立体物造型装置以及立体物造型方法与流程

本发明涉及一种立体物造型装置以及立体物造型方法。

背景技术：

作为立体物造型装置，已知有3d(三维)打印机。3d(三维)打印机通过喷出在被喷出后固化而成为立体的点的油墨并使所喷出的油墨堆叠，从而实施立体物的造型。在专利文献1中，提出了如下的方法，即，在各层的层内和上下重叠的层间中，针对造型物的造型数据而实施运用误差扩散法的半色调处理，从而创建各层中的每一层的油墨喷出数据的方法。

虽然在专利文献1中所提出的数据创建方法有益于抑制立体造型物的表面上的纵条纹，但是不仅在各层的层内执行运用误差扩散法的半色调处理，而且在上下重叠的层间也执行运用误差扩散法的半色调处理。因此，在创建喷出数据时，需要进行多次运用误差扩散法的复杂的半色调处理，从而增大了运算负荷。由于这种情况，因此需要有一种能够以简便的处理来创建可实现立体造型物的表面上的纵条纹的抑制的油墨喷出数据的数据创建方法。

专利文献1：日本特开2015-44299号公报

技术实现要素：

本发明为用于解决上述课题的至少一部分而完成的发明，并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。该立体物造型装置为，通过使被喷出后固化而成为立体的点的油墨堆叠从而实施立体物的造型的立体物造型装置，所述立体物造型装置具备：喷嘴，其喷出所述油墨；数据取得部，其针对每个立体物层而取得所述立体物的造型数据；喷出数据创建部，其使用所述取得的所述造型数据来创建用于针对每个所述立体物层而喷出所述油墨的油墨喷出数据；喷出执行部，其针对每个所述立体物层而从所述喷嘴喷出所述油墨。并且，所述喷出数据创建部经由运用抖动法的对所述造型数据的半色调处理而创建所述油墨喷出数据，并且在互相重叠的所述立体物层的各层的所述半色调处理中，在所述油墨堆叠而成的所述立体物层的各层的相同位置处，以不同的方式来应用抖动掩模，从而决定所述油墨的点形成的有无。

该方式的立体物造型装置经由运用抖动法的半色调处理来创建每个立体物层的油墨喷出数据。由于运用抖动法的半色调处理只需实施与抖动掩模中的阈值的大小比较即可，因此能够实现简便的油墨喷出数据的创建。而且，由于在互相重叠的立体物层的各层的半色调处理中，相对于油墨堆叠而成的立体物层的各层的相同位置以不同方式来应用抖动掩模，因此在立体造型物的表面上的各层的相同位置处，能够使油墨的点形成不一定连续，从而能够实现纵条纹的抑制。

(2)在上述方式的立体物造型装置中，也可以采用如下方式，即，所述喷出数据创建部在所述互相重叠的所述立体物层的各层的所述半色调处理中，以错开的方式来应用相同的抖动掩模，从而决定所述油墨的点形成的有无。如此，由于无需使用阈值不同的多个抖动掩模，因此能够实现掩模存储容量的减少。此外，由于只不过是错开使用相同的抖动掩模，因此也能够避免或抑制运算负荷的高负荷化。

(3)在上述方式的立体物造型装置中，也可以采用如下方式，即，所述油墨为多种着色用油墨。如此，由于能够使多种着色用油墨中所包括的颜色的油墨的点形成不一定连续，因此能够实现该颜色的纵条纹的抑制。

(4)根据本发明的其他方式，提供一种立体物造型方法。该立体物造型方法为，通过使被喷出后固化而成为立体的点的油墨堆叠从而实施立体物的造型的立体物造型方法，所述立体物造型方法具备：数据取得工序，其针对每个立体物层而取得所述立体物的造型数据；喷出数据创建工序，其使用所述取得的所述造型数据来创建用于针对每个所述立体物层而喷出所述油墨的油墨喷出数据；喷出执行工序，其针对每个所述立体物层而从喷嘴喷出所述油墨。并且，在所述喷出数据创建工序中，经由运用抖动法的对所述造型数据的半色调处理而创建所述油墨喷出数据，并且在实施互相重叠的所述立体物层的各层的所述半色调处理时，在所述油墨堆叠而成的所述立体物层的各层的相同位置处，以不同的方式来应用抖动掩模，从而决定所述油墨的点形成的有无。通过该立体物造型方法，也能够起到前文所述的效果。

此外，本发明能够以各种方式来实现，例如，能够通过立体物造型数据的创建装置或创建方法的方式来实现。

附图说明

图1是表示立体物造型系统的结构的功能框图。

图2是表示立体物造型装置的内部结构的概要的立体图。

图3是表示记录头的说明图。

图4是主计算机的cpu所执行的油墨喷出数据的生成流程图。

图5是表示立体物与点之间的关系的说明图。

图6是表示立体物的各个立体层中的每一层的造型数据的概要的说明图。

图7是对抖动掩模(dithermask)与造型数据之间的对应关系进行说明的说明图。

图8是示意性地表示针对互相重叠的立体物层的各层而使用了具有相同的阈值排列的抖动掩模的半色调处理的说明图。

图9是示意性地表示针对互相重叠的立体物层的各层而使用了具有不同的阈值排列的抖动掩模的半色调处理的说明图。

图10是表示立体物造型装置所执行的造型处理的流程图。

图11是表示基于经由图8的半色调处理而创建的油墨喷出数据而造型出的立体物的说明图。

图12是表示基于经由图9的半色调处理而创建的油墨喷出数据而造型出的立体物的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来对用于实施本发明的方式进行说明。但是，在各附图中，为了便于理解，而适当地使各部的尺寸以及比例尺与实际情况有所不同。此外，由于在下文中所叙述的实施方式为本发明的优选的具体例，因此附加了技术上优选的各种限定，但只要在下文的说明中没有特别记载是本发明所必需的限定的主旨，则本发明的范围并不限定于这些方式。

在本实施方式中，作为立体物造型装置，例示了喷出含有树脂乳液的树脂油墨、或紫外线硬化型油墨等的硬化性油墨(“液体”的一个示例)来对立体物obj进行造型的喷墨式的立体物造型装置来进行说明。该硬化性油墨相当于喷出后固化而成为立体的点的油墨。

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计算机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通过喷出油墨并将所喷出的油墨经过固化而堆叠，从而实施对立体物obj的造型。这样获得的立体物obj为，由油墨固化后的点以预定的厚度而形成的立体物层重叠成层状的立体造型物。主计算机90执行生成造型数据fd的数据生成处理，所述造型数据fd决定了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，主计算机90具备：对主计算机90各部的动作进行控制的cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)(省略图示)；显示器等的显示部(省略图示)；键盘或鼠标等的操作部91；对主计算机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)软件等的应用程序进行存储的信息存储部(省略图示)；生成模型数据dat的模型数据生成部92；执行基于模型数据dat而生成造型数据fd的数据生成处理的造型数据生成部93。

在此，所谓模型数据dat为，示出了表示立体物造型装置10应当造型出的立体物obj的模型的形状以及色彩的数据，且为用于指定立体物obj的形状以及色彩的数据。另外，在下文中，设为立体物obj的色彩也包括对立体物obj附加了多种颜色的情况下的该多种颜色的附加方式、即通过赋予立体物obj的多种颜色而表现出的花纹、文字及其他图像。

模型数据生成部92为，通过主计算机90的cpu执行存储于信息存储部中的应用程序而被实现的功能模块。该模型数据生成部92例如是cad应用，并且基于立体物造型系统100的使用者对操作部91进行操作而输入的信息等来生成对立体物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，假想了如下情况，即，模型数据dat对立体物obj的外部形状和表面色彩进行指定。换言之，假想了如下情况，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、也就是立体物obj的轮廓的形状进行指定的数据。例如，在立体物obj是球体的情况下，模型数据dat表示作为该球体的轮廓的球面的形状。但是，本发明并不限定于这样的方式，模型数据dat只要至少包括能够特别指定立体物obj的外部形状的信息即可。例如，模型数据dat除了对立体物obj的外部形状或色彩进行指定以外，也可以对立体物obj的内部的形状或材料等进行指定。作为模型数据dat，例如能够例示出amf(additivemanufacturingfileformat：增量制造文件格式)或者stl(standardtriangulatedlanguage：标准化语言)等数据形式。

造型数据生成部93为，通过主计算机90的cpu执行存储于信息存储部中的立体物造型装置10的驱动器程序而被实现的功能模块。造型数据生成部93作为数据取得部而发挥功能，并基于模型数据生成部92所生成的模型数据dat，而针对每个立体物层来创建对立体物造型装置10所形成的造型体的形状以及色彩进行规定的造型数据fd。此外，该造型数据生成部93也作为喷出数据创建部而发挥功能，并使用所取得的造型数据fd来创建每个立体物层的油墨喷出数据。造型数据生成部93为了作为数据取得部以及喷出数据创建部而发挥功能，从而具备着色区域决定部94和喷出数据生成部95，并且执行创建对立体物造型装置10所形成的造型体的形状以及色彩进行规定的造型数据fd的数据生成处理。虽然在本实施方式中，将创建造型数据fd的造型数据生成部93设置于主计算机90中，但也可以将造型数据生成部93设置于立体物造型系统100中。

另外，在下文中，假想了如下情况，即，立体物obj是通过使重叠了q个立体物层的层状的造型体层叠从而被造型的(q为满足q≥2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为层叠处理。即，在立体物造型装置10对立体物obj进行造型的造型处理中，包括q次层叠处理。

在造型数据生成部93中，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规定的q个造型数据fd，首先，通过每隔预定的厚度lz而对模型数据dat所表示的三维形状进行切片，从而生成与各个造型体一一对应的截面模型数据。在此，截面模型数据是指，表示对模型数据dat所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。但是，截面模型数据只要是包括对模型数据dat所表示的三维形状进行切片时的截面的形状以及色彩的数据即可。厚度lz与油墨的点的高度方向上的大小相对应。

接下来，在造型数据生成部93中，为了形成与截面模型数据所示的形状以及色彩相对应的造型体，而对立体物造型装置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fd而输出。也就是说，造型数据fd为，在通过将截面模型数据所示的形状以及色彩细分为格子状从而将截面模型数据所示的形状以及色彩作为点的集合来表示的情况下，对用于形成多个点的每一个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，一次喷出的油墨固化而形成的立体的物质。在本实施方式中，为了便于说明，将其设为长方体或者立方体，且设为具有预定的厚度lz、并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、油墨的粘度等来规定。

着色区域决定部94决定如下区域，即，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。着色区域决定部94决定了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而实施着色的着色区域，以便抑制立体物obj的表面的法线方向上的深度的差异。例如，将着色区域的从表面起的深度的偏差设为固定。

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。但是，在对立体物obj进行造型的情况下，优选为，考虑立体物obj的强度等来决定立体物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是实心结构。因此，本实施方式所涉及的造型数据生成部93不论模型数据dat所指定的形状是否为中空形状，均生成使立体物obj的内部的一部分或者全部成为实心结构的造型数据fd。

另外，根据立体物obj的形状也具有如下情况，即，在作为第n层的点的下侧的层的第m层上不存在点。在这种情况下，即使想要形成第n层的点，也有可能会使该点下落到下侧。因而，为了在本来应该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，设为造型数据fd除了包括用于形成立体物obj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进行造型时所需的支承部。也就是说，在本实施方式中，造型体包括立体物obj中的通过第q次层叠处理而应该形成的部分、和支承部中的通过第q次层叠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中的作为造型体而被形成的部分的形状以及色彩作为点的集合来表示的数据、和将支承部中的作为造型体而被形成的部分的形状作为点的集合来表示的数据。本实施方式所涉及的造型数据生成部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以外还设置有支承部的这样的造型数据fd。另外，优选为，支承部由在立体物obj的造型后能够很容易地去除的材料、例如水溶性的油墨而构成。将用于形成在该支承部中所使用的点的油墨称为“支撑油墨”。

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，除了图2之外，也会参照图1来进行说明。如图1以及图2所示，立体物造型装置10具备：筐体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、头单元13、硬化单元61、滑架41、位置变化机构17、和对立体物造型装置10的控制程序或其他各种信息进行存储的存储部16。滑架41搭载了头单元13以及六个墨盒48。头单元13具有具备喷嘴列33～38的记录头30，并从喷嘴列33～38朝向造型台45喷出油墨的液滴lq。硬化单元61为，用于使被喷出至造型台45之上的油墨硬化的装置。位置变化机构17使相对于筐体40的滑架41、造型台45以及硬化单元61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是用于使被喷出至造型台45之上的油墨硬化的结构要素，例如能够例示出用于对紫外线硬化型油墨照射紫外线的光源、或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例如被设置于造型台45的上侧(+z方向)处。另一方面，在硬化单元61为加热器的情况下，硬化单元61例如被设置于造型台45的内部或者造型台45的下侧处即可。在下文中，假想了硬化单元61为紫外线的光源的情况，并假想了硬化单元61位于造型台45的+z方向的情况来进行说明。

六个油墨盒48为，用于对立体物obj进行造型的五种颜色的造型用油墨和用于形成支承部的支承用油墨(支撑油墨)这总计六种油墨以一一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，包括具有有色的颜色材料成分的有色油墨(也称为“着色用油墨”)、具有无色的颜色材料成分的无色油墨、和与有色油墨以及无色油墨相比每单位重量或者每单位体积的颜色材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了蓝绿色(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了白色(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)的波长的光被照射到白色油墨上的情况下，反射该被照射的光中的、预定的比例以上的光的油墨。另外，“反射预定的比例以上的光”与“吸收或透过小于预定的比例的光”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至白色油墨上的光的光量的比率为预定的比例以上。在本实施方式中，“预定的比例”，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颜色材料成分的含有量较少且透明度较高的油墨。

也可以代替被搭载于滑架41上的方式而将各个油墨盒48设置于立体物造型装置10的其他位置处。

如图1以及图2所示，位置变化机构17具备升降机驱动电机71、滑架驱动电机72、73、硬化单元驱动电机74和电机驱动器75～78。升降机驱动电机71接收来自处理控制部15的指示，从而以使造型台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”)升降的方式对造型台升降机构79a进行驱动。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沿着导向件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沿着导向件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沿着导向件79d而向+x方向以及-x方向移动。电机驱动器75对升降机驱动电机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、驱动波形信号，则省略说明。

图3是表示记录头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(也称为“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具有喷出支撑油墨的喷嘴nz。在此，作为造型用油墨，使用除了支撑油墨之外的其他全部油墨，作为着色用油墨，使用有色油墨和白色油墨。因此，在喷出造型用油墨的第一喷嘴中包括喷嘴列33～37的喷嘴nz，在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轴方向上排列成一整列的方式而配置的情况，但例如也可以排列成，构成各个喷嘴列33～38的多个喷嘴nz中的一部分喷嘴nz(例如，第偶数个喷嘴n)与其他喷嘴nz(例如，第奇数个喷嘴nz)的y轴方向上的位置不同的、所谓的交错状。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被构成为，包括cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、fpga(field-programmablegatearray：现场可编程门排列)等，并且通过该cpu等根据存储于存储部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)，其为对从主计算机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的各种处理；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通过基于从主计算机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首先将从主计算机90供给的造型数据fd储存于存储部16中。接下来，处理控制部15基于造型数据fd等被储存于存储部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，从而生成包括用于使记录头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等被储存于存储部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至电机驱动器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。

以此方式，处理控制部15经由电机驱动器75～77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，并经由电机驱动器75和电机驱动器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经由头单元13的控制而对有无从喷嘴nz的油墨的喷出、油墨的喷出量以及油墨的喷出定时等进行控制。由此，处理控制部15对如下的层叠处理的执行进行控制，所述层叠处理为，在对由被喷出至造型台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。而且，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，通过反复执行层叠处理而在已经形成的造型体上层叠新的造型体，从而形成与模型数据dat相对应的立体物obj。实施这样的各种控制的处理控制部15作为喷出执行部而发挥功能，所述喷出执行部针对每个立体物层而从头单元13的喷嘴列33～38的各个喷嘴喷出油墨。

图4是主计算机90的cpu所执行的油墨喷出数据的生成流程图。该处理在由主计算机90的模型数据生成部92创建了模型数据dat之后，由相当于造型数据生成部93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。在继步骤s100之后的步骤s110中，着色区域决定部94决定着色区域。具体而言，决定如下内容，即，构成各个层的点dt中的哪些点dt是由着色用油墨构成的。另外，着色区域决定部94不仅决定着色区域，而且还决定透明层、遮蔽层、造型层。

图5是表示立体物obj与点dt之间的关系的说明图。在图5中，为了便于说明，将立体物obj图示为从第一层至第n层(n＝5)的立方体形状的造型物。造型数据生成部93将立体物obj的形状构成为纵、横、高度为ly、lx、lz的点dt的集合体的形状。在此，lx为点dt的x方向上的大小，且等于喷嘴nz的间距。ly为点dt的y方向上的大小，且为与油墨的喷出间隔相对应的记录头30的移动长度。lz为点dt的z方向上的大小。lz由形成点的油墨的粘度与量来决定。各层的截面模型数据例如作为被配置成x方向、y方向的二维的点dt的集合而构成，并且与z方向上的各层的每个立体物层的造型数据fd相对应。

图6是表示立体物obj的各立体层的每个立体层的造型数据fd的概要的说明图。第一层至第五层的各个立体物层的造型数据fd为5×5的矩阵型的数据结构，并且在各点的数据值(灰度值)中包含有规定该点的色彩与性质，具体而言为，规定是否为着色区域、或者透明层、遮蔽层、造型层中的任意一个的性质的数据。另外，为了便于说明，将各层中的造型数据fd的各点的灰度值假定为100。在步骤s110中的着色区域等的决定时，着色区域决定部94基于造型数据fd，不仅决定了着色区域，而且还决定了透明层、遮蔽层、造型层。造型层为形成立体物obj的主要形状的层。造型层使用支撑油墨以外的油墨即可，可以使用任意的油墨来形成。在造型层的表面上形成有遮蔽层。遮蔽层为用于进行遮蔽以使造型层的颜色不可见的层，且由白色油墨形成。在遮蔽层的表面上形成有着色层。着色层为着色区域，且对立体物obj附加颜色。着色层由有色油墨和白色油墨形成。在此，在有色油墨的灰度较低的情况下，有可能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可能会产生形状缺损。白色油墨将该未被喷上有色油墨的区域填埋从而抑制形状缺损的产生。另外，也可以代替白色油墨而使用透明油墨。透明层为用于保护着色层的层，且由透明的油墨、即透明油墨而形成。另外，也可以不设置透明层。由于本实施方式的立体物造型装置10的特征在于，在该透明层、或者不存在透明层时的作为表层的着色层上的油墨喷出数据的生成顺序，因此关于透明层、着色层、遮蔽层、造型层的决定顺序，则省略其说明。

在上文所说明的着色区域等的决定之后，主计算机90的cpu接着图4的步骤s110而实施步骤s160以后的处理。在图4的步骤s160中，喷出数据生成部95在通过抖动法而执行了各立体层中的每个点的半色调处理之后，在步骤s170中生成(创建)油墨喷出数据。虽然步骤s160的半色调处理是与二维的打印机中的处理基本相同的处理，但在以下两点上有所不同。第一个不同点在于，虽然在二维的打印机中，将作为有色油墨的品红色、蓝绿色、黄色的油墨与抖动掩模的阈值进行对比而分配给像素，但是根据有色油墨的灰度也具有如下情况，即，存在与抖动掩模阈值进行了对比而结果是未被分配有油墨的点的情况。在二维的打印机中，由于存在介质，因此即使存在未被分配有油墨的点也不会产生问题。相对于此，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构成立体物obj的形状的点dt，因此当存在未被分配有着色用油墨的点dt时，将会在立体形状中产生缺损。因此，喷出数据生成部95针对未被分配有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。关于经过与抖动掩模阈值的对比的、着色油墨的点决定，除了这一点之外，其他的处理均与二维的打印机相同。

第二个不同点在于，在相互重叠的立体物层、具体而言为图6所示的第一层立体层中的半色调处理与第二层立体层中的半色调处理中，使用具有不同阈值排列的抖动掩模这一点。关于第二层和第三层、第三层和第四层、第四层和第五层也是同样的。以下，对于这一点进行详细叙述。

图7是对抖动掩模与造型数据fd之间的对应关系进行说明的说明图。如图示那样，抖动掩模为4×4的矩阵结构，相对于此，造型数据fd为与抖动掩模相比较大的5×5的矩阵结构。另外，虽然为了便于说明以下的半色调处理，而将矩阵结构设为上述的方式，但是在实机的立体物造型装置10中，会使用64×64、512×512、1024×1024这种多行多列的矩阵结构的抖动掩模，并且与实际的立体物obj相对应的各立体物层的造型数据fd为，与此相比较大的矩阵结构。

由于抖动掩模为与造型数据fd相比较小的矩阵结构，因此使用4×4的矩阵结构的抖动掩模而生成5×5的抖动掩模。也就是说，如图7所示，使用4×4的矩阵结构的抖动掩模来创建在4×4的矩阵结构中作为不足的区域的第一补充区域mh1、第二补充区域mh2和第三补充区域mh3。在第一补充区域mh1中使用4×4的矩阵结构的抖动掩模的第一行的阈值，在第二补充区域mh2中使用4×4的矩阵结构的抖动掩模的第一列的阈值。而且，在第三补充区域mh3中使用4×4的矩阵结构的抖动掩模的第一行的第一列的阈值。如此，生成5×5的抖动掩模，并且该5×5的抖动掩模被用于经过了与5×5的造型数据fd的对比的半色调处理中的二值化。如图7的下半部所示，通过该半色调处理，从而将具有超过5×5的抖动掩模的阈值的灰度值的点设为图中涂黑的点on(ondots)，并将具有阈值以下的灰度值的点设为图中涂白的点off(offdots)。另外，点off的含义并不是指在该点中不实施油墨喷出，而是如上文所述那样喷出白色油墨以代替作为有色油墨的品红色、蓝绿色、黄色的油墨，以免在立体形状中产生缺损。

接下来，对使用了以上述的方式而生成的5×5的抖动掩模的半色调处理的情况进行说明。图8是示意性地表示针对互相重叠的立体物层的各层而使用了具有相同的阈值排列的抖动掩模的半色调处理的说明图。图9是示意性地表示针对互相重叠的立体物层的各层而使用了具有不同的阈值排列的抖动掩模的半色调处理的说明图。图8所示的半色调处理为，用于与本实施方式的立体物造型装置10所采用的特征性的半色调处理进行对比的处理。

在图8的半色调处理中，由于对第一层至第五层的各立体物层的造型数据fd使用了具有相同的阈值排列的抖动掩模，因此图中涂黑的点on和图中涂白的点off的排列在任一立体层中均成为相同。而且，点on和点off的排列在任一立体层中，在步骤s170中均创建出相同的油墨喷出数据。相对于此，在本实施方式的立体物造型装置10所采用的图9的半色调处理中，在将针对图9的最下部所示的第一层的造型数据fd而使用的5×5的抖动掩模用于第二层时，使其向图中的右方错开一个点列。也就是说，将针对第一层的造型数据fd而使用的5×5的抖动掩模中的4×4的抖动掩模向右方错开一个点列，并使用4×4的矩阵结构的抖动掩模来创建因该错开而在4×4的矩阵结构中作为不足的区域的第一补充区域mh1至第三补充区域mh3。在该情况下，可以在预先于一个4×4的抖动掩模的周围排列了相同的4×4的抖动掩模的假想的抖动掩模中，在使5×5的抖动掩模错开的同时进行使用。通过这样，从而在互相重叠的第一层和第二层的立体层中，实施了由使用具有不同的阈值排列的抖动掩模的抖动法所进行的半色调处理。关于第二层和第三层、第三层和第四层、第四层和第五层也是同样的。由此，在互相重叠的立体物层的各层的半色调处理中，在油墨堆叠而成的立体物层的各层的相同位置处，应用了抖动掩模的不同的阈值。因此，在图9的半色调处理中，图中涂黑的点on和图中涂白的点off的排列在互相重叠的立体层中不同。而且，点on和点off的排列在互相重叠的立体层中不同的油墨喷出数据是在步骤s170中被创建出的。以此方式创建的油墨喷出数据包括用于喷出各种油墨的油墨喷出数据，所述油墨喷出数据包括造型用油墨(除了支撑油墨以外的油墨)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。

图10是表示立体物造型装置10的处理控制部15所执行的造型处理的流程图。该处理继上文叙述的油墨喷出数据的创建之后开始实施。当开始实施图10的处理时，处理控制部15将1代入变量q中(步骤s200)。q是表示第几层的变量，在q为1的情况下，意思是从z方向的下侧形成第一层的立体层。在接下来的步骤s210中，处理控制部15对位置变化机构17进行控制，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喷出至造型台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q≥q是否成立进行判断。q为，构成立体物obj的造型体的层的数量。如果q≥q，则结束从第一层至第q层为止的全部造型体的生成，并由于立体物obj的生成已完成，从而处理控制部15结束处理。另一方面，在q＜q的情况下，转移至步骤s240，在变量q上加1并转移至步骤s210。在第二次以后的步骤s210中，位置变化机构17使造型台45仅下降点dt的高度lz。之后，转移至步骤s220，并在步骤s230中重复实施相同的处理直至满足q≥q为止。

图11是表示基于经过图8的半色调处理而创建的油墨喷出数据而造型出的立体物obj的说明图。图12是表示基于经过图9的半色调处理而创建的油墨喷出数据而造型出的立体物obj的说明图。如图11所示，由于基于图8的油墨喷出数据而造型出的立体物obj如上文所述那样点on和点off的排列在互相重叠的立体层中是相同的，因此在沿着立体层的重叠方向的xz平面以及yz平面上会产生纵条纹。相对于此，由于基于图9的油墨喷出数据而造型出的立体物obj如上文所述那样点on和点off的排列在互相重叠的立体层中是不同的，因此在沿着立体层的重叠方向的xz平面以及yz平面上纵条纹的产生被抑制考虑了。

如上文说明的那样，本实施方式的立体物造型装置10在创建构成立体物obj的每个立体物层的油墨喷出数据时，实施运用如下抖动法的半色调处理，所述抖动法只需实施与抖动掩模中的阈值的大小比较即可。并且，在互相重叠的立体物层的各层的半色调处理中，通过使用具有不同的阈值排列的抖动掩模，从而针对油墨堆叠而成的立体物层的各层的相同位置而应用不同的阈值。这些应用的结果为，根据本实施方式的立体物造型装置10，能够很容易地达成如下效果，即，避免了油墨的点形成在立体物obj的表面中的各层的相同位置处连续，从而实现了纵条纹的抑制。

本实施方式的立体物造型装置10通过在互相重叠的立体物层的各层的半色调处理中错开使用相同的抖动掩模，从而针对油墨堆叠而成的立体物层的各层的相同位置而应用不同的阈值。因此，根据本实施方式的立体物造型装置10，由于无需使用阈值不同的多个抖动掩模，因此能够实现掩模存储容量的减少。此外，由于只不过是错开使用相同的抖动掩模，因此也能够避免或抑制处理控制部15中的运算负荷的高负荷化。

本发明并不限于上述的实施方式或实施例、改变例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构来实现。例如，为了解决上述课题的一部分或全部，或者，为了实现上述效果的一部分或全部，在发明的概要一栏中所记载的、与各个方式中的技术特征相对应的实施方式、实施例、改变例中的技术特征可以适当地进行替换或组合。此外，只要该技术特征没有在本说明书中作为必要技术特征来说明，则可以适当地删除。

虽然在前文所述的实施方式中，采用了将相同的抖动掩模在列方向上错开一个点列而使用的方式，但也可以在互相重叠的立体层中各错开不同的列数。例如，也可以采用如下方式，即，在第二层中，从第一层错开一个点列，而在第三层中从第二层错开两个点列。此外，也可以错开无规则地确定的列数。此外，还可以使相同的抖动掩模在行方向上各错开一个点行，或者各错开不同的行数。或者，也可以使相同的抖动掩模以90度等的预定角度而旋转，或者在行方向或列方向上反转。

虽然在前文所述的实施方式中，通过使相同的抖动掩模错开而在油墨堆叠而成的立体物层的各层的相同位置处应用抖动掩模的不同阈值，但是也可以采用如下方式，即，针对各层中的每一层而使用阈值排列不同的不同抖动掩模。即使如此，也能够在油墨堆叠而成的立体物层的各层的相同位置处以不同的方式来应用抖动掩模。

从头单元喷出的油墨也可以是热塑性树脂等的热塑性的液体。在该情况下，头单元可以将液体加热并以熔融状态喷出液体。此外，硬化单元可以是在立体物造型装置中使由来自头单元的液体所形成的点被冷却并固化的部位。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、固化工艺的液体。例如，也可以在造型用油墨中使用紫外线硬化型树脂，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。

此外，也能够实施如下结构，即，将在上述的示例中所公开的各个结构相互置换或变更组合而得到的结构、将公知技术以及在上述的示例中所公开的各个结构相互置换或者变更组合而得到的结构等。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…筐体；41…滑架；45…造型台；48…油墨盒；61…硬化单元；71…升降机驱动电机；72…滑架驱动电机；73…滑架驱动电机；74…硬化单元驱动电机；75～78…电机驱动器；79a…造型台升降机构；79b、76c、76d…导向件；90…主计算机；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。