(57)【要約】【課題】オブジェクトの反りや変形を回避可能な分割プリント可能な３Ｄプリンタ及び分割プリント方法を提供する。【解決手段】３Ｄプリンタにおける分割プリント方法であって、プリント時に１のプリント層のスライスデータを取得するステップ、予め定められた分割テンプレートにしたがってスライスデータに対し論理的分割動作を実施することで、複数のプリント領域を生成するステップ、複数のプリント領域のプリント順を決定するよう、予め定められたプリントルールにしたがって各プリント領域をそれぞれマーキングするステップ、決定されたプリント順に基づき、３Ｄプリンタが各プリント領域にしたがってプリントを分割して実施するよう制御するステップ、及び３Ｄモデルの全プリント層のプリントが完了するまで、上記のステップを繰り返し実行するステップ、を含む。【選択図】図３
2019098735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリンタに適用されて、対応する３Ｄオブジェクトの実体３Ｄモデルをプリントする３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
ａ）前記３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータを取得するステップ、
ｂ）分割テンプレートにしたがって前記スライスデータに対し論理的分割動作を実施することで、複数のプリント領域を生成するステップ、
ｃ）各前記プリント領域のプリント順を決定するよう、プリントルールにしたがって各前記プリント領域をそれぞれマーキングするステップ、
ｄ）決定された前記プリント順に基づき、前記３Ｄプリンタが前記複数のプリント領域にしたがってプリント動作を分割して実施するよう制御するステップ、
ｅ）前記スライスデータにおける前記複数のプリント領域のプリントが全て完了すると、前記実体３Ｄモデルのプリントが完了したか否かを判断するステップ、及び、
ｆ）前記実体３Ｄモデルのプリントが完了するまで、ステップａ）〜ステップｄ）を繰り返し実行するステップ、を含むことを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項２】
請求項１記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
前記複数のプリント領域は、同一のサイズ及び形状を有することを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項３】
請求項２記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
前記複数のプリント領域は、正方形領域であることを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項４】
請求項２記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
前記複数のプリント領域は、三角形領域であることを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項５】
請求項２記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
前記複数のプリント領域は、六角形領域であることを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項６】
請求項１記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
ステップａ）の後に、更に、
ａ１）前記スライスデータの内容から、前記プリント層に対応するスライスオブジェクトの面積が閾値よりも大きいか否かを判断するステップ、
ａ２）前記スライスオブジェクトの面積が前記閾値を超えていないと判断された場合、前記３Ｄプリンタが前記スライスデータに基づいて前記スライスオブジェクトをそのままプリントするよう制御するステップ、及び
ａ３）前記スライスオブジェクトの面積が前記閾値よりも大きいと判断された場合、ステップｂ）を実行するステップ、を含むことを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項７】
請求項１記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
ステップｂ）の前に、前記スライスデータの内容に基づいて前記プリント層に対応するスライスオブジェクトのオブジェクト境界を確認するステップｂ０）を更に含み、
ステップｂ）では、前記スライスデータのうち前記オブジェクト境界内の部分に対して前記論理的分割動作を実施することを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項８】
請求項１記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
ステップｃ）は、更に、
ｃ１）任意の前記プリント領域を選択し、特定のプリント順としてマーキングするステップ、
ｃ２）前記特定のプリント順である１又は複数の前記プリント領域に最も近く且つ面接触の関係にはない前記プリント領域を選択し、前記特定のプリント順としてマーキングするステップ、
ｃ３）前記特定のプリント順のマーキングが完了するまで、ステップｃ２）を繰り返し実行するステップ、
ｃ４）前記特定のプリント順のマーキングが完了すると、前記複数のプリント領域全てについてマーキングが完了したか否かを判断するステップ、及び、
ｃ５）前記複数のプリント領域全てについてマーキングが完了するまで、ステップｃ１）〜ステップｃ３）を再び実行することで、次のプリント順とする複数の前記プリント領域を選択してマーキングするステップ、を含むことを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項９】
請求項１記載の３Ｄプリンタの分割プリント方法であって、
前記３Ｄプリンタは、デジタルライトプロセッシング式の３Ｄプリンタであることを特徴とする３Ｄプリンタの分割プリント方法。
【請求項１０】
分割プリント可能な３Ｄプリンタであって、
分割テンプレートが記録されたプロセッサ、
造形液が収容されるタンク、
前記タンクの上方に設けられるとともに前記プロセッサに電気的に接続されて、前記造形液内に浸されるよう、前記プロセッサにより制御されるプリントプラットフォーム、及び、
前記タンクの下方に設けられるとともに前記プロセッサに電気的に接続されて、前記プリントプラットフォームの底面に向けて照射するよう、前記プロセッサにより制御される照射ユニット、を含み、
前記プロセッサは、プリント時に３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータを取得するとともに、前記分割テンプレートにしたがって前記スライスデータに対し論理的分割動作を行うことで複数のプリント領域を生成し、続いて、各前記プリント領域のプリント順を決定するよう、プリントルールにしたがって各前記プリント領域をそれぞれマーキングし、
前記プリント層に対応するスライスオブジェクトをプリントすべく、前記照射ユニットが前記複数のプリント領域にしたがって分割照射するよう、前記プロセッサは決定された前記プリント順にしたがって制御することを特徴とする３Ｄプリンタ。
【請求項１１】
請求項１０記載の３Ｄプリンタであって、
前記複数のプリント領域は、同一のサイズ及び形状を有することを特徴とする３Ｄプリンタ。
【請求項１２】
請求項１１記載の３Ｄプリンタであって、
前記複数のプリント領域は、正方形領域、三角形領域又は六角形領域であることを特徴とする３Ｄプリンタ。
【請求項１３】
請求項１０記載の３Ｄプリンタであって、
同一のプリント順である複数の前記プリント領域の間には面接触関係が存在しないことを特徴とする３Ｄプリンタ。
【請求項１４】
請求項１０記載の３Ｄプリンタであって、
前記プロセッサは、前記スライスデータの内容から前記スライスオブジェクトの面積が前記閾値よりも大きいと判断した場合、前記スライスオブジェクトのオブジェクト境界を確認するとともに、前記スライスデータのうち前記オブジェクト境界内の部分に対し前記論理的分割動作を実施することを特徴とする３Ｄプリンタ。
【請求項１５】
請求項１０記載の３Ｄプリンタであって、
前記プロセッサは、各前記プリント領域における前記プリント順を決定すべく、
任意の前記プリント領域を選択し、特定のプリント順としてマーキングする動作１と、
前記特定のプリント順である１又は複数の前記プリント領域に最も近く且つ面接触の関係にはない前記プリント領域を選択し、前記特定のプリント順としてマーキングする動作２と、
前記特定のプリント順のマーキングが完了するまで、前記動作２を繰り返し実行する動作３と、
前記特定のプリント順のマーキングが完了すると、前記複数のプリント領域全てについてマーキングが完了したか否かを判断する動作４と、
前記複数のプリント領域全てについてマーキングが完了するまで、動作１〜動作３を再び実行することで、次のプリント順とする複数の前記プリント領域を選択してマーキングする動作５と、を順に実行することを特徴とする３Ｄプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３Ｄプリンタ及びプリント方法に関し、特に、分割プリント可能な３Ｄプリンタ、及び分割プリント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄプリントは、技術の成熟や小型化、価格低下に伴い、近年になって急速に普及し始めている。
【０００３】
通常、３Ｄプリンタは、プリントに先立ち、まずプロセッサによって３Ｄオブジェクトをスライス処理することで、複数のプリント層のスライスデータを生成する。３Ｄプリンタは、プリント動作時にこれらのスライスデータに基づき、各プリント層のスライスオブジェクトを順にプリントすることで、複数のスライスオブジェクトから実体的な３Ｄモデルを積層する。
【０００４】
このように、現在市販されている各種の３Ｄプリンタでは、プリント層ごとにプリントを実施する。すなわち、１つのプリント層全体のスライスオブジェクトが一度にプリントされる。しかし、スライスオブジェクトの面積が大きいと、プリント時に応力や収縮による引っ張り、あるいは温度の影響を受けて、プリントされたスライスオブジェクトに反りや変形が生じることがある。この場合、プリントされた３Ｄモデルの構造が不安定となり、プリントが失敗することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、オブジェクトの反りや変形を回避すべく、複数の小面積のプリント領域を分割プリントしてから、複数のプリント領域によってプリント層全体のオブジェクトを構成する分割プリント可能な３Ｄプリンタ及び分割プリント方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施例において、上記の分割プリント可能な３Ｄプリンタは、分割テンプレートが記録されたプロセッサ、造形液が収容されるタンク、前記タンクの上方に設けられるとともに前記プロセッサに電気的に接続されて、前記造形液内に浸されるよう、前記プロセッサにより制御されるプリントプラットフォーム、及び、前記タンクの下方に設けられるとともに前記プロセッサに電気的に接続されて、前記プリントプラットフォームの底面に向けて照射するよう、前記プロセッサにより制御される照射ユニット、を含み、前記プロセッサは、プリント時に３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータを取得するとともに、前記分割テンプレートにしたがって前記スライスデータに対し論理的分割動作を行うことで複数のプリント領域を生成し、続いて、各前記プリント領域のプリント順を決定するよう、プリントルールにしたがって各前記プリント領域をそれぞれマーキングし、前記プリント層に対応するスライスオブジェクトをプリントすべく、前記照射ユニットが前記複数のプリント領域にしたがって分割照射するよう、前記プロセッサは決定された前記プリント順にしたがって制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の一実施例において、上記の分割プリント方法は、３Ｄプリンタに適用されて、対応する３Ｄオブジェクトの実体３Ｄモデルをプリントし、ａ）前記３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータを取得するステップ、ｂ）分割テンプレートにしたがって前記スライスデータに対し論理的分割動作を実施することで、複数のプリント領域を生成するステップ、ｃ）各前記プリント領域のプリント順を決定するよう、プリントルールにしたがって各前記プリント領域をそれぞれマーキングするステップ、ｄ）決定された前記プリント順に基づき、前記３Ｄプリンタが前記複数のプリント領域にしたがってプリント動作を分割して実施するよう制御するステップ、ｅ）前記スライスデータにおける前記複数のプリント領域のプリントが全て完了すると、前記実体３Ｄモデルのプリントが完了したか否かを判断するステップ、及び、ｆ）前記実体３Ｄモデルのプリントが完了するまで、ステップａ）〜ステップｄ）を繰り返し実行するステップ、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来技術で達成可能な技術的効果と比較して、複数の小面積のプリント領域を分割プリントすることで大面積のスライスオブジェクトを構成する。そのため、大面積のスライスオブジェクトをそのままプリントする場合のように、応力や収縮による引っ張りあるいは温度の影響を受けて、プリントされたスライスオブジェクトに反りや変形が生じるとの事態を回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の３Ｄプリンタを示す図である。
【図２】図２は、本発明の３Ｄプリンタのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の分割プリントフローの第１実施例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の分割プリントフローの第２実施例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明における第１のプリント動作図の第１実施例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明における第２のプリント動作図の第１実施例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明における第３のプリント動作図の第１実施例を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明における第４のプリント動作図の第１実施例を示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本発明における第５のプリント動作図の第１実施例を示す図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、本発明における第６のプリント動作図の第１実施例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明における第１のプリント動作図の第２実施例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明における第２のプリント動作図の第２実施例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明における第３のプリント動作図の第２実施例を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明における第４のプリント動作図の第２実施例を示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、本発明における第５のプリント動作図の第２実施例を示す図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、本発明における第６のプリント動作図の第２実施例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明における第１のプリント動作図の第３実施例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明における第２のプリント動作図の第３実施例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明における第３のプリント動作図の第３実施例を示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明における第４のプリント動作図の第３実施例を示す図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本発明における第５のプリント動作図の第３実施例を示す図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、本発明における第６のプリント動作図の第３実施例を示す図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、本発明における第７のプリント動作図の第３実施例を示す図である。
【図８】図８は、本発明におけるプリント領域のマーキングフローの第１実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の好ましい実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本発明の３Ｄプリンタを示す図１を参照する。本発明では、本発明の分割プリント方法を実行するための分割プリント可能な３Ｄプリンタ（以下、３Ｄプリンタ１と略称）を開示する。なお、図１の実施例では、３Ｄプリンタ１としてデジタルライトプロセッシング式（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＤＬＰ）のものを例示するが、これに限らない。
【００１２】
その他の実施例において、本発明の分割プリント方法は、例えばレーザー光造形式（ｌａｓｅｒ−ｂａｓｅｄ  Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＳＬＡ）３Ｄプリンタ、粉末式（Ｐｏｗｄｅｒ−ｂｅｄ）３Ｄプリンタ、熱溶解積層式（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ：ＦＤＭ）３Ｄプリンタといった別の３Ｄプリンタに適用してもよく、特定のものに限定しない。ただし、説明の便宜上、以下ではデジタルライトプロセッシング式の３Ｄプリンタを例に本発明の各実施例について詳細に説明する。
【００１３】
図１の実施例において、３Ｄプリンタ１は、タンク１１、プリントプラットフォーム１２及び照射ユニット１３を主に備える。タンク１１には造形液２が収容される。一実施例において、造形液２としては、例えば合成樹脂や光照射により凝固可能な任意の液体が可能であるが、これらに限定されない。
【００１４】
ここで、本発明の３Ｄプリンタのブロック図である図２を参照する。図２の実施例に示すように、３Ｄプリンタ１は、更にプロセッサ１０を備えてもよい。プロセッサ１０は、プリントプラットフォーム１２及び照射ユニット１３に電気的に接続される。
【００１５】
具体的には、プリントプラットフォーム１２は、タンク１１の上方に設けられ、３Ｄプリンタ１によるプリント動作実行時に、３Ｄプリンタ１のＺ軸方向（図１の上下方向）に下方へ移動して造形液２に浸されるよう、プロセッサ１０により制御される。また、照射ユニット１３は、タンク１１の下方に設けられ、３Ｄプリンタ１によるプリント動作実行時に、プリントプラットフォーム１２の底面に向けて照射することで造形液２を部分的に硬化させ、所望の実体的オブジェクトを形成するよう、プロセッサ１０により制御される。
【００１６】
上記各構成要素の動作は、デジタルライトプロセッシング式３Ｄプリンタにおける通常の技術手段のため、ここでは詳述しない。
【００１７】
図２に示すように、プロセッサ１０には分割テンプレート１０１を予め記録可能である。本発明における具体的な一実施例では、３Ｄオブジェクトのプリント時に、まずプロセッサ１０が３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータを取得する。そして、分割テンプレート１０１にしたがってスライスデータに対し論理的分割動作を実施することで、複数のプリント領域（例えば、図５Ｃに示すプリント領域４）を生成する。なお、上記のプリント層及びスライスデータについては３Ｄプリント技術における常識のため、ここでは詳述しない。
【００１８】
本実施例では、プロセッサ１０が複数のプリント領域を生成した後、各プリント領域のプリント順を決定すべく、まず、予め定められたプリントルールにしたがって各プリント領域をそれぞれマーキングする。具体的には、複数のプリント領域が同一のプリント順としてマーキングされ、３Ｄプリンタ１によるプリント動作実行時に、同一のプリント順を有する複数のプリント領域が同時にプリントされる（例えば、１０のプリント領域が第１のプリント順としてマーキングされている場合、３Ｄプリンタ１は１回目のプリント時にこれら１０のプリント領域を同時にプリントする）。
【００１９】
続いて、３Ｄプリンタ１による実際のプリント動作実行時に、照射ユニット１３が各プリント順の複数のプリント領域にしたがって分割照射するよう、プロセッサ１０は予め決定されたプリント順にしたがって照射ユニット１３を制御する。これにより、当該プリント層に対応するスライスオブジェクトのプリント動作が複数回の照射動作によって完了される。
【００２０】
本発明の分割プリントフローの第１実施例を示す図３を参照する。図３は、本発明の分割プリント方法における各実行ステップを示しており、仮想３Ｄオブジェクトに対応する実体３Ｄモデルをプリントすべく、図１及び図２に示す３Ｄプリンタ１に適用可能である。ただし、本発明の分割プリント方法はこの種の３Ｄプリンタ１への適用に限定されない。
【００２１】
図３に示すように、３Ｄプリンタ１でプリント動作を実行しようとする場合、まず、プリントしたい３Ｄオブジェクト（図示しない）における１のプリント層（例えば第１層）のスライスデータをプロセッサ１０により取得する（ステップＳ１０）。続いて、予め記録されている分割テンプレート１０１にしたがってスライスデータに対し論理的分割動作を実施することで、複数のプリント領域を生成する（ステップＳ１２）。
【００２２】
一実施例において、プロセッサ１０には複数種類の形式の異なる分割テンプレート１０１を予め記録可能である。ステップＳ１２において、プロセッサ１０はスライスデータの内容にしたがって適切な分割テンプレート１０１を自動的に選択し、論理的分割動作を実施可能である。図２に示すように、３Ｄプリンタ１は、プロセッサ１０に電気的に接続されるマンマシンインターフェース１４を更に備えてもよい。他の実施例では、プロセッサ１０が使用者により選択された分割テンプレート１０１を用いて上記の論理的分割動作を実施するよう、使用者はマンマシンインターフェース１４を介して複数の分割テンプレート１０１から１つを選択可能である。
【００２３】
続いて、各プリント領域のプリント順を決定するよう、プロセッサ１０は予め定められたプリントルールにしたがって各プリント領域をそれぞれマーキングする（ステップＳ１４）。次に、プロセッサ１０は、決定されたプリント順（例えば、第１のプリント順）に基づいて対応する複数のプリント領域を取得し、取得した複数のプリント領域にしたがって３Ｄプリンタ１がプリント（ｓｕｂ−ｐｒｉｎｔｉｎｇ）するよう制御する（ステップＳ１６）。例えば、照射ユニット１３が、第１のプリント順としてマーキングされた複数のプリント領域にしたがって１回目の照射動作を実行するよう制御する。
【００２４】
ステップＳ１６の後、プロセッサ１０は現在のプリント層のプリントが完了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。現在のプリント層のプリントが完了していない（つまり、一部のプリント領域が未使用）場合、プロセッサ１０は、次のプリント順（例えば、第２のプリント順）に対応する複数のプリント領域を取得し、取得した複数のプリント領域にしたがって３Ｄプリンタ１がプリントするよう制御すべく、再びステップＳ１６を実行する。例えば、プロセッサ１０は、照射ユニット１３が第２のプリント順としてマーキングされた複数のプリント領域にしたがって２回目の照射動作を実行するよう制御する。
【００２５】
本実施例では、同一のプリント順を有する複数のプリント領域の間には面接触関係が存在しない（例えば、プリント順が同じ複数のプリント領域の間には点接触関係のみが存在するか、あるいは互いに非接触となっている）。本発明の分割プリント方法は、複数の小面積のプリント領域を分割プリントしてから、複数の小面積のプリント領域によって完全なスライスオブジェクトを構成するため、同時にプリントされる複数のプリント領域間の引っ張り力を最小化できる。そのため、大面積のスライスオブジェクトをそのままプリントする場合のように、応力や収縮による引っ張りあるいは温度の影響を受けて、プリントされたスライスオブジェクトに反りや変形が生じるとの事態を回避可能となる。
【００２６】
プロセッサ１０は、ステップＳ１８において現在のプリント層全てのプリントが完了した（つまり、プリント領域の全てが使用された）と判断すると、更に、前記３Ｄオブジェクトに対応する実体３Ｄモデルのプリントが完了したか否かを判断する（ステップＳ２０）。すなわち、３Ｄオブジェクトのプリント層全てのプリントが完了したか否かを判断する。
【００２７】
前記実体３Ｄモデルのプリントが完了していない場合、プロセッサ１０は再びステップＳ１０〜ステップＳ１８を実行して、３Ｄオブジェクトにおける次のプリント層の分割プリント作業を実行する。なお、上記の説明では３Ｄオブジェクトの第１層のみを例示して説明したが、図３のステップＳ１０〜ステップＳ１８は同一の３Ｄオブジェクトにおける全プリント層（例えば、１０００層のプリント層）に適用可能である。逆に、前記実体３Ｄモデルのプリントが完了すると、３Ｄプリンタ１は今回のプリント動作を終了可能となる。
【００２８】
本発明の分割プリントフローの第２実施例を示す図４を参照する。図４に示す第２実施例では、プロセッサ１０が、まずプリントしたい３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータを取得する（ステップＳ３０）。続いて、スライスデータの内容から、当該プリント層に対応するスライスオブジェクト（例えば、図５Ａに示すスライスオブジェクト３１）の面積が閾値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３２）。
【００２９】
本実施例では、前記スライスオブジェクトの面積が予め定められた閾値よりも大きいときにのみ、プロセッサ１０は当該スライスデータに対し上記の論理的分割動作を実施する。スライスオブジェクトの面積が閾値を超えていない場合、プロセッサ１０は当該プリント層のスライスデータに基づいて、当該プリント層に対応するスライスオブジェクトをそのままプリントする（ステップＳ３４）。
【００３０】
具体的に、研究者は３Ｄプリンタや造形材の種類ごとにテストを行い、プリント時に応力、引っ張り力あるいは温度等の影響を受けてオブジェクトが変形し得るサイズ限界を見出し、そのサイズ限界を上記の閾値として設定すればよい。スライスオブジェクトの面積が閾値よりも小さければ、３Ｄプリンタ１がスライスデータに基づいてスライスオブジェクト全体を一度でプリントしたとしても、スライスオブジェクトに反りや変形が生じることはない。
【００３１】
逆に、スライスオブジェクトの面積が閾値よりも大きい場合、３Ｄプリンタ１がスライスデータに基づいてスライスオブジェクト全体を一度でプリントすると、スライスオブジェクトには反りや変形が生じる恐れがある。こうした問題を解決すべく、３Ｄプリンタ１では、本発明の分割プリント方法を用いてスライスオブジェクトのプリント動作が実行される。
【００３２】
プロセッサ１０は、ステップＳ３２においてスライスオブジェクトの面積が閾値よりも大きいと判断した場合、更に、スライスデータの内容に基づいてスライスオブジェクトのオブジェクト境界（例えば、図５Ｂに示すオブジェクト境界３０）を特定する（ステップＳ３６）。本実施例において、プロセッサ１０は、スライスデータのうちオブジェクト境界内の部分に対してのみ論理的分割動作を実施し、複数のプリント領域を生成する（ステップＳ３８）。具体的に、スライスデータのうち前記オブジェクト境界外の部分にはスライスオブジェクトに関するデータは存在しないため、必ずしもこれらの部分を処理しなくてもよい。
【００３３】
一般的に、１のプリント層のスライスデータのサイズは、プリントプラットフォーム１２全体のサイズに対応している。図３の実施例の場合、プロセッサ１０はスライスデータ全体に対して上記の論理的分割動作を実施するため、処理時間が長時間にわたるほか、高い動作負荷に耐えねばならない。これに対し、図４の実施例では、プロセッサ１０はスライスデータのうちオブジェクト境界内の部分に対してのみ論理的分割動作を実施するため、効果的にプロセッサ１０の処理効率が向上し、処理時間を短縮可能となるほか、プロセッサ１０の動作負荷が効果的に軽減される。
【００３４】
ステップＳ３８の後、各プリント領域のプリント順を決定するよう、プロセッサ１０は上記のプリントルールにしたがって各プリント領域をそれぞれマーキングする（ステップＳ４０）。続いて、プロセッサ１０は、決定されたプリント順に基づいて対応する複数のプリント領域を取得し、取得した複数のプリント領域にしたがって３Ｄプリンタ１がプリントするよう制御する（ステップＳ４２）。次に、プロセッサ１０は現在のプリント層のプリントが完了したか否かを判断する（ステップＳ４４）。現在のプリント層のプリントが完了していない場合、プロセッサ１０は、次のプリント順に対応する複数のプリント領域を取得し、取得した複数のプリント領域にしたがって３Ｄプリンタ１が２回目のプリントを実施するよう制御すべく、再びステップＳ４２を実行する。以下、同様である。
【００３５】
プロセッサ１０は、ステップＳ４４において現在のプリント層のうち複数のプリント領域全てのプリントが完了したと判断すると、更に、３Ｄオブジェクトに対応する実体３Ｄモデルのプリントが完了したか否かを判断する（ステップＳ４６）。実体３Ｄモデルのプリントが完了していない場合、プロセッサ１０は再びステップＳ３０〜ステップＳ４４を実行して、３Ｄオブジェクトにおける次のプリント層の分割プリント作業を実行する。逆に、前記実体３Ｄモデルのプリントが完了すると、３Ｄプリンタ１は今回のプリント動作を終了可能となる。
【００３６】
具体的には、図４のステップＳ４０〜ステップＳ４６は、図３のステップＳ１４〜ステップＳ２０と同じ又は類似しているため、ここでは詳述しない。
【００３７】
次に、本発明における第１のプリント動作図〜第６のプリント動作図の第１実施例をそれぞれ示す図５Ａ〜図５Ｆを参照する。
【００３８】
図５Ａは、３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータ３を示している。図５Ａに示すように、スライスデータ３には、当該プリント層のスライスオブジェクト３１に関するデータが記録されている。
【００３９】
次に、図５Ｂに示すように、プロセッサ１０の動作負荷を軽減し、論理的分割動作の実行時間を短縮するために、まず、プロセッサ１０はスライスデータ３の内容（つまり、スライスオブジェクト３１の位置）からスライスオブジェクト３１のオブジェクト境界３０を特定する。これより、図５Ｃに示すように、プロセッサ１０はスライスデータのうちオブジェクト境界３０内の部分に対してのみ論理的分割動作を行えばよく、オブジェクト境界３０外の部分については処理不要となる。
【００４０】
なお、本発明のプロセッサ１０は、分割テンプレート１０１にしたがってスライスデータに対し論理的分割動作を実施し、複数のプリント領域４を生成する。図５Ｃに示すように、各プリント領域４は同一のサイズ及び形状を有し得る。図５Ａ〜図５Ｆの実施例において、分割テンプレート１０１は正方形のテンプレートである。そのため、プロセッサ１０が論理的分割動作を実施して生成される複数のプリント領域４は、複数の同一サイズの正方形領域となる。
【００４１】
次に、図５Ｄに示すように、各プリント領域４のプリント順を決定するよう、プロセッサ１０は予め定められたプリントルールにしたがって各プリント領域４をマーキングする。図５Ｄの実施例において、プロセッサ１０は、距離が近く且つ互いに面接触関係にない（点接触関係のみが存在する）複数のプリント領域４を同一のプリント順としてマーキングする。これにより、複数のプリント領域４を、複数の第１プリント領域４１（「１」とマーキング）と複数の第２プリント領域４２（「２」とマーキング）とに更に変換する。
【００４２】
なお、各プリント領域４については、造形時の応力又は収縮によってスライスオブジェクト全体に変形が生じることのないよう、本実施例では、互いに面接触関係にある２つのプリント領域４を異なるプリント順としてマーキングする（例えば、図５Ｄに示すように、プリント領域４の１つが第１のプリント順「１」とマーキングされた場合、当該プリント領域の４つの面に隣接する４つのプリント領域４については第１のプリント順とはマーキングされないが、当該プリント領域の４つの角に隣接する４つのプリント領域４については第１のプリント順とマーキング可能である）。この場合、図５Ｄに示すようなマーキング結果が得られる。
【００４３】
上記のマーキング方式によれば、同時にプリントされる複数のプリント領域４の間には面接触関係が存在しなくなる（図５Ｄに示すように、点接触関係が存在するか、あるいは非接触となる）ため、プリントされるオブジェクトの変形が回避される。
【００４４】
各プリント領域４についてプリント順のマーキングが完了すると、図５Ｅに示すように、プロセッサ１０は、まず３Ｄプリンタ１が第１のプリント順としてマーキングされた第１プリント領域４１にしたがって対応するスライスオブジェクトをプリントするよう制御する（１回目のプリント動作）。続いて、図５Ｆに示すように、プロセッサ１０は、３Ｄプリンタ１が第２のプリント順としてマーキングされた第２プリント領域４２にしたがって対応するスライスオブジェクトをプリントするよう制御する（２回目のプリント動作）。
【００４５】
本実施例において、複数のプリント領域４は複数の同一サイズの正方形領域である。そのため、上記のプリントルールにしたがって、プロセッサ１０は全プリント領域４を第１プリント領域４１と第２プリント領域４２に区分可能である。よって、３Ｄプリンタ１は、プリント動作時に最多でもプリント動作を２回実施するだけで、１のプリント層のスライスオブジェクトを完成させられる。
【００４６】
次に、本発明における第１のプリント動作図〜第６のプリント動作図の第２実施例をそれぞれ示す図６Ａ〜図６Ｆを参照する。第２実施例では、分割テンプレート１０１を三角形のテンプレートとする点で第１実施例とは異なる。そのため、プロセッサ１０が論理的分割動作を実施して生成される複数のプリント領域４は、複数の同一サイズの三角形領域となる。
【００４７】
各プリント領域４について、造形時の応力又は収縮によってスライスオブジェクト全体に変形が生じることのないよう、第２実施例でも、互いに面接触関係にある２つのプリント領域４については異なるプリント順としてマーキングする（図６Ｄに示すように、１つのプリント領域４が第１のプリント順「１」とマーキングされた場合、当該プリント領域の３つの面に隣接する３つのプリント領域４は第１のプリント順とはマーキングされない）。この場合、図６Ｄに示すようなマーキング結果が得られる。
【００４８】
図６Ａ〜図６Ｆに示す第２実施例は、上記の図５Ａ〜図５Ｆに示す第１実施例と類似しているため（プリント領域４の形状のみが異なる）、ここでは詳述しない。
【００４９】
第２実施例において、複数のプリント領域４は複数の同一サイズの三角形領域である。そのため、上記のプリントルールにしたがって、プロセッサ１０は全プリント領域４を第１プリント領域４１（「１」とマーキング）と第２プリント領域４２（「２」とマーキング）に区分可能である。よって、３Ｄプリンタ１は、プリント動作時にプリント動作を２回実施するだけで、１のプリント層のスライスオブジェクトを完成させられる。
【００５０】
具体的に、３Ｄプリンタ１は、第１のプリント順としてマーキングされた複数の第１プリント領域４１にしたがって１回目のプリント動作を実行した後、第２のプリント順としてマーキングされた複数の第２プリント領域４２にしたがって２回目のプリント動作を実行する。例えば、３Ｄプリンタ１は、まず照射ユニット１３が複数の第１プリント領域４１にしたがってプリントプラットフォーム１２の対応位置を照射し、第１のプリント動作を実現するよう制御してから、照射ユニット１３が複数の第２プリント領域４２にしたがってプリントプラットフォーム１２の対応位置を照射し、第２のプリント動作を実現するよう制御可能である。照射ユニット１３が照射動作を２度実施することで、プリントプラットフォーム１２に図６Ａに示すようなスライスオブジェクト３１が形成される。
【００５１】
次に、本発明における第１のプリント動作図〜第７のプリント動作図の第３実施例をそれぞれ示す図７Ａ〜図７Ｇを参照する。第３実施例では、分割テンプレート１０１を六角形のテンプレートとする点で第１実施例及び第２実施例とは異なる。そのため、プロセッサ１０が上述の論理的分割動作を実施して生成される複数のプリント領域４は、複数の同一サイズの六角形領域となる。
【００５２】
図７Ａに示すように、３Ｄプリンタ１はプリント実施時に、まずプロセッサ１０により３Ｄオブジェクトにおける１のプリント層のスライスデータ３を取得する。スライスデータ３には、当該プリント層のスライスオブジェクト３１に関するデータが記録されている。続いて、図７Ｂに示すように、プロセッサ１０はスライスオブジェクト３１のオブジェクト境界３０を取得する。
【００５３】
次に、図７Ｃに示すように、プロセッサ１０は分割テンプレート１０１（第３実施例では六角形のテンプレート）にしたがって、スライスオブジェクト３１に対し論理的分割動作を実施することで複数のプリント領域４を生成する。
【００５４】
図７Ｃに示すように、第３実施例の複数のプリント領域４は複数の同一サイズの六角形領域である。そのため、図７Ｄに示すように、上記のプリントルール（つまり、互いに面接触関係にある２つのプリント領域４をそれぞれ異なるプリント順としてマーキングする）に基づいて、プロセッサ１０は各プリント領域４を第１のプリント順、第２のプリント順及び第３のプリント順としてそれぞれマーキングする。そして、全プリント領域４を、更に第１プリント領域４１（「１」とマーキング）、第２プリント領域４２（「２」とマーキング）及び第３プリント領域４３（「３」とマーキング）にそれぞれ変換する。換言すると、第３実施例において、３Ｄプリンタ１はプリント動作を３回実施しなければ１のプリント層のスライスオブジェクトを完成させられない。
【００５５】
具体的には、図７Ｅに示すように、各プリント領域４についてプリント順のマーキングが完了すると、プロセッサ１０は、まず３Ｄプリンタ１が第１のプリント順としてマーキングされた複数の第１プリント領域４１にしたがって対応するスライスオブジェクトをプリントするよう制御する（つまり、１回目のプリント動作）。続いて、図７Ｆに示すように、プロセッサ１０は、３Ｄプリンタ１が第２のプリント順としてマーキングされた複数の第２プリント領域４２にしたがって対応するスライスオブジェクトをプリントするよう制御する（つまり、２回目のプリント動作）。最後に、図７Ｇに示すように、プロセッサ１０は、３Ｄプリンタ１が第３のプリント順としてマーキングされた複数の第３プリント領域４３にしたがって対応するスライスオブジェクトをプリントするよう制御する（つまり、３回目のプリント動作）。これにより、分割プリントされた複数の第１プリント領域４１、複数の第２プリント領域４２及び複数の第３プリント領域４３によって当該プリント層のスライスオブジェクトが構成される。
【００５６】
前記複数の実施例では、正方形、三角形及び六角形の場合のみを例示して説明したが、その他の実施例では、複数のプリント領域４を任意の多角形領域としてもよく、上記実施例に限定しない。
【００５７】
次に、本発明におけるプリント領域のマーキングフローの第１実施例を示す図８を参照する。図８は、プロセッサ１０が複数のプリント領域を生成後に、どのようにして各プリント領域のプリント順を確認し、マーキングするかを更に説明するためのものである。
【００５８】
図８に示すように、図３のステップＳ１２の後（あるいは、図４のステップＳ３８の後）に、プロセッサ１０は上述した複数のプリント領域を生成可能である。続いて、プロセッサ１０は、まず複数のプリント領域における任意のプリント領域を選択し、当該プリント領域を特定のプリント順（例えば、第１のプリント順）としてマーキングする（ステップＳ５０）。次に、プロセッサ１０は、特定のプリント順である１又は複数のプリント領域に最も近く且つ互いに面接触の関係にはない他のプリント領域を選択し、当該プリント領域についても特定のプリント順としてマーキングする（ステップＳ５２）。
【００５９】
ステップＳ５２に続き、プロセッサ１０は、スライスデータのうち前記プリントルールに適合するプリント領域のマーキングが完了したか否かを判断する（ステップＳ５４）。具体的に、本実施例のプリントルールとは、ステップＳ５２で用いられる選択条件のことである。
【００６０】
ステップＳ５４においてＮｏと判断された場合、プロセッサ１０は再びステップＳ５２を実行することで、同一のプリント順（例えば、第１のプリント順）とする複数のプリント領域を引き続き選択し、マーキングする。ステップＳ５４でＹｅｓと判断された場合、プロセッサ１０は現在の当該プリント順とするプリント領域の選択及びマーキング動作を完了する（ステップＳ５６）。
【００６１】
続いて、プロセッサ１０は、スライスデータにおける全プリント領域についてマーキングが完了したか否かを更に判断する（ステップＳ５８）。すなわち、各プリント領域についてプリント順をマーキングしたか否かを判断する。ステップＳ５８においてＮｏと判断された場合、プロセッサ１０は再びステップＳ５０〜ステップＳ５６を実行することで、次のプリント順（例えば、第２のプリント順、第３のプリント順等。以下同様）とする複数のプリント領域を選択してマーキングする。ステップＳ５８でＹｅｓと判断された場合、プロセッサ１０は、図３に示すステップＳ１６（又は図４に示すステップＳ４２）を更に実行することで、３Ｄプリンタ１が現在のプリント層のスライスオブジェクトを分割プリントするよう制御する。
【００６２】
本発明によれば、３Ｄプリンタは複数回に分けて大面積のスライスオブジェクトをプリント可能となる。よって、従来のように大面積のスライスオブジェクトをそのままプリントすることでスライスオブジェクトに反りや変形が生じるとの事態は回避される。
【００６３】
以上の実施例は本発明の好ましい具体的実例にすぎず、本発明の請求の範囲を限定するものではない。よって、本発明の内容に基づく等価の変形もまた、同様に本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１    ３Ｄプリンタ
１０    プロセッサ
１０１    分割テンプレート
１１    タンク
１２    プリントプラットフォーム
１３    照射ユニット
１４    マンマシンインターフェース
２    造形液
３    スライスデータ
３０    オブジェクト境界
３１    スライスオブジェクト
４    プリント領域
４１    第１プリント領域
４２    第２プリント領域
４３    第３プリント領域
Ｓ１０〜Ｓ２０    プリントステップ
Ｓ３０〜Ｓ４６    プリントステップ
Ｓ５０〜Ｓ５８    マーキングステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図８】
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