JP2018108717A - 多色３ｄオブジェクトのスライスプリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】飛散防止プリント層を自動的に添加してプリント範囲外に飛散するインクを遮蔽することができる、多色３Ｄモデルのスライスプリント方法の提供。【解決手段】多色３Ｄオブジェクトの座標情報及び色情報を読み取り、スライス処理を実行して複数のオブジェクトプリント層及び複数のオブジェクト画像データを生成し、複数の飛散防止プリント層を生成するとともに、各飛散防止プリント層と同一層のオブジェクトプリント層との縁部分を重ね合わせるとともに、多色３Ｄプリンタの成形噴射ヘッドが層ごとに複数のオブジェクトプリント層をプリントするように制御し、オブジェクトプリント層のプリントが完了すると、オブジェクトプリント層と部分的に重なり合う飛散防止プリント層をプリントするとともに、飛散防止プリント層のプリントが完了すると、多色３Ｄプリンタの着色噴射ヘッドがプリントされたオブジェクトプリント層に着色を実施するように制御する。【選択図】図３

Description

本発明は３Ｄプリントに関するものであり、特に多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法に関するものである。

多色３Ｄ実体モデルをプリントするため、関連技術においてはすでに溶融堆積成形（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ、ＦＤＭ）技術を使用した多色３Ｄプリンタ（ｍｕｌｔｉ−ｃｏｌｏｕｒ ３Ｄ ｐｒｉｎｔｅｒ）が提出されている。多色３Ｄプリンタには３Ｄプリントを実施するための成形噴射ヘッド及び着色するための着色噴射ヘッドが同時に設置されている。

図１Ａ〜図１Ｄを同時に参照すると、図１Ａは関連技術における多色３Ｄプリンタの第１のプリント概略図であり、図１Ｂは関連技術における多色３Ｄプリンタの第２のプリント概略図であり、図１Ｃは関連技術における多色３Ｄプリンタの第３のプリント概略図であり、図１Ｄは関連技術における多色３Ｄプリンタの第４のプリント概略図であり、関連技術における多色３Ｄプリンタがどのようにして多色３Ｄプリントを実施するのかを説明するために用いられる。

プリント開始後、多色３Ｄプリンタは、先ず噴射ヘッド１０が１層のプリント層１４０をプリントするように制御するとともに（図１Ａに示されている通り）、着色噴射ヘッド１２がプリント層１４０上に有色インク（例えばブラック）を噴射して着色するように制御する（図１Ｂに示されている通り）。次に、多色３Ｄプリンタは、成形噴射ヘッド１０が着色されたプリント層１４０上に別のプリント層１４２をプリントして堆積するように制御するとともに（図１Ｃに示されている通り）、着色噴射ヘッド１２がプリント層１４２上に異なる色の有色インク（例えばブルー）を噴射して着色するように制御する（図１Ｄに示されている通り）。上記のプリント及び着色操作を繰り返すことにより、多色３Ｄプリンタは多色３Ｄ実体モデルを生成することができる。

上記プリント方法において、着色噴射ヘッド１２は制限を受けて噴射範囲を正確に制御することができず、上方のプリント層１４２が下方のプリント層１４０を完全に遮蔽していない（図１Ｃ、図１Ｄに示されている通り）場合、多色３Ｄプリンタが上方のプリント層１４２を着色する際に、インクがプリント範囲外（例えば、インクが下方プリント層１４０の表面に飛散する）に飛散する状況が度々発生し、プリントアウトされた多色３Ｄ実体モデルに混色の欠陥が存在し、プリント品質が低下することになる。

本発明では、飛散防止プリント層を自動的に添加して着色過程においてプリント範囲外に飛散するインクを遮蔽することができる、多色３Ｄモデルのスライスプリント方法が提供されている。

１つの実施例において、多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法は、ａ）多色３Ｄオブジェクトの３Ｄデータをロードするとともに、多色３Ｄオブジェクトの座標情報及び色情報を読み取るステップと、ｂ）座標情報に基づき経路スライス処理を実行して、複数のオブジェクトプリント層の複数のオブジェクト経路データを生成するステップであって、各オブジェクト経路データにはそれぞれ層数値が記録されている、複数のオブジェクト経路データを生成するステップと、ｃ）色情報に基づき画像スライス処理を実行して、複数のオブジェクトプリント層の複数のオブジェクト画像データを生成するステップであって、各オブジェクト画像データにはそれぞれ層数値が記録されている、複数のオブジェクト画像データを生成するステップと、ｄ）複数のオブジェクト経路データに基づき、複数の飛散防止プリント層の複数の飛散防止経路データを生成するとともに、各飛散防止プリント層と同一層のオブジェクトプリント層の縁部分とが重なり合うように、各飛散防止経路データを設定するステップであって、各飛散防止経路データにそれぞれ層数値が記録されている、各飛散防止経路データを設定するステップと、ｅ）多色３Ｄプリンタの成形噴射ヘッドがオブジェクト経路データに基づき層ごとに複数のオブジェクトプリント層をプリントするように制御し、オブジェクトプリント層のプリント完了時に、同一層の飛散防止経路データに基づきプリントされたオブジェクトプリント層の縁に部分的に重なり合う飛散防止プリント層をプリントするとともに、飛散防止プリント層のプリント完了時に、同一層のオブジェクト画像データに基づき、多色３Ｄプリンタの着色噴射ヘッドがプリントされたオブジェクトプリント層に着色を実施するように制御するステップと、を含む。
本発明は、インクが下方のすでにプリントされたプリント層に飛散して混色を招くことを効果的に回避することができ、プリント品質を効果的に高めることができる。

関連技術における多色３Ｄプリンタの第１のプリント概略図である。 関連技術における多色３Ｄプリンタの第２のプリント概略図である。 関連技術における多色３Ｄプリンタの第３のプリント概略図である。 関連技術における多色３Ｄプリンタの第４のプリント概略図である。 本発明の第１実施例における多色３Ｄプリンタの構造図である。 本発明の第１実施例におけるスライスプリント方法の流れ図である。 本発明の第２実施例におけるスライスプリント方法の一部流れ図である。 本発明の第３実施例におけるスライスプリント方法の一部流れ図である。 本発明の第４実施例におけるスライスプリント方法の一部流れ図である。 外部飛散防止プリント層の断面概略図である。 外部飛散防止プリント層の上面概略図である。 プリント経路の概略図である。 内部飛散防止プリント層の断面概略図である。 内部飛散防止プリント層の上面概略図である。 １つの実施例における飛散防止拡張プリント層の上面概略図である。 別の実施例における飛散防止拡張プリント層の上面概略図である。

ここにおいては、本発明の好適な実施例について、図面を組み合わせて、以下の通り詳細に説明する。
先ず、図２を参照すると、それは本発明の第１実施例における多色３Ｄプリンタの構造図である。本実施例では、多色３Ｄプリンタ１及びスライスソフトウェア２０を含む３Ｄプリントシステムが開示されている。スライスソフトウェア２０は電子装置２（例えば、デスクトップ型パソコン、ノート型パソコン、クラウドサーバまたはスマートフォン）により実行された後、多色３Ｄオブジェクトの３Ｄデータをロードして、３Ｄデータを更新して多色３Ｄオブジェクトに対してスライス処理を実施するとともに、３Ｄプリントデータ（つまり後述のオブジェクト経路データ、飛散防止経路データまたはオブジェクト画像データであり、３ＤプリントデータはＧ−ｃｏｄｅで示すことができる）を生成することができる。多色３Ｄプリンタ１は３Ｄプリントデータに基づきプリントして、多色３Ｄオブジェクトに対応した多色３Ｄ実体モデルを生成する。

多色３Ｄプリンタ１は、主に成形噴射ヘッド１００、着色噴射ヘッド１０２、記憶モジュール１０４、接続モジュール１０６、ヒューマンマシンインターフェイス１０８及び制御モジュール１１０を含む。
成形噴射ヘッド１００は、消費材供給装置（図内未表示）に接続されるとともに、消費材を使用して３Ｄプリントを実施することができる。

１つの実施例において、多色３Ｄプリンタ１は、溶融堆積成形（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ、ＦＤＭ）３Ｄプリンタであり、消費材供給装置は熱可塑性消費材（例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ）またはポリ乳酸（ＰＬＡ））を成形噴射ヘッド１００に提供することができ、成形噴射ヘッド１００は消費材を半溶融状態まで加熱して３Ｄプリントを実施することができる。

１つの実施例において、多色３Ｄプリンタ１は、光硬化成形（Ｓｔｅｒｅｏ−Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ、ＳＬ）３Ｄプリンタであり、消費材供給装置は液状の感光性樹脂（ＵＶ ｃｕｒａｂｌｅ ｒｅｓｉｎ）を成形噴射ヘッド１００に提供することができ、成形噴射ヘッド１００は感光性樹脂をジェットプリントするとともに、ジェットプリントした感光性樹脂に光（例えば紫外光またはレーザ光）を照射し、それを硬化させて３Ｄプリントを実施することができる。

着色噴射ヘッド１０２は、インクを貯留したインクカートリッジ（図内未表示）に接続される。１つの実施例において、着色噴射ヘッド１０２は複数のサブ噴射ヘッドを含むことができ、各サブ噴射ヘッドにそれぞれ異なる色（例えば、シアン（Ｃｙａｎ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）及びブラック（ｂｌａｃｋ））の複数のインクカートリッジが接続されるとともに、混色することによりフルカラープリントを実現することができる。

記憶モジュール１０４は、データ（例えば、３Ｄプリントデータ）の格納に用いられる。接続モジュール１０６（例えば、ＵＳＢモジュール、ＰＣＩ ｂｕｓモジュール、Ｗｉ−Ｆｉモジュールまたはブルートゥース（登録商標）モジュール）は、電子装置２への接続に用いられるとともに、電子装置２から３Ｄプリントデータを受信する。ヒューマンマシンインターフェイス１０８（例えば、キーボード、ディスプレイ、指示ランプ、ブザーまたは上記の任意の組み合わせ）は、使用者の操作を受け付けるとともに、プリント関連情報の出力に用いられる。

制御モジュール１１０は、３Ｄプリントデータに基づき、成形噴射ヘッド１００及び着色噴射ヘッド１０２を制御してプリントを実施する。

続けて図３を参照すると、それは本発明の第１実施例におけるスライスプリント方法の流れ図である。本発明の各実施例における多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法は（以下においては、スライスプリント方法と称する）、主に図２に示されている多色３Ｄプリントシステムにより実現される。

図３の実施例において、スライスソフトウェア２０は、電子装置２または多色３Ｄプリンタ１（以下においては、電子装置２でスライスソフトウェア２０を実行することを例とする）で実行された後、電子装置２または多色３Ｄプリンタ１がステップＳ１０〜Ｓ１２を実行するように制御することができる。
ステップＳ１０：電子装置２に多色３Ｄオブジェクト（例えば、図７Ａに示されている多色３Ｄオブジェクト２２）の３Ｄデータをロードする。具体的に述べると、３Ｄデータは、使用者が予め編集を完了したＯＢＪファイルまたはＰＬＹファイルもしくはその他類型の３Ｄファイルであり、いずれかに限定されない。かつ、３Ｄデータに使用者がプリントしようとする多色３Ｄオブジェクトが記録されている。電子装置２は、３Ｄデータがロードされた後、多色３Ｄオブジェクトの座標情報及び色情報を読み取ることができる。

１つの実施例において、座標情報には、多色３Ｄオブジェクトの各点の多色３Ｄプリンタ１におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の座標が含まれ、色情報には、多色３Ｄオブジェクト上の各点の特定色彩空間（例えば、ＲＧＢ色彩空間）における色調が含まれる。

ステップＳ１２：電子装置２がロードされた３Ｄデータに対してスライス処理を実行するとともに、スライス処理により生成された３Ｄプリントデータを多色３Ｄプリンタ１に伝送して３Ｄプリントを実施する。
１つの実施例において、ステップ１２は以下のステップを含む。
ステップＳ２００：電子装置２が多色３Ｄオブジェクトの本体に対して経路スライス処理を実行して、複数のオブジェクトプリント層の複数のオブジェクト経路データを生成する。

１つの実施例において、電子装置２は、先ず座標情報中の複数の座標値を読み取り、複数の座標値には多色３Ｄオブジェクトの外形構造が記述されている。次に、電子装置２は、予め設定されたスライス厚またはスライス層数に基づき経路スライス処理を実行して、複数のオブジェクトプリント層の複数のオブジェクト経路データを生成し、多色３Ｄオブジェクトは複数のオブジェクトプリント層が堆積されてなる。

１つの実施例において、各オブジェクト経路データには複数の座標値が含まれる。かつ、複数のオブジェクト経路データの数量はスライス層数と同一である。例を挙げると、多色３Ｄオブジェクトが１００層のオブジェクトプリント層に分割可能である場合は、経路スライス処理後に１００個のオブジェクト経路データが生成される。１００個のオブジェクト経路データは、それぞれ１００個のオブジェクトプリント層に対応しているとともに、それぞれ対応するオブジェクトプリント層のプリント経路が記述されている。

ステップＳ２０２：電子装置２が、多色３Ｄオブジェクトの画像に対して画像スライス処理を実施して、複数のオブジェクトプリント層の複数のオブジェクト画像データを生成する。
ステップＳ２０４：電子装置２が、飛散防止プリント層の飛散防止経路データを生成する。具体的に述べると、電子装置２が、複数のオブジェクト経路データに基づき複数の飛散防止プリント層の複数の飛散防止経路データを生成する。かつ、電子装置２は、各飛散防止経路データを設定して各飛散防止プリント層と同一層のオブジェクトプリント層の縁部分とを重ね合わせることができる。飛散防止プリント層は、オブジェクトプリント層の外縁を取り囲む外部飛散防止プリント層（例えば、図７Ａ、７Ｂに示されている外部飛散防止プリント層４０、４２）またはオブジェクトプリント層の内縁を取り囲む内部飛散防止プリント層（例えば、図９Ａ、９Ｂに示されている内部飛散防止プリント層８０、８２）とすることができ、限定されない。

図７Ａ及び図７Ｂを同時に参照すると、図７Ａは外部飛散防止プリント層の断面概略図であり、図７Ｂは外部飛散防止プリント層の上面概略図であり、外部飛散防止プリント層をどのように添加するのかを説明するために用いられる。

図７Ａに示されている通り、本例において、多色３Ｄオブジェクトは、経路スライス処理された後、複数のオブジェクトプリント層３０〜３８に分割することができる。かつ、下方のオブジェクトプリント層３０の境界が上方のオブジェクトプリント層３２〜３８の境界を超えているため、着色噴射ヘッド１０２が上方のオブジェクトプリント層３２〜３８に対して色付けを実施する際、インクが下方のオブジェクトプリント層３０の表面に噴射されて汚れを生じるおそれがある。

この問題を解決するため、本発明では、少なくとも１組の飛散防止経路データを生成かつ設定することにより、上方のすべてまたは一部のオブジェクトプリント層３２〜３８の外縁に外部飛散防止プリント層４０〜４２を添加している（図７Ａは飛散防止プリント層をオブジェクトプリント層３４、３８に添加した例である）。それにより、添加された外部飛散防止プリント層４０〜４２は、着色時に下方のオブジェクトプリント層３０に向けて噴射されるインクを遮蔽することができる。

図７Ｂに示されている通り、添加された外部飛散防止プリント層４０〜４２がプリント過程において崩壊しないように、本発明では、外部飛散防止プリント層４０とオブジェクトプリント層３４とを部分的に重ね合わせるように、飛散防止経路データを設定することにより、外部飛散防止プリント層４０がオブジェクトプリント層３４に粘着して十分な支持力を得るため、崩壊することはない。

かつ、添加された外部飛散防止プリント層４０〜４２がプリント過程において崩壊しないように、本発明では、外部飛散防止プリント層４０を複数の２次飛散防止プリント層（図７Ｂに示されている外部飛散防止プリント層４０の各ブロック）に分割するように、飛散防止経路データを設定することにより、重量を分散させている。かつ、本発明では、更に、各２次飛散防止プリント層の間に間隙が設定されるように、飛散防止経路データを設定している。それにより、プリント完了後、使用者は複数の２次飛散防止プリント層を間隙を介して速やかに除去することができる。

図８を参照すると、それはプリント経路の概略図である。ステップＳ２００において、電子装置２はオブジェクトプリント層３４のオブジェクト経路データを生成することができ、オブジェクト経路データは、位置６０から位置６２に移動するプリント経路５０を記述するために用いられる。具体的に述べると、プリント過程において、成形噴射ヘッド１００がプリント経路５０に沿ってプリントした後、オブジェクトプリント層３４に対応した実体モデルを生成することができる。

かつ、電子装置２は、ステップＳ２０４において、外部飛散防止プリント層４０の飛散防止経路データを生成することができ、飛散防止経路データは、位置６２から位置６０に移動するプリント経路５２を記述するために用いられる。具体的に述べると、プリント過程において、成形噴射ヘッド１００がプリント経路５２に沿ってプリントした後、外部飛散防止プリント層４０に対応した実体モデルを生成することができる。
更に、プリント経路５０の終点とプリント経路５２の起点とが同一であるため（つまり位置６２）、成形噴射ヘッド１００の移動距離を効果的に低減することができ、プリント速度を増進することもできる。

１つの実施例において、プリント経路５２は、少なくとも予め設定された距離ｄ１離隔するごとにプリント経路５０と１回重なり合い、プリント時に外部飛散防止プリント層４０がオブジェクトプリント層３４に複数回粘着することにより十分な支持力が得られ、予め設定された距離ｄ１の大きさは、用いる消費材の粘着力に基づき設定することができる。かつ、プリント経路５２とプリント経路５０との間の最大間隔は、予め設定された間隔ｇ１であり、予め設定された間隔ｇ１はプリント環境（例えば、気流方向及び強度、多色３Ｄプリンタ１のプリント孔径または消費材の粘着力）に基づき決定することができる。

１つの実施例において、プリント経路５２がプリント経路５０と重なり合うごとにその切込み点と戻り点とは重なっておらず、それは予め設定された間隙ｇ３だけ離れている。そのため、成形噴射ヘッド１００がプリント経路５２に沿ってプリントする際に、複数の２次飛散防止プリント層からなる外部飛散防止プリント層４０の実体モデルを生成することができる。かつ、各２次飛散防止プリント層の間には、使用者がプリント完了後、プリントアウトされた２次飛散防止プリント層を速やかに除去することができるように、予め設定された間隙ｇ３が形成されている。かつ、切込み点と戻り点とは重なっておらず、プリントアウトされた各２次飛散防止プリント層の両端すべてに独立した支持ビームが生成されているため（つまり、隣接する２次飛散防止プリント層が同一本の支持ビームを共用しない）、より良好な支持力を得ることができる。

図９Ａ及び図９Ｂを同時に参照すると、図９Ａは内部飛散防止プリント層の断面概略図であり、図９Ｂは内部飛散防止プリント層の上面概略図であり、内部飛散防止プリント層をどのようにして添加するのかを説明するために用いられる。

図９Ａに示されている通り、本例において、多色３Ｄオブジェクトは開放ハウジングである（つまり、多色３Ｄオブジェクトの内部空間と外部空間とが連通しており、その内部空間を窺うことができる）。多色３Ｄオブジェクトは、経路スライス処理された後、複数のオブジェクトプリント層７０〜７８に分割することができる。かつ、下方のオブジェクトプリント層７０の境界が上方のオブジェクトプリント層７２〜７８の境界を超えているため、着色噴射ヘッド１０２が上方のオブジェクトプリント層７２〜７８に対して色付けを実施する際に、インクが下方のオブジェクトプリント層７０の表面に噴射されて汚れを生じるおそれがある。

この問題を解決するため、本発明では、少なくとも１組の飛散防止経路データを生成かつ設定することにより、上方のすべてまたは一部のオブジェクトプリント層７２〜７８の内縁に内部飛散防止プリント層８０〜８２を添加している（図９Ａは飛散防止プリント層をオブジェクトプリント層７４、７８に添加した例である）。それにより、添加された内部飛散防止プリント層８０〜８２は、着色時に下方のオブジェクトプリント層７０に向けて噴射されるインクを遮蔽することができる。

１つの実施例において、本発明では、更に、着色領域の位置に基づき内部飛散防止プリント層を添加するか否かを決定することができる。図９Ｂに示されている通り、電子装置２は、先ず同一層のオブジェクト画像データに基づき、オブジェクトプリント層７８の着色領域８４の位置及び／または範囲を識別し、更に識別された着色領域８４の位置及び／または範囲に基づき内部飛散防止プリント層を添加するか否か及び内部飛散防止プリント層の添加位置を決定することができる（図９Ｂの例においては、内部飛散防止プリント層８２が着色領域８４の内縁を取り囲む位置に添加されている）。

また、外部飛散防止プリント層の添加と同様に、電子装置２は、内部飛散防止プリント層８２とオブジェクトプリント層８４とが重なり合って、内部飛散防止プリント層８２がオブジェクトプリント層８４に粘着することにより、十分に支持力を得て崩壊しないように、飛散防止経路データを設定することもできる。電子装置２は、内部飛散防止プリント層８２を複数の２次飛散防止プリント層に分割し（図９Ｂに示されている内部飛散防止プリント層８２の各ブロック）、かつ、各２次飛散防止プリント層の間に間隙が設定されるように、飛散防止経路データを設定することもできる。それにより、プリント完了後、使用者は間隙を介して複数の２次飛散防止プリント層を速やかかつ簡便に除去することができる。

１つの実施例において、各オブジェクト経路データ、各オブジェクト画像データ及び各飛散防止経路データには、更にそれぞれ層数値が記録されており、層数値は、各オブジェクト経路データ、各オブジェクト画像データ及び各飛散防止経路データに対応するプリント層の層数を記述するために用いられる。例を挙げると、第１層オブジェクト経路データ／オブジェクト画像データ／飛散防止経路データの層数値は「１」であり、第１０層オブジェクト経路データ／オブジェクト画像データ／飛散防止経路データの層数値は「１０」であり、第１００層オブジェクト経路データ／オブジェクト画像データ／飛散防止経路データの層数値は「１００」であり、以下同様である。

１つの実施例において、オブジェクト経路データの総数量、オブジェクト画像データの総数量及びプリント層の総数量は同一であり、飛散防止経路データの総数量はオブジェクト経路データの総数量よりも大きくない。

図３を再度参照し、次に、多色３Ｄプリンタ１が、スライス処理により生成した３Ｄプリントデータに基づき層ごとに３Ｄプリントを実施して多色３Ｄ実体モデルを生成するステップＳ１４を実行する。

１つの実施例において、ステップＳ１４には以下のステップが含まれる。
ステップＳ２０６：多色３Ｄプリンタ１の制御モジュール１１０が第１層経路データを読み取り、読み取った経路データに基づき、成形噴射ヘッド１００が第１層オブジェクトプリント層をプリントするように制御する。

１つの実施例において、制御モジュール１１０は、成形噴射ヘッド１００がオブジェクト経路データに記述されているプリント経路に沿って１層のオブジェクトプリント層をプリントするように制御し、つまり、成形噴射ヘッド１００がこのプリント経路に含まれている複数の座標値の間を移動してプリントするように制御する。

１つの実施例において、制御モジュール１１０は、オブジェクトプリント層のプリントが完了するごとに、残材の回収操作を実行して、成形噴射ヘッド１００上の残材がプリントされたオブジェクトプリント層に粘着してプリント品質を低下させることを回避する。

ステップＳ２０８：オブジェクトプリント層のプリントが完了した後、制御モジュール１１０が、同一層の飛散防止経路データが存在しているか否かの判断に基づき、飛散防止プリント層をプリントする必要があるか否かを判断する。
制御モジュール１１０が飛散防止プリント層をプリントする必要があると判断した場合は、ステップＳ２１０を実行する。必要ない場合、制御モジュール１１０はステップＳ２１２を実行する。

ステップＳ２１０：制御モジュール１１０が、同一層の飛散防止経路データを読み取るとともに、同一層の飛散防止経路データに基づき、プリントされたオブジェクトプリント層の縁に飛散防止プリント層をプリントする。プリントアウトされた飛散防止プリント層は、プリントされたオブジェクトプリント層を取り囲んで部分的に重なっている。

１つの実施例において、制御モジュール１１０は、成形噴射ヘッド１００が飛散防止経路データに記述されているプリント経路に沿って１層の飛散防止プリント層をプリントするように制御し、つまり、成形噴射ヘッド１００がこのプリント経路に含まれている複数の座標値の間を移動してプリントするように制御する。

１つの実施例において、制御モジュール１１０は、飛散防止プリント層のプリントが完了するごとに、残材の回収操作を実行して、成形噴射ヘッド１００上の残材がプリントされたオブジェクトプリント層に粘着してプリント品質を低下させることを回避する。

ステップＳ２１２：制御モジュール１１０が、同一層（つまり同一層数値）のオブジェクト画像データに基づき、着色噴射ヘッド１０２がプリントされた第１層オブジェクトプリント層に着色するように制御し、それにより１層のオブジェクトプリント層のプリント及び着色を完了する。

ここで提起すべきは、噴射過程において、着色噴射ヘッド１０２がプリント範囲外に噴射したインクは事前にプリントされている飛散防止プリント層により阻止され、下方のオブジェクトプリント層に噴射されることはないため、下方のオブジェクトプリント層が汚されることがない点である。

１つの実施例において、各オブジェクト経路データには複数の座標値が含まれ、同一層のオブジェクト画像データに、それぞれこの複数の座標値に対応した複数の色調が記録されている。制御モジュール１１０は、着色噴射ヘッド１０２が、各色調に基づきプリントされたプリント層上の座標値に対応した位置にインクドットを噴射するように制御する。

１つの実施例において、制御モジュール１１０は、ステップＳ２０８において読み取られたオブジェクト経路データと同一層のオブジェクト画像データを読み取るとともに、読み取ったオブジェクト画像データに基づき、対応するオブジェクトプリント層に着色をする必要があるか否かを判断するとともに、着色する必要があると判断した場合に、はじめて着色噴射ヘッド１０２がプリントされたオブジェクトプリント層に着色するように制御する。

ステップＳ２１４：多色３Ｄプリンタ１が、すべてのオブジェクトプリント層がいずれもプリント及び着色を完了したか否か、つまり、多色３Ｄ実体モデルがすでに完全に生成されたかを判断する。多色３Ｄプリンタ１は、プリントが完了したと判断した場合は、プリントを終了し、プリントが完了していないと判断した場合は、ステップＳ２０６を再度実行して、次層のオブジェクトプリント層を引き続きプリントする。

本発明は、インクが下方のプリントされたオブジェクトプリント層に噴射されて混色を生じることを効果的に回避することができ、プリント品質を効果的に高めることができる。

引き続き図３及び図４を参照すると、図４は本発明の第２実施例におけるスライスプリント方法の一部流れ図である。図３に示されている実施例に比べ、図４の実施例において、スライスプリント方法のステップＳ２０４には以下のステップが含まれる。

ステップＳ３０：電子装置２が、第１層からオブジェクト経路データの読み取りを開始する。
ステップＳ３２：電子装置２が、層数値が読み取ったオブジェクト経路データよりも低い別のオブジェクト経路データを取得する。

例を挙げると、ステップＳ３０において電子装置２が第１０層のオブジェクト経路データを読み取った場合、ステップＳ３２において電子装置２は層数値が１０未満の１つまたは複数層のオブジェクト経路データを取得する（例えば、第９層のオブジェクト経路データを取得するかまたは第１層から第９層のオブジェクト経路データを取得する）。

１つの実施例において、電子装置２がステップＳ３２において取得した各オブジェクト経路データの層数値とステップＳ３０において読み取ったオブジェクト経路データの層数値との間の数値差は、予め設定された検査層数よりも大きくない。

例を挙げると、検査層数が５である場合、電子装置２が第１０層のオブジェクト経路データを読み取る際、第５層から第９層のオブジェクト経路データを併せて取得し、電子装置２が第１５層のオブジェクト経路データを読み取る際、第１０層から第１４層のオブジェクト経路データを併せて取得する。

ステップＳ３４：電子装置２が、ステップＳ３２において取得したオブジェクト経路データの境界がステップＳ３０において読み取ったオブジェクト経路データの境界を超えているか否かを判断し、つまり、現在読み取ったオブジェクトプリント層が下方のその他のオブジェクトプリント層を完全に遮蔽可能であるか否かを判断する。

更に、オブジェクトプリント層が下方のその他のオブジェクトプリント層を完全に遮蔽可能である場合は、後続の着色時にプリント範囲外まで噴射されたインクが下方のその他のオブジェクトプリント層を汚すことはなく、逆もまた然りである。

電子装置２が、ステップＳ３２において取得したいずれか１つのオブジェクト経路データの境界がステップＳ３０において読み取ったオブジェクト経路データの境界を超えていると判断した場合は、ステップＳ３６を実行する。超えていない場合は、ステップＳ３８を実行する。

ステップＳ３６：電子装置２が、飛散防止プリント層の飛散防止経路データを生成するとともに、飛散防止プリント層が同一層のオブジェクトプリント層の着色領域を取り囲んで、同一層のオブジェクトプリント層と部分的に重なり合うように、飛散防止プリント層の飛散防止経路データを生成かつ設定する。

ステップＳ３８：電子装置２が、すべてのオブジェクト経路データをいずれも読み取ったか否かを判断する。電子装置２がすべてのオブジェクト経路データをいずれも読み取ったと判断した場合は、ステップＳ１４を実行する。読み取っていない場合は、電子装置２がステップＳ３０を再度実行する。

引き続き図３及び図５を参照すると、図５は本発明の第３実施例におけるスライスプリント方法の一部流れ図である。図３に示されている実施例に比べ、図５の実施例において、スライスプリント方法のステップＳ２０４は以下のステップを含む。

ステップＳ４０：電子装置２が、第１層からオブジェクト経路データの読み取りを開始する。
ステップＳ４２：電子装置２が、読み取ったオブジェクト経路データは予め設定された飛散防止プリント層の構築条件を満足しているか否かを判断する。

１つの実施例において、電子装置２は、読み取ったオブジェクト経路データの層数値が設置層数またはその倍数（つまり、飛散防止プリント層の構築条件）に合致している場合は、ステップＳ４４を実行して飛散防止経路データを生成する。

例を挙げると、設置層数が３及びその倍数である場合、電子装置２は読み取ったオブジェクト経路データの層数値が３、６、９、１２…であると、ステップＳ４４を実行して飛散防止経路データを自動的に生成する。設置層数が５及びその倍数である場合、電子装置２は読み取ったオブジェクト経路データの層数値が５、１０、１５、２０…であると、ステップＳ４４を実行して飛散防止経路データを自動的に生成する。

１つの実施例において、電子装置２は、同一層のオブジェクト画像データを読み取るとともに、オブジェクト画像データに基づき同一層のオブジェクトプリント層が着色領域を含んでいる（つまり、飛散防止プリント層の構築条件）と判断すると、ステップＳ４４を実行して飛散防止経路データを自動的に生成する。

電子装置２が予め設定された飛散防止必要条件を満足していると判断した場合は、ステップＳ４４を実行する。満足していない場合は、電子装置２はステップＳ４８を実行する。
ステップＳ４４：電子装置２が、オブジェクト経路データのコピーを生成して、飛散防止経路データとする。
ステップＳ４６：電子装置２が、飛散防止経路データを更新して、飛散防止プリント層がオブジェクトプリント層を取り囲んで部分的に重なり合うようにする。

１つの実施例において、電子装置２は、予め設定された間隔（例えば、図８に示されている予め設定された間隔ｇ１）に基づき、飛散防止経路データを更新して、飛散防止プリント層が同一層のオブジェクトプリント層を取り囲んで部分的に重なり合うようにする。

例を挙げると、外部飛散防止プリント層を添加しようとする場合（図７Ａ、７Ｂの通り）、電子装置２は、飛散防止経路データに対応するプリント経路を予め設定された間隔だけ拡大して、更新後の飛散防止経路データのプリント経路がオブジェクト経路データのプリント経路を取り囲むようにする。内部飛散防止プリント層を添加しようとする場合（図９Ａ、９Ｂの通り）、電子装置２は、飛散防止経路データに対応するプリント経路を予め設定された間隔だけ縮小して、オブジェクト経路データのプリント経路が更新後の飛散防止経路データのプリント経路を取り囲むようにする。

１つの実施例において、電子装置２は、予め設定された距離（例えば、図８に示されている予め設定された距離ｄ１）に基づき、飛散防止経路データを更新して、対応する飛散防止プリント層を少なくとも予め設定された距離ごとにオブジェクトプリント層の縁と重ね合わせる。それにより、プリントされた飛散防止プリント層が取り囲んでいるオブジェクトプリント層に複数回粘着することにより、十分な支持力を得ることができる。

そのため、本発明は、飛散防止経路データを速やかに生成することができる。
ステップＳ４８：電子装置２が、すべてのオブジェクト経路データをいずれも読み取ったか否かを判断する。電子装置２がすべてのオブジェクト経路データをいずれも読み取ったと判断した場合は、ステップＳ１４を実行する。読み取っていない場合、電子装置２はステップＳ４０を再度実行する。

引き続き図３、図６、図８、図１０Ａ及び図１０Ｂを同時に参照すると、図６は本発明の第４実施例におけるスライスプリント方法の一部流れ図であり、図１０Ａは１つの実施例における飛散防止拡張プリント層の上面概略図であり、図１０Ｂは別の実施例における飛散防止拡張プリント層の上面概略図である。本実施例では、同一プリント層中に２周以上の飛散防止プリント層（以下においては、飛散防止拡張プリント層と称する）の飛散防止経路データ（以下においては、飛散防止拡張経路データと称する）を生成して、飛散防止範囲を増加することにより、下方のオブジェクトプリント層が汚される確率を低下させることができる。

図３に示されている実施例に比べ、図６の実施例において、スライスプリント方法のステップＳ１２は、ステップＳ５０〜Ｓ５８を含む。かつ、Ｓ５０〜Ｓ５４は、それぞれ図３に示されているステップＳ２００〜Ｓ２０４と同一であるかまたは類似しているため、ここでは改めて詳述しない。

ステップＳ５６：電子装置２が、飛散防止範囲を拡張する必要があるか否かを判断する。具体的に述べると、電子装置２が、現在、生成された同一層の飛散防止拡張経路データの数量が使用者の事前の設定（例えば、２組）に合致しているか否かを判断する。
電子装置２が飛散防止範囲を拡張する必要があると判断した場合は、ステップＳ５８を実行する。必要ない場合は、ステップＳ１４を実行する。

ステップＳ５８：電子装置２が、複数の飛散防止拡張プリント層の複数の飛散防止拡張経路データを生成するとともに、各飛散防止拡張プリント層が同一層の前１組の飛散防止プリント層と部分的に重なり合うように、各飛散防止拡張経路データを設定し、各飛散防止拡張経路データにもそれぞれ層数値が記録されている。

例を挙げると、図１０Ａに示されている通り、電子装置２は、外部飛散防止プリント層４０の飛散防止経路データを生成した後、更に飛散防止拡張プリント層９０の飛散防止拡張経路データを生成することができるとともに、飛散防止プリント層９０が外部飛散防止プリント層４０を取り囲んで部分的に重なり合うように、飛散防止拡張経路データを設定することができる。飛散防止拡張プリント層９０が外部飛散防止プリント層４０の外縁と部分的に重なり合っているため、飛散防止拡張プリント層９０がオブジェクトプリント層３４に粘着しなくても、外部飛散防止プリント層４０を介して十分な支持力を得ることができる。

別の例においては、図１０Ｂに示されている通り、電子装置２が生成した飛散防止拡張プリント層９２は、外部飛散防止プリント層４０の外縁と部分的に重なり合っている以外に、更に複数の２次飛散防止プリント層（例えば、図１０Ｂに示されている飛散防止拡張プリント層９２の各ブロック）に分割され、かつ、各２次飛散防止プリント層の間に間隙が設定されている。それにより、プリント完了後、使用者は間隙を介して複数の２次飛散防止プリント層を速やかかつ簡便に除去することができる。

図８を併せて参照すると、飛散防止拡張プリント層９２の飛散防止拡張経路データには、位置６４から位置６６に移動するプリント経路５４が記述されている。具体的に述べると、プリント過程において、成形噴射ヘッド１００がプリント経路５４に沿ってプリントした後、飛散防止拡張プリント層９２に対応した実体モデルを生成することができる。

１つの実施例において、プリント経路５４は、少なくとも予め設定された距離ｄ２離隔するごとにプリント経路５２と１回重なり合って、プリント時に飛散防止拡張プリント層９２が外部飛散防止プリント層４０に複数回粘着することにより支持力が得られ、予め設定された距離ｄ２の大きさは、用いる消費材の粘着力に基づき設定することができる。

かつ、プリント経路５４とプリント経路５２との間の最大間隔は、予め設定された間隔ｇ２であり、予め設定された間隔ｇ２はプリント環境（例えば、気流方向及び強度、多色３Ｄプリンタ１のプリント孔径または消費材の粘着力）に基づく。更に、飛散防止拡張プリント層９２はオブジェクトプリント層３４に直接粘着しておらず、支持力不足となるおそれがあるため、予め設定された間隔ｇ２は、粘着面積を増加して得られる支持力を増加させるため、好適には、予め設定された間隔ｇ１未満である。

１つの実施例において、プリント経路５４がプリント経路５２と重なり合うごとにその切込み点と戻り点とは重なっておらず、それは予め設定された間隙ｇ４だけ離れている（予め設定された間隙ｇ４は予め設定された間隙ｇ３と同一または異なっていてもよい）。そのため、成形噴射ヘッド１００がプリント経路５４に沿ってプリントする際に、複数の２次飛散防止プリント層からなる飛散防止拡張プリント層９２の実体モデルを生成することができる。

かつ、各２次飛散防止プリント層の間には、使用者がプリント完了後、プリントアウトされた２次飛散防止プリント層を速やかに除去することができるように、予め設定された間隙ｇ４が形成されている。かつ、切込み点と戻り点とは重なっておらず、プリントアウトされた各２次飛散防止プリント層の両端すべてに独立した支持ビームが生成されているため、より良好な支持力を得ることができる。

続いて、電子装置２は再度ステップＳ５６を実行し、飛散防止範囲を拡張する必要があるか否かを再度判断する。
そのため、本発明は、飛散防止範囲を効果的に増加させることができ、プリント失敗を効果的に回避することができる。

以上の記載は本発明の好適かつ具体的な実施例に過ぎず、それにより本発明の特許請求の範囲が制限されないため、本発明の内容を運用して行われた等価な変化は、いずれも同様に本発明の範囲内に含まれることを、併せて表明する。

１０ 成形噴射ヘッド
１２ 着色噴射ヘッド
１４０、１４２ プリント層
１ 多色３Ｄプリンタ
１００ 成形噴射ヘッド
１０２ 着色噴射ヘッド
１０４ 記憶モジュール
１０６ 接続モジュール
１０８ ヒューマンマシンインターフェイス
１１０ 制御モジュール
２ 電子装置
２０ スライスソフトウェア
３０〜３８、７０〜７８ オブジェクトプリント層
４０〜４２ 外部飛散防止プリント層
５０〜５４ プリント経路
６０〜６６ 位置
８０〜８２ 内部飛散防止プリント層
８４ 着色領域
９０〜９２ 飛散防止拡張プリント層
ｄ１、ｄ２ 予め設定された距離
ｇ１、ｇ２ 予め設定された間隔
ｇ３、ｇ４ 予め設定された間隙
Ｓ１０〜Ｓ１４ スライスプリントステップ
Ｓ２００〜Ｓ２０４ スライスステップ
Ｓ２０６〜Ｓ２１４ プリントステップ
Ｓ３０〜Ｓ３８ 第１飛散防止経路データ生成ステップ
Ｓ４０〜Ｓ４８ 第２飛散防止経路データ生成ステップ
Ｓ５０〜Ｓ５８ スライス及び飛散防止範囲拡張ステップ

Claims (10)

1. ａ）多色３Ｄオブジェクトの３Ｄデータをロードするとともに、前記多色３Ｄオブジェクトの座標情報及び色情報を読み取るステップと、
   ｂ）前記座標情報に基づき経路スライス処理を実行して、複数のオブジェクトプリント層の複数のオブジェクト経路データを生成するステップであって、各前記オブジェクト経路データにはそれぞれ層数値が記録されている、複数のオブジェクト経路データを生成するステップと、
   ｃ）前記色情報に基づき画像スライス処理を実行して、前記複数のオブジェクトプリント層の複数のオブジェクト画像データを生成するステップであって、各前記オブジェクト画像データにはそれぞれ前記層数値が記録されている、複数のオブジェクト画像データを生成するステップと、
   ｄ）前記複数のオブジェクト経路データに基づき、複数の飛散防止プリント層の複数の飛散防止経路データを生成するとともに、各前記飛散防止プリント層と同一層の前記オブジェクトプリント層の縁部分とが重なり合うように、各前記飛散防止経路データを設定するステップであって、各前記飛散防止経路データにそれぞれ前記層数値が記録されている、各前記飛散防止経路データを設定するステップと、
   ｅ）多色３Ｄプリンタの成形噴射ヘッドが前記オブジェクト経路データに基づき層ごとに前記複数のオブジェクトプリント層をプリントするように制御し、前記オブジェクトプリント層のプリント完了時に、同一層の飛散防止経路データに基づきプリントされた前記オブジェクトプリント層の縁に部分的に重なり合う前記飛散防止プリント層をプリントするとともに、前記飛散防止プリント層のプリント完了時に、同一層の前記オブジェクト画像データに基づき、前記多色３Ｄプリンタの着色噴射ヘッドがプリントされた前記オブジェクトプリント層に着色を実施するように制御するステップと、を含む、多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
2. 前記ステップｄは、
   ｄ１）層ごとに各前記オブジェクト経路データを読み取るステップと、
   ｄ２）前記オブジェクト経路データを読み取る際に、前記層数値が読み取った前記オブジェクト経路データよりも低い別のオブジェクト経路データを取得するステップと、
   ｄ３）取得した前記オブジェクト経路データに対応する前記プリント層の境界が読み取った前記オブジェクト経路データに対応する前記プリント層の境界を超えていると判断すると、読み取った前記経路データと同一層の前記飛散防止経路データを生成して設定するステップと、を含む、請求項１に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
3. 前記ステップｄ２は、前記複数のオブジェクト経路データを取得し、取得した各前記オブジェクト経路データの前記層数値と読み取った前記オブジェクト経路データの前記層数値との間の数値差は、検査層数よりも大きくない、請求項２に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
4. 前記ステップｄ）は、いずれか１つの前記オブジェクト経路データの前記層数値が設定層数値に合致していると、合致した前記オブジェクト経路データと同一層の前記飛散防止経路データを生成して設定するステップｄ４）を含む、請求項１に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
5. 前記ステップｄは、
   ｄ５）いずれか１つの前記オブジェクト経路データに同一層の前記飛散防止経路データを生成する必要があると判断すると、前記オブジェクト経路データのコピーを生成するとともに、前記飛散防止経路データとするステップと、
   ｄ６）予め設定された間隔に基づき前記飛散防止経路データを更新して、対応する前記飛散防止プリント層が同一層の前記オブジェクトプリント層を取り囲んで部分的に重なり合うようにするステップと、
   ｄ７）予め設定された距離に基づき前記飛散防止経路データを更新して、対応する前記飛散防止プリント層が少なくとも前記予め設定された距離離隔するごとに前記オブジェクトプリント層の縁と重なり合うようにするステップと、を含む、請求項１に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
6. 前記ステップｄは、同一層の前記オブジェクト画像データに基づきいずれか１つの前記オブジェクトプリント層に着色する必要があると判断されると、同一層の前記飛散防止経路データを生成するとともに、前記飛散防止プリント層と前記オブジェクトプリント層の外縁とが部分的に重なり合うように、前記飛散防止経路データを設定する、請求項１に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
7. 前記ステップｄは、前記多色３Ｄオブジェクトは開放されたハウジングであると判断され、かつ、同一層の前記オブジェクト画像データに基づきいずれか１つの前記オブジェクトプリント層に着色する必要があると判断されると、同一層の前記飛散防止経路データを生成するとともに、前記飛散防止プリント層と前記オブジェクトプリント層の内縁とが部分的に重なり合うように、前記飛散防止経路データを設定する、請求項１に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
8. 前記ステップｄ）の後、前記ステップｅ）の前に、複数の飛散防止拡張プリント層の複数の飛散防止拡張経路データを生成するとともに、各前記飛散防止拡張プリント層が同一層の前記飛散防止プリント層を取り囲んで部分的に重なり合うように、各前記飛散防止拡張経路データを設定するステップｆ）を更に含み、各前記飛散防止拡張経路データには、それぞれ前記層数値が記録されている、請求項１に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
9. 前記ステップｆは、各前記飛散防止拡張プリント層が少なくとも予め設定された距離離隔するごとに前記飛散防止プリント層と重なり合うように、各前記飛散防止拡張経路データを設定する、請求項８に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。
10. 前記ステップｅは、前記オブジェクトプリント層のプリントが完了するごとに、残材の回収操作を実行し、更に同一層の前記飛散防止プリント層をプリントする、請求項１に記載の多色３Ｄオブジェクトのスライスプリント方法。

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