JP2015044299A - 立体造形データ作成装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】積層方向とは異なる方向に隣接する画素よりも積層方向に隣接する画素に対し拡散する誤差を大きくして縦スジの形成を防止できる立体造形データ作成装置およびプログラムを提供する。【解決手段】ＰＣのＣＰＵは、立体造形物の表面部に対応する表面画素を抽出した画素集合体に誤差拡散処理を行って造形データを作成する。ＣＰＵは処理対象の対象画素Ｐ２１を量子化した際の差分値を同じ画素集合体の隣接画素Ｐ２２〜Ｐ２５と内部側の画素集合体の対象画素Ｐ３５および隣接画素Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ３６〜Ｐ３９に拡散する。ＣＰＵは積層方向に隣接する隣接画素Ｐ２４に対する差分値の割合を他の隣接画素Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２５よりも大きくする。ＣＰＵは同じ画素集合体の隣接画素Ｐ２２〜Ｐ２５に対する差分値の割合を内部側の画素集合体の隣接画素Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ３６〜Ｐ３９よりも大きくする。【選択図】図１２

Description

本発明は、立体造形粉体に造形液を吐出して固化することで立体造形物を造形する立体造形装置を制御するデータを作成するための立体造形データ作成装置およびプログラムに関する。

従来、立体造形粉体（以下、単に「粉体」ともいう。）と造形液を混合して固化することで、立体造形物を造形する立体造形装置が知られている。例えば、立体造形装置は、平坦に配置した粉体に対し、インクジェットヘッドを用いて造形液を吐出する。粉体と造形液は混合すると固化し、立体造形物の層（以下、「造形層」という。）を形成する。立体造形装置は、造形データに基づいて上記工程を繰り返し、造形層を重ねて立体造形物を造形する。

立体造形物を着色する場合、立体造形装置は、例えば、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックに着色された造形液（以下、「カラー造形液」という。）と、無色の造形液（以下、「無色造形液」という。）を用いて各造形層を形成する（例えば特許文献１参照）。造形データは、各造形層を画素の集合体からなる２次元の画像で表し、造形層ごとに、各画素の位置に対応し、該当する画素の色を再現するためのカラー造形液の吐出位置の組み合わせ（吐出パターン）を、所定のアルゴリズムに基づいて設定したデータである。ゆえに、立体造形物の所定の領域を特定色で均一に着色する場合、立体造形装置は、造形層の厚み方向に、同じアルゴリズムで同じ吐出パターンに設定されたカラー造形液を吐出する場合があるため、立体造形物に縦スジを形成する可能性がある。特許文献１では、造形層ごとに吐出パターンを設定し、すべての造形層に対する造形データを形成した後、均一色となる領域に対して誤差拡散処理を行うことで、その領域における吐出パターンを変更し、立体造形物への縦スジの形成を防止している。

特開２０１３−７５３９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の周知の誤差拡散処理では、誤差の大きさによっては積層方向に隣接する画素に反映する分の誤差がほとんどなく、縦スジの形成を抑制できない場合があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、積層方向とは異なる方向に隣接する画素よりも積層方向に隣接する画素に対し拡散する誤差を大きくして縦スジの形成を防止できる立体造形データ作成装置およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１態様によれば、造形液と混合することで固化する造形粉体に対し、前記造形液を着色したカラー造形液を吐出可能な吐出手段を備え、前記吐出手段が吐出する前記造形液で前記造形粉体を固化した造形層を積層方向に重ねて立体造形物を造形する立体造形装置を制御する制御データを作成する立体造形データ作成装置であって、前記立体造形物の外形形状を表す外形情報、および前記立体造形物の表面の色を特定する色情報を含む立体データを取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記立体データの前記外形情報に基づいて、前記立体造形物を複数の画素の集合体で表した場合に、前記立体造形物の表面部に対応する部位を構成する画素であって前記色情報を含む表面画素を前記集合体から抽出する第一抽出手段と、前記第一抽出手段が抽出した複数の前記表面画素のそれぞれに対し、前記表面画素が含む前記色情報に基づいて、前記造形層の色を構成する複数の構成色を示す構成色情報、および前記構成色それぞれの階調を示す階調情報を決定する決定手段と、前記表面画素のうち処理対象である第一対象画素について、前記決定手段が決定した前記構成色情報が表す前記構成色ごとに、前記決定手段が決定した前記階調情報を量子化し、且つ量子化で生ずる前記階調情報の誤差を、前記表面画素のうち前記第一対象画素に隣接する複数の第一隣接画素の前記階調情報に対して誤差拡散法により拡散する拡散手段と、複数の前記表面画素のそれぞれに対応する位置であって、前記造形層形成前の前記造形粉体に対して前記吐出手段が前記造形液を吐出する吐出位置に対し、前記構成色情報に応じた前記カラー造形液を吐出する吐出情報または前記カラー造形液を吐出しない不吐出情報を、前記拡散手段が量子化した前記階調情報に応じて設定する第一設定手段と、前記第一設定手段が前記吐出位置に対して設定した前記吐出情報および前記不吐出情報を含む前記制御データを作成する作成手段と、を備え、前記拡散手段は、前記第一隣接画素のうち、前記第一対象画素に対して前記積層方向に隣接する第一画素に拡散する前記誤差の割合を、前記第一対象画素に対して前記積層方向とは異なる方向に隣接する第二画素に拡散する前記誤差の割合よりも大きくして拡散することを特徴とする立体造形データ作成装置が提供される。

立体造形データ作成装置は、積層方向とは異なる方向において第一対象画素に隣接する第二画素よりも積層方向において第一対象画素に隣接する第一画素に対して誤差拡散処理の結果をより大きく反映した制御データを生成することができる。よって、立体造形装置は、制御データに基づいて造形する立体造形物の表面において、色の濃淡による縦スジが形成されてしまうことを防止できる。

第１態様は、前記集合体において、前記立体造形物の前記表面部から内部側へ所定長さの範囲内に含まれ、前記構成色情報および前記階調情報を含む画素である内部画素を前記集合体から抽出する第二抽出手段をさらに備えてもよい。この場合に、前記拡散手段は、前記第一対象画素の前記階調情報を、前記第一隣接画素の前記階調情報と、前記第二抽出手段が抽出した前記内部画素のうち、前記第一対象画素の前記内部側で前記第一対象画素に隣接する位置にある第二対象画素の前記階調情報と、前記第二対象画素の周囲にそれぞれ位置し、前記第二対象画素に隣接する複数の第二隣接画素の前記階調情報とに対して拡散してもよい。

立体造形物は、造形層の内部方向に同じアルゴリズムにより作成され同じパターンで吐出された色が重なることで、色の濃淡による縞模様を形成する可能性がある。立体造形データ作成装置は、内部方向において第一対象画素に対応する位置にある第二対象画素および第二隣接画素に対しても、第一対象画素に対する誤差拡散処理の結果を反映した制御データを生成することができる。ゆえに立体造形装置は、立体造形物の表面の着色において、色の濃淡による縦スジが形成されてしまうことをより防止できる。

第１態様において、前記拡散手段は、前記第一隣接画素に対して拡散する前記誤差の割合を、前記第二隣接画素に対して拡散する前記誤差の割合よりも大きくしてもよい。

立体造形データ作成装置は、第二隣接画素よりも第一隣接画素に対し、第一対象画素に対する誤差拡散処理の結果をより大きく反映した制御データを生成することができる。よって、立体造形装置は、造形層の内部方向に同じパターンで吐出された色が重なって生ずる縞模様の形成を防止しつつ、立体造形物表面における造形層の積層方向に同じパターンで吐出された色が重なって生ずる縦スジの形成を、より効果的に、防止することができる。また、立体造形物の内部側の色は、立体造形物の表面側の色に重ねた状態で視認されるため、立体造形物の内部側で縦スジが生じた場合、立体造形物の表面側で縦スジが生じた場合よりも目立ちにくい。ゆえに、第二隣接画素よりも第一隣接画素に対して拡散する誤差の割合を大きくすることで、立体造形物の内部側よりも表面側において誤差拡散処理の結果を大きく反映することができ、さらに効果的に縦スジの形成を防止できる。

第１態様は、前記集合体であり、画素を用いた２次元の画像で複数の層からなる前記造形層の各層を表した積層データを、前記立体データに基づいて、前記複数の層分、生成する生成手段をさらに備えてもよい。この場合に、前記第一抽出手段は、前記生成手段が生成した複数の前記積層データのそれぞれから、前記２次元の画像において前記立体造形物の前記表面部に対応する部位を構成する前記表面画素を抽出してもよい。

立体造形データ作成装置は、積層データを生成することによって、立体造形装置による造形層の形成過程で必要となる吐出パターンを、積層データに基づいて作成することができる。ゆえに、立体造形データ作成装置は、造形データを効率よく作成することができる。

第１態様は、前記表面画素のうち処理が未処理の画素を前記第一対象画素に設定する第二設定手段と、前記第一対象画素に隣接し、処理が未処理の複数の前記第一隣接画素を抽出する第三抽出手段と、前記第一対象画素の前記階調情報が所定値以上か否かを判断し、所定値以上である場合には、前記階調情報を前記所定値より大きな第一補正値に補正し、所定値未満である場合には、前記階調情報を前記所定値より小さな第二補正値に補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された前記第一補正値または前記第二補正値に対する補正前の前記階調情報の差分値を前記誤差として算出する差分算出手段と、をさらに備えてもよい。この場合に、前記拡散手段は、前記第一画素に拡散する前記差分値の割合を、前記第二画素に拡散する前記差分値の割合よりも大きくしてもよい。

立体造形データ作成装置は、処理が未処理の第一隣接画素を対象に、階調値を第一補正値または第二補正値に補正する際の差分値を拡散しながら、その第一隣接画素を新たな第一対象画素に設定し、順に差分値を伝播していくことで、誤差の情報を喪失することがない。ゆえに、立体造形装置は、立体造形物に再現する色の色合いが、立体データに示される色の色合いと異ならず、且つ効果的に縦スジの形成を防止することができる。

第１態様において、前記色情報は、ＲＧＢ色空間によって色を表現する情報であってもよい。また、前記構成色情報は、ＣＭＹＫ色空間によって色を表現する情報であってもよい。

色情報が、一般的に利用されるＲＧＢ色空間によって表現可能な情報であれば、立体造形データ作成装置は、例えばモニタに、着色した状態の立体造形物の像を容易に表示することができる。また、構成色情報が、立体造形装置がカラー造形液で吐出可能なＣＭＹＫ各色に応じたＣＭＹＫ色空間によって表現可能な情報であれば、立体造形装置は、構成色情報に従ってカラー造形液を吐出するだけで、容易に立体造形物を着色することができる。

本発明の第２態様によれば、造形液と混合することで固化する造形粉体に対し、前記造形液を着色したカラー造形液を吐出可能な吐出手段を備え、前記吐出手段が吐出する前記造形液で前記造形粉体を固化した造形層を積層方向に重ねて立体造形物を造形する立体造形装置を制御する制御データを作成するため、プロセッサと、データを記憶する記憶部とを備えたコンピュータが実行するプログラムであって、前記コンピュータに、前記立体造形物の外形形状を表す外形情報、および前記立体造形物の表面の色を特定する色情報を含む立体データを取得し、前記記憶部に記憶する取得ステップと、前記取得ステップにおいて前記記憶部に記憶された前記立体データの前記外形情報に基づいて、前記立体造形物を複数の画素の集合体で表した場合に、前記立体造形物の表面部に対応する部位を構成する画素であって前記色情報を含む表面画素を前記集合体から抽出する第一抽出ステップと、前記第一抽出ステップにおいて抽出された複数の前記表面画素のそれぞれに対し、前記表面画素が含む前記色情報に基づいて、前記造形層の色を構成する複数の構成色を示す構成色情報、および前記構成色それぞれの階調を示す階調情報を決定する決定ステップと、前記表面画素のうち処理対象である第一対象画素について、前記決定ステップにおいて決定された前記構成色情報が表す前記構成色ごとに、前記決定ステップにおいて決定された前記階調情報を量子化し、且つ量子化で生ずる前記階調情報の誤差を、前記表面画素のうち前記第一対象画素に隣接する複数の第一隣接画素の前記階調情報に対して誤差拡散法により拡散する拡散ステップと、複数の前記表面画素のそれぞれに対応する位置であって、前記造形層形成前の前記造形粉体に対して前記吐出手段が前記造形液を吐出する吐出位置に対し、前記構成色情報に応じた前記カラー造形液を吐出する吐出情報または前記カラー造形液を吐出しない不吐出情報を、前記拡散ステップにおいて量子化された前記階調情報に応じて設定する第一設定ステップと、前記第一設定ステップにおいて前記吐出位置に対して設定された前記吐出情報および前記不吐出情報を含む前記制御データを作成する作成ステップと、を実行させ、前記拡散ステップにおいて、前記第一隣接画素のうち、前記第一対象画素に対して前記積層方向に隣接する第一画素に拡散する前記誤差の割合を、前記第一対象画素に対して前記積層方向とは異なる方向に隣接する第二画素に拡散する前記誤差の割合よりも大きくして拡散させるプログラムが提供される。コンピュータが第２態様に係るプログラムを実行して制御データを生成することで、第１態様と同様の効果を得ることができる。

立体造形装置１の外観を示す斜視図である。 造形台６、粉体供給機構１４およびヘッド２１の斜視図である。 立体造形装置１およびＰＣ１００の電気的構成を示すブロック図である。 立体データが示す仮想立体１０２と、造形データに基づき造形される立体造形物１０５との関係を示す図である。 造形データのデータ構成の一例を示す図である。 造形データ作成処理のフローチャートである。 断面画像１１７においてカラー領域１１８と無色領域１１９とが設定される様子を示す図である。 吐出パターン作成処理のフローチャートである。 断面画像１１７において仮想立体１０２の外表面を構成する表面画素および内部画素を抽出して積層方向に並べて配置した画素集合体１２５を示す図である。 誤差拡散処理のフローチャートである。 一つの画素集合体１２５に対して行う誤差拡散処理の例を説明するための図である。 二つの画素集合体１２５に対して行う誤差拡散処理の例を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いられるものである。図面に記載する装置の構成、各種処理のフローチャート等は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。なお、以下の説明では、図１において、土台２に対し、造形台６がレール３に沿って移動する方向を立体造形装置１の前後方向とし、レール３に対し操作パネル５３が設けられた側を前側とする。また、土台２に対し、ヘッド２１がガイドレール２３に沿って移動する方向を立体造形装置１の左右方向とし、ガイドレール２３に対し操作パネル５３が設けられた側を右側とする。そして、土台２に対し、ステージ９が昇降する方向を上下方向とし、ステージ９に対し貯留部１５が配置された側を上側とする。

図１，図２を参照し、立体造形装置１の構成について説明する。立体造形装置１は、造形データに従って、無色の造形液（無色造形液）および着色した造形液（カラー造形液）を吐出するヘッド２１等を駆動することで、立体造形物を造形することができる。立体造形装置１は、有線または無線によるローカル接続あるいはネットワーク等を介して、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略す。）１００から造形データを受信することができる。ＰＣ１００は、物体の三次元形状および色を示す立体データに基づいて造形データを作成し、立体造形装置１に送信する。なお立体造形装置１は、造形データを他のデバイスから取得してもよい。また立体造形装置１は、物体の三次元形状および色を示す立体データをＰＣ１００から取得し、取得した立体データに基づいて造形データを作成してもよい。

図１に示すように、立体造形装置１は、土台２、造形台６、粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８、ヘッド２１、タンク３１および粉体回収部１３を主に備える。土台２は、左右方向を長手方向とする矩形板状であり、立体造形装置１の全体を支持する。造形台６はステージ９を備える。立体造形装置１は、ステージ９上で立体造形物を造形する。粉体供給機構１４は、造形台６の供給部１２上に立体造形粉体を供給する。平坦化ローラ１８は、供給部１２上に供給された立体造形粉体をステージ９上へ移動させて平坦化し、立体造形粉体の層（以下、「粉体層」という。）を形成する。ヘッド２１は、ステージ９上に形成された粉体層に無色造形液およびカラー造形液を吐出する。タンク３１は、ヘッド２１から吐出する無色造形液およびカラー造形液を貯蔵する。粉体回収部１３は、固化せずに立体造形物の周辺に残存した余分な立体造形粉体（以下、「未硬化粉体」という。）を回収する。以下、各構成について説明する。

造形台６について説明する。造形台６は、造形台６を支持する基部７と、基部７の上部に支持される枠部８とを備える。基部７は、左右にそれぞれ前後方向に貫通する貫通穴（図示略）を有する。土台２は、略中央に、前後方向に延びる２本のレール３を備える。２本のレール３は、土台２の前側端部に設けた支持部４と、後側端部に設けた支持部（図示略）との間に架かる。土台２前側端部の支持部４と後側端部の支持部は、レール３を土台２の上面から所定の高さに支持する。２本のレール３はそれぞれ基部７に形成された上記の２つの貫通穴を貫通する。

土台２は、背面側端部に造形台６を前後動させるための前後動モータ４１（図３参照）を備える。前後動モータ４１が駆動すると、キャリッジベルト（図示略）を介して動力が造形台６に伝わり、造形台６は２本のレール３に沿って前後方向に移動する。粉体供給機構１４、平坦化ローラ１８およびヘッド２１は、造形台６のステージ９に対して前後方向に相対移動する。

図２に示すように、枠部８の形状は略立方体である。枠部８は、上面が開放する平面視略矩形状の凹部３２を中央に有する。枠部８は、凹部３２内でステージ９（図１参照）を昇降可能に保持する。ステージ９は上面に複数の孔（後述）を有し、上面が水平に保たれている。枠部８は右側面に、凹部３２内でステージ９の下方の空間から未硬化粉体を粉体回収部１３（図１参照）に導く回収路１０を接続する。枠部８は、後端部近傍に、上面が開放する平面視矩形の凹部である粉体落下口１１を有する。平坦化ローラ１８は、粉体層を形成する際に集積した余剰粉体を粉体落下口１１に落とす。枠部８は、造形台６の正面側の上端部に、板状の供給部１２を有する。供給部１２は前方へ水平に延びる。粉体供給機構１４は、立体造形粉体を供給部１２に供給して載置する。

図１に示す、ステージ９は、造形台６に設けられたステージ昇降モータ４２（図３参照）の動力によって凹部３２内を昇降する。立体造形装置１は、昇降範囲の上部からステージ９を徐々に下降させながら立体造形物を造形する。ステージ９は、上部ステージおよび下部ステージ（図示略）を備える。上部ステージおよび下部ステージは略同一形状の板状部材であり、水平に配置される。上部ステージおよび下部ステージは、それぞれ、厚み方向に貫通する複数の孔を備える。上部ステージおよび下部ステージは、上部ステージの孔の位置と下部ステージの孔の位置を、平面視において重複しない位置にずらして配置する。従って、ステージ９が静止している状態では、立体造形粉体はステージ９上に堆積する。未硬化粉体は上部ステージおよび下部ステージの孔を通って凹部３２内下方に落下し、回収路１０を通じて粉体回収部１３に吸引される。

粉体供給機構１４について説明する。図２に示すように、粉体供給機構１４は、貯留部１５および粉体供給ローラ１６を備える。貯留部１５の上部は、上方へ向けて徐々に前後方向の幅が広がる箱状である。貯留部１５は、内部に立体造形粉体を貯留する。貯留部１５の下部は開口し、貯留部１５内の立体造形粉体は開口から落下する。粉体供給ローラ１６は、貯留部１５下部の開口よりも上方の位置に、回転可能に設けられる。貯留部１５と粉体供給ローラ１６の間には隙間が無く、貯留部１５内の立体造形粉体は隙間から下方へ落下しない。粉体供給ローラ１６の回転軸は左右方向に延びる。貯留部１５は、右端および左端において粉体供給ローラ１６を回転可能に支持する。粉体供給ローラ１６は、外周面に、左右方向に延び、且つ回転軸に向かって凹む形状の凹部１７を有する。凹部１７は、貯留部１５に貯留された立体造形粉体を凹部内に溜める。粉体供給ローラ１６は、粉体供給モータ４４（図３参照）の動力によって回転し、凹部１７内に溜めた立体造形粉体を貯留部１５下部の開口から供給部１２上へ落下する。

平坦化ローラ１８について説明する。図１に示す、平坦化ローラ１８は、造形台６の供給部１２に供給された立体造形粉体をステージ９上に移動し、且つ平坦化して新たな粉体層を形成する。図２に示すように、平坦化ローラ１８の回転軸１９は、ステージ９の上面と平行な状態（つまり、水平な状態）で、造形台６の移動方向（前後方向）と交差する方向（左右方向）に延びる。回転軸１９は、粉体回収部１３（図１参照）に配置された平坦化ローラ回転モータ４３（図３参照）に接続する。平坦化ローラ１８は、平坦化ローラ回転モータ４３の駆動によって、右側面視、反時計回りの方向に回転する。立体造形装置１は、粉体層を形成する場合、供給部１２を貯留部１５下方に配置して立体造形粉体を供給した後、平坦化ローラ１８を回転させながら造形台６を後方から前方へ移動する。平坦化ローラ１８は立体造形粉体を供給部１２からステージ９上に運び、ステージ９（図１参照）上で平坦化する。余剰粉体は平坦化ローラ１８の背面側に集積し、造形台６の前方への移動によって、造形台６背面側に位置する粉体落下口１１に落下する。

粉体供給機構１４は、貯留部１５の正面に板状のブレード２０を有する。ブレード２０は、貯留部１５の正面の壁面から前方斜め下方へ延び、平坦化ローラ１８の背面側に隙間無く接触する。ブレード２０は、平坦化ローラ１８に付着した立体造形粉体を除去する。また、ブレード２０は、平坦化ローラ１８背面側の立体造形粉体が正面側へ飛散することを防止する。平坦化ローラ１８がステージ９上で形成した粉体層は上面が平坦に保たれる。ゆえに、後述する造形液の吐出時に、立体造形粉体はヘッド２１に付着しにくい。

ヘッド２１について説明する。ヘッド２１は例えばピエゾ方式で無色造形液およびカラー造形液を下方に吐出可能なプリントヘッドである。粉体層は、吐出された無色造形液またはカラー造形液と混合することによって固化する。無色造形液は、無色の造形液である。カラー造形液は、無色造形液をあらかじめインクで着色した造形液であり、粉体層を固化し、且つ着色できる。なお無色造形液は、カラー造形液よりも粉体層を良好に固化させることができる。

ヘッド２１は、４つのカラーヘッド２４（２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｙ，２４Ｋ）とクリアヘッド２５を備える。カラーヘッド２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｙ，２４Ｋは、それぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）に着色したカラー造形液を吐出する。クリアヘッド２５は、無色造形液を吐出する。図１に示すように、立体造形装置１は、無色造形液およびカラー造形液を貯蔵するタンク３１を備える。タンク３１は、複数のチューブからなる接続管２９でヘッド２１に接続し、接続管２９を通じてヘッド２１に無色造形液およびカラー造形液を供給する。

立体造形装置１は、造形台６の上方、且つ平坦化ローラ１８の前方に、ヘッド２１の左右方向の移動を案内するガイドレール２３を備える。ガイドレール２３は、立体造形装置１の左胴部３９の右側面から右方へ真っ直ぐ水平に延び、粉体回収部１３の左側面に接続する。ガイドレール２３は、ヘッド２１を左右方向に貫通する。ヘッド２１は、ガイドレール２３に沿って左右方向に移動できる。立体造形装置１は、左胴部３９にヘッド２１を移動させるためのヘッド移動モータ４５（図３参照）を備える。ヘッド移動モータ４５が駆動すると、キャリッジベルト（図示略）を介して動力がヘッド２１に伝わり、ヘッド２１は左右方向に移動する。

粉体回収部１３は、造形台６と右胴部４０の間に配置される。粉体回収部１３は、造形台６内の未硬化粉体を、回収路１０（図２参照）を介して吸引するポンプ（図示略）を備える。また、右胴部４０は、正面に、作業者からの操作入力を受け付ける入力部および作業者への指示等を表示する表示部を備えた操作パネル５３を備える。

立体造形粉体について説明する。立体造形粉体として、例えば周知の石膏粉体が用いられる。石膏は焼石膏とすることが好ましい。また、粉体の粒子径は１０μｍ〜５００μｍとすることが好ましい。

図３を参照し、立体造形装置１およびＰＣ１００の電気的構成について説明する。立体造形装置１は、立体造形装置１の制御を司るＣＰＵ５０を備える。ＣＰＵ５０は、バス５９を介し、ＲＡＭ５１、ＲＯＭ５２、操作パネル５３、外部通信インターフェイス（以下、「Ｉ／Ｆ」と略す。）５４、モータ駆動部５５およびヘッド駆動部５６と接続する。ＲＡＭ５１は、ＰＣ１００から受信した造形データ等の各種データを一時的に記憶する。ＲＯＭ５２は、立体造形装置１の動作を制御するための制御プログラムおよび初期値等を記憶する。

操作パネル５３は、作業者からの操作入力を入力部が受け付け、作業者への指示等を表示部が表示する。外部通信Ｉ／Ｆ５４は、立体造形装置１をＰＣ１００等の外部機器に接続する。なお、立体造形装置１は、ＵＳＢインターフェイス、インターネット等を介し、他のデバイス（例えば、ＵＳＢメモリ、サーバ等）から各種データを取得することも可能である。モータ駆動部５５は、ＣＰＵ５０の制御に従い、前後動モータ４１、ステージ昇降モータ４２、平坦化ローラ回転モータ４３、粉体供給モータ４４およびヘッド移動モータ４５のそれぞれの動作を制御する。ヘッド駆動部５６はヘッド２１（カラーヘッド２４およびクリアヘッド２５）に接続し、各吐出チャンネルに設けられた圧電素子を駆動する。

ＰＣ１００は、ＰＣ１００の制御を司るＣＰＵ８０を備える。ＣＰＵ８０は、バス８９を介し、ＲＡＭ８１、ＲＯＭ８２、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と略す。）８３、表示制御部８４、操作処理部８５、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８６および外部通信Ｉ／Ｆ８７と接続する。

ＲＡＭ８１は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８０が実行するＢＩＯＳ等のプログラムを記憶する。ＨＤＤ８３は不揮発性の記憶装置であり、後述する立体造形データ作成プログラム、立体データ、造形データ等を記憶する。表示制御部８４は、モニタ９１の表示を制御する。操作処理部８５は、作業者が操作入力を行うキーボード９２およびマウス９３に接続し、操作入力を検知する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ８６には、記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ９４が挿入される。ＣＤ−ＲＯＭドライブ８６は、ＣＤ−ＲＯＭ９４が記憶するデータを読み出すことができる。ＰＣ１００は、ＣＤ−ＲＯＭ９４やインターネット等を介して立体造形データ作成プログラム等を取得し、ＨＤＤ８３に記憶する。外部通信Ｉ／Ｆ８７は、ＰＣ１００を立体造形装置１等の外部機器に接続する。なお、図示しないが、ＰＣ１００はインターネット等に接続可能な通信Ｉ／Ｆを備える。

本実施形態の立体造形装置１のＣＰＵ５０は、ヘッド２１から無色造形液およびカラー造形液を吐出する場合の吐出制御を、ＰＣ１００から取得した造形データに基づいて行う。造形データは、ＰＣ１００のＣＰＵ８０が、後述する立体造形データ作成プログラムを実行し、立体データに基づいて作成するデータである。

「立体データ」は、物体の三次元形状を示すデータであり、物体の外形の形状と、外表面の色を示す。本実施形態における立体データは、外形座標データおよび色データを含む。外形座標データは、物体の外形の位置を示す座標情報である。色データは、座標情報が示す位置における物体の外表面の色をＲＧＢ値で示すデータである。したがって、立体データは物体内部の情報は含まない。ただし、物体内部に内表面がある場合、立体データは、内表面の位置を示す座標情報を含む場合もある。色データが、一般的に利用されるＲＧＢ色空間によって表現可能なデータであるので、ＰＣ１００は、モニタに、着色した状態の立体造形物１０５（図４参照）の像（仮想立体１０２）を容易に表示することができる。なお、本実施形態では色データが示す色は、上記のようにＲＧＢ色空間によって表すものとするが、これに限らず、例えばＬａｂ、Ｌｕｖ、ＨＳＶなど他の色空間によって表現してもよい。

図４に示すように、立体データが示す仮想立体１０２は、物体の外形の形状および色のみからなり、内部は中空である。なお、図４では、仮想立体１０２の色は省略する。ＰＣ１００は、物体の外形の情報を示す立体データに基づいて、立体造形装置１の動作（カラー造形液および無色造形液の吐出等）を制御するための造形データを作成する。なお、図４に示す立体データは一例に過ぎない。立体データは、ＣＡＤソフトで作成されるデータ形式（例えば、ＳＴＬ形式）、ＣＧソフトで作成されるデータ形式（例えば、ＶＲＭＬ形式、ＯＢＪ形式、３ＤＳ形式、ＰＬＹ形式）等であってもよい。

「造形データ」は、立体造形装置１の動作を制御するためのデータである。図５に示すように、本実施形態における造形データは、座標データ、カラーデータおよび無色データを含む。造形データは、ＰＣ１００のＣＰＵ８０が立体造形データ作成プログラム（後述）の実行において、立体データから一時的に作成する複数の積層断面１０４をもとに断面画像１１７（図７参照）を生成し、座標データ、カラーデータおよび無色データを設定したものである。座標データは、造形される立体造形物の位置を示す座標情報である。カラーデータは、座標データが示す吐出位置にカラー造形液（本実施形態ではＣ・Ｍ・Ｙ・Ｋ）の各色それぞれについて吐出させる吐出情報（「１」）または吐出させない不吐出情報（「０」）を設定した吐出パターンを示す情報である。無色データは、座標データが示す吐出位置に無色造形液を吐出させる吐出情報（「１」）または吐出させない不吐出情報（「０」）を設定した吐出パターンを示す情報である。造形データは立体データとは異なり、物体の内部の情報も含む。このように、カラーデータが、立体造形装置１がカラー造形液で吐出可能なＣＭＹＫ各色に応じたＣＭＹＫ色空間によって表現可能な情報であるので、立体造形装置１は、カラーデータに従ってカラー造形液を吐出するだけで、容易に立体造形物１を着色することができる。

なお、図５に示す造形データの例において、カラーデータに対しいずれかのカラー造形液が吐出される座標（例えば（５，−５，３）、（６，−５，３））は、後述するカラー領域１１８に対応する座標の一例であり、無色造形液は吐出されない。ただし、カラー領域１１８に対応する座標でありながら、いずれのカラー造形液も吐出されない座標（例えば（７，−５，３））に対しては、無色造形液が吐出されるように設定される。同様に、無色造形液が吐出される座標（例えば（２５３，−３８５，４３６）、（２５４，−３８５，４３６））は、後述する無色領域１１９に対応する座標の一例であり、カラー造形液は吐出されない。そして、カラー造形液も無色造形液も吐出されない座標（例えば（１０９，２４２，８６）、（１１０，２４２，８６））は、後述する混合抑制領域１２０もしくは立体造形物１の形成範囲ではない領域に対応する座標の一例である。

図１〜図４を参照し、立体造形装置１が造形データに従って立体造形物１０５を造形する過程について、簡単に説明する。なお、図４に示す立体造形物１０５は、立体造形装置１が、仮想立体１０２から作成された個々の積層断面１０４に対応して個々の造形層１０６（後述）を形成し、積層することで再現（造形）したものである。なお、図４は、便宜上、積層断面１０４の数を間引いて図示している。また、図４および後述する図７において括弧内に示すステップ番号は、後述する立体造形データ作成プログラムの処理におけるステップ番号と同じものであり、同処理の説明時に参照するために図中に示している。

立体造形装置１のＣＰＵ５０は、ステージ昇降モータ４２を駆動し、造形台６のステージ９を凹部３２内の最上段の位置に移動する。ＣＰＵ５０は、前後動モータ４１を駆動し、造形台６をレール３に沿って後方へ移動し、供給部１２を貯留部１５の下方に配置する。ＣＰＵ５０は、粉体供給モータ４４を駆動し、粉体供給ローラ１６を回転させ、凹部１７内の立体造形粉体を供給部１２上に供給する。ＣＰＵ５０は、平坦化ローラ回転モータ４３を駆動して平坦化ローラ１８を回転させつつ前後動モータ４１を制御して、造形台６を前方へ移動する。平坦化ローラ１８は、供給部１２上の立体造形粉体を凹部３２内に押し出し、ステージ９上で立体造形粉体を平坦に押し固め、粉体層を形成する。

ＣＰＵ５０は、ヘッド移動モータ４５を制御し、ヘッド２１をガイドレール２３に沿って待機位置から造形台６上に移動する。ＣＰＵ５０は、造形台６を前方へ移動させつつステージ９上でヘッド２１を左右方向に移動させ、造形データに従って、ステージ９上に形成された粉体層に無色造形液およびカラー造形液を吐出する。造形データが含む座標データの示す座標にヘッド２１が位置し、その座標においてカラーデータに吐出を示す吐出情報が設定されていれば、ＣＰＵ５０は、カラーデータに指定される色のカラー造形液をカラーヘッド２４から粉体層に吐出する。座標データの示す座標において、カラーデータに吐出しないことを示す不吐出情報が設定されていれば、ＣＰＵ５０は、カラー造形液を吐出しない。また、座標データの示す座標にヘッド２１が位置し、無色データに吐出を示す吐出情報が設定されていれば、ＣＰＵ５０は、無色造形液をクリアヘッド２５から粉体層に吐出する。座標データの示す座標において、無色データに吐出しないことを示す不吐出情報が設定されていれば、ＣＰＵ５０は、無色造形液を吐出しない。その結果、粉体層の無色造形液またはカラー造形液が吐出された部分が固化し、立体造形物１０５を構成する層（以下、「造形層」という。）１０６（図４参照）が１つ形成される。また、カラー造形液が吐出された部分には着色する。

ＣＰＵ５０は、ステージ９を凹部３２内で下方へ向けて移動し、あらかじめ設定された造形層の厚み分、一段下げる。ＣＰＵ５０は、ヘッド２１を待機位置に戻し、造形台６を後方へ移動して、貯留部１５の下方に供給部１２を配置する。ＣＰＵ５０は、以上の動作を繰り返し、造形層１０６をＺ軸方向（上方向）に積層させて、立体造形物１０５を造形する。

このように、立体造形装置１は、ＰＣ１００が作成する造形データに基づいて立体造形物１０５を造形する。立体造形装置１は、カラー造形液を用いることで立体造形物１０５を着色する。ところで、カラー造形液は無色造形液よりもコストが高い。ゆえにＰＣ１００は、立体造形装置１が、人が視認できる外表面部分に着色し、認識できない内部には無着色の立体造形物１０５を造形可能な造形データを作成する。すなわちＰＣ１００は、立体造形装置１が、立体造形物１０５の外表面部分を構成する造形層１０６の外縁部にカラー造形液を吐出し、内部を構成する部分には無色造形液を吐出するように構成した造形データを作成する。以下、図４〜図１２を参照し、ＰＣ１００のＣＰＵ８０が造形データを作成するための立体造形データ作成プログラムを実行して行う処理について説明する。

前述したように、ＰＣ１００のＨＤＤ８３は、立体造形データ作成プログラムを記憶する。作業者がＰＣ１００を操作して造形データの作成指示を入力すると、ＰＣ１００のＣＰＵ８０はＨＤＤ８３から立体造形データ作成プログラムを読み出し、図６に示す、立体造形データ作成処理を実行する。ＣＰＵ８０は、作業者が指定した物体の三次元形状を示す立体データを読み込む（Ｓ１１）。ＣＰＵ８０は、立体データに基づいて仮想立体１０２（図４参照）をＲＡＭ８１において仮想的に形成する。ＣＰＵ８０は、仮想立体１０２をＺ軸方向において所定幅で等間隔に切断し、ＸＹ平面において描画される二次元の積層断面１０４（図４参照）を作成する（Ｓ１３）。積層断面１０４は、個々の造形層１０６の外形形状を表す外形座標データによってＲＡＭ８１において仮想的に作成される。

ＣＰＵ８０は、複数の積層断面１０４をそれぞれラスタライズし、断面画像１１７（図７参照）をＲＡＭ８１において仮想的に生成する（Ｓ１５）。断面画像１１７は、積層断面１０４が示す個々の造形層１０６の外形形状を、立体造形時に造形液を吐出可能な解像度（印刷解像度）に合わせた解像度のピクセル画像（画素の集合体）として描画したものである。ＣＰＵ８０は、立体データが含む色データに基づき、断面画像１１７を構成する各画素に色データ（ＲＧＢ値）を設定する。

ＣＰＵ８０は、個々の断面画像１１７において、ピクセル画像で描画した造形層１０６の外形形状を示す線（外形線）の幅（太さ）を、所定の線幅に変更する（Ｓ１７）。具体的にＣＰＵ８０は、造形層１０６の外形線を構成する画素を、断面画像１１７の内部方向へ向けて幅方向にコピーして線幅を太くし、所定の線幅にする（図７参照）。言い換えると、ＣＰＵ８０は、造形層１０６の外形線を構成する画素の数が幅方向において所定の画素数となるように、最も外側の画素を内部側へコピーして配置する。なお、積層方向の両側に位置する造形層１０６等、立体造形物１０５の外表面で積層方向に直交する面を有する造形層１０６に対応する断面画像１１７は、断面における外周部だけでなく内部の画素も色データを有する。したがって、断面画像１１７の画素のうち、立体造形物１０５の積層方向に直交する外表面に対応する画素は、積層方向において内部側に接する他の断面画像１１７に対しても、所定線幅に相当する分、コピーされる。ＣＰＵ８０は、断面画像１１７の描画において造形層１０６の外形線を構成する画素が占める領域を、カラー造形液の吐出対象となる領域であるカラー領域１１８（図７参照）に設定する。

ＣＰＵ８０は、初期設定を記憶するＨＤＤ８３の所定の記憶エリアから、綺麗なカラー表現処理を行うか否かを示す設定を読み込む（Ｓ１９）。当該設定は、立体造形データ作成プログラムの初期設定において作業者があらかじめ設定している項目である。綺麗なカラー表現処理は、カラー領域１１８と、後述する無色領域１１９との間に造形液を吐出しない所定幅の間隙（混合抑制領域１２０、図７参照）を設ける処理である。立体造形装置１は、綺麗なカラー表現処理がなされた造形データを用いて立体造形物１０５を造形すると、カラー造形液が無色造形液と混ざって薄くなることを混合抑制領域１２０において抑制でき、カラー造形液の発色状態を向上することができる。

綺麗なカラー表現処理を行う場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８０は、断面画像１１７のカラー領域１１８より内部側に、カラー領域１１８に接し、所定幅を有する混合抑制領域１２０を設ける。さらに、ＣＰＵ８０は、断面画像１１７の混合抑制領域１２０より内部を、無色領域１１９に設定する（Ｓ２１）。なお、図７に示すように、混合抑制領域１２０において、粉体層は、カラー領域１１８に吐出されるカラー造形液と、無色領域１１９に吐出される無色造形液とが互いに染み出すことで固化する。ゆえに、混合抑制領域１２０の幅（カラー領域１１８と無色領域１１９との間隙の大きさ）は、造形液の染み出しによる固化が可能な大きさ範囲に設定される。図６に示すように、ＣＰＵ８０は、処理をＳ２９に進め、吐出パターン作成処理を行う（Ｓ２９）。

Ｓ１９において、綺麗なカラー表現処理を行わない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、ＣＰＵ８０はＨＤＤ８３から、カラー領域１１８を強化する強化処理を行うか否かを示す設定を読み込む（Ｓ２３）。当該設定は、上記同様、立体造形データ作成プログラムの初期設定において作業者があらかじめ設定している項目である。強化処理は、カラー領域１１８の一部と無色領域１１９の一部とを重複させた所定幅の領域（混合領域１２１、図７参照）を設ける処理である。立体造形装置１は、強化処理がなされた造形データを用いて立体造形物１０５を造形すると、カラー造形液と無色造形液とが混ざることにより、カラー領域と無色領域との境界部分における粉体層を確実に固化し、カラー領域部分の剥がれを防止することができる。

強化処理を行う場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８０は、断面画像１１７のカラー領域１１８の内部側における境界位置からカラー領域１１８内へ向け、所定幅を有する混合領域１２１を設ける。さらに、ＣＰＵ８０は、断面画像１１７の混合領域１２１を含め、カラー領域１１８より内部を、無色領域１１９に設定する（Ｓ２５）。すなわち、図７に示すように、混合領域１２１には、カラー領域１１８と無色領域１１９の双方の領域が設定される。なお、混合領域１２１において、粉体層は、カラー造形液が無色造形液に混ざることで薄められたり、色の混合が起こったりして固化後の発色状態が低下する。ゆえに、混合領域１２１の幅（カラー領域１１８と無色領域１１９とが重複する大きさ）は、発色状態の低下の度合いが許容範囲内であるとしてあらかじめ設定された大きさ範囲に設定される。図６に示すように、ＣＰＵ８０は、処理をＳ２９に進め、吐出パターン作成処理を行う（Ｓ２９）。

Ｓ２３において、強化処理を行わない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、ＣＰＵ８０は、断面画像１１７のカラー領域１１８の内部側に、カラー領域１１８に接する無色領域１１９を設ける（Ｓ２７）。図７に示すように、カラー領域１１８と無色領域１１９とが接することで、粉体層は、カラー造形液と無色造形液とが染み出しによって一部混ざる。このため、固化後における発色状態は、綺麗なカラー表現処理を行う場合よりは低下するが、強化処理を行う場合よりは向上する。また、粉体層の固化状態は、綺麗なカラー表現処理を行う場合よりは向上するが、強化処理を行う場合よりは低下する。図６に示すように、ＣＰＵ８０は、処理をＳ２９に進め、吐出パターン作成処理を行う（Ｓ２９）。

ＣＰＵ８０は、Ｓ２９の処理において、図８に示す、吐出パターン作成処理のサブルーチンを実行する。ＣＰＵ８０は、すべての断面画像１１７から、カラー領域１１８を構成し、各断面画像１１７において仮想立体１０２の表面部に対応する部位を構成する画素（以下、「表面画素」という。）を抽出する。ＣＰＵ８０は、抽出した表面画素を、互いの位置関係に従って断面画像１１７の積層方向（Ｚ軸方向）において並べて配置する。図９に示すように、ＣＰＵ８０は、仮想立体１０２（図４参照）の外表面を構成する表面画素からなる画素集合体１２５（画素集合体１２５Ａ）を、ＲＡＭ８１において仮想的に生成する（Ｓ４１）。なお、図９では画素集合体１２５を仮想立体１０２として例示する立方体の外表面の展開図として図示しているが、ＣＰＵ８０は、ＲＡＭ８１上において、画素集合体１２５を個々の表面画素同士の位置関係を示すデータとして展開する。従って、例えば、画素集合体１２５Ａの右端に位置する画素Ｐ１と、左端に位置する画素Ｐ２とは、データ上、隣り合う位置関係が設定されている。

ＣＰＵ８０は、カラー領域１１８を構成し、仮想立体１０２の表面部に対応する部位よりも内部側に位置する画素（以下、「内部画素」という。）についても同様に抽出し、画素集合体１２５を生成する。まずＣＰＵ８０は、すべての断面画像１１７から、各断面画像１１７において仮想立体１０２の表面部に対応する部位を構成する表面画素から内部側へ１画素目に位置する内部画素を抽出し、互いの位置関係に従って断面画像１１７の積層方向において並べて配置して、画素集合体１２５（画素集合体１２５Ｂ）を生成する。次にＣＰＵ８０は、すべての断面画像１１７から、各断面画像１１７の表面画素から内部側へ２画素目に位置する内部画素を抽出して積層方向において並べて配置した画素集合体１２５（画素集合体１２５Ｃ）を生成する。以降も同様に、ＣＰＵ８０は、すべての断面画像１１７から、各断面画像１１７の表面画素から内部側へｎ画素目に位置する内部画素を抽出して積層方向において並べて配置した画素集合体１２５を生成する。ＣＰＵ８０は、カラー領域１１８を構成するすべての内部画素を抽出して画素集合体１２５を生成するまで、画素集合体１２５の生成処理を継続する。

そしてＣＰＵ８０は、表面画素から内部側へ１画素目で、断面画像１１７においてカラー領域１１８を構成する画素集合体１２５Ｂを構成する内部画素と、仮想立体１０２の表面部に対応して画素集合体１２５Ａを構成する表面画素との間で、互いの位置関係を設定する。例えば、画素集合体１２５Ｂの側面下端に位置する内部画素Ｐ４は、画素集合体１２５Ａの側面下端に位置する表面画素Ｐ３と、データ上、隣り合う位置関係が設定される。また、内部画素Ｐ４は、図９の展開図では、画素集合体１２９Ｂの底面側に位置する内部画素Ｐ６、画素集合体１２９Ａの底面側に位置する表面画素Ｐ５と、便宜上、離れて図示されるが、データ上では隣り合う位置関係が設定される。画素集合体１２５Ｃを含め、仮想立体１０２のさらに内部側に位置する内部画素を抽出した他の画素集合体１２５も同様に、画素同士の位置関係が、画素集合体１２５を構成するすべての画素との間で設定される。

図８に示すように、ＣＰＵ８０は、画素集合体１２５の個々の画素が持つ色を、立体造形装置１のＣＭＹＫ各色に色分解する（Ｓ４３）。すなわちＣＰＵ８０は、ＲＧＢ値で示す各画素の色データを、ＣＭＹＫ各色を示す構成色情報と、ＣＭＹＫ各色の階調値を示す階調情報に変換する。ＣＰＵ８０は、画素集合体１２５を構成するすべての画素がＣＭＹＫ各色ごとに持つ階調値をそれぞれ周辺の画素に拡散（分配）する誤差拡散処理を行う（Ｓ４５）。誤差拡散処理は、処理対象の画素である対象画素の階調情報が表す階調値を量子化し、量子化において生じた誤差を、隣接する方向に応じて異なる割合で（言い換えると、隣接する方向に応じた重み付けを行って）拡散する処理である。本実施形態では、ＣＰＵ８０は、誤差拡散処理の一例として、例えば公知のFloyd-Steinberg法を利用した処理を行う。

以下、本実施形態における誤差拡散処理の詳細について説明する。後述するが、ＣＰＵ８０は、対象画素の量子化において生じた誤差を、対象画素を含む画素集合体１２５において抽出する隣接画素と、内部側１画素目に位置する画素集合体１２５において抽出する隣接画素に対して拡散する。ここでは、誤差拡散処理の具体的な処理例についての説明を簡易化するため、図１１に示すように、画素集合体１２５Ａが仮に５×６画素で構成されているものとして説明を行う。なお、画素の階調値は「０」〜「２５５」の値（２５６階調）を採るものとし、量子化におけるしきい値は「１２８」が設定されているものとする。もっとも、画素の階調値を２５６階調とするのは一例に過ぎず、任意の階調数に設定してもよい。また、量子化のしきい値も、階調数に応じて任意に設定してもよい。

まず、誤差拡散処理における処理の流れについて説明する。ＣＰＵ８０は、Ｓ４５の処理において、図１０に示す、誤差拡散処理のサブルーチンを実行する。ＣＰＵ８０は、画素集合体１２５Ａを構成色情報に従って立体造形装置１のＣＭＹＫ各色に分割する。ＣＰＵ８０は、構成色情報がシアン（Ｃ色）である画素集合体１２５Ａを構成する画素のうち、積層方向の最上段一端側（ここでは左端とする。なお、最上段右端でもよいし、最下段左右いずれかの端部でもよい。）に位置する画素Ｐ１１を処理対象である対象画素に設定する（Ｓ６１）。ＣＰＵ８０は、対象画素に隣接する画素であり、誤差拡散処理が未だなされていない隣接画素を抽出する［隣接画素抽出処理］（Ｓ６３）。ＣＰＵ８０はしきい値を基準に画素Ｐ１１の階調値を量子化する［量子化処理］（Ｓ６５）。ＣＰＵ８０は、量子化の際に生じた誤差（差分値）を求める［差分算出処理］（Ｓ６７）。ＣＰＵ８０は、求めた差分値に、対象画素に対する隣接画素の方向（位置関係）に応じてあらかじめ設定した割合を乗じて、隣接画素に拡散する［拡散処理］（Ｓ６９）。

ＣＰＵ８０は、Ｓ６３〜Ｓ６９の処理を行っていない画素（未処理の画素）があるうちは（Ｓ７１：ＮＯ）、次の対象画素を、画素Ｐ１１に同段で隣接する未処理の画素Ｐ１２に設定する（Ｓ７３）。ＣＰＵ８０は処理をＳ６３に戻し、量子化の際の誤差を、画素Ｐ１２に隣接する未処理の画素Ｐ１３〜Ｐ１６に拡散する。ＣＰＵ８０は同段で隣接する画素を順に量子化し、同段他端側（右端）に位置する画素Ｐ１７を対象画素とするＳ６３〜Ｓ６９の処理が済んだら、画素Ｐ１７に他の段（ここでは下段）で隣接する画素Ｐ１８を対象画素として誤差拡散処理を行う。このように、ＣＰＵ８０は、上段から下段へ向けて（あるいは下段から上段へ向けて）、一段ずつ、画素集合体１２５Ａを構成するすべての画素に対して誤差拡散処理を行う。また、ＣＰＵ８０は、構成色情報がマゼンタ（Ｍ色）、イエロー（Ｙ色）、ブラック（Ｋ色）である画素集合体１２５Ａに対しても同様に、それぞれ誤差拡散処理を行う。

次に、例えば、画素集合体１２５Ａの３段目で左端から４つ目の画素Ｐ２１を対象画素に設定し、誤差拡散処理を行う場合を例に、隣接画素に拡散する誤差の割合（重み付け）について説明する。隣接画素抽出処理（Ｓ６３）において、ＣＰＵ８０は、対象画素である画素Ｐ２１に隣接し、誤差拡散処理が未処理である隣接画素を抽出する。画素Ｐ２１は、画素Ｐ２２〜Ｐ２５に隣接する。本例では、画素Ｐ２１は階調値が「１４１」であり、右側に隣接する画素Ｐ２２の階調値が「４２」であり、下段で隣接する画素Ｐ２３〜Ｐ２５の階調値がそれぞれ「６２」，「３７」，「３０」であるものとする。

量子化処理（Ｓ６５）において、ＣＰＵ８０は、対象画素の階調値がしきい値「１２８」以上か否かを判断する。ＣＰＵ８０は、階調値が「１２８」以上であれば、階調値をしきい値より大きな第一補正値「２５５」に補正し、「１２８」未満であれば、階調値をしきい値より小さな第二補正値「０」に補正することで量子化する。ＣＰＵ８０は、対象画素（画素Ｐ２１）の階調値「１４１」がしきい値「１２８」以上であるので、第一補正値「２５５」に設定する。なお、第一補正値は「２５５」に限らず、階調数の範囲内で任意に設定してもよいし、あるいは吐出情報を示すデータとしてもよい。第二補正値についても同様であり、「０」に限らず、第一補正値とは異なる任意の値を設定してもよいし、不吐出情報を示すデータとしてもよい。

差分算出処理（Ｓ６７）において、ＣＰＵ８０は、量子化の際に生ずる誤差として、量子化後の階調値「２５５」に対する量子化前の階調値「１４１」の差分を求める。この場合の差分値は「−１１４」である。

拡散処理（Ｓ６９）において、ＣＰＵ８０は、差分値（誤差）を、画素Ｐ２１に隣接する未処理の画素Ｐ２２〜Ｐ２５に、それぞれ拡散する。このとき、ＣＰＵ８０は、拡散する差分値に、あらかじめ設定した割合を乗じて拡散する。本実施形態では、ＣＰＵ８０は、対象画素に対して上下方向（積層方向）に位置する隣接画素に対して拡散する差分値の割合を、他の方向（左右方向、斜め方向）に位置する隣接画素に対して拡散する差分値の割合よりも大きくしている。具体的に、ＣＰＵ８０は、画素Ｐ２１の下方に位置する画素Ｐ２４には、差分値に、画素Ｐ２４が画素Ｐ２１に接する方向に応じた割合として４２／１３６を乗算した値である「−３５」を拡散し、右方に位置する画素Ｐ２２には差分値の３０／１３６である「−２５」を拡散する。ＣＰＵ８０は、画素Ｐ２１の斜め方向に位置する画素Ｐ２３，Ｐ２５には、それぞれ差分値の６／１３６，１８／１３６を拡散する。拡散前にそれぞれ「４２」，「６２」，「３７」，「３０」であった画素Ｐ２２〜Ｐ２５の階調値は、それぞれ「１７」，「４７」，「２」，「２５」になる。

このように、対象画素Ｐ２１の量子化において生ずる誤差は、隣接画素Ｐ２２〜Ｐ２５に拡散する際に、隣接画素Ｐ２２〜Ｐ２５が対象画素Ｐ２１に接する方向に応じて異なる割合で拡散される。上記した画素Ｐ２２〜Ｐ２５に拡散する誤差の割合として、３０／１３６，６／１３６，４２／１３６，１８／１３６を例示したが、後述する内部画素へ拡散する誤差の割合も含めて、誤差を拡散する割合の合計値は１（本実施形態の例では１３６／１３６）である。ゆえに、ＣＰＵ８０は、誤差の情報を喪失することなく、対象画素の誤差を隣接画素に拡散することができる。なお、隣接画素に拡散する誤差の割合は、隣接画素が対象画素に隣接する方向に応じてあらかじめ設定され、立体造形データ作成プログラムとともにＨＤＤ８３に記憶されている。ＣＰＵ８０は、立体造形データ作成プログラムの実行においてＨＤＤ８３から誤差の割合をあらかじめ読み出してＲＡＭ８１に記憶する。ＣＰＵ８０は、拡散処理（Ｓ６９）において、拡散対象の隣接画素に応じた割合を、上記のように、対象画素の量子化で生じた誤差（差分値）にそれぞれ乗じ、隣接画素の階調値に拡散する。

次いでＣＰＵ８０は、上記同様、画素Ｐ２１の左右方向に隣接し未処理の画素Ｐ２２を対象画素に設定し、量子化を行う。ＣＰＵ８０は、隣接画素抽出処理で、Ｓ６３〜Ｓ６９の処理が未処理で画素Ｐ２２に隣接する隣接画素として、画素Ｐ２４〜Ｐ２７を抽出する。対象画素の階調値は「６」であり、１２８未満なので、ＣＰＵ８０は、量子化処理で、対象画素の階調値を「０」に設定する。ＣＰＵ８０は、差分算出処理で、量子化後の階調値「０」に対する量子化前の階調値「６」の差分値「＋６」を求める。拡散処理で、ＣＰＵ８０は、上記同様、対象画素に隣接する方向に応じた割合を乗じた差分値を隣接画素に拡散する。以降同様に、ＣＰＵ８０は未処理の画素に対して誤差拡散処理を行う。

ＣＰＵ８０は、表面画素で構成した画素集合体１２５Ａ（図９参照）に対する誤差拡散処理が終了すると、表面画素から内部側へ１画素目に位置する画素集合体１２５Ｂに対する誤差拡散処理を行う。以降同様に、ＣＰＵ８０は、ｎ番目に位置する画素集合体１２５に対する誤差拡散処理が終了すると、ｎ＋１番目に位置する画素集合体１２５に対する誤差拡散処理を行う。

上記では、誤差拡散処理の処理例として、画素集合体１２５Ａが有する画素に対して誤差を拡散する例を説明した。前述したように、本実施形態では、ＣＰＵ８０は、対象画素の量子化において生じた誤差を、対象画素を含む画素集合体１２５において抽出される隣接画素と、内部側に１画素目に位置する画素集合体１２５において抽出される隣接画素に対して拡散する。具体的には、図１２に示すように、ＣＰＵ８０は、画素集合体１２５Ａの内部側１画素目に位置する画素集合体１２５Ｂを構成する内部画素にも、画素集合体１２５Ａの対象画素である画素Ｐ２１を量子化する際の誤差を拡散する。

隣接画素抽出処理において、ＣＰＵ８０は、画素集合体１２５Ａの画素Ｐ２１の位置に対し、内部方向に隣接する画素集合体１２５Ｂの画素（画素Ｐ３５）を特定する。ＣＰＵ８０は、上記画素集合体１２５Ａにおける隣接画素の抽出に加え、画素集合体１２５Ｂにおいて、画素Ｐ３５と、画素Ｐ３５に隣接する画素Ｐ３１〜Ｐ３４および画素Ｐ３６〜Ｐ３９を、画素Ｐ２１の隣接画素として抽出する。ＣＰＵ８０は、量子化処理および差分算出処理を行って、上記したように、画素Ｐ２１の量子化の際に生ずる差分値（誤差）を求める。

ＣＰＵ８０は、拡散処理において、上記のように画素集合体１２５Ａの画素Ｐ２２〜Ｐ２５の階調値に対し、対象画素に隣接する方向に応じた割合を差分値に乗じて拡散するのに加え、画素集合体１２５Ｂの画素Ｐ３１〜Ｐ３９の階調値に対しても、対象画素に隣接する方向に応じた割合を差分値に乗じて拡散する。対象画素である画素Ｐ２１に対し内部方向に隣接する画素Ｐ３５には、差分値の１２／１３６を拡散する。画素Ｐ３５に対し上下方向（積層方向）および左右方向に隣接する画素Ｐ３２，Ｐ３４，Ｐ３６，Ｐ３８には、差分値の６／１３６を拡散する。画素Ｐ３５に対し斜め方向に隣接する画素Ｐ３１，Ｐ３３，Ｐ３７，Ｐ３９には、差分値の１／１３６を拡散する。このように、ＣＰＵ８０は、対象画素である画素Ｐ２１の量子化に伴う誤差を、上下方向、左右方向および斜め方向に隣接する隣接画素である画素Ｐ２２〜Ｐ２５だけでなく、内部側で隣接する隣接画素である画素Ｐ３１〜Ｐ３９に対しても拡散する。言い換えると、対象画素は、量子化において、対象画素に上下方向、左右方向および斜め方向に隣接する隣接画素のうち処理済みである画素に対して行われた誤差拡散処理の結果を反映する。さらに、対象画素は、量子化において、対象画素に外部方向に隣接する画素、およびその画素に上下方向、左右方向および斜め方向に隣接する隣接画素のうち処理済みである画素に対して行われた誤差拡散処理の結果も反映する。

対象画素である画素集合体１２５Ａの画素Ｐ２１に隣接する画素集合体１２５Ａの画素Ｐ２２〜Ｐ２５に対し、差分値を拡散する割合の合計値は、９６／１３６である。画素Ｐ２１に内部側で隣接する画素集合体１２５Ｂの画素Ｐ３５と、画素Ｐ３５に隣接する画素集合体１２５Ｂの画素Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ３６〜Ｐ３９とに対し、差分値を拡散する割合の合計値は、４０／１３６である。すなわち、ＣＰＵ８０は、画素Ｐ２１に対する誤差拡散処理の結果を、画素Ｐ２１の内部側の画素集合体１２５Ｂにおいて画素Ｐ２１に隣接する画素Ｐ３１〜Ｐ３９よりも、画素Ｐ２１と同じ画素集合体１２５Ａにおいて隣接する画素Ｐ２２〜Ｐ２５に、より大きく反映する。立体造形物１０５の内部側の色は、表面側の色に重ねた状態で視認される。よって、内部側よりも表面側の画素に対して誤差拡散処理の結果を大きく反映することで、立体造形物１０５は、内部側で縦スジが生じても、表面側で縦スジが生じた場合よりも目立ちにくい。

図１０に示すように、ＣＰＵ８０は、すべての画素集合体１２５を構成するすべての画素（表面画素および内部画素）に対し、ＣＭＹＫ各色それぞれで誤差拡散処理を行ったら（Ｓ７１：ＹＥＳ）、誤差拡散処理のサブルーチンを終了して吐出パターン作成処理（図８参照）に戻し、処理をＳ４７に進める。図８に示すように、ＣＰＵ８０は、断面画像１１７のうち、積層方向において最も下の層（Ｚの値が最小の断面画像１１７）を、処理対象に設定する（Ｓ４７）。ＣＰＵ８０は、誤差拡散処理において量子化した画素集合体１２５の画素で、処理対象の断面画像１１７のカラー領域１１８を構成する画素を、ＣＭＹＫ各色それぞれにおいて抽出する。ＣＰＵ８０は、抽出した画素の座標を示す座標データを、断面画像１１７の形成元となった積層断面１０４に基づいて求める。ＣＰＵ８０は、抽出した画素の階調値（量子化後の階調値）が２５５であれば、その画素の座標データが示す座標に対してカラー造形液を吐出することを示す吐出情報を設定したカラーデータを作成し、階調値が０であれば、その画素の座標に対してカラー造形液を吐出しないことを示す不吐出情報を設定したカラーデータを作成する。ＣＰＵ８０は、処理対象の断面画像１１７に対応し、座標データに対応付けたカラーデータをＣＭＹＫ各色でそれぞれ作成し、造形データに含める（Ｓ４９）。

ＣＰＵ８０は、処理対象の断面画像１１７の無色領域１１９を構成するすべての画素の座標を示す座標データにそれぞれ対応付けて無色造形液を吐出する無色データを作成する（Ｓ５１）。また、ＣＰＵ８０は、上記作成したカラーデータにおいて、ＣＭＹＫいずれのカラー造形液も吐出されない座標があれば、その座標位置に、無色造形液を吐出する無色データを追加する。その結果、立体造形時に、ＣＰＵ８０は、Ｓ２５の処理において設定した混合領域１２１で、カラー造形液の吐出が設定されている位置（座標）に対しては、無色造形液に重ねてカラー造形液を吐出する。混合領域１２１に設定されないカラー領域１１８において、ＣＰＵ８０は、カラー造形液の吐出が設定されている位置に対しては無色造形液を吐出せず、カラー造形液の吐出が設定されていない位置に無色造形液を吐出する。また、Ｓ２１の処理において設定した混合抑制領域１２０に対しては、ＣＰＵ８０は造形液を吐出せず、上記したように、造形液の染み出しによる立体造形粉体の固化を図る。

ＣＰＵ８０は、処理対象の断面画像１１７に対応する造形データ（座標データ、カラーデータおよび無色データ）を作成する処理が終了すると、全ての断面画像１１７に対応する造形データが完成したか否かを判断する（Ｓ５３）。完成していなければ（Ｓ５３：ＮＯ）、ＣＰＵ８０は、１つ上の層の断面画像１１７（Ｚの値が次に大きい断面画像１１７）を処理対象に設定する（Ｓ５５）。ＣＰＵ８０は処理をＳ４９に戻し、新たに対象とした断面画像１１７に対応する造形データを作成する。全ての断面画像１１７に対応する造形データが完成すると（Ｓ５３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８０は、吐出パターン作成処理のサブルーチンを終了して造形データ作成処理に戻り、処理をＳ３１に進める。図６に示すように、ＣＰＵ８０は、完成した造形データを、外部通信Ｉ／Ｆ８７を介して立体造形装置１に送信する（Ｓ３１）。立体造形装置１のＣＰＵ５０は、受信した造形データに基づいてヘッド２１から無色造形液およびカラー造形液を吐出する場合の吐出制御を行い、上記したように、立体造形物を造形する。

以上説明したように、ＰＣ１００は、積層方向とは異なる方向において対象画素Ｐ２１に隣接する画素Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２５よりも積層方向において対象画素Ｐ２１に隣接する画素Ｐ２４に対して誤差拡散処理の結果をより大きく反映した造形データを生成することができる。よって、立体造形装置１は、造形データに基づいて造形する立体造形物１０５の表面において、色の濃淡による縦スジが形成されてしまうことを防止できる。

立体造形物１０５は、造形層１０６の内部方向に同じアルゴリズムにより作成され同じパターンで吐出された色が重なることで、色の濃淡による縞模様を形成する可能性がある。ＰＣ１００は、内部方向において対象画素Ｐ２１に対応する位置にある対象画素Ｐ３５およびその隣接画素Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ３６〜Ｐ３９に対しても、対象画素Ｐ２１に対する誤差拡散処理の結果を反映した造形データを生成することができる。ゆえに立体造形装置１は、立体造形物１０５の表面の着色において、色の濃淡による縦スジが形成されてしまうことをより防止できる。

ＰＣ１００は、隣接画素Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ３６〜Ｐ３９よりも隣接画素Ｐ２２〜Ｐ２５に対し、対象画素Ｐ２１に対する誤差拡散処理の結果をより大きく反映した造形データを生成することができる。よって、立体造形装置１は、造形層１０６の内部方向に同じパターンで吐出された色が重なって生ずる縞模様の形成を防止しつつ、立体造形物１０５表面における造形層１０６の積層方向に同じパターンで吐出された色が重なって生ずる縦スジの形成を、より効果的に、防止することができる。また、立体造形物１０５の内部側の色は、立体造形物１０５の表面側の色に重ねた状態で視認されるため、立体造形物１０５の内部側で縦スジが生じた場合、立体造形物１０５の表面側で縦スジが生じた場合よりも目立ちにくい。ゆえに、隣接画素Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ３６〜Ｐ３９よりも隣接画素Ｐ２２〜Ｐ２５に対して拡散する誤差の割合を大きくすることで、立体造形物１０５の内部側よりも表面側において誤差拡散処理の結果を大きく反映することができ、さらに効果的に縦スジの形成を防止できる。

ＰＣ１００は、断面画像１１７を生成することによって、立体造形装置１による造形層１０６の形成過程で必要となる吐出パターンを、断面画像１１７に基づいて作成することができる。ゆえに、ＰＣ１００は、造形データを効率よく作成することができる。

ＰＣ１００は、処理が未処理の隣接画素を対象に、階調値を「２５５」または「０」に補正する際の差分値を拡散しながら、その隣接画素を新たな対象画素に設定し、順に差分値を伝播していくことで、誤差の情報を喪失することがない。ゆえに、立体造形装置１は、立体造形物１０５に再現する色の色合いが、立体データに示される色の色合いと異ならず、且つ効果的に縦スジの形成を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、様々な変形が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施形態では、ＰＣ１００が本発明の「立体造形データ作成装置」に相当する装置であり、立体データに基づいて造形データを作成し、立体造形装置１に出力する。これに限らず、例えば、立体造形装置１は、図６に示す立体造形データ作成処理を自ら実行して造形データを作成してもよい。この場合、立体造形装置１が本発明の「立体造形データ作成装置」に相当する。

誤差拡散処理において、ＣＰＵ８０は、公知のFloyd-Steinberg法を利用した処理を行った。これに限らず、公知の他の方法による誤差拡散処理を行ってもよい。また、誤差の拡散対象となる隣接画素を、現在の対象画素の次に対象画素となる画素のみとし、対象画素の量子化において発生する誤差を拡散してもよい。この方法による誤差拡散処理は計算対象が少ないため、ＣＰＵ８０は処理速度を向上することができる。また、対象画素に対して隣接画素が位置する方向に応じて差分値に乗ずる割合は、必ずしも、Floyd-Steinberg法に沿った割合（重み）でなくともよい。あるいは、公知のディザ法を用いて量子化を行ってもよい。なお、画素集合体１２５は、断面画像１１７の表面画素や内部画素を積層方向に並べて配置したものであるが、仮想立体１０２の形状によっては画素同士が必ずしも積層方向に並ぶ位置に配置されない場合がある。このような場合、ＣＰＵ８０は、隣接画素に拡散する差分値に乗ずる割合を、割合の合計が１になる条件のもと、適宜変更してもよい。

また、誤差拡散処理において、ＣＰＵ８０は、画素集合体１２５を構成する画素に対する量子化の処理を、左端の画素から右端の画素へ向けて、あるいはその逆に、一段ずつ行った。これに限らず、ＣＰＵ８０は、上下方向（積層方向）に一列に並ぶ画素ごとに、上端の画素から下端の画素へ向けて、あるいはその逆に、量子化の処理を一列ずつ行ってもよい。この場合においても、対象画素に対して上下方向に位置する隣接画素に拡散する差分値の割合を、他の方向（左右方向、斜め方向）に位置する隣接画素に拡散する差分値の割合よりも大きくするとよい。すなわち、上端の画素から下端の画素へ向かって量子化の処理を行っている場合、対象画素の下方に位置する画素に対しては差分値の４２／１３６を拡散し、右方もしくは左方に位置する画素に対しては差分値の３０／１３６を拡散すればよい。

また、カラー領域１１８と無色領域１１９に吐出する造形液の量は、適宜変更可能である。例えば、無色領域１１９に吐出する無色造形液の量と、混合領域１２１に吐出する無色造形液の量は、同一であってもよいし、あるいは、混合領域１２１に吐出する無色造形液の量を無色領域１１９に吐出する無色造形液の量よりも少なくしてもよい。また、混合領域１２１に吐出するカラー造形液の量を、カラー領域１１８に吐出するカラー造形液の量よりも少なくしてもよい。また、カラー領域１１８に吐出する無色造形液の量は無色領域１１９に吐出する無色造形液の量と同一であってもそうでなくてもよい。

立体造形物１０５の形状は一例であり、直方体状に限定するものではなく、任意の形状であってよい。例えば、立体造形物１０５の形状は、球状、中空状、壺型等、種々の形状であってもよい。また、立体造形装置１は、ヘッド２１の代わりに、造形液およびカラー造形液を吐出する複数の吐出口が左右方向に複数並べられたヘッドを使用してもよい。

上記実施形態において、ヘッド２１が本発明の「吐出手段」に相当する。造形データが「制御データ」に相当する。ＰＣ１００が「立体造形データ作成装置」に相当する。立体データが含む外形座標データが「外形情報」に相当し、色データが「色情報」に相当する。Ｓ１１の処理を行って立体データを読み込むＣＰＵ８０が「取得手段」に相当する。断面画像１１７が「集合体」に相当する。Ｓ４１の処理を行って表面画素を抽出した画素集合体１２５を生成するＣＰＵ８０が「第一抽出手段」に相当する。Ｓ４３の処理を行って画素集合体１２５の個々の画素が持つ色を立体造形装置のＣＭＹＫ各色に色分解するＣＰＵ８０が「決定手段」に相当する。Ｓ６９の拡散処理を行って対象画素の階調値の量子化で生じた差分値に、隣接する方向に応じた割合を乗じて隣接画素に拡散するＣＰＵ８０が「拡散手段」に相当する。Ｓ４９の処理を行い、座標データに対応付けて吐出情報または不吐出情報を設定したカラーデータを作成するＣＰＵ８０が「第一設定手段」に相当する。Ｓ５３の処理を行い、吐出情報または不吐出情報を設定したカラーデータと無色データを含む造形データを作成するＣＰＵ８０が「作成手段」に相当する。画素Ｐ２１が「第一対象画素」に相当し、画素Ｐ２２〜Ｐ２５が「第一隣接画素」に相当する。そのうち、画素Ｐ２４が「第一画素」に相当し、画素Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２５が「第二画素」に相当する。

Ｓ４１の処理を行って内部画素を抽出した画素集合体１２５を生成するＣＰＵ８０が「第二抽出手段」に相当する。画素Ｐ３５が「第二対象画素」に相当し、画素Ｐ３１〜Ｐ３４，Ｐ３６〜Ｐ３９が「第二隣接画素」に相当する。断面画像１１７が請求項４における「積層データ」に相当する。Ｓ１５の処理を行ってラスタライズした断面画像１１７を生成するＣＰＵ８０が「生成手段」に相当する。Ｓ６１およびＳ７３の処理を行って未処理の画素を対象画素に設定するＣＰＵ８０が「第二設定手段」に相当する。Ｓ６３の隣接画素抽出処理を行って対象画素に隣接する隣接画素を抽出するＣＰＵ８０が「第三抽出手段」に相当する。量子化におけるしきい値が「所定値」に相当する。量子化後の階調値である「２５５」が「第一補正値」に相当し、「０」が「第二補正値」に相当する。Ｓ６５の量子化処理を行って対象画素の階調値を「２５５」または「０」に補正するＣＰＵ８０が「補正手段」に相当する。Ｓ６７の差分算出処理を行って量子化の際に生じた誤差である差分値を算出するＣＰＵ８０が「差分算出手段」に相当する。

１ 立体造形装置
９ ステージ
２１ ヘッド
８０ ＣＰＵ
１００ ＰＣ
１０５ 立体造形物
１０６ 造形層

Claims (8)

1. 造形液と混合することで固化する造形粉体に対し、前記造形液を着色したカラー造形液を吐出可能な吐出手段を備え、前記吐出手段が吐出する前記造形液で前記造形粉体を固化した造形層を積層方向に重ねて立体造形物を造形する立体造形装置を制御する制御データを作成する立体造形データ作成装置であって、
   前記立体造形物の外形形状を表す外形情報、および前記立体造形物の表面の色を特定する色情報を含む立体データを取得する取得手段と、
   前記取得手段が取得した前記立体データの前記外形情報に基づいて、前記立体造形物を複数の画素の集合体で表した場合に、前記立体造形物の表面部に対応する部位を構成する画素であって前記色情報を含む表面画素を前記集合体から抽出する第一抽出手段と、
   前記第一抽出手段が抽出した複数の前記表面画素のそれぞれに対し、前記表面画素が含む前記色情報に基づいて、前記造形層の色を構成する複数の構成色を示す構成色情報、および前記構成色それぞれの階調を示す階調情報を決定する決定手段と、
   前記表面画素のうち処理対象である第一対象画素について、前記決定手段が決定した前記構成色情報が表す前記構成色ごとに、前記決定手段が決定した前記階調情報を量子化し、且つ量子化で生ずる前記階調情報の誤差を、前記表面画素のうち前記第一対象画素に隣接する複数の第一隣接画素の前記階調情報に対して誤差拡散法により拡散する拡散手段と、
   複数の前記表面画素のそれぞれに対応する位置であって、前記造形層形成前の前記造形粉体に対して前記吐出手段が前記造形液を吐出する吐出位置に対し、前記構成色情報に応じた前記カラー造形液を吐出する吐出情報または前記カラー造形液を吐出しない不吐出情報を、前記拡散手段が量子化した前記階調情報に応じて設定する第一設定手段と、
   前記第一設定手段が前記吐出位置に対して設定した前記吐出情報および前記不吐出情報を含む前記制御データを作成する作成手段と、
   を備え、
   前記拡散手段は、前記第一隣接画素のうち、前記第一対象画素に対して前記積層方向に隣接する第一画素に拡散する前記誤差の割合を、前記第一対象画素に対して前記積層方向とは異なる方向に隣接する第二画素に拡散する前記誤差の割合よりも大きくして拡散することを特徴とする立体造形データ作成装置。
2. 前記集合体において、前記立体造形物の前記表面部から内部側へ所定長さの範囲内に含まれ、前記構成色情報および前記階調情報を含む画素である内部画素を前記集合体から抽出する第二抽出手段をさらに備え、
   前記拡散手段は、前記第一対象画素の前記階調情報を、前記第一隣接画素の前記階調情報と、前記第二抽出手段が抽出した前記内部画素のうち、前記第一対象画素の前記内部側で前記第一対象画素に隣接する位置にある第二対象画素の前記階調情報と、前記第二対象画素の周囲にそれぞれ位置し、前記第二対象画素に隣接する複数の第二隣接画素の前記階調情報とに対して拡散することを特徴とする請求項１に記載の立体造形データ作成装置。
3. 前記拡散手段は、前記第一隣接画素に対して拡散する前記誤差の割合を、前記第二隣接画素に対して拡散する前記誤差の割合よりも大きくすることを特徴とする請求項２に記載の立体造形データ作成装置。
4. 前記集合体であり、画素を用いた２次元の画像で複数の層からなる前記造形層の各層を表した積層データを、前記立体データに基づいて、前記複数の層分、生成する生成手段をさらに備え、
   前記第一抽出手段は、前記生成手段が生成した複数の前記積層データのそれぞれから、前記２次元の画像において前記立体造形物の前記表面部に対応する部位を構成する前記表面画素を抽出す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立体造形データ作成装置。
5. 前記表面画素のうち処理が未処理の画素を前記第一対象画素に設定する第二設定手段と、
   前記第一対象画素に隣接し、処理が未処理の複数の前記第一隣接画素を抽出する第三抽出手段と、
   前記第一対象画素の前記階調情報が所定値以上か否かを判断し、所定値以上である場合には、前記階調情報を前記所定値より大きな第一補正値に補正し、所定値未満である場合には、前記階調情報を前記所定値より小さな第二補正値に補正する補正手段と、
   前記補正手段によって補正された前記第一補正値または前記第二補正値に対する補正前の前記階調情報の差分値を前記誤差として算出する差分算出手段と、
   をさらに備え、
   前記拡散手段は、前記第一画素に拡散する前記差分値の割合を、前記第二画素に拡散する前記差分値の割合よりも大きくす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立体造形データ作成装置。
6. 前記色情報は、ＲＧＢ色空間によって色を表現する情報であ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立体造形データ作成装置。
7. 前記構成色情報は、ＣＭＹＫ色空間によって色を表現する情報であ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立体造形データ作成装置。
8. 造形液と混合することで固化する造形粉体に対し、前記造形液を着色したカラー造形液を吐出可能な吐出手段を備え、前記吐出手段が吐出する前記造形液で前記造形粉体を固化した造形層を積層方向に重ねて立体造形物を造形する立体造形装置を制御する制御データを作成するため、プロセッサと、データを記憶する記憶部とを備えたコンピュータが実行するプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記立体造形物の外形形状を表す外形情報、および前記立体造形物の表面の色を特定する色情報を含む立体データを取得し、前記記憶部に記憶する取得ステップと、
   前記取得ステップにおいて前記記憶部に記憶された前記立体データの前記外形情報に基づいて、前記立体造形物を複数の画素の集合体で表した場合に、前記立体造形物の表面部に対応する部位を構成する画素であって前記色情報を含む表面画素を前記集合体から抽出する第一抽出ステップと、
   前記第一抽出ステップにおいて抽出された複数の前記表面画素のそれぞれに対し、前記表面画素が含む前記色情報に基づいて、前記造形層の色を構成する複数の構成色を示す構成色情報、および前記構成色それぞれの階調を示す階調情報を決定する決定ステップと、
   前記表面画素のうち処理対象である第一対象画素について、前記決定ステップにおいて決定された前記構成色情報が表す前記構成色ごとに、前記決定ステップにおいて決定された前記階調情報を量子化し、且つ量子化で生ずる前記階調情報の誤差を、前記表面画素のうち前記第一対象画素に隣接する複数の第一隣接画素の前記階調情報に対して誤差拡散法により拡散する拡散ステップと、
   複数の前記表面画素のそれぞれに対応する位置であって、前記造形層形成前の前記造形粉体に対して前記吐出手段が前記造形液を吐出する吐出位置に対し、前記構成色情報に応じた前記カラー造形液を吐出する吐出情報または前記カラー造形液を吐出しない不吐出情報を、前記拡散ステップにおいて量子化された前記階調情報に応じて設定する第一設定ステップと、
   前記第一設定ステップにおいて前記吐出位置に対して設定された前記吐出情報および前記不吐出情報を含む前記制御データを作成する作成ステップと、
   を実行させ、
   前記拡散ステップにおいて、前記第一隣接画素のうち、前記第一対象画素に対して前記積層方向に隣接する第一画素に拡散する前記誤差の割合を、前記第一対象画素に対して前記積層方向とは異なる方向に隣接する第二画素に拡散する前記誤差の割合よりも大きくして拡散させるプログラム。

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