(57)【要約】【課題】  シンプルな装置構成を採りながらも立体造形ワークの表面に任意のカラー着色が精緻に施せる新規な３Ｄプリンタとこれに用いる表面加色装置を提供する。【解決手段】  本発明の３ＤプリンタＰは、ノズルヘッド１０から吐出するフィラメント１２を積層して立体造形ワークを形成する３Ｄプリンター部１と、プリントヘッドから異なる複数色のインクを噴射してカラー印刷を行うインクジェット式カラープリンター部２とに共用されるワークテーブルＷＴを具え、該ワークテーブルＷＴは、３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２との間を移動自在に設けられ、且つワークテーブルＷＴ上の立体造形ワークは、インクジェット式カラープリンター部２による加色処理を受ける際に所定の基準位置に保持される構造であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルヘッドから吐出するフィラメントを積層して立体造形ワークを形成する３Ｄプリンター部と、プリントヘッドから異なる複数色のインクを噴射してカラー印刷を行うインクジェット式カラープリンター部とが、同一フレーム内に設けられた加色処理を伴った３Ｄプリンタであって、
前記３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部とは、製作すべき製品形態の制御データを３Ｄモデルデータから取得し、
３Ｄプリンター部は、その制御データに基づき、ノズルヘッドからのフィラメントの吐出をコントロールして適宜の三次元形状の立体造形ワークを形成し、
一方、インクジェット式カラープリンター部は、その制御データに基づき加色すべき範囲、色彩を含むインクの噴射状態をコントロールして、造形された立体造形ワークの表面に所定の加色処理を行うものであり、
更に前記３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部とは、これらに共用されるワークテーブルを具え、該ワークテーブルは、３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部との間を移動自在に設けられ、且つワークテーブル上の立体造形ワークは、インクジェット式カラープリンター部による加色処理を受ける際に所定の基準位置に保持される構造であることを特徴とする、加色処理を伴った３Ｄプリンタ。
【請求項２】
前記３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部とは、加色処理を伴った３Ｄプリンタを構成するメインフレームの上方に一定の間隔を隔てて配置され、
一方、前記ワークテーブルは、当該メインフレームに対して昇降自在に設けられた昇降フレームにおいて、３Ｄプリンター部及びインクジェット式カラープリンター部の配置方向に沿って移動自在に構成されることを特徴とする請求項１記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタ。
【請求項３】
前記加色処理を受ける立体造形ワークは、３Ｄプリンター部による一層または複数層が積層形成される毎に、前記ワークテーブルに載せられて３Ｄプリンター部の下方からインクジェット式カラープリンター部の下方に移送され、インクジェット式カラープリンター部による加色処理を受けることを特徴とする請求項１または２記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタ。
【請求項４】
前記３Ｄプリンター部における立体造形用のノズルヘッドは、形状作成用の樹脂を吐出するメインノズルと、完成後に立体造形物から除去する樹脂を吐出するサブノズルとを具えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタ。
【請求項５】
前記加色処理を受ける立体造形ワークは、三次元造形工程が全て完了した立体造形ワークであり、この立体造形ワークは、治具作用を担うワークホルダに保持されて、加色処理を受けるものであり、
また、当該ワークホルダは、立体造形ワークをワークテーブルの上方で適宜の姿勢に保持するものであり、
ワークホルダに保持された三次元造形済みの立体造形ワークは、ワークホルダをワークテーブルにおける所定位置に配した状態で、ワークテーブルをインクジェット式カラープリンター部の下方に移動させて立体造形ワークを所定の基準位置に保持して、加色処理が行われることを特徴とする請求項１または２記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタ。
【請求項６】
前記制御データは、３Ｄモデルデータを基に作成された、装置各部の作動をコントロールする装置制御データ、カラー着色を行う場合の２Ｄ画像データを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタ。
【請求項７】
プリントヘッドから異なる複数色のインクを噴射してカラー印刷を行うインクジェット式カラープリンター部と、昇降フレーム上でインクジェット式カラープリンター部に対して前後動するワークテーブルとを具え、ワークテーブル上にピッチング軸、ローリング軸を具えた治具作用を担うワークホルダを固定し、このワークホルダによって立体造形ワークを適宜の姿勢に保持し、３Ｄモデルデータを基に作成された、装置各部の作動をコントロールする装置制御データと、同じ３Ｄモデルデータを基に作成されたカラー着色を行う場合の２Ｄ画像データを使用して立体造形ワークへの加色処理を行うようにしたことを特徴とする表面加色装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３Ｄプリンタに関するものであり、特にシンプルな装置構成を採りながらも立体造形ワークの表面に任意のカラー着色が精緻に施せるようにした、新規な加色処理を伴った３Ｄプリンタ並びにこれに用いる表面加色装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なプリンターは紙や平面等に文字等を二次元的に印刷するものであるが、近年、樹脂などで所望の三次元形状に立体造形できる３Ｄプリンタが普及してきている（例えば特許文献１〜３参照）。
この種の３Ｄプリンタとしては、従来、例えば熱溶解積層方式、インクジェット方式などが存在するが、以下のような問題があった。
【０００３】
まず従来の熱溶解積層方式の３Ｄプリンタはノズルごとに単色の材料を使用するものであり、単色または数種類の色の材料しか使用できず、立体造形物の色の表現力が少ないことが問題であった。
また、インクジェット方式の３Ｄプリンタは、バインダーとカラーインクを使用して立体カラー造形を行うものであり、装置が複雑で高価となることが問題であった。また、使用できる材料の種類が少ないことも問題であった。
また、フラットベッドインクジェットプリンタは、平面の画像データを使用して平面的な着色を行うものであるが、平面の画像データしか使用できないため、立体造形ワークの着色には不向きで、一つの面のみへの着色など限られた面の着色しか行えないことが問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１５８２２８号公報（米国特許５１２１３２９号公報）
【特許文献２】特開平８−４８０３１号公報（特許第２７５７８３３号公報）
【特許文献３】特開２００９−１８４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、一般家庭用（非事業用）のコンパクトな構造でありながらも、種々の立体造形ワークの表面に綺麗で精緻なカラー着色が施せるようにした、新規な加色処理を伴った３Ｄプリンタ並びにこれに用いる表面加色装置の開発を技術課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
まず請求項１記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタは、
ノズルヘッドから吐出するフィラメントを積層して立体造形ワークを形成する３Ｄプリンター部と、プリントヘッドから異なる複数色のインクを噴射してカラー印刷を行うインクジェット式カラープリンター部とが、同一フレーム内に設けられた加色処理を伴った３Ｄプリンタであって、
前記３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部とは、製作すべき製品形態の制御データを３Ｄモデルデータから取得し、
３Ｄプリンター部は、その制御データに基づき、ノズルヘッドからのフィラメントの吐出をコントロールして適宜の三次元形状の立体造形ワークを形成し、
一方、インクジェット式カラープリンター部は、その制御データに基づき加色すべき範囲、色彩を含むインクの噴射状態をコントロールして、造形された立体造形ワークの表面に所定の加色処理を行うものであり、
更に前記３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部とは、これらに共用されるワークテーブルを具え、該ワークテーブルは、３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部との間を移動自在に設けられ、且つワークテーブル上の立体造形ワークは、インクジェット式カラープリンター部による加色処理を受ける際に所定の基準位置に保持される構造であることを特徴として成るものである。
【０００７】
また請求項２記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタは、前記請求項１記載の要件に加え、
前記３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部とは、加色処理を伴った３Ｄプリンタを構成するメインフレームの上方に一定の間隔を隔てて配置され、
一方、前記ワークテーブルは、当該メインフレームに対して昇降自在に設けられた昇降フレームにおいて、３Ｄプリンター部及びインクジェット式カラープリンター部の配置方向に沿って移動自在に構成されることを特徴として成るものである。
【０００８】
また請求項３記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタは、前記請求項１または２記載の要件に加え、
前記加色処理を受ける立体造形ワークは、３Ｄプリンター部による一層または複数層が積層形成される毎に、前記ワークテーブルに載せられて３Ｄプリンター部の下方からインクジェット式カラープリンター部の下方に移送され、インクジェット式カラープリンター部による加色処理を受けることを特徴として成るものである。
【０００９】
また請求項４記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタは、前記請求項１から３のいずれか１項記載の要件に加え、
前記３Ｄプリンター部における立体造形用のノズルヘッドは、形状作成用の樹脂を吐出するメインノズルと、完成後に立体造形物から除去する樹脂を吐出するサブノズルとを具えることを特徴として成るものである。
【００１０】
また請求項５記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタは、前記請求項１または２記載の要件に加え、
前記加色処理を受ける立体造形ワークは、三次元造形工程が全て完了した立体造形ワークであり、この立体造形ワークは、治具作用を担うワークホルダに保持されて、加色処理を受けるものであり、
また、当該ワークホルダは、立体造形ワークをワークテーブルの上方で適宜の姿勢に保持するものであり、
ワークホルダに保持された三次元造形済みの立体造形ワークは、ワークホルダをワークテーブルにおける所定位置に配した状態で、ワークテーブルをインクジェット式カラープリンター部の下方に移動させて立体造形ワークを所定の基準位置に保持して、加色処理が行われることを特徴として成るものである。
【００１１】
また請求項６記載の、加色処理を伴った３Ｄプリンタは、前記請求項１から５のいずれか１項記載の要件に加え、
前記制御データは、３Ｄモデルデータを基に作成された、装置各部の作動をコントロールする装置制御データ、カラー着色を行う場合の２Ｄ画像データを含むことを特徴として成るものである。
【００１２】
また請求項７記載の表面加色装置は、
プリントヘッドから異なる複数色のインクを噴射してカラー印刷を行うインクジェット式カラープリンター部と、昇降フレーム上でインクジェット式カラープリンター部に対して前後動するワークテーブルとを具え、ワークテーブル上にピッチング軸、ローリング軸を具えた治具作用を担うワークホルダを固定し、このワークホルダによって立体造形ワークを適宜の姿勢に保持し、３Ｄモデルデータを基に作成された、装置各部の作動をコントロールする装置制御データと、同じ３Ｄモデルデータを基に作成されたカラー着色を行う場合の２Ｄ画像データを使用して立体造形ワークへの加色処理を行うようにしたことを特徴として成るものである。
【発明の効果】
【００１３】
まず請求項１記載の発明によれば、３Ｄプリンター部とインクジェット式カラープリンター部とにおいて共用されるワークテーブルが、これらの部位間を移動自在に設けられるため、３Ｄプリンタの全体構成がシンプルに且つ小型化でき、装置のコンパクト化を達成する。また狭い場所でも設置することができ、個人需要の加色処理を伴った３Ｄプリンタに適する構造と言える。
また、立体造形ワークは、加色処理を受ける際、所定の基準位置に保持されるため、正確で精緻な加色が施せる。
【００１４】
また請求項２記載の発明によれば、ワークテーブルが昇降自在に構成されるため、３Ｄプリンター部（ノズルヘッド）及びインクジェット式カラープリンター部（プリントヘッド）については、上下方向に移動させる必要がなく（高さ方向に移動する機構を持たせなくて済み）、全体の装置構造をよりシンプルなものにできる。
また、ワークテーブルが昇降自在に構成されると、適宜の高さ毎に立体造形ワークを着色して行く作業に適し、立体造形ワークをより正確に且つより精緻にカラー着色を行うことができる。
【００１５】
また請求項３記載の発明によれば、立体造形ワークを一層または複数層ずつ造形した後、この造形部分にカラー着色を施す動作を繰り返し行うため（層毎加色）、造形した毎の着色がスムーズに且つ精緻に行える。例えば胴体の外側に、幾らかの間隔をあけて腕を位置させるようなフィギュアを造形・着色する場合には、完成状態で胴の一部が腕の奥側に入ってしまい、造形完成後の表面着色が行い難いことが考えられるが、本発明では、このような立体造形ワークの胴体にも綺麗に且つ精緻な着色を施すことができる。
【００１６】
また請求項４記載の発明によれば、立体造形用のノズルヘッドが、メインノズルとサブノズルを具えるため、例えば造形の当初は、専らサブノズルからフィラメント（サブフィラメント）を吐出させ、立体造形ワークの土台となる基部を造形した後、次いでメインノズルからフィラメント（メインフィラメント）を吐出させ、この土台（基部）の上に立体造形ワークを造形して行くことが可能となり、二種類のフィラメントが冷却固化した後、サブフィラメントで形成した土台（基部）を立体造形ワークから容易に分離でき、綺麗な立体造形ワークが得られるものである。
また、完成後に切り放すことが好ましい部分、例えば腕を挙げたフィギュアを作成する場合には、最終形状が完成するまで作成中の腕を安定的に支えるサポートが必要になることがあるが、このようなサポートをサブノズルから吐出するサブフィラメントで形成すれば、造形後のサポートの除去が容易に且つ綺麗に行える。逆に言えば、このようなサポートまでをメインノズルから吐出するメインフィラメントで形成した場合には、造形後のサポートの除去が極めて面倒な作業となる。
【００１７】
また請求項５記載の発明によれば、三次元的な立体造形が全て完了した未着色状態の立体造形ワークの表面にカラーインクで着色するため（表面加色）、造形時の層に関係なく、加色処理を施すことができる。
【００１８】
また請求項６記載の発明によれば、制御データとして３Ｄモデルデータを基に作成された、装置各部の作動をコントロールする装置制御データ、カラー着色を行う場合の２Ｄ画像データを含むため、３Ｄモデルデータに対応した装置の作動状況が円滑に且つ瞬時に決定され、２Ｄ画像データに応じた合理的な加色処理が行える。
【００１９】
また請求項７記載の発明によれば、３Ｄプリンター部を伴わないインクジェット式カラープリンター部を表面加色装置として市場に提供することができる。すなわち３Ｄプリンターの機能を持たない部位を単独の表面加色装置として市場に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】加色処理を伴った３Ｄプリンタを骨格的に示す斜視図である。
【図２】同上、３Ｄプリンタの概略を全体的に示す側面図である。
【図３】立体造形ワークを適宜の高さずつ造形した後、この造形部分にカラー着色を施す動作（造形と着色）を繰り返し行うようにした場合（層毎加色）において、インクジェット式カラープリンター部でカラー出力するための２Ｄ画像データの作成方法を示す説明図である。
【図４】層毎加色の場合における３Ｄプリンター部及びインクジェット式カラープリンター部の制御プログラム（制御方法）を示すフローチャートである。
【図５】三次元的な立体造形が全て完了した立体造形ワーク（未着色）の表面にカラーインクで着色する場合（表面加色）において、インクジェット式カラープリンター部の様子を示す斜視図である。
【図６】表面加色の場合において、ワークホルダにより適宜の姿勢で保持した立体造形ワークの前後距離と上下距離の算出方法を示す説明図（ａ）、並びに立体造形ワークをワークホルダに強固に取り付けるためのワーク保持機構を示す斜視図（ｂ）である。
【図７】表面加色の場合における制御データの内容（一例）を示す説明図である。
【図８】表面加色の場合における制御プログラム（制御方法）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
【実施例】
【００２２】
本発明の加色処理を伴った３ＤプリンタＰ（以下、単に「３ＤプリンタＰ」とする）は、一例として図１・２に示すように、ノズルヘッド１０（ノズル１１）から吐出するフィラメント１２を積層して立体造形ワークＷを形成する３Ｄプリンター部１（いわゆる熱溶解積層方式）と、プリントヘッドから異なる複数色のインクを噴射して立体造形ワークＷにカラー印刷を行うインクジェット式カラープリンター部２とを具えて成り、これらが同一のフレーム３内に設けられて成る。このため本発明の３ＤプリンタＰは、例えば３Ｄプリンター部１において積層形成した立体造形ワークＷをインクジェット式カラープリンター部２に移送し、ここでその表面に適宜のカラー着色を行うことができる。
なお、立体造形ワークＷは、３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２との間を移動自在に設けられたワークテーブルＷＴに直接または間接的に載置されるものであり、ワークテーブルＷＴは、これら３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２とにおいて共用される。
【００２３】
ここで立体造形ワークＷの表面にカラー印刷による加色処理を施すにあたっては、立体造形ワークＷを適宜の高さ（一層または複数層）ずつ造形した後、この造形部分にカラー着色を施す動作（造形と着色）を繰り返し行うようにした場合と（これを以下「層毎加色」とする）、三次元的な立体造形が全て完了した立体造形ワークＷ（カラー印刷を行っていない未着色の状態）の表面にカラー着色を施す場合とがあり（これを以下「表面加色」とする）、以下の説明では、層毎加色を実施例１、表面加色を実施例２として説明する。
【００２４】
〔実施例１〕
３Ｄプリンター部１は、製作すべき製品形態の制御データ（３Ｄモデルデータを基に作成した立体造形制御データ）に基づき、ノズル１１からのフィラメント１２の吐出をコントロールして適宜の三次元形状の立体造形ワークＷを形成するものであり、例えばフィラメント１２は、上記図２に示すように、フレーム３に回転自在に保持されたリール１３に巻き取られた状態で保持され、ここからノズル１１に順次繰り出し得るように構成される。
なお、３Ｄプリンター部１（ノズルヘッド１０）は、フレーム３に対し、当該３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２との配置方向（これを前後方向またはＹ方向とする）と、これに直交する方向（ワークテーブルＷＴに平行であり、これを横方向またはＸ方向とする）とに摺動自在に支持される。因みに、前後方向の前後については、インクジェット式カラープリンター部２の方を前方とし、３Ｄプリンター部１の方を後方とする。またワークテーブルＷＴは、このものを支持する昇降フレーム３２によって昇降自在に構成されるものであり、この方向を上下方向またはＺ方向とする。
【００２５】
造形材料となるフィラメント１２としては、例えば熱可塑性樹脂透過色材料の適用が好ましく、これにより立体造形ワークＷを下側や横方向などインクジェット式カラープリンター部２によりカラー印刷された面とは違う方向から見た場合でも着色を確認することが出来る。このような材料として例えばポリエステル系やポリアミド系合成繊維系の樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、例えばＰＥＴＧ透明色や白色ＰＬＡ樹脂などが挙げられる。
【００２６】
また、フィラメント１２を吐出するノズルヘッド１０は、立体造形ワークＷそのものの形状を作成するためのフィラメント（これをメインフィラメントとする）を吐出するメインノズルと、製作完了後に上記立体造形ワークＷから除去するフィラメント（いわゆる捨て材であり、これをサブフィラメントとする）を吐出するサブノズルとを具えることが好ましく、更にはこれらメインフィラメント及びサブフィラメントは、冷却固化後に分離し易い素材を選択することが好ましい。
これにより、例えば造形の当初は、専らサブノズルを作用させ、立体造形ワークＷの土台となる基部をサブフィラメントで造形した後、次いでメインノズルを作用させ、この土台（基部）の上に立体造形ワークＷを造形して行くことが可能となり、２種類のフィラメントが冷却固化した後、土台（基部）を立体造形ワークＷから容易に分離でき、綺麗な立体造形ワークＷが得られるものである。
また、目的の立体造形ワークＷとして例えば腕を挙げたフィギュアを作成する場合等には、腕部分の最終形状が完成し冷却固化させるまでの間、フィギュアの腕を安定的に支えるサポートが必要になることがあるが、このようなサポートは本来の立体造形ワークＷとは異なるため、これをサブフィラメントで形成すれば、やはり造形後（冷却固化後）のサポートの切り離し除去が容易に行える。逆に言えば、このようなサポートまでをメインフィラメントで形成した場合には、造形後のサポートの除去に極めて時間が掛かり、著しく面倒な作業となる。
因みに、上記のように二種のフィラメント１２を適用する場合には、フィラメント１２を吐出するノズル１１（ノズル本体）のみならず、リール１３も二基必要になる。もちろんフィラメント１２は、三種以上を適用することも可能であり、その数に応じてノズル１１とリール１３も複数基設けるものである。
【００２７】
次に、インクジェット式カラープリンター部２について説明する。
インクジェット式カラープリンター部２は、上記のように製作すべき製品形態の制御データに基づき、加色すべき範囲、色彩を含むインクの噴出状態をコントロールして、造形された立体造形ワークＷの表面に所定の加色処理を行うものである。
このインクジェット式カラープリンター部２は、複数のノズル本体を有するプリントヘッドと、異なる複数色のインクを貯留するインクタンクとを具えて成る（いずれも図示略）。
【００２８】
インクは、フルカラー印刷が行えるように、少なくともＣＭＹＫの四色が必要であり、本実施例ではこれにＬＣ（ライトシアン）及びＬＭ（ライトマゼンタ）を加えた計六色を使用する。
なお、インクジェット式カラープリンター部２は、目的の色を再現するのに、各色のインクを混合してから立体造形ワークＷに噴射するのでなく、各色のインクを各ノズル本体から適宜の濃度で重ね打ちするように噴射するものである。このためインク色の数だけノズル本体も必要になる。
また着色に用いられるカラーインクとしては、主にエコソルベントインクを使用するが、その他のカラーインクも使用可能である。なお、エコソルベントインクは、多くの熱可塑性樹脂を始め、様々な材料に着色することが可能なインクである。
また、インクジェット式カラープリンター部２（プリントヘッド）は、フレーム３に対しＸ方向（横方向）に摺動自在に設けられる。
【００２９】
次に、３ＤプリンタＰのフレーム３について説明する。
フレーム３は、メインフレーム３０とサブフレーム３１とを具えて成り、メインフレーム３０は、その上方に前記３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２とを一定の間隔を隔てて設けるものであり、当該メインフレーム３０は床面等に対し固定状態に設置される。これに対しサブフレーム３１は、立体造形ワークＷ（ワークテーブルＷＴ）を上下動または前後動させるためのフレームであり、これは主にメインフレーム３０に対し移動できるように構成される。
なお、上記のように３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２は、固定状態のメインフレーム３０に配置されるものの、各部は、メインフレーム３０上を摺動自在に構成される。
【００３０】
また、サブフレーム３１は、昇降フレーム３２と前後用フレーム３３とを具えて成り、昇降フレーム３２は、メインフレーム３０に対し３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２との前後方向にわたって設けられ、これがメインフレーム３０に対し昇降自在に構成される。そして、この昇降フレーム３２に対してワークテーブルＷＴが前後動自在に取り付けられ、立体造形ワークＷを載せたワークテーブルＷＴを上下動及び前後動させるものである。
なおワークテーブルＷＴの前後動は、ワークテーブルＷＴを昇降フレーム３２に対し前後方向にスライドさせることで実現しており、このためのフレームが、後述する前後用フレーム３３である。
【００３１】
また、ここでは昇降フレーム３２や前後用フレーム３３等のサブフレーム３１は、フレームと称するものの、枠状ではなく一例として一本のチャンネル材で構成される。もちろん、このような構造の場合、図１に示すように、昇降フレーム３２における３Ｄプリンター部１側の端部ではＸ方向に別のチャンネル材（これも昇降フレーム３２の一種）を組み合わせ、このチャンネル材によってワークテーブルＷＴを安定的に支持するものである。また、上記Ｘ方向に組まれたチャンネル材の両端部は、メインフレーム３０に対し昇降自在に保持されることが好ましく、これにより昇降フレーム３２を円滑に昇降動させる構成となっている。
【００３２】
またメインフレーム３０の設置側基部と、昇降フレーム３２との間には、上下方向に配されたＺ軸３４が設けられ、このＺ軸３４を回転させることで昇降フレーム３２（ワークテーブルＷＴ）をメインフレーム３０に対し昇降動させるものである（いわゆるボールネジ機構）。
ここで本実施例では、Ｚ軸３４は三本設けられており（３Ｄプリンター部１の下方においてＸ方向に配されたチャンネル材の両端部に二本、インクジェット式カラープリンター部２の先端部に一本）、昇降フレーム３２を安定して昇降させる構成となっている。
もちろんＺ軸３４を回転駆動させるＺ軸駆動モータＭｚも各軸毎に計三個設けられ、この三つのＺ軸駆動モータＭｚは同期して回転するように制御される。そして、このＺ軸駆動モータＭｚに連動してＺ軸３４が回転し、ワークテーブルＷＴが平行状態を維持しながら昇降動するように構成されている。
【００３３】
次に、昇降フレーム３２に対してワークテーブルＷＴを前後方向に摺動させる構成について説明する。
まず、昇降フレーム３２に前後スライド用のリニアガイド３５を設けるものであり、このリニアガイド３５でワークテーブルＷＴを支持することにより、ワークテーブルＷＴを前後動自在とする。
すなわち、昇降フレーム３２は、リニアガイド３５を前後摺動させる際のガイドレール（軌道）としても機能するものである。なお、リニアガイド３５とワークテーブルＷＴとの間にはクッション材たるスプリングワッシャ３６を介在させることが好ましく、このスプリングワッシャ３６は、そのクッション性によって、例えばワークテーブルＷＴの移動による振動が生じても、この上に載せた立体造形ワークＷへの振動伝達を防止する効果がある。また、スプリングワッシャ３６を有するリニアガイド３５は、ワークテーブルＷＴの前方寄り（インクジェット式カラープリンター部２寄り）の位置に設けられる。
また、リニアガイド３５よりも後方寄り（３Ｄプリンター部１寄り）の位置に、ワークテーブルＷＴを前進させるための駆動ローラ３７が設けられる。
【００３４】
更にまた、昇降フレーム３２の上方には、前後用フレーム３３が取り付けられ、これにより前後用フレーム３３は、昇降フレーム３２とともに上下動するように構成される。
そして、この前後用フレーム３３の前端部には駆動プーリ３８ｋが設けられるともに、後端部に従動プーリ３８ｉが設けられ、これら両プーリの間に、無端状のベルト３９が巻回される。
なお、駆動プーリ３８ｋはモータＭｂ（これを前後用モータＭｂとする）で、正転及び逆転自在に駆動される。また、ベルト３９の途中は、ワークテーブルＷＴに固定されている。これにより、前後用モータＭｂを回転させることで（これを便宜的に「正転」とする）、駆動プーリ３８ｋを正転させ、ベルト３９を介してワークテーブルＷＴを前進方向に引っ張りインクジェット式カラープリンター部２の方に移動させるものである。また、前後用モータＭｂを逆転させることで、駆動プーリ３８ｋを逆転させ、ベルト３９を介してワークテーブルＷＴを後退方向に引っ張り３Ｄプリンター部１の方に移動させるものである。
【００３５】
ここで駆動ローラ３７と前後用モータＭｂの相違について説明する。
駆動ローラ３７も前後用モータＭｂもワークテーブルＷＴを前進させることができるが、インクジェット式カラープリンター部２での印刷中のときは駆動ローラ３７のみを使用してワークテーブルＷＴを前進させる。逆に言えばインクジェット式カラープリンター部２での印刷を行っていないときに前後用モータＭｂを駆動させて（ベルト３９で引っ張って）、ワークテーブルＷＴを前進させるものである。
なお、ワークテーブルＷＴを最も後退した位置で停止させるには、リミットスイッチを使用するが、ワークテーブルＷＴを最も前進した位置で停止させるには、前後用モータＭｂによって繰り出したベルト３９の長さで制御するものである。
【００３６】
そして、ワークテーブルＷＴが３Ｄプリンター部１寄りに位置する場合には、ワークテーブルＷＴの後端側は、一例として図２に示すように、自重で下方に撓んだ状態となり、これがワークテーブルＷＴと駆動ローラ３７の摩擦を高め、駆動ローラ３７を駆動させた場合に、その駆動がワークテーブルＷＴにスムーズに伝達され（ほとんど滑りを生じることなく伝達され）、ワークテーブルＷＴを円滑に前進させる。また、ワークテーブルＷＴの後端側が自重で下方に撓んだ際には、ワークテーブルＷＴの前端側が多少浮き上がるようになり、前記スプリングワッシャ３６によって、このようなフローティング支持が得易いものである（浮遊状態の支持）。
【００３７】
また、前後用モータＭｂを駆動させて、ワークテーブルＷＴをインクジェット式カラープリンター部２から３Ｄプリンター部１に後退させる場合には、図示のようにベルト３９を介してワークテーブルＷＴの後端部を後方斜め上方に引っ張りながら後退させるため、ワークテーブルＷＴ後端側の下方への撓みを防止でき、極力、ワークテーブルＷＴと駆動ローラ３７との摩擦を低減させた状態で、スムーズにワークテーブルＷＴを後退させることができる。
なお、ワークテーブルＷＴの前進・後退は、立体造形ワークＷをインクジェット式カラープリンター部２と３Ｄプリンター部１との間で移送する場合だけでなく、３Ｄプリンター部１での造形作業中や、インクジェット式カラープリンター部２で着色作業中においても、その作業位置に応じてワークテーブルＷＴを前進・後退させる場合にも行われる。
【００３８】
また、ワークテーブルＷＴには位置検出センサー（ＰＥセンサー）が設けられ、これによりワークテーブルＷＴがインクジェット式カラープリンター部２（プリントヘッドの真下位置）に移動する前にワークテーブルＷＴの移動が検出できるように構成される。
【００３９】
また、インクジェット式カラープリンター部２のプリントヘッド下面には、印刷対象物となる立体造形ワークＷとの距離確認用センサー（ＰＷセンサー）が設置される。更に、ワークテーブルＷＴの先端部にＰＷセンサートリガーを配置するものであり、これはＰＷセンサーが常にワークテーブルＷＴの先端部を検出し、プリントヘッドから立体造形ワークＷ上端部までの上下間隔を常に一定に維持するためである。
なお、ワークテーブルＷＴを支持する昇降フレーム３２は、上記のようにＺ軸３４の回転によって昇降動するが、インクジェット式カラープリンター部２のプリントヘッドは昇降動しないものである（Ｘ方向のみに往復摺動）。またＰＷセンサートリガーはワークテーブルＷＴの先端部で、このものと同期して前後移動するが、ワークテーブルＷＴが上下移動する際にＰＷセンサートリガーは上下移動してはならない。従って、ワークテーブルＷＴが３Ｄプリンター部１の出力位置にあるときはＰＷセンサーホルダーによって固定される。具体的には、ワークテーブルＷＴとＰＷセンサートリガーは磁石によって固定され、ワークテーブルＷＴが上下動する際にはＰＷセンサートリガーとの上下位置関係がずれるようにする。これによりワークテーブルＷＴとＰＷセンサートリガーは、インクジェット式カラープリンター部２で着色出力される際の前後移動は同期し、上下移動は同期せずＰＷセンサーとＰＷセンサートリガーの上下間隔は常に一定に維持することができる。
【００４０】
なお、３Ｄプリンター部１で立体造形ワークＷを造形する際、当然ながらワークテーブルＷＴは３Ｄプリンター部１の下方に位置させて造形を行うものである。この際、ワークテーブルＷＴ上に直接、フィラメント１２を吐出し、ワークテーブルＷＴ上で直接、立体造形ワークＷを積層して行くことも可能であるが（直積層）、完成後の立体造形ワークＷをワークテーブルＷＴから剥がし易くすべく、ワークテーブルＷＴ上に別途、板やシート状部材を固定状態に敷設した後、この上にフィラメント１２を吐出して行くことも可能である。なお、その場合には、シート状部材として例えばマグネットシートなどを適用することで、シート状部材をワークテーブルＷＴに容易に且つ確実に固定することができる。
【００４１】
次に、層毎加色において、インクジェット式カラープリンター部２でカラー出力するための２Ｄ画像データについて説明する。
インクジェット式カラープリンター部２では、３Ｄプリンター部１で立体造形した層に３Ｄモデルデータを基にして、この立体造形した層に対応するインクジェットプリンタ出力用の２Ｄ画像データを使用してカラー着色するものであり、この工程を全ての造形層で繰り返すことにより、立体造形ワークＷの表面にフルカラー着色を施すものである。ここで本明細書に記載する３Ｄモデルデータとは、立体造形品（立体造形ワークＷ）における三次元状の表面凹凸形状だけでなく、表面のカラー着色データも含む。
なお、以下の説明では、立体造形ワークＷを一層ずつ造形し、順次、この造形層（一層）にカラー着色を繰り返し行う場合について説明するが、造形は必ずしも一層ずつ形成する必要はなく、複数層ずつ形成することも可能であるし、あるいは３Ｄモデルデータの表面凹凸等を考慮して、例えばある高さ部分では一層形成して着色し、別の高さ部分では複数層形成して着色を行うことも可能である。
【００４２】
層毎加色の場合の２Ｄ画像データ作成方法は、一例として図３に示すように、３Ｄモデルデータ２１を使用し、立体出力する個別の層の高さに対応する高さ範囲２７内かつ立体出力造形可能な広さの範囲２８内の３Ｄメッシュデータのみを遠近感を表現せず寸法を正確に表示する並行投影（Orthographic）にて上方から見た視点２２でレンダリング（画像生成）し、層毎加色の場合に使用する２Ｄ画像データを作成する。具体的にはレンダリングする高さの範囲の始点２３と終点２４を設定し、その範囲内の高さ２７の３Ｄメッシュデータのみをレンダリングする。レンダリングする広さの範囲２５から２６までの距離は３Ｄプリンター部１の造形可能範囲と同一とする。
作成した２Ｄ画像データは、レイアウト通りに印刷できるＰＤＦ（Portable Document Format）形式（ISO 32000-1 ）のファイルに変換し、インクジェット出力用のデータとして使用する。
【００４３】
次に、層毎加色の場合における制御プログラムの動作（作動態様）を、一例として図４に示す３ＤプリンタＰの制御ソフトウェアのブロック図に基づいて説明する。すなわち本図４は、層毎加色の場合において３Ｄプリンター部１及びインクジェット式カラープリンター部２の制御プログラム（制御方法）を示すフローチャートである。
【００４４】
層毎加色の場合の制御方法は、上記図４に示すように、まずステップ３０１で制御開始後、ステップ３０２で３Ｄプリンター部１での造形中、常に層（レイヤー）番号を監視する。ステップ３０３で造形中のレイヤー番号が変わらない場合は、ステップ３０２に戻り、引き続きレイヤー番号の監視を続けるが、ステップ３０３で造形中のレイヤー番号が変更された場合は、ステップ３０４で３Ｄプリンター部１を一時停止する。３Ｄプリンター部１を一時停止した際、ノズル温度が高いままだと、フィラメント１２が溶け、ノズル１１から出てきてしまうため、ステップ３０５でノズル温度を低温に変更する。またノズル１１の位置が一時停止した位置にあると、ノズル１１の熱で立体造形ワークＷが変形したり、立体造形ワークＷを移動させた際にノズル１１と接触し、立体造形ワークＷの破損やノズル位置のズレなどの問題が発生し得るため、ステップ３０６でノズル１１の位置を変更させる。
【００４５】
インクジェット式カラープリンター部２で出力するには、ワークテーブルＷＴに載った立体造形ワークＷが所定のインクジェット出力制御開始位置（基準位置の一種）に位置する必要があり、それ以外の位置にあるとエラーが発生するように設定される。このためステップ３０７で、前後用モータＭｂ等のワークテーブルＷＴの前後移動に係わる部材を制御してワークテーブルＷＴに載せた立体造形ワークＷを、インクジェット式カラープリンター部２のインクジェット出力制御開始位置へ移動（前進）させる。
【００４６】
次いで、ステップ３０８で直前に立体造形した層（レイヤー）に対応した２Ｄ画像データのＰＤＦファイルの印刷命令を出力する。ＰＤＦファイルは、レイアウトを完全に保持して印刷することができるため、画像を正確に立体造形ワークＷに着色することができる。インクジェット出力中は、ステップ３０９でプリントジョブを監視する。プリントジョブの監視中、ステップ３１０でインクジェット出力中であれば、プリントジョブの監視を継続する。一方、上記ステップ３１０でインクジェット出力の完了を確認した場合には、ステップ３１１でワークテーブルＷＴを３Ｄプリンター部１に移動（後退）させ、立体造形ワークＷを造形位置（前記ステップ３０４で停止した位置）に移動させる。
【００４７】
ワークテーブルＷＴの移動中に、ステップ３１２で光学式リミットスイッチがＯＮになったことを検出すると、ステップ３１３でワークテーブルＷＴの移動（後退）を停止させる（光学式リミットスイッチがＯＦＦの場合は、ワークテーブルＷＴの後退を継続する）。
その後、ステップ３１４でフィラメント吐出用のノズルヘッド１０を小刻みに高速水平移動させ、その振動によって待機中にノズル１１から溶け出たフィラメント１２をノズル先端より除去する。
【００４８】
またステップ３１５でノズルヘッド１０を、立体造形を一時停止した位置（前記ステップ３０４で停止した位置）に戻す。更に前記ステップ３０５で下げていたノズル温度（ホットエンド温度）を、ステップ３１６で元に戻す。またステップ３１７でノズル１１のエクストルーダを多少動かし、フィラメント１２がノズル１１からすぐに吐出される状態とする。次いで、ステップ３１８で立体造形の一時停止を解除し、ステップ３１９で次の立体造形層のレイヤー番号を確認する。ここで次の立体造形層が最終レイヤーの場合には、立体造形は終了となり（ステップ３２１）、最終レイヤーではない場合には、ステップ３０２に戻り、造形中のレイヤー番号を監視しながら次のレイヤーの立体造形を行う。
このように層毎加色では、ワークテーブルＷＴ上に直接または間接的に積層形成された立体造形ワークＷが、３Ｄプリンター部１とインクジェット式カラープリンター部２との間を頻繁に往復しながら加色処理が行われる。すなわち、層毎加色では、三次元的な立体造形（実質的な造形）と表面着色とが交互に行われ、三次元フルカラー立体造形品が得られる。
【００４９】
〔実施例２〕
実施例２の表面加色は、上述したように三次元的な立体造形が全て完了した未着色の立体造形ワークＷの表面にカラーインクで着色するものである。
この表面加色では、一例として図５に示すように、立体造形ワークＷは、治具作用を担うワークホルダ４に適宜の姿勢で保持されて、インクジェット式カラープリンター部２に移送されるものであり、この点が実施例１の層毎加色と大きく相違する。
また立体造形ワークＷをワークホルダ４に取り付けるにあたり、この保持力を強化するために、立体造形ワークＷに被保持部Ｗａを形成するものであり、この点も相違する。
更に加色時には、立体造形ワークＷをワークホルダ４で適宜の姿勢（角度・位置など）に保持するため、２Ｄ画像データの作成方法等も相違する。
以下、このような相違点について説明する。
なお、表面加色の場合、立体造形ワークＷは、必ずしも上記３Ｄプリンター部１で造形したものでなくても構わず、例えば未着色もしくは単色または数色で形成された市販のフィギア等でも適用でき、これに独自のカラー印刷を施すことが可能である。
【００５０】
まずワークホルダ４について説明する。
ワークホルダ４は、上記のように表面加色時に、未着色状態の立体造形ワークＷを適宜の姿勢（角度・位置など）に保持するものであり、立体造形ワークＷは、この姿勢のままインクジェット式カラープリンター部２に送られ、適宜の高さ範囲で表面加色が施される。
ワークホルダ４は、一例として図５・６（ａ）に示すように、保持した立体造形ワークＷをピッチング方向（上下方向）に傾倒させるピッチ傾倒機構４１と、ローリング方向（オネジ軸回りの回転方向）に傾倒させるロール傾倒機構４２と、立体造形ワークＷを保持するワーク保持機構４３とを具えて成る。
【００５１】
以下、ピッチ傾倒機構４１とロール傾倒機構４２について説明する。
ピッチ傾倒機構４１及びロール傾倒機構４２とも各々別々のモータ（これらをピッチング用モータＭｐ、ローリング用モータＭｒとする）を具え、各モータＭｐ、Ｍｒの駆動により立体造形ワークＷを各方向に独立して傾倒させ得るように構成される。なお図中符号Ｅはピッチング方向の軸芯を示すピッチング軸（Pitch Axis）であり、図中符号Ｕはローリング方向の軸芯を示すローリング軸（Roll Axis ）である。
【００５２】
次に、ワーク保持機構４３について説明する。
ワーク保持機構４３は、メネジブロック４４を具えて成り、このため立体造形ワークＷ側には、これに螺合するオネジＢが着脱自在に取り付けられる。すなわち、立体造形ワークＷに取り付けられたオネジＢを、上記メネジブロック４４に螺合させることで、立体造形ワークＷをワークホルダ４に固定する構成となっている。なお、本明細書では立体造形ワークＷにおいて当該オネジＢが取り付けられ、ワークホルダ４に取り付けられる部位を被保持部Ｗａとし、以下これについて説明する。
【００５３】
被保持部Ｗａは、一例として図６（ｂ）に併せ示すように、立体造形ワークＷにおいてオネジＢが着脱自在に設けられる部位であり、立体造形ワークＷの造形時にフィラメント１２で一体的に造形される（サブフィラメントで造形することが好ましい）。これにより被保持部Ｗａを立体造形ワークＷの正確な位置に形成することができ、オネジＢの取付位置も正確に実現できるものである。
なお、被保持部Ｗａは、立体造形ワークＷの端部に形成され、この端部には、オネジＢを一方向（ここでは下方）から差し込み、また取り出し得るポケット部Ｗｐが形成される。これによりワークホルダ４への立体造形ワークＷの取付けが強固になり、立体造形ワークＷを適宜回転・移動させても、その姿勢を正確に制御することができる。
また立体造形ワークＷにおいて、着色を施すための適宜の範囲高さが、正確に設定でき、より精緻な表面着色が実施できる。
なお、被保持部Ｗａは、水溶性または冷却固化後に立体造形ワークＷから容易に分離できるフィラメント１２で形成することが好ましく、これにより着色工程後に被保持部Ｗａを立体造形ワークＷから容易に且つ綺麗に取り外すことができる。
【００５４】
次に、表面加色の場合における２Ｄ画像データについて説明する。
表面加色の場合の２Ｄ画像データは、３Ｄモデルデータを使用し、インクジェット式カラープリンター部２において着色する３Ｄモデルの角度・位置に対応する状態のデータであり、前記３Ｄモデルデータの角度の状態で、表示範囲の高さ範囲を３Ｄモデルの最も高い点から指定範囲低くなる範囲までに限定かつ立体出力造形可能な広さの範囲内の３Ｄメッシュデータのみを遠近感を表現せず寸法を正確に表示する並行投影（Orthographic）にて上方から見た視点でレンダリング（画像生成）により作成され、インクジェット式カラープリンター部２において使用される。
そして、上記のように作成した２Ｄ画像データをレイアウト通りに印刷可能なことが特徴のＰＤＦ（Portable Document Format）形式（ISO 32000-1 ）のファイルに変換し、インクジェット出力用のデータとして使用する。
【００５５】
次に、表面加色の場合においてワークホルダ４に保持された立体造形ワークＷの前後方向距離の求め方を、図６（ａ）に基づいて説明する。
まずピッチング軸中心Ｅｓとローリング軸中心の始点Ｕｓまでの距離Ｅｄから、ローリング軸中心の計算始点Ｕｓのピッチング軸角度Ｅａの際の前後方向距離Ｅｂを計算する。
また、ローリング軸Ｕの計算上の長さＵｄからピッチング軸角度Ｕａの際の前後方向距離Ｕｂを計算する。
更に、立体造形ワークＷの計算始点Ｏｓから計算中心Ｏｃまでの長さＯｄから、ピッチング軸角度Ｏａの際の前後方向距離Ｏｂを計算する。
そして、これらＥｂ、Ｕｂ、Ｏｂから、ピッチング軸角度、ローリング軸角度が設定角度Ｅａの際の立体造形ワークＷの計算中心Ｏｃまでの前後方向距離Ｏｄ2 を求めることができる（Ｕｂ＋Ｏｂ−Ｅｂ＝Ｏｄ2 ）。
そして、２Ｄ画像データ作成時には、立体造形ワークＷの計算中心Ｏｃの前後方向移動距離Ｏｄ2 に合わせて３Ｄモデルの２Ｄ画像データの描画位置を設定する。
【００５６】
次に、表面加色の場合においてワークホルダ４に保持された立体造形ワークＷの上下の高さ設定（Ｚ軸３４による昇降フレーム３２の高さ制御）について、図６（ａ）に基づき説明する。
まずピッチング軸中心Ｅｓとローリング軸中心の始点Ｕｓまでの距離Ｅｄから、ローリング軸中心の計算始点Ｕｓのピッチング軸角度Ｅａの際の高さＥｈを計算する。
また、ローリング軸の計算上の長さＵｄからピッチング軸角度Ｕａの際の高さＵｈを計算する。
更に、立体造形ワークＷの計算始点Ｏｓから計算中心Ｏｃまでの長さＯｄから、ピッチング軸角度Ｏａの際の高さＯｈを計算する。
更にまた、立体造形ワークＷのピッチング軸角度、ローリング軸角度から、立体造形ワークＷの高さＯｈ3 を計算し、立体造形ワークＷの中心Ｏｃからの高さＯｈ2 を前記高さＯｈ3 の２分の１とする。
そして、これらＥｈ、Ｕｈ、Ｏｈ、Ｏｈ2 を計算し、ピッチング軸角度、ローリング軸角度が設定角度の際の、Ｚ軸３４による昇降フレーム３２の高さ設定値を求めることができる。すなわち、前記装置制御データ出力時には、前記のようにピッチング軸角度、ローリング軸角度が変化した際のピッチング軸中心Ｅｓから立体造形ワークＷの一番高い点までの高さ（Ｅｈ＋Ｕｈ＋Ｏｈ＋Ｏｈ2 ）を計算し、これをＺ軸３４を制御するための制御データとして利用する。
【００５７】
次に、表面加色の場合における装置制御データについて図７に基づき説明する。
まず符号６１は、データ出力の順序を示す出力ページ番号である。また符号６２はローリング軸Ｕの傾倒角度を示す制御データであり、符号６３はピッチング軸Ｅの傾倒角度を示す制御データである。
更に符号６４は、上記ピッチング軸中心Ｅｓから立体造形ワークＷの一番高い点までの高さ（Ｅｈ＋Ｕｈ＋Ｏｈ＋Ｏｈ2 ）に応じて昇降フレーム３２（立体造形ワークＷ）の昇降高さを調整するためのＺ軸３４の制御データである。
またインクジェット式カラープリンター部２に使用する２Ｄ画像データの作成方法において、符号６５、６６、６７、６８の設定データにより、４つの白色のメッシュデータの描画位置を変更し、画像のレンダリングの際に表示しない任意の部分を前記白色のメッシュデータで覆うことにより非表示とし、また、表示範囲の高さ範囲を３Ｄモデルの最も高い点から指定範囲（これを立体造形ワークＷの表示高さ設定データ６９とする）低くなる範囲までに限定することで、３ＤモデルのＸＹＺ軸方向のそれぞれの表示範囲を指定し、その表示範囲のみの２Ｄ画像データを作成するものである。
ここで符号６５はワーク左部非表示設定データ、符号６６はワーク右部非表示設定データ、符号６７はワーク上部非表示設定データ、符号６８はワーク下部非表示設定データである。
そして、上記のように作成した２Ｄ画像データをレイアウト通りに印刷可能なことが特徴のＰＤＦ（Portable Document Format）形式（ISO 32000-1 ）のファイルに変換し、インクジェット出力用のデータとして使用する。
【００５８】
次に、表面加色の場合における制御プログラムの動作（作動態様）を、一例として図８に示すブロック図に基づいて説明する。すなわち、図８は、表面加色の場合におけるインクジェット式カラープリンター部２の制御プログラム（制御方法）を示すフローチャートである。
なお、実質的な加色作業に先立ち、事前に立体造形ワークＷをワークホルダ４に取り付けるものであり、これには上述したように、例えば立体造形ワークＷの一端に嵌めたオネジＢを、ワークホルダ４のメネジブロック４４に螺合させることで取り付けるものである。その後、立体造形ワークＷを取り付けたワークホルダ４を、ワークテーブルＷＴ上に固定するものであり、これには例えば磁力を利用して固定することができる。なお、ここでは立体造形ワークＷをワークホルダ４に取り付けてから、このワークホルダ４をワークテーブルＷＴ上に固定するように説明したが、立体造形ワークＷを取り付ける前にワークホルダ４をワークテーブルＷＴ上に固定しておき、このワークホルダ４に立体造形ワークＷを取り付けても構わない。
【００５９】
その後、実質的な加色作業を行うものであり、これにはまずステップ７０１で制御開始後、ステップ７０２で図７の制御データ（ファイル）６２・６３・６４をインポートする。
次いで、ステップ７０３で前後用モータＭｂを駆動させてワークテーブルＷＴを後退させ、ワークホルダ４に保持された立体造形ワークＷをインクジェット式カラープリンター部２の出力制御開始位置（基準位置の一種）に移動（後退）させる。またワークテーブルＷＴの移動中、ステップ７０４で光学式リミットスイッチにより、ワークテーブルＷＴの位置を検出する。そして、光学式リミットスイッチがＯＮになったことを検知した場合、ステップ７０５でワークテーブルＷＴの移動（後退）を停止させる。一方、光学式リミットスイッチがＯＦＦの場合は、ワークテーブルＷＴの移動（後退）が継続される。つまり、光学式リミットスイッチがＯＮになるまでワークテーブルＷＴの移動（後退）が継続される。
【００６０】
その後、ステップ７０６で２Ｄ画像データ（ファイル）の出力ページ番号が確認され、ステップ７０７で出力ページ番号が最終ページの場合、制御処理が終了する。一方、ステップ７０７で出力ページ番号が最終ページ未満の場合、ステップ７０８で制御する出力ページ番号に「１」追加する。
次いで、ステップ７０９でＺ軸制御データ６４を基にＺ軸３４を制御し、昇降フレーム３２の高さ、すなわち立体造形ワークＷの高さを制御する。またステップ７１０でピッチング軸制御データ６３を基にピッチング軸Ｅの角度（傾倒角）を制御する。更にステップ７１１でロ−リング軸制御データ６２を基にロ−リング軸Ｕの角度（傾倒角）を制御する。
【００６１】
インクジェット式カラープリンター部２で出力するためには、ワークテーブルＷＴ上でワークホルダ４に保持された立体造形ワークＷが所定の位置にある必要があり、それ以外の位置にあるとエラーが発生するため、ステップ７１２で前後用モータＭｂを駆動させてワークテーブルＷＴを前進させ、ワークホルダ４に保持された立体造形ワークＷをインクジェット準備位置（基準位置の一種）へ移動させる。ステップ７１３で各軸の制御位置・角度に対応した２Ｄ画像データのＰＤＦファイルの印刷命令を出力する。ＰＤＦファイルは、レイアウトを完全に保持して印刷することができるため、画像を正確に着色することができる。
【００６２】
加色処理中、インクジェット式カラープリンター部２のプリントヘッドは、横方向（Ｘ方向）に往復動し、立体造形ワークＷは、一定の高さで適宜前後動しながら、立体造形ワークＷのほぼ一定の高さ範囲に着色が施される。
またインクジェット出力中は、ステップ７１４でプリント印刷状況（プリントジョブ）を監視する。プリントジョブの監視中、ステップ７１５でインクジェット出力の完了を確認すると、ワークテーブルＷＴ上の立体造形ワークＷを上記の制御開始位置へ移動させ、次のデータの制御を行い、インクジェット出力を行う。
そして、このような工程を様々な角度から立体造形ワークＷに繰り返し行うことで、立体造形ワークＷにフルカラー着色を行い、被保持部Ｗａ以外の表面全体を着色する。すなわち、被保持部Ｗａには、カラー着色を施さないものであり、これは完成した立体造形品をテーブル等に置いた場合に目視できないためである。逆に言えば、着色不要な面を上記被保持部Ｗａに利用したものである。
【００６３】
なお、インクジェット式カラープリンター部２については、３Ｄプリンター部１を伴わない表面加色装置として市場に提供することができる。すなわち３ＤプリンタＰの全体構成から樹脂押出ノズルヘッド（ノズルヘッド１０）と、ノズルヘッド１０のＸＹ方向移動機構（つまり３Ｄプリンター部１）を除いた装置を単独の表面加色装置として市場に提供することができる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｐ      加色処理を伴った３Ｄプリンタ（３Ｄプリンタ）
１      ３Ｄプリンター部
２      インクジェット式カラープリンター部
３      フレーム
４      ワークホルダ
１      ３Ｄプリンター部
１０    ノズルヘッド
１１    ノズル
１２    フィラメント
１３    リール
２１    ３Ｄモデルデータ
２２    視点
２３    画像生成する高さ範囲の始点
２４    画像生成する高さ範囲の終点
２５    レンダリングの広さ範囲
２６    レンダリングの広さ範囲
２７    画像生成する高さ範囲
２８    画像生成する広さ範囲
３      フレーム
３０    メインフレーム
３１    サブフレーム
３２    昇降フレーム
３３    前後用フレーム
３４    Ｚ軸
Ｍｚ    Ｚ軸駆動モータ
３５    リニアガイド
３６    スプリングワッシャ
３７    駆動ローラ
３８ｋ  駆動プーリ
３８ｉ  従動プーリ
３９    ベルト
Ｍｂ    前後用モータ
４      ワークホルダ
４１    ピッチ傾倒機構
４２    ロール傾倒機構
４３    ワーク保持機構
４４    メネジブロック
Ｍｐ    ピッチング用モータ
Ｅ      ピッチング軸
Ｍｒ    ローリング用モータ
Ｕ      ローリング軸
Ｗ      立体造形ワーク
Ｗａ    被保持部
Ｗｐ    ポケット部
ＷＴ    ワークテーブル  
Ｂ      オネジ
Ｅｓ    ピッチング軸中心
Ｕｓ    ローリング軸中心の計算始点
Ｅａ    ピッチング軸角度
Ｕａ    ローリング軸角度
Ｅｂ    ピッチング軸角度Ｅａ時のＥｓ〜Ｕｓの前後距離
Ｅｈ    ピッチング軸角度Ｅａ時のＥｓ〜Ｕｓの上下距離
Ｕｂ    ローリング軸角度Ｕａ時のＯｓ〜Ｕｓの前後距離
Ｕｈ    ローリング軸角度Ｕａ時のＯｓ〜Ｕｓの上下距離
Ｏｓ    立体造形ワークの計算始点
Ｏｃ    立体造形ワークの計算中心
Ｏａ    ピッチング軸角度
Ｏｂ    ピッチング軸角度Ｏａ時のＯｓ〜Ｏｃの前後距離
Ｏｈ    ピッチング軸角度Ｏａ時のＯｓ〜Ｏｃの上下距離
Ｏｈ2   ピッチング軸角度Ｏａ時のＯｃ〜ワーク最上部までの上下距離
Ｏｈ3   ピッチング軸角度Ｏａ時のワークの高さ
Ｏｄ2   ピッチング軸角度Ｅａ時のＥｓ〜Ｏｃの前後距離
６１    出力ページ番号
６２    ローリング軸制御データ
６３    ピッチング軸制御データ
６４    Ｚ軸制御データ
６５    ワーク左部非表示設定データ
６６    ワーク右部非表示設定データ
６７    ワーク上部非表示設定データ
６８    ワーク下部非表示設定データ
６９    立体造形ワークの表示高さ設定データ
【図１】
2017105063.tif 000003
【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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