特許 6763993 ３Ｄプリンタのオブジェクト境界を検出する方法

(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】6763993

(24)【登録日】2020年9月14日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】３Ｄプリンタのオブジェクト境界を検出する方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20200917BHJP

   B29C 64/124 20170101ALI20200917BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20200917BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20200917BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/386

   B29C64/124

   B29C64/118

   B33Y50/00

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-76872(P2019-76872)

(22)【出願日】2019年4月15日

(65)【公開番号】特開2020-44833(P2020-44833A)

(43)【公開日】2020年3月26日

【審査請求日】2019年4月15日

(31)【優先権主張番号】201811118707.7

(32)【優先日】2018年9月20日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】514008930

【氏名又は名称】三緯國際立體列印科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＸＹＺｐｒｉｎｔｉｎｇ， Ｉｎｃ．

(73)【特許権者】

【識別番号】511067204

【氏名又は名称】金▲宝▼電子工業股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】朱 仲康

【審査官】 松田 成正

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２６４２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０１４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０１３２４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−０３９２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０４８９０２３８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６４／００−６４／４０

Ｂ２８Ｂ １／３０

Ｂ２２Ｆ ３／１０５

Ｂ２２Ｆ ３／１６

Ｇ０６Ｆ １７／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３Ｄプリンタに適用されるオブジェクト境界検出方法であって、
（ａ）３Ｄプリンタの円形の印刷テーブルの基準位置決め点を取得するステップと、
（ｂ）インポートされた３Ｄオブジェクトを２Ｄ平面に投影して前記３Ｄオブジェクトの複数の２Ｄ座標点を取得するステップと、
（ｃ）前記複数の２Ｄ座標点に基づいて２Ｄ凸包を算出するステップと、
（ｄ）前記２Ｄ凸包の全ての頂点を取得するステップと、
（ｅ）前記基準位置決め点及び前記複数の頂点に基づいて、前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲内に収まるか否かを判定するか、又は、前記印刷テーブルの中心位置、半径及び前記複数の頂点に基づいて、前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲内に収まるか否かを判定するステップと、
（ｆ）前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲内に完全に収まると判定した場合、前記３Ｄプリンタが前記３Ｄオブジェクトを印刷することを許可するステップと、を含み、
前記ステップ（ｅ）は、更に、
（ｅ１１）前記印刷テーブルの前記中心位置を取得するステップと、
（ｅ１２）前記印刷テーブルの前記半径を取得するステップと、
（ｅ１３）前記２Ｄ凸包の各前記頂点から前記中心位置までの第１の距離をそれぞれ算出するステップと、
（ｅ１４）各前記第１の距離が前記半径より大きいか否かを判定するステップと、
（ｅ１５）前記第１の距離のいずれかが前記半径より大きい場合、前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲を超えると判定するステップと、
（ｅ１６）各前記第１の距離が前記半径以下である場合、前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲を超えないと判定するステップと、を含むことを特徴とするオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項2】

（ｇ）前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲内に完全に収まらないと判定した場合、警告信号を発するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項3】

前記ステップ（ｅ１１）において、前記基準位置決め点及び前記印刷テーブルの配置位置に基づいて前記中心位置の座標点を算出することを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項4】

前記ステップ（ｅ１２）は、前記基準位置決め点及び前記印刷テーブルの配置位置とサイズに基づいて前記印刷テーブルの各エッジ位置の座標点を算出し、前記中心位置及びいずれかの前記エッジ位置に基づいて前記半径を算出することを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項5】

前記ステップ（ｅ）は、更に、
（ｅ２１）前記印刷テーブルに対応する円形方程式を取得するステップと、
（ｅ２２）前記２Ｄ凸包の各前記頂点から前記基準位置決め点までの第１の接続線をそれぞれ算出するステップと、
（ｅ２３）前記第１の接続線と前記円形方程式との交点情報をそれぞれ算出するステップと、
（ｅ２４）各前記第１の接続線と前記円形方程式とが１つの交点のみを有するか否かを判定するステップと、
（ｅ２５）各前記第１の接続線と前記円形方程式とが１つの交点のみを有する場合、各前記頂点及び前記基準位置決め点を通過する複数の直線をそれぞれ生成し、各前記直線上の前記基準位置決め点と前記円形方程式との交点の最大距離を取得し、各前記第1の接続線がいずれも対応する各前記最大距離以下である場合、前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲を超えないと判断するステップと、
（ｅ２６）いずれかの前記第１の接続線と前記円形方程式とが複数の交点を有する場合、前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブルの範囲を超えると判定するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項6】

前記３Ｄプリンタは、前記３Ｄオブジェクトがインポートされた後、前記ステップ（ａ）〜前記ステップ（ｆ）を自動的に実行する処理ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項7】

前記３Ｄプリンタは、ＳＬＡ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式の３Ｄプリンタであり、前記印刷テーブルは、光硬化性成形液を収容するための収容槽であることを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項8】

前記３Ｄプリンタは、ＦＤＭ（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方式の３Ｄプリンタであり、前記印刷テーブルは、載置ステージであることを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【請求項9】

前記ステップ（ｂ）において、インポートされた前記３Ｄオブジェクトを前記印刷テーブルの２Ｄ平面に投影して、前記３Ｄオブジェクトの複数の２Ｄ座標点を取得することを特徴とする請求項１に記載のオブジェクト境界を検出する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３Ｄプリンタに関し、特に、３Ｄプリンタのオブジェクト境界を検出する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

３Ｄプリンタは、インポートされた３Ｄオブジェクトに基づいて、印刷ノズルを制御して印刷ステージの対応する位置に成形材料を印刷することにより、３Ｄオブジェクトと同じ形状及び外観を有する３Ｄソリッドモデルを形成する。３Ｄプリンタは、印刷を開始する前に、印刷エラーを避けるために、ユーザがインポートした３Ｄオブジェクトの配置位置を検出して、３Ｄオブジェクトが印刷ステージの範囲内にあることを確認する必要がある。

【0003】

上述した検出処理を迅速に完了するために、一般的に、３Ｄプリンタは、境界ボックス（ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｂｏｘ）を用いて３Ｄオブジェクトの配置位置を大まかに判定するようにしている。

【0004】

図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、関連技術によるオブジェクト境界を示す第１の概略図及び第２の概略図である。図１Ａの実施形態において、ユーザがインポートする３Ｄオブジェクト２は１つの三角錐である。３Ｄプリンタは、この３Ｄオブジェクト２が印刷ステージ１の範囲内に完全に収まるか否かを検出する場合、まず３Ｄオブジェクト２を２Ｄ平面上に投影して複数の２Ｄ座標点（図１Ａには、３点の座標点（Ｘ１、Ｙ１）、座標点（Ｘ１、Ｙ２）及び座標点（Ｘ２、Ｙ１）を例として示されている）を生成する。

【0005】

次に、３Ｄプリンタは、図１Ｂに示すように、この３Ｄオブジェクト２のＸ軸上の最小座標点（Ｘ１）、Ｘ軸上の最大座標点（Ｘ２）、Ｙ軸上の最小座標点（Ｙ１）及びＹ軸上の最大座標点（Ｙ２）を取得し、これら４つの座標点に基づいて１つの仮想的な境界ボックス２１を生成する。図１Ｂの実施形態において、境界ボックス２１は、矩形の境界ボックスである。境界ボックス２１が印刷ステージ１の範囲内にある場合、３Ｄプリンタは、インポートされた３Ｄオブジェクト２が印刷ステージ１の範囲内に完全に収まり、印刷条件に合致することを確定することができる。
上記の方法により、３Ｄプリンタは、インポートされた３Ｄオブジェクト２の４つの座標点を取得すれば、印刷ステージ１上の３Ｄオブジェクト２の位置を確認することができ、非常に高速である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、印刷ステージ１の形状が矩形でない場合、上記の方法で３Ｄオブジェクト２の位置を検出すると、エラーが発生する可能性がある。

【0007】

図２は、関連技術によるオブジェクト境界を示す第３の概略図である。図２の実施形態において、３Ｄプリンタは、１つの円形の印刷ステージ３を含む。図２からわかるように、上記の方法により３Ｄオブジェクト２の位置を検出すると、境界ボックス２１が印刷ステージ３の範囲を超えているので、３Ｄプリンタは、ユーザがこの位置で３Ｄオブジェクト２を直接印刷することを許可しない。しかし、実際に、３Ｄオブジェクト２は、印刷条件に合致して全に印刷ステージ３の範囲内に収まる。つまり、３Ｄプリンタは、境界ボックス２１が適用されないため、判定ミスを引き起こすことになる。

【0008】

以上より、３Ｄ印刷分野の実務者は、異なる形状の印刷ステージを備えた３Ｄプリンタに対応して使用するために、３Ｄオブジェクトを迅速に位置決めするための方法を開発する必要がある。

【0009】

本発明の主な目的は、印刷テーブル上に配置される３Ｄオブジェクトの位置を迅速かつ正確に検出することができる３Ｄプリンタのオブジェクト境界検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施形態において、上記検出方法は、３Ｄプリンタの印刷テーブルの基準位置決め点を取得するステップと、インポートされた３Ｄオブジェクトを２Ｄ平面に投影して複数の２Ｄ座標点を取得するステップと、前記複数の２Ｄ座標点に基づいて２Ｄ凸包を算出するステップと、前記２Ｄ凸包の全ての頂点を取得するステップと、前記基準位置決め点及び前記２Ｄ凸包の全ての頂点に基づいて、前記３Ｄオブジェクトの位置を判定するステップと、前記３Ｄオブジェクトが前記印刷テーブル内に完全に収まると判定した場合、前記３Ｄプリンタが印刷処理を起動することを許可ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、３Ｄプリンタの備える印刷テーブルが矩形の印刷テーブルでなくても、印刷対象の３Ｄオブジェクトが印刷テーブルの範囲内に収まるか否かを迅速かつ正確に検出することができる。本発明は、従来技術と比較して、より利便性を有する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】関連技術によるオブジェクト境界を示す第１の概略図である。

【図1B】関連技術によるオブジェクト境界を示す第２の概略図である。

【図2】関連技術によるオブジェクト境界を示す第３の概略図である。

【図3】本発明による３Ｄプリンタの第１の実施形態を示すブロック図である。

【図4】本発明による検出方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。

【図5】本発明によるオブジェクト境界の第１の実施形態を示す概略図である。

【図6】本発明による判定メカニズムの第１の実施形態を示すフローチャートである。

【図7】本発明によるオブジェクト境界の第２の実施形態を示す概略図である。

【図8】本発明によるオブジェクト境界の第３の実施形態を示す概略図である。

【図9】本発明による判定メカニズムの第２の実施形態を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の好ましい実施形態については、図面を参照しつつ、詳しく説明する。

【0014】

図３及び図４を併せて参照する。図３は、本発明による３Ｄプリンタの第１の実施形態を示すブロック図である。図４は、本発明による検出方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。本発明に係る３Ｄプリンタの物体境界を検出する方法（以下、「検出方法」という）は、主に、図３に示す３Ｄプリンタ４及び／又はコンピュータ装置５に適用される。

【0015】

図３に示すように、本発明の３Ｄプリンタ４は、有線又は無線によりコンピュータ装置５に接続されて、印刷に必要な印刷データをコンピュータ装置５から受信する。一実施形態において、３Ｄプリンタ４は、コンピュータ装置５からスライス処理が行われたスライスデータを受信し、スライスデータに基づいて印刷処理を直接実行する。他の実施形態において、３Ｄプリンタ４は、コンピュータ装置５から元の３Ｄ画像を受信し、内部の処理ユニット４１により３Ｄ画像に対してスライス処理を行った後、印刷処理を実行する。上記のスライス処理は、本発明の技術分野における共通の技術手段であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0016】

３Ｄプリンタ４は、上記の処理ユニット４１と、処理ユニット４１に電気的に接続された印刷テーブル４２と、印刷ユニット４３と、表示ユニット４４と、送信ユニット４５とを含む。一実施形態において、検出方法は、３Ｄプリンタ４の処理ユニット４１により実行される。他の実施形態において、検出方法は、コンピュータ装置５により実行されてもよく、コンピュータ装置５は、検出結果に基づいて３Ｄプリンタ４に対して印刷処理の制御を行うが、これに限定されない。

【0017】

一実施形態において、３Ｄプリンタ４は、ＳＬＡ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式の３Ｄプリンタであり、印刷テーブル４２は、光硬化性成形液（例えば、液状感光性樹脂）を収容するための収容槽であり、より詳しくはこの収容槽の底面である。本実施形態において、印刷ユニット４３は、例えば、印刷テーブル４２における光硬化性成形液に対して照射を行って、光硬化性成形液を硬化させて３Ｄオブジェクトに変換するレーザ光源であってもよい。

【0018】

他の実施形態において、３Ｄプリンタ４は、ＦＤＭ（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方式の３Ｄプリンタであり、印刷テーブル４２は、載置ステージである。本実施形態において、印刷ユニット４３は、例えば、印刷テーブル４２上に成形材料を押し出し、成形材料により載置ステージ上に３Ｄ物体を形成する成形ノズルであってもよい。

【0019】

理解を容易にするために、以下の説明ではＦＤＭ方式の３Ｄプリンタを例に説明するが、これに限定されない。

【0020】

本実施形態において、３Ｄプリンタ４の印刷テーブル４２は、処理ユニット４１の制御により、昇降したり回転したりして制御され、印刷処理を行う。しかしながら、他の実施形態において、印刷テーブル４２は、３Ｄプリンタ４内の特定の場所に直接固定されてもよい。本実施形態において、印刷テーブル４２は、必ずしも処理ユニット４１に電気的に接続される必要がない。

【0021】

印刷ユニット４３は、印刷テーブル４２上に３Ｄソリッドモデルを印刷するために、処理ユニット４１により２次元又は３次元方向に移動するように制御される。本実施形態において、３Ｄプリンタ４は、ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタであり、印刷ユニット４３は、成形材料を押し出すための３Ｄノズルである。他の実施形態において、印刷ユニット４３は、成形材料を押し出すための３Ｄノズルと、カラーインクを噴出するための２Ｄノズルとを含む。なお、３Ｄプリンタ４が上述したＳＬＡ方式の３Ｄプリンタである場合、印刷ユニット４３は、成形材料（例えば液状感光性樹脂）を固化させる点光源又は面光源を提供する照明ユニットであってもよい。

【0022】

表示ユニット４４は、ユーザが３Ｄプリンタ４の現在の状態を迅速に把握することができるように、３Ｄプリンタ４の関連情報を表示するために用いられる。一実施形態において、表示ユニット４４は、検出方法の検出結果をさらに表示するように用いられる（例えば、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲内に完全に収まるか否か、３Ｄオブジェクトに対する更なる編集が必要か否か、印刷処理が起動可能であるか否かなど）。

【0023】

３Ｄプリンタ４は、送信ユニット４５を介してコンピュータ装置５に接続され、コンピュータ装置５からデータを受信する（例えば、スライスデータ、３Ｄ画像又は検出結果など）。本発明において、送信ユニット４５は、有線送信ユニット（例えば、接続ポート）であってもよいし、無線送信ユニット（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）モジュールやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュールなど）であってもよい。

【0024】

本発明に係る検出方法の技術的効果の１つは、３Ｄプリンタ４及び／又はコンピュータ装置５が、印刷対象の３Ｄオブジェクトの印刷テーブル４２上の位置を迅速かつ正確に判定できることである。これにより、３Ｄ画像を編集する際に３Ｄオブジェクトを不適切な位置に配置して印刷失敗のリスクを回避することができる。

【0025】

一実施形態において、検出方法の各ステップは、３Ｄプリンタ４の処理ユニット４１により実行される。他の実施形態において、検出方法の各ステップは、３Ｄプリンタ４に接続されたコンピュータ装置５により実行される。理解を容易にするために、処理ユニット４１による検出方法を例に説明するが、全ての説明は、コンピュータ装置５にも適用される。

【0026】

１つの３Ｄオブジェクト（スライス処理されたスライスデータとスライス処理されていない３Ｄ画像とを含む）が３Ｄプリンタ４に入力されると、ユーザに印刷意図があることを意味する。このとき、処理ユニット４１は、この３Ｄオブジェクトの配置位置が印刷条件を満たすか否かを検出して判定するように、本発明の検出方法を自動的に実行する。この検出方法により、３Ｄオブジェクトが実際に印刷テーブル４２の範囲内に収まるが、３Ｄオブジェクトの一部が印刷テーブル４２の範囲外にあると誤って判定することを回避することができる。また、処理ユニット４１は、本発明の検出方法を自動的に実行した後、３Ｄオブジェクトを自動的に印刷に適した位置に調整することができる。これにより、３Ｄオブジェクトの一部が印刷テーブル４２の範囲外にあり、印刷できないという問題を回避又は解決することができる。

【0027】

図４に示すように、本発明の検出方法を実行する際に、処理ユニット４１は、まず、３Ｄプリンタ４の印刷テーブル４２の１つの基準位置決め点を取得する（ステップＳ１０）。基準位置決め点は、印刷テーブル４２上の各位置の座標点を決定するために用いられる。

【0028】

次に、処理ユニット４１は、ユーザによってインポートされた３Ｄオブジェクト（即ち、３Ｄプリンタ４上のＸ−Ｙ平面）を２Ｄ平面に投影することで、３Ｄオブジェクトの複数の２Ｄ座標点を取得する（ステップＳ１２）。具体的に、３Ｄオブジェクトは、１つの３次元仮想オブジェクトである。ステップＳ１２では、３Ｄオブジェクトの各３Ｄ座標点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＺ軸値を０に設定することで、複数の３Ｄ座標点を複数の２Ｄ座標点（Ｘ，Ｙ）に変換する。

【0029】

ステップＳ１２の後、処理ユニット４１は、３Ｄオブジェクトの複数の２Ｄ座標点に基づいて、１つの２Ｄ凸包（２Ｄ ｃｏｎｖｅｘ ｈｕｌｌ）を算出して生成する（ステップＳ１４）。２Ｄ凸包とは、３Ｄオブジェクトの全ての２Ｄ座標点を囲むことができる１つの最小の凸多角形を指す。そして、処理ユニット４１は、２Ｄ凸包上の全ての頂点の座標点を取得する（ステップＳ１６）。本実施形態において、２Ｄ凸包の頂点の数は、３Ｄオブジェクトの複数の２Ｄ座標点の数以下である。

【0030】

次に、処理ユニット４１は、基準位置決め点及び頂点に基づいて、３Ｄオブジェクトの位置を確定し（ステップＳ１８）、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲内に収まるか否かを判定する（ステップＳ２０）。処理ユニット４１は、ステップＳ２０において、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲内に完全に収まると判定した場合、３Ｄプリンタ４が更なる印刷処理を実行することを許可して、３Ｄオブジェクトを印刷する（ステップＳ２２）。処理ユニット４１は、ステップＳ２０において、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲内に完全に収まらないと判定した場合、表示ユニット４４から警告信号を発し（ステップＳ２４）、３Ｄオブジェクトの位置を調整するようにユーザに要求する（例えば、コンピュータ装置５の描画ソフトウェアにより３Ｄ画像を編集する）。

【0031】

本発明に係る検出方法によれば、３Ｄオブジェクトが不適切な位置（即ち、印刷テーブル４２の範囲外）に配置されるようにユーザが描画ソフトウェアを用いて３Ｄ画像を誤って編集してしまう場合、３Ｄプリンタ４及び／又はコンピュータ装置５は、このエラーを能動的に検出することができ、エラーが解消される前に３Ｄプリンタ４により印刷処理が起動されることを禁止するので、印刷エラーを効果的に回避することができる。

【0032】

図５は、本発明によるオブジェクト境界の第１の実施形態を示す概略図である。図５の実施形態において、印刷テーブル４２は、円形の印刷テーブルである。

【0033】

図５に示すように、処理ユニット４１により１つの３Ｄオブジェクトを２Ｄ平面上に投影すると、複数の２Ｄ座標点を得られる。処理ユニット４１は、これらの２Ｄ座標点に基づいて１つの２Ｄ凸包６０を算出して生成し、この２Ｄ凸包６０の全ての頂点６０１をさらに取得することができる。具体的に、頂点６０１は、全て複数の２Ｄ座標点の一部である。本発明の第１の実施形態において、処理ユニット４１は、これらの頂点６０１から印刷テーブル４２の中心位置４２１までの距離をそれぞれ算出し、これらの距離と印刷テーブル４２の半径とをそれぞれ比較して、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲内に収まるか否かを判定する。

【0034】

図６は、本発明による判定メカニズムの第１の実施形態を示すフローチャートである。図６は、主に、図４のステップＳ１８をさらに説明するための図である。

【0035】

処理ユニット４１は、図４のステップＳ１６において、２Ｄ凸包６０の全ての頂点６０１の座標を取得した後、印刷テーブル４２の中心位置を取得し（ステップＳ３０）、印刷テーブル４２の半径を取得する（ステップＳ３２）。具体的に、処理ユニット４１は、図４のステップＳ１０において印刷テーブル４２の基準位置決め点４２０（例えば、図５に示す座標点（０，０））を取得する。ステップＳ３０において、処理ユニット４１は、基準位置決め点４２０及び３Ｄプリンタ４における印刷テーブル４２の配置位置に基づいて、中心位置４２１の座標点（例えば、図５に示す座標点（ｘ，ｙ））を算出する。

【0036】

本実施形態において、基準位置決め点４２０は、３Ｄプリンタ４の左下隅に位置する。ただし、他の実施形態において、基準位置決め点４２０は、３Ｄプリンタ４の左上隅、右下隅、右上隅、又は真ん中であってもよいが、これらに限定されない。

【0037】

ステップＳ３２において、処理ユニット４１は、基準位置決め点４２０及び印刷テーブル４２の配置位置とサイズに基づいて、印刷テーブル４２上の各エッジ位置の座標点を算出し、中心位置４２１及びいずれかのエッジ位置（例えば、図５の座標点（０，ｙ））に基づいて、印刷テーブル４２の半径を算出する。

【0038】

他の実施形態において、３Ｄプリンタ４は、製造が完了したときに、中心位置４２１及び半径を記憶ユニット（図示せず）に直接記録してもよい。これにより、ステップＳ３０及びステップＳ３２において、処理ユニット４１は、リアルタイムで算出することが必要なく、記憶ユニットから中心位置４２１及び半径を直接取得することができる。

【0039】

ステップＳ３２の後、処理ユニット４１は、２Ｄ凸包６０の各頂点６０１から中心位置４２１までの距離をそれぞれ算出する（ステップＳ３４）。そして、これらの距離のいずれかが印刷テーブル４２の半径より大きいか否かを判定する（ステップＳ３６）。本実施形態において、上記距離のいずれかが印刷テーブル４２の半径より大きい場合、処理ユニット４１は、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲を超えると判定する（ステップＳ３８）。一方、上記距離が全て印刷テーブル４２の半径以下である場合、処理ユニット４１は、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲を超えないと判定する（ステップＳ４０）。ステップＳ３８又はステップＳ４０の後、処理ユニット４１は、図４に示すステップＳ２０をさらに実行して、３Ｄプリンタ４が印刷処理を実行することを許可するか否かを判定する。

【0040】

図７は、本発明によるオブジェクト境界の第２の実施形態を示す概略図である。図７の実施形態において、印刷テーブル４２は、円形の印刷テーブルである。

【0041】

図７に示すように、処理ユニット４１により１つの３Ｄオブジェクトを２Ｄ平面上に投影すると、複数の２Ｄ座標点が得られる。処理ユニット４１は、これらの２Ｄ座標点に基づいて２Ｄ凸包６０を算出して生成し、２Ｄ凸包６０の全ての頂点６０１をさらに取得することができる。本発明の第２の実施形態において、処理ユニット４１は、これらの頂点６０１と基準位置決め点４２０とをそれぞれ接続することで、複数の接続線を生成する。そして、これらの接続線と印刷テーブル４２との交点に基づいて、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲内に収まるか否かを判定する。

【0042】

図９は、本発明による判定メカニズムの第２の実施形態を示すフローチャートである。図９は、主に、図４に示すステップＳ１８をさらに説明するための図である。

【0043】

処理ユニット４１は、図４のステップＳ１６において、２Ｄ凸包６０の全ての頂点６０１の座標を取得した後、印刷テーブル４２に対応する１つの円形方程式を取得し（ステップＳ５０）、２Ｄ凸包６０の各頂点６０１と基準位置決め点４２０との接続線をそれぞれ算出して生成する（ステップＳ５２）。本実施形態において、円形方程式は、印刷テーブル４２の配置位置と形状に一致する。即ち、印刷テーブル４２の任意のエッジ位置の座標点を円形方程式に代入すると、円形方程式を解くことができる。

【0044】

ステップＳ５２の後、処理ユニット４１は、各接続線と円形方程式との交点情報を算出し（ステップＳ５４）、各接続線と円形方程式とが１つの交点６０２のみを有するか否かを判定する（ステップＳ５６）。

【0045】

具体的に、基準位置決め点４２０は、主として印刷テーブル４２の外側に配置される。１つの頂点６０１と基準位置決め点４２０との接続線と、円形方程式とが１つの交点６０２のみを有する場合（即ち、印刷テーブル４２との交点６０２が１つだけであることを意味する）、この頂点６０１が印刷テーブル４２内に位置することを意味する。２Ｄ凸包６０上の全ての頂点６０１と基準位置決め点４２０との接続線と、印刷テーブル４２とが１つの交点６０２のみを有する場合、２Ｄ凸包６０の全ての頂点６０１が印刷テーブル４２内に収まることを意味する。つまり、３Ｄオブジェクトは、印刷テーブル４２の範囲内に完全に収まっている。

【0046】

しかし、１つの頂点６０１が基準位置決め点４２０と印刷テーブル４２との接線上に位置する場合、頂点６０１と基準位置決め点４２０との接続線と、印刷テーブル４２とが１つの交点６０２のみを有するが、この頂点６０１は印刷テーブル４２の外側に位置する。したがって、本発明は、上記の例外を排除するためのフィルタリングメカニズムをさらに提供する。

【0047】

図８は、本発明によるオブジェクト境界の第３の実施形態を示す概略図である。一実施形態において、処理ユニット４１は、各頂点６０１と基準位置決め点４２０とを通過する直線をそれぞれ生成し、各直線上の基準位置決め点４２０と円形方程式との交点の最大距離Ｌｍａｘを取得し、各頂点６０１から基準位置決め点４２０までの接続距離が対応する各最大距離Ｌｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５８）。上述したように、ステップＳ５８は、各頂点６０１が上記の例外に属するか否かをさらに確認するためのものであるが、必ずしもステップＳ５８を実行する必要はない。

【0048】

処理ユニット４１は、ステップＳ５６においてはいと判定した（ステップＳ５８が存在する場合、ステップＳ５８においてもはいと判定した）場合、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲を超えないと判定することができる（ステップＳ６０）。一方、処理ユニット４１は、ステップＳ５６においていいえと判定した（又は、ステップＳ５８においていいえと判定した）場合、３Ｄオブジェクトが印刷テーブル４２の範囲を超えると判定することができる（ステップＳ６２）。ステップＳ６０又はステップＳ６２の後、処理ユニット４１は、図４に示すステップＳ２０をさらに実行して、３Ｄプリンタ４が印刷処理を実行することを許可するか否かを判定する。

【0049】

本発明の検出方法によれば、３Ｄプリンタ４の備える印刷テーブル４２が矩形の印刷テーブルでなくても、処理ユニット４１又はコンピュータ装置５は、印刷対象の３Ｄオブジェクトが完全に印刷テーブル４２の範囲内に収まるか否かを迅速に検出することができる、非常に便利である。

【0050】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明にあっては種々の変形が可能であって、かかる変形は、特許請求の範囲内に含まれる変形である限り本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0051】

１、３…印刷ステージ
２…３Ｄオブジェクト
２１…境界ボックス
４…３Ｄプリンタ
４１…処理ユニット
４２…印刷テーブル
４２０…基準位置決め点
４２１…中心位置
４３…印刷ユニット
４４…表示ユニット
４５…送信ユニット
５…コンピュータ装置
６０…凸包
６０１…頂点
６０２…交点
Ｌｍａｘ…最大距離

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】