JP2016107406A - 画像処理装置、画像処理システム、画像処理プログラムおよび立体物の生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット方式の立体物形成装置が立体物を形成するに際し、下地の色が露出せず立体物の品質を向上させる画像処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】インクジェット方式の立体物形成装置３０が立体物を形成するためのデータを処理する画像処理装置１２であって、前記立体物の３次元物体データを受理するデータ受理部１２Ａと、前記立体物の表面の少なくとも一部が着色される際、前記３次元物体データに対し、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データを作成するデータ作成部１２Ｂと、を有することを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理システム、画像処理プログラムおよび立体物の生産方法に関する。

インクジェット方式を用いてインクを吐出させ、乾燥あるいは硬化させて層を形成し、これを積層させることによって立体物を形成する立体物形成方法が知られている。インクジェット方式による立体物形成方法の一つに、層の形成と硬化・積層を繰り返す方式が知られている。

特許文献１には、立体画像を形成する目的で、インクジェット方式による層の形成と硬化・積層を繰り返すことによって立体物を形成し、表面を着色する方法が開示されている。

しかしながら、従来の技術では立体形状が形成された後でその表面を着色する思想であるため、インクジェット方式特有の吐出曲がりや不吐出により、また記録ヘッドや立体物を支持するステージの動作位置ズレ等の影響により、未着色領域が発生することがある。これによって、下地の色が露出してしまうこととなり、最終的に形成される立体物の品質を低下させてしまうという問題があった。

そこで、本発明は上記課題を鑑み、インクジェット方式の立体形成装置が立体物を形成するに際し、下地の色が露出せず立体物の品質を向上させる画像処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、インクジェット方式の立体物形成装置が立体物を形成するためのデータを処理する画像処理装置であって、立体物の３次元物体データを受理するデータ受理部と、前記立体物の表面の少なくとも一部が着色される際、前記３次元物体データに対し、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データを作成するデータ作成部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、インクジェット方式の立体物形成装置が立体物を形成するに際し、下地の色が露出せず立体物の品質を向上させる画像処理装置を提供することができる。

本発明に係る画像処理システムの一例を示す図である。 立体物形成装置の一例を示す模式図である。 本発明に係る画像処理システムの一例を示す機能ブロック図である。 本発明に係る画像処理装置における主制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。 インクジェット方式による一般的な印刷物の拡大模式図である。 従来の方法により形成された立体物の一例を示す模式図である。 従来の方法により形成された立体物の一例における未着色領域を説明するための模式図である。 本発明により得られる立体物の一例を示す模式図である。 本発明により得られる立体物の一例において、未着色領域が発生した状態を示す模式図である。 本発明により得られる立体物の一例において、着色された層のインク配置を示す模式図である。 本発明における画像処理手順の一例を説明するためのフローチャート図である。

以下、本発明に係る画像処理装置、画像処理システム、画像処理プログラムおよび立体物の生産方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

＜画像処理システム＞
図１は、画像処理システム１０の一例を示す図である。画像処理システム１０は、画像処理装置１２と、立体物形成装置３０と、を備える。画像処理装置１２と立体物形成装置３０とは、通信可能に接続されている。図２は立体物形成装置３０における記録部１４の一例を示す図である。

立体物形成装置３０は、記録部１４と、稼働ステージ１６と、駆動部２６と、を備える。記録部１４は、複数のノズル１８を備えたインクジェット方式の記録部であり、液滴を複数のノズル１８の各々から吐出することによってドットを記録する。ノズル１８は、記録部１４における、稼働ステージ１６との対向面に設けられている。

本実施形態では、液滴３２は、インク滴および追加液滴の少なくとも一方を含む。インク滴は、画像形成に用いる色材を含むインクの液滴である。すなわち、本実施形態では、画像は、インクによって形成する画像を意味する。

追加液滴は、画像に影響を与えない色の液滴である。追加液滴は、例えば、白色または透明である。また、追加液滴は、画像形成対象の支持体Ｐと同系色であってもよい。支持体Ｐは、インク滴による画像の形成対象物である。支持体Ｐは、例えば、記録媒体である。また、インクジェット方式等を用いて液滴を吐出することにより、支持体Ｐを構成してもよい。

インク滴および追加液滴は、刺激硬化性を有する。刺激は、例えば、光（紫外線、赤外線など）、熱、電気などである。本実施形態では、インク滴および追加液滴は、一例として、紫外線硬化性を有する場合を説明する。なお、インク滴および追加液滴は、紫外線硬化性を有する形態に限定されない。

記録部１４における、稼働ステージ１６との対向面には、照射部２０が設けられている。照射部２０は、ノズル１８から吐出されたインク滴や追加液滴を硬化させる波長の光を支持体Ｐに照射する。本実施形態では、照射部２０は、紫外線を照射する。

稼働ステージ１６は、支持体Ｐを保持する。駆動部２６は、記録部１４および稼働ステージ１６を、鉛直方向（図１中、矢印Ｚ方向）、鉛直方向Ｚに垂直な主走査方向Ｘ、および鉛直方向Ｚおよび主走査方向Ｘに垂直な副走査方向Ｙに、相対的に移動させる。本実施形態では、主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙからなる平面は、稼働ステージ１６における記録部１４との対向面に沿ったＸＹ平面に相当する。

駆動部２６は、第１駆動部２２および第２駆動部２４を含む。第１駆動部２２は、記録部１４を、鉛直方向Ｚ、主走査方向Ｘ、および副走査方向Ｙに移動させる。第２駆動部２４は、稼働ステージ１６を、鉛直方向Ｚ、主走査方向Ｘ、および副走査方向Ｙに移動させる。なお、立体物形成装置３０は、第１駆動部２２および第２駆動部２４のいずれか一方を備えた構成であってもよい。

次に、インクジェット方式の立体物形成装置３０について説明する。一般的に、インクジェット方式による３次元積層造形法では、粉末積層造形法や、溶融樹脂堆積造形法、光造形法などが知られている（特許第５４０００４２号公報参照）。

粉末積層造形法では、デンプンや石膏あるいはセラミックスの粉末による層が形成され、その表面にインクジェットでバインダーが噴射されて、断面形状に従って描画されたバインダーにより粉末を固着させることにより造形物が作成される。また、溶融樹脂堆積造形法では、溶融させたワックスなどがインクジェットで噴射されて、断面形状に従って描画されたワックスなどが固化することにより造形物が作成される。また、光造形法では、液状の光硬化性樹脂がインクジェットで噴射されて層が形成され、その光硬化性樹脂の層が、断面形状に従って照射される光により硬化されて造形物が作成される。

本実施形態における立体物形成装置３０は、インクジェット方式であれば特に制限されるものではなく、後述する着色層６０を形成できるものであればよい。そのため、インクジェット方式であれば特に制限されるものではないが、光硬化性樹脂によるインクを吐出し、光を照射して光硬化性樹脂を硬化させる光造形法を用いることが好ましい。

図２に本実施形態を好適に実施し得る立体物形成装置３０の一例を示す。立体物形成装置３０における記録部１４は、所定方向に複数のノズル１８を配列させた構成である。各ノズル１８は、液滴３２として、インク滴、追加液滴、またはインク滴と追加液滴との混合液を吐出する。ノズル１８および液滴を吐出する構成は、公知のインクジェット方式と同様である。

本実施形態では、ノズル１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｗ、１８Ｔが所定方向に配列されている。ノズル１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙは、インク滴を吐出するノズル１８である。詳細には、ノズル１８Ｋはブラックのインク滴、ノズル１８Ｃはシアンのインク滴、ノズル１８Ｍはマゼンタのインク滴、ノズル１８Ｙはイエローのインク滴を吐出する。ノズル１８Ｗおよびノズル１８Ｔは、追加液滴を吐出するノズル１８である。詳細には、ノズル１８Ｗは白色の追加液滴、ノズル１８Ｔは透明な追加液滴を吐出する。

各ノズル１８から液滴３２が吐出されることで、液滴３２に応じたドット３４が支持体Ｐ上に形成され、インク滴３２Ａに含まれる色材による画像１７が形成される。また、液滴３２を積層させて吐出することで、ドット３４を積層させ、立体の画像１７を形成する。

なお、図２には、各ノズル１８の各々が１色（１種類）の液滴３２を吐出する場合を示した。しかし、各ノズル１８は、複数種類の液滴３２の混合液滴を吐出してもよい。また、記録部１４から吐出するインクの色は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローに限定されない。また、記録部１４から吐出する液滴３２の種類は、６種類（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、白色、透明）に限定されない。

本実施形態では、ノズル１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ、１８Ｗ、１８Ｔの配列方向の両端部に、照射部２０が設けられている。各ノズル１８から吐出された液滴３２に、照射部２０から光が照射されることで、液滴３２が硬化する。

照射部２０は、ノズル１８の近傍に配置することが好ましい。照射部２０をノズル１８の近傍に配置することで、各ノズル１８から吐出された液滴３２が支持体Ｐ側に付着してから硬化するまでの硬化時間の短縮を図ることができる。このため、より高精細な画像を形成することができる。なお、照射部２０の数や照射部２０の設置位置は、図２に示す形態に限定されない。

また、図１に示されるように、立体物形成装置３０では、記録部１４のノズル１８から液滴３２を吐出しながら、記録部１４および支持体Ｐを相対的に移動させることで、支持体Ｐ上に液滴３２によるドット３４を形成したり、ドット３４を積層させたりすることができる。なお、支持体Ｐは、平面状であってもよいし、凹凸などを備えた立体状であってもよい。

図３は、画像処理システム１０の機能ブロック図である。立体物形成装置３０は、記録部１４と、記録制御部２８と、駆動部２６と、照射部２０と、を備える。記録部１４、駆動部２６、および照射部２０は、上述したため、ここでは説明を省略する。

記録制御部２８は、画像処理装置１２から印刷データを受け付ける。記録制御部２８は、受け付けた印刷データに応じて、ノズル１８から各画素に対応する液滴３２を吐出するように、記録部１４、駆動部２６、および照射部２０を制御する。

画像処理装置１２は、主制御部１３を含む。主制御部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを含んで構成されるコンピュータであり、画像処理装置１２全体を制御する。なお、主制御部１３は、汎用のＣＰＵ以外で構成してもよい。例えば、主制御部１３は、回路などで構成してもよい。

主制御部１３は、データ受理部１２Ａと、データ作成部１２Ｂと、出力部１２Ｃと、記憶部１２Ｄと、を含む。これらのデータ受理部１２Ａと、データ作成部１２Ｂと、出力部１２Ｃとの一部または全ては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。

データ受理部１２Ａは、立体物の３次元物体データを受理する。３次元物体データは、形成する立体物の形状や色などの情報である。データ受理部１２Ａは、通信部を介して、外部装置から画像データを取得してもよいし、画像処理装置１２に設けられた記憶部１２Ｄから画像データを取得してもよい。

データ作成部１２Ｂは、立体物の表面の少なくとも一部が着色される際、前記３次元物体データに対し、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データを作成する。詳細は後述する。

次に、本実施形態における主制御部１３のハードウェア構成について説明する。図４に、主制御部１３の概略構成を示すブロック図の一例を示す。主制御部１３は、データを入力するための入力部３１０と、ディスプレイなどの表示部３１１と、データ通信を行うための通信部３１２と、装置全体の制御を司る制御手段としてのＣＰＵ３１３と、ＣＰＵ３１３のワークエリアとして使用されるＲＡＭ３１４と、記録媒体のデータのリード／ライトを行う記録媒体ドライブ装置３１５と、ＣＰＵ３１３を動作させるための各種プログラム等を記憶した記録媒体３１６とから構成されている。

入力部３１０は、カーソルキー、数字入力キーおよび各種機能キー等を備えたキーボード等が挙げられ、表示部３１１の表示画面上でキーの選択等を行うためのマウスやスライスパット等が挙げられ、ユーザがＣＰＵ３１３に操作指示を与えるためや、データを入力するためのユーザインターフェースである。

表示部３１１は、ＣＲＴやＬＣＤ等が挙げられ、ＣＰＵ３１３から入力される表示データに応じた表示が行われる。通信部３１２は、外部とデータ通信するためのものであり、例えば、ケーブル３０３を介してプリンタ装置３０２等とデータ通信を行うためのものである。

ＣＰＵ３１３は、記録媒体３１６に格納されているプログラムに従って、装置全体を制御する中央制御ユニットであり、このＣＰＵ３１３には、入力部３１０、表示部３１１、通信部３１２、ＲＡＭ３１４、記録媒体ドライブ装置３１５等が接続されており、データ通信、メモリへのアクセスによるアプリケーションプログラムの読み出しや各種データのリード／ライト、データ／コマンド入力、表示等を制御する。

また、ＣＰＵ３１３は、入力部３１０から入力された３次元物体データに基づいて、立体物を形成するための３次元データを通信部３１２を介して立体物形成装置３０に送出する。

ＲＡＭ３１４は、指定されたプログラム、入力指示、入力データおよび処理結果等を格納するワークメモリと、表示部３１１の表示画面に表示する表示データを一時的に格納する表示メモリとを備えている。

記録媒体３１６は、ＣＰＵ３１３が実行可能なＯＳプログラム（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社のオペレーティングシステムＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）等）、立体物形成装置３０に対応したプリンタドライバ等の各種プログラムやデータを格納する。なお、記録媒体３１６としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＭＯやＰＣカード等の光学的・磁気的・電気的な記録媒体を用いることができる。

各種プログラムは、ＣＰＵ３１３が読み取り可能なデータ形態で記録媒体３１６に格納されている。また、各種プログラムは、あらかじめ記録媒体３１６に記録されている場合やインターネット等の通信回線を介してダウンロードされて記録媒体３１６に格納される場合等がある。

＜立体物＞
図５に、インクジェット方式による一般的な印刷物の模式図およびその拡大模式図を示す。インクジェット方式による一般的な印刷においては、図５に示す拡大図のように、極小のインク滴５２を紙面５０に配置することによる並置混色によって画像が形成される。

このとき、単位面積あたりのインク滴の密度を小さくすれば薄い画像、密度を高くすれば濃い画像を形成することができる。また、例えばＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の４色のインクを搭載したインクジェット方式の記録装置であれば、ＣインクとＭインクを同時に用いることによってＢ（ブルー）の画像、ＭインクとＹインクを同時に用いることによってＲ（レッド）の画像、といったように混色させて画像の色を変化させることができる。

次に、従来技術によって形成された立体物の一例を図６に示す。図６は、立体物５６の上部の表面を着色した状態を示す模式図である。ここでは、立体物５６の上部には着色された表面５４が図示されている。立体物の着色にも、上記の平面の場合と同様に並置混色の着色方式が用いられる。

図６に示す例のように、形成した立体形状の表面にカラーインクを付着させる方式や、立体形状を形成した後、白インクで表面をコーティングし、その上にカラーインクを付着させる方式等が知られている。なお、白をベースとするのは、着色による色表現が減法混色のためであって、最終的に形成する立体物の表現手法によっては、他の色や透明でも構わない。

図７に、従来技術において、着色時に不吐出によるスジ状のインク未付着領域５８が発生した状態を説明するための模式図を示す。インクジェット方式特有の問題として、インクを吐出するノズルの詰まりによる不吐出や、吐出したインクの飛翔方向が複数のノズルで均一でない吐出曲がり等が挙げられる。こういった問題が着色時に発生すると、図７に示すようにインク未付着領域５８が発生してしまい、この領域では下層が剥き出しとなり、下地の色が露出してしまう。これによって、最終的に形成される立体物の表面着色性が悪化してしまうという問題がある。また、立体形状が形成された後に着色される従来技術では、立体物の表面が欠けたり、削れたりする場合、下地の色が露出し、図７に示すような状態となってしまう。

次に本実施形態により得られる立体物について説明する。本実施形態により得られる立体物は、立体物の表面の少なくとも一部が着色される際、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データに基づいて形成される。

図８に本実施形態により得られる立体物の一例における模式図を示す。図８に示される立体物は、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色が施されている。最表層および該最表層の内側の複数の層は着色された層であることから、これらをまとめて着色層６０と称する。なお、図８では、立体物の上部にのみ着色層６０が形成されている構成が図示されているが、これに限られるものではなく、立体物の側面や底面にも形成させることができる。

本実施形態により得られる立体物では、インクジェット方式の立体物形成装置が立体物を形成するに際し、インクジェットヘッドの吐出異常や精度不足があっても、着色層６０の内部が露出するのみであり、下地の色が露出してしまうことを抑制できる。また、立体物の表面の一部が欠けたり削れたりしても、着色層６０の内部が露出するのみであるため、表面の色が損なわれないようにすることができる。

次に、例として白インクと黒インクを用いてモノクロの立体物を形成する場合を挙げて説明する。なお、図８における着色層６０よりも内側の部分を凹凸部６２と称する。
着色層６０よりも内側の部分である凹凸部６２は立体物の内部であり、最終的に視認されないため、どのような色のインクであっても構わない。本実施形態では、最終的な視認性の観点から白インクにより形成されることが好ましい。白インクの場合、着色層６０の色が視認されやすくなる。

最表面をグレーに形成する場合、従来の技術であれば白い立体物の表面に黒インクを５０％の比率で付着させることとなる。
一方、本実施形態では、着色層６０の各層は、最表面の色と同じ色を表現するようにインク比率が構成され、最表面をグレーに形成する場合、着色層６０の各層は白インク５０％、黒インク５０％で構成される。本実施形態では、立体物の立体形状を着色層６０を含めて形成することになる。

また、着色層６０は複数の着色された層から形成されているが、層の枚数や色によっては、最表面の色が濁ったように暗くなる場合がある。この場合には、最終的に立体物の表面の色が所望の色になるように、各層のインク比率を変更することが望ましい。従って、上記の最表面をグレーに形成する例では、着色層６０の各層におけるインク比率が白インク５０％、黒インク５０％となる構成を必要に応じて変更することができる。

すなわち、着色層６０における各層の色は、最表層の色と全くの同一でなくても、最表層と同等の色を再現できていればよく、本発明の効果が得られる範囲で、層の深さ方向にインク比率を変更することが可能である。インク比率については、インク成分や着色層の厚み、重ねる数などに応じた最適値をあらかじめ内部データとして所有しておき、各層のデータ生成の時点で適用することもできる。

着色層６０として形成する表面付近の厚さについては、前記記載のような、どのような場合を想定するかで必要な厚さは変化する。また、形成する各着色層の厚みに応じて、重ねるべき層の数も変化する。また、着色層６０の場所に応じて、層の数、厚みを変化させることもできる。

そのため、着色層６０の厚みは、適宜変更が可能であるが、例えば５０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましい。この範囲であると、着色層の一部が欠けたりするなどの外部要因によっても下地の色が露出せず、表面の色を維持することができる。ただし、着色層６０が厚すぎる場合、色がくすんでしまう等の不具合が発生することがあるので留意する。

図９に、本実施形態により得られる立体物の一例において、未着色領域６４が発生した状態を説明するための模式図を示す。図９では、白インクによる凹凸部６２に着色層６０が形成されて立体物が形成されており、着色層６０の表面にヘッドの不吐出によるスジ状の未着色領域６４が図示されている。本実施形態においても、インクジェット方式特有の問題である前記不吐出や吐出曲がり等が発生すれば、形成される各層の品質に乱れが生じる可能性がある。

しかし、インク未付着領域６４が発生したとしても、その下層には着色層６０における他の層が存在するため、表面から視認した際の着色品質は悪化しない。すなわち、インクが付着しない領域があっても、下地の色が見えることがない。また、前記不吐出や吐出曲がりといったインクジェット方式特有の問題の他にも、完成した立体物の表面が物損によって削れしまう場合や、表面の平滑性を向上させるために研磨したり溶解したりする場合に対しても、本実施形態により得られる立体物は表面着色性を保つことができる。

次に、着色層６０におけるドット配置パターンについて説明する。本実施形態により得られる立体物は、着色層６０における最表層よりも内側の複数の層のうち、少なくとも１層のドット配列パターンが前記最表層のドット配置パターンと異なることが好ましい。

図１０に、着色層６０のインク配置について説明するための模式図を示す。図１０では着色層６０における層７０があわさって立体物７２が形成されることが模式的に示されている。

例えば、表面をグレーで着色する場合、着色層６０内の白インクと黒インクの配置が各層で同一となると、図１０（ａ）に示すように、層の積み上げ方向に同一インクが連結し、側面から見た場合、縦線状のスジとなって見えることがある。
そこで、図１０（ｂ）に示すように、着色層６０における各層内のインク配置を異ならせることによって、層の積み上げ方向にもインク滴の配置を分散させることができ、好ましい。これにより、着色層６０における各層ごとにドット配置パターンが異なり、縦線状のスジが発生することを抑制することができる。

各着色層のインク配置を異ならせる手法としては、立体物全体のドット配置データを生成してから、それをスライスして各層のドット配置データとするケース（Ａ）と、各層ごとにドット配置データを生成するケース（Ｂ）とが挙げられる。

ケース（Ａ）の処理としては、立体物の３次元のドット配置パターンをまず生成し、形成の対象となる層のスライスデータを生成した後、これに基づいて当該層を立体物形成装置３０により形成する。そして、次の層のスライスデータを生成し、処理を繰り返す。
ケース（Ａ）であれば、３次元のドット配置パターンをあらかじめ用意しておき、これを適用する手法や、３次元のウェイトマトリクスを用いた誤差拡散方式を適用する手法が考えられる。また、３次元のディザマトリクスを用いる手法が考えられる。

上記について、誤差拡散方式としては、公知の手法を用いることができ、また、ディザマトリクスの作成については、公知の手法を用いることができる。

ケース（Ｂ）の処理としては、形成の対象となる層について、スライスデータを生成した後、２次元のドット配置パターンを生成し、これに基づいて当該層を立体物形成装置３０により形成する。そして、次の層のスライスデータを生成し、処理を繰り返す。
ケース（Ｂ）であれば、所定のドット配置パターンを回転させる手法、平行移動させる単純な手法や、誤差拡散などのランダムパターンを用い、ノイズを与えることによってランダム性に差を設ける手法などが考えられる。

前記回転させる手法は、着色層６０における各層ごとに、ドット配置パターンを回転させる手法であり、回転する角度は特に制限されるものではない。また、前記平行移動させる手法は、着色層６０における各層ごとに、ドット配置パターンを平行移動させる手法であり、移動する距離は特に制限されるものではない。すなわち、最表層よりも内側の複数の層ごとに、ドット配置パターンを回転および／または平行移動させることによりドット配置パターンが異なるものとなる。
前記ランダム性に差を設ける手法は、公知の手法を用いることができる。誤差拡散方式などのランダムパターンを着色層６０における各層ごとに生成する。その際、各層でランダムパターンを発生させるノイズ位置を変えることにより、着色層６０における各層ごとに、ドット配置パターンを異ならせることができる。

これらの手法は、適宜組合せが可能である。これらの手法の中でも、３次元のディザマトリクスを用いる場合、画像処理装置１２の処理負担をより軽減することができる。また、最表層よりも内側の複数の層ごとに、ランダムパターンを発生させるノイズ位置を変える場合についても、画像処理装置１２の処理負担をより軽減することができる。

＜フローチャート＞
図１１に、本実施形態における立体物を形成する処理を説明するためのフローチャートの一例を示す。
まず、データ受理部１２Ａが立体物の３次元物体データを受理する（ステップＳ００１）。
画像処理装置１２は、受理した３次元物体データについて、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施しているデータかどうか判断を行う（ステップＳ００２）。すなわち、着色層６０の有無を判断する。
内側の複数の層に着色を施していないデータの場合（ステップＳ００２：ｎｏ）、着色する表面の最表層の色情報から、データ作成部１２Ｂが最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データを作成する（ステップＳ００３）。

なお、受理した３次元物体データが最層の内部方向に着色を施したデータである場合（ステップＳ００２：ｙｅｓ）、受理した３次元物体データを３次元データとして扱う。すなわち、本実施形態の場合、データ受理部１２Ａが受理する３次元物体データは、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データであってもよい。この場合、３次元物体データは３次元データとして後の処理が行われる。

ステップＳ００３の後、またはステップＳ００２の判断で内側の複数の層に着色を施しているデータの場合（ステップＳ００２：ｙｅｓ）、立体物の１層目を形成するために、ｎを１とする（ステップＳ００４）。

次に、着色する表面の最表層のドット配置パターンと、最表層よりも内側の層のドット配置パターンとを同一にするか否かの判断を行う（ステップＳ０１０）。

ドット配置パターンを同一にする場合（ステップＳ０１０：ｙｅｓ）、まず３次元データに基づいて第ｎ層のスライスデータが生成される（ステップＳ０１１）。
このスライスデータに基づいて、立体物形成装置３０によって第ｎ層が形成される（ステップＳ０１２）。
その後、全層の形成が完了したか否かを判断し（ステップＳ０１３）、完了している場合、処理を終了させる。完了していない場合、ｎの数値を１つ繰り上げ（ステップＳ０１４）、第ｎ層のスライスデータ生成の処理（ステップＳ０１１）以降を繰り返す。
このようにして得られた立体物は、図１０（ａ）に示されるようなドット配置が各層で同一となる立体物となる。

ドット配置パターンを異ならせる場合（ステップＳ０１０：ｎｏ）、形成する立体物について、３次元の状態でドット配置パターンを生成するか否かの判断を行う（ステップＳ０２０）。

３次元の状態でドット配置パターンを生成する場合（ステップＳ０２０：ｙｅｓ）、３次元データに基づいて、まず３次元の状態でドット配置パターンが生成される（ステップＳ０３０）。
そして、生成された３次元の状態のドット配置パターンに基づいて、第ｎ層のスライスデータが生成される（ステップＳ０３１）。
このスライスデータに基づいて、立体物形成装置３０によって第ｎ層が形成される（ステップＳ０３２）。
その後、全層の形成が完了したか否かを判断し（ステップＳ０３３）、完了している場合、処理を終了させる。完了していない場合、ｎの数値を１つ繰り上げ（ステップＳ０３４）、第ｎ層のスライスデータ生成の処理（ステップＳ０３１）以降を繰り返す。
このようにして得られた立体物は、図１０（ｂ）に示されるようなドット配置が各層で異なる立体物となる。

３次元の状態でドット配置パターンを生成しない場合（ステップＳ０２０：ｎｏ）、３次元データに基づいて、第ｎ層のスライスデータが生成される（ステップＳ０４０）。
このスライスデータに対して、２次元のドット配置パターンが生成される（ステップＳ０４１）。
この２次元のドット配置パターンおよび第ｎ層のスライスデータに基づいて、立体物形成装置３０によって第ｎ層が形成される（ステップＳ０４２）。
その後、全層の形成が完了したか否かを判断し（ステップＳ０４３）、完了している場合、処理を終了させる。完了していない場合、ｎの数値を１つ繰り上げ（ステップＳ０４４）、第ｎ層のスライスデータ生成の処理（ステップＳ０４０）以降を繰り返す。
このようにして得られた立体物は、図１０（ｂ）に示されるようなドット配置が各層で異なる立体物となる。

＜その他の実施形態＞
本実施形態に係る画像処理装置について、詳細を以下に説明する。なお、上記の実施形態と同様の事項については記載を省略する。本実施形態では、インクジェット方式の立体物形成装置が形成済みの立体物に対し着色するためのデータを処理する画像処理装置であって、前記立体物の３次元物体データを受理するデータ受理部と、前記立体物の表面の少なくとも一部を着色する際、前記３次元物体データに基づいて、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施すための３次元データを作成するデータ作成部と、を有することを特徴とする。

本実施形態によれば、形成済みの立体物に対し着色する場合にも、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色が施される。これにより、インクジェットヘッドの吐出異常や精度不足があっても下地の色が露出してしまうことを抑制でき、立体物の表面の一部が欠けたり削れたりしても表面の色が損なわれないようにすることができる。

１０ 画像処理システム
１２ 画像処理装置
１２Ａ データ受理部
１２Ｂ データ作成部
１２Ｃ 出力部
１２Ｄ 記憶部
１３ 主制御部
１４ 記録部
１６ 稼働ステージ
１８ ノズル
２０ 照射部
２２ 第１駆動部
２４ 第２駆動部
２６ 駆動部
２８ 記録制御部
３０ 立体物形成装置
３２ インク滴
５０ 用紙
５２ インク
５４ 着色された表面
５６、７２ 立体物
５８、６４ 未着色領域
６０ 着色層
７０ 着色層における層

特開２０００−３１８１４０号公報

Claims (11)

1. インクジェット方式の立体物形成装置が立体物を形成するためのデータを処理する画像処理装置であって、
   前記立体物の３次元物体データを受理するデータ受理部と、
   前記立体物の表面の少なくとも一部が着色される際、前記３次元物体データに対し、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データを作成するデータ作成部と、を有することを特徴とする画像処理装置。
2. インクジェット方式の立体物形成装置が形成済みの立体物に対し着色するためのデータを処理する画像処理装置であって、
   前記立体物の３次元物体データを受理するデータ受理部と、
   前記立体物の表面の少なくとも一部を着色する際、前記３次元物体データに基づいて、着色する表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施すための３次元データを作成するデータ作成部と、を有することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記表面の最表層および該最表層の内側の複数の層の厚みが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記最表層よりも内側の複数の層のうち少なくとも１層のドット配列パターンは、前記最表層のドット配列パターンと異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置。
5. 前記３次元データは、ドット配置を規定する３次元のディザマトリクスを用いることにより作成されることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記３次元データは、３次元のウェイトマトリクスを用いる誤差拡散方式により作成されることを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の画像処理装置。
7. 前記３次元データは、前記最表層よりも内側の複数の層ごとに、ランダムパターンを発生させるノイズ位置を変えることにより作成されることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 前記３次元データは、前記最表層よりも内側の複数の層ごとに、ドット配置パターンを回転および／または平行移動させることにより作成されることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の画像処理装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の画像処理装置と、該画像処理装置により作成された前記３次元データに基づいて立体物を形成する立体物形成装置と、からなることを特徴とする画像処理システム。
10. インクジェット方式の立体物形成装置が立体物を形成するためのデータを処理する画像処理プログラムであって、
    立体物の３次元物体データを受理するデータ受理工程と、
    前記立体物の表面の少なくとも一部が着色される際、前記３次元物体データに対し、着色する前記表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データを作成するデータ作成工程と、をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
11. インクジェット方式の立体物形成装置が立体物を生産する立体物の生産方法であって、
    立体物の３次元物体データを受理するデータ受理工程と、
    前記立体物の表面の少なくとも一部が着色される際、前記３次元物体データに対し、着色する前記表面の最表層および該最表層の内側の複数の層に前記着色を施した３次元データを作成するデータ作成工程と、
    前記３次元データに基づいて立体物を形成する立体物形成工程と、を有することを特徴とする立体物の生産方法。