WO2016006551A1 - 立体物造形装置及び立体物造形方法 - Google Patents

立体物造形装置及び立体物造形方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional object forming apparatus and a three-dimensional object forming method.
  • UV curable ink ultraviolet curable ink
  • an object of the present invention is to provide a three-dimensional object formation apparatus and a three-dimensional object formation method that can solve the above-described problems.
  • the color reproduction range tends to be narrow. Therefore, in a configuration that can form a three-dimensional object with a simpler configuration, for example, a configuration that can further widen the color reproduction range is desired.
  • the inventors of the present application have conducted intensive research on a configuration that can form a three-dimensional object with a simpler configuration. Then, first, it was considered to express the height by laminating an ink layer formed of ultraviolet curable ink.
  • a three-dimensional shape can be formed by stacking layers of ink even in a method using ultraviolet curable ink in a conventional inkjet printer. More specifically, for example, one piece of data called “pick” is prepared, and the same area is printed based on the data, and is printed about 2 to 30 times, so that a certain height (for example, about 6 mm) is obtained. ), A three-dimensional shape can be formed. Moreover, it is also possible to color a three-dimensional object by performing color printing on the surface after forming a three-dimensional shape. However, the three-dimensional shape that can be formed by such a method usually represents simple irregularities and the like.
  • the inventor of the present application does not stack a plurality of ink layers on the same region using the same data, but stacks ink layers corresponding to each of a plurality of types of data, thereby making it more complicated.
  • shaping the shape More specifically, for example, by preparing a plurality of data according to a photograph or data indicating a three-dimensional object to be modeled, and laminating a plurality of ink layers based on each data, We thought about modeling a three-dimensional object with a more complicated shape rather than unevenness.
  • a step due to the lamination occurs at the boundary portion of the laminated layers.
  • the inventors of the present application have not only simply laminated a plurality of ink layers, but also thought to form an additional ink layer on the step generated by the lamination, by further earnest research.
  • this makes it possible to appropriately model a three-dimensional object with a natural impression.
  • the inventor of the present application also relates to a method of forming an ink layer on a step, and more specifically, for example, by further forming fine unevenness according to an image of an object to be expressed by a three-dimensional object.
  • the image of the object to be expressed by the three-dimensional object is, for example, an image printed when coloring the three-dimensional object or an image obtained by performing predetermined image processing on the image (for example, a grayscale image).
  • the unevenness corresponding to the fine shape of the object is formed on the step due to the stacking, so that the unnatural step due to the stacking is less noticeable.
  • a three-dimensional object having a more natural impression can be formed. More specifically, for example, when a three-dimensional object that represents a natural object such as a landscape or an animal is to be modeled, the three-dimensional object can be an irregular shape corresponding to a fine shape such as a tree leaf or animal hair in the scenery. Can be formed.
  • the coloring of the three-dimensional object can be performed in the same manner as the two-dimensional (2D) printing operation on the surface (upper surface) of the three-dimensional object. Therefore, if configured in this way, it can be said that, for example, the color reproduction range can be made wider than in the case where coloring is performed by a general method in a 3D printer.
  • these operations can be executed with a simpler configuration than a conventional 3D printer.
  • these operations can be performed by performing predetermined control on, for example, an inkjet printer.
  • the inventors of the present application have confirmed through actual experiments and the like that by performing these operations, it is possible to appropriately model a three-dimensional object with a simpler configuration than a conventional 3D printer. That is, in order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
  • a three-dimensional object forming apparatus for forming a colored three-dimensional object, and forming a three-dimensional object shape by discharging droplets of a curable liquid that is a liquid that cures in accordance with predetermined conditions.
  • a shape forming head, a curing means for curing the curable liquid ejected by the three-dimensional shape forming head, and ink droplets of coloring ink are ejected based on a printed image that is an image to be printed on the surface of the three-dimensional object.
  • the control unit includes the three-dimensional shape forming head and the curing unit.
  • a layered solid that forms a part of a three-dimensional object in which a plurality of layers of cured curable liquid overlap each other by forming a plurality of layers obtained by curing a curable liquid covering a predetermined region.
  • a layered three-dimensional object forming operation for forming a layered three-dimensional object having a level difference caused by stacking at least a part of the layer of the curable liquid, and a layer of the curable liquid is formed at least on the level difference in the layered three-dimensional object.
  • the step for forming the step covering layer is performed, and the coloring head colors the three-dimensional object after the step covering layer forming operation is performed.
  • a thick three-dimensional object can be appropriately formed by forming a plurality of layers in a stacked three-dimensional object forming operation. Further, by performing the step covering layer forming operation thereafter, it is possible to appropriately prevent, for example, conspicuous unnatural steps caused by stacking a plurality of layers. Therefore, if comprised in this way, the solid thing of a natural impression can be formed appropriately, for example. Thereby, a solid thing can be appropriately modeled by simple composition, for example.
  • the curable liquid is, for example, ink that is cured according to predetermined conditions.
  • the three-dimensional shape forming head discharges curable liquid droplets by, for example, an inkjet method. Further, the three-dimensional shape forming head, for example, ejects curable liquid droplets by performing a main scanning operation (scanning operation).
  • the main scanning operation is, for example, an operation of discharging droplets while moving in a preset main scanning direction.
  • the curing unit cures the curable liquid ejected by the main scanning operation.
  • the curing unit may cure the curable liquid while moving in the main scanning direction together with the three-dimensional shape forming head.
  • the curable liquid may be cured after the three-dimensional shape forming head performs the main scanning operation each time and before performing the next main scanning operation.
  • the curable liquid may be cured each time the three-dimensional shape forming head performs a plurality of main scanning operations.
  • the stacked three-dimensional object forming operation is, for example, an operation of stacking a plurality of layers formed by solid printing.
  • the solid printing is, for example, an operation of filling a certain area with a predetermined density (print density) set in advance.
  • the stacked three-dimensional object forming operation may be an operation of sequentially stacking layers specified by each layer data in accordance with a plurality of data (layer data) prepared in advance according to the shape of the three-dimensional object to be modeled.
  • each layer data may be data indicating a cross-sectional shape of a three-dimensional object to be modeled, for example.
  • the step covering layer forming operation is more specifically, for example, an uneven forming operation described below.
  • the unevenness forming operation is, for example, an operation for printing a gray scale image. If comprised in this way, it can prevent more appropriately that an unnatural level difference stands out, for example. This also makes it possible to more appropriately model a three-dimensional object with a natural impression.
  • the step covering layer forming operation an operation other than the unevenness forming operation may be performed.
  • the step covering layer forming operation it is conceivable to form an overcoat layer or the like that fills at least the step on the stacked three-dimensional object.
  • the thickness of the overcoat layer is, for example, the thickness of one layer of the curable liquid layer constituting the laminated three-dimensional object.
  • the thickness of the overcoat layer may be further increased. Even when such an overcoat layer is formed, for example, the roof is covered with snow in the vicinity of the position of the step in the stacked three-dimensional object, and the contour of the step can be appropriately prevented from being noticeable. This also makes it possible to appropriately model a three-dimensional object with a natural impression.
  • the stacked three-dimensional object forming operation forms a stacked three-dimensional object having a level difference corresponding to the print image. If comprised in this way, the target object of modeling can be expressed more appropriately, for example.
  • the curable liquid is an ultraviolet curable ink
  • the curing means is an ultraviolet irradiation device
  • the three-dimensional shape forming head and the coloring head are inkjet heads that eject ink droplets by an inkjet method.
  • the three-dimensional shape forming head is designated by the control unit by performing the main scanning operation of ejecting ink droplets while moving in the preset main scanning direction. Ink droplets are ejected to the position. If comprised in this way, laminated solid object formation operation
  • the plurality of layers constituting the stacked three-dimensional object overlap so that the upper layer is formed in at least a partial region of the lower layer.
  • the three-dimensional object formed in this way is, for example, a three-dimensional object that does not overhang.
  • the overhang means that, for example, in at least a part of the three-dimensional object, an upper part above a certain position protrudes outward from a lower part.
  • the upper side of the three-dimensional object is the side in the direction from the previously formed layer to the later formed layer in the plurality of layers stacked.
  • a three-dimensional object that does not overhang for example, a three-dimensional object with a natural impression can be appropriately formed and colored by the simple configuration as described above. Therefore, if comprised in this way, the solid thing which does not overhang can be modeled more appropriately, for example.
  • the three-dimensional shape forming head is an inkjet head that ejects ink droplets of at least one of white and clear colors. If comprised in this way, the shape of a solid object can be modeled appropriately, for example.
  • the control unit ejects droplets of the curable liquid on the stacked three-dimensional object based on the print image as a step covering layer forming operation to the three-dimensional shape forming head and the curing unit, thereby printing the printed image.
  • the concavo-convex forming operation for forming the concavo-convex on the laminated solid object is performed, and the coloring head colors the three-dimensional object after the concavo-convex is formed by the concavo-convex forming operation.
  • unevenness forming operation for example, unevenness that matches the finer shape of the object to be expressed by the three-dimensional object can be formed on the stacked three-dimensional object. Therefore, if comprised in this way, the solid thing of a natural impression can be formed more appropriately, for example.
  • ejecting a curable liquid droplet based on a printed image is, for example, performing printing based on the printed image.
  • printing based on a print image means, for example, printing a print image or an image obtained by performing predetermined image processing or the like on the print image.
  • the coloring head prints a print image in alignment with the unevenness formed by the unevenness forming operation, for example. If constituted in this way, coloring of a more natural impression can be performed appropriately, for example.
  • the three-dimensional shape forming head forms a concavo-convex forming layer that is a layer formed by discharging droplets of a curable liquid based on a printed image, and is used for forming the concavo-convex.
  • a concavo-convex forming layer that is a layer formed by discharging droplets of a curable liquid based on a printed image, and is used for forming the concavo-convex.
  • the shape of the target object is expressed by a three-dimensional object
  • the shape of the target object is the actual shape of the target object.
  • the shape of the object may be an assumed shape of the object.
  • the three-dimensional shape forming head forms a concavo-convex corresponding to the print image on the stacked three-dimensional object by performing an operation of printing a grayscale image based on the print image with a curable liquid. . If comprised in this way, the unevenness
  • the grayscale image is an image obtained by performing grayscale conversion on a print image and gradation inversion for at least a partial region in the image.
  • the concavo-convex formation operation for example, when a gray scale image is printed, the concavo-convex is formed according to the shading (tone value) in the image. In this case, a dark portion in the image becomes a convex portion and a bright portion becomes a concave portion. Further, when the print image is simply grayscaled, for example, a shadow portion in the print image becomes a dark portion in the grayscale image. For this reason, in the concavo-convex forming operation, when a grayscale image obtained by simply converting the print image to gray scale is used, the concavo-convex is formed so that the shaded portion in the print image becomes a convex portion.
  • the concavo-convex forming operation the concavo-convex is formed so that the shaded portion in the printed image becomes a concave. Therefore, if comprised in this way, the solid thing which becomes a more natural impression can be modeled more appropriately, for example.
  • the control unit causes the three-dimensional shape forming head and the curing means to further perform an unevenness covering operation for forming a layer obtained by curing the curable liquid in a region covering the unevenness formed by the unevenness forming operation, and coloring The head for coloring the three-dimensional object after the unevenness covering operation is performed.
  • the steps generated by the plurality of layers formed by the stacked three-dimensional object forming operation can be made inconspicuous by forming fine unevenness.
  • fine irregularities are formed in the region to be colored by the coloring head.
  • such fine unevenness may be a factor that hinders the expansion of the color reproduction range of the color ink.
  • the influence of the unevenness formed by the unevenness forming operation can be appropriately reduced by performing the unevenness covering operation, for example. Thereby, the color reproduction range of the color ink can be expanded more appropriately.
  • a three-dimensional object modeling method for modeling a colored three-dimensional object in which a three-dimensional object shape is formed by discharging droplets of a curable liquid that is a liquid that cures according to predetermined conditions.
  • a shape forming head, a curing means for curing the curable liquid ejected by the three-dimensional shape forming head, and ink droplets of coloring ink are ejected based on a printed image that is an image to be printed on the surface of the three-dimensional object.
  • a layered solid having a step formed by stacking at least a part of the layer of the curable liquid which is an operation of forming a layered three-dimensional object constituting a part of the three-dimensional object in which a plurality of layers of the cured curable liquid are stacked.
  • the step covering layer forming operation is performed by performing the layered three-dimensional object forming operation and the step covering layer forming operation for forming a layer of the curable liquid on at least the step in the layered three-dimensional object, the coloring head Color the three-dimensional object. If comprised in this way, the effect similar to the structure 1 can be acquired, for example.
  • a three-dimensional object can be appropriately shaped with a simple configuration.
  • FIG. 1A shows an example of the configuration of the main part of the three-dimensional object forming apparatus 10.
  • FIG. 1B shows an example of a specific configuration of the head unit 12. It is a figure which shows an example of the operation
  • Fig.2 (a) shows an example of laminated
  • FIG. 2B shows an example of the unevenness forming operation.
  • FIG. 2C shows an example of the unevenness covering operation.
  • FIG. 2D shows an example of the coloring operation. It is a figure which shows an example of the printing image 402 printed in a coloring operation
  • FIGS. 5A and 5B respectively show examples of layer data for one layer. It is a figure which shows an example of the image printed by lamination
  • movement. 6A to 6D show examples of layer data for one layer, respectively. It is a figure which shows an example of the gray scale image 406 printed by uneven
  • FIG. 1 shows an example of a three-dimensional object formation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A shows an example of the configuration of the main part of the three-dimensional object forming apparatus 10.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 may have the same or similar configuration as a known three-dimensional object formation apparatus.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 for example, an ink jet printer using an ultraviolet curable ink can be used.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 may be the same as or similar to a known inkjet printer except for the control of the operation of each unit.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 is an apparatus for forming a three-dimensional object 50 using ultraviolet curable ink, and includes a head unit 12, a scanning drive unit 14, a table 16, and a control unit 18.
  • the head portion 12 is a portion that ejects ink droplets of ultraviolet curable ink used for modeling and coloring the three-dimensional object 50.
  • the head unit 12 includes, for example, a plurality of inkjet heads and an ultraviolet light source. The configuration of the head unit 12 will be described in more detail later.
  • the scanning drive unit 14 is a drive unit that causes the head unit 12 to perform a main scanning operation and a sub-scanning operation.
  • causing the head unit 12 to perform the main scanning operation and the sub-scanning operation means, for example, causing the inkjet head included in the head unit 12 to perform the main scanning operation and the sub-scanning operation.
  • to cause the inkjet head to perform the main scanning operation is to cause the inkjet head to perform an operation of ejecting ink droplets while moving in a preset main scanning direction (for example, the Y direction in the figure).
  • to cause the inkjet head to perform the sub-scanning operation is, for example, to move the inkjet head relative to the table 16 in the sub-scanning direction (X direction) orthogonal to the main scanning direction.
  • the sub-scanning direction (X direction) is a direction orthogonal to the Y direction and Z direction shown in the figure.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 performs the sub-scanning operation as necessary according to the length of the three-dimensional object 50 to be formed in the sub-scanning direction.
  • the scanning drive unit 14 includes a carriage 102 and a guide rail 104.
  • the carriage 102 is a member that holds the head unit 12 toward the three-dimensional object 50 to be formed.
  • the direction of the head unit 12 toward the three-dimensional object 50 is to set the ink droplet ejection direction by the head unit 12 to the direction toward the table 16 serving as a table on which the three-dimensional object 50 is formed.
  • the guide rail 104 is a rail that guides the movement of the carriage 102 in the main scanning direction.
  • the scanning drive unit 14 moves the head unit 12 in the X direction by moving the guide rail 104 in the X direction.
  • the scanning drive unit 14 moves the head unit 12 in the X direction by moving the guide rail 104 in the X direction.
  • it can also consider moving the table 16 side, for example, fixing the position of the head part 12 in a subscanning direction at the time of a subscanning operation
  • the table 16 is a member that becomes a base for forming the three-dimensional object 50. Further, in this example, the table 16 has a function of raising and lowering the upper surface in a predetermined vertical direction (Z direction in the drawing). In this case, the vertical direction is a direction connecting the head portion 12 and the table 16 facing each other. If comprised in this way, the distance between the head part 12 and the solid object 50 can be adjusted appropriately according to progress of modeling of the solid object 50, for example.
  • the control unit 18 is, for example, a CPU of the three-dimensional object formation apparatus 10.
  • the control unit 18 controls the operation of each unit of the three-dimensional object formation apparatus 10 in accordance with, for example, an instruction from the host PC.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 performs modeling and coloring of the three-dimensional object 50. The operation for modeling and coloring the three-dimensional object 50 will be described in more detail later.
  • FIG. 1B shows an example of a specific configuration of the head unit 12.
  • the head unit 12 includes a plurality of coloring heads 202, a plurality of white ink heads 204, a transparent ink head 206, and a plurality of ultraviolet light sources 208.
  • the plurality of coloring heads 202 are inkjet heads for coloring the three-dimensional object 50, and by ejecting ink droplets of coloring ink based on a print image that is an image to be printed on the surface of the three-dimensional object 50, The three-dimensional object 50 is colored.
  • ejecting ink droplets of coloring ink based on the print image means, for example, printing the print image on the surface of the three-dimensional object 50.
  • a color image is used.
  • each of the plurality of coloring heads 202 ejects ink droplets of ultraviolet curable ink for each color of YMCK, which is a printing process color.
  • each of the plurality of coloring heads 202 has a nozzle row in which a plurality of nozzles are arranged in the sub-scanning direction (X direction).
  • the plurality of coloring heads 202 are arranged in the main scanning direction with their positions in the sub-scanning direction aligned.
  • the plurality of white ink heads 204 and the transparent ink heads 206 are examples of three-dimensional shape forming heads.
  • the three-dimensional shape forming head is, for example, an inkjet head that forms the shape of a three-dimensional object by discharging droplets of ultraviolet curable ink.
  • the plurality of white ink heads 204 eject ink droplets of white (W) ultraviolet curable ink.
  • the transparent ink head 206 ejects ink droplets of clear-color (CL) ultraviolet curable ink.
  • the clear color is a colorless and transparent color.
  • the clear color ink may be an ink to which a colorant such as a pigment is not added, for example.
  • the clear color ink may be a clear ink used in, for example, a known inkjet printer.
  • each of the white ink head 204 and the transparent ink head 206 has a nozzle row in which a plurality of nozzles are arranged in the sub-scanning direction.
  • the white ink head 204 and the transparent ink head 206 are arranged side by side in the main scanning direction with the plurality of coloring heads 202 aligned in the sub-scanning direction.
  • the plurality of ultraviolet light sources 208 are light sources that irradiate ultraviolet rays for curing the ultraviolet curable ink.
  • the ultraviolet light source 208 for example, a light source having a UV LED can be suitably used.
  • each of the plurality of ultraviolet light sources 208 is arranged on one side and the other side of the arrangement of the plurality of coloring heads 202, the plurality of white ink heads 204, and the transparent ink head 206 in the main scanning direction. Each is arranged. In each main scanning operation, the plurality of ultraviolet light sources 208 move together with the plurality of coloring heads 202, the plurality of white ink heads 204, and the transparent ink head 206. Accordingly, the plurality of ultraviolet light sources 208, for example, cures the ultraviolet curable ink ejected in each main scanning operation in each main scanning operation by the head unit 12.
  • the plurality of coloring heads 202, the plurality of white ink heads 204, and the transparent ink head 206 eject ultraviolet curable ink under the control of the control unit 18. Further, the plurality of ultraviolet light sources 208 cures the ultraviolet curable ink after ejection. Accordingly, the three-dimensional object modeling apparatus 10 performs modeling and coloring of the three-dimensional object 50 as described in more detail below.
  • a specific configuration of the head unit 12 other than the configuration shown in FIG. 1B may be used.
  • all the inkjet heads (a plurality of coloring heads 202, a plurality of white ink heads 204, and a transparent ink head 206) are aligned in the sub-scanning direction in the main scanning direction.
  • the configuration in the case of lined up is illustrated.
  • the plurality of white ink heads 204 and the transparent ink heads 206 may be arranged so as to be displaced from the plurality of coloring heads 202 in the sub-scanning direction.
  • the head unit 12 may include a plurality of transparent ink heads 206, for example.
  • the number of white ink heads 204 may be one, for example.
  • the ink jet heads in the head unit 12 may be used for both the coloring head and the three-dimensional shape forming head.
  • the coloring head 202 for at least some of the colors of CMYK may be used as a three-dimensional shape forming head.
  • at least a part of the three-dimensional shape forming head (for example, the white ink head 204) may be used as a coloring head.
  • each of the plurality of coloring heads 202, the plurality of white ink heads 204, and the transparent ink head 206 may be, for example, a composite head including a plurality of inkjet heads.
  • each of the plurality of coloring heads 202, the plurality of white ink heads 204, and the transparent ink head 206 may be a staggered head in which a plurality of inkjet heads are arranged in a staggered arrangement.
  • the ultraviolet curable ink is an example of a curable liquid that is a liquid that cures in accordance with predetermined conditions.
  • the ultraviolet light source 208 is an example of a curing unit that cures the curable liquid.
  • curable liquids other than an ultraviolet curable ink, for example.
  • FIG. 2 shows an example of an operation for modeling and coloring the three-dimensional object 50 in this example.
  • the three-dimensional object modeling apparatus 10 performs modeling and coloring of the three-dimensional object 50 by performing a laminated three-dimensional object forming operation, an unevenness forming operation, an unevenness covering operation, and a coloring operation.
  • the three-dimensional object modeling apparatus 10 performs each of these operations, for example, by operating according to a program prepared in advance.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 forms a three-dimensional object 50 that does not overhang.
  • overhanging means that at least a part of a three-dimensional object has an upper part protruding from a certain position to the outside of a lower part.
  • the upper side of the three-dimensional object is the side in the direction from the previously formed layer to the later formed layer in the plurality of layers stacked. More specifically, in this example, the upper side of the three-dimensional object is the upper side in the vertical direction.
  • the unevenness forming operation is an example of the step covering layer forming operation.
  • the step covering layer forming operation is an operation of forming a layer of the ultraviolet curable ink so as to overlap the step in the laminated three-dimensional object formed by the laminated three-dimensional object forming operation.
  • an operation for forming an overcoat layer or the like may be performed as the step coating layer forming operation.
  • FIG. 2 (a) shows an example of a stacked three-dimensional object forming operation.
  • the stacked three-dimensional object forming operation sequentially superimposes the solid ink layers 302 specified by the respective layer data according to a plurality of data (layer data) prepared in advance according to the shape of the three-dimensional object 50 to be modeled. Is the action.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 forms, for example, large unevenness indicating the outline of the three-dimensional object 50.
  • Each layer data may be data indicating the cross-sectional shape of a three-dimensional object to be modeled, for example.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 forms a plurality of solid ink layers 302 in which a predetermined area is filled with a plurality of white ink heads 204 and transparent ink heads 206.
  • the solid ink layer 302 is a layer obtained by curing an ultraviolet curable ink that covers a preset region. Thereby, a laminated three-dimensional object constituting a part of the three-dimensional object 50 in which a plurality of layers of the cured ultraviolet curable ink are stacked is formed.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 performs a stacked three-dimensional object forming operation using the two white ink heads 204 and the transparent ink head 206 in the head unit 12. .
  • the two white ink heads 204 and the transparent ink head 206 perform main scanning operations in accordance with instructions from the control unit 18, thereby ejecting ink droplets to positions designated by the control unit 18. Accordingly, one solid ink layer 302 is formed in each main scanning operation.
  • the control unit 18 applies ink droplets at a density of 100% to each of the two white ink heads 204 and the transparent ink heads 206 with respect to the region where the solid ink layer 302 is to be formed.
  • the concentration of 100% is, for example, the maximum concentration preset in the three-dimensional object formation apparatus 10.
  • the maximum density is, for example, the maximum density in the case where a single main scanning operation is performed using one nozzle row of one inkjet head. Therefore, when the solid ink layer 302 is formed using three inkjet heads as in this example, the single solid ink layer 302 is formed at a concentration of 300%.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 forms a plurality of solid ink layers 302 so as not to overhang.
  • that the plurality of solid ink layers 302 does not overhang means that the plurality of solid ink layers 302 constituting the stacked three-dimensional object are formed such that the upper layer is formed in at least a part of the lower layer. It is to overlap.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 performs an unevenness forming operation following the stacked three-dimensional object forming operation.
  • FIG. 2B shows an example of the unevenness forming operation.
  • the unevenness forming operation is an operation of forming fine unevenness in accordance with a print image used for coloring the three-dimensional object 50.
  • molding apparatus 10 prints the gray scale image prepared beforehand with the some white ink head 204 and the transparent ink head 206, and is grayscale on the solid ink layer 302.
  • FIG. A print layer 304 is formed.
  • the grayscale image used in this example is a grayscale image based on the print image.
  • a grayscale image based on a print image is a grayscale image obtained by image processing on a print image that is a color image, for example. More specifically, as the grayscale image, for example, an image obtained by performing grayscale conversion on a print image and gradation inversion for at least a part of the region in the image can be suitably used. Specific examples of the print image and the gray scale image will be described later by way of examples.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 uses the ultraviolet curable ink based on the print image on the three-dimensional object formed by the plurality of solid ink layers 302. Discharge drops. Thereby, solid thing shaping apparatus 10 forms fine unevenness according to a printing picture on a lamination solid thing.
  • the concentration of ink ejected in each main scanning operation is, for example, 30% or less, preferably 25% or less, and more preferably 22% or less.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 forms one ink layer (hereinafter, referred to as a concavo-convex forming layer) each time a grayscale image is printed once. Then, by printing the gray scale image a plurality of times, a layer in which a plurality of the unevenness forming layers are stacked is formed as the gray scale print layer 304. If comprised in this way, the gray scale printing layer 304 can have sufficient thickness, and the unevenness
  • the unevenness forming operation when expressed in a more general manner, it can also be said to be an operation of discharging ultraviolet curable ink based on a printed image.
  • discharging the ultraviolet curable ink based on the printed image means performing printing based on the printed image.
  • printing based on a print image means, for example, printing a print image or an image obtained by performing predetermined image processing or the like on the print image.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 performs the unevenness covering operation following the unevenness forming operation.
  • FIG. 2C shows an example of the unevenness covering operation.
  • the unevenness covering operation is an operation of forming a covering layer 306 which is an ink layer covering the unevenness formed by the unevenness forming operation.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 uses at least one of a plurality of white ink heads 204 and transparent ink heads 206 for at least a part of a region to be colored later in the three-dimensional object 50.
  • the coating layer 306 is formed by painting at a predetermined concentration.
  • the control unit 18 is formed by, for example, the concavo-convex forming operation on at least one of the plurality of white ink heads 204 and the transparent ink head 206 and the ultraviolet light source 208.
  • a layer obtained by curing the ultraviolet curable ink is formed as the coating layer 306 in the region covering the unevenness. Further, in this case, for example, it is conceivable to paint with white or clear ultraviolet curable ink with a density of 75% or more.
  • the unevenness covering operation is an operation for leveling the surface by forming the coating layer 306 covering the fine unevenness formed by the unevenness forming operation and preventing the color reproduction area of the coloring ink from being reduced due to the influence of the fine unevenness. It is. For this reason, it is preferable to cure the ultraviolet curable ink in a glossy manner in the unevenness covering operation.
  • To cure the UV-curable ink in a glossy form is to cure the ink after the ink dots formed by the landing of the ink droplets have sufficiently spread. More specifically, the UV curable ink is cured in a glossy state, for example, by not irradiating the ultraviolet light source 208 during the main scanning operation for ejecting ink droplets, but thereafter curing the ink. It may be. In this case, for example, irradiation of ultraviolet rays onto each region of the three-dimensional object 50 is performed by causing the ultraviolet light source 208 to scan after the main scanning operation on the region is completed.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 performs a coloring operation following the unevenness covering operation.
  • FIG. 2D shows an example of the coloring operation.
  • the coloring operation is an operation of forming the colored layer 308 on the three-dimensional object 50 by printing a print image on the surface of the three-dimensional object 50 with the plurality of coloring heads 202.
  • the surface of the three-dimensional object 50 may be, for example, a region where the coating layer 306 is formed by the uneven coating operation.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 performs printing on the three-dimensional object 50 in the same or similar manner as, for example, a known inkjet printer that performs printing on a three-dimensional medium.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 may perform printing of a print image by, for example, a multipass method.
  • the multi-pass method is a method in which the main scanning operation is performed a plurality of times for each position of the printing area where the three-dimensional object 50 is printed. If comprised in this way, printing of a printing image can be performed more appropriately with high precision, for example.
  • the plurality of coloring heads 202 print a print image in alignment with the unevenness formed by the unevenness forming operation.
  • Printing a print image by aligning the position with the unevenness formed by the unevenness forming operation means printing the print image so as to overlap the gray scale image printed by the unevenness forming operation. Further, to print a print image superimposed on a grayscale image is to print both images in a superimposed position. If constituted in this way, coloring of a more natural impression can be performed appropriately.
  • the thickness of the three-dimensional object 50 can be appropriately expressed by forming a plurality of solid ink layers 302 in a stacked three-dimensional object forming operation.
  • combined with the finer shape of the target object expressed with the solid object 50 can be formed by performing uneven
  • this makes it possible to appropriately prevent an unnatural step caused by stacking the plurality of solid ink layers 302 from being noticeable. Therefore, according to this example, it is possible to more appropriately model the three-dimensional object 50 having a natural impression.
  • the colored three-dimensional object 50 can be shaped more appropriately.
  • the white ink head 204 is used as the three-dimensional shape forming head.
  • the white ink for example, it is conceivable to use an ink colored with an inorganic (for example, titanium oxide) pigment. If comprised in this way, the solid thing 50 can be modeled with the ink which does not heat-shrink easily. Thereby, the shape of the three-dimensional object 50 can be further stabilized.
  • the gray scale image used in the concavo-convex forming operation will be described in more detail.
  • a concavo-convex forming operation when a gray scale image is printed, the concavo-convex is formed according to the shading (tone value) in the image. In this case, a dark portion in the image becomes a convex portion and a bright portion becomes a concave portion.
  • the shadow portion in the print image becomes a dark portion in the grayscale image. Therefore, in the unevenness forming operation, when a grayscale image obtained by simply converting the print image to grayscale is used, the unevenness is formed so that the shaded portion in the print image becomes a convex portion.
  • the print image is grayscaled and the gradation inversion is performed on at least a part of the region in the image.
  • Images can be suitably used.
  • the shaded portion in the printed image becomes a bright portion in the grayscale image. Therefore, if the unevenness forming operation is performed using such a grayscale image, for example, it is possible to form fine unevenness so that the shaded portion in the printed image becomes a recessed portion. Thereby, the three-dimensional object 50 which makes a more natural impression can be modeled more appropriately.
  • the grayscale image used in the unevenness forming operation for example, an image obtained by performing grayscale conversion on the print image and gradation inversion for the entire image may be used. If comprised in this way, a gray scale image can be produced more simply, for example. Further, for example, gradation reversal may be performed on only a part of the region by appropriately selecting the region according to the object to be expressed by the three-dimensional object. If comprised in this way, the impression of the solid thing modeled can be made more natural, for example.
  • 3 to 7 show an example of an image to be printed at each stage according to the embodiment of the present invention.
  • the three-dimensional object forming apparatus is operated by controlling the operation of the inkjet printer for ultraviolet curable ink.
  • the inkjet printer for ultraviolet curable ink For convenience of explanation, first, an example of a print image printed in the coloring operation is shown.
  • FIG. 3 shows an example of a print image 402 to be printed in the coloring operation.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 colors the three-dimensional object 50 by printing a print image with the plurality of coloring heads 202.
  • a color image is used as the print image 402.
  • the print image 402 which is originally a color image, is shown as a grayscale image.
  • the image printed by the stacked three-dimensional object forming operation is layer data that is data used to form the solid ink layer 302 (see FIG. 2). Further, this layer data is data for filling that indicates an area where the solid ink layer 302 is to be formed.
  • the stacked three-dimensional object forming operation is performed using the plurality of layer data 404a to 404g shown in FIGS.
  • Each of the plurality of layer data 404 a to 404 g is layer data corresponding to one solid ink layer 302. Further, the three-dimensional object formation apparatus 10 sequentially forms the solid ink layers 302 corresponding to each of the plurality of layer data 404a to 404g in this order.
  • the three-dimensional object formation apparatus 10 first forms the solid ink layer 302 based on the layer data 404a shown in FIG. Thereafter, the next solid ink layer 302 is formed on the solid ink layer 302 corresponding to the layer data 404a based on the layer data 404b shown in FIG. Further, the next solid ink layer 302 is formed on the solid ink layer 302 corresponding to the layer data 404b based on the layer data 404c shown in FIG. Similarly, the solid ink layer 302 is sequentially formed on the solid ink layer 302 formed immediately before based on the layer data 404d to 404d shown in FIGS. 6A to 6D.
  • the layer data 404a to 404c is data for filling the region corresponding to the whole or almost the whole of the three-dimensional object to be formed.
  • the layer data 404a to 404c is data for filling the region corresponding to the whole or almost the whole of the three-dimensional object to be formed.
  • the layer data 404d to 404g are data for each part for forming local irregularities on the three-dimensional object.
  • a convex portion indicating each part of the three-dimensional object is provided. , Can be formed at a predetermined height.
  • each of the layer data 404a to 404g may be created in advance by the user based on the print image 402. Further, the layer data 404a to 404g may be automatically created based on the print image 402, the three-dimensional shape data of the object, or the like. Further, as the layer data 404a to 404g, data obtained by performing blurring processing on the peripheral portion by image processing software or the like can be preferably used. With this configuration, for example, a more natural shape can be expressed using a plurality of solid ink layers 302.
  • the solid ink layer 302 is formed using the white ink head 204 or the like.
  • the white area may be treated as an area where ink droplets are not ejected. Therefore, in the present embodiment, each of the layer data 404a to 404g is created as data indicating a region to be printed in black (K).
  • the solid ink layer 302 can be appropriately formed by controlling the white ink head 204, the transparent ink head 206, and the like based on the data indicating the area to be printed in black.
  • Each of the layer data 404a to 404g may be created as data indicating an area to be printed with a color other than black.
  • the solid ink layer 302 is formed by performing solid printing on the areas indicated by the layer data 404a to 404g. .
  • three inkjet heads are used to perform one printing operation.
  • a single solid ink layer 302 is formed. Therefore, in this embodiment, the density of the single solid ink layer 302 is 300%.
  • the number of printing operations is the number of repetitions of the total sub-scanning operation accompanied by the main scanning operation performed on each area of the three-dimensional object 50.
  • the density of the single solid ink layer 302 is the product of the number of nozzle rows, the print density, and the number of printing operations (number of nozzle rows ⁇ print density ⁇ number of prints).
  • the number of nozzle rows is the product of the number of ink jet heads used for forming the solid ink layer 302 and the number of nozzle rows of one ink jet head.
  • the print density is a density of filling by one nozzle row.
  • the print density can also be referred to as the amount of ink ejected in the sub-scanning operation with the main scanning operation (ejection amount).
  • the solid ink layer 302 may be a layer formed by stacking a plurality of ink layers, for example. In this case, it is preferable to form a plurality of ink layers by repeating printing on the entire surface of the region where the solid ink layer 302 is formed. More specifically, for example, when the entire surface printing at a density of 100% is repeated to form the solid ink layer 302 so that the total density is 300%, the entire surface printing is first performed at a density of 100%. Thus, a first ink layer is formed. Thereafter, the entire surface is printed at 100% concentration thereon to form a second ink layer. Further, after that, printing is performed on the entire surface at a concentration of 100% to form a third ink layer. In this way, for example, the solid ink layer 302 having a high density can be appropriately formed.
  • the solid ink layer 302 with a density of 300% for example, a method of repeating the main scanning operation three times for each band that is a target region of one main scanning operation may be considered.
  • band stripes may be easily generated.
  • the splash generated during the printing of the next band becomes a problem.
  • the solid ink layer 302 having a high density can be formed more appropriately.
  • the density of the single solid ink layer 302 may be a density other than 300%, for example.
  • the density of the single solid ink layer 302 is preferably 1500% or less. This is because if the thickness of the solid ink layer 302 corresponding to the same layer data becomes too large, for example, if the thickness exceeds the thickness of 1500%, an unnatural shape is likely to occur.
  • FIG. 7 shows an example of a gray scale image 406 printed by the unevenness forming operation.
  • the gray scale image 406 is created in advance by performing gray scale conversion, gradation inversion, and the like on the print image 402.
  • the gray scale printing layer 304 formed by printing the gray scale image 406 reduces the stacking of ink on the dark portion in the print image 402 that is the original image, and the thin portion.
  • the number of layers can be increased.
  • the gray scale print layer 304 can be formed so that the shaded portion of the print image 402 is recessed.
  • the gray scale image 406 is created by further performing tone reversal of the eye portion of the print image 402 subjected to gray scale conversion and tone reversal.
  • the gray scale image 406 can also be said to be an image obtained by performing gray scale conversion on the print image 402 and gradation inversion for a region excluding the eye portion.
  • the grayscale image 406 is created by processing the print image 402 with image processing software by a user operation. Also, the brightness and contrast settings in the image processing software were adjusted as appropriate while observing the state of the created grayscale image 406. For example, the gray scale image 406 may be automatically created by using a program prepared in advance.
  • the grayscale printing layer 304 is formed by printing such a grayscale image 406. Thereby, fine unevenness corresponding to a fine shape in the printed image 402 is formed.
  • this configuration for example, it is possible to eliminate an unnatural stacking step that occurs only by stacking the solid ink layer 302 and to express a natural solid.
  • the grayscale printing layer 304 is formed by a plurality of ink layers by repeatedly printing the grayscale image 406. More specifically, in this embodiment, the grayscale printing layer 304 is printed with the thickness of eight ink layers formed by one printing operation by repeating the printing of the grayscale image 406 eight times. Form.
  • the thickness of the gray scale printing layer 304 is not limited to a thickness corresponding to a density of 1500%. Therefore, the thickness of the gray scale printing layer 304 is preferably set as appropriate according to the degree of fine unevenness to be expressed, the required accuracy, and the like. For example, when a fine shape such as animal hair is clearly expressed, it is preferable to increase the number of repeated printing operations and make the gray scale printing layer 304 thicker.
  • the amount of ink (printing density) ejected in one main scanning operation is preferably 22% or less. If comprised in this way, a fine unevenness
  • the number of times the gray scale image 406 is printed may be, for example, about 20 times (about 15 to 25 times).
  • the gray scale image 406 is created as data of an image to be printed in black (K), for example, similarly to the layer data 404a to 404g used in the stacked three-dimensional object forming operation.
  • gradation inversion is performed on a region excluding a part.
  • gradation inversion may be performed on the entire print image 402. A case where gradation inversion is not performed is also conceivable.
  • an unevenness covering operation is performed following the unevenness forming operation.
  • the covering layer 306 is formed by printing at a high density such as 75% or more using white or clear ink, Fills the fine irregularities formed by the irregularity forming operation.
  • data indicating an image to be printed by the concavo-convex covering operation for example, data in which the entire region to be colored by the print image 402 is filled can be used.
  • data for filling the same area as the layer data 404a corresponding to the solid ink layer 302 formed in the lowest layer in the three-dimensional object may be used.
  • the coloring operation is performed following the unevenness covering operation.
  • a print image 402 is printed on the coating layer 306 using a plurality of coloring heads 202.
  • modeling and coloring of a three-dimensional object can be performed appropriately.
  • the fine shape of the object can be naturally expressed.
  • performing the unevenness forming operation is particularly effective when expressing natural objects such as animals and plants.
  • the three-dimensional object forming apparatus 10 used in the present embodiment can be used to form a three-dimensional object having a simpler shape that does not include a fine-shaped part, for example. More specifically, for example, modeling a shape such as chocolate or a keyboard by the three-dimensional object forming apparatus 10 used in the present embodiment is also conceivable. In this case, unlike the case of modeling a natural object or the like, it is not necessary to express a fine shape such as a fur. Therefore, in this case, for example, the unevenness forming operation may be omitted. Further, in this case, for the solid ink layer 302 formed by the stacked three-dimensional object forming operation, the density of the single solid ink layer 302 may be higher than 1500%.
  • the present invention can be suitably used for, for example, a three-dimensional object forming apparatus.

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Abstract

簡易な構成により、立体物を適切に造形する。 立体物造形装置であって、紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する立体形状形成用ヘッドである白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６と、硬化手段である紫外線光源２０８と、制御部１８とを備え、制御部１８は、白インク用ヘッド２０４、透明インク用ヘッド２０６、及び紫外線光源２０８に、硬化した紫外線硬化型インクの層が複数層重なった、立体物の一部を構成する積層立体物を形成する動作であり、紫外線硬化型インクの層の積層により生じる段差を有する積層立体物を形成する積層立体物形成動作と、少なくとも積層立体物における段差に重ねて紫外線硬化型インクの層を形成する段差被覆層形成動作である凹凸形成動作とを行わせ、着色用ヘッド２０２は、凹凸形成動作が行われた後に、立体物を着色する。

Description

立体物造形装置及び立体物造形方法
　本発明は、立体物造形装置及び立体物造形方法に関する。
　近年、３次元形状の立体物を造形する３Ｄプリンタが様々な用途に用いられつつある。また、従来、紫外線硬化型インク（ＵＶ硬化インク）を用いて立体物を造形する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第４４２０６８５号公報
　３Ｄプリンタでは、様々な形状の立体物の造形が可能である。しかし、従来の３Ｄプリンタは、例えば装置の構成が複雑であるため、一般的に高価である。また、その結果、３Ｄプリンタは、広く普及するには至っていない。そのため、従来、より簡易な構成で立体物を造形可能な構成が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる立体物造形装置及び立体物造形方法を提供することを目的とする。
　尚、３Ｄプリンタで着色された立体物を造形しようとする場合、例えば広く普及している２次元（２Ｄ）のプリンタで印刷をする場合と比べ、色の再現域が狭くなりやすい。そのため、より簡易な構成で立体物を造形可能な構成においては、更に、例えば、色の再現域をより広くできる構成が望まれる。
　本願の発明者は、より簡易な構成で立体物を造形可能な構成について、鋭意研究を行った。そして、先ず、紫外線硬化型インクで形成したインクの層を積層することで高さを表現することを考えた。
　ここで、上記においても説明をしたように、例えば、従来のインクジェットプリンタで紫外線硬化型インクを用いる方法でも、インクの層を重ねることにより、立体的な形状を形成できる。より具体的には、例えば、盛りと呼ばれるデータを１つ用意し、そのデータに基づいて同じ領域に対し、重ねて２～３０回程度の印刷を行うことで、ある程度の高さ（例えば６ｍｍ程度）までであれば、立体的な形状を形成できる。また、立体的な形状の形成後、表面にカラー印刷を行うことで、立体物を着色することも可能である。しかし、このような方法で形成可能な立体形状は、通常、単純な凹凸等を表現するまでである。
　これに対し、本願の発明者は、同じデータを用いて同じ領域へ複数のインクの層を重ねるのではなく、複数種類のデータのそれぞれに対応するインクの層を積層することで、より複雑な形状を造形することを考えた。また、より具体的に、例えば、造形しようとする立体物を示す写真やデータ等に合わせた複数のデータを用意し、それぞれのデータに基づいて複数のインクの層を積層することで、単純な凹凸等ではなく、より複雑な形状の立体物を造形することを考えた。
　しかし、このような方法で複数のインクの層を積層した場合、積層される層の境界部分において、積層による段差が発生することになる。また、その結果、立体物として不自然な形状になる場合がある。より具体的には、例えば、風景や動物等の自然物の写真に基づき、その自然物を表現する立体物を造形しようとする場合、積層による段差が発生すると、段差の輪郭が目立ち、立体物の印象が不自然になるおそれがある。
　これに対し、本願の発明者は、更なる鋭意研究により、単に複数のインクの層を積層するのみではなく、積層により生じる段差に重ねて更にインクの層を形成することを考えた。このように構成した場合、段差に重ねてインクの層を形成することにより、例えば瓦に雪がかぶった状態のようになり、段差の輪郭が目立つことを適切に防ぐことができると考えられる。また、これにより、自然な印象の立体物を適切に造形することができると考えられる。
　また、本願の発明者は、段差に重ねてインクの層を形成する方法に関し、より具体的に、例えば、立体物により表現しようとする対象物の画像に応じた細かい凹凸を更に形成することで、より自然な印象を与える立体物を造形することを考えた。この場合、立体物により表現しようとする対象物の画像とは、例えば、立体物への着色時に印刷する画像又はその画像に所定の画像処理を行った画像（例えばグレースケール画像等）である。
　このように構成した場合、積層による段差に重ねて対象物の細かい形状に応じた凹凸が形成されるため、積層による不自然な段差がより目立ちにくくなる。また、これにより、例えば、より自然な印象の立体物を造形することができる。また、より具体的に、例えば、風景や動物等の自然物を表現する立体物を造形しようとする場合、風景中の樹木の葉や、動物の毛等の細かい形状に応じた凹凸まで、立体物に形成することができる。
　また、この場合、立体物への着色は、例えば、立体物の表面（上面）に対し、２次元（２Ｄ）での印刷の動作と同様に行うことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、３Ｄプリンタでの一般的な方法で着色を行う場合と比べ、色の再現域をより広くできるとも言える。
　また、これらの動作は、従来の３Ｄプリンタと比べてより簡易な構成により実行することができる。例えば、これらの動作は、例えば、インクジェットプリンタに対し、所定の制御を行うことで実行できる。また、本願の発明者は、実際の実験等により、これらの動作を行うことで、従来の３Ｄプリンタと比べてより簡易な構成で立体物を適切に造形可能であることを確認した。すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
　（構成１）着色された立体物を造形する立体物造形装置であって、所定の条件に応じて硬化する液体である硬化性液体の液滴を吐出することで立体物の形状を形成する立体形状形成用ヘッドと、立体形状形成用ヘッドにより吐出された硬化性液体を硬化させる硬化手段と、立体物の表面に印刷すべき画像である印刷画像に基づいて着色用のインクのインク滴を吐出することにより、立体物を着色する着色用ヘッドと、立体形状形成用ヘッド、硬化手段、及び着色用ヘッドの動作を制御する制御部とを備え、制御部は、立体形状形成用ヘッド及び硬化手段に、予め設定された領域を覆う硬化性液体を硬化させた層を複数層重ねて形成することにより、硬化した硬化性液体の層が複数層重なった、立体物の一部を構成する積層立体物を形成する動作であり、少なくとも一部の硬化性液体の層の積層により生じる段差を有する積層立体物を形成する積層立体物形成動作と、少なくとも積層立体物における段差に重ねて硬化性液体の層を形成する段差被覆層形成動作とを行わせ、着色用ヘッドは、段差被覆層形成動作が行われた後に、立体物を着色する。
　このように構成した場合、例えば、積層立体物形成動作で複数の層を重ねて形成することにより、厚みのある立体物を適切に形成できる。また、その後に段差被覆層形成動作を行うことにより、例えば、複数の層を積層することで生じる不自然な段差が目立つことを適切に防ぐことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、自然な印象の立体物を適切に形成できる。また、これにより、例えば、簡易な構成により、立体物を適切に造形できる。
　ここで、硬化性液体とは、例えば、所定の条件に応じて硬化するインクである。立体形状形成用ヘッドは、例えば、インクジェット方式により、硬化性液体の液滴を吐出する。また、立体形状形成用ヘッドは、例えば、主走査動作（スキャン動作）を行うことにより、硬化性液体の液滴を吐出する。この場合、主走査動作とは、例えば、予め設定された主走査方向へ移動しつつ液滴を吐出する動作である。
　また、硬化手段は、例えば、立体形状形成用ヘッドが各回の主走査動作を行う毎に、その回の主走査動作で吐出された硬化性液体を硬化させる。この場合、硬化手段は、例えば、立体形状形成用ヘッドと共に主走査方向へ移動しつつ、硬化性液体を硬化させてよい。また、例えば、立体形状形成用ヘッドが各回の主走査動作を行った後、次の主走査動作を行うまでの間に、硬化性液体を硬化させてもよい。また、例えば、立体形状形成用ヘッドが複数回の主走査動作を行う毎に、硬化性液体を硬化させてもよい。
　積層立体物形成動作は、例えば、ベタ印字により形成される層を複数層重ねる動作である。この場合、ベタ印字とは、例えば、予め設定された所定の濃度（印字濃度）で一定の領域を塗りつぶす動作である。また、積層立体物形成動作は、造形しようとする立体物の形状に応じて予め用意された複数のデータ（層データ）に従って、それぞれの層データにより指定される層を順次重ねる動作であってよい。この場合、それぞれの層データは、例えば、造形しようとする立体物の断面形状を示すデータであってよい。
　また、段差被覆層形成動作は、より具体的に、例えば、以下において説明をする凹凸形成動作のことである。また、凹凸形成動作は、例えば、グレースケール画像を印刷する動作である。このように構成すれば、例えば、不自然な段差が目立つことをより適切に防ぐことができる。また、これにより、自然な印象の立体物をより適切に造形できる。
　また、段差被覆層形成動作として、凹凸形成動作以外の動作を行ってもよい。例えば、段差被覆層形成動作として、少なくとも積層立体物における段差上を塗りつぶすオーバーコート層等を形成すること等も考えられる。この場合、このオーバーコート層の厚さは、例えば、積層立体物を構成する硬化性液体の層の一層分の厚さにすることが考えられる。また、オーバーコート層の厚さは、更に厚くしてもよい。このようなオーバーコート層を形成した場合も、積層立体物における段差の位置近辺について、例えば瓦に雪がかぶった状態のようになり、段差の輪郭が目立つことを適切に防ぐことができる。また、これにより、自然な印象の立体物を適切に造形できる。
　（構成２）積層立体物形成動作は、印刷画像に応じた段差を有する積層立体物を形成する。このように構成すれば、例えば、造形の対象物をより適切に表現できる。
　（構成３）硬化性液体は、紫外線硬化型のインクであり、硬化手段は、紫外線照射装置であり、立体形状形成用ヘッド及び着色用ヘッドは、インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、積層立体物形成動作及び段差被覆層形成動作において、立体形状形成用ヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、制御部により指定される位置へインク滴を吐出する。このように構成すれば、例えば、積層立体物形成動作及び段差被覆層形成動作等を適切に行うことができる。また、これにより、例えば、自然な印象の立体物をより適切に形成できる。また、この場合、着色用ヘッドで用いる着色用のインクとしても、紫外線硬化型インクを用いることが好ましい。
　（構成４）積層立体物を構成する複数の層は、下の層の少なくとも一部の領域内に上の層が形成されるように重なる。このようにして形成される立体物は、例えば、オーバーハングしない立体物である。この場合、オーバーハングとは、例えば、立体物の少なくとも一部において、ある位置よりも上側の部分が下側の部分よりも外側へ突出することである。また、この場合、立体物の上側とは、積層される複数の層において、先に形成される層から後に形成される層へ向かう方向の側のことである。
　立体物を造形する場合において、例えばオーバーハングする立体物を形成しようとする場合、例えば、外側へ突出する部分を支えるためのサポート材を用いる必要がある。そして、この場合、立体物を造形するための構成がより複雑になるため、簡易な構成で造形をしようとするのではなく、例えば従来の３Ｄプリンタを用いることが好ましい場合もある。
　これに対し、オーバーハングしない立体物であれば、例えば、上記のような簡易な構成により、自然な印象の立体物を適切に形成し、着色できる。そのため、このように構成すれば、例えば、オーバーハングしない立体物をより適切に造形できる。
　（構成５）立体形状形成用ヘッドは、白色及びクリア色のうちの少なくとも一方の色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドである。このように構成すれば、例えば、立体物の形状を適切に造形できる。
　（構成６）制御部は、立体形状形成用ヘッド及び硬化手段に、段差被覆層形成動作として、積層立体物の上に印刷画像に基づいて硬化性液体の液滴を吐出することにより、印刷画像に応じた凹凸を積層立体物上に形成する凹凸形成動作を行わせ、着色用ヘッドは、凹凸形成動作により凹凸が形成された後に、立体物を着色する。
　このように構成した場合、凹凸形成動作を行うことにより、例えば、積層立体物の上に、立体物により表現しようとする対象物のより細かい形状に合わせた凹凸を形成できる。そのため、このように構成すれば、例えば、自然な印象の立体物をより適切に形成できる。
　尚、凹凸形成動作において、印刷画像に基づいて硬化性液体の液滴を吐出するとは、例えば、印刷画像に基づいて印刷を行うことである。また、印刷画像に基づいて印刷を行うとは、例えば、印刷画像、又は印刷画像に所定の画像処理等を行った画像を印刷することである。また、着色用ヘッドは、例えば、凹凸形成動作で形成された凹凸と位置を合わせて、印刷画像を印刷する。このように構成すれば、例えば、より自然な印象の着色を適切に行うことができる。
　（構成７）凹凸形成動作において、立体形状形成用ヘッドは、印刷画像に基づいて硬化性液体の液滴を吐出することで形成する層である凹凸形成用層を形成し、かつ、凹凸形成用層を複数層重ねて形成することにより、印刷画像に応じた凹凸を積層立体物上に形成する。このように構成すれば、例えば、凹凸形成動作で形成する層について、十分な厚みを持たせることができる。また、これにより、例えば、立体物により表現しようとする対象物の形状に合わせた凹凸をより適切に形成できる。
　尚、立体物により表現しようとする対象物の形状に関し、例えば、対象物が実在する物や人物等である場合、対象物の形状とは、対象物の実際の形状のことである。また、例えば、対象物が想像上の物や人物等（例えばアニメーションのキャラクタ等）である場合、対象物の形状とは、その物の想定される形状等であってよい。
　（構成８）凹凸形成動作において、立体形状形成用ヘッドは、印刷画像に基づくグレースケール画像を硬化性液体で印刷する動作を行うことにより、印刷画像に応じた凹凸を積層立体物上に形成する。このように構成すれば、例えば、立体物により表現しようとする対象物の形状に合わせた凹凸をより適切に形成できる。
　（構成９）グレースケール画像は、印刷画像に対し、グレースケール化と、画像内における少なくとも一部の領域に対する階調反転とを行った画像である。
　凹凸形成動作において、例えばグレースケール画像を印刷した場合、画像内の濃淡（階調値）に応じて、凹凸を形成することになる。また、この場合、画像内で暗い部分が凸部になり、明るい部分が凹部になる。また、印刷画像を単にグレースケール化した場合、例えば印刷画像における陰の部分は、グレースケール化した画像において、暗い部分になる。そのため、凹凸形成動作において、印刷画像を単にグレースケール化したグレースケール画像を用いた場合、印刷画像における陰の部分が凸部になるように、凹凸を形成することになる。
　しかし、風景や動物等の自然物においては、一般的に、奥に凹んだ部分等が陰になる部分になりやすい。そのため、造形する立体物において、陰の部分が凸部になると、不自然な印象になる場合もある。
　これに対し、印刷画像を単にグレースケール化するのみではなく、階調の反転も行えば、印刷画像における陰の部分は、グレースケール化した画像において、明るい部分になる。そして、この場合、凹凸形成動作において、印刷画像における陰の部分が凹部になるように、凹凸を形成することになる。そのため、このように構成すれば、例えば、より自然な印象になる立体物をより適切に造形することができる。
　（構成１０）制御部は、立体形状形成用ヘッド及び硬化手段に、凹凸形成動作で形成された凹凸を覆う領域に硬化性液体を硬化させた層を形成する凹凸被覆動作を更に行わせ、着色用ヘッドは、凹凸被覆動作が行われた後に、立体物を着色する。
　凹凸形成動作で凹凸を形成した場合、細かな凹凸を形成することで、積層立体物形成動作で形成した複数の層により生じる段差を目立たなくすることができる。しかし、この場合、着色用ヘッドで着色を行う領域に、細かな凹凸が形成されることになる。そして、例えば高い解像度で着色を行おうとする場合等においては、このような細かな凹凸が、着色用のインクの色再現域の広がりを妨げる要因となるおそれもある。
　これに対し、このように構成すれば、例えば、凹凸被覆動作を行うことにより、凹凸形成動作で形成される凹凸の影響を適切に低減できる。また、これにより、着色用のインクの色再現域をより適切に広げることができる。
　（構成１１）着色された立体物を造形する立体物造形方法であって、所定の条件に応じて硬化する液体である硬化性液体の液滴を吐出することで立体物の形状を形成する立体形状形成用ヘッドと、立体形状形成用ヘッドにより吐出された硬化性液体を硬化させる硬化手段と、立体物の表面に印刷すべき画像である印刷画像に基づいて着色用のインクのインク滴を吐出することにより、立体物を着色する着色用ヘッドとを用い、立体形状形成用ヘッド及び硬化手段に、予め設定された領域を覆う硬化性液体を硬化させた層を複数層重ねて形成することにより、硬化した硬化性液体の層が複数層重なった、立体物の一部を構成する積層立体物を形成する動作であり、少なくとも一部の硬化性液体の層の積層により生じる段差を有する積層立体物を形成する積層立体物形成動作と、少なくとも積層立体物における段差に重ねて硬化性液体の層を形成する段差被覆層形成動作とを行わせ、段差被覆層形成動作が行われた後に、着色用ヘッドに立体物を着色させる。このように構成すれば、例えば、構成１と同様の効果を得ることができる。
　本発明によれば、例えば、簡易な構成により、立体物を適切に造形できる。
本発明の一実施形態に係る立体物造形装置１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、立体物造形装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、ヘッド部１２の具体的な構成の一例を示す。 本例において立体物５０の造形及び着色を行う動作の一例を示す図である。図２（ａ）は、積層立体物形成動作の一例を示す。図２（ｂ）は、凹凸形成動作の一例を示す。図２（ｃ）は、凹凸被覆動作の一例を示す。図２（ｄ）は、着色動作の一例を示す。 着色動作において印刷する印刷画像４０２の一例を示す図である。 積層立体物形成動作で印刷する画像の一例を示す図である。 積層立体物形成動作で印刷する画像の一例を示す図である。図５（ａ）、（ｂ）は、一層分の層データの一例をそれぞれ示す。 積層立体物形成動作で印刷する画像の一例を示す図である。図６（ａ）～（ｄ）は、一層分の層データの一例をそれぞれ示す。 凹凸形成動作で印刷するグレースケール画像４０６の一例を示す図である。
　以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る立体物造形装置１０の一例を示す。図１（ａ）は、立体物造形装置１０の要部の構成の一例を示す。
　尚、以下に説明をする点以外について、立体物造形装置１０は、公知の立体物造形装置と同一又は同様の構成を有してよい。また、立体物造形装置１０としては、例えば、紫外線硬化型インクを用いるインクジェットプリンタを用いることができる。この場合、各部の動作の制御以外の点において、立体物造形装置１０は、公知のインクジェットプリンタと同一又は同様であってよい。
　本例において、立体物造形装置１０は、紫外線硬化型インクを用いて立体物５０を造形する装置であり、ヘッド部１２、走査駆動部１４、テーブル１６、及び制御部１８を備える。ヘッド部１２は、立体物５０の造形及び着色に用いる紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する部分である。本例において、ヘッド部１２は、例えば、複数のインクジェットヘッドと、紫外線光源とを有する。ヘッド部１２の構成については、後に更に詳しく説明する。
　走査駆動部１４は、ヘッド部１２に主走査動作及び副走査動作を行わせる駆動部である。この場合、ヘッド部１２に主走査動作及び副走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１２が有するインクジェットヘッドに、主走査動作及び副走査動作を行わせることである。また、インクジェットヘッドに主走査動作を行わせるとは、予め設定された主走査方向（例えば図中のＹ方向）へ移動しつつインク滴を吐出する動作をインクジェットヘッドに行わせることである。また、インクジェットヘッドに副走査動作を行わせるとは、例えば、主走査方向と直交する副走査方向（Ｘ方向）へ、テーブル１６に対して相対的にインクジェットヘッドを移動させることである。
　尚、図１（ａ）に示した構成において、副走査方向（Ｘ方向）とは、図中に示したＹ方向及びＺ方向と直交する方向である。また、本例において、立体物造形装置１０は、形成しようする立体物５０の副走査方向における長さに応じて、必要な場合に、副走査動作を実行する。
　また、本例において、走査駆動部１４は、キャリッジ１０２及びガイドレール１０４を有する。キャリッジ１０２は、形成する立体物５０へ向けてヘッド部１２を保持する部材である。この場合、ヘッド部１２を立体物５０へ向けるとは、ヘッド部１２によるインク滴の吐出方向について、立体物５０を形成する台となるテーブル１６へ向かう方向に設定することである。ガイドレール１０４は、主走査方向へのキャリッジ１０２の移動をガイドするレールである。これらの構成により、主走査動作時において、走査駆動部１４は、ガイドレール１０４に沿ってキャリッジ１０２を移動させることで、Ｙ方向へ、ヘッド部１２を移動させる。また、副走査動作時において、走査駆動部１４は、Ｘ方向へガイドレール１０４を移動させることにより、Ｘ方向へ、ヘッド部１２を移動させる。尚、立体物造形装置１０の構成としては、例えば、副走査動作時において、副走査方向におけるヘッド部１２の位置を固定して、テーブル１６の側を移動させることも考えられる。
　テーブル１６は、立体物５０を形成する台となる部材である。また、本例において、テーブル１６は、所定の上下方向（図中のＺ方向）へ上面を昇降させる機能を有する。この場合、上下方向とは、対向しているヘッド部１２とテーブル１６とを結ぶ方向である。このように構成すれば、例えば、立体物５０の造形の進行に応じて、ヘッド部１２と立体物５０との間の距離を適切に調整できる。
　制御部１８は、例えば立体物造形装置１０のＣＰＵである。制御部１８は、例えばホストＰＣの指示に応じて、立体物造形装置１０の各部の動作を制御する。以上の構成により、立体物造形装置１０は、立体物５０の造形及び着色を行う。立体物５０の造形及び着色を行う動作については、後に更に詳しく説明をする。
　続いて、ヘッド部１２のより具体的な構成について、説明をする。図１（ｂ）は、ヘッド部１２の具体的な構成の一例を示す。本例において、ヘッド部１２は、複数の着色用ヘッド２０２と、複数の白インク用ヘッド２０４と、透明インク用ヘッド２０６と、複数の紫外線光源２０８とを有する。
　複数の着色用ヘッド２０２は、立体物５０の着色用のインクジェットヘッドであり、立体物５０の表面に印刷すべき画像である印刷画像に基づいて着色用のインクのインク滴を吐出することにより、立体物５０を着色する。この場合、印刷画像に基づいて着色用のインクのインク滴を吐出するとは、例えば、立体物５０の表面に印刷画像を印刷することである。また、印刷画像としては、例えば、カラー画像が用いられる。また、本例において、複数の着色用ヘッド２０２のそれぞれは、印刷のプロセスカラーであるＹＭＣＫの各色について、紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。
　尚、複数の着色用ヘッド２０２としては、例えば、公知のインクジェットヘッドを好適に用いることができる。また、図示は省略したが、複数の着色用ヘッド２０２のそれぞれは、副走査方向（Ｘ方向）へ複数のノズルが並ぶノズル列を有する。そして、複数の着色用ヘッド２０２は、副走査方向の位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。
　複数の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６は、立体形状形成用ヘッドの一例である。この場合、立体形状形成用ヘッドとは、例えば、紫外線硬化型インクの液滴を吐出することで立体物の形状を形成するインクジェットヘッドのことである。また、複数の白インク用ヘッド２０４は、白色（Ｗ）の紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。透明インク用ヘッド２０６は、クリア色（ＣＬ）の紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。この場合、クリア色とは、無色透明な色のことである。また、クリア色のインクとは、例えば、顔料等の着色剤を添加していないインクのことであってよい。また、クリア色のインクは、例えば公知のインクジェットプリンタにおいて用いられるクリアインクであってよい。
　尚、白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６としても、例えば、公知のインクジェットヘッドを好適に用いることができる。また、図示は省略したが、白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６のそれぞれは、副走査方向へ複数のノズルが並ぶノズル列を有する。そして、白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６は、複数の着色用ヘッド２０２に対し、副走査方向の位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設される。
　複数の紫外線光源２０８は、紫外線硬化型インクを硬化させるための紫外線を照射する光源である。紫外線光源２０８としては、例えば、ＵＶＬＥＤを有する光源を好適に用いることができる。また、本例において、複数の紫外線光源２０８のそれぞれは、主走査方向において、複数の着色用ヘッド２０２、複数の白インク用ヘッド２０４、及び透明インク用ヘッド２０６の並びの一方側及び他方側のそれぞれに配設される。また、各回の主走査動作において、複数の紫外線光源２０８は、複数の着色用ヘッド２０２、複数の白インク用ヘッド２０４、及び透明インク用ヘッド２０６と共に移動する。これにより、複数の紫外線光源２０８は、例えば、ヘッド部１２による各回の主走査動作において、その回の主走査動作で吐出された紫外線硬化型インクを硬化させる。
　以上の構成により、複数の着色用ヘッド２０２、複数の白インク用ヘッド２０４、及び透明インク用ヘッド２０６は、制御部１８の制御に応じて、紫外線硬化型インクを吐出する。また、複数の紫外線光源２０８は、吐出後の紫外線硬化型インクを硬化させる。また、これにより、立体物造形装置１０は、以下において更に詳しく説明をするように、立体物５０の造形及び着色を行う。
　尚、例えば立体物造形装置１０の構成の変形例において、ヘッド部１２の具体的な構成としては、図１（ｂ）に示した構成以外のものを用いることもできる。例えば、図１（ｂ）では、全てのインクジェットヘッド（複数の着色用ヘッド２０２、複数の白インク用ヘッド２０４、及び透明インク用ヘッド２０６）について、副走査方向における位置を揃えて主走査方向へ並ぶ場合の構成を図示した。しかし、ヘッド部１２の構成の他の例においては、例えば、一部のインクジェットヘッドについて、他のインクジェットヘッドと副走査方向における位置をずらして配設すること等も考えられる。例えば、複数の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６について、複数の着色用ヘッド２０２と副走査方向における位置をずらして配設すること等も考えられる。また、ヘッド部１２は、例えば、複数の透明インク用ヘッド２０６を有してもよい。また、白インク用ヘッド２０４の個数は、例えば１個であってもよい。
　また、例えば、ヘッド部１２における少なくとも一部の色のインクジェットヘッドについて、着色用ヘッド及び立体形状形成用ヘッドの両方の用途に用いてもよい。例えば、ＣＭＹＫの少なくとも一部の色用の着色用ヘッド２０２について、立体形状形成用ヘッドとしても用いてもよい。また、立体形状形成用ヘッドの少なくとも一部（例えば、白インク用ヘッド２０４）について、着色用ヘッドとしても用いてもよい。
　更に、複数の着色用ヘッド２０２、複数の白インク用ヘッド２０４、及び透明インク用ヘッド２０６のそれぞれは、例えば、複数のインクジェットヘッドにより構成される複合ヘッドであってもよい。例えば、複数の着色用ヘッド２０２、複数の白インク用ヘッド２０４、及び透明インク用ヘッド２０６のそれぞれは、複数のインクジェットヘッドをスタガ配置で並べたスタガヘッドであってもよい。
　また、本例において、紫外線硬化型インクは、所定の条件に応じて硬化する液体である硬化性液体の一例である。紫外線光源２０８は、硬化性液体を硬化させる硬化手段の一例である。また、立体物造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、紫外線硬化型インク以外の硬化性液体を用いることも考えられる。この場合、紫外線光源２０８に代えて、使用する硬化性液体に対応する硬化手段を用いることが考えられる。
　続いて、立体物５０の造形及び着色を行う動作について、詳しく説明をする。図２は、本例において立体物５０の造形及び着色を行う動作の一例を示す。本例において、立体物造形装置１０は、積層立体物形成動作、凹凸形成動作、凹凸被覆動作、及び着色動作を行うことにより、立体物５０の造形及び着色を行う。立体物造形装置１０は、例えば、予め用意されたプログラムに従って動作することにより、これらの各動作を行う。
　尚、本例において、立体物造形装置１０は、オーバーハングしない立体物５０を造形する。この場合、オーバーハングとは、立体物の少なくとも一部において、ある位置よりも上側の部分が下側の部分よりも外側へ突出することである。また、この場合、立体物の上側とは、積層される複数の層において、先に形成される層から後に形成される層へ向かう方向の側のことである。また、より具体的に、本例において、立体物の上側とは、鉛直方向における上側のことである。
　また、本例において、凹凸形成動作は、段差被覆層形成動作の一例である。この場合、段差被覆層形成動作とは、積層立体物形成動作で形成される積層立体物における段差に重ねて紫外線硬化型インクの層を形成する動作のことである。立体物造形装置１０の構成の変形例においては、段差被覆層形成動作として、オーバーコート層を形成する動作等を行ってもよい。
　図２（ａ）は、積層立体物形成動作の一例を示す。本例において、積層立体物形成動作は、造形しようとする立体物５０の形状に応じて予め用意された複数のデータ（層データ）に従って、それぞれの層データにより指定されるベタインク層３０２を順次重ねる動作である。積層立体物形成動作により、立体物造形装置１０は、例えば、立体物５０の概形を示す大きな凹凸を形成する。それぞれの層データは、例えば、造形しようとする立体物の断面形状を示すデータであってよい。
　本例の積層立体物形成動作において、立体物造形装置１０は、複数の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６により、予め設定した領域を塗りつぶしたベタインク層３０２を複数層重ねて形成する。この場合、ベタインク層３０２とは、予め設定された領域を覆う紫外線硬化型インクを硬化させた層のことである。また、これにより、硬化した紫外線硬化型インクの層が複数層重なった、立体物５０の一部を構成する積層立体物を形成する。
　また、より具体的には、本例において、立体物造形装置１０は、ヘッド部１２における２個の白インク用ヘッド２０４と、透明インク用ヘッド２０６とを用いて、積層立体物形成動作を行う。また、２個の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６は、制御部１８の指示に応じて主走査動作を行うことにより、制御部１８により指定される位置へインク滴を吐出する。また、これにより、各回の主走査動作で、１層のベタインク層３０２を形成する。
　また、各回の主走査動作において、制御部１８は、ベタインク層３０２を形成すべき領域に対し、２個の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６のそれぞれに、１００％の濃度でインク滴を吐出させる。この場合、１００％の濃度とは、例えば、立体物造形装置１０において予め設定された最大の濃度のことである。また、最大の濃度とは、例えば、一のインクジェットヘッドの一列のノズル列を用いて１回の主走査動作で塗りつぶしを行う場合の最大の濃度のことである。そのため、本例のように、３個のインクジェットヘッドを用いてベタインク層３０２を形成する場合、１層のベタインク層３０２は、３００％の濃度で形成されることになる。
　また、本例の積層立体物形成動作において、立体物造形装置１０は、オーバーハングしないように、複数のベタインク層３０２を形成する。この場合、複数のベタインク層３０２がオーバーハングしないとは、積層立体物を構成する複数のベタインク層３０２について、下の層の少なくとも一部の領域内に上の層が形成されるように層を重ねることである。
　また、本例において、立体物造形装置１０は、積層立体物形成動作に続いて、凹凸形成動作を行う。図２（ｂ）は、凹凸形成動作の一例を示す。本例において、凹凸形成動作は、立体物５０の着色に用いる印刷画像に合わせた細かい凹凸を形成する動作である。
　本例の凹凸形成動作において、立体物造形装置１０は、複数の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６で予め用意されたグレースケール画像を印刷することにより、ベタインク層３０２の上にグレースケール印刷層３０４を形成する。
　ここで、本例において用いるグレースケール画像は、印刷画像に基づくグレースケール画像である。印刷画像に基づくグレースケール画像とは、例えば、カラー画像である印刷画像に対する画像処理により得られたグレースケール画像のことである。より具体的に、このグレースケール画像としては、例えば、印刷画像に対し、グレースケール化と、画像内における少なくとも一部の領域に対する階調反転とを行った画像を好適に用いることができる。尚、印刷画像及びグレースケール画像等については、後に、実施例により、具体的な例を示す。
　このようなグレースケール画像を用いた場合、凹凸形成動作において、立体物造形装置１０は、複数のベタインク層３０２により構成される積層立体物の上に、印刷画像に基づいて紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。また、これにより、立体物造形装置１０は、印刷画像に応じた細かい凹凸を積層立体物上に形成する。
　ここで、凹凸形成動作においては、各回の主走査動作で吐出するインクの濃度について、例えば３０％以下、好ましくは２５％以下、更に好ましくは２２％以下とすることが好ましい。また、この場合、グレースケール画像を複数回印刷することでグレースケール印刷層３０４を形成することが好ましい。
　より具体的には、例えば、本例の凹凸形成動作では、グレースケール印刷層３０４として、複数のインクの層を重ねて形成する。この動作において、立体物造形装置１０は、グレースケール画像を１回印刷する毎に、１層のインクの層（以下、凹凸形成用層とする）を形成する。そして、グレースケール画像の印刷を複数回行うことにより、グレースケール印刷層３０４として、複数の凹凸形成用層を重ねた層を形成する。このように構成すれば、グレースケール印刷層３０４に十分な厚みを持たせ、印刷画像に応じた凹凸をより明確に形成できる。また、これにより、立体物５０により表現しようとする対象物の形状に合わせた凹凸をより適切に形成できる。
　尚、凹凸形成動作について、より一般化して表現した場合、印刷画像に基づいて紫外線硬化型インクを吐出する動作と言うこともできる。この場合、印刷画像に基づいて紫外線硬化型インクを吐出するとは、印刷画像に基づいて印刷を行うことである。また、印刷画像に基づいて印刷を行うとは、例えば、印刷画像、又は印刷画像に所定の画像処理等を行った画像を印刷することである。
　また、本例において、立体物造形装置１０は、凹凸形成動作に続いて、凹凸被覆動作を行う。図２（ｃ）は、凹凸被覆動作の一例を示す。本例において、凹凸被覆動作は、凹凸形成動作で形成した凹凸を覆うインクの層である被覆層３０６を形成する動作である。
　本例の凹凸被覆動作において、立体物造形装置１０は、立体物５０において後に着色を行う領域の少なくとも一部に対し、複数の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６の少なくともいずれかを用いて、所定の濃度での塗りつぶしを行い、被覆層３０６を形成する。この場合、立体物造形装置１０は、立体物５０において後に着色を行う領域の全体に対し、被覆層３０６を形成することが好ましい。また、立体物５０に求められる精度や立体物５０の用途によっては、例えば、後に着色を行う領域の一部に対し、被覆層３０６を形成することも考えられる。
　また、より具体的には、凹凸被覆動作において、制御部１８は、例えば、複数の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６の少なくともいずれかと、紫外線光源２０８とに、凹凸形成動作で形成された凹凸を覆う領域に、被覆層３０６として、紫外線硬化型インクを硬化させた層を形成させる。また、この場合、例えば、濃度を７５％以上にして、白色又はクリア色の紫外線硬化型インクで塗りつぶしを行うことが考えられる。
　尚、凹凸被覆動作は、凹凸形成動作で形成された細かい凹凸を覆う被覆層３０６を形成することで表面を平準化し、細かい凹凸の影響で着色用インクの色再現域が縮小することを防ぐ動作である。そのため、凹凸被覆動作においては、紫外線硬化型インクをグロス状に硬化させることが好ましい。紫外線硬化型インクをグロス状に硬化させるとは、インク滴の着弾により形成されるインクのドットが十分に広がった後にインクを硬化させることである。また、より具体的に、紫外線硬化型インクをグロス状に硬化させるとは、例えば、インク滴を吐出する主走査動作時には紫外線光源２０８による紫外線の照射を行わず、その後にインクを硬化させることであってよい。この場合、立体物５０の各領域に対する紫外線の照射は、例えば、その領域への主走査動作が終わった後に、紫外線光源２０８を走査させることで行う。
　また、本例において、立体物造形装置１０は、凹凸被覆動作に続いて、着色動作を行う。図２（ｄ）は、着色動作の一例を示す。本例において、着色動作は、複数の着色用ヘッド２０２で立体物５０の表面に印刷画像を印刷することで立体物５０に着色層３０８を形成する動作である。この場合、立体物５０の表面とは、例えば、凹凸被覆動作で被覆層３０６が形成された領域のことであってよい。
　着色動作において、立体物造形装置１０は、例えば、立体的な媒体に対して印刷を行う公知のインクジェットプリンタと同一又は同様にして、立体物５０への印刷を行う。また、立体物造形装置１０は、印刷画像の印刷を、例えば、マルチパス方式で行ってもよい。この場合、マルチパス方式とは、立体物５０において印刷が行われる被印刷領域の各位置に対して複数回の主走査動作を行う方式である。このように構成すれば、例えば、印刷画像の印刷を高い精度でより適切に行うことができる。
　尚、着色動作において、複数の着色用ヘッド２０２は、凹凸形成動作で形成された凹凸と位置を合わせて、印刷画像を印刷する。凹凸形成動作で形成された凹凸と位置を合わせて印刷画像を印刷するとは、凹凸形成動作で印刷したグレースケール画像と重ねて印刷画像を印刷することである。また、グレースケール画像と重ねて印刷画像を印刷するとは、位置を合わせて両画像を重ねて印刷することである。このように構成すれば、より自然な印象の着色を適切に行うことができる。
　以上の各動作を行った場合、積層立体物形成動作で複数のベタインク層３０２を重ねて形成することにより、立体物５０の厚みを適切に表現することができる。また、その後に凹凸形成動作を行うことにより、立体物５０により表現しようとする対象物のより細かい形状に合わせた凹凸を形成できる。また、これにより、複数のベタインク層３０２を積層することで生じる不自然な段差が目立つことを適切に防ぐことができる。そのため、本例によれば、自然な印象の立体物５０をより適切に造形できる。
　また、凹凸形成動作と着色動作との間に凹凸被覆動作を行うことにより、凹凸形成動作で形成される凹凸の影響を適切に低減できる。また、これにより、着色動作で用いる着色用のインクについて、色再現域をより適切に広げることができる。そのため、本例によれば、着色された立体物５０をより適切に造形できる。
　また、本例においては、上記のように、立体形状形成用ヘッドとして、白インク用ヘッド２０４を用いている。そして、この場合、白インクとして、例えば、無機物（例えば酸化チタン）の顔料により着色されたインクを用いることが考えられる。このように構成すれば、熱収縮しにくいインクにより立体物５０を造形することができる。また、これにより、立体物５０の形状をより安定させることができる。
　ここで、凹凸形成動作で用いるグレースケール画像について、更に詳しく説明をする。凹凸形成動作において、グレースケール画像を印刷した場合、画像内の濃淡（階調値）に応じて、凹凸を形成することになる。また、この場合、画像内で暗い部分が凸部になり、明るい部分が凹部になる。また、印刷画像を単にグレースケール化した場合、印刷画像における陰の部分は、グレースケール化した画像において、暗い部分になる。そのため、凹凸形成動作において、印刷画像を単にグレースケール化したグレースケール画像を用いた場合、印刷画像における陰の部分が凸部になるように凹凸を形成することになる。
　しかし、風景や動物等の自然物においては、一般的に、奥に凹んだ部分等が陰になる部分になりやすい。そのため、造形する立体物において、陰の部分が凸部になると、不自然な印象になる場合もある。
　そのため、上記においても説明をしたように、凹凸形成動作において、グレースケール画像としては、例えば、印刷画像に対し、グレースケール化と、画像内における少なくとも一部の領域に対する階調反転とを行った画像を好適に用いることができる。このように構成した場合、印刷画像における陰の部分は、グレースケール画像において、明るい部分になる。そのため、このようなグレースケール画像を用いて凹凸形成動作を行えば、例えば、印刷画像における陰の部分が凹部になるように、細かい凹凸を形成することができる。また、これにより、より自然な印象になる立体物５０をより適切に造形することができる。
　尚、凹凸形成動作で用いるグレースケール画像としては、例えば、印刷画像に対し、グレースケール化と、画像全体に対する階調反転とを行った画像を用いてもよい。このように構成すれば、例えば、グレースケール画像をより簡易に作成できる。また、例えば、立体物により表現しようとする対象物に合わせ、ユーザが領域を適宜選択することにより、一部の領域のみに対し、階調反転を行ってもよい。このように構成すれば、例えば、造形される立体物の印象をより自然にできる。
　続いて、本例において行う各動作について、実施例により、更に具体的に説明をする。図３～７は、本発明の実施例に関し、各段階で印刷する画像の一例を示す。尚、本実施例では、紫外線硬化型インク用のインクジェットプリンタの動作を制御することにより、立体物造形装置として動作させている。また、説明の便宜上、先ず、着色動作において印刷する印刷画像の一例を示す。
　図３は、着色動作において印刷する印刷画像４０２の一例を示す。本実施例において、立体物造形装置１０は、複数の着色用ヘッド２０２により印刷画像を印刷することにより、立体物５０を着色する。尚、本実施例において、印刷画像４０２としては、カラー画像を用いる。しかし、図３においては、図示の便宜上、本来はカラー画像である印刷画像４０２を、グレースケール画像で示している。
　図４～６は、積層立体物形成動作で印刷する画像の一例を示す。尚、本実施例において、積層立体物形成動作で印刷する画像とは、ベタインク層３０２（図２参照）を形成するために用いるデータである層データのことである。また、この層データは、ベタインク層３０２を形成する領域を示す塗りつぶし用のデータである。
　また、本実施例においては、図４～図６に示した複数の層データ４０４ａ～ｇを用いて、積層立体物形成動作を行う。複数の層データ４０４ａ～ｇのそれぞれは、１層のベタインク層３０２に対応する層データである。また、立体物造形装置１０は、複数の層データ４０４ａ～ｇのそれぞれに対応するベタインク層３０２を、この順番で、順次重ねて形成する。
　より具体的には、本実施例においては、立体物造形装置１０は、先ず、図４に示した層データ４０４ａに基づき、ベタインク層３０２を形成する。また、その後、層データ４０４ａに対応するベタインク層３０２の上に、図５（ａ）に示した層データ４０４ｂに基づき、次のベタインク層３０２を形成する。また、層データ４０４ｂに対応するベタインク層３０２の上に、図５（ｂ）に示した層データ４０４ｃに基づき、その次のベタインク層３０２を形成する。また、以下同様にして、直前に形成したベタインク層３０２の上に、図６（ａ）～（ｄ）に示した層データ４０４ｄ～ｇのそれぞれに基づき、ベタインク層３０２を順次重ねて形成する。
　ここで、本実施例において、用いる層データのうち、層データ４０４ａ～ｃは、形成しようとする立体物の全体又はほぼ全体に対応する領域を塗りつぶすためのデータである。層データ４０４ａ～ｃに対応する３層のベタインク層３０２を形成することにより、例えば、所定の高さ分のインクの層を形成し、立体物全体に厚みを持たせることができる。
　また、層データ４０４ｄ～ｇは、立体物に局所的な凹凸を形成するためのパーツ毎用のデータである。層データ４０４ｄ～ｇのそれぞれに対応するベタインク層３０２を形成することにより、例えば、層データ４０４ａ～ｃにより形成されたベタインク層３０２の一部の領域に対し、立体物の各部を示す凸部を、所定の高さで形成することができる。
　尚、層データ４０４ａ～ｇのそれぞれについては、印刷画像４０２に基づき、ユーザが予め作成することが考えられる。また、印刷画像４０２や、対象物の立体形状のデータ等に基づき、自動的に層データ４０４ａ～ｇを作成してもよい。また、層データ４０４ａ～ｇとしては、画像処理ソフトウェア等により周辺部にぼかし処理を行ったデータを好適に用いることができる。このように構成すれば、例えば、複数のベタインク層３０２を用いて、より自然な形状を表現することができる。
　また、上記においても説明をしたように、本実施例においては、白インク用ヘッド２０４等を用いて、ベタインク層３０２を形成する。しかし、例えばインクジェットプリンタを用いて立体物の形成を行う場合、白色の領域は、インク滴を吐出しない領域として扱われる場合がある。そのため、本実施例において、層データ４０４ａ～ｇのそれぞれは、黒色（Ｋ）で印刷をする領域を示すデータとして作成する。この場合、黒色で印刷をする領域を示すデータに基づいて白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６等を制御することにより、ベタインク層３０２を適切に形成できる。また、層データ４０４ａ～ｇのそれぞれは、黒以外の色で印刷をする領域を示すデータとして作成してもよい。
　また、図１及び図２等を用いても説明をしたように、本実施例において、ベタインク層３０２は、層データ４０４ａ～ｇのそれぞれにより示される領域に対し、ベタ印字を行うことで形成する。また、一の層データ（層データ４０４ａ～ｇのそれぞれ）に対し、３個のインクジェットヘッド（２個の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６）を用い、１回の印刷動作を行うことで、１層のベタインク層３０２を形成している。そのため、本実施例において、１層のベタインク層３０２の濃度は、３００％になる。この場合、印刷動作の回数とは、立体物５０の各領域に対して行う主走査動作を伴った総副走査動作の繰り返し回数のことである。また、１層のベタインク層３０２の濃度とは、ノズル列数と、印字濃度と、印刷動作の回数との積（ノズル列数×印字濃度×印刷回数）のことである。また、ノズル列数とは、ベタインク層３０２の形成に使用するインクジェットヘッドの数と、１個のインクジェットヘッドが有するノズル列の数との積のことである。印字濃度とは、一のノズル列による塗りつぶしの濃度のことである。印字濃度は、主走査動作を伴った副走査動作で吐出するインクの量（吐出量）ということもできる。
　また、ベタインク層３０２は、例えば、複数のインクの層を重ねて形成した層であってもよい。この場合、ベタインク層３０２を形成する領域の全面に対する全面印刷を繰り返すことで、複数のインクの層を重ねて形成することが好ましい。より具体的には、例えば、１００％の濃度での全面印刷を繰り返して合計で３００％分の濃度となるようにベタインク層３０２を形成する場合、最初に、１００％の濃度で全面印刷をして、１層目のインクの層を形成する。その後、その上に１００％濃度で全面印刷をして、２層目のインクの層を形成する。更に、その後に、その上に１００％濃度で全面印刷をして、３層目のインクの層を形成する。このようにすれば、例えば、高い濃度のベタインク層３０２を適切に形成できる。
　尚、３００％の濃度でベタインク層３０２を形成する方法としては、例えば、１回の主走査動作の対象となる領域であるバンド毎に主走査動作を３回繰り返す方法等も考えられる。しかし、この場合、バンド縞が発生しやすくなるおそれがある。また、次のバンドの印刷時に発生するしぶきが問題になるおそれもある。これに対し、上記のように、全面印刷を繰り返す方法の場合、高い濃度のベタインク層３０２をより適切に形成できる。
　また、１層のベタインク層３０２の濃度については、例えば、３００％以外の濃度とすることも考えられる。例えば、使用するノズル列の数や、印刷動作の回数を増やすことにより、１層のベタインク層３０２の濃度をより高くすることも考えられる。この場合、１層のベタインク層３０２の濃度は、１５００％以下にすることが好ましい。これは、同じ層データに対応するベタインク層３０２の厚さが大きくなりすぎ、例えば１５００％分の厚みを超える状態になると、不自然な形状になりやすいためである。
　図７は、凹凸形成動作で印刷するグレースケール画像４０６の一例を示す。本実施例においては、グレースケール画像４０６を、印刷画像４０２に対するグレースケール化及び階調反転等を行うことで予め作成する。この場合、階調反転を行うことにより、グレースケール画像４０６を印刷することで形成するグレースケール印刷層３０４について、元の画像である印刷画像４０２において濃い部分へのインクの積層を減らし、薄い部分への積層を増やすことができる。また、これにより、例えば、印刷画像４０２において陰になっている部分が凹むように、グレースケール印刷層３０４を形成できる。
　但し、本実施例では、図から分かるように、人物を示す立体物を造形する。そして、人物の場合、黒目の部分は、通常、凹部にするより、凸部にする方が自然な印象になる。そのため、本実施例においては、印刷画像４０２のグレースケール化及び階調反転を行った画像に対し、更に、目の部分について、階調反転を行い、グレースケール画像４０６を作成する。この場合、グレースケール画像４０６は、印刷画像４０２に対し、グレースケール化と、目の部分を除く領域に対する階調反転とを行った画像と言うこともできる。
　尚、本実施例において、グレースケール画像４０６の作成は、ユーザの操作により、画像処理ソフトウェアで印刷画像４０２を加工することで行った。また、画像処理ソフトウェアにおける明るさやコントラストの設定は、作成されるグレースケール画像４０６の状態を見ながら、適宜調節した。グレースケール画像４０６の作成は、例えば、予め用意したプログラム等を利用して、自動的に行うことも考えられる。
　また、本実施例の凹凸形成動作においては、このようなグレースケール画像４０６を印刷することにより、グレースケール印刷層３０４を形成する。また、これにより、印刷画像４０２中の細かな形状に対応する微細な凹凸等を形成する。このように構成すれば、例えば、ベタインク層３０２を積層するのみでは生じる不自然な積層段差を解消し、自然な立体を表現することができる。
　尚、凹凸形成動作においては、グレースケール画像４０６を繰り返し印刷することで、複数のインクの層により、グレースケール印刷層３０４を形成することが好ましい。より具体的には、本実施例では、グレースケール画像４０６の印刷を８回繰り返すことにより、１回の印刷動作で形成されるインクの層の８層分の厚さで、グレースケール印刷層３０４を形成する。
　また、ベタインク層３０２の場合と異なり、グレースケール印刷層３０４の厚さについては、１５００％の濃度に対応する厚さに制限されない。そのため、グレースケール印刷層３０４の厚さについては、表現しようとする細かい凹凸の程度や求められる精度等に応じて、適宜設定することが好ましい。例えば、動物の毛並等の細かい形状を明確に表現しようとする場合、繰り返す印刷動作の回数を増やし、グレースケール印刷層３０４をより厚くすることが好ましい。
　また、凹凸形成動作において、１回の主走査動作で吐出するインクの量（印字濃度）は、２２％以下にすることが好ましい。このように構成すれば、例えば、細かい凹凸をより適切に形成できる。また、この場合、印刷動作を繰り返す回数については、印字濃度の設定に応じて、適宜増加させることが考えられる。
　また、より具体的には、グレースケール画像４０６の印刷を繰り返す回数については、例えば２０回程度（１５～２５回程度）としてもよい。また、凹凸形成動作で使用するインクジェットヘッドについては、例えば、印字濃度の設定に応じて、複数の白インク用ヘッド２０４及び透明インク用ヘッド２０６の一部のみ（例えば、白インク用ヘッド２０４のみ）としてもよい。また、本実施例において、グレースケール画像４０６は、積層立体物形成動作で用いる層データ４０４ａ～ｇと同様に、例えば、黒色（Ｋ）で印刷をする画像のデータとして作成する。
　また、本実施例では、上記のように、印刷画像４０２からグレースケール画像４０６を作成する画像処理において、一部を除いた領域に対して階調反転を行っている。しかし、立体物により表現しようとする対象物によっては、例えば、印刷画像４０２の全体に対し、階調反転を行ってもよい。また、階調反転を行わない場合も考えられる。
　また、本実施例においては、凹凸形成動作に続いて、凹凸被覆動作を行う。凹凸被覆動作では、図２等に関連して説明をしたように、白色又はクリア色のインクを用いて、例えば７５％以上等の高い濃度で印刷を行うことで、被覆層３０６を形成し、凹凸形成動作で形成された細かい凹凸の上を塗りつぶす。
　尚、図示は省略したが、凹凸被覆動作で印刷する画像を示すデータとしては、例えば、印刷画像４０２により着色を行う領域の全体を塗りつぶしたデータ等を用いることができる。また、このようなデータとしては、より具体的には、例えば、立体物において最も下層に形成されるベタインク層３０２に対応する層データ４０４ａと同じ領域を塗りつぶすためのデータ等を用いることが考えられる。
　また、本実施例においては、凹凸被覆動作に続いて、着色動作を行う。着色動作では、複数の着色用ヘッド２０２を用いて、被覆層３０６の上に、印刷画像４０２を印刷する。本実施例によれば、例えば、立体物の造形及び着色を適切に行うことができる。
　尚、上記においても説明をしたように、本実施例によれば、グレースケール画像４０６を用いて凹凸形成動作を行うことで、例えば、対象物の細かい形状等を自然に表現することができる。また、凹凸形成動作を行うことは、特に、動物や植物等の自然物を表現する場合に大きな効果を発揮する。
　また、本実施例において用いた立体物造形装置１０は、例えば、細かい形状の部分を含まないより単純な形状の立体物を造形するために用いることもできる。より具体的には、例えば、本実施例において用いた立体物造形装置１０により、チョコレートやキーボード等の形状を造形すること等も考えられる。そして、この場合、通常、自然物等を造形する場合と異なり、毛並みのような細かい形状等を表現することは必要ない。そのため、この場合、例えば、凹凸形成動作を省略してもよい。また、この場合、積層立体物形成動作で形成するベタインク層３０２について、１層のベタインク層３０２の濃度を１５００％より大きくしてもよい。
　以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
　本発明は、例えば立体物造形装置に好適に利用できる。

 

Claims (11)

  1. 　着色された立体物を造形する立体物造形装置であって、
    　所定の条件に応じて硬化する液体である硬化性液体の液滴を吐出することで立体物の形状を形成する立体形状形成用ヘッドと、
    　前記立体形状形成用ヘッドにより吐出された前記硬化性液体を硬化させる硬化手段と、
    　前記立体物の表面に印刷すべき画像である印刷画像に基づいて着色用のインクのインク滴を吐出することにより、前記立体物を着色する着色用ヘッドと、
    　前記立体形状形成用ヘッド、前記硬化手段、及び前記着色用ヘッドの動作を制御する制御部と
    を備え、
    　前記制御部は、前記立体形状形成用ヘッド及び前記硬化手段に、
    　予め設定された領域を覆う前記硬化性液体を硬化させた層を複数層重ねて形成することにより、硬化した前記硬化性液体の層が複数層重なった、前記立体物の一部を構成する積層立体物を形成する動作であり、少なくとも一部の前記硬化性液体の層の積層により生じる段差を有する前記積層立体物を形成する積層立体物形成動作と、
    　少なくとも前記積層立体物における前記段差に重ねて前記硬化性液体の層を形成する段差被覆層形成動作と
    を行わせ、
    　前記着色用ヘッドは、前記段差被覆層形成動作が行われた後に、前記立体物を着色することを特徴とする立体物造形装置。
  2. 　前記積層立体物形成動作は、前記印刷画像に応じた前記段差を有する前記積層立体物を形成することを特徴とする請求項１に記載の立体物造形装置。
  3. 　前記硬化性液体は、紫外線硬化型のインクであり、
    　前記硬化手段は、紫外線照射装置であり、
    　前記立体形状形成用ヘッド及び前記着色用ヘッドは、インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、
    　前記積層立体物形成動作及び前記段差被覆層形成動作において、前記立体形状形成用ヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、前記制御部により指定される位置へインク滴を吐出することを特徴とする請求項１に記載の立体物造形装置。
  4. 　前記積層立体物を構成する複数の層は、下の層の少なくとも一部の領域内に上の層が形成されるように重なることを特徴とする請求項１に記載の立体物造形装置。
  5. 　前記立体形状形成用ヘッドは、白色及びクリア色のうちの少なくとも一方の色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１に記載の立体物造形装置。
  6. 　前記制御部は、前記立体形状形成用ヘッド及び前記硬化手段に、前記段差被覆層形成動作として、
    　前記積層立体物の上に前記印刷画像に基づいて前記硬化性液体の液滴を吐出することにより、前記印刷画像に応じた凹凸を前記積層立体物上に形成する凹凸形成動作を行わせ、
    　前記着色用ヘッドは、前記凹凸形成動作により前記凹凸が形成された後に、前記立体物を着色することを特徴とする請求項１に記載の立体物造形装置。
  7. 　前記凹凸形成動作において、前記立体形状形成用ヘッドは、前記印刷画像に基づいて前記硬化性液体の液滴を吐出することで形成する層である凹凸形成用層を形成し、かつ、前記凹凸形成用層を複数層重ねて形成することにより、前記印刷画像に応じた凹凸を前記積層立体物上に形成することを特徴とする請求項６に記載の立体物造形装置。
  8. 　前記凹凸形成動作において、前記立体形状形成用ヘッドは、前記印刷画像に基づくグレースケール画像を前記硬化性液体で印刷する動作を行うことにより、前記印刷画像に応じた凹凸を前記積層立体物上に形成することを特徴とする請求項６に記載の立体物造形装置。
  9. 　前記グレースケール画像は、前記印刷画像に対し、
    　グレースケール化と、
    　画像内における少なくとも一部の領域に対する階調反転と
    を行った画像であることを特徴とする請求項８に記載の立体物造形装置。
  10. 　前記制御部は、前記立体形状形成用ヘッド及び前記硬化手段に、
    　前記凹凸形成動作で形成された前記凹凸を覆う領域に前記硬化性液体を硬化させた層を形成する凹凸被覆動作を更に行わせ、
    　前記着色用ヘッドは、前記凹凸被覆動作が行われた後に、前記立体物を着色することを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の立体物造形装置。
  11. 　着色された立体物を造形する立体物造形方法であって、
    　所定の条件に応じて硬化する液体である硬化性液体の液滴を吐出することで立体物の形状を形成する立体形状形成用ヘッドと、
    　前記立体形状形成用ヘッドにより吐出された前記硬化性液体を硬化させる硬化手段と、
    　前記立体物の表面に印刷すべき画像である印刷画像に基づいて着色用のインクのインク滴を吐出することにより、前記立体物を着色する着色用ヘッドと
    を用い、
    　前記立体形状形成用ヘッド及び前記硬化手段に、
    　予め設定された領域を覆う前記硬化性液体を硬化させた層を複数層重ねて形成することにより、硬化した前記硬化性液体の層が複数層重なった、前記立体物の一部を構成する積層立体物を形成する動作であり、少なくとも一部の前記硬化性液体の層の積層により生じる段差を有する前記積層立体物を形成する積層立体物形成動作と、
    　少なくとも前記積層立体物における前記段差に重ねて前記硬化性液体の層を形成する段差被覆層形成動作と
    を行わせ、
    　前記段差被覆層形成動作が行われた後に、前記着色用ヘッドに前記立体物を着色させることを特徴とする立体物造形方法。

     
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