(57)【要約】【課題】造形される立体物の外観を向上させることが可能な技術を提供する。【解決手段】立体物造形装置は、立体物の色を含む造形データを生成する造形データ生成部と、生成した造形データから、着色用インクを吐出して着色を行なう着色領域と、着色領域の内側であって、造形用インクを吐出して造形を行なう造形領域とを決定する領域決定部と、造形領域において造形用インクを吐出するための造形用インクの吐出データを生成する第１吐出データ生成部と、着色領域内における着色用インクによるドットの形成を、着色用インクおよび造形用インクを用いた造形の単位厚さ以下に制限して、着色用インクの吐出データを生成する第２吐出データ生成部と、生成された造形用インクの吐出データと着色用インクの吐出データとを用いて、造形用インクと着色用インクとを吐出させる吐出実行部と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出された後に固化して立体的なドットとして立体物の一部となるインクを用いる立体物造形装置であって、
前記インクのうち、前記立体物の造形に用いられる造形用インクを吐出する第１ノズルと、
前記インクのうち、前記立体物の着色に用いられる着色用インクを吐出する第２ノズルと、
前記立体物の色を含む造形データを生成する造形データ生成部と、
前記生成した造形データから、前記第２ノズルから前記着色用インクを吐出して着色を行なう着色領域と、前記着色領域の内側であって、前記第１ノズルから前記造形用インクを吐出して造形を行なう造形領域とを決定する領域決定部と、
前記造形領域において前記造形用インクを吐出するための造形用インクの吐出データを生成する第１吐出データ生成部と、
前記着色領域内における前記着色用インクによる前記ドットの形成を、前記着色用インクおよび前記造形用インクを用いた造形の単位厚さ以下に制限して、前記着色用インクの吐出データを生成する第２吐出データ生成部と、
前記生成された造形用インクの吐出データと前記着色用インクの吐出データとを用いて、前記第１，第２ノズルから、前記造形用インクと前記着色用インクとを吐出させる処理制御部と、
を備える立体物造形装置。
【請求項２】
前記第２ノズルは、それぞれ色相の異なる複数の着色用インクを吐出する複数の前記第２ノズルからなり、
前記第２吐出データ生成部は、前記着色用インクの前記ドットの形成を、前記色相の異なる複数の着色用インクについて、予め定めた優先順位に従って決定する、請求項１に記載の立体物造形装置。
【請求項３】
前記第２吐出データ生成部は、前記色相の異なる複数の着色用インクのうち、明度の低い着色用インクの優先順位を高くする、請求項２に記載の立体物造形装置。
【請求項４】
前記第２ノズルは、前記着色用インクを、複数の大きさのドットに対応した状態で吐出可能であり、
前記第２吐出データ生成部は、前記複数の大きさのドットに対応した状態のうちドットの大きい状態の吐出の優先順位を前記明度の低い着色用インクの優先順位よりもさらに高くする、請求項３に記載の立体物造形装置。
【請求項５】
前記第２吐出データ生成部は、
前記着色領域に積み重ねられるドットを、予め定められたインク量以下となるようにハーフトーン処理により決定し、
前記着色領域に積み重ねられたインク量が前記予め定められたインク量に満たない場合には、前記着色用インク以外のインクで補充するように決定する、請求項１から４のいずれか一項に記載の立体物造形装置。
【請求項６】
立体物の色を含む造形データを生成し、
前記生成した造形データから、着色用インクを吐出して着色を行なう着色領域と、前記着色領域の内側であって、造形用インクを吐出して造形を行なう造形領域とを決定し、
前記造形領域において前記造形用インクを吐出するための造形用インクの吐出データを生成し、
前記着色領域内における前記着色用インクによるドットの形成を、前記着色用インクおよび前記造形用インクを用いた造形の単位厚さ以下に制限して、前記着色用インクの吐出データを生成し、
前記造形用インクと前記着色用インクを吐出して前記立体物の造形および着色を行う、
立体物造形方法。
【請求項７】
前記着色用インクの吐出は、色相の異なる複数の着色用インクの吐出であり、
前記着色用インクの前記ドットの形成を、前記色相の異なる複数の着色用インクについて、予め定めた優先順位に従って決定する、請求項６に記載の立体物造形方法。
【請求項８】
前記色相の異なる複数の着色用インクを吐出では、前記色相の異なる複数の着色用インクのうち、明度の低い着色用インクの優先順位を高くする、請求項７に記載の立体物造形方法。
【請求項９】
前記着色用インクは、複数の大きさのドットに対応した状態で吐出可能であり、
前記複数の大きさのドットに対応した状態のうちドットの大きい状態の吐出の優先順位を前記明度の低い着色用インクの優先順位よりもさらに高くした、請求項８に記載の立体物造形方法。
【請求項１０】
前記着色領域に積み重ねられるドットを、予め定められたインク量以下となるようにハーフトーン処理により決定し、
前記着色領域に積み重ねられたインク量が前記予め定められたインク量に満たない場合には、前記着色用インク以外のインクで補充するように決定する請求項６から９のいずれか一項に記載の立体物造形方法。
【請求項１１】
立体物の色を含む造形データを生成する機能と、
前記生成した造形データから、着色用インクを吐出して着色を行なう着色領域と、前記着色領域の内側であって、造形用インクを吐出して造形を行なう造形領域とを決定する機能と、
前記造形領域において前記造形用インクを吐出するための造形用インクの吐出データを生成する機能と、
前記着色領域内における前記着色用インクによるドットの形成を、前記着色用インクおよび前記造形用インクを用いた造形の単位厚さ以下に制限して、前記着色用インクの吐出データを生成する機能と、
前記造形用インクと前記着色用インクを吐出して前記立体物の造形および着色を行う機能と、
をコンピューターに実現させる立体物造形装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物の造形技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体物造形装置として、３Ｄ（三次元）プリンターが知られている。特許文献１に記載の３Ｄ（三次元）プリンターは、インクを吐出し、吐出したインクにより形成されるドットにより層状の造形体を形成し、層状の造形体を積層することで、立体物を造形する。立体物の表面には、着色用インクにより形成されるインク層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−９３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術では、着色インクのみで不足する体積分をクリアインクで補填し、形状再現性をよくしている。しかし、造形される立体物の外観を向上させること、例えば、色再現性、あるいは、色再現性と形状再現性の両立については、十分な検討がされていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、吐出された後に固化して立体的なドットとして立体物の一部となるインクを用いる立体物造形装置が提供される。この立体物造形装置は、前記インクのうち、前記立体物の造形に用いられる造形用インクを吐出する第１ノズルと、前記インクのうち、前記立体物の着色に用いられる着色用インクを吐出する第２ノズルと、前記立体物の色を含む造形データを生成する造形データ生成部と、前記生成した造形データから、前記第２ノズルから前記着色用インクを吐出して着色を行なう着色領域と、前記着色領域の内側であって、前記第１ノズルから前記造形用インクを吐出して造形を行なう造形領域とを決定する領域決定部と、前記造形領域において前記造形用インクを吐出するための造形用インクの吐出データを生成する第１吐出データ生成部と、前記着色領域内における前記着色用インクによる前記ドットの形成を、前記着色用インクおよび前記造形用インクを用いた造形の単位厚さ以下に制限して、前記着色用インクの吐出データを生成する第２吐出データ生成部と、前記生成された造形用インクの吐出データと前記着色用インクの吐出データとを用いて、前記第１，第２ノズルから、前記造形用インクと前記着色用インクとを吐出させる処理制御部と、を備える。
この形態によれば、着色領域内における着色用インクによるドットの形成を、着色用インクおよび造形用インクを用いた造形の単位厚さ以下に制限して、着色用インクの吐出データを生成するので、形状再現性を維持しつつ高い色再現性を実現できる。
【０００７】
（２）上記形態において、前記第２ノズルは、それぞれ色相の異なる複数の着色用インクを吐出する複数の前記第２ノズルからなり、前記第２吐出データ生成部は、前記着色用インクの前記ドットの形成を、前記色相の異なる複数の着色用インクについて、予め定めた優先順位に従って決定してもよい。
この形態によれば、着色用インクの前記ドットの形成を、前記色相の異なる複数の着色用インクについて、予め定めた優先順位に従って決定するので色再現性を良く出来る。
【０００８】
（３）上記形態において、前記第２吐出データ生成部は、前記色相の異なる複数の着色用インクのうち、明度の低い着色用インクの優先順位を高くしてもよい。
この形態によれば、明度の低い着色用インクの優先順位を高くするので、色再現性を良く出来る。
【０００９】
（４）上記形態において、前記第２ノズルは、前記着色用インクを、複数の大きさのドットに対応した状態で吐出可能であり、前記第２吐出データ生成部は、前記複数の大きさのドットに対応した状態のうちドットの大きい状態の吐出の優先順位を前記明度の低い着色用インクの優先順位よりもさらに高くしてもよい。
この形態によれば、ドットの大きい状態の吐出の優先順位を明度の低い着色用インクの優先順位よりもさらに高くするので、色再現性をさらに良く出来る。
【００１０】
（５）上記形態において、前記第２吐出データ生成部は、前記着色領域に積み重ねられるドットを、予め定められたインク量以下となるようにハーフトーン処理により決定し、前記着色領域に積み重ねられたインク量が前記予め定められたインク量に満たない場合には、前記着色用インク以外のインクで補充するように決定してもよい。
この形態によれば、着色領域に積み重ねられたインク量が予め定められたインク量に満たない場合には、着色用インク以外のインクで補充されるので、形状再現性を良く出来る。
【００１１】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、立体物造形装置の他、立体物造形方法、立体物造形装置の制御プログラム様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】立体物造形システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】立体物造形装置の内部構造の概略を示す斜視図である。
【図３】記録ヘッドを示す説明図である。
【図４】ホストコンピューターのＣＰＵが実行するインク吐出データの生成フローチャートである。
【図５】立体物をｘｙ平面で切ったときの立体物の一部を示す説明図である。
【図６】図４のステップＳ１１０において領域決定部が透明層、着色層、遮蔽層、造形層を決定する場合の処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】吐出データ生成部が図４のステップＳ１２０で行う色彩値の割り当て処理のフローチャートである。
【図８】ステップＳ１２６、Ｓ１４０で行われる処理を模式的に示す説明図である。
【図９】立体物造形装置が実行する造形処理を示すフローチャートである。
【図１０】他の実施形態におけるドットの大きさを示す説明図である。
【図１１】吐出データ生成部が行う色彩値の割り当て処理のフローチャートである。
【図１２】吐出データ生成部が行うステップＳ１２３の処理を模式的に示すグラフの一例である。
【図１３】吐出データ生成部が行う図１１のステップＳ１２９のドットの発生処理の一例を示す説明図である。
【図１４】吐出データ生成部が行う図１１のステップＳ１２９のドットの発生処理の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１４】
・第１実施形態
本実施形態では、立体物造形装置として、樹脂エマルジョンを含むレジンインクや、紫外線硬化型インク等の、硬化性インク（「液体」の一例）を吐出して立体物Ｏｂｊを造形する、インクジェット式の立体物造形装置を例示して説明する。
【００１５】
図１は、立体物造形システム１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、立体物造形システム１００は、立体物を造形するためのデータを生成するホストコンピューター９０と、立体物を造形する立体物造形装置１０と、を備える。立体物造形装置１０は、インクを吐出し、吐出したインクを固化させることにより形成されるドットにより所定の厚さの層状の造形体を形成し、造形体を積層することで立体物Ｏｂｊを造形する造形処理を実行する。ホストコンピューター９０は、立体物造形装置１０が造形する立体物Ｏｂｊを構成する複数の造形体の各々の形状及び色彩を定める造形データＦＤを生成するデータ生成処理を実行する。
【００１６】
図１に示すように、ホストコンピューター９０は、ホストコンピューター９０の各部の動作を制御するＣＰＵ（図示省略）と、ディスプレイ等の表示部（図示省略）と、キーボードやマウス等の操作部９１と、ホストコンピューター９０の制御プログラム、立体物造形装置１０のドライバープログラム、及び、ＣＡＤ（computer aided design）ソフト等のアプリケーションプログラムを記憶する情報記憶部（図示省略）と、モデルデータＤａｔを生成するモデルデータ生成部９２と、モデルデータＤａｔに基づいて造形データＦＤを生成するデータ生成処理を実行する造形データ生成部９３と、を備える。
【００１７】
ここで、モデルデータＤａｔとは、立体物造形装置１０が造形すべき立体物Ｏｂｊを表すモデルの形状及び色彩を示すデータであり、立体物Ｏｂｊの形状及び色彩を指定するためのデータである。なお、以下において、立体物Ｏｂｊの色彩には、立体物Ｏｂｊに複数色が付される場合における当該複数色の付され方、すなわち、立体物Ｏｂｊに付される複数色により表される模様、文字、その他の画像も含むこととする。
【００１８】
モデルデータ生成部９２は、ホストコンピューター９０のＣＰＵが情報記憶部に記憶されているアプリケーションプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。このモデルデータ生成部９２は、例えばＣＡＤアプリケーションであり、立体物造形システム１００の利用者が操作部９１を操作して入力した情報等に基づいて、立体物Ｏｂｊの形状及び色彩を指定するモデルデータＤａｔを生成する。利用者は、他のコンピューターで作成したモデルデータＤａｔをホストコンピューター９０に読み込んでも良い。
【００１９】
なお、本実施形態では、モデルデータＤａｔが、立体物Ｏｂｊの外部形状と表面の色彩を指定する場合を想定する。換言すれば、モデルデータＤａｔが、立体物Ｏｂｊを中空の物体であると仮定した場合の当該中空の物体の形状、すなわち、立体物Ｏｂｊの輪郭の形状を指定するデータである場合を想定する。例えば、立体物Ｏｂｊが球体である場合には、モデルデータＤａｔは当該球体の輪郭である球面の形状を示す。但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、モデルデータＤａｔは、少なくとも立体物Ｏｂｊの外部形状を特定可能な情報を含むものであればよい。例えば、モデルデータＤａｔは、立体物Ｏｂｊの外部形状や色彩に加えて、立体物Ｏｂｊの内部の形状や材料等を指定するものであってもよい。モデルデータＤａｔとしては、例えば、ＡＭＦ（Additive Manufacturing File Format）、または、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）等のデータ形式を例示することができる。
【００２０】
造形データ生成部９３は、ホストコンピューター９０のＣＰＵが情報記憶部に記憶されている立体物造形装置１０のドライバープログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。造形データ生成部９３は、造形領域決定部であり、モデルデータ生成部９２が生成するモデルデータＤａｔに基づいて、立体物造形装置１０が形成する造形体の形状及び色彩を定める造形データＦＤを生成するデータ生成処理を実行する。
【００２１】
なお、以下では、立体物Ｏｂｊが、Ｑ個の層状の造形体を積層させることで造形される場合を想定する（Ｑは、Ｑ≧２を満たす自然数）。また、以下では、立体物造形装置１０が造形体を形成する処理を積層処理と称する。すなわち、立体物造形装置１０が立体物Ｏｂｊを造形する造形処理は、Ｑ回の積層処理を含む。
【００２２】
造形データ生成部９３は、所定の厚さを有するＱ個の造形体の形状及び色彩を定めるＱ個の造形データＦＤを生成するために、まず、モデルデータＤａｔの示す三次元の形状を所定の厚さＬｚ毎にスライスすることで、各造形体と１対１に対応する断面モデルデータを生成する。ここで、断面モデルデータとは、モデルデータＤａｔの示す三次元の形状をスライスして得られる断面体の形状及び色彩を示すデータである。但し、断面モデルデータは、モデルデータＤａｔの示す三次元の形状をスライスしたときの断面の形状及び色彩を含むデータであればよい。厚さＬｚは、インクの固化により形成されるドットの高さ方向の大きさに対応している。
【００２３】
次に、造形データ生成部９３は、断面モデルデータの示す形状及び色彩に対応する造形体を形成するために、立体物造形装置１０が形成すべきドットの配置を決定し、決定結果を、造形データとして出力する。つまり、造形データＦＤは、断面モデルデータの示す形状及び色彩を格子状に細分化することで、断面モデルデータの示す形状及び色彩をドットの集合として表した場合に、複数のドットの各々を形成するためのインクの種別を指定するデータである。ドットの大きさを示すデータを含んでいても良い。ここで、ドットとは、１回の吐出によるインクが固化されて形成される立体的なものである。本実施形態では、便宜上、ドットは、直方体または立方体であり、所定の厚さＬｚを有し、所定体積を有する直方体または立方体としている。また、本実施形態において、ドットの体積及びサイズは、インクを吐出するノズルのピッチ、インクの吐出間隔、インクの粘度等により定められる。
【００２４】
造形データ生成部９３は、領域決定部９４と、吐出データ生成部９５を備える。領域決定部９４は、立体物造形装置１０が形成すべきドットのうち、着色用インクで形成されるドットが配置される領域を決定する。領域決定部である領域決定部９４は、造形用インクによるドットの集合の表面に着色用インクを吐出して着色を行なう着色領域を、立体物Ｏｂｊの表面の法線方向における深さの相違を抑制するように決定する。例えば、着色領域の表面からの深さのバラツキを一定とする。また、領域決定部９４は、着色領域の内側に造形用インクを吐出して造形を行なう造形領域を決定する。どのように着色領域や造形領域を決定するかについては、後述する。吐出データ生成部９５は、造形用インクを吐出するための造形用インク吐出データを生成する第１吐出データ生成部と、着色用インクを吐出するための着色用インク吐出データを生成する第２吐出データ生成部としての機能を有する。吐出データ生成部９５は、着色用インク吐出データを生成するときには、ハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理の詳細については、後述する。
【００２５】
上述のとおり、本実施形態に係るモデルデータＤａｔは、立体物Ｏｂｊの外部形状（輪郭の形状）を指定する。このため、モデルデータＤａｔの示す形状を有する立体物Ｏｂｊを忠実に造形した場合、立体物Ｏｂｊの形状は、厚みを有さない輪郭だけの中空形状となる。しかし、立体物Ｏｂｊを造形する場合には、立体物Ｏｂｊの強度等を考慮して、立体物Ｏｂｊの内部の形状を決定することが好ましい。具体的には、立体物Ｏｂｊを造形する場合には、立体物Ｏｂｊの内部の一部または全部が中実構造であることが好ましい。このため、本実施形態に係る造形データ生成部９３は、モデルデータＤａｔの指定する形状が中空形状であるか否かに関わらず、立体物Ｏｂｊの内部の一部または全部が中実構造となるような造形データＦＤを生成する。
【００２６】
なお、立体物Ｏｂｊの形状によっては、ｎ層目のドットの下側の層であるｎ−１層目にドットが存在しない場合がある。このような場合、ｎ層目のドットを形成しようとしても、当該ドットが下側に落下してしまう可能性がある。よって、「ｑ≧２」である場合、造形体を構成するためのドットを本来形成されるべき位置にドットを形成するためには、当該ドットの下側に、当該ドットを支持するための支持部を設ける必要がある。本実施形態では、支持部は、立体物Ｏｂｊと同様に固化したインクであるドットによって形成される。そこで、本実施形態では、造形データＦＤが、立体物Ｏｂｊの他に、立体物Ｏｂｊを造形する際に必要となる支持部を形成するドットを形成するためのデータを含むこととする。つまり、本実施形態において、造形体には、立体物Ｏｂｊのうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、支持部のうちｑ回目の積層処理で形成すべき部分と、の双方が含まれる。換言すれば、造形データＦＤは、立体物Ｏｂｊのうち造形体として形成される部分の形状及び色彩をドットの集合として表したデータと、支持部のうち造形体として形成される部分の形状をドットの集合として表したデータと、を含む。本実施形態に係る造形データ生成部９３は、断面モデルデータまたはモデルデータＤａｔに基づいて、ドットの形成のために支持部を設ける必要があるか否かを判定する。そして、造形データ生成部９３は、当該判定の結果が肯定である場合には、立体物Ｏｂｊの他に支持部が設けられるような造形データＦＤを生成する。なお、支持部は、立体物Ｏｂｊの造形後に容易に除去することのできる材料、例えば、水溶性のインクで構成されることが好ましい。この支持部に用いられるドットを形成するためのインクを「サポートインク」と呼ぶ。
【００２７】
図２は、立体物造形装置１０の内部構造の概略を示す斜視図である。以下、図２に加えて図１も参照しながら説明する。図１及び図２に示すように、立体物造形装置１０は、筐体４０と、造形台４５と、立体物造形装置１０の各部の動作を制御する処理制御部１５（「造形制御部」の一例）と、ヘッドユニット１３と、硬化ユニット６１と、キャリッジ４１と、位置変化機構１７と、立体物造形装置１０の制御プログラムやその他の各種情報を記憶する記憶部１６と、を備える。キャリッジ４１は、ヘッドユニット１３及び７個のインクカートリッジ４８を搭載する。ヘッドユニット１３は、ノズル列３３〜３９を具備する記録ヘッド３０を備えており、ノズル３３〜３９から造形台４５に向かってインクの液滴ＬＱを吐出する。硬化ユニット６１は、造形台４５の上に吐出されたインクを硬化させるためのものである。位置変化機構１７は、筐体４０に対するキャリッジ４１、造形台４５、及び、硬化ユニット６１の位置を変化させる。なお、処理制御部１５及び造形データ生成部９３は、立体物造形システム１００の各部の動作を制御するシステム制御部として機能する。
【００２８】
硬化ユニット６１は、造形台４５の上に吐出されたインクを硬化させるための構成要素であり、例えば、紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射するための光源や、レジンインクを加熱するための加熱器等を例示することができる。硬化ユニット６１が紫外線の光源である場合、硬化ユニット６１は、例えば造形台４５の上側（＋Ｚ方向）に設けられ、一方、硬化ユニット６１が過熱器である場合、硬化ユニット６１は、例えば造形台４５の内部または造形台４５の下側に設けられればよい。以下では、硬化ユニット６１が紫外線の光源である場合を想定し、硬化ユニット６１が造形台４５の＋Ｚ方向に位置する場合を想定して説明する。
【００２９】
７個のインクカートリッジ４８は、立体物Ｏｂｊを造形するための色相の異なる６色の造形用インクと、支持部を形成するための支持用インク（サポートインク）と、の合計７種類のインクと１対１に対応して設けられたものである。各インクカートリッジ４８には、当該インクカートリッジ４８に対応する種類のインクが充填されている。立体物Ｏｂｊを造形するための６色の造形用インクには、有彩色の色材成分を有する有彩色インクと、無彩色の色材成分を有する無彩色インクと、有彩色インク及び無彩色インクと比較して単位重量または単位体積あたりの色材成分の含有量が少ないクリアー（ＣＬ）インクと、が含まれる。本実施形態では、有彩色インクとして、シアン（ＣＹ）、マゼンタ（ＭＧ）、及び、イエロー（ＹＬ）の３色のインクを採用する。また、本実施形態では、無彩色インクとして、ホワイト（ＷＴ）とブラック（Ｋ）のインクを採用する。本実施形態では、有彩色インクとブラックインクとを合わせて「着色用インク」と呼ぶ。本実施形態に係るホワイトインクとは、可視光の波長領域（概ね、４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に属する波長を有する光がホワイトインクに照射された場合において、当該照射された光のうち、所定の割合以上の光を反射するインクである。なお、「所定の割合以上の光を反射する」とは、「所定の割合未満の光を吸収または透過する」ことと同義であり、例えば、ホワイトインクに照射される光の光量に対する、ホワイトインクで反射される光の光量の比率が、所定の割合以上である場合が該当する。本実施形態において、「所定の割合」とは、例えば、３０％以上で且つ１００％以下の任意の割合であればよく、好ましくは、５０％以上の任意の割合、より好ましくは、８０％以上の任意の割合である。また、本実施形態において、クリアインクは、有彩色インク及び無彩色インクと比較して、色材成分の含有量が少なく透明度の高いインクである。
【００３０】
なお、各インクカートリッジ４８は、キャリッジ４１に搭載される代わりに、立体物造形装置１０の別の場所に設けられるものであってもよい。
【００３１】
図１及び図２に示すように、位置変化機構１７は、昇降機構駆動モーター７１と、キャリッジ駆動モーター７２，７３と、硬化ユニット駆動モーター７４と、モータードライバー７５〜７８を備える。昇降機構駆動モーター７１は、処理制御部１５からの指示を受けて、造形台４５を＋Ｚ方向及び−Ｚ方向（以下、＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を「Ｚ軸方向」と総称する場合がある）に昇降させる造形台昇降機構７９ａを駆動する。キャリッジ駆動モーター７２は、処理制御部１５からの指示を受けて、キャリッジ４１をガイド７９ｂに沿って＋Ｙ方向及び−Ｙ方向（以下、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向を「Ｙ軸方向」と総称する場合がある）に移動させる。キャリッジ駆動モーター７３は、処理制御部１５からの指示を受けて、キャリッジ４１をガイド７９ｃに沿って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向（以下、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を「Ｘ軸方向」と総称する場合がある）に移動させる。硬化ユニット駆動モーター７４は、処理制御部１５からの指示を受けて、硬化ユニット６１をガイド７９ｄに沿って＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に移動させる。モータードライバー７５は、昇降機構駆動モーター７１を駆動し、モータードライバー７６、７７は、キャリッジ駆動モーター７２，７３を駆動し、モータードライバー７８は、硬化ユニット駆動モーター７４を駆動する。
【００３２】
ヘッドユニット１３は、記録ヘッド３０と、駆動信号生成部３１を備える。駆動信号生成部３１は、処理制御部１５からの指示を受けて、記録ヘッド３０を駆動させるための駆動波形信号及び波形指定信号を含む各種信号を生成させ、これら生成した信号を記録ヘッド３０に出力する。駆動信号生成部３１や、駆動波形信号については、説明を省略する。
【００３３】
図３は、記録ヘッド３０を示す説明図である。記録ヘッド３０は、７個のノズル列３３〜３９を備える。各ノズル列３３〜３９は、ピッチＬｘの間隔で設けられた複数のノズルＮｚを備える。ノズル列３３〜３５は着色用インクである有彩色インク（シアン、マゼンタ、イエロー）を吐出するノズルＮｚを有する。ノズル列３６、３７は、無彩色インクであるホワイトのインク（「ホワイトインク」とも呼ぶ。）とブラックのインクを吐出するノズルＮｚを有する。ノズル列３８は、クリアインクを吐出するノズルＮｚを有する。ノズル列３９は、サポートインクを吐出するノズルＮｚを有する。ここで、造形用インクとしては、サポートインクを除いた他のインクが全て用いられ、着色用インクとしては、有彩色インクとブラックインクが用いられる。したがって、造形用インクを吐出する第１ノズルには、ノズル列３３〜３８のノズルＮｚが含まれ、着色用インクを吐出する第２ノズルには、ノズル列３３〜３６，３８のノズルＮｚが含まれる。
【００３４】
なお、本実施形態では、図３に示すように、各ノズル列３３〜３９のノズルＮｚがＸ軸方向に一列に整列するように配置される場合を例示しているが、例えば、各ノズル列３３〜３９を構成する複数のノズルＮｚのうち一部のノズルＮｚ（例えば、偶数番目のノズルＮ）と、その他のノズルＮｚ（例えば、奇数番目のノズルＮｚ）とのＹ軸方向の位置が異なる、所謂千鳥状に配列されるものであってもよい。また、各ノズル列３３〜３９において、ノズルＮｚ間の間隔（ピッチＬｘ）は、印刷解像度（ｄｐｉ：dot per inch）に応じて適宜設定され得る。
【００３５】
処理制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を含んで構成され、当該ＣＰＵ等が記憶部１６に記憶されている制御プログラムに従って動作することで、立体物造形装置１０の各部の動作を制御する。記憶部１６は、ホストコンピューター９０から供給される造形データＦＤを格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）と、立体物Ｏｂｊを造形する造形処理等の各種処理を実行する際に必要なデータを一時的に格納し、あるいは造形処理等の各種処理が実行されるように立体物造形装置１０の各部を制御するための制御プログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）と、制御プログラムを格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるＰＲＯＭと、を備える。
【００３６】
処理制御部１５は、ホストコンピューター９０から供給される造形データＦＤに基づいて、ヘッドユニット１３及び位置変化機構１７の動作を制御することにより、造形台４５上にモデルデータＤａｔに応じた立体物Ｏｂｊを造形する造形処理の実行を制御する。具体的には、処理制御部１５は、まず、ホストコンピューター９０から供給される造形データＦＤを記憶部１６に格納する。次に、処理制御部１５は、造形データＦＤ等の記憶部１６に格納されている各種データに基づいて、ヘッドユニット１３の駆動信号生成部３１を制御して記録ヘッド３０を駆動させるための駆動波形信号及び波形指定信号を含む各種信号を生成させ、これら生成した信号を記録ヘッド３０へ出力させる。また、処理制御部１５は、造形データＦＤ等の記憶部１６に格納されている各種データに基づいて、モータードライバー７５〜７８の動作を制御するための各種信号を生成し、これら生成した信号をモータードライバー７５〜７８に出力し、造形台４５に対するヘッドユニット１３の相対位置を制御する。
【００３７】
このように、処理制御部１５は、モータードライバー７５，７６、及び、７７の制御を介して、造形台４５に対するヘッドユニット１３の相対位置を制御し、モータードライバー７５、及び、７８の制御を介して、造形台４５に対する硬化ユニット６１の相対位置を制御する。また、処理制御部１５は、ヘッドユニット１３の制御を介して、ノズルＮｚからのインクの吐出の有無、インクの吐出量、及び、インクの吐出タイミング等を制御する。これにより、処理制御部１５は、造形台４５上に吐出されたインクにより形成されるドットサイズ及びドット配置を調整しつつ造形台４５上にドットを形成し、造形台４５上に形成されたドットを硬化させて造形体を形成する積層処理の実行を制御する。更に、処理制御部１５は、積層処理を繰り返し実行することで、既に形成された造形体の上に新たな造形体を積層することで、モデルデータＤａｔに対応する立体物Ｏｂｊを形成する造形処理の実行を制御する。
【００３８】
図４は、ホストコンピューター９０のＣＰＵが実行するインク吐出データの生成フローチャートである。この処理は、ホストコンピューター９０のモデルデータ生成部９２によってモデルデータＤａｔが作成された後で、造形データ生成部９３に相当するＣＰＵにより実行される。この処理が開始されると、ステップＳ１００で、造形データ生成部９３は、モデルデータＤａｔから断面モデルデータを生成する。ステップＳ１００に続くステップＳ１１０では、領域決定部９４は、着色領域を決定する。具体的には、各層を構成するドットＤＴのうち、どのドットＤＴを着色用インクで構成するかを決定する。なお、領域決定部９４は、着色領域だけで無く、透明層、遮蔽層、造形層も決定する。ステップＳ１１０に続くステップＳ１２０では、吐出データ生成部９５は、各ドットに色彩値を割り当てるハーフトーン処理を実行する。続くステップＳ１７０では、吐出データ生成部９５は、造形データＦＤに対応するフォーマットで、インク吐出データを生成する。
【００３９】
図５は、立体物Ｏｂｊをｘｙ平面で切ったときの立体物Ｏｂｊの一部を示す説明図である。造形データ生成部９３は、立体物Ｏｂｊの形状を、縦、横、高さが、Ｌｙ、Ｌｘ、Ｌｚの３次元形状を有するドットＤＴの集合体の形状として構成する。本実施形態では、Ｌｙ：Ｌｘ：Ｌｚは、１：１：２である。ここで、Ｌｘは、ドットＤＴのｘ方向の大きさであり、ノズルＮｚのピッチに等しい。Ｌｙは、ドットＤＴのｙ方向の大きさであり、インクの吐出間隔に応じた記録ヘッド３０の移動長さに等しい。Ｌｚは、ドットＤＴのｚ方向の大きさに等しい。Ｌｚは、ドットを形成するインクの粘度や量により決まる。各層の断面モデルデータは、例えば、ｘ方向、ｙ方向の二次元に配置されたドットＤＴの集合として構成される。なお、各ドットＤＴは、後述する透明層、着色層（着色領域）、遮蔽層、造形層のいずれかを形成する。
【００４０】
立体物Ｏｂｊは、中心に造形層がある。造形層は、立体物Ｏｂｊの主たる形状を形成する層である。造形層は、サポートインク以外のインクであれば、どのインクを用いて形成されても良い。造形層の表面には、遮蔽層が形成される。遮蔽層は、造形層の色が見えないように遮蔽するための層であり、ホワイトインクで形成される。遮蔽層の厚さは、Ｌ３である。遮蔽層の表面には、着色層が形成される。着色層は、着色領域であり、立体物Ｏｂｊに色を付ける。着色層は、有彩色インクとホワイトインクで形成される。ここで、有彩色インクの階調が低い場合、有彩色インクが打たれない領域が生じる場合が有り得る。有彩色インクも形状を構成するインクであるため、有彩色インクが打たれない領域は、形状欠損が生じるおそれがある。ホワイトインクは、その有彩色インクを打たない領域を埋めて形状欠損の発生を抑制する。なお、ホワイトインクの代わりにクリアインクを用いても良い。着色層の厚さは、Ｌ２である。透明層は、着色層を保護するための層であり、透明なインクであるクリアインクにより形成される。透明層の厚さは。Ｌ１である。なお、透明層は無くても良い。
【００４１】
図６は、図４のステップＳ１１０において領域決定部９４が透明層、着色層、遮蔽層、造形層を決定する場合の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１２では、領域決定部９４は、各層の各ボクセルの立体物Ｏｂｊの全体での位置を特定する。各ボクセルの位置は、１つのボクセルを基準ボクセルとして、その基準ボクセルからそれぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向に何ボクセル移動したボクセルか、として特定できる。次のステップＳ１１４では、領域決定部９４は、各ボクセルが透明層、着色層、遮蔽層、造形層のいずれに該当するか、を決定する。具体的には、領域決定部９４は、透明層、着色層（着色領域）、遮蔽層、造形層の順番に決定していく。ステップＳ１１５では、領域決定部９４は、最外のボクセルを含めて内側に長さＬ１の領域、具体的には、ｘ，ｙ方向では、４個、ｚ方向では、２個のボクセルを、透明層を形成するボクセルとする。ｚ方向のボクセルの数が半分なのは、Ｌｘ：Ｌｙ：Ｌｚ＝１：１：２であり、ボクセルのｚ方向の大きさＬｚが、ボクセルのｘ方向の大きさＬｘや、ｙ方向の大きさＬｙの２倍の大きさであるからである。次いで、ステップＳ１１６では、領域決定部９４は、透明層より内側に長さＬ２の領域、具体的には、ｘ，ｙ方向では、４個、ｚ方向では、２個のボクセルを、着色層を形成するボクセルとする。次いで、ステップＳ１１７では、領域決定部９４は、着色層より内側に長さＬ２の領域、具体的には、ｘ，ｙ方向では、２個、ｚ方向では、１個のボクセルを、遮蔽層を形成するボクセルとする。次いで、ステップＳ１１８では、領域決定部９４は、遮蔽層より内側のボクセルを、造形層を形成するボクセルとする。本実施形態では、ボクセル数で透明層、着色層（着色領域）、遮蔽層、造形層を決定したが、外形からの距離Ｌ１、透明層の内面からの距離Ｌ２、着色層の内面からの距離Ｌ３で決定しても良い。上記処理により、図５に示す内部構造を示す立体物Ｏｂｊを形成する透明層、着色層、遮蔽層、造形層の各ボクセルの配置が決定される。なお、上記のボクセル数４個、２個は一例である。
【００４２】
図７は、吐出データ生成部９５が図４のステップＳ１２０で行う色彩値の割り当て処理のフローチャートである。この処理が開始されると、ステップＳ１２２で、吐出データ生成部９５は、色変換処理を行う。この色変換処理は、断面モデルデータが有するＲＧＢのデータをＹＭＣＫのデータに変換する処理である。吐出データ生成部９５は、この色変換処理において、各色のドット記録率の総和が１００％を越えないように、正規化する。正規化する理由は、各色のドット記録率の総和が１００％を越えると、インクを固化したときの大きさが、造形しようとする立体物Ｏｂｊの大きさを超えて大きくなるからである。例えば、ＲＧＢデータから算出されたマゼンタのドット記録率が５０％、シアンのドット記録率が３０％、イエローのドット記録率が４０％とすると、マゼンタとシアンとイエローの合計のドット記録率は１２０％となる。ここで、マゼンタとシアンとイエローとを等量混ぜたときの色はブラックとほぼ等しくなるので、吐出データ生成部９５は、マゼンタとシアンとイエローのドット記録率のうち１０％ずつをブラックで置き換える。具体的には、吐出データ生成部９５は、ブラックのドット記録率を１０％とし、ブラックのドット記録率に対応する値を他の色のドット記録率からそれぞれ引く。具体的には、吐出データ生成部９５は、ブラックのドット記録率１０％を引いて、マゼンタのドット記録率を４０％（＝５０−１０％）、シアンのドット記録率を２０％（＝３０−１０％）、イエローのドット記録率を３０％（＝４０−１０％）とする。その結果、ブラックとマゼンタとシアンとイエローの合計のドット記録率は１００％となる。吐出データ生成部９５は、合計のドット率から１００％を引き、２（＝インクの数−１）で割ることで、このブラックのドット記録率の１０％を得る。
【００４３】
続くステップＳ１２４では、変数ｎに１を代入する。ｎの値は、インクの色に対応しており、本実施形態では、１がブラック、２がマゼンタ、３がシアン、４がイエローに対応している。この順番は、明度の低い順番であり、予め決定されている。なお、ホワイトインク、クリアインクには、対応するｎの値はない。明度の低い順番にドットを割り当てると、色再現性を良くすることができる。
【００４４】
ステップＳ１２６では、吐出データ生成部９５は、ｎ番目までのインクの合計のドット記録率の換算値と、ディザマスク閾値とを比較する。（ｎ番目までのインクの合計のドット記録率の換算値）＞（ディザマスク閾値）の場合には、ステップＳ１２８に移行し、ｎ番目までのインクの合計のドット記録率＞ディザマスク閾値、を満たすボクセルにドットを発生させる。ただし、吐出データ生成部９５は、ボクセルにｎ−１番目までのインクのドットを既に発生させている場合には、そのボクセルには、インクを発生させない。この処理については、後述する。
【００４５】
ステップＳ１３０では、吐出データ生成部９５は、ｎ≧Ｎを満たすか否かを判断する。Ｎは、ホワイトインクを除いた着色用インクの数である。本実施形態では、ホワイトインクを除いた着色用インクは、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４個であるため、Ｎ＝４である。ｎ≧Ｎを満たさない場合には、吐出データ生成部９５は、ステップ１３２に移行して、ｎに１を加え、ステップＳ１２６に移行する。すなわち、吐出データ生成部９５は、次の色について、ステップＳ１２６の処理を実行する。ｎ≧Ｎを満たす場合には、すなわち、吐出データ生成部９５は、全ての色についてドットの発生を完了した場合、処理をステップＳ１４０に移行する。
【００４６】
ステップＳ１４０では、吐出データ生成部９５は、着色用インクのドットが割り当てられていない非割り当てボクセル（「空きボクセル」とも呼ぶ。）に、ホワイトインクのドットを割り当てる。非割り当てボクセルが存在しない場合には、吐出データ生成部９５は、ホワイトインクのドットを割り当てない。なお、吐出データ生成部９５は、ホワイトインクの代わりにクリアインクのドットを割り当てても良い。
【００４７】
図８は、ステップＳ１２６、Ｓ１４０で行われる処理を模式的に示す説明図である。この例では、説明を簡単にするため、ディザマスクＤＭの大きさを４×４の大きさとしている。実際には、６４×６４、１２８×１２８のように、本実施形態で説明するよりも大きなディザマスクが用いられる。また、この例では、説明の都合上、図７のステップＳ１２２で正規化された各色のドット記録率を、ブラック１５％、マゼンタ３０％、シアン３５％、イエロー１０％としている。
【００４８】
ディザマスクＤＭは、４×４の大きさであり、ディザマスクＤＭの１６個のボクセルには、１から１６の異なる閾値が予め決められている。なお、図８の右上の４×４のセルに付せられたａ〜ｐのアルファベットは、ディザマスクＤＭ中のボクセルを指定するために付した符号である。
【００４９】
吐出データ生成部９５は、まず、ブラック（ｎ＝１）について、ディザマスクのどのボクセルにドットを割り当てるかを決定する。吐出データ生成部９５は、１番目までの合計ドット記録率を算出する。この例では、ｎ＝１はブラックであり、ブラックのドット記録率は１５％である。次に、吐出データ生成部９５は、１００％を１６とした換算値を算出する。吐出データ生成部９５は、合計ドット記録率の換算値を１６×１５／１００で算出する。この例では、換算値は２．４である。吐出データ生成部９５は、換算値２．４と、１６個のボクセルの閾値とを比較し、閾値が２．４以下であるボクセル、具体的は、ボクセルａ，ｋにブラックのドットを割り当てる。
【００５０】
次に、吐出データ生成部９５は、まず、マゼンタ（ｎ＝２）について、ディザマスクのどのボクセルにドットを割り当てるかを決定する。吐出データ生成部９５は、２番目までの合計ドット記録率を算出する。この例では、ｎ＝２はマゼンタであり、マゼンタのドット記録率は３０％である。したがって、２番目までの合計ドット記録率は、４５％（＝１５＋３０％）となる。次に、吐出データ生成部９５は、１００％を１６とした換算値を算出する。吐出データ生成部９５は、合計ドット記録率の換算値を１６×４５／１００で算出する。この例では、換算値は７．２である。吐出データ生成部９５は、換算値７．２と、１６個のボクセルの閾値とを比較し、閾値が７．２以下であるボクセルのうち、ブラックのドットが割り当てられていないボクセル、具体的は、ボクセルｃ，ｆ，ｈ，ｉ，ｐにマゼンタのドットを割り当てる。
【００５１】
以下、吐出データ生成部９５は、シアン（ｎ＝３）、イエロー（ｎ＝４）の場合について、同様に、ボクセルにドットを割り当てる。この例では、吐出データ生成部９５は、ボクセルｂ，ｄ，ｊ，ｌ，ｎにシアンのドットを割り当て、ボクセルｏにイエローのドットを割り当てる。
【００５２】
この割り当てでは、ボクセルｇ，ｍには、ブラック，マゼンタ，シアン，イエローのドットが割り当てられていない。吐出データ生成部９５は、ステップＳ１４０の処理で、このボクセルｇ，ｍに、ホワイトインクのドットを割り当てる。
【００５３】
以上の処理の後、ホストコンピューター９０のＣＰＵは、図４に戻って、ステップＳ１７０以降の処理を行う。ステップＳ１７０では、吐出データ生成部９５は、立体物造形装置１０に送る造形データＦＤを生成する。
【００５４】
ホストコンピューター９０は、この造形データＦＤを所定のタイミングで立体物造形装置１０に出力する。図９は、立体物造形装置１０が実行する造形処理を示すフローチャートである。この処理は、立体物造形装置１０がホストコンピューター９０から造形データＦＤを受け取ることで開始される。図９の処理を開始すると、処理制御部１５は、変数ｑに１を代入する（ステップＳ２００）。ｑは、何層目かを示す変数であり、ｑが１である場合は、ｚ方向の下側から１層目を意味する。続くステップＳ２１０では、処理制御部１５は、位置変化機構１７に指示して、造形台４５を１層目の造形体を形成する高さに移動させる。ステップＳ２２０では、インク吐出データ（造形データＦＤ）に基づいて、第１層目の造形体を形成する。具体的には、処理制御部１５は、ノズル列３３〜３８のノズルＮｚから、各種インクを造形台４５の上に吐出させ、その後、硬化ユニット６１を用いてインクを固化させてドットＤＴを形成する。ステップＳ２３０では、処理制御部１５は、ｑ≧Ｑか否かを判断する。Ｑは、立体物Ｏｂｊを構成する造形体の層の数である。ｑ≧Ｑであれば、１層目からＱ層目までの全ての造形体の生成が終了し、立体物Ｏｂｊの生成が完了しているため、処理制御部１５は、処理を終了する。一方、ｑ＜Ｑの場合には、ステップＳ２４０に移行して、変数ｑに１を加えステップＳ２１０に移行する。２回目以降のステップＳ２１０では、位置変化機構１７は、造形台４５を、ドットＤＴの高さＬｚだけ造形台４５を下げる。その後ステップＳ２２０に移行し、ステップＳ２３０でｑ≧Ｑを満たすまで同様の処理を繰り返す。
【００５５】
この実施形態によれば、吐出データ生成部９５は、色変換処理をするときに、正規化処理をするので、着色用インクおよび造形用インクを用いた造形の単位厚さ以下に制限できる。その結果、インクを固化したときの大きさが、造形しようとする立体物Ｏｂｊの大きさを超えて大きくなることを抑制できる。その結果、形状再現性を維持しつつ色再現性を良く出来る。
【００５６】
また、この実施形態によれば、吐出データ生成部９５は、着色領域の全てのボクセルを、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー、ホワイトのいずれかのドットで埋める。すなわち、薄い色の場合、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインクの使用量が少なくなっても、ホワイトのインクのドットで補充するので、形状再現性と、色再現性の両立が可能となる。
【００５７】
この実施形態によれば、明度の低い着色用インクのドットを先に割り当てるように、優先順位を高くするので、色再現性をさらに良く出来る。なお、必ずしも明度の低い着色用インクのドットを先に割り当てなくてもよい。
【００５８】
・第２実施形態
第１実施形態では、ノズルＮｚから吐出されるドットの大きさについては、言及せず、同じ大きさであるものとして説明した。この第２実施形態では、ノズルＮｚは、大ドット，中ドット，小ドットの３種の大きさのドットを吐出可能である。立体造形装置１０は、その駆動信号生成部３１が生成する駆動波形信号を変えることにより、大ドット，中ドット，小ドットの打ち分けが可能である。
【００５９】
図１０は、他の実施形態におけるドットの大きさを示す説明図である。小ドット（Ｓドット）は、Ｌｘ×Ｌｙ×Ｌｚの大きさを有しており、中ドット（Ｍドット）は、Ｌｘ×Ｌｙ×２Ｌｚの大きさを有しており、大ドット（Ｌドット）は、Ｌｘ×Ｌｙ×３Ｌｚの大きさを有している。大ドット，中ドット，小ドットの大きさの比は、３：２：１である。すなわち、従って、中ドットに小ドットを重ねて打てば、大ドットと同じ大きさとなる。また、小ドット３個を重ねて打つ、あるいは小ドットに中ドットを重ねて打てば（図示せず）、大ドットの大きさになる。
【００６０】
図１１は、吐出データ生成部９５が行う色彩値の割り当て処理のフローチャートである。図７の示すフローチャートとの違いは、ステップＳ１２２の後にステップＳ１２３を有する点及びステップＳ１２８、１４０の代わりにステップＳ１２９、Ｓ１４１を備える点である。以下、相違点について説明する。
【００６１】
ステップＳ１２３では、吐出データ生成部９５は、ドットサイズ毎のドット記録率を算出する。図１２は、吐出データ生成部９５が行うステップＳ１２３の処理を模式的に示すグラフの一例である。図１２の横軸は、ステップＳ１２２で得られた正規化されたドット記録率であり、縦軸は、大ドット，中ドット，小ドットのそれぞれのドット記録率を示す。吐出データ生成部９５は、正規化されたドット記録率を算出すると、図１２のグラフに従って、大ドット，中ドット，小ドットのそれぞれのドット記録率を算出する。なお、この実施形態では、大ドット，中ドット，小ドットの大きさの比は、３：２：１であるので、正規化されたドット記録率＝トータルの記録率＝大ドットの記録率＋中ドットの記録率／２＋小ドットの記録率／３となっている。図１２に示したグラフは一例であり、色やドットサイズの比が異なれば、そのグラフの形状も異なる。また、全ての色の大ドットの記録率の和、及び、全ての色の大ドットの記録率の和＋全ての色の中ドットの記録率／２の和が１００％を越えないように、各色のドットサイズ別のドット記録率に変換グラフが作成される。
【００６２】
図１３，１４は、吐出データ生成部９５が行う図１１のステップＳ１２９のドットの発生処理の一例を示す説明図である。図１３は、大ドット、中ドットの割り当てを示し、図１４は、小ドットの割り当てを示している。なお、図１３，１４では、説明の都合上、色毎の大〜小ドットのドット記録率は示していない。また、大〜小ドットのドット記録率は、図１２のグラフの値と整合性がとれているわけではない。図８で説明したのと同様に、ｎ番目までの合計ドット記録率の換算値と、ディザマスクの閾値とを比較して、ボクセルをドットで埋めていく。このときの順番は、ブラックの大ドット（ｎ＝１）⇒マゼンタの大ドット（ｎ＝２）⇒シアンの大ドット（ｎ＝３）⇒イエローの大ドット（ｎ＝４）⇒ブラックの中ドット（ｎ＝５）⇒マゼンタの中ドット（ｎ＝６）⇒シアンの中ドット（ｎ＝７）⇒イエローの中ドット（ｎ＝８）⇒ブラックの小ドット（ｎ＝９）⇒マゼンタの小ドット（ｎ＝１０）⇒シアンの小ドット（ｎ＝１１）⇒イエローの小ドット（ｎ＝１２）の順番である。ドットの大きい状態の吐出の優先順位を明度の低い着色用インクの優先順位よりもさらに高くする理由は、より色再現性を向上させることが出来るからである。本実施形態では、全ての色の大ドットの記録率の和、及び、全ての色の大ドットの記録率の和＋全ての色の中ドットの記録率／２の和が１００％を越えないように、各色のドットサイズ別のドット記録率に変換グラフが作成されているので、図１３に示すｎ＝８のイエローの中ドットの割り当てまでは、図６で説明したときと同様に、空きボクセルに各色の大ドット、中ドットを割り当てることが出来る。図１３の例では、イエローの中ドットを割り当てた後、ボクセルｇ，ｍ，ｏの３つのボクセルにドットが割り当てられていない。
【００６３】
図１４では、吐出データ生成部９５は、先ず、ｎ＝９のブラックの小ドットを割り当てる。９番目のインクまでのドット記録率の合計の換算値と、ディザマスクＤＭの閾値との比較から、ブラックの小ドットを割り当てる。この例では、ブラックの小ドットを割り当てるボクセルは存在しないため、吐出データ生成部９５は、ブラックの小ドットを割り当てない。
【００６４】
次に、吐出データ生成部９５は、ｎ＝１０のマゼンタの小ドットを割り当てる。１０番目のインクまでのドット記録率の合計の換算値と、ディザマスクＤＭの閾値との比較から、吐出データ生成部９５は、マゼンタの小ドットをボクセルｇ，ｏに割り当てる。
【００６５】
次に、吐出データ生成部９５は、ｎ＝１１のシアンの小ドットを割り当てる。この例では、１１番目のインクまでのドット記録率の合計が１００％を越えるため、吐出データ生成部９５は、以下のように、ドットを割り当てる。吐出データ生成部９５は、ｎ＝８まで、大ドットから中ドットまでのインクのドット記録率の合計値にｎ＝１１のシアンの小ドットのドット記録率を加え、その換算値とディザマスクＤＭの閾値とを比較し、既に大ドット、中ドットが割り当てられているボクセルを除いたボクセルにシアンの小ドットを割り当てる。この段階では、割り当てるボクセルが重複してもよい。その後、ドットが割り当てられていないボクセルがあれば、重複して小ドットが割り当てられたボクセルのうち、ディザマスクＤＭの閾値の大きいボクセルに割り当てられた小ドットを、ドットが割り当てられていないボクセルに割り当て直す。この例では、吐出データ生成部９５は、先ず、シアンの小ドットを、ボクセルｇ，ｏに割り当てられる。しかし、ボクセルｍには、ドットが割り当てられていない。そのため、吐出データ生成部９５は、ボクセルｇ，ｏのうち大きな閾値を有するボクセルｇに割り当てられたシアンの小ドットをボクセルｍに割り当て直す。
【００６６】
次に、吐出データ生成部９５は、ｎ＝１２のイエローの小ドットを割り当てる。この場合、ドットが割り当てられていないボクセルが存在しないので、吐出データ生成部９５は、同様に、ｎ＝８までの中ドットのインクまでのドット記録率の合計値にｎ＝１２のイエローの小ドットのドット記録率を加え、その換算値とディザマスクＤＭの閾値とを比較し、既に大ドット、中ドットが割り当てられているボクセルを除いたボクセルにイエローの小ドットを重ねて割り当てる。吐出データ生成部９５は、先ず、イエローの小ドットを、ボクセルｇ，ｏに割り当てる。次に、吐出データ生成部９５は、３つの小ドットが割り当てられているボクセルが存在するか否かを判断する。ボクセルｏには、マゼンタとシアンとイエローの３つの小ドットのインクが割り当てられているので、最後に割り当てられたイエローのドットを、１つの小ドットしか割り当てられていないボクセルのうち、ディザマスクＤＭの閾値の小さなボクセルに順番に割り当て直す。この例では、吐出データ生成部９５は、ボクセルｏのイエローの小ドットを、ボクセルｍに割り当て直す。吐出データ生成部９５は、この処理を３つの小ドットのインクが割り当てられているドットが無くなるまで、繰り返す。なお、３つの小ドットのインクが割り当てられているドットが存在しても、他のボクセルが、大ドットを割り当てられているボクセル、中ドットを割り当てられているボクセルを除いたボクセルに、２つの小ドットが割り当てられているボクセルしか存在しない場合には、吐出データ生成部９５は、割り当て直ししない。割り当て直しても、割当のボクセルが、３つの小ドットを有することになるからである。
【００６７】
次に、吐出データ生成部９５は、各ボクセルのインク量をほぼ同じにする処理を行う。吐出データ生成部９５は、図１１のステップＳ１４１で、ドット記録率１００に満たないボクセルにホワイトインクのドットを割り当てる。具体的には、吐出データ生成部９５は、中ドットが割り当てられたボクセルには、ホワイトインクの小ドットを重ねて割り当て、小ドットが１個割り当てられたボクセルには、ホワイトインクの中ドットを重ねて割り当て、小ドットが２個割り当てられたボクセルには、ホワイトインクの小ドットを重ねて割り当てる。これにより、全てのボクセルの大きさは、大ドットの大きさとほぼ等しく出来る。
【００６８】
以上、この実施形態によれば、着色用インクで形成されるドットの大きさが異なっても、第１実施形態と同様に、形状再現性を維持しつつ、色再現性を良く出来る。
【００６９】
この形態によれば、明度の低い着色用インクの優先順位を高くするので、色再現性を良く出来る。
【００７０】
この実施形態によれば、ドットの大きい状態の吐出の優先順位を明度の低い着色用インクの優先順位よりもさらに高くするので、色再現性をさらに向上することが出来る。
【００７１】
・その他変形例：
例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ホワイトインク、ブラックインク及び、クリアインク以外の液体を使用する立体物造形装置にも、本技術を適用可能である。例えば、グレーインク、メタリックインク（金属光沢を発現するインク）、等も使用可能である。むろん、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ホワイトインク、ブラックインク、グレーインク、メタリックインク、クリアインクの一部を使用しない立体物造形装置にも、本技術を適用可能である。ドット形成部により形成される複数種のドットは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイト、グレー、及び、メタリックの内の一種類以上の色のドットを含んでもよい。
【００７２】
ヘッドユニットから吐出されるインクは、熱可塑性樹脂等といった熱可塑性の液体でもよい。この場合、ヘッドユニットは、液体を加熱して溶融状態で吐出してもよい。また、硬化ユニットは、立体物造形装置においてヘッドユニットからの液体によるドットが冷却されて固化する部位でもよい。本技術において、「硬化」は「固化」を含む。また、造形用インクと支持用インクとで異なった種類の硬化・固化プロセスを有する液体を用いても良い。例えば、造形用インクに紫外線硬化型樹脂を用いて支持用インクに熱可塑性樹脂を用いてもよい。
【００７３】
硬化ユニット６１は、キャリッジに搭載されてもよい。
【００７４】
造形処理装置は、層状に敷き詰められた粉体を硬化性の液体により固めることで造形層を形成し、形成された造形層を積層することで立体物を造形してもよい。
【００７５】
また、立体物造形装置は、液体を吐出してドットを形成するインクジェット方式の装置に限定されず、紫外線硬化型液体樹脂を満たした槽に紫外線レーザーを照射して硬化ドットを形成する光造形方式の装置、粉末材料に高出力のレーザー光を当てて焼結ドットを形成する粉末焼結積層方式の装置、等でもよい。
【００７６】
なお、上記各実施形態では、１層で形状が平坦になるように、ドットを形成しているが、２層で平坦となるように、ドットを形成してもよい。例えば、２層で平坦にする場合、１層目を形成した段階で凹凸があっても良い。そして、１層目を形成したときに凸となった位置については、２層目を形成するときに凹となるようにドットを形成し、１層目を形成したときに凹となった位置については、２層目を形成するときに凸となるようにドットを形成してもよい。凸と凹とが相殺して、平坦にできる。なお、３層以上の層で平坦となるようにしてもよい。
【００７７】
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…立体物造形装置    １３…ヘッドユニット    １５…処理制御部    １６…記憶部    １７…位置変化機構    ３０…記録ヘッド    ３３〜３９…ノズル列    ４０…筐体    ４１…キャリッジ    ４５…造形台    ４８…インクカートリッジ    ６１…硬化ユニット    ７１…昇降機構駆動モーター    ７２…キャリッジ駆動モーター    ７３…キャリッジ駆動モーター    ７４…硬化ユニット駆動モーター    ７５〜７８…モータードライバー    ７９ａ…造形台昇降機構    ７９ｂ、７６ｃ、７６ｄ…ガイド    ９０…ホストコンピューター    ９１…操作部    ９２…モデルデータ生成部    ９３…造形データ生成部    ９４…領域決定部    ９５…吐出データ生成部    １００…立体物造形システム    ＤＴ…ドット    Ｄａｔ…モデルデータ    ＦＤ…造形データ    ＬＱ…液滴    Ｎｚ…ノズル    Ｏｂｊ…立体物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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