JP6552566B2 - データ処理装置、造形装置、データ処理方法、プログラム、記憶媒体、および、立体物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、データ処理装置、造形装置、データ処理方法、プログラム、記憶媒体、および、立体物の製造方法等に関する。

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。

積層造形法によって造形した立体物の個体管理は作業者が行うものであり、立体物の材質や形状によっては製造された個体の確認、管理が困難である。そのため、積層造形法によって造形された立体物を識別しやすくすることが求められている。

立体物を識別するための方法として、それぞれの立体物に対して刻印を施すなど、立体物を識別可能なパターンを立体物に付与する方法が知られている。特許文献１には、所定の条件下で読み取り可能な情報を含むパターンを立体物に付与する立体物の製造方法が提案されている。特許文献１に記載の技術では、潜像形成用インクを用いて、造形する立体物に対して潜像（識別用のパターン）を付与する。このようにして造形された立体物を所定の条件で観察すると潜像を視認することができ、これにより立体物を識別することができる。また、特許文献２には、造形物を識別するための情報コードを造形物の内部または表面に形成することが開示されている。

特開２０１５−１７４４２６号公報 国際公開１５／１５９５９８号

積層造形法では、１つの造形工程で複数の造形モデルを造形することができる。そのため、例えば、異なる複数の依頼元から造形を依頼された造形モデルを１つの造形工程でまとめて造形する場合などが想定される。この場合、造形後に、１つの造形工程で造形された複数の立体物の中から、依頼元が同じであるなど所定の条件を満たす立体物を抽出する工程が必要となる。このとき、特許文献１および２に記載されているような立体物の個々の情報を識別可能とする技術では、作業者が立体物の個体情報を１つ１つ確認し、所定の条件を満たすかどうかを確認したうえで抽出しなければならず、煩雑である。

そこで本発明は上述の課題に鑑み、造形された複数の立体物の中から所定の条件を満たす複数の立体物を抽出する際の効率を向上させることを目的とする。

本発明の一側面としてのデータ処理装置であって、複数の造形モデルを含む造形データを取得する手段と、所定の条件を取得する手段と、前記複数の造形モデルの中から、前記所定の条件を満たす造形モデルを抽出する造形モデル抽出手段と、前記所定の条件を満たす造形モデルが複数ある場合に、前記所定の条件を満たさない造形モデルとは連結せず、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルを互いに連結する連結モデルの造形データを付加し、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルと前記連結モデルとが互いに連結して造形される造形データを生成する処理手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、造形された複数の立体物の中から所定の条件を満たす複数の立体物を抽出する際の効率を向上させることができる。

本実施形態に係る造形装置を含む造形システムの全体を示す概略図である。 本実施形態に係る造形装置の構成を模式的に示す図である。 連結造形物を含む造形物の造形処理のフローを示すフローチャートである。 グループ情報のデータ構造を示す図である。 造形モデルと連結モデルの形状および配置の例を模式的に示す図である。 造形モデルと連結モデルの形状および配置の例を模式的に示す図である。 造形モデルと連結モデルの形状および配置の例を模式的に示す図である。 造形モデルと連結モデルの形状および配置の例を模式的に示す図である。 ユーザーインターフェースの例を示す図である。

本発明について説明する前に、まず本発明で用いる用語を定義しておく。

「造形対象物」とは、造形目的の立体物を指している。この造形対象物の構成に用いる材料を「構造材料」と呼び、造形プロセスの途中の造形物に含まれる、構造材料で構成された部分を「構造部」と呼ぶ。また造形対象物の張り出し部分（オーバーハング部）や幅の狭い部分などの造形を補助するため、構造部を支持するための部材を「サポート体」と呼び、サポート体の造形に用いられる材料を「サポート材料」と呼ぶ。また、「構造材料」と「サポート材料」をまとめて「造形材料」と呼ぶ。サポート材料は、構造材料と同じ材料であっても良いし、サポート体を選択的に除去しやすくすることなどを目的に、構造材料と異なる材料であっても良い。

造形対象物の三次元形状に関するデータを「造形モデル」と呼ぶ。造形モデルは、色に関する情報や、造形対象物の構成に用いる造形材料の情報などを含んでいてもよい。ここで、三次元形状に関するデータとは、例えばＳＴＬ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）形式のデータを指すが、三次元形状に関するデータであればその形式は特に限定はされない。また、１つ以上の「造形モデル」を含む三次元形状に関するデータを「造形データ」と呼ぶ。すなわち、「造形データ」に複数のオブジェクトが含まれる場合には、それぞれのオブジェクトが「造形モデル」となる。そして、造形対象物の造形指示情報と「造形データ」を含んだデータのまとまりを「造形ジョブ」と呼ぶ。すなわち、造形ジョブは少なくとも１つの造形モデルを含んでいる。

次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明においてはその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下に説明する実施形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものについても本発明の範囲に含まれる。

図１は、本実施形態に係る造形装置を含む造形システムの全体を示す概略図である。本実施形態に係る造形システム１は、造形装置１０１と、情報処理装置１０２と、を備える。

造形装置１０１は、造形ジョブを入力として受け付け、造形ジョブに含まれる造形指示情報および造形モデルに応じて造形物を作製する装置である。造形物の作製には、少なくとも構造材料が用いられ、必要に応じてサポート材料が用いられる。造形装置１０１は、積層造形法を用い、多数の材料層（薄膜）を順次積層することによって造形物（立体物）を製造する装置である。この装置は、ＡＭ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置、３Ｄプリンタ、ＲＰ（Ｒａｐｉｄ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）装置などとも呼ばれる。

造形ジョブは、通信経路１０３を介して、情報処理装置１０２から造形装置１０１へと送信される。通信経路１０３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やインターネットなど、複数の装置間のデータ授受を可能とする手段であればどのようなものでもかまわない。

情報処理装置１０２は、例えばパーソナルコンピュータやタブレット機器などであり、データ処理機構を備え、外部にデータを送信することが可能な装置である。

＜造形装置の構成＞
造形装置１０１は、ＲＯＭおよびＲＡＭを備え、ＲＯＭ内にあらかじめ格納された造形プログラムを実行して、データ処理および機器制御を行う。図２に、造形装置１０１が備えるソフトウェア構成の一部である造形プログラムが行う処理のうち、連結モデルの付加に関わる処理部の概略を示す。なお、造形プログラムは必ずしもその全てが造形装置１０１で実行される必要はなく、造形プログラムの一部または全部が造形システム１の造形装置１０１以外の部分で実行されてもよい。

図２は、本実施形態に係る造形装置１０１の構成を模式的に示す図である。上述の通り、造形装置１０１が有する処理部２０が有する各部の機能は、造形装置１０１が有するＣＰＵなどの演算部が、造形装置１０１のＲＯＭ内にあらかじめ格納された造形プログラムを実行することで実現することができる。

処理部２０は、通信経路１０３を経由して、造形データを含む造形ジョブを取得する機能を有する。すなわち、処理部２０は、造形データ取得部（不図示）を有する。

ジョブ統合部２０１は、造形装置１０１が通信経路１０３を経由して取得した複数の造形ジョブを統合して、１つの造形ジョブを生成する。このとき、ジョブ統合部２０１は、複数の造形ジョブのそれぞれに含まれていた造形データを統合して、統合造形データを生成する。例えば、ジョブ統合部２０１が、少なくとも１つの造形モデルからなる第１の造形モデル群を含む第１の造形データと、少なくとも１つの造形モデルからなる第２の造形モデル群を含む第２の造形データと、を統合したとする。このとき、生成される統合造形データには、第１の造形モデル群と第２の造形モデル群が含まれることとなる。

レイアウト生成部２０２は、造形ジョブに含まれる造形データ中の各造形モデルのレイアウトを編集する。レイアウト生成部２０２は、各造形モデルの向きや配置を調整することでレイアウトを編集する。レイアウト生成部２０２は、造形部２１による造形処理に要する時間が短くなるようにレイアウトを編集してもよいし、サポート材料の使用量が小さくなるようにレイアウトを編集してもよい。

また、レイアウト生成部２０２は、後述する造形モデル抽出部２０３によって、抽出したい条件ごとに、所定の条件を満たす複数の造形モデルを選択してグループ分けを行った後、レイアウトを生成してもよい。このとき、レイアウト生成部２０２は、造形モデル抽出部２０３によって同一のグループにグループ分けされた複数の造形モデル同士の間の距離が小さくなるように、レイアウトを生成することが好ましい。換言すると、レイアウト生成部２０２は、造形モデル抽出部２０３によって所定の条件を満たすとして選択された複数の造形モデルが互いに近接するように、レイアウトを生成することが好ましい。これにより、後述する付加モデルを造形するために使用する造形材料の使用量を小さくすることができる上に、造形物の抽出もしやすくなる。

造形モデル抽出部２０３は、造形データに含まれる所定の条件を満たす複数の造形モデルを互いに関連付けて１つのグループとする。造形モデル抽出部２０３は、造形データに含まれる複数の造形モデルのそれぞれについて、造形モデルの造形データに含まれる属性を参照し、関連付け（リンク付与）を行ってもよい。造形モデル抽出部２０３は複数の造形モデルのそれぞれがどのような条件を満たすグループに属するかを示すグループ情報２３を生成する。

リンクモデル付加部２０４は、造形モデル抽出部２０３によって生成されたグループごとに、当該グループに属する複数の造形モデルを相互に関連付けるリンクモデルを、造形データ２２に加える。リンクモデル付加部２０４は、互いに関連付けられた複数の造形モデルの造形データに対して、リンクモデルの造形データを付加する。そして、互いに関連付けられた複数の造形モデルを相互に関連付けるリンクモデルが造形データ２２に付加する処理が行われたリンク付与造形データ２４を出力する。したがって、リンクモデル付加部２０４は上述のような処理済の造形データ２４を出力する出力部と言うこともできる。図２では、リンクモデル付加部２０４でリンクモデルを付加する処理が行われたリンク付与造形データ２４をスライスデータ生成部２０６へ出力する構成となっているが、これに限定されるものではない。スライスデータ生成部２０６でスライスされた造形データ２２をリンクモデル付加部２０４へ送信し、リンクモデルを付加する処理を行って処理済造形データ２４を生成してもよい。なお、いずれのグループにも含まれない造形モデルは、処理されないままスライス生成部２０６へと送信される。

リンクモデル付加部２０４にてリンクモデルを付加する処理については、後で詳細に説明する。

サポート体生成部２０５は、リンク付与造形データ２４または造形データ２２を受け取り、造形データに含まれる複数の造形モデルおよびリンクモデルを造形部２１によって造形する際に必要なサポート体のデータを生成して、造形データに付加する。なお、造形データに含まれる造形モデルの形状や向きによってはサポート体が不要な場合もある。

スライスデータ生成部２０６は、サポート体生成部２０５で必要に応じてサポート体が付加された造形データから、スライスデータを生成する。スライスデータは、造形データを積層方向に所定の間隔でスライスして生成されるデータであり、層ごとの造形材料の配置情報を含んでいる。なお、造形モデルが色情報や材料情報などの情報を含んでいる場合には、生成されるスライスデータにも、造形に用いる材料の種類の情報や各種材料の配置情報が含まれる。

なお、リンクモデル付加部２０４でリンクモデルを付加する処理、スライスデータ生成部２０６でのスライス処理、サポート体生成部２０５でサポート体を付与する処理は、必ずしもこの順に行う必要はなく、適宜順番を入れ替えても良い。

スライスデータ生成部２０６は、造形部２１の種類に応じてスライスデータを生成してもよい。例えば、造形部２１が材料層を１層ずつ形成してそれを積層していくタイプの造形部であれば、生成されるスライスデータは画像データであってもよい。または、造形部２１が熱溶解積層法（ＦＤＭ）などの造形材料を所定のパスに沿って配置していくタイプの造形部であれば、生成されるスライスデータはツールパスデータであってもよい。

造形部２１は、スライスデータ生成部２０６によって生成されたスライスデータを受信して、スライスデータに基づいて積層造形法によって立体物を形成する。造形部２１は、積層造形法によって立体物を形成するものであれば、その方式は特に限定はされない。造形部２１としては、例えば、光造形法、粉末焼結法（レーザー焼結法）、粉末固着法、熱溶解積層法（ＦＤＭ）、インクジェット法、電子写真法など、各種造形方法を採用することができる。

＜造形処理フロー＞
次に、図３を用いて造形処理の流れを説明する。図３は、リンク造形物を含む造形物の造形処理のフローを示す図である。

ステップＳ３０１にて、造形装置１０１は外部から受信した造形ジョブに含まれる造形データ２２をＲＡＭに格納する。造形データ２２には、単一あるいは複数の造形対象物の構造に関する情報（造形モデル）が含まれている。造形装置１０１は、複数の造形ジョブを受信して、それぞれの造形ジョブに含まれる造形データ２２をＲＡＭに格納することで、複数の造形データ２２を蓄積してもよい。また、造形装置１０１は造形ジョブをＲＡＭに格納し、格納した造形ジョブを受信した順番に並べたジョブキュー（ジョブリスト）を作成して、例えば先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式で造形ジョブを順番に処理していってもよい。また、処理部２０は、ユーザーが指定するルールに従ってジョブキュー中の造形ジョブの順番を入れ替える処理を行ってもよい。

ステップＳ３０２にて、ジョブ統合部２０１は、ＲＡＭに格納された複数の造形モデルの造形データ２２（または複数の造形ジョブ）を統合するか否かの判別を行う。このとき、ジョブ統合部２０１は、複数の造形データ２２を統合して１つの統合造形データを生成し、統合造形データに含まれる複数の造形モデルをレイアウトしたときに造形領域（造形スペース）内に収まるか否かを判定してもよい。造形領域内に収まる場合には複数の造形データ２２の統合を行ってもよい。このとき、複数の造形データ２２を統合することによって、各造形ジョブをそれぞれ造形する場合よりも造形時間が短くなることを条件として統合を行ってもよい。

複数の造形データを統合する場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）にはステップＳ３０３にて、ジョブ統合部２０１は複数の造形データ２２を統合して統合造形データを生成する。複数の造形データを統合しない場合（ステップＳ３０２でＮｏ）にはステップＳ３０４まで処理をスキップする。

ステップＳ３０４にて、造形モデル抽出部２０３は、ユーザーからの造形モデル間のリンク設定に従って、造形データ２２または統合造形データに含まれる複数の造形モデルを所定の条件に従って関連付ける（グループ化する）か否かの判別を行う。グループ化を行う場合（ステップＳ３０４でＹｅｓ）にはステップＳ３０５の処理を行い、グループ化を行わない場合（ステップＳ３０４でＮｏ）には、ステップＳ３０９まで処理をスキップし通常の造形処理を行う。

なお、ここでは造形モデル抽出部２０３が、ユーザーの入力に応じてリンクを付与するか否かの判別を行うが、これに限定はされない。処理部２０が取得した造形データが複数の造形モデルを含んでおり、各造形モデルが所定の条件を満たすかどうかの情報（リンクの付与が可能な情報）を含んでいる場合、ユーザーの入力に依らずに処理部２０にリンクの付与を行わせてもよい。ステップＳ３０４およびステップＳ３０５におけるグループ分けの方法については詳しくは後述する。

ステップＳ３０５にて、造形モデル抽出部２０３は、造形データ２２または統合造形データに含まれる複数の造形モデルの中から所定の条件を満たすものを抽出し、リンク情報２３を生成する。図４はリンク情報２３のデータ構造を示す図である。リンク情報２３には、所定の条件を満たす造形モデルを特定するための、それぞれの条件ごと（グループごと）の関連情報が含まれている。リンク情報２３には例えば、抽出の条件を特定するためのグループ名、各グループに属する造形モデル、付与するリンクモデルの種類や形状、リンクモデルを造形する材料および色情報などを含んでいる。また、リンク情報２３にはリンク造形物の構造を表したデータであるリンクモデルを外部からインポートするか否かを判別する情報が含まれていてもよい。この情報は、リンク付与部２０３がユーザーからのリンク設定を受け付ける際に、例えば各グループに含まれる造形モデルに、どのようなリンク情報を与えるかを、装置が備える選択肢の中からユーザーに選択させてもよい。

ステップＳ３０６にて、レイアウト生成部２０２は、造形データ２２または統合造形データに含まれる複数の造形モデルの向きや配置を調整して、レイアウトを生成する。ここでは、レイアウト生成部２０２はリンク情報２３に応じて、レイアウトの生成を行う。レイアウト生成部２０２は、造形モデル抽出部２０３によって抽出され関連付けられた複数の造形モデル同士の間の距離が小さくなるように、造形モデルの向きや配置を調整することが好ましい。これにより、所定の条件を満たす（同一グループに含まれる）複数の造形モデルが存在する空間をコンパクトにすることができる。この結果、同一グループに含まれるそれぞれの造形モデルの間を関連付けるリンク造形物を小さくすることができる場合があり、使用する造形材料の量を低減することができる。

造形モデルのレイアウトの生成の一例として、第１の条件によって抽出された第１グループに含まれる造形モデルを関連付ける第１のリンクモデルと、第２の条件によって抽出された造形モデルを関連付ける第２のリンクモデルを、を付加する場合について考える。この場合、レイアウト生成部２０２は、第１のリンクモデルと第２のリンクモデルとが重ならないようにレイアウトを生成することが好ましい。このとき、レイアウトの生成はリンクモデルを付加した後に行ってもよいし、付加する前に行ってもよい。

ステップＳ３０７にて、リンクモデル付加部２０４は、造形データ２２または統合造形データにリンクモデルを付加するか否かの判別を行う。グループ識別モデルを付加する場合（ステップＳ３０７でＹｅｓ）にはステップＳ３０８の処理を行い、グループ識別モデルを付加しない場合（ステップＳ３０７でＮｏ）にはステップＳ３０９まで処理をスキップし通常の造形処理を行う。なお、Ｓ３０４でＹｅｓが選択された場合にはリンクモデルを付加することに設定しておけば、Ｓ３０７を省略することもできる。

ステップＳ３０８にて、リンクモデル付加部２０４は、リンク情報２３に含まれるリンク造形物の特性に関する情報に基づき、リンクモデルを生成する。そしてリンクモデル付加部２０４は生成したリンクモデルを造形データ２２（または統合造形データ）に付加して、リンク付造形データ２４を生成する。リンク付造形データ２４の生成においては、造形データ２２のデータ形式と同様の形式でリンクモデルを生成し、そのリンクモデルを造形データ２２とを合成することで、一つのリンク付造形データ２４として記録領域に格納してもよい。あるいは、なお、造形モデル群のレイアウトによっては連結モデルを付加できない場合が生じうるが、その場合にはレイアウト生成部２０２によってレイアウトの再生成を行うかどうか、ユーザーに通知して判断を求めてもよい。

リンクモデルは、造形対象物と同時に造形するリンク造形物の三次元形状に関するデータである。１つのリンク造形物は複数の造形対象物を関連付けるものであり、種々の形態をとることができる。例えば、棒状あるいは枠状のリンク造形物である連結造形物によって、複数の造形対象物が相互に連結された状態で造形するとよい。このように造形対象物をリンク造形物によって連結した状態で造形することによって、所定の条件を満たす複数の造形対象物を一体化して造形することができる。その結果、造形完了後に作業者が造形された立体物の中から所定の条件を満たすものをピックアップする際に、立体物を一つ一つ確認する必要がなく作業を効率的に行うことができる。また、このように一体化して造形することにより、造形後のピックアップ時のみならず、造形ジョブの依頼者に造形した立体物を届けるまでの間に立体物がバラバラになることを防ぐこともできる。さらに、造形ジョブの依頼者に造形した立体物を届ける間に立体物同士が接触または衝突して立体物が破損することを防ぐこともできる。

別の形態として、例えばタグ状のリンク造形物が挙げられる。具体的には、造形対象物とは別に、造形対象物と対応付けてリンク情報が一見して認識できるようなタグ状の造形物を造形する。リンクモデル付加部２０４は、リンク情報２３を参照し、同じリンク名に所属する造形モデルの近傍あるいは造形モデルに接触させて、同じリンクモデルもしくは関連性が認識できるリンクモデルを配置する。そして、レイアウト生成部２０２によって造形モデルと対応するリンクモデルを一体としてレイアウトを決定する。以下、本形態におけるリンクモデルをタグモデルと呼ぶ場合がある。

作業者は造形されたタグを確認するだけで、関連付けられた複数の造形物を抽出することができ、所定の条件を満たす造形物の抽出作業を効率的に行うことができる。タグモデルは、形状、色、刻印などによってリンク情報を表すようにすればよい。また、タグモデルは、各造形物の近傍に配置してもよいし、造形後の除去が容易な方法で造形物に付着させて造形してもよい。造形後の除去が容易な方法としては、タグモデルと造形物とを棒状のもので繋ぐなどして付着面積を小さくしたり、造形物に影響を与えない溶媒で溶解する材料を介してタグモデルを造形物に付着させたりする方法などが考えられる。

さらに、リンク造形物の別の形態として、抽出する条件が識別可能な形状の刻印を造形物に形成するリンクモデル（以下、刻印モデルと呼ぶ）を造形モデルの表面に付加して造形してもよい。刻印モデルは、造形対象物の表面に施された凸上の刻印でもよいし、凹状の刻印でもよい。凸状の刻印モデルを付加する場合は、リンクモデル付加部２０４は所定の形状の刻印モデルを生成またはインポートし、刻印モデルを造形モデルの表面に付着するように配置するように、刻印モデルを造形データ２２に付加する。凹状の刻印モデルを付加する場合、リンクモデル付加部２０４は所定の形状の刻印モデルを生成またはインポートし、刻印モデルを造形モデルから差し引くことにより、造形データへの付加を行うとよい。刻印モデルは造形物の仕上がりに影響するため、どの部分に刻印モデルを付加するかはユーザーの指定によって決めるのが好ましい。

ここで、連結モデルの形状の例について図５を用いて説明する。図５は、リンク付造形データ２４に含まれる、造形モデル５０１と連結モデル５０２の形状および配置の例を模式的に示す図である。

図５Ａでは、一例として、造形データ中に４つの造形モデル５０１ａ〜ｄが含まれる例を示している。ここでは、４つの造形モデル５０１ａ〜ｄのうち、造形モデル５０１ａおよび造形モデル５０１ｂは第１の条件によって抽出された第１のモデル群（第１のグループ）である。また、造形モデル５０１ｃおよび造形モデル５０１ｄは第２の条件によって抽出された第１のモデル群（第２のグループ）である。なお、造形モデルの数、グループの数、連結モデルの形状は一例であり、これに限定はされない。また、図５Ｂ〜５Ｃにおいては、第１のモデル群に属する造形モデル５０１ａおよび造形モデル５０１ｂについてのみ説明する。

図５Ａのリンク付造形データ２４では、第１のモデル群に属する２つの造形モデル（５０１ａおよび５０１ｂ）を相互に連結する連結モデル５０２として、棒状の連結モデル５０２ａが付加されている。棒状の連結モデル５０２ａを付加する際には、連結モデル付加部２０４は、連結対象の造形モデル（５０１ａおよび５０１ｂ）の下端面の座標情報を抽出する。そして、リンクモデル付加部２０４は、造形モデル５０１ａおよび造形モデル５０１ｂの下端面同士を繋ぐ線を算出し、その線を含む棒状の連結モデル５０２ａを作成する。連結モデル５０２は、連結対象の造形モデル同士をどこで繋いでも構わないが、造形時に連結モデル５０２用のサポート体が不要となるため、連結対象の造形モデルの下端で連結するように設けるのが好ましい。このとき、造形モデル５０１ａおよび造形モデル５０１ｂの間を繋ぐ線は、直線状の線分であっても曲線状であっても良いし、複数の線分が連結されていてもよい。上記の線は、２つの造形モデル（５０１ａおよび５０１ｂ）の間を最短距離で繋ぐ線であることが好ましい。

連結モデル５０２を造形データ２２に加えたリンク付造形データ２４は次の手順で形成することができる。例えば、グループ情報２３の１つとして、連結モデルの断面形状およびそのサイズを保存しておく。そして、造形モデル５０１ａの底面の重心と造形モデル５０１ｂの底面の重心との距離を算出し、保存しておいた連結モデルの断面形状に算出した距離の長さを有する連結モデル５０２を生成する。市販の三次元データを加工するためのソフトウェアを利用して、造形モデル５０１ａと造形モデル５０１ｂと連結モデル５０２とを一体化したデータを生成する。

あるいは、図３のフローには沿わないが、先にレイアウト済みの造形データに対してスライス処理を行った後に、スライスデータに対して連結モデル５０２のスライスデータを付加しても良い。例えば、造形データの１層目から連結モデルの高さに達するまでの複数層のスライスデータに対して、造形モデル５０１ａの底面の重心と造形モデル５０１ｂの底面の重心とを繋ぐ、ある幅を持った線状のデータを付加する処理を行うとよい。２次元のデータで処理できるため、連結モデルのデータを付加する処理を簡便に行うことができる。

リンクモデルの形状は、基本的には、あらかじめ設定しておいたサイズとするが、造形モデルとの接触を避けるために部分的に細いサイズに補正しても良い。また、造形モデル５０１と連結モデル５０２との分離を容易にするために、連結モデル５０２の造形モデル５０１と結合する部分の太さを小さくしてもよい。このように設定値と異なるサイズとする場合には、ユーザーに確認を促す通知を行うようにしてもよい。また、サポート材料に、構造材料に比べて容易に除去できる材料を用いる場合は、連結モデル５０２の造形モデル５０１と結合する部分をサポート材料で構成するようにしてもよい。造形モデル５０１と連結モデル５０２とを容易に分離することができる。また、連結モデル５０２全体をサポート材料で構成してもよい。

また、図５Ａの連結造形データ２４では、第２のグループに属する２つの造形モデル（５０１ｃおよび５０１ｄ）を相互に連結する連結モデル５０２として、板状の連結モデル５０２ｂが付加されている。板状の連結モデル５０２ｂを付加する際には、連結モデル付加部２０４は、連結対象の造形モデル（５０１ｃおよび５０１ｄ）の下端面を全て含む領域を上面とした板状の連結モデル５０２ｂを作成する。そして、作成した板状の連結モデル５０２ｂの上部に、連結対象の造形モデル（５０１ｃおよび５０１ｄ）を配置する。板状の連結モデル５０２ｂと連結対象の造形モデル（５０１ｃおよび５０１ｄ）との間には、分離を容易にするために、密度の低い層を形成していても良いし、サポート材料によって層を形成してもよい。

図５Ｂの連結造形データ２４では、第１のグループに属する２つの造形モデル（５０１ａおよび５０１ｂ）を相互に連結する連結モデル５０２として、ランナー状の連結モデル５０２ｃが付加されている。ランナー状の連結モデル５０２ｃは、連結対象の造形モデル（５０１ａおよび５０１ｂ）を取り囲む枠と、その枠と連結対象の造形モデルとを結合する棒と、から構成されている。

図５Ｃの連結造形データ２４では、第１のグループに属する２つの造形モデル（５０１ａおよび５０１ｂ）を相互に連結する連結モデル５０２として、連結対象の造形モデル群全体を覆う形状の連結モデル５０２ｄが付加されている。連結対象の造形モデル群全体を覆う形状の連結モデル５０２ｄを付加する際には、連結モデル付加部２０４は、ＸＹＺ軸それぞれについて、造形モデル群全体の表面座標の最小値と最大値となる点群（６つの点）を検出する。そして、検出した各点をそれぞれ含む６つの平面によって規定される直方体を形成する。そして連結モデル付加部２０４は、この直方体の内部の造形モデル群以外の部分に造形材料を配置することによって、連結モデル５０２ｄを付加する。この場合、直方体の中に別のグループに含まれる造形モデルが配置されないよう、レイアウトしておく必要がある。なお、ここでは連結モデル５０２ｄを直方体としたが、連結モデル５０２ｄの形状はこれに限定されるものではない。また、マージンをとって、上述の直方体を拡大した形状としてもよい。あるいは、連結モデル５０２ｄは、連結対象のモデル群を完全に覆う必要はなく、連結対象のモデル群が部分的に露出する形状であってもよい。

図５Ｄの連結造形データ２４では、図５Ａと同様に、第１のグループに属する２つの造形モデル（５０１ａおよび５０１ｂ）を相互に連結する連結モデル５０２として、棒状の連結モデル５０２ａが付加されている。図５Ｄではさらに、棒状の連結モデル５０２ａに、タグモデル５０２ｅが付加されている。タグモデル５０２ｅには、グループ名をテキストとする刻印が付加されている。これにより、連結モデル５０２によって連結されている造形モデル群のグループ名が判別可能となる。タグモデル５０２ｅを付加する際には、連結モデル付加部２０４は、棒状の連結モデル５０２ａを付加した後に、グループ情報２３に含まれているグループ名称を読み出し、刻印を施すために充分なスペースを設けたモデルを形成する。そして、上記のモデルにグループ名称のテキストを凹状または凸状の刻印として施すことで、タグモデル５０２ｅを付加する。なお、タグモデル５０２ｅに付加されているグループ名は、凹状または凸状の刻印であってもよいし、造形材料の種類や造形材料の色を異ならせて表現してあってもよい。また、刻印のサイズ等に関するパラメータをグループ情報２３に設け、これを設定・参照可能なようにしてもよい。なお、ここでは連結モデル５０２にグループ名のテキストを付加する例を示したが、連結モデル５０２にはテキスト以外に、記号や図形を付加してもよい。すなわち、図５Ｄでは、連結モデル５０２にグループを識別可能なグループ識別子を付加することで、連結モデル５０２によって連結されている造形モデル群の属するグループ名を容易に識別することができる。なお、図５に示した例では、いずれも連結モデル５０２が接地する配置としているが、この限りではない。たとえば、連結対象の造形モデル間を最短で結ぶ線分を算出し、その線分の位置に連結モデル５０２を配置するようにしても良い。また、ユーザーから任意の位置への配置情報を受け付け、その配置情報に基づいて連結モデル５０２を配置するようにしても良い。

ステップＳ３０９にて、サポート体生成部２０５は、造形データに含まれる複数の造形モデルおよびグループ識別モデルを造形部２１によって造形する際に必要なサポート体の位置や分量を算出して、サポート体の構造を表すサポート体モデルを生成する。そしてサポート体生成部２０５は、生成したサポート体モデルを造形データ２４に付加する。なお、サポート体が不要な場合にはステップＳ３０９はスキップしてもよい。

ステップＳ３１０にて、スライスデータ生成部２０６は、ステップＳ３０９においてサポート体モデルが付加された造形データ２４から、スライスデータを生成する。

ステップＳ３１１にて、造形部２１はステップＳ３１０において生成されたスライスデータに基づいて造形処理を行う。

＜グループ設定方法＞
以下、連結造形物を含む造形物の造形処理のフローにおける、グループ分けの方法についていくつかの実施例を挙げて説明する。ここで説明するグループ分けについては、図３のフローチャートにおけるステップＳ３０４およびＳ３０５の工程に相当する。なお、以下の各実施例は適宜組み合わせてもよい。

（実施例１）
本実施例では、造形モデル抽出部２０３はユーザーからの抽出条件の入力を受け付け、ユーザーの入力に基づいてグループ分けを行う。図６は、ユーザーの入力に基づいてグループ分けを行うためのユーザーインターフェースの例を示す図である。

グループ設定画面６０１は、造形装置１０１あるいは情報処理装置１０２が備える操作画面上に表示されるものである。ここでは、造形装置１０１が操作画面を備える形態について説明する。なお、ユーザーから事前に造形時に連結処理を行う連結モードを有効とする設定を受け付けていた場合にのみ、グループ設定画面６０１を表示するようにしても良い。連結モードを有効とする設定手段の例としては、造形ジョブ内の造形指示情報に、連結モードの有効無効を判別可能な識別子を設け、それを造形モデル抽出部２０３にて読み取り判別を行うようにしても良い。また、造形装置１０１に対する設定として、ユーザーから入力された連結モードの有効設定情報を造形装置１０１の記録領域に保存しておき、造形モデル抽出部２０３は、装置内の連結モードの設定情報を参照するようにしても良い。

グループ設定画面６０１には、グループ情報設定フィールド６０２とプレビューフィールド６０３を含む。造形装置１０１はユーザーによる操作画面へのタッチあるいは別途備える入力装置を介した設定を受け付ける。設定項目には、グループの名称や各グループに所属する造形モデルの情報や、連結造形物の特性（形状、太さ、材料、色、グループ識別子）を含む。

各グループに属する造形モデルを指定する方法としては、造形装置１０１が、プレビューフィールド６０３に表示した造形モデルの造形イメージに対してユーザーが触れたことを検知して、ユーザーの指定としてもよい。そして、ユーザーの指定に基づいて、対象の造形イメージに該当する造形モデルをグループ対象として設定する。これにより、ユーザーが指定した少なくとも１つの造形モデルを、所定のグループに属する造形モデルとして設定することができる。

造形モデル抽出部２０３は、グループ設定画面６０１にてユーザーが設定した情報を、グループごとにグループ情報２３に格納する。図６では、プレビューフィールド６０３に網掛けで表示された造形イメージに該当する造形モデルが同一グループとして指定されていることを表している。

なお、グループ情報２３で指定可能な連結モデルの造形に用いる造形材料には、構造材料以外に、比較的除去容易な材料であるサポート材料も使用できる。連結モデルを造形する際の造形材料としてサポート材料を使用することで、連結造形物を比較的容易に除去することができる。

（実施例２）
本実施例は、複数の造形データを統合した統合造形データに含まれる複数の造形モデルをグループ分けする場合の例であり、造形モデル抽出部２０３は統合前の造形データが属していた造形ジョブに基づいて造形モデルの抽出とグループ分けを行う。

造形モデル抽出部２０３は所定の条件を満たす造形モデルを抽出してグループ分けを行う際に、造形データを統合する前に造形対象の造形モデルを含んでいた造形ジョブの識別情報を参照する。そして、同一の造形ジョブに含まれていた少なくとも１つの造形モデルを１つのグループとして決定する。この場合、グループ分け部２０３は、グループごとに設定されるテキストの内容には造形ジョブのジョブ名称など、造形ジョブごとにユニークな文言を設定してもよい。

本実施例では、ジョブ統合部２０１が、少なくとも１つの造形モデルからなる第１の造形モデル群を含む第１の造形データと、少なくとも１つの造形モデルからなる第２の造形モデル群を含む第２の造形データと、を統合して統合造形データを生成する。そして、造形モデル抽出部２０３は、第１の造形モデル群に含まれていた造形モデルと、第２の造形モデル群に含まれていた造形モデルと、が異なるグループに属するようにグループ分けすることとなる。

（実施例３）
本実施例は、複数の造形データを統合した統合造形データに含まれる複数の造形モデルを、ジョブのオーナーごとにグループ分けする例である。造形モデル抽出部２０３は統合前の造形データが属していた造形ジョブのオーナー情報に基づいてグループ分けを行う。

造形モデル抽出部２０３はグループ分けを行う際に、造形データを統合する前に造形対象の造形モデルを含んでいた造形ジョブのオーナー情報を参照する。そして、オーナーが同一である造形ジョブに含まれていた少なくとも１つの造形モデルを１つのグループとして決定する。この場合、造形モデル抽出部２０３は、グループごとに設定されるテキストの内容には造形ジョブのオーナーの名称など、オーナーごとにユニークな文言を設定してもよい。ここでいう「オーナー」とは造形ジョブの送信者を意味する。造形ジョブのオーナーと造形装置１０１を操作するユーザーとは同一であっても異なってもかまわない。

（実施例４）
本実施例は、複数の造形データを統合した統合造形データに含まれる複数の造形モデルをグループ分けする場合の例であり、造形モデル抽出部２０３は統合前の造形データを含むデータファイルに基づいてグループ分けを行う。

造形モデル抽出部２０３はグループ分けを行う際に、造形モデルであるデータファイルの括りを１つのグループとして決定する。この場合、造形モデル抽出部２０３は、グループごとのテキストの内容には造形モデルが含まれていたデータファイルの名称など、データファイルごとにユニークな文言を設定してもよい。

（実施例５）
本実施例は、１つの造形データを複製し、複製されて生じた複数の造形データを統合した統合造形データに含まれる複数の造形モデルをグループ分けする場合の例である。本実施例では、造形モデル抽出部２０３は複製前の造形データごとにグループ分けを行う。

本実施例では、図３の造形処理フローのステップＳ３０１においては、造形装置１０１は受信した造形ジョブに含まれる造形データ２２のコピーを、ユーザーによる複製指示に応じて規定の数だけ生成する。そして、ジョブ統合部２０１は複製して生成された複数の造形データを統合して、統合造形データを生成する（Ｓ３０３）。

造形モデル抽出部２０３はグループ分けを行う際に、同一の造形データから複製されたモデル群を１つのグループとして決定する。この場合、造形モデル抽出部２０３は、グループごとのテキストの内容には、複製した造形データのデータファイル名称など、造形データごとにユニークな文言を設定してもよい。また、テキストの内容には、複製したデータ毎にユニークな通し番号を更に付加し、同一グループ内であっても、造形モデルごとに異なる番号等を持つグループ識別モデルを付加してもかまわない。

なお、ここでは造形装置１０１が造形データ２２または造形データ２２に含まれる造形モデルの複製を行う場合について説明したが、これに限定はされない。造形装置１０１が受信した造形データ２２に同一の造形モデルが予め複数含まれている場合にも、本実施例は適用可能である。このときは、造形モデル抽出部２０３は、統合造形データを生成した後に、統合造形データに含まれる複数の同一の造形モデルが同一のグループに含まれるようにグループ分けする。

以上のように実施例２〜５の方法によれば、ユーザーの入力によらずにグループ分けを行うことが可能となる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又はコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。

２０３ 造形モデル抽出部
２０４ リンクモデル付加部（連結モデル付加部）

Claims (13)

1. データ処理装置であって、
   複数の造形モデルを含む造形データを取得する手段と、
   所定の条件を取得する手段と、
   前記複数の造形モデルの中から、前記所定の条件を満たす造形モデルを抽出する造形モデル抽出手段と、
   前記所定の条件を満たす造形モデルが複数ある場合に、前記所定の条件を満たさない造形モデルとは連結せず、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルを互いに連結する連結モデルの造形データを付加し、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルと前記連結モデルとが互いに連結して造形される造形データを生成する処理手段と、
   を有することを特徴とするデータ処理装置。
2. 前記連結モデルが、造形面と接続され、かつ前記造形面と平行な、棒状またはランナー状または板状のモデルであることを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
3. 前記連結モデルが、棒状またはランナー状または板状のモデルに、前記複数の造形モデルの抽出条件を識別可能な刻印、形状、色、材質からなる群から選択される少なくとも１つを有するタグモデルを含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
4. 前記造形データにおける前記複数の造形モデルのレイアウトを生成するレイアウト生成手段をさらに有し、
   前記レイアウト生成手段は、前記抽出された複数の造形モデル間の距離が小さくなるように、前記複数の造形モデルのレイアウトを生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
5. 前記所定の条件を取得する手段は、ユーザーによる入力を受け付けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
6. 複数の造形データを統合して１つの統合造形データを生成する統合手段をさらに有し、前記造形モデル抽出手段は、前記統合造形データに含まれる複数の造形モデルを、それぞれの前記造形モデルが前記統合手段によって統合される前に含まれていた前記造形データに関する情報に基づいて抽出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
7. 前記造形データに関する情報が、前記造形データが含まれていた造形ジョブのオーナーの情報であることを特徴とする請求項６に記載のデータ処理装置。
8. 前記造形データに関する情報が、前記造形データが含まれていたデータファイルの情報であることを特徴とする請求項６に記載のデータ処理装置。
9. 前記造形モデル抽出手段は、前記統合造形データに同一の前記造形モデルが複数含まれている場合に、これらの前記造形モデルが同一のモデル群に含まれるよう抽出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。
10. コンピュータに、
    造形データに含まれる複数の造形モデルから所定の条件を満たす造形モデルを抽出するステップと、
    前記抽出された造形モデルが複数ある場合に、前記所定の条件を満たさない造形モデルとは連結せず、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルを互いに連結する連結モデルの造形データを付加し、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルと前記連結モデルとが互いに連結して造形される造形データを生成するステップと、を実行させるためのプログラム。
11. 前記連結モデルが、造形面と接続され、かつ前記造形面と平行な、棒状またはランナー状または板状のモデルであることを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
12. コンピュータに、
    造形データに含まれる複数の造形モデルから所定の条件を満たす造形モデルを抽出するステップと、
    前記抽出された造形モデルが複数ある場合に、前記所定の条件を満たさない造形モデルとは連結せず、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルを互いに連結する連結モデルの造形データを付加し、前記所定の条件を満たす複数の造形モデルと前記連結モデルとが互いに連結して造形される造形データを生成するステップと、を実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
13. 前記連結モデルが、造形面と接続され、かつ前記造形面と平行な、棒状またはランナー状または板状のモデルであることを特徴とする請求項１２に記載の記憶媒体。

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