特開 2024-82771 三次元造形装置、および、データ生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024082771

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】三次元造形装置、および、データ生成装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/35 20170101AFI20240613BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20240613BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240613BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240613BHJP

   B29C 64/209 20170101ALI20240613BHJP

   B29C 64/336 20170101ALI20240613BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240613BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

B29C64/35

B29C64/393

B33Y30/00

B33Y50/02

B29C64/209

B29C64/336

B33Y10/00

B29C64/118

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022196866

(22)【出願日】2022-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】渡部 学

(72)【発明者】

【氏名】大村 眞

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AC01

4F213AC04

4F213AM12

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL24

4F213WL85

4F213WL96

(57)【要約】

【課題】ノズルのクリーニングによる待ち時間を抑制する。
【解決手段】三次元造形装置は、第１ノズルを有する第１ヘッドとステージとの相対的な位置、および、第２ノズルを有する第２ヘッドとステージとの相対的な位置を変更する位置変更部と、第２ノズルをクリーニングするクリーニング部と、制御部とを備える。制御部は、第１ヘッドとステージとの相対的な位置を変化させつつ第１ノズルから第１造形材料を吐出させることで、造形領域に第１造形材料の層を積層する第１積層処理と、クリーニング部を用いて第２ノズルをクリーニングするクリーニング処理と、クリーニング処理の後に第２ヘッドとステージとの相対的な位置を変化させつつ第２ノズルから第２造形材料を吐出させることで、造形領域に第２造形材料の層を積層する第２積層処理とを実行する。クリーニング処理の開始タイミングと終了タイミングとは、第１積層処理の実行期間内に含まれる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステージと、
前記ステージに向けて第１造形材料を吐出する第１ノズルを有する第１ヘッドと、
前記ステージに向けて第２造形材料を吐出する第２ノズルを有する第２ヘッドと、
前記第１ヘッドと前記ステージとの相対的な位置、および、前記第２ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部と、
前記第２ノズルをクリーニングするクリーニング部と、
前記第１ヘッド、前記第２ヘッドおよび前記位置変更部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記第１ノズルから前記第１造形材料を吐出させることによって、前記ステージの造形領域に前記第１造形材料の層を積層する第１積層処理と、
前記クリーニング部を用いて前記第２ノズルをクリーニングするクリーニング処理と、
前記クリーニング処理の後に、前記第２ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記第２ノズルから前記第２造形材料を吐出させることによって、前記造形領域に前記第２造形材料の層を積層する第２積層処理と、を実行し、
前記クリーニング処理が開始されるタイミングと、前記クリーニング処理が終了するタイミングと、は前記第１積層処理が実行されている期間内に含まれる、三次元造形装置。

【請求項2】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記クリーニング処理が実行される期間における中間の時刻は、前記第１積層処理が実行される期間における中間の時刻よりも後である、三次元造形装置。

【請求項3】

請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記制御部は、前記第１積層処理において、２層以上の前記第１造形材料の層を連続して積層する、三次元造形装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記第２ヘッドは、前記第１ヘッドとともに前記ステージとの相対的な位置が変化するように構成され、
前記クリーニング部は、前記第２ノズルから排出される前記第２造形材料を回収する回収部と、前記第２ノズルの先端部との接触によって、前記第２ノズルの先端部に付着した異物を除去するクリーニング部材と、の少なくともいずれかを有するクリーニングユニットを備え、
前記クリーニングユニットは、
前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドとともに、前記ステージに対する相対的な位置が変化するように構成され、
前記クリーニング処理が実行されている間に、前記第２ノズルの下方に位置することが可能に構成されている、
三次元造形装置。

【請求項5】

第１造形材料を吐出する第１ノズルを有する第１ヘッドと、第２造形材料を吐出する第２ノズルを有する第２ヘッドと、備える、三次元造形装置で用いられるコマンドデータを生成する、データ生成装置であって、
ノズルが造形材料を吐出しつつ移動する移動経路を表す造形パスデータに基づいて、前記コマンドデータを生成するデータ生成部を備え、
前記データ生成部は、前記コマンドデータとして、
前記移動経路に従って前記第１ノズルから前記第１造形材料を吐出させることによって、ステージの造形領域に前記第１造形材料の層を積層するための第１積層コマンドデータと、
前記第２ノズルのクリーニングを実行するためのコマンドを表すクリーニングコマンドデータと、
前記クリーニングが実行された後に、前記移動経路に従って前記第２ノズルから前記第２造形材料を吐出させることによって、前記造形領域に前記第２造形材料の層を積層するための第２積層コマンドデータと、を生成し、
前記第１積層コマンドデータは、前記第１ノズルからの前記第１造形材料の吐出を開始させることによって前記第１造形材料の層の積層を開始する積層開始コマンドと、前記第１ノズルからの前記第１造形材料の吐出を停止させることによって前記第１造形材料の層の積層を停止する積層停止コマンドと、を含み、
前記クリーニングコマンドデータは、前記クリーニングを開始するクリーニング開始コマンドと、前記クリーニングを停止するクリーニング停止コマンドと、を含み、
前記データ生成部は、
前記クリーニング開始コマンドと、前記クリーニング停止コマンドと、を前記積層開始コマンドと前記積層停止コマンドとの間に実行されるコマンドとして生成する、データ生成装置。

【請求項6】

請求項５に記載のデータ生成装置であって、
前記データ生成部は、
前記第１積層コマンドデータによって前記第１造形材料の層が吐出される時間を表す吐出時間が、予め定められた基準時間以上である場合、前記第２ノズルから前記造形領域とは異なる領域に前記第２造形材料を排出させるためのパージコマンドを含む前記クリーニングコマンドデータを生成し、
前記吐出時間が前記基準時間未満である場合、前記パージコマンドを含まない前記クリーニングコマンドデータを生成する、データ生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、三次元造形装置、および、データ生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

三次元造形装置に関し、特許文献１には、第１射出部に備えられ第１造形材料を射出する第１ノズルと、第２射出部に備えられ第２造形材料を射出する第２ノズルとを同時に清掃する技術が開示されている。第１ノズルと第２ノズルとを同時に清掃することで、清掃に要する時間を短縮できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１１３９２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された技術では、ノズルのクリーニングに要する時間を短縮できるものの、クリーニング中に第１ノズルや第２ノズルから造形材料を吐出できないことに起因して、造形の途中で、造形物を実際には造形していない待ち時間が生じ得る。このようなクリーニングによる待ち時間をより抑制できる技術が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、ステージと、前記ステージに向けて第１造形材料を吐出する第１ノズルを有する第１ヘッドと、前記ステージに向けて第２造形材料を吐出する第２ノズルを有する第２ヘッドと、前記第１ヘッドと前記ステージとの相対的な位置、および、前記第２ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部と、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルをクリーニングするクリーニング部と、前記第１ヘッド、前記第２ヘッドおよび前記位置変更部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第１ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記第１ノズルから前記第１造形材料を吐出させることによって、前記ステージの造形領域に前記第１造形材料の層を積層する第１積層処理と、前記クリーニング部を用いて前記第２ノズルをクリーニングするクリーニング処理と、前記クリーニング処理の後に、前記第２ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記第２ノズルから前記第２造形材料を吐出させることによって、前記造形領域に前記第２造形材料の層を積層する第２積層処理と、を実行する。前記クリーニング処理が開始されるタイミングと、前記クリーニング処理が終了するタイミングと、は前記第１積層処理が実行されている期間内に含まれる。

【0006】

本開示の第２の形態によれば、第１造形材料を吐出する第１ノズルを有する第１ヘッドと、第２造形材料を吐出する第２ノズルを有する第２ヘッドと、備える、三次元造形装置で用いられるコマンドデータを生成する、データ生成装置が提供される。このデータ生成装置は、ノズルが造形材料を吐出しつつ移動する移動経路を表す造形パスデータに基づいて、前記コマンドデータを生成するデータ生成部を備える。前記データ生成部は、前記コマンドデータとして、前記移動経路に従って前記第１ノズルから前記第１造形材料を吐出させることによって、ステージの造形領域に前記第１造形材料の層を積層するための第１積層コマンドデータと、前記第２ノズルのクリーニングを実行するためのコマンドを表すクリーニングコマンドデータと、前記クリーニングが実行された後に、前記移動経路に従って前記第２ノズルから前記第２造形材料を吐出させることによって、前記造形領域に前記第２造形材料の層を積層するための第２積層コマンドデータと、を生成する。前記第１積層コマンドデータは、前記第１ノズルからの前記第１造形材料の吐出を開始させることによって前記第１造形材料の層の積層を開始する積層開始コマンドと、前記第１ノズルからの前記第１造形材料の吐出を停止させることによって前記第１造形材料の層の積層を停止する積層停止コマンドと、を含む。前記クリーニングコマンドデータは、前記クリーニングを開始するクリーニング開始コマンドと、前記クリーニングを停止するクリーニング停止コマンドと、を含む。前記データ生成部は、前記クリーニング開始コマンドと、前記クリーニング停止コマンドと、を前記積層開始コマンドと前記積層停止コマンドとの間に実行されるコマンドとして生成する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】三次元造形システムの概略構成を示す説明図。

【図2】三次元造形システムの概略構成を示す説明図。

【図3】スクリューの概略構成を示す斜視図。

【図4】バレルの概略平面図。

【図5】クリーニング部の斜視図。

【図6】クリーニングユニットの斜視図。

【図7】パージ時の造形ノズルとクリーニングユニットとの位置関係を示す側面図。

【図8】データ生成装置の概略構成を示す説明図。

【図9】三次元造形物が造形される様子を模式的に示す説明図。

【図10】造形処理のフローチャート。

【図11】コマンドデータを説明する図。

【図12】積層処理のフローチャート。

【図13】第１実施形態における積層処理が実行される様子の例を示す説明図。

【図14】第２実施形態における積層処理が実行される様子の例を示す説明図。

【図15】データ生成処理のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１および図２は、第１実施形態における三次元造形システム２００の概略構成を示す説明図である。図１および図２には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を示す矢印が示されている。Ｘ方向及びＹ方向は、水平面に平行な方向であり、Ｚ方向は、鉛直上向きに沿った方向である。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向を示す矢印は、他の図においても、図示の方向が図１および図２と対応するように適宜、図示してある。以下の説明において、方向の向きを特定する場合には、各図において矢印が指し示す方向を「＋」、その反対の方向を「－」として、方向表記に正負の符合を併用する。以下では、＋Ｚ方向のことを「上」、－Ｚ方向のことを「下」ともいう。また、Ｘ方向およびＹ方向に沿った平面のことを「ＸＹ平面」とも呼ぶ。

【0009】

三次元造形システム２００は、三次元造形装置１００とデータ生成装置４００とを備える。本実施形態の三次元造形装置１００は、材料押出方式によって造形物を造形する装置である。三次元造形装置１００は、三次元造形装置１００の各部を制御するための制御部７０を備えている。制御部７０とデータ生成装置４００とは、相互に通信可能に接続されている。

【0010】

三次元造形装置１００は、制御部７０に加え、ヘッド１０と、ステージ２０と、位置変更部３０と、加熱部４０と、ノズル移動部５０と、クリーニング部６０とを備える。

【0011】

制御部７０は、三次元造形装置全体の動作を制御する制御装置である。制御部７０は、１つまたは複数のプロセッサーと、メモリーと、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェイスとを備えるコンピューターによって構成される。制御部７０は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、三次元造形物を造形するための造形処理を実行する機能等、種々の機能を発揮する。なお、制御部７０は、コンピューターによって構成される代わりに、各機能の少なくとも一部を実現するための複数の回路を組み合わせた構成により実現されてもよい。

【0012】

ヘッド１０は、制御部７０による制御下で、固体状態の材料を可塑化させてペースト状にした造形材料を、三次元造形物の基台となるステージ２０上に吐出する。ヘッド１０は、材料供給部１１と、可塑化部１２と、吐出部１３とを備える。

【0013】

三次元造形装置１００は、ヘッド１０として、第１ヘッド１０ａと、第２ヘッド１０ｂとを備える。第１ヘッド１０ａは、材料供給部１１として第１材料供給部１１ａを備え、可塑化部１２として第１可塑化部１２ａを備え、吐出部１３として第１吐出部１３ａを備える。第２ヘッド１０ｂは、材料供給部１１として第２材料供給部１１ｂを備え、可塑化部１２として第２可塑化部１２ｂを備え、吐出部１３として第２吐出部１３ｂを備える。第１ヘッド１０ａと第２ヘッド１０ｂは、Ｙ方向における位置が一致するようにＸ方向に並んで配置されている。第２ヘッド１０ｂは、第１ヘッド１０ａの＋Ｘ方向の位置に配置されている。第１ヘッド１０ａの構成と第２ヘッド１０ｂの構成とは同様であるため、以下では、両者を特に区別しない場合、両者を単にヘッド１０と呼ぶこともある。また、両者の構成部材を区別する場合、第１ヘッド１０ａの構成部材には、符号「ａ」を付し、第２ヘッド１０ｂの構成部材には、符号「ｂ」を付して表記する。

【0014】

材料供給部１１は、造形材料を生成するための材料を可塑化部１２に供給する。材料供給部１１は、例えば、ホッパーによって構成される。材料供給部１１には、ペレット状や粉末状の材料が収容されている。材料としては、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などの熱可塑性樹脂が用いられる。第１材料供給部１１ａには、上記の材料として、第１造形材料を生成するための第１材料ＭＲ１が収容されている。第２材料供給部１１ｂには、上記の材料として、第２造形材料を生成するための第２材料ＭＲ２が収容されている。本実施形態では、第１造形材料は、後述する本体部を造形するための本体用材料である。第２造形材料は、例えば、本体部を支持するサポート構造を造形するためのサポート用材料である。

【0015】

材料供給部１１の下方には、材料供給部１１と可塑化部１２を接続する連通路１５が設けられている。材料供給部１１は、連通路１５を介して、可塑化部１２に材料を供給する。

【0016】

可塑化部１２は、材料供給部１１から供給された材料の少なくとも一部を可塑化し、流動性を有するペースト状の造形材料を生成し、吐出部１３へと導く。「可塑化」とは、溶融を含む概念であり、固体から流動性を有する状態に変化させることである。具体的には、ガラス転移が起こる材料の場合、可塑化とは、材料の温度をガラス転移点以上にすることである。ガラス転移が起こらない材料の場合、可塑化とは、材料の温度を融点以上にすることである。第１可塑化部１２ａは、第１材料ＭＲ１の少なくとも一部を可塑化することによって、造形材料として第１造形材料を生成する。第２可塑化部１２ｂは、第２材料ＭＲ２の少なくとも一部を可塑化することによって、造形材料として第２造形材料を生成する。

【0017】

可塑化部１２は、スクリュー１１０と、スクリューケース１２０と、駆動モーター１３０と、バレル１４０とを備える。

【0018】

スクリュー１１０は、スクリューケース１２０内に収納されている。スクリュー１１０の上面側は、駆動モーター１３０に連結されている。スクリュー１１０は、駆動モーター１３０が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース１２０内で回転する。スクリュー１１０の回転軸ＲＸの軸線方向は、Ｚ方向に沿う方向である。スクリュー１１０の回転速度は、制御部７０が駆動モーター１３０の回転速度を制御することによって制御される。なお、スクリュー１１０は、減速機を介して駆動モーター１３０によって駆動されてもよい。スクリュー１１０は、ローター、あるいは、フラットスクリューとも呼ばれる。

【0019】

バレル１４０は、スクリュー１１０の－Ｚ方向側に設置されている。バレル１４０の上面である対向面１４１は、スクリュー１１０の下面である溝形成面１１１に対向している。バレル１４０の中心には、吐出部１３の流路１５３に連通する連通孔１４２が形成されている。バレル１４０の内部には、可塑化ヒーター１４４が設けられている。可塑化ヒーター１４４の温度は、制御部７０によって制御される。

【0020】

図３は、スクリュー１１０の概略構成を示す斜視図である。スクリュー１１０は、回転軸ＲＸに沿った方向における長さが回転軸ＲＸに垂直な方向における長さよりも小さい略円柱状を有する。溝形成面１１１には、中央部１１２を中心に、渦状の溝１１３が形成されている。溝１１３は、スクリュー１１０の側面に形成された材料投入口１１４に連通している。材料供給部１１から供給される材料は、材料投入口１１４を通じて溝１１３に供給される。溝１１３は、凸条部１１５によって隔てられることにより形成されている。図３には、溝１１３が３本形成されている例を示しているが、溝１１３の数は、１本でもよいし、２本以上であってもよい。なお、溝１１３は、渦状に限らず、螺旋状あるいはインボリュート曲線状であってもよいし、中央部１１２から外周に向かって弧を描くように延びる形状であってもよい。

【0021】

図４は、バレル１４０の概略平面図である。対向面１４１における連通孔１４２の回りには、複数の案内溝１４３が形成されている。それぞれの案内溝１４３は、その一端が連通孔１４２に接続され、連通孔１４２から対向面１４１の外周に向かって渦状に延びている。なお、案内溝１４３の一端は連通孔１４２に接続されていなくてもよい。また、バレル１４０には案内溝１４３が形成されていなくてもよい。

【0022】

スクリュー１１０の溝１１３に供給された材料は、スクリュー１１０の回転と可塑化ヒーター１４４の加熱によって、溝１１３内において可塑化されながら、溝１１３に沿って流動し、造形材料としてスクリュー１１０の中央部１１２へ導かれる。中央部１１２に流入した流動性を発現しているペースト状の造形材料は、連通孔１４２を介して吐出部１３に供給される。なお、可塑化部１２では、造形材料を構成する全ての種類の物質が可塑化していなくてもよい。造形材料は、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質が可塑化することによって、全体として流動性を有する状態に転化されていればよい。

【0023】

吐出部１３は、造形材料を吐出する。吐出部１３は、ノズル１５１と、流路１５３と、吐出調整部１５４と、吸引部１５６とを備える。

【0024】

ノズル１５１は、流路１５３を通じて、バレル１４０の連通孔１４２に接続されている。ノズル１５１は、可塑化部１２において生成された造形材料を、ノズル１５１の先端部ｔｐに形成された開口であるノズル開口１５２からステージ２０に向かって吐出する。より詳細には、第１ノズル１５１ａは、第１先端部ｔｐ１に形成された第１ノズル開口１５２ａから第１造形材料を吐出する。第２ノズル１５１ｂは、第２先端部ｔｐ２に形成された第２ノズル開口１５２ｂから第２造形材料を吐出する。

【0025】

吐出調整部１５４は、流路１５３内に設けられており、流路１５３の開度を調整する。本実施形態では、吐出調整部１５４は、バタフライバルブによって構成され、流路１５３内で回転することにより、流路１５３の開口面積を変化させる。吐出調整部１５４は、制御部７０による制御下において、図示しない駆動部によって駆動される。吐出調整部１５４を駆動させる駆動部は、例えば、ステッピングモーターによって構成される。制御部７０は、バタフライバルブの回転角度を制御することによって、可塑化部１２からノズル１５１に流れる造形材料の流量、つまり、ノズル１５１から吐出される造形材料の吐出量を調整することができる。吐出調整部１５４は、造形材料の吐出量を調整可能であると共に、造形材料の流出のオン／オフを制御可能である。なお、バタフライバルブの形状は、流路１５３内で回転することによって流路１５３の開度を調整するものであればよく、例えば、板形状、または、半球形状であってもよい。また、他の実施形態では、吐出調整部１５４は、例えば、ピストンの動作によって流路１５３の開度を調整するピストン機構や、シャッターの開閉によって流路１５３の開度を調整するシャッター機構として構成されてもよい。

【0026】

吸引部１５６は、流路１５３において吐出調整部１５４とノズル開口１５２の間に接続されている。吸引部１５６は、ノズル１５１からの造形材料の吐出停止時に、流路１５３内の造形材料を一時的に吸引することによって、造形材料がノズル開口１５２から糸を引くように垂れる尾引き現象を抑制する。吸引部１５６は、プランジャーにより構成されている。吸引部１５６は、制御部７０によって制御される。吸引部１５６は、制御部７０による制御下において、図示しない駆動部によって駆動される。吸引部１５６を駆動させる駆動部は、例えば、ステッピングモーターや、ステッピングモーターの回転力をプランジャーの並進運動に変換するラックアンドピニオン機構等によって構成される。

【0027】

ステージ２０は、ノズル１５１のノズル開口１５２に対向する位置に配置されている。三次元造形装置１００は、ノズル１５１からステージ２０の上面である造形面２１に造形材料を吐出させて造形層を積層することによって三次元造形物を造形する。造形面２１上の三次元造形物が造形される領域を造形領域とも呼ぶ。

【0028】

位置変更部３０は、第１ヘッド１０ａとステージ２０との相対的な位置、および、第２ヘッド１０ｂとステージ２０との相対的な位置を変化させる。また、本実施形態では、第２ヘッド１０ｂは、第１ヘッド１０ａとともにステージ２０との相対的な位置が変化するように構成されている。第２ヘッド１０ｂをこのように構成することで、造形中の第２ヘッド１０ｂと第１ヘッド１０ａとの干渉を簡易に抑制しつつ、第２ノズル１５１ｂを第１ノズル１５１ａとともに移動させて効率良く三次元造形物を造形できる。

【0029】

より詳細には、図１に示すように、本実施形態における位置変更部３０は、ステージ２０をＸ方向に沿って移動させる第１電動アクチュエーター３１と、ステージ２０と第１電動アクチュエーター３１とをＹ方向に沿って移動させる第２電動アクチュエーター３２と、ヘッド１０をＺ方向に沿って移動させる第３電動アクチュエーター３３とによって構成されている。第３電動アクチュエーター３３は、第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂが固定された可動部４１をＺ方向に沿って移動させることによって、第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂをＺ方向に沿って移動させる。つまり、第１電動アクチュエーター３１および第２電動アクチュエーター３２は、ステージ２０を第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂに対して水平方向に沿って移動させる。第３電動アクチュエーター３３は、第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂをステージ２０に対してＺ方向に沿って移動させる。なお、図２では、第３電動アクチュエーター３３および可動部４１は省略されている。

【0030】

上述した第１電動アクチュエーター３１と、第２電動アクチュエーター３２と、第３電動アクチュエーター３３とは、制御部７０の制御下で駆動される。なお、位置変更部３０は、例えば、ステージ２０をＺ方向に移動させ、第１ヘッド１０ａや第２ヘッド１０ｂをＸ方向およびＹ方向に沿って移動させてもよいし、第１ヘッド１０ａや第２ヘッド１０ｂを移動させずにステージ２０をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させてもよいし、ステージ２０を移動させずに第１ヘッド１０ａや第２ヘッド１０ｂをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させてもよい。

【0031】

加熱部４０は、ステージ２０に積層された造形材料を加熱する。加熱部４０は、ヒーターを有する板形状であり、可動部４１に固定されている。加熱部４０は、第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂとともに、ステージ２０との相対的な位置が変化するように構成されている。より詳細には、本実施形態では、加熱部４０は、ヘッド１０とともに、第３電動アクチュエーター３３によってＺ方向に移動される。加熱部４０には、図２に示すように、加熱部４０をＺ方向に貫通する開口４２が設けられている。

【0032】

図１に示したノズル移動部５０は、ノズル１５１と加熱部４０との相対的な位置を変化させる。三次元造形装置１００には、第１ヘッド１０ａと第２ヘッド１０ｂとに対応して、２つのノズル移動部５０が設けられている。各ノズル移動部５０は、可動部４１に固定されており、加熱部４０と共に第３電動アクチュエーター３３によってＺ方向に移動される。ノズル移動部５０は、例えば電動アクチュエーターとして構成され、制御部７０の制御下で駆動される。ノズル移動部５０は、ヘッド１０をＺ方向に移動させることにより、ノズル１５１と加熱部４０との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、一方のノズル移動部５０は、第１ヘッド１０ａをＺ方向に移動させ、他方のノズル移動部５０は、第２ヘッド１０ｂをＺ方向に移動させる。各ノズル移動部５０は、それぞれ、制御部７０によって個別に制御される。他の実施形態では、ノズル移動部５０は、例えば、ヘッド１０全体ではなく、吐出部１３のみをＺ方向に移動させてもよい。なお、図２では、ノズル移動部５０は省略されている。

【0033】

本実施形態では、第１ノズル１５１ａおよび第２ノズル１５１ｂは、それぞれ、ノズル移動部５０によって、造形状態と退避状態とを切り替え可能に構成されている。造形状態とは、ノズル１５１の少なくとも一部が開口４２内に配置された状態を指す。造形状態にあるノズル１５１の先端部ｔｐは、Ｚ方向において加熱部４０とステージ２０との間に配置される。退避状態とは、ノズル１５１が開口４２よりも上方に配置されることで、ノズル１５１が開口４２の外に配置された状態を指す。ノズル移動部５０は、ノズル１５１を造形状態から退避状態へと切り替える場合、ヘッド１０を＋Ｚ方向へ移動させ、ノズル１５１を退避状態から造形状態へと切り替える場合、ヘッド１０を－Ｚ方向へ移動させる。なお、本実施形態では、第１ノズル１５１ａと第２ノズル１５１ｂとの両方が同時に造形状態をとることや、同時に退避状態をとることが可能である。ただし、第１ノズル１５１ａと第２ノズル１５１ｂとの両方が同時に造形状態をとる場合であっても、三次元造形物を造形する際の造形領域への造形材料の吐出は、両方のノズル１５１から同時には行われず、一方のノズル１５１ずつから行われる。

【0034】

図５は、クリーニング部６０の斜視図である。本実施形態では、クリーニング部６０は、加熱部４０に固定されており、加熱部４０と共に第３電動アクチュエーター３３によってＺ方向に移動される。

【0035】

クリーニング部６０は、クリーニング移動部２１０と、クリーニングユニット２２０と、廃棄材料収容部２３０とを備える。本実施形態では、クリーニング部６０は、第１クリーニング部６０ａと、第２クリーニング部６０ｂとを備える。第１クリーニング部６０ａは、クリーニング移動部２１０として第１クリーニング移動部２１０ａを備え、クリーニングユニット２２０として第１クリーニングユニット２２０ａを備え、廃棄材料収容部２３０として第１廃棄材料収容部２３０ａを備える。第２クリーニング部６０ｂは、クリーニング移動部２１０として第２クリーニング移動部２１０ｂを備え、クリーニングユニット２２０として第２クリーニングユニット２２０ｂを備え、廃棄材料収容部２３０として第２廃棄材料収容部２３０ｂを備える。第１クリーニング部６０ａは、第１ノズル１５１ａのクリーニングを行い、第２クリーニング部６０ｂは、第２ノズル１５１ｂのクリーニングを行う。第１クリーニング部６０ａと第２クリーニング部６０ｂの構成は同様である。両者の構成部材を区別する場合、第１クリーニング部６０ａの構成部材には、符号「ａ」を付し、第２クリーニング部６０ｂの構成部材には、符号「ｂ」を付して表記する。

【0036】

クリーニングユニット２２０は、第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂとともに、ステージ２０に対する相対的な位置が変化されるように構成されている。また、本実施形態では、クリーニングユニット２２０は、加熱部４０とともにステージ２０に対する相対的な位置が変化する。より詳細には、本実施形態では、第３電動アクチュエーター３３によって、クリーニング部６０が第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂとともにステージ２０に対してＺ方向に沿って移動し、第１電動アクチュエーター３１および第２電動アクチュエーター３２によって、ステージ２０が第１ヘッド１０ａと第２ヘッド１０ｂとクリーニング部６０とに対して水平方向に沿って移動する。このようにクリーニング部６０全体がステージ２０に対して相対的に移動することで、クリーニングユニット２２０のステージ２０に対する相対的な位置が変化する。

【0037】

クリーニング移動部２１０は、クリーニングユニット２２０をノズル１５１に対して相対的に移動させる。クリーニング移動部２１０は、加熱部４０の上面に固定されている。クリーニング移動部２１０は、ガイドフレーム２１１と、駆動ベルト２１２と、第１リール２１３と、第２リール２１４と、ベルト駆動部２１５とを備える。ガイドフレーム２１１は、Ｙ方向に沿って設けられている。第１リール２１３は、ガイドフレーム２１１の－Ｙ方向側の端部に設けられている。第２リール２１４は、ガイドフレーム２１１の＋Ｙ方向側の端部に設けられている。駆動ベルト２１２は、第１リール２１３および第２リール２１４間に架けられており、その一端が第１リール２１３に巻き回され、その他端が第２リール２１４に巻き回されている。ベルト駆動部２１５は、第１リール２１３および第２リール２１４を回転駆動させることで、駆動ベルト２１２の巻き取りまたは巻き出しを行う。ベルト駆動部２１５は、例えば、モーターによって構成され、制御部７０によって制御される。

【0038】

クリーニングユニット２２０は、加熱部４０の上方に配置され、連結部２２５を介してクリーニング移動部２１０に連結されている。連結部２２５は、駆動ベルト２１２を挟んで固定することで、クリーニングユニット２２０を駆動ベルト２１２に固定する。また、連結部２２５は、クリーニングユニット２２０がＹ方向に移動可能となるように、ガイドフレーム２１１に取り付けられる。そのため、クリーニングユニット２２０は、駆動ベルト２１２が第１リール２１３および第２リール２１４に巻き取りまたは巻き出しされることによって、ガイドフレーム２１１に沿ってＹ方向に移動する。このように、クリーニングユニット２２０は、位置変更部３０によってノズル１５１とともにステージ２０に対して相対的に移動しつつ、クリーニング移動部２１０によってノズル１５１に対して相対的に移動可能に構成されている。

【0039】

図６は、クリーニングユニット２２０の斜視図である。図６は、第１クリーニングユニット２２０ａを示している。クリーニングユニット２２０は、クリーニング部材２２１と、クリーニングボックス２２２と、回収部２２４とを備える。クリーニング部材２２１は、ノズル１５１の先端部ｔｐとの接触によって、先端部ｔｐに付着した異物を除去する。本実施形態では、クリーニング部材２２１は、ブラシとして構成されている。クリーニングボックス２２２の形状は、上部に開口を有する箱形状である。クリーニング部材２２１は、ブラシの毛先が＋Ｚ方向を向くようにクリーニングボックス２２２内の底面に固定されている。回収部２２４は、後述するパージ処理によってノズル１５１から排出された造形材料を回収する。本実施形態では、回収部２２４は、クリーニング部材２２１に隣接して設けられている。回収部２２４の形状は、上部に開口を有する箱形状である。回収部２２４の底面は開閉可能に設けられている。なお、他の実施形態では、クリーニング部材２２１は、ブラシに加え、あるいは、ブラシに代えて、毛を有しないワイパーやブレードを有していてもよい。また、回収部２２４は、ノズル１５１から排出された造形材料を支持できれば箱形状でなくてもよく、例えば、平板状や台状であってもよい。

【0040】

図５に示す廃棄材料収容部２３０は、ノズル１５１から回収部２２４に排出された造形材料を収容する。廃棄材料収容部２３０は、加熱部４０の－Ｙ方向側の端部に着脱可能に取り付けられている。廃棄材料収容部２３０は、上部が開口した箱形状である。回収部２２４から廃棄材料収容部２３０に造形材料が回収される場合は、まず、クリーニング移動部２１０によって回収部２２４が廃棄材料収容部２３０の上方の位置まで移動される。そして、制御部７０によって回収部２２４の底面が開かれることで、回収部２２４内の造形材料が廃棄材料収容部２３０に落下する。

【0041】

本実施形態では、制御部７０は、クリーニング部６０を用いてノズル１５１をクリーニングするための処理として、パージ処理と先端面清掃処理とを実行する。パージ処理とは、ノズル１５１から造形材料とは異なる領域に造形材料を排出させる処理のことを指す。先端面清掃処理とは、ノズル１５１の先端部ｔｐにクリーニング部材２２１を接触させることによって、先端部ｔｐに付着した異物を除去する処理のことを指す。本実施形態では、パージ処理および先端面清掃処理は、退避状態にあるノズル１５１に対して実行される。

【0042】

図７は、パージ処理におけるノズル１５１とクリーニングユニット２２０との位置関係を示す側面図である。例えば、第２ノズル１５１ｂから第２造形材料を排出させるパージ処理では、制御部７０は、ノズル移動部５０を制御して第２吐出部１３ｂを＋Ｚ方向に移動させることで、第２ノズル１５１ｂを第２クリーニングユニット２２０ｂの下方の位置からクリーニングポジションＰｂまで移動させる。また、制御部７０は、クリーニング移動部２１０を制御することで、回収部２２４が第２ノズル１５１ｂの真下に位置するように、第２クリーニングユニット２２０ｂを第２ノズル１５１ｂの下方に移動させる。そして、制御部７０は、第２ヘッド１０ｂの吐出調整部１５４を制御することによって、第２ノズル１５１ｂから、造形領域とは異なる領域である回収部２２４内に、第２造形材料を排出させる。なお、制御部７０は、パージ処理において、例えば、ノズル１５１から造形材料を排出させた後、ノズル１５１をクリーニングポジションＰに位置させたまま、所定時間、待機させてもよい。このようにノズル１５１を待機させることで、パージ処理の後続の処理において、パージ処理に用いた造形材料がノズル１５１から垂れ落ちることを抑制できる。

【0043】

制御部７０は、例えば、第２ノズル１５１ｂの第２先端部ｔｐ２をクリーニングする先端部清掃処理では、クリーニング部材２２１が第２先端部ｔｐ２に擦り付けられるように、第２クリーニングユニット２２０ｂを第２ノズル１５１ｂの下方に移動させる。これにより、第２先端部ｔｐ２に付着した異物としての造形材料が除去される。先端部清掃処理では、特に、ノズル開口１５２やその付近に付着した異物としての造形材料を除去すると好ましい。このように除去された異物は、クリーニングボックス２２２に回収される。本実施形態では、制御部７０は、先端部清掃処理をパージ処理の後に実行する。このようにすることで、ノズル１５１をより効果的にクリーニングできる。

【0044】

なお、他の実施形態では、制御部７０は、例えば、パージ処理と先端部清掃処理とのいずれかのみを実行してもよい。制御部７０がパージ処理のみを実行する場合、クリーニングユニット２２０は、少なくとも回収部２２４を有していればよい。制御部７０が先端部清掃処理のみを実行する場合、クリーニングユニット２２０は、少なくともクリーニング部材２２１を有していればよい。

【0045】

図８は、データ生成装置４００の概略構成を示す説明図である。データ生成装置４００は、ＣＰＵ４１０とメモリー４２０と記憶装置４３０と通信インターフェイス４４０と入出力インターフェイス４５０とがバス４６０によって相互に接続されたコンピューターとして構成されている。入出力インターフェイス４５０には、キーボードやマウスなどの入力装置４７０と、液晶ディスプレイなどの表示装置４８０とが接続されている。データ生成装置４００は、通信インターフェイス４４０を介して、三次元造形装置１００の制御部７０に接続される。

【0046】

ＣＰＵ４１０は、記憶装置４３０に記憶されたプログラムを実行することによって、データ生成部４１１として機能する。データ生成部４１１は、後述するコマンドデータを生成する。

【0047】

図９は、三次元造形装置１００において三次元造形物が造形される様子を模式的に示す説明図である。三次元造形装置１００では、上述したように、可塑化部１２において、回転しているスクリュー１１０の溝１１３に供給された固体状態の材料が可塑化されて造形材料ＭＭが生成される。制御部７０は、ステージ２０上の造形面２１とノズル１５１との距離を保持したまま、位置変更部３０を制御してステージ２０の造形面２１に沿った方向に、ステージ２０に対するノズル１５１の位置を変えながら、ノズル１５１から造形材料ＭＭを吐出させる。ノズル１５１から吐出された造形材料ＭＭは、ノズル１５１の移動方向に連続して堆積されていき、層ＭＬが形成される。制御部７０は、１つの層ＭＬを形成した後、ステージ２０を下降させて、ステージ２０に対するノズル１５１の位置を相対的に＋Ｚ方向に移動させる。そして、これまでに形成された層ＭＬの上に、更に層ＭＬを積み重ねることによって三次元造形物を造形していく。

【0048】

制御部７０は、例えば、一層分の層ＭＬを完了した場合のノズル１５１のＺ方向への移動や、各層ＭＬで独立する複数の造形領域がある場合には、ノズル１５１からの造形材料ＭＭの吐出を一時的に中断させることがある。この場合、制御部７０は、吐出調整部１５４によって流路１５３を閉塞させて、ノズル開口１５２からの造形材料ＭＭの吐出を停止させ、吸引部１５６によってノズル１５１内の造形材料ＭＭを一時的に吸引する。制御部７０は、ノズル１５１の位置を変更した後、吸引部１５６内の造形材料ＭＭを排出しつつ吐出調整部１５４によって流路１５３を開くことによって、変更後のノズル１５１の位置から造形材料ＭＭの堆積を再開させる。

【0049】

図１０は、三次元造形システム２００において実行される造形処理のフローチャートである。この造形処理は、例えば、制御部７０に対してユーザーによる所定の開始操作が行われた場合に実行される。図１０に示すステップＳ１０からＳ５０の処理は、データ生成装置４００において実行され、ステップＳ６０からＳ８０の処理は、三次元造形装置１００において実行される。本実施形態における造形処理で造形される三次元造形物は、本体部と、その本体部を支持するためのサポート構造とを含む。

【0050】

ステップＳ１０にて、データ生成部４１１は、他のコンピューター、記録媒体、あるいは、記憶装置４３０から、三次元造形物の形状を表す形状データを取得する。本実施形態では、データ生成部４１１は、ステップＳ１０において、形状データとして、本体部の形状を表す三次元形状データを取得する。形状データとしては、例えば、三次元ＣＡＤソフトや三次元ＣＧソフト等を用いて作成された、ＳＴＬ形式やＡＭＦ形式等のデータを用いることができる。

【0051】

ステップＳ２０にて、データ生成部４１１は、ステップＳ１０で取得した形状データを解析することによって、サポート構造の形状を決定する。データ生成部４１１は、ステップＳ２０では、例えば、本体部のうち下方に支えのない出っ張りの部分である「オーバーハング部」がサポート構造によって下方から支持されるように、サポート構造の形状を決定する。本実施形態では、ステップＳ１０およびＳ２０が実行されることで、造形処理で造形される三次元造形物の形状、つまり、本体部の形状とサポート構造の形状とが決定される。

【0052】

ステップＳ３０にて、データ生成部４１１は、スライスデータを生成する。スライスデータとは、複数の層にスライスされた三次元造形物の形状を表すデータのことを指す。より詳細には、データ生成部４１１は、三次元造形物の形状をＸＹ平面に沿って複数の層にスライスすることによって、スライスデータを生成する。

【0053】

ステップＳ４０にて、データ生成部４１１は、造形パスデータを生成する。造形パスデータとは、ノズル１５１の移動経路を表すデータのことを指す。造形パスデータは、直線状の複数の移動経路を表すデータを含んでいる。造形パスデータに含まれる各移動経路には、その移動経路において吐出される造形材料の吐出量を表す吐出量情報が含まれる。データ生成部４１１は、スライスによって生成された三次元造形物の全ての層について造形パスデータ及び吐出量情報を生成することによって、造形パスデータを生成する。

【0054】

ステップＳ５０にて、データ生成部４１１は、造形処理において制御部７０が三次元造形装置１００の各部を制御するためのコマンドデータを生成する。本実施形態では、データ生成部４１１は、ステップＳ５０において、造形パスデータにコマンドデータを追加することによって、コマンドデータを生成する。以下では、コマンドデータが追加された造形パスデータのことを、造形データとも呼ぶ。

【0055】

図１１は、本実施形態におけるコマンドデータを説明する図である。図１１に示すように、コマンドデータは、第１コマンドデータと第２コマンドデータとに分類可能である。第１コマンドデータとは、造形パスデータに従った造形材料の層の積層を実現するためのコマンドを表すデータのことを指す。第２コマンドデータとは、ノズル１５１のクリーニングを実行するためのコマンドデータのことを指す。より詳細には、第２コマンドデータは、三次元造形物を造形するための最初の吐出が行われたタイミング以後にノズル１５１のクリーニングを実行するためのコマンドデータである。以下では、「三次元造形物を造形するための最初の吐出」のことを、単に「最初の吐出」とも呼ぶ。

【0056】

図１１に示すように、第１コマンドデータは、第１積層コマンドデータと、第２積層コマンドデータとに分類可能である。第１積層コマンドデータは、造形パスデータに含まれる移動経路に従って第１ノズル１５１ａから第１造形材料を吐出させることによって、造形領域に第１造形材料の層を積層するためのコマンドを表すデータである。第１積層コマンドデータは、後述する第１積層処理を実行するのに用いられる。第２積層コマンドデータは、造形パスデータに含まれる移動経路に従って第２ノズル１５１ｂから第１造形材料を吐出させることによって、造形領域に第２造形材料の層を積層するためのコマンドを表すデータである。第２積層コマンドデータは、後述する第２積層処理を実行するのに用いられる。

【0057】

第１積層コマンドデータは、第１積層開始コマンドと第１積層停止コマンドとを含む。第１積層開始コマンドは、第１ノズル１５１ａからの第１造形材料の吐出を開始させることによって第１造形材料の層の積層を開始するコマンドである。第１積層停止コマンドは、第１ノズル１５１ａからの第１造形材料の吐出を停止させることによって第１造形材料の層の積層を停止するコマンドである。本実施形態における第１積層開始コマンドは、造形パスデータに従って第１ヘッド１０ａの移動を開始させ、かつ、吸引部１５６内の造形材料を流路１５３に排出し、かつ、吐出調整部１５４を制御して流路１５３の開度をゼロより大きくするコマンドである。また、第１積層停止コマンドは、造形パスデータに従って第１ヘッド１０ａの移動を停止し、かつ、吐出調整部１５４を制御して流路１５３の開度をゼロにし、かつ、流路１５３内の造形材料を吸引部１５６内に吸引するコマンドである。以下では、第１積層開始コマンドのことを、単に積層開始コマンドとも呼ぶ。第１積層停止コマンドのことを、単に積層停止コマンドとも呼ぶ。

【0058】

第１積層開始コマンドおよび第１積層停止コマンドは、それぞれ、位置変更部３０や、吐出調整部１５４、吸引部１５６等の各部の制御値を指定する。位置変更部３０の制御値には、例えば、位置変更部３０の各電動アクチュエーターを制御するための制御値が含まれる。吐出調整部１５４の制御値には、例えば、バタフライバルブの回転角度を制御するための制御値が含まれる。より具体的には、この制御値は、例えば、吐出調整部１５４を駆動させる駆動部の制御値である。吸引部１５６の制御データには、例えば、プランジャーの位置を制御するための制御値が含まれる。より具体的には、この制御値は、例えば、吸引部１５６を駆動させる駆動部の制御値である。他の実施形態では、第１積層開始コマンドや第１積層停止コマンドは、例えば、可塑化部１２の制御値を指定してもよい。可塑化部１２の制御値には、例えば、スクリュー１１０の回転数や、可塑化ヒーター１４４の温度や、スクリュー１１０の圧力値を制御するための制御値等が含まれる。また、例えば、三次元造形装置１００に吸引部１５６が備えられていない場合には、第１積層開始コマンドや第１積層停止コマンドは、吸引部１５６の制御値を指定しなくてもよい。

【0059】

第１積層コマンドデータの実行時間は、第１吐出時間に対応する。第１吐出時間は、第１積層コマンドデータによって第１造形材料が吐出される時間を表す。本実施形態では、第１積層コマンドデータの実行時間は、第１吐出時間と同じ時間に設定される。第１吐出時間は、第１積層コマンドデータに対応する本体経路に従って第１造形材料の層が積層されている時間として、本体経路の長さとその本体経路を移動する第１ノズル１５１ａの移動速度とによって定まる。なお、ノズル１５１の移動速度は、例えば、三次元造形物を造形するための造形条件としてユーザーによって設定可能であってもよいし、制御部７０やデータ生成部４１１によってユーザーによらずに定められてもよい。以下では、第１吐出時間のことを単に吐出時間とも呼ぶ。

【0060】

第２積層コマンドデータは、第１積層コマンドデータと略同様に、第２積層開始コマンドと第２積層停止コマンドとを含む。第２積層開始コマンドは、第２ノズル１５１ｂからの第２造形材料の吐出を開始させることによって第２造形材料の層の積層を開始するコマンドである。第２積層停止コマンドは、第２ノズル１５１ｂからの第２造形材料の吐出を停止させることによって第２造形材料の層の積層を停止するコマンドである。第２積層コマンドデータの実行時間は、第１吐出時間の実行時間と略同様に、第２吐出時間に対応する。第２吐出時間は、第２積層コマンドデータによって第２造形材料が吐出される時間を表す。本実施形態では、第２積層コマンドデータの実行時間は、第２吐出時間と同じ時間に設定される。

【0061】

第２コマンドデータは、第１クリーニングコマンドデータと、第２クリーニングコマンドデータとに分類可能である。第１クリーニングコマンドデータは、後述する第１クリーニング処理を実行するのに用いられる。第２クリーニングデータは、後述する第２クリーニング処理を実行するのに用いられる。本実施形態では、第１クリーニングコマンドデータおよび第２クリーニングコマンドデータは、パージコマンドと先端部清掃コマンドとを含む。パージコマンドは、上述したパージ処理を実行するためのコマンドであり、パージ処理を開始させるパージ開始コマンドと、パージ処理を停止させるパージ停止コマンドとを含む。先端部清掃コマンドは、上述した先端部清掃処理を実行するためのコマンドであり、先端部清掃処理を開始させる先端部清掃開始コマンドと、先端部清掃処理を停止させる先端部清掃停止コマンドとを含む。本実施形態では、パージコマンドは、先端部清掃コマンドの後に実行されるコマンドである。以下では、第２クリーニングコマンドデータのことを、単にクリーニングコマンドデータとも呼ぶ。

【0062】

第１クリーニングコマンドデータは、第１ノズル１５１ａのクリーニングを開始する第１クリーニング開始コマンドと、第１ノズル１５１ａのクリーニングを停止する第１クリーニング停止コマンドとを含む。第２クリーニングコマンドデータは、第２ノズル１５１ｂのクリーニングを開始する第２クリーニング開始コマンドと、第２ノズル１５１ｂのクリーニングを停止する第２クリーニング停止コマンドとを含む。本実施形態では、第１クリーニングコマンドデータに含まれるパージ開始コマンドが、第１クリーニング開始コマンドに相当し、第２クリーニングコマンドデータに含まれるパージ開始コマンドが、第２クリーニング開始コマンドに相当する。また、第１クリーニングコマンドデータに含まれる先端部清掃停止コマンドが、第１クリーニング停止コマンドに相当し、第２クリーニングコマンドデータに含まれる先端部清掃停止コマンドが、第２クリーニング停止コマンドに相当する。以下では、第２クリーニング開始コマンドのことを、単にクリーニング開始コマンドとも呼ぶ。また、第２クリーニング停止コマンドのことを、単にクリーニング停止コマンドとも呼ぶ。

【0063】

第２クリーニングコマンドデータの実行時間は、第２クリーニング時間に対応する。第２クリーニング時間とは、第２クリーニング処理によって第２ノズル１５１ｂをクリーニングするのに要する時間を表す。本実施形態では、第２クリーニングコマンドデータの実行時間は、第２クリーニング時間と同じ時間である。第２クリーニング時間の長さは、第２クリーニング処理の内容に応じて定まり、例えば、パージ処理において第２ノズル１５１ｂから排出させる第２造形材料の量がより多い場合や、先端部清掃処理においてクリーニング部材２２１をノズル１５１に擦り付ける回数がより多い場合に長くなる。第２クリーニング処理の内容は、第２クリーニングコマンドデータの実行時間が、第１積層コマンドデータの実行時間以下となるように設定される。同様に、第１クリーニングコマンドデータの実行時間は、第１クリーニング時間に対応する。第１クリーニング時間は、第１クリーニング処理によって第１ノズル１５１ａをクリーニングするのに要する時間を表す。本実施形態では、第１クリーニングコマンドデータの実行時間は、第１クリーニング時間と同じ時間である。

【0064】

データ生成部４１１は、図１０のステップＳ５０では、造形パスデータに基づいて、本体部を生成するための移動経路である本体経路に対応して第１積層コマンドデータを生成し、サポート構造を生成するための移動経路であるサポート経路に対応して第２積層コマンドデータを生成する。また、データ生成部４１１は、ステップＳ５０では、第１積層コマンドデータに対応して第２クリーニングコマンドデータを生成し、第２積層コマンドデータに対応して第１クリーニングコマンドデータを生成する。

【0065】

データ生成部４１１は、ステップＳ５０では、第２クリーニング開始コマンドおよび第２クリーニング停止コマンドを、第１積層開始コマンドと第１積層停止コマンドとの間に実行されるコマンドとして生成する。より詳細には、データ生成部４１１は、まず、第２クリーニング停止コマンドを、第１積層停止コマンドと同じタイミングで実行されるコマンドとして生成する。ある第１積層コマンドデータにおける第１積層停止コマンドの実行タイミングは、その第１積層コマンドデータの実行時間に基づいて算出される。次に、データ生成部４１１は、第２クリーニング開始コマンドを、第２クリーニング停止コマンドの実行タイミングから第２クリーニングコマンドの実行時間分、遡ったタイミングで実行されるコマンドとして生成する。また、本実施形態では、データ生成部４１１は、ステップＳ５０において、第１クリーニング開始コマンドおよび第１クリーニング停止コマンドを、上記の第２クリーニング開始コマンドおよび第２クリーニング停止コマンドと略同様に、第２積層開始コマンドと第２積層停止コマンドとの間に実行されるコマンドとして生成する。

【0066】

ステップＳ６０にて、三次元造形装置１００の制御部７０は、データ生成装置４００によって生成された造形データを、データ生成装置４００から取得する。

【0067】

ステップＳ７０にて、三次元造形装置１００の制御部７０は、事前クリーニング処理を実行する。事前クリーニング処理とは、造形処理において、最初の吐出に先立って実行される、第１ヘッド１０ａや第２ヘッド１０ｂをクリーニングする処理のことを指す。事前クリーニング処理では、例えば、上述したパージ処理や先端部清掃処理が実行される。ステップＳ７０では、第１ヘッド１０ａと第２ヘッド１０ｂとは、例えば、クリーニング部６０によって同時にクリーニングされてもよい。

【0068】

ステップＳ８０にて、制御部７０は、積層処理を実行する。積層処理とは、造形パスデータに従ってノズル１５１を移動させつつ、ノズル１５１から造形材料を吐出させることによって、造形領域に造形材料の層を積層する処理のことを指す。本実施形態における積層処理では、制御部７０は、第１積層処理と、第２積層処理と、第１クリーニング処理と、第２クリーニング処理とを実行する。

【0069】

第１積層処理とは、第１ヘッド１０ａとステージ２０との相対的な位置を変化させつつ、第１ノズル１５１ａから第１造形材料を吐出させることによって、造形領域に第１造形材料の層を積層する処理のことを指す。第２積層処理とは、第２クリーニング処理の後に、第２ヘッド１０ｂとステージ２０との相対的な位置を変化させつつ、第２ノズル１５１ｂから第２造形材料を吐出させることによって、造形領域に第２造形材料の層を積層する処理のことを指す。第１クリーニング処理とは、クリーニング部６０を用いて第１ノズル１５１ａをクリーニングする処理のことを指す。第２クリーニング処理とは、クリーニング部６０を用いて第２ノズル１５１ｂをクリーニングする処理のことを指す。より詳細には、第１クリーニング処理および第２クリーニング処理は、最初の吐出が開始されたタイミング以後に実行される。

【0070】

図１２は、図１０のステップＳ８０で実行される積層処理のフローチャートである。図１３は、本実施形態における積層処理が実行される様子の例を示す説明図である。図１３は、積層処理において実行される各処理を、第１ノズル１５１ａに関する処理と第２ノズル１５１ｂに関する処理とに区別するとともに、時系列に沿って示している。より詳細には、第１ノズル１５１ａに関する処理は、第１積層処理ＳＰ１および第１クリーニング処理ＣＰ１である。第２ノズル１５１ｂに関する処理は、第２積層処理ＳＰ２および第２クリーニング処理ＣＰ２である。図１３では、時間軸に沿って右に進むほど時間が経過する。

【0071】

図１２のステップＳ８１にて、制御部７０は、造形データに基づいて、次の層を造形するか否かを判定する。より詳細には、制御部７０は、造形データに基づいて、ステップＳ８１の実行時点で全ての層の積層が完了しているか否かを判定し、全ての層の積層が完了していない場合、次の層を造形すると判定する。従って、制御部７０は、最初に実行するステップＳ８１では、次の層を造形すると判定する。制御部７０は、次の層を造形しないと判定した場合、積層処理を終了させる。

【0072】

ステップＳ８２にて、制御部７０は、造形データに基づいて、次の層が第１造形材料の層であるか否かを判定する。ステップＳ８２で次の層が第１造形材料の層であると判定された場合、次の層の造形では、第１ノズル１５１ａが使用される。ステップＳ８２で次の層が第１造形材料の層でないと判定された場合、次の層の造形では、第２ノズル１５１ｂが使用される。なお、図１３は、最初のステップＳ８２で次の層が第１造形材料の層であると判定され、２回目のステップＳ８２で次の層が第１造形材料の層でないと判定された場合における様子を示している。

【0073】

ステップＳ８２で次の層が第１造形材料の層であると判定された場合、ステップＳ８３にて、制御部７０は、第２造形データに従って第１積層開始コマンドＳＳ１を実行することによって、第１積層処理ＳＰ１を開始する。図１３では、時刻ｔ１において第１積層開始コマンドＳＳ１が実行された様子が示されている。

【0074】

ステップＳ８４にて、制御部７０は、造形データに従って第２クリーニング開始コマンドＣＳ２を実行することによって、第２クリーニング処理ＣＰ２を開始する。図１３では、時刻ｔ３において第２クリーニング開始コマンドＣＳ２が実行された様子が示されている。時刻ｔ３は、時刻ｔ１から、第１積層処理ＳＰ１の実行時間ＴＳ１の長さと、第２クリーニング処理ＣＰ２の実行時間ＴＣ２との長さとの差に相当する時間が経過した時刻である。実行時間ＴＳ１は、第１積層処理ＳＰ１に対応する第１積層コマンドデータの実行時間と同じ時間であり、本実施形態では、第１吐出時間と同じ時間である。実行時間ＴＣ２は、第２クリーニング処理ＣＰ２に対応する第２クリーニングコマンドデータの実行時間と同じ時間であり、本実施形態では、第２クリーニング時間と同じ時間である。

【0075】

ステップＳ８５にて、制御部７０は、造形データに従って第２クリーニング停止コマンドＣＥ２を実行することによって、第２クリーニング処理ＣＰ２を終了させる。図１３では、時刻ｔ５において第２クリーニング停止コマンドＣＥ２が実行された様子が示されている。時刻ｔ５は、時刻ｔ３から実行時間ＴＣ２が経過した時刻である。また、時刻ｔ５は、時刻ｔ１から実行時間ＴＳ１が経過した時刻でもある。

【0076】

ステップＳ８６にて、制御部７０は、造形データに従って第１積層停止コマンドＳＥ１を実行することによって、第１積層処理ＳＰ１を終了させる。図１３では、時刻ｔ５において、第２クリーニング停止コマンドＣＥ２と同時に第１積層停止コマンドＳＥ１が実行された様子が示されている。なお、第１積層停止コマンドＳＥ１は、第２クリーニング停止コマンドＣＥ２の実行タイミング以後に実行されればよく、他の実施形態では、第２クリーニング停止コマンドＣＥ２の実行タイミングより後に実行されてもよい。ステップＳ８６の完了後、制御部７０は、ステップＳ８１に処理を戻す。

【0077】

ステップＳ８２で次の層が第１造形材料の層でないと判定された場合、ステップＳ８７にて、制御部７０は、第２造形データに従って第２積層開始コマンドＳＳ２を実行することによって、第２積層処理ＳＰ２を開始する。図１３では、時刻ｔ７において第２積層開始コマンドＳＳ２が実行された様子が示されている。

【0078】

ステップＳ８８にて、制御部７０は、造形データに従って第１クリーニング開始コマンドＣＳ１を実行することによって、第１クリーニング処理ＣＰ１を開始させる。図１３では、時刻ｔ９において第１クリーニング開始コマンドＣＳ１が実行された様子が示されている。時刻ｔ９は、時刻ｔ７から、第２積層処理ＳＰ２の実行時間ＴＳ２の長さと、第１クリーニング処理ＣＰ１の実行時間ＴＣ１の長さとの差に相当する時間が経過した時刻である。実行時間ＴＳ２は、第２積層処理ＳＰ２に対応する第２積層コマンドデータの実行時間と同じ時間である。実行時間ＴＣ１は、第１クリーニング処理ＣＰ１に対応する第１クリーニングコマンドデータの実行時間と同じ時間である。

【0079】

ステップＳ８９にて、制御部７０は、第２造形データに従って第１クリーニング停止コマンドＣＥ１を実行することによって、第１クリーニング処理ＣＰ１を終了させる。図１３では、時刻ｔ１１において第１クリーニング停止コマンドＣＥ１が実行された様子が示されている。時刻ｔ１１は、時刻ｔ９から実行時間ＴＣ１が経過した時刻である。また、時刻ｔ１１は、時刻ｔ７から実行時間ＴＳ２が経過した時刻でもある。

【0080】

ステップＳ９０にて、制御部７０は、第２造形データに従って第２積層停止コマンドＳＥ２を実行することによって、第２積層処理ＳＰ２を終了させる。図１３では、時刻ｔ１１において、第１クリーニング停止コマンドＣＥ１と同時に第２積層停止コマンドＳＥ２が実行された様子が示されている。なお、第２積層停止コマンドＳＥ２は、第１積層停止コマンドＳＥ１と略同様に、第１クリーニング停止コマンドＣＥ１の実行タイミング以後に実行されればよい。ステップＳ９０の完了後、制御部７０は、ステップＳ８１に処理を戻す。

【0081】

図１３に示すように、第２クリーニング処理ＣＰ２が開始されるタイミングに相当する時刻ｔ３と、第２クリーニング処理ＣＰ２が終了するタイミングに相当する時刻ｔ５とは、それぞれ、第１積層処理ＳＰ１が実行されている期間内に含まれる。また、本実施形態では、第１クリーニング処理ＣＰ１が開始されるタイミングに相当する時刻ｔ９と、第１クリーニング処理ＣＰ１が終了するタイミングに相当する時刻ｔ１１とは、第２積層処理ＳＰ２が実行されている期間内に含まれる。

【0082】

また、本実施形態では、第２クリーニング処理ＣＰ２が実行される期間における中間の時刻ｔｍ２は、第１積層処理ＳＰ１が実行される期間における中間の時刻ｔｍ１よりも後である。より詳細には、本実施形態では、このように時刻ｔｍ２が時刻ｔｍ１よりも後であることは、第２クリーニング処理ＣＰ２と第１積層処理ＳＰ１とがそれぞれ同じ時刻ｔ５において完了することによって実現されている。また、第２クリーニング処理ＣＰ２と第１積層処理ＳＰ１とがそれぞれ同じ時刻で完了することは、第２クリーニング停止コマンドＣＥ２が第１積層停止コマンドＳＥ１とが同じタイミングで実行されるようにコマンドデータが生成されることで実現されている。なお、本実施形態では、第１クリーニング処理ＣＰ１が実行される期間における中間の時刻は、時刻ｔｍ２と略同様に、第２積層処理ＳＰ２が実行される期間における中間の時刻よりも後である。

【0083】

以上で説明した本実施形態における三次元造形装置１００によれば、制御部７０は、造形領域に第１造形材料の層を積層する第１積層処理と、クリーニング部６０を用いて第２ノズル１５１ｂをクリーニングする第２クリーニング処理と、第２クリーニング処理の後に造形領域に第２造形材料の層を積層する第２積層処理とを実行する。第２クリーニング処理の開始タイミングと終了タイミングとは、それぞれ、第１積層処理が実行されている期間内に含まれる。このようにすれば、第１積層処理が実行されている間に第２ノズル１５１ｂのクリーニングが完了するので、第１積層処理が完了してから第２積層処理が開始されるまでに、第２ノズル１５１ｂのクリーニングに起因して、造形の途中で、三次元造形物を実際には造形していない待ち時間が生じることを抑制できる。そのため、三次元造形物の造形に要する造形時間を全体として短縮できる可能性が高まる。

【0084】

また、本実施形態では、第１クリーニング処理の開始タイミングと終了タイミングとは、それぞれ、第２積層処理が実行されている期間内に含まれる。そのため、第２積層処理が完了してから第１積層処理が開始されるまでに、第１ノズル１５１ａのクリーニングに起因して、造形の途中で、三次元造形物を実際には造形していない待ち時間が生じることを抑制できる。従って、造形時間を全体として短縮できる可能性がより高まる。

【0085】

また、本実施形態では、第２クリーニング処理が実行される期間における中間の時刻ｔｍ２は、第１積層処理が実行される期間における中間の時刻ｔｍ１よりも後である。このようにすれば、時刻ｔｍ２が時刻ｔｍ１以前である場合と比較して、第２クリーニング処理が完了してから第２積層処理が開始されるまでの時間をより短くできる。そのため、第２クリーニング処理が完了してから第２積層処理が開始されるまでに、例えば、パージ処理で用いた第２造形材料が第２ノズル１５１ｂ内の第２ノズル開口１５２ｂ付近で滞留することや、先端部清掃処理で一旦クリーニングされた第２先端部ｔｐ２に新たな異物が付着することを抑制できる。そのため、第２積層処理において吐出される第２造形材料の品質をより高めることや、第２積層処理において第２先端部ｔｐ２から造形領域へと異物が落下するのをより抑制することができ、第２積層処理における造形精度をより向上できる。従って、三次元造形物の造形精度を向上できる。

【0086】

また、本実施形態では、クリーニングユニット２２０は、第２ノズル１５１ｂから排出される第２造形材料を回収する回収部２２４と、第２ノズル１５１ｂの第２先端部ｔｐ２との接触によって、第２先端部ｔｐ２に付着した異物を除去するクリーニング部材２２１との少なくともいずれかを有している。また、クリーニングユニット２２０は、第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂとともにステージ２０に対する相対的な位置が変化するように構成され、かつ、クリーニング処理が実行されている間に、第２ノズル１５１ｂの下方に位置することが可能に構成されている。このようにすれば、第２ヘッド１０ｂが第１ヘッド１０ａとともにステージ２０との相対的な位置が変化するように構成されている形態において、クリーニングユニット２２０によって第２ノズル１５１ｂを簡易にクリーニングできる。また、本実施形態では、クリーニングユニット２２０は、加熱部４０の上方に配置され、加熱部４０とともにステージ２０との相対的な位置が変化するように構成されているので、加熱部４０の下方で加熱部４０によってステージ２０上の造形材料を加熱しつつ、加熱部４０の上方でクリーニングユニット２２０によってノズル１５１を簡易にクリーニングできる。

【0087】

Ｂ．第２実施形態：
図１４は、第２実施形態における積層処理が実行される様子の例を示す説明図である。図１４は、図１３と同様に、積層処理において実行される各処理を時系列に沿って示している。本実施形態では、制御部７０は、第１実施形態とは異なり、１回の第１積層処理において、２層以上の第１造形材料の層を連続して積層する。本実施形態における三次元造形装置１００やデータ生成装置４００の構成のうち、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様である。

【0088】

上述した「２層以上の第１造形材料の層を連続して積層する」とは、途中で第１造形材料以外の造形材料の層を積層することなく２層以上の第１造形材料の層を積層することを指す。２層以上の第１造形材料の層を連続して積層している間には、途中で第１造形材料以外の層を積層しなければ、第１造形材料の吐出が一時的に停止されるタイミングが含まれていてもよい。例えば、ｎ層とｎ＋１層とを連続して積層する場合に、ｎ層の積層が完了するタイミングで第１造形材料の吐出が一時的に停止され、ｎ＋１層の積層が開始されるタイミングで第１造形材料の吐出が再開されてもよい。なお、ｎは任意の自然数である。

【0089】

本実施形態では、制御部７０は、１回の第１積層処理において、途中で第２造形材料の層を積層することなく、２層の第１造形材料の層を連続して積層する。図１４に示した第１積層処理ＳＰ１は、処理ＳＰ１ａと処理ＳＰ１ｂとを含んでいる。処理ＳＰ１ａは、第１積層処理ＳＰ１によって積層される２層のうちの下層を積層する処理である。処理ＳＰ１ｂは、２層のうちの上層を積層する処理である。処理ＳＰ１ａは、開始コマンドＳＳ１ａが実行されることによって開始され、停止コマンドＳＥ１ａが実行されることによって終了する。処理ＳＰ１ｂは、開始コマンドＳＳ１ｂが実行されることによって開始され、停止コマンドＳＥ１ｂが実行されることによって終了する。停止コマンドＳＥ１ａが実行された場合、第１造形材料の吐出は一時的に停止されるが、第１積層処理ＳＰ１は終了しない。停止コマンドＳＥ１ａによって一時的に停止された第１造形材料の吐出は、開始コマンドＳＳ１ｂが実行されることによって再開される。図１４の例では、開始コマンドＳＳ１ａが第１積層開始コマンドＳＳ１に相当する。また、停止コマンドＳＥ１ｂが第１積層停止コマンドＳＥ１に相当する。

【0090】

なお、図１４の例では、第１積層処理ＳＰ１の実行時間ＴＳ１は、処理ＳＰ１ａの実行時間ＴＳ１ａと処理ＳＰ１ｂの実行時間ＴＳ１ｂとの合計時間よりも長い。より詳細には、実行時間ＴＳ１は、実行時間ＴＳ１ａと、実行時間ＴＳ１ｂと、ノズル１５１の下層から上層への移動時間とを含んでいる。

【0091】

以上で説明した本実施形態における三次元造形装置１００によれば、制御部７０は、１回の第１積層処理において、２層以上の第１造形材料の層を連続して積層する。このようにすれば、１回の第１積層処理において１層の第１造形材料の層のみを積層する場合と比較して、第１積層処理の実行時間が長くなる。そのため、第２クリーニング処理の開始タイミングおよび完了タイミングを、第１積層処理が実行されている期間内に含ませやすくなる。

【0092】

Ｃ．第３実施形態：
図１５は、データ生成処理のフローチャートである。本実施形態では、データ生成部４１１は、第１実施形態とは異なり、コマンドデータを生成する際に、後述する判定処理を実行する。本実施形態における三次元造形装置１００やデータ生成装置４００の構成のうち、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様である。

【0093】

図１５に示したデータ生成処理は、図１０のステップＳ５０で実行される。より詳細には、データ生成部４１１は、図１０のステップＳ５０で、本体経路に対応して第１積層コマンドデータおよび第２クリーニングコマンドデータを生成する場合に、図１５に示したデータ生成処理を実行する。

【0094】

ステップＳ５１にて、データ生成部４１１は、判定処理を実行する。判定処理とは、第１吐出時間が予め定められた基準時間以上であるか否かを判定する処理のことを指す。基準時間は、例えば、パージ処理の実行時間に基づいて定められ、本実施形態では、パージ処理の実行時間と先端部清掃コマンドの実行時間との合計時間として定められる。

【0095】

データ生成部４１１は、ステップＳ５１で第１吐出時間が基準時間以上であると判定した場合、ステップＳ５２に処理を進める。ステップＳ５２にて、データ生成部４１１は、ステップＳ５１で判定処理の対象となった第１積層コマンドデータに対応する第２クリーニングコマンドデータとして、第２ノズル１５１ｂから第２造形材料を排出させるパージコマンドを含む第２クリーニングコマンドデータを生成する。より詳細には、本実施形態では、データ生成部４１１は、ステップＳ５２において、パージコマンドと先端部清掃コマンドとを含む第２クリーニングコマンドデータを生成する。一方で、データ生成部４１１は、ステップＳ５１で第１吐出時間が基準時間以上でないと判定した場合、ステップＳ５３に処理を進める。ステップＳ５３にて、データ生成部４１１は、同様に判定処理の対象となった第１積層コマンドデータに対応する第２クリーニングデータとして、パージコマンドを含まない第２クリーニングコマンドデータを生成する。つまり、データ生成部４１１は、第１吐出時間が基準時間未満である場合、パージコマンドを含まない第２クリーニングコマンドデータを生成する。より詳細には、本実施形態では、データ生成部４１１は、ステップＳ５３において、先端部清掃コマンドのみを含む第２クリーニングコマンドデータを生成する。

【0096】

以上で説明した本実施形態におけるデータ生成装置４００によれば、データ生成部４１１は、第１吐出時間が基準時間以上である場合、パージコマンドを含む第２クリーニングコマンドデータを生成し、第１吐出時間が基準時間未満である場合、パージコマンドを含まない第２クリーニングコマンドデータを生成する。このようにすれば、第１吐出時間が基準時間未満である場合に生成される第２クリーニングコマンドデータの実行時間を、第１吐出時間が基準時間以上である場合に生成される第２クリーニングコマンドデータと比較して、パージコマンドの実行時間の分、短くできる。そのため、第１吐出時間が比較的短い場合であっても、第２クリーニング開始コマンドと第２クリーニング停止コマンドとを、第１積層開始コマンドと第１積層停止コマンドとの間に実行されるコマンドとして容易に生成できる。また、第１吐出時間が基準時間以上である場合には、第２ノズル１５１ｂのパージが実行されるように第２クリーニングコマンドを生成できる。そのため、例えば、第２クリーニングコマンドを、一律にパージコマンドを含まないコマンドとして生成する形態と比較して、第２積層処理において吐出される第２造形材料の品質を高めることができる。

【0097】

Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ－１）上記実施形態では、第２クリーニング処理が実行される期間における中間の時刻は、第１積層処理が実行される期間における中間の時刻よりも後である。これに対して、第２クリーニング処理が実行される期間における中間の時刻が、第１積層処理が実行される期間における中間の時刻以前であってもよい。例えば、図１０のステップＳ５０において、データ生成部４１１が、第２クリーニング開始コマンドを第１積層開始コマンドと同じタイミングで実行されるコマンドとして生成した場合、第２クリーニング処理が実行される期間における中間の時刻は、第１積層処理が実行される期間における中間の時刻以前となる。

【0098】

（Ｄ－２）上記実施形態では、クリーニングユニット２２０は、第１ヘッド１０ａおよび第２ヘッド１０ｂとともにステージ２０に対する相対的な位置が変化するように構成されているが、このように構成されていなくてもよい。例えば、第２ヘッド１０ｂを、第１ヘッド１０ａとは独立してステージ２０との相対的な位置が変化するように構成し、第２クリーニング処理において、ステージ２０に対して位置が固定された回収部２２４やクリーニング部材２２１まで第２ヘッド１０ｂを移動させてもよい。同様に、第１クリーニング処理において、位置が固定された回収部２２４やクリーニング部材２２１まで第１ヘッド１０ａを移動させてもよい。また、クリーニングユニット２２０を、第１ヘッド１０ａや第２ヘッド１０ｂとは独立してステージ２０との相対的な位置が変化するように構成してもよい。

【0099】

（Ｄ－３）上記実施形態では、第１ノズル１５１ａと第２ノズル１５１ｂとに対応して２つのクリーニングユニット２２０が設けられているが、クリーニングユニット２２０の個数と、ノズル１５１やヘッド１０の個数とを対応させなくてもよい。例えば、１つのクリーニングユニット２２０のみを設け、そのクリーニングユニット２２０によって第１ノズル１５１ａと第２ノズル１５１ｂとをクリーニングするように構成してもよい。

【0100】

（Ｄ－４）上記実施形態では、データ生成部４１１は、コマンドデータを造形パスデータに追加することによってコマンドデータを生成している。これに対して、データ生成部４１１は、コマンドデータを造形パスデータとは別のデータとして生成してもよい。

【0101】

（Ｄ－５）上記実施形態では、データ生成部４１１は、図１０のステップＳ１０で、本体部の形状を表す形状データを取得している。これに対して、データ生成部４１１は、図１０のステップＳ１０で、例えば、本体部とサポート構造とを含む形状データを取得してもよい。また、データ生成部４１１は、例えば、スライスデータや造形パスデータを生成しなくてもよく、例えば、他のスライサーソフトによって生成されたスライスデータに基づいて造形パスデータを生成し、その造形パスデータに基づいてコマンドデータを生成してもよいし、他のデータ生成装置によって生成された造形パスデータに基づいてコマンドデータを生成してもよい。

【0102】

（Ｄ－６）上記実施形態では、第１造形材料と第２造形材料との組み合わせは、本体用材料とサポート用材料との組み合わせであったが、他の組み合わせであってもよい。例えば、第１造形材料と第２造形材料との組み合わせは、例えば、異なる色や異なる材質の本体用材料の組み合わせであってもよい。また、第１造形材料と第２造形材料とが、それぞれ同じ本体用材料であってもよい。この場合、例えば、第１ノズル１５１ａによる造形中に第２ノズル１５１ｂをクリーニングすることと、第２ノズル１５１ｂによる造形中に第１ノズル１５１ａをクリーニングすることとを交互に繰り返すことで、三次元造形物を効率的に精度良く造形できる。また、第１造形材料と第２造形材料とが本体材料である場合、三次元造形物は、サポート構造を含んでいなくてもよい。

【0103】

（Ｄ－７）上記実施形態の三次元造形装置１００は、２つのヘッド１０を備えているが、三次元造形装置１００は、３つ以上のヘッド１０を備えていてもよい。この場合、第２クリーニング処理において、第１ノズル１５１ａ以外の複数のノズル１５１が同時にクリーニングされてもよい。例えば、三次元造形装置１００が３つのヘッド１０を備える場合、第２クリーニング処理において、第２ノズル１５１ｂと、第３のヘッド１０のノズル１５１とが同時にクリーニングされてもよい。

【0104】

（Ｄ－８）上記実施形態において、ヘッド１０に備えられた可塑化部１２は、フラットスクリューによって材料を可塑化している。これに対して可塑化部１２は、例えば、インラインスクリューを回転させることによって材料を可塑化するものであってもよい。また、可塑化部１２は、フィラメント状の材料をヒーターで可塑化するものであってもよい。

【0105】

Ｅ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0106】

（１）本開示の第１の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、ステージと、前記ステージに向けて第１造形材料を吐出する第１ノズルを有する第１ヘッドと、前記ステージに向けて第２造形材料を吐出する第２ノズルを有する第２ヘッドと、前記第１ヘッドと前記ステージとの相対的な位置、および、前記第２ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変更する位置変更部と、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルをクリーニングするクリーニング部と、前記第１ヘッド、前記第２ヘッドおよび前記位置変更部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第１ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記第１ノズルから前記第１造形材料を吐出させることによって、前記ステージの造形領域に前記第１造形材料の層を積層する第１積層処理と、前記クリーニング部を用いて前記第２ノズルをクリーニングするクリーニング処理と、前記クリーニング処理の後に、前記第２ヘッドと前記ステージとの相対的な位置を変化させつつ、前記第２ノズルから前記第２造形材料を吐出させることによって、前記造形領域に前記第２造形材料の層を積層する第２積層処理と、を実行する。前記クリーニング処理が開始されるタイミングと、前記クリーニング処理が終了するタイミングと、は前記第１積層処理が実行されている期間内に含まれる。
このような形態によれば、第１積層処理が実行されている間に第２ノズルのクリーニングが完了する。そのため、第１積層処理が完了してから第２積層処理が開始されるまでに、第２ノズルのクリーニングに起因して、造形の途中で、三次元造形物を実際には造形していない待ち時間が生じることを抑制できる。

【0107】

（２）上記形態では、前記クリーニング処理が実行される期間における中間の時刻は、前記第１積層処理が実行される期間における中間の時刻よりも後であってもよい。このような形態によれば、第２クリーニング処理が完了してから第２積層処理が開始されるまでの時間をより短くできる。そのため、第２積層処理における造形精度をより向上できる。

【0108】

（３）上記形態では、前記制御部は、前記第１積層処理において、２層以上の前記第１造形材料の層を連続して積層してもよい。このような形態によれば、第１積層処理において１層の第１造形材料の層のみを積層する場合と比較して、第１積層処理の実行時間が長くなる。そのため、第２クリーニング処理が開始されるタイミングと終了するタイミングとを、第１積層処理が実行されている期間内に含ませやすくなる。

【0109】

（４）上記形態では、前記第２ヘッドは、前記第１ヘッドとともに前記ステージとの相対的な位置が変化するように構成され、前記クリーニング部は、前記第２ノズルから排出される前記第２造形材料を回収する回収部と、前記第２ノズルの先端部との接触によって、前記第２ノズルの先端部に付着した異物を除去するクリーニング部材と、の少なくともいずれかを有するクリーニングユニットを備え、前記クリーニングユニットは、前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドとともに、前記ステージに対する相対的な位置が変化するように構成され、前記クリーニング処理が実行されている間に、前記第２ノズルの下方に位置することが可能に構成されていてもよい。このような形態によれば、第２ヘッドが第１ヘッドとともにステージとの相対的な位置が変化するように構成されている形態において、クリーニングユニットによって第２ノズルを簡易にクリーニングできる。

【0110】

（５）本開示の第２の形態によれば、第１造形材料を吐出する第１ノズルを有する第１ヘッドと、第２造形材料を吐出する第２ノズルを有する第２ヘッドと、備える、三次元造形装置で用いられるコマンドデータを生成する、データ生成装置が提供される。このデータ生成装置は、ノズルが造形材料を吐出しつつ移動する移動経路を表す造形パスデータに基づいて、前記コマンドデータを生成するデータ生成部を備える。前記データ生成部は、前記コマンドデータとして、前記移動経路に従って前記第１ノズルから前記第１造形材料を吐出させることによって、ステージの造形領域に前記第１造形材料の層を積層するための第１積層コマンドデータと、前記第２ノズルのクリーニングを実行するためのコマンドを表すクリーニングコマンドデータと、前記クリーニングが実行された後に、前記移動経路に従って前記第２ノズルから前記第２造形材料を吐出させることによって、前記造形領域に前記第２造形材料の層を積層するための第２積層コマンドデータと、を生成する。前記第１積層コマンドデータは、前記第１ノズルからの前記第１造形材料の吐出を開始させることによって前記第１造形材料の層の積層を開始する積層開始コマンドと、前記第１ノズルからの前記第１造形材料の吐出を停止させることによって前記第１造形材料の層の積層を停止する積層停止コマンドと、を含む。前記クリーニングコマンドデータは、前記クリーニングを開始するクリーニング開始コマンドと、前記クリーニングを停止するクリーニング停止コマンドと、を含む。前記データ生成部は、前記クリーニング開始コマンドと、前記クリーニング停止コマンドと、を前記積層開始コマンドと前記積層停止コマンドとの間に実行されるコマンドとして生成する。

【0111】

（６）上記形態では、前記データ生成部は、前記第１積層コマンドデータによって前記第１造形材料の層が吐出される時間を表す吐出時間が、予め定められた基準時間以上である場合、前記第２ノズルから前記造形領域とは異なる領域に前記第２造形材料を排出させるパージコマンドを含む前記クリーニングコマンドデータを生成し、前記吐出時間が前記基準時間未満である場合、前記パージコマンドを含まない前記クリーニングコマンドデータを生成する。このような形態によれば、第１吐出時間が比較的短い場合であっても、第２クリーニング開始コマンドと第２クリーニング停止コマンドとを、第１積層開始コマンドと第１積層停止コマンドとの間に実行されるコマンドとして容易に生成できる。また、例えば、第２クリーニングコマンドを、一律にパージコマンドを含まないコマンドとして生成する形態と比較して、第２積層処理において吐出される第２造形材料の品質を高めることができる。

【符号の説明】

【0112】

１０…ヘッド、１０ａ…第１ヘッド、１０ｂ…第２ヘッド、１１…材料供給部、１１ａ…第１材料供給部、１１ｂ…第２材料供給部、１２…可塑化部、１２ａ…第１可塑化部、１２ｂ…第２可塑化部、１３…吐出部、１３ａ…第１吐出部、１３ｂ…第２吐出部、１５…連通路、２０…ステージ、２１…造形面、３０…位置変更部、３１…第１電動アクチュエーター、３２…第２電動アクチュエーター、３３…第３電動アクチュエーター、４０…加熱部、４１…可動部、４２…開口、５０…ノズル移動部、６０…クリーニング部、６０ａ…第１クリーニング部、６０ｂ…第２クリーニング部、７０…制御部、１００…三次元造形装置、１１０…スクリュー、１１１…溝形成面、１１２…中央部、１１３…溝、１１４…材料投入口、１１５…凸条部、１２０…スクリューケース、１３０…駆動モーター、１４０…バレル、１４１…対向面、１４２…連通孔、１４３…案内溝、１４４…可塑化ヒーター、１５１…ノズル、１５１ａ…第１ノズル、１５１ｂ…第２ノズル、１５２…ノズル開口、１５２ａ…第１ノズル開口、１５２ｂ…第２ノズル開口、１５３…流路、１５４…吐出調整部、１５６…吸引部、２００…三次元造形システム、２１０…クリーニング移動部、２１０ａ…第１クリーニング移動部、２１０ｂ…第２クリーニング移動部、２１１…ガイドフレーム、２１２…駆動ベルト、２１３…第１リール、２１４…第２リール、２１５…ベルト駆動部、２２０…クリーニングユニット、２２０ａ…第１クリーニングユニット、２２０ｂ…第２クリーニングユニット、２２１…クリーニング部材、２２２…クリーニングボックス、２２４…回収部、２２５…連結部、２３０…廃棄材料収容部、２３０ａ…第１廃棄材料収容部、２３０ｂ…第２廃棄材料収容部、４００…データ生成装置、４１０…ＣＰＵ、４１１…データ生成部、４２０…メモリー、４３０…記憶装置、４４０…通信インターフェイス、４５０…入出力インターフェイス、４６０…バス、４７０…入力装置、４８０…表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】