(57)【要約】  立体造形物の製造装置（１）は、造形ブロック（２０）と、タグ供給ブロック（３０）と、制御部（１２）とを備えている。造形ブロック（２０）は、造形材料を層ごとに順次積み重ねることによって立体物を造形する造形部である。タグ供給ブロック（３０）は、無線通信タグを所定の位置に供給するタグ供給部である。制御部（１２）は、造形材料を積層してなる立体造形物の内部に無線通信タグが埋め込まれるように、造形ブロック（２０）による造形材料の積層途中で、タグ供給ブロック（３０）により無線通信タグを造形材料の所定の位置に供給させる。
2015136982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形材料を層ごとに順次積み重ねることによって立体物を造形する造形部と、
無線通信タグを所定の位置に供給するタグ供給部と、
前記造形部による前記造形材料の積層と、前記タグ供給部による前記無線通信タグの供給とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記造形材料を積層してなる立体造形物の内部に前記無線通信タグが埋め込まれるように、前記造形部による前記造形材料の積層途中で、前記タグ供給部により前記無線通信タグを前記造形材料の所定の位置に供給させることを特徴とする立体造形物の製造装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記立体造形物の三次元の形状データと、前記無線通信タグの形状データとに基づいて、前記立体造形物の内部における前記無線通信タグの埋め込み位置を算出し、前記算出した埋め込み位置に前記無線通信タグが埋め込まれるように、前記造形材料の積層途中で前記無線通信タグを供給させることを特徴とする請求項１に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項３】
複数の無線通信タグの形状のデータを記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記立体造形物の三次元の形状データに基づいて、埋め込み可能な形状の無線通信タグを前記記憶部から選定し、選定した無線通信タグについて前記埋め込み位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記立体造形物の三次元の形状データから得られる層データと、前記無線通信タグを前記立体造形物の内部に埋め込むための空間のデータとを合成して、前記立体造形物の各層のデータを再構築し、
前記造形部は、再構築した前記各層のデータに基づいて、前記造形材料を積層することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記各層のデータに基づいて、前記無線通信タグの前記所定の位置への供給タイミングを決定し、
前記タグ供給部は、前記制御部にて決定された供給タイミングで前記無線通信タグを供給することを特徴とする請求項４に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記造形材料の積層により、前記無線通信タグの厚さに相当する深さの凹部が形成される時点を、前記無線通信タグの前記供給タイミングとして決定することを特徴とする請求項５に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項７】
前記立体造形物の三次元の形状データが入力される入力部をさらに備えていることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項８】
前記造形部は、前記造形材料としてのインクを吐出するインク吐出部と、前記インク吐出部に前記インクを供給するインク供給部とを備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項９】
造形材料の積層を開始させた後、積層を一旦停止させて、前記造形材料の所定の位置に無線通信タグを供給する工程（ａ）と、
前記無線通信タグの供給後、前記造形材料の積層を再開させ、立体造形物の造形が終了するまで前記造形材料を積層することにより、前記立体造形物の内部に前記無線通信タグを埋め込む工程（ｂ）とを有していることを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項１０】
前記立体造形物の三次元の形状データと、前記無線通信タグの形状データとに基づいて、前記立体造形物の内部における前記無線通信タグの埋め込み位置を算出する工程（ｃ）をさらに有し、
前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）では、前記工程（ｃ）にて算出された埋め込み位置に前記無線通信タグが埋め込まれるように、前記造形材料の積層と前記無線通信タグの供給とが制御されることを特徴とする請求項９に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｃ）では、複数の無線通信タグの形状のデータを記憶部に記憶しておき、前記立体造形物の三次元の形状データに基づいて、埋め込み可能な形状の無線通信タグを前記記憶部から選定し、選定した無線通信タグについて前記埋め込み位置を算出することを特徴とする請求項１０に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１２】
前記立体造形物の三次元の形状データから得られる層データと、前記無線通信タグを前記立体造形物の内部に埋め込むための空間のデータとを合成して、前記立体造形物の各層のデータを再構築する工程（ｄ）をさらに有し、
前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）では、再構築した前記各層のデータに基づいて、前記造形材料を積層することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１３】
前記各層のデータに基づいて、前記無線通信タグの前記所定の位置への供給タイミングを決定する工程（ｅ）をさらに有し、
前記工程（ａ）では、前記工程（ｅ）にて決定された供給タイミングで前記無線通信タグを供給することを特徴とする請求項１２に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（ｅ）では、前記造形材料の積層により、前記無線通信タグの厚さに相当する深さの凹部が形成される時点を、前記無線通信タグの前記供給タイミングとして決定することを特徴とする請求項１３に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１５】
前記立体造形物の三次元の形状データを入力する工程（ｆ）をさらに有していることを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）では、前記造形材料としてインクを用いて、前記造形材料を積層することを特徴とする請求項９から１５のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信タグを備える立体造形物の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄプリンタが各社から発売され、三次元造形が身近になりつつあり、近い将来、規格化・標準化された製品の大量生産から、消費者の好みに合わせた多品種少量生産が主流になることが予想される。【０００３】
一方、ＮＦＣ（Near field communication）タグ、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグなどの近距離無線通信タグや、ｉＢｅａｃｏｎなどの近距離無線通信機能は、自動認識を始めとする様々なアプリケーションに活用され始めている。例えば、近距離無線通信タグを物体に貼り付けたり、予め物体に埋め込んでおけば、スマートフォンなどの端末との無線通信により、上記物体を自動認識することが可能となる。【０００４】
従来の無線通信タグの物体への搭載方法としては、例えば以下のものがある。特許文献１では、粘着面を備える基材上に無線通信タグを配置した粘着テープ状の無線通信タグテープを用意し、このテープを立体物の任意の箇所に貼り付けることで、無線通信タグを立体物の外面に位置させるようにしている。【０００５】
また、特許文献２および３では、射出成形法を用いて無線通信タグを物体（樹脂）の内部に埋め込む技術が開示されている。さらに、特許文献４では、２枚の成形体の間に無線通信タグを介装してこれらを接着することで、無線通信タグ内蔵の立体造形物を得る技術が開示されている。【０００６】
また、非特許文献１では、三次元プリンタで指輪のリングと台座とを作製し、その台座の上に無線通信タグを設置して簡易的なカバーで被覆した、無線通信タグ内蔵の指輪が開示されている。なお、この指輪は、米国のクラウドファウンディングの民間非営利企業Kickstarterが資金調達して開発されたものであり、製品名“Sesame Ring”で販売されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３１２８５５７号公報（請求項１、段落〔００１４〕、図８等参照）
【特許文献２】特開平０８−２７６４５８号公報（請求項１、２、段落〔００１３〕〜〔００１５〕、図１、図４等参照）
【特許文献３】特開平１１−３４８０７３号公報（請求項１、６、段落〔０００７〕〜〔０００８〕、図１等参照）
【特許文献４】特開２００２−００７９８９号公報（請求項６、段落〔００４４〕、図５（ａ）（ｂ）等参照）
【０００８】
【非特許文献１】kickstarter、“Sesame Ring - Where will it take you? By Ring Theory”、［online］、［平成26年1月27日検索］、インターネット〈URL：http://www.kickstarter.com/projects/1066401427/sesame-ring-where-will-it-take-you〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１〜４および非特許文献１に開示された技術では、物体に貼り付けられ、または物体に内蔵された無線通信タグの存在を、第三者が認識することが可能であるため、第三者によって無線通信タグが抜き取られる可能性があり、この点が問題となる。【００１０】
より詳しくは、特許文献１の無線通信タグテープは、物体への貼り付けによって、あらゆる形状の物体の外面に無線通信タグを配置できる利点はある。しかし、無線通信タグを貼り付けていることが、外観上、第三者に明確に認識されるため、第三者によって無線通信タグが簡単に抜き取られる（剥がされる）可能性がある。【００１１】
特許文献２および３のように、射出成形によって様々な形状の物体に無線通信タグを埋め込む場合、成形品の外面に、上型および下型の型割部、つまり、パーティングラインが残るため、このパーティングラインが、成形品の内部に無線通信タグが配置されていることのヒントとなり、第三者が内部の無線通信タグの存在を認識することが可能となる。その結果、第三者がパーティングラインで成形品を分割することで、内部の無線通信タグが抜き取られてしまう可能性がある。【００１２】
特許文献４においては、２枚の成形体の貼り合わせ部がスジ状に残るため、このスジ状の貼り合わせ部が、内部に無線通信タグが配置されていることのヒントとなり、第三者が内部の無線通信タグの存在を認識することが可能となる。その結果、射出成形の場合と同様に、第三者が貼り合わせ部で造形物を分解することで、内部の無線通信タグが抜き取られてしまう可能性がある。【００１３】
非特許文献１では、三次元プリンタを用いて指輪を作成するので、好きなデザインの指輪（造形物）に無線通信タグを配置できる利点はある。しかし、造形後に無線通信タグを配置して覆い（カバー）をしていることから、立体造形物の一部を三次元プリンタで作成しているに過ぎず、本質的には、特許文献４の貼り合わせの場合と同様の問題が生ずる。【００１４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、第三者が内部の無線通信タグの存在を認識することが困難となるように、立体造形物の内部に無線通信タグを埋め込むことができ、これによって、内部の無線通信タグが第三者によって抜き取られる可能性を低減できる立体造形物の製造装置および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一側面に係る立体造形物の製造装置は、造形材料を層ごとに順次積み重ねることによって立体物を造形する造形部と、無線通信タグを所定の位置に供給するタグ供給部と、前記造形部による前記造形材料の積層と、前記タグ供給部による前記無線通信タグの供給とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記造形材料を積層してなる立体造形物の内部に前記無線通信タグが埋め込まれるように、前記造形部による前記造形材料の積層途中で、前記タグ供給部により前記無線通信タグを前記造形材料の所定の位置に供給させる。【００１６】
本発明の他の側面に係る立体造形物の製造方法は、造形材料の積層を開始させた後、積層を一旦停止させて、前記造形材料の所定の位置に無線通信タグを供給する工程（ａ）と、前記無線通信タグの供給後、前記造形材料の積層を再開させ、立体造形物の造形が終了するまで前記造形材料を積層することにより、前記立体造形物の内部に前記無線通信タグを埋め込む工程（ｂ）とを有している。
【発明の効果】
【００１７】
上記の立体造形物の製造装置および製造方法によれば、第三者が内部の無線通信タグの存在を認識することが困難となるように、立体造形物の内部に無線通信タグを埋め込むことができる。これにより、内部の無線通信タグが第三者によって抜き取られる可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る立体造形物の製造装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】上記製造装置の一部を模式的に示す断面図である。
【図３】上記立体造形物の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】４層構造の立体造形物を製造する場合の、造形材料の層ごとのデータを模式的に示す説明図である。
【図５】上記立体造形物の造形過程を示す断面図である。
【図６】無線通信タグの供給タイミングの例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２０】
〔立体造形物の製造装置〕
図１は、本実施形態の立体造形物の製造装置１の概略の構成を示すブロック図であり、図２は、製造装置１の一部を模式的に示す断面図である。製造装置１は、積層造形法を利用して立体物を造形する（立体造形物を製造する）装置である。なお、本明細書では、立体物の中でも、特に造形して得られる立体物の完成品のことを立体造形物と呼ぶ。
【００２１】
上記の積層造形法としては、溶融物堆積法（ＦＤＭ：Fused Deposition Modeling）、インクジェット法、インクジェットバインダ法、光造形法（ＳＬ：Stereo Lithography）、粉末焼結法（ＳＬＳ：Selective Laser Sintering）などが挙げられる。製造する立体造形物の大きさや種類などによっては、製造に向き／不向きはあるものの、基本的には上記いずれの方法も本実施形態の立体造形物の製造に利用することが可能である。以下、本実施形態では、積層造形法としてインクジェット法を利用した場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
立体造形物の製造装置１は、制御ブロック１０、造形ブロック２０およびタグ供給ブロック３０などを有して構成されている。この製造装置１には、必要に応じて、余分な造形材料を除去する除去ブロック（図示せず）や、造形途中の造形物に無線通信タグを配置するための孔部を形成する無線通信タグ配置用穴形成ブロック（図示せず）などを付加することもできる。以下、各ブロックの詳細について説明する。
【００２３】
＜制御ブロック＞
制御ブロック１０は、３Ｄデータ入力部１１、制御部１２および記憶部１３などを有して構成されている。記憶部１３は、複数の無線通信タグの形状のデータを記憶するメモリである。なお、この記憶部１３は、必要に応じて設けられればよい。
【００２４】
３Ｄデータ入力部１１は、造形対象物（立体造形物）の三次元の形状データ（３Ｄデータ）が入力される入力部である。この３Ｄデータ入力部１１は、立体造形物の３Ｄデータを外部のコンピュータ装置Ｐなどから通信回線を介して取得する構成であってもよいし、立体造形物の３Ｄデータが直接入力されるキーボード等の操作部で構成されてもよい。３Ｄデータ入力部１１に入力された３Ｄデータは、制御部１２に転送される。
【００２５】
制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部を有しており、３Ｄデータ入力部１１から転送された３Ｄデータに基づいて、造形材料を三次元で造形するための層ごとのデータを作成（構築）する。また、制御部１２は、記憶部１３に格納されている無線通信タグの形状データをもとに、立体造形物の内部に無線通信タグを配置する位置（埋め込み位置）を算出し、算出した配置位置に無線通信タグを配置できるように立体造形物の内部構造（空間）のデータを算出し、前述の層ごとのデータに内部構造のデータを合成して、造形に用いる層ごとのデータ（以降、スライスデータとも称する）を再構築する。さらに、制御部１２は、造形材料の積層を途中で中断して無線通信タグを配置するタイミングも算出する。
【００２６】
また、制御部１２は、造形ブロック２０による造形材料の積層、タグ供給ブロック３０による無線通信タグの供給をはじめ、装置全体の動作を制御する。
【００２７】
なお、３Ｄデータ入力部１１および制御部１２は、上述の動作を行うハードウェアで構成されてもよいし、制御プログラムによって３Ｄデータ入力部および制御部として機能する構成であってもよい。
【００２８】
＜造形ブロック＞
造形ブロック２０は、造形材料を層ごとに順次積み重ねることによって立体物を造形する造形部である。この造形ブロック２０は、造形材料（例えばインク）を所定の位置に供給するための供給部２１と、狙いの位置に造形材料を供給させるために供給部２１を移動させる供給部移動機構２２とを有している。
【００２９】
供給部２１は、造形材料吐出部２１ａと、造形材料供給部２１ｂとを有している。造形材料吐出部２１ａは、制御ブロック１０から取得したスライスデータに従って、供給部移動機構２２によって定められた位置に所望のタイミングで造形材料を造形ステージＳ上に吐出するものである。造形材料としてインクを用いた場合、造形材料吐出部２１ａは、インクを吐出するインクジェットヘッド（インク吐出部）で構成される。そして、造形ステージＳ上に吐出されたインクは、図示しない光源からの紫外線照射によって硬化される。造形材料供給部２１ｂは、図示しない収容部に収容された造形材料を造形材料吐出部２１ａに供給するものである。造形材料としてインクを用いた場合、造形材料供給部２１ｂは、上記のインクジェットヘッドにインクを供給するチューブ（インク供給部）で構成される。
【００３０】
供給部移動機構２２は、Ｘ方向移動部２２ａ、Ｙ方向移動部２２ｂ、Ｚ方向移動部２２ｃを有している。Ｘ方向移動部２２ａ、Ｙ方向移動部２２ｂ、Ｚ方向移動部２２ｃは、制御ブロック１０から取得した移動制御情報に基づき、図示しない駆動機構を駆動して供給部２１を三次元の各方向、すなわち互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に自在に移動させる。
【００３１】
なお、造形材料吐出部２１ａおよび造形材料供給部２１ｂは、それぞれ、製造装置１に一つのみ搭載されてもよいし、複数搭載されてもよい。
【００３２】
上記した造形ブロック２０の構成は、積層造形法としてインクジェット法を利用する場合の構成であるが、積層造形法の種類に応じて適宜変更することが可能である。例えば、積層造形法として光造形法を利用する場合、造形ブロック２０は、造形材料である紫外線硬化型樹脂を収容する容器内で、ベースプレート上の紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射する光源や、紫外線照射による１層（最上層）の硬化が終了するごとにベースプレートを降下させる昇降機構などを備えた構成とすればよい。いずれにしても（積層造形法としてどの方法を利用する場合でも）、造形ブロック２０は、造形材料を層ごとに順次積み重ねることによって立体物を造形する構成であればよい。
【００３３】
＜タグ供給ブロック＞
タグ供給ブロック３０は、無線通信タグを所定の位置に供給するものであり、タグ保持供給部３１と、供給部移動機構３２とを有している。
【００３４】
上記の無線通信タグとしては、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）超小型パッケージタグ（サイズ２．５ｍｍ角、厚み０．３ｍｍ、日立化成製）を使用することができる。使用する無線通信タグは、無線通信可能で立体造形物の内部に収容可能であれば、上記のタグに限定されるわけではなく、他のＲＦＩＤタグやＮＦＣタグでもよく、また、ｉＢｅａｃｏｎなどの近距離無線通信機能を備えたものでもよい。
【００３５】
タグ保持供給部３１は、ロボットアームの先端の握持部に相当するものであり、図示しない無線通信タグ収容部から無線通信タグをつかみ、所望の位置で離す。また、タグ保持供給部３１は、制御ブロック１０から取得したタグ配置位置（埋め込み位置）やタグ配置タイミング（供給タイミング）に従って、供給部移動機構３２によって定められた位置に所望のタイミングで無線通信タグを造形途中の造形物に配置する。供給部移動機構３２は、ロボットアームに相当するものであり、アーム先端のタグ保持供給部３１を互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれに移動させる機能を有する。
【００３６】
〔立体造形物の製造方法〕
次に、上述した製造装置１を用いた立体造形物の製造方法について説明する。図３は、立体造形物の製造工程を示すフローチャートである。なお、図３において、各製造工程を示すステップ１、２、・・・は、Ｓ１、Ｓ２、・・・と記載する。
【００３７】
（ステップ１）・・・工程（ｆ）
造形対象となる立体造形物の３Ｄデータを、コンピュータ装置Ｐなどから３Ｄデータ入力部１１に入力する。
【００３８】
（ステップ２）
制御部１２は、ステップ１で入力された３Ｄデータから、立体造形物を三次元で造形するための、造形材料の層ごとの（二次元の）データを作成する。この処理のことを、造形データ処理またはＳＴＬ（Standard Triangulated Language）処理と呼ぶ。
【００３９】
（ステップ３）
制御部１２は、取得した３Ｄデータに基づいて、立体造形物に埋め込み可能な無線通信タグを選定する。このとき、記憶部１３に複数の無線通信タグの形状のデータが記憶されていれば、制御部１２は、取得した３Ｄデータに基づいて、記憶部１３の中から立体造形物の形状に合った適切な無線通信タグを選定することができる。なお、ステップ３において、立体造形物の形状がタグに比べて十分大きいことが明らかな場合は、常に１種類の（常に同じ形状の）タグを選定するようにしていてもよい。
【００４０】
（ステップ４）・・・工程（ｃ）
制御部１２は、ステップ３で選定した無線通信タグについて、立体造形物の内部における埋め込み位置（配置位置）を算出する。つまり、制御部１２は、上記３Ｄデータと、選定した無線通信タグの形状データとに基づいて、立体造形物の内部から無線通信タグがはみ出さないような埋め込み位置を算出する。このとき、無線通信タグの形状データは、記憶部１３に記憶されているものを用いることもできるし、予め決められた値（特にタグが１種類の場合）を用いることもできる。
【００４１】
（ステップ５、６）・・・工程（ｄ）
制御部１２は、無線通信タグを立体造形物の内部に埋め込むために必要な空間（内部構造）のデータを作成する。つまり、制御部１２は、ステップ４にて算出した埋め込み位置に無線通信タグを配置することができるように、無線通信タグの三次元形状に対応する空間の（三次元）データを作成する。このとき、埋め込み空間の形状（大きさ）は、無線通信タグと同じ形状であってもよいし、無線通信タグよりも若干大きい形状であってもよい。その後、制御部１２は、前述の造形材料の層ごとのデータに、埋め込み空間のデータを合成して、造形に用いる層ごとのデータを作成（再構築）する。
【００４２】
例えば、図４は、造形材料をＺ方向に４層積み重ねて、直方体からなる立体造形物を製造する場合の、再構築された造形材料の層ごとのデータ（ＸＹ平面に沿った層のデータ）を模式的に示している。図中の“○”は、造形材料の吐出が必要なことを示すデータであり、“×”は、造形材料の吐出が不要なことを示すデータである。上記した空間のデータは、“×”のデータに対応している。ステップ６では、制御部１２は、このような層ごとのデータ（スライスデータ）を作成する。
【００４３】
（ステップ７）・・・工程（ｅ）
制御部１２は、ステップ６で得られる各層のデータに基づいて、無線通信タグの所定の位置への供給タイミングを決定する。つまり、制御部１２は、各層のデータから、途中で造形（造形材料の積層）を中断して無線通信タグを配置するタイミングを算出する。例えば、制御部１２は、図４で示した各層のデータから、第３層目の積層が終了する時点を、無線通信タグの供給タイミングとして決定することができる。なお、上記の供給タイミングは、後述する各層のデータに基づく造形材料の積層により、無線通信タグの厚さに相当する深さの凹部が形成される時点に対応する。
【００４４】
（ステップ８）
制御部１２は、ステップ７で決定した供給タイミングで無線通信タグを供給することで、立体造形物の内部に無線通信タグをうまく埋め込むことができるか否かを判断する。例えば、無線通信タグの供給タイミングが立体造形物の造形終了後（最上層の積層後）となっているなどの理由により、立体造形物の内部に無線通信タグをうまく埋め込むことができないと判断した場合は、ステップ３に戻ってタグの選定から処理をやり直す。ステップ８で、無線通信タグを立体造形物の内部に埋め込めると判断した場合は、そのまま次のステップ９に移行する。なお、ステップ８は、万が一に備えての処理であるが、このステップ８は省略可能である。
【００４５】
（ステップ９〜１２）・・・工程（ａ）
図５は、立体造形物の造形過程を示す断面図である。制御部１２は、図５の上段の図で示すように、ステップ６で作成したスライスデータをもとに、造形ブロック２０による造形材料４１の積層を開始させ（Ｓ９）、ステップ７で決定された無線通信タグ４２の供給タイミングとなるまで、各層のデータに基づいて造形材料４１の積層を継続させる。このときの造形は、造形材料４１の積層と同時に、ステップ５で決定した埋め込み空間も形成されるように行われる。
【００４６】
その後、制御部１２は、図５の中段の図で示すように、無線通信タグ４２の供給タイミングとなったときに（Ｓ１０）、つまり、造形材料４１の３層目の積層が終了し、無線通信タグ４２の厚さに相当する深さの凹部４１ａが形成されたときに、造形材料４１の積層を一旦停止させる（Ｓ１１）。そして、制御部１２は、造形材料４１の所定の位置に、つまり、無線通信タグ４２の配置空間となる凹部４１ａに、タグ供給ブロック３０により無線通信タグ４２を供給する（Ｓ１２）。なお、凹部４１ａは、無線通信タグ４２をそこに埋め込むための開口部を有する形状であるとする（閉じた空間ではない）。
【００４７】
（ステップ１３、１４）・・・工程（ｂ）
制御部１２は、図５の下段の図で示すように、無線通信タグ４２の供給後、各層のデータに基づく造形材料４１の積層を再開させ（Ｓ１３）、立体造形物の造形が終了するまで造形材料４１の積層を継続させる（Ｓ１４）。これにより、立体造形物の内部であって、ステップ４にて算出された埋め込み位置に無線通信タグ４２が埋め込まれることになる。
【００４８】
以上のように、制御部１２は、造形材料４１を積層してなる立体造形物の内部に無線通信タグ４２が埋め込まれるように、造形ブロック２０よる造形材料４１の積層途中で、タグ供給ブロック３０により無線通信タグ４２を造形材料４１の所定の位置に供給させる。造形材料４１を積層する積層造形法を利用して造形を行うため、射出成形や成形体の貼り合わせによって造形を行う場合のように、パーティングラインや貼り合わせ部などのスジ状のノイズが、完成した立体造形物の表面に現れない。このため、上記のようにして立体造形物の内部に無線通信タグ４２が埋め込まれた場合でも、第三者は内部の無線通信タグ４２の存在を認識することが困難となる。その結果、立体造形物の内部の無線通信タグ４２が第三者によって抜き取られる可能性を低減することができる。
【００４９】
また、無線通信タグを搭載したテープを立体造形物の外面に貼り付ける従来の方法では、貼り付けたテープや無線通信タグによって立体造形物の外観が損なわれたり、貼り付け後の経時変化や立体造形物の使用などに伴って、テープが剥がれることが懸念される。しかし、本実施形態では、立体造形物の内部に無線通信タグを埋め込むため、そのような心配が全くない。さらに、射出成形によって造形を行う場合、金型をその都度容易する必要があるが、本実施形態のように積層造形法で造形を行う場合は、金型が必要でなく、射出成形に比べて立体造形物を容易に得ることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、無線通信タグ４２の埋め込み位置は、立体造形物の３Ｄデータと無線通信タグ４２の形状データとに基づいて算出されるため、例えば、立体造形物の外部に無線通信タグ４２がはみ出ないような埋め込み位置を取得することが可能となる。したがって、このような埋め込み位置に無線通信タグ４２が埋め込まれるように、造形材料４１の積層途中で無線通信タグ４２を供給させることにより、立体造形物の内部に無線通信タグ４２を適切に埋め込むことができる。
【００５１】
また、本実施形態では、立体造形物の３Ｄデータに基づいて、埋め込み可能な形状の無線通信タグ４２が記憶部１３から選定され、その選定された無線通信タグ４２についての埋め込み位置が算出されるので、立体造形物の形状に応じて、適切な形状の無線通信タグ４２をその内部の埋め込み位置に確実に埋め込むことが可能となる。
【００５２】
また、造形材料４１の各層のデータは、立体造形物の形状データと、無線通信タグ４２を埋め込むための空間データとを合成して作成されるので、各層のデータに基づいて造形材料４１を積層することで、無線通信タグ４２を埋め込む空間（図４の例では凹部４１ａ）を確保しながら、それ以外の部分に造形材料４１を積層して立体造形物を製造することができる。
【００５３】
また、無線通信タグ４２は、造形材料４１の各層のデータに基づいて決まる供給タイミングで、造形材料４１の所定の位置に供給される。特に、本実施形態では、上記供給タイミングは、造形材料４１の積層により、無線通信タグ４２の厚さに相当する深さの凹部４１ａが形成される時点としている。この場合、凹部４１ａへの無線通信タグ４２の埋め込みを確認することができる。
【００５４】
また、３Ｄデータ入力部１１に対して、立体造形物の３Ｄデータが入力されることにより、制御部１２は、その３Ｄデータを利用して行う処理、すなわち、無線通信タグ４２の埋め込み位置の算出、埋め込み可能な形状の無線通信タグ４２の選定、各層のデータの作成を確実に行うことができる。
【００５５】
また、本実施形態では、図４で示すように、造形材料４１としてインクを用いてこれを積層しており、積層造形法の中でも、特にインクジェット法によって立体造形物を製造する場合において、上述の効果を得ることができる。
【００５６】
〔その他〕
図６は、無線通信タグ４２の供給タイミングの例を模式的に示している。本実施形態では、積層造形法を利用して造形を行うため、造形を途中で中断して造形材料４１の所定の位置に無線通信タグ４２を供給するタイミングは、無線通信タグ４２を埋め込むことができるタイミングであればいつでもよく、上述した凹部４１ａが形成される時点、すなわち、図５の例では、３層目の造形材料４１の吐出が完了する時点（タイミングＡ）に限定されない。この他にも、無線通信タグ４２の供給タイミングは、２層目の造形材料４１の吐出が完了する時点（タイミングＢ）であってもよいし、１層目の造形材料４１の吐出が完了する時点（タイミングＣ）であってもよい。つまり、無線通信タグ４２の供給タイミングは、造形材料４１の積層による凹部４１ａ（配置空間）の形成開始から形成終了までのどのタイミングであってもよい。
【００５７】
以上で説明した立体造形物の製造装置および製造方法は、以下のように表現することができ、これによって以下の作用効果を奏する。
【００５８】
以上で説明した立体造形物の製造装置は、造形材料を層ごとに順次積み重ねることによって立体物を造形する造形部と、無線通信タグを所定の位置に供給するタグ供給部と、前記造形部による前記造形材料の積層と、前記タグ供給部による前記無線通信タグの供給とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記造形材料を積層してなる立体造形物の内部に前記無線通信タグが埋め込まれるように、前記造形部による前記造形材料の積層途中で、前記タグ供給部により前記無線通信タグを前記造形材料の所定の位置に供給させる。
【００５９】
造形部は、造形材料を層ごとに順次積み重ねる、いわゆる積層造形法によって立体物を造形する。制御部の制御により、造形部による造形材料の積層の途中で、タグ供給部により、積層した造形材料の所定の位置に無線通信タグが供給される。これにより、造形材料をトータルで積層してなる立体造形物の内部に無線通信タグが埋め込まれる。
【００６０】
積層造形法を利用して造形を行うことにより、射出成形や成形体の貼り合わせによって立体物を造形する場合のように、パーティングラインや貼り合わせ部などのスジ状のノイズが、完成した立体造形物の表面に現れない。このため、上記のようにして立体造形物の内部に無線通信タグが埋め込まれた場合でも、第三者は内部の無線通信タグの存在を認識することが困難となる。
【００６１】
つまり、上記構成によれば、第三者が内部の無線通信タグの存在を認識することが困難となるように、立体造形物の内部に無線通信タグを埋め込むことができる。これにより、内部の無線通信タグが第三者によって抜き取られる可能性を低減することができる。
【００６２】
以上で説明した立体造形物の製造方法は、造形材料の積層を開始させた後、積層を一旦停止させて、前記造形材料の所定の位置に無線通信タグを供給する工程（ａ）と、前記無線通信タグの供給後、前記造形材料の積層を再開させ、立体造形物の造形が終了するまで前記造形材料を積層することにより、前記立体造形物の内部に前記無線通信タグを埋め込む工程（ｂ）とを有している。
【００６３】
この製造方法によれば、造形材料の積層の途中で、造形材料の所定の位置に無線通信タグが供給され、これによって、造形材料をトータルで積層してなる立体造形物の内部に無線通信タグが埋め込まれる。したがって、上記の製造装置の構成による効果と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
上記の製造装置において、前記制御部は、前記立体造形物の三次元の形状データと、前記無線通信タグの形状データとに基づいて、前記立体造形物の内部における前記無線通信タグの埋め込み位置を算出し、前記算出した埋め込み位置に前記無線通信タグが埋め込まれるように、前記造形材料の積層途中で前記無線通信タグを供給させてもよい。
【００６５】
上記の製造方法は、前記立体造形物の三次元の形状データと、前記無線通信タグの形状データとに基づいて、前記立体造形物の内部における前記無線通信タグの埋め込み位置を算出する工程（ｃ）をさらに有し、前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）では、前記工程（ｃ）にて算出された埋め込み位置に前記無線通信タグが埋め込まれるように、前記造形材料の積層と前記無線通信タグの供給とが制御されてもよい。
【００６６】
無線通信タグの埋め込み位置は、立体造形物の形状（大きさ）と無線通信タグの形状（大きさ）とに基づいて算出される。このため、立体造形物の内部から無線通信タグがはみ出ないような適切な埋め込み位置に、無線通信タグを埋め込むことが可能となる。
【００６７】
上記の製造装置は、複数の無線通信タグの形状のデータを記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記立体造形物の三次元の形状データに基づいて、埋め込み可能な形状の無線通信タグを前記記憶部から選定し、選定した無線通信タグについて前記埋め込み位置を算出してもよい。
【００６８】
上記の製造方法において、前記工程（ｃ）では、複数の無線通信タグの形状のデータを記憶部に記憶しておき、前記立体造形物の三次元の形状データに基づいて、埋め込み可能な形状の無線通信タグを前記記憶部から選定し、選定した無線通信タグについて前記埋め込み位置を算出してもよい。
【００６９】
記憶部に複数の無線通信タグの形状データが記憶されている場合、立体造形物の形状データに基づいて、埋め込み可能な形状の無線通信タグが記憶部から選定され、その埋め込み位置が算出されるので、立体造形物の形状に応じて、適切な形状の無線通信タグをその内部の埋め込み位置に確実に埋め込むことが可能となる。
【００７０】
上記の製造装置において、前記制御部は、前記立体造形物の三次元の形状データから得られる層データと、前記無線通信タグを前記立体造形物の内部に埋め込むための空間のデータとを合成して、前記立体造形物の各層のデータを再構築し、前記造形部は、再構築した前記各層のデータに基づいて、前記造形材料を積層してもよい。
【００７１】
上記の製造方法は、前記立体造形物の三次元の形状データから得られる層データと、前記無線通信タグを前記立体造形物の内部に埋め込むための空間のデータとを合成して、前記立体造形物の各層のデータを再構築する工程（ｄ）をさらに有し、前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）では、再構築した前記各層のデータに基づいて、前記造形材料を積層してもよい。
【００７２】
再構築された造形材料の各層のデータに基づいて造形材料を積層することにより、無線通信タグを埋め込む空間を確保しながら、それ以外の部分に造形材料を積層して立体造形物を製造することができる。
【００７３】
上記の製造装置において、前記制御部は、前記各層のデータに基づいて、前記無線通信タグの前記所定の位置への供給タイミングを決定し、前記タグ供給部は、前記制御部にて決定された供給タイミングで前記無線通信タグを供給してもよい。
【００７４】
上記の製造方法は、前記各層のデータに基づいて、前記無線通信タグの前記所定の位置への供給タイミングを決定する工程（ｅ）をさらに有し、前記工程（ａ）では、前記工程（ｅ）にて決定された供給タイミングで前記無線通信タグを供給してもよい。
【００７５】
この場合、例えば、各層のデータに基づく造形材料の積層により、無線通信タグを埋め込むための空間の形成が開始された後、空間の形成が終了するまでの間で、無線通信タグの供給タイミングを設定することが可能となる。これにより、上記供給タイミングで無線通信タグを埋め込み位置に供給してそこに埋め込むことが可能となる。
【００７６】
上記の製造装置において、前記制御部は、前記造形材料の積層により、前記無線通信タグの厚さに相当する深さの凹部が形成される時点を、前記無線通信タグの前記供給タイミングとして決定してもよい。
【００７７】
上記の製造方法において、前記工程（ｅ）では、前記造形材料の積層により、前記無線通信タグの厚さに相当する深さの凹部が形成される時点を、前記無線通信タグの前記供給タイミングとして決定してもよい。
【００７８】
この場合、造形材料の積層により、無線通信タグの厚さに相当する深さの凹部が形成された後に、無線通信タグをその凹部に供給してそこに埋め込むことが可能となり、凹部への無線通信タグの埋め込みを確認することができる。
【００７９】
上記の製造装置は、前記立体造形物の三次元の形状データが入力される入力部をさらに備えていてもよい。また、上記の製造方法は、前記立体造形物の三次元の形状データを入力する工程（ｆ）をさらに有していてもよい。
【００８０】
この場合、立体造形物の三次元の形状データを利用して行う処理、すなわち、無線通信タグの埋め込み位置の算出、埋め込み可能な形状の無線通信タグの選定、各層のデータの作成を確実に行うことが可能となる。
【００８１】
上記の製造装置において、前記造形部は、前記造形材料としてのインクを吐出するインク吐出部と、前記インク吐出部に前記インクを供給するインク供給部とを備えていてもよい。また、上記の製造方法において、前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）では、前記造形材料としてインクを用いて、前記造形材料を積層してもよい。
【００８２】
この場合、積層造形法の中でも、特にインクジェット法によって立体造形物を製造する場合において、上述の効果を得ることができる。
【００８３】
なお、上記した立体造形物の製造装置および製造方法において、「立体造形物の内部に無線通信タグが埋め込まれる」とは、無線通信タグが外部から全く見えないように立体造形物の内部に埋め込まれることを示し、内部に埋め込まれても外部から無線通信タグが見えるような形態は、「立体造形物の内部に無線通信タグが埋め込まれる」ことにはならないものとする。したがって、「立体造形物の内部に無線通信タグが埋め込まれる」という形態を実現するにあたっては、造形材料として不透明の材料（例えば着色されたインク）を用いて造形を行うか、造形材料として透明材料および不透明材料を用い、無線通信タグが透明材料で覆われ、さらにその透明材料が不透明材料で覆われるように、造形を行うことが望ましい。このとき、上記の透明材料と不透明材料とは逆であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の立体造形物の製造装置および製造方法は、積層造形法による立体造形物の製造に利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１      製造装置
１１      ３Ｄデータ入力部
１２      制御部
１３      記憶部
２０      造形ブロック（造形部）
２１ａ    造形材料吐出部（インク吐出部）
２１ｂ    造形材料供給部（インク供給部）
３０      タグ供給ブロック（タグ供給部）
【図１】
2015136982.tif 000003
【図２】
2015136982.tif 000004
【図３】
2015136982.tif 000005
【図４】
2015136982.tif 000006
【図５】
2015136982.tif 000007
【図６】
2015136982.tif 000008
【国際調査報告】
2015136982.tif 000009
2015136982.tif 000010
2015136982.tif 000011
2015136982.tif 000012