(57)【要約】      （修正有）【課題】立体造形物物の内部構造を決定する技術の提供。【解決手段】液体を吐出可能なヘッドユニット３と、ヘッドユニット３から吐出された液体を硬化させてドットを形成する硬化ユニット６１と、造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、ボクセル集合の一部のボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として立体物が造形されるようにヘッドユニット３の動作を制御する造形制御部６とを備え、造形制御部６は、ボクセル集合のうちドットを形成するボクセルを決定する決定部９５の決定結果に従って、ヘッドユニット３の動作を制御し、決定部９５は、ボクセル集合のうち立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた形成指標値を、ディザマトリクスの有する閾値で二値化した結果に応じて、ドットを形成するボクセルを決定する立体物造形装置１。【選択図】図１
2017030177.tif 000002
【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てドットを形成する硬化ユニットと、
造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうち、決定部がドットを形成する対象として決定したボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、
を備え、
前記決定部は、
前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて、ドットを形成する対象のボクセルを決定する、
ことを特徴とする立体物造形装置。
【請求項２】
前記決定部は、
前記立体物の内部において、所定方向に延在する一または複数の支柱が形成されるように、ドットを形成するボクセルを決定する、
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】
前記ディザマスクの有する閾値は、
前記形成指標値が第１の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の断面積が、
前記形成指標値が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の断面積よりも、
大きくなるように設定されている、
ことを特徴とする、請求項２に記載の立体物造形装置。
【請求項４】
前記ディザマスクの有する閾値は、
前記形成指標値が第１の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の本数が、
前記形成指標値が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の本数よりも、
多くなるように設定されている、
ことを特徴とする、請求項２または３に記載の立体物造形装置。
【請求項５】
前記ディザマスクは、渦巻型のディザマスクである、
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】
前記ディザマスクは、ベイヤー型のディザマスクである、
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７】
前記ディザマスクは、網点型のディザマスクである、
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てドットを形成する硬化ユニットと、
造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうち、決定部がドットを形成する対象として決定したボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、
を備え、
前記決定部は、
前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置する一のボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、前記一のボクセルに対応して定められた閾値との比較結果に応じて、前記一のボクセルにドットを形成するか否かを決定する、
ことを特徴とする立体物造形装置。
【請求項９】
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てドットを形成する硬化ユニットと、
造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、
前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて、ドットを形成する対象のボクセルを決定する決定部と、
を備える、
ことを特徴とする立体物造形システム。
【請求項１０】
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てドットを形成する硬化ユニットと、
を備える立体物造形装置の制御方法であって、
造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御し、
前記ボクセル集合のうちドットを形成する対象のボクセルは、
前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて決定される、
ことを特徴とする立体物造形装置の制御方法。
【請求項１１】
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てドットを形成する硬化ユニットと、
を備える立体物造形装置を用いた立体物の生産方法であって、
生産すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、
前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値とを比較し、
当該比較結果に応じて、前記ボクセル集合のうちドットを形成する対象のボクセルを決定し、
前記ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルに対してドットを形成するように前記ヘッドユニットから液体を吐出させることで、ドットの集合体として前記立体物を生産する、
ことを特徴とする立体物の生産方法。
【請求項１２】
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てドットを形成する硬化ユニットと、
造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、
を備える立体物造形装置と通信可能な情報処理装置であって、
前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて、ドットを形成する対象のボクセルを決定する決定部を備える、
ことを特徴とする情報処理装置。
【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、立体物造形装置を用いた立体物の生産方法、立体物造形装置と通信可能な情報処理装置、及び、立体物造形システムに関する。
【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形成したドットを硬化させ、硬化したドットの集合として造形層を形成し、形成した造形層を積層させることで立体物を造形する造形処理を実行する。
このような立体物造形装置において、造形される立体物の強度の確保と、立体物の造形に要する液体量や時間等の削減と、の両立を図るために、立体物の内部において、ハニカム構造や網目構造等、立体物の外殻を内側から支える内部構造を形成する技術が提案されている（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２００４−１３０５２９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、立体物を造形する場合、例えば、立体物の造形に使用可能な液体量、立体物が具備すべき強度等、立体物の造形や当該立体物自体に対して各種要件（以下、単に「立体物の要件」と称する）が課せられる場合がある。そして、この場合、立体物の内部構造は、立体物の要件に応じた構造とすることが必要となる。従って、仮に立体物の外観形状が同一である場合であっても、立体物の強度や造形に使用する液体量等の立体物の要件が変更される場合には、立体物の内部構造も変更されることになる。このため、立体物造形装置の利用者は、立体物の形状に応じて内部構造を指定する必要があるのみならず、立体物の要件に応じて内部構造を指定する必要が生じ、立体物の造形に係る利用者の負担は大きいものとなっていた。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたものであり、立体物の内部構造の決定に係る利用者の負担を軽減することを可能とする技術の提供を、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てドットを形成する硬化ユニットと、造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうち、決定部がドットを形成する対象として決定したボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、を備え、前記決定部は、前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて、ドットを形成する対象のボクセルを決定する、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する複数の閾値の各々と、の比較結果に応じて、立体物の内部の各ボクセルにドットを形成するか否かを決定し、これにより、立体物の内部構造を決定する。このため、立体物に求められる強度の変更や、立体物の造形に使用可能な液体量の変更等、立体物の要件が変更されて形成指標値が変更される場合であっても、形成指標値に応じて立体物の内部構造を定めることができる。換言すれば、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者に過大な負荷をかけることなく、立体物の内部構造を一意に決定することが可能となる。
なお、本明細書において、ボクセル（Voxel）とは、一個のドットを形成可能な空間を表すための、仮想的な直方体または仮想的な立方体等の仮想的な立体図形である。また、本明細書において、ボクセル集合（Voxel-set）とは、複数のボクセルが集まった集合である。立体物の形状を近似するためのボクセル集合に含まれる複数のボクセルは、互いに等しい形状を有することとする。
なお、一般的に、ドットの形成率が変化する場合には、立体物の造形に使用可能な液体量、立体物の造形速度つまり立体物の造形に費やすことのできる時間、及び、立体物が有すべき強度等も変化する。このため、ドットの形成率に応じた値である形成指標値には、立体物の造形に使用可能な液体量に応じた値、立体物の造形時間に応じた値、及び、立体物の強度に応じた値等、も含まれる。
【０００８】
また、上述した立体物造形装置において、前記決定部は、前記立体物の内部において、所定方向に延在する一または複数の支柱が形成されるように、ドットを形成するボクセルを決定する、ことを特徴とすることが好ましい。
【０００９】
この態様によれば、立体物の内部構造として、所定方向に延在する一または複数の支柱が設けられるため、支柱が設けられない場合と比較して、所定方向に対する強度を高めることができる。また、この態様によれば、立体物の内部を全て充填する場合と比較して、造形に係る液体量を低減させることができるため、立体物の造形に掛かるコストや時間を削減することができる。
なお、この態様において、前記造形制御部は、一または複数のドットからなる造形層を所定方向に積層することで前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する、ことを特徴としてもよい。このように、支柱を積層方向に延在するように形成する場合には、それ以外の方向に延在する支柱を形成する場合と比較して、容易に支柱を形成することができる。
【００１０】
また、上述した立体物造形装置において、前記ディザマスクの有する閾値は、前記形成指標値が第１の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の断面積が、前記形成指標値が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の断面積よりも、大きくなるように設定されている、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１１】
この態様によれば、形成指標値が増加する場合に、支柱の断面積が大きくなるように、一または複数の支柱の各々の形状及び位置を定めることができる。このため、形成指標値の変更を伴うような立体物の要件の変更が生じても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００１２】
また、上述した立体物造形装置において、前記ディザマスクの有する閾値は、前記形成指標値が第１の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の本数が、前記形成指標値が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に造形される立体物に設けられる支柱の本数よりも、多くなるように設定されている、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１３】
この態様によれば、形成指標値が増加する場合に、支柱の本数が多くなるように、一または複数の支柱の各々の形状及び位置を定めることができる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００１４】
また、上述した立体物造形装置において、前記ディザマスクは、渦巻型のディザマスクである、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１５】
この態様によれば、形成指標値が増加する場合に、支柱の断面積が大きくなるように、一または複数の支柱の各々の形状及び位置を定めることができる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００１６】
また、上述した立体物造形装置において、前記ディザマスクは、ベイヤー型のディザマスクである、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１７】
この態様によれば、形成指標値が増加する場合に、支柱の本数が多くなるように、一または複数の支柱の各々の形状及び位置を定めることができる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００１８】
また、上述した立体物造形装置において、前記ディザマスクは、網点型のディザマスクである、ことを特徴とすることが好ましい。
【００１９】
この態様によれば、形成指標値が増加する場合に、支柱の断面積が大きくなるように、一または複数の支柱の各々の形状及び位置を定めることができる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００２０】
また、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てドットを形成する硬化ユニットと、造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうち、決定部がドットを形成する対象として決定したボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、を備え、前記決定部は、前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置する一のボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、前記一のボクセルに対応して定められた閾値との比較結果に応じて、前記一のボクセルにドットを形成するか否かを決定する、ことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、形成指標値と、ディザマスクの有する複数の閾値の各々と、の比較結果に応じて、立体物の内部に位置する各ボクセルに対して、ドットを形成するか否かを決定することで、立体物の内部構造を決定できる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る立体物造形システムは、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てドットを形成する硬化ユニットと、造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて、ドットを形成する対象のボクセルを決定する決定部と、を備える、ことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、形成指標値と、ディザマスクの有する複数の閾値の各々と、の比較結果に応じて、立体物の内部に位置する各ボクセルに対して、ドットを形成するか否かを決定することで、立体物の内部構造を決定できる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００２４】
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てドットを形成する硬化ユニットと、を備える立体物造形装置の制御方法であって、造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御し、前記ボクセル集合のうちドットを形成する対象のボクセルは、前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて決定される、ことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、形成指標値と、ディザマスクの有する複数の閾値の各々と、の比較結果に応じて、立体物の内部に位置する各ボクセルに対して、ドットを形成するか否かを決定することで、立体物の内部構造を決定できる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００２６】
また、本発明に係る立体物の生産方法は、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てドットを形成する硬化ユニットと、を備える立体物造形装置を用いた立体物の生産方法であって、生産すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値とを比較し、当該比較結果に応じて、前記ボクセル集合のうちドットを形成する対象のボクセルを決定し、前記ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルに対してドットを形成するように前記ヘッドユニットから液体を吐出させることで、ドットの集合体として前記立体物を生産する、ことを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、形成指標値と、ディザマスクの有する複数の閾値の各々と、の比較結果に応じて、立体物の内部に位置する各ボクセルに対して、ドットを形成するか否かを決定することで、立体物の内部構造を決定できる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【００２８】
また、本発明に係る情報処理装置は、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てドットを形成する硬化ユニットと、造形すべき立体物の形状をボクセル集合で表し、当該ボクセル集合のうちドットを形成する対象として決定されたボクセルにドットを形成することで、ドットの集合体として前記立体物が造形されるように前記ヘッドユニットの動作を制御する造形制御部と、を備える立体物造形装置と通信可能な情報処理装置であって、前記ボクセル集合のうち前記立体物の内部に位置するボクセルにおけるドットの形成率に応じた値である形成指標値と、ディザマスクの有する閾値との比較結果に応じて、ドットを形成する対象のボクセルを決定する決定部を備える、ことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、形成指標値と、ディザマスクの有する複数の閾値の各々と、の比較結果に応じて、立体物の内部に位置する各ボクセルに対して、ドットを形成するか否かを決定することで、立体物の内部構造を決定できる。このため、形成指標値の変更を伴う立体物の要件の変更が生じる場合であっても、立体物造形装置の利用者の負荷を大きく増加させることなく、内部構造の形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】立体物造形装置１の概略的な斜視図である。
【図３】記録ヘッド３０の概略的な断面図である。
【図４】吐出部Ｄにおける吐出動作を説明するための説明図である。
【図５】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６】駆動信号生成部３１の構成を示すブロック図である。
【図７】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８】造形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９】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１０Ａ】立体物Ｏbjの補完モデルを説明するための説明図である。
【図１０Ｂ】立体物Ｏbjの補完モデルを説明するための説明図である。
【図１０Ｃ】立体物Ｏbjの補完モデルを説明するための説明図である。
【図１１】立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INの概略的な斜視図である。
【図１２】対象ボクセル決定処理を示すフローチャートである。
【図１３】ディザマトリクスＤZを説明するための説明図である。
【図１４】ディザマトリクスＤZを説明するための説明図である。
【図１５】ディザマトリクスＤZを説明するための説明図である。
【図１６Ａ】変形例１に係るディザマトリクスＤZを説明するための説明図である。
【図１６Ｂ】変形例１に係るディザマトリクスＤZを説明するための説明図である。
【図１６Ｃ】変形例１に係るディザマトリクスＤZを説明するための説明図である。
【図１７】変形例７に係る造形処理を示すフローチャートである。
【図１８】変形例７に係る立体物Ｏbjの造形を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
＜＜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、吐出したインクにより立体物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。
【００３３】
＜＜１．立体物造形システムの構成＞＞
以下、図１乃至図７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。
【００３４】
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、吐出したインクを用いて形成されるドットにより、ドット１個分の厚みを有する層状の造形体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示す造形データＳＤを生成する造形データ生成処理を実行するホストコンピューター９（「情報処理装置」の一例）と、を備える。
【００３５】
＜＜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、ディスプレイやキーボードやマウス等を具備する表示操作部９１と、各種情報を記憶する記憶部９４と、を備える。
【００３６】
記憶部９４は、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している。また、記憶部９４は、ディザマトリクスＤZ（「ディザマスク」の一例）を記憶している。ディザマトリクスＤZは、予め定めた複数の閾値を行列状に配置したものである。詳細は後述するが、ディザマトリクスＤZは、造形データ生成処理において造形データＳＤの生成に用いられる。
なお、立体物造形装置１のドライバープログラムは、ホストコンピューター９の記憶部９４に記憶され、ホストコンピューター９において実行される、「情報処理装置のプログラム」の一例である。
【００３７】
ホストコンピューター９のＣＰＵは、記憶部９４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、モデルデータ生成部９２として機能する。モデルデータ生成部９２は、立体物造形システム１００の利用者が表示操作部９１を操作して入力した情報等に基づいて、モデルデータＤatを生成するモデルデータ生成処理を実行する。
【００３８】
モデルデータＤatとは、立体物造形装置１が造形する立体物Ｏbjを表すためのモデルの形状及び色彩を示すデータである。モデルデータＤatにより示される立体物Ｏbjの色彩とは、立体物Ｏbjに着色された色の種類を意味する他に、立体物Ｏbjに複数の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。
【００３９】
本実施形態では、モデルデータＤatが、立体物Ｏbjのモデルの外部形状を指定する場合を想定する。換言すれば、本実施形態におけるモデルデータＤatは、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。例えば、立体物Ｏbjが球体である場合、モデルデータＤatは当該球体の輪郭である球面の形状と、当該球面に付すべき色彩と、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データであればよい。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。
なお、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。
【００４０】
モデルデータ生成部９２は、立体物造形システム１００の利用者が表示操作部９１を操作して入力した情報、または、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルの形状のうち、少なくとも一方に基づいて、強度指標値ＳTを生成する。強度指標値ＳTは、立体物Ｏbjが有すべき強度に応じた値であれば、どのような値であってもよい。
例えば、強度指標値ＳTは、立体物Ｏbjの強度が「強い」場合に「１」、「普通」の場合に「２」、「弱い」の場合に「３」等といった、立体物Ｏbjが有すべき強度のレベルであってもよい。
また、立体物Ｏbjが有すべき強度は、立体物Ｏbjを構成するインクの種類や、立体物Ｏbjの造形に使用可能なインク量により定められる。また、立体物Ｏbjの使用するインク量が増加する場合には、立体物Ｏbjの造形に要する時間も長くなる（造形速度が遅くなる）ことがある。このため、強度指標値ＳTとしては、例えば、立体物Ｏbjの造形に使用されるインクの種類を示す値、立体物Ｏbjの造形速度または造形時間に応じた値、または、立体物Ｏbjの造形に使用するインク量に応じた値等を採用してもよい。ここで、立体物Ｏbjの造形に使用するインク量に応じた値とは、例えば、立体物Ｏbjの内部におけるインクの充填率や、立体物Ｏbjの体積に対する立体物Ｏbjを構成するインクの体積の割合等である。
【００４１】
ホストコンピューター９のＣＰＵは、記憶部９４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、造形データ生成部９３として機能する。造形データ生成部９３は、モデルデータＤat及び強度指標値ＳT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造形データＳＤを生成する、造形データ生成処理を実行する。
図１に示すように、造形データ生成部９３は決定部９５を含む。換言すれば、ホストコンピューター９のＣＰＵは、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、決定部９５として機能する場合がある。詳細は後述するが、決定部９５は、強度指標値ＳTに基づいて生成されたドット形成指標値ＲFと、ディザマトリクスＤZの有する閾値と、を比較し、当該比較結果に基づいて、造形体ＬＹを構成するドットの配置を決定する対象ボクセル決定処理を実行する。なお、対象ボクセル決定処理は、造形データ生成処理の一部である。
なお、ドット形成指標値ＲFとは、立体物Ｏbjの内部に形成可能なドット数に対する立体物Ｏbjの内部に実際に形成されるドット数の割合であるドット形成率に応じた値である。
【００４２】
本実施形態では、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）。以下、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。また、造形処理に含まれるＱ回の積層処理の各々で形成される造形体ＬＹ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]と称する。また、造形体ＬＹ[q]の形状及び色彩を指定する造形データＳＤを、造形データＳＤ[q]と称する（ｑは、１≦ｑ≦Ｑを満たす自然数）。
【００４３】
＜＜１．２．立体物造形装置について＞＞
次に、図１に加え図２を参照しつつ、立体物造形装置１について説明する。図２は、立体物造形装置１の構造の概略を示す斜視図である。
【００４４】
図１及び図２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造形制御部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の相対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、造形制御部６及び造形データ生成部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。
【００４５】
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。
【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。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、３０％以上の光を反射するインクであり、好ましくは、５０％以上の光を反射するインクである。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。すなわち、本実施形態では、立体物造形装置１が４種類の彩色インクを吐出可能な場合を想定する。
【００４７】
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。
【００４８】
図１及び図２に示すように、位置変化機構７は、造形台４５を＋Ｚ方向及び−Ｚ方向（以下、＋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。
【００４９】
記憶部６０は、ホストコンピューター９から供給される造形データ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。
【００５０】
立体物造形装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を備える（図示省略）。そして、これら立体物造形装置１に設けられるＣＰＵやＦＰＧＡ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造形制御部６として機能する。
【００５１】
造形制御部６は、ホストコンピューター９から造形データ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、造形制御部６は、まず、ホストコンピューター９から供給される造形データＳＤを記憶部６０に格納する。次に、造形制御部６は、造形データ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、造形制御部６は、造形データ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、本実施形態において、駆動波形信号Ｃomはアナログの信号である。このため、本実施形態に係る造形制御部６は、立体物造形装置１のＣＰＵ等が制御プログラムに従って動作することで実現される機能ブロックに加え、図示省略したＤＡ変換回路を含む。そして、造形制御部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、造形制御部６が備えるＤＡ変換回路によりアナログの駆動波形信号Ｃomに変換したうえで、出力する。
【００５２】
このように、造形制御部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、造形制御部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、造形制御部６は、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、形成されたドットを用いて造形体ＬＹを形成する積層処理の実行を制御する。更に、造形制御部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。
【００５３】
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。
【００５４】
＜＜１．３．記録ヘッドについて＞＞
次に、図３乃至図５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。
【００５５】
図３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入口３７０と、を示している。
【００５６】
図３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、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、インク取入口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。
【００５７】
本実施形態では、圧電素子３００として、例えば、図３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よい。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Ｚ軸方向に変位し、その結果、圧電素子３００が振動する。
【００５８】
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。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からインク取入口３７０を介してインクが供給される。
【００５９】
図４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４に示すように、駆動信号生成部３１は、例えば、Phase-1の状態において、吐出部Ｄが備える圧電素子３００に対して供給される駆動信号Ｖinの電位を変化させることで、当該圧電素子３００に歪を発生させ、当該吐出部Ｄの振動板３１０を＋Ｚ方向へ撓ませる。これにより、図４に示すPhase-2の状態のように、Phase-1の状態と比較して、当該吐出部Ｄのキャビティ３２０の容積が拡大する。次に、駆動信号生成部３１は、例えば、Phase-2の状態において、駆動信号Ｖinの示す電位を変化させることで、振動板３１０を−Ｚ方向に撓ませる。これにより、図４に示すPhase-3の状態のように、キャビティ３２０の容積は急激に収縮する。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。
【００６０】
図５は、＋Ｚ方向または−Ｚ方向から記録ヘッド３０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。
【００６１】
図５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が６列設けられている。具体的には、記録ヘッド３０には、ノズル列Ｌn-CY、ノズル列Ｌn-MG、ノズル列Ｌn-YL、ノズル列Ｌn-WT、ノズル列Ｌn-CL、及び、ノズル列Ｌn-SP、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。
【００６２】
なお、本実施形態では、図５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。
【００６３】
＜＜１．４．駆動信号生成部について＞＞
次に、図６及び図７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。
【００６４】
図６は、駆動信号生成部３１の構成を示すブロック図である。
図６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、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、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。
【００６５】
駆動信号生成部３１には、造形制御部６から、クロック信号ＣLK、波形指定信号ＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、及び、駆動波形信号Ｃomが供給される。
【００６６】
波形指定信号ＳＩは、造形データＳＤに基づいて定められる信号であり、各吐出部Ｄからのインクの吐出の有無を指定するデジタルの信号である。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を規定する。具体的には、波形指定信号ＳＩ[m]は、吐出部Ｄ[m]に対して、１個のドットを形成するために必要な量のインクの吐出を指定する「１」、または、インクの非吐出を指定する「０」のうち、いずれかの値を示す。
【００６７】
図６に示すように、Ｍ個のシフトレジスタＳＲは、互いに縦続接続されている。各シフトレジスタＳＲは、波形指定信号ＳＩ（ＳＩ[1]〜ＳＩ[Ｍ]）のうち、各段に対応する波形指定信号ＳＩ[m]を、一旦保持する。具体的には、例えば、Ｍ個のシフトレジスタＳＲに対して波形指定信号ＳＩがシリアルで供給される場合において、各シフトレジスタＳＲは、供給された波形指定信号ＳＩをクロック信号ＣLKに従って順次後段に転送する。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、各シフトレジスタＳＲは、波形指定信号ＳＩのうち自身に対応する波形指定信号ＳＩ[m]を保持する。
【００６８】
Ｍ個のラッチ回路ＬＴのそれぞれは、例えばラッチ信号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波形指定信号ＳＩ[m]を一斉にラッチする。
【００６９】
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。詳細は後述するが、単位期間Ｔuは、ラッチ信号ＬＡＴにより規定される。
造形制御部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、造形制御部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。
【００７０】
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波形指定信号ＳＩ[m]をデコードし、各単位期間Ｔu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。
具体的には、ｍ段のデコーダーＤＣは、波形指定信号ＳＩ[m]が、インクの吐出を指定する値（本実施形態では、「１」）を示す場合には、Ｈレベルに設定した選択信号Ｓel[m]を出力し、波形指定信号ＳＩ[m]が、インクの非吐出を指定する値（本実施形態では、「０」）を示す場合には、Ｌレベルに設定した選択信号Ｓel[m]を出力する。
【００７１】
ｍ段のトランスミッションゲートＴＧは、選択信号Ｓel[m]がＨレベルのときにオンし、選択信号Ｓel[m]が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。
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、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、単位期間Ｔu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。但し、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場合がある。
【００７２】
以上において説明したように、造形制御部６は、吐出部Ｄ[m]に対して単位期間Ｔu毎に駆動信号Ｖin[m]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、吐出部Ｄ[m]は、単位期間Ｔu毎に、波形指定信号ＳＩ[m]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。
【００７３】
図７は、各単位期間Ｔuにおいて造形制御部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７に例示するように、ラッチ信号ＬＡＴは、パルス波形Ｐls-Lを有し、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、図示は省略するが、造形制御部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。
【００７４】
図７に例示するように、本実施形態に係る駆動波形信号Ｃomは、各単位期間Ｔuの開始及び終了のタイミングにおいて、基準電位Ｖ0に設定される。そして、本実施形態に係る駆動波形信号Ｃomは、単位期間Ｔuの開始後に基準電位Ｖ0よりも低い電位に変化した後に基準電位Ｖ0よりも高い電位に変化する波形ＰLを有する。波形ＰLは、吐出部Ｄ[m]に対して当該波形ＰLを有する駆動信号Ｖin[m]が供給された場合に、当該吐出部Ｄ[m]から、１個のボクセルＶxを満たすようなサイズのドットを形成するために必要な量のインクが吐出されるように、調整されている。
【００７５】
ここで、ボクセルＶxとは、所定の厚さΔＺを有し、所定形状を有する仮想的な直方体である。また、本実施形態において、各ボクセルＶxは、インクカートリッジ４８に貯蔵されている６種類のインクのうち、何れかのインクが対応付けられていることとする。上述の通り、立体物Ｏbjを構成する各ドットは、５種類の造形用インクのうちの何れかのインクから形成される。そして、立体物Ｏbjは、ドットの集合体として造形される。このため、立体物Ｏbjの形状及び色彩は、５種類の造形用インクのうちいずれかのインクの有する色を有し且つ所定形状を有するボクセルＶxを複数用いることで、ボクセルＶxの集合体として近似的に表現することができる。
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。また、以下では、造形体ＬＹ[q]に対応するボクセルＶxを、ボクセルＶx[q]と称する場合がある。
【００７６】
駆動信号生成部３１は、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]が「１」を示す場合、つまり、選択信号Ｓel[m]がＨレベルを示す場合には、波形ＰLを有する駆動波形信号Ｃomを駆動信号Ｖin[m]として吐出部Ｄ[m]に供給する。これにより、吐出部Ｄ[m]からはインクが吐出され、当該吐出されたインクにより、１個のボクセルＶxを満たすようにドットが形成される。
また、駆動信号生成部３１は、単位期間Ｔuにおいて、波形指定信号ＳＩ[m]が「０」を示す場合、つまり、選択信号Ｓel[m]がＬレベルを示す場合には、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。この場合、吐出部Ｄ[m]からはインクは吐出されず、ドットは形成されない（非記録となる）。
【００７７】
＜＜２．造形データ生成処理及び造形処理の概要＞＞
次に、図８及び図９を参照しつつ、立体物造形システム１００が実行する造形データ生成処理及び造形処理の概要ついて説明する。
【００７８】
図８は、造形データ生成処理及び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９は、立体物Ｏbjの造形の流れ、具体的には、立体物Ｏbjが造形される場合における、モデルデータＤat及び造形データＳＤ等のデータと、造形体ＬＹ及び立体物Ｏbj等の生成物と、の関係を説明するための説明図である。
【００７９】
ホストコンピューター９の造形データ生成部９３は、モデルデータ生成部９２が出力するモデルデータＤatを取得すると、図８のステップＳ１００〜Ｓ１３０に示す造形データ生成処理を開始する。
【００８０】
図８に示すように、造形データ生成部９３は、造形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を生成する（Ｓ１００）。
具体的には、造形データ生成部９３は、ステップＳ１００において、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルを所定の厚さΔＺ毎にスライスすることで、図９に例示するPhase-A及びPhase-Cのように、各々が所定の厚さΔＺを有する造形体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。なお、図９に例示するPhase-Aは、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９に例示するPhase-Cは、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。
ここで、断面モデルデータＬdat[q]とは、造形体ＬＹ[q]を表すモデルの形状及び色彩を示すデータである。なお、本実施形態において、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三次元の断面体の形状及び色彩を示すが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、断面モデルデータＬdatは、少なくとも、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示す情報を含むものであればよい。
【００８１】
ところで、本実施形態に係るモデルデータＤatは、上述のとおり、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。よって、モデルデータＤatの示す形状を忠実に造形した場合、造形される立体物Ｏbj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の強度を考慮することが必要となる。つまり、立体物Ｏbjを造形する場合には、当該立体物Ｏbjに対して求められる強度が確保されるように、立体物Ｏbjの内側の一部または全部を中実構造とすることが必要となる。このため、本実施形態に係る造形データ生成部９３は、ステップＳ１００において、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルを、外面ＳFより内側の中空部分の少なくとも一部が中実構造となるように補完して、断面モデルデータＬdatを生成する。
以下では、造形データ生成処理のうちモデルデータＤatの示すモデルの中空部分を補完し、当該中空部分の少なくとも一部を中実構造とした断面モデルデータＬdatを生成する処理を、形状補完処理と称する。また、以下では、断面モデルデータＬdatの示す、補完後の立体物Ｏbjのモデル、すなわち、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルの中空部分の少なくとも一部が中実構造となるように補完されたモデルを、補完モデルと称する場合がある。なお、形状補完処理についての詳細は後述する。
【００８２】
造形データ生成部９３は、図８に示すように、断面モデルデータＬdat[q]に基づいて、ボクセルデータＶＤ[q]を生成する（Ｓ１１０）。
具体的には、造形データ生成部９３は、ステップＳ１１０において、図９に例示するPhase-B及びPhase-Dのように、断面モデルデータＬdat[q]により表わされる立体物Ｏbjの補完モデルの断面体の形状及び色彩を、ボクセルＶxの単位で格子状に離散化して表現したボクセルデータＶＤを生成する。すなわち、造形データ生成部９３は、断面モデルデータＬdat[q]により表わされる立体物Ｏbjの補完モデルの断面体の形状及び色彩を、ボクセルＶxの集合体として近似的に表わすデータである、ボクセルデータＶＤ[q]を生成する。なお、図９に示すPhase-Bは、断面モデルデータＬdat[1]の示す断面体を近似したボクセルＶxの集合体を表わすボクセルデータＶＤ[1]が生成された場合を例示し、図９に示すPhase-Dは、断面モデルデータＬdat[2]の示す断面体を近似したボクセルＶxの集合体を表わすボクセルデータＶＤ[2]が生成された場合を例示している。
【００８３】
造形データ生成部９３は、図８に示すように、強度指標値ＳTに基づいて、ドット形成指標値ＲFを生成する（Ｓ１２０）。
具体的には、造形データ生成部９３は、ステップＳ１２０において、強度指標値ＳTの示す強度を立体物Ｏbjが確保するために必要となるドット形成率を算出し、算出結果をドット形成指標値ＲFとして出力する。
例えば、造形データ生成部９３は、強度指標値ＳTが、立体物Ｏbjの造形に使用可能なインク量を示す値である場合には、当該使用可能なインク量と、立体物Ｏbjの体積を満たすために必要なインク量と、に基づいてドット形成指標値ＲFを算出すればよい。
また、例えば、造形データ生成部９３は、強度指標値ＳTが、立体物Ｏbjの有すべき強度のレベルを示す値である場合には、立体物Ｏbjの形状やサイズに基づいて、当該強度を確保するために必要なインク量を演算し、当該演算結果に基づいてドット形成指標値ＲFを算出すればよい。
【００８４】
次に、造形データ生成部９３は、図８に示すように、ボクセルデータＶＤとドット形成指標値ＲFとに基づいて、造形データＳＤを生成する（Ｓ１３０）。
【００８５】
具体的には、ステップＳ１３０において、まず、造形データ生成部９３のうち決定部９５が、ボクセルデータＶＤ[q]の示すボクセルＶxの集合体の中から、ドット形成指標値ＲFに応じて対象ボクセルＶxTを決定する対象ボクセル決定処理を実行する。ここで、対象ボクセルＶxTとは、ドットが形成されるボクセルＶxである。また、以下では、対象ボクセルＶxT以外のボクセルＶx、すなわち、ドットが形成されないボクセルＶxを、非対象ボクセルＶxHと称する場合がある。なお、対象ボクセル決定処理の詳細については後述する。
【００８６】
次に、造形データ生成部９３は、ステップＳ１３０において、対象ボクセル決定処理における決定結果に応じて、造形データＳＤ[q]を生成する。図９に示すPhase-Eは、ボクセルデータＶＤ[1]に基づいて造形データＳＤ[1]が生成され、造形データＳＤ[1]に応じた造形体ＬＹ[1]が形成される場合を例示し、図９に示すPhase-Fは、ボクセルデータＶＤ[2]に基づいて造形データＳＤ[2]が生成され、造形データＳＤ[2]に応じた造形体ＬＹ[2]が形成される場合を例示している。
【００８７】
上述の通り、造形データＳＤ[q]は、造形体ＬＹ[q]の形状及び色彩を指定するデータである。より詳細には、造形データＳＤ[q]は、ボクセルデータＶＤ[q]の示すボクセルＶxの集合体の中で、ドットを形成すべきボクセルＶxである対象ボクセルＶxTを指定するとともに、各対象ボクセルＶxTにおいて形成すべきドットの色を指定するデータである。なお、本実施形態において、造形データ生成部９３は、対象ボクセルＶxTにおいて形成すべきドットの色を、当該ドットを形成するインクの種類（インクの色）を指定することにより指定する。
なお、図９のPhase-E及びPhase-Fでは、説明の便宜上、造形データＳＤ[q]を構成する全てのボクセルＶxに対してドットが形成される場合、つまり、造形データＳＤ[q]を構成する複数のボクセルＶxの全てが対象ボクセルＶxTである場合を例示している。
【００８８】
以上において説明したように、造形データ生成部９３は、ステップＳ１００〜Ｓ１３０の造形データ生成処理を実行することで、モデルデータＤat及び強度指標値ＳTに基づいて造形データＳＤを生成する。
【００８９】
立体物造形システム１００は、造形データ生成処理を実行した後に、図８のステップＳ１４０〜Ｓ１９０に示す造形処理を実行する。
造形処理は、造形制御部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が生成した造形データＳＤを、立体物造形装置１が取得して記憶部６０に格納した後に開始される処理である。
【００９０】
図８に示すように、造形制御部６は、造形処理が開始されると、積層処理の実行回数を示す変数ｑに値「１」を設定する（Ｓ１４０）。次に、造形制御部６は、造形データ生成部９３が生成した造形データＳＤ[q]を記憶部６０から取得する（Ｓ１５０）。また、造形制御部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（Ｓ１６０）。なお、造形体ＬＹ[q]を形成するための造形台４５の位置とは、造形データＳＤ[q]の指定するドット形成位置（ボクセルＶx[q]）に対して、ヘッドユニット３から吐出されたインクが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、造形制御部６は、ステップＳ１６０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、造形制御部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。
【００９１】
次に、造形制御部６は、造形データ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、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）の動作を制御する（Ｓ１７０）。
具体的には、造形制御部６は、ステップＳ１７０において、まず、造形データＳＤ[q]に基づいて波形指定信号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、造形制御部６は、ステップＳ１７０において、吐出されたインクを硬化させてドットを形成するように、硬化ユニット６１の動作を制御する。なお、図９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。
【００９２】
以上において説明したステップＳ１５０〜Ｓ１７０の処理が、積層処理に該当する。立体物造形装置１は、ステップＳ１５０〜Ｓ１７０に示す積層処理を実行することにより、造形データＳＤ[q]に応じた造形体ＬＹ[q]を形成する。なお、図９では、Phase-Eにおいて、造形データＳＤ[1]に基づく造形体ＬＹ[1]が形成され、Phase-Fにおいて、造形データＳＤ[2]に基づく造形体ＬＹ[2]を形成される場合を例示している。
【００９３】
次に、造形制御部６は、変数ｑが「ｑ＜Ｑ」を充足するか否かを判定する（Ｓ１８０）。そして、ステップＳ１８０における判定結果が肯定である場合、変数ｑに「１」を加算した上で、処理をステップＳ１５０に進める（Ｓ１９０）。そして、ステップＳ１８０における判定結果が否定である場合、すなわち、変数ｑが「ｑ＝Ｑ」に達した場合、造形処理を終了させる。このように、立体物造形装置１は、図９に例示するPhase-E及びPhase-Fのように、造形データＳＤ[1]〜ＳＤ[Q]に対応する造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を順番に積層させることで、図９に例示するPhase-Gのように立体物Ｏbjを造形する。
【００９４】
以上において説明したように、立体物造形システム１００は、造形データ生成部９３において、図８のステップＳ１００〜Ｓ１３０に示す造形データ生成処理を実行することで、モデルデータＤat及び強度指標値ＳTに基づいて造形データＳＤ[1]〜ＳＤ[Q]を生成する。そして、立体物造形システム１００は、立体物造形装置１において、造形制御部６の制御の下で、図８のステップＳ１４０〜Ｓ１９０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。
【００９５】
なお、図８は、造形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８では、造形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、造形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、造形データ生成処理において造形データＳＤ[q]が生成された場合には、次の造形データＳＤ[q+1]の生成を待つことなく、造形データＳＤ[q]に応じた造形体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。
【００９６】
ところで、図９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Ｖx[2]の−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Ｖx[1]が存在する。しかし、立体物Ｏbjの形状によっては、ボクセルＶx[2]の下側にボクセルＶx[1]が存在しない場合がある。この場合、ボクセルＶx[2]にドットを形成しようとしても、当該ドットが、本来形成すべき位置よりも下側に形成されてしまうことがある。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Ｖx[q]に形成するためには、当該ボクセルＶx[q]の下側の少なくとも一部に、当該ボクセルＶx[q]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の形状を定めるモデルの他に、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、造形データ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Ｖx[q]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Ｖx[q]の集合として表したデータと、を含む。
本実施形態に係る造形データ生成部９３は、モデルデータＤatに基づいて、ボクセルＶx[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、造形データ生成部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の造形後に除去される。このため、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。
【００９７】
＜＜３．形状補完処理＞＞
上述のとおり、造形データ生成部９３は、図８のステップＳ１００において、モデルデータＤatの示す立体物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よりも内側の少なくとも一部が中実構造となる立体物Ｏbjの補完モデルを生成し、当該補完モデルの断面体を示す断面モデルデータＬdatを生成する形状補完処理を実行する。
以下では、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照しつつ、立体物Ｏbjの補完モデルの構造と、当該補完モデルを生成する形状補完処理と、について説明する。
【００９８】
図１０Ａは、立体物Ｏbjの補完モデルの斜視図である。図１０Ａ乃至図１０Ｃでは、図示の都合上、図９とは異なる直方体形状の立体物Ｏbjを造形する場合を想定する。なお、外観上は、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルと、形状補完処理により生成される立体物Ｏbjの補完モデルと、は同一の形状を有する。
図１０Ｂは、図１０Ａに示す立体物Ｏbjの補完モデルを、直線γ−Γを通りＹ軸及びＺ軸に平行な平面で切断したときの断面図であり、図１０Ｃは、図１０Ａに示す立体物Ｏbjの補完モデルを、直線γ−Γを通りＸ軸及びＹ軸に平行な平面で切断したときの断面図である。
【００９９】
図１０Ｂ及び図１０Ｃに示すように、立体物Ｏbjの補完モデルは、モデルの外面ＳFから内側に厚さΔＬまでの部分である外郭部Ｌ-EXと、外郭部Ｌ-EXよりも内側の部分である内側部Ｌ-IN（「立体物の内部」の一例）と、からなる。このような立体物Ｏbjの補完モデルを生成するために、造形データ生成部９３は形状補完処理を実行する。
具体的には、造形データ生成部９３は、形状補完処理において、まず、図１０Ｂまたは図１０Ｃに示すように、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルの外面ＳFから内側に厚さΔＬまでの部分を、外郭部Ｌ-EXとして定める。また、造形データ生成部９３は、形状補完処理において、モデルデータＤatの示す立体物Ｏbjのモデルのうち、外郭部Ｌ-EXよりも内側の部分を内側部Ｌ-INとして定める。これにより、造形データ生成部９３は、外郭部Ｌ-EXと内側部Ｌ-INとからなる立体物Ｏbjの補完モデルを生成する。そして、造形データ生成部９３は、立体物Ｏbjの補完モデルをスライスすることで、立体物Ｏbjの補完モデルの断面体示す断面モデルデータＬdatを生成する。
【０１００】
なお、立体物Ｏbjは、形状補完処理にて生成される立体物Ｏbjの補完モデルに基づいて形成されたドットの集合体である。つまり、立体物Ｏbjは、補完モデルの外郭部Ｌ-EXに対応する部分と、補完モデルの内側部Ｌ-INに対応する部分と、に区分される。以下では、立体物Ｏbjのうち補完モデルの外郭部Ｌ-EXに対応する部分を、単に、立体物Ｏbjの外郭部Ｌ-EXと称し、立体物Ｏbjのうち補完モデルの内側部Ｌ-INに対応する部分を、単に、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INと称する。
【０１０１】
立体物Ｏbjの外郭部Ｌ-EXは、立体物Ｏbjに彩色を施すための部分である。立体物Ｏbjの外郭部Ｌ-EXは、彩色インクを含む造形用インクにより形成される。
なお、本実施形態において、補完モデルのうち立体物Ｏbjの外郭部Ｌ-EXに対応する部分は、対象ボクセルＶxTの集合として近似される。つまり、本実施形態において、補完モデルの外郭部Ｌ-EXを近似するボクセルＶxの集合体は、ドットを形成すべきボクセルＶxである対象ボクセルＶxTのみからなり、ドットが形成されないボクセルＶxである非対象ボクセルＶxHを含まない。
【０１０２】
立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INは、立体物Ｏbjの強度を確保するための部分である。立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INは、任意の造形用インクにより形成してよいが、目立たない色を有すること、及び、硬化した場合に高い強度を確保可能なこと、という２つの要件のうち、一方または双方を満たすインクで形成することが好ましい。ここで、目立たない色のインクとは、例えば、無彩色インクやクリアーインクである。また、高い強度を確保可能なインクとは、色材成分の少ないインク、例えば、クリアーインクである。本実施形態では、一例として、内側部Ｌ-INを、クリアーインクにより形成する場合を想定する。
【０１０３】
本実施形態において、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INに対応するボクセルＶxの集合体は、対象ボクセルＶxTと、非対象ボクセルＶxHと、を含む。具体的には、決定部９５は、対象ボクセル決定処理を実行することにより、内側部Ｌ-INに含まれる各ボクセルＶxを、対象ボクセルＶxTまたは非対象ボクセルＶxHの何れかに分類する。換言すれば、決定部９５は、対象ボクセル決定処理を実行することにより、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INに対応するボクセルＶxの集合体の中から対象ボクセルＶxTを決定し、これにより、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INのドット配置を決定する。
【０１０４】
以下では、ボクセルデータＶＤの示すボクセルＶxのうち、補完モデルの外郭部Ｌ-EXを表わすためのボクセルＶxを、外部ボクセルＶx-EXと称する。特に、断面モデルデータＬdat[q]に対応する外部ボクセルＶx-EXを、符号ｑを付して、外部ボクセルＶx-EX[q]と表現する場合がある。なお、以上の説明からも明らかであるが、本実施形態に係る全ての外部ボクセルＶx-EXは、対象ボクセルＶxTに分類されることになる。
また、以下では、ボクセルデータＶＤの示すボクセルＶxのうち、補完モデルの内側部Ｌ-INを表わすためのボクセルＶxを、内部ボクセルＶx-INと称する。特に、断面モデルデータＬdat[q]に対応する内部ボクセルＶx-INを、符号ｑを付して、内部ボクセルＶx-IN[q]と表現する場合がある。なお、以上の説明からも明らかであるが、本実施形態に係る内部ボクセルＶx-INは、対象ボクセル決定処理において、対象ボクセルＶxTまたは非対象ボクセルＶxHの何れか一方に分類されることになる。
【０１０５】
ところで、本実施形態では、立体物Ｏbjの補完モデルの外郭部Ｌ-EXが、一様な厚さΔＬを有するように定められる場合を例示しているが、これは一例であり、立体物Ｏbjの補完モデルの外郭部Ｌ-EXは、例えば、立体物Ｏbjが自重により崩壊しない程度の最低限の強度を確保可能な厚さを有していればよく、また、外郭部Ｌ-EXの厚さは一様でなくてもよい。
【０１０６】
＜＜４．対象ボクセル決定処理＞＞
造形データ生成部９３は、造形データ生成処理のうち、図８のステップＳ１３０において、対象ボクセルＶxTを決定する対象ボクセル決定処理を実行する。
【０１０７】
上述の通り、外郭部Ｌ-EXを近似するボクセルＶxの集合体は、対象ボクセルＶxTのみを含み、非対象ボクセルＶxHを含まない。換言すれば、外郭部Ｌ-EXにおいては、各ボクセルＶxは対象ボクセルＶxTであるため、対象ボクセルＶxTまたは非対象ボクセルＶxHの何れか一方への分類は不要である。このため、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理は、内側部Ｌ-INのみを対象とし、外郭部Ｌ-EXは対象としないこととする。つまり、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理は、内側部Ｌ-INにおける対象ボクセルＶxTを決定する処理、換言すれば、立体物Ｏbjの内部構造を決定する処理である。
【０１０８】
図１１は、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理により決定される、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INの構造（立体物Ｏbjの内部構造）の一例を示す斜視図である。
なお、図１１では、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INのみを透過的に表わしている。
【０１０９】
本実施形態に係る対象ボクセル決定処理では、図１１に例示するように、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INにおいて、Ｚ軸方向（「所定方向」の一例）に延在する１または複数の支柱Ｋが設けられるように対象ボクセルＶxTを決定する。より具体的には、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理では、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INに設けられる支柱Ｋの本数、各支柱Ｋの形状、及び、各支柱Ｋの位置を決定する。図１１では、一例として、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INに８本の支柱Ｋ1〜Ｋ8が設けられる場合を示している。
なお、本実施形態では、支柱Ｋの形成の容易さを鑑み、Ｚ軸方向に延在する支柱Ｋを形成する場合、換言すれば、造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]を積層させる方向に延在する支柱Ｋを形成する場合を想定する。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、支柱Ｋの延在方向（所定方向）はＺ軸方向とは異なっていても構わない。
【０１１０】
以下、図１１に加え、図１２乃至図１５を参照しつつ、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理の詳細について説明する。
【０１１１】
図１３乃至図１５は、記憶部９４に記憶されているディザマトリクスＤZの複数の格納要素と、ボクセルデータＶＤ[q]の示すボクセルＶxの集合体のうち内側部Ｌ-INを構成する複数の内部ボクセルＶx-IN[q]と、の関係を説明するための説明図である。
図１３乃至図１５に示される複数のセル（四角形の升目）の各々は、ディザマトリクスＤZの各格納要素と、ボクセルデータＶＤ[q]の示す各内部ボクセルＶx-IN[q]と、を表わす。また、複数のセルの各々に付された数値は、ディザマトリクスＤZの各格納要素に格納された閾値を表わす。また、内部ボクセルＶx-IN[q]のうち、対象ボクセルＶxTとして分類された内部ボクセルＶx-IN[q]を、網掛けの付されたセルとして表わし、非対象ボクセルＶxHとして分類された内部ボクセルＶx-IN[q]を、背景が無地のセルとして表わす。
【０１１２】
また、以下の説明では、ドット形成指標値ＲFが、ドット形成率を百分率で表わした「０≦ＲF≦１００」を満たす実数である場合を想定する。
また、以下の説明では、一例として、図１３乃至図１５に示すように、対象ボクセル決定処理において用いるディザマトリクスＤZが、１０行１０列の１００個の格納要素を有し、当該１００個の格納要素に１から１００までの１００個の整数が閾値として格納されている場合を想定する。また、以下の説明では、造形体ＬＹ[1]〜ＬＹ[Q]の各々の内側部Ｌ-INが、Ｘ軸方向において１０ボクセルＶx分の長さ、Ｙ軸方向において１３ボクセルＶx分の長さの長方形形状を有する場合を想定する。
【０１１３】
図１２は、対象ボクセル決定処理を実行する場合の、決定部９５の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１１４】
図１２に示すように、決定部９５は、対象ボクセル決定処理が開始されると、まず、変数ｑを値「１」に初期化する（Ｓ１３１）。
【０１１５】
次に、決定部９５は、図１２に示すように、ボクセルデータＶＤ[q]の示すボクセルＶxの集合体のうち内側部Ｌ-INを構成する複数の内部ボクセルＶx-IN[q]と、ディザマトリクスＤZの複数の格納要素と、を１対１に対応付ける（Ｓ１３２）。
例えば、決定部９５は、ステップＳ１３２において、図１３乃至図１５に示すように、ボクセルデータＶＤ[q]の示す複数の内部ボクセルＶx-IN[q]と、ディザマトリクスＤZの有する複数の格納要素と、をＸＹ平面上で仮想的に重ねた場合に、内部ボクセルＶx-IN[q]と、Ｚ軸方向から見て当該内部ボクセルＶx-IN[q]に重なる位置の格納要素と、を対応付ける。
ところで、図１３乃至図１５に例示する場合、すなわち、ディザマトリクスＤZが１０×１０個の格納要素を有し、ボクセルデータＶＤ[q]の内側部Ｌ-INが１０×１３個の内部ボクセルＶx-INを有する場合のように、ディザマトリクスＤZのサイズ（格納要素数）が、ボクセルデータＶＤ[q]の内側部Ｌ-INのサイズ（内部ボクセル数）よりも小さい場合がある。このような場合には、同一のディザマトリクスＤZを複数用意し、当該複数のディザマトリクスＤZをＸＹ平面上に並べることで、ボクセルデータＶＤ[q]の示す複数の内部ボクセルＶx-INを、複数のディザマトリクスＤZにより覆う。これにより、ＸＹ平面上に並べられた複数のディザマトリクスＤZの有する複数の格納要素と、ＸＹ平面上に並べられたボクセルデータＶＤ[q]の示す複数の内部ボクセルＶx-IN[q]と、を１対１に対応付けることができる。
なお、図１３乃至図１５では、ボクセルデータＶＤ[q]の示す複数の内部ボクセルＶx-IN[q]を、２個のディザマトリクスＤZを用いて覆っている。より詳細には、図１３乃至図１５では、ディザマトリクスＤZ(1)の１０行１０列の格納要素、及び、ディザマトリクスＤZ(2)の１０行３列の格納要素からなる、合計１３０個の格納要素と、ボクセルデータＶＤ[q]の１３０個の内部ボクセルＶx-IN[q]と、を１対１に対応付けている場合を例示している。
【０１１６】
次に、決定部９５は、図１２に示すように、ボクセルデータＶＤ[q]の示す複数の内部ボクセルＶx-IN[q]のうち、実行中の対象ボクセル決定処理において未選択の内部ボクセルＶx-IN[q]の中から、一の内部ボクセルＶx-IN[q]を選択する（Ｓ１３３）。
【０１１７】
次に、決定部９５は、図１２に示すように、図８のステップＳ１２０において生成されたドット形成指標値ＲFと、ディザマトリクスＤZの有する複数の閾値のうちステップＳ１３３において選択された一の内部ボクセルＶx-IN[q]に対応する閾値と、を比較し、ドット形成指標値ＲFが当該閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１３４）。
【０１１８】
そして、決定部９５は、図１２に示すように、ステップＳ１３４における判定結果が肯定である場合、つまり、ドット形成指標値ＲFが一の内部ボクセルＶx-IN[q]に対応する閾値以上である場合には、当該一の内部ボクセルＶx-IN[q]を、ドットを形成すべき対象ボクセルＶxTとして決定する（Ｓ１３５）。他方、決定部９５は、ステップＳ１３４における判定結果が否定である場合、当該一の内部ボクセルＶx-IN[q]を、ドットの形成されない非対象ボクセルＶxHとして決定する（Ｓ１３６）。
【０１１９】
次に、決定部９５は、図１２に示すように、ボクセルデータＶＤ[q]の示す内側部Ｌ-INの全ての内部ボクセルＶx-IN[q]が、実行中の対象ボクセル決定処理におけるステップＳ１３３において選択され、各内部ボクセルＶx-IN[q]が、対象ボクセルＶxTまたは非対象ボクセルＶxHの何れかに分類済みであるか否かを判定する（Ｓ１３７）。そして、決定部９５は、ステップＳ１３７における判定結果が否定である場合、処理をステップＳ１３３に進める。また、決定部９５は、ステップＳ１３７における判定結果が肯定である場合、変数ｑが「ｑ＜Ｑ」を充足するか否かを判定する（Ｓ１３８）。
そして、決定部９５は、ステップＳ１３８における判定結果が肯定である場合、変数ｑに「１」を加算した上で、処理をステップＳ１３２に進める（Ｓ１３９）。また、決定部９５は、ステップＳ１３８における判定結果が否定である場合、すなわち、変数ｑが「ｑ＝Ｑ」に達した場合、対象ボクセル決定処理を終了させる。
【０１２０】
なお、上述の通り、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理では、内側部Ｌ-INにおいて、Ｚ軸方向に延在する支柱Ｋが形成されるように対象ボクセルＶxTを決定する。
このため、内側部Ｌ-INにおいて、Ｚ軸方向に連続するように複数の対象ボクセルＶxTが設けられ、Ｚ軸方向に連続するように複数の非対象ボクセルＶxHが設けられることになる。すなわち、内側部Ｌ-INにおいて、ボクセルデータＶＤ[q]の示す一の内部ボクセルＶx-IN[q]の＋Ｚ方向に、ボクセルデータＶＤ[q+1]の示す他の内部ボクセルＶx-IN[q+1]が存在する場合、一の内部ボクセルＶx-IN[q]が対象ボクセルＶxTであるときは、他の内部ボクセルＶx-IN[q+1]も対象ボクセルＶxTとなり、一の内部ボクセルＶx-IN[q]が非対象ボクセルＶxHであるときは、他の内部ボクセルＶx-IN[q+1]も非対象ボクセルＶxHとなる。
このため、本実施形態では、一の内部ボクセルＶx-IN[q]に対応するディザマトリクスＤZの格納要素（または閾値）と、他の内部ボクセルＶx-IN[q+1]に対応するディザマトリクスＤZの格納要素（または閾値）と、が等しくなるように、内部ボクセルＶx-IN[q]とディザマトリクスＤZの格納要素との対応付けを行う。具体的には、図１２のステップＳ１３２において、ボクセルデータＶＤ[q]を覆う各ディザマトリクスＤZのＸＹ平面における位置と、ボクセルデータＶＤ[q+1]を覆う各ディザマトリクスＤZのＸＹ平面における位置と、が等しくなるように、内部ボクセルＶx-IN[q]とディザマトリクスＤZの格納要素との対応付けを行う。
【０１２１】
また、上述のとおり、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INに設けられる支柱Ｋは、Ｚ軸方向に延在する。このため、本実施形態において、決定部９５は、図１２のステップＳ１３２〜Ｓ１３７の処理を少なくとも１回実行すれば、ＸＹ平面上における支柱Ｋの本数、形状、及び、位置の決定が可能である。例えば、図１１に示すように、内側部Ｌ-INをＸＹ平面により切断した内側部Ｌ-INの断面体の形状が、Ｚ軸方向の位置が変化しても同一の場合、一のボクセルデータＶＤに対してのみステップＳ１３２〜Ｓ１３７の処理を実行し、他のボクセルデータＶＤについては一のボクセルデータＶＤにおける処理結果を流用することができる。このため、決定部９５は、図１２のステップＳ１３２〜Ｓ１３７の処理を１回のみ実行するものであってもよい。
なお、Ｚ軸方向の位置に応じて、内側部Ｌ-INの断面体の形状がＺ軸方向の位置の変化に伴って変化する場合、内側部Ｌ-INをＸＹ平面に射影した形状を有するような内部ボクセルＶx-IN[q]の集合体を表わす仮想的なボクセルデータＶＤを生成し、当該仮想的なボクセルデータＶＤに対してステップＳ１３２〜Ｓ１３７の処理を実行し、当該処理結果を各ボクセルデータＶＤについて流用すればよい。
【０１２２】
以上において説明したように、決定部９５は、対象ボクセル決定処理により、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INにおける支柱Ｋの本数、形状、位置を、ドット形成指標値ＲFに応じて決定する。
例えば、図１３では、ドット形成指標値ＲFが「２０」であるため、「２０」以下の閾値に対応する内部ボクセルＶx-IN[q]が、対象ボクセルＶxTとして決定される。このため、図１３に示す例では、ボクセルデータＶＤ[q]に含まれる１３０個の内部ボクセルＶx-IN[q]のうち、２５個の内部ボクセルＶx-IN[q]が、対象ボクセルＶxTとして分類され、当該２５個の対象ボクセルＶxTに対応する位置にドットが形成される。この結果、図１１に示すように、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INにおいて、８本の支柱Ｋ1〜Ｋ8が形成される。
これに対して、図１４では、ドット形成指標値ＲFが、図１３の場合よりも小さい「１０」であるため、ボクセルデータＶＤ[q]に含まれる１３０個の内部ボクセルＶx-IN[q]のうち、対象ボクセルＶxTとして分類される内部ボクセルＶx-IN[q]の個数も、図１３の場合よりも少ない１３個となる。この結果、図１４では、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INにおいて、図１３に示す場合よりも少ない本数の支柱Ｋ1〜Ｋ7が形成され、また、各支柱Ｋも、図１３に示す場合よりも小さい断面積を有することとなる。
逆に、図１５では、ドット形成指標値ＲFが、図１３の場合よりも大きい「３０」であるため、ボクセルデータＶＤ[q]に含まれる１３０個の内部ボクセルＶx-IN[q]のうち、対象ボクセルＶxTとして分類される内部ボクセルＶx-IN[q]の個数も、図１３の場合よりも多い３９個となる。この結果、図１５では、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INにおいて、図１３に示す場合と同じ本数の支柱Ｋ1〜Ｋ8が形成されるが、各支柱Ｋは、図１３に示す場合よりも大きい断面積を有することとなる。
【０１２３】
このように、本実施形態において、ディザマトリクスＤZの有する複数の閾値は、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INにおいて、ドット形成指標値ＲFが大きくなるに従い、支柱Ｋの本数の増加、または、１以上の支柱Ｋにおける断面積の増大、の少なくとも一方が実現されるように設定されている。より具体的には、ディザマトリクスＤZの有する複数の閾値は、ドット形成指標値ＲFが、値ＲF1（「第１の値」の一例）である場合と、値ＲF1よりも小さい値ＲF2（「第２の値」の一例）である場合と、を比較した場合において、以下の支柱Ｋに係る要件（１）及び（２）のうち、一方または両方が満たされるように設定されている。
（１）ドット形成指標値ＲFが値ＲF1の場合、値ＲF2の場合と比較して、内側部Ｌ-INに設けられる１または複数の支柱Ｋのうち、少なくとも１本の支柱Ｋにおいて、断面積が大きくなること。
（２）ドット形成指標値ＲFが値ＲF1の場合、値ＲF2の場合と比較して、内側部Ｌ-INに設けられる支柱Ｋの本数が多くなること。
なお、本実施形態において、ディザマトリクスＤZの有する複数の閾値は、互いに異なるユニークな値となるように定められていることとする。
【０１２４】
このように、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理では、ドット形成指標値ＲFが大きくなるに従って、支柱Ｋの本数の増加または支柱Ｋの断面積の増大するように、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INの構造を決定する。換言すれば、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理では、ドット形成指標値ＲFが大きくなるに従って、立体物Ｏbjの強度が高くなるように、立体物Ｏbjの内側部Ｌ-INの構造を決定する。
【０１２５】
＜＜５．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、対象ボクセル決定処理において、ドット形成指標値ＲFに応じて立体物Ｏbjの内部構造を決定する。このため、立体物Ｏbjの内部構造（内側部Ｌ-INの構造）を設計し、または、立体物Ｏbjの内部構造の形状を指示する等、立体物造形システム１００の利用者に対して、立体物Ｏbjの内部構造の形状の決定に係る負荷をかけさせることなく、立体物Ｏbjの内部構造を決定することができる。このため、立体物Ｏbjの造形に係る立体物造形システム１００の利用者の負荷を軽減することができる。
【０１２６】
また、本実施形態に係る造形データ生成処理では、立体物Ｏbjの有すべき強度に応じた値である強度指標値ＳTに基づいて、ドット形成指標値ＲFを定める。そして、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理では、ハーフトーニングの技術を立体物の造形技術に適用し、ディザマトリクスＤZを用いることで、ドット形成指標値ＲFに応じた立体物Ｏbjの内部構造を決定する。
このため、本実施形態に係る対象ボクセル決定処理は、立体物Ｏbjの形状、立体物Ｏbjに要求される強度、立体物Ｏbjの造形に用いることのできるインク量、立体物Ｏbjの造形に用いることのできるインクの種類、立体物Ｏbjの造形に許容される造形時間、等の、立体物Ｏbjの要件に応じて、立体物Ｏbjの内部構造を一意に決定することが可能となる。換言すれば、立体物Ｏbjの要件が変更された場合であっても、要件の変更に柔軟に対応し、且つ、利用者に過大な負荷をかけることなく、立体物Ｏbjの内部構造を決定できる。
【０１２７】
＜＜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。
【０１２８】
＜＜変形例１＞＞  
上述した実施形態において、ディザマトリクスＤZの有する複数の閾値は、ドット形成指標値ＲFが大きくなるのに従い支柱Ｋの断面積が増加する、という要件（１）、及び、ドット形成指標値ＲFが大きくなるのに従い支柱Ｋの本数が増加する、という要件（２）の、支柱Ｋに係る２個の要件のうち、一方または両方を満たすように設定されるが、このような要件を充足するためのディザマトリクスＤZとして、渦巻型のディザマトリクスや網点型のディザマトリクス等の公知のドット集中型のディザマトリクス、または、ベイヤー型のディザマトリクス等の公知のドット分散型のディザマトリクスを採用してもよい。
図１６Ａ〜図１６Ｃは、本発明において採用しうる各種ディザマトリクスと、各ディザマトリクスにおいてドット形成指標値ＲFに応じて決定される対象ボクセルＶxT、すなわち、各ディザマトリクスによりドット形成指標値ＲFに応じて決定される支柱Ｋの本数、形状、及び、位置と、の関係を例示する説明図である。なお、図１６Ａ〜図１６Ｃでは、図１３乃至図１５と同様に、１０行１０列の１００個の格納要素を有する１つのディザマトリクスＤZと、ボクセルデータＶＤの示す複数の内部ボクセルＶx-INのうち、当該１つのディザマトリクスＤZによりドット配置を決定すべき１０行１０列の内部ボクセルＶx-INと、を示している。また、図１６Ａ〜図１６Ｃにおいても、図１３乃至図１５と同様に、ドットを形成すべき対象ボクセルＶxTを網掛けのセルで表わし、非対象ボクセルＶxHを無地のセルで表わしている。なお、図１６Ａ〜図１６Ｃにおいては、図示の都合上、ディザマトリクスＤZの有する各閾値の記載は省略している。
【０１２９】
本発明に係るディザマトリクスＤZとしては、図１６Ａに示すように、ドット形成指標値ＲFが大きくなるのに従い、支柱Ｋが太くなるように閾値を配置した、渦巻型のディザマトリクスを採用しうる。この図では、ボクセルデータＶＤ[q]の示す複数の内部ボクセルＶx-IN[q]の集合のうち、１つのディザマトリクスＤZに対応する１０行１０列の内部ボクセルＶx-IN[q]において、ドット形成指標値ＲFが「１０」のときに、１０ドット分の断面積を有する１本の支柱Ｋが形成され、ドット形成指標値ＲFが「２０」のときに、２０ドット分の断面積を有する１本の支柱Ｋが形成され、ドット形成指標値ＲFが「３０」のときに、３０ドット分の断面積を有する１本の支柱Ｋが形成される様子を例示している。
また、本発明に係るディザマトリクスＤZとしては、図１６Ｂに示すように、ドット形成指標値ＲFが大きくなるのに従い、支柱Ｋが太くなるように閾値を配置した、網点型のディザマトリクスを採用しうる。この図では、ボクセルデータＶＤ[q]の示す複数の内部ボクセルＶx-IN[q]の集合のうち、１つのディザマトリクスＤZに対応する１０行１０列の内部ボクセルＶx-IN[q]において、ドット形成指標値ＲFが「１０」のときに、３ドットまたは４ドット分の断面積を有する３本の支柱Ｋが形成され、ドット形成指標値ＲFが「２０」のときに、６ドットまたは７ドット分の断面積を有する３本の支柱Ｋが形成され、ドット形成指標値ＲFが「３０」のときに、９ドットまたは１０ドット分の断面積を有する３本の支柱Ｋが形成される様子を例示している。
また、本発明に係るディザマトリクスＤZとしては、図１６Ｃに示すように、ベイヤー型等のドット分散型のディザマトリクスを採用しうる。この図に示す例では、ドット形成指標値ＲFが「２０」以下の場合において、ドット形成指標値ＲFが大きくなるのに従い、支柱Ｋの本数が多くなる。
【０１３０】
なお、図１３乃至図１６Ｃに示す例では、ディザマトリクスＤZのサイズは、１０行１０列であるが、ディザマトリクスＤZは少なくとも２行２列以上のサイズを有していればよい。
【０１３１】
＜＜変形例２＞＞  
上述した実施形態及び変形例では、図１３乃至図１５に例示するように、ディザマトリクスＤZの有する複数の閾値は、互いに異なるユニークな値となるように定められるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、２以上の閾値が同一の値であってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例では、ディザマトリクスＤZの有する各閾値は整数であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ディザマトリクスＤZの有する各閾値は整数以外の実数であってもよい。
【０１３２】
また、上述した実施形態及び変形例において、ドット形成指標値ＲFの取り得る範囲を、０≦ＲF≦１００とし、ディザマトリクスＤZの各閾値の取り得る範囲を、１以上１００以下としているが、これは一例である。本発明において、ドット形成指標値ＲFの取り得る範囲と、ディザマトリクスＤZの有する各閾値の取り得る範囲は、ドット形成指標値ＲFとディザマトリクスＤZの有する閾値とを比較し、比較結果に応じてドット形成指標値ＲFを二値化するという所謂ハーフトーニング処理の適用が可能となるように、互いに対応付けられた範囲であればよい。例えば、ドット形成指標値ＲFの取り得る最小値を、ディザマトリクスＤZの有する最小の閾値に略一致する値、または、当該最小の閾値以上の値とし、ドット形成指標値ＲFの取り得る最大値を、ディザマトリクスＤZの有する最大の閾値に略一致する値、または、当該最大の閾値以下の値としてもよい。少なくとも、ディザマトリクスＤZの各閾値の取り得る範囲の一部または全部と、ドット形成指標値ＲFの取り得る範囲の一部または全部と、が重複していればよい。
なお、本実施形態では、ディザマスクとして、複数の格納要素を複数行複数列のマトリクス形状に並べたディザマトリクスＤZを例示しているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ディザマスクは、複数の格納要素が四角形以外の任意の形状に並べられるものであってもよい。
【０１３３】
＜＜変形例３＞＞  
上述した実施形態及び変形例では、強度指標値ＳTはモデルデータ生成部９２により生成されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、造形データ生成部９３がモデルデータＤatに基づいて強度指標値ＳTを生成してもよいし、立体物造形システム１００の利用者が表示操作部９１を用いて強度指標値ＳTを入力する態様であってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例では、ドット形成指標値ＲFは造形データ生成部９３により生成されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、モデルデータ生成部９２がモデルデータＤatに基づいてドット形成指標値ＲFを生成してもよいし、立体物造形システム１００の利用者が表示操作部９１を用いてドット形成指標値ＲFを入力する態様であってもよい。
【０１３４】
＜＜変形例４＞＞  
上述した実施形態及び変形例では、造形データ生成部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、造形データ生成部９３は、立体物造形装置１に設けられていてもよい。つまり、造形データ生成部９３は、立体物造形装置１のＣＰＵが、記憶部６０に記憶された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ってもよい。この場合、記憶部６０が、ディザマトリクスＤZ（ディザマスク）を記憶していることが好ましい。
本変形例のように、立体物造形装置１が造形データ生成部９３を具備する場合、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に基づいて造形データＳＤを生成し、さらに、生成した造形データ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。
【０１３５】
＜＜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は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ってもよい。
【０１３６】
＜＜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６種類のインクを吐出可能であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１は、少なくとも１種類以上の造形用インクを吐出可能であればよい。
【０１３７】
＜＜変形例７＞＞  
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を形成する粉体層形成部（図示省略）と、立体物Ｏbjの造形後に、立体物Ｏbjを構成しない余分な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。
【０１３８】
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Ｓ１７０の代わりにステップＳ１７１及びＳ１７２の処理を実行する点と、ステップＳ１８０における判定結果が肯定である場合にステップＳ１８１の処理を実行する点と、を除き、図８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、本変形例に係る造形制御部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（Ｓ１７１）。
また、本変形例に係る造形制御部６は、造形データＳＤ[q]に基づいて、粉体層ＰW[q]にドットを形成し、当該ドットを用いて造形体ＬＹ[q]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（Ｓ１７２）。具体的には、造形制御部６は、ステップＳ１７２において、まず、造形データ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]に対してインクが吐出されるようにヘッドユニット３等の動作を制御する。次に、造形制御部６は、粉体層ＰW[q]に対して吐出されたインクを粉体と共に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、粉体とインクとからなるドットを形成する。そして、粉体層ＰW[q]に設けられたドットにより、造形体ＬＹ[q]を形成する。
また、本変形例に係る造形制御部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（Ｓ１８１）。
【０１３９】
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、造形データ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に示すPhase-A及びPhase-Bは、図９に示すPhase-A及びPhase-C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]から造形データＳＤ[q]を生成し、そして、造形データ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、本変形例に係る造形体ＬＹ[q]の形成について説明する。
【０１４０】
図１８に示すPhase-Cのように、造形制御部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Ｓ１７１参照）。
次に、造形制御部６は、図１８に示すPhase-Dのように、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Ｓ１７２参照）。具体的には、造形制御部６は、まず、造形データ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等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る。次に、造形制御部６は、粉体層ＰW[1]に形成したインク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、粉体層ＰW[1]にドットを形成し、当該ドットを複数用いて造形体ＬＹ[1]を形成する。
その後、造形制御部６は、図１８に示すPhase-Eのように、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、造形制御部６は、図１８に示すPhase-Fのように、造形体ＬＹ[2]が形成されるように、ヘッドユニット３等の各部の動作を制御する。
このように、造形制御部６は、造形データ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。
【０１４１】
＜＜変形例８＞＞  
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。
【０１４２】
＜＜変形例９＞＞  
上述した実施形態及び変形例において、立体物造形装置１は、１つのボクセルＶxを満たすサイズのドットを形成可能であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、立体物造形装置１は複数サイズのドットを形成可能なものであってもよい。例えば、立体物造形装置１は、ボクセルＶxの３分の１のサイズの小ドット、ボクセルＶxの３分の２のサイズの中ドット、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。
また、立体物造形装置１が、複数サイズのドットを形成可能な場合、造形制御部６は、ヘッドユニット３の駆動信号生成部３１に対し、各単位期間Ｔuにおいて、複数の波形を有する駆動波形信号Ｃomを供給する。そして、駆動信号生成部３１は、造形制御部６による制御の下で、吐出部Ｄ[m]から吐出されたインクにより形成すべきドットのサイズに応じて、駆動波形信号Ｃomの有する複数の波形の一部若しくは全部の選択と、波形の非選択と、を切り変えることで駆動信号Ｖin[m]を生成し、生成した駆動信号Ｖin[m]を吐出部Ｄ[m]に供給すればよい。
なお、駆動波形信号Ｃomは、インクの種類毎に異なる波形としてもよい。また、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】
【０１４３】
１…立体物造形装置、３…ヘッドユニット、６…造形制御部、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…造形データ生成部、９５…決定部、１００…立体物造形システム、１０１…システム制御部、Ｄ…吐出部、ＤZ…ディザマトリクス。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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