JP2002292748A - Colored three-dimensional forming system and method, data processing device for colored three-dimensional forming and method, data processing program for colored three-dimensional forming, and recording medium having data processing program recorded thereon - Google Patents

Colored three-dimensional forming system and method, data processing device for colored three-dimensional forming and method, data processing program for colored three-dimensional forming, and recording medium having data processing program recorded thereon

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JP2002292748A
JP2002292748A JP2001096150A JP2001096150A JP2002292748A JP 2002292748 A JP2002292748 A JP 2002292748A JP 2001096150 A JP2001096150 A JP 2001096150A JP 2001096150 A JP2001096150 A JP 2001096150A JP 2002292748 A JP2002292748 A JP 2002292748A
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Japan
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data
color
coloring
creating
colored
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JP2001096150A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Kubo
直樹 久保
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a colored three-dimensional forming system which can manufacture a formed object the color tone of which is always stable. SOLUTION: The system forms a powder material layer 80 on a forming stage 52, applies a binder to prescribed areas of powder layers based on shape data, forms a bond body 82 of a powder material by curing the binder, and gives a coloring agent based on color data. By repeating these processes for the powder layers formed in turn, a colored three-dimensional object 84 is formed. The system, concerning conditions which change the color reproduction of the object, further has a color correction table expressing the relationship between the color data and the coloring properties of the object colored on the basis of the color data and corrects the color data for giving the coloring agent on the basis of the table.

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】本発明は、三次元造形システ
ム及び方法に関し、特に、所定の材料の層を順次積層す
るとともに、各材料層ごとに着色を行うことにより彩色
された造形物を作成する彩色三次元造形システム及び方
法に関する。本発明はまた、色彩データを処理して所望
の色彩が施された三次元造形物を作成するためのデータ
処理装置及び方法に関する。本発明はさらに、彩色三次
元造形用のデータ処理プログラム、及び該データ処理プ
ログラムを記録した記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional printing system and method, and more particularly to a method of forming a colored printed object by sequentially stacking layers of a predetermined material and coloring each material layer. The present invention relates to a coloring three-dimensional printing system and method. The present invention also relates to a data processing apparatus and method for processing color data to create a three-dimensional structure having a desired color. The present invention further relates to a data processing program for coloring three-dimensional printing, and a recording medium on which the data processing program is recorded.

【0002】[0002]

【発明の背景】従来の三次元造形装置においては、粉体
材料の薄層を形成し、これに対して、乾燥して硬化する
バインダを例えばインクジェットのヘッドを利用して塗
布し、これにより粉体材料の結合体を形成する工程を繰
り返すことで三次元造形物を造形するものがある。この
三次元造形装置では、例えば、次のような動作が行わ
れ、三次元造形物が作成される。
BACKGROUND OF THE INVENTION In a conventional three-dimensional printing apparatus, a thin layer of a powder material is formed, and a binder which is dried and hardened is applied using, for example, an ink jet head. In some cases, a three-dimensional structure is formed by repeating a process of forming a combined body material. In this three-dimensional printing apparatus, for example, the following operation is performed, and a three-dimensional printing object is created.

【0003】まず、ローラ機構などにより石膏や澱粉の
粉体材料を薄層に均一に拡げる。次に、この粉体材料の
薄層において造形すべき領域にインクジェットのヘッド
を走査し、乾燥で硬化するバインダを塗布する。このバ
インダが塗布された領域の粉体材料は下層、あるいは隣
接する硬化領域と結合する。造形が完了するまで、粉体
材料の薄層を順次形成し、バインダを塗布する工程を繰
り返す。造形が完了すれば、バインダが塗布されない領
域の粉体材料を除去することで、バインダで結合された
三次元造形物を取り出せることとなる。
First, a gypsum or starch powder material is uniformly spread in a thin layer by a roller mechanism or the like. Next, an inkjet head is scanned over a region to be formed in the thin layer of the powder material, and a binder that is cured by drying is applied. The powder material in the area where the binder is applied is combined with the lower layer or the adjacent cured area. Until the modeling is completed, the steps of sequentially forming a thin layer of the powder material and applying the binder are repeated. When the shaping is completed, the three-dimensional structure bonded by the binder can be taken out by removing the powder material in the region where the binder is not applied.

【0004】あるいは、本出願人による例えば特願20
01−30888における三次元造形装置は、バインダ
として紫外線硬化樹脂を用い、バインダ塗布後に紫外線
を照射することで粉体材料を結合する。
[0004] Alternatively, for example, Japanese Patent Application No.
The three-dimensional modeling apparatus in 01-30888 uses an ultraviolet curing resin as a binder, and irradiates ultraviolet rays after applying the binder to bond the powder material.

【0005】ところで、本発明者らは、表面に色彩が施
された造形物を造形する方法を検討している。彩色すべ
き色が単色であったり表面に施される画像が単純であれ
ば、造形物を造形した後に人間の手により彩色処理を行
うことが可能であるが、色の配置や画像が複雑な場合
は、人間が彩色処理を行うのは難しいだけでなく、凹凸
のある造形物に対し自動的に色彩を施すことは極めて困
難である(例えば、造形物表面とインクジェットヘッド
との距離を任意の位置で一定に保つのは困難であ
る。)。
By the way, the present inventors are studying a method of forming a shaped article having a surface colored. If the color to be colored is a single color or the image applied to the surface is simple, it is possible to perform coloring processing by human hands after modeling the object, but the arrangement of colors and images are complicated. In this case, not only is it difficult for a human to perform the coloring process, but also it is extremely difficult to automatically apply a color to a shaped object having irregularities (for example, the distance between the surface of the shaped object and the inkjet head is arbitrary). It is difficult to keep it constant in position.)

【0006】そこで、本発明者らは、粉体材料の層ごと
に、硬化した粉体材料に対しインク等の着色剤を付与す
ることで、色彩が施された造形物を作成できると考えて
いる。このような彩色は通常、造形すべき対象物の三次
元画像データから着色剤を付与する彩色領域を示すデー
タ(以下、色彩データという。)を作成した上で、該色
彩データに基づいて行われる。
Therefore, the present inventors have considered that a colored molded article can be produced by applying a coloring agent such as ink to the cured powder material for each layer of the powder material. I have. Such coloring is usually performed based on three-dimensional image data of an object to be formed, after creating data indicating a coloring region to which a coloring agent is applied (hereinafter referred to as color data). .

【0007】しかしながら、本発明者の検討により、同
一の三次元画像データを用いても造形に使用される材料
等の条件が異なると、作成された造形物の色調が目的と
する色調と異なり、したがって所望の彩色造形物を作成
することが困難であることがわかった。
However, according to the study of the present inventor, if the conditions such as the materials used for modeling are different even if the same three-dimensional image data is used, the color tone of the formed object differs from the target color tone. Therefore, it was found that it was difficult to create a desired colored object.

【0008】そこで、本発明の目的は、常に色調が安定
した造形物を作成することのできる色彩三次元造形シス
テム及び方法を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a color three-dimensional modeling system and a method capable of always producing a molded article having a stable color tone.

【0009】本発明の別の目的は、色彩データを処理し
て所望の色彩が施された三次元造形物を作成するための
データ処理装置及び方法を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a data processing apparatus and method for processing color data to create a three-dimensional object having a desired color.

【0010】本発明のさらに別の目的は、色彩データを
処理して所望の色彩が施された三次元造形物を作成する
ためのデータ処理プログラム、及び該データ処理プログ
ラムを記録した記録媒体を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a data processing program for processing color data to create a three-dimensional structure having a desired color, and a recording medium on which the data processing program is recorded. It is to be.

【0011】[0011]

【発明の概要】上記目的を達成するために、本発明に係
る彩色三次元造形システムは、所定材料の層を順次積層
するとともに、各材料層ごとに着色を行うことにより彩
色された造形物を作成する彩色三次元造形システムにお
いて、前記材料の層を順次形成する層形成手段と、各材
料層の彩色領域に着色剤を付与する着色手段と、三次元
造形物を表出するための各材料層に対応した複数の断面
データを作成する断面データ作成手段とを備え、各断面
データは形状データ及び色彩データを有し、層形成手段
は、形状データに基づいて、各材料層を形成し、着色手
段は、色彩データに基づいて、各材料層の彩色領域に着
色剤を付与し、彩色三次元造形システムはさらに、造形
物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩データ
と該データを基に彩色される造形物の発色性との関係を
表わす色補正テーブルを記憶する記憶手段と、色補正テ
ーブルを基に、断面データ作成手段により作成された色
彩データを補正する補正手段とを備えることを特徴とす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, a coloring three-dimensional printing system according to the present invention sequentially stacks layers of a predetermined material and performs coloring for each material layer to form a colored printing object. In the coloring three-dimensional printing system to be created, a layer forming means for sequentially forming layers of the material, a coloring means for applying a coloring agent to a coloring region of each material layer, and each material for expressing a three-dimensional printing object Cross-sectional data creating means for creating a plurality of cross-sectional data corresponding to the layer, each cross-sectional data has shape data and color data, the layer forming means forms each material layer based on the shape data, The coloring means applies a coloring agent to a coloring region of each material layer based on the color data, and the coloring three-dimensional printing system further uses the color data and the data for conditions that cause a change in the color reproduction of the printed object. To Storage means for storing a color correction table representing the relationship with the coloring property of the shaped object to be colored; andcorrection means for correcting the color data created by the cross-section data creation means based on the color correction table. It is a feature.

【0012】色再現に変動をもたらす条件は、例えば、
造形物を構成するための前記材料あるいは着色剤であ
る。
Conditions that cause a change in color reproduction include, for example,
The above-mentioned material or coloring agent for forming a modeled object.

【0013】また、着色手段として、各材料層に対し略
垂直な方向から着色剤を吐出するインクジェットヘッド
を用いる場合、色再現に変動をもたらす条件としてさら
に、積層方向の方向ベクトルと形成されるべき造形物表
面の外向きの法線ベクトルとのなす角が挙げられる。
When an ink jet head for discharging a colorant from a direction substantially perpendicular to each material layer is used as a coloring means, a direction vector in a laminating direction should be further formed as a condition for causing variation in color reproduction. An angle between the object surface and the outward normal vector is given.

【0014】本発明に係る彩色三次元造形方法は、所定
材料の層を順次積層するとともに、各材料層ごとに着色
を行うことにより彩色された造形物を作成する彩色三次
元造形方法において、前記材料の層を順次形成する層形
成工程と、各材料層の彩色領域に着色剤を付与する着色
工程と、三次元造形物を表出するための各材料層に対応
した複数の断面データを作成する断面データ作成工程と
を含み、各断面データは形状データ及び色彩データを有
し、層形成工程において、形状データに基づいて、各材
料層が形成され、着色工程において、色彩データに基づ
いて、各材料層の彩色領域に着色剤が付与され、彩色三
次元造形方法はさらに、造形物の色再現に変動をもたら
す条件について、色彩データと該データを基に彩色され
る造形物の発色性との関係を表わす色補正テーブルを基
に、断面データ作成工程において作成された色彩データ
を補正する工程を含むことを特徴とするものである。
[0014] The coloring three-dimensional printing method according to the present invention is a coloring three-dimensional printing method for sequentially forming layers of a predetermined material and coloring each material layer to create a colored printed object. A layer forming step of sequentially forming layers of materials, a coloring step of applying a coloring agent to a colored region of each material layer, and creating a plurality of cross-sectional data corresponding to each material layer for expressing a three-dimensional structure. Cross-sectional data creating step, each cross-sectional data has shape data and color data, in the layer forming step, each material layer is formed based on the shape data, in the coloring step, based on the color data, A coloring agent is applied to the coloring area of each material layer, and the coloring three-dimensional printing method further includes a color data and a color developing property of the printing article colored based on the data for a condition that causes variation in color reproduction of the printing article. Relation based on the color correction table representing the and is characterized in that it comprises a step of correcting the color data generated in the cross-section data producing step.

【0015】本発明に係るデータ処理装置は、所定材料
の層を順次積層するとともに、各材料層ごとに着色を行
うことにより彩色された造形物を作成する彩色三次元造
形システムに用いるデータ処理装置において、三次元造
形物を表出するための各材料層に対応した複数の断面デ
ータを作成する断面データ作成手段を備え、各断面デー
タは形状データ及び色彩データを有し、形状データは、
各材料層を形成するために用いられ、色彩データは、各
材料層の着色を行うために用いられ、データ処理装置は
さらに、造形物の色再現に変動をもたらす条件につい
て、色彩データと該データを基に彩色される造形物の発
色性との関係を表わす色補正テーブルを記憶する記憶手
段と、色補正テーブルを基に、断面データ作成手段によ
り作成された色彩データを補正する補正手段とを備える
ことを特徴とするものである。
A data processing apparatus according to the present invention is used in a coloring three-dimensional printing system for forming a colored printed object by sequentially stacking layers of a predetermined material and coloring each material layer. In, comprises a cross-sectional data creating means for creating a plurality of cross-sectional data corresponding to each material layer for expressing a three-dimensional structure, each cross-sectional data has shape data and color data, the shape data,
The color data is used to form each material layer, the color data is used to color each material layer, and the data processing device further includes color data and the data on conditions that cause variation in the color reproduction of the modeled object. Storage means for storing a color correction table representing the relationship with the color development of a modeled object based on the color correction table, and correction means for correcting the color data created by the cross-section data creation means based on the color correction table. It is characterized by having.

【0016】本発明に係るデータ処理方法は、所定材料
の層を順次積層するとともに、各材料層ごとに着色を行
うことにより彩色された造形物を作成する彩色三次元造
形システムに用いるデータ処理方法において、三次元造
形物を表出するための各材料層に対応した複数の断面デ
ータを作成する断面データ作成工程を含み、各断面デー
タは形状データ及び色彩データを有し、形状データは、
各材料層を形成するために用いられ、色彩データは、各
材料層の着色を行うために用いられ、データ処理方法は
さらに、造形物の色再現に変動をもたらす条件につい
て、色彩データと該データを基に彩色される造形物の発
色性との関係を表わす色補正テーブルを基に、断面デー
タ作成工程において作成された色彩データを補正する補
正工程を含むことを特徴とするものである。
The data processing method according to the present invention is a data processing method used in a coloring three-dimensional printing system for creating a colored printing object by sequentially stacking layers of a predetermined material and coloring each material layer. In, includes a cross-sectional data creating step of creating a plurality of cross-sectional data corresponding to each material layer for expressing a three-dimensional structure, each cross-sectional data has shape data and color data, the shape data,
The color data is used to form each material layer, the color data is used to color each material layer, and the data processing method further includes color data and the data for conditions that cause variations in the color reproduction of the modeled object. And a correction step of correcting the color data created in the cross-section data creation step based on a color correction table representing the relationship with the coloring property of the modeled object colored based on the color data.

【0017】本発明に係るデータ処理用プログラムは、
所定材料の層を順次積層するとともに、各材料層ごとに
着色を行うことにより彩色された造形物を作成する彩色
三次元造形システムに用いるデータ処理用プログラムに
おいて、彩色三次元造形システムは、三次元造形物を表
出するための各材料層に対応した複数の断面データを作
成する断面データ作成手段を備え、各断面データは形状
データ及び色彩データを有し、形状データは、各材料層
を形成するために用いられ、色彩データは、各材料層の
着色を行うために用いられ、彩色三次元造形システムは
さらに、造形物の色再現に変動をもたらす条件につい
て、色彩データと該データを基に彩色される造形物の発
色性との関係を表わす色補正テーブルを予め記憶する記
憶手段と、色補正テーブルを基に、断面データ作成工程
において作成された色彩データを補正する補正手段とを
備え、データ処理用プログラムは、断面データ作成手段
に、造形物の三次元画像データを所定ピッチでスライス
した複数の断面データを作成させ、記憶手段において記
録された前記色補正テーブルを読み出し、この色補正テ
ーブルを基に、補正手段に、断面データ作成手段が作成
した色彩データを補正させることを特徴とするものであ
る。
The data processing program according to the present invention comprises:
In a data processing program used for a coloring three-dimensional modeling system that sequentially creates layers of a predetermined material and creates a colored modeling object by coloring each material layer, the coloring three-dimensional modeling system includes three-dimensional modeling. Cross-section data generating means for generating a plurality of cross-section data corresponding to each material layer for expressing a modeled object is provided, each cross-section data has shape data and color data, and the shape data forms each material layer. The color data is used for coloring each material layer, and the coloring three-dimensional printing system further uses the color data and the data for conditions that cause variation in the color reproduction of the printed object. A storage means for storing in advance a color correction table representing a relationship with the coloring property of a shaped object to be colored, and a color correction table generated in a cross-section data generation step based on the color correction table. Correction means for correcting the chromatic data, the data processing program causes the cross-section data creation means to create a plurality of cross-section data obtained by slicing the three-dimensional image data of the modeled object at a predetermined pitch, and is recorded in the storage means. The color correction table is read out, and based on the color correction table, the correction means corrects the color data created by the cross-section data creation means.

【0018】本発明に係る記録媒体は、本発明に係るデ
ータ処理用プログラムが記録された記録媒体であること
を特徴とする。
The recording medium according to the present invention is characterized in that it is a recording medium on which the data processing program according to the present invention is recorded.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0020】本発明に係る三次元造形システムの全体的
な構成を図1に示す。この三次元造形システム1は、造
形対象物の彩色造形を行う三次元造形装置100と、三
次元造形装置100に対して制御信号及び造形対象物の
断面画像に関する二次元画像データを供給するホストコ
ンピュータ2とから構成されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of the three-dimensional printing system according to the present invention. The three-dimensional modeling system 1 includes a three-dimensional modeling apparatus 100 that performs coloring modeling of a modeling object, and a host computer that supplies a control signal and two-dimensional image data relating to a cross-sectional image of the modeling object to the three-dimensional modeling apparatus 100. And 2.

【0021】三次元造形装置100は、後述するように
所定の粉体材料にバインダとして紫外線硬化樹脂を塗布
し、紫外線を照射することにより粉体材料を結合させ、
さらにカラーインクによる彩色を行うことによりカラー
の粉体材料の結合体を順次形成していき、最終的な結合
体として彩色された造形物を作成するものである。
The three-dimensional printing apparatus 100 applies an ultraviolet curable resin as a binder to a predetermined powder material as described later, and irradiates the ultraviolet light to bond the powder material.
Further, by performing coloring with color ink, a combined body of the color powder materials is sequentially formed, and a colored molded article is created as a final combined body.

【0022】ホストコンピュータ2は、制御部2a、デ
ィスプレイ2b、キーボード2c、及びマウス2dを含
んで構成されるいわゆる一般的なコンピュータシステム
である。制御部2aには、予め入力されている三次元造
形対象物の三次元画像データを、所定のピッチで例えば
水平方向に関してスライスして得られる断面データを作
成する処理を行うプログラムが搭載されている。このた
め、ホストコンピュータ2は、造形対象物の三次元画像
データから造形すべき対象物の断面データ(二次元画像
データ)を作成することができ、その作成された断面デ
ータを三次元造形装置100に供給する。断面データは
さらに、造形に使用される粉体材料などの条件に応じて
補正されるが、これについては後述する。
The host computer 2 is a so-called general computer system including a control unit 2a, a display 2b, a keyboard 2c, and a mouse 2d. The control unit 2a is loaded with a program for performing a process of creating cross-sectional data obtained by slicing three-dimensional image data of a three-dimensional modeling object input in advance at a predetermined pitch, for example, in the horizontal direction. . For this reason, the host computer 2 can create the cross-sectional data (two-dimensional image data) of the object to be modeled from the three-dimensional image data of the modeling object, and converts the created cross-sectional data into the three-dimensional modeling apparatus 100. To supply. The cross-sectional data is further corrected according to conditions such as a powder material used for modeling, which will be described later.

【0023】また、制御部2aには、造形物の測色を行
う測色計104が接続されている。この装置104は、
後述する色補正テーブルを作成するのに使用するもので
ある。
The control unit 2a is connected to a colorimeter 104 for performing colorimetry on a modeled object. This device 104
This is used to create a color correction table described later.

【0024】なお、ホストコンピュータ2が三次元造形
装置100に対し三次元画像データを供給するのみで、
三次元造形装置100側において、三次元画像データか
ら断面データを作成するようにしてもよい(後述の表1
(d)参照)。
The host computer 2 only supplies three-dimensional image data to the three-dimensional printing apparatus 100.
On the side of the three-dimensional printing apparatus 100, cross-sectional data may be created from three-dimensional image data (see Table 1 below).
(D)).

【0025】ホストコンピュータ2と三次元造形装置1
00との間では、オンラインによるデータ等の受け渡し
が可能であるとともに、可搬型の記録メディア3を用い
たオフラインによるデータ等の受け渡しも可能である。
記録メディアとしては光磁気ディスク(MO)、コンパ
クトディスク(CD−RW)、ディジタルビデオディス
ク(DVD−RAM)、メモリカード等がある。
Host computer 2 and three-dimensional printing apparatus 1
Between 00 and 00, data and the like can be transferred online, and data and the like can be transferred offline using the portable recording medium 3.
Recording media include a magneto-optical disk (MO), a compact disk (CD-RW), a digital video disk (DVD-RAM), and a memory card.

【0026】次に三次元造形装置100の一実施形態に
ついて説明する。図2は、三次元造形装置100の外観
を示す斜視図である。三次元造形装置100は、制御部
20、粉体供給部30、粉体伸展・バインダである紫外
線硬化樹脂の塗布・紫外線照射・カラーインク塗布を行
うヘッド部40、及び造形部50(これら制御部20、
粉体供給部30、ヘッド部40、及び造形部50は後述
する。)が内蔵されたハウジング10と、ハウジング上
部側に設けられた造形部50を覆うカバー10aとを備
えている。
Next, an embodiment of the three-dimensional printing apparatus 100 will be described. FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of the three-dimensional printing apparatus 100. The three-dimensional modeling apparatus 100 includes a control unit 20, a powder supply unit 30, a head unit 40 that performs application, ultraviolet irradiation, and color ink application of an ultraviolet curable resin as a powder extension / binder, and a modeling unit 50 (these control units 20,
The powder supply unit 30, the head unit 40, and the modeling unit 50 will be described later. ) Is provided, and a cover 10a that covers the modeling portion 50 provided on the upper side of the housing is provided.

【0027】カバー10aは、ガラスやアクリル樹脂等
の透明な材質で形成されており、造形中の状況を視認す
ることができるように構成されている。また、このカバ
ー10aには、造形時に照射される紫外線を遮光する処
理が施されている。さらに、造形中にカバー10aを開
けると、即時に紫外線照射を停止し、ヘッド部40が所
定の位置で待機するようにしてある。
The cover 10a is formed of a transparent material such as glass or acrylic resin, and is configured so that the situation during molding can be visually recognized. Further, the cover 10a is subjected to a process of shielding ultraviolet rays emitted during molding. Further, when the cover 10a is opened during the molding, the ultraviolet irradiation is immediately stopped, and the head unit 40 waits at a predetermined position.

【0028】ハウジング10の前面側には液晶ディスプ
レイ(LCD)11、操作スイッチ12、記録メディア
3の着脱口13が配置されており、また側面にはディジ
タル入出力端子14が設けられている。液晶ディスプレ
イ11は、操作入力を行う際の操作案内画面の表示手
段、及び三次元造形装置100の動作状況を表示する手
段として用いられる。ディジタル入出力端子14は、R
S232C端子やSCSI端子あるいはIEEE139
4端子等の汎用の端子である。
A liquid crystal display (LCD) 11, operation switches 12, and an opening 13 for the recording medium 3 are arranged on the front side of the housing 10, and a digital input / output terminal 14 is provided on the side. The liquid crystal display 11 is used as a means for displaying an operation guide screen when performing an operation input and a means for displaying the operation status of the three-dimensional printing apparatus 100. The digital input / output terminal 14
S232C terminal, SCSI terminal or IEEE139
It is a general-purpose terminal such as four terminals.

【0029】図3は、三次元造形装置100の造形処理
を行う主要部である、粉体供給部30、ヘッド部40、
及び造形部50を示す。
FIG. 3 shows a main part of the three-dimensional molding apparatus 100 which performs a molding process, that is, a powder supply section 30, a head section 40,
And the modeling part 50 are shown.

【0030】図4に示すように、粉体供給部30は、粉
体31を貯蔵する機能と、粉体31をヘッド部40の二
次ホッパ471(図5)に所定量供給する機能を備えて
いる。粉体供給部30は、一次ホッパ32、ロータ3
3、及びアジテータ34を備えており、ロータ33の回
転数を制御することにより、二次ホッパ471に供給す
る粉体の量を制御するようにしてある。アジテータ34
は、回転することにより、粉体31がブロッキングする
のを防止するようになっている。粉体31については、
発色を良くするため、白色のものを使用するのが好まし
い。白い用紙の上に印刷する場合などにおいては、彩色
箇所のみ有色のインクを塗布することで下地の白色との
バランスで色の階調表現が可能となるが、三次元造形物
の彩色にも同様のことが言えるため、白色の粉体材料を
使用するのが望ましいこととなる。また、本実施形態で
は、粉体供給部30としてロータリ式の供給機構を示し
ているが、振動式や回転羽根式あるいはベルト式などの
供給機構でもよい。
As shown in FIG. 4, the powder supply unit 30 has a function of storing the powder 31 and a function of supplying a predetermined amount of the powder 31 to the secondary hopper 471 (FIG. 5) of the head unit 40. ing. The powder supply unit 30 includes a primary hopper 32, a rotor 3
3 and an agitator 34, and the amount of powder supplied to the secondary hopper 471 is controlled by controlling the number of rotations of the rotor 33. Agitator 34
Is adapted to prevent the powder 31 from blocking due to rotation. Regarding the powder 31,
In order to improve the color development, it is preferable to use a white color. When printing on white paper, for example, applying colored ink only to the colored areas enables gradation expression of the color in balance with the white background, but the same applies to the coloring of three-dimensional objects. Therefore, it is desirable to use a white powder material. Further, in the present embodiment, a rotary supply mechanism is shown as the powder supply unit 30, but a supply mechanism of a vibration type, a rotating blade type, a belt type, or the like may be used.

【0031】図5に示すように、ヘッド部40は、イン
クジェットヘッド部41、紫外線照射部46及び粉体伸
展部47から構成されている。本実施形態では、ヘッド
部40は、インクジェットヘッド部41、紫外線照射部
46及び粉体伸展部47全体を、水平面内でX方向(図
面左右方向)に関して往復移動させるための1つのX方
向移動部49(図6)により一体で移動するようにして
ある。X方向移動部49は、X方向に伸びるガイドレー
ル(図示せず)に沿って、X方向に往復移動できるよう
にしてある。
As shown in FIG. 5, the head section 40 comprises an ink jet head section 41, an ultraviolet irradiation section 46, and a powder extending section 47. In the present embodiment, the head unit 40 is a single X-direction moving unit for reciprocating the entire inkjet head unit 41, the ultraviolet irradiation unit 46, and the powder extending unit 47 in the X direction (the left-right direction in the drawing) in the horizontal plane. 49 (FIG. 6) to move integrally. The X-direction moving portion 49 is configured to be able to reciprocate in the X direction along a guide rail (not shown) extending in the X direction.

【0032】しかしながら、より細かい移動・速度制御
が必要な場合、インクジェットヘッド部41、紫外線照
射部46、粉体伸展部47それぞれにX方向移動機構を
設け、別々に駆動させるようにしてもよい。
However, when finer movement / speed control is required, an X-direction moving mechanism may be provided in each of the inkjet head unit 41, the ultraviolet irradiation unit 46, and the powder extending unit 47, and may be driven separately.

【0033】インクジェットヘッド部41は、粉体を結
合させるためのバインダとなる紫外線硬化樹脂、及び粉
体の結合体を着色する複数のインクを収容するタンク4
3と、タンク内の紫外線硬化樹脂またはインクを吐出さ
せるノズル44と、タンク43及びノズル44を、X軸
と直交し且つX軸と同一水平面内のY軸方向(紙面表裏
方向)に関して往復移動させるためのインクジェットヘ
ッドY方向移動部45とを備えている。Y方向移動部4
5は、X方向移動部49とともにX方向に移動できるY
方向に伸びるガイドレール(図示せず)に沿って、Y方
向に往復移動できるようにしてある。
The ink jet head unit 41 includes a tank 4 containing an ultraviolet curable resin serving as a binder for binding the powder, and a plurality of inks for coloring the combined powder.
3, a nozzle 44 for discharging the ultraviolet curable resin or ink in the tank, and a reciprocating movement of the tank 43 and the nozzle 44 in the Y-axis direction (front and back directions on the paper surface) orthogonal to the X axis and in the same horizontal plane as the X axis. And an ink jet head Y-direction moving unit 45 for the purpose. Y direction moving unit 4
5 is a Y that can move in the X direction together with the X direction moving section 49.
It is designed to be able to reciprocate in the Y direction along a guide rail (not shown) extending in the direction.

【0034】さらに詳しくは、タンク43は、それぞれ
異なる色のインクを収容する複数のタンク(この例では
4つのタンク)43a〜43dと、紫外線硬化樹脂用タ
ンク43eとを備えている。具体的には、それぞれのタ
ンク43a〜43dには、Y(イエロー)、M(マゼン
タ)、C(シアン)の3原色およびW(ホワイト)のイ
ンクが収容されている。着色剤である各インクは、粉体
材料と結合しても変色しないものであり、長時間経過し
ても変色・退色しないものを使用するのが望ましい。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(階調)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。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、三次元造形の材料
となる粉体の色が白色でないような場合には、白色のイ
ンクを使用することが特に有効となる。
More specifically, the tank 43 includes a plurality of tanks (four tanks in this example) 43a to 43d each containing ink of a different color, and a tank 43e for ultraviolet curable resin. Specifically, the three primary colors Y (yellow), M (magenta), and C (cyan) and W (white) ink are stored in the respective tanks 43a to 43d. Each ink that is a colorant does not discolor even when combined with the powder material, and it is desirable to use an ink that does not discolor or fade even after a long time. 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 light and shade (gradation), it is necessary to eject white ink in addition to the three primary colors and mix the colors. 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 required.
By using only the three colors of C, the shading of each color component can be expressed in principle. However, when the color of the powder used as the material for the three-dimensional printing is not white, it is particularly effective to use a white ink.

【0035】紫外線硬化樹脂用タンク43eには、紫外
線硬化樹脂補充用タンク48が接続され、図示しないポ
ンプにより紫外線硬化樹脂を補充することができる。こ
の紫外線硬化樹脂については、インクジェットヘッドを
用いて吐出が可能なように粘度の低いもの、例えば分子
量の低いアクリルモノマー系の樹脂を利用するのが好ま
しい。なお、紫外線硬化樹脂として、エポキシ系の樹脂
などを利用してもよい。
A tank 48 for replenishing the ultraviolet curable resin is connected to the tank 43e for the ultraviolet curable resin, and the ultraviolet curable resin can be replenished by a pump (not shown). As the ultraviolet curable resin, it is preferable to use a resin having a low viscosity such as an acrylic monomer resin having a low molecular weight so that the resin can be discharged using an ink jet head. Note that an epoxy-based resin or the like may be used as the ultraviolet curable resin.

【0036】ノズル44は、インクジェットヘッド部4
1の下部に配置され、インクジェットヘッドY方向移動
部45とともに一体となってY方向に関して移動自在と
なっている。ノズル44は、タンク部43のタンク数と
同数の吐出ノズル44a〜44eを備え、各吐出ノズル
44a〜44eはタンク43a〜43eと個別に連結さ
れている。各吐出ノズル44a〜44eは、例えばイン
クジェット方式等で微小な液滴として紫外線硬化樹脂ま
たはインクを吐出するノズルである。各吐出ノズル44
a〜44eによる紫外線硬化樹脂又はインクの吐出は、
インクジェットヘッド駆動部241(図6)によって個
別に制御されており、紫外線硬化樹脂又はインクがノズ
ル44に対向する位置に設けられている造形部50の粉
体層(後述)に付着する。
The nozzle 44 is connected to the ink jet head 4
1 and is movable with respect to the Y direction integrally with the inkjet head Y direction moving section 45. The nozzle 44 includes the same number of discharge nozzles 44a to 44e as the number of tanks in the tank unit 43, and the discharge nozzles 44a to 44e are individually connected to the tanks 43a to 43e. Each of the discharge nozzles 44a to 44e is a nozzle that discharges an ultraviolet curable resin or ink as minute droplets by, for example, an inkjet method. Each discharge nozzle 44
The discharge of the ultraviolet curing resin or ink by a to 44e is as follows.
The ultraviolet curable resin or ink is individually controlled by the inkjet head driving unit 241 (FIG. 6), and adheres to a powder layer (described later) of the modeling unit 50 provided at a position facing the nozzle 44.

【0037】上述したように、インクジェットヘッド部
41は、X方向移動部49及びY方向移動部45によ
り、X軸及びY軸によって規定される平面内で移動でき
るようになっている。X方向移動部49及びY方向移動
部45は、制御部20からの駆動信号に基づいて、イン
クジェットヘッド部41をXY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。そして、イン
クジェットヘッド駆動部241は、XY平面におけるノ
ズル44の位置に応じて複数吐出ノズル44a〜44e
のうちから選択的に紫外線硬化樹脂又はインクの吐出を
行うように制御し、造形部50の粉体層の必要な部分に
紫外線硬化樹脂又はインクを付与するようになってい
る。
As described above, the ink jet head unit 41 can be moved in the plane defined by the X axis and the Y axis by the X direction moving unit 49 and the Y direction moving unit 45. The X-direction moving unit 49 and the Y-direction moving unit 45 can move the inkjet head unit 41 to an arbitrary position within the driving range on the XY plane based on the driving signal from the control unit 20. Then, the inkjet head driving unit 241 performs a plurality of ejection nozzles 44a to 44e in accordance with the position of the nozzle 44 on the XY plane.
The ultraviolet curable resin or the ink is selectively ejected from among them, and the ultraviolet curable resin or the ink is applied to a necessary portion of the powder layer of the modeling section 50.

【0038】なお、各ノズル44a〜44eは、一体と
してでなく独立してX方向及びY方向に移動できるよう
にしてもよい。また、各タンク43a〜43eに対し、
ノズルを図5の紙面表裏方向に沿って複数設けてもよ
い。
The nozzles 44a to 44e may be moved independently in the X and Y directions instead of integrally. Also, for each of the tanks 43a to 43e,
A plurality of nozzles may be provided along the front and back directions in FIG.

【0039】紫外線照射部46は、紫外線を照射するこ
とにより紫外線硬化樹脂を硬化させ、粉体を結合させる
機能を有する。紫外線照射部46は、インクジェットヘ
ッド部41ととともに、X方向移動部49によりX方向
に関して移動することができる。あるいは、上述したよ
うに、独立してX方向に移動できるようにしてもよい。
紫外線照射部46はまた、Y方向移動部242(図6)
によりY方向に関して独立して移動できるようにしてあ
る。紫外線照射部46の光源として例えば紫外線LED
が用いられ、粉体層の必要な部分に対しスポット状に紫
外線が照射されるようにしてある。紫外線照射部の光源
としてY方向に延設された紫外線ランプを用い、紫外線
照射部のY方向の移動を省略してもよい。
The ultraviolet irradiator 46 has a function of irradiating ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin and bind the powder. The ultraviolet irradiation unit 46 can be moved in the X direction by the X direction moving unit 49 together with the inkjet head unit 41. Alternatively, as described above, it may be possible to independently move in the X direction.
The ultraviolet irradiation section 46 also has a Y-direction moving section 242 (FIG. 6).
To allow independent movement in the Y direction. For example, an ultraviolet LED as a light source of the ultraviolet irradiation unit 46
Is used, and a required portion of the powder layer is irradiated with ultraviolet rays in a spot shape. An ultraviolet lamp extending in the Y direction may be used as a light source of the ultraviolet irradiation unit, and the movement of the ultraviolet irradiation unit in the Y direction may be omitted.

【0040】粉体伸展部47は、二次ホッパ471、シ
ャッタ472、ブレード473及び伸展ローラ474か
ら構成される。これらの部材471、472、473、
474は、Y方向に沿って延設されている。粉体伸展部
47は、粉体供給部30から供給された粉体層を一層作
成するのに必要な粉体を二次ホッパ471に収納すると
ともに、所定の位置でシャッタ472を開口し粉体を投
下するようにしてある。X方向移動部49によりX方向
に粉体伸展部47が移動すると、ブレード473、及び
回転している伸展ローラ474により、投下された粉体
を伸展し、均一な粉体の層が作成されるようにしてあ
る。
The powder extending section 47 comprises a secondary hopper 471, a shutter 472, a blade 473, and an extending roller 474. These members 471, 472, 473,
474 extends along the Y direction. The powder extending unit 47 stores the powder necessary for forming one more powder layer supplied from the powder supply unit 30 in the secondary hopper 471, and opens the shutter 472 at a predetermined position to open the powder. Is to be dropped. When the powder extending section 47 is moved in the X direction by the X direction moving section 49, the thrown powder is extended by the blade 473 and the rotating extending roller 474, and a uniform powder layer is created. It is like that.

【0041】図3に戻って、造形部50は、凹状部を有
する造形部本体51、造形部51の凹状部の底面を形成
するように設けられている造形ステージ52、及び造形
ステージ52を(XY平面に直交する)Z方向に移動さ
せるZ方向移動部(造形ステージ昇降機構)53を備え
ている。造形部50は、粉体を用いて造形物を作成する
ためのワーク領域を提供する役目を果たしている。
Returning to FIG. 3, the modeling unit 50 includes a modeling unit main body 51 having a concave portion, a modeling stage 52 provided to form the bottom surface of the concave portion of the modeling portion 51, and a modeling stage 52. A Z-direction moving unit (modeling stage elevating mechanism) 53 for moving in the Z direction (perpendicular to the XY plane) is provided. The modeling unit 50 plays a role of providing a work area for creating a modeled object using powder.

【0042】造形部本体51は、その左上側端部におい
て、一次ホッパ32から二次ホッパ471に粉体を供給
し、その右上側端部において、二次ホッパ471から粉
体を投下し該粉体を一次的に保持するようにしてある。
The modeling unit main body 51 supplies powder from the primary hopper 32 to the secondary hopper 471 at the upper left end thereof, and drops the powder from the secondary hopper 471 at the upper right end thereof. It is designed to hold the body temporarily.

【0043】造形ステージ52は、XY断面において矩
形型の形状を有し、その側面が造形部本体51における
凹状部の垂直内壁51aと接している。
The modeling stage 52 has a rectangular shape in the XY section, and its side surface is in contact with the vertical inner wall 51 a of the concave portion in the modeling portion main body 51.

【0044】Z方向移動部53は、造形ステージ52に
連結された支持棒53aと、支持棒53aを垂直方向に
移動するための駆動部53bとを有しており、支持棒5
3aが、駆動部53bによって垂直方向に移動されるこ
とにより、支持棒53aと連結した造形ステージ52が
Z方向に沿って昇降できるようにしてある。
The Z-direction moving section 53 has a support rod 53a connected to the molding stage 52 and a drive section 53b for moving the support rod 53a in the vertical direction.
The modeling stage 52 connected to the support bar 53a can be moved up and down along the Z direction by moving the 3a in the vertical direction by the driving unit 53b.

【0045】造形ステージ52と造形部本体51の垂直
内壁51aとで形成される直方体状の三次元空間(凹状
部の空間)は、造形物を作成するためのワーク領域とし
て機能する。そして、造形ステージ52上に粉体の薄層
が一層ごとに順次形成されるとともに、一層形成ごとに
紫外線硬化樹脂の吐出、紫外線の照射による該樹脂
の硬化、インクの吐出、のシーケンスを行うことによ
り粉体の必要な部分を接合及び彩色して造形物が作成さ
れるようになっている。
The rectangular three-dimensional space (space of the concave portion) formed by the modeling stage 52 and the vertical inner wall 51a of the modeling section main body 51 functions as a work area for creating a modeling object. Then, a thin layer of powder is sequentially formed for each layer on the modeling stage 52, and a sequence of discharging an ultraviolet curable resin, curing the resin by irradiating ultraviolet rays, and discharging ink is performed for each layer. Accordingly, a required part of the powder is joined and colored to form a modeled object.

【0046】図6は、三次元造形システム1の機能構成
を示すブロック図である。ホストコンピュータ2側で作
成されたデータ等は、ディジタル入出力端子14を経由
してホストコンピュータ2からインターフェース21に
入力したり、あるいは記録メディア3からインターフェ
ース21に入力する。
FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of the three-dimensional printing system 1. Data or the like created on the host computer 2 side is input to the interface 21 from the host computer 2 via the digital input / output terminal 14 or to the interface 21 from the recording medium 3.

【0047】三次元造形装置100を制御する制御部2
0は、汎用コンピュータと同様の機能を有する。システ
ムコントローラ201は、粉体供給部30、ヘッド部4
0、X方向移動部49、及び造形部50に対する制御を
行う。
Control unit 2 for controlling the three-dimensional printing apparatus 100
0 has the same function as a general-purpose computer. The system controller 201 includes the powder supply unit 30, the head unit 4
0, control for the X-direction moving unit 49 and the modeling unit 50 is performed.

【0048】システムコントローラ201は、粉体供給
部30に対しては、ロータ33を駆動する駆動モータ2
31、アジテータ34を駆動する駆動モータ232を制
御する。ヘッド部40に対しては、インクジェットヘッ
ド部41を駆動するインクジェットヘッド駆動部24
1、インクジェットヘッド用のY方向移動部45、粉体
伸展部47、紫外線照射部46の紫外線光源を点灯させ
る点灯制御部243、及び紫外線照射部用のY方向移動
部242を制御する。
The system controller 201 sends a driving motor 2 for driving the rotor 33 to the powder supply section 30.
31, a drive motor 232 for driving the agitator 34 is controlled. For the head unit 40, the inkjet head driving unit 24 that drives the inkjet head unit 41
1. The Y-direction moving unit 45 for the inkjet head, the powder extending unit 47, the lighting control unit 243 for turning on the ultraviolet light source of the ultraviolet irradiation unit 46, and the Y-direction moving unit 242 for the ultraviolet irradiation unit are controlled.

【0049】システムコントローラ201は、X方向移
動部49に対しては、X方向駆動モータ248を制御
し、X方向に関する位置を検出するエンコーダ244、
X方向に関する基準位置を検出するHP(Home Positio
n)センサ245からの信号を受信する。造形部50に対
しては、造形ステージ昇降機構53を駆動する駆動モー
タ251を制御する。
The system controller 201 controls the X-direction moving unit 49 by controlling the X-direction drive motor 248 to detect the position in the X direction.
HP (Home Positio) that detects a reference position in the X direction
n) Receive a signal from the sensor 245. For the modeling unit 50, a drive motor 251 that drives the modeling stage elevating mechanism 53 is controlled.

【0050】また、システムコントローラ201は、キ
ャラクタジェネレータ203に対して液晶ディスプレイ
11の画面上に適切な文字や記号等を表示させるための
指示を与えるとともに、操作スイッチ12からの入力情
報を受信することができるように構成されている。
The system controller 201 gives the character generator 203 an instruction to display appropriate characters and symbols on the screen of the liquid crystal display 11 and receives input information from the operation switch 12. It is configured to be able to.

【0051】(断面データの作成から造形に到るまでの
ホストコンピュータ及び三次元造形装置断面データの役
割と特徴)表1は、造形対象物の三次元画像データから
造形すべき対象物の断面データを作成し、このデータに
基づいて造形するまでにおける、ホストコンピュータ2
と三次元造形装置100の役割と特徴を4つに分けて表
している。
(Roles and Features of Section Data of Host Computer and 3D Modeling Apparatus from Creation of Section Data to Forming) Table 1 shows section data of an object to be formed from 3D image data of the object. And the host computer 2 until the modeling based on this data
And the roles and features of the three-dimensional printing apparatus 100 are divided into four parts.

【0052】初めに表1(a)の場合について説明す
る。ホストコンピュータ2は、造形対象物の三次元画像
データから造形すべき対象物の断面データを順次作成し
ながら三次元造形装置100へ順次送信を行う。
First, the case of Table 1 (a) will be described. The host computer 2 sequentially transmits to the three-dimensional modeling apparatus 100 while sequentially creating cross-sectional data of the object to be molded from the three-dimensional image data of the modeling object.

【0053】より具体的には、ホストコンピュータ2
は、三次元画像データから造形対象物を水平方向にスラ
イスした各断面ごとの断面データを順次作成する。断面
データは、積層する粉体一層分の厚みに相当するピッチ
(層厚t)で作成される。このピッチは、所定範囲内
(粉体を結合可能な厚みの範囲)で変更可能である。
More specifically, the host computer 2
Creates cross-sectional data for each cross-section obtained by slicing a modeling object horizontally in three-dimensional image data. The cross-sectional data is created at a pitch (layer thickness t) corresponding to the thickness of one layer of powder to be laminated. This pitch can be changed within a predetermined range (the range of the thickness capable of binding the powder).

【0054】図7は、作成される断面データの一例を示
す図である。図7に示すように、三次元画像データか
ら、断面データとして形状データと色彩データを作成す
る。形状データは、紫外線硬化樹脂を塗布する領域を表
わすデータである。また、色彩データは、上述したよう
にインクを塗布する彩色領域を示すデータであり、三次
元造形物の表面に現れる部分に対応したデータのみが、
YCMWの色情報を有している。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the created section data. As shown in FIG. 7, shape data and color data are created as cross-sectional data from three-dimensional image data. The shape data is data representing a region where the ultraviolet curable resin is applied. In addition, the color data is data indicating a color region to which ink is applied as described above, and only data corresponding to a portion that appears on the surface of the three-dimensional structure is
It has YCMW color information.

【0055】三次元造形装置100は、断面データを順
次受け取った後、そのデータによる造形を行う。この場
合、三次元造形装置100では断面データを作成する機
能を必要としないので負荷が軽くすむ。また、ホストコ
ンピュータ2のメモリ容量は最小でよい。しかし、全体
の断面画像データを予めチェックすることができないの
で、データの最後の方にエラーがあるとそれまでの造形
が無駄となってしまう。
After sequentially receiving the cross-sectional data, the three-dimensional modeling apparatus 100 performs modeling based on the data. In this case, the three-dimensional printing apparatus 100 does not require a function of creating cross-sectional data, so that the load is reduced. Further, the memory capacity of the host computer 2 may be minimum. However, since the entire cross-sectional image data cannot be checked in advance, if there is an error at the end of the data, the modeling up to that point becomes useless.

【0056】次に表1(b)の場合について説明する。
ホストコンピュータ2は、造形対象物の三次元画像デー
タから造形すべき対象物の断面データを一括作成し、三
次元造形装置100へは順次送信を行う。三次元造形装
置100は、断面データを順次受け取り、そのデータに
よる造形を行う。この場合、三次元造形装置100で
は、表1(a)の場合と同様に断面画像データを作成す
る機能を必要としないので負荷が軽くすむ。また、ホス
トコンピュータ2は、造形が終了するまでタスクから開
放されないが、造形中の状態を常に確認することができ
る。
Next, the case of Table 1 (b) will be described.
The host computer 2 collectively creates cross-sectional data of the object to be modeled from the three-dimensional image data of the modeling object, and sequentially transmits the data to the three-dimensional modeling apparatus 100. The three-dimensional modeling apparatus 100 sequentially receives the cross-sectional data and performs modeling based on the data. In this case, the three-dimensional printing apparatus 100 does not need the function of creating the cross-sectional image data as in the case of Table 1 (a), so that the load can be reduced. The host computer 2 is not released from the task until the modeling is completed, but can always check the state during the modeling.

【0057】次に表1(c)の場合について説明する。
ホストコンピュータ2は、造形対象物の三次元画像デー
タから造形すべき対象物の断面データを一括作成し、三
次元造形装置100へ一括送信を行う。三次元造形装置
100は、大量の断面データを受け取るので大容量のメ
モリに蓄え、その後造形を行う。この場合、ホストコン
ピュータ2はデータを送信後タスクから開放される。
Next, the case of Table 1 (c) will be described.
The host computer 2 collectively creates cross-sectional data of the object to be modeled from the three-dimensional image data of the modeling object, and transmits the data to the three-dimensional modeling apparatus 100 at a time. The three-dimensional printing apparatus 100 receives a large amount of cross-sectional data, stores the data in a large-capacity memory, and then performs the printing. In this case, the host computer 2 is released from the task after transmitting the data.

【0058】次に表1(d)の場合について説明する。
ホストコンピュータ2は、造形対象物の三次元画像デー
タを三次元造形装置100へ送信を行う。三次元造形装
置100は、受け取った造形対象物の三次元画像データ
から造形すべき対象物の断面データを作成し造形を行
う。この場合、三次元造形装置100では断面データを
作成する機能を必要とするので負荷が重くなる。また、
ホストコンピュータ2はジョブ管理的な機能ですむ。し
かし、三次元造形装置100をネットワーク環境下での
プリンタライクな使い方をする場合には適している。
Next, the case of Table 1 (d) will be described.
The host computer 2 transmits the three-dimensional image data of the modeling target to the three-dimensional modeling device 100. The three-dimensional modeling apparatus 100 creates cross-sectional data of the object to be modeled from the received three-dimensional image data of the modeling object, and performs modeling. In this case, the three-dimensional printing apparatus 100 requires a function of creating the cross-sectional data, so that the load becomes heavy. Also,
The host computer 2 has a job management function. However, it is suitable when the three-dimensional printing apparatus 100 is used like a printer in a network environment.

【0059】表1 Table 1

【0060】(ホストコンピュータによる処理)図8、
9は、ホストコンピュータ2における処理手順に関する
フローチャートである。まず、造形対象物の三次元画像
データを入力する(ステップS1)。次に造形に関する
パラメータを入力する(ステップS2)。ここでは、造
形サイズやスライスピッチ等の情報を入力する。ステッ
プS3では、データチェックを行う。三次元画像データ
がSTL形式やVRML形式の場合は、物体の表面の情
報が記述されているだけである。その表面情報が中身の
詰まった物体として整合性がとれているかどうかを確認
する。ここでは、頂点が複数で構成しているか単独で構
成しているか(即ち、閉じているか否か)、面の位相補
償(即ち、面の表裏が反転していなか)等のチェックを
行う。
(Processing by Host Computer) FIG.
9 is a flowchart relating to a processing procedure in the host computer 2. First, three-dimensional image data of a modeling object is input (step S1). Next, parameters relating to modeling are input (step S2). Here, information such as a modeling size and a slice pitch is input. In step S3, a data check is performed. When the three-dimensional image data is in the STL format or the VRML format, only the information on the surface of the object is described. It is checked whether the surface information is consistent as a solid object. Here, a check is made as to whether the vertices are composed of a plurality of vertices or solely (that is, whether or not the vertices are closed), phase compensation of the surface (that is, whether the front and back of the surface are inverted), and the like.

【0061】ステップS4では、データのエラー確認を
行う。ステップS3のデータチェックで、エラーがなけ
ればステップS6へ、エラーがあればステップS5へ進
む。ステップS5ではデータの補正を行う。エラーが発
生している部分は警告表示されているので、対話式に順
次データの補正を行う。以上の処理で、閉じた空間を示
す表面データが得られる。その後、ステップS6でデー
タのソリッド化を行う。つまり、閉じた空間のどちら側
が詰まっているのかを示す情報を付与する。
In step S4, a data error check is performed. If there is no error in the data check in step S3, the process proceeds to step S6, and if there is an error, the process proceeds to step S5. In step S5, the data is corrected. Since a portion where an error has occurred is displayed as a warning, the data is corrected sequentially in an interactive manner. Through the above processing, surface data indicating a closed space is obtained. Then, in step S6, the data is solidified. That is, information indicating which side of the closed space is clogged is added.

【0062】ステップS7では、表1の各場合に応じて
断面データ作成およびデータ送信を行う。
In step S7, cross-section data creation and data transmission are performed according to each case shown in Table 1.

【0063】図9(a)は表1(a)の場合のフローを
示している。まず、ステップS711で造形パラメータ
を送信する。ステップS712でデータ補正済みの三次
元画像データから断面データ一層分を作成し、造形装置
の準備がOKであれば(ステップS713)、ステップ
S714で断面データ一層分を送信する。次のステップ
S715では、予め断面データ量がわかっているので、
全データを送信したのであれば終了し、データが残って
いるのであれば、ステップS712、S713、S71
4を繰り返し行う。断面データの作成ステップについて
は、図15を用いて後で詳しく説明する。
FIG. 9A shows a flow in the case of Table 1 (a). First, the molding parameters are transmitted in step S711. In step S712, one section data is created from the data-corrected three-dimensional image data. If preparation of the modeling apparatus is OK (step S713), one section data is transmitted in step S714. In the next step S715, since the cross-sectional data amount is known in advance,
If all data has been transmitted, the process ends. If data remains, steps S712, S713, S71
Repeat step 4. The section data creation step will be described later in detail with reference to FIG.

【0064】図9(b)は表1(b)の場合のフローを
示している。まずステップS721で造形パラメータを
送信する。ステップS722ではデータ補正済みの三次
元画像データから断面データを一括作成する。造形装置
の準備がOKであれば(ステップS723)、S724
では断面データ一層分を送信する。次のステップS72
5では、予め断面データ量がわかっているので、全デー
タを送信したのであれば終了し、データが残っているの
であれば、ステップS723、S724を繰り返し行
う。
FIG. 9B shows a flow in the case of Table 1 (b). First, in step S721, the molding parameters are transmitted. In step S722, cross-section data is collectively created from the data-corrected three-dimensional image data. If the preparation of the modeling apparatus is OK (step S723), the process proceeds to step S724.
Then, one section data is transmitted. Next step S72
In step 5, since the cross-sectional data amount is known in advance, the process is terminated if all data has been transmitted, and steps S723 and S724 are repeated if data remains.

【0065】図9(c)は表1(c)の場合のフローを
示している。まずステップS731で造形パラメータを
送信する。ステップS732ではデータ補正済みの三次
元画像データから断面データを一括作成する。次のステ
ップS733で断面データを一括送信し終了する。
FIG. 9C shows a flow in the case of Table 1 (c). First, in step S731, the molding parameters are transmitted. In step S732, the section data is collectively created from the data-corrected three-dimensional image data. In the next step S733, the cross-sectional data is transmitted collectively and the processing ends.

【0066】図9(d)は表1(d)の場合のフローを
示している。まずステップS741で造形パラメータを
送信する。ステップS742ではデータ補正済みの三次
元画像データを送信し終了する。
FIG. 9D shows a flow in the case of Table 1 (d). First, in step S741, the molding parameters are transmitted. In step S742, the data-corrected three-dimensional image data is transmitted, and the process ends.

【0067】図8に戻って、データ送信が終了し、ステ
ップS8で三次元造形装置100からの終了コマンドを
確認すると、ステップS9でデータの履歴情報の更新を
行う。これは、三次元画像データのファイルに造形パラ
メータやデータ補正等の情報を付加することで、次回の
造形時(リピートする場合)において、この履歴情報を
元にして簡単に造形物を再現することを可能とするため
である。
Returning to FIG. 8, when the data transmission is completed and the end command from the three-dimensional printing apparatus 100 is confirmed in step S8, the history information of the data is updated in step S9. This means that by adding information such as modeling parameters and data correction to a file of 3D image data, the model can be easily reproduced based on this history information at the time of the next modeling (when repeating). This is to make it possible.

【0068】(三次元造形装置100における処理)図
10は、三次元造形装置100における処理手順に関す
るフローチャートである。
(Processing in Three-Dimensional Modeling Apparatus 100) FIG. 10 is a flowchart relating to a processing procedure in the three-dimensional modeling apparatus 100.

【0069】図10(a)は表1(a)の場合のフロー
を示している。まずステップS1011において、三次
元造形装置100の制御部20のシステムコントローラ
201が、断面データ一層分を受信すると、このデータ
を基に粉体供給部30、ヘッド部40、X方向移動部4
9、及び造形部50に送信するための駆動信号を作成す
る。ステップS1012で駆動信号を送信して一層分の
造形処理を行うと、ステップS1013で一層分の造形
処理終了を表わす信号をホストコンピュータ2に送信し
終了する。造形処理工程は後で詳細に説明する。
FIG. 10A shows a flow in the case of Table 1 (a). First, in step S1011, when the system controller 201 of the control unit 20 of the three-dimensional printing apparatus 100 receives one section data, the powder supply unit 30, the head unit 40, and the X-direction moving unit 4 are based on the data.
9, and a drive signal to be transmitted to the modeling unit 50 is created. When the drive signal is transmitted in step S1012 to perform the modeling process for one layer, a signal indicating the end of the modeling process for one layer is transmitted to the host computer 2 in step S1013, and the process ends. The shaping process will be described later in detail.

【0070】図10(b)は表1(b)の場合のフロー
を示している。この場合、図10(a)と同様に、制御
部20のシステムコントローラ201は、断面データを
一層分受信すると、粉体供給部30、ヘッド部40、X
方向移動部49、及び造形部50に送信するための駆動
信号を作成し(ステップS1021)、一層分の造形処
理を行い(ステップS1022)、造形処理終了信号を
ホストコンピュータ2に送信し(ステップS102
3)、終了する。
FIG. 10B shows a flow in the case of Table 1 (b). In this case, similarly to FIG. 10A, when the system controller 201 of the control unit 20 receives one section data, the powder supply unit 30, the head unit 40, and the X
A drive signal to be transmitted to the direction moving unit 49 and the modeling unit 50 is created (step S1021), a modeling process for one layer is performed (step S1022), and a modeling process end signal is transmitted to the host computer 2 (step S102).
3), end.

【0071】図10(c)は表1(c)の場合のフロー
を示している。まずステップS1031において、制御
部20のシステムコントローラ201が、断面データを
一括して受信すると、一層分のデータを基に粉体供給部
30、ヘッド部40、X方向移動部49、及び造形部5
0に送信するための駆動信号を作成する。ステップS1
032で駆動信号を送信して一層分の造形処理を行う。
次のステップS1033では、予め断面データ量が分か
っているので、全層に対し造形処理が終了したのであれ
ば、造形処理終了信号をホストコンピュータ2に送信し
て終了し(ステップS1034)、断面データが残って
いるのであれば、ステップS1031、S1032を繰
り返し行う。
FIG. 10C shows the flow in the case of Table 1 (c). First, in step S1031, when the system controller 201 of the control unit 20 receives the sectional data collectively, the powder supply unit 30, the head unit 40, the X-direction moving unit 49, and the molding unit 5 are based on the data of one layer.
Create a drive signal for transmission to 0. Step S1
At 032, a drive signal is transmitted to perform modeling processing for one layer.
In the next step S1033, since the cross-section data amount is known in advance, if the shaping process has been completed for all layers, a shaping process end signal is transmitted to the host computer 2 and the process ends (step S1034). If remains, steps S1031 and S1032 are repeated.

【0072】図10(d)は表1(d)の場合のフロー
を示している。まずステップS1041において、制御
部20のシステムコントローラ201が、データ補正済
みの三次元画像データを受信すると、データ補正済みの
三次元画像データから断面データを作成する。そして、
一層分の断面データを基に粉体供給部30、ヘッド部4
0、X方向移動部49、及び造形部50に送信するため
の駆動信号を作成する(ステップS1042)。ステッ
プS1043において駆動信号を送信して一層分の造形
処理を行う。次のステップS1044では、予め断面デ
ータ量が分かっているので、全層に対し造形処理が終了
したのであれば、造形処理終了信号をホストコンピュー
タ2に送信して終了し(ステップS1045)、断面デ
ータが残っているのであれば、ステップS1042、S
1043を繰り返し行う。
FIG. 10D shows a flow in the case of Table 1 (d). First, in step S1041, when the system controller 201 of the control unit 20 receives the data-corrected three-dimensional image data, it creates cross-sectional data from the data-corrected three-dimensional image data. And
The powder supply unit 30 and the head unit 4 based on the cross-sectional data of one layer
0, a drive signal to be transmitted to the X-direction moving unit 49 and the modeling unit 50 is created (step S1042). In step S1043, a drive signal is transmitted to perform modeling processing for one layer. In the next step S1044, since the cross-section data amount is known in advance, if the shaping process has been completed for all layers, a shaping process end signal is transmitted to the host computer 2 and the process ends (step S1045). If there are remaining, step S1042, S
Step 1043 is repeated.

【0073】(三次元造形装置の造形動作)次に、図1
1〜14を参照して、三次元造形装置100の造形動作
を説明する。
(Modeling Operation of Three-Dimensional Modeling Apparatus) Next, FIG.
The modeling operation of the three-dimensional modeling apparatus 100 will be described with reference to 1 to 14.

【0074】まず、ヘッド部40は、造形部本体51左
上側端部に配置され、粉体供給部30により二次ホッパ
471に粉体31が供給される[図11(a)]。
First, the head section 40 is disposed at the upper left end of the modeling section main body 51, and the powder supply section 30 supplies the powder 31 to the secondary hopper 471 (FIG. 11A).

【0075】次に、ヘッド部40は、X方向移動部49
(図6)とともに、図示しないガイドレールに沿って+
X方向に向かい、初期位置である造形部本体51右上側
端部まで移動する[図11(b)]。このとき、造形ス
テージ52は、造形部50の上端位置と同一の高さに配
置されている。
Next, the head section 40 is moved to the X-direction moving section 49.
(Fig. 6) along with a guide rail (not shown)
The head moves in the X direction to the upper right end of the modeling unit main body 51, which is the initial position [FIG. 11B]. At this time, the modeling stage 52 is arranged at the same height as the upper end position of the modeling section 50.

【0076】続いて、造形部本体51右上側端部におい
て二次ホッパ471から粉体31が投下されるととも
に、造形ステージ52がZ方向移動部53により、ホス
トコンピュータ2から入力された上記層厚tに基づき、
その厚さに相当する距離だけ下降されて保持される[図
12(c)]。
Subsequently, the powder 31 is dropped from the secondary hopper 471 at the upper right end of the modeling unit main body 51, and the modeling stage 52 is moved by the Z-direction moving unit 53 to the layer thickness input from the host computer 2. Based on t
It is lowered and held by a distance corresponding to its thickness [FIG. 12 (c)].

【0077】そして、ヘッド部40は、−X方向に移動
を行うことにより、三次元造形物の造形において材料と
なる粉体31の供給を行いつつ、ブレード473及び伸
展ローラ474により粉体31の1層分の薄層形成(粉
体層80)を行うとともに、インクジェットヘッド部4
1から所定領域に、紫外線硬化樹脂の吐出を行うことで
粉体31の必要な部分82の結合を行う[図12
(d)]。
The head section 40 moves in the −X direction to supply the powder 31 as a material in the formation of the three-dimensional model, while the blade 473 and the extension roller 474 supply the powder 31. One thin layer is formed (powder layer 80), and the ink jet head 4
The required portion 82 of the powder 31 is joined by discharging the ultraviolet curable resin from 1 to a predetermined region [FIG.
(D)].

【0078】なお、粉体供給部30から1層分形成時
(−X方向に沿った1回の移動を行う間)に供給される
粉体材料の量は、1層分形成に必要な量よりも若干多め
に設定され、造形時に粉体が不足することを回避してい
る。このため、1層分形成後は粉体材料が余ることとな
るが、余った粉体材料は、−X方向に沿って移動するブ
レード473と伸展ローラ474により払い出され、−
X方向に関して造形ステージ52と造形部本体51左上
側端部の間に配置された粉体回収口(図示せず)から落
下するようにしてある。
The amount of the powder material supplied from the powder supply unit 30 during the formation of one layer (during one movement in the −X direction) is the amount required for the formation of one layer. It is set slightly higher than that to avoid running out of powder during molding. For this reason, after one layer is formed, the powder material remains, but the surplus powder material is discharged by the blade 473 and the extension roller 474 that move along the −X direction, and −
In the X direction, it falls from a powder recovery port (not shown) arranged between the modeling stage 52 and the upper left end of the modeling unit main body 51.

【0079】ヘッド部40が−X方向に移動する際には
また、紫外線照射部46によって粉体層80に対して紫
外線を照射する。これにより、粉体層80に塗布された
紫外線硬化樹脂のバインダが硬化され、粉体材料の結合
体82が形成される。バインダが塗布されない領域の粉
体は、後に除去することが可能である。
When the head section 40 moves in the −X direction, the ultraviolet irradiation section 46 irradiates the powder layer 80 with ultraviolet rays. As a result, the binder of the ultraviolet curable resin applied to the powder layer 80 is cured, and the combined body 82 of the powder material is formed. The powder in the region where the binder is not applied can be removed later.

【0080】そして、ヘッド部40が造形部本体51左
上側端部に到達すれば、1回の粉体材料の結合動作が終
了し、1層分の造形が完了することとなる[図13
(e)]。
When the head section 40 reaches the upper left end of the molding section main body 51, one joining operation of the powder material is completed, and the molding of one layer is completed [FIG.
(E)].

【0081】そこで、再び二次ホッパ471に粉体31
が供給された後、ヘッド部40は、+X方向に向かって
移動を行い、紫外線照射によりバインダが硬化し形成さ
れた粉体材料の結合体82に、インクジェットヘッド部
41から各色のインクを吐出する[図13(f)]。具
体的には、三次元造形物の表面近傍となる彩色領域に対
してインクが塗布され、これにより、三次元造形物に対
して彩色が施されることとなる。なお、この際には、粉
体層80に塗布された紫外線硬化樹脂の硬化を確実にす
るため、紫外線照射部46から紫外線を照射するのが好
ましい。また、ヘッド部40が+X方向に向かって移動
する場合、粉体層80を僅かに下降させ、伸展ローラ4
74と粉体層80が接触するのを防止するのが好まし
い。
Then, the powder 31 is again put in the secondary hopper 471.
Is supplied, the head section 40 moves in the + X direction, and ejects ink of each color from the inkjet head section 41 to the combined body 82 of the powder material formed by curing the binder by the irradiation of the ultraviolet rays. [FIG. 13 (f)]. Specifically, ink is applied to a coloring region near the surface of the three-dimensional structure, whereby the three-dimensional structure is colored. In this case, it is preferable to irradiate ultraviolet rays from the ultraviolet irradiating section 46 in order to surely cure the ultraviolet curable resin applied to the powder layer 80. When the head section 40 moves in the + X direction, the powder layer 80 is slightly lowered, and
It is preferable to prevent the contact between the powder layer 74 and the powder layer 80.

【0082】ヘッド部40が造形部本体51右上側端部
に到達すると[図14(g)]、造形ステージ52は、
層厚tに応じた距離だけ下降する。これにより、バイン
ダによる必要な結合が完了した粉体層80の上方に、新
たな粉体の層を1層分形成するためのスペースを形成す
ることができる。
When the head section 40 reaches the upper right end of the molding section main body 51 (FIG. 14 (g)), the molding stage 52
It descends by a distance corresponding to the layer thickness t. Thus, a space for forming a new powder layer for one layer can be formed above the powder layer 80 in which the necessary bonding by the binder has been completed.

【0083】そして、図12(c)〜図14(g)に示
す工程を繰り返して、造形物84を完成させる[図14
(h)]。
Then, the steps shown in FIGS. 12C to 14G are repeated to complete the modeled object 84 [FIG.
(H)].

【0084】(カラーマネジメント)上述したように、
同一の三次元画像データを用いても造形の条件(例えば
造形に使用される材料)が異なると、作成された造形物
の色調が異なることがわかっている。そこで、本発明で
は、三次元画像データから得られる断面データのうち色
彩データを、造形条件に応じて補正することで、常に安
定した色調の造形物が得られるようにしてある。
(Color Management) As described above,
It is known that even if the same three-dimensional image data is used, if the conditions of modeling (for example, materials used for modeling) are different, the color tone of the formed model is different. Therefore, in the present invention, the color data of the cross-sectional data obtained from the three-dimensional image data is corrected in accordance with the molding conditions, so that a molded article having a stable color tone is always obtained.

【0085】造形物の色再現に変動をもたらす造形条件
としては、造形のための材料(粉体、バインダ等)、着
色剤、造形部で作成される際の造形物表面のワーク領域
に対する傾斜具合(言い換えれば、積層方向の方向ベク
トルと造形物表面における外向き(造形物内部に向かう
向きと反対向き)の法線ベクトルとのなす角)、同一色
での彩色部分の面積の違いによる滲み具合、粉体一層当
たりの厚み、などが例示でき、これらが変化すると、同
一の三次元画像データであっても得られた造形物の発色
性が異なる。
The shaping conditions that cause fluctuations in the color reproduction of the shaping object include materials (powder, binder, etc.) for shaping, coloring agents, and the degree of inclination of the surface of the shaping object with respect to the work area when the shaping part is formed. (In other words, the angle formed by the direction vector in the stacking direction and the outward normal vector on the surface of the object (the direction opposite to the inside of the object)), the degree of bleeding due to the difference in the area of the colored portion of the same color. , The thickness per layer of powder, and the like. If these values change, the color development of the obtained molded article differs even with the same three-dimensional image data.

【0086】例えば、図15(a)に示す造形物におい
て、インクジェットヘッドによりインクが直接付着でき
る部分(例えば領域A)と、直接付着できない部分(例
えば領域B)とでは発色性が異なる。領域Bを彩色する
ためには、粉体層a1上に着色剤を付与し、これを粉体
層a2の硬化部分の下面に付着させる方法、あるいは粉
体層a2上にインクを付与し、インクが粉体層a2下面
まで浸透した上で粉体層a2を硬化させる方法などが考
えられるが、いずれにしても、領域Aに対するインク吐
出条件と同じ条件で領域Bに吐出しても領域Aと領域B
とでは発色性が異なる。
For example, in the molded article shown in FIG. 15A, the color developing property is different between a portion where ink can be directly applied by the ink jet head (for example, region A) and a portion where ink cannot be directly applied (for example, region B). In order to color the region B, a method of applying a colorant on the powder layer a1 and attaching the colorant to the lower surface of the cured portion of the powder layer a2, or applying ink on the powder layer a2, Can penetrate to the lower surface of the powder layer a2 and then cure the powder layer a2. In any case, even if the ink is discharged to the region B under the same conditions as the ink discharge conditions for the region A, Area B
And have different coloring properties.

【0087】また、領域Cは、インクジェットヘッドに
より直接インクが付着できる部分であるが、領域Cは、
細かく見ると、図15(b)に示すように階段状に形成
されている。階段の鉛直部分Dを彩色するために、粉体
層a3上面部分Eに付着させたインクが粉体層a3を浸
透することにより行う方法などが考えられる(なお、上
面部分Eを、図に示すように硬化部分より外側にまで延
在させる方が、鉛直部分Dにインクが付着し易い。)。
しかしながら、領域Aに対するインク吐出条件と同じ条
件で領域Cに吐出しても領域Aと領域Cとでは発色性が
異なる。
The area C is where ink can be directly attached by the ink jet head.
When viewed in detail, it is formed stepwise as shown in FIG. In order to color the vertical portion D of the stairs, a method is conceivable in which ink adhered to the upper surface portion E of the powder layer a3 penetrates the powder layer a3, and the like (the upper surface portion E is shown in the drawing). As described above, the ink is more likely to adhere to the vertical portion D if it extends outside the cured portion.)
However, even when the ink is ejected to the area C under the same conditions as the ink ejection conditions for the area A, the coloring properties are different between the area A and the area C.

【0088】そこで、三次元画像データとしてキャリブ
レーション用モデルデータを用い、これら色再現性の変
動条件を変えて彩色造形したときの造形物の発色性を測
色計104(図1)で計測する。例えば、作成されるべ
き造形物表面のワーク領域に対する傾斜具合について
の、色彩データと測色データとの関係を得るために、三
次元画像データとして球のデータを用い、彩色造形後に
造形物の球面全てに対し測色計104で測色を行う。こ
のように、造形物の色再現に変動をもたらす条件につい
て、色彩データと上記測色データとの関係を色補正テー
ブルとして作成する。このテーブルは、表1(a)〜
(c)に示すようにホストコンピュータ2側で断面デー
タを作成する場合、ホストコンピュータ2の制御部2a
に記憶させてもよいし、三次元造形装置100の制御部
20に記憶させてもよい。表1(d)に示すように三次
元造形装置100側で断面データを作成する場合、三次
元造形装置100の制御部20に記憶させる。
Therefore, using the model data for calibration as the three-dimensional image data, the color development of the modeled object when the color modeling is performed by changing the conditions of the color reproducibility variation is measured by the colorimeter 104 (FIG. 1). . For example, in order to obtain a relationship between color data and colorimetric data on the degree of inclination of the surface of a modeled object to be created with respect to a work area, spherical data is used as three-dimensional image data, and the spherical surface of the modeled object after color modeling. A colorimeter 104 performs colorimetry for all of them. As described above, the relationship between the color data and the colorimetric data is created as a color correction table for the conditions that cause the color reproduction of the modeled object to fluctuate. This table is shown in Tables 1 (a)-
When the section data is created on the host computer 2 side as shown in (c), the control unit 2a of the host computer 2
May be stored in the control unit 20 of the three-dimensional printing apparatus 100. As shown in Table 1 (d), when creating the cross-sectional data on the three-dimensional printing apparatus 100 side, it is stored in the control unit 20 of the three-dimensional printing apparatus 100.

【0089】次に、色補正テーブルを利用した断面デー
タ作成ステップを、表1(a)の場合に対応する図9
(a)のステップS712を例にとって、図16を参照
して説明する。まずステップS151で三次元画像デー
タから形状データを作成する。次にステップS152で
三次元画像データから色彩データを作成する。そして、
ステップS153で、使用する着色剤などの造形条件に
ついて、色彩データと造形物の測色データとの関係を表
わす色補正テーブルを参照し、ステップS154で、ス
テップS152で作成した色彩データを補正する。補正
された色彩データに基づき、ヘッド部40のインクジェ
ットヘッド部41を駆動する駆動信号は、造形条件によ
らずに一定した色調の造形物ができるように作成される
(図10(a)のステップS1011参照)。
Next, the section data creation step using the color correction table is described in FIG. 9 corresponding to the case of Table 1 (a).
Description will be made with reference to FIG. 16 taking the step S712 of FIG. First, in step S151, shape data is created from three-dimensional image data. Next, in step S152, color data is created from the three-dimensional image data. And
In step S153, referring to a color correction table representing the relationship between the color data and the colorimetric data of the modeled object regarding the modeling conditions such as the colorant to be used, the color data created in step S152 is corrected in step S154. Based on the corrected color data, a drive signal for driving the ink-jet head unit 41 of the head unit 40 is created so that a model having a constant color tone can be formed irrespective of modeling conditions (step in FIG. 10A). See S1011).

【0090】なお、三次元造形装置100においてイン
クジェットヘッド部41を駆動するための色彩データ
は、YMCWの色データを0〜255の256段階(8
ビット)で表わしたデジタルデータである。一方、ホス
トコンピュータ2側で色彩データ(三次元画像データ)
としてYMCWデータを扱う場合、三次元造形装置10
0側ではホストコンピュータ2から送信された色彩デー
タをそのまま利用すればよい。この場合、ディスプレイ
2b(図1)に出力する際には、RGBデータに変換さ
れる。ホストコンピュータ2側で色彩データ(三次元画
像データ)としてRGBデータを扱う場合、ホストコン
ピュータ2側で色彩データ(RGBデータ)をYMCW
データに変換して三次元造形装置100に送信するか、
あるいは、ホストコンピュータ2側が色彩データ(RG
Bデータ)を送信し、三次元造形装置100側でYMC
Wデータに変換する必要がある。この場合、ディスプレ
イ2bに出力する際には、RGBデータである三次元画
像データをそのまま利用すればよい。
The color data for driving the ink-jet head unit 41 in the three-dimensional printing apparatus 100 is obtained by converting the YMCW color data into 256 levels from 0 to 255 (8 steps).
Bit). On the other hand, color data (three-dimensional image data) is generated on the host computer 2 side.
When handling YMCW data as
On the 0 side, the color data transmitted from the host computer 2 may be used as it is. In this case, when outputting to the display 2b (FIG. 1), it is converted into RGB data. When the host computer 2 handles RGB data as color data (three-dimensional image data), the host computer 2 converts the color data (RGB data) into YMCW data.
Whether it is converted to data and transmitted to the three-dimensional modeling apparatus 100,
Alternatively, the host computer 2 side receives the color data (RG
B data), and the three-dimensional modeling apparatus 100 side transmits the YMC
It is necessary to convert to W data. In this case, when outputting to the display 2b, three-dimensional image data, which is RGB data, may be used as it is.

【0091】図17は、色補正テーブルを用いて色彩デ
ータを補正するためのホストコンピュータ2の制御部2
aの一実施形態を示すブロック図である。本実施形態は
表1(a)〜(c)の場合に対応する。制御部2aのC
PU(中央処理装置)300には、三次元画像データ記
憶手段302、断面データ作成手段(造形制御データ作
成手段と着色制御データ作成手段の機能を有する。)3
04、断面データ記憶手段306、色補正テーブル作成
手段308、色補正テーブル記憶手段310、色彩デー
タ補正手段312、及び造形条件入力手段314が接続
されている。
FIG. 17 shows a control unit 2 of the host computer 2 for correcting color data using the color correction table.
It is a block diagram showing one embodiment of a. This embodiment corresponds to the cases of Tables 1 (a) to 1 (c). C of control unit 2a
A PU (Central Processing Unit) 300 has a three-dimensional image data storage unit 302 and a section data creation unit (having the functions of a modeling control data creation unit and a coloring control data creation unit) 3.
04, section data storage means 306, color correction table creation means 308, color correction table storage means 310, color data correction means 312, and modeling condition input means 314 are connected.

【0092】色補正テーブル作成手段308は、キャリ
ブレーション用モデルデータから造形物を作成し造形物
を測色して得られた測色データを基に、造形物の色再現
に変動をもたらす造形条件について、色彩データと該デ
ータを基に彩色される造形物の測色データとの関係を色
補正テーブルとして予め作成するためのものである。こ
の色補正テーブルは、色補正テーブル記憶手段310に
記憶される。
The color correction table creating means 308 creates a modeled object from the calibration model data and, based on the colorimetric data obtained by measuring the color of the modeled object, a shaping condition causing a change in the color reproduction of the modeled object. Is to create in advance a relationship between the color data and the colorimetric data of the object to be colored based on the data as a color correction table. This color correction table is stored in the color correction table storage unit 310.

【0093】造形条件記憶手段314は、造形パラメー
タ(例えば、図8のステップS2参照)として入力され
た条件(例えば、造形サイズ、粉体一層当たりの厚み)
のうち色再現性を変動させる条件(例えば、粉体一層当
たりの厚み)を記憶するためのものである。
The molding condition storage means 314 stores conditions (eg, molding size, thickness per powder) inputted as molding parameters (for example, see step S2 in FIG. 8).
Among the conditions for changing the color reproducibility (for example, the thickness per one powder).

【0094】色彩データ補正手段312は、断面データ
記憶手段306に記憶された断面データに基づいて、色
再現に変動をもたらす造形条件(例えば、造形物表面の
ワーク領域に対する傾斜具合)を演算するようにしてあ
る。
The color data correction means 312 calculates modeling conditions (for example, the degree of inclination of the surface of the modeled object with respect to the work area) that cause a change in color reproduction based on the cross-sectional data stored in the cross-sectional data storage unit 306. It is.

【0095】この構成によれば、三次元画像データを三
次元画像データ記憶手段302から読み出し、断面デー
タ作成手段304により断面データ(形状データ及び色
彩データ)を作成し、断面データ記憶手段306に記憶
させる。色彩データ補正手段312は、造形条件記憶手
段314に記憶された色再現に変動をもたらす造形条件
(例えば使用される粉体材料)、及び、断面データ記憶
手段306に記憶された断面データに基づいて演算した
色再現に変動をもたらす造形条件(例えば、造形物表面
のワーク領域に対する傾斜具合)を基に、色補正テーブ
ル記憶手段310に記憶された色補正テーブルを参照し
て、断面データ記憶手段306に記憶された断面データ
のうち色彩データを補正する。
According to this configuration, the three-dimensional image data is read from the three-dimensional image data storage means 302, the cross-section data (shape data and color data) is generated by the cross-section data generation means 304, and stored in the cross-section data storage means 306. Let it. The color data correction means 312 is based on the shaping conditions (for example, a powder material used) which causes a change in color reproduction stored in the shaping condition storage means 314 and the cross-section data stored in the cross-section data storage means 306. The section data storage unit 306 is referred to by referring to the color correction table stored in the color correction table storage unit 310 based on the modeling conditions that cause the calculated color reproduction to vary (for example, the degree of inclination of the surface of the modeled object with respect to the work area). Of the cross-section data stored in the section.

【0096】補正された色彩データがRGBデータの場
合、データ変換手段316によりYMCWデータに変換
後に三次元造形装置100に送信される。
When the corrected color data is RGB data, the data is converted to YMCW data by the data conversion means 316 and then transmitted to the three-dimensional printing apparatus 100.

【0097】(その他の実施形態)上記実施形態におけ
る彩色に関して、インクにより彩色を行うのは必須では
なく、トナーなどで彩色を行ってもよい。
(Other Embodiments) Regarding the coloring in the above embodiment, it is not essential to perform coloring with ink, and coloring may be performed with toner or the like.

【0098】造形物の発色性を測色計を用いて測定する
必要はなく、ユーザが目視で確認して補正テーブルを作
成しても構わない。
[0098] It is not necessary to measure the color developability of the molded article using a colorimeter, and the user may visually confirm and create a correction table.

【0099】上記実施形態のバインダに関して、紫外線
硬化樹脂のように紫外領域の波長の光に反応して硬化す
るものを使用するのは必須でなく、例えば、可視光硬化
樹脂のように可視領域の波長の光に反応して硬化する液
状のものを使用してもよく、また熱硬化樹脂のように特
定の熱エネルギに反応して硬化する液状のものを使用し
てもよい。また、乾燥によって硬化するものを使用して
もよい。この場合、紫外線照射部などは不要である。
As for the binder of the above embodiment, it is not essential to use one that cures in response to light having a wavelength in the ultraviolet region, such as a UV-curable resin. A liquid that cures in response to light of a wavelength may be used, or a liquid that cures in response to a specific heat energy, such as a thermosetting resin, may be used. Further, a material which is cured by drying may be used. In this case, an ultraviolet irradiation unit or the like is unnecessary.

【0100】可視光硬化樹脂を使用する場合には、上述
した紫外線照射部の代わりに、可視領域の波長の光を照
射する手段が設けられる。また、熱硬化樹脂を使用する
場合には、上述した紫外線照射部の代わりに、熱エネル
ギを放出するヒータが設けられることになる。
When a visible light curable resin is used, a means for irradiating light having a wavelength in the visible region is provided in place of the above-mentioned ultraviolet irradiation part. When a thermosetting resin is used, a heater that emits thermal energy is provided instead of the above-described ultraviolet irradiation unit.

【0101】本発明は、粉体材料の層を選択的にバイン
ダで結合し、結合した粉体材料の層を順次積層する造形
装置に限らず、特定のエネルギ(例えば光や熱)に反応
して硬化する材料の層に対し選択的にエネルギを供給し
て該材料層を硬化させ、硬化した材料の層を順次積層す
る造形装置にも適用できる。また、本発明は、積層によ
る造形、いわゆるラピッドプロトタイピングに限らず、
三次元画像データに基づき彩色された三次元造形物を作
成する三次元造形一般に適用可能である。
The present invention is not limited to a molding apparatus in which powder material layers are selectively bonded by a binder and the bonded powder material layers are sequentially laminated, but also reacts to a specific energy (for example, light or heat). The present invention can also be applied to a modeling apparatus in which energy is selectively supplied to a layer of a material to be hardened to harden the material layer, and the layers of the hardened material are sequentially laminated. Further, the present invention is not limited to modeling by lamination, so-called rapid prototyping,
The present invention is applicable to general three-dimensional modeling for creating a colored three-dimensional model based on three-dimensional image data.

【0102】[0102]

【発明の効果】本発明によれば、使用される材料など造
形の条件を変えても、常に安定した色調の造形物を作成
することができる。
According to the present invention, it is possible to always produce a molded product having a stable color tone even when the molding conditions such as the material used are changed.

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

【図1】 三次元造形システムの全体構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a three-dimensional printing system.

【図2】 三次元造形装置の外観を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a three-dimensional printing apparatus.

【図3】 三次元造形装置の造形処理を行う主要部を示
す概略断面図。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a main part of the three-dimensional printing apparatus that performs a printing process.

【図4】 粉体供給部の概略断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view of a powder supply unit.

【図5】 ヘッド部の概略断面図。FIG. 5 is a schematic sectional view of a head unit.

【図6】 三次元造形システムのブロック図。FIG. 6 is a block diagram of a three-dimensional printing system.

【図7】 断面データの一例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of cross-sectional data.

【図8】 ホストコンピュータの処理を示すフローチャ
ート。
FIG. 8 is a flowchart showing processing of the host computer.

【図9】 図8の断面データ作成・送信ステップを示す
フローチャート。
FIG. 9 is a flowchart showing a section data creation / transmission step of FIG. 8;

【図10】 三次元造形装置の処理を示すフローチャー
ト。
FIG. 10 is a flowchart showing processing of the three-dimensional printing apparatus.

【図11】 三次元造形装置の造形工程を示す概略断面
図。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a forming process of the three-dimensional forming apparatus.

【図12】 三次元造形装置の造形工程を示す概略断面
図。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating a forming process of the three-dimensional forming apparatus.

【図13】 三次元造形装置の造形工程を示す概略断面
図。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating a forming process of the three-dimensional forming apparatus.

【図14】 三次元造形装置の造形工程を示す概略断面
図。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating a forming process of the three-dimensional forming apparatus.

【図15】 インク吐出条件が同じであっても、造形物
表面のワーク領域に対する傾斜具合により造形後の発色
が異なることを説明する概略断面図。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining that the color development after modeling differs depending on the degree of inclination of the surface of the modeled object with respect to the work area even under the same ink discharge conditions.

【図16】 色補正テーブルを利用した断面データ作成
ステップを示すフローチャート。
FIG. 16 is a flowchart showing a section data creation step using a color correction table.

【図17】 色補正テーブルを用いて色彩データを補正
するためのホストコンピュータの制御部の一実施形態を
示すブロック図。
FIG. 17 is a block diagram showing an embodiment of a control unit of a host computer for correcting color data using a color correction table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:三次元造形システム、2:ホストコンピュータ、3
0:粉体供給部、40:ヘッド部、41:インクジェッ
トヘッド部、43a〜43d:インク用タンク、43
e:紫外線硬化樹脂用タンク、46:紫外線照射部、4
7:粉体伸展部、50:造形部、52:造形ステージ、
100:三次元造形装置、104:測色計。
1: three-dimensional modeling system, 2: host computer, 3
0: powder supply section, 40: head section, 41: inkjet head section, 43a to 43d: ink tank, 43
e: tank for ultraviolet curing resin, 46: ultraviolet irradiation part, 4
7: powder extension part, 50: modeling part, 52: modeling stage,
100: three-dimensional modeling device, 104: colorimeter.

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 形状データ及び色彩データから彩色され
た造形物を作成する彩色三次元造形システムにおいて、 所定材料で構成される造形物を作成する造形手段と、 前記形状データに基づいて、前記造形手段を制御するた
めの造形制御データを作成する造形制御データ作成手段
と、 造形物の各部分に着色剤を付与する着色手段と、 前記色彩データに基づいて、前記着色手段を制御するた
めの着色制御データを作成する着色制御データ作成手段
とを有し、 前記着色制御データ作成手段は、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを記憶する記憶手段と、 前記色補正テーブルを基に、前記色彩データを補正する
補正手段とを備えることを特徴とする彩色三次元造形シ
ステム。
1. A coloring three-dimensional modeling system for creating a colored object from shape data and color data, comprising: a molding means for creating a molded object made of a predetermined material; and the molding based on the shape data. Modeling control data creating means for creating modeling control data for controlling the means, coloring means for applying a colorant to each part of the modeled object, and coloring for controlling the coloring means based on the color data Coloring control data creating means for creating control data, wherein the coloring control data creating means comprises: a color data and a color development of a molded object to be colored based on the data for a condition that causes a change in color reproduction of the molded object. Storage means for storing a color correction table representing a relationship with the color, and correction means for correcting the color data based on the color correction table. Colored three-dimensional modeling system that.
【請求項2】 所定材料の層を順次積層するとともに、
各材料層ごとに着色を行うことにより彩色された造形物
を作成する彩色三次元造形システムにおいて、 前記材料の層を順次形成する層形成手段と、 各材料層の彩色領域に着色剤を付与する着色手段と、 三次元造形物を表出するための各材料層に対応した複数
の断面データを作成する断面データ作成手段とを備え、 前記各断面データは形状データ及び色彩データを有し、 前記層形成手段は、前記形状データに基づいて、前記各
材料層を形成し、 前記着色手段は、前記色彩データに基づいて、前記各材
料層の彩色領域に着色剤を付与し、 彩色三次元造形システムはさらに、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを記憶する記憶手段と、 前記色補正テーブルを基に、前記断面データ作成手段に
より作成された色彩データを補正する補正手段とを備え
ることを特徴とする彩色三次元造形システム。
2. A method according to claim 1, wherein layers of a predetermined material are sequentially laminated.
In a coloring three-dimensional printing system that creates a colored printed object by performing coloring for each material layer, a layer forming unit that sequentially forms the material layers, and a coloring agent is applied to a colored region of each material layer. Coloring means, and a cross-sectional data creating means for creating a plurality of sectional data corresponding to each material layer for expressing a three-dimensional structure, wherein each of the sectional data has shape data and color data, A layer forming unit that forms each of the material layers based on the shape data; a coloring unit that applies a colorant to a colored region of each material layer based on the color data; A storage unit configured to store a color correction table that represents a relationship between color data and the coloring property of a molded object that is colored based on the data, for a condition that causes a change in color reproduction of the molded object; Based on the correction table, color three-dimensional modeling system, characterized in that it comprises a correcting means for correcting the color data generated by said section data producing means.
【請求項3】 前記色再現に変動をもたらす条件は、造
形物を構成するための前記材料であることを特徴とする
請求項1又は2の彩色三次元造形システム。
3. The three-dimensional modeling system according to claim 1, wherein the condition that causes a change in the color reproduction is the material for forming the modeled object.
【請求項4】 前記色再現に変動をもたらす条件は、前
記着色剤であることを特徴とする請求項1又は2の彩色
三次元造形システム。
4. The coloring three-dimensional printing system according to claim 1, wherein the condition that causes a change in color reproduction is the colorant.
【請求項5】 前記着色手段は、各材料層に対し略垂直
な方向から着色剤を吐出するインクジェットヘッドであ
ることを特徴とする請求項1又は2の彩色三次元造形シ
ステム。
5. The three-dimensional modeling system according to claim 1, wherein said coloring means is an ink jet head for discharging a coloring agent from a direction substantially perpendicular to each material layer.
【請求項6】 前記色再現に変動をもたらす条件は、積
層方向の方向ベクトルと形成されるべき造形物表面の外
向きの法線ベクトルとのなす角であることを特徴とする
請求項5の彩色三次元造形システム。
6. The condition according to claim 5, wherein the condition causing a change in color reproduction is an angle between a direction vector in a stacking direction and an outward normal vector of a surface of a modeled object to be formed. Coloring 3D modeling system.
【請求項7】 形状データ及び色彩データから彩色され
た造形物を作成する彩色三次元造形方法において、 造形手段を用いて所定材料で構成される造形物を作成す
る造形工程と、 前記形状データに基づいて、前記造形手段を制御するた
めの造形制御データを作成する造形制御データ作成工程
と、 着色手段を用いて造形物の各部分に着色剤を付与する着
色工程と、 前記色彩データに基づいて、前記着色手段を制御するた
めの着色制御データを作成する着色制御データ作成工程
とを含み、 前記着色制御データ作成工程は、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを基に、前記色彩データを補
正する補正工程を含むことを特徴とする彩色三次元造形
方法。
7. A coloring three-dimensional molding method for producing a colored molded object from shape data and color data, comprising: a molding step of producing a molded object composed of a predetermined material using molding means; A modeling control data creating step of creating modeling control data for controlling the modeling means, a coloring step of applying a coloring agent to each part of the molded article using a coloring means, based on the color data A coloring control data creating step of creating coloring control data for controlling the coloring means, wherein the coloring control data creating step includes: A coloring three-dimensional printing method including a correction step of correcting the color data based on a color correction table representing a relationship with the coloring property of a formed article colored based on the three-dimensional printing. Method.
【請求項8】 所定材料の層を順次積層するとともに、
各材料層ごとに着色を行うことにより彩色された造形物
を作成する彩色三次元造形方法において、 前記材料の層を順次形成する層形成工程と、 各材料層の彩色領域に着色剤を付与する着色工程と、 三次元造形物を表出するための各材料層に対応した複数
の断面データを作成する断面データ作成工程とを含み、 前記各断面データは形状データ及び色彩データを有し、 前記層形成工程において、前記形状データに基づいて、
前記各材料層が形成され、 前記着色工程において、前記色彩データに基づいて、前
記各材料層の彩色領域に着色剤が付与され、 彩色三次元造形方法はさらに、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを基に、前記断面データ作成
工程において作成された色彩データを補正する工程を含
むことを特徴とする彩色三次元造形方法。
8. A method of sequentially laminating layers of a predetermined material,
In a coloring three-dimensional modeling method of creating a colored molded article by performing coloring for each material layer, a layer forming step of sequentially forming the material layers, and applying a coloring agent to a coloring region of each material layer A coloring step, including a cross-section data creation step of creating a plurality of cross-section data corresponding to each material layer for expressing a three-dimensional structure, wherein each of the cross-section data has shape data and color data, In the layer forming step, based on the shape data,
Each of the material layers is formed, and in the coloring step, a coloring agent is applied to a coloring region of each of the material layers based on the color data. The coloring three-dimensional modeling method further includes a step of changing the color reproduction of the modeled object. A step of correcting the color data created in the cross-section data creation step based on a color correction table representing a relationship between the color data and the color developing property of a molded object colored based on the data. A three-dimensional modeling method characterized by:
【請求項9】 前記色再現に変動をもたらす条件は、造
形物を構成するための前記材料であることを特徴とする
請求項7又は8の彩色三次元造形方法。
9. The coloring three-dimensional modeling method according to claim 7, wherein the condition that causes a change in color reproduction is the material for forming a modeling object.
【請求項10】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
前記着色剤であることを特徴とする請求項7又は8の彩
色三次元造形方法。
10. The condition that causes a change in color reproduction is as follows:
9. The coloring three-dimensional forming method according to claim 7, wherein the coloring agent is used.
【請求項11】 前記着色工程において、各材料層に対
し略垂直な方向から、着色手段であるインクジェットヘ
ッドを介して着色剤を吐出することを特徴とする請求項
7又は8の彩色三次元造形方法。
11. The three-dimensional modeling according to claim 7, wherein in the coloring step, a coloring agent is discharged from a direction substantially perpendicular to each of the material layers via an inkjet head serving as coloring means. Method.
【請求項12】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
積層方向の方向ベクトルと形成されるべき造形物表面の
外向きの法線ベクトルとのなす角であることを特徴とす
る請求項11の彩色三次元造形方法。
12. The condition that causes a change in color reproduction is as follows:
12. The three-dimensional modeling method according to claim 11, wherein the angle is formed between a direction vector in a stacking direction and an outward normal vector of a surface of the modeled object to be formed.
【請求項13】 形状データ及び色彩データから彩色さ
れた造形物を作成する彩色三次元造形システムに用いる
データ処理装置において、 前記形状データに基づいて、造形物を作成する造形手段
を制御するための造形制御データを作成する造形制御デ
ータ作成手段と、 前記色彩データに基づいて、造形物への着色を行う着色
手段を制御するための着色制御データを作成する着色制
御データ作成手段とを有し、 前記着色制御データ作成手段は、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを記憶する記憶手段と、 前記色補正テーブルを基に、前記色彩データを補正する
補正手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置。
13. A data processing apparatus used in a coloring three-dimensional printing system for creating a colored object from shape data and color data, wherein the data processing device is configured to control a molding means for creating an object based on the shape data. Molding control data creating means for creating modeling control data, Based on the color data, having a coloring control data creating means for creating coloring control data for controlling the coloring means for coloring the molded object, Storage means for storing a color correction table representing a relationship between color data and color development of a molded article colored based on the data, with respect to a condition causing variation in color reproduction of the molded article; A data processing device comprising: a correction unit configured to correct the color data based on the color correction table.
【請求項14】 所定材料の層を順次積層するととも
に、各材料層ごとに着色を行うことにより彩色された造
形物を作成する彩色三次元造形システムに用いるデータ
処理装置において、 三次元造形物を表出するための各材料層に対応した複数
の断面データを作成する断面データ作成手段を備え、 前記各断面データは形状データ及び色彩データを有し、 前記形状データは、前記各材料層を形成するために用い
られ、 前記色彩データは、前記各材料層の着色を行うために用
いられ、 データ処理装置はさらに、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを記憶する記憶手段と、 前記色補正テーブルを基に、前記断面データ作成手段に
より作成された色彩データを補正する補正手段とを備え
ることを特徴とするデータ処理装置。
14. A data processing apparatus used in a coloring three-dimensional printing system for sequentially forming layers of a predetermined material and coloring each material layer to create a colored printing object. Cross-sectional data generating means for generating a plurality of cross-sectional data corresponding to each material layer for exposing; each of the cross-sectional data has shape data and color data; and the shape data forms each of the material layers. The color data is used for coloring each of the material layers, and the data processing device further includes a condition that causes a change in color reproduction of the modeled object, based on the color data and the data. A storage unit for storing a color correction table representing a relationship with the coloring property of the modeled object to be colored; and a section created by the cross-section data creating unit based on the color correction table. The data processing apparatus characterized by comprising a correction means for correcting the chroma data.
【請求項15】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
造形物を構成するための前記材料であることを特徴とす
る請求項13又は14のデータ処理装置。
15. The condition that causes a change in color reproduction is as follows:
15. The data processing device according to claim 13, wherein the material is a material for forming a modeled object.
【請求項16】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
前記着色剤であることを特徴とする請求項13又は14
のデータ処理装置。
16. The condition that causes a change in color reproduction is as follows:
15. The colorant according to claim 13, wherein the colorant is a colorant.
Data processing equipment.
【請求項17】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
積層方向の方向ベクトルと形成されるべき造形物表面の
外向きの法線ベクトルとのなす角であることを特徴とす
る請求項13又は14のデータ処理装置。
17. The condition that causes a change in color reproduction is as follows:
15. The data processing apparatus according to claim 13, wherein an angle formed between a direction vector in a stacking direction and an outward normal vector of a surface of a modeled object to be formed.
【請求項18】 形状データ及び色彩データデータから
彩色された造形物を作成する彩色三次元造形システムに
用いるデータ処理方法において、 前記形状データに基づいて、造形物を作成する造形手段
を制御するための造形制御データを作成する造形制御デ
ータ作成工程と、 前記色彩データに基づいて、造形物への着色を行う着色
手段を制御するための着色制御データを作成する着色制
御データ作成工程とを含み、 前記着色制御データ作成工程は、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを基に、前記色彩データを補
正する補正工程を含むことを特徴とするデータ処理方
法。
18. A data processing method used in a coloring three-dimensional modeling system for creating a colored modeled object from shape data and color data data, wherein a shaping unit for creating a modeled object based on the shape data is controlled. A modeling control data creating step of creating modeling control data, and based on the color data, including a coloring control data creating step of creating coloring control data for controlling a coloring unit that performs coloring on a molded article, The coloring control data creating step includes, for a condition that causes a change in color reproduction of the modeled object, based on a color correction table that represents a relationship between color data and the coloring property of the modeled object colored based on the data. A data processing method comprising a correction step of correcting data.
【請求項19】 所定材料の層を順次積層するととも
に、各材料層ごとに着色を行うことにより彩色された造
形物を作成する彩色三次元造形システムに用いるデータ
処理方法において、 三次元造形物を表出するための各材料層に対応した複数
の断面データを作成する断面データ作成工程を含み、 前記各断面データは形状データ及び色彩データを有し、 前記形状データは、前記各材料層を形成するために用い
られ、 前記色彩データは、前記各材料層の着色を行うために用
いられ、 データ処理方法はさらに、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを基に、前記断面データ作成
工程において作成された色彩データを補正する補正工程
を含むことを特徴とするデータ処理方法。
19. A data processing method used in a coloring three-dimensional modeling system for sequentially forming layers of a predetermined material and coloring each of the material layers to create a colored modeling object. A cross-sectional data generating step of generating a plurality of cross-sectional data corresponding to each material layer for exposing; each of the cross-sectional data has shape data and color data; and the shape data forms each of the material layers. The color data is used for coloring each of the material layers, and the data processing method further includes a condition for causing a change in color reproduction of the modeled object, based on the color data and the data. A correction step of correcting the color data created in the cross-section data creation step based on a color correction table representing a relationship with the coloring property of the modeled object to be colored. Characteristic data processing method.
【請求項20】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
造形物を構成するための前記材料であることを特徴とす
る請求項18又は19のデータ処理方法。
20. A condition that causes a change in color reproduction,
20. The data processing method according to claim 18 or 19, wherein the material is a material for forming a modeled object.
【請求項21】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
前記着色剤であることを特徴とする請求項18又は19
のデータ処理方法。
21. A condition that causes a change in color reproduction,
20. The colorant according to claim 18, wherein the colorant is used.
Data processing method.
【請求項22】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
積層方向の方向ベクトルと形成されるべき造形物表面の
外向きの法線ベクトルとのなす角であることを特徴とす
る請求項18又は19のデータ処理方法。
22. A condition that causes a change in color reproduction,
20. The data processing method according to claim 18, wherein an angle between a direction vector in the stacking direction and an outward normal vector of the surface of the object to be formed is formed.
【請求項23】 形状データ及び色彩データから彩色さ
れた造形物を作成する彩色三次元造形システムに用いる
データ処理用プログラムにおいて、 彩色三次元造形システムは、 所定材料で構成される造形物を作成する造形手段と、 前記形状データに基づいて、前記造形手段を制御するた
めの造形制御データを作成する造形制御データ作成手段
と、 造形物の各部分に着色剤を付与する着色手段と、 前記色彩データに基づいて、前記着色手段を制御するた
めの着色制御データを作成する着色制御データ作成手段
とを有し、 前記着色制御データ作成手段は、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを予め記憶する記憶手段と、 前記色補正テーブルを基に、前記色彩データを補正する
補正手段とを備え、データ処理用プログラムは、 造形制御データ作成手段に、前記形状データから前記造
形制御データを作成させ、 前記記憶手段において記録された前記色補正テーブルを
読み出し、 この色補正テーブルを基に、前記補正手段に、前記色彩
データを補正させることを特徴とするデータ処理用プロ
グラム。
23. A data processing program used in a coloring three-dimensional printing system for creating a colored printing object from shape data and color data, wherein the coloring three-dimensional printing system creates a printing object composed of a predetermined material. Modeling means; modeling control data creating means for creating modeling control data for controlling the modeling means based on the shape data; coloring means for applying a coloring agent to each part of the shaped article; and the color data A coloring control data creating means for creating coloring control data for controlling the coloring means, based on the color data. Storage means for storing in advance a color correction table representing a relationship between the color correction table and a coloring property of a molded object colored based on the data; A correction means for correcting the color data, wherein the data processing program causes a molding control data creating means to create the molding control data from the shape data, and the color correction recorded in the storage means. A data processing program for reading a table, and causing the correction means to correct the color data based on the color correction table.
【請求項24】 所定材料の層を順次積層するととも
に、各材料層ごとに着色を行うことにより彩色された造
形物を作成する彩色三次元造形システムに用いるデータ
処理用プログラムにおいて、 彩色三次元造形システムは、 三次元造形物を表出するための各材料層に対応した複数
の断面データを作成する断面データ作成手段を備え、 前記各断面データは形状データ及び色彩データを有し、 前記形状データは、前記各材料層を形成するために用い
られ、 前記色彩データは、前記各材料層の着色を行うために用
いられ、 彩色三次元造形システムはさらに、 造形物の色再現に変動をもたらす条件について、色彩デ
ータと該データを基に彩色される造形物の発色性との関
係を表わす色補正テーブルを予め記憶する記憶手段と、 前記色補正テーブルを基に、前記断面データ作成工程に
おいて作成された色彩データを補正する補正手段とを備
え、 データ処理用プログラムは、 前記断面データ作成手段に、造形物の三次元画像データ
を所定ピッチでスライスした複数の断面データを作成さ
せ、 前記記憶手段において記録された前記色補正テーブルを
読み出し、 この色補正テーブルを基に、前記補正手段に、断面デー
タ作成手段が作成した色彩データを補正させることを特
徴とするデータ処理用プログラム。
24. A data processing program for use in a coloring three-dimensional modeling system for sequentially forming layers of a predetermined material and coloring each of the material layers to create a colored three-dimensional modeling object. The system includes a cross-sectional data creating unit that creates a plurality of cross-sectional data corresponding to each material layer for expressing a three-dimensional structure, wherein each of the cross-sectional data has shape data and color data, Is used to form each of the material layers, the color data is used to color each of the material layers, and the color three-dimensional modeling system further includes a condition that causes a change in color reproduction of the modeled object. Storage means for storing in advance a color correction table representing a relationship between color data and the color development of a molded object colored based on the data, the color correction table Correction means for correcting the color data created in the section data creation step, wherein the data processing program comprises: a plurality of sliced three-dimensional image data of the modeled object at a predetermined pitch. Wherein the color correction table recorded in the storage means is read out, and based on the color correction table, the correction means corrects the color data created by the cross-section data creation means. Data processing program to do.
【請求項25】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
造形物を構成するための前記材料であることを特徴とす
る請求項23又は24のデータ処理用プログラム。
25. A condition that causes a change in color reproduction,
25. The data processing program according to claim 23, wherein the program is the material for forming a modeled object.
【請求項26】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
前記着色剤であることを特徴とする請求項23又は24
のデータ処理用プログラム。
26. A condition that causes a change in color reproduction,
25. The colorant according to claim 23, wherein the colorant is a colorant.
Data processing program.
【請求項27】 前記色再現に変動をもたらす条件は、
積層方向の方向ベクトルと形成されるべき造形物表面の
外向きの法線ベクトルとのなす角であることを特徴とす
る請求項23又は24のデータ処理用プログラム。
27. A condition that causes a change in color reproduction,
25. The data processing program according to claim 23, wherein the angle is an angle between a direction vector in the stacking direction and an outward normal vector of the surface of the object to be formed.
【請求項28】 請求項23〜27のいずれかに記載の
データ処理用プログラムが記録された記録媒体。
28. A recording medium on which the data processing program according to claim 23 is recorded.
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