JP6694834B2 - ３ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法 - Google Patents

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Description

本発明は３Ｄプリンタに関するものであり、特に３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法に関するものである。
３Ｄプリント技術の成熟と、３Ｄプリンタの体積の縮小及び価格の低下に鑑み、近年、３Ｄプリンタは実に急速に普及している。
一般に常見される３Ｄプリンタには、主に成形材を噴射するための３Ｄ噴射ヘッドが配置されており、それによりプリントプラットホーム上において成形材が積層されて３Ｄオブジェクトとなる。しかし、大部分の３Ｄプリンタは単一色のオブジェクトをプリントすることができるだけであり（つまり、３Ｄオブジェクトの色が使用する成形材の色に等しい）、相当に単調である。
３Ｄプリントにより生成される３Ｄオブジェクトの色彩を増加するため、近年、市場に複数種の色彩の３Ｄオブジェクトをプリント可能な３Ｄプリンタが出現している。具体的には、当該３Ｄプリンタが採用しているプリント方法は図１に示されている通りである。
図１は関連技術におけるカラーオブジェクトプリントの流れ図である。まず、３Ｄプリンタに複数の単色の３Ｄモデルがロードされ（ステップＳ１０）、かつ、当該複数の３Ｄモデルの座標情報をそれぞれ読み取る（ステップＳ１２）。次いで、更に読み取った当該それらの座標情報に基づき当該複数の３Ｄモデルに対してそれぞれスライス処理を実行する（ステップＳ１４）。
具体的には、当該３Ｄプリンタは単一の３Ｄ噴射ヘッドを備えているだけであるため、当該３Ｄプリンタは単一色の成形材を識別することができるだけである。従って、カラー３Ｄモデルをプリントする必要がある場合は、当該カラー３Ｄモデルを複数の単色の３Ｄモデルに変換し、かつ、それぞれ当該３Ｄプリンタ中にロードしなければならない。そのため、上記の当該スライス手順の後、当該３Ｄプリンタは当該複数の３Ｄモデルにより複数巻の異なる色の成形材を使用して混色し、それにより当該３Ｄモデルに対応したカラー３Ｄオブジェクトをプリントすることができる（ステップＳ１６）。
しかし、関連技術に採用されている技術案は、異なる色の成形材により混色するため、プリントコストが相当高く、かつ、プリント可能な色にも限界があり、フルカラープリントの要求を達成することはできない。
本発明では、３Ｄプリンタによりフルカラーの３Ｄオブジェクトをプリントすることができる３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法が提供されている。
本発明の１つの実施例において、当該方法は、３Ｄ噴射ヘッド及び２Ｄ噴射ヘッドを同時に備えた３Ｄプリンタで運用され、かつ、３Ｄカラーモデルに対応した３Ｄファイルをロードするステップと、当該３Ｄカラーモデルの座標情報及び色情報を読み取るステップと、３Ｄ経路スライス処理及び２Ｄ映像スライス処理をそれぞれ実行し、かつ、複数のプリント層の経路ファイル及び複数のプリント層の映像ファイルをそれぞれ生成するステップと、各プリント層の当該経路ファイルに基づき、各スライスオブジェクトのプリント動作を実施するように、当該３Ｄ噴射ヘッドを制御するステップと、各プリント層の当該映像ファイルに基づき、すでにプリントされた各当該スライスオブジェクト上で着色動作を実施するように、当該２Ｄ噴射ヘッドを制御するステップとを含む。
関連技術に採用されている技術案に比べ、本発明の各実施例では、２Ｄ噴射ヘッドにより３Ｄ噴射ヘッドでプリントした各スライスオブジェクトに着色動作を実施することができるため、プリントコストを効果的に節約し、かつ、フルカラーの３Ｄオブジェクトをプリントする要求に達することができる。
関連技術におけるカラーオブジェクトプリントの流れ図である。 本発明の１つの実施例における３Ｄプリンタの概略図である。 本発明の１つの実施例におけるカラーモデルの処理及びプリントの流れ図である。 本発明の１つの実施例における２Ｄ映像スライス処理の流れ図である。 本発明の１つの実施例における経路ファイルの概略図である。 本発明の１つの実施例における映像ファイルの概略図である。 本発明の１つの実施例における境界領域ブロックの概略図である。 本発明の１つの実施例における校正値生成の流れ図である。 本発明の１つの実施例における校正の概略図である。 本発明の１つの実施例におけるカラーオブジェクトプリントの流れ図である。 本発明の別の実施例におけるカラーオブジェクトプリントの流れ図である。 本発明の１つの実施例における境界の概略図である。 本発明の１つの実施例における２Ｄプリントの概略図である。
ここにおいては、本発明の好適な実施例について、図面に基づき、以下の通り詳細に説明する。
本発明では、３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法（以下においては、当該方法と略称する）が開示されており、当該方法は、主に成形材を噴射する噴射ヘッド及びカラーインクを噴射する噴射ヘッドが同時に配置されている３Ｄプリンタで運用される。
図２を参照すると、それは本発明の１つの実施例における３Ｄプリンタの概略図である。図２の実施例では３Ｄプリンタ（以下においては、当該プリンタ１と略称する）が公開されており、当該プリンタ１はプリントプラットホーム２を有し、当該プリントプラットホーム２の上方に成形材を噴射して３Ｄオブジェクトをプリントするための３Ｄ噴射ヘッド３、及び異なる色のインクを噴射して３Ｄオブジェクトに着色するための２Ｄ噴射ヘッド４が配置されている。
１つの実施例において、当該２Ｄ噴射ヘッド４は、現有のフラットプリンタに採用されているインク噴射ヘッドであり、かつ、当該２Ｄ噴射ヘッド４の後方に異なる色のインクを格納した複数のインクカートリッジが接続されている。１つの実施例においては、当該２Ｄ噴射ヘッド４の後方に４つのインクカートリッジが接続されており、当該４つのインクカートリッジは、それぞれシアン（Ｃｙａｎ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）及びブラック（Ｂｌａｃｋ）のインクを格納している。
図２の実施例において、当該プリンタ１は、熱溶融積層（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ、ＦＤＭ）式３Ｄプリンタを例としており、当該３Ｄ噴射ヘッド３に採用される成形材は熱可塑性を有する線材である。別の実施例において、当該プリンタ１は、光硬化（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ａｐｐａｒａｔｕｓ、ＳＬＡ）式３Ｄプリンタであり、当該３Ｄ噴射ヘッド３に採用される成形材は光硬化樹脂である。当然、本発明の各実施例で公開されている当該方法は、各種異なる型式の３Ｄプリンタで実際に運用することができ、上記に限定するものではない。
図２の実施例において、当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とは同一の制御ロッド１０上に設置されている。具体的には、当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とはそれぞれ当該制御ロッド１０の一側の対向する両面に設置され、かつ、当該プリンタ１は、当該制御ロッド１０を制御することにより当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とをそれぞれ移動させる。その他の実施例において、当該プリンタ１は複数の制御ロッドを設置するとともに、異なる制御ロッドを介して当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とをそれぞれ設置して制御することもできる。
本発明の１つの実施例において、当該方法は、当該プリンタ１により、当該３Ｄ噴射ヘッド３が当該プリントプラットホーム２上でカラー３Ｄオブジェクトの各プリント層をプリントするように制御し、かつ、各プリント層のプリントが完了すると、当該２Ｄ噴射ヘッド４がプリントを完了したプリント層に着色するように制御する。
図３を参照すると、それは本発明の１つの実施例におけるカラーモデル処理及びプリントの流れ図である。図３に示されているステップは、主に当該プリンタ１または当該プリンタ１に接続されたコンピュータ機器（図内未表示）中で実行可能であるが、それには限定されない。具体的には、図３に示されているステップは、当該プリンタ１または当該コンピュータ機器のプロセッサにより実行される。
１つの実施例において、当該方法では、まずカラーモデルに対応した３Ｄファイルをロードし（ステップＳ２０）、具体的に、当該３Ｄファイルは、使用者が予め編集を完了したＯＢＪファイルまたはＰＬＹファイルであり、かつ、使用者がプリントしようとする当該カラーモデルが記録されている。当該ステップＳ２０では、当該３Ｄファイルをコンピュータ機器（図内未表示）または当該プリンタ１にロードし、それにより、当該コンピュータ機器または当該プリンタ１は当該カラーモデルの座標情報及び色情報を読み取ることができる（ステップＳ２２）。
１つの実施例において、当該座標情報は、当該カラーモデル上における各点の当該プリンタ１のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の座標であり、当該色情報は、当該カラーモデル上における各点の３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の色調である。
１つの実施例において、当該方法は、当該カラーモデルの当該座標情報及び当該色情報を取得した後、当該カラーモデルの本体に対して実施する第１スライス処理（ステップＳ２４）及び当該カラーモデルの映像に対して実施する第２スライス処理（ステップＳ２６）を含む２種の異なる型式のスライス処理をそれぞれ実行する。かつ、本実施例において、当該方法は、当該第１スライス処理及び当該第２スライス処理がいずれも実行を完了した後、それぞれ当該第１スライス処理及び当該第２スライス処理により生成されたファイルに基づき、成形材及びインクの噴射を実施するように、当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御して（ステップＳ２８）、カラー３Ｄオブジェクトのプリント動作を完了する。
具体的に、当該方法は、当該それらの座標情報及び当該それらの色情報を取得した後、当該それらの座標情報に基づき３Ｄ経路スライス処理（つまり、上記の第１スライス処理）を実行して、複数のプリント層の経路ファイルを生成する（ステップＳ２４０）。具体的には、当該カラーモデルが１００個のプリント層に分割可能である場合、当該３Ｄ経路スライス処理後に１００個の当該経路ファイルが生成される。当該１００個の経路ファイルは、それぞれ当該１００個のプリント層に対応しているとともに、それぞれ各プリント層中に含まれているスライスオブジェクトのプリント経路が描写されている。具体的には、当該カラーモデルは当該複数のスライスオブジェクトが積層されてなる。
１つの実施例において、各当該経路ファイル中に更に層数マークがそれぞれ記録されており、当該層数マークは各当該経路ファイルに対応するプリント層の層数を描写するために用いられる。例を挙げると、第１層の当該経路ファイルにおける当該層数マークは「１」であり、第１０層の当該経路ファイルにおける当該層数マークは「１０」であり、第１００層の当該経路ファイルにおける当該層数マークは「１００」であり、以下同様である。プリント過程において、当該プリンタ１は、各当該経路ファイルの当該層数マークにより同一プリント層の着色データを取得して、各プリント層の当該スライスオブジェクトを着色する。
同時に図５Ａを参照すると、それは本発明の１つの実施例における経路ファイルの概略図である。図５Ａの実施例では３Ｄのカラーモデル５が開示されており、当該方法は、当該カラーモデル５に対して当該３Ｄ経路スライス処理を実行した後に複数の当該プリント層に分割し、かつ、各当該プリント層のためにそれぞれ経路ファイル６を生成することができ、各当該経路ファイル６には、それぞれ対応する当該プリント層における当該スライスオブジェクトのプリント経路が描写されている。１つの実施例において、当該経路ファイル６はＧｃｏｄｅファイルであるが、それには限定されない。
図３に戻ると、当該ステップＳ２４０の後、当該方法は、次に、生成された当該複数の経路ファイルを経路ファイルデータベース中に記憶する（ステップＳ２４２）。１つの実施例において、当該経路ファイルデータベースは、クラウド、当該コンピュータ装置、当該プリンタ１またはその他任意の位置に位置することができるが、それらに限定されない。
１つの実施例において、当該３Ｄ経路スライス処理は、当該カラーモデル５の本体に対して実施するオブジェクトスライス処理であり、本技術分野における公知技術に属しているため、ここではこれ以上記述しない。
上記ステップＳ２４０及び当該ステップＳ２４２を除き、当該方法は、当該それらの座標情報及び当該それらの色情報を取得した後、更に当該座標情報及び当該色情報に基づき２Ｄ映像スライス処理（つまり、上記の当該第２スライス処理）を実行して、複数のプリント層の映像ファイルを生成する（ステップＳ２６０）。具体的には、当該ステップＳ２６０において生成される当該複数のプリント層の数量は、当該ステップＳ２４０において生成される複数のプリント層の数量と同一であり、かつ、各プリント層は同一の高さを有する。言い換えると、当該複数の映像ファイルの数量は当該複数の経路ファイルの数量と同一である。
１つの実施例において、各当該映像ファイル中に更に上記の当該層数マークがそれぞれ記録されており、当該層数マークは各当該映像ファイルに対応するプリント層の層数を描写するために用いられる。例を挙げると、第１層の当該映像ファイルにおける当該層数マークは「１」であり、第１０層の当該映像ファイルにおける当該層数マークは「１０」であり、第１００層の当該映像ファイルにおける当該層数マークは「１００」であり、以下同様である。プリント過程において、当該プリンタ１は、各当該経路ファイルの当該層数マークにより同一プリント層の当該映像ファイルを取得して、同一プリント層の当該映像ファイルに基づき各プリント層の当該スライスオブジェクトを着色する。
同時に図５Ｂを参照すると、それは本発明の１つの実施例における映像ファイルの概略図である。図５Ｂの実施例に示されている通り、当該方法は、当該カラーモデル５に対して当該２Ｄ映像スライス処理を実行した後に複数の当該プリント層に分割し、かつ、各当該プリント層のためにそれぞれ映像ファイル７を生成することができ、各当該映像ファイル７には、それぞれ対応する当該プリント層における当該スライスオブジェクトの色情報が描写されている。
１つの実施例において、当該映像ファイル７には、当該スライスオブジェクトのシアン情報（Ｃｙａｎ）が描写されたシアン映像ファイル７１、マゼンタ情報（Ｍａｇｅｎｔａ）が描写されたマゼンタ映像ファイル７２、イエロー情報（Ｙｅｌｌｏｗ）が描写されたイエロー映像ファイル７３及びブラック情報（Ｂｌａｃｋ）が描写されたブラック映像ファイル７４が含まれる。１つの実施例において、当該それらの映像ファイル７は、ＢＭＰファイル、ＪＰＧファイルまたはＲＡＷファイルであるが、それらに限定されない。
図３に戻ると、当該ステップＳ２６０の後、当該方法は、次に、生成された当該複数の映像ファイルを映像ファイルデータベース中に記憶する（ステップＳ２６２）。１つの実施例において、当該映像ファイルデータベースは、クラウド、当該コンピュータ装置、当該プリンタ１またはその他任意の位置に位置することができるが、それらに限定されない。
当該３Ｄ経路スライス処理及び当該２Ｄ映像スライス処理の実行が完了した後、当該プリンタ１は、当該複数の経路ファイルに基づき、各当該プリント層の当該スライスオブジェクトを層ごとにプリントするように、当該３Ｄ噴射ヘッド３を制御し（ステップＳ２８０）、かつ、各当該経路ファイルの当該層数マークに基づき同一プリント層の当該映像ファイルを取得して、当該複数の映像ファイルに基づき、それぞれ同一プリント層の当該スライスオブジェクトを着色するように、当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御することができる（ステップＳ２８２）。
それにより、当該プリンタ１は、同一プリント層（つまり、同一層高さ）の当該経路ファイル及び当該映像ファイルに基づき、当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４を同一のＺ軸高さに位置させて、当該プリント層の当該スライスオブジェクトをプリントするとともに、当該スライスオブジェクトに着色するように、それぞれ当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御することができる。
本発明において、当該３Ｄ噴射ヘッド３は、単一色の成形材のみを採用して各当該スライスオブジェクトをプリントするが、当該２Ｄ噴射ヘッド４は、当該複数の映像ファイルの描写内容に基づき、複数種の異なる色のインクを採用してすでにプリントされた各当該スライスオブジェクトに着色する。それにより、当該プリンタ１は、フルカラーの当該スライスオブジェクトであるとともに、複数のフルカラーの当該スライスオブジェクトを積層してなるフルカラーの３Ｄオブジェクトをプリントすることができる。
引き続き図４を参照すると、それは本発明の１つの実施例における２Ｄ映像スライス処理の流れ図である。図４に示されている実施例は、上記当該ステップＳ２６で実行される当該第２スライス処理について更に説明するために用いられる。
具体的には、当該方法は、前記当該ステップＳ２２において当該それらの座標情報及び当該それらの色情報を取得した後、まず、当該カラーモデル５のサイズに基づき境界領域ブロックを設定し（ステップＳ２６００）、当該境界領域ブロックは方形を呈し、かつ、当該カラーモデル全体をカバーしている。次いで、当該方法は、当該境界領域ブロック上のうちの１つの境界点を選択するとともに、当該２Ｄ噴射ヘッド４のプリント原点とする（ステップＳ２６０２）。次いで、更に当該プリント原点に基づき、各当該プリント層の当該映像ファイル７中の当該座標情報を調整する（ステップＳ２６０４）。
同時に図５Ｃを参照すると、それは本発明の１つの実施例における境界領域ブロックの概略図である。図５Ｃの実施例に示されている通り、当該方法は、当該第２スライス処理を実行する際に、当該カラーモデル５のサイズに基づき境界領域ブロック５０を生成し、かつ、当該境界領域ブロック５０上のうちの任意１つの境界点を当該２Ｄ噴射ヘッド４のプリント原点５０１として選択する。本実施例において、当該方法は、当該境界領域ブロック５０中の左上角の点を当該プリント原点５０１として選択しているが、それに限定されない。
具体的に述べると、当該第２スライス処理後に生成される当該それらの映像ファイル７は、各当該プリント層における当該スライスオブジェクトの色情報を描写するために用いられるため、ファイルの容量は当該それらの経路ファイル６のファイル容量よりも大きくなる。
当該それらの映像ファイル７のファイル容量を効果的に縮小するため、本発明の１つの実施例においては、まず当該境界領域ブロック５０を設定した後、更に当該境界領域ブロック５０における当該カラーモデル５の映像部分をスライス処理し、かつ、生成される当該それらの映像ファイル７のサイズは当該境界領域ブロック５０のサイズと同一である（つまり、当該それらの映像ファイル７の長さ及び幅は、当該境界領域ブロック５０の長さ及び幅と同一である）。
上記の通り、本実施例では、当該境界領域ブロック５０上のうちの１つの境界点を当該２Ｄ噴射ヘッド４の当該プリント原点５０１として採用しており、当該プリントプラットホーム２上に予め設定された位置合わせ点２１を当該２Ｄ噴射ヘッド４のプリント原点として直接采用していないため、当該それらの映像ファイル７のサイズの大きさを縮小することができ、かつ、当該２Ｄ噴射ヘッド４の着色速度を高めることができる。１つの実施例において、当該３Ｄ噴射ヘッド３は、当該プリントプラットホーム２上に予め設定された当該位置合わせ点２１をプリント原点とする。別の実施例において、当該３Ｄ噴射ヘッド３は当該２Ｄ噴射ヘッド４と同一の当該プリント原点５０１を採用することもできるが、それらに限定されない。
図４に戻ると、当該ステップＳ２６０４の後、当該方法は、更に、当該映像ファイルにおける当該色情報の３原色の色調を変換して、各当該プリント層におけるシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックに対応した当該シアン映像ファイル７１、当該マゼンタ映像ファイル７２、当該イエロー映像ファイル７３及び当該ブラック映像ファイル７４をそれぞれ生成する（ステップＳ２６０６）。言い換えると、当該ステップＳ２６０６において、当該方法は、当該色情報を３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から印刷４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）に変換する。
それにより、前記図３の当該ステップＳ２８２において、当該プリンタ１は、各プリント層の当該シアン映像ファイル７１、当該マゼンタ映像ファイル７２、当該イエロー映像ファイル７３及び当該ブラック映像ファイル７４に基づき、当該２Ｄ噴射ヘッド４の当該４つのインクカートリッジがインクを噴射して、それぞれ各当該スライスオブジェクトを着色するように制御することができる。
当該ステップＳ２６０６の後、当該方法は、それぞれ各当該プリント層の当該シアン映像ファイル７１、当該マゼンタ映像ファイル７２、当該イエロー映像ファイル７３及び当該ブラック映像ファイル７４を当該映像ファイルデータベースに記憶し（ステップＳ２６２）、かつ、次いで当該ステップＳ２８を実行して、各当該スライスオブジェクトのプリント及び着色を実施する。
本実施例において、各プリント層はいずれも対応する４部の当該映像ファイル７１〜７４を有しているとともに、当該４部の映像ファイル７１〜７４によりそれぞれ当該プリント層の当該スライスオブジェクトのシアン情報、マゼンタ情報、イエロー情報及びブラック情報が描写されている。
前記文章に記載した通り、１つの実施例において、当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４は、それぞれ当該制御ロッド１０の一側の対向する両面に設置されるため、当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４は空間上における距離の誤差を有することになる。
別の実施例において、当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４はプリント時に異なるプリント原点を採用するため、ここでも空間上における距離の誤差を有することになる。上記距離の誤差を補償し、当該３Ｄ噴射ヘッド３がプリントした各当該スライスオブジェクトに対して当該２Ｄ噴射ヘッド４が正確に着色可能とするため、１つの実施例においては、当該プリンタ１が各当該スライスオブジェクトを実際にプリントする前、または各当該スライスオブジェクトに着色する前に、当該３Ｄ噴射ヘッド３または／及び当該２Ｄ噴射ヘッド４を校正する必要がある。
図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、それはそれぞれ本発明の１つの実施例における校正値生成の流れ図及び校正の概略図である。本実施例において、当該プリンタ１は、予め算出された校正値に基づき当該３Ｄ噴射ヘッド３または／及び当該２Ｄ噴射ヘッド４を校正し、かつ、当該校正値は図６Ａに示されている流れ図に基づき算出される。
まず、当該プリンタ１は、予め設定された座標群に基づき当該プリントプラットホーム２上に１つまたは複数の校正テンプレートＡ１をプリントするように、当該３Ｄ噴射ヘッド３を制御する（ステップＳ４０）。次いで、当該プリンタ１は、同一の当該予め設定された座標群に基づきすでにプリントが完了した当該校正テンプレートＡ１に着色するように、当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御する（ステップＳ４２）。
具体的には、当該ステップＳ４２では、同一の当該予め設定された座標群に基づき当該校正テンプレートＡ１上に校正色ブロックＡ２を直接プリントするように、当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御する。それにより、当該プリンタ１、使用者または管理者は、当該校正テンプレートＡ１の着色状況（つまり、当該校正テンプレートＡ１と当該校正色ブロックＡ２との対応状況）に基づき、当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４の空間上における当該距離の誤差を確認することができる（ステップＳ４４）。次いで、当該プリンタ１は、当該距離の誤差に基づき上記当該校正値を生成して記憶することができる（ステップＳ４６）。
例を挙げて述べると、当該３Ｄ噴射ヘッド３は、当該予め設定された座標群を採用して方形の当該校正テンプレートＡ１をプリントすることができ、当該２Ｄ噴射ヘッド４は、同一の当該予め設定された座標群を採用して当該校正テンプレートＡ１と同一の形状及びサイズを有する校正色ブロックＡ２をプリントすることができる。
当該校正色ブロックＡ２が当該校正テンプレートＡ１に完全に正対している場合は、当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とが距離の誤差を有さないと判断することができ、当該校正色ブロックＡ２が当該校正テンプレートＡ１から右側に０．２ｍｍずれている場合は、当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とはＸ軸上における距離の誤差が＋０．２ｍｍであると判断することができ、当該校正色ブロックＡ２が当該校正テンプレートＡ１から左側に０．２ｍｍずれている場合は、当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とはＸ軸上における距離の誤差が−０．２ｍｍであると判断することができ、当該校正色ブロックＡ２が当該校正テンプレートＡ１から上側に０．２ｍｍずれている場合は、当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とはＹ軸上における距離の誤差が＋０．２ｍｍであると判断することができ、当該校正色ブロックＡ２が当該校正テンプレートＡ１から下側に０．２ｍｍずれている場合は、当該３Ｄ噴射ヘッド３と当該２Ｄ噴射ヘッド４とはＹ軸上における距離の誤差が−０．２ｍｍであると判断することができ、以下、同様である。
図７を参照すると、それは本発明の１つの実施例におけるカラーオブジェクトプリントの流れ図である。図７の実施例では、図３の当該ステップＳ２８において、当該プリンタ１がどのようにしてそれぞれ当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御するのかについて更に説明されている。
本発明の各実施例を介して当該３Ｄ経路スライス処理及び当該２Ｄ映像スライス処理を完了した後、当該プリンタ１は、各当該スライスオブジェクトの層ごとのプリントを開始するとともに、１つのプリント層の当該スライスオブジェクトのプリントを完了した後、当該スライスオブジェクトに着色することができる。かつ、着色の完了後、更に次のプリント層の当該スライスオブジェクトをプリントし、以下、同様である。
図７の実施例において、当該プリンタ１は、まず１つの当該プリント層の当該経路ファイル６を読み取り（ステップＳ５０）、具体的には、当該プリンタ１は、当該経路ファイルデータベース中から１つの当該プリント層の当該経路ファイル６を読み取る。次いで、当該プリンタ１は、当該経路ファイル６に基づき、当該プリント層の当該スライスオブジェクトをプリントするように、当該３Ｄ噴射ヘッド３を制御する（ステップＳ５２）。
ここで提起すべきは、本発明の各実施例においては、当該２Ｄ噴射ヘッド４によりすでにプリントされた当該スライスオブジェクト上にインクを直接噴射して、当該スライスオブジェクトに着色するため、当該スライスオブジェクトの表面ができるだけ平準であることを確保しなければならない点である。
１つの実施例において、当該プリンタ１は、１つの当該スライスオブジェクトのプリントが完了するとともに、当該スライスオブジェクトに着色しようとするか、または引き続き次のプリント層の当該スライスオブジェクトをプリントしようとする前に、まず原料供給を停止するように当該３Ｄ噴射ヘッド３を制御するとともに、成形材の引き抜き手順を実行することができる（ステップＳ５４）。それにより、すでにプリントされた当該スライスオブジェクトの表面が平準であることが保持され、更に次いで次の動作を実行する。しかし、その他の実施例においては、当該ステップＳ５４を実行しなくてもよい。
次いで、当該プリンタ１は、現在プリントしている当該スライスオブジェクトは着色する必要があるか否かを判断し（ステップＳ５６）、つまり、当該ステップＳ５２においてプリントされた当該スライスオブジェクトに着色する必要があるか否かを判断する。当該スライスオブジェクトが単色であり、かつ、当該スライスオブジェクトの色が当該３Ｄ噴射ヘッド３が使用している成形材の色と同一である場合、当該プリンタ１は、現在プリントしている当該スライスオブジェクトは着色する必要がないと判断することができる。
具体的には、１つの実施例において、当該プリンタ１は、当該プリント層の当該経路ファイル６を読み取るとともに、当該経路ファイル６の描写内容により当該スライスオブジェクトに着色する必要があるか否かを判断することができる。別の実施例において、当該プリンタ１は、当該映像ファイルデータベースを直接読み取って、当該映像ファイルデータベース中に同一プリント層の当該映像ファイル７が記憶されているか否かを検索して、現在プリントしている当該スライスオブジェクトに着色する必要があるか否かを判断することもできる。
つまり、当該映像ファイルデータベース中に同一プリント層の当該映像ファイル７があると、当該スライスオブジェクトに着色する必要があると判断され、かつ、当該映像ファイルデータベース中に同一プリント層の当該映像ファイル７がないと、当該スライスオブジェクトに着色する必要はないと判断される。
当該ステップＳ５６において、当該プリント層の当該スライスオブジェクトに着色する必要はないと判断されると、当該プリンタ１は当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御する必要はなく、次いでステップＳ６６を実行して、引き続き次のプリント層の当該スライスオブジェクトをプリントする必要があるか否かを判断する。
当該ステップＳ５６において、当該プリント層の当該スライスオブジェクトに着色する必要があると判断されると、当該プリンタ１は、更に当該映像ファイルデータベース中から同一プリント層の当該映像ファイル７を読み取る（ステップＳ５８）。１つの実施例において、当該プリンタ１は、当該映像ファイルデータベース中から同一層高さ（例えば第１００層）の当該シアン映像ファイル７１、当該マゼンタ映像ファイル７２、当該イエロー映像ファイル７３及び当該ブラック映像ファイル７４を読み取る。
１つの実施例において、当該それらの映像ファイル７１〜７４は、当該２Ｄ映像スライス処理を実行した後に生成された映像ファイルである。その他の実施例においては、使用者は外部コンピュータ機器を介して当該２Ｄ映像スライス処理で生成された当該それらの映像ファイル７１〜７４に対して画像補正を施して、当該それらの映像ファイル７１〜７４の描写内容を使用者の実際の要求に更に合致させることもできる。
当該ステップＳ５８の後、当該プリンタ１は、得られた当該映像ファイル７に基づき、同一プリント層の当該スライスオブジェクトに着色するように、当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御する（ステップＳ６２）。１つの実施例において、当該プリンタ１は、当該映像ファイル７を読み取った後、まず、当該２Ｄ噴射ヘッド４が移動して当該プリント原点５０１に戻るように制御し、かつ、更に当該プリント原点５０１から移動を開始して当該スライスオブジェクトに着色するように、当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御する。かつ、誤操作を防止するため、当該プリンタ１は、当該２Ｄ噴射ヘッド４が当該スライスオブジェクトの着色を完了した後、当該プリント層への着色機能をオフすることができる（ステップＳ６４）。
１つの実施例において、当該プリンタ１は、当該２Ｄ噴射ヘッド４が着色を実施する前に、まず、前記実施例において予め記憶されている当該校正値を読み取るとともに、当該校正値に基づき当該ステップＳ５８において取得した当該プリント層の当該映像ファイル中の当該座標情報を調整することができる（ステップＳ６０）。かつ、当該ステップＳ６２において、当該プリンタ１は、更に調整後の当該映像ファイル７に基づき、当該２Ｄ噴射ヘッド４が着色を実施するように制御する。
例を挙げて述べると、当該映像ファイル７中の位置合わせ点の座標が（１００，９０，９０）であり、当該校正値が「Ｘ軸＋０．５ｍｍ」であれば、調整を施した後、当該位置合わせ点の座標は（１００．５，９０，９０）となる。但し、上記説明は本発明における１つの実施例に過ぎず、それに限定するものではない。例えば、当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４がともに当該プリントプラットホーム２上の当該位置合わせ点２１をプリント原点として採用する場合、当該プリンタ１は、当該３Ｄ噴射ヘッド３または／及び当該２Ｄ噴射ヘッド４を校正しなくてもよく、つまり、当該ステップＳ６０を実行する必要はない。
当該プリント層の当該スライスオブジェクトの着色が完了した後、当該プリンタ１は、当該プリント層が当該カラーモデル５の最終のプリント層であるか否かを判断する（ステップＳ６６）。１つの実施例において、当該プリンタ１は、当該経路ファイルデータベース中にまだ読み取っていない当該経路ファイル６が存在しているか否かを判断することにより、当該プリント層が当該カラーモデル５の最終のプリント層であるか否かを判断する。別の実施例において、当該プリンタ１は、外部から送信されたプリント終了通知を受信したか否かに基づき、当該プリント層が当該カラーモデル５の最終のプリント層であるか否かを判断する。
当該プリント層が当該カラーモデル５の最終のプリント層ではない場合、当該プリンタ１は、当該ステップＳ５０〜当該ステップＳ６４を再度実行して、次のプリント層の当該スライスオブジェクトをプリントするとともに、当該スライスオブジェクトに着色する。逆に、当該プリント層が当該カラーモデル５の最終のプリント層である場合、当該プリンタ１は、今回のプリント動作を終了する。
図８を参照すると、それは本発明の別の実施例におけるカラーオブジェクトプリントの流れ図である。図８の実施例におけるステップＳ７０、Ｓ７４〜Ｓ８０、Ｓ８２〜Ｓ８６は、図７の実施例におけるステップＳ５０、Ｓ５２〜Ｓ５８、Ｓ６２〜Ｓ６６と同一または近似しているため、ここではこれ以上記述しない。
図８の実施例と図７の実施例との差異は、当該プリンタ１が、１つのプリント層の当該スライスオブジェクトをプリントする前にまず当該校正値を取得するとともに、ステップＳ７２を実行して当該校正値に基づき当該プリント層の当該経路ファイル６中の当該座標情報を調整した後、更に当該ステップＳ７４を実行し、調整後の当該経路ファイル６に基づき当該３Ｄ噴射ヘッド３を制御して当該プリント層の当該スライスオブジェクトをプリントするように、当該３Ｄ噴射ヘッド３を制御する点にある。
かつ、本実施例においては、当該プリンタ１が当該校正値により当該３Ｄ噴射ヘッド３を校正するため、当該プリンタ１が当該ステップＳ８０において同一プリント層の当該映像ファイル７を読み取った後に、当該２Ｄ噴射ヘッド４を校正する必要はなく、当該ステップＳ８２を直接実行して、当該映像ファイル７に基づき、同一プリント層の当該スライスオブジェクトに着色するように、当該２Ｄ噴射ヘッド４を制御することができる。
前記文章に記載した通り、本発明では、当該２Ｄ噴射ヘッド４により当該３Ｄ噴射ヘッド３がプリント下各当該スライスオブジェクトに着色し、かつ、当該２Ｄ噴射ヘッド４は現有のフラットプリンタに採用されているインク噴射ヘッドとすることができる。そのため、１つの実施例において、当該プリンタ１は、更に、当該２Ｄ噴射ヘッド４に対する操作により、当該プリントプラットホーム２上でフルカラーの２Ｄプリント動作を実現することができる。
更に、１つの実施例において、当該プリンタ１は、ステッピングモータにより当該３Ｄ噴射ヘッド３及び当該２Ｄ噴射ヘッド４の移動を制御するため、当該ステッピングモータが運転時に発生するパルス（Ｐｕｌｓｅ）を利用して、現有のフラットプリンタのリニアスケールの検知情報に替えることができる。
図９及び図１０を参照すると、それはそれぞれ本発明の１つの実施例における境界概略図及び２Ｄプリントの概略図である。図９に示されている通り、１つの実施例において、当該プリンタ１は、プリントしようとするサイズの大きさ（つまり用紙サイズの大きさ、例えばＡ４、Ｂ５など）に基づき当該プリントプラットホーム２の少なくとも１つの角に境界標示２２を設置することができる。
使用者が当該プリンタ１により当該２Ｄプリント動作を実施しようとする場合は、用紙を当該プリントプラットホーム２上に配置して当該境界標示２２に位置合わせして、当該２Ｄ噴射ヘッド４により文字内容または画像内容を当該用紙上にプリントすることができる。
具体的に、当該２Ｄプリント動作は、前記文章中に記載した着色方式と同一または近似しており、差異は、前記着色方式では当該２Ｄ噴射ヘッド４がインクをすでにプリントされた各当該スライスオブジェクト上に噴射するように制御するが、本実施例の当該２Ｄプリント動作は、当該２Ｄ噴射ヘッド４がインクを当該プリントプラットホーム２上に配置された用紙上に噴射するように制御する点にある。
図１０を参照すると、当該プリンタ１が当該２Ｄ噴射ヘッド４をＸ軸方向に移動するように制御する場合は、ステッピングモータの運転計算により現有の２Ｄフラットプリンタのリニアスケールと同一の効果を達成する。当該プリンタ１が当該２Ｄ噴射ヘッド４をＹ軸方向に移動するように制御する場合は、毎回、当該２Ｄ噴射ヘッド４がインクカートリッジ幅Ｗだけ移動するように制御することにより、次の行のプリントを、２Ｄ文書のプリントをすべて完了するまで実施する。
本発明の各実施例で実施される当該方法により、単一カラーモデルの３Ｄファイルを効果的に読み取ることができ、つまりそれぞれ３Ｄ噴射ヘッド及び２Ｄ噴射ヘッドを制御することができ、かつ、各プリント層のスライスオブジェクトのプリント及び着色をそれぞれ実施して、フルカラーの３Ｄオブジェクトの技術的効果が得られるため、相当便利である。
以上の記載は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するものではないため、本発明の内容を運用して為された等価な変化は、いずれも同様に本発明の範囲内に含まれることを、併せて表明する。
関連技術：
Ｓ１０〜Ｓ１６：プリントステップ
本発明：
１：プリンタ
１０：制御ロッド
２：プリントプラットホーム
２１：位置合わせ点
２２：境界標示
３：３Ｄ噴射ヘッド
４：２Ｄ噴射ヘッド
５：３Ｄカラーモデル
５０：境界領域ブロック
５０１：プリント原点
６：経路ファイル
７：映像ファイル
７１：シアン映像ファイル
７２：マゼンタ映像ファイル
７３：イエロー映像ファイル
７４：ブラック映像ファイル
Ａ１：校正テンプレート
Ａ２：校正色ブロック
Ｗ：インクカートリッジ幅
Ｓ２０〜Ｓ２８、Ｓ２４０〜Ｓ２４２、Ｓ２６０〜Ｓ２６２、Ｓ２８０〜Ｓ２８２：処理及びプリントステップ
Ｓ２６００〜Ｓ２６０６、Ｓ２６２：２Ｄ映像スライスステップ
Ｓ４０〜Ｓ４６：校正ステップ
Ｓ５０〜Ｓ６６：プリントステップ
Ｓ７０〜Ｓ８６：プリントステップ

Claims (16)

  1. ３Ｄプリンタで運用され、かつ、
    ａ）プロセッサにカラーモデル（５）に対応する３Ｄファイルをロードするステップと、
    ｂ）前記プロセッサが、当該カラーモデル（５）の座標情報及び色情報を読み取るステップと、
    ｃ）前記プロセッサが、前記座標情報に基づき３Ｄ経路スライス処理を実行して、複数のプリント層の経路ファイル（６）を生成するステップであって、各前記経路ファイル（６）にプリント経路及び各プリント層の層数マークがそれぞれ記録される、経路ファイル（６）を生成するステップと、
    ｄ）前記プロセッサが、前記座標情報及び前記色情報に基づき２Ｄ映像スライス処理を実行して、複数のプリント層の映像ファイル（７）を生成するステップであって、各前記映像ファイル（７）に各プリント層の色情報と前記層数マークがそれぞれ記録される、映像ファイル（７）を生成するステップと、
    ｅ１）前記プロセッサが、１つの前記プリント層の前記経路ファイル（６）を読み取るステップと、
    ｅ２）前記経路ファイル（６）に基づき、前記プリント層の前記スライスオブジェクトをプリントするように、前記３Ｄプリンタ（１）の３Ｄ噴射ヘッド（３）を制御するステップと、
    ｅ３）各前記経路ファイル（６）の前記層数マークに基づき同一プリント層の前記映像ファイル（７）を読み取るステップと、
    ｅ４）同一プリント層の前記映像ファイル（７）が存在しない場合、前記プリント層を着色する必要がないと判断するステップと、
    ｅ５）同一プリント層の前記映像ファイル（７）を取得する場合、同一プリント層の前記スライスオブジェクトに着色するように、前記３Ｄプリンタ（１）の２Ｄ噴射ヘッド（４）を制御するステップと、
    ｅ６）前記プリント層が前記カラーモデル（５）の最終のプリント層でない場合は、前記ステップｅ１〜前記ステップｅ５を再度実行して、次のプリント層の前記スライスオブジェクトをプリントするとともに、次のプリント層の前記スライスオブジェクトに着色するステップと、
    を含む、３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  2. 前記座標情報は、前記カラーモデル（５）上の各点の前記３Ｄプリンタ（１）のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上における座標を含み、前記色情報は、前記カラーモデル（５）上の各点の３原色の色調である、請求項１に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  3. 前記スライスオブジェクトのプリント完了後に、原料供給を停止するように前記３Ｄ噴射ヘッド（３）を制御するとともに、成形材の抜取手順を実施するステップｅ２１を更に含む、請求項１に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  4. 各前記プリント層の前記映像ファイル（７）は、それぞれシアン情報が描写されたシアン映像ファイル（７１）、マゼンタ情報が描写されたマゼンタ映像ファイル（７２）、イエロー情報が描写されたイエロー映像ファイル（７３）及びブラック情報が描写されたブラック映像ファイル（７４）を含む、請求項３に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  5. 前記ステップｄは、
    ｄ１）前記色情報中の３原色の色調を変換して、各前記プリント層におけるシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックに対応したシアン映像ファイル（７１）、マゼンタ映像ファイル（７２）、イエロー映像ファイル（７３）及びブラック映像ファイル（７４）をそれぞれ生成するステップと、
    ｄ２）各前記プリント層の前記シアン映像ファイル（７１）、前記マゼンタ映像ファイル（７２）、前記イエロー映像ファイル（７３）及び前記ブラック映像ファイル（７４）をそれぞれ記憶するステップと、を含む、請求項３に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  6. 前記２Ｄ噴射ヘッド（４）は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックに対応した４つのインクカートリッジを含み、かつ、前記ステップｅ５は、それぞれ前記シアン映像ファイル（７１）、前記マゼンタ映像ファイル（７２）、前記イエロー映像ファイル（７３）及び前記ブラック映像ファイル（７４）に基づき、前記２Ｄ噴射ヘッド（４）の前記４つのインクカートリッジがインクを噴射して前記スライスオブジェクトに着色するように制御する、請求項５に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  7. 前記映像ファイル（７）は、ＢＭＰファイル、ＪＰＧファイルまたはＲＡＷファイルである、請求項５に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  8. 前記ステップｄは、
    ｄ１）前記カラーモデル（５）のサイズに基づき、方形の境界領域ブロック（５０）を設定するステップと、
    ｄ２）前記境界領域ブロック（５０）のうちの１つの境界点を、前記２Ｄ噴射ヘッド（４）のプリント原点（５０１）とするステップと、
    ｄ３）前記プリント原点（５０１）に基づき、各前記プリント層の前記映像ファイル（７）中の前記座標情報を調整するステップと、を含む、請求項３に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  9. 前記ステップｄ２は、前記境界領域ブロック（５０）中の左上角の点を前記２Ｄ噴射ヘッド（４）の前記プリント原点（５０１）として選択する、請求項８に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  10. 前記ステップｅ３の後に、予め記憶されている校正値を読み取るとともに、前記校正値に基づき同一プリント層の前記映像ファイル（７）中における前記座標情報を調整するステップｅ７を更に含み、かつ、前記ステップｅ５は、調整後の前記映像ファイル（７）に基づき、前記プリント層の前記スライスオブジェクトに着色するように、前記２Ｄ噴射ヘッド（４）を制御する、請求項８に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  11. 前記ステップａの前に、
    ａ０１）予め設定された座標群に基づき校正テンプレート（Ａ１）をプリントするように、前記３Ｄ噴射ヘッド（３）を制御するステップと、
    ａ０２）同一の前記予め設定された座標群に基づきすでにプリントされた前記校正テンプレート（Ａ１）に着色するように、前記２Ｄ噴射ヘッド（４）を制御するステップと、
    ａ０３）前記校正テンプレート（Ａ１）の着色状況に基づき、前記３Ｄ噴射ヘッド（３）と前記２Ｄ噴射ヘッド（４）との空間上における距離の誤差を確認するステップと、
    ａ０４）前記距離の誤差に基づき、前記校正値を生成して記憶するステップと、を更に含む、請求項１０に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  12. 前記ステップｅ１の後に、予め記憶されている校正値を読み取るとともに、前記校正値に基づき前記プリント層の前記経路ファイル（６）中における前記座標情報を調整するステップｅ７を更に含み、かつ、前記ステップｅ２は、調整後の前記経路ファイル（６）に基づき、前記プリント層の前記スライスオブジェクトをプリントするように、前記３Ｄ噴射ヘッド（３）を制御する、請求項８に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  13. 前記ステップａの前に、
    ａ０１）予め設定された座標群に基づき校正テンプレート（Ａ１）をプリントするように、前記３Ｄ噴射ヘッド（３）を制御するステップと、
    ａ０２）同一の前記予め設定された座標群に基づきすでにプリントされた前記校正テンプレート（Ａ１）に着色するように、前記２Ｄ噴射ヘッド（４）を制御するステップと、 ａ０３）前記校正テンプレート（Ａ１）の着色状況に基づき、前記３Ｄ噴射ヘッド（３）と前記２Ｄ噴射ヘッド（４）との空間上における距離の誤差を確認するステップと、 ａ０４）前記距離の誤差に基づき、前記校正値を生成して記憶するステップと、を更に含む、請求項１２に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  14. 前記３Ｄファイルは、ＯＢＪファイルまたはＰＬＹファイルである、請求項１に記載の
    ３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  15. 前記３Ｄプリンタは、プリントプラットホームを含み、かつ、前記カラーオブジェクトプリント方法は、
    ｆ１）前記プリントプラットホームの１つの角に設置される境界標示を提供するステップと、
    ｆ２）前記プリントプラットホームを介して、前記境界標示に位置合わせされている用紙の配置動作を受け入れるステップと、
    ｆ３）前記２Ｄ噴射ヘッドが移動しながらインクを噴射して、文字内容または画像内容を前記用紙上にプリントするように制御するステップと、を更に含む、請求項１に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
  16. 前記ステップｆ３は、
    ｆ３１）ステッピングモータにより、前記２Ｄ噴射ヘッドがＸ軸方向に向けて移動しながら、前記用紙上にシアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクを噴射するように制御するステップと、
    ｆ３２）Ｘ軸方向のプリント動作が完了した後、前記２Ｄ噴射ヘッドがＹ軸方向に向けて前記２Ｄ噴射ヘッドのインクカートリッジの幅だけ移動して、次の行のプリント動作を実施するように制御するステップと、を含む、請求項１５に記載の３Ｄプリンタのカラーオブジェクトプリント方法。
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