(57)【要約】【課題】３次元造形物の支持部材に対する材料使用量を低減する３次元造形システムを提供する。【解決手段】外部から受信した３次元形状データに基づいて形成される造形物を支持する支持部材を前記３次元形状データから判定される前記造形物の強度に応じて形成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から受信した３次元形状データに基づいて形成される造形物を支持する支持部材を前記３次元形状データから判定される前記造形物の強度に応じて形成することを特徴とする３次元造形システム。
【請求項２】
前記３次元形状データから３次元造形データを生成する情報処理装置と、前記３次元造形データに基づいて前記造形物を形成する造形装置とがネットワークにより接続された３次元造形システムであって、
前記情報処理装置は、
前記３次元形状データから前記造形物の大きさを検知するサイズ検知手段と、
前記３次元形状データから前記造形物の形状を検知する形状検知手段と、
前記形状検知手段により検知された前記造形物における所定部位の強度を前記サイズ検知手段により検知された前記造形物の大きさに基づいて判定する強度判定手段と、
前記強度判定手段により判定された前記強度に応じて前記支持部材の造形データを生成する支持部材造形データ生成手段と、
前記３次元造形データと、前記支持部材造形データ生成手段により生成された前記支持部材の造形データを前記造形装置に送信する通信手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の３次元造形システム。
【請求項３】
前記強度判定手段は、前記造形物における所定部位の長さ、又は太さに基づいて前記所定部位の強度を判定することを特徴とする請求項２記載の３次元造形システム。
【請求項４】
前記支持部材造形データ生成手段は、前記強度判定手段により判定された前記所定部位の強度に基づいて前記支持部材の造形データを生成するか否かを判定することを特徴とする請求項２又は３記載の３次元造形システム。
【請求項５】
前記支持部材の造形データを２種以上記憶する記憶手段を備え、
前記支持部材造形データ生成手段は、前記形状検知手段により前記３次元形状データから前記造形物の形状が２以上検知されたとき、検知された前記造形物の数に応じて、前記記憶手段に記憶された２種以上の前記支持部材の造形データから最適な前記支持部材の造形データを選択することを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の３次元造形システム。
【請求項６】
前記支持部材造形データ生成手段は、前記形状検知手段により前記３次元形状データから前記造形物の形状が２以上検知されたとき、前記造形物の少なくとも底面を支持するメッシュ状の支持面を有する前記支持部材の造形データを生成するとともに、前記サイズ検知手段により検知された前記造形物の大きさに応じて前記支持面のメッシュ密度を変更することを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の３次元造形システム。
【請求項７】
前記支持部材造形データ生成手段は、前記サイズ検知手段により検知された前記造形物の大きさが予め定められた大きさ以上であって、前記強度判定手段により判定された前記所定部位の強度が予め定められた閾値未満のとき、強度が閾値未満と判定された前記所定部位を支持する支持部材の造形データを生成することを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の３次元造形システム。
【請求項８】
３次元形状データを受信する工程と、
前記受信した３次元形状データから３次元造形データを生成する工程と、
受信した前記３次元形状データから該３次元形状データに基づいて造形装置により形成される造形物の大きさを検知する工程と、
前記３次元形状データから前記造形物の形状を検知する工程と、
検知された前記造形物における所定部位の強度を検知された前記造形物の大きさに基づいて判定する工程と、
判定された前記強度に応じて前記造形物を支持する支持部材の造形データを生成する工程と、
前記３次元造形データと、生成された前記支持部材の造形データを前記造形装置に送信する工程と、
を備えることを特徴とする３次元造形方法。
【請求項９】
３次元形状データを受信する処理と、
前記受信した３次元形状データから３次元造形データを生成する処理と、
受信した前記３次元形状データから該３次元形状データに基づいて造形装置により形成される造形物の大きさを検知する処理と、
前記３次元形状データから前記造形物の形状を検知する処理と、
検知された前記造形物における所定部位の強度を検知された前記造形物の大きさに基づいて判定する処理と、
判定された前記強度に応じて前記造形物を支持する支持部材の造形データを生成する処理と、
前記３次元造形データと、生成された前記支持部材の造形データを前記造形装置に送信する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元造形システム、３次元造形方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉末積層法を利用する造形システムにおいて、１層毎の粉末の積層とインクジェットヘッドによるバインダー液の粉末への塗布の工程を繰り返すことにより、３次元造形物を得る技術が知られている。このような３次元造形システムにおいては、一般に３次元造形プログラムを用いて、３次元造形物を形成するための設定データを作成する。
【０００３】
また、３次元ＣＡＤプログラムで予め作成された造形物の３次元データは、３次元造形プログラムで読み込まれ、造形プレート上にこの３次元データのオブジェクトが配置される。そして、オブジェクトの位置・姿勢を決定し、３次元造形装置用データフォーマットへ変換し３次元造形装置本体に送信する。このように、３次元造形装置本体における造形物生成が可能となる技術が既に知られている。
【０００４】
上記３次元造形システムに関し、特許文献１には、造形物を保護する目的で造形物を一度に複数造形する場合に、造形物同士がぶつかって破損しないように造形物を保持する支持部材も一緒に造形する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、造形物を一度に複数造形する場合に、造形物同士がぶつかって破損しないように造形物を保持する支持部材も一緒に造形する手法においては、次の問題が発生する。それは、造形物の形状がどのような形であっても、テーブル形状のような１形状の支持部材を造形するため、小さな造形物を造形する場合、支持部材が大きすぎるため支持部材に使用する材料が無駄になるという問題である。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、３次元造形物の支持部材に対する材料使用量を低減する３次元造形システ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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の３次元造形システムは、外部から受信した３次元形状データに基づいて形成される造形物を支持する支持部材を前記３次元形状データから判定される前記造形物の強度に応じて形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、３次元造形物の支持部材に対する材料使用量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態における３次元造形システムに係る造形装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態における造形装置の粉末積層部の概略図である。
【図３】本発明の実施形態における粉末積層部と主走査部の概略機構図である。
【図４】本発明の実施形態における造形処理手順について説明する模式図である。
【図５】本発明の実施形態における主走査部における制御ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における３次元造形システム構成の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態における３次元造形システムに係る機能ブロック図である。
【図８】本発明の実施形態において造形される造形物とその支持部材の一例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態における３次元造形処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態における３次元造形処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態における３次元造形処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態の３次元造形システムに関し以下図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施形態に限定されるものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明は、ＣＡＤモデルから作成した３次元オブジェクトをもとに、粉末積層法を用いて３次元造形物を生成する造形システムの、造形処理を高画質かつ高速に行うための技術に関するものである。
【００１１】
本発明の実施形態における３次元造形システムは、概略的には、外部から受信した３次元形状データに基づいて形成される造形物を支持する支持部材を３次元形状データから判定される造形物の強度に応じて形成するものである。例えば、造形物の大きさや形状から、造形物の強度が弱くなる部位を検知し、その検知結果に応じて造形物を支持するに適当な支持部材を形成する。造形物のサイズに応じて支持部材のサイズや形状を変えることで、支持部材の材料使用量を低減することができる。
【００１２】
本実施形態における３次元造形システムとして、３次元形状データから３次元造形データを生成するＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理装置と、生成された３次元造形データに基づいて造形物を生成する造形装置とがネットワークにより接続されるシステムを例として以下説明する。なお、ネットワークはＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、また、有線で無線でもよい。
【００１３】
本実施形態における造形装置の概略構成について図１及び図２を参照して説明する。本実施形態における３次元造形装置５０は、主走査部１と、粉末積層部１０を含み構成されている。主走査部１は、キャリッジ１１と、ヒーター１２と、供給部１３と、維持部１４と、制御部１５を含み構成されている。また、粉末積層部１０は、供給槽２と、造形槽３と、リコータ４を含み構成されている。
【００１４】
キャリッジ１１は、粉末材料を結合して硬化させるためのバインダー液を吐出する記録ヘッドを有し、記録ヘッドを主走査方向に移動させる機構である。キャリッジ１１は、不図示の記録ヘッド駆動用モータにより、記録ヘッドの主走査方向への移動を制御する。なお、記録ヘッドは不図示のエンコーダセンサを備え、エンコーダセンサによって検知された記録ヘッド主走査方向の移動位置情報を制御部１５へ通知する。
【００１５】
ヒーター１２は、バインダー液が吐出された粉末層を加熱・乾燥させる機構である。供給部１３は、バインダー液のメインタンクとなるカートリッジを備え、記録ヘッドに搭載されたサブタンクにバインダー液を供給する。なお、メインタンクとサブタンクが一体となった構成であってもよい。
【００１６】
維持部１４は、記録ヘッドのノズル面の吐出性能を回復させる機構である。制御部１５は、主走査部１の動作を制御する制御機構である。制御部１５についての詳細は後述する。
【００１７】
供給槽２は、造形槽３に供給する粉末材料を収容する機構である。造形槽３において、粉体層が積層され、造形物が形成される。リコータ４は、供給槽２の粉末材料を造形槽３に供給する。図２に示すように、リコータ４に備わるリコータローラ４１が矢印方向に移動することによって供給槽２の粉末材料が造形槽３に供給される。
【００１８】
次に、本実施形態における粉末積層部１０及び主走査部１の動作機構について図３を参照して説明する。図３（ａ）はＹ−Ｚ平面すなわち側面図を示し、図３（ｂ）はＸ−Ｙ平面すなわち上面図を示している。
【００１９】
リコータローラ４１はモータＭ１の駆動によって回転する。リコータ４はモータＭ２の駆動によってＹ軸方向へ移動する。供給槽２が備える供給槽ステージ２１はモータＭ３の駆動によってＺ軸方向へ移動する。また、造形槽３が備える造形槽ステージ３１はモータＭ４の駆動によってＺ軸方向へ移動する。さらに、主走査部１はモータＭ５の駆動によってＹ軸方向へ移動する。キャリッジ１１は不図示の主走査モータの駆動によってＸ軸方向へ移動する。
【００２０】
次に、本実施形態における造形処理手順の概略について図４を参照して説明する。まず、ＰＣから造形装置へ画像データが送信される。このときの画像データは１層毎に１ジョブであり、積層する層数分のジョブが含まれる（工程０）。造形装置は１層分の画像データを受信する（工程１）。
【００２１】
リコータローラ４１によって、供給槽２から造形槽３へ粉末材料が移動され、造形槽３に１層分の粉末層が敷き詰められる（工程２）。
【００２２】
主走査部１が粉末積層部１０へ移動し、記録ヘッド１１０から供給されるバインダー液によって、ＰＣから受信した画像データの画像が造形槽３上の粉末層の画像形成面１００に形成される（工程３）。そして、ヒーター１２によって粉末層が加熱・乾燥される（工程４）。その後、主走査部１を元の退避位置へ移動させる（工程５）。
【００２３】
工程１から５を積層する粉末層の層数分繰り返すことにより造形物２００が完成する（工程６）。
【００２４】
工程３の詳細についてさらに説明する。主走査部１を画像形成の開始位置まで移動させる（工程３−１）。その後、記録ヘッド１１０を移動させつつ、記録ヘッド１１０からバインダー液を粉末層に吐出する（工程３−２）。そして、主走査部１をヘッド１スキャン分だけ移動させる（工程３−３）。次に、再び記録ヘッド１１０を移動させつつ、記録ヘッド１１０からバインダー液を吐出させる（工程３−４）。工程３−１から工程３−４は、画像全体が描き終わるまで繰り返される。
【００２５】
次に、本実施形態における制御部１５の詳細について図５を参照して説明する。制御部１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０３と、ＮＶ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ）ＲＡＭ３０４を備える。
【００２６】
また、制御部１５は、ホストＩ／Ｆ３０５と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３０６と、Ｉ／Ｏ３０７と、吐出制御部３０９を備える。
【００２７】
さらに、制御部１５は、モータＭ１制御部３１０と、モータＭ２制御部３１１と、モータＭ３制御部３１２と、モータＭ４制御部３１３と、モータＭ５制御部３１４を備える。
【００２８】
ＣＰＵ３０１は、印字制御やモータ駆動制御、維持・供給制御などの印字装置全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２は、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納する。ＲＡＭ３０３は、画像データ等を一時格納する。ＮＶＲＡＭ３０４は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な記憶部である。ホストＩ／Ｆ３０５は、ホスト側とのデータ及び信号の送受を行う。
【００２９】
ＡＳＩＣ３０６は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理する。Ｉ／Ｏ３０７は、リニアエンコーダ３１７によって検出された検出パルスの入力を受け付ける。
【００３０】
吐出制御部３０９は、記録ヘッド１１０を駆動するための駆動波形を生成する。また、吐出制御部３０９は、記録ヘッド１１０の圧力発生手段を選択駆動させる画像データ及びそれに伴う各種データをヘッドドライバ３１５に出力する。
【００３１】
モータＭ１制御部３１０はリコータローラ４１を回転させるモータＭ１の駆動を制御する。モータＭ２制御部３１１はリコータ４を移動させるモータＭ２の駆動を制御する。モータＭ３制御部３１２は供給槽２を移動させるモータＭ３の駆動を制御する。モータＭ４制御部３１３は造形槽３を移動させるモータＭ４の駆動を制御する。モータＭ５制御部３１４は主走査部１を移動させるモータＭ５の駆動を制御する。
【００３２】
制御部１５は、ＰＣ等の情報処理装置などのホスト装置におけるドライバ３１８が生成した３次元造形物生成用データを、ケーブル又はネットワークを介してホストＩ／Ｆ３０５で受信する。
【００３３】
ＣＰＵ３０１は、ホストＩ／Ｆ３０５に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ３０６にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行って吐出制御部３０９に転送する。また、吐出制御部３０９から所要のタイミングでヘッドドライバ３１５に画像データや駆動波形を出力する。
【００３４】
なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えば、ＲＯＭ３０２にフォントデータを格納して行っても、ホスト側のドライバ３１８で画像データをビットマップデータに展開して画像形成装置に転送するようにしてもよい。
【００３５】
吐出制御部３０９における不図示の駆動波形生成部は、ＲＯＭ３０２に格納され、ＣＰＵ３０１で読み出される駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び増幅器等で構成される。また、吐出制御部３０９は、１つの駆動パルス又は複数の駆動パルスで構成される駆動波形を、ヘッドドライバ３１５に対して出力する。
【００３６】
ヘッドドライバ３１５は、駆動波形生成部から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを、選択的に記録ヘッド１１０の圧力発生手段に対して印加することで記録ヘッド１１０を駆動する。このときの記録ヘッド１１０の駆動制御は、シリアルに入力される記録ヘッド１１０の１行分に相当するデータであるドットパターンデータに基づいて行われる。
【００３７】
なお、このヘッドドライバ３１５は、例えば、シフトレジスタと、ラッチ回路と、レベル変換回路であるレベルシフタと、スイッチ手段であるアナログスイッチアレイ等を含む。
【００３８】
シフトレジスタはクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力する。ラッチ回路はシフトレジスタのレジスト値をラッチ信号でラッチする。レベルシフタはラッチ回路の出力値をレベル変化する。アナログスイッチアレイはレベルシフタによりオン／オフが制御される。アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動パルスを選択的に記録ヘッド１１０の圧力発生手段に印加する。
【００３９】
次に、本実施形態における３次元造形システム構成例について図６を参照して説明する。この３次元造形システムは３次元造形装置５０と３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）装置６０で構成されている。
【００４０】
３次元ＣＡＤ装置６０は３次元形状データをデザインできるＣＡＤソフトウェアが使えるＰＣ等の端末である。ユーザはこのソフトで好みの３次元物体をデザインすることができる。また、作成された３次元形状データを３次元造形装置５０が解釈できるデータフォーマットに変換して、３次元造形装置５０に送信することができる。３次元造形装置５０側では、送信された造形データに従って粉体を硬化させて所望の造形物を造形する。
【００４１】
次に、本実施形態における３次元造形システムに係る機能ブロックについて図７を参照して説明する。以下では、記載の便宜上、ＣＡＤソフトウェア４００として説明する。ＣＡＤソフトウェア４００は、ＧＵＩ部４１０と、造形データ処理部４２０と、データファイル操作部４３０と、通信部４４０を含み構成されている。
【００４２】
ＧＵＩ部４１０は、キーボードやマウス等の入力装置からのユーザの操作を受け付けて他のサブシステムに通知する。また、ＧＵＩ部４１０は、モニタ等の表示装置にボタン・メニューなどのＧＵＩ部品や、ユーザがデザインした物体の３Ｄグラフィックスを表示する。
【００４３】
造形データ処理部４２０は、ユーザがデザインした物体の３次元形状データの検知、生成、変更、保持を行う。造形データ処理部４２０の詳細については後述する。
【００４４】
データファイル操作部４３０は、例えばデータファイル５００を介し、造形データの保存、または読み出しを行う。また、通信部４４０は造形データを３次元造形装置５０へ送信する。
【００４５】
造形データ処理部４２０の詳細について説明する。造形データ処理部４２０は、サイズ検知手段４２１と、形状検知手段４２２と、強度判定手段４２３と、造形データ保持手段４２４と、支持部材造形データ生成手段４２５を備える。
【００４６】
サイズ検知手段４２１は、ユーザがデザインした物体の３次元形状データから前記造形物の大きさ、造形物のサイズを検知する。
【００４７】
形状検知手段４２２は、ユーザがデザインした物体の３次元形状データから造形物の形状を検知することにより、造形物における強度が弱くなる所定部位の位置を判定する。検知する造形物の形状は、例えば、細い部分から太い部分となったり、逆に太い部分から細い部分になったりする、つなぎ目のような形状をいう。また、形状検知手段４２２は、造形対象物の数を検知する。
【００４８】
強度判定手段４２３は、形状検知手段４２２により検知された造形物における所定部位の強度をサイズ検知手段４２１により検知された造形物の大きさに基づいて判定する。また、強度判定手段４２３は、造形物における所定部位の長さ、又は太さに基づいて所定部位の強度を判定する。
【００４９】
具体的には、強度判定手段４２３は、形状検知手段４２２により検知した部位について、サイズ検知手段４２１により検知した太さ、長さを使用して強度パラメータを求める。強度判定手段４２３は、その求めた強度パラメータと、造形に使用する部材毎に指定される強度パラメータとを比較し、造形物の強度を、例えば、強、中、弱で判定する。
【００５０】
例えば、造形に使用する部材が石膏の場合、次の表１に示すようなテーブルを強度判定に用いる。なお、石膏以外の部材であってもよく、部材毎に強度判定テーブルを設定してもよく、また、ユーザによってパラメータ変更を行えることとしてもよい。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
表１は、形状検知手段４２２により検知した所定部位の長さと太さから強度を判定する強度判定テーブルである。例えば、長さが１０ｍｍ未満で、太さが２０ｍｍ以上のとき、強度が「強」であると判定される。また、長さが１０ｍｍ未満で、太さが１０〜２０ｍｍのとき、強度が「中」であると判定される。また、長さが１０ｍｍ未満で、太さが１０ｍｍ未満のとき、強度が「弱」であると判定される。
【００５３】
支持部材造形データ生成手段４２５は、強度判定手段４２３により判定された強度に応じて造形物を支持する支持部材の造形データを生成する。また、支持部材造形データ生成手段４２５は、強度判定手段４２３により判定された所定部位の強度に基づいて支持部材の造形データを生成するか否かを判定する。
【００５４】
造形データ保持手段４２４は、支持部材の造形データを２種以上記憶する記憶手段である。造形データ保持手段４２４は、ユーザがデザインした物体の３次元形状データと、支持部材造形データ生成手段４２５で生成したデータを合成したものを保持する。
【００５５】
支持部材造形データ生成手段４２５は、形状検知手段４２２により３次元形状データから造形物の形状が２以上検知されたとき、以下の処理を行う。１つは、支持部材造形データ生成手段４２５が、検知された造形物の数に応じて、造形データ保持手段４２４に記憶された２種以上の支持部材の造形データから最適な造形データを選択するという処理である。
【００５６】
例えば、図８（ａ）に示すように、つなぎ目のような強度の弱い部分がない造形物Ａが複数検知された場合、図８（ａ）に示すようなテーブル型の支持部材Ｂの造形データを選択し、検知された造形物が１つの場合、支柱単独型の支持部材を選択する。これにより、無駄な支持部材を造形することがなくなるため、コストを削減することができる。
【００５７】
もう１つは、支持部材造形データ生成手段４２５が、造形物の少なくとも底面を支持するメッシュ状の支持面を有する支持部材の造形データを生成し、サイズ検知手段４２１により検知された造形物の大きさに応じて支持面のメッシュ密度を変更するという処理である。
【００５８】
例えば、図８（ｂ）に示すように、造形物のサイズがメッシュの隙間より大きい場合は問題ないが（Ａ１参照）、造形物のサイズがメッシュの隙間よりも小さい場合（Ａ２参照）、隙間に落ちないようにメッシュ密度を変更する。これにより、必要なメッシュ部のみの密度を変更するので、コストを削減することができる。なお、メッシュにおける２つの頂点の対角線上に補強支持部材を形成するようにしてもよい（Ａ３参照）。
【００５９】
なお、メッシュ密度について、ユーザが予め設定したり、又は、複数のメッシュ密度から切り替えるようにしてもよい。これにより、例えば、造形物のサイズが検知できないような場合であっても、最適なメッシュ密度の支持部材を造形できるため、支持部材のコストを削減することができる。
【００６０】
さらに、支持部材造形データ生成手段４２５は、サイズ検知手段４２１により検知された造形物の大きさが予め定められた大きさ以上であって、強度判定手段４２３により判定された所定部位の強度が予め定められた閾値未満のとき、強度が閾値未満と判定された所定部位を補強する補強部材の造形データを生成することとしてもよい。
【００６１】
例えば、図８（ｃ）に示すように、造形物Ａ４の強度が弱い部位Ａ４ａを検知し、この強度が一定の閾値を下回ったときに、該当部位を補強する補強部材としての支柱Ｂ２を造形する造形データを生成する。強度が弱い部位のみ補強することで、支持部材のコストを削減することができる。閾値は、上述した強度算出テーブルにおけるパラメータから算出しても、あるいは、実験によって造形物のサンプルを所定の強度試験装置にかけて得た数値から算出してもよい。
【００６２】
例えば、次の表２のような部材が石膏の場合における、支柱作成判定テーブルで示される閾値としてもよい。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
表２では、強度として「強」、「中」、「弱」が設定されており、「強」のとき支柱作成有無は「無」として支柱を作成しないと判定する。一方、「中」、「弱」のとき支柱作成有無は「有」として支柱を作成すると判定する。つまり、表２では、強度「強」と「中」の境界が閾値となっている。
【００６５】
もちろん、一例であり、これに限定されない。例えば、ユーザによって閾値のパラメータを変更可能としてもよい。これにより、一律に支持部材を造形するのではなく、例えば、造形品質を高く保ちたい、又は低くてもよい場合等、品質によって支持部材にかけるコストをユーザが選択することができる。
【００６６】
次に、本実施形態における３次元造形処理手順の一例について図９を参照して説明する。本フローチャートは、テーブル型の支持部材を造形する手順を説明するものである。
【００６７】
まず、情報処理装置において、ＣＡＤソフトウェア４００は３次元形状データを外部から受信する（ステップＳ１）。３次元形状データを外部から受信することについて、ネットワークを介して受信することはもちろん含まれるが、情報処理装置に接続した３Ｄカメラ等により撮影した３次元形状データを直接取り込んで得ることも含まれる。この３Ｄカメラ等の接続は有線でも無線でもよい。
【００６８】
次に、サイズ検知手段４２１が３次元形状データから造形サイズを検知する（ステップＳ２）。そして、形状検知手段４２２が造形形状を検知する（ステップＳ３）。
【００６９】
次に、形状検知手段４２２により造形数が判定される（ステップＳ４）。形状検知手段４２２により造形数が１と判定されたとき（ステップＳ４、造形数＝１）、３次元形状データに基づいて生成された造形データにより造形物の造形が開始される（ステップＳ１０）。
【００７０】
他方、形状検知手段４２２により造形数が２以上と判定されたとき（ステップＳ４、造形数＞１）、支持部材造形データ生成手段４２５は、テーブル型支持部材造形のための造形データを生成するが、この際、支持部材の少なくとも底面を支持する部分のメッシュ密度を造形物のサイズに応じて変更する（ステップＳ５）。
【００７１】
支持部材造形データ生成手段４２５は、造形物のサイズが予め定められた規定のメッシュ密度より大きいと判定したとき（ステップＳ５、造形物サイズ＞メッシュ間隔）、メッシュ密度を粗くする（ステップＳ６）。
【００７２】
また、支持部材造形データ生成手段４２５は、造形物のサイズが規定のメッシュ密度より小さいと判定したとき（ステップＳ５、造形物サイズ＜メッシュ間隔）、メッシュ密度を密にする（ステップＳ７）。
【００７３】
さらに、支持部材造形データ生成手段４２５は、造形物サイズ検知に失敗したとき（ステップＳ５、造形物サイズ検知失敗）、規定のメッシュ密度を適用する（ステップＳ８）。なお、規定のメッシュ密度は、ユーザの入力設定によって更新されることとしてよい。
【００７４】
上記ステップＳ６からステップＳ８の変更処理を受けて、支持部材造形データ生成手段４２５は、支持部材造形データを生成する（ステップＳ９）。その後、造形物の造形とともに、支持部材造形データに基づいて支持部材の造形が開始される（ステップＳ１０）。
【００７５】
次に、本実施形態における３次元造形処理手順の別例について図１０を参照して説明する。本フローチャートは、支柱型の支持部材を造形する手順を説明するものである。なお、図９と同様の手順については説明を省略する。
【００７６】
すなわち、形状検知手段４２２により造形サイズが検知された（ステップＳ２）後、強度判定手段４２３は、造形物の所定部位の強度を判定する（ステップＳ１１）。そして、支持部材造形データ生成手段４２５は、判定された強度が一定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００７７】
支持部材造形データ生成手段４２５により、造形物の所定部位の強度が一定の閾値以上と判定されたとき（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、支持部材を作成せずに造形物の造形を開始する（ステップＳ１０）。
【００７８】
一方、支持部材造形データ生成手段４２５により、造形物の所定部位の強度が一定の閾値を下回ると判定されたとき（ステップＳ１２、ＮＯ）、支持部材造形データを生成する（ステップＳ９）。
【００７９】
次に、本実施形態における３次元造形処理手順のさらに別例について図１１を参照して説明する。本フローチャートは、支柱型の支持部材を造形する際に、エラー停止を行う手順を説明するものである。なお、図９及び図１０と同様の手順については説明を省略する。
【００８０】
すなわち、強度判定手段４２３により強度が判定できず、支持部材造形データ生成手段４２５において閾値判定不能のとき（ステップＳ１２、閾値判定失敗）、ＧＵＩ部４１０等を介してユーザにエラー通知を行い（ステップＳ２１）、処理を終了する。これにより、ユーザは造形物の強度が弱い所定部位の検知に失敗したことを知ることができる。
【００８１】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、上述した本実施形態の画像処理装置における各処理を、ハードウェア、又は、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。
【００８２】
なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１    主走査部
２    供給槽
３    造形槽
４    リコータ
１０    粉末積層部
１１    キャリッジ
１２    ヒーター
１３    供給部
１４    維持部
１５    制御部
２１    供給槽ステージ
３１    造形槽ステージ
４１    リコータローラ
５０    ３次元造形装置
６０    ３次元ＣＡＤ装置
１１０    記録ヘッド
４００    ＣＡＤソフトウェア
４１０    ＧＵＩ部
４２０    造形データ処理部
４２１    サイズ検知手段
４２２    形状検知手段
４２３    強度判定手段
４２４    造形データ保持手段
４２５    支持部材造形データ生成手段
４３０    データファイル操作部
４４０    通信部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２０１３−１８４４０５号公報
【図１】
2015202625.tif 000005
【図２】
2015202625.tif 000006
【図３】
2015202625.tif 000007
【図４】
2015202625.tif 000008
【図５】
2015202625.tif 000009
【図６】
2015202625.tif 000010
【図７】
2015202625.tif 000011
【図８】
2015202625.tif 000012
【図９】
2015202625.tif 000013
【図１０】
2015202625.tif 000014
【図１１】
2015202625.tif 000015