(57)【要約】【課題】  可能な限り簡単な手法によりプリントする立体造形物を、内部構造をも含めて観察、把握することができる透明立体プリンタ装置を得る。【解決手段】  透明立体プリンタ装置を、立体物データを入力する手段１と、入力されたデータから三次元モデルデータを生成する手段２と、該三次元モデルデータに基づき透明の薄い樹脂フィルム上に、立体物模型を構成する各部品や部位毎に色を変えて、断面形状を印刷する手段３と、この印刷手段で印刷した樹脂フィルムを、順次微細寸法の高さ毎に１層ずつ重ねて、各高さに相当する断面形状を順次印刷していくことを繰り返し、多数の印刷された透明フィルムを重ねて貼り合わせる手段４とを備えてなる構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体物データを入力する手段と、
入力されたデータから三次元モデルデータを生成する手段と、
該三次元モデルデータに基づき透明の薄い樹脂フィルム上に、立体物の内部構造を構成する各部品や部位毎に色を変えて、断面形状を印刷する手段と、
この印刷手段で印刷した樹脂フィルムを、順次微細寸法の高さ毎に１層ずつ重ねて、各高さに相当する断面形状を順次印刷していくことを繰り返し、多数の印刷された透明フィルムを重ねて貼り合わせる手段とを備えてなることを特徴とする透明立体プリンタ装置。
【請求項２】
請求項１記載の透明立体プリンタ装置において、
立体物の最外形に相当する断面の輪郭を、各層の樹脂フィルムの印刷時にレーザまたは専用のカッタなどの切断手段により切り抜き加工し、
かつ樹脂フィルムの全層を印刷後に、抜き取り処理するとともに、
樹脂フィルムを積層して貼り合わせ加工するように構成されていることを特徴とする透明立体プリンタ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の透明立体プリンタ装置において、
各層の樹脂フィルムの印刷時に合わせマークなどの位置決め手段をも合わせて印刷するとともに、
全ての層の印刷後に、各層の最外形の輪郭や中空部分などを切りぬき加工処理し、
各層の樹脂フィルムを接着剤やレーザ溶着などの接着手段により順次貼り合わせ加工または自動張り合わせ加工するように構成されていることを特徴とする透明立体プリンタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明でかつ内部の部品構造も外部から観察できる透明な立体模型やプロトタイプを造形することができる透明立体プリンタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体プリンタ装置として従来は、粉体に接着剤などを印刷して、立体造形プリントする「ＺＰｒｉｎｔｅｒ」（米国；Ｚ社、登録商標）などの、３Ｄ粉体プリンタや、紫外線硬化樹脂にレーザ走査加工する光造形３Ｄプリンタなどがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
この種の３Ｄプリンタは、ＣＡＤ／ＣＡＥデータから直接試作モデルを作成できるので、ＲＰ（ラピッドプロトタイピング）などに効果的である。
また、例えば、温度や応力、圧力といったシミュレーション計算データや設計情報等に応じて、カラー印刷することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００３−１５９７５４号公報
【特許文献２】特許２９５９３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の立体プリンタ装置で得られる立体造形物では、全体の外観や形状を立体的に把握するには一目瞭然で便利であるものの、分解図や立体内部の様子を分かるようにするためには、予め、形状の一部を切断して断面としたり、分解した部品毎の形状などに修正や変換してから立体プリントしなければならないなど、実用面で不向きであった。
【０００６】
また、従来から知られている立体プリント装置は、高価で大型であり、専門の作業員やメンテナンスを必要とするため、試作費が高く、仕上がりまでに、数十分〜数時間と時間がかかるなどといった実用面での問題もあった。
【０００７】
また、従来の立体プリンタ機では、大量の微小な粉体や紫外線硬化樹脂液などを利用するので、健康や環境の保全にも対策や注意が必要であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、立体物の立体模型を作製するにあたって、内部の様子や内部構造が分かるような立体造形物を、可能な限り簡単な手法によりプリントして造形することができる透明立体プリンタ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係る透明立体プリンタ装置は、立体物データを入力する手段と、入力されたデータから三次元モデルデータを生成する手段と、該三次元モデルデータに基づき透明の薄い樹脂フィルム上に、立体物の内部構造を構成する各部品や部位毎に色を変えて、断面形状を印刷する手段と、この印刷手段で印刷した樹脂フィルムを、順次微細寸法の高さ毎に１層ずつ重ねて、各高さに相当する断面形状を順次印刷していくことを繰り返し、多数の印刷された透明フィルムを重ねて貼り合わせる手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明（請求項２記載の発明）に係る透明立体プリンタ装置は、請求項１において、立体物の最外形に相当する断面の輪郭を、各層の樹脂フィルムの印刷時にレーザまたは専用のカッタなどの切断手段により切り抜き加工し、かつ樹脂フィルムの全層を印刷後に、抜き取り処理するとともに、樹脂フィルムを積層して貼り合わせ加工するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明（請求項３記載の発明）に係る透明立体プリンタ装置は、請求項１または請求項２において、各層の樹脂フィルムの印刷時に合わせマークなどの位置決め手段をも合わせて印刷するとともに、全ての層の印刷後に、各層の最外形の輪郭や中空部分などを切りぬき加工処理し、各層の樹脂フィルムを接着剤やレーザ溶着などの接着手段により順次貼り合わせ加工または自動張り合わせ加工するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明に係る透明立体プリンタ装置によれば、以下に述べる種々優れた効果を奏する。
（１）立体物の立体模型を内部の様子や内部構造が分かるように作製するにあたって、薄い透明樹脂フィルム等に適宜のプリントをし、それを順次積層して重ねて貼り合わせるという可能な限りの簡単な手法によって、簡単に造形して作製することができる。
【００１３】
（２）印刷素材が透明フィルムであるほかは、従来のプリンタや印刷インクとほぼ同様の構成で、プリンタを構成できるので、比較的簡易で、安価で、かつ小型で、内部の構造なども外部から透視して把握することができる立体プロトタイピングも可能な３Ｄプリンタを実現できる。
【００１４】
（３）誰でも設置やメンテナンスができ、微小な粉体や紫外線硬化樹脂液などを使用しないので、健康や環境にも優しく、設置場所も限られず、一般の家庭やオフィスでも利用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る透明立体プリンタ装置の一実施形態を示す全体の概略構成図である。
【図２】本発明に係る透明立体プリンタ装置における動きを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１および図２は本発明に係る透明立体プリンタ装置の一実施形態を示す。
まず、本発明を特徴づける透明立体プリンタ装置の概略を、図１を用いて簡単に説明すると、符号１は立体物データを入力する手段、２はこの入力されたデータから三次元モデルデータを生成する手段である。
【００１７】
３は、該三次元モデルデータに基づき透明の薄い樹脂フィルム上に、立体物の内部構造を構成する各部品や部位毎に色を変えて、断面形状を印刷する手段である。
【００１８】
本発明による透明立体プリンタ装置では、この印刷手段３で印刷した樹脂フィルムを、順次微細寸法の高さ毎に１層ずつ重ねて、各高さに相当する断面形状を順次印刷していくことを繰り返し、多数の印刷された透明フィルムを重ねて貼り合わせる手段４を備えている。
【００１９】
そして、この貼り合わせ手段４により印刷した樹脂フィルムを順次積層して貼り合わせることにより、内部構造が見える透明立体造形物を作製することができるのである。
【００２０】
ここで、立体物の入力データから三次元モデルデータを生成するプログラムや手法などについては、従来から周知の手法などを適宜採用することは自由である。
【００２１】
上述した構成による透明立体プリンタ装置によれば、上述した構成において、内部構造などが分かる立体造形物を作製するにあたって、図２に示したようなステップで行う。
すなわち、同図において、Ｓ１では印刷すべき立体物のデータを入力する。そして、Ｓ２において、該立体物データに基づき三次元モデルデータを生成する。
このとき、必要な内部構造や内部の様子などが外部から把握できるようなデータ生成を行う。
【００２２】
そして、Ｓ３において、上述した生成データに基づき、印刷手段３で、透明の薄い樹脂フィルムへの印刷を順次行う。すなわち、透明の薄い樹脂フィルム上に、各部品や部位毎に色を変えて、断面形状を印刷し、Ｓ４において、順次微細寸法の高さ毎にフィルムを１層ずつ重ねて、各高さに相当する断面形状を順次印刷していくことを繰り返し、多数の印刷された透明フィルムを重ねて貼り合わせることで、Ｓ５のように、透明で、かつ内部の部品構造も外から観察できる透明な立体模型やプロトタイプ（試作品）等の透明立体造形物を造形できるのである。
【００２３】
このような構成によれば、比較的簡易で、かつ低コストで、内部の構造なども外部から把握しやすい立体模型やプロトタイプを立体形成することができる。
【００２４】
ここで、透明立体造形物の最外形の断面の輪郭は、各層の印刷時に、レーザまたは専用のカッタなどを設けて、切り抜き加工しておき、全層を印刷後に抜き取り処理してから、積層貼り合わせ加工してもよい。
【００２５】
また、各層の印刷時に合わせマークなども合わせて印刷しておき、全ての層の印刷後に、各層の最外形の輪郭や中空部分などを切りぬき加工処理して、各層フィルムを接着剤やレーザ溶着などにより順次張り合わせ加工、または自動張り合わせ加工をするようにしてもよい。
【００２６】
このような構成において、各層の樹脂フィルムの印刷時に合わせマークなどの位置決め手段をも合わせて印刷するとともに、全ての層の印刷後に、各層の最外形の輪郭や中空部分などを切りぬき加工処理し、各層の樹脂フィルムを接着剤やレーザ溶着などの接着手段により順次貼り合わせ加工または自動張り合わせ加工するとよい。
【００２７】
以上の構成によれば、印刷素材が透明フィルムであるほかは、従来のプリンタや印刷インクとほぼ同様の構成でもって、プリンタを構成できるから、全体のコストが安価で、かつ小型で、しかも内部を透視できる立体プロトタイピングも可能な透明立体プリンタ（３Ｄプリンタ）を実現できる。
【００２８】
また、誰でも設置やメンテナンスができ、微小な粉体や紫外線硬化樹脂液などを使用しないので、健康や環境にも優しく、設置場所も限られず、一般の家庭やオフィスでも利用できる等の利点がある。
【００２９】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、透明立体プリンタ装置を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３０】
１…立体物データの入力手段、２…三次元モデルデータ生成手段、３…印刷手段、４…貼り合わせ手段。
【図１】
2010188548.tif 000003
【図２】
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