特許 6844167 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】6844167

(24)【登録日】2021年3月1日

(45)【発行日】2021年3月17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 20060101AFI20210308BHJP

   B41M 5/00 20060101ALN20210308BHJP

【ＦＩ】

   B41M3/06 F

   !B41M5/00 100

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-182547(P2016-182547)

(22)【出願日】2016年9月20日

(65)【公開番号】特開2018-47557(P2018-47557A)

(43)【公開日】2018年3月29日

【審査請求日】2019年8月23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】福島 孝幸

【審査官】 長田 守夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０７１２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２０６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０５４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８８５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５６５０２１７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｍ １／００−３／１８

Ｂ４１Ｍ ５／００

Ｂ４１Ｍ ５／２６

Ｂ４１Ｊ ３／０１−３／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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の画像を表示させる表示制御手段と、
前記表示制御手段で表示されるグラフのうち、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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】

前記一面側に割り当てたグラフ軸またはグラフ目盛りは、前記他面側に割り当てたグラフ線又はグラフ面との重複部分を除去したもの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】

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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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】

前記設定手段は、前記グラフ線又はグラフ面を、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6】

前記熱膨張層の熱膨張に非寄与的な印刷画像成分は、三原色混色画像であり、
前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分は、カーボンを含む黒色画像であることを特徴とする請求項５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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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、
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の画像を表示させる表示制御手段、
前記表示制御手段で表示されるグラフのうち、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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、
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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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】

表面側に熱膨張層を設け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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、表面からの光照射により前記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、グラフ線又はグラフ面を、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、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の画像を表示させる表示制御手段と、前記表示制御手段で表示されるグラフのうち、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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】二次元グラフの一例を示す説明図である。

【図3】二次元グラフの表面発泡用画像の例である。

【図4】二次元グラフの裏面発泡用画像の例である。

【図5】二次元グラフのカラー画像の例である。

【図6】三次元グラフの一例を示す説明図である。

【図7】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8】関数グラフ作成画面の一例を示す図である。

【図9】パラメータ入力欄の一例を示す図である。

【図10】Ｘ軸設定画面の一例を示す図である。

【図11】Ｙ軸設定画面の一例を示す図である。

【図12】関数描画画面の一例を示す図である。

【図13】表面画像編集画面の一例を示す図である。

【図14】裏面画像編集画面の一例を示す図である。

【図15】縦目盛線と横目盛線との交点の発泡ビットマップを説明する説明図である。

【図16】立体造形物の一例の平面図である。

【図17】両面に二次元画像形成された熱膨張性シートのＡ−Ａ断面図である。

【図18】立体造形物の一例のＡ−Ａ断面図である。

【図19】立体造形物の一例の斜視図である。

【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造形物製造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。特に、本実施形態の立体造形物製造システム１０００は、関数グラフの立体画像を一面側に熱膨張層が形成された熱膨張性シートに形成するように構成されている。また、表示装置１００は、画像形成する関数グラフの画像を表示操作部１５０に表示させる。

【0013】

表示装置１００は、ＯＳ(Operating System)を用いた汎用の情報処理装置であり、表示操作部１５０に表示させる装置である。また、表示装置１００は、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と共に、グラフデータ８５を格納する。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、グラフ画像生成手段３１を備え、グラフ画像生成手段３１が入力された関数とパラメータとに基づいて、グラフデータ８５を生成し、生成されたグラフの画像を表示操作部１５０に表示させる。

【0018】

生成されたグラフデータ８５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、軸・目盛り・割当手段２１と、線・割当手段２２とを備える。軸・目盛り・割当手段２１は、グラフの軸や目盛りを表面データに割り当て、線・割当手段２２は、二次元グラフの線（直線や、曲線）や、三次元グラフの面（平面や、曲面）を裏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。

【0019】

入力制御手段４０は、パラメータ入力制御手段４１を備え、熱膨張性シートに画像形成する関数を、予め決められた複数の関数の中から選択し、関数のパラメータを入力する入力画面を生成し、パラメータを入力する制御を行う。画像形成制御手段５０は、グラフデータ８５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、二次元グラフの一例を示す説明図である。
二次元グラフ４００は、線４１０と、Ｘ軸４１３と、Ｙ軸４１４と、複数の縦目盛線４１７と、複数の横目盛線４１８と、目盛り４１６と、関数画像４２０とを備える。線４１０は、例えば、変数ｘを−５〜５まで変えたときのｎ次関数（三次関数）（ｙ＝２．５ｘ^３＋１．５Ｘ^２−３ｘ−２００）の軌跡を示した曲線である。線４１０は、ｘ＝５のとき、ｙ＝１３５であり、ｘ＝−５のとき、ｙ＝−４９０である。

【0022】

Ｘ軸４１３は、ｙ＝０の直線であり、複数の横目盛線４１８よりも太い。Ｙ軸４１４は、ｘ＝０の直線であり、複数の縦目盛線４１７よりも太い。縦目盛線４１７は、ｘ＝−５（最小値）と、ｘ＝５（最大値）との間を等間隔に１０分割し、該複数の分割点を通るように平行に引いた直線である。横目盛線４１８は、ｙ＝−５００（最小値）と、ｙ＝２００（最大値）との間を等間隔に７分割し、該複数の分割点の各々を通過する平行線である。

【0023】

目盛り４１６は、等間隔に分割された点のｘ座標又はｙ座標の文字である。関数画像４２０は、例えば、三次関数（ｙ＝２．５ｘ^３＋１．５ｘ^２−３ｘ−２００）の文字列である。

【0024】

図３は、二次元グラフの表面発泡用画像の例であり、図４は、二次元グラフの裏面発泡用画像の例であり、図５は、二次元グラフのカラー画像の例である。
軸・目盛り・割当手段２１（図１）は、グラフのＸ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７，横目盛線４１８，目盛り４１６を、熱膨張性シートの表面を発泡させる表面発泡画像に割り当てる。ここで、表発泡画像は、グラフのＸ軸４１３ａ、Ｙ軸４１４ａ、縦目盛線４１７ａ，横目盛線４１８ａ（図３）を含み、裏面に割り当てた線４１０ｂ（図５）との重複部分を除去したものである。また、線・割当手段２２は、二次元グラフの線（直線や、曲線）を、熱膨張性シートの裏面を発泡させる裏面発泡画像（線４１０ｂ）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（図５）として割り当てられている。

【0025】

図６は、三次元グラフの一例を示す説明図である。
三次元グラフ４５０は、面４５１と、網掛け４５２と、１又は複数のＸ軸４５３と、１又は複数のＹ軸４５４と、１又は複数のＺ軸４５５と、目盛り４１６とを備える。面４５１は、例えば、−８≦ｘ≦８、−８≦ｙ≦８としたときの、三次元関数（ｚ＝ｓｉｎ（√（ｘ^２＋ｙ^２））／√（ｘ^２＋ｙ^２））が形成する曲面である。なお、面４５１は、曲面だけでなく、平面を含む。

【0026】

網掛け４５２は、Ｘ軸及びＹ軸の何れか一方又は双方の座標を等間隔に分割し、分割された一方の座標を固定し、他方の座標の軌跡を描いた曲線の集合である。Ｘ軸４５３とＹ軸４５４とＺ軸４５５とは、互いに直交する。Ｘ軸４５３は、ｙ座標の最小値、及び最大値の何れか一方又は双方を通り、任意のＺ座標とする軌跡である。Ｙ軸４５４は、ｘ座標の最小値、及び最大値の何れか一方又は双方を通り、任意のＺ座標とする軌跡である。Ｚ軸４５５は、任意のｘ，ｙ座標を通る、Ｘ−Ｙ面に垂直な軌跡である。

【0027】

目盛り４１６は、Ｘ軸４５３を等間隔に分割した点と、Ｙ軸４５４を等間隔に分割した点と、Ｚ軸４５５を等間隔に分割した点とに示される数字である。なお、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、等間隔に分割することなく、例えば、指数関数的に分割することもある。

【0028】

図７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。
表示制御手段３０は、グラフ設定画面を表示操作部１５０に表示させる（Ｓ１０）。つまり、表示制御手段３０は、例えば、関数グラフ作成画面５００（図８）を表示させ、関数入力画面５１０の関数選択欄５１２を用いて、操作者に立体画像を形成させる関数を選択させる。

【0029】

図８は、関数グラフ作成画面の一例を示す図であり、図９は、パラメータ入力欄の一例を示す図である。
関数入力画面５１０は、パラメータ入力欄５１３（図８）を備え、パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ、及びｘの範囲を操作者に入力させる。具体的には、操作者は、パラメータ入力画面５２０のテンキー５２１（図８，９）を用いて、ａ＝２．５、ｂ＝１．５、ｃ＝−３、ｄ＝−２００のパラメータを入力し、ｘの範囲「−５」〜「５」を入力する。

【0030】

パラメータ入力画面５２０は、さらに、「中止」ボタン５２２、「戻る」ボタン５２３、及び「次へ」ボタン５２４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）、一つ前の画面への戻り、次の画面への進行を行うことができる。

【0031】

Ｓ１０の後、表示制御手段３０は、Ｘ軸、Ｙ軸設定画面を表示操作部１５０に表示させる（Ｓ２０）。具体的には、表示制御手段３０は、Ｘ軸設定画面５３０（図１０）を表示させ、引き続き、Ｙ軸設定画面５５０（図１１）を表示させる。

【0032】

Ｘ軸設定画面５３０は、軸の最大最小値設定欄５３１と、目盛り設定欄５３２と、軸強調設定欄５３３ａとを備え、操作者が軸情報を入力する操作を行う画面である。操作者は、例えば、軸の最大最小値設定欄５３１の最小値「−５」、最大値「５」をテンキー５２１を用いて入力し、「目盛り線表示」、「方眼縦線表示」、「点字表示領域を空ける」のチェックボックスをチェックし、「目盛間隔」欄に、例えば、「１」を入力する。また、操作者は、「軸強調」のチェックボックスをチェックし、Ｙ軸との交点「自動」のラジオメータをチェックする。Ｙ軸との交点「自動」のラジオメータがチェックされると、表示制御手段３０は、「Ｙ軸の値」欄に交点の値（例えば、「０」）を自動表示する。

【0033】

Ｙ軸設定画面５５０（図１１）は、Ｘ軸設定画面５３０（図１０）と同様に、軸の最大最小値設定欄５３１と、目盛り設定欄５３２と、軸強調設定欄５３３ｂとを備える。操作者は、例えば、軸の最大最小値設定欄５３１の最小値「−５００」、最大値「２００」をテンキー５２１を用いて入力し、「目盛り線表示」、「方眼縦線表示」、「点字表示領域を空ける」のチェックボックスをチェックし、「目盛間隔」欄に、例えば、「１００」を入力する。また、操作者は、「軸強調」のチェックボックスをチェックし、Ｙ軸との交点「自動」のラジオメータをチェックする。Ｙ軸との交点「自動」のラジオメータがチェックされると、表示制御手段３０は、「Ｘ軸の値」欄に交点の値（例えば、「０」）を自動表示する。

【0034】

Ｓ２０の後、グラフ画像生成手段３１は、グラフを生成する。まず、グラフ画像生成手段３１は、曲線演算を行う（Ｓ３０）。つまり、グラフ画像生成手段３１は、例えば、三次関数（ｙ＝２．５ｘ^３＋１．５ｘ^２−３ｘ−２００）の演算を−５≦Ｘ≦５の範囲で行い、演算結果をグラフデータ８５（図１）として、一時的に格納する。Ｓ３０の後、グラフ画像生成手段３１は、軸・目盛りの画像生成を行う（Ｓ３５）。つまり、グラフ画像生成手段３１は、Ｘ軸設定画面５３０（図１０）とＹ軸設定画面５５０（図１１）とを用いて設定された設定値に基づいて、Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８、目盛り４１６（図２）の画像データを生成し、グラフデータ８５として、一時的に格納する。

【0035】

Ｓ３５の後、軸・目盛り・割当手段２１（図１）は、グラフのＸ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７，横目盛線４１８，目盛り４１６を、熱膨張性シートの表面を発泡させる表面発泡データに割り当てる（Ｓ４０）。このとき、グラフのＸ軸４１３、Ｙ軸４１４の濃度は、縦目盛線４１７，横目盛線４１８の濃度よりも濃い値に予め設定されている。Ｓ４０の後、線・割当手段２２は、二次元グラフの線（直線や、曲線）を、熱膨張性シートの裏面を発泡させる裏面発泡データに割り当てる（Ｓ４５）。このとき、二次元グラフの線の濃度は、グラフのＸ軸４１３、Ｙ軸４１４よりも濃い値に予め設定されている。また、設定手段２０は、二次元グラフの線を表面のカラー画像として割り当て、グラフのＸ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７，横目盛線４１８，目盛り４１６を、表面の黒色画像（ＣＭＹ混色画像）として割り当てる（Ｓ５０）。

【0036】

Ｓ５０の後、グラフ画像生成手段３１は、グラフ画像を表示操作部１５０（図１）に描画させる（Ｓ５５）。つまり、グラフ画像生成手段３１は、関数描画画面５６０（図１２）に示すように、線４１０、Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８、目盛り４１６を表示させる。また、関数描画画面５６０は、「次へ」ボタン５２４を備え、次の画面への進行を行うことができる。

【0037】

図１３は、表面画像編集画面の一例を示す図である。
表面画像編集画面６２０は、線４１０と、Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８とからなる二次元グラフ４０１と、ビットマップ変更画面６２５とを備える。ビットマップ変更画面６２５は、表側の画像ビットマップの太さ、及び発泡高さを変更する画面であり、特に、「表側の画像ビットマップデータ」のラジオメータがオンになっており、表側のＣＭＹのカラー画像を編集する画面である。

【0038】

なお、表面発泡データの変更は、「表側の発泡ビットマップデータ」のラジオメータをオンにし、裏側発泡データの変更は、「裏側の発泡ビットマップデータ」のラジオメータをオンにし、点字発泡データの変更は、「点字の発泡ビットマップデータ」のラジオメータをオンにして行う。

【0039】

図１４は、裏面画像編集画面の一例を示す図である。
裏面画像編集画面６３０は、線４１０のみからなる二次元グラフ４０２と、ビットマップ変更画面６３５とを備える。ビットマップ変更画面６３５は、ビットマップ変更画面６２５（図１３）と同様の画面であるが、「裏側の発泡ビットマップデータ」のラジオメータがオンになっている。

【0040】

図１５は、縦目盛線と横目盛線との交点の発泡ビットマップを説明する説明図である。
軸・目盛り・割当手段２１（図１）は、縦目盛線４１７、及び横目盛線４１８を個別に表面に割り当てるが、交点４１９では、濃度が増加する。このため、交点４１９の発泡高さが他の直線部よりも高くなってしまう。この現象を回避するため、軸・目盛り・割当手段２１は、交点４１９の濃度を低下させる。

【0041】

Ｓ５５の後、表示制御手段３０は、表示されたグラフが適切か否か判定された判定結果を入力する（Ｓ６０）。描画したグラフの上限や下限が不適切であるような判定結果であれば（Ｓ６０でグラフ再設定）、表示制御手段３０は、処理をＳ１０に戻し、グラフ設定画面を表示させる。また、描画したグラフの位置が悪いというような判定結果であれば（Ｓ６０でＸ軸、Ｙ軸再設定）、表示制御手段３０は、処理もＳ２０に戻し、Ｘ軸設定画面５３０、Ｙ軸設定画面５５０を表示操作部１５０に表示させる。

【0042】

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（Ｓ６０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し（Ｓ７０）、処理を終了する。

【0043】

図１６は、立体造形物の一例の平面図であり、図１７は、両面に二次元画像形成された熱膨張性シートのＡ−Ａ断面図である。図１６の平面図は、図２の二次元グラフと同様なものであり、図１７のＡ−Ａ断面図の断面位置を記している。
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、Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８、目盛り４１６（図２）を黒色で熱膨張性シートの表面に画像形成する。このとき、グラフのＸ軸４１３ａは、横目盛線４１８ａよりも、幅が広く、濃い濃度に設定されている。

【0044】

さらに、画像形成制御手段５０は、熱膨張性シートの裏面側に線４１０（図２）を黒色で画像形成する。このとき、線４１０ｂの濃度は、表側のＸ軸４１３ａよりも濃い値に予め設定されている。また、画像形成制御手段５０は、熱膨張性シートの表面にカラーで画像形成する。図１７では、表側の線４１０ａは、赤で画像形成されており、裏側の線４１０ｂよりも幅が広い。なお、Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７、横目盛線４１８、目盛り４１６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。

【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（熱膨張性シートの裏面側の線４１０や、表面側のＸ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７、横目盛線４１８、目盛り４１６）を発泡させる。

【0046】

図１８は、立体造形物の一例のＡ−Ａ断面図であり、図１９は、立体造形物の一例の斜視図である。
グラフのＸ軸４１３ａは、横目盛線４１８ａよりも、幅が広く、濃い濃度に設定されている。このため、グラフのＸ軸４１３、Ｙ軸４１４の方が縦目盛線４１７，横目盛線４１８よりも高く発泡する。また、線４１０ｂ（図１７）の濃度は、表側のＸ軸４１３ａ（図１７）よりも濃い値に予め設定されているので、線４１０は、Ｙ軸４１３よりも高く発泡する。

【0047】

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関数グラフ（二次元グラフ４００（図２）や三次元グラフ４５０（図３））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、グラフ軸としてのＸ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８（図２）を表面側に割り当て、このグラフ軸（Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８）をカーボンを含む黒色で熱膨張性シートの表面側に画像形成する。立体造形物製造システム１０００は、裏面側に縦目盛線４１７（図２）や面４５１（図３）を割り当て、この縦目盛線４１７をカーボンを含む黒色で熱膨張性シートの裏面側に画像形成する。なお、三次元グラフ４５０の網掛け４５１（図３）は、表面への画像形成でも裏面の画像形成でも構わないが、表面が好ましい。

【0048】

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、線４１０や面４５１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、グラフ軸（Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や４１８）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、裏面側の線４１０よりも表面側のＸ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８の方が高さ変化量が大きくなるように熱膨張する。つまり、熱膨張性シートは、線４１０や面４５１とグラフ軸（Ｘ軸４１３、Ｙ軸４１４、縦目盛線４１７や横目盛線４１８）とが適宜選択され、より適切な立体造形物が形成される。

【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＞
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の画像を表示させる表示制御手段と、
前記表示制御手段で表示されるグラフのうち、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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＞
前記一面側に割り当てたグラフ軸またはグラフ目盛りは、前記他面側に割り当てたグラフ線又はグラフ曲との重複部分を除去したもの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＞
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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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＞
前記設定手段は、前記グラフ線又はグラフ面を、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６＞
前記熱膨張層の熱膨張に非寄与的な印刷画像成分は、三原色混色画像であり、
前記熱膨張層を熱膨張させるための印刷画像成分は、カーボンを含む黒色画像であることを特徴とする請求項５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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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、
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の画像を表示させる表示制御手段、
前記表示制御手段で表示されるグラフのうち、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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、
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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、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、グラフ線又はグラフ面を、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＞
表面側に熱膨張層を設け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の画像を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、グラフ軸またはグラフ目盛りを、表面からの光照射により前記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、グラフ線又はグラフ面を、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 軸・目盛り・割当手段
２２ 線・割当手段
３０ 表示制御手段
３１ グラフ画像生成手段
４０ 入力制御手段
４１ パラメータ入力制御手段
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
８５ グラフデータ
９０ 不揮発性記憶部
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
４００，４０１，４０２ 二次元グラフ
４１０ 線
４１３ Ｘ軸
４１４ Ｙ軸
４１５ 背景
４１６ 目盛り
４１７ 縦目盛線
４１８ 横目盛線
４２０ 関数画像（数式画像）
４５０ 三次元グラフ
４５１ 面
４５２ 網掛け
４５３ Ｘ軸
４５４ Ｙ軸
４５５ Ｚ軸
５００ 関数グラフ作成画面
５１０ 関数入力画面
５１１ 関数入力済画面
５１２ 関数選択欄
５１３ パラメータ入力欄
５２０ パラメータ入力画面
５２１ テンキー
５３０ Ｘ軸設定画面
５３１ 軸の最大最小値設定欄
５３２ 目盛り設定欄
５３３，５３３ａ，５３３ｂ 軸強調設定欄
５４０ 軸情報入力画面
５５０ Ｙ軸設定画面
５６０ 関数描画画面
６００ 関数編集画面
６１０ 線種類変更画面
６２０ 表面画像編集画面
６２５，６３５ ビットマップ変更画面
６３０ 裏面画像編集画面
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】