(57)【要約】      （修正有）【課題】記録媒体に凹凸を複数の層に分けて層ごとに重ねて形成し、形成された凹凸上に画像を形成する凹凸形成装置において、出力された画像の見え方に大きな影響力がある凹凸の尖鋭さや滑らかさを適切に再現できる凹凸形成装置の提供。【解決手段】凹凸形成装置は、形成する凹凸を表す凹凸データを取得する取得手段と、凹凸データに基づき凹凸を形成する形成手段と、凹凸データによって表される凹凸の特徴量に基づいて形成手段の動作条件を変更する変更手段とを備える。【選択図】図８
2016013671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形成する凹凸を表す凹凸データを取得する取得手段と、
前記凹凸データに基づき凹凸を形成する形成手段と、
前記凹凸データによって表される前記凹凸の特徴量に基づいて前記形成手段の動作条件を変更する変更手段と
を備えることを特徴とする凹凸形成装置。
【請求項２】
前記形成手段は、硬化性のインクを吐出することで前記凹凸を形成することを特徴とする請求項１に記載の凹凸形成装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記凹凸データとして、形成する高さを画素毎に示すデータを取得することを特徴とする請求項１に記載の凹凸形成装置。
【請求項４】
前記変更手段は、所定の特徴量を有する領域と前記所定の特徴量以外の特徴量を有する領域とで前記形成手段の動作条件を異ならせることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記特徴量として、前記凹凸データの尖鋭度を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項６】
前記変更手段は、前記特徴量として、前記凹凸データの周波数成分を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項７】
前記変更手段は、前記特徴量として、高さ精度または傾斜角精度の重要度を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項８】
前記変更手段は、前記特徴量として、前記形成手段が形成した凹凸上に形成される画像の特徴量を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項９】
前記凹凸データを所定の高さごとの複数のデータに分割する分割手段をさらに有し、
前記変更手段は、前記特徴量に基づいて前記分割された複数のデータの形成順序を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項１０】
前記形成手段は、インクジェット方式により複数のインク種により凹凸を形成し、
前記形成装置は、使用するインク種を切り替える切り替え手段をさらに有し、
前記変更手段は、前記特徴量に応じて前記切り替え手段を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項１１】
前記形成手段は紫外光硬化型インクにより凹凸を形成し、
前記形成装置は、吐出したインクを紫外光で露光して硬化させる露光手段をさらに有し、
前記変更手段は、前記特徴量に応じて前記露光手段の露光強度もしくは露光タイミングを制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の凹凸形成装置。
【請求項１２】
複数の層を積層することによって凹凸を形成する凹凸形成装置であって、
形成する凹凸を表す凹凸データから前記複数の層のうちの各層に対応するスライスデータを生成する生成手段と、
前記凹凸の尖鋭部の領域の最上層のスライスデータを該領域に対する最後の走査で記録し、前記尖鋭部の領域の残りのスライスデータを、下層のスライスデータが前段の走査で記録されるように逆順の走査順で記録する記録手段と
を有することを特徴とする凹凸形成装置。
【請求項１３】
前記記録手段は、前記凹凸の尖鋭部の領域以外の領域のスライスデータを、下層のスライスデータが前段の走査で記録されるように逆順の走査順で記録することを特徴とする請求項１２に記載の凹凸形成装置。
【請求項１４】
形成する高さを画素毎に示す凹凸データを取得する取得手段と、
前記凹凸データを、Ｎ値（Ｎは２以上の整数）のデータに量子化する量子化手段とを有し、
前記量子化手段は、注目画素を含む任意の局所領域において、前記凹凸データの高さの平均値と前記Ｎ値のデータが示す高さの平均値とが略一致するように前記凹凸データを量子化することを特徴とするデータ生成装置。
【請求項１５】
前記量子化手段は、前記凹凸データの座標位置に応じた閾値に基づいて前記凹凸データを量子化することを特徴とする請求項１４に記載のデータ生成装置。
【請求項１６】
前記量子化手段は、前記注目画素の近傍画素で発生した量子化誤差に基づいて前記凹凸データを量子化することを特徴とする請求項１４に記載のデータ生成装置。
【請求項１７】
前記量子化されたＮ値のデータを複数の２値分割データに分割する２値分割手段をさらに有することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか一項に記載のデータ生成装置。
【請求項１８】
前記２値分割データは、インクを吐出するかしないかを画素ごとに表すデータであることを特徴とする請求項１７に記載のデータ生成装置。
【請求項１９】
前記２値分割手段は、後段の走査に対応する各画素の値が一定となるように、前記量子化されたＮ値のデータを複数の２値分割データに分割することを特徴とする請求項１８に記載のデータ生成装置。
【請求項２０】
前記２値分割手段は、前記任意の局所領域における前記Ｎ値のデータが示す平均値が整数でない場合、前記任意の局所領域におけるインク量が複数の２値分割データでそれぞれ略等分になるように前記Ｎ値のデータを複数の２値分割データに分割する請求項１７から１９のいずれか一項に記載のデータ生成装置。
【請求項２１】
請求項１７から１９のいずれか一項に記載の前記データ生成装置で生成された前記２値分割データに基づいて硬化性のインクを吐出することで凹凸を形成する形成手段を有する凹凸形成装置。
【請求項２２】
形成する凹凸を表す凹凸データを取得する取得ステップと、
前記凹凸データに基づき凹凸を形成する形成ステップと、
前記凹凸データによって表される前記凹凸の特徴量に基づいて前記形成ステップにおける動作条件を変更する変更ステップと
を備えることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項２３】
複数の層を積層することによって凹凸を形成する凹凸形成方法であって、
形成する凹凸を表す凹凸データから前記複数の層のうちの各層に対応するスライスデータを生成する生成ステップと、
前記凹凸の尖鋭部の領域の最上層のスライスデータを該領域に対する最後の走査で記録し、前記尖鋭部の領域の残りのスライスデータを、下層のスライスデータが前段の走査で記録されるように逆順の走査順で記録する記録ステップと
を有することを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項２４】
形成する高さを画素毎に示す凹凸データを取得する取得ステップと、
前記凹凸データを、Ｎ値（Ｎは２以上の整数）のデータに量子化する量子化ステップとを有し、
前記量子化ステップは、注目画素を含む任意の局所領域において、前記凹凸データの高さの平均値と前記Ｎ値のデータが示す高さの平均値とが略一致するように前記凹凸データを量子化することを特徴とするデータ生成方法。
【請求項２５】
コンピュータを請求項１から１３のいずれか一項に記載の凹凸形成装置、または、請求項１４から２０のいずれか一項に記載のデータ生成装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸を有する面または立体を形成する凹凸形成装置およびその凹凸形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
所望の凹凸や立体物を形成する方法として様々な手法が知られている。例えば、彫刻機などを用いて素材を削りだす方法や、硬化性の樹脂や石膏などの材料を積層する方法が知られている。また、立体物の表面に印刷を施し画像を形成する方法も知られている。例えば、オフセット印刷等の印刷装置を用いて専用シートに予め画像を印刷し該シートを対象立体物に貼り付ける方法や、インクジェット記録方式を用いて立体物に直接色材を吐出する方法などが知られている。このような凹凸や立体物は、その形状の鋭さや滑らかさといった表面特性が、見え方や印象に大きな影響を与える。
【０００３】
また、特許文献１には、インクジェット方式を用いて凹凸と画像の形成をほぼ同時に行うことで立体感や質感を表現したハードコピーを得る方法が公開されている。この方法において凹凸を表現するためには、凹凸を複数の層に分けて、層ごとに重ねて印字することで凹凸を形成する方法がとられることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９９０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、形成された凹凸の尖鋭さや滑らかさは、出力物の見え方に大きな影響を与える。しかしながら、単に凹凸を複数の層に分けて層ごとに重ねて印字する処理では、先鋭さや滑らかさを適切に再現できない。
【０００６】
例えば、凹凸を複数回の印字によって形成する場合、層間の位置のズレやインクの濡れ拡がりや硬化時の収縮特性などの原因で、凹凸層に段差が目立つ場合がある。滑らかな傾斜面を再現したい場合にこのようなガタつきが発生するとその平滑性が失われ、所望の質感を得ることができない。
【０００７】
また、逆に、凹凸を形成する材料の表面張力や濡れ広がり特性により、鋭角（例えば、のこぎり歯のような断面形状）を再現することが難しい場合もある。こうした場合、表面の凹凸による陰影のシャープさが失われ、所望の質感を得ることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る凹凸形成装置は、形成する凹凸を表す凹凸データを取得する取得手段と、前記凹凸データに基づき凹凸を形成する形成手段と、前記凹凸データによって表される前記凹凸の特徴量に基づいて前記形成手段の動作条件を変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、凹凸形成処理における尖鋭性や平滑性の再現特性を勘案し、良好な特性を有する凹凸形状を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１における凹凸形成装置の構成の例を示す図である。
【図２】面積階調制御における中間調表現を示す模式図である。
【図３】凹凸もしくは画像を形成する動作を説明する図である。
【図４】記録媒体上に生成された凹凸層および画像層の断面の例を示す図である。
【図５】凹凸層を形成する際の印字条件による違いの例を示す模式図である。
【図６】実施例における凹凸形成装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施例１における凹凸データにおいて分割されたブロックの例を表す模式図である。
【図８】実施例１における入力された凹凸データを分割したスライスデータと、処理により決定した重ね順の一例とを示す模式図である。
【図９】実施例２におけるヘッドカートリッジおよび紫外光照射装置の構成の例を示す模式図である。
【図１０】インクの吐出から紫外光露光までの時間が異なる場合に形成される凹凸の違いを示す模式図である。
【図１１】実施例３における量子化後インク量データとスライスデータの一例を示す図である。
【図１２】実施例３における重ね順制御による凹凸形状の違いを示す模式図である。
【図１３】実施例４における処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施例４におけるＮ値化処理の詳細例を示すフローチャートである。
【図１５】実施例４におけるＮ値化処理で用いられるマトリクスの組を示す図である。
【図１６】図１５のもととなるマトリクスを示す図である。
【図１７】実施例４におけるＮ値化処理により生成されたＮ値データの例を示す図である。
【図１８】実施例４におけるパス分解処理の詳細例を示すフローチャートである。
【図１９】図１７（ｄ）のＮ値データから生成された２値分割データの例を示す図である。
【図２０】実施例４における比率の制御を行ったパス分解の結果例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、以下の実施の形態は特許請求の範囲に関わる本発明を限定するものではなく、また、本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【実施例１】
【００１２】
（凹凸形成装置の概略構成）
図１は、本実施例における凹凸形成装置の構成の例を示す図である。凹凸形成装置１００としては、インクを用いて凹凸および画像の記録を行うインクジェットプリンタを例に挙げて説明する。ヘッドカートリッジ１０１は、複数の吐出口からなる記録ヘッドと、この記録ヘッドへインクを供給するインクタンクとを有する。ヘッドカートリッジ１０１には、また、記録ヘッドの各吐出口を駆動する信号などを受信するためのコネクタが設けられている。
【００１３】
インクタンクには、例えば、凹凸層を形成するための液体樹脂インク、画像層を形成するためのシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイトの色インクの計６種が独立に設けられている。液体樹脂インクには、例えば紫外光硬化型インクが用いられる。ヘッドカートリッジ１０１はキャリッジ１０２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ１０２には、コネクタを介してヘッドカートリッジ１０１に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダが設けられている。また、キャリッジ１０２には、紫外光照射装置１１５が搭載されており、吐出された硬化性のインクを硬化させ記録媒体上に固着させるために用いられる。
【００１４】
キャリッジ１０２は、ガイドシャフト１０３に沿って往復移動可能となっている。具体的には、キャリッジ１０２は、主走査モータ１０４を駆動源としてモータプーリ１０５、従動プーリ１０６およびタイミングベルト１０７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が制御される。尚、このキャリッジ１０２のガイドシャフト１０３に沿った移動を「主走査」といい、移動方向を「主走査方向」という。
【００１５】
プリント用紙等の記録媒体１０８は、オートシートフィーダ（以下「ＡＳＦ」）１１０に載置されている。画像記録時、給紙モータ１１１の駆動によってギアを介してピックアップローラ１１２が回転し、ＡＳＦ１１０から記録媒体１０８が一枚ずつ分離され、給紙される。更に、記録媒体１０８は、搬送ローラ１０９の回転によりキャリッジ１０２上のヘッドカートリッジ１０１の吐出口面と対向する記録開始位置に搬送される。搬送ローラ１０９は、ラインフィード（ＬＦ）モータ１１３を駆動源としてギアを介して駆動される。
【００１６】
記録媒体１０８が給紙されたか否かの判定と給紙時位置の確定は、記録媒体１０８がペーパエンドセンサ１１４を通過した時点で行われる。キャリッジ１０２に搭載されたヘッドカートリッジ１０１は、吐出口面がキャリッジ１０２から下方へ突出して記録媒体１０８と平行になるように保持されている。制御部１２０は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭ等から構成されており、凹凸データおよび画像データを入力し、データに基づいて凹凸形成装置１００の各パーツの動作を制御する。
【００１７】
（凹凸記録動作および画像記録動作）
以下、図１に示す構成のインクジェットプリンタにおける凹凸記録動作および画像記録動作について説明する。まず、記録媒体１０８が所定の記録開始位置に搬送されると、キャリッジ１０２がガイドシャフト１０３に沿って記録媒体１０８上を移動し、その移動の際に記録ヘッドの吐出口よりインクが吐出される。紫外光照射装置１１５は記録ヘッドの移動に合わせて紫外光を照射し、吐出されたインクを硬化させ、記録媒体上に固着させる。そして、キャリッジ１０２がガイドシャフト１０３の一端まで移動すると、搬送ローラ１０９が所定量だけ記録媒体１０８をキャリッジ１０２の走査方向に垂直な方向に搬送する。この記録媒体１０８の搬送を「紙送り」または「副走査」といい、この搬送方向を「紙送り方向」または「副走査方向」という。記録媒体１０８の所定量の搬送が終了すると、再度キャリッジ１０２はガイドシャフト１０３に沿って移動する。このように、記録ヘッドのキャリッジ１０２による走査と紙送りとを繰り返すことにより記録媒体１０８全体に凹凸が形成される。凹凸が形成された後は、搬送ローラ１０９が記録媒体１０８を記録開始位置に戻し、凹凸形成と同様のプロセスで凹凸上に画像を形成する。なお、説明を平易にするため凹凸と画像を上記のように分けて形成するものとしたが、凹凸層の上に画像層ができるように各走査での打ち込むインク種の順序を制御し、記録媒体の戻しを行わない処理も可能である。また、画像層を形成した後に凹凸層を形成してもよい。
【００１８】
図２は、面積階調により制御された画像の表現を表す模式図である。記録ヘッドは基本的にインク滴を吐出するか否かの二値の制御で表現される。本実施例では、凹凸形成装置の出力解像度で定義される画素毎にインクのオン・オフを制御するものとし、単位面積において全画素をオンにした状態をインク量１００％として扱うものとする。こうした所謂二値プリンタでは、単一の画素では１００％か０％しか表現することができないため、複数の画素の集合で中間調を表現する。図２に示す例では、図中左下のように２５％の濃度で中間調表現を行う代わりに、右下のように４×４画素中の４画素にインクを吐出することで、面積的に４／１６＝２５％の表現を行っている。他の階調においても同様に表現することが可能である。なお、中間調を表現するための総画素数やオンになる画素のパターン等は上記の例に限定されるものではない。一般的には誤差拡散処理などがよく利用される。
【００１９】
本実施例の凹凸形成では、前述のインク量の概念を用いて位置毎に高さの制御を行う。凹凸形成においてインク量１００％でほぼ均一な層を形成した場合、吐出したインクの体積に応じて、層はある厚さ＝高さを有する。例えば、インク量１００％で形成された層が２０μｍの厚さを有する場合、１００μｍの厚さを再現するには、層を５回重ねればよい。つまり、１００μｍの高さが必要な位置に打ち込むインク量は５００％となる。なお、インク量１００％に達しない層がある場合、例えば１０μｍの厚さを有する層を形成する場合には、図２で説明したように面積的に５０％となるようなインクを吐出すればよい。
【００２０】
図３は、記録媒体１０８上を記録ヘッドが走査することで凹凸もしくは画像を形成する動作を説明する図である。キャリッジ１０２による主走査で記録ヘッドの幅Ｌだけ画像記録を行い、１ラインの記録が終了する毎に記録媒体１０８を副走査方向に距離Ｌずつ搬送する。説明を平易にするため、本実施例における凹凸形成装置は一回の走査でインク量１００％までのインク吐出しかできないものとし、インク量１００％を超える凹凸形成の場合には、搬送は行わずに同じ領域を複数回走査する。例えば、打ち込むインク量が最大５００％の場合は、同じラインを５回走査する。図３を用いて説明すると、領域Ａを記録ヘッドで５回走査した（図３（ａ））後、記録媒体１０８を副走査方向に搬送し、領域Ｂの主走査を５回繰り返す（図３（ｂ））ことになる。
【００２１】
なお、記録ヘッドの精度に起因する周期ムラ等の画質劣化を抑制するために、インク量１００％以下でも複数回の走査、いわゆる多パス印字を行う場合がある。図３（ｃ）〜（ｅ）に２パス記録の例を示す。この例では、キャリッジ１０２による主走査で記録ヘッドの幅Ｌだけ画像記録を行い、１ラインの記録が終了する毎に記録媒体１０８を副走査方向に距離Ｌ／２ずつ搬送する。領域Ａは記録ヘッドのｍ回目の主走査（図３（ｃ））とｍ＋１回目の主走査（図３（ｄ））とにより記録され、領域Ｂは記録ヘッドのｍ＋１回目の主走査（図３（ｄ））とｍ＋２回目の主走査（図３（ｅ））とにより記録される。ここで、２パス記録の動作を説明したが、何回のパス数で記録するかは、対象とする画像の所望の画質や凹凸の精度に応じて変えることができる。ｎパス記録を行う場合は、例えば、１ラインの記録が終了する毎に記録媒体１０８を副走査方向に距離Ｌ／ｎずつ搬送する。この場合、インク量が１００％以下でも複数の印字パターンに分割し記録媒体の同一ライン上を記録ヘッドがｎ回主走査することで凹凸もしくは画像を形成する。本実施例では、上述の多パス印字による走査と１００％以上のインクを打ち込むための走査との混同を防ぐため、多パス印字は行わないものとし、複数回の走査は、層を積層するためのものとして説明する。なお、あくまで混同を防ぐ趣旨で多パス印字は行なわないとして説明しているのであり、多パス印字を行なう形態であってもよいことはもちろんである。
【００２２】
なお、インクジェット方式のプリンタの場合、記録ヘッドから記録媒体への距離が適切でないと気流等の影響により、インク滴の着弾位置精度が保てない場合や、記録媒体に付かず装置内に飛散してしまう場合がある。凹凸差の激しい形状を形成する場合は、この距離保つことができないため、高さに制限があることが一般的である。制限を超える場合は、高さ超過分のクリッピングや圧縮を行う場合があるが、本実施例で扱う凹凸データはこうした処理を施した後のものとして説明する。
【００２３】
なお、本実施例においては、記録媒体に特に限定はなく、記録ヘッドによる画像記録に対応できるものであれば、紙やプラスチックフィルム等、各種の材料が利用可能である。
【００２４】
図４は、記録媒体上に生成された凹凸層および画像層の断面図である。本実施例では、１ｍｍ程度の高さまでの分布を有する凹凸層の表面に画像層が形成されることを想定して記載する。厳密には画像層も高さの分布を有するが、厚みは数μｍ程度なので最終的な凹凸への影響は軽微であるので、無視できるものとする。もちろん、画像層の厚さ分布を考慮して高さデータに修正を加えるなどの処理を施すことが可能である。
【００２５】
（凹凸層の形成方法による出力特性の違い）
図５は、凹凸層を形成する際の印字条件による違いを示す模式図である。本実施例では、凹凸データから、いわゆるスライスデータを生成してスライスデータに基づいてインクを吐出する例を説明する。本実施例のスライスデータは、凹凸データと同様に例えば２次元のｘｙ平面上に高さを示す情報を画素毎に配置したデータである。スライスデータは例えば１回の走査で形成することができる高さを上限として、各層ごとに生成される。つまり、凹凸データを分割して各層の高さを示す複数のスライスデータが生成される。
【００２６】
図５（ａ）は積層型の凹凸形成で一般的に用いられる方法である。入力の凹凸データを等高部で分割して、スライスデータを生成し、走査の回数の増加に従い、データの下層からインクを積み上げる方法である。一方、図５（ｂ）は、凹凸面の表面（図における三角形の上部二辺）から記録媒体表面への距離が等しい部分でデータを分割し、凹凸表面に近いデータを後の走査で形成する方法である。図５（ｂ）の方法で分割された最上層のデータは、各ｘｙ平面において必要な単位面積あたりのインク量に換算すると、図５（ａ）で作られた最下層のスライスデータと同じである。つまり、図５（ｂ）で分割したデータは、図５（ａ）の方法で生成したスライスデータの重ね順を逆順に並び替えたものに相当する。つまり、下層のスライスデータを前段の走査で記録し、上層のスライスデータを後段の走査で記録するように走査順を変更する例である。
【００２７】
図５（ａ）と図５（ｂ）では、吐出される総インク量は同じであるが、走査毎に重ねていくインクの量が異なる。この違いにより最終的に形成される凹凸形状が異なる場合がある。図５（ａ）（ｂ）それぞれの重ね方で出力される凹凸形状の例を図５（ｃ）（ｄ）にそれぞれ示す。
【００２８】
吐出されたインクは走査毎に紫外光照射装置により紫外光が照射され硬化する。吐出されるインク滴は、デジタル的に積み上げられる直方体などの固定形状ではないため、記録媒体もしくは前の走査で形成された凹凸層上で濡れ拡がる。また、その過程で紫外光の照射により硬化していく。硬化したインク滴の形状は、下層の物性や形状、硬化のタイミングなどの影響を受ける。
【００２９】
図５（ｃ）の場合は、後段の走査で形成される層が下層にある層の面積と等しいかより小さくなる。このため、層の間に段差が発生する。一方図５（ｄ）では、後段の走査で形成される層が下層と同じかより大きい面積でインクが吐出されるので、下層に覆い被さり比較的滑らかな傾斜面を形成する。
【００３０】
また、こうした形状の違いを凹凸の高さや凸部の尖鋭さの観点でみると、図５（ｃ）では流れ落ちるインク量が比較的少ないため高さの低下が少ない。また、入力された三角形の凹凸データ頭頂部の角度の劣化（拡がり）が比較的少なく有利である場合が多い。一方、図５（ｄ）では、上層のインクが下層に覆い被さり流れ落ちるインク量が比較的多いため高さが図５（ｃ）よりも低下する。また、図５（ｄ）では段差が少ない比較的滑らかな傾斜面を形成する一方、頭頂部の角度が劣化する。
【００３１】
以上説明したように、平滑性や尖鋭性などの凹凸特性は、材料の特性や形成過程に依存する。そこで、本実施例では、入力される凹凸データが表す凹凸の特性（平滑な凹凸が適しているか尖鋭な凹凸が適しているか）に基づいて、インクの重ね方を制御する。
【００３２】
なお、前述のとおりスライスデータは、各層ごとの高さを示すデータであり、各層ごとにスライスデータが形成される。例えば、インク量１００％で形成された層が２０μｍの厚さを有する場合、１つの層のスライスデータにおける高さは２０μｍが上限となる。このとき、１つの層のスライスデータには、２０μｍの画素もあれば、０μｍの画素もあれば、１０μｍの画素も存在する。すなわち、１つの層のスライスデータ内には複数レベルの高さが存在し得る。１つの層のスライスデータ内での複数レベルの高さは、インク滴のオン・オフで制御されるため、実際には図２を用いて説明したとおり、確率的な制御になる。すなわち、面積的に複数レベルの高さを制御することで複数レベルの高さに対応するインク滴の吐出を行なうことができる。こうした制御は、濡れ広がりの大きいインクでは、画素単位の凹凸の低減につながり、複数画素間で平均化される。このため、複数画素単位で複数レベルの高さを表現することができる。一方、濡れ拡がりの少ないインクでは、意図しない表面の凹凸、荒れとなる場合がある。これを回避するため、凹凸形成の際には、中間調処理は行わずスライスデータ毎に二値化処理を行い、積層数のみで高さ制御を行う方法を用いてもよい。本実施例では、凹凸形成の際に中間調処理（面積階調処理）を行なう例を説明する。後述する実施例３では、凹凸形成の際には、中間調処理は行わずスライスデータ毎に二値化処理を行い、積層数のみで高さ制御を行う方法を説明する。
【００３３】
（凹凸層形成の流れ）
図６は、フローチャートを示す図である。図６（ａ）は本実施例における凹凸形成装置の動きを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば制御部１２０を構成する不図示のＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって実現される。
【００３４】
まず、ステップＳ６０１において制御部１２０は座標ｘ、ｙ毎の高さ情報の集合である凹凸データを取得する。
【００３５】
次に、ステップＳ６０２において制御部１２０は、ステップＳ６０１で取得した凹凸データを画素毎のインク量に変換し所定の等高線で分割する。以降、分割された凹凸データをスライスデータと称する。ここで、等高線の間隔は、スライスデータの高さの上限、すなわちインク量１００％に相当する。
【００３６】
次に、ステップＳ６０３において制御部１２０は、ステップＳ６０１で取得した凹凸データをｘｙ平面における所定サイズのブロックに分割する。図７は、凹凸データと分割されたブロックを表す模式図である。ステップＳ６０３で分割されたブロックは、後のステップにて行われる「形成される凹凸の尖鋭度を優先するか、平滑度を優先するか」の判定およびそれに基づく制御の処理単位となる。ここでは、凹凸形成における出力解像度を６００ｄｐｉとし、サイズ１２８ピクセル×１２８ピクセルのブロックを用いるものとする。サイズはこれに限らず、出力時のサイズ数ｍｍ〜１ｃｍ四方程度に相当するｍ×ｍピクセルに適宜設定すればよい。もちろん正方でなくてもかまわない。
【００３７】
次に、ステップＳ６０４において制御部１２０は、ステップＳ６０３で分割されたブロック毎に凹凸データが示す凹凸の特徴量を判定する。例えば、凹凸の尖鋭度を判定する。ここでは、分割された２次元の凹凸データにラプラシアンフィルタを適用し、所定の閾値と比較することで、その領域が尖鋭性重視か平滑性重視かを判定する。例えば、エッジ部分は先鋭性重視であると判定し、非エッジ部分は平滑性重視であると判定する。そして、後述するように、所定の特徴量を有する領域と所定の特徴量以外の特徴量を有する領域とで動作を切替える。
【００３８】
なお、このステップＳ６０３とＳ６０４とは、所定の領域毎に尖鋭性を重視するか平滑性を重視するかを判定する一つの手法であり、記載した方法以外にも多くの方法が考えられる。例えば、周波数成分を用いても良い。尖鋭性の検知に関しては、フーリエ変換などを利用し高周波成分のみを抽出するなどの方法を用いてもよい。また、その抽出した実空間上の高周波成分から一定距離の範囲をマスクとして、矩形ではない領域分割を行うことなども可能である。
【００３９】
ステップＳ６０５において制御部１２０は、ステップＳ６０４で判定した尖鋭度に基づいて、ステップＳ６０２で凹凸データを分割して生成したスライスデータの重ね順を決定する。図６（ｂ）は、ステップＳ６０５の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力された凹凸データがＮ層のデータである場合を例に挙げる。すなわち凹凸データが示す凹凸は積層数Ｎで形成できるものとする。ここでは、Ｎ層分のデータをＮ＋１回の主走査で形成する際の例を説明する。図８も併せて参照されたい。ここでｎ回目の主走査で使用するスライスデータがあるとき、ｎをそのスライスデータの走査番号とする。図６（ｂ）の処理はステップＳ６０３で分割したブロック毎に行われる。
【００４０】
ステップＳ６１１で制御部１２０は、対象となるブロックが尖鋭度優先であるか否かを判定する。この判定は、ステップＳ６０４で得られた先鋭性の検出結果に基づいて行われる。対象となるブロックが尖鋭度優先である場合は、ステップＳ６１２において制御部１２０は、対象となるブロックのスライスデータ最上層をＮ＋１回目の主走査で記録するものと設定する。すなわち対象となるブロックのスライスデータ最上層を最後の走査で記録するように走査番号ｎ＋１とする。以降は、ｎ＝Ｎ、Ｎ−１・・・１と後段（上層）の主走査で使用されるスライスデータから順に決定する。ｎ回目の主走査で使用されるスライスデータは、まだ走査番号が決定していないスライスデータのうち最下層のものである。これを全スライスデータの走査番号が決定するまで繰り返す。すなわち、ステップＳ６１３とステップＳ６１４で制御部は、まだ走査番号が決定していないスライスデータのうちの最下層のスライスデータを、より後段の走査に対応するｎ回目の走査で記録するように設定する。ステップＳ６１５で全てのスライスデータの処理が終っていない場合、ｎをデクリメントしてステップＳ６１４の処理に戻る。
【００４１】
なお、ステップＳ６１１において対象となるブロックが尖鋭度優先でない場合は、ステップＳ６１２の主走査Ｎ＋１回目のスライスデータ決定の処理を省き同様の処理を行えばよい。
【００４２】
図６（ｂ）の処理によれば、先鋭度が優先されるブロックについては、尖鋭部である最上層のスライスデータが最後の走査で記録されるので、先鋭性を保つ凹凸を形成することができる。その一方で、最上層以外のスライスデータについては、下層のスライスデータを後段の主走査で記録するように設定するので、段差を解消した平滑度の高い凹凸を形成することができる。すなわち、先鋭性と平滑度を両立した凹凸を形成することができる。
【００４３】
一方、先鋭度が優先されないブロック（すなわち、平滑度が優先されるブロック）については、下層のスライスデータを後段の主走査で記録するように設定するので段差を解消した平滑度の高い凹凸を形成することができる。
【００４４】
このように全てのブロックについてスライスデータの重ね順を決定した後、ステップＳ６０６で制御部１２０は、画素毎のインクのオン・オフを決定する量子化（２値化）を行う。具体的には、各ブロックが示すインク量に対応した面積階調により制御された値（図２）を割り当てる。このような量子化処理を各スライスデータの各ブロックごとに行なう。なお、面積階調処理は、ステップＳ６０３で分割したブロック毎に行なってもよいし、ブロックをさらに細分化したサブブロック毎に行なってもよい。
【００４５】
次に、ステップＳ６０７において制御部１２０は、ステップＳ６０５で決定した重ね順とＳ６０６で決定したインクのオン・オフを表す２値データとに基づいて、凹凸形成を行う。例えば、ある主走査で用いる２値データにおいて重ね順が変わったブロックが含まれている場合、そのブロックについては重ね順を変更した後の２値データが用いられる。また、必要に応じて、形成した凹凸上に画像の印刷を行うこともできる。
【００４６】
図８は、Ｎ＝３で、入力された凹凸データを分割したスライスデータとこの処理により決定した重ね順を示す模式図である。図８（ａ）（ｂ）（ｃ）はステップＳ６０４で尖鋭度重視とされたブロックの処理例である。これらのブロックでは、三角形の頂点の尖鋭さを劣化させないようにスライスデータの最上層が最後の主走査で記録される。また、それより下の層は段差が目立たなくなるように重ねられる。一方、尖鋭度重視でない図８（ｅ）（ｆ）（ｇ）は、三角形の頂点のように尖鋭に再現したい形状ではない。つまり、尖鋭部の領域以外の領域であるので、後段の主走査で形成するスライスデータの面積を大きくして、段差の目立たない滑らかな凹凸が形成される。
【００４７】
なお、図６（ｂ）のフローチャートや、図８（ａ）の例では、先鋭度を優先するブロックについては、最上層のスライスデータを最後の走査で記録するを説明した。そして、最上層以外のスライスデータについては、下層のスライスデータを後段の主走査で記録するように設定する例を説明した。しかしながら、この例に限られることはない。例えば、先鋭度を優先するブロックについては、下層のスライスデータから順次主走査で記録するような設定であってもよい。つまり、図８（ａ）の例では、Ｎパス目とＮ−１パス目とが入れ替わっても良い。また、インクの濡れ広がり度合いなどに応じて、先鋭度を優先するブロックの最上層以外のスライスデータの記録順を適宜変更してもよい。
【００４８】
以上説明したように本実施例の凹凸形成装置は、入力された凹凸データの尖鋭さに応じてブロック毎の形成パターンを制御することで、好適な凹凸形状を形成することが可能である。
【００４９】
なお、本実施例では、凹凸の尖鋭度に応じてスライスデータの重ね順を制御する方法について記載したが、より単純にスライスデータの重ね順を、面積の大小の昇順、降順を入れ替えることで制御する方法なども考えられる。
【００５０】
また、本実施例では、インク量１００％に相当する等高線により凹凸データをスライスデータに変換したが、１００％未満で分割する方法も考えられる。さらに、等高線ではなく位置毎に分割されるインク量が異なっても構わない。
【００５１】
また、図６（ｂ）および図８で示したスライスデータと走査番号の対応については、この例に限定されるものではない。本実施例においては最終的に形成される凹凸の特性については、重ねる層の順序が重要であり特定の走査番号へ割り当てる必要はない。例えば図８の（ｃ）、（ｆ）のようなブロックでは、何回目の主走査で形成しても構わない。また、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は最上層のスライスデータをＮ＋１パス目で形成する例を示しているが、全体的に１パスシフトして最上層のスライスデータをＮパス目で形成しても構わない。
【００５２】
なお、本実施例では、説明を平易にするため凹凸データを事前に複数のスライスデータに分割するものとして記載したが、この限りではない。例えば、走査毎に制御部１２０に保持されている凹凸データを都度減算するなどの方法をとっても構わない。
【００５３】
また、本実施例では、スライスデータの重ね順について記載し、そのインクの総量は変化しない、いわゆる体積を保存する方法について記載したがこの方法に限らない。例えば、図５（ｄ）のように後段の主走査で下層を覆うような場合、所望の高さが得られない場合がある。こうした場合、形成される凹凸の高さを補償するために、より多くのインクを吐出するよう制御しても構わない。また、記録媒体全面を図５（ｄ）のように形成し、尖鋭な部分（たとえば三角形の頂点のような凸部）のみ最後の主走査で形成し尖鋭度を補償するような処理も可能である。
【００５４】
また、本実施例では、凹凸データの尖鋭度に応じて形成順序を制御したが、その他の特徴量、例えば、高さ精度の重要度や傾斜角精度の重要度、表面に印刷される画像の色や周波数などの特徴量に基づいて制御する方法でもよい。
【実施例２】
【００５５】
実施例１では、凹凸を複数の層に分割し、凹凸形成の動作条件として重ね方を変えることで、形成される凹凸の表面性を制御する方法を記載した。本実施例では、凹凸形成の動作条件として紫外光照射装置の照射強度およびタイミングの制御により凹凸の表面性を制御する方法について記載する。なお本実施例における凹凸形成装置の構成および動作は、特に説明のない限り実施例１に示したものと同じであるので省略する。
【００５６】
図９は、本実施例におけるヘッドカートリッジ１０１および紫外光照射装置９１５の構成を示す模式図である。ヘッドカートリッジ１０１および紫外光照射装置９１５はキャリッジ１０２に固定されており印字走査中に図中の矢印の方向に動きながら、インクの吐出および紫外光照射を行う。紫外光照射装置９１５は二つの発光部を含んでおり、二つの発光部は、ヘッドカートリッジ１０１との距離が異なる。ヘッドカートリッジ１０１に近い位置にある発光部９１５ａと遠い発光部９１６ｂとでは、インクの吐出から紫外光露光までの時間が異なる。
【００５７】
図１０は、インクの吐出から紫外光露光までの時間が異なる場合に形成される凹凸の違いを示す模式図である。図１０（ａ）は露光までの時間が相対的に短い場合の例であり、図１０（ｂ）は露光までの時間が相対的に長い場合の例である。記録ヘッドから吐出されたインク滴は、記録媒体上または下層のインクに接触した後、濡れ広がる。図１０（ａ）の例ではインクが十分に濡れ拡がる前に硬化するため、高さが出るが段差が発生しやすい。一方図１０（ｂ）の例では、ある程度濡れ広がった後に硬化するため、高さは出ないが段差は発生しにくい。
【００５８】
次に、図６（ｃ）を用いて、本実施例における凹凸形成装置の動きを説明する。ステップＳＳ６５１からＳ６５４までは、実施例１におけるＳ６０１からＳ６０４までの動作と同じであるため、説明を省く。
【００５９】
ステップＳ６５５で制御部１２０は、ステップＳ６５４で判定した尖鋭度に基づいて、Ｓ６５３で分割したブロック毎に、後段のステップＳ６５６の凹凸出力時の露光強度および露光タイミングを決定する。ここでは、ステップＳ６５４にて尖鋭度優先とされた場合には、該当するブロックを発光部９１５ａを用いて吐出直後に露光する。一方、尖鋭度優先でない場合、発光部９１５ｂを用いて吐出後一定時間経過後に露光する。なお、本実施例においてはスライスデータの重ね順はどのブロックも同じで構わない。
【００６０】
以上説明したように本実施例の凹凸形成装置は、入力された凹凸データの尖鋭さに応じてブロック毎のインク硬化を制御することで、好適な凹凸形状を形成することが可能である。
【００６１】
なお、本実施例では、二つの発光部の発光タイミングを制御する方法について記載したが、発光部を位置毎に光量制御可能な発光素子アレイで構成し、アレイ内の位置毎にタイミングを制御する方法を用いることも可能である。また、二つの発光部の強度を複数レベルで制御し、その二つの発光部間で比率を制御するなどして多値の制御を行うことも可能である。
【００６２】
また、本実施例では、二つの発光部を用いて発光タイミングを制御する方法について記載したが、一つの発光部のみを有し、インク吐出とは異なる走査で露光のみを行い、その走査タイミングで、硬化までの時間等を制御する方法であってもよい。
【００６３】
また、本実施例では紫外光照射装置による発光強度およびタイミングの制御による凹凸表面性の制御について記載したが、粘度やチキソ性、硬化速度などのインク特性の異なる複数のインクを用いることでも同様の効果を得ることが可能である。
【００６４】
例えば、ヘッドカートリッジ１０１に搭載している凹凸生成用のインクを、粘度の高いインクＣｌ１と粘度の低いＣｌ２の２種類とする。凹凸形成の際は、凹凸データの尖鋭度等に応じて、尖鋭度優先ならばＣｌ１を多く使い、平滑度優先ならばＣｌ２を使うなど、インクの使用比率を制御する方法であってもよい。
【００６５】
また、実施例１に記載の積層方法の制御や実施例２に記載の硬化タイミングやインク種の制御を組み合わせ、凹凸データの特徴量に応じて出力する凹凸の表面性を制御する方法であってもよい。
【実施例３】
【００６６】
実施例１では、凹凸を複数の層に分割し、重ね方を変えることで形成される凹凸の表面性を制御する方法のうち、積層するスライスデータが多値であるものとして説明した。本実施例では、例えば層内で多値表現のできない造形方法に対応する例を説明する。すなわち、本実施例では、二値化されたスライスデータを用いた例について説明する。
【００６７】
なお、本実施例における凹凸形成装置の構成および動作は、ステップＳ６０２にて凹凸データの二値化処理を行う点が異なるのみで、実施例１に示したものと同じである。
【００６８】
本実施例では、制御部１２０は、外部から座標ｘ、ｙ毎の高さ情報の集合である凹凸データｈ（ｘ、ｙ）を受け取った後、二値化したスライスデータを生成する。例えば、制御部１２０は、式（１）を用いて凹凸データｈ（ｘ、ｙ）をインク量Ｉ（ｘ、ｙ）に変換する。  
Ｉ（ｘ、ｙ）  ＝  ｋ×ｈ（ｘ、ｙ）        式（１）
ここでｋは高さとインク量の関係を表す係数である。インク量Ｉは実施例１に記載のとおり１００％＝１．０で一層分の厚さとなる。例えば、一層の厚さが２０μｍの凹凸形成装置の場合ｋは１／２０μｍとなり、高さ５０μｍの凹凸データの入力があった場合、インク量Ｉは、２．５となる。
【００６９】
次に、式（１）で変換されたインク量は、例えば式（２）を用いて層厚単位で量子化される。  
Ｉ‘（ｘ、ｙ）  ＝  ｆｌｏｏｒ（Ｉ（ｘ、ｙ））        式（２）
ここで、ｆｌｏｏｒは負方向への丸めを行う関数である。例えば、入力されるインク量Ｉが２．５であった場合、２に丸められる。なお、ここで量子化処理は負方向への丸めとしたが、正方向や最も近い整数へ丸める方法をとることもできる。
【００７０】
以上が実施例１との動作の差異である。
【００７１】
図１１は、１×７画素の量子化後インク量Ｉ‘と分割されたスライスデータとの一例をマトリクスで表したものである。スライスデータは最下層をスライスデータ１とする。
【００７２】
図１２は、図１１に示したスライスデータの重ね順制御による凹凸形状の違いを示す模式図である。図１２（ａ）（ｂ）では、図中のハッチング濃度が高いブロック程、後の走査で形成されることを意味している。図１２（ａ）は、一回目の走査で最下層のスライスデータ１を、四回目の走査で最上層のスライスデータ４を形成する例であり、一般的に良く用いられるスライスデータの下層から形成し、小面積のパターンを積み上げる方法である。一方図１２（ｂ）は逆に、一回目の走査で最上層のスライスデータ４を使用し、大面積のパターンであるスライスデータ１を後から覆いかぶせる方法である。図１２（ｃ）（ｄ）はそれぞれ図１２（ａ）（ｂ）の積層方法で形成される凹凸形状を示す模式図である。図１２の例では、図５で示した凹凸形状と同様の理由で、図１２（ｄ）の方が平滑性に優れるが高さの低減が目立つ。このように、量子化された凹凸データ、言い換えればスライスデータ内で二値化されたパターンを用いて、重ね順を制御することで、凹凸形状の表面性を制御することが可能である。また、量子化後のインク量が同じであっても量子化前の凹凸データに基づき尖鋭度等の判定ができるため、層内で多値表現のできない造形方法でも、より好適な凹凸再現をすることが可能となる。
【実施例４】
【００７３】
実施例１では、面積階調の制御をする場合に図６のフローチャートで示す処理を説明した。すなわち、まず入力の凹凸データを分割してスライスデータを生成し、その後インク量２５％や５０％等に相当する厚みを持つスライスデータに対して、面積階調により制御されたパターン（インクのオン・オフを示す２値データ）を割り当てる例を説明した。
【００７４】
本実施例では、入力の凹凸データをスライスデータに分けることはしない。代わりに、凹凸データに対してインクの吐出数を決定するＮ値化処理を行い、その後Ｎ値のデータを各パスに割り振る処理（２値化）を行う。つまり、実施例１では凹凸データの段階で各パスのデータ（スライスデータ）に分割するのに対して、本実施例では凹凸データから画素毎のインク吐出数を決定した後にそれらのインクをどのパスで吐出するのかを決定する。なお、ここで、Ｎは２以上の整数である。
【００７５】
図１３は本実施例におけるフローチャートである。図１３の処理も制御部１２０を構成するＣＰＵが不図示のＲＯＭに格納されているプログラムを読み込んで実行することにより実現される。ここでは、１６層未満（インク量１６００％未満）の凹凸を形成する場合について示す。
【００７６】
まず、ステップＳ１３０１において制御部１２０は外部から座標ｘ、ｙ毎の高さ情報の集合である凹凸データを入力する。ここでは凹凸データは８ｂｉｔ（０、１、…、２５５）で記述されるものとする。凹凸データは一層分の厚さを１６段階で符号化する。例えばインク量１００％で形成された層が２０μｍの厚さを有する場合、４が５μｍ、８が１０μｍ、１６が２０μｍ、２４が３０μｍの厚さを示す。８ｂｉｔでは１６層未満の層まで２５６段階で記述が可能である。
【００７７】
次に、ステップＳ１３０２において制御部１２０は入力された凹凸データを画素毎のインクの吐出数に変換する処理を行う。図１４はステップＳ１３０２の処理の詳細を示したフローチャートである。まずステップＳ１４０２で制御部１２０は、ステップＳ１３０１で入力された凹凸データをｉｎとして読み込む。次にステップＳ１４０３で制御部１２０は、画素毎のインクの吐出数を示すＮ値データｏｕｔ（吐出数は０、１、…、１６となるためＮ＝１７）の全画素の値を初期化する。次に、ステップＳ１４０４〜Ｓ１４１０で、凹凸データｉｎを閾値処理によってＮ値データｏｕｔに量子化する。図１５に閾値処理で使用される閾値マトリクス組の例を示す。１７値化を行う場合は、閾値マトリクスは１６個必要となる。ステップＳ１４０５で制御部１２０は、閾値マトリクスを読み出し、これをタイル状に割り当て、ステップＳ１４０７において閾値と対応する凹凸データｉｎの注目画素との大小関係を比較する。なお、図１４においてＷはマトリクスの列数・Ｈはマトリクスの行数を示す。すなわち、ステップＳ１４０７は、凹凸データｉｎの注目画素の値が、ｍａｔｒｉｘ［ｉ］における周期的に対応する座標位置の閾値より大きく、ｍａｔｒｉｘ［ｉ＋１］における周期的に対応する座標位置の閾値以下であるかを判定する。そして、凹凸データｉｎの注目画素の値が、ｍａｔｒｉｘ［ｉ］における周期的に対応する座標位置の閾値より大きく、ｍａｔｒｉｘ［ｉ＋１］における周期的に対応する座標位置の閾値以下である場合、ステップＳ１４０８に進む。そして、Ｎ値データｏｕｔの注目画素と同じ座標の画素の値にｉを代入する。例えば、注目画素の値が、ｍａｔｒｉｘ［１］の対応する閾値より大きい値かつｍａｔｒｉｘ［２］の対応する閾値以下の画素は吐出数１、のようにＮ値データｏｕｔの各画素の値を決定していく。上記の処理は、いわゆる多値ディザ処理と呼ばれる処理である。このほか、Ｎ値化の方法として一般的に注目画素の近傍画素で発生した量子化誤差に基づいて量子化を行なう誤差拡散法と知られる方法を多値に拡張した多値誤差拡散法であってもよい。このように、注目画素を含む任意の局所領域において、凹凸データの高さの平均値とＮ値のデータが示す高さの平均値とが略一致するように凹凸データを量子化する。
【００７８】
上記の多値ディザ処理で使用される閾値マトリクスは例えば以下の方法で生成できる。図１６は図１５の閾値マトリクスの元となる閾値マトリクスである。ここでは一般的にＢａｙｅｒ型のディザマトリクスと呼ばれるものを使用する。このマトリクスの各画素の閾値をＢａｙｅｒ（ｘ，ｙ）とすると、多値ディザ処理のための複数の閾値マトリクスは、ｍａｔｒｉｘ［ｉ］（ｘ、ｙ）＝（ｉ−１）×１６＋Ｂａｙｅｒ（ｘ，ｙ）の式で計算される。ｉは閾値マトリクスの番号を示す。ただし上記のマトリクス生成法は一例であり公知の技術で生成したマトリクスを使用しても構わない。
【００７９】
図１７は凹凸データと、凹凸データに対して上記のステップＳ１３０２のＮ値化処理を行なうことで生成されたＮ値データの例とを示す図である。図１７（ａ）は２０μｍの厚さを想定した場合の入力された凹凸データであり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＮ値化結果を示す。ここではインク量１００％で形成された層が２０μｍの厚さを有するので、図１７（ｂ）のように全画素の吐出数が１となる。一方、図１７（ｃ）は３０μｍの厚さを想定した場合の入力された凹凸データであり、図１７（ｄ）は図１７（ｃ）のＮ値化結果を示す。３０μｍの厚さは１層と２層の中間の厚みとなるので、図１７（ｄ）のように吐出数１の画素と２の画素が５０％の比率で混在する。
【００８０】
次にステップＳ１３０３において制御部１２０は、ステップＳ１３０２で得られたＮ値データを分割し、多パス印字における各パスの画素毎のインクのオン・オフを示す２値分割データを生成する（パス分解処理）。図１８はステップＳ１３０３の詳細を示したフローチャートである。まずステップＳ１８０２において制御部１２０は、Ｓ１３０２で生成されたＮ値データをｉｎ２として読み込む。次にステップＳ１８０３において制御部１２０は、２値データｏｕｔ２［１］〜ｏｕｔ２［Ｎ−１］の全画素を初期化する。２値データｏｕｔ２［ｉ］は、ｉ番目のパスのインクのオン・オフ制御を示すデータである。すなわち、２値データｏｕｔ２［ｉ］が１の画素はｉ番目のパスでインクを吐出し、０の画素はｉ番目のパスでインクを吐出しない。そして、ステップＳ１８０４〜Ｓ１８１０において制御部１２０は、Ｎ値データｉｎ２を各パスの画素毎のインクのオン・オフを示すパターンに割り振る。ステップＳ１８０４のｉはパスの番号を示し、若い番号から順に１パス目、２パス目…と割り当てられる。つまり、ｉ＝１のパターンは凹凸の最下層に形成され、ｉ＝Ｎ−１は最上層に形成される。ステップＳ１８０６において制御部１２０は、Ｎ値データｉｎ２の注目画素の値が１以上であるかを判定する。１以上の場合、ステップＳ１８０７において制御部１２０は、２値データｏｕｔ２[ｉ]の注目画素に対応する画素の値に１を代入する。そして、ステップＳ１８０８において制御部１２０は、Ｎ値データｉｎ２の注目画素の値から１を引いた値をその注目画素の値にする。すなわち、注目画素の値をデクリメントする。この処理を全ての画素を注目画素として繰り返し、全ての画素を注目画素として処理した後に、ｉを更新して再度同様の処理を繰り消す。このようにステップＳ１８０６〜Ｓ１８０８では、入力したＮ値データｉｎ２に１以上のデータがあるなら順次２値データｏｕｔ２に割り振る処理を繰り返す。図１９は、図１７（ｄ）のＮ値データから生成された２値分割データを示す。ここで１はインクのオン、０はインクのオフを表す。図１９（ａ）はｉ＝１（１パス目）のパターン、図１９（ｂ）はｉ＝２（２パス目）のパターン、図１９（ｃ）はｉ＝３以降のパターンである。この例では１パス目で１層、２パス目で０．５層相当の層を示し、計３０μｍの厚みとなる。
【００８１】
最後にステップＳ１３０４で凹凸形成装置は、決定した２値分割データに基づいて凹凸形成を行う。また、必要に応じて形成した凹凸上に画像の印刷を行う。
【００８２】
このように、面積階調によって高さの制御を行うことで、インク量１００％の均一な層の重ね合わせのみでは形成できない高さを形成することが可能となる。
【実施例５】
【００８３】
実施例４では面積階調によって高さ制御を行なうこと１層未満の厚みを持つ層を形成することが可能となる例を説明した。１層未満の厚みを持つ層を形成する場合、微小な凹凸が発生する場合がある。例えば図１９（ｂ）のように面積階調を行い平面の形状を形成したい場合でもインクが全画素には吐出されず、疎らに吐出されるので微小な凹凸が発生する場合がある。特に、インク吐出数が少なく、より疎らな場合に凹凸が目立ちやすい。そこで本実施例では、微小な凹凸を低減し平滑な層を形成する方法を説明する。微小な凹凸を低減にはいくつかの方法がある。以下、実施例１と実施例４とにおける処理の変更部分について示す。
【００８４】
１つ目は、実施例４においてステップＳ１３０２で示すＮ値化処理である。本実施例では、多値ディザ処理に用いるマトリクスに分散型マトリクスと呼ばれるものを使用する。これによりインクが吐出される画素を満遍なく分散させ、局所的な領域でインクの疎密が発生し難くなる。分散型マトリクスの生成法ではブルーノイズマスク法等が知られている。また、Ｎ値化に多値誤差拡散処理を用いることによってもこの目的は達成される。一方、実施例１においては、ステップＳ６０６の２値化処理を、同様に分散型マトリクスを用いたディザ法や誤差拡散法により２値化を行う処理に変更すればよい。
【００８５】
２つ目は、実施例４においてステップＳ１８０４でループ１の層の重ね順を示すｉの順番を降順にし、層の重ね順を変更する。図１９（ｂ）の層ではインクを吐出・非吐出する画素が混在し、微小な凹凸が発生しやすく、この層が表面の層となると微小な凹凸が知覚されやすい。そこでこの層を最表面にならないように層の形成順を決定し、微小な凹凸を有する層の上に、全画素でインクが吐出される比較的滑らかな層を覆い被せて、微小な凹凸を低減する。実施例１の処理においては、ステップＳ６０５において最表面となるスライスに対しインク量１００％に対応するスライスになるようにスライスデータ重ね順を決定する。
【００８６】
３つ目は、実施例４におけるステップＳ１３０３のパス分解のステップでインク吐出の分割の比率の制御を行う。具体的には例えば、インク量１２５％の高さを有する形状を形成したい場合に、各パスで打ちこむインク量を、１００％、２５％のように分割しない。代わりに、５０％、７５％のようにインク量が少ない（この例では２５％）パスが発生しないようにパス分解を行う。これは、微小な凹凸はインク吐出数が少ない場合に目立ちやすく、逆にインク吐出数が多い場合には全面を覆うようにインク同士がくっつきあって平滑な面となるためである。これらの比率で分解した場合の、パス分解の例を図２０に示す。図２０（ａ）は分割元となるＮ値データである（１２５％を示す）。分解例１として１００％、２５％で分割した場合の二値分割データを図２０（ｂ）、（ｃ）に示し、分割例２として５０％、７５％で分割した場合の二値分割データを図２０（ｄ）、（ｅ）で示す。分割例２では図２０（ｃ）のようなインク吐出数が少ないパターンが発生していない。実施例１の処理においては、ステップＳ６０２のスライス処理のステップで、凹凸データを各層何％の高さにするか分配すればよい。この時、各パスでの２値分割データのパターンが似ていると、重ね合わせによって微小な凹凸が増大してしまうため、各層に対応するディザ処理のマトリクスを異なるものに変更することが望ましい。
【００８７】
分割の方法としての１例を示す。例えばインク量２１０％相当の高さを形成したい場合は、２１０を３で割り、７０、７０、７０と略等分に分割する。これは目的のインク量を、その高さを形成できる最低のパス数で割ることで計算される（例：インク量２５０なら３で割る、インク量３６０なら４で割る）。つまり、インク量をＸ％とすると、ｉｎｔ（Ｘ÷１００）＋１の数でＸを割って計算する（ｉｎｔは小数点以下切り捨て）。このような計算によって、インク吐出数が少ないパスが発生しにくい分割が可能になる。なお、ここで略等分とは、ある程度の幅を許容する趣旨で用いている。例えば、前述のインク量２１０％の相当の場合、７０％、７０％、７０％と分割することはもちろんのこと、例えば６０％、７０％、８０％のように分割してもよい。つまり、本来ならば１００％である２値分割データを１００％でないデータに変換し、その減らした分のインク量を、本来ならば１００％でない２値分割データに加えて得られる範囲内であれば、略等分の範疇に含まれるものである。なお上記の考え方は、実施例１のようにスライスデータを作成するステップを含む方法に対しても適用できる。この場合はＳ６０２において、取得された凹凸データをインク量１００％相当の間隔の等高線で分割しない。代わりに上記の考え方のように、例えばインク量２１０％に対しては、７０％、７０％、７０％や６０％、７０％、８０％のように分割する。
【００８８】
このようにして、面積階調により１層未満の厚みを持つ層を形成する場合に、微小な凹凸を低減し平滑な層を形成することができる。
【００８９】
＜その他の実施例＞
以上の各実施例では、凹凸形成装置において、凹凸の高さを画素毎に示す凹凸データから、インクのＯＮ／ＯＦＦを示すデータを生成する例を説明した。しかしながら、外部のコンピュータなどデータ生成装置において、凹凸データからインクのＯＮ／ＯＦＦを示すデータを生成して凹凸形成装置に送信するような形態であってもよい。このようなデータ生成装置が凹凸形成装置の制御部として機能してもよいことはもちろんである。
【００９０】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００９１】
また、本実施形態の機能を実現するためのプログラムコードを、１つのコンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ）で実行する場合であってもよいし、複数のコンピュータが協働することによって実行する場合であってもよい。さらに、プログラムコードをコンピュータが実行する場合であってもよいし、プログラムコードの機能を実現するための回路等のハードウェアを設けてもよい。またはプログラムコードの一部をハードウェアで実現し、残りの部分をコンピュータが実行する場合であってもよい。
【図１】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２】
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