JP2022089992A - 造形方法、スライスデータの生成方法、造形装置、及びスライスデータ生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】造形物の内部に対して着色を行う場合等に、より適切に造形を行う。【解決手段】スライスデータ生成段階と、造形段階とを備え、複数のパーツデータを含む造形物データを準備し、スライスデータ生成段階において、それぞれのパーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定することにより、造形物５０の断面を示すスライスデータを生成し、かつ、それぞれのパーツデータが示す部分の内部の色について、外面に対して設定されている色に基づいて設定し、更に、スライスデータ生成段階において、着色領域と、光反射領域とを備える造形物５０の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、造形方法、スライスデータの生成方法、造形装置、及びスライスデータ生成装置に関する。

従来、インクジェットヘッドを用いて造形物を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）が知られている。このような造形装置においては、例えば、インクジェットヘッドにより形成するインクの層を複数層重ねることにより、積層造形法で造形物を造形する。また、従来、着色された造形物を造形する方法に関し、例えば、着色用の材料で造形物の表面を形成することで、表面が着色された造形物を造形する方法等が知られている。また、近年、着色された造形物の造形の仕方に関し、白色材料と加飾用材料とを混在させて造形物の内部を形成することで、造形物の内部に対してまで着色を行うことも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６－２１５５７７号公報

造形物の内部に対して着色を行う場合、例えば、造形物で表現する物の実際の内部と同じように、造形物の内部を着色することが考えられる。そして、この場合、造形物の内部について、領域によって異なる色での着色を行うことが必要になる。しかし、立体的な構造を示すデータである３Ｄデータは、通常、内部の詳細な構造までは示さず、表面の形状等のみを示す。そのため、例えば広く用いられている一般的な形式の３Ｄデータを用いる場合、造形物の内部の各色の色等を指定することが難しくなると考えられる。

これに対し、例えば特別な形式の３Ｄデータを用いれば、立体的な構造について、内部の各位置の色等まで指定することも可能である。しかし、この場合、従来と大きく異なる方法で造形物を示す３Ｄデータを作成することが必要になり、３Ｄデータを用意する作業に大きな手間がかかるおそれがある。また、この場合、造形物の内部の各位置の色等を全
て指定することで、３Ｄデータのデータ量が大きく増大するおそれもある。また、この場合、造形物を示す３Ｄデータの作成について、広く用いられている公知の３ＤＣＡＤ等では行えなくなること等も考えられる。

そのため、造形物の内部に対して着色を行う場合において、従来、より適切な方法で３Ｄデータを準備して、より適切な方法で造形を行うことが望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる造形方法、スライスデータの生成方法、造形装置、及びスライスデータ生成装置を提供することを目的とする。

本願の発明者は、造形物の内部に対して着色を行う場合等に関し、より適切に造形を行う方法について、鋭意研究を行った。そして、造形しようとする造形物を複数のパーツに分けて考え、造形物を示すデータである造形物データについて、各パーツを示すパーツデータの集合により表現することを考えた。また、この場合、各パーツデータとして、各パーツの外面形状と、外面の色とを指定するデータを用いることを考えた。この場合、それぞれのパーツデータや、パーツデータを組み合わせた造形物データとして、例えば広く用いられている一般的な形式の３Ｄデータを用いることが可能になる。また、これにより、例えば、データ量が過度に大きくなることを防ぎつつ、造形物の内部の状態を適切に示すことができる。また、この場合、例えば、３Ｄデータの作成について、広く用いられている公知の３ＤＣＡＤ等を用いて行うこと等も可能になる。

また、造形物を造形する場合、例えば、造形物の断面を示すスライスデータを造形物データに基づいて生成して、スライスデータに基づき、造形の動作を実行する。そして、本願の発明者は、更なる鋭意研究により、このような造形物データを用いる場合において、スライスデータの生成時に、各パーツデータが示す部分の内部の色について、外面に対して設定されている色に基づいて設定することを考えた。このように構成すれば、上記のようなパーツデータで構成される造形物データに基づき、スライスデータを適切に生成することができる。また、これにより、造形物の造形を適切に実行することができる。また、本願の発明者は、上記のような効果を得るために必要な特徴を見出し、本発明に至った。

すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、立体的な造形物を造形する造形方法であって、造形しようとする前記造形物を示すデータである造形物データを準備する造形物データ準備段階と、前記造形物の断面を示すデータであるスライスデータを前記造形物データに基づいて生成する段階であり、互いに異なる位置における前記造形物の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成するスライスデータ生成段階と、前記複数のスライスデータに基づいて前記造形物を造形する造形段階とを備え、前記造形物データ準備段階において、それぞれが前記造形物の一部を示すデータである複数のパーツデータを含む前記造形物データを準備し、前記造形物データが含む複数の前記パーツデータのうち、少なくとも一部の前記パーツデータが示す部分は、他の前記パーツデータが示す部分の周囲を囲む部分であり、それぞれの前記パーツデータは、当該パーツデータが示す部分の外面形状と、当該部分の外面に対して着色される色とを少なくとも示すデータであり、前記スライスデータ生成段階において、それぞれの前記パーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定することにより、前記造形物の断面を示す前記スライスデータを生成し、かつ、それぞれの前記パーツデータが示す部分の内部の色について、前記外面に対して設定されている色に基づいて設定することを特徴とする。

このように構成すれば、例えば、造形物データにおいて、造形物の内部の色を適切に設定することができる。また、造形物データに基づき、スライスデータを適切に生成し、スライスデータに基づき、造形の動作を適切に実行することができる。そのため、このように構成すれば、例えば、内部が着色された造形物を適切に造形することができる。

また、この構成において、造形段階では、例えば、互いに異なる複数色の造形の材料を吐出するヘッド部から、スライスデータに基づいて複数色の造形の材料を吐出する。また、これにより、例えば、パーツデータが示す部分の内部における少なくとも一部が着色された造形物を造形する。このように構成すれば、例えば、内部が着色された造形物の造形をより適切に実行することができる。

また、この構成において、スライスデータ生成段階では、例えば、それぞれのパーツデータが示す部分に対応する断面の外周の各位置における法線方向（法線ベクトル）を算出する。そして、そのパーツデータが示す部分のうち、少なくとも外周の近傍について、法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定する。この場合、それぞれのパーツデータが示す部分のうち、内側の他のパーツデータと重なっていない部分について、法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定することが考えられる。より具体的に、例えば、他のパーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示すパーツデータを外側データと定義し、当該他のパーツデータを内側データと定義した場合、スライスデータ生成段階において、外側データが示す部分から内側データが示す部分を除いた部分に対し、外側データの法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定することが考えられる。このように構成すれば、各パーツデータにおいて外面に設定されている色に基づき、パーツデータに対応する部分の内部に対し、色を適切に設定することができる。

また、この場合、スライスデータ生成段階では、例えば、それぞれのパーツデータが示す部分の内部の色を設定することにより、それぞれのパーツデータが示す部分の合間に対して造形段階において隙間なく造形の材料が充填されるように、スライスデータを生成する。この場合、それぞれのパーツデータが示す部分の合間とは、例えば、それぞれのパーツデータが示す外面形状に挟まれる領域のことである。このように構成すれば、例えば、各パーツデータが示す部分の間に余計な隙間等を生じさせることなく、スライスデータを適切に生成することができる。また、これにより、造形段階において、内部に余計な隙間等を生じさせることなく、造形物を適切に造形することができる。

また、スライスデータ生成段階では、造形物データが含む複数のパーツデータについて、より具体的に、例えば、順番に選択して、選択したパーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定することが考えられる。この場合、複数のパーツデータについて、順番に選択するとは、例えば、一つのスライスデータを生成する動作の中で、順番に選択することである。パーツデータを選択する順番については、例えば、造形物データの生成時に、予め設定することが考えられる。また、この場合、例えば、複数のレイヤーで構成されるデータ形式の造形物データを用いて、レイヤー単位で順番を設定することが考えられる。

より具体的に、この場合、レイヤーとは、例えば、３Ｄ空間の同じ位置で論理的に重なる互いに独立な空間に対応する構成のことである。また、レイヤーについては、例えば、３Ｄデータを編集するソフトウェア（例えば、３ＤＣＡＤのソフトウェア）等で定義されている一般的なレイヤー（３Ｄレイヤー）と同一又は同様の構成等と考えることもできる。また、この構成においては、例えば、造形物データの作成を行うソフトウェア等において予め順序づけられている複数のレイヤーを用いることが考えられる。また、例えば一つのパーツデータに対応する部分を一つのレイヤーに含めることで、それぞれのパーツデータについて、いずれかの一つのレイヤーに対応付けることが考えられる。この場合、スライスデータ生成段階では、例えば、複数のレイヤーのそれぞれを、予め設定された順番で選択して、選択したレイヤーに対応付けられているパーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定する。このように構成すれば、例えば、造形物データの作成時等にレイヤーとの対応付けにより設定される順番で、それぞれのパーツデータを適切に選択す
ることができる。

また、この場合、複数のパーツデータについては、造形物の外側の部分に対応するパーツデータから順番に選択を行うことが好ましい。より具体的に、この場合、例えば、他のパーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示すパーツデータについて、当該他のパーツデータよりも先に選択することが考えられる。このように構成すれば、例えば、一定のルールに従って、それぞれのパーツデータを適切に選択することができる。また、この場合、パーツを選択する順番について、必ずしも予め設定するのではなく、それぞれのパーツデータが示す部分の位置関係に基づき、スライスデータ生成段階において順番を決定してもよい。

また、スライスデータの生成時には、先に選択したパーツデータに基づいて設定した色について、後で選択するパーツデータに基づき、色の上書き処理等を行うことが考えられる。より具体的に、他のパーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示す外側データと、当該他のパーツデータである内側データとに関し、スライスデータ生成段階において、外側データが示す部分の内部の色を設定する場合、例えば、内側が示す部分にも、外側データが示す部分の外面に対して設定されている色に基づいて、色を設定する。そして、その後、内側データが示す部分の内部の色を設定する場合において、当該内部の色について、外側データが示す部分の内部の色の設定時に設定されている色を変更する上書き処理を行うことで、内側データが示す部分の外面に対して設定されている色に基づき、色を設定する。このように構成すれば、例えば、それぞれのパーツデータに基づく色の設定を適切に行うことができる。

また、この構成において、パーツデータとしては、例えば、そのパーツデータが示す部分の内部に対して色の設定が行われていないデータを好適に用いることができる。また、より具体的に、このようなパーツデータとしては、例えば、外面の形状及び色のみが指定されたデータ等を用いることが考えられる。このように構成すれば、例えば、少ないデータ量のパーツデータにより、造形物の各部の状態を適切に指定することができる。また、パーツデータにおいて、外面に対して着色される色は、例えば、テクスチャマッピングにより設定することが考えられる。このように構成すれば、例えば、パーツデータにおいて、外面の色を適切に設定することができる。

また、上記の造形方法については、例えば、造形物の製造方法と考えることもできる。また、本発明の構成として、上記と同様の特徴を有するスライスデータの生成方法、造形装置、及びスライスデータ生成装置等を用いることも考えられる。これらの場合も、例えば、上記と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、造形物の内部に対して着色を行う場合等に、より適切に造形を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る造形システム１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、造形システム１０の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、造形装置１２の要部の構成の一例を示す。図１（ｃ）は、ヘッド部１０２の構成の一例を示す。 造形物データ及びスライスデータについて更に詳しく説明をする図である。図２（ａ）は、造形物データの形式について説明をする図である。図２（ｂ）は、本例において生成するスライスデータ４００の一例を示す。 パーツの内部に対応する領域への色の設定の仕方の例を示す図である。図３（ａ）は、本例において行う色の設定の仕方の一例を示す。図３（ｂ）は、色の設定の仕方の他の例を示す。 一つのスライスデータにおける各領域に対して色を設定する動作について説明をする図である。図４（ａ）は、領域４０２ａに対して色を設定する動作の一例を示す。図４（ｂ）は、領域４０２ａに対して色を設定する動作の変形例を示す。図４（ｃ）は、領域４０２ｂに対して色を設定する動作の一例を示す。 領域４０２ｃ～ｆに対して色を設定する動作の一例を示す図である。 スライスデータを生成する動作の一例を示すフローチャートである。 スライスデータを生成する動作の変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る造形システム１０の一例を示す。図１（ａ）は、造形システム１０の構成の一例を示す。本例において、造形システム１０は、立体的な造形物を造形する造形システムであり、造形装置１２及び制御ＰＣ１４を備える。

造形装置１２は、造形物の造形を実行する装置であり、制御ＰＣ１４の制御に応じて、造形物を造形する。また、より具体的に、造形装置１２は、フルカラーでの着色がされた造形物を造形可能なフルカラー造形装置であり、造形しようとする造形物を示すデータを制御ＰＣ１４から受け取り、このデータに基づいて、造形物を造形する。また、本例において、造形装置１２は、外部から色彩が視認できる表面のみではなく、内部についても着色がされた造形物（バルクカラー着色がされた造形物）を造形する。この場合、造形物の表面から最も遠い造形物の中心に対しても加飾がされるように、造形物の内部の全体に対して着色を行うことで、高品質な造形物を造形することができる。このような造形物の造形の仕方については、以下において詳しく説明をする。

また、本例において、造形装置１２は、造形物を示すデータとして、造形しようとする造形物の全体を示す造形物データを受け取る。また、造形装置１２は、造形物データに基づき、予め設定された積層方向における互いに異なる位置での造形物の断面をそれぞれ示す複数のスライスデータを生成する。そして、それぞれのスライスデータに基づき、造形物を構成するそれぞれの層を形成する。

制御ＰＣ１４は、造形装置１２の動作を制御するコンピュータ（ホストＰＣ）である。制御ＰＣ１４は、例えば造形装置１２に実行させる造形のジョブを管理し、造形物データを造形装置１２へ供給することで、造形装置１２による造形の動作を管理する。

尚、上記のように、本例において、スライスデータの生成は、造形装置１２において行う。しかし、造形システム１０の構成の変形例においては、例えば、制御ＰＣ１４において、スライスデータを生成してもよい。この場合、制御ＰＣ１４は、造形装置１２へスライスデータを供給することにより、造形装置１２の動作を制御する。また、上記のように、本例において、造形システム１０は、複数の装置である造形装置１２及び制御ＰＣ１４により構成されている。しかし、造形システム１０の変形例において、造形システム１０は、一台の装置により構成されてもよい。この場合、例えば、制御ＰＣ１４の機能を含む一台の造形装置１２により造形システム１０を構成すること等が考えられる。

続いて、造形装置１２の具体的な構成について、説明をする。図１（ｂ）は、造形装置１２の要部の構成の一例を示す。本例において、造形装置１２は、立体的な造形物５０を造形する造形装置であり、ヘッド部１０２、造形台１０４、走査駆動部１０６、及び制御部１１０を有する。

尚、以下に説明をする点を除き、造形装置１２は、公知の造形装置と同一又は同様の構
成を有してよい。より具体的に、以下に説明をする点を除き、造形装置１２は、インクジェットヘッドを用いて造形物５０の材料となる液滴を吐出することで造形を行う公知の造形装置と同一又は同様の構成を有してよい。また、造形装置１２は、図示した構成以外にも、例えば、造形物５０の造形等に必要な各種構成を更に備えてよい。また、本例において、造形装置１２は、積層造形法により立体的な造形物５０を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）である。この場合、積層造形法とは、例えば、複数の層を重ねて造形物５０を造形する方法である。造形物５０とは、例えば、立体的な三次元構造物のことである。また、本例において、造形装置１２により行う造形の動作は、造形段階の動作の一例である。

ヘッド部１０２は、造形物５０の材料を吐出する部分である。また、本例において、造形物５０の材料としては、インクを用いる。この場合、インクとは、例えば、機能性の液体のことである。また、本例において、インクについては、例えば、インクジェットヘッドから吐出する液体等と考えることもできる。また、より具体的に、ヘッド部１０２は、造形物５０の材料として、複数のインクジェットヘッドから、所定の条件に応じて硬化するインクを吐出する。そして、着弾後のインクを硬化させることにより、造形物５０を構成する各層を重ねて形成して、積層造形法で造形物を造形する。また、本例では、インクとして、紫外線の照射により液体状態から硬化する紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を用いる。また、ヘッド部１０２は、造形物５０の材料に加え、サポート層５２の材料を更に吐出する。これにより、ヘッド部１０２は、造形物５０の周囲に、必要に応じて、サポート層５２を形成する。サポート層５２とは、例えば、造形中の造形物５０の外周を囲むことで造形物５０を支持する積層構造物のことである。サポート層５２は、造形物５０の造形時において、必要に応じて形成され、造形の完了後に除去される。

造形台１０４は、造形中の造形物５０を支持する台状部材であり、ヘッド部１０２におけるインクジェットヘッドと対向する位置に配設され、造形中の造形物５０を上面に載置する。また、本例において、造形台１０４は、少なくとも上面が積層方向（図中のＺ方向）へ移動可能な構成を有しており、走査駆動部１０６に駆動されることにより、造形物５０の造形の進行に合わせて、少なくとも上面を移動させる。積層方向とは、例えば、積層造形法において造形の材料が積層される方向のことである。また、本例において、積層方向は、造形装置１２において予め設定される主走査方向（図中のＹ方向）及び副走査方向（図中のＸ方向）と直交する方向である。

走査駆動部１０６は、造形中の造形物５０に対して相対的に移動する走査動作をヘッド部１０２に行わせる駆動部である。この場合、造形中の造形物５０に対して相対的に移動するとは、例えば、造形台１０４に対して相対的に移動することである。また、ヘッド部１０２に走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１０２が有するインクジェットヘッドに走査動作を行わせることである。また、本例において、走査駆動部１０６は、主走査動作（Ｙ走査）、副走査動作（Ｘ走査）、及び積層方向走査（Ｚ走査）をヘッド部１０２に行わせる。

主走査動作とは、例えば、造形中の造形物５０に対して相対的に主走査方向へ移動しつつインクを吐出する動作のことである。本例において、走査駆動部１０６は、主走査方向における造形台１０４の位置を固定して、ヘッド部１０２の側を移動させることにより、ヘッド部１０２に主走査動作を行わせる。また、走査駆動部１０６は、例えば、主走査方向におけるヘッド部１０２の位置を固定して、例えば造形台１０４を移動させることにより、造形物５０の側を移動させてもよい。副走査動作とは、例えば、主走査方向と直交する副走査方向へ造形中の造形物５０に対して相対的に移動する動作のことである。また、より具体的に、副走査動作は、例えば、予め設定された送り量だけ副走査方向へ造形台１０４に対して相対的に移動する動作である。本例において、走査駆動部１０６は、主走査動作の合間に、副走査方向におけるヘッド部１０２の位置を固定して、造形台１０４を移
動させることにより、ヘッド部１０２に副走査動作を行わせる。また、走査駆動部１０６は、副走査方向における造形台１０４の位置を固定して、ヘッド部１０２を移動させることにより、ヘッド部１０２に副走査動作を行わせてもよい。

積層方向走査とは、例えば、造形中の造形物５０に対して相対的に積層方向へヘッド部１０２を移動させる動作のことである。また、走査駆動部１０６は、造形の動作の進行に合わせてヘッド部１０２に積層方向走査を行わせることにより、積層方向において、造形中の造形物５０に対するインクジェットヘッドの相対位置を調整する。また、より具体的に、本例の積層方向走査において、走査駆動部１０６は、積層方向におけるヘッド部１０２の位置を固定して、造形台１０４を移動させる。走査駆動部１０６は、積層方向における造形台１０４の位置を固定して、ヘッド部１０２を移動させてもよい。

制御部１１０は、例えば造形装置１２のＣＰＵであり、造形装置１２の各部を制御することにより、造形物５０の造形の動作を制御する。また、本例において、制御部１１０は、制御ＰＣ１４から受け取る造形物データに基づき、複数のスライスデータを生成する。この場合、制御部１１０を有する造形装置１２について、例えば、スライスデータ生成装置を兼ねていると考えることができる。また、本例において、制御部１１０は、生成したそれぞれのスライスデータに基づき、造形装置１２の各部を制御する。この場合、制御部１１０は、例えば、ヘッド部１０２における各インクジェットヘッドの動作を制御することにより、造形物の造形に用いるインクを各インクジェットヘッドに吐出させる。本例によれば、造形物５０を適切に造形できる。また、造形物データからスライスデータを生成する動作については、後に更に詳しく説明をする。

続いて、造形装置１２におけるヘッド部１０２の構成について、更に詳しく説明をする。図１（ｃ）は、ヘッド部１０２の構成の一例を示す。本例において、ヘッド部１０２は、複数のインクジェットヘッド、複数の紫外線光源２０４、及び平坦化ローラ２０６を有する。また、複数のインクジェットヘッドとして、図中に示すように、インクジェットヘッド２０２ｓ、インクジェットヘッド２０２ｗ、インクジェットヘッド２０２ｙ、インクジェットヘッド２０２ｍ、インクジェットヘッド２０２ｃ、インクジェットヘッド２０２ｋ、及びインクジェットヘッド２０２ｔを有する。これらの複数のインクジェットヘッドは、例えば、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。また、それぞれのインクジェットヘッドは、造形台１０４と対向する面に、所定のノズル列方向へ複数のノズルが並ぶノズル列を有する。また、本例において、ノズル列方向は、副走査方向と平行な方向である。

また、これらのインクジェットヘッドのうち、インクジェットヘッド２０２ｓは、サポート層５２の材料を吐出するインクジェットヘッドである。サポート層５２の材料としては、例えば、サポート層用の公知の材料を好適に用いることができる。インクジェットヘッド２０２ｗは、白色（Ｗ色）のインクを吐出するインクジェットヘッドである。また、本例において、白色のインクは、光反射性のインクの一例であり、着色用の有色のインクと共に造形物５０の各部を構成することで、造形物５０の内部において、造形物５０の外部から入射した光を反射する。また、これにより、造形物５０において、白色のインクは、減法混色法での色表現における背景として機能する。

インクジェットヘッド２０２ｙ、インクジェットヘッド２０２ｍ、インクジェットヘッド２０２ｃ、インクジェットヘッド２０２ｋ（以下、インクジェットヘッド２０２ｙ～ｋという）は、着色用の有色のインクを吐出する着色用のインクジェットヘッドである。より具体的に、インクジェットヘッド２０２ｙは、イエロー色（Ｙ色）のインクを吐出する。インクジェットヘッド２０２ｍは、マゼンタ色（Ｍ色）のインクを吐出する。インクジェットヘッド２０２ｃは、シアン色（Ｃ色）のインクを吐出する。また、インクジェット
ヘッド２０２ｋは、ブラック色（Ｋ色）のインクを吐出する。この場合、ＹＭＣＫの各色は、減法混色法によるフルカラー表現に用いるプロセスカラーの一例である。また、本例において、ＹＭＣＫの各色のインクは、白色のインクと共に造形物５０の各部を構成することで、造形物５０の各部を着色する。

また、インクジェットヘッド２０２ｔは、クリアインクを吐出するインクジェットヘッドである。クリアインクとは、例えば、無色の透明色（Ｔ）であるクリア色のインクのことである。本例において、クリアインクは、例えば、造形物５０の表面に透明な保護層を形成する場合等に用いられる。また、クリアインクについては、必要に応じて、造形物５０のおける保護層以外の形成に用いてもよい。より具体的に、この場合、例えば、造形物５０において着色がされる部分の形成時において、色の違いによって生じるＹＭＣＫの各色のインクの使用量の合計の変化を補填するためにクリアインクを用いること等が考えられる。また、この場合、造形物５０の各部について、白インクと、着色用の有色のインクと、クリアインクとを用いて形成すると考えることができる。

ここで、上記においても説明をしたように、本例において、ヘッド部１０２は、制御部１１０の制御に応じて、各インクジェットヘッドからインクを吐出する。また、制御部１１０は、スライスデータに基づき、造形システム１０の各部の動作を制御する。そのため、ヘッド部１０２の動作については、例えば、スライスデータに基づいて複数色のインクを吐出する動作等と考えることができる。

複数の紫外線光源２０４は、インクを硬化させるための光源（ＵＶ光源）であり、紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を発生する。また、本例において、複数の紫外線光源２０４のそれぞれは、間にインクジェットヘッドの並びを挟むように、ヘッド部１０２における主走査方向の一端側及び他端側のそれぞれに配設される。紫外線光源２０４としては、例えば、ＵＶＬＥＤ（紫外ＬＥＤ）等を好適に用いることができる。また、紫外線光源２０４として、メタルハライドランプや水銀ランプ等を用いることも考えられる。平坦化ローラ２０６は、造形物５０の造形中に形成されるインクの層を平坦化するための平坦化手段である。平坦化ローラ２０６は、例えば主走査動作時において、インクの層の表面と接触して、硬化前のインクの一部を除去することにより、インクの層を平坦化する。

以上のような構成のヘッド部１０２を用いることにより、造形物５０を構成するインクの層を適切に形成できる。また、複数のインクの層を重ねて形成することにより、造形物５０を適切に造形できる。

続いて、造形物データに基づいてスライスデータを生成する動作等について、更に詳しく説明をする。上記においても説明をしたように、本例において、スライスデータは、造形しようとする造形物５０の断面を示すデータである。また、造形装置１２は、外部から色彩が視認できる表面のみではなく、内部についても着色がされた造形物５０を造形する。そして、この場合、スライスデータとして、造形物５０の内部に対応する部分も含めて、造形物５０の断面の各位置の色を示すデータを用いることになる。また、この場合、スライスデータについて、造形物５０の断面の全体に対応する部分に色が付けられたカラー画像データに相当するデータ等と考えることもできる。

また、本例において、造形装置１２における制御部１１０は、造形物５０の全体を示す造形物データに基づき、５０の各位置の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成する。そして、この場合、上記のようなスライスデータを生成するためには、造形物データとしても、造形物５０の内部の色に関する情報を含むデータを用いることが必要になる。また、この点に関し、最も単純に考えるのであれば、造形物データとして、例えば造形しようとする造形物５０の立体的な構造について内部まで含めて忠実に表現するデータ
（例えば、三次元空間における各位置に対して個別に色が指定された３Ｄデータ）等を用いることが考えられる。しかし、この場合、造形物５０の内部の各位置の色等を全て指定することで、データ量が大きく増大するおそれもある。また、造形物データとして、特別な形式なデータを用いることが必要になり、造形物データを用意する作業に大きな手間がかかるおそれがある。また、造形物データの作成について、公知の３ＤＣＡＤ等では行えなくなること等も考えられる。そこで、本例においては、造形物データとして、造形物５０の立体的な構造を忠実に表現するデータ等ではなく、より少ないデータ量で造形物５０を示す形式のデータを用いる。

図２は、本例において用いる造形物データ及びスライスデータについて更に詳しく説明をする図である。図２（ａ）は、造形物データの形式について説明をする図であり、３ＤＣＡＤ等のソフトウェアを用いて作成中の造形物データの構成の一例を示す。また、図２（ａ）については、例えば、造形物データの３Ｄデータの構成を示すイメージ図等と考えることもできる。また、より具体的に、図２（ａ）においては、西瓜を表現する造形物を造形しようとする場合について、この造形物に対応する造形物データ３００の構成の一例を模式的に示している。

造形物データ３００の作成や編集は、ユーザにより、例えば制御ＰＣ１４（図１参照）又は他のコンピュータ等において、公知の３ＤＣＡＤのソフトウェアを用いて行うことが考えられる。また、より具体的に、本例においては、レイヤー機能を有する３ＤＣＡＤのソフトウェアを用いて、造形物データ３００の作成や編集を行う。この場合、レイヤーとは、例えば、３Ｄデータを編集するソフトウェア（例えば、３ＤＣＡＤのソフトウェア）等で定義されている一般的なレイヤー（３Ｄレイヤー）のことである。また、レイヤーについては、例えば、３Ｄ空間の同じ位置で論理的に重なる互いに独立な空間に対応する構成等と考えることもできる。

尚、本例において、造形物データ３００を作成する動作は、造形物データ準備段階の動作の一例である。また、図２（ａ）においては、図示の便宜上、グレースケール画像での図示を行っている。しかし、実際の造形物データ３００においては、造形しようとする造形物の色に合わせて、フルカラーでの色が設定されている。また、この図では、西瓜の内部に対応する造形物の内部にまで色が設定されていることを示すために、一部を切断して、中身が見える状態で造形物データ３００の構成の例を図示している。しかし、実際の造形物データ３００としては、例えば実際の西瓜と同様に、外側から直接的には中身を視認できない状態で造形物を示すデータを用いることが考えられる。

また、本例において、造形物データ３００が示す造形物は、図中に示すように、複数のパーツ３０２ａ～ｆにより構成されている。この場合、複数のパーツ３０２ａ～ｆのそれぞれは、造形物の一部を示す部分である。より具体的に、図中に示す場合において、パーツ３０２ａは、西瓜の表面の部分を示している。また、パーツ３０２ｂは、パーツ３０２ａが示す部分の内側の部分を示している。パーツ３０２ｃは、パーツ３０２ｂが示す部分の内側の部分を示している。パーツ３０２ｄは、パーツ３０２ｃが示す部分の更に内側の部分を示している。パーツ３０２ｅは、パーツ３０２ｄが示す部分の更に内側の部分を示している。また、パーツ３０２ｆは、パーツ３０２ｅが示す部分の内側にある西瓜のタネに相当する部分を示している。

また、本例の造形物データ３００において、パーツ３０２ａ～ｆのそれぞれは、各パーツに対応するパーツデータにより示されている。この場合、パーツデータとは、造形物の一部を示すデータであり、パーツの外面形状と、パーツに対応する部分の外面に対して着色される色（外面の色）とを少なくとも示す。この場合、パーツの形状に関し、外面形状を示すとは、例えば、厚みのない、又は厚みに意味のない曲面の形状により外面の形状を
指定することである。また、より具体的に、本例のパーツデータにおいて、色については、外面の色のみを示す。この場合、外面の色のみを示すとは、例えば、パーツの内部に対しては色の設定が行われていないことである。また、このようなパーツデータについては、例えば、パーツの外面の形状及び色のみが指定されたデータ等と考えることもできる。

また、本例のパーツデータにおいて、外面に対して着色される色は、例えば、テクスチャマッピングにより設定される。テクスチャマッピングとは、例えば、立体形状の表面にテクスチャを貼り付けるようにして立体形状の表面の各位置の質感（色等）を設定することである。また、テクスチャとは、例えば、コンピュータグラフィックスにおいて、三次元のオブジェクト表面に貼り付けられる模様のことである。また、この場合、パーツの位置毎に設定すべき色を示すテクスチャ（例えば、カラー画像を示すテクスチャ等）を貼り付けることで、パーツの外面の各位置に対し、色の設定を行う。このように構成すれば、例えば、パーツデータにおいて、外面の色を適切に設定することができる。

また、より具体的に、図示した場合において、パーツ３０２ａ～ｆのそれぞれに対応するパーツデータについて、外面の色としては、それぞれのパーツの位置に応じて、西瓜の各部の色が設定されている。例えば、西瓜の外側の部分に対応するパーツ３０２ａを示すパーツデータの場合、外面の各位置に対し、緑の地色の中に黒い縞が入るような西瓜の外側の模様を示すテクスチャにより、パーツの表面の色を設定する。また、西瓜の表面と実との間の各位置の部分に対応するパーツ３０２ｂ～ｄのそれぞれを示すパーツデータにおいては、西瓜における各位置の色を示すテクスチャにより、パーツの表面の色を設定する。この場合、パーツ３０２ｂの表面には、例えば、西瓜の表面における緑色よりも黄色味が強い黄緑色を設定することが考えられる。また、パーツ３０２ｃの表面には、例えば、薄い黄色又はそれに近い色を設定することが考えられる。パーツ３０２ｄの表面には、例えば、オレンジ又はそれに近い色を設定することが考えられる。また、西瓜の実の部分に対応するパーツ３０２ｅを示すパーツデータにおいては、西瓜の実の色である赤色を示すテクスチャにより、パーツの表面の色を設定する。また、西瓜のタネに相当するパーツ３０２ｆを示すパーツデータにおいては、タネの色である黒色を示すテクスチャにより、パーツの表面の色を設定する。

ここで、本例のパーツデータのように、対応するパーツの外面の形状及び色を指定する場合、特別な形式のデータ等を用いることなく、公知の３ＤＣＡＤ等を用いて、各パーツを適切に表現することができる。また、より具体的に、本例において、それぞれのパーツデータは、それぞれのレイヤーと対応付けて作成される。この場合、それぞれのパーツデータがそれぞれのレイヤーと対応付けて作成されるとは、例えば、一つのパーツデータに対応する部分を一つのレイヤーに含めることである。また、この場合、それぞれのパーツデータは、いずれかの一つのレイヤーに対応付けられる。このように構成した場合、例えば、少ないデータ量のパーツデータにより造形物の各部の状態を適切に指定することができる。また、この場合、特別な形式のデータ等を用いることなく、例えば公知の３ＤＣＡＤ等のソフトウェアを用いて、複数のパーツデータを含む造形物データを適切に作成することができる。そのため、本例によれば、例えば、内部が着色された造形物の造形を行う場合において、造形物を示す造形物データを適切に作成することができる。

また、上記においても説明をしたように、本例においては、造形物データに基づき、スライスデータの生成を行う。そして、この場合、造形物データの形式について、例えば特定のソフトウェアの専用の形式ではなく、広く用いられている汎用の形式を用いることが好ましい場合がある。そのため、造形物データとしては、例えば、ＳＴＬ形式のデータ等を好適に用いることができる。この場合、例えば、３ＤＣＡＤ等でのデータの作成中等に図２（ａ）のように示されるデータについて、ＳＴＬ形式での出力を行って、造形物データを生成する。また、造形システム１０（図１参照）の構成によっては、造形物データと
して、特定のソフトウェアの専用の形式のデータを用いてもよい。

また、上記においても説明をしたように、本例において、スライスデータとしては、造形物の内部に対応する部分も含めて、造形物の断面の各位置の色を示すデータを用いる。そして、この場合、スライスデータの生成時には、それぞれのパーツの内部に対応する部分にも、色の設定を行うことが必要になる。より具体的に、この場合、スライスデータの生成時において、例えば、それぞれのパーツデータが示す部分の内部の色を設定する。また、これにより、造形装置１２での造形の実行時にそれぞれのパーツデータが示す部分の合間に対して隙間なくインクが充填されるように、スライスデータを生成する。

図２（ｂ）は、本例において生成するスライスデータ４００の一例を示す図であり、図２（ａ）に示した構成の造形物データに基づいてスライスデータを生成する場合について、一つの断面位置におけるスライスデータの構成の一例を示す。図示した場合において、スライスデータ４００は、複数の領域４０２ａ～ｆにより構成されている。複数の領域４０２ａ～ｆのそれぞれは、造形物データ３００におけるパーツデータが示す部分であり、図２（ａ）に示したパーツ３０２ａ～ｆのそれぞれに対応している。また、図からわかるように、本例においては、領域４０２ａ～ｆのそれぞれの間に余計な隙間等を生じさせることなく、スライスデータをする。このように構成すれば、例えば、造形装置１２での造形の実行時において、内部に余計な隙間等を生じさせることなく、造形物を適切に造形することができる。

続いて、本例においてスライスデータを生成する動作等について、更に詳しく説明をする。上記においても説明をしたように、本例において、造形物データとしては、複数のパーツデータにより構成されるデータを用いる。また、パーツデータとしては、パーツの形状と、外面の色とを示すデータを用いる。一方で、造形物データに基づいて生成するスライスデータとしては、造形物の内部に対応する部分も含めて、造形物の断面の各位置の色を示すデータを用いる。そして、この場合、スライスデータの生成時には、パーツデータでは色が設定されていないパーツの内部に対応する領域に対して、色を設定することが必要になる。

これに対し、本例においては、それぞれのパーツデータに対応する領域に対し、パーツの外面の色に合わせてパーツの内側の色を設定することで、パーツの内部に対応する領域の各位置に対して、色の設定を行う。また、この場合、造形物データが含む複数のパーツデータに対し、それぞれのパーツデータを順番に順次選択して、選択したパーツデータに対応する領域に対する色の設定を行う。また、これにより、造形物の断面の各位置の色を示すスライスデータを生成する。

また、より具体的に、本例において、パーツの内部に対応する領域への色の設定を行う場合、造形物における各断面位置に対応するスライスデータの生成時に、そのスライスデータに含まれる各位置に対して、色の設定を行う。また、この場合、順番に選択するそれぞれのパーツデータに対し、パーツデータが示す部分に対応する断面の外周（以下、単に、パーツデータの外周という）の各位置における法線方向（法線ベクトル）を算出する。そして、そのパーツデータが示す部分のうち、少なくとも外周の近傍について、法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定する。また、この場合、例えば以下において図３を用いて説明をする方法により、それぞれのパーツの内部に対応する領域への色の設定を行う。

図３は、パーツの内部に対応する領域への色の設定の仕方の例を示す図であり、一つのパーツデータに対して行う処理の例を示す。図３（ａ）は、本例において行う色の設定の仕方の一例を示す図であり、造形物データにおける一つのパーツ３０２ａ（図２参照）に
対応する領域４０２ａに対して色を設定する場合の動作の一例を示す。本例において、それぞれのパーツデータに対して色の設定を行う場合、他のパーツデータに対応する領域を考慮せずに、処理を行う。また、より具体的に、この場合、パーツデータの外周の各位置における法線について、他の位置の法線（例えば、断面の外周における反対側から伸びてくる法線）とぶつかる位置を算出する。そして、外周の各位置から、この位置（ぶつかる位置）までの間について、同じ色に設定する。また、これにより、外周の各位置に対して設定されている色について、いわば、パーツの内部にまで延長するようにして、各位置への色の設定を行う。また、この場合、色の設定の仕方について、例えば、法線方向に沿って、パーツデータの外周から法線がぶつかる位置までをカラー層にする方法等と考えることもできる。このように構成すれば、各パーツデータにおいて外面に設定されている色に基づき、パーツデータに対応する部分の内部についても、色を適切に設定することができる。

ここで、本例において、パーツデータの外周の各位置における法線とは、各位置を通り、かつ、その位置における法線方向と平行な直線のことである。また、この場合、各位置における法線方向は、各位置においてパーツデータの外周と直交し、かつ、造形物の内部へ向かう方向である。また、上記の説明からわかるように、図３（ａ）を用いて説明をした方法で色の設定を行う場合、パーツの内部の全体に対して、色が設定されることになる。

しかし、造形物データにおいては、例えば図２（ａ）に示した場合のように、一つのパーツの内部に他のパーツが存在する場合もある。この場合、パーツデータの関係で考えると、造形物データが含む複数のパーツデータのうち、少なくとも一部のパーツデータが示す部分が、他のパーツデータが示す部分の周囲を囲む部分になっていると考えることもできる。そして、この場合、スライスデータの生成時において、最終的には、内部に含む他のパーツの色も考慮して、各パーツデータに対応する領域に対して、色の設定を行うことが必要になる。

これに対し、本例においては、例えば、一つのスライスデータを生成する動作の中で、複数のパーツデータのそれぞれを順番に選択し、かつ、後で選択するパーツデータに対応する色の設定時に、既に設定されている色に対する上書き処理を行うことで、各パーツデータに対応する領域に対する色の設定を行う。本例によれば、例えば、各パーツデータに対応する領域に対して、色の設定を適切に行うことができる。色の上書き処理については、後に更に詳しく説明をする。

また、パーツの内部に対応する領域への色の設定については、上記と異なる方法で行うことも考えられる。図３（ｂ）は、色の設定の仕方の他の例を示す図であり、領域４０２ａに対して色を設定する場合の動作の変形例を示す。上記においても説明をしたように、図３（ａ）を用いて説明をした動作の場合、パーツの内部の全体に対して、色が設定されることになる。これに対し、本変形例においては、パーツの内部のうち、他のパーツと重ならない部分に対してのみ、色の設定を行う。

より具体的に、この場合も、外周の各位置に対して設定されている色について、各位置における法線に沿ってパーツの内部にまで延長するようにして、各位置への色の設定を行う。しかし、この場合、色を設定する範囲について、他のパーツデータに対応する領域（例えば、図中の領域４０２ｂ）とぶつかるまでの範囲のみにする。この場合、例えば、造形物データに含まれるそれぞれのパーツデータに基づき、他のパーツデータに対応する領域とぶつかるまでの範囲を決定する。そして、決定した範囲において、法線に沿って、色の設定を行う。このように構成した場合も、例えば、各パーツデータに対応する領域に対して、色の設定を適切に行うことができる。また、本変形例の動作については、例えば、
処理対象のパーツデータに対応するカラー層に厚みを他のパーツ（例えば、次に選択するパーツ）とぶつかるまでの間隔分にする動作等と考えることもできる。

続いて、本例においてスライスデータを生成する動作について、更に詳しく説明をする。図４及び図５は、一つのスライスデータにおける各領域（領域４０２ａ～ｆ）に対して色を設定する動作について説明をする図である。図４は、領域４０２ａ、ｂに対して色を設定する動作を説明する図である。図４（ａ）は、領域４０２ａに対して色を設定する動作の一例を示す。図４（ｂ）は、領域４０２ａに対して色を設定する動作の変形例を示す。図４（ｃ）は、領域４０２ｂに対して色を設定する動作の一例を示す。図５は、領域４０２ｃ～ｆに対して色を設定する動作の一例を示す。

上記においても説明をしたように、本例において、スライスデータの生成時には、造形物データに含まれるそれぞれのパーツデータを順次選択して、そのパーツデータに対応する領域に対して、色を設定する。また、後で選択するパーツデータに対応する色の設定時に、既に設定されている色に対する上書き処理を行うことで、各パーツデータに対応する領域に対する色の設定を行う。

また、本例において、パーツデータを選択する順番については、造形物データの生成時に、予め設定されている。より具体的に、上記においても説明をしたように、本例において、造形物データ３００の作成や編集は、レイヤー機能を有する３ＤＣＡＤのソフトウェアを用いて行う。また、これにより、造形物データとして、複数のレイヤーで構成されるデータ形式のデータを用いる。また、この場合において、複数のレイヤーには、例えばソフトウェアの設定においてレイヤーが重なる順番等に応じて、予め順序が設定されている。

また、本例において、それぞれのパーツデータは、造形物データを構成するそれぞれのレイヤーと対応付けて作成される。そして、この場合、パーツデータの選択の仕方については、レイヤーに対して設定されている順序に基づき、レイヤー単位で順番を設定する。より具体的に、この場合、スライスデータの生成時には、例えば、設定されている順序に従ってレイヤーを順次選択することで、各レイヤーに対応するパーツデータを順番に選択する。そして、選択したレイヤーに対応付けられているパーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定する。このように構成すれば、例えば、造形物データの作成時等に設定した順番で、それぞれのパーツデータを適切に選択することができる。また、それぞれのパーツデータに基づき、色の設定を適切に行うことができる。

また、図４及び図５においては、図２（ａ）に示した造形物データにおけるパーツ３０２ａ～ｆに対応するパーツデータについて、符号の末尾に付したアルファベットの順番で選択する場合の動作の一例を示している。また、この場合、図２（ｂ）に示したスライスデータを構成する複数の領域４０２ａ～ｆについて、上記に対応する順番で、色の設定を行うことになる。また、より具体的に、この場合、複数の領域４０２ａ～ｆのうち、先ず、領域４０２ａに対し、色の設定を行う。この場合、例えば図３（ａ）を用いて説明をした動作のように、領域４０２ａに対応するパーツデータにおいて外周の各位置に対して設定されている色を法線に沿ってパーツの内部にまで延長するようにして、各位置への色の設定を行う。また、この場合、領域４０２ａの各位置への色の設定が終わった時点で、領域４０２ａの各位置には、例えば図４（ａ）に示すように、色が設定される。

ここで、図４（ａ）に示す結果は、外周の各位置の法線方向について、外周を構成する点毎に算出する場合の例である。この場合、外周を構成する点毎に法線方向を算出するとは、例えば、造形の解像度に応じて設定される最小間隔で並ぶ点毎に法線方向を算出することである。しかし、法線方向については、必ずしも点毎に算出するのではなく、例えば
予め設定された間隔毎に算出してもよい。この場合、法線方向が算出された点の近傍の点について、同じ法線方向を用いることが考えられる。このように構成すれば、例えば、各領域に対する色の設定をより簡易に行うことができる。また、この場合、領域４０２ａの各位置には、例えば図４（ｂ）に示すように、色が設定される。

また、領域４０２ａに対する色の設定を行った後には、次の領域４０２ｂに対し、色の設定を行う。また、これにより、領域４０２ａの一部に対し、設定されている色の上書き処理を行う。また、この場合、領域４０２ｂの各位置への色の設定が終わった時点で、領域４０２ａ、ｂの各位置には、例えば図４（ｃ）に示すように、色が設定される。また、領域４０２ａに対する色の設定を行った後には、更に、その他の領域に対応するパーツデータを順番に選択して、選択したパーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定する。また、これにより、例えば図５に示すように、色の上書き処理を順次行いつつ、領域４０２ｃ～ｆに対し、色の設定を行う。本例によれば、スライスデータの生成時において、例えば、先に選択したパーツデータに基づいて設定した色について、後で選択するパーツデータに基づき、色の上書き処理を適切に行うことができる。また、これにより、スライスデータの各領域に対し、色の設定を適切に行うことができる。

また、上記において説明をした動作については、例えば、それぞれのパーツデータが示す部分のうち、内側の他のパーツデータと重なっていない部分について、法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定する動作等と考えることもできる。また、この場合、例えば、他のパーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示すパーツデータを外側データと定義し、当該他のパーツデータを内側データと定義すれば、スライスデータの生成時において、外側データが示す部分から内側データが示す部分を除いた部分に対し、外側データの法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定すると考えることができる。

続いて、本例においてスライスデータを生成する動作について、フローチャートを用いて、更に詳しく説明をする。図６は、スライスデータを生成する動作の一例を示すフローチャートであり、造形装置１２における制御部１１０（図１参照）により造形物データに基づいてスライスデータを生成する動作の一例を示す。また、本例において、制御部１１０でスライスデータを生成する動作は、スライスデータ生成段階の動作の一例である。制御部１１０は、以下において説明をする動作により、積層方向の互いに異なる位置において造形物の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成する。

より具体的に、スライスデータを生成する動作において、制御部１１０は、先ず、断面位置の初期化を行うことで、最初のスライスデータに対応する断面位置を設定する（Ｓ１０２）。最初のスライスデータとは、複数のスライスデータのうち、最初に生成するスライスデータのことである。また、本例において、最初のスライスデータは、例えば、造形物における一番下の部分の形成時に用いられるスライスデータである。また、この場合、最初のスライスデータに対応する断面位置とは、例えば、複数のスライスデータのそれぞれに対応する断面の位置のうち、積層方向において最も下側の位置になる。

また、断面位置の初期化を行った後には、造形物データに基づき、上記において説明をした色の上書き処理等を行うことで、最初のスライスデータを生成する。また、この動作においては、先ず、造形物データにおいて用いられている複数のレイヤーに対して設定されている順序に基づき、最初のレイヤーを選択する（Ｓ１０４）。また、この場合、レイヤーを選択することにより、そのレイヤーに対応するパーツデータを選択する。

そして、選択したパーツデータに対し、図２及び図３等を用いて説明をしたように法線方向（法線ベクトル）を算出し（Ｓ１０６）、算出した法線方向に基づき、カラー層の厚みの算出と、色変換とを行う（Ｓ１０８）。この場合、カラー層の厚みの算出とは、例え
ば、上記において説明をしたように法線がぶつかる位置を算出して、法線方向に沿って同じ色を設定する範囲を決定することである。また、色変換とは、カラー層の厚みの算出結果に基づき、選択されているパーツデータが示す領域の各位置の色を決定することである。

また、カラー層の厚みの算出と、色変換とを行った後には、色の上書き処理を行うことで、生成中のスライスデータの各位置に色を設定する（Ｓ１１０）。この場合、色の上書き処理とは、ステップＳ１０８での算出結果に基づき、生成中のスライスデータが占める範囲のうち、選択されているパーツデータに対応する領域へ色を設定する動作のことである。また、この場合、最初に選択されるパーツデータに基づく色の上書き処理については、例えば、生成中のスライスデータが占める範囲に対して最初に色を設定する処理と考えることができる。

また、パーツデータに対応する色の上書き処理が終了した後には、そのパーツデータに対応するレイヤーが最後のレイヤー（最終レイヤー）であるか否かを確認することで、未処理のパーツデータの有無を確認する（Ｓ１１２）。そして、未処理のパーツデータが残っている場合（Ｓ１１２：Ｎｏ）には、ステップＳ１０４に戻り、複数のレイヤーに対して設定されている順序に基づき、次のレイヤーを選択する。また、これにより、次に処理対象となるパーツデータを選択する。また、以降は、選択したパーツデータに基づき、ステップＳ１０６～Ｓ１１０の動作を繰り返すことで、スライスデータにおいてそのパーツデータに対応する領域に対し、色の設定を行う。また、ステップＳ１１２において、未処理のパーツデータの有無を再度確認して、必要に応じて、全てのパーツデータに対応する処理が完了するまで、上記の動作を繰り返す。このように構成すれば、例えば、それぞれのパーツデータに基づく色の設定を適切に行うことができる。

ここで、上記においても説明をしたように、最初に選択されるパーツデータに基づく色の上書き処理については、例えば、生成中のスライスデータが占める範囲に対して最初に色を設定する処理と考えることができる。これに対し、２番目以降に選択されるパーツデータの場合、色の上書き処理については、例えば、生成中のスライスデータが占める範囲に対し、先の処理で設定されている色を変更する処理等と考えることができる。この場合、先の処理で設定されている色を変更するとは、例えば、生成中のスライスデータが占める範囲における少なくとも一部に対し、色を変更することであってもよい。また、より具体的に、スライスデータの生成時において、例えば、他のパーツデータ（内側データ）が示す部分の周囲を囲む部分を示すパーツデータである外側データと、内側側データとの関係において、外側データ示す部分の内部の色を設定する場合、外側データに基づく色の上書き処理により、内側データが示す部分にも、外側データが示す部分の外面に対して設定されている色に基づいて、色を設定することになる。そして、この場合、その後、内側パーツデータが示す部分の内部の色を設定する場合において、内側パーツデータに対応する内部の色について、外側データが示す部分の内部の色の設定時に設定されている色を変更する上書き処理を行うことになる。本例によれば、例えば、それぞれのパーツデータが示す部分の内部の色について、外面に対して設定されている色に基づいて適切に設定することができる。また、これにより、例えば、それぞれのパーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を適切に設定することができる。

また、ステップＳ１１２において、直前に処理を行ったパーツデータに対応するレイヤーが最後のレイヤー（最終レイヤー）であると判断した場合（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）、その時点で設定されている断面位置に対応する処理の結果（スライス結果）を出力することで、その断面位置に対応するスライスデータを生成する（Ｓ１１４）。また、ステップＳ１１４においては、例えばＲＩＰ処理等の必要な処理を必要に応じて更に行うことで、スライスデータを生成することが考えられる。この場合、ＲＩＰ処理等については、例えば、
スライスデータを生成する公知の動作と同一又は同様に行うことが考えられる。また、ＲＩＰ処理等については、例えば、全ての断面位置に対して上記の各処理を行った後に、別途行うこと等も考えられる。

また、設定されている断面位置に対応するスライスデータを生成した後には、その時点で設定されている断面位置について、最終の断面位置であるか否かの確認を行う（Ｓ１１６）。この場合、最終の断面位置とは、最後に生成されるスライスデータに対応する断面位置のことである。そして、その時点で設定されている断面位置が最終の断面位置ではなく（Ｓ１１６：Ｎｏ）、まだ生成していないスライスデータが存在する場合、次に生成するスライスデータに対応する断面位置を設定する（Ｓ１１８）。そして、ステップＳ１０４以降の動作を繰り返すことで、次のスライスデータを生成する。

また、ステップＳ１１６において、その時点で設定されている断面位置が最終の断面位置であると判断した場合（Ｓ１１６）、スライスデータを生成する動作を終了する。本例によれば、造形物データに基づき、複数のスライスデータを適切に生成することができる。また、スライスデータとして、例えば、内部が着色される造形物の断面を示すデータを適切に生成できる。この場合、内部が着色される造形物とは、例えば、パーツデータが示す部分の内部が着色される造形物のことである。また、この場合、造形装置１２においてスライスデータに基づいて造形の動作を実行することで、例えば、内部が着色された造形物を適切に造形することができる。

続いて、上記において説明をした構成に関する補足説明や、変形例の説明等を行う。上記においても説明をしたように、本例においては、スライスデータの生成時に、パーツデータに対応する部分の外周の各位置に対して設定されている色について、いわば、パーツの内部にまで延長するようにして、各位置への色の設定を行う。また、順番に選択するパーツデータに基づき、上記において説明をしたように色の上書き処理を行うことで、スライスデータが占める範囲の各位置に対し、色の設定を行う。また、このような処理については、例えば、積層方向における各位置のスライスデータの生成時において、それぞれのパーツデータに対応するパーツの外周に適宜厚みを持たせる処理を行うことで、パーツ間に隙間が生じないようにスライスデータを生成していると考えることができる。また、このような処理については、例えば、それぞれのパーツデータが示すパーツの外面の間に対して色を設定して、パーツの外面の合間の色を補う処理等と考えることもできる。

また、この場合、パーツの外周の厚み（カラー層の厚み）については、それぞれのパーツの外面の形状を指定する曲面の内側方向へ広げていると考えることができる。そして、この場合、パーツデータとしては、例えば、スライスデータを生成するそれぞれの断面位置での内側方向及び外側方向が決まっているデータを用いることが考えられる。この場合、例えば、それぞれのパーツデータにおいて外面を構成する曲面に対し、内側方向及び外側方向を予め設定しておくこと等も考えられる。また、パーツデータに対応する内側方向及び外側方向については、例えば、パーツデータが示す形状に応じて決定してもよい。より具体的に、パーツデータとしては、例えば、パーツの外面を構成する曲面に対応してスライスデータに対応する断面位置に現れる曲線が閉曲線（１周して繋がるような端のない曲線）になるデータを用いることが考えられる。そして、この場合、内側方向及び外側方向について、閉曲線の内部へ向かう方向を内側方向とし、外部へ向かう方向を外側方向とすることが考えられる。

また、上記においても説明をしたように、本例においては、それぞれのパーツデータについて、レイヤーと対応付けて管理をしている。この場合、例えば使用するレイヤーの数（レイヤリングの数）をより多くすることで、より多くのパーツデータを用いることが可能になる。また、これにより、例えば、造形物の内部（中身）等をより詳細に表現（再現
）することが可能になる。

また、本例においては、上記において説明をしたスライスデータに基づいて造形装置１２において造形物を造形することで、内部が着色された造形物を造形する。そして、この場合において、図１等を用いて説明をしたように、ＹＭＣＫの各色のインクと、白色のインクとを用いて、造形物５０の各部を形成する。また、この場合、各色のインクとしては、内部の着色を行う場合用の専用のインク（バルクカラー造形専用のインク）に限らず、例えば、造形物５０の表面のみを着色する場合に用いるインクと同一又は同様のインクを用いることができる。そして、この場合、造形装置１２においては、内部が着色された造形物に限らず、表面のみが着色された造形物を更に造形してもよい。この場合、表面のみが着色された造形物とは、例えば、外部から色彩を視認できる領域に着色領域を形成し、その内側に光反射領域を形成する造形物のことである。また、この場合、着色領域については、例えば、ＹＭＣＫの各色のインクと、クリアインクとを用いて、予め設定された厚さで形成することが考えられる。また、光反射領域については、白色のインクを用いて形成することが考えられる。このように構成すれば、造形装置１２において、多様な造形物を適切に造形することができる。

また、造形装置１２の構成の変形例においては、造形物の内部を着色する場合により合わせた特徴を有するインクを用いること等も考えられる。この場合、着色用の有色のインク（ＹＭＣＫの各色のインク等）として、各色の色材に加え、白色の色材を含むインクを用いることが考えられる。また、この場合、白色の色材としては、白色のインク用の色材（顔料）と同一又は同様の色材を好適に用いることができる。

また、上記においては、それぞれのスライスデータの生成時において順番にパーツデータを選択する方法に関し、レイヤーの順序に従ってパーツデータを選択する場合の動作を説明した。また、パーツデータの選択の仕方の変形例においては、例えば、レイヤーの順序以外の事項に基づいてパーツデータの選択を行うことも考えられる。また、このような方法としては、例えば、それぞれのパーツデータが示すパーツの位置に基づき、パーツデータを選択する順序を自動的に決定すること等が考えられる。より具体的に、この場合、造形物データが含む複数のパーツデータについて、例えば、より外側にあるパーツデータから順番に選択を行うことが考えられる。この場合、より外側にあるパーツとは、例えば、造形物の外面により近い位置にあるパーツのことである。また、この場合、例えば、他のパーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示すパーツデータについて、当該他のパーツデータよりも先に選択することになる。このように構成した場合も、例えば、一定のルールに従って、それぞれのパーツデータを適切に選択することができる。また、この場合、パーツを選択する順番について、スライスデータの生成を開始する前に予め設定するのではなく、それぞれのパーツデータが示す部分の位置関係に基づき、スライスデータの生成時に順番を決定してもよい。

また、上記においては、内部が着色される造形物に対応するスライスデータを生成する動作に関し、それぞれの断面位置に対応するスライスデータを生成する動作の中で断面における各位置の色を設定するような処理（カラー化処理）について、説明をした。しかし、スライスデータを生成する動作の変形例においては、例えば、造形物データの全体に対してまとめてカラー化処理を行い、カラー化処理後の状態で造形物を示すデータ（処理済３Ｄデータ）に対してスライス処理を行って、複数のスライスデータを生成すること等も考えられる。

図７は、スライスデータを生成する動作の変形例を示すフローチャートであり、造形物データの全体に対してまとめてカラー化処理を行う場合の動作の一例を示す。本変形例において、制御部１１０は、断面位置を設定して断面位置毎の処理を行う処理の前に、造形
物データが示す造形物の全体に対し、カラー化処理を行う。

より具体的に、この場合、先ず、造形物データにおいて用いられている複数のレイヤーに対して設定されている順序に基づき、最初のレイヤーを選択する（Ｓ２０２）。また、これにより、そのレイヤーに対応するパーツデータを選択する。そして、選択したパーツデータが示すパーツの外面の各位置に対し、法線方向（法線ベクトル）を算出する（Ｓ２０４）。また、この場合、図６に図示したフローチャートにおけるステップＳ１０６の動作とは異なり、立体的なパーツの外面形状を示す曲面に対して、直接、法線方向を算出する。そのため、各位置における法線方向は、図６に図示したフローチャートにおけるステップＳ１０６の動作で算出される法線方向とは異なる方向であってもよい。

また、本変形例においても、算出した法線方向に基づき、カラー層の厚みの算出と、色変換とを行う（Ｓ２０６）。この場合も、図６に図示したフローチャートにおけるステップＳ１０８の動作とは異なり、立体的なパーツの外面形状を示す曲面の全体に対し、直接、これらの処理を行う。また、これにより、パーツの全体に対し、内部の各位置の色を設定する。

また、これらの処理に続いて、選択しているパーツデータに対応する色の上書き処理を行う（Ｓ２０８）。この場合、色の上書き処理については、造形物の全体に対してパーツが占める範囲の各位置の色を設定する動作等を考えることができる。また、パーツデータに対応する色の上書き処理が終了した後には、そのパーツデータに対応するレイヤーが最後のレイヤー（最終レイヤー）であるか否かを確認することで、未処理のパーツデータの有無を確認する（Ｓ２１０）。そして、未処理のパーツデータが残っている場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）には、ステップＳ２０２に戻り、複数のレイヤーに対して設定されている順序に基づき、次のレイヤーを選択する。また、これにより、次に処理対象となるパーツデータを選択する。また、以降は、選択したパーツデータに基づき、ステップＳ２０４～Ｓ２０８の動作を繰り返すことで、そのパーツデータに対応する領域に対し、色の設定を行う。また、ステップＳ２１０において、未処理のパーツデータの有無を再度確認して、必要に応じて、全てのパーツデータに対応する処理が完了するまで、上記の動作を繰り返す。

また、ステップＳ２１０において、直前に処理を行ったパーツデータに対応するレイヤーが最後のレイヤー（最終レイヤー）であると判断した場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、それまでの処理の結果を出力することで、造形物データにカラー化処理を行った結果を示すデータである処理済３Ｄデータを出力する（Ｓ２１２）。そして、処理済３Ｄデータに対してスライス処理を行うことで、複数のスライスデータを生成する（Ｓ２１４）。

ここで、本変形例において、処理済３Ｄデータとしては、例えば、造形物を構成する全ての位置に対して色が設定されたデータを用いることが考えられる。そして、この場合、処理済３Ｄデータのデータ量がかなり大きくなることも考えられる。しかし、上記の説明から明らかなように、処理済３Ｄデータは、スライスデータを生成する一連の動作の中で一時的に用いるデータである。そして、このような場合、データ量の大きなデータを用いるとしても、大きな問題は生じにくい。また、この場合、ステップＳ２１４において行うスライス処理においては、いわば、処理済３Ｄデータをそのままスライスすることで、造形物の内部の色等を示すスライスデータを容易かつ適切に生成することができる。以上のように、本変形例においても、内部が着色される造形物を造形する場合に用いるスライスデータを適切に生成することができる。また、これにより、例えば、内部が着色された造形物を適切に造形することができる。また、本変形例においても、造形物データの全体に対してまとめて行うカラー化処理について、例えば、パーツデータが示す部分の内部の色を外面に対して設定されている色に基づいて設定する動作等と考えることができる。また、カラー化処理について、後に行うスライス処理の動作と合わせて考えることで、例えば
、それぞれのパーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定する動作等と考えがこともできる。

本発明は、例えば造形方法に好適に利用できる。

１０・・・造形システム、１２・・・造形装置、１４・・・制御ＰＣ、５０・・・造形物、５２・・・サポート層、１０２・・・ヘッド部、１０４・・・造形台、１０６・・・走査駆動部、１１０・・・制御部、２０２・・・インクジェットヘッド、２０４・・・紫外線光源、２０６・・・平坦化ローラ、３００・・・造形物データ、３０２・・・パーツ、４００・・・スライスデータ、４０２・・・領域

Claims (13)

1. 立体的な造形物を造形する造形方法であって、
   造形しようとする前記造形物を示すデータである造形物データを準備する造形物データ準備段階と、
   前記造形物の断面を示すデータであるスライスデータを前記造形物データに基づいて生成する段階であり、互いに異なる位置における前記造形物の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成するスライスデータ生成段階と、
   前記複数のスライスデータに基づいて前記造形物を造形する造形段階と
   を備え、
   前記造形物データ準備段階において、それぞれが前記造形物の一部を示すデータである複数のパーツデータを含む前記造形物データを準備し、
   前記造形物データが含む複数の前記パーツデータのうち、少なくとも一部の前記パーツデータが示す部分は、他の前記パーツデータが示す部分の周囲を囲む部分であり、
   それぞれの前記パーツデータは、当該パーツデータが示す部分の外面形状と、当該部分の外面に対して着色される色とを少なくとも示すデータであり、
   前記スライスデータ生成段階において、それぞれの前記パーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定することにより、前記造形物の断面を示す前記スライスデータを生成し、かつ、それぞれの前記パーツデータが示す部分の内部の色について、前記外面に対して設定されている色に基づいて設定し、
   前記造形段階において、外部から色彩を視認できる領域に減法混色法での色表現を行うように形成される着色領域と、前記着色領域の内側において前記着色領域の減法混色法での色表現における背景として機能する光反射領域とを備える前記造形物を造形することを特徴とする造形方法。
2. 前記造形段階において、互いに異なる複数色の前記造形の材料を吐出するヘッド部から、前記スライスデータに基づいて複数色の前記造形の材料を吐出することで、前記パーツデータが示す部分の内部における少なくとも一部が着色された前記造形物を造形することを特徴とする請求項１に記載の造形方法。
3. 前記スライスデータ生成段階において、それぞれの前記パーツデータが示す部分に対応する断面の外周の各位置における法線方向を算出し、当該パーツデータが示す部分のうち、少なくとも前記外周の近傍について、前記法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の造形方法。
4. 前記他の前記パーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示す前記パーツデータを外側データと定義し、当該他のパーツデータを内側データと定義した場合、前記スライスデータ生成段階において、前記外側データが示す部分から前記内側データが示す部分を除いた部分に対し、前記外側データの前記法線方向に沿った各位置に対し、同じ色を設定することを特徴とする請求項３に記載の造形方法。
5. 前記スライスデータ生成段階において、それぞれの前記パーツデータが示す部分の内部の色を設定することにより、それぞれの前記パーツデータが示す部分の合間に対して前記造形段階において隙間なく造形の材料が充填されるように、前記スライスデータを生成することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の造形方法。
6. 前記造形物データ準備段階において、複数のレイヤーで構成されるデータ形式の前記造形物データを準備し、
   前記複数のレイヤーは、予め順序づけられており、
   それぞれの前記パーツデータは、いずれかの一つの前記レイヤーに対応付けられており、
   前記スライスデータ生成段階において、前記複数のレイヤーのそれぞれを、予め設定された順番で選択して、選択した前記レイヤーに対応付けられている前記パーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の造形方法。
7. 前記スライスデータ生成段階において、前記造形物データが含む複数の前記パーツデータについて、順番に選択して、選択した前記パーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定し、
   かつ、他の前記パーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示す前記パーツデータについて、当該他の前記パーツデータよりも先に選択することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の造形方法。
8. 前記スライスデータ生成段階において、
   前記他の前記パーツデータが示す部分の周囲を囲む部分を示す前記パーツデータである外側データが示す部分の内部の色を設定する場合、当該他の前記パーツデータが示す部分にも、前記外側データが示す部分の外面に対して設定されている色に基づいて、色を設定し、
   前記他の前記パーツデータが示す部分の内部の色を設定する場合、当該内部の色について、前記外側データが示す部分の内部の色の設定時に設定されている色を変更する上書き処理を行うことで、前記他の前記パーツデータが示す部分の外面に対して設定されている色に基づき、色を設定することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の造形方法。
9. 前記パーツデータは、当該パーツデータが示す部分の内部に対して色の設定が行われていないデータであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の造形方法。
10. 前記パーツデータにおいて、前記外面に対して着色される色は、テクスチャマッピングにより設定されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の造形方法。
11. 立体的な造形物の断面を示すデータであるスライスデータを生成するスライスデータの生成方法であって、
    造形しようとする前記造形物を示すデータである造形物データを準備する造形物データ準備段階と、
    前記スライスデータを前記造形物データに基づいて生成する段階であり、互いに異なる位置における前記造形物の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成するスライスデータ生成段階と
    を備え、
    前記造形物データ準備段階において、それぞれが前記造形物の一部を示すデータである複数のパーツデータを含む前記造形物データを準備し、
    前記造形物データが含む複数の前記パーツデータのうち、少なくとも一部の前記パーツデータが示す部分は、他の前記パーツデータが示す部分の周囲を囲む部分であり、
    それぞれの前記パーツデータは、当該パーツデータが示す部分の外面形状と、当該部分の外面に対して着色される色とを少なくとも示すデータであり、
    前記スライスデータ生成段階において、それぞれの前記パーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定することにより、前記造形物の断面を示す前記スライスデータを生成し、
    かつ、それぞれの前記パーツデータが示す部分の内部の色について、前記外面に対して設定されている色に基づいて設定し、
    更に、前記スライスデータ生成段階において、外部から色彩を視認できる領域に減法混色法での色表現を行うように形成される着色領域と、前記着色領域の内側において前記着色領域の減法混色法での色表現における背景として機能する光反射領域とを備える前記造形物の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成することを特徴とするスライスデータの生成方法。
12. 立体的な造形物を造形する造形装置であって、
    請求項１１に記載のスライスデータの生成方法で生成された複数のスライスデータに基づいて前記造形物を造形することを特徴とする造形装置。
13. 立体的な造形物の断面を示すデータであるスライスデータを生成するスライスデータ生成装置であって、
    造形しようとする前記造形物を示すデータである造形物データに基づき、前記スライスデータを生成し、かつ、互いに異なる位置における前記造形物の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成し、
    前記造形物データとして、それぞれが前記造形物の一部を示すデータである複数のパーツデータを含むデータを用い、
    前記造形物データが含む複数の前記パーツデータのうち、少なくとも一部の前記パーツデータが示す部分は、他の前記パーツデータが示す部分の周囲を囲む部分であり、
    それぞれの前記パーツデータは、当該パーツデータが示す部分の外面形状と、当該部分の外面に対して着色される色とを少なくとも示すデータであり、
    前記スライスデータを生成する動作において、それぞれの前記パーツデータが示す部分に対応する断面の各位置の色を設定することにより、前記造形物の断面を示す前記スライスデータを生成し、
    かつ、それぞれの前記パーツデータが示す部分の内部の色について、前記外面に対して設定されている色に基づいて設定し、
    更に、前記スライスデータ生成装置において、外部から色彩を視認できる領域に減法混色法での色表現を行うように形成される着色領域と、前記着色領域の内側において前記着色領域の減法混色法での色表現における背景として機能する光反射領域とを備える前記造形物の断面をそれぞれが示す複数のスライスデータを生成することを特徴とするスライスデータ生成装置。

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