JP2004306593A - 立体イメージの形成方法および装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】立体形状に対応する所望の、制御された高さ階調または人間の視覚特性により良くマッチする立体形状に対応する所望の高さ階調を有する立体イメージの形成を可能とする、インクジェット方式による立体イメージの形成方法および装置を提供する。
【解決手段】支持体上に、２次元イメージ情報に基づいて２次元イメージとして立体物を含む第１層イメージを形成して固定すると共に、立体物に対応する凹凸を再現可能な第１の高さ情報を取得し、この高さ情報に基づいて、第１層イメージ上にインクジェット方式によるインク固形物を積層して、立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成した後、支持体上に形成された立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを定着する。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、立体イメージの形成方法および装置に関し、より詳細には、入力立体物の高さ情報を変換あるいは新たに付与することにより、立体形状に対応する所望の高さ階調を有する立体イメージの形成を可能とする、インクジェット方式による立体イメージの形成方法および装置に関する。
なお、本明細書中で、立体イメージとは、シート状（平面形状）の支持体上に２次元的に形成された画像が、その平面と直交する高さ方向にも凹凸（高低差、高さ分布、高さ階調、例えば、支持体からの高さが概略数百ミクロンであり、所定の、例えば、２５６階調（８ビット）の高さ階調を持つようにインクジェット方式によりデジタル的に制御された凹凸）を持つものをいい、本発明では、通常の画像（２次元画像）に対して、単にレリーフ画像ともいう。また、イメージという文言は、いわゆる画像情報の他に文字等のテキスト情報を含むものとする。さらに、本発明でいう高さ階調および高さ階調数（ビット）とは、それぞれ、凹凸の支持体から高さの変化の段階およびその段階の数をいう。
周知の通り、インクジェット方式は、カラー画像（いわゆる２次元カラー画像）を出力するための、構造が簡単で、装置の小型化、低価格化が可能な方式として広く利用されている。
通常、インクジェット方式によるプリンタ（インクジェット・プリンタ）には、サーマルヘッド方式あるいは電気機械変換素子（ピエゾ素子）方式が用いられている。そして、このインクジェット・プリンタに使用される記録体としては、一般に、染料系インクが使用され、これらの印刷方式上、記録用紙等のシート状（カットシート状またはウェブ状）の被記録体となる記録媒体にインクを染み込ませることで、印刷が行われる。
また、周知の通り、従来から、電子写真方式、静電インクジェット方式等の各種の画像形成方式により、モノクローム（白黒）イメージやカラーイメージを、記録用紙等のシート状の記録媒体上に平面的に形成し、このイメージを視覚により認識して、所望の情報を伝達するために用いることが、一般的に行われている。
この記録用紙等の記録媒体上に形成されるイメージは、所定の色の色材を含有するトナーやインクを、イメージ情報に応じて、記録媒体上に被着させ、被着したトナーやインクの色材を溶融・固着させることによって形成されるものであり、あくまでも、記録媒体上に２次元で平面的に形成されるものである。
これに対して、立体的な画像は、平面的な視覚情報だけでなく、高低差による陰影や指の触覚などから、３次元的な情報を第三者に伝えることができ、その分だけ、平面的なイメージ（２次元画像）に比べて伝達できる情報を多様化させることができるという利点を有するものである。
このような利点を有する立体イメージを形成する方法としては、例えば、特許文献１に開示されているような、発泡性トナーと非発泡性トナーとを組み合わせる方法を挙げることができる。この方法は、まず、発泡性トナーを用いて複数の壁面を有する凸形状の画像を形成し、この凸形状の画像の異なった壁面に、非発泡性トナーを用いて種類の異なる複数の画像を支持体上に形成し、加熱定着することにより上記発泡性トナーを発泡させるとともに、非発泡性トナーからなる画像を溶融定着させるものである。
また、上述のインクジェット方式による立体イメージの形成方法については、従来、例えば、特許文献２または３に開示されているような、インクジェット式およびトナー飛翔式併用型のプリンタが知られている。このプリンタでは、まず、インクジェット方式によりインクを飛翔させて印刷を実行し、次いでこのインクによる印刷部分に対しトナー飛翔方式によりトナー粒子を噴射して、最後に、熱定着方式によりインクの乾燥およびトナー粒子の溶融・乾燥を行って、トナー粒子による立体像を固定するというものである。
また、特許文献４には、人体の３次元立体情報（３次元形状データ）をカメラによって取得し、実立体モデル、すなわち、上で取得した３次元形状データに基づいて成形された立体物（適宜色付けされているものも含まれる）を作成する手法が開示されている。
ここでの立体物の作成方法としては、対象物の形状に近いテンプレート（加工対象となるワークの原型）を用意しておき、これを、例えば切削等の方法により加工する方法が例示されている。
なお、この場合に、先に取得した３次元形状データをそのままは用いず、奥行き方向に圧縮して、実立体モデルを作成してもよいとの記載があり、これにより、例えば厚さの薄い実立体モデルを作成することが可能であるとしている。
また、先に取得した３次元形状データに対しエッジ強調処理を施す旨の記載もあるが、エッジ強調処理の詳細や、その効果等については、明確な記載は見受けられない。
特開２００２−２７８３７０号公報 特開平１１−２６３００４号公報 特許第３０２７９６９号公報（特許文献２の特許公報） 特開２００１−１６６８０９号公報
ところで、上記特許文献１に記載の従来技術では、発泡性トナーの制御が困難であり、微細な画像と発泡性トナーの発泡によって形成される凸形状とを正確に合わせるのが困難であり、また、高さ方向の微細な制御ができないという問題があった。
上記特許文献２および３に記載の従来技術は、インクジェット方式を用いて立体イメージを形成するという点では、後述する本発明と共通する点を有するものであるが、ここでの立体イメージの凹凸（高さ）の制御については、インクおよびトナー粒子の飛翔量をそれぞれコントロールすることにより、凹凸の程度を変えた画像を印刷することができるとの記載があるに過ぎないし、最後に、熱定着を行って、記録媒体上のインクの乾燥やトナー粒子の乾燥・溶融を行っているので、下層のインクと記録媒体のとの定着や、また、下層のインクと上層のトナー粒子との定着が不十分になりやすいという問題があった。
また、上記特許文献４に記載の従来技術では、取得した３次元形状データに基づいて、対象物の形状に近いテンプレートを、例えば切削等の方法により加工する際に、先に取得した（示した）３次元形状データを奥行き方向に圧縮して厚さの薄い実立体モデルを作成する例や、エッジ強調処理を行うことが示されているものの、これ以上の具体的な記載はない。
なお、立体的な画像の従来技術として、内外装用の壁紙等のように、エンボス加工により木目などの２次元画像に凹凸を設け、木目の質感を出そうとするものもあるが、２次元画像の絵柄とエンボスの凹凸パターンを一致させるのが困難であり、精密なかつ精緻な立体的な画像を得ることができないという問題があった。
また、上述の厚さの薄い実立体モデルや、いわゆるレリーフなどのように、アナログ的に立体的な画像を作成する従来技術はあるが、下地が精密なかつ精緻な２次元画像である場合、２次元画像に合わせて精密な立体的な画像を作成するのは困難であるという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的とするところは、従来の技術における問題を解消し、本発明でいう、いわゆるレリーフ画像において、立体形状に対応する所望の、制御された高さ階調を有する立体イメージの形成を可能とする、インクジェット方式による立体イメージの形成方法および装置を提供することにある。
より具体的には、本発明の第１の目的は、入力立体物情報（３次元情報）中の高さ情報を変換あるいは新たに付与することにより、立体形状に対応する所望の高さ階調を有する立体イメージの形成を可能とする、インクジェット方式による立体イメージの形成方法および装置を提供することにある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その第２の目的とするところは、従来の技術における問題を解消し、本発明でいう、いわゆるレリーフ画像において、人間の視覚特性により良くマッチする立体形状に対応する所望の高さ階調を有する立体イメージの形成を可能とする、立体イメージの形成方法および装置を提供することにある。
上記第１および第２の目的を達成するために、本発明者は、上記従来技術のうち、第２および第３のものには見られない「より高度な立体イメージの形成に必要とされる、入力画像情報（３次元情報）を精密に変換・制御する」という発想を具現化しようとするものである。
ここで、インクジェット方式による立体イメージ形成装置は、前述のように、比較的簡単な構成でありながら、高品質なイメージの形成には極めて有効な装置であり、特に、高品質なカラーイメージの形成には欠かせないものであるので、これにさらに、高精度のイメージ情報変換機能を付加することができれば、より有効な立体イメージ形成手段にすることが可能である。
また、立体画像を形成する際に、入力画像情報（３次元情報）を精密に変換・制御するという思想を付加すること、特に人間の視覚特性に応じた高さ特性に関する情報に変換・制御するという思想を付加することは、より有効な立体イメージの形成に寄与すると考えられる。
上記第１および第２の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様は、インクジェット方式により支持体上に立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成する立体イメージの形成方法であって、２次元イメージ情報に基づいて、前記支持体上に２次元イメージとして前記立体物を含む第１層イメージを形成するステップと、前記第１層イメージを前記支持体に固定するステップと、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な第１の高さ情報を取得するステップと、取得された前記第１の高さ情報に基づいて、前記支持体に固定された前記第１層イメージ上に前記インクジェット方式により吐出されたインク固形物を積層して、前記立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成するステップと、前記支持体上に形成された、前記立体物に対応する凹凸を持つ前記立体イメージを定着するステップとを有することを特徴とする立体イメージの形成方法を提供するものである。
ここで、前記第１層イメージを形成するステップには、前記立体イメージを定着するステップの前記インクジェット方式と同一または異なるインクジェット方式を用いるのが好ましい。
また、前記立体イメージを定着するステップには、前記インクジェット方式として、熱可塑性固体を含むインクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記インク固形物の積層が可能な方式を用い、前記第１層イメージを形成するステップでは、画像記録用水性インク、油性インクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記第１層イメージの形成が可能なインクジェット方式を用いるのが好ましい。
また、前記支持体上に前記第１層イメージを固定するための定着処理と前記第１層イメージ上に形成された前記立体イメージの定着処理とは、異なる定着処理であるのが好ましい。
また、上記の第１の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の第１の形態においては、前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得するステップと、このステップで取得された前記第２の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換するステップとを有するのが好ましい。
ここで、前記立体物の情報は、前記立体物に関する３次元形状情報を含み、前記第２の高さ情報は、前記３次元形状情報中の高さに関する情報であるのが好ましく、また、前記２次元イメージ情報は、前記立体物の情報に加えて入力された２次元イメージデータであるのが好ましい。
または、前記２次元イメージ情報および前記立体物の情報は、入力された３次元画像情報から取得されたものであるのが好ましい。
また、上記の第１の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の第２の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を算出するステップであるのが好ましい。
また、上記第１の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の第３の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出するステップと、このステップにより算出された前記第３の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換するステップとを有するのが好ましい。
また、上記第２の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の第４の形態においては、前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得するステップと、このステップで取得された前記第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報に変換するステップとを有するのが好ましい。
ここで、前記立体物の情報は、前記立体物に関する３次元形状情報を含み、前記第２の高さ情報は、前記３次元形状情報中の高さに関する情報であるのが好ましい。
また、前記２次元イメージ情報は、前記立体物の情報に加えて入力された２次元イメージデータであるのが好ましい。
または、前記２次元イメージ情報および前記立体物の情報は、入力された３次元画像情報から取得されたものであるのが好ましい。
また、前記第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて変換するステップは、表面粗さの異なるサンプルを用いて求めた人間の視覚で感じるざらつき感、もしくは、光沢感に基づいて、高さ周波数を決定するのが好ましく、もしくは、高さ分解視認曲線に応じて、高さ諧調を変換するのが好ましい。
なお、前記高さ分解視認曲線に応じて前記高さ諧調を変換するステップは、人間の視覚が敏感に反応する領域では選択的な強調もしくは抑制を行うものであるのが好ましく、もしくは、人間の視覚の感度が実質的にない領域では、情報をカットするものであるのが好ましい。
また、上記第２の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の第５の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて算出するステップであるのが好ましい。
また、上記第２の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の第６の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出するステップと、このステップにより算出された前記第３の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換するステップとを有するのが好ましい。
一方、上記第１および第２の目的を達成するために、本発明に係る第２の態様は、インクジェット方式により支持体上に立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成する立体イメージの形成装置であって、２次元イメージ情報に基づいて、前記支持体上に２次元イメージとして前記立体物を含む第１層イメージを形成する第１形成手段と、前記第１層イメージを前記支持体に固定する固定手段と、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な第１の高さ情報を取得する第１情報取得手段と、取得された前記第１の高さ情報に基づいて、前記支持体に固定された前記第１層イメージ上に前記インクジェット方式により吐出されたインク固形物を積層して、前記立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成する第２形成手段と、前記支持体上に形成された、前記立体物に対応する凹凸を持つ前記立体イメージを定着する定着手段とを有することを特徴とする立体イメージの形成装置を提供するものである。
ここで、前記第１形成手段および第２形成手段は、同一または異なるインクジェット方式を用いるインクジェットヘッドであるのが好ましい。
また、前記第２形成手段は、熱可塑性固体を含むインクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記インク固形物を積層して前記立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成するインクジェットヘッドであり、前記第１形成手段は、画像記録用水性インク、油性インクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記第１層イメージを形成するインクジェットヘッドであるのが好ましい。
また、前記固定手段と前記定着手段とは、異なる定着処理を行うものであるのが好ましい。
また、上記第１の目的を達成するために、本発明に係る第２の態様の第１の形態においては、前記第１情報取得手段は、入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得する第２情報取得手段と、この第２情報取得手段によって取得された前記第２の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換する第１情報変換手段とを有するのが好ましい。
また、上記第１の目的を達成するために、本発明に係る第２の態様の第２の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を算出する第１情報算出手段であるのが好ましい。
また、上記第１の目的を達成するために、本発明に係る第２の態様の第３の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出する第２情報算出手段と、この第２情報算出手段によって算出された前記第３の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換する第２情報変換手段とを有するのが好ましい。
一方、上記第２の目的を達成するために、本発明に係る第２の態様の第４の形態においては、前記第１情報取得手段は、入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得する第２情報取得手段と、このステップで取得された前記第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報に変換する第３情報変換手段とを有するのが好ましい。
また、上記第２の目的を達成するために、本発明に係る第２の態様の第５の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて算出する第３情報算出手段であるのが好ましい。
また、上記第２の目的を達成するために、本発明に係る第２の態様の第６の形態においては、前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出する第２情報算出手段と、この第２情報算出手段によって算出された前記第３の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換する第４情報変換手段とを有するのが好ましい。
本発明によれば、入力された３次元情報から取出した高さ情報、もしくは２次元情報から算出した高さ情報に基づいて、入力情報そのものにより実現される立体イメージ（いわば、オリジナル立体のイメージ）と比較して、質感を、より好ましい状態、または人間の視覚特性にとってより好ましい状態に表現した立体イメージ（いわば、質感を改善した立体イメージ）を形成することが可能になる。
すなわち、本発明に係る立体イメージの形成方法または装置においては、実際の３次元立体と、これを立体イメージとしてプリントしたもの、またはプリント等で再現したものとからでは、観察者の受ける印象が異なることを考慮して、プリントされた、またはプリント等で再現された立体イメージを観察した観察者が、より「リアルである」、または、より「好ましい」と感じる方向になるように前述の高さ情報を変換することにより、上述のような好ましい立体イメージの形成を可能としたものである。
このような発想は、従来なかったものであり、これこそが本発明の特徴的な点である。ここで、上述の高さ情報の変換、または上述の高さ情報の、人間の視覚特性にとってより好ましい方向への変換に関しては、後述するように、いわゆる画像処理における各種の変換を、少し形を変えて応用すること、または参考にすることが可能である。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、支持体に形成された第１層画像上に、所望の立体形状に対応する所望の、制御された高さ階調を有する立体イメージ、いわゆるレリーフ画像の形成を可能とする、インクジェット方式による立体イメージの形成方法および装置を実現できるという顕著な効果を奏するものである。
より具体的には、本発明の第１および第２の態様の各第１〜第３形態によれば、入力される３次元形状情報等の立体物の情報中の立体物の高さ情報を、所望の高さ情報を再現するように変換する、すなわち立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報に変換し、変換された高さ情報に基づいて支持体上に立体イメージを形成するのみならず、入力される２次元イメージ情報からこの２次元イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を算出し、算出された高さ情報に基づいて支持体上に立体イメージを形成するので、立体形状に対応する所望の高さ階調を有する立体イメージ、いわゆるレリーフ画像の形成を可能とする、インクジェット方式による立体イメージの形成方法および装置を実現できるという実用的な効果を奏するものである。
より具体的には、本発明の第１および第２の態様の各第４〜第６実施形態によれば、入力される３次元形状情報等の立体物の情報中の立体物の高さ情報を、人間の視覚特性を考慮しつつ、所望の高さ情報を再現する、好ましくは正確に表現するように変換する、すなわち立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報に変換し、変換された高さ情報に基づいて支持体上に立体イメージを形成するのみならず、入力される２次元イメージ情報から、人間の視覚特性を考慮しつつ、この２次元イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を算出し、算出された高さ情報に基づいて支持体上に立体イメージを形成するので、立体形状に対応する所望の高さ階調を有する立体イメージ、いわゆるレリーフ画像の形成を可能とする、インクジェット方式による立体イメージの形成方法および装置を実現できるという実用的な効果が得られる。
本発明に係る立体イメージの形成方法および装置を添付の図面に示す好適な実施の形態に基づいて以下に詳細に説明する。
まず、図１〜図１８Ｂを参照して、本発明の第１の態様に係る立体イメージの形成方法および本発明の第２の態様に係る立体イメージの形成装置について説明する。
図１は、本発明の第２の態様に係る立体イメージの形成装置（以下、単に形成装置ともいう）の一実施形態の概略構成を示すブロック図、また、図２は、図１に示す形成装置のより具体的な模式的概念図、さらに、図３Ａは、図１および図２に示す実施形態に係る形成装置を用いた場合の、動作、すなわち本発明の第１の態様に係る立体イメージの形成方法（以下、単に形成方法ともいう）の第１実施形態の概要を説明するフローチャートであり、図３Ｂは、本第１実施形態の形成方法に用いられるデータ処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。なお、図１および図２に示す立体イメージの形成装置は、そのデータ処理部の内部構成を変えることにより、後述する本発明の第１の態様の立体イメージの形成方法および第２の態様の形成装置の各々の第２〜第６の実施形態にも共通に用いることができるものである。
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る立体イメージ形成装置の構成を説明する。
本実施形態に係る形成装置（以下、プリンタともいう）１０は、２次元画像データに基づいて、支持体、好ましくは、記録用紙等のシート状の記録媒体上に平面的に２次元画像（第１層画像）を形成して固定した後、２次元画像に含まれる立体物の情報に基づいて、インクジェット方式によってインクを吐出して、記録媒体上にインク固形物を立体物、特にその高さに対応して、好ましくはデジタル的に制御された高さ階調に応じて積層して積層画像を形成し、積層画像の高さ階調を失わないように定着して、好ましくは、非接触で熱定着して、立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージ（立体画像）を形成するものである。
ここで、本発明において形成される立体イメージは、シート状の支持体上に２次元的に形成された画像がその平面と直交する高さ方向にも凹凸（高低差、高さ分布、高さ階調、例えば、支持体からの高さが概略数百ミクロンであり、所定の、例えば、２５６階調（８ビット）の高さ階調を持つようにインクジェット方式によりデジタル的に制御された凹凸）を持つものであり、本発明では、通常の画像（２次元画像）に対して、２次元画像の第１層画像に対してその中の立体物に対応して制御された高さを持つように積層された積層画像を持つレリーフ画像ということができる。なお、本発明でいう高さ階調とは、積層画像の支持体から高さの変化の段階をいい、高さ階調数（ビット）とは、支持体からの高さの変化の段階の段差の数をいう。
本発明において用いられる支持体は、２次元的な、すなわち平面状あるいはシート状の薄い被記録体であり、その上に第１層画像として２次元画像を形成することができ、その上に、形成された２次元画像を確実に固定することができ、かつ、第１層の２次元画像上に多層の、高さ方向に階調（凹凸）を持つ積層画像を形成できれば、特に制限的でなく、どのようなものでも良い。例えば、支持体としては、カットシート状でも、ウェブ（長尺）状でも良いし、２次元画像の記録方式に応じて２次元画像を記録または形成することのできる被記録体または記録媒体であれば良く、色材等のインク固形物などを付着させ定着することにより画像を形成するものでも、自身が発色して画像を形成するものでも良い。記録用紙、フィルム（樹脂フィルム）、金属版等の従来公知の記録媒体を挙げることができる。なお、支持体のサイズや厚みは、通常の記録媒体として用いられるものであれば、特に制限的ではなく、２次元画像の記録方式に応じて、さらに好ましくは、積層画像を形成するためのインクやインク固形物に応じて、適宜選択すれば良い。記録用紙としては、例えば、１００μｍ〜数ｍｍ程度の厚みの記録用紙を用いても良い。
このような支持体に記録または形成される２次元画像は、支持体上に第１層画像として記録または形成される画像であれば、どのようなものでも良く、その記録方式に応じて適宜選択することができ、例えば、後述するインクジェット記録方式や電子写真記録方式等の色材等のトナーやインク固形物などを支持体上に付着させて定着することにより形成された薄層画像でも、記録媒体や被記録体に形成されている発色層を発色・現像・定着させることにより形成された薄層画像であっても良く、その上に形成される積層画像のベース画像となるものである。なお、２次元画像は、いわゆるモノクロまたはカラー画像情報のみならず、文字等のテキスト情報や線画像情報であっても良いし、両者を含むものであっても良い。
支持体に形成された２次元画像上に形成される積層画像は、第１層の２次元画像上にインクジェット方式によりインク固形物を第２層以降第ｎ層まで多層（（ｎ−１）層）に積層することにより形成されたものであり、２次元画像中の立体物に対応する高さの凹凸、例えば、高低差、高さ分布、高さ階調を持つように制御して、例えば、支持体の表面から数百ミクロン（μｍ）、例えば、３００μｍ〜５００μｍの高さとなるように積層されたものである。ここで、第２層以降第ｎ層までの（ｎ−１）層の積層画像の１層当りの層厚（高さの段差）は、特に制限的ではなく、各層均一であっても、異なっていても良く、積層画像の最高高さや、立体イメージの高さ階調（階調数ｎ）などに応じて適宜選択すればよいが、例えば、積層画像の高さが３００μｍ〜５００μｍで、高さ階調が２５６階調の場合には、１μｍ〜２μｍとすることができる。もちろん、立体イメージの高さ階調、または積層画像の層の数（ｎ−１）も特に限定的ではなく、所望の立体イメージや、２次元画像やその中の立体物に応じて適宜選択すれば良い。
図１に示す本実施形態に係る形成装置（プリンタ）１０は、データ処理部１２、制御部１４、インクジェットヘッド１６、定着部１８および被記録体搬送部２０を有する。
図１および図２に示すように、データ処理部１２は、第１情報取得部（手段）として機能するもので、上流の画像情報源（上位装置）から入力された信号、情報（２次元画像情報、立体物の情報、３次元画像情報）や画像データ（２次元画像データ、３次元画像データ）等のオリジナルデータを受け取り、必要なデータ処理を実行して高さ階調データ（第１高さ情報）を求め、２次元画像データおよび高さ階調データ等の出力データを出力するものである。
次に、制御部１４は、データ処理部１２からの出力データを受け取り、プリンタ１０の各部、特に、インクジェットヘッド１６（１６ａおよび１６ｂ）、定着部１８（１８ａおよび１８ｂ）および被記録体搬送部２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）の制御を行うためのものである。
なお、本実施形態の形成装置１０は、インクジェットヘッド１６によって、例えば、シート状（カットシート状またはウエブ（長尺）状）の被記録体に、まず、通常の画像記録用インクを用いて立体物の２次元画像を記録して定着・乾燥して固定した後に、熱溶融タイプのインクを用いて、２次元画像として記録された立体物に対応する凹凸（３次元構造）を２次元画像上に形成して、シート状の被記録体に記録された２次元画像上にこの２次元画像の立体物に対応する凹凸を持ち、それによって高さ階調が表現された立体イメージを形成することができるものである。なお、立体イメージの３次元構造を形成する際に、熱溶融タイプのインクは、下地となる２次元画像の情報を生かそうとする場合には、透明または色の薄いインクであるのが好ましいが、２次元画像上に重ね書きする場合には、不透明インクであっても良い。この場合には、不透明インクを積層してゆくので、上に行くほど先細りとなり、下側の絵（画像）のほうが若干大きいので縁の着色部が見えることになり、この縁の着色部だけ使って３次元画像、すなわち、３次元構造を持つ立体イメージを形成することができる。
従って、インクジェットヘッド１６は、図２に示すように、本発明の第１画像形成手段として、シート状（平面形状）の記録媒体上に２次元画像（第１層画像）を記録するインクジェットヘッド１６ａと、本発明の第２画像形成手段として、記録媒体上に記録された２次元画像上にこの２次元画像中の立体物に対応する凹凸を持ち、それによって高さ階調が表現されるようにインク固形物を積層して積層画像を形成するインクジェットヘッド１６ｂとを有する。
インクジェットヘッド１６ａとしては、例えば、通常の画像記録用モノクロ（黒）インクやカラーインク等の複数種のインクを用いて２次元（モノクロまたはカラー）の画像を記録する２次元画像記録用インクジェットヘッドを用いることができる。例えば、２次元画像記録用インクとして、水性、油性、固体インク、ＵＶ（紫外線硬化型）インク、または色材や樹脂等の固形物を含有する溶剤からなるインクなどの種々のタイプのインクを用いる、さらには液体、トナー、液体トナーなどをインクとして用いるサーマルタイプ、ピエゾタイプ、静電タイプの従来公知のインクジェットヘッドや固体インクジェットヘッドを挙げることができる。
また、インクジェットヘッド１６ｂとしては、例えば、熱溶融タイプのインクまたはＵＶ（紫外線硬化型）インクを用いてインク固形物を積層して立体物に対応する高さ階調を表現する凹凸を形成する３次元構造形成用インクジェットヘッドを用いることができる。例えば、３次元構造形成用インクとして、熱溶融インクまたは溶剤溶融インク、固体インク、熱可塑性固体を含むインク、ＵＶインク、色材や樹脂等の固形物を含有する溶剤からなるインク等の、記録媒体上にインク固形物を積層可能な種々のインクを用いるサーマルタイプ、ピエゾタイプ、静電タイプの従来公知のインクジェットヘッドや固形物吐出型インクジェットヘッド等を挙げることができる。なお、さらには、記録媒体上にインク固形物を積層可能であれば、液体、トナー、液体トナーなどをインクジェットヘッド１６ｂのインクの代わりに用いても良い。なお、本発明においては、３次元構造形成用インクとして、熱溶融タイプのインクや熱可塑性樹脂（粒子状）を主成分として含有するインクやトナーを用いるのが好ましい。
なお、紫外線に反応する感光性樹脂からなるＵＶインクを用いる場合には、１層毎に紫外線で定着・硬化させながら画像を積層してゆき、積層画像を形成すればよい。この場合には、第２層目以降の積層画像のみをＵＶインクを用いて形成しても良いし、また、これに加え、第１層画像も、ＵＶインクを用いて形成しても良い。
このように、本発明においては、図示例のように、インクジェットヘッド１６として、２次元画像記録用インクジェットヘッド１６ａと、３次元構造形成用インクジェットヘッド１６ｂとの２種のインクジェットヘッドを持つのが好ましいが、本発明はこれに限定されず、インクジェットヘッド１６（１６ａおよび１６ｂ）として、通常の画像記録用インクと熱溶融タイプのインクとの両方に対して１種類の共用インクジェットヘッドを用いる構成としても良い。
また、本発明においては、インクジェットヘッド１６（１６ａおよび１６ｂ）として、１種の共用インクジェットヘッドを用いて、モノクロ（黒）やカラーの複数種の熱溶融タイプのインクを用いて、シート状の被記録体上に、直接、高さ階調とを表現する凹凸（３次元構造）を持つ２次元画像を立体イメージとして形成しても良い。
さらに、図２に示す実施形態では、本発明の第１層画像を形成する第１画像形成手段として、２次元画像記録用インクジェットヘッド１６ａを用いているが、本発明はこれに限定されず、シート状の被記録体に２次元画像（文字等の線画像も、多階調画像も含む）を記録することができるものであれば、特に制限的ではなく、従来公知の２次元画像形成手段を用いることができ、例えば、液体、トナー、液体トナー等を用いる電子写真方式、熱転写記録タイプ、印刷等の被記録体（支持体）にインクやトナーを付着させるタイプの公知の画像記録ユニットを挙げることができ、また、その上にインク固形物による積層画像を形成できる２次元画像を形成できれば、銀塩写真方式、昇華型画像記録タイプ等の被記録体（支持体）自体から画像が発生するタイプの従来公知の画像記録ユニットを挙げることができる。
また、本発明の固形物の積層画像を形成する第２画像形成手段としては、高さ階調（高さ情報）を持つ積層画像（立体情報層ともいえる）を形成するために、固形物の薄層画像を積み重ねる必要があるので、非接触型の画像記録方法を用いる非接触タイプの画像記録ユニットを用いるのが好ましく、図示例では、３次元構造形成用インクジェットヘッド１６ｂを用いているが、本発明はこれに限定されず、積層画像が形成できれば、熱可塑性樹脂等の樹脂トナーを用いる電子写真方式や熱転写方式の画像記録方法を用いる接触タイプの画像記録ユニットを用いても良い。
このため、定着部１８は、インクジェットヘッド１６ａによって、被記録体上に形成された第１層の２次元画像を被記録体に定着して固定するための固定手段としての第１定着部１８ａと、インクジェットヘッド１６ａによって、被記録体上の第１層画像上に形成されたインク固形物の積層画像を定着するための第２定着部１８ｂとを有する。
ここで、第１定着部１８ａは、インクジェットヘッド１６ａによって形成された第１層の２次元画像を被記録体にしっかりと確実に固定できるものであればどのようなものでも良いが、例えば、ヒートロール加熱等の接触加熱定着や赤外線ヒータ等の非接触熱定着などの熱定着、ＵＶ定着、酸化重合等による定着、圧力定着などの定着処理（方法）を行う従来公知の定着ユニットなどを用いることができる。なお、被記録体が、紙などの多孔質性支持体の場合には、その内部の繊維中の隙間（孔）まで確実に浸透させ、支持体にしっかりアンカーさせるために、圧力定着または熱定着、好ましくは圧力定着、より好ましくは圧力定着と熱定着とを併用する従来公知の定着ユニットなどを用いるのが良い。なお、図２に示す例では、一組のローラ対の少なくとも一方をヒートローラにすることによりによる圧力定着と熱定着とを併用している。
なお、インクジェットヘッド１６ａの変わりに、他の方式の画像形成手段を用いて第１層画像の形成を行う場合には、その画像形成方式に応じて、第１層画像を被記録体に固定するのに適した定着方法、例えば、熱定着、圧力定着、ＵＶ定着、酸化重合、乾燥等による定着などの従来公知の定着方法を用いればよい。
一方、第２定着部１８ｂは、被記録体上の第１層画像上に形成されたインク固形物の積層画像を定着するためのものであるので、積層画像によって形成されている高さ階調や高さ情報が失われないように定着できれば、どのような定着処理（方法）を行う定着ユニットなどを用いることができ、熱定着、ＵＶ定着、酸化重合等による定着等を用いても良いが、高さ階調や高さ情報が確実に維持されて定着される必要があるので、非接触熱定着が好ましい。
このように、第１定着部１８ａでは、圧力定着および／または熱定着を行い、第２定着部１８ｂでは、非接触熱定着を行うように、両定着部１８ａおよび１８ｂで、異なる定着処理を行うのが好ましい。
被記録体搬送部２０は、図２に示す例では、未使用の被記録体を供給する被記録体供給部２０ａと、立体イメージが形成された被記録体を取り出す被記録体取出部２０ｂと、被記録体供給部２０ａから供給された被記録体をインクジェットヘッド１６ａに搬送して第１層画像の形成に供する搬送ローラ対２０ｃ、第１定着部１８ａを構成して第１層画像を定着するとともに被記録体をインクジェットヘッド１６ｂに搬送して固形物の積層画像の形成に供する搬送ローラ対としても機能するヒートローラ対、固形物の積層画像が形成された被記録体を第２定着部に搬送して固形物の積層画像の定着に供する搬送ローラ対２０ｃ、および第２定着部で定着されて被記録体上に高さ情報を持つ凹凸が形成された立体イメージを被記録体取出部２０ｂに搬送する搬送ローラ対２０ｃからなる搬送機構とを有する。
なお、搬送機構において、搬送ローラ対２０ｃやヒートローラ対の数や、ローラ対を設ける間隔は、被記録体のサイズやタイプ（カットシート、ウェブ）等により、適宜設定すればよい。また、本発明に用いられる搬送機構としては、被記録体を搬送できれば、どのようなものでも良く、例えば、ローラ対によるものの他、ベルトコンベア等の従来公知の搬送機構を挙げることができる。
本実施形態に係る形成装置（プリンタ）１０の構成要素の内、インクジェットヘッド１６、定着手段１８、被記録体搬送手段２０、ならびにこれらの制御を行う制御部１４の機能は、後述する種々の実施形態において共通のもの、例えば、通常の２次元画像記録用インクジェットプリンタ１６ａおよび熱溶融タイプのインクジェットプリンタ１６ｂに用いられているものを用いることができるので、以下では、各実施形態における形成装置におけるこれらの構成要素の詳細な説明は省略する。後述するように、本実施形態を含め、各実施形態に係る形成装置（プリンタ）１０の構成上の特徴の最も大きな差異は、データ処理部１２の機能にあるので、以下では、データ処理部１２の機能について主たる説明を行う。
図３Ａに示す本実施形態のプリンタ１０の動作フローチャートおよび図１に示すプリンタ１０のデータ処理部１２の具体的な構成を示す図３Ｂに示すデータ処理部１２ａに基づいて、データ処理部１２ａの構成および機能の説明を含めて、本実施形態に係るプリンタ１０の動作および本実施形態の立体イメージの形成方法を説明する。
まず、本実施形態の形成方法を実施する本実施形態のプリンタ１０では、図３Ｂに示すように、データ処理部１２ａは、データ供給源（以下、上位装置という）からオリジナルデータとして３次元画像データ（情報）を受け取って２次元画像データ（情報）および立体物の情報を抽出し、あるいは上位装置からオリジナルデータとして直接２次元画像データおよび立体物の情報を受け取り、データ処理した後に、出力データとして２次元画像データおよび高さ階調データを出力するものである。このデータ処理部１２ａは、上位装置からオリジナルデータとして、３次元画像データ（情報）を受け取り、２次元画像データ（情報）および立体物の情報を抽出する情報抽出部２２と、上位装置または情報抽出部２２から入力された立体物の情報の中から立体物の高さに関する第２の高さ情報を抽出して取得する第２情報取得部２４と、第２情報取得部で得られた第２の高さ情報を第１の高さ情報である高さ階調データに変換する第１情報変換部２６とを有する。
ステップ５０：上位装置から立体イメージを形成すべきデータ（ここでは、オリジナルデータが、例えば３次元画像データであるとする）が入力された場合に、データ処理部１２ａ内において本ステップが起動され、先に、情報抽出部２２において３次元画像データから２次元画像情報（データ）および立体物の情報が抽出され、抽出された２次元画像情報が制御部１４に送られる。なお、上位装置からデータ処理部１２ａに入力されるオリジナルデータが、３次元画像データの代わりに、２次元画像情報（データ）および立体物の情報である場合には、情報抽出部２２を介することなく、２次元画像情報は直接制御部１４へ送られ、立体物の情報も直接情報取得部２４に入力される。
制御部１４において、まず、入力された２次元画像情報に基づいてインクジェットヘッド１６ａおよび被記録体搬送部２０の各手段が作動され、インクジェットヘッド１６ａにより被記録体上に所定の印刷が実行されて、例えば、インクジェットヘッド１６ａからインクのみを吐出するモードで吐出インクによる第１層イメージ（２次元画像）が形成される。
ステップ５２：次に、制御部１４によって、第１定着部１８ａが作動され、インクジェットヘッド１６ａによって被記録体上に形成された第１層イメージが、第１定着部１８ａにより定着、好ましくは加圧定着され、乾燥・固定される。
ステップ５４：一方、データ処理部１２ａ内において、ステップ５０に続いて、本ステップが起動され、情報抽出部２２で抽出された立体物の情報が、第２情報取得部２４に入力され、第２情報取得部２４において、入力情報（立体物の情報）の中から、質感に関する情報として、前述の立体物の高さに関する第２の高さ情報とこれに付随する変換指示情報が取出される。
ステップ５６：第２情報取得部２４で取出された第２の高さ情報に対して、第１情報変換部２６において、付随する変換指示情報に基づく変換が行われ、第１の高さ情報である高さ階調データが得られる。変換指示内容の具体例については、後述する。
なお、これらのステップ５４および５６は、ステップ５０における情報抽出部２２による２次元画像情報および立体物の情報の抽出の後、第１層イメージの形成前に行っても良いが、好ましくは、第１層イメージの形成およびステップ５２の第１層イメージの固定と同時に並行して行っても良い。
ステップ５８：第１情報変換部２６の変換で得られた高さ階調データは、制御部１４に送られる。制御部１４において、高さ階調データに基づいてインクジェットヘッド１６ｂおよび被記録体搬送手段２０の各手段が作動され、乾燥・固定されたインクによる第１層イメージ上に、上述の変換で得られた高さ階調データに基づいて、インクジェットヘッド１６ｂにより被記録体の第１層イメージ上に所定の印刷が実行されて、例えば、インクジェットヘッド１６ｂから固体粒子を含むジェットを吐出（噴出）するモードで固体粒子による積層画像（立体イメージ）が形成される。
ステップ６０：次に、制御部１４によって、第２定着部１８ｂが作動され、インクジェットヘッド１６ｂによって被記録体の第１層イメージ上に形成された立体イメージが、第２定着部１８ｂにより定着、好ましくは非接触、非加圧の熱定着部により加熱定着され、目的とする立体イメージが形成される。
ステップ６２：ここでは、印刷結果を観察して、指示通りの結果が得られているか否かをチェックする。指示通りの結果が得られている場合には処理を終了する。また、指示通りの結果が得られていない場合には、ステップ５６に戻って、第１情報変換部２６による変換のやり直し、もしくは変換条件の修正等を行った後に第１情報変換部２６による変換のやり直し、ステップ５８および６０での立体イメージの形成を行い、指示通りの結果が得られるまで、ステップ５６〜６２の処理を繰り返す。
こうして、本発明において最終的に目的とする立体イメージが形成される。
図４は、上述の高さ変換の一例を示す図であり、ここでは、横軸に取った変換前の高さ（すなわち、入力イメージの高さ分布）に対して、縦軸に変換後の高さ（すなわち、出力イメージの高さ分布）を取った場合に、図４に示すように、全体としてはレンジが圧縮されていて、なおかつ、入力イメージの高さの低い部分（グラフの左側部分）は強調されているという、いわば、小さな凹凸が強調されるが大きな凹凸は圧縮されるという特性への変換を行う例を示している。
上記実施形態においては、質感に関する情報として、高さ情報を扱った実施例を説明したが、本発明において利用し得る質感に関する情報としては、これ以外にも、下記のような各種のものが挙げられる。
そもそも、質感を描写するということは、いわば、色やシャープネス（鮮鋭度ともいう）等の２次元的なイメージ情報と、凹凸や反射・散乱特性等の３次元的な（イメージ）情報（立体物に固有な（イメージ）情報）とを組み合わせて、視覚的に実物の感じ（いわゆる、質感、風合いなどと表現される）を表現することと言える。すなわち、
立体物の情報（質感）＝（２次元的な）イメージ情報＋立体物の固有情報
と言える。
質感の描写には、一般に、
（１）正確な複製を行う場合、
（２）任意の変更（部分的な強調・圧縮）を行う場合、
（３）少ない情報量であるが、視覚的認知特性に基づいた強調を行う場合、
（４）全く新規な質感を創造する場合
等があると考えられる。上記実施形態は、このうちの（２）の任意の変更を行う場合の例として挙げたものである。
ここで、上述の（２次元的な）イメージ情報には、色情報（ＸＹＺ値、色相・彩度・明度、網点率等）、階調情報、変調特性（濃度変調、面積変調（ＡＭ、ＦＭ）等）さらには像構造（シャープネス、粒状性等）が含まれる。
また、立体物の固有情報には、凹凸情報（最高高さや最低高さなどの高さ・低さ情報、高さ分解能、高さ階調数等）、凹凸の２次元的情報（表面粗さ、凹凸の階調、凹凸の周波数分布、方向性等）、表面／層間の光学特性（反射率・吸収率、反射の方向性（正反射と散乱）等）さらには２次元的情報を持つ複数の層の重なり方（色、階調、変調特性、像構造、層内構造等）が含まれる。
図５は、上述の立体物の固有情報の変換という概念を説明するものであり、横軸に変換前の質感関連要因Ａを取り、縦軸にはこれと異なる別の質感関連要因Ｂを取って、これらの間での非線形の変換を行う例を示している。具体例としては、凹凸感について言えば、赤色の場合に膨張して見え、青色の場合には収縮して見えるという特性があるので、入力イメージの色に応じて変換カーブを変えることが好ましいというような例を挙げることができる。
この場合には、種々の質感関連要因の、観察者の捉え方における影響と言ったものを分析して、個々にそれらの間の好ましい変換方法を定義していく必要がある。他の質感関連要因についても、同様なことが言える。
以下、さらに他の具体例を挙げる。
図６〜図１６Ｂは、先に例示した立体物の固有情報について、その詳細を説明する図である。
まず、図６は、高さ階調の変換に係るものであり、４５°の直線ｂで示すのは正確な再現（すなわち、複製）を行う場合に用いる変換カーブ、上側の高勾配の直線ａで示すのは高さ階調を強調する場合、下側の低勾配の直線ｃで示すのは高さ階調を圧縮する場合に、それぞれ用いる変換カーブを示している。
また、図７は、高さ階調をより複雑・多彩に変換する場合に係るものであり、実線で示す基本カーブｄに対して、破線で示す、上に凸のカーブｅは、低高度における高さ階調を強調したい場合に用いる変換カーブである。また、図８における、上に凸の折れ線カーブｆも、低高度における高さ階調を強調したい場合に用いる別の変換カーブである。
さらに、図９は、これも高さ階調をより複雑・多彩に変換する場合に係るものであり、ここでは、基本カーブ（４５°の直線）ｂに対して、変換カーブｇを破線で示すＳ字状の折れ線にしているが、この変換カーブｇは、高さの低い領域と高い領域とでは高さを強調し、中間の高さの領域では高さの差を圧縮するという場合に用いる変換カーブである。
図１０は、高さ階調を強調したい場合に用いるに好適な変換カーブの例を示している。ここでは、一例として、空間フィルター（平均化マスク）を使い、
Ｙ（Ｘ）＝Ｙ0 （Ｘ）＋Ｋ｛Ｙ0 （Ｘ）−Ｕ（Ｘ）｝ ……（１）
但し、Ｙ0 （Ｘ）：変換前の高さ分布
Ｙ（Ｘ）：変換処理後の高さ分布
Ｕ（Ｘ）：平均化マスク処理後の高さ分布
Ｋ：定数
なる処理を行う例を示している。
すなわち、ここでは、Ｙ0 （Ｘ）は変換前の高さ分布を示しており、Ｕ（Ｘ）はこれに平均化マスクで構成される空間フィルターをかけた場合の高さ分布、Ｙ（Ｘ）はこれらのデータを使って上述の式（１）により求めた処理後の高さ分布を示している。このようにすれば、高さ階調を任意の形に強調することが可能である。
以下では、高さ情報から離れて、より一般化した、凹凸の２次元的情報、表面／層間の光学特性等を例示した立体物の固有情報について、その利用可能性を説明する。
ここで、図１１Ａおよび図１１Ｂは、それぞれ、凹凸の２次元的情報の一例としての方向性を示す図であり、溝と光の方向性を示す斜視模式図および溝と光の他の方向性を示す模式的断面図である。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、多数の溝を有する表面に対し、溝に並行に入射する光と、溝に直角に入射する光の挙動を示すものであり、溝に並行に入射する光は、図１１Ａに示すようにそのまま反射して溝から出てくるが、溝に直角に入射する光は、図１１Ｂに示すように溝の内部で反射を繰り返し、溝に捕捉され易いということを示している。このような特性を変換の際に考慮することで、形成できる立体イメージを色々調整することが可能である。
図１２Ａ〜図１６Ｂは、表面／層間の光学特性に関する情報の処理についての説明図である。
まず、図１２Ａおよび図１２Ｂは、支持体上に膜が成膜された立体物における、表面情報と界面情報とを分離する方法について説明する模式図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示す分離方法によって分離された表面情報と界面情報とを説明する模式図である。図１２Ａ中、Ｌはレンズ、Ｆ１は積層体の表面、Ｆ２は支持体表面（界面である）で焦点面である。この場合、焦点面Ｆ２にピントを合わせていれば、その部分の情報はもちろん取れるが、これとは異なる周波数フィルターを用いれば、その上の積層体の表面Ｆ１の情報もある程度取ることが可能である（図１２Ｂ参照）。
図１３は、重層された立体物（積層体）における、表面と界面とにおける散乱特性を分離する方法について説明する図である。図１３中、Ｆ３は凹凸の大きい積層体の表面であり、Ｆ４は平滑な界面、Ｆ５は支持体表面（界面である）を示している。このような積層体では、表面Ｆ３における反射の他に、平滑な界面Ｆ４における表裏両面での反射、さらに支持体表面Ｆ５における反射を考慮する必要がある。
図１４は、支持体上に膜が成膜された立体物における、膜（層）内での光の吸収率の入射角度依存性を説明する図である。図１４中、Ｇ１は比較的急角度での入射光の反射状況を示しており、Ｇ２は比較的緩やかな角度での入射光の反射状況を示している。このように、同じ層に入射する光であっても出射光量は異なってくるので、データの変換を行うに際して、このような点を考慮することが必要であるという例である。
図１５は、樹脂粒子を含む層からなる積層体における、樹脂粒子のサイズ分布の影響を説明する図である。図１５において、Ｓ１は最上層である、熱定着処理により樹脂の粒子構造が失われた層、Ｓ２は樹脂の粒子構造（小径）が残っている層、Ｓ３は樹脂の粒子構造（大径）が残っている層を、それぞれ示している。このような層の構成情報（積層情報）を、各層のパッキング状況を含めて扱うようにすれば、立体物の固有情報の利用可能性が向上する。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、複数の層を重ねるときに、中間層を入れるか否かで、形成される立体イメージが、透明感があるイメージになるかどうかという差が出てくる場合を説明する図であり、それぞれ透明中間層をもつカラー立体イメージおよび中間層のないカラー立体イメージの模式的断面図である。ここでは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）およびＣ（シアン）の３色の発色層からなるカラーイメージにおいて、透明保護層Ｏに加えて、各発色層間に透明中間層Ｉ１、Ｉ２を入れた透明感があるカラー立体イメージの場合（図１６Ａ）と、入れない場合（図１６Ｂ）とを示している。
立体イメージの形成時に、上述のような層の構成を考慮することで、目的に合った所望の立体イメージを形成することが可能になる。
なお、上述の、立体物の各固有情報については、これらを適宜組み合わせて用いることにより、一層、効果的な立体イメージの形成が可能になる場合もあることはいうまでもない。
ところで、これまでの説明では、上位装置からデータ処理部１２（１２ａ）に、立体イメージを形成すべきオリジナルデータとして、３次元画像データ、または、２次元画像データおよび立体物の情報が入力されるものとして説明を行ったが、次に、この応用ともいうべき、入力データが、２次元画像データのみである場合における、本発明の適用例を説明する。
図１７Ａは、先に図１および図２に示す実施形態に係る立体イメージ形成装置１０を用いた場合の、本発明の第２実施形態の動作例の概要を説明するフローチャートであり、図１７Ｂは、図１に示すプリンタ１０のデータ処理部１２の本第２実施形態の具体的な構成を示すブロック図である。
図１７Ａに示す動作フローチャートおよび図１７Ｂに示す本第２実施形態のデータ処理部１２ｂに基づいて、本第２実施形態に係るプリンタ１０の特徴的動作および本第２実施形態の立体イメージの形成方法を説明する。
まず、本第２実施形態の形成方法を実施する本第２実施形態のプリンタ１０では、図１７Ｂに示すように、データ処理部１２ｂは、上位装置からオリジナルデータとして２次元画像データ（情報）を受け取って立体物に対応する高さ階調データを算出し、出力データとして２次元画像データおよび高さ階調データを出力するものである。このデータ処理部１２ｂは、上位装置からオリジナルデータとして２次元画像データ（情報）を受け取り、２次元画像データ（情報）から第１の高さ情報である高さ階調データを算出する第１情報算出部２８を有する。
なお、図１７Ａは、図３Ａと、ステップ５０、５４および５６の代わりに、ステップ５０ａおよび６４を有している点を除いて、同様のステップ構成を有するものであるので、同一のステップには同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
ステップ５０ａ：上位装置から立体イメージを形成すべきデータ（ここでは、オリジナルデータが２次元画像データ（情報）である）が入力された場合に、２次元画像情報が制御部１４に送られ、ステップ５０と同様に、制御部１４によって制御されたインクジェットヘッド１６ａにより被記録体上に第１層イメージ（２次元画像）が形成される。
ステップ５２：こうして、被記録体上に形成された第１層イメージが、第１定着部１８ａにより定着され、固定される。
ステップ６４：ここでは、上位装置から入力されるオリジナルデータが２次元画像データであるので、データ処理部１２ｂ内において本ステップが起動され、まず、入力情報（２次元画像データ）中の各位置（実用上は、一部の位置を選択すればよい）におけるイメージ情報に対して、前述の第１の高さ情報である高さ階調データを算出する。
この算出ステップ６４は、例えば、２次元画像データから、公知の画像処理方法によって対象物（立体物）を切り出して、その対象物（例えば、前景の人物、背景の風景等）に応じた高さを割り付けるという方式で実行できる。また、このステップ６４は、例えば、位置を指定して、オペレータに、その位置に対応する高さ情報を入力させ、その入力データを用いるようにしてもよい。
ステップ５８：第１情報算出部２８による算出で得られた高さ階調データは、データ処理部１２ｂから制御部１４に送られる。制御部１４において、高さ階調データに基づいてインクジェットヘッド１６ｂにより、被記録体の第１層イメージ上にインク固形物の積層画像（立体イメージ）が形成される。
ステップ６０：こうして、被記録体の第１層イメージ上に形成された立体イメージが、第２定着部１８ｂにより定着され、目的とする立体イメージが形成される。
ステップ６２：印刷結果を判断して、指示通りの結果が得られている場合には処理を終了し、そうでない場合には、指示通りの結果が得られるまで、ステップ６４、５８、６０および６２の処理を繰り返す。
こうして、本発明において最終的に目的とする立体イメージが形成される。
ここで、図１７Ａに示す第２実施形態のように、ステップ６４で直接第１の高さ情報を算出してそのまま用いずに、図１８Ａに示す第３実施形態のように、ステップ６６で、被記録体上の第１層イメージ中の立体物の高さに関する第３の高さ情報を算出し、この第３の高さ情報を上述の変換方法により一度変換し、第１の高さ情報である高さ階調データを求めてから用いるようにしてもよい。この場合には、前述の各変換方法のうちから指定の方法を選択して、所望の特性を再現するようにすることができる。
本第３実施形態のプリンタ１０のデータ処理部１２として用いられるデータ処理部１２ｃは、図１８Ｂに示すように、２次元画像データを受け取り、そのまま２次元画像情報として制御部１４に送る機能を有するとともに、入力された２次元画像データから被記録体上の第１層イメージ中の立体物の高さに関する第３の高さ情報を算出する第２情報算出部３０と、この第３の高さ情報を第１の高さ情報である高さ階調データに変換する第２情報変換部３２を有する。
これらの第２および第３実施形態においては、必ずしも３次元画像データや立体物の情報などの３次元情報が付随していない場合でも、擬似的な３次元イメージを容易に形成することが可能になるという効果が得られる。
次に、図１、図２および図１９Ａ〜図２２Ｂを参照して、本発明の第１の態様に係る立体イメージの形成方法および本発明の第２の態様に係る立体イメージの形成装置の各第４〜第６実施形態について説明する。
上述したように、図１および図２に示す立体イメージの形成装置１０は、データ処理部の内部構成を変えることにより、第１の態様の形成方法および第２の態様の形成装置の各第４〜第６実施形態にも共通に用いることができるものであるので、その説明は省略し、主に、図１９Ａ〜図２２Ｂに示す各実施形態について説明する。
図１９Ａは、図１および図２に示す実施形態に係る形成装置１０を用いた場合の動作、すなわち本発明の第１の態様の形成方法の第４実施形態の概要を説明するフローチャートであり、図１９Ｂは、本第４実施形態の形成方法に用いられる本発明の第２の態様の形成装置のデータ処理部の第４実施形態の概略構成を示し、図１に示すプリンタ１０のデータ処理部１２の本第４実施形態の具体的な構成を示すブロック図である。
以下では、図１９Ａに示す本実施形態のプリンタ１０の動作フローチャートおよび図１９Ｂに示すデータ処理部１２ｄに基づいて、データ処理部１２ｄの構成および機能の説明を含めて、本実施形態に係るプリンタ１０の動作および本実施形態の立体イメージの形成方法を説明する。
なお、図１９Ａは、図３Ａと、ステップ５６の代わりに、ステップ６８を有している点を除いて、同様のステップ構成を有するものであるので、同一のステップには同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図１９Ｂに示すデータ処理部１２ｄは、図３Ｂに示すデータ処理部１２ａと、第１情報変換部２６の代わりに、第３情報変換部３４を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一構成要素には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
まず、本実施形態の形成方法を実施する本実施形態のプリンタ１０では、図１９Ｂに示すように、データ処理部１２ｄは、上位装置からオリジナルデータとして３次元画像データ（情報）を受け取って２次元画像データ（情報）および立体物の情報を抽出し、あるいは上位装置からオリジナルデータとして直接２次元画像データおよび立体物の情報を受け取り、立体物の情報から高さ情報を得た後、人間の視覚特性に基づいて、高さ情報を変化して高さ階調データを得、出力データとして２次元画像データおよび高さ階調データを出力するものである。
このデータ処理部１２ｄは、上位装置からオリジナルデータとして、３次元画像データ（情報）を受け取り、２次元画像データ（情報）および立体物の情報を抽出する情報抽出部２２と、上位装置または情報抽出部２２から入力された立体物の情報の中から立体物の高さに関する第２の高さ情報を抽出して取得する第２情報取得部２４と、第２情報取得部で得られた第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、第１の高さ情報である高さ階調データに変換する第３情報変換部３４とを有する。
つまり、図１９Ｂに示す第３情報変換部３４は、図３Ｂに示す第１情報変換部２６と、第１の高さ情報である高さ階調データを求めるために、第２の高さ情報を、所望の高さ情報に再現できるように変換するか、人間の視覚特性に基づいて変換するかにおいて異なるものである。
ステップ５０：上位装置から立体イメージを形成すべきデータ（３次元画像データ）が入力された場合に、データ処理部１２ａ内において、情報抽出部２２において３次元画像データから２次元画像情報（データ）および立体物の情報が抽出され、抽出されたまたは直接入力された２次元画像情報が制御部１４に送られ、制御部１４において、２次元画像情報に基づいてインクジェットヘッド１６ａにより被記録体上に第１層イメージ（２次元画像）が形成される。
ステップ５２：こうして、被記録体上に形成された第１層イメージが、第１定着部１８ａにより定着され、固定される。
ステップ５４：一方、データ処理部１２ａ内において、情報抽出部２２で抽出されたまたは直接入力された立体物の情報が、第２情報取得部２４に入力され、第２情報取得部２４において、入力情報（立体物の情報）の中から、質感に関する情報として、前述の立体物の高さに関する第２の高さ情報とこれに付随する変換指示情報が取出される。
ステップ６８：第２情報取得部２４で取出された第２の高さ情報に対して、第３情報変換部３４において、付随する変換指示情報並びに人間の視覚特性に基づく変換が行われ、第１の高さ情報である高さ階調データが得られる。変換指示内容および人間の資格特性の具体例については、後述する。
なお、これらのステップ５４および６８は、ステップ５０における情報抽出部２２による２次元画像情報および立体物の情報の抽出の後、第１層イメージの形成前に行っても良いが、好ましくは、第１層イメージの形成およびステップ５２の第１層イメージの固定と同時に並行して行っても良い。
ステップ５８：第３情報変換部３４による算出で得られた高さ階調データは、データ処理部１２ｂから制御部１４に送られる。制御部１４において、高さ階調データに基づいてインクジェットヘッド１６ｂにより、被記録体の第１層イメージ上にインク固形物の積層画像（立体イメージ）が形成される。
ステップ６０：こうして、被記録体の第１層イメージ上に形成された立体イメージが、第２定着部１８ｂにより定着され、目的とする立体イメージが形成される。
ステップ６２：印刷結果を判断して、指示通りの結果が得られている場合には処理を終了し、そうでない場合には、指示通りの結果が得られるまで、ステップ６８、５８、６０および６２の処理を繰り返す。
こうして、本発明において最終的に目的とする立体イメージが形成される。
以下では、変換指示内容および人間の資格特性の具体例について説明する。
なお、本実施形態においても、変換指示内容として、上述した図４に示す高さ変換を始めとして、種々の質感の描写が適用可能であるが、本実施形態は、特に、上述した質感の描写の（１）〜（４）の内の（３）の視覚的認知特性に基づいた強調を行う場合の例として挙げたものである。
ここで、本実施形態の最大の特徴である人間の視覚特性、中でも両眼立体視の機能について説明する。
両眼立体視の機能の評価は、通常、奥行の感度によって行われる。すなわち、視差を変化させて、それに伴う奥行の検出に必要な最小の視差量を求める。この視差の閾値は立体視力と呼ばれ、この値が小さいほど視力が高いことになる。
上述した立体視力については、多くの刺激変数によって影響を受けることが知られている。また、奥行感度の空間周波数特性については、多くの研究者により、正弦波状の曲線刺激によって視差を変化させて、奥行が検出できる閾値を測定するという手法で測定されてきた。
例えば、図２０は、タイラー（Ｔyler）、ブラッドショウとロジャース（Ｂradshaw ＆Ｒogers ）による測定結果の一部を示すものであるが、ここで注目すべき点は、いずれの測定結果においても、最大感度は０. ３〜１cycle/deg.付近にあるということである。
そこで、この特性を、高さ情報を変換する際に生かすことが考えられる。例えば、３次元形状情報中の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて変換する場合、上述の特性に基づいて高さ周波数を決定する方式、もしくは高さ分解視認曲線に応じて高さ諧調を変換する方式等が有効と考えられる。
具体的には、表面粗さの異なるサンプルを用いて求めた、人間の視覚で感じるざらつき感もしくは光沢感などは、上述の特性に従うと考えられることから、これらを強調しようとする場合には、高さ周波数を、前述の空間周波数域に設定することが考えられる。
なお、上述の、人間の視覚特性を考慮する場合を含めて、立体物の各種の固有情報の変換については、上述した第１および第２の態様の第１実施形態において説明した図５〜図１６に示す質感関連要因の変換が、本実施形態においても適用可能であるので、その説明は省略する。
ところで、本第４実施形態の説明では、上位装置からデータ処理部１２（１２ｅ）に、立体イメージを形成すべき３次元画像データ、または、２次元画像データおよび立体物の情報が入力されるものとしたて説明を行ったが、第１および第２の態様の各第１〜第３実施形態と同様に、入力データが２次元画像データである場合においても、本発明が適用可能なことは言うまでもない。
図２１Ａは、先に図１および図２に示す実施形態に係る立体イメージ形成装置１０を用いた場合の、本発明の第５実施形態の動作例の概要を説明するフローチャートであり、図２１Ｂは、図１および図２に示すプリンタ１０のデータ処理部１２の本第５実施形態の具体的な構成を示すブロック図である。
図２１Ａに示す動作フローチャートおよび図２１Ｂに示す本第５実施形態のデータ処理部１２ｅに基づいて、本第５実施形態に係るプリンタ１０の特徴的動作および本第５実施形態の立体イメージの形成方法を説明する。
なお、図２１Ａは、図１７Ａと、ステップ６４の代わりに、ステップ７０を有している点を除いて、同様のステップ構成を有するものであるので、同一のステップには同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図２１Ｂに示すデータ処理部１２ｅは、図１７Ｂに示すデータ処理部１２ｂと、第２情報変換部２８の代わりに、第３情報算出部３６を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一構成要素には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
まず、本第５実施形態の形成方法を実施する本第５実施形態のプリンタ１０では、図２１Ｂに示すように、データ処理部１２ｅは、上位装置からオリジナルデータとして２次元画像データ（情報）を受け取り、人間の視覚特性を考慮して、立体物に対応する高さ階調データを算出し、出力データとして２次元画像データおよび高さ階調データを出力するものである。このデータ処理部１２ｅは、上位装置からオリジナルデータとして２次元画像データ（情報）を受け取り、２次元画像データ（情報）から第１の高さ情報である高さ階調データを算出する第３情報算出部３６を有する。
つまり、図２１Ｂに示す第３情報算出部３６は、図１７Ｂに示す第２情報変換部２８と第１の高さ情報である高さ階調データを求める際に、所望の高さ情報に再現できるように変換するか、人間の視覚特性に基づいて変換するかにおいて異なるものである。
ステップ５０ａ：上位装置からデータ処理部１２ｅに入力された２次元画像データ（情報）であるとする）が制御部１４に送られ、制御部１４によって制御されたインクジェットヘッド１６ａにより被記録体上に第１層イメージ（２次元画像）が形成される。
ステップ５２：こうして、被記録体上に形成された第１層イメージが、第１定着部１８ａにより定着され、固定される。
ステップ７０：ここでは、上位装置から入力されるオリジナルデータが２次元画像データであるので、データ処理部１２ｂ内において本ステップが起動され、まず、入力情報（２次元画像データ）中の各位置（実用上は、一部の位置を選択すればよい）におけるイメージ情報に対して、前述のような、人間の視覚特性を考慮して、前述の第１の高さ情報である高さ階調データを算出する。
この算出ステップ７０は、人間の視覚特性を考慮する点を除いて、上述の算出ステップ６４と同様にして、第１の高さ情報を算出することができる。
ステップ５８：第３情報算出部３６による算出で得られた高さ階調データは、データ処理部１２ｅから制御部１４に送られ、高さ階調データに基づいて制御部１４によって制御されたインクジェットヘッド１６ｂにより、被記録体の第１層イメージ上にインク固形物の積層画像（立体イメージ）が形成される。
ステップ６０：こうして、被記録体の第１層イメージ上に形成された立体イメージが、第２定着部１８ｂにより定着され、目的とする立体イメージが形成される。
ステップ６２：印刷結果を判断して、指示通りの結果が得られている場合には処理を終了し、そうでない場合には、指示通りの結果が得られるまで、ステップ７０、５８、６０および６２の処理を繰り返す。
こうして、本発明において最終的に目的とする立体イメージが形成される。
ここで、図２１Ａに示す第５実施形態のように、ステップ７０で直接第１の高さ情報を算出して、そのまま使うのでなく、図２２Ａに示す第６実施形態のように、ステップ７２で、被記録体上の第１層イメージ中の立体物の高さに関する第３の高さ情報を算出し、この第３の高さ情報を上述の変換方法により一度変換し、第１の高さ情報である高さ階調データを求めてから用いるようにしてもよい。この場合には、前述の各変換方法のうちから指定の方法を選択して、所望の特性を再現するようにすることができる。
本第６実施形態のプリンタ１０のデータ処理部１２として用いられるデータ処理部１２ｆは、図２２Ｂに示すように、２次元画像データを受け取り、そのまま２次元画像情報として制御部１４に送る機能を有するとともに、入力された２次元画像データから被記録体上の第１層イメージ中の立体物の高さに関する第３の高さ情報を算出する第２情報算出部３０と、この第３の高さ情報を第１の高さ情報である高さ階調データに変換する第４情報変換部３８を有する。
これらの第５および第６実施形態によれば、入力イメージ情報に、必ずしも３次元画像データや立体物の情報などの３次元情報や高さ情報が付随していない場合でも、擬似的な３次元イメージを容易に形成することが可能になるという効果が得られる。
なお、上記各実施形態はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更または改良を行ってもよいことはいうまでもない。
例えば、上記実施形態においては、具体的な立体イメージの形成方法として、インクジェット方式による形成方法を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の一実施形態に係る立体イメージの形成装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す立体イメージの形成装置のより具体的な模式的概念図である。 図１および図２に示した実施形態に係る装置を用いた場合の、第１の動作例の概要を説明するフローチャートである。 図３Ａに示す第１の動作例を実施するのに用いられるデータ処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る立体イメージの高さ変換の一例を示す図である。 立体物の固有情報の変換という概念を説明する図である。
高さ階調の変換例を示す図（その１）である。 高さ階調の変換例を示す図（その２）である。 高さ階調の変換例を示す図（その３）である。 高さ階調の変換例を示す図（その４）である。 高さ階調の変換例を示す図（その５）である。 凹凸の２次元的情報の一例としての方向性を示す模式的斜視図である。 凹凸の２次元的情報の他の一例としての方向性を示す模式的断面図である。 支持体上に膜が成膜された立体物における、表面情報と界面情報とを分離する方法を説明する模式図である。 図１２Ａに示す分離方法によって分離された表面情報と界面情報とを説明する模式図である。 重層された立体物（積層体）における、表面と界面での散乱特性を分離する方法を説明する図である。 支持体上に膜が成膜された立体物における、膜（層）内での光の吸収率の入射角度依存性を説明する図である。
樹脂粒子を含む層からなる積層体における、樹脂粒子のサイズ分布の影響を説明する図である。 複数の層を重ねるときに、中間層を入れるか否かで、形成される立体イメージに差が出てくる場合を説明するために用いられる透明中間層をもつカラー立体イメージの模式的断面図である。 図１６Ａの透明中間層をもつカラー立体イメージに対して、中間層のないカラー立体イメージを示すの模式的断面図である。 図１および図２に示した実施形態に係る装置を用いた場合の、第２の動作例の概要を説明するフローチャートである。 図１７Ａに示す第２の動作例を実施するのに用いられるデータ処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１および図２に示した実施形態に係る装置を用いた場合の、第３の動作例の概要を説明するフローチャートである。 図１８Ａに示す第３の動作例を実施するのに用いられるデータ処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
図１および図２に示した実施形態に係る装置を用いた場合の、第４の動作例の概要を説明するフローチャートである。 図１９Ａに示す第４の動作例を実施するのに用いられるデータ処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 人間の視覚特性の一つを例示する説明図である。 図１および図２に示した実施形態に係る装置を用いた場合の、第５の動作例の概要を説明するフローチャートである。 図２１Ａに示す第５の動作例を実施するのに用いられるデータ処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１および図２に示した実施形態に係る装置を用いた場合の、第６の動作例の概要を説明するフローチャートである。 図２２に示す第６の動作例を実施するのに用いられるデータ処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
符号の説明
１０ 立体イメージの形成装置（プリンタ）
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ データ処理部
１４ 制御部
１６，１６ａ，１６ｂ インクジェットヘッド
１８，１８ａ，１８ｂ 定着部（定着手段）
２０ 被記録体搬送部（搬送手段）
２０ａ 被記録体供給部
２０ｂ 被記録体取出部
２０ｃ 搬送ローラ対
２２ 情報抽出部
２４ 情報取得部
２６，３２，３４，３８ 情報変換部
２８，３０，３６ 情報算出部

Claims (30)

  1. インクジェット方式により支持体上に立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成する立体イメージの形成方法であって、
    ２次元イメージ情報に基づいて、前記支持体上に２次元イメージとして前記立体物を含む第１層イメージを形成するステップと、
    前記第１層イメージを前記支持体に固定するステップと、
    前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な第１の高さ情報を取得するステップと、
    取得された前記第１の高さ情報に基づいて、前記支持体に固定された前記第１層イメージ上に前記インクジェット方式により吐出されたインク固形物を積層して、前記立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成するステップと、
    前記支持体上に形成された、前記立体物に対応する凹凸を持つ前記立体イメージを定着するステップとを有することを特徴とする立体イメージの形成方法。
  2. 前記第１層イメージを形成するステップには、前記立体イメージを定着するステップの前記インクジェット方式と同一または異なるインクジェット方式を用いる請求項１に記載の立体イメージの形成方法。
  3. 前記立体イメージを定着するステップには、前記インクジェット方式として、熱可塑性固体を含むインクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記インク固形物の積層が可能な方式を用い、前記第１層イメージを形成するステップでは、画像記録用水性インク、油性インクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記第１層イメージの形成が可能なインクジェット方式を用いる請求項１または２に記載の立体イメージの形成方法。
  4. 前記支持体上に前記第１層イメージを固定するための定着処理と前記第１層イメージ上に形成された前記立体イメージの定着処理とは、異なる定着処理である請求項１〜３のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  5. 前記第１の高さ情報を取得するステップは、
    入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得するステップと、
    このステップで取得された前記第２の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換するステップとを有する請求項１〜４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  6. 前記立体物の情報は、前記立体物に関する３次元形状情報を含み、前記第２の高さ情報は、前記３次元形状情報中の高さに関する情報である請求項５に記載の立体イメージの形成方法。
  7. 前記２次元イメージ情報は、前記立体物の情報に加えて入力された２次元イメージデータである請求項５または６に記載の立体イメージの形成方法。
  8. 前記２次元イメージ情報および前記立体物の情報は、入力された３次元画像情報から取得されたものである請求項５または６に記載の立体イメージの形成方法。
  9. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を算出するステップである請求項１〜４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  10. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出するステップと、
    このステップにより算出された前記第３の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換するステップとを有する請求項１〜４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  11. 前記第１の高さ情報を取得するステップは、
    入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得するステップと、
    このステップで取得された前記第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報に変換するステップとを有する請求項１〜４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  12. 前記立体物の情報は、前記立体物に関する３次元形状情報を含み、前記第２の高さ情報は、前記３次元形状情報中の高さに関する情報である請求項１１に記載の立体イメージの形成方法。
  13. 前記２次元イメージ情報は、前記立体物の情報に加えて入力された２次元イメージデータである請求項１１または１２に記載の立体イメージの形成方法。
  14. 前記２次元イメージ情報および前記立体物の情報は、入力された３次元画像情報から取得されたものである請求項１１または１２に記載の立体イメージの形成方法。
  15. 前記第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて変換するステップは、
    表面粗さの異なるサンプルを用いて求めた人間の視覚で感じるざらつき感、もしくは、光沢感に基づいて、高さ周波数を決定するステップであることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  16. 前記第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて変換するステップは、
    高さ分解視認曲線に応じて、高さ諧調を変換するステップであることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  17. 前記高さ分解視認曲線に応じて前記高さ諧調を変換するステップは、
    人間の視覚が敏感に反応する領域では選択的な強調もしくは抑制を行うものであることを特徴とする請求項１６に記載の立体イメージの形成方法。
  18. 前記高さ分解視認曲線に応じて前記高さ諧調を変換するステップは、
    人間の視覚の感度が実質的にない領域では、情報をカットするものであることを特徴とする請求項１６に記載の立体イメージの形成方法。
  19. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて算出するステップである請求項１〜４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  20. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１の高さ情報を取得するステップは、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出するステップと、
    このステップにより算出された前記第３の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換するステップとを有する請求項１〜４のいずれかに記載の立体イメージの形成方法。
  21. インクジェット方式により支持体上に立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成する立体イメージの形成装置であって、
    ２次元イメージ情報に基づいて、前記支持体上に２次元イメージとして前記立体物を含む第１層イメージを形成する第１形成手段と、
    前記第１層イメージを前記支持体に固定する固定手段と、
    前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な第１の高さ情報を取得する第１情報取得手段と、
    取得された前記第１の高さ情報に基づいて、前記支持体に固定された前記第１層イメージ上に前記インクジェット方式により吐出されたインク固形物を積層して、前記立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成する第２形成手段と、
    前記支持体上に形成された、前記立体物に対応する凹凸を持つ前記立体イメージを定着する定着手段とを有することを特徴とする立体イメージの形成装置。
  22. 前記第１形成手段および第２形成手段は、同一または異なるインクジェット方式を用いるインクジェットヘッドである請求項２１に記載の立体イメージの形成装置。
  23. 前記第２形成手段は、熱可塑性固体を含むインクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記インク固形物を積層して前記立体物に対応する凹凸を持つ立体イメージを形成するインクジェットヘッドであり、前記第１形成手段は、画像記録用水性インク、油性インクまたは紫外線硬化型インクを吐出させて前記第１層イメージを形成するインクジェットヘッドである請求項２１または２２に記載の立体イメージの形成装置。
  24. 前記固定手段と前記定着手段は、異なる定着処理を行うものである請求項２１〜２３のいずれかに記載の立体イメージの形成装置。
  25. 前記第１情報取得手段は、
    入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得する第２情報取得手段と、
    この第２情報取得手段によって取得された前記第２の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換する第１情報変換手段とを有する請求項２１〜２４のいずれかに記載の立体イメージの形成装置。
  26. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を算出する第１情報算出手段である請求項２１〜２４のいずれかに記載の立体イメージの形成装置。
  27. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出する第２情報算出手段と、
    この第２情報算出手段によって算出された前記第３の高さ情報を、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換する第２情報変換手段とを有する請求項２１〜２４のいずれかに記載の立体イメージの形成装置。
  28. 前記第１情報取得手段は、
    入力された前記立体物の情報の中から前記立体物の高さに関する第２の高さ情報を取得する第２情報取得手段と、
    このステップで取得された前記第２の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報に変換する第３情報変換手段とを有する請求項２１〜２４のいずれかに記載の立体イメージの形成装置。
  29. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から、前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて算出する第３情報算出手段である請求項２１〜２４のいずれかに記載の立体イメージの形成装置。
  30. 前記２次元イメージ情報は、入力されたものであり、
    前記第１情報取得手段は、入力された前記２次元イメージ情報から前記第１層イメージ上の少なくとも一部の位置に対応する第３の高さ情報を算出する第２情報算出手段と、
    この第２情報算出手段によって算出された前記第３の高さ情報を、人間の視覚特性に基づいて、前記支持体上に前記立体物に対応する凹凸を再現可能な所望の高さ情報を再現するように変換する第４情報変換手段とを有する請求項２１〜２４のいずれかに記載の立体イメージの形成装置。
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