(57)【要約】【課題】インクジェット位置調整方法及び３Ｄプリンティング機器を提供する。【解決手段】インクジェット位置調整方法は、次のステップを含む。３Ｄデジタルモデルを取得し、３Ｄデジタルモデルにスライス処理を行って断面輪郭を有する層オブジェクトを生成する。３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の法線方向を取得する。法線方向が、第１の軸のマイナス方向に向かう場合、層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の表面傾斜度を取得し、表面傾斜度に応じて、層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出する。内側シフト量及び断面輪郭に応じて、層オブジェクトのインクジェット領域を取得する。層オブジェクトをプリントするようプリントモジュールを制御した後、インクジェット領域に応じて、層オブジェクトにインクを注入するよう、インクジェットモジュールを制御する。【選択図】        図４
2020006675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー３Ｄオブジェクトをプリントするよう適応されるインクジェット位置調整方法であって、
３Ｄデジタルモデルを取得し、前記３Ｄデジタルモデルにスライス処理を行って断面輪郭を有する層オブジェクトを生成し、
前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の法線方向を取得し、
前記法線方向が、第１の軸のマイナス方向に向かう場合、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の表面傾斜度を取得し、前記層オブジェクトに対応する前記表面傾斜度に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出し、
前記内側シフト量及び前記断面輪郭に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット領域を取得し、
前記層オブジェクトをプリントするようプリントモジュールを制御した後、前記インクジェット領域に応じて、前記断面輪郭に沿って前記層オブジェクトにインクを注入するよう、インクジェットモジュールを制御する、ことを含む、
ことを特徴とするインクジェット位置調整方法。
【請求項２】
前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の前記法線方向を取得するステップは、
前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する少なくとも１のポリゴンメッシュを取得し、
前記少なくとも１のポリゴンメッシュの法線ベクトルを取得し、前記法線ベクトルは、前記３Ｄデジタルモデルの外側に向かう、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項３】
更に、前記法線方向が前記第１の軸の前記マイナス方向に向かうか否か判別することを含み、前記第１の軸は、水平面に垂直である、ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項４】
前記法線方向が、前記第１の軸の前記マイナス方向に向かう場合、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の前記表面傾斜度を取得し、前記層オブジェクトに対応する前記表面傾斜度に応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出するステップは、
前記表面傾斜度を表すため、前記少なくとも１のポリゴンメッシュと水平面との間にある少なくとも１の包含角度を算出し、
前記少なくとも１の包含角度と所定の内側シフト量とに応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項５】
前記少なくとも１の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出するステップは、
前記少なくとも１の包含角度のコサイン値、前記所定の内側シフト量、及び調整パラメータの積を算出して前記内側シフト量を取得する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項６】
前記所定の内側シフト量は、基準角度に対応し、前記調整パラメータは、前記基準角度のコサイン値の逆数であり、前記基準角度は、０度から９０度の間である、ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項７】
前記少なくとも１のポリゴンメッシュは、第１のポリゴンメッシュと、第２のポリゴンメッシュとを備え、前記少なくとも１のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある前記少なくとも１の包含角度を算出するステップは、
前記第１のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある第１の包含角度を算出し、前記第２のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある第２の包含角度を算出する、ことを含む、ことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項８】
前記少なくとも１の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出するステップは、
前記第１の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記内側シフト量の第１の内側シフト量を算出し、
前記第２の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記内側シフト量の第２の内側シフト量を算出する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項９】
前記内側シフト量及び前記断面輪郭に応じて前記層オブジェクトの前記インクジェット領域を取得するステップは、
前記内側シフト量、インクジェット幅、及び前記断面輪郭に応じてインクジェット画像を生成し、前記インクジェット画像は、前記内側シフト量に基づいて形成された前記インクジェット領域を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット位置調整方法。
【請求項１０】
カラー３Ｄオブジェクトをプリントするよう適応される３Ｄプリンティング機器であって、
プリントヘッドを備えるプリントモジュールと、
インクジェットヘッドを備えるインクジェットモジュールと、
複数のモジュールを記録するストレージ装置と、
前記ストレージ装置に結合されて前記モジュールを実行して、
３Ｄデジタルモデルを取得し、前記３Ｄデジタルモデルにスライス処理を行って断面輪郭を有する層オブジェクトを生成し、
前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の法線方向を取得し、
前記法線方向が、第１の軸のマイナス方向に向かう場合、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の表面傾斜度を取得し、前記層オブジェクトに対応する前記表面傾斜度に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出し、
前記内側シフト量及び前記断面輪郭に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット領域を取得し、
前記層オブジェクトをプリントするようプリントモジュールを制御した後、前記インクジェット領域に応じて、前記断面輪郭に沿って前記層オブジェクトにインクを注入するよう、インクジェットモジュールを制御する、よう構成される処理装置と、
を備えることを特徴とする３Ｄプリンティング機器。
【請求項１１】
前記処理装置は、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する少なくとも１のポリゴンメッシュを取得し、前記少なくとも１のポリゴンメッシュの法線ベクトルを取得するよう構成され、前記法線ベクトルは、前記３Ｄデジタルモデルの外側に向かう、ことを特徴とする請求項１０に記載の３Ｄプリンティング機器。
【請求項１２】
前記処理装置は、前記法線方向が前記第１の軸の前記マイナス方向に向かうか否か判別する用構成され、前記第１の軸は、水平面に垂直である、ことを特徴とする請求項１１に記載の３Ｄプリンティング機器。
【請求項１３】
前記処理装置は、前記表面傾斜度を表すため、前記少なくとも１のポリゴンメッシュと水平面との間にある少なくとも１の包含角度を算出し、前記少なくとも１の包含角度と所定の内側シフト量とに応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出するよう構成される、ことを特徴とする請求項１１に記載の３Ｄプリンティング機器。
【請求項１４】
前記処理装置は、前記少なくとも１の包含角度のコサイン値、前記所定の内側シフト量、及び調整パラメータの積を算出して前記内側シフト量を取得するよう構成される、ことを特徴とする請求項１３に記載の３Ｄプリンティング機器。
【請求項１５】
前記所定の内側シフト量は、基準角度に対応し、前記調整パラメータは、前記基準角度のコサイン値の逆数であり、前記基準角度は、０度から９０度の間である、ことを特徴とする請求項１４に記載の３Ｄプリンティング機器。
【請求項１６】
前記少なくとも１のポリゴンメッシュは、第１のポリゴンメッシュと、第２のポリゴンメッシュとを備え、前記処理装置は、前記第１のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある第１の包含角度を算出し、前記第２のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある第２の包含角度を算出するよう構成される、ことを特徴とする請求項１３に記載の３Ｄプリンティング機器。
【請求項１７】
前記処理装置は、前記第１の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記内側シフト量の第１の内側シフト量を算出し、前記第２の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記内側シフト量の第２の内側シフト量を算出するよう構成される、ことを特徴とする請求項１６に記載の３Ｄプリンティング機器
【請求項１８】
前記処理装置は、前記内側シフト量、インクジェット幅、及び前記断面輪郭に応じてインクジェット画像を生成するよう構成され、前記インクジェット画像は、前記内側シフト量に基づいて形成された前記インクジェット領域を含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の３Ｄプリンティング機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、３Ｄプリンティングインクジェット技術に関する。より詳細には、本開示は、インクジェット位置調整方法及び３Ｄプリンティング機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）の進歩に伴い、製造業者は、迅速にオリジナルのデザインコンセプトを具現化するための３Ｄプリンティング技術を発展させた。３Ｄプリンティング技術は、実際には、一連のラピッドプロトタイピング（ＲＰ）技術の総称である。その基本原理は、プリンティングプラットフォームへの積層製造を行うことであり、ＲＰ機械がプリンティングプラットフォーム上に、スキャンによって水平面内に複数の層オブジェクトを連続してプリントし、層オブジェクトが積層されて３Ｄプリントオブジェクトが形成される。熱熔解積層法（ＦＤＭ）を例にし、形成材料をワイヤに変換し、次に、形成材料を加熱して熔解させ、それによってプリンティングプラットフォーム上に層毎に３Ｄオブジェクトを形成するうえで望ましい形状／プロファイルに応じて材料を積層する。
【０００３】
３Ｄカラープリントの要望に応じるため、既存の３Ｄプリンティング技術は、さらに、プリンティングにおいて３Ｄプリントオブジェクトにインクジェットプリンティング動作を行うことを含む。つまり、３Ｄプリンティング装置が層オブジェクトをプリントする際、３Ｄプリンティング装置は、その間に、層毎に各層オブジェクトを着色し、それによってカラー３Ｄオブジェクトを製造する。３Ｄカラープリンティング技術においては、３Ｄプリンティング装置は、各層オブジェクトの輪郭エッジに、所定のインクジェット幅で着色し、そのため、３Ｄオブジェクトの表面に色が表現される。より詳細には、３Ｄプリンティング装置がインクジェットプリンティング動作を行なう際、インクジェットヘッドは、層オブジェクトの上面のエッジ部分にインクを塗布する。
【０００４】
理想的には、インクジェットヘッドからのインクは、層オブジェクトの上面に完全落下する。しかしながら、一の層オブジェクトのエッジ部分が中断されると、下にサポートのない非サポートエッジ部分は、わずかに崩壊し得る。そして、実際に形成されるオブジェクトのエッジは、従って理想的なオブジェクトのエッジと異なるようになる。この場合、インクジェットヘッドのインクジェット領域は、所定のインクジェット幅及び層オブジェクトの断面輪郭に基づいて決定され、オブジェクトのエッジの崩壊は、処理ソフトウエアにとって予期しないイベントであるので、層オブジェクトの崩壊を考慮しないで生成されたインクジェット領域に応じて噴霧されたインクは、層オブジェクトに完全落下しない。そのため、インクは、下のプラットフォーム上またはオブジェクトにこぼれる場合がある。図１は、層オブジェクトのエッジ部分に行なわれるインクジェットプリンティング動作の例を示す。図１に示すように、層オブジェクトＬ１のエッジ部分が中断された場合、エッジ部分１１はわずかに崩壊し、実際に形成されるオブジェクトのエッジＥ１は、理想的なオブジェクトの理想的なエッジＥ２とは異なるようになる。そのため、所定の幅Ｗｋ及び理想的なオブジェクトの理想的なエッジＥ２に基づいてインクジェットヘッド１２によって噴霧されたインクは、こぼれる可能性があり、従って、プリンティングにおいて、またはプラットフォーム上で３Ｄオブジェクトを汚染する。そのため、好ましい３Ｄカラープリンティング方法をどのように設計するか、がこの技術分野での重要な課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上を鑑み、本開示は、インクがこぼれることを防止するため、層オブジェクトに対応する表面傾斜度に応じてインクジェット位置を調整可能なインクジェット位置調整方法及び３Ｄプリンティング機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の実施の形態は、カラー３Ｄオブジェクトをプリントするよう適応されるインクジェット位置調整方法を提供する。このインクジェット位置調整方法は、次のステップを含む。３Ｄデジタルモデルを取得し、前記３Ｄデジタルモデルにスライス処理を行って断面輪郭を有する層オブジェクトを生成する。前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の法線方向を取得する。前記法線方向が、第１の軸のマイナス方向に向かう場合、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の表面傾斜度を取得し、前記層オブジェクトに対応する前記表面傾斜度に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出する。前記内側シフト量及び前記断面輪郭に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット領域を取得する。前記層オブジェクトをプリントするようプリントモジュールを制御した後、前記インクジェット領域に応じて、前記断面輪郭に沿って前記層オブジェクトにインクを注入するよう、インクジェットモジュールを制御する。
【０００７】
本開示の一の実施の形態においては、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の前記法線方向を取得するステップは、次のステップを含む。前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する少なくとも１のポリゴンメッシュを取得する。前記少なくとも１のポリゴンメッシュの法線ベクトルを取得する。前記法線ベクトルは、前記３Ｄデジタルモデルの外側に向かう。
【０００８】
本開示の一の実施の形態においては、上記の方法は、更に、次のステップを含む。前記法線方向が前記第１の軸の前記マイナス方向に向かうか否か判別する。前記第１の軸は、水平面に垂直である。
【０００９】
本開示の一の実施の形態においては、前記法線方向が、前記第１の軸の前記マイナス方向に向かう場合、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の前記表面傾斜度を取得し、前記層オブジェクトに対応する前記表面傾斜度に応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出するステップは、次のステップを含む。前記表面傾斜度を表すため、前記少なくとも１のポリゴンメッシュと水平面との間にある少なくとも１の包含角度を算出する。前記少なくとも１の包含角度と所定の内側シフト量とに応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出する。
【００１０】
本開示の一の実施の形態においては、前記少なくとも１の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出するステップは、次のステップを含む。前記少なくとも１の包含角度のコサイン値、前記所定の内側シフト量、及び調整パラメータの積を算出して前記内側シフト量を取得する。
【００１１】
本開示の一の実施の形態においては、前記調整パラメータは、前記基準角度のコサイン値の逆数であり、前記基準角度は、０度から９０度の間である。
【００１２】
本開示の一の実施の形態においては、前記少なくとも１のポリゴンメッシュは、第１のポリゴンメッシュと、第２のポリゴンメッシュとを備える。前記少なくとも１のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある前記少なくとも１の包含角度を算出するステップは、次のステップを含む。前記第１のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある第１の包含角度を算出する。前記第２のポリゴンメッシュと前記水平面との間にある第２の包含角度を算出する。
【００１３】
本開示の一の実施の形態においては、前記少なくとも１の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記層オブジェクトの前記インクジェット位置の前記内側シフト量を算出するステップは、次のステップを含む。前記第１の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記内側シフト量の第１の内側シフト量を算出する。前記第２の包含角度と前記所定の内側シフト量とに応じて、前記内側シフト量の第２の内側シフト量を算出する。
【００１４】
本開示の一の実施の形態においては、前記内側シフト量及び前記断面輪郭に応じて前記層オブジェクトの前記インクジェット領域を取得するステップは、次のステップを含む。前記内側シフト量、インクジェット幅、及び前記断面輪郭に応じてインクジェット画像を生成する。前記インクジェット画像は、前記内側シフト量に基づいて形成された前記インクジェット領域を含む。
【００１５】
別の観点においては、本開示の一の実施の形態は、更に、カラー３Ｄオブジェクトをプリントするよう適応される３Ｄプリンティング機器を提供する。この３Ｄプリンティング機器は、プリントモジュールと、インクジェットモジュールと、ストレージ装置と、処理装置とを備える。プリントモジュールは、プリントヘッドを備え、インクジェットもジュ−ルは、インクジェットヘッドを備える。ストレージ装置は、複数のモジュールを記録し、処理装置は、前記ストレージ装置に結合されて前記モジュールを実行するよう構成される。３Ｄデジタルモデルを取得し、前記３Ｄデジタルモデルにスライス処理を行って断面輪郭を有する層オブジェクトを生成する。前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の法線方向を取得する。前記法線方向が、第１の軸のマイナス方向に向かう場合、前記３Ｄデジタルモデルから、前記層オブジェクトに対応する前記オブジェクト表面の表面傾斜度を取得し、前記層オブジェクトに対応する前記表面傾斜度に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出する。前記内側シフト量及び前記断面輪郭に応じて、前記層オブジェクトのインクジェット領域を取得する。前記層オブジェクトをプリントするようプリントモジュールを制御した後、前記インクジェット領域に応じて、前記断面輪郭に沿って前記層オブジェクトにインクを注入するよう、インクジェットモジュールを制御する。
【発明の効果】
【００１６】
要約すると、本開示の実施の形態によって提供されるインクジェット位置調整方法及び３Ｄプリンティング機器によれば、インクジェット位置の内側シフト量が、層オブジェクトに対応する表面傾斜度に応じて判別され得る。更に、オリジナルのインクジェット位置を内側シフト量に応じてシフトすることで、新たなインクジェット位置が生成される。プリントヘッドによって層オブジェクトがプリントされた後、３Ｄプリンティング機器は、調整されたインクジェット位置に応じて、断面輪郭に沿って層オブジェクトにインクを注入するよう、インクジェットモジュールを制御し得る。このようにして、層オブジェクトのエッジが崩壊する場合、インクが下の３Ｄオブジェクトあるいはプラットフォームにこぼれることを防止する。
【００１７】
以上の説明をより理解可能にするため、添付の図面とともに、以下にいくつかの実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
添付の図面は、本開示の更なる理解のために供され、本明細書に取り込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は例示的な実施の形態を示し、詳細な説明とともに、本開示の原理を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】層オブジェクトのエッジ部分に行なわれるインクジェットプリンティング動作の例を示す。
【００２０】
【図２】本開示の実施の形態に係る３Ｄプリンティング機器の概要ブロック図である。
【００２１】
【図３】図２の実施の形態に係る３Ｄプリンティング機器の概略図である。
【００２２】
【図４】本開示の実施の形態に係るインクジェット位置調整方法のフローチャートである。
【００２３】
【図５Ａ−５Ｂ】本開示の実施の形態に係る理想的なインクジェット領域を決定する概略図である。
【００２４】
【図６】本開示の実施の形態に係る、ポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度の概略図である。
【００２５】
【図７】本開示の実施の形態に係るインクジェット幅調整方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示をより理解可能にするために、いくつかの実施の形態を、本開示の実施例として以下に説明する。また、同一の参照番号が付された構成要素／部品／ステップは、図面及び実施の形態において同一あるいは類似の部分を示す。
【００２７】
図２は、本開示の実施の形態に係る３Ｄプリンティング機器を示す概略図である。図２を参照し、３Ｄプリンティング機器２０は、プリントモジュール２１０と、インクジェットモジュール２２０と、ストレージ装置２３０と、処理装置２４０とを備える。処理装置２４０は、プリントモジュール２１０、インクジェットモジュール２２０及びストレージ装置２３０に結合される。本実施の形態においては、３Ｄプリンティング動作を行なうため、処理装置２４０は、プリントモジュール２１０及びインクジェットモジュール２２０を制御するよう構成される。
【００２８】
本実施の形態においては、ストレージ装置２３０は、データを記憶するよう構成され、バッファメモリ、内部ストレージ媒体、外部ストレージ媒体、他の種のストレージ装置、あるいはそれらの組み合わせであってよい。例えば、バッファメモリは、ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、あるいは他の同様の装置を含んでよい。例えば、内部ストレージ媒体は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートディスク、フラッシュストレージ装置あるいは他の同様の装置を含んでよい。例えば、外部ストレージ媒体は、外部ハードドライブ、ＵＳＢドライブ、クラウドドライブあるいは他の同様の装置を含んでよい。一の実施の形態においては、ストレージ装置２３０は、さらに、複数のモジュールを記憶するよう構成されてよく、このモジュールは、ソフトウェアプログラムであってよく、処理装置２４０が、当該モジュールを読み出しまたは実行することで、本開示の各実施の形態におけるインクジェット位置調整方法を実行可能になる。
【００２９】
本実施の形態においては、処理装置２４０は、処理チップ及びイメージ処理チップを備え、あるいは、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）あるいは他のプログラム可能な汎用／専用目的のマイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルコントローラ、アプリケーションスペシフィック集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路（ＰＬＤ）、他の同様の処理回路、あるいはこれらの装置の組み合わせであってよい。
【００３０】
本実施の形態においては、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルに基づいて３Ｄプリンティング動作及びインクジェット動作を行なうよう、プリントモジュール２１０及びインクジェットモジュール２２０を制御し得る。例えば、３Ｄプリンティング動作は、プリントモジュール２１０を介して形成プラットフォーム上に形成材料を吐出することを含む。また、インクジェットモジュール２２０は、形成材料が硬化した後、あるいは形成材料が硬化中に、形成プラットフォーム上の形成材料にインクジェットプリンティング動作を実行し得る。また、３Ｄプリンティング機器２０が、形成プラットフォーム、供給ライン、インクジェットライン、プリントヘッドリンク機構、駆動モータ等の、プリントモジュール２１０及びインクジェットモジュール２２０とともに３Ｄプリンティング動作及びインクジェットプリンティング動作を実行するうえで必要な他の構成要素をさらに備える点、当業者にとって理解可能なところである。
【００３１】
一の実施の形態においては、３Ｄプリンティング機器２０は、コンピュータホストと、プリントモジュール２１０及びインクジェットモジュール２２０を備える３Ｄプリンタとを備え、処理装置２４０は、コンピュータホストのプロセッサ、及び／または、３Ｄプリンタのプロセッサ及び／またはコントローラとして具現され得る。例えば、３Ｄプリンティング機器２０は、ノート型コンピュータあるいはデスクトップコンピュータ、及び、３Ｄプリンタによって構築されてよく、本開示は、この点に関して限定を意図していない。別の実施の形態においては、３Ｄプリンティング機器２０は、３Ｄデジタルモデルを処理可能な３Ｄプリンタであってもよく処理装置２４０は、３Ｄプリンタのプロセッサ及び／またはコントローラとして具現され得る。本開示は、この点に関して限定を意図していない。
【００３２】
図３は、図２の実施の形態に係る３Ｄプリンティング機器の概略図である。図３を参照し、プリントモジュール２１０は、プリントヘッド２１０ａを備えてよく、また、インクジェットモジュール２２０は、インクジェットヘッド２２０ａを備えてよい。ここで、関連する構成要素及びその動作について説明するため、直交座標系を採用する。形成プラットフォーム２５０は、プリントにおいてカラー３Ｄオブジェクト８０を搬送するための搬送面Ｓ１を備える。形成プラットフォーム２５０は、プリントヘッド２１０ａ及びインクジェットヘッド２２０ａの下に配置される。
【００３３】
具体的には、本実施の形態においては、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルを取得し得る。３Ｄデジタルモデルは、ポリゴンファイル形式（ＰＬＹ）、ＳＴＬ（ステレオリソグラフィー）ファイル形式あるいはＯＢＪファイル形式等の３Ｄファイル形式準拠である。３Ｄファイル形式における３Ｄモデルは、複数のポリゴンメッシュによって形成される。各ポリゴンメッシュは、複数の頂点によって構築され、各頂点の座標は異なる。本実施の形態においては、処理装置２４０は、各層オブジェクトの層情報を得るように、複数の層オブジェクトを得るため３Ｄモデルにスライス処理を実行するよう構成され得る。層情報は、各層オブジェクトの断面輪郭、インクジェット領域等を含む。層情報に基づき、処理装置２４０は、３Ｄプリンティング機器２０を制御し、それによって３Ｄプリンティング機器２０は層毎に層オブジェクトを生成し、また層毎に層オブジェクトを着色する。
【００３４】
本実施の形態においては、３Ｄプリンティング機器２０は、熱熔解積層法（ＦＤＭ）技術によって３Ｄオブジェクト８０をプリントする。つまり、プリントヘッド２１０ａは、ＸＹ平面に沿って移動し、かつＸＹ平面の法線方向（Ｚ軸方向）に移動するよう構成される。形成材料Ｆ１は、供給ラインを介してプリントヘッド２１０ａ内で供給されて熱により溶かされ、プリントヘッド２１０ａから吐出されて形成プラットフォーム２５０の搬送面Ｓ１上に層毎にモールドされて複数の層オブジェクト（図３の例では、層オブジェクト８０a及び８０ｃ）が形成される。この意味で、層毎に形成された層オブジェクト８０ａ及び８０ｃは、３Ｄオブジェクト８０を形成するため、搬送面Ｓ１上に互いに積層される。具体的には、形成材料Ｆ１は、熱溶解フィラメント製造（ＦＦＦ）製造方法、溶解及び吐出モデリング製造方法等に適用される熱溶解可能な材料からなるが、本開示はこれに限定することを意図していない。
【００３５】
本実施の形態においては、インクジェットヘッド２２０ａは、インクＩ１が層オブジェクト８０ａ及び８０ｃの上面をオーバーラップ及び覆うように、各層オブジェクト８０ａ及び８０ｃの輪郭エッジ部分に層毎にインクＩ１を噴霧する。従って、インクジェットヘッド２２０ａ、はインクカートリッジ２２０ｂを備えてよく、インクカートリッジ２２０ｂは、インクＩ１を収容するよう構成される。インクジェットヘッド２２０ａは、層オブジェクト８０ａ及び８０ｃにインクカートリッジ２２０ｂ内のインクＩ１を噴霧するよう処理装置２４０に制御され、層オブジェクト８０ａ及び８０ｃのエッジ部分が着色される。図３は、１のインクカートリッジ２２０ｂのみを示すが、本開示は、インクカートリッジ及びインクカラーの量を限定することを意図していない。例えば、インクジェットモジュール２２０は、異なる色（例えば、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ））の４つのインクカートリッジと、４つの対応するインクジェットヘッドとを備えてよい。
【００３６】
そのような配置によれば、プリントヘッド２１０ａが形成プラットフォーム２５０上に層オブジェクト８０aをプリントした後、インクジェットヘッド２２０ａは、層オブジェクト８０aのエッジ部分を着色するため、層オブジェクト８０aの上面にインクを噴霧し得る。次に、プリントヘッド２１０ａが形成プラットフォーム２５０上に別の層オブジェクトを８０ｃプリントした後、インクジェットヘッド２２０ａは、層オブジェクト８０ｃのエッジ部分を着色するため、層オブジェクト８０ｃの上面にインクを噴霧し得る。このように、３Ｄプリンティング動作及びインクジェットプリンティング動作を繰り返し順番に実行することで、カラー層オブジェクトが連続して積層され、カラー３Ｄオブジェクトが形成される。
【００３７】
本開示の実施の形態においては、３Ｄプリンティング機器２０は、所定のインクジェット幅に応じて各層オブジェクトの輪郭エッジにインクジェットプリンティング動作を実行し、それにより、３Ｄオブジェクトの表面に色が表現される。具体的には、インクジェットモジュール２２０が層オブジェクトを着色する場合、インクジェットモジュール２２０は、層オブジェクトの断面輪郭に沿ってＥＸ平面上を移動し、インクＩ１を層オブジェクトの断面外側エッジに噴霧する。各層オブジェクトの断面外側エッジが着色されるので、最終的にモールドされた３Ｄオブジェクトは、様々な色が表現されている。つまり、各層オブジェクトのインクジェット領域は、層オブジェクトの断面輪郭及びインクジェット幅に基づいて決定される。より具体的には、処理装置２４０は、インクジェット画像に応じてＸＹ平面にインクジェットプリンティング動作を実行するようにインクジェットモジュール２２０を制御するため、層オブジェクトの断面輪郭に応じて事前に各層オブジェクトに対応するインクジェット画像を生成し得る。特に、本開示の実施の形態においては、各層オブジェクトの断面輪郭に基づいて決定されたインクジェット位置は、層オブジェクトに対応する表面傾斜度に応じてシフトされ得る。また、インクジェット位置のシフトを決定するよう構成された内側シフト量は、層オブジェクトに対応する表面傾斜度に応じて決定される。
【００３８】
図４は、本開示の実施の形態に係る３Ｄカラープリンティング方法のフローチャートである。本実施の形態の方法は、図２及び図３の３Ｄプリンティング機器２０に適用される。３Ｄプリンティング機器２０の構成要素を参照しながら、本実施の形態のインクジェット位置調整方法のステップについて以下に詳細に説明する。
【００３９】
ステップＳ４０１において、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルを取得し、断面輪郭を有する層オブジェクトを生成するため、３Ｄデジタルモデルにスライス処理を実行する。詳細には、３Ｄデジタルモデル（例えば、ＳＴＬファイル）は、更にコンパイル及び算出され、３Ｄカラープリント機能を実行するよう構成された関連情報に変換される。処理装置２４０は、まず、複数の層オブジェクトを生成するため、３Ｄデジタルモデルにスライス処理を実行する。一般に、処理装置２４０は、層オブジェクトの断面輪郭を得るため、固定間隔の複数の層平面で３Ｄデジタルモデルをスライスする。ここで、３Ｄモデルをスライスするためのスライス間隔は、各層オブジェクトのスライス厚みであると考えることができる。
【００４０】
次に、ステップＳ４０２において、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の法線方向を取得する。一の実施の形態においては、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルのポリゴンメッシュの法線ベクトルに応じてオブジェクト表面の法線方向を取得し得る。更に、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクトに対応する少なくとも１のポリゴンメッシュを取得してよく、層オブジェクトが通過する少なくとも１のポリゴンメッシュの法線ベクトルを取得する。ＳＴＬファイル形式のポリゴンメッシュの定義に基づいて、ポリゴンメッシュの法線ベクトルは、３Ｄデジタルモデルの外側に向き、ポリゴンメッシュの法線ベクトルは、右手の法則に応じて定義される。
【００４１】
具体的には、スライス処理の実行により複数の層オブジェクトを取得した後、処理装置２４０は、さらに、各層オブジェクトに対応する複数のポリゴンメッシュを取得してよい。つまり、処理装置２４０は、層オブジェクトの層表面と交差するポリゴンメッシュを取得し、次に、層オブジェクトに対応するポリゴンメッシュの法線ベクトルを取得する。オブジェクト表面の法線方向が下方向（マイナスＺ軸に向かう）の場合、これは、オブジェクト表面が下方向に向かうことを意味することがわかり、層オブジェクトのエッジ部分が途中で中断される。換言すると、下向きのオブジェクト表面の形状を形成するため、上の層オブジェクトのエッジは、下の層オブジェクトのエッジを超えるように構成される。
【００４２】
従って、本開示の実施の形態においては、処理装置２４０は、更に、オブジェクト表面の法線方向が第１の軸方向（つまり、Ｚ軸）のマイナス方向に向いているか判別する。第１の軸方向は、水平面（つまり、ＸＹ平面）に垂直である。具体的には、層オブジェクトに対応するポリゴンメッシュの法線ベクトルのＺ軸がプラスあるいはマイナスであることを判別することで、処理装置２４０は、オブジェクト表面の法線方向がＺ軸のマイナス方向に向かうか否か判別し得る。層オブジェクトに対応するポリゴンメッシュの法線ベクトルのＺ軸がマイナスである場合、処理装置２４０は、オブジェクト表面の法線方向がＺ軸のマイナス方向に向かうと判別し得る。例えば、三角形のメッシュを例にし、三角形のメッシュの３つの頂点の座標は、（−１０、１０、１０）、（１０、１０、１０）、及び（０、０、０）であり、従って、三角形のメッシュの法線ベクトルは、（０、１、−１）である。法線ベクトル（０、１、−１）のＺ軸成分がマイナスであるので、処理装置２４０は、三角形のメッシュに対応するオブジェクト表面の法線方向は、Ｚ軸のマイナス方向に向かうと判別し得る。
【００４３】
次に、ステップＳ４０３において、法線方向が第１の軸方向のマイナス方向に向かう場合、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の表面傾斜度を取得し、層オブジェクトに対応する表面傾斜度に応じて層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出する。ステップＳ４０４において、処理装置２４０は、内側シフト量及び断面輪郭に応じて層オブジェクトのインクジェット領域を取得する。具体的には、処理装置２４０は、内側シフト量、インクジェット幅及び断面輪郭に応じてインクジェット画像を生成し、インクジェット画像は、内側シフト量に基づいて形成されたインクジェット領域を含む。具体的には、本開示の実施の形態においては、処理装置２４０は、層オブジェクトの断面輪郭及び所定のインクジェット幅に応じてオリジナルのインクジェット領域を判別してよい。オリジナルのインクジェット領域は、スライス処理によって生成された層オブジェクトの断面輪郭に一致する。法線方向が第１の軸方向のマイナス方向に向かう場合、層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量が判別された後、新たなオリジナルのインクジェット位置を生成するため、処理装置２４０は、内側シフト量に応じてオリジナルのインクジェットの領域を調整する。新たなオリジナルのインクジェット領域は、スライス処理によって生成された層オブジェクトの断面輪郭とは一致しない。
【００４４】
例えば、図５Ａ及び図５Ｂをともに参照し、図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の実施の形態に係る理想的なインクジェット領域を判別する概略図である。処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデル５１を取得し、３Ｄデジタルモデル５１は、下方向に向かう球面を備えた半球である場合を想定する。処理装置２４０は、複数の層オブジェクト５２（１）、５２（２）、&frac14;、５２（ｎ−１）及び５２（ｎ）を取得するため、同一の層厚さに応じて最初に３Ｄデジタルモデル５１にスライス処理を実行し得る。ここで、ｎは０より大きい整数である。処理装置２４０は、従ってスライス処理によって層オブジェクト５２（１）から５２（ｎ）の断面輪郭を取得する。本実施の形態においては、３Ｄデジタルモデル５１は半球であるので、層オブジェクト５２（１）から５２（ｎ）の断面輪郭は、円形の輪郭であり、円形の輪郭の半径は異なる。また、同一の層オブジェクトのポリゴンメッシュに対応する表面傾斜度は、同一である。
【００４５】
層オブジェクト５２（２）を例にし、層オブジェクト５２（２）に対応するオブジェクト表面の法線方向は、第１の軸方向（Ｚ軸）のマイナス方向に向かう。処理装置２４０は、従って、３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクト５２（２）に対応するオブジェクト表面の表面傾斜度Ｔ１を取得する。図５Ｂに示すように、処理装置２４０は、次に、層オブジェクト５２（２）のオブジェクト表面に対応する表面傾斜度Ｔ１に応じて内側シフト量Ｗｓ１を算出し得る。 処理装置２４０は、内側シフト量Ｗｓ１に応じてオリジナルのインクジェット領域Ｆ１（１の層オブジェクトの各ポリゴンメッシュにそれぞれ対応するオリジナルのインクジェット領域セグメントから形成される）を内側にシフトし、新たなインクジェット領域Ｆ２を生成する。
【００４６】
別の層オブジェクト５２（ｎ−１）を例にし、層オブジェクト５２（ｎ−１）に対応するオブジェクト表面の法線方向は、第１の軸方向（Ｚ軸）のマイナス方向に向かう。処理装置２４０は、従って、３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクト５２（ｎ−１）に対応するオブジェクト表面の表面傾斜度Ｔ２を取得する。図５Ｂに示すように、処理装置２４０は、次に、層オブジェクト５２（ｎ−１）のオブジェクト表面に対応する表面傾斜度Ｔ２に応じて内側シフト量Ｗｓ２を算出し得る。処理装置２４０は、内側シフト量Ｗｓ２に応じてオリジナルのインクジェット領域Ｆ３（１の層オブジェクトの各ポリゴンメッシュのそれぞれに対応するオリジナルのインクジェットセグメントから形成される）を内側にシフトし、新たなインクジェット領域Ｆ４を生成する。
【００４７】
層オブジェクト５２（２）のオブジェクト表面に対応する表面傾斜度Ｔ１と、層オブジェクト５２（ｎ−１）のオブジェクト表面に対応する表面傾斜度Ｔ２とが異なるので、内側シフト量Ｗｓ１は、内側シフト量Ｗｓ２とは異なる。ここで、層オブジェクト５２（ｎ−１）のオブジェクト表面に対応する表面傾斜度Ｔ２は、層オブジェクト５２（２）のオブジェクト表面に対応する表面傾斜度Ｔ１より急勾配なので、内側シフト量Ｗｓ２は、内側シフト量Ｗｓ１未満である。つまり、一の実施の形態においては、インクジェット位置が内側にシフトされるか否か、及び対応する内側シフト量、は各層オブジェクトについて、個別に決定される。
【００４８】
次に、ステップＳ４０５において、層オブジェクトをプリントするようプリントモジュール２１０を制御した後、処理装置２４０は、インクジェット領域に応じて断面輪郭に沿って層オブジェクトにインクを注入するようインクジェットモジュール２２０を制御するする。図５Ｂを参照し、処理装置２４０は、内側シフト量Ｗｓ１に応じてインクジェット画像Ｉｍｇ１を生成する。インクジェットモジュール２２０は、インクジェット画像Ｉｍｇ１に記録されるピクセル位置及びインクジェット領域Ｆ２のカラー固有値に応じて層オブジェクト５２（２）にインクＩ１を噴霧し得る。処理装置２４０は、内側シフト量Ｗｓ２に応じてインクジェット画像Ｉｍｇ２を生成する。インクジェットモジュール２２０は、従って、インクジェット画像Ｉｍｇ２に記録されたピクセル位置及びインクジェット領域Ｆ４のカラー固有値に応じて層オブジェクト５２（ｎ−１）にインクＩ１を噴霧し得る。
【００４９】
しかしながら、図５Ａ及び図５Ｂは、単に、本開示の例を示すもので、本開示を限定することを意図していない。図５Ａ及び図５Ｂの図示を参照すれば、他の形状の３Ｄデジタルモデルにどのように同様の処理を行うかについて、当業者は十分な教示、示唆並びに推察を得られるであろう。
【００５０】
層オブジェクトに対応するオブジェクト表面の表面傾斜度をどのように取得するかを説明するため、いくつかの例示的な実施の形態について以下に説明する。一の実施の形態においては、３Ｄデジタルモデルは、複数のポリゴンメッシュから形成される。各ポリゴンメッシュは、複数の頂点を有し、各頂点の座標は異なる。例えば、ポリゴンメッシュは、主に三角形メッシュであってよく、各ポリゴンメッシュは、３つの頂点によって形成された三角形の面と考えることができる。スライス処理を実行すると、スライス処理を行うよう構成された一の層表面は、層オブジェクトの断面輪郭を抽出するよう、３Ｄデジタルモデルのポリゴンメッシュの一部を通過する。従って、一の実施の形態においては、処理装置２４０は、３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクトに対応する少なくとも１のポリゴンメッシュを取得し得る。次に、処理装置２４０は、層オブジェクトに対応する表面傾斜度を示す、少なくとも１のポリゴンメッシュと水平面との間にある少なくとも１の包含角度を算出し得る。具体的には、処理装置２４０は、ポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度を、ポリゴンメッシュの頂点の座標に応じて算出することができる。
【００５１】
図６を参照し、図６は、本開示の実施の形態に係る、ポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度の概略図である。層オブジェクトは、頂点Ｖ１、Ｖ２及びＶ３によって構築される三角形メッシュＭ１に対応する場合を想定する。処理装置２４０は、オブジェクト表面の表面傾斜度を示す角度を得るように、三角形メッシュＭ１と水平面ＨＰとの間にある包含角度を算出する。水平面ＨＰをＸＹ平面と考えることができる。また、水平面ＨＰを用いてスライス処理が実行された場合、水平面ＨＰは、交差点Ｖ７及びＶ８において三角形メッシュＭ１と交差する。交差点Ｖ７及び交差点Ｖ８の間の直線Ｌｎ１は、断面輪郭の一部を構成し得る。三角形メッシュＭ１と水平面ＨＰとの間にある包含角度θ１は、頂点Ｖ１及び２つの交差点Ｖ７並びにＶ８によって決定された三角形の平面と、水平面ＨＰとの間にある包含角度である。三角形メッシュＭ１と水平面ＨＰとの間にある包含角度θ１は、以下のようにして取得することができる。頂点Ｖ１を通り、直線Ｌｎ１（交差点Ｖ７と交差点Ｖ８との間の接続線）と垂直な垂線ＬＡを取得する。垂線ＬＡは、ペダル点Ｖ９において直線Ｌｎ１と交差する。次に、ペダル点Ｖ９を通り、直線Ｌｎと垂直で、水平面ＨＰ上に位置する別の垂線ＬＢを取得する。このように、垂線ＬＡと垂線ＬＢとの間の角度を計算することで、角度θ１を取得し得る。しかしながら、２つの垂線間の角度は、０から９０度の間の第１の包含角度と、９０から１８０度の間の第２の包含角度を含み得る。本開示の実施の形態においては、０から９０度の間の第１の包含角度が、三角形メッシュＭ１と水平面ＨＰの間の角度として作用する。処理装置２４０は、また、同一の層オブジェクトの別の三角形メッシュと水平面ＨＰとの間にある包含角度を算出してもよく、それによってオブジェクト表面の表面傾斜度を示す別の角度を取得する。つまり、同一の層オブジェクトについて、層オブジェクトは、複数の異なる角度に対応し得る。換言すると、同一の層オブジェクトについて、３Ｄデジタルモデルの形状が不規則であるので、１の単一の層オブジェクトは、複数の異なる表面傾斜度に対応し得る。
【００５２】
以上のように、水平面ＨＰを用いてスライス処理を実行する場合、水平面ＨＰは、交差点Ｖ７及び交差点Ｖ８において三角形メッシュＭ１と交差する。交差点Ｖ７と交差点Ｖ８との間の直線Ｌｎ１は、断面輪郭のセグメント部分である。従って、処理装置２４０は、三角形メッシュＭ１の断面輪郭のセグメント部分に対応する内側シフト量を算出してよい。つまり、いくつかの異なる三角形メッシュが、同一の層表面を通過し得る。そのため、同一の層オブジェクトについて、処理装置２４０は、従って断面輪郭の異なる輪郭セグメントに対応する複数の内側シフト量を算出し得る。
【００５３】
一の実施の形態においては、表面傾斜度を示す少なくとも１の包含角度を取得した後、処理装置２４０は、ポリゴンメッシュと水平面との間にある少なくとも１の包含角度及び所定の内側シフト量に応じて層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出し得る。一の実施の形態においては、処理装置２４０は、以下の式（１）によって層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量を算出し得る。
［式１］
Ｗｓｉｅｄａｌ＝Ｗｄ×ｃｏｓθ×Ｒ１
ここｄ、Ｗｓｉｄｅａｌは、内側シフト量を示し、θは、ポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度を示し、Ｗｄは、所定の内側シフト量を示し、Ｒ１は、調整パラメータを示す。式（１）に関し、処理装置２４０は、内側シフト量を取得するため、少なくとも１の包含角度のコサイン値、所定の内側シフト量及び調整パラメータの積を算出する。所定の内側シフト量及び調整パラメータは、実際のニーズに応じて設計してよい。ここから分かるように、ポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度が減少すると、内側シフト量が増加し、またポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度が増加すると、内側シフト量は減少する。換言すると、処理装置２４０は、ポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度に応じて対応する内側シフト量を判別する。
【００５４】
また、一の実施の形態においては、所定の内側シフト量は、基準角度に対応するよう構成されてもよい。調整パラメータは、基準角度のコサイン値の逆数であってよく、基準角度は、０から９０度の間にある。例えば、基準角度が４５度の場合、所定の内側シフト量は、０．５ｃｍ等、４５度の基準角度に対応し、式（１）は、更に、式（２）であってもよい。
［式２］
Ｗｓｉｄｅａｌ＝Ｗｄ×ｃｏｓθ×１／ｃｏｓθｒ＝Ｗｄ×ｃｏｓθ×２／√２
ここで、Ｗｓｉｄｅａｌは、内側シフト量を示し、θは、ポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度（例えば、図６に示される角度θ１）を示し、Ｗｄは、所定の内側シフト量を示し、θｒは、基準角度を示す。この場合、式２から分かるように、ポリゴンメッシュと水平面との間の角度θ及び基準角度が等しい（４５度）場合、処理装置２４０によって算出される内側シフト量Ｗｓｉｄｅａｌと、所定の内側シフト量Ｗｄとは等しい。
【００５５】
式（１）及び式（２）によって表される計算は、単に本開示の一の実施例である。他の実施の形態においては、処理装置２４０は、例えば、対応する内側シフト量を取得するため、表面傾斜度を示す角度に基づく所定のルックアップテーブルを用いて当該テーブルを参照してよい。例えば、表面傾斜度を示す角度が第１の所定の角度範囲内にある場合、処理装置は、ルックアップテーブルに応じて、第１の所定の角度範囲に対応する内側シフト量を直接取得してもよい。表面傾斜度を示す角度が、第２の所定の角度範囲内にある場合、処理装置は、ルックアップテーブルに応じて第２の所定の角度範囲に対応する内側シフト量を直接取得し得る。ここで、第１の所定の角度範囲は、第２の所定の角度範囲とは異なる。
【００５６】
また、上記のように、同一の層オブジェクトは、さらに、不規則な３Ｄデジタルモデルにおいて異なる表面傾斜度に対応し得る。つまり、層オブジェクトに対応するポリゴンメッシュと水平面との間にある包含角度は異なる。この場合、層オブジェクトに対応するポリゴンメッシュは、第１のポリゴンメッシュと、第２のポリゴンメッシュとを備え得る。一の実施の形態においては、処理装置２４０は、まず、第１のポリゴンメッシュと水平面との間にある第１の包含角度を算出し、第２のポリゴンメッシュと水平面との間にある第２の包含角度を算出する。次に、処理装置２４０は、第１の包含角度及び所定の内側シフト量に応じて内側シフト量の第１の内側シフト量を算出し、第２の包含角度及び所定の内側シフト量に応じて内側シフト量の第２の内側シフト量を算出する。つまり、同一の層オブジェクトは、複数の異なる内側シフト量に対応し得る。一般に、同様の体積を有する２つの３Ｄデジタルモデルがある場合、より複雑あるいはより不規則なモデルは、より多いポリゴンメッシュを有し、当該ポリゴンメッシュのサイズはより小さく、従って、より複雑あるいはより不規則なモデルは、互いに異なるより多い内側シフト量に対応し得る。
【００５７】
図７は、本開示の一の実施の形態に係るインクジェット位置調整方法のフローチャートであり、当該方法の詳細な実施例については、図２から図６の実施の形態を参照して得られる。図７を参照し、ステップＳ７０１において、３Ｄデジタルモデルが取得され、断面輪郭を有する層オブジェクトを生成するため、３Ｄデジタルモデルにスライス処理を実行する。ステップＳ７０２において、３Ｄデジタルモデルから、層オブジェクトに対応する少なくとも１のポリゴンメッシュを取得する。ステップＳ７０３において、少なくとも１のポリゴンメッシュの法線ベクトルが取得される。ステップＳ０７０４において、法線方向が第１の軸方向のマイナス方向に向かうか否か、少なくとも１のポリゴンメッシュの法線ベクトルに応じて判別される。ステップＳ７０５において、法線方向が第１の軸方向のマイナス方向に向かう場合、表面傾斜度を表すため、少なくとも１のポリゴンメッシュと水平面との間にある少なくとも１の包含角度が算出される。ステップＳ７０６において、少なくとも１の包含角度及び所定の内側シフト量に応じて、層オブジェクトのインクジェット位置の内側シフト量が算出される。ステップＳ７０７において、内側シフト量、インクジェット幅及び断面輪郭に応じてインクジェット画像が生成され、インクジェット画像は、内側シフト量に基づいて形成されたインクジェット領域を含む。ステップＳ７０８において、層オブジェクトをプリントするようプリントモジュールを制御した後、インクジェット領域に応じて断面輪郭に沿って層オブジェクトにインクを注入するようインクジェットモジュールが制御される。
【００５８】
以上を鑑み、本開示の実施の形態によって提供される、インクジェット位置調整方法及び３Ｄプリンティング機器によれば、インクジェット位置の内側シフト量が、層オブジェクトに対応する表面傾斜度に応じて決定される。さらに、内側シフト量に応じてオリジナルのインクジェット位置をシフトすることで、新たなインクジェット位置が生成される。プリントヘッドが層オブジェクトをプリントした後、３Ｄプリンティング機器は、調整されたインクジェット領域に応じて断面輪郭に沿って層オブジェクトにインクを注入するよう、インクジェットモジュールを制御し得る。このように、層オブジェクトのエッジが崩壊する場合は、下の３Ｄオブジェクトあるいはプラットフォームにインクがこぼれることを防止する。従って、本開示によって提供される３Ｄプリンティング機器は、３Ｄカラープリンティングについて、向上されたプリンティング品質を明らかに提供可能である。
【００５９】
本開示の技術的範囲から逸脱しない限りにおいて、様々な応用及び様々な変更を開示の実施の形態に行うことが可能な点、当業者にとって明らかである。以上を鑑み、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲内における応用及び変更をも包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本開示は、層オブジェクトに対応する表面傾斜度に応じてインクジェット位置を調整してインクがこぼれることを防止可能なインクジェット位置調整方法及び３Ｄプリンティング機器を提供する。
【符号の説明】
【００６１】
Ｌ１、８０ａ、８０ｃ、５２（１）、５２（２）、５２（ｎ−１）、５２（ｎ）  層オブジェクト
Ｅ１  エッジ
Ｅ２  理想的なエッジ
１１  エッジ部分
１２  インクジェットヘッド
２０  ３Ｄプリンティング機器
２１０  プリントモジュール
２２０  インクジェットモジュール
２３０  ストレージ装置
２４０  処理装置
２１０ａ  プリントヘッド
２２０ａ  インクジェットヘッド
２２０ｂ  インクカートリッジ
Ｓ１  搬送面
８０  ３Ｄオブジェクト
Ｆ１  形成材料
Ｉ１  インク
Ｓ４０１〜Ｓ４０５、Ｓ７０１〜Ｓ７０８  ステップ
５１  ３Ｄデジタルモデル
Ｔ１、Ｔ２  表面傾斜度
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４  インクジェット領域
Ｉｍｇ１、Ｉｍｇ２  インクジェット画像
Ｍ１  三角形メッシュ
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３  頂点
ＨＰ:水平面
【図１】
2020006675.tif 000003
【図２】
2020006675.tif 000004
【図３】
2020006675.tif 000005
【図４】
2020006675.tif 000006
【図５Ａ】
2020006675.tif 000007
【図５Ｂ】
2020006675.tif 000008
【図６】
2020006675.tif 000009
【図７】
2020006675.tif 000010
【外国語明細書】
2020006675000001.pdf