JP6464685B2 - 立体物造形装置、立体物造形システム、立体物造形装置の制御方法、及び、立体物造形装置の制御プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、立体物造形装置、立体物造形システム、立体物造形装置の制御方法、及び、立体物造形装置の制御プログラムに関する。
近年、３Ｄプリンター等の立体物造形装置が各種提案されている。立体物造形装置は、インク等の液体を吐出して形成したドットを硬化させ、硬化したドットにより所定の厚さを有する造形体を形成し、形成した造形体を積層させることで立体物を造形する。このような立体物造形装置において、カラーの立体物を造形するために、立体物の外面を含む表層部分をカラーインク等の有彩色の液体により形成する技術が各種提案されている（例えば、特許文献１）。
ところで、カラーインク等の有彩色の液体は、例えばクリアーインク等の透明の液体と比較して、液体に含まれる色材成分が多い。このため、有彩色の液体により形成された部分は、透明の液体等の色材成分の少ない液体により形成された部分と比較して、強度が低くなる可能性が高い。よって、有彩色の液体により立体物の表層部分を形成する場合、経時的な劣化により、有彩色の液体により形成された立体物の表層部分が部分的に剥がれ落ちることがある。この場合、有彩色の液体により表される模様や文字等の画像の画質が劣化するという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、立体物造形装置が造形する立体物に付された色彩により表された画像の画質が、経時的に劣化する程度を低く抑える技術を提供することを、解決課題の一つとする。
以上の課題を解決するために、本発明に係る立体物造形装置は、有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、硬化した前記ドットにより立体物が造形されるように前記ヘッドユニットを制御する造形制御部と、を備え、前記造形制御部は、前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成される第１層と、前記第２の液体により形成された複数のドットから形成される第２層と、を備える前記立体物であって、前記第２層が、前記立体物の外面を含み、且つ、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた、前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とする。
すなわち、本発明に係る立体物造形装置は、有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、を備え、硬化した前記ドットにより形成した造形体を順番に重ねることで立体物を造形する立体物造形装置であって、前記立体物は、前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成される第１層と、前記第２の液体により形成された複数のドットから形成される第２層と、を備え、前記第２層は、前記立体物の外面を含み、且つ、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられる、ことを特徴としてもよい。
この発明によれば、第１層と立体物の外面とを隔てるように第２層を設けることで、第１層を第２層により保護することができる。これにより、第１層の一部または全部が立体物から剥離することを防止することができる。すなわち、第１層に含まれる有彩色の色材成分により表される、立体物の模様、色味、その他の画像の画質の、経時的な劣化の程度を小さく抑えることができる。
また、第２層を形成する第２の液体は、第１の液体に比べて色材成分が少ないため、液体が硬化した場合の強度を確保することが容易である。このため、立体物に第２層を設けない場合と比較して、立体物の外面を含む立体物の表層部分の強度を高くすることが可能となる。
なお、第２の液体としては、例えば、クリアーインクを採用することができる。
また、第２層を形成する第２の液体は、第１の液体に比べて色材成分が少ないため、液体が硬化した場合の強度を確保することが容易である。このため、立体物に第２層を設けない場合と比較して、立体物の外面を含む立体物の表層部分の強度を高くすることが可能となる。
なお、第２の液体としては、例えば、クリアーインクを採用することができる。
また、上述した立体物造形装置において、前記造形制御部は、前記立体物の形状及び色彩を指定するためのモデルデータに基づいて、前記第１層が、前記モデルデータの示す色彩を表し、且つ、前記モデルデータに示す形状に基づいて定められる前記立体物の外面から前記第２層の厚さに応じた距離だけ離れるように設けられた、前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とすることが好ましい。
この態様によれば、立体物の形状がモデルデータ示す形状となるように、立体物を造形することができる。
また、上述した立体物造形装置において、前記立体物は複数の造形体を順番に重ねることにより造形され、最初に形成される造形体と、最後に積層される造形体とは、前記第２の液体により形成され、前記造形体は硬化した前期ドットにより形成され、前記造形制御部は、前記モデルデータに基づいて、前記造形体が形成されるように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とすることが好ましい。
この態様によれば、立体物の底面部分等、立体物の中で他の物体と接触する可能性が高い部分を、強度の確保が容易な第２の液体により形成する。このため、立体物の経時的な劣化の程度を小さく抑えることができる。
また、上述した立体物造形装置において、前記ヘッドユニットは、可視光を所定の割合以上の割合で反射する第３の液体を吐出可能であり、前記造形制御部は、前記第３の液体により形成された複数のドットから形成される第３層を備える前記立体物であって、前記第１層が、前記第３層及び前記第２層を隔てるように設けられた、前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とすることが好ましい。
この態様によれば、立体物の外部から立体物に入射する光の多くは、第１層または第３層で反射される。よって、立体物の外部から立体物に入射する光が、第３層よりも内側まで透過することを防止できる。このため、立体物の内部の色が、立体物の外側から視認されることを防止することが可能となる。これにより、立体物が、本来表示すべき色とは異なる色のものとして視認されることを防止することができる。
また、上述した立体物造形装置において、前記造形制御部は、前記第２層の厚さが略一定となるように設けられた前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とすることが好ましい。
この態様によれば、第１層に付される色彩により、模様や文字等の画像を表す場合に、当該画像の形状が第２層により歪められることを防止することができる。
また、本発明に係る立体物造形システムは、造形すべき立体物の形状及び色彩を指定するためのモデルデータに基づいて前記立体物を造形する立体物造形システムであって、有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、前記モデルデータに基づいて、硬化した前記ドットにより前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットを制御するシステム制御部と、を備え、前記システム制御部は、前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成され、前記モデルデータの示す色彩を表すための第１層と、前記第２の液体により形成された複数のドットから形成され、前記モデルデータに示す形状に基づいて定められる前記立体物の外面を含み、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた第２層と、を備える前記立体物であって、前記第１層が、前記立体物の外面から前記第２層の厚さに応じた距離だけ離れるように設けられた、前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とする。
この発明によれば、第１層と立体物の外面とを隔てるように第２層を設けることで、第１層を第２層により保護することができる。これにより、第１層の一部または全部が立体物から剥離することを防止することができる。すなわち、第１層に含まれる有彩色の色材成分により表される、立体物の模様、色味、その他の画像の画質の、経時的な劣化の程度を小さく抑えることができる。
また、本発明に係る立体物造形装置の制御方法は、有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、を備える立体物造形装置の制御方法であって、前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成される第１層と、前記第２の液体により形成された複数のドットから形成される第２層と、を備える前記立体物であって、前記第２層が、前記立体物の外面を含み、且つ、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた、前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とする。
この発明によれば、第１層と立体物の外面とを隔てるように第２層を設けることで、第１層を第２層により保護することができる。これにより、第１層の一部または全部が立体物から剥離することを防止することができる。すなわち、第１層に含まれる有彩色の色材成分により表される、立体物の模様、色味、その他の画像の画質の、経時的な劣化の程度を小さく抑えることができる。
また、本発明に係る立体物造形装置の制御プログラムは、有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、コンピューターと、を備える立体物造形装置の制御プログラムであって、前記コンピューターを、前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成される第１層と、前記第２の液体により形成された複数のドットから形成される第２層と、を備える前記立体物であって、前記第２層が、前記立体物の外面を含み、且つ、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた、前記立体物が、硬化した前記ドットにより造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する、造形制御部として機能させる、ことを特徴とする。
この発明によれば、第１層と立体物の外面とを隔てるように第２層を設けることで、第１層を第２層により保護することができる。これにより、第１層の一部または全部が立体物から剥離することを防止することができる。すなわち、第１層に含まれる有彩色の色材成分により表される、立体物の模様、色味、その他の画像の画質の、経時的な劣化の程度を小さく抑えることができる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
＜Ａ．実施形態＞
本実施形態では、立体物造形装置として、樹脂エマルジョンを含むレジンインクや、紫外線硬化型インク等の、硬化性インク（「液体」の一例）を吐出して立体物Ｏbjを造形する、インクジェット式の立体物造形装置を例示して説明する。
本実施形態では、立体物造形装置として、樹脂エマルジョンを含むレジンインクや、紫外線硬化型インク等の、硬化性インク（「液体」の一例）を吐出して立体物Ｏbjを造形する、インクジェット式の立体物造形装置を例示して説明する。
＜１．立体物造形システムの構成＞
以下、図１乃至図９を参照しつつ、本実施形態に係る立体物造形装置１を具備する立体物造形システム１００の構成について説明する。
以下、図１乃至図９を参照しつつ、本実施形態に係る立体物造形装置１を具備する立体物造形システム１００の構成について説明する。
図１は、立体物造形システム１００の構成を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、立体物造形システム１００は、インクを吐出し、吐出したインクにより形成されるドットにより所定の厚さΔＺの層状の造形体ＬＹを形成し、造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形する造形処理を実行する立体物造形装置１と、立体物造形装置１が造形する立体物Ｏbjを構成する複数の造形体ＬＹの各々の形状及び色彩を定める造形体データＦＤを生成するデータ生成処理を実行するホストコンピューター９と、を備える。
図１に示すように、立体物造形システム１００は、インクを吐出し、吐出したインクにより形成されるドットにより所定の厚さΔＺの層状の造形体ＬＹを形成し、造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形する造形処理を実行する立体物造形装置１と、立体物造形装置１が造形する立体物Ｏbjを構成する複数の造形体ＬＹの各々の形状及び色彩を定める造形体データＦＤを生成するデータ生成処理を実行するホストコンピューター９と、を備える。
＜１．１．ホストコンピューターについて＞
図１に示すように、ホストコンピューター９は、ホストコンピューター９の各部の動作を制御するＣＰＵ（図示省略）と、ディスプレイ等の表示部（図示省略）と、キーボードやマウス等の操作部９１と、ホストコンピューター９の制御プログラム、立体物造形装置１のドライバープログラム、及び、ＣＡＤ（computer aided design）ソフト等のアプリケーションプログラムを記憶する情報記憶部（図示省略）と、モデルデータＤatを生成するモデルデータ生成部９２と、モデルデータＤatに基づいて造形体データＦＤを生成するデータ生成処理を実行する造形データ生成部９３と、を備える。
図１に示すように、ホストコンピューター９は、ホストコンピューター９の各部の動作を制御するＣＰＵ（図示省略）と、ディスプレイ等の表示部（図示省略）と、キーボードやマウス等の操作部９１と、ホストコンピューター９の制御プログラム、立体物造形装置１のドライバープログラム、及び、ＣＡＤ（computer aided design）ソフト等のアプリケーションプログラムを記憶する情報記憶部（図示省略）と、モデルデータＤatを生成するモデルデータ生成部９２と、モデルデータＤatに基づいて造形体データＦＤを生成するデータ生成処理を実行する造形データ生成部９３と、を備える。
ここで、モデルデータＤatとは、立体物造形装置１が造形すべき立体物Ｏbjを表すモデルの形状及び色彩を示すデータであり、立体物Ｏbjの形状及び色彩を指定するためのデータである。なお、以下において、立体物Ｏbjの色彩には、立体物Ｏbjに複数色が付される場合における当該複数色の付され方、すなわち、立体物Ｏbjに付される複数色により表される模様、文字、その他の画像も含むこととする。
モデルデータ生成部９２は、ホストコンピューター９のＣＰＵが情報記憶部に記憶されているアプリケーションプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。このモデルデータ生成部９２は、例えばＣＡＤアプリケーションであり、立体物造形システム１００の利用者が操作部９１を操作して入力した情報等に基づいて、立体物Ｏbjの形状及び色彩を指定するモデルデータＤatを生成する。
モデルデータ生成部９２は、ホストコンピューター９のＣＰＵが情報記憶部に記憶されているアプリケーションプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。このモデルデータ生成部９２は、例えばＣＡＤアプリケーションであり、立体物造形システム１００の利用者が操作部９１を操作して入力した情報等に基づいて、立体物Ｏbjの形状及び色彩を指定するモデルデータＤatを生成する。
なお、本実施形態では、モデルデータＤatが、立体物Ｏbjの外部形状を指定する場合を想定する。換言すれば、モデルデータＤatが、立体物Ｏbjを中空の物体であると仮定した場合の当該中空の物体の形状、すなわち、立体物Ｏbjの輪郭の形状を指定するデータである場合を想定する。例えば、立体物Ｏbjが球体である場合には、モデルデータＤatは当該球体の輪郭である球面の形状を示す。
但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、モデルデータＤatは、少なくとも立体物Ｏbjの外部形状を特定可能な情報を含むものであればよい。例えば、モデルデータＤatは、立体物Ｏbjの外部形状や色彩に加えて、立体物Ｏbjの内部の形状や材料等を指定するものであってもよい。
モデルデータＤatとしては、例えば、ＡＭＦ（Additive Manufacturing File Format）、または、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）等のデータ形式を例示することができる。
但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、モデルデータＤatは、少なくとも立体物Ｏbjの外部形状を特定可能な情報を含むものであればよい。例えば、モデルデータＤatは、立体物Ｏbjの外部形状や色彩に加えて、立体物Ｏbjの内部の形状や材料等を指定するものであってもよい。
モデルデータＤatとしては、例えば、ＡＭＦ（Additive Manufacturing File Format）、または、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）等のデータ形式を例示することができる。
造形データ生成部９３は、ホストコンピューター９のＣＰＵが情報記憶部に記憶されている立体物造形装置１のドライバープログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。造形データ生成部９３は、モデルデータ生成部９２が生成するモデルデータＤatに基づいて、立体物造形装置１が形成する造形体ＬＹの形状及び色彩を定める造形体データＦＤを生成するデータ生成処理を実行する。
なお、以下では、立体物Ｏbjが、Ｑ個の層状の造形体ＬＹを積層させることで造形される場合を想定する（Ｑは、Ｑ≧２を満たす自然数）。また、以下では、立体物造形装置１が造形体ＬＹを形成する処理を積層処理と称する。すなわち、立体物造形装置１が立体物Ｏbjを造形する造形処理は、Ｑ回の積層処理を含む。
また、以下では、造形処理に含まれるＱ回の積層処理のうちｑ回目の積層処理で形成される造形体ＬＹを造形体ＬＹ[q]と称し、造形体ＬＹ[q]の形状及び色彩を定める造形体データＦＤを造形体データＦＤ[q]と称する（ｑは、１≦ｑ≦Ｑを満たす自然数）。
なお、以下では、立体物Ｏbjが、Ｑ個の層状の造形体ＬＹを積層させることで造形される場合を想定する（Ｑは、Ｑ≧２を満たす自然数）。また、以下では、立体物造形装置１が造形体ＬＹを形成する処理を積層処理と称する。すなわち、立体物造形装置１が立体物Ｏbjを造形する造形処理は、Ｑ回の積層処理を含む。
また、以下では、造形処理に含まれるＱ回の積層処理のうちｑ回目の積層処理で形成される造形体ＬＹを造形体ＬＹ[q]と称し、造形体ＬＹ[q]の形状及び色彩を定める造形体データＦＤを造形体データＦＤ[q]と称する（ｑは、１≦ｑ≦Ｑを満たす自然数）。
図２は、モデルデータＤatと、造形体データＦＤに基づいて形成される造形体ＬＹと、の関係を説明するための説明図である。
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、造形データ生成部９３は、所定の厚さΔＺを有する造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]の形状及び色彩を定める造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]を生成するために、まず、モデルデータＤatの示す三次元の形状を所定の厚さΔＺ毎にスライスすることで、造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]と１対１に対応する断面モデルデータＬdat[1]〜Ｌdat[Q]を生成する。ここで、断面モデルデータＬdatとは、モデルデータＤatの示す三次元の形状をスライスして得られる断面体の形状及び色彩を示すデータである。但し、断面モデルデータＬdatは、モデルデータＤatの示す三次元の形状をスライスしたときの断面の形状及び色彩を含むデータであればよい。なお、図２（Ａ）は、１回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[1]に対応する断面モデルデータＬdat[1]を例示し、図２（Ｂ）は、２回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[2]に対応する断面モデルデータＬdat[2]を例示している。
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、造形データ生成部９３は、所定の厚さΔＺを有する造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]の形状及び色彩を定める造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]を生成するために、まず、モデルデータＤatの示す三次元の形状を所定の厚さΔＺ毎にスライスすることで、造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]と１対１に対応する断面モデルデータＬdat[1]〜Ｌdat[Q]を生成する。ここで、断面モデルデータＬdatとは、モデルデータＤatの示す三次元の形状をスライスして得られる断面体の形状及び色彩を示すデータである。但し、断面モデルデータＬdatは、モデルデータＤatの示す三次元の形状をスライスしたときの断面の形状及び色彩を含むデータであればよい。なお、図２（Ａ）は、１回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[1]に対応する断面モデルデータＬdat[1]を例示し、図２（Ｂ）は、２回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[2]に対応する断面モデルデータＬdat[2]を例示している。
次に、造形データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]の示す形状及び色彩に対応する造形体ＬＹ[q]を形成するために、立体物造形装置１が形成すべきドットの配置を決定し、決定結果を、造形体データＦＤ[q]として出力する。つまり、造形体データＦＤ[q]は、断面モデルデータＬdat[q]の示す形状及び色彩を格子状に細分化することで、断面モデルデータＬdat[q]の示す形状及び色彩をボクセルＶxの集合として表した場合に、複数のボクセルＶxの各々に形成すべきドットを指定するデータである。ここで、ボクセルＶxとは、所定サイズの直方体または立方体であり、所定の厚さΔＺを有し、所定体積を有する直方体または立方体である。また、本実施形態において、ボクセルＶxの体積及びサイズは、立体物造形装置１が形成可能なドットのサイズに応じて定められる。以下では、造形体ＬＹ[q]に対応するボクセルＶxを、ボクセルＶxqと称する場合がある。
また、以下では、立体物Ｏbjを構成する造形体ＬＹの構成要素であって、１個のボクセルＶxに対応して形成された、所定体積を有する所定の厚さΔＺの構成要素を単位造形体と称することがある。詳細は後述するが、単位造形体は、１または複数のドットにより構成される。換言すれば、単位造形体とは、１個のボクセルＶxを満たすように形成された、１または複数のドットである。すなわち、本実施形態において、造形体データＦＤは、各ボクセルＶxに、１または複数のドットを形成すべきことを指定する。
また、以下では、立体物Ｏbjを構成する造形体ＬＹの構成要素であって、１個のボクセルＶxに対応して形成された、所定体積を有する所定の厚さΔＺの構成要素を単位造形体と称することがある。詳細は後述するが、単位造形体は、１または複数のドットにより構成される。換言すれば、単位造形体とは、１個のボクセルＶxを満たすように形成された、１または複数のドットである。すなわち、本実施形態において、造形体データＦＤは、各ボクセルＶxに、１または複数のドットを形成すべきことを指定する。
図２（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、立体物造形装置１は、造形データ生成部９３が生成した造形体データＦＤ[q]に基づいて、造形体ＬＹ[q]を形成する積層処理を実行する。なお、図２（Ｃ）は、断面モデルデータＬdat[1]から生成された造形体データＦＤ[1]に基づいて、造形台４５（図３参照）上に形成された第１番目の造形体ＬＹ[1]を示し、図２（Ｄ）は、断面モデルデータＬdat[2]から生成された造形体データＦＤ[2]に基づいて、造形体ＬＹ[1]上に形成された第２番目の造形体ＬＹ[2]を示している。
そして、立体物造形装置１は、図２（Ｅ）に示すように、造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]に基づいて形成される造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を順番に積層させることで、立体物Ｏbjを造形する。
そして、立体物造形装置１は、図２（Ｅ）に示すように、造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]に基づいて形成される造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を順番に積層させることで、立体物Ｏbjを造形する。
上述のとおり、本実施形態に係るモデルデータＤatは、立体物Ｏbjの外部形状（輪郭の形状）を指定する。このため、モデルデータＤatの示す形状を有する立体物Ｏbjを忠実に造形した場合、立体物Ｏbjの形状は、厚みを有さない輪郭だけの中空形状となる。しかし、立体物Ｏbjを造形する場合には、立体物Ｏbjの強度等を考慮して、立体物Ｏbjの内部の形状を決定することが好ましい。具体的には、立体物Ｏbjを造形する場合には、立体物Ｏbjの内部の一部または全部が中実構造であることが好ましい。
このため、本実施形態に係る造形データ生成部９３は、図２に示すように、モデルデータＤatの指定する形状が中空形状であるか否かに関わらず、立体物Ｏbjの内部の一部または全部が中実構造となるような造形体データＦＤを生成する。
以下では、データ生成処理のうち、モデルデータＤatの示す形状の中空部分を補完して、当該中空部分の一部または全部が中実構造となる形状を示す断面モデルデータＬdatを生成する処理を、形状補完処理と称する。なお、形状補完処理と、形状補完処理により生成されるデータが指定する立体物Ｏbjの内部の構造と、についての詳細は、後述する。
このため、本実施形態に係る造形データ生成部９３は、図２に示すように、モデルデータＤatの指定する形状が中空形状であるか否かに関わらず、立体物Ｏbjの内部の一部または全部が中実構造となるような造形体データＦＤを生成する。
以下では、データ生成処理のうち、モデルデータＤatの示す形状の中空部分を補完して、当該中空部分の一部または全部が中実構造となる形状を示す断面モデルデータＬdatを生成する処理を、形状補完処理と称する。なお、形状補完処理と、形状補完処理により生成されるデータが指定する立体物Ｏbjの内部の構造と、についての詳細は、後述する。
なお、図２に示す例では、２回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[2]を構成するボクセルＶx2の下側（−Ｚ方向）に、１回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[1]を構成するボクセルＶx1が存在する。しかし、立体物Ｏbjの形状によっては、ボクセルＶx2の下側にボクセルＶx1が存在しない場合がある。このような場合、ボクセルＶx2にドットを形成しようとしても、当該ドットが下側に落下してしまう可能性がある。よって、「ｑ≧２」である場合、造形体ＬＹ[q]を構成するためのドットを本来形成されるべきボクセルＶxqに形成するためには、当該ボクセルＶxqの下側に、当該ボクセルＶxqに形成されるドットを支持するための支持部を設ける必要がある。
そこで、本実施形態では、造形体データＦＤが、立体物Ｏbjの他に、立体物Ｏbjを造形する際に必要となる支持部の形状を定めるデータを含むこととする。つまり、本実施形態において、造形体ＬＹ[q]には、立体物Ｏbjのうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、支持部のうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、の双方が含まれる。換言すれば、造形体データＦＤ[q]は、立体物Ｏbjのうち造形体ＬＹ[q]として形成される部分の形状及び色彩をボクセルＶxqの集合として表したデータと、支持部のうち造形体ＬＹ[q]として形成される部分の形状をボクセルＶxqの集合として表したデータと、を含む。
本実施形態に係る造形データ生成部９３は、断面モデルデータＬdatまたはモデルデータＤatに基づいて、ボクセルＶxqの形成のために支持部を設ける必要があるか否かを判定する。そして、造形データ生成部９３は、当該判定の結果が肯定である場合には、立体物Ｏbjの他に支持部が設けられるような造形体データＦＤを生成する。
なお、支持部は、立体物Ｏbjの造形後に容易に除去することのできる材料、例えば、水溶性のインクで構成されることが好ましい。
そこで、本実施形態では、造形体データＦＤが、立体物Ｏbjの他に、立体物Ｏbjを造形する際に必要となる支持部の形状を定めるデータを含むこととする。つまり、本実施形態において、造形体ＬＹ[q]には、立体物Ｏbjのうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、支持部のうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、の双方が含まれる。換言すれば、造形体データＦＤ[q]は、立体物Ｏbjのうち造形体ＬＹ[q]として形成される部分の形状及び色彩をボクセルＶxqの集合として表したデータと、支持部のうち造形体ＬＹ[q]として形成される部分の形状をボクセルＶxqの集合として表したデータと、を含む。
本実施形態に係る造形データ生成部９３は、断面モデルデータＬdatまたはモデルデータＤatに基づいて、ボクセルＶxqの形成のために支持部を設ける必要があるか否かを判定する。そして、造形データ生成部９３は、当該判定の結果が肯定である場合には、立体物Ｏbjの他に支持部が設けられるような造形体データＦＤを生成する。
なお、支持部は、立体物Ｏbjの造形後に容易に除去することのできる材料、例えば、水溶性のインクで構成されることが好ましい。
＜１．２．立体物造形装置について＞
次に、図１に加え図３を参照しつつ、立体物造形装置１について説明する。図３は、立体物造形装置１の内部構造の概略を示す斜視図である。
次に、図１に加え図３を参照しつつ、立体物造形装置１について説明する。図３は、立体物造形装置１の内部構造の概略を示す斜視図である。
図１及び図３に示すように、立体物造形装置１は、筐体４０と、造形台４５と、立体物造形装置１の各部の動作を制御する制御部６（「造形制御部」の一例）と、造形台４５に向かってインクを吐出する吐出部Ｄを具備する記録ヘッド３０が設けられたヘッドユニット３と、造形台４５の上に吐出されたインクを硬化させる硬化ユニット６１と、６個のインクカートリッジ４８と、ヘッドユニット３及びインクカートリッジ４８を搭載するキャリッジ４１と、筐体４０に対するヘッドユニット３、造形台４５、及び、硬化ユニット６１の位置を変化させるための位置変化機構７と、立体物造形装置１の制御プログラムやその他の各種情報を記憶する記憶部６０と、を備える。
なお、制御部６及び造形データ生成部９３は、立体物造形システム１００の各部の動作を制御するシステム制御部１０１として機能する。
なお、制御部６及び造形データ生成部９３は、立体物造形システム１００の各部の動作を制御するシステム制御部１０１として機能する。
硬化ユニット６１は、造形台４５の上に吐出されたインクを硬化させるための構成要素であり、例えば、紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射するための光源や、レジンインクを加熱するための加熱器等を例示することができる。硬化ユニット６１が紫外線の光源である場合、硬化ユニット６１は、例えば造形台４５の上側（＋Ｚ方向）に設けられ、一方、硬化ユニット６１が過熱器である場合、硬化ユニット６１は、例えば造形台４５の内部または造形台４５の下側に設けられればよい。
以下では、硬化ユニット６１が紫外線の光源である場合を想定し、硬化ユニット６１が造形台４５の＋Ｚ方向に位置する場合を想定して説明する。
以下では、硬化ユニット６１が紫外線の光源である場合を想定し、硬化ユニット６１が造形台４５の＋Ｚ方向に位置する場合を想定して説明する。
６個のインクカートリッジ４８は、立体物Ｏbjを造形するための５色の造形用インクと、支持部を形成するための支持用インクと、の合計６種類のインクと１対１に対応して設けられたものである。各インクカートリッジ４８には、当該インクカートリッジ４８に対応する種類のインクが充填されている。
立体物Ｏbjを造形するための５色の造形用インクには、有彩色の色材成分を有する有彩色インクと、無彩色の色材成分を有する無彩色インクと、有彩色インク及び無彩色インクと比較して単位重量または単位体積あたりの色材成分の含有量が少ないクリアー（ＣＬ）インクと、が含まれる。
本実施形態では、有彩色インクとして、シアン（ＣＹ）、マゼンタ（ＭＧ）、及び、イエロー（ＹＬ）の３色のインクを採用する。
また、本実施形態では、無彩色インクとして、ホワイト（ＷＴ）のインクを採用する。本実施形態に係るホワイトインクとは、可視光の波長領域（概ね、４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に属する波長を有する光がホワイトインクに照射された場合において、当該照射された光のうち、所定の割合以上の光を反射するインクである。なお、「所定の割合以上の光を反射する」とは、「所定の割合未満の光を吸収または透過する」ことと同義であり、例えば、ホワイトインクに照射される光の光量に対する、ホワイトインクで反射される光の光量の比率が、所定の割合以上である場合が該当する。本実施形態において、「所定の割合」とは、例えば、３０％以上で且つ１００％以下の任意の割合であればよく、好ましくは、５０％以上の任意の割合、より好ましくは、８０％以上の任意の割合である。
また、本実施形態において、クリアーインクは、有彩色インク及び無彩色インクと比較して、色材成分の含有量が少なく透明度の高いインクである。
立体物Ｏbjを造形するための５色の造形用インクには、有彩色の色材成分を有する有彩色インクと、無彩色の色材成分を有する無彩色インクと、有彩色インク及び無彩色インクと比較して単位重量または単位体積あたりの色材成分の含有量が少ないクリアー（ＣＬ）インクと、が含まれる。
本実施形態では、有彩色インクとして、シアン（ＣＹ）、マゼンタ（ＭＧ）、及び、イエロー（ＹＬ）の３色のインクを採用する。
また、本実施形態では、無彩色インクとして、ホワイト（ＷＴ）のインクを採用する。本実施形態に係るホワイトインクとは、可視光の波長領域（概ね、４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に属する波長を有する光がホワイトインクに照射された場合において、当該照射された光のうち、所定の割合以上の光を反射するインクである。なお、「所定の割合以上の光を反射する」とは、「所定の割合未満の光を吸収または透過する」ことと同義であり、例えば、ホワイトインクに照射される光の光量に対する、ホワイトインクで反射される光の光量の比率が、所定の割合以上である場合が該当する。本実施形態において、「所定の割合」とは、例えば、３０％以上で且つ１００％以下の任意の割合であればよく、好ましくは、５０％以上の任意の割合、より好ましくは、８０％以上の任意の割合である。
また、本実施形態において、クリアーインクは、有彩色インク及び無彩色インクと比較して、色材成分の含有量が少なく透明度の高いインクである。
なお、各インクカートリッジ４８は、キャリッジ４１に搭載される代わりに、立体物造形装置１の別の場所に設けられるものであってもよい。
図１及び図３に示すように、位置変化機構７は、造形台４５を＋Ｚ方向及び−Ｚ方向（以下、＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を「Ｚ軸方向」と総称する場合がある）に昇降させる造形台昇降機構７９ａを駆動するための昇降機構駆動モーター７１と、キャリッジ４１をガイド７９ｂに沿って＋Ｙ方向及び−Ｙ方向（以下、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向を「Ｙ軸方向」と総称する場合がある）に移動させるためのキャリッジ駆動モーター７２と、キャリッジ４１をガイド７９ｃに沿って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向（以下、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を「Ｘ軸方向」と総称する場合がある）に移動させるためのキャリッジ駆動モーター７３と、硬化ユニット６１をガイド７９ｄに沿って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に移動させるための硬化ユニット駆動モーター７４と、を備える。
また、位置変化機構７は、昇降機構駆動モーター７１を駆動するためのモータードライバー７５と、キャリッジ駆動モーター７２を駆動するためのモータードライバー７６と、キャリッジ駆動モーター７３を駆動するためのモータードライバー７７と、硬化ユニット駆動モーター７４を駆動するためのモータードライバー７８と、を備える。
また、位置変化機構７は、昇降機構駆動モーター７１を駆動するためのモータードライバー７５と、キャリッジ駆動モーター７２を駆動するためのモータードライバー７６と、キャリッジ駆動モーター７３を駆動するためのモータードライバー７７と、硬化ユニット駆動モーター７４を駆動するためのモータードライバー７８と、を備える。
記憶部６０は、ホストコンピューター９から供給される造形体データＦＤを格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）と、立体物Ｏbjを造形する造形処理等の各種処理を実行する際に必要なデータを一時的に格納し、あるいは造形処理等の各種処理が実行されるように立体物造形装置１の各部を制御するための制御プログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）と、制御プログラムを格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるＰＲＯＭと、を備える。
制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を含んで構成され、当該ＣＰＵ等が記憶部６０に記憶されている制御プログラムに従って動作することで、立体物造形装置１の各部の動作を制御する。
制御部６は、ホストコンピューター９から供給される造形体データＦＤに基づいて、ヘッドユニット３及び位置変化機構７の動作を制御することにより、造形台４５上にモデルデータＤatに応じた立体物Ｏbjを造形する造形処理の実行を制御する。
具体的には、制御部６は、まず、ホストコンピューター９から供給される造形体データＦＤを記憶部６０に格納する。次に、制御部６は、造形体データＦＤ等の記憶部６０に格納されている各種データに基づいて、ヘッドユニット３の動作を制御して吐出部Ｄを駆動させるための駆動波形信号Ｃom及び波形指定信号ＳＩを含む各種信号を生成し、これら生成した信号を出力する。また、制御部６は、造形体データＦＤ等の記憶部６０に格納されている各種データに基づいて、モータードライバー７５〜７８の動作を制御するための各種信号を生成し、これら生成した信号を出力する。
なお、駆動波形信号Ｃomはアナログの信号である。このため、制御部６は、図示省略したＤＡ変換回路を含み、制御部６が備えるＣＰＵ等において生成されるデジタルの駆動波形信号を、アナログの駆動波形信号Ｃomに変換したうえで、出力する。
具体的には、制御部６は、まず、ホストコンピューター９から供給される造形体データＦＤを記憶部６０に格納する。次に、制御部６は、造形体データＦＤ等の記憶部６０に格納されている各種データに基づいて、ヘッドユニット３の動作を制御して吐出部Ｄを駆動させるための駆動波形信号Ｃom及び波形指定信号ＳＩを含む各種信号を生成し、これら生成した信号を出力する。また、制御部６は、造形体データＦＤ等の記憶部６０に格納されている各種データに基づいて、モータードライバー７５〜７８の動作を制御するための各種信号を生成し、これら生成した信号を出力する。
なお、駆動波形信号Ｃomはアナログの信号である。このため、制御部６は、図示省略したＤＡ変換回路を含み、制御部６が備えるＣＰＵ等において生成されるデジタルの駆動波形信号を、アナログの駆動波形信号Ｃomに変換したうえで、出力する。
このように、制御部６は、モータードライバー７５、７６、及び、７７の制御を介して、造形台４５に対するヘッドユニット３の相対位置を制御し、モータードライバー７５、及び、７８の制御を介して、造形台４５に対する硬化ユニット６１の相対位置を制御する。また、制御部６は、ヘッドユニット３の制御を介して、吐出部Ｄからのインクの吐出の有無、インクの吐出量、及び、インクの吐出タイミング等を制御する。
これにより、制御部６は、造形台４５上に吐出されたインクにより形成されるドットサイズ及びドット配置を調整しつつ造形台４５上にドットを形成し、造形台４５上に形成されたドットを硬化させて造形体ＬＹを形成する積層処理の実行を制御する。更に、制御部６は、積層処理を繰り返し実行することで、既に形成された造形体ＬＹの上に新たな造形体ＬＹを積層することで、モデルデータＤatに対応する立体物Ｏbjを形成する造形処理の実行を制御する。
これにより、制御部６は、造形台４５上に吐出されたインクにより形成されるドットサイズ及びドット配置を調整しつつ造形台４５上にドットを形成し、造形台４５上に形成されたドットを硬化させて造形体ＬＹを形成する積層処理の実行を制御する。更に、制御部６は、積層処理を繰り返し実行することで、既に形成された造形体ＬＹの上に新たな造形体ＬＹを積層することで、モデルデータＤatに対応する立体物Ｏbjを形成する造形処理の実行を制御する。
図１に示すように、ヘッドユニット３は、Ｍ個の吐出部Ｄを具備する記録ヘッド３０と、吐出部Ｄを駆動するための駆動信号Ｖinを生成する駆動信号生成部３１と、を備える（Ｍは、１以上の自然数）。
以下では、記録ヘッド３０に設けられるＭ個の吐出部Ｄの各々を区別するために、順番に、１段、２段、…、Ｍ段と称することがある。また、以下では、記録ヘッド３０に設けられるＭ個の吐出部Ｄのうちｍ段の吐出部Ｄを、吐出部Ｄ[m]と表現する場合がある（ｍは、１≦ｍ≦Ｍを満たす自然数）。また、以下では、駆動信号生成部３１が生成する駆動信号Ｖinのうち、吐出部Ｄ[m]を駆動するための駆動信号Ｖinを駆動信号Ｖin[m]と表現する場合がある。
なお、駆動信号生成部３１の詳細については、後述する。
以下では、記録ヘッド３０に設けられるＭ個の吐出部Ｄの各々を区別するために、順番に、１段、２段、…、Ｍ段と称することがある。また、以下では、記録ヘッド３０に設けられるＭ個の吐出部Ｄのうちｍ段の吐出部Ｄを、吐出部Ｄ[m]と表現する場合がある（ｍは、１≦ｍ≦Ｍを満たす自然数）。また、以下では、駆動信号生成部３１が生成する駆動信号Ｖinのうち、吐出部Ｄ[m]を駆動するための駆動信号Ｖinを駆動信号Ｖin[m]と表現する場合がある。
なお、駆動信号生成部３１の詳細については、後述する。
＜１．３．記録ヘッドについて＞
次に、図４乃至図６を参照しつつ、記録ヘッド３０と、記録ヘッド３０に設けられる吐出部Ｄと、について説明する。
次に、図４乃至図６を参照しつつ、記録ヘッド３０と、記録ヘッド３０に設けられる吐出部Ｄと、について説明する。
図４は、記録ヘッド３０の、概略的な一部断面図の一例である。なお、この図では、図示の都合上、記録ヘッド３０のうち、当該記録ヘッド３０が有するＭ個の吐出部Ｄの中の１個の吐出部Ｄと、当該１個の吐出部Ｄにインク供給口３６０を介して連通するリザーバ３５０と、インクカートリッジ４８からリザーバ３５０にインクを供給するためのインク取り入れ口３７０と、を示している。
図４に示すように、吐出部Ｄは、圧電素子３００と、内部にインクが充填されたキャビティ３２０と、キャビティ３２０に連通するノズルＮと、振動板３１０と、を備える。吐出部Ｄは、圧電素子３００が駆動信号Ｖinにより駆動されることにより、キャビティ３２０内のインクをノズルＮから吐出させる。キャビティ３２０は、凹部を有するような所定の形状に成形されたキャビティプレート３４０と、ノズルＮが形成されたノズルプレート３３０と、振動板３１０と、により区画される空間である。キャビティ３２０は、インク供給口３６０を介してリザーバ３５０と連通している。リザーバ３５０は、インク取り入れ口３７０を介して１個のインクカートリッジ４８と連通している。
本実施形態では、圧電素子３００として、例えば、図４に示すようなユニモルフ（モノモルフ）型を採用する。なお、圧電素子３００は、ユニモルフ型に限らず、バイモルフ型や積層型など、圧電素子３００を変形させてインク等の液体を吐出させることができるものであれば良い。
圧電素子３００は、下部電極３０１と、上部電極３０２と、下部電極３０１及び上部電極３０２の間に設けられた圧電体３０３と、を有する。そして、下部電極３０１の電位が所定の基準電位ＶSSに設定され、上部電極３０２に駆動信号Ｖinが供給されることで、下部電極３０１及び上部電極３０２の間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子３００が図において上下方向に撓み（変位し）、その結果、圧電素子３００が振動する。
圧電素子３００は、下部電極３０１と、上部電極３０２と、下部電極３０１及び上部電極３０２の間に設けられた圧電体３０３と、を有する。そして、下部電極３０１の電位が所定の基準電位ＶSSに設定され、上部電極３０２に駆動信号Ｖinが供給されることで、下部電極３０１及び上部電極３０２の間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子３００が図において上下方向に撓み（変位し）、その結果、圧電素子３００が振動する。
キャビティプレート３４０の上面開口部には、振動板３１０が設置され、振動板３１０には、下部電極３０１が接合されている。このため、圧電素子３００が駆動信号Ｖinにより振動すると、振動板３１０も振動する。そして、振動板３１０の振動によりキャビティ３２０の容積（キャビティ３２０内の圧力）が変化し、キャビティ３２０内に充填されたインクがノズルＮより吐出される。インクの吐出によりキャビティ３２０内のインクが減少した場合、リザーバ３５０からインクが供給される。また、リザーバ３５０へは、インクカートリッジ４８からインク取り入れ口３７０を介してインクが供給される。
図５は、吐出部Ｄからのインクの吐出動作を説明するための説明図である。図５（ａ）に示す状態において、吐出部Ｄが備える圧電素子３００に対して駆動信号生成部３１から駆動信号Ｖinが供給されると、当該圧電素子３００において、電極間に印加された電界に応じた歪が発生し、当該吐出部Ｄの振動板３１０は図において上方向へ撓む。これにより、図５（ａ）に示す初期状態と比較して、図５（ｂ）に示すように、当該吐出部Ｄのキャビティ３２０の容積が拡大する。図５（ｂ）に示す状態において、駆動信号Ｖinの示す電位を変化させると、振動板３１０は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板３１０の位置を越えて図において下方向に移動し、図５（ｃ）に示すようにキャビティ３２０の容積が急激に収縮する。このときキャビティ３２０内に発生する圧縮圧力により、キャビティ３２０を満たすインクの一部が、このキャビティ３２０に連通しているノズルＮからインク滴として吐出される。
図６は、＋Ｚ方向または−Ｚ方向から立体物造形装置１を平面視した場合の、記録ヘッド３０に設けられたＭ個のノズルＮの配置の一例を説明するための説明図である。
図６に示すように、記録ヘッド３０には、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-CYと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-MGと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-YLと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-WTと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-CLと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-SPと、からなる６列のノズル列Ｌnが設けられている。
ここで、ノズル列Ｌn-CYに属するノズルＮは、シアン（ＣＹ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-MGに属するノズルＮは、マゼンタ（ＭＧ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-YLに属するノズルＮは、イエロー（ＹＬ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-WTに属するノズルＮは、ホワイト（ＷＴ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-CLに属するノズルＮは、クリアー（ＣＬ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-SPに属するノズルＮは、支持用インクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮである。
ここで、ノズル列Ｌn-CYに属するノズルＮは、シアン（ＣＹ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-MGに属するノズルＮは、マゼンタ（ＭＧ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-YLに属するノズルＮは、イエロー（ＹＬ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-WTに属するノズルＮは、ホワイト（ＷＴ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-CLに属するノズルＮは、クリアー（ＣＬ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-SPに属するノズルＮは、支持用インクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮである。
なお、本実施形態では、図６に示すように、各ノズル列Ｌnを構成する複数のノズルＮがＸ軸方向に一列に整列するように配置される場合を例示しているが、例えば、各ノズル列Ｌnを構成する複数のノズルＮのうち一部のノズルＮ（例えば、偶数番目のノズルＮ）と、その他のノズルＮ（例えば、奇数番目のノズルＮ）とのＹ軸方向の位置が異なる、所謂千鳥状に配列されるものであってもよい。
また、各ノズル列Ｌnにおいて、ノズルＮ間の間隔（ピッチ）は、印刷解像度（ｄｐｉ：dot per inch）に応じて適宜設定され得る。
また、各ノズル列Ｌnにおいて、ノズルＮ間の間隔（ピッチ）は、印刷解像度（ｄｐｉ：dot per inch）に応じて適宜設定され得る。
＜１．４．駆動信号生成部について＞
次に、図７乃至図９を参照しつつ、駆動信号生成部３１の構成及び動作について説明する。
次に、図７乃至図９を参照しつつ、駆動信号生成部３１の構成及び動作について説明する。
図７は、駆動信号生成部３１の構成を示すブロック図である。
図７に示すように、駆動信号生成部３１は、シフトレジスタＳＲ、ラッチ回路ＬＴ、デコーダーＤＣ、及び、トランスミッションゲートＴＧからなる組を、記録ヘッド３０に設けられたＭ個の吐出部Ｄと１対１に対応するように、Ｍ個有する。以下では、駆動信号生成部３１及び記録ヘッド３０が備えるこれらＭ個の組を構成する各要素を、図において上から順番に、１段、２段、…、Ｍ段と称することがある。
図７に示すように、駆動信号生成部３１は、シフトレジスタＳＲ、ラッチ回路ＬＴ、デコーダーＤＣ、及び、トランスミッションゲートＴＧからなる組を、記録ヘッド３０に設けられたＭ個の吐出部Ｄと１対１に対応するように、Ｍ個有する。以下では、駆動信号生成部３１及び記録ヘッド３０が備えるこれらＭ個の組を構成する各要素を、図において上から順番に、１段、２段、…、Ｍ段と称することがある。
駆動信号生成部３１には、制御部６から、クロック信号ＣLK、波形指定信号ＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、及び、駆動波形信号Ｃomが供給される。
波形指定信号ＳＩは、吐出部Ｄが吐出すべきインク量を指定するデジタルの信号であり、波形指定信号ＳＩ[1]〜ＳＩ[Ｍ]を含む。
このうち、波形指定信号ＳＩ[m]は、吐出部Ｄ[m]からのインクの吐出の有無、及び、吐出されるインク量を、上位ビットｂ1及び下位ビットｂ2の２ビットで規定する。具体的には、波形指定信号ＳＩ[m]は、吐出部Ｄ[m]に対して、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出、のうち、いずれか１つを指定する。
このうち、波形指定信号ＳＩ[m]は、吐出部Ｄ[m]からのインクの吐出の有無、及び、吐出されるインク量を、上位ビットｂ1及び下位ビットｂ2の２ビットで規定する。具体的には、波形指定信号ＳＩ[m]は、吐出部Ｄ[m]に対して、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出、のうち、いずれか１つを指定する。
シフトレジスタＳＲのそれぞれは、波形指定信号ＳＩ（ＳＩ[1]〜ＳＩ[Ｍ]）のうち、各段に対応する２ビットの波形指定信号ＳＩ[m]を、一旦保持する。詳細には、Ｍ個の吐出部Ｄ[1]〜Ｄ[Ｍ]に１対1に対応する、１段、２段、…、Ｍ段のＭ個のシフトレジスタＳＲが互いに縦続接続されるとともに、シリアルで供給された波形指定信号ＳＩが、クロック信号ＣLKに従って順次後段に転送される。そして、Ｍ個のシフトレジスタＳＲの全てに波形指定信号ＳＩが転送された場合に、Ｍ個のシフトレジスタＳＲのそれぞれが波形指定信号ＳＩのうち自身に対応する２ビット分の波形指定信号ＳＩ[m]を保持する。
Ｍ個のラッチ回路ＬＴのそれぞれは、ラッチ信号ＬＡＴが立ち上がるタイミングで、Ｍ個のシフトレジスタＳＲのそれぞれに保持された各段に対応する２ビット分の波形指定信号ＳＩ[m]を一斉にラッチする。
ところで、立体物造形装置１が造形処理を実行する期間である動作期間は、複数の単位期間Ｔuから構成される。また、本実施形態では、各単位期間Ｔuは、３個の制御期間Ｔs（Ｔs1〜Ｔs3）からなる。なお、本実施形態では、３個の制御期間Ｔs1〜Ｔs3は、互いに等しい時間長を有することとする。詳細は後述するが、単位期間Ｔuは、ラッチ信号ＬＡＴにより規定され、制御期間Ｔsは、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨにより規定される。
制御部６は、駆動信号生成部３１に対して、単位期間Ｔuが開始されるよりも前のタイミングで波形指定信号ＳＩを供給する。そして、制御部６は、駆動信号生成部３１の各ラッチ回路ＬＴに対して、単位期間Ｔu毎に波形指定信号ＳＩ[m]がラッチされるように、ラッチ信号ＬＡＴを供給する。
制御部６は、駆動信号生成部３１に対して、単位期間Ｔuが開始されるよりも前のタイミングで波形指定信号ＳＩを供給する。そして、制御部６は、駆動信号生成部３１の各ラッチ回路ＬＴに対して、単位期間Ｔu毎に波形指定信号ＳＩ[m]がラッチされるように、ラッチ信号ＬＡＴを供給する。
ｍ段のデコーダーＤＣは、ｍ段のラッチ回路ＬＴによってラッチされた２ビット分の波形指定信号ＳＩ[m]をデコードし、制御期間Ｔs1〜Ｔs3のそれぞれにおいて、ハイレベル（Ｈレベル）またはローレベル（Ｌレベル）のいずれかのレベルに設定された選択信号Ｓel[m]を出力する。
図８は、デコーダーＤＣが行うデコードの内容を説明するための説明図である。
この図に示すように、ｍ段のデコーダーＤＣは、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）であれば、制御期間Ｔs1〜Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（１、０）であれば、制御期間Ｔs1、Ｔs2において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、制御期間Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（０、１）であれば、制御期間Ｔs1において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、制御期間Ｔs2、Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（０、０）であれば、制御期間Ｔs1〜Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定する。
この図に示すように、ｍ段のデコーダーＤＣは、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）であれば、制御期間Ｔs1〜Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（１、０）であれば、制御期間Ｔs1、Ｔs2において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、制御期間Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（０、１）であれば、制御期間Ｔs1において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、制御期間Ｔs2、Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（０、０）であれば、制御期間Ｔs1〜Ｔs3において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定する。
図７に示すように、駆動信号生成部３１が備える、Ｍ個のトランスミッションゲートＴＧは、記録ヘッド３０が備えるＭ個の吐出部Ｄと１対１に対応するように設けられる。
ｍ段のトランスミッションゲートＴＧは、ｍ段のデコーダーＤＣから出力される選択信号Ｓel[m]がＨレベルのときにオンし、Ｌレベルのときにオフする。各トランスミッションゲートＴＧの一端には、駆動波形信号Ｃomが供給される。ｍ段のトランスミッションゲートＴＧの他端は、ｍ段の出力端ＯTNに電気的に接続されている。
ｍ段のトランスミッションゲートＴＧは、ｍ段のデコーダーＤＣから出力される選択信号Ｓel[m]がＨレベルのときにオンし、Ｌレベルのときにオフする。各トランスミッションゲートＴＧの一端には、駆動波形信号Ｃomが供給される。ｍ段のトランスミッションゲートＴＧの他端は、ｍ段の出力端ＯTNに電気的に接続されている。
選択信号Ｓel[m]がＨレベルとなり、ｍ段のトランスミッションゲートＴＧがオンする場合、ｍ段の出力端ＯTNから吐出部Ｄ[m]に対して、駆動波形信号Ｃomが駆動信号Ｖin[m]として供給される。
なお、詳細は後述するが、本実施形態では、トランスミッションゲートＴＧがオンからオフに切り替わるタイミング（つまり、制御期間Ｔs1〜Ｔs3の開始及び終了のタイミング）における駆動波形信号Ｃomの電位を基準電位Ｖ0としている。このため、トランスミッションゲートＴＧがオフする場合、吐出部Ｄ[m]の圧電素子３００が有する容量等により、出力端ＯTNの電位は基準電位Ｖ0に維持されることになる。以下では、説明の便宜上、トランスミッションゲートＴＧがオフする場合には、駆動信号Ｖin[m]の電位が基準電位Ｖ0に維持されることとして説明する。
なお、詳細は後述するが、本実施形態では、トランスミッションゲートＴＧがオンからオフに切り替わるタイミング（つまり、制御期間Ｔs1〜Ｔs3の開始及び終了のタイミング）における駆動波形信号Ｃomの電位を基準電位Ｖ0としている。このため、トランスミッションゲートＴＧがオフする場合、吐出部Ｄ[m]の圧電素子３００が有する容量等により、出力端ＯTNの電位は基準電位Ｖ0に維持されることになる。以下では、説明の便宜上、トランスミッションゲートＴＧがオフする場合には、駆動信号Ｖin[m]の電位が基準電位Ｖ0に維持されることとして説明する。
以上において説明したように、制御部６は、各吐出部Ｄに対して単位期間Ｔu毎に駆動信号Ｖinが供給されるように、駆動信号生成部３１を制御する。これにより、各吐出部Ｄは、単位期間Ｔu毎に、造形体データＦＤに基づいて定められる波形指定信号ＳＩの示す値に応じた量のインクを吐出し、造形台４５上に造形体データＦＤに対応するドットを形成することができる。
図９は、各単位期間Ｔuにおいて制御部６が駆動信号生成部３１に供給する各種信号を説明するためのタイミングチャートである。
図９に例示するように、ラッチ信号ＬＡＴは、パルス波形Ｐls-Lを含み、当該パルス波形Ｐls-Lにより単位期間Ｔuが規定される。また、チェンジ信号ＣＨは、パルス波形Ｐls-Cを含み、当該パルス波形Ｐls-Cにより単位期間Ｔuが制御期間Ｔs1〜Ｔs3に区分される。また、図示は省略するが、制御部６は、単位期間Ｔu毎に、波形指定信号ＳＩを、クロック信号ＣLKに同期させて、駆動信号生成部３１に対してシリアルで供給する。
図９に例示するように、ラッチ信号ＬＡＴは、パルス波形Ｐls-Lを含み、当該パルス波形Ｐls-Lにより単位期間Ｔuが規定される。また、チェンジ信号ＣＨは、パルス波形Ｐls-Cを含み、当該パルス波形Ｐls-Cにより単位期間Ｔuが制御期間Ｔs1〜Ｔs3に区分される。また、図示は省略するが、制御部６は、単位期間Ｔu毎に、波形指定信号ＳＩを、クロック信号ＣLKに同期させて、駆動信号生成部３１に対してシリアルで供給する。
また、図９に例示するように、駆動波形信号Ｃomは、制御期間Ｔs1に配置された波形ＰL1と、制御期間Ｔs2に配置された波形ＰL2と、制御期間Ｔs3に配置された波形ＰL3と、を含む。以下では、波形ＰL1〜ＰL3を波形ＰLと総称する場合がある。また、本実施形態において、駆動波形信号Ｃomの電位は、各制御期間Ｔsの開始または終了のタイミングにおいて、基準電位Ｖ0に設定される。
駆動信号生成部３１は、一の制御期間Ｔsにおいて、選択信号Ｓel[m]がＨレベルである場合には、駆動波形信号Ｃomのうち当該一の制御期間Ｔsに配置される波形ＰLを、駆動信号Ｖin[m]として吐出部Ｄ[m]に供給する。逆に、駆動信号生成部３１は、一の制御期間Ｔsにおいて、選択信号Ｓel[m]がＬレベルである場合には、基準電位Ｖ0に設定された駆動波形信号Ｃomを、駆動信号Ｖin[m]として吐出部Ｄ[m]に供給する。
よって、駆動信号生成部３１が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に供給する駆動信号Ｖin[m]は、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）であれば、波形ＰL1〜ＰL3を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１、０）であれば、波形ＰL1及びＰL2を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０、１）であれば、波形ＰL1を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０、０）であれば、基準電位Ｖ0に設定された信号となる。
よって、駆動信号生成部３１が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に供給する駆動信号Ｖin[m]は、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）であれば、波形ＰL1〜ＰL3を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１、０）であれば、波形ＰL1及びＰL2を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０、１）であれば、波形ＰL1を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０、０）であれば、基準電位Ｖ0に設定された信号となる。
１つの波形ＰLを有する駆動信号Ｖin[m]が供給されると、吐出部Ｄ[m]は、小程度の量のインクを吐出して小ドットを形成する。
このため、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０，１）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が１つの波形ＰL（ＰL1）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該１つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが吐出され、吐出されたインクにより小ドットが形成される。
また、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１，０）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が２つの波形ＰL（ＰL1、ＰL2）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該２つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが２度吐出され、当該２度にわたり吐出された小程度の量のインクが合体することで、中ドットが形成される。
また、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１，１）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が３つの波形ＰL（ＰL1〜ＰL3）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該３つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが３度吐出され、当該３度にわたり吐出された小程度の量のインクが合体することで、大ドットが形成される。
一方、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０，０）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が波形ＰLを有さず基準電位Ｖ0に保たれる場合、吐出部Ｄ[m]からインクは吐出されず、当該ドットは形成されない（非記録となる）。
このため、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０，１）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が１つの波形ＰL（ＰL1）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該１つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが吐出され、吐出されたインクにより小ドットが形成される。
また、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１，０）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が２つの波形ＰL（ＰL1、ＰL2）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該２つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが２度吐出され、当該２度にわたり吐出された小程度の量のインクが合体することで、中ドットが形成される。
また、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１，１）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が３つの波形ＰL（ＰL1〜ＰL3）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該３つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが３度吐出され、当該３度にわたり吐出された小程度の量のインクが合体することで、大ドットが形成される。
一方、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０，０）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が波形ＰLを有さず基準電位Ｖ0に保たれる場合、吐出部Ｄ[m]からインクは吐出されず、当該ドットは形成されない（非記録となる）。
なお、本実施形態では、以上の説明からも明らかなように、中ドットは小ドットの２倍のサイズであり、大ドットは小ドットの３倍のサイズである。
本実施形態において、駆動波形信号Ｃomの波形ＰLは、小ドットを形成するために吐出される小程度の量のインクが、単位造形体を形成するために必要なインク量の略３分の１の量となるように定められる。つまり、単位造形体は、１個の大ドット、１個の中ドット及び１個の小ドットの組み合わせ、または、３個の小ドットの組み合わせ、の３パターンのうちいずれかで構成される。
また、本実施形態では、１個のボクセルＶxに対して、１個の単位造形体が設けられる。すなわち、本実施形態において、１個のボクセルＶxには、１個の大ドット、１個の中ドット及び１個の小ドットの組み合わせ、または、３個の小ドットの組み合わせ、の３パターンのうちいずれかのパターンでドットが形成される。
また、本実施形態では、１個のボクセルＶxに対して、１個の単位造形体が設けられる。すなわち、本実施形態において、１個のボクセルＶxには、１個の大ドット、１個の中ドット及び１個の小ドットの組み合わせ、または、３個の小ドットの組み合わせ、の３パターンのうちいずれかのパターンでドットが形成される。
＜２．データ生成処理及び造形処理＞
次に、図１０乃至図１４を参照しつつ、立体物造形システム１００が実行するデータ生成処理及び造形処理について説明する。
次に、図１０乃至図１４を参照しつつ、立体物造形システム１００が実行するデータ生成処理及び造形処理について説明する。
＜２．１．データ生成処理及び造形処理の概要＞
図１０は、データ生成処理及び造形処理を実行する場合における立体物造形システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
図１０は、データ生成処理及び造形処理を実行する場合における立体物造形システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
データ生成処理は、ホストコンピューター９の造形データ生成部９３が実行する処理であり、モデルデータ生成部９２が出力したモデルデータＤatを、造形データ生成部９３が取得したときに開始される。図１０に示すステップＳ１１０及びＳ１２０の処理が、データ生成処理に該当する。
図１０に示すように、造形データ生成部９３は、データ生成処理が開始されると、モデルデータ生成部９２が出力したモデルデータＤatに基づいて、断面モデルデータＬdat[q]（Ｌdat[1]〜Ｌdat[Q]）を生成する（Ｓ１１０）。なお、上述のとおり、造形データ生成部９３は、ステップＳ１１０において、モデルデータＤatの示す形状の中空部分を補完して、立体物Ｏbjの内部の一部または全部が中実の形状となるような断面モデルデータＬdatを生成する、形状補完処理を実行する。形状補完処理の詳細については、後述する。
次に、造形データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]の示す形状及び色彩に対応する造形体ＬＹ[q]を形成するために立体物造形装置１が形成すべきドットの配置を決定し、決定結果を造形体データＦＤ[q]として出力する（Ｓ１２０）。
このように、造形データ生成部９３は、図１０のステップＳ１１０及びＳ１２０に示すデータ生成処理を実行する。
このように、造形データ生成部９３は、図１０のステップＳ１１０及びＳ１２０に示すデータ生成処理を実行する。
立体物造形システム１００は、データ生成処理を実行した後に、造形処理を実行する。
造形処理は、制御部６による制御の下で、立体物造形装置１が実行する処理であり、ホストコンピューター９が出力した造形体データＦＤを、立体物造形装置１が取得したときに開始される。図１０に示すステップＳ１３０〜Ｓ１８０の処理が、造形処理に該当する。
造形処理は、制御部６による制御の下で、立体物造形装置１が実行する処理であり、ホストコンピューター９が出力した造形体データＦＤを、立体物造形装置１が取得したときに開始される。図１０に示すステップＳ１３０〜Ｓ１８０の処理が、造形処理に該当する。
図１０に示すように、制御部６は、積層処理の実行回数を示す変数ｑに「１」を設定する（Ｓ１３０）。次に、制御部６は、造形データ生成部９３が生成した造形体データＦＤ[q]を取得する（Ｓ１４０）。また、制御部６は、造形台４５が、造形体ＬＹ[q]を形成するための位置に移動するように、昇降機構駆動モーター７１を制御する（Ｓ１５０）。
なお、造形体ＬＹ[q]を形成するための造形台４５の位置とは、ヘッドユニット３から吐出されたインクが、造形体データＦＤ[q]の指定するドット形成位置（ボクセルＶxq）に対して、正確に着弾可能な位置であれば、どのような位置であってもよい。例えば、制御部６は、ステップＳ１５０において、造形体ＬＹ[q]とヘッドユニット３とのＺ軸方向の間隔が一定となるように、造形台４５の位置を制御してもよい。この場合、制御部６は、例えば、ｑ回目の積層処理において造形体ＬＹ[q]を形成した後、（ｑ＋１）回目の積層処理による造形体ＬＹ[q+1]の形成が開始されるまでの間に、造形台４５を所定の厚さΔＺだけ−Ｚ方向に移動させればよい。
なお、造形体ＬＹ[q]を形成するための造形台４５の位置とは、ヘッドユニット３から吐出されたインクが、造形体データＦＤ[q]の指定するドット形成位置（ボクセルＶxq）に対して、正確に着弾可能な位置であれば、どのような位置であってもよい。例えば、制御部６は、ステップＳ１５０において、造形体ＬＹ[q]とヘッドユニット３とのＺ軸方向の間隔が一定となるように、造形台４５の位置を制御してもよい。この場合、制御部６は、例えば、ｑ回目の積層処理において造形体ＬＹ[q]を形成した後、（ｑ＋１）回目の積層処理による造形体ＬＹ[q+1]の形成が開始されるまでの間に、造形台４５を所定の厚さΔＺだけ−Ｚ方向に移動させればよい。
制御部６は、造形台４５を造形体ＬＹ[q]を形成するための位置に移動させた後、造形体データＦＤ[q]に基づいて造形体ＬＹ[q]が形成されるように、ヘッドユニット３、位置変化機構７、及び、硬化ユニット６１の動作を制御する（Ｓ１６０）。なお、図２からも明らかなように、造形体ＬＹ[1]は造形台４５上に形成され、造形体ＬＹ[q+1]は造形体ＬＹ[q]の上に形成される。
その後、制御部６は、変数ｑが「ｑ≧Ｑ」を充足するか否かを判定し（Ｓ１７０）、判定結果が肯定である場合には、立体物Ｏbjの造形が完了したと判定して造形処理を終了させ、一方、判定結果が否定である場合には、変数ｑに１を加算した上で、処理をステップＳ１４０に進める（Ｓ１８０）
その後、制御部６は、変数ｑが「ｑ≧Ｑ」を充足するか否かを判定し（Ｓ１７０）、判定結果が肯定である場合には、立体物Ｏbjの造形が完了したと判定して造形処理を終了させ、一方、判定結果が否定である場合には、変数ｑに１を加算した上で、処理をステップＳ１４０に進める（Ｓ１８０）
このように、立体物造形装置１は、図１０のステップＳ１３０〜Ｓ１８０に示す造形処理を実行する。
すなわち、立体物造形システム１００は、図１０のステップＳ１１０、Ｓ１２０に示すデータ生成処理を実行することで、モデルデータＤatに基づいて造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]を生成し、図１０のステップＳ１３０〜Ｓ１８０に示す造形処理を実行することで、造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]に基づいて立体物Ｏbjを造形する。
すなわち、立体物造形システム１００は、図１０のステップＳ１１０、Ｓ１２０に示すデータ生成処理を実行することで、モデルデータＤatに基づいて造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]を生成し、図１０のステップＳ１３０〜Ｓ１８０に示す造形処理を実行することで、造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]に基づいて立体物Ｏbjを造形する。
なお、図１０は、データ生成処理及び造形処理の流れの一例を示すものに過ぎない。例えば、図１０では、データ生成処理が終了した後に、造形処理を開始するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、データ生成処理が終了する前に造形処理を開始してもよい。例えば、データ生成処理において造形体データＦＤ[q]が生成された場合には、次の造形体データＦＤ[q+1]の生成を待つことなく、造形体データＦＤ[q]に基づいて造形体ＬＹ[q]を形成する造形処理（つまり、ｑ回目の積層処理）を実行してもよい。
＜２．２．形状補完処理＞
上述のとおり、ステップＳ１１０において、造形データ生成部９３は、モデルデータＤatの示す形状の中空部分の一部または全部を補完して、立体物Ｏbjの内部の一部または全部が中実構造となるような断面モデルデータＬdatを生成する形状補完処理を実行する。
以下では、図１１乃至図１５を参照しつつ、断面モデルデータＬdatに基づいて生成される立体物Ｏbjの内部構造と、立体物Ｏbjの内部構造を定める形状補完処理と、について説明する。
上述のとおり、ステップＳ１１０において、造形データ生成部９３は、モデルデータＤatの示す形状の中空部分の一部または全部を補完して、立体物Ｏbjの内部の一部または全部が中実構造となるような断面モデルデータＬdatを生成する形状補完処理を実行する。
以下では、図１１乃至図１５を参照しつつ、断面モデルデータＬdatに基づいて生成される立体物Ｏbjの内部構造と、立体物Ｏbjの内部構造を定める形状補完処理と、について説明する。
まず、図１１を参照しつつ、本実施形態に係る立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjの内部構造について説明する。
なお、図１１（Ａ）は、モデルデータＤatが指定する立体物Ｏbjのモデルを示す斜視図であり、図１１（Ｂ）は、モデルデータＤatが指定する立体物Ｏbjのモデルを、図１１（Ａ）の直線γ1−δ1を通りＸ軸及びＹ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。また、図１１（Ｃ）は、立体物造形装置１が造形した立体物Ｏbjを示す斜視図であり、図１１（Ｄ）は、立体物造形装置１が造形した立体物Ｏbjを、図１１（Ｃ）の直線γ2−δ2を通りＸ軸及びＹ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。なお、図１１及び後述する図１３では、図示の都合上、図２及び図３とは異なる形状の、直方体の立体物Ｏbjを造形する場合を想定する。
なお、図１１（Ａ）は、モデルデータＤatが指定する立体物Ｏbjのモデルを示す斜視図であり、図１１（Ｂ）は、モデルデータＤatが指定する立体物Ｏbjのモデルを、図１１（Ａ）の直線γ1−δ1を通りＸ軸及びＹ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。また、図１１（Ｃ）は、立体物造形装置１が造形した立体物Ｏbjを示す斜視図であり、図１１（Ｄ）は、立体物造形装置１が造形した立体物Ｏbjを、図１１（Ｃ）の直線γ2−δ2を通りＸ軸及びＹ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。なお、図１１及び後述する図１３では、図示の都合上、図２及び図３とは異なる形状の、直方体の立体物Ｏbjを造形する場合を想定する。
図１１（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、立体物造形装置１は、立体物Ｏbjの輪郭を表す外面ＳFから、立体物Ｏbjの内側にむけて順番に、透明層Ｌ2、有彩色層Ｌ1、及び、白色層Ｌ3の３つの層が設けられ、また、当該３つの層よりも内側に中空部ＨLが設けられるように、立体物Ｏbjを造形する。すなわち、立体物造形装置１は、立体物Ｏbjの外面と中空部ＨLとの間に、有彩色層Ｌ1、透明層Ｌ2、及び、白色層Ｌ3が設けられるように、立体物Ｏbjを造形する。
より具体的には、図１１（Ｄ）からも明らかなように、透明層Ｌ2は、透明層Ｌ2の外側の面が立体物Ｏbjの外面ＳFとなり、且つ、当該外面ＳFと有彩色層Ｌ1とを隔てるように設けられ、有彩色層Ｌ1は、透明層Ｌ2と白色層Ｌ3とを隔てるように設けられ、白色層Ｌ3は、有彩色層Ｌ1と中空部ＨLとを隔てるように設けられる。このため、中空部ＨLは、中空部ＨLの外側（外面ＳF側）が白色層Ｌ3に覆われ、白色層Ｌ3は、白色層Ｌ3の外側の面（外面ＳF側の面）が有彩色層Ｌ1により覆われ、有彩色層Ｌ1は、有彩色層Ｌ1の外側の面が透明層Ｌ2により覆われる。
より具体的には、図１１（Ｄ）からも明らかなように、透明層Ｌ2は、透明層Ｌ2の外側の面が立体物Ｏbjの外面ＳFとなり、且つ、当該外面ＳFと有彩色層Ｌ1とを隔てるように設けられ、有彩色層Ｌ1は、透明層Ｌ2と白色層Ｌ3とを隔てるように設けられ、白色層Ｌ3は、有彩色層Ｌ1と中空部ＨLとを隔てるように設けられる。このため、中空部ＨLは、中空部ＨLの外側（外面ＳF側）が白色層Ｌ3に覆われ、白色層Ｌ3は、白色層Ｌ3の外側の面（外面ＳF側の面）が有彩色層Ｌ1により覆われ、有彩色層Ｌ1は、有彩色層Ｌ1の外側の面が透明層Ｌ2により覆われる。
ここで、有彩色層Ｌ1とは、少なくとも有彩色インクを含む造形用インクを用いて形成される層であり、立体物Ｏbjの色彩を表現するための層である。また、透明層Ｌ2とは、クリアーインクを用いて形成される層であり、有彩色層Ｌ1を保護するために有彩色層Ｌ1を覆うように設けられる層である。また、白色層Ｌ3とは、ホワイトインクを用いて形成される層であり、立体物Ｏbjのうち有彩色層Ｌ1よりも内側部分の色が、有彩色層Ｌ1を透過して立体物Ｏbjの外部から視認されることを防止するための層である。
また、本実施形態では、有彩色層Ｌ1が一様な厚さΔＬ1を有し、透明層Ｌ2が略一様な厚さΔＬ2を有し、白色層Ｌ3が一様な厚さΔＬ3を有するように、各層が設けられる。
また、本実施形態では、有彩色層Ｌ1が一様な厚さΔＬ1を有し、透明層Ｌ2が略一様な厚さΔＬ2を有し、白色層Ｌ3が一様な厚さΔＬ3を有するように、各層が設けられる。
なお、本実施形態において、透明層Ｌ2は、透明層Ｌ2の厚さΔＬ2が、少なくとも１個のボクセルＶxの高さ、幅、及び、奥行きのいずれと比較しても厚くなるように形成される。このため、本実施形態において、立体物Ｏbjを構成する造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]のうち、１回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[1]と、Ｑ回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[Q]とは、透明層Ｌ2となる。
図１１に示すように、立体物造形装置１は、立体物Ｏbjと、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルとが略同じサイズとなるように、立体物Ｏbjを造形する。すなわち、立体物造形装置１は、立体物Ｏbjの外面ＳFのサイズ及び形状とモデルデータＤatの示すモデルのサイズ及び形状とが略同じとなるように、立体物Ｏbjを造形する。換言すれば、本実施形態において、透明層Ｌ2の外側の面を境界とする閉空間のサイズ及び形状は、モデルデータＤatの示すモデルのサイズ及び形状と、略同じとなる。例えば、図１１（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように、本実施形態では、モデルデータＤatの示すモデルのＹ軸方向の長さΔＹと、立体物造形装置１が造形する立体物Ｏbjの透明層Ｌ2の外側の面である外面ＳFのＹ軸方向の長さΔＹ-L2とが、略同じとなる。
なお、本明細書において「略同じ」には、完全に同一である場合の他に、各種誤差を無視すれば同一と看做すことができる場合も含まれる。また、無視することができる各種誤差には、モデルデータＤatの示す形状をボクセルＶxの集合として表す場合に生じる離散化誤差を含むこととする。例えば、モデルデータＤatの示す形状をボクセルＶxの集合として表す場合に生じる離散化誤差を無視すれば、モデルデータＤatの示すモデルの形状と立体物Ｏbjの示す形状が同一と看做すことができる場合には、モデルデータＤatの示すモデルの形状と立体物Ｏbjの形状とが略同じである表現することができる。
なお、本明細書において「略同じ」には、完全に同一である場合の他に、各種誤差を無視すれば同一と看做すことができる場合も含まれる。また、無視することができる各種誤差には、モデルデータＤatの示す形状をボクセルＶxの集合として表す場合に生じる離散化誤差を含むこととする。例えば、モデルデータＤatの示す形状をボクセルＶxの集合として表す場合に生じる離散化誤差を無視すれば、モデルデータＤatの示すモデルの形状と立体物Ｏbjの示す形状が同一と看做すことができる場合には、モデルデータＤatの示すモデルの形状と立体物Ｏbjの形状とが略同じである表現することができる。
ところで、モデルデータＤatの示すモデルの色彩により表される模様等は、立体物Ｏbjにおいては有彩色層Ｌ1により表現される。このため、モデルデータＤatの示す模様等を立体物Ｏbjにおいてそのまま表現するためには、有彩色層Ｌ1の外側の面を境界とする閉空間と、モデルデータＤatの示すモデルとが、略同じサイズ及び形状となる必要がある。
しかし、上述のとおり、有彩色層Ｌ1は、透明層Ｌ2の厚さΔＬ2に応じた距離だけ外面ＳFより内側に形成される。つまり、有彩色層Ｌ1の外側の面を境界とする閉空間のサイズと、モデルデータＤatの示すモデルのサイズとは、異なる。例えば、図１１（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように、有彩色層Ｌ1の外側の面のＹ軸方向の長さΔＹ-L1は、モデルデータＤatの示すモデルのＹ軸方向の長さΔＹよりも短くなる。
しかし、上述のとおり、有彩色層Ｌ1は、透明層Ｌ2の厚さΔＬ2に応じた距離だけ外面ＳFより内側に形成される。つまり、有彩色層Ｌ1の外側の面を境界とする閉空間のサイズと、モデルデータＤatの示すモデルのサイズとは、異なる。例えば、図１１（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように、有彩色層Ｌ1の外側の面のＹ軸方向の長さΔＹ-L1は、モデルデータＤatの示すモデルのＹ軸方向の長さΔＹよりも短くなる。
そこで、本実施形態では、立体物Ｏbjのサイズを、立体物Ｏbjから透明層Ｌ2を取り除いた場合のサイズに縮小するような比率で、モデルデータＤatの示すモデルの模様を縮小することで、断面モデルデータＬdatを形成する。これにより、モデルデータＤatの示すモデルの模様を、有彩色層Ｌ1の外側の面を用いて表現することが可能となる。
ところで、厳密には、有彩色層Ｌ1の外側の面を境界とする閉空間の形状と、モデルデータＤatの示すモデルの形状とが、相似の関係とはならない場合がある。この場合、有彩色層Ｌ1により表現される模様と、モデルデータＤatの示す模様とは、例えば、アスペクト比が異なる等のように異なる形状となり、当該形状の相違の程度が大きい場合には、模様の歪みとして視認される可能性が生じる。しかし、通常、立体物Ｏbjのサイズに比べて透明層Ｌ2の厚さΔＬ2は十分に薄い。このため、通常、有彩色層Ｌ1の外側の面を境界とする閉空間と、モデルデータＤatの示すモデルとの、形状の相違の程度は小さく、両者が相似の関係にあると看做すことができる。
このような理由により、本実施形態では、立体物Ｏbjの有彩色層Ｌ1により表現される模様の形状と、モデルデータＤatの示す模様の形状とは、略同じであると看做す。
このような理由により、本実施形態では、立体物Ｏbjの有彩色層Ｌ1により表現される模様の形状と、モデルデータＤatの示す模様の形状とは、略同じであると看做す。
なお、本実施形態では、モデルデータＤatの示す模様のサイズを透明層Ｌ2が有する厚さΔＬ2の分だけ縮小し、当該縮小された模様を有彩色層Ｌ1において表示するものであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、モデルデータＤatの示す模様のサイズを縮小することなく、外面ＳFの法線方向であって立体物Ｏbjの内側に向かう方向に平行移動させ、当該平行移動した後の模様を有彩色層Ｌ1において表示させることとしてもよい。
図１２は、形状補完処理を実行する場合における造形データ生成部９３の動作の一例を示すフローチャートである。
図１２に示すように、造形データ生成部９３は、まず、モデルデータＤatの表す立体物Ｏbjのモデルにおいて、立体物Ｏbjの外面ＳFから立体物Ｏbjの内側に向かう厚さΔＬ2の領域を、透明層Ｌ2として定める（Ｓ２００）。また、造形データ生成部９３は、透明層Ｌ2の内側の面から立体物Ｏbjの内側に向かう厚さΔＬ1の領域を、有彩色層Ｌ1として定める（Ｓ２１０）。また、造形データ生成部９３は、有彩色層Ｌ1の内側の面から立体物Ｏbjの内側に向かう厚さΔＬ3の領域を、白色層Ｌ3として定める（Ｓ２２０）。また、造形データ生成部９３は、白色層Ｌ3よりも立体物Ｏbjの内側の部分を、中空部ＨLとして定める（Ｓ２３０）。
造形データ生成部９３は、上述した形状補完処理を実行することにより、図１１（Ｂ）及び（Ｄ）に例示したような、有彩色層Ｌ1、透明層Ｌ2、及び、白色層Ｌ3を有する立体物Ｏbjを造形するための断面モデルデータＬdatを生成する。
図１２に示すように、造形データ生成部９３は、まず、モデルデータＤatの表す立体物Ｏbjのモデルにおいて、立体物Ｏbjの外面ＳFから立体物Ｏbjの内側に向かう厚さΔＬ2の領域を、透明層Ｌ2として定める（Ｓ２００）。また、造形データ生成部９３は、透明層Ｌ2の内側の面から立体物Ｏbjの内側に向かう厚さΔＬ1の領域を、有彩色層Ｌ1として定める（Ｓ２１０）。また、造形データ生成部９３は、有彩色層Ｌ1の内側の面から立体物Ｏbjの内側に向かう厚さΔＬ3の領域を、白色層Ｌ3として定める（Ｓ２２０）。また、造形データ生成部９３は、白色層Ｌ3よりも立体物Ｏbjの内側の部分を、中空部ＨLとして定める（Ｓ２３０）。
造形データ生成部９３は、上述した形状補完処理を実行することにより、図１１（Ｂ）及び（Ｄ）に例示したような、有彩色層Ｌ1、透明層Ｌ2、及び、白色層Ｌ3を有する立体物Ｏbjを造形するための断面モデルデータＬdatを生成する。
＜２．３．対比例＞
以上において説明したように、本実施形態に係る立体物造形システム１００では、立体物ＯbjのサイズとモデルデータＤatの示すモデルのサイズとが略同じとなり、且つ、有彩色層Ｌ1の外側を透明層Ｌ2で覆うように、立体物Ｏbjを造形する。以下では、本実施形態に係る立体物造形システム１００により立体物Ｏbjを造形することの利点を明確化するために、対比例１及び対比例２に係る立体物造形システムについて説明する。
以上において説明したように、本実施形態に係る立体物造形システム１００では、立体物ＯbjのサイズとモデルデータＤatの示すモデルのサイズとが略同じとなり、且つ、有彩色層Ｌ1の外側を透明層Ｌ2で覆うように、立体物Ｏbjを造形する。以下では、本実施形態に係る立体物造形システム１００により立体物Ｏbjを造形することの利点を明確化するために、対比例１及び対比例２に係る立体物造形システムについて説明する。
図１３は、対比例１及び対比例２に係る立体物造形システムが造形する立体物を示す図である。このうち、図１３（Ａ）は、図１１（Ａ）と同様のモデルデータＤatが示すモデルの斜視図であり、図１３（Ｂ）は、図１１（Ｂ）と同様のモデルデータＤatが示すモデルの断面図である。また、図１３（Ｃ）は、対比例１に係る立体物造形システムが備える立体物造形装置が造形する立体物Ｏbj1を示す斜視図であり、図１３（Ｄ）は、立体物Ｏbj1を、図１３（Ｃ）の直線γ3−δ3を通りＸ軸及びＹ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。また、図１３（Ｅ）は、対比例２に係る立体物造形システムが備える立体物造形装置が造形する立体物Ｏbj2を示す斜視図であり、図１３（Ｆ）は、立体物Ｏbj2を、図１３（Ｅ）の直線γ4−δ4を通りＸ軸及びＹ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。
図１３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、対比例１に係る立体物造形システムが造形する立体物Ｏbj1は、有彩色層Ｌ1の外側の面が立体物Ｏbjの外面ＳF1となるように造形される。つまり、対比例１に係る立体物Ｏbj1は、有彩色層Ｌ1を保護するための透明層Ｌ2が設けられず、いわば有彩色層Ｌ1がむき出しの状態となる。上述のとおり、有彩色層Ｌ1を形成するために用いられる造形用インクに含まれる有彩色インクは、透明層Ｌ2を形成するクリアーインクよりも色材成分が多い。このため、有彩色層Ｌ1は、透明層Ｌ2と比較して強度を高くすることが困難であり、経時劣化により剥れる可能性が高い。
これに対して、本実施形態に係る立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjは、有彩色層Ｌ1の外側が、有彩色層Ｌ1よりも強度のある透明層Ｌ2により覆われるため、経時劣化等により有彩色層Ｌ1が剥れることを防止することができ、立体物Ｏbjが長期に亘りモデルデータＤatの示す色彩を正確に表示した状態を維持することが可能となる。
これに対して、本実施形態に係る立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjは、有彩色層Ｌ1の外側が、有彩色層Ｌ1よりも強度のある透明層Ｌ2により覆われるため、経時劣化等により有彩色層Ｌ1が剥れることを防止することができ、立体物Ｏbjが長期に亘りモデルデータＤatの示す色彩を正確に表示した状態を維持することが可能となる。
図１３（Ｅ）及び（Ｆ）に示すように、対比例２に係る立体物造形システムが造形する立体物Ｏbj2は、有彩色層Ｌ1の外側に、有彩色層Ｌ1を覆うように透明層Ｌ2が設けられ、また、透明層Ｌ2の外側の面が立体物Ｏbj2の外面ＳF2となるように、造形される。
また、立体物Ｏbj2は、有彩色層Ｌ1の外側の面を境界とする閉空間のサイズ及び形状が、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルのサイズ及び形状と、略同じとなるように造形される。つまり、立体物Ｏbj2のサイズは、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルのサイズよりも大きい。例えば、図１３（Ｆ）に示すように、対比例２に係る立体物Ｏbj2において、有彩色層Ｌ1の外側の面のＹ軸方向の長さΔＹ-L1aと、モデルデータＤatの示すモデルのＹ軸方向の長さΔＹと、は略同じであるため、透明層Ｌ2の外側の面である外面ＳF2のＹ軸方向の長さΔＹ-L2aは、長さΔＹよりも長くなる。すなわち、対比例２に係る立体物造形システムは、モデルデータＤatの示すサイズよりも大きい立体物Ｏbj2を造形する。
また、立体物Ｏbj2は、有彩色層Ｌ1の外側の面を境界とする閉空間のサイズ及び形状が、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルのサイズ及び形状と、略同じとなるように造形される。つまり、立体物Ｏbj2のサイズは、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルのサイズよりも大きい。例えば、図１３（Ｆ）に示すように、対比例２に係る立体物Ｏbj2において、有彩色層Ｌ1の外側の面のＹ軸方向の長さΔＹ-L1aと、モデルデータＤatの示すモデルのＹ軸方向の長さΔＹと、は略同じであるため、透明層Ｌ2の外側の面である外面ＳF2のＹ軸方向の長さΔＹ-L2aは、長さΔＹよりも長くなる。すなわち、対比例２に係る立体物造形システムは、モデルデータＤatの示すサイズよりも大きい立体物Ｏbj2を造形する。
ここで、図１４及び図１５を参照しつつ、対比例２のように、モデルデータＤatの示すサイズよりも大きい立体物Ｏbj2が造形される場合に生じうる問題点について、本実施形態に係る立体物Ｏbjと比較しつつ説明する。
図１４は、本実施形態に係る立体物造形システム１００が、モデルデータＤat-Aに基づいて造形した立体物Ｏbj-Aと、モデルデータＤat-Bに基づいて造形した立体物Ｏbj-Bと、を示す説明図である。このうち、図１４（Ａ）は、モデルデータＤat-Aの示す立体物Ｏbj-AのモデルをＸＹ平面で切断した切断面と、モデルデータＤat-Bの示す立体物Ｏbj-BのモデルをＸＹ平面で切断した切断面と、を示す断面図である。また、図１４（Ｂ）及び（Ｃ）は、立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bを示す斜視図である。
図１４は、本実施形態に係る立体物造形システム１００が、モデルデータＤat-Aに基づいて造形した立体物Ｏbj-Aと、モデルデータＤat-Bに基づいて造形した立体物Ｏbj-Bと、を示す説明図である。このうち、図１４（Ａ）は、モデルデータＤat-Aの示す立体物Ｏbj-AのモデルをＸＹ平面で切断した切断面と、モデルデータＤat-Bの示す立体物Ｏbj-BのモデルをＸＹ平面で切断した切断面と、を示す断面図である。また、図１４（Ｂ）及び（Ｃ）は、立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bを示す斜視図である。
図１４及び図１５に示す例では、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbj-AのモデルのＸ軸方向の幅ΔＸ（図１４（Ａ）参照）と、立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbj-AのＸ軸方向の幅ΔＸ1（図１４（Ｂ）参照）とが、略同じである場合を想定する。
また、図１４及び図１５に示す例では、立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bが、立体物Ｏbj-Cの部品である場合を想定する。具体的には、立体物Ｏbj-Bの有する溝部ＧP1に、立体物Ｏbj-Aを嵌め合わせることで、立体物Ｏbj-Cを組み立てる場合を想定する。
より具体的には、この例では、図１４（Ａ）に示すように、モデルデータＤat-Bの示す立体物Ｏbj-Bのモデルが、Ｘ軸方向において、ΔＸよりも僅かに広い幅（例えば、０．１〜１．０ｍｍ程度広い幅）の溝部ＧPを有している。そして、図１４（Ｂ）に示すように、立体物造形装置１が、溝部ＧPと略同じ形状の溝部ＧP1を有する立体物Ｏbj-Bを造形する。このため、図１４（Ｃ）に示すように、立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bを嵌め合わせて、立体物Ｏbj-Cを組み立てることができる。
また、図１４及び図１５に示す例では、立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bが、立体物Ｏbj-Cの部品である場合を想定する。具体的には、立体物Ｏbj-Bの有する溝部ＧP1に、立体物Ｏbj-Aを嵌め合わせることで、立体物Ｏbj-Cを組み立てる場合を想定する。
より具体的には、この例では、図１４（Ａ）に示すように、モデルデータＤat-Bの示す立体物Ｏbj-Bのモデルが、Ｘ軸方向において、ΔＸよりも僅かに広い幅（例えば、０．１〜１．０ｍｍ程度広い幅）の溝部ＧPを有している。そして、図１４（Ｂ）に示すように、立体物造形装置１が、溝部ＧPと略同じ形状の溝部ＧP1を有する立体物Ｏbj-Bを造形する。このため、図１４（Ｃ）に示すように、立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bを嵌め合わせて、立体物Ｏbj-Cを組み立てることができる。
図１５は、本実施形態に係る立体物造形システム１００が造形した立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bと、対比例２に係る立体物造形システムが造形した立体物Ｏbj2-A及びＯbj2-Bと、を説明するための説明図である。なお、この図では、簡単のために、モデルデータ及び立体物を、Ｘ軸及びＹ軸に平行なＸＹ平面で切断した場合の切断面により表している。
図１５のうち、図１５（Ａ）は、図１４（Ａ）と同様の、モデルデータＤat-A及びＤat-Bが示す立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bのモデルの断面を示す断面図であり、図１５（Ｂ）は、図１４（Ｂ）と同様の、本実施形態に係る立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bの断面を示す断面図であり、図１５（Ｃ）は、対比例２に係る立体物造形システムが造形する立体物Ｏbj2-A及びＯbj2-Bの断面を示す断面図である。
図１５のうち、図１５（Ａ）は、図１４（Ａ）と同様の、モデルデータＤat-A及びＤat-Bが示す立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bのモデルの断面を示す断面図であり、図１５（Ｂ）は、図１４（Ｂ）と同様の、本実施形態に係る立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bの断面を示す断面図であり、図１５（Ｃ）は、対比例２に係る立体物造形システムが造形する立体物Ｏbj2-A及びＯbj2-Bの断面を示す断面図である。
図１５（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、上述したように、立体物Ｏbj-AのＸ軸方向の幅がΔＸ1となり、立体物Ｏbj-Bの溝部ＧP1に対して、立体物Ｏbj-Aを嵌め合わせることができるような、立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bを造形する。このため、造形された立体物Ｏbj-A及びＯbj-Bを用いて立体物Ｏbj-Cを組み立てることができる。
一方、上述したとおり、対比例２に係る立体物造形システムが造形する立体物Ｏbj2のサイズは、モデルデータＤatの示すモデルのサイズよりも、透明層Ｌ2の厚さΔＬ2に応じた分だけ大きくなる。具体的には、図１５（Ｃ）に示すように、対比例２に係る立体物造形システムが造形する立体物Ｏbj2-Aは、Ｘ軸方向の幅ΔＸ2が、モデルデータＤat-Aの示す幅ΔＸよりも「２×ΔＬ2」だけ広くなる。また、対比例２に係る立体物造形システムが造形する立体物Ｏbj2-Bが有する溝部ＧP2は、モデルデータＤat-Bの示す溝部ＧPのＸ軸方向の幅と比較して、「２×ΔＬ2」だけ狭くなる。このため、立体物Ｏbj2-Bの有する溝部ＧP2に、立体物Ｏbj2-Aを嵌め合わせることはできない。つまり、立体物Ｏbj2-A及びＯbj2-Bを用いて立体物Ｏbj-Cを組み立てることはできない。
以上において説明したように、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、対比例２に係る立体物造形システムと同様に、有彩色層Ｌ1を覆うように透明層Ｌ2を設けるため、有彩色層Ｌ1を透明層Ｌ2により保護することができる。
一方、対比例２に係る立体物造形システムでは、造形される立体物のサイズが、モデルデータＤatの示すモデルのサイズよりも大きくなるため、図１４及び図１５において例示したような部品を造形する場合には適さない。
これに対して、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、立体物Ｏbjのサイズが、モデルデータＤatの示すモデルのサイズと略同じとなるように、立体物Ｏbjを造形する。このため、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、部品等、多様な用途の立体物Ｏbjを造形することができる。
一方、対比例２に係る立体物造形システムでは、造形される立体物のサイズが、モデルデータＤatの示すモデルのサイズよりも大きくなるため、図１４及び図１５において例示したような部品を造形する場合には適さない。
これに対して、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、立体物Ｏbjのサイズが、モデルデータＤatの示すモデルのサイズと略同じとなるように、立体物Ｏbjを造形する。このため、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、部品等、多様な用途の立体物Ｏbjを造形することができる。
＜３．実施形態の結論＞
以上において説明したように、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、有彩色層Ｌ1を覆うように設けられた透明層Ｌ2を備える立体物Ｏbjを造形する。このため、立体物Ｏbjの有彩色層Ｌ1に付された色彩により表される模様、文字、その他の画像に係る画質が、経時的に劣化する程度を、小さく抑えることが可能となる。
更に、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、モデルデータＤatの示すモデルのサイズと略同じとなる立体物Ｏbjを造形するため、部品等を含む多様な用途の立体物Ｏbjを造形することができる。
以上において説明したように、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、有彩色層Ｌ1を覆うように設けられた透明層Ｌ2を備える立体物Ｏbjを造形する。このため、立体物Ｏbjの有彩色層Ｌ1に付された色彩により表される模様、文字、その他の画像に係る画質が、経時的に劣化する程度を、小さく抑えることが可能となる。
更に、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、モデルデータＤatの示すモデルのサイズと略同じとなる立体物Ｏbjを造形するため、部品等を含む多様な用途の立体物Ｏbjを造形することができる。
なお、本実施形態において、有彩色インクは「第１の液体」の一例であり、クリアーインクは「第２の液体」の一例であり、ホワイトインクは「第３の液体」の一例であり、有彩色層Ｌ1は「第１層」の一例であり、透明層Ｌ2は「第２層」の一例であり、白色層Ｌ3は「第３層」の一例である。
＜Ｂ．変形例＞
以上の実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。
なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以上の実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。
なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
＜変形例１＞
上述した実施形態において、有彩色層Ｌ1が一様な厚さΔＬ1を有し、白色層Ｌ3が一様な厚さΔＬ3を有するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、有彩色層Ｌ1の厚さ、及び、白色層Ｌ3の厚さは一様でなくてもよい。すなわち、立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjにおいて、少なくとも透明層Ｌ2の厚さが一様であればよい。
上述した実施形態において、有彩色層Ｌ1が一様な厚さΔＬ1を有し、白色層Ｌ3が一様な厚さΔＬ3を有するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、有彩色層Ｌ1の厚さ、及び、白色層Ｌ3の厚さは一様でなくてもよい。すなわち、立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjにおいて、少なくとも透明層Ｌ2の厚さが一様であればよい。
＜変形例２＞
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形システム１００の造形する立体物Ｏbjは、立体物Ｏbjの外面ＳFから内部に向かって、透明層Ｌ2、有彩色層Ｌ1、白色層Ｌ3、及び、中空部ＨLを備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形システム１００は、少なくとも、有彩色層Ｌ1と、有彩色層Ｌ1よりも外面ＳF側に設けられた透明層Ｌ2と、を具備する立体物Ｏbjを造形するものであればよい。つまり、立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjにおいて、有彩色層Ｌ1よりも内側の構造は、どのような構造であってもよい。
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形システム１００の造形する立体物Ｏbjは、立体物Ｏbjの外面ＳFから内部に向かって、透明層Ｌ2、有彩色層Ｌ1、白色層Ｌ3、及び、中空部ＨLを備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形システム１００は、少なくとも、有彩色層Ｌ1と、有彩色層Ｌ1よりも外面ＳF側に設けられた透明層Ｌ2と、を具備する立体物Ｏbjを造形するものであればよい。つまり、立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjにおいて、有彩色層Ｌ1よりも内側の構造は、どのような構造であってもよい。
例えば、立体物造形システム１００の造形する立体物Ｏbjは、白色層Ｌ3の代わりにクリアーインクで形成された層を備える構成であってもよい。
また、例えば、立体物造形システム１００の造形する立体物Ｏbjは、中空部ＨLを設けずに、有彩色層Ｌ1よりも内側全体が、ホワイトインクにより形成された層及びクリアーインクにより形成された層の少なくとも一方により満たされるような中実構造であってもよい。
また、例えば、立体物造形システム１００の造形する立体物Ｏbjは、白色層Ｌ3の代わりに、ホワイトインク以外の硬化性インクであって可視光を所定の割合以上で反射可能なインクで形成された層が設けられる構成であってもよい。例えば、白色層Ｌ3の代わりに、淡シアンのインク、淡マゼンタのインク、または、無彩色の淡インク等により形成された層を設けてもよい。
また、例えば、立体物造形システム１００の造形する立体物Ｏbjは、中空部ＨLを設けずに、有彩色層Ｌ1よりも内側全体が、ホワイトインクにより形成された層及びクリアーインクにより形成された層の少なくとも一方により満たされるような中実構造であってもよい。
また、例えば、立体物造形システム１００の造形する立体物Ｏbjは、白色層Ｌ3の代わりに、ホワイトインク以外の硬化性インクであって可視光を所定の割合以上で反射可能なインクで形成された層が設けられる構成であってもよい。例えば、白色層Ｌ3の代わりに、淡シアンのインク、淡マゼンタのインク、または、無彩色の淡インク等により形成された層を設けてもよい。
＜変形例３＞
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１は、造形用インクを硬化させて形成された造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、層状に敷き詰められた粉体を硬化性の造形用インクにより固めることで造形体ＬＹを形成し、形成された造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形するものであってもよい。
この場合、立体物造形装置１は、造形台４５上に粉体を所定の厚さΔＺで敷き詰めて粉体層ＰWを形成するための粉体層形成部（図示省略）と、立体物Ｏbjの形成後に、立体物Ｏbjを構成しない粉体（造形用インクにより固められた粉体以外の粉体）を廃棄するための粉体廃棄部（図示省略）と、を備えればよい。なお、以下では、造形体ＬＹ[q]を形成するための粉体層ＰWを、粉体層ＰW[q]と称する。
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１は、造形用インクを硬化させて形成された造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、層状に敷き詰められた粉体を硬化性の造形用インクにより固めることで造形体ＬＹを形成し、形成された造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形するものであってもよい。
この場合、立体物造形装置１は、造形台４５上に粉体を所定の厚さΔＺで敷き詰めて粉体層ＰWを形成するための粉体層形成部（図示省略）と、立体物Ｏbjの形成後に、立体物Ｏbjを構成しない粉体（造形用インクにより固められた粉体以外の粉体）を廃棄するための粉体廃棄部（図示省略）と、を備えればよい。なお、以下では、造形体ＬＹ[q]を形成するための粉体層ＰWを、粉体層ＰW[q]と称する。
図１６は、本変形例に係るデータ生成処理及び造形処理を実行する場合の立体物造形システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図１６に示す本変形例に係るフローチャートは、ステップＳ１６０の代わりにステップＳ１６１及びＳ１６２に示す処理を実行する点と、ステップＳ１７０における判定結果が肯定である場合にステップＳ１９０に示す処理を実行する点と、を除き、図１０に示す実施形態に係るフローチャートと同様である。
図１６に示すように、本変形例に係る制御部６は、粉体層形成部が粉体層ＰW[q]を形成するように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（Ｓ１６１）。
また、本変形例に係る制御部６は、造形体データＦＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]にドットを形成して造形体ＬＹ[q]を形成するように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（Ｓ１６２）。具体的には、制御部６は、ステップＳ１６２において、まず、造形体データＦＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]に対して造形用インクまたは支持用インクを吐出させるようにヘッドユニット３の動作を制御する。次に、制御部６は、粉体層ＰW[q]に対して吐出されたインクにより形成されたドットを硬化させることで、粉体層ＰW[q]のうちドットが形成された部分の粉体を固めるように、硬化ユニット６１の動作を制御する。これにより、粉体層ＰW[q]の粉体がインクにより固められ、造形体ＬＹ[q]を形成することができる。
また、本変形例に係る制御部６は、立体物Ｏbjが造形された後、立体物Ｏbjを構成しない粉体を廃棄するように粉体廃棄部の動作を制御する（Ｓ１９０）。
図１６に示すように、本変形例に係る制御部６は、粉体層形成部が粉体層ＰW[q]を形成するように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（Ｓ１６１）。
また、本変形例に係る制御部６は、造形体データＦＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]にドットを形成して造形体ＬＹ[q]を形成するように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（Ｓ１６２）。具体的には、制御部６は、ステップＳ１６２において、まず、造形体データＦＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]に対して造形用インクまたは支持用インクを吐出させるようにヘッドユニット３の動作を制御する。次に、制御部６は、粉体層ＰW[q]に対して吐出されたインクにより形成されたドットを硬化させることで、粉体層ＰW[q]のうちドットが形成された部分の粉体を固めるように、硬化ユニット６１の動作を制御する。これにより、粉体層ＰW[q]の粉体がインクにより固められ、造形体ＬＹ[q]を形成することができる。
また、本変形例に係る制御部６は、立体物Ｏbjが造形された後、立体物Ｏbjを構成しない粉体を廃棄するように粉体廃棄部の動作を制御する（Ｓ１９０）。
図１７は、本変形例に係るモデルデータＤat及び断面モデルデータＬdat[q]と、造形体データＦＤ[q]と、粉体層ＰW[q]と、造形体ＬＹ[q]と、の関係を説明するための説明図である。
このうち、図１７（Ａ）及び（Ｂ）は、図２（Ａ）及び（Ｂ）と同様、断面モデルデータＬdat[1]及びＬdat[2]を例示している。本変形例においても、モデルデータＤatをスライスすることで断面モデルデータＬdat[q]を生成し、断面モデルデータＬdat[q]から造形体データＦＤ[q]を生成し、そして、造形体データＦＤ[q]に基づいて形成されたドットにより造形体ＬＹ[q]を形成する。以下、図１７（Ｃ）乃至（Ｆ）を参照しつつ、本変形例に係る造形体ＬＹ[q]の形成について、造形体ＬＹ[1]及びＬＹ[2]を例示して説明する。
このうち、図１７（Ａ）及び（Ｂ）は、図２（Ａ）及び（Ｂ）と同様、断面モデルデータＬdat[1]及びＬdat[2]を例示している。本変形例においても、モデルデータＤatをスライスすることで断面モデルデータＬdat[q]を生成し、断面モデルデータＬdat[q]から造形体データＦＤ[q]を生成し、そして、造形体データＦＤ[q]に基づいて形成されたドットにより造形体ＬＹ[q]を形成する。以下、図１７（Ｃ）乃至（Ｆ）を参照しつつ、本変形例に係る造形体ＬＹ[q]の形成について、造形体ＬＹ[1]及びＬＹ[2]を例示して説明する。
図１７（Ｃ）に示すように、制御部６は、造形体ＬＹ[1]の形成に先立ち、所定の厚さΔＺの粉体層ＰW[1]を形成するように粉体層形成部の動作を制御する（上述したステップＳ１６１参照）。
次に、制御部６は、図１７（Ｄ）に示すように、粉体層ＰW[1]内に造形体ＬＹ[1]が形成されるように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（上述したステップＳ１６２参照）。具体的には、制御部６は、まず、造形体データＦＤ[1]に基づいてヘッドユニット３の動作を制御することで、粉体層ＰW[1]にインクを吐出させてドットを形成する。次に、制御部６は、粉体層ＰW[1]に形成したドットを硬化させるように、硬化ユニット６１の動作を制御することで、ドットが形成されている部分の粉体を固め、造形体ＬＹ[1]を形成する。
その後、制御部６は、図１７（Ｅ）に示すように、粉体層ＰW[1]及び造形体ＬＹ[1]の上に、所定の厚さΔＺの粉体層ＰW[2]を形成するように粉体層形成部を制御する。さらに、制御部６は、図１７（Ｆ）に示すように、造形体ＬＹ[2]が形成されるように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する。
このように、制御部６は、造形体データＦＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]内に造形体ＬＹ[q]を形成し、当該造形体ＬＹ[q]を積層させていくことで、立体物Ｏbjを造形する。
次に、制御部６は、図１７（Ｄ）に示すように、粉体層ＰW[1]内に造形体ＬＹ[1]が形成されるように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（上述したステップＳ１６２参照）。具体的には、制御部６は、まず、造形体データＦＤ[1]に基づいてヘッドユニット３の動作を制御することで、粉体層ＰW[1]にインクを吐出させてドットを形成する。次に、制御部６は、粉体層ＰW[1]に形成したドットを硬化させるように、硬化ユニット６１の動作を制御することで、ドットが形成されている部分の粉体を固め、造形体ＬＹ[1]を形成する。
その後、制御部６は、図１７（Ｅ）に示すように、粉体層ＰW[1]及び造形体ＬＹ[1]の上に、所定の厚さΔＺの粉体層ＰW[2]を形成するように粉体層形成部を制御する。さらに、制御部６は、図１７（Ｆ）に示すように、造形体ＬＹ[2]が形成されるように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する。
このように、制御部６は、造形体データＦＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]内に造形体ＬＹ[q]を形成し、当該造形体ＬＹ[q]を積層させていくことで、立体物Ｏbjを造形する。
＜変形例４＞
上述した実施形態及び変形例において、吐出部Ｄから吐出されるインクは、紫外線硬化型インク等の硬化性インクであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂等からなるインクであってもよい。
この場合、インクは、吐出部Ｄにおいて加熱された状態で吐出されることが好ましい。すなわち、本変形例に係る吐出部Ｄは、キャビティ３２０に設けられた発熱体（図示省略）を発熱させることでキャビティ３２０内に気泡を生じさせてキャビティ３２０内部の圧力を高め、これによりインクを吐出させる、所謂サーマル方式の吐出であることが好ましい。
また、この場合、吐出部Ｄから吐出されたインクは外気により冷却されて硬化するため、立体物造形装置１は、硬化ユニット６１を具備しなくてもよい。
上述した実施形態及び変形例において、吐出部Ｄから吐出されるインクは、紫外線硬化型インク等の硬化性インクであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂等からなるインクであってもよい。
この場合、インクは、吐出部Ｄにおいて加熱された状態で吐出されることが好ましい。すなわち、本変形例に係る吐出部Ｄは、キャビティ３２０に設けられた発熱体（図示省略）を発熱させることでキャビティ３２０内に気泡を生じさせてキャビティ３２０内部の圧力を高め、これによりインクを吐出させる、所謂サーマル方式の吐出であることが好ましい。
また、この場合、吐出部Ｄから吐出されたインクは外気により冷却されて硬化するため、立体物造形装置１は、硬化ユニット６１を具備しなくてもよい。
＜変形例５＞
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１が吐出可能なドットのサイズは、小ドット、中ドット、及び、大ドットの３種類であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１が吐出可能なドットのサイズは１種類以上あればよい。
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１が吐出可能なドットのサイズは、小ドット、中ドット、及び、大ドットの３種類であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１が吐出可能なドットのサイズは１種類以上あればよい。
＜変形例６＞
上述した実施形態及び変形例において、造形データ生成部９３はホストコンピューター９に設けられるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、造形データ生成部９３は立体物造形装置１に設けられるものであってもよい。例えば、造形データ生成部９３は、制御部６が制御プログラムに従って動作すること実現される機能ブロックとして実装されてもよい。
立体物造形装置１が造形データ生成部９３を備える場合、立体物造形装置１は、外部から供給されるモデルデータＤatに基づいて造形体データＦＤを生成し、更に、生成した造形体データＦＤに基づいて立体物Ｏbjを造形することができる。
上述した実施形態及び変形例において、造形データ生成部９３はホストコンピューター９に設けられるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、造形データ生成部９３は立体物造形装置１に設けられるものであってもよい。例えば、造形データ生成部９３は、制御部６が制御プログラムに従って動作すること実現される機能ブロックとして実装されてもよい。
立体物造形装置１が造形データ生成部９３を備える場合、立体物造形装置１は、外部から供給されるモデルデータＤatに基づいて造形体データＦＤを生成し、更に、生成した造形体データＦＤに基づいて立体物Ｏbjを造形することができる。
＜変形例７＞
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形システム１００はモデルデータ生成部９２を備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形システム１００がモデルデータ生成部９２を含まずに構成されてもよい。
つまり、立体物造形システム１００は、立体物造形システム１００の外部から供給されるモデルデータＤatに基づいて、立体物Ｏbjを造形するものであればよい。
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形システム１００はモデルデータ生成部９２を備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形システム１００がモデルデータ生成部９２を含まずに構成されてもよい。
つまり、立体物造形システム１００は、立体物造形システム１００の外部から供給されるモデルデータＤatに基づいて、立体物Ｏbjを造形するものであればよい。
＜変形例８＞
上述した実施形態及び変形例において、駆動波形信号Ｃomは、波形ＰL1〜ＰL3を有する信号であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、駆動波形信号Ｃomは、少なくとも１種類のサイズのドットに対応する量のインクを吐出部Ｄから吐出させることが可能な波形を有する信号であれば、どのような信号であってもよい。例えば、駆動波形信号Ｃomは、インクの種類に応じて異なる波形としてもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、波形指定信号ＳＩ[m]のビット数は２ビットであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、波形指定信号ＳＩ[m]のビット数は、吐出部Ｄから吐出されたインクにより形成されるドットのサイズの種類数に応じて、適宜定めればよい。
上述した実施形態及び変形例において、駆動波形信号Ｃomは、波形ＰL1〜ＰL3を有する信号であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、駆動波形信号Ｃomは、少なくとも１種類のサイズのドットに対応する量のインクを吐出部Ｄから吐出させることが可能な波形を有する信号であれば、どのような信号であってもよい。例えば、駆動波形信号Ｃomは、インクの種類に応じて異なる波形としてもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、波形指定信号ＳＩ[m]のビット数は２ビットであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、波形指定信号ＳＩ[m]のビット数は、吐出部Ｄから吐出されたインクにより形成されるドットのサイズの種類数に応じて、適宜定めればよい。
１…立体物造形装置、３…ヘッドユニット、６…制御部、７…位置変化機構、９…ホストコンピューター、３０…記録ヘッド、３１…駆動信号生成部、４５…造形台、６０…記憶部、６１…硬化ユニット、９２…モデルデータ生成部、９３…造形データ生成部、１００…立体物造形システム、１０１…システム制御部、Ｄ…吐出部、Ｎ…ノズル。
Claims (7)
- 造形すべき立体物の形状及び色彩を指定するためのモデルデータに基づいて前記立体物を造形する立体物造形装置であって、
有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、
前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、
前記モデルデータに基づいて、硬化した前記ドットにより前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットを制御する造形制御部と、
を備え、
前記造形制御部は、
前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成され、前記モデルデータの示す色彩を表すための第１層と、
前記第２の液体により形成された複数のドットから形成され、前記モデルデータに示す形状に基づいて定められる前記立体物の外面を含み、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた第２層と、
を備える前記立体物であって、
前記第１層が、前記立体物の外面から前記第２層の厚さに応じた距離だけ離れるように設けられた、前記立体物が造形されるように、
前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする、立体物造形装置。 - 前記立体物は、
複数の造形体を順番に重ねることにより造形され、
最初に形成される造形体と、最後に積層される造形体とは、
前記第２の液体により形成され、
前記造形体は、
硬化した前記ドットにより形成され、
前記造形制御部は、
前記モデルデータに基づいて、前記造形体が形成されるように、
前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の立体物造形装置。 - 前記ヘッドユニットは、
可視光を所定の割合以上の割合で反射する第３の液体を吐出可能であり、
前記造形制御部は、
前記第３の液体により形成された複数のドットから形成される第３層を備える前記立体物であって、前記第１層が、前記第３層及び前記第２層を隔てるように設けられた、前記立体物が造形されるように、
前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする、請求項１又は２のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。 - 前記造形制御部は、
前記第２層の厚さが略一定となるように設けられた前記立体物が造形されるように、
前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。 - 造形すべき立体物の形状及び色彩を指定するためのモデルデータに基づいて前記立体物を造形する立体物造形システムであって、
有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、
前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、
前記モデルデータに基づいて、硬化した前記ドットにより前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットを制御するシステム制御部と、
を備え、
前記システム制御部は、
前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成され、前記モデルデータの示す色彩を表すための第１層と、
前記第２の液体により形成された複数のドットから形成され、前記モデルデータに示す形状に基づいて定められる前記立体物の外面を含み、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた第２層と、
を備える前記立体物であって、
前記第１層が、前記立体物の外面から前記第２層の厚さに応じた距離だけ離れるように設けられた、前記立体物が造形されるように、
前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする、立体物造形システム。 - 有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、
前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、
を備える立体物造形装置の制御方法であって、
前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成され、造形すべき立体物の形状及び色彩を指定するためのモデルデータの示す色彩を表すための第１層と、
前記第２の液体により形成された複数のドットから形成され、前記モデルデータに示す形状に基づいて定められる前記立体物の外面を含み、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた第２層と、
を備える前記立体物であって、
前記第２層が、前記立体物の外面を含み、且つ、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた、前記立体物が造形されるように、
前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする、立体物造形装置の制御方法。 - 有彩色の色材成分を有する第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む、複数種類の液体を吐出し、吐出した液体によりドットを形成可能なヘッドユニットと、
前記ドットを硬化させる硬化ユニットと、
コンピューターと、
を備える立体物造形装置の制御プログラムであって、
前記コンピューターを、
前記第１の液体により形成されたドットを含む複数のドットから形成され、造形すべき立体物の形状及び色彩を指定するためのモデルデータの示す色彩を表すための第１層と、
前記第２の液体により形成された複数のドットから形成され、前記モデルデータに示す形状に基づいて定められる前記立体物の外面を含み、前記第１層と前記立体物の外面とを隔てるように設けられた第２層と、
を備える前記立体物であって、
前記第１層が、前記立体物の外面から前記第２層の厚さに応じた距離だけ離れるように設けられた、前記立体物が造形されるように、
前記ヘッドユニットを制御する、
造形制御部として機能させる、
ことを特徴とする、立体物造形装置の制御プログラム。
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