JP6660711B2 - 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

インクジェット法で立体物を造形する場合、複数の色のインクを用いて造形を行うことにより、着色された立体物を造形することができる。この場合、例えば、立体物における少なくとも表面部分の造形を、公知の印刷装置で２次元の画像を印刷する技術と同一又は同様にして行うことにより、着色された立体物を造形する。

しかし、造形される立体物の用途や造形の目的等によっては、より簡易な方法で着色された立体物を造形することが望まれる場合もある。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。

着色された立体物を造形する場合、例えば、立体物を示す造形データとして、立体物の色を示す色情報と形状情報とを含むデータを用いることが考えられる。しかし、この場合、造形データ中で色情報が指定されているため、造形される立体物の色を変更すること等が難しくなる。また、その結果、例えば色を変更して立体物を造形しようとする場合、造形データを作り直すこと等が必要になる。

これに対し、本願の発明者は、立体物に着色する色について、造形データに含まれた色情報を用いるのではなく、造形時（例えば、造形の直前）にユーザにより指定することを考えた。このように構成すれば、例えば、造形データを作り直すことなく、様々な色の立体物をより簡易に造形することができる。

また、この場合、造形データにおいて色を指定する必要がないため、造形データのデータ量を低減することもできる。また、例えばＳＴＬ形式のデータ等のように、広く用いられているデータを造形データとして使用して、着色された立体物を容易かつ適切に造形することも可能になる。

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、前記立体物の造形を実行する部分であり、互いに異なる色のインク滴をそれぞれ吐出する複数のインクジェットヘッドを有する造形実行部と、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、前記造形データに基づいて造形する前記立体物の色である造形色の指定をユーザから受け付け、少なくとも前記立体物の外観の色が指定された前記造形色になるように、前記造形実行部に立体物を造形させ、前記造形実行部は、前記造形制御部の制御に応じて、前記立体物を造形し、かつ、少なくとも前記立体物の外観の色を、前記複数のインクジェットヘッドにより、前記ユーザにより指定された前記造形色に着色することを特徴とする。

このように構成した場合、例えば、立体物に着色する造形色を造形データ中で指定するのではなく、造形制御部でユーザの指示に応じて指定することにより、様々な造形色を簡易かつ適切に指定することができる。また、互いに異なる複数の色用のインクジェットヘッドを用いて造形を行うことで、指定された造形色での造形を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、着色された立体物を簡易な方法で適切に造形できる。

また、この場合、造形制御部は、例えば、一の立体物に対して着色する造形色として、一の色のみの指定をユーザから受け付ける。また、これにより、造形制御部は、造形実行部に、外観が単一の造形色に着色された立体物を造形させる。このように構成すれば、例えば、着色された立体物をより容易かつ適切に造形できる。

ここで、この構成において、インク滴とは、インクの液滴のことである。インクとは、インクジェットヘッドから吐出する液体のことである。また、インクジェットヘッドとは、インクジェット方式で液体（液滴）を吐出する吐出ヘッドのことである。また、造形実行部は、例えば、複数のインクジェットヘッドを用いて、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。

また、造形実行部は、複数の色用のインクジェットヘッドとして、フルカラーを表現できる複数の色用のインクジェットヘッドを有することが好ましい。例えば、造形実行部は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色用のインクジェットヘッドを有することが好ましい。上記以外の色用のインクジェットヘッドを更に有してもよい。また、立体物の内部の造形に用いるモデル材（造形材）用のインクジェットヘッドや、造形中の立体物の周囲を支えるサポート層用のインクジェットヘッド等を更に有してもよい。

また、造形データとしては、例えば、色が指定されず、立体物の形状のみを示すデータ等を用いることが考えられる。また、造形データとして、形状に加え、立体物の色を更に示すデータを用いることも考えられる。この場合、例えば、造形色をユーザが指定することにより、造形データ中で指定される色に代えて、ユーザにより指定された造形色で造形実行部に立体物を造形させる。この場合、造形制御部では、造形データ中で指定されている色をユーザに指定された造形色に置換することが考えられる。このように構成すれば、例えば、立体物において着色すべき領域に対し、所望の造形色を容易かつ適切に設定できる。

また、この構成において、立体物の外観の色とは、例えば、立体物の表面の色である。また、立体物の表面の色とは、例えば、立体物において外部から色彩が視認できる領域の色であってよい。また、ユーザにより指定される造形色は、例えば、立体物の表面の全体に着色する色である。このように構成すれば、表面にカラー画像を描くことで立体物を着色する場合等と比べ、造形色の指定をより簡易かつ適切に行うことができる。また、造形制御部は、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、ユーザから造形色の指定を受け付けることが好ましい。また、このユーザインターフェイスとして、グラフィカルユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）を用いることが好ましい。このように構成すれば、例えば、造形色の指定を簡易かつ適切に受け付けることができる。

また、造形制御部は、例えば、造形データと、ユーザにより指定された造形色に基づき、造形実行物の動作を制御するデータである造形制御データを生成する。また、造形データを造形実行部へ供給することにより、造形実行部の動作を制御する。このように構成すれば、造形色に着色された立体物を造形実行部に適切に造形させることができる。

また、造形制御部は、一の造形データに対して、互いに異なる複数の造形色の指定をユーザから受け取ってもよい。この場合、造形制御部は、複数の造形色の各色で、同一形状の立体物を造形実行部に造形させる。このように構成すれば、例えば、同一形状で色違いの複数の立体物を簡易かつ適切に造形できる。

また、本発明の構成として、上記と同様の特徴を有する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、例えば、着色された立体物を簡易な方法で適切に造形できる。

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、周囲にサポート層５２を形成した立体物５０の様子の一例を示す。 ユーザから造形色の指定を受けるユーザインターフェイスの一例を示す図である。 造形制御部１４の制御により着色された立体物５０を造形する動作の一例を示すフローチャートである。 立体物５０の具体的な形態の例を示す図である。図４（ａ）は、立体物５０の具体的な形態の一例を示す断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）は、立体物５０の構成の変形例を示す図である。図４（ｄ）は、立体物５０の構成の更なる変形例を示す図である。

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。

造形システム１０は、立体物５０を示すデータである造形データに基づいて立体物５０を造形する造形システムであり、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。この場合、立体物５０とは、造形の成果物となる３次元物体のことである。

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、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、複数のインクジェットヘッド１０２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、より具体的に、ヘッド部２２は、複数のインクジェットヘッド１０２の少なくとも一部として、互いに異なる色のインク滴をそれぞれ吐出する着色用の複数のインクジェットヘッド１０２を有する。この場合、インク滴とは、インクの液滴のことである。インクとは、インクジェットヘッド１０２から吐出する液体のことである。また、インクジェットヘッド１０２とは、インクジェット方式で液体（液滴）を吐出する吐出ヘッドのことである。

また、本例において、ヘッド部２２は、複数の色用のインクジェットヘッド１０２として、フルカラーを表現できる複数の色用のインクジェットヘッド１０２を有する。より具体的に、ヘッド部２２は、着色用の複数のインクジェットヘッド１０２として、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色用のインクジェットヘッド１０２を有する。また、ヘッド部２２は、上記以外の色用のインクジェットヘッド１０２を更に有してもよい。例えば、ヘッド部２２は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色や、各色のライト色等用のインクジェットヘッド１０２を更に有してもよい。

また、本例において、ヘッド部２２は、例えば、着色用のインクジェットヘッド１０２以外のインクジェットヘッド１０２を更に有する。例えば、本例において、ヘッド部２２は、立体物５０の内部の造形に用いる造形材用のインクジェットヘッド１０２を更に有する。また、ヘッド部２２は、造形中の立体物５０の周囲を支えるサポート層用のインクジェットヘッド１０２等を更に有してもよい。また、立体物５０の着色時に着色用のインクの背景となる白色層を形成する白色のインク用のインクジェットヘッド１０２や、無色透明のクリアインク用のインクジェットヘッド１０２等を更に有してもよい。立体物５０に対する着色の仕方については、後に更に詳しく説明をする。

また、ヘッド部２２における各インクジェットヘッド１０２は、例えば、所定の条件に応じて硬化するインクのインク滴を吐出する。また、このようなインクとしては、例えば、紫外線硬化型インク等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。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インク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、立体物５０の各部を構成する各材料のインク滴を吐出する。

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ことにより、造形台２４に対して相対的に移動する副走査動作をヘッド部２２に行わせる。また、これにより、必要に応じて、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。

また、本例において、走査駆動部２６は、造形制御部１４の指示に応じて、主走査動作、副走査動作、及びＺ方向走査の駆動を行う。また、これにより、造形実行部１２は、造形制御部１４の制御に応じて、立体物５０を造形する。

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、一又は複数のコンピュータ（ＰＣ等）により構成されており、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の動作を制御する。

また、より具体的に、造形制御部１４は、例えば、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、及び造形の条件を設定するための条件設定用のコンピュータ等により構成される。また、造形制御部１４は、ホストコンピュータ及び条件設定用のコンピュータの機能を有する一台のコンピュータにより構成されてもよい。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。

また、本例において、造形制御部１４は、少なくとも、造形データに基づいて造形する立体物５０の色である造形色の指定を造形システム１０のユーザから受け付ける。そして、少なくとも立体物５０の外観の色が指定された造形色になるように、造形実行部１２に立体物５０を造形させる。これにより、造形実行部１２は、造形制御部１４の制御に応じて、立体物５０を造形する。また、この造形の動作において、少なくとも立体物５０の表面について、ヘッド部２２における着色用の複数のインクジェットヘッド１０２を用いて、ユーザにより指定された造形色に着色する。

ここで、本例において、立体物５０の外観の色とは、例えば、立体物５０の表面の色である。また、立体物５０の表面の色とは、例えば、立体物５０において外部から色彩が視認できる領域の色のことである。また、外観の色が造形色になるように立体物５０を造形するとは、例えば、外部から観察した立体物５０の色が造形色になるように、立体物５０の表面を造形色に着色することであってよい。また、立体物５０の表面を着色するとは、例えば、着色された領域の外側に、例えば透光性の領域を形成する場合も含む。透光性の領域とは、例えば、無色透明のクリアインクにより形成された領域等のことである。

また、本例において、ユーザにより指定される造形色は、立体物５０の表面の全体に着色する色である。立体物５０の表面の全体を造形色に着色するとは、より具体的に、例えば、立体物５０において外部から色が視認できる領域の全体を単一の造形色に着色することである。このように構成すれば、例えば表面にカラー画像を描くことで立体物５０を着色する場合等と比べ、造形色の指定をより簡易かつ適切に行うことができる。

尚、造形制御部１４により行う造形の動作の制御については、後に更に詳しく説明をする。また、図示及び説明の便宜上、図１においては、一の立体物５０のみを造形している様子を示している。しかし、造形システム１０においては、例えば、複数の立体物５０を同時に造形してもよい。

また、図１においては、図示及び説明の便宜上、単純な形状の立体物５０を造形する様子の一例を示している。しかし、実際の造形システム１０においては、より複雑な様々な形状の立体物５０を造形することが考えられる。また、この場合、立体物５０の形状によっては、例えば、造形時において、立体物５０の周囲にサポート層を形成してもよい。

図１（ｂ）は、周囲にサポート層５２を形成した立体物５０の様子の一例を示す。サポート層５２とは、造形の動作中に立体物５０を支えるための部分であり、造形しようとする立体物５０の形状に合わせて、必要に応じて、造形中の立体物５０の周囲等に形成される。また、サポート層５２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。このように構成すれば、例えば、オーバーハング部分を有する立体物５０等の、様々な形状の立体物５０を適切に造形できる。

以上のように、本例によれば、造形データに基づき、立体物５０を適切に造形に造形できる。また、上記においても説明をしたように、本例においては、少なくとも立体物５０の外観（表面）について、ヘッド部２２における着色用の複数のインクジェットヘッド１０２を用いて、ユーザにより指定された造形色に着色する。そこで、以下、本例において行う立体物５０に対する着色の仕方や、造形制御部１４により行う造形の動作の制御等について、説明をする。

図２及び図３は、立体物５０（図１参照）に対する着色の仕方を説明する図である。図２は、ユーザから造形色の指定を受けるユーザインターフェイスの一例を示す。図３は、造形制御部１４の制御により着色された立体物５０を造形する動作の一例を示すフローチャートである。

本例において、造形制御部１４は、造形システム１０のユーザにより操作されるグラフィカルユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）により、造形色の指定等の造形に関する指示をユーザから受け付ける。また、この場合、より具体的に、図２に示した画面を表示して、ユーザの指示を受け付ける。

また、この画面に対し、ユーザは、例えば、先ず、図２において番号（１）を付して示した読み込みボタンを押す。これにより、造形制御部１４は、造形データである３Ｄモデルのデータを読み込む（Ｓ１０２）。また、その後、造形色の指定を行う場合、ユーザは、図２において番号（２）を付して示したカラー指定のチェックボックスにチェックを付ける。そして、チェックが付けられて色の指定（カラー指定）を行う場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、造形制御部１４は、ユーザによる造形色の選択を受け付ける（Ｓ１０６）。この場合、ユーザは、例えば、図２において番号（３）を付して示したカラーアイコン及びカラーパレットを用いて、造形色を選択する。より具体的に、この場合、ユーザは、カラーアイコンをクリックし、表示されるカラーパレットから造形したい色を指定する。

また、本例において、ユーザがカラー指定のチェックボックスにチェックを付けず、カラー指定を行わない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、造形色の選択を受け付けずに、所定のオリジナル色での造形を行う。このオリジナル色は、例えば、造形データにおいて指定されている色、又は予め設定されたデフォルト色等であってよい。

尚、造形色の指定の仕方については、上記の方法に限らず、様々な他の方法で行ってもよい。例えば、カラープレビューから表示して選択させる方法や、ＲＧＢ値を入力させる方法等を用いることが考えられる。また、例えば、登録したカスタム色から選択させる方法等も考えられる。

また、本例においては、造形色の指定に続いて、図２において番号（４）を付して示した選択部を用いて、着色方法の指定を行う。また、これにより、造形制御部１４は、着色方法の指定をユーザから受け付ける（Ｓ１０８）。

より具体的に、本例においては、着色方法として、表面着色及び内部着色（バルク）のいずれかをユーザに選択させる。この場合、表面着色とは、立体物５０のおける表面付近のみを着色用のカラーインクで造形し、その内側に白色領域（白色層等）の光反射性の領域を形成する方法である。この場合、カラーインクを透過して入射した光を白色領域等で反射することにより、様々な色を表現することができる。また、内部着色とは、例えば、内部も含めて、立体物５０の全体を指定された造形色で造形する方法である。

尚、着色の仕方は、造形実行部１２（図１参照）において使用するインクの性質に合わせて選択することが好ましい。例えば、公知のＹＭＣＫインクのような、白色領域の上に吐出されることで様々な色を表現するインクを造形実行部１２で用いる場合、表面着色を選択することが好ましい。また、例えば公知のペンキ等と同一又は同様にして色を表現するような、下地の色に関わらず様々な色を表現可能なインクを用いる場合、内部着色を選択することが考えられる。

また、上記の各種条件を設定した後、ユーザは、図２において番号（５）を付して示した造形開始ボタンを押すことにより、造形実行部１２に造形を行わせる（Ｓ１１０）。この場合、造形制御部１４は、読み込まれた造形データと、ユーザにより指定された造形色等の条件に基づき、造形実行部１２の動作を制御するデータである造形制御データを生成する。また、造形制御データを造形実行部１２へ送信することにより、造形の動作を造形実行部１２に行わせる。また、この場合、造形実行部１２は、造形制御部１４から受け取った造形制御動作に応じて造形の動作を行うことにより、造形制御部１４の制御に応じて、立体物５０を造形する。

ここで、より具体的に、造形制御データは、例えば、造形実行部１２の動作を制御するパラメータで構成される規定ファイル等である。また、本例において、造形制御部１４は、造形データとして、造形すべき立体物５０の形状を少なくとも示すデータを読み込む。造形データとしては、例えば、公知のＳＴＬ形式のデータ等を用いることが考えられる。また、造形制御部１４は、造形データが示す立体物５０立体物の形状と、ユーザにより指定された造形色等とに基づき、造形制御データとして、少なくとも外観の色と、立体物５０の形状とを示すデータを生成する。

また、造形実行部１２は、造形制御データに基づいて造形を行うことにより、ヘッド部２２における複数のインクジェットヘッド１０２（図１参照）を用いて、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。また、この場合、互いに異なる色のインク滴をそれぞれ吐出する着色用の複数のインクジェットヘッド１０２を用いて、少なくとも外観が造形色に着色された立体物５０を造形する。また、本例において、造形実行部１２は、表面の全体が指定された造形色になるように、立体物５０を造形する。

本例によれば、例えば、立体物５０に着色する造形色を造形データ中で指定するのではなく、造形制御部１４でユーザの指示に応じて指定することにより、様々な造形色を簡易かつ適切に指定することができる。また、着色用のインクジェットヘッド１０２として互いに異なる複数の色用のインクジェットヘッド１０２を用いることで、例えば、インクの交換等を行うことなく、指定された造形色での造形を適切に行うことができる。また、これにより、例えば、所望の造形色に着色された立体物５０を簡易な方法で適切に造形できる。

また、本例においては、図２に示すように、ユーザの指示を受け付ける画面において、造形時のレイアウト３００を更に表示する。また、レイアウト３００として、造形実行部１２における造形台２４（図１参照）上に造形する立体物５０の様子を予測した様子を立体的に示す。

また、より具体的に、レイアウト３００においては、例えば、造形する立体物５０の様子を、オブジェクト３０２として示す。そして、造形実行部１２で複数の立体物５０を同時に造形する場合、レイアウト３００において、複数の立体物５０のそれぞれに対応する複数のオブジェクト３０２を表示する。この場合、例えば、各オブジェクト３０２について、造形データや造形色を個別に設定することが考えられる。

また、造形実行部１２で複数の立体物５０を同時に造形する場合、例えば、共通の造形データを用いて、色違いの複数の立体物５０を同時に形成すること等も考えられる。例えば、図２では、レイアウト３００として、共通の造形データを用いて、造形色の指定のみを異ならせた複数のオブジェクト３０２を並べた場合を図示している。このようなレイアウト３００を設定して造形を行うことにより、同一形状で色違いの複数の立体物５０を容易かつ適切に造形することができる。この場合、それぞれの立体物５０の外観は、例えば、互いに異なる単一の造形色に着色される。

また、同一形状で色違いの複数の立体物５０については、必ずしも同時に造形する場合に限らず、１個ずつ順次造形すること等も考えられる。そのため、同一形状で色違いの複数の立体物５０を造形する動作について、より一般化して示した場合、造形制御部１４について、一の造形データに対して互いに異なる複数の造形色の指定をユーザから受け取り、複数の造形色のそれぞれにそれぞれ着色された同一形状の複数の立体物５０を造形実行部１２に造形させる動作と考えることができる。このように構成すれば、同一形状で色違いの複数の立体物５０を造形実行部１２に適切に造形させることができる。

尚、例えば公知の方法により同一形状で色違いの複数の立体物を造形しようとする場合、通常、形状が同一であっても、各立体物の色及び形状をそれぞれ示す複数の造形データを準備することが必要になる。そのため、この場合、多くの手間がかかることになる。また、着色する色を変更しようとする毎に、新たな造形データを準備することが必要になる。これに対し、本例によれば、上記のように、共通の造形データを用いて、同一形状で色違いの立体物５０を簡易かつ適切に造形することができる。また、この場合、造形データとして、ＳＴＬ形式のデータ等をそのまま用いて、様々な色の着色を容易に行うことができる。

続いて、本例において用いる造形データや、造形する立体物５０の様々な形態について、補足説明等を行う。先ず、本例において用いる造形データについて、更に詳しく説明をする。

上記においても説明をしたように、本例において、造形制御部１４で読み込む造形データとしては、造形すべき立体物５０の形状を少なくとも示すデータを用いる。また、この場合、より具体的に、造形データとして、例えば、色の指定を含まずに、造形すべき立体物５０の形状を示すデータを用いることが考えられる。このように構成すれば、例えば、造形データのデータ量を適切に低減することができる。また、この場合、造形制御部１４において造形色の指定をユーザから受け付けることにより、着色された立体物５０を簡易かつ適切に造形できる。

尚、色の指定を含まない造形データを用いる場合において、例えば造形制御部１４において造形色が指定されなかった場合、予め設定されている規定の色（デフォルト色）を造形色に設定することが好ましい。このように構成すれば、造形色が指定されない場合にも、立体物５０を適切に造形できる。

また、造形データとして、色の指定を含み、かつ、造形すべき立体物５０の形状を示すデータのような、形状に加え、立体物５０の色を更に示すデータを用いることも考えられる。この場合、例えば、造形制御部１４において造形色の指定をユーザから受け付けることにより、造形データにおいて指定されている色に代えて、ユーザにより指定された造形色で立体物５０を造形する。より具体的に、例えば、ユーザにより造形色の指定がされた場合、造形制御部１４は、少なくとも外観が造形色に着色された立体物５０を造形実行部１２に造形させる。このように構成すれば、指定された造形色に着色された立体物５０を簡易かつ適切に造形できる。また、この場合、造形制御部１４では、造形データ中で指定されている色をユーザに指定された造形色に置換することが考えられる。このように構成すれば、例えば、立体物５０において着色すべき領域に対し、所望の造形色を容易かつ適切に設定できる。

尚、色の指定を含む造形データを用いる場合において、例えば造形制御部１４において造形色が指定されなかった場合、造形データにおいて指定されている色を造形色に設定することが考えられる。より具体的に、例えば、ユーザにより造形色の指定がされない場合、造形制御部１４は、造形データにおいて指定されている色を用いて、立体物５０を造形実行部１２に造形させる。このように構成すれば、造形色が指定されない場合にも、立体物５０を適切に造形できる。また、ユーザにより造形色が指定されない場合、造形データにおいて指定されている色を無視して、予め設定されているデフォルト色を造形色に設定してもよい。

続いて、本例において造形する立体物５０の様々な形態について、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、本例の造形システム１０においては、ユーザにより指定された造形色に少なくとも外観が着色された立体物５０を造形する。この場合、立体物５０の外観の色とは、例えば、立体物５０の表面の色である。また、この場合、立体物５０において着色された領域の外側に、例えばクリアインクで形成された領域等の、透光性の領域を形成してもよい。そのため、透光性の領域を含めて考えた具体的な立体物５０の形態としては、様々な形態が考えられる。

図４は、立体物５０の具体的な形態の例を示す図である。図４（ａ）は、立体物５０の具体的な形態の一例を示す断面図であり、表面着色により着色された立体物５０の様子の一例を示す。

この場合、造形実行部１２（図１参照）は、内部領域４０２、白色領域４０４、着色領域４０６、及びクリア領域４０８を有する立体物５０を造形する。また、この場合、内部領域４０２、白色領域４０４、着色領域４０６、及びクリア領域４０８は、図中に示すように、立体物５０の内部から外側へ向かって、この順番で並ぶ。

また、これらの領域のうち、内部領域４０２は、立体物５０の内部を構成する領域である。造形実行部１２は、例えば、ヘッド部２２（図１参照）におけるモデル材用のインクジェットヘッド１０２（図１参照）を用いて、内部領域４０２を形成する。また、造形実行部１２は、例えば白色のインクや又はクリアインク用のインクジェットヘッド１０２を用いて、内部領域４０２を形成してもよい。また、着色用のインクジェットヘッド１０２を用いて、内部領域４０２を形成してもよい。白色領域４０４は、光反射性の領域として機能する領域である。本例において、造形実行部１２は、ヘッド部２２における白インク用のインクジェットヘッド１０２を用いて、白色領域４０４を形成する。

着色領域４０６は、造形色に着色される領域である。本例において、造形実行部１２は、ヘッド部２２における着色用の複数のインクジェットヘッド１０２を用いて、ユーザにより指定された造形色に合わせて、着色領域４０６を形成する。クリア領域４０８は、着色領域４０６の外側を覆う無色透明の領域である。本例において、造形実行部１２は、ヘッド部２２におけるクリアインク用のインクジェットヘッド１０２を用いて、クリア領域４０８を形成する。

尚、クリア領域４０８を形成することにより、立体物５０の表面を適切に保護することができる。クリア領域４０８については、着色領域４０６が形成される部分の形状に沿って、立体物５０の表面に均一な厚さで形成することが好ましい。このように構成すれば、例えば、立体物５０の表面を適切に保護することができる。

また、立体物５０の具体的な構成については、上記に限らず、様々な変形例が考えられる。例えば、立体物５０の変形例においては、クリア領域４０８を省略してもよい。また、立体物５０の着色について、表面着色ではなく、内部着色の方法で行う場合、内部領域４０２及び白色領域４０４を形成せずに、立体物５０の内部及び表面を含む着色領域４０６を形成してよい。

また、立体物５０の用途によっては、立体物５０の内部を空洞にすること等も考えられる。図４（ｂ）、（ｃ）は、立体物５０の構成の変形例を示す図であり、内部を空洞にした場合の立体物５０の構成の一例を示す。図４（ｂ）は、所定の垂直面による立体物５０の垂直断面図である。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示した一点鎖線ＡＡの位置を通る水平面による立体物５０の水平断面図である。

図４（ｂ）、（ｃ）に示した場合において、造形実行部１２は、クリア領域４０８及び着色領域４０６を有する立体物５０を造形する。この場合、クリア領域４０８は、立体物５０における内部の空洞を囲む領域に形成される透光性の領域である。造形実行部１２は、例えば、ヘッド部２２におけるクリアインク用のインクジェットヘッド１０２を用いて、例えば図中に示すような、中空状のクリア領域４０８を形成する。また、着色領域４０６は、ユーザにより指定された造形色に着色された領域である。造形実行部１２は、例えば、ヘッド部２２における着色用の複数のインクジェットヘッド１０２を用いて、クリア領域４０８の外側の沿った領域に、着色領域４０６を形成する。また、これにより、造形実行部１２は、中空部の外側においてクリア領域４０８と着色領域４０６とが重なる立体物５０を造形する。

また、このような立体物５０は、例えば図４（ｂ）に示すように、内部の空洞に光源４５２を設置して用いることが考えられる。この場合、光源４５２としては、例えばＬＥＤ（白色ＬＥＤ等）を好適に用いることができる。このように構成した場合、光源４５２が発生する光は、クリア領域４０８及び着色領域４０６を透過して外部に出射する。そして、この場合、着色領域４０６の下に白色領域４０４等を形成しなくても、着色領域４０６の色を外部から適切に視認することができる。そのため、この場合も、ユーザにより指定された造形色に着色された立体物５０を適切に造形することができる。

また、図４（ａ）においては、着色領域４０６が形成される部分に沿って、例えば均一な厚さのクリア領域４０８を形成する場合について、図示及び説明をした。しかし、立体物５０の構成の更なる変形例においては、クリア領域４０８について、着色領域４０６が形成される部分の形状によらず、例えば立体物５０の全体が一定の形状になるように形成すること等も考えられる。

図４（ｄ）は、立体物５０の構成の更なる変形例を示す図であり、立体物５０の全体が一定の形状になるように着色部５００の周囲にクリア領域４０８を形成する場合の立体物５０の構成の一例を示す。この場合、着色部５００とは、立体物５０において着色がされる領域と、その内側とを含む部分である。また、より具体的に、着色部５００は、例えば、内部領域４０２、白色領域４０４、及び着色領域４０６により構成される部分であってよい。この場合、内部領域４０２、白色領域４０４、及び着色領域４０６は、図４（ａ）における各領域と同一又は同様の領域であってよい。また、内部着色により立体物５０の着色を行う場合、着色部５００は、全体が着色領域４０６になっている部分であってもよい。また、図４（ｄ）においては、図示の便宜上、単純な形状の着色部５００を示している。しかし、着色部５００の形状は、様々な任意の形状であってよい。

また、この場合、クリア領域４０８は、内部に着色部５００を含んで一定の形状になる領域である。造形実行部１２は、例えば、ヘッド部２２におけるクリアインク用のインクジェットヘッド１０２を用いて、外周形状が予め設定された所定の形状になるように、クリア領域４０８を形成する。

このように構成した場合も、透明なクリア領域４０８を介して、着色部５００の色を適切に視認することができる。そのため、この場合、着色部５００に着色された色について、立体物５０の外観の色と考えることができる。従って、この場合も、着色部５００を造形色に着色することで、ユーザにより指定された造形色に着色された立体物５０を適切に造形することができる。

尚、上記のように、本例においては、複数のインクジェットヘッド１０２を用いて、インクジェット法で立体物を造形している。これに対し、立体物を造形する公知の方法としては、例えば、粉体を固めて造形を行う方法等も知られている。また、この場合、粉体をインクで着色する方法等も知られている。

しかし、粉体を用いて公知の方法で造形を行う場合、上記の各構成におけるクリア領域４０８のような、透明な領域を形成することは不可能である。そのため、例えば図４（ａ）〜（ｄ）に示したような、クリア領域４０８を含む立体物５０を造形することは難しい。また、粉体を用いて公知の方法で造形を行う場合、光の透過性が高い着色領域４０６を形成することも難しい。そのため、図４（ｂ）、（ｃ）に示したような、空洞の内部に光源を設置するような立体物５０を造形することも難しい。

これに対し、図１〜４を用いて説明をした構成においては、インクジェット法で造形を行うことにより、例えば図４（ａ）〜（ｄ）に示したような、様々な形態の立体物５０を適切に形成することができる。また、これにより、様々な形態について、着色された立体物を簡易な方法で適切に造形できる。

本発明は、例えば造形システムに好適に利用できる。

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、５０・・・立体物、５２・・・サポート層、１０２・・・インクジェットヘッド、３００・・・レイアウト、３０２・・・オブジェクト、４０２・・・内部領域、４０４・・・白色領域、４０６・・・着色領域、４０８・・・クリア領域、４５２・・・光源、５００・・・着色部

Claims (8)

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、
   前記立体物の造形を実行する部分であり、互いに異なる色のインク滴をそれぞれ吐出する複数のインクジェットヘッドを有する造形実行部と、
   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、前記造形データに基づいて造形する前記立体物の色である造形色の指定をユーザから受け付け、少なくとも前記立体物の外観の色が指定された前記造形色になるように、前記造形実行部に立体物を造形させ、
   前記造形実行部は、前記造形制御部の制御に応じて、前記立体物を造形し、かつ、少なくとも前記立体物の外観の色を、前記複数のインクジェットヘッドにより、前記ユーザにより指定された前記造形色に着色し、
   前記造形データは、色の指定を含み、かつ、造形すべき前記立体物の形状を示すデータであり、
   前記ユーザにより前記造形色の指定がされない場合、前記造形制御部は、前記造形データにおいて指定されている色を用いて、前記立体物を前記造形実行部に造形させ、
   前記ユーザにより前記造形色の指定がされた場合、前記造形制御部は、少なくとも外観が前記造形色に着色された前記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造形システム。
2. 前記造形色は、前記立体物の表面の全体に着色する色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。
3. 前記造形制御部は、前記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、前記ユーザから、前記造形色の指定を受け付けることを特徴とする請求項１又は２に記載の造形システム。
4. 前記造形データは、造形すべき前記立体物の形状を少なくとも示すデータであり、
   前記造形制御部は、前記造形データが示す前記立体物の形状と、前記ユーザにより指定された前記造形色とに基づき、前記造形実行部の動作を制御するデータである造形制御データとして、少なくとも外観の色と、前記立体物の形状とを示すデータを生成し、
   前記造形実行部は、前記造形制御データに基づいて造形を行うことにより、少なくとも外観が前記造形色に着色された前記立体物を造形することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の造形システム。
5. 前記造形制御部は、互いに異なる複数の前記造形色の指定を前記ユーザから受け取り、少なくとも外観が前記複数の造形色のそれぞれにそれぞれ着色された複数の前記立体物を前記造形実行部に造形させ、
   前記造形実行部は、前記造形制御部の制御に応じて、同一形状で色違いの複数の前記立体物を造形することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の造形システム。
6. 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、
   前記造形データに基づいて造形する前記立体物の色である造形色の指定をユーザから受け付け、少なくとも前記立体物の外観の色が指定された前記造形色になるように、前記造形実行部に立体物を造形させ、
   前記造形実行部は、互いに異なる色のインク滴をそれぞれ吐出する複数のインクジェットヘッドを有し、少なくとも前記立体物の外観の色を、前記複数のインクジェットヘッドにより、前記ユーザにより指定された前記造形色に着色し、
   前記造形データは、色の指定を含み、かつ、造形すべき前記立体物の形状を示すデータであり、
   前記造形実行部は、前記ユーザにより前記造形色の指定がされない場合には前記造形データにおいて指定されている色を用いて前記立体物を造形するものであり、
   前記ユーザにより前記造形色の指定を前記ユーザから受け付けることで、少なくとも外観が前記造形色に着色された前記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造形動作の制御方法。
7. 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、
   前記造形データに基づいて造形する前記立体物の色である造形色の指定をユーザから受け付け、少なくとも前記立体物の外観の色が指定された前記造形色になるように、前記造形実行部に立体物を造形させ、
   前記造形実行部は、互いに異なる色のインク滴をそれぞれ吐出する複数のインクジェットヘッドを有し、前記造形制御装置の制御に応じて、前記立体物を造形し、かつ、少なくとも前記立体物の外観の色を、前記複数のインクジェットヘッドにより、前記ユーザにより指定された前記造形色に着色し、
   前記造形データは、色の指定を含み、かつ、造形すべき前記立体物の形状を示すデータであり、
   前記ユーザにより前記造形色の指定がされない場合、前記造形データにおいて指定されている色を用いて、前記立体物を前記造形実行部に造形させ、
   前記ユーザにより前記造形色の指定がされた場合、少なくとも外観が前記造形色に着色された前記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造形制御装置。
8. 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、
   前記プログラムに基づき、前記造形制御装置は、前記造形データに基づいて造形する前記立体物の色である造形色の指定をユーザから受け付け、少なくとも前記立体物の外観の色が指定された前記造形色になるように、前記造形実行部に立体物を造形させ、
   前記造形実行部は、互いに異なる色のインク滴をそれぞれ吐出する複数のインクジェットヘッドを有し、前記造形制御装置の制御に応じて、前記立体物を造形し、かつ、少なくとも前記立体物の外観の色を、前記複数のインクジェットヘッドにより、前記ユーザにより指定された前記造形色に着色し、
   前記造形データは、色の指定を含み、かつ、造形すべき前記立体物の形状を示すデータであり、
   前記ユーザにより前記造形色の指定がされない場合、前記造形制御装置は、前記造形データにおいて指定されている色を用いて、前記立体物を前記造形実行部に造形させ、
   前記ユーザにより前記造形色の指定がされた場合、前記造形制御装置は、少なくとも外観が前記造形色に着色された前記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プログラム。