特許 7082452 造形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-31

(45)【発行日】2022-06-08

(54)【発明の名称】造形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20220601BHJP

   B29C 64/112 20170101ALI20220601BHJP

   B29C 64/336 20170101ALI20220601BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20220601BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20220601BHJP

【ＦＩ】

B29C64/386

B29C64/112

B29C64/336

B33Y10/00

B33Y50/00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018120606

(22)【出願日】2018-06-26

(65)【公開番号】P2020001203

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2020-10-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000137823

【氏名又は名称】株式会社ミマキエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(72)【発明者】

【氏名】八角 邦夫

(72)【発明者】

【氏名】大井 弘義

【審査官】▲高▼村 憲司

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／２０４０９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０３９１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９７５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２４１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００，３０／００，５０／００－５０／０２

Ｇ０６Ｆ １／００－１１９／２２

Ｇ０６Ｔ １／００－１９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

立体的な造形物を造形するための造形方法において、
前記造形物は、少なくとも一部が着色された着色領域と、前記着色領域よりも前記造形物の内部側に配置され前記着色領域を透過して入射する光を反射する光反射領域とを備え、
前記造形物の形状データであるポリゴンモデルに含まれる複数のポリゴンのうちの、互いに隣り合う２個の前記ポリゴンであって前記造形物の表面側が境界線を介して凹状に接続される２個の前記ポリゴンのうちの一方の前記ポリゴンを第１ポリゴンとし、他方の前記ポリゴンを第２ポリゴンとし、前記第１ポリゴンの法線の方向であって前記造形物の内部に向かう方向を第１法線方向とし、前記第２ポリゴンの法線の方向であって前記造形物の内部に向かう方向を第２法線方向とし、前記第１ポリゴンの形状を前記第１法線方向にデータ上で前記着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する前記造形物の領域を第１延在領域とし、前記第２ポリゴンの形状を前記第２法線方向にデータ上で前記着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する前記造形物の領域を第２延在領域とすると、
前記第１延在領域および前記第２延在領域は、前記着色領域に含まれるとともに、少なくとも着色材料で形成され、
前記着色領域の、前記第１延在領域と前記第２延在領域との間の領域を接続領域として設定し、
前記接続領域を、透明材料、前記光反射領域を形成する光反射材料と同じ材料、前記第１延在領域の前記接続領域側端部を形成する材料と同じ材料、あるいは、前記第２延在領域の前記接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成すること、
または、前記接続領域の前記第１延在領域側の部分を、前記第１延在領域の前記接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、前記接続領域の残りの部分を、前記第２延在領域の前記接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成すること、
あるいは、前記接続領域を、前記第１延在領域の前記接続領域側端部に含まれる着色材料と前記第２延在領域の前記接続領域側端部に含まれる着色材料とを含む材料によって形成するとともに、前記接続領域を形成する材料の濃度を、前記第１延在領域の前記接続領域側端部を形成する材料の濃度と前記第２延在領域の前記接続領域側端部を形成する材料の濃度との和よりも低くすること、
のいずれかを選択して前記接続領域を形成することを特徴とする造形方法。

【請求項2】

立体的な造形物を造形するための造形方法において、
前記造形物は、少なくとも一部が着色された着色領域と、前記着色領域よりも前記造形物の内部側に配置され前記着色領域を透過して入射する光を反射する光反射領域とを備え、
前記造形物の形状データであるポリゴンモデルに含まれる複数のポリゴンのうちの、互いに隣り合う２個の前記ポリゴンであって前記造形物の表面側が境界線を介して凸状に接続される２個の前記ポリゴンのうちの一方の前記ポリゴンを第１ポリゴンとし、他方の前記ポリゴンを第２ポリゴンとし、前記第１ポリゴンの法線の方向であって前記造形物の内部に向かう方向を第１法線方向とし、前記第２ポリゴンの法線の方向であって前記造形物の内部に向かう方向を第２法線方向とし、前記第１ポリゴンの形状を前記第１法線方向にデータ上で前記着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する前記造形物の領域を第１延在領域とし、前記第２ポリゴンの形状を前記第２法線方向にデータ上で前記着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する前記造形物の領域を第２延在領域とすると、
前記第１延在領域および前記第２延在領域は、前記着色領域に含まれるとともに、少なくとも着色材料で形成され、
前記第１延在領域と前記第２延在領域とが重なる領域を接続領域として設定し、
前記接続領域の前記第１延在領域側の部分を、前記第１延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成し、前記接続領域の残りの部分を、前記第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成すること、
あるいは、前記接続領域を、前記第１延在領域を形成する材料と同じ材料、または、前記第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成すること、
または、前記接続領域を、前記第１延在領域に含まれる着色材料と前記第２延在領域に含まれる着色材料とを含む材料によって形成するとともに、前記接続領域を形成する材料の濃度を、前記第１延在領域を形成する材料の濃度と前記第２延在領域を形成する材料の濃度との和よりも低くすること、
のいずれかを選択して前記接続領域を形成することを特徴とする造形方法。

【請求項3】

前記接続領域の前記第１延在領域側の半分の部分を、前記第１延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成し、前記接続領域の前記第２延在領域側の半分の部分を、前記第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成することを特徴とする請求項２記載の造形方法。

【請求項4】

前記着色領域の着色された部分は、着色材料によって形成されているか、または、着色材料と透明材料とによって形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の造形方法。

【請求項5】

前記光反射領域を形成する光反射材料は、白色の材料であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の造形方法。

【請求項6】

前記造形物の、前記着色領域よりも内側の部分は、光反射材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の造形方法。

【請求項7】

前記造形物の表面と垂直な方向を法線方向とすると、
前記法線方向における前記着色領域の厚さは一定になっていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の造形方法。

【請求項8】

前記造形物の表面と垂直な方向を法線方向とすると、
前記法線方向における前記光反射領域の厚さは一定になっていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の造形方法。

【請求項9】

前記造形物は、インクジェット方式で造形されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の造形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立体的な造形物を造形するための造形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、立体的な造形物（三次元造形物）を造形する造形装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の造形装置は、モデル材をインクジェット方式で吐出する吐出ヘッドを備えている。この造形装置で造形される造形物は、造形物の表面を構成する着色領域と、着色領域に覆われる内部領域とから構成されている。この造形装置で造形される造形物の造形データとなる外形の形状データは、たとえば、三角形のポリゴン（メッシュ）の面集合として表現されている。この造形装置では、造形物の造形データにおいて、ポリゴンの法線方向に沿って造形物の内側に所定の厚み分、ポリゴンの形状を平行移動させることによって三角柱が形成されており、造形物の表面側の、この三角柱の部分が着色領域の一部となっている。

【0003】

たとえば、特許文献１に記載の造形装置では、図９に示すように、造形物の造形データとなる外形の形状データにおいて、ポリゴンＰＧ１０１の法線方向に沿って造形物の内側に所定の厚み分、ポリゴンＰＧ１０１の形状を平行移動させることによって三角柱Ｔ１が形成され、ポリゴンＰＧ１０２の法線方向に沿って造形物の内側に所定の厚み分、ポリゴンＰＧ１０２の形状を平行移動させることによって三角柱Ｔ２が形成され、ポリゴンＰＧ１０３の法線方向に沿って造形物の内側に所定の厚み分、ポリゴンＰＧ１０３の形状を平行移動させることによって三角柱Ｔ３が形成されている。これら造形物の表面側の、三角柱Ｔ１～Ｔ３の部分が着色領域の一部となっている。

【0004】

図１０（Ａ）に示すように、造形物の着色データとなるテクスチュア（色、濃度、模様、画像、文字等）ＴＸ１、ＴＸ２のデータ（テクスチュアデータ）は、ポリゴン面ＰＧＰ１、ＰＧＰ２にあり、厚みのない２次元の平面データであるが、図１０（Ｂ）に示すように、このテクスチュアデータをポリゴン面ＰＧＰ１、ＰＧＰ２の法線方向、すなわち、三角柱内部に厚みを持たせて延在させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－３９１２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の造形装置で造形される造形物では、造形物の表面に凹凸が形成される。造形物の表面に凹凸が形成される場合、図９に示すように、造形物の造形データにおいて、互いに隣り合うポリゴンＰＧ１０１とポリゴンＰＧ１０２とが境界線ＢＬ１０１を介して造形物表面側で凹状に接続されたり（すなわち、内に窪むように接続されたり）、互いに隣り合うポリゴンＰＧ１０２とポリゴンＰＧ１０３とが境界線ＢＬ１０２を介して造形物表面側で凸状に接続されたり（すなわち、外に尖るように接続されたり）する。

【0007】

ポリゴンＰＧ１０１とポリゴンＰＧ１０２とが造形物表面側で凹状に接続される場合、造形物の造形データにおいて、三角柱Ｔ１と三角柱Ｔ２との間に隙間部分Ｓ１が形成される。造形物を造形するためには、隙間部分Ｓ１に対応する部分を所定の材料で埋める必要があるが、隙間部分Ｓ１に対応する部分を適切な方法で埋めないと、造形物の表面形状が変形したり、ポリゴンＰＧ１０１とポリゴンＰＧ１０２との境界部分に対応する部分（すなわち、造形物の表面の凹部が形成された部分）のテクスチュアが不連続となって、造形物の美観が損なわれるおそれがあることが本願発明者の検討によって明らかになった。

【0008】

また、ポリゴンＰＧ１０２とポリゴンＰＧ１０３とが造形物表面側で凸状に接続される場合、造形物の造形データにおいて、三角柱Ｔ２の一部と三角柱Ｔ３の一部とが重なる重なり部分Ｌ１が形成されるが、重なり部分Ｌ１に対応する部分を適切な材料によって形成しないと、造形物の、ポリゴンＰＧ１０２とポリゴンＰＧ１０３との境界部分に対応する部分（すなわち、造形物の表面の凸部が形成された部分）のテクスチュアが不連続となって、造形物の美観が損なわれるおそれがあることが本願発明者の検討によって明らかになった。

【0009】

そこで、本発明の第１の課題は、所定の厚さの着色領域を表面に有する立体的な造形物の表面に凹部が形成されていても、凹部が形成された部分の表面が変形したり、テクスチュアが不連続にならないようにして造形物の美観を保つことが可能となる造形物の造形方法を提供することにある。また、本発明の第２の課題は、所定の厚さの着色領域を表面に有する立体的な造形物の表面に凸部が形成されていても、凸部が形成された部分のテクスチュアが不連続にならないようにして造形物の美観を保つことが可能となる造形物の造形方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の第１の課題を解決するため、本発明の造形方法は、立体的な造形物を造形するための造形方法において、造形物は、少なくとも一部が着色された着色領域と、着色領域よりも造形物の内部側に配置され着色領域を透過して入射する光を反射する光反射領域とを備え、造形物の形状データである複数のポリゴンのうちの、互いに隣り合う２個のポリゴンであって造形物の表面側が境界線を介して凹状に接続される２個のポリゴンのうちの一方のポリゴンを第１ポリゴンとし、他方のポリゴンを第２ポリゴンとし、第１ポリゴンの法線の方向であって造形物の内部に向かう方向を第１法線方向とし、第２ポリゴンの法線の方向であって造形物の内部に向かう方向を第２法線方向とし、第１ポリゴンの形状を第１法線方向にデータ上で着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する造形物の領域を第１延在領域とし、第２ポリゴンの形状を第２法線方向にデータ上で着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する造形物の領域を第２延在領域とすると、第１延在領域および第２延在領域は、着色領域に含まれるとともに、少なくとも着色材料で形成され、着色領域の、第１延在領域と第２延在領域との間の領域を接続領域として設定し、接続領域を、透明材料、光反射領域を形成する光反射材料と同じ材料、第１延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料、あるいは、第２延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成すること、または、接続領域の第１延在領域側の部分を、第１延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域の残りの部分を、第２延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成すること、あるいは、接続領域を、第１延在領域の接続領域側端部に含まれる着色材料と第２延在領域の接続領域側端部に含まれる着色材料とを含む材料によって形成するとともに、接続領域を形成する材料の濃度を、第１延在領域の接続領域側端部を形成する材料の濃度と第２延在領域の接続領域側端部を形成する材料の濃度との和よりも低くすること、のいずれかを選択して接続領域を形成することを特徴とする。

【0011】

本発明の造形方法では、着色領域の、第１延在領域と第２延在領域との間の領域である接続領域を、透明材料、光反射領域を形成する光反射材料と同じ材料、第１延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料、あるいは、第２延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成している。または、本発明では、接続領域の第１延在領域側の部分を、第１延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域の残りの部分を、第２延在領域の接続領域側端部を形成する材料と同じ材料によって形成している。あるいは、本発明では、接続領域を、第１延在領域の接続領域側端部に含まれる着色材料と第２延在領域の接続領域側端部に含まれる着色材料とを含む材料によって形成するとともに、接続領域を形成する材料の濃度を、第１延在領域の接続領域側端部を形成する材料の濃度と第２延在領域の接続領域側端部を形成する材料の濃度との和よりも低くしている。そのため、本発明の造形方法で造形物を造形すれば、所定の厚さの着色領域を表面に有する立体的な造形物の表面に凹部が形成されていても、凹部が形成された部分の表面が変形したり、テクスチュアが不連続にならないようにして造形物の美観を保つことが可能になる。

【0012】

また、上記の第２の課題を解決するため、本発明の造形方法は、立体的な造形物を造形するための造形方法において、造形物は、少なくとも一部が着色された着色領域と、着色領域よりも造形物の内部側に配置され着色領域を透過して入射する光を反射する光反射領域とを備え、造形物の形状データである複数のポリゴンのうちの、互いに隣り合う２個のポリゴンであって造形物の表面側が境界線を介して凸状に接続される２個のポリゴンのうちの一方のポリゴンを第１ポリゴンとし、他方のポリゴンを第２ポリゴンとし、第１ポリゴンの法線の方向であって造形物の内部に向かう方向を第１法線方向とし、第２ポリゴンの法線の方向であって造形物の内部に向かう方向を第２法線方向とし、第１ポリゴンの形状を第１法線方向にデータ上で着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する造形物の領域を第１延在領域とし、第２ポリゴンの形状を第２法線方向にデータ上で着色領域の厚さ分平行移動させたときに形成される領域に対応する造形物の領域を第２延在領域とすると、第１延在領域および第２延在領域は、着色領域に含まれるとともに、少なくとも着色材料で形成され、第１延在領域と第２延在領域とが重なる領域を接続領域として設定し、接続領域の第１延在領域側の部分を、第１延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成し、接続領域の残りの部分を、第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成すること、あるいは、接続領域を、第１延在領域を形成する材料と同じ材料、または、第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成すること、または、接続領域を、第１延在領域に含まれる着色材料と第２延在領域に含まれる着色材料とを含む材料によって形成するとともに、接続領域を形成する材料の濃度を、第１延在領域を形成する材料の濃度と第２延在領域を形成する材料の濃度との和よりも低くすること、のいずれかを選択して接続領域を形成することを特徴とする。

【0013】

本発明の造形方法では、第１延在領域と第２延在領域とが重なる領域である接続領域の第１延在領域側の部分を、第１延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成し、接続領域の残りの部分を、第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成している。あるいは、本発明では、接続領域を、第１延在領域を形成する材料と同じ材料、または、第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成している。または、本発明では、接続領域を、第１延在領域に含まれる着色材料と第２延在領域に含まれる着色材料とを含む材料によって形成するとともに、接続領域を形成する材料の濃度を、第１延在領域を形成する材料の濃度と第２延在領域を形成する材料の濃度との和よりも低くしている。そのため、本発明の造形方法で造形物を造形すれば、所定の厚さの着色領域を表面に有する立体的な造形物の表面に凸部が形成されていても、凸部が形成された部分のテクスチュアが不連続にならないようにして造形物の美観を保つことが可能になる。

【0014】

本発明において、接続領域の第１延在領域側の半分の部分を、第１延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成し、接続領域の第２延在領域側の半分の部分を、第２延在領域を形成する材料と同じ材料によって形成することが好ましい。本願発明者の検討によれば、このように構成すると、凸部が形成された部分のテクスチュアが不連続によりなりにくくなり、その結果、造形物の美観を効果的に保つことが可能になる。

【0015】

本発明において、着色領域の着色された部分は、たとえば、着色材料によって形成されているか、または、着色材料と透明材料とによって形成されている。着色領域の着色された部分が着色材料と透明材料とによって形成されている場合には、透明材料の含有率を調整することで、着色領域の着色された部分の濃度を調整することが可能になる。また、本発明において、光反射領域を形成する光反射材料は、たとえば、白色の材料である。さらに、本発明において、たとえば、造形物の、着色領域よりも内側の部分は、光反射材料によって形成されている。

【0016】

本発明において、造形物の表面と垂直な方向を法線方向とすると、たとえば、法線方向における着色領域の厚さは一定としている。そうすることで、造形物の表面の位置や角度の違いによる色差を抑制することが可能になる。また、本発明において、造形物の表面と垂直な方向を法線方向とすると、たとえば、法線方向における光反射領域の厚さも一定としている。この場合にも、造形物の表面の位置や角度の違いによる色差を抑制することが可能になる。また、本発明において、造形物は、たとえば、インクジェット方式で造形されている。

【発明の効果】

【0017】

以上のように、本発明の造形方法で造形物を造形すれば、所定の厚さの着色領域を表面に有する立体的な造形物の表面に凹部が形成されていても、凹部が形成された部分の表面が変形したり、テクスチュアが不連続にならないようにして造形物の美観を保つことが可能になる。また、本発明の造形方法で造形物を造形すれば、所定の厚さの着色領域を表面に有する立体的な造形物の表面に凸部が形成されていても、凸部が形成された部分のテクスチュアが不連続にならないようにして造形物の美観を保つことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態にかかる造形方法によって造形物を造形する造形装置の構成を説明するための概略図である。

【図2】図１に示すヘッド部の構成を説明するための図である。

【図3】本発明の実施の形態にかかる造形方法によって造形される造形物の断面図の一例である。

【図4】図３のＧ部の構成を説明するための拡大図である。

【図5】図３のＨ部の構成を説明するための拡大図である。

【図6】図３のＧ部の形状データを説明するための図である。

【図7】図３のＨ部の形状データを説明するための図である。

【図8】本発明の他の実施の形態にかかる造形物の断面図の一例である。

【図9】従来技術の問題点を説明するための図である。

【図10】従来技術を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

【0020】

（造形装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる造形方法によって造形物２を造形する造形装置１の構成を説明するための概略図である。図２は、図１に示すヘッド部４の構成を説明するための図である。

【0021】

本形態では、造形装置１によって立体的な造形物（三次元造形物）２が造形される。造形装置１は、インクジェットプリンタであり、造形物２は、インクジェット方式で造形される。造形装置１は、造形中の造形物２が載置される造形台３と、造形台３の上側に配置されるヘッド部４と、ヘッド部４を主走査方向に移動させるヘッド移動機構５と、造形台３を副走査方向および上下方向に移動させる造形台移動機構６とを備えている。

【0022】

ヘッド部４は、造形台３に向かってインク滴を吐出する複数のインクジェットヘッド８～１４を備えている。本形態のヘッド部４は、たとえば、７個のインクジェッドヘッド８～１４を備えている。インクジェッドヘッド８～１４は、下側に向かってインク滴を吐出する。インクジェットヘッド８～１４から吐出されるインクは、紫外線硬化型のインクである。また、ヘッド部４は、インクジェットヘッド８～１４から造形台３に向かって吐出された紫外線硬化型のインクに紫外線を照射してインクを硬化させる２個の紫外線照射器１５と、インクジェットヘッド８～１４から造形台３に向かって吐出されたインクの表面を平坦にするための平坦化ローラ１６とを備えている。

【0023】

インクジェットヘッド８は、造形物２を支持するためのサポート用のインクを吐出する。造形物２の造形時には、必要に応じて、造形物２のオーバーハング部分を支持するサポート材１７が造形物２の周囲に形成される（図１参照）。サポート材１７は、インクジェットヘッド８から吐出されるサポートインクによって形成されている。サポート材１７は、たとえば、水溶性の材料であり、造形物２の造形が完了すると、水によって溶解除去される。

【0024】

インクジェットヘッド９は、白色のインクを吐出する。インクジェットヘッド１０～１３は、減法混色のカラーインクを吐出する。本形態では、インクジェットヘッド１０から吐出されるインクの色はイエローであり、インクジェットヘッド１１から吐出されるインクの色はマゼンタであり、インクジェットヘッド１２から吐出されるインクの色はシアンであり、インクジェットヘッド１３から吐出されるインクの色はブラックである。インクジェットヘッド１４は、透明なインク（クリアインク）を吐出する。

【0025】

紫外線照射器１５は、ＵＶＬＥＤである。ただし、紫外線照射器１５は、メタルハライドランプまたは水銀ランプ等であっても良い。紫外線照射器１５は、下側に向かって紫外線を照射して、サポートインクを含む全てのインクを硬化させる。平坦化ローラ１６は、造形台３に向かって吐出された硬化前のインクの上面に接触して余分なインクを除去し、インクの上面を平坦にする。造形装置１は、インクジェットヘッド８～１４から吐出されるとともに紫外線照射器１５から照射される紫外線で硬化したインクによって形成されるインク層を造形台３の上面に順次積層することで造形物２を造形する。

【0026】

（造形物の構成および造形物の造形方法）
図３は、本発明の実施の形態にかかる造形方法によって造形される造形物２の断面図の一例である。図４は、図３のＧ部の構成を説明するための拡大図である。図５は、図３のＨ部の構成を説明するための拡大図である。図６は、図３のＧ部の形状データを説明するための図である。図７は、図３のＨ部の形状データを説明するための図である。

【0027】

造形物２は、少なくとも一部が着色された着色領域２ａと、着色領域２ａに覆われるモデル領域２ｂとを備えている。たとえば、造形物２は、着色領域２ａとモデル領域２ｂとから構成されており、着色領域２ａは、造形物２の表面を構成している。造形物２の表面には、凹凸が形成されている。すなわち、造形物２の表面には、造形物２の内部側に向かって窪む凹部２ｃと、造形物２の外部側に向かって尖る凸部２ｄとが形成されている。

【0028】

着色領域２ａの、着色された部分は、インクジェットヘッド１０～１３が吐出したカラーインクからなる着色材料によって着色されている。また、着色材料の量は、濃度が高い場合は多く、濃度が低い場合は少なくなるので、インクジェットヘッド１４からクリアインクを着色領域２ａに吐出して、着色領域２ａの法線方向の厚さが変化しないようにしている。なお、インクジェットヘッド９から白インクを着色領域２ａに吐出して厚さが変化しないようにしても良い。

【0029】

造形物２の表面、すなわちポリゴン面と垂直な方向を法線方向とすると、法線方向における着色領域２ａの厚さは一定になっている。そのため、本形態では、造形物２の表面の場所や傾きによる色差を抑制することが可能になっている。また、法線方向における着色領域２ａの厚さは、たとえば、５０（μｍ）～５００（μｍ）となっている。

【0030】

モデル領域２ｂは、インクジェットヘッド９が吐出した白インクからなる白い材料で形成されている。すなわち、モデル領域２ｂを形成するモデル材料は、白インクからなる白い材料である。モデル領域２ｂは、着色領域２ａを透過してモデル領域２ｂに入射する光を反射する。すなわち、モデル領域２ｂを形成する白い材料は、可視光を反射する光反射材料であり、たとえば、無機顔料の酸化チタン等を含むインクである。

【0031】

造形装置１に入力される造形物２の形状データは、複数のポリゴンを組み合わせることによって構成されたポリゴンモデル（造形物２の表面を多数のポリゴンの集合で表したポリゴンモデル）である。すなわち、ポリゴンモデルには、複数のポリゴンが含まれている。ポリゴンは、たとえば、三角形の平面である。なお、造形物２の造形前には、造形物２の三次元の形状データがインク層の厚さでスライスされてスライスデータが生成される。造形装置１に入力される造形物２のテクスチュアデータは、一般的には加法混色の色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）であり、ポリゴン面に厚さの無い三角形の面で構成されている。三角形のテクスチュアデータは、ポリゴンの法線方向に延在されて立体的な着色領域２ａを形成する。次に、着色領域２ａのテクスチュアデータが形状データと同時にインク層の厚さでスライスされて、スライスデータが生成される。スライスされたテクスチュアデータは、加法混色の色データから減法混色の色データ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に変換され、造形装置１の各々のインクジェットヘッド１０～１３から吐出される。白インク、クリアインク、サポートインクも、スライスデータ中の所定の位置に同時に吐出される。

【0032】

造形物２の形状データ（ポリゴンモデル）において、凹部２ｃに対応する部分では、図６に示すように、互いに隣り合う２個のポリゴンＰＧ１とポリゴンＰＧ２とが境界線ＢＬ１を介して造形物２の表面側で凹状に接続されており、ポリゴンＰＧ１とポリゴンＰＧ２とがなす角は、１８０°未満となっている。また、造形物２の形状データにおいて、凸部２ｄに対応する部分では、図７に示すように、互いに隣り合う２個のポリゴンＰＧ３とポリゴンＰＧ４とが境界線ＢＬ２を介して造形物２の表面側で凸状に接続されており、ポリゴンＰＧ３とポリゴンＰＧ４とがなす角度は、１８０°を超えている。本形態のポリゴンＰＧ１、ＰＧ３は第１ポリゴンであり、ポリゴンＰＧ２、ＰＧ４は第２ポリゴンである。

【0033】

ポリゴンＰＧ１の法線の方向であって造形物２の内部に向かう方向を法線方向Ｎ１とし、ポリゴンＰＧ２の法線の方向であって造形物２の内部に向かう方向を法線方向Ｎ２とし、ポリゴンＰＧ１の形状を法線方向Ｎ１にデータ上で着色領域２ａの厚さ（具体的には、法線方向における着色領域２ａの厚さ）分平行移動させたときに形成される領域Ｔ１に対応する造形物２の領域を延在領域ＥＴ１とし、ポリゴンＰＧ２の形状を法線方向Ｎ２にデータ上で着色領域２ａの厚さ分平行移動させたときに形成される領域Ｔ２に対応する造形物２の領域を延在領域ＥＴ２とすると（図４、図６参照）、延在領域ＥＴ１、ＥＴ２は、着色領域２ａに含まれている。

【0034】

また、延在領域ＥＴ１、ＥＴ２は、少なくとも着色材料で形成されている。具体的には、延在領域ＥＴ１、ＥＴ２は、インクジェットヘッド１０～１３が吐出したカラーインクからなる着色材料によって形成されているか、または、インクジェットヘッド１０～１３が吐出したカラーインクからなる着色材料とインクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって形成されている。本形態では、延在領域ＥＴ１のテクスチュアと延在領域ＥＴ２のテクスチュアとが異なっている。ただし、延在領域ＥＴ１のテクスチュアと延在領域ＥＴ２のテクスチュアとが同じであっても良いし、延在領域ＥＴ１と延在領域ＥＴ２で１つの画像を分割していても良い。テクスチュアデータの面方向の変化点は、隣り合う２個のポリゴンＰＧ１、ＰＧ２の境界線ＢＬ１とは相関がない場合も、相関がある場合もあり得る。

【0035】

本形態の法線方向Ｎ１は第１法線方向であり、法線方向Ｎ２は第２法線方向である。また、本形態の延在領域ＥＴ１は第１延在領域であり、延在領域ＥＴ２は第２延在領域である。なお、図４は、図６のＪ－Ｊ断面に対応する、造形物２の断面の断面図である。また、造形物２の表面に形成される平面Ｐ１（図４参照）は、ポリゴンＰＧ１に対応する平面であり、平面Ｐ２（図４参照）は、ポリゴンＰＧ２に対応する平面である。

【0036】

図４（Ａ）に示すように、着色領域２ａの、延在領域ＥＴ１と延在領域ＥＴ２との間の領域（すなわち、延在領域ＥＴ１と延在領域ＥＴ２とモデル領域２ｂとに囲まれた領域）を接続領域ＣＴ１とすると、本形態の造形方法では、透明材料、または、モデル領域２ｂを形成するモデル材料（光反射材料）と同じ材料によって、接続領域ＣＴ１を形成する。すなわち、本形態の造形方法では、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料、または、インクジェットヘッド９が吐出した白インクからなる白い材料によって接続領域ＣＴ１を形成する。あるいは、本形態の造形方法では、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料、または、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって接続領域ＣＴ１を形成する。

【0037】

上述のように、造形物２の形状データにおいて、凸部２ｄに対応する部分では、互いに隣り合う２個のポリゴンＰＧ３とポリゴンＰＧ４とが境界線ＢＬ２を介して凸状に接続されている。ポリゴンＰＧ３の法線の方向であって造形物２の内部に向かう方向を法線方向Ｎ３とし、ポリゴンＰＧ４の法線の方向であって造形物２の内部に向かう方向を法線方向Ｎ４とし、ポリゴンＰＧ３の形状を法線方向Ｎ３にデータ上で着色領域２ａの厚さ分平行移動させたときに形成される領域Ｔ３に対応する造形物２の領域を延在領域ＥＴ３とし、ポリゴンＰＧ４の形状を法線方向Ｎ４にデータ上で着色領域２ａの厚さ分平行移動させたときに形成される領域Ｔ４に対応する造形物２の領域を延在領域ＥＴ４とすると（図５、図７参照）、延在領域ＥＴ３、ＥＴ４は、着色領域２ａに含まれている。

【0038】

また、延在領域ＥＴ３、ＥＴ４は、少なくとも着色材料で形成されている。具体的には、延在領域ＥＴ３、ＥＴ４は、インクジェットヘッド１０～１３が吐出したカラーインクからなる着色材料によって形成されているか、または、インクジェットヘッド１０～１３が吐出したカラーインクからなる着色材料とインクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって形成されている。本形態では、延在領域ＥＴ３のテクスチュアと延在領域ＥＴ４のテクスチュアとが異なっている。ただし、延在領域ＥＴ３のテクスチュアと延在領域ＥＴ４のテクスチュアとが同じであっても良い。

【0039】

本形態の法線方向Ｎ３は第１法線方向であり、法線方向Ｎ４は第２法線方向である。また、本形態の延在領域ＥＴ３は第１延在領域であり、延在領域ＥＴ４は第２延在領域である。なお、図５は、図６のＫ－Ｋ断面に対応する、造形物２の断面の断面図である。また、造形物２の表面に形成される平面Ｐ３（図５参照）は、ポリゴンＰＧ３に対応する平面であり、平面Ｐ４（図４参照）は、ポリゴンＰＧ４に対応する平面である。

【0040】

図５（Ａ）に示すように、延在領域ＥＴ３と延在領域ＥＴ４とが重なる領域（具体的には、延在領域ＥＴ３の一部と延在領域ＥＴ４の一部とが重なる領域）を接続領域ＣＴ５とすると、本形態の造形方法では、接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ３側の部分を、延在領域ＥＴ３を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ５の残りの部分を、延在領域ＥＴ４を形成する材料と同じ材料によって形成する。具体的には、図５（Ａ）に示すように、接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ３側の半分の部分ＣＴ６を、延在領域ＥＴ３を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ４側の半分の部分ＣＴ７を、延在領域ＥＴ４を形成する材料と同じ材料によって形成する。

【0041】

なお、接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ３側の半分未満の部分を、延在領域ＥＴ３を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ５の残りの部分を、延在領域ＥＴ４を形成する材料と同じ材料によって形成しても良い。また、接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ３側の半分を超える部分を、延在領域ＥＴ３を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ５の残りの部分を、延在領域ＥＴ４を形成する材料と同じ材料によって形成しても良い。

【0042】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の造形方法では、着色領域２ａの、延在領域ＥＴ１と延在領域ＥＴ２との間の領域である接続領域ＣＴ１を、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料、インクジェットヘッド９が吐出した白インクからなる白い材料、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料、または、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成している。そのため、本形態の造形方法で造形物２を造形すれば、所定の厚さの着色領域２ａを表面に有する立体的な造形物２の表面に凹部２ｃが形成されていても、凹部２ｃが形成された部分の表面が変形したり、テクスチュアが不連続にならないようにして造形物２の美観を保つことが可能になる。

【0043】

本形態では、延在領域ＥＴ３と延在領域ＥＴ４とが重なる領域である接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ３側の部分を、延在領域ＥＴ３を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ５の残りの部分を、延在領域ＥＴ４を形成する材料と同じ材料によって形成している。そのため、本形態の造形方法で造形物２を造形すれば、所定の厚さの着色領域２ａを表面に有する立体的な造形物２の表面に凸部２ｄが形成されていても、凸部２ｄが形成された部分のテクスチュアが不連続にならないようにして造形物２の美観を保つことが可能になる。

【0044】

特に本形態では、接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ３側の半分の部分ＣＴ６を、延在領域ＥＴ３を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ５の延在領域ＥＴ４側の半分の部分ＣＴ７を、延在領域ＥＴ４を形成する材料と同じ材料によって形成しているため、本願発明者の検討によれば、凸部２ｄが形成された部分のテクスチュアが不連続によりなりにくくなり、その結果、造形物２の美観を効果的に保つことが可能になる。

【0045】

（造形方法の変形例１）
上述した形態において、接続領域ＣＴ１の延在領域ＥＴ１側の部分を、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ１の残りの部分を、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成しても良い。たとえば、図４（Ｂ）に示すように、接続領域ＣＴ１の延在領域ＥＴ１側の半分の部分ＣＴ２を、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ１の延在領域ＥＴ２側の半分の部分ＣＴ３を、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成しても良い。この場合であっても、上述した形態と同様の効果を得ることができる。

【0046】

なお、接続領域ＣＴ１の延在領域ＥＴ１側の半分未満の部分を、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ１の残りの部分を、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成しても良い。また、接続領域ＣＴ１の延在領域ＥＴ１側の半分を超える部分を、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成し、かつ、接続領域ＣＴ１の残りの部分を、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料と同じ材料によって形成しても良い。

【0047】

また、上述した形態において、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部に含まれる着色材料と延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部に含まれる着色材料とを含む材料によって接続領域ＣＴ１を形成するとともに、接続領域ＣＴ１を形成する材料の濃度を、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料の濃度と延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料の濃度との和よりも低くしても良い。この場合であっても、上述した形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合には、接続領域ＣＴ１を形成する材料の濃度を、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料の濃度と延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料の濃度との和の半分にすることが好ましい。

【0048】

具体的には、たとえば、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部が、インクジェットヘッド１２が吐出したカラーインク（シアン）からなる着色材料と、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって形成されるとともに、延在領域ＥＴ１の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料の中の着色材料の含有比率および透明材料の含有比率が５０％であり、かつ、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部が、インクジェットヘッド１１が吐出したカラーインク（マゼンタ）からなる着色材料と、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって形成されるとともに、延在領域ＥＴ２の接続領域ＣＴ１側の端部を形成する材料の中の着色材料の含有比率および透明材料の含有比率が５０％である場合には、インクジェットヘッド１１が吐出したカラーインクからなる着色材料と、インクジェットヘッド１２が吐出したカラーインクからなる着色材料と、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって接続領域ＣＴ１を形成するとともに、接続領域ＣＴ１を形成する材料の中の、インクジェットヘッド１１が吐出したカラーインクからなる着色材料の含有比率およびインクジェットヘッド１２が吐出したカラーインクからなる着色材料の含有比率を２５％とし、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料の含有比率を５０％とすることが好ましい。

【0049】

（造形方法の変形例２）
上述した形態において、接続領域ＣＴ５を、延在領域ＥＴ３を形成する材料と同じ材料、または、延在領域ＥＴ４を形成する材料と同じ材料によって形成しても良い（図５（Ｂ）参照）。この場合であっても、上述した形態と同様の効果を得ることができる。

【0050】

また、上述した形態において、延在領域ＥＴ３に含まれる着色材料と延在領域ＥＴ４に含まれる着色材料とを含む材料によって接続領域ＣＴ５を形成するとともに、接続領域ＣＴ５を形成する材料の濃度を、延在領域ＥＴ３を形成する材料の濃度と延在領域ＥＴ４を形成する材料の濃度との和よりも低くしても良い。この場合であっても、上述した形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合には、接続領域ＣＴ５を形成する材料の濃度を、延在領域ＥＴ３を形成する材料の濃度と延在領域ＥＴ４を形成する材料の濃度との和の半分にすることが好ましい。

【0051】

具体的には、たとえば、延在領域ＥＴ３が、インクジェットヘッド１２が吐出したカラーインク（シアン）からなる着色材料と、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって形成されるとともに、延在領域ＥＴ３を形成する材料の中の着色材料の含有比率および透明材料の含有比率が５０％であり、かつ、延在領域ＥＴ４が、インクジェットヘッド１１が吐出したカラーインク（マゼンタ）からなる着色材料と、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって形成されるとともに、延在領域ＥＴ４を形成する材料の中の着色材料の含有比率および透明材料の含有比率が５０％である場合には、インクジェットヘッド１１が吐出したカラーインクからなる着色材料と、インクジェットヘッド１２が吐出したカラーインクからなる着色材料と、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料とによって接続領域ＣＴ５を形成するとともに、接続領域ＣＴ５を形成する材料の中の、インクジェットヘッド１１が吐出したカラーインクからなる着色材料の含有比率およびインクジェットヘッド１２が吐出したカラーインクからなる着色材料の含有比率を２５％とし、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料の含有比率を５０％とすることが好ましい。

【0052】

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

【0053】

上述した形態において、造形物２は、着色領域２ａを覆う保護領域を備えていても良い。この場合には、保護領域は、たとえば、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料によって形成されている。また、上述した形態において、造形物２は、着色領域２ａとモデル領域２ｂとの間に配置される分離領域を備えていても良い。この場合には、分離領域は、たとえば、インクジェットヘッド１４が吐出したクリアインクからなる透明材料によって形成されている。

【0054】

上述した形態において、造形物２は、図８に示すように、モデル領域２ｂとは別に、着色領域２ａを透過して入射する光を反射する光反射領域２ｆを備えていても良い。光反射領域２ｆは、着色領域２ａとモデル領域２ｂとの間に配置されている。すなわち、光反射領域２ｆは、着色領域２ａよりも造形物２の内部側に配置されている。光反射領域２ｆは、たとえば、インクジェットヘッド９が吐出した白インクからなる白い材料で形成されている。また、この場合には、モデル領域２ｂは、たとえば、着色材料や透明材料等の、白い材料以外の材料で形成されている。また、この場合には、造形物２の表面の色差を抑制するために、法線方向（造形物２の表面と垂直な方向）における光反射領域２ｆの厚さは造形物２の場所によらず一定になっている。さらに、着色領域２ａと光反射領域２ｆの間に配置される分離領域を備えていても良い。この分離領域の厚さも造形物２の場所によらず一定になっていることが好ましい。

【0055】

上述した形態において、造形物２は、透明や白色の樹脂粉体を構造体として、減法混色のカラー、透明、黒色、白色の結着材の液をインクジェット方式で吐出して造形されても良い。また、上述した形態において、ポリゴンモデルを構成するポリゴンは、三角形の平面以外の多角形の平面であっても良い。たとえば、ポリゴンは、四角形の平面であっても良い。

【符号の説明】

【0056】

２ 造形物
２ａ 着色領域
２ｂ モデル領域（光反射領域）
２ｆ 光反射領域
ＢＬ１、ＢＬ２ 境界線
ＣＴ１、ＣＴ５ 接続領域
ＣＴ６ 接続領域の第１延在領域側の半分の部分
ＣＴ７ 接続領域の第２延在領域側の半分の部分
ＥＴ１、ＥＴ３ 延在領域（第１延在領域）
ＥＴ２、ＥＴ４ 延在領域（第２延在領域）
Ｎ１、Ｎ３ 法線方向（第１法線方向）
Ｎ２、Ｎ４ 法線方向（第２法線方向）
ＰＧ１、ＰＧ３ ポリゴン（第１ポリゴン）
ＰＧ２、ＰＧ４ ポリゴン（第２ポリゴン）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】