JP6565177B2 - 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

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造形処理を実行する。
このような立体物造形装置において、彩色の施された立体物を造形するために、立体物の外面を含む外部領域をカラーインク等の彩色用の液体により造形し、外部領域よりも内側の内部領域（内部）を内部充填用の液体により造形する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−０７５３９０号公報

ところで、造形処理の実行中に、立体物を造形するための液体が欠乏して、造形処理が中断することがある。中断・再開を経て造形された立体物は、中断の無い造形処理で造形された立体物と比較して、中断により液体を硬化させるための硬化時間にばらつきが生じてしまう等の原因により立体物を構成するドットの硬化の程度がばらつきやすくなる。この場合、造形された立体物に、色むらや、凹凸、または、強度の低下等が生じることがあり、立体物の品質が低くなる可能性が高くなる。
一般的に、立体物の内部領域は、立体物の表層部分である外部領域に比べて体積が大きい。よって、立体物の内部領域の造形に用いられる内部充填用の液体は、立体物の他の領域を造形する液体よりも多くの量が必要とされる可能性が高い。このため、造形処理の実行中に、内部充填用の液体が欠乏するに至り、造形処理が中断することで、造形される立体物の品質が低下する、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、立体物造形装置が立体物を造形する造形処理の実行中に、立体物を造形に用いる液体の欠乏に起因して造形処理が中断する可能性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、第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、吐出した前記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立体物を造形する立体物造形装置であって、前記第１の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、を含む複数の造形モードにより、前記立体物を造形可能である、ことを特徴とする。

この発明によれば、立体物の内部を、第１の液体、または、第１の液体とは異なる種類の第２の液体により造形することができる。このため、立体物の内部を１種類の液体のみで造形可能な場合と比較して、立体物の内部の造形に用いる液体が欠乏する可能性を低く抑えることができる。つまり、この発明によれば、立体物を造形する造形処理の実行中に、立体物の内部の造形に用いる液体の欠乏に起因して造形処理が中断する可能性を低く抑えることができる。これにより、造形処理の中断に起因する立体物の品質の低下を抑制することができる。

また、上述した立体物造形装置において、前記複数の造形モードは、前記第１の液体からなるドットと、前記第２の液体からなるドットと、を含む複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第３造形モードを含む、ことを特徴とすることが好ましい。

この態様によれば、立体物の内部を、第１の液体及び第２の液体の２種類の液体により造形可能である。このため、立体物の内部を１種類の液体のみで造形可能な場合と比較して、立体物の内部の造形に用いる液体が欠乏する可能性を低く抑えることができる。これにより、造形処理が中断す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、前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、を備え、前記残量情報の示す前記第１の液体の残量が第１基準量以下の場合、前記第２造形モードにより前記立体物を造形する、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の液体の残量が第１基準量以下であり、造形処理の実行中に第１の液体が欠乏する可能性がある場合には、第２の液体により立体物の内部を造形する。このため、造形処理が中断する可能性を低く抑えることができる。なお、第１基準量とは、「０」以上の量であればよい。

また、上述した立体物造形装置において、前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、を備え、前記残量情報の示す前記第１の液体の残量から、前記立体物の造形に要する前記第１の液体の消費量を減算した量が、第１基準量以下の場合、前記第２造形モードにより前記立体物を造形する、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の液体を用いて立体物の内部を造形した後の第１の液体の量が第１基準量以下であり、造形処理の実行中に第１の液体が欠乏する可能性がある場合には、第２の液体により立体物の内部を造形する。このため、造形処理が中断する可能性を低く抑えることができる。なお、第１基準量とは、「０」以上の量であればよい。

また、本発明に係る立体物造形装置は、第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、吐出した前記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立体物を造形する立体物造形装置であって、前記第１の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、前記第１の液体からなるドット、及び、前記第２の液体からなるドット、を含む複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第３造形モードと、を含む複数の造形モードにより、前記立体物を造形可能である、ことを特徴とする。

この発明によれば、立体物の内部を、第１の液体及び第２の液体の２種類の液体により造形可能である。このため、立体物の内部を１種類の液体のみで造形可能な場合と比較して、立体物の内部の造形に用いる液体が欠乏する可能性を低く抑えることができる。これにより、造形処理が中断す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、前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、を備え、前記残量情報の示す前記第１の液体の残量が第２基準量よりも多い場合、前記第１造形モードにより前記立体物を造形し、前記残量情報の示す前記第１の液体の残量が前記第２基準量以下の場合、前記第３造形モードにより前記立体物を造形する、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の液体の残量が第２基準量以下であり、第１の液体の残量に余裕が無い場合には、第１の液体及び第２の液体の両方を用いて立体物の内部を造形する。このため、立体物の内部の造形に用いる液体の欠乏による造形処理の中断の可能性を低く抑えることができる。なお、第２基準量とは、「０」よりも多い量であればよい。

また、上述した立体物造形装置において、前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、を備え、前記残量情報の示す前記第１の液体の残量から、前記立体物を造形するために要する前記第１の液体の消費量を減算した量が、第２基準量よりも多い場合、前記第１造形モードにより前記立体物を造形し、前記残量情報の示す前記第１の液体の残量から、前記立体物を造形するために要する前記第１の液体の消費量を減算した量が、前記第２基準量以下の場合、前記第３造形モードにより前記立体物を造形する、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の液体を用いて立体物の内部を造形した後の第１の液体の量が第２基準量以下であり、第１の液体の残量に余裕が無い場合には、第１の液体及び第２の液体の両方を用いて立体物の内部を造形する。このため、立体物の内部の造形に用いる液体の欠乏による造形処理の中断の可能性を低く抑えることができる。なお、第２基準量とは、「０」よりも多い量であればよい。

また、上述した立体物造形装置において、前記第２の液体は、無彩色の液体である、ことを特徴とすることが好ましい。

この態様によれば、無彩色の液体を用いて立体物の内部を造形するため、立体物の外面において彩色を施す場合に、正確な色の表示が可能となる。

また、上述した立体物造形装置において、前記第２の液体は、可視光を所定の割合以上の割合で反射する、ことを特徴とすることが好ましい。

この態様によれば、白色に近い淡色の液体を用いて立体物の内部を造形するため、立体物の外面において彩色を施す場合に、正確な色の表示が可能となる。

また、本発明に係る立体物造形装置の制御方法は、第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、吐出した前記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立体物を造形する立体物造形装置の制御方法であって、前記第１の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、を含む複数の造形モードのうち、一の造形モードにより、前記立体物を造形するように、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、立体物の内部を、第１の液体または第２の液体により造形することができるため、立体物の内部を１種類の液体のみで造形可能な場合と比較して、立体物の内部の造形に用いる液体が欠乏する可能性を低く抑えることができる。これにより、造形処理の中断に起因する立体物の品質の低下を抑制することができる。

また、本発明に係る立体物造形装置の制御プログラムは、第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、吐出した前記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、硬化した前記ドットにより立体物を造形す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の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、を含む複数の造形モードのうち、一の造形モードにより、前記立体物を造形するように、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、立体物の内部を、第１の液体または第２の液体により造形することができるため、立体物の内部を１種類の液体のみで造形可能な場合と比較して、立体物の内部の造形に用いる液体が欠乏する可能性を低く抑えることができる。これにより、造形処理の中断に起因する立体物の品質の低下を抑制することができる。

また、本発明に係る立体物造形システムは、第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、吐出した前記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を造形するように前記ヘッドユニットの動作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の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、を含む複数の造形モードの中から、一の造形モードを選択し、前記一の造形モードにより、前記ヘッドユニットの動作を制御する、ことを特徴とする。

この発明によれば、立体物の内部を、第１の液体または第２の液体により造形することができるため、立体物の内部を１種類の液体のみで造形可能な場合と比較して、立体物の内部の造形に用いる液体が欠乏する可能性を低く抑えることができる。これにより、造形処理の中断に起因する立体物の品質の低下を抑制することができる。

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の造形について説明するための説明図である。 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。 造形モードを説明するための説明図である。 変形例１に係るデータ生成処理を示すフローチャートである。 変形例１に係る造形モードを説明するための説明図である。 変形例２に係る造形モードを説明するための説明図である。 変形例２に係る造形モードを説明するための説明図である。 変形例６に係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。 変形例６に係る立体物造形システム１００による立体物Ｏbjの造形について説明するための説明図である。

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。

＜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。

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。

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の輪郭である外面ＳF（後述する図２または図１１を参照）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の外面ＳFの形状及び立体物Ｏbjの色彩に加えて、立体物Ｏbj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。

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、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）。

また、詳細は後述するが、造形データ生成部９３は、立体物造形装置１が実行する造形処理の動作モードである造形モードを定める造形モード決定処理を実行する。

図２は、モデルデータＤatの指定する立体物Ｏbjの外面ＳFの形状と、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の指定する外面ＳFの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の指定する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の指定する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。

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。

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を造形する場合には、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を造形する場合には、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、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外面ＳFよりも内側の構造と、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の下側の少なくとも一部に、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。

＜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、インクを貯蔵する６個のインクカートリッジ４８（「貯蔵部」の一例）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、各インクカートリッジ４８に貯蔵されているインクの残量を示す残量情報Ｒを出力する残量情報出力部６２（「出力部」の一例）と、を備える。
残量情報出力部６２は、例えば、各インクカートリッジ４８に貯蔵されているインクの重量を検出して検出結果を残量情報Ｒとして出力する重量計や、各インクカートリッジ４８に貯蔵されているインクに光を照射したときにインクを透過する光の強度を測定して測定結果を残量情報Ｒとして出力する照度計、または、各インクカートリッジ４８に貯蔵されているインクの吐出部Ｄからの吐出回数をカウントしてカウント値を残量情報Ｒとして出力するカウンター等である。
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。また、制御部６は、残量情報出力部６２が出力した残量情報Ｒを、造形データ生成部９３に供給する。

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に内蔵され、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。

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貯蔵されている。
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。

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。

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。

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を積層し、これにより、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。

＜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。

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、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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

＜２．データ生成処理及び造形処理＞
次に、図１０乃至図１３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。

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Ｓ１００、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（Ｓ１００）。なお、上述のとおり、造形データ生成部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、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、残量情報出力部６２が出力する残量情報Ｒ、より具体的には、残量情報Ｒのうちクリアーインクの残量ＲCLを示す情報に基づいて、造形モードを決定する造形モード決定処理を実行する（Ｓ１１０）。
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。

制御部６は、ステップＳ１５０において、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）。

このように、立体物造形システム１００のうち造形データ生成部９３が、図１０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に基づいて造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]を生成し、立体物造形システム１００のうち立体物造形装置１が、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Ｓ１００において、造形データ生成部９３は、モデルデータＤatの指定する立体物Ｏbjの外面ＳFの形状の中空部分の一部または全部を補完して、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１１及び図１２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１１を参照しつつ、立体物Ｏbjの外面ＳFよりも内側の構造について説明する。
ここで、図１１（Ａ）は、立体物Ｏbjの斜視図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す立体物Ｏbjを直線γ−Γ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では、図示の都合上、図２及び図３とは異なる形状の、球体の立体物Ｏbjを造形する場合を想定する。

図１１（Ｂ）に示すように、立体物造形システム１００が造形する立体物Ｏbjは、立体物Ｏbjの輪郭である外面ＳF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、充填層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外面ＳF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、充填層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、原則として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充填層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１１（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、充填層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、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。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。

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ΔＬ1の領域を、彩色層Ｌ1として定める（Ｓ２００）。また、造形データ生成部９３は、彩色層Ｌ1の内側の面から立体物Ｏbj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、造形データ生成部９３は、遮蔽層Ｌ2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、充填層Ｌ3として定める（Ｓ２２０）。また、造形データ生成部９３は、充填層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）に例示したような、彩色層Ｌ1、遮蔽層Ｌ2、及び、充填層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．造形モード決定処理＞
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、立体物造形装置１から供給される残量情報Ｒに基づいて造形モードを決定する処理である、造形モード決定処理を実行する。以下、造形モード決定処理と、造形モード決定処理において決定される造形モードと、について説明する。

本実施形態に係る立体物造形システム１００の立体物造形装置１は、通常造形モード（「第１造形モード」の一例）、代替造形モード（「第２造形モード」の一例）、及び、混合造形モード（「第３造形モード」の一例）、の３つの造形モードにより、造形処理の実行が可能である。造形データ生成部９３が実行する造形モード決定処理とは、立体物造形装置１が造形処理を実行するときの一の造形モードを、上記３つの造形モードの中から選択する処理である。

ここで、通常造形モードとは、造形処理において、立体物Ｏbjの内部領域ＬINの造形に本来用いられるべきクリアーインク（「第１の液体」の一例）を用いて、立体物Ｏbjの内部領域ＬINを造形する造形モードである。すなわち、通常造形モードにより造形処理が実行される場合には、クリアーインクを用いて、内部領域ＬINの中実部分である充填層Ｌ3が形成される。
また、代替造形モードとは、造形処理において、立体物Ｏbjの内部領域ＬINの造形に本来用いられるべきクリアーインク以外のインクを用いて、立体物Ｏbjの内部領域ＬINを造形する造形モードである。すなわち、代替造形モードにより造形処理が実行される場合には、クリアーインク以外のインク、すなわち、有彩色インク、無彩色インク、及び、支持用インクのうち少なくとも１種類のインク（「第２の液体」の一例）を用いて、充填層Ｌ3が形成される。
また、混合造形モードとは、造形処理において、立体物Ｏbjの内部領域ＬINの造形に本来用いられるべきクリアーインクとクリアーインク以外のインクとの両方を用いて、立体物Ｏbjの内部領域ＬINを造形する造形モードである。すなわち、混合造形モードにより造形処理が実行される場合には、クリアーインクと、クリアーインク以外のインクとを用いて、充填層Ｌ3が形成される。

図１３は、造形データ生成部９３が実行する造形モード決定処理における、造形モードの選択（決定）についての説明するための説明図である。

この図に示すように、造形データ生成部９３は、残量情報Ｒの示すクリアーインクの残量ＲCLが、「ＲCL≦α1」を満たす場合、造形モードとして代替造形モードを選択する。なお、基準量α1（「第１基準量」の一例）は、「α1≧０」を満たす値である。
すなわち、造形データ生成部９３は、クリアーインクの残量ＲCLが基準量α1以下であり、クリアーインクが造形処理の実行中に不足する可能性が高い場合、クリアーインク以外のインクによりクリアーインクを代用することで立体物Ｏbjの内部領域ＬINを造形する代替造形モードを選択する。

また、造形データ生成部９３は、残量情報Ｒの示すクリアーインクの残量ＲCLが、「α1＜ＲCL≦α2」を満たす場合、造形モードとして混合造形モードを選択する。なお、基準量α2（「第２基準量」の一例）は、「α1＜α2」を満たす値である。
すなわち、造形データ生成部９３は、クリアーインクの残量が、基準量α1よりは多いものの、基準量α2以下であり、十分な量ではないと判断しうる場合、クリアーインクとクリアーインク以外のインクとを併用して立体物Ｏbjの内部領域ＬINを造形する混合造形モードを選択する。

また、造形データ生成部９３は、残量情報Ｒの示すクリアーインクの残量ＲCLが、「α2＜ＲCL」を満たす場合、造形モードとして通常造形モードを選択する。
すなわち、造形データ生成部９３は、クリアーインクの残量が、基準量α2よりも多く十分な量であると判断しうる場合、本来内部領域ＬINの造形に用いられることが予定されているクリアーインクのみを用いて立体物Ｏbjの内部領域ＬINを造形する通常造形モードを選択する。

以上において説明したように、造形データ生成部９３は、ステップＳ１１０において、通常造形モード、代替造形モード、または、混合造形モードのうち、いずれかの造形モードを選択する。
そして、造形データ生成部９３は、上述したステップＳ１２０において、ステップＳ１１０で選択した造形モードにより造形処理が実行されるような、造形体データＦＤ[1]〜ＦＤ[Q]を生成する。すなわち、造形データ生成部９３は、造形モードとして通常造形モードが選択された場合、充填層Ｌ3がクリアーインクにより形成されるような造形体データＦＤ[q]を生成する。また、造形データ生成部９３は、造形モードとして代替造形モードが選択された場合、充填層Ｌ3がクリアーインク以外のインクにより形成されるような造形体データＦＤ[q]を生成する。また、造形データ生成部９３は、造形モードとして混合造形モードが選択された場合、充填層Ｌ3がクリアーインクとクリアーインク以外のインクとの両方により形成されるような造形体データＦＤ[q]を生成する。

なお、造形モードが代替造形モードまたは混合造形モードである場合に、充填層Ｌ3を形成するためにクリアーインクの代替として用いられるインク（以下、「代替インク」と称する場合がある）は、無彩色インクが好ましく、ホワイトインクがより好ましい。
本実施形態に係る造形データ生成部９３は、代替インクとして、ホワイトインクの残量が所定量以上である場合には、ホワイトインクを選択し、ホワイトインクの残量が所定量よりも少ない場合には、ホワイトインク以外の無彩色インクを選択する。例えば、造形データ生成部９３は、支持用インクが無彩色である場合、代替インクとして、支持用インクを選択してもよい。
更に、本実施形態に係る造形データ生成部９３は、ホワイトインクの残量が所定量よりも少ない場合であって、ホワイトインク以外の無彩色インクの残量が所定量よりも少ない場合には、代替インクとして、有彩色インクのうち可視光の反射率の高いインク、例えば、イエローのインクを選択する。

＜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、立体物Ｏbjの内部領域ＬINの造形に本来用いられるクリアーインクの残量ＲCLが十分でない場合、無彩色インク、有彩色インク、または、支持用インク等のクリアーインク以外の代替インクを用いて、内部領域ＬINを造形する。このため、クリアーインクのみを用いて内部領域ＬINを造形する場合と比較して、クリアーインクの不足に起因する造形処理の中断の発生の可能性を低減することができる。
造形処理が中断する場合、造形処理の中断時に実行中の積層処理で積層される造形体ＬＹを構成するドット、及び、造形処理の中断時に実行中の積層処理よりも１つ前の積層処理で積層された造形体ＬＹを構成するドット等は、それ以外のドットと比較して、例えば空気に接する時間が中断の時間分だけ長くなる。このため、立体物Ｏbjを構成する複数のドットの間で、硬化の程度にばらつきが生じることがある。この場合、ドット間の硬化の程度のばらつきに起因して、造形される立体物Ｏbjに、色むらや、凹凸、強度の低下等の不都合が生じることがある。すなわち、造形処理が中断する場合、造形処理が中断しない場合と比較して、立体物Ｏbjの品質が低下する可能性が高くなる。
更に、クリアーインクの不足に起因して造形処理が中断する場合、立体物造形システム１００の利用者が、造形処理の実行中に、クリアーインクに対応するインクカートリッジ４８を交換しなければ、造形処理を継続できなくなる。つまり、造形処理において、利用者にインクカートリッジ４８の交換作業を強いることになり、造形処理に係る利便性の低下を招くことになる。
これに対して、本実施形態では、クリアーインクの不足による造形処理の中断の発生の可能性を低減できるため、造形処理の中断に起因する立体物Ｏbjの品質の低下や、造形処理中のインクカートリッジ４８の交換作業による利便性の低下等を、抑制できる。

また、本実施形態に係る立体物造形システム１００は、残量ＲCLが基準量α2よりも多く、クリアーインクの量に十分な余裕がある場合には、通常造形モードにより造形処理を実行し、残量ＲCLが基準量α2以下となり、クリアーインクの量に十分な余裕がなくなった場合には、混合造形モードにより造形処理を実行し、残量ＲCLが基準量α1以下となり、造形処理中にクリアーインクが枯渇する可能性が高い場合には、代替造形モードにより造形処理を実行する。すなわち、本実施形態では、クリアーインクの残量ＲCLに応じた造形モードにより、造形処理を実行する。
一般的に、クリアーインクは、他のインク（有彩色インク、無彩色インク、支持用インク）と比較して、色材成分が少なくコストが低い。また、一般的に、クリアーインクは、他のインクと比較して、硬化した場合の強度が高い。
このため、本実施形態のように、クリアーインクの残量ＲCLに応じた造形モードにより造形処理を実行することで、造形処理の中断の発生を低く抑えることが可能となるのと同時に、代替インクを使用することに起因するコストの増加を抑制することが可能となり、また、代替インクを使用することに起因する立体物Ｏbjの強度の低下を抑制することが可能となる。

＜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、造形データ生成部９３は、造形処理の開始時におけるクリアーインクの残量ＲCLに基づいて造形モードを決定するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、造形モードは、造形処理の実行中にクリアーインクが欠乏する可能性に応じて定めればよい。
例えば、クリアーインクの残量ＲCLが少ない場合の他に、立体物Ｏbjの内部領域ＬINの体積が大きく、造形処理において消費される予定のクリアーインクの量が多い場合等においても、造形処理の実行中にクリアーインクが欠乏する可能性が高くなる。よって、本変形例では、一例として、クリアーインクの残量ＲCLと、立体物Ｏbjの造形に要するクリアーインクの消費量ＷCLと、の双方に基づいて、造形モードを定めることで、クリアーインクが欠乏する可能性に応じて造形モードを決定することが可能となる。

図１４は、本変形例に係るデータ生成処理を説明するためのフローチャートである。
図１４に示す本変形例に係るデータ生成処理は、ステップＳ１１０に示す造形モード決定処理の代わりに、ステップＳ１１１及びＳ１１２に示す造形モード決定処理が実行される点を除き、図１０に示す実施形態に係るデータ生成処理と同様である。

図１４に示すように、本変形例に係る造形データ生成部９３は、データ生成処理において、立体物Ｏbjの造形に要するクリアーインクの消費量ＷCLを算出する（Ｓ１１１）。この場合、クリアーインクの消費量ＷCLは、概算値であればよい。例えば、ステップＳ１１１において、造形データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[1]〜Ｌdat[Q]に基づいて内部領域ＬINの体積を算出し、当該算出結果を用いてクリアーインクの消費量ＷCLを算出してもよい。また、例えば、ステップＳ１１１において、造形データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[1]〜Ｌdat[Q]をボクセルＶxに分解することで、通常造形モードで立体物Ｏbjを造形する場合に必要となる、クリアーインクからなるドットの個数及びサイズを決定することで、クリアーインクの消費量ＷCLを算出してもよい。
次に、造形データ生成部９３は、クリアーインクの残量ＲCLと、クリアーインクの消費量ＷCLと、に基づいて、造形モードを決定する（Ｓ１１２）。

図１５は、本変形例に係る造形データ生成部９３がステップＳ１１２で実行する、造形モードの決定についての説明するための説明図である。
この図に示すように、本変形例に係る造形データ生成部９３は、クリアーインクの残量ＲCL及び消費量ＷCLが、「ＲCL−ＷCL≦β1」を満たす場合、造形モードとして代替造形モードを選択する。なお、基準量β1（「第１基準量」の他の例）は、「β1≧０」を満たす値である。
また、本変形例に係る造形データ生成部９３は、クリアーインクの残量ＲCL及び消費量ＷCLが、「β1＜ＲCL−ＷCL≦β2」を満たす場合、造形モードとして混合造形モードを選択する。なお、基準量β2（「第２基準量」の他の例）は、「β1＜β2」を満たす値である。
また、本変形例に係る造形データ生成部９３は、クリアーインクの残量ＲCL及び消費量ＷCLが、「β2＜ＲCL−ＷCL」を満たす場合、造形モードとして通常造形モードを選択する。

以上において説明したように、図１４及び図１５に示す本変形例に係る造形モード決定処理では、クリアーインクの残量ＲCLに加え、クリアーインクの消費量ＷCLを考慮して造形モードを定めるため、体積の大きい立体物Ｏbjを造形する場合であっても、造形処理の実行中にクリアーインクが不足する可能性を低く抑えることが可能となる。

＜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は、通常造形モード、代替造形モード、及び、混合造形モードの３つの造形モードにより、造形処理の実行が可能であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、これらの３つの造形モードのうち、少なくとも２つの造形モードにより、造形処理が実行可能であればよい。具体的には、立体物造形システム１００は、通常造形モード及び代替造形モードにより造形処理を実行可能であってもよいし、通常造形モード及び混合造形モードにより造形処理を実行可能であってもよい。

図１６及び図１７は、本変形例に係る立体物造形システム１００が、通常造形モード及び混合造形モードの２つの造形モードにより造形処理を実行可能な場合における、造形モードの決定を説明するための説明図である。
このうち、図１６は、上述した実施形態のように、造形モードをクリアーインクの残量ＲCLに基づいて定める場合を例示している。図１６に示すように、本変形例に係る造形データ生成部９３は、例えば、クリアーインクの残量ＲCLが、「ＲCL≦α1」を満たす場合、造形モードとして代替造形モードを選択し、クリアーインクの残量ＲCLが、「α1＜ＲCL」を満たす場合、造形モードとして通常造形モードを選択してもよい。
また、図１７は、上述した変形例１のように、造形モードをクリアーインクの残量ＲCL及び消費量ＷCLに基づいて定める場合を例示している。図１７に示すように、本変形例に係る造形データ生成部９３は、例えば、クリアーインクの残量ＲCL及び消費量ＷCLが、「ＲCL−ＷCL≦β1」を満たす場合、造形モードとして代替造形モードを選択し、クリアーインクの残量ＲCL及び消費量ＷCLが、「β1＜ＲCL−ＷCL」を満たす場合、造形モードとして通常造形モードを選択してもよい。

＜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が吐出可能なインクは、３色の有彩色インク、１色の無彩色インク、内部領域ＬINの造形に本来用いられるべきクリアーインク、及び、支持用インクの、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、立体物Ｏbjの内部領域ＬINの造形に本来用いられる所定種類のインク（「第１の液体」の一例）、及び、当該所定種類のインクとは異なる種類のインクを含む、少なくとも２種類のインクを吐出可能であればよい。
また、上述した実施形態及び変形例では、立体物Ｏbjの内部領域ＬINを造形するための所定種類のインクとしてクリアーインクを例示したが、内部領域ＬINを造形するための所定種類のインクは、クリアーインク以外の種類のインクであってもよい。
なお、上述した実施形態及び変形例では、残量情報Ｒは、複数のインクカートリッジ４８の各々に貯蔵されるインクの残量を示すが、残量情報Ｒは、少なくとも、内部領域ＬINを造形するための所定種類のインクの残量を示すものであればよい。

＜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、彩色層Ｌ1及び遮蔽層Ｌ2を具備する外部領域ＬOUTと、充填層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及び充填層Ｌ3を具備する立体物Ｏbjを造形できればよい。つまり、立体物Ｏbjの外部領域ＬOUTは、少なくとも外面ＳFを含む彩色層Ｌ1を含めばよく、立体物Ｏbjの内部領域ＬINは、少なくとも充填層Ｌ3を含めばよい。

＜変形例５＞
上述した実施形態及び変形例では、代替インクとして、ホワイトインク等の無彩色インク、無彩色の支持用インク、及び、可視光の反射率の高い有彩色インクを例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、代替インクは、立体物造形装置１が吐出可能なインクであれば、どのような種類のインクであってもよい。
特に、立体物Ｏbjが遮蔽層Ｌ2を備えるように造形される場合には、内部領域ＬINの造形に代替インクを用いることに起因する立体物Ｏbjの色彩の劣化は生じにくいため、代替インクとして任意のインクを用いることができる。

＜変形例６＞
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１８は、本変形例に係る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１８に示す本変形例に係る造形処理は、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造形処理と同様である。
図１８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１９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１９（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１９（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１９（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１９（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１９（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１９（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。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、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９＞
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、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〜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、６２…残量情報出力部、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 (12)

1. 第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、
   吐出した前記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立体物を造形する立体物造形装置であって、
   前記第１の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、
   前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、
   前記第１の液体からなるドットと、前記第２の液体からなるドットと、を含む複数のドットにより、前記第１の液体と前記第２の液体を混合して用いて前記立体物の内部を造形する、第３造形モードと、
   を含む複数の造形モードにより、前記立体物を造形可能である、
   ことを特徴とする、立体物造形装置。
2. 前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、
   前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、
   を備え、
   前記残量情報の示す前記第１の液体の残量が第１基準量以下の場合、
   前記第２造形モードにより前記立体物を造形する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の立体物造形装置。
3. 前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、
   前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、
   を備え、
   前記残量情報の示す前記第１の液体の残量から、前記立体物の造形に要する前記第１の液体の消費量を減算した量が、第１基準量以下の場合、
   前記第２造形モードにより前記立体物を造形する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の立体物造形装置。
4. 第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、
   吐出した前記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立体物を造形する立体物造形装置であって、
   前記第１の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、
   前記第１の液体からなるドットと、前記第２の液体からなるドットと、を含む複数のドットにより、前記第１の液体と前記第２の液体を混合して用いて前記立体物の内部を造形する、第３造形モードと、
   を含む複数の造形モードにより、前記立体物を造形可能である、
   ことを特徴とする、立体物造形装置。
5. 前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、
   前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、
   を備え、
   前記残量情報の示す前記第１の液体の残量が第２基準量よりも多い場合、
   前記第１造形モードにより前記立体物を造形し、
   前記残量情報の示す前記第１の液体の残量が前記第２基準量以下の場合、
   前記第３造形モードにより前記立体物を造形する、
   ことを特徴とする、請求項１または４に記載の立体物造形装置。
6. 前記第１の液体を貯蔵する貯蔵部と、
   前記貯蔵部に貯蔵される前記第１の液体の残量を示す残量情報を出力する出力部と、
   を備え、
   前記残量情報の示す前記第１の液体の残量から、前記立体物を造形するために要する前記第１の液体の消費量を減算した量が、第２基準量よりも多い場合、
   前記第１造形モードにより前記立体物を造形し、
   前記残量情報の示す前記第１の液体の残量から、前記立体物を造形するために要する前記第１の液体の消費量を減算した量が、前記第２基準量以下の場合、
   前記第３造形モードにより前記立体物を造形する、
   ことを特徴とする、請求項１または４に記載の立体物造形装置。
7. 前記第２の液体は、無彩色の液体である、
   ことを特徴とする、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。
8. 前記第２の液体は、可視光を所定の割合以上の割合で反射する、
   ことを特徴とする、請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。
9. 前記立体物の内部の充填層の外側に外部から視認されることを防止するための遮蔽層を備えたことを特徴とする、請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。
10. 第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、
    吐出した前記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立体物を造形する立体物造形装置の制御方法であって、
    前記第１の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、
    前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数
    のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、
    前記第１の液体からなるドットと、前記第２の液体からなるドットと、を含む複数のドットにより、前記第１の液体と前記第２の液体を混合して用いて前記立体物の内部を造形する、第３造形モードと、
    を含む複数の造形モードのうち、一の造形モードにより、
    前記立体物を造形するように、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。
11. 第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、
    吐出した前記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、
    硬化した前記ドットにより立体物を造形す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の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、
    前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、
    前記第１の液体からなるドットと、前記第２の液体からなるドットと、を含む複数のドットにより、前記第１の液体と前記第２の液体を混合して用いて前記立体物の内部を造形する、第３造形モードと、
    を含む複数の造形モードのうち、一の造形モードにより、
    前記立体物を造形するように、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。
12. 第１の液体及び第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能であり、
    吐出した前記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を造形するように前記ヘッドユニットの動作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の液体からなる複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第１造形モードと、
    前記第１の液体からなるドットを含まず、前記第２の液体からなるドットを含む、複数のドットにより、前記立体物の内部を造形する、第２造形モードと、
    前記第１の液体からなるドットと、前記第２の液体からなるドットと、を含む複数のドットにより、前記第１の液体と前記第２の液体を混合して用いて前記立体物の内部を造形する、第３造形モードと、
    を含む複数の造形モードの中から、一の造形モードを選択し、
    前記一の造形モードにより、前記ヘッドユニットの動作を制御する、
    ことを特徴とする、立体物造形システム。

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