(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットが吐出した前記液体を硬化させる硬化ユニットと、
を備え、
硬化した前記液体を用いて単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体により立体物を造形可能な立体物造形装置であって、
前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第１形成モードと、
前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させた後に前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体及び硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第２形成モードと、
前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させた後に前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体及び硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第３形成モードと、
を含む複数の形成モードにより、前記単位造形体を形成可能である、
ことを特徴とする立体物造形装置。
【請求項２】
前記第２形成モードまたは前記第３形成モードにより形成される単位造形体は、
硬化した前記第１の液体を用いて形成される第１面と、
前記第１面の反対側の面であって、
硬化した前記第２の液体を用いて形成される第２面と、
を備え、
前記第１面は、
前記第１形成モードにより形成される単位造形体と隣り合い、
前記第２面は、
前記立体物の表面を構成する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の立体物造形装置。
【請求項３】
前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第４形成モード、
を含む複数の形成モードにより、前記単位造形体を形成可能であり、
前記第２形成モードまたは前記第３形成モードにより形成される単位造形体は、
硬化した前記第１の液体を用いて形成される第１面と、
前記第１面の反対側の面であって、
硬化した前記第２の液体を用いて形成される第２面と、
を備え、
前記第１面は、
前記第１形成モードにより形成される単位造形体と隣り合い、
前記第２面は、
前記第４形成モードにより形成される単位造形体と隣り合う、
ことを特徴とする、請求項１に記載の立体物造形装置。
【請求項４】
前記立体物は、
複数の前記単位造形体からなる造形層を上方向に積層していくことで造形され、
前記立体物が造形される場合において、
前記第２形成モードにより形成される単位造形体は、
前記第１形成モードにより形成される単位造形体の上側に形成され、
前記第３形成モードにより形成される単位造形体の上側には、
前記第１形成モードにより形成される単位造形体が形成される、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。
【請求項５】
前記立体物は、
複数の前記単位造形体からなる造形層を積層していくことで造形され、
前記造形層において、
前記第２形成モードにより形成される単位造形体と、
前記第３形成モードにより形成される単位造形体と、は隣り合わない、
ことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の立体物造形装置。
【請求項６】
第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットが吐出した前記液体を硬化させる硬化ユニットと、
を備え、
硬化した前記液体を用いて単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体により立体物を造形可能な立体物造形装置の制御方法であって、
前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第１形成モードと、
前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させた後に前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体及び硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第２形成モードと、
前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させた後に前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体及び硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第３形成モードと、
を含む複数の形成モードにより、前記単位造形体を形成するように、
前記ヘッドユニットを制御する、
ことを特徴とする立体物造形装置の制御方法。
【請求項７】
第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットが吐出した前記液体を硬化させる硬化ユニットと、
コンピューターと、
を備え、
硬化した前記液体を用いて単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体により立体物を造形可能な立体物造形装置の制御プログラムであって、
前記コンピューターを、
前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第１形成モードと、
前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させた後に前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体及び硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第２形成モードと、
前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させた後に前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体及び硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第３形成モードと、
を含む複数の形成モードのうち何れかの形成モードにより前記単位造形体を形成するように前記ヘッドユニットを制御する、制御部として機能させる、
ことを特徴とする立体物造形装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物造形装置、立体物造形装置の制御方法、及び、立体物造形装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄプリンター等の立体物造形装置が各種提案されている。立体物造形装置は、インク等の液体を吐出してボクセルに形成した単位造形体により造形層を形成し、造形層を積層させることで立体物を造形する。このような立体物造形装置において、彩色の施された立体物を造形する技術が各種提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０７５３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、３Ｄプリンターのように、単位造形体の集合として立体物を造形する立体物造形装置においては、造形される立体物の表面が、凹凸の形状を有するものとして視認されることがある。そして、立体物の表面の凹凸が目立つ場合、造形される立体物は、滑らかさを欠いたざらつき感のあるものとして視認される。この場合、滑らかな表面形状を有する立体物の造形が難しくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、凹凸が視認される可能性を低減してざらつき感を感じさせない立体物を造形可能な立体物造形装置を提供することを、解決課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明に係る立体物造形装置は、第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、前記ヘッドユニットが吐出した前記液体を硬化させる硬化ユニットと、を備え、硬化した前記液体を用いて単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体により立体物を造形可能な立体物造形装置であって、前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第１形成モードと、前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させた後に前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体及び硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第２形成モードと、前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させた後に前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体及び硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第３形成モードと、を含む複数の形成モードにより、前記単位造形体を形成可能である、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、第１形成モードで形成される単位造形体（以下、「第１単位造形体」と称する）の他に、第２形成モードで形成される単位造形体（以下、「第２単位造形体」と称する）と、第３形成モードで形成される単位造形体（以下、「第３単位造形体」と称する）と、を用いて、立体物を造形することが可能である。そして、第１単位造形体が、第１の液体の色（以下、「第１の色」と称する）を有するのに対し、第２単位造形体及び第３単位造形体は、第１の色を有する部分（以下、「第１部分」と称する）と、第１の色より透明度の高い第２の液体の色（以下、「第２の色」と称する）を有する部分（以下、「第２部分」と称する）と、を含む。このため、立体物の表面の凹凸のうち凸部分を、第１単位造形体で形成する代わりに、第２単位造形体または第３単位造形体のうち、第２部分により形成することにより、当該凸部分の色を透明に近い色にすることができる。これにより、立体物の表面の凹凸のうち凸部分の色の透明度を高くすることができ、凹凸が視認される可能性を低減することが可能となる。すなわち、ざらつき感を抑えた滑らかな表面を有する立体物を造形することが可能となる。
また、本発明によれば、第２単位造形体のうち第１部分から見た第２部分の方向と、第３単位造形体のうち第１部分から見た第２部分の方向とは、逆になる。このため、例えば、立体物の表面のうち上側を向いた箇所における凸部分を、第２単位造形体及び第３単位造形体のうち、第２部分が上側に位置する単位造形体により形成し、逆に、立体物の表面のうち下側を向いた箇所における凸部分を、第２単位造形体及び第３単位造形体のうち、第２部分が下側に位置する単位造形体により形成することで、立体物の表面の凹凸が視認される可能性を低く抑えることができる。すなわち、立体物の形状に応じて、第２単位造形体と第３単位造形体とを使い分けることで、立体物の表面の凹凸が視認される可能性を低減させることができる。
なお、第１の液体としては、例えば、有彩色インクまたは無彩色インクを採用することができ、第２の液体としては、例えば、クリアーインクを採用することができる。
【０００８】
また、上述した立体物造形装置において、前記第２形成モードまたは前記第３形成モードにより形成される単位造形体は、硬化した前記第１の液体を用いて形成される第１面と、前記第１面の反対側の面であって、硬化した前記第２の液体を用いて形成される第２面と、を備え、前記第１面は、前記第１形成モードにより形成される単位造形体と隣り合い、前記第２面は、前記立体物の表面を構成する、ことを特徴とすることが好ましい。
【０００９】
この態様によれば、立体物の表面の凹凸のうち凸部分を第２部分で形成することができる。このため、立体物の表面の凹凸が視認される可能性を低減させることができる。
また、この態様によれば、第２単位造形体及び第３単位造形体を、第１部分と第１単位造形体とが隣り合うように形成する。このため、立体物において、第１の色を有する部分を連続的に形成することができる。すなわち、滑らかな表面形状を有すると視認されるような立体物の造形が可能となる。
【００１０】
また、上述した立体物造形装置は、前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第４形成モード、を含む複数の形成モードにより、前記単位造形体を形成可能であり、前記第２形成モードまたは前記第３形成モードにより形成される単位造形体は、硬化した前記第１の液体を用いて形成される第１面と、前記第１面の反対側の面であって、硬化した前記第２の液体を用いて形成される第２面と、を備え、前記第１面は、前記第１形成モードにより形成される単位造形体と隣り合い、前記第２面は、前記第４形成モードにより形成される単位造形体と隣り合う、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１１】
この態様によれば、第２単位造形体及び第３単位造形体は、第１部分と第１単位造形体とが隣り合うように形成されるため、立体物において、第１の色を有する部分を連続的に形成することができる。すなわち、滑らかな表面形状を有すると視認されるような立体物の造形が可能となる。
また、この態様によれば、第１単位造形体、第２単位造形体、及び、第３単位造形体のうち、少なくとも１種類の単位造形体を含む部分であって、立体物の色彩を表現するために彩色が施される部分の表面側に、第４形成モードで形成された単位造形体（以下、「第４単位造形体」と称する）を設ける。このため、立体物のうち彩色が施された部分を、第４単位造形体の集合により覆い、保護することができる。これにより、立体物の色彩の経時的な劣化の程度を低く抑えることが可能となる。
【００１２】
また、上述した立体物造形装置において、前記立体物は、複数の前記単位造形体からなる造形層を上方向に積層していくことで造形され、前記立体物が造形される場合において、前記第２形成モードにより形成される単位造形体は、前記第１形成モードにより形成される単位造形体の上側に形成され、前記第３形成モードにより形成される単位造形体の上側には、前記第１形成モードにより形成される単位造形体が形成される、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１３】
この態様によれば、立体物の造形中において、第２単位造形体の第１部分は第２部分の下側に設けられ、第３単位造形体の第１部分は第２部分の上側に設けられる。そして、この態様では、第２単位造形体の第１部分と第１単位造形体とが上下方向に隣り合い、第３単位造形体の第１部分と第１単位造形体とが上下方向に隣り合うように、立体物を造形する。このため、立体物において、第１の色を有する部分を連続的に形成することができ、滑らかな表面形状を有すると視認されるような立体物の造形が可能となる。
【００１４】
また、上述した立体物造形装置において、前記立体物は、複数の前記単位造形体からなる造形層を積層していくことで造形され、前記造形層において、前記第２形成モードにより形成される単位造形体と、前記第３形成モードにより形成される単位造形体と、は隣り合わない、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１５】
この態様によれば、各造形層において、第２単位造形体と第３単位造形体とが隣り合わないように、立体物を造形する。このため、第２単位造形体の第１部分と第３単位造形体の第２部分が隣り合い、または、第２単位造形体の第２部分と第３単位造形体の第１部分が隣り合うような、第１の色を有する部分が不連続となることを防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る立体物造形装置の制御方法は、第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、前記ヘッドユニットが吐出した前記液体を硬化させる硬化ユニットと、を備え、硬化した前記液体を用いて単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体により立体物を造形可能な立体物造形装置の制御方法であって、前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第１形成モードと、前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させた後に前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体及び硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第２形成モードと、前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させた後に前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体及び硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第３形成モードと、を含む複数の形成モードにより、前記単位造形体を形成するように、前記ヘッドユニットを制御する、ことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、立体物の表面の凹凸のうち凸部分を、第１単位造形体で形成する代わりに、第２単位造形体または第３単位造形体の第２部分により形成することができる。これにより、立体物の表面の凹凸のうち凸部分の色の透明度を高くすることができ、凹凸が視認される可能性を低減することが可能となる。すなわち、ざらつき感を抑えた滑らかな表面を有する立体物を造形することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る立体物造形装置の制御プログラムは、第１の液体、及び、前記第１の液体よりも色材成分の少ない第２の液体を含む複数種類の液体を吐出可能なヘッドユニットと、前記ヘッドユニットが吐出した前記液体を硬化させる硬化ユニットと、コンピューターと、を備え、硬化した前記液体を用いて単位造形体を形成し、複数の前記単位造形体により立体物を造形可能な立体物造形装置の制御プログラムであって、前記コンピューターを、前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第１形成モードと、前記ヘッドユニットから前記第１の液体を吐出させた後に前記第２の液体を吐出させることで、硬化した前記第１の液体及び硬化した前記第２の液体を用いて前記単位造形体を形成する第２形成モードと、前記ヘッドユニットから前記第２の液体を吐出させた後に前記第１の液体を吐出させることで、硬化した前記第２の液体及び硬化した前記第１の液体を用いて前記単位造形体を形成する第３形成モードと、を含む複数の形成モードのうち何れかの形成モードにより前記単位造形体を形成するように前記ヘッドユニットを制御する、制御部として機能させる、ことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、立体物の表面の凹凸のうち凸部分を、第１単位造形体で形成する代わりに、第２単位造形体または第３単位造形体の第２部分により形成することができる。これにより、立体物の表面の凹凸のうち凸部分の色の透明度を高くすることができ、凹凸が視認される可能性を低減することが可能となる。すなわち、ざらつき感を抑えた滑らかな表面を有する立体物を造形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る立体物造形システム１００の構成を示すブロック図である。
【図２】立体物造形システム１００による立体物Ｏbjの造形を説明するための図である。
【図３】立体物造形装置１の概略的な断面図である。
【図４】記録ヘッド３０の概略的な断面図である。
【図５】駆動信号Ｖinの供給時における吐出部Ｄの動作を説明するための説明図である。
【図６】記録ヘッド３０におけるノズルＮの配置例を示す平面図である。
【図７】駆動信号生成部３１の構成を示すブロック図である。
【図８】選択信号Ｓelの内容を示す説明図である。
【図９】駆動波形信号Ｃomの波形を表すタイミングチャートである。
【図１０】データ生成処理及び造形処理を示すフローチャートである。
【図１１】立体物Ｏbjを説明するための説明図である。
【図１２】形状補完処理を示すフローチャートである。
【図１３】指定データ生成処理を示すフローチャートである。
【図１４】ブロックＢLの種類を説明するための説明図である。
【図１５】外面ボクセルＶx-ＳFと外面ＳFとの関係を説明するための説明図である。
【図１６】充填率ＲFとブロックＢLの種類との関係を説明するための説明図である。
【図１７】造形体データＦＤと指定データＳＤとの関係を説明するための説明図である。
【図１８】エッジブロックＢL-EGを説明するための説明図である。
【図１９】変形例６に係るデータ生成処理及び造形処理を示すフローチャートである。
【図２０】変形例６に係る立体物造形システム１００による立体物Ｏbjの造形について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２２】
＜Ａ．実施形態＞
本実施形態では、立体物造形装置として、樹脂エマルジョンを含むレジンインクや、紫外線硬化型インク等の、硬化性インク（「液体」の一例）を吐出して立体物Ｏbjを造形する、インクジェット式の立体物造形装置を例示して説明する。
【００２３】
＜１．立体物造形システムの構成＞
以下、図１乃至図９を参照しつつ、本実施形態に係る立体物造形装置１を具備する立体物造形システム１００の構成について説明する。
【００２４】
図１は、立体物造形システム１００の構成を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、立体物造形システム１００は、インクを吐出し、吐出したインクにより形成されるドットにより所定の厚さΔＺの層状の造形体ＬＹ（「造形層」の一例）を形成し、造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形する造形処理を実行する立体物造形装置１と、立体物造形装置１が造形する立体物Ｏbjを構成する複数の造形体ＬＹの各々の形状及び色彩を指定する指定データＳＤを生成するデータ生成処理を実行するホストコンピューター９と、を備える。
【００２５】
＜１．１．ホストコンピューターについて＞
図１に示すように、ホストコンピューター９は、ホストコンピューター９の各部の動作を制御するＣＰＵ（図示省略）と、ディスプレイ等の表示部（図示省略）と、キーボードやマウス等の操作部９１と、ホストコンピューター９の制御プログラム、立体物造形装置１のドライバープログラム、及び、ＣＡＤ（computer aided design）ソフト等のアプリケーションプログラムを記憶する情報記憶部（図示省略）と、モデルデータＤatを生成するモデルデータ生成部９２と、モデルデータＤatに基づいて指定データＳＤを生成するデータ生成処理を実行する指定データ生成部９３と、を備える。
【００２６】
ここで、モデルデータＤatとは、立体物造形装置１が造形すべき立体物Ｏbjを表すモデルの形状及び色彩を示すデータであり、立体物Ｏbjの形状及び色彩を指定するためのデータである。なお、以下において、立体物Ｏbjの色彩には、立体物Ｏbjに複数色が付される場合における当該複数色の付され方、すなわち、立体物Ｏbjに付される複数色により表される模様、文字、その他の画像も含むこととする。
モデルデータ生成部９２は、ホストコンピューター９のＣＰＵが情報記憶部に記憶されているアプリケーションプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。このモデルデータ生成部９２は、例えばＣＡＤアプリケーションであり、立体物造形システム１００の利用者が操作部９１を操作して入力した情報等に基づいて、立体物Ｏbjの形状及び色彩を表すためのモデルを示すモデルデータＤatを生成する。
【００２７】
本実施形態では、モデルデータＤatが、立体物Ｏbjの外部形状を指定する場合を想定する。換言すれば、モデルデータＤatが、立体物Ｏbjを中空の物体であると仮定した場合の当該中空の物体の形状、すなわち、立体物Ｏbjのモデルの輪郭である外面ＳFの形状を指定するデータである場合を想定する。例えば、立体物Ｏbjが球体である場合には、モデルデータＤatは当該球体の輪郭である球面の形状を指定する。
但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、モデルデータＤatは、少なくとも立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFの形状を特定可能な情報を含むものであればよい。例えば、モデルデータＤatは、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFの形状及び立体物Ｏbjの色彩に加えて、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFより内側の形状や、立体物Ｏbjの材料等を指定するものであってもよい。
モデルデータＤatとしては、例えば、ＡＭＦ（Additive Manufacturing File Format）、または、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）等のデータ形式を例示することができる。
【００２８】
指定データ生成部９３は、ホストコンピューター９のＣＰＵが情報記憶部に記憶されている立体物造形装置１のドライバープログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。指定データ生成部９３は、モデルデータ生成部９２が生成するモデルデータＤatに基づいて、立体物造形装置１が形成する造形体ＬＹの形状及び色彩を指定する指定データＳＤを生成するデータ生成処理を実行する。
なお、以下では、立体物Ｏbjが、Ｑ個の造形体ＬＹを積層させることで造形される場合を想定する（Ｑは、Ｑ≧２を満たす自然数）。また、立体物造形装置１が造形体ＬＹを形成する処理を積層処理と称する。すなわち、立体物造形装置１が立体物Ｏbjを造形する造形処理は、Ｑ回の積層処理を含む。以下では、造形処理に含まれるＱ回の積層処理のうちｑ回目の積層処理で形成される造形体ＬＹを造形体ＬＹ[q]と称し、造形体ＬＹ[q]の形状及び色彩を指定する指定データＳＤを指定データＳＤ[q]と称する（ｑは、１≦ｑ≦Ｑを満たす自然数）。
【００２９】
図２は、モデルデータＤatの指定する立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFの形状と、指定データＳＤを用いて形成される造形体ＬＹと、の関係を説明するための説明図である。
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、指定データ生成部９３は、所定の厚さΔＺを有する造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]の形状及び色彩を指定する指定データＳＤ[1]〜ＳＤ[Q]を生成するために、まず、モデルデータＤatの示す三次元の形状のモデルの外面ＳFを所定の厚さΔＺ毎にスライスすることで、造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]と１対１に対応する断面モデルデータＬdat[1]〜Ｌdat[Q]を生成する。ここで、断面モデルデータＬdatとは、モデルデータＤatの示す三次元の形状のモデルをスライスして得られる断面体の形状及び色彩を示すデータである。但し、断面モデルデータＬdatは、モデルデータＤatの示す三次元の形状のモデルをスライスしたときの二次元の断面の形状及び色彩を含むデータであればよい。なお、図２（Ａ）は、１回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[1]に対応する断面モデルデータＬdat[1]を例示し、図２（Ｂ）は、２回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[2]に対応する断面モデルデータＬdat[2]を例示している。
【００３０】
次に、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]の示す形状及び色彩に対応する造形体ＬＹ[q]を形成するために、立体物造形装置１が形成すべきドットの配置を決定し、決定結果を、指定データＳＤとして出力する。より具体的には、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]に基づいて造形体データＦＤ[q]を生成し、造形体データＦＤ[q]に基づいて指定データＳＤ[q]を生成する。
ここで、造形体データＦＤ[q]とは、断面モデルデータＬdat[q]の示す立体物Ｏbjのモデルの断面体の形状及び色彩をボクセルＶxの単位で格子状に細分化することで、断面モデルデータＬdat[q]の示す立体物Ｏbjのモデルの断面体の形状及び色彩をボクセルＶxの集合として表すデータである。
また、指定データＳＤ[q]とは、複数のボクセルＶxの各々に形成すべきドットを指定するデータである。すなわち、指定データＳＤは、立体物Ｏbjを造形するために形成すべきドットの色及びサイズを指定するデータである。例えば、指定データＳＤは、ドットの色を、当該ドットを形成するインクの種類により指定すればよい。なお、インクの種類については後述する。
【００３１】
ボクセルＶxとは、所定の厚さΔＺを有し、所定体積を有する、所定サイズの直方体である。なお、本明細書では、直方体が立方体を含む概念であることとして説明する。
本実施形態において、ボクセルＶxの体積及びサイズは、立体物造形装置１が形成可能なドットのサイズに応じて定められる。以下では、造形体ＬＹ[q]に対応するボクセルＶxを、ボクセルＶxqと称する場合がある。
また、以下では、立体物Ｏbjを構成する造形体ＬＹの構成要素であって、１個のボクセルＶxに対応して形成された、所定体積を有する所定の厚さΔＺの構成要素をブロックＢL（「単位造形体」の一例）と称する。詳細は後述するが、ブロックＢLは、１または複数のドットにより構成される。換言すれば、ブロックＢLとは、１個のボクセルＶxを満たすように形成された、１または複数のドットである。すなわち、本実施形態において、指定データＳＤは、各ボクセルＶxに形成すべき１または複数のドットを指定する。
【００３２】
なお、上述の通り、立体物造形システム１００は、モデルデータ生成部９２の生成するモデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルを格子状に細分化することで、直方体形状のブロックＢLの集合として立体物Ｏbjを造形する。このため、微視的な観点では、立体物Ｏbjの形状と、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルの形状とは、相違する。換言すれば、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFと、立体物造形装置１により実際に造形される立体物Ｏbjの表面の形状とは、相違する（後述する図１７参照）。例えば、モデルデータＤatの示すモデルの外面ＳFの形状が滑らかな曲面であっても、微視的には、立体物造形装置１が造形する立体物Ｏbjの表面は凹凸な形状となる場合がある。
【００３３】
図２（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、立体物造形装置１は、指定データ生成部９３から指定データＳＤ[q]が供給されると、造形体ＬＹ[q]を形成する積層処理を実行する。図２（Ｃ）は、断面モデルデータＬdat[1]から生成された指定データＳＤ[1]に基づいて、造形台４５（図３参照）上に第１番目の造形体ＬＹ[1]が形成された場合を例示し、図２（Ｄ）は、断面モデルデータＬdat[2]から生成された指定データＳＤ[2]に基づいて、造形体ＬＹ[1]上に第２番目の造形体ＬＹ[2]が形成された場合を例示している。
そして、立体物造形装置１は、指定データＳＤ[1]〜ＳＤ[Q]に対応してされる造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を順番に積層させることで、図２（Ｅ）に示す立体物Ｏbjを造形する。
【００３４】
上述のとおり、本実施形態に係るモデルデータＤatは、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFの形状（輪郭の形状）を指定する。このため、モデルデータＤatの示す形状を有する立体物Ｏbjを忠実に造形した場合、立体物Ｏbjの形状は、厚みを有さない輪郭だけの中空形状となる。しかし、立体物Ｏbjを造形する場合には、立体物Ｏbjの強度等を考慮して、外面ＳFよりも内側の形状を決定することが好ましい。具体的には、立体物Ｏbjを造形する場合には、立体物Ｏbjの外面ＳFよりも内側の領域の一部または全部が中実構造であることが好ましい。
このため、本実施形態に係る指定データ生成部９３は、図２に示すように、モデルデータＤatの指定する形状が中空形状であるか否かに関わらず、外面ＳFよりも内側の領域の一部または全部が中実構造となるような断面モデルデータＬdatを生成する。
以下では、データ生成処理のうち、モデルデータＤatの示すモデルの形状の中空部分を補完して、当該中空部分の一部または全部が中実構造となる形状を示す断面モデルデータＬdatを生成する処理を、形状補完処理と称する。なお、形状補完処理と、形状補完処理により生成される断面モデルデータＬdatが指定する外面ＳFよりも内側の構造と、についての詳細は、後述する。
【００３５】
ところで、図２に示す例では、２回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[2]を構成するボクセルＶx2の下側（−Ｚ方向）に、１回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[1]を構成するボクセルＶx1が存在する。しかし、立体物Ｏbjの形状によっては、ボクセルＶx2の下側にボクセルＶx1が存在しない場合がある。このような場合、ボクセルＶx2にドットを形成しようとしても、当該ドットが下側に落下してしまう可能性がある。よって、「ｑ≧２」である場合、造形体ＬＹ[q]を構成するためのドットを本来形成されるべきボクセルＶxqに形成するためには、当該ボクセルＶxqの下側の少なくとも一部に、当該ボクセルＶxqに形成されるドットを支持するための支持部を設ける必要がある。
そこで、本実施形態では、断面モデルデータＬdatが、立体物Ｏbjの他に、立体物Ｏbjを造形する際に必要となる支持部の形状を定めるデータを含むこととする。つまり、本実施形態において、造形体ＬＹ[q]には、立体物Ｏbjのうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、支持部のうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、の双方が含まれる。換言すれば、指定データＳＤ[q]は、立体物Ｏbjのうち造形体ＬＹ[q]として形成される部分の形状及び色彩をボクセルＶxqの集合として表したデータと、支持部のうち造形体ＬＹ[q]として形成される部分の形状をボクセルＶxqの集合として表したデータと、を含む。
本実施形態に係る指定データ生成部９３は、モデルデータＤatに基づいて、ボクセルＶxqの形成のために支持部を設ける必要があるか否かを判定する。そして、指定データ生成部９３は、当該判定の結果が肯定である場合には、立体物Ｏbjの他に支持部が設けられるような断面モデルデータＬdatを生成する。
なお、支持部は、立体物Ｏbjの造形後に容易に除去することのできる材料、例えば、水溶性のインク、または、立体物Ｏbjを造形するインクよりも低い融点のインク等で構成されることが好ましい。
【００３６】
＜１．２．立体物造形装置について＞
次に、図１に加え図３を参照しつつ、立体物造形装置１について説明する。図３は、立体物造形装置１の構造の概略を示す斜視図である。
【００３７】
図１及び図３に示すように、立体物造形装置１は、筐体４０と、造形台４５と、立体物造形装置１の各部の動作を制御する制御部６（「造形制御部」と称する場合がある）と、造形台４５に向かってインクを吐出する吐出部Ｄを具備する記録ヘッド３０が設けられたヘッドユニット３と、造形台４５の上に吐出されたインクを硬化させる硬化ユニット６１と、インクを貯蔵する６個のインクカートリッジ４８と、ヘッドユニット３及びインクカートリッジ４８を搭載するキャリッジ４１と、筐体４０に対するヘッドユニット３、造形台４５、及び、硬化ユニット６１の位置を変化させるための位置変化機構７と、立体物造形装置１の制御プログラムやその他の各種情報を記憶する記憶部６０と、を備える。
なお、制御部６及び指定データ生成部９３は、立体物造形システム１００の各部の動作を制御するシステム制御部１０１として機能する。
【００３８】
硬化ユニット６１は、造形台４５の上に吐出されたインクを硬化させるための構成要素であり、例えば、紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射するための光源や、レジンインクを加熱するための加熱器等を例示することができる。硬化ユニット６１が紫外線の光源である場合、硬化ユニット６１は、例えば造形台４５の上側（＋Ｚ方向）に設けられ、一方、硬化ユニット６１が過熱器である場合、硬化ユニット６１は、例えば造形台４５に内蔵され、または、造形台４５の下側に設けられればよい。以下では、硬化ユニット６１が紫外線の光源である場合を想定し、硬化ユニット６１が造形台４５の＋Ｚ方向に位置する場合を想定して説明する。
【００３９】
６個のインクカートリッジ４８は、立体物Ｏbjを造形するための５種類の造形用インクと、支持部を形成するための支持用インクと、の合計６種類のインクと１対１に対応して設けられたものである。各インクカートリッジ４８には、当該インクカートリッジ４８に対応する種類のインクが貯蔵されている。
立体物Ｏbjを造形するための５種類の造形用インクには、有彩色の色材成分を有する有彩色インクと、無彩色の色材成分を有する無彩色インクと、有彩色インク及び無彩色インクと比較して単位重量または単位体積あたりの色材成分の含有量が少ないクリアー（ＣＬ）インクと、が含まれる。
【００４０】
本実施形態では、有彩色インクとして、シアン（ＣＹ）、マゼンタ（ＭＧ）、及び、イエロー（ＹＬ）の３種類のインクを採用する。
また、本実施形態では、無彩色インクとして、ホワイト（ＷＴ）のインクを採用する。本実施形態に係るホワイトインクとは、可視光の波長領域（概ね、４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に属する波長を有する光がホワイトインクに照射された場合において、当該照射された光のうち、所定の割合以上の光を反射するインクである。なお、「所定の割合以上の光を反射する」とは、「所定の割合未満の光を吸収または透過する」ことと同義であり、例えば、ホワイトインクに照射される光の光量に対する、ホワイトインクで反射される光の光量の比率が、所定の割合以上である場合が該当する。本実施形態において、「所定の割合」とは、例えば、３０％以上で且つ１００％以下の任意の割合であればよく、好ましくは、５０％以上の任意の割合、より好ましくは、８０％以上の任意の割合である。
また、本実施形態において、クリアーインクは、有彩色インク及び無彩色インクと比較して、色材成分の含有量が少なく透明度の高いインクである。
【００４１】
なお、以下では、５種類の造形用インクのうち、３種類の有彩色インク及び１種類の無彩色インクを、彩色インクと総称する場合がある。この、彩色インクは「第１の液体」の一例であり、当該第１の液体の有する色は「第１の色」の一例である。また、彩色インクよりも色材成分の含有量が少ないクリアーインクは「第２の液体」の一例であり、当該第２の液体の有する色は「第２の色」の一例である。
【００４２】
また、本実施形態では、各インクカートリッジ４８はキャリッジ４１に搭載されているが、キャリッジ４１に搭載される代わりに、立体物造形装置１の別の場所に設けられるものであってもよい。
【００４３】
図１及び図３に示すように、位置変化機構７は、造形台４５を＋Ｚ方向（以下、＋Ｚ方向を「上側」または「上方向」と称する場合がある）及び−Ｚ方向（以下、−Ｚ方向を「下側」または「下方向」と称する場合がある。また、＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を「Ｚ軸方向」と総称する場合がある）に昇降させる造形台昇降機構７９ａを駆動するための昇降機構駆動モーター７１と、キャリッジ４１をガイド７９ｂに沿って＋Ｙ方向及び−Ｙ方向（以下、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向を「Ｙ軸方向」と総称する場合がある）に移動させるためのキャリッジ駆動モーター７２と、キャリッジ４１をガイド７９ｃに沿って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向（以下、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を「Ｘ軸方向」と総称する場合がある）に移動させるためのキャリッジ駆動モーター７３と、硬化ユニット６１をガイド７９ｄに沿って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に移動させるための硬化ユニット駆動モーター７４と、を備える。
また、位置変化機構７は、昇降機構駆動モーター７１を駆動するためのモータードライバー７５と、キャリッジ駆動モーター７２を駆動するためのモータードライバー７６と、キャリッジ駆動モーター７３を駆動するためのモータードライバー７７と、硬化ユニット駆動モーター７４を駆動するためのモータードライバー７８と、を備える。
【００４４】
記憶部６０は、ホストコンピューター９から供給される指定データＳＤを格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）と、立体物Ｏbjを造形する造形処理等の各種処理を実行する際に必要なデータを一時的に格納し、あるいは造形処理等の各種処理が実行されるように立体物造形装置１の各部を制御するための制御プログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）と、制御プログラムを格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるＰＲＯＭと、を備える。
【００４５】
制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を含んで構成され、当該ＣＰＵ等が記憶部６０に記憶されている制御プログラムに従って動作することで、立体物造形装置１の各部の動作を制御する。
【００４６】
制御部６は、ホストコンピューター９から指定データＳＤが供給された場合、ヘッドユニット３及び位置変化機構７の動作を制御することにより、造形台４５上にモデルデータＤatに応じた立体物Ｏbjを造形する造形処理の実行を制御する。
具体的には、制御部６は、まず、ホストコンピューター９から供給される指定データＳＤを記憶部６０に格納する。次に、制御部６は、指定データＳＤ等の記憶部６０に格納されている各種データに基づいて、ヘッドユニット３の動作を制御して吐出部Ｄを駆動させるための駆動波形信号Ｃom及び波形指定信号ＳＩを含む各種信号を生成し、これら生成した信号を出力する。また、制御部６は、指定データＳＤ等の記憶部６０に格納されている各種データに基づいて、モータードライバー７５〜７８の動作を制御するための各種信号を生成し、これら生成した信号を出力する。
なお、駆動波形信号Ｃomはアナログの信号である。このため、制御部６は、図示省略したＤＡ変換回路を含み、制御部６が備えるＣＰＵ等において生成されるデジタルの駆動波形信号を、アナログの駆動波形信号Ｃomに変換したうえで、出力する。
【００４７】
このように、制御部６は、モータードライバー７５、７６、及び、７７の制御を介して、造形台４５に対するヘッドユニット３の相対位置を制御し、モータードライバー７５、及び、７８の制御を介して、造形台４５に対する硬化ユニット６１の相対位置を制御する。また、制御部６は、ヘッドユニット３の制御を介して、吐出部Ｄからのインクの吐出の有無、インクの吐出量、及び、インクの吐出タイミング等を制御する。
これにより、制御部６は、造形台４５上に吐出されたインクにより形成されるドットサイズ及びドット配置を調整しつつ造形台４５上にドットを形成し、造形台４５上に形成されたドットを硬化させて造形体ＬＹを形成する積層処理の実行を制御する。更に、制御部６は、積層処理を繰り返し実行することで、既に形成された造形体ＬＹの上に新たな造形体ＬＹを積層し、これにより、モデルデータＤatに対応する立体物Ｏbjを造形する造形処理の実行を制御する。
【００４８】
図１に示すように、ヘッドユニット３は、Ｍ個の吐出部Ｄを具備する記録ヘッド３０と、吐出部Ｄを駆動するための駆動信号Ｖinを生成する駆動信号生成部３１と、を備える（Ｍは、１以上の自然数）。以下では、記録ヘッド３０に設けられるＭ個の吐出部Ｄの各々を区別するために、順番に、１段、２段、…、Ｍ段と称することがある。また、以下では、記録ヘッド３０に設けられるＭ個の吐出部Ｄのうちｍ段の吐出部Ｄを、吐出部Ｄ[m]と表現する場合がある（ｍは、１≦ｍ≦Ｍを満たす自然数）。また、以下では、駆動信号生成部３１が生成する駆動信号Ｖinのうち、吐出部Ｄ[m]を駆動するための駆動信号Ｖinを駆動信号Ｖin[m]と表現する場合がある。なお、駆動信号生成部３１の詳細については、後述する。
【００４９】
＜１．３．記録ヘッドについて＞
次に、図４乃至図６を参照しつつ、記録ヘッド３０と、記録ヘッド３０に設けられる吐出部Ｄと、について説明する。
【００５０】
図４は、記録ヘッド３０の、概略的な一部断面図の一例である。なお、この図では、図示の都合上、記録ヘッド３０のうち、当該記録ヘッド３０が有するＭ個の吐出部Ｄの中の１個の吐出部Ｄと、当該１個の吐出部Ｄにインク供給口３６０を介して連通するリザーバ３５０と、インクカートリッジ４８からリザーバ３５０にインクを供給するためのインク取り入れ口３７０と、を示している。
【００５１】
図４に示すように、吐出部Ｄは、圧電素子３００と、インクが充填されたキャビティ３２０と、キャビティ３２０に連通するノズルＮと、振動板３１０と、を備える。吐出部Ｄは、圧電素子３００が駆動信号Ｖinにより駆動されることにより、キャビティ３２０内のインクをノズルＮから吐出させる。キャビティ３２０は、凹部を有するような所定の形状に成形されたキャビティプレート３４０と、ノズルＮが形成されたノズルプレート３３０と、振動板３１０と、により区画される空間である。キャビティ３２０は、インク供給口３６０を介してリザーバ３５０と連通している。リザーバ３５０は、インク取り入れ口３７０を介して１個のインクカートリッジ４８と連通している。
【００５２】
本実施形態では、圧電素子３００として、例えば、図４に示すようなユニモルフ（モノモルフ）型を採用するが、バイモルフ型や積層型など、圧電素子３００を変形させてインク等の液体を吐出させることができるものであれば良い。
圧電素子３００は、下部電極３０１と、上部電極３０２と、下部電極３０１及び上部電極３０２の間に設けられた圧電体３０３と、を有する。そして、下部電極３０１の電位が所定の基準電位ＶSSに設定され、上部電極３０２に駆動信号Ｖinが供給されることで、下部電極３０１及び上部電極３０２の間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子３００が図において上下方向に撓み（変位し）、その結果、圧電素子３００が振動する。
【００５３】
キャビティプレート３４０の上面開口部には、振動板３１０が設置され、振動板３１０には、下部電極３０１が接合されている。このため、圧電素子３００が駆動信号Ｖinにより振動すると、振動板３１０も振動する。そして、振動板３１０の振動によりキャビティ３２０の容積（キャビティ３２０内の圧力）が変化し、キャビティ３２０内に充填されたインクがノズルＮより吐出される。インクの吐出によりキャビティ３２０内のインクが減少した場合、リザーバ３５０からインクが供給される。また、リザーバ３５０へは、インクカートリッジ４８からインク取り入れ口３７０を介してインクが供給される。
【００５４】
図５は、吐出部Ｄからのインクの吐出動作を説明するための説明図である。図５（ａ）に示す状態において、吐出部Ｄが備える圧電素子３００に対して駆動信号生成部３１から駆動信号Ｖinが供給されると、当該圧電素子３００において、電極間に印加された電界に応じた歪が発生し、当該吐出部Ｄの振動板３１０は図において上方向へ撓む。これにより、図５（ａ）に示す初期状態と比較して、図５（ｂ）に示すように、当該吐出部Ｄのキャビティ３２０の容積が拡大する。図５（ｂ）に示す状態において、駆動信号Ｖinの示す電位を変化させると、振動板３１０は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板３１０の位置を越えて図において下方向に移動し、図５（ｃ）に示すようにキャビティ３２０の容積が急激に収縮する。このときキャビティ３２０内に発生する圧縮圧力により、キャビティ３２０を満たすインクの一部が、このキャビティ３２０に連通しているノズルＮからインク滴として吐出される。
【００５５】
図６は、＋Ｚ方向または−Ｚ方向から立体物造形装置１を平面視した場合の、記録ヘッド３０に設けられたＭ個のノズルＮの配置の一例を説明するための説明図である。
【００５６】
図６に示すように、記録ヘッド３０には、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-CYと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-MGと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-YLと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-WTと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-CLと、複数のノズルＮからなるノズル列Ｌn-SPと、からなる６列のノズル列Ｌnが設けられている。
ここで、ノズル列Ｌn-CYに属するノズルＮは、シアン（ＣＹ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-MGに属するノズルＮは、マゼンタ（ＭＧ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-YLに属するノズルＮは、イエロー（ＹＬ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-WTに属するノズルＮは、ホワイト（ＷＴ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-CLに属するノズルＮは、クリアー（ＣＬ）のインクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮであり、ノズル列Ｌn-SPに属するノズルＮは、支持用インクを吐出する吐出部Ｄに設けられたノズルＮである。
【００５７】
なお、本実施形態では、図６に示すように、各ノズル列Ｌnを構成する複数のノズルＮがＸ軸方向に一列に整列するように配置される場合を例示しているが、例えば、各ノズル列Ｌnを構成する複数のノズルＮのうち一部のノズルＮ（例えば、偶数番目のノズルＮ）と、その他のノズルＮ（例えば、奇数番目のノズルＮ）とのＹ軸方向の位置が異なる、所謂千鳥状に配列されるものであってもよい。また、各ノズル列Ｌnにおいて、ノズルＮ間の間隔（ピッチ）は、印刷解像度（ｄｐｉ：dot per inch）に応じて適宜設定され得る。
【００５８】
＜１．４．駆動信号生成部について＞
次に、図７乃至図９を参照しつつ、駆動信号生成部３１の構成及び動作について説明する。
【００５９】
図７は、駆動信号生成部３１の構成を示すブロック図である。
図７に示すように、駆動信号生成部３１は、シフトレジスタＳＲ、ラッチ回路ＬＴ、デコーダーＤＣ、及び、トランスミッションゲートＴＧからなる組を、記録ヘッド３０に設けられたＭ個の吐出部Ｄと１対１に対応するように、Ｍ個有する。以下では、駆動信号生成部３１及び記録ヘッド３０が備えるこれらＭ個の組を構成する各要素を、図において上から順番に、１段、２段、…、Ｍ段と称することがある。
【００６０】
駆動信号生成部３１には、制御部６から、クロック信号ＣLK、波形指定信号ＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、及び、駆動波形信号Ｃomが供給される。
【００６１】
波形指定信号ＳＩは、指定データＳＤに基づいて定められる、吐出部Ｄからのインクの吐出の有無及び吐出部Ｄが吐出すべきインク量を指定するデジタルの信号であり、波形指定信号ＳＩ[1]〜ＳＩ[Ｍ]を含む。このうち、波形指定信号ＳＩ[m]は、吐出部Ｄ[m]からのインクの吐出の有無、及び、吐出されるインク量を、上位ビットｂ1及び下位ビットｂ2の２ビットで規定する。具体的には、波形指定信号ＳＩ[m]は、吐出部Ｄ[m]に対して、大ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出、のうち、いずれか１つを指定する。
【００６２】
シフトレジスタＳＲのそれぞれは、波形指定信号ＳＩ（ＳＩ[1]〜ＳＩ[Ｍ]）のうち、各段に対応する２ビットの波形指定信号ＳＩ[m]を、一旦保持する。詳細には、Ｍ個の吐出部Ｄ[1]〜Ｄ[Ｍ]に１対1に対応する、１段、２段、…、Ｍ段のＭ個のシフトレジスタＳＲが互いに縦続接続されるとともに、シリアルで供給された波形指定信号ＳＩが、クロック信号ＣLKに従って順次後段に転送される。そして、Ｍ個のシフトレジスタＳＲの全てに波形指定信号ＳＩが転送された場合に、Ｍ個のシフトレジスタＳＲのそれぞれが波形指定信号ＳＩのうち自身に対応する２ビット分の波形指定信号ＳＩ[m]を保持する。
【００６３】
Ｍ個のラッチ回路ＬＴのそれぞれは、ラッチ信号ＬＡＴが立ち上がるタイミングで、Ｍ個のシフトレジスタＳＲのそれぞれに保持された各段に対応する２ビット分の波形指定信号ＳＩ[m]を一斉にラッチする。
【００６４】
ところで、立体物造形装置１が造形処理を実行する期間である動作期間は、複数の単位期間Ｔuから構成される。また、本実施形態では、各単位期間Ｔuは、２個の制御期間Ｔs（Ｔs1、Ｔs2）からなる。なお、本実施形態では、２個の制御期間Ｔs1、Ｔs2は、互いに等しい時間長を有することとする。詳細は後述するが、単位期間Ｔuは、ラッチ信号ＬＡＴにより規定され、制御期間Ｔsは、ラッチ信号ＬＡＴ及びチェンジ信号ＣＨにより規定される。
制御部６は、駆動信号生成部３１に対して、単位期間Ｔuが開始されるよりも前のタイミングで波形指定信号ＳＩを供給する。そして、制御部６は、駆動信号生成部３１の各ラッチ回路ＬＴに対して、単位期間Ｔu毎に波形指定信号ＳＩ[m]がラッチされるように、ラッチ信号ＬＡＴを供給する。
【００６５】
ｍ段のデコーダーＤＣは、ｍ段のラッチ回路ＬＴによってラッチされた２ビット分の波形指定信号ＳＩ[m]をデコードし、制御期間Ｔs1及びＴs2のそれぞれにおいて、ハイレベル（Ｈレベル）またはローレベル（Ｌレベル）のいずれかのレベルに設定された選択信号Ｓel[m]を出力する。
【００６６】
図８は、デコーダーＤＣが行うデコードの内容を説明するための説明図である。この図に示すように、ｍ段のデコーダーＤＣは、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）であれば、制御期間Ｔs1及びＴs2において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（１、０）であれば、制御期間Ｔs1において選択信号Ｓel[m]をＨレベルに設定し、制御期間Ｔs2において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定し、波形指定信号ＳＩ[m]の示す内容が（ｂ1、ｂ2）＝（０、０）であれば、制御期間Ｔs1及びＴs2において選択信号Ｓel[m]をＬレベルに設定する。
【００６７】
図７に示すように、駆動信号生成部３１が備える、Ｍ個のトランスミッションゲートＴＧは、記録ヘッド３０が備えるＭ個の吐出部Ｄと１対１に対応するように設けられる。ｍ段のトランスミッションゲートＴＧは、ｍ段のデコーダーＤＣから出力される選択信号Ｓel[m]がＨレベルのときにオンし、Ｌレベルのときにオフする。各トランスミッションゲートＴＧの一端には、駆動波形信号Ｃomが供給される。ｍ段のトランスミッションゲートＴＧの他端は、ｍ段の出力端ＯTNに電気的に接続されている。
【００６８】
選択信号Ｓel[m]がＨレベルとなり、ｍ段のトランスミッションゲートＴＧがオンする場合、ｍ段の出力端ＯTNから吐出部Ｄ[m]に対して、駆動波形信号Ｃomが駆動信号Ｖin[m]として供給される。
なお、詳細は後述するが、本実施形態では、トランスミッションゲートＴＧがオンからオフに切り替わるタイミング（つまり、制御期間Ｔsの開始及び終了のタイミング）における駆動波形信号Ｃomの電位を基準電位Ｖ0としている。このため、トランスミッションゲートＴＧがオフする場合、吐出部Ｄ[m]の圧電素子３００が有する容量等により、出力端ＯTNの電位は基準電位Ｖ0に維持されることになる。以下では、説明の便宜上、トランスミッションゲートＴＧがオフする場合には、駆動信号Ｖin[m]の電位が基準電位Ｖ0に維持されることとして説明する。
【００６９】
以上において説明したように、制御部６は、各吐出部Ｄに対して単位期間Ｔu毎に駆動信号Ｖinが供給されるように、駆動信号生成部３１を制御する。これにより、各吐出部Ｄは、単位期間Ｔu毎に、波形指定信号ＳＩに基づいて定められる波形指定信号ＳＩの示す値に応じた量のインクを吐出し、造形台４５上にドットを形成することができる。
【００７０】
図９は、各単位期間Ｔuにおいて制御部６が駆動信号生成部３１に供給する各種信号を説明するためのタイミングチャートである。
図９に例示するように、ラッチ信号ＬＡＴは、パルス波形Ｐls-Lを含み、当該パルス波形Ｐls-Lにより単位期間Ｔuが規定される。また、チェンジ信号ＣＨは、パルス波形Ｐls-Cを含み、当該パルス波形Ｐls-Cにより単位期間Ｔuが制御期間Ｔs1及びＴs2に区分される。また、図示は省略するが、制御部６は、単位期間Ｔu毎に、波形指定信号ＳＩを、クロック信号ＣLKに同期させて、駆動信号生成部３１に対してシリアルで供給する。
【００７１】
また、図９に例示するように、駆動波形信号Ｃomは、制御期間Ｔs1に配置された波形ＰL1と、制御期間Ｔs2に配置された波形ＰL2と、を含む。以下では、波形ＰL1及びＰL2を波形ＰLと総称する場合がある。また、本実施形態において、駆動波形信号Ｃomの電位は、各制御期間Ｔsの開始または終了のタイミングにおいて、基準電位Ｖ0に設定される。
【００７２】
駆動信号生成部３１は、一の制御期間Ｔsにおいて、選択信号Ｓel[m]がＨレベルである場合には、駆動波形信号Ｃomのうち当該一の制御期間Ｔsに配置される波形ＰLを、駆動信号Ｖin[m]として吐出部Ｄ[m]に供給する。逆に、駆動信号生成部３１は、一の制御期間Ｔsにおいて、選択信号Ｓel[m]がＬレベルである場合には、基準電位Ｖ0に設定された駆動波形信号Ｃomを、駆動信号Ｖin[m]として吐出部Ｄ[m]に供給する。
よって、駆動信号生成部３１が、単位期間Ｔuにおいて、吐出部Ｄ[m]に供給する駆動信号Ｖin[m]は、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）であれば、波形ＰL1及びＰL2を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１、０）であれば、波形ＰL1を有する信号となり、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０、０）であれば、基準電位Ｖ0に設定された信号となる。
【００７３】
１つの波形ＰLを有する駆動信号Ｖin[m]が供給されると、吐出部Ｄ[m]は、小程度の量のインクを吐出して小ドットを形成する。
このため、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１，０）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が１つの波形ＰL（ＰL1）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該１つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが吐出され、吐出されたインクにより小ドットが形成される。
また、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（１，１）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が２つの波形ＰL（ＰL1、ＰL2）を有する場合、吐出部Ｄ[m]からは、当該２つの波形ＰLに基づいて小程度の量のインクが２度吐出され、当該２度にわたり吐出された小程度の量のインクが合体することで、大ドットが形成される。
一方、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]の示す値が（ｂ1、ｂ2）＝（０，０）であり、吐出部Ｄ[m]に供給される駆動信号Ｖin[m]が波形ＰLを有さず基準電位Ｖ0に保たれる場合、吐出部Ｄ[m]からインクは吐出されず、当該ドットは形成されない（非記録となる）。
なお、以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、大ドットは小ドットの２倍のサイズである場合を想定する。
【００７４】
本実施形態において、駆動波形信号Ｃomの波形ＰLは、小ドットを形成するために吐出される小程度の量のインクが、ブロックＢLを形成するために必要なインク量の略２分の１の量となるように定められる。つまり、ブロックＢLは、１個の大ドット、または、２個の小ドット、のうちいずれかで構成される。
また、本実施形態では、１個のボクセルＶxに対して、１個のブロックＢLが設けられる。すなわち、本実施形態において、１個のボクセルＶxには、１個の大ドット、または、２個の小ドット、のうちいずれかのパターンでドットが形成される。
【００７５】
＜２．データ生成処理及び造形処理＞
次に、図１０乃至図１７を参照しつつ、立体物造形システム１００が実行するデータ生成処理及び造形処理について説明する。
【００７６】
＜２．１．データ生成処理及び造形処理の概要＞
図１０は、データ生成処理及び造形処理を実行する場合における立体物造形システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
データ生成処理は、ホストコンピューター９の指定データ生成部９３が実行する処理であり、モデルデータ生成部９２が出力したモデルデータＤatを、指定データ生成部９３が取得したときに開始される。図１０に示すステップＳ１００、Ｓ１１０、及び、Ｓ１２０の処理が、データ生成処理に該当する。
【００７８】
図１０に示すように、指定データ生成部９３は、データ生成処理が開始されると、モデルデータ生成部９２が出力したモデルデータＤatに基づいて、断面モデルデータＬdat[q]（Ｌdat[1]〜Ｌdat[Q]）を生成する（Ｓ１００）。なお、上述のとおり、指定データ生成部９３は、ステップＳ１００において、モデルデータＤatの示す形状の中空部分を補完して、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の領域の一部または全部が中実の形状となるような断面モデルデータＬdatを生成する形状補完処理を実行する。形状補完処理の詳細については、後述する。
【００７９】
次に、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]の示す形状及び色彩をボクセルＶxの単位で区分けして離散化した造形体データＦＤ[q]を生成する（Ｓ１１０）。なお、本実施形態では、造形体データＦＤの示すボクセルＶxの集合が、モデルデータＤatの示すモデルを包含するように設けられる場合を想定する（図１７（Ａ）参照）。
【００８０】
次に、指定データ生成部９３は、造形体データＦＤとモデルデータＤatとに基づいて、造形体ＬＹ[q]を形成するために立体物造形装置１が形成すべきブロックＢL（つまり、立体物造形装置１が形成すべきドットの配置）を決定し、決定結果に基づいて指定データＳＤ[q]を生成する指定データ生成処理を実行する（Ｓ１２０）。具体的には、指定データ生成部９３は、ステップＳ１２０の指定データ生成処理において、各ボクセルＶxに形成すべきブロックＢLの種類を決定することで、指定データＳＤを生成する。指定データ生成処理及び指定データ生成処理で決定すべきブロックＢLの種類については、後述する。
【００８１】
このように、指定データ生成部９３は、図１０のステップＳ１００〜Ｓ１２０に示すデータ生成処理を実行する。
【００８２】
立体物造形システム１００は、データ生成処理を実行した後に、造形処理を実行する。
造形処理は、制御部６による制御の下で、立体物造形装置１が実行する処理であり、ホストコンピューター９が出力した指定データＳＤを、立体物造形装置１が取得して記憶部６０に格納したときに開始される。図１０に示すステップＳ１３０〜Ｓ１８０の処理が、造形処理に該当する。
【００８３】
図１０に示すように、制御部６は、積層処理の実行回数を示す変数ｑに「１」を設定する（Ｓ１３０）。次に、制御部６は、指定データ生成部９３が生成した指定データＳＤ[q]を記憶部６０から取得する（Ｓ１４０）。また、制御部６は、造形台４５が、造形体ＬＹ[q]を形成するための位置に移動するように、昇降機構駆動モーター７１を制御する（Ｓ１５０）。
なお、造形体ＬＹ[q]を形成するための造形台４５の位置とは、ヘッドユニット３から吐出されたインクが、指定データＳＤ[q]の指定するドット形成位置（ボクセルＶxq）に対して、着弾可能な位置であれば、どのような位置であってもよい。例えば、制御部６は、ステップＳ１５０において、造形体ＬＹ[q]とヘッドユニット３とのＺ軸方向の間隔が一定となるように、造形台４５の位置を制御してもよい。この場合、制御部６は、例えば、ｑ回目の積層処理において造形体ＬＹ[q]を形成した後、（ｑ＋１）回目の積層処理による造形体ＬＹ[q+1]の形成が開始されるまでの間に、造形台４５を所定の厚さΔＺだけ−Ｚ方向に移動させればよい。
【００８４】
次に、制御部６は、指定データＳＤ[q]に応じた造形体ＬＹ[q]が形成されるように、ヘッドユニット３、位置変化機構７、及び、硬化ユニット６１（以下、「ヘッドユニット３等」と称する）の動作を制御する（Ｓ１６０）。図２からも明らかなように、造形体ＬＹ[1]は造形台４５上に形成され、造形体ＬＹ[q+1]は造形体ＬＹ[q]の上に形成される。
その後、制御部６は、変数ｑが「ｑ≧Ｑ」を充足するか否かを判定し（Ｓ１７０）、判定結果が肯定である場合には、立体物Ｏbjの造形が完了したと判定して造形処理を終了させ、一方、判定結果が否定である場合には、変数ｑに１を加算した上で、処理をステップＳ１４０に進める（Ｓ１８０）。
【００８５】
このように、立体物造形システム１００のうち指定データ生成部９３が、図１０のステップＳ１００〜Ｓ１２０に示すデータ生成処理を実行することで、モデルデータＤatに基づいて指定データＳＤ[1]〜ＳＤ[Q]を生成する。また、立体物造形システム１００のうち立体物造形装置１が、制御部６の制御の下で、図１０のステップＳ１３０〜Ｓ１８０に示す造形処理を実行することで、モデルデータＤatの示すモデルの形状及び色彩を再現するような立体物Ｏbjを造形する。
【００８６】
なお、図１０は、データ生成処理及び造形処理の流れの一例を示すものに過ぎない。例えば、図１０では、データ生成処理が終了した後に、造形処理を開始するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、データ生成処理が終了する前に造形処理を開始してもよい。例えば、データ生成処理において指定データＳＤ[q]が生成された場合には、次の指定データＳＤ[q+1]の生成を待つことなく、指定データＳＤ[q]を取得した後に造形体ＬＹ[q]を形成する造形処理（つまり、ｑ回目の積層処理）を実行してもよい。
【００８７】
＜２．２．形状補完処理＞
上述のとおり、ステップＳ１００において、指定データ生成部９３は、モデルデータＤatの指定する立体物Ｏbjのモデルの中空部分の一部または全部を補完して、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の領域の一部または全部が中実構造となるような断面モデルデータＬdatを生成する形状補完処理を実行する。
以下では、図１１及び図１２を参照しつつ、断面モデルデータＬdatの示す立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の構造と、外面ＳFよりも内側の構造を定める形状補完処理と、について説明する。
【００８８】
まず、図１１を参照しつつ、断面モデルデータＬdatの示す、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFよりも内側の構造について説明する。
ここで、図１１（Ａ）は、断面モデルデータＬdatの示す立体物Ｏbjのモデルの斜視図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す立体物Ｏbjもモデルを直線γ−Γを通りＺ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。なお、図１１では、図示の都合上、図２及び図３とは異なる形状の、球体の立体物Ｏbjを造形する場合を想定する。
【００８９】
図１１（Ｂ）に示すように、断面モデルデータＬdatに基づいて造形される立体物Ｏbjは、立体物Ｏbjの表面から、立体物Ｏbjの内側にむけて順番に、彩色層Ｌ1、遮蔽層Ｌ2、及び、内部層Ｌ3の３層を備え、また、当該３層よりも内側に中空部ＨLを備える。
ここで、彩色層Ｌ1とは、造形用インクを含むインクにより形成される層であり、立体物Ｏbjの色彩を表現するための立体物Ｏbjの表面を含む層である。また、遮蔽層Ｌ2とは、例えば、ホワイトインクを用いて形成される層であり、立体物Ｏbjのうち彩色層Ｌ1よりも内側部分の色が、彩色層Ｌ1を透過して立体物Ｏbjの外部から視認されることを防止するための層である。すなわち、彩色層Ｌ1及び遮蔽層Ｌ2は、立体物Ｏbjが表示すべき色彩を正確に表現するために設けられる。以下では、立体物Ｏbjのうち、立体物Ｏbjが表示すべき色彩を正確に表現するために設けられる彩色層Ｌ1及び遮蔽層Ｌ2を、立体物Ｏbjの外部領域ＬOUTと称する場合がある。
また、内部層Ｌ3とは、立体物Ｏbjの強度を確保するために設けられる層であり、例えばクリアーインクを用いて形成される。以下では、立体物Ｏbjのうち、外部領域ＬOUTよりも内側に設けられる内部層Ｌ3及び中空部ＨLを、立体物Ｏbjの内部領域ＬIN（または、「立体物Ｏbjの内部」）と称する場合がある。
【００９０】
本実施形態では、簡単のために、図１１（Ｂ）に示すように、彩色層Ｌ1が略一様な厚さΔＬ1を有し、遮蔽層Ｌ2が略一様な厚さΔＬ2を有し、内部層Ｌ3が略一様な厚さΔＬ3を有するように、各層が設けられる場合を想定するが、各層の厚さは略一様でなくてもよい。
なお、本明細書において「略一様」や「略同じ」等の表現は、完全に一様または同一である場合の他に、各種誤差を無視すれば一様または同一と看做すことができる場合も含む。また、無視することができる各種誤差には、モデルデータＤatの示す形状をボクセルＶxの集合として表す場合に生じる離散化誤差を含むこととする。
【００９１】
図１２は、形状補完処理を実行する場合における指定データ生成部９３の動作の一例を示すフローチャートである。
図１２に示すように、指定データ生成部９３は、まず、モデルデータＤatの表す立体物Ｏbjのモデルにおいて、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFから立体物Ｏbjのモデルの内側に向かう厚さΔＬ1の領域を、彩色層Ｌ1として定める（Ｓ２００）。また、指定データ生成部９３は、彩色層Ｌ1の内側の面から立体物Ｏbjのモデルの内側に向かう厚さΔＬ2の領域を、遮蔽層Ｌ2として定める（Ｓ２１０）。また、指定データ生成部９３は、遮蔽層Ｌ2の内側の面から立体物Ｏbjのモデルの内側に向かう厚さΔＬ3の領域を、内部層Ｌ3として定める（Ｓ２２０）。また、指定データ生成部９３は、内部層Ｌ3よりも立体物Ｏbjのモデルの内側の部分を、中空部ＨLとして定める（Ｓ２３０）。
指定データ生成部９３は、上述した形状補完処理を実行することにより、図１１（Ｂ）に例示するような、彩色層Ｌ1、遮蔽層Ｌ2、及び、内部層Ｌ3を有する立体物Ｏbjを造形するための断面モデルデータＬdatを生成する。
【００９２】
＜２．３．指定データ生成処理＞
指定データ生成部９３は、ステップＳ１２０において、造形体データＦＤ及びモデルデータＤatに基づいて各ボクセルＶxに形成すべきブロックＢLの種類を決定し、当該決定結果と造形体データＦＤとに基づいて指定データＳＤを生成する指定データ生成処理を実行する。以下、図１３乃至図１７を参照しつつ、指定データ生成処理について説明する。
【００９３】
図１３は、指定データ生成処理を実行する場合における指定データ生成部９３の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１３を参照しつつ、指定データ生成処理の概要を説明する。
【００９４】
この図に示すように、指定データ生成部９３は、まず、造形体データＦＤ及びモデルデータＤatに基づいて、立体物Ｏbjのモデルを離散化した結果であるボクセルＶxの集合の中から、外面ボクセルＶx-ＳFを特定する（Ｓ３００）。
ここで、外面ボクセルＶx-ＳFとは、モデルデータＤatの示すモデルをボクセルＶxの集合として離散化した場合に、モデルの外面ＳFよりも内側及び外側の双方を含む位置に存在するボクセルＶxである。すなわち、外面ボクセルＶx-ＳFとは、立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFを含むボクセルＶxであり、換言すれば、モデルの輪郭部分に位置するボクセルＶxである。なお、以下では、外面ボクセルＶx-ＳFに形成されるブロックＢLを、外面ブロックＢL-ＳFと称する。外面ブロックＢL-ＳFは、モデルデータＤatの示すモデルと立体物Ｏbjとが同一の位置に配置されたと仮定した場合に、モデルの外面ＳFの内側及び外側の双方を含む。
なお、指定データ生成部９３が実行するステップＳ３００の処理は、立体物Ｏbjを構成するブロックＢLの集合の中から、外面ブロックＢL-ＳFを特定することが可能な処理であればどのような処理であってもよい。
【００９５】
次に、指定データ生成部９３は、各外面ボクセルＶx-ＳFのうち、モデルデータＤatの示すモデルの外面ＳFよりも内側部分の、当該外面ボクセルＶx-ＳFに占める体積の割合である充填率ＲFを算出する（Ｓ３１０）。なお、詳細は後述するが、本実施形態において、充填率ＲFとは、上側充填率ＲFu、下側充填率ＲFd、及び、全体充填率ＲF-allの総称である。
その後、指定データ生成部９３は、各外面ボクセルＶx-ＳFの充填率ＲFに基づいて、当該外面ボクセルＶx-ＳFに形成すべきブロックＢLの種類を決定する（Ｓ３２０）。なお、詳細は後述するが、本実施形態において、立体物造形システム１００は、単色ブロックＢLs（「第１単位造形体」の一例）、下側着色ブロックＢLd（「第２単位造形体」の一例）、及び、上側着色ブロックＢLu（「第３単位造形体」の一例）を含む、少なくとも３種類のブロックＢLを形成することが可能である。すなわち、指定データ生成部９３は、ステップＳ３２０において、外面ボクセルＶx-ＳFに形成すべきブロックＢLを、単色ブロックＢLs、下側着色ブロックＢLd、及び、上側着色ブロックＢLuを含む少なくとも３種類のブロックの中から選択する。
その後、指定データ生成部９３は、ステップＳ３２０における決定結果（選択結果）と、
造形体データＦＤと、に基づいて、指定データＳＤを生成する（Ｓ３３０）。
【００９６】
以下、ステップＳ３２０において、指定データ生成部９３が選択可能な３種類のブロックＢLについて説明する。
【００９７】
図１４は、立体物造形システム１００が外面ボクセルＶx-ＳFにおいて外面ブロックＢL-ＳFとして形成可能な３種類のブロックＢLを示す図である。
このうち、図１４（Ａ）に示す下側着色ブロックＢLdは、造形体データＦＤがボクセルＶxに指定する色の彩色インクを用いてボクセル下側部分ＰＶdに形成されたドットからなる着色部分ＰB1と、クリアーインクを用いてボクセル上側部分ＰＶuに形成されたドットからなる無色部分ＰB2と、を備える外面ブロックＢL-ＳFである。なお、ボクセル上側部分ＰＶuとは、Ｚ軸方向に垂直な仮想平面によりボクセルＶxを二分した場合における、当該ボクセルＶxのうち仮想平面よりも上側の部分であり、ボクセル下側部分ＰＶdとは、当該ボクセルＶxのうち仮想平面よりも下側の部分である。
また、図１４（Ｂ）に示す上側着色ブロックＢLuは、クリアーインクを用いてボクセル下側部分ＰＶdに形成されたドットからなる無色部分ＰB2と、造形体データＦＤがボクセルＶxに指定する色の彩色インクを用いてボクセル上側部分ＰＶuに形成されたドットからなる着色部分ＰB1と、を備える外面ブロックＢL-ＳFである。
なお、以下では、下側着色ブロックＢLd及び上側着色ブロックＢLuを、分割ブロックＢLbと総称する場合がある。
【００９８】
図１４（Ｃ）に示す単色ブロックＢLsは、造形体データＦＤがボクセルＶxに指定する色の彩色インクを用いて形成されたブロックＢLである。すなわち、単色ブロックＢLsは、ボクセル下側部分ＰＶd及びボクセル上側部分ＰＶuの両方が、着色部分ＰB1である。
【００９９】
以下では、分割ブロックＢLbの有する直方体形状の６面の中で、Ｚ軸に垂直な２つの面（すなわち、分割ブロックＢLbの上面、及び、下面）のうち、着色部分ＰB1に含まれる面を着色面Ｆ1（「第１面」の一例）と称し、無色部分ＰB2に含まれる面を無色面Ｆ2（「第２面」の一例）と称する。具体的には、図１４（Ａ）に示す下側着色ブロックＢLdにおいては、上面が無色面Ｆ2であり、下面が着色面Ｆ1である。また、図１４（Ｂ）に示す上側着色ブロックＢLuにおいては、上面が着色面Ｆ1であり、下面が無色面Ｆ2である。
また、分割ブロックＢLbが形成されるボクセルＶxは、外面ボクセルＶx-ＳFに限定されるが、単色ブロックＢLsが形成されるボクセルＶxは、外面ボクセルＶx-ＳFに限定されない。本実施形態では、彩色層Ｌ1を構成する複数のブロックＢLのうち、分割ブロックＢLb以外のブロックＢLは、単色ブロックＢLsであることとする。
【０１００】
次に、図１４に加え、図１５及び図１６を参照しつつ、指定データ生成部９３がステップＳ３１０において実行する充填率ＲFの算出の一例と、指定データ生成部９３がステップＳ３２０において実行するブロックＢLの種類の決定の一例と、を説明する。
【０１０１】
図１５は、充填率ＲFを説明するための説明図である。
ステップＳ３１０において、指定データ生成部９３は、まず、図１５に示すように、ボクセル上側部分ＰＶuを、外面ＳFよりもモデルの内側部分ＰＶu1と、外面ＳFよりもモデルの外側部分ＰＶu2と、に区分し、ボクセル下側部分ＰＶdを、外面ＳFよりもモデルの内側部分ＰＶd1と、外面ＳFよりもモデルの外側部分ＰＶd2と、に区別する。
そして、指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０において、ボクセル上側部分ＰＶuに占める内側部分ＰＶu1の体積の割合である上側充填率ＲFuと、ボクセル下側部分ＰＶdに占める外側部分ＰＶd2の体積の割合である下側充填率ＲFdと、を算出する。また、指定データ生成部９３は、上側充填率ＲFuと下側充填率ＲFdとの差分の絶対値である差分値ΔＲFを算出する。
また、指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０において、外面ボクセルＶx-ＳFのうち、外面ＳFよりも内側部分（内側部分ＰＶu1及びＰＶd1）の、外面ボクセルＶx-ＳFに占める体積の割合である全体充填率ＲF-allを算出する。
【０１０２】
図１６は、外面ボクセルＶx-ＳFの充填率ＲFと、当該外面ボクセルＶx-ＳFに形成すべきブロックＢLの種類との対応関係を示す図である。指定データ生成部９３は、ステップＳ３２０において、図１６に示すように、充填率ＲFに基づいて、外面ボクセルＶx-ＳFに形成すべきブロックＢLの種類を決定する。
【０１０３】
具体的には、図１６に示すように、指定データ生成部９３は、まず、各外面ボクセルＶx-ＳFについて、差分値ΔＲFが基準値α以上であるか否かを判定する（基準値αは、「０＜α≦１」を満たす実数）。
【０１０４】
指定データ生成部９３は、差分値ΔＲFが基準値α以上であると判定した場合、上側充填率ＲFuが基準値β以上であるか否かの判定、及び、下側充填率ＲFdが基準値β以上であるか否かの判定を実行する（基準値βは、「０＜β≦１」を満たす実数）。
そして、指定データ生成部９３は、図１６に示すように、上側充填率ＲFuが基準値β以上であり、且つ、下側充填率ＲFdが基準値β以上であると判定した場合には、外面ボクセルＶx-ＳFに形成するブロックＢLの種類を単色ブロックＢLsに決定する。
また、指定データ生成部９３は、上側充填率ＲFuが基準値β以上であり、且つ、下側充填率ＲFdが基準値βよりも小さいと判定した場合には、外面ボクセルＶx-ＳFに形成するブロックＢLの種類を上側着色ブロックＢLuに決定する。
また、指定データ生成部９３は、上側充填率ＲFuが基準値βよりも小さく、且つ、下側充填率ＲFdが基準値β以上であると判定した場合には、外面ボクセルＶx-ＳFに形成するブロックＢLの種類を下側着色ブロックＢLdに決定する。
また、指定データ生成部９３は、上側充填率ＲFuが基準値βよりも小さく、且つ、下側充填率ＲFdが基準値βよりも小さいと判定した場合には、外面ボクセルＶx-ＳFにブロックＢLを形成しない旨の決定をする。
【０１０５】
指定データ生成部９３は、差分値ΔＲFが基準値αよりも小さいと判定した場合、全体充填率ＲF-allが基準値ζ以上であるか否かを実行する（基準値ζは、「０＜ζ＜１」を満たす実数）。
そして、指定データ生成部９３は、図１６に示すように、全体充填率ＲF-allが基準値ζ以上であると判定した場合、外面ボクセルＶx-ＳFに形成するブロックＢLの種類を単色ブロックＢLsに決定する。
また、指定データ生成部９３は、全体充填率ＲF-allが基準値ζよりも小さいと判定した場合、外面ボクセルＶx-ＳFにブロックＢLを形成しない旨の決定をする。
【０１０６】
このように、図１６に従ってブロックＢLの種類を決定することにより、図１５（Ａ）に示すような、外面ＳFよりも内側部分が、ボクセル下側部分ＰＶdに偏って存在する外面ボクセルＶx-ＳFについては、下側着色ブロックＢLdを形成することが決定され、また、図１５（Ｂ）に示すような、外面ＳFよりも内側部分が、ボクセル上側部分ＰＶuに偏って存在する外面ボクセルＶx-ＳFについては、上側着色ブロックＢLuを形成することが決定される。
このため、本実施形態では、外面ボクセルＶx-ＳFに対して一律に単色ブロックＢLsを形成する場合と比較して、モデルデータＤatの示すモデルの形状に近い形状の彩色が施された立体物Ｏbjを造形することができる。
【０１０７】
ところで、図１５（Ｃ）または（Ｄ）に示す場合は、図１５（Ａ）または（Ｂ）に示す場合と比較して、外面ＳFとＺ軸方向とのなす角度が小さい。図１５（Ｃ）または（Ｄ）に示すような、外面ＳFとＺ軸方向とのなす角度が小さい外面ボクセルＶx-ＳFを、ボクセル上側部分ＰＶuとボクセル下側部分ＰＶdとに区分し、一方に着色部分ＰB1を設け、他方に無色部分ＰB2を設ける場合、当該外面ボクセルＶx-ＳFに設けられる外面ブロックＢL-ＳFは、モデルデータＤatの示すモデルと異なる位置に彩色が施されることになる。そして、この場合、Ｚ軸方向に連続して設けられる複数の外面ブロックＢL-ＳFにおいて、着色部分ＰB1が縞模様のように不連続に形成され、立体物Ｏbjの表面のざらつき感や粒状感が強くなる可能性がある。
これに対して、本実施形態では、図１６に示すように、差分値ΔＲFが基準値α以上であり、外面ＳFとＺ軸方向とのなす角度が大きい外面ボクセルＶx-ＳFに限り、分割ブロックＢLb（下側着色ブロックＢLdまたは上側着色ブロックＢLu）を形成する。このため、図１５（Ｃ）または（Ｄ）に示すような、外面ＳFとＺ軸方向とのなす角度が小さい外面ボクセルＶx-ＳFにおいて、分割ブロックＢLbの形成を防止し、着色部分ＰB1が不連続に形成されることによる、立体物Ｏbjの表面のざらつき感を抑制することができる。
なお、本実施形態では、外面ＳFとＺ軸方向とのなす角度を、差分値ΔＲFに基づいて評価しているが、これは一例に過ぎず、外面ＳFとＺ軸方向とのなす角度を直接的に求めてもよい。
また、本実施形態では、差分値ΔＲFに基づいて、分割ブロックＢLbを形成することの可否を判定しているが、例えば、ブロックＢLの上面または下面が立体物Ｏbjの表面を構成するか否かにより、分割ブロックＢLbとすることの可否を判定してもよい。
【０１０８】
上述の通り、指定データ生成部９３は、ステップＳ３３０において、ステップＳ３２０で決定したブロックＢLの種類と、造形体データＦＤとに基づいて、指定データＳＤを生成する。具体的には、指定データ生成部９３は、ステップＳ３３０において、ステップＳ３２０で決定された種類のブロックＢLに対応するドットを、外面ボクセルＶx-ＳFに形成することを指定するための指定データＳＤを、生成する。
【０１０９】
立体物造形装置１は、指定データＳＤが供給されると、各ボクセルＶxに対して、指定データＳＤの指定する種類のブロックＢLを形成する。すなわち、本実施形態に係る立体物造形装置１は、ボクセルＶxに対して単色ブロックＢLsを形成する第１形成モードと、ボクセルＶxに対して下側着色ブロックＢLdを形成する第２形成モードと、ボクセルＶxに対して上側着色ブロックＢLuを形成する第３形成モードと、によるブロックＢLの形成が可能である。
【０１１０】
より具体的には、図１０に示すステップＳ１６０において、制御部６は、形成モードが第１形成モードである場合、ヘッドユニット３からボクセルＶxに対して彩色インクを吐出させることで、当該ボクセルＶxに、単色ブロックＢLsが形成されるように、ヘッドユニット３等の動作を制御する。また、制御部６は、形成モードが第２形成モードである場合、ヘッドユニット３からボクセルＶxに対して、彩色インクを吐出させた後にクリアーインクを吐出させることで、当該ボクセルＶxに、下側着色ブロックＢLdが形成されるように、ヘッドユニット３等の動作を制御する。また、制御部６は、形成モードが第３形成モードである場合、ヘッドユニット３からボクセルＶxに対して、クリアーインクを吐出させた後に彩色インクを吐出させることで、当該ボクセルＶxに、上側着色ブロックＢLuが形成されるように、ヘッドユニット３等の動作を制御する。
【０１１１】
図１７は、造形体データＦＤの示す立体物Ｏbj（図１７（Ａ）参照）の一例と、指定データＳＤの示す立体物Ｏbj（図１７（Ｂ）参照）の一例と、を示す図である。なお、図１７は、図１１（Ａ）に対応する球体の形状の立体物Ｏbjを直線γ−Γを通りＺ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。また、図１７では、彩色層Ｌ1を構成する単色ブロックＢLsに濃いハッチングを付す一方で、遮蔽層Ｌ2及び内部層Ｌ3を構成するブロックＢLに薄いハッチングを付している。また、図１７では、分割ブロックＢLbのうち、着色部分ＰB1に濃いハッチングを付す一方で、無色部分ＰB2を白色で表している。
【０１１２】
造形体データＦＤに基づいて立体物Ｏbjを造形する場合、立体物Ｏbjの表面は、図１７（Ａ）に示すように、複数の単色ブロックＢLsによって構成される。この場合、立体物Ｏbjは、ブロックＢLの有する直方体の形状に起因して、表面に凹凸の形状を有することとなる。すなわち、この場合、モデルデータＤatの示すモデルと立体物Ｏbjとは、厳密には異なる形状となる。そして、当該形状の相違に起因して、モデルデータＤatの示すモデルの有する滑らかな球面を、立体物Ｏbjによって的確に表すことができないことがある。
一方、外面ボクセルＶx-ＳFの充填率ＲFを考慮して生成された指定データＳＤに基づいて立体物Ｏbjを造形する場合、立体物Ｏbjの表面は、図１７（Ｂ）に示すように、複数の外面ブロックＢL-ＳF、複数の下側着色ブロックＢLd、及び、複数の上側着色ブロックＢLuによって構成される。この場合、モデルデータＤatの示すモデルを表すのに適した種類のブロックＢLにより、立体物Ｏbjの表面を造形することが可能となる。例えば、立体物Ｏbjの表面の凹凸の凸部分を、透明度の高い無色部分ＰB2で構成することができる。また、彩色インクを用いて形成される着色部分ＰB1が、モデルの外面ＳFよりも外側に大きく突出して形成されることを抑制することができる。すなわち、指定データＳＤに基づいて立体物Ｏbjを造形することにより、立体物Ｏbjとモデルとが異なる形状を有する場合であっても、立体物Ｏbjがモデルの形状を的確に表すものとして視認させることが可能になる。
本実施形態に係る立体物造形装置１は、上述の通り、指定データＳＤに対応する形成モードによりブロックＢLを形成する。このため、本実施形態に係る立体物造形装置１は、外面ボクセルＶx-ＳFに対して、モデルデータＤatの示すモデルを表すのに適した種類のブロックＢLを形成する。これにより、立体物Ｏbjの表面の凹凸がざらつきとして視認される可能性を低く抑えた、滑らかな立体物Ｏbjの造形が可能である。
【０１１３】
なお、本実施形態では、図１７（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る下側着色ブロックＢLdにおいては、一般的に、着色部分ＰB1が、無色部分ＰB2の下側（−Ｚ方向）に位置し、着色部分ＰB1が、単色ブロックＢLsの上側（＋Ｚ方向）に位置し、無色部分ＰB2が、立体物Ｏbjの表面を構成する。また、本実施形態に係る上側着色ブロックＢLuにおいては、一般的に、着色部分ＰB1が、無色部分ＰB2の上側（＋Ｚ方向）に位置し、着色部分ＰB1が、単色ブロックＢLsの下側（−Ｚ方向）に位置し、無色部分ＰB2が、立体物Ｏbjの表面を構成する。すなわち、本実施形態では、一般的に、分割ブロックＢLbは、着色部分ＰB1の着色面Ｆ1が、単色ブロックＢLsとＺ軸方向において隣り合うように設けられ、且つ、無色部分ＰB2の無色面Ｆ2が、立体物Ｏbjの表面を構成するように設けられる。このため、彩色インクにより形成される着色部分ＰB1を連続的に設けることができ、立体物Ｏbjを滑らかな表面形状を有するものとして視認させることが可能となる。
以下では、分割ブロックＢLbの着色部分ＰB1と単色ブロックＢLsとがＺ軸方向において隣り合い、且つ、分割ブロックＢLbの無色部分ＰB2の無色面Ｆ2が立体物Ｏbjの表面を構成する、という要件を、「第１隣接要件」と称する。
【０１１４】
本実施形態では、図１７（Ｂ）に示すように、一般的に、下側着色ブロックＢLd及び上側着色ブロックＢLuは、Ｘ軸方向またはＹ軸方向において隣り合わないように設けられる。換言すれば、本実施形態では、一般的に、各造形体ＬＹ[q]において、下側着色ブロックＢLd及び上側着色ブロックＢLuは隣り合わないように設けられる。
以下では、各造形体ＬＹ[q]において、下側着色ブロックＢLd及び上側着色ブロックＢLuが隣り合わない、という要件を、「第２隣接要件」と称する。
【０１１５】
本実施形態では、充填率ＲFに基づいて指定データＳＤを生成し、そして、指定データＳＤに基づいて立体物Ｏbjを造形する結果、一般的に、第１隣接要件及び第２隣接要件を満たすような立体物Ｏbjが形成される。
但し、このような態様は一例であり、指定データ生成部９３は、ステップＳ１２０において、第１隣接要件及び第２隣接要件のうち少なくとも一方を満たすような指定データＳＤを生成してもよい。
【０１１６】
＜３．実施形態の結論＞
以上において説明したように、本実施形態では、外面ボクセルＶx-ＳFにおいて形成すべき外面ブロックＢL-ＳFの種類を、当該外面ボクセルＶx-ＳFの充填率ＲFに基づいて決定する。このため、モデルデータＤatの示すモデルの外面ＳFと、ブロックＢLの集合である立体物Ｏbjとの形状の相違が、視認される可能性を低減するように、立体物Ｏbjに彩色を施すことができる。これにより、滑らかな表面形状を有するモデルに対応して立体物Ｏbjを造形する場合であっても、立体物Ｏbjの表面の凹凸が視認される可能性を低減し、ざらつき感を感じさせない立体物Ｏbjの造形が可能となる。
【０１１７】
＜Ｂ．変形例＞  
以上の実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。
なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【０１１８】
＜変形例１＞  
上述した実施形態において、分割ブロックＢLbは、外面ボクセルＶx-ＳFにおいて、充填率ＲFが所定の条件（例えば、図１６に示す条件）を満たす場合に形成されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、分割ブロックＢLbは、外面ボクセルＶx-ＳFのうち、立体物Ｏbjのエッジ部分を構成するエッジブロックＢL-EGが形成されるエッジボクセルＶx-EGにおいて、充填率ＲFが所定の条件を満たす場合に限り形成されるものであってもよい。
ここで、エッジボクセルＶx-EGとは、エッジブロックＢL-EGが形成される外面ボクセルＶx-ＳFである。また、エッジブロックＢL-EGとは、ブロックＢLを構成する直方体の６面のうち、２以上の面が立体物Ｏbjの表面として立体物Ｏbjの外部に露出するブロックＢLである。なお、以下では、エッジボクセルＶx-EG以外の外面ボクセルＶx-ＳFを、非エッジボクセルＶx-PLと称し、非エッジボクセルＶx-PLに形成されるブロックＢLを、非エッジブロックＢL-PLと称する。
【０１１９】
図１８は、エッジボクセルＶx-EGに形成されるエッジブロックＢL-EGを説明するための説明図である。この図では、エッジブロックＢL-EGを、薄い色のハッチングを付したブロックＢLとして表し、非エッジブロックＢL-PLを、濃い色のハッチングを付したブロックＢLとして表している。例えば、この図に例示する外面ブロックＢL-ＳF[1]〜ＢL-ＳF[4]のうち、外面ブロックＢL-ＳF[1]〜ＢL-ＳF[3]は、エッジブロックＢL-EGに該当し、外面ブロックＢL-ＳF[4]は、非エッジブロックＢL-PLに該当する。
【０１２０】
本変形例に係る指定データ生成部９３は、モデルデータＤatの示すモデルを離散化した結果として得られる複数の外面ボクセルＶx-ＳFから、エッジボクセルＶx-EGを抽出する。次に、指定データ生成部９３は、抽出したエッジボクセルＶx-EGに対してのみ、充填率ＲFを算出し、エッジボクセルＶx-EG以外の外面ボクセルＶx-ＳFについては充填率ＲFの演算を実行しない。そして、指定データ生成部９３は、算出した充填率ＲFに基づいて、エッジボクセルＶx-EGに形成すべきブロックＢLの種類を決定する。
このように、本変形例は、上述した実施形態のような、全ての外面ボクセルＶx-ＳFについて充填率ＲFを演算する場合と比較して、充填率ＲFの演算に係る処理負荷を軽減することが可能となる。
【０１２１】
ところで、例えば、図１８に例示する外面ブロックＢL-ＳF[3]の種類を、分割ブロックＢLbとする場合、立体物Ｏbjの表面に横縞模様が生じる可能性がある。このため、エッジブロックＢL-EGの有する６面のうち、少なくとも２以上の面が立体物Ｏbjの表面として立体物Ｏbjの外部に露出し、且つ、当該２以上の面のうち１面がエッジブロックＢL-EGの上面または下面であるエッジブロックＢL-EGが形成されるエッジボクセルＶx-EGに限り、充填率ＲFを算出することとしてもよい。これにより、図１８に例示する外面ブロックＢL-ＳF[3]が形成されるエッジボクセルＶx-EGのように、分割ブロックＢLbを形成すべきではないエッジボクセルＶx-EGについて、充填率ＲFを算出する演算を省略することが可能となる。
【０１２２】
＜変形例２＞  
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１が造形する立体物Ｏbjは、図１１（Ｂ）に例示するように、彩色層Ｌ1及び遮蔽層Ｌ2を具備する外部領域ＬOUTと、内部層Ｌ3及び中空部ＨLを具備する内部領域ＬINと、を備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１は、少なくとも彩色層Ｌ1を具備する立体物Ｏbjを造形できればよい。
【０１２３】
また、立体物Ｏbjは、彩色層Ｌ1の外側に、彩色層Ｌ1を覆うように、クリアーインクからなり所定の厚みを有するクリアー層が設けられていてもよい。この場合、クリアー層は、クリアーインクを用いて形成されたクリアーブロックＢLc（「第４単位造形体」の一例）の集合として形成される。また、この場合、立体物Ｏbjの表面はクリアー層により構成されることになり、換言すれば、立体物Ｏbjの表面はクリアーブロックＢLcにより構成されることになる。
なお、以下では、立体物造形装置１がボクセルＶxに対してクリアーブロックＢLcを形成するための形成モードを第４形成モードと称する場合がある。すなわち、制御部６は、形成モードが第４形成モードである場合、ヘッドユニット３からボクセルＶxに対してクリアーインクを吐出させることで、当該ボクセルＶxに、クリアーブロックＢLcが形成されるように、ヘッドユニット３等の動作を制御することになる。
なお、彩色層Ｌ1の外側にクリアー層を設ける場合、分割ブロックＢLbは、着色面Ｆ1が単色ブロックＢLsとＺ軸方向において隣り合い、且つ、無色面Ｆ2がクリアーブロックＢLcとＺ軸方向において隣り合うように設けられればよい。すなわち、彩色層Ｌ1の外側にクリアー層を設ける場合、分割ブロックＢLbが有する上面または下面のうち一方の面は、（上述した実施形態のように立体物Ｏbjの表面を構成するのではなく）、クリアー層を構成するクリアーブロックＢLcとＺ軸方向において隣り合う。
【０１２４】
＜変形例３＞  
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１が吐出可能なインクは、５種類の造形用インクと、１種類の支持用インクとからなる、合計６種類のインクであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１は、例えば、１種類の彩色インク（「第１の液体」の一例。以下、「第１インク」と称する）と、当該彩色インクよりも色材成分量が少なく透明度の高いインク（「第２の液体」の一例。以下、「第２インク」と称する）と、を含む少なくとも２種類のインクを吐出可能なものであればよい。
ここで、第２インクは、彩色インクであってもよいし、クリアーインクであってもよい。但し、第２インクが、彩色インクである場合、第１インクと同じ色の色材成分を有するインクであることが好ましい。
【０１２５】
＜変形例４＞  
上述した実施形態及び変形例において、指定データ生成部９３は、モデルデータＤatの示すモデルの全部を包含するようなボクセルＶxの集合を定める造形体データＦＤを生成する（図１７（Ａ）参照）が、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、指定データ生成部９３は、モデルデータＤatの示すモデルの一部を含まないようなボクセルＶxの集合を示す造形体データＦＤを生成してもよい。
この場合、指定データ生成部９３は、造形体データＦＤの示すボクセルＶxの集合の外側であっても、モデルデータＤatの示すモデルを包含するように、外面ボクセルＶx-ＳFを設ければよい。そして、この場合、外面ボクセルＶx-ＳFは、モデルの外面ＳFの内側及び外側の双方を含むものであればよい。
【０１２６】
＜変形例５＞  
上述した実施形態及び変形例では、ステップＳ３００に示す外面ボクセルＶx-ＳFを特定する処理、ステップＳ３１０に示す充填率ＲFを算出する処理、及び、ステップＳ３２０に示すブロックＢLの種類を決定する処理を、ホストコンピューター９に設けられた指定データ生成部９３で実行するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、これらの処理を制御部６で実行してもよい。そして、ステップＳ３００〜Ｓ３２０に示す処理を制御部６が実行する場合、指定データ生成部９３が生成する指定データＳＤは、造形体データＦＤが示す内容と同様の内容のドットの形成を指定するものであればよい。
すなわち、本変形例に係る制御部６は、指定データＳＤが、ボクセルＶxに対して、モデルデータＤatの示す色の単色ブロックＢLsに対応するドットの形成を指定する場合であっても、当該ボクセルＶxが外面ボクセルＶx-ＳFに該当し、且つ、当該ボクセルＶxの充填率ＲFが所定の条件を充足する場合には、当該ボクセルＶxに分割ブロックＢLbが形成されるように、ヘッドユニット３等の動作を制御すればよい。また、この場合、ホストコンピューター９は、制御部６に対して、指定データＳＤと、モデルデータＤatと、を供給するものであればよい。
【０１２７】
＜変形例６＞  
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１は、造形用インクを硬化させて形成された造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、層状に敷き詰められた粉体を硬化性の造形用インクにより固めることで造形体ＬＹを形成し、形成された造形体ＬＹを積層することで立体物Ｏbjを造形するものであってもよい。
この場合、立体物造形装置１は、造形台４５上に粉体を所定の厚さΔＺで敷き詰めて粉体層ＰWを形成するための粉体層形成部（図示省略）と、立体物Ｏbjの形成後に、立体物Ｏbjを構成しない粉体（造形用インクにより固められた粉体以外の粉体）を廃棄するための粉体廃棄部（図示省略）と、を備えればよい。なお、以下では、造形体ＬＹ[q]を形成するための粉体層ＰWを、粉体層ＰW[q]と称する。
【０１２８】
図１９は、本変形例に係る造形処理を実行する場合の立体物造形システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図１９に示す本変形例に係る造形処理は、ステップＳ１６０の代わりにステップＳ１６１及びＳ１６２に示す処理を実行する点と、ステップＳ１７０における判定結果が肯定である場合にステップＳ１９０に示す処理を実行する点と、を除き、図１０に示す実施形態に係る造形処理と同様である。
図２０に示すように、本変形例に係る制御部６は、粉体層形成部が粉体層ＰW[q]を形成するように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（Ｓ１６１）。
また、本変形例に係る制御部６は、指定データＳＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]にドットを形成して造形体ＬＹ[q]を形成するように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（Ｓ１６２）。具体的には、制御部６は、ステップＳ１６２において、まず、指定データＳＤ[q]を用いて波形指定信号ＳＩを生成し、生成した波形指定信号ＳＩにより、粉体層ＰW[q]に対して造形用インクまたは支持用インクを吐出させるようにヘッドユニット３の動作を制御する。次に、制御部６は、粉体層ＰW[q]に対して吐出されたインクにより形成されたドットを硬化させることで、粉体層ＰW[q]のうちドットが形成された部分の粉体を固めるように、硬化ユニット６１の動作を制御する。これにより、粉体層ＰW[q]の粉体がインクにより固められ、造形体ＬＹ[q]を形成することができる。
また、本変形例に係る制御部６は、立体物Ｏbjが造形された後、立体物Ｏbjを構成しない粉体を廃棄するように粉体廃棄部の動作を制御する（Ｓ１９０）。
【０１２９】
図２０は、本変形例に係るモデルデータＤat及び断面モデルデータＬdat[q]と、指定データＳＤ[q]と、粉体層ＰW[q]と、造形体ＬＹ[q]と、の関係を説明するための説明図である。
このうち、図２０（Ａ）及び（Ｂ）は、図２（Ａ）及び（Ｂ）と同様、断面モデルデータＬdat[1]及びＬdat[2]を例示している。本変形例においても、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルをスライスすることで断面モデルデータＬdat[q]を生成し、断面モデルデータＬdat[q]から指定データＳＤ[q]を生成し、そして、指定データＳＤ[q]を用いて生成した波形指定信号ＳＩに基づいて形成されたドットにより造形体ＬＹ[q]を形成する。以下、図２０（Ｃ）乃至（Ｆ）を参照しつつ、本変形例に係る造形体ＬＹ[q]の形成について、造形体ＬＹ[1]及びＬＹ[2]を例示して説明する。
【０１３０】
図２０（Ｃ）に示すように、制御部６は、造形体ＬＹ[1]の形成に先立ち、所定の厚さΔＺの粉体層ＰW[1]を形成するように粉体層形成部の動作を制御する（上述したステップＳ１６１参照）。
次に、制御部６は、図２０（Ｄ）に示すように、粉体層ＰW[1]内に造形体ＬＹ[1]が形成されるように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する（上述したステップＳ１６２参照）。具体的には、制御部６は、まず、指定データＳＤ[1]を用いて生成した波形指定信号ＳＩに基づいてヘッドユニット３の動作を制御することで、粉体層ＰW[1]にインクを吐出させてドットを形成する。次に、制御部６は、粉体層ＰW[1]に形成したドットを硬化させるように、硬化ユニット６１の動作を制御することで、ドットが形成されている部分の粉体を固め、造形体ＬＹ[1]を形成する。
その後、制御部６は、図２０（Ｅ）に示すように、粉体層ＰW[1]及び造形体ＬＹ[1]の上に、所定の厚さΔＺの粉体層ＰW[2]を形成するように粉体層形成部を制御する。さらに、制御部６は、図２０（Ｆ）に示すように、造形体ＬＹ[2]が形成されるように、立体物造形装置１の各部の動作を制御する。
このように、制御部６は、指定データＳＤ[q]を用いて生成した波形指定信号ＳＩに基づいて、粉体層ＰW[q]内に造形体ＬＹ[q]を形成する積層処理の実行を制御し、当該造形体ＬＹ[q]を積層させていくことで、立体物Ｏbjを造形する。
【０１３１】
＜変形例７＞  
上述した実施形態及び変形例において、吐出部Ｄから吐出されるインクは、紫外線硬化型インク等の硬化性インクであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂等からなるインクであってもよい。
この場合、インクは、吐出部Ｄにおいて加熱された状態で吐出されることが好ましい。例えば、本変形例に係る吐出部Ｄは、キャビティ３２０に設けられた発熱体（図示省略）を発熱させることでキャビティ３２０内に気泡を生じさせてキャビティ３２０の内側の圧力を高め、これによりインクを吐出させる、所謂サーマル方式のインクの吐出を実行するものであってもよい。
また、この場合、吐出部Ｄから吐出されたインクは外気により冷却されて硬化するため、立体物造形装置１は、硬化ユニット６１を具備しなくてもよい。
【０１３２】
＜変形例８＞  
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１が吐出可能なドットのサイズは、小ドット、及び、大ドットの２種類であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１が吐出可能なドットのサイズは２種類以上あればよい。
例えば、ヘッドユニット３は、ブロックＢLの３分の１のサイズを満たす小ドット、ブロックＢLの３分の２のサイズを満たす中ドット、及び、ブロックＢLの全体を満たす大ドットの３種類のサイズのドットを吐出可能であってもよい。この場合、立体物Ｏbjのうち彩色インクによる彩色の施された部分の形状を、モデルデータＤatの示すモデルの形状により正確に追随させることが可能となる。
【０１３３】
＜変形例９＞  
上述した実施形態及び変形例において、指定データ生成部９３はホストコンピューター９に設けられるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、指定データ生成部９３は立体物造形装置１に設けられるものであってもよい。例えば、指定データ生成部９３は、制御部６が制御プログラムに従って動作すること実現される機能ブロックとして実装されてもよい。つまり、指定データ生成部９３は、制御部６に設けられるものであってもよい。
立体物造形装置１が指定データ生成部９３を備える場合、立体物造形装置１は、立体物造形装置１の外部から供給されるモデルデータＤatに基づいて指定データＳＤを生成し、さらに、生成した指定データＳＤを用いて生成した波形指定信号ＳＩに基づいて立体物Ｏbjを造形することができる。
【０１３４】
＜変形例１０＞  
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形システム１００はモデルデータ生成部９２を備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形システム１００がモデルデータ生成部９２を含まずに構成されてもよい。つまり、立体物造形システム１００は、立体物造形システム１００の外部から供給されるモデルデータＤatに基づいて、立体物Ｏbjを造形するものであればよい。
【０１３５】
＜変形例１１＞  
上述した実施形態及び変形例において、駆動波形信号Ｃomは、波形ＰL1及びＰL2を有する信号であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、駆動波形信号Ｃomは、少なくとも２種類のサイズのドットに対応する量のインクを吐出部Ｄから吐出させることが可能な波形を有する信号であれば、どのような信号であってもよい。例えば、駆動波形信号Ｃomは、インクの種類に応じて異なる波形としてもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、波形指定信号ＳＩ[m]のビット数は２ビットであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、波形指定信号ＳＩ[m]のビット数は、吐出部Ｄから吐出されたインクにより形成されるドットのサイズの種類数に応じて、適宜定めればよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１…立体物造形装置、３…ヘッドユニット、６…制御部、７…位置変化機構、９…ホストコンピューター、３０…記録ヘッド、３１…駆動信号生成部、４５…造形台、６０…記憶部、６１…硬化ユニット、９２…モデルデータ生成部、９３…指定データ生成部、１００…立体物造形システム、１０１…システム制御部、Ｄ…吐出部、Ｎ…ノズル。
【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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