CN106470822B - 三维印刷装置和三维印刷方法 - Google Patents

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Abstract

在三维印刷装置(1)中，在实现将三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色分别等量地混合来表现的色调的情况下，对喷墨头(10)进行控制，以使用呈现该色调的墨来作为着色墨，并且，利用填补墨将喷出对象面的每单位面积的着色墨的墨层的高度填补为规定的高度。

Description

三维印刷装置和三维印刷方法
技术领域
本发明涉及一种三维印刷装置和三维印刷方法，详细地说，涉及一种具备喷墨头的三维印刷装置和三维印刷方法。
背景技术
作为对三维的立体物进行造型的手法，除了专利文献1中那样的薄片层叠法以外，还已知熔融物堆积法(FDM：Fused Deposition Molding)、喷墨法、喷墨粘合法、光造型法(SL：Stereo Lithography)、或粉末烧结法(SLS：Selective Laser Sintering)等。
其中，作为喷墨法，常用对通过三维印刷装置喷射紫外线固化性树脂而形成的层进行层叠的方法。在该方法中，首先由三维CAD将最终产品的外观内观的设计和机构等进行数据化之后，生成由计算机对该数据进行切割而得到的多层的截面形状数据。然后，按照该截面形状数据从喷墨头喷射紫外线固化性树脂并将由此形成的层进行层叠，由此制造立体物。另外，还已知对采用这种手法进行造型而得到的立体物附加图案或颜色。
专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2003-71530号公报(2003年3月11日公开)”
发明内容
发明要解决的问题
然而，对采用喷墨法进行造型而得到的立体造型物附加图案或颜色的技术中的很多技术都是对立体造型物表面和内表面附加图案或颜色的技术。在此，关于通过以往周知的喷墨法进行的立体造型，当利用黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)对造型材料自身进行上色时，通过喷墨而喷出的喷出量按颜色而不同，因此在各颜色的着色墨之间产生凹凸。
使用图7来说明该凹凸。列举通过改变各颜色的墨的喷出量(墨量)来改变色调的情况为例。在将各颜色的喷出上限量设为100的情况下，关于图7的(a)所示的色调A～色调C，每单位面积的墨的喷出量的总和分别为200、160以及180，是互不相同的。因此，如图7的(b)所示，由该三个色调形成的层叠体的层的厚度产生偏差。
由于需要使造型物的各层形成为相同的高度，因此填补透明墨以消除该凹凸。然而，当为消除该凹凸而填补的透明墨多时，由于透明墨的填补而产生高度误差，从而导致在造型物的表面不当地产生凹凸。
因此，本发明是鉴于所述的问题而完成的，提供一种能够不在造型物的表面不当地产生凹凸地实现期望的色调的三维印刷装置以及三维印刷方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置能够对任意的色调进行颜色分解而分解为三种颜色成分来对造型物进行造型，该三维印刷装置具备：喷墨头，其对喷出对象面喷出实现规定的色调所需的着色墨和用于填补所述着色墨的墨层的高度的填补墨；以及控制部，其对所述喷墨头进行控制，其中，在实现将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色分别等量地混合来表现的色调的情况下，所述控制部对所述喷墨头进行控制，以使用预先搭载的所述着色墨中的呈现该色调的墨来作为着色墨，所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对于喷出对象面的每单位面积的所述着色墨的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用所述填补墨对该着色墨的墨层的高度进行填补。
根据所述的结构，利用填补墨来对若仅喷出着色墨则不满足规定的高度的位置进行填补，由此能够使该着色墨的墨层的高度接近所述的规定的高度、或者与所述的规定的高度相等。因此，例如即使在色调之间着色墨层的厚度不同的情况下，也能够消除该厚度的差。在此，在本发明所涉及的三维印刷装置中，通过利用一种颜色的墨来实现由二次色或三次色实现的色调，能够降低各颜色的着色墨之间的凹凸的程度，因此能够将填补墨的填补高度抑制得低。因此，能够抑制由于填补墨的填补而导致的高度误差，从而能够不在造型物的表面不当地产生凹凸地实现期望的色调。
另外，本发明所涉及的三维印刷装置能够利用一种颜色的墨来实现在比较对象的喷墨头中由二次色或三次色实现的色调，并且，还能够将其喷出量的总和最大抑制为比较对象的喷墨头中的墨的喷出量的总和的三分之一。这样，能够降低为了实现期望的色调而喷出的墨的喷出量的总和。
由此，当着眼于造型物的各层时，通过利用一种颜色的墨来实现由二次色或三次色实现的色调，能够减少每单位面积的着色墨的点数。因此，被喷出着色墨的点彼此的间隔变宽，在利用辊对所形成的层进行平坦化时，邻接的点彼此的着色墨的接触变少，从而能够使渗色难以发生。
在此，由于需要使造型物的各层形成为相同的高度，因此对未被喷出着色墨的点喷出填补墨。因此，在利用辊对所形成的层进行平坦化时，由于填补墨而着色墨彼此变得更加难以接触。
无论是在将各颜色的着色墨重叠来进行印刷的情况下，还是在使各颜色的着色墨邻接来进行印刷的情况下，所述方式都发挥同样的效果。即，在通过UV照射使墨固化之前利用辊使所形成的层平坦化的情况下，增加被喷出填补墨的点数，由此着色墨彼此变得难以接触，从而能够抑制渗色。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置中，所述控制部具备：着色墨决定部，其决定实现规定的色调所需的所述着色墨的喷出量；判定部，其判定通过以由所述着色墨决定部决定出的喷出量进行喷出而形成的所述着色墨的墨层的高度是否满足所述规定的高度；以及计算部，其基于所述判定部的判定结果，在所述着色墨的墨层的高度不满足所述规定的高度的情况下，计算所述填补墨的填补量，所述控制部对所述喷墨头进行控制，以喷出所述填补量的所述填补墨。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置中，所述控制部基于实现规定的色调所需的各颜色的所述着色墨的喷出量，在包含有将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色的所述着色墨分别等量地喷出的信息的情况下，对所述喷墨头进行控制，使得喷出呈现将所述两种颜色或三种颜色的所述着色墨分别等量地混合而表现的色调的墨来作为所述着色墨，因此能够提供发挥所述的作用效果的三维印刷装置。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置中，所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(r)的1/2的量的红色(R)的墨来实现将黄色(Y)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(r)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/2的量的红色(R)的墨来实现由黄色(Y)的墨和品红色(M)的墨表示的色调。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置中，所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(g)的1/2的量的绿色(G)的墨来实现将黄色(Y)的墨与青色(C)的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(g)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/2的量的绿色(G)的墨来实现由黄色(Y)的墨和青色(C)的墨表示的色调。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置中，所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(b)的1/2的量的蓝色(B)的墨来实现将青色(C)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(b)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/2的量的蓝色(B)的墨来实现由青色(C)的墨和品红色(M)的墨表示的色调。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置中，所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(k)的1/3的量的黑色(K)的墨来实现将黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨以及青色(C)的墨以1:1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(k)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/3的量的黑色(K)的墨来实现由黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨以及青色(C)的墨表示的色调。
另外，本发明的一个方式所涉及的三维印刷方法能够对任意的色调进行颜色分解而分解为三种颜色成分来对造型物进行造型，该三维印刷方法包括：喷出工序，通过喷墨头对喷出对象面喷出实现规定的色调所需的着色墨和用于填补所述着色墨的墨层的高度的填补墨；以及控制工序，对所述喷墨头进行控制，其中，在所述控制工序中，在实现将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色分别等量地混合来表现的色调的情况下，对所述喷墨头进行控制，以使用预先搭载于喷墨头的所述着色墨中的呈现该色调的墨来作为着色墨，对所述喷墨头进行控制，使得对于喷出对象面的每单位面积的所述着色墨的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用所述填补墨对该着色墨的墨层的高度进行填补。
根据所述的方法，发挥与本发明所涉及的三维印刷装置同样的效果。
发明的效果
根据本发明，能够不在造型物的表面不当地产生凹凸地实现期望的色调。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的三维印刷装置的结构的立体图。
图2是表示构成利用从本发明的一个实施方式所涉及的喷墨头喷出的墨来层叠墨层而形成的层叠体(造型物)后的状态的图。
图3中的(a)和(b)均是示意性地表示用于表现相同色调的颜色构成和各颜色墨的喷出量的图。
图4中的(a)和(b)均是示意性地表示用于表现相同色调的颜色构成和各颜色墨的喷出量的图。
图5中的(a)和(b)均是示意性地表示用于表现相同色调的颜色构成和各颜色墨的喷出量的图。
图6是表示在本发明的一个实施方式中利用透明墨对着色区域的高度进行填补后的结果的层叠体的厚度的图。
图7是说明现有技术中的问题的图。
具体实施方式
下面，使用附图来说明本发明所涉及的三维印刷装置和三维印刷方法的一个方式。本实施方式所涉及的三维印刷装置的特征在于：对于若仅喷出着色墨则喷出对象面的每单位面积的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用填补墨对墨层的高度进行填补。下面，说明以下方式：通过填补墨的填补，任意的色调的墨层(仅有着色墨的层、或者着色墨和填补墨的层)的墨层高度均变得彼此相等。然而，本发明并不限定于使墨层的高度变得彼此相等的方式，只要在若仅喷出着色墨则在色调之间墨层的高度存在差的情况下能够使该差缩小即可，即使只是使该差稍微缩小也可以。即，通过填补来缩小高度的差的方式也包含在本发明的范围内。
此外，在本实施方式中，有时将墨层的高度表现为墨层的厚度。另外，在本实施方式中，有时将喷出对象面的每单位面积的墨层的高度表现为喷出对象面的每单位面积的墨的喷出量。另外，在本实施方式中，有时将喷出对象面的每单位面积的喷出量或厚度简单记载为喷出量或厚度。在此，墨的喷出量是指墨的喷出体积。
(1)三维印刷装置的结构
图1是表示本实施方式所涉及的三维印刷装置的结构的立体图。如图1所示，三维印刷装置1具备喷墨头10、控制装置20(控制部)、台30、紫外线照射装置40以及位置移动装置50。
在喷墨头10中设置有：填充有黄色(Y)(着色墨)的墨的头10(Y)；填充有品红色(M)(着色墨)的墨的头10(M)；填充有青色(C)(着色墨)的墨的头10(C)；填充有红色(R)(着色墨)的墨的头10(R)；填充有绿色(G)(着色墨)的墨的头10(G)；填充有蓝色(B)(着色墨)的墨的头10(B)；填充有黑色(K)(着色墨)的墨的头10(K)；以及填充有透明墨(CL)(填补墨)的头10(CL)。
在此，黑色(K)的墨是以下墨：对喷出对象面的每单位面积，以规定量(k)的1/3的量的该墨来实现将黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨、青色(C)的墨以1:1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(k)而实现的色调。
另外，红色(R)的墨是以下墨：对喷出对象面的每单位面积，以规定量(r)的1/2的量的该墨来实现将黄色(Y)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(r)而实现的色调。
另外，绿色(G)的墨是以下墨：对喷出对象面的每单位面积，以规定量(g)的1/2的量的该墨来实现将黄色(Y)的墨与青色(C)的墨以1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(g)而实现的色调。
另外，蓝色(B)的墨是以下墨：对喷出对象面的每单位面积，以规定量(b)的1/2的量的该墨来实现将青色(C)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(b)而实现的色调。
这些头如图1所示那样设置为排列在一条直线上。通过后述的控制装置20的控制，使用喷墨法从设置于与台30相向的一侧的未图示的喷嘴孔朝向载置在台30上的印刷对象100的喷出对象面喷出各头中填充的墨。
位置移动装置50与喷墨头10连接，使喷墨头10沿图1中示出的箭头的方向移动。该移动方向与喷墨头10的八个头的排列方向相同。因此，正在喷出墨的喷墨头10接受位置移动装置50的驱动而进行移动，由此八个头依次通过印刷对象100的位于喷墨头10正下方的特定的区域并将墨喷出到该特定的区域，由此层叠墨层。
对于三维印刷装置1中使用的墨没有特别限定，但是例如能够优选地使用UV固化型墨(自由基聚合型的墨、阳离子聚合型的墨、或这些墨的混合墨)、包含水或有机溶剂以及树脂且该树脂在该水或有机溶剂中成乳化或悬浮状态的乳胶墨、包含有机溶剂的溶剂UV墨(SUV墨)、固体墨、或能够通过重叠打印进行三维造型的其它墨。
(2)层叠体的结构
图2是表示构成利用从喷墨头10喷出的墨来层叠墨层而形成的层叠体70(造型物)后的状态的图。如图2所示，在由从头10(Y)喷出的黄色(Y)的墨形成的墨层70(Y)上层叠有由从头10(M)喷出的品红色(M)的墨形成的墨层70(M)，进一步地，在其上层叠有由从头10(C)喷出的青色(C)的墨形成的墨层70(C)，进一步地，在其上层叠有由从头10(R)喷出的红色(R)的墨形成的墨层70(R)，进一步地，在其上层叠有由从头10(G)喷出的绿色(G)的墨形成的墨层70(G)，进一步地，在其上层叠有由从头10(B)喷出的蓝色(B)的墨形成的墨层70(B)，进一步地，在其上层叠有由从头10(K)喷出的黑色(K)的墨形成的墨层70(K)，进一步地，在其上层叠有由从头10(CL)喷出的透明墨(CL)形成的墨层70(CL)。
图2所示的层叠体70具有由墨层70(Y)、墨层70(M)、墨层70(C)、墨层70(R)、墨层70(G)、墨层70(B)以及墨层70(K)构成的着色区域P。构成着色区域P的墨层70(Y)、墨层70(M)、墨层70(C)、墨层70(R)、墨层70(G)、墨层70(B)、以及墨层70(K)的厚度决定着色区域P所呈现的色调。此外，关于由从头10(CL)喷出的透明墨形成的墨层70(CL)，无论其膜厚(层厚)如何，都不影响着色区域P所呈现的色调。因而，可以说层叠体70的色调是由墨层70(Y)、墨层70(M)、墨层70(C)、墨层70(R)、墨层70(G)、墨层70(B)以及墨层70(K)决定的。
此外，关于图2所示的层叠体，为了便于说明，示出了从所有头喷出墨的情况下的状态，但是实际上仅形成表现所期望的色调所需的墨层。换言之，根据期望的色调预先决定要喷出墨的头，从该头喷出墨来层叠墨层(也存在一层的情况)，由此该层叠体呈现出期望的色调。
(3)颜色替换处理
众所周知，如果使用黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)这三种颜色的墨，则通过改变它们的组合、组合的比例，能够实现期望的色调。然而，若利用黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)这三种颜色的墨，则实现期望的色调而使用的墨的喷出量的总和比较多，因此，存在以下情况：由于邻接的点彼此的着色墨的接触，从而着色墨不当地混杂而发生渗色。
因此，在本实施方式所涉及的三维印刷装置1中，进行以下处理：对于喷出黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)来表现的色调，喷出预先搭载的黑色(K)的墨来表现该色调的三色替换处理；对于喷出黄色(Y)和品红色(M)的墨来表现的色调，喷出预先搭载的红色(R)的墨来表现该色调的两色替换处理；对于喷出黄色(Y)和青色(C)的墨来表现的色调，喷出预先搭载的绿色(G)的墨来表现该色调的两色替换处理；以及对于喷出青色(C)和品红色(M)的墨来表现的色调，喷出预先搭载的蓝色(B)的墨来表现该色调的两色替换处理。
具体地说，在本实施方式中，将在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨以及青色(C)的墨的比例为1:1:1的部分替换为黑色(K)的墨。如上所述，在本实施方式所涉及的喷墨头10中设置有头10(K)，该头10(K)中装填有以下的黑色(K)的墨：对喷出对象面的每单位面积，利用规定量(k)的1/3的量的该黑色(K)的墨来实现将黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨、青色(C)的墨以1:1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(k)而实现的色调。因此，在本实施方式中，表现由黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)表现的色调所需的每单位面积的墨的喷出量的总和是使用黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)来表现的情况下的1/3的量即可。
另外，在本实施方式中，将在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨与品红色(M)的墨的比例为1:1的部分替换为红色(R)的墨。如上所述，在本实施方式所涉及的喷墨头10中设置有头10(R)，该头10(R)中装填有以下的红色(R)的墨：对喷出对象面的每单位面积，利用规定量(r)的1/2的量的该红色(R)的墨来实现将黄色(Y)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(r)而实现的色调。因此，在本实施方式中，表现由黄色(Y)和品红色(M)表现的色调所需的每单位面积的墨的喷出量的总和是使用黄色(Y)和品红色(M)来表现的情况下的1/2的量即可。
另外，在本实施方式中，将在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨与青色(C)的墨的比例为1:1的部分替换为绿色(G)的墨。如上所述，在本实施方式所涉及的喷墨头10中设置有头10(G)，该头(G)中装填有以下的绿色(G)的墨：对喷出对象面的每单位面积，利用规定量(g)的1/2的量的该绿色(G)的墨来实现将黄色(Y)的墨与青色(C)的墨以1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(g)而实现的色调。因此，在本实施方式中，表现由黄色(Y)和青色(C)表现的色调所需的每单位面积的墨的喷出量的总和是使用黄色(Y)和青色(C)来表现的情况下的1/2的量即可。
另外，在本实施方式中，将在比较对象的喷墨头中青色(C)的墨与品红色(M)的墨的比例为1:1的部分替换为蓝色(B)的墨。如上所述，在本实施方式所涉及的喷墨头10中设置有头10(B)，该头10(B)中装填有以下的蓝色(B)的墨：对喷出对象面的每单位面积，利用规定量(b)的1/2的量的该蓝色(B)的墨来实现将青色(C)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(b)而实现的色调。因此，在本实施方式中，表现由青色(C)和品红色(M)表现的色调所需的每单位面积的墨的喷出量的总和是使用青色(C)和品红色(M)来表现的情况下的1/2的量即可。
(4)颜色替换处理的具体例
下面，列举图3～图5的色调为例来更具体地说明本实施方式的效果。图3～图5中的(a)和(b)均示意性地表示了用于表现相同色调的颜色构成和各颜色墨的喷出量。此外，关于图3～图5的(a)所示的方格，一格表示喷出对象面的每单位面积的墨的喷出量(墨量)为20。图3～图5所示的墨量“100”表示从一个头一次能够喷出的、喷出对象面的每单位面积的最大极限喷出量。即，各颜色的墨的头均构成为：对喷出对象面的每单位面积最大能够喷出100，在表现期望的色调时，喷出量在到上限100为止的范围之间变化。
首先，列举图3的色调(i)为例。图3的(a)中示出的位置(1)是在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨、青色(C)的墨的比例为1:1:1的部分。关于该部分，黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨的喷出量均为20，喷出量的总和相当于60。
当用本实施方式所涉及的喷墨头10来表现该部分时，成为图3的(b)中的位置(1)所示的部分。图3的(b)中的位置(1)是仅喷出黑色(K)的墨且墨的喷出量相当于20的部分。即，在本实施方式中，与比较对象的喷墨头相比，能够以1/3(约33％)的墨的喷出量来实现该位置(1)所表示的色调。图3的(a)中示出的位置(2)也与位置(1)同样。
另外，图3的(a)中示出的位置(3)是在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨与品红色(M)的墨的比例为1:1的部分。关于该部分，黄色(Y)和品红色(M)的墨的喷出量均为20，喷出量的总和相当于40。
当用本实施方式所涉及的喷墨头10来表现该部分时，成为图3的(b)中的位置(3)所示的部分。图3的(b)中的位置(3)是仅喷出红色(R)的墨且墨的喷出量相当于20的部分。即，在本实施方式中，与比较对象的喷墨头相比，能够以1/2(50％)的墨的喷出量来实现该位置(3)所表示的色调。
此外，图3的(a)中示出的位置(4)是单独的黄色(Y)，因此该位置(4)在本实施方式中也为单独的黄色(Y)，其墨的喷出量也与比较对象的喷墨头同样为40。
这样，在本实施方式中，如果通过三色替换处理和两色替换处理在本实施方式中表现色调(i)，则与通过比较对象的喷墨头进行表现的情况相比，能够将所使用的墨的喷出量的总和从200削减到100。
接着，列举色调(ii)为例。图4的(a)中示出的位置(1)是在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨以及青色(C)的墨的比例为1:1:1的部分。关于该部分，黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨的喷出量均为20，喷出量的总和相当于60。
当用本实施方式所涉及的喷墨头10来表现该部分时，成为图4的(b)中的位置(1)所示的部分。图4的(b)中的位置(1)是仅喷出黑色(K)的墨且墨的喷出量相当于20的部分。即，在本实施方式中，与比较对象的喷墨头相比，能够以1/3(约33％)的墨的喷出量来实现该位置(1)所表示的色调。
另外，图4的(a)中示出的位置(2)是在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨与青色(C)的墨的比例为1:1的部分。关于该部分，黄色(Y)和青色(C)的墨的喷出量均为20，喷出量的总和相当于40。
当用本实施方式所涉及的喷墨头10来表现该部分时，成为图4的(b)中的位置(2)所示的部分。图4的(b)中的位置(2)是仅喷出绿色(G)的墨且墨的喷出量相当于20的部分。即，在本实施方式中，与比较对象的喷墨头相比，能够以1/2(50％)的墨的喷出量来实现该位置(2)所表示的色调。
此外，图4的(a)中示出的位置(3)是单独的青色(C)，因此该位置(3)在本实施方式中也是单独的青色(C)，其墨的喷出量也与比较对象的喷墨头同样为60。
这样，在本实施方式中，如果通过三色替换处理和两色替换处理在本实施方式中表现色调(ii)，则与通过比较对象的喷墨头进行表现的情况相比，能够将所使用的墨的喷出量的总和从160削减到100。
接着，列举色调(iii)为例。图5的(a)中示出的位置(1)是在比较对象的喷墨头中黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨以及青色(C)的墨的比例为1:1:1的部分。关于该部分，黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨的喷出量均为20，喷出量的总和相当于60。
当用本实施方式所涉及的喷墨头10来表现该部分时，成为图5的(b)中的位置(1)所示的部分。图5的(b)中的位置(1)是仅喷出黑色(K)的墨且墨的喷出量相当于20的部分。即，在本实施方式中，与比较对象的喷墨头相比，能够以1/3(约33％)的墨的喷出量来实现该位置(1)所表示的色调。图5的(a)中示出的位置(2)也与位置(1)同样。
另外，图5的(a)中示出的位置(3)是在比较对象的喷墨头中品红色(M)的墨与青色(C)的墨的比例为1:1的部分。关于该部分，品红色(M)和青色(C)的墨的喷出量均为20，喷出量的总和相当于40。
当用本实施方式所涉及的喷墨头10来表现该部分时，成为图5的(b)中的位置(3)所示的部分。图5的(b)中的位置(3)是仅喷出蓝色(B)的墨且墨的喷出量相当于20的部分。即，在本实施方式中，与比较对象的喷墨头相比，能够以1/2(50％)的墨的喷出量来实现该位置(3)所表示的色调。
此外，图5的(a)中示出的位置(4)是单独的品红色(M)，其喷出量也与比较对象的喷墨头同样为20。
这样，在本实施方式中，如果通过三色替换处理和两色替换处理在本实施方式中表现色调(iii)，则与通过比较对象的喷墨头进行表现的情况相比，能够将所使用的墨的喷出量的总和从180削减到80。
根据以上的色调(i)～色调(iii)的三色替换处理和两色替换处理可知，在比较对象的喷墨头中使用的墨的喷出量的总和最大为300，与此相对地，在本实施方式所涉及的喷墨头10中使用的墨的喷出量的总和最大为100。因而，根据本实施方式，与比较对象的喷墨头相比，能够将所使用的墨的喷出量的总和最大削减为三分之一的量，并且能够将所使用的墨的喷出量的总和抑制为100以下。
这样，能够降低为了实现期望的色调而喷出的墨的喷出量的总和，因此当着眼于层叠体70的各层时，通过利用一种颜色的墨来实现由二次色或三次色实现的色调，能够减少每单位面积的着色墨的点数。因此，被喷出着色墨的点彼此的间隔变宽，在利用辊对所形成的层进行平坦化时，邻接的点彼此的着色墨的接触变少，能够使渗色难以发生。
在此，由于需要使层叠体70的各层形成为相同的高度，因此对不被喷出着色墨的点喷出透明墨。因此，在利用辊对所形成的层进行平坦化时，由于透明墨而着色墨彼此变得更加难以接触。
无论是在将各颜色的着色墨重叠来进行印刷的情况下，还是在使各颜色的着色墨邻接来进行印刷的情况下，所述方式都发挥同样的效果。即，在通过UV照射使墨固化之前利用辊使所形成的层平坦化的情况下，增加被喷出透明墨的点数，由此着色墨彼此变得难以接触，从而能够抑制渗色。
(5)由着色墨决定部进行的颜色替换处理
所述的三色替换处理和两色替换处理是由控制装置20的着色墨决定部21进行的。着色墨决定部21基于从外部输入的输入信号，来决定黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨的喷出量。着色墨决定部21基于所决定的黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨的喷出量，来进行三色替换处理和两色替换处理。输入信号是指对要印刷的黑白图像或彩色图像进行颜色分解而分解为黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)这三种颜色成分而得到的信息。此外，虽然对着色墨决定部21所进行的颜色替换处理的优先顺序没有要求，但是在本实施方式中，出于能够有效地削减墨的喷出量的总和这一理由，着色墨决定部21最优先地进行三色替换处理。
着色墨决定部21确定出黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨的喷出量中的喷出量最少的墨，并进行用黑色(K)的墨替换该最少喷出量的黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨的三色替换处理。此外，在输入信号中不包含黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)中的某一颜色的情况下，不进行三色替换处理而进行后述的两色替换处理。
当进行了三色替换处理时，黄色(Y)、品红色(M)以及青色(C)的墨中的至少一个变成剩余为零。控制装置20从余下的两种颜色的墨中重新确定出喷出量最少的墨，并进行将该最少喷出量的两种颜色的墨替换为红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)的墨的两色替换处理。此外，在三色替换处理后余下的颜色为一种颜色的情况下，不进行两色替换处理。
控制装置20基于着色墨决定部21通过以上的三色替换处理和两色替换处理而生成的数据，针对若仅喷出着色墨则喷出对象面的每单位面积的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用填补墨对墨层的高度进行填补。下面对此进行详细的说明。
(6)喷出量的控制方法
在此，在本实施方式中，形成期望的色调的着色区域P，并且通过利用透明墨形成的填补区域Q来对着色区域P的高度进行填补，从而使层叠体70的厚度与色调无关而为相同。即，图2所示的着色区域P的厚度是有可能根据色调而变动的厚度，但是调整由透明墨形成的填补区域Q的厚度来使层叠体70的厚度与色调无关而为规定的厚度(规定的高度)。
各墨层的厚度是由从图1的各头进行喷出的喷出量决定的，因此在本实施方式中，在若仅喷出用于形成着色区域P的着色墨则不满足规定的厚度的情况下，通过用于形成填补区域Q的透明墨来对着色区域P的厚度进行填补，由此，在形成任何色调的层叠体70的情况下都使喷出对象面的每单位面积的墨的喷出量的总和彼此相等。即，构成层叠体70的各墨的喷出量满足以下的关系式；
IO＝IY+IM+IC+IR+IB+IG+IK+ICL
[在式中，
IO表示喷出对象面的每单位面积的墨的喷出量的总和。
IY表示喷出对象面的每单位面积的墨(Y)的喷出量。
IM表示喷出对象面的每单位面积的墨(M)的喷出量。
IC表示喷出对象面的每单位面积的墨(C)的喷出量。
IR表示喷出对象面的每单位面积的墨(R)的喷出量。
IB表示喷出对象面的每单位面积的墨(B)的喷出量。
IG表示喷出对象面的每单位面积的墨(G)的喷出量。
IK表示喷出对象面的每单位面积的墨(K)的喷出量。
ICL表示喷出对象面的每单位面积的透明墨(CL)的喷出量。]
决定各墨的喷出量的是控制装置20。下面说明由控制装置20控制喷出量的控制方法。
如图1所示，控制装置20具有着色墨决定部21、判定部22、计算部23以及喷出控制部24。用于使层叠体70的厚度与色调无关而为规定的厚度的、墨的规定的喷出量的信息被预先保存在控制装置20中、或者由控制装置20从外部获取、或者由作业者输入等，由此成为控制装置20能够使用规定的喷出量来进行处理的状态。
在本实施方式中，“规定的厚度(规定的高度)”是喷墨头10喷出最大喷出量的墨后的、喷出对象面的每单位面积的各颜色的墨层的高度的总和。此外，最大喷出量是指喷墨头10可能喷出的最大的喷出量，与喷墨头10能够最大限度地喷出的喷出量(最大极限喷出量)不同。即，用于使层叠体70的厚度与色调无关而为规定的厚度的“规定的喷出量”是喷墨头10所喷出的最大喷出量。如上所述，在本实施方式所涉及的喷墨头10中使用的墨的喷出量最大为100。因而，喷墨头10的最大喷出量、即规定的喷出量为100。
首先，着色墨决定部21基于通过三色替换处理和两色替换处理而生成的数据，来决定实现规定的色调所需的黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)以及黑色(K)的喷出量。
判定部22判定着色墨决定部21所决定出的各颜色的墨的喷出量的总和是否满足规定的喷出量。在此，在图3的色调(i)和图4的色调(ii)的情况下，墨的喷出量的总和为100，因此判定部22判定为墨的喷出量的总和满足规定的喷出量(100)。另一方面，在图5的色调(iii)的情况下，墨的喷出量的总和为80，因此判定部22判定为墨的喷出量的总和不满足规定的喷出量(100)。判定部22的判定结果被输出到计算部23。
接着，计算部23基于判定部22的判定结果，在各颜色的墨的喷出量的总和不满足规定的喷出量的情况下，计算墨的不足量。在图5的色调(iii)的情况下，计算部23从规定的喷出量即100减去各颜色墨的喷出量的总和即80，计算出20来作为不足量。计算结果被输出到喷出控制部24。
接着，喷出控制部24填补与计算部23所计算出的不足量相当的量的透明墨。在图5的色调(iii)的情况下，喷出控制部24对各头进行控制使得从头10(M)喷出20的品红色(M)的墨、从头10(B)喷出20的蓝色(B)的墨、以及从头10(K)喷出40的黑色(K)的墨，并且进行控制使得从头10(CL)喷出计算部23所计算出的不足量即20的透明墨(CL)(图5的(b)中的位置(5)所示的部分)。喷墨头10的各头接受喷出控制部24的控制来喷出各颜色的墨。
图6中示出利用透明墨对着色区域P的高度进行了填补的结果的层叠体70的厚度。如图6所示，在图3的色调(i)和图4的色调(ii)的情况下，着色区域P具有规定的高度，因此无需利用透明墨对着色区域P的高度进行填补，层叠体70仅由着色区域P构成。另一方面，在图5的色调(iii)的情况下，着色区域P不满足规定的高度，因此利用透明墨对不足的高度进行填补，从而层叠体70由着色区域P和填补区域Q构成。由此，即使对色调互不相同的层叠体70，也喷出彼此相等的量的墨，因此层叠体70的厚度与色调无关而成为彼此相等的厚度。
在此，在三维印刷装置1中，利用一种颜色的墨来实现由二次色或三次色实现的色调，由此能够降低各颜色的着色墨之间的凹凸的程度，因此能够将填补透明墨的高度抑制得低。因此，能够抑制由于填补透明墨而导致的高度误差，从而能够不在层叠体70的表面不当地产生凹凸地实现期望的色调。
(7)附记事项
本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置1能够对任意的色调进行颜色分解而分解为三种颜色成分来对造型物进行造型，该三维印刷装置1具备：喷墨头10，其对喷出对象面喷出实现规定的色调所需的着色墨和用于填补所述着色墨的墨层的高度的填补墨；以及控制部(控制装置20)，其对所述喷墨头10进行控制，其中，在实现将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色分别等量地混合来表现的色调的情况下，所述控制部对所述喷墨头10进行控制，以使用预先搭载的所述着色墨中的呈现该色调的墨来作为着色墨，所述控制部对所述喷墨头10进行控制，使得对于喷出对象面的每单位面积的所述着色墨的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用所述填补墨对该着色墨的墨层的高度进行填补。
根据所述的结构，利用填补墨来对若仅喷出着色墨则不满足规定的高度的位置进行填补，由此能够使该着色墨的墨层的高度接近所述的规定的高度、或者与所述的规定的高度相等。因此，例如即使在色调之间着色墨层的厚度不同的情况下，也能够消除该厚度的差。在此，在本发明所涉及的三维印刷装置中，利用一种颜色的墨来实现由二次色或三次色实现的色调，由此能够降低各颜色的着色墨之间的凹凸的程度，因此能够将填补墨的填补高度抑制得低。因此，能够抑制由于填补墨的填补而导致的高度误差，从而能够不在造型物的表面不当地产生凹凸地实现期望的色调。
另外，本发明所涉及的三维印刷装置1能够利用一种颜色的墨来实现在比较对象的喷墨头中由二次色或三次色实现的色调，并且，还能够将其喷出量的总和最大抑制为比较对象的喷墨头中的墨的喷出量的总和的三分之一。这样，能够降低为了实现所期望的色调而喷出的墨的喷出量的总和。
由此，当着眼于造型物的各层时，通过利用一种颜色的墨来实现由二次色或三次色实现的色调，能够减少每单位面积的着色墨的点数。因此，被喷出着色墨的点彼此的间隔变宽，在利用辊对所形成的层进行平坦化时，邻接的点彼此的着色墨的接触变少，从而能够使渗色难以发生。
在此，由于需要使造型物的各层形成为相同的高度，因此对不被喷出着色墨的点喷出填补墨。因此，在利用辊对所形成的层进行平坦化时，由于填补墨而着色墨彼此变得更加难以接触。
无论是在将各颜色的着色墨重叠来进行印刷的情况下，还是在使各颜色的着色墨邻接来进行印刷的情况下，所述方式都发挥同样的效果。即，在通过UV照射使墨固化之前利用辊使所形成的层平坦化的情况下，增加被喷出填补墨的点数，由此着色墨彼此变得难以接触，从而能够抑制渗色。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置1中，所述控制部具备：着色墨决定部21，其决定实现规定的色调所需的所述着色墨的喷出量；判定部22，其判定通过以由所述着色墨决定部决定出的喷出量进行喷出而形成的所述着色墨的墨层的高度是否满足所述规定的高度；以及计算部23，其基于所述判定部的判定结果，在所述着色墨的墨层的高度不满足所述规定的高度的情况下，计算所述填补墨的填补量，所述控制部对所述喷墨头进行控制，以喷出所述填补量的所述填补墨。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置1中，所述控制部基于实现规定的色调所需的各颜色的所述着色墨的喷出量，在包含有将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色的所述着色墨分别等量地喷出的信息的情况下，对所述喷墨头10进行控制，使得喷出呈现将所述两种颜色或三种颜色的所述着色墨分别等量地混合而表现的色调的墨来作为所述着色墨，因此能够提供发挥所述的作用效果的三维印刷装置。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置1中，所述控制部对所述喷墨头10进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(r)的1/2的量的红色(R)的墨来实现将黄色(Y)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(r)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/2的量的红色(R)的墨来实现利用黄色(Y)的墨和品红色(M)的墨表示的色调。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置1中，所述控制部对所述喷墨头10进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(g)的1/2的量的绿色(G)的墨来实现将黄色(Y)的墨与青色(C)的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(g)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/2的量的绿色(G)的墨来实现利用黄色(Y)的墨与青色(C)的墨表示的色调。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置1中，所述控制部对所述喷墨头10进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(b)的1/2的量的蓝色(B)的墨来实现将青色(C)的墨与品红色(M)的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(b)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/2的量的蓝色(B)的墨来实现利用青色(C)的墨与品红色(M)的墨表示的色调。
另外，在本发明的一个方式所涉及的三维印刷装置1中，所述控制部对所述喷墨头10进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量(k)的1/3的量的黑色(K)的墨来实现将黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨以及青色(C)的墨以1:1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量(k)而实现的色调。
根据所述的结构，与比较对象的喷墨头相比能够利用1/3的量的黑色(K)的墨来实现利用黄色(Y)的墨、品红色(M)的墨以及青色(C)的墨表示的色调。
另外，本发明的一个方式所涉及的三维印刷方法能够对任意的色调进行颜色分解而分解为三种颜色成分来对造型物进行造型，该三维印刷方法包括：喷出工序，通过喷墨头10对喷出对象面喷出实现规定的色调所需的着色墨和用于填补所述着色墨的墨层的高度的填补墨；以及控制工序，对所述喷墨头10进行控制，其中，在所述控制工序中，在实现将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色分别等量地混合来表现的色调的情况下，对所述喷墨头10进行控制，以使用预先搭载于喷墨头10的所述着色墨中的呈现该色调的墨来作为着色墨，对所述喷墨头10进行控制，使得对于喷出对象面的每单位面积的所述着色墨的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用所述填补墨对该着色墨的墨层的高度进行填补。
根据所述的方法，发挥与本发明所涉及的三维印刷装置同样的效果。
本发明并不限定于所述的各实施方式，能够在权利要求示出的范围内进行各种变更，将不同的实施方式所分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明能够广泛利用于进行全彩印刷的印刷装置中。
附图标记说明
1：三维印刷装置；10：喷墨头；20：控制装置(控制部)；21：着色墨决定部；22：判定部；23：计算部；24：喷出控制部；30：台；40：紫外线照射装置；50：位置移动装置；70：层叠体；100：印刷对象。

Claims (8)

1.一种三维印刷装置，基于反映到最终产品上的多层的截面形状数据由喷墨头喷射墨来形成层，并将由此形成的所述层进行层叠来对造型物进行造型，能够对任意的色调进行颜色分解而分解为三种颜色成分来对所述造型物进行造型，该三维印刷装置的特征在于，
所述喷墨头对喷出对象面喷出实现规定的色调所需的着色墨和用于填补所述着色墨的墨层的高度的填补墨来形成所述层，
所述三维印刷装置具备：控制部，其对所述喷墨头进行控制，
其中，在实现将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色分别等量地混合来表现的色调的情况下，所述控制部对所述喷墨头进行控制，以使用预先搭载的所述着色墨中的呈现该色调的一种颜色的墨来作为着色墨，
所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对于喷出对象面的每单位面积的所述着色墨的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用所述填补墨对该着色墨的墨层的高度进行填补。
2.根据权利要求1所述的三维印刷装置，其特征在于，
所述控制部具备：
着色墨决定部，其决定实现规定的色调所需的所述着色墨的喷出量；
判定部，其判定通过以由所述着色墨决定部决定出的喷出量进行喷出而形成的所述着色墨的墨层的高度是否满足所述规定的高度；以及
计算部，其基于所述判定部的判定结果，在所述着色墨的墨层的高度不满足所述规定的高度的情况下，计算所述填补墨的填补量，
其中，所述控制部对所述喷墨头进行控制，以喷出所述填补量的所述填补墨。
3.根据权利要求1或2所述的三维印刷装置，其特征在于，
所述控制部基于实现规定的色调所需的各颜色的所述着色墨的喷出量，在包含有将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色的所述着色墨分别等量地喷出的信息的情况下，对所述喷墨头进行控制，使得喷出呈现将所述两种颜色或三种颜色的所述着色墨分别等量地混合而表现的色调的墨来作为所述着色墨。
4.根据权利要求3所述的三维印刷装置，其特征在于，
所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量的1/2的量的红色的墨来实现将黄色的墨与品红色的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量而实现的色调。
5.根据权利要求3所述的三维印刷装置，其特征在于，
所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量的1/2的量的绿色的墨来实现将黄色的墨与青色的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量而实现的色调。
6.根据权利要求3所述的三维印刷装置，其特征在于，
所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量的1/2的量的蓝色的墨来实现将青色的墨与品红色的墨以1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量而实现的色调。
7.根据权利要求3所述的三维印刷装置，其特征在于，
所述控制部对所述喷墨头进行控制，使得对所述喷出对象面的每单位面积，利用规定量的1/3的量的黑色的墨来实现将黄色的墨、品红色的墨以及青色的墨以1:1:1的比例对所述喷出对象面的每单位面积合计喷出该规定量而实现的色调。
8.一种三维印刷方法，基于反映到最终产品上的多层的截面形状数据由喷墨头喷射墨来形成层，并将由此形成的所述层进行层叠来对造型物进行造型，能够对任意的色调进行颜色分解而分解为三种颜色成分来对所述造型物进行造型，该三维印刷方法的特征在于，包括：
喷出工序，通过所述喷墨头对喷出对象面喷出实现规定的色调所需的着色墨和用于填补所述着色墨的墨层的高度的填补墨来形成所述层；以及
控制工序，对所述喷墨头进行控制，
其中，在所述控制工序中，
在实现将所述三种颜色成分中的两种颜色或三种颜色分别等量地混合来表现的色调的情况下，对所述喷墨头进行控制，以使用预先搭载于喷墨头的所述着色墨中的呈现该色调的一种颜色的墨来作为着色墨，
对所述喷墨头进行控制，使得对于喷出对象面的每单位面积的所述着色墨的墨层的高度不满足规定的高度的位置，利用所述填补墨对该着色墨的墨层的高度进行填补。
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