(57)【要約】【課題】３次元物体を拡大縮小したときの表面色を拡大縮小前の表面色に近づける。【解決手段】着色領域４０である画素と着色領域４０でない基材領域４２である画素との集合によって構成された３次元物体２００の大きさを拡大又は縮小する際に、着色領域４０に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を物体表面と平行方向の拡大縮小率より小さくする。【選択図】図８
2019034459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色領域である画素と前記着色領域でない基材領域である画素との集合によって構成された３次元の物体の大きさを拡大又は縮小する際に、前記着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を物体表面と平行方向の拡大縮小率より小さくすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を１とすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記着色領域と前記基材領域とを合わせた画素を拡大縮小して新たな基材領域とし、
前記着色領域の画素を物体表面と平行方向へ第１拡大縮小率で拡大又は縮小し、物体表面と垂直方向へ第１拡大縮小率より小さい第２拡大縮小率で拡大又は縮小して新たな着色領域とし、前記新たな基材領域の一部を前記新たな着色領域で置き換える請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置を備え、
前記着色領域の画像に対して色インクを吐出させ、前記基材領域の画素に対してベース色のインクを吐出させるインク吐出部を備える３次元造形装置。
【請求項５】
コンピュータに、着色領域である画素と着色領域でない基材領域である画素との集合によって構成された３次元の物体の大きさを拡大又は縮小する際に、前記着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を物体表面と平行方向の拡大縮小率より小さくする処理を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、３次元造形装置及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体モデルの形状データに基づいて、断面形状を積層することにより３次元物体を造形する３次元造形装置が知られている。例えば、ステージ上に紫外線硬化型のインクを吐出させることによって断面形状を形成して積み重ねていくことにより３次元の形状を造形する光造形型３次元プリンタが知られている。このような３次元造形装置では、３次元物体の表面近くの着色領域に色インクを吐出させ、物体内部の基材領域に白や透明のベース色のインクを吐出させることによって、所望の形状と色彩を反映させた３次元物体を形成することができる。
【０００３】
特許文献１には、立体造形物の外側面の色を正確に表現するための立体造形装置に関する技術が開示されている。当該文献では、立体物を構成する造形層のうち着色される外側面を構成する端部から造形層の内側へ広がる領域をカラー領域とし、カラー領域よりも内側に無色造形液のみを吐出する無色領域を設け、カラー領域と無色領域の間の領域をカラー造形液と無色造形液を共に吐出する混合領域とすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７５３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば、図１２（ａ）の断面図に示すように、３次元物体３００が最外殻から着色領域５０と基材領域５２とで構成されている場合、物体全体と着色領域５０の拡大率を等しくして拡大した３次元物体３０２では図１２（ｂ）に示すように着色領域５４の厚みも等しく拡大される。そうすると、拡大された３次元物体３０２の表面における反射特性が拡大前の３次元物体３００の表面における反射特性が変化し、拡大前後において表面色が異なってしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、着色領域である画素と前記着色領域でない基材領域である画素との集合によって構成された３次元の物体の大きさを拡大又は縮小する際に、前記着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を物体表面と平行方向の拡大縮小率より小さくすることを特徴とする画像処理装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を１とすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記着色領域と前記基材領域とを合わせた画素を拡大縮小して新たな基材領域とし、前記着色領域の画素を物体表面と平行方向へ第１拡大縮小率で拡大又は縮小し、物体表面と垂直方向へ第１拡大縮小率より小さい第２拡大縮小率で拡大又は縮小して新たな着色領域とし、前記新たな基材領域の一部を前記新たな着色領域で置き換える請求項１又は２に記載の画像処理装置である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、上記画像処理装置を備え、前記着色領域の画像に対して色インクを吐出させ、前記基材領域の画素に対してベース色のインクを吐出させるインク吐出部を備える３次元造形装置である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、コンピュータに、着色領域である画素と着色領域でない基材領域である画素との集合によって構成された３次元の物体の大きさを拡大又は縮小する際に、前記着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を物体表面と平行方向の拡大縮小率より小さくする処理を実行させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、３、４及び５に記載の発明によれば、３次元物体の大きさを拡大縮小する際に、着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率および物体表面と平行方向の拡大縮小率を等しくする場合と比べて、３次元物体を拡大縮小したときの表面色を拡大縮小前の表面色に近づけることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、３次元物体の大きさを拡大縮小する際に、着色領域に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を１としない場合と比べて、３次元物体を拡大縮小したときの表面色を拡大縮小前の表面色により近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における３次元造形装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における造形部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるインクヘッドの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における制御部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における色信号処理及び造形処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における３次元造形装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるボクセル化処理を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態における３次元物体の拡大縮小処理を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態における３次元物体の拡大縮小処理によるボクセルの状態の変化を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における３次元物体の拡大縮小処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態における３次元物体の拡大縮小処理の具体例を説明する図である。
【図１２】従来の３次元物体の拡大縮小処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態における３次元造形装置１００は、図１に示すように、造形部１０２及び制御部１０４を含んで構成される。制御部１０４は、３次元物体を表す立体データから表面色も考慮した造形データを生成し、造形データに基づいて造形部１０２を制御して３次元物体を造形させる。
【００１５】
なお、図１では、造形部１０２と制御部１０４が直接接続された構成を示しているが、インターネット等の情報通信網を介して造形部１０２と制御部１０４とを接続する構成としてもよい。
【００１６】
造形部１０２は、図２に示すように、造形台１０、ステージ１２、インクタンク１４、インクヘッド１６及びヘッド駆動部１８を含んで構成される。造形台１０は、造形部１０２を機械的に支持する土台となる構成要素である。造形台１０の上に、ステージ１２、インクタンク１４、インクヘッド１６及びヘッド駆動部１８が配置される。
【００１７】
ステージ１２は、造形物を形成するための台となる構成要素である。ステージ１２の上面は、造形物を形成するために適した形状、例えば平面とすることが好適である。なお、本実施の形態では、便宜上、鉛直方向（上方向）をＺ軸方向として説明する。ステージ１２は、ステージ駆動機構を備える。ステージ１２は、制御部１０４からの制御信号にしたがってＺ軸方向に沿って上下させることができる。
【００１８】
インクタンク１４は、造形される３次元物体を構成するためのインクを蓄えるための構成要素である。本実施の形態では、造形物はカラーの表面を有する３次元物体とするので、インクタンク１４は出力色を構成する色成分のインクを蓄えるインク貯蔵部を備える。本実施の形態では、出力色を構成する色成分は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）とする。ただし、これに限定されるものではない。また、インクタンク１４は、ベース色のインクを蓄えるインク貯蔵部も備える。ベース色は、造形される３次元物体の表面領域以外の内部領域を構成するインクの色である。ベース色は、明るい無彩色とすることが好適である。具体的には、ベース色のインクは、白インク（Ｗ）及び透明インク（Ｔ）の少なくとも１つとするとよい。本実施の形態では、ベース色のインクは白インク（Ｗ）として説明する。
【００１９】
インクヘッド１６は、インクタンク１４から供給されるインクを吐出させる構成要素である。インクヘッド１６は、出力色を構成する色成分及びベース色のインクを吐出できるだけの数のインクノズルを備える。インクヘッド１６は、ステージ１２上に配置される。インクタンク１４とインクヘッド１６は、インク吐出部を構成する。
【００２０】
図３は、インクヘッド１６の構成例を示す。インクヘッド１６は、Ｙ軸方向にＣＭＹＷの各色に対応するインクノズル１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ及び１６Ｗが配置されたノズル群１６Ａを備える。また、インクヘッド１６は、ノズル群１６ＡをＸ軸方向に沿って複数並べて配置したノズルアレイ構造とされる。ノズル群１６Ａは、ステージ１２のＸ軸方向の幅に亘って造形物を形成するために必要な数だけ配置することが好適である。
【００２１】
また、造形部１０２において使用するインクが紫外線硬化型である場合、インクヘッド１６に紫外線照射手段１６Ｖを併設してもよい。紫外線照射手段１６Ｖとしては、紫外線ランプや紫外線レーザ等を適用することができる。なお、紫外線照射手段１６Ｖは、インクヘッド１６とは別に設けてもよい。インクノズル１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｗからインクを吐出後、紫外線照射手段１６Ｖから紫外線を照射することによりインクを硬化させることができる。
【００２２】
ヘッド駆動部１８は、ステージ１２上にてインクヘッド１６を移動させるための構成要素である。ヘッド駆動部１８は、Ｙ軸方向に沿って配置されたレール１８ａを備える。また、インクヘッド１６をレール１８ａに沿って移動させるためのモータ（図示しない）を含んで構成することができる。インクヘッド１６は、レール１８ａによってＹ軸方向に移動可能に支持されると共に、ボールネジ等の駆動部材を介してモータに結合される。ヘッド駆動部１８は、制御部１０４からの制御信号にしたがってモータを回転駆動させることによってインクヘッド１６をレール１８ａに沿って、すなわちＹ軸方向に沿って移動させることができる。ただし、ヘッド駆動部１８の構成は、これに限定されるものではなく、３次元物体を造形するためにインクヘッド１６をステージ１２に対して相対的に移動させることができる構成であればよい。
【００２３】
造形部１０２は、３次元物体を構成する画素（ボクセル：体積要素）の位置情報及び当該ボクセルの色情報を含む造形データを制御部１０４から受信する。造形部１０２は、制御部１０４から受信した位置情報に応じたＺ軸方向の位置にステージ１２を上下させると共に、当該位置情報に応じたＹ軸方向の位置にインクヘッド１６を移動させる。そして、当該位置情報に応じたＸ軸方向のインクノズル１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｗのいずれか１つから、当該ボクセルの色情報により特定される色のインクを吐出させる。
【００２４】
３次元物体は、Ｘ軸方向−Ｙ軸方向−Ｚ軸方向の体積の格子単位であるボクセルの群からなる立体データで表される。立体データは、Ｘ軸−Ｙ軸平面に沿って厚さ１ボクセル毎に１層とされる。造形部１０２は、インクヘッド１６をＹ軸方向に移動させながらＸ軸−Ｙ軸平面に沿ってインクを吐出させ、１層分の造形が終了すると、ステージ１２をＺ軸方向に沿って下方移動させて次の層の造形に移る。造形部１０２は、これを繰り返すことによって、３次元物体を造形する。
【００２５】
制御部１０４は、図４に示すように、処理部３０、記憶部３２、入力部３４、出力部３６及び通信部３８を含んで構成される。制御部１０４は、一般的なコンピュータにより構成することができる。処理部３０は、ＣＰＵ等の演算処理を行う手段を含む。処理部３０は、記憶部３２に記憶されている画像処理プログラムを実行することによって、本実施の形態における色信号の処理を実現する。これにより、制御部１０４は、画像処理装置として機能する。また、制御部１０４は、記憶部３２に記憶されている造形処理プログラムを実行することにより、造形部１０２に対してインクを吐出させる信号を出力して制御する。記憶部３２は、半導体メモリやメモリカード等の記憶手段を含む。記憶部３２は、処理部３０とアクセス可能に接続され、画像処理プログラム、造形処理プログラム、それらの処理に必要な情報を記憶する。入力部３４は、情報を入力する手段を含む。入力部３４は、例えば、使用者からの指令の入力を受けるキーボード、タッチパネル、ボタン等を備える。出力部３６は、使用者に対して処理に関する情報を呈示する。出力部３６は、例えば、使用者に対して画像を表示するディスプレイとすることができる。通信部３８は、造形部１０２に対して位置情報や色情報等の情報を出力するためのインターフェースを含む。また、通信部３８は、インターネット等の情報通信網を介して造形対象となる３次元物体の３次元データを外部から取得するためのインターフェースを備えてもよい。
【００２６】
なお、本実施の形態では、制御部１０４は、一般的なコンピュータにおいてプログラムを実行することによって実現するものとしたが、その一部又は全部をＡＳＩＣ等のハードウェアで実現してもよい。
【００２７】
また、画像処理プログラム及び造形処理プログラム等の各種プログラムは、通信部３８を介して提供されてもよいし、ＣＤＲＯＭ等の記録媒体によって提供されてもよい。
【００２８】
以下、図５に示すフローチャートを参照して、本実施の形態における３次元物体の造形処理について説明する。制御部１０４にて、画像処理プログラム及び造形処理プログラムを実行することにより以下の処理が行われる。なお、以下の処理によって、３次元造形装置１００は、図６の機能ブロック図に示す各手段として機能する。
【００２９】
ステップＳ１０では、３次元データの取得処理が行われる。当該ステップでの処理によって、制御部１０４は３次元データ取得手段１５０として機能する。処理部３０は、入力部３４又は通信部３８を介して、造形対象となる３次元物体の外形を表す３次元データを取得する。取得された３次元データは、記憶部３２に記憶される。３次元データは、ＣＡＤ等によって設計された３次元物体の形状のデータや３次元形状計測器等によって計測された３次元物体の形状のデータを含む。
【００３０】
また、３次元データは、３次元物体の表面の色データ（第１色信号）も含む。本実施の形態では、３次元データには３次元物体の表面色を赤（Ｒ信号）、緑（Ｇ信号）、青（Ｂ信号）の色成分によって構成されるＲＧＢ色空間で表した色データが含まれているものとする。
【００３１】
ステップＳ１２では、ボクセル化処理が行われる。当該ステップでの処理によって、制御部１０４はボクセル化処理手段１５２として機能する。処理部３０は、記憶部３２からステップＳ１０において取得した３次元データを読み出し、３次元データをボクセルデータに変換する。ボクセルデータは、３次元データによって表される３次元物体を３次元空間における正規格子単位（ボクセル）の集合として表したデータである。ボクセルデータにおいて、各ボクセルは、ボクセルの位置を示す情報、３次元データで定義されている３次元物体を構成しているか否かを示す情報及び物体表面からの距離を示す情報を含む。
【００３２】
ボクセル化処理は、例えば、次のように行われる。３次元空間を分割の単位となる形状及び大きさのボクセルに分割する。そして、３次元物体の表面で覆われた空間内に含まれるボクセルには３次元物体を構成していることを示すデータ（例えば”１”）を割り当て、当該空間外にあるボクセルには３次元物体を構成していないことを示すデータ（例えば”０”）を割り当てる。より具体的には、例えば、図７に示すように、Ｚ軸方向に沿って３次元物体２００をボクセルの幅で切り出す。さらに、切り出されたＸ軸−Ｙ軸平面内の物体の断面形状の内部をボクセルの幅の格子で区切ってボクセルＢとする。そして、ボクセルＢ毎に３次元物体を構成していることを示すデータを割り当てる。また、各ボクセルＢに対して、３次元物体の表面からボクセルＢの中心点までの最短距離を算出して割り当てる。このような処理を、３次元物体のＺ軸方向に沿って繰り返し、ボクセルの層を積層することによってボクセル化処理が行われる。生成されたボクセルデータは、記憶部３２に記憶される。
【００３３】
ステップＳ１４では、ボクセルへのカラー情報の割り当て処理が行われる。当該ステップでの処理によって、制御部１０４はカラー情報割当手段１５４として機能する。処理部３０は、ステップＳ１２によって得られたボクセルデータの各ボクセルに対して３次元データに含まれている色データ（第１色信号）を割り当てる。３次元物体を構成していることを示すデータが割り当てられているボクセルのうち３次元物体の表面に位置するボクセル（表面ボクセル）には、３次元データの当該表面位置の色データ（第１色信号）をマッピングして割り当てる。ここで、表面ボクセルとは、物体を構成するボクセルのうち他のボクセルに完全に覆われていないボクセルを意味する。また、３次元物体の内部に位置するボクセル（内部ボクセル）には、そのボクセルに最も近い物体表面のボクセルの色データを割り当てる。ここで、内部ボクセルとは、物体を構成するボクセルのうち他のボクセルに完全に覆われているボクセルを意味する。
【００３４】
なお、３次元物体の表面から基準となる距離Ｄ１以内のボクセルのみに色データを割り当て、当該距離Ｄ１を超える深部のボクセルにはベース色を割り当てる。距離Ｄ１を閾値として、距離Ｄ１より表面側に位置するボクセルには表面色を割り当て、距離Ｄ１より物体内側に位置するボクセルにはベース色を割り当てる。
【００３５】
以下、表面色が割り当てられているボクセル群からなる領域を着色領域とし、ベース色が割り当てられているボクセル群からなる領域を基材領域とする。すなわち、３次元物体のうち表面から距離Ｄ１以内にある表面色が割り当てられているボクセルを着色領域とし、距離Ｄ１を超え表面色が割り当てられていないボクセルを基材領域とする。
【００３６】
ステップＳ１６では、３次元物体を拡大又は縮小する処理が行われる。当該処理により、制御部１０４は拡大縮小処理手段１５６として機能する。拡大縮小処理手段１５６では、ステップＳ１４にて、着色領域及び基材領域が設定された３次元物体を所定の拡大縮小率にて拡大又は縮小する処理を行う。
【００３７】
このとき、ここで、拡大縮小率とは、３次元物体の大きさを拡大又は縮小する際の拡大前と拡大後の比率である。拡大率は、（拡大後の３次元物体の大きさ）／（拡大前の３次元物体の大きさ）で定義するものとする。例えば、拡大率が４倍のときの拡大処理前後の３次元物体の大きさの変化は、拡大率が２倍のときの大きさの変化よりも大きい。縮小率は、（拡大前の３次元物体の大きさ）／（拡大後の３次元物体の大きさ）で定義するものとする。例えば、縮小率が４倍のときの縮小処理前後の３次元物体の大きさの変化は、縮小率が２倍のときの大きさの変化よりも大きい。
【００３８】
図８は、本実施の形態における３次元物体の拡大・縮小処理を説明する図である。図８（ａ）は、拡大処理前の３次元物体２００の断面構造を示しており、着色領域４０及び基材領域４２から構成されている。図８（ｂ）は、拡大処理後の３次元物体２０２の断面構造を示しており、着色領域４４及び基材領域４６から構成されている。図８（ｂ）に示すように、本実施の形態では、３次元物体２０２の着色領域４４は、３次元物体２００の着色領域４０に対して物体表面と垂直方向の拡大縮小率（図８では１倍）が平行方向の拡大縮小率（図８では１．５倍）より小さくなるように処理されている。
【００３９】
図９は、拡大処理前の３次元物体２００及び拡大処理後の３次元物体２０２の一部の断面を拡大してボクセルの状態を詳しく示す。図９（ａ）は、拡大処理前の３次元物体２００の断面を示している。３次元物体２００は、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）が割り当てられた着色領域４０と、ベース色（Ｗ）が割り当てられた基材領域４２とから構成されている。図９（ｂ）は、比較のために、従来のように着色領域４０に対する物体表面と垂直方向及び平行方向の拡大縮小率を等しくして拡大処理した後のボクセルの状態を示す。ここでは、拡大縮小率を２倍とした例を示す。図９（ｂ）に示すように、拡大処理後の着色領域４８は、物体表面に対して垂直方向及び平行方向の両方に対して均一に２倍されている。図９（ｃ）は、着色領域４０に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を物体表面と平行方向の拡大縮小率より小さくして拡大処理した後のボクセルの状態を示す。ここでは、平行方向の拡大縮小率を２倍とし、垂直方向の拡大縮小率を１倍とした例を示す。図９（ｂ）に示すように、拡大処理後の着色領域４４は、物体表面に対して水平方向には２倍され、垂直方向の厚みは変化していない。
【００４０】
このように、本実施の形態における３次元造形装置１００では、着色領域４０に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を物体表面と平行方向の拡大縮小率より小さくして拡大又は縮小させる。これによって、物体表面に対して垂直方向と平行方向の拡大縮小率を等しくする従来処理に比べて、拡大縮小処理後の３次元物体２０２の着色領域４４の表面からの厚みを拡大縮小処理前の３次元物体２００の着色領域４０の厚みに近づけることができる。そうすると、拡大縮小処理後の３次元物体２０２の着色領域４４に対する光の入射及び反射は、物体表面に対して垂直方向と平行方向の拡大縮小率を等しくした場合に比べてより拡大縮小処理前の３次元物体２００の着色領域４０に対する光の入射及び反射に近づく。これによって、拡大縮小処理後の３次元物体２０２の表面色は拡大縮小処理前の３次元物体２００の表面色により近づく。
【００４１】
ここで、着色領域４０に対する物体表面と垂直方向の拡大縮小率を１とすることが好適である。すなわち、拡大又は縮小の処理後の着色領域４４の物体表面からの厚さを処理前の着色領域４０の物体表面からの厚さと同一とすることが好適である。これにより、処理後の３次元物体２０２の表面色は処理前の３次元物体２００の表面色とほぼ等しくなる。
【００４２】
具体的には、拡大又は縮小の処理は、図１０のフローチャートに沿って行うことができる。ステップＳ３０では、図１１（ａ）に示すように、拡大縮小前の３次元物体２００の着色領域４０と基材領域４２とを合わせた画素を第１拡大縮小率Ａ１（例えば、Ａ１＝１．５倍）で拡大縮小して拡大縮小後の３次元物体２０２の新たな基材領域４６とする。ステップＳ３２では、図１１（ｂ）に示すように、拡大縮小前の３次元物体２００の着色領域４０の画素を物体表面と平行方向へ第１拡大縮小率Ａ１で拡大又は縮小し、物体表面と垂直方向へ第１拡大縮小率より小さい第２拡大縮小率Ａ２（例えば、Ａ２＝１倍）で拡大又は縮小して拡大縮小後の３次元物体２０２の新たな着色領域４４とする。ステップＳ３４では、図１１（ｃ）に示すように、ステップＳ３０において得られた新たな基材領域４６の一部をステップＳ３２で得られた新たな着色領域４４で置き換える。このようにして、拡大縮小後の３次元物体２０２を得ることができる。
【００４３】
ステップＳ１８では、３次元データとして取得された色データ（第１色信号）を造形部１０２へ出力される出力色を表すための色データへ変換する色空間変換処理が行われる。当該処理により、制御部１０４は色空間変換手段１５８として機能する。ステップＳ１０において取得された３次元データは、第１の色成分（本実施の形態ではＲＧＢ）から構成される第１色空間からなる色データ（第１色信号）を含む。造形部１０２へ出力される出力色は、造形部１０２で使用されるインクによって表現できる第２の色成分（本実施の形態ではＣＭＹ）から構成される第２色空間からなる色データで表される。当該ステップでは、ステップＳ１４において色データが割り当てられたボクセル毎に第１色空間から第２色空間への色空間変換処理が行われる。
【００４４】
本実施の形態では、出力色は、造形部１０２で使用されるインクによって表現できるシアン（Ｃ信号）、マゼンダ（Ｍ信号）、イエロー（Ｙ信号）の色成分によって構成されるＣＭＹ色空間で表した色データ（色信号）で表す。ただし、出力色を構成する色成分はこれらに限定されるものではない。ＲＧＢ色空間からＣＭＹ色空間への色空間変換には、既存の補色変換処理や３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）を用いた変換処理を適用すればよい。
【００４５】
ステップＳ２０では、さらにステップＳ１８において第２色空間に変換された色データから第２色成分を表す第２色成分信号と第１色信号の大きさに応じたベース色信号とを含む色データ（第２色信号）を生成する処理が行われる。当該処理によって、制御部１０４は第２色信号生成手段１６０として機能する。本実施の形態では、上述のとおりベース色を白（Ｗ）とする。すなわち、処理部３０は、ステップＳ１８において第２色空間に変換された色データ（ＣＭＹ信号）から第２色成分を表す第２色成分信号とベース色信号（Ｗ信号）とを含む色データ（第２色信号：ＣＭＹＷ信号）への変換処理を行う。
【００４６】
まず、処理部３０は、ＣＭＹ信号からＷ信号を生成する。Ｗ信号は、数式（１）にて求めることができる。ここで、Ｃ，Ｍ、Ｙ及びＷは、それぞれＣ信号、Ｍ信号、Ｙ信号及びＷ信号の大きさを示し、０以上１以下の実数である。
（数１）
W = (1-C)(1-M)(1-Y)  ・・・（１）
【００４７】
数式（１）に示されるように、Ｗ信号は、ステップＳ１８での色空間変換にて得られたＣ信号、Ｍ信号及びＹ信号の大きさに応じた値となる。ここで、Ｃ信号、Ｍ信号及びＹ信号は、ステップＳ１８における色空間変換にて第１色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の大きさに応じて得られる。したがって、Ｗ信号は、第１色信号の大きさに応じた値となる。
【００４８】
さらに、処理部３０は、Ｗ信号を含む第２色信号において第１色信号によって表現される色が維持されるように、Ｗ信号に応じて第２の色成分の色データ（Ｃ信号、Ｍ信号、Ｙ信号）を修正した修正ＣＭＹデータ（Ｃ’信号、Ｍ’信号、Ｙ’信号）を生成する。当該処理によって、処理部３０は第２色信号修正手段１６２として機能する。
【００４９】
修正ＣＭＹデータ（Ｃ’信号、Ｍ’信号、Ｙ’信号）は、数式（２）により求めることができる。
（数２）
C' = C(1-M)(1-Y)+CM(1-Y)/2+C(1-M)Y/2+CMY/3
M' = (1-C)M(1-Y)+CM(1-Y)/2+(1-C)MY/2+CMY/3
Y' = (1-C)(1-M)Y+C(1-M)Y/2+(1-C)MY/2+CMY/3  ・・・（２）
【００５０】
ステップＳ２２では、吐出されるインクの選択処理が行われる。当該ステップでの処理によって、制御部１０４はインク色選択手段１６４として機能する。本実施の形態における造形部１０２では、インクヘッド１６から１つのボクセルに対してシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びベース色（Ｗ）のうち１つのインクのみを吐出する構成としてもよい。そこで、処理部３０は、修正ＣＭＹ信号（Ｃ’信号、Ｍ’信号、Ｙ’信号）及びＷ信号（Ｗ信号）に基づいて、各ボクセルに対して造形部１０２にて吐出させるインクを選択する処理を行う。インクの選択処理は、特に限定されるものではない。本実施の形態では、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びベース色（Ｗ）から選択されるインクの選択率がＣ’信号、Ｍ’信号、Ｙ’信号及びＷ信号のそれぞれの値の大きさの割合に応じた値となるようにインクを選択することが好適である。
【００５１】
例えば、数列発生手段によって発生させた基準値ａに対して、Ｃ’信号＞ａの場合にシアン（Ｃ）を選択する。また、（Ｃ’信号＋Ｍ’信号）＞ａの場合にマゼンタ（Ｍ）を選択する。また、（Ｃ’信号＋Ｍ’信号＋Ｙ’信号）＞ａの場合にイエロー（Ｙ）を選択する。そして、それ以外の場合にベース色（Ｗ）を選択する。また、オーダードディザ法を適用してもよい。すなわち、各ボクセルに対する基準値ａとして数列（ディザ行列）を適用し、Ｃ’信号＞ａの場合にシアン（Ｃ）を選択し、（Ｃ’信号＋Ｍ’信号）＞ａの場合にマゼンタ（Ｍ）を選択し、（Ｃ’信号＋Ｍ’信号＋Ｙ’信号）＞ａの場合にイエロー（Ｙ）を選択し、それ以外の場合にベース色（Ｗ）を選択する。また、誤差拡散法(Error Diffusion)を適用してもよい。この方法では、基準値ａとして固定値を使用するが、あるボクセルに対するインク色の選択の際に生じた誤差を周囲のボクセルの選択処理に拡散させるものである。さらに、特開２００６−２９５８９９号公報に開示された方法にて、各ボクセルに対するインクの選択を行ってもよい。
【００５２】
また、白色雑音法やブルーノイズマスク法等を適用してもよい。白色雑音法は、各ボクセルに対する基準値ａとして白色雑音（一様乱数）を適用する方法である。また、ブルーノイズマスク法は、基準値ａに適用するディザ行列について空間周波数分布が人間の視覚の感度が低くなる空間周波数以上となるようにディザ行列のサイズを大きくしたものである。
【００５３】
ステップＳ２４では、造形部１０２において造形される各層を切り出すスライス処理が行われる。当該処理によって、制御部１０４はスライス処理手段１６６として機能する。処理部３０は、ステップＳ１２でのボクセル化処理におけるＺ軸方向へのスライシングと同様に、拡大又は縮小された３次元物体２０２を構成するボクセルをＺ軸方向に沿ってスライシングして１ボクセル毎に１層として切り出す。すなわち、造形部１０２のインクヘッド１６が１走査で吐出できる層を抽出する。そして、１層毎にその層に含まれているボクセルの各々について選択されたインクの色を記憶部３２から読み出して造形部１０２へ出力する造形データとする。造形データには、各ボクセルの位置を示す情報及び選択されたインクの色の情報が含まれる。
【００５４】
ステップＳ２６では、造形部１０２においてインク吐出処理が行われる。当該ステップにおける処理によって、造形部１０２はインク吐出手段１６８として機能する。処理部３０は、ステップＳ２４によって得られた３次元物体２０２を構成する層毎に各ボクセルに対して選択された色のインクを吐出させる。インク吐出処理を、Ｚ軸方向に沿って最下層から順に最上層まで繰り返すことによって、各層を積み重ねる。これにより、入力された３次元データに基づく拡大又は縮小された３次元物体２０２が造形される。
【００５５】
本実施の形態における３次元造形装置１００では、３次元物体に対する拡大縮小処理を施し、拡大縮小前の表面色に近い表面色を有する３次元物体を造形することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  造形台、１２  ステージ、１４  インクタンク、１６  インクヘッド、１６Ａ  ノズル群、１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｗ  インクノズル、１６Ｖ  紫外線照射手段、１８  ヘッド駆動部、１８ａ  レール、３０  処理部、３２  記憶部、３４  入力部、３６  出力部、３８  通信部、４０  着色領域、４２  基材領域、４４  着色領域、４６  基材領域、４８  着色領域、５０  着色領域、５２  基材領域、１００  ３次元造形装置、１０２  造形部、１０４  制御部、１５０  ３次元データ取得手段、１５２  ボクセル化処理手段、１５４  カラー情報割当手段、１５６  拡大縮小処理手段、１５８  色空間変換手段、１６０  第２色信号生成手段、１６２  第２色信号修正手段、１６４  インク色選択手段、１６６  スライス処理手段、１６８  インク吐出手段、２００，２０２，３００，３０２  ３次元物体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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