JP6500483B2 - 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
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Description
また、この発明によれば、単位造形体のうちモデルの内側部分の占める割合が第1基準値以下の場合に限り、当該単位造形体を第2単位造形体とする。このため、モデルから突出したボクセルに、モデルと同じ色の第1単位造形体が形成されることを防止し、凹凸が視認される可能性を低減することが可能となる。
他方、単位造形体のうちモデルの内側部分の占める割合が第1基準値よりも大きい場合には、当該単位造形体を第2単位造形体とすることを防止し、当該単位造形体を第1単位造形体とすることができる。このため、造形される立体物が、モデルの示す色彩よりも薄い色の物体であると視認されることを防止することができる。
なお、第1基準値とは、「0%」よりも大きい値であればよい。
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。
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。
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。
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の形状及び色彩を表すためのモデルを示すモデルデータDatを生成する。
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。
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(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のモデルの外面SF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。
ここで、造形体データFD[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。
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の構成要素をブロックBL(「単位造形体」の一例)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により構成される。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、指定データSD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。
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。
このため、本実施形態に係る指定データ生成部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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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、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。
次に、図10乃至図18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。
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。
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をボクセルVxの単位で区分けして離散化した造形体データFD[q]を生成する(S110)。なお、本実施形態では、造形体データFDの示すボクセルVxの集合が、モデルデータDatの示すモデルを包含するように設けられる場合を想定する(図18参照)。
次に、指定データ生成部93は、造形体データFD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(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)。具体的には、指定データ生成部93は、ステップS120の指定データ生成処理において、各ボクセルVxに形成すべきブロックBLの表す色の濃淡を決定することで、指定データSDを生成する。当該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10のステップS100〜S120に示すデータ生成処理を実行する。
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10に示すステップS130〜S180の処理が、造形処理に該当する。
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Vxq)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。
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)。
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。
ここで、図11(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11(B)は、図11(A)に示す立体物Objもモデルを直線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。
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、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。
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11(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。
指定データ生成部93は、ステップS120において、造形体データFD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の色の濃淡を決定し、当該決定結果と造形体データFD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、指定データ生成処理について説明する。
この図に示すように、指定データ生成部93は、まず、造形体データFDに基づいて、立体物Objを構成する複数のブロックBLの中から、立体物Objの表面の凸部分を構成するエッジブロックBL-EGが形成されるボクセルVxであるエッジボクセルVx-EGを特定する(S300)。なお、指定データ生成部93は、立体物Objが、複数のエッジブロックBL-EGを含む場合には、当該複数のエッジブロックBL-EGと1対1に対応する複数のエッジボクセルVx-EGを特定する。
次に、指定データ生成部93は、各エッジボクセルVx-EGについて、エッジボクセルVx-EGのうち、モデルデータDatの示す立体物Objのモデルの外面SFよりも内側部分の、当該エッジボクセルVx-EG全体に占める体積の割合である充填率RFを算出する(S310)。
次に、指定データ生成部93は、各エッジボクセルVx-EGの充填率RFに基づいて、当該エッジボクセルVx-EGに形成すべきブロックBLの種類を決定する(S320)。なお、ブロックBLの種類については、後述する。
そして、指定データ生成部93は、ステップS320における決定結果と、造形体データFDとに基づいて、指定データSDを生成する(S330)。
以下、指定データ生成処理において実行されるステップS300〜S330の各処理について説明する。
ここで、エッジブロックBL-EGとは、ブロックBLを構成する直方体の6面のうち、2以上の面が立体物Objの表面として立体物Objの外部に露出するブロックBLである。また、エッジボクセルVx-EGとは、エッジブロックBL-EGが形成されるボクセルVxである。また、以下では、エッジブロックBL-EG以外のブロックBLを非エッジブロックBL-PLと称し、非エッジブロックBL-PLが形成されるボクセルVxを非エッジボクセルVx-PLと称する場合がある。
例えば、図14に示すブロックBL-Aは、図15(A)に示すように、+Z方向を向く面が、立体物Objの表面として立体物Objの外部に露出した面であり、それ以外の5面が、他のブロックBLと隣り合う。このため、ブロックBL-Aは、非エッジボクセルVx-PLに形成される非エッジブロックBL-PLである。
これに対して、図14に示すブロックBL-Bは、図15(B)に示すように、+Z方向を向く面と+Y方向を向く面との2面が、立体物Objの表面として立体物Objの外部に露出した面である。このため、ブロックBL-Bは、エッジボクセルVx-EGに形成されるエッジブロックBL-EGである。
また、図14に示すブロックBL-Cは、図15(C)に示すように、+Z方向を向く面、+Y方向を向く面、及び、+X方向を向く面の3面が、立体物Objの表面として立体物Objの外部に露出した面である。このため、ブロックBL-Cは、エッジボクセルVx-EGに形成されるエッジブロックBL-EGである。
また、図14及び図15(C)に示すように、ブロックBL-Cは、立体物Objの外部に露出する3面、すなわち、+Z方向を向く面、+Y方向を向く面、及び、+X方向を向く面の3面が、1つの頂点CVを共有している。そして、頂点CVは、立体物Objの表面に露出した頂点である。このため、ブロックBL-Cの有する6面のうち、立体物Objの外部に露出し、頂点CVを共有する3面は、立体物Objの表面の凹凸の凸部として視認される可能性が高い。
具体的には、指定データ生成部93は、まず、モデルデータDatの示す立体物Objのモデルと、造形体データFDの示すボクセルVxの集合とを、同一の位置に重ねて配置することを想定した場合に、図16に示すように、エッジボクセルVx-EGが、モデルデータDatの示すモデルの外面SFにより、モデルの内側部分Vx-inとモデルの外側部分Vx-outとに区分されるか否かを判定する。換言すれば、エッジブロックBL-EGが、モデルの内側部分BL-inとモデルの外側部分BL-outとに区分されるか否かを判定する。
そして、指定データ生成部93は、判定結果が肯定である場合、すなわち、エッジボクセルVx-EGが、モデルの内側部分Vx-inと外側部分Vx-outとに区分される場合、充填率RFを、内側部分Vx-inのエッジボクセルVx-EGに占める体積の割合または、内側部分BL-inのエッジブロックBL-EGに占める体積の割合として算出する。
図17は、指定データ生成部93による、ブロックBLの種類の決定について説明するための説明図である。
なお、基準値α1(「第1基準値」の一例)は、「0<α1」を満たす値である。また、同色ブロックBL1(「第1単位造形体」の一例)とは、ボクセルVxに対して造形体データFDが指定する色と同じ色を有するブロックBLである。換言すれば、同色ブロックBL1とは、ボクセルVxにおいてモデルデータDatの示す色彩を表すのに必要な量の色材成分を有するように形成されたブロックBLである。
なお、基準値α2(「第2基準値」の一例)は、「0≦α2<α1」を満たす値である。また、淡色ブロックBL2(「第2単位造形体」の一例)とは、ボクセルVxに対して造形体データFDが指定する色を薄くした色を有するブロックBLである。換言すれば、淡色ブロックBL2とは、ボクセルVxにおいてモデルデータDatの示す色彩を表すのに必要な量の色材成分よりも少ない量の色材成分を有するように形成されたブロックBLである。
具体的には、指定データ生成部93は、ステップS320において同色ブロックBL1を形成することを決定したボクセルVxに対しては、造形体データFDが当該ボクセルVxに対して指定する色と同じ色のドットの形成を指定し、また、ステップS320において淡色ブロックBL2を形成することを決定したボクセルVxに対しては、造形体データFDが当該ボクセルVxに対して指定する色を薄くした色のドットの形成を指定するような指定データSDを生成する。
一方、図18(B)に示すように、指定データSDに基づいて立体物Objを形成する場合、立体物Objの表面は、複数の同色ブロックBL1と複数の淡色ブロックBL2とによって構成される。つまり、本実施形態に係る立体物造形装置1は、指定データSDに基づいて、複数の同色ブロックBL1と複数の淡色ブロックBL2とからなる表面を有する立体物Objを造形する。より具体的には、本実施形態に係る立体物造形装置1は、立体物Objの表面の凹凸の凸部分を、モデルデータDatの示す色と同色の同色ブロックBL1に変えて、モデルデータDatの示す色よりも薄い色の淡色ブロックBL2により形成する。このため、立体物Objの表面の凹凸の凸部分を目立たない色のブロックBLで構成することができ、当該凸部分がざらつきとして視認される可能性を低く抑えることが可能となる。
本実施形態では、造形体データFDによる指定と比較して、ブロックBLに含まれるクリアーインクの割合を増加させることにより、ブロックBLを構成するインクの色材成分量を少なくする。換言すれば、本実施形態では、造形体データFDによる指定と比較して、ブロックBLに含まれる有彩色インクまたは無彩色インクの割合を減少させることにより、ブロックBLに含まれる有彩色インクまたは無彩色インクの色材成分量を少なくする。例えば、造形体データFDが、淡色ブロックBL2が形成されるべきボクセルVxの色としてシアンを指定する場合、指定データ生成部93は、当該ボクセルVxに、シアンインクとクリアーインクからなる淡色ブロックBL2を形成することを指定する指定データSDを生成する。具体的には、造形体データFDが、淡色ブロックBL2が形成されるべきボクセルVxに、シアンインクからなる大ドットの形成を指定する場合、指定データ生成部93は、当該ボクセルVxに、例えば、シアンインクからなる中ドットと、クリアーインクからなる小ドットと、から構成される淡色ブロックBL2の形成を指定する指定データSDを生成すればよい。
以上において説明したように、本実施形態では、立体物Objの表面の凸部分を構成するエッジブロックBL-EGにおいて、当該エッジブロックBL-EGが形成されるエッジボクセルVx-EGの充填率RFが基準値α1以下である場合に、当該エッジブロックBL-EGを、モデルデータDatの示す色よりも薄い色を有する淡色ブロックBL2とする。このため、立体物Objの表面の凹凸の凸部分を目立たない色のブロックBLで構成することが可能となり、当該凸部分がざらつきとして視認される可能性を低く抑えることが可能となる。
また、本実施形態では、立体物Objの表面の凸部分を構成するエッジブロックBL-EGにおいて、当該エッジブロックBL-EGが形成されるエッジボクセルVx-EGの充填率RFが基準値α1よりも大きい場合に、当該エッジブロックBL-EGを、モデルデータDatの示す色と同じ色を有する同色ブロックBL1とする。このため、立体物造形装置1の造形する立体物Objが、モデルデータDatの示す立体物Objのモデルよりも薄い色を有する物体として視認される可能性を低くすることが可能となる。
このように、本実施形態に係る立体物造形システム100は、立体物Objの色がモデルデータDatの示す立体物Objのモデルと比較して薄い色となることを防止しつつ、立体物Objの表面の凸部分がざらつきとして視認されることを防止することができる。
以上の実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。
なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
上述した実施形態において、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、ホワイトインク、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、例えば、1種類の有彩色インク(「第1の液体」の一例。以下、「第1インク」と称する)と、第1インクよりも単位体積あたりの有彩色の色材成分量の少ないインク(「第2の液体」の一例。以下、「第2インク」と称する)と、を含む少なくとも2種類のインクを吐出可能なものであればよい。
ここで、第2インクは、有彩色インクであってもよいし、無彩色インクであってもよいし、または、クリアーインクであってもよい。具体的には、第2インクは、第1インクと同じ色の有彩色の色材成分を有する有彩色インクであってもよいし、ホワイトインクであってもよいし、クリアーインクであってもよい。
そして、同色ブロックBL1が第1インクで構成される場合、淡色ブロックBL2は、少なくとも第2インクを含んで構成されればよい。具体的には、淡色ブロックBL2は、第2インクから構成されてもよいし、第1インク及び第2インクにより構成されてもよい。
しかし、上述した実施形態は一例に過ぎず、ブロックBLを構成するインクの色材成分量を少なくするために、ブロックBLを構成するインクを、第1インクから第2インクに切り替えてもよい。すなわち、指定データ生成部93は、造形体データFDが、ボクセルVxに、第1インクからなる同色ブロックBL1を形成することを指定する場合、当該ボクセルVxに、第2インクからなる淡色ブロックBL2を形成することを指定する指定データSDを生成してもよい。
この場合、第2インクは、第1インクの色を薄くした有彩色インクであることが好ましい。例えば、第1インクがシアンインクである場合、第2インクはライトシアンインクであることが好ましく、第1インクがマゼンタインクである場合、第2インクはライトマゼンタインクであればよい。ここで、ライトシアンインクとは、シアンと同色の色材成分を有するインクであって、シアンのインクと比べて、単位体積あたりの当該色材成分の含有量の少ないインクである。また、ライトマゼンタインクとは、マゼンタと同色の色材成分を有するインクであって、マゼンタのインクと比べて、単位体積あたりの当該色材成分の含有量の少ないインクである。
上述した実施形態及び変形例において、造形体データFDがエッジボクセルVx-EGに指定する色がクリアー(CL)である場合には、当該エッジボクセルVx-EGの充填率RFが「α2≦RF≦α1」を満たす場合であっても、当該エッジボクセルVx-EGには淡色ブロックBL2を形成せずに同色ブロックBL1を形成するが(図17参照)、これは一例に過ぎず、淡色ブロックBL2を形成しないエッジボクセルVx-EGは、クリアー(CL)が指定されたエッジボクセルVx-EGに限定されるものではない。例えば、造形体データFDが、イエロー(YL)やホワイト(WT)等の、明度が高く淡い色を指定するエッジボクセルVx-EGに対しても、淡色ブロックBL2を形成しないこととしてもよい。
上述した実施形態及び変形例において、エッジブロックBL-EGの有する色の濃淡は、同色ブロックBL1と淡色ブロックBL2の2種類のブロックBLによる2値で調整がれるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、エッジブロックBL-EGの有する色の濃淡を、3値で調整してもよい。
例えば、実施形態に示すように、ブロックBLに含まれるクリアーインクの割合の増減により当該ブロックBLを構成するインクの色材成分量を調整する場合、(1)当該ブロックBLに対してクリアーインクからなるドットを形成しない、(2)当該ブロックBLに対してクリアーインクからなる小ドットを形成する、(3)当該ブロックBLに対してクリアーインクからなる中ドットを形成する、という3値で濃淡の調整をすればよい。
また、例えば、変形例1に示すように、ブロックBLを構成するインクの種類を切り替えることで当該ブロックBLを構成するインクの色材成分量を調整する場合、立体物造形装置1は、第1インク及び第2インクに加えて、第1インクと同じ色の有彩色の色材成分を有する有彩色インクであって、第2インクよりも単位体積あたりの有彩色の色材成分量の少ないインク(「第3の液体」の一例。以下、「第3インク」と称する)を吐出可能であればよい。この場合、(1)当該ブロックBLを第1インクから構成する、(2)当該ブロックBLを第2インクから構成する、(3)当該ブロックBLを第3インクから構成する、という3値で濃淡の調整が可能となる。
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、モデルデータDatの示す立体物Objのモデルの全部を包含するようなボクセルVxの集合を定める造形体データFDを生成するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、指定データ生成部93は、モデルデータDatの示す立体物Objのモデルの一部を含まないようなボクセルVxの集合を示す造形体データFDを生成してもよい。
図19(A)に示すように、本変形例に係る指定データ生成部93は、ボクセルVxの集合が、外面SFの内側部分の一部を含まないような造形体データFDを生成する。次に、本変形例に係る指定データ生成部93は、図19(B)に示すように、外面SFの内側部分であって、造形体データFDの示すボクセルVxの集合に含まれていない部分に、外部ボクセルVx-Exを設ける。そして、指定データ生成部93は、外部ボクセルVx-ExにブロックBLを形成したと仮定した場合に、当該ブロックBLがエッジブロックBL-EGに該当し、当該外部ボクセルVx-Exの充填率RFが基準値α1以下で且つ基準値α2以上である場合に、当該外部ボクセルVx-Exに淡色ブロックBL2が形成されるような指定データSDを生成する。
上述した実施形態及び変形例において、淡色ブロックBL2は、エッジボクセルVx-EGに形成されるエッジブロックBL-EGであるという第1条件と、当該エッジボクセルVx-EGの充填率RFが基準値α1以下であり基準値α2以上であるという第2条件と、を充足するブロックBLであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。淡色ブロックBL2は、第1条件及び第2条件に加えて、エッジブロックBL-EGの有する6面のうち立体物Objの外部に露出する面の反対側の面が同色ブロックBL1と隣り合う、という第3条件を充足するブロックBLであってもよい。
淡色ブロックBL2の条件として、第1条件及び第2条件に加えて、第3条件を導入することにより、複数の淡色ブロックBL2が連続的に形成され、立体物Objの色が、モデルデータDatの示す立体物Objのモデルの色よりも薄い色として視認される可能性を低く抑えることができる。
具体的には、例えば、エッジブロックBL-EGのうち立体物Objの表面に露出する面の個数を優先度とし、露出する面数の多いエッジブロックBL-EGを優先的に淡色ブロックBL2に分類すればよい。この場合、図14に示すブロックBL-Cのように3面が露出するエッジブロックBL-EGが、ブロックBL-Bのように2面が露出するエッジブロックBL-EGと比較して、優先的に淡色ブロックBL2に分類される。この結果、立体物Objの表面の凹凸の凸部分の中で、特に視認される可能性の高い頂点部分を、淡色ブロックBL2で構成することができ、ざらつき感を効果的に低減することができる。また、この結果、立体物Objの表面の凹凸の稜線上に、複数の淡色ブロックBL2が直線的に連続して形成されることを防止することができ、立体物Objが、モデルデータDatの示す立体物Objのモデルと比較して薄い色の物体であると視認される可能性を低減することができる。
また、例えば、充填率RFの低さの程度を優先度とし、充填率RFが低いエッジブロックBL-EGを優先的に淡色ブロックBL2に分類してもよい。
上述した実施形態及び変形例では、ステップS300に示すエッジボクセルVx-EGを特定する処理、ステップS310に示すエッジボクセルVx-EGにおける充填率RFを算出する処理、及び、ステップS320に示すブロックBLの種類を特定する処理を、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、造形体データFD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。
すなわち、本変形例に係る制御部6は、指定データSDが、ボクセルVxに対して、モデルデータDatの示す色と同じ色の同色ブロックBL1が設けられるような、ドットの形成を指定する場合において、当該ボクセルVxに形成されるブロックBLが、少なくとも上述した第1条件及び第2条件を満たす場合には、当該ボクセルVxに淡色ブロックBL2が形成されるように、ヘッドユニット3の動作を制御すればよい。そして、本変形例に係るホストコンピューター9は、制御部6に対して、指定データSDと、モデルデータDatと、を供給するものであればよい。
さらに、本変形例に係る制御部6は、変形例4のように、外部ボクセルVx-Exを設けたうえで、当該外部ボクセルVx-Exに淡色ブロックBL2を設けるか否かを判断する処理を実行可能であってもよい。
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置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、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。
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20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、指定データSD[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、指定データSD[q]を用いて波形指定信号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、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)。
このうち、図21(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の示す立体物Objのモデル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]から指定データSD[q]を生成し、そして、指定データSD[q]を用いて生成した波形指定信号SI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21(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。
次に、制御部6は、図21(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、指定データSD[1]を用いて生成した波形指定信号SI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21(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21(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、指定データSD[q]を用いて生成した波形指定信号SIに基づいて、粉体層PW[q]内に造形体LY[q]を形成する積層処理の実行を制御し、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。
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。
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置1が吐出可能なドットのサイズは、小ドット、中ドット、及び、大ドットの3種類であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置1が吐出可能なドットのサイズは1種類以上あればよい。
上述した実施形態及び変形例において、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。
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形システム100はモデルデータ生成部92を備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形システム100がモデルデータ生成部92を含まずに構成されてもよい。つまり、立体物造形システム100は、立体物造形システム100の外部から供給されるモデルデータDatに基づいて、立体物Objを造形するものであればよい。
上述した実施形態及び変形例において、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。
Claims (8)
- 色材成分を含む液体を吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させてドットを形成する硬化ユニットと、
造形すべき立体物の形状及び色彩を示すモデルを所定の直方体形状を有するボクセルの集合として表すデータであって、前記ボクセルに形成すべき1または複数の前記ドットを指定するデータである指定データが供給されると、
前記ボクセルに、1または複数の前記ドットからなる単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体を用いて前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する制御部と、
を備え、
前記立体物を構成する前記複数の単位造形体は、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量の前記色材成分を有する第1単位造形体と、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量よりも少ない量の前記色材成分を有する第2単位造形体と、
を含み、
前記第2単位造形体は、
当該第2単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該第2単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該第2単位造形体に占める割合が第1基準値以下であり、
前記制御部は、
前記指定データが前記単位造形体の形成を指定しないボクセルである外部ボクセルに対して、単位造形体が形成されると仮定し、
前記外部ボクセルに形成されると仮定した単位造形体が、
当該単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第1基準値以下で且つ前記第1基準値よりも小さい第2基準値以上である場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されるように前記ヘッドユニットを制御し、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第2基準値より小さい場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されない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。 - 色材成分を含む液体を吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させてドットを形成する硬化ユニットと、
造形すべき立体物の形状及び色彩を示すモデルを所定の直方体形状を有するボクセルの集合として表すデータであって、前記ボクセルに形成すべき1または複数の前記ドットを指定するデータである指定データが供給されると、
前記ボクセルに、1または複数の前記ドットからなる単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体を用いて前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する制御部と、
を備え、
前記立体物を構成する前記複数の単位造形体は、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量の前記色材成分を有する第1単位造形体と、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量よりも少ない量の前記色材成分を有する第2単位造形体と、
を含み、
前記第2単位造形体は、
当該第2単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該第2単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該第2単位造形体に占める割合が第1基準値以下であり、
前記制御部は、
前記指定データが、一のボクセルに前記第1単位造形体が形成されるように、当該一のボクセルに形成すべき1または複数の前記ドットを指定する場合であって、且つ、
前記一のボクセルに形成される一の単位造形体が、
当該一の単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該一の単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該一の単位造形体に占める割合が前記第1基準値以下の場合には、
前記一のボクセルに前記第2単位造形体が形成されるように前記ヘッドユニットを制御し、
前記指定データが前記単位造形体の形成を指定しないボクセルである外部ボクセルに対して、単位造形体が形成されると仮定し、
前記外部ボクセルに形成されると仮定した単位造形体が、
当該単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第1基準値以下で且つ前記第1基準値よりも小さい第2基準値以上である場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されるように前記ヘッドユニットを制御し、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第2基準値より小さい場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されないように前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする、立体物造形装置。 - 前記第2単位造形体の表面を構成する6面は、
前記立体物の表面を構成する2面であって、一つの辺を共有する2面を含む、
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。 - 前記第2単位造形体の表面を構成する6面のうち、
前記立体物の表面を構成する面の反対側の面は、
前記第1単位造形体と隣り合う、
ことを特徴とする、請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の立体物造形装置。 - 前記第1単位造形体は、
前記色材成分を含む第1の液体からなるドットにより形成され、
前記第2単位造形体は、
前記色材成分を含む第2の液体からなるドットにより形成され、
前記第1の液体に含まれる単位体積あたりの前記色材成分の量は、
前記第2の液体に含まれる単位体積あたりの前記色材成分の量よりも多い、
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。 - 前記第1単位造形体は、
前記色材成分を含む第1の液体からなるドットにより形成され、
前記第2単位造形体は、
前記色材成分を含む第2の液体からなるドット、または、
前記色材成分を含む第3の液体からなるドットにより形成され、
前記第1の液体に含まれる単位体積あたりの前記色材成分の量は、
前記第2の液体に含まれる単位体積あたりの前記色材成分の量よりも多く、
前記第2の液体に含まれる単位体積あたりの前記色材成分の量は、
前記第3の液体に含まれる単位体積あたりの前記色材成分の量よりも多い、
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。 - 色材成分を含む液体を吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させてドットを形成する硬化ユニットと、
造形すべき立体物の形状及び色彩を示すモデルを所定の直方体形状を有するボクセルの集合として表すデータであって、前記ボクセルに形成すべき1または複数の前記ドットを指定するデータである指定データが供給されると、
前記ボクセルに、1または複数の前記ドットからなる単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体を用いて前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御し、
を備え、
前記立体物を構成する前記複数の単位造形体は、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量の前記色材成分を有する第1単位造形体と、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量よりも少ない量の前記色材成分を有する第2単位造形体と、
を含み、
前記第2単位造形体は、
当該第2単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該第2単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該第2単位造形体に占める割合が第1基準値以下であり、
前記指定データが前記単位造形体の形成を指定しないボクセルである外部ボクセルに対して、単位造形体が形成されると仮定し、
前記外部ボクセルに形成されると仮定した単位造形体が、
当該単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第1基準値以下で且つ前記第1基準値よりも小さい第2基準値以上である場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されるように前記ヘッドユニットを制御し、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第2基準値より小さい場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されない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。 - 色材成分を含む液体を吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させてドットを形成する硬化ユニットと、
コンピューターと、
を備え、
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
造形すべき立体物の形状及び色彩を示すモデルを所定の直方体形状を有するボクセルの集合として表すデータであって、前記ボクセルに形成すべき1または複数の前記ドットを指定するデータである指定データが供給されると、
前記ボクセルに、1または複数の前記ドットからなる単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体を用いて前記立体物が造形されるように、前記ヘッドユニットを制御する制御部として機能させ、
前記立体物を構成する前記複数の単位造形体は、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量の前記色材成分を有する第1単位造形体と、
前記モデルの示す色彩を表すために必要な量よりも少ない量の前記色材成分を有する第2単位造形体と、
を含み、
前記第2単位造形体は、
当該第2単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該第2単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該第2単位造形体に占める割合が第1基準値以下である、立体物造形装置の制御プログラムであって、
前記指定データが前記単位造形体の形成を指定しないボクセルである外部ボクセルに対して、単位造形体が形成されると仮定し、
前記外部ボクセルに形成されると仮定した単位造形体が、
当該単位造形体の表面を構成する6面のうち2以上の面が前記立体物の表面であり、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第1基準値以下で且つ前記第1基準値よりも小さい第2基準値以上である場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されるように前記ヘッドユニットを制御する制御部として機能させ、
当該単位造形体のうち前記モデルの内側部分の当該単位造形体に占める割合が第2基準値より小さい場合は、
前記外部ボクセルに前記第2単位造形体が形成されないように前記ヘッド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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