(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を積層する積層部を軌跡情報に従って移動させて造形対象を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置であって、
前記造形対象の形状に関するデータを用いて前記造形対象の断面形状を作成する断面形状作成手段と、
前記断面形状作成手段が作成した前記断面形状に基づいて前記軌跡情報を作成する軌跡情報作成手段と、
前記断面形状と前記軌跡情報との距離に対し、前記距離を前記材料が埋めるために必要な前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度が対応付けられた記憶部と、
曲線部分を含む前記断面形状から近似された直線と前記断面形状までの前記距離に対応付けられた前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度を前記記憶部から取得して、前記断面形状に沿う前記材料の幅情報を作成する幅情報作成手段と、を有する情報処理装置。
【請求項２】
前記幅情報作成手段は、前記造形対象の形状に関するデータと前記軌跡情報を用いて前記材料の幅を動的に変化させる前記幅情報を作成する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記軌跡情報作成手段は、直線に近似された前記断面形状を積層するための前記軌跡情報を作成し、
前記幅情報作成手段は、前記直線と前記断面形状までの距離に応じた前記幅情報を作成する請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記断面形状は曲線部分を含み、
前記幅情報作成手段は、前記直線と前記断面形状の間が前記材料で満たされる前記幅情報を作成する請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記積層造形装置は、所定の吐出ノズルから材料を吐出することにより、ステージ上に造形構造物を順次積層し、
前記幅情報は前記材料の吐出量を有し、
前記幅情報作成手段は、前記直線と前記断面形状までの距離に応じた前記吐出量を含む前記幅情報を作成する請求項３又は４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記幅情報は、前記積層造形装置の前記積層部が移動する移動速度を有し、
前記幅情報作成手段は、前記直線と前記断面形状までの距離に応じた前記移動速度を含む前記幅情報を作成する請求項３〜５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記積層造形装置は、所定の吐出ノズルから材料を吐出することにより、ステージ上に造形構造物を順次積層し、
前記幅情報は、前記積層造形装置により制御される材料の太さ情報を有し、
前記幅情報作成手段は、前記直線と前記断面形状までの距離に応じた前記太さ情報を含む前記幅情報を作成する請求項３〜５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記軌跡情報作成手段は、前記断面形状の内側を中埋めする前記軌跡情報を作成するものであり、
前記直線と前記断面形状の間を満たす前記材料と、前記中埋めする前記軌跡情報の重複部分を、前記中埋めする前記軌跡情報から除去する請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記軌跡情報作成手段は、前記断面形状の内側を中埋めする前記軌跡情報を作成するものであり、
前記直線と前記断面形状までの距離に基づいて、前記直線よりも前記断面形状の内側に積層される前記材料の位置を特定し、
前記軌跡情報作成手段は、前記位置を超えない範囲で前記断面形状の内側を中埋めする前記軌跡情報を作成する請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記幅情報作成手段は、前記積層造形装置の仕様情報が記憶されている記憶手段から前記幅情報が取り得る最大の幅を取得し、前記最大の幅を超えない前記幅情報を作成する請求項１〜９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
材料を積層する積層部を軌跡情報に従って移動させて造形対象を造形する積層造形装置と、情報処理装置とを有する造形システムであって、
前記造形対象の形状に関するデータを用いて前記造形対象の断面形状を作成する断面形状作成手段と、
前記断面形状作成手段が作成した前記断面形状に基づいて前記軌跡情報を作成する軌跡情報作成手段と、
前記断面形状と前記軌跡情報との距離に対し、前記距離を前記材料が埋めるために必要な前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度が対応付けられた記憶部と、
曲線部分を含む前記断面形状から近似された直線と前記断面形状までの前記距離に対応付けられた前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度を前記記憶部から取得して、前記断面形状に沿う前記材料の幅情報を作成する幅情報作成手段と、を有する造形システム。
【請求項１２】
材料を積層する積層部を軌跡情報に従って移動させて造形対象を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置を、
前記造形対象の形状に関するデータを用いて前記造形対象の断面形状を作成する断面形状作成手段と、
前記断面形状作成手段が作成した前記断面形状に基づいて前記軌跡情報を作成する軌跡情報作成手段と、
前記断面形状と前記軌跡情報との距離に対し、前記距離を前記材料が埋めるために必要な前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度が対応付けられた記憶部を参照して、
曲線部分を含む前記断面形状から近似された直線と前記断面形状までの前記距離に対応付けられた前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度を前記記憶部から取得して、前記断面形状に沿う前記材料の幅情報を作成する幅情報作成手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項１３】
材料を積層する積層部を軌跡情報に従って移動させて造形対象を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置が行う情報処理方法であって、
断面形状作成手段が、前記造形対象の形状に関するデータを用いて前記造形対象の断面形状を作成するステップと、
前記断面形状作成手段が作成した前記断面形状に基づいて、軌跡情報作成手段が前記軌跡情報を作成するステップと、
前記断面形状と前記軌跡情報との距離に対し、前記距離を前記材料が埋めるために必要な前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度が対応付けられた記憶部から、
幅情報作成手段が、曲線部分を含む前記断面形状から近似された直線と前記断面形状までの前記距離に対応付けられた前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度を取得して、前記断面形状に沿う前記材料の幅情報を作成するステップと、
を有する情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、造形システム、プログラム及び情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄデータで表された立体的な形状の３Ｄモデルを造形する積層造形装置が知られている。積層造形装置は、試作品や小ロットの部品を低コスト、短納期で製作することが可能である。積層造形装置が造形物を造形するには種々の方式があるが、立体的な形状が一層ごとにスライスされたスライスデータを下から積み上げていくことで立体形状を造形するという基本的な造形手順は同じである。
【０００３】
例えば、液状の樹脂を吐出ノズルから吐出する積層造形装置が知られているが、積層造形装置の樹脂の吐出ノズルは直線的に移動するのが一般的である。このことは、紫外線を光硬化性樹脂に照射して硬化させる光造形方式等の積層造形装置でも同じである。このため、積層造形装置が円などの曲線部分を造形する場合、直線で曲線部分を近似してから造形する必要があり曲線部分の造形精度が低下する場合がある。
【０００４】
このような不都合に対しては、造形のための座標系として三次元座標(ｘ,ｙ,ｚ)ではなく円筒座標(γsinθ,γcosθ,ｚ)を用いる積層造形装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような積層造形装置は軸を中心に吐出ノズルが回転する機構を有し、曲線部分を曲線に沿って造形することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、円筒座標に従って吐出ノズルを駆動するための回転機構を有さない積層造形装置では特許文献１のような曲線の造形方法を採用できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、曲線部分をより精度よく造形できる情報処理装置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】
本発明は、材料を積層する積層部を軌跡情報に従って移動させて造形対象を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置であって、前記造形対象の形状に関するデータを用いて前記造形対象の断面形状を作成する断面形状作成手段と、前記断面形状作成手段が作成した前記断面形状に基づいて前記軌跡情報を作成する軌跡情報作成手段と、前記断面形状と前記軌跡情報との距離に対し、前記距離を前記材料が埋めるために必要な前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度が対応付けられた記憶部と、曲線部分を含む前記断面形状から近似された直線と前記断面形状までの前記距離に対応付けられた前記材料の供給量又は前記積層部の移動速度を前記記憶部から取得して、前記断面形状に沿う前記材料の幅情報を作成する幅情報作成手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
曲線部分をより精度よく造形できる情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】積層造形装置が移動させる吐出ノズルと材料の造形を説明する図の一例である。
【図２】造形システムの構成例を示す図である。
【図３】情報処理装置のハードウェア構成図の一例である。
【図４】積層造形装置の構成を示す説明図の一例である。
【図５】情報処理装置と積層造形装置を含む造形システムの機能構成図の一例である。
【図６】造形システムの全体的な動作の手順を示すアクティビティ図の一例である。
【図７】印刷データの一例としてＧコードを説明する図の一例である。
【図８】印刷データに従って移動する吐出ノズルを説明する図である。
【図９】スライスデータを模式的に説明する図の一例である。
【図１０】スライスデータの作成を説明する図の一例である。
【図１１】輪郭の作成について説明する図の一例である。
【図１２】曲線部分を得るための材料の供給量及び移動速度の決定方法を説明するための図の一例である。
【図１３】情報処理装置が印刷データを作成する手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１４】曲線部分の断面に沿う材料と中埋め軌跡の重複を説明する図の一例である。
【図１５】重複の除去方法を説明する図の一例である。
【図１６】重複が除去された印刷データを情報処理装置が作成する手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１７】材料の吐出量が制限された印刷データを情報処理装置が作成する手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１８】ノズル径を変える径制御構造を説明する図の一例である。
【図１９】ノズル径Ｄａを有する印刷データの一例である。
【図２０】ノズル径が動的に変化した場合の材料の幅を模式的に示す図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態にてついて図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の積層造形装置が移動させる吐出ノズル１１５と材料の造形を説明する図の一例である。図１（ａ）に示すように、３Ｄデータの断面３０２は直線状の輪郭３０３に近似され、吐出ノズル１１５は直線状を移動しながら材料３０１を吐出する（より正確には後述するように輪郭３０３の内側の軌跡に沿って吐出されるが直線状に移動するのは同じである）。また、この結果、図１（ｂ）に示すように、吐出ノズル１１５の軌跡に沿って材料３０１は直線状に積層される。
【００１２】
図１（ｂ）のように直線で積層されるのは、吐出ノズル１１５の移動速度と材料の供給量が一定であるためである。そこで、本実施形態の情報処理装置は、直線近似された部分の印刷データを作成する際、吐出ノズル１１５の移動速度又は材料の供給量の少なくとも一方が動的に変化する印刷データを作成する。具体的には、曲線の断面３０２と近似された輪郭３０３の差が大きいほど、吐出ノズル１１５の移動速度を低減するか又は材料３０１の供給量を多くする。これにより、図１（ｃ）に示すように、積層される材料３０１の幅が動的に変化するので、積層造形装置は曲線の断面３０２に沿うように造形できる。
【００１３】
このように、本実施例の情報処理装置は、吐出ノズル１１５を直線的に移動させながら吐出ノズル１１５の移動速度や材料３０１の供給量を動的に変化させる印刷データを作成するので、積層造形装置はスライスデータの曲線部分の輪郭に材料３０１が沿うように材料３０１の幅を変化させて造形することができる。
【００１４】
＜用語について＞
・造形対象の形状とは、積層造形装置で造形される立体的な形状である。造形対象の形状は何らかのデータで表されている。本実施形態では造形対象の形状又は造形対象を一例として３Ｄモデルという用語で説明する。
・造形対象の形状に関するデータは、立体や三次元の形状を表すデータであればよい。本実施形態では一例として３Ｄデータという用語で説明する。
・造形のためのデータは、積層造形装置７０が解釈することで動作して３Ｄモデルを造形するための情報である。例えば、命令や制御内容、設定などが含まれる。本実施形態では一例として印刷データという用語で説明する。
・幅が動的に変化するとは、１本の直線の幅が直線上の位置によって異なることをいう。
・幅情報は、積層される材料の幅に影響する情報である。さらに、積層される材料の幅に影響する情報のうち積層造形装置で制御可能なパラメータと称してもよい。具体的には、吐出ノズル１１５の移動速度、材料３０１の供給量、又は、吐出ノズル１１５のノズル径Ｄａの１つ以上が挙げられる。
【００１５】
＜構成例＞
図２は、造形システム１の構成例を示す図である。造形システム１はネットワーク２を介して接続された情報処理装置２０と積層造形装置７０を有する。ネットワーク２は主に社内ＬＡＮであるが、ＷＡＮ又はインターネットを含んでいてもよい。また、情報処理装置２０と積層造形装置７０はＵＳＢケーブルなどの専用線を介して接続されていてもよい。ネットワーク２や専用線は全てが有線で構築されていてもよいし、一部又は全てが無線ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）、などの無線にて構築されていてもよい。
【００１６】
情報処理装置２０は、主にＰＣ（Personal Computer）であるが、後述するプログラムが動作する装置であればよい。そのほか、情報処理装置２０としては、例えば、タブレット型端末、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話、ウェアラブルＰＣ、ゲーム機器、カーナビゲーション端末、電子ホワイトボード、プロジェクタなどでもよい。
【００１７】
情報処理装置２０は３Ｄデータを解析して３Ｄモデルを構築し、これを積層厚（積層ピッチ）で等間隔にスライスしてスライスデータを作成する。スライスデータはＧコードという書式の印刷データに変換され、この印刷データが積層造形装置７０に送信される。印刷データは、ＵＳＢメモリやＳＤメモリカードなどの記憶媒体に記憶された状態で積層造形装置７０に提供されてもよい。積層造形装置７０は記憶媒体Ｉ／Ｆに装着された記憶媒体から印刷データを読み込む。したがって、ネットワーク２はなくてもよい。
【００１８】
なお、情報処理装置２０と積層造形装置７０が一体に構成されていてもよい。すなわち、積層造形装置７０が情報処理装置２０の機能を有し、３Ｄデータから印刷データを作成するなどの処理を行う。また、情報処理装置２０がサーバ９０に３Ｄデータを送信しておき、サーバ９０が積層造形装置７０に印刷データを送信する形態も可能である。
【００１９】
積層造形装置７０は、印刷データを元に造形物を造形する。積層造形装置７０の造形方式としては、材料押出堆積法（ＦＤＭ）、マテリアルジェッティング、バインダージェッティング、粉末焼結積層造形（ＳＬＳ）、光造形（ＳＬＡ）などがある。材料押出堆積法（ＦＤＭ）は主に熱で溶かした樹脂をノズルから押し出し、積み上げて造形物を造形する。樹脂の他、金属などの流動体であれば積層造形装置７０の材料となりうる。マテリアルジェッティングはインクジェットヘッドから噴射した樹脂を、紫外線で固めて積層する方式である。バインダージェッティングは、インクジェットヘッドから液体の結合剤を噴射し、石膏や樹脂粉末を一層ずつ固めていく方式である。粉末焼結積層造形（ＳＬＳ）は粉末状の素材にレーザーを照射して焼結させる方式である。光造形（ＳＬＡ）は液体状の光硬化性樹脂を、紫外線レーザーで一層ずつ硬化させて積層していく方式である。
【００２０】
本実施形態では説明の便宜上、材料押出堆積法（ＦＤＭ）の積層造形装置７０を例に説明するが、本実施形態の材料３０１の幅の動的な変更方法は、それぞれの造形方式で幅を変更するために調整されるパラメータに変換されて適用できる。
【００２１】
<ハードウェア構成>
以下、図３，４を用いて、情報処理装置２０、積層造形装置７０のハードウェア構成について説明する。
【００２２】
<<情報処理装置のハードウェア構成>>
図３は情報処理装置２０のハードウェア構成図の一例である。情報処理装置２０は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)５０５、ディスプレイ５０８、ネットワークＩ／Ｆ５０９，キーボード５１１、マウス５１２、メディアドライブ５０７、光学ドライブ５１４、ＵＳＢＩ／Ｆ５１５、及び、これらを電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン５１０を備えている。
【００２３】
ＣＰＵ５０１は情報処理装置２０全体の動作を制御する。ＲＯＭ５０２はＩＰＬ（Initial Program Loader）等のＣＰＵ５０１の駆動に用いられるプログラムを記憶している。ＲＡＭ５０３はＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ５０４は、プログラム、ＯＳ（Operating System）及び各種データを記憶する。ＨＤＤ５０５は、ＣＰＵ５０１の制御に従ってＨＤ５０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ネットワークＩ／Ｆ５０９はネットワーク２を利用してデータ通信するためのインタフェースである。キーボード５１１は文字、数値、各種指示などをユーザが入力するための複数のキーを備えた装置である。マウス５１２は各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動などをユーザが入力するための装置である。メディアドライブ５０７は、フラッシュメモリ等の記録メディア５０６に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。光学ドライブ５１４は着脱可能な記録媒体の一例としての光学ディスク(CD-ROM,DVD、Blu-Ray等)５１３に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ディスプレイ５０８はカーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像などの各種情報を表示する。ディスプレイ５０８はプロジェクタなどでもよい。ＵＳＢＩ／Ｆ５１５はＵＳＢケーブルやＵＳＢメモリ等を接続するインタフェースである。
【００２４】
<<積層造形装置のハードウェア構成>>
図４（ａ）は、積層造形装置７０の構成を示す説明図の一例である。積層造形装置７０は、本体フレーム１２０の内部にチャンバー１０３を備えている。チャンバー１０３の内部は、三次元造形物を造形するための処理空間となっており、その処理空間内すなわちチャンバー１０３の内部には、載置台としてのステージ１０４が設けられている。このステージ１０４上に三次元造形物が造形される。
【００２５】
チャンバー１０３の内部におけるステージ１０４の上方には、造形手段としての造形ヘッド１１０が設けられている。造形ヘッド１１０は、その下方に造形材料であるフィラメントを吐出する吐出ノズル１１５を有する。本実施形態では、造形ヘッド１１０上に４つの吐出ノズル１１５が設けられているが、吐出ノズル１１５の数は任意である。また、造形ヘッド１１０には、各吐出ノズル１１５に供給されるフィラメントを加熱する発熱手段としての造形材料加熱手段であるヘッド加熱部１１４が設けられている。
【００２６】
フィラメントは、細長いワイヤー形状であり、巻き回された状態で積層造形装置７０にセットされており、フィラメント供給部１０６により造形ヘッド１１０上の各吐出ノズル１１５へそれぞれ供給される。なお、フィラメントは、吐出ノズル１１５ごとに異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。本実施形態においては、フィラメント供給部１０６により供給されるフィラメントをヘッド加熱部１１４で加熱溶融し、溶融状態のフィラメントを所定の吐出ノズル１１５から押し出すようにして吐出することにより、ステージ１０４上に層状の造形構造物を順次積層して、三次元造形物を造形する。
【００２７】
なお、造形ヘッド１１０上の吐出ノズル１１５には、造形材料のフィラメントではなく、三次元造形物を構成しないサポート材が供給される場合がある。このサポート材は、通常、造形材料のフィラメントとは異なる材料で形成され、最終的にはフィラメントで形成された三次元造形物から除去される。このサポート材も、ヘッド加熱部１１４で加熱溶融され、溶融状態のサポート材が所定の吐出ノズル１１５から押し出されるように吐出されて、層状に順次積層される。
【００２８】
造形ヘッド１１０は、装置左右方向に延びるＸ軸駆動機構１０１に対し、そのＸ軸駆動機構１０１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。造形ヘッド１１０は、Ｘ軸駆動機構１０１の駆動力により、装置左右方向（Ｘ軸方向）へ移動することができる。Ｘ軸駆動機構１０１の両端は、それぞれ、装置前後方向に延びるＹ軸駆動機構１０２に対し、そのＹ軸駆動機構１０２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってスライド移動可能に保持されている。Ｘ軸駆動機構１０１がＹ軸駆動機構１０２の駆動力によってＹ軸方向に沿って移動することにより、造形ヘッド１１０はＹ軸方向に沿って移動することができる。
【００２９】
また、本実施形態においては、チャンバー１０３の内部（処理空間）に、チャンバー１０３内を加熱する処理空間加熱手段としてのチャンバー用ヒータ１０７が設けられている。本実施形態においては、熱溶解積層法（ＦＤＭ）で三次元造形物を造形するため、チャンバー１０３内の温度を目標温度に維持した状態で、造形処理を行うことが望ましい。そのため、本実施形態では、造形処理を開始する前に、予めチャンバー１０３内の温度を目標温度まで昇温させる予熱処理を行う。チャンバー用ヒータ１０７は、この予熱処理中には、チャンバー１０３内を目標温度まで昇温させるためにチャンバー１０３内を加熱すると共に、造形処理中には、チャンバー１０３内の温度を目標温度に維持するためにチャンバー１０３内を加熱する。チャンバー用ヒータ１０７の動作は、次述する制御部によって制御される。
【００３０】
図４（ｂ）は、本実施形態の積層造形装置の制御ブロック図である。造形ヘッド１１０のＸ軸方向位置を検知するＸ軸ポジション検知機構１１１が設けられている。Ｘ軸ポジション検知機構１１１の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＸ軸駆動機構１０１を制御して、造形ヘッド１１０を目標のＸ軸方向位置へ移動させる。
【００３１】
また、本実施形態においては、Ｘ軸駆動機構１０１のＹ軸方向位置（造形ヘッド１１０のＹ軸方向位置）を検知するＹ軸ポジション検知機構１１２が設けられている。Ｙ軸ポジション検知機構１１２の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＹ軸駆動機構１０２を制御することにより、Ｘ軸駆動機構１０１上の造形ヘッド１１０を目標のＹ軸方向位置へ移動させる。
【００３２】
また、本実施形態においては、ステージ１０４のＺ軸方向位置を検知するＺ軸ポジション検知機構１１３が設けられている。Ｚ軸ポジション検知機構１１３の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＺ軸駆動機構１２３を制御して、ステージ１０４を目標のＺ軸方向位置へ移動させる。
【００３３】
制御部１００は、このようにして造形ヘッド１１０及びステージ１０４の移動制御を行うことにより、チャンバー１０３内における造形ヘッド１１０とステージ１０４との相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に移動させることができる。
【００３４】
＜造形システムの機能構成例＞
図５は、情報処理装置２０と積層造形装置７０を含む造形システム１の機能構成図の一例である。
【００３５】
<<情報処理装置>>
情報処理装置２０ではプログラム２０１０が実行される。このプログラム２０１０を情報処理装置２０が実行することで、以下で説明される主な機能を提供する。
【００３６】
情報処理装置２０は、通信部２１、３Ｄデータ読込部２２、スライス位置決定部２３、スライス部２４、印刷データ作成部２５、パス幅決定部２６、及び記憶・読出処理部２９を有している。情報処理装置２０が有するこれらの機能は、図３に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ５０４からＲＡＭ５０３上に展開されたプログラム２０１０に従ったＣＰＵ５０１からの命令によって動作することで実現される機能、又は機能される手段である。
【００３７】
また、情報処理装置２０は、図３に示されているＨＤ５０４によって構築される記憶部２０００を有している。記憶部２０００には、３Ｄデータ記憶部２００１、装置仕様情報ＤＢ２００２、幅調整情報ＤＢ２００３、及び、プログラム２０１０が記憶されている。プログラム２０１０は図３の記録メディア５０６や光学ディスク５１３に記憶された状態で配布されたり、プログラムを配信するサーバから配信される。プログラム２０１０はプリンタドライバと呼ばれていても、アプリケーションプログラムと呼ばれていてもよい。また、本実施形態で説明されるプログラム２０１０が例えばプリンタドライバとアプリケーションプログラムなどの２つ以上のプログラムを有するものでもよい。
【００３８】
３Ｄデータ記憶部２００１には３Ｄデータが記憶されている。３ＤデータはＵＳＢメモリなどの可搬性の記憶媒体から情報処理装置２０又は積層造形装置７０が読み取ったものでもよいし、ネットワークを介して接続されたサーバなどからダウンロードしたものでもよいし、また、情報処理装置２０で動作した３Ｄアプリが作成したものでもよい。３Ｄアプリは、例えば３ＤＣＡＤや３ＤＣＧなどと呼ばれるソフトウェアである。３Ｄアプリが出力する３ＤデータのデータフォーマットとしてはＳＴＬ（Standard Triangulated Language）が知られているがこれに限られるものではなく、３ＭＦ、ＰＬＹ又はＯＢＪなどでもよい。
【００３９】
【表１】
0006699269.tif 000002
表１は、３Ｄデータの一例を説明する図である。表１はＳＴＬという書式の３Ｄデータである。ＳＴＬは三角形のポリゴンで形状を表す書式である。三次元空間の三角形の頂点と三角形の法線ベクトルが１つの三角形の情報である。
【００４０】
表１のfacetからendfacetまでが１つの三角形の情報を表す。また、normalが三角形の法線ベクトル、３つのvertexがそれぞれ三角形の３つの頂点の座標を表している。この三角形のデータが繰り返されることで、三次元形状を表現している。３Ｄモデルの表面はこれらの三角形の各頂点で表現されるため、幾何計算することでスライスデータの算出、及び、曲線部分の検出等が可能になる。
【００４１】
なお、上記のように３Ｄデータは、三次元の形状を表現していればどのような書式でもよい。また、立体形状の表面形状が分かっていれば、表面を三角形に分割してＳＴＬに変換することもできる。
【００４２】
【表２】
0006699269.tif 000003
表２は装置仕様情報ＤＢ２００２に記憶されている情報を模式的に示すテーブルである。装置仕様情報ＤＢ２００２は、積層造形装置７０の仕様を記憶している。本実施形態では、吐出幅範囲と速度範囲が記憶されている。この他の積層造形装置７０の仕様が記憶されていてもよいが省略されている。吐出幅範囲は、積層造形装置７０が吐出できる最低の吐出幅と最大の吐出幅を示す。また、吐出幅の可変単位（吐出幅をどのくらいの幅で変更可能か）を記憶していてもよい。速度範囲は積層造形装置７０の吐出ノズル１１５が移動する際の最低の移動速度と最大の移動速度を示す。なお、表２の仕様はあくまで一例であり、積層造形装置７０によって表２の仕様を超えて動作しうる。また、吐出幅範囲と速度範囲は独立に制御可能でもよいし、一方を決めると他方が自動的に決まってもよい。
【００４３】
【表３】
0006699269.tif 000004
表３は幅調整情報ＤＢ２００３に記憶されている情報を模式的に示すテーブルである。幅調整情報ＤＢ２００３は、距離Ｄに対し供給量と移動速度が対応付けて記憶されている。距離Ｄは３Ｄモデル５００の断面３０２と、断面３０２が直線で近似された輪郭３０３の内側の軌跡３０４との距離であり詳細は図１２等で説明される。供給量は３Ｄモデル５００の断面３０２と軌跡３０４との距離がＤの場合に距離Ｄを材料３０１が埋めるために必要な供給量である。なお、この供給量は軌跡３０４の単位長さ当たりの供給量である。移動速度は３Ｄモデル５００の断面３０２と軌跡３０４との距離がＤの場合に距離Ｄを材料が埋めるために好ましい移動速度である。表３では、距離Ｄごとに供給量と移動速度が共に変化しているが、距離Ｄが変化しても供給量と移動速度の一方が一定となる範囲があってもよい。また、供給量と移動速度は材料の粘度、比重といった材料特性や吐出方法に影響されるため、実験的に定められる。
【００４４】
（情報処理装置の機能）
情報処理装置２０の通信部２１は、図５に示されているＣＰＵ５０１やＯＳからの命令及びネットワークＩ／Ｆ５０９等によって実現され、積層造形装置７０と通信する。具体的には３Ｄデータから変換された印刷データを積層造形装置７０に送信する。
【００４５】
３Ｄデータ読込部２２は、図３に示されているＣＰＵ５０１からの命令、ＨＤＤ５０４等により実現され、３Ｄデータを３Ｄデータ記憶部２００１から読み込む。
【００４６】
スライス位置決定部２３は、図３に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、３Ｄモデルのスライス位置を決定する。スライス位置は３Ｄモデルの高さを底面から一定の積層厚ごとに区分した位置である。一定の積層厚は、例えば、積層造形装置７０が実現可能な最小の積層厚かそれよりやや大きい値であり、自動的に又はユーザにより設定される。こうすることで造形物の造形品質を向上できる。また、一定の積層厚として、最小の積層厚よりも十分に大きい値をユーザが設定することもできる。こうすることで造形に要する時間を短縮できる。
【００４７】
スライス部２４は、図３に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、３Ｄモデルの造形に関する処理を行う。具体的には、スライス部２４は、３Ｄデータにて表された３Ｄモデルを積層造形装置７０の仮想空間に配置する。なお、ユーザの操作を受け付けて３Ｄモデルの向きを設定してもよい。また、３ＤモデルをＺ軸方向に等間隔（積層厚の間隔で）にスライスし、スライスして得られた各Ｚ座標における３Ｄモデルの断面形状を作成する。本実施形態ではスライス位置とスライス位置の間隔は一定であるが可変であってもよい。３Ｄデータは例えばポリゴンで表されているため、Ｚ座標が決まるとそのＺ座標のポリゴンのＸ，Ｙ座標が得られる。スライスデータはこのポリゴンの断面のＸ，Ｙ座標の集合である。
【００４８】
印刷データ作成部２５は、図３に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、スライスデータに基づいて吐出ノズル１１５の軌跡、移動速度、吐出量を含む印刷データを作成する。吐出ノズル１１５の１つの動作は、これら軌跡（２点の座標）、移動速度及び材料の供給量の３つにより規定される。軌跡、移動速度及び材料の供給量をまとめてツールパスと称する場合がある。曲線部分の軌跡に対する移動速度又は吐出量はパス幅決定部２６により変更される。印刷データはＧコードで記述されることが多いが、本実施形態では書式は限定されない。積層造形装置７０が解釈可能な書式の印刷データが記述されていればよい。Ｇコードの例については図７にて説明する。
【００４９】
パス幅決定部２６は、図３に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、曲線部分を造形できる材料の幅を実現するための吐出ノズル１１５の移動速度及び材料の供給量の少なくとも一方を決定する。
【００５０】
記憶・読出処理部２９は、図５に示されているＣＰＵ５０１からの命令及びＨＤＤ５０５等により実現され、記憶部２０００に各種データを記憶したり、記憶部２０００から各種データを読み出したりする。なお、以下では、情報処理装置２０が記憶部２０００から読み書きする場合でも「記憶・読出部を介して」という記載を省略する場合がある。
【００５１】
＜全体の流れ＞
図６は、造形システム１の全体的な動作の手順を示すアクティビティ図の一例である。
（１）ユーザは情報処理装置２０に対して、３Ｄデータが記憶されているフォルダーやディレクトリのパスを指定して、造形を開始するための操作を行う。
（２）３Ｄデータ読込部２２は３Ｄデータを読み込み、例えば情報処理装置２０が扱える形式に変換する。
（３）スライス部２４は、３Ｄデータを一定高さごとにスライスしスライスデータを作成する。
（４）印刷データ作成部２５は各スライスデータの輪郭や輪郭の内部を埋めるための、吐出ノズル１１５の軌跡を算出する。直線の断面に基づいて作成された軌跡について（材料の幅が一定）、移動速度と材料の供給量を決定してもよい。
（５）パス幅決定部２６は、スライスデータと吐出ノズル１１５の軌跡を入力として、曲線部分を実現する材料の幅を決定し、この材料の幅が得られる吐出ノズル１１５の移動速度又は材料の供給量の少なくとも一方を決定する。
（６）積層造形装置７０は印刷データに従って造形物を造形する。
（７）装置仕様情報ＤＢ２００２は、積層造形装置７０が実現できる吐出幅の範囲を提供する。
【００５２】
＜印刷データ（Ｇコード）について＞
図７は印刷データの一例としてＧコードを説明する図の一例である。１行が印刷データの１命令を表している。１命令の内容は様々であるがここでは吐出ノズル１１５の移動に関する命令を示す。Ｇ１で始まる命令は吐出ノズル１１５の移動及び材料の供給を表している。１行目はＸ=１０,Ｙ=１０の位置に到達する際の移動速度が３００〔mm/minute〕になるよう一定の加速度で移動せよという意味である。２行目はＸ=２０, Ｙ=１０の位置に到達するときの移動速度が６００〔mm/minute〕になるよう一定の加速度で移動しながら、５〔mm〕の材料を供給せよという意味である。つまり、Ｘ=１０,Ｙ=１０の位置では移動速度が３００〔mm/minute〕のため、(Ｘ, Ｙ)=(10,10)から(Ｘ, Ｙ) =(20,10)に移動する間で移動速度が速くなる。
【００５３】
ＧコードはＦＤＭ方式の積層造形装置７０で使用される場合が多い。しかし、吐出ノズル１１５の軌跡（２点の座標の集まり）、移動速度、及び、材料の供給量を表現していれば印刷データはどのような形式でもよい。また、ＦＤＭ方式以外の積層造形装置７０では方式に応じた適切な印刷データが使用される。
【００５４】
＜印刷データに基づく吐出ノズルの移動について＞
図８は、印刷データに従って移動する吐出ノズル１１５を説明する図である。図８では、材料が積層されるステージ１０４と、吐出ノズル１１５を示した。吐出ノズル１１５にはフィラメント１０６ａと呼ばれる材料が供給されており、これが吐出ノズル１１５から吐出される。図８（ａ）の点線で示される位置の吐出ノズル１１５がある場合、図７の１行目の命令により、吐出ノズル１１５が(Ｘ, Ｙ)＝(10, 10)に移動する。
【００５５】
同様に、図８（ｂ）の点線で示される位置の吐出ノズル１１５がある場合、図７の２行目の命令により、吐出ノズル１１５が(Ｘ, Ｙ)＝(20, 10)に到達する際の移動速度が６００〔mm/minute〕になるよう一定の加速度で移動する。(Ｘ, Ｙ)=(10, 10)から(Ｘ, Ｙ) =(20, 10)に移動する間、吐出ノズル１１５は均等に５〔mm〕分の材料を吐出する。従って、移動速度が一定なら供給量が多いほど材料３０１の幅が広くなる。供給量が一定なら移動速度が遅いほど材料３０１の幅が広くなる。
【００５６】
図８の説明は、ＦＤＭ方式の吐出例である。例えば光造形方式の積層造形装置７０は、吐出ノズル１１５から紫外線を照射してステージ１０４に敷き詰められた液状の樹脂を硬化させる。この場合、照射幅を変えることで造形される線の幅を変えることができる。
【００５７】
＜スライスデータの作成について＞
図９はスライスデータを模式的に説明する図の一例である。図９（ａ）は３Ｄモデル５００を示し、図９（ｂ）は３Ｄモデル５００がＸＹ平面と平行な面で切り取られた断面を示す。この断面の１つ１つがスライスデータ３１０である。
【００５８】
図１０はスライスデータの作成を説明する図の一例である。説明の便宜上、三次元空間の１つのポリゴンを例に説明する。法線ベクトルｎ（ａ，ｂ，ｃ，）と頂点ＯＰＱの座標がＳＴＬにより与えられている。このポリゴンを含む面の方程式は以下で表される。（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）はいずれかの頂点の座標である。
【００５９】
ａ（ｘ−Ｘｏ）＋ｂ（ｙ−Ｙｏ）＋ｃ（ｚ−Ｚｏ）＝０
あるＺ座標でポリゴンをスライスするためには、ｚ＝Ｚを代入して、ａｘ＋ｂｙ＝定数という直線ＭＮの式を求める。Ｍは辺ＯＰにおいて高さＺの点であり、Ｎは辺ＯＱにおいて高さＺの点である。直線ＭＮはポリゴン内でしか存在しないので、点Ｍと点Ｎの座標を求めることで直線ＭＮを求めることができる。点Ｍは頂点ＯとＰを通る直線において高さＺの点であり、点Ｎは頂点ＯとＱを通る直線において高さＺの点である。この直線ＭＮがポリゴンがスライスされた場合の断面形状である。
【００６０】
図１０の例では、３Ｄモデル５００の一部である１枚のポリゴンについてのみ断面形状が示されているが、３Ｄモデル５００のスライス位置の全てのポリゴンについて同様の処理を行うことで図９（ｂ）のようなスライスデータ３１０が得られる。
【００６１】
＜輪郭の作成＞
図１１を用いてスライスデータ３１０の輪郭の作成について説明する。図１１（ａ）のスライスデータ３１０が作成されたものとする。なお、図１１（ａ）のスライスデータ３１０は楕円形状であるが、曲線部分も実際には複数の小さな直線（ポリゴン）で構成されている。
【００６２】
このような小判型のスライスデータ３１０に対して、印刷データ作成部２５は吐出ノズル１１５の輪郭を作成し、輪郭に基づき吐出ノズル１１５の軌跡を算出する。まず、スライスデータの断面３０２から曲線部分を検出する。スライスデータの断面３０２は点（正確には直線の集まり）で構成されているので、３つ以上の点にハフ変換や最小二乗法を施すと直線を検出できる。従って、３つ以上の点から１つだけの直線が近似できない場合に曲線部分であることが分かる。
【００６３】
印刷データ作成部２５は、図１１（ｂ）に示すように、曲線部分３０２ａの断面３０２を直線に近似することで輪郭３０３を算出する。これは、吐出ノズル１１５が直線的にしか移動できないためである。曲線部分３０２ａを何本の直線に近似するかは適宜設定される。例えば、決まった長さの直線で近似する場合、印刷データ作成部２５は、曲線部分３０２ａの始点（直線部分３０２ｂの終点）３０６から近い順に曲線部分の点との距離を算出し、決まった長さの距離に最も近い点と始点を結ぶ直線で曲線部分を近似する。あるいは、曲線部分を近似する直線同士のなす角が閾値以下になるように近似する。この場合、曲線部分の始点３０６から曲線部分の点と順番に直線を作成し、直線部分（曲線部分の手前の直線）３０２ｂとのなす角を算出する。なす角が閾値を超えるまでは次の直線を算出し、なす角が閾値以下で最大の直線を輪郭３０３とする。以降は、この輪郭３０３とのなす角に基づいて同様に直線を評価する。
【００６４】
このようにして輪郭３０３が求まると、図１１（ｃ）に示すように、印刷データ作成部２５は直線で近似されたスライスデータの輪郭３０３の内側に軌跡３０４を作成する。内側としたのは、吐出される材料の幅が考慮されるためである。なお、材料の幅の初期値は予め決まっているものとする。
【００６５】
次に、印刷データ作成部２５は、軌跡３０４の内側に中埋めするための軌跡（以下、中埋め軌跡３０５という）を作成する。軌跡３０４と中埋め軌跡３０５が吐出ノズル１１５が移動する軌跡の軌跡情報である。図１１（ｄ）では、吐出ノズル１１５が往復しながら軌跡３０４の内側を中埋めするための中埋め軌跡３０５が示されている。印刷データ作成部２５は、軌跡３０４の最左や最右などの端部から軌跡３０４よりも吐出される材料の幅だけ内側を始点Ｓにする。始点Ｓから軌跡３０４に平行に直線を形成し、軌跡３０４の別の直線部分よりも材料の幅だけ内側に到達すると到達した軌跡３０４の直線部分に平行な方向に向きを変えて直線を形成する。決まったピッチＰｔだけ移動すると往路と平行で向きが逆の方向（軌跡３０４と平行）に向きを変えて直線を形成する。以上の処理を材料を吐出できるスペースがなくなるまで行い、スペースがなくなる終了点Ｅで終了する。このように一筆書きで中埋め軌跡３０５が作成されることで空走距離（積層しないで吐出ノズル１１５が移動する距離）がなくなるので積層時間を抑制できる。
【００６６】
図１１（ｄ）の軌跡３０４，中埋め軌跡３０５が、吐出ノズル１１５の軌跡となる。軌跡３０４，中埋め軌跡３０５は複数の直線を有するので、軌跡３０４，中埋め軌跡３０５は直線を表す２点の座標（始点と終点も指定されている）で表されている。
【００６７】
＜曲線部分を得るための供給量及び移動速度の決定＞
図１２は、曲線部分を得るための材料の供給量及び移動速度の決定方法を説明するための図の一例である。パス幅決定部２６は曲線部分を得るために必要な材料の幅に基づいて、供給量及び移動速度の少なくとも一方を決定する。つまり、吐出ノズル１１５の移動速度を遅くするか、材料の供給量を増やせば、吐出ノズル１１５から吐出される単位時間当たりの材料の量が増えるため、材料の幅が広くなる。逆に、吐出ノズル１１５の移動速度を早くするか、材料の供給量を減らせば、材料の幅は狭くなる。
【００６８】
従来、図１２のようにスライスデータの軌跡３０４は直線で表されているので、移動速度と材料の供給量は一定であった。本実施形態では、吐出される材料がスライスデータの曲線部分３０２ａに沿うように、吐出ノズル１１５の移動速度又は材料の供給量の少なくとも一方を動的に変化させる。これにより、吐出ノズル１１５が直線で移動しても曲線を表すことができる。
【００６９】
図１２（ａ）に示すように、まず、パス幅決定部２６は曲線部分３０２ａであると判定した断面３０２と軌跡３０４との距離Ｄを算出する。曲線部分３０２ａの軌跡３０４上の全ての位置で距離Ｄが求められる。現実的には軌跡３０４上の全ての位置で距離Ｄを求めることは困難なので、曲線部分３０２ａのポリゴンの各点から軌跡３０４に下ろした垂線の長さを距離Ｄとしてよい。あるいは、軌跡３０４上で０．１〔mm〕ごとなどの決まった間隔で曲線部分３０２ａのポリゴンの各点との距離を求め、最も小さい距離を軌跡３０４上のある位置の距離Ｄとしてもよい。
【００７０】
距離Ｄを２倍した値が曲線部分３０２ａに沿うように材料が吐出されるために必要な材料３０１の幅である。パス幅決定部２６は、距離Ｄに対し移動速度又は材料の供給量の少なくとも一方が対応付けられた幅調整情報ＤＢ２００３を参照して、移動速度又は材料の供給量の少なくとも一方を決定する。
【００７１】
図１２（ｂ）はパス幅決定部２６が決定した移動速度又は材料の供給量で得られる材料３０１の幅を模式的に示す。図１２（ｂ）に示すように、距離Ｄが大きい位置では曲線部分３０２ａに沿うように多くの材料が吐出される。これにより軌跡３０４と曲線部分３０２ａの間を満たすように材料３０１が吐出され、３Ｄモデル５００の曲線部分３０２ａを造形できる。
【００７２】
＜動作手順＞
図１３は、情報処理装置が印刷データを作成する手順を示すフローチャート図の一例である。図１３の処理はスライスデータに対する軌跡３０４と中埋め軌跡３０５が作成されるとスタートする。また、軌跡３０４と中埋め軌跡３０５と共に初期設定の移動速度と吐出量が定まっている。
【００７３】
まず、印刷データ作成部２５は、軌跡３０４から直線を一本選択する（Ｓ１０）。
【００７４】
次に、選択した直線に対応するスライスデータの断面３０２が曲線か否かを判定する（Ｓ２０）。直線に対応する断面３０２は直線に最寄りの断面３０２である。断面３０２が直線かどうかは上記のようにハフ変換などで判定されている。
【００７５】
ステップＳ２０の判定がＹｅｓの場合、パス幅決定部２６はスライスデータの断面３０２に沿うように材料の幅が変化する吐出量又は移動速度の少なくとも一方を決定する（Ｓ５０）。作成方法は図１２にて説明した。具体的には、印刷データにおいて移動速度や材料の供給量（ＧコードではＥやＦの値）が動的に変化される。このため、１本の直線が複数の命令で描画されてよい。あるいは、１つの命令で移動速度や材料の供給量を動的に変化させる命令がＧコードに用意されている場合はそのような命令を使用する。軌跡３０４，移動速度及び材料の供給量が定まるので、印刷データ作成部２５は印刷データを作成する。
【００７６】
ステップＳ２０の判定がＮｏの場合、印刷データ作成部２５は軌跡、材料の幅が一定となる移動速度や材料の供給量を用いて印刷データを作成する（Ｓ３０）。
【００７７】
次に、スライスデータの断面３０２に沿った軌跡３０４に対して処理が終わったか否かを判定する（Ｓ４０）。ステップＳ４０の判定がＮｏの場合、処理はステップＳ１０に戻る。
【００７８】
ステップＳ４０の判定がＹｅｓの場合、印刷データ作成部２５は軌跡、移動速度及び材料の供給量を用いて、軌跡３０４の内側の中埋め軌跡３０５の印刷データを作成する（Ｓ６０）。この印刷データによる材料の幅は一定でよいので、移動速度及び材料の供給量は初期値のままでよい。
【００７９】
以上のよう本実施例の情報処理装置２０は、本実施例の情報処理装置２０は、吐出ノズル１１５を直線的に移動させながら吐出ノズル１１５の移動速度や材料３０１の供給量を動的に変化させる印刷データを作成するので、積層造形装置７０はスライスデータの曲線部分の輪郭に材料３０１が沿うように材料３０１の幅を変化させて造形することができる。
【００８０】
＜造形される材料の重複の削除＞
以上のように、材料の幅を変化させることでスライスデータの曲線部分の断面に材料３０１が沿うようにすることができるが、材料３０１と中埋め軌跡３０５が重複する場合がある。
【００８１】
図１４を用いて説明する。図１４（ａ）は印刷データ作成部２５が作成した軌跡であり図１１（ｄ）と同様の図である。図１４（ｂ）は曲線部分３０２ａの断面３０２に沿うように吐出された材料３０１を示す。図１４（ａ）と図１４（ｂ）を比較すると分かるように、中埋め軌跡３０５と材料３０１が重複する。図１４（ｂ）の斜線部が重複部分３０８である。この場合、材料３０１が過剰に供給されているので材料３０１があふれ、造形品質が低下するおそれがある。そこで、図１４（ｃ）（ｄ）に示すように情報処理装置２０の印刷データ作成部２５は中埋め軌跡３０５から材料３０１との重複部分３０８を除去する。
【００８２】
図１５を用いて重複の除去方法を説明する。図１５（ａ）に示すように、断面３０２と軌跡３０４との距離Ｄが算出されている。断面３０２に沿うように吐出された材料３０１は軌跡３０４に対し対称である。従って、軌跡３０４からスライスデータの内側の方向の距離Ｄまで、断面３０２に沿うように吐出された材料３０１が存在する。印刷データ作成部２５は、以下のようにして軌跡３０４に対し対称な材料３０１の対称形状３０７を特定し、断面３０２から対称形状３０７までの範囲の中埋め軌跡３０５を除去する。対称形状３０７は材料３０１の外縁の位置である。
（ａ）中埋め軌跡３０５を１本ずつ取り出し、中埋め軌跡３０５の始点と終点がどちらも軌跡３０４から距離Ｄまでの範囲内にあるかどうかを判定する。範囲内の場合はこの中埋め軌跡３０５を削除する。
（ｂ）中埋め軌跡３０５の始点と終点のどちらか一方が、軌跡３０４から距離Ｄまでの範囲内にある場合、この中埋め軌跡３０５の始点又は終点（距離Ｄ内にある方）を、距離Ｄで特定される座標と置き換える。具体的には、軌跡３０４と距離Ｄだけ離れ軌跡３０４と平行な直線６２１，６２２を形成し、中埋め軌跡３０５との交点を求める。この交点Ｔ'，Ｕ'を新しい始点又は終点とする。
【００８３】
図１５（ｂ）の点ＴとＵを始点と終点とする中埋め軌跡３０５は（ａ）により削除される。なお、軌跡３０４から距離Ｄまでの範囲内かどうかは、点Ｔ又はＵと軌跡３０４との距離を算出することで容易に判定される。次に、点ＳとＴを始点と終点とする中埋め軌跡３０５は点Ｔが軌跡３０４から距離Ｄまでの範囲内にある。このため、印刷データ作成部２５は直線６２１を作成し、点ＳとＴを始点と終点とする中埋め軌跡３０５との交点Ｔ'を求める。点Ｓと交点Ｔ'を始点と終点とする直線が、重複が除去された中埋め軌跡３０５である。点ＶとＵを始点と終点とする軌跡についても同様に、点Ｖと交点Ｕ'を始点と終点とする直線が、重複が除去された中埋め軌跡３０５として求められる。交点Ｔ'とＵ'をさらに材料の線の幅だけ短くしてもよい。
【００８４】
これにより、図１４（ｃ）のような中埋め軌跡３０５は図１４（ｄ）に示すように一部が除去される。従って、中埋め軌跡３０５と材料３０１の重複を抑制し、材料が過剰に供給されて造形品質が低下することを抑制できる。
【００８５】
なお、図１４（ｄ）では、中埋め軌跡３０５が短くされたので、中埋め軌跡３０５が一筆書きではなく途切れてしまっている。この場合、材料の吐出なしに吐出ノズル１１５が移動するため造形に時間がかかるおそれがある。そこで、図１５（ｃ）に示すように、印刷データ作成部２５は、先に軌跡３０４から距離Ｄの対称形状３０７を設定し、その後、中埋め軌跡３０５を作成してもよい。これにより、造形に要する時間を短縮できる。
【００８６】
<<動作手順>>
図１６は、重複が除去された印刷データを情報処理装置が作成する手順を示すフローチャート図の一例である。なお、図１６では図１３との相違を主に説明する。ステップＳ１０からＳ６０の処理は図１３と同様である。
【００８７】
ステップＳ６０に続いて、印刷データ作成部２５は、中埋め軌跡３０５から断面３０２に沿う材料３０１と重複する部分を除去する（Ｓ７０）。
【００８８】
以上により、材料を余分に使用することや造形品質の低下を抑制できる。
【００８９】
＜吐出幅範囲による制限＞
表２で説明したように積層造形装置７０では吐出幅範囲が決まっている。従って、曲線部分の断面３０２に沿うように決定された材料の吐出量が吐出幅範囲を超えることは好ましくない。そこで、印刷データ作成部２５は、以下のよう印刷データの材料の吐出量を吐出幅範囲に抑制する。
【００９０】
図１７は、材料の吐出量が制限された印刷データを情報処理装置が作成する手順を示すフローチャート図の一例である。
【００９１】
ステップＳ２０でＹｅｓと判定されると、印刷データ作成部２５は、装置仕様情報ＤＢ２００２から吐出幅範囲を取得する（Ｓ２５）。
【００９２】
そして、ステップＳ５０では、パス幅決定部２６はスライスデータの断面３０２に沿うように材料の幅が変化する吐出幅範囲内の吐出量又は移動速度の少なくとも一方を決定する（Ｓ５０）。例えば、幅調整情報ＤＢ２００３に基づいて決定した吐出量が吐出幅範囲の上限を超えている場合、上限に置き換える。
【００９３】
積層造形装置７０は、上記のように吐出ノズル１１５等の機構上、吐出幅に制限がある（極端に太い線や細い線は吐出できない）。これは積層造形装置７０をより適切にユーザに使用してもらうためである。図１７の処理によれば、実際に材料が吐出される幅が理想の幅とは多少異なることになるとしても、吐出量が想定以上に多くなることを抑制して、ユーザが積層造形装置７０を適切に使用できる。
【００９４】
＜ノズル径の変更＞
材料の幅を変える手段として材料の吐出量と移動速度が変更される例を説明したが、積層造形装置７０がノズル径を変える機能を有する場合、吐出ノズル１１５のノズル径を変えることも有効である。
【００９５】
図１８はノズル径を変える径制御構造６１０を説明する図の一例である。この径制御構造６１０は６つの羽部材６１１を有する。１つの羽部材６１１には支点になる丸穴６１２と羽部材６１１を駆動するためカム穴６１３がある。カム穴６１３には径制御構造６１０の中心軸周りに回転するピン６１４が噛み合っている。図１８（ａ）の径制御構造６１０が開いた状態ではピン６１４はカム穴６１３の左側端部にある。羽部材６１１はカム穴６１３とピン６１４との位置関係で丸穴６１２を中心に揺動する。
【００９６】
径制御構造６１０がピン６１４を時計回りに回転させると、図１８（ｂ）に示すように、カム穴６１３に沿って羽部材６１１は開口部６１５が狭まる方向に回転する。従って、ピン６１４の回転量を制御することで開口部６１５の径を制御できる。
【００９７】
積層造形装置７０が径制御構造６１０を有する場合、情報処理装置２０の印刷データ作成部２５は、移動速度、材料の供給量に加えて、ノズル径Ｄａ(Diameter)を調整して印刷データを作成する。なお、ノズル径Ｄａを調整する機構は図１８の径制御構造６１０に限られない。
【００９８】
図１９は、ノズル径Ｄａを有する印刷データの一例である。図１９のＤａ＝０．４、０．５、０．６がノズル径である。図１９の印刷データは、少しずつノズル径が大きくなることを示す。ノズル径の制御が可能な場合、幅調整情報ＤＢ２００３に、距離Ｄに対応付けてノズル径Ｄａが登録されている。従って、印刷データ作成部２５は、材料の吐出量又は移動速度と同様にノズル径Ｄａが制御された印刷データを作成できる。
【００９９】
図２０は、ノズル径が動的に変化した場合の材料３０１の幅を模式的に示す図の一例である。積層造形装置７０はノズル径Ｄａが変化する印刷データを受信して、ノズル径Ｄａを変化させながら造形を行う。従って、１本の直線（軌跡）を造形する間に材料３０１の幅を変更できる。ノズル径Ｄａが変更可能な場合、積層造形装置７０は材料の幅を直接制御できるので、３Ｄモデル５００の曲線部分の造形精度を向上できる。
【０１００】
なお、光造形方式の積層造形装置７０では、材料３０１の幅を変えるためには照射幅を動的に変えればよい。例えば、光源とレンズの位置を照射面に対し変更することで照射幅を変えることができる。
【０１０１】
＜その他の適用例＞
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１０２】
例えば、本実施形態では主に樹脂や金属などの流動体が材料であると説明したが、積層造形装置７０は人、動物、植物などの細胞を吐出して造形することもできる。例えば、細胞で何らかの器官を作成したり、細胞シートを作成したりすることができる。
【０１０３】
例えば図５などの構成例は、情報処理装置２０の処理の理解を容易にするために、主な機能に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって本願発明が制限されることはない。情報処理装置２０の処理は、処理内容に応じてさらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。
【０１０４】
また、例えば、情報処理装置２０の機能の一部を積層造形装置７０が有していてもよい。
【０１０５】
また、例えば、本実施形態では移動速度、材料の供給量及びノズル径Ｄａを変更する例を説明したが、これら以外でも材料３０１の幅の動的に変更できれば、幅を調整するための要素はこれらに限られるものではない。例えば、局所的にフィラメントの温度（粘度）を変えることで材料３０１の幅の動的に変更してもよいし、光造形方式の場合、光の照射方向を幅方向に走査することで動的に変更してもよい。
【０１０６】
また、中埋め軌跡３０５として軌跡３０４の内部を吐出ノズル１１５が往復する軌跡を説明したが、中埋め軌跡３０５はハニカム構造などでもよい。
【０１０７】
なお、スライス部２４は断面形状作成手段の一例であり、印刷データ作成部２５は軌跡情報作成手段の一例であり、パス幅決定部２６は幅情報作成手段の一例であり、装置仕様情報ＤＢ２００２は記憶手段の一例であり、吐出ノズル１１５は積層部の一例である。また、本実施形態で説明した情報処理装置２０が行う処理は情報処理方法の一例である。
【符号の説明】
【０１０８】
１          造形システム
２０        情報処理装置
２２        ３Ｄデータ読込部
２４        スライス部
２５        印刷データ作成部
２６        パス幅決定部
７０        積層造形装置
２０１０    プログラム
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０９】
【特許文献１】特開2001-301045号公報
【図１】
0006699269.tif 000005
【図２】
0006699269.tif 000006
【図３】
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【図４】
0006699269.tif 000008
【図５】
0006699269.tif 000009
【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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