特許 6759920 立体造形物製造システム及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6759920

(24)【登録日】2020年9月7日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】立体造形物製造システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B41M 3/06 20060101AFI20200910BHJP

【ＦＩ】

   B41M3/06 F

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-182574(P2016-182574)

(22)【出願日】2016年9月20日

(65)【公開番号】特開2018-47558(P2018-47558A)

(43)【公開日】2018年3月29日

【審査請求日】2019年8月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂牧 勝也

【審査官】 高松 大治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７１３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７１２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２９１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９３９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２４０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１８４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６０１６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｍ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、熱膨張性シートにおける熱膨張層を前記熱膨張性シートの一面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層を前記熱膨張性シートの他面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てる設定手段と、
を備えたことを特徴とする立体造形物製造システム。

【請求項2】

前記熱膨張性シートは、前記熱膨張層が形成されている側が前記一面側とされていることを特徴とする請求項１に記載の立体造形物製造システム。

【請求項3】

前記内側領域は、前記境界領域よりも小さな相似形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形物製造システム。

【請求項4】

図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、一面側に熱膨張層が形成された熱膨張性シートにおける前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層の熱膨張に非寄与的な印刷画像成分として割り当てる設定手段と、
を備えたことを特徴とする立体造形物製造システム。

【請求項5】

前記グラフの面積表現部は、複数の内側領域と、隣接する内側領域との境界である第１境界領域と、前記グラフの背景又は軸との境界である第２境界領域とを含み、
前記境界領域は、前記第１境界領域、及び前記第２境界領域であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の立体造形物製造システム。

【請求項6】

前記設定手段は、前記面積表現部における内側領域を、前記熱膨張性シートの他面側への印刷画像成分であって前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分としても割り当てることを特徴とする請求項４に記載の立体造形物製造システム。

【請求項7】

所定の関数式にパラメータを代入するための入力手段と、
前記入力手段によりパラメータが代入された前記関数式に基づいて描画されるグラフをプレビュー表示させる表示制御手段と、
前記表示制御手段でプレビュー表示されるグラフの成分のうち、面積表現部における境界領域を、表面からの光照射により前記表面側に設けられた熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、裏面からの光照射により熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てる設定手段と、
を備えたことを特徴とする立体造形物製造システム。

【請求項8】

熱膨張性シートを立体造形させる装置のコンピュータを、
図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、前記熱膨張性シートにおける熱膨張層を前記熱膨張性シートの一面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層を前記熱膨張性シートの他面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てる設定手段、
として機能させるためのプログラム。

【請求項9】

一面側に熱膨張層が形成された熱膨張性シートを立体造形させる装置のコンピュータを、
図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、前記熱膨張性シートにおける前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層の熱膨張に非寄与的な印刷画像成分として割り当てる設定手段、
として機能させるためのプログラム。

【請求項10】

表面側に熱膨張層が設けられた熱膨張性シートを立体造形させる装置のコンピュータを、
所定の関数式にパラメータを代入するための入力手段、
前記入力手段によりパラメータが代入された前記関数式に基づいて描画されるグラフをプレビュー表示させる表示制御手段、
前記表示制御手段でプレビュー表示されるグラフの成分のうち、面積表現部における境界領域を、表面からの光照射により前記表面側に設けられた熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、裏面からの光照射により熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てる設定手段、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立体造形物製造システム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

造形技術の一つとして、発泡性シートを用いた立体画像形成技術が知られており、例えば、点字などの視覚障害者用の教材作成に使用される。このような技術として、例えば、特許文献１の技術が開示されている。

【0003】

特許文献１は、「吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の表面上に、該媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を形成する熱吸収部形成手段と、前記媒体に熱エネルギーを放射する熱エネルギー放射手段と」を備えた立体画像形成装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−０６０１６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、熱膨張性シートは、表面側（一面側）の画像形成の方が、裏面側（他面側）の画像形成よりも熱膨張が際立つことが多い。そのため、画像の形状（例えば、線の太さや、面積）に応じて、熱膨張性シートの一面側に画像形成するか、他面側に画像形成するかを適宜選択して、最適な画像形成をすることが好ましい。

【0006】

この点、特許文献１に記載の技術は、黒又は灰の熱吸収部を熱膨張性シートの一面側にのみ画像形成しており、他面側に熱吸収部を画像形成することを意図していない。そのため、この技術は、グラフを立体画像形成するときであっても、熱膨張性シートの一面側にのみグラフ形状の熱吸収部を画像形成することになる。
言い換えれば、特許文献１に記載の技術は、熱膨張性シートの一面側に画像形成するか、他面側に画像形成するかを選択しないため、より適切な立体画像形成（立体造形物製造）をすることができる可能性を有している。

【0007】

本発明の課題は、より適切な立体造形物を製造することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明の立体造形物製造システムは、図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、熱膨張性シートにおける熱膨張層を前記熱膨張性シートの一面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層を前記熱膨張性シートの他面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てる設定手段と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、より適切な立体造形物を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態である立体造形物製造システムの構成図である。

【図2】棒グラフの一例を示す説明図である。

【図3】円グラフの一例を示す説明図である。

【図4】レーダチャートの一例を示す説明図である。

【図5】立体造形物製造システムの表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図6】アプリ選択画面の一例を示す図である。

【図7】グラフ作成画面で円グラフを選択した図である。

【図8】グラフ作成画面で棒グラフを選択した図である。

【図9】軸情報入力画面の一例を示す図である。

【図10】発泡パターンテーブルの一例である。

【図11】グラフデータ入力画面の一例を示す図である。

【図12】内側領域画像を生成する生成動作を説明するためのフローチャートである。

【図13】第２境界領域を複写した複写画像の一例を示す図である。

【図14】内側領域の画像を生成した様子を示す図である。

【図15】第２境界領域を太くしてから白色に変更した画像を示す図である。

【図16】裏面発泡画像の一例を示す図である。

【図17】棒グラフの表示画面の一例である。

【図18】図柄修正画面の一例を示す図である。

【図19】グラフ編集画面の一例を示す図である。

【図20】表発泡画像、表カラー画像、裏発泡画像の一例を示す図である。

【図21】表発泡画像、表カラー画像、鏡像にされた裏発泡画像の合成画像の一例を示す図である。

【図22】発泡前の熱膨張性シートの断面図である。

【図23】発砲後の熱膨張性シートの断面図である。

【図24】発砲後の熱膨張性シートの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【0012】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である立体画像形成システムの構成図である。
立体造形物製造システム１０００は、表示装置１００と、表示操作部１５０と、二次元画像形成装置３２０と、発泡装置３１０とを備え、二次元画像形成装置３２０と発泡装置３１０とで立体画像形成装置３００を構成する。該立体画像形成装置３００は、棒グラフや、円グラフ等の立体画像を熱膨張性シートに形成する。また、表示装置１００は、画像形成する棒グラフや、円グラフ等の画像を表示操作部１５０に表示させる。なお、棒グラフや円グラフは、複数の棒や、複数の扇形で構成されており、各々の棒や、扇形の面積や面積の比で比較するグラフである。

【0013】

表示装置１００は、ＯＳ(Operating System)を用い、表示操作部１５０と接続された汎用の情報処理装置であり、発泡装置３１０や二次元画像形成装置３２０を制御する制御装置として使用される。表示装置１００は、制御部１０と、揮発性記憶部８０と、不揮発性記憶部９０と、通信部７０とを備える。揮発性記憶部８０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、ワークメモリとして使用される。不揮発性記憶部９０は、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やＲＯＭ（Read Only Memory）であり、ＯＳ９１、アプリケーションプログラム９３、プリンタドライバ９２や、グラフデータ９４等を格納する。通信部７０は、ＬＡＮ(Local Area Network)やＵＳＢ（Universal Serial Bus）のシリアルインタフェースやパラレルインタフェースである。本実施形態では、二次元画像形成装置３２０とＵＳＢ接続され、発泡装置３１０とシリアル又はパラレル接続される。表示操作部１５０は、表示装置１００に接続されるタッチパネルであり、二次元画像を表示する表示手段と、操作者が入力する入力手段とを備える。

【0014】

発泡装置３１０は、熱で発泡（膨張）する発泡層（膨張層）を台紙の一面側に積層した熱膨張性シートの片面又は両面を加熱するために、発熱器具（加熱器具）としてのハロゲンランプ（不図示）を備えている。

【0015】

二次元画像形成装置３２０は、熱膨張性シートの特定部位を発泡（膨張）させる黒色印刷（描画）したり、熱膨張性シートの全面をＣＭＹ（シアン・マゼンタ・イエロー）でカラー印刷したりするインクジェットプリンタである。二次元画像形成装置３２０は、熱膨張性シートの表面を膨張させる特定部位の画像データ（表面データ）と該熱膨張性シートの裏面から膨張層を膨張させる画像データ（裏面データ）と、カラー画像データとが必要である。

【0016】

なお、ハロゲンランプは、近赤外光を強く発生するので、黒色（カーボン）を強く加熱し、ＣＭＹのカラー印刷箇所では加熱量が少ない。このため、発泡層を有した熱膨張性シートは、黒色印刷された特定部位のみ発泡（膨張）し、立体造形物が形成される。言い換えれば、二次元画像形成装置３２０は、近赤外光を熱に変換する熱変換層（黒色層）を印刷する。ここで、黒色印刷するインクは、カーボンを含み、近赤外光の照射による発泡に寄与する。ＣＭＹのインクは、カーボンを含んでいない。このため、ＣＭＹを混色した黒色は、発熱量が少なく、発泡に寄与しない。なお、立体造形物製造システム１０００は、立体画像の構造物を製造する構造物製造システムとして動作する。

【0017】

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、プログラムを実行することにより、設定手段２０と、表示制御手段３０と、入力制御手段４０と、画像形成制御手段５０と、通信制御部６０との機能を実現する。表示制御手段３０は、生成されたグラフの画像を表示操作部１５０に表示させる。入力制御手段４０は、グラフ画像生成手段４１を備え、該グラフ画像生成手段４１が棒グラフや円グラフの画像を生成し、グラフデータ９４を生成する。

【0018】

生成されたグラフデータ９４は、熱膨張性シートの表面に黒色で画像形成する表面データと、該熱膨張性シートの裏面に黒色で画像形成する裏面データと、熱膨張性シートの表面にカラーで画像形成するカラー画像データとから構成される。設定手段２０は、境界領域・割当手段２１と、内側領域・割当手段２２と、軸・目盛り・割当手段２３とを備える。境界領域・割当手段２１は、棒グラフの棒や円グラフの扇形と背景との境界や、隣接領域との境界の領域を割り当てる。内側領域・割当手段２２は、棒グラフの棒の内側や、円グラフの内側の領域を割り当てる。軸・目盛り・割当手段２３は、グラフの軸や目盛りを表面データに割り当てる。なお、カラー画像データは、表面のカラー画像として割り当てられているが、熱膨張に非寄与的である。

【0019】

画像形成制御手段５０は、グラフデータ９４に基づいて、二次元画像形成装置３２０と、発泡装置３１０との双方を制御する制御手段である。

【0020】

通信制御部６０は、通信部７０を制御する制御手段であり、二次元画像形成装置３２０をＵＳＢ（Universal Serial Bus）制御し、発泡装置３１０をパラレルＩ／ＦやシリアルＩ／Ｆで制御し、表示操作部１５０にデジタル映像信号を送信する。

【0021】

図２は、棒グラフの一例を示す説明図である。
棒グラフ４２０は、棒の面積で表現する面積表現部４１０と、横目盛線４２１と、縦目盛線４２２と、項目４２３と、目盛り４２４と、背景４１５とを備えて構成されている。面積表現部４１０は、棒の内側の領域（開領域）である内側領域４１１と、背景４１５との境界である第２境界領域４１３とを備える。なお、開領域は、境界を含まない概念であり、境界を含む概念を閉領域という。内側領域４１１は、面積表現部４１０から棒グラフ４２０の棒の外周部分である第２境界領域を除いた部分であり、面積を有する。なお、棒グラフ４２０は、系列数１、データ数３のグラフであり、各々の項目４２３に１個のデータが記載されており、項目数が３個である。ここで、系列は、同じ系統のデータのグループのことを意味する。

【0022】

横目盛線４２１は、等間隔、且つ平行に引いた複数の横線であり、棒の高さを比較する基準線である。縦目盛線４２２は、等間隔、且つ平行に引いた複数の縦線であり、隣接する棒とを区別するためのものであり、無くても構わない。項目４２３は、各々の棒の内容を記述する文字列である。目盛り４２４は、棒の高さを定量的に表現する文字列であり、横目盛線４２１に対応している。なお、目盛り４２４は、左端の縦目盛線４２２との間に空白を設けており、この空白には、例えば、点字が記載される。

【0023】

図３は、円グラフの一例を示す説明図である。
円グラフ４３０は、扇形の面積で表現する面積表現部４１０と、背景４１５とを備え、面積表現部４１０は、内側領域４１１（４１１ａ）と、隣接する内側領域４１１ｂとの境界である第１境界領域４１２と、背景４１５との境界である第２境界領域とを備える。なお、円グラフは、円を放射状に分割した扇形でなくても、ドーナツを放射状に分割したものでも構わない。

【0024】

図４は、レーダチャートの一例を示す説明図である。
レーダチャート４４０は、複数の同心円４４２と、同心円４４２の中心Ｏから放射する複数の軸４４１と、同心円４４２の最外周部分であって、各々の軸４４１の近傍に配置される複数の項目４４３とを備え、各軸４４１の項目４４３の完成度や満足度を量的に記述し、各項目４４３のバランスを評価するものである。

【0025】

ここで、各々の軸４４１は、完成度や満足度を量的に記述するための点Ｐが中心Ｏからの距離や比率で規定され、各々の軸４４１の点Ｐを直線で連結すると、多角形が形成される。該多角形は、最外周円の面積に対する比率で完成度や満足度を評価することができるものであり、面積表現部４１０と表現することにする。該面積表現部４１０は、多角形の内側である内側領域４１１と、背景４１５との境界である第２境界領域とを備える。

【0026】

図５は、立体造形物製造システムの表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。
グラフ画像生成手段４１は、グラフ選択設定画面を表示操作部１５０に表示させる（Ｓ１０）。具体的には、グラフ画像生成手段４１は、まず、アプリ選択画面４５０（図６）を表示させ、表入力グラフアプリ選択ボタン４５１（図６）の押下を確認したら、グラフ作成画面５００（図７，図８）を表示させる。グラフ画像生成手段４１は、そのグラフ種類選択欄５１０のプルダウンメニューを用いて、棒グラフ、円グラフの何れかを選択する。図７は、グラフ種類選択欄５１０ａで円グラフを選択した画面であり、図８は、グラフ種類選択欄５１０ｂで棒グラフを選択した画面である。ここでは、操作者は、棒グラフを選択し（図８）、テンキー５２０を用いて、系列数「２」や、データ数「３」を入力するものとする。

【0027】

なお、グラフ作成画面５００は、「中止」ボタン５２１、「戻る」ボタン５２２、及び「次へ」ボタン５２３の組み合わせを備え、グラフ作成の中止（例えば、メニュー画面への戻り）、一つ前の画面（例えば、アプリ選択画面４５０）への戻り、次の画面への進行を行うことができる。

【0028】

Ｓ１０の後、入力制御手段４０は、Ｘ軸、Ｙ軸設定画面を表示操作部１５０に表示させる（Ｓ１５）。つまり、入力制御手段４０は、軸情報入力画面５４０（図９）を表示させる。軸情報入力画面５４０は、Ｘ軸の目盛線を表示するか否かのチェックボックス５４１、方眼の縦線を表示するか否かのチェックボックス５４２、点字表示領域を空けるか否かを設定するチェックボックス５４３を備えている。また、軸情報入力画面５４０は、テンキー５２０を用いて、Ｙ軸の最小値、及び最大値を入力する入力欄５４５を備えている。また、軸情報入力画面５４０は、Ｙの目盛線を表示するか否かのチェックボックス５４６、方眼の縦線を表示するか否かのチェックボックス５４７、点字表示領域を空けるか否かを設定するチェックボックス５４８、及びテンキー５２０を用いて設定する「目盛間隔」入力欄５４９を備えている。

【0029】

Ｓ１５のＸ軸、Ｙ軸設定画面（軸情報入力画面５４０（図９））の表示の後、入力制御手段４０は、Ｙ軸の最小値、最大値や、目盛間隔等の目盛りデータの入力を行う（Ｓ２０）。Ｓ２０の後、グラフ画像生成手段４１は、系列毎に設定された図柄（発泡パターンテーブル５４５（図１０））の呼び出しを行う（Ｓ２５）。

【0030】

図１０は、発泡パターンテーブルの一例である。
発泡パターンテーブル５４５は、不揮発性記憶部９０に格納されているものであり、系列毎に、図示の発泡パターンとカラーとを登録している。つまり、本実施形態の立体造形物製造システム１０００は、系列に応じて、発泡パターンや色が自動選択されるように構成されている。なお、カラーは、例えば、系列１が赤色であり、系列２が黄色であり、系列３が緑色であり、系列４が紺色であり、系列５が青色であり、系列６が薄緑色であり、系列７が桃色であり、系列８が向日葵色であるものとする。なお、系列４のように、発泡パターン無しの場合もある。

【0031】

図５の説明に戻り、Ｓ２５の処理後、入力制御手段４０は、グラフデータ入力画面５５０（図１１）を用いて、グラフデータの入力を行う（Ｓ２７）。なお、グラフデータは、グラフデータ入力画面５５０を用いることなく、例えば、不揮発性記憶部９０に予め格納されているグラフデータ９４を読み出したりしても構わない。

【0032】

図１１は、グラフデータ入力画面の一例を示す図である。
グラフデータ入力画面５５０は、データラベル毎に、系列１のデータ欄５５１と、系列２のデータ欄５５２とがある。例えば、ラベル１は、系列１に「１０」、系列２に「８」が入力され、ラベル２は、系列１に「１５」が入力され、系列２に「５」が入力され、ラベル３は、系列１に「１２」が入力され、系列２に「１０」が入力される。

【0033】

Ｓ２７の後、グラフ画像生成手段４１は、内側領域の画像を生成する（Ｓ３０）。
図１２は、内側領域画像を生成する生成動作を説明するためのフローチャートである。
まず、境界領域・割当手段２１（図１）は、境界領域の画像の複製を行う（Ｓ３１）。つまり、境界領域・割当手段２１は、第２境界領域４１３（図２）の画像を複製し、第２境界領域４１３ａ（図１３）の画像を生成する。Ｓ３１の後、内側領域・割当手段２２（図１）は、内側領域４１１ｃ（図１４）の画像を生成し、生成した画像を仮画像とする（Ｓ３３）。Ｓ３３の後、内側領域・割当手段２２は、第２境界領域４１３ａの太さを変更し（Ｓ３５）、第２境界領域４１３ｂ（図１５）の画像を生成する。Ｓ３５の後、内側領域・割当手段２２は、第２境界領域４１３ｂの色を白色に変更する（Ｓ３７）。Ｓ３７の後、内側領域・割当手段２２は、白色領域（第２境界領域４１３ｂ）の画像と、内側領域４１１ｃ（図１４）の画像とを重畳させて（Ｓ３９）、重畳された内側領域４１１ｄ（図１６）の画像を裏面発泡画像として割り当てる。つまり、裏面発泡画像としての内側領域４１１ｄは、第２境界領域４１３ａよりも小さな相似形である。そして、処理は、元のルーチン（図５）に戻る。

【0034】

Ｓ３０の後、表示制御手段３０（図１）は、棒グラフ表示画面５６０（図１７）を表示操作部１５０（図１７）に表示させる（Ｓ３５）。

【0035】

図１７は、棒グラフの表示画面の一例である。
棒グラフ表示画面５６０は、図２で説明した棒グラフ４２０（系列１）と、「中止」ボタン５２１、「戻る」ボタン５２２、及び「次へ」ボタン５２３の組み合わせとから構成されている。つまり、操作者は、グラフ作成の中止（例えば、メニュー画面への戻り）、一つ前の画面（例えば、グラフデータ入力画面５５０（図１１））への戻り、次の画面（例えば、第２系列追記のためのグラフ編集画面５７０（図１９））への進行を行うことができる。

【0036】

Ｓ３５の後、入力制御手段４０は、軸や図柄の確認の判定を行う（Ｓ４０）。図柄の再設定が必要と判定されれば（Ｓ４０で図柄・再設定）、表示制御手段３０は、図柄修正画面５３０（図１８）を表示操作部１５０に表示させて、図柄修正を行う（Ｓ４５）。

【0037】

図１８は、図柄修正画面の一例である。
図柄修正画面５３０は、系列毎に棒のパターンと棒の色（背景色）を設定する画面である。図１８の画面は、「ドットパターン」及び「赤」に設定している。Ｓ４５の後、処理は、Ｓ３０に戻り、内側領域の画像を生成し直す。

【0038】

一方、軸の再設定が必要と判断されれば（Ｓ４０で軸・再設定）、表示制御手段３０は、処理をＳ１５に戻し、入力制御手段４０が軸情報入力画面５４０（図９）を表示させる。このとき、表示制御手段３０は、グラフ編集画面５７０（図１９）を表示させて、線の編集や系列の追加を行うこともできる。

【0039】

図１９は、グラフ編集画面の一例を示す図である。
グラフ編集画面５７０は、図２で説明した「系列１」の棒グラフ４２０に対して、「系列２」の棒を追記した棒グラフ４２５と、線種類変更画面５８０とを備える。線種類変更画面５８０は、横目盛線４２１や縦目盛線４２２等の線の種類を変更する画面であり、「線の色」、「線の種類」、「線の太さ」、「発泡高さ」を変更することができる。

【0040】

また、軸・図柄がＯＫであれば（Ｓ４０で確認ＯＫ）、入力制御手段４０は、グラフの判定入力を行う（Ｓ５０）。データの再入力が必要であれば（Ｓ５０でデータ再入力）、入力制御手段４０は、処理をＳ２７に戻し、グラフデータの入力を行わせる。

【0041】

一方、表示されたグラフが適切であるという判定結果であれば（Ｓ５０で画像形成）、画像形成制御手段５０（図１）は、二次元画像形成装置３２０、及び発泡装置３１０に対して、三次元画像の形成を指示する（Ｓ５５）。

【0042】

画像形成制御手段５０は、まず、二次元画像形成装置３２０を用いて、横目盛線４２１、縦目盛線４２２、項目４２３、目盛り４２４、第２境界領域４１３ａ、及び第１境界領域４１２（図３）の表発泡画像を黒色で熱膨張性シートの表面に画像形成する（図２０（ａ））。なお、図２０（ａ）の表発泡画像は、点字画像４２５が含まれている。次に、画像形成制御手段５０は、熱膨張性シートの裏面側に内側領域４１１ｄ（図１６）の裏発泡画像を、鏡像にして、鏡像画像を黒色で画像形成する（図２０（ｂ））。また、画像形成制御手段５０は、カラー画像（図２０（ｃ））を熱膨張性シートの表面にＣＭＹのカラーで画像形成する。

【0043】

なお、図２０（ｃ）において、「黄色」のカラー画像を４１１ｅで示し、「赤色」のカラー画像を４１１ｆで示している。また、このカラーの画像形成のとき、横目盛線４２１、縦目盛線４２２、項目４２３、目盛り４２４、第２境界領域４１３、及び第１境界領域４１２を黒色で表現するときには、画像形成制御手段５０は、ＣＭＹの全色を用いて画像形成する。カラーの画像形成は、カーボンを含む黒色でないので、熱膨張に非寄与的である。

【0044】

図２１は、表発泡画像、表カラー画像、鏡像にされた裏発泡画像の合成画像の一例を示す図である。なお、図２１は、図２２，２３の断面図の断面位置が示されている。なお、図２１，２２は、図２０（ｃ）と同様に、「黄色」のカラー画像を４１１ｅで示し、「赤色」のカラー画像を４１１ｆで示している。

【0045】

次に、画像形成制御手段５０は、発泡装置３１０を用いて、熱膨張性シートに近赤外光を照射し、黒色で画像形成した部位（熱膨張性シートの表面側の横目盛線４２１、縦目盛線４２２、項目４２３、目盛り４２４、第２境界領域４１３、第１境界領域４１２、及び点字画像４２５を発泡させる。そして、画像形成制御手段５０は、処理を終了する。

【0046】

図２２は、発泡前の熱膨張性シートのＡ−Ａ断面図であり、断面位置は、図２１に記載されている。
熱膨張性シートは、台紙の一面側（表面側）に発泡層を積層したものである。発泡前の熱膨張性シートは、表面側に、第２境界領域４１３ａと、縦目盛線４２２との画像が黒色で画像形成され、内側領域４１１のカラー画像４１１ｅ，４１１ｆが画像形成されている。第２境界領域４１３ａは、縦目盛線４２２よりも幅が広い。またこの熱膨張性シートは、裏面側に内側領域４１１ｄのパターンが画像形成されている。また、第２境界領域４１３ａと、縦目盛線４２２と、内側領域４１１ｄのパターンとは、同一濃度で画像形成されている。なお、表面側の第２境界領域４１３ａと、裏面側の内側領域４１１ｄとの間は、太さを変更した第２境界領域４１３ｂが存在する。

【0047】

図２３は、発砲後の熱膨張性シートのＡ−Ａ断面図であり、図２４は、発砲後の熱膨張性シートの斜視図である。
発砲後の熱膨張性シートは、第２境界領域４１３ａと、縦目盛線４２２とに対応する発泡層が、表面側に盛り上がっているだけでなく、裏面側に画像形成された内側領域４１１ｄのパターンに対応する発泡層も表面側に盛り上がっており、立体造形物（立体画像）が形成されている。ここで、裏面側に画像形成された内側領域４１１ｄのパターンは、時間を掛けて膨張するので、高さ方向の変化率が少なく、なだらかである。一方、表面側に画像形成された第２境界領域４１３ａと、縦目盛線４２２とは、瞬時に膨張するので、高さ方向の変化率が大きく、急峻に立ち上がっている。また、内側領域４１１のカラー画像は、立体的に発泡した発泡層の上層に形成されている。なお、熱膨張性シートの裏面には、黒色で画像形成された内側領域４１１ｄのパターンが残っている。

【0048】

以上説明したように、本実施形態の立体造形物製造システム１０００は、表面側（一面側）に熱膨張層が形成された熱膨張性シートに棒グラフや円グラフ等の２．５Ｄ画像（立体造形物、立体画像）を形成することができる。具体的には、立体造形物製造システム１０００は、第１境界領域４１２、及び第２境界領域４１３（図２）を表面側に割り当て、この境界領域４１２，４１３、及び横目盛線４２１、縦目盛線４２２、項目４２３、目盛り４２４、点字画像４２５をカーボンを含む黒色で熱膨張性シートに画像形成し、裏面側に内側領域４１１（図２）を割り当て、この内側領域４１１をカーボンを含む黒色で熱膨張性シートに画像形成する。このとき、裏面発泡画像が形成される内側領域４１１ｄは、第２境界領域４１３よりも小さな相似形である。そして、立体造形物製造システム１０００は、黒色で画像形成された熱膨張性シートを加熱し、熱膨張層を膨張させる。これにより、熱膨張性シートは、内側領域４１１が裏面側から時間を掛けて熱膨張層を表面側に膨張させ、第１境界領域４１２，第２境界領域４１３が表面側で直ぐに熱膨張する。これにより、熱膨張性シートは、裏面側の内側領域４１１よりも表面側の第１境界領域４１２，第２境界領域４１３の方が目立つように熱膨張する。つまり、熱膨張性シートは、第１境界領域４１２，第２境界領域４１３と内側領域４１１が適宜選択され、最適な画像形成が行われる。

【0049】

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、熱膨張性シートにおける熱膨張層を前記熱膨張性シートの一面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層を前記熱膨張性シートの他面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てる設定手段と、
を備えたことを特徴とする立体造形物製造システム。
＜請求項２＞
前記熱膨張性シートは、前記熱膨張層が形成されている側が前記一面側とされていることを特徴とする請求項１に記載の立体造形物製造システム。
＜請求項３＞
前記内側領域は、前記境界領域よりも小さな相似形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形物製造システム。
＜請求項４＞
図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、一面側に熱膨張層が形成された熱膨張性シートにおける前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層の熱膨張に非寄与的な印刷画像成分として割り当てる設定手段と、
を備えたことを特徴とする立体造形物製造システム。
＜請求項５＞
前記グラフの面積表現部は、複数の内側領域と、隣接する内側領域との境界である第１境界領域と、前記グラフの背景又は軸との境界である第２境界領域とを含み、
前記境界領域は、前記第１境界領域、及び前記第２境界領域であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の立体造形物製造システム。
＜請求項６＞
前記設定手段は、前記面積表現部における内側領域を、前記熱膨張性シートの他面側への印刷画像成分であって前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分としても割り当てることを特徴とする請求項４に記載の立体造形物製造システム。
＜請求項７＞
所定の関数式にパラメータを代入するための入力手段と、
前記入力手段によりパラメータが代入された前記関数式に基づいて描画されるグラフをプレビュー表示させる表示制御手段と、
前記表示制御手段でプレビュー表示されるグラフの成分のうち、面積表現部における境界領域を、表面からの光照射により前記表面側に設けられた熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、裏面からの光照射により熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てる設定手段と、
を備えたことを特徴とする立体造形物製造システム。
＜請求項８＞
熱膨張性シートを立体造形させる装置のコンピュータを、
図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、前記熱膨張性シートにおける熱膨張層を前記熱膨張性シートの一面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層を前記熱膨張性シートの他面側から熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てる設定手段、
として機能させるためのプログラム。
＜請求項９＞
一面側に熱膨張層が形成された熱膨張性シートを立体造形させる装置のコンピュータを、
図形的な面積で表現されるグラフを生成する生成手段、
前記生成手段により生成されたグラフのうち、面積表現部における境界領域を、前記熱膨張性シートにおける前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、前記熱膨張層上への印刷画像成分であって前記熱膨張層の熱膨張に非寄与的な印刷画像成分として割り当てる設定手段、
として機能させるためのプログラム。
＜請求項１０＞
表面側に熱膨張層が設けられた熱膨張性シートを立体造形させる装置のコンピュータを、
所定の関数式にパラメータを代入するための入力手段、
前記入力手段によりパラメータが代入された前記関数式に基づいて描画されるグラフをプレビュー表示させる表示制御手段、
前記表示制御手段でプレビュー表示されるグラフの成分のうち、面積表現部における境界領域を、表面からの光照射により前記表面側に設けられた熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てるとともに、面積表現部における内側領域を、裏面からの光照射により熱膨張層を隆起させるための画像成分として割り当てる設定手段、
として機能させるためのプログラム。

【符号の説明】

【0050】

１０ 制御部
２０ 設定手段
２１ 境界領域・割当手段
２２ 内側領域・割当手段
２３ 軸・目盛り・割当手段
３０ 表示制御手段
４０ 入力制御手段
４１ グラフ画像生成手段
５０ 画像形成制御手段
６０ 通信制御部
７０ 通信部
８０ 揮発性記憶部（ＲＡＭ）
９０ 不揮発性記憶部（ＲＯＭ）
９１ ＯＳ
９２ プリンタドライバ
９３ アプリケーションプログラム
９４ グラフデータ
１００ 表示装置
１５０ 表示操作部
３００ 立体画像形成装置
３１０ 発泡装置
３２０ 二次元画像形成装置
４００ グラフ
４１０ 面積表現部
４１１，４１１ａ，４１１ｂ，４１１ｃ，４１１ｄ 内側領域
４１２ 第１境界領域
４１３，４１３ａ，４１３ｂ 第２境界領域
４１５ 背景
４１６ 目盛り
４１７ 項目
４２０，４２５ 棒グラフ
４２１ 横目盛線（横軸）
４２２ 縦目盛線（縦軸）
４２３ 項目
４２４ 目盛り
４２５ 点字画像
４３０ 円グラフ
４４０ レーダチャート
４４１ 軸
４４２ 同心円
４４３ 項目
４５０ アプリ選択画面
４５１ 表入力グラフアプリ選択ボタン
５００ グラフ作成画面
５１０，５１０ａ，５１０ｂ グラフ種類選択欄
５２０ テンキー
５２１ 「中止」ボタン
５２２ 「戻る」ボタン
５２３ 「次へ」ボタン
５３０ 図柄修正画面
５４０ 軸情報入力画面
５４５ 発泡パターンテーブル
５５０ グラフデータ入力画面
５５１ 系列１データ
５５２ 系列２データ
５６０ 棒グラフ表示画面
５７０ グラフ編集画面
５８０ 線種類変更画面
１０００ 立体造形物製造システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】