(57)【要約】【課題】造形材の吐出不良を抑制する。【解決手段】三次元造形装置１０は、高さ方向にスライスされた複数のスライス層によって表された三次元造形物４０の造形処理で用いる複数色のモデル材を個別に吐出するモデル材吐出ヘッド１６と、三次元造形物４０の中実部５６を造形する場合に、白色のモデル材を間引きながら吐出するように、モデル材吐出ヘッド１６を制御するコントローラ１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さ方向にスライスされた複数のスライス層によって表された三次元造形物の造形処理で用いる複数色の造形材を個別に吐出する吐出ヘッドと、
前記三次元造形物の中実部を造形する場合に、予め定めた色の造形材を間引きながら吐出するように、前記吐出ヘッドを制御する制御手段と、
を備えた三次元造形装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記中実部の隠蔽層に対する法線方向に沿って、前記中実部の隠蔽層から前記中実部の内部に進む程、前記予め定めた色の造形材を間引く度合いが大きくなるように、前記吐出ヘッドを制御する
請求項１記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記隠蔽層で前記予め定めた色の造形材が間引かれる度合いが大きくなるにつれて、前記隠蔽層を厚く造形するように、前記吐出ヘッドを制御する
請求項２記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記隠蔽層では、前記予め定めた色の造形材を連続して吐出し、前記予め定めた色の造形材が間引かれないように前記吐出ヘッドを制御する
請求項２記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記吐出ヘッドが前記吐出ヘッドの走査方向と交差する方向に移動するように、前記吐出ヘッドを制御する
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項６】
コンピュータを、
三次元造形物を造形する予め定めた色の造形材が間引かれるように前記造形材の配置を指定した三次元造形データを生成する生成手段
として機能させるための三次元造形データ生成プログラム。
【請求項７】
コンピュータを、
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の三次元造形装置の制御手段
として機能させるための三次元造形プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置、三次元造形データ生成プログラム、及び三次元造形プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、立体的な造形物を造形する立体物造形装置であって、光反射性を有するインクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、前記光反射性を有するインクの層である光反射層を形成する反射インク用ヘッドと、前記造形物に対する加飾用のインクである加飾インクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、前記加飾インクの層である加飾層を形成する加飾インク用ヘッドと、透明色のインクである透明インクのインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、前記透明インクの層である透明層を形成する透明インク用ヘッドと、予め設定された主走査方向へ造形中の前記造形物に対して相対的に移動しながらインク滴を吐出する主走査動作を前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、及び前記透明インク用ヘッドに行わせる主走査駆動部と、前記主走査方向と直交する副走査方向へ造形中の前記造形物に対して相対的に移動する副走査動作を前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、及び前記透明インク用ヘッドに行わせる副走査駆動部とを備え、少なくとも、前記加飾インク用ヘッドと、前記透明インク用ヘッドとは、前記副走査方向における位置を互いにずらして配設されており、前記反射インク用ヘッド、前記加飾インク用ヘッド、及び前記透明インク用ヘッドは、前記光反射層と前記加飾層との間に前記透明層を形成することにより、前記造形物の表面側から内側に向かって、前記加飾層と、前記透明層と、前記光反射層とを、この順で形成することを特徴とする立体物造形装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、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、立体物造形装置が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、光反射性を有するインクから形成された光反射層と、加飾層と、透明インクから形成された透明層とが設けられており、該加飾層が該光反射層の外側に形成されており、該透明層が該加飾層の外側に形成されていることを特徴とする造形物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１０７６３７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１０１６８５号公報
【特許文献３】特開２０１５−１４７３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
三次元造形装置で三次元造形物を造形する場合、金型等が不要であることなどから、三次元造形装置が三次元造形物の造形に広く用いられ始めている。
【０００７】
三次元造形装置では、複数の造形材を吐出ヘッドから吐出しながら造形材を積層して三次元造形物を造形する。この場合、三次元造形物の内部に位置する中実部は表面から見えないため、特定の種類の造形材が用いられる。
【０００８】
しかしながら、特定の種類の造形材を吐出する吐出ヘッドの同じ吐出口から造形材を連続して吐出する場合、造形材の吐出状態が不安定になり、造形材の吐出量がばらついたり、造形材が吐出しなかったり、造形材が予め定めた方向とは異なる方向に吐出されたりして、三次元造形物の造形品質に影響を与えることがある。
【０００９】
本発明は、上記内容を鑑みてなされたものであり、中実部を造形する際、吐出ヘッドの同じ吐出口から造形材を連続して吐出する場合と比較して、造形材の吐出不良を抑制することができる三次元造形装置、三次元造形データ生成プログラム、及び三次元造形プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の三次元造形装置の発明は、高さ方向にスライスされた複数のスライス層によって表された三次元造形物の造形処理で用いる複数色の造形材を個別に吐出する吐出ヘッドと、前記三次元造形物の中実部を造形する場合に、予め定めた色の造形材を間引きながら吐出するように、前記吐出ヘッドを制御する制御手段と、を備える。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記中実部の隠蔽層に対する法線方向に沿って、前記中実部の隠蔽層から前記中実部の内部に進む程、前記予め定めた色の造形材を間引く度合いが大きくなるように、前記吐出ヘッドを制御する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記隠蔽層で前記予め定めた色の造形材が間引かれる度合いが大きくなるにつれて、前記隠蔽層を厚く造形するように、前記吐出ヘッドを制御する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記隠蔽層では、前記予め定めた色の造形材を連続して吐出し、前記予め定めた色の造形材が間引かれないように前記吐出ヘッドを制御する。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、前記吐出ヘッドが前記吐出ヘッドの走査方向と交差する方向に移動するように、前記吐出ヘッドを制御する。
【００１５】
請求項６に記載の三次元造形データ生成プログラムの発明は、コンピュータを、三次元造形物を造形する予め定めた色の造形材が間引かれるように前記造形材の配置を指定した三次元造形データを生成する生成手段として機能させる。
【００１６】
請求項７に記載の三次元造形プログラムの発明は、コンピュータを、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の三次元造形装置の制御手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、請求項６、及び請求項７に記載の発明によれば、中実部を造形する際、吐出ヘッドの同じ吐出口から造形材を連続して吐出する場合と比較して、造形材の吐出不良を抑制することができる、という効果を有する。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、中実部の何れの箇所においても、予め定めた色の造形材を間引く度合いを同じにする場合と比較して、三次元造形物の発色が向上する、という効果を有する。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、予め定めた色の造形材を間引く度合いに関わらず、表面層の厚さを同じにする場合と比較して、三次元造形物の色を更に目標の色に近づけることができる、という効果を有する。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、表面層でも予め定めた色の造形材を間引く場合と比較して、三次元造形物の色を更に目標の色に近づけることができる、という効果を有する。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、同じ吐出口における造形材の吐出間隔だけで造形材の間引き度合いを調整する場合と比較して、造形材の吐出不良を更に抑制することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】三次元造形装置の構成例を示す図である。
【図２】モデル材吐出ヘッド及びサポート材吐出ヘッドと、三次元造形物との配置例を示す図である。
【図３】三次元造形物の内部構造例を示す図である。
【図４】三次元造形物をスライスしたスライスデータの一例を示す図である。
【図５】三次元造形物をスライスしたスライスデータの他の一例を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る三次元造形データ生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る三次元造形データ生成処理によって生成された白色のモデル材の吐出位置情報の一例を示す模式図である。
【図８】第１実施形態に係る三次元造形データ生成処理によって生成された透明色のモデル材の吐出位置情報の一例を示す模式図である。
【図９】三次元造形物の造形処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る三次元造形データ生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態に係る三次元造形データ生成処理によって生成された白色のモデル材の吐出位置情報の一例を示す模式図である。
【図１２】第２実施形態に係る三次元造形データ生成処理によって生成された透明色のモデル材の吐出位置情報の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
まず、図１及び図２を参照して、三次元造形装置１０の構成について説明する。なお、以下では、シアン色をＣ、マゼンタ色をＭ、黄色をＹ、黒色をＫ、白色をＷ、色の付いていない透明色をＴで表すと共に、各構成部位を色毎に区別する必要がある場合には、符号の末尾に各色に対応する色の符号（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｗ、Ｔ）を付して説明する。各構成部位を色毎に区別せずに総称する場合には、符号の末尾の色の符号を省略して説明する。
【００２５】
図１に示すように、三次元造形装置１０は、コントローラ１２、モデル材収容部１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ、１４Ｗ、１４Ｔ、モデル材吐出ヘッド１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋ、１６Ｗ、１６Ｔ、及びサポート材収容部１８を備える。また、三次元造形装置１０は、サポート材吐出ヘッド２０、ＵＶ(Ultra Violet)光源２２、ＸＹ走査部２４、造形台昇降部２６、クリーニング部２８、記憶部３０、通信部３２、及び残量検知部３４を備える。
【００２６】
制御手段の一例であるコントローラ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１２Ｅを備える。そして、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＯＭ１２Ｂ、ＲＡＭ１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及びＩ／Ｏ１２Ｅがバス１２Ｆを介して各々接続されている。
【００２７】
また、Ｉ／Ｏ１２Ｅには、モデル材収容部１４、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材収容部１８、サポート材吐出ヘッド２０、ＵＶ光源２２、及びＸＹ走査部２４が接続されている。さらに、Ｉ／Ｏ１２Ｅには、造形台昇降部２６、クリーニング部２８、記憶部３０、通信部３２、及び残量検知部３４が接続されている。
【００２８】
モデル材収容部１４は、三次元造形物を造形する造形材の一例であるモデル材を収容する。また、モデル材収容部１４は、各々対応するＣＭＹＫＷＴ各色のモデル材を収容する。モデル材は、ＵＶ光、すなわち紫外線が照射されると硬化する性質を有するＵＶ硬化型樹脂等で構成される。
【００２９】
モデル材吐出ヘッド１６は、ＣＰＵ１２Ａからの指示に従って、対応する色のモデル材収容部１４から供給されたモデル材をインクジェット方式により吐出する。モデル材吐出ヘッド１６のモデル材を吐出する吐出面には複数のノズルが設けられており、ＣＰＵ１２Ａによってモデル材を吐出するノズルが制御される。
【００３０】
サポート材収容部１８は、三次元造形物を支持又は保護するためのサポート材を収容する。サポート材は、三次元造形物のオーバーハング部分（「張り出し部分」ともいう）を、三次元造形物の造形が完了するまで支持する用途で用いられ、三次元造形物の造形完了後に除去される。また、サポート材は、例えば三次元造形物が立方体のように垂直に近い面を有する形状の場合に、その面の液だれを防止して保護する用途にも用いられる。また、サポート材は、ＵＶ光の照射により三次元造形物が劣化してしまうことを避けるために、モデル材を覆って保護する用途にも用いられる。サポート材はモデル材と同様に、ＵＶ光が照射されると硬化する性質を有するＵＶ硬化型樹脂等で構成される。
【００３１】
サポート材吐出ヘッド２０は、ＣＰＵ１２Ａからの指示に従って、サポート材収容部１８から供給されたサポート材をインクジェット方式により吐出する。サポート材吐出ヘッド２０のサポート材を吐出する吐出面には複数のノズルが設けられており、ＣＰＵ１２Ａによってサポート材を吐出するノズルが制御される。
【００３２】
モデル材吐出ヘッド１６は色毎に専用のモデル材吐出ヘッド１６を備え、各色に対応した液体状のモデル材を、圧力によりノズルから吐出するピエゾ方式（圧電方式）の吐出ヘッドが適用される。同様に、サポート材吐出ヘッド２０も、液体状のサポート材を、圧力によりノズルから吐出するピエゾ方式の吐出ヘッドが適用される。
【００３３】
各吐出ヘッドは、インクジェット方式であればモデル材及びサポート材の吐出方法に制限はなく、例えばポンプによる圧力によってモデル材及びサポート材を吐出する方式の吐出ヘッドであってもよい。
【００３４】
ＵＶ光源２２は、モデル材吐出ヘッド１６から吐出されたモデル材及びサポート材吐出ヘッド２０から吐出されたサポート材に対してＵＶ光を照射して、モデル材及びサポート材を硬化させる。
【００３５】
ＵＶ光源２２としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、デイープ紫外線ランプ、マイクロ波を用いて外部から無電極で水銀灯を励起するランプ、紫外線レーザー、キセノンランプ、及びＵＶ−ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源を有する装置が適用される。また、ＵＶ光源２２に代えて電子線照射装置を用いてもよい。電子線照射装置としては、例えば、走査型、カーテン型、及びプラズマ放電型等の電子照射装置が挙げられる。
【００３６】
図２は、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０と、三次元造形物４０との配置の一例を示す図である。
【００３７】
モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０は、例えば三次元造形物４０が配置される造形台３６の造形面に向かってモデル材及びサポート材の吐出面が配置され、図示しないＸＹ走査部２４の制御によって、図示しないＵＶ光源２２と共にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。なお、色毎のモデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０の配置順に制限はない。また、Ｙ軸方向に沿ったモデル材吐出ヘッド１６の長さ（以降、「モデル材吐出ヘッド１６の幅」という）及びサポート材吐出ヘッド２０の長さ（以降、「サポート材吐出ヘッド２０の幅」という）にも制限はなく、モデル材吐出ヘッド１６の幅及びサポート材吐出ヘッド２０の幅が、Ｙ軸方向に沿った造形台３６の長さ、すなわち造形台３６の奥行きの幅以上であってもよい。
【００３８】
ＸＹ走査部２４は、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するように駆動する。すなわちＸＹ走査部２４は、造形台３６の造形面上を走査するように、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２を駆動する。
【００３９】
なお、Ｘ軸方向をモデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０の走査方向といい、走査方向に直交したＹ軸方向をモデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０の幅方向という場合がある。モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０は、各々の幅方向にそれぞれモデル材及びサポート材を吐出しながら走査方向に順次移動することで、三次元造形物４０を造形する。
【００４０】
造形台昇降部２６は、図２に示す造形台３６をＺ軸方向に昇降させる。ＣＰＵ１２Ａは、三次元造形物４０を造形する際には、モデル材及びサポート材が造形台３６上に吐出され、吐出されたモデル材及びサポート材にＵＶ光が照射されるように、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２を制御する。また、ＣＰＵ１２Ａは、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２が造形台３６の造形面上を走査するようにＸＹ走査部２４を制御すると共に、造形台３６がＺ軸方向に移動するように造形台昇降部２６を制御する。以降では、Ｚ軸方向を三次元造形物４０の高さ方向という場合がある。なお、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、ＵＶ光源２２及び造形台３６が相対的に走査されればよく、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０と、三次元造形物４０との配置は図２に示した構成に限定されるものではない。
【００４１】
クリーニング部２８は、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０の各ノズルに付着した材料を吸引する等により、ノズルのクリーニングを行う機能を有する。例えば、クリーニング部２８は、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０の走査範囲外の退避領域に設けられ、クリーニングを行う際には、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０を上記退避領域に退避させてからクリーニングを行う。
【００４２】
記憶部３０は、後述する三次元造形データ３０Ａ、三次元データ３０Ｂ、及びサポート材データ３０Ｃを記憶する。
【００４３】
ＣＰＵ１２Ａは、ＲＯＭ１２Ｂに記憶された三次元造形データ生成プログラムを読み込んで、三次元データ３０Ｂによって表される三次元造形物４０を三次元造形装置１０で造形するためのデータ、すなわち三次元造形データ３０Ａを生成する。三次元造形データ３０Ａには、モデル材吐出ヘッド１６によるモデル材の吐出位置情報、及びサポート材吐出ヘッド２０によるサポート材の吐出位置情報が含まれる。
【００４４】
ＣＰＵ１２Ａは、生成した三次元造形データ３０Ａに従って、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０を指定された位置まで移動させ、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０の指定されたノズルからモデル材及びサポート材を吐出する。
【００４５】
三次元データ３０Ｂのフォーマットとしては、例えば三次元形状を表現するデータのフォーマットであるＯＢＪフォーマットが用いられる。ＯＢＪフォーマットでは、幾何形状のデータを取り扱うＯＢＪファイル、及び色情報を含む材質データを取り扱うＭＴＬファイルが用いられる。従って、三次元造形物４０は、三角形のポリゴンの集合として表現される。また、三次元データ３０Ｂは、ポリゴンの表面に対応する部分に、色情報を有する。なお、三次元形状を表現するデータのフォーマットはＯＢＪフォーマットに限定されず、他のフォーマットであってもよい。
【００４６】
通信部３２は、例えばインターネット及びＬＡＮ(Local Area Network)といった通信回線に接続され、通信回線に接続されたコンピュータ等の外部装置とデータ通信を行うためのインターフェースを有する。三次元造形装置１０は、三次元造形物４０の三次元データ３０Ｂを外部装置から受け付け、三次元造形物４０を造形する。
【００４７】
残量検知部３４は、例えば光学式センサ等を用いて、色毎のモデル材収容部１４に収容されているモデル材の残量を個別に検知する。
【００４８】
次に、図３を参照して、三次元造形装置１０によって、三次元データ３０Ｂに基づいて造形される三次元造形物４０の構造について説明する。
【００４９】
図３に示すように、三次元造形物４０は、最外層５０、着色層５２、隠蔽層５４、及び中実部５６を含んで構成される。
【００５０】
最外層５０は、三次元造形物４０の最も外側に位置する層であり、着色層５２の表面を保護するための層である。最外層５０は、一例としてＴ色のモデル材（以降、「Ｔ色モデル材」という）、すなわちクリアインクで造形される。なお、三次元造形物４０に必ずしも最外層５０を設ける必要はなく、着色層５２を最外層５０の代わりとしてもよい。
【００５１】
着色層５２は、最外層５０と後述する隠蔽層５４との間に位置する層であり、三次元造形物４０の外部から視認される層である。着色層５２は、三次元データ３０Ｂに基づいて、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｗ、Ｔのうちの単色のモデル材、又は複数色を組み合わせたモデル材を用いて造形される。
【００５２】
隠蔽層５４は、着色層５２と後述する中実部５６との間に位置する層である。隠蔽層５４は、詳細には中実部５６のうちで最も表面側に位置する領域を形成する層のことであり、隠蔽層５４は広義の意味で中実部５６に含まれる層である。
【００５３】
隠蔽層５４は、一例としてＷ色のモデル材（以降、「Ｗ色モデル材」という）を用いて造形される。これにより、着色層５２の下地にＷ色が配置されるため、隠蔽層５４で光が反射し、着色層５２の色が三次元データ３０Ｂで指定された色に近づいて視認されることになる。また、隠蔽層５４で光が反射すれば、隠蔽層５４の内部にある中実部５６の色が隠蔽されることになるため、こうした点からも、着色層５２の色が三次元データ３０Ｂで指定された色に近づいて視認されることになる。このように、隠蔽層５４を含む中実部５６が光を反射する性質を「光の反射性」といい、隠蔽層５４が中実部５６内部を隠蔽する性質を「隠蔽性」という。
【００５４】
なお、隠蔽層５４の色はＷ色に限定されず、Ｗ色と異なる少なくとも１つの色のモデル材を用いて隠蔽層５４を造形してもよい。
【００５５】
中実部５６は、隠蔽層５４の内側に位置する領域であり、三次元造形物４０の外部から視認されない内部領域を構成する。中実部５６は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｗ、Ｔのうちの単色のモデル材、又は複数色を組み合わせたモデル材を用いて造形されるが、着色層５２の色の視認性を考慮して、隠蔽層５４と同じくＷ色が用いられることが多い。
【００５６】
三次元造形装置１０は、三次元データ３０Ｂを受け付けると、三次元データ３０Ｂで表される三次元造形物４０に対応した三次元モデルを生成する。
【００５７】
三次元造形装置１０は、造形台３６の造形面と平行な面、すなわちＸＹ平面で生成した三次元モデルを予め定めた間隔で三次元造形物４０の高さ方向にスライスし、三次元モデルをスライスすることによって得られる各層毎に、各色のモデル材及びサポート材の吐出位置情報を対応付けたスライスデータを生成する。生成したスライスデータに基づいてモデル材及びサポート材を順次積層すれば三次元造形物４０が造形されることから、各々のスライスデータはｎ層目（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）のスライスデータとして指定される。以降では、三次元モデルをスライスした各層を「スライス層」という場合がある。
【００５８】
図４は、図３における三次元造形物４０をＸＹ平面でスライスした場合のｎ1層におけるスライスデータを視覚的に表現した模式図の一例である。図４に示すように、ｎ1層目のスライスデータは、中実部５６を横切る位置のスライスデータであるため、最外層５０、着色層５２、隠蔽層５４、及び中実部５６におけるモデル材の吐出位置情報が対応付けられる。
【００５９】
図５は、図３における三次元造形物４０をＸＹ平面でスライスした場合のｎ2層におけるスライスデータを視覚的に表現した模式図の一例である。図５に示すように、ｎ2層目のスライスデータは、中実部５６を横切らない位置のスライスデータであるため、例えば最外層５０、着色層５２、及び隠蔽層５４におけるモデル材の吐出位置情報が対応付けられる。
【００６０】
図３に示したように、三次元造形物４０の内部は中実部５６として造形されることから、三次元造形物４０において隠蔽層５４を含めた中実部５６の占める割合は、最外層５０及び着色層５２の占める割合より大きくなる。
【００６１】
したがって、隠蔽層５４を含めた中実部５６をＷ色モデル材で造形する場合、Ｗ色のモデル材吐出ヘッド１６の同じノズルから連続してＷ色モデル材が吐出されることに伴い、Ｗ色モデル材の吐出量がばらついたり、Ｗ色モデル材が吐出しなかったり、Ｗ色モデル材が指定した位置とは異なる位置に吐出されたりする吐出不良が発生することが考えられる。
【００６２】
したがって、以降では、中実部５６の造形にあたり、モデル材の吐出不良を抑制する三次元造形装置１０の作用について説明する。
【００６３】
なお、スライスデータにはサポート材の吐出位置情報も対応付けられる場合があるが、以降の説明では、モデル材の吐出位置情報に注目して三次元造形装置１０の作用について説明するため、サポート材の吐出位置情報については説明を省略する。また、スライスデータには、最外層５０及び着色層５２におけるモデル材の吐出位置情報も対応付けられるが、隠蔽層５４及び中実部５６におけるモデル材の吐出位置情報の対応付けに注目して三次元造形装置１０の作用について説明するため、最外層５０及び着色層５２におけるモデル材の吐出位置情報については説明を省略する。
【００６４】
また、既に説明したように、中実部５６の最も表面側に位置する領域を特に隠蔽層５４ということから、以降の説明では隠蔽層５４及び中実部５６をまとめて指す場合、「隠蔽層５４を含む中実部５６」ということにする。
【００６５】
図６は、三次元造形装置１０での三次元造形データ生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。三次元造形データ生成処理を規定する三次元造形データ生成プログラムはＲＯＭ１２Ｂに予め記憶されており、例えばユーザから三次元データ３０Ｂを受け付けると、ＣＰＵ１２Ａが三次元造形データ生成プログラムをＲＯＭ１２Ｂから読み出して実行する。
【００６６】
なお、三次元造形データ生成プログラムを実行する前に、三次元データ３０Ｂに対するスライスデータが予め生成されているものとする。ただし、生成されたスライスデータには、まだ各色のモデル材の吐出位置情報は対応付けられておらず、これから説明する三次元造形データ生成処理によって、各色のモデル材の吐出位置情報が対応付けられる。
【００６７】
まず、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１２Ａは、スライスデータを選択するための層数ｎを“１”に設定する。三次元モデルはＮ個の層にスライスされており、各々のスライスデータに対して層数ｎが一意に対応付けられている。ここでは層数が“１”のスライスデータは、例えば最下層のスライスデータに対応付けられているものとし、最下層のスライスデータから上の層のスライスデータに進むにつれて順次“２”、“３”、・・・、“Ｎ”の層数が対応付けられているものとする。すなわち、三次元造形物４０の最下層のスライスデータには層数１が対応付けられ、最上層のスライスデータには層数Ｎが対応付けられる。
【００６８】
ステップＳ２０において、ＣＰＵ１２Ａは、隠蔽層５４を含む中実部５６の造形に用いるＷ色モデル材の比率を設定する。具体的には、ＣＰＵ１２Ａは、Ｗ色モデル材で隠蔽層５４を含む中実部５６全体が造形されないように、１００％未満の比率に設定する。ここでは一例として、隠蔽層５４を含む中実部５６におけるＷ色モデル材の比率を５０％に設定するが、１００％未満の比率であれば他の比率に設定してもよい。
【００６９】
なお、隠蔽層５４を含む中実部５６におけるＷ色モデル材の比率は、ユーザが指定した比率を用いてもよく、又は不揮発性メモリ１２Ｄに予め記憶した比率を用いてもよい。
【００７０】
ステップＳ３０において、ＣＰＵ１２Ａは、層数ｎに対応したスライスデータを選択する。
【００７１】
ステップＳ４０において、ＣＰＵ１２Ａは、層数ｎが奇数か否かを判定する。層数ｎが奇数の場合にはステップＳ５０に移行する。
【００７２】
ステップＳ５０において、ＣＰＵ１２Ａは、モデル材の比率を５０％にしたＷ色モデル材の吐出位置情報を生成して、ステップＳ３０で選択したスライスデータに対応付ける。この場合、ＣＰＵ１２Ａは、Ｗ色モデル材が同じノズルから連続して吐出されないように、Ｗ色モデル材の吐出位置を調整する。ここで、Ｗ色モデル材が同じノズルから連続して吐出されるとは、基準間隔以下の間隔で同じノズルからＷ色モデル材が複数回吐出される状態をいう。
【００７３】
モデル材の吐出に関する基準間隔は、同じノズルからモデル材が当該間隔を超えて吐出された場合に、モデル材の吐出不良が抑制されるような間隔に設定される。具体的には、三次元造形装置１０の実機による実験や三次元造形装置１０の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により予め求められる。
【００７４】
この場合、ＣＰＵ１２Ａは、隣接する下層のスライスデータ、換言すれば、層数が“ｎ−１”のスライスデータに対応付けられた吐出位置情報によって表されるＷ色モデル材が吐出される位置と、三次元造形物４０の高さ方向に向かって重複しないように、Ｗ色モデル材の吐出位置情報を生成する。
【００７５】
モデル材の比率を５０％にしたＷ色モデル材の吐出位置情報として、例えば吐出位置をモデル材吐出ヘッド１６の走査方向及び幅方向にそれぞれ１画素おきに設定した格子状の吐出位置情報が用いられるが、これは一例であり、三次元造形物４０の部分によってモデル材の比率を変更してもよい。他にもＷ色モデル材の吐出位置情報を比率に応じてランダムに決定してもよく、この場合においても、三次元造形物４０の部分によってモデル材の比率を変更してもよい。
【００７６】
ステップＳ２０で設定されたＷ色モデル材の比率が５０％以外の場合にも、ＣＰＵ１２Ａは、Ｗ色モデル材が同じノズルから連続して吐出されないように吐出位置情報を生成する。
【００７７】
なお、Ｗ色モデル材の比率毎に、Ｗ色モデル材が同じノズルから連続して吐出されないように設定した吐出位置情報を不揮発性メモリ１２Ｄに予め記憶しておいてもよい。この場合、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ２０で設定された比率に対応した吐出位置情報を不揮発性メモリ１２Ｄから取得して、取得した吐出位置情報を用いればよい。
【００７８】
ＣＰＵ１２Ａは、生成した吐出位置情報をＲＡＭ１２Ｃに記憶するが、例えば記憶部３０や通信回線に接続された記憶装置に記憶してもよい。
【００７９】
ステップＳ６０において、ＣＰＵ１２Ａは、例えばＴ色モデル材の吐出位置情報を生成する。第１実施形態に係る三次元造形装置１０では、Ｗ色が吐出されなかった隠蔽層５４を含む中実部５６の箇所をＴ色モデル材で補填する。したがって、ＣＰＵ１２Ａは、Ｗ色モデル材の吐出が行われない位置にＴ色モデル材が吐出されるように、Ｔ色モデル材の吐出位置情報を生成して、ステップＳ３０で選択したスライスデータに対応付ける。
【００８０】
具体的には、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ５０で生成したＷ色モデル材の吐出位置情報を反転させたものを、Ｔ色モデル材の吐出位置情報として生成する。なお、「吐出位置情報を反転させる」とは、吐出位置情報において、モデル材を吐出する設定になっている位置の情報を、モデル材を吐出しない設定に変更し、モデル材を吐出しない設定になっている位置の情報を、モデル材を吐出する設定に変更することをいう。
【００８１】
ＣＰＵ１２Ａは、生成した吐出位置情報を例えばＲＡＭ１２Ｃに記憶する。
【００８２】
ステップＳ５０及びステップＳ６０により、層数ｎが奇数のスライスデータに、Ｗ色モデル材及びＴ色モデル材の吐出位置情報が対応付けられる。
【００８３】
一方、ステップＳ４０の判定処理において、層数ｎが偶数の場合にはステップＳ７０に移行する。
【００８４】
ステップＳ７０において、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ３０で選択した層数ｎが偶数のスライスデータに対して、モデル材の比率を５０％にしたＷ色モデル材の吐出位置情報を生成して対応付ける。この場合、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ５０と同様に、Ｗ色モデル材が同じノズルから連続して吐出されないように、Ｗ色モデル材の吐出位置を調整する。
【００８５】
具体的には、ＣＰＵ１２Ａは、隣接する下層のスライスデータに対応付けられた吐出位置情報によって表されるＷ色モデル材が吐出される位置と、三次元造形物４０の高さ方向に向かって重複しないように、Ｗ色モデル材の吐出位置情報を生成する。すなわち、層数ｎが偶数のスライスデータに対応付けられるＷ色モデル材の吐出位置情報は、層数ｎが奇数のスライスデータに対応付けられるＴ色モデル材の吐出位置情報と同じになる。
【００８６】
ＣＰＵ１２Ａは、生成した吐出位置情報を例えばＲＡＭ１２Ｃに記憶する。
【００８７】
ステップＳ８０において、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ３０で選択した層数ｎが偶数のスライスデータに対して、Ｗ色モデル材が吐出されなかった位置を補填する、Ｔ色モデル材の吐出位置情報を生成して対応付ける。
【００８８】
具体的には、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ７０で生成したＷ色モデル材の吐出位置情報を反転させたものを、Ｔ色モデル材の吐出位置情報として生成する。すなわち、層数ｎが奇数のスライスデータに対応付けられるＷ色モデル材の吐出位置情報と同じ吐出位置情報が、層数ｎが偶数のスライスデータに対応付けられるＴ色モデル材の吐出位置情報となる。
【００８９】
ＣＰＵ１２Ａは、生成した吐出位置情報を例えばＲＡＭ１２Ｃに記憶する。
【００９０】
ステップＳ９０において、ＣＰＵ１２Ａは、全ての層のスライスデータに対して、Ｗ色モデル材及びＴ色モデル材の吐出位置情報を対応付けたか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ１２Ａは、層数ｎが、三次元造形物４０の最上層を表す層数Ｎであるか否かを判定する。ステップＳ９０の判定処理が否定判定の場合にはステップＳ１００に移行する。
【００９１】
ステップＳ１００において、ＣＰＵ１２Ａは、現在の層数ｎに“１”を加算する。そして、ステップＳ３０に移行し、ステップＳ３０において、ＣＰＵ１２Ａは、直前にＷ色モデル材及びＴ色モデル材の吐出位置情報を対応付けたスライスデータの層に隣接した上層のスライスデータを選択する。
【００９２】
以降、ステップＳ９０の判定処理が肯定判定になるまでステップＳ３０〜Ｓ１００を繰り返し実行して、各層のスライスデータにＷ色モデル材及びＴ色モデル材の吐出位置情報を対応付ける。
【００９３】
各層のスライスデータにＷ色モデル材及びＴ色モデル材の吐出位置情報が対応付けられるとステップＳ９０の判定処理が肯定判定となり、図６に示した三次元造形データ生成処理が終了する。三次元造形データ生成処理の終了にあたり、ＣＰＵ１２Ａは、Ｗ色モデル材及びＴ色モデル材の吐出位置情報が対応付けられた各層のスライスデータを、三次元造形データ３０Ａとして記憶部３０に記憶する。このようにコントローラ１２は、三次元造形データ３０Ａの生成手段の一例でもある。
【００９４】
図７は、図６に示した三次元造形データ生成処理によって生成された、隠蔽層５４を含む中実部５６内部におけるＷ色モデル材の吐出位置情報を模式化した図である。図７は、（ｎ−５）層からｎ層までの６層分におけるＷ色モデル材の吐出位置情報を示している。図７において、ハッチングした位置はＷ色モデル材が吐出される位置を示し、ハッチングされていない位置はＷ色モデル材が吐出されない位置を示す。
【００９５】
図８は、図６に示した三次元造形データ生成処理によって生成された、隠蔽層５４を含む中実部５６内部におけるＴ色モデル材の吐出位置情報を模式化した図である。図７と同じく図８は、（ｎ−５）層からｎ層までの６層分におけるＴ色モデル材の吐出位置情報を示している。図８においても、ハッチングした位置はＴ色モデル材が吐出される位置を示し、ハッチングされていない位置はＴ色モデル材が吐出されない位置を示す。
【００９６】
図７及び図８に示すように、各層の隠蔽層５４を含む中実部５６では、同じノズルからモデル材が連続して吐出されないように、Ｗ色モデル材の吐出位置が格子状に設定される。また、奇数の層と偶数の層で、隠蔽層５４の表面に対する法線方向に沿ったＷ色モデル材の吐出位置が重複しないように、Ｗ色モデル材の吐出位置が交互に設定される。
【００９７】
図９は、三次元造形物４０の造形処理の流れの一例を示すフローチャートである。造形処理を規定する三次元造形プログラムはＲＯＭ１２Ｂに予め記憶されており、図６の三次元造形データ生成処理で生成された吐出位置情報が対応付けられたスライスデータと共に、ユーザから造形指示を受け付けると、ＣＰＵ１２Ａが三次元造形プログラムをＲＯＭ１２Ｂから読み出して実行する。
【００９８】
ステップＳ２００において、ＣＰＵ１２Ａは、スライスデータを選択するための層数ｎを“１”に設定する。
【００９９】
ステップＳ２１０において、ＣＰＵ１２Ａは、層数ｎのスライスデータに対応付けられた各色のモデル材の吐出位置情報を記憶部３０から取得する。
【０１００】
ステップＳ２２０において、ＣＰＵ１２Ａは各色のモデル材の吐出位置情報で示される位置に指定された色のモデル材を吐出するように、モデル材吐出ヘッド１６及びＸＹ走査部２４を制御する。
【０１０１】
ステップＳ２３０において、ＣＰＵ１２Ａは、スライスデータに対応付けられたモデル材の吐出位置情報を、全ての層について取得したか否かを判定する。ステップＳ２３０の判定処理が否定判定の場合にはステップＳ２４０に移行する。
【０１０２】
ステップＳ２４０において、ＣＰＵ１２Ａは、現在の層数ｎに“１”を加算する。そして、ステップＳ２１０に移行し、ステップＳ２１０において、ＣＰＵ１２Ａは、直前にモデル材を吐出した層に隣接した上層のスライスデータに対応付けられた各色のモデル材の吐出位置情報を記憶部３０から取得する。
【０１０３】
以降、ステップＳ２３０の判定処理が肯定判定になるまでステップＳ２１０〜Ｓ２４０を繰り返し実行して、各層のスライスデータに対応付けられた各色のモデル材の吐出位置情報に基づいて、指定された位置に指定された色のモデル材を吐出する。
【０１０４】
最上層のスライスデータに対応付けられた各色のモデル材の吐出位置情報に基づいてモデル材が吐出されると、ステップＳ２３０の判定処理が肯定判定となり、図９に示した造形処理が終了する。
【０１０５】
すなわち、図９に示した造形処理により、三次元データ３０Ｂによって指定された表面色及び形状を有する三次元造形物４０が造形される。
【０１０６】
このように第１実施形態に係る三次元造形装置１０によれば、隠蔽層５４を含む中実部５６を造形する際、Ｗ色といった特定色のモデル材が同じノズルから連続して吐出されないように、特定色のモデル材を間引きながら吐出する。したがって、特定色のモデル材に対する吐出不良が抑制されることになる。
【０１０７】
また、層毎に特定色のモデル材を間引いて隠蔽層５４を含む中実部５６を造形したとしても、隠蔽層５４の表面に対する法線方向に沿ったモデル材の吐出位置が隣接する層の間で重複しないようにモデル材の吐出位置が交互に設定される。したがって、隠蔽層５４を含む中実部５６全体を特定のモデル材で造形した場合と同程度の光の反射性が確保されるため、着色層５２の色が三次元データ３０Ｂで指定された色に近づいて視認されることになる。更に、中実部５６の隠蔽性も確保されることから、着色層５２の色が三次元データ３０Ｂで指定された色に更に近づいて視認されることになる。
【０１０８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態に係る三次元造形装置１０では、各スライス層における隠蔽層５４を含む中実部５６での特定色のモデル材の比率を同じに設定したが、第２実施形態では、当該比率をスライス層によって変動させる三次元造形装置１０Ａについて説明する。
【０１０９】
なお、三次元造形装置１０Ａの構成は、図１及び図２に示した第１実施形態に係る三次元造形装置１０と同じである。
【０１１０】
図１０は、三次元造形装置１０Ａでの三次元造形データ生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。三次元造形データ生成処理を規定する三次元造形データ生成プログラムはＲＯＭ１２Ｂに予め記憶されており、例えばユーザから三次元データ３０Ｂを受け付けると、ＣＰＵ１２Ａが三次元造形データ生成プログラムをＲＯＭ１２Ｂから読み出して実行する。
【０１１１】
図１０に示す三次元造形データ生成処理が、図６に示した第１実施形態に係る三次元造形データ生成処理と異なる点は、ステップＳ５０、Ｓ７０がそれぞれステップＳ５０Ａ、Ｓ７０Ａに置き換えられ、ステップＳ１１０が新たに追加された点である。したがって、以降では、第１実施形態に係る三次元造形データ生成処理と異なる点を中心にして、第２実施形態に係る三次元造形データ生成処理の作用について説明する。
【０１１２】
ステップＳ４０の判定処理で層数ｎが奇数と判定された場合には、ステップＳ５０Ａに移行する。
【０１１３】
ステップＳ５０Ａにおいて、ＣＰＵ１２Ａは、設定されたモデル材の比率に従うと共に、Ｗ色モデル材が同じノズルから連続して吐出されないように、Ｗ色モデル材の吐出位置を調整した吐出位置情報を生成して、層数ｎのスライスデータに対応付ける。
【０１１４】
この場合、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ３０で選択したスライスデータで表されるスライス層での隠蔽層５４の輪郭に沿ったモデル材の比率が、初期値としてステップＳ２０で設定したモデル材の比率となるように、Ｗ色モデル材の吐出位置を調整する。そして、ＣＰＵ１２Ａは、隠蔽層５４の輪郭を形成する辺の法線方向に沿って、隠蔽層５４から中実部５６の中心点に向かうにつれて、Ｗ色モデル材が間引かれる度合いが大きくなるように、Ｗ色モデル材の吐出位置を調整した吐出位置情報を生成する。具体的には、ＣＰＵ１２Ａは、中実部５６の中心部でのＷ色モデル材の比率（中心部比率）が、後述するステップＳ１１０で設定した比率になるようにＷ色モデル材の吐出位置を調整する。
【０１１５】
また、ＣＰＵ１２Ａは、Ｗ色モデル材の吐出位置が、隣接する下層のスライスデータに対応付けられた吐出位置情報によって表されるＷ色モデル材が吐出される位置と、三次元造形物４０の高さ方向に向かって重複しないように、Ｗ色モデル材の吐出位置情報を生成する。
【０１１６】
ここで、スライス層における中実部５６の中心部とは、ステップＳ３０で選択したスライスデータで表されるスライス層における中実部５６の中心点近傍の範囲をいう。また、中実部５６の中心点とは、隠蔽層５４の輪郭線からの距離が、何れの輪郭線からもできるだけ遠くなるような点をいい、例えばスライス層における中実部５６の面積重心等が用いられる。
【０１１７】
なお、既に説明したように、ステップＳ６０では、ステップＳ５０Ａで生成されたＷ色モデル材の吐出位置情報を反転させたものを、Ｔ色モデル材の吐出位置情報として生成する。
【０１１８】
一方、ステップＳ４０の判定処理で層数ｎが偶数と判定された場合には、ステップＳ７０Ａに移行する。
【０１１９】
ステップＳ７０Ａにおいて、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ５０Ａと同じ処理をステップＳ３０で選択したスライスデータに対して実行して、隠蔽層５４の輪郭の法線方向に沿って、隠蔽層５４から中実部５６の内部に進むにつれて、Ｗ色モデル材の比率が少なくなるような吐出位置情報を生成する。
【０１２０】
また、ＣＰＵ１２Ａは、Ｗ色モデル材の吐出位置が、隣接する下層のスライスデータに対応付けられた吐出位置情報によって表されるＷ色モデル材が吐出される位置と、三次元造形物４０の高さ方向に向かって重複しないように、Ｗ色モデル材の吐出位置情報を生成する。
【０１２１】
なお、既に説明したように、ステップＳ８０では、ステップＳ７０Ａで生成されたＷ色モデル材の吐出位置情報を反転させたものを、Ｔ色モデル材の吐出位置情報として生成する。
【０１２２】
ステップＳ５０Ａ及びＳ６０、又はステップＳ７０Ａ及びＳ８０によって、ステップＳ３０で選択されたスライスデータに対してモデル材の吐出位置情報が対応付けられると、ステップＳ１１０で、Ｗ色モデル材の比率調整が行われる。
【０１２３】
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１２Ａは、現在の層数ｎに応じてＷ色モデル材の比率調整を行う。具体的には、ＣＰＵ１２Ａは、三次元造形物４０のスライス層の総数Ｎを取得し、ステップＳ１００で設定した層数ｎが１からＮ／２まで増加する範囲では、隣接する下層の中実部５６におけるＷ色モデル材の中心部比率を予め定めた割合で低下させる。なお、中心部比率の初期値は、ステップＳ２０で設定した比率を用いる。
【０１２４】
一方、ＣＰＵ１２Ａは、ステップＳ１００で設定した層数ｎがＮ／２からＮまで増加する範囲では、隣接する下層の中実部５６におけるＷ色モデル材の中心部比率を予め定めた割合で上昇させる。
【０１２５】
これにより、ステップＳ５０Ａ又はステップＳ７０Ａで、隠蔽層５４の表面の法線方向に沿って、隠蔽層５４から中実部５６の内部に進むにつれて、Ｗ色モデル材の比率が少なくなるような吐出位置情報が生成される。すなわち、図１０に示した三次元造形データ生成処理によって、各層のスライスデータにＷ色モデル材及びＴ色モデル材の吐出位置情報が対応付けられた三次元造形データ３０Ａが生成され、記憶部３０に記憶される。
【０１２６】
図１１は、図１０に示した三次元造形データ生成処理によって生成された、中実部５６の中心部におけるＷ色モデル材の吐出位置情報を模式化した図である。図１１は、（ｎ−５）層からｎ層までの６層分の中実部５６の中心部におけるＷ色モデル材の吐出位置情報を示している。図１１において、ハッチングした位置はＷ色モデル材が吐出される位置を示し、ハッチングされていない位置はＷ色モデル材が吐出されない位置を示す。
【０１２７】
図１２は、図１０に示した三次元造形データ生成処理によって生成された、中実部５６の中心部におけるＴ色モデル材の吐出位置情報を模式化した図である。図１１と同じく図１２は、（ｎ−５）層からｎ層までの６層分の中実部５６の中心部におけるＴ色モデル材の吐出位置情報を示している。図１２においても、ハッチングした位置はＴ色モデル材が吐出される位置を示し、ハッチングされていない位置はＴ色モデル材が吐出されない位置を示す。
【０１２８】
なお、（ｎ−５）層からｎ層の各スライス層は、層数がＮ／２からＮまでの範囲に含まれるスライス層である。
【０１２９】
図１１に示すように、層数がＮ／２からＮまでの範囲に含まれる場合、下層にあるスライス層ほど、Ｗ色モデル材の比率が低下するように吐出位置情報が生成されることになる。
【０１３０】
このように第２実施形態に係る三次元造形装置１０Ａでは、隠蔽層５４の表面に対する法線方向に沿って、隠蔽層５４から中実部５６の中心部に進む程、Ｗ色モデル材の間引き度合いが大きくなるよう設定された吐出位置情報を用いて、三次元造形物４０を造形する。隠蔽層５４を含む中実部５６において、Ｗ色モデル材の間引き度合いが隠蔽層５４の表面から段階的に引き下げられる。
【０１３１】
なお、図１０に示したステップＳ２０では、Ｗ色モデル材の比率を１００％未満の比率に設定したが、１００％に設定してもよい。ステップＳ２０で比率の設定値を１００％に設定しても、ステップＳ１１０で中実部５６の中心部におけるＷ色モデル材の比率が低減されることになる。したがって、Ｗ色モデル材が連続して吐出される領域は、最下層及び最上層の隠蔽層５４を含む中実部５６全体、並びに、最下層及び最上層に挟まれた中間層における隠蔽層５４の輪郭部に限定される。
【０１３２】
なお、スライス層３層程度の隠蔽層５４を含む中実部５６全体をＷ色モデル材で造形したとしても、Ｗ色のモデル材吐出ヘッド１６は、吐出不良を起こさずに安定してモデル材の吐出を継続する性能を有する。
【０１３３】
したがって、この場合には、モデル材吐出ヘッド１６でモデル材の吐出不良を起こすことなく、隠蔽層５４の表面がＷ色モデル材で覆われるため、隠蔽層５４での光の反射性及び隠蔽性が確保されることになる。
【０１３４】
なお、三次元造形装置１０Ａは、モデル材吐出ヘッド１６で吐出不良を起こすことなく連続してモデル材を吐出する範囲内で、隠蔽層５４が予め定めた厚さに達するまで、Ｗ色モデル材を連続して吐出して隠蔽層５４を造形してもよい。すなわち、図１０のステップＳ２０でＷ色モデル材の比率を１００％に設定する。そして、隠蔽層５４が予め定めた厚さに達するまでは、ステップＳ１１０でＷ色モデル材の比率を１００％に維持すればよい。この際、三次元造形装置１０Ａは、ステップＳ３０で選択したスライスデータで表されるスライス層において、隠蔽層５４の厚さが予め定めた厚さになるまで隠蔽層５４がＷ色モデル材だけで造形されるように、Ｗ色モデル材の吐出位置を調整すればよい。
【０１３５】
予め定めた厚さを有する隠蔽層５４全体をＷ色モデル材で造形することで、隠蔽層５４での光の反射性及び隠蔽性が更に確保されることになる。
【０１３６】
また、図１０のステップＳ２０で隠蔽層５４でのＷ色モデル材の比率を１００％未満に設定する場合、Ｗ色モデル材の比率の低下度合いに応じて、隠蔽層５４の厚さを変化させるようにしてもよい。具体的には、Ｗ色モデル材の比率が低下するにつれて、隠蔽層５４の厚さを予め定めた厚さより厚くしてもよい。隠蔽層５４の厚さを予め定めた厚さより厚くする場合、隠蔽層５４に覆われる中実部５６の大きさを小さくすることで、隠蔽層５４を含む中実部５６全体の大きさを変化させないようにする。
【０１３７】
例えばステップＳ２０で設定したＷ色モデル材の比率が５０％で、当該比率が１００％の場合における予め定めた隠蔽層５４の厚さが２００μｍである場合、Ｗ色モデル材の比率が１００％に対して半減していることから、隠蔽層５４の厚さを２倍の４００μｍにする。この場合にも、隠蔽層５４において、隠蔽層５４を全てＷ色モデル材で造形した場合と同程度の光の反射性及び隠蔽性が確保されることになる。
【０１３８】
以上、各実施形態を用いて本発明について説明したが、本発明は各実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１３９】
例えば、図６及び図１０に示した三次元造形データ生成処理、並びに、図９に示した造形処理をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウエアで実現するようにしてもよい。この場合、ソフトウエアで実現する場合に比べて、処理の高速化が図られる。
【０１４０】
また、三次元造形装置１０、１０ＡのＣＰＵ１２Ａは、モデル材吐出ヘッド１６からモデル材を抽出する場合、モデル材吐出ヘッド１６をモデル材吐出ヘッド１６の幅方向に移動させるように、ＸＹ走査部２４を制御してもよい。この制御によって、例えば図４に示したモデル材吐出ヘッド１６がＹ軸方向に沿って移動する。
【０１４１】
モデル材吐出ヘッド１６を三次元造形物４０に対してモデル材吐出ヘッド１６の幅方向に移動させた場合、状況によってはモデル材吐出ヘッド１６のうち、隠蔽層５４を含む中実部５６の造形範囲から外れる領域が発生することがある。
【０１４２】
隠蔽層５４を含む中実部５６の造形範囲から外れた範囲のモデル材吐出ヘッド１６に含まれるノズルからはモデル材を吐出する必要がないため、同じノズルから連続してモデル材が吐出されることが抑制されることがある。したがって、この場合にもモデル材の吐出不良が抑制される。
【０１４３】
また、各実施形態では、三次元造形データ生成プログラム及び三次元造形プログラムがＲＯＭ１２Ｂにインストールされている形態を説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る各種プログラムを、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記録した形態で提供してもよい。例えば、本発明に係る各種プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ及びＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態、若しくはＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ及びメモリカード等の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。また、本発明に係る各種プログラムを、通信部３２に接続された通信回線を介して外部装置から取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４４】
１０（１０Ａ）・・・三次元造形装置、１２・・・コントローラ、１２Ａ・・・ＣＰＵ、１４・・・モデル材収容部、１６・・・モデル材吐出ヘッド、１８・・・サポート材収容部、２０・・・サポート材吐出ヘッド、２２・・・ＵＶ光源、２４・・・ＸＹ走査部、２６・・・造形台昇降部、２８・・・クリーニング部、３０・・・記憶部、３０Ａ・・・三次元造形データ、３０Ｂ・・・三次元データ、３０Ｃ・・・サポート材データ、３２・・・通信部、３４・・・残量検知部、３６・・・造形台、４０・・・三次元造形物、５０・・・最外層、５２・・・着色層、５４・・・隠蔽層、５６・・・中実部
【図１】
2018158540.tif 000003
【図２】
2018158540.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018158540.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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