(57)【要約】【課題】外力に対し高い強度を有した立体物を造形することができる技術の提供。【解決手段】実施形態の立体造形用データ生成プログラム１００は、各層に対して幅方向に等間隔で分割して長手方向に延びる９本の経路を決定し、先ず最下層Ｓ１では、端から数えて偶数番目の経路に高さＨの線を描かせる。次に２番目の層Ｓ２では奇数番目の経路に高さ２Ｈの線を描かせ、３番目の層Ｓ３では偶数番目の経路に高さ２Ｈの線を描かせる。４番目の層Ｓ４以降では、２，３番目の層Ｓ２，Ｓ３における場合と同じ形成態様が交互に適用される。このようにして形成された各層が積層されてなる立体物においては、描かれた高さ２Ｈの各線が互い違いに噛み合うにようにして密着しており積層面に段差があるため、積層面が剥離しにくい。したがって造形された立体物は、横方向からの外力に対し優れた強度を発揮することができる。【選択図】図９
2019072944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置により用いられるデータを生成する立体造形用データ生成プログラムであって、
コンピュータに、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した１以上の経路からなる経路組が複数隣接した経路を決定する経路決定ステップと、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を造形することを前記立体造形装置に対して命令するにあたり、隣接する前記経路組に対する前記モデル材の高さを異ならせて隣接する前記経路組を凹凸状に造形し、この造形態様を前記隣接層の積層方向に繰り返して適用することにより隣接する各層を相互に噛み合わせた状態で造形することを命令するデータを生成する命令生成ステップと
を実行させる立体造形用データ生成プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さより大きい高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【請求項３】
請求項１に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形し、さらにその上に重ねて前記モデル材の高さを前記所定高さとして造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【請求項４】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置により用いられるデータを生成する立体造形用データ生成プログラムであって、
コンピュータに、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した複数の経路からなる経路組を１以上隣接させて配置した経路を決定する経路決定ステップと、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を造形することを前記立体造形装置に対して命令するにあたり、前記経路組内のいずれかの経路である第１経路に沿って第１線を造形した後に、前記第１経路に隣接する第２経路に沿って前記第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各前記経路組を造形することを命令するデータを生成する命令生成ステップと
を実行させる立体造形用データ生成プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記経路組内で中央部に位置する経路である中央経路に沿って中央線を造形した上で、前記中央経路に隣接する第１経路に沿って前記中央線の幅の一部に重ねて第１線を造形した後に、前記第１経路に隣接する第２経路に沿って前記第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各前記経路組を造形することを命令するデータを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンタ等の立体造形装置による立体物の造形時に用いられる立体造形用データを生成するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層造形方式の一種である材料押出法においては、造形対象とされる立体物の形状を水平にスライスしてなる複数の層を、下方から一層ずつ熱可塑性材料のフィラメントを押し出して形成し、上方に向かって順に次々と積層していくことにより立体物を造形する。各層の形成にはある程度の時間を要し、ある層が形成されてからその次の層が形成されるまでの間には多少の時間が空くため、次の層を形成するフィラメントが押し出される時点では、前の層は冷えて固まり始めており、次の層は固まりかけた前の層の上に形成されることとなる。したがって、積層造形された立体物においては、１つの層内での材料の密着度と比べると積層された層と層の間での密着度が低く、層間強度が低いため、積層面が剥離し易い。また、粉末床溶融結合法等の積層造形方式を用いて立体物を造形する場合にも、上記と同様の強度の問題が発生しうる。
【０００３】
このような問題に起因して積層造形された立体物の破損を防止するため、樹脂材料の積層方向に工夫が施された発明が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。この発明は、樹脂製の成形型を製造する方法の発明である。何らかの物体を成形する際に用いられるという性質上、成形型に対しては、これを用いて成形された成形品を抜き取る際に必ず、抜き取る方向への外力が加わる。そこでこの発明においては、成形型を用いて成形された成形品を抜き取る方向（取り出す方向）に対して樹脂材料の積層方向が斜め又は直角になるように、樹脂材料を積層させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９４４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の先行技術によれば、成形品の抜き取り方向に対してはある程度の強度を発揮することができるため、破損しにくく強度及び耐久性を備えた成形型を製造することができると考えられる。
【０００６】
しかしながら、成形型とは異なる一般的な用途に用いられる立体物においては、例えばその立体を両側から挟んで把持したり、或いは横方向に引っ張られたりする場合のように、横方向の力が加わる場面が少なくない。そのため、上述したような樹脂材料の積層態様を一般的な用途に用いられる立体物を積層造形する際に適用したとしても、外力に対して強度を発揮することができず、積層面における剥離の発生を避けることが困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、外力に対して高い強度を有した立体物を積層造形することができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の立体造形用データ生成プログラムを提供する。なお、以下の括弧書中の文言はあくまで例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
すなわち、本発明の立体造形用データ生成プログラムは、層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置により用いられるデータを生成する立体造形用データ生成プログラムであって、コンピュータに、造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した１以上の経路からなる経路組が複数隣接した経路を決定する経路決定ステップと、各層内で決定された経路に沿って隣接層を造形することを立体造形装置に対して命令するにあたり、隣接する経路組に対するモデル材の高さを異ならせて隣接する経路組を凹凸状に造形し、この造形態様を隣接層の積層方向に繰り返して適用することにより隣接する各層を相互に噛み合わせた状態で造形することを命令するデータを生成する命令生成ステップとを実行させる。
【００１０】
立体物を積層造形するに当たり、立体物を構成する各層内の経路に同じ高さでモデル材を吐出して１つの層を完成させ（全ての経路を塗り潰し終え）、このように一様に造形された層を次々と積み重ねて立体物を造形した場合、各層は段差がなく平坦な積層面を有しているため、積み重ねられた層と層との間における層間強度が低い。そのため、このようにして造形された立体物は横方向からの外力に弱く、受けた外力に耐えきれなくなるといずれかの積層面が剥離して分離してしまう。
【００１１】
これに対し、この態様の立体造形用データ生成プログラムによれば、各層内で隣接する経路組に対するモデル材の高さを異ならせてこの領域を凹凸状に造形させ、この造形態様を隣接層の積層方向に繰り返し適用することで、隣接する各層を相互に噛み合わせて密着した状態に造形させるため、造形された立体物は、横方向からの外力を受けたとしても積層面が剥離しにくい。したがって、この態様の立体造形用データ生成プログラムによれば、横方向からの外力に対して高い強度を有した立体物を積層造形することができる。
【００１２】
好ましくは、命令生成ステップでは、隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対するモデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対するモデル材の高さを所定高さより大きい高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形する動作を繰り返して直下の層を完成させることを命令するデータと、次層より上に位置する層内の経路については、次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成する。
【００１３】
この態様の立体造形用データ生成プログラムを用いて立体物を造形する場合、最下層内の経路についての命令を実行すると、或る経路組はモデル材の高さを所定高さとして造形され、これに隣接する経路組は造形されずに残され、次に隣接する経路組はモデル材の高さを所定高さとして造形される、といった具合に造形がなされ、最下層に対する命令の実行後には、造形されていない経路組が１つおきに残される。ここで残された造形されていない経路組に対しては、最下層の上に重なる次層内の経路についての命令により造形させる。次層内の経路についての命令を実行すると、造形されていない経路組がモデル材の高さを所定高さより大きい高さとして造形されるため、この命令の実行後にはやはり造形されていない経路組が１つおきに残される。ここで残された造形されていない経路組は、次層より上の層（例えば、３番目の層）内の経路についての命令により造形させる。次層より上の層については、次層における場合と同様の動作により造形させる命令がセットされる。
【００１４】
このように、隣接層を造形する過程では、各層内の経路についての命令の実行を終えた時点で造形されていない経路組が１つおきに残される。その結果、積層される各層は高さの異なる部位が互い違いに噛み合うようにして密着し、各積層面は段差を有した状態となることから、造形された立体物は、横方向からの外力を受けたとしても積層面が剥離しにくい。したがって、この態様の立体造形用データ生成プログラムによれば、横方向からの外力に対して高い強度を有した立体物を積層造形することができる。
【００１５】
また、好ましくは、命令生成ステップでは、隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対するモデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対するモデル材の高さを所定高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形し、さらにその上に重ねてモデル材の高さを所定高さとして造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、次層より上に位置する層内の経路については、次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成する。
【００１６】
この態様の立体造形用データ生成プログラムを用いて立体物を造形する場合、最下層内の経路についての命令を実行すると、最下層に対する命令の実行後には、造形されていない経路組が１つおきに残される。ここで残された造形されていない経路組に対しては、最下層の上に重なる次層内の経路についての命令により造形させる。次層内の経路についての命令を実行すると、造形されていない経路組がモデル材の高さを所定高さとして造形された後にその上に重ねて同じ高さで造形がなされるため、この命令の実行後にはやはり造形されていない経路組が１つおきに残される。ここで残された造形されていない経路組は、次層より上の層（例えば、３番目の層）内の経路についての命令により造形させる。次層より上の層については、次層における場合と同様の動作により造形させる命令がセットされる。
【００１７】
この場合においても、隣接層を造形する過程では、各層内の経路についての命令の実行を終えた時点で造形されていない経路組が１つおきに残される。その結果、積層される各層は高さの異なる部位が互い違いに噛み合うようにして密着し、各積層面は段差を有した状態となることから、造形された立体物は、横方向からの外力を受けたとしても積層面が剥離しにくい。したがって、この態様の立体造形用データ生成プログラムによれば、横方向からの外力に対して高い強度を有した立体物を積層造形することができる。
【００１８】
また、本発明の異なる態様の立体造形用データ生成プログラムは、層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置により用いられるデータを生成する立体造形用データ生成プログラムであって、コンピュータに、造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した複数の経路からなる経路組を１以上隣接させて配置した経路を決定する経路決定ステップと、各層内で決定された経路に沿って隣接層を造形することを立体造形装置に対して命令するにあたり、経路組内のいずれかの経路である第１経路に沿って第１線を造形した後に、第１経路に隣接する第２経路に沿って第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各経路組を造形することを命令するデータを生成する命令生成ステップとを実行させる。
【００１９】
好ましくは、命令生成ステップでは、経路組内で中央部に位置する経路である中央経路に沿って中央線を造形した上で、中央経路に隣接する第１経路に沿って中央線の幅の一部に重ねて第１線を造形した後に、第１経路に隣接する第２経路に沿って第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各経路組を造形することを命令するデータを生成する。
【００２０】
造形する立体物の所定の部位に強度を持たせたい場合、その部位の内部を材料で完全に埋め尽くすことができれば、優れた強度を発揮させることができる。しかしながら、立体造形装置を用いて立体物を造形する場合、その部位に対する材料の内部充填率を１００％に設定したとしても、実際に造形された部位の内部充填率は１００％には満たない結果となり、部位の内部には小さな空隙が各所に生じてしまう。これらの空隙の正体は、立体物を構成する各層が造形される際に材料で描かれた線と線の間に生じた隙間である。部位の内部に存在する各空隙の大きさが大きいほど、また空隙の数が多いほど、その部位の強度は低下してしまう。
【００２１】
これに対し、この態様の立体造形用データ生成プログラムによれば、既に描かれた線に隣接する線を、既に描かれた線の幅の一部に重ねて描かせるため、既に描かれた線の角の部分を覆うようにして材料が供給される。その結果、既に描かれた線の側面の隅々まで材料を行き渡らせることができ、隣接する線どうしの間に隙間が生じるのを抑制することができる。したがって、この態様の立体造形用データ生成プログラムによれば、高い強度を有した部位を造形することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、外力に対して高い強度を有した立体物を積層造形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】立体造形装置が動作する環境の構成図である。
【図２】立体造形用データ生成プログラムが動作する環境の構成図である。
【図３】立体造形装置における位置の管理方法を示す概略図である。
【図４】立体造形用データ生成プログラムの機能ブロック図である。
【図５】立体造形用データ生成処理の手順例を示すフローチャートである。
【図６】層形成用データ生成処理の手順例を示すフローチャートである。
【図７】造形される立体物の形状を表す斜視図である。
【図８】第１実施形態における各層の形成態様を平面視により説明する図である。
【図９】第１実施形態における各層の形成態様を正面視により説明する連続図である。
【図１０】第２実施形態における各層の形成態様を正面視により説明する連続図である。
【図１１】完成した立体物における横方向からの外力に対する強度を説明する図である。
【図１２】比較例の立体物における横方向からの外力に対する強度を説明する図である。
【図１３】第１実施形態における各層の形成態様の変形例を示す斜視図である。
【図１４】第２実施形態における各層の形成態様の変形例を示す斜視図である。
【図１５】第１，第２実施形態のさらなる変形例を示す図である。
【図１６】第３実施形態における各層の形成態様の概要を比較例に照らして説明する図ある。
【図１７】第３実施形態における各層の形成態様を正面視により説明する連続図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は好ましい例示であり、本発明はこの例示に限定されるものではない。
【００２５】
図１は、一実施形態における立体造形用データ生成プログラムにより生成された立体造形用データを用いて立体物を造形する立体造形装置４０が動作する環境の構成図である。
【００２６】
立体造形装置４０は、ＵＳＢポートやパラレルポート等を介してプリンタサーバ３０に接続されており、プリンタサーバ３０との間でデータの送受信が可能である。プリンタサーバ３０は、一般的なプリンタサーバと同様に、立体造形装置４０に対するプリントジョブを管理／制御するコンピュータであり、ネットワーク２０に接続されている。ネットワーク２０は、有線又は無線の通信網である。端末１０は、立体造形装置４０を利用するコンピュータであり、立体造形用データ生成プログラムは端末１０の内部に実装されている。端末１０は、立体物の造形を行う際に、プリント要求（造形要求）とともに、この立体物を造形する上で用いられる立体造形用データをネットワーク２０を介してプリンタサーバ３０に送信する。
【００２７】
プリンタサーバ３０は、端末１０からのプリント要求を受信すると、これを１つのプリントジョブとしてキューに挿入するとともに、プリント要求に伴って送信された立体造形用データを受信する。立体造形装置４０によりプリントジョブが開始されると、プリンタサーバ３０は、立体造形用データを小出しにして立体造形装置４０に送信する。このとき、立体造形装置４０に送信されるデータ量は、プリンタサーバ３０の内部に実装されている制御プログラムによって適量に調整される。１つのプリントジョブに対する立体造形用データが全て立体造形装置４０に送り出され、立体造形装置４０がこれらのデータによる動作を終えると、立体造形装置４０はプリント（造形）を終了する。
【００２８】
なお、この図においては、端末１０がプリンタサーバ３０を介して立体造形装置４０を利用する場合の構成を例に挙げて説明したが、端末１０に立体造形装置４０を直接接続してプリンタサーバ３０を介さずに利用したり、或いは、立体造形用データが格納されたＵＳＢメモリやＳＤカード等の記憶媒体をセットすることにより立体造形装置４０を単独で（端末１０から切断された状態で）利用することも可能である。
【００２９】
図２は、一実施形態における立体造形用データ生成プログラムが動作する環境の構成図である。立体造形用データ生成プログラムは、上述したように端末１０の内部に実装されている。
【００３０】
端末１０は、一般的なコンピュータの機能が搭載されたコンピュータであり、ハードウェアとしては、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）１３、ＨＤＤ１４の他、マウス、キーボード又はタッチパネル等の入力デバイス１５や、液晶ディスプレイ等の表示デバイス１６を備えている。また、ソフトウェアとしては、端末１０には、立体形状を表すポリゴンの集合体からなるポリゴンデータ（例えば、ＳＴＬ形式のデータ）を出力する３Ｄモデリングソフト１７、３Ｄモデリングソフト１７から出力されたポリゴンデータに基づいて立体造形用データを生成する立体造形用データ生成ソフト１００、端末１０が立体造形装置４０を利用する上で必要となるプリンタドライバ１８等がインストールされている。ここで、立体造形用データ生成ソフト１００は、いわゆる「スライサ」であり、一実施形態の立体造形用データ生成プログラムにより実装されている。
【００３１】
３Ｄモデリングソフト１７により出力されたポリゴンデータが立体造形用データ生成ソフト１００に入力されると、立体造形用データ生成ソフト１００は、ポリゴンデータにより形作られる立体形状を平板状にスライス（水平に切断）する処理を積層方向（高さ方向）に繰り返し行い、これにより生じた各層を形成するためのパスを決定して、決定したパスに沿って材料を吐出させるための命令データを次々と生成していく。そして、立体形状を構成する全ての層を形成するための命令データが生成されると、立体造形用データ生成ソフト１００は、これらの命令データの集合体を立体造形用データ（例えば、Ｇ−Ｃｏｄｅ形式のデータ）として出力する。立体形状の造形を行う際には、端末１０は、プリンタドライバ１８を介しネットワークインタフェース１３を通して、プリント要求及び立体造形用データをプリンタサーバ３０に送信する。
【００３２】
なお、この図においては、立体造形装置４０を利用する端末１０に３Ｄモデリングソフト１７がインストールされている場合の構成を例に挙げて説明したが、３Ｄモデリングソフト１７は必ずしもインストールされている必要はなく、立体造形用データ生成ソフト１００に対し、造形対象とする立体形状を形作るポリゴンデータが入力できればよい。また、端末１０には、必要に応じてその他のソフトウェアや外部デバイス等が装備されていてもよい。
【００３３】
また、上述したように、立体造形用データ生成ソフト１００の実体は一実施形態の立体造形用データ生成プログラムであるため、以下の説明においては、立体造形用データ生成ソフト１００を立体造形用データ生成プログラム１００として参照することとする。
【００３４】
図３は、立体造形装置４０における位置の管理方法を示す概略図である。
【００３５】
立体造形装置４０は、筐体４１の内部空間に立体物を造形する上で必要となる構成を備えている。先ず、内部空間の最下部には平坦な造形台４２が設けられている。造形台４２に材料ＭＯが吐出されて、立体物を構成する複数の層が下の方から順に形成され、下位の層に上位の層が次々と重ねて形成されていくことにより、立体物ＯＢが造形される。
【００３６】
材料ＭＯは、吐出ノズル４４から下方へ吐出される。材料ＭＯのフィラメントは、吐出ノズル４４に供給される前の段階では固体の状態であるが、吐出ノズル４４の内側に装備されているヒータによって吐出ノズル４４から吐出される前に高温で温められ、溶融した（流動化した）状態で吐出される。吐出ノズル４４は、支持アーム４３により支持されており、支持アーム４３が水平方向（図中のＸ，Ｙ軸方向）及び高さ方向（図中のＺ軸方向）に移動することにより、内部空間内を移動することが可能である。なお、支持アーム４３を水平方向にのみ移動可能とし、造形台４２が高さ方向に移動可能に構成されていてもよい。或いは、造形台４２が水平方向にも移動可能であり、材料ＭＯの吐出位置が造形台４２又は支持アーム４３を移動させることにより変更可能に構成されていてもよい。
【００３７】
内部空間内の位置は、３次元の座標で管理されている（図３に示された造形台４２には、座標をイメージし易くするために格子状の線が付されているが、実際の造形台４２にはこのような線は付されていない）。立体物を造形する際に用いられる立体造形用データは、材料ＭＯを吐出して各層を形成する（塗り潰す）線を描画する上で必要となる命令（例えば移動位置や移動速度を指示する命令や、材料ＭＯのフィラメントの吐出量、吐出圧や吐出温度を指示する命令等）が羅列された膨大なデータで構成されている。つまり、描画する線の形状（直線、曲線、円形等）についても、その形状に合わせて命令データを適切に生成することにより実現されている。なお、図３に示した座標の原点位置は一例であり、これに限定されない。また、立体造形装置４０は、デルタ状に配置された２本で１ペアの軸３組の移動可能な部位に吐出ノズル４４が支持されているタイプ（いわゆる「デルタ型３Ｄプリンタ」）であってもよい。
【００３８】
図４は、立体造形用データ生成プログラム１００の機能ブロック図である。この図に示されるように、立体造形用データ生成プログラム１００は、立体形状入力部１１０、各種設定部１２０、立体切断部１３０、断面形状分析部１４０、パス決定部１６０及び生成データ出力部１７０を有している。
【００３９】
立体形状入力部１１０は、立体形状を形作るポリゴンデータを入力する。より具体的には、立体形状入力部１１０は、３Ｄ−ＣＡＤ等の３Ｄモデリングソフトにより出力されたポリゴンデータを読み込む。ポリゴンデータは、端末１０からアクセス可能な記憶領域（例えば、ＨＤＤ１４や別途接続された外部記憶媒体等）に格納されている。
【００４０】
各種設定部１２０は、立体造形用データ生成プログラムが機能する上で必要となる各種の閾値やパラメータ値（例えば、吐出する材料の幅（太さ、吐出量）の範囲や材料を温めるヒータの温度等）、描く形状のパターン等を予め設定する。各種設定部１２０はまた、端末１０（立体造形装置４０）の利用者向けの設定画面を提供し、この設定画面を介して利用者によりなされた設定内容を、端末１０の内部記憶領域（ＨＤＤ１４）に格納する。
【００４１】
立体切断部１３０は、立体形状部１１０に入力されたポリゴンデータにより形作られる立体形状を複数の平板形状に（高さの異なる複数の位置で水平に）切断し、積層方向（高さ方向）に積み重ねられた複数の層に分割する。
【００４２】
断面形状分析部１４０は、立体切断部１３０により切断された各断面の形状、言い換えると、分割された各層の形状を分析する。
【００４３】
パス決定部１６０は、断面形状分析部１４０により分析された結果等を踏まえて、各層を形成する（塗りつぶす）ための材料を吐出する経路や順序等（以下、「パス」と称する。）を決定し、このパスを示す命令データを生成する。
【００４４】
生成データ出力部１７０は、パス決定部１６０により生成された命令データの集合体、すなわち立体造形用データを出力する。
【００４５】
図５は、立体造形用データ生成処理の手順例を示すフローチャートである。立体造形用データ生成処理は、立体造形装置４０を利用して立体物を造形する際に必要となる立体造形用データを生成するための処理である。
【００４６】
このフローチャートに示される各ステップを実行するのは立体造形用データ生成プログラム１００であるが、立体造形用データ生成プログラム１００を動作させる主体は端末１０のＣＰＵ１１であり、厳密にはＣＰＵ１１が各ステップを立体造形用データ生成プログラム１００が有する各機能部１１０〜１７０に実行させる。以下、手順例に沿って説明する。
【００４７】
ステップＳ２００：ＣＰＵ１１は、立体形状入力部１１０に立体形状入力処理を実行させる。この処理では、立体形状入力部１１０は、造形対象とする立体物の形状を形作るポリゴンデータを読み込む。
【００４８】
ステップＳ２１０：ＣＰＵ１１は、立体切断部１３０に立体切断処理を実行させる。この処理では、立体切断部１３０は、前ステップＳ２００で読み込まれたポリゴンデータにより形作られる立体形状を平板状（水平）に切断する処理を積層方向（高さ方向）に繰り返す。なお、吐出ノズルの向きを自在に変更可能な立体造形装置を用いて立体物を造形する場合には、切断する形状は平板状に限定されず、例えば湾曲した形状としてもよい。
【００４９】
ステップＳ２２０：ＣＰＵ１１は、断面形状分析部１４０に処理の対象とする層を更新させる。より具体的には、断面形状分析部１４０は、前ステップＳ２１０で立体形状が切断されたことにより生じた複数の層を下から順に１つずつ、後続する処理（ステップＳ２３０）の対象としてセットする。したがって、ステップＳ２２０が最初に実行される際には、最も下に位置する層が後続する処理の対象としてセットされる。
【００５０】
ステップＳ２３０：ＣＰＵ１１は、断面形状分析部１４０及びパス決定部１６０に層形成用データ生成処理を実行させる。この処理では、各機能部１４０〜１６０は、対象としてセットされた層（以下、「対象層」と称する。）に着目し、その形状を分析した上で対象層を形成するために最適化した命令データを生成する。なお、具体的な処理の内容については、別の図面を参照しながらさらに後述する。
【００５１】
ステップＳ２４０：ＣＰＵ１１は、断面形状分析部１４０に未処理の層、すなわち未だ層形成用データ生成処理の対象とされていない層が残っているか否かを確認させる。未処理の層が残っている場合（ステップＳ２４０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１はステップＳ２２０に戻り、以降のステップを繰り返し実行する。一方、未処理の層が残っていない場合（ステップＳ２４０：Ｎｏ）、ＣＰＵ１１はステップＳ２５０に進む。
【００５２】
ステップＳ２５０：ＣＰＵ１１は、生成データ出力部１７０に生成データ出力処理を実行させる。この処理では、生成データ出力部１７０は、立体形状を構成する全ての層を対象としてステップＳ２３０が実行されたことにより生成された命令データの集合体を、立体造形用データとして出力する。
【００５３】
以上の手順を終えると、ＣＰＵ１１は、１つの立体物に対する立体造形用データの生成を終了する。
【００５４】
図６は、層形成用データ生成処理の手順例を示すフローチャートである。層形成用データ生成処理は、立体造形装置４０を利用して造形する立体物を構成する各層を形成（造形）する際に必要となる命令データを生成するための処理である。なお、各ステップの実行主体については、図５における場合と同様である。以下、手順例に沿って説明する。
【００５５】
ステップＳ３００：ＣＰＵ１１は、断面形状分析部１４０に断面形状を分析させる。より具体的には、断面形状分析部１４０は、対象層の形状を分析する。
【００５６】
ステップＳ３３０：ＣＰＵ１１は、パス決定部１６０に線を描く経路を決定させる。より具体的には、パス決定部１６０は、前ステップＳ３００で分析された対象層の形状等を踏まえて、対象層を形成するための経路（吐出ノズルの移動路）やその経路に対するフィラメントの吐出量（積層ピッチ）等を決定する。
【００５７】
ステップＳ３４０：ＣＰＵ１１は、パス決定部１６０に線を描く順序を決定させる。より具体的には、パス決定部１６０は、前ステップＳ３３０で決定された経路に沿って対象層を塗り潰す線を描く順序（吐出ノズルが各経路を移動する順序）を決定する。
【００５８】
ステップＳ３５０：ＣＰＵ１１は、パス決定部１６０に命令データを生成させる。より具体的には、パス決定部１６０は、ステップＳ３３０，Ｓ３４０により決定されたパスを示す命令データを生成する。
【００５９】
以上の手順を終えると、ＣＰＵ１１は、１つの層（対象層）に対する命令データの生成を終了する。
【００６０】
図７は、造形される立体物ＯＢの形状を表す斜視図である。発明の理解を容易とするために、これ以降の図においては、立体物ＯＢとして奥行方向に長い直方体（角柱が横に寝かされたのような形状の立体物）が造形される場合を例に挙げて説明する。
【００６１】
立体物ＯＢを造形するに当たり、立体造形用データ生成プログラム１００は先ず、立体物ＯＢの形状を水平方向に次々と切断する。その結果、立体物ＯＢは、高さ方向に積み重ねられたＮ枚の仮想上の層に分割される。立体造形用データ生成プログラム１００は、これらの各層をどのように形成するか、すなわち、材料のフィラメントをどのように吐出して各層を塗り潰すかを決定する。
【００６２】
〔立体物を構成する各層の形成態様：第１実施形態〕
図８は、第１実施形態における立体物ＯＢを構成する各層の形成態様を平面視により説明する図である。図８中（Ａ）は、Ｎ枚の各層を下から順に数えて奇数番目に当たる層の形成態様を示しており図８（Ｂ）は、偶数番目に当たる層の形成態様を示している。これらの図に示されるように、奇数番目の層と偶数番目の層はいずれも同一の長方形をなしており、各層に対しては、短手方向を等間隔で分割して長手方向に延びる９本の経路が決定されている。
【００６３】
第１実施形態においては、奇数番目の層と偶数番目の層とを、それぞれ異なる形成態様により形成する。この形成態様は、造形された立体物が横方向からの外力に対して高い強度を発揮することが試行錯誤を重ねた末に確認されているものである。
【００６４】
図８中（Ａ）：奇数番目の層Ｓｏｄｄの形成態様を示している。層Ｓｏｄｄに対しては、９本の経路のうち、左から数えて偶数番目に当たる２番目の線Ｌ２、４番目の線Ｌ４、６番目の線Ｌ６、８番目の線Ｌ８が描かれる。よって、奇数番目の層Ｓｏｄｄが形成された直後は、各線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８の両側には隙間が空いている状態である。
【００６５】
図８中（Ｂ）：偶数番目の層Ｓｅｖｅｎの形成態様を示している。層Ｓｅｖｅｎに対しては、９本の経路のうち、左から数えて奇数番目に当たる１番目の線Ｌ１、３番目の線Ｌ３、５番目の線Ｌ５、７番目の線Ｌ７、９番目の線Ｌ９が描かれる。つまり、偶数番目の層Ｓｅｖｅｎの形成する際には、奇数番目の層Ｓｏｄｄの形成により空いた隙間を埋めるようにして線が描かれる。
【００６６】
図９は、第１実施形態における立体物ＯＢを構成する各層の形成態様を正面視により説明する連続図である。この図においては、説明される手順によって塗り潰される領域を濃い灰色で示し、説明される手順よりも前に既に塗り潰された領域を薄い灰色で示すこととする。以下、時系列に説明する。
【００６７】
図９中（Ａ）：先ず、造形台４２の所定の位置に最初の層Ｓ１が形成される。奇数番目の層である層Ｓ１に対しては、偶数番目の線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８が描かれる。これらの線の高さＨは、層の高さに一致している。層Ｓ１に対する線を描き終えた時点では、描かれた各線の両側に隙間が空いている。
【００６８】
図９中（Ｂ）：次に、２番目の層Ｓ２が形成される。偶数番目の層である層Ｓ２に対しては、最初の層Ｓ１の形成により生じた隙間を埋めるようにして、奇数番目の線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９が描かれる。ここで、これらの線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９は、最初の層Ｓ１で描かれた各線の２倍の高さ２Ｈで描かれる。なお、描く線の高さは、積層ピッチの調整によりなされる。層Ｓ２に対する線を描き終えた時点では、描かれた線と線の間に隙間が空いている。
【００６９】
図９中（Ｃ）：次に、３番目の層Ｓ３が形成される。奇数番目の層である層Ｓ３に対しては、２番目の層Ｓ２の形成により生じた隙間を埋めるようにして、偶数番目の線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８が描かれる。これらの線についても、２番目の層Ｓ２における場合と同様に、最初の層Ｓ１で描かれた各線の２倍の高さ２Ｈで描かれる。層Ｓ３に対する線を描き終えた時点では、描かれた各線の両側に隙間が空いている。
【００７０】
図９中（Ｄ）：次に、４番目の層Ｓ４が形成される。偶数番目の層である層Ｓ４に対しては、３番目の層Ｓ３の形成により生じた隙間を埋めるようにして、奇数番目の線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９が描かれる。これらの線についても、層Ｓ２，Ｓ３における場合と同様に、最初の層Ｓ１で描かれた各線の２倍の高さ２Ｈで描かれる。層Ｓ４に対する線を描き終えた時点では、描かれた線と線の間に隙間が空いている。
【００７１】
この後は、奇数番目の層に対しては図９中（Ｃ）の態様で線を描き、偶数番目の層に対しては図９中（Ｄ）の態様で線を描くという処理が交互に繰り返される。このようにして形成された層が高さ方向に次々と積み重ねられていき、最後に残された隙間が高さＨの線で埋められることにより、立体物ＯＢが造形される。
【００７２】
なお、ここでは立体物ＯＢを構成する奇数番目の層に対して偶数番目の線を描く形成態様を適用し、偶数番目の層に対して奇数番目の線を描く形成態様を適用しているが、形成態様の適用をこれとは逆にして、奇数番目の層に対して奇数番目の線を描く形成態様を適用し、偶数番目の層に対して偶数番目の線を描く形成態様を適用してもよい。
【００７３】
〔立体物を構成する各層の形成態様：第２実施形態〕
図１０は、第２実施形態における立体物ＯＢを構成する各層の形成態様を正面視により説明する連続図である。
【００７４】
第２実施形態は、上述した第１実施形態において２番目の層以降で高さ２Ｈの線を１本の線で描いていた経路に対し、高さＨの線を重ねて２本の線を連続的に描くことにより層を形成する態様である。この形成態様もまた、造形された立体物が横方向からの外力に対して高い強度を発揮することが試行錯誤の末に確認されているものである。
【００７５】
説明の理解を容易にするために、第２実施形態においても、第１実施形態における場合と同様に、各層に対して短手方向を等間隔で分割して長手方向に延びる９本の経路が決定されることとする。この図においては、説明される手順によって塗り潰される領域及び塗り潰されてから時間が殆ど経過していない領域を濃い灰色で示し、塗り潰されてから多少の時間が経過した領域を薄い灰色で示すこととする。以下、時系列に説明する。
【００７６】
図１０中（Ａ）：先ず、造形台４２の所定の位置に最初の層Ｓ１が形成される。層Ｓ１に対しては、偶数番目の線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８が描かれる。層Ｓ１に対する線を描き終えた時点では、描かれた各線の両側に隙間が空いている。
【００７７】
図１０中（Ｂ）：次に、層Ｓ１の最も左側に線Ｌ１ａが描かれる。線Ｌ１ａを描く際には、吐出ノズル４４は、例えば手前側から奥側に向かって移動させる。
【００７８】
図１０中（Ｃ）：続いて、直前に描かれた線Ｌ１ａの上に重ねるようにして、層Ｓ２の最も左側の線Ｌ１ｂが描かれる。線Ｌ１ｂを描く際には、吐出ノズル４４は、例えば奥側から手前側に向かって移動させる。つまり、２本の線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは、吐出ノズル４４を手前側と奥側との間で往復移動させることにより連続して描かれる。
【００７９】
線Ｌ１ｂが重ねられる時点では、直前に描かれた線Ｌ１ａはまだ殆ど固まっておらず表面に境界が形成されていない状態であるため、重ねて描かれた２本の線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは、固まると非常に強く密着する。このように、線Ｌ１ａと線Ｌ１ｂとは、別の線として描かれてはいるものの、時間を空けずに連続して描かれることにより、高さ２Ｈで描かれた１本の線と同様の部位を形成することができる。
【００８０】
図１０中（Ｄ）：層Ｓ１に残されているその他の４つの隙間に対しても、線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂの場合と同様にして下から順に２本の線が重ねて描かれる。例えば、この時点で最も左側の隙間（左から３番目の位置にある隙間）に対しては、先ずこの隙間を埋めるようにして層Ｓ１の線Ｌ３ａが描かれ、その直後に線Ｌ３ａの上に重ねるようにして層Ｓ２の線Ｌ３ｂが描かれる。また、これと同様にして、線Ｌ５ａが描かれた直後に線Ｌ５ｂが描かれ、線Ｌ７ａが描かれた直後に線Ｌ７ｂが描かれ、線Ｌ９ａが描かれた直後に線Ｌ９ｂが描かれる。これらの線を描き終えた時点では、層Ｓ２の左から偶数番目の位置に隙間が空いている。
【００８１】
図１０中（Ｅ）：層Ｓ２に空いている隙間のうち、最も左側の隙間（左から２番目の位置にある隙間）を埋めるようにして先ず線Ｌ２ａが描かれ、その直後に線Ｌ２ａの上に重ねるようにして層Ｓ３の線Ｌ２ｂが描かれる。
【００８２】
図１０中（Ｆ）：層Ｓ２に残されているその他の隙間に対しても、線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂの場合と同様にして下から順に２本の線が重ねて描かれる。例えば、この時点で最も左側の隙間（左から４番目の位置にある隙間）に対しては、先ずこの隙間を埋めるようにして層Ｓ２の線Ｌ４ａが描かれ、その直後に線Ｌ４ａの上に重ねるようにして層Ｓ３の線Ｌ４ｂが描かれる。また、これと同様にして、線Ｌ６ａが描かれた直後に線Ｌ６ｂが描かれ、線Ｌ８ａが描かれた直後に線Ｌ８ｂが描かれる。これらの線を描き終えた時点では、層Ｓ３の左から奇数番目の位置に隙間が空いている。
【００８３】
この後も、上位の層に対して図１０中（Ｂ）〜（Ｆ）の態様で線を描く処理が繰り返されることにより、形成された層が高さ方向に次々と積み重ねられていく。最後に残された隙間が高さＨの線で埋められることにより、立体物ＯＢが造形される。
【００８４】
なお、ここでは２本の線を重ねて描く際に、最も左側に位置する隙間に対する線を最初に描く場合を例に挙げて説明している（図１０中（Ｂ）での線Ｌ１ａや、図１０中（Ｅ）での線Ｌ２ａがこれに該当する）が、隙間を埋める順番は適宜変更可能である。例えば、最も右側の隙間に対する線及びこの上に重ねる線を最初に描いてもよい。
【００８５】
また、ここでは重ねて描く２本の線を連続的に描いているが、下の線を描いてからその上に重ねる線を描くまでの時間が下の線の固化が進行しない程度の短時間である場合には、上下２本の線を連続的に描く必要はなく、例えば上の線を描く前に別の位置の線を描いてもよい。
【００８６】
ところで、下の線を描いてからその上に重ねる線を描くまでに短時間を超える時間が空くと、その間に下の線が固化が進んでしまう。上の線をこのようなタイミングで描く必要がある状況下では、上に重ねる線を描く際の吐出ノズル４４の移動速度を通常よりも低速に設定し、吐出ノズル４４をゆっくりと移動させながら材料ＭＯを吐出させることにより対応が可能である。この場合、高温の吐出ノズル４４の先端部が下の線に極めて近接した位置をゆっくりと移動することで、下の線が溶かされて固化していない状態に戻り、その上に線が重ねられるため、結果として高さ２Ｈで描かれた１本の線と同様の部位を形成することができる。
【００８７】
〔横方向からの外力に対する強度〕
図１１は、上述した実施形態の立体造形用データ生成プログラム１００により生成された立体造形用データを用いて造形され完成した立体物ＯＢにおける横方向からの外力に対する強度を説明する図である。なお、積層された各層の形成態様を理解し易くするために、この図においては完成した立体物ＯＢの造形時（立体物ＯＢ構成する各層の形成時）に描かれた各線の輪郭を実線で示しているが、実際には各線は相互に密着しているため、完成した立体物ＯＢにはこのような線は当然ながら現れない。また、発明の理解を容易とするために、ここでは立体物を構成する全ての層の全ての領域が同じ形成態様で形成されている場合の例を示しているが、実際の造形時に全体が同じ形成態様で形成されることは稀である。実際の造形時には、例えば、各層における領域を外殻領域と内部充填領域に区分けし、各領域で異なる形成態様を適用したりする。
【００８８】
Ｎ枚の層に分割された立体物ＯＢを造形するに当たり、第１実施形態においては、最初の層（最下層）では、線が所定の高さＨで等間隔に描かれる一方、２番目以降の層では、直前の層で形成された隙間を埋めるようにして対象の層と直前の層との間で高さ方向に連続する高さ２Ｈの線が描かれる。また、第２実施形態においては、最初の層では、線が所定の高さＨで等間隔に描かれる一方、２番目以降の層では、直前の層で形成された隙間を埋めるようにして高さＨの線が描かれた直後に、その線の上に重ねて高さＨの線がもう１本描かれる。
【００８９】
このように、第１実施形態においては高さ２Ｈに相当する体積が１本の線で埋められるのに対し、第２実施形態においては高さ２Ｈに相当する体積が連続して描かれる２本の線で埋められる。１本の線内における材料の密着度が高いことは説明するまでもないが、時間を空けずに連続的に描かれた２本の線内においても、殆ど固まっていない状態の１本目の線の上に２本目の線が描かれているため、１本の線内における場合に近い材料の密着度を実現することができる。
【００９０】
したがって、これらの実施形態により形成された各層が積層されることにより完成した立体物ＯＢにおいては、図１１中（Ａ）に示されるように、描かれた高さ２Ｈの各線、或いは高さＨの２本の線が密着してなる各部位（以下、これらを総括して「高さ２Ｈの部位」と称する。）が、互い違いに噛み合うようにして密着しており、積層面は段差を有した状態となる。したがって、図１１中（Ｂ）に示されるように、横方向からの外力（例えば引張力）を受けたとしても、立体物ＯＢの積層面は剥離しにくく、横方向からの外力に対し優れた強度を発揮することができる。
【００９１】
図１２は、比較例としての立体物ＯＢ´における横方向からの外力に対する強度を説明する図である。なお、図中に実線で示された各線の輪郭については、図１１における場合と同様である。
【００９２】
比較例の立体物ＯＢ´は、図１２中（Ａ）に示されるように、いずれの層においても各線が所定の高さＨで描かれており、このように形成された一様な層が積層されて造形されているため、積層面は段差がなく平らな状態であり、層間強度が低い。そのため、図１２中（Ｂ）に示されるように、立体物ＯＢ´が横方向からの外力（例えば引張力）を受けた場合、いずれかの積層面が剥離して、立体物ＯＢ´が剥離した積層面を境に分離し易い。このように、比較例の立体物ＯＢ´においては、横方向からの外力に対し強度を発揮することが困難である。
【００９３】
以上の比較により、上述したいずれかの実施形態により造形された立体物ＯＢは、一様な層が積層されて造形された立体物ＯＢ´よりも、横方向からの外力に対する強度が高いことは明らかである。このように、上述した実施形態の立体造形用データ生成プログラム１００によれば、立体物を構成する各層を互い違いに噛み合わせるようにして形成するパスを決定することができるため、横方向からの外力に対して高い強度を有した立体物を造形することが可能となる。
【００９４】
〔第１実施形態の変形例〕
図１３は、第１実施形態における各層の形成態様の変形例を示す斜視図である。第１実施形態においては、各層に対して決定された経路において、隣接する経路には異なる態様で線が描かれている。例えば、図９に示した例では、短手方向を等間隔で分割して長手方向に延びる９本の経路において、奇数番目の経路と偶数番目の経路とでは、高さ２Ｈの部位（高さ２Ｈの線）が異なる段階で描かれている。これに対し、変形例は、高さ２Ｈの部位を幅方向に拡張するものである。
【００９５】
なお、図１３及び図１４中の各図において正面側の各位置に付した数字は、その位置の線が描かれる順序を示している。例えば、層Ｓ１の最も左側の位置に付された数字「２」は、その位置の線が２番目に描かれることを意味する。説明の便宜のため、以下の説明においては、数字「ｎ」が付された位置の線を「Ｌｎ」と称することとする。
【００９６】
図１３中（Ａ）：各層に対して２の倍数で等間隔に分割してなる相互に平行する経路を決定し、これらの経路を端から数えて２本単位で線を描く態様を異ならせる形成態様である。この例においては、各層を６等分して奥行方向に延びる６本の経路が決定されている。これらの経路に線を描く態様は端から２本毎に異なっており、幅方向でみて左・中・右の３つのブロックに分かれている。各ブロック内の左右２本の経路に線を描く際に（例えば、線Ｌ１，Ｌ２の２本の線を描く場合）、吐出ノズル４４は、右側の線（例えば、線Ｌ１）を描く際には手前側から奥側に向かって移動させ、左側の線（例えば、線Ｌ２）を描く際には線幅分だけ左に移動させた後に奥側から手前側に向かって移動させる。このような手前側と奥側との間での往復移動により、吐出ノズル４４を最短距離で効率よく移動させることができる。
【００９７】
この形成態様においては、以下のような手順で線が描かれる。
（１）左ブロックの高さＨの線Ｌ１，Ｌ２が描かれる（１回の往復移動）。
（２）右ブロックの高さＨの線Ｌ３，Ｌ４が描かれる（１回の往復移動）。
（３）中ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ５，Ｌ６が描かれる（１回の往復移動）。
（４）左ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ７，Ｌ８が描かれる（１回の往復移動）。
（５）右ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ９，Ｌ１０が描かれる（１回の往復移動）。
（６）中ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ１１，Ｌ１２が描かれる（１回の往復移動）。
これ以降は、上記（４）〜（６）と同様の手順が繰り返される。
【００９８】
このように、この形成態様においては、吐出ノズル４４に１回の往復移動をさせて各ブロック内の横２本×縦１本の各線を時間を空けずに描くことにより、これら２本の線を強く密着させることができる。つまり、この形成態様によれば、横２本×縦１本の計２本の線が密着してなる部位（図中に太線で示した部位）が高さ２Ｈの部位となり、完成した立体物において高さ２Ｈの部位が互い違いに噛み合うにようにして密着した状態とすることができる。したがって、この形成態様によっても、横方向からの外力に対し優れた強度を発揮することができる立体物を造形することができる。
【００９９】
図１３中（Ｂ）：各層に対して３の倍数で等間隔に分割してなる相互に平行する経路を決定し、これらの経路を端から数えて３本単位で線を描く態様を異ならせる形成態様である。この例においては、各層を９等分して奥行方向に延びる９本の経路が決定されている。これらの経路に線を描く態様は端から３本毎に異なっており、幅方向でみて左・中・右の３つのブロックに分かれている。各ブロック内の左・中・右の３本の経路に線を描く際に（例えば、線Ｌ１〜Ｌ３の３本の線を描く場合）、吐出ノズル４４は、中央の線（例えば、線Ｌ１）を描く際には手前側から奥側に向かって移動させ、左側の線（例えば、線Ｌ２）を描く際には線幅分だけ左に移動させた後に奥側から手前側に向かって移動させ、右側の線（例えば、線Ｌ３）を描く際には線幅２本分だけ右に移動させた後に再度、手前側から奥側に向かって移動させる（以下、このようにしてなされる手前側と奥側との間での１回半の移動を「１単位」と称する）。
【０１００】
この形成態様においては、以下のような手順で線が描かれる。
（１）左ブロックの高さＨの線Ｌ１〜Ｌ３が描かれる（１単位の往復移動）。
（２）右ブロックの高さＨの線Ｌ４〜Ｌ６が描かれる（１単位の往復移動）。
（３）中ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ７〜Ｌ９が描かれる（１単位の往復移動）。
（４）左ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ１０〜Ｌ１２が描かれる（１単位の往復移動）。
（５）右ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ１３〜Ｌ１５が描かれる（１単位の往復移動）。
（６）中ブロックの高さ２Ｈの線Ｌ１６〜Ｌ１８が描かれる（１単位の往復移動）。
これ以降は、上記（４）〜（６）と同様の手順が繰り返される。
【０１０１】
このように、この形成態様においては、吐出ノズル４４に１単位の往復移動をさせて各ブロック内の横３本×縦１本の各線を時間を空けずに描くことにより、これら３本の線を強く密着させることができる。つまり、この形成態様によれば、横３本×縦１本の計３本の線が密着してなる部位（図中に太線で示した部位）が高さ２Ｈの部位となり、完成した立体物において高さ２Ｈの部位が互い違いに噛み合うにようにして密着した状態とすることができる。したがって、この形成態様によっても、横方向からの外力に対し優れた強度を発揮することができる立体物を造形することができる。
【０１０２】
〔第２実施形態の変形例〕
図１４は、第２実施形態における各層の形成態様の変形例を示す斜視図である。第２実施形態においては、各層に対して決定された経路において、隣接する経路には異なる態様で線が描かれている。例えば、図１０に示した例では、短手方向を等間隔で分割して長手方向に延びる９本の経路において、奇数番目の経路と偶数番目の経路とでは、高さ２Ｈの部位（高さＨの２本の重なる線）が異なる段階で描かれている。これに対し、変形例は、高さ２Ｈの部位を幅方向に拡張するものである。この変形例において描かれる線は、いずれも高さがＨである。
【０１０３】
図１４中（Ａ）：各層に対して２の倍数で等間隔に分割してなる相互に平行する経路を決定し、これらの経路を端から数えて２本単位で線を描く態様を異ならせる形成態様である。この例においては、各層を６等分して奥行方向に延びる６本の経路が決定されている。これらの経路に線を描く態様は端から２本毎に異なっており、幅方向でみて左・中・右の３つのブロックに分かれている。各ブロック内の左右２本の経路に線を描く際に（例えば、線Ｌ１，Ｌ２の２本の線を描く場合）、吐出ノズル４４は、右側の線（例えば、線Ｌ１）を描く際には手前側から奥側に向かって移動させ、左側の線（例えば、線Ｌ２）を描く際には線幅分だけ左に移動させた後に奥側から手前側に向かって移動させる。このような手前側と奥側との間での往復移動により、吐出ノズル４４を最短距離で効率よく移動させることができる。
【０１０４】
この形成態様においては、以下のような手順で線が描かれる。
（１）左ブロックの線Ｌ１，Ｌ２が描かれる（１回の往復移動）。
（２）右ブロックの線Ｌ３，Ｌ４が描かれる（１回の往復移動）。
（３）中ブロックの線Ｌ５，Ｌ６が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ７，Ｌ８が描かれる（連続的な２回の往復移動）。
（４）左ブロックの線Ｌ９，Ｌ１０が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ１１，Ｌ１２が描かれる（連続的な２回の往復移動）。
（５）右ブロックの線Ｌ１３，Ｌ１４が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ１５，Ｌ１６が描かれる（連続的な２回の往復移動）。
（６）中ブロックの線Ｌ１７，Ｌ１８が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ１９，Ｌ２０が描かれる（連続的な２回の往復移動）。
これ以降は、上記（４）〜（６）と同様の手順が繰り返される。
【０１０５】
このように、この形成態様においては、各ブロック内の横２本×縦２本の各線を吐出ノズル４４の連続的な２回の往復移動によって時間を空けずに描くことにより、これら４本の線を強く密着させることができる。つまり、この形成態様によれば、横２本×縦２本の計４本の線が密着してなる部位（図中に太線で示した部位）が高さ２Ｈの部位となり、完成した立体物において高さ２Ｈの部位が互い違いに噛み合うにようにして密着した状態とすることができる。したがって、この形成態様によっても、横方向からの外力に対し優れた強度を発揮することができる立体物を造形することができる。
【０１０６】
図１４中（Ｂ）：各層に対して３の倍数で等間隔に分割してなる相互に平行する経路を決定し、これらの経路を端から数えて３本単位で線を描く態様を異ならせる形成態様である。この例においては、各層を９等分して奥行方向に延びる９本の経路が決定されている。これらの経路に線を描く態様は端から３本毎に異なっており、幅方向でみて左・中・右の３つのブロックに分かれている。各ブロック内の左・中・右の３本の経路に線を描く際に（例えば、線Ｌ１〜Ｌ３の３本の線を描く場合）、吐出ノズル４４は、中央の線（例えば、線Ｌ１）を描く際には手前側から奥側に向かって移動させ、左側の線（例えば、線Ｌ２）を描く際には線幅分だけ左に移動させた後に奥側から手前側に向かって移動させ、右側の線（例えば、線Ｌ３）を描く際には線幅２本分だけ右に移動させた後に再度、手前側から奥側に向かって移動させる（以下、このようにしてなされる手前側と奥側との間での１回半の移動を「１単位」と称する）。
【０１０７】
この形成態様においては、以下のような手順で線が描かれる。
（１）左ブロックの線Ｌ１〜Ｌ３が描かれる（１単位の往復移動）。
（２）右ブロックの線Ｌ４〜Ｌ６が描かれる（１単位の往復移動）。
（３）中ブロックの線Ｌ７〜Ｌ９が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ１０〜Ｌ１２が描かれる（連続的な２単位の往復移動）。
（４）左ブロックの線Ｌ１３〜Ｌ１５が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ１６〜Ｌ１８が描かれる（連続的な２単位の往復移動）。
（５）右ブロックの線Ｌ１９〜Ｌ２１が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ２２〜Ｌ２４が描かれる（連続的な２単位の往復移動）。
（６）中ブロックの線Ｌ２５〜Ｌ２７が描かれた直後に、これらの上に重ねて線Ｌ２８〜Ｌ３０が描かれる（連続的な２単位の往復移動）。
これ以降は、上記（４）〜（６）と同様の手順が繰り返される。
【０１０８】
このように、この形成態様においては、各ブロック内の横３本×縦２本の各線を、吐出ノズル４４の連続的な２単位の往復移動によって時間を空けずに描くことにより、これら６本の線を強く密着させることができる。つまり、この形成態様によれば、横３本×縦２本の計６本の線が密着してなる部位（図中に太線で示した部位）が高さ２Ｈの部位となり、完成した立体物において高さ２Ｈの部位が互い違いに噛み合うにようにして密着した状態とすることができる。したがって、この形成態様によっても、横方向からの外力に対し優れた強度を発揮することができる立体物を造形することができる。
【０１０９】
ところで、吐出ノズル４４は、その先端部の外径が内径（吐出幅）の約３〜５倍程度の横幅を有していることが一般的である。そのため、既に描かれている線Ａに近接し、かつその線Ａよりやや低い位置（例えば、１層分の高さＨだけ低い位置）に線Ｂを描こうとすると、吐出ノズル４４の先端部が線Ａに干渉する場合がありうる。例えば、図１０中（Ｄ）の手順において、層Ｓ１の線Ｌ３ａを描こうとすると、既に描かれている層Ｓ２の線Ｌ１ｂに干渉しやすい。
【０１１０】
図１４で示した２つの変形例における形成態様においては、高さ２Ｈの部位が幅方向に拡張されており、同じ層における（高さ方向において同じ位置にある）複数の線が連続して描かれるため、上記のような干渉の発生を回避することができる。したがって、これらの変形例によれば、立体物の強度に加えて立体物の造形精度をも向上させることが可能となる。
【０１１１】
〔第１，第２実施形態のさらなる変形例〕
図１５は、第１，第２実施形態のさらなる変形例を示す図である。図１５に示された（Ａ）〜（Ｃ）の３つの図は、いずれも形成された各層が積層された状態を正面視により説明している。
【０１１２】
図１５中（Ａ）：高さ２Ｈの部位が、立体物を構成する一部の層の一部の領域にのみ形成された例を示している。図示した例においては、太字で囲まれた範囲内、すなわち、高さ方向でみて中間部に位置する層のうち、外側の４本の線からなる領域（中間層の外殻領域）にのみ高さ２Ｈの部位が形成されている。このように、優れた強度が特に求められる部位のみに第１実施形態又は第２実施形態における形成態様を適用して高さ２Ｈの部位を形成し、その他の部位は異なる形成態様により形成することが可能である。
【０１１３】
図１５中（Ｂ）：幅の異なる高さ２Ｈの部位が互い違いに噛み合うようにして各層が形成された例を示している。第１実施形態又は第２実施形態における形成態様を各層に適用する場合、高さ２Ｈの部位は必ずしも一定の幅で規則的に形成する必要はなく、図示した例のように状況に応じてその幅を適宜変更することが可能である。
【０１１４】
図１５中（Ｃ）：幅も高さも異なる部位が部分的に噛み合うようにして各層が形成された例を示している。具体的には、図示された複数の層には、幅１〜３、高さ１〜４の範囲内で形成された様々な形状の部位が混在しているが、隣り合う部位は数か所を除いてみな互い違いに噛み合っている。
【０１１５】
上記の第１実施形態、第２実施形態においては、説明の便宜のため、文字通り「高さ２Ｈ」の各線、或いは「高さＨの２本」の線が密着してなる各部位を「高さ２Ｈ」の部位として説明してきた。この「高さ２Ｈ」の部位とは、吐出された材料の固化が進行する前にその部位をなす全ての線を描くことでそれらの線を強く密着させ、内部の密着度を高めた部位のことを指している。つまり、「高さ２Ｈ」の部位は、隣り合う部位が互い違いに噛み合う状態を形成することが可能であればよく、その部位の高さは「２Ｈ」に限定されない。材料の固化が進行する前に対象の部位をなす線を全て描くことができるのであれば、高さは「３Ｈ」でも「４Ｈ」でもよく、一定の高さとする必要はない。このようにして形成された部位を互い違いに噛み合わせるようにして各層を形成することにより、積層面に段差を持たせた状態とすることができ、結果として横方向からの外力に対し優れた強度を発揮することが可能となる。
【０１１６】
〔立体物を構成する各層の形成態様：第３実施形態〕
図１６は、第３実施形態における立体物ＯＢを構成する各層の形成態様の概要を、比較例に照らして説明する図である。
【０１１７】
造形される立体物の一部の部位（又は全体）の強度を高める方法として、対象の部位に対する材料の充填率を１００％とすることが考えられる。その部位が材料で完全に充填されていれば（内部が材料で隙間なく埋め尽くされていれば）、その部位は優れた強度を発揮することが可能となる。しかしながら、立体造形装置４０を用いて立体物ＯＢを造形する場合、理論上（設定上）の充填率を１００％にしたとしても、様々な要因により実際に造形される部位の内部充填率を１００％とすることは非常に困難である。
【０１１８】
以下、強度を持たせたい所定の部位を形成する例として、その部位の幅が３であり、幅１の線を３本描いて形成する場合を例に挙げて説明する。図１６中（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも、３本の線が図面の前後方向（奥行方向）に描かれることにより形成された複数の層を正面視した状態を示している。なお、発明の理解を容易とするために、図中に示した各線の輪郭や隙間の大きさは実際よりも誇張して表現している。また、説明の便宜のため、対象の部位が造形台４２の上に直接形成された様子を図示しているが、強度を持たせる部位は立体物のどの部位であってもよい（実際には、造形台４２の上に直接形成される層は外殻領域として区分けされ、異なる形成態様が適用されることが多い）。
【０１１９】
図１６中（Ａ）：強度を持たせたい所定の部位においては、図示されているように描かれた各線Ｌ１ｖ〜Ｌ６ｖは隙間なく密着した状態となることが理想的である。各線の輪郭（断面形状）がこのように直線的な形状である場合、対向し合う各線の間（例えば、線Ｌ１ｖと線Ｌ２ｖの間、線Ｌ２ｖと線Ｌ５ｖの間、線Ｌ５ｖと線Ｌ４ｖの間、線Ｌ４ｖと線Ｌ１ｖの間等）には隙間は生じない。
【０１２０】
図１６中（Ｂ）：しかしながら、立体造形装置４０を用いて立体物を造形する場合、材料ＭＯは熱溶融した状態で吐出され、その上面は吐出ノズル４４の先端部により均されて平坦になる一方、左右の側面は外へ出た材料ＭＯが吐出ノズル４４の先端部と着地先との間に挟まれて外側に張り出すことにより曲面状になる。したがって、材料ＭＯで描かれた各線を正面視した場合の輪郭は、かまぼこの断面を逆さにしたような曲線形状となる。その結果、対向し合う各線の間（例えば、線Ｌ１´と線Ｌ２´の間、線Ｌ４´と線Ｌ５´の間、線Ｌ１´，Ｌ２´，Ｌ４´，Ｌ５´が対向し合う角の位置等）には隙間ＧＰが生じてしまう。対象の部位の内部に生じた隙間ＧＰは、視認できない程度の大きさであっても、その部位の強度を低下させる要因となり得る。また、隙間ＧＰの存在以外にも、材料ＭＯの吐出径の精度（設定値と実際に吐出される径との間に生じる誤差）や吐出ノズル４４の構造、材料ＭＯの材質等の様々な要因が、内部充填率１００％の実現を困難なものとしている。
【０１２１】
図１６中（Ｃ）：そこで、第３実施形態においては、このような状況下でも内部充填率を１００％により近づけるために、材料ＭＯの吐出位置をずらし、隣接する線を既に描かれた線の一部に敢えてオーバーラップさせて描く態様を採用している。図１６中（Ｃ）は、既に描かれた線に隣接する線を描く際に、その線を描く材料ＭＯの吐出位置を既に描かれた線の幅の一部（例えば２０％〜５０％）にオーバーラップする位置にずらした場合の例である。発明者による検証の結果、このような態様で線を描いて対象の部位を形成することにより、隙間ＧＰの発生を抑制することができ、その部位の強度を高めることが可能であることが確認されている。なお、具体的な形成態様については、次の図面を参照しながら説明する。
【０１２２】
図１７は、第３実施形態における立体物ＯＢを構成する各層の形成態様を正面視により説明する連続図である。第３実施形態においては、強度を持たせたい部位を形成するに当たり、数本の線からなる組を最小単位としてその部位を塗り潰す。また、各組を構成する線を描く際には、組内で既に描かれた線に隣接する線を、既に描かれた線の幅の一部にオーバーラップするさせて描く（隣接する線を描く際の材料ＭＯの吐出位置を、既に描かれた線の幅の一部にオーバーラップする位置にずらして材料ＭＯを吐出させる）。
【０１２３】
ここでは例として、最小単位とする組を３本の線で構成し、組内で既に描かれた線に隣接する線を描く際に、隣接する線を既に描かれた線の幅５０％にオーバーラップさせて描く場合の最小単位の形成手順を説明する。この図においては、説明される手順によって描かれる線を濃い灰色で示し、説明される手順よりも前に描かれた線を薄い灰色で示すこととする。以下、時系列に説明する。
【０１２４】
図１７中（Ａ）：吐出ノズル４４の吐出孔４６から、先ず、材料ＭＯが幅Ｗで吐出され、幅Ｗの線Ｌ２が描かれる。線Ｌ２は、図１６中（Ｂ）における線Ｌ２´と同様に、その上面が吐出ノズル４４の先端部に均されて平坦になる一方、正面視した場合の左右の側面は曲面状となる。なお、立体造形装置４０に設けられた吐出ノズル４４の先端部は、その外径が吐出孔４６の径の約１．５〜３倍の大きさに形成されていることが一般的である。以下の説明においては、吐出ノズル４４の外径が吐出孔４６の径の２倍の大きさに形成されているものとする。この場合、内径Ｗの吐出孔４６を外径２Ｗの吐出ノズル４４が取り囲んでいるため、正面視すると吐出ノズル４４の先端部は、吐出孔４６の左端より０．５Ｗ左方の位置から吐出孔４６の右端より０．５Ｗ右方の位置までを覆っている。
【０１２５】
図１７中（Ｂ）：次に、線Ｌ２の幅の左半分（０．５Ｗ）にオーバーラップする位置に材料ＭＯが幅Ｗで吐出されて、線Ｌ１が描かれる。このとき、線Ｌ２にオーバーラップする位置には材料ＭＯが出ていける空間が残されていないため、吐出孔４６から吐出される材料ＭＯは、必然的に線Ｌ２にオーバーラップしていない左側（図中の黒矢印の方向）に流れ、この位置で吐出孔４６から外へ出ていくこととなる。外へ出た材料ＭＯは、吐出ノズル４４の先端部と着地先（ここでは造形台４２）との間に挟まれた空間で、線Ｌ２に隣接する右側の空間を埋めつつ、右側に入らなかった分は左側に流動していく。吐出孔４６（吐出ノズル４４）の径の中心から左に幅Ｗの位置は、吐出ノズル４４の先端部に覆われているため、外に出た材料ＭＯのうち、上部は吐出ノズル４４の先端部に均されて平坦になるとともに、最も左側へ押し出されてなる左端部は曲面状になる。このようにして線Ｌ１が描かれ、その線幅は、概ねＷとなる。
【０１２６】
図１７中（Ｃ）：次に、線Ｌ２の幅の右半分（０．５Ｗ）にオーバーラップする位置に材料ＭＯが幅Ｗで吐出されて、線Ｌ３が描かれる。このとき、線Ｌ２にオーバーラップする位置には材料ＭＯが出ていける空間が残されていないため、吐出孔４６から吐出される材料ＭＯは、必然的に線Ｌ２にオーバーラップしていない右側（図中の黒矢印の方向）に流れ、この位置で吐出孔４６から外へ出ていくこととなる。外へ出た材料ＭＯは、吐出ノズル４４の先端部と着地先（ここでは造形台４２）との間に挟まれた空間で、線Ｌ２に隣接する左側の空間を埋めつつ、左側に入らなかった分は右側に流動していく。吐出孔４６（吐出ノズル４４）の径の中心から右に幅Ｗの位置は、吐出ノズル４４の先端部に覆われているため、外に出た材料ＭＯのうち、上部は吐出ノズル４４の先端部に均されて平坦になるとともに、最も右側へ押し出されてなる右端部は曲面状になる。このようにして線Ｌ３が描かれ、その線幅は、概ねＷとなる。
【０１２７】
図１７中（Ｄ）：上記（Ａ）〜（Ｃ）の手順を経て各線が線Ｌ２→線Ｌ１→線Ｌ３の順で描かれて最小単位の１層目が形成される。なお、手順（Ｂ），（Ｃ）の順番を逆にし、各線が線Ｌ２→線Ｌ３→線Ｌ１の順で描かれてもよい。
【０１２８】
このようにして形成された最小単位の幅は、概ね３Ｗとなる。ここで「概ね」と表現しているのは、一般的な方法（例えば図１６中（Ｂ）のような態様）で幅Ｗの線を３本描いて幅３Ｗの部位を形成する場合と比較すると、一般的な方法では発生していた隙間が良好に埋められることにより、隙間が埋められた体積分だけ部位全体の幅が幅３Ｗより僅かではあるものの小さくなるためである。そこで、最小単位の幅を「概ね３Ｗ」ではなく「３Ｗ」とする（幅が想定より小さくなるのを抑制する）ためには、各線を描く際に吐出する材料ＭＯの吐出量を若干多くすればよい。このとき、吐出量を多くし過ぎると、材料ＭＯが想定される領域より外側へはみ出したり、或いは材料ＭＯが吐出ノズル４４に逆流して詰まり易くなったりという、別の問題を引き起こす虞がある。そこで、事前に調整を行って適量を見極めておき、オーバーラップさせずに各線を描く場合よりも若干多めの吐出量で材料ＭＯを吐出することにより、オーバーラップさせて描く最小単位の幅を想定通りの幅とすることが可能となる。
【０１２９】
図１７中（Ｅ）：上記（Ａ）〜（Ｃ）と同様の手順を繰り返し、先ず中央の線Ｌ５が描かれ、次に線Ｌ５の幅の左半分にオーバーラップする位置に材料ＭＯが吐出されることにより線Ｌ４が描かれ、次に線Ｌ５の幅の右半分にオーバーラップする位置に材料ＭＯが吐出されることにより線Ｌ６が描かれて、最小単位の２層目が形成される。その後も、強度を持たせたい部位の高さに応じて適宜同様の手順が繰り返される。
【０１３０】
隣接する線をオーバーラップさせない場合、図１６中（Ｂ）のように、描かれる各線の輪郭（断面形状）はかまぼこの断面のような曲線形状となるため、対向し合う各線の間に隙間が生じ易い。これに対し、上記の形成態様においては、中央の線Ｌ２（Ｌ５）の角を覆うようにして左右に隣接する各線Ｌ１，Ｌ３（Ｌ４，Ｌ６）が描かれるため、線Ｌ２の正面視した場合の左右の側面に材料ＭＯを隅々まで行き渡らせることができる。したがって、上記の形成態様によれば、対向し合う各線の間に隙間を発生させ難くすることができ、形成された部位の強度を高めることが可能となる。
【０１３１】
なお、上記の手順例では、３本の線を最小単位の１組として対象の部位を形成する場合の例を示しているが、１組をなす線の本数は、状況に応じて適宜変更可能である。隣接する線をオーバーラップさせて描く際に、オーバーラップさせる幅を線幅の５０％とする場合には、少数（例えば２〜３本程度）の線を１組とすることにより、対象の部位を良好に形成することができる。また、オーバーラップさせる幅を狭め、例えば線幅の２０％とする場合には、より多くの線（例えば７本程度まで）を１組としても、対象の部位を良好に形成することができる。
【０１３２】
線幅の２０％にオーバーラップさせて描く場合には、図１７中（Ｂ）の手順で線Ｌ２の幅の左側２０％（０．２Ｗ）にオーバーラップする位置に材料ＭＯを幅Ｗで吐出して線Ｌ１を描くとともに、図１７中（Ｃ）の手順でＬ２の幅の右側２０％（０．２Ｗ）にオーバーラップする位置に材料ＭＯを幅Ｗで吐出して線Ｌ３を描けばよい。
【０１３３】
また、上記の手順例は最小単位の形成手順であり、強度を持たせたい部位を実際に形成する場合には、複数の組を隣接させて各層を形成することとなる。例えば、強度を持たせたい部位の幅が１０Ｗである場合には、４本の線からなる組Ａを中央部に描いてその両側に３本の線からなる組Ｂを描いたり、或いは、組Ｂを３組隣接させて幅９Ｗの領域（９本の線）を描いた上で残された幅Ｗの領域に１本の線を材料ＭＯの吐出量を調整して描いたりすることにより、各層が形成される。本数の組み合わせ方は、状況に応じて適宜変更が可能である。
【０１３４】
以上のようにして、第３実施形態の形成態様によれば、対向し合う各線の間に隙間を発生させ難くすることができ、強度を持たせたい部位における内部充填率を向上させる（１００％により近づける）ことが可能となる。
【０１３５】
ここで、各線を描く際の材料ＭＯの吐出量によっては、各組の内部における隙間の発生は抑制できるものの、隣接し合う組と組との間に隙間が発生する可能性が考えられる。そのような隙間は、組と組とを隣接させる位置を詰めることにより発生を抑制することができる。例えば、組Ｃの左側に組Ｄを隣接させる場合には、組Ｃの左端部（組Ｃの左端に描かれる線の一部）と組Ｄの右端部（組Ｄの右端に描かれる線の一部）とが僅かに重なり合うパスを決定し、このパスに沿って材料ＭＯを吐出させる。隣接し合う複数の組をこのように形成することにより、これらの間に生じ得る隙間を抑制することができる。なお、複数の組の隣接位置を詰めることにより、これらが連なって形成された領域の端部には、詰めた間隔を積み重ねた分の空間が発生し得る。その空間の幅に応じて、新たな線を追加したり、或いは形成された領域の端部に接する線に対する材料ＭＯの吐出量を増やしたりすることにより、発生した空間を良好に埋めることが可能である。
【０１３６】
なお、上記の手順例では、３本の線を１組として、先ず中央の線Ｌ２を描き、次にその左右に隣接する線Ｌ１，Ｌ３を線Ｌ２にオーバーラップさせて描く順序を説明しているが、より多くの線、例えば５本の線（例えば、左から順に線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５とする）を１組とする場合には、上記の順序に準じて、先ず中央の線Ｌ３を描き、次にその左右に隣接する線Ｌ２，Ｌ４を線Ｌ１にオーバーラップさせて描き、さらに最も外側の線Ｌ１，Ｌ５をそれぞれ線Ｌ２，Ｌ４にオーバーラップさせて描けばよい。或いは、これとは別の順序で、例えば、中央の線Ｌ３を描いた後に、一方向に向かって隣接する線を次々とオーバーラップさせて描き、その方向への線を描き終えたら、次に中央の線に反対側で隣接する線を反対方向に向かって次々とオーバーラップさせて描いてもよい。具体的には、５本の線を線Ｌ３→線Ｌ４→線Ｌ５→線Ｌ２→線Ｌ１（又は、線Ｌ３→線Ｌ２→線Ｌ１→線Ｌ４→線Ｌ５）の順序で描いてもよい。５本の線をいずれの順序で描いた場合にも、対象の部位を良好に形成し、形成された部位の強度を高めることが可能となる。最小単位の本数が異なる場合においても同様である。
【０１３７】
本発明は、上述した実施形態に制約されることなく、種々に変更して実施することが可能である。また、実施形態で挙げた各種数値はあくまで例示であり、上述した内容に限定されるものではない。
【０１３８】
上述した実施形態においては、説明の便宜のために、いずれも各層に対し短手方向を等間隔で分割して長手方向に延びる複数の経路に沿って各線が描かれているが、経路の取り方はこれに限定されない。例えば、これとは逆に、長手方向を等間隔で分割して短手方向に延びる複数の経路を決定してもよい。つまり、各層において所定の一方向に沿って平行した複数の経路を決定することができる。また、相互に隣接する複数の経路は、個々に途切れている必要はなく、各経路の端部で隣接する経路とつながっていてもよい。複数の経路がその端部でつながっている場合、これらの経路に沿って描かれる線は、端部で折り返して一筆書きされることとなる。さらには、複数の経路は直線には限定されず、或る１点を中心とした大きさの異なる同心円を描く複数の経路を決定することも可能である。
【０１３９】
上述した第１、第２実施形態においては、各層を１〜３の倍数で等間隔に分割してなる相互に平行する経路を決定しているが、経路の幅は、全てを同一の幅とする必要はなく、状況に応じて適宜変更可能である。大きさの異なる同心円を描く複数の経路を決定する場合においても同様である。
【０１４０】
上述した実施形態は、いずれも材料押出法により立体物を造形する場合の例を挙げて説明したが、これに限定されず、粉末床溶融結合法等の積層造形方式を用いて立体物を造形する場合にも適用可能であり、各層を同様の態様で形成することにより優れた強度を発揮する立体物を造形することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１０    端末
１１    ＣＰＵ
２０    ネットワーク
３０    プリンタサーバ
４０    立体造形装置
４４    吐出ノズル
４６    吐出孔
１００    立体造形用データ生成プログラム
【図１】
2019072944.tif 000003
【図２】
2019072944.tif 000004
【図３】
2019072944.tif 000005
【図４】
2019072944.tif 000006
【図５】
2019072944.tif 000007
【図６】
2019072944.tif 000008
【図７】
2019072944.tif 000009
【図８】
2019072944.tif 000010
【図９】
2019072944.tif 000011
【図１０】
2019072944.tif 000012
【図１１】
2019072944.tif 000013
【図１２】
2019072944.tif 000014
【図１３】
2019072944.tif 000015
【図１４】
2019072944.tif 000016
【図１５】
2019072944.tif 000017
【図１６】
2019072944.tif 000018
【図１７】
2019072944.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月23日(2018.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置により用いられるデータを生成する立体造形用データ生成プログラムであって、
コンピュータに、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した１以上の経路からなる経路組が複数隣接した経路を決定する経路決定ステップと、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を造形することを前記立体造形装置に対して命令するにあたり、隣接する前記経路組に対する前記モデル材の高さを異ならせて隣接する前記経路組を凹凸状に造形し、この造形態様を前記隣接層の積層方向に繰り返して適用することにより隣接する各層を相互に噛み合わせた状態で造形することを命令するデータを生成する命令生成ステップと
を実行させる立体造形用データ生成プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さより大きい高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【請求項３】
請求項１に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形し、さらにその上に重ねて前記モデル材の高さを前記所定高さとして造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【請求項４】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置により用いられるデータを生成する立体造形用データ生成プログラムであって、
コンピュータに、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した複数の経路からなる経路組を１以上隣接させて配置した経路を決定する経路決定ステップと、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を造形することを前記立体造形装置に対して命令するにあたり、前記経路組内のいずれかの経路である第１経路に沿って第１線を造形した後に、前記第１経路に隣接する第２経路に沿って前記第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各前記経路組を造形することを命令するデータを生成する命令生成ステップと
を実行させる立体造形用データ生成プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記経路組内で中央部に位置する経路である中央経路に沿って中央線を造形した上で、前記中央経路に隣接する第１経路に沿って前記中央線の幅の一部に重ねて第１線を造形した後に、前記第１経路に隣接する第２経路に沿って前記第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各前記経路組を造形することを命令するデータを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【請求項６】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置を用いた立体造形物の製造方法であって、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した１以上の経路からなる経路組が複数隣接した経路を決定する経路決定工程と、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を前記立体造形装置に造形させるにあたり、隣接する前記経路組に対する前記モデル材の高さを異ならせて隣接する前記経路組を凹凸状に造形し、この造形態様を前記隣接層の積層方向に繰り返して適用することにより隣接する各層を相互に噛み合わせた状態で造形することを命令するデータを生成する命令生成工程と、
前記命令生成工程にて生成された前記データに沿って、前記立体造形装置に前記各層を造形させて前記立体を造形させる造形工程と
を含む立体造形物の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の立体造形物の製造方法において、
前記命令生成工程では、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さより大きい高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の立体造形物の製造方法において、
前記命令生成工程では、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形し、さらにその上に重ねて前記モデル材の高さを前記所定高さとして造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項９】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置を用いた立体造形物の製造方法であって、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びる隣接した複数の経路からなる経路組を１以上隣接させて配置した経路を決定する経路決定工程と、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を前記立体造形装置に造形させるにあたり、前記経路組内のいずれかの経路である第１経路に沿って第１線を造形した後に前記第１経路に隣接する第２経路に沿って前記第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各前記経路組を造形することを命令するデータを生成する命令生成工程と、
前記命令生成工程にて生成された前記データに沿って、前記立体造形装置に前記各層を造形させて前記立体を造形させる造形工程と
を含む立体造形物の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の立体造形物の製造方法において、
前記命令生成工程では、
前記経路組内で中央部に位置する経路である中央経路に沿って中央線を造形した上で、前記中央経路に隣接する第１経路に沿って前記中央線の幅の一部に重ねて第１線を造形した後に、前記第１経路に隣接する第２経路に沿って前記第１線の幅の一部に重ねて第２線を造形する動作を繰り返して各前記経路組を造形することを命令するデータを生成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月1日(2019.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置により用いられるデータを生成する立体造形用データ生成プログラムであって、
コンピュータに、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びつつ前記所定方向に直交する方向の断面が略矩形状である経路が１以上隣接してなる経路組が複数隣接した経路を決定する経路決定ステップと、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を造形することを前記立体造形装置に対して命令するにあたり、隣接する前記経路組に対する前記モデル材の高さを異ならせて隣接する前記経路組を凹凸状に造形し、この造形態様を前記隣接層の積層方向に繰り返して適用することにより隣接する各層を相互に噛み合わせた状態で造形することを命令するデータを生成する命令生成ステップと
を実行させる立体造形用データ生成プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さより大きい高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【請求項３】
請求項１に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記命令生成ステップでは、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形し、さらにその上に重ねて前記モデル材の高さを前記所定高さとして造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形用データ生成プログラム。
【請求項４】
層状にモデル材を積層して立体を造形する立体造形装置を用いた立体造形物の製造方法であって、
造形される立体を複数の層に分割した場合に互いに重なり合う関係を有する複数の層からなる隣接層に対し、各層内に所定方向に延びつつ前記所定方向に直行する方向の断面が略矩形状である経路が１以上隣接してなる経路組が複数隣接した経路を決定する経路決定工程と、
前記各層内で決定された経路に沿って前記隣接層を前記立体造形装置に造形させるにあたり、隣接する前記経路組に対する前記モデル材の高さを異ならせて隣接する前記経路組を凹凸状に造形し、この造形態様を前記隣接層の積層方向に繰り返して適用することにより隣接する各層を相互に噛み合わせた状態で造形することを命令するデータを生成する命令生成工程と、
前記命令生成工程にて生成された前記データに沿って、前記立体造形装置に前記各層を造形させて前記立体を造形させる造形工程と
を含む立体造形物の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の立体造形物の製造方法において、
前記命令生成工程では、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さより大きい高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載の立体造形物の製造方法において、
前記命令生成工程では、
前記隣接層のうち最下層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを所定高さとして１経路組おきに造形することを命令するデータと、
前記最下層の上に重なる次層内の経路については、各経路に対する前記モデル材の高さを前記所定高さとして直下の層内で造形されていない経路組を造形し、さらにその上に重ねて前記モデル材の高さを前記所定高さとして造形する動作を繰り返して当該直下の層を完成させることを命令するデータと、
前記次層より上に位置する層内の経路については、前記次層における動作を繰り返し適用して造形することを命令するデータとを生成することを特徴とする立体造形物の製造方法。