CN105690760B - 三维造型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维造型装置，能够抑制在通过喷出液体来进行造型的三维物体中发生锯齿。三维造型装置包括能够沿第一方向喷出液体的喷头部和控制喷头部的控制部。控制部在执行多次截面体形成处理中的第一截面体形成处理中，在截面体的轮廓在第二方向和第三方向同时变化的变化部分从截面体的轮廓朝向第二方向或者第三方向的内侧形成凹陷，在执行第一截面体形成处理之后且在执行第二截面体形成处理之前，执行填充处理，在该填充处理中，通过使多于第一量的第二量的液体以与通过第一截面体形成处理形成的截面体相接触的方式对凹陷喷出，从而使液体填充凹陷内的至少一部分。

Description

三维造型装置

技术领域

本发明涉及一种三维造型装置。

背景技术

近年来，越来越关注应用印刷技术的三维造型装置。例如，在专利文献1～3所记载的三维造型装置中，在印刷技术中采用通常所使用的喷墨技术。在采用了喷墨技术的三维造型装置中，通过在高度方向(Z)方向上进行多层喷出具有固化性的液体形成沿水平方向(XY方向)的一层量的截面体的工序，进行三维物体的造型。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平06-218712号公报

专利文献2：日本特开2005-67138号公报

专利文献3：日本特开2010-58519号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

喷墨式三维造型装置是以预定的造型分辨率对指定的坐标喷出液体而形成点，从而形成截面体。因此，对平行于X或者Y方向的轮廓能够平滑地形成，但对相对于这些方向倾斜的轮廓，在相邻的点之间产生坐标偏差，发生锯齿。尤其在相对于X或者Y方向的倾斜角度为锐角的情况下，锯齿变得显著。

在二维图像的印刷技术中，针对产生坐标偏差的部分，例如通过形成小点来可以抑制锯齿的发生。可是，在进行三维物体的造型的情况下，若在产生坐标偏差的部分形成小点，则该部分的高度降低，难以进行恰当的三维形状的造型。因此，不能将二维图像的印刷技术简单适用于三维物体的造型处理。因而，在喷出液体而进行三维物体的造型的三维造型装置中，需求能够有效地抑制被造型的物体发生锯齿。

(用于解决问题的方法)

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，能够用以下方式来实现。

(1)根据本发明的一实施方式，提供一种对三维的物体进行造型的三维造型装置。该三维造型装置包括：喷头部，能够沿彼此相交的第一方向、第二方向以及第三方向中的所述第一方向喷出液体，该液体是所述物体的一材料；以及控制部，通过执行多次截面体形成处理，层叠多个截面体而对所述物体进行造型，在该截面体形成处理中，该控制部通过控制所述喷头部，分别使第一量以下的所述液体对表示所述第二方向的位置和所述第三方向的位置的坐标中被指定的坐标喷出，从而形成所述物体的一层量的所述截面体，所述控制部在执行多次所述截面体形成处理中第一截面体形成处理中，在所述截面体的轮廓在所述第二方向和所述第三方向同时变化的变化部分，从所述截面体的轮廓朝向所述第二方向或者所述第三方向的内侧形成凹陷，在执行所述第一截面体形成处理之后且在执行第二截面体形成处理之前，所述控制部执行填充处理，在该填充处理中，通过使多于所述第一量的第二量的所述液体以与通过所述第一截面体形成处理形成的所述截面体相接触的方式对所述凹陷喷出，从而使所述液体填充所述凹陷内的至少一部分。根据这种方式的三维造型装置，在截面体的轮廓在第二方向以及第三方向同时变化的部分形成凹陷之后，对该凹陷喷出多于通常量(第一量)的量(第二量)的液体，填补该凹陷，因此能够有效地抑制在相对于第二方向或者第三方向倾斜的轮廓处发生锯齿。

(2)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述三维造型装置还具有固化能量赋予部，该固化能量赋予部赋予用于使所述液体固化的固化能量，在所述第一截面体形成处理中喷出所述液体之后，经过第一期间且执行所述填充处理之前，所述固化能量赋予部对所喷出的所述液体赋予固化能量，在所述填充处理中喷出所述液体之后，经过长于所述第一期间的第二期间且执行所述第二截面体形成处理之前，所述固化能量赋予部对所喷出的所述液体赋予固化能量。根据这种方式的三维造型装置，在截面体形成处理中，在喷出液体之后，经过第一期间之后给与固化能量，因此能够抑制凹陷形状歪斜。因此，在之后的填充处理中，能够对凹陷高精度地喷出液体。另外，在对凹陷喷出液体之后，在经过长于第一期间的第二期间之后，给与固化能量，因此能够充分地给与液体填补凹陷程度的时间。因此，能够更加有效地抑制在轮廓发生锯齿。

(3)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，在所述截面体形成处理中被喷出所述液体的坐标具有对应于各坐标的元素，并被对各所述元素对应建立有灰度值的二维光栅数据指定，所述变化部分是在对所述光栅数据的相当于所述截面体的轮廓的部分进行了平滑化处理时包含第一元素和第二元素的部分，所述第一元素的所述灰度值小于100％，所述第二元素接触于所述第一元素的所述第二方向侧或者所述第三方向侧的内侧。根据这种方式的三维造型装置，因为在对表示截面体的光栅数据进行平滑化处理时，对灰度值小于100％的部分形成凹陷，所以能够为了抑制锯齿的发生而准确地确定有效的凹陷位置。

(4)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述第二量是对应于所述第一元素的灰度值与所述第二元素的灰度值相加的值的量。根据这种方式的三维造型装置，因为根据形成凹陷的部分中所存在的元素的灰度值，能够求出对该凹陷喷出的液体的量，所以能够准确地求出凹陷内可填充的液体的量。

(5)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述物体的形状通过多边形数据表示，该多边形数据是多个多边形的集合，所述第一元素是与所述多边形进行横切的位置对应的元素。根据这种方式的三维造型装置，根据表示三维物体的多边形是否横切该元素，判断平滑化处理中灰度值小于100％的第一元素，因此能够准确地确定第一元素。

(6)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述第一元素的灰度值是与利用所述多边形切割所述第一元素在三维空间中所占的体积的情况下残留的体积相对于所述第一元素在三维空间中所占的体积的比例相对应的值。根据这种方式的三维造型装置，能够准确算出在平滑化处理中灰度值小于100％的第一元素的灰度值。

(7)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述第二元素是，与所述第一元素相接触的所述第二方向的元素和与所述第一元素相接触的所述第三方向的元素中，在横切所述第一元素的所述多边形的朝内的法线的所述第二方向的成分和所述第三方向的成分中大的成分的方向上相接触的元素。根据这种方式的三维造型装置，能够准确地确定可抑制锯齿发生的凹陷的形成方向。

(8)根据本发明的一方式，提供一种对三维物体进行造型的三维造型装置。该三维造型装置包括：喷头部，能够沿彼此相交的第一方向、第二方向以及第三方向中的所述第一方向喷出液体，该液体是所述物体的一材料；以及控制部，通过执行多次截面体形成处理，层叠多个截面体而对所述物体进行造型，在该截面体形成处理中，该控制部通过控制所述喷头部，分别使第一量的所述液体对表示所述第二方向的位置和所述第三方向的位置的坐标中被指定的坐标喷出，从而形成所述物体的一层量的所述截面体，所述控制部在执行多次所述截面体形成处理中的第一截面体形成处理中，针对所述截面体的轮廓在所述第二方向和所述第三方向同时变化的变化部分，喷出少于所述第一量的第二量的所述液体，从而形成所述截面体，在执行所述第一截面体形成处理之后且在执行第二截面体形成处理之前，所述控制部执行填充处理，在该填充处理中，对所喷出所述第二量的液体的部分喷出第三量的所述液体，该第三量与所述第二量相加时超过所述第一量。根据这种方式的三维造型装置，由于对截面体的轮廓在第二方向以及第三方向同时变化的变化部分喷出少于通常量(第一量)的第二量的液体，因此厚度比其他部分小。于是，之后，对厚度小的部分，喷出加上第二量时超过第一量的量(第三量)的液体。因此，超过第一量的量的液体从厚度小的部分向截面体的外侧溢出，填补第二方向和第三方向同时变化的部分的台阶。因此，能够有效地抑制在相对于第二方向或者第三方向倾斜的轮廓发生锯齿。

(9)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述三维造型装置还具有固化能量赋予部，该固化能量赋予部赋予用于使所述液体固化的固化能量，在所述第一截面体形成处理中喷出所述液体之后，经过第一期间且执行所述填充处理之前，所述固化能量赋予部对所喷出的所述液体赋予固化能量，在所述填充处理中喷出所述液体之后，经过长于所述第一期间的第二期间且执行所述第二截面体形成处理之前，所述固化能量赋予部对所喷出的所述液体赋予固化能量。根据这种方式的三维造型装置，由于在截面体形成处理中喷出液体之后，经过第一期间后给与固化能量，因此能够抑制截面体中由于被喷出第二量的液体变成厚度比其他部分缩小的部分的形状歪斜。因此，在之后的填充处理中，能够对厚度小的部分高精度地喷出液体。另外，在对厚度小的部分喷出液体之后，经过长于第一期间的第二期间之后，给与固化能量，因此能够充分给与该液体填补台阶程度的时间。因此，能够更加有效地抑制在轮廓发生锯齿。

(10)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，在所述截面体形成处理中被喷出所述液体的坐标具有对应于各坐标的元素，并被对各所述元素对应建立有灰度值的二维光栅数据指定，所述变化部分是在对所述光栅数据的相当于所述截面体的轮廓的部分进行了平滑化处理时第二元素所存在的部分，所述第二元素接触于第一元素的所述第二方向侧或者所述第三方向侧的内侧，所述第一元素的所述灰度值小于100％。根据这种方式的三维造型装置，因为对与表示截面体的光栅数据进行了平滑化处理时灰度值小于100％的部分相对应的轮廓部分，使液体溢出，所以能够有效地抑制锯齿的发生。

(11)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述第二量是与所述第一元素的灰度值对应的量。根据这种方式的三维造型装置，能够可靠地缩小变化部分的厚度。

(12)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述第三量是与所述第二元素的灰度值对应的量。根据这种方式的三维造型装置，能够使溢出到台阶部分的液体的量为准确的量。

(13)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述物体的形状通过多边形数据表示，该多边形数据是多个多边形的集合，所述第一元素是与所述多边形进行横切的位置对应的元素。根据这种方式的三维造型装置，因为根据表示三维物体的多边形是否横切元素，判断平滑化处理中灰度值小于100％的第一元素，所以能够准确地确定第一元素。

(14)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述第一元素的灰度值是与利用所述多边形切割所述第一元素在三维空间中所占的体积的情况下残留的体积相对于所述第一元素在三维空间中所占的体积的比例相对应的值。根据这种方式的三维造型装置，能够准确地算出平滑化处理中灰度值小于100％的第一元素的灰度值。

(15)在上述方式的三维造型装置中，也可以是，所述第二元素是，与所述第一元素相接触的所述第二方向的元素和与所述第一元素相接触的所述第三方向的元素中，在横切所述第一元素的所述多边形的朝内的法线的所述第二方向的成分和所述第三方向的成分中大的成分的方向上相接触的元素。根据这种方式的三维造型装置，能够准确地确定喷出第二量的液体而厚度缩小的部分。

本发明除用作三维造型装置的实施方式之外还可以以各种方式来实现。例如，能够以三维造型装置对三维物体进行造型的三维造型方法、用于由计算机控制三维造型装置对三维物体进行造型的计算机程序、记录有该计算机程序的非一次性记录介质等方式来实现。

附图说明

图1是示出第一实施方式中的三维造型装置的简要构成的说明图。

图2是三维造型处理的流程图。

图3是示出平滑化处理的细节的流程图。

图4是示出对象元素和多边形的位置关系的说明图。

图5A是示出形成主数据和副数据的方法的说明图。

图5B是示出形成主数据和副数据的方法的说明图。

图5C是示出形成主数据和副数据的方法的第一实施例的说明图。

图5D是示出形成主数据和副数据的方法的第一实施例的说明图。

图5E是示出形成主数据和副数据的方法的第二实施例的说明图。

图5F是示出形成主数据和副数据的方法的第二实施例的说明图。

图6是示出第二元素的确定方法的概念的图。

图7A是示出利用喷头部形成截面体的情况的第一例的说明图。

图7B是示出利用喷头部形成截面体的情况的第一例的说明图。

图7C是示出利用喷头部形成截面体的情况的第一例的说明图。

图7D是示出利用喷头部形成截面体的情况的第二例的说明图。

图7E是示出利用喷头部形成截面体的情况的第二例的说明图。

图7F是示出利用喷头部形成截面体的情况的第二例的说明图。

图8是示出固化能量赋予部的具体控制方法的说明图。

图9A是示出利用第二实施方式中的固化液和支承材料形成截面体的轮廓部分的情况的说明图。

图9B是示出利用第二实施方式中的固化液1和支承材料形成截面体的轮廓部分的情况的说明图。

图9C是示出利用第三实施方式中的固化液和支承材料形成截面体的轮廓部分的情况的说明图。

图9D是示出利用第三实施方式中的固化液和支承材料形成截面体的轮廓部分的情况的说明图。

图10是第四实施方式中的平滑化处理的流程图。

图11是第五实施方式中的平滑化处理的流程图。

图12是示出第六实施方式中的三维造型装置的简要构成的说明图。

附图标记说明

10…造型部 11…造型台 12…壳体 13…驱动器 20…粉体供给部 30…平坦化机构 40…粉体回收部 50…喷头部 51…罐 60…固化能量赋予部 61…完全固化用发光装置62…准固化用发光装置 70…控制部 100、100a…三维造型装置 200…计算机 AL…法线PL…多边形 VL…体积 VX…立体网格 EL1…第一元素 EL2…第二元素

具体实施方式

A.第一实施方式：

图1是示出作为本发明的第一实施方式的三维造型装置的简要构成的说明图。三维造型装置100包括造型部10、粉体供给部20、平坦化机构30、粉体回收部40、喷头部50、固化能量赋予部60、控制部70。在控制部70连接有计算机200。也可以将三维造型装置100和计算机200这两个组合起来理解为广义的三维造型装置。在图1中示出相互垂直的X方向、Y方向以及Z方向。Z方向是沿铅垂方向的方向，X方向是沿水平方向的方向。Y方向是垂直于Z方向以及X方向的方向。Z方向相当于第一方向，X方向相当于第二方向，Y方向相当于第三方向。

造型部10是在内部对三维物体进行造型的槽状构造体。造型部10包括沿XY方向的平坦的造型台11、包围造型台11的周围并沿Z方向直立设置的壳体12、使造型台11沿Z方向移动的驱动器13。通过控制部70控制驱动器13的动作，造型台11在壳体12内沿Z方向移动。

粉体供给部20是向造型部10内供给粉体的装置。粉体供给部20例如由料斗或分配器构成。

平坦化机构30是用于通过使造型部10的上表面在水平方向(XY方向)移动而使供给到造型部10内或者壳体12上的粉体平坦化，在造型台11上形成粉体层的机构。平坦化机构30例如由刮刀或辊构成。利用平坦化机构30从造型部10推出的粉体排出至相邻于造型部10而设置的粉体回收部40内。

第一实施方式中的三维造型装置100将具有固化性的液体((以下称为固化液))和上述粉体用作三维物体的材料。作为固化液，使用以单体、聚合单体的寡聚体为主成分的液体的树脂材料与照射紫外线光时成为激发状态作用于单体或者寡聚体而引起聚合的聚合引发剂的混合物。另外，固化液中的单体选择比较低分子量的单体，并且一个寡聚体中所含的单体的数量也调整为几个分子程度，以便使固化液成为能够从喷头部50以液滴方式喷出的程度的低粘度。该固化液具有暴露于紫外线光下聚合引发剂成为激发状态时单体相互聚合成长为寡聚体且寡聚体之间也在到处聚合迅速固化成为固体的性质。另外，在本实施方式中，作为粉体，使用在其表面附着有与固化液内所含不同类型的聚合引发剂的粉体。在粉体的表面附着的聚合引发剂具有与固化液接触时作用于单体或者寡聚体而引发聚合的性质。因此，向造型部10内的粉体提供固化液时，固化液渗透粉体的内部，并且接触粉体表面的聚合引发剂而固化，其结果，在喷出固化液的部分成为通过粉体之间固化的固化液而结合的状态。此外，作为粉体，在使用在其表面附着有聚合引发剂的粉体的情况下，可以使用不含聚合引发剂的固化液。

喷头部50是从与喷头部50连接的罐51接收上述的固化液的供给，将其固化液沿Z方向并向造型部10中的粉体层喷出的装置。喷头部50相对于在造型部10中进行造型的三维物体，可以在X方向以及Y方向移动。另外，喷头部50通过造型部10内的造型台11在Z方向移动，可以相对于三维物体在Z方向相对移动。本实施方式的喷头部50是所谓压电驱动方式的液滴喷出头。压电驱动方式的液滴喷出头在设置有细小喷嘴孔的压力室被固化液填满而通过使用压电元件使压力室的侧壁弯曲，可以使相当于压力室的容积减少部分体积的固化液以液滴喷出。后述的控制部70通过控制对压电元件施加的电压波形，可以阶段性调整从喷头部50喷出的每一滴的固化液量。在喷头部50中，供固化液喷出的喷嘴孔沿Y方向排列有多个。

固化能量赋予部60是用于赋予用于使从喷头部50喷出的固化液固化的能量的装置。在本实施方式中，固化能量赋予部60由配置为在X方向夹持喷头部50的完全固化用发光装置61和准固化用发光装置62构成。喷头部50移动时，伴随其，固化能量赋予部60也移动。从完全固化用发光装置61以及准固化用发光装置62照射紫外线，作为用于使固化液固化的固化能量。准固化用发光装置62用于进行用于将喷出的液体固定在其着落位置的准固化。完全固化用发光装置61用于准固化之后使固化液完全固化。从准固化用发光装置62照射的紫外线的能量例如是从完全固化用发光装置61照射的紫外线的20～30％的能量。准固化也称为“固定”，完全固化也称为“固化”。

控制部70是控制上述驱动器13、粉体供给部20、平坦化机构30、喷头部50、固化能量赋予部60来进行三维物体的的造型的装置。控制部70包括CPU和存储器。CPU通过将存储于存储器或者记录介质的计算机程序输入到存储器并执行，实现截面体形成功能和填充功能。截面体形成功能是控制喷头部50对X方向以及Y方向的坐标中指定的坐标，分别喷出第一量以下的固化液而形成三维物体的一层截面体的功能。用该截面体形成功能在截面体的轮廓在X方向以及Y方向同时变化的变化部分，从截面体的轮廓向第二方向或者第三方向的内侧形成凹陷。填充功能是通过使多于第一量的第二量的固化液对利用截面体形成功能形成的截面体的凹陷喷出而使固化液填充凹陷内的至少一部分的功能。对用于实现这些功能的详细的处理内容进行后述。此外，控制部70所具有的这些功能也可以设在计算机200侧。

利用三维造型装置100对三维物体的造型顺序进行简单说明。首先，计算机200将表示三维物体形状的三维数据按照Z方向的造型分辨率(例如600dpi)切片，生成沿XY方向的多个截面数据。该截面数据具有预定的造型分辨率(例如600dpi*600dpi)，利用对各元素具有灰度值的二维光栅数据表示。各元素所具有的灰度值表示向对应于该元素的XY坐标喷出的固化液的量。即，在本实施方式中，利用光栅数据对三维造型装置100的控制部70指定使固化液喷出的坐标和喷出的固化液的量。例如，对某坐标，作为灰度值指定为100％的情况下，从喷头部50喷出可以100％填满对应于该坐标的三维空间中的元素(体素)的体积的量的固化液。但是，从喷头部50喷出的每一滴固化液的量限定在有限种类的量。因此，控制部70在利用光栅数据指定灰度值时，使对应于被指定的灰度值的固化液的量近似于预先确定种类的量中最接近的量。例如，从喷头部50可以喷出的固化液的量如果是0％、25％、50％、75％、100％、125％、150％、175％、200％的九种，则控制部70从这九种固化液量中选择最接近被指定的灰度值的量。此外，控制部70在被指定灰度值时，根据例如固化液的固化收缩率等，可以对被指定的灰度值乘以预定的系数。

三维造型装置100的控制部70当从计算机200获取截面数据时，控制粉体供给部20以及平坦化机构30在造型部10内形成粉体层。于是，按照截面数据而驱动喷头部50向粉体层喷出固化液，然后控制固化能量赋予部60向被喷出的固化液照射紫外线光。那么，利用紫外线使固化液固化而粉体之间结合，在造型部10内形成与一层量的截面数据相对应的截面体。这样形成一层量的截面体时，控制部70驱动驱动器13，使造型台11在Z方向向下下降与Z方向的造型分辨率相对应的层叠间距量。使造型台11下降时，控制部70在已形成于造型台11上的截面体的上面形成新的粉体层。形成新的粉体层时，控制部70从计算机200接收下一个截面数据，通过向新的粉体层喷出固化液并照射紫外线光，形成新的截面体。这样控制部70从计算机200接收各层的截面数据时，通过控制驱动器13或粉体供给部20、平坦化机构30、喷头部50、固化能量赋予部60，一层层形成截面体，通过将其层叠，进行三维物体的造型。

接着，对本实施方式中的三维造型处理更加具体的处理内容进行说明。

图2是利用计算机200以及三维造型装置100执行的三维造型处理的流程图。在本实施方式中，首先，计算机200从在记录介质、网络、计算机200执行的应用程序等获取表示三维物体形状的三维数据(步骤S100)。三维数据例如利用三维多边形数据、每截面的二维光栅数据、每截面的二维向量数据来表示。在本实施方式中，利用多边形数据表示三维数据。计算机200当获取三维数据时，进行平滑化处理(步骤S200)。

图3是示出平滑化处理的细节的流程图。在该平滑化处理中，根据三维数据生成每截面的光栅数据。首先，计算机200从三维多边形数据切出一个与Z方向的造型分辨率相对应厚度的截面(步骤S202)。当切出一个截面时，计算机200在下面的处理中确定用于决定灰度值的光栅数据上的元素(坐标)(步骤S204)。下面，将该元素称为“对象元素”。

确定对象元素时，计算机200判断对象元素是否存在于多边形的外侧(步骤S206)。判断为对象元素存在于多边形的外侧(步骤S206：是)时，计算机200决定该对象元素的灰度值为0％(步骤S208)。判断为对象元素不存在于多边形的外侧(步骤S206：否)时，计算机进一步判断多边形是否横切该对象元素(步骤S210)。

图4是示出对象元素和多边形的位置关系的说明图。在图4中示出多边形PL横切对应于对象元素的立体网格VX的情况。在上述步骤S210中，如图4所示，判断为多边形横切对象元素(步骤S210：是)时，计算机200根据以下的式(1)算出对象元素的灰度值(步骤S212)。

灰度值＝最大灰度值(100％)*多边形体积率…(1)

但是，所谓多边形体积率是指相对于与对象元素相对应的立体网格VX的体积，利用多边形切割该体积的时候残留的体积VL的比例。

在上述步骤S210中，在判断为多边形没有横切对象元素的情况下(步骤S210：否)，为了使多边形表示的面和对象元素表示的立体网格的外侧面一致，计算机200决定对象元素的灰度值为100％(步骤S214)。

通过以上处理，决定对象元素的灰度值时，计算机200对目前的截面内的所有元素，判断灰度值的决定是否结束(步骤S216)。在判断为还没有对目前的截面内的所有元素决定灰度值的情况下(步骤S216：否)，计算机200使处理返回步骤S204，对其他元素进行灰度值的决定。

在判断为对目前的截面内的所有元素决定了灰度值的情况下(步骤S216：是)，计算机对所有的截面，判断灰度值的决定是否结束(步骤S218)。在判断为对所有的截面，灰度值的决定没有结束的情况下(步骤S218：否)，计算机200使处理返回步骤S202，进行下面的截面切出，对该截面内的全部元素进行灰度值的决定。在判断为对所有的截面灰度值的决定结束的情况下(步骤S218：是)，计算机200将具有所决定的所有元素的灰度值的光栅数据作为截面数据，对所有截面保存于存储器或记录介质中(步骤S220)，使该平滑化处理结束。

返回图2进行说明。在上面说明的平滑化处理结束时，计算机200根据通过上述平滑化处理保存于存储器等的光栅数据，进行主数据和副数据的生成(步骤S300)。所谓主数据是指三维造型装置100对截面体进行造型时主要使用的数据。所谓副数据是指用于向使用主数据进行造型的截面体的一部分补充固化液的数据。

图5A、图5B、图5C、图5D、图5E以及图5F是示出计算机200对一个截面生成主数据和副数据的方法的说明图。图5A是示出不进行上述平滑化处理的情况下的光栅数据的轮廓部分的参考图。在不进行上述平滑化处理的情况下，光栅数据的灰度值由于用0％或100％任一个表示，因此在光栅数据表示的轮廓部分发生图5A所示那样的台阶状的锯齿。尤其在轮廓相对于X、Y各方向的倾斜角度为锐角的情况下，锯齿变得显著。对此，进行上述平滑化处理时，如图5B所示，通过用半色调表示台阶部分的灰度值，轮廓呈现光滑状。在图5A、图5B、图5C、图5D、图5E以及图5F示出灰度值用0％、25％、50％、75％、100％五种表示的例子。

首先，对生成主数据和副数据的方法的第一实施例进行说明。计算机200通过从如图5B所示表示的平滑化后的光栅数据如图5C所示那样间拔由灰度值小于100％的第一元素EL1与该第一元素EL1的X方向侧或者Y方向侧的内侧相接触的第二元素EL2构成的部分而生成主数据。在本例中，第二元素EL2的灰度值全都为100％。第一元素EL1和第二元素EL2被间拔时，在由主数据表示的形状中，在轮廓在X方向以及Y方向同时变化的变化部分向X方向或者Y方向形成凹陷D。在图5A至图5D中示出向Y方向凹陷的例子。关于将与第一元素EL1在X方向侧以及Y方向侧的哪个相接触的元素作为第二元素EL2，即从第一元素EL1向哪个方向形成凹陷，计算机200如下进行判断。

图6是示出第二元素EL2的确定方法的概念的图。计算机200首先求出横切第一元素EL1的多边形PL的朝内的法线AL。然后，求出该法线的X成分ALX和Y成分ALY，确定在这些成分中大的成分(图6的情况下为Y成分ALY)的方向上相接触的元素为第二元素EL2。如果这样确定第二元素EL2的位置，则对倾斜的轮廓，能够恰当地判断形成凹陷的方向。

通过如上所述进行，生成用于形成凹陷D的主数据时，接着，计算机200进行副数据的生成。具体而言，如图5D所示，通过使生成主数据时剔除的第一元素的灰度值和与该第一元素相接触的第二元素的灰度值累加，生成副数据。计算机200通过对所有截面执行这样的处理，对各截面生成主数据和副数据。计算机200生成主数据和副数据时，将这些数据作为截面数据，对所有的截面保存于存储器或记录介质中。

接着，对生成主数据和副数据的方法的第二实施例进行说明。计算机200通过根据如图5B所示那样表示的平滑化后的光栅数据，如图5E所示那样确定灰度值小于100％的第一元素EL1与该第一元素EL1的X方向侧或者Y方向侧的内侧相接触的第二元素EL2，将第二元素EL2的灰度值替换为第一元素EL1的灰度值，削除第一元素EL1的灰度值(为0)，生成主数据。然后，如图5F所示，根据原第二元素的灰度值生成副数据。此外，在本例中，第二元素的灰度值全都为100％，始终大于第一元素的灰度值。对于第一元素EL1，关于将与X方向侧以及Y方向侧的哪个相接触的元素作为第二元素EL2，计算机200如下进行判断。

图6是示出第二元素EL2的确定方法的概念的图。计算机200首先求出横切第一元素EL1的多边形PL的朝内的法线AL。然后，求出该法线的X成分ALX和Y成分ALY，确定与这些成分中大成分(在图6的情况下为Y成分ALY)的方向相接触的元素为第二元素EL2。这样只要确定第二元素EL2的位置，就能够对倾斜的轮廓恰当地判断进行灰度值的替换的元素的位置。

计算机200通过对所有截面执行图5A、图5B、图5C、图5D、图5E以及图5F所示的处理，对各截面生成主数据和副数据。计算机200生成主数据和副数据时，以这些数据为截面数据，对所有截面容纳于存储器或记录介质。

通过计算机200对所有截面生成主数据和副数据之后，三维造型装置100的控制部70从计算机200获取表示最下层的截面的截面数据(主数据和副数据)(图2的步骤S400)。获取截面数据时，控制部70使用该截面数据中的主数据，执行截面体形成处理(步骤S500)。所谓截面体形成处理是指通过使喷头部50在X方向以及Y方向移动的同时使第一量的固化液向X方向以及Y方向的各坐标喷出，形成三维物体的一部分即截面体的处理。在本实施方式中，所谓第一量是指对应于灰度值100％的量，是为了填补对应于一个坐标的元素(体素)的体积而需要的固化液的量。在本实施方式中，通过主数据形成的点全都是由第一量的固化液形成的，然而还可以平分第一量的固化液和少于第一量的固化液而形成点。此外，在本实施方式中，每当对X方向结束固化液的喷出，使喷头部50在Y方向移动，对XY平面整体形成截面体。

此处，对利用喷头部50形成截面体的情况进行说明。首先，参照图7A、图7B以及图7C对第一例进行说明。图7A、图7B以及图7C是示出利用喷头部50形成截面体的情况的第一例的说明图。根据通过上述步骤S500进行的截面体形成处理，基于图5C以及图5E所示的主数据进行截面体的形成。因此，如图7A所示，在截面体的轮廓在X方向以及Y方向同时变化的变化部分，从截面体的轮廓向X方向或者Y方向的内侧形成凹陷D。如图7A所示，在本实施方式中，在轮廓的台阶部分的内侧的角部形成凹陷D。此外，在图7A、图7B以及图7C中，为了便于理解，将各个点呈现为网格状，然而在实际中，相邻的点全部持续连接。

控制部70根据主数据形成截面体时，控制固化能量赋予部60，进行喷出的固化液的准固化(图2的步骤S600)。通过进行准固化，能够固定凹陷D的形状。此处，从由喷头部50喷出固化液的定时开始至对该固化液赋予用于准固化的固化能量的定时为止的期间称为“第一期间t1”

在上述步骤S600中进行准固化之后，接着，控制部70进行使用副数据的填充处理(步骤S700)。所谓填充处理是如下处理：如图7B所示那样通过对截面体的凹陷D喷出与由副数据表示的灰度值相对应的第二量的固化液，将固化液填充到凹陷D的至少一部分，以便与通过截面体形成处理形成的截面体相接触。如上所述，副数据是通过使第一元素的灰度值和第二元素的灰度值累加而生成的。在本实施方式中，第二元素的灰度值为100％，第一元素的灰度值大于0％小于100％。因此，由副数据表示的第二量多于第一量(100％)。在图7B中，为了图示的方便，示出对截面体从+Y方向射入第二量的固化液，然而在实际中，为了与凹陷D的内壁相接触，固化液从+Z方向射入。

通过如以上所述那样，进行使用副数据的填充处理时，接着，控制部70不进行准固化，空出长于第一期间t1的第二期间t2之后，控制固化能量赋予部60对截面体进行完全固化(图2的步骤S800)。通过从以上说明的步骤S400至步骤S800的处理，形成一层量的截面体。

在图7C中示出形成一层量的截面体的情况。在上述步骤S800中，对通过填充处理向凹陷D内喷出的固化液不进行准固化。因此，向凹陷D内喷出的第二量的固化液不立即固化，由于表面张力以及毛细管现象而遍布整个凹陷D内，平滑地填补在截面体的轮廓产生的台阶。然后，在经过上述长于第一期间t1的第二期间t2之后，进行完全固化，从而由主数据形成的截面体和由副数据形成的固化液完全固化，完成一个截面体。

接着，参照图7D、图7E以及图7F对第二例进行说明。图7D、图7E以及图7F是示出利用喷头部50形成截面体的情况的第二例的说明图。根据通过上述步骤S500进行的截面体形成处理，基于图5F所示的主数据进行截面体的形成。因此，如图7D所示，向截面体的轮廓在X方向以及Y方向同时变化的变化部分喷出与原第一元素EL1的灰度值(小于100％的灰度值)相对应的第二量的点，厚度形成比其他部分小(即高度低)。在图7D、图7E以及图7F中，对厚度小的部分标注阴影线来示出。如图7D所示，在本实施方式中，在轮廓的台阶部分的内侧的角部形成厚度小的部分。此外，在图7D、图7E以及图7F中，为了便于理解，将各点呈现为网格状，然而在实际中，相邻的点全部持续连接。

控制部70根据主数据形成截面体时，控制固化能量赋予部60进行所喷出的固化液的准固化(图2的步骤S600)。通过进行准固化，能够固定厚度小的部分的形状。此处，从由喷头部50喷出固化液的定时开始至对该固化液赋予用于准固化的固化能量的定时为止的期间称为“第一期间t1”。

在上述步骤S600进行准固化之后，接着，控制部70进行使用副数据的填充处理(步骤S700)。所谓填充处理如图7E所示那样对形成为厚度小的部分喷出由副数据表示的第三量的固化液的处理。所谓第三量是指加上第二量时超过第一量(100％)的量。具体而言，在本实施方式中，第三量是与对应于原第二元素EL2的灰度值(灰度值100％)的量相同的量。该第三量根据固化液的收缩率等可以适当进行调整。这样，对厚度形成为小的部分喷出第三量的固化液时，对该部分喷出的固化液的量和已经喷出的固化液的数量合并共计超过第一量。因此，如图7F所示，从形成为厚度小的部分，固化液向截面体的外侧溢出，填补截面体的轮廓的台阶部分。在本实施方式中，厚度形成为小的部分的周围的截面体由于厚度形成为大，因此固化液可靠的向截面体的外侧溢出，并非向截面体侧溢出。此外，在图7E中，为了图示的方便，示出第二量的固化液从+Y方向对截面体射入，然而在实际中，固化液从+Z方向射入。

通过如以上所述，进行使用副数据的填充处理时，接着，控制部70不进行准固化，空出长于第一期间t1的第二期间t2之后，控制固化能量赋予部60对截面体进行完全固化(图2的步骤S800)。通过从在以上说明的步骤S400至步骤S800的处理，形成一层量的截面体。

此外，在上述步骤S800中，对通过填充处理喷出的固化液不进行准固化。因此，向厚度小的部分喷出的固化液不会立即固化，通过表面张力以及毛细管现象，遍布台阶部分，平滑地填补在截面体的轮廓中产生的台阶。然后，经过上述长于第一期间t1的第二期间t2之后，进行完全固化，由此由主数据形成的截面体和由副数据形成的固化液完全固化，完成一个截面体。

通过如以上所述，形成一层量的截面体时，控制部70判断是否形成所有的截面体(图2的步骤S900)。在判断为没有形成所有的截面体的情况下(步骤S900：否)，控制部70使处理返回步骤S400，读入下面的截面数据，形成下一层的截面体。此外，在形成下一层的截面体之前，控制部70进行造型台11的下降和粉体层的形成。在上述步骤S900中，在判断为形成所有的截面体的情况下(步骤S900：是)，控制部70使该三维造型处理结束。通过以上所说明的一系列三维造型处理，在造型部10内进行三维物体的造型。

图8是示出上述三维造型处理中的固化能量赋予部60的具体的控制方法的说明图。在下面，将喷头部50在造型台11上从X方向的一端移动至另一端来形成点的情况称为“扫描”。图8所示的图表表示当喷头部50在+X方向扫描时，通过主数据进行截面体形成处理，然后，当喷头部50在-X方向扫描时，通过副数据进行填充处理。为了简单化说明，在图8中省略了喷头部50向Y方向的移动。

在第一层的截面体的形成(第一截面体形成处理)中，在根据主数据进行截面体形成处理的扫描中，完全固化用发光装置61关闭，准固化用发光装置62开启。因此，固化液从喷头部50喷出着落至粉体层之后，喷头部50在+X方向移动，在准固化用发光装置62到达该固化液上的定时进行准固化。此外，也可以从喷头部50喷出固化液，在该固化液着落到粉体层之前进行准固化。

基于主数据的截面体形成处理结束时，喷头部50的扫描方向在-X方向变化，进行基于副数据的填充处理。进行该填充处理时，准固化用发光装置62关闭，完全固化用发光装置61也关闭。因此，如上所述，在生成副数据之后，不进行准固化。

接着，在第二层的截面体的形成(第二截面体形成处理)中，在根据主数据进行截面体形成处理的扫描中，完全固化用发光装置61和准固化用发光装置62者两者开启。因此，在喷头部50在+X方向进行扫描期间，首先利用完全固化用发光装置61对通过第一截面体形成处理以及填充处理形成的第一层的截面体进行完全固化，然后，立即向进行了完全固化的第一层截面体上，根据主数据喷出用于形成第二层截面体的固化液。那么，在喷头部50在+X方向移动并准固化用发光装置62到达该固化液上的定时，准固化该固化液。即，在第二层，对第一层截面体的完全固化、第二层截面体的形成、对第二层截面体的准固化在一次扫描中并行。以后，通过对固化能量赋予部60进行与这种第二层同样的控制，截面体连续不断地准固化以及完全固化并层叠。

根据图8所示的固化能量赋予部60的控制方法，由于不会在进行基于副数据的填充处理之后，立即进行准固化和完全固化，因此能够可靠地使在基于副数据的填充处理中从喷出固化液开始到进行完全固化为止的第二期间t2比在基于主数据的截面体形成处理中从喷出固化液开始到进行准固化为止的第一期间t1长。

根据以上所说明的本实施方式的三维造型装置100，在截面体的轮廓在X方向以及Y方向同时变化的部分形成凹陷之后，对该凹陷填充固化液，填补该凹陷，因此能够有效地抑制在相对于X方向或者Y方向倾斜的轮廓处发生锯齿。

另外，在本实施方式中，在形成具有凹陷的截面体之后，进行准固化，因此能够抑制凹陷的形状歪斜。因此，在之后的填充处理中，能够对凹陷高精度地喷出固化液。另外，由于在对凹陷填充固化液之后，不进行准固化，因此能够充分提供固化液填补凹陷的时间。因此，能够更有效地抑制在轮廓发生锯齿。

并且，在本实施方式中，因为在对表示截面体的光栅数据进行平滑化处理时，对灰度值小于100％的部分形成凹陷，所以能够在有效抑制锯齿发生的位置形成凹陷。

另外，在本实施方式中，在对光栅数据形成凹陷之前，根据原来存在于该凹陷的元素的灰度值，算出对该凹陷喷出的固化液的量，因此能够准确地求出用于填充凹陷的固化液的量。

另外，在本实施方式中，在平滑化处理中，根据表示三维物体的多边形是否横切该元素判断灰度值小于100％的第一元素，因此能够准确地确定第一元素。

另外，在本实施方式中，在平滑化处理中，根据其元素中的多边形的体积率算出灰度值小于100％的元素的灰度值，因此能够准确地算出灰度值。

另外，在本实施方式中，因为根据多边形的法线的X成分以及Y成分的大小来确定对截面体的轮廓形成凹陷的方向，所以能够准确地确定能够对锯齿的发生进行抑制的凹陷的形成方向。

B.第二实施方式：

上述第一实施方式的三维造型装置100使用固化液和粉体对三维物体进行造型。对此，第二实施方式的三维造型装置100不仅固化液还使用支承材料对三维物体进行造型。所谓本实施方式中的支承材料是在与使固化液固化的固化能量同等的固化能量下固化的液体，在固化之后，可以通过暴露于水或预定的溶液中而溶解，简单地除去的材料。如果向三维物体的轮廓外侧喷出支承材料，则能够抑制由固化液形成的三维物体的轮廓向外侧扩展。第二实施方式的三维造型装置100在喷头部50分别设有用于喷出固化液和支承材料的喷嘴，另外，在喷头部50连接容纳有固化液的罐和容纳有支承材料的罐。在本实施方式中，喷头部50在与喷出固化液的扫描相同扫描中喷出支承材料。此外，喷头部50也可以在与喷出固化液的扫描不同的扫描中喷出支承材料。

图9A以及图9B是示出利用第二实施方式中的固化液和支承材料形成截面体的轮廓部分的情况的说明图。在图9A以及图9B中，利用黑色的网格表示由固化液形成的部分，利用空心的网格表示由支承材料形成的部分。在本实施方式中，计算机200对喷出支承材料的部分(以下称为支承区域)也与喷出固化液的部分(以下称为通常区域)同样地根据平滑化处理后的光栅数据生成主数据以及副数据。用于喷出支承材料的光栅数据的各元素的灰度值的值是从100％减去用于喷出固化液的光栅数据的各元素的灰度值的值的。然后，如图9A所示，在三维造型装置100中，根据各主数据执行截面体形成处理时，对通常区域和支承区域双方形成凹陷。执行截面体形成处理之后，根据各副数据执行填充处理时，对通常区域的凹陷部分喷出固化液，对支承区域的凹陷喷出支承材料。那么，如图9B所示，在凹陷部分内，固化液的点与支承材料的点相邻。这样，在凹陷部分，固化液的点和支承材料的点相邻时，由于支承材料的存在，能够抑制固化液向轮廓的外侧流动。因此，根据第二实施方式，能够更有效地抑制在三维物体的轮廓产生锯齿。

C.第三实施方式：

上述第一实施方式的三维造型装置100使用固化液和粉体进行三维物体的造型。对此，第三实施方式的三维造型装置100不仅固化液还使用支承材料进行三维物体的造型。所谓本实施方式中的支承材料是在与使固化液固化的固化能量同等的固化能量下固化的液体，在固化后，可以通过暴露于水或预定的溶液中而溶解，简单地除去的处理的材料。如果向三维物体的轮廓外侧喷出支承材料，则能够抑制由固化液形成的三维物体的轮廓向外侧扩展。第三实施方式的三维造型装置100在喷头部50分别设有用于喷出固化液和支承材料的喷嘴，另外，在喷头部50连接容纳有固化液的罐和容纳有支承材料的罐。在本实施方式中，喷头部50在与喷出固化液的扫描相同扫描中喷出支承材料。此外，喷头部50也可以在与喷出固化液的扫描不同的扫描中喷出支承材料。

图9C以及图9D是示出利用第三实施方式中的固化液和支承材料形成截面体的轮廓部分的情况的说明图。在图9C以及图9D中，利用黑色的网格表示由固化液形成的部分，利用空心的网格表示由支承材料形成的部分。对厚度形成为小的部分，为了方便起见，固化液以及支承材料均利用附有阴影线的网格表示。在本实施方式中，计算机200对喷出支承材料的部分(以下称为支承区域)也与喷出固化液的部分(以下称为通常区域)同样地根据平滑化处理后的光栅数据生成主数据以及副数据。用于喷出支承材料的光栅数据的各元素的灰度值的值是从100％减去用于喷出固化液的光栅数据的各元素的灰度值的值的。然后，如图9C所示，在三维造型装置100中，根据各主数据执行截面体形成处理时，对通常区域和支承区域双方形成厚度小的部分。执行截面体形成处理后，根据各副数据执行填充处理时，对通常区域的厚度小的部分喷出固化液，对支承区域的厚度小的部分喷出支承材料。那么，如图9D所示，在相对于X方向或者Y方向倾斜的部分，固化液的点和支承材料的点相邻。这样，在倾斜部分，固化液的点和支承材料的点相邻时，由于支承材料的存在，能够抑制固化液向轮廓的外侧流动。因此，根据第三实施方式，能够更有效地抑制在三维物体的轮廓产生锯齿。

D.第四实施方式：

图10是第四实施方式中的平滑化处理的流程图。在上述第一实施方式中，表示三维物体形状的三维数据用三维多边形数据表示。对此，在第四实施方式中，三维数据用每截面的光栅数据表示。第四实施方式中的三维造型装置100以及计算机200的构成与第一实施方式相同。

在本实施方式的平滑化处理中，首先，计算机200进行三维数据的读取(步骤S230)。如上所述，在本实施方式中，三维数据由每截面的光栅数据构成。

接着，计算机200将读取的三维数据的XY方向的分辨率(XY输入分辨率)和三维造型装置100的XY方向中的造型分辨率(XY造型分辨率)进行比较，判断XY输入分辨率是否比XY造型分辨率高(步骤S232)。若判断为XY输入分辨率高于XY造型分辨率(步骤S232：是)，则计算机200对所有截面的光栅数据实施一般的平滑化处理，使各截面的光栅数据的分辨率与XY造型分辨率一致(步骤S234)。对此，若判断为XY输入分辨率低于XY造型分辨率(步骤S232：否)，则计算机200对所有截面的光栅数据实施一般的图像处理技术中的插值处理以及平滑化处理，使各截面的光栅数据的分辨率和XY造型分辨率一致(步骤S236)。

接着，计算机200判断三维数据的高度方向的间距(以下称为层叠间距)是否与三维造型装置100的Z方向的造型分辨率(以下称为Z分辨率)一致(步骤S238)。若判断为层叠间距与Z分辨率一致(步骤S238：是)，则计算机200将至此进行平滑化处理的数据保存于存储器或记录介质中(步骤S240)，结束处理。

在上述步骤S238中，若判断为层叠间距与Z分辨率不一致(步骤S238：否)，则计算机200判断层叠间距是否大于Z分辨率(步骤S242)。若判断为层叠间距大于Z分辨率(步骤S242：是)，则计算机200根据该间距的差异进行截面间的插值，使截面的量增加，使层叠间距和Z分辨率一致(步骤S244)。对此，若判断为层叠间距小于Z分辨率(步骤S242：否)，则计算机200进行截面数据的间拔，使截面的量减少，使层叠间距和Z分辨率一致(步骤S246)。上述步骤S244或者步骤S246的处理结束时，计算机200将进行插值或者间拔的数据保存于存储器或记录介质中(步骤S240)，结束处理。

根据上面所说明的第四实施方式的平滑化处理，在三维数据用每截面的光栅数据表示的情况下，也能够适当地进行平滑化处理。

此外，在第四实施方式中，生成主数据时，不存在用于确定第二元素的的多边形。因此，在第四实施方式中，如下所述确定第二元素。首先，计算机200求出外切于灰度值小于100％的第一元素的切线。然后，算出该切线的法线的X成分和Y成分，与图6所示的方法同样，这些成分中与大成分所朝向的方向相邻的元素确定为第二元素。由此，在第四实施方式中，也能够适当地确定第二元素。

E.第五实施方式：

图11是第五实施方式中的平滑化处理的流程图。在上述第四实施方式中，用每截面的光栅数据表示三维数据。对此，在第五实施方式中，三维数据用每截面的向量数据表示。第五实施方式中的三维造型装置100以及计算机200的构成与第一实施方式相同。

在本实施方式的平滑化处理中，首先，计算机200进行三维数据的读取(步骤S260)。如上所述，在本实施方式中，三维数据用每截面的向量数据表示。

接着，计算机200对所读取的三维数据的所有截面进行一般的图像处理技术中的光栅转换以及平滑化(步骤S262)。所谓光栅转换是指进行从向量数据向光栅数据转换的处理。

进行光栅转换以及平滑化时，计算机200通过进行与第四实施方式中的步骤S238、S242～S246同样的处理，进行截面的插值或截面的间拔(步骤S264、S268～S272)。然后，计算机200将实施上述各处理的三维数据保存于存储器或记录介质中(步骤S266)，结束处理。

根据上面所说明的第五实施方式的平滑化处理，在三维数据用每截面的向量数据表示的情况下，也能够适当地进行平滑化处理。

此外，在第五实施方式中也与第四实施方式同样，生成主数据时，不存在用于确定第二元素的多边形。因此，在第五实施方式中，如下所示那样确定第二元素。首先，计算机200确定横切灰度值小于100％的第一元素的向量。然后，算出该向量的法线的X成分和Y成分，与图6所示的方法同样，以这些成分中与大成分所朝向的方向相邻的元素确定为第二元素。由此，在第五实施方式中，也能够适当地决定第二元素。

F.第六实施方式：

图12是示出第六实施方式中的三维造型装置的简要构成的说明图。第一实施方式的三维造型装置100通过对提供给造型部10内的粉体喷出固化液而进行三维物体的造型。对此，第六实施方式的三维造型装置100a不使用粉体，而仅利用含有树脂的固化液对三维物体进行造型。

三维造型装置100a包括造型部10、喷头部50、固化能量赋予部60、控制部70。与第一实施方式同样，造型部10包括造型台11、壳体12以及驱动器13。但是，壳体12可以省略。在喷头部50连接有罐51。固化能量赋予部60包括完全固化用发光装置61和准固化用发光装置62。即，三维造型装置100a在很多部分与第一实施方式的三维造型装置100的构成通用，是从第一实施方式的三维造型装置100省略了粉体供给部20、平坦化机构30以及粉体回收部40的构成。即使是这样的三维造型装置100a，除去形成粉体层的处理，可通过与第一实施方式的三维造型装置100同样的处理来对三维物体进行造型。此外，即使在该第六实施方式中，与第二实施方式同样，可以使用支承材料对三维物体进行造型。在第六实施方式中，如果使用支承材料，则在上层的截面体的面积大于下层的情况下，能够利用下层的支承材料支承该面积大的部分。

G.变形例：

(第一变形例)

在上述实施方式中，利用固化能量赋予部60进行准固化、完全固化的定时不限定于图8所示的定时，根据固化液(或者支承材料。以下相同)的化学性质或固化液的飞行速度等能够适当设定。例如，准固化在从执行截面体形成处理的过程中开始至填充处理开始为止的期间执行即可。另外，完全固化在从执行填充处理的过程中开始至执行下一个截面体形成处理为止的期间的任意定时执行即可。在通过填充处理向凹陷喷出的固化液填补凹陷内为止，经过充分的时间之后进行完全固化即可。

(第二变形例)

在上述实施方式中，利用固化能量赋予部60进行准固化、完全固化的定时不限定于图8所示的定时，根据固化液(或者支承材料。以下相同)的化学性质或固化液的飞行速度等能够适当设定。例如，准固化在从截面体形成处理的执行过程中开始至填充处理开始为止的期间执行即可。另外，完全固化在从执行填充处理的过程中开始至执行下一个截面体形成处理执行为止的期间的任意定时执行即可。在通过填充处理对厚度小的部分喷出的固化液填补台阶部分为止，经过充分的时间之后执行完全固化即可。

(第三变形例)

在上述实施方式中，在固化液喷出之后，进行准固化和完全固化，然而准固化和完全固化中可以省略任意一个。另外，根据固化液、粉体的材料，可以省略准固化和完全固化双方。作为双方都不进行的固化处理的例子，存在将粘接剂(binder)用作固化液并将石膏粉用作粉体的情况。另外，对固化能量的种类，不限定于紫外线，可根据固化液、粉体的性质而适当变更。

(第四变形例)

在上述实施方式中，造型台11在Z方向移动，由此喷头部50在Z方向相对移动。对此，也可以固定造型台11的位置，使喷头部50在Z方向直接移动。另外，在上述实施方式中，喷头部50在X方向以及Y方向移动，也可以固定喷头部50的X方向以及Y方向的位置，使造型台11在X方向以及Y方向移动。

(第五变形例)

在上述实施方式中，在图2所示的三维造型处理中，通过计算机200执行步骤S100中的三维数据的获取、步骤S200中的平滑化处理、步骤S300中的主数据和副数据的生成。对此，这些步骤也可以通过三维造型装置100执行。即，三维造型装置100也可以以单体执行从三维数据的获取至三维物体的造型为止的所有步骤。另外，在上述实施方式中，图2所示的三维造型处理的步骤S400～S900由三维造型装置100的控制部70执行。对此，这些步骤也可以通过计算机200控制三维造型装置100的各部而执行。即，也可以由计算机200起到三维造型装置100的控制部70的功能。

(第六变形例)

在上述实施方式中，喷头部50沿铅垂方向喷出固化液，但也可以向水平方向或者其他方向喷出固化液而进行三维物体的造型。

(第七变形例)

在上述实施方式中，在使喷头部50喷出对应于灰度值的量的固化液时，控制部70从预先设定种类的量中选择最接近所指定的灰度值的量。对此，控制部70也可以通过使单一量的固化液或者少数种类的量的固化液向同一位置喷出多次，利用更多种类的固化液的量形成点。

本发明并不限定于上述实施方式或者变形例，可以在不脱离本发明主旨的范围内以各种构成来实现。例如，为了解决上述课题的一部分或者全部，或者为了达成上述效果的一部分或者全部，可以对与发明内容部分所记载的各种方式中的技术特征相对应的实施方式、变形例中的技术特征适当进行替换、组合。另外，该技术特征只要在本说明书中未被描述为必须要的内容，可以适当删除。

Claims (14)

1.一种三维造型装置，对三维的物体进行造型，其特征在于，

所述三维造型装置包括：

喷头部，能够沿彼此相交的第一方向、第二方向以及第三方向中的所述第一方向喷出液体，该液体是所述物体的一材料；以及

控制部，通过执行多次截面体形成处理，层叠多个截面体而对所述物体进行造型，在该截面体形成处理中，该控制部通过控制所述喷头部，分别使第一量以下的所述液体对表示所述第二方向的位置和所述第三方向的位置的坐标中被指定的坐标喷出，从而形成所述物体的一层量的所述截面体，

所述控制部在执行多次所述截面体形成处理中的第一截面体形成处理中，在所述截面体的轮廓在所述第二方向和所述第三方向同时变化的变化部分，从所述截面体的轮廓朝向所述第二方向或者所述第三方向的内侧形成凹陷，

在执行所述第一截面体形成处理之后且在执行第二截面体形成处理之前，所述控制部执行填充处理，在该填充处理中，通过使多于所述第一量的第二量的所述液体以与通过所述第一截面体形成处理形成的所述截面体相接触的方式对所述凹陷喷出，从而使所述液体填充所述凹陷内的至少一部分。

2.一种三维造型装置，对三维的物体进行造型，其特征在于，

所述三维造型装置包括：

喷头部，能够沿彼此相交的第一方向、第二方向以及第三方向中的所述第一方向喷出液体，该液体是所述物体的一材料；以及

控制部，通过执行多次截面体形成处理，层叠多个截面体而对所述物体进行造型，在该截面体形成处理中，该控制部通过控制所述喷头部，分别使第一量的所述液体对表示所述第二方向的位置和所述第三方向的位置的坐标中被指定的坐标喷出，从而形成所述物体的一层量的所述截面体，

所述控制部在执行多次所述截面体形成处理中的第一截面体形成处理中，针对所述截面体的轮廓在所述第二方向和所述第三方向同时变化的变化部分，喷出少于所述第一量的第二量的所述液体，从而形成所述截面体，

在执行所述第一截面体形成处理之后且在执行第二截面体形成处理之前，所述控制部执行填充处理，在该填充处理中，对所喷出所述第二量的液体的部分喷出第三量的所述液体，该第三量与所述第二量相加时超过所述第一量。

3.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其特征在于，

所述三维造型装置还具有固化能量赋予部，该固化能量赋予部赋予用于使所述液体固化的固化能量，

在所述第一截面体形成处理中喷出所述液体之后，经过第一期间且执行所述填充处理之前，所述固化能量赋予部对所喷出的所述液体赋予固化能量，

在所述填充处理中喷出所述液体之后，经过长于所述第一期间的第二期间且执行所述第二截面体形成处理之前，所述固化能量赋予部对所喷出的所述液体赋予固化能量。

4.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，

在所述截面体形成处理中被喷出所述液体的坐标具有对应于各坐标的元素，并被对各所述元素对应建立有灰度值的二维光栅数据指定，

所述变化部分是在对所述光栅数据的相当于所述截面体的轮廓的部分进行了平滑化处理时包含第一元素和第二元素的部分，所述第一元素的所述灰度值小于100％，所述第二元素接触于所述第一元素的所述第二方向侧或者所述第三方向侧的内侧。

5.根据权利要求4所述的三维造型装置，其特征在于，

所述第二量是对应于所述第一元素的灰度值与所述第二元素的灰度值相加的值的量。

6.根据权利要求4所述的三维造型装置，其特征在于，

所述物体的形状通过多边形数据表示，该多边形数据是多个多边形的集合，

所述第一元素是与所述多边形进行横切的位置对应的元素。

7.根据权利要求6所述的三维造型装置，其特征在于，

所述第一元素的灰度值是与利用所述多边形切割所述第一元素在三维空间中所占的体积的情况下残留的体积相对于所述第一元素在三维空间中所占的体积的比例相对应的值。

8.根据权利要求7所述的三维造型装置，其特征在于，

所述第二元素是，与所述第一元素相接触的所述第二方向的元素和与所述第一元素相接触的所述第三方向的元素中，在横切所述第一元素的所述多边形的朝内的法线的所述第二方向的成分和所述第三方向的成分中大的成分的方向上相接触的元素。

9.根据权利要求2所述的三维造型装置，其特征在于，

在所述截面体形成处理中被喷出所述液体的坐标具有对应于各坐标的元素，并被对各所述元素对应建立有灰度值的二维光栅数据指定，

所述变化部分是在对所述光栅数据的相当于所述截面体的轮廓的部分进行了平滑化处理时第二元素所存在的部分，所述第二元素接触于第一元素的所述第二方向侧或者所述第三方向侧的内侧，所述第一元素的所述灰度值小于100％。

10.根据权利要求9所述的三维造型装置，其特征在于，

所述第二量是与所述第一元素的灰度值对应的量。

11.根据权利要求9所述的三维造型装置，其特征在于，

所述第三量是与所述第二元素的灰度值对应的量。

12.根据权利要求9所述的三维造型装置，其特征在于，

所述物体的形状通过多边形数据表示，该多边形数据是多个多边形的集合，

所述第一元素是与所述多边形进行横切的位置对应的元素。

13.根据权利要求12所述的三维造型装置，其特征在于，

所述第一元素的灰度值是与利用所述多边形切割所述第一元素在三维空间中所占的体积的情况下残留的体积相对于所述第一元素在三维空间中所占的体积的比例相对应的值。

14.根据权利要求12所述的三维造型装置，其特征在于，

所述第二元素是，与所述第一元素相接触的所述第二方向的元素和与所述第一元素相接触的所述第三方向的元素中，在横切所述第一元素的所述多边形的朝内的法线的所述第二方向的成分和所述第三方向的成分中大的成分的方向上相接触的元素。