立体物造型装置及其控制程序、立体物造型方法与流程

本发明涉及立体物的造型技术。

背景技术：

作为立体物造型装置，已知有3d(三维)打印机。专利文献1所记载的3d(三维)打印机将油墨喷出并通过由所喷出的油墨而形成的点来形成层状的造型体，再通过对层状的造型体进行层压，从而对立体物进行造型。在立体物的表面形成有由着色用油墨而形成的油墨层。

在3d打印机中，由于形成油墨层的点的形状并非必须是立方形状，因此即便是相同的油墨量，也会由于对立体物进行观察的视觉确认方向不同而存在颜色浓度的差异变大的情况。

专利文献1：日本特开2016-93913号公报

技术实现要素：

本发明是为了解决上述课题的至少一个而完成的发明，其能够作为以下的方式来实现。

(1)根据本发明的一个方式，提供一种立体物造型装置，其使用在被喷出后发生固化从而作为立体的点而成为立体物的一部分的油墨。该立体物造型装置具备：第一喷嘴，其喷出所述油墨中的在所述立体物的造型中使用的造型用油墨；第二喷嘴，其喷出所述油墨中的在所述立体物的造型以及着色中使用的着色用油墨；模型数据生成部，其生成所述立体物的造型数据；造型区域决定部，其根据所述造型数据来决定通过使用了从所述第一喷嘴喷出的所述造型用油墨的所述点的层叠而实施造型的区域；着色区域决定部，其根据所述造型数据而决定着色区域，以便对所述立体物的表面的法线方向上的深度差异进行抑制，所述着色区域为，使用所述第二喷嘴向所述层叠的由所述造型用油墨所形成的点的集合的表面而喷出所述着色用油墨来从而实施着色的区域；喷出数据生成部，其生成用于喷出所述造型用油墨的造型用油墨喷出数据和用于喷出所述着色用油墨的着色用油墨喷出数据；处理控制部，其实施根据各个所述油墨的喷出数据而分别从所述第一喷嘴、第二喷嘴喷出所述造型用油墨和上述着色用油墨的处理。

根据该方式，由于以对立体物的表面的法线方向上的深度差异进行抑制的方式来决定通过喷出着色用油墨而实施着色的着色区域，因此即便对立体物进行观察的视觉确认方向不同，也能够对颜色的浓度的偏差进行抑制。

(2)在上述方式中，也可以采用如下方式，即，所述着色区域决定部使所述着色区域的从表面起的深度的偏差固定。如果着色区域的从表面起的深度的偏差固定，则能够对立体物的表面的法线方向上的深度的差异进行抑制。

(3)在上述方式中，也可以采用如下方式，即，所述喷出数据生成部基于所述着色用油墨发生了固化后的所述点的三维形状来确定被喷出到所述着色区域的所述着色用油墨的纵向、横向、高度方向上的点数量，从而生成应该向每层喷出的所述着色用油墨的喷出数据。

根据该方式，由于能够通过着色用油墨的纵向、横向、高度方向上的点数量来决定着色区域的从表面起的深度，因此容易实现着色区域的决定。

(4)在上述方式中，也可以采用如下方式，即，所述着色区域决定部将上述着色区域的从上述表面起的深度作为点数量而进行决定，所述点数量与将使用所述着色用油墨而形成的所述点的点尺寸的纵、横、高度以整数比而进行了近似的情况下的所述整数比的各项的大小成反比

根据该方式，由于着色区域决定部将着色区域的从表面起的深度作为点数量而进行决定，所述点数量与将使用所述着色用油墨而形成的所述点的点尺寸的纵、横、高度以整数比而进行了近似的情况下的所述整数比的各项的大小成反比。因此能够与点的形状无关地使着色区域的从表面起的深度接近于固定。

(5)在上述方式中，也可以采用如下方式，即，所述着色区域决定部根据所述整数比的各项的最小公倍数除以所述整数比的各项所得出的值而决定所述点数量。

根据该方式，着色区域决定部能够容易地计算出与着色区域的从表面起的深度相对应的点数量。

本发明能够以各种方式而实现，例如，除了立体物造型装置以外，也能够通过立体物造型方法、立体物造型装置的控制程序等各种方式而实现。

附图说明

图1为表示立体物造型系统的结构的功能框图。

图2为表示立体物造型装置的内部结构的概要的立体图。

图3为表示记录头的说明图。

图4为主机的cpu所执行的油墨喷出数据的生成流程图。

图5为表示通过xy平面而将立体物切开时的立体物的局部的说明图。

图6为表示通过xz平面而将立体物切开时的截面的局部的说明图。

图7为表示在图4的步骤s110中着色区域决定部对透明层、着色层、遮蔽层、造型层进行决定的情况下的处理的一个示例的流程图。

图8为表示立体物造型装置所执行的造型处理的流程图。

图9为表示被造型出的立体物的一个示例的说明图。

图10为透明层、着色层、遮蔽层的纵向、横向、高度方向上的点数量的决定流程图。

图11为表示通过xz平面而将立体物切开时的截面的局部的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。但是，在各图中，使各部的尺寸以及比例尺适当地与实际的情况不同。此外，由于以下所述叙述的实施方式为本发明的优选的具体例，因此虽然附加了在技术上优选的各种限定，但是只要在以下的说明中不存在特别对本发明进行限定的主旨的记载，则本发明的范围就不局限于这些方式。

在本实施方式中，作为立体物造型装置而将喷出包含树脂乳液的树脂油墨、紫外线硬化型油墨等硬化型油墨(“液体”的一个示例)并对立体物obj进行造型的喷墨式的立体物造型装置作为示例来进行说明。

图1是表示立体物造型系统100的结构的功能框图。如图1所示，立体物造型系统100具备生成用于对立体物进行造型的数据的主机90和对立体物进行造型的立体物造型装置10。立体物造型装置10通过如下过程而执行对立体物造型装置10进行造型的处理，所述过程为，喷出油墨，利用通过使被喷出的油墨固化而形成的点来形成预定的厚度的层状的造型体。主机90执行生成造型数据fd的数据生成处理，该造型数据fd决定构成立体物造型装置10所造型出的立体物obj的多个造型体的各自的形状以及色彩。

如图1所示，主机90具备：cpu(省略图示)，其对主机90的各部的动作进行控制；显示部(省略图示)，其为显示器等；操作部91，其为键盘、鼠标等；信息存储部(省略图示)，其对主机90的控制程序、立体物造型装置10的驱动程序以及cad(computeraideddesign：计算机辅助设计)软件等应用程序进行存储；模型数据生成部92，其生成模型数据dat；造型数据生成部93，其基于模型数据dat而执行生成造型数据fd的数据生成处理。

在此，模型数据dat是指表示代表立体物造型装置10应该造型的立体物obj的模型的形状以及色彩的数据，并且是指用于对立体物obj的形状以及色彩进行指定的数据。另外，在下文中，立体物obj的色彩也包括别附加到立体物obj上的多种颜色的情况下的该多种颜色的附加方式，即，由附加到立体物obj上的多种颜色而表示的花纹、文字、其他的图像。

模型数据生成部92为，通过主机90的cpu执行存储于信息存储部中的应用程序而实现的功能模块。该模型数据生成部92例如为cad应用，并基于立体物造型系统100的使用者对操作部91进行操作并输入的信息等而生成对立体物obj的形状以及色彩进行指定的模型数据dat。

另外，在本实施方式中，假设模型数据dat对立体物obj的外部形状和表面的色彩进行指定的情况。换言之，假设如下情况，即，模型数据dat是对将立体物obj假定为中空的物体的情况下的该中空的物体的形状即立体物obj的轮廓的形状进行指定的数据。例如，在立体物obj为球体的情况下，模型数据dat表示作为该球体的轮廓的球面的形状。然而，本发明并不限定于这种方式，模型数据dat只要是至少包括能够决定立体物obj的外部形状的信息即可。例如，除了立体物obj的外部形状、色彩之外，模型数据dat也可以是对立体物obj的内部的形状、材料等进行进行指定的数据。作为模型数据dat，例如能够例示出amf(additivemanufacturingfileformat：附加制造文件格式)或者stl(standardtriangulatedlanguage：标注化语言)等数据形式。

造型数据生成部93为，通过主机90的cpu执行存储于信息存储部中的立体物造型装置10的驱动程序而实现的功能模块。造型数据生成部93为造型区域决定部，并基于模型数据生成部92所生成的模型数据dat而执行数据生成处理，所述数据生成处理为，生成对立体物造型装置10所形成的造型体的形状以及色彩进行决定的造型数据fd的处理。

另外，在下文中，假设通过使q个层状的造型体层压而对立体物obj进行造型的情况(q为满足q≥2的自然数)。此外，在下文中，将立体物造型装置10形成造型体的处理称作层压处理。即，立体物造型装置10对立体物obj进行造型的造型处理包括q次的层压处理。

为了生成对具有预定的厚度的q个造型体的形状以及色彩进行决定的q个造型数据fd，造型数据生成部93首先通过每隔预定厚度lz而对模型数据dat所表示的三维形状进行切片从而生成一对一地与各个造型体相对应的截面模型数据。在此，截面模型数据是指，表示将模型数据dat所表示的三维形状进行切片而得到的截面体的形状以及色彩的数据。然而，截面模型数据只要是包括将模型数据dat所表示的三维形状进行了切片时的截面的形状以及色彩的数据即可。厚度lz与通过油墨的固化而形成的点的高度方向的大小相对应。

接下来，为了形成与截面模型数据所表示的形状以及色彩相对应的造型体，造型数据生成部93对立体物造型装置10应该形成的点的配置进行决定，并将决定结果作为造型数据而输出。也就是说，造型数据fd为，在通过将截面模型数据所表示的形状以及色彩细分化成网格状从而将截面模型数据所表示的形状以及色彩表示为点的集合的情况下对用于形成多个点中的各个点的油墨的种类进行指定的数据。也可以包括表示点的大小的数据。在此，点是指通过一次喷出而形成的油墨发生固化从而形成的立体的点。在本实施方式中，为了便于说明，点为长方体或者立方体，并且设为具有预定的厚度lz、具有预定体积的长方体或者立方体。此外，在本实施方式中，点的体积以及尺寸根据喷出油墨的喷嘴的间距、油墨的喷出间隔、油墨的粘度等而决定。

造型数据生成部93具备着色区域决定部94和喷出数据生成部95。着色区域决定部94对配置有立体物造型装置10应该形成的点中的由着色用油墨而形成的点的区域进行决定。着色区域决定部94以对立体物obj的表面的法线方向上的深度的差异进行抑制的方式而对向由造型用油墨所形成的点的集合的表面喷出着色用油墨从而实施着色的着色区域进行决定。例如，将着色区域的从表面起的深度的偏差设为固定。关于如何确定着色区域，将在下文中进行叙述。

喷出数据生成部95生成作为造型数据的、用于喷出造型用油墨的造型用油墨喷出数据和用于喷出着色用油墨的着色用油墨喷出数据。

如上文所述，本实施方式所涉及的模型数据dat对立体物obj的外部形状(轮廓的形状)进行指定。因此，在忠实地造型出具有模型数据dat所表示的形状的立体物obj的情况下，立体物obj的形状成为不具有厚度而仅有轮廓的中空形状。然而，在对立体物obj进行造型的情况下，优选为考虑立体物obj的强度等而决定立体物obj的内部的形状。具体而言，在对立体物obj进行造型的情况下，优选为立体物obj的内部的一部分或者全部为实心结构。因此，本实施方式的造型数据生成部93不管模型数据dat所指定的形状是否为中空形状，均会生成使立体物obj的内部的一部分或者全部成为实心结构这种造型数据fd。

另外，根据立体物obj的形状而具有作为第n层的点的下侧的层即第n-1层上不存在点的情况。在这样的情况下，即使想要形成第n层的点，也有可能使该点下落到下侧。因而，在“q≥2”的情况下，为了在本来应形成用于构成造型体的点的位置处形成点，需要在该点的下侧设置用于对该点进行支承的支承部。在本实施方式中，支承部由作为与立体物obj同样地发生了固化的油墨的点而形成。因此，在本实施方式中，将造型数据fd设为除了包括用于形成对立体物obj进行造型的点的数据之外，还包括用于形成如下的点的数据，所述点形成在对立体物obj进行造型时所必需的支承部。也就是说，在本实施方式中，造型体中包括立体物obj中的应该通过第q次的层压处理而形成的部分和支承部中的应该通过第q次的层压处理而形成的部分这两部分。换言之，造型数据fd包括将立体物obj中的作为造型体而形成的部分的形状以及色彩作为点的集合而示出的数据以及将支承部中的作为造型体而形成的部分的形状作为点的集合而示出的数据。本实施方式的造型数据生成部93基于截面模型数据或者模型数据dat而对是否需要为了点的形成而设置支承部进行判断。而且，造型数据生成部93在该判断的结果为肯定的情况下，生成除了立体物obj之外还需要设计支承部的造型数据fd。另外，优选为，支承部由在立体物obj的造型后能够容易地除去的材料、例如水溶性的油墨而构成。将用于形成在该支承部中使用的点的油墨称为“支持油墨”。

图2是表示立体物造型装置10的内部结构的概要的立体图。以下，除了参照图2之外，也会参照图1而进行说明。如图1以及图2所示，立体物造型装置10具备壳体40、造型台45、对立体物造型装置10各部的动作进行控制的处理控制部15(“造型控制部”的一个示例)、头单元13、硬化单元61、滑架41、位置变化机构17以及对立体物造型装置10的控制程序及其他的各种信息进行存储的存储部16。滑架41搭载有头单元13以及六个墨盒48。头单元13具备具有喷嘴列33～38的记录头30，从而从喷嘴列33～38向造型台45喷出油墨的液滴lq。硬化单元61为用于使被喷出到造型台45上的油墨硬化的装置。位置变化机构17使滑架41、造型台45以及硬化单元61相对于壳体40的位置发生变化。另外，处理控制部15以及造型数据生成部93作为对立体物造型系统100的各部的动作进行控制的系统控制部而发挥功能。

硬化单元61是用于使被喷出到造型台45上的油墨发生硬化的构成要素，例如能够示例出用于对紫外线硬化型油墨照射紫外线的光源、用于对树脂油墨进行加热的加热器等。在硬化单元61为紫外线的光源的情况下，硬化单元61例如被设置在造型台45的上侧(+z方向)，另一方面，在硬化单元61是加热器的情况下，硬化单元61例如可以被设置在造型台45的内部或者造型台45的下侧。在下文中，对硬化单元61为紫外线的光源的情况进行假设，并且对硬化单元61位于造型台45的+z方向的情况进行假设而进行说明。

六个墨盒48为，以与用于对立体物obj进行造型的五个颜色的造型用油墨和用于形成支承部的支承用油墨(支持油墨)的总计六种油墨一对一地相对应的方式而设置的部件。在各个墨盒48中填充有与该墨盒48相对应的种类的油墨。在用于对立体物obj进行造型的五种颜色的造型用油墨中，包括具有有色的色料成分的有色油墨(也称为“着色用油墨”)、具有无色的色料成分的无色油墨以及与有色油墨和无色油墨相比而每单位重量或者每单位体积的色料成分的含有量较少的透明(cl)油墨。在本实施方式中，作为有色油墨而采用蓝绿色(cy)、品红色(mg)以及黄色(yl)这三种颜色的油墨。此外，在本实施方式中，作为无色油墨而采用白色(wt)的油墨。本实施方式所涉及的白色油墨是指，在具有属于可见光的波长区域(大致400nm～700nm)内的波长的光被照射到白色油墨上的情况下，使该被照射的光中的预定的比例以上的光发生反射的油墨。另外，“使预定的比例以上的光发生反射”与“吸收或透过小于预定的比例的光”为同义，例如，相当于如下情况，即，被白色油墨反射的光的光量相对于被照射到白色油墨上的光的光量的比率为预定的比例以上的情况。在本实施方式中，“预定的比例”是指，例如只要是30％以上且100％以下的任意比例即可，优选为50％以上的任意比例，更优选为80％以上的任意比例。此外，在本实施方式中，透明油墨为与有色油墨以及无色油墨相比而色料成分的含有量较少且透明度较高的油墨。

另外，也可以代替被搭载于滑架41上的方式而将各个墨盒48设置在立体物造型装置10的其他的部位处。

如图1以及图2所示，位置变化机构17具备升降机构驱动电机71、滑架驱动电机72、73、硬化单元驱动电机74以及电机驱动器75～78。升降机构驱动电机71接收来自处理控制部15的指示，从而对使造型台45向+z方向以及-z方向(以下，有时将+z方向以及-z方向统称为“z轴方向”)升降的造型台升降机构79a驱动。滑架驱动电机72接收来自处理控制部15的指示，从而使滑架41沿着导向部79b而向+y方向以及-y方向(以下，有时将+y方向以及-y方向统称为“y轴方向”)移动。滑架驱动电机73接收来自处理控制部15的指示，从而使滑架41沿着导向部79c而向+x方向以及-x方向(以下，有时将+x方向以及-x方向统称为“x轴方向”)移动。硬化单元驱动电机74接收来自处理控制部15的指示，从而使硬化单元61沿着导向部79d而向+x方向以及-x方向移动。电机驱动器75对升降机构驱动电机71进行驱动，电机驱动器76、77对滑架驱动电机72、73进行驱动，电机驱动器78对硬化单元驱动电机74进行驱动。

头单元13具备记录头30和驱动信号生成部31。驱动信号生成部31接收来自处理控制部15的指示，从而生成包括用于驱动记录头30的驱动波形信号以及波形指定信号在内的各种信号，并向记录头30输出这些生成的信号。关于驱动信号生成部31及驱动波形信号，则省略说明。

图3为表示记录头30的说明图。记录头30具备六个喷嘴列33～38。各个喷嘴列33～38具备以间距lx的间隔而设置的多个喷嘴nz。喷嘴列33～35具有喷出作为着色用油墨的有色油墨(蓝绿色、品红色、黄色)的喷嘴nz。喷嘴列36具有喷出作为无色油墨的白色的油墨(也称作“白色油墨”)的喷嘴nz。喷嘴列37具有喷出透明油墨的喷嘴nz。喷嘴列38具有喷出支持油墨的喷嘴nz。在此，作为造型用油墨，使用除了支持油墨之外的其他的全部的油墨，并且作为着色用油墨而使用有色油墨和白色油墨。因此，喷出造型用油墨的第一喷嘴中包括喷嘴列33～37的喷嘴nz，喷出着色用油墨的第二喷嘴中包括喷嘴列33～36的喷嘴nz。

另外，虽然在本实施方式中，如图3所示，例示了各个喷嘴列33～38的喷嘴nz以在x轴方向上排列成一列的方式而配置的情况，但是例如也可以排列为所谓的交错状，所述交错状为，构成各个喷嘴列33～38的多个喷嘴nz中的一部分的喷嘴nz(例如第偶数个喷嘴n)与其他的喷嘴nz(例如第奇数个喷嘴nz)在y轴方向上的位置为不同的形状。此外，在各个喷嘴列33～38中，喷嘴nz间的间隔(间距lx)能够根据印刷分辨率(dpi：dotperinch)而被适当设定。

处理控制部15以包括cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、fpga(field-programmablegatearray：现场可编程门阵列)等的方式而构成，并且通过该cpu等根据存储在存储部16中的控制程序而进行动作从而对立体物造型装置10的各部的动作进行控制。存储部16具备：eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory：电可擦可编程只读存储器)，其为对从主机90供给的造型数据fd进行储存的非易失性半导体存储器的一种；ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)，其对在执行对立体物obj进行造型的造型处理等各种处理时所需要的数据进行临时存储，或者将用于对立体物造型装置10的各部进行控制的控制程序临时展开以便执行造型处理等各种处理；prom(programmablerom：可编程只读存储器)，其为对控制程序进行存储的非易失性半导体存储器的一种。

处理控制部15通过基于由主机90供给的造型数据fd而对头单元13以及位置变化机构17的动作进行控制，从而对将与模型数据dat相对应的立体物obj造型于造型台45上的造型处理的执行进行控制。具体而言，处理控制部15首先将由主机90供给的造型数据fd储存在存储部16中。接下来，处理控制部15基于造型数据fd等被储存到存储部16中的各种数据而对头单元13的驱动信号生成部31进行控制从而生成包括用于对于记录头30进行驱动的驱动波形信号以及波形指定信号在内的各种信号，并向记录头30输出这些生成的信号。此外，处理控制部15基于造型数据fd等被储存到存储部16中的各种数据而生成用于对电机驱动器75～78的动作进行控制的各种信号，并将这些生成的信号输出到电机驱动器75～78中，从而对头单元13相对于造型台45的相对位置进行控制。

这样，处理控制部15通过电机驱动器75、76以及77的控制而对头单元13相对于造型台45的相对位置进行控制，并且通过电机驱动器75以及78的控制而对硬化单元61相对于造型台45的相对位置进行控制。此外，处理控制部15通过头单元13的控制而对来自喷嘴nz的油墨的喷出的有无、油墨的喷出量以及油墨的喷出时刻等进行控制。由此，处理控制部15对如下的层压处理的执行进行控制，所述层压处理为，在对通过被喷出到造型台45上的油墨而形成的点的尺寸以及点的配置进行调节的同时在造型台45上形成点，并且通过使被形成在造型台45上的点发生硬化而形成造型体的处理。并且，处理控制部15对如下的造型处理的执行进行控制，所述造型处理为，通过重复执行层压处理而在已经形成的造型体上层压新的造型体，从而形成与模型数据dat相对应的立体物obj的处理。

图4为主机90的cpu所执行的油墨喷出数据的生成流程图。该处理在由主机90的模型数据生成部92生成了模型数据dat之后，由与造型数据生成部93相当的cpu来执行。当该处理开始时，在步骤s100中，造型数据生成部93根据模型数据dat而生成截面模型数据。在接着步骤s100的步骤s110中，着色区域决定部94决定着色区域。具体而言，对构成各个层的点dt中的哪些点dt是由着色用油墨而构成的进行决定。另外，着色区域决定部94不仅对着色区域进行决定，也对透明层、遮蔽层、造型层进行决定。

图5为表示通过xy平面而将立体物obj切开时的立体物obj的局部的说明图。图6为表示通过xz平面而将立体物切开时的截面的局部的说明图。造型数据生成部93将立体物obj的形状构成为具有纵、横、高度为ly、lx、lz的三维形状的点dt的集合体的形状。在本实施方式中，ly：lx：lz为1：1：2。在此，lx为点dt的x方向上的大小，并与喷嘴nz的间距相等。ly为点dt的y方向上的大小，并且与和油墨的喷出间隔相对应的记录头30的移动长度相等。lz与点dt的z方向上的大小相等。lz根据形成点的油墨的粘度及量而决定。各个层的截面模型数据例如作为被配置为x方向、y方向上的二维的点dt的集合而构成。另外，各个点dt形成后述的透明层、着色层(着色区域)、遮蔽层、造型层中的任意一个。

在立体物obj的中心具有造型层。造型层为形成立体物obj的主要形状的层。只要是支持油墨以外的油墨，则造型层可以使用任意的油墨。在造型层的表面形成有遮蔽层。遮蔽层为用于进行遮蔽以便无法看到造型层的颜色的层，并由白色油墨而形成。遮蔽层的厚度为l3。在遮蔽层的表面形成有着色层。着色层为着色区域，对立体物obj附加颜色。着色层由有色油墨和白色油墨而形成。在此，在有色油墨的灰度较低的情况下，有时会产生未被喷上有色油墨的区域。由于有色油墨也是构成形状的油墨，因此未被喷上有色油墨的区域有可能会产生形状缺损。白色油墨将该未喷上有色油墨的区域填满从而抑制了形状缺损的产生。另外，也可以代替白色油墨而使用透明油墨。着色层的厚度为l2。透明层为用于对着色层进行保护的层，由作为透明的油墨的透明油墨而形成。透明层的厚度为l1。另外，也可以没有透明层。

图7为表示在图4的步骤s110中着色区域决定部94对透明层、着色层、遮蔽层、造型层进行决定的情况的处理的一个示例的流程图。在步骤s120中，着色区域决定部94对各个层的各个三维像素在立体物obj的整体中的位置进行决定。能够将各个三维像素的位置决定为，以一个三维像素为基准三维像素而从该基准三维像素分别向x方向、y方向、z方向移动了几个三维像素后的三维像素。在接下来的步骤s140中，着色区域决定部94对各个三维像素相当于透明层、着色层、遮蔽层、造型层中的哪一层进行决定。具体而言，着色区域决定部94按照透明层、着色层(着色区域)、遮蔽层、造型层的顺序进行决定。在步骤s132中，着色区域决定部94将包括最外侧的三维像素且至内侧的距离长度为l1的区域，具体为x、y方向上的四个三维像素、z方向上的两个三维像素，设为形成透明层的三维像素。之所以z方向上的三维像素的数量为一半，是因为lx：ly：lz＝1：1：2，且三维像素的z方向上的大小lz为三维像素的x方向上的大小lx或y方向上的大小ly的两倍的大小。接下来，在步骤s134中，着色区域决定部94将比透明层更靠内侧长度l2的区域、具体为x、y方向上的4个三维像素、z方向上的2个三维像素作为形成着色层的三维像素。接下来，在步骤s136中，着色区域决定部94将与着色层相比而靠内侧且长度为l2的区域，具体为x、y方向上的两、z方向上的一个三维像素设为形成遮蔽层的三维像素。接下来，在步骤s138中，着色区域决定部94将与遮蔽层相比而靠内侧的三维像素设为形成造型层的三维像素。虽然在本实施方式中根据三维像素的数量来决定透明层、着色层(着色区域)、遮蔽层、造型层，但是也可以根据从外侧形状起的距离l1、从透明层的内表面起的距离l2、从着色层的内表面起的距离l3而决定。通过上述处理而决定表示图5、图6所示的内部结构的形成立体物obj的透明层、着色层、遮蔽层、造型层的各个三维像素的配置。

在以上的处理之后，主机90的cpu返回图4，实施步骤s160之后的处理。在图4的步骤s160中，喷出数据生成部95实施针对每一层而给着色区域的各个点分配色彩值的半色调处理。由于该半色调处理是与二维的打印机中的处理几乎相同的处理，因此省略说明。另外，之所以说是几乎相同的处理，是由于以下几点有所不同。虽然在二维的打印机中，将向像素分配作为有色油墨的品红色、蓝绿色、黄色的油墨，但是有时会由于有色油墨的灰度的不同而存在未被分配到油墨的点的情况。在二维的打印机中，由于存在印刷介质，因此即便存在未被分配油墨的点也不会产生形状缺损的问题。与此相对，在本实施方式的立体物造型装置10中，由于着色用油墨也形成用于构成立体物obj的形状的点dt，因此当存在未被分配着色用油墨的点dt时，则会使立体形状中产生缺损。因此，喷出数据生成部95针对未被分配作为有色油墨的品红色、蓝绿色、黄色的油墨的点dt而分配白色油墨。如上文所述，喷出数据生成部95也可以代替白色油墨转而分配透明油墨。此外，喷出数据生成部95基于着色用油墨发生固化后的点的三维形状而决定着色用油墨的纵向、横向、高度方向上的点数量，并生成应该向每层喷出的着色用油墨的喷出数据。在本实施方式中，由于lx：ly：lz＝1：1：2，因此纵向、横向上的着色用油墨的点数量成为高度方向上的着色用油墨的点数量的2倍。除去这几点不同以外，半色调处理与在二维的打印机中实施的半色调处理相同。

在步骤s170中，喷出数据生成部95生成向立体物造型装置10发送的造型数据fd。该造型数据fd包括用于喷出造型用油墨(除了支持油墨以外的油墨)的造型用油墨喷出数据和用于喷出着色用油墨(有色油墨和白色油墨)的着色用油墨喷出数据。

主机90在预定的时刻而向立体物造型装置10输出该造型数据fd。图8为表示立体物造型装置10所执行的造型处理的流程图。该处理通过立体物造型装置10从主机90接收到造型数据fd而开始实施。当开始实施图8的处理时，处理控制部15将1代入变量q中(步骤s200)。q为表示第几层的变量，在q为1的情况下，表示从z方向的下侧起的第一层的意思。在接下来的步骤s210中，处理控制部15对位置变化机构17发出指令，从而使造型台45移动至形成第一层的造型体的高度。在步骤s220中，基于油墨喷出数据(造型数据fd)而形成第一层的造型体。具体而言，处理控制部15使各种油墨从喷嘴列33～38的喷嘴nz而被喷射到造型台45上，之后，使用硬化单元61而使油墨固化从而形成点dt。在步骤s230中，处理控制部15对是否为q≥q进行判断。q为构成立体物obj的造型体的层的数量。若q≥q，则结束从第一层至第q层为止的全部造型体的生成，由于立体物obj的生成已完成，因此处理控制部15结束处理。另一方面，在q＜q的情况下，转移到步骤s240，使变量q加1并转移到步骤s210。在第二次之后的步骤s210中，位置变化机构17使造型台45下降点dt的高度lz。之后向转移到步骤s220，在步骤s230中反复实施同样的处理直至满足q≥q为止。

图9为表示被造型出的立体物的一个示例的说明图。在图9中，示出了未实施透明层的形成的示例。在该示例中，着色层的x方向的深度(从立体物obj的表面起的深度)、z方向上的深度均为l2。另外，虽然在附图中未予标明，但着色层的y方向上的深度也为l2。这样，当喷出着色用油墨并以对立体物obj的表面的法线方向上的深度差异进行抑制的方式而构成实施着色的着色区域时，即使从x方向、y方向、z方向中的任意一个方向进行视觉确认，只要处于相同的颜色的灰度，则单位面积×着色层的深度l2的体积中的有色油墨的形成率不变，因此即使观察立体物的视觉确认方向不同，也能够减小颜色的浓度的差异。另外，在图9的示例中，虽然将着色层中的有色油墨的形成率设为50％，但是有色油墨的形成率为50％仅为一个示例，其他的分配率也同样，即使观察立体物的视觉确认方向不同，也能够减小颜色的浓度的差异。

图10为透明层、着色层、遮蔽层的纵向、横向、高度方向上的点数量的决定流程图。该流程由立体物造型装置10的制造公司的研发者而实施。制造公司的研发者在s300中对固化的点的三维形状的纵长ly、横长lx、高度lz进行测量，并计算出通过纵长ly、横长lx、高度lz的整数比而进行了近似的情况下的整数比r、s、t。优选为，以各项r、s、t中的任意一个均为1位的整数的方式而进行近似。在步骤s310中，计算出r(＝1/r)、s(＝1/s)、t(＝1/t)。在步骤s320中，以ru(＝r×u)、su(＝s×u)、tu(＝t×u)成为整数的方式将r、s、t乘以整数u。在步骤s330中，以与ru、su、tu成比例的点数量来决定纵、横、高度着色层的深度l2。这样，由于将纵、横、高度的着色层的深度的点数量决定为与如下情况下的整数比的各项的大小成反比的点数量，所述情况为，以整数比而对使用着色用油墨而形成的点的点尺寸的纵、横、高度进行了近似的情况，因此，能够与点的形状无关且容易地使着色区域的从表面起的深度固定。由于点数量为整数，因此在使用点数量时，容易地实现了着色层的x、y、z方向上的点数量的决定。例如，如果lx＝1μm、ly＝2μm、lz＝3μm，则只要根据它们的大小而计算出x方向、y方向、z方向上的点数量(具体而言，x方向上6个点、y方向上3个点、z方向上2个点)，并将这些整数倍的点数量作为着色层即可。其他层的透明层、遮蔽层也可以同样地决定。

在图10中，在将整数u设为以纵长ly、横长lx、高度lz的整数比而进行了近似的情况下的整数比r：s：t的各项r、s、t的公倍数时，则ru、su、tu成为整数。因此，可以按照整数比的各项的最小公倍数除以整数比的各项而得出的值来决定着色区域的点数量。如果lx＝1μm、ly＝2μm、lz＝3μm，则r：s：t为1：2：3，由于1、2、3的最小公倍数是6，因此整数比的各项的最小公倍数除以整数比的各项而得出的值分别为6、3、2。另外，严格来说，由于纵长ly、横长lx、高度lz之比不是整数比，因此使用以整数而对纵长ly、横长lx、高度lz进行了近似的整数比。另外，纵长ly、横长lx、高度lz之比的各项优选为1位的整数。

在上述实施方式中，生成从1层到q层的截面模型数据，之后从外侧起将预定数量的三维像素依次作为用于形成透明层、着色层、遮蔽层的三维像素，从而形成造型数据。然而，也可以在立体物obj的阶段，将从立体物obj的外侧起预定的长度l1的范围内作为透明层，以下依次决定着色层、遮蔽层、造型层的范围，之后考虑透明层、着色层、遮蔽层、造型层的位置而生成从1层到q层为止的截面模型数据，并形成造型数据fd。

虽然在上述实施方式中，对立体物obj的表面的法线成为x方向、y方向、z方向的情况进行了说明，但是如图11所示，本技术也能够适当应用在具有其他的方向上的法线的立体物obj中。在图11中，示出了立体物obj的表面的法线除了在z方向上以外，也会在xz方向上存在法线(在xz平面内存在法线)的情况。在图11中，即使在立体物obj的表面的法线未成为x方向、y方向或z方向的情况下，也可以将沿着法线的方向上的着色层的厚度固定为l2。只要如此地以使沿着立体物obj的表面的法线的方向的着色层的厚度成为固定的值l2或者与l2近似的值的方式而形成着色层，则即使观察立体物的视觉确认方向不同，也能够减小颜色浓度的差异。另外，在图11中，省略透明层。此外，在图11中，由于表示尺寸的辅助线变得不清晰，因此未标注阴影线。

·其他的改变例：

例如，在使用除了蓝绿色油墨、品红色油墨、黄色油墨、白色油墨以及透明油墨以外的液体的立体物造型装置中也能够应用本技术。例如也能够使用黑色油墨、灰色油墨、金属色油墨(显现金属光泽的油墨)等。当然，在不使用蓝绿色油墨、品红色油墨、黄色油墨、白色油墨、黑色油墨、灰色油墨、金属色油墨、透明油墨的一部分的立体物造型装置中也能够应用本技术。由点形成部而形成的多种点中也可以包括蓝绿色、品红色、黄色、黑色、白色、灰色以及金属色中的一种以上的颜色的点。

从头单元喷出的油墨可以是热塑性树脂等之类的热塑性的液体。在该情况下，头单元可以将液体加热从而以熔融状态而喷出。此外，硬化单元可以为立体物造型装置中对由来自头单元的液体而产生的点进行冷却并固化的部位。在本技术中，“硬化”包括“固化”。此外，也可以在造型用油墨和支承用油墨中使用具有不同种类的硬化或固化工艺的液体。例如，可以在造型用油墨中使用紫外线固化型树脂，在支承用油墨中使用热塑性树脂。

硬化单元61也可以被搭载于滑架上。

造型处理装置也可以通过利用硬化性的液体而使被铺设为层状的粉体凝固从而形成造型层，并通过对所形成的造型层进行层压而对立体物进行造型。

此外，立体物造型装置并不限定于喷出液体并形成点的喷墨方式的装置，也可以是向充满了紫外线硬化型液体树脂的槽照射紫外线激光而形成硬化点的光造型方式的装置、向粉末材料照射高输出的激光而形成烧结点的粉末烧结层压方式的装置等。

此外，也能够实施将上述的示例中公开的各个结构相互置换或者对组合进行变更而成的结构、将公知技术以及上述的示例中公开的各个结构相互置换或者对组合进行变更而成的结构等。本发明也包括这些结构等。

符号说明

10…立体物造型装置；13…头单元；15…处理控制部；16…存储部；17…位置变化机构；30…记录头；33～38…喷嘴列；40…壳体；41…滑架；45…造型台；48…墨盒；61…硬化单元；71…升降机构驱动电机；72…滑架驱动电机；73…滑架驱动电机；74…固化单元驱动电机；75～78…电机驱动器；79a…造型台升降机构；79b、76c、76d…导向部；90…主机；91…操作部；92…模型数据生成部；93…造型数据生成部；94…着色区域决定部；95…喷出数据生成部；100…立体物造型系统；dt…点；dat…模型数据；fd…造型数据；lq…液滴；nz…喷嘴；obj…立体物。