JP2000280357A - Apparatus and method for three-dimensional shaping - Google Patents

Apparatus and method for three-dimensional shaping

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JP2000280357A
JP2000280357A JP11086912A JP8691299A JP2000280357A JP 2000280357 A JP2000280357 A JP 2000280357A JP 11086912 A JP11086912 A JP 11086912A JP 8691299 A JP8691299 A JP 8691299A JP 2000280357 A JP2000280357 A JP 2000280357A
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JP
Japan
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resin
dimensional
ink
modeling
white
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Japanese (ja)
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Shigeaki Tochimoto
茂昭 栃本
Toshio Norita
寿夫 糊田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reproduce a density of color and its gradation easily and vividly on a three-dimensionally shaped product while coloring is applied to the three- dimensionally shaped product in a short time and at a low cost. SOLUTION: For a three-dimensionally shaping apparatus 10, a plurality of discharging nozzles 15a-15e are provided to a nozzle head 15, colored resin Y, M, C are discharged from the discharging nozzles 15a-15c among them, and a while (W) resin is discharged from the discharging nozzle 15d. By using the while (W) resin, a bright color incapable of being represented by only three colors Y, M, C can be also represented, coloring can be applied in a shaping process of the three-dimensionally shaped product 21, and a density of color and its gradation can be also reproduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、三次元造形装置
および三次元造形方法に関するものであって、とりわけ
樹脂を液体あるいは流体状態でインクジェット方式等に
よって噴出し、硬化させ、これを積層することによっ
て、目的とする三次元造形物を製造する三次元造形装置
および三次元造形方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional printing apparatus and a three-dimensional printing method, and more particularly to a method in which a resin is ejected in a liquid or fluid state by an ink jet method, cured, and laminated. The present invention relates to a three-dimensional printing apparatus and a three-dimensional printing method for manufacturing a target three-dimensional printing object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、立体的な造形対象物を平行な
複数の面で切断した各断面ごとに樹脂を順次積層するこ
とによって立体造形を行い、造形対象物の三次元モデル
となる造形物を生成する装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, three-dimensional modeling is performed by sequentially laminating a resin on each cross section obtained by cutting a three-dimensional modeling object on a plurality of parallel surfaces, thereby forming a three-dimensional model of the modeling object. Are known.

【0003】図23は、このような従来の三次元造形装
置100を示す概略図である。この三次元造形装置10
0において、コンピュータ111は三次元形状の造形対
象物をデータ化し、それを幾層もの薄い断面体にスライ
スして得られる断面データの送り出しを行う。駆動制御
部112はコンピュータ111からの断面データを取り
込み、そのデータに従って、インクジェットヘッド11
5、XY方向駆動部113およびZ方向駆動部114を
制御する。この駆動制御部112の制御により、XY方
向駆動部113が作動するとともにインクジェットヘッ
ド115より熱可塑性樹脂を小滴として吐出することに
より、コンピュータ111から与えられた断面データに
基づく断面形状が造形される。そしてステージ116上
にて吐出された熱可塑性樹脂は放熱・冷却されて溶融状
態から固体に変化して硬化する。このような動作によっ
て一層分の断面体すなわち層体が作り出される。
FIG. 23 is a schematic view showing such a conventional three-dimensional printing apparatus 100. As shown in FIG. This three-dimensional printing apparatus 10
In step 0, the computer 111 converts the three-dimensional object into data, and slices it into several thin sections to send out section data. The drive control unit 112 captures the cross-sectional data from the computer 111 and, in accordance with the data,
5. Control the XY-direction drive unit 113 and Z-direction drive unit 114. Under the control of the drive control unit 112, the XY-direction drive unit 113 operates and the inkjet head 115 discharges the thermoplastic resin as small droplets, thereby forming a cross-sectional shape based on the cross-sectional data given from the computer 111. . Then, the thermoplastic resin discharged on the stage 116 is radiated and cooled, changes from a molten state to a solid state, and is cured. By such an operation, a single cross section or layer is created.

【0004】その後、駆動制御部112によってZ方向
駆動部114が制御され、ステージ116は一層分の厚
さに相当する距離だけ降下する。そして上記と同様の動
作を行うことにより一層目の上側に新たな層が積層され
る。このように連続的に作り出された幾層もの薄い層体
が積層されて造形物117が造形される。
After that, the Z-direction drive unit 114 is controlled by the drive control unit 112, and the stage 116 is lowered by a distance corresponding to the thickness of one layer. By performing the same operation as described above, a new layer is stacked on the first layer. As described above, the formed object 117 is formed by laminating a number of thin layers continuously formed.

【0005】また、造形物117がオーバーハング形状
を有する場合には、コンピュータ111において造形対
象物のデータ化を行う際に必要に応じてオーバーハング
支持部形状が付加される。そして駆動制御部112は、
上記造形物の造形と同時に、そのオーバーハング支持部
形状に基づいて造形物を造形するための熱可塑性樹脂と
は溶融温度の異なる熱可塑性樹脂をインクジェットヘッ
ド118から小滴として吐出させることによりオーバー
ハング支持部119を形成する。
[0005] When the object 117 has an overhang shape, the computer 111 adds an overhang support portion shape as necessary when the computer 111 converts the object into data. Then, the drive control unit 112
Simultaneously with the formation of the shaped object, the overhang is caused by discharging a thermoplastic resin having a different melting temperature from the thermoplastic resin for forming the shaped object based on the shape of the overhang support portion from the inkjet head 118 as small droplets. The support 119 is formed.

【0006】そして、積層完了後に造形物を上記支持部
用樹脂の融点より高く、上記造形物用樹脂の融点より低
い温度に加熱・保温することにより、オーバーハング支
持部119を形成している樹脂を溶融除去することがで
き、所望の三次元造形物を得ることができる。
After the lamination is completed, the shaped object is heated and kept at a temperature higher than the melting point of the resin for the supporting portion and lower than the melting point of the resin for the shaped portion, thereby forming the resin forming the overhang supporting portion 119. Can be removed by melting, and a desired three-dimensional structure can be obtained.

【0007】[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、あるいは射出成形機や切削加工機で
は、作成された三次元造形物は二材成形等の特殊な場合
を除き、単一樹脂材料で形成されるため単一の着色状態
でしかない。そのため、三次元造形物に彩色が必要な場
合にはその後工程でデザイナーが模様を描いたり、色付
けを行ったりしなければならず、時間と費用が必要以上
にかかるという問題があった。
However, in a conventional three-dimensional molding apparatus, an injection molding machine or a cutting machine, a three-dimensional molded article produced is made of a single resin except for a special case such as two-material molding. Because it is made of a material, it is only in a single colored state. Therefore, if coloring is required for the three-dimensional structure, the designer must draw and color the pattern in the subsequent process, and there has been a problem that it takes more time and money than necessary.

【0008】すなわち、複数の色を有する三次元造形物
を作成する場合や任意の混合色からなる三次元造形物を
作成する場合、従来の装置を使用すると短時間かつ低コ
ストで最終的な三次元造形物の生成を行うことができ
ず、造形後に人手に頼らざるを得なかったのである。
In other words, when a three-dimensional object having a plurality of colors is created or when a three-dimensional object having an arbitrary mixture of colors is created, the final tertiary tertiary object can be manufactured in a short time and at low cost using a conventional apparatus. The original model could not be created, and had to rely on humans after modeling.

【0009】そこで、この発明は、短時間かつ低コスト
で三次元造形物に対する彩色を行うことができるととも
に、色の濃淡や階調を三次元造形物に対して容易かつ鮮
明に再現することのできる三次元造形装置および三次元
造形方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention is capable of coloring a three-dimensional modeled object in a short time and at low cost, and reproducing color shading and gradation easily and clearly on the three-dimensional modeled object. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional printing apparatus and a three-dimensional printing method that can be used.

【0010】[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、造形対象物を平行な複数
の面で切断した各断面に対応する層体を、複数の材料を
吐出することによって形成し、前記層体を順次積層して
いくことで前記造形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、前記複数の材料が、白色の材料
と、白色以外の複数色の材料とを含むことを特徴として
いる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a layered body corresponding to each cross section obtained by cutting a modeling object along a plurality of parallel surfaces is formed by a plurality of materials. A three-dimensional modeling apparatus that forms a three-dimensional model of the modeling object by sequentially laminating the layer bodies, wherein the plurality of materials are a white material, It is characterized by including a material of a plurality of colors other than white.

【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の三次元造形装置において、前記複数の材料が、白色の
樹脂を含むそれぞれ異なる色成分に着色された複数の樹
脂であることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the first aspect, the plurality of materials are a plurality of resins colored with different color components including a white resin. Features.

【0012】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の三次元造形装置において、前記複数の樹脂は、黒色の
樹脂を含むことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the second aspect, the plurality of resins include a black resin.

【0013】請求項4に記載の発明は、請求項2または
請求項3に記載の三次元造形装置において、前記複数の
樹脂が、イエローに着色された樹脂とシアンに着色され
た樹脂とマゼンタに着色された樹脂とを含むことを特徴
としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the second or third aspect, the plurality of resins are a resin colored yellow, a resin colored cyan, and a magenta resin. And a colored resin.

【0014】請求項5に記載の発明は、請求項1に記載
の三次元造形装置において、前記複数の材料が、造形用
の樹脂と、白色を含むそれぞれ異なる色成分で構成され
る複数色のインクとを含むことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the three-dimensional modeling apparatus according to the first aspect, wherein the plurality of materials include a plurality of different colors including a modeling resin and different color components including white. And ink.

【0015】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の三次元造形装置において、前記複数色のインクが、黒
色のインクを含むことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the fifth aspect, the plurality of color inks include black ink.

【0016】請求項7に記載の発明は、請求項5または
請求項6に記載の三次元造形装置において、前記複数色
のインクが、イエローのインクとシアンのインクとマゼ
ンタのインクとを含むことを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the three-dimensional modeling apparatus according to the fifth or sixth aspect, the plurality of color inks include yellow ink, cyan ink, and magenta ink. It is characterized by.

【0017】請求項8に記載の発明は、造形対象物を平
行な複数の面で切断した各断面に対応する層体を、所定
の材料を吐出することによって形成し、前記層体を順次
積層していくことで前記造形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、前記各断面ごとに彩色
情報を生成する工程と、白色の材料と白色以外の複数色
の材料とを含む複数の材料を個別に吐出する吐出ノズル
と前記複数の材料を順次積層していくステージとを、相
対的に移動させつつ、前記彩色情報に基づいて前記吐出
ノズルから前記複数の材料を吐出させる工程とを有して
いる。
According to an eighth aspect of the present invention, a layer body corresponding to each cross section of the object to be formed cut in a plurality of parallel planes is formed by discharging a predetermined material, and the layer bodies are sequentially laminated. It is a three-dimensional modeling method of generating a three-dimensional molded object of the modeling object by doing, a step of generating coloring information for each section, a white material and a material of a plurality of colors other than white Discharging the plurality of materials from the discharge nozzles based on the coloring information while relatively moving a discharge nozzle that discharges a plurality of materials including a plurality of materials and a stage that sequentially stacks the plurality of materials. And a step of causing

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】<1.第1の実施の形態>この実
施形態では、三次元造形物を造形するための樹脂とし
て、白色の樹脂を含むそれぞれ異なる色成分に着色され
た複数の樹脂を使用することにより、造形過程において
短時間かつ低コストで三次元造形物に対する彩色を行う
ことができるとともに、色の濃淡や階調を三次元造形物
に対して容易かつ鮮明に再現することのできる構成を示
す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <1. First Embodiment> In this embodiment, a plurality of resins colored with different color components, including a white resin, are used as a resin for forming a three-dimensional structure, thereby shortening the molding process. A configuration is shown that can color a three-dimensional structure at a low cost at a low cost and can easily and clearly reproduce shades and gradations of the color on the three-dimensional structure.

【0019】以下、この発明の第1の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】<1−1.三次元造形装置の全体的構成>
図1は、この実施形態における三次元造形装置10を示
す概略図である。この三次元造形装置10は、コンピュ
ータ11と駆動制御部12とXY方向駆動部13とZ方
向駆動部14とノズルヘッド15とタンク部18と溶融
部19とステージ20とを備えて構成される。
<1-1. Overall configuration of 3D modeling device>
FIG. 1 is a schematic view showing a three-dimensional printing apparatus 10 according to this embodiment. The three-dimensional printing apparatus 10 includes a computer 11, a drive control unit 12, an XY-direction drive unit 13, a Z-direction drive unit 14, a nozzle head 15, a tank unit 18, a melting unit 19, and a stage 20.

【0021】コンピュータ11は内部にCPUやメモリ
等を備えて構成される一般的な卓上型コンピュータ等で
ある。このコンピュータ11は三次元形状の造形対象物
をデータ化し、それを幾層もの薄い断面体にスライスし
て得られる断面データを駆動制御部12に対して出力す
る。
The computer 11 is a general desk-top computer or the like which is internally provided with a CPU, a memory and the like. The computer 11 converts the three-dimensional object into data, and slices the object into several thin sections, and outputs section data to the drive controller 12.

【0022】駆動制御部12は、XY方向駆動部13と
Z方向駆動部14と溶融部19とノズルヘッド15とス
テージ20とをそれぞれに駆動制御する制御手段として
機能する。駆動制御部12はコンピュータ11から断面
データを取得すると、その断面データに基づいて上記の
各部に対して駆動指令を与えることによりステージ20
上に一層ごとの断面形状を積層していく。
The drive control unit 12 functions as control means for controlling the drive of the XY-direction drive unit 13, the Z-direction drive unit 14, the melting unit 19, the nozzle head 15, and the stage 20, respectively. When the drive control unit 12 obtains the cross-sectional data from the computer 11, the drive control unit 12 gives a drive command to each of the above units based on the cross-sectional data, thereby
The cross-sectional shape of each layer is stacked on top.

【0023】XY方向駆動部13はノズルヘッド15を
X軸およびY軸によって規定される平面内で移動させる
べく設けられた駆動手段であり、駆動制御部12からの
駆動指令に基づいてノズルヘッド15をその平面におけ
る駆動範囲内で任意の位置に移動させることができる。
The XY-direction drive unit 13 is a drive means provided to move the nozzle head 15 in a plane defined by the X axis and the Y axis, and based on a drive command from the drive control unit 12, Can be moved to an arbitrary position within a driving range in the plane.

【0024】Z方向駆動部14はステージ20上に三次
元造形物の一層分の造形または数層分の造形が行われる
ごとにステージ20を下降させるべく設けられた駆動手
段であり、駆動制御部12からの駆動指令に基づいてス
テージ20を鉛直なZ軸に沿って移動させる。このZ方
向駆動部14が三次元造形物の造形が進むにつれてステ
ージ20を下降させていくことにより、ステージ20上
に積層生成される三次元造形物とノズルヘッド15とが
接触することを回避することができるのである。
The Z-direction drive unit 14 is a drive unit provided to lower the stage 20 every time a single layer of a three-dimensional object or a layer of a plurality of layers is formed on the stage 20. The stage 20 is moved along the vertical Z axis based on the drive command from the controller 12. The Z-direction drive unit 14 lowers the stage 20 as the formation of the three-dimensional structure proceeds, thereby avoiding contact between the nozzle head 15 and the three-dimensional structure formed and stacked on the stage 20. You can do it.

【0025】タンク部18はそれぞれ異なる種類の熱可
塑性樹脂を収容する複数のタンク18a〜18eを備え
る。それぞれのタンク18a〜18eには、常温で固体
状態であり、スティックのような塊状、ペレット状、あ
るいは粉末状の熱可塑性樹脂が収容される。また、溶融
部19にはタンク部18に設けられたタンク18a〜1
8eのそれぞれに個別に温度調整が可能な溶融ヒータ1
9a〜19eが設けられている。したがって、タンク1
8a〜18eのそれぞれに収容される熱可塑性樹脂はそ
れぞれのタンク下方に設けられた溶融ヒータ19a〜1
9eによって加熱・溶融されるのである。
The tank section 18 has a plurality of tanks 18a to 18e each containing a different type of thermoplastic resin. Each of the tanks 18a to 18e contains a stick-like bulk, pellet, or powder thermoplastic resin that is in a solid state at normal temperature. Further, in the melting part 19, the tanks 18a to 18 provided in the tank part 18 are provided.
8e, the melting heater 1 of which the temperature can be individually adjusted.
9a to 19e are provided. Therefore, tank 1
The thermoplastic resin contained in each of 8a-18e is a melting heater 19a-1 provided below each tank.
It is heated and melted by 9e.

【0026】ノズルヘッド15はXY方向駆動部13の
下部に固定されており、XY方向駆動部13とともに一
体となってXY平面内で移動自在となっている。また、
ノズルヘッド15はタンク部18のタンク数と同数の吐
出ノズル15a〜15eを備えており、各タンク18a
〜18eにおいて溶融された熱可塑性樹脂は対応して設
けられた各吐出ノズル15a〜15eに加熱保温状態で
供給される。各吐出ノズル15a〜15eは溶融された
熱可塑性樹脂を例えばインクジェット方式等で微小な液
滴として吐出(噴出)するノズルである。各吐出ノズル
15a〜15eによる熱可塑性樹脂の吐出は駆動制御部
12によって個別に制御されており、各吐出ノズル15
a〜15eから吐出される熱可塑性樹脂はノズルヘッド
15に対向する位置に設けられているステージ20上に
付着する。なお、吐出ノズル15eはオーバーハング形
状を支持する支持部用となる樹脂を吐出する支持部用ノ
ズルである。
The nozzle head 15 is fixed to a lower portion of the XY-direction drive unit 13 and is movable together with the XY-direction drive unit 13 in the XY plane. Also,
The nozzle head 15 has the same number of discharge nozzles 15a to 15e as the number of tanks in the tank section 18.
The thermoplastic resin melted in the steps # 18 to # 18e is supplied to the corresponding discharge nozzles 15a to 15e in a heated and insulated state. Each of the discharge nozzles 15a to 15e is a nozzle that discharges (spouts) the molten thermoplastic resin as minute droplets by, for example, an inkjet method. The discharge of the thermoplastic resin by each of the discharge nozzles 15 a to 15 e is individually controlled by the drive control unit 12.
The thermoplastic resin discharged from a to 15e adheres to a stage 20 provided at a position facing the nozzle head 15. Note that the discharge nozzle 15e is a nozzle for a support unit that discharges a resin for a support unit that supports the overhang shape.

【0027】ステージ20は三次元造形物を生成するた
めの基盤として機能し、各吐出ノズル15a〜15eか
ら吐出された熱可塑性樹脂はステージ20上にて放熱・
冷却されて溶融状態から固体に変化して硬化する。
The stage 20 functions as a base for generating a three-dimensional object, and the thermoplastic resin discharged from each of the discharge nozzles 15a to 15e radiates heat on the stage 20.
Upon cooling, it changes from a molten state to a solid and hardens.

【0028】なお、ステージ20の上面側すなわち造形
面側には複数の小領域に分割されるとともに各小領域に
は分割ステージ20aが配置されている。これらの各分
割ステージ20aは駆動制御部12の制御指令によって
独立した昇降動作を行う。
The stage 20 is divided into a plurality of small regions on the upper surface side, that is, the molding surface side, and a divided stage 20a is arranged in each small region. Each of these divided stages 20a performs an independent elevating operation in response to a control command from the drive control unit 12.

【0029】この実施の形態では、複数の色を有する三
次元造形物や任意の混合色からなる三次元造形物を作成
するために、三次元造形物に対する着色剤としてそれぞ
れ異なる色成分に着色された複数の樹脂を使用する。ま
た、三次元造形物において彩色が必要のない部分にまで
着色用樹脂を使用して造形を行うことは、効率的な造形
を妨げることになるため、そのような部分については白
色の造形用樹脂を使用する。
In this embodiment, in order to produce a three-dimensional object having a plurality of colors or a three-dimensional object consisting of an arbitrary mixture of colors, the three-dimensional object is colored into different color components as colorants for the three-dimensional object. Use multiple resins. In addition, using a coloring resin to form a part of a three-dimensional structure that does not require coloring can impede efficient modeling. Use

【0030】このため、上記のタンク部18の各タンク
18a〜18eのうち、タンク18a〜18cには三次
元造形物に対して彩色を行うためにそれぞれ異なる色成
分に着色された着色用の樹脂が収容されており、タンク
18dには主として彩色の必要のない部分を造形するた
めのW(白色)の造形用の樹脂が収容されている。な
お、造形用樹脂としては自然の状態で白色のものを使用
してもよいし、白色に着色された樹脂を使用してもよ
い。
For this reason, among the tanks 18a to 18e of the tank portion 18, the tanks 18a to 18c are provided with coloring resins colored with different color components in order to color the three-dimensional structure. Is stored, and the tank 18d mainly stores a W (white) forming resin for forming a portion that does not need to be colored. In addition, as the modeling resin, a white resin in a natural state may be used, or a resin colored white may be used.

【0031】また、タンク18a〜18cにはそれぞれ
Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)に着色
された樹脂(着色用樹脂)が収容されており、タンク1
8eには支持部用樹脂が収容されている。なお、支持部
用樹脂以外の樹脂はそれぞれ同一の樹脂材料であっても
よいし、異なる樹脂材料であってもよい。
The tanks 18a to 18c contain resins (coloring resins) colored Y (yellow), M (magenta), and C (cyan), respectively.
8e contains a resin for the supporting portion. The resins other than the support portion resin may be the same resin material or different resin materials.

【0032】また、この実施の形態では積層造形に用い
る樹脂の一例として上記のように熱可塑性樹脂を利用す
る。室温では固体であり、かつ融点が低く、溶融粘度の
低い樹脂が造形容易であり、例えば高分子量のポリスチ
レン、ポリカプロラクトンなどが挙げられる。
In this embodiment, a thermoplastic resin is used as an example of the resin used for the additive manufacturing as described above. A resin that is solid at room temperature, has a low melting point, and a low melt viscosity is easily formed, and examples thereof include high molecular weight polystyrene and polycaprolactone.

【0033】また、熱可塑性樹脂以外にも光硬化性樹脂
や熱硬化性樹脂を利用することも可能であるが、その場
合には、上述した溶融部19は不必要となる反面、ステ
ージ20上に付着した樹脂を硬化させるためのエネルギ
ー線照射装置が必要となる。
It is also possible to use a photo-curing resin or a thermosetting resin in addition to the thermoplastic resin. In this case, the above-mentioned melting portion 19 is unnecessary, but on the stage 20 An energy beam irradiation device for curing the resin adhered to the surface is required.

【0034】オーバーハング支持部22を形成するため
の支持部用樹脂としては、三次元造形物を構成する造形
用および着色用の樹脂よりも融点の低い熱可塑性樹脂を
用いる。例えばワックス系の樹脂、アジペート系エステ
ルなどがある。そのような支持部用樹脂を使用すること
によって、オーバーハング支持部22を含む積層完了後
の造形物の温度を支持部用樹脂の融点以上であり、か
つ、造形用および着色用樹脂の融点以下である温度下に
おくことで、支持部用樹脂のみを溶融・除去することで
所望の三次元造形物の完成品を得ることができるのであ
る。
As the resin for the support portion for forming the overhang support portion 22, a thermoplastic resin having a lower melting point than the resin for forming and coloring forming the three-dimensional structure is used. For example, there are wax-based resins and adipate-based esters. By using such a resin for the support portion, the temperature of the shaped object after the completion of lamination including the overhang support portion 22 is equal to or higher than the melting point of the resin for the support portion, and equal to or lower than the melting points of the resin for modeling and coloring. By setting the temperature at a certain value, only the resin for the supporting portion is melted and removed, whereby a desired finished product of a desired three-dimensional structure can be obtained.

【0035】<1−2.三次元造形装置10における動
作>次に、この三次元造形装置10における動作につい
て説明する。図2はこの実施形態における三次元造形装
置10の動作の一例を示すフローチャートである。
<1-2. Operation in Three-dimensional Modeling Apparatus 10> Next, the operation in the three-dimensional modeling apparatus 10 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the three-dimensional printing apparatus 10 according to this embodiment.

【0036】まず、コンピュータ11が、三次元形状で
あり表面にカラー模様等が施された造形対象物がモデル
データとしてデータ化される(ステップS1)。造形す
るためのもとになる造形対象物のデータには一般の三次
元CADモデリングソフトウェアで作成されるカラー三
次元モデルデータを使用することができる。また、三次
元形状入力装置で計測された形状データおよびテクスチ
ャを利用することも可能である。
First, the computer 11 converts a modeling object having a three-dimensional shape with a color pattern or the like on its surface into model data (step S1). Color three-dimensional model data created by general three-dimensional CAD modeling software can be used as the data of the modeling object that is the basis for modeling. It is also possible to use shape data and texture measured by the three-dimensional shape input device.

【0037】このようにして得られるモデルデータにお
いて色情報は三次元モデルの表面にのみ付与されている
場合と、三次元モデルの内部まで付与されている場合と
がある。後者の場合でも造形に際してモデル表面の色情
報のみを使用することも可能であるし、モデル内部の色
情報も使用することも可能である。
In the model data obtained in this way, there are cases where color information is given only to the surface of the three-dimensional model and cases where color information is given up to the inside of the three-dimensional model. In the latter case, it is also possible to use only the color information of the model surface at the time of modeling, or it is also possible to use the color information inside the model.

【0038】また、このデータ化を行うとき、造形対象
物がオーバーハング形状を有する場合にはオーバーハン
グ支持部形状が付加される。
When performing this data conversion, if the object to be molded has an overhang shape, an overhang support portion shape is added.

【0039】そして、そのモデルデータから造形対象物
をスライスした各断面ごとの断面データを生成する(ス
テップS2)。モデルデータから積層する樹脂の一層分
の厚みに相当する厚さピッチでスライスされた断面体を
切り出し、断面形状および彩色領域のデータを作成す
る。
Then, section data for each section obtained by slicing the object to be formed is generated from the model data (step S2). A cross-sectional body sliced at a thickness pitch corresponding to the thickness of one layer of the resin to be laminated is cut out from the model data, and data of a cross-sectional shape and a coloring region are created.

【0040】図3はステップS2で生成される断面デー
タの一例を示す図である。図3に示すように、モデルデ
ータからある断面体を切り出し、格子状に細分化し、各
ボクセルごとに色情報を持たせた断面データを得ること
ができる。つまり、この断面データでは二次元画像のビ
ットマップと同様の形態で色情報を持つことができるの
である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the cross-sectional data generated in step S2. As shown in FIG. 3, it is possible to cut out a certain cross section from the model data, subdivide it into a grid, and obtain cross section data having color information for each voxel. That is, the cross-sectional data can have color information in the same form as the bit map of the two-dimensional image.

【0041】なお、この断面データにはオーバーハング
形状を有する場合には、そのオーバーハング形状を支持
するために造形する支持部情報も含まれている。そし
て、コンピュータ11で生成された断面データは駆動制
御部12に送られる。
In the case where the cross-section data has an overhang shape, the section data also includes information on a support portion to be formed in order to support the overhang shape. Then, the section data generated by the computer 11 is sent to the drive control unit 12.

【0042】ステップS3においては造形対象物を造形
する際の積層厚さ(例えば、三次元造形物の高さ寸法
等)に関する情報がコンピュータ11から駆動制御部1
2に入力される。
In step S 3, information on the lamination thickness (for example, the height dimension of a three-dimensional object) at the time of forming the object is sent from the computer 11 to the drive control unit 1.
2 is input.

【0043】次のステップS4以降については駆動制御
部12が各部を制御することによって行われる動作であ
る。ステップS4ではステージ20を一層目の断面形状
(すなわち、最初の層体)を吐出造形するために適した
位置に上昇させる。これにより、ステージ20とノズル
ヘッド15との位置関係は所定の位置関係となり、ノズ
ルヘッド15の各吐出ノズル15a〜15eから吐出さ
れる樹脂はステージ20上の適切な位置に付着するので
ある。
The operation from the next step S4 is performed by the drive control unit 12 controlling each unit. In step S4, the stage 20 is raised to a position suitable for discharge molding of the cross-sectional shape of the first layer (that is, the first layer body). As a result, the positional relationship between the stage 20 and the nozzle head 15 becomes a predetermined positional relationship, and the resin discharged from each of the discharge nozzles 15a to 15e of the nozzle head 15 adheres to an appropriate position on the stage 20.

【0044】そしてステージ20の移動が終了するとス
テップS5に進み、駆動制御部12の内部に設けられた
図示しないデータ変換手段で断面データに対して階調変
換等のデータ変換が行われ、各吐出ノズル15a〜15
eから吐出される液滴サイズに適した層形状や彩色等に
関する情報が生成される。
When the movement of the stage 20 is completed, the process proceeds to step S5, in which data conversion such as gradation conversion is performed on the sectional data by data conversion means (not shown) provided inside the drive control unit 12, and each ejection is performed. Nozzles 15a to 15
Information about the layer shape, coloring, etc., suitable for the droplet size discharged from e is generated.

【0045】ステップS6では上記のデータ変換によっ
て生成された層形状、彩色情報に従って駆動制御部12
がXY方向駆動部13に駆動指令を与えることによりノ
ズルヘッド15を所定方向に移動させるとともに、その
移動に伴って各吐出ノズル15a〜15eからの樹脂の
吐出を適宜に行わせる。
In step S6, the drive controller 12 according to the layer shape and color information generated by the data conversion.
Gives a drive command to the XY-direction drive unit 13 to move the nozzle head 15 in a predetermined direction, and causes the discharge nozzles 15a to 15e to appropriately discharge the resin with the movement.

【0046】そして、三次元造形物の彩色部分について
樹脂の吐出を行う際には造形対象物から導かれた彩色情
報に基づいてY,M,C,Wの樹脂を吐出することによ
り、三次元造形物の造形過程におけるカラー造形を行
う。一方、三次元造形物において彩色を施す必要のない
部分について樹脂の吐出を行う際には造形用として使用
されるWの樹脂を吐出することにより、三次元造形物の
造形を行う。
When the resin is discharged from the colored portion of the three-dimensional object, the resin of Y, M, C, and W is discharged based on the coloring information derived from the object to be formed, so that the three-dimensional object is discharged. Performs color molding in the molding process of the molded object. On the other hand, when resin is discharged to a portion of the three-dimensional structure that does not need to be colored, the resin of W used for forming is discharged to form the three-dimensional structure.

【0047】また、オーバーハング形状を有する場合に
はオーバーハング部を支持するオーバーハング支持部2
2を造形するために支持部用樹脂を吐出する。
In the case of an overhang shape, the overhang support portion 2 for supporting the overhang portion is provided.
The resin for the supporting portion is discharged in order to shape the resin 2.

【0048】ステージ20上に付着する樹脂は自然放熱
又はステージ20の内部側に設けられた図示しない冷却
手段によって冷却されて溶融状態から固体に変化して硬
化する。
The resin adhering to the stage 20 is naturally radiated or cooled by a cooling means (not shown) provided inside the stage 20 to change from a molten state to a solid state and to be cured.

【0049】このようにしてステップS6において三次
元造形物の一層分の断面体である層体の造形が行われる
のである。
In this way, in step S6, the layered body which is a cross section of one layer of the three-dimensionally shaped object is formed.

【0050】そして、一層分の造形が終了するとステッ
プS7に進んで、駆動制御部12が三次元造形物の造形
が完了したかどうかを判断し、「NO」と判断された場
合はさらに次の層の造形を行うべくステップS4に戻
り、「YES」と判断された場合は造形動作は終了す
る。
When the modeling for one layer is completed, the process proceeds to step S7, in which the drive control unit 12 determines whether or not the modeling of the three-dimensional model has been completed. The process returns to step S4 to form the layer, and when the determination is “YES”, the forming operation ends.

【0051】なお、ステップS4に戻った場合は、ステ
ージ20を造形された一層の高さ寸法分だけ下降させ、
次の層の造形時においてノズルヘッド15とステージ2
0上に積層されていく造形物との位置関係を適切な位置
関係に修正する。
When returning to step S4, the stage 20 is lowered by the height of the formed one layer.
In forming the next layer, the nozzle head 15 and the stage 2
The positional relationship between the object and the object to be stacked on the object 0 is corrected to an appropriate positional relationship.

【0052】そして上記の動作を繰り返すことにより、
一層目の上側に二層目の新たな層体が積層されるのであ
る。このような動作を断面体の数の分だけ繰り返すこと
により、ステージ20上に一層ごとのカラー化された層
体が順次積層されていき最終的に造形対象物の三次元造
形物21がステージ20上に造形されるのである。そし
て造形される三次元造形物21には彩色が施されたもの
となる。
By repeating the above operation,
A new layer body of the second layer is laminated on the upper side of the first layer. By repeating such an operation by the number of the cross-sections, the colored layers for each layer are sequentially stacked on the stage 20, and finally the three-dimensional object 21 of the object to be modeled is moved to the stage 20. It is shaped on top. Then, the three-dimensional structure 21 to be formed is colored.

【0053】このようにして得られる三次元造形物21
を図4に示す。図4(a)は三次元造形物21の断面を
示したものであり、図4(b)は(a)におけるA部分
を拡大表示したものである。図4(b)において、三次
元造形物21の表面側付近21aには斜線領域で示すよ
うにY,M,Cの樹脂によって彩色が施されるととも
に、内部側21bはWの樹脂によって造形が行われてい
る。つまり、図4(b)における彩色部分は、着色用ノ
ズルである吐出ノズル15a〜15cから着色された樹
脂が吐出されて形成されたものであり、彩色部分でない
内部側部分は、造形用ノズルである吐出ノズル15dか
ら造形用樹脂が吐出されて形成されたものである。
The three-dimensional structure 21 thus obtained
Is shown in FIG. FIG. 4A shows a cross section of the three-dimensional structure 21, and FIG. 4B is an enlarged view of a portion A in FIG. In FIG. 4B, the vicinity 21a of the surface side of the three-dimensional structure 21 is colored with Y, M, and C resins as indicated by the hatched area, and the inside 21b is formed with W resin. Is being done. That is, the colored portion in FIG. 4B is formed by discharging colored resin from the discharge nozzles 15a to 15c, which are coloring nozzles, and the inner side portion that is not a colored portion is a molding nozzle. It is formed by discharging a molding resin from a certain discharge nozzle 15d.

【0054】したがって、この実施の形態における三次
元造形装置10のような構成とすることにより、三次元
造形物の造形過程において彩色を施すことができ、人手
に頼ることなく短時間で低コストかつ容易にカラー造形
を行うことができるのである。また、白色の樹脂を使用
することにより、Y,M,Cの3色のみでは表現できな
い明るい色等も表現することが可能になり、色の濃淡や
階調を三次元造形物に対して容易かつ鮮明に再現するこ
とができる。
Therefore, by adopting a configuration like the three-dimensional printing apparatus 10 in this embodiment, it is possible to apply coloring in the process of forming the three-dimensional printing object, to reduce the cost in a short time without relying on humans. Color molding can be easily performed. In addition, by using a white resin, it is possible to express a bright color or the like that cannot be expressed only by three colors of Y, M, and C, and it is possible to easily change the shading and gradation of a color for a three-dimensional structure. And it can be reproduced clearly.

【0055】なお、図4(b)において、彩色が施され
る領域が三次元造形物21の表面だけでなく、若干内部
側領域まで及んでいるのは、厳密に表面だけを彩色する
ことはノズルヘッド15の移動量と各樹脂の吐出タイミ
ングとに対する高精度な制御が必要であるため、断面デ
ータにおいて彩色情報を所定幅だけ内部側までオフセッ
トさせているからである。また、図4(b)のように彩
色領域を所定幅分だけ内部側に形成することにより、そ
の後に三次元造形物21の表面に傷等が生じた場合であ
っても内部用樹脂の白色が露呈することを防止すること
ができるのである。その一方で、表面だけに彩色領域を
造形するように高精度な制御を行えば、彩色用の樹脂の
使用量を減少させることができるのである。
In FIG. 4B, the region to be colored extends not only to the surface of the three-dimensional structure 21 but also to the inner side region. This is because, since highly accurate control of the movement amount of the nozzle head 15 and the ejection timing of each resin is required, the coloring information is offset by a predetermined width to the inside in the cross-sectional data. Further, by forming a colored area by a predetermined width on the inner side as shown in FIG. 4B, even if the surface of the three-dimensional structure 21 is subsequently scratched, the white color of the internal resin is reduced. Can be prevented from being exposed. On the other hand, if high-precision control is performed so that the coloring region is formed only on the surface, the amount of coloring resin used can be reduced.

【0056】三次元造形物21がオーバーハング形状を
有する場合には、図2に示すフローチャートが終了した
ときにはオーバーハング支持部22が一体となって造形
されている。このため、造形完了後、三次元造形物を支
持部用樹脂の融点よりも高く、かつ、他の樹脂の融点よ
りも低い温度下に置くことでオーバーハング支持部22
のみを溶融させて取り除く。このように支持部用樹脂を
使用することによって造形対象物が複雑な形状であって
もその三次元造形物を生成することができるのである。
When the three-dimensional structure 21 has an overhang shape, the overhang support portion 22 is formed integrally when the flowchart shown in FIG. 2 is completed. For this reason, after the molding is completed, the three-dimensional molded object is placed at a temperature higher than the melting point of the resin for the support portion and lower than the melting point of the other resin, thereby allowing the overhang support portion 22 to be formed.
Only melt and remove. Thus, by using the resin for the supporting portion, even if the object to be modeled has a complicated shape, a three-dimensional object can be generated.

【0057】以上、この実施形態における三次元造形装
置10の概略構成とその動作について説明したが、コン
ピュータ11にCAD/CAM/CAEのシステムを導
入すれば、造形の際のスピードアップ化とデザインの質
的向上をおしすすめることも可能である。
The schematic configuration and operation of the three-dimensional printing apparatus 10 according to this embodiment have been described above. However, if a CAD / CAM / CAE system is introduced into the computer 11, the speed at the time of printing and the design can be increased. It is also possible to recommend qualitative improvements.

【0058】<1−3.彩色について>次に、この実施
形態における造形過程での彩色について説明する。この
実施形態では、三次元造形物21の彩色部分にY,M,
Cの3原色に着色された複数の樹脂を積層していくこと
により、三次元造形物21の造形過程での彩色を行って
いる。
<1-3. Coloring> Next, coloring in the forming process in this embodiment will be described. In this embodiment, the coloring portion of the three-dimensional structure 21 includes Y, M,
By laminating a plurality of resins colored in the three primary colors C, the three-dimensional structure 21 is colored in the forming process.

【0059】着色用としての吐出ノズル15a〜15c
のそれぞれからは減色混合によって異なる色成分を表現
することができるY,M,Cの各色成分に着色された樹
脂が吐出される一方、造形用としての吐出ノズル15d
からは白色の樹脂が吐出される。
Discharge nozzles 15a to 15c for coloring
Discharges a resin colored to each of the Y, M, and C color components capable of expressing different color components by subtractive color mixing, while discharging nozzles 15d for modeling
Discharges a white resin.

【0060】このように吐出ノズル15dから吐出され
る三次元造形物21の造形用として白色の樹脂を使用す
ることにより、各吐出ノズル15a〜15dから吐出さ
れる微小な樹脂の液滴の集合によって混色あるいは色の
階調を表現することができる。
As described above, by using a white resin for forming the three-dimensional structure 21 discharged from the discharge nozzle 15d, a collection of fine resin droplets discharged from each of the discharge nozzles 15a to 15d is formed. Mixed color or color gradation can be expressed.

【0061】一般に、彩色を行うためにはY,M,Cの
三原色を混色すればよいが、色の濃淡を表現するために
は三原色に加えて白色に着色された樹脂を吐出して混色
することが有効となる。一般のプリンタ等では白色の紙
にインク、トナー等で字、画像をプリントしていくた
め、基材となる紙の白色を利用すれば白色インクは必要
ではなく、Y,M,Cの三色を使用するだけで原理的に
各色成分の濃淡を表現することができる。しかしなが
ら、三次元造形のように基材となるものが存在しない場
合には白色の樹脂を使用することが特に有益となるので
ある。
Generally, it is sufficient to mix the three primary colors of Y, M, and C in order to perform coloring. However, in order to express the shade of color, in addition to the three primary colors, a resin colored white is ejected and mixed. It becomes effective. In general printers and the like, characters and images are printed on white paper with ink, toner, and the like. Therefore, if the white color of the base paper is used, white ink is not necessary, and three colors of Y, M, and C are used. By simply using, the shading of each color component can be expressed in principle. However, when there is no base material as in the case of three-dimensional modeling, it is particularly advantageous to use a white resin.

【0062】つまり、Y,M,Cの各色成分を混合する
ことによって暗い色を表現することができることができ
るが、白色は表現することはできないため、造形用とし
て白色の樹脂を準備し、この白色の樹脂を彩色の際にも
使用すれば、三次元造形物21に対して色の濃淡や階調
を容易かつ鮮明に再現することが可能になる。
That is, a dark color can be expressed by mixing the respective color components of Y, M, and C, but a white color cannot be expressed. Therefore, a white resin is prepared for modeling, and a white resin is prepared. If a white resin is used for coloring, it is possible to easily and clearly reproduce the shade and gradation of the color on the three-dimensional structure 21.

【0063】このようにして三次元造形物21に彩色を
施す際の濃淡を表示する場合の樹脂の吐出形態の一例に
ついて説明する。
A description will be given of an example of a resin discharge mode when displaying shades when coloring the three-dimensional structure 21 in this manner.

【0064】図5は、シアンについての階調表現の一例
を示す図である。駆動制御部12において所定の階調変
換が行われると、断面データに含まれる多値の階調デー
タは一定領域を有する2値データに変換される。この2
値データは各吐出ノズル15a〜15eをON/OFF
制御するための情報となる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of gradation expression for cyan. When predetermined gradation conversion is performed in the drive control unit 12, the multivalued gradation data included in the cross-sectional data is converted into binary data having a certain area. This 2
Value data turns on / off each of the discharge nozzles 15a to 15e
This is information for control.

【0065】図5にはこの一定領域を示しており、この
彩色のための一定領域内への各色成分の樹脂の吐出パタ
ーンを変化させることにより、階調表現や混合色表現を
行うことが可能になる。淡いシアンを表示する場合には
一定領域にシアンを1滴吐出し、他の領域にはホワイト
を吐出する。また、濃いシアンを表示する場合には一定
領域の全体にシアンを4滴吐出する。このように一定領
域に対するシアンの樹脂とホワイトの樹脂との吐出割合
を変化させることにより、淡いシアンから濃いシアンへ
の階調変化を適切に表現することが可能になる。
FIG. 5 shows this fixed area. By changing the resin discharge pattern of each color component into the fixed area for coloring, it is possible to perform gradation expression and mixed color expression. become. When displaying pale cyan, one drop of cyan is ejected to a certain area, and white is ejected to other areas. When displaying dark cyan, four drops of cyan are ejected over the entire fixed area. As described above, by changing the ejection ratio of the cyan resin and the white resin with respect to a certain area, it is possible to appropriately express a gradation change from light cyan to dark cyan.

【0066】なお、図5の例では説明の都合上、階調変
換によって生じる彩色のための一定領域を4個の吐出領
域で示しているが、これに限定するものではない。例え
ば、断面データにおいて256階調を有している場合で
あってその階調を低下させずにON/OFF制御のため
の2値データに変換する場合、一定領域内には256個
の吐出領域が定められる。
In the example of FIG. 5, for the sake of explanation, a fixed area for coloring generated by gradation conversion is shown by four ejection areas, but the present invention is not limited to this. For example, in a case where the cross-sectional data has 256 gradations and the data is converted into binary data for ON / OFF control without lowering the gradation, 256 ejection regions are included in a certain region. Is determined.

【0067】次に、図6は淡いシアンから淡いイエロー
へ変化する表現の一例を示す図である。図6の左端は淡
いシアンを表現する際のCとWとの吐出パターンであ
り、右端は淡いイエローを表現する際のYとWとの吐出
パターンである。淡いシアンからシアンとイエローとの
混合色を経て淡いイエローへと変化させる際には図6に
示すように一定領域内へのCとYとWとを吐出する割合
をしだいに変化させていくことによってそのような色の
変化を表現することが可能になる。
Next, FIG. 6 is a diagram showing an example of an expression changing from light cyan to light yellow. The left end of FIG. 6 is an ejection pattern of C and W when expressing light cyan, and the right end is an ejection pattern of Y and W when expressing light yellow. When changing from pale cyan to pale yellow through a mixed color of cyan and yellow, as shown in FIG. 6, gradually change the ratio of discharging C, Y, and W into a certain area. This makes it possible to express such a color change.

【0068】また、図7には上記の彩色のための一定領
域が複数個集合したものを示している。図7(a)はC
とWとの吐出パターンを示しており、図7(b)は
(a)の吐出パターンによって表現される彩色形態を具
体的に示している。図7に示すように駆動制御部12が
吐出パターンを制御することによって三次元造形物21
の造形過程における彩色を行うことが可能になる。
FIG. 7 shows a group of a plurality of fixed areas for coloring. FIG. 7A shows C
7A and 7B show ejection patterns, and FIG. 7B specifically shows a coloring form expressed by the ejection pattern of FIG. As shown in FIG. 7, the drive control unit 12 controls the ejection pattern so that the three-dimensional object 21 is controlled.
It is possible to perform coloring in the molding process of.

【0069】ところで、隣接する複数の一定領域におい
て同一の階調を表示しようとする場合、吐出パターンが
同一であるとそのパターンの規則的配置によって造形対
象物にはない模様が三次元造形物21上に現れる場合が
ある。このような事態を回避するために同一の階調を表
示する場合であっても吐出パターンを変化させることが
好ましい。図8は吐出パターンを変化させる例を示す図
であり、(a)は1滴のシアンに対して3滴のホワイ
ト、(b)は2滴のシアンに対して2滴のホワイト、
(c)は3滴のシアンに対して1滴のホワイトをそれぞ
れ吐出する例を示している。同じ階調が隣接する場合に
は駆動制御部12が吐出パターン決定手段として機能
し、各吐出ノズル15a〜15dからの吐出パターンを
シアンが1滴の場合は図8(a)に示すように、またシ
アンが2滴の場合は図8(b)に示すように、さらにシ
アンが3滴の場合は図8(c)に示すようにそれぞれ変
化させることにより、造形対象物にはない模様が三次元
造形物21上に現れることを回避することができる。こ
こで、図8(a)、(b)、(c)の各図においていず
れの吐出パターンを選択するかはランダムに決定しても
よいし、規則的に決定してもよい。
When the same gradation is to be displayed in a plurality of adjacent fixed areas, if the ejection pattern is the same, a pattern that is not present in the object to be modeled due to the regular arrangement of the pattern is a three-dimensional object 21. May appear above. In order to avoid such a situation, it is preferable to change the ejection pattern even when displaying the same gradation. 8A and 8B are diagrams showing an example in which the ejection pattern is changed. FIG. 8A shows three drops of white for one drop of cyan, FIG. 8B shows two drops of white for two drops of cyan,
(C) shows an example in which one drop of white is discharged for three drops of cyan. When the same gradation is adjacent, the drive control unit 12 functions as an ejection pattern determining unit. When the ejection pattern from each of the ejection nozzles 15a to 15d is one drop of cyan, as shown in FIG. In addition, by changing as shown in FIG. 8 (b) when cyan is two drops, and as shown in FIG. 8 (c) when cyan is three drops, a pattern which is not in the object to be formed is tertiary. Appearing on the original object 21 can be avoided. Here, in each of FIGS. 8A, 8B, and 8C, which ejection pattern is selected may be determined randomly or may be determined regularly.

【0070】このようにこの実施形態では、三次元造形
物21の着色部分を造形する際に着色用としてY,M,
Cに着色された樹脂に加えて、造形用として準備された
W(白色)の樹脂を使用するとともに、彩色部分以外の
部分を造形する際には造形用としてのW(白色)の樹脂
のみを使用することにより、造形過程において造形対象
物に対応した彩色を施していくことができるとともに、
色の濃淡や階調を三次元造形物に対して容易かつ鮮明に
再現することができる。
As described above, in this embodiment, when forming the colored portion of the three-dimensional structure 21, Y, M,
In addition to the resin colored in C, the W (white) resin prepared for modeling is used, and only the W (white) resin for modeling is used when modeling portions other than the colored portion. By using, it is possible to apply coloring corresponding to the modeling object in the modeling process,
Color shades and gradations can be easily and clearly reproduced for three-dimensional objects.

【0071】なお、吐出ノズル15a〜15cから吐出
される着色された樹脂はそれぞれ他の色成分(例えば、
R(赤),G(緑),B(青)等)に着色されていても
よいが、Y,M,Cの三原色に着色された樹脂を使用し
てこれらを混合することにより、三次元造形物21に中
間色等の全ての色成分の彩色することができるという効
果がある。
The colored resins discharged from the discharge nozzles 15a to 15c have different color components (for example,
R (red), G (green), B (blue), etc.), but by using a resin colored in three primary colors of Y, M, and C, these are mixed to form a three-dimensional resin. There is an effect that all the color components such as the intermediate color can be colored on the modeled object 21.

【0072】さらに、三次元造形物21の表面側に黒色
を再現する場合には、Y,M,Cの三色を吐出すること
で黒色を表現することができるが、鮮明な黒色を再現す
るために別途黒色に着色された樹脂を吐出するための吐
出ノズルを設けてもよい。
Further, in the case where black is reproduced on the surface side of the three-dimensional structure 21, black can be expressed by discharging three colors of Y, M, and C, but clear black is reproduced. For this purpose, a discharge nozzle for discharging the resin colored in black may be separately provided.

【0073】<1−4.ノズルヘッドの構成>次に、上
記の三次元造形装置10におけるノズルヘッド15の構
成例について説明する。
<1-4. Configuration of Nozzle Head> Next, a configuration example of the nozzle head 15 in the above-described three-dimensional printing apparatus 10 will be described.

【0074】ノズルヘッド15における各吐出ノズル1
5a〜15eはそれぞれに圧電アクチュエータ等の圧力
発生手段が設けられており、当該圧力発生手段によって
ノズル内部に供給される溶融状態の樹脂に対して一定の
圧力が付与されてノズル先端部から液滴状の樹脂が吐出
されるように構成されている。
Each ejection nozzle 1 in the nozzle head 15
Each of 5a to 15e is provided with a pressure generating means such as a piezoelectric actuator, and a predetermined pressure is applied to the molten resin supplied into the nozzle by the pressure generating means, so that a droplet is formed from the tip of the nozzle. It is configured to discharge a resin in a shape.

【0075】このような構成にすることにより、駆動制
御部12が各吐出ノズル15a〜15eの圧力発生手段
を独立に駆動制御することが可能になり、それによって
各色に着色された樹脂やその他の樹脂の吐出を個別に制
御することができるのである。
With such a configuration, the drive control unit 12 can independently control the drive of the pressure generating means of each of the discharge nozzles 15a to 15e, and thereby the resin colored in each color or other resin can be controlled. The discharge of the resin can be controlled individually.

【0076】また、このようにノズルヘッド15に設け
られる各吐出ノズル15a〜15eが個別に制御可能で
あることから、ノズルヘッド15の構成例についてもい
くつかの実施例が考えられる。
Further, since each of the discharge nozzles 15a to 15e provided in the nozzle head 15 can be individually controlled as described above, some examples of the configuration of the nozzle head 15 can be considered.

【0077】まず第1に、上記のように個別に制御可能
なノズルヘッド15では、図1に示すような複数の吐出
ノズル15a〜15eが直線状に配置されたノズルユニ
ットをさらに複数個並設することが考えられる。
First, in the nozzle head 15 which can be individually controlled as described above, a plurality of nozzle units in which a plurality of discharge nozzles 15a to 15e are linearly arranged as shown in FIG. It is possible to do.

【0078】図9は、三次元造形物に彩色を施すための
ノズルヘッド15の構成の一例を示す図であり、図9
(a)は三原色に着色された着色用樹脂と白色の造形用
樹脂と支持部用樹脂との5種類の樹脂を個別に吐出する
構成例を示しており、(b)はさらに黒色の樹脂を吐出
する構成例を示している。図9において、Yはイエロー
の樹脂、Mはマゼンタの樹脂、Cはシアンの樹脂、Wは
ホワイトの樹脂、Sは支持部用樹脂、Kは黒色の樹脂を
それぞれ吐出するための吐出ノズルである。
FIG. 9 is a view showing an example of the configuration of a nozzle head 15 for coloring a three-dimensional structure.
(A) shows a configuration example in which five types of resins, a coloring resin colored in three primary colors, a white molding resin, and a resin for a support portion, are individually discharged, and (b) further shows a black resin. 4 shows an example of a configuration for discharging. In FIG. 9, Y is a yellow resin, M is a magenta resin, C is a cyan resin, W is a white resin, S is a resin for a support portion, and K is a discharge nozzle for discharging a black resin. .

【0079】図9に示すように、複数の吐出ノズル15
a〜15e(又は15a〜15f)が直線状に配置され
たものを1つのノズルユニット17として構成し、この
ノズルユニット17を複数個並設することによって複数
の吐出ノズルをマトリクス状に配置することで、効率よ
く、かつ確実に彩色造形を行うことが可能になる。例え
ば、ノズルヘッド15をX方向に移動させると、ノズル
ヘッド15のY方向の幅を1走査分として同時に造形す
ることができるため、効率よく造形を行うことができ、
造形時間の短縮化を図ることが可能になる。
As shown in FIG. 9, a plurality of discharge nozzles 15
a to 15e (or 15a to 15f) are linearly arranged to constitute one nozzle unit 17, and a plurality of nozzle units 17 are arranged in parallel to arrange a plurality of discharge nozzles in a matrix. Thus, it is possible to efficiently and surely perform the coloring molding. For example, when the nozzle head 15 is moved in the X direction, since the width of the nozzle head 15 in the Y direction can be simultaneously formed as one scan, the modeling can be performed efficiently.
It is possible to reduce the molding time.

【0080】図9において、複数の吐出ノズルの軸(す
なわち吐出方向)はそれぞれ平行になるように配置され
ており、ノズルヘッド15のX方向またはY方向への移
動タイミングに合わせて駆動制御部12が時系列的に各
樹脂を吐出させることで一定領域内において複数色の樹
脂を混色することができるのである。
In FIG. 9, the axes of the plurality of discharge nozzles (that is, the discharge directions) are arranged so as to be parallel to each other, and the drive control unit 12 adjusts the timing of movement of the nozzle head 15 in the X direction or the Y direction. By discharging each resin in time series, a plurality of colors of resin can be mixed in a certain area.

【0081】また第2に、上記のように個別に制御可能
なノズルヘッド15では、支持部用樹脂以外の樹脂を吐
出する吐出ノズル15a〜15d、15fのうち、Y,
M,C(さらにはK)に着色された樹脂を吐出する着色
用の吐出ノズル15a〜15c、15fを造形用として
設けられた白色の樹脂を吐出する造形用の吐出ノズル1
5dの周囲に配置することも考えられる。
Secondly, in the nozzle head 15 which can be individually controlled as described above, among the discharge nozzles 15a to 15d and 15f for discharging resins other than the resin for the support portion, Y,
Coloring discharge nozzles 15a to 15c and 15f for discharging M, C (and even K) colored resin are provided for modeling, and are formed for discharging white resin.
The arrangement around 5d is also conceivable.

【0082】図10はこのような配置構成の概念を示す
図であり、(a)は側方からみた概念図であり、(b)
は上方からみた概念図である。図10(b)に示すよう
に吐出ノズル15a〜15c、15fは造形用の樹脂で
ある白色の樹脂の吐出ノズル15dの周囲に配置されて
おり、図10(a)に示すように複数の吐出ノズル15
a〜15fの各軸(吐出方向)を彩色のための一定領域
内で交差するように配置することで、彩色のための一定
領域内に対しては同時に各色の樹脂を吐出することがで
きる。このような吐出ノズル15a〜15fを1つのノ
ズルユニット17としたときに、このノズルユニット1
7を図11に示すように複数個配置することで、効率よ
くかつ確実に彩色造形を行うことが可能になる。なお、
図11(a)は図10のノズルユニット17をY方向に
直線状に配置したノズルヘッド15の例を示しており、
図11(b)はXY平面内に配置したノズルヘッド15
の例を示している。図11(a)の構成のノズルヘッド
15をX方向に走査することで造形の隙間が生じる場合
には、図11(b)の構成を採用すればよい。
FIG. 10 is a diagram showing the concept of such an arrangement, FIG. 10A is a conceptual diagram viewed from the side, and FIG.
Is a conceptual diagram viewed from above. As shown in FIG. 10B, the discharge nozzles 15a to 15c and 15f are arranged around a discharge nozzle 15d of a white resin as a molding resin, and a plurality of discharge nozzles are formed as shown in FIG. Nozzle 15
By arranging the axes (discharge directions) a to 15f so as to intersect in a certain area for coloring, it is possible to simultaneously discharge the resin of each color into the certain area for coloring. When such discharge nozzles 15a to 15f are used as one nozzle unit 17, this nozzle unit 1
By arranging a plurality of 7s as shown in FIG. 11, it is possible to perform coloring modeling efficiently and reliably. In addition,
FIG. 11A shows an example of the nozzle head 15 in which the nozzle units 17 of FIG. 10 are linearly arranged in the Y direction.
FIG. 11B shows the nozzle head 15 arranged in the XY plane.
Is shown. When a molding gap is generated by scanning the nozzle head 15 having the configuration of FIG. 11A in the X direction, the configuration of FIG. 11B may be employed.

【0083】<1−5.ステージ20について>ステー
ジ20の造形面側は格子状に分割されており、その各々
は独立に昇降可能な分割ステージ20aとして構成され
ている。これら各分割ステージ20aは駆動制御部12
によって昇降動作の制御が行われる。例えば各分割ステ
ージ20aごとにステッピングモータを配置し、駆動制
御部12がステッピングモータを駆動制御することによ
り、分割ステージ20aを個別に昇降させる。
<1-5. Regarding the Stage 20> The molding surface side of the stage 20 is divided into a lattice shape, and each of them is configured as a divided stage 20a which can be raised and lowered independently. Each of these divided stages 20a is
The lifting operation is controlled by this. For example, a stepping motor is arranged for each of the divided stages 20a, and the drive control unit 12 controls the driving of the stepping motors, so that the divided stages 20a are individually raised and lowered.

【0084】図12に示すように裏面が凹形状のレリー
フ等の造形を行う場合、各層ごとの造形が行われる度に
各分割ステージ20aを個別に昇降制御することで三次
元造形物21の裏面側に凹形状を有する造形を行うこと
が可能になる。すなわち、まず、図12(a)に示すよ
うに凹形状に対応する領域の分割ステージ20aをノズ
ルヘッド15と干渉しない程度まで上昇させ、この状態
で凹形状以外の造形を行う領域にノズルヘッド15より
樹脂を吐出していく。そして、造形が進み、ステージ2
0が下降するのに伴って、凹形状に対応する領域の分割
ステージ20aをノズルヘッド15に干渉しない程度に
上昇させていく(図12(b))。そして造形が完了す
ると、三次元造形物21の裏面側には所定の凹形状が形
成される(図12(c)、(d))。このような分割ス
テージ20aの構成を採用することで、三次元造形物2
1の裏面側に所望の凹形状を形成することができるとと
もに、裏面側において使用される造形用の樹脂の使用量
を低減することができ、造形速度の高速化を図ることが
可能になる。この結果、三次元造形物21の制作コスト
を低減し、効率的な造形を行うことができるのである。
また、このような分割ステージ20aをオーバーハング
形状の支持部において昇降動作させることで支持部用樹
脂の使用量の低減を行うことも可能である。
As shown in FIG. 12, when modeling such as a relief having a concave back surface is performed, each division stage 20a is individually controlled to move up and down each time molding is performed for each layer, so that the back surface of the three-dimensional molded object 21 is controlled. It is possible to perform modeling having a concave shape on the side. That is, first, as shown in FIG. 12A, the division stage 20a in the region corresponding to the concave shape is raised to such an extent that it does not interfere with the nozzle head 15, and in this state, the nozzle head 15 More resin is discharged. And the molding progresses, stage 2
As 0 decreases, the division stage 20a in the area corresponding to the concave shape is raised to such an extent that it does not interfere with the nozzle head 15 (FIG. 12B). When the modeling is completed, a predetermined concave shape is formed on the back side of the three-dimensional modeled object 21 (FIGS. 12C and 12D). By adopting such a configuration of the division stage 20a, the three-dimensional structure 2
1, a desired concave shape can be formed on the back side, the amount of modeling resin used on the back side can be reduced, and the modeling speed can be increased. As a result, the production cost of the three-dimensional structure 21 can be reduced, and efficient modeling can be performed.
In addition, it is possible to reduce the amount of resin used for the supporting section by moving the split stage 20a up and down in the supporting section having the overhang shape.

【0085】なお、このようにステージ20の各分割ス
テージ20aを個別に昇降させて三次元造形物21の裏
面側に凹形状を形成する場合には、図13に示すように
造形用の断面データ生成時において各分割ステージ20
aによる昇降動作を考慮して造形部分から造形不要部分
を除去したデータを生成しておくことは言うまでもな
い。
In the case where each of the divided stages 20a of the stage 20 is individually raised and lowered to form a concave shape on the back surface side of the three-dimensional structure 21, as shown in FIG. At the time of generation, each division stage 20
Needless to say, data in which a modeling unnecessary part is removed from a modeling part is generated in consideration of the elevating operation by a.

【0086】<2.第2の実施の形態>この実施形態で
は、三次元造形物を造形するための材料として樹脂を使
用するとともに、樹脂による造形過程において彩色を施
していくための着色材料として複数色のインクを使用す
る例を示す。そして、造形用の樹脂または着色用のイン
クのいずれか一方に白色の色成分を有する材料を用いる
ことで、造形過程において短時間かつ低コストで三次元
造形物に対する彩色を行うことができるとともに、色の
濃淡や階調を三次元造形物に対して容易かつ鮮明に再現
することのできる構成を示す。
<2. Second Embodiment> In this embodiment, a resin is used as a material for forming a three-dimensional structure, and a plurality of color inks are used as a coloring material for applying a color in the process of forming the resin. An example is shown below. And, by using a material having a white color component in either the modeling resin or the coloring ink, it is possible to color the three-dimensional model at a short time and at low cost in the modeling process, This shows a configuration that can easily and clearly reproduce color shading and gradation on a three-dimensional structure.

【0087】以下、この発明の第2の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0088】<2−1.三次元造形装置の全体的構成>
図14は、この実施形態における三次元造形装置30を
示す概略図である。なお、図14において上記第1の実
施の形態で説明した各部材と同一の作用効果を奏する部
材については同一符号を付している。
<2-1. Overall configuration of 3D modeling device>
FIG. 14 is a schematic diagram showing a three-dimensional printing apparatus 30 according to this embodiment. In FIG. 14, members having the same functions and effects as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0089】この三次元造形装置30は、第1の実施形
態と同様に、コンピュータ11と駆動制御部12とXY
方向駆動部13とZ方向駆動部14とノズルヘッド35
とタンク部38と溶融部39とステージ20とを備えて
構成される。
The three-dimensional printing apparatus 30 includes a computer 11, a drive control unit 12, and an XY
Direction drive unit 13, Z-direction drive unit 14, and nozzle head 35
, A tank section 38, a melting section 39, and the stage 20.

【0090】コンピュータ11と駆動制御部12とXY
方向駆動部13とZ方向駆動部14とステージ20とは
上記第1の実施の形態と同一の作用効果を示すものであ
るため、ここではその説明を省略する。
Computer 11, drive control unit 12, and XY
The directional drive unit 13, the Z-direction drive unit 14, and the stage 20 exhibit the same operation and effects as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

【0091】この実施形態において第1の実施の形態と
異なるものは、ノズルヘッド35とタンク部38と溶融
部39とである。
What differs from the first embodiment in this embodiment is a nozzle head 35, a tank section 38 and a melting section 39.

【0092】タンク部38は造形用と支持部用との融点
の異なる熱可塑性樹脂をそれぞれに収容する2つのタン
ク38a、38bと、異なる色成分のインクをそれぞれ
に収容する複数のタンク40a〜40dとを備える。ま
た、溶融部39には熱可塑性樹脂を収容するタンク38
a、38bのそれぞれに対応して2つの溶融ヒータ39
a、39bが設けられている。このため、タンク38
a、38bのそれぞれに収容される熱可塑性樹脂はそれ
ぞれのタンク下方に設けられた溶融ヒータ39a、39
bによって加熱・溶融される。一方、複数のタンク40
a〜40dに収容されるそれぞれのインクは常温で液体
であるため溶融ヒータ等を設ける必要はない。
The tank section 38 includes two tanks 38a and 38b for respectively containing thermoplastic resins having different melting points for the molding and the supporting section, and a plurality of tanks 40a to 40d for respectively containing inks of different color components. And Further, a tank 38 containing a thermoplastic resin is provided in the melting portion 39.
a and 38b corresponding to each of the two melting heaters 39.
a and 39b are provided. For this reason, the tank 38
The thermoplastic resin contained in each of the a and 38b is supplied to a melting heater 39a, 39 provided below each tank.
Heated and melted by b. On the other hand, a plurality of tanks 40
Since each ink contained in a to 40d is liquid at normal temperature, it is not necessary to provide a melting heater or the like.

【0093】ノズルヘッド35はXY方向駆動部13の
下部に固定されており、XY方向駆動部13とともに一
体となってXY平面内で移動自在となっている。また、
ノズルヘッド35はタンク部38のタンク数と同数の吐
出ノズル35a〜35d、36a、36bを備えてお
り、タンク38a、38bにおいて溶融された熱可塑性
樹脂は対応して設けられた各吐出ノズル36a、36b
に加熱保温状態で供給されるとともに、タンク40a〜
40dに収容されている各色ごとのインクはそれぞれに
対応する吐出ノズル35a〜35dに供給される。各吐
出ノズル35a〜35d、36a、36bはインクまた
は樹脂を例えばインクジェット方式等で微小な液滴とし
て吐出(噴出)するノズルである。各吐出ノズルによる
インクまたは樹脂の吐出は駆動制御部12によって個別
に制御されており、各吐出ノズルから吐出されるインク
または樹脂はノズルヘッド35に対向する位置に設けら
れているステージ20上に付着する。なお、吐出ノズル
35a〜35dは三次元造形物42に対する着色用とし
て準備されたそれぞれ異なる色のインクを吐出する着色
用ノズルであり、吐出ノズル36aは造形用となる樹脂
を吐出する造形用ノズルである。また、吐出ノズル36
bは支持部用となる樹脂を吐出する支持部用ノズルであ
る。
The nozzle head 35 is fixed to the lower part of the XY-direction drive unit 13 and is movable together with the XY-direction drive unit 13 in the XY plane. Also,
The nozzle head 35 is provided with the same number of discharge nozzles 35a to 35d, 36a, and 36b as the number of tanks in the tank section 38, and the thermoplastic resin melted in the tanks 38a and 38b is provided with corresponding discharge nozzles 36a, 36b
To the tank 40a-
The ink for each color contained in 40d is supplied to the corresponding discharge nozzles 35a to 35d. Each of the ejection nozzles 35a to 35d, 36a, and 36b is a nozzle that ejects (spouts) ink or resin as minute droplets by, for example, an inkjet method. The ejection of ink or resin from each ejection nozzle is individually controlled by the drive control unit 12, and the ink or resin ejected from each ejection nozzle adheres to the stage 20 provided at a position facing the nozzle head 35. I do. Note that the discharge nozzles 35a to 35d are coloring nozzles that discharge inks of different colors prepared for coloring the three-dimensional structure 42, and the discharge nozzle 36a is a modeling nozzle that discharges a resin to be formed. is there. In addition, the discharge nozzle 36
Reference numeral b denotes a nozzle for the supporting portion for discharging the resin for the supporting portion.

【0094】この実施の形態では、複数の色を有する三
次元造形物や任意の混合色からなる三次元造形物を作成
するために、三次元造形物42の造形時において樹脂を
吐出するとともに、三次元造形物42に対して彩色が必
要な部分には造形用樹脂に加えて異なる色成分のインク
を吐出する。つまり、この実施の形態では、三次元造形
物に対する着色剤としてそれぞれ異なる色成分のインク
を使用する。また、三次元造形物の造形用樹脂は特に着
色の必要性がないため、無彩色または無着色の樹脂を使
用する。
In this embodiment, in order to form a three-dimensional object having a plurality of colors or a three-dimensional object consisting of an arbitrary mixture of colors, the resin is discharged when the three-dimensional object 42 is formed, In addition to the modeling resin, ink of a different color component is ejected to a portion of the three-dimensional model 42 that requires coloring. That is, in this embodiment, inks of different color components are used as colorants for the three-dimensional structure. Since the molding resin of the three-dimensional object does not need to be colored, an achromatic or non-colored resin is used.

【0095】このため、タンク40a〜40dにはそれ
ぞれY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),
W(ホワイト)のインクが収容されている一方、タンク
38aには三次元造形物42の造形に使用する無彩色ま
たは無着色の樹脂が収容されている。なお、無彩色また
は無着色の樹脂としては自然色のものを使用してもよい
し、白色あるいは淡い色に着色されている樹脂を使用し
てもよい。また、タンク38bには支持部用樹脂が収容
されている。
Therefore, the tanks 40a to 40d store Y (yellow), M (magenta), C (cyan),
While the ink of W (white) is stored, the tank 38a stores an achromatic or non-colored resin used for forming the three-dimensional structure 42. The achromatic or non-colored resin may be a natural color resin or a white or lightly colored resin. The tank 38b contains a resin for the supporting portion.

【0096】なお、ステージ20の造形面側は格子状に
分割されており、その各々は独立に昇降可能な分割ステ
ージ20aとして構成されている点については第1の実
施の形態と同様である。
Note that the molding surface side of the stage 20 is divided into a lattice shape, and each of them is configured as a separately movable up and down dividing stage 20a as in the first embodiment.

【0097】<2−2.三次元造形装置30における動
作>次に、この三次元造形装置30における動作につい
て説明する。図15はこの実施形態における三次元造形
装置30の動作の一例を示すフローチャートである。こ
の図15のフローチャートは、ほぼ図2のフローチャー
トと同様であり、異なる処理はステップS60である。
<2-2. Operation in Three-dimensional Modeling Apparatus 30> Next, the operation in the three-dimensional modeling apparatus 30 will be described. FIG. 15 is a flowchart showing an example of the operation of the three-dimensional printing apparatus 30 in this embodiment. The flowchart in FIG. 15 is substantially the same as the flowchart in FIG. 2, and a different process is step S60.

【0098】まず、ステップS1において造形対象物の
データ化が行われ、続いてステップS2において造形対
象物がスライスされた各断面ごとの断面データが生成さ
れる。そしてステップS3において造形対象物を造形す
る際の積層厚さに関する情報がコンピュータ11から駆
動制御部12に入力される。
First, in step S1, the data of the object to be formed is converted into data, and then, in step S2, cross-sectional data for each slice of the object to be formed is sliced. In step S <b> 3, information on the layer thickness when the object is modeled is input from the computer 11 to the drive control unit 12.

【0099】そして、ステップS4においてステージ2
0を所定位置に移動させ、ステップS5においてデータ
変換手段でのデータ変換が行われて各吐出ノズルから吐
出される液滴サイズに適した層形状や彩色等に関する情
報が生成される。
Then, in step S4, stage 2
0 is moved to a predetermined position, and in step S5, data conversion is performed by the data conversion unit, and information on a layer shape, a coloring, and the like suitable for a droplet size discharged from each discharge nozzle is generated.

【0100】そして、ステップS60では上記のデータ
変換によって生成された層形状、彩色情報に従って駆動
制御部12がXY方向駆動部13に駆動指令を与えるこ
とによりノズルヘッド35を所定方向に移動させるとと
もに、その移動に伴って各吐出ノズルからのインクまた
は樹脂の吐出を適宜に行わせる。
In step S60, the drive control unit 12 gives a drive command to the XY direction drive unit 13 in accordance with the layer shape and color information generated by the data conversion, thereby moving the nozzle head 35 in a predetermined direction. With the movement, the ejection of the ink or the resin from each ejection nozzle is appropriately performed.

【0101】三次元造形物の造形時には造形用となる樹
脂が吐出される。そして、彩色の必要な部分の造形時に
は、造形用樹脂の吐出に伴って造形対象物から導かれた
彩色情報に基づいてY,M,C,Wのそれぞれのインク
をさらに吐出することにより、三次元造形物42にカラ
ー着色を行う。
At the time of forming a three-dimensional structure, a resin for forming is discharged. Then, at the time of molding a portion requiring coloring, the respective inks of Y, M, C, and W are further ejected based on the coloring information derived from the object to be molded with the ejection of the molding resin, thereby forming a tertiary ink. The original model 42 is colored.

【0102】また、オーバーハング形状を有する場合に
はオーバーハング部を支持するオーバーハング支持部4
3を造形するために支持部用樹脂を吐出する。
In the case of an overhang shape, the overhang support portion 4 for supporting the overhang portion is provided.
The resin for the supporting portion is discharged in order to form 3.

【0103】ステージ20上に付着する樹脂は自然放熱
又はステージ20の内部側に設けられた図示しない冷却
手段によって冷却されて溶融状態から固体に変化して硬
化する。
The resin adhering to the stage 20 is naturally radiated or cooled by a cooling means (not shown) provided inside the stage 20, and changes from a molten state to a solid state and hardens.

【0104】このようにしてステップS60において三
次元造形物の一層分の断面体である層体の造形が行われ
るのである。
As described above, in step S60, the layered body which is a cross section of one layer of the three-dimensionally shaped object is formed.

【0105】そして、一層分の造形が終了するとステッ
プS7に進んで、駆動制御部12が三次元造形物の造形
が完了したかどうかを判断し、「NO」と判断された場
合はステップS4からの処理を繰り返し、「YES」と
判断された場合は造形動作は終了する。
When the modeling for one layer is completed, the process proceeds to step S7, where the drive control unit 12 determines whether or not the modeling of the three-dimensional model is completed, and when the determination is "NO", the process proceeds from step S4. Is repeated, and when it is determined to be "YES", the modeling operation ends.

【0106】このようにして得られる三次元造形物42
を図16および図17に示す。図16および図17にお
いて(a)は三次元造形物42の断面を示したものであ
り、(b)は(a)におけるA部分を拡大表示したもの
である。
The three-dimensional object 42 thus obtained
Are shown in FIGS. 16 and 17. 16A and 17A show a cross section of the three-dimensional structure 42, and FIG. 16B shows an enlarged view of a portion A in FIG.

【0107】まず、図16(b)において、三次元造形
物42の表面側付近42aには斜線領域で示すように
Y,M,C,Wのインクによって彩色が施されるととも
に、内部側42bは造形用の樹脂によって造形が行われ
る。
First, in FIG. 16B, the vicinity 42a of the surface of the three-dimensional structure 42 is colored with Y, M, C, and W inks as shown by the shaded area, and the inner side 42b. Is formed by a molding resin.

【0108】図16では三次元造形物42がオーバーハ
ング形状を有する場合にそのオーバーハング部の裏面側
にも着色用のインクが吐出されている。このような三次
元造形物42を造形するためには、オーバーハング部に
相当する層体の造形を行う際にノズルヘッド35を2回
走査させることが必要になる。1回目のXY平面を走査
する際には三次元造形物42の表面側付近においてイン
クのみを吐出し、2回目のXY平面を走査する際には造
形用の樹脂を吐出して造形を行うとともに表面側付近に
おいてはインクの吐出をも行い彩色を施すのである。こ
のような2回走査を行うと、オーバーハング形状を有す
る三次元造形物42のオーバーハング部の裏面側にも彩
色を施すことが可能になる。このため、造形対象物に忠
実な彩色を再現することができ、質の高い三次元造形物
42を得ることができる。
In FIG. 16, when the three-dimensional structure 42 has an overhang shape, coloring ink is also ejected on the back side of the overhang portion. In order to form such a three-dimensional structure 42, it is necessary to scan the nozzle head 35 twice when forming a layer body corresponding to the overhang portion. When scanning the XY plane for the first time, only ink is ejected in the vicinity of the surface side of the three-dimensional structure 42, and when scanning the XY plane for the second time, the molding resin is ejected to perform modeling. In the vicinity of the front side, the ink is also ejected and colored. By performing such two-time scanning, it is possible to apply coloring also to the back surface side of the overhang portion of the three-dimensional structure 42 having the overhang shape. For this reason, a coloring faithful to a modeling object can be reproduced, and a high-quality three-dimensional modeling object 42 can be obtained.

【0109】次に、図17(b)においても同様に、三
次元造形物42の表面側付近42aには斜線領域で示す
ようにY,M,C,Wのインクによって彩色が施される
とともに、内部側42bは造形用の樹脂によって造形が
行われる。
Next, in FIG. 17B, similarly, the vicinity 42a of the surface side of the three-dimensional structure 42 is colored with Y, M, C, and W inks as shown by the shaded area. The inner side 42b is molded with a molding resin.

【0110】ところが、図17では三次元造形物42が
オーバーハング形状を有する場合であってもそのオーバ
ーハング部の裏面側には着色用のインクが吐出されてい
ない。一般的には三次元造形物42のオーバーハング部
の裏面側には着色が施されていなくとも問題となること
は少ない。また、オーバーハング部の裏面側に彩色を行
わない場合には、1層分の層体を造形するのにノズルヘ
ッド35を1回の走査で造形を行うことが可能である。
したがって、三次元造形物42の裏面側への着色を行わ
ない場合には、裏面側への着色をも行う場合に比べて造
形効率が向上する。
However, in FIG. 17, even when the three-dimensional structure 42 has an overhang shape, no coloring ink is ejected on the back side of the overhang portion. In general, there is little problem even if the back surface of the overhang portion of the three-dimensional structure 42 is not colored. When coloring is not performed on the back surface side of the overhang portion, the modeling can be performed by one scan of the nozzle head 35 to form a layer body for one layer.
Therefore, when the back surface of the three-dimensional structure 42 is not colored, the molding efficiency is improved as compared with the case where the back surface is also colored.

【0111】このように、この実施の形態における三次
元造形装置30のような構成とすることにより、造形過
程において短時間かつ低コストで三次元造形物42に対
する彩色を行うことができるとともに、色の濃淡や階調
を三次元造形物に対して容易かつ鮮明に再現することが
可能になる。
As described above, by adopting the configuration like the three-dimensional printing apparatus 30 in this embodiment, the three-dimensional printing object 42 can be colored in a short time and at low cost in the printing process, and the color can be obtained. It is possible to easily and clearly reproduce the shading and gradation of a three-dimensional object.

【0112】なお、図16(b)および図17(b)に
おいて、インクによる彩色が施される領域が三次元造形
物42の表面だけでなく、若干内部側領域まで及んでい
るのは、厳密に表面だけを彩色することはノズルヘッド
35の移動量と各インクの吐出タイミングとに対する高
精度な制御が必要であるため、断面データにおいて彩色
情報を所定幅だけ内部側までオフセットさせているから
である。
In FIGS. 16 (b) and 17 (b), it is strictly that the region to be colored with ink extends not only to the surface of the three-dimensional structure 42 but also to a slightly inner region. In order to color the surface only, it is necessary to control the movement amount of the nozzle head 35 and the ejection timing of each ink with high precision, so the coloring information is offset by a predetermined width to the inner side in the cross-sectional data. is there.

【0113】また、図16、図17においては三次元造
形物42の表面側に彩色部分が存在する場合について示
しているが、造形用ノズルと着色用ノズルとを備える構
成とすることで、三次元造形物42の表面側のみならず
いかなる部分についても彩色可能となる。
Although FIGS. 16 and 17 show a case where a colored portion exists on the surface side of the three-dimensional structure 42, a three-dimensional structure is provided with a modeling nozzle and a coloring nozzle. Coloring is possible not only on the surface side of the original modeled object 42 but also on any part.

【0114】一方、三次元造形物42がオーバーハング
形状を有する場合には、図15に示すフローチャートが
終了したときにはオーバーハング支持部43が一体とな
って造形されている。このため、造形完了後、三次元造
形物42を支持部用樹脂の融点よりも高く、かつ、造形
用樹脂の融点よりも低い温度下に置くことでオーバーハ
ング支持部43のみを溶融させて取り除く。このように
支持部用樹脂を使用することによって造形対象物が複雑
な形状であってもその三次元造形物を生成することがで
きるのである。
On the other hand, when the three-dimensional structure 42 has an overhang shape, the overhang support portion 43 is formed integrally when the flowchart shown in FIG. 15 ends. For this reason, after the modeling is completed, the three-dimensional model 42 is placed at a temperature higher than the melting point of the resin for the supporting portion and lower than the melting point of the resin for modeling, so that only the overhanging supporting portion 43 is melted and removed. . Thus, by using the resin for the supporting portion, even if the object to be modeled has a complicated shape, a three-dimensional object can be generated.

【0115】<2−3.彩色について>次に、この実施
形態における造形過程での彩色について説明する。この
実施形態では、三次元造形物42の造形用として樹脂を
使用するとともに、その彩色部分にY,M,C,Wの4
色のインクを吐出していくことによって三次元造形物4
2の造形過程での彩色を行っている。
<2-3. Coloring> Next, coloring in the forming process in this embodiment will be described. In this embodiment, a resin is used for forming the three-dimensional structure 42, and Y, M, C, W 4
Three-dimensional object 4 by discharging color ink
Coloring in the molding process of 2.

【0116】着色用ノズルとして機能する吐出ノズル3
5a〜35dのうち、吐出ノズル35a〜35cのそれ
ぞれからは減色混合によって異なる色成分を表現するこ
とができるY,M,Cの各色成分のインクが吐出される
一方、吐出ノズル35dからはホワイトのインクが吐出
される。また、造形用ノズルとして機能する吐出ノズル
36aからは三次元造形物42の造形用となる無着色等
の樹脂が吐出される。
Discharge nozzle 3 functioning as a coloring nozzle
Among the discharge nozzles 5a to 35d, ink of each color component of Y, M, and C, which can express different color components by subtractive color mixing, is discharged from each of the discharge nozzles 35a to 35c, while white ink is discharged from the discharge nozzle 35d. Ink is ejected. In addition, an uncolored resin or the like that is used for forming the three-dimensional structure 42 is discharged from the discharge nozzle 36a that functions as a forming nozzle.

【0117】このように吐出ノズル36aから吐出され
る三次元造形物42の造形用として無着色等の樹脂を使
用することにより三次元造形物42の立体形状を造形す
ることができるとともに、各吐出ノズル35a〜35d
から吐出される微小なインクの液滴の集合によってその
三次元造形物42に混色あるいは色の階調を表現するこ
とができる。
By using an uncolored resin or the like for forming the three-dimensional structure 42 discharged from the discharge nozzle 36a as described above, it is possible to form the three-dimensional shape of the three-dimensional structure 42, Nozzles 35a to 35d
A color mixture or a color gradation can be expressed on the three-dimensional structure 42 by a collection of minute ink droplets ejected from the ink.

【0118】一般に、彩色を行うためにはY,M,Cの
三原色のインクを混色すればよいが、色の濃淡を表現す
るためには三原色に加えて白色のインクを吐出し混色す
ることが有効となる。このため、この実施形態ではY,
M,Cの3色のインクに加えてWのインクを使用するの
である。しかしながら、第1の実施の形態で説明したよ
うに吐出ノズル36aから吐出される造形用樹脂として
白色の樹脂を使用する場合には、特にWのインクを使用
する必要はない。なぜなら、この実施形態では造形用樹
脂を基材としてその樹脂に対してインクを吐出して着色
するように構成されているため、基材となる樹脂の白色
を利用すれば白色インクは必要でないからである。
In general, it is sufficient to mix the three primary colors of Y, M, and C in order to perform coloring. However, in order to express the shading of the color, it is necessary to discharge white ink in addition to the three primary colors and mix the colors. Becomes effective. Therefore, in this embodiment, Y,
The W ink is used in addition to the M and C three color inks. However, when a white resin is used as the molding resin discharged from the discharge nozzle 36a as described in the first embodiment, it is not necessary to use W ink. Because, in this embodiment, the molding resin is used as a base material and the ink is ejected to the resin to be colored, so if the white color of the base resin is used, no white ink is required. It is.

【0119】そして、Y,M,C,Wの各色成分のイン
クをステージ20上に吐出される造形用樹脂に対して付
着させていくことにより、三次元造形物42に対して適
切な彩色を施すことが可能になる。
Then, by applying ink of each color component of Y, M, C, and W to the molding resin discharged onto the stage 20, an appropriate color is applied to the three-dimensional object 42. Can be applied.

【0120】なお、この実施形態において三次元造形物
42に彩色を施す際の各インクの吐出形態は、第1の実
施の形態と同様である。すなわち、図5ないし図8の各
図はこの実施形態における各インクの吐出形態をも示し
ており、その詳細は第1の実施の形態におけるものと同
様であるのでここではその説明を省略する。
Note that, in this embodiment, the form of ejection of each ink when coloring the three-dimensional structure 42 is the same as that in the first embodiment. That is, each of FIGS. 5 to 8 also shows the ejection form of each ink in this embodiment, and the details thereof are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

【0121】このように三次元造形物42の彩色部分を
造形する際に使用する材料としてY,M,C,Wのイン
クを使用するとともに、三次元造形物42の造形用の材
料として所定の造形用樹脂を使用することにより、造形
過程において三次元造形物に造形対象物に対応した彩色
を施していくことができるのである。また、Wのインク
を使用することにより、色の濃淡や階調を三次元造形物
42に対して容易かつ鮮明に再現することが可能にな
る。また、造形用樹脂として白色の樹脂を使用すれば、
インクの色成分からW成分を除くことができるため、W
のインクを使用する場合に比べてノズルヘッド35の構
成を簡単にすることができるとともに、上記と同様の効
果が得られる。
As described above, Y, M, C, and W inks are used as materials for forming the colored portion of the three-dimensional structure 42, and a predetermined material is used as a material for forming the three-dimensional structure 42. By using the molding resin, it is possible to apply a color corresponding to the object to be molded to the three-dimensional object in the molding process. Further, by using the W ink, it is possible to easily and clearly reproduce the shades and gradations of the color on the three-dimensional structure 42. Also, if a white resin is used as the molding resin,
Since the W component can be removed from the color component of the ink,
The structure of the nozzle head 35 can be simplified as compared with the case where the ink is used, and the same effect as described above can be obtained.

【0122】なお、吐出ノズル35a〜35cから吐出
されるインクはそれぞれ他の色成分(例えば、R
(赤),G(緑),B(青)等)のインクであってもよ
いが、Y,M,Cの三原色のインクを使用してこれらを
混合することにより、三次元造形物42に中間色等の全
ての色成分について彩色することができるという効果が
ある。
The ink ejected from the ejection nozzles 35a to 35c has a different color component (for example, R
(Red), G (green), B (blue), and the like, but the three primary colors of Y, M, and C may be used to mix these to form a three-dimensional object 42. There is an effect that all color components such as intermediate colors can be colored.

【0123】さらに、三次元造形物42の彩色部分に黒
色を再現する場合には、Y,M,Cの三色を吐出するこ
とで黒色を表現することができるが、より鮮明な黒色を
再現するために別途黒色のインクを吐出するための吐出
ノズルを設けてもよい。
Further, in the case of reproducing black in the colored portion of the three-dimensional structure 42, black can be expressed by discharging three colors of Y, M, and C, but a clearer black can be reproduced. For this purpose, a discharge nozzle for discharging black ink may be separately provided.

【0124】<2−4.ノズルヘッドの構成>次に、こ
の三次元造形装置30におけるノズルヘッド35の構成
例について説明する。
<2-4. Configuration of Nozzle Head> Next, a configuration example of the nozzle head 35 in the three-dimensional printing apparatus 30 will be described.

【0125】ノズルヘッド35における各吐出ノズル3
5a〜35d、36a、36bはそれぞれに圧電アクチ
ュエータ等の圧力発生手段が設けられており、当該圧力
発生手段によってノズル内部に供給されるインクまたは
溶融状態の樹脂に対して一定の圧力が付与されてノズル
先端部から液滴状のインクまたは樹脂が吐出されるよう
に構成されている。
Each ejection nozzle 3 in the nozzle head 35
Each of 5a to 35d, 36a, and 36b is provided with a pressure generating means such as a piezoelectric actuator, and a predetermined pressure is applied to the ink or the resin in a molten state supplied into the nozzle by the pressure generating means. It is configured such that droplet-shaped ink or resin is ejected from the nozzle tip.

【0126】このような構成にすることにより、駆動制
御部12が各吐出ノズル35a〜35d、36a、36
bの圧力発生手段を独立に駆動制御することが可能にな
り、それによって各色のインクや樹脂の吐出を個別に制
御することができるのである。
With such a configuration, the drive control unit 12 allows the ejection nozzles 35a to 35d, 36a, 36
The pressure generating means b can be independently driven and controlled, whereby the discharge of each color ink or resin can be individually controlled.

【0127】また、このようにノズルヘッド35に設け
られる各吐出ノズルが個別に制御可能であることから、
ノズルヘッド35の構成例についてもいくつかの実施例
が考えられる。
In addition, since each of the discharge nozzles provided in the nozzle head 35 can be controlled individually,
Several embodiments are also conceivable for the configuration example of the nozzle head 35.

【0128】まず第1に、上記のように個別に制御可能
なノズルヘッド35では、図14に示すような複数の吐
出ノズル35a〜35d、36a、36bが直線状に配
置されたノズルユニットをさらに複数個並設することが
考えられる。
First, in the nozzle head 35 that can be individually controlled as described above, a nozzle unit in which a plurality of ejection nozzles 35a to 35d, 36a, and 36b are linearly arranged as shown in FIG. It is conceivable to arrange a plurality of them in parallel.

【0129】図18は、三次元造形物に彩色を施すため
のノズルヘッド35の構成の一例を示す図であり、図1
8(a)は三原色および白色の4種類のインクを吐出す
るとともに、造形用の樹脂と支持部用樹脂との2種類の
樹脂を吐出する構成例を示しており、(b)はこれに加
えて黒色のインクを吐出する構成例を示しており、
(c)は造形用樹脂として白色の樹脂を使用し、インク
の色をY,M,C以外のB,G,Rと黒色との4色を使
用する構成例を示している。なお、Yはイエローのイン
ク、Mはマゼンタのインク、Cはシアンのインク、Wは
ホワイトのインク、Paは造形用樹脂、Pbは支持部用
樹脂、Kは黒色のインク、Bは青のインク、Gは緑のイ
ンク、Rは赤のインク、Pは白色の樹脂をそれぞれ吐出
するための吐出ノズルである。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the configuration of a nozzle head 35 for coloring a three-dimensional structure, and FIG.
8A shows a configuration example in which four types of inks of three primary colors and white are ejected, and two types of resins, that is, a modeling resin and a supporting portion resin, are ejected. FIG. It shows a configuration example of ejecting black ink by
(C) shows a configuration example in which a white resin is used as the modeling resin, and four colors of B, G, R and black other than Y, M, and C are used as the colors of the ink. In addition, Y is yellow ink, M is magenta ink, C is cyan ink, W is white ink, Pa is modeling resin, Pb is support resin, K is black ink, and B is blue ink. , G are green ink, R is red ink, and P is a discharge nozzle for discharging white resin, respectively.

【0130】図18に示すように着色用ノズルである複
数の吐出ノズル35a〜35hが直線状に配置されたも
のがY方向に2列に設けられており、さらにこのインク
用の吐出ノズル35a〜35hのX方向側には造形用樹
脂と支持部用樹脂との吐出ノズル36a〜36cが設け
られて1つのノズルユニット37を構成している。そし
て、このノズルユニット37をY方向に複数個並設する
ことによって複数の吐出ノズルをマトリクス状に配置す
ることができ、それによって効率よく、かつ確実に彩色
造形を行うことが可能になる。例えば、このノズルヘッ
ド35をX方向に移動させると、ノズルヘッド35のY
方向の幅を1走査分として同時に造形および彩色するこ
とができるため、効率よく造形と彩色とを行うことがで
き、造形時間の短縮化を図ることが可能になる。
As shown in FIG. 18, a plurality of discharge nozzles 35a to 35h, which are coloring nozzles, are arranged in a straight line in two rows in the Y direction. Discharge nozzles 36a to 36c for forming resin and support part resin are provided on the X direction side of 35h to form one nozzle unit 37. By arranging a plurality of the nozzle units 37 in the Y direction, a plurality of discharge nozzles can be arranged in a matrix, so that efficient and reliable coloring can be performed. For example, when the nozzle head 35 is moved in the X direction, the Y
Since the modeling and coloring can be performed at the same time by setting the width in the direction to one scanning, the modeling and coloring can be performed efficiently, and the modeling time can be reduced.

【0131】一般的に樹脂とインクとの粘度を比較する
とインクの粘度の方が低いため、インクを液滴として吐
出させるための圧力発生手段は樹脂を液滴として吐出さ
せる圧力発生手段よりも小規模で構成することができ
る。つまり、インク用の吐出ノズル35a〜35hは樹
脂用の吐出ノズル36a〜36cよりも小規模に構成す
ることができ、その結果、インク用の吐出ノズル35a
〜35hのノズル径を樹脂用のノズル径よりも小さくす
ることができるのである。
Generally, when the viscosity of resin and ink is compared, the viscosity of ink is lower. Therefore, the pressure generating means for discharging ink as droplets is smaller than the pressure generating means for discharging resin as liquid drops. Can be configured on a scale. That is, the discharge nozzles 35a to 35h for ink can be configured to be smaller than the discharge nozzles 36a to 36c for resin, and as a result, the discharge nozzles 35a for ink
That is, the nozzle diameter of ~ 35h can be made smaller than the nozzle diameter for resin.

【0132】そこで、この実施形態では、図18(a)
〜(c)に示すように着色用ノズルの吐出ノズル35a
〜35hのノズル径が造形用ノズルである吐出ノズル3
5a〜36cに比べて小さくなるように構成する。この
ような構成とすることにより、インクが吐出される際の
液滴を樹脂の液滴に比べて小さくすることができ、三次
元造形物42に対して高精細な彩色を行うことが可能に
なる。
Therefore, in this embodiment, FIG.
As shown in (c), the discharge nozzle 35a of the coloring nozzle
Discharge nozzle 3 whose nozzle diameter is up to 35 h is a modeling nozzle
It is configured to be smaller than 5a to 36c. With such a configuration, it is possible to make droplets at the time of ink ejection smaller than resin droplets, and to perform high-definition coloring on the three-dimensional structure 42. Become.

【0133】なお、図18(a)〜(c)においては吐
出ノズル35a〜35hのノズル径は吐出ノズル36a
〜36cノズル径の約1/2となっているが、これに限
定されるものではなくインクと樹脂との粘度に基づいて
任意のノズル径を採用してもよいことは明らかである。
In FIGS. 18A to 18C, the nozzle diameters of the discharge nozzles 35a to 35h are the same as those of the discharge nozzle 36a.
The nozzle diameter is about の of the nozzle diameter, but is not limited to this, and it is clear that an arbitrary nozzle diameter may be adopted based on the viscosity of the ink and the resin.

【0134】そして、これら各吐出ノズルの軸(すなわ
ち吐出方向)はそれぞれ平行になるように配置されてお
り、ノズルヘッド35の吐出ノズル36aから造形用樹
脂を吐出し、ノズルヘッド35がさらにX方向に移動し
ていく過程において着色用ノズルである各吐出ノズル3
5a〜35dからそれぞれ所定のタイミングでインクを
吐出することにより、ステージ20上において樹脂に着
色が行われる。つまり、ノズルヘッド35のX方向また
はY方向への移動タイミングに合わせて駆動制御部12
が時系列的にインクと樹脂とを吐出させることで造形と
彩色とを造形過程において同時に行うことができるので
ある。
The axes (that is, the discharge directions) of these discharge nozzles are arranged so as to be parallel to each other. The molding resin is discharged from the discharge nozzle 36a of the nozzle head 35, and the nozzle head 35 further moves in the X direction. Each discharge nozzle 3 which is a coloring nozzle in the process of moving to
The resin is colored on the stage 20 by discharging ink at predetermined timings from 5a to 35d. That is, the drive control unit 12 adjusts the movement timing of the nozzle head 35 in the X direction or the Y direction.
By discharging ink and resin in time series, modeling and coloring can be performed simultaneously in the modeling process.

【0135】なお、図18(c)においては支持部用樹
脂を吐出する吐出ノズルが設けられていないが、オーバ
ーハング形状に対応しないような三次元造形装置の場合
には支持部用樹脂の吐出ノズルは設ける必要はない。
In FIG. 18C, a discharge nozzle for discharging the resin for the support portion is not provided. However, in the case of a three-dimensional molding apparatus which does not correspond to the overhang shape, the discharge of the resin for the support portion is performed. No nozzles need be provided.

【0136】次に第2に、上記のように個別に制御可能
なノズルヘッド35では、造形用の樹脂を吐出する吐出
ノズル36aの周囲にインクを吐出する吐出ノズル35
a〜35dを配置することも考えられる。
Second, in the nozzle head 35 that can be individually controlled as described above, the discharge nozzles 35 that discharge ink around the discharge nozzles 36a that discharge the molding resin are used.
It is also conceivable to arrange a to 35d.

【0137】図19はこのような配置構成の概念を示す
図であり、(a)は側方からみた概念図であり、(b)
は上方からみた概念図である。図19(b)に示すよう
に吐出ノズル35a〜35dは造形用樹脂の吐出ノズル
36aの周囲に同心円状に配置されており、図19
(a)に示すようにインク用の各吐出ノズル35a〜3
5dの各軸(吐出方向)を造形用樹脂の吐出ノズル36
aの軸と交差するように配置することで、吐出ノズル3
6aから吐出される樹脂に対してインクによる着色を行
うことができ、それによって造形過程において彩色を同
時に行っていくことが可能になる。なお、図19におい
ては吐出ノズル35a〜35dの各軸と吐出ノズル36
aの軸とが交差する位置はステージ20の造形面若しく
は既にステージ20上に形成されている層体の上端面で
ある。
FIGS. 19A and 19B are diagrams showing the concept of such an arrangement configuration. FIG. 19A is a conceptual diagram viewed from the side, and FIG.
Is a conceptual diagram viewed from above. As shown in FIG. 19B, the discharge nozzles 35a to 35d are arranged concentrically around the discharge nozzle 36a of the molding resin.
As shown in (a), each of the ink ejection nozzles 35a to 35a
Each axis (discharge direction) of 5d is formed by a discharge nozzle 36 of a molding resin.
a so as to intersect with the axis of a.
The resin discharged from 6a can be colored with ink, thereby enabling coloring to be performed simultaneously in the molding process. In FIG. 19, each axis of the discharge nozzles 35a to 35d and the discharge nozzle 36
The position where the axis a intersects is the modeling surface of the stage 20 or the upper end surface of the layer body already formed on the stage 20.

【0138】また、図20は図19の構成を若干変形し
たものであり、(a)は側方からみた概念図であり、
(b)は上方からみた概念図である。図20(b)に示
すように吐出ノズル35a〜35dは造形用樹脂の吐出
ノズル36aの周囲に同心円状に配置されている点、お
よび、図20(a)に示すようにインク用の各吐出ノズ
ル35a〜35dの各軸と吐出ノズル36aの軸とが交
差するように配置されている点は図19に示す構成と同
様であるが、各軸の交差する位置が異なり、図20の構
成では各吐出ノズルの軸が交差する位置は、ステージ2
0若しくはステージ20上に形成された層体と吐出ノズ
ルとの空間内に規定されている。つまり、吐出ノズル3
6aから造形用樹脂が吐出されるとその樹脂がステージ
20上若しくは層体上に着弾する前にインクによる着色
が施されるのである。この図20のような構成とするこ
とにより、各吐出ノズルと樹脂の着弾位置との高さ寸法
の制限を無くすことが可能になる。
FIG. 20 is a slightly modified configuration of FIG. 19, and FIG. 20A is a conceptual diagram viewed from the side.
(B) is a conceptual diagram seen from above. The ejection nozzles 35a to 35d are arranged concentrically around the molding resin ejection nozzle 36a as shown in FIG. 20 (b), and each ejection for ink as shown in FIG. 20 (a). The point that each axis of the nozzles 35a to 35d and the axis of the discharge nozzle 36a intersect is the same as the configuration shown in FIG. 19, but the position where each axis intersects is different. The position where the axis of each discharge nozzle intersects
0 or within the space between the layer formed on the stage 20 and the discharge nozzle. That is, the discharge nozzle 3
When the molding resin is discharged from 6a, coloring with ink is performed before the resin lands on the stage 20 or the layer body. With the configuration as shown in FIG. 20, it is possible to eliminate the restriction on the height dimension between each discharge nozzle and the landing position of the resin.

【0139】図19の構成では、各吐出ノズルの軸の交
差する位置は樹脂による着弾位置(造形位置)と一致し
ているため、一層分の層体を形成するごとにその層体の
厚さ分だけステージ20を下降させていく必要がある。
これに対して図20の構成では、吐出ノズル36aから
吐出された樹脂は飛翔中にインク液滴が付着することに
よって着色され、その後に造形位置に着弾するように構
成されるので、着弾位置は各吐出ノズルの軸の交差する
位置よりも下方でありさえすれば問題はないため、一層
分の層体を形成するごとにその層体の厚さ分だけステー
ジ20を下降させていく必要がなくなるのである。
In the configuration shown in FIG. 19, the position where the axis of each discharge nozzle intersects with the landing position (modeling position) of the resin, so that the thickness of the layered body is increased each time one layered body is formed. It is necessary to lower the stage 20 by the amount.
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 20, the resin discharged from the discharge nozzle 36a is colored by ink droplets adhering during the flight, and then landed at the molding position. Since there is no problem as long as it is below the position where the axes of the respective discharge nozzles intersect, it is not necessary to lower the stage 20 by the thickness of the layer each time a layer is formed. It is.

【0140】なお、図19および図20の構成例でも、
上記と同様にインク用の吐出ノズル35a〜35dのノ
ズル径が樹脂用の吐出ノズル35aに比べて小さくなる
ように構成することが好ましい。このような構成とする
ことにより、インクが吐出される際の液滴を樹脂の液滴
に比べて小さくすることができ、三次元造形物42に対
して高精細な彩色を行うことが可能になる。
It should be noted that also in the configuration examples of FIGS. 19 and 20,
Similarly to the above, it is preferable that the nozzle diameters of the ejection nozzles 35a to 35d for ink are configured to be smaller than the ejection nozzles 35a for resin. With such a configuration, it is possible to make droplets at the time of ink ejection smaller than resin droplets, and to perform high-definition coloring on the three-dimensional structure 42. Become.

【0141】そして、図19または図20のように構成
された吐出ノズル35a〜35d、36aを1つのノズ
ルユニット37としたときに、このノズルユニット37
を図21に示すように複数個配置することで、効率よく
かつ確実に彩色造形を行うことが可能になる。なお、図
21(a)は図19または図20のノズルユニット37
をY方向に直線状に配置したノズルヘッド35の例を示
しており、図21(b)はXY平面内に配置したノズル
ヘッド35の例を示している。図21(a)の構成のノ
ズルヘッド35をX方向に走査することで造形の隙間が
生じる場合には、図21(b)の構成を採用すればよ
い。
When the discharge nozzles 35a to 35d and 36a configured as shown in FIG. 19 or FIG.
By arranging a plurality of as shown in FIG. 21, it is possible to efficiently and reliably perform color shaping. FIG. 21A shows the nozzle unit 37 of FIG. 19 or FIG.
FIG. 21B shows an example of a nozzle head 35 arranged linearly in the Y direction, and FIG. 21B shows an example of the nozzle head 35 arranged in the XY plane. When a molding gap is generated by scanning the nozzle head 35 having the configuration of FIG. 21A in the X direction, the configuration of FIG. 21B may be employed.

【0142】<3.特徴的作用効果>上記各実施形態に
おいては、造形対象物を平行な複数の面で切断した各断
面に対応する層体を複数の材料を吐出することによって
形成し、そのような層体を順次積層していくことで造形
対象物の三次元造形物を生成する三次元造形装置10,
30について説明した。
<3. Characteristic operation and effect> In each of the above embodiments, a layer body corresponding to each cross section obtained by cutting the object to be formed at a plurality of parallel planes is formed by discharging a plurality of materials, and such a layer body is sequentially formed. A three-dimensional modeling device 10 that generates a three-dimensional molded object of the modeling object by stacking,
30 has been described.

【0143】そして、三次元造形装置10,30は、三
次元造形を行う際に吐出する複数の材料として、白色の
材料と白色以外の複数色の材料とを使用することで、短
時間かつ低コストで三次元造形物に対する彩色を行うこ
とができるとともに、色の濃淡や階調を三次元造形物に
対して容易かつ鮮明に再現することが可能になる。
The three-dimensional modeling apparatuses 10 and 30 use a white material and a material of a plurality of colors other than white as a plurality of materials to be discharged at the time of performing the three-dimensional modeling, so that the three-dimensional modeling devices 10 and 30 can be manufactured in a short time. It is possible to color the three-dimensional object at a low cost, and it is possible to easily and clearly reproduce the shades and gradations of the color on the three-dimensional object.

【0144】そして、第1の実施の形態では、白色の材
料および白色以外の複数色の材料として、いずれも樹脂
を使用する形態について示しており、この場合、上記複
数の材料は、白色の樹脂を含むそれぞれ異なる色成分に
着色された複数の樹脂である。このため、造形過程にお
いて三次元造形物に対する彩色を行うことができるとと
もに、容易かつ鮮明に色の濃淡や階調を再現することが
可能になる。
In the first embodiment, a form is described in which a resin is used as a white material and a material of a plurality of colors other than white. In this case, the plurality of materials are white resin. And a plurality of resins colored with different color components. For this reason, it is possible to color the three-dimensional object in the molding process, and it is possible to easily and clearly reproduce the shades and gradations of the color.

【0145】また、白色の樹脂以外の複数の樹脂のうち
に黒色の樹脂を含むことで、三次元造形物に対して鮮明
な黒色を再現することが可能になる。
Further, by including a black resin among a plurality of resins other than the white resin, it becomes possible to reproduce a clear black color for a three-dimensional modeled object.

【0146】また、白色の樹脂または白色と黒色の樹脂
以外の複数の樹脂のうちに、イエローに着色された樹脂
とシアンに着色された樹脂とマゼンタに着色された樹脂
とを含むことで、これらの樹脂を混色すれば三次元造形
物において全ての色成分を表現することが可能になる。
Further, among a plurality of resins other than the white resin or the white and black resins, a resin colored yellow, a resin colored cyan and a resin colored magenta are included. By mixing the resins described above, it becomes possible to express all the color components in the three-dimensional structure.

【0147】一方、第2の実施の形態では、白色の材料
および白色以外の複数色の材料として、造形用樹脂と着
色用インクとを使用し、造形用樹脂または着色用インク
のいずれか一方に白色を含む形態について示した。そし
て、造形用の樹脂と白色を含むそれぞれ異なる色成分の
複数色のインクとを個別に吐出して三次元造形物の造形
を行うことによって、造形過程において三次元造形物に
対する彩色を行うことができるとともに、容易かつ鮮明
に色の濃淡や階調を再現することが可能になる。
On the other hand, in the second embodiment, a molding resin and a coloring ink are used as a white material and a material of a plurality of colors other than white, and either the molding resin or the coloring ink is used. The form including white is shown. Then, by individually ejecting a modeling resin and a plurality of colors of ink of different color components including white to form a three-dimensional model, it is possible to color the three-dimensional model in the modeling process. It is possible to reproduce color shades and gradations easily and clearly.

【0148】そして、複数色のインクのうちに黒色のイ
ンクを含むことで、三次元造形物に対して鮮明な黒色を
再現することが可能になる。
By including black ink among the plurality of colors of ink, it becomes possible to reproduce clear black on the three-dimensional model.

【0149】また、複数のインクのうちに、イエローの
インクとシアンのインクとマゼンタのインクとを含むこ
とで、これらのインクを混色すれば三次元造形物におい
て全ての色成分を表現することが可能になる。
Further, by including yellow ink, cyan ink and magenta ink among the plurality of inks, if these inks are mixed, all the color components can be expressed in the three-dimensional structure. Will be possible.

【0150】<4.変形例>以上、この発明に係る三次
元造形装置および三次元造形方法についての一実施形態
を詳細に説明したが、この発明は上記説明したものに限
定されるものではない。
<4. Modifications> While one embodiment of the three-dimensional printing apparatus and the three-dimensional printing method according to the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the above-described one.

【0151】例えば、上記説明においてはノズルヘッド
15,35をステージ20に対して相対的に移動させる
ために、ノズルヘッド15,35はXY平面内を移動
し、積層厚さ方向すなわちZ方向の移動は三次元造形物
を載せるステージ20を昇降移動させることによって行
う例を示した。しかしながら、これに限定されるもので
はなく、ステージ20が固定でノズルヘッド15,35
がXYZ空間内を移動するように構成してもよい。ただ
し、ノズルヘッド15,35のステージ20に対する相
対的位置関係を高精度かつ高効率で制御することを望む
場合には、それぞれの移動軸を別途に独立して設けるこ
とが好ましい。
For example, in the above description, in order to move the nozzle heads 15, 35 relative to the stage 20, the nozzle heads 15, 35 move in the XY plane, and move in the lamination thickness direction, that is, the Z direction. Has shown an example in which the stage 20 on which the three-dimensional structure is placed is moved up and down. However, the present invention is not limited to this, and the stage 20 is fixed and the nozzle heads 15, 35
May move in the XYZ space. However, when it is desired to control the relative positional relationship between the nozzle heads 15 and 35 with respect to the stage 20 with high accuracy and high efficiency, it is preferable to provide the respective moving axes separately and independently.

【0152】また、ノズルヘッド15,35の構成も上
述の内容に限定されるものではない。例えば、図9に示
したノズルヘッド15の配置構成を図22に示すような
変形例で実現することも可能である。すなわち、Yを吐
出するために複数の吐出ノズル15aがX方向に1列に
配列されたノズルアレイ17aを構成しており、同様
に、M,C,W,Sをそれぞれに吐出するための複数の
吐出ノズル15b〜15eもそれぞれの材料ごとにX方
向に1列に配列されてノズルアレイ17b〜17eを構
成している。そして、これら複数のノズルアレイ17a
〜17eは長手方向(X方向)に1列状に配置されてい
る。このような構成によって造形を行う際には、Y方向
を主走査方向およびX方向を副走査方向として、主走査
方向への1行走査ごとに、副走査方向に各ノズルアレイ
の長手方向幅分だけシフトさせていくのである。したが
って、図22のように構成すると、主走査方向に5行分
の走査を行った時点で1行目の造形が完了するのであ
る。
The configuration of the nozzle heads 15 and 35 is not limited to the above. For example, the arrangement configuration of the nozzle head 15 shown in FIG. 9 can be realized by a modified example shown in FIG. That is, a plurality of ejection nozzles 15a for ejecting Y constitute a nozzle array 17a in which one row is arranged in the X direction, and similarly, a plurality of ejection nozzles 15a for ejecting M, C, W, and S respectively. Are also arranged in one row in the X direction for each material to form the nozzle arrays 17b to 17e. The plurality of nozzle arrays 17a
17e are arranged in a line in the longitudinal direction (X direction). When modeling with such a configuration, the Y direction is the main scanning direction and the X direction is the sub-scanning direction, and the length of each nozzle array in the sub-scanning direction is equal to the width of each nozzle array in the main scanning direction. Only shift. Therefore, with the configuration as shown in FIG. 22, the modeling of the first row is completed when scanning for five rows is performed in the main scanning direction.

【0153】また、上記説明のように、一層ごとの造形
に伴ってステージ20を移動(下降)させていく場合に
は、積層厚さ方向の造形精度を向上させるために、前回
積層した層体の高さ寸法を光電型センサ等の距離計測手
段で計測し、それによって次に積層する層体の高さ寸法
を予測してその高さ位置までステージ20を移動させる
ように構成することがより好ましい。
As described above, when the stage 20 is moved (downward) with the formation of each layer, in order to improve the modeling accuracy in the layer thickness direction, the previously laminated Is measured by a distance measuring means such as a photoelectric sensor, whereby the height of the next layered body is predicted, and the stage 20 is moved to the height position. preferable.

【0154】また、上記説明は造形面がXY平面に平行
である場合(つまり水平である場合)についてのもので
あったが、造形面は特に水平面である必要はない。
In the above description, the modeling surface is parallel to the XY plane (that is, horizontal), but the modeling surface does not need to be particularly horizontal.

【0155】[0155]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係る三次元造形装置によれば、造形の際に吐出する複数
の材料が、白色の材料と白色以外の複数色の材料とを含
むため、短時間かつ低コストで三次元造形物に対する彩
色を行うことができるとともに、色の濃淡や階調を三次
元造形物に対して容易かつ鮮明に再現することが可能に
なる。
As described above, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the first aspect of the present invention, a plurality of materials to be discharged at the time of modeling are made of a white material and a material of a plurality of colors other than white. Therefore, the coloring of the three-dimensional object can be performed in a short time and at low cost, and the shading and gradation of the color can be easily and clearly reproduced on the three-dimensional object.

【0156】請求項2の発明に係る三次元造形装置によ
れば、複数の材料が白色の樹脂を含むそれぞれ異なる色
成分に着色された複数の樹脂であるため、造形過程にお
いて三次元造形物に対する彩色を行うことができるとと
もに、容易かつ鮮明に色の濃淡や階調を再現することが
可能になる。
According to the three-dimensional modeling apparatus of the second aspect of the present invention, since the plurality of materials are a plurality of resins colored in different color components including a white resin, the three-dimensional modeling object is formed in the molding process. In addition to being able to perform coloring, it is possible to easily and clearly reproduce shades and gradations of colors.

【0157】請求項3の発明に係る三次元造形装置によ
れば、複数の樹脂が黒色の樹脂を含むため、三次元造形
物に対して鮮明な黒色を再現することが可能になる。
According to the three-dimensional structure forming apparatus of the third aspect, since the plurality of resins include the black resin, it is possible to reproduce a clear black color on the three-dimensional structure.

【0158】請求項4の発明に係る三次元造形装置によ
れば、複数の樹脂がイエローに着色された樹脂とシアン
に着色された樹脂とマゼンタに着色された樹脂とを含む
ため、造形過程においてこれらの樹脂を混色していくこ
とで三次元造形物に対して全ての色成分を表現すること
が可能になる。
According to the three-dimensional modeling apparatus of the fourth aspect of the present invention, the plurality of resins include the resin colored yellow, the resin colored cyan, and the resin colored magenta. By mixing these resins, it becomes possible to express all the color components for the three-dimensional structure.

【0159】請求項5の発明に係る三次元造形装置によ
れば、複数の材料が造形用の樹脂と白色を含むそれぞれ
異なる色成分で構成される複数色のインクとを含むた
め、造形過程において三次元造形物に対する彩色を行う
ことができるとともに、容易かつ鮮明に色の濃淡や階調
を再現することが可能になる。
According to the three-dimensional modeling apparatus of the fifth aspect of the present invention, since the plurality of materials include the modeling resin and the plurality of color inks composed of different color components including white, respectively, in the modeling process. In addition to being able to color the three-dimensional object, it is possible to easily and clearly reproduce the shades and gradations of the color.

【0160】請求項6の発明に係る三次元造形装置によ
れば、複数色のインクが黒色のインクを含むため、三次
元造形物に対して鮮明な黒色を再現することが可能にな
る。
According to the three-dimensional printing apparatus according to the sixth aspect of the present invention, since the plurality of color inks include black ink, it is possible to reproduce clear black on the three-dimensional printing object.

【0161】請求項7の発明に係る三次元造形装置によ
れば、複数色のインクがイエローのインクとシアンのイ
ンクとマゼンタのインクとを含むため、造形過程におい
てこれらのインクを混色していくことで三次元造形物に
対して全ての色成分を表現することが可能になる。
According to the three-dimensional printing apparatus of the present invention, since the plural colors of ink include yellow ink, cyan ink and magenta ink, these inks are mixed in the printing process. This makes it possible to represent all color components for a three-dimensional structure.

【0162】請求項8の発明に係る三次元造形方法によ
れば、白色の材料と白色以外の複数色の材料とを含む複
数の材料を個別に吐出する吐出ノズルと複数の材料を順
次積層していくステージとを、相対的に移動させつつ、
彩色情報に基づいて前記吐出ノズルから複数の材料を吐
出させるため、造形過程において三次元造形物に彩色を
行うことができるとともに、色の濃淡や階調を三次元造
形物に対して容易かつ鮮明に再現することが可能にな
る。
According to the three-dimensional molding method of the invention, a discharge nozzle for individually discharging a plurality of materials including a white material and a material of a plurality of colors other than white and a plurality of materials are sequentially laminated. While moving the moving stage relatively,
Since a plurality of materials are ejected from the ejection nozzles based on coloring information, it is possible to color the three-dimensional object in the molding process, and to easily and sharply change the shading and gradation of the color with respect to the three-dimensional object. It becomes possible to reproduce.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態における三次元造形装置を示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a three-dimensional printing apparatus according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態における三次元造形装置の動
作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation of the three-dimensional printing apparatus according to the first embodiment.

【図3】断面データの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of cross-sectional data.

【図4】第1の実施の形態において得られる三次元造形
物を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a three-dimensional structure obtained in the first embodiment.

【図5】シアンについての階調表現の一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a tone expression for cyan.

【図6】淡いシアンから淡いイエローへ変化する表現の
一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an expression changing from light cyan to light yellow.

【図7】彩色の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of coloring.

【図8】着色された樹脂等の吐出パターンを変化させる
例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which a discharge pattern of a colored resin or the like is changed.

【図9】第1の実施の形態におけるノズルヘッドの構成
の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a configuration of a nozzle head according to the first embodiment.

【図10】第1の実施の形態における同心円状に配置さ
れた複数の吐出ノズルの構成の概念を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a concept of a configuration of a plurality of ejection nozzles arranged concentrically in the first embodiment.

【図11】第1の実施の形態におけるノズルヘッドの構
成の一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration of a nozzle head according to the first embodiment.

【図12】分割ステージの動作を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of a division stage.

【図13】分割ステージを利用する場合の断面データの
一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of cross-sectional data when a division stage is used.

【図14】第2の実施の形態における三次元造形装置を
示す概略図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a three-dimensional printing apparatus according to a second embodiment.

【図15】第2の実施の形態における三次元造形装置の
動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of an operation of the three-dimensional printing apparatus according to the second embodiment.

【図16】第2の実施の形態において得られる三次元造
形物を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a three-dimensional structure obtained in the second embodiment.

【図17】第2の実施の形態において得られる三次元造
形物を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a three-dimensional structure obtained in the second embodiment.

【図18】第2の実施の形態におけるノズルヘッドの構
成の一例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a configuration of a nozzle head according to a second embodiment.

【図19】第2の実施の形態における同心円状に配置さ
れた複数の吐出ノズルの一構成の概念を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a concept of one configuration of a plurality of ejection nozzles arranged concentrically in the second embodiment.

【図20】第2の実施の形態における同心円状に配置さ
れた複数の吐出ノズルの一構成の概念を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating the concept of one configuration of a plurality of ejection nozzles arranged concentrically in the second embodiment.

【図21】第2の実施の形態におけるノズルヘッドの構
成の一例を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a configuration of a nozzle head according to a second embodiment.

【図22】図9のノズルヘッドの構成の変形例を示す図
である。
FIG. 22 is a view showing a modification of the configuration of the nozzle head of FIG. 9;

【図23】従来の三次元造形装置を示す概略図である。FIG. 23 is a schematic view showing a conventional three-dimensional printing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30 三次元造形装置 11 コンピュータ 12 駆動制御部 13 XY方向駆動部 14 Z方向駆動部 15,35 ノズルヘッド 15a〜15e,35a〜35d,36a,36b 吐
出ノズル 18,38 タンク部 19,39 溶融部 20 ステージ 20a 分割ステージ 21,42 三次元造形物 22,43 オーバーハング支持部
10, 30 Three-dimensional modeling device 11 Computer 12 Drive control unit 13 XY-direction drive unit 14 Z-direction drive unit 15, 35 Nozzle head 15a to 15e, 35a to 35d, 36a, 36b Discharge nozzle 18, 38 Tank unit 19, 39 Melting Part 20 stage 20a division stage 21, 42 three-dimensional structure 22, 43 overhang support

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 造形対象物を平行な複数の面で切断した
各断面に対応する層体を、複数の材料を吐出することに
よって形成し、前記層体を順次積層していくことで前記
造形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、 前記複数の材料は、白色の材料と、白色以外の複数色の
材料とを含むことを特徴とする三次元造形装置。
1. A layered body corresponding to each cross-section obtained by cutting a modeling object along a plurality of parallel surfaces is formed by discharging a plurality of materials, and the layered body is sequentially laminated to form the layered body. A three-dimensional printing apparatus for generating a three-dimensional printing object, wherein the plurality of materials include a white material and a plurality of colors other than white.
【請求項2】 請求項1に記載の三次元造形装置におい
て、 前記複数の材料は、白色の樹脂を含むそれぞれ異なる色
成分に着色された複数の樹脂であることを特徴とする三
次元造形装置。
2. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the plurality of materials are a plurality of resins colored with different color components including a white resin. .
【請求項3】 請求項2に記載の三次元造形装置におい
て、 前記複数の樹脂は、黒色の樹脂を含むことを特徴とする
三次元造形装置。
3. The three-dimensional printing apparatus according to claim 2, wherein the plurality of resins include a black resin.
【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の三次元
造形装置において、 前記複数の樹脂は、イエローに着色された樹脂とシアン
に着色された樹脂とマゼンタに着色された樹脂とを含む
ことを特徴とする三次元造形装置。
4. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 2, wherein the plurality of resins include a resin colored yellow, a resin colored cyan, and a resin colored magenta. A three-dimensional printing apparatus characterized by the following.
【請求項5】 請求項1に記載の三次元造形装置におい
て、 前記複数の材料は、造形用の樹脂と、白色を含むそれぞ
れ異なる色成分で構成される複数色のインクとを含むこ
とを特徴とする三次元造形装置。
5. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the plurality of materials include a modeling resin and a plurality of colors of ink including different color components including white. 3D modeling equipment.
【請求項6】 請求項5に記載の三次元造形装置におい
て、 前記複数色のインクは、黒色のインクを含むことを特徴
とする三次元造形装置。
6. The three-dimensional printing apparatus according to claim 5, wherein the plurality of colors of ink include black ink.
【請求項7】 請求項5または請求項6に記載の三次元
造形装置において、 前記複数色のインクは、イエローのインクとシアンのイ
ンクとマゼンタのインクとを含むことを特徴とする三次
元造形装置。
7. The three-dimensional printing apparatus according to claim 5, wherein the plurality of color inks include yellow ink, cyan ink, and magenta ink. apparatus.
【請求項8】 造形対象物を平行な複数の面で切断した
各断面に対応する層体を、所定の材料を吐出することに
よって形成し、前記層体を順次積層していくことで前記
造形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、 前記各断面ごとに彩色情報を生成する工程と、 白色の材料と白色以外の複数色の材料とを含む複数の材
料を個別に吐出する吐出ノズルと前記複数の材料を順次
積層していくステージとを、相対的に移動させつつ、前
記彩色情報に基づいて前記吐出ノズルから前記複数の材
料を吐出させる工程と、を有することを特徴とする三次
元造形方法。
8. A layered body corresponding to each section obtained by cutting the object to be formed at a plurality of parallel planes is formed by discharging a predetermined material, and the layered body is sequentially laminated to form the layered body. A three-dimensional modeling method for generating a three-dimensional molded object of an object, comprising: a step of generating coloring information for each of the cross sections; and a method of individually separating a plurality of materials including a white material and a material of a plurality of colors other than white. Discharging the plurality of materials from the discharge nozzles based on the coloring information while relatively moving a discharge nozzle that discharges the ink and a stage that sequentially stacks the plurality of materials. A three-dimensional modeling method characterized by the following.
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713125B1 (en) 2002-03-13 2004-03-30 3D Systems, Inc. Infiltration of three-dimensional objects formed by solid freeform fabrication
US7535546B2 (en) 2003-05-14 2009-05-19 Seiko Epson Corporation Liquid droplet discharging method, and liquid droplet discharging apparatus
CN104890249A (en) * 2015-07-07 2015-09-09 杭州先临三维科技股份有限公司 3D (three-dimensional) printing device with multiple spray nozzles and printing method thereof
CN105082539A (en) * 2015-07-30 2015-11-25 范春潮 Rapid color 3D printing device
CN105082538A (en) * 2015-07-30 2015-11-25 范春潮 Sprayer assembly on quick color 3D printing device
CN105172136A (en) * 2015-07-30 2015-12-23 范春潮 Method for carrying out rapid printing through color three-dimensional printing device
JP2016011331A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 セイコーエプソン株式会社 Ink, ink set, three-dimensional molded article, and method for manufacturing three-dimensional molded article
JP2016168750A (en) * 2015-03-13 2016-09-23 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional molding apparatus, production method, and computer program
WO2016175748A1 (en) * 2015-04-27 2016-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional (3d) printing
CN106103054A (en) * 2014-03-10 2016-11-09 微软技术许可有限责任公司 Manufacture panchromatic three dimensional object
WO2016190342A1 (en) * 2015-05-25 2016-12-01 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molded object production method and molding device
WO2016190341A1 (en) * 2015-05-25 2016-12-01 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molded object production method and molding device
WO2017007486A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects with target surface roughness
JP2017222176A (en) * 2011-11-17 2017-12-21 ストラタシス リミテッド System and method for fabricating body part model using multi-material additive manufacturing
CN107530971A (en) * 2015-09-28 2018-01-02 惠普发展公司,有限责任合伙企业 Temperature in increasing material manufacturing system determines
JP2020026092A (en) * 2018-08-13 2020-02-20 株式会社ミマキエンジニアリング Shaping device, shaping method, and shaped article
JP2021045911A (en) * 2019-09-19 2021-03-25 株式会社ミマキエンジニアリング Molding apparatus and molding method
CN115946346A (en) * 2023-03-15 2023-04-11 杭州极筑科技有限公司 Color polymer 3D printing process method adopting color addition and subtraction method
WO2023058087A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-13 株式会社ニコン Data generation method, manufacturing method, processing method, data generation device, computer program, recording medium, and display method

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713125B1 (en) 2002-03-13 2004-03-30 3D Systems, Inc. Infiltration of three-dimensional objects formed by solid freeform fabrication
US7535546B2 (en) 2003-05-14 2009-05-19 Seiko Epson Corporation Liquid droplet discharging method, and liquid droplet discharging apparatus
JP2017222176A (en) * 2011-11-17 2017-12-21 ストラタシス リミテッド System and method for fabricating body part model using multi-material additive manufacturing
KR102176893B1 (en) 2011-11-17 2020-11-12 스트라타시스 엘티디. A physical reconstruction of a body part
KR20190142784A (en) * 2011-11-17 2019-12-27 스트라타시스 엘티디. A physical reconstruction of a body part
US10539950B2 (en) 2014-03-10 2020-01-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Fabricating full color three-dimensional objects
CN106103054A (en) * 2014-03-10 2016-11-09 微软技术许可有限责任公司 Manufacture panchromatic three dimensional object
JP2016011331A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 セイコーエプソン株式会社 Ink, ink set, three-dimensional molded article, and method for manufacturing three-dimensional molded article
US9931788B2 (en) 2015-03-13 2018-04-03 Seiko Epson Corporation Three-dimensional modeling apparatus and manufacturing method
JP2016168750A (en) * 2015-03-13 2016-09-23 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional molding apparatus, production method, and computer program
WO2016175748A1 (en) * 2015-04-27 2016-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional (3d) printing
US10434709B2 (en) 2015-04-27 2019-10-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional (3D) printing
JP2016215576A (en) * 2015-05-25 2016-12-22 株式会社ミマキエンジニアリング Production method and molding device of three-dimensional molded product
JP2016215577A (en) * 2015-05-25 2016-12-22 株式会社ミマキエンジニアリング Production method for three-dimensional molded article, and molding device
WO2016190342A1 (en) * 2015-05-25 2016-12-01 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molded object production method and molding device
WO2016190341A1 (en) * 2015-05-25 2016-12-01 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molded object production method and molding device
CN104890249A (en) * 2015-07-07 2015-09-09 杭州先临三维科技股份有限公司 3D (three-dimensional) printing device with multiple spray nozzles and printing method thereof
CN104890249B (en) * 2015-07-07 2017-03-29 杭州先临三维科技股份有限公司 It is a kind of that there is multi-jet 3D printing equipments and its Method of printing
WO2017007486A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects with target surface roughness
US11014306B2 (en) 2015-07-09 2021-05-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects with target surface roughness
CN105172136A (en) * 2015-07-30 2015-12-23 范春潮 Method for carrying out rapid printing through color three-dimensional printing device
CN105082539B (en) * 2015-07-30 2018-02-27 范春潮 A kind of fast colourful 3D printing device
CN105082538A (en) * 2015-07-30 2015-11-25 范春潮 Sprayer assembly on quick color 3D printing device
CN105082539A (en) * 2015-07-30 2015-11-25 范春潮 Rapid color 3D printing device
CN107530971B (en) * 2015-09-28 2019-11-05 惠普发展公司,有限责任合伙企业 Temperature in increasing material manufacturing system determines
CN107530971A (en) * 2015-09-28 2018-01-02 惠普发展公司,有限责任合伙企业 Temperature in increasing material manufacturing system determines
JP2020026092A (en) * 2018-08-13 2020-02-20 株式会社ミマキエンジニアリング Shaping device, shaping method, and shaped article
JP7079692B2 (en) 2018-08-13 2022-06-02 株式会社ミマキエンジニアリング Modeling equipment and modeling method
JP2021045911A (en) * 2019-09-19 2021-03-25 株式会社ミマキエンジニアリング Molding apparatus and molding method
JP7271379B2 (en) 2019-09-19 2023-05-11 株式会社ミマキエンジニアリング Modeling apparatus and modeling method
WO2023058087A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-13 株式会社ニコン Data generation method, manufacturing method, processing method, data generation device, computer program, recording medium, and display method
CN115946346A (en) * 2023-03-15 2023-04-11 杭州极筑科技有限公司 Color polymer 3D printing process method adopting color addition and subtraction method

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