JP2021109394A - Molding apparatus and molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、造形装置及び造形方法に関する。 The present invention relates to a modeling apparatus and a modeling method.
従来、インクジェットヘッドを用いて造形物を造形する造形装置(3Dプリンタ)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような造形装置においては、例えば、インクジェットヘッドにより形成するインクの層を複数層重ねることにより造形する積層造形法で造形物を造形する。 Conventionally, a modeling device (3D printer) for modeling a modeled object using an inkjet head is known (see, for example, Patent Document 1). In such a modeling device, for example, a modeled object is modeled by a layered manufacturing method in which a plurality of layers of ink formed by an inkjet head are stacked.
積層造形法で造形物の造形を行う場合、造形不良が生じないよう、1層の積層厚をできるだけ均一にする必要がある。 When modeling a modeled object by the additive manufacturing method, it is necessary to make the layered thickness of one layer as uniform as possible so that modeling defects do not occur.
1層の積層厚を均一にする方法として、例えば、カラーインクの吐出後、吐出されたカラーインクの量にかかわらず、期待する積層厚以上になるよう、多め且つ一定量のクリアインクを吐出し、期待する積層厚を超えるインクを平坦化ローラで掻き取る方法が挙げられる。 As a method of making the laminated thickness of one layer uniform, for example, after ejecting the color ink, a large and constant amount of clear ink is ejected so as to be equal to or more than the expected laminated thickness regardless of the amount of the ejected color ink. , A method of scraping ink exceeding the expected lamination thickness with a flattening roller can be mentioned.
しかし、この方法による場合、平坦化ローラにより掻き取られたインクは廃棄することになるため、掻き取られる量が多ければ、その分コストに無駄が生じる。また、掻き取られるインクの量が多いほど造形物表面の品質が悪化する。 However, in the case of this method, the ink scraped off by the flattening roller is discarded, so that the larger the scraped amount, the more the cost is wasted. Further, the larger the amount of ink scraped off, the worse the quality of the surface of the modeled object.
そこで本発明は、上記の課題を解決可能な造形装置及び造形方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a modeling apparatus and a modeling method capable of solving the above problems.
本発明の造形装置は、予め定められた積層方向におけるそれぞれ異なる位置での造形物の各層の断面形状及び配色を示す複数のスライス画像に基づき、各層をインクの層として形成し、積層させることにより造形物を造形する造形装置であって、層に対応するスライス画像に基づき、量子化処理により、層を構成する各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無を決定するカラーインク吐出位置決定手段と、カラーインク吐出位置決定手段において決定された各吐出位置への着色用の各色のインクの吐出の有無に基づき、各吐出位置への、透明なインクであるクリアインクの吐出の要否を決定するクリアインク吐出位置決定手段と、複数色のインクのそれぞれを吐出可能なカラーインク用ヘッドと、クリアインクを吐出可能なクリアインク用ヘッドと、カラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドに、カラーインク吐出位置決定手段及びクリアインク吐出位置決定手段における決定に従い、各吐出位置に各色のインク及びクリアインクを吐出させることにより層を形成する層形成手段と、を備える。 The modeling apparatus of the present invention forms and laminates each layer as an ink layer based on a plurality of slice images showing the cross-sectional shape and color arrangement of each layer of the modeled object at different positions in a predetermined stacking direction. A color that determines the presence or absence of each of the multiple color inks for coloring at each ejection position that constitutes the layer by quantization processing based on the slice image corresponding to the layer, which is a modeling device that models the modeled object. Clear ink, which is transparent ink, is ejected to each ejection position based on the presence or absence of ejection of each color ink for coloring to each ejection position determined by the ink ejection position determining means and the color ink ejection position determining means. Clear ink ejection position determining means for determining the necessity, a color ink head capable of ejecting each of a plurality of colors of ink, a clear ink head capable of ejecting clear ink, a color ink head and a clear ink head. The head is provided with a layer forming means for forming a layer by ejecting ink of each color and clear ink to each ejection position according to determination by the color ink ejection position determining means and the clear ink ejection position determining means.
カラーインク吐出位置決定手段は、吐出するインクのドットサイズを更に決定し、クリアインク吐出位置決定手段は、カラーインク吐出位置決定手段において決定された各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無及びドットサイズに基づき、各吐出位置へのクリアインクの吐出の有無及びドットサイズを決定し、カラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドは、それぞれ、複数種類のドットサイズのインクを吐出可能であり、層形成手段は、カラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドに、各吐出位置へ、カラーインク吐出位置決定手段及びクリアインク吐出位置決定手段における決定に従ったドットサイズの各色のインク及びクリアインクを吐出させてもよい。 The color ink ejection position determining means further determines the dot size of the ink to be ejected, and the clear ink ejection position determining means is a plurality of color inks for coloring each ejection position determined by the color ink ejection position determining means. Based on the presence or absence of ejection and the dot size, the presence or absence of clear ink ejection to each ejection position and the dot size are determined, and the color ink head and the clear ink head each eject ink of a plurality of types of dot sizes. It is possible, and the layer forming means can be applied to the color ink head and the clear ink head to each ejection position, and the ink of each color of dot size according to the determination by the color ink ejection position determining means and the clear ink ejection position determining means. Clear ink may be ejected.
これにより、各吐出位置について、吐出されたカラーインクのドットサイズに応じたドットサイズのクリアインクを充填することができる。 As a result, at each ejection position, clear ink having a dot size corresponding to the dot size of the ejected color ink can be filled.
ドットサイズを、ドットのサイズが大きいほど値が大きくなる数値で表現したとき、クリアインク吐出位置決定手段は、カラーインク吐出位置決定手段において決定された、吐出位置に吐出される着色用の各色のインクのドットサイズの値の合計と、吐出位置に吐出されるクリアインクのドットサイズの値との和が、所定の基準値にできるだけ近くなるように、吐出位置に吐出されるクリアインクのドットサイズを決定してもよい。 When the dot size is expressed by a numerical value whose value increases as the dot size increases, the clear ink ejection position determining means determines each color for coloring to be ejected to the ejection position, which is determined by the color ink ejection position determining means. The dot size of the clear ink ejected to the ejection position so that the sum of the sum of the dot size values of the ink and the dot size value of the clear ink ejected to the ejection position is as close as possible to the predetermined reference value. May be determined.
これにより、形成されるインクの層の厚さの均一化を図ることができる。 Thereby, the thickness of the formed ink layer can be made uniform.
本発明の造形方法は、予め定められた積層方向におけるそれぞれ異なる位置での造形物の各層の断面形状及び配色を示す複数のスライス画像に基づき、各層をインクの層として形成し、積層させることにより造形物を造形する造形方法であって、層に対応するスライス画像に基づき、量子化処理により、層を構成する各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無を決定するカラーインク吐出位置決定ステップと、カラーインク吐出位置決定ステップにおいて決定された各吐出位置への着色用の各色のインクの吐出の有無に基づき、各吐出位置への、透明なインクであるクリアインクの吐出の要否を決定するクリアインク吐出位置決定ステップと、カラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドに、カラーインク吐出位置決定ステップ及びクリアインク吐出位置決定ステップにおける決定に従い、各吐出位置に各色のインク及びクリアインクを吐出させることにより層を形成する層形成ステップと、を実行する。 In the modeling method of the present invention, each layer is formed as an ink layer and laminated based on a plurality of slice images showing the cross-sectional shape and color arrangement of each layer of the modeled object at different positions in a predetermined stacking direction. This is a modeling method for modeling a modeled object, and is a color that determines the presence or absence of ejection of each of the multiple color inks for coloring to each ejection position constituting the layer by quantization processing based on the slice image corresponding to the layer. Clear ink, which is transparent ink, is ejected to each ejection position based on the presence or absence of ejection of each color ink for coloring to each ejection position determined in the ink ejection position determination step and the color ink ejection position determination step. In accordance with the clear ink ejection position determination step for determining the necessity of, and the color ink ejection position determination step and the clear ink ejection position determination step for the color ink head and the clear ink head, each color ink and each color ink A layer forming step of forming a layer by ejecting clear ink is performed.
カラーインク吐出位置決定ステップは、吐出するインクのドットサイズを更に決定し、
クリアインク吐出位置決定ステップは、カラーインク吐出位置決定ステップにおいて決定された各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無及びドットサイズに基づき、各吐出位置へのクリアインクの吐出の有無及びドットサイズを決定し、カラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドは、それぞれ、複数種類のドットサイズのインクを吐出可能であり、層形成ステップは、カラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドに、各吐出位置へ、カラーインク吐出位置決定ステップ及びクリアインク吐出位置決定ステップにおける決定に従ったドットサイズの各色のインク及びクリアインクを吐出させてもよい。
The color ink ejection position determination step further determines the dot size of the ink to be ejected.
The clear ink ejection position determination step ejects clear ink to each ejection position based on the presence or absence of ejection of each of the multiple color inks for coloring to each ejection position and the dot size determined in the color ink ejection position determination step. The color ink head and the clear ink head can each eject ink of a plurality of types of dot sizes, and the layer forming step is performed on the color ink head and the clear ink head. , Ink and clear ink of each color of dot size according to the determination in the color ink ejection position determination step and the clear ink ejection position determination step may be ejected to each ejection position.
これにより、各吐出位置について、吐出されたカラーインクのドットサイズに応じたドットサイズのクリアインクを充填することができる。 As a result, at each ejection position, clear ink having a dot size corresponding to the dot size of the ejected color ink can be filled.
ドットサイズを、ドットのサイズが大きいほど値が大きくなる数値で表現したとき、クリアインク吐出位置決定ステップは、カラーインク吐出位置決定ステップにおいて決定された、吐出位置に吐出される着色用の各色のインクのドットサイズの値の合計と、吐出位置に吐出されるクリアインクのドットサイズの値との和が、所定の基準値にできるだけ近くなるように、吐出位置に吐出されるクリアインクのドットサイズを決定してもよい。 When the dot size is expressed by a numerical value whose value increases as the dot size increases, the clear ink ejection position determination step is determined in the color ink ejection position determination step for each color to be ejected to the ejection position. The dot size of the clear ink ejected to the ejection position so that the sum of the sum of the dot size values of the ink and the dot size value of the clear ink ejected to the ejection position is as close as possible to the predetermined reference value. May be determined.
これにより、形成されるインクの層の厚さの均一化を図ることができる。 Thereby, the thickness of the formed ink layer can be made uniform.
本発明の造形装置及び造形方法は、クリアインクの吐出の要否を吐出位置ごとに判定し、それに従ってクリアインクを吐出するため、各層の形成時におけるクリアインクの使用量を節約することができるとともに、平坦化の際にインクを掻き取る量も減らすことができるため、造形物表面の品質の悪化を抑えることができる。 In the modeling apparatus and modeling method of the present invention, the necessity of ejecting clear ink is determined for each ejection position, and the clear ink is ejected accordingly. Therefore, the amount of clear ink used at the time of forming each layer can be saved. At the same time, the amount of ink scraped off during flattening can be reduced, so that deterioration of the quality of the surface of the modeled object can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明及び図面では、同一の機能部には同一の符号を付し、一度説明した機能部については説明を省略するか、必要な範囲で説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description and drawings, the same functional parts are designated by the same reference numerals, and the functional parts once described will be omitted or described to the extent necessary.
図1に、本発明の造形装置100の構成の一例を示す。造形装置100は、積層造形法により立体的な造形物50を造形する造形装置(3Dプリンタ)である。ここでいう積層造形法とは、造形物50の3次元形状や表面の色などを示すデータ(以下「造形物データ」という。)を、予め定められた積層方向にインクの層の厚さでスライスし、これにより得られた各層のスライス画像に基づき、各層をインクの層として順次形成し積層していくことで造形物50を造形する方法である。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the
図2は、造形装置100により造形される造形物50の一例を示す図であり、積層方向(Z方向)と直交する造形物50の断面であるX−Y断面の構成を示したものである。Y方向やZ方向と垂直な造形物50のZ−X断面やZ−Y断面の構成も、同様の構成になる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a modeled
造形物50は、内部領域51及び着色領域52を少なくとも有する。造形装置100は、このような断面構成のインクの層を順次形成し積層することにより造形物50を造形する。
The modeled
内部領域51は、造形物50の内部を構成する領域である。また、本実施形態においては、内部領域51を白色のインクで形成することで、光反射領域の機能を兼ね備えた領域としている。光反射領域とは、着色領域52等を介して造形物50の外側から入射する光を反射するための光反射性の領域のことである。光反射領域は、内部領域51の周囲に形成される別の領域として形成してもよい。その場合は、内部領域51を白色のインク以外のインクを用いて形成してもよい。
The
着色領域52は、カラーインクにより着色される所定の厚みを持つ領域である。造形装置100は、ヘッド部110の各インクジェットヘッドから各色のカラーインクを吐出し、内部領域51の周囲に着弾させることにより、各層において内部領域51の周囲に着色領域52を形成する。このとき、着色領域52を構成する各吐出位置(造形装置100の造形解像度に応じて特定される、インクジェットヘッドから吐出されるインクを着弾させうる各位置)への各色のカラーインクの吐出の有無を適宜決定することにより、着色領域52において様々な色を表現することができる。
The
また、表現する色の違いにより、各吐出位置に堆積するカラーインクの量のばらつくと、凹凸のあるインクの層が形成されることになり、このような層を積層することは造形物50の品質や強度の低下につながる。そこで、本発明においては、後述の方法により、カラーインクが吐出されない吐出位置などに重点的にクリアインクを吐出することで、層の平坦化を図るとともに、クリアインクの使用量の抑制を図る。
Further, if the amount of color ink deposited at each ejection position varies due to the difference in the colors to be expressed, an uneven ink layer is formed, and laminating such layers is a process of forming the
なお、造形物50に求められる品質等に応じ、内部領域51及び着色領域52以外の領域を更に形成してもよい。例えば、内部領域51と着色領域52との間にクリアインクを吐出することにより透明な領域(内部クリア領域)を形成してもよい。内部クリア領域を形成することにより、例えば、内部領域51と着色領域52との間でインクの混色が生じることを防ぐことができる。また、着色領域52の周囲にクリアインクを吐出することにより透明な領域(外部クリア領域)を形成してもよい。外部クリア領域を形成することにより、例えば、造形物50の外面を保護することができる。
In addition, a region other than the
造形装置100は、造形物50を造形するとともに、必要に応じて周囲にサポート層60を形成してもよい。サポート層60とは、例えば、造形中の造形物50の外周を囲むことで造形物を支持する積層構造物であり、造形物50単体では体勢の安定が保てない形状である場合などに周囲に形成することで、造形中の造形物50の体勢の安定化を図ることができる。サポート層60を形成する場合は、除去が容易なサポート層用の公知の材料を用いて造形物50とともに形成し、造形物50の造形完了後に除去する。
The
造形装置100は、例えば図1に示すように、ヘッド部110、造形台120、走査駆動部130、及び制御部140を有する。ただし、造形装置100は必ずしも物理的に一体的に構成されなくてもよく、例えば、1又は複数の機能部を別の装置として切り出し、有線通信又は無線通信に情報を送受するなどにより一体的に機能させる構成を採ってもよい。
As shown in FIG. 1, for example, the
また、以下に説明をする点を除き、造形装置100は、公知の造形装置と同一又は同様の構成を有してよい。具体的には、以下に説明をする点を除き、造形装置100は、インクジェットヘッドを用いて造形物50の材料となる液滴を吐出することで造形を行う公知の造形装置と同一又は同様の特徴を有してよい。また、造形装置100は、図示した構成以外にも、例えば、造形物50の造形等に必要な各種構成を更に備えてもよい。
Further, except for the points described below, the
ヘッド部110は、造形物50の材料(造形物用材料)を吐出する部分である。造形物50の材料は、具体的にはインクであり、より具体的には例えば、所定の条件に応じて硬化するインクである。ヘッド部110は、複数のインクジェットヘッド111を備え、それぞれのインクジェットヘッドから、後述する制御部140による制御に従い、インクの層を構成する各吐出位置に所定のインクを吐出する。各吐出位置は、造形装置100の造形解像度に応じて決定される。そして、各吐出位置に着弾したインクを所定の条件に応じて硬化させることにより、インクの層が形成される。本例では、所定の条件に応じて硬化するインクとして、紫外線の照射により液体状態から硬化する紫外線硬化型インク(UVインク)を用いる。
The
また、ヘッド部110は、造形物50の材料として用いるインクに加え、必要に応じサポート層60の材料であるサポート材として用いるインクを吐出する。これにより、ヘッド部110は、造形物50の周囲にサポート層60を形成する。
Further, in addition to the ink used as the material of the modeled
ヘッド部110の構成について、更に詳しく説明をする。図3は、ヘッド部110の構成の一例を示す。本例において、ヘッド部110は、複数のインクジェットヘッド111、複数の紫外線光源112、及び平坦化ローラ113を有する。また、複数のインクジェットヘッド111として、図中に示すように、インクジェットヘッド111s、インクジェットヘッド111w、インクジェットヘッド111y、インクジェットヘッド111m、インクジェットヘッド111c、インクジェットヘッド111k、及びインクジェットヘッド111tを有する。これらの複数のインクジェットヘッド111は、吐出ヘッドの一例であり、例えば、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。また、それぞれのインクジェットヘッドは、造形台120と対向する面に、所定のノズル列方向へ複数のノズルが並ぶノズル列を有する。また、本例において、ノズル列方向は、副走査方向と平行な方向である。
The configuration of the
インクジェットヘッド111sは、サポート材として用いるインクを吐出するサポート材用インクジェットヘッドである。サポート材としては、例えば、サポート層用の公知の材料を好適に用いることができる。また、ヘッド部110における複数のインクジェットヘッド111のうち、インクジェットヘッド111s以外のインクジェットヘッドは、造形物50の材料となるインクを吐出する。造形物50の材料となるインクとは、造形物50の完成時に造形物の一部を構成するインクのことである。
The
インクジェットヘッド111wは、白色(W色)のインクを吐出する白色インク用インクジェットヘッドである。白色のインクは、光反射性のインクの一例であり、例えば造形物50において光を反射する性質の領域(光反射領域)を形成する際に用いられる。図2に示す例では、造形物50の内部を構成する領域である内部領域51を白色のインクで形成することで、内部領域51を光反射領域として機能させる。
The
インクジェットヘッド111y、インクジェットヘッド111m、インクジェットヘッド111c、インクジェットヘッド111kは、造形物50の着色領域52の造形時に用いられるカラーインク用インクジェットヘッドである。より具体的に、インクジェットヘッド111yは、イエロー色(Y色)のインクを吐出する。インクジェットヘッド111mは、マゼンタ色(M色)のインクを吐出する。インクジェットヘッド111cは、シアン色(C色)のインクを吐出する。また、インクジェットヘッド111kは、ブラック色(K色)のインクを吐出する。また、本例において、CMYKの各色は、減法混色法によるフルカラー表現に用いるプロセスカラーの一例である。
The
インクジェットヘッド111tは、クリアインクを吐出するクリアインク用インクジェットヘッドである。クリアインクとは、例えば、可視光に対して無色で透明(T)なクリア色のインクのことである。クリアインクは、造形物50の着色領域52の造形時などに用いられる。
The
なお、カラーインク用インクジェットヘッドとクリアインク用インクジェットヘッドには、必要に応じ、通常の吐出のタイミングで1種類の吐出量のみが設定可能なヘッド(2値ヘッド)を採用してもよいし、複数種類の吐出量(ドットサイズ)を選択して設定可能なヘッド(多値ヘッド)を採用してもよい。 For the color ink inkjet head and the clear ink inkjet head, a head (binary head) in which only one type of ejection amount can be set at a normal ejection timing may be adopted, if necessary. A head (multi-value head) that can be set by selecting a plurality of types of discharge amounts (dot size) may be adopted.
複数の紫外線光源112は、インクを硬化させるための光源(UV光源)であり、紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を発生する。また、本例において、複数の紫外線光源112のそれぞれは、間にインクジェットヘッドの並びを挟むように、ヘッド部110における主走査方向の一端側及び他端側のそれぞれに配設される。紫外線光源112としては、例えば、UVLED(紫外LED)等を好適に用いることができる。また、紫外線光源112として、メタルハライドランプや水銀ランプ等を用いることも考えられる。
The plurality of ultraviolet
平坦化ローラ113は、各インクジェットヘッドから吐出されたインクにより形成されたインクの層を平坦化するための平坦化手段である。平坦化ローラ113は、所定の走査周期(例えば主走査動作時)において、インクの層の表面と接触して、硬化前のインクの一部を除去することにより、インクの層を平坦化するとともに、インクの層の厚さを予め設定された厚さに調整する。
The flattening
以上のような構成のヘッド部110を用いることにより、造形物50を構成するインクの層を適切に形成できる。また、複数のインクの層を重ねて形成することにより、造形物50を適切に造形できる。
By using the
造形台120は、造形中の造形物50を支持する台状部材であり、ヘッド部110におけるインクジェットヘッドと対向する位置に配設され、造形中の造形物50及びサポート層60を上面に載置する。また、本例において、造形台120は、少なくとも上面が積層方向(図中のZ方向)へ移動可能な構成を有しており、走査駆動部130に駆動されることにより、造形物50の造形の進行に合わせて、少なくとも上面を移動させる。積層方向とは、積層造形法においてインクの層が積層される方向のことである。また、本例において、積層方向は、造形装置100において予め設定される主走査方向(図中のY方向)及び副走査方向(図中のX方向)と直交する方向である。
The modeling table 120 is a trapezoidal member that supports the
走査駆動部130は、造形中の造形物50に対して相対的に移動する走査動作をヘッド部110に行わせる駆動部である。この場合、造形中の造形物50に対して相対的に移動するとは、例えば、造形台120に対して相対的に移動することである。また、ヘッド部110に走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部110が有するインクジェットヘッドに走査動作を行わせることである。また、本例において、走査駆動部130は、走査動作として、主走査動作(Y走査)、副走査動作(X走査)、及び積層方向走査(Z走査)をヘッド部110に行わせる。
The
主走査動作とは、造形中の造形物50に対して相対的に主走査方向へ移動しつつインクを吐出する動作のことである。副走査動作とは、主走査方向と直交する副走査方向へ造形中の造形物50に対して相対的に移動する動作のことである。副走査動作については、予め設定された送り量だけ副走査方向へ造形台120に対して相対的に移動する動作等と考えることもできる。また、積層方向走査とは、造形中の造形物50に対して相対的に積層方向へヘッド部110を移動させる動作のことである。走査駆動部130は、造形の動作の進行に合わせてヘッド部110に積層方向走査を行わせることにより、積層方向において、造形中の造形物50に対するインクジェットヘッドの相対位置を調整する。このように構成することで、積層造形法による造形物50の造形を適切に行うことができる。
The main scanning operation is an operation of ejecting ink while moving in the main scanning direction relative to the modeled
制御部140は、プロセッサなどを含む構成であり、スライス画像の生成、各インクジェットヘッドにより吐出された各インクを着弾させる吐出位置の決定、及び各吐出位置への各インクジェットヘッドによる各インクの吐出の制御などを行う。
The
制御部140は、スライス画像生成手段141、カラーインク吐出位置決定手段142、クリアインク吐出位置決定手段143及び層形成手段144を含む。これらの各手段が行う処理はプロセッサにより実現できる。具体的には、各処理はプログラム等の情報に基づき動作するプロセッサと、各処理の内容が記述されたプログラム等の情報を記憶するメモリにより実現できる。プロセッサは、例えば各手段の機能が個別のハードウェアで実現されてもよいし、各手段の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。プロセッサは、例えばCPU、GPU、DSPなど各種のプロセッサを用いることが可能である。メモリは、例えばSRAMやDRAMなどの半導体メモリ、ハードディスク装置などの磁気記憶装置、光学的記憶装置などを用いることが可能である。メモリはコンピュータにより読み取り可能な命令を格納しており、当該命令がプロセッサにより実行されることで、制御部140の各手段の処理が実現される。
The
続いて、制御部140に含まれる各手段が担う処理について説明する。処理フローを図4に示す。
Subsequently, the processing carried out by each means included in the
スライス画像生成手段141は、造形物50の形成動作の実行に先立ち、予め定められた積層方向におけるそれぞれ異なる位置での造形物50の各層の断面形状及び配色を示す複数のスライス画像を生成し、造形装置100に合わせた解像度及び表色系への変換を行った上で、造形装置100で用いる各色のインクで表現される色ごとに分版する(S1:スライス画像生成ステップ)
Prior to executing the forming operation of the modeled
具体的には、まず、造形物50を示す造形物データが入力される(S1−1)。造形物データは、造形物50の3次元形状、表面の色、造形時の向きなどを示すデータである。造形物データにおいて、表面の色は、造形装置100に依存しないRGB表色系やCMYK表色系など、任意の表色系により表現されていてよい。
Specifically, first, the modeled object data indicating the modeled
続いて、スライス画像生成手段141は、造形物データに基づき、予め定められた積層方向におけるそれぞれ異なる位置での造形物50の各層の断面形状及び配色を示す複数のスライス画像を生成する(S1−2)。具体的には、造形物データを積層方向にインクの層の厚さでスライスし、スライスされたそれぞれの部分について、断面形状と表面色を抽出し、表面色に所定の厚みを持たせた着色領域52を内部領域51の周囲に設けるなどの処理により、内部領域51及び着色領域52の断面形状、並びに着色領域52の配色などを示すスライス画像を生成する。それぞれのスライス画像は、造形物の造形時に形成する複数のインクの層のそれぞれに対応する。
Subsequently, the slice image generating means 141 generates a plurality of slice images showing the cross-sectional shape and color scheme of each layer of the modeled
続いて、スライス画像生成手段141は、スライス画像の解像度が造形装置100の造形解像度と異なる場合、造形装置100の造形解像度に変換する(S1−3)。
Subsequently, when the resolution of the slice image is different from the modeling resolution of the
また、スライス画像生成手段141は、スライス画像の着色領域52において表現されている色が造形装置100に依存しない色である場合、造形装置100で使用する各色のカラーインクに合わせた色に変換を行う(S1−4)。
Further, when the color expressed in the
具体的には、例えばまず、スライス画像の着色領域52において造形装置100に依存しない形式で表現されている色に対し、予め用意された入力プロファイルに基づき、Lab表色系への色変換を行う。ここでいう入力プロファイルとは、例えば、造形物データにおいて使用されている色とLab表色系の色空間とを対応付けるICCプロファイルである。これを用い、例えばRGB表色系又はCMYK表色系で造形物データにおいて表現されている色を、Lab表色系で表現される色に変換する。
Specifically, for example, first, for the color expressed in the
Lab表色系への色変換を行った後、スライス画像生成手段141は、造形装置100の特性に合わせて予め用意されたデバイスプロファイルを用いて、造形装置100で使用する(造形装置100に依存する)カラーインクの色に合わせた色変換を行う。ここでいうデバイスプロファイルとは、例えば、Lab表色系の色空間と造形装置100で使用するカラーインクの色とを対応付けるICCプロファイルである。これを用い、Lab表色系で表現されている色を、造形装置100で使用するカラーインクの色(例えばCMYK表色系の色)に変換する。
After performing the color conversion to the Lab color system, the slice image generation means 141 is used in the
なお、単に造形物データに基づいて造形実行用データを生成することを考えた場合、ICCプロファイル等のプロファイルを用いた色変換等を行わずに、より単純な方法で色変換を行うこと等も考えられる。すなわち、例えば、造形物データにおいてRGB表色系で表現されている色について、一定の変換式等に従って形式的にCMYK表色系で表現される色に変換すること等も考えられる。 In addition, when considering simply generating modeling execution data based on modeling object data, it is also possible to perform color conversion by a simpler method without performing color conversion using a profile such as an ICC profile. Conceivable. That is, for example, it is conceivable to formally convert a color represented by the RGB color system in the modeled object data into a color represented by the CMYK color system according to a certain conversion formula or the like.
しかし、このような単純な方法で色変換を行った場合、造形物50において所望の色を適切に表現することが難しくなる場合がある。例えば、立体的な造形物50を造形する場合、2次元の画像を印刷する場合と比べ、通常、同じ色のインクの組み合わせで表現可能な色の範囲(ガマット)が小さくなる。そのため、ICCプロファイル等を用いずに単純な方法で色変換を行うと、色の潰れ等が生じやすくなる。そこで、使用するインクに合わせたデバイスプロファイル等を用いて色変換を行うことで、より高い精度で適切に色変換を行うことができる。
However, when the color conversion is performed by such a simple method, it may be difficult to appropriately express a desired color in the modeled
続いて、スライス画像生成手段141は、これらの処理を行った後の各層のスライス画像を、各色のインクで表現される色ごとに分版する(S1−5)。 Subsequently, the slice image generation means 141 separates the slice image of each layer after performing these processes for each color represented by the ink of each color (S1-5).
分版は具体的には、スライス画像の着色領域52の各画素が、例えばCMYK表色系で表現されている場合には、C、M、Y及びKのそれぞれの色のインクに対応する4枚の分版スライス画像を生成する。また、少なくとも内部領域51が白色で形成されるため、白色のインクに対応する分版スライス画像を生成する。更に、サポート層60を形成する場合には、サポート材として用いるインクに対応する分版スライス画像を生成する。
Specifically, when each pixel of the
カラーインク吐出位置決定手段142は、インクの層に対応するスライス画像に基づき、量子化処理により、インクの層を構成する各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無を決定する(S2:カラーインク吐出位置決定ステップ)。具体的には、造形物50を構成するそれぞれのインクの層について、分版された各色のインクに対応するそれぞれの分版スライス画像に対して量子化処理を実行する。
The color ink ejection position determining means 142 determines whether or not each of the plurality of colors of ink for coloring is ejected to each ejection position constituting the ink layer by quantization processing based on the slice image corresponding to the ink layer. (S2: Color ink ejection position determination step). Specifically, each ink layer constituting the modeled
ここでいう量子化処理とは、分版スライス画像を構成する各画素について、多階調で表現された色の明暗の階調を、例えば誤差拡散法やディザ法を用いて、より少ない階調に変換する処理である。 The quantization process here means that for each pixel constituting the separation slice image, the gradation of light and shade of the color expressed in multiple gradations is reduced by using, for example, the error diffusion method or the dither method. It is a process to convert to.
また、ここでいう、より少ない階調とは、ヘッド部110が備えるカラーインク用インクジェットヘッドが、通常の吐出のタイミングで1種類の吐出量のみが設定可能なヘッド(2値ヘッド)の場合には、吐出有りと吐出無しに対応する2階調である。この場合には、それぞれの画素が多階調で表現された分版スライス画像を、それぞれの画素が2階調で表現された分版スライス画像に変換する。
Further, the less gradation referred to here is when the inkjet head for color ink provided in the
一方、ヘッド部110が備えるカラーインク用インクジェットヘッドが、複数種類の吐出量(ドットサイズ)を選択して設定可能なヘッド(多値ヘッド)の場合には、例えば、大、中、小のドットサイズを選択できるとすると、より少ない階調とは、吐出有り(ドットサイズ大)、吐出有り(ドットサイズ中)、吐出有り(ドットサイズ小)、吐出無しにそれぞれ対応する4階調である。そのため、この場合にはそれぞれの画素が多階調で表現された分版スライス画像を、例えば、ドットサイズ大、ドットサイズ中、ドットサイズ小のそれぞれについて、それぞれの画素が2階調(すなわち、ドット有りとドット無し)で表現された3枚の分版スライス画像に変換する。
On the other hand, when the color ink inkjet head included in the
なお、図4のスライス画像生成手段141の処理フローに示す順序はその限りではなく、含まれる処理内容を実行可能な範囲で適宜変更して構わない。 The order shown in the processing flow of the slice image generation means 141 in FIG. 4 is not limited to this, and the included processing contents may be appropriately changed within an executable range.
クリアインク吐出位置決定手段143は、カラーインク吐出位置決定手段142において決定された各吐出位置における着色用の各色のインクの吐出の有無に基づき、各吐出位置への、透明なインクであるクリアインクの吐出の要否を決定する(S3:クリアインク吐出位置決定ステップ)。 The clear ink ejection position determining means 143 is a clear ink that is transparent ink to each ejection position based on the presence or absence of ejection of each color ink for coloring at each ejection position determined by the color ink ejection position determining means 142. (S3: Clear ink ejection position determination step).
クリアインクの吐出要否の決定方法の第1の具体例を、図5を参照しつつ説明する。図5(a),(b)はいずれも、4色のカラーインクc1、c2、c3、c4のそれぞれに対応する4枚に分版された分版スライス画像における同じ位置の画素Pc1、Pc2、Pc3、Pc4を抽出し、その画素位置に対応する吐出位置への各色のカラーインクの吐出の有無を、画素Pc1、Pc2、Pc3、Pc4の黒又は白の着色により識別可能としたものであり、具体的には白は対応する吐出位置へのカラーインクの吐出が無いことを示し、黒は吐出が有ることを示している。 A first specific example of a method for determining the necessity of discharging clear ink will be described with reference to FIG. In each of FIGS. 5 (a) and 5 (b), the pixels Pc1, Pc2 at the same position in the separation slice image divided into four sheets corresponding to each of the four color inks c1, c2, c3, and c4. Pc3 and Pc4 are extracted, and the presence or absence of ejection of color ink of each color to the ejection position corresponding to the pixel position can be identified by coloring the pixels Pc1, Pc2, Pc3, Pc4 with black or white. Specifically, white indicates that there is no ejection of color ink to the corresponding ejection position, and black indicates that there is ejection.
ひとつの吐出位置に吐出されるカラーインクが最大1色であると仮定すると、図5(a)に例示するようにいずれかのカラーインク(ここではカラーインクc1)が吐出される位置にはクリアインクを吐出せず、図5(b)に例示するようにいずれの色のカラーインクも吐出されない吐出位置には、カラーインクが吐出されている位置と層の厚さを合わせるべく、クリアインクtを吐出すると決定することで、インクの層の厚さの均一化を図ることができる。 Assuming that the maximum number of color inks ejected to one ejection position is one, it is cleared at the position where any color ink (here, color ink c1) is ejected as illustrated in FIG. 5 (a). At the ejection position where no ink is ejected and no color ink of any color is ejected as illustrated in FIG. 5 (b), the clear ink t is adjusted so that the position where the color ink is ejected and the thickness of the layer are matched. By determining that the ink is ejected, the thickness of the ink layer can be made uniform.
クリアインクの吐出要否の決定方法の第2の具体例を、図6を参照しつつ説明する。図6(a),(b),(c)は、図5(a),(b)と同様に、4色のカラーインクc1、c2、c3、c4のそれぞれに対応する4枚に分版された分版スライス画像における同じ位置の画素Pc1、Pc2、Pc3、Pc4を抽出し、その画素位置に対応する吐出位置への各色のカラーインクの吐出の有無を、画素Pc1、Pc2、Pc3、Pc4の黒又は白の着色により識別可能としたものである。 A second specific example of the method for determining whether or not the clear ink needs to be ejected will be described with reference to FIG. Similar to FIGS. 5 (a) and 5 (b), FIGS. 6 (a), 6 (b), and (c) are divided into four plates corresponding to each of the four color inks c1, c2, c3, and c4. Pixels Pc1, Pc2, Pc3, Pc4 at the same position in the separated slice image are extracted, and the presence or absence of ejection of color ink of each color to the ejection position corresponding to the pixel position is determined by the pixels Pc1, Pc2, Pc3, Pc4. It is made identifiable by the black or white coloring of.
図5の例では、ひとつの吐出位置に吐出されるカラーインクが最大1色であると仮定したが、例えばCMYK表色系では、表現する色によっては、ひとつの吐出位置に2色吐出される場合がある。このとき、クリアインク用インクジェットヘッドが2値ヘッドであるとすると、図6(a)に例示するように2色のカラーインク(ここではカラーインクc1、c3)が吐出される吐出位置にはクリアインクを吐出せず、図6(b)に例示するように1色のカラーインク(ここではカラーインクc1)のみが吐出される吐出位置にはクリアインクtを吐出することで、層の厚さを2色のカラーインクが吐出された吐出位置と合わせることができる。これに対し、図6(c)に例示するようにいずれの色のカラーインクも吐出されない吐出位置には、図6(b)の場合と同量のクリアインクtを吐出できるにとどまり、2色のカラーインクが吐出された吐出位置に対して層の厚さが不足する。しかし、このように一部の吐出位置について厚さが不足しても、例えば、平坦化ローラ113により所定の走査周期でインクの層を平坦化する際に、他の吐出位置に過剰に吐出されたインクが流れ込むなどにより、不足分が概ね補填されることが実験的に確認されている。そのため、ひとつの吐出位置に最大で2色のカラーインクが吐出される場合において、図6に例示する方法によりクリアインクの吐出位置を決定することで、クリアインク用インクジェットヘッドが2値ヘッドであっても、インクの層の厚さの均一化を図ることができる。
In the example of FIG. 5, it is assumed that the maximum number of color inks ejected to one ejection position is one, but in the CMYK color system, for example, two colors are ejected to one ejection position depending on the color to be expressed. In some cases. At this time, assuming that the clear ink inkjet head is a binary head, the clear ink is cleared at the ejection position where the two color inks (here, the color inks c1 and c3) are ejected as illustrated in FIG. 6A. By ejecting clear ink t at the ejection position where only one color ink (color ink c1 in this case) is ejected without ejecting ink as illustrated in FIG. 6B, the thickness of the layer Can be matched with the ejection position where the two color inks are ejected. On the other hand, as illustrated in FIG. 6 (c), at the ejection position where no color ink of any color is ejected, only the same amount of clear ink t as in the case of FIG. 6 (b) can be ejected, and two colors are ejected. The thickness of the layer is insufficient with respect to the ejection position where the color ink of. However, even if the thickness is insufficient for some of the ejection positions in this way, for example, when the flattening
クリアインクの吐出要否の決定方法の第3の具体例を、図7を参照しつつ説明する。図7(a),(b),(c)は、図6(a),(b),(c)と同様に、4色のカラーインクc1、c2、c3、c4のそれぞれに対応する4枚に分版された分版スライス画像における同じ位置の画素Pc1、Pc2、Pc3、Pc4を抽出し、その画素位置に対応する吐出位置への各色のカラーインクの吐出の有無を、画素Pc1、Pc2、Pc3、Pc4の黒又は白の着色により識別可能としたものである。 A third specific example of the method for determining the necessity of discharging clear ink will be described with reference to FIG. 7. 7 (a), (b), and (c) correspond to the four color inks c1, c2, c3, and c4, respectively, as in FIGS. 6 (a), (b), and (c). Pixels Pc1, Pc2, Pc3, and Pc4 at the same position in the separation slice image divided into sheets are extracted, and the presence or absence of ejection of color ink of each color to the ejection position corresponding to the pixel position is determined by the pixels Pc1, Pc2. , Pc3, Pc4 can be identified by coloring black or white.
図6の例では、ひとつの吐出位置に吐出されるカラーインクが最大2色である場合であって、クリアインク用インクジェットヘッドが2値ヘッドである場合について説明したが、図7はクリアインク用インクジェットヘッドが多値ヘッドである場合を例示したものである。この場合、図7(a)に例示するように、2色のカラーインク(ここではカラーインクc1、c3)が吐出される吐出位置にはクリアインクを吐出せず、図7(b)に例示するように、1色のカラーインク(ここではカラーインクc1)のみが吐出される吐出位置にはカラーインク用インクジェットヘッドと同程度の量のクリアインクtSを吐出し、図7(c)に例示するように、いずれの色のカラーインクも吐出されない吐出位置にはクリアインクtSの2倍の量のクリアインクtMを吐出することで、インクの層の厚さの均一化を図ることができる。 In the example of FIG. 6, the case where the color ink ejected to one ejection position has a maximum of two colors and the clear ink inkjet head is a binary head has been described, but FIG. 7 shows the case where the clear ink is used. This is an example of a case where the inkjet head is a multi-value head. In this case, as illustrated in FIG. 7 (a), the clear ink is not ejected to the ejection position where the two color inks (color inks c1 and c3 in this case) are ejected, and is illustrated in FIG. 7 (b). As shown in FIG. 7 (c), the same amount of clear ink tS as the color ink inkjet head is ejected to the ejection position where only one color ink (color ink c1 in this case) is ejected. As described above, by ejecting twice the amount of clear ink tM as the clear ink tS at the ejection position where no color ink of any color is ejected, the thickness of the ink layer can be made uniform.
クリアインクの吐出要否の決定方法の第4の具体例を、図8及び図9を参照しつつ説明する。図8(a),(b),(c)及び図9(a),(b),(c)は、カラーインク用インクジェットヘッドとクリアインク用インクジェットヘッドが共に多値ヘッドである場合、例えば、それぞれのインクジェットヘッドについて、3種類(例えば1倍、2倍、3倍)の吐出量(ドットサイズ)でインクを吐出できる場合において、4色のカラーインクc1、c2、c3、c4のそれぞれについて3種類のドットサイズに対応する合計12枚に分版された分版スライス画像における同じ位置の画素Pc1S(カラーインクc1のドットサイズS(1倍のドットサイズ、以下同様))、Pc2S(カラーインクc2のドットサイズS)、Pc3S(カラーインクc3のドットサイズS)、Pc4S(カラーインクc4のドットサイズS)、Pc1M(カラーインクc1のドットサイズM(2倍のドットサイズ、以下同様))、Pc2M(カラーインクc2のドットサイズM)、Pc3M(カラーインクc3のドットサイズM)、Pc4M(カラーインクc4のドットサイズM)、Pc1L(カラーインクc1のドットサイズL(3倍のドットサイズ、以下同様))、Pc2L(カラーインクc2のドットサイズL)、Pc3L(カラーインクc3のドットサイズL)、Pc4L(カラーインクc4のドットサイズL)をそれぞれ抽出し、当該画素に対応する吐出位置への各色・各ドットサイズのカラーインクの吐出の有無を、画素Pc1S、Pc2S、Pc3S、Pc4S、Pc1M、Pc2M、Pc3M、Pc4M、Pc1L、Pc2L、Pc3L、Pc4Lにおける、黒又は白で示される2階調の着色に基づき識別可能としたものである。 A fourth specific example of the method for determining the necessity of discharging clear ink will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 8 (a), (b), (c) and 9 (a), (b), (c) show, for example, when both the color ink inkjet head and the clear ink inkjet head are multi-valued heads. In the case where ink can be ejected with three types (for example, 1x, 2x, 3x) of ink ejection amount (dot size) for each inkjet head, each of the four color inks c1, c2, c3, and c4 Pel Pc1S (dot size S of color ink c1 (1x dot size, the same applies hereinafter)) and Pc2S (color ink) at the same position in the separation slice image divided into a total of 12 sheets corresponding to 3 types of dot sizes. c2 dot size S), Pc3S (color ink c3 dot size S), Pc4S (color ink c4 dot size S), Pc1M (color ink c1 dot size M (double dot size, the same applies hereinafter)), Pc2M (dot size M of color ink c2), Pc3M (dot size M of color ink c3), Pc4M (dot size M of color ink c4), Pc1L (dot size L of color ink c1 (three times the dot size, below) (Same as above)), Pc2L (dot size L of color ink c2), Pc3L (dot size L of color ink c3), and Pc4L (dot size L of color ink c4) are extracted and transferred to the ejection position corresponding to the pixel. The presence or absence of ejection of color ink of each color and each dot size is indicated by black or white in two gradations of pixels Pc1S, Pc2S, Pc3S, Pc4S, Pc1M, Pc2M, Pc3M, Pc4M, Pc1L, Pc2L, Pc3L, and Pc4L. It is identifiable based on the coloring.
この場合、ドットサイズを、ドットのサイズが大きいほど値が大きくなる数値で表現したとき、カラーインク吐出位置決定手段142において決定された、吐出位置に吐出される着色用の各色のインクのドットサイズの値の合計と、吐出位置に吐出されるクリアインクのドットサイズの値との和が、所定の基準値にできるだけ近くなるように、吐出位置に吐出するクリアインクのドットサイズを決定する。これにより、形成されるインクの層の厚さの均一化を図ることができる。 In this case, when the dot size is expressed by a numerical value whose value increases as the dot size increases, the dot size of each color ink ejected to the ejection position determined by the color ink ejection position determining means 142. The dot size of the clear ink discharged to the discharge position is determined so that the sum of the sum of the values of and the dot size value of the clear ink discharged to the discharge position is as close as possible to a predetermined reference value. Thereby, the thickness of the formed ink layer can be made uniform.
図8は、所定の基準値を3とした場合の例である。ドットサイズS、M、Lを、例えば数値1、2、3で表現したとき、図8(a)の例では、ドットサイズが1のカラーインクc1とドットサイズが2のカラーインクc3とが吐出位置に吐出されることから、ドットサイズの合計は3である。したがって、カラーインクのみでドットサイズが所定の基準値に到達しているため、クリアインクは吐出しないと決定する。 FIG. 8 is an example when the predetermined reference value is 3. When the dot sizes S, M, and L are represented by, for example, numerical values 1, 2, and 3, in the example of FIG. 8A, the color ink c1 having a dot size of 1 and the color ink c3 having a dot size of 2 are ejected. The total dot size is 3 because it is ejected to the position. Therefore, since the dot size has reached a predetermined reference value only with the color ink, it is determined that the clear ink is not ejected.
また、図8(b)の例では、ドットサイズが3のカラーインクc1が吐出位置に吐出されることから、ドットサイズの合計は3である。したがって、カラーインクのみでドットサイズが所定の基準値に到達しているため、クリアインクは吐出しないと決定する。 Further, in the example of FIG. 8B, since the color ink c1 having a dot size of 3 is ejected to the ejection position, the total dot size is 3. Therefore, since the dot size has reached a predetermined reference value only with the color ink, it is determined that the clear ink is not ejected.
また、図8(c)の例では、吐出位置にカラーインクが吐出されないため、ドットサイズの合計は0である。そのため、この場合はドットサイズが3のクリアインクを吐出すると決定する。 Further, in the example of FIG. 8C, since the color ink is not ejected at the ejection position, the total dot size is 0. Therefore, in this case, it is determined that the clear ink having a dot size of 3 is ejected.
一方、図9は所定の基準値を6とした場合の例である。ドットサイズS、M、Lを、数値1、2、3で表現したとき、図9(a)の例では、ドットサイズが3のカラーインクc1とドットサイズが3のカラーインクc3とが吐出位置に吐出されることから、ドットサイズの合計は6である。したがって、カラーインクのみでドットサイズが所定の基準値に到達しているため、クリアインクは吐出しないと決定する。 On the other hand, FIG. 9 shows an example when the predetermined reference value is 6. When the dot sizes S, M, and L are represented by numerical values 1, 2, and 3, in the example of FIG. 9A, the color ink c1 having a dot size of 3 and the color ink c3 having a dot size of 3 are ejected positions. The total dot size is 6 because it is discharged to. Therefore, since the dot size has reached a predetermined reference value only with the color ink, it is determined that the clear ink is not ejected.
また、図9(b)の例では、ドットサイズが3のカラーインクc1が吐出位置に吐出されることから、ドットサイズの合計は3である。そのため、この場合はドットサイズが3のクリアインクを吐出すると決定する。 Further, in the example of FIG. 9B, since the color ink c1 having a dot size of 3 is ejected to the ejection position, the total dot size is 3. Therefore, in this case, it is determined that the clear ink having a dot size of 3 is ejected.
また、図9(c)の例では、吐出位置にカラーインクが吐出されないため、ドットサイズの合計は0である。そのため、この場合はドットサイズが6のクリアインクを吐出するのが望ましいが、ここでのクリアインク用インクジェットヘッドが吐出可能な最大ドットサイズが3であるため、ドットサイズが6の吐出位置に対して層の厚さが不足する。しかし、このように一部の吐出位置について厚さが不足しても、例えば、平坦化ローラ113により所定の走査周期でインクの層を平坦化する際に、他の吐出位置に過剰に吐出されたインクが流れ込むなどにより、不足分が概ね補填されることが実験的に確認されている。そのため、この場合においてはクリアインクのドットサイズを3と決定してよい。なお、ヘッド部110が備えるクリアインク用インクジェットヘッドが、マルチパス方式の採用が可能であれば、例えば往路、復路の2回、同じ吐出位置にドットサイズが3のクリアインクを吐出させることが技術的には可能である。すなわち、この方法によれば、ドットサイズが6のクリアインクを吐出し、インクの層の厚さの均一化を図ることができる。
Further, in the example of FIG. 9C, since the color ink is not ejected at the ejection position, the total dot size is 0. Therefore, in this case, it is desirable to eject clear ink having a dot size of 6, but since the maximum dot size that can be ejected by the clear ink inkjet head here is 3, the dot size is 6 with respect to the ejection position. The thickness of the layer is insufficient. However, even if the thickness is insufficient for some of the ejection positions in this way, for example, when the flattening
クリアインク吐出位置決定手段143は、以上のように決定した各吐出位置へのクリアインクの吐出の要否が、例えば、それぞれの画素が2階調(すなわち、吐出有りと吐出無し)で表現されたクリアインク用のスライス画像を、各層について生成する。なお、クリアインク用インクジェットヘッドが多値ヘッドである場合には、ドットサイズごとにクリアインク用のスライス画像を生成する。 In the clear ink ejection position determining means 143, the necessity of ejecting clear ink to each ejection position determined as described above is expressed, for example, in two gradations (that is, with ejection and without ejection) for each pixel. A slice image for clear ink is generated for each layer. When the clear ink inkjet head is a multi-value head, a slice image for clear ink is generated for each dot size.
層形成手段144は、カラーインク吐出位置決定手段142において生成された量子化処理後の各色の分版スライス画像及びクリアインク吐出位置決定手段143において生成されたクリアインク用のスライス画像から、各吐出位置への着色用のインクの吐出の有無及びクリアインクの吐出の要否の情報を読み取り、その情報に従いヘッド部110及び走査駆動部130を制御してカラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドに各色のインク及びクリアインクを吐出させる(S4:層形成ステップ)。これにより、それぞれのインクの層を順次形成することができ、形成した層を積層させることで造形物50を造形することができる。
The
以上説明した本発明の造形装置100は、クリアインクの吐出の要否を吐出位置ごとに判定し、それに従ってクリアインクを吐出するため、各層の形成時におけるクリアインクの使用量を節約することができるとともに、平坦化の際にインクを掻き取る量も減らすことができるため、造形物表面の品質の悪化を抑えることができる。
Since the
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。すなわち、本発明において表現されている技術的思想の範囲内で適宜変更が可能であり、その様な変更や改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含む。 The present invention is not limited to the above embodiments. The above-described embodiment is an example, and any object having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention. That is, it can be appropriately changed within the scope of the technical idea expressed in the present invention, and the form in which such a change or improvement is added is also included in the technical scope of the present invention.
50…造形物
51…内部領域
52…着色領域
60…サポート層
100…造形装置
110…ヘッド部
111…複数のインクジェットヘッド
112…紫外線光源
113…平坦化ローラ
120…造形台
130…走査駆動部
140…制御部
141…スライス画像生成手段
142…カラーインク吐出位置決定手段
143…クリアインク吐出位置決定手段
144…層形成手段
c1〜c4、c1S、c1M、c1L、c3M、c3L…カラーインク
Pc1〜Pc4、Pc1S〜Pc4S、Pc1M〜Pc4M、Pc1L〜Pc4L…画素
tS、tM、tL…クリアインク
50 ... Modeled
Claims (6)
前記層に対応する前記スライス画像に基づき、量子化処理により、前記層を構成する各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無を決定するカラーインク吐出位置決定手段と、
前記カラーインク吐出位置決定手段において決定された前記各吐出位置への着色用の各色のインクの吐出の有無に基づき、前記各吐出位置への、透明なインクであるクリアインクの吐出の要否を決定するクリアインク吐出位置決定手段と、
前記複数色のインクのそれぞれを吐出可能なカラーインク用ヘッドと、
前記クリアインクを吐出可能なクリアインク用ヘッドと、
前記カラーインク用ヘッドと前記クリアインク用ヘッドに、前記カラーインク吐出位置決定手段及び前記クリアインク吐出位置決定手段における決定に従い、前記各吐出位置に各色のインク及びクリアインクを吐出させることにより前記層を形成する層形成手段と、
を備える造形装置。 Based on a plurality of slice images showing the cross-sectional shape and color scheme of each layer of the modeled object at different positions in a predetermined stacking direction, each layer is formed as an ink layer and laminated to form the modeled object. It ’s a device,
Based on the slice image corresponding to the layer, a color ink ejection position determining means for determining the presence or absence of ejection of each of a plurality of colors of ink for coloring to each ejection position constituting the layer by quantization processing.
Based on the presence or absence of ejection of each color ink for coloring to each ejection position determined by the color ink ejection position determining means, the necessity of ejecting clear ink, which is a transparent ink, to each ejection position is determined. Clear ink ejection position determining means to determine,
A color ink head capable of ejecting each of the plurality of color inks,
A clear ink head capable of ejecting the clear ink and
The layer is formed by ejecting ink of each color and clear ink to the ejection positions of the color ink and the clear ink head according to the determination by the color ink ejection position determining means and the clear ink ejection position determining means. And the layer forming means to form
A modeling device equipped with.
前記クリアインク吐出位置決定手段は、前記カラーインク吐出位置決定手段において決定された前記各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無及びドットサイズに基づき、前記各吐出位置へのクリアインクの吐出の有無及びドットサイズを決定し、
前記カラーインク用ヘッドと前記クリアインク用ヘッドは、それぞれ、複数種類のドットサイズのインクを吐出可能であり、
前記層形成手段は、前記カラーインク用ヘッドと前記クリアインク用ヘッドに、前記各吐出位置へ、前記カラーインク吐出位置決定手段及び前記クリアインク吐出位置決定手段における決定に従ったドットサイズの各色のインク及びクリアインクを吐出させる
ことを特徴とする請求項1に記載の造形装置。 The color ink ejection position determining means further determines the dot size of the ink to be ejected.
The clear ink ejection position determining means is determined by the color ink ejection position determining means to each ejection position based on the presence or absence of ejection of each of the plurality of colors of ink for coloring to each ejection position and the dot size. Determine the presence or absence of clear ink ejection and the dot size,
The color ink head and the clear ink head can each eject ink having a plurality of types of dot sizes.
The layer forming means is applied to the color ink head and the clear ink head to each of the ejection positions, and of each color of dot size according to the determination by the color ink ejection position determining means and the clear ink ejection position determining means. The modeling apparatus according to claim 1, wherein ink and clear ink are discharged.
ことを特徴とする請求項2に記載の造形装置。 When the dot size is expressed by a numerical value whose value increases as the dot size increases, the clear ink ejection position determining means is colored to be ejected to the ejection position determined by the color ink ejection position determining means. The sum of the sum of the dot size values of the inks of each color for use and the dot size value of the clear ink ejected to the ejection position is ejected to the ejection position so as to be as close as possible to a predetermined reference value. The modeling apparatus according to claim 2, wherein the dot size of the clear ink is determined.
前記層に対応する前記スライス画像に基づき、量子化処理により、前記層を構成する各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無を決定するカラーインク吐出位置決定ステップと、
前記カラーインク吐出位置決定ステップにおいて決定された前記各吐出位置への着色用の各色のインクの吐出の有無に基づき、前記各吐出位置への、透明なインクであるクリアインクの吐出の要否を決定するクリアインク吐出位置決定ステップと、
カラーインク用ヘッドとクリアインク用ヘッドに、前記カラーインク吐出位置決定ステップ及び前記クリアインク吐出位置決定ステップにおける決定に従い、前記各吐出位置に各色のインク及びクリアインクを吐出させることにより前記層を形成する層形成ステップと、
を実行する造形方法。 Based on a plurality of slice images showing the cross-sectional shape and color scheme of each layer of the modeled object at different positions in a predetermined stacking direction, each layer is formed as an ink layer and laminated to form the modeled object. It ’s a method,
Based on the slice image corresponding to the layer, a color ink ejection position determination step of determining the presence or absence of ejection of each of the plurality of color inks for coloring to each ejection position constituting the layer by quantization processing.
Whether or not clear ink, which is a transparent ink, needs to be ejected to each ejection position is determined based on the presence or absence of ejection of each color ink for coloring to each ejection position determined in the color ink ejection position determination step. Clear ink ejection position determination step to determine and
The layer is formed by ejecting ink of each color and clear ink to each ejection position according to the determination in the color ink ejection position determination step and the clear ink ejection position determination step on the color ink head and the clear ink head. Layer formation steps and
The modeling method to execute.
前記クリアインク吐出位置決定ステップは、前記カラーインク吐出位置決定ステップにおいて決定された前記各吐出位置への着色用の複数色のインクそれぞれの吐出の有無及びドットサイズに基づき、前記各吐出位置へのクリアインクの吐出の有無及びドットサイズを決定し、
前記カラーインク用ヘッドと前記クリアインク用ヘッドは、それぞれ、複数種類のドットサイズのインクを吐出可能であり、
前記層形成ステップは、前記カラーインク用ヘッドと前記クリアインク用ヘッドに、前記各吐出位置へ、前記カラーインク吐出位置決定ステップ及び前記クリアインク吐出位置決定ステップにおける決定に従ったドットサイズの各色のインク及びクリアインクを吐出させる
ことを特徴とする請求項4に記載の造形方法。 In the color ink ejection position determination step, the dot size of the ink to be ejected is further determined.
The clear ink ejection position determination step is performed on each ejection position based on the presence or absence of ejection of each of the plurality of color inks for coloring to each ejection position and the dot size determined in the color ink ejection position determination step. Determine the presence or absence of clear ink ejection and the dot size,
The color ink head and the clear ink head can each eject ink having a plurality of types of dot sizes.
The layer forming step is performed on the color ink head and the clear ink head to each of the ejection positions, and of each color of dot size according to the determination in the color ink ejection position determination step and the clear ink ejection position determination step. The modeling method according to claim 4, wherein ink and clear ink are discharged.
ことを特徴とする請求項5に記載の造形方法。 When the dot size is expressed by a numerical value whose value increases as the dot size increases, the clear ink ejection position determination step is the coloring determined in the color ink ejection position determination step and ejected to the ejection position. The sum of the sum of the dot size values of the inks of each color for use and the dot size value of the clear ink ejected to the ejection position is ejected to the ejection position so as to be as close as possible to a predetermined reference value. The modeling method according to claim 5, wherein the dot size of the clear ink is determined.
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- 2020-01-14 JP JP2020003353A patent/JP2021109394A/en active Pending
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