JP2020157761A - Three-dimensional object forming device, image processing method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立体物形成装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a three-dimensional object forming apparatus, an image processing method, and a program.
従来より、材料により形成された層を硬化させ、複数の層を積み上げることで立体物を形成する立体物形成技術が知られている。立体物形成技術としては、例えば、インクジェット方式で吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで硬化された層を形成したり、粉末状の材料を焼結することで硬化された層を形成したりする種々の方式が知られている。 Conventionally, there has been known a three-dimensional object forming technique for forming a three-dimensional object by curing a layer formed of a material and stacking a plurality of layers. As a three-dimensional object forming technique, for example, a cured layer is formed by irradiating an ultraviolet curable resin ejected by an inkjet method with ultraviolet rays, or a cured layer is formed by sintering a powdery material. Various methods of doing so are known.
一例として、特許文献1には、記録媒体にエネルギー線硬化型組成物を含むインクを吐出し、エネルギー線を照射することで当該インクを記録媒体上で硬化させる技術が開示されている。エネルギー線硬化型組成物が延伸性を有することで、硬化膜が記録媒体に追従して変形することができる。
As an example,
しかしながら、硬化膜が形成された記録媒体を折り曲げた場合、硬化膜は、記録媒体に追従して伸びることはできるが、復元はし難い。また、折り曲げる方向によって、記録媒体を折り曲げ難いことがある。 However, when the recording medium on which the cured film is formed is bent, the cured film can stretch following the recording medium, but it is difficult to restore the cured film. Further, depending on the bending direction, it may be difficult to bend the recording medium.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、折曲方向によらず折曲容易な立体物を形成するための立体物形成装置、画像処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional object forming apparatus, an image processing method, and a program for forming a three-dimensional object that is easily bent regardless of the bending direction. To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一つの実施形態に係る立体物形成装置は、複数の層を含む立体物の三次元画像データを受理するデータ受理部と、前記三次元画像データから、前記立体物において折り曲げられる位置として指定された折曲位置上に位置する部分を少なくとも部分的に削除した、三次元形成データを作成する、データ作成部と、前記三次元形成データに基づき前記立体物を形成する形成部と、を備え、前記データ作成部は、前記折曲位置において前記立体物が折り曲げられる方向として指定された折曲方向に基づき、前記三次元画像データから削除される前記折曲位置上に位置する部分の幅を定める、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the three-dimensional object forming apparatus according to one embodiment of the present invention includes a data receiving unit that receives three-dimensional image data of a three-dimensional object including a plurality of layers, and the above. A data creation unit that creates three-dimensional formation data by deleting at least a part of a portion located on a bending position designated as a bending position in the three-dimensional object from the three-dimensional image data, and the three-dimensional formation. The data creation unit includes a forming unit that forms the three-dimensional object based on the data, and the data creating unit is based on the bending direction designated as the bending direction of the three-dimensional object at the bending position from the three-dimensional image data. It is characterized in that the width of the portion located on the bent position to be deleted is determined.
本発明によれば、折曲方向によらず折曲容易な立体物を形成可能という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a three-dimensional object that can be easily bent can be formed regardless of the bending direction.
(第1の実施形態)
以下、本発明が適用される立体物形成装置、画像処理方法、及びプログラムの第1の実施形態について、図1乃至図7を用いて説明する。図1は、第1の実施形態における画像処理システム10の一例を概略的に示す斜視図である。
(First Embodiment)
Hereinafter, a three-dimensional object forming apparatus to which the present invention is applied, an image processing method, and a first embodiment of the program will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of an
図1に示すように、以下の説明において、X軸、Y軸、Z軸、X方向、Y方向、及びZ方向が定義される。X軸及びY軸は、水平に延び、互いに直交する。Z軸は、鉛直に延び、X軸及びY軸と直交する。X方向は、X軸に沿う方向であり、主走査方向とも称される。Y方向は、Y軸に沿う方向であり、副走査方向とも称される。Z方向は、Z軸に沿う方向であり、鉛直方向とも称される。 As shown in FIG. 1, in the following description, the X-axis, the Y-axis, the Z-axis, the X-direction, the Y-direction, and the Z-direction are defined. The X and Y axes extend horizontally and are orthogonal to each other. The Z axis extends vertically and is orthogonal to the X and Y axes. The X direction is a direction along the X axis and is also referred to as a main scanning direction. The Y direction is a direction along the Y axis and is also referred to as a sub-scanning direction. The Z direction is a direction along the Z axis and is also referred to as a vertical direction.
画像処理システム10は、立体物形成装置11と画像処理装置12とを備える。立体物形成装置11と画像処理装置12とは、通信可能に有線又は無線接続されている。立体物形成装置11は、記録部21と、支持部22と、駆動部23と、制御部24とを備える。記録部21は、形成部の一例である。
The
図2は、第1の実施形態における記録部21及び支持部22を概略的に示す断面図である。図2に示すように、本実施形態の記録部21は、支持部22の上方に配置され、支持部22に支持された基材B上にインクジェット方式によって画像や立体物を形成することができる。基材Bは、例えば、記録媒体である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the
記録部21は、間隔を介して支持部22に向く複数のノズル31及び硬化部32を有する。記録部21は、液滴Dを当該ノズル31から吐出することによってドットを記録する。
The
本実施形態において、液滴Dは、インク滴と追加液滴とのうち少なくとも一方を含む。インク滴は、色材を含むインクの液滴である。すなわち、インク滴は色を有する。追加液滴は、例えば、白色又は透明な液滴である。また、追加液滴は、基材Bと同系色であっても良い。 In this embodiment, the droplet D includes at least one of an ink droplet and an additional droplet. Ink droplets are droplets of ink containing a coloring material. That is, the ink droplets have a color. The additional droplets are, for example, white or transparent droplets. Further, the additional liquid drop model may have a color similar to that of the base material B.
インク滴及び追加液滴は、刺激硬化性を有する。刺激は、例えば、光(紫外線、赤外線等)、電子線、熱、電気等である。本実施形態におけるインク滴及び追加液滴は、紫外線硬化性を有する。なお、インク滴及び追加液滴は、熱硬化性のような他の刺激硬化性を有しても良い。 Ink droplets and additional droplets are irritating and curable. The stimulus is, for example, light (ultraviolet rays, infrared rays, etc.), electron beam, heat, electricity, or the like. The ink droplets and additional droplets in the present embodiment have ultraviolet curability. The ink droplet and the additional droplet may have other stimulus curability such as thermosetting.
硬化部32は、ノズル31から吐出された液滴Dに、当該液滴Dを硬化させるための刺激を与える。本実施形態における硬化部32は、ノズル31から吐出された液滴Dに紫外線を照射する。硬化部32はこの例に限らず、例えば、液滴Dが熱硬化性を有する場合、ノズル31から吐出された液滴Dを加熱する。
The
支持部22は、略鉛直上方に向く上面で、基材Bを保持する。図1の駆動部23は、記録部21及び支持部22を、X方向、Y方向、及びZ方向に、相対的に移動させる。駆動部23は、第1の駆動部35と第2の駆動部36とを有する。なお、駆動部23は、第1の駆動部35及び第2の駆動部36のいずれか一方を有しても良い。
The
第1の駆動部35は、記録部21を、X方向、Y方向、及びZ方向に移動させる。第2の駆動部36は、支持部22を、X方向、Y方向、及びZ方向に移動させる。なお、第1の駆動部35及び第2の駆動部36による移動方向は、この例に限られない。例えば、第1の駆動部35が記録部21をX方向及びY方向に移動させ、第2の駆動部36が支持部22をZ方向に移動させても良い。
The
図2に示すように、記録部21は、所定方向に複数のノズル31を配列させた構成を有する。各ノズル31は、液滴Dとして、インク滴、追加液滴、又はインク滴及び追加液滴の混合液を吐出する。ノズル31と液滴Dを吐出する構成とは、公知のインクジェット方式を用いることができる。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、ノズル31K,31C,31M,31Y,31W,31Tが所定方向に配列されている。ノズル31K,31C,31M,31Yは,インク滴を吐出するノズル31である。具体的には、ノズル31Kはブラックのインク滴、ノズル31Cはシアンのインク滴、ノズル31Mはマゼンタのインク滴、ノズル31Yはイエローのインク滴を吐出する。ノズル31W及びノズル31Tは、追加液滴を吐出するノズル31である。具体的には、ノズル31Wは白色の追加液滴(ホワイトインク)、ノズル31Tは透明な追加液滴(クリアインク)を吐出する。
In this embodiment, the nozzles 31K, 31C, 31M, 31Y, 31W, and 31T are arranged in a predetermined direction. The nozzles 31K, 31C, 31M, and 31Y are
立体物形成装置11は、各ノズル31から液滴Dを吐出することで、液滴Dに応じたドットを基材B上に形成し、複数のドットを有する層Lを形成する。一つの層Lは、画像とも称される。また、立体物形成装置11は、液滴Dを同一位置に複数回吐出することで、複数の層Lを積層させ、造形物Oを形成する。造形物Oは、立体物の一例である。このように、立体物形成装置11により形成される造形物Oは、複数の層Lを含む。なお、立体物形成装置11は、一つの層Lにより形成される造形物O(単層画像)を形成可能であって良い。
The three-dimensional
図2の例では、各ノズル31が一色(一種類)の液滴Dを吐出する。しかし、各ノズル31は、複数種類の液滴Dの混合液滴を吐出しても良い。また、記録部21から吐出されるインクの色は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローに限らず、他の色であっても良い。また、記録部21から吐出される液滴Dの種類は、六種類(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、白色、透明)に限られない。
In the example of FIG. 2, each
本実施形態では、ノズル31K,31C,31M,31Y,31W,31Tの配列方向の両端部に、硬化部32が設けられている。各ノズル31から吐出された液滴Dに、硬化部32から光が照射されることで、液滴Dが硬化する。
In the present embodiment, hardening
硬化部32は、ノズル31の近傍に配置される。硬化部32をノズル31の近傍に配置することで、各ノズル31から吐出された液滴Dが基材Bに付着してから硬化するまでの硬化時間を短縮でき、より高精細な造形物Oを形成することができる。なお、硬化部32の数や硬化部32の設置位置は、図2の例に限られない。
The cured
立体物形成装置11は、記録部21のノズル31から液滴Dを吐出しながら、記録部21及び基材Bを相対的に移動させることで、基材B上に液滴Dによるドットを形成可能である。基材Bは、例えばシート状であるが、立体状であっても良い。
The three-dimensional
図3は、第1の実施形態における画像処理システム10を機能的に示すブロック図である。制御部24は、画像処理装置12から印刷データを受け付ける。印刷データは、三次元画像データの一例である。制御部24は、受け付けた印刷データに応じて、記録部21及び駆動部23を制御し、ノズル31から各画素に対応する液滴Dを吐出させ、硬化部32に液滴Dを硬化させる。
FIG. 3 is a block diagram functionally showing the
制御部24は、CPU(Central Processing Unit)等を含んで構成されるコンピュータであり、立体物形成装置11の全体を制御する。なお、制御部24は、汎用のCPUを含む構成とは異なっても良い。例えば、制御部24は、回路等により構成されても良い。
The
制御部24は、データ受理部41と、判別部42と、変換部43と、記録制御部44と、記憶部45と、を含む。変換部43は、データ作成部の一例である。データ受理部41と、判別部42と、変換部43と、記録制御部44との一部又は全ては、例えば、CPU等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現しても良いし、IC(Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現しても良いし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現しても良い。
The
データ受理部41は、造形物Oの印刷データを受理する。印刷データは、形成する造形物Oの形状や色等の情報である。印刷データは、造形物Oの形成方法や材料の情報を含んでも良い。印刷データは、例えば、CAD/CAMデータである。なお、印刷データは、この例に限られない。
The
データ受理部41は、通信部を介して、画像処理装置12から印刷データを取得する。なお、データ受理部41は、印刷データが予め保存された記憶部45から当該印刷データを取得しても良い。
The
判別部42及び変換部43は、造形物Oに折り目が設定される場合、印刷データから一部を削除した変換データを作成する。変換データは、三次元形成データの一例である。記録制御部44は、印刷データ又は変換データに基づき、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成させる。
When a crease is set in the modeled object O, the
画像処理装置12は、CPU等の制御装置と、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)、CDドライブ装置などの補助記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
The
画像処理装置12は、印刷データを作成又は保存しており、当該印刷データを立体物形成装置11に送信する。印刷データは、画像処理装置12において、折り目が設定されている場合がある。
The
図4は、第1の実施形態における折り目の設定画面の一例を示す図である。具体的には、図4は、画像処理装置12の表示装置に表示された、印刷データに折り目を設定するためのソフトウェアのユーザインターフェースの一例を示している。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a crease setting screen according to the first embodiment. Specifically, FIG. 4 shows an example of a software user interface for setting creases in print data displayed on the display device of the
図4に示すように、画像処理装置12において、造形物Oの印刷データに、折り目としての折曲位置Pが設定される。折曲位置Pは、造形物Oにおいて折り曲げられる位置として指定された位置である。折曲位置Pは、例えば、造形物Oを横切る直線状に設定される。なお、折曲位置Pは、この例に限られない。
As shown in FIG. 4, in the
オペレータは、例えば、カーソルを用いて折曲位置Pの位置や向きを変更することができる。また、オペレータは、複数の折曲位置Pを設定することができる。なお、印刷データに折曲位置Pが設定されなくても良い。 The operator can change the position and orientation of the bending position P by using, for example, a cursor. In addition, the operator can set a plurality of bending positions P. The folding position P may not be set in the print data.
さらに、印刷データに、折曲位置P毎の折曲方向が設定される。折曲方向は、折曲位置Pにおいて造形物Oが折り曲げられる方向として指定された方向である。具体的には、折曲位置P毎に山折りであるか谷折りであるかが設定される。オペレータは、例えば、ラジオボタンをチェックすることで、折曲位置Pについて山折り又は谷折りを設定することができる。なお、折曲方向は、折り曲げられる方法(折り曲げ方)としても表現され得る。 Further, the folding direction for each bending position P is set in the print data. The bending direction is the direction designated as the direction in which the modeled object O is bent at the bending position P. Specifically, whether it is a mountain fold or a valley fold is set for each bending position P. The operator can set a mountain fold or a valley fold for the bending position P, for example, by checking the radio button. The bending direction can also be expressed as a folding method (folding method).
設定された折曲位置P及び折曲方向は、例えば、印刷データに含まれる。画像処理装置12は、折曲位置P及び折曲方向を含む印刷データを、立体物形成装置11に送信する。なお、折曲位置P及び折曲方向は、印刷データと異なるデータとして作成及び保存されても良い。この場合、画像処理装置12は、印刷データとともに、折曲位置P及び折曲方向のデータを立体物形成装置11に送信する。
The set bending position P and bending direction are included in the print data, for example. The
以下に、本実施形態の画像処理システム10による造形物Oの形成工程の一例について説明する。なお、画像処理システム10は、以下に説明される工程と異なる工程によって、造形物Oを形成しても良い。
An example of the process of forming the modeled object O by the
図5は、第1の実施形態における造形物Oの形成処理の一例を示すフローチャートである。図5に示すように、まず、データ受理部41が、印刷データを取得する(S11)。次に、判別部42は、印刷データにおける造形物Oが積層印刷で形成されるか否かを判定する(S12)。すなわち、判別部42は、印刷データにおける造形物Oが複数の層Lを有するか、一つの層Lのみを有するかを判定する。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the forming process of the modeled object O in the first embodiment. As shown in FIG. 5, first, the
印刷データにおける造形物Oが一つの層Lのみを有しており、積層印刷で形成されない場合(S12:No)、変換部43は変換データを作成せず、記録制御部44が印刷データに基づき単層印刷を実行し(S13)、造形物Oの形成を完了する。すなわち、記録制御部44は、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成する一つの層Lを記録させる。
When the modeled object O in the print data has only one layer L and is not formed by laminated printing (S12: No), the
一方、S12で印刷データにおける造形物Oが複数の層Lを有しており、積層印刷で形成される場合(S12:Yes)、判別部42は、印刷データにおける造形物Oに折曲位置Pが設定されているか否かを判定する(S14)。すなわち、判別部42は、印刷データが折曲位置P及び折曲方向の情報を含むか否か、又は印刷データに対応する折曲位置P及び折曲方向のデータがあるか否かを判定する。折曲位置Pが設定されている場合(S14:Yes)、変換部43は、以下に説明する印刷データの一部削除処理を実行する(S15)。
On the other hand, in S12, when the modeled object O in the print data has a plurality of layers L and is formed by laminated printing (S12: Yes), the discriminating
図6は、第1の実施形態における印刷データの一部削除処理S15の一例を示すフローチャートである。図6に示すように、印刷データの一部削除処理S15では、まず、変換部43が、未処理の折曲位置Pを一つ選択する(S21)。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the print data partial deletion process S15 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, in the print data partial deletion process S15, the
以下の説明では、図2に示すように、造形物Oに四つの折曲位置Pが設定されるものとする。以下、四つの折曲位置Pを、折曲位置P1,P2,P3,P4と個別に称することがある。 In the following description, as shown in FIG. 2, it is assumed that four bending positions P are set in the modeled object O. Hereinafter, the four bending positions P may be individually referred to as bending positions P1, P2, P3, and P4.
折曲位置P1における層Lの数は二つである。また、折曲位置P1では、山折りの折曲方向が設定される。折曲位置P2における層Lの数は三つである。また、折曲位置P2では、谷折りの折曲方向が設定される。折曲位置P3における層Lの数は三つである。また、折曲位置P3では、山折りの折曲方向が設定される。折曲位置P4における層Lの数は二つである。また、折曲位置P4では、谷折りの折曲方向が設定される。 The number of layers L at the folding position P1 is two. Further, at the bending position P1, the folding direction of the mountain fold is set. The number of layers L at the folding position P2 is three. Further, at the bending position P2, the folding direction of the valley fold is set. The number of layers L at the folding position P3 is three. Further, at the folding position P3, the folding direction of the mountain fold is set. The number of layers L at the folding position P4 is two. Further, at the bending position P4, the folding direction of the valley fold is set.
図6に戻り、次に、変換部43は、選択した折曲位置Pにおける層Lの数を印刷データから取得する(S22)。折曲位置P1,P4が選択されていれば、層Lの数は二つである。折曲位置P2,P3が選択されていれば、層Lの数は三つである。
Returning to FIG. 6, the
次に、変換部43は、選択した折曲位置Pにおいて設定された折曲方向が山折りか否かを判定する(S23)。折曲位置P1,P3が選択されていれば、折曲方向は山折りである。折曲位置P2,P4が選択されていれば、折曲方向は谷折りである。
Next, the
折曲方向が山折りの場合(S23:Yes)、変換部43は、記憶部45に記憶された山折り削除幅データ45Aを読み出す。表1は、第1の実施形態における山折り削除幅データ45Aの一例を示す。変換部43は、山折り削除幅データ45Aから、選択した折曲位置Pにおける層Lの数に応じた削除幅Wを選択する(S24)。なお、削除幅Wは、例えば、関数から算出されても良い。
次に、変換部43は、印刷データから、選択した折曲位置P上に位置し、選択された削除幅Wを有する部分を削除する(S26)。具体的には、変換部43は、折曲位置Pを中心とし、直線状の折曲位置Pと直交する水平方向において表1に基づき選択した削除幅Wを有する領域を設定する。さらに、変換部43は、印刷データから、水平方向における座標が当該領域内に位置する部分(ラスターデータにおけるピクセル、又はベクトルデータにおける座標内の部分)を削除する。これにより、印刷データにおいて、折曲位置Pに沿って延び、選択された削除幅Wを有する溝Sが、造形物Oに形成される。
Next, the
一方、S23で折曲方向が山折りでなく谷折りの場合(S23:No)、変換部43は、記憶部45に記憶された谷折り削除幅データ45Bを読み出す。表1は、第1の実施形態における谷折り削除幅データ45Bの一例も示す。変換部43は、谷折り削除幅データ45Bから、選択した折曲位置Pにおける層Lの数に応じた削除幅Wを選択する(S25)。そして、変換部43は、印刷データから、選択した折曲位置P上に位置し、選択された削除幅Wを有する部分を削除する(S26)。
On the other hand, when the folding direction is not a mountain fold but a valley fold in S23 (S23: No), the
表1及び図2に示すように、谷折りの場合の削除幅Wは、山折りの場合の削除幅Wよりも大きい。すなわち、変換部43は、折曲方向に基づき、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅Wを定める。
As shown in Table 1 and FIG. 2, the deletion width W in the case of valley fold is larger than the deletion width W in the case of mountain fold. That is, the
また、表1及び図2に示すように、層Lの数が多いほど、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅Wが広く設定される。すなわち、変換部43は、層Lの数に基づき、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅Wを定める。なお、削除幅は、この例に限られない。例えば、山折り削除幅データ45Aにおける削除幅Wは一定であっても良い。
Further, as shown in Table 1 and FIG. 2, as the number of layers L increases, the deletion width W of the portion located on the bending position P to be deleted from the print data is set wider. That is, the
図6に戻り、S26で選択した折曲位置P上に位置する部分が削除されると、変換部43は、未処理の折曲位置Pがあるか否かを判定する(S27)。未処理の折曲位置Pがある場合(S27:Yes)、変換部43は、S21に戻って再び未処理の折曲位置Pを一つ選択する。変換部43は、全ての折曲位置Pを処理するまで、上記の処理S21〜S27を繰り返す。
Returning to FIG. 6, when the portion located on the bending position P selected in S26 is deleted, the
S27で未処理の折曲位置Pが無い場合(S27:No)、変換部43は、印刷データの一部削除処理S15を終了し、図5のフローに戻る。変換部43は、全ての折曲位置Pを処理することで、印刷データを、当該印刷データの一部が削除された変換データに変換する。言い換えると、変換部43は、印刷データから、当該印刷データの一部が削除された変換データを作成する。
When there is no unprocessed bending position P in S27 (S27: No), the
図5のフローに戻ると、記録制御部44が、変換データに基づき積層印刷を実行し(S16)、造形物Oの形成を完了する。すなわち、記録制御部44は、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成する複数の層Lを記録させる。これにより、記録部21が、変換データに基づき造形物Oを形成する。
Returning to the flow of FIG. 5, the
図7は、第1の実施形態における折り曲げられた造形物Oを概略的に示す断面図である。変換データに基づいて形成された造形物Oは、元の印刷データにおける造形物Oと異なり、折曲位置P上に溝Sが設けられる。溝Sが設けられることにより、造形物Oは、折曲位置Pにおいて容易に折り曲げることができる。 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the folded model O in the first embodiment. The modeled object O formed based on the conversion data is provided with a groove S on the bent position P, unlike the modeled object O in the original print data. By providing the groove S, the modeled object O can be easily bent at the bending position P.
折曲位置P1,P3において、折曲方向が山折りに設定されている。このため、折曲位置P1,P3において造形物Oが山折りされると、溝Sを挟んで設けられた造形物Oの一部同士は互いに離れる。折曲位置P1,P3における溝Sの幅が狭く設定されることで、溝Sが目立つことが抑制される。 At the folding positions P1 and P3, the folding direction is set to mountain fold. Therefore, when the modeled object O is mountain-folded at the bent positions P1 and P3, a part of the modeled object O provided across the groove S is separated from each other. By setting the width of the groove S at the bending positions P1 and P3 to be narrow, the groove S is suppressed from being conspicuous.
折曲位置P2,P4において、折曲方向が谷折りに設定されている。このため、折曲位置P2,P4において造形物Oが谷折りされると、溝Sを挟んで設けられた造形物Oの一部同士は互いに近づく。折曲位置P2,P4における溝Sの幅が広く設定されることで、溝Sを挟んで設けられた造形物Oの一部同士が干渉することが抑制される。また、層Lの数が多いほど溝Sの幅が広いため、溝Sを挟んで設けられた造形物Oの一部同士が干渉することがさらに抑制される。 At the folding positions P2 and P4, the folding direction is set to valley fold. Therefore, when the modeled object O is valley-folded at the bent positions P2 and P4, a part of the modeled object O provided across the groove S approaches each other. By setting the width of the groove S at the bending positions P2 and P4 to be wide, it is possible to prevent a part of the modeled objects O provided with the groove S from interfering with each other. Further, since the width of the groove S is wider as the number of layers L is larger, it is further suppressed that a part of the modeled objects O provided across the groove S interfere with each other.
図5に戻り、S14で折曲位置Pが設定されていない場合(S14:No)、変換部43は変換データを作成せず、記録制御部44が印刷データに基づき積層印刷を実行し(S16)、造形物Oの形成を完了する。すなわち、記録制御部44は、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成する複数の層Lを記録させる。これにより、記録部21が、印刷データに基づき造形物Oを形成する。
Returning to FIG. 5, when the bending position P is not set in S14 (S14: No), the
以上説明された第1の実施形態の画像処理システム10によれば、例えば、変換部43は、造形物Oの印刷データから、造形物Oにおいて折り曲げられる位置として指定された折曲位置P上に位置する部分を少なくとも部分的に削除した、変換データを作成する。変換部43は、折曲位置Pにおいて造形物Oが折り曲げられる方向として指定された折曲方向に基づき、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅Wを定める。削除幅Wが折曲方向に基づいて変えられるため、削除幅Wが狭いことによる、谷折り時の造形物Oの一部同士の干渉が抑制される。これにより、折曲方向によらず、造形物Oが折曲容易になる。さらに、山折りされる折曲位置Pにおける削除幅Wが広くなってしまうことが抑制される。
According to the
変換部43は、複数の層Lの数に基づき、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅Wを定める。これにより、層Lが多い場合にも、谷折り時の造形物Oの一部同士の干渉が抑制される。また、削除幅Wを最低限に設定することができ、層Lの数が少ない場合に削除幅Wが広くなってしまうことが抑制される。
The
(第2の実施形態)
以下、本発明が適用される立体物形成装置、画像処理方法、及びプログラムの第2の実施形態について説明する。図8は、第2の実施形態における造形物Oを概略的に示す断面図である。図8に示すように、第2の実施形態では、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅が、複数の層Lのそれぞれについて定められる。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a three-dimensional object forming apparatus to which the present invention is applied, an image processing method, and a second embodiment of the program will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the modeled object O in the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the second embodiment, the deletion width of the portion located on the folding position P to be deleted from the print data is determined for each of the plurality of layers L.
第2の実施形態における画像処理システム10の構成は、第1の実施形態と同じである。また、第2の実施形態における造形物Oの形成処理は、印刷データの一部削除処理S15を除き、第1の実施形態と同じである。このため、以下、第2の実施形態の印刷データの一部削除処理S15について説明する。
The configuration of the
図9は、第2の実施形態における印刷データの一部削除処理S15の一例を示すフローチャートである。図9に示すように、第2の実施形態における印刷データの一部削除処理S15では、まず、変換部43が未処理の折曲位置Pを一つ選択する(S121)。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the print data partial deletion process S15 in the second embodiment. As shown in FIG. 9, in the partial deletion processing S15 of the print data in the second embodiment, the
次に、変換部43は、未処理の層Lのうち、最下層の印刷データを選択する(S122)。具体的には、変換部43は、印刷データにおいて、未処理の層Lのうち最も基材Bに近い層Lの印刷データを選択する。
Next, the
次に、変換部43は、選択した折曲位置Pにおいて設定された折曲方向が山折りか否かを判定する(S123)。折曲位置P1,P3が選択されていれば、折曲方向は山折りである。折曲位置P2,P4が選択されていれば、折曲方向は谷折りである。
Next, the
折曲方向が山折りの場合(S123:Yes)、変換部43は、記憶部45に記憶された山折り削除幅データ45Aを読み出す。表2は、第2の実施形態における山折り削除幅データ45Aの一例を示す。変換部43は、山折り削除幅データ45Aから、選択した層Lの番号に応じた削除幅を選択する(S124)。なお、削除幅Wは、例えば、関数から算出されても良い。層Lの番号は、例えば、最も基材Bに近い層Lから順番に付される。
次に、変換部43は、印刷データの層Lから、選択した折曲位置P上に位置し、選択された削除幅を有する部分を削除する(S126)。これにより、印刷データにおいて、折曲位置Pに沿って延び、選択された削除幅を有する溝Sが、層Lに形成される。
Next, the
一方、S123で折曲方向が山折りでなく谷折りの場合(S123:No)、変換部43は、記憶部45に記憶された谷折り削除幅データ45Bを読み出す。表2は、第2の実施形態における谷折り削除幅データ45Bの一例も示す。変換部43は、谷折り削除幅データ45Bから、選択した層Lの番号に応じた削除幅を選択する(S125)。そして、変換部43は、印刷データの層Lから、選択した折曲位置P上に位置し、選択された削除幅を有する部分を削除する(S126)。
On the other hand, when the folding direction is not a mountain fold but a valley fold in S123 (S123: No), the
表2及び図8に示すように、谷折りの場合の削除幅は、山折りの場合の削除幅よりも大きい。すなわち、変換部43は、折曲方向に基づき、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅を定める。
As shown in Table 2 and FIG. 8, the deletion width in the case of valley folds is larger than the deletion width in the case of mountain folds. That is, the
また、表2及び図8に示すように、基材Bから遠い層Lほど、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅が広く設定される。すなわち、変換部43は、複数の層Lのそれぞれについて、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅を定める。なお、削除幅は、この例に限られない。例えば、山折り削除幅データ45Aにおいて、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅は一定であっても良い。
Further, as shown in Table 2 and FIG. 8, the layer L farther from the base material B is set to have a wider deletion width of the portion located on the bending position P to be deleted from the print data. That is, the
図9に戻り、S126で選択した折曲位置P上に位置する部分が削除されると、変換部43は、全ての層Lについて折曲位置P上に位置する印刷データの一部を削除したか否かを判定する(S127)。未処理の層Lがある場合(S127:No)、変換部43は、S122に戻って再び未処理の層Lのうち、最下層の印刷データを選択する。変換部43は、全ての層Lについて折曲位置P上に位置する印刷データの一部を削除するまで、上記の処理S122〜S127を繰り返す。
Returning to FIG. 9, when the portion located on the folding position P selected in S126 is deleted, the
一方、S127で全ての層Lの削除処理が完了した場合(S127:Yes)、変換部43は、未処理の折曲位置Pがあるか否かを判定する(S128)。未処理の折曲位置Pがある場合(S128:Yes)、変換部43は、S121に戻って再び未処理の折曲位置Pを一つ選択する。変換部43は、全ての折曲位置Pを処理するまで、上記の処理S121〜S128を繰り返す。
On the other hand, when the deletion processing of all the layers L is completed in S127 (S127: Yes), the
S128で未処理の折曲位置Pが無い場合(S128:No)、変換部43は、印刷データの一部削除処理S15を終了し、図5のフローに戻る。変換部43は、全ての折曲位置Pを処理することで、印刷データを、当該印刷データの一部が削除された変換データに変換する。
When there is no unprocessed bending position P in S128 (S128: No), the
図5のフローに戻ると、記録制御部44が、変換データに基づき積層印刷を実行し(S16)、造形物Oの形成を完了する。すなわち、記録制御部44は、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成する複数の層Lを記録させる。これにより、記録部21が、変換データに基づき造形物Oを形成する。
Returning to the flow of FIG. 5, the
図10は、第2の実施形態における折り曲げられた造形物Oを概略的に示す断面図である。折曲位置P2,P4において、折曲方向が谷折りに設定されている。このため、折曲位置P2,P4において造形物Oが谷折りされると、溝Sを挟んで設けられた造形物Oの一部同士は互いに近づく。第2の実施形態の溝Sの幅は、基材Bから離れるほど広く設定される。これにより、溝Sを挟んで設けられた造形物Oの一部同士が干渉することが抑制される。 FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the folded model O in the second embodiment. At the folding positions P2 and P4, the folding direction is set to valley fold. Therefore, when the modeled object O is valley-folded at the bent positions P2 and P4, a part of the modeled object O provided across the groove S approaches each other. The width of the groove S of the second embodiment is set wider as the distance from the base material B is increased. As a result, it is possible to prevent a part of the modeled objects O provided with the groove S from interfering with each other.
以上説明された第2の実施形態の画像処理システム10によれば、例えば、変換部43は、複数の層Lのそれぞれについて、印刷データから削除される折曲位置P上に位置する部分の削除幅を定める。例えば、基材Bに近い層ほど、削除される部分の削除幅が狭くされる。これにより、削除される部分が目立ちにくくなるとともに、谷折り時の造形物Oの一部同士の干渉が抑制される。これにより、折曲方向によらず、造形物Oが折曲容易になる。
According to the
(第3の実施形態)
以下、本発明が適用される立体物形成装置、画像処理方法、及びプログラムの第3の実施形態について説明する。図11は、第3の実施形態における造形物Oの一部を概略的に示す断面図である。
(Third Embodiment)
Hereinafter, a three-dimensional object forming apparatus to which the present invention is applied, an image processing method, and a third embodiment of the program will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a part of the modeled object O in the third embodiment.
第3の実施形態における画像処理システム10の構成は、第1の実施形態又は第2の実施形態と同じである。また、第3の実施形態における造形物Oの形成処理は、印刷データから折曲位置P上に位置する部分を削除する処理(S26又はS126)を除き、第1の実施形態又は第2の実施形態と同じである。このため、以下、第3の実施形態における印刷データから折曲位置P上に位置する部分を削除する処理S26,S126について説明する。なお、図11において、実線が第1の実施形態で形成される溝Sを示し、二点鎖線が第2の実施形態で形成される溝Sを示す。
The configuration of the
図11に示すように、造形物Oの複数の層Lは、複数の第1の層L1と、複数の第2の層L2とを含む。第1の層L1は、追加液滴によって形成され、白色又は透明である。なお、第1の層L1はこの例に限らず、例えば、黒色のような他の色を有しても良いし、半透明であっても良い。第2の層L2は、インク滴によって形成され、第1の層L1と異なる色を有する。第2の層L2は、例えば、造形物Oの表面及びその近傍に設けられる。第1の層L1は、造形物Oの内部に設けられる。なお、第1の層L1及び第2の層L2は、この例に限られない。 As shown in FIG. 11, the plurality of layers L of the modeled object O include a plurality of first layers L1 and a plurality of second layers L2. The first layer L1 is formed by additional droplets and is white or transparent. The first layer L1 is not limited to this example, and may have another color such as black or may be translucent. The second layer L2 is formed by ink droplets and has a different color from the first layer L1. The second layer L2 is provided, for example, on or near the surface of the modeled object O. The first layer L1 is provided inside the modeled object O. The first layer L1 and the second layer L2 are not limited to this example.
第3の実施形態において、S24,S25,S124又はS125で削除幅を決定した後、変換部43は、印刷データ、又は印刷データの層Lから、折曲位置P上に位置し、選択された幅を有する複数の第1の層L1を示す部分(印刷データにおける第1の層L1)を削除する。すなわち、第3の実施形態の変換部43は、印刷データから、折曲位置P上に位置する部分を部分的に削除する。これにより、変換部43は、折曲位置P上に位置する複数の第1の層L1が削除された変換データを作成する。
In the third embodiment, after the deletion width is determined in S24, S25, S124 or S125, the
変換データの折曲位置P上において、第2の層L2は残っている。これにより、第2の層L2が基材Bを覆う。なお、図11では、例として、折曲位置P上における第2の層L2と基材Bとの間は詰まっている。しかし、折曲位置P上において、第2の層L2と基材Bとの間が空いていても良い。 The second layer L2 remains on the bending position P of the converted data. As a result, the second layer L2 covers the base material B. In FIG. 11, as an example, the space between the second layer L2 and the base material B on the bending position P is clogged. However, there may be a gap between the second layer L2 and the base material B on the bent position P.
以上説明された第3の実施形態の画像処理システム10によれば、例えば、複数の層Lは、白色又は透明な複数の第1の層L1と、当該第1の層L1と異なる色を有する複数の第2の層L2と、を有する。変換部43は、印刷データから、折曲位置P上に位置する複数の第1の層L1を示す部分を削除した、変換データを作成する。これにより、折曲位置Pにおいても色が付いた第2の層L2が残るため、削除される部分が目立ちにくくなる。さらに、第1の層L1が削除されることで、折曲位置P上における造形物Oの一部が薄くなるため、折曲位置Pにおいて造形物Oを容易に折り曲げることができる。
According to the
(第4の実施形態)
以下、本発明が適用される立体物形成装置、画像処理方法、及びプログラムの第4の実施形態について説明する。図12は、第4の実施形態における画像処理システム10を機能的に示すブロック図である。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the three-dimensional object forming apparatus, the image processing method, and the program to which the present invention is applied will be described. FIG. 12 is a block diagram functionally showing the
第4の実施形態において、画像処理装置12は、データ受理部61と、判別部62と、変換部63と、出力部64と、記憶部65と、を含む。データ受理部61と、判別部62と、変換部63と、出力部64との一部又は全ては、例えば、CPU等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現しても良いし、IC等のハードウェアにより実現しても良いし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現しても良い。
In the fourth embodiment, the
データ受理部61は、造形物Oの印刷データを受理する。データ受理部61は、例えば、印刷データが予め保存された記憶部65から当該印刷データを取得する。なお、データ受理部61は、例えば、印刷データが保存されたCD又はDVDのような情報記録媒体から当該印刷データを取得しても良い。 The data receiving unit 61 receives the print data of the modeled object O. The data receiving unit 61 acquires the print data from, for example, a storage unit 65 in which the print data is stored in advance. The data receiving unit 61 may acquire the print data from an information recording medium such as a CD or a DVD in which the print data is stored.
判別部62及び変換部63は、造形物Oに折り目が設定される場合、印刷データから変換データを作成する。出力部64は、印刷データ又は変換データを、立体物形成装置11に出力する。
When a crease is set in the modeled object O, the
立体物形成装置11の制御部24は、データ受理部41と記録制御部44とを含む。データ受理部41は、通信部を介して、画像処理装置12から印刷データ又は変換データを取得する。記録制御部44は、受理した印刷データ又は変換データに基づき、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成させる。
The
図13は、第4の実施形態における造形物Oの印刷データの画像処理の一例を示すフローチャートである。図13に示すように、まず、データ受理部61が、印刷データを取得する(S211)。次に、判別部62は、印刷データにおける造形物Oが積層印刷で形成されるか否かを判定する(S212)。
FIG. 13 is a flowchart showing an example of image processing of the print data of the modeled object O in the fourth embodiment. As shown in FIG. 13, first, the data receiving unit 61 acquires the print data (S211). Next, the discriminating
印刷データにおける造形物Oが一つの層Lのみを有しており、積層印刷で形成されない場合(S212:No)、変換部63は変換データを作成せず、出力部64が印刷データを立体物形成装置11に出力し(S213)、画像処理を完了する。立体物形成装置11は、印刷データに基づいて造形物Oを形成する。
When the modeled object O in the print data has only one layer L and is not formed by laminated printing (S212: No), the
一方、S212で印刷データにおける造形物Oが複数の層Lを有しており、積層印刷で形成される場合(S212:Yes)、判別部62は、印刷データにおける造形物Oに折曲位置Pが設定されているか否かを判定する(S214)。折曲位置Pが設定されている場合(S214:Yes)、変換部63は、第1の実施形態、第2の実施形態、又は第3の実施形態と同じく、印刷データの一部削除処理を実行する(S215)。
On the other hand, in S212, when the modeled object O in the print data has a plurality of layers L and is formed by laminated printing (S212: Yes), the discriminating
画像処理装置12の判別部62、変換部63、及び記憶部65は、第1の実施形態、第2の実施形態、又は第3の実施形態の判別部42、変換部43、及び記憶部45と同じく、図6のS21〜27又は図9のS121〜128の処理により、印刷データの一部削除処理S215を行い、印刷データから変換データを作成する。判別部62、変換部63、及び記憶部65の動作は、第1の実施形態、第2の実施形態、又は第3の実施形態の説明における判別部42、変換部43、及び記憶部45と同じである。
The
図13のフローに戻ると、出力部64が、変換データを立体物形成装置11に出力し(S213)、画像処理を完了する。立体物形成装置11は、変換データに基づいて造形物Oを形成する。
Returning to the flow of FIG. 13, the output unit 64 outputs the conversion data to the three-dimensional object forming device 11 (S213), and completes the image processing. The three-dimensional
S214で折曲位置Pが設定されていない場合(S214:No)、変換部63は変換データを作成せず、出力部64が、印刷データを立体物形成装置11に出力し(S213)、画像処理を完了する。立体物形成装置11は、印刷データに基づいて造形物Oを形成する。
When the bending position P is not set in S214 (S214: No), the
以上のように、第1の実施形態乃至第3の実施形態では、立体物形成装置11が印刷データから変換データを作成するとともに、変換データに基づいて造形物Oを形成する。一方、第4の実施形態では、画像処理装置12が印刷データから変換データを作成し、立体物形成装置11が変換データに基づいて造形物Oを形成する。このように、画像処理システム10では、印刷データからの変換データの作成処理は、立体物形成装置11で行われても良いし、画像処理装置12で行われても良い。
As described above, in the first to third embodiments, the three-dimensional
(ハードウェア構成)
以下に、各実施形態における画像処理装置12及び制御部24のハードウェア構成について説明する。図14は、各実施形態における画像処理装置12及び制御部24の概略構成の一例を示すブロック図である。
(Hardware configuration)
The hardware configurations of the
画像処理装置12は、バス100によって互いに電気的に接続されたCPU101、ROM102、RAM103、補助記憶装置104、通信部105、及びインターフェース(I/F)106を備える。I/F106に、例えば、表示装置や入力装置が接続される。
The
CPU101は、ROM102又は補助記憶装置104に格納されているプログラムに従って、画像処理装置12の全体を制御する中央制御ユニットである。CPU101は、例えば、データ通信、メモリへのアクセスによるアプリケーションプログラムの読み出し、各種データのリード/ライト、データ/コマンド入力、表示等を制御する。また、CPU101は、通信部105を介して印刷データ又は変換データを立体物形成装置11に送出する。
The
RAM103は、指定されたプログラム、入力指示、入力データ及び処理結果等を格納するワークメモリを備えている。補助記憶装置104は、CPU101が実行可能なOSプログラム、立体物形成装置11に対応したプリンタドライバ等の各種プログラムやデータを格納する。
The
制御部24は、バス200によって互いに電気的に接続されたCPU201、ROM202、RAM203、補助記憶装置204、通信部205、及びI/F206を備える。画像処理装置12の通信部105と、制御部24の通信部205とが、有線又は無線により、直接又はネットワークを介して互いに通信可能に接続される。
The
CPU201は、ROM202又は補助記憶装置204に格納されているプログラムに従って、立体物形成装置11の全体を制御する中央制御ユニットである。CPU201は、例えば、データ通信、メモリへのアクセスによるアプリケーションプログラムの読み出し、各種データのリード/ライト、データ/コマンド入力、表示等を制御する。また、CPU201は、印刷データ又は変換データに基づいて、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成する。
The
RAM203は、指定されたプログラム、入力指示、入力データ及び処理結果等を格納するワークメモリを備えている。補助記憶装置204は、CPU201が実行可能なOSプログラム、各種プログラムやデータを格納する。
The
以上の各実施形態の画像処理装置12で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
The program executed by the
また、各実施形態の画像処理装置12で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像処理装置12で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成しても良い。
Further, the program executed by the
また、各実施形態のプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成しても良い。 Further, the program of each embodiment may be configured to be provided by incorporating it into a ROM or the like in advance.
各実施形態の画像処理装置12で実行されるプログラムは、上述した各部(データ受理部61、判別部62、変換部63、出力部64、及び記憶部65)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(プロセッサ)が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、データ受理部61、判別部62、変換部63、出力部64、及び記憶部65が主記憶装置上に生成されるようになっている。
The program executed by the
また、以上の各実施形態の立体物形成装置11で実行されるプログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供される。
Further, the program executed by the three-dimensional
各実施形態の立体物形成装置11で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、FD、CD−R、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。
The program executed by the three-dimensional
さらに、各実施形態の立体物形成装置11で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の立体物形成装置11で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成しても良い。
Further, the program executed by the three-dimensional
各実施形態の立体物形成装置11で実行されるプログラムは、上述した各部(データ受理部41、判別部42、変換部43、記録制御部44、及び記憶部45)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(プロセッサ)が上記ROMからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、データ受理部41、判別部42、変換部43、記録制御部44、及び記憶部45が主記憶装置上に生成されるようになっている。
The program executed by the three-dimensional
以上の複数の実施形態において、立体物形成装置11は、光造形法による三次元積層造形法によって立体物を形成する。しかし、立体物形成装置11は、材料押出積層法(FDM)、粉末焼結積層造形(SLS)、又は他の種々の三次元積層造形法によって、立体物を形成しても良い。
In the above-mentioned plurality of embodiments, the three-dimensional
光造形法では、液状の光硬化性樹脂がインクジェットで噴射されて層が形成され、その光硬化性樹脂の層が、断面形状に従って照射される光により硬化されて立体物が形成される。材料押出積層法では、熱で溶融した樹脂をノズルから供給することで層が形成され、その樹脂の層が、断面形状に従って積層されて立体物が作成される。粉末焼結積層造形では、粉末による層が形成され、その表面にレーザ光が照射されて、断面形状に従ってレーザ光により粉末を焼結させることにより立体物が作成される。 In the stereolithography method, a liquid photocurable resin is sprayed by an inkjet to form a layer, and the layer of the photocurable resin is cured by light irradiated according to a cross-sectional shape to form a three-dimensional object. In the material extrusion lamination method, a layer is formed by supplying a resin melted by heat from a nozzle, and the resin layers are laminated according to a cross-sectional shape to create a three-dimensional object. In powder sintering layered manufacturing, a layer made of powder is formed, the surface of the layer is irradiated with laser light, and the powder is sintered by the laser light according to the cross-sectional shape to create a three-dimensional object.
(第5の実施形態)
以下、本発明が適用される立体物形成装置、画像処理方法、及びプログラムの第5の実施形態について説明する。
(Fifth Embodiment)
Hereinafter, a three-dimensional object forming apparatus to which the present invention is applied, an image processing method, and a fifth embodiment of the program will be described.
従来の立体造形物の形成方法では、バンディングによる画像品質劣化が起こった場合に、別途対処が必要であるという問題があった。バンディングは、改行量やメディア搬送量のズレ、もしくは記録部21の吐出効率ばらつきなど、様々な原因から、形成された画像に濃淡による帯状の縞が発生する異常画像を指すものである。縞の境目が白スジまたは黒スジとして視認されるなど、画像の品質を著しく損ってしまう。
In the conventional method for forming a three-dimensional object, there is a problem that a separate measure is required when image quality deterioration occurs due to banding. Banding refers to an abnormal image in which band-shaped stripes due to shading occur in the formed image due to various causes such as a deviation in the amount of line feed and the amount of media conveyed, or a variation in ejection efficiency of the
ここで、図15は従来の立体造形物におけるバンディング発生例を示す図である。図15に示すように、立体造形物の形成に際して複数の層を積層させる場合、バンディングは加算されて白スジなら凹のライン、黒スジなら凸のラインとなる。また、第1の実施形態乃至第3の実施形態で説明したように、屈曲部分を任意に設定する場合、バンディング発生時に画像品質の劣化が生じる恐れがあった。 Here, FIG. 15 is a diagram showing an example of banding occurrence in a conventional three-dimensional model. As shown in FIG. 15, when a plurality of layers are laminated when forming a three-dimensional model, the banding is added to form a concave line for white streaks and a convex line for black streaks. Further, as described in the first to third embodiments, when the bent portion is arbitrarily set, there is a possibility that the image quality may be deteriorated when banding occurs.
ここで、図16は従来の屈曲部分を任意に設定した立体造形物におけるバンディング発生例を示す図である。図16(a)は、屈曲部分を任意に設定した立体造形物を印刷表面側から見た図、図16(b)は、屈曲部分を任意に設定した立体造形物を積層方向側面から見た図である。図16に示す立体造形物は、折曲位置Pにおいて5等分に折り曲げ可能な造形物である。 Here, FIG. 16 is a diagram showing an example of banding occurrence in a conventional three-dimensional model in which a bent portion is arbitrarily set. FIG. 16 (a) is a view of a three-dimensional model having an arbitrarily set bent portion as viewed from the printed surface side, and FIG. 16 (b) is a view of a three-dimensional model having an arbitrarily set bent portion as viewed from the side surface in the stacking direction. It is a figure. The three-dimensional model shown in FIG. 16 is a model that can be bent into five equal parts at the bending position P.
図16(a)には、画像データ削除位置とバンディング発生位置との関係を示している。図16(a)に示すように、画像データ削除位置は、画像開始位置からY=9mm,18mm,27mm,36mmのラインであり、バンディング発生位置とは別の位置になる。そのため、図16(b)に示すように、造形物にはバンディングが残ったまま、凹または凸の異常なラインが残ってしまう、という課題がある。 FIG. 16A shows the relationship between the image data deletion position and the banding occurrence position. As shown in FIG. 16A, the image data deletion position is a line of Y = 9 mm, 18 mm, 27 mm, 36 mm from the image start position, which is different from the banding occurrence position. Therefore, as shown in FIG. 16B, there is a problem that an abnormal line of concave or convex remains in the modeled object while banding remains.
従来の画像処理方法では、上述の課題を解決するために、改行量やメディア搬送量をμm単位で調整する技術があるが、高い機械精度が求められたり、目視調整のため複数回印刷評価が求められたりする、といったデメリットがある。 In the conventional image processing method, in order to solve the above-mentioned problems, there is a technique of adjusting the line feed amount and the media transport amount in μm units, but high machine accuracy is required and printing evaluation is performed multiple times for visual adjustment. There is a demerit that it is required.
また、改行量やメディア搬送量が正確だったとしても、記録部21の吐出効率にばらつきがあると、同様に帯状の異常画像が発生する。これを解決するために、パス数を増やしてノズル噴射特性のばらつきを散らす、マスク設計をするなどの対策がとられるが、生産性が落ちてしまったり、複雑なマスク設計を必要としたりする、といったデメリットがある。
Further, even if the line feed amount and the media transport amount are accurate, if the ejection efficiency of the
ここで、図17は第5の実施形態における画像処理システム10を機能的に示すブロック図である。図17に示すように、画像処理システム10は、図3で説明した構成に加えて、算出部50を備える。
Here, FIG. 17 is a block diagram functionally showing the
判別部42は、印刷データが入力されると、積層印刷であるかどうか、折り目があるか、バンディングを回避するかどうか、を判別する。
When the print data is input, the
算出部50は、バンディングを回避する場合、バンディング発生位置の予測を行う。そして、算出部50は、予測したバンディング位置を折り曲げ位置として変換部43に送る。例えば、算出部50が、印字モードから自動的にバンディング位置を算出することで、ユーザ負荷を軽減することができる。算出部50におけるバンディング発生位置予測計算例を以下に示す。
バンディング発生位置=(記録部21のヘッド長/パス数)×n(nは1以上の整数)
When avoiding banding, the
Banding occurrence position = (head length of
変換部43は、造形物Oに折り目が設定される場合、印刷データから一部を削除した変換データを作成する。
When a crease is set in the modeled object O, the
記録制御部44は、印刷データ又は変換データに基づき、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成させる。
The
次に、第5の実施形態における造形物Oの形成処理の流れについて説明する。 Next, the flow of the forming process of the modeled object O in the fifth embodiment will be described.
図18は、第5の実施形態における造形物Oの形成処理の流れを示すフローチャートである。図18に示すように、まず、データ受理部41が、印刷データを取得する(S11)。次に、判別部42は、印刷データにおける造形物Oが積層印刷で形成されるか否かを判定する(S12)。すなわち、判別部42は、印刷データにおける造形物Oが複数の層Lを有するか、一つの層Lのみを有するかを判定する。
FIG. 18 is a flowchart showing the flow of the forming process of the modeled object O in the fifth embodiment. As shown in FIG. 18, first, the
印刷データにおける造形物Oが一つの層Lのみを有しており、積層印刷で形成されない場合(S12:No)、変換部43は変換データを作成せず、記録制御部44が印刷データに基づき単層印刷を実行し(S13)、造形物Oの形成を完了する。すなわち、記録制御部44は、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成する一つの層Lを記録させる。
When the modeled object O in the print data has only one layer L and is not formed by laminated printing (S12: No), the
一方、S12で印刷データにおける造形物Oが複数の層Lを有しており、積層印刷で形成される場合(S12:Yes)、判別部42は、印刷データにおける造形物Oに折曲位置Pが設定されているか否かを判定する(S14)。すなわち、判別部42は、印刷データが折曲位置P及び折曲方向の情報を含むか否か、又は印刷データに対応する折曲位置P及び折曲方向のデータがあるか否かを判定する。
On the other hand, in S12, when the modeled object O in the print data has a plurality of layers L and is formed by laminated printing (S12: Yes), the discriminating
S14で折曲位置Pが設定されていない場合(S14:No)、変換部43は変換データを作成せず、記録制御部44が印刷データに基づき積層印刷を実行し(S16)、造形物Oの形成を完了する。すなわち、記録制御部44は、記録部21及び駆動部23を制御し、造形物Oを形成する複数の層Lを記録させる。これにより、記録部21が、印刷データに基づき造形物Oを形成する。
When the bending position P is not set in S14 (S14: No), the
一方、折曲位置Pが設定されている場合(S14:Yes)、判別部42は、バンディングを回避するか判定する(S31)。バンディングは、複雑な打ち順マスクを用いていなければ原則として改行位置に依存するものであり、記録部21の幅やパス数からバンディング発生位置を容易に推測することができる。すなわち、判別部42は、印刷データに基づいて、バンディング発生位置があるか否かを判定する。
On the other hand, when the bending position P is set (S14: Yes), the discriminating
バンディングを回避しない場合(S31:No)、変換部43は、前述した折り曲げ位置の印刷データの一部削除処理を実行する(S15)。その後、記録制御部44が印刷データに基づき積層印刷を実行し(S16)、造形物Oの形成を完了する。
When banding is not avoided (S31: No), the
一方、バンディングを回避する場合(S31:Yes)、算出部50は、バンディング発生位置を予測し、予測したバンディング位置を折り曲げ位置として変換部43に送る(S32)。
On the other hand, when avoiding banding (S31: Yes), the
変換部43は、前述した折り曲げ位置の印刷データの一部削除処理を実行する(S15)。その後、記録制御部44が印刷データに基づき積層印刷を実行し(S16)、造形物Oの形成を完了する。
The
ここで、図19は第5の実施形態における造形物Oの形成例を示す図である。図19(a)は、造形物Oを上面から見た図、図19(b)は、造形物Oを側面から見た図である。図19に示す造形物Oは、折曲位置Pにおいて5等分に折り曲げ可能な造形物である。 Here, FIG. 19 is a diagram showing an example of forming the modeled object O in the fifth embodiment. FIG. 19A is a view of the modeled object O viewed from above, and FIG. 19B is a view of modeled object O viewed from the side surface. The modeled object O shown in FIG. 19 is a modeled object that can be bent into five equal parts at the bending position P.
図19(a)に示すように、本実施形態では、画像データ削除位置を意図的にバンディング発生位置に重ねている。すなわち、図19(a)に示すように、画像データ削除位置は、画像開始位置からY=10mm,20mm,30mm,40mmの位置に設定される。こうすることで、装置の高精度な調整を必要とせずに立体形成物に形成される凹または凸の異常なラインを消すことができる。 As shown in FIG. 19A, in the present embodiment, the image data deletion position is intentionally overlapped with the banding occurrence position. That is, as shown in FIG. 19A, the image data deletion position is set at positions Y = 10 mm, 20 mm, 30 mm, and 40 mm from the image start position. By doing so, it is possible to eliminate the abnormal lines of concave or convex formed in the three-dimensional structure without requiring high-precision adjustment of the device.
このように本実施形態によれば、バンディング位置に印刷データ削除位置を重ねることで、バンディングによる画像品質の劣化を回避することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to avoid deterioration of image quality due to banding by superimposing the print data deletion position on the banding position.
なお、バンディングを解消するためには装置の高精度な調整を行う手法のほか、パス数を増やしてノズル噴射特性のばらつきを散らす手法もとられるが、本実施形態の手法によれば、最も小さい1passでもバンディングを対策できるため、生産性の向上にも効果がある。 In order to eliminate banding, in addition to a method of adjusting the device with high precision, a method of increasing the number of passes to disperse the variation in nozzle injection characteristics can be used, but the method of the present embodiment is the smallest. Since banding can be taken even with 1 pass, it is also effective in improving productivity.
また、算出部50は、一度画像をテスト印字した上で、ユーザが任意の位置をバンディング位置として指定しても良い。
Further, the
さらに、算出部50は、ユーザによる任意の指定を受け付ける場合においては、主走査方向に水平なラインでなくとも構わない。たとえば、何らかの原因で主走査方向に垂直な異常画像が発生していた場合、ユーザが指定した異常画像ライン発生位置を算出部50が受け付け、変換部43が折り曲げ位置の印刷データを削除した積層を行うようにすれば、バンディング対策と同様に画像品質の劣化を回避するという効果が得られる。
Further, the
上述の本発明の実施形態は、発明の範囲を限定するものではなく、発明の範囲に含まれる一例に過ぎない。本発明のある実施形態は、上述の実施形態に対して、例えば、具体的な用途、構造、形状、作用、及び効果の少なくとも一部について、発明の要旨を逸脱しない範囲において変更、省略、及び追加がされたものであっても良い。 The above-described embodiment of the present invention does not limit the scope of the invention, but is merely an example included in the scope of the invention. An embodiment of the present invention is modified, omitted, and at least a part of a specific use, structure, shape, action, and effect with respect to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention. It may be an addition.
10 画像処理システム
11 立体物形成装置
12 画像処理装置
21 記録部
41 データ受理部
43 変換部
50 算出部
61 データ受理部
63 変換部
L 層
L1 第1の層
L2 第2の層
O 造形物
P,P1,P2,P3,P4 折曲位置
W 削除幅
10
Claims (8)
前記三次元画像データから、前記立体物において折り曲げられる位置として指定された折曲位置上に位置する部分を少なくとも部分的に削除した、三次元形成データを作成する、データ作成部と、
前記三次元形成データに基づき前記立体物を形成する形成部と、
を備え、
前記データ作成部は、前記折曲位置において前記立体物が折り曲げられる方向として指定された折曲方向に基づき、前記三次元画像データから削除される前記折曲位置上に位置する部分の幅を定める、
ことを特徴とする立体物形成装置。 A data receiving unit that receives 3D image data of a three-dimensional object containing multiple layers,
A data creation unit that creates three-dimensional formation data by deleting at least a part of a portion located on a bending position designated as a bending position in the three-dimensional object from the three-dimensional image data.
A forming portion that forms the three-dimensional object based on the three-dimensional formation data,
With
The data creation unit determines the width of the portion located on the folding position to be deleted from the three-dimensional image data based on the bending direction designated as the bending direction of the three-dimensional object at the folding position. ,
A three-dimensional object forming device characterized by this.
ことを特徴とする請求項1に記載の立体物形成装置。 The data creation unit determines the width of the portion located on the bent position to be deleted from the three-dimensional image data based on the number of the plurality of layers.
The three-dimensional object forming apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の立体物形成装置。 The data creation unit determines the width of a portion of each of the plurality of layers located on the bent position to be deleted from the three-dimensional image data.
The three-dimensional object forming apparatus according to claim 1.
前記データ作成部は、前記三次元画像データから、前記折曲位置上に位置する前記第1の層を示す部分を削除した、前記三次元形成データを作成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の立体物形成装置。 The plurality of layers include a first layer and a second layer having a color different from that of the first layer.
The data creation unit creates the three-dimensional formation data in which the portion indicating the first layer located on the bent position is deleted from the three-dimensional image data.
The three-dimensional object forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the three-dimensional object forming apparatus is characterized in that.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の立体物形成装置。 The data creation unit superimposes the bending position deleted from the three-dimensional image data on the banding occurrence position where banding is considered to occur.
The three-dimensional object forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the three-dimensional object forming apparatus is characterized in that.
ことを特徴とする請求項5に記載の立体物形成装置。 It also has a calculation unit that predicts the position where the front banding occurs.
The three-dimensional object forming apparatus according to claim 5.
複数の層を含む立体物が折り曲げられる位置として指定された折曲位置において、前記立体物が折り曲げられる方向として指定された折曲方向に基づき削除幅を定める工程と、
前記立体物の三次元画像データから、前記折曲位置上に位置するとともに前記削除幅を有する部分を少なくとも部分的に削除した、三次元形成データを作成する工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 An image processing method executed by a computer
A step of determining the deletion width based on the bending direction specified as the bending direction of the three-dimensional object at the bending position designated as the bending position of the three-dimensional object including a plurality of layers.
A step of creating three-dimensional formation data in which a portion located on the bent position and having the deletion width is at least partially deleted from the three-dimensional image data of the three-dimensional object.
An image processing method characterized by including.
前記立体物の三次元画像データから、前記折曲位置上に位置するとともに前記削除幅を有する部分を少なくとも部分的に削除した、三次元形成データを作成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 At the bending position designated as the bending position of the three-dimensional object including a plurality of layers, the step of determining the deletion width based on the bending direction designated as the bending direction of the three-dimensional object, and
A step of creating three-dimensional formation data in which a portion located on the bent position and having the deletion width is at least partially deleted from the three-dimensional image data of the three-dimensional object.
A program that lets your computer run.
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JP7100331B1 (en) * | 2022-02-12 | 2022-07-13 | 国立大学法人 東京大学 | Folded structure |
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