JP6513660B2 - 三次元印刷装置および三次元印刷方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る三次元印刷装置の構成を示す斜視図である。図1に示すように、三次元印刷装置1は、インクジェットヘッド10と、制御装置20(制御部)と、ステージ30と、紫外線照射装置40と、位置移動装置50とを備えている。
図2は、インクジェットヘッド10から吐出されたインクによってインク層が積層されて形成された積層体70(造形物)を構成した状態を示す図である。図2に示すように、ヘッド10(Y)から吐出したイエロー(Y)のインクによって形成されたインク層70(Y)の上に、ヘッド10(M)から吐出したマゼンダ(M)のインクによって形成されたインク層70(M)が積層され、さらにその上に、ヘッド10(C)から吐出したシアン(C)のインクによって形成されたインク層70(C)が積層され、さらにその上に、ヘッド10(R)から吐出した赤(R)のインクによって形成されたインク層70(R)が積層され、さらにその上に、ヘッド10(G)から吐出した緑(G)のインクによって形成されたインク層70(G)が積層され、さらにその上に、ヘッド10(B)から吐出した青(B)のインクによって形成されたインク層70(B)が積層され、さらにその上に、ヘッド10(K)から吐出したブラック(K)のインクによって形成されたインク層70(K)が積層され、さらにその上に、ヘッド10(CL)から吐出したクリアインク(CL)によって形成されたインク層70(CL)が積層される。
周知のように、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、およびシアン(C)の3色のインクを用いれば、それらの組み合わせや、組み合わせる割合を変えることによって、所望の色調を実現することができる。しかしながら、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、およびシアン(C)の3色のインクでは、所望の色調を実現するために使用するインクの吐出量の総和が比較的多く、そのため、隣接するドット同士の着色インクの接触により、着色インクが不都合に混ざって発色滲みが生じてしまう場合がある。
以下に、図3〜図5の色調を例に挙げて、本実施形態の効果をより具体的に説明する。図3〜図5中の(a)および(b)は、共に同じ色調を表現するための色構成と、各色インクの吐出量とを模式的に表わしている。なお、図3〜図5の(a)に示すマス目は、1マスが吐出対象面の単位面積当たりのインクの吐出量(インク量)が20であることを示している。図3〜図5に示すインク量「100」は、1つのヘッドから1回に吐出できる、吐出対象面の単位面積当たりの最大限界吐出量を表わす。すなわち、各色のインクのヘッドは、いずれも吐出対象面の単位面積当たり、最大で100吐出することができ、所望の色調を表現するにあたって吐出量が上限100までの間で変わる構成である。
上記の3色置換処理および2色置換処理は、制御装置20の着色インク決定部21が行う。着色インク決定部21は、外部から入力された入力信号に基づいて、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、およびシアン(C)のインクの吐出量を決定する。着色インク決定部21は、決定したイエロー(Y)、マゼンダ(M)、およびシアン(C)のインクの吐出量に基づき、3色変換処理および2色変換処理を行う。入力信号とは、印刷する白黒画像またはカラー画像を、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、およびシアン(C)の3色成分に色分解した情報である。なお、着色インク決定部21が行う色置換処理の優先順位は問わないが、本実施形態では、着色インク決定部21は、インクの吐出量の総和を効果的に削減することができるという理由から、3色置換処理を最優先して行うものとする。
ここで、本実施形態では、所望の色調の着色領域Pを形成し、かつ、クリアインクによって形成する補填領域Qによって着色領域Pの高さを補填し、積層体70の厚さを色調に関わらず均一にする。すなわち、図2に示す着色領域Pの厚さは色調によって変動する可能性がある厚さであるが、クリアインクによって形成する補填領域Qの厚さを調整して、色調に関わらず積層体70の厚さを所定の厚さ(所定の高さ)としている。
IO=IY+IM+IC+IR+IB+IG+IK+ICL
[式中、
IOは、吐出対象面の単位面積当たりのインクの吐出量の総和を表わす。
IYは、吐出対象面の単位面積当たりのインク(Y)の吐出量を表わす。
IMは、吐出対象面の単位面積当たりのインク(M)の吐出量を表わす。
ICは、吐出対象面の単位面積当たりのインク(C)の吐出量を表わす。
IRは、吐出対象面の単位面積当たりのインク(R)の吐出量を表わす。
IBは、吐出対象面の単位面積当たりのインク(B)の吐出量を表わす。
IGは、吐出対象面の単位面積当たりのインク(G)の吐出量を表わす。
IKは、吐出対象面の単位面積当たりのインク(K)の吐出量を表わす。
ICLは、吐出対象面の単位面積当たりのクリアインク(CL)の吐出量を表わす。]
各インクの吐出量を決定するのが制御装置20である。以下に、制御装置20による吐出量の制御方法を説明する。
本発明の一態様に係る三次元印刷装置1は、任意の色調を3色成分に色分解して造形物を造形可能な三次元印刷装置1であって、所定の色調を実現するために必要な着色インクと、上記着色インクのインク層の高さを補填するための補填インクとを吐出対象面に吐出するインクジェットヘッド10と、上記インクジェットヘッド10を制御する制御部(制御装置20)と、を備え、上記制御部は、上記3色成分のうちの2色または3色をそれぞれ等量ずつ混合して表現する色調を実現する場合、予め搭載された上記着色インクのうち当該色調を呈するインクを着色インクとして用いるように上記インクジェットヘッド10を制御し、吐出対象面の単位面積当たりの上記着色インクのインク層の高さが、所定の高さを満たさない箇所については、当該着色インクのインク層の高さを上記補填インクによって補填するように上記インクジェットヘッド10を制御する。
10 インクジェットヘッド
20 制御装置(制御部)
21 着色インク決定部
22 判定部
23 算出部
24 吐出制御部
30 ステージ
40 紫外線照射装置
50 位置移動装置
70 積層体
100 印刷対象
Claims (8)
- 任意の色調を3色成分に色分解して造形物を造形可能な三次元印刷装置であって、
所定の色調を実現するために必要な着色インクと、上記着色インクのインク層の高さを補填するための補填インクとを吐出対象面に吐出するインクジェットヘッドと、
上記インクジェットヘッドを制御する制御部と、を備え、
上記制御部は、
上記3色成分のうちの2色または3色をそれぞれ等量ずつ混合して表現する色調を実現する場合、予め搭載された上記着色インクのうち当該色調を呈するインクを着色インクとして用いるように上記インクジェットヘッドを制御し、
吐出対象面の単位面積当たりの上記着色インクのインク層の高さが、所定の高さを満たさない箇所については、当該着色インクのインク層の高さを上記補填インクによって補填するように上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする三次元印刷装置。 - 上記制御部は、
所定の色調を実現するために必要な上記着色インクの吐出量を決定する着色インク決定部と、
上記着色インク決定部によって決定された吐出量で吐出されることで形成される上記着色インクのインク層の高さが上記所定の高さを満たすか否かを判定する判定部と、
上記判定部による判定結果に基づいて、上記着色インクのインク層の高さが上記所定の高さを満たさない場合に、上記補填インクの補填量を算出する算出部とを備え、
上記補填量の上記補填インクを吐出するように、上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする請求項1に記載の三次元印刷装置。 - 上記制御部は、所定の色調を実現するために必要な各色の上記着色インクの吐出量に基づいて、上記3色成分のうちの2色または3色の上記着色インクをそれぞれ等量ずつ吐出する情報が含まれている場合には、上記2色または3色の上記着色インクをそれぞれ等量ずつ混合して表現する色調を呈するインクを上記着色インクとして吐出するように、上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする請求項1または2に記載の三次元印刷装置。
- 上記制御部は、イエロー(Y)のインクとマゼンダ(M)のインクとを1:1の割合で、上記吐出対象面の単位面積当たりに、合計で所定量(r)吐出して実現される色調を、上記吐出対象面の単位面積当たりに当該所定量(r)の1/2の量の赤(R)のインクによって実現するように、上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする請求項3に記載の三次元印刷装置。
- 上記制御部は、イエロー(Y)のインクとシアン(C)のインクとを1:1の割合で、上記吐出対象面の単位面積当たりに、合計で所定量(g)吐出して実現される色調を、上記吐出対象面の単位面積当たりに当該所定量(g)の1/2の量の緑(G)のインクによって実現するように、上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする請求項3に記載の三次元印刷装置。
- 上記制御部は、シアン(C)のインクとマゼンダ(M)のインクとを1:1の割合で、上記吐出対象面の単位面積当たりに、合計で所定量(b)吐出して実現される色調を、上記吐出対象面の単位面積当たりに当該所定量(b)の1/2の量の青(B)のインクによって実現するように、上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする請求項3に記載の三次元印刷装置。
- 上記制御部は、イエロー(Y)のインクと、マゼンダ(M)のインクと、シアン(C)のインクとを1:1:1の割合で、上記吐出対象面の単位面積当たりに、合計で所定量(k)吐出して実現される色調を、上記吐出対象面の単位面積当たりに当該所定量(k)の1/3の量のブラック(K)のインクによって実現するように、上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする請求項3に記載の三次元印刷装置。
- 任意の色調を3色成分に色分解して造形物を造形可能な三次元印刷方法であって、
インクジェットヘッドにより、所定の色調を実現するために必要な着色インクと、上記着色インクのインク層の高さを補填するための補填インクとを吐出対象面に吐出する吐出工程と、
上記インクジェットヘッドを制御する制御工程と、を含み、
上記制御工程では、
上記3色成分のうちの2色または3色をそれぞれ等量ずつ混合して表現する色調を実現する場合、予めインクジェットヘッドに搭載された上記着色インクのうち当該色調を呈するインクを着色インクとして用いるように上記インクジェットヘッドを制御し、
吐出対象面の単位面積当たりの上記着色インクのインク層の高さが、所定の高さを満たさない箇所については、当該着色インクのインク層の高さを上記補填インクによって補填するように上記インクジェットヘッドを制御することを特徴とする三次元印刷方法。
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