徴とする光造形方法。
6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の光造形方法において、
   　前記複数の配置区域のうち、３個以上の三次元形状物が配置される各配置区域では、
   　２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物を、第１から第（ｎ－１）番目までの高さを有する三次元形状物を第ｎ番目の高さを有する三次元形状物と第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物とが挟むように配置する、
   　ことを特徴とする光造形方法。
7. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の光造形方法において、
   　前記複数の配置区域のうち、３個以上の三次元形状物が配置される各配置区域では、
   　２以上の整数ｎについて、第（ｎ＋１）番目の高さを有する三次元形状物を、該配置区域において三次元形状物が配置されていない区域のうち、前記リコータの延出方向における幅の広い方の区域に配置する、
   　ことを特徴とする光造形方法。
8. 　請求項６又は７に記載の光造形方法において、
   　第１番目に高い前記三次元形状物は、前記配置区域における前記リコータの延出方向における前記リコータの幅の中央部分に配置される
   　ことを特徴とする光造形方法。
9. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の光造形方法において、
   　前記複数の配置区域のうち、２個以上の三次元形状物が配置される各配置区域では、
   　第１番目の高さを有する三次元形状物は、該配置区域において前記リコータの移動方向における第１端に隣接するように配置され、２以上の整数ｎについて、第ｎ番目の高さを有する三次元形状物は、第（ｎ－１）番目の高さを有する三次元形状物に隣接するように配置される、
   　ことを特徴とする光造形方法。
10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の光造形方法において、
    　各配置区域について、１回目の前記三次元形状物の配置の完了後、次の配置区域における前記三次元形状物の配置前に、前記三次元形状物が配置されていない空き領域に対し、未配置の前記三次元形状物のうち前記空き領域に配置できる前記三次元形状物を高さの高い順に配置する
    　ことを特徴とする光造形方法。
11. 　請求項１０に記載の光造形方法において、
    　各配置区域について、１回目の前記三次元形状物の配置の完了後、次の配置区域における前記三次元形状物の配置前に、既に配置された前記三次元形状物を前記リコータの移動方向における第１端に寄せて再配置し、次いで前記三次元形状物が配置されていない空き領域に対し、未配置の前記三次元形状物を高さの高い順に配置する
    　ことを特徴とする光造形方法。
12. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の光造形方法において、
    　前記三次元形状物の底面と平行であって直交する２方向を設定し、
    　前記三次元形状物の前記２方向における長さのうち長い方を前記リコータの延出方向の長さに設定する
    　ことを特徴とする光造形方法。
13. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の光造形方法において、
    　前記配置区域の前記リコータの移動方向の幅は、配置される前記三次元形状物の前記リコータの移動方向における長さに合わせて変更される
    　ことを特徴とする光造形方法。

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