(57)【要約】【課題】  造形物の高さ方向の寸法精度を保ちつつ、造形処理の効率を向上させる。【解決手段】  データ処理装置３は、造形データを処理するデータ処理装置であり、造形対象物の造形データを取得するデータ取得部３０１を有する。また、データ処理装置３は、造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量に関する情報を、造形対象物の造形データに基づいて取得する使用量情報取得部３０２と、造形材料の残量の情報を取得する残量情報取得部３０３と、を有する。さらに、データ処理装置３は、造形対象物とともに積層造形するマーカの造形データを、残量の情報と造形使用量の情報とに応じて、造形対象物の造形データに付加するデータ付加部３０４を有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形データを処理するデータ処理装置であって、
造形対象物の造形データを取得する造形データ取得部と、
前記造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量に関する情報を、前記造形データ取得部で取得した前記造形対象物の造形データに基づいて取得する使用量情報取得部と、
前記造形材料の残量の情報を取得する残量情報取得部と、
前記造形対象物とともに積層造形するマーカの造形データを、前記残量情報取得部で取得した前記残量の情報と前記使用量情報取得部で取得した前記造形材料の使用量に関する情報とに応じて、前記造形対象物の造形データに付加するデータ付加部と、を有することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】
前記造形データ取得部は、前記造形対象物とともに積層造形するマーカの造形データを取得し、
前記使用量情報取得部は、前記造形対象物および前記マーカを造形するために必要な前記造形材料の使用量の情報を、前記造形データ取得部で取得した前記造形対象物および前記マーカの造形データに基づいて取得し、
前記データ付加部は、前記造形材料の使用量が前記造形材料の残量よりも多い場合に、前記造形データ取得部で取得した前記マーカの造形データを変更して、前記造形対象物の造形データに付加することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記データ付加部は、前記造形材料の使用量が前記造形材料の残量よりも多い場合に、前記造形データ取得部で取得した前記マーカの造形データを、前記マーカの少なくとも一部を前記造形材料とは異なる造形材料で造形するように変更して、前記造形対象物の造形データに付加することを特徴とする請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記データ付加部は、前記造形材料の使用量が前記造形材料の残量よりも多い場合に、前記造形データ取得部で取得した前記マーカの造形データを、前記マーカの形状は変更せずに、前記マーカの少なくとも一部を前記造形材料とは異なる造形材料で造形するように変更して、前記造形対象物の造形データに付加することを特徴とする請求項３に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
前記データ付加部は、前記造形材料の使用量が前記造形材料の残量よりも多い場合に、前記造形データ取得部で取得した前記マーカの造形データを、積層方向に垂直な断面のそれぞれにおいて、前記マーカの断面積を縮小して、前記造形対象物の造形データに付加することを特徴とする請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項６】
前記使用量情報取得部は、前記造形対象物を造形するために必要な前記造形材料の使用量の情報を取得し、
前記データ付加部は、前記マーカを造形するために必要な造形材料の使用量が、前記造形材料の残量と前記造形対象物を造形するために必要な前記造形材料の使用量との差分を超えないように、前記造形対象物の造形データに前記マーカの造形データを付加することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項７】
前記データ付加部は、前記マーカを複数種類の造形材料で造形するように、前記造形対象物の造形データに前記マーカの造形データを付加することを特徴とする請求項６に記載のデータ処理装置。
【請求項８】
前記マーカが、前記造形対象物の高さと同じまたはそれ以上の高さを有する柱体または錐体であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項９】
前記マーカが、造形途中の前記造形対象物の高さを測定するためのマーカであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１０】
前記マーカが、積層方向に垂直な、前記造形対象物を含む断面のそれぞれにおいて、複数の前記断面に共通な所定のエリアを含む形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１１】
前記造形データが、前記造形対象物を複数種類の造形材料で造形する造形データであって、
前記使用量情報取得部と前記残量情報取得部は、前記複数種類の造形材料のそれぞれについて、前記使用量に関する情報と前記残量の情報をそれぞれ取得することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１２】
前記データ付加部が、前記複数種類の造形材料のうち２種類以上の造形材料を使用してマーカを造形するように、前記マーカの造形データを前記造形対象物の造形データに付加することを特徴とする請求項１１に記載のデータ装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のデータ処理装置と、
前記データ処理装置から出力された造形データに基づいて造形を行う造形装置と、を有する造形システム。
【請求項１４】
前記造形装置が、前記造形データに基づいて造形材料からなる材料層を形成する材料層形成部と、
前記材料層形成部によって形成した前記材料層を積層する積層部と、を有することを特徴とする請求項１３に記載の造形システム。
【請求項１５】
前記積層部は、前記材料層が積層されるステージを有し、
前記造形装置は、前記ステージ上に積層される前記材料層に含まれる前記マーカの、前記材料層の積層方向の高さ情報を取得する高さ情報取得部を有し、
前記高さ情報取得部によって取得した前記マーカの高さ情報に基づいて、前記ステージ上に積層される前記材料層の積層数を制御することを特徴とする請求項１４に記載の造形システム。
【請求項１６】
造形データを処理するデータ処理方法であって、
造形対象物の造形データを取得する造形データ取得ステップと、
前記造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量に関する情報を、前記造形データ取得ステップで取得した前記造形対象物の造形データに基づいて取得する使用量情報取得ステップと、
前記造形材料の残量の情報を取得する残量情報取得ステップと、
前記造形対象物とともに積層造形するマーカの造形データを、前記残量情報取得ステップで取得した前記残量の情報と前記使用量情報取得ステップで取得した前記造形材料の使用量に関する情報とに応じて、前記造形対象物の造形データに付加するデータ付加ステップと、を有することを特徴とするデータ処理方法。
【請求項１７】
コンピュータに、
造形対象物の造形データを取得する造形データ取得ステップと、
前記造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量に関する情報を、前記造形データ取得ステップで取得した前記造形対象物の造形データに基づいて取得する使用量情報取得ステップと、
前記造形材料の残量の情報を取得する残量情報取得ステップと、
前記造形対象物とともに積層造形するマーカの造形データを、前記残量情報取得ステップで取得した前記残量の情報と前記使用量情報取得ステップで取得した前記造形材料の使用量に関する情報とに応じて、前記造形対象物の造形データに付加するデータ付加ステップと、を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
コンピュータに、
造形対象物の造形データを取得する造形データ取得ステップと、
前記造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量に関する情報を、前記造形データ取得ステップで取得した前記造形対象物の造形データに基づいて取得する使用量情報取得ステップと、
前記造形材料の残量の情報を取得する残量情報取得ステップと、
前記造形対象物とともに積層造形するマーカの造形データを、前記残量情報取得ステップで取得した前記残量の情報と前記使用量情報取得ステップで取得した前記造形材料の使用量に関する情報とに応じて、前記造形対象物の造形データに付加するデータ付加ステップと、を実行させることを特徴とするプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ処理装置、造形システム、データ処理方法、プログラム、および記録媒体等に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の層を積み上げることで立体物を形成する、積層造形法が注目を集めている。積層造形法は、アディティブマニファクチャリング（ＡＭ）、３Ｄプリント、ラピッドプロトタイピングなどとも呼ばれる。
【０００３】
積層造形法においては、各層を積み重ねたときの積層方向（高さ方向）の位置精度が、最終的な造形物の品質に大きな影響を与え得る。そのため、造形完了後または造形途中の造形物の高さ方向の位置精度が重要になる。
【０００４】
特許文献１には、電子写真方式の積層造形法が記載されている。特許文献１では、造形途中の造形物の高さをセンサによって直接計測し、その結果に応じて、積層する薄片の厚みを補正する。
【０００５】
特許文献２には、光造形方式の積層造形法が記載されている。特許文献２では、造形物を積層造形すると同時に、高さ検出用のマーカ（ダミー）も積層造形する。そして、造形した高さ検出用のマーカの高さをセンサによって検出して、高さ方向における造形物の位置を補正する。
【０００６】
造形途中の造形物の上面の位置は層ごとに変動することが多い。そのため、造形途中の造形物の高さ情報の取得は、特許文献２のように、造形対象物を積層造形するとともに高さ検出用のマーカも積層し、積層したマーカの高さを計測することによって行うことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−４８２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６７９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子写真方式やインクジェット方式、熱溶解積層法などでは、造形対象物のスライス画像データに応じて造形材料を配置して積層することで、造形物を造形する。このとき、高さ検出用のマーカも造形物とともに造形する場合には、造形物を造形するために用いる造形材料を用いて、高さ検出用のマーカを積層造形することが好ましい。例えば、造形物を構造材料とサポート材料を用いて造形する場合には、高さ検出用のマーカも、構造材料またはサポート材料を用いて造形することが好ましい。
【０００９】
しかし、造形対象物を造形するための造形材料を用いて高さ検出用のマーカを形成すると、造形物を造形するための造形材料が不足し、造形処理が中断されてしまうことがあった。すなわち、造形物を造形するための造形材料を用いて高さ検出用のマーカを形成すると、造形処理の効率が低下してしまうことがあるという課題があった。
【００１０】
そこで本発明は上述の課題に鑑み、造形物の高さ方向の寸法精度を保ちつつ、造形処理の効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面としてのデータ処理装置は、造形データを処理するデータ処理装置であって、造形対象物の造形データを取得する造形データ取得部と、前記造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量に関する情報を、前記造形データ取得部で取得した前記造形対象物の造形データに基づいて取得する使用量情報取得部と、前記造形材料の残量の情報を取得する残量情報取得部と、前記造形対象物とともに積層造形するマーカの造形データを、前記残量情報取得部で取得した前記残量の情報と前記使用量情報取得部で取得した前記造形材料の使用量に関する情報とに応じて、前記造形対象物の造形データに付加するデータ付加部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、造形物の高さ方向の寸法精度を保ちつつ、造形処理の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】積層造形システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】造形コントローラの構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図３】データ処理装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】ステージ上の造形物の高さを調整する処理のフローチャートである。
【図５】積層マーカの全体を構造材料で造形する際の、（ａ）造形対象物および積層マーカの外観を示す斜視図と、（ｂ）構造材料およびサポート材料の残量と使用量の一例を示す模式図である。
【図６】積層マーカを構造材料およびサポート材料で造形する際の、（ａ）造形対象物および積層マーカの外観を示す斜視図と、（ｂ）構造材料およびサポート材料の残量と使用量の一例を示す模式図である。
【図７】造形データに対して積層マーカデータを付加する際の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
［第１の実施形態］
［積層造形システムの構成］
図１〜図３を参照して、第１の実施形態に係る積層造形システムの構成を説明する。図１は、本実施形態に係る積層造形システムの構成を模式的に示す図である。
【００１６】
積層造形システムは、積層造形法を用い、多数の薄膜を積層することによって造形物を作成するシステムである。このシステムは、ＡＭ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システム、３Ｄプリンタ、ＲＰ（Ｒａｐｉｄ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）システムなどとも呼ばれる。
【００１７】
本実施形態に係る積層造形システム１は、造形装置２とデータ処理装置３とを有する。造形装置２およびデータ処理装置３は、部分的にまたは全体的にネットワークを介して接続されていてもよい。なお、ネットワークはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）など、装置間の通信を可能とする手段であれば特に限定はされない。また、データ処理装置３は、後述する造形装置２の制御部Ｕ１の一部として、装置内に組み込まれていてもよい。
【００１８】
（造形装置）
造形装置２は、データ処理装置３から造形対象物を表現したデータである造形データを受け取り、造形データに基づいて積層造形を行う。造形装置２は、制御部Ｕ１と、材料層形成部Ｕ２と、積層部Ｕ３と、を有する。
【００１９】
＜制御部＞
制御部Ｕ１は、造形装置２の各部を制御する。また、制御部Ｕ１は、データ処理装置３から受け取った造形データが３次元形状データである場合などに、３次元形状データから複数層のスライス画像データを生成する処理を行ってもよい。
【００２０】
３次元形状データとしては、３次元ＣＡＤソフト、３次元ＣＧソフト、３次元モデラー、３次元スキャナなどで作成されたデータを用いることができる。３次元形状データのフォーマットは問わないが、例えば、ＳＴＬ（ＳｔｅｒｅｏＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）形式などのポリゴンデータを好ましく用いることができる。またスライス画像データのフォーマットとしては、例えば、多値の画像データ（各値が材料の種類を表す）やマルチプレーンの画像データ（各プレーンが材料の種類に対応する）を用いることができる。
【００２１】
制御部Ｕ１は、制御ユニット６０、造形コントローラ７０、画像生成コントローラ１０、複数のモータ（１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２〜１１４）、複数のセンサ（４４，４５，５４，５５，５８）などを有する。
【００２２】
制御ユニット６０は、各層のスライス画像データを画像生成コントローラ１０へ出力する機能、造形装置２における造形工程を管理する機能、などを有する。また、上述の通り、３次元形状データから複数層のスライス画像データを生成する機能を有していてもよい。
【００２３】
制御ユニット６０は、例えばパーソナルコンピュータや組み込み型コンピュータにこれらの機能を有するプログラムを実装することにより構成することができる。
【００２４】
造形コントローラ７０は、材料層形成部Ｕ２における材料層形成プロセスの制御、および積層部Ｕ３における積層プロセスの制御を行う。具体的には、材料層形成部Ｕ２および積層部Ｕ３の駆動系、センシング系の制御を行う。
【００２５】
駆動系は、転写ローラ４１Ａおよび４１Ｂを回転させる転写ローラモータ１１１Ａおよび１１１Ｂを含む。また、駆動系は、ステージ５２をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動させるステージ駆動Ｘモータ１１２、ステージ駆動Ｙモータ１１３、および、ステージ駆動Ｚモータ１１４を含む。
【００２６】
センシング系は、位置検知センサ４４，４５，５４，５５、積層高検知センサ５８を含む。ここで、位置検知センサ４４は、積層部Ｕ３において材料層を積層する際の積層位置を相対的に合わせるときに利用される。位置検知センサ４５は、画像歪み補正を行うときに利用される。積層高検知センサ５８は、造形途中または造形完了後の、ステージ５２上の造形物の高さを求めるときに利用される。また、センシング系は、プロセスカートリッジ３０Ａおよび３０Ｂ内の材料収容部に収容されている造形材料の残量を検出する残量検出部としての残量検出センサ３５Ａ，３５Ｂを含む。なお、これらのセンサの役割の詳細については後述する。
【００２７】
図２に、造形コントローラ７０の回路ブロックの一例を示す。造形コントローラ７０は、ＣＰＵ７１、メモリ７２、インタフェース７３、ＵＩ手段７４、モータ駆動回路７５、モータドライバ７６、センサ回路７７、センサインタフェース７８、その他のＩＯ回路７９、ヒータ回路８０、ＩＯインタフェース８１を有する。モータドライバ７６には、転写ローラモータ１１１Ａおよび１１１Ｂ、ステージ駆動Ｘモータ１１２、ステージ駆動Ｙモータ１１３、および、ステージ駆動Ｚモータ１１４が接続される。センサインタフェース７８には、位置検知センサ４４，４５，５４，５５、積層高検知センサ５８、残量検出センサ３５Ａ，３５Ｂが接続される。ヒータ回路８０には、ヒータローラ４３内のヒータ及び熱電対が接続される。ＩＯインタフェース８１には、図示しないが、積層造形システムのカバーオープン検知スイッチ、ステージ５２のホームポジションセンサなどが接続される。
【００２８】
画像生成コントローラ１０は、制御ユニット６０から入力されるスライス画像データ、および、造形コントローラ７０から入力される制御信号などに基づき、材料層形成部Ｕ２における画像生成プロセスを制御する。具体的には、画像生成コントローラ１０は、スライス画像データの解像度変換や復号処理、レーザスキャナ２０Ａおよび２０Ｂによる画像書き出し位置及びタイミングの制御などを行う。その他にも、画像生成コントローラ１０は、一般的なレーザプリンタ（２Ｄプリンタ）に内蔵されるプリンタコントローラと同じような機能を有していてもよい。
【００２９】
なお、本実施形態では、制御ユニット６０と造形コントローラ７０と画像生成コントローラ１０を別々のコンピュータにて構成したが、これらの機能を１つのコンピュータにより構成しても構わない。
【００３０】
＜材料層形成部＞
材料層形成部Ｕ２は、各層のスライス画像データに基づいて、造形材料からなる材料層を形成する。以下、材料層形成部Ｕ２として、電子写真プロセスを用いて造形材料からなる材料層を形成する例について説明するが、これに限定はされない。例えば、インクジェット方式、熱溶解積層方式などによって造形材料からなる材料層を形成してもよい。
【００３１】
電子写真プロセスとは、感光体を帯電し、露光によって潜像を形成し、現像剤粒子を潜像に付着させて画像を形成するという一連のプロセスによって、所望の画像を形成する手法である。造形装置２では、トナーの代わりに、造形材料からなる粒子を現像剤として用いるが、電子写真プロセスの基本原理は２Ｄプリンタのものとほぼ同じである。以下、画像形成部が電子写真プロセスを利用する例について説明するが、本発明は、インクジェットプロセスなどの他の方法を利用する場合にも適用することができる。
【００３２】
感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂは、有機感光体やアモルファスシリコン感光体などの感光体層を有する像担持体である。一次帯電ローラ３３Ａおよび３３Ｂは、感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂの感光体層を一様に帯電するための帯電装置である。レーザスキャナ２０Ａおよび２０Ｂは、画像生成コントローラ１０から与えられる画像信号にしたがい、レーザ光で感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂ上をスキャンし、潜像を描画する露光装置である。なお、露光装置としてはＬＥＤアレイを用いてもよい。
【００３３】
造形材料供給部３１Ａおよび３１Ｂは現像剤としての造形材料を収容、供給する装置である。現像ローラ３２Ａおよび３２Ｂは、感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂ上のそれぞれの静電潜像に造形材料を供給する現像装置である。
【００３４】
転写ローラ４１Ａおよび４１Ｂは、感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂ上に形成されたそれぞれの造形材料の画像を転写体（転写ベルト）４２に転写する転写装置である。図示しないが、感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂと転写ローラ４１Ａおよび４１Ｂのあいだの転写ニップの下流に、感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂの表面をクリーニングするためのクリーニング装置を設けてもよい。
【００３５】
本実施形態では、感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂ、一次帯電ローラ３３Ａおよび３３Ｂ、造形材料供給部３１Ａおよび３１Ｂ、現像ローラ３２Ａおよび３２Ｂが、それぞれのプロセスカートリッジ３０Ａおよび３０Ｂとして一体化されている。そして、プロセスカートリッジ３０Ａおよび３０Ｂは、それぞれ、造形装置２の装置本体に対して着脱可能に構成され、交換が容易になっている。
【００３６】
造形材料としては、造形する造形物の用途や機能、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、造形対象物本体を構成する材料を「構造材料」と呼び、構造材料で構成される部分を「構造体」と呼ぶ。また、造形動作時に造形途中の構造体を支持するための構造を「サポート体」（支持体、例えばオーバーハング部を下から支える柱）と呼び、サポート体を構成する材料を「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。なお、造形材料は、後述する、積層マーカを構成する材料でもある。このように、造形物は、構造体とサポート体で構成されるものであるが、サポート体は、作成する造形物の形状に応じて適宜設けられるもので、作成する造形物の形状によっては、サポート体を必要としない場合もある。
【００３７】
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）、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＡ（ナイロン／ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エラストマーなどの熱可塑性の樹脂を用いることができるが、これに限定はされない。また、サポート材料としては、造形対象物本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、水溶性糖類などの水溶性炭水化物、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）などを含む材料を用いることができる。
【００３８】
＜積層部＞
積層部Ｕ３は、材料層形成部Ｕ２で形成された複数の材料層を順に積層することによって、３次元構造をもつ造形物を造形する。積層部Ｕ３は、転写体４２、ヒータローラ４３、ステージ５２、ステージガイド５３などを有する。
【００３９】
転写体４２は、材料層形成部Ｕ２で形成された材料層を担持し、ステージ５２（積層ニップ）まで搬送する搬送部材である。転写体４２は、例えば、樹脂、ポリイミドなどの無端ベルトであってもよい。ヒータローラ４３は、ヒータを内蔵しており、転写体４２上の材料層を溶融または軟化させ、ステージ５２上、またはステージ５２上の造形途中の造形物上に積層する加熱積層部材である。ステージ５２は、造形途中の造形物を保持する部材であり、ステージガイド５３によりＸＹＺの３軸方向に移動可能である。
【００４０】
（データ処理装置）
図３は、本実施形態に係るデータ処理装置３の構成を模式的に示す図である。図３においては、データ処理装置３に加えて、積層造形システムの一部も、必要に応じて模式的に示している。
【００４１】
データ処理装置３は、造形データ取得部３０１（以下、「データ取得部３０１」と称する）と、使用量情報取得部３０２と、残量情報取得部３０３と、データ付加部３０４と、を有する。また、スライス画像データ生成部３０５や、比較部３０６を有していてもよい。
【００４２】
データ処理装置３は、造形対象物を表現したデータである造形データなどを含むデータを、送受信部（不図示）を介して造形装置２との間で送信または受信する。また、送受信部（不図示）を介して接続されたサーバ、コンピュータなどの他のデータ処理装置との間で各種データの送信または受信を行ってもよい。なお、データ処理装置３は、送受信部（不図示）を介して造形装置２との間で通信を行い、造形装置２の装置情報を取得してもよい。
【００４３】
データ取得部３０１は、他のデータ処理装置またはユーザーから造形データを取得する。なお、造形データは３次元形状データであってもよいし、３次元形状データから生成されるスライス画像データであってもよい。
【００４４】
使用量情報取得部３０２は、造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量である造形使用量の情報をデータ取得部３０１によって取得した造形データに基づいて取得する。造形使用量の情報を造形データに基づいて取得する方法については、後述する。
【００４５】
残量情報取得部３０３は、造形材料の残量の情報を取得する。造形材料の残量は、造形装置２の有する残量検出センサ３５Ａ，３５Ｂなどによって検出することができる。
【００４６】
データ付加部３０４は、造形データに対して、造形対象物を表現したデータ以外のデータを付加する。本実施形態では、データ付加部３０４は、造形データに対して、造形対象物とともに積層造形する積層マーカを表現したデータである積層マーカデータを付加する。このとき、詳しくは後述するが、データ付加部３０４は、残量情報取得部３０３で取得した残量の情報と使用量情報取得部３０２で取得した造形使用量とに応じて、積層マーカデータを付加する。なお、データ付加部３０４がデータの付加を行う対象である造形データは、３次元形状データであってもスライス画像データであってもよい。
【００４７】
なお、データ付加部３０４は必要に応じてサポート部を表現したサポート部データを、造形データに対して付加してもよい。
【００４８】
スライス画像データ生成部３０５は、３次元形状データから複数のスライス画像データを生成する。このとき、スライス画像データ生成部３０５は、３次元形状データによって表現された造形対象物を所定のピッチでスライスして各層の断面形状を計算し、その断面形状をもとにスライス画像データを生成してもよい。なお、スライス画像データの生成は、造形対象物を表現したデータからなる造形データから行ってもよいし、造形対象物および積層マーカを表現したデータからなる造形データから行ってもよい。
【００４９】
比較部３０６は、使用量情報取得部３０２で取得した造形使用量、残量情報取得部３０３で取得した残量などを比較する。比較部３０６における比較結果をもとに、データ付加部３０４はデータの付加を行ってもよい。
【００５０】
データ処理装置３における積層マーカの付加処理の詳細については後述する。なお、上述のとおり、データ処理装置３は造形装置２の一部として組み込まれていてもよく、例えば、制御ユニット６０がデータ処理装置３の機能の一部または全部を有していてもよい。
【００５１】
［積層造形システムの動作］
次に、積層造形システム１によって造形物を造形する際の、基本的な動作について説明する。
【００５２】
データ処理装置３は、データ取得部３０１を介して造形物を表現した造形データである３次元形状データを取得する。３次元形状データを取得した後、データ処理装置３は、データ付加部３０４によって、積層マーカを表現したデータである積層マーカデータを３次元形状データに対して付加する。そして、スライス画像データ生成部３０５は、積層マーカデータが付加された３次元形状データから複数のスライス画像データを生成する。このとき、スライス画像データ生成部３０５は、造形物を所定のピッチ（例えば数ミクロンから数十ミクロンの厚さ）でスライスして各層の断面形状を計算し、各層のスライス画像データを生成してもよい。
【００５３】
積層マーカは、造形対象物とともに積層造形され、造形途中の造形物の高さを測定する際に使用される。積層マーカの形状は特に限定はされないが、造形対象物の高さを同等以上の高さを有する柱体または錐体であることが好ましく、角柱または円柱であることがより好ましい。
【００５４】
積層マーカは、複数のスライス画像データのそれぞれにおいて、各スライス画像データに共通の、所定のエリアを含むような形状を有していることが好ましい。すなわち、積層マーカは、積層方向に垂直な、造形対象物を含む断面のそれぞれにおいて、複数の断面に共通な所定のエリアを含む形状であることが好ましい。これにより、造形途中の積層マーカ５０の高さを検知する際に、ステージ５２上の所定のエリアについてのみ検知すれば、造形途中の積層マーカ５０の高さを検知することができる。すなわち、積層造形のたびに積層高検知センサ５２を変動させる必要が無くなり、造形途中の積層マーカ５０の高さの検知精度を向上させることができる。
【００５５】
なお、ここでは３次元形状データに積層マーカデータを付加した後にスライス画像データの生成を行っているが、これに限定はされない。すなわち、３次元形状データから複数のスライス画像データを生成した後に、それぞれのスライス画像データに対して層状の積層マーカのデータをそれぞれ付加してもよい。データ取得部３０１が造形データとしてスライス画像データを取得した場合には、取得したそれぞれのスライス画像データに対して層状の積層マーカのデータをそれぞれ付加すればよい。
【００５６】
生成した複数のスライス画像データは、最下層のスライス画像データから順に画像生成コントローラ１０に入力される。画像生成コントローラ１０は、入力されたスライス画像データにしたがって、レーザスキャナ２０Ａおよび２０Ｂのそれぞれのレーザ発光及びスキャンを制御する。
【００５７】
材料層形成部Ｕ２では、一次帯電ローラ３３Ａおよび３３Ｂによって感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂの表面が均一に帯電される。レーザスキャナ２０Ａおよび２０Ｂからのレーザ光により感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂの表面が露光されると、その露光部分が除電される。現像バイアスで帯電された造形材料が現像ローラ３２Ａおよび３２Ｂによって除電部分に供給され、造形材料からなる画像（以下「材料画像」または「材料層」と呼ぶ）が感光ドラム３４Ａおよび３４Ｂの表面に形成される。この材料層は、転写ローラ４１Ａおよび４１Ｂにより転写体４２上に転写される。なお、この材料層は、積層マーカに相当する部分を含んでいる。
【００５８】
転写体４２は材料層を担持しつつ回転し、材料層を積層位置へと搬送する。一方、造形コントローラ７０は、ステージ５２（又はステージ５２上の造形物）が材料層と同じタイミング且つ同じ速度（搬送方向の速度）で積層位置へと進入するように、ステージ５２を制御する。そして、ステージ５２と転写体４２を同期して移動させつつ、ヒータローラ４３により熱を与えることで、材料層がステージ５２上（又はステージ５２上の造形途中の造形物の上面）に熱溶着される。このとき、材料層に埋め込まれている積層マーカに相当する部分も、材料層の他の部分と同様、ステージ５２上（又はステージ５２上に積層された造形途中の積層マーカの上面）に熱溶着される。
【００５９】
なお、本実施形態では、ステージ５２上に積層される材料層の１層分の厚みは層ごとに一定としている。このため、材料層が積層されるたび、造形コントローラ７０はステージ５２をＺ方向に材料層の１層の厚み分だけ下降させ、次の層の積層に備える。
【００６０】
本実施形態のように、２種類の造形材料を用いて造形を行う場合は、次のような２つの画像を転写体上で合わせてできる画像が、１回の積層に用いられる材料層となる。すなわち、感光ドラム３４Ａで形成された構造材料からなる構造体の画像と、感光ドラム３４Ｂで形成されたサポート材料からなるサポート体の画像とを転写体上で合わせてできる画像が、１回の積層に用いられる材料層となる。なお、本実施形態では２種類の造形材料を用いて造形する例を示すが、造形材料の種類の数は特に限定はされない。
【００６１】
なお、図１では、説明の便宜上、ステージ５２と、ステージ５２上の造形途中の造形物５１および造形途中の積層マーカ５０が、２つの位置にそれぞれ位置した状態を同時に示している。図１において、右側の位置が積層時の位置であり、左側の位置が、ステージ５２上に積層された造形途中の積層マーカ５０の高さを、積層高検知センサ５８で検知するときの位置である。なお、以下の説明においては「造形物５１」は造形途中または造形完了後の造形物を指し、「積層マーカ５０」は造形途中または造形完了後の造形物を指す。
【００６２】
材料層を形成する材料層形成工程、および、材料層を積層する積層工程（造形動作）を、スライス画像データの枚数分繰り返すことで、ステージ５２上に造形物が形成される。
【００６３】
なお、本明細書では、１回の積層に用いられる材料層の形成に用いられるデジタルデータを「スライス画像データ」と呼ぶ。また、積層造形システムで作成しようとする目的物（つまり積層造形システムに与えられる３次元形状データが表す物体）を「造形対象物」と呼び、積層造形システムで作成された（出力された）物体を「造形物」と呼ぶ。また、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を特に区別して呼ぶ場合には「構造体」の用語を用いる。
【００６４】
（画像歪み補正）
造形装置２による造形物の造形の開始前には、キャリブレーションを行ってもよい。前述した材料層形成工程および積層工程と同様の手順で、積層マーカの代わりにキャリブレーションマーカを、ステージ５２上に形成する。このキャリブレーションマーカの位置ずれを、位置検知センサ４５で検出し、画像歪を計測する。その結果に基づき、制御ユニット６０の画像歪補正部６３によってスライス画像データを補正することで、ステージ５２上に積層したときに画像歪みの無い、または歪みの小さい材料層を形成することができ、造形物の寸法精度を向上することができる。
【００６５】
（積層位置合わせ）
材料層を積層する際の位置合わせのために、材料層にレジストレーションマーカ（不図示）を埋め込み、位置検知センサ４４を用いて、レジストレーションマーカの検出位置に基づき、積層時の位置ずれを可及的に抑えることができる。したがって、形状精度および寸法精度の高い、高品質な造形物を形成することが可能となる。なお、レジストレーションマーカを、本実施形態に係る積層マーカが兼ねてもよい。
【００６６】
（造形物の高さ計測）
次に、造形途中または造形完了後の造形物の高さを計測する方法について説明する。
【００６７】
本実施形態では、上述のように、造形物を積層造形するとともに、積層マーカも積層造形する。これにより、造形物の造形途中において、積層マーカ５０の高さは造形物５１の高さと常に同じになる。
【００６８】
本実施形態では、ステージ５２上に積層された積層マーカ５０の高さを積層高検知センサ５８で検知する。積層マーカ５０の高さは造形物５１の高さと同じであるから、これにより、ステージ５２上の造形物５１の高さを計測することができる。このように、造形物５１の高さを直接計測するのではなく、積層マーカ５０の高さを計測することによって造形物５１の高さを計測するため、造形対象物の断面形状が層ごとに一定でない場合であっても、造形物５１の高さの計測精度を高くすることができる。
【００６９】
例えば、固定式の高さ検知センサを用いて造形物５１の高さを計測する場合には、造形物の断面形状が層ごとに変わる場合には、層によっては高さ検知センサの検出エリアに造形材料が配置されない場合が生じる。このような場合には、高さ検知センサによって造形物５１の高さを直接計測することができなくなってしまう。一方、本実施形態によれば、積層高検知センサ５８の検出エリア内に必ず造形材料が配置されるように積層マーカを積層していくので、常に高い精度で造形物５１の高さを計測することができる。
【００７０】
本実施形態では、積層高検知センサ５８として、例えば、拡散反射タイプの変位センサを使用することができる。変位センサは、測定基準位置に対する対象物体の変位量を検出するものであるが、このとき、対象物体に対して、複数点を計測したり、面状や帯状の範囲を計測したりして、平均値を求めるものであるとよい。本実施形態では、ステージ５２は、材料層が積層されるたびに、材料層の１層の厚み分、Ｚ方向に下降する。このため、センサの測定基準位置とステージ５２表面とのＺ軸方向の距離が、材料層の積層数で決まる。この距離は、ステージ５２上の造形物５１の厚みの目標値である。したがって、ステージ５２上の造形物５１の表面のＺ方向の変位量を積層高検知センサ５８で測定することで、ステージ５２上の造形物５１の厚みを求めることができる。
【００７１】
（造形物の高さ調整）
以下に、積層マーカ５０の高さを検知してステージ５２上の造形物５１の高さを求め、この高さの情報を用いて造形物５１の高さを調整する動作について説明する。
【００７２】
本実施形態では、積層マーカ５０の高さを検知することで求めたステージ５２上の造形物５１の高さが、予め設定された設定範囲内にあるかどうかを判断する。そして、造形物５１の高さが、設定範囲から外れていると判断した場合には、その時点で、ステージ５２上に積層される材料層の積層数を調整する制御を行う。
【００７３】
ここで、「設定範囲」は、高さ方向（ステージ５２上に材料層を積層するときの積層方向）に関してステージ５２上の造形物５１の形状の精度が保持されているとみなすことができるときの、造形物５１の上面がとり得る位置の範囲（許容範囲）である。また、本実施形態では、上述のように、ステージ５２上に積層される材料層の１層分の厚みは一定であるものとしている。このため、ステージ５２上の造形物５１の高さが設定範囲から外れた場合には、ステージ上に積層される材料層の積層数を増減することで、高さ方向における造形物５１の形状の精度を保持することができる。
【００７４】
この点について以下に詳しく説明する。
【００７５】
注目層のスライス画像データに基づく材料層がステージ５２上に積層されたときの造形物の高さが、設定範囲に満たなかったとする。この場合には、再度、この注目層のスライス画像データに基づく材料層を形成し、この材料層をステージ５２上の造形物上に積層させる。
【００７６】
また、注目層のスライス画像データに基づく材料層がステージ５２上に積層されたときの造形物の高さが、設定範囲を超えたとする。この場合には、この注目層の次の層のスライス画像データに基づく材料層の形成を省く処理を行う。
【００７７】
ここで、積層数の増減は、同じ形状の材料層が複数積層された場合、または、ステージ５２上の造形物５１に積層されるはずの材料層が積層されなかった場合においても、構造体の構造や形状などに影響がないタイミングで行われるとよい。例えば、積層数の増減を行う造形物の部分が、造形対象物において高さ方向に同じ形状が続く部分に対応する部分であれば、構造体の構造や形状などに影響を与えることなく、積層数の増減を行うことができる。また、造形動作時に、構造体の構造や形状などに影響を与えない部分に到達するタイミングが予め設定されるとよい。また、造形動作時に、構造体の構造や形状などに影響を与えない部分に到達するタイミングを予測する手段を有するとよい。
【００７８】
これにより、積層数の増減が必要となったときに、構造体の構造や形状などに影響を与えるタイミングで積層数の増減が行われることを抑制でき、構造体の構造や形状などに影響を与えない部分に到達したタイミングで、積層数の増減を行うことができる。
【００７９】
このように、ステージ５２上の造形物５１の高さが、設定範囲を外れ、高さが足りないと判断した場合には、その時点で行われた積層動作を繰り返し行い、積層数を調整することで造形物５１の高さを許容寸法範囲内とすることができる。また、ステージ５２上の造形物５１の高さが、設定範囲を外れ、高過ぎると判断した場合には、その時点で行われた積層動作の次に積層される材料層の形成を省く（次に積層される材料層を間引く）処理を行う。このように積層数を調整することで造形物５１の高さを許容寸法範囲内とすることができる。
【００８０】
これにより、ステージ５２上の造形物５１をより精度よく造形することができる。
【００８１】
図４は、ステージ５２上の造形物５１の高さを調整する処理のフローチャートである。
【００８２】
図４に示す処理は、マーカが埋め込まれた材料層がステージ５２上に積層されるたびに制御ユニット６０により行われる。以下に、図４のフローチャートについて説明する。
【００８３】
まず、注目層のスライス画像データに基づく材料層であってマーカが埋め込まれた材料層がステージ５２上に積層されると、積層高検知センサ５８が、積層マーカ５０の高さを検知する（ステップ４０１）。
【００８４】
次に、ステップ４０１の検知結果からステージ５２上の造形物５１の高さを求めて、予め設定された設定範囲と比較し、造形物５１の高さが、設定範囲内にあるかどうかを判断する（ステップ４０２）。
【００８５】
ステップ４０２で造形物５１の高さが設定範囲に満たないと判断した場合には、ステップ４０３で次のような処理を行う。すなわち、ステージ５２上の造形物５１の高さが、設定範囲内に入るように、注目層のスライス画像データに基づく材料層を再度、形成し、ステージ５２上に積層される材料層の積層数を増やす。
【００８６】
その後、注目層の次の層のスライス画像データに基づく材料層を形成し、造形動作を継続する（ステップ４０５）。
【００８７】
ステップ４０２で造形物５１の高さが設定範囲を超えると判断した場合には、ステップ４０４で次のような処理を行う。すなわち、ステージ５２上の造形物５１の高さが、設定範囲内に入るように、注目層の次の層のスライス画像データに基づく材料層の形成動作を省く、いわゆる間引きする処理を行い、ステージ５２上に積層される材料層の積層数を減らす。
【００８８】
その後、間引き処理に対応する層の次の層のスライス画像データに基づく材料層を形成し、造形動作を継続する（ステップ４０５）。
【００８９】
ステップ４０２で造形物５１の高さが設定範囲内にあると判断した場合には、引き続き造形動作を継続する（ステップ４０５）。
【００９０】
このように積層数が調整されることで造形物５１の高さ精度が確保される。
【００９１】
（積層マーカデータの付加）
次に、図５〜図８を参照して、積層マーカデータを付加する際の処理について説明する。
【００９２】
図５は、造形対象物を造形する際の造形材料の使用量の一例を模式的に示す図である。図５（ａ）は、造形対象物を造形する際の造形物（構造体およびサポート体）と積層マーカの外観を示す斜視図である。
【００９３】
以下の説明においては、造形物５１のうち、構造体をＭで示し、サポート体をＳで示し、積層マーカ５０のうち、構造体をＭＭで示し、サポート体をＭＳで示すこととする。また、構造体Ｍを造形するために使用する構造材料の量をＡＭ、サポート体Ｓを造形するために使用するサポート材料の量をＡＳ、とそれぞれ称する。また、構造体ＭＭを造形するために使用する構造材料の量をＡＭＭ、サポート体ＭＳを造形するために使用するサポート材料の量をＡＭＳ、とそれぞれ称する。なお、以下の説明においては造形材料として構造材料とサポート材料の２種類を使用する例について説明するが、本発明はこれに限定はされない。
【００９４】
図５では、積層マーカ５０の全体を構造材料で造形する。すなわち、積層マーカ５０を構造体ＭＭのみによって形成する。このように、積層マーカ５０と構造体Ｍを同じ材料で構成することで、積層マーカ５０の高さを積層高検知センサ５８によって検知して造形物５１の高さを取得する際に造形材料の種類の違いによって生じ得る誤差を低減することができる。
【００９５】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のように積層マーカ５０の全体を構造材料で造形する際の、構造材料およびサポート材料の残量と使用量の一例を模式的に示している。ここで、造形装置２における構造材料の残量をＲＡＭ、サポート材料の残量をＲＡＳと称する。
【００９６】
ここで、図５（ｂ）のように、構造材料の残量が、構造体Ｍを造形するために必要な構造材料の使用量と構造体ＭＭを造形するために必要な構造材料の使用量の合計よりも小さい場合、すなわち、ＲＡＭ＜（ＡＭ＋ＡＭＭ）である場合を考える。この状態で造形物５１と積層マーカ５０の造形を行うと、造形処理の途中で構造材料が不足することになる。したがって、従来はこのような場合には造形処理の途中で造形を中断し、構造材料を補充するようにユーザーに通知するか、造形処理を開始する前にユーザーに対してエラーを通知していた。そのため従来は、造形装置２における造形材料の残量によっては造形処理の効率が低下してしまう場合があった。
【００９７】
ここで、図５（ｂ）の場合には、サポート材料の残量はサポート体Ｓを造形するために必要なサポート材料の使用量よりも大きい、すなわち、ＲＡＳ＞ＡＳである。さらに、構造材料とサポート材料の残量の合計は、構造材料とサポート材料の使用量の合計よりも大きい。すなわち、（ＲＡＭ＋ＲＡＳ）＞（ＡＭ＋ＡＭＭ＋ＡＳ）を満たしている。
【００９８】
そこで、本実施形態では、積層マーカ５０を造形するために使用する造形材料を、造形材料の残量の情報と使用量の情報とに応じて選択する。例えば、造形物５１を造形するために必要な造形材料の使用量と積層マーカ５０を造形するために必要な造形材料の使用量との合計が造形材料の残量を超える場合には、積層マーカ５０の少なくとも一部を、別の造形材料を使用して造形するようにする。あるいは、造形材料の残量と造形物５１を造形するために必要な造形材料の使用量との差分を取得して、その差分を超えない量だけ造形材料を使用して積層マーカ５０を造形する。これにより、従来のように造形処理の途中に造形処理を中断するような事態を避けることができ、その結果、造形処理の効率を向上させることができる。
【００９９】
図６は、本実施形態に係る造形処理を模式的に示す図であり、造形対象物を造形する際の造形材料の使用量の一例を模式的に示す図である。図６（ａ）は、上述のように積層マーカの少なくとも一部をサポート材料で造形する際の、造形物（構造体およびサポート体）と積層マーカの外観を示している。
【０１００】
図６（ａ）においては、積層マーカ５０のうち、積層マーカ５０の積層方向に垂直な断面内で中央付近の部分を構造材料で、それ以外の部分をサポート材料で造形する。積層マーカ５０の高さを積層高検知センサ５８によって検知する際には、積層高検知センサ５８の種類にもよるが、積層マーカ５０の積層方向に垂直な断面内で中央付近の高さを検知することが多い。そのため、このようにすることで、積層マーカ５０の一部を構造材料以外の材料で造形することによって生じ得る、造形物５１の高さ取得の際の誤差の発生を可及的に抑制することができる。なお、ここでは積層マーカ５０の少なくとも一部を構造材料で造形する場合について説明したが、これに限定はされず、積層マーカ５０の全体をサポート材料で造形してもよい。
【０１０１】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のように積層マーカ５０を構造材料およびサポート材料で造形する際の、構造材料およびサポート材料の残量と使用量の一例を模式的に示している。
【０１０２】
本実施形態では、構造体ＭＭの一部をサポート体ＭＳで形成する、すなわち、構造体ＭＭを構造体ＭＭ´およびサポート体ＭＳを組み合わせて形成する。このとき、本実施形態では、構造体ＭＭ′を造形するために必要な構造材料の使用量ＡＭＭ′と使用量ＡＭとの合計が、残量ＲＡＭよりも小さくなるように、すなわち、ＲＡＭ＞（ＡＭ＋ＡＭＭ′）となるように積層マーカデータを付与する。また、構造体ＭＳを造形するために必要なサポート材料の使用量ＡＭＳと使用量ＡＳとの合計が、残量ＲＡＳよりも小さくなるように、すなわち、ＲＡＳ＞（ＡＳ＋ＡＭＳ）となるように積層マーカデータを付与する。これにより、構造材料、サポート材料ともに使用量が残量以下となるから、造形処理の途中で構造材料またはサポート材料が不足することを避けることができ、造形処理の効率を向上させることができる。
【０１０３】
なお、複数の造形物を連続的に造形する場合には、複数の造形物を造形するために必要な使用量の合計を取得して、上述のような処理を行ってもよい。例えば、４つの造形物を連続的に造形する場合に、４つ目の造形物の造形において構造材料が不足するようなときには、４つ目の積層マーカについてのみ上述のような積層マーカデータの付与処理を行ってもよい。あるいは、１つ目から４つ目までの全てについて、上述のような積層マーカデータの付与処理を行ってもよい。
【０１０４】
図７は、データ処理装置３が、造形データに対して積層マーカデータを付加する際の処理を示すフローチャートである。ここでは、２つの処理例について説明するが、これらの処理例は一例であり、これらに限定はされない。これらの処理は、不揮発性メモリ（不図示）に記録されたプログラムをデータ処理装置３が有するシステムメモリ（不図示）に展開して、データより装置３のシステム制御部（不図示）が実行することで実現される。
【０１０５】
また、造形データが、造形対象物を複数種類の造形材料で造形する造形データである場合には、複数種類の造形材料のそれぞれについて、下記の処理を行ってもよい。その上で、積層マーカを複数種類の造形材料のうち２種類以上の造形材料を使用して、積層マーカを造形するようにしてもよい。これにより、複数種類の造形材料のそれぞれについて、造形処理の途中で造形材料が不足することを避けることができる。
【０１０６】
（処理例１）
図７（ａ）は、処理例１に係る積層マーカデータの付加処理のフローを示すフローチャートである。
【０１０７】
まず、データ処理装置３は、データ取得部３０１を介して、造形対象物を表現したデータである造形データを取得する（ステップＳ７０１）。
【０１０８】
次に、データ付加部３０４は、造形データに対して積層マーカデータを付加する（ステップＳ７０２）。本処理例では、積層マーカの全部を構造材料で造形するように積層マーカデータを付加する。なお、ステップＳ７０２においては、積層マーカの一部を構造材料で造形するように積層マーカデータを付加してもよい。
【０１０９】
次に、使用量情報取得部３０２は、積層マーカデータが付加された造形データを基に、造形物（造形対象物＋積層マーカ）を造形するために必要な造形材料の使用量を取得する（ステップＳ７０３）。造形材料の使用量を取得する際には、造形装置２に収容されている造形材料のそれぞれについて、使用量を取得することが好ましい。すなわち、本実施形態では構造材料とサポート材料の２種類の造形材料を用いるため、構造材料とサポート材料のそれぞれについて使用量を取得することが好ましい。造形材料の使用量の算出方法については、後述する。
【０１１０】
次に、残量情報取得部３０３が、造形コントローラ７０を介して、プロセスカートリッジ３０Ａおよびプロセスカートリッジ３０Ｂに収容されている造形材料の残量の情報を取得する（ステップＳ７０４）。このとき、それぞれの残量の情報は、残量検出センサ３５Ａ，３５Ｂなどによって検出することができる。造形材料の残量の検出方法については、後述する。
【０１１１】
本実施形態では、プロセスカートリッジ３０Ａから構造材料を供給し、プロセスカートリッジ３０Ｂからサポート材料を供給するように構成している。そのため、プロセスカートリッジ３０Ａの材料収容部に収容されている構造材料の残量は残量検出センサ３５Ａによって検出し、プロセスカートリッジ３０Ｂの材料収容部に収容されているサポート材料の残量は残量検出センサ３５Ｂによって検出する。
【０１１２】
次に、ステップＳ７０３において取得した造形材料の使用量と、ステップＳ７０４において取得した造形材料の残量と、を比較する（ステップＳ７０５）。ここでは、構造材料について、使用量と残量とを比較する。すなわち、使用量である（ＡＭ＋ＡＭＭ）と、残量であるＲＡＭと、を比較する。
【０１１３】
比較の結果、残量が使用量以上である場合（ステップＳ７０５でＹｅｓ）には、ステップＳ７０２において積層マーカデータが付加された造形データを用いてスライス画像データの生成処理を行い、スライス画像データを出力する（ステップＳ７０７）。
【０１１４】
一方、残量が使用量より少ない場合（ステップＳ７０５でＮｏ）には、ステップＳ７０２で付加した積層マーカデータを変更する処理を行う（ステップＳ７０６）。そして、変更後の積層マーカデータが付加された造形データを用いてスライス画像データの生成処理を行い、スライス画像データを出力する（ステップＳ７０７）。
【０１１５】
具体的には、ステップＳ７０２で付加した積層マーカデータよりも、少ない量の構造材料を用いて積層マーカを造形するように、積層マーカデータを変更する。例えば、積層マーカの積層方向に垂直な断面について、断面の中心部分を構造材料で構成し、その周辺部分をサポート材料で構成するようにしてもよい。すなわち、積層マーカの形状は変更せずに、積層マーカの少なくとも一部をサポート材料（第２の造形材料）で造形するように変更してもよい。このようにすることで、積層高検知センサ５８によって積層マーカ５０の高さを検知するときの精度を維持することができる。あるいは、積層マーカの太さを細くするように、積層マーカデータを変更してもよい。すなわち、積層方向に垂直な断面のそれぞれにおいて、積層マーカの断面積を縮小するように、積層マーカデータを変更してもよい。
【０１１６】
またこのとき、サポート材料についても使用量と残量とを比較部３０６によって比較し、その結果、例えば使用量と残量の差分に基づいて、積層マーカを造形するために使用するサポート材料の量を調整してもよい。すなわち、当該差分を超えないように、サポート材料を使用すればよい。また、サポート材料の残量が十分に多い場合には、積層マーカの全部をサポート材料で造形するように、積層マーカデータを変更してもよい。
【０１１７】
なお、本処理例では一連の処理の最後にスライス画像データの生成処理を行う例について説明したが、これに限定はされない。例えば、造形データを取得した時点で造形データがスライス画像データであってもよいし、取得した造形データが３次元データである場合であっても、積層マーカデータを付加する前に、スライス画像データの生成処理を行ってもよい。
【０１１８】
（処理例２）
図７（ｂ）は、処理例２に係る積層マーカデータの付加処理のフローを示すフローチャートである。
【０１１９】
まず、データ処理装置３は、データ取得部３０１を介して、造形対象物を表現したデータである造形データを取得する（ステップＳ７０８）。
【０１２０】
次に、使用量情報取得部３０２は、データ取得部３０１を介して取得した造形データを基に、造形対象物を造形するために必要な造形材料の使用量（造形使用量）を取得する（ステップＳ７０９）。造形材料の使用量を取得する際には、造形装置２に収容されている造形材料のそれぞれについて、使用量を取得することが好ましい。すなわち、本実施形態では構造材料とサポート材料の２種類の造形材料を用いるため、構造材料とサポート材料のそれぞれについて使用量を取得することが好ましい。造形材料の使用量の算出方法については、後述する。
【０１２１】
次に、残量情報取得部３０３が、造形コントローラ７０を介して、プロセスカートリッジ３０Ａおよびプロセスカートリッジ３０Ｂに収容されている造形材料の残量の情報を取得する（ステップＳ７１０）。このとき、それぞれの残量の情報は、残量検出センサ３５Ａ，３５Ｂなどによって検出することができる。造形材料の残量の検出方法については、後述する。
【０１２２】
次に、ステップＳ７１０において取得した造形材料の残量と、ステップＳ７０９において取得した造形物を造形するために必要な造形材料の使用量（造形使用量）と、の差分を取得する（ステップＳ７１１）。ここでは、構造材料について、残量と使用量の差分を取得する。すなわち、残量であるＲＡＭと、造形使用量であるＡＭと、の差分（ＡＭ−ＲＡＭ）を取得する。
【０１２３】
次に、データ付加部３０４は、積層マーカを造形するために使用する構造材料の量が、残量と使用量の差分（ＡＭ−ＲＡＭ）を超えないように、積層マーカデータを造形データに付加する（ステップＳ７１２）。すなわち、造形対象物を造形したときに余ることが想定される構造材料の量を超えないように、積層マーカデータを付加する。
【０１２４】
その後、ステップＳ７１２において積層マーカデータが付加された造形データを用いてスライス画像データの生成処理を行い、スライス画像データを出力する（ステップＳ７１３）。
【０１２５】
なお、本処理例においても一連の処理の最後にスライス画像データの生成処理を行う例について説明したが、これに限定はされないことは処理例１と同様である。
【０１２６】
上記のように、処理例１および処理例２によれば、造形装置２に収容されている造形材料を用いて造形処理を行う際に、造形処理の途中で処理を中断することなく、積層マーカと造形対象物の造形を完了させることができる。そのため、造形物の高さ方向の寸法精度を保ちつつ、造形処理の効率を向上させることができる。
【０１２７】
（造形材料の残量の情報の取得）
残量検出センサ３５Ａ，３５Ｂの方式は特に限定はされない。たとえば、材料層形成部Ｕ２が、電子写真プロセスを用いて造形材料からなる材料層を形成する方式の材料層形成部であれば、電子写真装置において従来から利用されているトナー残量の検出方式の何れかを採用すればよい。例えば、光学的な方法としては、造形材料を検知する光透過センサの光の透過量から残量を検出するもの、機械的な方法としては、撹拌用回転駆動手段の駆動トルクから残量を検出するものが挙げられる。また、プロセスカートリッジの重量を測定し残量を検出するものなどがある。
【０１２８】
（造形材料の使用量の取得）
造形物を造形するために必要な造形材料の使用量の算出は、スライス画像データに基づき、各スライス画像の面積と、対応する造形材料の単位面積当たりの重量と、から求めることができる。単位面積当たりの重量は造形材料毎に異なるため、造形コントローラ７０のメモリに記憶された造形材料の種類と単位面積当たりの重量の対応テーブルから、プロセスカートリッジの材料識別情報に基づいて、対応する造形材料の重量情報を得ることができる。プロセスカートリッジの材料識別情報は、残量検出センサ３５Ａ，３５Ｂに、図示しないが、メモリを搭載し、収容されている造形材料の種類を記憶させて、造形コントローラ７０が読み取れるようにしてもよい。
【０１２９】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１３０】
また、本発明を適用する複数の機器の組み合わせから構成されるシステムにおいては、それぞれの機器は部分的又は全体的に、インターネットを含むネットワークで接続されていても良い。例えば、取得したデータをネットワークに接続されたサーバに送信し、サーバ上で本発明に係る処理を行い、得られた結果をサーバから受信して造形処理等を行う構成としても良い。
【０１３１】
また、本発明はソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。
【０１３２】
つまり、本発明は、本発明に係る機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）に供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
【０１３３】
コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ等でも良い。また、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などでも良い。
【０１３４】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記憶媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであっても良い。また、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザーに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３５】
３  データ処理装置
３０１  データ取得部（造形データ取得部）
３０２  使用量情報取得部
３０３  残量情報取得部
３０４  データ付加部
【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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