JP2020203392A - 立体物製造方法および立体物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部の画質を向上することができる立体物製造方法および立体物を提供する。【解決手段】 立体物製造方法は、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部が媒体に印刷された２次元印刷物のための２次元データと、２次元印刷物が内部に取り付けられるための取付用溝を備え、取付用溝の内部に２次元印刷物が取り付けられることによって立体物を構成する３次元造形物の３次元データとを立体物の３次元データに基づいて生成し（Ｓ１０２）、Ｓ１０２で生成した２次元データに基づいて２次元プリンターによって２次元印刷物を生成し（Ｓ１０３）、Ｓ１０２で生成した３次元データに基づいて３次元プリンターによって３次元造形物を生成し（Ｓ１０４）、Ｓ１０４で生成した３次元造形物の取付用溝の内部に、Ｓ１０３で生成した２次元印刷物を取り付けることによって立体物を生成する（Ｓ１０５）。【選択図】 図８

Description

本発明は、立体物を製造する立体物製造方法および立体物に関する。
従来の立体物として、紫外線硬化型のインクを用いるインクジェット方式の３次元プリンターによってフルカラーで造形されるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１６−０６４５３９号公報
紫外線硬化型のインクを用いるインクジェット方式の２次元プリンターによってフルカラーで媒体に印刷を実行する場合、媒体の全面をインクで埋める必要が無いので、インクジェットヘッドから吐出されるインクのドットを特定の大きさ未満に小さくしたとしても、印刷の速度として遅過ぎない適切な速度を得ることができる。
一方、紫外線硬化型のインクを用いるインクジェット方式の３次元プリンターによってフルカラーで立体物を造形する場合、複数のインク層を重ねて立体物を造形するので、各インク層を特定の厚さ以上の厚さで形成するためにインク層毎に全面をインクで埋める必要がある。そのため、立体物の造形の速度として遅過ぎない適切な速度を得るために、インクジェットヘッドから吐出されるインクのドットを特定の大きさ以上に大きくする必要がある。
したがって、紫外線硬化型のインクを用いるインクジェット方式の３次元プリンターによってフルカラーで立体物を造形する場合には、紫外線硬化型のインクを用いるインクジェット方式の２次元プリンターによってフルカラーで媒体に印刷を実行する場合と比較して、インクジェットヘッドから吐出されるインクのドットが大きくなる可能性が高く、インクによって形成される画像の画質が低くなる可能性が高い。
更に、紫外線硬化型のインクを用いるインクジェット方式の３次元プリンターによってフルカラーで立体物を造形する場合には、インク層の表面に接触する部材によってインク層の表面の不要なインクを除去することによってインク層毎に平坦化を行うときがあり、インクによって形成される画像の画質が、この平坦化によって低下する。
以上に説明したように、従来の立体物においては、表面に現れる画像の画質が２次元プリンターによって媒体に印刷される画像の画質と比較して低いという問題がある。
そこで、本発明は、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部の画質を向上することができる立体物製造方法および立体物を提供することを目的とする。
本発明の立体物製造方法は、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部が媒体に印刷された２次元印刷物のための２次元データと、前記２次元印刷物における係合部としての印刷物側係合部と位置決め状態で係合する係合部としての造形物側係合部を備え、前記造形物側係合部に前記印刷物側係合部が係合されることによって前記立体物を構成する３次元造形物の３次元データとを前記立体物の３次元データに基づいて生成するデータ生成ステップと、前記データ生成ステップによって生成された２次元データに基づいて２次元プリンターによって前記２次元印刷物を生成する２次元印刷物生成ステップと、前記データ生成ステップによって生成された３次元データに基づいて３次元プリンターによって前記３次元造形物を生成する３次元造形物生成ステップと、前記３次元造形物生成ステップによって生成された前記３次元造形物の前記造形物側係合部に、前記２次元印刷物生成ステップによって生成された前記２次元印刷物の前記印刷物側係合部を係合することによって前記立体物を生成する立体物生成ステップとを備えることを特徴とする。
この構成により、本発明の立体物製造方法は、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部が媒体に印刷された２次元印刷物を２次元プリンターによって生成し、２次元印刷物の印刷物側係合部が位置決め状態で係合されるための造形物側係合部を備える３次元造形物を３次元プリンターによって生成し、３次元造形物の造形物側係合部に２次元印刷物の印刷物側係合部を係合することによって立体物を生成するので、立体物の全体を３次元プリンターによって生成する場合と比較して、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部の画質を向上することができる。
本発明の立体物製造方法において、前記造形物側係合部は、前記印刷物側係合部と係合することによって、前記２次元印刷物の前記３次元造形物に対する、平面方向と、前記平面方向に直交する直交方向との少なくとも一方の方向における位置を位置決めしても良い。
本発明の立体物製造方法において、前記造形物側係合部は、前記平面方向と平行に延設された溝であり、前記溝の内部で前記印刷物側係合部と係合しても良い。
本発明の立体物製造方法において、前記溝は、前記２次元印刷物の外郭の全周に沿う形状であって、前記立体物が前記直交方向から視認された場合に前記外郭の全周が前記溝の内部に隠れる形状で形成されていても良い。
この構成により、本発明の立体物製造方法は、２次元印刷物の外郭の全周が３次元造形物の溝の内部に隠れるので、２次元印刷物の外郭が視認されることによる立体物の意匠性の低下を抑えることができる。
本発明の立体物製造方法において、前記３次元造形物は、前記造形物側係合部に対する前記印刷物側係合部の位置決めのために前記２次元印刷物の少なくとも一部の形状に対応する形状を有する位置決め部を備えても良い。
この構成により、本発明の立体物製造方法は、３次元造形物の位置決め部によって３次元造形物の造形物側係合部に対して２次元印刷物の印刷物側係合部を位置決めすることができるので、３次元造形物の造形物側係合部に対して２次元印刷物の印刷物側係合部を容易に位置決めすることができる。
本発明の立体物製造方法において、前記３次元造形物は、前記印刷物側係合部が前記造形物側係合部に係合された前記２次元印刷物の端部の少なくとも一部を覆う端部カバー部を備えても良い。
この構成により、本発明の立体物製造方法は、３次元造形物の端部カバー部によって２次元印刷物の端部の少なくとも一部が覆われるので、２次元印刷物の端部が視認されることによる立体物の意匠性の低下を抑えることができる。
本発明の立体物は、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部が媒体に印刷された２次元印刷物と、前記２次元印刷物における係合部としての印刷物側係合部と位置決め状態で係合する係合部としての造形物側係合部を備える３次元造形物とを備える前記立体物であって、前記２次元印刷物は、前記印刷物側係合部が前記造形物側係合部に係合され、前記３次元造形物は、前記造形物側係合部に対する前記印刷物側係合部の位置決めのために前記２次元印刷物の少なくとも一部の形状に対応する形状を有する位置決め部を備えることを特徴とする。
この構成により、本発明の立体物は、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部が媒体に印刷された２次元印刷物の印刷物側係合部が、３次元造形物の造形物側係合部に係合されることによって生成されるので、立体物の全体が３次元プリンターによって生成される場合と比較して、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部の画質を向上することができる。また、本発明の立体物は、３次元造形物の位置決め部によって３次元造形物の造形物側係合部に対して２次元印刷物の印刷物側係合部が位置決めされることができるので、３次元造形物の造形物側係合部に対して２次元印刷物の印刷物側係合部が容易に位置決めされることができる。
本発明の立体物製造方法および立体物は、立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部の画質を向上することができる。
本発明の一実施の形態に係る立体物製造システムのブロック図である。 図１に示すコンピューターのブロック図である。 図１に示す２次元プリンターの外観斜視図である。 図３に示す２次元プリンターのブロック図である。 図１に示す３次元プリンターの一部の概略正面図である。 図５に示す３次元プリンターの一部の概略側面図である。 図５に示す３次元プリンターのブロック図である。 図１に示す立体物製造システムを使用した立体物製造方法のフローチャートである。 図８に示す立体物製造方法に使用される３次元データによって表される立体物の一例の外観斜視図である。 図９に示す立体物の３次元データに基づいて生成される２次元印刷物の一例の正面図である。 （ａ）図９に示す立体物の３次元データに基づいて生成される３次元造形物の一例の平面図である。 （ｂ）図１１（ａ）に示す３次元造形物の正面断面図である。 （ａ）図１１に示す３次元造形物の取付用溝の内部に、図１０に示す２次元印刷物を取り付けることによって生成された立体物の平面図である。 （ｂ）図１２（ａ）に示す立体物の正面断面図である。 ３次元造形物の取付用溝の内部に２次元印刷物を取り付けることによって生成された立体物の、図１２に示す例とは異なる一例の正面断面図である。
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
まず、本実施の形態に係る立体物製造システムの構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る立体物製造システム１０のブロック図である。
図１に示すように、立体物製造システム１０は、２次元印刷物のための２次元データと、３次元造形物の３次元データとを立体物の３次元データから生成するための例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などのコンピューター２０と、フルカラーで印刷することが可能な２次元プリンター３０と、フルカラーで造形することが可能な３次元プリンター５０とを備えている。
コンピューター２０と、２次元プリンター３０および３次元プリンター５０とは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク経由で、または、ネットワークを介さずに有線または無線によって直接に、通信可能に接続されている。
図２は、コンピューター２０のブロック図である。
図２に示すように、コンピューター２０は、種々の操作が入力される例えばキーボード、マウスなどの入力デバイスである操作部２１と、種々の情報を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスである表示部２２と、ネットワーク経由で、または、ネットワークを介さずに有線または無線によって直接に、外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部２３と、各種の情報を記憶する例えば半導体メモリー、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶デバイスである記憶部２４と、コンピューター２０全体を制御する制御部２５とを備えている。
記憶部２４は、２次元印刷物のための２次元データと、３次元造形物の３次元データとを立体物の３次元データから生成するためのデータ生成プログラム２４ａを記憶している。データ生成プログラム２４ａは、例えば、コンピューター２０の製造時にコンピューター２０にインストールされていても良いし、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリー、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの外部の記憶媒体からコンピューター２０に追加でインストールされても良いし、ネットワーク上からコンピューター２０に追加でインストールされても良い。
制御部２５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムおよび各種のデータを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、制御部２５のＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。制御部２５のＣＰＵは、制御部２５のＲＯＭまたは記憶部２４に記憶されているプログラムを実行する。
制御部２５は、データ生成プログラム２４ａを実行することによって、２次元印刷物のための２次元データと、３次元造形物の３次元データとを立体物の３次元データから生成するデータ生成部２５ａを実現する。
図３は、２次元プリンター３０の外観斜視図である。
図３に示すように、２次元プリンター３０は、矢印３０ａで示す鉛直方向における下側から媒体７０を支持するプラテン３１と、プラテン３１に対して鉛直方向における上側に配置されていて鉛直方向に直交する矢印３０ｂで示す左右方向に延在しているガイドレール３２と、ガイドレール３２によって左右方向における移動がガイドされるキャリッジ３３と、プラテン３１に支持された媒体７０に向けてインクを吐出する複数のインクジェットヘッド３４と、プラテン３１に支持された媒体７０に付着したインクに向けて光を照射する複数の光照射部３５とを備えている。
キャリッジ３３は、インクジェットヘッド３４および光照射部３５を搭載している。
インクジェットヘッド３４は、鉛直方向および左右方向の両方に直交する矢印３０ｃで示す前後方向に並んだ図示していない複数のノズルからインクを吐出可能である。インクジェットヘッド３４によって吐出されるインクは、光照射部３５によって光が照射されることによって硬化するインクであり、例えば、紫外線硬化型のインクである。
光照射部３５は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）によって紫外線を照射する装置である。
図４は、２次元プリンター３０のブロック図である。
図４に示すように、２次元プリンター３０は、複数のインクジェットヘッド３４と、複数の光照射部３５と、前後方向に媒体７０（図３参照。）を搬送する媒体搬送部３６と、ガイドレール３２（図３参照。）に沿って左右方向にプラテン３１（図３参照。）に対してキャリッジ３３（図３参照。）を移動させるキャリッジ走査部３７と、種々の操作が入力される例えばボタンなどの入力デバイスである操作部３８と、種々の情報を表示するＬＣＤなどの表示デバイスである表示部３９と、ネットワーク経由で、または、ネットワークを介さずに有線または無線によって直接に、外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部４０と、各種の情報を記憶する半導体メモリー、ＨＤＤなどの不揮発性の記憶デバイスである記憶部４１と、２次元プリンター３０全体を制御する制御部４２とを備えている。
制御部４２は、例えば、ＣＰＵと、プログラムおよび各種のデータを記憶しているＲＯＭと、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭとを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは記憶部４１に記憶されているプログラムを実行する。
図５は、３次元プリンター５０の一部の概略正面図である。図６は、３次元プリンター５０の一部の概略側面図である。
図５および図６に示すように、３次元プリンター５０は、３次元造形物が製造される場合に３次元造形物の台となる造形台５１と、矢印５０ａで示す鉛直方向において造形台５１より上側に配置されていて、鉛直方向と直交する矢印５０ｂで示す左右方向に移動可能なキャリッジ５２と、鉛直方向における下側に向けて紫外線硬化型のインクを吐出することによってインク層８１を形成する複数のインクジェットヘッド５３と、インクジェットヘッド５３によって形成されたインク層８１の表面８１ａ側の一部を除去することによってインク層８１の表面８１ａを平坦化してインク層８１の厚さを特定の厚さに調整する平坦化機構としての平坦化ローラー５４と、平坦化ローラー５４によって平坦化されたインク層８１に向けて紫外線を照射する複数の紫外線照射部５５とを備えている。３次元プリンター５０は、インクによって形成されたインク層８１を鉛直方向に積み重ねることによって、最終的に３次元造形物の全体を製造する装置である。
造形台５１は、キャリッジ５２に対して鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直方向および左右方向の両方に直交する矢印５０ｃで示す前後方向にもキャリッジ５２に対して移動可能である。
キャリッジ５２は、インクジェットヘッド５３、平坦化ローラー５４および紫外線照射部５５を搭載している。
インクジェットヘッド５３は、前後方向に並んだ図示していない複数のノズルからインクを吐出可能である。
平坦化ローラー５４は、前後方向に延在していて、前後方向に延在する中心軸５４ａを中心に回転可能な状態でキャリッジ５２に搭載されている。
図７は、３次元プリンター５０のブロック図である。
図７に示すように、３次元プリンター５０は、複数のインクジェットヘッド５３と、複数の紫外線照射部５５と、造形台５１（図５参照。）を移動させる造形台移動部５６と、キャリッジ５２（図５参照。）を移動させるキャリッジ走査部５７と、平坦化ローラー５４（図５参照。）の中心軸５４ａ（図５参照。）を中心に平坦化ローラー５４を回転させるローラー回転駆動部５８と、平坦化ローラー５４を鉛直方向に移動させるローラー移動駆動部５９と、種々の操作が入力される例えばボタンなどの入力デバイスである操作部６０と、種々の情報を表示するＬＣＤなどの表示デバイスである表示部６１と、ネットワーク経由で、または、ネットワークを介さずに有線または無線によって直接に、外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部６２と、各種の情報を記憶する半導体メモリー、ＨＤＤなどの不揮発性の記憶デバイスである記憶部６３と、３次元プリンター５０全体を制御する制御部６４とを備えている。
造形台移動部５６は、鉛直方向と、前後方向とに造形台５１を移動させることができる。
キャリッジ走査部５７は、左右方向にキャリッジ５２を移動させることができる。
ローラー移動駆動部５９は、平坦化ローラー５４によってインク層８１を平坦化させる場合には平坦化ローラー５４を下降させ、平坦化ローラー５４によってインク層８１を平坦化させない場合には平坦化ローラー５４を上昇させる。
制御部６４は、例えば、ＣＰＵと、プログラムおよび各種のデータを記憶しているＲＯＭと、制御部６４のＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭとを備えている。制御部６４のＣＰＵは、制御部６４のＲＯＭまたは記憶部６３に記憶されているプログラムを実行する。
次に、立体物製造システム１０を使用した立体物製造方法について説明する。
図８は、立体物製造システム１０を使用した立体物製造方法のフローチャートである。
図８に示すように、作業者は、コンピューター２０のデータ生成プログラム２４ａを使用して、立体物の３次元データに対して、この立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部を含む箇所を２次元表現が必要な箇所として判定する（Ｓ１０１）。このとき、データ生成部２５ａは、立体物の３次元データに基づいて立体物を表示部２２に表示する。
作業者は、Ｓ１０１の工程の後、２次元表現が必要な箇所としてＳ１０１において判定した箇所の画像が媒体に印刷された２次元印刷物のための２次元データと、この２次元印刷物が内部に取り付けられるための溝である取付用溝を備え、この取付用溝の内部に、この２次元印刷物が取り付けられることによって立体物を構成する３次元造形物の３次元データとを、立体物の３次元データに基づいて、コンピューター２０のデータ生成プログラム２４ａを使用して生成する（Ｓ１０２）。すなわち、データ生成部２５ａは、操作部２１を介した指示に応じて、２次元印刷物のための２次元データと、３次元造形物の３次元データとを、立体物の３次元データに基づいて生成する。
作業者は、Ｓ１０２の工程の後、Ｓ１０２において生成した２次元データに基づいた印刷データに基づいて２次元プリンター３０に２次元印刷物を生成させるように、操作部２１を介してコンピューター２０に指示する（Ｓ１０３）。したがって、コンピューター２０の制御部２５は、Ｓ１０２において生成された２次元データに基づいた印刷データを生成し、この印刷データを２次元プリンター３０に送信する。そして、２次元プリンター３０は、コンピューター２０から送信されてきた印刷データに基づいて２次元印刷物を生成する。
ここで、２次元プリンター３０による２次元印刷物の生成について説明する。
２次元プリンター３０の制御部４２は、通信部４０を介して印刷データを受信すると、通信部４０を介して受信した印刷データに基づいて、媒体７０に対して印刷を実行する。すなわち、制御部４２は、キャリッジ走査部３７によって左右方向にキャリッジ３３を移動させてインクジェットヘッド３４によって媒体７０に向けてインクを吐出し、媒体７０に付着したインクに向けて光照射部３５によって光を照射することによって、左右方向における媒体７０に対する印刷を実行する。また、制御部４２は、左右方向における媒体７０に対する印刷を実行すると、必要に応じて、媒体搬送部３６によって前後方向に媒体７０を搬送することによって、前後方向における媒体７０に対する印刷の位置を変更した後、再び左右方向における媒体７０に対する印刷を実行する。
なお、作業者は、２次元印刷物の形状が媒体７０の形状とは異なる場合、２次元データに基づいた印刷データに基づいた媒体７０への２次元印刷物の印刷後に、媒体７０から２次元印刷物を切り出す。
作業者は、Ｓ１０３の工程の後、Ｓ１０２において生成した３次元データに基づいた造形データに基づいて３次元プリンター５０に３次元造形物を生成させるように、操作部２１を介してコンピューター２０に指示する（Ｓ１０４）。したがって、コンピューター２０の制御部２５は、Ｓ１０２において生成された３次元データに基づいた造形データを生成し、この造形データを３次元プリンター５０に送信する。そして、３次元プリンター５０は、コンピューター２０から送信されてきた造形データに基づいて３次元造形物を生成する。
ここで、３次元プリンター５０による３次元造形物の生成について説明する。
３次元プリンター５０の制御部６４は、通信部６２を介して造形データを受信すると、通信部６２を介して受信した造形データに基づいて、３次元造形物を造形する。すなわち、制御部６４は、キャリッジ走査部５７によって左右方向にキャリッジ５２を移動させてインクジェットヘッド５３によって造形台５１に向けてインクを吐出し、造形台５１または造形台５１上のインク層に付着したインクに向けて紫外線照射部５５によって光を照射することによって、左右方向におけるインク層の印刷を実行する。また、制御部６４は、左右方向におけるインク層の印刷を実行すると、必要に応じて、造形台移動部５６によって前後方向に造形台５１を移動させることによって、前後方向における造形台５１または造形台５１上のインク層に対する印刷の位置を変更した後、再び左右方向におけるインク層の印刷を実行する。なお、制御部６４は、インク層の印刷を実行する場合に、平坦化ローラー５４によってインク層の表面の不要なインクを除去することによってインク層の平坦化を行うように、ローラー回転駆動部５８およびローラー移動駆動部５９を制御する。制御部６４は、特定のインク層の印刷を実行すると、必要に応じて、造形台移動部５６によって鉛直方向の下側に造形台５１を移動させた後、このインク層の上に再びインク層の印刷を実行する。
作業者は、Ｓ１０４の工程の後、Ｓ１０４において生成された３次元造形物の取付用溝の内部に、Ｓ１０３において生成された２次元印刷物を取り付けることによって立体物を生成して（Ｓ１０５）、図８に示す立体物製造方法を終了する。
なお、以上においては、Ｓ１０３の工程が、Ｓ１０４の工程より先に実行されている。しかしながら、Ｓ１０３の工程と、Ｓ１０４の工程とは、いずれが先に実行されても良いし、同時に実行されても良い。
図９は、図８に示す立体物製造方法に使用される３次元データによって表される立体物１１０の一例の外観斜視図である。
図９に示すように、立体物１１０は、表面に画像１１１が現れている。
図１０は、立体物１１０（図９参照。）の３次元データに基づいて生成される２次元印刷物１２０の一例の正面図である。
図１０に示すように、２次元印刷物１２０は、媒体７０（図３参照。）に画像１１１が印刷されたものである。２次元印刷物１２０は、後述の３次元造形物１３０（図１１参照。）の、後述の位置決め部１３２（図１１参照。）の形状に対応する形状を有する位置決め部１２１を備えている。位置決め部１２１の形状は、例えば、切り欠きの形状である。
図１１（ａ）は、立体物１１０（図９参照。）の３次元データに基づいて生成される３次元造形物１３０の一例の平面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す３次元造形物１３０の正面断面図である。
図１１に示すように、３次元造形物１３０は、２次元印刷物１２０（図１０参照。）が内部に取り付けられるための溝である取付用溝１３１と、取付用溝１３１に対する２次元印刷物１２０の位置決めのために２次元印刷物１２０の位置決め部１２１（図１０参照。）の形状に対応する形状を有する位置決め部１３２と、取付用溝１３１の内部に取り付けられた２次元印刷物１２０の外郭である端部１２０ａ（図１０参照。）を覆う端部カバー部１３３とを備えている。位置決め部１３２の形状は、例えば、突起の形状である。
図１２（ａ）は、図１１に示す３次元造形物１３０の取付用溝１３１の内部に、図１０に示す２次元印刷物１２０を取り付けることによって生成された立体物１４０の平面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す立体物１４０の正面断面図である。
図１２に示す立体物１４０において、２次元印刷物１２０は、３次元造形物１３０に接着剤によって貼り付けられても良いし、単に取付用溝１３１に嵌められるだけでも良い。なお、図１２に示す立体物１４０は、図９に示す立体物１１０と外観がほぼ同一である。
立体物１４０において、２次元印刷物１２０の端部１２０ａは、３次元造形物１３０の取付用溝１３１と位置決め状態で係合する係合部であり、本発明の印刷物側係合部を構成している。同様に、立体物１４０において、３次元造形物１３０の取付用溝１３１は、２次元印刷物１２０の端部１２０ａと位置決め状態で係合する係合部であり、本発明の造形物側係合部を構成している。３次元造形物１３０の取付用溝１３１は、２次元印刷物１２０の端部１２０ａと係合することによって、２次元印刷物１２０の３次元造形物１３０に対する、平面方向と、この平面方向に直交する直交方向との両方の方向における位置を位置決めする。ここで、平面方向とは、２次元印刷物１２０の延在方向である。
３次元造形物１３０の取付用溝１３１は、２次元印刷物１２０の外郭の全周に沿う形状であって、図１２（ａ）に示すように平面方向に直交する直交方向から立体物１４０が視認された場合に２次元印刷物１２０の外郭の全周が取付用溝１３１の内部に隠れる形状で形成されている。
以上に説明したように、本発明の立体物製造方法は、立体物１１０の表面に現れる画像１１１が媒体７０に印刷された２次元印刷物１２０を２次元プリンター３０によって生成し、２次元印刷物１２０が内部に取り付けられるための取付用溝１３１を備える３次元造形物１３０を３次元プリンター５０によって生成し、３次元造形物１３０の取付用溝１３１の内部に２次元印刷物１２０を取り付けることによって立体物１４０を生成するので、立体物１１０の全体を３次元プリンター５０によって生成する場合と比較して、立体物１４０の表面に現れる画像１１１の画質を向上することができる。すなわち、本発明の立体物製造方法は、３次元プリンター５０によってフルカラーで立体物１１０を造形した場合には表現することができない色数や解像度で画像１１１が印刷された立体物１４０を得ることができる。
なお、２次元印刷物１２０は、立体物１１０の表面に現れる画像１１１の全部が媒体７０に印刷されたものでなくても良い。すなわち、２次元印刷物１２０は、立体物１１０の表面に現れる画像１１１の一部が媒体７０に印刷されたものでも良い。立体物１１０の表面に現れる画像１１１のうち、２次元印刷物１２０に含まれる画像は、立体物１１０の平らな表面に現れる画像であっても良いし、立体物１１０の曲面状の表面に現れる画像であっても良い。
本発明の立体物製造方法は、３次元造形物１３０の位置決め部１３２によって３次元造形物１３０の取付用溝１３１に対して２次元印刷物１２０を位置決めすることができるので、３次元造形物１３０の取付用溝１３１に対して２次元印刷物１２０を容易に位置決めすることができる。なお、本発明の立体物製造方法は、３次元造形物１３０が位置決め部１３２を備えていなくても良い。
本発明の立体物製造方法は、３次元造形物１３０の端部カバー部１３３によって２次元印刷物１２０の端部１２０ａが覆われる、すなわち、２次元印刷物１２０の外郭の全周が３次元造形物１３０の取付用溝１３１の内部に隠れるので、２次元印刷物１２０の端部１２０ａが視認されることによる立体物１４０の意匠性の低下を抑えることができる。なお、３次元造形物１３０の端部カバー部１３３は、２次元印刷物１２０の端部１２０ａの全部を覆うものでなくても良い。すなわち、３次元造形物１３０の端部カバー部１３３は、２次元印刷物１２０の端部１２０ａの一部を覆うものでも良い。また、本発明の立体物製造方法は、３次元造形物１３０が端部カバー部１３３を備えていなくても良い。
なお、２次元印刷物１２０および取付用溝１３１の形状は、図１２に示す形状以外の形状でも良い。例えば、２次元印刷物１２０および取付用溝１３１の形状は、図１３に示す形状でも良い。
図１３は、３次元造形物１３０の取付用溝１３１の内部に２次元印刷物１２０を取り付けることによって生成された立体物１４０の、図１２に示す例とは異なる一例の正面断面図である。
図１３に示す３次元造形物１３０の取付用溝１３１は、２次元印刷物１２０の端部１２０ａが差し込まれる溝１３１ａが両端に設けられている。したがって、２次元印刷物１２０は、端部１２０ａ側の部分が折り曲げられて溝１３１ａに差し込まれることによって、取付用溝１３１の内部に取り付けられる。
本発明の造形物側係合部は、本実施の形態において、取付用溝１３１であるが、２次元印刷物１２０の印刷物側係合部と位置決め状態で係合する係合部であれば、溝でなくても良い。
なお、３次元造形物１３０は、２次元印刷物１２０が取り外された後、２次元印刷物１２０以外の２次元印刷物が取付用溝１３１の内部に取り付けられることによって、再利用されても良い。
２次元印刷物のための２次元データと、この２次元印刷物が取り付けられることによって立体物を構成する３次元造形物の３次元データとは、本実施の形態において、この立体物の３次元データに基づいて生成されている。しかしながら、２次元印刷物のための２次元データと、この２次元印刷物が取り付けられることによって立体物を構成する３次元造形物の３次元データとは、この立体物の３次元データが存在しない状態で生成されても良い。
２次元プリンター３０は、本実施の形態において、プラテン３１に対して媒体７０を前後方向に搬送することによって、インクジェットヘッド３４に対して媒体７０を前後方向に移動させている。しかしながら、２次元プリンター３０は、プラテン３１を図３に示すものより前後方向に伸ばして、いわゆるフラットベッドタイプのプリンターにして、プラテン３１に対してガイドレール３２およびキャリッジ３３を前後方向に移動させる機構を備えることによって、媒体７０に対してインクジェットヘッド３４を前後方向に移動させても良い。
３０ ２次元プリンター
５０ ３次元プリンター
７０ 媒体
１１０ 立体物
１１１ 画像
１２０ ２次元印刷物
１２０ａ 端部（印刷物側係合部、外郭）
１３０ ３次元造形物
１３１ 取付用溝（造形物側係合部、溝）
１３２ 位置決め部
１３３ 端部カバー部
１４０ 立体物

Claims (7)

  1. 立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部が媒体に印刷された２次元印刷物のための２次元データと、前記２次元印刷物における係合部としての印刷物側係合部と位置決め状態で係合する係合部としての造形物側係合部を備え、前記造形物側係合部に前記印刷物側係合部が係合されることによって前記立体物を構成する３次元造形物の３次元データとを前記立体物の３次元データに基づいて生成するデータ生成ステップと、
    前記データ生成ステップによって生成された２次元データに基づいて２次元プリンターによって前記２次元印刷物を生成する２次元印刷物生成ステップと、
    前記データ生成ステップによって生成された３次元データに基づいて３次元プリンターによって前記３次元造形物を生成する３次元造形物生成ステップと、
    前記３次元造形物生成ステップによって生成された前記３次元造形物の前記造形物側係合部に、前記２次元印刷物生成ステップによって生成された前記２次元印刷物の前記印刷物側係合部を係合することによって前記立体物を生成する立体物生成ステップと
    を備えることを特徴とする立体物製造方法。
  2. 前記造形物側係合部は、前記印刷物側係合部と係合することによって、前記２次元印刷物の前記３次元造形物に対する、平面方向と、前記平面方向に直交する直交方向との少なくとも一方の方向における位置を位置決めすることを特徴とする請求項１に記載の立体物製造方法。
  3. 前記造形物側係合部は、前記平面方向と平行に延設された溝であり、前記溝の内部で前記印刷物側係合部と係合することを特徴とする請求項２に記載の立体物製造方法。
  4. 前記溝は、前記２次元印刷物の外郭の全周に沿う形状であって、前記立体物が前記直交方向から視認された場合に前記外郭の全周が前記溝の内部に隠れる形状で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の立体物製造方法。
  5. 前記３次元造形物は、前記造形物側係合部に対する前記印刷物側係合部の位置決めのために前記２次元印刷物の少なくとも一部の形状に対応する形状を有する位置決め部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の立体物製造方法。
  6. 前記３次元造形物は、前記印刷物側係合部が前記造形物側係合部に係合された前記２次元印刷物の端部の少なくとも一部を覆う端部カバー部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の立体物製造方法。
  7. 立体物の表面に現れる画像の少なくとも一部が媒体に印刷された２次元印刷物と、
    前記２次元印刷物における係合部としての印刷物側係合部と位置決め状態で係合する係合部としての造形物側係合部を備える３次元造形物と
    を備える前記立体物であって、
    前記２次元印刷物は、前記印刷物側係合部が前記造形物側係合部に係合され、
    前記３次元造形物は、前記造形物側係合部に対する前記印刷物側係合部の位置決めのために前記２次元印刷物の少なくとも一部の形状に対応する形状を有する位置決め部を備えることを特徴とする立体物。
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