(57)【要約】【課題】プログラムの側面から造形時の反りの発生を抑制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、反りの発生を抑制する効果が確認された３つの円形パターン（円形を用いた描線態様）、すなわち、円を描いて領域を埋めるパターン、線の端点を円形とするパターン、対象層の外周に接する円形のブリムを描くパターンを適用可能に構成されている。断面分析部１４０は、対象層の形状や性質を分析する（Ｓ３００）。円形最適化部１５０は、分析された形状を踏まえ、対象層を形成するに当たりどの円形パターンをどのように適用するかを決定する（Ｓ３１０，Ｓ３２０）。パス決定部１６０は、決定された円形パターンの適用態様を踏まえて対象層を形成するためのパス（経路及び順番）を決定し（Ｓ３３０，Ｓ３４０）、決定されたパスを示す命令データを生成する（Ｓ３５０）。【選択図】図６
2019072943.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前記立体を構成する各層の特性を分析する分析ステップと、
前記分析ステップにてなされた分析結果に基づいて、前記各層を造形する上で略円形を取り入れた所定のパターンを適用するか否かを決定する決定ステップと、
前記決定ステップにてなされた決定に応じて、前記各層を造形するための経路及び順序を前記立体造形装置に対し指示する命令データを生成する生成ステップと
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、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層がその面積に対し所定の割合を占める大きさの略円形を包含可能な形状である場合には、前記層に対し前記略円形に基づいて線を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記層の外周より内側に前記略円形をなす経路である輪郭経路を作成し、前記輪郭経路に沿って造形させる命令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３】
請求項２に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記生成ステップでは、
前記輪郭経路の内側に位置する一点を囲む複数の経路からなる内側経路を作成し、前記輪郭経路に沿って造形させた後に、直前に造形させた経路に隣接しない前記内側経路をなすいずれかの経路に沿って造形させる命令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４】
請求項１から３のいずれかに記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層が所定の方向への配向性を有する層である場合には、前記層に対し直線の端部に略円形を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記層の外周より内側に、前記所定の方向に沿って延びる線経路と前記線経路の端点に接する略円形をなす経路である端円経路とを作成し、前記線経路及び前記端円経路に沿って造形させる命令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５】
請求項１から４のいずれかに記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層が外周上に所定の条件に該当する部位を有している場合には、前記層に対し前記部位に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記部位に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成し、前記補助円経路に沿って造形させる命令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】
請求項５に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層が外周上に角を有した形状である場合には、前記層に対し前記角に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記角に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成し、前記補助円経路に沿って造形させる命令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７】
前記略円形が螺旋形状であることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の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】
立体造形装置により立体物を造形する技術には、用いられる材料の特性等に応じた様々な造形方式が存在する。世界最大規模の標準化団体である米国試験材料協会（ＡＳＴＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）によれば、造形方式は、シート積層法、液槽光重合法、材料押出法、結合剤噴射法、材料噴射法、粉末床溶融結合法、指向性エネルギー堆積法の７つに分類されている。このうち、材料押出法は、ＦＤＭ方式（熱溶解積層法）と称されることからも分かるように、熱可塑性の材料をノズルから押し出して積層させる造形方式であるが、構造がシンプルである上に材料や機械部品が安価であるため、一般消費者向けの装置も含めて広く普及している。
【０００３】
ＦＤＭ方式において用いられる熱可塑性の材料は、温められて溶解した状態で押し出され、押し出された後は冷えて固まっていく。このようにして最終段階まで積層された熱可塑性の材料が完全に固まれば、立体物が完成する。このとき、押し出された直後の流動性のある状態から固まるまでの間に熱可塑性材料の密度が変化して積層された材料が熱収縮することにより、造形された立体物、とりわけその底部や底外周部に、反りや変形が生じ易い。この現象は、材料としてＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の結晶性の樹脂を用いた場合に特に顕著に現れる。
【０００４】
このような問題に対し、立体造形装置の構造面から対応した発明が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この発明においては、模型を加熱されたチャンバー内で製作しつつ、押出しヘッドと基部の動きを制御するモータ、軸受、ガイド棒等の動き制御部品はチャンバーから断熱されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５０２１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の先行技術によれば、適切に加熱されたチャンバー内で模型が製作されることにより、模型を形成している間に材料から応力を焼き鈍す（応力を徐々に解放する）ことができるため、仕上がった模型に反りや変形が発生するのを回避することができると考えられる。また、動き制御部品がチャンバーから断熱されていることにより、動き制御部品の温度限界を考慮することなくチャンバーの温度を加熱することができるため、高温処理が必要となる材料を用いた製作が可能になるとともに、動き制御部品の寿命を長期化させることができると考えられる。
【０００７】
しかしながら、チャンバーの温度を管理可能な構造にしようとすると、適温を維持する上で必要となる空間の確保が必須となり、その分だけ立体造形装置が大型化してしまう。そのため、空間上の制約によりこのような立体造形装置を採用できないケースも考えられる。また、反りや変形の問題に対し、上記の先行技術のように立体構造装置の構造面から対応しようとすると、立体造形装置そのものを置き換えなければなくなるため、これまで使用していた立体造形装置が無駄になってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、プログラムの側面から造形時の反りの発生を抑制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】
【０００９】
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。
【００１０】
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立体を構成する各層の特性を分析する分析ステップと、分析ステップにてなされた分析結果に基づいて、各層を造形する上で略円形を取り入れた所定のパターンを適用するか否かを決定する決定ステップと、決定ステップにてなされた決定に応じて、各層を造形するための経路及び順序を立体造形装置に対し指示する命令データを生成する生成ステップとを実行させる。
【００１１】
各層を造形する上で適用されうる所定のパターンとは、反りの発生を抑制する効果が得られることが試行錯誤の末に確認されている略円形を取り入れて線を描くパターンである。所定のパターンを適用することで反りの発生を効果的に抑制できるか否かは、層の形状や位置等に依存している。
【００１２】
この態様の立体造形用データ生成プログラムによれば、造形される立体を構成する各層の形状に基づいて所定のパターンを適用するか否かを決定し、その決定に応じて生成されたパス（経路及び順序）に沿って立体造形装置に造形させることができるため、立体物の造形時における反りの発生を抑制することが可能となる。また、プログラムの側面から反りの発生を抑制することができるため、立体造形装置やその部品等を置き換える必要がなく、従来利用していた立体造形装置をそのまま活用することができる。
【００１３】
好ましくは、決定ステップでは、分析ステップにて分析された層がその面積に対し所定の割合を占める大きさの略円形を包含可能な形状である場合には、その層に対しその略円形に基づいて線を描くパターンを適用することを決定し、生成ステップでは、層の外周より内側に略円形をなす経路である輪郭経路を作成し、輪郭経路に沿って造形させる命令データを生成する。
【００１４】
より好ましくは、生成ステップでは、輪郭経路の内側に位置する一点を囲む複数の経路からなる内側経路を作成し、輪郭経路に沿って造形させた後に、直前に造形させた経路に隣接しない内側経路をなすいずれかの経路に沿って造形させる命令データを生成する。
【００１５】
層の形状が、（ａ）その面積に対し所定の割合（例えばその大半）を占める大きさの略円形（例えば真円、楕円、円に近い多角形等）を配置することができる形状である場合には、その略円形及びこの内側に位置する一点（例えば、略円形の中心点）を囲む複数の形状（例えば、略円形と同心の複数の相似形）を描くことで略円形を塗り潰して層を造形することにより、立体物の造形時における反りの発生を抑制する効果が得られることが確認されている。
【００１６】
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、層の形状が上記（ａ）のような形状である場合には、略円形及びその内側に位置する一点を囲む複数の形状を描いて略円形を塗り潰すパスを生成し、このパスに沿って造形するよう立体造形装置に対し指示することができるため、立体物の造形時における反りの発生をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
好ましくは、決定ステップでは、分析ステップにて分析された層が所定の方向への配向性を有する層である場合には、その層に対し直線の端部に略円形を描くパターンを適用することを決定し、生成ステップでは、層の外周より内側に、所定の方向に沿って延びる線経路と線経路の端点に接する略円形をなす経路である端円経路とを作成し、線経路及び端円経路に沿って造形させる命令データを生成する。
【００１８】
層が、（ｂ）所定の方向への配向性（例えば、引張強度）を持たせる部位をなす場合には、層の外周より内側に、所定の方向に沿って延びる直線と、その直線の端点に接する略円形を描いて層を造形することにより、立体物の造形時における反りの発生を抑制する効果が得られることが確認されている。
【００１９】
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、層が上記（ｂ）のような部位である場合には、層の外周より内側に中間部を長手方向に延びる直線及びその端点に接する略円形を描くパスを生成し、このパスに沿って造形するよう立体造形装置に対し指示することができるため、立体物の造形時における反りの発生をより効果的に抑制することができる。
【００２０】
好ましくは、決定ステップでは、分析ステップにて分析された層が外周上に所定の条件に該当する部位を有している場合には、その層に対しその部位に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、生成ステップでは、その部位に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成し、補助円経路に沿って造形させる命令データを生成する。
【００２１】
より好ましくは、決定ステップでは、分析ステップにて分析された層が外周上に角を有した形状である場合には、層に対し角に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、生成ステップでは、角に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成し、補助円経路に沿って造形させる命令データを生成する。
【００２２】
層の形状が、（ｃ）外周上に所定の条件に該当する部位（例えば、角のように反り上がりの生じ易い部位）を有している場合には、層の造形時にその部位に接するか、又は重なる略円形の補助円（例えば、全ての角に接する１つの内接円、又は、各角に個別に接する複数の円）をブリムとして描くことにより、立体物の造形時における反りの発生を抑制する効果が得られることが確認されている。
【００２３】
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、層の形状が上記（ｃ）のような形状である場合には、その部位に接するか又は重なる略円形の補助円を描くパスを生成し、このパスに沿って造形するよう立体造形装置に対し指示することができるため、立体物の造形時における反りの発生をより効果的に抑制することができる。
【００２４】
さらに好ましくは、略円形を螺旋形状とするパターンを適用して経路を生成し、経路に沿って造形させる命令データを生成する。
【００２５】
上述した各態様においては、略円形として螺旋形状を描く場合にも、立体物の造形時における反りの発生を抑制する効果が得られることが確認されている。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、略円形として螺旋形状を描くパスを生成し、このパスに沿って造形するよう立体造形装置に対し指示することができるため、立体物の造形時における反りの発生を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、プログラムの側面から造形時の反りの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】円形の第１パターンを適用した場合の対象層の形成手順例を示す図である。
【図８】円形の第１パターンのその他の適用例を示す図である。
【図９】円形の第２パターンを適用した場合の塗り潰し手順例を示す図である。
【図１０】円形の第２パターンの適用例を示す図である。
【図１１】円形の第３パターンを適用した場合の対象層の形成手順例を示す図である。
【図１２】円形の第３パターンの適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、溶解した（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。
【００４１】
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や吐出圧を指示する命令等）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。
【００４２】
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、断面分析部１４０、円形最適化部１５０、パス決定部１６０及び生成データ出力部１７０を有している。
【００４３】
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。
【００４４】
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、吐出する線の幅（太さ）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。
【００４５】
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。
【００４６】
断面分析部１４０は、立体切断部１３０により切断された各断面、すなわち分割された各層について、その形状や各種設定部１２０に設定された性質等の特性を分析する。例えば、立体形状部１１０に入力されたポリゴンデータに強度を示す情報が含まれている場合がある。或いは、配向性を有する材料が用いられる場合や、造形対象とする立体物において所定の方向への配向性が要求される場合には、その旨が各種設定部１２０が提供する設定画面を介して利用者により予め設定される。このような場合、断面分析部１４０は、これらの内容を踏まえた上で、その層に持たせる配向性を考慮した分析を行う。
【００４７】
円形最適化部１５０は、断面分析部１４０により分析された結果及び各層の高さ方向における位置等に基づいて、各層を形成する（塗り潰す）に当たり円形パターンを適用するか否かを決定する。ここで、円形パターンとは、円形を取り入れて線を描く所定の態様のことを指し、発明者が試行錯誤を重ねた末に、反りの発生を抑制する効果が得られることを確認したものである。本実施形態においては、３つの円形パターンが適用可能に構成されている。３つの円形パターンとは、具体的には、大きさの異なる同心円を描いて円形を塗り潰す態様（第１パターン）、線の端部に円形を描く態様（第２パターン）、外周に接続する円形のブリムを描く態様（第３パターン）である。これらの円形パターンを、各層に合わせて最適化した状態で適用することにより、造形される立体物における反りの発生を抑制することが可能となる。なお、各円形パターンの具体的な内容については、別の図面を参照しながら詳しく後述する。
【００４８】
パス決定部１６０は、円形最適化部１５０により最適化された円形パターンを踏まえて、各層を形成するための材料を吐出する経路及び順序（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
ステップＳ２２０：ＣＰＵ１１は、断面分析部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。
【００５５】
ステップＳ２３０：ＣＰＵ１１は、断面分析部１４０、円形最適化部１５０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、その層の特性（形状や性質）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。
【００５６】
ステップＳ２４０：ＣＰＵ１１は、断面分析部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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
ステップＳ３００：ＣＰＵ１１は、断面分析部１４０に断面を分析させる。より具体的には、断面分析部１４０は、対象層の特性（形状や性質）を分析する。
【００６１】
ステップＳ３１０：ＣＰＵ１１は、円形最適化部１５０に各円形パターンを検討させる。より具体的には、円形最適化部１５０は、前ステップＳ３００で分析された対象層の特性及び対象層の高さ方向における位置等を踏まえ、３つの円形パターンを適用することにより立体物の造形時における反りの発生を効果的に抑制することができるかを検討する。
【００６２】
ステップＳ３２０：ＣＰＵ１１は、円形最適化部１５０に円形パターンの適用態様を決定させる。より具体的には、円形最適化部１５０は、前ステップＳ３１０での検討結果に基づいて、対象層を形成するに当たりどの円形パターンをどのように適用するかを決定する。なお、円形パターンはいずれか１つが単独で適用されるとは限らない。対象層の形状によっては、複数の円形パターンを組み合わせて適用される場合もあれば、いずれの円形パターンも適用されない場合もある。
【００６３】
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Ｓ３２０で決定された円形パターンの適用態様を踏まえて、対象層を形成するための経路（吐出ノズルが移動する経路）を決定する。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
〔円形の第１パターン〕
図７は、円形の第１パターンを適用した場合の対象層の形成手順例を示す図である。対象層は材料を吐出して塗り潰すことにより形成されるが、塗り潰す面積の大半を占める領域に円形を配置することができる場合には、円形の第１パターンを適用して対象層を形成することにより、造形時の反りを抑制する効果が得られることを確認している。円形の第１パターンは、配置した円形を大きさの異なる同心円を描いて塗り潰す態様である。ここでは例として、対象層の形状が正方形である場合の形成手順を説明する。
【００６８】
なお、以降の図においては、未だ塗り潰されていない領域を白色で示し、既に塗り潰された領域を薄い灰色で示し、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すこととする。以下、手順例に沿って説明する。
【００６９】
図７中（Ａ）：対象層Ｓ１の縁部よりも内側に、面積の大半を占める仮想円Ｏを配置し、仮想円Ｏに基づいて、その内側を塗り潰すための複数の同心円を描くパス（経路及び順序）を決定する。
【００７０】
図７中（Ｂ）：決定されたパスに従って、仮想円Ｏの塗り潰しが開始される。先ず、仮想円Ｏの最外周の線Ｌ１を描く。
【００７１】
図７中（Ｃ）：次に、直前に描いた線Ｌ１に隣接しない位置（外側から数えて５番目）の経路に沿って線Ｌ５を描く。隣接する線を直後に描くと反りが生じ易いが、時間を空けてから隣接した線を描けば反りが生じ難いことが確認されている。そこで、直前に描いた線Ｌ１に隣接しない線Ｌ５を次に描くことにより、線Ｌ１が冷えて十分に収縮するための時間を確保している。
【００７２】
図７中（Ｄ）：次に、直前に描いた線Ｌ５に隣接しない位置（外側から数えて３番目）の経路に沿って線Ｌ３を描く。直前に描いた線Ｌ５に隣接しない線Ｌ３を次に描くことにより、線Ｌ５が冷えて十分に収縮するための時間を確保している。
【００７３】
図７中（Ｅ）：次に、直前に描いた線Ｌ３に隣接しない位置（外側から数えて６番目）の経路に沿って線Ｌ６を描く。直前に描いた線Ｌ３に隣接しない線Ｌ６を次に描くことにより、線Ｌ３が冷えて十分に収縮するための時間を確保している。
【００７４】
図７中（Ｆ）：次に、直前に描いた線Ｌ６に隣接しない位置（外側から数えて２番目と４番目）の経路に沿って線Ｌ２，Ｌ４を１本ずつ順番に描く。線Ｌ２，Ｌ４は、どちらを先に描いてもよい。直前に描いた線Ｌ６に隣接しない線Ｌ２，Ｌ４を次に描くことにより、線Ｌ６が冷えて十分に収縮するための時間を確保している。
【００７５】
図７中（Ｇ）：最後に、残りの領域を線を描いて塗り潰す。残りの領域を塗り潰すためのパスは図示していないが、大半の面積を円形で塗り潰しておけば、その他の領域はどのような態様で塗り潰しても大きな反りは生じないことが確認されている。したがって、残りの領域については、その形状に応じて描きやすいパスを決定すればよい。残りの領域を完全には塗り潰さない（１００％充填としない）場合には、その充填率に応じて適当な隙間を残したパスを決定すればよい。
以上の手順を終えると、対象層Ｓ１が形成される。
【００７６】
なお、ここでは、線Ｌ１〜Ｌ６を同一の幅で描いているが、線幅は一定でなくてもよい。また、描いた線が冷えて十分に収縮するまでの時間を利用して、直前に描いた線に隣接しない位置の線を描いているが、線を描いた後に何もしない待機時間を設け、その線を十分に収縮させてから隣接する線を描いてもよい。さらに、このパターンを適用する複数の層において線を描く順番を統一させる必要はなく、層によって異ならせてもよい。また、複数の同心円を１層目では中央部に描き、２層目では線１本の幅だけ右にずらした位置に描くという具合に、層によって各線を描く位置を異ならせてもよい。
【００７７】
最外周の線Ｌ１の内側は、複数の同心円に代えて螺旋状の線を描いて塗り潰してもよい。複数の同心円を描く場合に作成される経路は閉じているのに対し、螺旋状の線を描く場合に作成される経路は閉じてはいないが、経路に沿って描かれる線は幅を有しているため、螺旋状の線で描かれた領域は閉じた状態となる。また、線Ｌ１の内側を１００％充填とする必要が無ければ、線Ｌ１の外側（残りの領域）を１００％充填としない場合と同様に、線Ｌ１の内側についても適当な隙間を残して線を描いてもよい。例えば、線Ｌ１で円を描いた後に、この円に内接する矩形を描き、次にこの矩形に内接する円を描くといった具合に、内接する円形と矩形を交互に描くことにより線Ｌ１の内側を埋めていくことも可能である。
【００７８】
対象層に配置する仮想円の形状は、必ずしも真円でなくてよい。例えば、楕円や扁平楕円でもよく、また真円が両側から挟まれて多少潰れたような形状や、ある程度の数の角を有した多角形（例えば、八角形等）でもよい。
【００７９】
また、ここでは対象層の形状が正方形の場合を例に挙げて説明したが、この他にも例えば、縦横比が極端に大きくない矩形である場合、円形に近い形状である場合、矩形でも円形でもなく周囲が入り組んでいるが大半の面積に円形を配置することが可能である場合においても、円形の第１パターンを適用して対象層を形成することにより、同様の効果を得ることができる。
【００８０】
図８は、円形の第１パターンのその他の適用例を示す図である。対象層の形状によっては、大きな１つの仮想円を配置すると、その他の領域が大きく残ってしまう場合が有り得る。このような場合には、以下に示す適用例が有効となる。
【００８１】
図８中（Ａ）：対象層の縁部よりも内側に、同一形状をなす４つの仮想円を配置した例である。大きく１つだけ配置する場合の仮想円より小さな複数の仮想円を配置して、上述したような手順により各仮想円を塗りつぶすことにより、反りの発生を抑制することができる。
【００８２】
図８中（Ｂ）：対象層の縁部よりも内側に、大きな１つの仮想扁平楕円を配置した例である。仮想扁平楕円の上下の一部は直線であるが、その他の形状は円弧状であるため、この場合にも、上述したような手順により仮想扁平楕円を大きさの異なる相似形の線で塗り潰すことにより、反りの発生を抑制することができる。
【００８３】
図８中（Ｃ）：対象層の縁部よりも内側に、形状の異なる複数の仮想円（１つの真円と４つの楕円）を配置した例である。このように、配置される仮想円の形状は、同一である必要はなく、対象層の形状に合わせて好適な仮想円を配置することが可能である。
【００８４】
〔円形の第２パターン〕
図９は、円形の第２パターンを適用した場合の塗り潰し手順例を示す図である。例えば、引張試験に用いられるダンベル形状の試験片のように、中間部が細く絞られてなる形状の場合や、造形される立体物に配向性を持たせる場合、或いは配向性材料(例えば、繊維が含まれる材料)が用いられる場合には、円形の第２パターンを適用して対象層を形成することにより、特定の方向への強度を持たせる等の性質を生かしつつ、造形時の反りを抑制する効果が得られることを確認している。円形の第２パターンは、線の端部に円形を描く態様である。以下、手順例に沿って説明する。
【００８５】
図９中（Ａ）：線Ｌ１は、直線の両端に円を有した形状をなしている。この線Ｌ１を描くために、先ず直線の一端に接する位置を始点として開始円Ｌ１ａを描き始める。
【００８６】
図９中（Ｂ）：描き始めた位置まで達し、開始円Ｌ１ａを描き終える。
【００８７】
図９中（Ｃ）：開始円Ｌ１ａに続いて、直線Ｌ１ｂを描く。
【００８８】
図９中（Ｄ）：直線Ｌ１ｂを描き終えた位置を始点として終了円Ｌ１ｃを描く。終了円Ｌ１ｃを描き終えると線Ｌ１は完成するが、対象層の縁部と直線Ｌ１ｂとの間にある程度の領域（幅）がある場合には、これに続いて線を描いて領域を塗り潰しておいた方が効率がよい。
【００８９】
図９中（Ｅ）：対象層の縁部と直線Ｌ１ｂとの間にある程度の領域がある場合には、終了円Ｌ１ｃを描き終えた位置を始点として、直線Ｌ１ｂに沿って直線を描く。
【００９０】
図９中（Ｆ）：描いた直線が開始円Ｌ１ａに達したら折り返して、直前に描いた直線に沿って直線を描く。この直線が終了円Ｌ１ｃに達したら再度折り返して、直前に描いた直線に沿って直線を描く。このようにして、対象層の縁部と直線Ｌ１ｂとの間の領域を塗り潰す。なお、ここまでの線は全て、一筆書きにより描かれている。一筆書きすることにより、材料を吐出するノズルの移動を最小限に減らして、効率よく線を描く（領域を塗り潰す）ことができる。
【００９１】
図９中（Ｇ）：直線Ｌ１ｂの下側で終了円Ｌ１ｃに接する位置を始点として、直線Ｌ１ｂに沿って直線を描き、図９中（Ｆ）の場合と同様に折り返して直線を描く処理を繰り返すことにより、領域を塗り潰す。
【００９２】
図９中（Ｈ）：開始円Ｌ１ａ及び終了円Ｌ１ｃの内側を大きさの異なる同心円を描いて塗り潰す。
【００９３】
なお、ここでは線Ｌ１を上述した（Ａ）〜（Ｄ）の順序で描く場合の例を説明したが、最初に直線Ｌ１ｂを描き、その後で直線Ｌ１ｂの両端に接する円Ｌ１ａ，Ｌ１ｃを描いてもよい。開始円Ｌ１ａ及び終了円Ｌ１ｃの内側は、螺旋状の線を描いて塗り潰してもよい。また、ここでは直線の両端に円を描く場合の例を説明したが、円は直線の一方の端部のみに描いてもよい。さらに、このパターンを適用する複数の層において線を描く順番を統一させる必要はなく、層によって異ならせてもよい。
【００９４】
図１０は、円形の第２パターンの適用例を示す図である。
【００９５】
図１０中（Ａ）：対象層が中間部が細く絞られた形状をなしている場合は、円形の第２パターンの適用に適している。この場合、対象層Ｓ１の縁部（外周）をなす線と線Ｌ１を先に描き、その後で残りの領域を塗り潰すことにより、造形時の反りを抑制することができる。
【００９６】
図１０中（Ｂ）：配向性を持たせた立体物を造形する場合も、円形の第２パターンの適用に適している。例えば、円形の第２パターンを適用した線Ｌ１〜Ｌ３をそれぞれ図示したように左右方向に描くことにより、造形時の反りを抑制することができるとともに、左右方向の引張強度（引張強さ）を高めることが可能となる。
【００９７】
〔円形の第３パターン〕
図１１は、円形の第３パターンを適用した場合の対象層の形成手順例を示す図である。例えば、造形される立体物が底部の外周に角を有した形状である場合、この角の部分が反り上がり易いが、底部を構成する各層を形成するに当たって円形の第３パターンを適用することにより、造形時の反りを抑制する効果が得られることを確認している。円形の第３パターンは、対象層の外周のうち反りが生じると予測される部位に接続する円形のブリムを描く態様である。ここでは、対象層の形状が正方形である場合を例に挙げる。以下、手順例に沿って説明する。
【００９８】
図１１中（Ａ）：対象層Ｓ１は、４つの角を有している。この場合、例えば、４つの頂点に接する外接円をなすブリムＢ１を描く。先ず、いずれの頂点にも接しない位置を始点として、ブリムＢ１を描き始める。
【００９９】
図１１中（Ｂ）：４つの頂点に接する外接円をなすブリムＢ１を描き終える。
【０１００】
図１１中（Ｃ）：続いて、対象層Ｓ１の縁部（外周）をなす線を描く。
【０１０１】
図１１中（Ｄ）：最後に、対象層Ｓ１の残りの領域を線を描いて塗り潰す。残りの領域については、形状に応じて描きやすいパスを決定し、決定されたパスに従って塗り潰せばよい。
【０１０２】
個々のブリムＢ１は、底部を構成する複数の層に描いてもよいし、最下層のみに描いてもよい。このようにして底部を構成する各層を形成し、さらに上位の層を形成して、立体物の造形が終了した後で、ブリムを除去すれば、立体物が完成する。この態様により対象層を形成した場合、対象層の縁部とブリムとは頂点のみで接続しているため、ブリムの除去を容易に行うことができる。
【０１０３】
なお、ここではブリムＢ１を描く際の始点をいずれの頂点にも接しない位置としたが、その他の位置を始点としてもよい。また、ここではブリムＢ１を描いた後に対象層Ｓ１の縁部を描く場合の例を説明したが、順序を逆にして、対象層Ｓ１の縁部→ブリムＢ１→対象層Ｓ１の残りの領域、の順に線を描いてもよい。また、対象層Ｓ１の縁部をなす線を描く際には、その外周の線のみを描いてもよく、外周を含めた複数の線（例えば、２〜３周の線）を描いてもよい。
【０１０４】
図１２は、円形の第３パターンの適用例を示す図である。
【０１０５】
図１２中（Ａ）：対象層Ｓ１の大きさが所定の範囲内（例えば、正方形であれば数ｃｍ四方程度の大きさ）である場合には、対象層Ｓ１の形状をなす頂点に接する外接円となるブリムＢ１を描くことにより、造形時の反りを効果的に抑制することができる。
【０１０６】
図１２中（Ｂ）：対象層Ｓ１が多くの角（頂点）を有する形状（例えば、ギアのような形状）である場合にも、これらの頂点に接する外接円となるブリムＢ１を描くことにより、造形時の反りを効果的に抑制することができる。
【０１０７】
図１２中（Ｃ）：対象層Ｓ１の大きさが所定の範囲を超える場合には、対象層Ｓ１の形状をなす各頂点に対し個別に接する円形のブリムＢ１〜Ｂ４を描くことにより、造形時の反りを抑制することができる。このとき、個々のブリムＢ１〜Ｂ４を、頂点に接しない位置を始点として描くことにより、造形時の反りをさらに効果的に抑制することができる。
【０１０８】
図１２中（Ｄ）：また、対象層Ｓ１の大きさが所定の範囲を超える場合には、上記（Ｃ）の変形例として、対象層Ｓ１が有する角に重なる円形のブリムＢ１〜Ｂ４を描くことにより、ブリムを対象層Ｓ１の縁部により良好に接続させて、造形時の反りをさらに効果的に抑制することができる。但しこの場合、ブリムがより良好に対象層Ｓ１の縁部に接続している分だけ、各頂点に接するブリムの場合と比べてその除去に多少の手間を要することとなる。
【０１０９】
なお、図１２中（Ｄ）の例では、対象層Ｓ１の縁部（閉じた矩形）を描いた後に、各角に重なる位置にブリムＢ１〜Ｂ４（閉じていない円形）を描いているが、これとは逆の順番で、ブリムＢ１〜Ｂ４（閉じた円形）を描いた後に、対象層Ｓ１の縁部を描いてもよい。いずれの順番で描くとしても、両者が重なる部位（ブリムＢ１〜Ｂ４の経路と対象層Ｓ１の縁部をなす経路が交差する位置の線）は各層で一度だけ描かれる。また、複数の層において線を描く順番を統一させる必要はなく、層によって異ならせてもよい。
【０１１０】
〔実施形態の優位性〕
以上に説明したように、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においては、試行錯誤の末に反りの発生を抑制する効果を得られることが確認されている下記の３つの円形パターンを、造形対象の立体物を構成する各層を形成する際に適用することが可能である。
【０１１１】
（１）第１パターン：大きさの異なる同心円を描いて円形を塗り潰す態様
（２）第２パターン：線の端部に円形を描く態様
（３）第３パターン：対象層の外周に接続する円形のブリムを描く態様
これらの円形パターンは、いずれかを単独で適用することもでき、複数の円形パターンを組み合わせて適用することもできる。
【０１１２】
したがって、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の形状を踏まえ各層を形成する上で最適な円形パターンを適用してパスを決定し、立体造形用データを生成することができるため、立体物の造形時に発生し得る反りを効果的に抑制することができ、立体物の造形精度を高めることが可能となる。
【０１１３】
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。
【０１１４】
造形時に発生する反りの度合いは、円形を描く線の幅（太さ）や高さ（重ねる層の数）によって変化する。そのため、状況に応じて線の幅や高さを適宜調整することにより、反りを一段と効果的に抑制することが可能となる。
【０１１５】
上述した実施形態においては、各パターンを適用する場合における１つの層（対象層Ｓ１）の形成手順として線を描く順序を例示しているが、各パターンを適用する複数の層において線を同じ順序で描く（描線順序を統一させる）必要はなく、層によって異ならせてもよい。
【０１１６】
上述した実施形態は、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造形方法により結晶性樹脂を用いて立体物を造形する場合においても、３つの円形パターンを各層の形成時に適用することにより反りの発生を好適に抑制することが可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
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
１００    立体造形用データ生成プログラム
【図１】
2019072943.tif 000003
【図２】
2019072943.tif 000004
【図３】
2019072943.tif 000005
【図４】
2019072943.tif 000006
【図５】
2019072943.tif 000007
【図６】
2019072943.tif 000008
【図７】
2019072943.tif 000009
【図８】
2019072943.tif 000010
【図９】
2019072943.tif 000011
【図１０】
2019072943.tif 000012
【図１１】
2019072943.tif 000013
【図１２】
2019072943.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月2日(2018.10.2)
【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前記立体を構成する各層の特性を分析する分析ステップと、
前記各層を造形する上で略円形を取り入れた所定のパターンを適用するか否かを、前記分析ステップにてなされた分析結果に基づいて前記各層がその外形に略円弧を含むか否かとは無関係に決定する決定ステップと、
前記決定ステップにてなされた決定に応じて、前記各層を造形するための経路及び順序を前記立体造形装置に対し指示する命令データを生成する生成ステップと
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、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層がその面積に対し所定の割合を占める大きさの略円形を包含可能な形状である場合には、前記層に対し前記略円形に基づいて線を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記層の外周より内側に前記略円形をなす経路である輪郭経路を作成し、前記輪郭経路に沿って造形させる命令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３】
請求項２に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記生成ステップでは、
前記輪郭経路の内側に位置する一点を囲む複数の経路からなる内側経路を作成し、前記輪郭経路に沿って造形させた後に、直前に造形させた経路に隣接しない前記内側経路をなすいずれかの経路に沿って造形させる命令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４】
請求項１から３のいずれかに記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層が所定の方向への配向性を有する層である場合には、前記層に対し直線の端部に略円形を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記層の外周より内側に、前記所定の方向に沿って延びる線経路と前記線経路の端点に接する略円形をなす経路である端円経路とを作成し、前記線経路及び前記端円経路に沿って造形させる命令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５】
請求項１から４のいずれかに記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層が外周上に所定の条件に該当する部位を有している場合には、前記層に対し前記部位に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記部位に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成し、前記補助円経路に沿って造形させる命令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】
請求項５に記載の立体造形用データ生成プログラムにおいて、
前記決定ステップでは、
前記分析ステップにて分析された層が外周上に角を有した形状である場合には、前記層に対し前記角に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、
前記生成ステップでは、
前記角に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成し、前記補助円経路に沿って造形させる命令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７】
前記略円形が渦巻形状であることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の立体造形用データ生成プログラム。
【請求項８】
造形される立体を複数の層に分割した場合に前記立体を構成する各層の特性を分析する分析工程と、
前記各層を造形する上で略円形を取り入れた所定のパターンを適用するか否かを、前記分析工程にてなされた分析結果に基づいて前記各層がその外形に略円弧を含むか否かとは無関係に決定する決定工程と、
前記決定工程にてなされた決定に応じて、前記各層を造形するための経路及び順序を作成する作成工程と、
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、前記作成工程にて作成された前記経路及び順序に沿って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９】
請求項８に記載の立体造形物の製造方法において、
前記決定工程では、
前記分析工程にて分析された層がその面積に対し所定の割合を占める大きさの略円形を包含可能な形状である場合には、前記層に対し前記略円形に基づいて線を描くパターンを適用することを決定し、
前記作成工程では、
前記層の外周より内側に前記略円形をなす経路である輪郭経路を作成するとともに、前記輪郭経路に沿って造形するための経路及び順序を作成することを特徴とする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、
前記作成工程では、
前記輪郭経路の内側に位置する一点を囲む複数の経路からなる内側経路を作成するとともに、前記輪郭経路に沿って造形した後に直前に造形した経路に隣接しない前記内側経路をなすいずれかの経路に沿って造形するための経路及び順序を作成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれかに記載の立体造形物の製造方法において、
前記決定工程では、
前記分析工程にて分析された層が所定の方向への配向性を有する層である場合には、前記層に対し直線の端部に略円形を描くパターンを適用することを決定し、
前記作成工程では、
前記層の外周より内側に、前記所定の方向に沿って延びる線経路と前記線経路の端点に接する略円形をなす経路である端円経路とを作成するとともに、前記線経路及び前記端円経路に沿って造形するための経路及び順序を作成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれかに記載の立体造形物の製造方法において、
前記決定工程では、
前記分析工程にて分析された層が外周上に所定の条件に該当する部位を有している場合には、前記層に対し前記部位に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、
前記作成工程では、
前記部位に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成するとともに、前記補助円経路に沿って造形するための経路及び順序を作成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の立体造形物の製造方法において、
前記決定工程では、
前記分析工程にて分析された層が外周上に角を有した形状である場合には、前記層に対し前記角に接する又は重なる略円形の補助円を描くパターンを適用することを決定し、
前記作成工程では、
前記角に接する又は重なる略円形をなす補助円経路を作成するとともに、前記補助円経路に沿って造形するための経路及び順序を作成することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項１４】
前記略円形が渦巻形状であることを特徴とする、請求項８から１３のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
さらに好ましくは、略円形を渦巻形状とするパターンを適用して経路を生成し、経路に沿って造形させる命令データを生成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上述した各態様においては、略円形として渦巻形状を描く場合にも、立体物の造形時における反りの発生を抑制する効果が得られることが確認されている。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、略円形として渦巻形状を描くパスを生成し、このパスに沿って造形するよう立体造形装置に対し指示することができるため、立体物の造形時における反りの発生を効果的に抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
最外周の線Ｌ１の内側は、複数の同心円に代えて渦巻状の線を描いて塗り潰してもよい。複数の同心円を描く場合に作成される経路は閉じているのに対し、渦巻状の線を描く場合に作成される経路は閉じてはいないが、経路に沿って描かれる線は幅を有しているため、渦巻状の線で描かれた領域は閉じた状態となる。また、線Ｌ１の内側を１００％充填とする必要が無ければ、線Ｌ１の外側（残りの領域）を１００％充填としない場合と同様に、線Ｌ１の内側についても適当な隙間を残して線を描いてもよい。例えば、線Ｌ１で円を描いた後に、この円に内接する矩形を描き、次にこの矩形に内接する円を描くといった具合に、内接する円形と矩形を交互に描くことにより線Ｌ１の内側を埋めていくことも可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
なお、ここでは線Ｌ１を上述した（Ａ）〜（Ｄ）の順序で描く場合の例を説明したが、最初に直線Ｌ１ｂを描き、その後で直線Ｌ１ｂの両端に接する円Ｌ１ａ，Ｌ１ｃを描いてもよい。開始円Ｌ１ａ及び終了円Ｌ１ｃの内側は、渦巻状の線を描いて塗り潰してもよい。また、ここでは直線の両端に円を描く場合の例を説明したが、円は直線の一方の端部のみに描いてもよい。さらに、このパターンを適用する複数の層において線を描く順番を統一させる必要はなく、層によって異ならせてもよい。