JP5815346B2 - ３次元造形装置及び造形システム - Google Patents

Description

本発明は、３次元造形装置及び造形システムに係り、さらに詳しくは、造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形装置の改良に関する。

近年、積層造形法を用いて、立体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、造形対象物を多数の薄い層に分割した際の各層と同じ２次元形状の薄板を形成し、この薄板を積層して立体造形物を作製する造形方法であり、ラピッドプロトタイピングに用いられている。この様な積層造形法には、光造形法、粉末結合法、シート堆積法、樹脂押し出し法、インクジェット方式などがある（例えば、特許文献１）。

インクジェット方式の造形法は、インクジェットプリンタの技術を利用した造形法であり、インクの代わりに紫外線（ＵＶ）硬化樹脂などの光硬化性の造形材を用い、造形材をノズルから吐出させ、造形ステージ上に堆積させた造形材に光を照射して固化させる。この造形法では、造形材を吐出するための多数の吐出口が略直線状に配列された造形材ノズルを造形ステージと平行に２次元走査することによって、造形材からなるスライス層が形成され、スライス層を順に積層形成することによって立体造形物が形成される。

特開２００４−９０５３０号公報

インクジェット方式の造形装置の場合、造形材には、造形対象物を構成するモデル材と、造形対象物のオーバーハング部分などを支持するサポート材とが用いられる。この様な造形装置では、造形ステージ上に形成された造形物をそのまま放置すれば、サポート材が潮解し、造形ステージからこぼれ落ちてしまうことがあった。このため、造形処理が終了すれば、直ちに造形物を取り出すことが望ましい。

しかしながら、造形処理には、数時間から十数時間程度を要することから、造形処理の終了時にユーザが近くにいない場合があり、造形処理の終了後に造形物が長時間放置される場合があるという問題があった。ユーザが希望した時刻に造形処理が終了するのであれば、この様な問題は解消することができる。そこで、所望の時刻に造形処理が終了するように、造形処理を開始させることが考えられる。所望の時刻に造形処理を終了させるには、造形処理に要する時間を考慮して、適切なタイミングで造形処理を開始させる必要がある。このため、ユーザは、造形処理に要する時間と終了時刻とから開始時刻を割り出し、さらに、開始時刻の到来時に造形処理を開始させなければならず、その作業が煩雑であるという問題があった。

また、造形処理に使用される造形材は、タンク内に収容されている。このため、タンク内における造形材の残量が少なくなれば、タンクを交換して、造形材を補充する必要があり、造形処理中にタンク内の造形材がなくなれば、造形処理が停止する。この場合、タンク交換を行わずに放置すれば、予め定められた造形処理の終了時刻になっても、造形処理は終了していないという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ユーザが指定した時刻に終了するように造形処理を自動的に開始させることができる３次元造形装置及び造形システムを提供することを目的とする。また、開始予定時刻又は終了予定時刻を指定した造形予約を簡単に行うことができる３次元造形装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、造形処理の実行中に造形材タンクの交換が必要になるか否かをユーザが事前に認識することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。さらに、造形処理の実行中において造形材タンクを交換するのに適切なタイミングをユーザが事前に認識することができる３次元造形装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、ユーザに造形材タンクの交換を促し、或いは、造形処理の終了を知らせることができる３次元造形装置を提供することを目的とする。

第１の本発明による３次元造形システムは、造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形システムであって、上記造形ステージ上における造形対象物の位置及び姿勢からなる配置情報の指定を受け付ける操作手段と、上記造形対象物の３次元形状及び上記配置情報を含む造形データを生成する造形データ生成手段と、上記造形データに基づいて、上記造形ステージ上に上記造形対象物を形成するための造形処理を行う造形処理手段と、上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理に要する推定造形時間を算出する推定造形時間算出手段と、上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理における上記造形材の推定使用量を求める推定使用量算出手段と、上記造形処理の開始予定時刻及び終了予定時刻のいずれか一方の予定時刻の指定を受け付け可能な予定時刻受付手段と、上記推定造形時間及び上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻に基づいて、他方の予定時刻を求める造形時刻算出手段と、上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻及び上記造形時刻算出手段で算出された他方の予定時刻を表示する予定時刻表示手段と、上記予定時刻、上記推定造形時間及び上記推定使用量を上記造形データに関連付けて保持する造形ジョブ記憶手段と、使用前の上記造形材を収容するための着脱可能な造形材タンクと、上記造形材タンク内における上記造形材の残量を検出する残量検出手段と、上記残量及び上記推定使用量に基づいて、上記造形処理の実行中におけるタンク交換要否を判定するタンク交換判定手段と、タンク交換が必要と判定された場合にタンク交換の推奨時刻を求める推奨時刻算出手段と、上記造形処理の開始前に上記推奨時刻を表示する判定結果表示手段とを備え、上記造形処理手段は、上記開始予定時刻に上記造形処理を開始するように構成される。

この３次元造形システムでは、ユーザが指定した時刻に造形処理が終了するように造形処理を自動的に開始させることができる。このため、ユーザが希望した時刻に造形処理が終了するので、造形処理の終了後に造形物がそのまま放置されるのを抑制することができる。また、ユーザは、開始予定時刻又は終了予定時刻を指定するだけで良いので、造形予約を簡単に行うことができる。

また、タンク交換の要否判定結果が造形処理の開始前に表示されるので、ユーザは、造形処理の実行中に造形材タンクの交換が必要になるか否かを事前に認識することができる。例えば、ユーザは、造形処理の開始予定時刻又は終了予定時刻を指定する際に、タンク交換の要否を認識することができる。

また、造形材の残量と推定使用量とからタンク交換の推奨時刻を求めて造形処理の開始前に表示するので、ユーザは、造形処理の実行中において造形材タンクを交換するのに適切なタイミングを事前に認識することができる。

第２の本発明による３次元造形システムは、上記構成に加え、上記タンク交換判定手段が、判定対象の造形処理よりも前に実行予定の造形処理がある場合に、当該実行予定の造形処理における造形材の推定使用量と現在の造形材の残量とに基づいて、タンク交換の要否判定を行うように構成される。

この様な構成によれば、単に、判定対象の造形処理における造形材の推定使用量と現在の造形材の残量とを比較してタンク交換の要否判定を行う場合に比べ、要否判定の精度を向上させることができる。

第３の本発明による３次元造形システムは、上記構成に加え、報知メールの送信先アドレスを上記造形データに関連付けて保持する送信先アドレス記憶手段と、上記推奨時刻の到来時に、タンク交換を促すためのメッセージを含む上記報知メールを上記送信先アドレスで指定された送信先へ送信する報知メール送信手段とを備えて構成される。この様な構成によれば、タンク交換の推奨時刻が到来する際に、報知メールが送信されるので、ユーザに造形材タンクの交換を促すことができる。

第４の本発明による３次元造形システムは、上記構成に加え、報知メールの送信先アドレスを上記造形データに関連付けて保持する送信先アドレス記憶手段と、上記終了予定時刻の到来時に、造形処理の終了を知らせるためのメッセージを含む上記報知メールを上記送信先アドレスで指定された送信先へ送信する報知メール送信手段とを備えて構成される。この様な構成によれば、造形処理の終了予定時刻が到来する際に、報知メールが送信されるので、ユーザに造形処理の終了を知らせることができる。

第５の本発明による造形システムは、造形対象物を形成するための造形データを生成する造形データ作成装置と、通信ネットワークを介して上記造形データ作成装置に接続され、上記造形データに基づいて、造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成する造形処理を行う３次元造形装置とからなる造形システムであって、上記造形データ作成装置が、上記造形ステージ上における造形対象物の位置及び姿勢からなる配置情報の指定を受け付ける操作手段と、上記造形対象物の３次元形状及び上記配置情報を含む造形データを生成する造形データ生成手段と、上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理に要する推定造形時間を算出する推定造形時間算出手段と、上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理における上記造形材の推定使用量を求める推定使用量算出手段とを備え、上記３次元造形装置が、上記造形処理の開始予定時刻及び終了予定時刻のいずれか一方の予定時刻の指定を受け付け可能な予定時刻受付手段と、上記推定造形時間及び上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻に基づいて、他方の予定時刻を求める造形時刻算出手段と、上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻及び上記造形時刻算出手段で算出された他方の予定時刻を表示する予定時刻表示手段と、上記予定時刻、上記推定造形時間及び上記推定使用量を上記造形データに関連づけて保持する造形ジョブ記憶手段と、使用前の上記造形材を収容するための着脱可能な造形材タンクと、上記造形材タンク内における上記造形材の残量を検出する残量検出手段と、上記残量及び上記推定使用量に基づいて、上記造形処理の実行中におけるタンク交換要否を判定するタンク交換判定手段と、タンク交換が必要と判定された場合にタンク交換の推奨時刻を求める推奨時刻算出手段と、上記造形処理の開始前に上記推奨時刻を表示する判定結果表示手段と、上記開始予定時刻が到来すれば、当該開始予定時刻に関連づけられた造形データに基づく上記造形処理を開始する造形処理手段とを備えて構成される。

本発明によれば、ユーザが指定した時刻に造形処理が終了するように造形処理を自動的に開始させることができる。また、ユーザは、開始予定時刻又は終了予定時刻を指定するだけで良いので、造形予約を簡単に行うことができる。

また、本発明による３次元造形装置では、タンク交換の要否判定結果が造形処理の開始前に表示されるので、ユーザは、造形処理の実行中に造形材タンクの交換が必要になるか否かを事前に認識することができる。さらに、造形材の残量と推定使用量とからタンク交換の推奨時刻を求めて造形処理の開始前に表示するので、ユーザは、造形処理の実行中において造形材タンクを交換するのに適切なタイミングを事前に認識することができる。

また、本発明による３次元造形装置では、タンク交換の推奨時刻が到来する際、或いは、造形処理の終了予定時刻が到来する際に、報知メールが送信されるので、ユーザに造形材タンクの交換を促し、或いは、造形処理の終了を知らせることができる。

本発明の実施の形態による３次元造形装置１０を含む造形システム１００の一構成例を示したシステム図である。 図１の３次元造形装置１０の一構成例を示した斜視図であり、作業空間１１０及びカートリッジ収容部１３０内の様子が示されている。 図２のヘッドユニット１１１の概略構成の一例を示した図であり、ヘッドユニット１１１をｘ，ｙ，ｚ方向から見た様子が示されている。 図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、造形ステージ１１２上に立体造形物が形成される様子が示されている。 図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、ｘ方向の主走査往路及び主走査復路の様子が示されている。 造形ステージ１１２上に形成される各フィールドＦｄ１〜Ｆｄ４に対し、４回のパス（ｘ方向の走査）が行われる様子を模式的に示した説明図である。 造形対象物の配置態様の一例を示した図である。 図１の造形依頼者端末２０の一構成例を示したブロック図である。 図１の３次元造形装置１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。 図９の３次元造形装置１０における造形予約時の動作の一例を示した図であり、造形設定の受付画面５０及び予約造形の設定画面６０が示されている。 図９の３次元造形装置１０における動作の一例を示した図であり、予約造形の待機画面７０及び造形処理中のモニター画面８０が示されている。 図８の造形依頼者端末２０における造形設定時の動作の一例を示した図であり、報知メールの設定画面２３０が示されている。 図９の３次元造形装置１０における造形予約時の動作の一例を示したフローチャートである。 図９の３次元造形装置１０における造形処理時の動作の一例を示したフローチャートである。 図９の３次元造形装置１０における造形予約時の動作の他の一例を示した図であり、判定対象ジョブＪ３の前に予約ジョブＪ１，Ｊ２がある場合が示されている。 モデル材カートリッジ１３Ｍの推奨期間Ｔ１とサポート材カートリッジ１３Ｓの推奨期間Ｔ２とに重複期間Ｔ３がある場合の残量変化の一例を示した図である。 図１の造形依頼者端末２０の他の構成例を示したブロック図である。 図１７の造形依頼者端末２０における造形設定時の動作の一例を示した図であり、セキュリティロックの設定画面２４０が示されている。 図１の３次元造形装置１０内の機能構成の他の一例を示したブロック図である。 図１９の３次元造形装置１０における再造形時の動作の一例を示した図であり、造形履歴の閲覧時に表示部１２２に表示される履歴リスト画面９０が示されている。 図１９の３次元造形装置１０における再造形時の動作の一例を示した図であり、表示部１２２に表示される認証画面９２及びエラー画面９５が示されている。 図１９の３次元造形装置１０における再造形時の動作の一例を示したフローチャートである。 図１９の３次元造形装置１０における造形処理の終了時の動作の一例を示したフローチャートである。

まず、本発明による３次元造形装置が前提とするインクジェット方式の造形装置の概略構成について、図１〜図５を用いて説明する。

＜造形システム１００＞
図１は、本発明の実施の形態による３次元造形装置１０を含む造形システム１００の一構成例を示したシステム図である。この造形システム１００は、３次元造形装置１０と、ＬＡＮ（Local Area Network）１を介して３次元造形装置１０に接続された造形依頼者端末２０及び管理者端末２１と、インターネット２３上のメールサーバ２４と、ルータ２２により構成される。ルータ２２は、ＬＡＮ１及びインターネット２３間のデータ伝送を中継する中継装置である。メールサーバ２４は、電子メールの送受信を行う。

３次元造形装置１０は、インクジェット方式の積層型造形機であり、所定のＵＶ硬化樹脂を造形材として用い、後述する造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成することによって所望の立体造形物を形成する。造形依頼者端末２０は、３次元造形用のアプリケーションプログラムがインストールされたＰＣ（パーソナルコンピュータ）であり、所望の立体造形物を作製するための造形データを生成する造形データ作成装置として機能する。

造形データは、造形対象物の３次元形状を示す形状情報と、形状情報以外の造形条件とからなる。造形データは、例えば、ＣＡＤデータに基づいて作成され、必要に応じて、３次元造形装置１０で用いられる積層データとして、各層単位でのデータに加工される。但し、層単位でのデータ加工は、３次元造形装置１０側で行われても良い。形状情報以外の造形条件とは、造形対象物に関わらず指定することが可能な造形情報のことであり、造形材の種類、造形材層の厚さ、走査速度などの造形パラメータと、造形ステージ上における造形対象物の配置態様を示す配置情報とからなる。

造形依頼者端末２０において作成された造形データは、３次元造形装置１０へ送信される。３次元造形装置１０では、ＬＡＮ１を介して造形依頼者端末２０から受信した複数の造形データが造形ジョブとして管理される。すなわち、造形ジョブは、造形データと、造形データに関連付けて保持される属性情報とからなる。この属性情報には、造形データの識別情報、造形データの送受信日時、造形依頼者の識別情報などが含まれる。造形依頼者端末２０は、この様な造形処理の依頼者が使用する端末装置であり、管理者端末２１は、３次元造形装置１０を管理する管理者が使用する端末装置である。

この３次元造形装置１０は、実行時刻を予め指定して造形処理を行う予約造形機能を備え、予約造形対象の造形ジョブや予約造形の終了時刻を予め指定しておくことにより、造形対象物を形成するための造形処理を自動的に開始させることができる。

造形にかかる時間は、造形物の形状情報、造形パラメータ、造形物の配置情報から算出が可能である。したがって、造形の開始予定時刻又は終了予定時刻のいずれかの指定を操作者から受け付ければ、算出された造形時間に基づいて造形の開始予定時刻及び終了予定時刻の両方を決定することができる。なお、造形時間の算出は、造形依頼者端末２０から受信した造形データに基づいて３次元造形装置１０で計算してもよいが、造形依頼者端末２０で予め計算し、造形データと合わせて３次元造形装置１０に送信してもよい。また、造形の開始予定時刻又は終了予定時刻の指定は、３次元造形装置１０の後述する操作部を用いて指定してもよいし、造形依頼者端末２０で予め指定し、造形データと合わせて３次元造形装置１０に送信する構成としてもよい。

また、３次元造形装置１０は、使用前の造形材を収容するタンクの交換を促し、或いは、造形処理が終了することを知らせるための報知メールを送信する。報知メールは、メールアドレスで指定された送信先へメールサーバ２４を介して送信される。報知メールの送信先には、造形依頼者端末２０を指定することができる。報知メールの送信先を示す送信先アドレスは、例えば、造形依頼者端末２０において指定され、造形データと共に３次元造形装置１０へ送信される。また、複数の造形ジョブに共通の送信先として、管理者端末２１を指定することもできる。

また、３次元造形装置１０は、造形依頼者が造形データの作成時に指定したパスワードに基づいて、再造形を制限し、また、上部扉１１のロック解除を制限するセキュリティロック機能を備える。造形依頼者が造形依頼者端末２０において指定したパスワードは、造形データと共に３次元造形装置１０へ送信される。このパスワードは、造形データに関連づけて記憶され、造形データに基づく造形処理により造形物の造形が完了した後に、上部扉１１のロックを解除するために必要となる。パスワードは、各造形データに関連付けて記憶されるため、各造形データに異なるパスワードが設定可能である。したがって、１つの３次元造形装置１０を複数の操作者が共有して使用する場合に、各操作者が造形指示を行う造形データに対して個別のパスワードを設定することが可能である。

なお、パスワードの設定は、造形依頼者端末２０にて、各造形データに関連づけて３次元造形装置１０に送信する構成に限らず、３次元造形装置１０の操作表示部１２を用いて造形予定の造形データの中から一つを選択し、選択された造形データに対してパスワードを設定する構成としてもよい。

この３次元造形装置１０には、上部扉１１、操作表示部１２及び前面扉１３が設けられている。上部扉１１は、外部から後述する作業空間１１０へアクセスするのを規制し、また、造形材などが外部空間へ飛散するのを防止するための開閉可能な遮断扉であり、手前側を持ち上げることにより、作業空間１１０へアクセスすることができる。操作表示部１２は、例えば、タッチパネルからなり、ユーザによる操作を受け付け、また、動作状態や各種のエラーメッセージを画面表示する。前面扉１３は、造形材カートリッジなどを収容するカートリッジ収容部１３０用の開閉扉であり、上部を手前側へ移動させることにより、後述するカートリッジ収容部１３０へアクセスすることができる。

＜３次元造形装置１０＞
図２は、図１の３次元造形装置１０の一構成例を示した斜視図であり、作業空間１１０及びカートリッジ収容部１３０内の様子が示されている。図中には、上部扉１１及び前面扉１３を開扉した状態の３次元造形装置１０が示されている。

作業空間１１０とは、造形材を吐出するヘッドユニット１１１を２次元走査させ、また、吐出した造形材を造形ステージ１１２上に堆積させるための空間のことであり、作業台としての天板１１６上に形成されている。この天板１１６には、ｘ走査用係合溝１１３、パージトレイ１１４及び受光孔１１５が配置されている。

造形ステージ１１２は、水平で平坦な造形面を有し、造形面上に造形材を堆積させ、立体造形物を形成するための可動ステージであり、鉛直方向に移動させることができる。この造形ステージ１１２は、天板１１６の中央に配置されている。ヘッドユニット１１１は、図示しない駆動装置によって、造形ステージ１１２と平行に２次元走査される可動ユニットである。

この３次元造形装置１０では、鉛直方向をｚ方向とし、互いに直交する水平方向をｘｙ方向とすれば、ユーザから見て左右方向となるｘ方向を主走査方向とし、ユーザから見て前後方向となるｙ方向を副走査方向として、２次元走査が行われる。造形材は、主走査方向の走査時に吐出される。また、ヘッドユニット１１１は、上記２次元走査により、矩形エリア内の任意の位置に移動させることができ、当該矩形エリアが可動エリアとなる。

また、言い換えれば、ここでのｙ方向とは、後述するモデル材用ノズルユニット３２及びサポート材用ノズルユニット３１の各々が有する複数のオリフィス（後述する吐出口２）が配列した並び方向であり、ｘ方向は水平面内においてこのｙ方向と直交する方向である。

ｘ走査用係合溝１１３は、ヘッドユニット１１１を主走査方向へ走査する駆動装置と係合させるための溝であり、天板１１６の前端部及び後端部に形成されている。パージトレイ１１４は、ヘッドユニット１１１から排出された造形材を一時的に収容する造形材収容部である。このパージトレイ１１４は、ヘッドユニット１１１の可動エリア内であって、造形ステージ１１２よりも左側に配置されている。

３次元造形装置１０では、造形処理中において、定期的にパージ処理が行われる。パージ処理は、ヘッドユニット１１１を造形エリアとしての造形ステージ１１２上からパージトレイ１１４上に移動させ、ヘッドユニット１１１に搭載されている造形材ノズル３１２，３２２から造形材を強制的に吐出させることにより、造形材を吐出するための吐出口２や、吐出口２に造形材を供給するための造形材供給経路内に残留する残留物を除去するとともに、造形材ノズル３１２，３２２の表面に、図示しないゴム部材を当接させ、摺動させることにより、造形材ノズル表面を清掃する処理である。ここで、ノズルから吐出された造形材は、後述する廃液タンク１３Ｈに回収されるようになっている。

受光孔１１５は、造形材を硬化させるためのＵＶ光の照度を検出する照度センサ用の受光窓であり、天板１１６に形成された貫通孔からなる。この受光孔１１５は、造形ステージ１１２を挟んでパージトレイ１１４とは反対側に配置されている。また、具体的な動作としては、操作表示部１２に設けられるランプユニット３５の照度検査スイッチを押下し、ヘッドユニット１１１を駆動させることにより、自動的に受光孔１１５の真上に位置させ、ランプユニット３５を点灯させ、ＵＶ光の照度を、受光孔１１５の内部に設けられる照度センサにより検出させる。

カートリッジ収容部１３０内には、２つのモデル材カートリッジ１３Ｍと、２つのサポート材カートリッジ１３Ｓと、廃液タンク１３Ｈが収容されている。ヘッドユニット１１１から吐出される造形材には、造形対象物自体を構成するモデル材Ｍと、造形対象物のオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には除去されるサポート材Ｓとがある。

本実施例では、サポート材Ｓは、モデル材Ｍに比べ、サポート材Ｓを除去するための水に対する溶解性の高い材料が含まれている。なお、ここでのオーバーハング部分とは、造形物がｚ方向（つまり高さ方向）において下方に位置する造形部分よりｘ−ｙ平面で張り出した部分を意味し、言い換えれば、オーバーハング形状を有する造形物とは、既に成形されたモデル材のスライスが存在しない部分の上表面に新たなモデル材のスライスが成形される部分（オーバーハング部）を有する造形物である。

モデル材カートリッジ１３Ｍは、使用前のモデル材Ｍを収容する着脱式の造形材タンクである。サポート材カートリッジ１３Ｓは、使用前のサポート材Ｓを収容する着脱式の造形材タンクである。つまり、モデル材カートリッジ１３Ｍやサポート材カートリッジ１３Ｓには、ヘッドユニット１１１の造形材ノズル３１２，３２２から吐出させる前の造形材が収容される。

廃液タンク１３Ｈは、パージトレイ１１４や後述するヘッドユニット１１１内のローラードレイントレイ（図示せず）から回収された排液を蓄積するための貯留容器であり、取り外して交換することができる。なお、廃液タンク１３Ｈには、内部に液面検出用のセンサや、廃液タンク１３Ｈ自体の重量を検出する重量センサなどを設けることにより、廃液タンク１３Ｈ内の廃液の程度を検出し、オペレータに通知する機能を搭載している。

カートリッジ収容部１３０内には、２個のモデル材カートリッジ１３Ｍと、２個のサポート材カートリッジ１３Ｓとが収容可能であり、両カートリッジを交互に使用することにより、造形処理を中断させることなく空になったカートリッジを交換することができる。

＜ヘッドユニット１１１＞
図３は、図２のヘッドユニット１１１の概略構成の一例を示した図であり、図中の（ａ）には、ヘッドユニット１１１をｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）から見た様子が示され、（ｂ）には、ｘ方向（ヘッドユニット１１１の主走査方向）から見た様子が示され、（ｃ）には、ｚ方向から見た様子が示されている。

このヘッドユニット１１１は、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２、ｙ走査用ホルダユニット３３、ローラーユニット３４及びランプユニット３５により構成され、これらのユニット３１〜３５を一体的に保持している。ユニット３１〜３５は、この順に、ｘ方向に配列されている。

なお、ｘ軸方向に沿うサポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２、ローラーユニット３４及びランプユニット３５の配列の基本的な考え方は、以下の通りである。ヘッドユニット１１１の主走査方向の往路方向をベースに考えると、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２は、いずれか一方が他方の前方に位置すればよい。このようなノズルユニットのレイアウトに対して、ローラーユニット３４ならびにランプユニット３５は、ローラーの作用を往路で行いたい場合は、往路進行方向において、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２の後方にローラーユニット３４、ランプユニット３５の順で配置し、ローラーの作用を復路で行いたい場合は、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２の復路の進行方向において後方にローラーユニット３４、ランプユニット３５の順で配置すればよい。

また、上記実施例においては、ヘッドユニット１１１から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラーユニット３４による余剰樹脂の掻き取りを行った後、ランプユニット３５によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのＵＶ光を照射する方法を採用した。

しかし、これ以外にも、ヘッドユニット１１１から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、余剰樹脂層を含む最上層に対して、ランプユニット３５によって一旦光を照射した後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラーユニット３４による余剰樹脂の掻き取りを行い、その後再度ランプユニット３５によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのＵＶ光を照射する方法もある。

この場合、ランプユニット３５は、ヘッドユニット１１１において、ｘ方向、つまりヘッドユニット１１１の主走査方向で、サポート材用ノズルユニット３１、モデル材用ノズルユニット３２を挟む前後方向に一対のランプユニット３５を設けることにより、上述のような二度の照射を行うことができる。また、この場合、一度目の照射と二度目の照射を合わせて、最終的に所望する樹脂の硬化の程度を達成するようになるため、一度目の照射後の樹脂は硬化状態ではなく、まだその後のローラーユニット３４による掻き取り動作のために、流動可能な、半硬化状態である。このため、この場合においても、ローラーユニット３４による樹脂の掻き取り前の最上層の状態は、未硬化または流動可能な状態と表現することとする。

モデル材用ノズルユニット３２は、モデル材カートリッジ１３Ｍから供給されるモデル材Ｍを吐出するためのノズルユニットであり、モデル材Ｍを一時的に収容するリザーブタンク３２１と、造形ステージ１１２に対しモデル材Ｍを吐出する複数の吐出口２がｙ方向に配列された造形材ノズル３２２からなる。

サポート材用ノズルユニット３１は、サポート材カートリッジ１３Ｓから供給されるサポート材Ｓを吐出するためのノズルユニットであり、サポート材Ｓを一時的に収容するリザーブタンク３１１と、サポート材Ｓを吐出する複数の吐出口２がｙ方向に配列された造形材ノズル３１２からなる。

モデル材Ｍやサポート材Ｓは、造形材ノズル３２２ならびに３１２の各々に設けられる吐出口２ごとにノズルユニット内に設けられる圧電素子の振動を利用することにより、吐出口２から液滴となって射出される。吐出口２は一定ピッチでｙ方向において直線上に配置されている。

ヘッドユニット１１１は、造形材ノズル３１２，３２２から造形材を吐出させながらｘ方向に走査することにより、造形材ノズル３１２，３２２の各々に設けられる全ての吐出口２の配列長さに対応する所定幅の造形材層を１回の主走査によって造形ステージ１１２上に形成することができる。

ｙ走査用ホルダユニット３３は、ヘッドユニット１１１を副走査方向へ走査するために、ｘ走査用係合溝１１３間を結ぶ橋梁体に支持されている。このｙ走査用ホルダユニット３３が上記橋梁体に支持されるとともに、橋梁体上に設けられる図示しない駆動部により、橋梁体に設けられる図示しないｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）に延びる軸に沿ってヘッドユニット１１１を駆動する構造となっている。なお、ヘッドユニット１１１のｙ方向（ヘッドユニット１１１の副走査方向）の駆動方式としては、ヘッドユニット１１１自体に駆動部を内蔵させ、上述した軸上を移動させるようにしてもよい。

ローラーユニット３４は、膜厚調整用ローラー３４１と、このローラー３４１を回転させる駆動部（図示せず）と、膜厚調整用ローラー３４１によって造形ステージ１１２上に形成される造形材層の最表面から掻き取られた造形材を一時的に収容するためのローラードレイントレイ（図示せず）からなる。

膜厚調整用ローラー３４１は、造形ステージ１１２上に吐出し堆積させた造形材膜の厚さを調整する。より詳細に説明すれば、膜厚調整用ローラー３４１は、造形材ノズル３１２，３２２から吐出された造形材にて形成された最表面層の一部を、ランプユニット３５にて硬化させる前に所定の厚みを掻き取ることにより、最表面層の厚みの最適化を図っている。また、膜厚調整用ローラー３４１は、造形材膜の表面を平坦化するためのローラーでもあり、ｙ方向の回転軸を中心として回転する。より詳細に説明すれば、膜厚調整用ローラー３４１が作用する際のヘッドユニット１１１の進行方向に対して、膜厚調整用ローラー３４１は、順方向に回転する。膜厚調整用ローラー３４１にて掻き取られ、上記ローラードレイントレイ内に収容された造形材は、使用済み造形材からなる排液として廃液タンク１３Ｈへ送られる。

ランプユニット３５は、造形ステージ１１２上に吐出し堆積させた造形材膜にＵＶ光を照射するためのＵＶランプ３５１からなり、吐出口２の配列長さよりも幅が広い照射エリアを造形ステージ１１２上に形成することができる。

図３に示すランプユニット３５のレイアウトを採用した場合は、図の左から右にヘッドユニット１１１を移動させる、いわゆる主走査の往路においては、ランプユニット３５は、造形材ノズル３１２，３２２よりも先行した位置に配置されるため、往路に吐出した造形物の表面にＵＶ光を照射することがない。従って、点灯制御を容易化するため、常時点灯していてもよい。実際のＵＶ光の照射は、復路において、膜厚調整用ローラー３４１が造形物の最表面の厚みを適正化した後の最表面に対して行われることとなる。

なお、ここでのランプユニット３５は、ＵＶ光を照射する光源であれば、ＵＶ光照射用ランプに限る必要はなく、ＵＶ光を照射するＬＥＤ光源も含むものである。つまり、ＵＶ光などの樹脂硬化に必要な特定波長の光を照射する樹脂硬化用の光照射手段である。更に、光硬化型の樹脂に代えて、造形用樹脂として所定の温度によって硬化するような熱可塑性樹脂を採用するのであれば、本発明のランプユニット３５に代えて、樹脂硬化手段として、冷却または加熱手段を採用したり、場合によっては、不要な場合もある。

＜造形処理＞
図４は、図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、造形ステージ１１２上に立体造形物が形成される様子が示されている。図中には、立体造形物を造形中の３次元造形装置１０におけるヘッドユニット１１１及び造形ステージ１１２をｚｘ面に平行な鉛直面で切断した場合の切断面の様子が示されている。

モデル材Ｍ及びサポート材Ｓは、造形ステージ１１２に対し、主走査方向（ｘ方向）の走査中にヘッドユニット１１１から下方へ液滴３となって吐出される。主走査往路時に造形ステージ１１２上に吐出し堆積させたこれらの造形材からなる造形材層は、主走査復路において、膜厚調整用ローラー３４１により膜厚が調整され、ＵＶランプ３５１によるＵＶ光の照射によって硬化する。なお、上記の説明では、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの吐出を、主走査の往路方向にて行うと共に、ヘッドユニット１１１の主走査の復路において行っても良い。また、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの吐出を、ヘッドユニット１１１の主走査の復路単独で行ってもよい。

本実施の形態におけるモデル材Ｍ及びサポート材Ｓは、共にＵＶ硬化性の樹脂であり、同一のＵＶランプ３５１によりＵＶ光が照射されることにより硬化する。なお、３次元造形装置１０に使用可能な樹脂としては、光硬化性の樹脂の他に、熱を与えて硬化させる熱硬化性の樹脂や、自然冷却により硬化する熱可塑性樹脂を用いることもできる。

ヘッドユニット１１１のｙ方向の長さ（ヘッド幅）に対応する一定幅の帯状領域は、フィールドと呼ばれ、あるフィールドについて、造形材層の形成が完了すれば、ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）へ移動させ、隣接するフィールドに対する造形材層の形成が開始される。どの程度ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）へ移動させるかは、造形ステージ１１２上にて形成する造形物をどのような位置に配置させるかによって決定され、その決定は、造形依頼者端末２０における依頼者の入力に基づいて行われる。

ヘッドユニット１１１は、ｘ走査用係合溝１１３間をｙ方向に跨ぐ門型の橋梁体に支持され、一対のｘ走査用係合溝１１３に沿って主走査方向に走査される。なお、本実施の形態では、門型の橋梁体にヘッドユニット１１１を支持させ、一対のｘ走査用係合溝１１３に沿ってヘッドユニット１１１を主走査方向に移動させる構成としたが、ｘ走査用係合溝１１３を１本とし、ヘッドユニット１１１を片持ちで支持した状態で主走査方向に移動させる構成としても良い。

ヘッドユニット１１１に配設されたモデル材用ノズルユニット３２及びサポート材用ノズルユニット３１により造形可能なｙ方向の幅は造形ステージ１１２上の造形エリアに対して短いため、ヘッドユニット１１１を主走査方向へ往復移動させて１フィールド分の造形が完了すると、ヘッドユニット１１１を副走査方向（ｙ方向）に移動させて隣接するフィールドの造形が行われる。ユーザが設定した立体造形物が１フィールド内に収まる場合には、ヘッドユニット１１１の副走査方向への移動は行われない。なお、ヘッドユニット１１１による造形可能なｙ方向の幅が造形ステージ１１２上の造形エリアのｙ方向の幅よりも同一又は大きい場合には、ヘッドユニット１１１は副走査方向へ移動させながら造形する必要はなく、副走査方向への移動機構は不要となる。

造形ステージ１１２上には、上述したヘッドユニット１１１の主走査及び副走査によって造形材層がフィールドごとに形成され、立体造形物を構成する１つの樹脂層が形成される。この樹脂層は、スライス層と呼ばれ、あるｚ方向の位置でスライス層の形成が完了すれば、造形ステージ１１２をスライス層の厚さに相当する距離だけ下方向（ｚ方向）へ移動させ、次のスライス層の形成が開始される。

この３次元造形装置１０では、着脱可能な可搬プレート４１の上面が造形ステージ１１２であり、可搬プレート４１と、可搬プレート４１が載置されるプレート取付台４２とから、ｚ方向に移動可能なｚ移動ユニット４０が構成される。ｚ移動ユニット４０は、ｚ駆動装置４３によりｚ方向の位置が調整される。ｚ駆動装置４３は、ヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の高さ方向の相対位置を変化させる垂直駆動手段である。可搬プレート４１は、矩形状の金属板からなり、造形依頼者端末２０から指示した全ての造形が完了した時点で、立体造形物を載せたままの状態で、プレート取付台４２から取り外すことができる。プレート取付台４２には、可搬プレート４１を固定するための固定機構（図示せず）が設けられる。

立体造形物は、モデル材Ｍによって構成され、サポート材Ｓは、立体造形物のオーバーハング部分や孤立部分を支持し、最終的には所定の方法によって除去される。例えば、モデル材Ｍとして、水に対し不溶性又は難溶性の樹脂を用い、サポート材Ｓとして、易溶性の樹脂を用いれば、可搬プレート４１上に形成された造形物を取り出して水に浸すことにより、サポート材Ｓからなる造形材層だけを容易に除去することができる。また、言うまでもなく、造形物としてのモデル材Ｍからサポート材Ｓの除去は、従来通り、手を用いてモデル材Ｍからサポート材Ｓを外すようにしても良い。

この例では、可搬プレート４１上に形成された下地層ＳＳ上にモデル材Ｍ及びサポート材Ｓからなるスライス層を積層形成することによって所望の立体造形物が形成される。下地層ＳＳは、可搬プレート４１の傾きや表面の凹凸を吸収し、また、造形物を剥離し易くするサポート材Ｓからなる。さらに、この下地層ＳＳは、可搬プレート４１の傾きや表面の凹凸を吸収できるのであれば、造形依頼者端末２０における造形条件において、中実の構造以外に格子状などの中空構造を採用することにより、材料の使用量の低減を図ることもできる。

＜主走査＞
図５は、図２の３次元造形装置１０における造形時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、図中の（ａ）には、ｘ方向の主走査往路の様子が示され、（ｂ）には、主走査復路の様子が示されている。主走査往路では、ｚ方向に関して造形ステージ１１２の位置がヘッドユニット１１１から離間した位置に固定され、モデル材Ｍやサポート材Ｓが造形材ノズル３１２，３２２から吐出される。造形ステージ１１２上には、これらの造形材からなる造形材層４が形成される。

なお、図５（ａ）に開示するヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離と、図５（ｂ）に開示するヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離とは明らかに異なるように示しているが、これは動作の内容をわかりやすく説明するためであり、実際は、図５（ａ）の状態でのヘッドユニット１１１と造形ステージ１１２との間の距離は２ｍｍ以下であり、図５（ｂ）におけるその距離は、図５（ａ）の状態から造形ステージ１１２をｚ方向で且つヘッドユニット１１１に近づくように１ｍｍ以下の距離を移動させるようになっている。

造形材層４の厚みはユーザが造形精度や造形速度の観点から決定することができる。つまり、ユーザが造形精度を優先することを選択すれば、造形材層４の厚みは設定可能な最小の厚み又はその近傍の厚みに設定し、造形速度を優先することを選択すれば、最低限の造形精度を維持した厚みに設定すればよい。このような選択は、造形依頼者端末２０において形状情報以外の造形条件として選択、設定することができるようになっている。

主走査復路の走査は、膜厚調整用ローラー３４１が造形材層４と接触する位置まで造形ステージ１１２を上方へ移動させた状態で行われる。この主走査復路では、主走査往路での造形材の吐出に加え、モデル材Ｍやサポート材Ｓが造形材ノズル３１２，３２２から吐出させることも可能であり、主走査往路や復路で吐出し堆積させた造形材層４の上層部が膜厚調整用ローラー３４１によって掻き取られる。

造形材ノズル３１２，３２２に配設された各ノズルからの造形材の吐出量には個体差があり、また、予め設定された厚みの造形材層４が正確に得られるように、造形材ノズル３１２，３２２からの造形材の吐出量を制御するのは困難であるため、少なくとも各造形層を形成する単位で、造形材ノズル３１２，３２２からは設定された厚み以上の造形材を吐出し、余分な造形材を膜厚調整用ローラー３４１により回収することで、予め設定された厚みの造形材層４を維持し、均一な厚みの造形材層４を積層することができる。但し、膜厚調整用ローラー３４１を、その時点での造形層の最表面に当接させるタイミングは、造形データとしての各スライス層データ単位での最表面で行う必要はなく、造形の種々の狙い、例えば、造形精度と造形速度の両立の観点から、必要なタイミングにて行うことができる。

膜厚調整用ローラー３４１は、主走査の往路及び復路に関わらず、一定の回転数で同じ向きに回転する。ＵＶランプ３５１は、造形材の種類や造形材層４の厚さ、ｘ方向の走査速度に応じた所定の光度で点灯し、主として、膜厚調整用ローラー３４１による膜厚調整後の造形材層４をＵＶ光の照射によって硬化させる。

＜造形ステージ１１２上のフィールドＦｄ１〜Ｆｄ４＞
図６は、造形ステージ１１２上に形成される各フィールドＦｄ１〜Ｆｄ４に対し、４回のパス（ｘ方向の走査）が行われる様子を模式的に示した説明図である。ヘッドユニット１１１は、造形ステージ１１２上の矩形からなる造形エリアに対し、ｘ方向の主走査及びｙ方向の副走査により、造形エリア内の任意の位置へ移動させることができる。

インクジェット方式の積層造形法では、ｘ方向の走査をパスと呼び、造形材ノズル３１２，３２２に対応する一定幅の帯状領域をフィールドＦｄと呼ぶ。１つのフィールドＦｄ内の造形材層は、複数回のパスによって形成される。この例では、ｙ方向の分解能を造形材ノズル３１２，３２２における吐出口２の配列ピッチによって規定される分解能の４倍にまで向上させるために、ｙ方向の位置を互いに異ならせた４回のパスによってフィールドＦｄ内の造形材層が形成される。

ヘッドユニットは、フィールドＦｄ１について造形材層の形成が完了すれば、１フィールド分だけｙ方向に移動し、フィールドＦｄ２に対する造形材層の形成が開始される。造形エリア内の各フィールドＦｄ１〜Ｆｄ４について造形材層の形成が完了すれば、１つのスライスが完成する。

１スライス分の造形材層の厚さは、造形材ノズル３１２，３２２のｘ方向の走査速度と、単位時間当たりの造形材の吐出量によって規定される。従って、１フィールド分の造形材層を形成するのに要する時間や造形材の使用量は、造形材層の厚さや走査速度といった造形パラメータを含む造形データに基づいて推定することができる。

図７は、造形対象物の配置態様の一例を示した図である。図中の（ａ）には、同じ造形物を１つのフィールドＦｄ１内に配置する場合（配置態様Ａ１）と、２つのフィールドＦｄ１及びＦｄ２に跨るように配置する場合（配置態様Ａ２）とが示されている。

造形処理は、フィールドＦｄごとに行われるので、同一の形状及びサイズの造形対象物であれば、１つのフィールドＦｄ内に収まるように配置した方が、複数のフィールドＦｄにまたがって配置する場合に比べて、造形対象物を積層形成するのに要する時間は短い。つまり、配置態様Ａ１の方が配置態様Ａ２よりも造形時間は短い。

図中の（ｂ）には、同じ造形物をｚ方向の高さが低くなるように配置する場合（配置態様Ａ３）と、高さが高くなるように配置する場合（配置態様Ａ４）とが示されている。造形処理は、スライスを積層形成することによって行われるので、同一の形状及びサイズの造形対象物であれば、ｚ方向の高さが低くなるように配置した方が、高くなるように配置する場合に比べて、造形対象物を積層形成するのに要する時間は短い。つまり、配置態様Ａ３の方が配置態様Ａ４よりも造形時間は短い。

造形依頼者端末２０では、造形データを作成する際、造形処理に要する時間と、造形処理における造形材の使用量とが推定される。この推定造形時間は、各スライス層を造形するのにかかる時間を総て足し合わせた造形時間と、パージ処理に要する時間とを足し合わせた累計造形時間からなり、造形データの中に含まれる造形物の形状情報、配置、姿勢、走査速度、各スライス層の厚みを参照することにより、算出される。

また、造形材の推定使用量は、モデル材Ｍの推定使用量と、サポート材Ｓの推定使用量とからなり、それぞれが造形データに基づいて算出される。また、各スライス層を造形するのに必要なモデル材Ｍ及びサポート材Ｓの使用量を総て足し合わせた推定使用量と、パージ処理における推定使用量とを足し合わせた累計使用量が造形データに基づいて算出される。

＜造形依頼者端末２０＞
図８は、図１の造形依頼者端末２０の一構成例を示したブロック図である。この造形依頼者端末２０は、ＣＡＤデータ記憶部２０１、操作部２０２、造形データ生成部２０３、造形推定部２０４、送信先設定部２０５、造形設定記憶部２０６、ネットワーク通信部２０７、メール取得部２０８、報知メール記憶部２０９、表示部２１０及び認証コード設定部２１１により構成される。

ＣＡＤデータ記憶部２０１には、造形対象物のＣＡＤデータが保持される。ＣＡＤデータは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）ソフトを利用して作成された立体造形物の３次元形状データからなる。操作部２０２は、造形依頼者による操作を受け付けると、その操作内容に応じた操作信号を造形データ生成部２０３、送信先設定部２０５及びメール取得部２０８へ出力する。

造形データ生成部２０３は、ＣＡＤデータを変換して、造形対象物の形状情報、配置情報及び造形パラメータからなる造形データ２２１を生成し、造形設定記憶部２０６内に格納する。具体的には、まずこのＣＡＤデータを、例えばＳＴＬ（Stereo Lithography Data）データに変換し、更にこのＳＴＬデータを複数の薄い断面体にスライスして得られる断面データを生成し、そしてこのスライスデータを、一括又は各スライス層単位にて３次元造形装置１０に対して送信を行う。この際、三次元ＣＡＤ等で設計されたモデルデータ（実際は、変換後のＳＴＬデータ）の造形ステージ１１２上における姿勢の決定に対応し、この姿勢におけるモデル材Ｍにて形成されるモデルを支持することが必要な空間又は箇所に対して、サポート材Ｓを設ける位置の設定が行われ、これらのデータを元に各層に対応するスライスデータが形成される。

造形データ２２１は、例えば、造形依頼者による作成指示に基づいて生成され、配置情報及び造形パラメータは、造形依頼者により指定される。配置情報は、造形ステージ１１２上における造形対象物の配置態様であり、１つの造形物を作製する場合、造形ステージ１１２上における造形物の位置と造形物の姿勢とが造形依頼者により指定される。また、複数の造形物を１回の造形処理によって作製する場合には、各造形物の位置及び姿勢が配置態様として指定される。

造形推定部２０４は、造形データ２２１に基づいて、造形対象物を形成するための造形処理に要する推定造形時間２２２と、造形処理における造形材の推定使用量２２３とを算出し、造形設定記憶部２０６内に格納する。なお、造形推定部２０４を３次元造形装置１０に設け、造形依頼者端末２０から受信した造形データ２２１に基づいて推定造形時間及び推定使用量を３次元造形装置１０で算出する構成としてもよい。

送信先設定部２０５は、報知メールの送信先を示すメールアドレスを設定し、送信先アドレス２２４として造形設定記憶部２０６内に格納する。送信先アドレス２２４は、例えば、造形依頼者により指定され、複数のメールアドレスを指定することもできる。

認証コード設定部２１１は、各造形データ２２１と関連付けて認証コードを設定し、造形設定記憶部２０６内に格納する。認証コードは、ユーザ認証のための識別情報であり、各造形データ２２１に対して個別に設定することができる。ここでは、文字や記号の配列からなるパスワード２２５が、認証コードとして設定され、造形データ２２１に関連づけて保持される。

造形データ２２１、推定造形時間２２２、推定使用量２２３、送信先アドレス２２４及びパスワード２２５は、造形設定データとして互いに関連付けて保持される。ネットワーク通信部２０７は、この造形設定データをＬＡＮ１経由で３次元造形装置１０へ送信する。

メール取得部２０８は、ネットワーク通信部２０７及びＬＡＮ１経由でメールサーバ２４に対し、報知メールのダウンロード要求を送信し、３次元造形装置１０からの報知メールを取得する。報知メール記憶部２０９には、取得した報知メールが保持される。表示部２１０は、取得した報知メールを画面上に表示する。

図９は、図１の３次元造形装置１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。この３次元造形装置１０は、操作部１２１、表示部１２２、ネットワーク通信部４００、造形ジョブ記憶部４０１、造形処理部４０２、開始予定時刻設定部４０３、終了予定時刻算出部４０４、残量検出部４０５、タンク交換判定部４０６、推奨時刻算出部４０７及び報知メール送信部４０８により構成される。

ネットワーク通信部４００は、ＬＡＮ１経由で造形依頼者端末２０から受信した造形設定データを造形ジョブ記憶部４０１内に格納する一方、報知メールをＬＡＮ１経由で造形依頼者端末２０や管理者端末２１へ送信する。造形ジョブ記憶部４０１には、造形依頼者端末２０から取得した複数の造形ジョブが保持される。

造形ジョブは、造形データとその属性情報とからなり、造形ジョブの識別情報に関連付けて保持される。造形データの属性情報は、造形依頼者端末２０から取得した推定造形時間、推定使用量、送信先アドレス及びパスワード（認証コード）と、後述する予約時刻とからなる。

造形処理部４０２は、造形ジョブ記憶部４０１内の造形データに基づいて、造形ステージ１１２上に造形対象物を形成するための造形処理を行う。この造形処理は、例えば、造形操作者による造形指示に基づいて開始され、ヘッドユニット１１１のｘｙ駆動制御、造形ステージ１１２のｚ駆動制御、造形材ノズル３１２，３２２内の圧電素子の駆動制御が行われる。

操作部１２１は、３次元造形装置１０の操作者を造形操作者と呼ぶことにすれば、造形操作者による操作を受け付けると、その操作内容に応じた操作信号を開始予定時刻設定部４０３へ出力する。開始予定時刻設定部４０３は、予約造形の開始予定時刻を設定し、終了予定時刻算出部４０４へ出力する。予約造形は、実行時刻を予め指定して行われる造形処理であり、予約造形の開始予定時刻は、例えば、造形操作者が予約造形対象の造形ジョブを指定して行った操作入力に基づいて、設定される。

終了予定時刻算出部４０４は、造形ジョブ記憶部４０１内における予約造形対象の造形ジョブの推定造形時間と、開始予定時刻設定部４０３により設定された開始予定時刻とに基づいて、予約造形を終了させる終了予定時刻を求める。この終了予定時刻は、開始予定時刻よりも累計造形時間だけ後の時刻として求められる。予約造形の開始予定時刻及び終了予定時刻は、造形ジョブ記憶部４０１内に予約時刻として格納される。

なお、本実施の形態では造形開始予定時刻の指定を受け付けることにより、造形終了予定時刻を算出する構成としたが、造形終了予定時刻の指定を受け付けることで造形開始予定時刻を算出する構成としてもよいことは云うまでもない。また、ここで云う時刻の指定とは、具体的な開始予定時刻の指定に限られず、その時点から何時間後に造形を開始するかの指定も含む。

また、開始予定時刻設定部４０３及び終了予定時刻算出部４０４は、必ずしも３次元造形装置１０にある必要はなく、造形依頼者端末２０上に設けてもよい。具体的には、造形依頼者端末２０で開始予定時刻又は終了予定時刻のいずれか一方を設定し、他方の予定時刻を算出し、造形データと合わせて３次元造形装置１０に送信する構成とすることもできる。或いは、開始予定時刻又は終了予定時刻のいずれか一方を造形依頼者端末２０上で設定し、他方の予定時刻は３次元造形装置１０で算出する構成とすることもできる。

造形処理部４０２は、予約時刻が指定された造形ジョブについて、開始時刻が到来すれば、造形データに基づく造形処理を自動的に開始する。

残量検出部４０５は、造形材タンク内における造形材の残量を検出し、その検出結果をタンク交換判定部４０６及び推奨時刻算出部４０７へ出力する。具体的には、各モデル材カートリッジ１３Ｍ内のモデル材Ｍの残量と、各サポート材カートリッジ１３Ｓ内のサポート材Ｓの残量とが検出される。これらの残量検出には、例えば、圧電素子を用いて、モデル材カートリッジ１３Ｍやサポート材カートリッジ１３Ｓの重量を測定し、カートリッジ自体の重量を減算する方法が利用される。

タンク交換判定部４０６は、残量検出部４０５により検出された残量に基づいて、造形処理の実行中における造形材タンクの交換の要否を判定し、その判定結果を表示部１２２へ出力する。タンク交換の要否判定は、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓについて、現在の造形材の残量を造形処理における造形材の累計使用量と比較することによって行われる。

表示部１２２は、タンク交換判定部４０６による判定結果を少なくとも造形処理が開始されるよりも前に画面表示する。例えば、タンク交換の判定結果は、造形操作者が予約造形の終了時刻を指定する際に、表示される。

推奨時刻算出部４０７は、残量検出部４０５により検出された造形材の残量と、造形ジョブ記憶部４０１に記憶された推定使用量とに基づいて、タンク交換の推奨時刻を求める。タンク交換の推奨時刻は、造形処理の実行中において造形材タンクの交換を推奨する時刻であり、モデル材カートリッジ１３Ｍ及びサポート材カートリッジ１３Ｓについて算出される。

具体的には、モデル材カートリッジ１３Ｍについて、一方のカートリッジが空になったときから他方のカートリッジの残量が規定量以下となるまでの期間をカートリッジ交換の推奨期間とし、この推奨期間の終端時刻が推奨時刻として算出される。サポート材カートリッジ１３Ｓについても、モデル材カートリッジ１３Ｍの場合と同様にして推奨時刻が算出される。

表示部１２２は、造形処理の実行中にモデル材カートリッジ１３Ｍ又はサポート材カートリッジ１３Ｓのいずれかを交換しなければならない場合に、推奨時刻算出部４０７により算出された推奨時刻を少なくとも造形処理が開始されるよりも前に画面表示する。

報知メール送信部４０８は、タンク交換の推奨時刻が到来する際に、タンク交換を促すためのメッセージを含む報知メールを生成し、送信先アドレスで指定された送信先へ送信する。また、報知メール送信部４０８は、造形処理の終了時刻が到来する際に、造形処理の終了を知らせるためのメッセージを含む報知メールを生成し、送信先アドレスで指定された送信先へ送信する。報知メールは、推奨時刻又は終了時刻よりも前に送信される。例えば、報知メールは、推奨時刻又は終了時刻よりも一定時間前に送信される。

報知メールは、造形処理の実行中におけるタンク交換の推奨時刻が到来した時や造形処理が終了した時の他に、１つ前の造形処理の終了時、造形処理の異常終了又は中断時、造形予約した造形処理のキャンセル時、ヘッドユニット１１１のメンテナンス時期の到来時などに送信しても良い。この様な報知メールの通知タイミングは、造形ジョブごとに任意に指定することができる。

＜造形予約＞
図１０は、図９の３次元造形装置１０における造形予約時の動作の一例を示した図である。図中の（ａ）には、造形対象の造形ジョブを指定した際に表示部１２２に表示される造形設定の受付画面５０が示されている。

この受付画面５０には、ユーザが造形対象として指定した造形ジョブのジョブ名に対応付けて、受付時刻５１、見積時間５２、サポート材Ｓの推定使用量５３及びモデル材Ｍの推定使用量５４が表示されている。また、受付画面５０には、造形ボタン５５及びタイマー予約ボタン５６が配置されている。

受付時刻５１は、ユーザが造形対象として指定した造形ジョブを受け付けた時刻であり、この例では、２０１１年５月１６日、１０時３７分が表示されている。見積時間５２は、造形ジョブデータとして、造形ジョブに関連付けて保持される累計造形時間であり、４時間２０分が表示されている。

推定使用量５３は、造形ジョブデータとして、造形ジョブに関連付けて保持されるサポート材Ｓの累計使用量であり、３０ｇが表示されている。推定使用量５４は、造形ジョブデータとして、造形ジョブに関連付けて保持されるモデル材Ｍの累計使用量であり、１５０ｇが表示されている。

推定使用量５３，５４の表示欄には、タンク交換の要否がそれぞれ表示される。すなわち、造形処理の実行中にサポート材カートリッジ１３Ｓ又はモデル材カートリッジ１３Ｍを交換しなければならなくなると判定された場合に、タンク交換が必要である旨が表示される。一方、タンク交換が不要である場合には、タンク交換が不要である旨が表示される。

造形ボタン５５は、造形処理を直ちに開始させるための操作アイコンである。タイマー予約ボタン５６は、予約造形の開始予定時刻又は終了予定時刻を設定するための操作アイコンである。タイマー予約ボタン５６を操作することにより、設定画面６０が表示される。

ユーザは、この様な受付画面５０により、造形ジョブの累計造形時間や造形材の累計使用量を事前に確認することができる。また、造形処理の実行中にカートリッジ１３Ｍ，１３Ｓの交換が必要になるか否かを事前に認識することができる。従って、ユーザは、交換が必要になると推定された造形材タンクを交換することにより、造形材を補充してから造形処理を開始させることができる。

図中の（ｂ）には、受付画面５０内のタイマー予約ボタン５６を操作した際に表示される予約造形の設定画面６０が示されている。この設定画面６０には、時間入力欄６１、終了時刻６２、カートリッジ交換の推奨時刻６３及び６４が表示され、また、予約セットボタン６５及びキャンセルボタン６６が配置されている。

時間入力欄６１は、受付時刻５１に対し、何時間後に造形処理を開始させるかを指定するための入力欄であり、インクリメントボタン又はデクリメントボタンを操作することにより、０時間から９９時間までの時間を１時間単位で指定することができる。終了予定時刻６２は、時間入力欄６１において指定された時間に基づいて造形処理を開始させた場合に、当該造形処理が終了すると推定される時刻である。

推奨時刻６３は、時間入力欄６１において指定された時間に基づいて造形処理を開始させた場合のタンク交換の推奨時刻であり、造形処理の実行中にサポート材カートリッジ１３Ｓを交換しなければならなくなると判定された場合に表示される。タンク交換が不要である場合には、タンク交換が不要である旨が表示される。

推奨時刻６４は、時間入力欄６１において指定された時間に基づいて造形処理を開始させた場合のタンク交換の推奨時刻であり、造形処理の実行中にモデル材カートリッジ１３Ｍを交換しなければならなくなると判定された場合に表示される。タンク交換が不要である場合には、タンク交換が不要である旨が表示される。

予約セットボタン６５は、時間入力欄６１において指定された時間を確定し、予約造形の待機モードへ動作モードを切り替えるための操作アイコンである。キャンセルボタン６６は、時間入力欄６１において指定された時間を取消し、受付画面５０に復帰させるための操作アイコンである。

＜待機画面７０とモニター画面８０＞
図１１は、図９の３次元造形装置１０における動作の一例を示した図であり、図中の（ａ）には、予約造形の待機モード時に表示される待機画面７０が示され、（ｂ）には、造形処理中のモニター画面８０が示されている。

待機画面７０には、予約した造形ジョブの開始予定時刻、終了予定時刻、カートリッジ交換の推奨時刻が表示され、また、キャンセルボタン７１が配置されている。ユーザは、この様な待機画面７０により、造形予約時以降の任意のタイミングで、待機モード中であることや、予約ジョブの開始予定時刻及び終了予定時刻、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓの交換時期を確認することができる。

待機モード中は、新たに予約ジョブを設定したり、予約ジョブ以外の造形ジョブを実行することが制限される。キャンセルボタン７１は、待機モードを解除し、通常モードに復帰させるための操作アイコンである。

モニター画面８０には、モデル材カートリッジ１３Ｍごとのモデル材Ｍの残量と、サポート材カートリッジ１３Ｓごとのサポート材Ｓの残量と、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓの交換の推奨時刻と、使用中のカートリッジを示すアイコンと、廃液タンク１３Ｈ内の造形材量が表示されている。

モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの残量は、一定時間ごとに更新され、造形材の実際の使用量に基づいて、カートリッジ交換の推奨時刻が補正される。ユーザは、この様なモニター画面により、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓの残量や交換時期、廃液タンク１３Ｈの交換が必要であるか否かを確認することができる。

なお、本実施の形態では３次元造形装置１０の操作表示部１２を介して造形の開始予定時刻又は終了予定時刻の指定を行う構成としたが、開始予定時刻又は終了予定時刻は造形依頼者端末２０で予め指定し、造形データと合わせて３次元造形装置１０に送信する構成としてもよい。

＜報知メールの設定画面２３０＞
図１２は、図８の造形依頼者端末２０における造形設定時の動作の一例を示した図であり、報知メールの設定画面２３０が示されている。この設定画面２３０は、報知メールの送信条件を設定するための入力画面であり、メール送信の選択欄２３１、送信先アドレスの入力欄２３２及び通知タイミングの選択欄２３３〜２３６が配置されている。

選択欄２３１は、報知メールで通知するか否かを選択するための入力欄である。入力欄２３２には、報知メールで通知する場合に、報知メールの送信先を示すメールアドレスが入力される。選択欄２３３は、造形処理が正常に終了した時点で、その旨を報知メールで通知する場合に選択する入力欄である。選択欄２３４は、造形処理が異常中断され、或いは、異常終了し、或いは、キャンセルされた時点で、その旨を報知メールで通知する場合に選択する入力欄である。

選択欄２３５は、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓの交換時期が近付いた時点で、その旨を報知メールで通知する場合に選択する入力欄である。選択欄２３６は、１つ前の造形ジョブが終了した時点で、その旨を報知メールで通知する場合に選択する入力欄である。造形依頼者は、この様な設定画面２３０より、報知メールの送信先や通知タイミングを設定することができる。

図１３のステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、図９の３次元造形装置１０における造形予約時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、開始予定時刻設定部４０３は、ユーザ操作に基づいて予約造形の開始予定時刻を設定する（ステップＳ１０１）。終了予定時刻算出部４０４は、開始予定時刻と累計造形時間とから予約造形の終了予定時刻を算出する（ステップＳ１０２）。

次に、タンク交換判定部４０６は、造形材の残量を累計使用量と比較し、造形処理の実行中におけるタンク交換の要否を判定する（ステップＳ１０３）。このとき、推奨時刻算出部４０７は、タンク交換が必要であれば、タンク交換の推奨時刻を算出する（ステップＳ１０４）。タンク交換の要否及び推奨時刻は、設定画面６０内に表示される（ステップＳ１０５）。

造形処理部４０２は、予約セットボタン６５が操作されれば、設定内容を確定し、待機モードへ移行する（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。一方、キャンセルボタン６６が操作された場合には、設定内容が破棄され、この処理は終了する。

図１４のステップＳ２０１〜Ｓ２１１は、図９の３次元造形装置１０における造形処理時の動作の一例を示したフローチャートである。造形処理部４０２は、待機モード中に予約ジョブの開始予定時刻が到来すれば、対応する造形データを造形ジョブ記憶部４０１から読み出して造形処理を開始する。この造形処理中は、モニター画面８０に表示するために、造形材の実際の使用量に基づいてカートリッジ交換の推奨時刻が補正される。また、カートリッジの交換時期や造形処理の終了時期が近いことが報知メールで通知される。

すなわち、３次元造形装置１０は、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓ内の残量を検出し、その検出結果に基づいて、モデル材Ｍ及びサポート材Ｓの実際の使用量を算出する（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。そして、３次元造形装置１０は、算出した使用量に基づいて、単位時間当たりの推定使用量を補正し、カートリッジ交換の推奨時刻を修正する（ステップＳ２０３）。カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓの交換時期が近づけば、ステップＳ２０５へ移行し、それ以外はステップＳ２０７へ移行する（ステップＳ２０４）。

次に、報知メール送信部４０８は、カートリッジ交換の推奨時刻が近づけば、報知メールを送信する（ステップＳ２０５）。この報知メールは、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓが交換されない限り、所定回数だけ一定時間ごとに繰返し送信される。

造形処理部４０２は、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓが交換されないまま推奨時刻が到来すれば、造形処理を中断する（ステップＳ２０６，Ｓ２０９，Ｓ２１０）。

次に、報知メール送信部４０８は、カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓが交換され（ステップＳ２０６又はＳ２１１）、その後、造形処理の終了予定時刻が近づけば（ステップＳ２０７）、報知メールを送信する（ステップＳ２０８）。この報知メールは、所定の停止条件がクリアされない限り、所定回数だけ一定時間ごとに繰返し送信される。ステップＳ２０１からステップＳ２０６までの処理手順は、造形処理の終了予定時刻が到来するまで繰り返される。

なお、図９の３次元造形装置１０では、造形予約時に、現在の造形材の残量を予約ジョブにおける造形材の累計使用量と比較することによってタンク交換の要否が判定される場合の例について説明したが、本発明は要否判定をこれに限定するものではない。例えば、判定対象の造形ジョブよりも前に実行予定の造形ジョブがある場合に、当該実行予定の造形ジョブにおける造形材の推定使用量と現在の造形材の残量とに基づいて、タンク交換の要否判定を行うような構成であっても良い。

図１５は、図９の３次元造形装置１０における造形予約時の動作の他の一例を示した図であり、判定対象ジョブＪ３よりも前に予約ジョブＪ１，Ｊ２がある場合が示されている。判定対象ジョブＪ３よりも前に実行予定の予約ジョブＪ１，Ｊ２がある場合、タンク交換判定部４０８は、予約ジョブＪ１，Ｊ２における造形材の累計使用量と現在の造形材の残量を比較することにより、判定対象の造形処理の期間中におけるタンク交換の要否を判定する。

予約ジョブＪ１は、開始予定時刻ｔ_１及び終了予定時刻ｔ_２の造形ジョブであり、予約ジョブＪ２は、開始予定時刻ｔ_３及び終了予定時刻ｔ_４の造形ジョブであり、判定対象ジョブＪ３は、開始予定時刻ｔ_５及び終了予定時刻ｔ_６の造形ジョブである。

予約ジョブＪ１，Ｊ２及び判定対象ジョブＪ３における累計使用量をそれぞれＧ１〜Ｇ３とし、現在の造形材の残量をＧ０として、条件（Ｇ１＋Ｇ２）＜Ｇ０＜（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３）が満たされているか否かに基づいて、判定対象ジョブＪ３の実行中におけるタンク交換の要否が判定される。この様に構成することにより、判定対象ジョブＪ３よりも前に実行予定の予約ジョブＪ１，Ｊ２がある場合に、実行予定の予約ジョブＪ１，Ｊ２における造形材の累計使用量と現在の造形材の残量とからタンク交換の要否判定を行うので、要否判定の精度を向上させることができる。

また、図９の３次元造形装置１０では、モデル材カートリッジ１３Ｍ及びサポート材カートリッジ１３Ｓについて、カートリッジ交換の推奨期間における終端時刻が推奨時刻として表示される場合の例について説明したが、本発明はタンク交換の推奨時刻をこれに限定するものではない。例えば、モデル材カートリッジ１３Ｍ及びサポート材カートリッジ１３Ｓについて、カートリッジ交換の推奨期間を表示するような構成であっても良い。また、両カートリッジ間で推奨期間に重複期間があれば、重複期間を表示するような構成であっても良い。

図１６は、モデル材カートリッジ１３Ｍの推奨期間Ｔ１とサポート材カートリッジ１３Ｓの推奨期間Ｔ２とに重複期間Ｔ３がある場合の残量変化の一例を示した図である。モデル材Ｍは、時刻ｔ_１１で一方のカートリッジ１３１が空になって残量がｍ_１となり、時刻ｔ_１２で他方のカートリッジ１３１内の残量がｍ_２となっている。推奨期間Ｔ１は、時刻ｔ_１１から時刻ｔ_１２までの期間である。

一方、サポート材ＭＳＡは、時刻ｔ_２１で一方のカートリッジ１３２が空になって残量がｓ_１となり、時刻ｔ_２２で他方のカートリッジ１３２内の残量がｓ_２となっている。推奨期間Ｔ２は、時刻ｔ_２１から時刻ｔ_２２までの期間である。重複期間Ｔ３は、時刻ｔ_２１から時刻ｔ_１２までの期間であり、この期間内であれば、造形処理を中断させることなく、両カートリッジ１３Ｍ，１３Ｓを同時に交換することができる。

また、図１０では、時間入力欄６１において時間を入力することによって予約造形の開始予定時刻が指定される場合の例について説明したが、本発明は予約造形の時刻指定をこれに限定するものではない。例えば、造形依頼者は、予約造形の終了予定時刻を指定し、この終了予定時刻と造形処理の推定造形時間とから造形処理を開始させる開始予定時刻を推定して表示するような構成であっても良い。この様に構成することにより、造形依頼者が指定した時刻に造形処理を自動的に開始させることができるとともに、造形処理の終了予定時刻を事前に認識することができる。

次に、造形依頼者が造形データの作成時に指定したパスワードに基づいて、再造形を制限するとともに、上部扉１１のロック解除を制限するセキュリティロック機能について、図１７〜図２３を用いて説明する。

図１７は、図１の造形依頼者端末２０の他の構成例を示したブロック図である。この造形依頼者端末２０は、ＣＡＤデータ記憶部２０１、操作部２０２、造形データ生成部２０３、造形設定記憶部２０６、ネットワーク通信部２０７、表示部２１０及び造形設定画面生成部２１２により構成される。ＣＡＤデータ記憶部２０１、操作部２０２、造形データ生成部２０３、造形設定記憶部２０６、ネットワーク通信部２０７及び表示部２１０は、図８の造形依頼者端末２０におけるものと同様の構成である。

造形データ生成部２０３は、造形依頼者が造形データの作成を指示した場合に、当該作成指示に基づいて、造形データ２２１を生成し、造形設定記憶部２０６内に格納する。造形設定画面生成部２１２は、造形情報を保護するか否かを造形依頼者に選択させ、また、造形情報を保護する場合に、パスワード（認証コード）を入力させるための画面データを生成し、表示部２１０へ出力する。表示部２１０は、造形設定画面生成部２１２からの画面データに基づいて、造形設定画面を表示する。

造形設定記憶部２０６には、造形設定画面の表示中に入力されたパスワードが造形データに関連付けて保持される。パスワードは、造形設定データとして保持される。ネットワーク通信部２０７は、造形依頼者による送信指示に基づいて、パスワードを含む造形設定データを３次元造形装置１０へ送信する。パスワードは、各造形データに対して個別に設定することができる。

＜セキュリティロックの設定画面２４０＞
図１８は、図１７の造形依頼者端末２０における造形設定時の動作の一例を示した図であり、セキュリティロックの設定画面２４０が示されている。この設定画面２４０は、造形情報を保護するか否かを造形依頼者に選択させるための入力画面であり、パスワード設定の選択欄２４１及びパスワードの入力欄２４２が配置されている。

選択欄２４１は、パスワードを設定することによって造形情報を保護するか否かを選択するための入力欄である。パスワードは、ユーザ認証のための認証コードであり、数字又は英文字からなる任意の文字列をパスワードとして指定することができる。入力欄２４２には、パスワードを設定する場合に、パスワードを構成する文字列を入力することができる。

パスワードを設定すれば、造形履歴を利用した再造形の指示時と、上部扉１１のロック解除時とにユーザ認証が行われる。このため、再造形によって造形データが造形依頼者以外の人に知られ、或いは、作製した造形物が造形依頼者以外の人によって取り出されるのを防止することができる。なお、ユーザ認証は上記の場合に限られず、３次元造形装置１０の操作表示部１２を介して最初の造形指示を行う場合や、造形予約を行う場合にユーザ認証を行うようにしてもよい。

図１９は、図１の３次元造形装置１０内の機能構成の他の一例を示したブロック図である。この３次元造形装置１０は、操作部１２１、表示部１２２、ネットワーク通信部４００、造形ジョブ記憶部４０１、造形処理部４０２、造形履歴記憶部４２１、履歴リスト生成部４２２、認証画面生成部４２３、コード比較部４２４、遮断扉ロック部４２５及びロック解除部４２６により構成される。操作部１２１、表示部１２２、ネットワーク通信部４００、造形ジョブ記憶部４０１及び造形処理部４０２は、図９の３次元造形装置１０におけるものと同様の構成である。

造形処理部４０２は、造形処理が終了した造形データを造形履歴として造形履歴記憶部４２１内に格納する。造形ジョブ記憶部４０１には、造形依頼者端末２０から造形設定データとして造形データと共に受信したパスワードが当該造形データに関連づけて保持される。パスワードは、造形ジョブの属性情報として保持され、ユーザ認証時には登録コードとして用いられる。造形履歴は、造形データと、パスワードを含む属性情報とからなる。

履歴リスト生成部４２２は、造形操作者による履歴表示指示に基づいて、複数の造形履歴からなる履歴リスト画面を表示するための画面データを生成し、表示部１２２へ出力する。表示部１２２は、履歴リスト生成部４２２からの画面データに基づいて、履歴リスト画面を表示し、造形履歴のいずれかを再造形対象として造形操作者に選択させる。

認証画面生成部４２３は、照合コードを造形操作者に入力させる認証画面を表示するための画面データを生成し、表示部１２２へ出力する。照合コードは、登録コードと照合させるための入力コードである。表示部１２２は、認証画面生成部４２３からの画面データに基づいて、再造形用の認証画面を表示する。この認証画面は、履歴リスト画面の表示中における再造形対象の造形履歴を指定した造形指示に基づいて、表示される。

コード比較部４２４は、認証画面の表示中に入力された照合コードを対応する登録コードと比較し、その比較結果を造形処理部４０２及びロック解除部４２６へ出力する。すなわち、再造形対象の選択時に入力された照合コードが対応する登録コードと比較される。

造形処理部４０２は、コード比較部４２４の比較結果に基づいて、再造形対象として選択された造形履歴を用いた造形処理を行う。具体的には、照合コードが登録コードと一致すれば、再造形対象に指定された造形履歴に基づく造形処理が開始される。一方、照合コードが登録コードと一致しなければ、造形履歴に基づく造形処理は行わず、造形操作者による造形指示は無効化される。つまり、造形処理部４０２は、再造形対象として選択された造形履歴に認証コードが関連づけられていれば、照合コードと、造形履歴に関連づけられた認証コードとが一致した場合にのみ、造形処理を行う。ただし、パスワードが設定されていない造形履歴の場合、その様な造形履歴を指定した造形指示が検知されれば、当該造形履歴に基づく造形処理が直ちに実行される。

遮断扉ロック部４２５は、造形処理の実行中、上部扉１１をロックする。ロック解除部４２６は、造形処理が終了した後、コード比較部４２４の比較結果に基づいてロック状態を解除する。具体的には、造形処理部４０２からのロック要求に基づいて、上部扉１１がロックされる。ロック要求は、造形データの造形開始指示に同期して発生し、造形処理部４０２は、遮断扉ロック部４２５からのロック完了応答に基づいて、造形処理を開始する。

表示部１２２は、造形処理の終了時に、ロック解除用の認証画面を表示する。コード比較部４２４は、認証画面の表示中に入力された照合コードを対応する登録コードと比較する。ロック解除部４２６は、照合コードが登録コードと一致すれば、上部扉１１のロック状態を解除する。一方、照合コードが登録コードと一致しなければ、ロック解除は行わず、上部扉１１のロック状態が維持される。つまり、ロック解除部４２６は、造形処理が終了した造形データに認証コードが関連づけられていれば、照合コードと、造形データに関連づけられた認証コードとが一致した場合にのみ、上部扉１１のロックを解除する。

ただし、パスワードが設定されていない造形処理の場合、造形処理が終了した後、上部扉１１のロック状態は自動的に解除される。この場合、ヘッドユニット１１１周辺の温度が一定温度に下がるのに要する時間を考慮して、造形処理の終了後、一定時間が経過してからロック状態が解除される。なお、ロック解除用の認証画面は、造形処理が終了した直後に表示しても良いし、或いは、造形処理が終了する直前に表示しても良い。

＜履歴リスト画面９０＞
図２０は、図１９の３次元造形装置１０における再造形時の動作の一例を示した図であり、造形履歴の閲覧時に表示部１２２に表示される履歴リスト画面９０が示されている。この履歴リスト画面９０には、造形履歴として保持されている複数の造形ジョブについて、ジョブ名、造形処理の実行時刻が表示され、再造形ボタン９１が造形ジョブに対応づけて配置されている。この例では、再造形ボタン９１が造形ジョブごとに設けられている。

実行時刻は、造形処理の実行時の時刻情報であり、開始予定時刻及び終了予定時刻からなる。再造形ボタン９１は、造形履歴を用いた造形処理を開始させるための操作アイコンである。パスワードが設定されていない造形ジョブの場合、再造形ボタン９１を操作することにより、対応する造形履歴に基づく造形処理が直ちに開始される。これに対し、パスワードが設定されている造形ジョブの場合には、再造形ボタン９１を操作することにより、再造形用の認証画面が表示される。

＜認証画面９２＞
図２１は、図１９の３次元造形装置１０における再造形時の動作の一例を示した図であり、図中の（ａ）には、履歴リスト画面９０内の造形履歴を指定して再造形を指示した際に表示される認証画面９２が示され、（ｂ）には、ユーザ認証に失敗した場合に表示されるエラー画面９５が示されている。

認証画面９２には、パスワードの入力欄９３及び文字入力ボタン９４が配置されている。入力欄９３は、登録コードと照合させるための照合コードを入力させる入力欄であり、文字入力ボタン９４を操作することにより、数字又は英文字からなる文字列を照合コードとして指定することができる。

文字入力ボタン９４は、複数の操作アイコンが整列配置されたキーボードタイプの入力ボタンであり、数字０〜９及び英文字Ａ〜Ｚを入力することができる。照合コードを入力欄９３に入力した後、文字入力ボタン９４内の確定ボタンを操作することにより、入力された照合コードと登録コードとの照合処理が開始される。

エラー画面９５は、照合コードが登録コードと一致しなかった場合に表示される認証エラー画面であり、戻るボタンを操作すれば、認証画面９２を再度表示させることができる。

図２２のステップＳ３０１〜Ｓ３０７は、図１９の３次元造形装置１０における再造形時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、認証画面生成部４２３は、履歴リスト画面９０上の造形履歴のいずれかを再造形対象に指定した造形指示が検知された場合に、造形履歴として保持されている造形データにパスワードが関連づけられていれば、再造形用の認証画面９２を表示部１２２に表示する（ステップＳ３０１，Ｓ３０２）。一方、造形履歴として保持されている造形データにパスワードが関連づけられていない場合には、ステップＳ３０６へ移行し、造形履歴に基づく造形処理が開始される。

次に、コード比較部４２４は、認証画面９２上で照合コードが入力されれば、対応する登録コードと比較し、その比較結果を造形処理部４０２へ出力する（ステップＳ３０３，Ｓ３０４）。造形処理部４０２は、照合コードが登録コードと一致していれば、造形履歴に基づく造形処理を開始する（ステップＳ３０５，Ｓ３０６）。

一方、造形処理部４０２は、照合コードが登録コードと一致していなければ、造形履歴に基づく造形処理を行わず、エラー画面９５を表示してこの処理を終了する（ステップＳ３０５，Ｓ３０７）。

図２３のステップＳ４０１〜Ｓ４０９は、図１９の３次元造形装置１０における造形処理の終了時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、認証画面生成部４２３は、ＵＶランプ３５１の消灯後、一定時間が経過した場合に（ステップＳ４０１，Ｓ４０２）、処理が終了した造形データにパスワードが関連づけられていれば、ロック解除用の認証画面９２を表示部１２２に表示する（ステップＳ４０３，Ｓ４０４）。一方、造形データにパスワードが関連づけられていない場合には、ステップＳ４０８へ移行し、上部扉１１のロック状態が解除される。

次に、コード比較部４２４は、認証画面９２上で照合コードが入力されれば、対応する登録コードと比較し、その比較結果をロック解除部４２６へ出力する（ステップＳ４０５，Ｓ４０６）。ロック解除部４２６は、照合コードが登録コードと一致していれば、上部扉１１のロック状態を解除する（ステップＳ４０７，Ｓ４０８）。

一方、ロック解除部４２６は、照合コードが登録コードと一致していなければ、ロック解除を行わず、エラー画面９５を表示し、ステップＳ４０４の処理手順が繰り返される（ステップＳ４０７，Ｓ４０９）。

本実施の形態によれば、造形操作者が指定した時刻に造形処理が終了するように造形処理を自動的に開始させることができる。これにより、造形が終了するタイミングを造形操作者の所望のタイミングに合わせることができるので、造形操作者が不在時に造形が終了し、造形物が３次元造形装置１０内に長時間放置されることによる造形材の潮解や、第三者が完成した造形物を勝手に持ち去ることを防止できる。

また、造形操作者は、開始予定時刻か終了予定時刻のいずれかを指定するだけで良いので、造形予約を簡単に行うことができる。さらに、タンク交換の要否判定結果が造形処理の開始前に表示されるので、造形操作者は、造形処理の実行中に造形材タンクの交換が必要になるか否かを事前に認識することができる。また、造形材の残量と推定使用量とからタンク交換の推奨時刻を求めて造形処理の開始前に表示するので、造形操作者は、造形処理の実行中において造形材タンクを交換するのに適切なタイミングを事前に認識することができる。

例えば、造形操作者が不在時に造形材タンクの交換が必要となった場合、造形操作者は造形材タンクの交換を行うことはできない。この場合、造形材が不足し、造形処理が中断してしまう。そこで、タンク交換の推奨時刻を表示することにより、推奨時刻中にタンク交換が難しいと造形操作者が判断した場合は、推奨時刻がタンク交換が可能な時間帯となるように造形開始予定時刻をずらして予約することができるので、造形処理の中断を未然に防止できる。

また、タンク交換の推奨時刻が到来する際と、造形処理の終了予定時刻が到来する際とに、報知メールが送信されるので、造形依頼者にタンク交換を促し、或いは、造形処理の終了を知らせることができる。

なお、本実施の形態では、可搬プレート４１とプレート取付台４２とからｚ移動ユニット４０が構成される場合の例について説明したが、本発明は、可搬プレート４１及びプレート取付台４２からなるユニットが可動式のものに限定するものではなく、固定式のものであっても良い。すなわち、ヘッドユニット１１１を鉛直方向へ移動させることにより、造形ステージ１１２上に造形材層を積層形成するようなものも本発明には含まれる。

また、本実施の形態では、３次元造形装置１０がインクジェット方式の積層型造形機である場合の例について説明したが、本発明は造形対象物の造形方法をこれに限定するものではなく、造形ステージ１１２上に造形材層を順に積層形成するものであれば他の方式のものであっても良い。例えば、ＵＶ硬化樹脂にレーザー光を照射して固化させる光造形法を採用した造形装置にも本発明は適用することができる。光造形法は、ＵＶ硬化樹脂からなる液体を入れた容器の上方から樹脂液面にレーザー光を照射し、レーザー光を２次元走査することによって樹脂液面を選択的に露光し固化させる。或いは、本発明は、粉末結合法、シート積層法、樹脂押し出し法を採用した造形装置にも適用することができる。粉末結合法は、熱可塑性の粉末からなる粉末層にレーザー光を照射することによって粉末層を選択的に溶融固化させ、或いは、砂などの粉末にバインダー液を塗布することによって粉末層を選択的に固化させる造形法である。シート積層法は、ＬＯＭ（Laminated Object Manufacturing）方式とも呼ばれ、紙などのシート材同士を接着し、ナイフなどを用いて上側のシート材を切断することにより所定形状に切れ目を入れる造形法である。樹脂押し出し法は、ＦＤＭ（Fused Deposition Molding）方式とも呼ばれ、熱可塑性樹脂を溶融させた状態でノズルから押し出しながらノズルを走査して樹脂層を形成する造形法である。

１００ 造形システム
１０ ３次元造形装置
１１ 上部扉
１１０ 作業空間
１１１ ヘッドユニット
１１２ 造形ステージ
１１３ ｘ走査用係合溝
１１４ パージトレイ
１１６ 天板
１２ 操作表示部
１２１ 操作部
１２２ 表示部
１３０ カートリッジ収容部
１３ 前面扉
１３Ｍ モデル材カートリッジ
１３Ｓ サポート材カートリッジ
１３Ｈ 廃液タンク
２０ 造形依頼者端末
２１ 管理者端末
２３ インターネット
２４ メールサーバ
３１ サポート材用ノズルユニット
３１１ サポート材用のリザーブタンク
３１２ サポート材用の造形材ノズル
３２ モデル材用ノズルユニット
３２１ モデル材用のリザーブタンク
３２２ モデル材用の造形材ノズル
３３ ｙ走査用ホルダユニット
３４ ローラーユニット
３４１ 膜厚調整用ローラー
３５ ランプユニット
３５１ ＵＶランプ
４０ ｚ移動ユニット
４１ 可搬プレート
４２ プレート取付台
４３ ｚ駆動装置
５０ 受付画面
６０ 予約造形の設定画面
４００ ネットワーク通信部
４０１ 造形ジョブ記憶部
４０２ 造形処理部
４０３ 開始予定時刻設定部
４０４ 終了予定時刻算出部
４０５ 残量検出部
４０６ タンク交換判定部
４０７ 推奨時刻算出部
４０８ 報知メール送信部
１ ＬＡＮ
２ 吐出口
３ 液滴
４ 造形材層
Ｆｄ１〜Ｆｄ４ フィールド
Ｍ モデル材
Ｓ サポート材
ＳＳ 下地層

Claims (5)

1. 造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成する３次元造形システムにおいて、
   上記造形ステージ上における造形対象物の位置及び姿勢からなる配置情報の指定を受け付ける操作手段と、
   上記造形対象物の３次元形状及び上記配置情報を含む造形データを生成する造形データ生成手段と、
   上記造形データに基づいて、上記造形ステージ上に上記造形対象物を形成するための造形処理を行う造形処理手段と、
   上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理に要する推定造形時間を算出する推定造形時間算出手段と、
   上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理における上記造形材の推定使用量を求める推定使用量算出手段と、
   上記造形処理の開始予定時刻及び終了予定時刻のいずれか一方の予定時刻の指定を受け付け可能な予定時刻受付手段と、
   上記推定造形時間及び上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻に基づいて、他方の予定時刻を求める造形時刻算出手段と、
   上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻及び上記造形時刻算出手段で算出された他方の予定時刻を表示する予定時刻表示手段と、
   上記予定時刻、上記推定造形時間及び上記推定使用量を上記造形データに関連付けて保持する造形ジョブ記憶手段と、
   使用前の上記造形材を収容するための着脱可能な造形材タンクと、
   上記造形材タンク内における上記造形材の残量を検出する残量検出手段と、
   上記残量及び上記推定使用量に基づいて、上記造形処理の実行中におけるタンク交換要否を判定するタンク交換判定手段と、
   タンク交換が必要と判定された場合にタンク交換の推奨時刻を求める推奨時刻算出手段と、
   上記造形処理の開始前に上記推奨時刻を表示する判定結果表示手段とを備え、
   上記造形処理手段は、上記開始予定時刻に上記造形処理を開始することを特徴とする３次元造形システム。
2. 上記タンク交換判定手段は、判定対象の造形処理よりも前に実行予定の造形処理がある場合に、当該実行予定の造形処理における造形材の推定使用量と現在の造形材の残量とに基づいて、タンク交換の要否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の３次元造形システム。
3. 報知メールの送信先アドレスを上記造形データに関連付けて保持する送信先アドレス記憶手段と、
   上記推奨時刻の到来時に、タンク交換を促すためのメッセージを含む上記報知メールを上記送信先アドレスで指定された送信先へ送信する報知メール送信手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元造形システム。
4. 報知メールの送信先アドレスを上記造形データに関連付けて保持する送信先アドレス記憶手段と、
   上記終了予定時刻の到来時に、造形処理の終了を知らせるためのメッセージを含む上記報知メールを上記送信先アドレスで指定された送信先へ送信する報知メール送信手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元造形システム。
5. 造形対象物を形成するための造形データを生成する造形データ作成装置と、通信ネットワークを介して上記造形データ作成装置に接続され、上記造形データに基づいて、造形ステージ上に造形材からなる造形材層を順に積層形成する造形処理を行う３次元造形装置とからなる造形システムにおいて、
   上記造形データ作成装置は、
   上記造形ステージ上における造形対象物の位置及び姿勢からなる配置情報の指定を受け付ける操作手段と、
   上記造形対象物の３次元形状及び上記配置情報を含む造形データを生成する造形データ生成手段と、
   上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理に要する推定造形時間を算出する推定造形時間算出手段と、
   上記３次元形状及び上記配置情報に基づいて、上記造形処理における上記造形材の推定使用量を求める推定使用量算出手段とを備え、
   上記３次元造形装置は、
   上記造形処理の開始予定時刻及び終了予定時刻のいずれか一方の予定時刻の指定を受け付け可能な予定時刻受付手段と、
   上記推定造形時間及び上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻に基づいて、他方の予定時刻を求める造形時刻算出手段と、
   上記予定時刻受付手段で受け付けた一方の予定時刻及び上記造形時刻算出手段で算出された他方の予定時刻を表示する予定時刻表示手段と、
   上記予定時刻、上記推定造形時間及び上記推定使用量を上記造形データに関連づけて保持する造形ジョブ記憶手段と、
   使用前の上記造形材を収容するための着脱可能な造形材タンクと、
   上記造形材タンク内における上記造形材の残量を検出する残量検出手段と、
   上記残量及び上記推定使用量に基づいて、上記造形処理の実行中におけるタンク交換要否を判定するタンク交換判定手段と、
   タンク交換が必要と判定された場合にタンク交換の推奨時刻を求める推奨時刻算出手段と、
   上記造形処理の開始前に上記推奨時刻を表示する判定結果表示手段と、
   上記開始予定時刻が到来すれば、当該開始予定時刻に関連づけられた造形データに基づく上記造形処理を開始する造形処理手段とを備えたことを特徴とする造形システム。

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