JP6485096B2 - 立体物造形装置、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

Description

本発明は、立体物造形装置、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多く提案されている。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用いて、仮想的な直方体であるボクセルにブロックを形成し、複数のブロックを用いて立体物を造形する。このような立体物造形装置において、複数色のインクを吐出して複数色のドットを形成し、これにより、彩色の施された立体物を造形する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００２−２６４２２１号公報

ところで、ボクセルに対して、１または複数のドットを用いてブロックを形成する場合、ボクセルの形状とドットの形状が異なる場合がある。このため、例えば、均一な色の立体物を造形するために、立体物を彩色するための色を有するドットを含むブロックを均一な密度で配置しても、ドットの分布密度が不均一となる場合がある。この場合、視角方向によって立体物の色に濃淡が生じる等、不均一な色の立体物が造形される。また、例えば、均一な色を有さない立体物を造形する場合においても、ブロックとドットの形状の相違に起因して、色むらや色再現性の劣化が生じ、本来表示すべき色を正確に再現できないことがあった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、立体物造形装置が立体物を造形する場合に、立体物において正確な色の再現す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、立体物の形状及び色彩を表すためのモデルが指定する指定色を表す際に用いられる第１の色材成分を含む第１の液体、及び、前記第１の液体とは異なる色を有する第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、前記ヘッドユニットから吐出された前記第１の液体を硬化させて第１ドットを形成し、前記ヘッドユニットから吐出された前記第２の液体を硬化させて第２ドットを形成可能な硬化ユニットと、を備え、前記第１ドットを用いて第１色ブロックを形成し、前記第１ドットを用いず、前記第２ドットを用いて第２色ブロックを形成し、前記第１色ブロック及び前記第２色ブロックを含む複数のブロックを用いて、前記立体物を造形可能な立体物造形装置であって、前記立体物を構成する複数のブロックは、前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面が前記立体物の表面である第１表面ブロックと、前記立体物の造形時におけるブロックの一つの側面が前記立体物の表面である第２表面ブロックと、を含み、前記モデルが、所定数の前記第１表面ブロックからなる第１領域に対して、前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、前記モデルが、前記所定数の前記第２表面ブロックからなる第２領域に対して、前記指定色を指定する場合に、前記第２領域を形成する前記第１色ブロックの個数とは、異なる、ことを特徴とする。

一般的に、ブロックを配置するための仮想的な直方体であるボクセルの形状と、ドットの形状とは、一致しない。このため、指定色を表すための第１ドットを含む第１色ブロックを、第１領域と第２領域とで同一の密度となるように配置した場合、第１領域において再現される色と、第２領域において再現される色とは異なる色、または、異なる濃度の色となる可能性が高い。
この発明によれば、第１色ブロックが、第１領域と第２領域とで同一の密度で配置されることを防止する。このため、第１色ブロックを第１領域と第２領域とで同一の密度で配置する場合と比較して、第１領域及び第２領域の間において、色が不均一となる可能性を低く抑えることができる。これにより、立体物において正確な色の再現が可能となる。

なお、第１の液体としては、例えば、有彩色インクまたは無彩色インクを採用することができる。また、第２の液体としては、第１の液体と異なる色を有する液体であればよく、例えば、有彩色インク、無彩色インク、または、クリアーインク等を採用することができる。
また、本発明において、立体物の造形時におけるブロックの上面とは、立体物造形装置が、複数のブロックにより造形層を形成し、複数の造形層を順番に積層させて立体物を造形する場合における、積層方向である。
また、各ドット（第１ドット、第２ドット）は、ヘッドユニットから吐出された液体のみからなるものであってもよいし、ヘッドユニットから吐出された液体に加え、当該液体以外の物体、例えば、液体が吐出される位置に予め設けられた粉末等を含むものであってもよい。この場合、当該粉末は、液体が硬化することで、固められるものであればよい。

また、上述した立体物造形装置において、前記立体物を構成する複数のブロックは、前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面と、側面のうち少なくとも一面とが前記立体物の表面である第３表面ブロックを含み、前記モデルが、前記所定数の前記第３表面ブロックを含む第３領域に対して、前記指定色を指定する場合に、前記第３領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、前記モデルが、前記第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数とは、異なる、ことを特徴とすることが好ましい。

一般的に、ブロックを配置するための仮想的な直方体であるボクセルの形状と、ドットの形状とは、一致しないため、第１色ブロックを、第１領域と第３領域とで同一の密度となるように配置した場合、第１領域において再現される色と、第３領域において再現される色とは、異なる色、または、異なる濃度の色となる可能性が高い。
この発明によれば、第１色ブロックが、第１領域と第３領域とで、同一の密度で配置されることを防止するため、第１領域及び第３領域の間において、色が不均一となる可能性を低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、前記モデルが、前記第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第１領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第１領域に占める面積の割合と、前記モデルが、前記第２領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第２領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第２領域に占める面積の割合と、は略同じである、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領域と第２領域との間で、指定色を表すための第１ドットの密度が略同一となるように第１色ブロックを配置する。このため、第１領域及び第２領域の間において、色を均一化することが可能となり、立体物において正確な色の再現が可能となる。

また、上述した立体物造形装置において、前記モデルが、前記第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第１領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第１領域に占める面積の割合と、前記モデルが、前記第３領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第３領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第３領域に占める面積の割合と、は略同じである、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領域と第３領域との間で、指定色を表すための第１ドットの密度が略同一となるように第１色ブロックを配置する。このため、第１領域及び第３領域の間において、色を均一化することが可能となり、立体物において正確な色の再現が可能となる。

また、上述した立体物造形装置において、前記第２の液体が有する色材成分は、前記第１の液体が有する色材成分よりも少ない、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の液体を硬化させて形成される第１ドットと、第２の液体を硬化させて形成される第２ドットとの、立体物の表面における比率を調整することで、立体物において再現される色の濃度を制御することができる。このため、立体物において、指定色を正確に再現することができる。
なお、第２の液体としては、色材成分を含まない透明の液体、または、色材成分が含まないと看做すことができる程度に色材成分量が少ない略透明の液体を採用してもよい。例えば、第２の液体としては、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、前記第２の液体は、前記指定色を表す際に用いられる第２の色材成分を有する、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の液体を硬化させて形成される第１ドットと、第２の液体を硬化させて形成される第２ドットとの、立体物の表面における比率を調整することで、立体物において、指定色を正確に再現することができる。
なお、第２の液体としては、有彩色の色材成分を含む液体、または、ホワイト等の無彩色の色材成分を含む液体のいずれを採用しても良い。

また、本発明に係る立体物造形装置の制御方法は、立体物の形状及び色彩を表すためのモデルが指定する指定色を表す際に用いられる第１の色材成分を含む第１の液体、及び、前記第１の液体とは異なる色を有する第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、前記ヘッドユニットから吐出された前記第１の液体を硬化させて第１ドットを形成し、前記ヘッドユニットから吐出された前記第２の液体を硬化させて第２ドットを形成可能な硬化ユニットと、を備え、前記第１ドットを用いて第１色ブロックを形成し、前記第１ドットを用いず、前記第２ドットを用いて第２色ブロックを形成し、前記第１色ブロック及び前記第２色ブロックを含む複数のブロックを用いて、前記立体物を造形可能な立体物造形装置の制御方法であって、前記立体物を構成する複数のブロックが、前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面が前記立体物の表面である第１表面ブロックと、前記立体物の造形時におけるブロックの一つの側面が前記立体物の表面である第２表面ブロックと、を含み、前記モデルが所定数の前記第１表面ブロックからなる第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、前記モデルが前記所定数の前記第２表面ブロックからなる第２領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第２領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、を異ならせて、前記立体物を造形するように、前記ヘッドユニット及び前記硬化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色ブロックが、第１領域と第２領域とで、同一の密度で配置されることを防止するため、第１領域及び第２領域の間において、色が不均一となる可能性を低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、立体物の形状及び色彩を表すためのモデルが指定する指定色を表す際に用いられる第１の色材成分を含む第１の液体、及び、前記第１の液体とは異なる色を有する第２の液体を吐出可能なヘッドユニットと、前記ヘッドユニットから吐出された前記第１の液体を硬化させて第１ドットを形成し、前記ヘッドユニットから吐出された前記第２の液体を硬化させて第２ドットを形成可能な硬化ユニットと、コンピューターと、を備え、前記第１ドットを用いて第１色ブロックを形成し、前記第１ドットを用いず、前記第２ドットを用いて第２色ブロックを形成し、前記第１色ブロック及び前記第２色ブロックを含む複数のブロックを用いて、前記立体物を造形可能な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、前記立体物を構成する複数のブロックが、前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面が前記立体物の表面である第１表面ブロックと、前記立体物の造形時におけるブロックの一つの側面が前記立体物の表面である第２表面ブロックと、を含み、前記モデルが所定数の前記第１表面ブロックからなる第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、前記モデルが前記所定数の前記第２表面ブロックからなる第２領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第２領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、を異ならせて、前記立体物を造形するように、前記ヘッドユニット及び前記硬化ユニットを制御する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色ブロックが、第１領域と第２領域とで、同一の密度で配置されることを防止するため、第１領域及び第２領域の間において、色が不均一となる可能性を低く抑えることができる。

本発明に係る立体物造形システム１００の構成を示すブロック図である。 立体物造形システム１００による立体物Ｏbjの造形を説明するための図である。 立体物造形システム１００による立体物Ｏbjの造形を説明するための図である。 立体物造形装置１の概略的な断面図である。 記録ヘッド３０の概略的な断面図である。 駆動信号Ｖinの供給時における吐出部Ｄの動作を説明するための説明図である。 記録ヘッド３０におけるノズルＮの配置例を示す平面図である。 駆動信号生成部３１の構成を示すブロック図である。 選択信号Ｓelの内容を示す説明図である。 駆動波形信号Ｃomの波形を表すタイミングチャートである。 データ生成処理及び造形処理を示すフローチャートである。 立体物Ｏbjを説明するための説明図である。 形状補完処理を示すフローチャートである。 指定データ生成処理を示すフローチャートである。 ブロックＢLの種類を説明するための説明図である。 ボクセルデータＶＤの示すボクセル集合体を説明するための説明図である。 立体物ＯbjにおけるブロックＢLの配置を説明するための説明図である。 変形例１に係る立体物ＯbjにおけるブロックＢLの配置を説明する図である。 変形例２に係る立体物ＯbjにおけるブロックＢLの配置を説明する図である。 変形例３に係る立体物ＯbjにおけるブロックＢLの配置を説明する図である。

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。

＜１．立体物造形システムの構成＞
以下、図１乃至図１０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、吐出したインクを用いて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（「造形層」の一例）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指定する指定データＳＤ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に基づいて指定データＳＤを生成するデータ生成処理を実行する指定データ生成部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を表すための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。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の形状及び色彩を表すためのモデルを示すモデルデータＤatを生成する。

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のモデルの輪郭である外面ＳF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指定する。
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のモデルの外面ＳFの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のモデルの外面ＳFの形状及び立体物Ｏbjの色彩に加えて、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFより内側の形状や、立体物Ｏbjの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。

指定データ生成部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。指定データ生成部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の形状及び色彩を指定する指定データＳＤ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、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。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]の形状及び色彩を指定する指定データＳＤを指定データＳＤ[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の指定する立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFの形状と、指定データＳＤを用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、指定データ生成部９３は、所定の厚さΔＺを有する造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]の形状及び色彩を指定する指定データＳＤ[1]〜ＳＤ[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有する外面ＳFのモデルを所定の厚さ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のモデル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のモデルをスライスしたときの二次元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、指定データ生成部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、指定データＳＤとして出力する。より具体的には、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdatに基づいてボクセルデータＶＤを生成し、ボクセルデータＶＤに基づいて指定データＳＤを生成する。なお、以下では、ボクセルデータＶＤのうち、断面モデルデータＬdat[q]に基づいて生成されるボクセルデータＶＤを、ボクセルデータＶＤ[q]と称する。すなわち、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]に基づいてボクセルデータＶＤ[q]を生成し、ボクセルデータＶＤ[q]に基づいて指定データＳＤ[q]を生成する。

ここで、ボクセルデータＶＤ[q]とは、断面モデルデータＬdat[q]の示す立体物Ｏbjのモデルの断面体の形状及び色彩をボクセルＶxの単位で格子状に細分化することで、断面モデルデータＬdat[q]の示す立体物Ｏbjのモデルの断面体の形状及び色彩をボクセルＶxの集合として表すデータである。
また、指定データＳＤ[q]とは、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。すなわち、指定データＳＤは、立体物Ｏbjを造形するために形成すべきドットの色及びサイズを指定するデータである。例えば、指定データＳＤは、ドットの色を、当該ドットを形成するインクの種類により指定すればよい。なお、インクの種類については後述する。

ボクセルＶxとは、所定の厚さΔＺを有し、所定体積を有する、所定サイズの仮想的な直方体である。なお、本明細書では、直方体が立方体を含む概念であることとして説明する。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Ｖx[q]と称する場合がある。
また、以下では、１個のボクセルＶxにより区画された立体物Ｏbjの構成要素をブロックＢLと称する。詳細は後述するが、ブロックＢLは、１または複数のドットを含んで構成される。換言すれば、ブロックＢLとは、１個のボクセルＶxの内部に設けられ、１または複数のドットを含む、立体物Ｏbjの構成要素である。すなわち、本実施形態において、指定データＳＤは、各ボクセルＶxに形成すべき１または複数のドットを指定する。
立体物造形システム１００は、複数のブロックＢLの集合（以下、「ブロック集合体」と称する）として立体物Ｏbjを造形する。換言すれば、立体物造形システム１００は、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルを格子状に細分化して複数のボクセルＶxの集合体（以下、「ボクセル集合体」と称する）として表し、当該ボクセル集合体を構成する複数のボクセルＶxの各々に、ドットを用いてブロックＢLを形成することで、ブロック集合体として立体物Ｏbjを造形する。

図２（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、立体物造形装置１は、指定データ生成部９３から指定データＳＤ[q]が供給されると、造形体ＬＹ[q]を形成する積層処理を実行する。図２（Ｃ）は、断面モデルデータＬdat[1]から生成された指定データＳＤ[1]に基づいて、造形台４５（図３参照）の＋Ｚ方向（以下、＋Ｚ方向を「上側」または「上方向」と称する場合がある）に第１番目の造形体ＬＹ[1]が形成された場合を例示し、図２（Ｄ）は、断面モデルデータＬdat[2]から生成された指定データＳＤ[2]に基づいて、造形体ＬＹ[1]の上側に第２番目の造形体ＬＹ[2]が形成された場合を例示している。
そして、立体物造形装置１は、指定データＳＤ[1]〜ＳＤ[Q]に対応してされる造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を上方向に順番に積層させることで、図２（Ｅ）に示す立体物Ｏbjを造形する。

なお、立体物Ｏbjは、図２に示すような、硬化性のインクを硬化させることで形成されたドットからなる造形体ＬＹを積層することで造形する方法（以下、「第１の造形方法」と称する）の他に、所定の厚さΔＺに層状に敷き詰められた粉体（以下、「粉体層ＰW」と称する）に対して硬化性のインクを吐出し、当該粉体を硬化性インクにより固めることで形成された造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形する方法（以下、「第２の造形方法」と称する）によっても造形することができる（後述する図３参照）。
本発明において、造形処理及び積層処理は、第１の造形方法または第２の造形方法のいずれの方法により実行されるものであってもよいが、以下では、説明の便宜上、第２の造形方法により実行される場合を例示して説明する。なお、以下では、造形体ＬＹ[q]を形成するのに先立ち、ｑ回目の積層処理において設けられる粉体層ＰWを、粉体層ＰW[q]と称する。

図３は、第２の造形方法による造形処理の概要を説明するための説明図である。
このうち、図３（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。
図３（Ｃ）に示すように、立体物造形装置１は、造形体ＬＹ[1]の形成に先立ち、粉体層ＰW[1]を形成する。次に、立体物造形装置１は、図３（Ｄ）に示すように、粉体層ＰW[1]に対してインクを吐出して当該インクを粉体とともに硬化させることにより、粉体層ＰW[1]内に造形体ＬＹ[1]を形成する。更に、立体物造形装置１は、図３（Ｅ）に示すように、造形体ＬＹ[1]を含む粉体層ＰW[1]の上側に、粉体層ＰW[2]を形成する。次に、立体物造形装置１は、図３（Ｆ）に示すように、粉体層ＰW[2]に対してインクを吐出して当該インクを粉体とともに硬化させることにより、粉体層ＰW[2]内に造形体ＬＹ[2]を形成する。
このように、本実施形態に係る立体物造形装置１は、指定データＳＤ[q]に対応する造形体ＬＹ[q]を粉体層ＰW[q]に形成し、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。なお、粉体層ＰW[1]〜ＰW[Q]を構成する粉体のうち、立体物Ｏbjを構成しない粉体は、立体物Ｏbjの造形後に廃棄すればよい。

ところで、本実施形態に係るモデルデータＤatは、上述のとおり、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFの形状（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、立体物Ｏbjの強度等を考慮して、外面ＳFよりも内側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、立体物Ｏbjの外面ＳFよりも内側の領域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、本実施形態に係る指定データ生成部９３は、図２及び図３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、外面ＳFよりも内側の領域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。
以下では、データ生成処理のうち、モデルデータＤatの示すモデルの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断面モデルデータＬdatが指定する外面ＳFよりも内側の構造と、についての詳細は、後述する。

ところで、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−Ｚ方向（以下、−Ｚ方向を「下側」または「下方向」と称する場合がある）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Ｖx[1]が存在する。しかし、立体物Ｏbjの形状によっては、ボクセルＶx[2]の下側にボクセルＶx[1]が存在しない場合がある。このような場合、ボクセルＶx[2]にドットを形成しようとしても、当該ドットが、本来形成すべき位置よりも下側に形成されてしまうことがある。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Ｖx[q]に形成するためには、当該ボクセルＶx[q]の下側の少なくとも一部に、当該ボクセルＶx[q]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、断面モデルデータＬdat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、指定データＳＤ[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Ｖx[q]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Ｖx[q]の集合として表したデータと、を含む。
本実施形態に係る指定データ生成部９３は、モデルデータＤatに基づいて、ボクセルＶx[q]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、指定データ生成部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断面モデルデータＬdat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、または、立体物Ｏbjを造形するインクよりも低い融点のインク等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４を参照しつつ、立体物造形装置１について説明する。図４は、立体物造形装置１の構造の概略を示す斜視図である。

図１及び図４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、インクを貯蔵する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、粉体層ＰWを構成するための粉体を噴出させて造形台４５上に粉体を所定の厚さΔＺで敷き詰めることで粉体層ＰWを形成する粉体層形成部（図示省略）と、立体物Ｏbjの形成後に立体物Ｏbjを構成しない余分な粉体を廃棄するための粉体廃棄部（図示省略）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及び指定データ生成部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。

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種類の造形用インクと、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貯蔵されている。
立体物Ｏbjを造形するための５種類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種類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、３０％以上の光を反射するインクであり、好ましくは、５０％以上の光を反射するインクであり、より好ましくは、８０％以上の光を反射するインクである。
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。
以下では、５種類の造形用インクのうち、３種類の有彩色インク及び１種類の無彩色インクを、彩色インクと総称する場合がある。すなわち、本実施形態では、立体物造形装置１が４種類の彩色インクを吐出可能な場合を想定する。

また、以下では、立体物造形装置１が吐出可能な５種類の造形用インクのうち、モデルデータＤatの表すモデルの指定する色（以下、「指定色」と称する）を再現する際に使用される任意の１色（以下、「第１色」と称する）のインクを「第１の液体」と称する。また、５種類の造形用インクのうち、指定色を再現する際に使用される色のうち第１色とは異なる色（以下、「第２色」と称する）のインクを「第２の液体」と称する。以下では、第１の液体が、有彩色インクである場合を想定し、第２の液体が、クリアーインクである場合を想定して説明する。

なお、本実施形態では、各インクカートリッジ４８はキャリッジ４１に搭載されているが、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４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軸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。

記憶部６０は、ホストコンピューター９から供給される指定データＳＤ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から指定データＳＤが供給された場合、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から供給される指定データＳＤを記憶部６０に格納する。次に、制御部６は、指定データＳＤ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、指定データＳＤ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、ドットサイズ及びドット配置を調整しつつ造形台４５上の粉体層ＰWにドットを形成し、粉体層ＰW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を積層し、これにより、モデルデータＤatに対応する立体物Ｏbjを造形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。

＜１．３．記録ヘッドについて＞
次に、図５乃至図７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５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５に示すように、吐出部Ｄは、圧電素子３００と、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、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）型を採用するが、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。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６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６（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６（ａ）に示す初期状態と比較して、図６（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６（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６（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７は、＋Ｚ方向または−Ｚ方向から記録ヘッド３０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７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が６列設けられている。具体的には、記録ヘッド３０には、ノズル列Ｌn-CY、ノズル列Ｌn-MG、ノズル列Ｌn-YL、ノズル列Ｌn-WT、ノズル列Ｌn-CL、及び、ノズル列Ｌn-SP、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。

なお、本実施形態では、図７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。

＜１．４．駆動信号生成部について＞
次に、図８乃至図１０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８は、駆動信号生成部３１の構成を示すブロック図である。
図８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、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、指定データＳＤに基づいて定められる、吐出部Ｄからのインクの吐出の有無及び吐出部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、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、２個の制御期間Ｔs（Ｔs1、Ｔs2）からなる。なお、本実施形態では、２個の制御期間Ｔs1、Ｔs2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。

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及びＴs2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９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及びＴs2において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定する。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において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、制御期間Ｔs2において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定する。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及びＴs2において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定する。

図８に示すように、Ｍ個のトランスミッションゲートＴＧは、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。

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、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Ｔs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。但し、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、波形指定信号ＳＩ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上にドットを形成することができる。

図１０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１０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及びＴs2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１０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、を含む。以下では、波形ＰL1及びＰL2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）＝（１、０）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）＝（１，０）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）＝（１，１）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、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）。

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、ブロックＢLを形成するために必要なインク量の略２分の１の量となるように定められる。つまり、ブロックＢLは、１個の大ドット、または、２個の小ドット、のうちいずれかを含んで構成される。
また、本実施形態では、１個のボクセルＶxに対して、１個のブロックＢL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個の大ドットを含むブロックＢL、または、２個の小ドットを含むブロックＢL、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１１乃至図１６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１１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の指定データ生成部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、指定データ生成部９３が取得したときに開始される。図１１に示すステップＳ１００、Ｓ１１０、及び、Ｓ１２０の処理が、データ生成処理に該当する。

図１１に示すように、指定データ生成部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（Ｓ１００）。なお、上述のとおり、指定データ生成部９３は、ステップＳ１００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、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の領域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、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]により表されるモデルの断面体の示す形状及び色彩を、ボクセルＶxの単位で離散化したボクセルデータＶＤ[q]を生成する（Ｓ１１０）。
次に、指定データ生成部９３は、ボクセルデータＶＤとモデルデータＤatとに基づいて、造形体ＬＹ[q]を形成するために立体物造形装置１が形成すべきブロックＢLの配置（つまり、立体物造形装置１が形成すべきドットの配置）を決定し、決定結果に基づいて指定データＳＤ[q]を生成する指定データ生成処理を実行する（Ｓ１２０）。指定データ生成処理の詳細については、後述する。
このように、指定データ生成部９３は、図１１のステップＳ１００〜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が出力した指定データＳＤを、立体物造形装置１が取得して記憶部６０に格納したときに開始される。図１１に示すステップＳ１３０〜Ｓ１８４の処理が、造形処理に該当する。

図１１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、指定データ生成部９３が生成した指定データＳＤ[q]を記憶部６０から取得する（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、指定データＳＤ[q]の指定するドット形成位置（ボクセルＶx[q]）に対して、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。

次に、制御部６は、粉体層ＰW[q]が形成されるように、粉体層形成部の動作を制御する（Ｓ１６０）。
そして、制御部６は、粉体層ＰW[q]において、指定データＳＤ[q]に応じた造形体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（以下、「ヘッドユニット３等」と称する）の動作を制御する（Ｓ１７０）。具体的には、制御部６は、ステップＳ１７０において、まず、指定データＳＤ[q]に基づいて波形指定信号ＳＩを生成し、生成した波形指定信号ＳＩにより、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、ステップＳ１７０において、粉体層ＰW[q]に対して吐出されたインクを粉体とともに硬化させて粉体層ＰW[q]にドットを形成するように、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]において、造形体ＬＹ[q]が形成される。
なお、ステップＳ１４０〜Ｓ１７０の処理が、積層処理に該当する。

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する（Ｓ１８０）。そして、ステップＳ１８０における判定結果が肯定である場合、変数ｑに１を加算した上で、処理をステップＳ１４０に進める（Ｓ１８２）。一方、ステップＳ１８０における判定結果が否定である場合、立体物Ｏbjを構成しない余分な粉体を廃棄するように粉体廃棄部の動作を制御した後に、造形処理を終了させる（Ｓ１８４）。

このように、立体物造形システム１００のうち指定データ生成部９３が、図１１のステップＳ１００〜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に基づいて指定データＳＤ[1]〜ＳＤ[Q]を生成する。また、立体物造形システム１００のうち立体物造形装置１が、制御部６の制御の下で、図１１のステップＳ１３０〜Ｓ１８４に示す造形処理を実行することで、モデルデータＤatの示すモデルの形状及び色彩を再現するような立体物Ｏbjを造形する。

なお、図１１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１１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指定データＳＤ[q]が生成された場合には、次の指定データＳＤ[q+1]の生成を待つことなく、指定データＳＤ[q]を取得した後に造形体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Ｓ１００において、指定データ生成部９３は、モデルデータＤatの指定する立体物Ｏbjのモデルの中空部分の一部または全部を補完して、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の領域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１２及び図１３を参照しつつ、断面モデルデータＬdatの示す立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の構造と、外面ＳFよりも内側の構造を定める形状補完処理と、について説明する。

まず、図１２を参照しつつ、断面モデルデータＬdatの示す、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の構造について説明する。
ここで、図１２（Ａ）は、断面モデルデータＬdatの示す立体物Ｏbjのモデルの斜視図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す立体物ＯbjもモデルをＹ軸及びＺ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。なお、図１２では、図示の都合上、図２及び図３とは異なる、矩形の上底及び下底を有する錐台形状の立体物Ｏbjを造形する場合を想定する。

図１２（Ｂ）に示すように、断面モデルデータＬdatに基づいて造形される立体物Ｏbjは、立体物Ｏbjの表面から、立体物Ｏbjの内側にむけて順番に、彩色層Ｌ1、遮蔽層Ｌ2、及び、内部層Ｌ3の３層を備え、また、当該３層よりも内側に中空部ＨLを備える。
ここで、彩色層Ｌ1とは、造形用インクを含むインクにより形成される層であり、立体物Ｏbjの色彩を表現するための立体物Ｏbjの表面を含む層である。また、遮蔽層Ｌ2とは、例えば、ホワイトインクを用いて形成される層であり、立体物Ｏbjのうち彩色層Ｌ1よりも内側部分の色が、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。すなわち、彩色層Ｌ1及び遮蔽層Ｌ2は、立体物Ｏbjが表示すべき色彩を正確に表現するために設けられる。以下では、立体物Ｏbjのうち、立体物Ｏbjが表示すべき色彩を正確に表現するために設けられる彩色層Ｌ1及び遮蔽層Ｌ2を、立体物Ｏbjの外部領域ＬOUTと称する場合がある。
また、内部層Ｌ3とは、立体物Ｏbjの強度を確保するために設けられる層であり、例えばクリアーインクを用いて形成される。以下では、立体物Ｏbjのうち、外部領域ＬOUTよりも内側に設けられる内部層Ｌ3及び中空部ＨLを、立体物Ｏbjの内部領域ＬIN（または、「立体物Ｏbjの内部」）と称する場合がある。

本実施形態では、簡単のために、図１２（Ｂ）に示すように、彩色層Ｌ1が略一様な厚さΔＬ1を有し、遮蔽層Ｌ2が略一様な厚さΔＬ2を有し、内部層Ｌ3が略一様な厚さΔＬ3を有するように、各層が設けられる場合を想定するが、各層の厚さは略一様でなくてもよい。
なお、本明細書において「略一様」や「略同じ」等の表現は、完全に一様または同一である場合の他に、立体物造形装置１の製造誤差や、各種信号に重畳するノイズに起因する誤差等、各種誤差を無視すれば一様または同一と看做すことができる場合も含む。

図１３は、形状補完処理を実行する場合における指定データ生成部９３の動作の一例を示すフローチャートである。
図１３に示すように、指定データ生成部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のモデルの外面ＳFから立体物Ｏbjのモデルの内側に向かう厚さΔＬ1の領域を、彩色層Ｌ1として定める（Ｓ２００）。また、指定データ生成部９３は、彩色層Ｌ1の内側の面から立体物Ｏbjのモデルの内側に向かう厚さΔＬ2の領域を、遮蔽層Ｌ2として定める（Ｓ２１０）。また、指定データ生成部９３は、遮蔽層Ｌ2の内側の面から立体物Ｏbjのモデルの内側に向かう厚さΔＬ3の領域を、内部層Ｌ3として定める（Ｓ２２０）。また、指定データ生成部９３は、内部層Ｌ3よりも立体物Ｏbjのモデルの内側の部分を、中空部ＨLとして定める（Ｓ２３０）。
指定データ生成部９３は、上述した形状補完処理を実行することにより、図１２（Ｂ）に例示するような、彩色層Ｌ1、遮蔽層Ｌ2、及び、内部層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．指定データ生成処理＞
指定データ生成部９３は、ステップＳ１２０において、ボクセルデータＶＤ及びモデルデータＤatに基づいて、各ボクセルＶxに形成すべきブロックＢLの配置を決定し、当該決定結果とボクセルデータＶＤとに基づいて指定データＳＤを生成する指定データ生成処理を実行する。以下、図１４乃至図１７を参照しつつ、指定データ生成処理について説明する。

図１４は、指定データ生成処理を実行する場合における指定データ生成部９３の動作の一例を示すフローチャートである。
図１４に示すように、指定データ生成部９３は、モデルデータＤatとボクセルデータＶＤとに基づいて、ボクセル集合体の中から、水平領域ＲA（「第１領域」の一例）、側面領域ＲB（「第２領域」の一例）、及び、斜面領域ＲC（「第３領域」の一例）を特定する（Ｓ３００）。

ここで、水平領域ＲAとは、所定数の水平面ボクセルＶx-Aからなる領域である。水平面ボクセルＶx-Aとは、ボクセルＶxの表面を構成する６面のうち、＋Ｚ方向の法線ベクトルを有する面（以下、「上面」と称する）、または、−Ｚ方向の法線ベクトルを有する面（以下、「下面」と称する）の一方が、ボクセル集合体の表面に該当する面である。つまり、水平面ボクセルＶx-Aとは、上面または下面が、ボクセル集合体の表面として露出するボクセルＶxである。
側面領域ＲBとは、所定数の側面ボクセルＶx-Bからなる領域である。側面ボクセルＶx-Bとは、ボクセルＶxの表面を構成する６面の中で、上面及び仮面を除く４面（以下、「側面」と称する）のうちの１面が、ボクセル集合体の表面に該当する面である。つまり、側面ボクセルＶx-Bとは、１つの側面が、ボクセル集合体の表面として露出するボクセルＶxである。
斜面領域ＲCとは、所定数の斜面ボクセルＶx-Cからなる領域である。斜面ボクセルＶx-Cとは、ボクセルＶxの表面を構成する６面のうち、上面または下面と、少なくとも１つの側面とが、ボクセル集合体の表面として露出するボクセルＶxである。
以下では、水平面ボクセルＶx-A、側面ボクセルＶx-B、及び、斜面ボクセルＶx-Cを、表面ボクセルＶx-Sと総称することがある。すなわち、ボクセル集合体の表面は、複数の表面ボクセルＶx-Sからなる。

なお、本実施形態では、水平領域ＲAを、所定数の水平面ボクセルＶx-Aからなる領域としているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、水平領域ＲAは、所定数以上の水平面ボクセルＶx-Aを含む領域であればよい。この場合、水平領域ＲAは、複数の表面ボクセルＶx-Sから構成され、当該水平領域ＲAを構成する複数の表面ボクセルＶx-Sにおける、水平面ボクセルＶx-Aの占める割合が、第１の割合（例えば、９０％）以上であればよい。
同様に、側面領域ＲBは、所定数以上の側面ボクセルＶx-Bを含む複数の表面ボクセルＶx-Sから構成され、当該側面領域ＲBを構成する複数の表面ボクセルＶx-Sにおける、側面ボクセルＶx-Bの占める割合が、第１の割合以上であればよい。
同様に、斜面領域ＲCは、所定数以上の斜面ボクセルＶx-Cを含む複数の表面ボクセルＶx-Sから構成され、当該斜面領域ＲCを構成する複数の表面ボクセルＶx-Sにおける、斜面ボクセルＶx-Cの占める割合が、第２の割合（例えば、３０％）以上であればよい。なお、第１の割合は、第２の割合よりも大きい値であることが好ましい。

図１５は、表面ボクセルＶx-Sに形成されるブロックＢLを説明するための説明図である。なお、図１５（Ａ）は、図１２（Ａ）の符号γ1で表した部分の拡大図であり、図１５（Ｂ）は、図１２（Ａ）の符号γ2で表した部分の拡大図であり、図１５（Ｃ）は、図１２（Ａ）の符号γ3で表した部分の拡大図である。
図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、水平面ボクセルＶx-Aには、水平面ブロックＢL-A（「第１表面ブロック」の一例）が設けられる。この図に示すように、水平面ブロックＢL-Aとは、上面または下面が、ブロック集合体の表面に露出するブロックＢLである。
図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、側面ボクセルＶx-Bには、側面ブロックＢL-B（「第２表面ブロック」の一例）が設けられる。この図に示すように、側面ブロックＢL-Bとは、１つの側面が、ブロック集合体の表面に露出するブロックＢLである。
図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、斜面ボクセルＶx-Cには、斜面ブロックＢL-C（「第３表面ブロック」の一例）が設けられる。この図に示すように、斜面ブロックＢL-Cとは、上面または下面と１以上の側面とが、ブロック集合体の表面に露出するブロックＢLである。
なお、以下では、水平面ブロックＢL-A、側面ブロックＢL-B、及び、斜面ブロックＢL-Cを、表面ブロックＢL-Sと総称することがある。すなわち、ブロック集合体の表面は、複数の表面ブロックＢL-Sからなる。

ステップＳ３００において、指定データ生成部９３が行う、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCの特定は、どのような方法によって実行してもよい。
例えば、指定データ生成部９３は、モデルデータＤatの示すモデルの外面ＳFの法線ベクトルに基づいて、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCを特定してもよい。
具体的には、指定データ生成部９３は、ボクセル集合体の中から、モデルの外面ＳFの法線ベクトルとＺ軸とが略平衡である外面ＳF上の位置に対応する領域を、水平領域ＲAとして特定し、モデルの外面ＳFの法線ベクトルとＺ軸とが略垂直である外面ＳF上の位置に対応する領域を、側面領域ＲBとして特定し、水平領域ＲAまたは側面領域ＲB以外の領域を、斜面領域ＲCとして特定してもよい。ここで、法線ベクトルがＺ軸と略平行となる場合とは、法線ベクトルとＺ軸のなす角度が所定角度以下（例えば、５度以下）の場合をいう。また、法線ベクトルがＺ軸と略垂直となる場合とは、法線ベクトルとＸＹ平面のなす角度が所定角度以下の場合をいう。

また、例えば、指定データ生成部９３は、ボクセルデータＶＤに基づいて、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCを特定してもよい。
具体的には、指定データ生成部９３は、まず、ボクセルデータＶＤの示すボクセル集合体を構成する複数のボクセルＶxの中から、ボクセル集合体の表面を構成する複数の表面ボクセルＶx-Sを特定する。次に、指定データ生成部９３は、特定した複数の表面ボクセルＶx-Sの中から、所定数以上の水平面ボクセルＶx-Aの集合を含む領域を水平領域ＲAとして特定し、所定数以上の側面ボクセルＶx-Bの集合を含む領域を側面領域ＲBとして特定し、所定数以上の斜面ボクセルＶx-Cの集合を含む領域を斜面領域ＲCとして特定してもよい。

図１４に示すように、本実施形態に係る指定データ生成部９３は、側面領域ＲB及び斜面領域ＲCにおける第１色ブロックＢL1の密度が、ボクセルデータＶＤに基づいてブロックＢLを配置する場合における第１色ブロックＢL1の密度と比べて高くなるように、ブロックＢLの配置を決定する（Ｓ３１０）。そして、指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０における決定結果に基づいて、ボクセルデータＶＤの示すブロックＢLの配置のうち、側面領域ＲB及び斜面領域ＲCにおけるブロックＢLの配置を変更することで、指定データＳＤを生成する（Ｓ３２０）。
なお、第１色ブロックＢL1とは、第１の液体に該当する有彩色インクを用いて形成された第１色ドットＤt1（「第１ドット」の一例）を有するブロックＢLである。また、以下では、第２の液体に該当するクリアーインクを用いて形成された第２色ドットＤt2（「第２ドット」の一例）を有するブロックＢLを、第２色ブロックＢL2と称する。

図１６は、ボクセルデータＶＤの示すボクセル集合体におけるボクセルＶxの配置を説明するための説明図である。また、図１７は、立体物ＯbjにおけるブロックＢL及びドットの配置を説明するための説明図である。このうち、図１７（Ａ）は、ボクセルデータＶＤに基づいて造形された立体物ＯbjにおけるブロックＢL及びドットの配置を示し、図１７（Ｂ）は、指定データＳＤに基づいて造形された立体物ＯbjにおけるブロックＢL及びドットの配置を示す。
なお、図１６及び図１７は、図１２（Ａ）に示す立体物ＯbjをＹＺ平面で切断した場合の切断面を示している。また、図１６及び図１７では、説明を簡略化するために、表面ボクセルＶx-Sと表面ブロックＢL-Sのみに着目し、彩色層Ｌ1が１層分のブロックＢLからなる層であることを想定し、彩色層Ｌ1よりも内側には内部層Ｌ3のみが設けられる場合を想定する。また、図１６及び図１７では、モデルデータＤatの示すモデルの指定色が、有彩色インクである第１の液体と、クリアーインクである第２の液体とを、１対１で混合することで再現される色である場合を想定する。

上述のとおり、ボクセルデータＶＤの示すボクセル集合体は、モデルデータＤatの示すモデルの形状及び色彩を格子状に離散化したものである。そして、ボクセルデータＶＤにおいて、各ボクセルＶxには、単一の色が付される。例えば、第１色が付されたボクセルＶxは、当該ボクセルＶxの全体が第１色により一様に着色され、当該ボクセルＶxの一部に第１色とは異なる色が付されることは無い。
よって、図１６に示す例のように、モデルデータＤatの示すモデルの指定色が、第１の液体と第２の液体とを１対１で混合することで再現可能な色である場合、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCの各々において、第１色の仮想的な直方体である第１色ボクセルＶx1の個数と、第２色の仮想的な直方体である第２色ボクセルＶx2の個数と、が１対１となるように、ボクセル集合体の表面を構成する複数の表面ボクセルＶx-Sを設けることで、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCの各々において、第１色を有する第１の液体で構成される部分の面積と、第２色を有する第２の液体で構成される部分の面積と、を１対１にすることができ、指定色を正確に再現したボクセル集合体を生成することができる。

しかし、ボクセルＶxが、理論上の仮想的な直方体であるのに対して、ドットは、吐出部Ｄから吐出されるインクにより形成される。よって、ドットの形状は、直方体とはならないことがある。また、インクの種類毎に、粉体層ＰWへの浸透（広がり）の程度も異なることがある。すなわち、一般的に、ドットの形状は、ボクセルＶxの形状とは異なる。
例えば、本実施形態のように、吐出部Ｄからインクを２度吐出させることにより大ドットを設けるような場合、大ドットの形状はＺ軸方向に縦長の形状となる可能性が高い。このため、本実施形態では、ボクセルＶxの形状も縦長することが好ましい。そして、本実施形態のように、ボクセルＶxの形状を縦長にする場合、インクの種類によっては、色材成分が、ボクセルＶxの有する厚さΔＺ分だけ浸透できない場合も存在する。例えば、図１７（Ａ）に例示するように、クリアーインクを用いて形成される第２色ブロックＢL2は、ボクセルＶxの厚さΔＺ分だけ浸透できるが、有彩色インクにより形成される第１色ブロックＢL1は、ボクセルＶxの厚さΔＺの約半分しか浸透しない、等といったことも生じうる。

このため、図１７（Ａ）に示す例では、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCの各々において、第１色ブロックＢL1の個数と、第２色ブロックＢL2の個数と、が１対１となるように、ブロック集合体の表面を構成する複数の表面ブロックＢL-Sを設けても、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCにおいて、第１色ドットＤt1の面積と、第２色ドットＤt2の面積と、が１対１とはならず、指定色を正確に再現したブロック集合体を生成することができないことになる。
すなわち、図１７（Ａ）に示す例において、水平領域ＲAでは、第１色ドットＤt1の面積が、略５０％を占めるが、側面領域ＲB及び斜面領域ＲCでは、第１色ドットＤt1の面積が、略２５％を占めるに過ぎない。この結果、側面領域ＲBまたは斜面領域ＲCと、水平領域ＲAとの間において、第１色についての濃淡が生じる結果となる。

そこで、本実施形態では、図１７（Ｂ）に示すように、側面領域ＲB及び斜面領域ＲCにおいて、所定数あたりの第１色ブロックＢL1の個数を、所定数あたりの第２色ブロックＢL2の個数よりも多くなるように、ブロック集合体の表面を構成する複数の表面ブロックＢL-Sを設ける。すなわち、側面領域ＲBにおける第１色ブロックＢL1の個数、及び、斜面領域ＲCにおける第１色ブロックＢL1の個数が、水平領域ＲAにおける第１色ブロックＢL1の個数とは異なるように、ブロック集合体の表面を構成する複数の表面ブロックＢL-Sを設ける。より具体的には、側面領域ＲB及び斜面領域ＲCにおける、第１色ドットＤt1の占める面積の割合が、水平領域ＲAと同様の割合（この例では、５０％）となるように、第１色ブロックＢL1の個数を調整する。これにより、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCの間において、第１色についての濃淡が生じることを防止することができる。

なお、図１７（Ｂ）に示す例では、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCにおいて、均一な色を表示する場合を想定しているが、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCの間で異なる色を表示する場合には、第１色ドットＤt1の占める面積の割合が、モデルデータＤatの示すモデルの色に応じた割合となるように、第１色ブロックＢL1の個数を調整すればよい。
この場合、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲC毎に、モデルデータＤatの示すモデルの色と、所定数のブロックＢLあたりの第１色ブロックＢL1の個数と、を対応付けた情報を、記憶部６０に記憶しておけばよい。または、外面ＳFの法線ベクトルとＺ軸とのなす角度と、モデルデータＤatの示すモデルの色と、所定数のブロックＢLあたりの第１色ブロックＢL1の個数と、を対応付けた情報を、記憶部６０に記憶しておいてもよい。
そして、この場合、これらの記憶部６０に記憶している情報に基づいて、第１色ドットＤt1の占める面積の割合が、モデルデータＤatの示すモデルの色に応じた割合となるように、ブロックＢLの配置を決定し、当該決定結果に基づいて指定データＳＤを生成すればよい。

＜３．実施形態の結論＞
以上において説明したように、本実施形態では、ボクセルＶx及びドットの間の形状の相違と、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCといった、ドットが形成されるボクセルＶxの位置と、を考慮することで、第１色ブロックＢL1が、モデルデータＤatの表すモデルの指定色を再現するのに適した密度となるように、ブロックＢLの配置を決定する。このため、色むらや色再現性の劣化等の発生を抑制した、本来表示すべき色（指定色）を正確に再現した立体物Ｏbjの造形が可能となる。

＜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。

＜変形例１＞
上述した実施形態において、指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０の処理で、図１７に示すように、側面領域ＲB及び斜面領域ＲCにおける第１色ブロックＢL1の密度を、ボクセルデータＶＤに基づいてブロックＢLを配置する場合と比べて高めるように、ブロックＢLの配置を決定するが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。
例えば、指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０の処理において、図１８に示すように、水平領域ＲAにおける第１色ブロックＢL1の密度が、ボクセルデータＶＤに基づいてブロックＢLを配置する場合（図１８（Ａ）参照）と比べて低くなるようなブロックＢLの配置（図１８（Ｂ）参照）とすることで、指定データＳＤを生成してもよい。
また、指定データ生成部９３は、側面領域ＲB及び斜面領域ＲCにおける第１色ブロックＢL1の密度が、ボクセルデータＶＤに基づいてブロックＢLを配置する場合と比べて高くなり、且つ、水平領域ＲAにおける第１色ブロックＢL1の密度が、ボクセルデータＶＤに基づいてブロックＢLを配置する場合と比べて低くなるように、ブロックＢLの配置を決定することで、指定データＳＤを生成してもよい。
要するに、水平領域ＲA、側面領域ＲB、及び、斜面領域ＲCの各領域における、第１色ドットＤt1の占める面積の割合が、モデルデータＤatの示すモデルの色に応じた割合となるように、第１色ブロックＢL1の密度を調整すればよい。

＜変形例２＞
上述した実施形態及び変形例において、ボクセルＶxはＺ軸方向に縦長の形状を有するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ボクセルＶxは任意の直方体形状を有していればよい。例えば、図１９に示すように、ボクセルＶxのＸ軸方向及びＹ軸方向の辺が、Ｚ軸方向の辺に比べて短い、横長のボクセルＶxを採用してもよい。
本変形例のように、横長のボクセルＶxを採用する場合においても、ボクセルＶxとドットの間の形状が相違する場合には、第１色ドットＤt1の占める面積の割合が、モデルデータＤatの示すモデルの色に応じた割合となるように、第１色ブロックＢL1の密度を調整すればよい。例えば、図１９に示す例では、指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０の処理において、水平領域ＲA及び斜面領域ＲCにおける第１色ブロックＢL1の密度が、ボクセルデータＶＤに基づいてブロックＢLを配置する場合（図１９（Ａ）参照）と比べて高くなるようなブロックＢLの配置（図１９（Ｂ）参照）とすることで、指定データＳＤを生成してもよい。

＜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、粉体層ＰWにインクを吐出し、粉体と共にインクを固めることで、ドットを形成する、第２の造形方法による造形処理を実行するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、粉体層ＰWを用いずに、インクのみを硬化させてドットを形成する、第１の造形方法により造形処理を実行するものであってもよい。
この場合も、特に、１つのボクセルＶxに２つの小ドットを形成する場合等、ボクセルＶxとドットの間の形状が相違する場合には、第１色ドットＤt1の占める面積の割合が、モデルデータＤatの示すモデルの色に応じた割合となるように、第１色ブロックＢL1の密度を調整すればよい。
図２０は、第１色ブロックＢL1が、第１の液体からなる小ドットの第１色ドットＤt1と、第２の液体からなる小ドットの第２色ドットＤt2と、により形成され、第２色ブロックＢL2が、第２の液体からなる大ドットの第２色ドットＤt2から形成される場合を想定している。この図に示す場合、指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０の処理において、例えば、水平領域ＲAにおける第１色ブロックＢL1の密度が、ボクセルデータＶＤに基づいてブロックＢLを配置する場合（図２０（Ａ）参照）と比べて低くなるようなブロックＢLの配置（図２０（Ｂ）参照）とすることで、指定データＳＤを生成してもよい。

＜変形例４＞
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が造形する立体物Ｏbjは、図１２（Ｂ）に例示するように、彩色層Ｌ1及び遮蔽層Ｌ2を具備する外部領域ＬOUTと、内部層Ｌ3及び中空部ＨLを具備する内部領域ＬINと、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、立体物造形装置１は、少なくとも彩色層Ｌ1を具備する立体物Ｏbjを造形できればよい。
また、立体物Ｏbjは、彩色層Ｌ1の外側に、彩色層Ｌ1を覆うように、クリアーインクからなり所定の厚みを有するクリアー層が設けられていてもよい。

＜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が吐出可能なインクは、５種類の造形用インクと、１種類の支持用インクとからなる、合計６種類のインクであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１は、少なくとも、第１色のインク（第１の液体）と、第２色のインク（第２の液体）を吐出可能なものであればよい。この場合、第１色のインク（第１の液体）は、有彩色インクであっても、無彩色インクであってもよい。また、この場合、第２色のインク（第２の液体）は、第１の液体と異なる色を有していればよく、有彩色インク、ホワイトインク等の無彩色インク、または、クリアーインクのいずれであってもよい。
第１の液体及び第２の液体の双方が有彩色インクの場合には、第１色ドットＤt1の占める面積の割合が、モデルデータＤatの示すモデルの色に応じた割合となるように、第１色ブロックＢL1の密度を調整するとともに、第２色ドットＤt2の占める面積の割合が、モデルデータＤatの示すモデルの色に応じた割合となるように、第２色ブロックＢL2の密度を調整すればよい。
なお、第１の液体の有する色材成分が、「第１の色材成分」に該当する。また、第２の液体が色材成分を有する場合、当該第２の液体の有する色材成分が、「第２の色材成分」に該当する。

＜変形例６＞
上述した実施形態及び変形例では、ステップＳ３００に示す水平領域ＲA等の領域を特定する処理、ステップＳ３１０に示すブロックＢLの配置を決定する処理、及び、ステップＳ３２０に示す指定データＳＤを生成する処理を、ホストコンピューター９に設けられた指定データ生成部９３で実行するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、これらの処理を制御部６で実行してもよい。そして、ステップＳ３００〜Ｓ３２０に示す処理を制御部６が実行する場合、指定データ生成部９３が生成する指定データＳＤは、ボクセルデータＶＤが示す内容と同様の内容のドットの形成を指定するものであればよい。

＜変形例７＞
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。例えば、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の内側の圧力を高め、これによりインクを吐出させる、所謂サーマル方式のインクの吐出を実行するものであってもよい。
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８＞
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、及び、大ドットの２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。
例えば、ヘッドユニット３は、ボクセルＶxの３分の１のサイズを満たす小ドット、ボクセルＶxの３分の２のサイズを満たす中ドット、及び、ボクセルＶxの全体を満たす大ドットの３種類のサイズのドットを吐出可能であってもよい。

＜変形例９＞
上述した実施形態及び変形例において、指定データ生成部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、指定データ生成部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、指定データ生成部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。つまり、指定データ生成部９３は、制御部６に設けられるものであってもよい。
立体物造形装置１が指定データ生成部９３を備える場合、立体物造形装置１は、立体物造形装置１の外部から供給されるモデルデータＤatに基づいて指定データＳＤを生成し、さらに、生成した指定データＳＤを用いて生成した波形指定信号ＳＩに基づいて立体物Ｏbjを造形することができる。

＜変形例１０＞
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１１＞
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及びＰL2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…指定データ生成部、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 (8)

1. 立体物の形状及び色彩を表すためのモデルが指定する指定色を表す際に用いられる第１の色材成分を含む第１の液体、及び、前記第１の液体とは異なる色を有する第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットから吐出された前記第１の液体を硬化させて第１ドットを形成し、
   前記ヘッドユニットから吐出された前記第２の液体を硬化させて第２ドットを形成可能な硬化ユニットと、
   前記ヘッドユニット及び前記硬化ユニットを制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１ドットを用いて第１色ブロックを形成し、
   前記第１ドットを用いず、前記第２ドットを用いて第２色ブロックを形成し、
   前記第１色ブロック及び前記第２色ブロックを含む複数のブロックを用いて、
   前記立体物を造形可能な立体物造形装置であって、
   前記立体物を構成する複数のブロックは、
   前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面が前記立体物の表面である第１表面ブロックと、
   前記立体物の造形時におけるブロックの一つの側面が前記立体物の表面である第２表面ブロックと、を含み、
   前記制御部は、
   前記モデルが、所定数の前記第１表面ブロックからなる第１領域に対して、前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、
   前記モデルが、前記所定数の前記第２表面ブロックからなる第２領域に対して、前記指定色を指定する場合に、前記第２領域を形成する前記第１色ブロックの個数とは、異なるよう制御する、
   ことを特徴とする、立体物造形装置。
2. 前記立体物を構成する複数のブロックは、
   前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面と、側面のうち少なくとも一面とが前記立体物の表面である第３表面ブロックを含み、
   前記モデルが、前記所定数の前記第３表面ブロックを含む第３領域に対して、前記指定色を指定する場合に、前記第３領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、
   前記モデルが、前記第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数とは、異なる、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の立体物造形装置。
3. 前記モデルが、前記第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第１領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第１領域に占める面積の割合と、
   前記モデルが、前記第２領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第２領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第２領域に占める面積の割合と、
   は略同じである、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の立体物造形装置。
4. 前記モデルが、前記第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第１領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第１領域に占める面積の割合と、
   前記モデルが、前記第３領域に対して前記指定色を指定する場合に、当該第３領域に含まれる１または複数の前記第１ドットの、前記第３領域に占める面積の割合と、
   は略同じである、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の立体物造形装置。
5. 前記第２の液体が有する色材成分は、前記第１の液体が有する色材成分よりも少ない、
   ことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。
6. 前記第２の液体は、前記指定色を表す際に用いられる第２の色材成分を有する、
   ことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。
7. 立体物の形状及び色彩を表すためのモデルが指定する指定色を表す際に用いられる第１の色材成分を含む第１の液体、及び、前記第１の液体とは異なる色を有する第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットから吐出された前記第１の液体を硬化させて第１ドットを形成し、
   前記ヘッドユニットから吐出された前記第２の液体を硬化させて第２ドットを形成可能な硬化ユニットと、
   を備え、
   前記第１ドットを用いて第１色ブロックを形成し、
   前記第１ドットを用いず、前記第２ドットを用いて第２色ブロックを形成し、
   前記第１色ブロック及び前記第２色ブロックを含む複数のブロックを用いて、
   前記立体物を造形可能な立体物造形装置の制御方法であって、
   前記立体物を構成する複数のブロックが、
   前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面が前記立体物の表面である第１表面ブロックと、
   前記立体物の造形時におけるブロックの一つの側面が前記立体物の表面である第２表面ブロックと、を含み、
   前記モデルが所定数の前記第１表面ブロックからなる第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、
   前記モデルが前記所定数の前記第２表面ブロックからなる第２領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第２領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、を異ならせて、
   前記立体物を造形するように、
   前記ヘッドユニット及び前記硬化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。
8. 立体物の形状及び色彩を表すためのモデルが指定する指定色を表す際に用いられる第１の色材成分を含む第１の液体、及び、前記第１の液体とは異なる色を有する第２の液体を吐出可能なヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットから吐出された前記第１の液体を硬化させて第１ドットを形成し、
   前記ヘッドユニットから吐出された前記第２の液体を硬化させて第２ドットを形成可能な硬化ユニットと、
   コンピューターと、
   を備え、
   前記第１ドットを用いて第１色ブロックを形成し、
   前記第１ドットを用いず、前記第２ドットを用いて第２色ブロックを形成し、
   前記第１色ブロック及び前記第２色ブロックを含む複数のブロックを用いて、
   前記立体物を造形可能な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、
   前記立体物を構成する複数のブロックが、
   前記立体物の造形時におけるブロックの上面または下面が前記立体物の表面である第１表面ブロックと、
   前記立体物の造形時におけるブロックの一つの側面が前記立体物の表面である第２表面ブロックと、を含み、
   前記モデルが所定数の前記第１表面ブロックからなる第１領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第１領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、
   前記モデルが前記所定数の前記第２表面ブロックからなる第２領域に対して前記指定色を指定する場合に、前記第２領域を形成する前記第１色ブロックの個数と、を異ならせて、
   前記立体物を造形するように、
   前記ヘッドユニット及び前記硬化ユニットを制御する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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