(57)【要約】【課題】本発明は、三次元形状を複数のボクセルの集合で表した三次元形状データのボクセルの積層方向における高さと、三次元形状を造形する三次元造形装置の積層間隔と、が異なる場合に、単にボクセルの積層方向における高さを三次元造形装置の積層間隔に変換する場合と比較して、三次元形状の再現性の低下を抑制することができる。【解決手段】三次元形状データの編集装置１０は、三次元形状を複数のボクセルの集合で表した三次元形状データのボクセルの積層方向における高さと、三次元形状を造形する三次元造形装置の積層間隔と、が異なる場合に、積層間隔の高さを有するボクセルを用いて表される三次元形状が、三次元形状データで表される元の三次元形状に近づくように、三次元形状データを編集する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元形状を複数のボクセルの集合で表した三次元形状データの前記ボクセルの積層方向における高さと、前記三次元形状を造形する三次元造形装置の積層間隔と、が異なる場合に、前記積層間隔の高さを有するボクセルを用いて表される三次元形状が、前記三次元形状データで表される元の三次元形状に近づくように、前記三次元形状データを編集する編集部
を備えた三次元形状データの編集装置。
【請求項２】
前記編集部は、同一層内の複数の造形領域で前記積層間隔が異なるように前記三次元形状データを編集する
請求項１記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項３】
前記複数の造形領域は、複数の異なる三次元形状の各々に対応した領域である
請求項２記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項４】
前記編集部は、前記造形領域内の複数の部分領域で前記積層間隔が異なるように前記三次元形状データを編集する
請求項２又は請求項３記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項５】
前記編集部は、前記三次元造形装置が前記三次元形状を傾けた状態で造形する場合、前記三次元形状を傾斜させた状態で複数のボクセルに変換する
請求項１〜４の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項６】
前記編集部は、前記三次元形状の傾斜部分については、傾斜角度が小さくなるに従って前記ボクセルの積層方向の高さが小さくなるように前記三次元形状データを編集する
請求項１〜５の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項７】
前記編集部は、前記三次元形状の外側領域の積層間隔と前記三次元形状の内側領域の積層間隔とが異なるように前記三次元形状データを編集する
請求項１〜５の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項８】
前記編集部は、前記三次元形状の外側領域の積層間隔が、前記三次元形状の内側領域の積層間隔よりも小さくなるように前記三次元形状データを編集する
請求項７記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項９】
前記編集部は、前記外側領域のうち形状の滑らかさが要求される予め定めた領域の積層間隔が、前記予め定めた領域以外の領域の積層間隔よりも小さくなるように前記三次元形状データを編集する
請求項８記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項１０】
前記編集部は、前記三次元形状を支持するサポート材の積層間隔が、前記三次元形状の積層間隔よりも大きくなるように、前記三次元形状データ及び前記サポート材のサポート材データを編集する
請求項１〜９の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項１１】
前記編集部は、前記三次元形状と接触する部分の前記サポート材の形状が、前記三次元形状と非接触の部分の面積よりも小さくなるように前記サポート材データを編集する
請求項１０記載の三次元形状データの編集装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置により編集された三次元形状データに基づいて三次元形状を造形する造形部
を備えた三次元造形装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置と、
請求項１２記載の三次元造形装置と、
を備えた三次元造形システム。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１〜１１の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置の編集部として機能させるための三次元形状データの編集プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元形状データの編集装置、三次元造形装置、三次元造形システム、及び三次元形状データの編集プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＵＶ硬化樹脂の液面を形状データに従ってレーザビームで走査し、該レーザビーム照射部位を硬化し、該硬化層を逐次積層して形状モデルを造形する光造形装置において、ＵＶ硬化樹脂の液面でレーザビームのフォーカス状態を可変にできるフォーカス制御手段およびレーザパワーを可変にできる制御手段を有し、該フォーカス制御手段によりフォーカスが積層ピッチの大小に応じて、積層ピッチが小の時デフォーカス状態として、積層ピッチが大の時該デフォーカス状態よりもジャストフォーカス方向にシフトするよう制御され、また該レーザパワー制御手段により必要に応じてレーザパワーを増減することを特徴とした光造形装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、ドットが形成される液体を吐出するヘッドユニットと、硬化する前記ドットによる立体物の造形を制御する造形制御部と、を備える立体物造形装置であって、前記ヘッドユニットは、第一サイズの第一ドット、及び、前記第一サイズとは異なる第二サイズの第二ドットを含む複数サイズのドットが形成されるように液体を吐出可能であり、前記造形制御部は、前記立体物の内部に配置される前記第一ドットに隣接するドットに前記第二ドットが含まれるように前記立体物の造形を制御する、立体物造形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０８５１５５号公報
【特許文献２】特開２０１７−０９４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、三次元形状を複数のボクセルの集合で表した三次元形状データのボクセルの積層方向における高さと、三次元形状を造形する三次元造形装置の積層間隔と、が異なる場合に、単にボクセルの積層方向における高さを三次元造形装置の積層間隔に変換する場合と比較して、三次元形状の再現性の低下を抑制することができる三次元形状データの編集装置、三次元造形装置、三次元造形システム、及び三次元形状データの編集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】
【０００６】
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用データの編集装置の発明は、三次元形状を複数のボクセルの集合で表した三次元形状データの前記ボクセルの積層方向における高さと、前記三次元形状を造形する三次元造形装置の積層間隔と、が異なる場合に、前記積層間隔の高さを有するボクセルを用いて表される三次元形状が、前記三次元形状データで表される元の三次元形状に近づくように、前記三次元形状データを編集する編集部を備える。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記編集部は、同一層内の複数の造形領域で前記積層間隔が異なるように前記三次元形状データを編集する。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記複数の造形領域は、複数の異なる三次元形状の各々に対応した領域である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記編集部は、前記造形領域内の複数の部分領域で前記積層間隔が異なるように前記三次元形状データを編集する。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記編集部は、前記三次元造形装置が前記三次元形状を傾けた状態で造形する場合、前記三次元形状を傾斜させた状態で複数のボクセルに変換する。
【００１１】
請求項６記載の発明は、前記編集部は、前記三次元形状の傾斜部分については、傾斜角度が小さくなるに従って前記ボクセルの積層方向の高さが小さくなるように前記三次元形状データを編集する。
【００１２】
請求項７記載の発明は、前記編集部は、前記三次元形状の外側領域の積層間隔と前記三次元形状の内側領域の積層間隔とが異なるように前記三次元形状データを編集する。
【００１３】
請求項８記載の発明は、前記編集部は、前記三次元形状の外側領域の積層間隔が、前記三次元形状の内側領域の積層間隔よりも小さくなるように前記三次元形状データを編集する。
【００１４】
請求項９記載の発明は、前記編集部は、前記外側領域のうち形状の滑らかさが要求される予め定めた領域の積層間隔が、前記予め定めた領域以外の領域の積層間隔よりも小さくなるように前記三次元形状データを編集する。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、前記編集部は、前記三次元形状を支持するサポート材の積層間隔が、前記三次元形状の積層間隔よりも大きくなるように、前記三次元形状データ及び前記サポート材のサポート材データを編集する。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、前記編集部は、前記三次元形状と接触する部分の前記サポート材の形状が、前記三次元形状と非接触の部分の面積よりも小さくなるように前記サポート材データを編集する。
【００１７】
請求項１２記載の発明の三次元造形装置は、請求項１〜１１の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置により編集された三次元形状データに基づいて三次元形状を造形する造形部を備える。
【００１８】
請求項１３記載の発明の三次元造形システムは、請求項１〜１１の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置と、請求項１２記載の三次元造形装置と、を備える。
【００１９】
請求項１４記載の発明の三次元形状データの編集プログラムは、コンピュータを、請求項１〜１１の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置の編集部として機能させるための三次元形状データの編集プログラムである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、１２、１３、１４に記載の発明によれば、三次元形状を複数のボクセルの集合で表した三次元形状データのボクセルの積層方向における高さと、三次元形状を造形する三次元造形装置の積層間隔と、が異なる場合に、単にボクセルの積層方向における高さを三次元造形装置の積層間隔に変換する場合と比較して、三次元形状の再現性の低下を抑制することができる、という効果を有する。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、造形領域毎に形状の滑らかさを変えることができる、という効果を有する。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、三次元形状毎に形状の滑らかさを変えることができる、という効果を有する。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、部分形状毎に形状の滑らかさを変えることができる、という効果を有する。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、三次元形状を傾斜させずにボクセルに変換する場合と比較して、一度に造形される三次元形状の数を多くすることができる、という効果を有する。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、傾斜角度に関係なくボクセルの積層方向の高さを同一にした場合と比較して、三次元形状の段差を小さくすることができる、という効果を有する。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、三次元形状の外側領域の積層間隔と三次元形状の内側領域の積層間隔とを同一にした場合と比較して、必要な領域だけ形状を滑らかにすることができる、という効果を有する。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、外側領域の形状を滑らかにすることができる、という効果を有する。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、外側領域の必要な領域の形状を滑らかにすることができる、という効果を有する。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、サポート部分の造形時間を短縮することができる、という効果を有する。
【００３０】
請求項１１に記載の発明によれば、サポート材を除去しやすくすることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】三次元造形システムの構成図である。
【図２】三次元形状データの編集装置の構成図である。
【図３】三次元形状の一例を示す図である。
【図４】三次元造形装置の構成図である。
【図５】三次元形状データの編集プログラムによる処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】ボクセルで表した三次元形状の一例を示す図である。
【図７】ボクセルで表した三次元形状の一例を示す図である。
【図８】造形領域の一例を示す平面図である。
【図９】造形領域の一例を示す平面図である。
【図１０】ボクセルで表した三次元形状の一例を示す図である。
【図１１】ボクセルで表した三次元形状の一例を示す図である。
【図１２】傾斜面が緩やかな場合と急な場合における段差の違いについて説明するための図である。
【図１３】傾斜面が緩やかな場合と急な場合における段差の違いについて説明するための図である。
【図１４】傾斜面が緩やかな場合と急な場合における段差の違いについて説明するための図である。
【図１５】三次元形状の外側領域と内側領域のボクセルの積層方向の高さの違いについて説明するための図である。
【図１６】トナーの供給部材を造形する場合の積層間隔について説明するための図である。
【図１７】サポート材の積層間隔について説明するための図である。
【図１８】ＳＴＬフォーマット等のデータからボクセルデータに変換する場合について説明するための図である。
【図１９】三次元形状を傾斜させて造形する場合について説明するための図である。
【図２０】三次元形状を傾斜させて造形する場合について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る三次元造形システム１の構成図である。図１に示すように、三次元造形システム１は、三次元形状データの編集装置１０及び三次元造形装置１００を備える。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る三次元形状データの編集装置１０の構成について説明する。
【００３５】
編集装置１０は、例えばパーソナルコンピュータ等で構成され、コントローラ１２を備える。コントローラ１２は、編集部の一例としての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。
【００３６】
また、Ｉ／Ｏ１２Ｅには、操作部１４、表示部１６、通信部１８、及び記憶部２０が接続されている。なお、ＣＰＵ１２Ａは、生成部及び変更部の一例である。
【００３７】
操作部１４は、編集装置１０のユーザーから指示を受け付ける、例えばマウス、キーボード、及びタッチパネル等の入力デバイスを含んで構成される。
【００３８】
表示部１６は、例えば液晶ディスプレイ及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを含んで構成される。
【００３９】
通信部１８は、三次元造形装置１００とデータ通信を行うためのインターフェースを備える。また、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パーソナル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備えても良い。
【００４０】
記憶部２０は、ハードディスク等の不揮発性の記憶装置で構成され、後述する三次元形状データの編集プログラム、三次元形状データ、及びサポート材データ等を記憶する。ＣＰＵ１２Ａは、記憶部２０に記憶された三次元形状データの編集プログラムを読み込んで実行する。
【００４１】
図３は、三次元形状データによって表される三次元形状３２の一例を示す図である。図３に示すように、編集装置１０は、直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって表される三次元座標空間を用いて三次元形状３２を表す。
【００４２】
本実施形態では、三次元形状データのデータフォーマットとして、三次元形状３２をボクセル３４の集合によって表現するデータフォーマットを用いた場合について説明するが、他のデータフォーマットを用いてもよい。なお、以下では、三次元形状をボクセルの集合で表現したデータフォーマットの三次元形状データをボクセルデータと称する場合がある。
【００４３】
ここで、ボクセル３４とは、三次元形状３２の基本要素であり、例えば直方体が用いられるが、直方体に限らず、球又は円柱等を用いてもよい。ボクセル３４を積み上げることで所望の三次元形状３２が表現される。また、各ボクセル３４には、例えば色、強度、材質、質感等のボクセル３４の性質を表す属性情報が指定されており、ボクセル３４の有無及びボクセル３４の属性情報によって、三次元形状３２の色や材質等が表現される。
【００４４】
上述したように、三次元形状３２はボクセル３４の集合によって表されるが、具体的には、例えば三次元座標空間におけるＸ、Ｙ、Ｚの座標の要素値ｎによって表される。ここで、ｎは０以上の整数である。三次元座標空間における座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表した場合、座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にボクセル３４が存在する場合は、ｎを１以上の整数とする。一方、座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にボクセル３４が存在しない場合は、ｎを０とする。これにより、三次元形状３２が表される。
【００４５】
なお、ｎが１以上の場合、ｎはボクセルの属性を表す。例えばｎ＝２の場合は、そのボクセルの材料がＡ、色が赤であることを表し、ｎ＝３であれば材料がＢ、色が緑であることを表す等である。すなわちｎの値とボクセルの属性とは１対１に対応する。
【００４６】
また、三次元形状３２の形状に制約はなく、三次元形状データを用いて表現される形状であれば、どのような形状であってもよい。
【００４７】
三次元形状を造形する三次元造形法としては、例えば熱可塑性樹脂を溶かし積層させることで三次元形状を造形する熱溶解積層法（FDM:Fused Deposition Modeling）、光造形法等があるが、これらに限られるものではない。
【００４８】
次に、三次元形状データの編集装置１０により生成された三次元形状データを用いて三次元形状を造形する三次元造形装置について説明する。
【００４９】
図４には、本実施の形態に係る三次元造形装置１００の構成を示した。図４に示すように、三次元造形装置１００は、吐出ヘッド１０２、吐出ヘッド駆動部１０４、造形台１０６、造形台駆動部１０８、取得部１１０、及び制御部１１２を備える。なお、吐出ヘッド１０２、吐出ヘッド駆動部１０４、造形台１０６、及び造形台駆動部１０８は造形部の一例である。
【００５０】
吐出ヘッド１０２は、三次元形状４０を造形するための造形材料を吐出する造形材吐出ヘッドと、サポート材を吐出するサポート材吐出ヘッドと、を含む。サポート材は、三次元形状のオーバーハング部分（「張り出し部分」ともいう）を、造形が完了するまで支持する用途で用いられ、造形完了後に除去される。
【００５１】
吐出ヘッド１０２は、吐出ヘッド駆動部１０４によって駆動され、ＸＹ平面上を二次元に走査される。
【００５２】
造形台１０６は、造形台駆動部１０８によって駆動され、Ｚ軸方向に昇降される。
【００５３】
取得部１１０は、三次元形状データの編集装置１０が生成した三次元形状データ及びサポート材データを取得する。
【００５４】
制御部１１２は、取得部１１０が取得した三次元形状データに従って造形材料が吐出されると共に、サポート材データに従ってサポート材が吐出されるように、吐出ヘッド駆動部１０４を駆動して吐出ヘッド１０２を二次元に走査させると共に、吐出ヘッド１０２による造形材料及びサポート材の吐出を制御する。
【００５５】
また、制御部１１２は、各層の造形が終了する毎に、造形台駆動部１０８を駆動して造形台１０６を予め定めた積層間隔分降下させる。
【００５６】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る編集装置１０の作用を説明する。ＣＰＵ１２Ａが三次元形状データの編集プログラムを読み込んで実行することにより、図５に示す編集処理が実行される。なお、図５に示す編集処理は、例えば、ユーザーの操作により編集プログラムの実行が指示された場合に実行される。
【００５７】
ステップＳ１００では、記憶部２０から三次元形状データとしてのボクセルデータを読み込む。
【００５８】
ステップＳ１０２では、三次元造形装置１００が三次元形状を造形する際の積層間隔を取得する。例えば三次元造形装置１００に積層間隔を送信するよう要求し、三次元造形装置１００から送信された積層間隔を受信することにより取得する。
【００５９】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１００で読み込んだボクセルデータで表されるボクセルの積層方向の高さと、ステップＳ１０２で取得した三次元造形装置１００の積層間隔と、が異なるか否かを判定する。
【００６０】
なお、ボクセルデータには、積層方向の高さが異なる複数種類のボクセルが含まれる場合もある。また、三次元造形装置１００には、三次元形状を造形する際に複数の異なる積層間隔に対応したものがある。このため、ステップＳ１０４では、ステップＳ１００で読み込んだボクセルデータに積層方向の高さが異なる複数のボクセルが含まれる場合には、複数のボクセルの積層方向の高さのうち１つでも三次元造形装置１００の積層間隔と一致しないボクセルが存在する場合には、ステップＳ１０４の判定は否定される。換言すれば、複数のボクセルの積層方向の全てが三次元造形装置１００の積層間隔と一致する場合に、ステップＳ１０４の判定は肯定される。
【００６１】
そして、ステップＳ１０４の判定が肯定された場合はステップＳ１０６へ移行し、ステップＳ１０４の判定が否定された場合はステップＳ１０８へ移行する。
【００６２】
ステップＳ１０６では、三次元造形装置１００の積層間隔の高さを有するボクセルを用いて表される三次元形状が、ボクセルデータで表される元の三次元形状に近づくように、ボクセルデータを編集する。
【００６３】
例えばステップＳ１００で読み込んだボクセルデータで表される三次元形状が図６に示すような三次元形状５０の場合について説明する。三次元形状５０は、積層方向（図６におけるＺ方向）の高さが異なる３種類のボクセル５２Ａ〜５２Ｃにより構成されている。ここで、積層方向の高さは、一例としてボクセル５２Ａが０．１、ボクセル５２Ｂが０．２、ボクセル５２Ｃが０．５である。そして、三次元造形装置１００の積層間隔が０．１５及び０．３の２種類であった場合において、ボクセル５２Ａ〜５２Ｃを三次元造形装置１００の積層間隔に近いボクセルに変換する場合について考える。
【００６４】
例えばボクセル５２Ａの積層方向の高さ０．１及びボクセル５２Ｂの積層方向の高さ０．２は、三次元造形装置１００の積層間隔０．１５及び０．３のうち０．１５に近い。このため、ボクセル５２Ａ及び５２Ｂは積層方向の高さが０．１５のボクセル５２Ｄに変換する。また、ボクセル５２Ｃの積層方向の高さ０．５は、三次元造形装置１００の積層間隔０．１５及び０．３のうち０．３に近い。このため、ボクセル５２Ｃは積層方向の高さが０．３のボクセル５２Ｅに変換する。この場合、図７に示すように、三次元形状５０を変換した後の三次元形状５０Ａは、元の三次元形状５０と大きく異なる形状となってしまう。
【００６５】
このように、ボクセルの数は同じで単純にボクセルの積層方向の高さを三次元造形装置１００の積層間隔に変換した場合、元の三次元形状５０と異なる三次元形状５０Ａとなってしまう場合がある。
【００６６】
そこで、ボクセルを三次元造形装置１００の複数の積層間隔のうち近い積層間隔の高さを有するボクセルに変換すると共に、元の三次元形状に近づくように、ボクセルの積層方向の数を調整する。これにより、例えば図６に示すように、元の三次元形状５０に近い三次元形状５０Ｂに変換される。
【００６７】
なお、図８に示すように、三次元形状をＺ方向に平面視した場合に、同一層内で複数の造形領域６０Ａ、６０Ｂで積層間隔が異なるように三次元形状データを編集してもよい。この場合、複数の造形領域６０Ａ、６０Ｂは、複数の異なる三次元形状の各々に対応した領域としてもよい。
【００６８】
例えば三次元造形装置１００の積層間隔として０．１及び０．２の２種類が存在する場合、造形領域６０Ａのボクセルの積層方向の高さを０．１、造形領域６０Ｂのボクセルの積層方向の高さを０．２としてもよい。
【００６９】
なお、本実施形態では、一例として一層は、三次元造形装置１００の複数の積層間隔のうち最も小さい積層間隔で構成される層をいう。
【００７０】
また、図９に示すように、三次元形状をＺ方向に平面視した場合に、造形領域６２内の複数の部分領域６２Ａ、６２Ｂで積層間隔が異なるように三次元形状データを編集してもよい。例えば三次元造形装置１００の積層間隔として０．１及び０．２の２種類が存在する場合、部分領域６２Ａのボクセルの高さを０．１、部分領域６２Ｂのボクセルの高さを０．２としてもよい。
【００７１】
また、例えば図１０に示すように、同一層内で異なる高さのボクセルが含まれるようにボクセルデータを編集してもよい。図１０の例は、積層方向の高さが０．１のボクセル６４Ａ、積層方向の高さが０．２のボクセル６４Ｂ、積層方向の高さが０．４のボクセル６４Ｃの３種類の場合の例である。なお、３種類とは積層方向の高さが異なるボクセルが３種類であることをいい、積層方向と直交する方向の長さが異なっても積層方向の高さが同じである場合は同一種類のボクセルとする。図１０に示すように、１層目ｎ１、２層目ｎ２には、積層方向の高さが０．１のボクセル６４Ａ及び積層方向の高さが０．２のボクセル６４Ｂが含まれている。
【００７２】
また、図１１に示すように、積層方向の高さが０．１のボクセル６４Ａ及び積層方向の高さが０．４のボクセル６４Ｃを用いて、同一層内のボクセルの高さが全て同じとなるようにボクセルデータを編集してもよい。
【００７３】
また、三次元形状に傾斜する部分、すなわちＸＹ平面と平行でない部分が存在する場合において、例えば図１２に示すように、ＸＹ平面６６に対する傾斜角度θ１が比較的緩やかな傾斜面６８ＡとＸＹ平面６６に対する傾斜角度θ２（θ１＜θ２）が比較的急な傾斜面６８Ｂとでは、同じ高さのボクセル７０を用いた場合、傾斜面６８Ａの方が、傾斜面６８Ｂと比較して、ボクセル７０のＸ方向の重なりが小さくなるため段差が大きくなる。従って、三次元形状の傾斜する部分については、傾斜角度が小さくなるに従ってボクセルの積層方向の高さが小さくなるように三次元形状データを編集するようにしてもよい。これにより、傾斜角度θが緩やかな場合でも段差が小さくなる。例えば図１３に示すように、三次元造形装置１００が積層間隔ｄ１で緩やかな傾斜面７２を有する三次元形状７４を造形した場合と、図１４に示すように、積層間隔ｄ２（ｄ１＞ｄ２）で三次元形状７４を造形した場合、積層間隔ｄ２の方が傾斜面の段差が小さくなる。
【００７４】
また、三次元形状の外側領域の積層間隔と三次元形状の内側領域の積層間隔とが異なるように三次元形状データを編集するようにしてもよい。例えば、図１５に示すように、三次元形状７６のうち領域７６Ａが外観として視認されたり人が触れたりする外側領域であり、領域７６Ｂが外観として視認されなかったり人が触れなかったりする内側領域である場合、外側領域である領域７６Ａの積層間隔ｄ１が、内側領域である領域７６Ｂの積層間隔ｄ２よりも小さくなるように三次元形状データを編集してもよい。また、三次元形状が金型等のように内側領域に滑らかさが要求される場合には、内側領域の積層間隔が外側領域の積層間隔よりも小さくなるように三次元形状データを編集してもよい。
【００７５】
なお、外側領域のうち形状の滑らかさが要求される予め定めた領域の積層間隔が、予め定めた領域以外の領域の積層間隔よりも小さくなるように三次元形状データを編集するようにしてもよい。
【００７６】
例えば三次元形状が図１６に示すような電子写真方式の画像形成装置でトナーを供給する供給部材７８の場合、トナーの搬送性を高めるためにスクリュー部７８Ａを滑らかに仕上げる必要がある。このような場合、スクリュー部７８Ａの積層間隔を軸部７８Ｂの積層間隔と比較して細かくなるように三次元形状データを編集してもよい。
【００７７】
ステップＳ１０８では、サポート材データを編集する。例えば、図１７に示すように、三次元形状７６を支持するサポート材８０の積層間隔ｄ３が、三次元形状７６の積層間隔ｄ１、ｄ２よりも大きくなるように、三次元形状データ及びサポート材データを編集するようにしてもよい。
【００７８】
さらに、三次元形状７６と接触する部分８０Ａの形状が、三次元形状７６と非接触の部分８０Ｂの面積よりも小さくなるようにサポート材データを編集してもよい。
【００７９】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６で編集されたボクセルデータ及びステップＳ１０８で編集されたサポート材データを記憶部２０に記憶する。
【００８０】
このように、本実施形態では、ボクセルの積層方向における高さと三次元造形装置１００の積層間隔とが異なる場合に、単にボクセルの積層方向における高さを三次元造形装置１００の積層間隔に変換するのではなく、元の三次元形状に近づくように、三次元形状データを編集する。
【００８１】
なお、本実施形態では、ボクセルデータを読み込んで編集する場合について説明したが、例えば図１８に示すように、ＳＴＬフォーマット及びＣＡＤデータ等の他のフォーマットの三次元形状データ８２を受け付け、受け付けた三次元形状データをボクセルデータ８４に変換するようにしてもよい。この場合、様々な三次元造形装置に共通のボクセルデータに一旦変換し、その後、三次元造形装置１００の積層間隔に基づいてボクセルデータ８４を編集してもよい。
【００８２】
ところで、三次元造形装置が光造形法等の場合、三次元形状に反りが発生する、傾けて造形した方が一度に造形される三次元形状の数が多くなる、等の理由からＸＹ平面と平行ではなく傾けて造形する場合がある。
【００８３】
このような場合、図１９に示すようにＳＴＬフォーマット等の他のフォーマットの三次元形状データ８６で表された三次元形状を、ＸＹ平面と平行な状態でボクセルデータ８８に変換し、その後レイアウト変換しても、ボクセル９０がＸＹ平面に対して傾いてしまう。このため、三次元造形装置１００で造形するのは困難である。
【００８４】
そこで、図２０に示すように、他のフォーマットの三次元形状データで表された三次元形状を傾けた状態でボクセルデータに変換するようにしてもよい。
【００８５】
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。
【００８６】
例えば、本実施形態では、三次元形状データを編集する編集装置１０と三次元形状データに基づいて三次元形状を造形する三次元造形装置１００とが別個の構成の場合について説明したが、三次元造形装置１００が編集装置１０の機能を備えた構成としてもよい。
【００８７】
また、例えば、図５に示した三次元形状データの編集処理を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。
【００８８】
また、各実施形態では、三次元形状データの編集プログラムが記憶部２０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。本実施形態に係る三次元形状データの編集プログラムを、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、本発明に係る三次元形状データの編集プログラムを、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、本実施形態に係る三次元形状データの編集プログラムを、通信部１８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】
【００８９】
１     三次元造形システム
１０   編集装置
１２   コントローラ
１４   操作部
１６   表示部
１８   通信部
２０   記憶部
１００ 三次元造形装置
１０２ 吐出ヘッド
１０４ 吐出ヘッド駆動部
１０６ 造形台
１０８ 造形台駆動部
１１０ 取得部
１１２ 制御部
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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