(57)【要約】【課題】複数のジョブを組み合わせて１回の作製動作で複数種類の造形材料からなる立体物を複数作製可能な造形装置において、より効率的に複数のジョブを実行する。【解決手段】複数のジョブを組み合わせて１回の作製動作で複数の立体物を作製可能な造形装置において、立体物を作製するのに必要な各種類の造形材料の使用量をジョブごとに取得する第１取得手段と、各種類の造形材料の残量をそれぞれ取得する第２取得手段と、複数のジョブを受け付け、立体物を作製する際、前記第１取得手段により取得されたジョブごとの使用量、および、前記第２取得手段により取得された各種類の造形材料の残量に基づいて、１回の前記作製動作で必要な各種類の造形材料の量が、各種類の造形材料の残量以下となるジョブまたはジョブの組み合わせを前記複数のジョブのなかから選択する選択手段と、を備える。【選択図】図４
2018075747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体モデルの３次元形状データを含むジョブを受け付け、前記３次元形状データに基づいて、複数種類の造形材料を順次積層して立体物を作製する作製動作を行う造形装置であって、
複数のジョブを組み合わせて１回の前記作製動作で複数の立体物を作製可能な造形装置において、
立体物を作製するのに必要な各種類の造形材料の使用量をジョブごとに取得する第１取得手段と、
各種類の造形材料の残量をそれぞれ取得する第２取得手段と、
複数のジョブを受け付け、立体物を作製する際、前記第１取得手段により取得されたジョブごとの使用量、および、前記第２取得手段により取得された各種類の造形材料の残量に基づいて、１回の前記作製動作で必要な各種類の造形材料の量が、各種類の造形材料の残量以下となるジョブまたはジョブの組み合わせを前記複数のジョブのなかから選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする造形装置。
【請求項２】
前記選択手段は、１回の前記作製動作後の各種類の造形材料の残量の合計が最少となるジョブまたはジョブの組み合わせを選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
【請求項３】
前記残量の合計が最少となるジョブまたはジョブの組み合わせが複数存在する場合、前記選択手段は、各種類の造形材料の残量が均等となるジョブまたはジョブの組み合わせを選択する
ことを特徴とする請求項２に記載の造形装置。
【請求項４】
前記複数のジョブのなかの第１ジョブには、作製する立体物の内部領域を構成する造形材料の使用量を低減する低減化を許可するか否かの情報が含まれ、
前記第１取得手段は、前記第１ジョブに対して、前記低減化を行った場合に必要となる各種類の造形材料の使用量と、前記低減化を行わなかった場合に必要となる各種類の造形材料の使用量と、をそれぞれ取得し、
前記選択手段は、前記第１ジョブに対しては、前記低減化を許可する前記第１ジョブ、または、前記低減化を許可しない前記第１ジョブを選択の対象とする
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の造形装置。
【請求項５】
前記複数のジョブのなかの第２ジョブには、作製する立体物の内部領域を構成する造形材料の種類を、前記複数種類のうち他の種類に代える代替化を許可するか否かの情報が含まれ、
前記第１取得手段は、前記第２ジョブに対して、前記代替化を行った場合に必要となる各種類の造形材料の使用量と、前記代替化を行わなかった場合に必要となる各種類の造形材料の使用量と、をそれぞれ取得し、
前記選択手段は、前記第２ジョブに対しては、前記代替化を許可する前記第２ジョブ、または、前記代替化を許可しない前記第２ジョブを、選択の対象とする
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の造形装置。
【請求項６】
前記選択手段により選択されたジョブまたはジョブの組み合わせに関する情報（選択肢）を表示する表示手段を有する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の造形装置。
【請求項７】
前記表示手段に表示された情報に基づいて、１回の前記作製動作を行うジョブまたはジ
ョブの組み合わせを決定するユーザ操作を受け付ける受付手段を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の造形装置。
【請求項８】
前記複数種類の造形材料は、作製目的の３次元物体を構成するための構造材料と、前記構造材料で構成される作製中の３次元物体を支持するためのサポート材料とを含む
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の造形装置。
【請求項９】
立体モデルの３次元形状データを含むジョブを受け付け、前記３次元形状データに基づいて、複数種類の造形材料を順次積層して立体物を作製する作製動作を行う造形装置であって、
複数のジョブを組み合わせて１回の前記作製動作で複数の立体物を作製可能な造形装置による造形方法において、
立体物を作製するのに必要な各種類の造形材料の使用量を第１取得手段によりジョブごとに取得するステップと、
各種類の造形材料の残量を第２取得手段によりそれぞれ取得するステップと、
複数のジョブを受け付け、立体物を作製する際、前記第１取得手段により取得されたジョブごとの使用量、および、前記第２取得手段により取得された各種類の造形材料の残量に基づいて、１回の前記作製動作で必要な各種類の造形材料の量が、各種類の造形材料の残量以下となるジョブまたはジョブの組み合わせを前記複数のジョブのなかから選択するステップと、
を含むことを特徴とする造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形装置及び造形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、積層造形法を用いて、造形物を簡易的に作製することが行われている。積層造形法は、立体モデルの３次元形状データをスライスして複数のスライスデータを生成し、各スライスデータを基に造形材料を順次積層することによって３次元物体（立体物）を作製する造形方法である。このような積層造形法には、光造形法、粉末焼結法、シート堆積法、樹脂押し出し法、インクジェット方式、電子写真方式などがある。
特許文献１には、積層造形法を用いた立体印刷装置において、造形領域や造形材料の残量情報に基づいて、複数の印刷ジョブを組み合わせて同時に造形処理する技術が記載されている。この技術により、全ての印刷ジョブを実行するのに要する時間の最短化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８５６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くの積層造形法では、造形中の造形物を一定の場所に保持するために、造形物を構成する構造体を支持するサポート体が必要となる。このサポート体は造形中に構造体が変形することを防止するのが目的である。このサポート体は、構造体の造形中における、組み立て時に作用する重力や張力に耐えるために、十分な構造強度を維持する必要がある。特に、構造体が張り出したような部分（オーバーハング部）は、重力での変形を防止するために、サポート体が必要な領域として代表的なところである。
しかし、特許文献１に示される技術においては、構造体の構造材料とサポート体のサポート材料を一緒くたに造形材料として管理して印刷ジョブの組み合わせを決めている。このため、一方の材料のみ残量が無くなった場合、ユーザの所望通りに効率的にジョブを実行できるとは限らない。具体的には、構造材料とサポート材料それぞれの残量が無くなるタイミングは独立しており、各材料が無くなる都度、材料の補充というユーザによる作業が発生するため、効率性が低くなることが懸念される。
【０００５】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、複数のジョブを組み合わせて１回の作製動作で複数種類の造形材料からなる立体物を複数作製可能な造形装置において、より効率的に複数のジョブを実行することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様は、
立体モデルの３次元形状データを含むジョブを受け付け、前記３次元形状データに基づいて、複数種類の造形材料を順次積層して立体物を作製する作製動作を行う造形装置であって、
複数のジョブを組み合わせて１回の前記作製動作で複数の立体物を作製可能な造形装置において、
立体物を作製するのに必要な各種類の造形材料の使用量をジョブごとに取得する第１取得手段と、
各種類の造形材料の残量をそれぞれ取得する第２取得手段と、
複数のジョブを受け付け、立体物を作製する際、前記第１取得手段により取得されたジョブごとの使用量、および、前記第２取得手段により取得された各種類の造形材料の残量に基づいて、１回の前記作製動作で必要な各種類の造形材料の量が、各種類の造形材料の残量以下となるジョブまたはジョブの組み合わせを前記複数のジョブのなかから選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする造形装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２態様は、
立体モデルの３次元形状データを含むジョブを受け付け、前記３次元形状データに基づいて、複数種類の造形材料を順次積層して立体物を作製する作製動作を行う造形装置であって、
複数のジョブを組み合わせて１回の前記作製動作で複数の立体物を作製可能な造形装置による造形方法において、
立体物を作製するのに必要な各種類の造形材料の使用量を第１取得手段によりジョブごとに取得するステップと、
各種類の造形材料の残量を第２取得手段によりそれぞれ取得するステップと、
複数のジョブを受け付け、立体物を作製する際、前記第１取得手段により取得されたジョブごとの使用量、および、前記第２取得手段により取得された各種類の造形材料の残量に基づいて、１回の前記作製動作で必要な各種類の造形材料の量が、各種類の造形材料の残量以下となるジョブまたはジョブの組み合わせを前記複数のジョブのなかから選択するステップと、
を含むことを特徴とする造形方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のジョブを組み合わせて１回の作製動作で複数種類の造形材料からなる立体物を複数作製可能な造形装置において、より効率的に複数のジョブを実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の造形装置による造形物の造形方法を説明するための概略図
【図２】造形装置の動作制御を行うプログラムのソフトウェア構成例を示す図
【図３】ジョブ受信から造形までの一連の処理を示すフローチャート
【図４】第１の実施形態に係るジョブを選択する処理のフローチャート
【図５】第１の実施形態に係るジョブを選択する処理の結果の一例を示す図
【図６】第２の実施形態に係るジョブを選択する処理の結果の一例を示す図
【図７】第３の実施形態に係るジョブを選択する処理の結果の一例を示す図
【図８】第４の実施形態に係る表示部の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための形態を図面を参照して例示的に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている各部材の寸法、材質、形状、その相対配置など、各種制御の手順、制御パラメータ、目標値などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
本発明は、積層造形技術（ＡＭ技術）、すなわち、造形材料を２次元に配置して層状に積層することによって３次元物体（立体物）を作製する技術を採用した造形装置に関する。本発明に係る造形装置は、立体モデルの３次元形状データを含むジョブを受付け、前記３次元形状データに基づいて、複数種類の造形材料を順次積層して立体物を作製する作製動作を行う造形装置である。さらに本発明に係る造形装置は、複数のジョブを組み合わせて１回の前記作製動作（以下、１造形工程）で複数の立体物を（同時に）作製可能な造形装置である。
【００１１】
造形材料としては、作製する立体物の用途・機能・目的などに応じてさまざまな材料を選択することができる。本明細書では、造形目的の３次元物体を構成する材料を「構造材料」と呼び、構造材料で形成される部分を構造体と呼ぶ。作製途中の構造体を支持するためのサポート体（例えばオーバーハング部を下から支える構造）を構成する材料を「サポート材料」と呼ぶ。また両者を特に区別する必要がない場合には、単に「造形材料」という用語を用いる。構造材料としては、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）など、熱可塑性の樹脂を用いることができる。また、サポート材料としては、構造体からの除去を簡単にするため、熱可塑性と水溶性を有する材料を好ましく用いることができる。サポート材料としては、例えば、糖質、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）などを例示できる。
【００１２】
また、本明細書では、作製目的とする立体モデルの３次元形状データを積層方向に沿って複数層にスライスして得られるデジタルデータを「スライスデータ」と呼ぶ。スライスデータは、必要に応じて、サポート材料のデータなどの情報を付加して生成される。スライスデータに基づき造形材料で形成される層（１層分の画像）を「材料画像」と呼ぶ。「材料画像」は、用いる造形材料の種類に応じて、一又は複数の材料画像を組み合わせて形成される粒子の層である。
また、造形装置を用いて作製しようとする立体モデル（つまり造形装置に与えられる３次元形状データが表す３次元物体）を「造形対象物」と呼ぶ。また、造形装置で作製された（出力された）３次元物体（立体物）を「造形物」と呼ぶ。造形物がサポート体を含む場合において、サポート体を除いた部分が造形対象物を構成する「構造体」となる。
【００１３】
図１は、本実施形態の造形装置１００による造形物の造形方法を説明するための概略図である。本実施形態の造形装置１００では、電子写真プロセスを利用して造形材料からなる１層分の材料層を形成し、形成した材料層をステージ上に順次積層することで造形物を作製する。
以下に、本実施形態の造形装置１００の構成について説明する。
【００１４】
図１において、１０１ａは構造材料を収容する収容部、１０１ｂはサポート材料を収容する収容部、１０２は帯電性粉体、１０３は感光ドラム、１０４は粉体層搬送体、１０５は中間転写体、１０６はヒートロール、１０７はヒータを示す。また、１０８は材厚センサ、１０９は積層厚センサ、１１３はステージ、１１４は徐冷器、１１５は回収ブレードを示す。また、１１１は、中間転写体１０５に担持搬送される材料層であって、ステージ１１３上に積層される積層前の材料層を示し、１１０は、１層目の材料層がステージ１１３上に積層されることで形成された造形物を示している。また、１１２は、ステージ１１３上の造形物１１０に材料層１１１が積層されることで形成された造形物を示している。ここで本実施形態では、説明の便宜上、構造材料からなる帯電性粉体と、サポート材料からなる帯電性粉体それぞれを帯電性粉体１０２としている。帯電性粉体１０２は、熱塑性樹脂材料を粉砕して製造される。
【００１５】
以下に、積層工程について説明する。
まず、収容部１０１ａ，１０１ｂからそれぞれ帯電性粉体１０２が感光ドラム１０３に供給される。帯電性粉体１０２を構成する構造材料およびサポート材料は、スライスデータに基づいて配置され、感光ドラム１０３上で現像される。現像された帯電性粉体からなる像（以下、帯電性粉体像）は、粉体層搬送体１０４に転写される。その後、粉体層搬送体１０４から中間転写体１０５の所定の位置に帯電性粉体像を転写するために、粉体層搬送体１０４と中間転写体１０５は結合し同期動作を開始する。同期動作は、スライスデータに基づいて形成される、帯電性粉体像と同時に粉体層搬送体１０４に転写されるマーカ
をセンサで検出してその信号をトリガーとして行うことができる。また、粉体層搬送体１０４と中間転写体１０５のそれぞれの搬送速度と移動距離を計測し、時間タイミングを合わせることで、同期させることもできる。
【００１６】
帯電性粉体像が中間転写体１０５に転写されると、粉体層搬送体１０４と中間転写体１０５とは離間し独立動作に移行する。中間転写体１０５に転写された帯電性粉体像は、ヒートロール１０６を通過するときに加熱され溶融し加圧されることでシート状の材料層１１１となる。その後、材料層１１１は、ヒータ１０７が配置された積層位置に送られ、ヒータ１０７により加熱されながら、ステージ１１３上の造形物１１０の表面と、ヒータ１０７との間で挟まれることで、造形物１１０の表面に溶融接着しステージ１１３上に積層される。このようにして、材料層がステージ１１３上に順次積層されることで、造形物が作製される。
【００１７】
ここで、材厚センサ１０８は、材料層１１１の厚み（中間転写体１０５表面からの高さ）を測定する。材厚センサ１０８の測定結果に基づき、例えば構造材料を収容する収容部１０１ａおよびサポート材料を収容する収容部１０１ｂから供給される粉体の流量速度を加減することにより粒量を制御できる。
徐冷器１１４は、積層後に中間転写体１０５から材料層１１１を離型しやすくするためのものである。回収ブレード１１５は、中間転写体１０５上に残った材料を剥離回収するためのものである。積層厚センサ１０９は、複数の材料層が順次積層された造形物の厚さ（ステージ上の造形物の高さ）を測定する。測定結果に基づき構造材料を収容する収容部１０１ａおよびサポート材料を収容する収容部１０１ｂから供給される粉体の量を制御することもできる。
【００１８】
図１ではさらに、複数の材料層を順次積層する積層工程の３つの状態を示しており、状態（１）、（２）、（３）の順で遷移する。図１において状態（１）は、ステージ１１３上に材料層の一層目が積層され造形物１１０が形成された状態であり、二層目の材料層１１１を積層するために待機している状態を示している。
状態（２）は、材料層１１１と、ステージ１１３上の造形物１１０とが、ヒータ１０７の加熱により溶融接着している状態を示している。このとき、ステージ１１３は、状態（１）に対して、材厚センサ１０８の測定結果に基づき、材料層１１１と、ステージ１１３上の造形物１１０の各接着面が互いに一致する位置に移動する。
【００１９】
ヒートロール１０６は、２個のヒータ１０６ａ１，１０６ａ２と、ローラ１０６ｂを有する。ヒータ１０６ａ１、ローラ１０６ｂと、ヒータ１０６ａ２とは、中間転写体１０５の搬送面を挟んで設けられ、ヒータ１０６ａ１、ローラ１０６ｂと中間転写体１０５の搬送面の間には、帯電性粉体像を通過させるための所定の高さの隙間が設けられている。帯電性粉体像は、この隙間を移動することで圧延されてシート状の粉体である材料層１１１となる。ヒータ１０７は、必要に応じて帯電性粉体像を加熱しながら加圧可能に構成されているとよく、例えば、平面状ヒータが好ましい。ここで、帯電性粉体像を加圧する手段は、特に限定されるものではなく、ヒータとは別途、設けられていてもよい。例えば、中間転写体１０５に剛性素材を使用することで帯電性粉体像を加圧可能に構成してもよく、また、剛性素材を中間転写体１０５とヒータ１０７の間に固定配置することで、帯電性粉体像を加圧可能に構成してもよい。ヒータ１０７としては、セラミックヒータやＩＨ（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｈｅａｔｉｎｇ）ヒータ等を例示できる。
【００２０】
図１において状態（３）は、積層厚センサ１０９によりステージ１１３上の造形物１１２の高さを測定している状態を示している。ここで、材厚センサ１０８と積層厚センサ１０９は、例えば拡散反射タイプの変位センサなどが挙げられるが、一層以上の材料層の厚みや高さを計測可能であれば、どのようなセンサでも構わない。
このような状態（１），（２），（３）が順に行われる積層工程が繰り返されることで、所望の造形物が作製される。
【００２１】
造形装置１００は、図１に示していないが、ＲＯＭやＲＡＭ、ＣＰＵを備え、ＲＯＭに格納されたプログラムによって装置の動作制御を行うものである。
図２に、造形装置１００の動作制御を行うプログラムのソフトウェア構成例を示す。
造形装置１００は、ジョブ受信手段を備え、外部機器から送信される造形対象物のジョブデータ２０１を受信することで、ジョブデータ２０１に基づき、造形物を作製する。ジョブデータ２０１は、造形対象物の３次元形状を表すデータである３次元形状データを含んでおり、さらに、色情報や材料情報、構造情報などの造形情報も含んでいる。３次元形状データとしては、３次元ＣＡＤ、３次元モデラー、３次元スキャナ等で作成・出力されたデータを用いることができる。そのファイル形式は問わないが、例えば、ＳＴＬ（ＳｔｅｒｅｏＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）ファイル形式を好ましく用いることができる。また、造形情報は、例えばジョブチケットなどの造形処理に対するユーザの指示を示す設定情報であるが、その形式はどのようなものでも構わない。
【００２２】
造形材料の使用量を取得する手段として、使用量取得部２０２および材料構成部２０４が備えられている。
使用量取得部２０２は、ジョブデータ２０１を読み込み、３次元形状データに基づいて造形材使用量２０３の計算を行う処理部である。造形材使用量２０３には、ジョブデータ２０１に基づく造形物の作製に必要な各種類の造形材料の使用量、すなわち、構造材料の使用量とサポート材料の使用量が含まれる。
材料構成部２０４は、ジョブデータ２０１を読み込み、３次元形状データおよび造形情報に基づいて造形物の構成を決定し、造形物構成情報２０５の生成を行う処理部である。造形物構成情報２０５は、造形物の構成を表す情報であり、造形物の構成を表す情報に基づき求められる造形物の作製に必要な構造材料の使用量とサポート材料の使用量が含まれる。造形物の構成を表す情報には、後述のような、造形物の内部を中空状空間にする中空化に関する情報や、造形物の内部の構造材料で構成される一部分をサポート材料で代替する代替化に関する情報が含まれる。材料構成部２０４は、造形情報に基づいて、構造材料で作製する構成およびサポート材料で作製する構成を決定し、構造材料およびサポート材料の使用量を求める。
【００２３】
残量取得部２０７は、装置情報２０６から各種類の造形材料の残量、すなわち、構造材料およびサポート材料の残量に関する情報を取得し、造形材残量２０８の生成を行う処理部である。残量取得部２０７における造形材残量２０８の生成手段は、例えば、装置情報２０６として、収容部１０１ａ，１０１ｂからそれぞれ構造材料の重量、サポート材料の重量を取得して残量を計算する方法などがあるが、特に限定されるものではない。
ジョブ選択部２０９は、造形材使用量２０３、造形物構成情報２０５、造形材残量２０８および設定情報２１０に基づいて、受信した複数のジョブのなかから実行（造形）するジョブの選択を行い、ジョブ選択情報２１１の生成を行う処理部である。設定情報２１０とは、ユーザによる造形装置１００の設定情報であり、ジョブ選択部２０９においてジョブを選択する際の条件の一つである。ジョブ選択情報２１１は、造形するジョブ、または、同時に造形するジョブの組み合わせに関する情報であり、１つ以上のジョブが選択された結果となる情報である。
造形するジョブが無い場合、ジョブ選択情報２１１は生成されない。
【００２４】
図３は、造形装置１００における、ジョブ受信から造形までの一連の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１では、造形装置１００は、ジョブ受信手段にて外部機器から送信されたジョブを受信し、ジョブデータ２０１として保持する。
ステップＳ３０２では、造形装置１００は、ジョブデータ２０１に含まれる３次元形状データに基づいて、使用量取得部２０２にてジョブの造形に必要な構造材料およびサポート材料の使用量を計算し、造形材使用量２０３を生成する。
ステップＳ３０３では、造形装置１００は、ジョブデータ２０１に含まれる３次元形状データおよび造形情報に基づいて、材料構成部２０４にてジョブデータ２０１における造形物の構成を決定する。材料構成部２０４は、決定した構成に必要な構造材料およびサポート材料の使用量を計算し、造形物構成情報２０５を生成する。
ステップＳ３０４では、造形装置１００は、収容部１０１ａ，１０１ｂにおける残量に関する情報に基づいて、残量取得部２０７にて構造材料の残量およびサポート材料の残量を計算し、造形材残量２０８を生成する。
【００２５】
ステップＳ３０５では、造形装置１００は、ユーザによる造形装置１００の設定情報２１０を取得する。
ステップＳ３０６では、造形装置１００は、造形材使用量２０３、造形物構成情報２０５および造形材残量２０８と、取得した設定情報２１０に基づいて、造形するジョブを選択し、ジョブ選択情報２１１を生成する。選択するジョブが無い場合は、ジョブ選択情報２１１を生成しない。
ステップＳ３０７では、造形装置１００は、造形するジョブを選択したか否かの判定処理を行う。造形するジョブを選択済みの場合、つまり、ジョブ選択情報２１１が生成された場合、ステップＳ３０８へ処理を進める。一方、造形するジョブの選択が無い場合、つまり、ジョブ選択情報２１１が生成されない場合、処理を終了する。
ステップＳ３０８では、造形装置１００は、選択された１つ以上のジョブを、１造形工程で造形することで、１つ以上の造形物を造形する。１造形工程とは、１回の造形工程であり、例えば１つの造形物を作製するジョブが２つ選択された場合、２つの造形物をステージ１１３上に同時に作製することである。
【００２６】
以下に、ジョブの選択に関する具体的な形態について、第１〜第４の実施形態を用いて説明する。なお、第１〜第４の実施形態では、上述した実施形態と異なる構成や処理について説明し、同様の構成や処理については同一の符号を付してその説明は省略する。また、以下の実施形態では、複数種類の造形材料として、構造材料およびサポート材料を用いる場合について説明するが、これに限るものではなく、作製する立体物の用途・機能・目的などに応じてさまざまな材料を適宜、選択することができる。
＜第１の実施形態＞
以下に、第１の実施形態について説明する。
本実施形態では、造形後（１回の作製動作後）の構造材料およびサポート材料の残量が最少になるように造形するジョブを選択する形態について説明する。
【００２７】
図４は、本実施形態に係るジョブを選択する処理のフローチャートである。図４は、図３におけるステップＳ３０６の具体的な処理に該当する。
ジョブを選択する処理では、まず、全てのジョブの組み合わせを抽出し、次に、抽出した中から条件に合致するジョブの組み合わせを選択する。全てのジョブの組み合わせを抽出する処理では、組み合わせ元のジョブと組み合わせ先のジョブをそれぞれ定義し、それぞれを順次切り替えて組み合わせる処理を行う。組み合わせ元のジョブとして常にジョブを１個定義し、組み合わせ先のジョブとして組み合わせ元のジョブ以外のジョブを０個以上定義する。本実施形態において、ジョブを選択する処理では、１つ以上のジョブを選択するものであるため、抽出するジョブの組み合わせには、ジョブが１つのみの形態も含むものとする。
【００２８】
ステップＳ４０１では、造形装置１００は、ジョブデータ２０１として保持している複数のジョブの中から組み合わせ元のジョブを選択する。処理開始直後のステップＳ４０１
では、造形装置１００は、複数のジョブのうち最も先行して受信したジョブを組み合わせ元として選択する。ステップＳ４０６の処理の後のステップＳ４０１では、造形装置１００は、選択済みの組み合わせ元のジョブの次に受信したジョブを組み合わせ元のジョブとして選択する。
ステップＳ４０２では、造形装置１００は、ジョブの組み合わせ数を設定する。ジョブの組み合わせ数とは、１造形工程で同時に造形するジョブの数である。ステップＳ４０１の処理の直後のステップＳ４０２では、造形装置１００は、最も小さいジョブの組み合わせ数として１を設定する。ステップＳ４０５の処理の後のステップＳ４０２では、設定済みのジョブの組み合わせ数に１を足した数を設定する。
【００２９】
ステップＳ４０３では、造形装置１００は、ジョブデータ２０１として保持している複数のジョブの中から組み合わせ先のジョブを選択する。ステップＳ４０２で設定されたジョブの組み合わせ数が１の場合、組み合わせ先のジョブを選択しない。ジョブの組み合わせ数が２以上の場合、組み合わせ先として１つ以上のジョブを選択する。ジョブの組み合わせ数が２以上の場合で、かつ、ステップＳ４０２の処理の直後のステップＳ４０３では、造形装置１００は、ステップＳ４０１で選択した組み合わせ元のジョブの次に受信したジョブを組み合わせ先のジョブとして選択する。ステップＳ４０４の処理の直後のステップＳ４０３では、造形装置１００は、選択済みの組み合わせ先のジョブの次に受信したジョブを組み合わせ先のジョブとして選択する。
【００３０】
ステップＳ４０４では、造形装置１００は、ステップＳ４０３における組み合わせ先のジョブを全て選択済みか否かの判定処理を行う。組み合わせ先のジョブを全て選択済みか否かの判定は、直前のステップＳ４０３で選択した組み合わせ先のジョブより後に受信したジョブが存在するか否かを判定することで行われる。ステップＳ４０３で選択した組み合わせ先のジョブより後に受信したジョブが存在しない場合、組み合わせ先のジョブを全て選択済みであると判定し、受信したジョブが存在する場合、ジョブを全て選択済みでないと判定する。組み合わせ先のジョブを全て選択済みの場合、ステップＳ４０５へ処理を進める。ジョブを全て選択済みでない場合、ステップＳ４０３へ処理を戻す。
【００３１】
ステップＳ４０５では、造形装置１００は、ステップＳ４０２で設定したジョブの組み合わせ数が最大か否かの判定処理を行う。ジョブの組み合わせ数は、上述のように、１造形工程で同時に造形するジョブの数であるので、ジョブの組み合わせ数の最大値は、造形装置１００が受信済みのジョブの数となる。ステップＳ４０２で設定したジョブの組み合わせ数が最大の場合、ステップＳ４０６へ処理を進める。最大でない場合、ステップＳ４０２へ処理を戻す。
ステップＳ４０６では、造形装置１００は、ステップＳ４０１における組み合わせ元のジョブを全て選択済みか否かの判定処理を行う。組み合わせ元のジョブを全て選択済みか否かの判定は、直前のステップＳ４０１で選択した組み合わせ元のジョブより後に受信したジョブが存在するか否かを判定することで行われる。ステップＳ４０１で選択した組み合わせ元のジョブより後に受信したジョブが存在しない場合、組み合わせ元のジョブを全て選択済みであると判定し、受信したジョブが存在する場合、ジョブを全て選択済みでないと判定する。組み合わせ元のジョブを全て選択済みの場合、ステップＳ４０７へ処理を進める。ジョブを全て選択済みでない場合、ステップＳ４０１へ処理を戻す。
【００３２】
ステップＳ４０７では、造形装置１００は、ステップＳ４０１からステップＳ４０６の処理で抽出した全てのジョブの組み合わせについて、構造材料およびサポート材料のそれぞれの使用量の合計を計算する。
ステップＳ４０８では、造形装置１００は、ジョブの組み合わせにおける構造材料およびサポート材料のそれぞれの使用量の合計が、構造材料およびサポート材料のそれぞれの残量以下か否か判定処理を行う。使用量が残量以下となるジョブの組み合わせが無い場合
、処理を終了する。この場合、ジョブ選択情報２１１は生成されない。一方、使用量が残量以下となるジョブの組み合わせが１つ以上ある場合、ステップＳ４０９へ処理を進める。
【００３３】
ステップＳ４０９では、造形装置１００は、使用量が残量以下となるジョブの組み合わせの中から、造形後の残量が最少になるジョブの組み合わせを選択する。
このとき、造形材料の残量の合計値が最少となるジョブの組み合わせを選択するものとする。また、造形材料の残量の合計値が最少となるジョブの組み合わせが複数存在する場合には、使用される複数種類の造形材料の残量が均等（残量の比率が同じ）となるように選択するとよい。
ステップＳ４０９において、ジョブの組み合わせを選択した後、ジョブ選択情報２１１を生成して処理を終了する。
【００３４】
図５は、本実施形態に係るジョブを選択する処理の結果の一例を示す図である。
残量（構造材料）５０１および残量（サポート材料）５０２は、残量取得部２０７が生成する造形材残量２０８の一例である。図５の例では、造形装置１００の収容部１０１ａに収容された構造材料の残量が３０リットル、収容部１０１ｂに収容されたサポート材料の残量が２０リットルであることを示す。
ジョブ番号５１１は、造形装置１００がジョブ受信手段により受信したジョブ毎に発行する固有の番号である。図５の例では、造形装置１００は、３つのジョブを保有しており、番号が最も小さいジョブ番号５１１_１のジョブを最も先行して受信したことを示す。
使用量（構造材料）５１２および使用量（サポート材料）５１３は、使用量取得部２０２が生成する造形材使用量２０３の一例である。図５の例では、ジョブ番号５１１_１のジ
ョブを造形する際は、構造材料を１０リットル、サポート材料を５リットルそれぞれ使用することを示す。
【００３５】
ジョブの組み合わせ５３１は、全てのジョブの組み合わせを抽出する処理であるステップＳ４０１からステップＳ４０６を実行したときの処理結果であり、ジョブの組み合わせを示すジョブ番号のリストである。ジョブの組み合わせ５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃ、５３１ｄは、ステップＳ４０１における組み合わせ元としてジョブ番号５１１_１のジョ
ブを選択し、ステップＳ４０２におけるジョブの組み合わせ数として１〜３の値をそれぞれ設定した場合の処理結果である。ジョブの組み合わせ５３１ｅおよび５３１ｆは、ステップＳ４０１における組み合わせ元としてジョブ番号５１１_２のジョブを選択し、ステ
ップＳ４０２におけるジョブの組み合わせ数として１および２の値をそれぞれ設定した場合の処理結果である。ジョブの組み合わせ５３１ｇは、ステップＳ４０１における組み合わせ元としてジョブ番号５１１_３のジョブを選択し、ステップＳ４０２におけるジョブ
の組み合わせ数として１を設定した場合の処理結果である。ジョブの組み合わせ５３１ａから５３１ｇにおける括弧内の数字は、左が構造材料、右側がサポート材料の使用量の合計をそれぞれ示し、ステップＳ４０７を実行したときの処理結果を示している。
【００３６】
ジョブ番号選択情報５４１は、ジョブ選択情報２１１の一例である。図５の例では、ステップＳ４０８の処理として、まず、構造材料およびサポート材料それぞれの使用量の合計が残量より少ないジョブの組み合わせ５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃ，５３１ｅおよび５３１ｇが抽出される。次に、ステップＳ４０９の処理として、抽出された５つのジョブの組み合わせのうち、造形後の構造材料およびサポート材料の残量がそれぞれ最も少なくなるジョブの組み合わせ５３１ｃを選択し、ジョブ番号５１１_１，３をジョブ選択情報
２１１として生成する。
【００３７】
以上説明したように本実施形態では、各ジョブの組み合わせにおける構造材料およびサポート材料の、１造形工程で必要となるそれぞれの使用量の合計が、構造材料およびサポ
ート材料のそれぞれの残量以下となるように、ジョブが選択される。このように、構造材料およびサポート材料それぞれの使用量および残量を考慮して、ジョブの組み合わせを選択することができるので、１造形工程の途中で、造形材料の補充・交換のために造形を中断することなく、造形物を作製することができる。したがって、より効率的に複数のジョブを実行して複数の造形物を作製することができる。
そして本実施形態では、造形後の構造材料およびサポート材料の残量の合計が最少となるように、ジョブの組み合わせが選択される。造形後の構造材料およびサポート材料の残量が最少となることで、構造材料およびサポート材料の補充・交換タイミングを合わせることができる。これにより、ユーザは、構造材料およびサポート材料を同時に補充・交換することができる。したがって、造形材料を補充・交換する頻度を少なくすることができ、より効率的に造形物を作製することができ、また、ユーザの作業効率を高めることができる。また、造形後の構造材料およびサポート材料の残量の合計が最少となるジョブの組み合わせが複数存在する場合には、構造材料およびサポート材料それぞれの残量が均等に近いジョブの組み合わせを選択するとよい。このことで、構造材料およびサポート材料それぞれの残量をより少なくしたうえで、構造材料およびサポート材料を同時に補充・交換することができる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
以下に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、造形対象物（構造材料で構成される構造体）の内部領域を構成する構造材料の使用量を低減（節約）する低減化を許可するか否かの情報が、造形情報としてジョブデータ２０１に含まれている形態について説明する。低減化を許可するか否かの情報が含まれているジョブに対しては、低減化を許可する当該ジョブ、または、低減化を許可しない当該ジョブが選択の対象となる。このとき、造形装置１００は、材料構成部２０４により、低減化を行った場合に必要となる各種類の造形材料の使用量と、低減化を行わなかった場合に必要となる各種類の造形材料の使用量とを求める。
本実施形態では、低減化の一例として、構造体の内部領域を中空状空間にする中空化を行う場合について説明する。ここで中空化としては、構造材料で構成される構造体の強度を保ちつつ、当該構造体の内部領域に、例えば格子状、多角形状のパターンを形成する（米国特許第６２６１５０６号明細書参照）ことにより、構造材料の量を低減させるものであればよい。
【００３９】
図６は、本実施形態に係るジョブを選択する処理の結果の一例を示す図である。
造形情報（中空）６１４は、ジョブデータ２０１に含まれる造形情報に基づいて造形した場合に低減することができる構造材料の使用量の一例である。
図６においては、ジョブ番号５１１_２３におけるジョブデータ２０１に含まれる造形
情報として、左欄（２３ａ）には、構造材料の残量が足りない場合に中空化を許可する情報が設定され、右欄（２３ｂ）には、中空化を許可しない情報が設定されている。
ここで、例えば、３次元形状データが一辺２７ｃｍの立方体で、造形物の壁の厚さを５ｃｍとして内部の中空化を許可する造形情報が、ジョブ番号５１１_２３におけるジョブ
データ２０１に含まれるものとする。このとき、造形物の内部に一辺１７ｃｍの立方体の中空状空間が形成されるものとすると、構造材料の使用量を約５リットル減らすことができることになる。
【００４０】
一方、中空化が許可されていないジョブ番号５１１_２１，２２，２３ｂのジョブデー
タ２０１に含まれる造形情報（中空）６１４は０リットルとなる。
構成（構造材料）６１６および構成（サポート材料）６１７は、造形物構成情報２０５の一例であり、ステップＳ３０３を実行したときの処理結果である。
図６の例では、中空化が許可されたジョブ番号５１１_２３ａからなる造形物の内部を
中空状空間に構成することを決定して造形する際は、構造材料を１５リットル、サポート
材料を０リットルそれぞれ使用することを示す。
【００４１】
本実施形態に係るジョブを選択する処理では、ステップＳ４０７において、造形物構成情報２０５を用いて、各ジョブの組み合わせにおける使用量の合計を計算する。
計算の結果、図６の例における残量（構造材料）５０１の１５リットル、および残量（サポート材料）５０２の１５リットルで充足するジョブの組み合わせは、中空化が許可されたジョブ番号５１１_２３ａのジョブを実行したときだけである。従って、ジョブ番号
選択情報５４１は、ジョブ番号５１１_２３ａをジョブ選択情報２１１として生成する。
【００４２】
従来では、ジョブを受け付けたときに、必要な構造材料の使用量よりも残量の方が少ない場合には、構造材料を補充する必要があり、造形処理のスループットが低下してしまうことが懸念されていた。
これに対して本実施形態によれば、構造材料の残量が少ない場合であっても、構造材料の使用量の低減化を許可するジョブ（構造材料を節約可能なジョブ）を優先して造形することが可能となり、造形処理のスループットを向上することが可能となる。
また、本実施形態によれば、構造材料の使用量の低減化により、造形材料全体の使用量の低減化（節約化、省材料化）を図ることができる。
なお、本実施形態では、構造材料の低減化について説明したが、これに限るものではなく、サポート材料を低減化するものであってもよい。サポート材料で構成されるサポート体の強度を保ち、作製中の構造体を支持する機能を損なわないものであれば、サポート材料を低減化することができる。
【００４３】
＜第３の実施形態＞
以下に、第３の実施形態について説明する。
本実施形態では、第２の実施形態で説明した、構造材料の使用量の低減化の一例として、構造体の内部領域を構成する造形材料の種類を、他の種類に代える代替化を行う場合について説明する。そして本実施形態では、代替化の一例として、構造材料で構成される部分の内部領域をサポート材料で代替する場合について説明する。
図７は、本実施形態に係るジョブを選択する処理の結果の一例を示す図である。
造形情報（代替）７１５は、ジョブデータ２０１に含まれる造形情報に基づいて造形して構造材料をサポート材料に置き換えた場合に低減することができる構造材料の使用量の一例である。なお、構造材料をサポート材料に置き換えるため、サポート材料の使用量としては増えることになる。
【００４４】
図７においては、ジョブ番号５１１_３２におけるジョブデータ２０１に含まれる造形
情報として、左欄（３２ａ）に、構造材料の残量が足りない場合にサポート材料による代替化を許可する情報が設定されている。また、右欄（３２ｂ）には、代替化を許可しない情報が設定されている。
ここで、例えば、３次元形状データが一辺２７ｃｍの立方体で、造形情報が造形物の壁の厚さを５ｃｍとして内部の代替化を許可する情報が、ジョブ番号５１１_３２における
ジョブデータ２０１に含まれるものとする。この場合、造形物のうち、一辺１７ｃｍの立方体の内部領域における構造材料をサポート材料で代替して造形することで、構造材料の使用量を５リットル減らすことが可能であることを示す。このとき、サポート材料の使用量は、５リットル増える。
【００４５】
一方、代替化が許可されていないジョブ番号５１１_３１，３２ｂ，３３のジョブデー
タ２０１に含まれる造形情報（代替）７１５は、０リットルとなる。
図７の例では、代替化が許可されたジョブ番号５１１_３２ａのジョブにおいて、構造
材料で構成される内部領域をサポート材料で代替する際は、構成（構造材料）６１６を１５リットル、構成（サポート材料）６１７を５リットルそれぞれ使用することを示す。
ステップＳ４０７における処理の結果、図７の例における残量（構造材料）５０１の１５リットル、および残量（サポート材料）５０２の１５リットルで充足するジョブの組み合わせは、次の通りである。すなわち、構造材料で構成される内部領域をサポート材料で代替するジョブ番号５１１_３２ａのジョブだけである。従って、ジョブ番号選択情報５４
１は、ジョブ番号５１１_３２ａをジョブ選択情報２１１として生成する。
【００４６】
本実施形態によれば、構造材料の残量が少ない場合であっても、代替化を許可するジョブを優先して造形することが可能となり、造形処理のスループットを向上することが可能となる。また本実施形態では、構造材料の一部を他の材料に置き換えるため、上述した中空化を適用する場合に比べて、構造体の強度を考慮する必要性が低く、より多くの構造材料の代替化を図ることができる。このため本実施形態では、中空化を適用する場合に比べて、構造材料の使用量をより低減化できる。
なお、本実施形態による代替化と、上述した第２の実施形態による中空化は、１つの造形物に対して同時に適用されるものであってもよい。すなわち、１つの造形物における異なる内部領域に対して、代替化と中空化をそれぞれ適用してもよい。
【００４７】
＜第４の実施形態＞
以下に、第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態として、構造材料およびサポート材料の残量で造形できるジョブの組み合わせを選択肢として選択可能に表示し、ユーザがジョブの組み合わせを選択する場合の例について説明する。
図８は、本実施形態に係るジョブの組み合わせを選択肢として選択可能に表示する表示部８００の一例を示す図である。
【００４８】
造形装置１００に備えられた表示部８００には、次のような情報が表示されている。それは、残量５０１，５０２、ジョブ番号５１１、使用量５１２，５１３、造形情報６１４，７１５、構成６１６，６１７、ジョブの組み合わせ選択肢８５１、ＯＫボタン８６１、キャンセルボタン８６２である。
図８の例では、造形装置１００は、ジョブ番号５１１_４１，４２，４３の３つのジョ
ブを保有しており、表示部８００には、ジョブ毎にジョブ番号５１１、使用量５１２，５１３、造形情報６１４，７１５、構成６１６，６１７の情報が示されている。
ジョブの組み合わせ選択肢８５１は、ステップＳ４０８の処理結果である。ジョブの組み合わせ選択肢８５１は、図８の例における残量（構造材料）５０１の１５リットル、残量（サポート材料）５０２の１５リットルで造形できるジョブまたはジョブの組み合わせを選択肢として選択可能に表示する。
【００４９】
図８の例では、ジョブ番号５１１_４１のジョブ、ジョブ番号５１１_４２のジョブ、ジョブ番号５１１_４３のジョブの合計３つのジョブを選択肢として表示している。ユーザ
が、ジョブの組み合わせ選択肢８５１の中から一つを選択して、ユーザ操作を受付けるＯＫボタン８６１を押下すると、選択した内容が設定情報２１０として造形装置１００に保存される。
造形装置１００は、ステップＳ４０８において設定情報２１０を取得し、次に、ステップＳ４０９において、ユーザが選択したジョブの組み合わせをジョブ選択情報２１１として生成する。ユーザがキャンセルボタン８６２を押下すると、造形装置１００は、ステップＳ４０８においてユーザによるキャンセルを設定情報２１０として取得し、ジョブ選択情報２１１を生成せずに処理を終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ユーザの所望に応じたジョブの組み合わせを選択することが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１００…造形装置、２０２…使用量取得部、２０４…材料構成部、２０７…残量取得部、２０９…ジョブ選択部
【図１】
2018075747.tif 000003
【図２】
2018075747.tif 000004
【図３】
2018075747.tif 000005
【図４】
2018075747.tif 000006
【図５】
2018075747.tif 000007
【図６】
2018075747.tif 000008
【図７】
2018075747.tif 000009
【図８】
2018075747.tif 000010