(57)【要約】【課題】１回の造形で複数の立体造形物を製造可能な合成造形データを作成する合成造形データ作成装置および合成造形データ作成プログラムを提供する。【解決手段】合成造形データ作成装置は、造形する物体の三次元形状を示す立体データを取得し（Ｓ１）、次いで、各造形物の製作数量（個数）を取得する（Ｓ２）。各造形物間の干渉防止のため各造形データに緩衝領域を設定し（Ｓ３）、ステージの大きさに基づいて造形可能領域の設定を行う（Ｓ４）。この造形可能領域に対して、一回の造形処理で造形可能な個数を算出する（Ｓ５）。Ｓ５の処理で算出した造形可能な個数が必要可能な個数以下でない場合には（Ｓ６：ＮＯ）、造形可能領域に立体造形物の配列を行う（Ｓ７）。全データが配列されておらず、残りの立体造形物がある場合には（Ｓ８：ＮＯ）、残りの造形可能領域を算出し（Ｓ９）、当該領域に次の立体造形物の配列を行う（Ｓ７）。【選択図】図１０
2013208757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成装置であって、
造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得手段と、
造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得手段と、
前記ステージの造形可能領域を利用した１回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出手段と、
前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断手段と、
前記必要個数判断手段が前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の立体造形物を配列する配列作成手段と、
前記配列作成手段の作成した前記複数の立体造形物の配列に基づいて合成造形データを作成する合成造形データ作成処理手段と
を備えたことを特徴とする合成造形データ作成装置。
【請求項２】
前記データ取得手段が取得した前記立体データに基づき、各立体造形物間の干渉防止のための緩衝領域を前記立体造形物に付加する緩衝領域設定手段を備え、
前記配列作成手段は、前記緩衝領域設定手段が前記緩衝領域を付加した前記立体造形物を前記造形可能領域に配列することを特徴とする請求項１に記載の合成造形データ作成装置。
【請求項３】
前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物は、最初に前記造形可能領域のＸ方向に配列することを特徴とする請求項１又は２に記載の合成造形データ作成装置。
【請求項４】
前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物が、前記Ｘ方向に配列した列が前記造形可能領域のＹ方向に並ぶように配列することを特徴とする請求項３に記載の合成造形データ作成装置。
【請求項５】
前記配列作成手段は、前記立体造形物を前記造形可能領域のＸ方向及びＹ方向に配列したものが、前記造形可能領域のＺ方向に積層するように配列することを特徴とする請求項４に記載の合成造形データ作成装置。
【請求項６】
前記配列作成手段は、前記造形可能領域のＺ方向では、前記立体造形物が重ならないように配列することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の合成造形データ作成装置。
【請求項７】
前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数より多いと判断した場合に、前記必要個数だけ前記造形可能領域に前記立体造形物を配列した残りの造形可能領域を算出する残存造形可能領域算出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の合成造形データ作成装置。
【請求項８】
１回の造形処理で造形した前記立体造形物の造形数が、前記必要個数より不足した場合に、不足する個数を新たに造形する前記立体造形物の個数として設定する造形数設定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の合成造形データ作成装置。
【請求項９】
造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成プログラムであって、
造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得処理と、
造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得処理と、
前記ステージの造形可能領域を利用した１回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出処理と、
前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が、前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断処理と、
前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の前記立体造形物を配列する配列作成処理と、
前記配列作成手段の作成した前記立体造形物の配列に基づいて新たな合成造形データを作成する合成造形データ作成処理と
をコンピュータに実行させる合成造形データ作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体造形粉体に造形液を吐出して固化することで立体造形物を造形する立体造形装置用の造形データを作成する合成造形データ作成装置および合成造形データ作成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体造形粉体と造形液とを混合して固化することで立体造形物を造形する立体造形装置が知られている。例えば、立体造形装置は、平坦に配置した立体造形粉体に対し、インクジェットヘッドを用いて造形液を吐出する。立体造形粉体と造形液とが混合されると、立体造形粉体に含まれる反応体や接着剤が反応、あるいは接着剤が溶解し、反応した反応体同士が結合、あるいは溶解した接着剤同士が結合して層（以下、「造形層」という）を形成する。以上の工程が繰り返されて造形層が重ねられることで、作業者が所望する形状の立体造形物が造形される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０２７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような立体造形装置は、一定の厚みで立体造形粉体を積層方向（以下「Ｚ方向」ともいう）に積層しつつ、一定量の造形液で立体造形粉体を固化させ、各層を積層することで立体造形物を形成している。従って、一つの立体造形物を製造するにはかなり長い時間が掛かるという問題点があった。また、立体造形物が硬化反応のために、あるいは乾くのを待つ時間も掛かるという問題点があった。また、その造形時間が長いことに起因して、造形物を多数作る場合、気温や湿度など様々条件が変動し易く、最初の方に作る造形物と最後の方に作る造形物とでは、どうしても造形ムラなどが生じやすく、品質を維持することが難しい問題もあった。
【０００５】
本発明の目的は、複数の立体データと各立体データ毎の必要造形個数を取得して、１回の造形で複数の立体造形物を製造可能な合成造形データを作成する合成造形データ作成装置および合成造形データ作成プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第一態様に係る合成造形データ作成装置は、造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成装置であって、造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得手段と、造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得手段と、前記ステージの造形可能領域を利用した１回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出手段と、前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が、前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断手段と、前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の立体造形物を配列する配列作成手段と、前記配列作成手段の作成した前記複数の立体造形物の配列に基づいて合成造形データを作成する合成造形データ作成処理手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
第一態様に係る合成造形データ作成装置によると、複数の立体造形物を造形する立体データと造形する立体造形物の個数と、を取得して、ステージの造形可能領域に複数の立体造形物を配列し新たな合成造形データを作成するので、１回の造形処理で無駄なく複数の立体造形物を作成することができる。従って、立体造形物の造形効率が飛躍的に増加し、短時間で多数の立体造形物を造形することができる。
【０００８】
また、前記データ取得手段が取得した前記立体データに基づき、各立体造形物間の干渉防止のための緩衝領域を前記立体造形物に付加する緩衝領域設定手段を備え、前記配列作成手段は、前記緩衝領域設定手段が前記緩衝領域を付加した前記立体造形物を前記造形可能領域に配列するようにしてもよい。この場合には、各立体造形物間に緩衝領域が形成されるので、造形時に隣接配置の立体造形物間の干渉を防止できる。また、造形時に隣接配置の立体造形物の影響により立体造形物の形状が変形することを防止できる。
【０００９】
また、前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物は、最初に前記造形可能領域のＸ方向に配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をＸ方向から規則的に配列できるので、同じ形状の立体造形物間で形状にばらつきが出来る造形ムラを防止できる。
【００１０】
また、前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物が、前記Ｘ方向に配列した列が前記造形可能領域のＹ方向に並ぶように配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をＸ方向及びＹ方向に規則的に配列できるので、同じ形状の立体造形物は、ほぼ、同じ時間に完成し、同じ形状の立体造形物間で形状にばらつきが出来る造形ムラを防止できる。
【００１１】
また、前記配列作成手段は、前記立体造形物を前記造形可能領域のＸ方向及びＹ方向に配列したものが、前記ステージの造形可能領域のＺ方向に積層するように配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をＺ方向にも配置して、同じ形状の立体造形物は、Ｚ方向でも同じ条件で、作成することができる。
【００１２】
また、前記配列作成手段は、前記造形可能領域のＺ方向では、前記立体造形物が重ならないように配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をＺ方向では重ならないように配置して作成できるので、このような配置にすることにより二段目に載置される立体造形物の重みが第一段目に載置される立体造形物に掛からないので、第一段目に載置される立体造形物のＺ方向での形状の歪みが大きくなるのを防止できる。
【００１３】
また、前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数より多いと判断した場合に、前記必要個数だけ前記造形可能領域に前記立体造形物を配列した残りの造形可能領域を算出する残存造形可能領域算出手段を備えるようにしてもよい。この場合には、残りの造形可能領域に次の造形データを配置することができるので、効率よく、造形データを造形可能領域に配置できる。
【００１４】
また、１回の造形処理で造形した前記立体造形物の造形数が、前記必要個数より不足した場合に、不足する個数を新たに造形する前記立体造形物の個数として設定する造形数設定手段を備えるようにしてもよい。この場合には、１回の造形処理で同一形状の立体造形物を作れるだけ作り、残りの不足数分だけ、次の造形動作で作ることができる。
【００１５】
本発明の第二態様に係る合成造形データ作成プログラムは、造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成プログラムであって、造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得処理と、造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得処理と、前記ステージの造形可能領域を利用した１回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出処理と、前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が、前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断処理と、前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の前記立体造形物を配列する配列作成処理と、前記配列作成手段の作成した前記立体造形物の配列に基づいて新たな合成造形データを作成する合成造形データ作成処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。この合成造形データ作成プログラムによると、複数の立体造形物を造形する立体データと造形する立体造形物の個数とを読み込んで、ステージの造形可能領域に複数の立体造形物を配列し新たな合成造形データを作成するので、１回の造形処理で無駄なく複数の立体造形物を作成することができる。従って、立体造形物の造形効率が飛躍的に増加し、短時間で多数の立体造形物を造形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】立体造形装置１の外観斜視図である。
【図２】造形台６の斜視図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線矢視方向断面図である。
【図４】立体造形装置１の内部構成を右側面から見た図である。
【図５】粉体供給部１５および平坦化ローラ１６の近傍の拡大斜視図である。
【図６】立体造形装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】ＰＣ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】立体データ９８のデータ構成の一例を示す図である。
【図９】合成造形データ９０のデータ構成の一例を示す図である。
【図１０】ＰＣ１００が実行する合成データ作成処理のフローチャートである。
【図１１】第一立体造形物２００を示す斜視図である。
【図１２】第二立体造形物２１０を示す斜視図である。
【図１３】第三立体造形物２２０を示す斜視図である。
【図１４】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。
【図１５】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。
【図１６】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。
【図１７】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。
【図１８】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。
【図１９】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。
【図２０】立体造形装置１が実行する立体造形処理のフローチャートである。
【図２１】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。
【図２２】造形可能領域１１０上に配列した立体造形物の造形位置を示す変形例の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いられるものである。図１及び図２の紙面左下側、右上側、左側、右側、上側、下側が、それぞれ立体造形装置１の正面側、背面側、左側、右側、上側、下側である。図４の左側、右側、上側、下側、紙面手前側、紙面奥側は、それぞれ、立体造形装置１の正面側、背面側、上側、下側、右側、左側である。図５の左側、右側、上側、下側、紙面右手前側、紙面左奥側は、それぞれ、立体造形装置１の正面側、背面側、上側、下側、右側、左側である。立体造形装置１の右方をＸ座標の正方向、後方をＹ座標の正方向、上方をＺ座標の正方向とする。
【００１８】
図１を参照して、立体造形装置１の概略構成について説明する。立体造形装置１は、合成造形データ９０（図１０参照）に従ってヘッド２０等を駆動することで、立体造形物を複数一度に造形することができる。パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１００は、物体の三次元形状を示す立体データ９８（図８参照）に基づいて、複数の立体造形物を一度に造形する合成造形データ９０を作成し、ネットワーク等を介して立体造形装置１に送信する。ＰＣ１００は合成造形データ作成装置の一例である。立体造形装置１は、ＰＣ１００から受信した合成造形データ９０に従って複数の立体造形物を造形する。なお、立体造形装置１は、立体データ９８を他のデバイスから取得し、取得した立体データに基づいて自ら合成造形データ９０を作成することもできる。
【００１９】
図１に示すように、立体造形装置１は、土台２と、造形台６と、粉体供給部１５と、平坦化ローラ１６と、ヘッド２０と、粉体回収部２３とを主に備える。土台２は、左右方向（Ｘ軸方向）を長手方向とする矩形板状に形成されており、立体造形装置１の全体を支持する。造形台６はステージ１１を備え、ステージ１１上で立体造形物が造形される。粉体供給部１５は、造形台６のステージ１１上に立体造形粉体を供給する。平坦化ローラ１６は、ステージ１１上に載置された立体造形粉体の上面を平坦化し、立体造形粉体の層（以下、「粉体層」という。）を形成する。ヘッド２０は、ステージ１１上に形成された粉体層に造形液を吐出する。粉体回収部２３は、ステージ１１上で固化せずに残存した立体造形物周辺の余分な立体造形粉体（以下、「未硬化粉体」という。）を回収する。以下、各構成について説明する。
【００２０】
造形台６について説明する。図２に示すように、造形台６は、造形台６を支持する基部７と、基部７の上部に支持される枠部９とを備える。基部７の左右の各々には、前後方向（Ｙ軸方向）に貫通する貫通孔８が形成されている。図１に示すように、土台２の略中央には、前後方向に平行に延びる２本のレール３が設けられている。２本のレール３は、土台２の正面側端部に設けられた支持部４と、背面側端部に設けられた支持部（図示せず）とによって、土台２の上面から所定の高さで支持されている。２本のレール３の各々は、造形台６の基部７に形成された２つの貫通孔８の各々を貫通する。さらに、土台２の背面側端部には、造形台６を前後動させるための造形台前後動モータ４１（図６参照）が設けられる。造形台前後動モータ４１が駆動すると、キャリッジベルト（図示せず）を介して動力が造形台６に伝わり、造形台６は２本のレール３に沿って前後方向（Ｙ軸方向）に移動する。つまり、造形台前後動モータ４１が駆動すると、粉体供給部１５、平坦化ローラ１６、およびヘッド２０は、造形台６のステージ１１に対して前後方向（ステージ面と平行な方向）に相対移動する。
【００２１】
図２に示すように、枠部９は、略立方体の箱型形状を成す。枠部９は、上面が開放された平面視矩形状の凹部であるステージ保持部１０を有している。ステージ保持部１０の内側には、立体造形物が造形されるステージ１１が昇降可能に保持される。ステージ１１は、ステージ保持部１０の内周面に接するように平面視矩形状に形成されており、且つ、ステージ１１の上面は水平に保たれている。つまり、枠部９は、ステージ１１の側面に接し、且つ、ステージ１１の昇降範囲の外周を取り囲む。枠部９の右側面には、未硬化粉体をステージ保持部１０内から粉体回収部２３（図１参照）に導くための回収路１２が接続している。ステージ保持部１０の背面側には、上面が開放された平面視矩形の凹部である粉体落下口１３が設けられている。粉体落下口１３には、粉体層を形成する際に平坦化ローラ１６によって集積された余剰粉体が落下する。粉体落下口１３に落下した余剰粉体は、作業者によって、造形台６の上方に位置する粉体供給部１５（図１、図４、および図５参照）内に戻される。しかし、立体造形装置１は、粉体落下口１３に落下した余剰粉体を吸引等によって回収し、粉体供給部１５に自動的に戻してもよい。
【００２２】
図３に示すように、ステージ１１は、上部ステージ５１および下部ステージ５２を備える。上部ステージ５１は矩形板状の部材であり、水平に配置される。上部ステージ５１には、厚み方向に貫通する孔７１（図２参照）が複数設けられている。下部ステージ５２は、上部ステージ５１と略同一形状の板状部材であり、上部ステージ５１の下方において上部ステージ５１と平行に配置される。下部ステージ５２にも、上部ステージ５１と同様に複数の孔（図示せず）が設けられている。しかし、平面視において、上部ステージ５１に設けられた孔７１の位置と、下部ステージ５２に設けられた孔の位置とが重複しないように、上部ステージ５１および下部ステージ５２が形成されている。従って、上部ステージ５１に立体造形粉体が載置されると、孔７１が設けられていない位置では、上部ステージ５１の上面に立体造形粉体が堆積する。孔７１が設けられている位置では、立体造形粉体は孔７１から下部ステージ５２に落下する。しかし、落下地点には下部ステージ５２の孔は形成されていない。よって、上部ステージ５１から落下した立体造形粉体は、下部ステージ５２の上面に堆積する。その結果、ステージ１１上に立体造形粉体が堆積する。
【００２３】
下部ステージ５２の下方には、上部ステージ５１および下部ステージ５２を支持する受け皿５３が設けられている。受け皿５３は、下部ステージ５２の全体の下部を覆うように、平面視略矩形状に形成されている。受け皿５３の右端部近傍における前後方向略中心には、下部ステージ５２から落下した未硬化粉体を回収路１２に導く誘導口５５が形成されている。受け皿５３は、誘導口５５に近づく程高さが低くなるように傾斜している。誘導口５５の鉛直下方には、回収路１２の入口である回収口６５が配置されている。
【００２４】
受け皿５３の中心下部にはボールねじ５７が接続している。ボールねじ５７は、受け皿５３から鉛直下方へ延び、ナット（図示せず）に装着されている。造形台６の下部には、ボールねじ５７を回転させるためのステップモータであるステージ昇降モータ４２（図６参照）が設けられている。ステージ昇降モータ４２が駆動すると、ボールねじ５７が回転して昇降し、ボールねじ５７に接続している受け皿５３が昇降する。その結果、受け皿５３によって支持されているステージ１１が昇降する。なお、造形台６には、ステージ１１を振動させるための加振モータ４６（図６参照）が配置されている。
【００２５】
立体造形装置１は、立体造形物を造形する場合、回収口６５よりも高い位置にステージ１１を位置させる。詳細には、立体造形装置１は、昇降範囲の上部からステージ１１を徐々に下降させながら立体造形物を造形する。立体造形装置１は、立体造形物の造形が完了すると、ステージ１１を昇降範囲の下端まで下降させて、誘導口５５を回収口６５の近傍に近づける。次いで、加振モータ４６の駆動を開始してステージ１１を振動させる。ステージ１１が振動すると、ステージ１１上の未硬化粉体は受け皿５３に落下し、誘導口５５および回収口６５を通じて回収される。
【００２６】
粉体供給部１５について説明する。図４および図５に示すように、粉体供給部１５は、上方へ向けて徐々に前後方向の幅が広がる箱状に形成されており、内部に立体造形粉体を収容する。粉体供給部１５は、造形台６の上方に位置するように、粉体回収部２３（図１参照）の左側面に固定されている。粉体供給部１５の下面には、左右方向を長手方向とする開口である供給口（図示せず）が形成されている。供給口は、ステージ１１上の左右方向（Ｘ軸方向）に線状に延びる全領域に立体造形粉体を供給できるように、ステージ１１の左右方向の幅以上の幅に形成されている。供給口には、供給口を開閉するシャッター（図示せず）が設けられている。立体造形装置１は、粉体供給モータ４４（図６参照）によってシャッターの開閉を制御することで、ステージ１１上に立体造形粉体を供給する。
【００２７】
平坦化ローラ１６について説明する。平坦化ローラ１６は、ステージ１１上に供給された立体造形粉体の上面を平坦化して粉体層を形成するために設けられる。図４および図５に示すように、平坦化ローラ１６の回転軸１７は、ステージ１１の上面と平行な状態で、造形台６の移動方向と交差する方向（左右方向）に延びる。回転軸１７は、粉体回収部２３（図１参照）に配置されたローラ回転モータ４３（図６参照）に接続している。ローラ回転モータ４３が駆動すると、平坦化ローラ１６は、図５に示す矢印方向（右側面視反時計回りの方向）に回転する。立体造形装置１は、粉体層を形成する場合、粉体供給部１５のシャッターを開放させた状態で、平坦化ローラ１６を回転させながら造形台６を後方から前方へ（Ｙ軸の負の方向へ）移動させる。その結果、ステージ１１（図２および図３参照）に載置された立体造形粉体の上面は、平坦化ローラ１６によって平坦化される。平坦化ローラ１６の背面側に集積した余剰粉体は、造形台６の背面側に形成された粉体落下口１３に落下する。
【００２８】
図４および図５に示すように、粉体供給部１５の正面には板状のブレード１８が固定されている。ブレード１８は、平坦化ローラ１６に付着した立体造形粉体を除去するために設けられる。ブレード１８は、粉体供給部１５の正面の壁面から前方斜め下方へ延び、平坦化ローラ１６の背面側に隙間無く接触している。図５に示すように、平坦化ローラ１６のうち、ブレード１８が接触する位置Ｐは、回転軸１７の高さＨ以下の高さに調整されている。従って、立体造形粉体は、ブレード１８と平坦化ローラ１６との間に堆積することなく、平坦化ローラ１６の表面から容易に剥がれ落ちる。さらに、ブレード１８の板面は、平坦化ローラ１６の正面側の空間と背面側の空間との間を遮断する。従って、ブレード１８は、平坦化ローラ１６の背面側の立体造形粉体が正面側に飛散することを防止することができる。よって、平坦化ローラ１６によって形成された粉体層の上面は平坦に保たれる。飛散した立体造形粉体がヘッド２０に付着する可能性も低下する。
【００２９】
ヘッド２０について説明する。図示しないが、ヘッド２０は、シアンヘッド、マゼンタヘッド、イエローヘッド、ブラックヘッド、およびクリアヘッドを備える。立体造形装置１の左胴部２５（図１参照）の内部には、シアン造形液、マゼンタ造形液、イエロー造形液、ブラック造形液、およびクリア造形液（無色の造形液）の各々を収容した複数のタンクが装着されている。ヘッド２０が備える各色のヘッドの各々は、可撓性を有するチューブ（図示せず）によって、対応する色の造形液を収容したタンクに接続されている。ヘッド２０は、ＣＰＵ３０（図６参照）の制御によって、各色の造形液を粉体層に吐出する。なお、前記ヘッド２０は、造形液用のクリアヘッドと着色用のヘッドを含めばいかなるものであってもよく、例えば、シアンヘッド、マゼンタヘッド、イエローヘッド、クリアヘッドの合計４つのヘッドを備えていてもよい。この場合、印刷用のブラックヘッドをクリアヘッドとして代用することでも実施でき、量産などによる低コスト化が期待できる。
【００３０】
図１に示すように、造形台６の上方、且つ粉体供給部１５の前方には、ヘッド２０の左右方向の移動を案内するためのガイドレール２１が設けられている。ガイドレール２１は、立体造形装置１の左胴部２５の右側面から右方へ真っ直ぐに水平に延び、粉体回収部２３の左側面に接続する。ガイドレール２１は、ヘッド２０を左右方向に貫通しており、ヘッド２０はガイドレール２１に沿って左右に移動できる。立体造形装置１の左胴部２５には、ヘッド２０を移動させるためのヘッド移動モータ４５（図６参照）が設けられている。ヘッド移動モータ４５が駆動すると、キャリッジベルト（図示せず）を介して動力がヘッド２０に伝わり、ヘッド２０が左右方向（Ｘ軸方向）に移動する。
【００３１】
粉体回収部２３は、図１に示すように、造形台６と右胴部２６との間に配置される。粉体回収部２３は、造形台６のステージ保持部１０（図２および図３参照）内の未硬化粉体を吸引するための粉体吸引ポンプ４８（図６参照）を備える。粉体吸引ポンプ４８が吸引を開始すると、ステージ保持部１０内の未硬化粉体は、回収路１２（図２、図３、および図５参照）および粉体回収部２３を通じて、粉体供給部１５に戻される。
【００３２】
なお、立体造形装置１の右胴部２６の正面には操作パネル２７が設けられている。操作パネル２７は、各種操作キーと表示部とを有する。作業者は、表示部を見ながら操作キーを操作することで、立体造形装置１に対する操作指示を入力する。
【００３３】
図６を参照して、立体造形装置１の電気的構成について説明する。立体造形装置１は、立体造形装置１の制御を司るＣＰＵ３０を備える。ＣＰＵ３０には、ＲＡＭ３１、ＲＯＭ３２、モータ駆動部３３、ヘッド駆動部３５、粉体吸引ポンプ４８、操作パネル２７、および外部通信Ｉ／Ｆ３７が、バス３９を介して接続されている。
【００３４】
ＲＡＭ３１には、ＰＣ１００から受信した合成造形データ９０等の各種データが一時的に記憶される。ＲＯＭ３２には、立体造形装置１の動作を制御するための制御プログラム、初期値等が記憶されている。モータ駆動部３３は、造形台前後動モータ４１、ステージ昇降モータ４２、ローラ回転モータ４３、粉体供給モータ４４、ヘッド移動モータ４５、および加振モータ４６の各々の動作を制御する。ヘッド駆動部３５はヘッド２０に接続しており、ヘッド２０の各吐出チャンネルに設けられた圧電素子を駆動する。外部通信Ｉ／Ｆ３７は、立体造形装置１をＰＣ１００等の外部機器に接続する。なお、立体造形装置１は、ＵＳＢインタフェース、インターネット等を介して、他のデバイス（例えば、ＵＳＢメモリ、サーバ等）からデータを取得することも可能である。
【００３５】
図７を参照して、ＰＣ１００の電気的構成について説明する。ＰＣ１００は、ＰＣ１００の制御を司るＣＰＵ８０を備える。ＣＰＵ８０には、ＲＡＭ８１、ＲＯＭ８２、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）８３、表示制御部８４、操作処理部８５、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８６、および外部通信Ｉ／Ｆ８７が、バス８９を介して接続されている。
【００３６】
ＲＡＭ８１は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ８２には、ＣＰＵ８０が実行するＢＩＯＳ等のプログラムが記憶されている。ＨＤＤ８３は不揮発性の記憶装置であり、合成造形データ作成プログラム、立体データ９８（図８参照）、合成造形データ９０（図９参照）等を記憶している。表示制御部８４は、モニタ９１の表示を制御する。操作処理部８５は、ユーザが操作入力を行うためのキーボード９２およびマウス９３に接続し、操作入力を検知する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ８６には、記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ９４が挿入される。ＣＤ−ＲＯＭ９４に記憶されているデータは、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８６によって読み出される。ＰＣ１００は、ＣＤ−ＲＯＭ９４又はインターネット等を介して、本発明に係る合成造形データ作成プログラム等を取得し、ＨＤＤ８３に記憶させる。外部通信Ｉ／Ｆ８７は、ＰＣ１００を立体造形装置１等の外部機器に接続する。
【００３７】
図８を参照して、立体データ９８のデータ構成について説明する。立体データ９８とは、物体の三次元形状を示すデータである。本実施形態における立体データ９８は、物体の外形の形状と、外表面の色を示す。詳細には、図８に示すように、本実施形態における立体データは、外形座標データと色データとを含む。外形座標データは、物体の外形の位置を示す座標情報である。色データは、座標情報が示す位置における物体の外表面の色をＲＧＢ値で示す。従って、本実施形態では、立体データには物体の内部の情報は含まれない。なお、図８に示す立体データ９８は一例に過ぎない。内部を無色インクで塗りつぶして印刷してもよい。また、立体データ９８は、ＣＡＤソフトで作成されるデータ形式（例えば、ＳＴＬ形式）、ＣＧソフトで作成されるデータ形式（例えば、ＶＲＭＬ形式、ＯＢＪ形式、３ＤＳ形式、ＰＬＹ形式）等であってもよい。
【００３８】
次に、図９を参照して、合成造形データ９０のデータ構成について説明する。合成造形データ９０は、立体造形装置１の動作を制御するためのデータである。立体造形装置１は、合成造形データ９０を取得してＲＡＭ３１に記憶し、記憶した合成造形データ９０に従って各部を動作させる。図９に示すように、合成造形データ９０は、積層される複数の層（粉体層および造形層）の各々に対して作成されている。各層のデータには、最初に形成される層からの積層順Ｎが付されている。各層のデータには、吐出データおよび厚みデータが含まれる。
【００３９】
吐出データは、造形台前後動モータ４１、ヘッド移動モータ４５、およびヘッド２０（図６参照）を駆動するためのデータであり、ヘッド２０からの造形液の吐出を制御する。詳細には、吐出データは、座標（Ｘ，Ｙ）の情報と、座標の情報が示すドットに対して各色の造形液を吐出するか否かを示す情報とを含む。図９では、「１」は吐出、「０」は不吐出、「−」はいずれの造形液も吐出しない（造形範囲外のドットである）ことを示す。
【００４０】
厚みデータは、ステージ昇降モータ４２（図６参照）を駆動するための積層ピッチのデータである。粉体層を形成する場合、立体造形装置１は、厚みデータに従ってステージ１１の下降量を調整することで、粉体層のＺ軸方向の厚みを調整する。つまり、粉体層および造形層の厚み（積層ピッチ）は、厚みデータによって定められる。なお、図９に示す合成造形データ９０は、立体造形物を作成するための一例であり、立体造形物の形状や色等によって、データの内容は変化する。
【００４１】
図１０を参照して、ＰＣ１００が実行する合成造形データ作成処理について説明する。ＰＣ１００のＨＤＤ８３には合成造形データ作成プログラムが記憶されている。ＰＣ１００のＣＰＵ８０は、合成造形データ９０の作成指示が入力されると、合成造形データ作成プログラムに従って、図１０に示す合成造形データ作成処理を実行する。以下の説明では、図１１に示す第一立体造形物２００、図１２に示す第二立体造形物２１０、図１３に示す第三立体造形物２２０を一度に造形する場合を具体例として説明する。
【００４２】
図１０に示すように、合成造形データ作成処理では、まず、ユーザによって指定された物体の三次元形状を示す立体データ９８（図８参照）が取得される（Ｓ１）。具体的には、予め外部から受け取りＨＤＤ８３内に記憶されている立体データかＣＤ−ＲＯＭ９４に記憶されている立体データ等が読み出されて取得され、ＲＡＭ８１に記憶される（Ｓ１）。本実施の形態では一例として、図１１に示す円柱の第一立体造形物２００、図１２に示す横長の直方体の第二立体造形物２１０、図１３に示す角柱の第三立体造形物２２０を一度に複数個造形する。従って、Ｓ１では、第一立体造形物２００、第二立体造形物２１０、第三立体造形物２２０の三次元形状を示す立体データが順番に取得される。後述する造形可能領域１１０への配置も立体データ９８の取得順に第一立体造形物２００、第二立体造形物２１０、第三立体造形物２２０の順で行うものとする。
【００４３】
次いで、各造形物の製作数量（個数）を取得する（Ｓ２）。本実施の形態では、ユーザが各立体造形物の製作数量をＰＣ１００のキーボード９２（図７参照）から入力する。第一立体造形物２００はＮ１個（一例として、６個）、第二立体造形物２１０はＮ２個（一例として、３個）、第三立体造形物２２０はＮ３個（一例として、３個）造形するものとする。
【００４４】
次いで、各造形物間の干渉防止のため各造形データに緩衝領域を設定する（Ｓ３）。この処理では、Ｓ１で取得された三次元形状を示す立体データのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の最大値を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とすると、予めＨＤＤに記憶されている緩衝領域のデータ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を付加する（Ｓ３）。この緩衝領域のデータ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）は、予め実験により求めた、立体造形物を複数並べて造形しても隣接する立体造形物の造形に影響を与えない距離である。このＳ３の処理により、緩衝領域が設定された立体データは、（Ｘ＋ｘ１，Ｙ＋ｙ１，Ｚ＋ｚ１）を最大値とする直方体のブロックとなる。この直方体のブロックの中央に立体造形物が配置され、このブロックと立体造形物との間が緩衝領域となる。ここで一例として、第一立体造形物２００の緩衝領域の外形をＤ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）からなる直方体のブロックとする。また、後述するように、第二立体造形物２１０の緩衝領域の外形をＤ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）からなる直方体のブロックとし、第三立体造形物２２０の緩衝領域の外形をＤ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）からなる直方体のブロックとする。
【００４５】
次いで、造形可能領域の設定を行う（Ｓ４）。この処理では、最初はステージ１１の最大造形可能領域を造形可能領域１１０として設定し（Ｓ４）、後述するＳ９の算出処理後は、Ｓ９で算出された残りの造形可能領域を現在の造形可能領域として設定する（Ｓ９）。このＳ４の処理では、ステージ１１の最大造形可能領域のデータは、ステージ１１の大きさに応じて予めＨＤＤに記憶されているので、最初はＨＤＤから最大造形可能領域のデータを取得する（Ｓ４）。一例として、造形可能領域１１０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に設定される。この造形可能領域１１０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）が図１４に示すステージ１１の最大の造形可能領域１１０（原点１１１、位置１１２、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲）である。尚、Ｘ０の値は、ステージ１１を使用して一回の造形処理でＸ方向に造形可能な最大長さであり、Ｙ０の値は、ステージ１１を使用して一回の造形処理でＹ方向に造形可能な最大長さであり、Ｚ０の値は、ステージ１１を使用して一回の造形処理でＺ方向に造形可能な最大高さである。
【００４６】
次いで、一回の造形処理で造形可能な個数を算出する（Ｓ５）。ここでは、造形可能領域１１０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に第一立体造形物２００の緩衝領域の外形をＤ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）が何個配列できるかを計算する（Ｓ５）。具体的には、Ｘ方向においては、Ｘ０／Ｘ１＝Ｍ１ｘ（個）（小数切り捨て）、Ｙ方向においては、Ｙ０／Ｙ１＝Ｍ１ｙ（個）（小数切り捨て）、Ｚ方向においては、Ｚ０／Ｚ１＝Ｍ１ｚ（個）（小数切り捨て）となる。従って、造形可能領域１１０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に第一立体造形物２００が造形可能な個数は、Ｍ１ｘ×Ｍ１ｙ×Ｍ１ｚ（個）となる。一例として、造形可能領域１１０（Ｘ０＝４５ｃｍ，Ｙ０＝７５ｃｍ，Ｚ０＝３０ｃｍ）とし、第一立体造形物２００の緩衝領域の外形をＤ１（Ｘ１＝１５ｃｍ，Ｙ１＝１５ｃｍ，Ｚ１＝２０ｃｍ）とする。
Ｍ１ｘ＝４５／１５＝３
Ｍ１ｙ＝７５／１５＝５
Ｍ１ｚ＝３０／２０＝１（小数切り捨て）となる。
従って、造形可能領域１１０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に第一立体造形物２００が造形可能な個数は、３×５×１＝１５個となる（Ｓ５）。
【００４７】
次いで、Ｓ５の処理で算出した造形可能な個数が必要可能な個数以下か否かを判断する（Ｓ６）。Ｓ２で入力された第一立体造形物２００の必要個数は６個であり、一回の造形処理で造形可能な個数１５個は、必要個数６個以下ではないので（Ｓ６：ＮＯ）、次いで配列を決定する（Ｓ７）。この配列の決定（Ｓ７）は、一例として、造形可能領域１１０の原点１１１からＸ方向に向けて第一立体造形物２００（緩衝領域を含む）の配置を決定する。Ｘ方向に一杯に並んだ場合には、Ｘ方向に配列した第一立体造形物２００の列が、造形可能領域１１０のＹ方向に並ぶように配列する。まず、図１４に示すように、Ｘ方向に３個並ぶ。必要個数６個なので、図１５に示すように、残り３個を原点１１１からＹ方向に移動した位置１１３からＸ方向の最大の位置１１４に向けて配列する。このＳ７の処理により、原点１１１、位置１１２、位置１１５、位置１１６で囲まれる範囲に第一立体造形物２００が配列される（Ｓ７）。尚、図１４〜図１９において、Ｚ方向は、紙面に直交する方向である。
【００４８】
次いで、全データを配列したか否かを判断する（Ｓ８）。ここでは、まだ、第二立体造形物２１０、第三立体造形物２２０のデータの配列が残っているので（Ｓ８：ＮＯ）、残りの造形可能領域を算出する（Ｓ９）。
【００４９】
Ｓ９の処理では、第一立体造形物２００の配列後の残りの造形可能領域１１０を算出する。第一立体造形物２００を６個配列した残りの領域は、図１５に示す位置１１５、位置１１６、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域である。この残りの造形可能領域は、最初の造形可能領域１１０（Ｘ０＝４５ｃｍ，Ｙ０＝７５ｃｍ，Ｚ０＝３０ｃｍ）から原点１１１、位置１１２、位置１１５、位置１１６で囲まれる範囲を除いた範囲であるので、Ｘ方向（位置１１５−位置１１６間）が４５ｃｍ，Ｙ方向（位置１１５−位置１１９間）が４５ｃｍ，Ｚ方向が３０ｃｍである（Ｓ９）。
【００５０】
尚、図１６に示すように、位置１１３、位置１１４、位置１１５、位置１１６で囲まれる範囲が全部埋まらない場合、例えば、原点１１１、位置１１２、位置１１３、位置１１４で囲まれる範囲に第一立体造形物２００が３個配置され、位置１１３、位置１１４、位置１１５、位置１１６で囲まれる範囲に第一立体造形物２００が２個だけ配置され、位置１１４及び位置１１６側が一つ分空いている場合でも、残りの造形可能領域１１０は、図１６に示す位置１１５、位置１１６、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域とする。このような処理をすることにより、演算処理が簡単になる。
【００５１】
次いで、Ｓ３に戻り、上記同様に第二立体造形物２１０の立体データに干渉防止のため緩衝領域を設定する（Ｓ３）。緩衝領域の設定後の第二立体造形物２１０の緩衝領域の外形をＤ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）からなる直方体のブロックとする。
【００５２】
次いで、造形可能領域の設定を行う（Ｓ４）。この処理では、Ｓ９で算出された残りの造形可能領域を現在の造形可能領域として設定する（Ｓ９）。具体的には、造形可能領域１１０は図１５に示す位置１１５、位置１１６、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域となる。造形可能領域１１０はＸ０＝４５ｃｍ、Ｙ０＝４５ｃｍ、Ｚ０＝３０ｃｍと設定される（Ｓ４）。
【００５３】
次いで、図１５に示す位置１１５、位置１１６、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域に第二立体造形物２１０の造形可能な個数を算出する（Ｓ５）。具体的には、Ｘ方向においては、Ｘ０／Ｘ２＝Ｍ２ｘ（個）（小数切り捨て）、Ｙ方向においては、Ｙ０／Ｙ２＝Ｍ２ｙ（個）（小数切り捨て）、Ｚ方向においては、Ｚ０／Ｚ２＝Ｍ２ｚ（個）（小数切り捨て）となる。従って、図１５に示す位置１１５、位置１１６、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域に第二立体造形物２１０が造形可能な個数は、Ｍ２ｘ×Ｍ２ｙ×Ｍ２ｚ（個）となる。一例として、第二立体造形物２１０の緩衝領域の外形をＤ２（Ｘ２＝１５ｃｍ，Ｙ２＝２４ｃｍ，Ｚ１＝１５ｃｍ）とする。
Ｍ２ｘ＝４５／１５＝３
Ｍ２ｙ＝４５／２４＝１（小数切り捨て）
Ｍ２ｚ＝３０／１５＝２となる。
従って、図１５に示す位置１１５、位置１１６、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域に第二立体造形物２１０が造形可能な個数は、３×１×２＝６個となる（Ｓ５）。
【００５４】
次いで、Ｓ５の処理で算出した造形可能な個数が必要可能な個数以下か否かを判断する（Ｓ６）。Ｓ２で入力された第二立体造形物２１０の必要個数は３個であり、一回の造形処理で造形可能な個数６個は、必要個数３個以下ではないので（Ｓ６：ＮＯ）、次いで配列を決定する（Ｓ７）。この配列の決定（Ｓ７）は、図１７に示す位置１１５、位置１１６、位置１１７、位置１１８で囲まれる範囲の造形可能領域１１０の位置１１５からＸ方向に向けて第二立体造形物２１０（緩衝領域を含む）の配置を決定する。位置１１５−位置１１６間は４５ｃｍであり、第二立体造形物２１０をＸ方向に３個並べて配置を終了する（Ｓ７）。
【００５５】
次いで、全データを配列したか否かを判断する（Ｓ８）。ここでは、まだ、第三立体造形物２２０のデータの配列が残っているので（Ｓ８：ＮＯ）、残りの造形可能領域を算出する（Ｓ９）。
【００５６】
Ｓ９の処理では、Ｓ７の処理で第二立体造形物２１０の配列後の残りの造形可能領域１１０を算出する。第一立体造形物２００を６個、第二立体造形物２１０を３個配列した残りの造形可能領域１１０は、図１７に示す位置１１７、位置１１８、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域である。この残りの造形可能領域１１０は、Ｘ方向（位置１１７−位置１１８間）が４５ｃｍ，Ｙ方向（位置１１７−位置１１９間）がＹ０＝２１ｃｍ，Ｚ方向が３０ｃｍである（Ｓ９）。
【００５７】
次いで、Ｓ３に戻り、上記同様に第三立体造形物２２０の立体データに干渉防止のため緩衝領域を設定する（Ｓ３）。緩衝領域の設定後の第三立体造形物２２０の緩衝領域の外形をＤ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）からなる直方体のブロックとする。
【００５８】
次いで、造形可能領域の設定を行う（Ｓ４）。この処理では、Ｓ９で算出された残りの造形可能領域を現在の造形可能領域１１０として設定する（Ｓ９）。具体的には、造形可能領域１１０は図１７に示す位置１１７、位置１１８、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域となる。造形可能領域１１０はＸ０＝４５ｃｍ、Ｙ０＝２１ｃｍ、Ｚ０＝３０ｃｍと設定される（Ｓ４）。
【００５９】
次いで、図１７に示す位置１１７、位置１１８、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域に第三立体造形物２２０の造形可能な個数を算出する（Ｓ５）。具体的には、Ｘ方向においては、Ｘ０／Ｘ３＝Ｍ３ｘ（個）（小数切り捨て）、Ｙ方向においては、Ｙ０／Ｙ３＝Ｍ３ｙ（個）（小数切り捨て）、Ｚ方向においては、Ｚ０／Ｚ３＝Ｍ３ｚ（個）（小数切り捨て）となる。従って、図１７に示す位置１１７、位置１１８、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域に第三立体造形物２２０が造形可能な個数は、Ｍ３ｘ×Ｍ３ｙ×Ｍ３ｚ（個）となる。一例として、第三立体造形物２２０の緩衝領域の外形をＤ３（Ｘ３＝１５ｃｍ，Ｙ３＝１５ｃｍ，Ｚ３＝２０ｃｍ）とする。
Ｍ２ｘ＝４５／１５＝３
Ｍ２ｙ＝２１／１５＝１（小数切り捨て）
Ｍ２ｚ＝３０／２０＝１（小数切り捨て）となる。
従って、図１７に示す位置１１７、位置１１８、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の領域に第三立体造形物２２０が造形可能な個数は、３×１×１＝３個となる（Ｓ５）。
【００６０】
次いで、Ｓ５の処理で算出した造形可能な個数が必要可能な個数以下か否かを判断する（Ｓ６）。Ｓ２で入力された第二立体造形物２１０の必要個数は３個であり、一回の造形処理で造形可能な個数６個は、必要個数３個以下ではないので（Ｓ６：ＮＯ）、次いで配列を決定する（Ｓ７）。この配列の決定（Ｓ７）は、図１８に示す位置１１７、位置１１８、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲の造形可能領域１１０の位置１１７からＸ方向に向けて第三立体造形物２２０（緩衝領域を含む）の配置を決定する。位置１１７−位置１１８間は４５ｃｍであり、第三立体造形物２２０をＸ方向に３個並べて配置を終了する（Ｓ７）。
【００６１】
次いで、全データを配列したか否かを判断する（Ｓ８）。ここでは、第一立体造形物２００〜第三立体造形物２２０までの全データの配列が完了したので（Ｓ８：ＹＥＳ）、Ｓ１０の処理に進む。
【００６２】
次に、Ｓ１０の処理では、Ｓ７で既に配列が決定しているものを含め、図１８に示すようにステージ１１の最大の造形可能領域１１０に第一立体造形物２００〜第三立体造形物２２０の各立体データの配列レイアウトを行う（Ｓ１０）。この配列レイアウトでは、最大の造形可能領域１１０の原点１１１からＸ方向に配列を行う。Ｘ方向に一杯になったら、次に、原点１１１からＹ方向に移動した位置である位置１１３からＸ方向に配列を行う。この動作を繰り返し、図１８に示すように、最大の造形可能領域１１０に第一立体造形物２００〜第三立体造形物２２０の各立体データの全データの配列レイアウトを行う（Ｓ１０）。各データは、緩衝領域の中央に配置される。
【００６３】
次いで、立体造形装置１のステージ１１を降下させて立体造形物をＺ方向の層を形成する厚みである積層ピッチ（厚みデータ）に応じて、Ｓ１０の処理で全データの配列レイアウトを配列した最大の造形可能領域１１０全体の新たな合成造形データを作成する（Ｓ１１）。尚、積層ピッチは、予め設定されてＨＤＤ８３に記憶されている。このＳ１１の合成造形データ作成処理により図９に示す合成造形データが作成される。尚、Ｓ１１の処理では、Ｓ１０で作成された合成立体データに基づいて、最大の造形可能領域１１０に配列された立体造形物が積層ピッチ（厚みデータ）に応じて複数の層に分割され、積層順Ｎ毎に全ての層の合成造形データ９０（図９参照）が作成される（Ｓ１１）。本実施形態では、一例として、積層ピッチ（厚みデータ）は「３００μｍ」で一定であるとする。
【００６４】
全ての層の立体造形データが作成され、合成造形データ９０が完成すると（Ｓ１１）、作成された合成造形データ９０が立体造形装置１に出力される（Ｓ１２）。Ｓ１２で出力された立体造形データは、立体造形装置１のＳ４１（図２０参照）の処理で立体造形装置１に入力される。
【００６５】
尚、図１０に示す合成造形データ作成処理のＳ６の判断処理で、Ｓ５で算出した造形可能な個数が、例えば、第一立体造形物２００の必要個数以下の場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、造形可能領域１１０に第一立体造形物２００を配列できる上限の数まで配列しても、Ｓ２で入力された必要個数に足りないか、必要個数と同じ数である場合がある。例えば、Ｓ２で取得された第一立体造形物２００の製作数量（必要個数）が２５個の場合には、造形可能領域１１０での第一立体造形物２００の一度の造形可能個数は１５個であるので、Ｓ６でＹＥＳと判断される。従って、残りの造形可能領域は無いので、Ｓ１０の処理に進み、図１９に示すように、最大の造形可能領域１１０の全体に第一立体造形物２００の１５個分の配列レイアウトを行う（Ｓ１０）。次いで、前記同様にＳ１１及びＳ１２の処理を行う。
【００６６】
次いで、Ｓ１３に進み、造形個数に残りがあるか否かを判断する（Ｓ１３）。例えば、上記例のように第一立体造形物２００の必要造形個数は２５個で、一度の造形可能個数が１５個の場合には、１０個の残りあるので、造形個数に残りがあると判断される（Ｓ１３：ＹＥＳ）。次いで、第一立体造形物２００は、既に１５個造形されているので、第一立体造形物２００の必要造形個数は、２５個から造形した１５個を引いて、１０個に修正される。また、造形可能領域１１０は最大（原点１１１、位置１１２、位置１１９、位置１２０で囲まれる範囲）に設定される（Ｓ１４）。次いで、Ｓ３に戻り、Ｓ３〜Ｓ１３の処理を繰り返す。Ｓ１３の処理で、第一立体造形物２００〜第三立体造形物２２０が全ての必要個数造形され、造形個数に残りがないと判断されると（Ｓ１３：ＮＯ）、ＰＣ１００のＣＰＵ８０は、処理を終了する。
【００６７】
次に、図２０を参照して、立体造形装置１が実行する立体造形処理について説明する。前述したように、立体造形装置１のＲＯＭ３２には、立体造形装置１の動作を制御するための制御プログラムが記憶されている。立体造形装置１のＣＰＵ３０は、造形の開始指示を入力すると、制御プログラムに従って、図２０に示す立体造形処理を実行する。
【００６８】
まず、初期化処理が実行される（Ｓ４１）。初期化処理では、図示しないヘッドクリーニング機構によって、ヘッド２０の下面がワイプされ、また、ノズルに造形液が達するまで吸引が行われる。吸引によって、ヘッド２０が造形液を吐出できる状態となる。また、ステージ１１の上面の高さが、造形台６の上端部近傍まで移動され、立体造形を実行する際の土台となる粉体層が形成される。詳細には、ステージ１１の上面の高さが、造形台６の上端部よりも３〜１０ｍｍ程度下方に調整され、立体造形粉体の供給および平坦化が繰り返されることで、３〜１０ｍｍ程度の厚みを有する平坦化された粉体層が土台として形成される。土台となる粉体層を予め形成しておくことで、その上部に積層される粉体層の上面を正確な平坦面とすることができる。また、初期化処理では、ＲＡＭ３１に記憶されているデータが一旦消去される。
【００６９】
ＰＣ１００のＳ１２（図１０参照）で出力された合成造形データ９０（図９参照）が入力されたか否かが判断される（Ｓ４２）。合成造形データ９０が入力されていなければ（Ｓ４２：ＮＯ）、Ｓ４２の判断が繰り返される。合成造形データ９０が入力されると（Ｓ４２：ＹＥＳ）、複数の層（粉体層および造形層）のうち、処理対象の層を特定するための積層順Ｎの値が、最初に作成する層を示す「１」とされる（Ｓ４３）。
【００７０】
合成造形データ９０のうちのＮ層目のデータが読み出される（Ｓ４４）。ステージ昇降モータ４２が駆動されて、ステージ１１の上面の高さが、Ｎ層目の厚みデータが示す厚み分（積層ピッチ分）（本実施形態では３００μｍ）だけ下降される（Ｓ４５）。ステージ１１に立体造形粉体が供給されて上面が平坦化され、粉体層が形成される（Ｓ４６）。詳細には、粉体供給モータ４４が駆動されて、ステージ１１上への立体造形粉体の供給が開始される。ローラ回転モータ４３が駆動されて、平坦化ローラ１６が回転される。造形台前後動モータ４１が駆動されて、造形台６が前方へ移動される。粉体層が形成されると、造形台前後動モータ４１およびヘッド移動モータ４５が駆動されて、ヘッド２０が成形領域の初期位置に相対移動される。Ｎ層目の吐出データに応じて、ヘッド２０の相対移動および吐出制御が実行されて、ヘッド２０から造形液が吐出される（Ｓ４７）。Ｓ４４〜Ｓ４７の処理によって、Ｎ層目の造形層が形成される。
【００７１】
次いで、立体造形物の造形が完了したか否かが判断される（Ｓ４８）。完了していなければ（Ｓ４８：ＮＯ）、処理対象の層を特定するための積層順Ｎがインクリメント（「１」が加算）されて、１つ上の層が処理対象の層とされる（Ｓ４９）。処理はＳ４４へ戻り、次の粉体層および造形層が形成される（Ｓ４４〜Ｓ４７）。具体例では、Ｓ４４〜Ｓ４９が繰り返されることで、造形層が積層方向に積み重ねられ、複数の立体造形物が一度に作成される。図１８に示す例では、第一立体造形物２００が６個、第二立体造形物２１０が３個、第三立体造形物２２０が３個が一度に作成される。立体造形物の造形が完了すると（Ｓ４８：ＹＥＳ）、ステージ１１が下降されて、加振モータ４６および粉体吸引ポンプ４８が駆動され、未硬化粉体が回収される（Ｓ５０）。立体造形処理は終了する。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態では、合成造形データ作成装置としてのＰＣ１００が、同一形状の立体造形物又は異なる形状の立体造形物を複数個、ステージ１１の造形可能領域１１０に配置する合成造形データを作成するので、１回の造形処理で無駄なく複数の立体造形物を作成することができる。従って、立体造形物の造形効率が飛躍的に増加し、短時間で多数の立体造形物を造形することができる。
【００７３】
上記実施形態において、ＰＣ１００が本発明の「合成造形データ作成装置」の一例である。図１０に示す合成造形データ作成処理のプログラムが「合成造形データ作成プログラム」の一例である。ヘッド２０が「吐出手段」の一例である。Ｓ４７の処理（図２０参照）を行うＣＰＵ３０が本発明の「制御手段」の一例である。Ｓ１の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「データ取得手段」の一例である。Ｓ２の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「個数取得手段」の一例である。Ｓ５の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「造形可能個数算出手段」の一例である。Ｓ６の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「必要個数判断手段」の一例である。Ｓ１０の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「配列作成手段」の一例である。Ｓ１１の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「合成造形データ作成処理手段」の一例である。Ｓ３の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「緩衝領域設定手段」の一例である。Ｓ９の処理（図１０参照）を行うＣＰＵ８０が本発明の「残存造形可能領域算出手段」の一例である。
【００７４】
また、Ｓ１の処理（図１０参照）が本発明の「データ取得処理」の一例である。Ｓ２の処理（図１０参照）が本発明の「個数取得処理」の一例である。Ｓ５の処理（図１０参照）が本発明の「造形可能個数算出処理」の一例である。Ｓ６の処理（図１０参照）が本発明の「必要個数判断処理」の一例である。Ｓ１０の処理（図１０参照）が本発明の「配列作成処理」の一例である。Ｓ１１の処理（図１０参照）が本発明の「合成造形データ作成処理」の一例である。
【００７５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、図１０に示す合成造形データ作成処理のＳ９の処理で、残りの造形可能領域１１０がＺ方向で上（二段目）が空いていると演算された場合には、Ｓ４の処理で、その上（二段目）を残りの造形可能領域１１０とすることができる。この場合には、同じ形状（同じ立体データ）の立体造形物をＺ方向において積み重ねるように配置しても良い。また、同じ形状（同じ立体データ）の立体造形物をＺ方向において重ならないようにしてもよい。例えば、図２１に示すように、Ｚ方向において、二段目に載置される第一立体造形物２００Ａと一段目に載置される第一立体造形物２００とが重ならないように配置する。この配置方法としては、二段目は、一段目に対して、Ｘ方向及びＹ方向の立体造形物の配置ピッチを各々１／２だけずらすようにすればよい。このような配置にすることにより二段目に載置される第一立体造形物２００Ａの重みが第一段目に載置される第一立体造形物２００に掛からないので、第一段目に載置される第一立体造形物２００のＺ方向での形状の歪みが大きくなるのを防止できる。
【００７６】
また、第一立体造形物２００を６個でなく、５個造形すればよい場合には、図２２に示すように、位置１１３，位置１１４，位置１１５，位置１１６に囲まれる範囲には、真ん中の領域を避けて、第一立体造形物２００を２個配置するようにしてもよい。この場合には、Ｘ方向において、２つの第一立体造形物２００が対称に配置されるので、各々同じ条件で造形され、均一に乾燥されることができる。従って、形状の同一性が高まる。
【００７７】
また、造形可能領域１１０に余裕がある場合には、立体造形物を必要個数以上作成するようにしてもよい。この場合には、必要個数以上作成した立体造形物からできの良いものを必要個数を選択することができる。また、立体造形装置１にＰＣ１００を一体化してもよい。
【００７８】
また、Ｚ方向において、複数の造形物を多段に配置する場合には、下層に多くの造形物を配置するようにしてもよい。この場合には、下層に載置される立体造形物のＺ方向での形状の歪みが大きくなるのを防止できる。さらに、微細な構造を含む形状の立体造形物は、Ｚ方向において、上層に配置するようにしてもよい。この場合には、微細な構造を含む形状の立体造形物に上層の重さが掛からないので、微細な構造を含む形状の立体造形物の大きさの誤差を防止できる。また、無色の立体造形物と色付きの立体造形物を一度に造形する場合には、色付きの立体造形物は、Ｙ方向の後方へ配置するようにしてもよい。この場合には、造形時に色の層が剥がれてしまった場合、剥がれた色の層が他の造形物に影響を与えない。
【符号の説明】
【００７９】
１    立体造形装置
１１  ステージ
１６  平坦化ローラ
３０，８０  ＣＰＵ
４２  ステージ昇降モータ
９０  合成造形データ
９８  立体データ
１００  ＰＣ
１１０  造形可能領域
２００，２１０，２２０  立体造形物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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