JP6532378B2 - 造形システム、造形動作の制御方法、造形制御装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、造形システム、造形動作の制御方法、造形制御装置、及びプログラムに関する。

近年、立体物（造形物）を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）が普及しつつある。また、造形装置において造形を行う方法として、例えば、インクジェットヘッドを用いたインクジェット法等が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５−７１２８２号公報

インクジェット法等で立体物を造形する造形装置は、例えば、２次元（２Ｄ）の画像を印刷する印刷装置（インクジェットプリンタ）等を応用した構成を用いて、積層造形方式で立体物を造形する。そして、このようにして立体物を造形する場合、造形の動作に要する時間は、通常、インクジェットプリンタ等で２次元の画像を印刷する場合等と比べ、遙かに長時間になる。例えば、長辺が数ｃｍ〜３０ｃｍ程度の立体物を造形する場合、通常、数時間〜数日（例えば２日程度）以上の時間がかかる。

また、造形装置での造形の結果は、通常、２次元の画像を印刷する場合等と比べ、事前に予測をすることが難しい。そのため、例えば、造形される立体物の質感や触感、光沢、細部の再現性等について、造形前に十分に予測ができない場合もある。また、例えば立体物に着色（カラー着色）を行う場合、実際に表現される色調や色の濃さ、解像度等について、造形前に十分に予測ができない場合もある。そのため、造形装置で立体物を造形する場合、造形の結果が期待と異なってしまう場合もある。

しかし、上記のように、立体物の造形には、数時間〜数日といった長時間を要する場合もある。そして、このような場合において、造形の結果が期待と異なってしまうと、時間や費用等の損失が極めて大きくなってしまう。また、例えば顧客等の他者の依頼により造形業者等が造形を行う場合、顧客等の期待に沿った造形を行えず、不満等が生じるおそれもある。そのため、従来、所望の造形品質での造形をより適切に行い得る構成が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる造形システム、造形動作の制御方法、造形制御装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

本願の発明者は、造形の結果が期待と異なることを防ぐ方法について、鋭意研究を行った。そして、そのような方法として、より具体的に、様々な造形品質を事前に確認する方法を検討した。また、造形品質を事前に確認する方法として、目的の立体物とは別の確認用の立体物を作成することを考えた。更に、確認用の立体物について、目標の立体物よりも短時間で造形可能なものを造形することを考えた。

すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、立体物を示すデータである造形データに基づいて立体物を造形する造形システムであって、立体物の造形を実行する造形実行部と、前記造形実行部の動作を制御する造形制御部とを備え、前記造形制御部は、第１の立体物を示す前記造形データを用いて前記第１の立体物を前記造形実行部に造形させる第１の造形制御と、前記第１の立体物を示す前記造形データの少なくとも一部を用いて第２の立体物を前記造形実行部に造形させる第２の造形制御とを実行可能であり、前記第２の立体物は、前記第１の立体物の造形品質を確認するための立体物であり、かつ、前記第１の立体物よりも短時間で造形可能な立体物であることを特徴とする。

この場合、立体物とは、例えば、造形実行部により造形される３次元物体である。また、第１の立体物は、例えば、最終的に造形を行いたい目標の立体物（造形物）である。また、第２の立体物は、例えば、目標の立体物についての造形品質の確認用の立体物（造形物）である。また、造形品質とは、例えば、造形される立体物の質感や触感、光沢、細部の再現性等である。また、着色された立体物を造形する場合、造形品質は、例えば、着色される色の色調や濃さ、解像度等であってもよい。また、着色とは、目標の立体物を見た場合、全面が単一色であったり、文字やパターン等の複数色の色分けであったり、人物や動植物等の実物の色に合ったフルカラーの着色であってもよい。

このように構成した場合、例えば、実際に長時間をかけて第１の立体物を造形することなく、より短時間で造形可能な第２の立体物を造形することで、造形品質を事前に確認するための造形確認機能を実現できる。また、これにより、例えば、第１の立体物の造形品質を事前に適切に確認し、その後に第１の立体物を造形した場合に、造形の結果が期待と異なってしまうこと等を適切に防ぐことができる。また、例えば顧客等の他者の依頼により造形業者等が造形を行う場合等には、顧客との間で造形品質の事前確認や合意等を行うこと等により、顧客等の期待に沿った造形をより適切に行うことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、所望の造形品質での造形をより適切に行うことができる。

尚、第２の立体物は、例えば、第１の立体物よりも小さな立体物であることが好ましい。より具体的に、第２の立体物は、第１の立体物を縮小した立体物や、第１の立体物の一部分に対応する立体物であってよい。また、第１の立体物及び第２の立体物は、少なくとも一部が着色される立体物であってよい。また、造形制御部は、例えばユーザインターフェイスを介してユーザの指示を受け取り、受け取った指示に応じて、第１の造形制御又は第２の造形制御のいずれかを実行してよい。

また、本発明の構成として、上記と同様の特徴を有する造形動作の制御方法、造形制御装置、プログラム等を用いることも考えられる。これらの場合も、例えば、上記と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、所望の造形品質での造形をより適切に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る造形システム１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、造形システム１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、造形システム１０により造形する立体物５０の構成の一例を示す。 条件設定ＰＣ３４において造形の条件を設定する画面の一例を示す図である。 プルーフ造形のための条件設定については、更に詳しく説明をする図である。図３（ａ）は、プルーフ造形を行う場合の基本設定（プルーフ設定）を行うための画面の一例を示す。図３（ｂ）は、部分プルーフ造形用の設定画面（部分プルーフ設定画面）の一例を示す。 縮小プルーフ造形を行う場合の造形制御部１４の動作の一例を示すフローチャートである。 部分プルーフ造形を行う場合の造形制御部１４の動作の一例を示すフローチャートである。 着色された立体物の構成の一例を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る造形システム１０の一例を示す。図１（ａ）は、造形システム１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、造形システム１０により造形する立体物５０の構成の一例を示す。

造形システム１０は、立体物を示すデータである造形データに基づいて立体物を造形する造形システムであって、インクジェットヘッドを用いたインクジェット法による積層造形方式により、立体物５０を造形する。また、立体物５０として、例えば、オブジェクト部５２及びサポート部５４を有する３次元物体を造形する。この場合、オブジェクト部５２は、造形の成果物となる部分（造形物部分）である。また、サポート部５４は、造形中のオブジェクト部５２を支えるための部分であり、造形しようとするオブジェクト部５２の形状に合わせて、必要に応じて、造形中のオブジェクト部５２の周囲等に形成される。また、サポート部５４は、例えば水溶性の材料等で形成されて、造形の完了後に除去される。

尚、図１（ｂ）においては、図示の便宜上、立体物５０の形状を簡略化して示している。しかし、実際の造形システム１０においては、より複雑な形状の立体物５０を造形してもよい。この場合、例えば、オブジェクト部５２が人型のフィギュアとなる形状の立体物５０を造形すること等が考えられる。また、上記及び以下に説明をする点を除き、造形システム１０は、公知の造形システムと同一又は同様の特徴を有してよい。

また、本例において、造形システム１０は、造形実行部１２及び造形制御部１４を有する。造形実行部１２は、造形システム１０において立体物５０の造形を実行する部分である。また、本例において、造形実行部１２は、インクジェット法による積層造形方式で立体物５０を造形する部分であり、ヘッド部２２、造形台２４、及び走査駆動部２６を有する。造形実行部１２としては、例えば、公知の造形装置（３Ｄプリンタ）を用いることができる。また、造形実行部１２は、例えば、公知のインクジェットプリンタの一部を変更した装置等であってよい。

ヘッド部２２は、立体物５０を構成する各種の材料を吐出する部分である。本例において、ヘッド部２２は、例えばインクジェットヘッドを有しており、立体物５０の材料の液滴をインクジェット方式で吐出する。また、この場合、立体物５０の造形に用いる材料の数（種類）に応じて、ヘッド部２２は、複数のインクジェットヘッドを有してよい。

より具体的に、ヘッド部２２は、例えば、オブジェクト部５２の内部を構成する材料（モデル材）用のインクジェットヘッド、着色用のインクジェットヘッド、及びサポート部５４を構成する材料（サポート材）用のインクジェットヘッド等を有してよい。また、この場合、着色用のインクジェットヘッドとして、互いに異なる複数色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック）のインク分の複数のインクジェットヘッドを有してよい。また、着色された立体物５０を造形する場合、白色のインク用のインクジェットヘッドや、無色透明のクリアインク用のインクジェットヘッド等を更に有することが好ましい。また、この場合、着色された立体物５０とは、より具体的に、オブジェクト部５２の表面の少なくとも一部が着色された立体物５０のことである。

また、本例において、ヘッド部２２は、予め設定された主走査方向（図中のＹ方向）へ立体物５０に対して相対的に移動しつつ液滴を吐出する主走査動作を行うことにより、立体物５０の各位置へ各材料の液滴を吐出する。ヘッド部２２は、各材料の液滴として、所定の条件に応じて硬化する材料の液滴を吐出することが好ましい。このような材料としては、例えば、紫外線硬化型インク渡欧を用いること等が考えられる。また、この場合、ヘッド部２２は、紫外線を照射する紫外線光源を更に有してよい。

造形台２４は、造形中の立体物５０を支持する台状部材である。造形台２４は、ヘッド部２２と対向する位置に配設されることにより、造形中の立体物５０をヘッド部２２と対向させて保持する。また、本例において、造形台２４は、主走査方向と直交する副走査方向（図中のＸ方向）へヘッド部２２に対して相対的に移動する副走査動作を必要に応じて行うことにより、立体物５０においてヘッド部２２と対向する位置を変更する。また、造形台２４は、更に、主走査方向及び副走査方向と直交する高さ方向（図中のＺ方向）においてもヘッド部２２に対して相対的に移動可能であり、造形の進行に応じてヘッド部２２と造形台２４との間の距離を徐々に広げるＺ方向走査を行うことにより、造形中の立体物５０の最上面とヘッド部２２との間の距離を調整する。

走査駆動部２６は、造形台２４に対して相対的にヘッド部２２を移動させる走査動作を行わせる駆動部であり、上記において説明をした主走査動作、副走査動作、及びＺ方向走査のそれぞれを行うタイミングでヘッド部２２及び造形台２４の少なくとも一方を移動させる。また、これにより、ヘッド部２２及び造形台２４に、主走査動作、副走査動作、及びＺ方向走査を行わせる。この場合、より具体的に、走査駆動部２６は、例えば、主走査動作の合間に副走査動作を行わせることにより、各回の主走査動作で造形の材料を吐出する領域を順次変更する。また、造形中の立体物５０の最上面に対して所定回数の主走査動作及び副走査動作を行う毎にＺ方向走査を行うことにより、複数の層を順次重ねて形成する動作をヘッド部２２に行わせる。また、これにより、走査駆動部２６は、インクジェット法による積層造形方式での造形走査を造形実行部１２に行わせる。

尚、主走査動作、副走査動作、及びＺ方向走査におけるヘッド部２２及び造形台２４の移動は、いずれも、ヘッド部２２及び造形台２４の一方に対する他方の相対的な移動であってよい。そのため、各走査において、走査駆動部２６は、ヘッド部２２及び造形台２４のいずれを移動させてもよい。

造形制御部１４は、造形実行部１２の動作を制御する制御部である。本例において、造形制御部１４は、複数のコンピュータにより構成されており、少なくとも、ホストＰＣ３２及び条件設定ＰＣ３４を有する。ホストＰＣ３２及び条件設定ＰＣ３４は、例えば、予めインストールされたプログラムに従って動作することにより、造形実行部１２による動作の一部をそれぞれ実行する。

また、造形制御部１４の構成の変形例において、造形制御部１４は、１台のコンピュータで構成されてもよい。この場合、例えば、以下において説明をするホストＰＣ３２及び条件設定ＰＣ３４の機能を有する１台のコンピュータ（ＰＣ等）を用いることが考えられる。また、造形制御部１４は、更に多くのコンピュータを有してもよい。また、造形制御部１４の機能の一部は、造形実行部１２として用いる造形装置が有してもよい。この場合、造形装置の一部の機能により、造形実行部１２及び造形制御部１４のそれぞれの一部の機能を実現してよい。

ホストＰＣ３２は、造形実行部１２として用いる造形装置に接続されるホストコンピュータであり、予めインストールされたプリントソフトウェアに基づいて造形実行部１２の動作を制御することにより、造形実行部１２に造形の動作を実行させる。この場合、プリントソフトウェアとは、インクジェット法による積層造形方式での造形動作（３Ｄプリント）を制御するためのプログラムである。プリントソフトウェアに基づいて行うホストＰＣ３２が行う動作については、後に更に詳しく説明をする。また、本例において、ホストＰＣ３２は、造形の条件を示すデータを条件設定ＰＣ３４から受け取り、この条件に従って、造形実行部１２による造形の動作を制御する。

条件設定ＰＣ３４は、造形の条件を設定するためのコンピュータであり、造形システム１０のユーザの指示に基づき、造形の条件を設定する。この場合、造形の条件とは、造形時に設定する各種のパラメータ等である。本例において、条件設定ＰＣ３４は、予めインストールされた条件設定ソフトウェアに基づき、造形の条件を設定する。この場合、条件設定ソフトウェアとは、造形実行部１２に実行させる造形の各種条件を設定するためのプログラムである。

尚、以下において更に詳しく説明をするように、本例において、造形システム１０は、最終的に造形を行いたい目標の立体物（造形物）の造形品質を確認するための造形（プルーフ造形）を行う機能を有する。そのため、条件設定ＰＣ３４は、造形の条件として、少なくとも、プルーフ造形を行うための各種の条件を設定する。また、条件設定ＰＣ３４は、設定された造形の条件を、ホストＰＣ３２へ通知する。条件設定ソフトウェアに基づいて条件設定ＰＣ３４が実行する動作については、後に更に詳しく説明をする。

また、本例において、条件設定ＰＣ３４は、ホストＰＣ３２とは別に配設されたコンピュータであり、例えばネットワークを介してホストＰＣ３２と接続されることにより、設定された造形の条件をホストＰＣ３２に通知する。また、条件設定ＰＣ３４は、例えば各種の記録メディア（例えば、ＵＳＢメモリ）等に記録されたデータを介して、造形の条件をホストＰＣ３２へ通知してもよい。

続いて、条件設定ソフトウェアに基づいて条件設定ＰＣ３４が実行する動作について、更に詳しく説明をする。図２は、条件設定ＰＣ３４において造形の条件を設定する画面の一例を示す。

本例において、造形制御部１４（図１参照）は、造形システム１０（図１参照）のユーザにより操作されるユーザインターフェイスにより、ユーザの指示を受け付ける。また、この場合、より具体的に、本例において、造形制御部１４における条件設定ＰＣ３４は、条件設定ソフトウェアに従って、図２に示したグラフィックユーザインターフェイスにより、ユーザの指示を受け付ける。

また、上記においても説明をしたように、本例において、造形システム１０は、造形品質を確認するためのプルーフ造形を行う機能を有する。そのため、図２に示した画面においては、図中に丸印で囲んで示したように、プルーフ造形のための条件設定を行うためのボタン（プルーフボタン）が配置されている。このプルーフボタンがユーザの操作により押下された場合、造形制御部１４は、条件設定ソフトウェアに従って、プルーフ造形のための条件設定用の画面に進む。プルーフ造形のための条件設定については、後に更に詳しく説明をする。

また、プルーフ造形のための条件設定以外の点において、造形制御部１４は、公知の造形制御部１４と同一又は同様の各種の条件について、ユーザの指示を受け付けることが好ましい。例えば、造形制御部１４における条件設定ＰＣ３４は、造形データを読み込む指示や、立体物５０を造形する位置の設定等の指示を受け付ける。この場合、立体物５０を造形する位置の設定とは、例えば、造形実行部１２（図１参照）における造形台２４（図１参照）上で立体物５０を造形する位置の設定のことである。また、条件設定ＰＣ３４は、位置の設定の指示として、例えば、基準の位置に対する移動や回転等の指示を受け付ける。また、条件設定ＰＣ３４は、造形する立体物を拡大又は縮小する指示を更に受け付けてもよい。また、例えば立体物に対して行う表面処理や、カラー調整等に関する指示を更に受け付けてもよい。また、図示した場合において、条件設定ＰＣ３４は、グラフィックユーザインターフェイスの画面において、上記のような各種の条件を受け付けるための入力部等（ボタン、テキストボックス等）を表示する。

また、本例において、条件設定ＰＣ３４は、造形に要する時間（造形時間）を更に表示する。この場合、造形時間とは、設定された条件で目標の立体物を造形する場合に必要となると見込まれる時間（見積もり時間）である。造形時間を表示することにより、例えば、造形の条件をより適切に調整できる。また、例えば、プルーフ造形を行うか否かの判断をより適切に行うことができる。

ここで、本例において行うプルーフ造形について、更に詳しく説明をする。上記においても説明をしたように、本例において行うプルーフ造形とは、最終的に造形を行いたい目標の立体物の造形品質を確認するための造形である。そして、この場合、造形制御部１４は、目標の立体物を示す造形データを用いて目標の立体物を造形実行部１２に造形させる第１の造形制御と、プルーフ用（プルーフ造形用）の立体物（ｐｒｏｏｆ）を造形実行部１２に造形させる第２の造形制御とを実行可能に構成される。また、第２の造形制御において、造形制御部１４は、目標の立体物を示す造形データの少なくとも一部を用いて、プルーフ用の立体物を造形実行部１２に造形させる。

この場合、造形制御部１４は、例えばユーザインターフェイスを介してユーザの指示を受け取り、受け取った指示に応じて、第１の造形制御又は第２の造形制御のいずれかを実行する。より具体的に、例えば、図２に示した画面において、プルーフボタンが押下されておらず、プルーフ造形のための条件設定が行われていない場合、造形制御部１４は、第１の造形制御を実行する。また、プルーフボタンが押下されて、プルーフ造形のための条件設定が行われている場合、第２の造形制御を実行する。また、この場合、ユーザが造形開始のボタンを押下することにより、造形制御部１４は、第１の造形制御又は第２の造形制御のいずれかを実行する。このようにして、本例において、造形制御部１４は、第１の造形制御及び第２の造形制御のうちのいずれを行うかの指示を、ユーザインターフェイスによりユーザから受け取る。また、受け取った指示に基づき、目標の立体物又はプルーフ用の立体物を造形実行部１２に造形させる。

尚、本例において、目標の立体物は、第１の立体物の一例である。また、プルーフ用の立体物は、第２の立体物の一例である。この場合、第２の立体物とは、第１の立体物の造形品質を確認するための立体物であり、かつ、第１の立体物よりも短時間で造形可能な立体物である。造形品質とは、例えば、造形される立体物の質感や触感、光沢等である。また、着色された立体物を造形する場合、造形品質は、例えば、着色される色の色調や濃さ等であってもよい。また、短時間で造形可能とは、造形実行部１２で造形を行う場合に要する時間が短いことである。

また、より具体的に、プルーフ用の立体物としては、目標の立体物よりも小さな立体物を造形することが好ましい。例えば、プルーフ用の立体物は、目標の立体物を縮小した立体物や、目標の立体物の一部分に対応する立体物であってよい。

図３は、プルーフ造形のための条件設定については、更に詳しく説明をする図である。図３（ａ）は、プルーフ造形を行う場合の基本設定（プルーフ設定）を行うための画面の一例を示す。この画面は、例えば、図２に示した画面においてプルーフボタンが押下された場合に造形制御部１４（図１参照）における条件設定ＰＣ３４（図１参照）が表示する画面である。

本例において、造形実行部１２にプルーフ用の立体物を造形させる場合、目標の立体物を縮小した形状の立体物を造形する方法（縮小プルーフ造形）と、目標の立体物の一部分と同じ形状の立体物を造形する方法（部分プルーフ造形）の２種類の方法を選択可能である。そして、造形制御部１４は、ユーザの選択に応じて、縮小プルーフ造形又は部分プルーフ造形いずれかを造形実行部１２に実行させる。

尚、縮小プルーフ造形とは、例えば、目標の立体物の全体を縮小した立体物（全体プルーフ）を造形する動作である。縮小プルーフ造形を造形実行部１２に実行させる場合、造形制御部１４は、例えば、目標の立体物を示す造形データの全体に対し、設定された縮小倍率に応じて変換を行い、造形実行部１２にプルーフ用の立体物を造形させる。

また、部分プルーフ造形とは、例えば、目標の立体物の一部分を取り出した形状の立体物を造形する動作である。部分プルーフ造形を造形実行部１２に実行させる場合、造形制御部１４は、例えば、目標の立体物を示す造形データの一部を指定して、その一部分のみを縮小せずに、造形実行部１２に造形させる。この場合、造形制御部１４は、例えば、目標の立体物を示す造形データの一部を切り取った造形データに基づき、造形実行部１２にプルーフ用の立体物を造形させてよい。

また、より具体的に、プルーフ造形のための条件設定を行う画面において、造形制御部１４は、縮小プルーフ造形のための設定に関し、縮小倍率を指定するボタンと、ＸＹＺのいずれか方向における最大寸法を指定するボタン及び入力部とを表示する。また、これらのボタン及び表示部により、縮小プルーフ造形のための条件の設定を受け付ける。

例えば、図示した場合において、造形制御部１４は、互いに異なる複数種類の縮小倍率を示す複数のボタンを表示する。そして、いずれかの縮小倍率を示すボタンをユーザが押下した場合、造形制御部１４は、押下されたボタンに応じて、縮小プルーフ造形における縮小倍率を設定する。また、これにより、造形制御部１４は、目標の立体物に対するプルーフ用の立体物の縮小倍率を設定する指示をユーザから受け取る。また、この場合、造形制御部１４は、設定された縮小倍率に応じて、ＸＹＺの各方向における各方向における最大寸法を自動的に演算して、画面に表示する。

また、縮小プルーフ造形を造形実行部１２に行わせる場合、縮小倍率に代えて、ＸＹＺの各方向のいずれかにおける最大寸法を指定することも考えられる。この場合、ＸＹＺの各方向とは、図１に示したＸＹＺの各方向である。また、最大寸法とは、プルーフ用の立体物の最大寸法である。

尚、図示した場合において、縮小倍率は、寸法比における縮小倍率である。そのため、例えば図中に示した１／５の縮小倍率の場合、造形容積は、１／１２５になる。従って、この場合、縮小されたプルーフ用の立体物を造形することにより、目標の造形物の全体を造形する場合と比べて、造形材料を大幅に節約し、かつ、造形時間を大幅に短縮することができる。また、縮小倍率を指定する場合には、例えば数値の直接入力等により、任意の縮小倍率を設定可能にしてもよい。

また、プルーフ造形のための条件設定を行う画面において、造形制御部１４は、部分プルーフ造形のための設定に関し、造形制御部１４は、部分プルーフを選択するためのボタンである部分プルーフボタンを表示する。また、部分プルーフボタンが押下された場合、造形制御部１４は、部分プルーフの設定を行うための画面を表示する。

図３（ｂ）は、部分プルーフ造形用の設定画面（部分プルーフ設定画面）の一例を示す。部分プルーフ設定画面において、造形制御部１４は、例えば、目標の立体物の一部をユーザに指定させることにより、部分プルーフ造形において造形する部分を決定する。また、この場合、図中に示した決定のボタンをユーザが押下することにより、部分プルーフ造形において造形する部分が決定された状態で図３（ａ）に示した画面に遷移し、ユーザの更なる指示を受け付ける。また、例えば図中に示したキャンセルのボタンをユーザが押下した場合、部分プルーフ造形において造形する部分が決定されない状態で、図３（ａ）に示した画面に遷移する。尚、ユーザの指定の範囲は図３（ｂ）以外に、例えば目や口等の、より小さな範囲を指定して、一面方向に凹凸があるレリーフ形状の範囲であってもよい。

より具体的に、図３（ｂ）においては、人型のフィギュアの頭部のみを選択する様子を示している。この場合、決定のボタンをユーザが押下することにより、フィギュアの頭部のみを部分プルーフ造形で造形する条件が設定された状態で、図３（ａ）に示した画面に遷移する。

また、図３（ａ）に示すように、プルーフ造形のための条件設定を行う画面において、造形制御部１４は、例えば、プレビューボタン、キャンセルボタン、及びスタートボタンを更に表示する。また、造形の個数を指定するテキストボックスを更に表示する。

この場合、プレビューボタンは、プルーフ用の立体物の様子を予め確認するためのボタンである。ユーザによりプレビューボタンが押下された場合、造形制御部１４は、ユーザにより設定された条件で造形したプルーフ用の立体物を示すプレビュー画面を表示する。また、キャンセルボタンは、プルーフ造形のための条件設定をキャンセルするためのボタンである。ユーザによりキャンセルボタンが押下された場合、造形制御部１４は、プルーフ造形のための条件設定を終了して、プルーフ造形のための条件設定より前に表示していた画面を表示する。また、この場合、造形制御部１４は、プルーフ造形のための条件設定で設定された条件は破棄（キャンセル）する。

また、スタートボタンは、プルーフ造形の動作を造形実行部１２に実行させるボタンである。ユーザによりスタートボタンが押下された場合、造形制御部１４は、例えば設定された条件に基づいてホストＰＣ３２（図１参照）により造形実行部１２を制御することにより、プルーフ用の立体物を造形実行部１２に造形させる。また、この場合、造形の個数を指定するテキストボックスにおいて指定された個数の立体物を造形実行部１２に造形させる。

より具体的に、縮小倍率の選択又は最大寸法の指定がされている場合、造形制御部１４は、設定された条件に基づき、縮小プルーフ造形の動作を造形実行部１２に実行させる。これにより、造形制御部１４は、例えば、プルーフ用の立体物として、指定された縮小倍率又は最大寸法に応じて縮小した立体物を造形実行部１２に造形させる。

また、部分プルーフ設定画面で部分プルーフ造形の動作の設定がされている場合、造形制御部１４は、設定された条件に基づき、部分プルーフ造形の動作を造形実行部１２に実行させる。これにより、造形制御部１４は、例えば、プルーフ用の立体物として、目標の立体物の一部分に対応する立体物を造形実行部１２に造形させる。

ここで、縮小プルーフ造形及び部分プルーフ造形のうちのいずれを行うかは、例えば、プルーフ用の立体物により確認したい造形品質等に応じて選択することが考えられる。例えば、立体物の全体における様々な品質のバランス（例えば全体的な形状や、全体の色彩バランス）等を確認したい場合には、縮小プルーフ造形を行うことが考えられる。また、部分プルーフ造形を行う場合には、縮小せずに造形を行うことにより、造形データをそのまま反映した状態の品質等を確認することができる。例えば、図３（ｂ）においては、人型のフィギュアの頭部のみを選択すると、鼻、耳等の細部の形状、肌、髪の毛の色等を確認することができる。そのため、例えば立体物の各部についてより詳細な確認をしたい場合等には、部分プルーフ造形を行うことが考えられる。

尚、部分プルーフ造形を行う場合において、目標の立体物の一部分とプルーフ用の立体物とが同じ形状であるとは、例えば、両者が実質的に同一なことであってよい。この場合、実質的に同一とは、例えば、設計上において同一なことであってもよい。また、目標の立体物の一部分と同一の形状とは、例えば、目標の立体物の一部分に対し、造形の動作上必要な部分等の付加的な部分を追加した形状であってもよい。

また、造形システム１０の構成の変形例においては、上記のような縮小プルーフ造形及び部分プルーフ造形以外の方法でプルーフ造形を行うこと等も考えられる。例えば、プルーフ用の立体物として、目標の立体物の一部分を縮小した形状の立体物を造形すること等も考えられる。

続いて、プルーフ造形を行う場合の動作に関し、条件設定ソフトウェア及びプリントソフトウェアに基づいて条件設定ＰＣ３４及びホストＰＣ３２が行う動作について、更に詳しく説明をする。図４及び図５は、プルーフ造形を行う場合に条件設定ソフトウェア１００及びプリントソフトウェア２００に基づいて造形制御部１４が行う動作の一例を示す。

尚、条件設定ソフトウェア１００及びプリントソフトウェア２００は、造形動作の制御を造形制御部１４に行わせるプログラムの一例である。上記においても説明をしたように、本例の造形制御部１４においては、条件設定ＰＣ３４で条件設定ソフトウェア１００を実行し、ホストＰＣ３２でプリントソフトウェア２００を実行する。しかし、造形制御部１４の構成の変形例においては、条件設定ソフトウェア１００とプリントソフトウェア２００とを分けずに、一つのソフトウェアとして構成してもよい。この場合、例えば、この一つのソフトウェアをホストＰＣ３２において実行することが考えられる。また、造形制御部１４がホストＰＣ３２及び条件設定ＰＣ３４以外のコンピュータを更に有する場合、条件設定ソフトウェア１００又はプリントソフトウェア２００の一部に相当する処理をホストＰＣ３２及び条件設定ＰＣ３４以外のコンピュータで実行してもよい。

図４は、縮小プルーフ造形を行う場合の造形制御部１４の動作の一例を示すフローチャート（縮小プルーフフロー）である。本例において、縮小プルーフ動作を行う場合、条件設定ＰＣ３４は、条件設定ソフトウェア１００に基づき、先ず、目標の造形物を示す造形データ（３Ｄデータ）を読み込む（Ｓ１０２）。そして、例えば図２に示した画面において、ユーザがプルーフボタンを押下した場合（Ｓ１０４）、図３（ａ）に示した画面に遷移して、ユーザの操作に応じて、縮小倍率（縮小率）を設定する（Ｓ１０６）。また、その後、造形スタートのボタンをユーザが押下することにより（Ｓ１０８）、３Ｄモデル及び縮小率をホストＰＣ３２へ転送する（Ｓ１１０）。

また、条件設定ＰＣ３４から３Ｄモデル及び縮小率を受け取ったホストＰＣ３２は、プリントソフトウェア２００に基づき、先ず、縮小率に応じて３Ｄモデルを縮小する（Ｓ２０２）。そして、縮小した３Ｄモデルに基づき、造形用のプリンタ（３Ｄプリンタ）である造形実行部１２に造形を行わせる（Ｓ２０４）。また、この造形の動作においては、より具体的に、造形が終了するまでの間（Ｓ３０２：Ｎ）、縮小した３Ｄモデルをスライスしたデータを取得する処理（Ｓ３０４）と、取得したデータに対応する部分の造形を造形実行部１２に行わせる処理（Ｓ３０６）とを繰り返す。また、縮小した３Ｄモデルの全体分の造形が終了した場合（Ｓ３０２：Ｙ）、プリントソフトウェア２００に基づく動作を終了する。

図５は、部分プルーフ造形を行う場合の造形制御部１４の動作の一例を示すフローチャート（部分プルーフフロー）である。尚、以下に説明をする点を除き、図５において、図４と同じ符号を付した構成及び動作（ステップ）は、図４における構成及び動作と同一又は同様の特徴を有する。

本例において、部分プルーフ造形を行う場合も、条件設定ＰＣ３４は、条件設定ソフトウェア１００に基づき、先ず、目標の造形物を示す造形データ（３Ｄデータ）を読み込む（Ｓ１０２）。また、例えば図２に示した画面において、ユーザがプルーフボタンを押下した場合（Ｓ１０４）、図３（ａ）に示した画面に遷移する。

そして、この画面において、ユーザが部分プルーフボタンを押下した場合（Ｓ１０５）、更に図３（ｂ）に示した画面に遷移し、プルーフ用の立体物として造形する部分の選択をユーザに行わせる（Ｓ１０７）。また、その後、造形スタートのボタンをユーザが押下することにより（Ｓ１０８）、３Ｄモデル及び部分選択情報をホストＰＣ３２へ転送する（Ｓ１１１）。この場合、部分選択情報とは、ステップＳ１０７の動作においてユーザが選択した部分を示す情報である。

また、条件設定ＰＣ３４から３Ｄモデル及び部分選択情報を受け取ったホストＰＣ３２は、プリントソフトウェア２００に基づき、先ず、部分選択情報に応じて、プルーフ用の立体物の造形に用いる３Ｄモデルの範囲（造形範囲）を決定する（Ｓ２０３）。そして、３Ｄモデルにおいて決定した造形範囲に含まれるデータを用いて、図４に示した造形の動作と同一又は同様にして、造形実行部１２に造形を行わせる（Ｓ２０４）。そして、造形範囲分の造形が終了した場合、プリントソフトウェア２００に基づく動作を終了する。

以上のように、本例によれば、縮小プルーフ造形及び部分プルーフ造形の動作を適切に行うことができる。また、これにより、プルーフ用の立体物を適切に造形できる。

また、この場合、目標の立体物よりも短時間で造形可能なプルーフ用の立体物を造形することにより、実際に長時間をかけて目標の立体物を造形することなく、目標の立体物の造形品質を事前に適切に確認をすることができる。また、これにより、例えば、その後に目標の立体物を造形した場合に造形の結果が期待と異なってしまうこと等を適切に防ぐことができる。また、例えば顧客等の他者の依頼により造形業者等が造形を行う場合等には、顧客との間で造形品質の事前確認や合意等を行うこと等により、顧客等の期待に沿った造形をより適切に行うことができる。そのため、本例によれば、所望の造形品質での造形をより適切に行うことができる。

また、目標の立体物としては、例えば、少なくとも一部が着色される立体物を造形することも考えられる。この場合、少なくとも一部が着色される立体物とは、より具体的に、例えば、外部から視認できる表面の一部が着色される立体物である。また、立体物が着色されるとは、例えば、立体物におけるオブジェクト部が着色されることである。この場合、立体物における外部から視認できる表面とは、オブジェクト部の表面のことである。

このような場合、例えば、目標の立体物と同様に着色されたプルーフ用の立体物を造形することにより、目標の立体物において表現される色調や色の濃さ、解像度等について、目標の立体物の造形前に適切に確認することができる。目標の立体物と同様に着色されたプルーフ用の立体物とは、例えば、対応箇所が目標の立体物と同じ色に着色されたプルーフ用の立体物のことである。このように構成すれば、例えば、所望の状態で着色された目標の立体物をより適切に造形することができる。

ここで、立体物に着色を行う場合、例えば互いに異なる複数色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック）の各色の立体画素（ボクセル）を立体的に並べて形成することにより、様々な色を表現する。しかし、この場合、例えば２次元の画像を印刷する印刷装置（２Ｄプリンタ）において色を表現する場合等と比べ、所望の色を表現することが難しい場合がある。これに対し、本例によれば、所望の色で着色された目標の立体物をより適切に造形することができる。

また、縮小プルーフ造形を行う場合、縮小を行う影響により、例えば色調や色の濃さ、解像度にある程度の変化が生じる場合も考えられる。そのため、色の状態をより詳細に確認したい場合には、部分プルーフ造形を行うことがより好ましい。また、求められる造形の精度によっては、縮小プルーフ造形を行うことで、色の状態を適切かつ十分に確認することができる。

また、縮小プルーフ造形を行う場合には、縮小を行うことの影響を考慮して、プルーフ用の立体物への着色を行うことが好ましい。そこで、以下、縮小プルーフ造形を行う場合のより好ましい着色の仕方について、説明をする。

図６は、着色された立体物の構成の一例を示す断面図であり、目標の立体物５０（図１参照）におけるオブジェクト部５２の構成の一例を示す。着色された立体物５０を造形する場合、オブジェクト部５２について、例えば、内部から外側へ向かって内部領域３０２、白色領域３０４、着色領域３０６、及びクリア領域３０８がこの順番で並んで重なるように、造形を行う。これらの領域をこの順番で並んで重ねるとは、これらの各領域の並び順を立体物５０の内部から外側へ向かってこの順番にすることである。また、この場合、各領域の間に、更に他の領域を形成してもよい。

内部領域３０２は、オブジェクト部５２の内部を構成する領域であり、例えばモデル材等で形成される。白色領域３０４及び着色領域３０６は、着色を行うための領域であり、少なくとも、オブジェクト部５２の表面において着色がされる領域に形成される。また、白色領域３０４は、光反射性の材料で形成される領域である光反射領域の一例である。本例において、白色領域３０４は、白色のインクにより内部領域３０２と着色領域３０６との間に形成される領域であり、着色領域３０６の内側に形成されることにより、着色領域３０６を介して外部から入射する光を反射する。

着色領域３０６は、着色用の材料であるカラーインクで形成される領域であり、各位置に着色すべき色に応じて、互いに異なる複数の色のカラーインクを用いて形成される。また、本例において、着色領域３０６は、有彩色のカラーインクに加え、無色透明のクリアインクを更に用いて形成される。この場合、クリアインクは、例えば、着色領域にける各位置での単位体積あたりのインクの量が一定になるように、各位置でのカラーインクの量を補完するように使用される。

クリア領域３０８は、オブジェクト部５２の外周を覆う領域である。クリア領域３０８は、クリアインクで形成されることにより、着色領域３０６の色を外部から視認可能にしつつ、オブジェクト部５２の外部を保護する。このように構成すれば、目標の立体物として、着色された立体物を適切に形成することができる。

尚、立体物５０の構成の変形例においては、オブジェクト部５２を構成する領域として、更に他の領域を形成してもよい。例えば、白色領域３０４と着色領域３０６との間にクリアインクの領域を形成すること等も考えられる。また、別の変形例においては、内部領域３０２と白色領域３０４を同一の白色のインクとし、同一のインクジェットヘッドから吐出して形成してもよい。

ここで、図６のように着色される目標の立体物５０に対し、縮小プルーフ造形を行う場合、単純に立体物５０を縮小すると、オブジェクト部５２を構成する各領域の厚さも、縮小倍率に応じて小さくなる。しかし、このようにして縮小を行うと、プルーフ用の立体物と目標の立体物５０との間で、視認される色が大きく相違するおそれがある。

そのため、着色された立体物５０に対して縮小プルーフ造形を行う場合には、単純に立体物５０の縮小を行うのではなく、縮小による色の変化等を考慮して縮小を行うことが好ましい。また、この場合、より具体的には、プルーフ用の立体物として、少なくとも一部が目標の立体物５０における対応位置と同じ色に着色される立体物を造形し、かつ、同じ色に着色される領域において、目標の立体物５０のオブジェクト部５２における白色領域３０４及び着色領域３０６に対応する白色領域及び着色領域を、プルーフ用の立体物におけるオブジェクト部の内部から外側へ向かってこの順番で重ねて形成する。そして、プルーフ用の立体物における白色領域及び着色領域の厚さについて、縮小倍率に応じた縮小は行わず、目標の立体物５０における白色領域３０４及び着色領域３０６と同じ厚さに設定する。

このように構成すれば、プルーフ用の立体物において、目標の立体物５０と同じ色をより適切に表現することができる。また、これにより、着色される色について、目標の立体物５０の造形品質を事前により適切に確認することができる。

尚、プルーフ用の立体物における白色領域及び着色領域の厚さについて、目標の立体物５０における白色領域３０４及び着色領域３０６と同じ厚さであるとは、必ずしも厳密に同一の厚さである場合に限らず、造形の精度に応じレベルで、実質的に同一であればよい。また、この場合、厚さが実質的に同じとは、例えば、設計上の厚さが同一であることであってよい。また、各領域の厚さが同じであるとは、例えば、オブジェクト部５２の表面と垂直な方向に重なって形成される立体画素（ボクセル）の数が同じことであってよい。また、この場合、オブジェクト部の表面と平行な面内方向における立体画素の密度については、縮小倍率に合わせて適宜調整することが好ましい。

また、プルーフ用の立体物においては、白色領域及び着色領域以外にも、例えば、目標の立体物５０と同様に、内部領域及びクリア領域等が形成される。この場合、プルーフ用の立体物におけるクリア領域については、目標の立体物５０のクリア領域３０８と同じ厚さに形成することが好ましい。このように構成すれば、プルーフ用の立体物において、目標の立体物５０と同じ色をより適切に表現することができる。また、内部領域の大きさについては、縮小倍率と、他の領域（例えば、白色領域、着色領域、及びクリア領域）の厚さとを考慮して、縮小することが好ましい。

続いて、造形システム１０の構成の変形例等について、説明をする。上記においては、縮小プルーフ造形を行う場合の縮小倍率の設定に関し、主に、ユーザの指示に応じて設定する場合について、説明をした。しかし、造形システム１０の構成の変形例においては、縮小倍率の設定について、例えば、少なくとも一部を自動的に行うこと等も考えられる。この場合、例えば、プルーフ用の立体物の大きさが予め設定された所定のサイズになるように、縮小倍率を自動的に設定すること等が考えられる。

また、上記においては、部分プルーフ造形で造形する部分の選択に関し、主に、目標の立体物の一部をユーザに指定させる場合について、説明をした。しかし、造形システム１０の構成の変形例においては、部分プルーフ造形で造形する部分の選択について、少なくとも一部を自動的に行うこと等も考えられる。

より具体的に、この場合、例えば、目標の立体物において形状が複雑な部分や、細かい形状を含む部分を含むように目標の立体物の一部を選択し、部分プルーフ造形を行うこと等が考えられる。また、目標の立体物において所定のパターンを含む部分を自動的に選択すること等も考えられる。この場合、例えば、パターン認識により人物の顔を識別して、顔を含む部分を選択すること等が考えられる。また、これらの場合、選択する部分の決定までを完全に自動的に行うのではなく、例えば、図３（ｂ）に示した画面において、自動的に選択した部分を候補として表示して、ユーザの判断を待つこと等も考えられる。

また、造形システム１０の構成の更なる変形例においては、プルーフ用の立体物の形状について、目標の立体物と異ならせること等も考えられる。この場合、例えば、目標の立体物の少なくとも一部について、例えば形状のデフォルメ等で造形がより容易になるように変形させた形状を、プルーフ用の立体物の形状にすること等が考えられる。この場合、造形がより容易な形状としては、例えば、サポート部を形成せずに造形可能な形状等が考えられる。

また、目標の立体物の用途によっては、プルーフ用の立体物として、予め設定された単純な形状の立体物を造形すること等も考えられる。このような単純な立体物としては、例えば、円筒状の立体物等を用いること等が考えられる。また、この場合、プルーフ用の立体物として造形する単純な形状の立体物に対し、例えば、目標の立体物に対して行う着色の仕方に基づいて着色を行うこと等が考えられる。このように構成すれば、例えば、目標の立体物に着色される色の状態について、より簡易に事前に確認することができる。

以上のような各変形例においても、各変形例の特徴に応じた様々な点において、目標の立体物の造形品質を事前に確認することができる。また、これにより、所望の造形品質での造形をより適切に行うことができる。

本発明は、例えば造形システムに好適に用いることができる。

１０・・・造形システム、１２・・・造形実行部、１４・・・造形制御部、２２・・・ヘッド部、２４・・・造形台、２６・・・走査駆動部、３２・・・ホストＰＣ、３４・・・条件設定ＰＣ、５０・・・立体物、５２・・・オブジェクト部、５４・・・サポート部、１００・・・条件設定ソフトウェア、２００・・・プリントソフトウェア、３０２・・・内部領域、３０４・・・白色領域、３０６・・・着色領域、３０８・・・クリア領域

Claims (13)

1. 立体物を示すデータである造形データに基づいて立体物を造形する造形システムであって、
   立体物の造形を実行する造形実行部と、
   前記造形実行部の動作を制御する造形制御部と
   を備え、
   前記造形制御部は、
   第１の立体物を示す前記造形データを用いて前記第１の立体物を前記造形実行部に造形させる第１の造形制御と、
   前記第１の立体物を示す前記造形データの少なくとも一部を用いて第２の立体物を前記造形実行部に造形させる第２の造形制御と
   を実行可能であり、
   前記第２の立体物は、前記第１の立体物の造形品質を確認するための立体物であり、かつ、前記第１の立体物よりも短時間で造形可能な立体物であることを特徴とする造形システム。
2. 前記第２の立体物は、前記第１の立体物を縮小した形状の立体物であり、
   前記第２の造形制御を行う場合、前記造形制御部は、前記第１の立体物に対する前記第２の立体物の縮小倍率を設定する指示を前記造形システムのユーザから受け取り、当該縮小倍率で縮小した前記第２の立体物を前記造形実行部に造形させることを特徴とする請求項１に記載の造形システム。
3. 前記第１の立体物は、少なくとも表面の一部が着色される立体物であり、表面において着色がされる領域おいて、光反射性の材料で形成される領域である光反射領域と、着色用の材料で形成される領域である着色領域とが、前記第１の立体物の内部から外側へ向かってこの順番で重ねて形成され、
   前記第２の立体物は、少なくとも一部が前記第１の立体物における対応位置と同じ色に着色される立体物であり、当該同じ色に着色される領域において、前記第１の立体物における前記光反射領域と同じ厚さの前記光反射領域と、前記第１の立体物における前記着色領域と同じ厚さの前記着色領域とが、前記第２の立体物の内部から外側へ向かってこの順番で重ねて形成されることを特徴とする請求項２に記載の造形システム。
4. 前記第２の立体物は、前記第１の立体物の一部分と同じ形状の立体物であることを特徴とする請求項１に記載の造形システム。
5. 前記第２の立体物は、前記第１の立体物の一部分を縮小した形状の立体物であることを特徴とする請求項１に記載の造形システム。
6. 前記第２の立体物は、前記第１の立体物よりも小さな立体物であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の造形システム。
7. 前記第１の立体物及び前記第２の立体物は、少なくとも一部が着色される立体物であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の造形システム。
8. 前記造形制御部は、前記造形システムのユーザにより操作されるユーザインターフェイスにより、前記ユーザの指示を受け付け、
   かつ、少なくとも、前記第１の造形制御及び前記第２の造形制御のうちのいずれを行うかの指示を、前記ユーザインターフェイスにより前記ユーザから受け取り、当該指示に基づき、前記第１の立体物又は前記第２の立体物を前記造形実行部に造形させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の造形システム。
9. 前記第２の造形制御を行う場合、前記造形制御部は、前記第１の立体物を示す造形データの一部を切り取った造形データに基づき、前記造形実行部に前記第２の立体物を造形させることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の造形システム。
10. 前記造形実行部は、インクジェット法による積層造形方式で立体物を造形することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の造形システム。
11. 立体物の造形を実行する造形実行部の動作を立体物を示すデータである造形データに基づいて制御する造形動作の制御方法であって、
    第１の立体物を示す前記造形データを用いて前記第１の立体物を前記造形実行部に造形させる第１の造形制御と、
    前記第１の立体物を示す前記造形データの少なくとも一部を用いて第２の立体物を前記造形実行部に造形させる第２の造形制御と
    を実行可能とし、
    前記第２の立体物は、前記第１の立体物の造形品質を確認するための立体物であり、かつ、前記第１の立体物よりも短時間で造形可能な立体物であることを特徴とする造形動作の制御方法。
12. 立体物を示すデータである造形データに基づいて立体物を造形する造形システムにおいて立体物の造形を実行する造形実行部の動作を制御する造形制御装置であって、
    第１の立体物を示す前記造形データを用いて前記第１の立体物を前記造形実行部に造形させる第１の造形制御と、
    前記第１の立体物を示す前記造形データの少なくとも一部を用いて第２の立体物を前記造形実行部に造形させる第２の造形制御と
    を実行可能であり、
    前記第２の立体物は、前記第１の立体物の造形品質を確認するための立体物であり、かつ、前記第１の立体物よりも短時間で造形可能な立体物であることを特徴とする造形制御装置。
13. 立体物を示すデータである造形データに基づいて立体物を造形する造形システムにおいて立体物の造形を実行する造形実行部の動作を制御する造形制御装置用のプログラムであって、
    前記造形制御装置用に行わせる制御の動作として、
    第１の立体物を示す前記造形データを用いて前記第１の立体物を前記造形実行部に造形させる第１の造形制御と、
    前記第１の立体物を示す前記造形データの少なくとも一部を用いて第２の立体物を前記造形実行部に造形させる第２の造形制御と
    を実行可能とし、
    前記第２の立体物は、前記第１の立体物の造形品質を確認するための立体物であり、かつ、前記第１の立体物よりも短時間で造形可能な立体物であることを特徴とするプログラム。