(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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から吐出された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ブロックを形成し、
複数の前記ブロックにより立体物を造形可能な立体物造形装置であって、
前記硬化ユニットは、
前記ヘッドユニットから吐出された第１基準量の液体により第１サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第１硬化モードと、
前記ヘッドユニットから吐出された前記第１基準量の液体により前記第１サイズよりも大きい第２サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第２硬化モードと、
を含む複数の硬化モードにより、前記液体の硬化が可能であり、
前記第２硬化モードにより硬化された液体を用いて形成されるブロックは、
前記立体物の形状を指定するためのモデルを、前記第１サイズの仮想的な直方体であるボクセルを複数用いたボクセル集合体により近似した場合に、
前記ボクセル集合体を構成する複数のボクセルのうち、
ボクセルの有する６面の中で下面を含む２以上の面が前記ボクセル集合体の表面を構成する第１エッジボクセルの上面と隣り合うボクセルと、
前記第１エッジボクセルの一部と、に形成される、
ことを特徴とする、立体物造形装置。
【請求項２】
前記ヘッドユニットは、
前記ブロックを形成する場合に、前記第１基準量の液体、または、前記第１基準量よりも少ない第２基準量の液体を吐出可能であり、
前記第２基準量の液体を用いて形成されるブロックは、
前記立体物の形状を指定するためのモデルを、前記第１サイズの仮想的な直方体であるボクセルを複数用いたボクセル集合体により近似した場合に、
前記ボクセル集合体を構成する複数のボクセルのうち、
ボクセルの有する６面の中で上面を含む２以上の面が前記ボクセル集合体の表面を構成する第２エッジボクセルの一部に設けられる、
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】
前記液体は、
所定波長の光が照射されることで硬化し、
前記硬化ユニットは、
前記ヘッドユニットから吐出された液体に対して前記所定波長の光を照射可能であり、
前記第１硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが照射する光の強度は、
前記第２硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが照射する光の強度よりも強い、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の立体物造形装置。
【請求項４】
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から吐出された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ブロックを形成し、
複数の前記ブロックにより立体物を造形可能な立体物造形装置であって、
前記硬化ユニットは、
前記ヘッドユニットから吐出された第１基準量の液体により第１サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第１硬化モードと、
前記ヘッドユニットから吐出された前記第１基準量の液体により前記第１サイズよりも大きい第２サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第２硬化モードと、
を含む複数の硬化モードにより、前記液体の硬化が可能であり、
前記液体は、
加熱されることで硬化し、
前記硬化ユニットは、
前記ヘッドユニットから吐出された液体を加熱することが可能であり、
前記第１硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量は、
前記第２硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量よりも大きい、
ことを特徴とする、立体物造形装置。
【請求項５】
前記ヘッドユニットは、
前記ブロックを形成する場合に、前記第１基準量の液体、または、前記第１基準量よりも少ない第２基準量の液体を吐出可能であり、
前記第２基準量の液体を用いて形成されるブロックは、
前記立体物の形状を指定するためのモデルを、前記第１サイズの仮想的な直方体であるボクセルを複数用いたボクセル集合体により近似した場合に、
前記ボクセル集合体を構成する複数のボクセルのうち、
ボクセルの有する６面の中で上面を含む２以上の面が前記ボクセル集合体の表面を構成する第２エッジボクセルの一部に設けられる、
ことを特徴とする、請求項４に記載の立体物造形装置。
【請求項６】
前記第１硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化する時間は、
前記第２硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化する時間よりも長い、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のうち何れか1項に記載の立体物造形装置。
【請求項７】
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から吐出された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ブロックを形成し、
複数の前記ブロック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吐出された第１基準量の液体により第１サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第１硬化モードと、
前記ヘッドユニットから吐出された前記第１基準量の液体により前記第１サイズよりも大きい第２サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第２硬化モードと、
を含む複数の硬化モードのうち、何れかの硬化モードにより前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させ、
前記液体は、
加熱されることで硬化し、
前記硬化ユニットは、
前記ヘッドユニットから吐出された液体を加熱することが可能であり、
前記第１硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量は、
前記第２硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量よりも大きい、
ことを特徴とする、立体物造形装置の制御方法。
【請求項８】
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から吐出された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ブロックを形成し、
複数の前記ブロック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吐出された第１基準量の液体により第１サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第１硬化モードと、
前記ヘッドユニットから吐出された前記第１基準量の液体により前記第１サイズよりも大きい第２サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第２硬化モードと、
を含む複数の硬化モードのうち、何れかの硬化モードにより前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させるように前記硬化ユニットを制御する制御部として機能させ、
前記液体は、
加熱されることで硬化し、
前記硬化ユニットは、
前記ヘッドユニットから吐出された液体を加熱することが可能であり、
前記第１硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量は、
前記第２硬化モードにおいて、
前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量よりも大きい、
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多く提案されている。立体物造形装置は、インク等の液体を吐出して所定サイズのドットを形成し、複数のドットにより立体物を造形する（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２０００−２８０３５４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、立体物造形装置により造形される立体物は、所定サイズのドットの集合として造形されるため、立体物の表面において凹凸が視認され、ざらつき感が生じることがあった。
【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、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から吐出された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ブロックを形成し、複数の前記ブロックにより立体物を造形可能な立体物造形装置であって、前記硬化ユニットは、前記ヘッドユニットから吐出された第１基準量の液体により第１サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第１硬化モードと、前記ヘッドユニットから吐出された前記第１基準量の液体により前記第１サイズよりも大きい第２サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第２硬化モードと、を含む複数の硬化モードにより、前記液体の硬化が可能である、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、第１基準量の液体により、第１サイズのブロック（以下「第１ブロック」と称する）と、第２サイズのブロック（以下「第２ブロック」と称する）と、いう異なるサイズのブロックを形成することができる。換言すれば、この発明によれば、液体を硬化する際の硬化の程度を変化させることで、ブロックのサイズを制御することができる。
このため、液体の硬化の程度によるブロックのサイズの調整を行うことができずに、例えば、液体の吐出量のみによりブロックのサイズを制御する場合と比較して、ブロックのサイズの細やかな調整が可能になる。これにより、立体物の表面の凹凸を目立たなくすることが可能となり、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。
【０００８】
なお、ブロックを形成するための液体は、ヘッドユニットの１度の吐出動作で吐出される液体であってもよいし、ヘッドユニットの複数回の吐出動作で複数回にわたり吐出される液体であってもよい。すなわち、ブロックは、ヘッドユニットの１度の吐出動作で吐出された液体を硬化させてドットを形成する場合、１個のドットから形成されるものであってもよいし、複数のドットから形成されるものであってもよい。この場合、各ドットは、ヘッドユニットから吐出された液体のみからなるものであってもよいし、ヘッドユニットから吐出された液体に加え、当該液体以外の物体、例えば、液体が吐出される位置に予め設けられた粉末等を含むものであってもよい。当該粉末は、液体が硬化することで、固められるものであればよい。
【０００９】
また、上述した立体物造形装置において、前記第２硬化モードにより硬化された液体を用いて形成されるブロックは、前記立体物の形状を指定するためのモデルを、前記第１サイズの仮想的な直方体であるボクセルを複数用いたボクセル集合体により近似した場合に、前記ボクセル集合体を構成する複数のボクセルのうち、ボクセルの有する６面の中で下面を含む２以上の面が前記ボクセル集合体の表面を構成する第１エッジボクセルの上面と隣り合うボクセルと、前記第１エッジボクセルの一部と、に形成される、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１０】
この態様によれば、ボクセルよりも大きなサイズの第２ブロックを、第１エッジボクセルの上側に隣り合うボクセル（以下「隣接ボクセル」と称する）と、第１エッジボクセルの一部と、に設ける。また、第１エッジボクセルは、下面が立体物の表面を構成するボクセルであり、立体物の表面のうち下側を向いた箇所におけるエッジ部分に位置する。すなわち、この態様によれば、立体物の表面のエッジ部分に位置する第１エッジボクセルに、第１エッジボクセルよりも小さいサイズのブロックが設けられると看做すことができる。このため、第１エッジボクセルの全体にブロックを形成する場合と比較して、エッジ部分を目立たなくすることができ、立体物の表面の凹凸を小さくすることができる。この結果、当該凹凸が視認され、または、触覚により認識される可能性を低く抑えることができる。
【００１１】
また、上述した立体物造形装置において、前記ヘッドユニットは、前記ブロックを形成する場合に、前記第１基準量の液体、または、前記第１基準量よりも少ない第２基準量の液体を吐出可能であり、前記第２基準量の液体を用いて形成されるブロックは、前記立体物の形状を指定するためのモデルを、前記第１サイズの仮想的な直方体であるボクセルを複数用いたボクセル集合体により近似した場合に、前記ボクセル集合体を構成する複数のボクセルのうち、ボクセルの有する６面の中で上面を含む２以上の面が前記ボクセル集合体の表面を構成する第２エッジボクセルの一部に設けられる、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１２】
この態様によれば、第１硬化モードにおいて第１サイズのブロックを形成するための液体量よりも少ない第２基準量の液体を用いて、第２エッジボクセルにブロックを形成する。第２エッジボクセルは、上面が立体物の表面を構成するボクセルであり、立体物の表面のうち上側を向いた箇所におけるエッジ部分に位置する。すなわち、この態様によれば、立体物の表面のエッジ部分に位置する第２エッジボクセルに、第２エッジボクセルよりも小さいサイズのブロックを設けることができる。このため、第２エッジボクセルの全体にブロックを形成する場合と比較して、エッジ部分を目立たなくすることができ、立体物の表面の凹凸を小さくすることができる。この結果、当該凹凸が視認され、または、触覚により認識される可能性を低く抑えることができる。
【００１３】
また、上述した立体物造形装置において、前記液体は、所定波長の光が照射されることで硬化し、前記硬化ユニットは、前記ヘッドユニットから吐出された液体に対して前記所定波長の光を照射可能であり、前記第１硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが照射する光の強度は、前記第２硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが照射する光の強度よりも強い、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１４】
この態様によれば、光の強度により、液体の硬化の程度を制御することができる。すなわち、光の強度により、ブロックサイズの調整を行うことができる。このため、光の強度によるブロックサイズの調整が行えない場合と比較して、ブロックサイズの細やかな調整が可能となり、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。
なお、所定波長の光とは、液体を硬化させることができる光であればよい。例えば、液体が紫外線硬化樹脂である場合には、所定波長の光は紫外線である
【００１５】
また、上述した立体物造形装置において、前記液体は、加熱されることで硬化し、前記硬化ユニットは、前記ヘッドユニットから吐出された液体を加熱することが可能であり、前記第１硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量は、前記第２硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体に加える熱量よりも大きい、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１６】
この態様によれば、液体に加える熱量により、液体の硬化の程度を制御することができる。すなわち、液体に加える熱量により、ブロックサイズの調整を行うことができる。このため、液体に加える熱量によるブロックサイズの調整が行えない場合と比較して、ブロックサイズの細やかな調整が可能となり、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。
【００１７】
また、上述した立体物造形装置について、前記第１硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化する時間は、前記第２硬化モードにおいて、前記硬化ユニットが前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化する時間よりも長い、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１８】
この態様によれば、液体を硬化する時間により、液体の硬化の程度を制御することができる。すなわち、液体を硬化する時間により、ブロックサイズの調整を行うことができる。このため、液体を硬化する時間によるブロックサイズの調整が行えない場合と比較して、ブロックサイズの細やかな調整が可能となり、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。
【００１９】
また、本発明に係る立体物造形装置の制御方法は、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から吐出された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ブロックを形成し、複数の前記ブロック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吐出された第１基準量の液体により第１サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第１硬化モードと、前記ヘッドユニットから吐出された前記第１基準量の液体により前記第１サイズよりも大きい第２サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第２硬化モードと、を含む複数の硬化モードのうち、何れかの硬化モードにより前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させる、ことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、液体を硬化する際の硬化の程度を変化させることで、ブロックのサイズを制御することができる。このため、液体の硬化の程度によるブロックのサイズの調整ができない場合と比較して、ブロックのサイズの細やかな調整が可能となり、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。
【００２１】
また、本発明に係る立体物造形装置の制御プログラムは、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から吐出された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ブロックを形成し、複数の前記ブロック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吐出された第１基準量の液体により第１サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第１硬化モードと、前記ヘッドユニットから吐出された前記第１基準量の液体により前記第１サイズよりも大きい第２サイズの前記ブロックが形成されるように、前記液体を硬化させる第２硬化モードと、を含む複数の硬化モードのうち、何れかの硬化モードにより前記ヘッドユニットから吐出された液体を硬化させるように前記硬化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。
【００２２】
この発明によれば、液体を硬化する際の硬化の程度を変化させることで、ブロックのサイズを制御することができる。このため、液体の硬化の程度によるブロックのサイズの調整ができない場合と比較して、ブロックのサイズの細やかな調整が可能となり、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】
【００２３】
【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】立体物Ｏbjを説明するための説明図である。
【図１５】対比例に係る立体物Ｏbjを説明するための説明図である。
【図１６】ボクセルデータＶＤ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１７】変形例５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１８】変形例５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。
【図１９】変形例５に係る立体物Ｏbjを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】
【００２４】
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。
【００２５】
＜Ａ．実施形態＞
本実施形態では、立体物造形装置として、紫外線硬化型インク（「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。
【００２６】
＜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。
【００２７】
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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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）。
【００３２】
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、層状の造形体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の示す三次元形状の外面ＳFを有するモデルを所定の厚さ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。
【００３３】
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基づいて、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に基づいてボクセルデータＶＤを生成し、ボクセルデータＶＤに基づいて指定データＳＤを生成する。なお、以下では、ボクセルデータＶＤのうち、断面モデルデータＬdat[q]に基づいて生成されるボクセルデータＶＤを、ボクセルデータＶＤ[q]と称する。すなわち、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]に基づいてボクセルデータＶＤ[q]を生成し、ボクセルデータＶＤ[q]に基づいて指定データＳＤ[q]を生成する。
【００３４】
ここで、ボクセルデータＶＤ[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の集合として近似して表すデータである。
また、指定データＳＤ[q]とは、立体物Ｏbjを構成する造形体ＬＹ[q]を形成するためのドットの色及びサイズ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。
【００３５】
ボクセルＶxとは、立体物造形装置１が吐出するインクを着弾させる目標位置を示す仮想的な直方体であって、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。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、ｑ回目の積層処理において造形体ＬＹ[q]を形成するために設けられるドットの着弾位置を示すボクセル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の構成要素であって、１個のボクセルＶxに着弾するインクにより形成された構成要素をブロックＢL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に着弾したインクからなる１または複数のドットである。
【００３６】
本実施形態では、立体物造形装置１が、通常ブロックＢLM、大型ブロックＢLL、及び、小型ブロックＢLSの３種類のブロックＢLを形成可能な場合を想定する（図１４参照）。
ここで、通常ブロックＢLMとは、ボクセルＶxと略同じサイズ（「第１サイズ」の一例）のブロックＢLであり、小型ブロックＢLSとは、ボクセルＶxよりも小さいサイズのブロックＢLであり、大型ブロックＢLLとは、ボクセルＶxよりも大きいサイズ（「第２サイズ」の一例）のブロックＢLである。つまり、通常ブロックＢLMは、所定の厚さΔＺを有し、小型ブロックＢLSは、所定の厚さΔＺよりも薄く、大型ブロックＢLLは、所定の厚さΔＺよりも厚い。
なお、本明細書において「略同じ」や「略一様」等の表現は、完全に同一または一様である場合の他に、各種誤差を無視すれば同一または一様と看做すことができる場合も含む。
【００３７】
なお、通常ブロックＢLM及び小型ブロックＢLSは、立体物造形装置１から吐出されたインクが着弾するボクセルＶxの内部に設けられる。これに対して、大型ブロックＢLLは、立体物造形装置１から吐出されたインクが着弾するボクセルＶxと、当該ボクセルＶxの−Ｚ方向（以下、「下側」と称する場合がある）に隣り合うボクセルＶxの一部と、に形成される。
具体的には、通常ブロックＢLMを一のボクセルＶxに形成する場合、当該通常ブロックＢLMは、一のボクセルＶxに吐出されたインクにより、当該一のボクセルＶxを満たすように形成される。また、小型ブロックＢLSを一のボクセルＶxに形成する場合、当該小型ブロックＢLSは、一のボクセルＶxに吐出されたインクにより、当該一のボクセルＶxの一部に形成される。また、大型ブロックＢLLを一のボクセルＶxに形成する場合、当該大型ブロックＢLLは、一のボクセルＶxに吐出されたインクにより、当該一のボクセルＶxと、一のボクセルＶxの下側に隣り合う他のボクセルＶxの一部と、に形成される。
【００３８】
このように、立体物造形システム１００は、複数のブロックＢLの集合として立体物Ｏbjを造形する。すなわち、立体物造形システム１００は、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して複数のボクセルＶxの集合体として表し、当該複数のボクセルＶxの一部または全部のボクセルＶxにブロックＢLを形成することで、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１５参照）。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、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。
なお、以下では、ボクセルデータＶＤの示す複数のボクセルＶxの集合体、換言すれば、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して当該モデルを近似的に表すための複数のボクセルＶxの集合体を、「ボクセル集合体」と称する場合がある。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
ところで、図２に示す例では、（ｑ＋１）回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[q+1]の下側に、ｑ回目の積層処理で形成される造形体ＬＹ[q]が存在する。
すなわち、図２に示す例において、立体物Ｏbjは、傾斜が垂直よりも大きい角度に張り出した所謂オーバーハング形状の部分（以下、「オーバーハング部」と称する）を有していない。よって、図２に示す場合には、造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を順番に積層することで、モデルの指定する形状に対応する形状の立体物Ｏbjを造形することができる。
しかし、立体物Ｏbjがオーバーハング部を有する場合、造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を順番に積層して立体物Ｏbjを造形しようとしても、造形処理の実行中にオーバーハング部が自重により下側に撓むため、立体物Ｏbjを所望の形状に造形できない可能性が高い。
そこで、本実施形態では、立体物Ｏbjがオーバーハング部を有する場合、オーバーハング部の少なくとも一部の下側に、オーバーハング部を支持するための支持部を設ける。
具体的には、本実施形態では、断面モデルデータＬdatが、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ブロックＢL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ブロックＢL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、造形体ＬＹ[q]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。
【００４２】
＜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。
【００４３】
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。
【００４４】
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る。具体的には、硬化ユニット６１は、紫外線硬化型インクに対して紫外線（「所定波長の光」の一例）を照射するための光源であり、例えば造形台４５の上側（＋Ｚ方向）に設けられる。そして、硬化ユニット６１は、立体物造形装置１が吐出したインクがボクセルＶxに着弾した後に、当該着弾したインクに対して紫外線を照射してインクを硬化させることで、ドットを形成する。
【００４５】
本実施形態における硬化ユニット６１は、通常硬化モード（「第１硬化モード」の一例）と、低速硬化モード（「第２硬化モード」の一例）と、を含む複数の硬化モードによるインクの硬化が可能である。硬化ユニット６１は、制御部６から供給される制御信号Ｋに基づいて、ボクセルＶxの単位で硬化モードを切替可能に動作することができる。
ここで、通常硬化モードとは、吐出部ＤからボクセルＶxに吐出された第１基準量のインクを、ボクセルＶxと略同じサイズのドットになるように硬化させる硬化モードである。また、低速硬化モードとは、吐出部ＤからボクセルＶxに吐出された第１基準量のインクを、ボクセルＶxよりも大きなサイズのドットになるように、通常硬化モードよりも緩やかに硬化させる硬化モードである。具体的には、硬化ユニット６１は、低速硬化モードにおいてインクに照射する紫外線の強度（照度）を、通常硬化モードと比較して弱くすることにより、インクの硬化を緩やかにする。
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、硬化ユニット６１は、低速硬化モードにおける紫外線の照射時間（硬化時間）を、通常硬化モードと比較して短くすることにより、インクの硬化を緩やかにしてもよい。
【００４６】
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。
【００４７】
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。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。
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。
【００４８】
なお、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。
【００４９】
図１及び図３に示すように、位置変化機構７は、造形台４５を上側（＋Ｚ方向）及び下側（−Ｚ方向）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を備える。以下、＋Ｚ方向（上側）及び−Ｚ方向（下側）を「Ｚ軸方向」と総称する場合がある
また、位置変化機構７は、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軸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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、位置変化機構７、及び、硬化ユニット６１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、硬化ユニット６１の動作を制御するための制御信号Ｋを生成し、当該信号を出力する。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。
【００５３】
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。また、制御部６は、硬化ユニット６１の制御を介して、吐出部Ｄから吐出されたインクの硬化の程度を制御し、ひいては、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を制御する。これにより、制御部６は、ドットサイズ及びドット配置を調整しつつ複数のドットを形成し、当該複数のドットの集合として造形体ＬＹを形成する積層処理の実行を制御する。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を積層させてゆき、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。
なお、以下では、ヘッドユニット３、位置変化機構７、及び、硬化ユニット６１を、ヘッドユニット３等と称する場合がある。
【００５４】
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。
【００５５】
＜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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
＜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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
波形指定信号ＳＩは、指定データＳＤに基づいて定められるデジタルの信号であって、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信号である。波形指定信号ＳＩは、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、第１基準量のインクの吐出、第１基準量よりも少ない第２基準量のインクの吐出、または、インクの非吐出の３種類の動作のうち、いずれか１つの動作を指定する。
ここで、第１基準量のインクとは、上述の通り、通常硬化モードにおいてインクを硬化させた場合に、ボクセルＶxと略同じサイズのドットを形成することができる量のインクである。また、第２基準量のインクとは、本実施形態では、第１基準量の略半分の量のインクである。
なお、以下では、ボクセルＶxと略同じサイズのドットを大ドットと称し、ボクセルＶxの略半分のサイズのドットを小ドットと称する場合がある。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
図７に示すように、Ｍ個のトランスミッションゲートＴＧは、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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、第２基準量のインクを吐出する。
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に基づいて第２基準量のインクが吐出される。よって、当該吐出されたインクが通常硬化モードにより硬化された場合、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に基づいて第２基準量のインクが２度吐出され、当該２度にわたり吐出された第２基準量のインクが合体して第１基準量のインクとなる。よって、当該合体したインクが通常硬化モードにより硬化された場合、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）。
【００８０】
＜２．データ生成処理及び造形処理＞
次に、図１０乃至図１６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。
【００８１】
＜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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
次に、指定データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]により示されるモデルの断面体の有する形状及び色彩を、ボクセルＶxの集合として近似して表すデータであるボクセルデータＶＤ[q]を生成する（Ｓ１１０）。
なお、本実施形態に係る指定データ生成部９３は、ステップＳ１１０において、モデルデータＤatの示すモデルをボクセル集合体として近似する際に、ボクセルＶx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、当該ボクセルＶxに占める体積の割合である充填率ＲFが、「ＲF≧α1」となるように、各ボクセルＶxを定める。ここで、閾値α1は、「０％＜α1＜１００％」を満たす実数であり、好ましくは、「０％＜α1≦５０％」を満たし、より好ましくは、「２０％≦α1≦４０％」を満たす。
なお、充填率ＲFが、「ＲF＜１００％」であるボクセルＶxとは、モデルの外面ＳFの内側及び外側の双方を含むボクセルＶxである。また、例えば、充填率ＲFが、「ＲF≦２０％」であるボクセルＶxとは、ボクセルＶxの有する空間の８０％が、モデルの外面ＳFの外側に突出したボクセルＶxである。本実施形態では、各ボクセルＶxの充填率ＲFが閾値α1以上（例えば、２０％以上）となるように、ボクセル集合体を示すボクセルデータＶＤを生成する。このため、モデルの外面ＳFの外側に大きく突出したボクセルＶxの形成を防止し、ボクセルデータＶＤの示すボクセル集合体を、モデルデータＤatの示すモデルに近い形状となるように設けることができる。
【００８５】
次に、指定データ生成部９３は、ボクセルデータＶＤ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が形成すべき複数のブロックＢLの各々のサイズ（つまり、立体物造形装置１が形成すべき各ドットのサイズまたは配置）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）。なお、指定データ生成処理については、後述する。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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等の動作を制御する（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]の上側に形成される。
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）。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
＜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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
＜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、ボクセルデータＶＤ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、当該決定結果とボクセルデータＶＤ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１６を参照しつつ、指定データ生成処理について説明する。
【００９８】
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。
【００９９】
この図に示すように、指定データ生成部９３は、まず、各ボクセルＶxの充填率ＲFに基づいて、ボクセルデータＶＤの示すボクセル集合体を構成する複数のボクセルＶxの中から、境界ボクセルＶx-BDを選択する（Ｓ３００）。
境界ボクセルＶx-BDとは、充填率ＲFが、「α1≦ＲF≦α2」となるボクセルＶxであって、ボクセルＶxの表面を構成する６面のうち、上面（法線が＋Ｚ方向を向く面）、または、下面（法線が−Ｚ方向を向く面）が、ボクセルデータＶＤの示すボクセル集合体の表面に該当するボクセルＶxである。ここで、閾値α2は、「α1＜α2＜１００％」を満たす実数であり、好ましくは、「α1＜α2≦８０％」を満たす実数である。例えば、α1を３３％、α2を６６％に設定してもよい。
【０１００】
指定データ生成部９３は、ステップＳ３００において選択した境界ボクセルＶx-BDを、下面境界ボクセルＶx-BDdまたは上面境界ボクセルＶx-BDuのいずれかに分類する。
ここで、下面境界ボクセルＶx-BDdとは、境界ボクセルＶx-BDとして選択されたボクセルＶxであって、ボクセルＶxの下面が、ボクセル集合体の表面に該当するボクセルＶxである（図１４（Ａ）参照）。上面境界ボクセルＶx-BDuとは、境界ボクセルＶx-BDとして選択されたボクセルＶxであって、ボクセルＶxの上面が、ボクセル集合体の表面に該当するボクセルＶxである（図１４（Ｂ）参照）。
【０１０１】
次に、指定データ生成部９３は、ステップＳ３００において選択した境界ボクセルＶx-BD（上面境界ボクセルＶx-BDu、下面境界ボクセルＶx-BDd）に基づいて、対象ボクセルＶx-TGを特定したうえで、対象ボクセルＶx-TGに対して形成すべきブロックＢLの種類を決定する（Ｓ３１０）。
【０１０２】
図１４は、ステップＳ３１０において、指定データ生成部９３が特定する対象ボクセルＶx-TGと、指定データ生成部９３が決定するブロックＢLの種類と、について説明するための説明図である。なお、この図は、立体物ＯbjをＺ軸方向に平行な平面で切断した場合の、切断面の一部を表している。
【０１０３】
ステップＳ３１０において、指定データ生成部９３は、図１４（Ａ）に示すように、下面境界ボクセルＶx-BDdの上側に隣り合うボクセルＶx（以下、「隣接ボクセルＶx-NB」と称する）を、対象ボクセルＶx-TGとして特定する。また、指定データ生成部９３は、図１４（Ｂ）に示すように、上面境界ボクセルＶx-BDuを対象ボクセルＶx-TGとして特定する。
【０１０４】
ステップＳ３１０において、指定データ生成部９３は、対象ボクセルＶx-TGの特定後に、対象ボクセルＶx-TGに対して形成すべきブロックＢLの種類を決定する。具体的には、指定データ生成部９３は、図１４（Ａ）に示すように、対象ボクセルＶx-TGが隣接ボクセルＶx-NBである場合には、当該対象ボクセルＶx-TGと下面境界ボクセルＶx-BDdとに対して、１個の大型ブロックＢLLを形成することを決定する。また、指定データ生成部９３は、図１４（Ｂ）に示すように、対象ボクセルＶx-TGが上面境界ボクセルＶx-BDuである場合には、当該対象ボクセルＶx-TGに小型ブロックＢLSを形成することを決定する。また、指定データ生成部９３は、対象ボクセルＶx-TG及び境界ボクセルＶx-BD以外のボクセルＶxに対しては、通常ブロックＢLMを形成することを決定する。
【０１０５】
図１５は、対比例に係る立体物造形装置において造形した立体物Ｏbjの切断面を示す図である。対比例に係る立体物造形装置は、対象ボクセルＶx-TGに対して、小型ブロックＢLSまたは大型ブロックＢLLを形成する代わりに、通常ブロックＢLMを形成する点で、本実施形態と相違している。すなわち、対比例に係る立体物造形装置は、ボクセルデータＶＤの示す形状と略同一の形状の立体物Ｏbjを造形する。
【０１０６】
図１５に示すように、対比例に係る立体物造形装置は、全てのボクセルＶxに対して通常ブロックＢLMを形成するため、例えば、図１４に示す本実施形態と比較して、造形される立体物Ｏbjの表面の凹凸が大きくなる。
例えば、対比例では、図１５（Ａ）に示すように、立体物Ｏbjの表面に−Ｚ方向から＋Ｘ方向に向かう傾斜を設ける場合、立体物Ｏbjの表面に所定の厚さΔＺに相当する段差が形成される。同様に、対比例では、図１５（Ｂ）に示すように、立体物Ｏbjの表面に＋Ｚ方向から＋Ｘ方向に向かう傾斜を設ける場合にも、立体物Ｏbjの表面に所定の厚さΔＺに相当する段差が形成される。
【０１０７】
これに対して、本実施形態では、図１４に示すように、立体物Ｏbjの表面に傾斜を設ける場合に、立体物Ｏbjの表面に生じる段差を所定の厚さΔＺの半分に抑えることができる。このため、本実施形態に係る立体物造形装置１は、対比例に係る立体物造形装置と比較して、立体物Ｏbjの表面において凹凸が視認される可能性を低減させ、ざらつき感の少ない滑らかな表面の立体物Ｏbjを形成することができる。
【０１０８】
指定データ生成部９３は、ステップＳ３１０に係る処理の終了後、ステップＳ３１０における決定結果と、ボクセルデータＶＤと、に基づいて、指定データＳＤを生成する（Ｓ３２０）。具体的には、指定データ生成部９３は、ステップＳ３２０において、対象ボクセルＶx-TGに対して、ステップＳ３１０において決定された種類のブロックＢLが形成されるようなサイズのドットを指定する指定データＳＤを生成する。
【０１０９】
図１６は、指定データＳＤをボクセルデータＶＤと比較して説明するための説明図である。このうち、図１６（Ａ）は、対比例に係る立体物造形装置が造形する、ボクセルデータＶＤの示す立体物Ｏbjの一例である。また、図１６（Ｂ）は、本実施形態に係る立体物造形装置１が造形する、指定データＳＤの示す立体物Ｏbjの一例である。
なお、図１６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切断面を示している。また、図１６では、彩色層Ｌ1を構成するブロックＢL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。
【０１１０】
上述の通り、対比例に係る立体物造形装置のように、ボクセルデータＶＤ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１６（Ａ）に示すように、複数の通常ブロックＢLMのみによって構成される。
一方、本実施形態に係る立体物造形装置１のように、対象ボクセルＶx-TGに対して小型ブロックＢLSまたは大型ブロックＢLLの形成を指定する指定データ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１６（Ｂ）に示すように、複数の通常ブロックＢLMの他に、複数の小型ブロックＢLS、及び、複数の大型ブロックＢLLによって構成される。つまり、本実施形態では、モデルデータＤatの示すモデルの形状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。
【０１１１】
なお、一のボクセルＶxに対して通常ブロックＢLMを形成する場合、立体物造形装置１の制御部６は、一のボクセルＶxに対してインクを吐出する吐出部Ｄ[m]に供給する波形指定信号ＳＩ[m]の示す値を、（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）として、吐出部Ｄ[m]から第１基準量のインクが吐出されるように、吐出部Ｄ[m]を制御する。また、この場合、制御部６は、一のボクセルＶxに吐出されたインクを通常硬化モードにより硬化することを指定する制御信号Ｋを、硬化ユニット６１に供給する。これにより、立体物造形装置１は、一のボクセルＶxに対して、ボクセルＶxと略同じサイズの通常ブロックＢLMを形成することができる。
また、上面境界ボクセルＶx-BDuに対して小型ブロックＢLSを形成する場合、制御部６は、上面境界ボクセルＶx-BDuに対してインクを吐出する吐出部Ｄ[m]に供給する波形指定信号ＳＩ[m]の示す値を、（ｂ1、ｂ2）＝（１、０）として、吐出部Ｄ[m]から第２基準量のインクが吐出されるように、吐出部Ｄ[m]を制御する。また、この場合、制御部６は、上面境界ボクセルＶx-BDuに吐出されたインクを通常硬化モードにより硬化することを指定する制御信号Ｋを、硬化ユニット６１に供給する。これにより、立体物造形装置１は、上面境界ボクセルＶx-BDuに対して、ボクセルＶxの略半分のサイズの小型ブロックＢLSを形成することができる。
また、隣接ボクセルＶx-NBと、当該隣接ボクセルＶx-NBの下側に隣り合う下面境界ボクセルＶx-BDdの一部と、に対して大型ブロックＢLLを形成する場合、制御部６は、隣接ボクセルＶx-NBに対してインクを吐出する吐出部Ｄ[m]に供給する波形指定信号ＳＩ[m]の示す値を、（ｂ1、ｂ2）＝（１、１）として、吐出部Ｄ[m]から第１基準量のインクが吐出されるように、吐出部Ｄ[m]を制御する。また、この場合、制御部６は、隣接ボクセルＶx-NBに吐出されたインクを低速硬化モードにより硬化することを指定する制御信号Ｋを、硬化ユニット６１に供給する。これにより、立体物造形装置１は、隣接ボクセルＶx-NBに対して吐出された第１基準量のインクを、当該隣接ボクセルＶx-NBから下面境界ボクセルＶx-BDdの上部まで垂れ下がるようにゆっくりと硬化させ、ボクセルＶxよりも大きいのサイズの大型ブロックＢLLを形成することができる。
【０１１２】
ところで、図１４や図１６等に示すように、下面境界ボクセルＶx-BDdの下側にはボクセルＶxが存在しない。このため、隣接ボクセルＶx-NBと下面境界ボクセルＶx-BDdの一部とに大型ブロックＢLLを形成する場合、隣接ボクセルＶx-NBに対して吐出されたインクが、下面境界ボクセルＶx-BDdの上側に留まらずに−Ｚ方向に落下してしまう可能性がある。また、落下しない場合であっても、隣接ボクセルＶx-NBに対して吐出されたインクが、下面境界ボクセルＶx-BDdの例えば上半分に留まらずに、下面境界ボクセルＶx-BDdの下半分にまで垂れ下がることで、大型ブロックＢLLよりも大きいブロックが形成される可能性が存在する。
このような不都合を防ぐためには、例えば、下面境界ボクセルＶx-BDdのうち、大型ブロックＢLLが形成されない部分（例えば、下半分）に、支持部を形成すればよい。または、隣接ボクセルＶx-NBに対してインクを吐出する際に、隣接ボクセルＶx-NBと同一の造形体ＬＹにおいて隣り合うボクセルＶxに形成されたブロックＢLに接触するようにインクを吐出させることで、表面張力によりインクが所望の位置よりも下側まで垂れ下がらないようにしてもよい。
【０１１３】
＜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、立体物Ｏbjの表面を、ボクセルＶxと略同じサイズの通常ブロックＢLM、ボクセルＶxよりも小さい小型ブロックＢLS、及び、ボクセルＶxよりも大きい大型ブロックＢLLの、互いにサイズの異なる３種類のブロックＢLを用いて形成する。このため、モデルデータＤatの示すモデルの形状に適した種類のブロックＢLを用いて、立体物Ｏbjの表面を形成することができる。また、互いにサイズの異なる３種類のブロックＢLを用いるため、立体物Ｏbjの表面において、凹凸が視認される可能性を低減し、ざらつき感の少ない滑らかな表面形状の立体物Ｏbjを造形することが可能となる。
【０１１４】
＜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。
【０１１５】
＜変形例１＞  
上述した実施形態において、小型ブロックＢLSまたは大型ブロックＢLLが形成される対象ボクセルＶx-TGは、境界ボクセルＶx-BDに基づいて特定されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、境界ボクセルＶx-BDのうち、上面または下面のうち少なくとも一方の面と、４つの側面のうち少なくとも１つの側面と、を含む２以上の面がボクセル集合体の表面に該当する境界ボクセルＶx-BDである、エッジボクセルＶx-EGに基づいて、対象ボクセルＶx-TGを定めてもよい。
エッジボクセルＶx-EGは、下面エッジボクセルＶx-EGd（「第１エッジボクセル」の一例）と、上面エッジボクセルＶx-EGu（「第２エッジボクセル」の一例）と、に分類される。ここで、下面エッジボクセルＶx-EGdとは、下面境界ボクセルＶx-BDdのうち、下面と、４つの側面のうち少なくとも１つの側面とが、ボクセル集合体の表面に該当する下面境界ボクセルＶx-BDdである。また、上面エッジボクセルＶx-EGuとは、上面境界ボクセルＶx-BDuのうち、上面と、４つの側面のうち少なくとも１つの側面とが、ボクセル集合体の表面に該当する上面境界ボクセルＶx-BDuである。
【０１１６】
本変形例に係る指定データ生成部９３は、まず、境界ボクセルＶx-BDを選択し、次に、境界ボクセルＶx-BDの中から、下面エッジボクセルＶx-EGdと、上面エッジボクセルＶx-EGuとを特定する。そして、指定データ生成部９３は、下面エッジボクセルＶx-EGdの上側に隣り合う隣接ボクセルＶx-NBを対象ボクセルＶx-TGとして特定し、また、上面エッジボクセルＶx-EGuを対象ボクセルＶx-TGとして特定する。
さらに、指定データ生成部９３は、上述した実施形態と同様に、対象ボクセルＶx-TGが隣接ボクセルＶx-NBである場合には、当該隣接ボクセルＶx-NBと下面エッジボクセルＶx-EGdの一部とに対して大型ブロックＢLLを形成することを決定する。また、指定データ生成部９３は、対象ボクセルＶx-TGが上面エッジボクセルＶx-EGuである場合には、当該上面エッジボクセルＶx-EGuに対して小型ブロックＢLSを形成することを決定する。
以上において説明したように、本変形例では、対比例のように各ボクセルＶxに対して通常ブロックＢLMを形成する場合と比較して、立体物Ｏbjの表面の凹凸のうち凸部分に該当するエッジボクセルＶx-EGにおける、ブロックＢLの占める体積（立体物Ｏbjの占める体積）を小さくすることができる。このため、立体物Ｏbjの表面の凹凸を目立たなくすることが可能となる。
【０１１７】
＜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。
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。
【０１１８】
＜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、少なくとも、１種類の造形用インクを吐出可能なものであればよい。
【０１１９】
＜変形例４＞  
上述した実施形態及び変形例では、ステップＳ３００に示す境界ボクセルＶx-BDを選択する処理、及び、ステップＳ３１０に示す対象ボクセルＶx-TGに形成すべきブロックＢLの種類を決定する処理、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及びＳ３１０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、ボクセルデータＶＤ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、各ボクセルＶxに対して通常ブロックＢLMの形成を指定する場合であっても、ボクセルＶxが対象ボクセルＶx-TGに該当しする場合には、当該ボクセルＶxに小型ブロックＢLSまたは大型ブロックＢLL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。
【０１２０】
＜変形例５＞  
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。
【０１２１】
図１７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１７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１７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）。
【０１２２】
図１８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１８（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１８（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。
【０１２３】
図１８（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１８（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１８（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１８（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。
【０１２４】
図１９は、本変形例において、対象ボクセルＶx-TGに対して、通常ブロックＢLM以外のブロックＢL（小型ブロックＢLS、大型ブロックＢLL）を形成する場合について説明するための説明図である。
この図に示すように、本変形例に係る立体物造形装置は、上述した実施形態及び変形例と同様に、対象ボクセルＶx-TGが、下面境界ボクセルＶx-BDd（または下面エッジボクセルＶx-EGd）の上側の隣接ボクセルＶx-NBである場合には、当該対象ボクセルＶx-TGに対して、第１基準量のインクを吐出し、当該吐出されたインクを低速硬化モードにより硬化させる。低速硬化モードによりインクを硬化させる場合、通常硬化モードの場合と比較して、粉体層ＰW上に吐出されたインクが硬化するまでに要する時間が長くなるため、粉体層ＰW上に吐出されたインクは粉体層ＰWの深くまで浸透する。このため、本変形例に係る立体物造形装置は、第１基準量のインクを、低速硬化モードにより硬化させることで、対象ボクセルＶx-TGである隣接ボクセルＶx-NBから、下面境界ボクセルＶx-BDd（または下面エッジボクセルＶx-EGd）の一部まで浸透させ、これにより、大型ブロックＢLLを形成することができる。
なお、対象ボクセルＶx-TGが、上面境界ボクセルＶx-BDu（または上面エッジボクセルＶx-EGu）である場合、対象ボクセルＶx-TGの例えば下半分にドットを形成させる必要がある。このため、本変形例に係る立体物造形装置は、例えば、上面境界ボクセルＶx-BDuまたは上面エッジボクセルＶx-EGuに対して、第２基準量のインクを吐出させる場合に、例えば、他のボクセルＶxに対する場合と比較して、インクを高速で吐出するようにすればよい。
【０１２５】
＜変形例６＞  
上述した実施形態及び変形例では、液体として、紫外線硬化型のインクを例示して説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、液体は、硬化型インク等の、所定の作用により硬化する硬化性の液体であればよい。例えば、加熱することにより硬化する熱硬化性のインクであってもよいし、冷却することにより硬化する熱溶融性のインクであってもよい。
【０１２６】
また、上述した実施形態において、硬化ユニット６１は、紫外線を照射するための光源であったが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、硬化ユニット６１は、硬化性の液体を硬化させることができ、且つ、通常硬化モード及び低速硬化モードを含む複数の硬化モードによる動作が可能で、硬化の程度を制御可能なものであればよい。
例えば、液体が熱硬化性のインクである場合、硬化ユニット６１として、吐出部Ｄから吐出されたインクを加熱するための過熱器を採用することができる。この場合、例えば、硬化ユニット６１は、低速硬化モードにおいてインクに加える熱量を、通常硬化モードと比較して小さくすることで、硬化の程度を弱めるものでもよい。また、例えば、硬化ユニット６１は、低速硬化モードにおいてインクを過熱する過熱時間（硬化時間）を、通常硬化モードと比較して短くすることにより、硬化の程度を弱めるものでもよい。
【０１２７】
また、上述した実施形態において、硬化ユニット６１は、通常硬化モードによる硬化と低速硬化モードによる硬化とが可能であり、これによって、硬化の程度を２段階で切替可能であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、硬化の程度を３段階以上で細やかに切替可能であってもよい。例えば、硬化ユニット６１は、通常硬化モード及び低速硬化モードに加え、当該２つの硬化モードよりも硬化の程度が強い高速硬化モードにより動作可能なものであってもよい。
硬化ユニット６１による硬化の程度を細やかに切替可能である場合、吐出部Ｄが吐出するインク等の液体量を変更することなく、ボクセルＶxに形成されるドットのサイズを細やかに制御することができる。このため、ざらつき感の少ない滑らかな表面の立体物Ｏbjを形成することができる。
【０１２８】
なお、液体として、熱可塑性樹脂等からなる熱溶解性のインクを採用する場合、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。よって、この場合、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。
【０１２９】
＜変形例７＞  
上述した実施形態及び変形例において、各吐出部Ｄから吐出可能な液体量は、第１基準量、または、第２基準量であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、各吐出部Ｄから吐出可能な液体量を３段階以上に制御可能であってもよい。例えば、立体物造形装置１は、一の硬化モードにより液体を硬化させる場合において、ボクセルＶxの３分の１のサイズを満たす小ドット、ボクセルＶxの３分の２のサイズを満たす中ドット、及び、ボクセルＶxの全体を満たす大ドットの、３種類のサイズのドットを形成可能であってもよい。この場合、ボクセルＶxに形成されるドットのサイズを細やかに制御することができるため、ざらつき感の少ない滑らかな表面の立体物Ｏbjを形成することができる。
【０１３０】
＜変形例８＞  
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。
【０１３１】
＜変形例９＞  
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。
【０１３２】
＜変形例１０＞  
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１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。また、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】
【０１３３】
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】
0006485097.tif 000002
【図２】
0006485097.tif 000003
【図３】
0006485097.tif 000004
【図４】
0006485097.tif 000005
【図５】
0006485097.tif 000006
【図６】
0006485097.tif 000007
【図７】
0006485097.tif 000008
【図８】
0006485097.tif 000009
【図９】
0006485097.tif 000010
【図１０】
0006485097.tif 000011
【図１１】
0006485097.tif 000012
【図１２】
0006485097.tif 000013
【図１３】
0006485097.tif 000014
【図１４】
0006485097.tif 000015
【図１５】
0006485097.tif 000016
【図１６】
0006485097.tif 000017
【図１７】
0006485097.tif 000018
【図１８】
0006485097.tif 000019
【図１９】
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