JP6902365B2 - 立体物造形方法及び３次元プリンタ - Google Patents

Description

本発明は、立体物造形方法及び３次元プリンタに関する。

吐出したインクなどの造形材を積層していくことによって立体物を形作る立体物造形方法及び３次元プリンタが知られている。例えば、下記の特許文献１に記載の立体物造形方法及び３次元プリンタは、立体物の形状を特定するための３Ｄモデルデータに表面の画像を示す画像プロファイルを重ねあわせて得られた三次元データを複数の層に区画する。立体物造形方法及び３次元プリンタは、各層毎の断面スライス情報に基づいて、各層毎の立体物の表面の彩色データを作成する。そして、立体物造形方法及び３次元プリンタは、彩色データなどに基いて、下側の層から順に造形し、複数の層を積層することで、立体物を造形する。

特開２００３−１４５６３０号公報

ところで、図１４（ａ）に示すノズル１００から吐出され水平な被着弾面１０１に着弾したインク滴１０２は、着弾後の形状が水平方向に広がり、図１４（ａ）に示す垂直方向の面積（厚み）が図１４（ｂ）に示す水平方向に広がった面積に比べて小さいくなる。つまり、着弾したインク滴１０２を、吐出された被着弾面１０１に対して図１４（ｂ）に示す上からみた場合の単位面積あたりの下地の隠ぺい率が高くなる。この隠ぺい率が高くなると、色が濃くなり、隠ぺい率が低くなると色が薄くなる傾向である。このように、吐出後のインクは、吐出された被着弾面１０１を見る角度によって隠ぺい率が大きく異なるという、大きな異方性を有する。このために、前述した特許文献１の３次元プリンタで造形された立体物１０３は、三次元データ上では図１４（ｃ）に示す水平面１０４と図１４（ｄ）に示す側面１０５（垂直面）とが同じ色である場合であっても、吐出された面を上から視認することになる水平面１０４と、吐出された面を横から視認することになる側面１０５で同じ色に形成できない場合がある。このように、前述した特許文献１の３次元プリンタで造形された立体物１０３は、三次元データ上の色を正確に再現できないことがあった。また、前述した特許文献１の３次元プリンタで造形された立体物１０３は、視認する方向によっては着弾した際のインクの表面状態が異なることもあった。なお、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）は、透明なインクで構成されるクリア部分を白地で示し、色を有するインク滴１０２で構成される部分を平行斜線で示す。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、立体物の三次元データ上の色や表面状態を正確に再現することができる立体物造形方法及び３次元プリンタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る立体物造形方法は、少なくとも一部に着色層を有する立体物の三次元データを複数の層に区画して各層の断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程と、前記断面スライス情報に基づいて各層を形成する単位層形成工程と、を有し、前記単位層形成工程を複数回繰り返して、各層を積層することで、３次元プリンタが前記立体物を造形する立体物造形方法であって、前記立体物の着色層の表面の水平な基準面に対する角度に応じた値に対応して、前記着色層を形成するためのカラーパラメータを調整するカラー調整パラメータの値、及び／又は前記着色層の表面状態を調整する表面状態調整パラメータの値を決定するパラメータ値決定工程と、前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータの値及び／又は前記着色層の表面状態を調整する表面状態調整パラメータの値を前記三次元データと前記断面スライス情報の少なくとも一方に反映させるパラメータ反映工程とを有することを特徴とする。

この発明では、着色層の表面の基準面に対する角度に応じた値に対応して、カラー調整パラメータの値、及び／又は表面状態調整パラメータの値を調整するので、例えば、より水平な着色層の色が薄くなり、より垂直な着色層の色が濃くなるなどの着色層の表面の角度に応じて適切にカラーパラメータを調整することが可能となる。したがって、立体物の三次元データ上の色及び／又は表面状態を正確に再現することができる。

また、上記立体物造形方法において、前記カラー調整パラメータは、前記着色層を形成するインクの吐出量、インクの濃度、前記着色層の厚み、及び前記着色層自体の色味のうち少なくとも１つを調整する値であるものとすることができる。

この発明では、カラー調整パラメータが着色層を形成するインクの吐出量、インクの濃度、着色層の厚み、及び着色層自体の色味のうち少なくとも１つを調整する値であるので、着色層の角度に応じて適切にカラーパラメータを調整することが可能となり、着色層の厚みが一定のままでも角度によって見える色が一様になるように調整することができる。したがって、特に、色を薄くしたい場合に、着色層の厚みを薄くできない場合に薄い色を実現することができ、立体物の三次元データ上の色を正確に再現することができる。

また、上記立体物造形方法において、前記表面状態調整パラメータは、前記単位層形成工程における各層の厚みを調整する値とすることができる。

この発明では、表面状態調整パラメータが、単位層形成工程における各層の厚みを調整する値であるので、表面状態を調整することができる。

また、上記立体物造形方法において、前記三次元データに含まれる前記立体物の表面の位置情報を用いて、前記角度に応じた値を算出する角度算出工程を有するものとすることができる。

この発明では、立体物の表面の位置情報に基づいて着色層の表面の角度に応じた値を算出するので、正確にカラー調整パラメータの値を決定することができる。

また、上記立体物造形方法において、前記三次元データは、前記立体物の表面を多角形状の平面である単位セルで複数に区画され、前記角度算出工程では、前記単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度を、前記角度に応じた値として算出するものとすることができる。

この発明では、単位セルの法線ベクトルと基準面とのなす角度を、着色層の表面の水平な基準面に対する角度に応じた値とするので、着色層の表面の角度を細かく算出することができ、立体物の表面の各位置を適切な色に形成でき、高品質な画質を得ることができる。

また、上記立体物造形方法において、前記三次元データは、隣接する複数の前記単位セルによりカラーユニットが構成されており、前記パラメータ値決定工程では、前記カラーユニットを構成する複数の単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度の平均角度を求め、前記カラーユニット毎に前記平均角度に基づき、前記カラー調整パラメータの値を決定するものとすることができる。

この発明では、カラー調整パラメータをカラーユニットの複数の単位セルの平均角度に基づき算出するので、カラー調整パラメータの値の算出にかかる所要時間を抑制することができる。

また、上記立体物造形方法において、前記カラーユニットを構成する複数の単位セルの法線ベクトルの角度のばらつきが所定値以下であるものとすることができる。

この発明では、カラーユニットを構成する単位セルの法線ベクトルのばらつきを所定値以下とするので、カラーユニットを構成する複数の単位セルの表面を略平行に保つことができる。したがって、カラー調整パラメータの算出にかかる所要時間を抑制しても、高品質な画質を得ることができる。

また、上記立体物造形方法において、前記パラメータ反映工程では、前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータの値を前記三次元データに反映し、前記スライス情報算出工程では、前記カラー調整パラメータが反映された前記三次元データを複数の層に区画して各層の前記断面スライス情報を算出するものとすることができる。

この発明では、カラー調整パラメータを三次元データに反映した後、断面スライス情報を算出するので、立体物の三次元データ上の色を正確に再現することができる。

本発明に係る３次元プリンタは、少なくとも一部に着色層を有する立体物の三次元データに基づいて、前記立体物を造形する３次元プリンタであって、前記立体物を造形するためのインクを被着弾面に吐出する吐出部と、前記吐出部と前記被着弾面とを相対的に移動させる相対移動部と、前記吐出部と前記相体移動部とを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記三次元データを複数の層に区画して各層の断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程と、前記断面スライス情報に基づいて各層を形成する単位層形成工程と、を実施し、前記単位層形成工程を複数回繰り返して、各層を積層することで、前記立体物を造形するとともに、前記制御装置は、前記立体物の着色層の表面の水平な基準面に対する角度に応じた値に対応して、前記着色層を形成するためのカラーパラメータを調整するカラー調整パラメータの値を決定するパラメータ値決定工程と、前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータを前記三次元データと前記断面スライス情報の少なくとも一方に反映させるパラメータ反映工程とを実施することを特徴とする。

この発明では、着色層の表面の基準面に対する角度に応じた値に対応して、カラーパラメータをカラー調整パラメータによって調整するので、例えば、より水平な着色層の色が濃くなり、より垂直な着色層の色が薄くなるなどの着色層の表面の角度に応じて適切にカラーパラメータを調整することが可能となる。したがって、立体物の三次元データ上の色を正確に再現することができる。

本発明に係る立体物造形方法及び３次元プリンタは、立体物の三次元データ上の色を正確に再現することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係るインクジェットプリンタの概略の構成を示す概略構成図である。 図２は、実施形態に係る立体物造形方法のフローチャートである。 図３は、図１に示されたインクジェットプリンタにより造形される立体物の一例を示す斜視図である。 図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図５は、図３に示された立体物の三次元データの３Ｄモデルデータを示す図である。 図６は、図５に示された３Ｄモデルデータの要部を拡大して示す図である。 図７は、実施形態に係る立体物造形方法の画像プロファイルのカラー調整パラメータを説明する図である。 図８は、実施形態の変形例１に係る立体物造形方法の画像プロファイルのカラー調整パラメータを説明する図である。 図９は、実施形態の変形例２に係る立体物造形方法のパラメータ値決定工程を示すフローチャートである。 図１０は、実施形態の変形例３に係る立体物造形方法のフローチャートである。 図１１は、実施形態の変形例３に係る立体物造形方法の画像プロファイルのカラー調整パラメータを説明する図である。 図１２は、実施形態の変形例４に係る立体物造形方法のフローチャートである。 図１３は、立体物の三次元データの変形例を示す図である。 図１４は、インクジェットプリンタを用いて従来の造形方法を説明する模式図であり、図１４（ａ）は、ノズルによって吐出され被着弾面に着弾したインク滴を、被着弾面の横からみた際の状態を表し、図１４（ｂ）は、ノズルによって吐出され被着弾面に着弾したインク滴を、上からみた際の状態を表している。図１４（ｃ）は、従来の造形方法で立体物を造形した場合の下地の上からみた隠ぺい率を説明する模式図であり、図１４（ｄ）は、従来の造形方法で立体物を造形した場合の下地の横からみた隠ぺい率を説明する模式図である。

以下に、本発明に係る立体物造形方法及び３次元プリンタの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るインクジェットプリンタの概略の構成を示す概略構成図である。図２は、実施形態に係る立体物造形方法のフローチャートの一例である。図３は、図１に示されたインクジェットプリンタにより造形される立体物の一例を示す斜視図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図３に示された立体物の三次元データの３Ｄモデルデータを示す図である。図６は、図５に示された３Ｄモデルデータの要部を拡大して示す図である。図７は、実施形態に係る立体物造形方法の画像プロファイルのカラー調整パラメータを説明する図である。

図１に示す実施形態に係る３次元プリンタとしてのインクジェットプリンタ１は、いわゆるインクジェット法を用いて、３次元の立体造形物である立体物Ｗ（一例を図３に示す）を製造する立体物造形装置である。このインクジェットプリンタ１は、典型的には、立体物Ｗの形状及び表面の画像を示す三次元データＴＤＤ（図５に一部示す）に基づいて当該立体物Ｗを上下方向に多数の層Ｌ（図３に示す）に区画し、その立体物Ｗの層Ｌ毎の形状を示す３ＤモデルデータＭＤ及び表面の画像を示す画像プロファイルに基づいて造形材（インクを硬化させたもの）を下側の層Ｌから順に積層していくことで、その三次元データＴＤＤに合わせた立体物Ｗを造形するものである。

立体物Ｗは、図４に示すように、白色（Ｗ）のインクにより造形されるモデル部分ＷＭと、モデル部分ＷＭの表面に形成されかつイエロー（Ｙ）のインクとマゼンダ（Ｍ）のインクとシアン（Ｃ）のインクと黒色（Ｋ）のインクとで構成されるカラー部分ＷＣ（着色層に相当）と、カラー部分ＷＣを被覆しかつ透明なインクで構成されるクリア部分ＷＣＬとで構成される。このために、立体物Ｗは、クリア部分ＷＣＬが透明であるのでクリア部分ＷＣＬを通してカラー部分ＷＣを視認することができるので、少なくとも表面の一部にカラー部分ＷＣを有している。図３に一例を示す立体物Ｗは、着座したウサギ状に形成されている。しかしながら、本発明では、立体物Ｗの形状はこれに限らない。

インクジェットプリンタ１は、図１に示すように、上面が作業面２ａ（被着弾面に相当）をなす載置台２と、主走査方向に設けたＹバー３と、キャリッジ４と、キャリッジ駆動部５（相対移動部に相当）と、載置台駆動部６（相対移動部に相当）と、制御装置７と、入力装置８などを備える。

載置台２の作業面２ａは、水平方向（図１に示すＸ軸とＹ軸との双方と平行な方向）に平坦に形成され、その上に造形材としてのインクが下側の層Ｌから順に積層される平面である。載置台２は、例えば、略矩形状に形成されるがこれに限らない。

Ｙバー３は、載置台２の鉛直方向上側に所定の間隔をあけて設けられる。Ｙバー３は、水平方向（Ｙ軸）と平行な主走査方向に沿って直線状に設けられる。Ｙバー３は、キャリッジ４の主走査方向に沿った往復移動をガイドする。

キャリッジ４は、Ｙバー３に保持され、当該Ｙバー３に沿って主走査方向に往復移動可能である。キャリッジ４は、主走査方向に移動制御される。キャリッジ４は、鉛直方向に対して載置台２と対向する面に、図示しないホルダ等を介して複数の吐出部４１と、紫外線照射器４２（外的刺激付与部に相当）とが設けられる。

吐出部４１は、立体物Ｗを造形するための造形材としてのインクを作業面２ａに吐出するものである。実施形態の吐出部４１は、少なくとも、インクを作業面２ａに吐出可能であるとともにキャリッジ駆動部５により作業面２ａと相対移動可能なものである。なお、インクは露光することで硬化度が変化するものを用いる。

吐出部４１は、キャリッジ４の主走査方向に沿った移動に伴って主走査方向に沿って往復移動可能である。吐出部４１は、各種インク流路、レギュレータ、ポンプ等を介してインクタンクと接続されている。吐出部４１は、インクタンクの数、言い換えれば、同時に印刷可能なインクの色の種類の数等に応じて設けられる。本実施形態では、イエロー（Ｙ）のインクを吐出する吐出部４１Ｙと、マゼンダ（Ｍ）のインクを吐出する吐出部４１Ｍと、シアン（Ｃ）のインクを吐出する吐出部４１Ｃと、黒色（Ｋ）のインクを吐出する吐出部４１Ｋと、白色（Ｗ）のインクを吐出する吐出部４１Ｗと、クリア（ＣＬ）のインクを吐出する吐出部４１ＣＬとが設けられている。

吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬは、インクタンク内のインクを作業面２ａに向けてインクジェット方式で吐出することができるインクジェット吐出部である。ここで、露光することで硬化度が変化するインクとしては、例えば、紫外線を照射することで硬化するＵＶ（紫外線）硬化インクを用いることができ、例えば、硬化後に易水溶性や易アルコール溶性あるいは加熱溶解性を有するものが望ましい。吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬは、制御装置７と電気的に接続され、制御装置７によってその駆動が制御される。吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬは、Ｙ軸方向上に配列して設けられている。このように、インクジェットプリンタ１は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬを備えることで、少なくとも三原色のインクを吐出する。また、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋから吐出されるカラー部分ＷＣを構成するインクは、被着弾面に着弾したインクを、被着弾面に対して上からみた場合は下地を広く覆い隠して隠ぺい率が高くなり、被着弾面に着弾したインクを、被着弾面に対して横からみた場合は下地を広く覆い隠せず隠ぺい率が低くなる。

上述の隠ぺい率について、図１４に基いて説明する。図１４は、インクジェットプリンタを用いて従来の造形方法を説明する模式図であり、図１４（ａ）は、ノズルによって吐出され被着弾面に着弾したインク滴を、被着弾面の横からみた際の状態を表し、図１４（ｂ）は、ノズルによって吐出され被着弾面に着弾したインク滴を、上からみた際の状態を表している。図１４（ｃ）は、従来の造形方法で立体物を造形した場合の下地の上からみた隠ぺい率を説明する模式図であり、図１４（ｄ）は、従来の造形方法で立体物を造形した場合の下地の横からみた隠ぺい率を説明する模式図である。発明を解決しようとする課題にも記載したように、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）のように、一般的なインクは重力と表面張力により、被着弾面１０１に着弾した場合、水平方向にインク滴１０２が広がり、垂直方向には水平方向ほどのインク滴１０２の広がり（盛り上がり）が生じない。このようなインク滴１０２を積層して立体物１０３を造形すると、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）のように、立体物１０３を積層方向から見た場合（図１４（ｃ））と、立体物１０３を積層方向に交差する方向から見た場合、つまり、立体物１０３の側面を見た場合（図１４（ｄ））とで、大きくその下地の隠ぺい率が異なってしまう。このような隠ぺい率の差は、その立体物１０３の色濃度に影響を与えるため、立体物１０３を見る角度によって、その濃度が異なってしまう。

紫外線照射器４２は、作業面２ａ上に吐出されたインクに外的刺激を付与するものである。紫外線照射器４２は、作業面２ａに供給されたインクに対して露光可能なものである。紫外線照射器４２は、例えば、紫外線を照射可能なＬＥＤモジュール等により構成される。紫外線照射器４２は、キャリッジ４に設けられ、キャリッジ４の主走査方向に沿った移動に伴って主走査方向に沿って往復移動可能である。紫外線照射器４２は、制御装置７と電気的に接続され、制御装置７によってその駆動が制御される。

キャリッジ駆動部５は、Ｙバー３に対してキャリッジ４即ち吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２を主走査方向に相対的に往復移動させる駆動装置である。キャリッジ駆動部５は、例えば、キャリッジ４に連結された搬送ベルト等の伝達機構、搬送ベルトを駆動する電動機等の駆動源を含んで構成され、駆動源が発生させた動力を、伝達機構を介してキャリッジ４を主走査方向に沿って移動させる動力に変換し、当該キャリッジ４を主走査方向に沿って往復移動させる。キャリッジ駆動部５は、制御装置７と電気的に接続され、制御装置７によってその駆動が制御される。

キャリッジ駆動部５と載置台駆動部６は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬと作業面２ａとを相対的に移動させるものである。載置台駆動部６は、図１に示すように、鉛直方向移動部６１と、副走査方向移動部６２と、軸心回転部６３とを備える。鉛直方向移動部６１は、載置台２をＺ軸と平行な鉛直方向に沿って上下移動することで、載置台２に形成された作業面２ａを吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に対して相対的に鉛直方向に沿って上下移動させるものである。これにより、載置台駆動部６は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に対して、作業面２ａを鉛直方向に沿って接近離間させることができる。つまり、載置台駆動部６は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に対して作業面２ａを鉛直方向に沿って相対移動可能とする。

副走査方向移動部６２は、載置台２を主走査方向に対して直交するＸ軸と平行な副走査方向に移動させることで、載置台２に形成された作業面２ａを吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に対して相対的に副走査方向に沿って往復移動させるものである。これにより、載置台駆動部６は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に対して、作業面２ａを副走査方向に沿って往復移動させることができる。つまり、副走査方向移動部６２は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２と、作業面２ａとを副走査方向に相対的に往復移動可能とする。実施形態では、副走査方向移動部６２は、載置台２を副走査方向に移動させるが、本発明では、これに限定されることなく、Ｙバー３毎、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２を副走査方向に移動させてもよい。

軸心回転部６３は、載置台２を鉛直方向と平行な軸心（Ｚ軸）回りに回転することで、載置台２に形成された作業面２ａを吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に対して相対的に軸心回りに回転させるものである。これにより、載置台駆動部６は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に対して、作業面２ａを軸心回りに回転させることができる。つまり、軸心回転部６３は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２と、作業面２ａとを鉛直方向と平行な軸心回りに回転自在とする。

制御装置７は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ、紫外線照射器４２、キャリッジ駆動部５、載置台駆動部６等を含むインクジェットプリンタ１の各部を制御する。制御装置７は、演算装置、メモリ等のハードウェア及びこれらの所定の機能を実現させるプログラムから構成される。制御装置７は、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬを制御し、各吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬのインクの吐出量、吐出タイミング、吐出期間等を制御する。制御装置７は、紫外線照射器４２を制御し、照射する紫外線の強度、露光タイミング、露光期間等を制御する。制御装置７は、キャリッジ駆動部５を制御し、キャリッジ４の主走査方向に沿った相対移動を制御する。制御装置７は、載置台駆動部６を制御し、載置台２の鉛直方向、副走査方向に沿った相対移動及び軸心回りの相対移動を制御する。制御装置７は、入力装置８から入力する三次元データＴＤＤを各層Ｌに区画して、各層Ｌの断面スライス情報を算出するスライスモジュール７１と、断面スライス情報等を分析等する出力モジュール７２とを備えている。

入力装置８は、制御装置７に接続され、立体物Ｗの形状及び表面の画像を示す三次元データＴＤＤを入力するものである。入力装置８は、例えば、制御装置７に有線／無線で接続されるＰＣ、種々の端末等によって構成される。

次に、図２のフローチャートを参照して、上記で説明したインクジェットプリンタ１において実施される立体物造形方法の一例を説明する。図２に示された立体物造形方法は、インクジェットプリンタ１の制御装置７によって実施される。なお、図２の説明に際しては、適宜、図５〜図７等も参照する。

実施形態の立体物造形方法は、立体物Ｗを製造する方法であり、インクジェットプリンタ１の制御装置７によって、当該インクジェットプリンタ１の各部の駆動が制御されることで行われる。立体物造形方法は、立体物Ｗの三次元データＴＤＤを複数の層Ｌに区画して、各層Ｌの断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程（ステップＳＴ３）と、断面スライス情報に基づいて各層Ｌを形成する単位層形成工程（ステップＳＴ１０）とを有し、単位層形成工程（ステップＳＴ１０）を複数回繰り返して、各層Ｌを積層することで、インクジェットプリンタ１が立体物Ｗを造形する方法である。また、実施形態の立体物造形方法は、立体物Ｗの表面が水平に近づくほどカラー部分ＷＣの色が薄くなり、垂直に近づくほどカラー部分ＷＣの色が濃くなるように立体物Ｗを造形する。

立体物造形方法では、まず、入力装置８から制御装置７に立体物Ｗの三次元データＴＤＤ（図５に示す）を読み込む（ステップＳＴ１）。実施形態では、三次元データＴＤＤは、３ＤモデルデータＭＤと、画像プロファイルとを含んで構成されている。３ＤモデルデータＭＤは、立体物Ｗの形状を特定するためのデータであって、図５に示すように、立体物Ｗの表面を三角形状（多角形状）の平面である単位セルＵＣで複数に区画され、各単位セルＵＣの頂点のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の座標を示すデータと、各単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶ（図６に示す）と、３ＤモデルデータＭＤの表面のＲＧＢ画像を示すテクスチャーデータで構成されている。また、三次元データＴＤＤの３ＤモデルデータＭＤは、隣接する複数の単位セルＵＣによりカラーユニットＣＵが構成されている。

画像プロファイルは、立体物Ｗの表面の画像を造形するためのデータであって、３ＤモデルデータＭＤの各単位セルＵＣのイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の濃さ（カラーパラメータに相当）を例えば２５６段階や６５５３６段階などの複数段階の階調で示している。

次に、制御装置７は、三次元データＴＤＤを読み込んだ（ステップＳＴ１）後に、スライスモジュール７１が、三次元データＴＤＤの３ＤモデルデータＭＤと、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬが吐出するインクのインク滴の大きさとに基いて、立体物Ｗの三次元データＴＤＤをＺ軸方向に区画する層Ｌの数Ｎを算出する（ステップＳＴ２）。具体的には、制御装置７は、３ＤモデルデータＭＤに基いて、立体物ＷのＺ軸方向の高さを算出し、算出した高さをインクのインク滴の大きさに応じた高さにより除して層Ｌの数Ｎを算出する。また、制御装置７は、ステップＳＴ２では、ｎ＝１とする。

次に、制御装置７は、スライスモジュール７１が、三次元データＴＤＤを複数の層Ｌに区画して、区画された各層Ｌ（ステップＳＴ３からステップＳＴ１２までのループの１週目では、最下方の層Ｌ）の断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程（ステップＳＴ３）を実施する。

制御装置７は、スライスモジュール７１が、スライス情報算出工程（ステップＳＴ３）では、三次元データＴＤＤを複数の層Ｌに区画し、インクジェットプリンタ１が吐出するインクのインク滴の大きさに応じた高さの断面スライス情報を算出する。なお、ステップＳＴ３からステップＳＴ１２までのループの１週目では、最下方の層Ｌの断面スライス情報を算出する。断面スライス情報は、各層Ｌの各単位セルＵＣのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の座標を示す三次元の座標データと、各単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶと、各単位セルＵＣのテクスチャーデータと、各単位セルＵＣの画像プロファイルを含んでいる。

次に、制御装置７は、スライスモジュール７１が、断面スライス情報の各単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶを抽出する（ステップＳＴ４）。次に、制御装置７は、スライスモジュール７１が、各法線ベクトルＮＶと、Ｘ軸とＹ軸とに平行、即ち水平な基準面ＢＬ（図６に示す）との角度θを算出する角度算出工程を実施する（ステップＳＴ５）。なお、角度θは、立体物Ｗのカラー部分ＷＣの表面の基準面ＢＬに対する角度に応じた値となっている。また、角度算出工程（ステップＳＴ５）では、制御装置７は、三次元データＴＤＤの３ＤモデルデータＭＤの各単位セルＵＣの頂点の位置情報（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸上の座標）を用いて、立体物Ｗのカラー部分ＷＣの表面の基準面ＢＬに対する角度を算出しても良い。各単位セルＵＣの頂点の位置情報は、三次元データＴＤＤに含まれる立体物Ｗの表面の位置情報に相当する。このように、本発明でいう、立体物Ｗのカラー部分ＷＣの表面の基準面ＢＬに対する角度に応じた値として、例えば、角度θなどをいう。

次に、制御装置７は、出力モジュール７２が、立体物Ｗのカラー部分ＷＣの表面の基準面ＢＬに対する角度に応じた値に対応して、カラー部分ＷＣを形成するための画像プロファイルのカラーパラメータを調整するカラー調整パラメータの値を決定するパラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）を実施する。具体的には、制御装置７の出力モジュール７２は、図７に示すように、角度θとカラー調整パラメータとの関係に基いて、各単位セルＵＣのカラー調整パラメータの値を決定する。図７の横軸は、角度θを示し、縦軸は、画像プロファイルのイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の濃さに乗算するカラー調整パラメータの値を示している。なお、図７では、角度θが０度であると、カラー調整パラメータの値が１．０となり、角度θが０度よりも大きくなると即ちカラー部分ＷＣの表面が水平から傾く角度を有すると、カラー調整パラメータの値が１．０を超え、角度θが４５度を超えると即ちカラー部分ＷＣの表面が垂直に近くなると、カラー調整パラメータの値が更に大きくなる（例えば、２．０を超える）ようになっている。

なお、制御装置７は、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）において、カラー調整パラメータの値を決定する代わりに、出力モジュール７２が、立体物Ｗのカラー部分ＷＣの表面の基準面ＢＬに対する角度に応じた値に対応して、表面状態調整パラメータの値を決定してもよい。表面状態調整パラメータは、カラー部分ＷＣの表面の平坦状態（表面粗度）を表すパラメータである。具体的には、制御装置７の出力モジュール７２は、カラー調整パラメータの値の決定と同様に、角度θと表面状態調整パラメータとの関係に基いて、各単位セルＵＣの表面状態調整パラメータの値を決定する。場合によっては、制御装置７は、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）において、カラー調整パラメータの値と表面状態調整パラメータの値の両方を決定してもよい。

なお、角度θと表面状態調整パラメータとの関係は、材質や造形方法にも依存するが、例えば、立体物Ｗの輪郭に沿ったサポート体を形成した場合には、角度θが０度であると、表面の凹凸が少なく、角度θが０度よりも大きくなると即ちカラー部分ＷＣの表面が水平から傾く角度を有すると、表面の凹凸が増え、角度θが４５度を超えると即ちカラー部分ＷＣの表面が垂直に近くなると、表面の凹凸が更に大きくなる。このような場合には、角度θが０度のときの表面状態調整パラメータを基準値（１．０）とし、角度θが０度よりも大きくなるにつれ、表面状態調整パラメータを基準値（１．０）よりも大きくすることで、表面の凹凸を減らすことを行えばよい。

次に、制御装置７は、出力モジュール７２が、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）で決定されたカラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値を断面スライス情報に反映させるパラメータ反映工程を実施する（ステップＳＴ７）。具体的には、制御装置７の出力モジュール７２は、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）において、各単位セルＵＣ毎に算出されたカラー調整パラメータの値を画像プロファイルの各色の濃さや、インクの濃度、着色層であるカラー部分ＷＣの厚みや色味（彩度、明度及びコントラスト等）に乗算する。即ち、実施形態では、カラー調整パラメータの値は、カラー部分ＷＣを形成する各インクの吐出量を調整する値とする。なお、インクの吐出量とは、カラー部分ＷＣの単位面積当たりの吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋが吐出するインクの滴数またはインク滴のサイズ（１滴の吐出量）を示している。

そして、制御装置７は、出力モジュール７２が、補正された画像プロファイル、断面スライス情報などに基いて、立体物Ｗの各層Ｌ毎の各吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬの吐出量、吐出パターンを生成し、当該生成した吐出パターンを実現可能な吐出制御量、硬化制御量、キャリッジ駆動部５、載置台駆動部６の制御量などを生成する（ステップＳＴ８）。

次に、制御装置７は、出力モジュール７２が、各吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬの吐出量、吐出パターンを実現可能な吐出制御量、硬化制御量、キャリッジ駆動部５、載置台駆動部６の制御量などをキャリッジ駆動部５、載置台駆動部６、各吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に送信する（ステップＳＴ９）。

次に、制御装置７は、断面スライス情報に基づいて、インクジェットプリンタ１に各層Ｌを形成させる単位層形成工程（ステップＳＴ１０）を実施する。制御装置７は、単位層形成工程（ステップＳＴ１０）では、生成した吐出パターン通りに、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２を主走査方向に相対的に移動させ、かつ、載置台２を副走査方向、軸心回りに相対的に回転させながら、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬから作業面２ａにインクを吐出するとともに紫外線照射器４２により吐出したインクを露光して、各層Ｌを造形する。

具体的には、単位層形成工程は、印刷工程（ステップＳＴ１０Ａ）と、副走査方向移動工程（ステップＳＴ１０Ｂ）とを有する。制御装置７は、印刷工程（ステップＳＴ１０Ａ）では、キャリッジ駆動部５、鉛直方向移動部６１及び軸心回転部６３を制御して、作業面２ａに対して適切な位置にキャリッジ４を位置付ける。そして、制御装置７は、キャリッジ駆動部５に吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２を主走査方向に移動させながら、吐出パターン生成工程で生成された各層Ｌを形成するのに適切なタイミングで吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬからインクを吐出するとともに紫外線照射器４２から紫外線を照射させる。吐出されたインクは、作業面２ａ又は造形済みの層Ｌ（被着弾面に相当）に着弾して硬化される。そして、制御装置７は、キャリッジ４を主走査方向に１回以上移動させながら、吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬからインクを吐出し、吐出したインクを露光して硬化させ、各層Ｌの主走査方向の１列分を形成する。

そして、制御装置７は、副走査方向移動工程（ステップＳＴ１０Ｂ）では、副走査方向移動部６２を制御して、載置台２を１列分副走査方向に移動させて、副走査方向に吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２と作業面２ａとを相対移動させる。その後、制御装置７は、各層Ｌの形成が終了したか否かを判定し（ステップＳＴ１０Ｃ）、終了していないと判定する（ステップＳＴ１０Ｃ：Ｎｏ）と、印刷工程（ステップＳＴ１０Ａ）と副走査方向移動工程（ステップＳＴ１０Ｂ）とを交互に実施することで複数列形成し、終了したと判定する（ステップＳＴ１０Ｃ：Ｙｅｓ）と、各層Ｌ全体の造形を終了する。

次に、制御装置７は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳＴ１１）、ｎがＮを超えたか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。制御装置７は、ｎがＮを超えていないと判定する（ステップＳＴ１２：Ｎｏ）と、スライス情報算出工程（ステップＳＴ３）に戻り、次の断面スライス情報を算出した後、鉛直方向移動部６１を制御して、作業面２ａを１層Ｌ分下降させて、作業面２ａの鉛直方向の位置を次の層Ｌを造形するのに適切な位置にする。そして、制御装置７は、スライス情報算出工程（ステップＳＴ３）から単位層形成工程（ステップＳＴ１０）を複数回繰り返して、各層Ｌを造形する。

制御装置７は、前述した工程、即ち、単位層形成工程（ステップＳＴ１０）を各層Ｌ毎に繰り返すことで、下側の層Ｌから順に立体物Ｗを造形する。制御装置７は、ｎがＮを超えたと判定する（ステップＳＴ１２：Ｙｅｓ）と、立体物Ｗの造形が完了し、作業面２ａから立体物Ｗを取り外すなどして、実施形態の立体物造形方法を終了する。造形が完了した立体物Ｗは、三次元データＴＤＤの３ＤモデルデータＭＤにより規定された形状に造形され、画像プロファイルにより規定された画像が表面に形成されている。

以上の実施形態に係るインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー部分ＷＣの表面の基準面ＢＬに対する角度に応じた値である角度θに対応して、画像プロファイルの各色の濃さをカラー調整パラメータによって調整するので、より水平なカラー部分ＷＣの色が薄くなり、より垂直なカラー部分ＷＣの色が濃くなるなどのカラー部分ＷＣの表面の角度に応じて適切にカラーパラメータを調整することが可能となる。したがって、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。

また、インクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー部分ＷＣの表面が水平に近くなるのにしたがって色が薄くなり、垂直に近くになるのにしたがって色が濃くなるように、カラー調整パラメータが画像プロファイルの各色の濃さを調整する。したがって、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。

また、インクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、立体物Ｗの表面の各単位セルＵＣの頂点の位置情報に基づいてカラー部分ＷＣの角度を算出する場合には、正確にカラー調整パラメータの値を決定することができる。

また、インクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー調整パラメータがカラー部分ＷＣを形成するインクの吐出量を調整する値であるので、カラー部分ＷＣの角度に応じて適切にカラーパラメータを調整することが可能となり、カラー部分ＷＣの厚みが一定のままでも角度によって見える色が一様になるように調整することができる。したがって、特に、色を薄くしたい場合に、カラー部分ＷＣの厚みを薄くできない場合に薄い色を実現することができ、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。

また、インクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶと基準面ＢＬとのなす角度θを、カラー部分ＷＣの表面の基準面ＢＬに対する角度に応じた値とするので、カラー部分ＷＣの表面の角度を細かく算出することができ、立体物Ｗの表面の各位置に応じて適切な色に形成でき、高品質な画質を得ることができる。

〔変形例１〕
図８は、実施形態の変形例１に係る立体物造形方法の画像プロファイルのカラー調整パラメータを説明する図である。なお、図８において、前述した実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例１は、実施形態と画像プロファイルのカラー調整パラメータの値の決定方法が異なる他は、実施形態と同じである。実施形態の変形例１では、制御装置７の出力モジュール７２は、図８に示すように、角度θとカラー調整パラメータとの関係に基いて、各単位セルＵＣのカラー調整パラメータの値を決定する。図８の横軸は、角度θを示し、縦軸は、画像プロファイルのイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の濃さに加算するカラー調整パラメータの値を示している。なお、図８では、角度θが０度であると、カラー調整パラメータの値が０．０となり、角度θが０度よりも大きくなると即ちカラー部分ＷＣの表面が水平から傾く角度を有すると、カラー調整パラメータの値が０．０を超えてプラスの値となり、角度θが４５度を超えると即ちカラー部分ＷＣの表面が垂直に近くなると、カラー調整パラメータの値が更に大きくなるようになっている。

変形例１のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、実施形態と同様に、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。

〔変形例２〕
図９は、実施形態の変形例２に係る立体物造形方法のパラメータ値決定工程を示すフローチャートである。なお、図９において、前述した実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例２は、実施形態とパラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）が異なる他は、実施形態と同じである。実施形態の変形例２のパラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）では、制御装置７の出力モジュール７２は、法線ベクトルＮＶの角度θのばらつきが所定値以下の複数の単位セルＵＣで構成されるカラーユニットＣＵ（図６に示す）を求める。実施形態の変形例２のパラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）では、制御装置７の出力モジュール７２は、カラーユニットＣＵを構成する複数の単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶと基準面ＢＬとのなす角度θの平均角度を求め、断面スライス情報のカラーユニットＣＵ毎に平均角度に基づき、カラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値を決定する。即ち、断面スライス情報は、隣接する複数の単位セルＵＣによりカラーユニットＣＵが構成され、カラーユニットＣＵを構成する複数の単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶの基準面ＢＬに対する角度θのばらつきが所定値以下となっている。

具体的には、実施形態の変形例２のパラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）では、制御装置７の出力モジュール７２は、各層Ｌの断面スライス情報の任意の単位セルＵＣを一つ抽出する（ステップＳＴ６１）。そして、制御装置７の出力モジュール７２は、抽出した一つの単位セルＵＣに隣接する他の単位セルＵＣを一つ抽出する（ステップＳＴ６２）。制御装置７の出力モジュール７２は、抽出した単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶの基準面ＢＬに対する角度θのばらつき（標準偏差）を算出し、算出したばらつきが所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ６３）。

制御装置７の出力モジュール７２は、算出したばらつきが所定値以下であると判定する（ステップＳＴ６３：Ｙｅｓ）と、これらの抽出した単位セルＵＣをカラーユニットＣＵとした後（ステップＳＴ６４）、ステップＳＴ６２に戻る。制御装置７の出力モジュール７２は、算出したばらつきが所定値以下でないと判定する（ステップＳＴ６３：Ｎｏ）と、カラーユニットＣＵを構成する複数の単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶの基準面ＢＬに対する角度θの平均角度を算出し（ステップＳＴ６５）、算出した平均角度を用いて、カラー調整パラメータ及び／又は表面状態調整パラメータの値を算出（ステップＳＴ６６）し、パラメータ反映工程（ステップＳＴ７）に進む。なお、ステップＳＴ６６においてカラー調整パラメータの値を算出する際には、算出した平均角度と図７又は図８に示す関係に基いて、画像プロファイルのカラー調整パラメータの値を算出して（ステップＳＴ６６）、パラメータ反映工程（ステップＳＴ７）に進めばよい。こうして、制御装置７の出力モジュール７２は、算出したばらつきが所定値以下でないと判定するまで、ステップＳＴ６２からステップＳＴ６４を繰り返して、カラーユニットＣＵを算出する。

変形例２のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、実施形態と同様に、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色及び／又は表面状態を正確に再現することができる。また、変形例２のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値をカラーユニットＣＵを構成する複数の単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶの基準面ＢＬに対する角度θの平均角度に基づき算出する。したがって、変形例２のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー調整パラメータの値の算出にかかる所要時間を抑制することができる。

また、変形例２のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラーユニットＣＵを構成する単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶの角度θのばらつきを所定値以下とするので、カラーユニットＣＵを構成する複数の単位セルＵＣの表面を略平行に保つことができる。したがって、変形例２のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値の算出にかかる所要時間を抑制しても、高品質な画質を得ることができる。

〔変形例３〕
図１０は、実施形態の変形例３に係る立体物造形方法のフローチャートの一例である。図１１は、実施形態の変形例３に係る立体物造形方法の画像プロファイルのカラー調整パラメータを説明する図である。なお、図１０及び図１１において、前述した実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例３では、制御装置７のスライスモジュール７１は、スライス情報算出工程（ステップＳＴ３）において、三次元データＴＤＤを複数の層Ｌに区画し、カラー部分ＷＣの厚みが一定の所定厚みの断面スライス情報を算出する。そして、制御装置７のスライスモジュール７１は、各層Ｌの断面スライス情報の各単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶを算出し（ステップＳＴ４）、各単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶの基準面ＢＬとの角度θを算出する（ステップＳＴ５）。

その後、制御装置７の出力モジュール７２は、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６Ａ）において、カラー部分ＷＣの厚みを調整するカラーパラメータの値を算出する。具体的には、図１１に示すように、各単位セルＵＣの角度θ又はカラーユニットＣＵを構成する複数の単位セルＵＣの角度θの平均角度とカラー調整パラメータとの関係に基いて、カラー調整パラメータの値を決定する。図１１の横軸は、角度θを示し、縦軸は、カラー部分の厚みに加算するカラー調整パラメータの値を示している。なお、図１１では、角度θが０度であると、カラー調整パラメータの値が０．０となり、角度θが０度よりも大きくなると即ちカラー部分ＷＣの表面が水平から傾く角度を有すると、カラー調整パラメータの値が０．０を超えてプラスの値となり、角度θが４５度を超えると即ちカラー部分ＷＣの表面が垂直に近くなると、カラー調整パラメータの値が更に大きくなるようになっている。

そして、制御装置７の出力モジュール７２は、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６Ａ）で決定されたカラー調整パラメータの値を断面スライス情報に反映させるパラメータ反映工程を実施する（ステップＳＴ７Ａ）。具体的には、制御装置７の出力モジュール７２は、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６Ａ）において、各単位セルＵＣ等毎に算出されたカラー調整パラメータの値を断面スライス情報のカラー部分ＷＣの厚みに加算する。なお、ここで、カラー部分ＷＣの厚みに変化が生じた場合、出来上がりの立体物Ｗのサイズが変わってしまうため、モデル部分ＷＭのサイズを変更する必要がある。つまり、カラー部分ＷＣが増加した場合、その増加分だけモデル部分ＷＭを減少させる必要がある。
そこで、ステップＳＴ７Ａにおいてパラメータ反映工程を実施した後、モデル部分ＷＭのサイズ（厚み）を補正する（ステップＳＴ７Ｂ）。そして、制御装置７は、実施形態と同様に、立体物Ｗを各層Ｌ毎に形成して、立体物Ｗを造形する。

変形例３のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、実施形態と同様に、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。また、変形例３のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー調整パラメータがカラー部分ＷＣの厚みを調整する値であるので、角度によって見える色を一様にすることができ、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。

〔変形例４〕
図１２は、実施形態の変形例４に係る立体物造形方法のフローチャートの一例である。なお、図１２において、前述した実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例４に係る立体物造形方法では、パラメータ反映工程（ステップＳＴ７）では、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）で決定されたカラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値を三次元データＴＤＤ全体の画像プロファイルのカラーパラメータである各色の濃さ及び／又は表面粗度に反映する。そして、実施形態の変形例４に係る立体物造形方法では、スライス情報算出工程（ステップＳＴ３）は、カラー調整パラメータの値が反映された三次元データＴＤＤを複数の層Ｌに区画して各層Ｌの断面スライス情報を算出する。

具体的には、入力装置８から制御装置７に立体物Ｗの三次元データＴＤＤを読み込んだ（ステップＳＴ１）後に、制御装置７のスライスモジュール７１が、三次元データＴＤＤの各単位セルＵＣの法線ベクトルＮＶを抽出（ステップＳＴ４）し、各法線ベクトルＮＶと基準面ＢＬとの角度θを算出する角度算出工程を実施する（ステップＳＴ５）。

次に、制御装置７は、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）を実施し、パラメータ値決定工程（ステップＳＴ６）で決定されたカラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値を三次元データＴＤＤに反映させるパラメータ反映工程を実施する（ステップＳＴ７）。そして、制御装置７のスライスモジュール７１が、立体物Ｗの三次元データＴＤＤをＺ軸方向に区画する層Ｌの数Ｎを算出（ステップＳＴ２）し、スライス情報算出工程（ステップＳＴ３）を実施し、制御装置７の出力モジュール７２は、立体物Ｗの各層Ｌ毎の各吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬの吐出量、吐出パターンを生成し、当該生成した吐出パターンを実現可能な吐出制御量、硬化制御量、キャリッジ駆動部５、載置台駆動部６の制御量などを生成する（ステップＳＴ８）。

次に、制御装置７は、出力モジュール７２が、各吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬの吐出量などを各吐出部４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ及び紫外線照射器４２に送信（ステップＳＴ９）し、単位層形成工程（ステップＳＴ１０）を実施する。次に、制御装置７は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳＴ１１）、ｎがＮを超えたか否かを判定（ステップＳＴ１２）して、下側の層Ｌから順に立体物Ｗを造形する。

変形例４のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、実施形態と同様に、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。また、変形例４のインクジェットプリンタ１、及び、立体物造形方法は、カラー部分ＷＣの厚みを調整するような場合に、カラー調整パラメータの値を三次元データＴＤＤに反映した後、断面スライス情報を算出するので、立体物Ｗの三次元データＴＤＤ上の色を正確に再現することができる。

前述した実施形態では、３ＤモデルデータＭＤと画像プロファイルとを含んで構成された三次元データＴＤＤを用いている。しかしながら、本発明では、図１３に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の三次元座標に配置された単位セルとしての複数のボクセルＢＸで構成された三次元データＴＤＤを用いても良い。この場合、各ボクセルＢＸは、立方体に形成され、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の座標を示す座標データと、法線ベクトルＮＶと画像プロファイルを含んでいる。

また、本発明では、インクジェットプリンタ１は、露光することで硬化度が変化するサポートインクを作業面２ａに吐出するサポートインク吐出部を備えてもよい。サポートインクは、立体物Ｗの輪郭に沿ったサポート体（図示せず）を形成するものである。ここで、露光することで硬化度が変化するサポートインクとしては、例えば、紫外線を照射することで硬化するＵＶ（紫外線）硬化インクを用いることができ、例えば、硬化後に易水溶性や易アルコール溶性あるいは加熱溶解性を有するものが望ましい。サポートインク吐出部は、制御装置７と電気的に接続され、制御装置７によってその駆動が制御される。

また、本発明では、カラー調整パラメータを三次元データＴＤＤと断面スライス情報の双方に反映させてもよい。

前述したように、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、これらに限定されない。本発明では、実施形態をその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせの変更等を行うことができる。

１ インクジェットプリンタ（３次元プリンタ）
２ａ 作業面（被着弾面）
４１，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ，４１Ｗ，４１ＣＬ 吐出部
５ キャリッジ駆動部（相対移動部）
６ 載置台駆動部（相対移動部）
７ 制御装置
ＳＴ３ スライス情報算出工程
ＳＴ５ 角度算出工程
ＳＴ６ パラメータ値決定工程
ＳＴ７ パラメータ反映工程
ＳＴ１０ 単位層形成工程
Ｗ 立体物
Ｌ 層
ＷＣ カラー部分（着色層）
ＣＵ カラーユニット
ＵＣ 単位セル
ＢＸ ボクセル（単位セル）
ＮＶ 法線ベクトル
ＢＬ 基準面
ＴＤＤ 三次元データ
θ 角度（角度に応じた値）

Claims (9)

1. 少なくとも一部に着色層を有する立体物の三次元データを複数の層に区画して各層の断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程と、前記断面スライス情報に基づいて各層を形成する単位層形成工程と、を有し、前記単位層形成工程を複数回繰り返して、各層を積層することで、３次元プリンタが前記立体物を造形する立体物造形方法であって、
   前記三次元データに含まれる前記立体物の表面の位置情報を用いて、前記立体物の着色層の表面の水平な基準面に対する角度に応じた値を算出する角度算出工程と、
   前記角度に応じた値に対応して、前記着色層を形成するためのカラーパラメータを調整するカラー調整パラメータの値、及び／又は前記着色層の表面状態を調整する表面状態調整パラメータの値を決定するパラメータ値決定工程と、
   前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値を前記三次元データと前記断面スライス情報の少なくとも一方に反映させるパラメータ反映工程とを有し、
   前記三次元データは、前記立体物の表面を多角形状の平面である単位セルで複数に区画され、
   前記角度算出工程では、前記単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度を、前記角度に応じた値として算出するものであり、
   前記パラメータ値決定工程は、前記着色層を形成する各色の色の濃さに乗算し、かつ、前記角度が大きくなるにつれて大きくなるように前記カラー調整パラメータを設定することを特徴とする立体物造形方法。
2. 前記カラー調整パラメータは、前記着色層を形成するインクの吐出量、インクの濃度、前記着色層の厚み、及び前記着色層自体の色味のうち少なくとも１つを調整する値であることを特徴とする請求項１記載の立体物造形方法。
3. 前記表面状態調整パラメータは、前記単位層形成工程における各層の厚みを調整する値であることを特徴とする請求項１記載の立体物造形方法。
4. 前記三次元データは、隣接する複数の前記単位セルによりカラーユニットが構成されており、
   前記パラメータ値決定工程では、前記カラーユニットを構成する複数の単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度の平均角度を求め、前記カラーユニット毎に前記平均角度に基づき、前記カラー調整パラメータの値を決定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の立体物造形方法。
5. 少なくとも一部に着色層を有する立体物の三次元データを複数の層に区画して各層の断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程と、前記断面スライス情報に基づいて各層を形成する単位層形成工程と、を有し、前記単位層形成工程を複数回繰り返して、各層を積層することで、３次元プリンタが前記立体物を造形する立体物造形方法であって、
   前記三次元データに含まれる前記立体物の表面の位置情報を用いて、前記立体物の着色層の表面の水平な基準面に対する角度に応じた値を算出する角度算出工程と、
   前記角度に応じた値に対応して、前記着色層を形成するためのカラーパラメータを調整するカラー調整パラメータの値、及び／又は前記着色層の表面状態を調整する表面状態調整パラメータの値を決定するパラメータ値決定工程と、
   前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータの値及び／又は表面状態調整パラメータの値を前記三次元データと前記断面スライス情報の少なくとも一方に反映させるパラメータ反映工程と、を有し、
   前記三次元データは、前記立体物の表面を多角形状の平面である単位セルで複数に区画され、かつ、隣接する複数の前記単位セルによりカラーユニットが構成されており、
   前記角度算出工程では、前記単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度を、前記角度に応じた値として算出し、
   前記パラメータ値決定工程では、前記カラーユニットを構成する複数の単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度の平均角度を求め、前記カラーユニット毎に前記平均角度に基づき、前記カラー調整パラメータの値を決定することを特徴とする立体物造形方法。
6. 前記カラーユニットを構成する複数の単位セルの法線ベクトルの角度のばらつきが所定値以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の立体物造形方法。
7. 前記パラメータ反映工程では、前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータの値を前記三次元データに反映し、
   前記スライス情報算出工程では、前記カラー調整パラメータが反映された前記三次元データを複数の層に区画して各層の前記断面スライス情報を算出することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の立体物造形方法。
8. 少なくとも一部に着色層を有する立体物の三次元データに基づいて、前記立体物を造形する３次元プリンタであって、
   前記立体物を造形するためのインクを被着弾面に吐出する吐出部と、
   前記吐出部と前記被着弾面とを相対的に移動させる相対移動部と、
   前記吐出部と前記相対移動部とを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記三次元データを複数の層に区画して各層の断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程と、前記断面スライス情報に基づいて各層を形成する単位層形成工程と、を実施し、前記単位層形成工程を複数回繰り返して、各層を積層することで、前記立体物を造形するとともに、
   前記制御装置は、前記三次元データに含まれる前記立体物の表面の位置情報を用いて、前記立体物の着色層の表面の水平な基準面に対する角度に応じた値を算出する角度算出工程と、
   前記角度に応じた値に対応して、前記着色層を形成するためのカラーパラメータを調整するカラー調整パラメータの値を決定するパラメータ値決定工程と、
   前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータを前記三次元データと前記断面スライス情報の少なくとも一方に反映させるパラメータ反映工程とを実施し、
   前記三次元データは、前記立体物の表面を多角形状の平面である単位セルで複数に区画され、
   前記角度算出工程では、前記単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度を、前記角度に応じた値として算出するものであり、
   前記パラメータ値決定工程は、前記着色層を形成する各色の色の濃さに乗算し、かつ、前記角度が大きくなるにつれて大きくなるように前記カラー調整パラメータを設定することを特徴とする３次元プリンタ。
9. 少なくとも一部に着色層を有する立体物の三次元データに基づいて、前記立体物を造形する３次元プリンタであって、
   前記立体物を造形するためのインクを被着弾面に吐出する吐出部と、
   前記吐出部と前記被着弾面とを相対的に移動させる相対移動部と、
   前記吐出部と前記相対移動部とを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記三次元データを複数の層に区画して各層の断面スライス情報を算出するスライス情報算出工程と、前記断面スライス情報に基づいて各層を形成する単位層形成工程と、を実施し、前記単位層形成工程を複数回繰り返して、各層を積層することで、前記立体物を造形するとともに、
   前記制御装置は、前記三次元データに含まれる前記立体物の表面の位置情報を用いて、前記立体物の着色層の表面の水平な基準面に対する角度に応じた値を算出する角度算出工程と、
   前記角度に応じた値に対応して、前記着色層を形成するためのカラーパラメータを調整するカラー調整パラメータの値を決定するパラメータ値決定工程と、
   前記パラメータ値決定工程で決定されたカラー調整パラメータを前記三次元データと前記断面スライス情報の少なくとも一方に反映させるパラメータ反映工程とを実施し、
   前記三次元データは、前記立体物の表面を多角形状の平面である単位セルで複数に区画され、かつ、隣接する複数の前記単位セルによりカラーユニットが構成されており、
   前記角度算出工程では、前記単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度を、前記角度に応じた値として算出し、
   前記パラメータ値決定工程では、前記カラーユニットを構成する複数の単位セルの法線ベクトルと前記基準面とのなす角度の平均角度を求め、前記カラーユニット毎に前記平均角度に基づき、前記カラー調整パラメータの値を決定することを特徴とする３次元プリンタ。

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