JP2002067174A - データ処理装置及び方法、並びに三次元造形装置及び方法 - Google Patents
データ処理装置及び方法、並びに三次元造形装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 対象物の触感を忠実に再現した三次元造形物
を生成すること。 【解決手段】 データ生成装置１は、ＳＴＬデータ生成
部１ａにおいて造形対象物についての形状データに触感
情報を付加する。そして、データ処理装置１０において
造形対象物の形状及び触感を再現するための造形用デー
タを生成し、その造形用データを三次元造形装置２０に
与える。三次元造形装置２０では、データ処理装置１０
から得られる造形用データに基づいて造形を行う。その
結果生成される三次元造形物は、造形対象物の形状だけ
でなく触感までもが忠実に再現されたものとなる。
を生成すること。 【解決手段】 データ生成装置１は、ＳＴＬデータ生成
部１ａにおいて造形対象物についての形状データに触感
情報を付加する。そして、データ処理装置１０において
造形対象物の形状及び触感を再現するための造形用デー
タを生成し、その造形用データを三次元造形装置２０に
与える。三次元造形装置２０では、データ処理装置１０
から得られる造形用データに基づいて造形を行う。その
結果生成される三次元造形物は、造形対象物の形状だけ
でなく触感までもが忠実に再現されたものとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光造形方式、イ
ンクジェット造形方式、粉末造形方式等によって対象物
の三次元造形物を生成する三次元造形技術に関する。
ンクジェット造形方式、粉末造形方式等によって対象物
の三次元造形物を生成する三次元造形技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、三次元造形を行う装置として、光
造形方式、インクジェット造形方式、粉末造形方式等の
種々の造形方式による装置が知られている。
造形方式、インクジェット造形方式、粉末造形方式等の
種々の造形方式による装置が知られている。
【０００３】例えば、光造形方式による三次元造形装置
は、所定の光が照射されると硬化する液状の樹脂材料に
対して、レーザ光を照射することにより造形対象物の形
状を順次に再現していくものであり、いわゆるラピッド
プロトタイピング装置と呼ばれる三次元造形装置の中で
最も代表的なものである。
は、所定の光が照射されると硬化する液状の樹脂材料に
対して、レーザ光を照射することにより造形対象物の形
状を順次に再現していくものであり、いわゆるラピッド
プロトタイピング装置と呼ばれる三次元造形装置の中で
最も代表的なものである。
【０００４】また、インクジェット造形方式による三次
元造形装置は、インクジェットノズルが設けられたヘッ
ド部から微小な熱可塑性樹脂を射出しながら、インクを
順次に積層していくことで造形対象物の形状を再現する
ものである。
元造形装置は、インクジェットノズルが設けられたヘッ
ド部から微小な熱可塑性樹脂を射出しながら、インクを
順次に積層していくことで造形対象物の形状を再現する
ものである。
【０００５】また、粉末造形方式は、薄い層状に伸展さ
れた粉末材料に対して接着剤を吐出して粉末材料を結合
させるとともに、層形成と接着剤の吐出とを繰り返して
いくことで、粉末材料の結合体として三次元造形物を形
成するものである。
れた粉末材料に対して接着剤を吐出して粉末材料を結合
させるとともに、層形成と接着剤の吐出とを繰り返して
いくことで、粉末材料の結合体として三次元造形物を形
成するものである。
【０００６】さらに、これら以外にも粉末焼結法や紙積
層法等による三次元造形装置が知られている。
層法等による三次元造形装置が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
三次元造形装置によって生成される三次元造形物は、全
体として同一の柔らかさの三次元造形物しか生成するこ
とができないため、例えば、人体模型等における骨部分
と皮膚部分のように部分ごとに柔らかさの異なる造形対
象物については、触感を忠実に再現した三次元造形物を
生成することが不可能であった。
三次元造形装置によって生成される三次元造形物は、全
体として同一の柔らかさの三次元造形物しか生成するこ
とができないため、例えば、人体模型等における骨部分
と皮膚部分のように部分ごとに柔らかさの異なる造形対
象物については、触感を忠実に再現した三次元造形物を
生成することが不可能であった。
【０００８】また、三次元造形物に対して造形対象物の
有する触感を忠実に再現するためには、部分ごとの柔ら
かさだけでなく、表面粗さ等も忠実に再現することが必
要になる。なぜなら、柔らかさは三次元造形物の表面の
弾力性を再現するものであり、三次元造形物の表面のざ
らつき感等は表面粗さ等によらなければ忠実に再現する
ことができないからである。
有する触感を忠実に再現するためには、部分ごとの柔ら
かさだけでなく、表面粗さ等も忠実に再現することが必
要になる。なぜなら、柔らかさは三次元造形物の表面の
弾力性を再現するものであり、三次元造形物の表面のざ
らつき感等は表面粗さ等によらなければ忠実に再現する
ことができないからである。
【０００９】そこで、この発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであって、造形対象物の触感を忠実に再現し
た三次元造形物を生成することのできる三次元造形装置
及び三次元造形方法を提供することを目的とし、また、
そのような三次元造装置に適用される造形用データを生
成するデータ処理装置を提供することをも目的とする。
されたものであって、造形対象物の触感を忠実に再現し
た三次元造形物を生成することのできる三次元造形装置
及び三次元造形方法を提供することを目的とし、また、
そのような三次元造装置に適用される造形用データを生
成するデータ処理装置を提供することをも目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、三次元造形用となる造形
用データを生成するデータ処理装置であって、対象物の
形状に関する形状データを入力する形状データ入力手段
と、前記対象物の触感に関する触感情報を入力する触感
情報入力手段と、前記形状データと前記触感情報とに基
づいて、前記対象物の形状及び触感を再現するための前
記造形用データを生成するデータ生成手段とを備えてい
る。
に、請求項１に記載の発明は、三次元造形用となる造形
用データを生成するデータ処理装置であって、対象物の
形状に関する形状データを入力する形状データ入力手段
と、前記対象物の触感に関する触感情報を入力する触感
情報入力手段と、前記形状データと前記触感情報とに基
づいて、前記対象物の形状及び触感を再現するための前
記造形用データを生成するデータ生成手段とを備えてい
る。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のデータ処理装置において、前記データ生成手段が、前
記触感情報に基づいて、前記形状データの示す形状を変
形させることによって、前記造形用データを生成するこ
とを特徴としている。
のデータ処理装置において、前記データ生成手段が、前
記触感情報に基づいて、前記形状データの示す形状を変
形させることによって、前記造形用データを生成するこ
とを特徴としている。
【００１２】請求項３に記載の発明は、データ処理装置
が、対象物の形状に関する形状データを入力する形状デ
ータ入力手段と、前記対象物の触感に関する触感情報を
入力する触感情報入力手段と、前記形状データと前記触
感情報とを関連づけて記憶する手段とを備えている。
が、対象物の形状に関する形状データを入力する形状デ
ータ入力手段と、前記対象物の触感に関する触感情報を
入力する触感情報入力手段と、前記形状データと前記触
感情報とを関連づけて記憶する手段とを備えている。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のデータ処理装置において、前記触感情報が、前記対象
物の触感を測定することによって得られる情報であるこ
とを特徴としている。
のデータ処理装置において、前記触感情報が、前記対象
物の触感を測定することによって得られる情報であるこ
とを特徴としている。
【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載のデータ処理装置において、
前記触感情報が、前記対象物の複数の部分のそれぞれに
ついて、触感に関する情報を有することを特徴としてい
る。
請求項４のいずれかに記載のデータ処理装置において、
前記触感情報が、前記対象物の複数の部分のそれぞれに
ついて、触感に関する情報を有することを特徴としてい
る。
【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のデータ処理装置において、前記触感情報が、前記触感
に関する情報として、前記対象物の柔らかさに関する情
報と前記対象物のテクスチャに関する情報との少なくと
も一方を有することを特徴としている。
のデータ処理装置において、前記触感情報が、前記触感
に関する情報として、前記対象物の柔らかさに関する情
報と前記対象物のテクスチャに関する情報との少なくと
も一方を有することを特徴としている。
【００１６】請求項７に記載の発明は、対象物の三次元
造形物を生成する三次元造形装置であって、前記三次元
造形物を生成する造形手段と、前記対象物の形状に関す
る形状データと、前記対象物の触感に関する触感情報と
に基づいて、前記造形手段を制御する制御手段とを備え
ている。
造形物を生成する三次元造形装置であって、前記三次元
造形物を生成する造形手段と、前記対象物の形状に関す
る形状データと、前記対象物の触感に関する触感情報と
に基づいて、前記造形手段を制御する制御手段とを備え
ている。
【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の三次元造形装置において、前記造形手段が、光造形方
式によって前記三次元造形物を生成するものであり、所
定のレーザ光源を駆動制御することによって前記三次元
造形物を生成することを特徴としている。
の三次元造形装置において、前記造形手段が、光造形方
式によって前記三次元造形物を生成するものであり、所
定のレーザ光源を駆動制御することによって前記三次元
造形物を生成することを特徴としている。
【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項７に記載
の三次元造形装置において、前記造形手段が、インクジ
ェット造形方式によって前記三次元造形物を生成するも
のであり、所定のインクジェットノズルからの射出材料
を制御することによって前記三次元造形物を生成するこ
とを特徴としている。
の三次元造形装置において、前記造形手段が、インクジ
ェット造形方式によって前記三次元造形物を生成するも
のであり、所定のインクジェットノズルからの射出材料
を制御することによって前記三次元造形物を生成するこ
とを特徴としている。
【００１９】請求項１０に記載の発明は、請求項７に記
載の三次元造形装置において、前記造形手段が、インク
ジェット造形方式によって前記三次元造形物を生成する
ものであり、複数のインクジェットノズルのうちからイ
ンクの吐出を行うインクジェットノズルの選択制御を行
うことによって前記三次元造形物を生成することを特徴
としている。
載の三次元造形装置において、前記造形手段が、インク
ジェット造形方式によって前記三次元造形物を生成する
ものであり、複数のインクジェットノズルのうちからイ
ンクの吐出を行うインクジェットノズルの選択制御を行
うことによって前記三次元造形物を生成することを特徴
としている。
【００２０】請求項１１に記載の発明は、請求項７に記
載の三次元造形装置において、前記造形手段が、粉末造
形方式によって前記三次元造形物を生成するものであ
り、複数の粉末材料のうちから造形の際に使用する粉末
材料の選択又は混合を行うことによって前記三次元造形
物を生成することを特徴としている。
載の三次元造形装置において、前記造形手段が、粉末造
形方式によって前記三次元造形物を生成するものであ
り、複数の粉末材料のうちから造形の際に使用する粉末
材料の選択又は混合を行うことによって前記三次元造形
物を生成することを特徴としている。
【００２１】請求項１２に記載の発明は、請求項７に記
載の三次元造形装置において、前記造形手段が、粉末造
形方式によって前記三次元造形物を生成するものであ
り、所定の粉末材料を結合させるための接着剤の塗布制
御を行うことによって前記三次元造形物を生成すること
を特徴としている。
載の三次元造形装置において、前記造形手段が、粉末造
形方式によって前記三次元造形物を生成するものであ
り、所定の粉末材料を結合させるための接着剤の塗布制
御を行うことによって前記三次元造形物を生成すること
を特徴としている。
【００２２】請求項１３に記載の発明は、請求項７ない
し請求項１２のいずれかに記載の三次元造形装置におい
て、前記触感情報が、前記対象物の触感を測定すること
によって得られる情報であることを特徴としている。
し請求項１２のいずれかに記載の三次元造形装置におい
て、前記触感情報が、前記対象物の触感を測定すること
によって得られる情報であることを特徴としている。
【００２３】請求項１４に記載の発明は、請求項７ない
し請求項１３のいずれかに記載の三次元造形装置におい
て、前記触感情報が、前記対象物の複数の部分のそれぞ
れについて、触感に関する情報を有することを特徴とし
ている。
し請求項１３のいずれかに記載の三次元造形装置におい
て、前記触感情報が、前記対象物の複数の部分のそれぞ
れについて、触感に関する情報を有することを特徴とし
ている。
【００２４】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載の三次元造形装置において、前記触感情報が、前記
触感に関する情報として、前記対象物の柔らかさに関す
る情報と前記対象物のテクスチャに関する情報との少な
くとも一方を有することを特徴としている。
記載の三次元造形装置において、前記触感情報が、前記
触感に関する情報として、前記対象物の柔らかさに関す
る情報と前記対象物のテクスチャに関する情報との少な
くとも一方を有することを特徴としている。
【００２５】請求項１６に記載の発明は、データ処理方
法において、対象物の形状に関する形状データを入力す
る工程と、前記対象物の触感に関する触感情報を入力す
る工程と、前記形状データと前記触感情報とを関連づけ
て記憶する工程とを有している。
法において、対象物の形状に関する形状データを入力す
る工程と、前記対象物の触感に関する触感情報を入力す
る工程と、前記形状データと前記触感情報とを関連づけ
て記憶する工程とを有している。
【００２６】請求項１７に記載の発明は、三次元造形用
となる造形用データを生成するデータ処理方法であっ
て、対象物の形状に関する形状データを入力する工程
と、前記対象物の触感に関する触感情報を入力する工程
と、前記形状データと前記触感情報とに基づいて、前記
対象物の形状及び触感を再現するための前記造形用デー
タを生成する工程とを有している。
となる造形用データを生成するデータ処理方法であっ
て、対象物の形状に関する形状データを入力する工程
と、前記対象物の触感に関する触感情報を入力する工程
と、前記形状データと前記触感情報とに基づいて、前記
対象物の形状及び触感を再現するための前記造形用デー
タを生成する工程とを有している。
【００２７】請求項１８に記載の発明は、対象物の三次
元造形物を生成する三次元造形方法であって、前記対象
物の形状に関する形状データと、前記対象物の触感に関
する触感情報とを入力する工程と、前記形状データと前
記触感情報とに基づいて、所定の造形手段を制御するこ
とにより、前記三次元造形物を生成する工程とを有して
いる。
元造形物を生成する三次元造形方法であって、前記対象
物の形状に関する形状データと、前記対象物の触感に関
する触感情報とを入力する工程と、前記形状データと前
記触感情報とに基づいて、所定の造形手段を制御するこ
とにより、前記三次元造形物を生成する工程とを有して
いる。
【００２８】請求項１９に記載の発明は、三次元造形用
として用いられる造形用データであって、対象物の形状
に関する形状データと、前記対象物の触感に関する触感
情報とが関連づけられたデータ構造を有することを特徴
としている。
として用いられる造形用データであって、対象物の形状
に関する形状データと、前記対象物の触感に関する触感
情報とが関連づけられたデータ構造を有することを特徴
としている。
【００２９】請求項２０に記載の発明は、請求項１９に
記載の造形用データにおいて、前記触感情報が、前記対
象物の複数の部分のそれぞれについて、触感に関する情
報を有することを特徴としている。
記載の造形用データにおいて、前記触感情報が、前記対
象物の複数の部分のそれぞれについて、触感に関する情
報を有することを特徴としている。
【００３０】請求項２１に記載の発明は、請求項２０に
記載の造形用データにおいて、前記触感情報が、前記触
感に関する情報として、前記対象物の柔らかさに関する
情報と前記対象物のテクスチャに関する情報との少なく
とも一方を有することを特徴としている。
記載の造形用データにおいて、前記触感情報が、前記触
感に関する情報として、前記対象物の柔らかさに関する
情報と前記対象物のテクスチャに関する情報との少なく
とも一方を有することを特徴としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３２】＜１．三次元造形システムの全体的構成と
造形用データの生成＞まず、この実施の形態における三
次元造形システムの全体的構成について説明する。
造形用データの生成＞まず、この実施の形態における三
次元造形システムの全体的構成について説明する。
【００３３】図１は、三次元造形システム１００の一構
成例を示す概念図である。この三次元造形システム１０
０は、データ生成装置１と触感情報生成部２とデータ処
理装置１０と三次元造形装置２０とを備えて構成され
る。
成例を示す概念図である。この三次元造形システム１０
０は、データ生成装置１と触感情報生成部２とデータ処
理装置１０と三次元造形装置２０とを備えて構成され
る。
【００３４】データ生成装置１は、ＳＴＬデータ生成部
１ａと触感情報入力部と１ｂとを備えている。
１ａと触感情報入力部と１ｂとを備えている。
【００３５】ＳＴＬデータ生成部１ａは、三次元ソリッ
ドモデラーや三次元サーフェイスモデラーと呼ばれる三
次元ＣＡＤ装置や、造形対象物の形状を直接計測する装
置等によって構成され、造形対象物の三次元形状を、ラ
ピッドプロトタイピングの技術分野において業界水準に
至っているＳＴＬフォーマットのデータ構造で表現し、
そしてその結果生成されるＳＴＬデータを出力するよう
に構成されている。
ドモデラーや三次元サーフェイスモデラーと呼ばれる三
次元ＣＡＤ装置や、造形対象物の形状を直接計測する装
置等によって構成され、造形対象物の三次元形状を、ラ
ピッドプロトタイピングの技術分野において業界水準に
至っているＳＴＬフォーマットのデータ構造で表現し、
そしてその結果生成されるＳＴＬデータを出力するよう
に構成されている。
【００３６】図２は、ＳＴＬデータ生成部１ａにおいて
生成されるＳＴＬデータを示す概念図である。ＳＴＬデ
ータは、造形対象物の表面を微小な三角形平面の集合体
として近似することによって造形対象物の形状を表現し
た形状データとなっている。図２に示すように、ＳＴＬ
データは、微小平面Ｐ１について法線ベクトルデータＤ
Ｎ１、第１頂点データＤＡ１、第２頂点データＤＢ１、
第３頂点データＤＣ１のデータを有している。他の微小
平面Ｐ２，Ｐ３，…についても同様である。つまり、各
微小平面は、微小三角形を構成する３つの頂点と、立体
物の内部方向を示すための法線によって定義されるので
ある。
生成されるＳＴＬデータを示す概念図である。ＳＴＬデ
ータは、造形対象物の表面を微小な三角形平面の集合体
として近似することによって造形対象物の形状を表現し
た形状データとなっている。図２に示すように、ＳＴＬ
データは、微小平面Ｐ１について法線ベクトルデータＤ
Ｎ１、第１頂点データＤＡ１、第２頂点データＤＢ１、
第３頂点データＤＣ１のデータを有している。他の微小
平面Ｐ２，Ｐ３，…についても同様である。つまり、各
微小平面は、微小三角形を構成する３つの頂点と、立体
物の内部方向を示すための法線によって定義されるので
ある。
【００３７】そして、ＳＴＬデータ生成部１ａにおいて
生成される造形対象物の形状データであるＳＴＬデータ
には、形状以外の他の情報として触感情報が付加され
る。
生成される造形対象物の形状データであるＳＴＬデータ
には、形状以外の他の情報として触感情報が付加され
る。
【００３８】触感情報生成部２は、造形対象物の表面の
触感を測定することで造形対象物の触感情報を生成す
る。触感には、造形対象物表面が弾力性や手触り感等が
ある。
触感を測定することで造形対象物の触感情報を生成す
る。触感には、造形対象物表面が弾力性や手触り感等が
ある。
【００３９】図３は、弾力性を測定するための概念図で
ある。触感情報生成部２は、変位センサ２ａより造形対
象物の表面９のある位置に対して力Ｆを与える。そし
て、造形対象物の表面９の変位量Ｘを検出する。このと
きのばね定数をＫとすると、ばね定数Ｋは、Ｋ＝Ｆ／Ｘ
を計算することにより求めることができる。このばね定
数Ｋが、造形対象物の計測点における弾力性を示す情報
となる。そして、触感情報生成部２は、上記のようにし
て造形対象物の複数点についてばね定数Ｋを求め、デー
タ生成装置１に出力する。
ある。触感情報生成部２は、変位センサ２ａより造形対
象物の表面９のある位置に対して力Ｆを与える。そし
て、造形対象物の表面９の変位量Ｘを検出する。このと
きのばね定数をＫとすると、ばね定数Ｋは、Ｋ＝Ｆ／Ｘ
を計算することにより求めることができる。このばね定
数Ｋが、造形対象物の計測点における弾力性を示す情報
となる。そして、触感情報生成部２は、上記のようにし
て造形対象物の複数点についてばね定数Ｋを求め、デー
タ生成装置１に出力する。
【００４０】また、触感情報生成部２は、造形対象物の
ある位置の表面粗さを測定し、その表面粗さに関する情
報をテクスチャ情報として生成する。したがって、この
テクスチャ情報は、造形対象物の手触り感等を再現する
ための情報となる。例えば、表面粗さの指標として用い
られる中心線平均粗さや、造形対象物を構成している材
料の粒子の大きさ等に基づいてテクスチャ情報を生成す
ることができる。そして、触感情報生成部２は、造形対
象物の複数点についてテクスチャ情報を生成し、データ
生成装置１に出力する。
ある位置の表面粗さを測定し、その表面粗さに関する情
報をテクスチャ情報として生成する。したがって、この
テクスチャ情報は、造形対象物の手触り感等を再現する
ための情報となる。例えば、表面粗さの指標として用い
られる中心線平均粗さや、造形対象物を構成している材
料の粒子の大きさ等に基づいてテクスチャ情報を生成す
ることができる。そして、触感情報生成部２は、造形対
象物の複数点についてテクスチャ情報を生成し、データ
生成装置１に出力する。
【００４１】つまり、触感情報生成部２は、弾力性に関
するばね定数や表面粗さに関するテクスチャ情報等を触
感情報としてデータ生成装置１に出力するのである。
するばね定数や表面粗さに関するテクスチャ情報等を触
感情報としてデータ生成装置１に出力するのである。
【００４２】なお、上記説明においては、触感情報生成
部２が造形対象物のある位置のバネ定数や表面粗さ等を
測定して触感情報を生成することについて述べたが、造
形対象物が現物として存在しない場合等のように、造形
対象物を測定することができない場合には、触感情報生
成部２が一般的なコンピュータによって構成され、ユー
ザが手入力等によって造形対象物の各部の触感情報を入
力するようにしてもよい。
部２が造形対象物のある位置のバネ定数や表面粗さ等を
測定して触感情報を生成することについて述べたが、造
形対象物が現物として存在しない場合等のように、造形
対象物を測定することができない場合には、触感情報生
成部２が一般的なコンピュータによって構成され、ユー
ザが手入力等によって造形対象物の各部の触感情報を入
力するようにしてもよい。
【００４３】また、触感情報生成部２は、弾力性や手触
り感等に関する情報に加えて、さらに他の情報を触感情
報に含めるようにしてもよい。
り感等に関する情報に加えて、さらに他の情報を触感情
報に含めるようにしてもよい。
【００４４】そして、データ生成装置１においては、触
感情報入力部１ｂが触感情報生成部２からの触感情報を
取得し、その取得した触感情報をＳＴＬデータ生成部１
ａに与える。
感情報入力部１ｂが触感情報生成部２からの触感情報を
取得し、その取得した触感情報をＳＴＬデータ生成部１
ａに与える。
【００４５】そして、ＳＴＬデータ生成部１ａでは、造
形対象物の形状に関するデータであるＳＴＬデータに対
して、触感情報生成部２から得られる触感情報を付加す
る。
形対象物の形状に関するデータであるＳＴＬデータに対
して、触感情報生成部２から得られる触感情報を付加す
る。
【００４６】図４は、ＳＴＬデータ生成部１ａにて生成
されるＳＴＬデータの概念図である。図４に示すよう
に、ＳＴＬデータ生成部１ａは、ＳＴＬデータの微小平
面ごとに触感情報ＤＦ１，ＤＦ２，…を付加することに
より、造形用データを生成する。ここで、付加する触感
情報ＤＦ１，ＤＦ２，…は、触感情報生成部２から得ら
れた触感情報である。
されるＳＴＬデータの概念図である。図４に示すよう
に、ＳＴＬデータ生成部１ａは、ＳＴＬデータの微小平
面ごとに触感情報ＤＦ１，ＤＦ２，…を付加することに
より、造形用データを生成する。ここで、付加する触感
情報ＤＦ１，ＤＦ２，…は、触感情報生成部２から得ら
れた触感情報である。
【００４７】ただし、触感情報生成部２では造形対象物
の表面全てについて触感情報を求めたものではなく、複
数の代表点について触感情報を求めたものであるため、
微小平面ごとには対応する触感情報が存在しない場合も
ある。そこで、ＳＴＬデータ生成部１ａは、ある微小平
面に対応する触感情報が得られていない場合には、その
近傍の触感情報から補間処理を行うことによって各微小
平面に対応する触感情報を生成し、それを各微小平面に
対応づけることによって図４のように形状と触感とを対
応づける。
の表面全てについて触感情報を求めたものではなく、複
数の代表点について触感情報を求めたものであるため、
微小平面ごとには対応する触感情報が存在しない場合も
ある。そこで、ＳＴＬデータ生成部１ａは、ある微小平
面に対応する触感情報が得られていない場合には、その
近傍の触感情報から補間処理を行うことによって各微小
平面に対応する触感情報を生成し、それを各微小平面に
対応づけることによって図４のように形状と触感とを対
応づける。
【００４８】また、ＳＴＬデータ生成部１ａは、触感情
報に基づいて、そのような触感を再現するための最適な
材料を特定する機能を有しており、各微小平面について
触感を再現する最適な材料を触感情報ＤＦ１，ＤＦ２，
…のそれぞれに含めるようにしてもよい。
報に基づいて、そのような触感を再現するための最適な
材料を特定する機能を有しており、各微小平面について
触感を再現する最適な材料を触感情報ＤＦ１，ＤＦ２，
…のそれぞれに含めるようにしてもよい。
【００４９】なお、ばね定数とテクスチャ情報とが触感
情報に含まれる場合のように、複数種類のパラメータが
触感情報に含まれる場合には、それら全てのパラメータ
に基づいて三次元造形物の触感を再現することが困難な
場合も考えられる。そのような場合には、いずれのパラ
メータを優先させて触感を再現するかを示す優先度を各
パラメータに対応づけておくことが好ましい。そうする
ことにより、例えば、ばね定数とテクスチャとの双方を
忠実に再現することが困難な場合に、優先度の高い方の
触感を再現することが可能になる。
情報に含まれる場合のように、複数種類のパラメータが
触感情報に含まれる場合には、それら全てのパラメータ
に基づいて三次元造形物の触感を再現することが困難な
場合も考えられる。そのような場合には、いずれのパラ
メータを優先させて触感を再現するかを示す優先度を各
パラメータに対応づけておくことが好ましい。そうする
ことにより、例えば、ばね定数とテクスチャとの双方を
忠実に再現することが困難な場合に、優先度の高い方の
触感を再現することが可能になる。
【００５０】ＳＴＬデータ生成部１ａは、このようにし
てＳＴＬデータを生成し、データ処理装置１０に対して
出力する。なお、ＳＴＬデータ生成部１ａにおいても、
各微小平面に対応する触感情報ＤＦ１，…をユーザが手
入力等で入力設定するようにしてもよいことは勿論であ
る。
てＳＴＬデータを生成し、データ処理装置１０に対して
出力する。なお、ＳＴＬデータ生成部１ａにおいても、
各微小平面に対応する触感情報ＤＦ１，…をユーザが手
入力等で入力設定するようにしてもよいことは勿論であ
る。
【００５１】データ処理装置１０では、ＳＴＬデータ入
力部１１がＳＴＬデータを取得し、それをデータ処理部
１３に与える。そして、データ処理部１３が、ＳＴＬデ
ータに基づいて、造形対象物の形状及び触感を再現する
ための造形用データを生成する。そして、生成された造
形用データは三次元造形装置２０に与えられる。
力部１１がＳＴＬデータを取得し、それをデータ処理部
１３に与える。そして、データ処理部１３が、ＳＴＬデ
ータに基づいて、造形対象物の形状及び触感を再現する
ための造形用データを生成する。そして、生成された造
形用データは三次元造形装置２０に与えられる。
【００５２】三次元造形装置２０は、所定の材料を用い
て造形対象物の模型である三次元造形物を生成するもの
でり、制御部２１と造形機構部２２とを備えている。制
御部２１は、データ処理装置１０から得られる造形用デ
ータに基づいて造形機構部２２を駆動制御する。造形機
構部２２は、制御部２１からの制御によって所定の材料
を用いて三次元造形物の生成を行う。造形機構部２２
は、光造形方式、インクジェット造形方式、粉末造形方
式のいずれの造形方式によるものでもよい。また、光造
形方式、インクジェット造形方式、粉末造形方式には含
まれない他の造形方式によって三次元造形を行うもので
あってもよい。
て造形対象物の模型である三次元造形物を生成するもの
でり、制御部２１と造形機構部２２とを備えている。制
御部２１は、データ処理装置１０から得られる造形用デ
ータに基づいて造形機構部２２を駆動制御する。造形機
構部２２は、制御部２１からの制御によって所定の材料
を用いて三次元造形物の生成を行う。造形機構部２２
は、光造形方式、インクジェット造形方式、粉末造形方
式のいずれの造形方式によるものでもよい。また、光造
形方式、インクジェット造形方式、粉末造形方式には含
まれない他の造形方式によって三次元造形を行うもので
あってもよい。
【００５３】そして、三次元造形装置２０は、データ処
理装置１０から得られる造形用データに基づいて三次元
造形物の造形動作を行うように構成されており、その造
形動作の際には、各微小平面に対応づけられた触感情報
に基づいた造形動作が行われるので、三次元造形物の触
感を造形対象物の触感と同様の状態に実現することが可
能になる。
理装置１０から得られる造形用データに基づいて三次元
造形物の造形動作を行うように構成されており、その造
形動作の際には、各微小平面に対応づけられた触感情報
に基づいた造形動作が行われるので、三次元造形物の触
感を造形対象物の触感と同様の状態に実現することが可
能になる。
【００５４】なお、上記説明においては、データ処理装
置１０と三次元造形装置２０とが別体として構成される
例について示したが、上記のデータ処理装置１０を三次
元造形装置２０の内部機能として構成してもよい。
置１０と三次元造形装置２０とが別体として構成される
例について示したが、上記のデータ処理装置１０を三次
元造形装置２０の内部機能として構成してもよい。
【００５５】図５は、そのような構成の三次元造形シス
テム１００ａの構成例を示す概念図である。図５に示す
ように三次元造形システム１００ａでは、三次元造形装
置２０ａがＳＴＬデータ入力部１１と触感情報入力部１
２とデータ処理部１３と制御部２１と造形機構部２２と
を備えており、上述のデータ処理装置１０の機能を三次
元造形装置２０ａが実現するように構成される。なお、
この構成の場合でも、各部の詳細な機能及び作用は、上
述したものと同様である。
テム１００ａの構成例を示す概念図である。図５に示す
ように三次元造形システム１００ａでは、三次元造形装
置２０ａがＳＴＬデータ入力部１１と触感情報入力部１
２とデータ処理部１３と制御部２１と造形機構部２２と
を備えており、上述のデータ処理装置１０の機能を三次
元造形装置２０ａが実現するように構成される。なお、
この構成の場合でも、各部の詳細な機能及び作用は、上
述したものと同様である。
【００５６】また、データ処理装置１０において生成さ
れる造形用データは、メモリカードやＣＤ−Ｒ等の可搬
型の記録媒体に記録された状態で、三次元造形装置２０
に入力されるように構成してもよいことは勿論である。
れる造形用データは、メモリカードやＣＤ−Ｒ等の可搬
型の記録媒体に記録された状態で、三次元造形装置２０
に入力されるように構成してもよいことは勿論である。
【００５７】＜２．光造形方式＞まず、造形機構部２２
における造形方式が光造形方式である場合の三次元造形
について説明する。
における造形方式が光造形方式である場合の三次元造形
について説明する。
【００５８】図６は、光造形方式の三次元造形装置であ
る光造形装置３０を示す図である。光造形装置３０は、
造形機構部２２として、液状の光硬化性樹脂を貯留する
樹脂槽３１、三次元造形物を生成するためのステージ３
６、ステージ３６を支持する支持部材３５、支持部材３
５及びステージ３６を微小ピッチで下降させたり又は上
昇させる昇降駆動部３４、光硬化性樹脂を硬化させるた
めのレーザ光を発生させる光源３２、光源からのレーザ
光を光硬化性樹脂の液面に集光させる集光レンズ３３、
を備えている。制御部２１は、昇降駆動部３４及び光源
３２を制御するとともに、光源３２及び集光レンズ３３
によって構成されるヘッド部分をＸＹ平面内で任意の位
置に移動させる。
る光造形装置３０を示す図である。光造形装置３０は、
造形機構部２２として、液状の光硬化性樹脂を貯留する
樹脂槽３１、三次元造形物を生成するためのステージ３
６、ステージ３６を支持する支持部材３５、支持部材３
５及びステージ３６を微小ピッチで下降させたり又は上
昇させる昇降駆動部３４、光硬化性樹脂を硬化させるた
めのレーザ光を発生させる光源３２、光源からのレーザ
光を光硬化性樹脂の液面に集光させる集光レンズ３３、
を備えている。制御部２１は、昇降駆動部３４及び光源
３２を制御するとともに、光源３２及び集光レンズ３３
によって構成されるヘッド部分をＸＹ平面内で任意の位
置に移動させる。
【００５９】この光造形装置３０によって三次元造形を
行う際には、まず、ステージ３６の上面を液面からわず
かに低下した位置に初期設定し、その状態でヘッド部分
をＸＹ平面内で走査させるとともに、造形用データに基
づいて光源３２をＯＮ／ＯＦＦ制御する。この結果、ス
テージ３６上には微小な厚さの三次元造形物の一層分の
形状が実現できる。そして、ステージ３６を一層の厚さ
分下降させ、その上に次の一層分を形成するために光硬
化性樹脂を硬化させる。このような動作を繰り返すこと
により、樹脂槽３１内部のステージ３６上に硬化された
樹脂による三次元造形物９１が順次に形成されていき、
最終的にステージ３６上に三次元造形物９１の完成品が
得られることになる。
行う際には、まず、ステージ３６の上面を液面からわず
かに低下した位置に初期設定し、その状態でヘッド部分
をＸＹ平面内で走査させるとともに、造形用データに基
づいて光源３２をＯＮ／ＯＦＦ制御する。この結果、ス
テージ３６上には微小な厚さの三次元造形物の一層分の
形状が実現できる。そして、ステージ３６を一層の厚さ
分下降させ、その上に次の一層分を形成するために光硬
化性樹脂を硬化させる。このような動作を繰り返すこと
により、樹脂槽３１内部のステージ３６上に硬化された
樹脂による三次元造形物９１が順次に形成されていき、
最終的にステージ３６上に三次元造形物９１の完成品が
得られることになる。
【００６０】三次元造形物９１を造形する際には、造形
用データの触感情報に基づいて、三次元造形物９１の触
感が造形対象物の触感と同様のものとなるように、造形
される。
用データの触感情報に基づいて、三次元造形物９１の触
感が造形対象物の触感と同様のものとなるように、造形
される。
【００６１】具体的には、造形対象物の柔らかさ等の弾
力性を再現するためには、三次元造形物９１の内部側に
空洞部分（微***）を形成し、三次元造形物９１の表面
に押圧力が加わったときの収縮量が、ばね定数Ｋによっ
て定まる変位量とほぼ等しくなるように実現する。ばね
定数Ｋは三次元造形物９１の部分ごとに異なる場合もあ
るため、その場合には各部分ごとに内部に形成する空洞
部分の直径を変更し、各部分ごとにばね定数Ｋに基づい
た収縮量を示すように実現される。
力性を再現するためには、三次元造形物９１の内部側に
空洞部分（微***）を形成し、三次元造形物９１の表面
に押圧力が加わったときの収縮量が、ばね定数Ｋによっ
て定まる変位量とほぼ等しくなるように実現する。ばね
定数Ｋは三次元造形物９１の部分ごとに異なる場合もあ
るため、その場合には各部分ごとに内部に形成する空洞
部分の直径を変更し、各部分ごとにばね定数Ｋに基づい
た収縮量を示すように実現される。
【００６２】また、造形対象物のざらざら感やつるつる
感といった手触り感のなめらかさを実現するためには、
三次元造形物９１の表面にテクスチャ情報に応じた微小
突起を形成する。テクスチャ情報は造形対象物の表面粗
さに関する情報であるため、テクスチャ情報に基づいて
微小突起の形状や大きさ等を変更することで、三次元造
形物９１の表面の手触り感を、造形対象物の手触り感と
同様のものに実現することができる。また、テクスチャ
情報は、三次元造形物９１の部分ごとに異なる場合もあ
るため、その場合には各部分ごとに表面に形成する微小
突起の形状や大きさ等を変更することで、各部分ごとに
テクスチャ情報に基づいた手触り感を実現することがで
きる。
感といった手触り感のなめらかさを実現するためには、
三次元造形物９１の表面にテクスチャ情報に応じた微小
突起を形成する。テクスチャ情報は造形対象物の表面粗
さに関する情報であるため、テクスチャ情報に基づいて
微小突起の形状や大きさ等を変更することで、三次元造
形物９１の表面の手触り感を、造形対象物の手触り感と
同様のものに実現することができる。また、テクスチャ
情報は、三次元造形物９１の部分ごとに異なる場合もあ
るため、その場合には各部分ごとに表面に形成する微小
突起の形状や大きさ等を変更することで、各部分ごとに
テクスチャ情報に基づいた手触り感を実現することがで
きる。
【００６３】以下に、これらの触感を実現するための具
体的な処理手順について説明する。
体的な処理手順について説明する。
【００６４】図７は、三次元造形システム１００におい
て三次元造形物の弾力性を再現する光造形の処理シーケ
ンスを示すフローチャートである。
て三次元造形物の弾力性を再現する光造形の処理シーケ
ンスを示すフローチャートである。
【００６５】まず、データ生成装置１が造形対象物の柔
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、光造
形装置３０の制御部２１にその造形用データが与えられ
る（ステップＳ１００）。そして、光造形装置３０の制
御部２１は、造形用データに設定された各微小平面の弾
力性に関する触感情報から、その微小平面に対応する部
分を造形する際に内部側に形成する空洞部分、すなわち
微***の直径Ｄ１を所定の演算処理を行うことにより求
める（ステップＳ１０２）。
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、光造
形装置３０の制御部２１にその造形用データが与えられ
る（ステップＳ１００）。そして、光造形装置３０の制
御部２１は、造形用データに設定された各微小平面の弾
力性に関する触感情報から、その微小平面に対応する部
分を造形する際に内部側に形成する空洞部分、すなわち
微***の直径Ｄ１を所定の演算処理を行うことにより求
める（ステップＳ１０２）。
【００６６】図８は、ばね定数Ｋと微***の直径Ｄ１と
の関係を示す図である。図８に示すように、ばね定数Ｋ
が大きい場合には、三次元造形物の内部側に形成される
微***の直径Ｄ１は小さくなり、逆にばね定数Ｋが小さ
い場合には微***の直径Ｄ１は大きくなる。制御部２１
が図８のような対応関係を示す所定の演算式に基づいて
計算を行うことによってばね定数Ｋから微***の直径Ｄ
１を求める。なお、図８のような、ばね定数Ｋと微***
の直径Ｄ１との関係は、例えば制御部２１の内部メモリ
等に記憶されており、制御部２１が造形用データに記述
されている触感情報に基づいて内部メモリ等を検索し
て、直径Ｄ１を求めるように構成してもよいことは勿論
である。
の関係を示す図である。図８に示すように、ばね定数Ｋ
が大きい場合には、三次元造形物の内部側に形成される
微***の直径Ｄ１は小さくなり、逆にばね定数Ｋが小さ
い場合には微***の直径Ｄ１は大きくなる。制御部２１
が図８のような対応関係を示す所定の演算式に基づいて
計算を行うことによってばね定数Ｋから微***の直径Ｄ
１を求める。なお、図８のような、ばね定数Ｋと微***
の直径Ｄ１との関係は、例えば制御部２１の内部メモリ
等に記憶されており、制御部２１が造形用データに記述
されている触感情報に基づいて内部メモリ等を検索し
て、直径Ｄ１を求めるように構成してもよいことは勿論
である。
【００６７】そして、制御部２１はステップＳ１０２で
求められた微***の形状を造形用データの形状データに
付加する（ステップＳ１０４）。例えば、造形用データ
に含まれている形状データは造形対象物の外形に関する
形状データであるため、内部側については何ら形状は有
さないのが一般的である。しかし、この実施の形態では
造形を行う際に、内部側に微***を形成する必要がある
ことから、その微***の形状を形状データに付加するの
である。
求められた微***の形状を造形用データの形状データに
付加する（ステップＳ１０４）。例えば、造形用データ
に含まれている形状データは造形対象物の外形に関する
形状データであるため、内部側については何ら形状は有
さないのが一般的である。しかし、この実施の形態では
造形を行う際に、内部側に微***を形成する必要がある
ことから、その微***の形状を形状データに付加するの
である。
【００６８】図９は、微***形状の付加を概念的に示す
図である。三次元造形物を造形するための外形９２が図
９（ａ）に示すような形状である場合、制御部２１はそ
の外形９２の内部側に直径Ｄ１の微***９３の形状を付
加（変形）し、触感情報の弾力性を実現するための形状
データを生成するのである。この結果、造形用データに
含まれる立体的な形状データには、造形対象物の外形を
再現するための形状のみならず、造形対象物の触感であ
る弾力性をも再現するための形状が含まれることにな
る。また、触感情報が部分ごとに異なる場合には、部分
ごとに異なる微***９３が内部側に形成されるように、
形状データが生成される。
図である。三次元造形物を造形するための外形９２が図
９（ａ）に示すような形状である場合、制御部２１はそ
の外形９２の内部側に直径Ｄ１の微***９３の形状を付
加（変形）し、触感情報の弾力性を実現するための形状
データを生成するのである。この結果、造形用データに
含まれる立体的な形状データには、造形対象物の外形を
再現するための形状のみならず、造形対象物の触感であ
る弾力性をも再現するための形状が含まれることにな
る。また、触感情報が部分ごとに異なる場合には、部分
ごとに異なる微***９３が内部側に形成されるように、
形状データが生成される。
【００６９】そして、制御部２１は、ステップＳ１０４
において微***９３の形状が付加された立体的な形状デ
ータに基づいて、光造形の際にステージ３６を順次下降
させていくときの微小ピッチごとに複数平面でスライス
した断面形状を求める（ステップＳ１０６）。この断面
形状は、ステージ３６がある高さ位置にあるときに光源
３２を含むヘッド部分をＸＹ平面で走査させて一層分の
造形動作を行う際に用いられる形状データとなる。
において微***９３の形状が付加された立体的な形状デ
ータに基づいて、光造形の際にステージ３６を順次下降
させていくときの微小ピッチごとに複数平面でスライス
した断面形状を求める（ステップＳ１０６）。この断面
形状は、ステージ３６がある高さ位置にあるときに光源
３２を含むヘッド部分をＸＹ平面で走査させて一層分の
造形動作を行う際に用いられる形状データとなる。
【００７０】そして、制御部２１は昇降駆動部３４を駆
動させてステージ３６の上面側又は三次元造形物９１の
上端側に未硬化液体層を形成させる（ステップＳ１０
８）。そして、制御部２１は複数の断面形状のうちから
造形対象となる一層分の断面形状を抽出し（ステップＳ
１１０）、その抽出した断面形状に基づいてレーザ光の
走査を開始させる（ステップＳ１１２）。そして、制御
部２１は、断面形状に応じた一層分の形状を実現するた
めに、断面形状に基づいて光源３２のＯＮ／ＯＦＦ制御
を行い、光硬化性樹脂を硬化させる（ステップＳ１１
４）。
動させてステージ３６の上面側又は三次元造形物９１の
上端側に未硬化液体層を形成させる（ステップＳ１０
８）。そして、制御部２１は複数の断面形状のうちから
造形対象となる一層分の断面形状を抽出し（ステップＳ
１１０）、その抽出した断面形状に基づいてレーザ光の
走査を開始させる（ステップＳ１１２）。そして、制御
部２１は、断面形状に応じた一層分の形状を実現するた
めに、断面形状に基づいて光源３２のＯＮ／ＯＦＦ制御
を行い、光硬化性樹脂を硬化させる（ステップＳ１１
４）。
【００７１】図１０は、制御部２１による光源３２のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御の例を示す図である。図１０に示すよう
に、光源３２からのレーザ光は、制御部２１による制御
によって、経路８１を通過するように走査する。そし
て、制御部２１は、三次元造形物を造形するための外形
９２と、その内部側の微***９３とを再現するために、
位置ａ，ｂ，ｃ，ｄのそれぞれでレーザ光のＯＮ／ＯＦ
Ｆ状態を切り換える。具体的には、位置ａにおいてレー
ザ光をＯＮ状態にして樹脂を硬化させて三次元造形物の
外形９２を再現し、位置ｃにおいてレーザ光をＯＦＦ状
態に切り換えて三次元造形物の内部に微***９３を形成
する。また、位置ｄにおいてレーザ光をＯＮ状態に切り
換えて三次元造形物を生成するために樹脂を硬化させる
とともに、位置ｂにおいてレーザ光をＯＦＦ状態に切り
換えて三次元造形物の外形９２を再現する。このように
断面形状の外形部分と微***部分とでＯＮ／ＯＦＦ状態
を切り換えることで、三次元造形物を造形対象物と同様
の形状に再現することができるとともに、弾力性に関し
ても造形対象物と同様の弾力性を有する三次元造形物を
再現することが可能になるのである。
Ｎ／ＯＦＦ制御の例を示す図である。図１０に示すよう
に、光源３２からのレーザ光は、制御部２１による制御
によって、経路８１を通過するように走査する。そし
て、制御部２１は、三次元造形物を造形するための外形
９２と、その内部側の微***９３とを再現するために、
位置ａ，ｂ，ｃ，ｄのそれぞれでレーザ光のＯＮ／ＯＦ
Ｆ状態を切り換える。具体的には、位置ａにおいてレー
ザ光をＯＮ状態にして樹脂を硬化させて三次元造形物の
外形９２を再現し、位置ｃにおいてレーザ光をＯＦＦ状
態に切り換えて三次元造形物の内部に微***９３を形成
する。また、位置ｄにおいてレーザ光をＯＮ状態に切り
換えて三次元造形物を生成するために樹脂を硬化させる
とともに、位置ｂにおいてレーザ光をＯＦＦ状態に切り
換えて三次元造形物の外形９２を再現する。このように
断面形状の外形部分と微***部分とでＯＮ／ＯＦＦ状態
を切り換えることで、三次元造形物を造形対象物と同様
の形状に再現することができるとともに、弾力性に関し
ても造形対象物と同様の弾力性を有する三次元造形物を
再現することが可能になるのである。
【００７２】そして、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ１１６）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ３６上に所望の三次元造形物が完
成したことになるため、処理を終了させるとともに、
「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステップ
Ｓ１０８〜Ｓ１１４の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ１１６）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ３６上に所望の三次元造形物が完
成したことになるため、処理を終了させるとともに、
「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステップ
Ｓ１０８〜Ｓ１１４の処理を繰り返す。
【００７３】以上のような処理によって得られる三次元
造形物９１は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、内部に形成された微***によって造形対
象物の弾力性と同様の弾力性を有している。つまり、三
次元造形物がスポンジ状に内部に微***を多数有するよ
うに構成され、それらの微***によって弾力性が造形対
象物のものと一致するように調整が行われているのであ
る。また、造形対象物の弾力性が部分ごとに異なってい
る場合には、それら各部分に対応する三次元造形物９１
の部分ごとに内部に形成される微***の大きさが異なっ
たものとして形成されるため、三次元造形物９１の弾力
性も造形対象物と同様に部分ごとに異なったものとして
実現される。
造形物９１は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、内部に形成された微***によって造形対
象物の弾力性と同様の弾力性を有している。つまり、三
次元造形物がスポンジ状に内部に微***を多数有するよ
うに構成され、それらの微***によって弾力性が造形対
象物のものと一致するように調整が行われているのであ
る。また、造形対象物の弾力性が部分ごとに異なってい
る場合には、それら各部分に対応する三次元造形物９１
の部分ごとに内部に形成される微***の大きさが異なっ
たものとして形成されるため、三次元造形物９１の弾力
性も造形対象物と同様に部分ごとに異なったものとして
実現される。
【００７４】したがって、上記のような処理シーケンス
を光造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力性
を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが可
能になるのである。
を光造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力性
を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが可
能になるのである。
【００７５】次に、図１１は、三次元造形システム１０
０において三次元造形物のテクスチャを再現する光造形
の処理シーケンスを示すフローチャートである。
０において三次元造形物のテクスチャを再現する光造形
の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【００７６】まず、データ生成装置１が造形対象物の手
触り感、すなわちテクスチャに関する触感情報（テクス
チャ情報）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、
データ処理装置１０が造形用データを生成する。そし
て、光造形装置３０の制御部２１にその造形用データが
与えられる（ステップＳ２００）。そして、光造形装置
３０の制御部２１は、造形用データに設定された各微小
平面のテクスチャに関する触感情報（テクスチャ情報）
から、その微小平面に対応する部分を造形する際に、そ
の部分に形成する微小突起の大きさ（より具体的には、
直径Ｄ２）を所定の演算処理を行うことにより求める
（ステップＳ２０２）。
触り感、すなわちテクスチャに関する触感情報（テクス
チャ情報）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、
データ処理装置１０が造形用データを生成する。そし
て、光造形装置３０の制御部２１にその造形用データが
与えられる（ステップＳ２００）。そして、光造形装置
３０の制御部２１は、造形用データに設定された各微小
平面のテクスチャに関する触感情報（テクスチャ情報）
から、その微小平面に対応する部分を造形する際に、そ
の部分に形成する微小突起の大きさ（より具体的には、
直径Ｄ２）を所定の演算処理を行うことにより求める
（ステップＳ２０２）。
【００７７】図１２は、テクスチャ情報と微小突起の直
径Ｄ２との関係を示す図である。テクスチャ情報が大き
い場合にはその部分の表面粗さが滑らかであることを意
味しており、逆にテクスチャ情報が小さい場合にはその
部分の表面粗さが粗いことを意味している。したがっ
て、図１２に示すように、テクスチャ情報の値が大きい
場合には、三次元造形物の表面に形成される微小突起の
大きさは小さくなり、逆にテクスチャ情報の値が小さい
場合には、三次元造形物の表面に形成される微小突起の
大きさは大きくなる。制御部２１が図１２のような対応
関係を示す所定の演算式に基づいて計算を行うことによ
ってテクスチャ情報の値から微小突起の直径Ｄ２を求め
る。なお、図１２のような、テクスチャ情報と微小突起
の直径Ｄ２との関係は、例えば制御部２１の内部メモリ
等に記憶されており、制御部２１が造形用データに記述
されている触感情報に基づいて内部メモリ等を検索し
て、直径Ｄ２を求めるように構成してもよいことは勿論
である。
径Ｄ２との関係を示す図である。テクスチャ情報が大き
い場合にはその部分の表面粗さが滑らかであることを意
味しており、逆にテクスチャ情報が小さい場合にはその
部分の表面粗さが粗いことを意味している。したがっ
て、図１２に示すように、テクスチャ情報の値が大きい
場合には、三次元造形物の表面に形成される微小突起の
大きさは小さくなり、逆にテクスチャ情報の値が小さい
場合には、三次元造形物の表面に形成される微小突起の
大きさは大きくなる。制御部２１が図１２のような対応
関係を示す所定の演算式に基づいて計算を行うことによ
ってテクスチャ情報の値から微小突起の直径Ｄ２を求め
る。なお、図１２のような、テクスチャ情報と微小突起
の直径Ｄ２との関係は、例えば制御部２１の内部メモリ
等に記憶されており、制御部２１が造形用データに記述
されている触感情報に基づいて内部メモリ等を検索し
て、直径Ｄ２を求めるように構成してもよいことは勿論
である。
【００７８】そして、制御部２１はステップＳ２０２で
求められた大きさの微小突起の形状を造形用データの形
状データに付加する（ステップＳ２０４）。造形用デー
タに含まれている形状データは微小突起等が含まれてい
ない造形対象物の外形に関する形状データであるため、
その外形に関する形状データに微小突起の形状を付加す
るのである。
求められた大きさの微小突起の形状を造形用データの形
状データに付加する（ステップＳ２０４）。造形用デー
タに含まれている形状データは微小突起等が含まれてい
ない造形対象物の外形に関する形状データであるため、
その外形に関する形状データに微小突起の形状を付加す
るのである。
【００７９】図１３及び図１４は、微小突起形状の付加
を概念的に示す図である。図１３（ａ）に示すように、
元の造形対象物の形状を再現するための外形９４がある
場合、制御部２１は、この外形９４に対してテクスチャ
情報に応じた半球状の微小突起９５ａ，９５ｂの形状を
付加（変形）するのである。微小突起９５ａ，９５ｂの
大きさは、上記のようにして求められた直径Ｄ２と一致
する。図１３（ａ）に示すように微小突起９５ａと９５
ｂとの大きさが異なるのは、その部分に対応するテクス
チャ情報の値がそれぞれで異なっていたことに起因する
ものである。
を概念的に示す図である。図１３（ａ）に示すように、
元の造形対象物の形状を再現するための外形９４がある
場合、制御部２１は、この外形９４に対してテクスチャ
情報に応じた半球状の微小突起９５ａ，９５ｂの形状を
付加（変形）するのである。微小突起９５ａ，９５ｂの
大きさは、上記のようにして求められた直径Ｄ２と一致
する。図１３（ａ）に示すように微小突起９５ａと９５
ｂとの大きさが異なるのは、その部分に対応するテクス
チャ情報の値がそれぞれで異なっていたことに起因する
ものである。
【００８０】また、図１３（ｂ）に示すように、錐体状
の微小突起９６ａ，９６ｂを形成するようにしてもよ
い。図１３（ｂ）のような錐体を形成すれば、より三次
元造形物の表面の手触り感を造形対象物の手触り感に近
づけることが可能になる。
の微小突起９６ａ，９６ｂを形成するようにしてもよ
い。図１３（ｂ）のような錐体を形成すれば、より三次
元造形物の表面の手触り感を造形対象物の手触り感に近
づけることが可能になる。
【００８１】なお、図１２には、テクスチャ情報と微小
突起の大きさとの関係を示したが、テクスチャ情報の値
に応じて、三次元造形物の表面に形成する微小突起の形
状を変更するように構成してもよい。例えば、テクスチ
ャ情報の値が大きく、三次元造形物の表面を比較的滑ら
かに仕上げる場合には、図１３（ａ）のような角の無い
球状体を微小突起として形成するのに対し、テクスチャ
情報の値が小さく、三次元造形物の表面を比較的粗く仕
上げる場合には、図１３（ｂ）のような角の有る錐体を
微小突起として形成することで、三次元造形物の手触り
感等を造形対象物に忠実に再現することが可能になる。
突起の大きさとの関係を示したが、テクスチャ情報の値
に応じて、三次元造形物の表面に形成する微小突起の形
状を変更するように構成してもよい。例えば、テクスチ
ャ情報の値が大きく、三次元造形物の表面を比較的滑ら
かに仕上げる場合には、図１３（ａ）のような角の無い
球状体を微小突起として形成するのに対し、テクスチャ
情報の値が小さく、三次元造形物の表面を比較的粗く仕
上げる場合には、図１３（ｂ）のような角の有る錐体を
微小突起として形成することで、三次元造形物の手触り
感等を造形対象物に忠実に再現することが可能になる。
【００８２】そして、制御部２１は、図１４（ａ）に示
すような元の外形９４がある場合、その外形９４の表面
に直径Ｄ２の微小突起９５の形状を付加し、触感情報の
テクスチャを実現するための形状データを生成するので
ある。この結果、造形用データに含まれる立体的な形状
データには、造形対象物の外形を再現するための形状の
みならず、造形対象物のテクスチャ、すなわち手触り感
をも再現するための形状が含まれることになる。また、
触感情報が部分ごとに異なる場合には、部分ごとに異な
る微小突起９５が表面に形成されるように、形状データ
が生成される。
すような元の外形９４がある場合、その外形９４の表面
に直径Ｄ２の微小突起９５の形状を付加し、触感情報の
テクスチャを実現するための形状データを生成するので
ある。この結果、造形用データに含まれる立体的な形状
データには、造形対象物の外形を再現するための形状の
みならず、造形対象物のテクスチャ、すなわち手触り感
をも再現するための形状が含まれることになる。また、
触感情報が部分ごとに異なる場合には、部分ごとに異な
る微小突起９５が表面に形成されるように、形状データ
が生成される。
【００８３】そして、制御部２１は、ステップＳ２０４
において微小突起９５の形状が付加された立体的な形状
データに基づいて、光造形の際にステージ３６を順次下
降させていくときの微小ピッチごとに複数平面でスライ
スした断面形状を求める（ステップＳ２０６）。この断
面形状は、ステージ３６がある高さ位置にあるときに光
源３２を含むヘッド部分をＸＹ平面で走査させて一層分
の造形動作を行う際に用いられる形状データとなる。
において微小突起９５の形状が付加された立体的な形状
データに基づいて、光造形の際にステージ３６を順次下
降させていくときの微小ピッチごとに複数平面でスライ
スした断面形状を求める（ステップＳ２０６）。この断
面形状は、ステージ３６がある高さ位置にあるときに光
源３２を含むヘッド部分をＸＹ平面で走査させて一層分
の造形動作を行う際に用いられる形状データとなる。
【００８４】そして、制御部２１は昇降駆動部３４を駆
動させてステージ３６の上面側又は三次元造形物９１の
上端側に未硬化液体層を形成させる（ステップＳ２０
８）。そして、制御部２１は複数の断面形状のうちから
造形対象となる一層分の断面形状を抽出し（ステップＳ
２１０）、その抽出した断面形状に基づいてレーザ光の
走査を開始させる（ステップＳ２１２）。そして、制御
部２１は、断面形状に応じた一層分の形状を実現するた
めに、断面形状に基づいて光源３２のＯＮ／ＯＦＦ制御
を行い、光硬化性樹脂を硬化させる（ステップＳ２１
４）。
動させてステージ３６の上面側又は三次元造形物９１の
上端側に未硬化液体層を形成させる（ステップＳ２０
８）。そして、制御部２１は複数の断面形状のうちから
造形対象となる一層分の断面形状を抽出し（ステップＳ
２１０）、その抽出した断面形状に基づいてレーザ光の
走査を開始させる（ステップＳ２１２）。そして、制御
部２１は、断面形状に応じた一層分の形状を実現するた
めに、断面形状に基づいて光源３２のＯＮ／ＯＦＦ制御
を行い、光硬化性樹脂を硬化させる（ステップＳ２１
４）。
【００８５】図１５は、制御部２１による光源３２のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御の例を示す図である。図１５に示すよう
に、光源３２からのレーザ光は、制御部２１による制御
によって、経路８１を通過するように走査する。そし
て、制御部２１は、三次元造形物を造形するための外形
９４と、その内部側の微小突起９５とを再現するため
に、位置ｅ，ｆのそれぞれでレーザ光のＯＮ／ＯＦＦ状
態を切り換える。具体的には、位置ｅにおいてレーザ光
をＯＮ状態にして樹脂の硬化を開始させるとともに、位
置ｆにおいてレーザ光をＯＦＦ状態に切り換える。これ
により、三次元造形物の外形を造形対象物の外形と同様
に形成することができるばかりでなく、三次元造形物の
表面の手触り感等を造形対象物のそれを同様の状態に再
現することが可能になる。
Ｎ／ＯＦＦ制御の例を示す図である。図１５に示すよう
に、光源３２からのレーザ光は、制御部２１による制御
によって、経路８１を通過するように走査する。そし
て、制御部２１は、三次元造形物を造形するための外形
９４と、その内部側の微小突起９５とを再現するため
に、位置ｅ，ｆのそれぞれでレーザ光のＯＮ／ＯＦＦ状
態を切り換える。具体的には、位置ｅにおいてレーザ光
をＯＮ状態にして樹脂の硬化を開始させるとともに、位
置ｆにおいてレーザ光をＯＦＦ状態に切り換える。これ
により、三次元造形物の外形を造形対象物の外形と同様
に形成することができるばかりでなく、三次元造形物の
表面の手触り感等を造形対象物のそれを同様の状態に再
現することが可能になる。
【００８６】そして、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ２１６）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ３６上に所望の三次元造形物が完
成したことになるため、処理を終了させるとともに、
「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステップ
Ｓ２０８〜Ｓ２１４の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ２１６）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ３６上に所望の三次元造形物が完
成したことになるため、処理を終了させるとともに、
「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステップ
Ｓ２０８〜Ｓ２１４の処理を繰り返す。
【００８７】以上のような処理によって得られる三次元
造形物９１（図６参照）は、造形対象物の外形と同様の
形状を有しているとともに、その表面に形成された微小
突起によって造形対象物の手触り感と同様の手触り感を
有している。また、造形対象物の手触り感が部分ごとに
異なっている場合には、それら各部分に対応する三次元
造形物９１の部分ごとに表面に形成される微小突起の大
きさや形状が異なったものとして形成されるため、三次
元造形物９１の手触り感も造形対象物と同様に部分ごと
に異なったものとして実現される。
造形物９１（図６参照）は、造形対象物の外形と同様の
形状を有しているとともに、その表面に形成された微小
突起によって造形対象物の手触り感と同様の手触り感を
有している。また、造形対象物の手触り感が部分ごとに
異なっている場合には、それら各部分に対応する三次元
造形物９１の部分ごとに表面に形成される微小突起の大
きさや形状が異なったものとして形成されるため、三次
元造形物９１の手触り感も造形対象物と同様に部分ごと
に異なったものとして実現される。
【００８８】したがって、上記のような処理シーケンス
を光造形方式に適用することで、三次元造形物のテクス
チャ、すなわち手触り感を造形対象物のそれと同様の状
態に再現することが可能になるのである。
を光造形方式に適用することで、三次元造形物のテクス
チャ、すなわち手触り感を造形対象物のそれと同様の状
態に再現することが可能になるのである。
【００８９】なお、上記の説明においては、造形対象物
の弾力性を再現する場合と、テクスチャを再現する場合
とを分けて説明したが、これらを同時に実現することも
勿論可能である。その場合、ばね定数Ｋから内部側に形
成する微***の形状（直径Ｄ１）を求めるとともに、テ
クスチャ情報から表面側に形成する微小突起の形状（直
径Ｄ２）を求め、造形用データの形状データにそれらの
形状データを付加しておく。そして、それらの形状が付
加された立体的な形状データから断面形状を求めて、順
次造形動作を行っていけば、三次元造形物の弾力性と手
触り感との双方を造形対象物に一致させることが可能に
なる。
の弾力性を再現する場合と、テクスチャを再現する場合
とを分けて説明したが、これらを同時に実現することも
勿論可能である。その場合、ばね定数Ｋから内部側に形
成する微***の形状（直径Ｄ１）を求めるとともに、テ
クスチャ情報から表面側に形成する微小突起の形状（直
径Ｄ２）を求め、造形用データの形状データにそれらの
形状データを付加しておく。そして、それらの形状が付
加された立体的な形状データから断面形状を求めて、順
次造形動作を行っていけば、三次元造形物の弾力性と手
触り感との双方を造形対象物に一致させることが可能に
なる。
【００９０】＜３．インクジェット造形方式＞次に、造
形機構部２２における造形方式がインクジェット造形方
式である場合の三次元造形について説明する。
形機構部２２における造形方式がインクジェット造形方
式である場合の三次元造形について説明する。
【００９１】図１６は、インクジェット造形方式の三次
元造形装置であるインクジェット造形装置４０を示す図
である。インクジェット造形装置４０は、図１又は図５
に示した造形機構部２２として、熱可塑性樹脂を加熱溶
融したワックスのような液状樹脂を複数種類貯留し、そ
れら液状樹脂を液滴として吐出させるインクジェットヘ
ッド４１、インクジェットヘッド４１から吐出される液
状樹脂を堆積させて三次元造形物８２を生成するための
基台となるステージ４３、ステージ４３を支持する支持
部材４４、支持部材４４を昇降させることによってステ
ージ４３を昇降動作させる昇降駆動部４５、ステージ４
３上に積層される樹脂の高さ寸法を整えるためのフライ
ス刃物４７、及びフライス刃物４７を回転させるととも
にＸＹ平面内でフライス刃物４７を移動させる駆動部４
６、を備えている。なお、昇降駆動部４５制御部２１に
よって制御され、ステージ４３を任意の高さ位置に設定
することができる。また、フライス刃物４７の動作も制
御部２１によって制御される。
元造形装置であるインクジェット造形装置４０を示す図
である。インクジェット造形装置４０は、図１又は図５
に示した造形機構部２２として、熱可塑性樹脂を加熱溶
融したワックスのような液状樹脂を複数種類貯留し、そ
れら液状樹脂を液滴として吐出させるインクジェットヘ
ッド４１、インクジェットヘッド４１から吐出される液
状樹脂を堆積させて三次元造形物８２を生成するための
基台となるステージ４３、ステージ４３を支持する支持
部材４４、支持部材４４を昇降させることによってステ
ージ４３を昇降動作させる昇降駆動部４５、ステージ４
３上に積層される樹脂の高さ寸法を整えるためのフライ
ス刃物４７、及びフライス刃物４７を回転させるととも
にＸＹ平面内でフライス刃物４７を移動させる駆動部４
６、を備えている。なお、昇降駆動部４５制御部２１に
よって制御され、ステージ４３を任意の高さ位置に設定
することができる。また、フライス刃物４７の動作も制
御部２１によって制御される。
【００９２】インクジェットヘッド４１には、複数のノ
ズル４２ａ，４２ｂ，４２ｃが設けられており、制御部
２１の制御によって各ノズル４２ａ，４２ｂ，４２ｃか
らはそれぞれ異なる種類の液状樹脂が吐出される。ま
た、インクジェットヘッド４１は制御部２１の制御によ
ってＸＹ平面内を移動するように構成されており、ステ
ージ４３上の任意の位置に各ノズル４２ａ，４２ｂ，４
２ｃを移動させることができる。
ズル４２ａ，４２ｂ，４２ｃが設けられており、制御部
２１の制御によって各ノズル４２ａ，４２ｂ，４２ｃか
らはそれぞれ異なる種類の液状樹脂が吐出される。ま
た、インクジェットヘッド４１は制御部２１の制御によ
ってＸＹ平面内を移動するように構成されており、ステ
ージ４３上の任意の位置に各ノズル４２ａ，４２ｂ，４
２ｃを移動させることができる。
【００９３】ノズル４２ａ及びノズル４２ｂは三次元造
形物８２を造形するための樹脂を吐出するものであり、
ノズル４２ｃは三次元造形物８２がオーバーハング部を
有する場合にそのオーバーハング部を支持するためのサ
ポート部８３を形成するための樹脂を吐出するものであ
る。
形物８２を造形するための樹脂を吐出するものであり、
ノズル４２ｃは三次元造形物８２がオーバーハング部を
有する場合にそのオーバーハング部を支持するためのサ
ポート部８３を形成するための樹脂を吐出するものであ
る。
【００９４】このインクジェット造形装置４０によって
三次元造形を行う際には、まず、ステージ４３の上面を
各ノズル４２ａ，４２ｂ，４２ｃの樹脂吐出位置からわ
ずかに低下した位置に初期設定し、その状態でインクジ
ェットヘッド４１をＸＹ平面内で走査させるとともに、
造形用データに基づいて各ノズルから所定の樹脂を吐出
制御する。この結果、ステージ４３上には微小な厚さの
三次元造形物の一層分の形状が実現できる。そして、ス
テージ４３を一層の厚さ分だけ下降させ、その上に次の
一層分を形成するために樹脂を吐出する。このような動
作を繰り返すことにより、ステージ４３上に吐出された
樹脂が硬化して三次元造形物８２が順次に形成されてい
き、最終的にステージ４３上に三次元造形物８２の完成
品が得られることになる。
三次元造形を行う際には、まず、ステージ４３の上面を
各ノズル４２ａ，４２ｂ，４２ｃの樹脂吐出位置からわ
ずかに低下した位置に初期設定し、その状態でインクジ
ェットヘッド４１をＸＹ平面内で走査させるとともに、
造形用データに基づいて各ノズルから所定の樹脂を吐出
制御する。この結果、ステージ４３上には微小な厚さの
三次元造形物の一層分の形状が実現できる。そして、ス
テージ４３を一層の厚さ分だけ下降させ、その上に次の
一層分を形成するために樹脂を吐出する。このような動
作を繰り返すことにより、ステージ４３上に吐出された
樹脂が硬化して三次元造形物８２が順次に形成されてい
き、最終的にステージ４３上に三次元造形物８２の完成
品が得られることになる。
【００９５】なお、オーバーハング部においては、ノズ
ル４２ｃから吐出される樹脂によりサポート部８３が形
成され、その上に造形用の樹脂が吐出されることで適切
にオーバーハング形状が再現されることになる。サポー
ト部８３を形成するための樹脂は、三次元造形物８２を
形成するための樹脂よりも融点の低いものが用いられ、
造形完了後に造形用樹脂の融点よりも低く、かつ、サポ
ート用樹脂の融点よりも高い温度とすることで、三次元
造形物８２からサポート部８３のみを除去することが可
能である。
ル４２ｃから吐出される樹脂によりサポート部８３が形
成され、その上に造形用の樹脂が吐出されることで適切
にオーバーハング形状が再現されることになる。サポー
ト部８３を形成するための樹脂は、三次元造形物８２を
形成するための樹脂よりも融点の低いものが用いられ、
造形完了後に造形用樹脂の融点よりも低く、かつ、サポ
ート用樹脂の融点よりも高い温度とすることで、三次元
造形物８２からサポート部８３のみを除去することが可
能である。
【００９６】そして、この実施の形態では、三次元造形
物８２を造形する際に、造形用データの触感情報に基づ
いて、三次元造形物８２の触感が造形対象物の触感と同
様のものとなるように、造形される。
物８２を造形する際に、造形用データの触感情報に基づ
いて、三次元造形物８２の触感が造形対象物の触感と同
様のものとなるように、造形される。
【００９７】例えば、造形対象物の柔らかさ等の弾力性
を再現する場合には、ノズル４２ａから硬化したときに
比較的柔らかくなる材質の樹脂を吐出し、ノズル４２ｂ
から硬化したときに比較的硬くなる材質の樹脂を吐出す
るように構成する。そして、造形用データの各微小平面
に対応づけられている触感情報である柔らかさに関する
情報（ばね定数Ｋ）に基づいて、その弾力性と一致す
る、又は近い方の樹脂材料を特定するとともに、ノズル
４２ａ，４２ｂのうちから一つのノズルを選択する。そ
して、その部分の造形動作を行う際には、選択されたノ
ズルから樹脂の吐出を行わせることにより、触感情報に
示された弾力性と近似した弾力性を有する三次元造形物
８２の生成を行うことが可能になる。図１６に示す例に
おいて、三次元造形物８２のうち上側部分８２ａがノズ
ル４２ａより吐出された樹脂により形成されており、下
側部分８２ｂがノズル４２ｂより吐出された樹脂により
形成されているとすると、三次元造形物８２の上側部分
８２ａは比較的柔らかく、下側部分８２ｂは比較的硬い
状態となって生成されることになる。
を再現する場合には、ノズル４２ａから硬化したときに
比較的柔らかくなる材質の樹脂を吐出し、ノズル４２ｂ
から硬化したときに比較的硬くなる材質の樹脂を吐出す
るように構成する。そして、造形用データの各微小平面
に対応づけられている触感情報である柔らかさに関する
情報（ばね定数Ｋ）に基づいて、その弾力性と一致す
る、又は近い方の樹脂材料を特定するとともに、ノズル
４２ａ，４２ｂのうちから一つのノズルを選択する。そ
して、その部分の造形動作を行う際には、選択されたノ
ズルから樹脂の吐出を行わせることにより、触感情報に
示された弾力性と近似した弾力性を有する三次元造形物
８２の生成を行うことが可能になる。図１６に示す例に
おいて、三次元造形物８２のうち上側部分８２ａがノズ
ル４２ａより吐出された樹脂により形成されており、下
側部分８２ｂがノズル４２ｂより吐出された樹脂により
形成されているとすると、三次元造形物８２の上側部分
８２ａは比較的柔らかく、下側部分８２ｂは比較的硬い
状態となって生成されることになる。
【００９８】なお、図１６では、造形対象物の触感を再
現するために、２種類の樹脂を２つのノズル４２ａ，４
２ｂから吐出するように構成されている例について説明
したが、樹脂の種類を３種類以上とするとともに、ノズ
ルの数を３個以上で構成し、上記と同様に柔らかさ等が
最も近似する樹脂材料を選択して造形を行うように実現
すれば、造形対象物の触感をより忠実に再現することが
可能になる。
現するために、２種類の樹脂を２つのノズル４２ａ，４
２ｂから吐出するように構成されている例について説明
したが、樹脂の種類を３種類以上とするとともに、ノズ
ルの数を３個以上で構成し、上記と同様に柔らかさ等が
最も近似する樹脂材料を選択して造形を行うように実現
すれば、造形対象物の触感をより忠実に再現することが
可能になる。
【００９９】また、弾力性の異なる２種類の樹脂を用い
て、三次元造形物８２に任意の弾力性を再現する場合に
は、制御部２１が、触感情報のばね定数Ｋに基づいて２
種類の樹脂材料の組成比を求め、その組成比に応じて樹
脂材料の吐出を行いつつ造形を行っていくように構成す
れば、２種類の樹脂のそれぞれが示す弾力性の中間の弾
力性を示す三次元造形物を生成することが可能になる。
て、三次元造形物８２に任意の弾力性を再現する場合に
は、制御部２１が、触感情報のばね定数Ｋに基づいて２
種類の樹脂材料の組成比を求め、その組成比に応じて樹
脂材料の吐出を行いつつ造形を行っていくように構成す
れば、２種類の樹脂のそれぞれが示す弾力性の中間の弾
力性を示す三次元造形物を生成することが可能になる。
【０１００】図１７は、三次元造形システム１００にお
いて三次元造形物の弾力性を再現するインクジェット造
形の処理シーケンスを示すフローチャートである。
いて三次元造形物の弾力性を再現するインクジェット造
形の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【０１０１】まず、データ生成装置１が造形対象物の柔
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、イン
クジェット造形装置４０の制御部２１にその造形用デー
タが与えられる（ステップＳ３００）。そして、インク
ジェット造形装置４０の制御部２１は、造形用データに
設定された各微小平面の弾力性に関する触感情報から、
２種類の樹脂の組成比を求める（ステップＳ３０２）。
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、イン
クジェット造形装置４０の制御部２１にその造形用デー
タが与えられる（ステップＳ３００）。そして、インク
ジェット造形装置４０の制御部２１は、造形用データに
設定された各微小平面の弾力性に関する触感情報から、
２種類の樹脂の組成比を求める（ステップＳ３０２）。
【０１０２】図１８は、ノズル４２ａから吐出される樹
脂材料の組成比率αと、ばね定数Ｋとの関係を示す図で
ある。図１８に示すように、ノズル４２ａからの樹脂で
三次元造形物を構成したとき、その三次元造形物のばね
定数はＫ２で実現され、ノズル４２ｂからの樹脂で三次
元造形物を構成したとき、その三次元造形物のばね定数
はＫ１で実現される。したがって、制御部２１が、触感
情報に含まれるばね定数Ｋの値、及び図１８の関係に基
づいて、ノズル４２ａから吐出される樹脂材料の組成比
率αを求めることにより、他方のノズル４２ｂから吐出
される樹脂材料の組成比率がβ＝（１００−α）で求め
られる。そして、ノズル４２ａとノズル４２ｂとの樹脂
比を「α：１００−α」として決定することができ、三
次元造形物の弾力性をＫ１〜Ｋ２の範囲内で任意の弾力
性に調整することが可能になるのである。
脂材料の組成比率αと、ばね定数Ｋとの関係を示す図で
ある。図１８に示すように、ノズル４２ａからの樹脂で
三次元造形物を構成したとき、その三次元造形物のばね
定数はＫ２で実現され、ノズル４２ｂからの樹脂で三次
元造形物を構成したとき、その三次元造形物のばね定数
はＫ１で実現される。したがって、制御部２１が、触感
情報に含まれるばね定数Ｋの値、及び図１８の関係に基
づいて、ノズル４２ａから吐出される樹脂材料の組成比
率αを求めることにより、他方のノズル４２ｂから吐出
される樹脂材料の組成比率がβ＝（１００−α）で求め
られる。そして、ノズル４２ａとノズル４２ｂとの樹脂
比を「α：１００−α」として決定することができ、三
次元造形物の弾力性をＫ１〜Ｋ２の範囲内で任意の弾力
性に調整することが可能になるのである。
【０１０３】そして、制御部２１は、上記のような組成
比の計算を、造形用データの各微小平面について対応づ
けられた触感情報ごとに行い、各微小平面ごとに造形の
際の組成比を求める。
比の計算を、造形用データの各微小平面について対応づ
けられた触感情報ごとに行い、各微小平面ごとに造形の
際の組成比を求める。
【０１０４】なお、厳密な弾力性の再現が求められない
場合には、上述のように触感情報のばね定数Ｋに最も近
い方の樹脂材料を選択するだけでもよく、この場合には
効率的な造形処理を行うことができる。
場合には、上述のように触感情報のばね定数Ｋに最も近
い方の樹脂材料を選択するだけでもよく、この場合には
効率的な造形処理を行うことができる。
【０１０５】そして、制御部２１はステップＳ３０２に
求めた組成比に基づいて、各ノズル４２ａ，４２ｂ（さ
らには４２ｃ）から樹脂を吐出する位置を求める（ステ
ップＳ３０４）。そして、制御部２１は、造形用データ
が示す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用
いられる、複数平面でスライスした断面形状を求める
（ステップＳ３０６）。
求めた組成比に基づいて、各ノズル４２ａ，４２ｂ（さ
らには４２ｃ）から樹脂を吐出する位置を求める（ステ
ップＳ３０４）。そして、制御部２１は、造形用データ
が示す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用
いられる、複数平面でスライスした断面形状を求める
（ステップＳ３０６）。
【０１０６】そして、制御部２１は昇降駆動部４５を駆
動させてステージ４３の上面側又は三次元造形物８２の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ３０８）。そして、抽出され
た断面形状に対応した、各ノズルからの樹脂の吐出位置
を抽出する（ステップＳ３１０）。そして、制御部２１
は、各ノズルが全ての吐出位置を適切に通過するように
インクジェットヘッド４１の走査経路を求め（ステップ
Ｓ３１２）、その走査経路に沿ってインクジェットヘッ
ド４１の走査を開始させる（ステップＳ３１４）。
動させてステージ４３の上面側又は三次元造形物８２の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ３０８）。そして、抽出され
た断面形状に対応した、各ノズルからの樹脂の吐出位置
を抽出する（ステップＳ３１０）。そして、制御部２１
は、各ノズルが全ての吐出位置を適切に通過するように
インクジェットヘッド４１の走査経路を求め（ステップ
Ｓ３１２）、その走査経路に沿ってインクジェットヘッ
ド４１の走査を開始させる（ステップＳ３１４）。
【０１０７】そして、制御部２１は、インクジェットヘ
ッド４１を移動させつつ、各ノズル４２ａ〜４２ｃが適
当な吐出位置となったときに各ノズルから所定の樹脂材
料を吐出させ、一層分の造形動作を行う（ステップＳ３
１６）。
ッド４１を移動させつつ、各ノズル４２ａ〜４２ｃが適
当な吐出位置となったときに各ノズルから所定の樹脂材
料を吐出させ、一層分の造形動作を行う（ステップＳ３
１６）。
【０１０８】その後、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ３１８）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ４３上に所望の三次元造形物８２
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ３０８〜Ｓ３１６の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ３１８）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ４３上に所望の三次元造形物８２
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ３０８〜Ｓ３１６の処理を繰り返す。
【０１０９】以上のような処理によって得られる三次元
造形物８２は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の弾力性と同様の弾力性を有
している。つまり、三次元造形物が造形対象物の弾力性
と同様の弾力性を有するように、樹脂材料の選択又は混
合が行われているため、三次元造形物の弾力性が造形対
象物のそれを同様の状態で再現されるのである。また、
造形対象物の弾力性が部分ごとに異なっている場合に
は、それら各部分に対応する三次元造形物８２の部分ご
とに樹脂材料又は樹脂材料の組成比が変更されるため、
三次元造形物８２の弾力性も造形対象物と同様に部分ご
とに異なったものとして実現される。
造形物８２は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の弾力性と同様の弾力性を有
している。つまり、三次元造形物が造形対象物の弾力性
と同様の弾力性を有するように、樹脂材料の選択又は混
合が行われているため、三次元造形物の弾力性が造形対
象物のそれを同様の状態で再現されるのである。また、
造形対象物の弾力性が部分ごとに異なっている場合に
は、それら各部分に対応する三次元造形物８２の部分ご
とに樹脂材料又は樹脂材料の組成比が変更されるため、
三次元造形物８２の弾力性も造形対象物と同様に部分ご
とに異なったものとして実現される。
【０１１０】したがって、上記のような処理シーケンス
をインクジェット造形方式に適用することで、三次元造
形物の弾力性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現
することが可能になるのである。
をインクジェット造形方式に適用することで、三次元造
形物の弾力性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現
することが可能になるのである。
【０１１１】次に、造形対象物の手触り感等のテクスチ
ャを再現する場合には、図１９に示すように、ノズル４
２ｄから粒子径の小さな木目の細かい樹脂材料を吐出
し、ノズル４２ｅから粒子径の大きな木目の粗い樹脂材
料を吐出するように構成する。また、ノズル４２ｄのノ
ズル径を小さく、ノズル４２ｅのノズル径を大きく構成
して、ノズル４２ｄ，４２ｅから吐出される樹脂の液滴
サイズを異なるように構成してもよい。そして、造形用
データの各微小平面に対応づけられている触感情報（テ
クスチャ情報）に基づいて、ノズル４２ｄ，４２ｅのう
ちからテクスチャと一致する、又は近い方の一つのノズ
ルを選択する。そして、その部分の造形動作を行う際に
は、選択されたノズルから樹脂の吐出を行わせることに
より、触感情報に示されたテクスチャと近似した手触り
感を有する三次元造形物８２の生成を行うことが可能に
なる。図１９に示す例において、三次元造形物８２のう
ち領域８２ｃがノズル４２ｄより吐出された樹脂により
形成されており、領域８２ｄがノズル４２ｅより吐出さ
れた樹脂により形成されているとすると、三次元造形物
８２の領域８２ｃの部分は比較的粗く、ざらざらした触
感が実現されるのに対し、領域８２ｄの部分は比較的滑
らかな触感が実現される。
ャを再現する場合には、図１９に示すように、ノズル４
２ｄから粒子径の小さな木目の細かい樹脂材料を吐出
し、ノズル４２ｅから粒子径の大きな木目の粗い樹脂材
料を吐出するように構成する。また、ノズル４２ｄのノ
ズル径を小さく、ノズル４２ｅのノズル径を大きく構成
して、ノズル４２ｄ，４２ｅから吐出される樹脂の液滴
サイズを異なるように構成してもよい。そして、造形用
データの各微小平面に対応づけられている触感情報（テ
クスチャ情報）に基づいて、ノズル４２ｄ，４２ｅのう
ちからテクスチャと一致する、又は近い方の一つのノズ
ルを選択する。そして、その部分の造形動作を行う際に
は、選択されたノズルから樹脂の吐出を行わせることに
より、触感情報に示されたテクスチャと近似した手触り
感を有する三次元造形物８２の生成を行うことが可能に
なる。図１９に示す例において、三次元造形物８２のう
ち領域８２ｃがノズル４２ｄより吐出された樹脂により
形成されており、領域８２ｄがノズル４２ｅより吐出さ
れた樹脂により形成されているとすると、三次元造形物
８２の領域８２ｃの部分は比較的粗く、ざらざらした触
感が実現されるのに対し、領域８２ｄの部分は比較的滑
らかな触感が実現される。
【０１１２】なお、この場合も、ノズルの数を３個以上
で構成し、それぞれのノズルから粒子径の異なる性質の
樹脂材料を吐出させたり、液滴サイズの異なる樹脂を吐
出するように構成すれば、上記と同様に最もテクスチャ
情報に近い一つのノズルを選択するように実現するだけ
で、造形対象物の触感をより忠実に再現することが可能
になる。
で構成し、それぞれのノズルから粒子径の異なる性質の
樹脂材料を吐出させたり、液滴サイズの異なる樹脂を吐
出するように構成すれば、上記と同様に最もテクスチャ
情報に近い一つのノズルを選択するように実現するだけ
で、造形対象物の触感をより忠実に再現することが可能
になる。
【０１１３】図２０は、三次元造形システム１００にお
いて三次元造形物の手触り感等のテクスチャを再現する
インクジェット造形の処理シーケンスを示すフローチャ
ートである。
いて三次元造形物の手触り感等のテクスチャを再現する
インクジェット造形の処理シーケンスを示すフローチャ
ートである。
【０１１４】まず、データ生成装置１が造形対象物の手
触り感、すなわちテクスチャに関する触感情報（テクス
チャ情報）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、
データ処理装置１０が造形用データを生成する。そし
て、インクジェット造形装置４０の制御部２１にその造
形用データが与えられる（ステップＳ４００）。そし
て、インクジェット造形装置４０の制御部２１は、造形
用データに設定された各微小平面のテクスチャに関する
触感情報（テクスチャ情報）から、その部分のテクスチ
ャを実現するための微小突起等の大きさ（より具体的に
は、直径Ｄ２）を所定の演算処理を行うことにより求め
る（ステップＳ４０２）。なお、このステップＳ４０２
で行う演算は、図１１のステップＳ２０２における演算
と同様である。
触り感、すなわちテクスチャに関する触感情報（テクス
チャ情報）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、
データ処理装置１０が造形用データを生成する。そし
て、インクジェット造形装置４０の制御部２１にその造
形用データが与えられる（ステップＳ４００）。そし
て、インクジェット造形装置４０の制御部２１は、造形
用データに設定された各微小平面のテクスチャに関する
触感情報（テクスチャ情報）から、その部分のテクスチ
ャを実現するための微小突起等の大きさ（より具体的に
は、直径Ｄ２）を所定の演算処理を行うことにより求め
る（ステップＳ４０２）。なお、このステップＳ４０２
で行う演算は、図１１のステップＳ２０２における演算
と同様である。
【０１１５】そして、制御部２１は、ノズル４２ｄ，４
２ｅのうちから、ステップＳ４０２で求めた直径Ｄ２に
最も近い樹脂を吐出するノズルを選択決定する（ステッ
プＳ４０４）。なお、ステップＳ４０２，Ｓ４０４の処
理は造形用データに含まれる微小平面の全てについて行
われ、三次元造形物の外形を造形する際に使用するノズ
ルが選択決定される。そして、制御部２１は、造形用デ
ータが示す立体的な形状データから一層ごとの造形動作
に用いられる、複数平面でスライスした断面形状を求め
る（ステップＳ４０６）。
２ｅのうちから、ステップＳ４０２で求めた直径Ｄ２に
最も近い樹脂を吐出するノズルを選択決定する（ステッ
プＳ４０４）。なお、ステップＳ４０２，Ｓ４０４の処
理は造形用データに含まれる微小平面の全てについて行
われ、三次元造形物の外形を造形する際に使用するノズ
ルが選択決定される。そして、制御部２１は、造形用デ
ータが示す立体的な形状データから一層ごとの造形動作
に用いられる、複数平面でスライスした断面形状を求め
る（ステップＳ４０６）。
【０１１６】そして、制御部２１は昇降駆動部４５を駆
動させてステージ４３の上面側又は三次元造形物８２の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ３０８）。そして、抽出され
た断面形状に対応した、各ノズルからの樹脂の吐出位置
を抽出する（ステップＳ４１０）。そして、制御部２１
は、各ノズルが全ての吐出位置を適切に通過するように
インクジェットヘッド４１の走査経路を求め（ステップ
Ｓ４１２）、その走査経路に沿ってインクジェットヘッ
ド４１の走査を開始させる（ステップＳ４１４）。
動させてステージ４３の上面側又は三次元造形物８２の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ３０８）。そして、抽出され
た断面形状に対応した、各ノズルからの樹脂の吐出位置
を抽出する（ステップＳ４１０）。そして、制御部２１
は、各ノズルが全ての吐出位置を適切に通過するように
インクジェットヘッド４１の走査経路を求め（ステップ
Ｓ４１２）、その走査経路に沿ってインクジェットヘッ
ド４１の走査を開始させる（ステップＳ４１４）。
【０１１７】そして、制御部２１は、インクジェットヘ
ッド４１を移動させつつ、各ノズル４２ｄ，４２ｅが適
当な吐出位置となったときに各ノズルから所定の樹脂材
料を吐出させ、一層分の造形動作を行う（ステップＳ４
１６）。
ッド４１を移動させつつ、各ノズル４２ｄ，４２ｅが適
当な吐出位置となったときに各ノズルから所定の樹脂材
料を吐出させ、一層分の造形動作を行う（ステップＳ４
１６）。
【０１１８】その後、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ４１８）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ４３上に所望の三次元造形物８２
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ４０８〜Ｓ４１６の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ４１８）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ４３上に所望の三次元造形物８２
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ４０８〜Ｓ４１６の処理を繰り返す。
【０１１９】以上のような処理によって得られる三次元
造形物８２は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、その表面に吐出された大きさの異なる樹
脂液滴によって造形対象物の手触り感と同様の手触り感
を有している。また、造形対象物の手触り感が部分ごと
に異なっている場合には、それら各部分に対応する三次
元造形物８２の部分ごとに表面に吐出される樹脂の大き
さが異なったものとして形成されるため、三次元造形物
８２の手触り感も造形対象物と同様に部分ごとに異なっ
たものとして実現される。
造形物８２は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、その表面に吐出された大きさの異なる樹
脂液滴によって造形対象物の手触り感と同様の手触り感
を有している。また、造形対象物の手触り感が部分ごと
に異なっている場合には、それら各部分に対応する三次
元造形物８２の部分ごとに表面に吐出される樹脂の大き
さが異なったものとして形成されるため、三次元造形物
８２の手触り感も造形対象物と同様に部分ごとに異なっ
たものとして実現される。
【０１２０】したがって、上記のような処理シーケンス
をインクジェット造形方式に適用することで、三次元造
形物のテクスチャ、すなわち手触り感を造形対象物のそ
れと同様の状態に再現することが可能になるのである。
をインクジェット造形方式に適用することで、三次元造
形物のテクスチャ、すなわち手触り感を造形対象物のそ
れと同様の状態に再現することが可能になるのである。
【０１２１】なお、上記の説明においては、造形対象物
の弾力性を再現する場合と、テクスチャを再現する場合
とを分けて説明したが、これらを同時に実現することも
勿論可能である。その場合、異なる弾力性を実現するた
めの複数種類の樹脂材料を吐出することができるように
構成するとともに、異なる大きさの樹脂を吐出すること
ができるように構成する。そして、ばね定数Ｋから吐出
する樹脂の種類を決定したり、組成比を決定するととも
に、テクスチャ情報から表面側形成時に樹脂を吐出する
ノズルを選択する。これにより、三次元造形物の弾力性
と手触り感との双方の触感を造形対象物に一致させるこ
とが可能になる。
の弾力性を再現する場合と、テクスチャを再現する場合
とを分けて説明したが、これらを同時に実現することも
勿論可能である。その場合、異なる弾力性を実現するた
めの複数種類の樹脂材料を吐出することができるように
構成するとともに、異なる大きさの樹脂を吐出すること
ができるように構成する。そして、ばね定数Ｋから吐出
する樹脂の種類を決定したり、組成比を決定するととも
に、テクスチャ情報から表面側形成時に樹脂を吐出する
ノズルを選択する。これにより、三次元造形物の弾力性
と手触り感との双方の触感を造形対象物に一致させるこ
とが可能になる。
【０１２２】また、インクジェット造形装置４０におい
て、弾力性を実現するために複数種類の樹脂を吐出する
複数のノズルを備える構成例について示したが、ノズル
に樹脂を供給する段階で、いずれか一つの樹脂を選択供
給したり、複数の樹脂を混合供給するように構成すれ
ば、ノズルは１つで実現することが可能になる。
て、弾力性を実現するために複数種類の樹脂を吐出する
複数のノズルを備える構成例について示したが、ノズル
に樹脂を供給する段階で、いずれか一つの樹脂を選択供
給したり、複数の樹脂を混合供給するように構成すれ
ば、ノズルは１つで実現することが可能になる。
【０１２３】さらに、このインクジェット造形装置４０
においては、弾力性を実現するために複数種類の樹脂を
吐出する構成例について示したが、上記の光造形方式の
場合と同様に三次元造形物の内部側にばね定数Ｋに応じ
た微***を形成するようにしてもよい。また、テクスチ
ャを実現するために、上記の光造形方式の場合と同様
に、三次元造形物の表面側にテクスチャ情報に応じた微
小突起を形成するようにしてもよい。そのように構成す
れば、１種類の樹脂材料で、かつ、ノズルの数も１つで
よいため、装置構成を簡単にすることができる。
においては、弾力性を実現するために複数種類の樹脂を
吐出する構成例について示したが、上記の光造形方式の
場合と同様に三次元造形物の内部側にばね定数Ｋに応じ
た微***を形成するようにしてもよい。また、テクスチ
ャを実現するために、上記の光造形方式の場合と同様
に、三次元造形物の表面側にテクスチャ情報に応じた微
小突起を形成するようにしてもよい。そのように構成す
れば、１種類の樹脂材料で、かつ、ノズルの数も１つで
よいため、装置構成を簡単にすることができる。
【０１２４】＜４．粉末造形方式＞次に、造形機構部２
２における造形方式が粉末造形方式である場合の三次元
造形について説明する。
２における造形方式が粉末造形方式である場合の三次元
造形について説明する。
【０１２５】図２１は、粉末造形方式の三次元造形装置
である粉末造形装置５０を示す図である。粉末造形装置
５０は、図１又は図５に示した造形機構部２２として、
粉末を積層して三次元造形物を形成する造形部５６と、
セラミック粉末、金属粉末、プラスチック粉末等の粉末
材料を貯留しておき、造形部５６に供給する粉末供給部
５１と、造形部５６に供給された粉末材料を伸展させて
薄層を形成する伸展ローラ５３と、伸展された薄層状の
粉末材料に接着剤を吐出して造形用データに応じた形状
となるように粉末材料を固結させるヘッド部５４と、を
備えて構成される。
である粉末造形装置５０を示す図である。粉末造形装置
５０は、図１又は図５に示した造形機構部２２として、
粉末を積層して三次元造形物を形成する造形部５６と、
セラミック粉末、金属粉末、プラスチック粉末等の粉末
材料を貯留しておき、造形部５６に供給する粉末供給部
５１と、造形部５６に供給された粉末材料を伸展させて
薄層を形成する伸展ローラ５３と、伸展された薄層状の
粉末材料に接着剤を吐出して造形用データに応じた形状
となるように粉末材料を固結させるヘッド部５４と、を
備えて構成される。
【０１２６】造形部５６は、周囲が壁部５６ａで囲まれ
た内部側にステージ５７が設けられて構成される。ステ
ージ５７は支持部材５８によって支持されており、制御
部２１からの制御部によって昇降駆動部５９が支持部材
５８を昇降駆動することによって、ステージ５７を所定
ピッチで下降させたり、上昇させたりすることができ
る。
た内部側にステージ５７が設けられて構成される。ステ
ージ５７は支持部材５８によって支持されており、制御
部２１からの制御部によって昇降駆動部５９が支持部材
５８を昇降駆動することによって、ステージ５７を所定
ピッチで下降させたり、上昇させたりすることができ
る。
【０１２７】粉末供給部５１には２つの供給部５１ａ，
５１ｂが設けられており、各供給部５１ａ，５１ｂは造
形部５６のＹ方向の長さ寸法をカバーすることができる
ように、Ｙ方向に長い部材で構成されており、各供給部
５１ａ，５１ｂの下部側には粉末を造形部５６に供給す
るための開口部が形成される。したがって、粉末供給部
５１は、Ｘ方向に１回移動すれば、造形部５６の上面側
全面にわたって粉末材料の供給を行うことが可能となっ
ている。
５１ｂが設けられており、各供給部５１ａ，５１ｂは造
形部５６のＹ方向の長さ寸法をカバーすることができる
ように、Ｙ方向に長い部材で構成されており、各供給部
５１ａ，５１ｂの下部側には粉末を造形部５６に供給す
るための開口部が形成される。したがって、粉末供給部
５１は、Ｘ方向に１回移動すれば、造形部５６の上面側
全面にわたって粉末材料の供給を行うことが可能となっ
ている。
【０１２８】また、供給部５１ａ，５１ｂには、それぞ
れ異なる性質の粉末材料が貯留されるとともに、それぞ
れの粉末の供給を制御する制御弁５２ａ，５２ｂが設け
られている。なお、制御弁５２ａ，５２ｂは制御部２１
によって個別に開閉制御される。
れ異なる性質の粉末材料が貯留されるとともに、それぞ
れの粉末の供給を制御する制御弁５２ａ，５２ｂが設け
られている。なお、制御弁５２ａ，５２ｂは制御部２１
によって個別に開閉制御される。
【０１２９】伸展ローラ５３は、粉末供給部５１が粉末
材料を供給した後側からＸ方向に進むことで、粉末材料
を伸展し、均一な厚さの薄層を形成する機能を有する。
材料を供給した後側からＸ方向に進むことで、粉末材料
を伸展し、均一な厚さの薄層を形成する機能を有する。
【０１３０】また、ヘッド部５４は、所定の接着剤を微
小な液滴として吐出するノズル５５を備えており、制御
部２１の制御によってＸＹ平面内で移動可能であって、
造形部５６の上端面に形成された粉末層のうちの三次元
造形物８４を形成するために必要な位置に接着剤を供給
することで、粉末材料を固着させる。
小な液滴として吐出するノズル５５を備えており、制御
部２１の制御によってＸＹ平面内で移動可能であって、
造形部５６の上端面に形成された粉末層のうちの三次元
造形物８４を形成するために必要な位置に接着剤を供給
することで、粉末材料を固着させる。
【０１３１】この粉末造形装置５０によって三次元造形
を行う際には、まず、ステージ５７の上面を造形部５６
の上端面からわずかに低下した位置に初期設定し、その
状態で粉末供給部５１をＸ方向に移動させるとともに、
ステージ５７上に粉末材料を供給し、伸展ローラ５３に
よって薄い粉末層を形成する。この結果、ステージ５７
上には微小な厚さの三次元造形物の一層分の粉末材料が
供給されたことになる。そして、粉末層の上からヘッド
部５４より接着剤を吐出することによって、一層分の断
面形状を固着させ、三次元造形物の一層分の形状を形成
する。そして、ステージ５７を一層の厚さ分だけ下降さ
せ、その上に次の一層分を形成するために粉末層を形成
し、再び接着剤を吐出する。このような動作を繰り返す
ことにより、ステージ５７上に吐出された樹脂が硬化し
て三次元造形物８４が順次に形成されていき、最終的に
ステージ５７上に三次元造形物８４の完成品が得られる
ことになる。
を行う際には、まず、ステージ５７の上面を造形部５６
の上端面からわずかに低下した位置に初期設定し、その
状態で粉末供給部５１をＸ方向に移動させるとともに、
ステージ５７上に粉末材料を供給し、伸展ローラ５３に
よって薄い粉末層を形成する。この結果、ステージ５７
上には微小な厚さの三次元造形物の一層分の粉末材料が
供給されたことになる。そして、粉末層の上からヘッド
部５４より接着剤を吐出することによって、一層分の断
面形状を固着させ、三次元造形物の一層分の形状を形成
する。そして、ステージ５７を一層の厚さ分だけ下降さ
せ、その上に次の一層分を形成するために粉末層を形成
し、再び接着剤を吐出する。このような動作を繰り返す
ことにより、ステージ５７上に吐出された樹脂が硬化し
て三次元造形物８４が順次に形成されていき、最終的に
ステージ５７上に三次元造形物８４の完成品が得られる
ことになる。
【０１３２】そして、この実施の形態では、三次元造形
物８４を造形する際に、造形用データの触感情報に基づ
いて、三次元造形物８４の触感が造形対象物の触感と同
様のものとなるように、造形される。
物８４を造形する際に、造形用データの触感情報に基づ
いて、三次元造形物８４の触感が造形対象物の触感と同
様のものとなるように、造形される。
【０１３３】例えば、造形対象物の柔らかさ等の弾力性
を再現する場合には、供給部５１ａには比較的柔らかい
粉末材料を充填しておき、供給部５１ｂには比較的硬い
粉末材料を充填しておく。そして、造形用データの各微
小平面に対応づけられている触感情報である柔らかさに
関する情報（ばね定数Ｋ）に基づいて、その弾力性と一
致する、又は近い方の粉末材料を特定するとともに、供
給部５１ａ，５１ｂのうちから一つの供給部を選択す
る。そして、造形動作を行う際には、選択された供給部
から粉末材料の供給を行わせることにより、触感情報に
示された弾力性と近似した弾力性を有する三次元造形物
８４の生成を行うことが可能になる。図２１に示す例に
おいて、三次元造形物８４のうち上側部分８４ａが供給
部５１ａから供給された粉末材料により形成されてお
り、下側部分８４ｂが供給部５１ｂから供給された粉末
材料により形成されているとすると、三次元造形物８４
の上側部分８２ａは比較的柔らかく、下側部分８２ｂは
比較的硬い状態となって形成されることになる。
を再現する場合には、供給部５１ａには比較的柔らかい
粉末材料を充填しておき、供給部５１ｂには比較的硬い
粉末材料を充填しておく。そして、造形用データの各微
小平面に対応づけられている触感情報である柔らかさに
関する情報（ばね定数Ｋ）に基づいて、その弾力性と一
致する、又は近い方の粉末材料を特定するとともに、供
給部５１ａ，５１ｂのうちから一つの供給部を選択す
る。そして、造形動作を行う際には、選択された供給部
から粉末材料の供給を行わせることにより、触感情報に
示された弾力性と近似した弾力性を有する三次元造形物
８４の生成を行うことが可能になる。図２１に示す例に
おいて、三次元造形物８４のうち上側部分８４ａが供給
部５１ａから供給された粉末材料により形成されてお
り、下側部分８４ｂが供給部５１ｂから供給された粉末
材料により形成されているとすると、三次元造形物８４
の上側部分８２ａは比較的柔らかく、下側部分８２ｂは
比較的硬い状態となって形成されることになる。
【０１３４】なお、図２１では、造形対象物の触感を再
現するために、２種類の粉末材料を２つの供給部５１
ａ，５１ｂから供給するように構成されている例につい
て説明したが、粉末材料の種類を３種類以上とするとと
もに、供給部の数を３個以上で構成し、上記と同様に柔
らかさ等が最も近似する粉末材料を選択して造形を行う
ように実現すれば、造形対象物の触感をより忠実に再現
することが可能になる。
現するために、２種類の粉末材料を２つの供給部５１
ａ，５１ｂから供給するように構成されている例につい
て説明したが、粉末材料の種類を３種類以上とするとと
もに、供給部の数を３個以上で構成し、上記と同様に柔
らかさ等が最も近似する粉末材料を選択して造形を行う
ように実現すれば、造形対象物の触感をより忠実に再現
することが可能になる。
【０１３５】また、弾力性の異なる２種類の粉末材料を
用いて、三次元造形物８４に任意の弾力性を再現する場
合には、制御部２１が、触感情報のばね定数Ｋに基づい
て２種類の粉末材料の組成比を求め、その組成比に応じ
て２種類の粉末材料の混合を行い、混合された粉末材料
を供給して造形を行っていくように構成すれば、２種類
の粉末材料のそれぞれが示す弾力性の中間の弾力性を示
す三次元造形物を生成することが可能になる。
用いて、三次元造形物８４に任意の弾力性を再現する場
合には、制御部２１が、触感情報のばね定数Ｋに基づい
て２種類の粉末材料の組成比を求め、その組成比に応じ
て２種類の粉末材料の混合を行い、混合された粉末材料
を供給して造形を行っていくように構成すれば、２種類
の粉末材料のそれぞれが示す弾力性の中間の弾力性を示
す三次元造形物を生成することが可能になる。
【０１３６】図２２は、任意の弾力性を実現するために
粉末材料を混合する構成を示す図である。図２２に示す
ように粉末供給部５１は、供給部５１ａ，５１ｂの下方
側に混合部５１１を有しており、混合部５１１の内部に
は攪拌ローラ５１２を有する。各制御部２１は、ばね定
数Ｋに基づいて２種類の粉末材料の組成比を求め、その
組成比に適合するように各供給部５１ａ，５１ｂの制御
弁５２ａ，５２ｂを開閉して、混合部５１１に２種類の
粉末材料を供給する。そして、制御部２１は混合部５１
１の攪拌ローラ５１２を動作させて、２種類の粉末材料
を攪拌した後、混合部５１１に設けられた制御弁５２ｃ
を開放して造形部５６に粉末材料を供給する。このとき
供給される粉末材料は、上記の組成比に適合したものと
なっているため、単位体積当たりの粉末材料の組成比が
調整されたものとなっていおり、任意の弾力性の三次元
造形物が実現されることになる。
粉末材料を混合する構成を示す図である。図２２に示す
ように粉末供給部５１は、供給部５１ａ，５１ｂの下方
側に混合部５１１を有しており、混合部５１１の内部に
は攪拌ローラ５１２を有する。各制御部２１は、ばね定
数Ｋに基づいて２種類の粉末材料の組成比を求め、その
組成比に適合するように各供給部５１ａ，５１ｂの制御
弁５２ａ，５２ｂを開閉して、混合部５１１に２種類の
粉末材料を供給する。そして、制御部２１は混合部５１
１の攪拌ローラ５１２を動作させて、２種類の粉末材料
を攪拌した後、混合部５１１に設けられた制御弁５２ｃ
を開放して造形部５６に粉末材料を供給する。このとき
供給される粉末材料は、上記の組成比に適合したものと
なっているため、単位体積当たりの粉末材料の組成比が
調整されたものとなっていおり、任意の弾力性の三次元
造形物が実現されることになる。
【０１３７】図２３は、三次元造形システム１００にお
いて三次元造形物の弾力性を再現する粉末造形の処理シ
ーケンスを示すフローチャートである。
いて三次元造形物の弾力性を再現する粉末造形の処理シ
ーケンスを示すフローチャートである。
【０１３８】まず、データ生成装置１が造形対象物の柔
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、粉末
造形装置５０の制御部２１にその造形用データが与えら
れる（ステップＳ５００）。そして、粉末造形装置５０
の制御部２１は、造形用データに設定された各微小平面
の弾力性に関する触感情報から、２種類の樹脂の組成比
を求める（ステップＳ５０２）。この組成比の求め方
は、図１７のステップＳ３０２と同様である。制御部２
１は、組成比の計算を、造形用データの各微小平面につ
いて対応づけられた触感情報ごとに行い、各微小平面ご
とに造形の際の組成比を求める。
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、粉末
造形装置５０の制御部２１にその造形用データが与えら
れる（ステップＳ５００）。そして、粉末造形装置５０
の制御部２１は、造形用データに設定された各微小平面
の弾力性に関する触感情報から、２種類の樹脂の組成比
を求める（ステップＳ５０２）。この組成比の求め方
は、図１７のステップＳ３０２と同様である。制御部２
１は、組成比の計算を、造形用データの各微小平面につ
いて対応づけられた触感情報ごとに行い、各微小平面ご
とに造形の際の組成比を求める。
【０１３９】なお、厳密な弾力性の再現が求められない
場合には、上述のように触感情報のばね定数Ｋに最も近
い方の粉末材料を選択するだけでもよく、この場合には
効率的な造形処理を行うことができる。
場合には、上述のように触感情報のばね定数Ｋに最も近
い方の粉末材料を選択するだけでもよく、この場合には
効率的な造形処理を行うことができる。
【０１４０】そして、制御部２１は、造形用データが示
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ５０４）。この断面形状が、接着剤を吐出する領
域を示すことになる。
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ５０４）。この断面形状が、接着剤を吐出する領
域を示すことになる。
【０１４１】そして、制御部２１は昇降駆動部５９を駆
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ５０６）。そして、制御部２
１は組成比に応じて複数の粉末材料を混合部５１１にて
混合し（ステップＳ５０８）、所定位置に混合した粉末
材料を供給するとともに、伸展ローラ５３によって粉末
層を形成する（ステップＳ５１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料を固着さ
せる（ステップＳ５１２）。
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ５０６）。そして、制御部２
１は組成比に応じて複数の粉末材料を混合部５１１にて
混合し（ステップＳ５０８）、所定位置に混合した粉末
材料を供給するとともに、伸展ローラ５３によって粉末
層を形成する（ステップＳ５１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料を固着さ
せる（ステップＳ５１２）。
【０１４２】その後、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ５１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ５０６〜Ｓ５１２の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ５１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ５０６〜Ｓ５１２の処理を繰り返す。
【０１４３】以上のような処理によって得られる三次元
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の弾力性と同様の弾力性を有
している。つまり、三次元造形物が造形対象物の弾力性
と同様の弾力性を有するように、粉末材料の選択又は混
合が行われているため、三次元造形物の弾力性が造形対
象物のそれを同様の状態で再現されるのである。また、
造形対象物の弾力性が部分ごとに異なっている場合に
は、それら各部分に対応する三次元造形物８４の部分ご
とに粉末材料又は粉末材料の組成比が変更されるため、
三次元造形物８４の弾力性も造形対象物と同様に部分ご
とに異なったものとして実現される。
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の弾力性と同様の弾力性を有
している。つまり、三次元造形物が造形対象物の弾力性
と同様の弾力性を有するように、粉末材料の選択又は混
合が行われているため、三次元造形物の弾力性が造形対
象物のそれを同様の状態で再現されるのである。また、
造形対象物の弾力性が部分ごとに異なっている場合に
は、それら各部分に対応する三次元造形物８４の部分ご
とに粉末材料又は粉末材料の組成比が変更されるため、
三次元造形物８４の弾力性も造形対象物と同様に部分ご
とに異なったものとして実現される。
【０１４４】したがって、上記のような処理シーケンス
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが
可能になるのである。
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが
可能になるのである。
【０１４５】次に、造形対象物の手触り感等のテクスチ
ャを再現する場合には、供給部５１ａから粒子径の小さ
な粉末材料を供給し、供給部５１ｂから粒子径の大きな
粉末材料を供給するように構成する。そして、造形用デ
ータの各微小平面に対応づけられている触感情報（テク
スチャ情報）に基づいて、供給部５１ａ，５１ｂのうち
からテクスチャと一致する、又は近い方の一つの供給部
を選択する。そして、造形動作を行う際には、選択され
た供給部から粉末材料の供給を行わせることにより、触
感情報に示されたテクスチャと近似した手触り感を有す
る三次元造形物８４の生成を行うことが可能になる。図
２１に示す例において、三次元造形物８４のうち領域８
４ａが供給部５１ａより供給された粉末材料により形成
されており、領域８４ｂが供給部５１ｂより供給された
粉末材料により形成されているとすると、三次元造形物
８４の領域８４ｂの部分は比較的粗く、ざらざらした触
感が実現されるのに対し、領域８４ａの部分は比較的滑
らかな触感が実現される。
ャを再現する場合には、供給部５１ａから粒子径の小さ
な粉末材料を供給し、供給部５１ｂから粒子径の大きな
粉末材料を供給するように構成する。そして、造形用デ
ータの各微小平面に対応づけられている触感情報（テク
スチャ情報）に基づいて、供給部５１ａ，５１ｂのうち
からテクスチャと一致する、又は近い方の一つの供給部
を選択する。そして、造形動作を行う際には、選択され
た供給部から粉末材料の供給を行わせることにより、触
感情報に示されたテクスチャと近似した手触り感を有す
る三次元造形物８４の生成を行うことが可能になる。図
２１に示す例において、三次元造形物８４のうち領域８
４ａが供給部５１ａより供給された粉末材料により形成
されており、領域８４ｂが供給部５１ｂより供給された
粉末材料により形成されているとすると、三次元造形物
８４の領域８４ｂの部分は比較的粗く、ざらざらした触
感が実現されるのに対し、領域８４ａの部分は比較的滑
らかな触感が実現される。
【０１４６】なお、この場合も、供給部の数を３個以上
で構成し、それぞれの供給部から粒子径の異なる粉末材
料を供給するように構成すれば、上記と同様に最もテク
スチャ情報に近い一つの供給部を選択するように実現す
るだけで、造形対象物の触感をより忠実に再現すること
が可能になる。
で構成し、それぞれの供給部から粒子径の異なる粉末材
料を供給するように構成すれば、上記と同様に最もテク
スチャ情報に近い一つの供給部を選択するように実現す
るだけで、造形対象物の触感をより忠実に再現すること
が可能になる。
【０１４７】図２４は、三次元造形システム１００にお
いて三次元造形物の手触り感等のテクスチャを再現する
粉末造形の処理シーケンスを示すフローチャートであ
る。
いて三次元造形物の手触り感等のテクスチャを再現する
粉末造形の処理シーケンスを示すフローチャートであ
る。
【０１４８】まず、データ生成装置１が造形対象物の手
触り感、すなわちテクスチャに関する触感情報（テクス
チャ情報）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、
データ処理装置１０が造形用データを生成する。そし
て、粉末造形装置５０の制御部２１にその造形用データ
が与えられる（ステップＳ６００）。そして、粉末造形
装置５０の制御部２１は、造形用データに設定された各
微小平面のテクスチャに関する触感情報（テクスチャ情
報）から、その部分のテクスチャを実現するための粉末
材料の組成比を計算する（ステップＳ６０２）。ここで
の計算は、テクスチャ情報より粉末材料の大きさ（より
具体的には、直径Ｄ２）を所定の演算処理を行うことに
よって求め、単位体積当たりの粉末材料の平均的な大き
さが演算によって求められた直径Ｄ２に等しくなるよう
に、大きさの異なる粉末材料の組成比を求めることによ
り行われる。なお、この処理は造形用データに含まれる
微小平面の全てについて行われる。
触り感、すなわちテクスチャに関する触感情報（テクス
チャ情報）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、
データ処理装置１０が造形用データを生成する。そし
て、粉末造形装置５０の制御部２１にその造形用データ
が与えられる（ステップＳ６００）。そして、粉末造形
装置５０の制御部２１は、造形用データに設定された各
微小平面のテクスチャに関する触感情報（テクスチャ情
報）から、その部分のテクスチャを実現するための粉末
材料の組成比を計算する（ステップＳ６０２）。ここで
の計算は、テクスチャ情報より粉末材料の大きさ（より
具体的には、直径Ｄ２）を所定の演算処理を行うことに
よって求め、単位体積当たりの粉末材料の平均的な大き
さが演算によって求められた直径Ｄ２に等しくなるよう
に、大きさの異なる粉末材料の組成比を求めることによ
り行われる。なお、この処理は造形用データに含まれる
微小平面の全てについて行われる。
【０１４９】そして、制御部２１は、造形用データが示
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ６０４）。
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ６０４）。
【０１５０】そして、制御部２１は昇降駆動部５９を駆
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ６０６）。そして、制御部２
１は組成比に応じて複数の粉末材料を混合部５１１にて
混合し（ステップＳ６０８）、所定位置に混合した粉末
材料を供給するとともに、伸展ローラ５３によって粉末
層を形成する（ステップＳ６１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料を固着さ
せる（ステップＳ６１２）。
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ６０６）。そして、制御部２
１は組成比に応じて複数の粉末材料を混合部５１１にて
混合し（ステップＳ６０８）、所定位置に混合した粉末
材料を供給するとともに、伸展ローラ５３によって粉末
層を形成する（ステップＳ６１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料を固着さ
せる（ステップＳ６１２）。
【０１５１】その後、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ５１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ６０６〜Ｓ６１２の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ５１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ６０６〜Ｓ６１２の処理を繰り返す。
【０１５２】以上のような処理によって得られる三次元
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、その表面に吐出された大きさの異なる粉
末材料によって造形対象物の手触り感と同様の手触り感
を有している。また、造形対象物の手触り感が部分ごと
に異なっている場合には、それら各部分に対応する三次
元造形物８４の部分ごとに表面に吐出される粉末材料の
大きさが異なったものとして形成されるため、三次元造
形物８４の手触り感も造形対象物と同様に部分ごとに異
なったものとして実現される。
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、その表面に吐出された大きさの異なる粉
末材料によって造形対象物の手触り感と同様の手触り感
を有している。また、造形対象物の手触り感が部分ごと
に異なっている場合には、それら各部分に対応する三次
元造形物８４の部分ごとに表面に吐出される粉末材料の
大きさが異なったものとして形成されるため、三次元造
形物８４の手触り感も造形対象物と同様に部分ごとに異
なったものとして実現される。
【０１５３】したがって、上記のような処理シーケンス
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物のテク
スチャ、すなわち手触り感を造形対象物のそれと同様の
状態に再現することが可能になるのである。
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物のテク
スチャ、すなわち手触り感を造形対象物のそれと同様の
状態に再現することが可能になるのである。
【０１５４】なお、上記の説明においては、造形対象物
の弾力性を再現する場合と、テクスチャを再現する場合
とを分けて説明したが、これらを同時に実現することも
勿論可能である。その場合、異なる弾力性を実現するた
めの複数種類の粉末材料を供給することができるように
構成するとともに、異なる大きさの粉末材料を吐出する
ことができるように構成する。そして、ばね定数Ｋから
供給する粉末材料の種類を決定したり、組成比を決定す
るとともに、テクスチャ情報から供給する粉末材料の大
きさを決定する。これにより、三次元造形物の弾力性と
手触り感との双方の触感を造形対象物に一致させること
が可能になる。
の弾力性を再現する場合と、テクスチャを再現する場合
とを分けて説明したが、これらを同時に実現することも
勿論可能である。その場合、異なる弾力性を実現するた
めの複数種類の粉末材料を供給することができるように
構成するとともに、異なる大きさの粉末材料を吐出する
ことができるように構成する。そして、ばね定数Ｋから
供給する粉末材料の種類を決定したり、組成比を決定す
るとともに、テクスチャ情報から供給する粉末材料の大
きさを決定する。これにより、三次元造形物の弾力性と
手触り感との双方の触感を造形対象物に一致させること
が可能になる。
【０１５５】さらに、この粉末造形装置５０において
は、弾力性を実現するために複数種類の樹脂を吐出する
構成例について示したが、上記の光造形方式の場合と同
様に三次元造形物の内部側にばね定数Ｋに応じた微***
を形成するようにしてもよい。また、テクスチャを実現
するために、上記の光造形方式の場合と同様に、三次元
造形物の表面側にテクスチャ情報に応じた微小突起を形
成するようにしてもよい。そのように構成すれば、１種
類の樹脂材料で、かつ、準備する粉末材料の数も１種類
でよいため、装置構成を簡単にすることができる。
は、弾力性を実現するために複数種類の樹脂を吐出する
構成例について示したが、上記の光造形方式の場合と同
様に三次元造形物の内部側にばね定数Ｋに応じた微***
を形成するようにしてもよい。また、テクスチャを実現
するために、上記の光造形方式の場合と同様に、三次元
造形物の表面側にテクスチャ情報に応じた微小突起を形
成するようにしてもよい。そのように構成すれば、１種
類の樹脂材料で、かつ、準備する粉末材料の数も１種類
でよいため、装置構成を簡単にすることができる。
【０１５６】以上は、粉末造形装置５０において粉末材
料の種類によって三次元造形物の触感を造形対象物のも
のと同様に実現するものであるが、粉末造形方式の場合
には、接着剤の種類を変更することによって触感を異な
るように実現することも可能である。この場合の装置構
成を図２５に示す。
料の種類によって三次元造形物の触感を造形対象物のも
のと同様に実現するものであるが、粉末造形方式の場合
には、接着剤の種類を変更することによって触感を異な
るように実現することも可能である。この場合の装置構
成を図２５に示す。
【０１５７】図２５に示すように、この粉末造形装置５
０ａは、１種類の粉末材料を貯留し、造形部５６にその
粉末材料を供給する粉末供給部５１を有しており、造形
部５６に供給された粉末材料を伸展ローラ５３で伸展さ
せた後、ヘッド部５４に設けられた２つのノズル５５
ａ，５５ｂから異なる種類の接着剤を吐出するように構
成されている。
０ａは、１種類の粉末材料を貯留し、造形部５６にその
粉末材料を供給する粉末供給部５１を有しており、造形
部５６に供給された粉末材料を伸展ローラ５３で伸展さ
せた後、ヘッド部５４に設けられた２つのノズル５５
ａ，５５ｂから異なる種類の接着剤を吐出するように構
成されている。
【０１５８】そして、造形対象物の弾力性を三次元造形
物に再現する際には、ノズル５５ａから乾燥したときに
比較的柔らかくなる接着剤を吐出するとともに、ノズル
５５ｂから乾燥したときに比較的硬くなる接着剤を吐出
するように構成し、造形用データに含まれるばね定数Ｋ
に応じて吐出する接着剤を選択的に吐出することで、三
次元造形物の弾力性を造形対象物の弾力性と同様の状態
に再現することが可能になる。
物に再現する際には、ノズル５５ａから乾燥したときに
比較的柔らかくなる接着剤を吐出するとともに、ノズル
５５ｂから乾燥したときに比較的硬くなる接着剤を吐出
するように構成し、造形用データに含まれるばね定数Ｋ
に応じて吐出する接着剤を選択的に吐出することで、三
次元造形物の弾力性を造形対象物の弾力性と同様の状態
に再現することが可能になる。
【０１５９】図２６は、この場合の粉末造形の処理シー
ケンスを示すフローチャートである。
ケンスを示すフローチャートである。
【０１６０】まず、データ生成装置１が造形対象物の柔
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、粉末
造形装置５０ａの制御部２１にその造形用データが与え
られる（ステップＳ７００）。そして、粉末造形装置５
０ａの制御部２１は、造形用データに設定された各微小
平面の弾力性に関する触感情報から、使用する接着剤の
選択を行う（ステップＳ７０２）。
らかさ、すなわち弾力性に関する触感情報（ばね定数
Ｋ）を形状データであるＳＴＬデータに付加し、データ
処理装置１０が造形用データを生成する。そして、粉末
造形装置５０ａの制御部２１にその造形用データが与え
られる（ステップＳ７００）。そして、粉末造形装置５
０ａの制御部２１は、造形用データに設定された各微小
平面の弾力性に関する触感情報から、使用する接着剤の
選択を行う（ステップＳ７０２）。
【０１６１】そして、制御部２１は、造形用データが示
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ７０４）。この断面形状が、接着剤を吐出する領
域を示すことになる。
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ７０４）。この断面形状が、接着剤を吐出する領
域を示すことになる。
【０１６２】そして、制御部２１は昇降駆動部５９を駆
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ７０６）。そして、制御部２
１は所定の粉末材料を用いて造形部５６に一層分の粉末
層を形成する（ステップＳ７０８）。そして、制御部２
１は、ヘッド部５４を移動させつつ、全ての接着剤の吐
出位置を求め、それらの吐出位置の全てを通過する走査
経路を求める（ステップＳ７１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
選択的に吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料
を固着させる（ステップＳ７１２）。
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ７０６）。そして、制御部２
１は所定の粉末材料を用いて造形部５６に一層分の粉末
層を形成する（ステップＳ７０８）。そして、制御部２
１は、ヘッド部５４を移動させつつ、全ての接着剤の吐
出位置を求め、それらの吐出位置の全てを通過する走査
経路を求める（ステップＳ７１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
選択的に吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料
を固着させる（ステップＳ７１２）。
【０１６３】その後、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ７１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ７０６〜Ｓ７１２の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ７１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ７０６〜Ｓ７１２の処理を繰り返す。
【０１６４】以上のような処理によって得られる三次元
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の弾力性と同様の弾力性を有
することとなる。また、造形対象物の弾力性が部分ごと
に異なっている場合であっても、それら各部分ごとに吐
出される接着剤の選択が変更されるため、三次元造形物
８４の弾力性も造形対象物と同様に部分ごとに異なった
ものとして実現される。
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の弾力性と同様の弾力性を有
することとなる。また、造形対象物の弾力性が部分ごと
に異なっている場合であっても、それら各部分ごとに吐
出される接着剤の選択が変更されるため、三次元造形物
８４の弾力性も造形対象物と同様に部分ごとに異なった
ものとして実現される。
【０１６５】したがって、上記のような処理シーケンス
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが
可能になるのである。
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが
可能になるのである。
【０１６６】また、造形対象物のテクスチャを三次元造
形物に再現する際には、ノズル５５ａから乾燥したとき
に比較的ざらざら感を有する性質の接着剤を吐出すると
ともに、ノズル５５ｂから乾燥したときに比較的滑らか
な感を有する性質の接着剤を吐出するように構成し、造
形用データに含まれるテクスチャ情報に応じて吐出する
接着剤を選択的に吐出することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが
可能になる。
形物に再現する際には、ノズル５５ａから乾燥したとき
に比較的ざらざら感を有する性質の接着剤を吐出すると
ともに、ノズル５５ｂから乾燥したときに比較的滑らか
な感を有する性質の接着剤を吐出するように構成し、造
形用データに含まれるテクスチャ情報に応じて吐出する
接着剤を選択的に吐出することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の弾力性と同様の状態に再現することが
可能になる。
【０１６７】図２７は、この場合の粉末造形の処理シー
ケンスを示すフローチャートである。
ケンスを示すフローチャートである。
【０１６８】まず、データ生成装置１が造形対象物のテ
クスチャに関する触感情報（テクスチャ情報）を形状デ
ータであるＳＴＬデータに付加し、データ処理装置１０
が造形用データを生成する。そして、粉末造形装置５０
ａの制御部２１にその造形用データが与えられる（ステ
ップＳ８００）。そして、粉末造形装置５０ａの制御部
２１は、造形用データに設定された各微小平面のテクス
チャに関する触感情報から、使用する接着剤の選択を行
う（ステップＳ８０２）。
クスチャに関する触感情報（テクスチャ情報）を形状デ
ータであるＳＴＬデータに付加し、データ処理装置１０
が造形用データを生成する。そして、粉末造形装置５０
ａの制御部２１にその造形用データが与えられる（ステ
ップＳ８００）。そして、粉末造形装置５０ａの制御部
２１は、造形用データに設定された各微小平面のテクス
チャに関する触感情報から、使用する接着剤の選択を行
う（ステップＳ８０２）。
【０１６９】そして、制御部２１は、造形用データが示
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ８０４）。この断面形状が、接着剤を吐出する領
域を示すことになる。
す立体的な形状データから一層ごとの造形動作に用いら
れる、複数平面でスライスした断面形状を求める（ステ
ップＳ８０４）。この断面形状が、接着剤を吐出する領
域を示すことになる。
【０１７０】そして、制御部２１は昇降駆動部５９を駆
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ８０６）。そして、制御部２
１は所定の粉末材料を用いて造形部５６に一層分の粉末
層を形成する（ステップＳ８０８）。そして、制御部２
１は、ヘッド部５４を移動させつつ、全ての接着剤の吐
出位置を求め、それらの吐出位置の全てを通過する走査
経路を求める（ステップＳ８１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
選択的に吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料
を固着させる（ステップＳ８１２）。
動させてステージ５７の上面側又は三次元造形物８４の
上端側に一層分の空きスペースを形成するとともに、複
数の断面形状のうちから造形対象となる一層分の断面形
状を抽出する（ステップＳ８０６）。そして、制御部２
１は所定の粉末材料を用いて造形部５６に一層分の粉末
層を形成する（ステップＳ８０８）。そして、制御部２
１は、ヘッド部５４を移動させつつ、全ての接着剤の吐
出位置を求め、それらの吐出位置の全てを通過する走査
経路を求める（ステップＳ８１０）。そして、制御部２
１はヘッド部５４を駆動し、断面形状に応じて接着剤を
選択的に吐出して、断面形状に対応する部分の粉末材料
を固着させる（ステップＳ８１２）。
【０１７１】その後、制御部２１は、最後の層形成が完
了したか否かを判断し（ステップＳ８１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ８０６〜Ｓ８１２の処理を繰り返す。
了したか否かを判断し（ステップＳ８１４）、「ＹＥ
Ｓ」であればステージ５７上に所望の三次元造形物８４
が完成したことになるため、処理を終了させるととも
に、「ＮＯ」であれば最後の層形成が完了するまでステ
ップＳ８０６〜Ｓ８１２の処理を繰り返す。
【０１７２】以上のような処理によって得られる三次元
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の手触り感と同様の手触り感
を有することとなる。また、造形対象物の手触り感が部
分ごとに異なっている場合であっても、それら各部分ご
とに吐出される接着剤の選択が変更されるため、三次元
造形物８４の手触り感も造形対象物と同様に部分ごとに
異なったものとして実現される。
造形物８４は、造形対象物の外形と同様の形状を有して
いるとともに、造形対象物の手触り感と同様の手触り感
を有することとなる。また、造形対象物の手触り感が部
分ごとに異なっている場合であっても、それら各部分ご
とに吐出される接着剤の選択が変更されるため、三次元
造形物８４の手触り感も造形対象物と同様に部分ごとに
異なったものとして実現される。
【０１７３】したがって、上記のような処理シーケンス
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の手触り感と同様の状態に再現すること
が可能になるのである。
を粉末造形方式に適用することで、三次元造形物の弾力
性を造形対象物の手触り感と同様の状態に再現すること
が可能になるのである。
【０１７４】このように接着剤を選択することにより造
形対象物の触感を三次元造形物に再現するように構成す
れば、粉末材料の供給形態が図２５に示すような形態で
なくともよい。
形対象物の触感を三次元造形物に再現するように構成す
れば、粉末材料の供給形態が図２５に示すような形態で
なくともよい。
【０１７５】図２８は、造形部５６の側部に粉末材料を
貯留して供給を行う粉末供給部６１がある場合の造形動
作の概略を示す図である。図２８（ａ）に示すように、
粉末供給部６１の下部には粉末材料を押し上げるステー
ジ６２が設けられており、このステージ６２が所定量上
昇することによって造形部５６の横方向に粉末材料が山
盛り状に供給されることになる。そして、伸展ローラ５
３が粉末供給部６１から造形部５６の上面側に粉末材料
を伸展させることで、一層分の粉末層を形成する。そし
て、図２８（ｂ）に示すように、ヘッド５４を移動させ
て、接着剤を選択的に吐出することで断面形状部分を固
着させるとともに、触感を再現していく。このような動
作を繰り返すことによって、図２８（ｃ）に示すよう
に、造形部５６に三次元造形物８４の完成品を生成する
ことが可能になる。
貯留して供給を行う粉末供給部６１がある場合の造形動
作の概略を示す図である。図２８（ａ）に示すように、
粉末供給部６１の下部には粉末材料を押し上げるステー
ジ６２が設けられており、このステージ６２が所定量上
昇することによって造形部５６の横方向に粉末材料が山
盛り状に供給されることになる。そして、伸展ローラ５
３が粉末供給部６１から造形部５６の上面側に粉末材料
を伸展させることで、一層分の粉末層を形成する。そし
て、図２８（ｂ）に示すように、ヘッド５４を移動させ
て、接着剤を選択的に吐出することで断面形状部分を固
着させるとともに、触感を再現していく。このような動
作を繰り返すことによって、図２８（ｃ）に示すよう
に、造形部５６に三次元造形物８４の完成品を生成する
ことが可能になる。
【０１７６】＜５．変形例＞以上、この発明の実施の形
態について説明したが、この発明は上記に説明した内容
のものに限定されるものではない。
態について説明したが、この発明は上記に説明した内容
のものに限定されるものではない。
【０１７７】例えば、上記説明においては、光造形方
式、インクジェット造形方式、粉末造形方式を例に挙げ
て説明したが、他の造形方式であっても適用することが
できることは勿論である。
式、インクジェット造形方式、粉末造形方式を例に挙げ
て説明したが、他の造形方式であっても適用することが
できることは勿論である。
【０１７８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、形状データと触感情報とに基づいて、対
象物の形状及び触感を再現するための造形用データを生
成するように構成されているため、対象物の形状及び触
感を再現することの容易なデータを生成することができ
る。
発明によれば、形状データと触感情報とに基づいて、対
象物の形状及び触感を再現するための造形用データを生
成するように構成されているため、対象物の形状及び触
感を再現することの容易なデータを生成することができ
る。
【０１７９】請求項２に記載の発明によれば、触感情報
に基づいて、形状データの示す形状を変形させることに
よって、造形用データを生成するため、変形された形状
を再現すれば、対象物の触感が再現されることになる。
に基づいて、形状データの示す形状を変形させることに
よって、造形用データを生成するため、変形された形状
を再現すれば、対象物の触感が再現されることになる。
【０１８０】請求項３に記載の発明によれば、形状デー
タと触感情報とを関連づけて記憶するように構成されて
いるため、形状と触感との双方を再現するための情報を
含ませることができる。
タと触感情報とを関連づけて記憶するように構成されて
いるため、形状と触感との双方を再現するための情報を
含ませることができる。
【０１８１】請求項４に記載の発明によれば、触感情報
が、対象物の触感を測定することによって得られる情報
であるため、対象物の実際の触感に忠実な情報を得るこ
とができる。
が、対象物の触感を測定することによって得られる情報
であるため、対象物の実際の触感に忠実な情報を得るこ
とができる。
【０１８２】請求項５に記載の発明によれば、触感情報
が、対象物の複数の部分のそれぞれについて、触感に関
する情報を有するため、対象物の部分ごとの触感を再現
するためのデータを生成することができる。
が、対象物の複数の部分のそれぞれについて、触感に関
する情報を有するため、対象物の部分ごとの触感を再現
するためのデータを生成することができる。
【０１８３】請求項６に記載の発明によれば、触感情報
が、対象物の柔らかさに関する情報と対象物のテクスチ
ャに関する情報との少なくとも一方を有するため、対象
物の柔らかさとテクスチャとの少なくとも一方を再現す
るためのデータを生成することができる。
が、対象物の柔らかさに関する情報と対象物のテクスチ
ャに関する情報との少なくとも一方を有するため、対象
物の柔らかさとテクスチャとの少なくとも一方を再現す
るためのデータを生成することができる。
【０１８４】請求項７に記載の発明によれば、対象物の
形状に関する形状データと、対象物の触感に関する触感
情報とに基づいて、造形手段を制御するように構成され
ているため、対象物の形状及び触感を再現した三次元造
形物を生成することができる。
形状に関する形状データと、対象物の触感に関する触感
情報とに基づいて、造形手段を制御するように構成され
ているため、対象物の形状及び触感を再現した三次元造
形物を生成することができる。
【０１８５】請求項８ないし請求項１２に記載の発明に
よれば、各方式の三次元造形によって、対象物の触感を
再現した三次元造形物を生成することができる。
よれば、各方式の三次元造形によって、対象物の触感を
再現した三次元造形物を生成することができる。
【０１８６】請求項１３に記載の発明によれば、触感情
報が、対象物の触感を測定することによって得られる情
報であるため、対象物の実際の触感に忠実な三次元造形
物を生成することができる。
報が、対象物の触感を測定することによって得られる情
報であるため、対象物の実際の触感に忠実な三次元造形
物を生成することができる。
【０１８７】請求項１４に記載の発明によれば、触感情
報が、対象物の複数の部分のそれぞれについて、触感に
関する情報を有するため、対象物の部分ごとの触感を再
現するためのデータを生成することができる。
報が、対象物の複数の部分のそれぞれについて、触感に
関する情報を有するため、対象物の部分ごとの触感を再
現するためのデータを生成することができる。
【０１８８】請求項１５に記載の発明によれば、触感情
報が、対象物の柔らかさに関する情報と対象物のテクス
チャに関する情報との少なくとも一方を有するため、生
成される三次元造形物の柔らかさとテクスチャのうちの
少なくとも一方を対象物のものと同様に実現することが
できる。
報が、対象物の柔らかさに関する情報と対象物のテクス
チャに関する情報との少なくとも一方を有するため、生
成される三次元造形物の柔らかさとテクスチャのうちの
少なくとも一方を対象物のものと同様に実現することが
できる。
【０１８９】請求項１６に記載の発明によれば、対象物
の形状に関する形状データを入力するとともに、対象物
の触感に関する触感情報を入力し、形状データと触感情
報とを関連づけて記憶するため、形状と触感との双方を
再現するための情報を含ませることができる。
の形状に関する形状データを入力するとともに、対象物
の触感に関する触感情報を入力し、形状データと触感情
報とを関連づけて記憶するため、形状と触感との双方を
再現するための情報を含ませることができる。
【０１９０】請求項１７に記載の発明によれば、対象物
の形状に関する形状データを入力するとともに、対象物
の触感に関する触感情報を入力し、形状データと触感情
報とに基づいて、対象物の形状及び触感を再現するため
の造形用データを生成するため、形状と触感との双方を
再現するための造形用データを生成することができる。
の形状に関する形状データを入力するとともに、対象物
の触感に関する触感情報を入力し、形状データと触感情
報とに基づいて、対象物の形状及び触感を再現するため
の造形用データを生成するため、形状と触感との双方を
再現するための造形用データを生成することができる。
【０１９１】請求項１８に記載の発明によれば、対象物
の形状に関する形状データと、対象物の触感に関する触
感情報とを入力し、形状データと触感情報とに基づい
て、所定の造形手段を制御することにより、三次元造形
物を生成するため、対象物の形状及び触感を再現した三
次元造形物を生成することができる。
の形状に関する形状データと、対象物の触感に関する触
感情報とを入力し、形状データと触感情報とに基づい
て、所定の造形手段を制御することにより、三次元造形
物を生成するため、対象物の形状及び触感を再現した三
次元造形物を生成することができる。
【０１９２】請求項１９ないし請求項２１に記載の発明
によれば、対象物の形状に関する形状データと、対象物
の触感に関する触感情報とが関連づけられたデータ構造
を有するため、このデータを用いれば対象物の形状及び
触感を再現した三次元造形物を生成することができる。
によれば、対象物の形状に関する形状データと、対象物
の触感に関する触感情報とが関連づけられたデータ構造
を有するため、このデータを用いれば対象物の形状及び
触感を再現した三次元造形物を生成することができる。
【図１】三次元造形システムの一構成例を示す概念図で
ある。
ある。
【図２】ＳＴＬデータを示す概念図である。
【図３】弾力性を測定するための概念図である。
【図４】形状と触感とが対応づけられたＳＴＬデータの
概念図である。
概念図である。
【図５】三次元造形システムの構成例を示す概念図であ
る。
る。
【図６】光造形方式の三次元造形装置である光造形装置
を示す図である。
を示す図である。
【図７】弾力性を再現する光造形の処理シーケンスを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図８】ばね定数と微***の直径との関係を示す図であ
る。
る。
【図９】微***形状の付加を概念的に示す図である。
【図１０】制御部による光源のＯＮ／ＯＦＦ制御の例を
示す図である。
示す図である。
【図１１】テクスチャを再現する光造形の処理シーケン
スを示すフローチャートである。
スを示すフローチャートである。
【図１２】テクスチャ情報と微小突起の直径との関係を
示す図である。
示す図である。
【図１３】微小突起形状の付加を概念的に示す図であ
る。
る。
【図１４】微小突起形状の付加を概念的に示す図であ
る。
る。
【図１５】制御部による光源のＯＮ／ＯＦＦ制御の例を
示す図である。
示す図である。
【図１６】インクジェット造形方式の三次元造形装置で
あるインクジェット造形装置を示す図である。
あるインクジェット造形装置を示す図である。
【図１７】弾力性を再現するインクジェット造形の処理
シーケンスを示すフローチャートである。
シーケンスを示すフローチャートである。
【図１８】ある樹脂材料の組成比率とばね定数との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図１９】インクジェット造形方式の三次元造形装置で
あるインクジェット造形装置を示す図である。
あるインクジェット造形装置を示す図である。
【図２０】テクスチャを再現するインクジェット造形の
処理シーケンスを示すフローチャートである。
処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図２１】粉末造形方式の三次元造形装置である粉末造
形装置を示す図である。
形装置を示す図である。
【図２２】任意の弾力性を実現するために粉末材料を混
合する構成を示す図である。
合する構成を示す図である。
【図２３】弾力性を再現する粉末造形の処理シーケンス
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図２４】テクスチャを再現する粉末造形の処理シーケ
ンスを示すフローチャートである。
ンスを示すフローチャートである。
【図２５】粉末造形方式の三次元造形装置である粉末造
形装置を示す図である。
形装置を示す図である。
【図２６】弾力性を再現する粉末造形の処理シーケンス
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図２７】テクスチャを再現する粉末造形の処理シーケ
ンスを示すフローチャートである。
ンスを示すフローチャートである。
【図２８】他の粉末造形動作の概略を示す図である。
１ データ生成装置 １ａ ＳＴＬデータ生成部 １ｂ 触感情報入力部 ２ 触感情報生成部 １０ データ処理装置 １１ ＳＴＬデータ入力部 １３ データ処理部 ２０，２０ａ 三次元造形装置 ２１ 制御部 ２２ 造形機構部 ３０ 光造形装置 ４０ インクジェット造形装置 ５０，５０ａ 粉末造形装置 １００，１００ａ 三次元造形システム
Claims (21)
- 【請求項１】 三次元造形用となる造形用データを生成
するデータ処理装置であって、 対象物の形状に関する形状データを入力する形状データ
入力手段と、 前記対象物の触感に関する触感情報を入力する触感情報
入力手段と、 前記形状データと前記触感情報とに基づいて、前記対象
物の形状及び触感を再現するための前記造形用データを
生成するデータ生成手段と、を備えることを特徴とする
データ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のデータ処理装置におい
て、 前記データ生成手段は、前記触感情報に基づいて、前記
形状データの示す形状を変形させることによって、前記
造形用データを生成することを特徴とするデータ処理装
置。 - 【請求項３】 対象物の形状に関する形状データを入力
する形状データ入力手段と、 前記対象物の触感に関する触感情報を入力する触感情報
入力手段と、 前記形状データと前記触感情報とを関連づけて記憶する
手段と、を備えることを特徴とするデータ処理装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載のデータ処理装置におい
て、 前記触感情報は、前記対象物の触感を測定することによ
って得られる情報であることを特徴とするデータ処理装
置。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載のデータ処理装置において、 前記触感情報は、前記対象物の複数の部分のそれぞれに
ついて、触感に関する情報を有することを特徴とするデ
ータ処理装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載のデータ処理装置におい
て、 前記触感情報は、前記触感に関する情報として、前記対
象物の柔らかさに関する情報と前記対象物のテクスチャ
に関する情報との少なくとも一方を有することを特徴と
するデータ処理装置。 - 【請求項７】 対象物の三次元造形物を生成する三次元
造形装置であって、 前記三次元造形物を生成する造形手段と、 前記対象物の形状に関する形状データと、前記対象物の
触感に関する触感情報とに基づいて、前記造形手段を制
御する制御手段と、を備えることを特徴とする三次元造
形装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の三次元造形装置におい
て、 前記造形手段は、光造形方式によって前記三次元造形物
を生成するものであり、所定のレーザ光源を駆動制御す
ることによって前記三次元造形物を生成することを特徴
とする三次元造形装置。 - 【請求項９】 請求項７に記載の三次元造形装置におい
て、 前記造形手段は、インクジェット造形方式によって前記
三次元造形物を生成するものであり、所定のインクジェ
ットノズルからの射出材料を制御することによって前記
三次元造形物を生成することを特徴とする三次元造形装
置。 - 【請求項１０】 請求項７に記載の三次元造形装置にお
いて、 前記造形手段は、インクジェット造形方式によって前記
三次元造形物を生成するものであり、複数のインクジェ
ットノズルのうちからインクの吐出を行うインクジェッ
トノズルの選択制御を行うことによって前記三次元造形
物を生成することを特徴とする三次元造形装置。 - 【請求項１１】 請求項７に記載の三次元造形装置にお
いて、 前記造形手段は、粉末造形方式によって前記三次元造形
物を生成するものであり、複数の粉末材料のうちから造
形の際に使用する粉末材料の選択又は混合を行うことに
よって前記三次元造形物を生成することを特徴とする三
次元造形装置。 - 【請求項１２】 請求項７に記載の三次元造形装置にお
いて、 前記造形手段は、粉末造形方式によって前記三次元造形
物を生成するものであり、所定の粉末材料を結合させる
ための接着剤の塗布制御を行うことによって前記三次元
造形物を生成することを特徴とする三次元造形装置。 - 【請求項１３】 請求項７ないし請求項１２のいずれか
に記載の三次元造形装置において、 前記触感情報は、前記対象物の触感を測定することによ
って得られる情報であることを特徴とする三次元造形装
置。 - 【請求項１４】 請求項７ないし請求項１３のいずれか
に記載の三次元造形装置において、 前記触感情報は、前記対象物の複数の部分のそれぞれに
ついて、触感に関する情報を有することを特徴とする三
次元造形装置。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の三次元造形装置に
おいて、 前記触感情報は、前記触感に関する情報として、前記対
象物の柔らかさに関する情報と前記対象物のテクスチャ
に関する情報との少なくとも一方を有することを特徴と
する三次元造形装置。 - 【請求項１６】 対象物の形状に関する形状データを入
力する工程と、 前記対象物の触感に関する触感情報を入力する工程と、 前記形状データと前記触感情報とを関連づけて記憶する
工程と、を有することを特徴とするデータ処理方法。 - 【請求項１７】 三次元造形用となる造形用データを生
成するデータ処理方法であって、 対象物の形状に関する形状データを入力する工程と、 前記対象物の触感に関する触感情報を入力する工程と、 前記形状データと前記触感情報とに基づいて、前記対象
物の形状及び触感を再現するための前記造形用データを
生成する工程と、を有することを特徴とするデータ処理
方法。 - 【請求項１８】 対象物の三次元造形物を生成する三次
元造形方法であって、 前記対象物の形状に関する形状データと、前記対象物の
触感に関する触感情報とを入力する工程と、 前記形状データと前記触感情報とに基づいて、所定の造
形手段を制御することにより、前記三次元造形物を生成
する工程と、を有することを特徴とする三次元造形方
法。 - 【請求項１９】 三次元造形用として用いられる造形用
データであって、 対象物の形状に関する形状データと、前記対象物の触感
に関する触感情報とが関連づけられたデータ構造を有す
ることを特徴とする造形用データ。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の造形用データにお
いて、 前記触感情報は、前記対象物の複数の部分のそれぞれに
ついて、触感に関する情報を有することを特徴とする造
形用データ。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載の造形用データにお
いて、 前記触感情報は、前記触感に関する情報として、前記対
象物の柔らかさに関する情報と前記対象物のテクスチャ
に関する情報との少なくとも一方を有することを特徴と
する造形用データ。
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