３次対象物を作成する媒体ベースのシステム
【課題】３Ｄコンピュータベースのカラーモデルに基づいて、色を正確に再現した物理的３次元対象物を生成する。
【解決手段】印刷される媒体の層を用いることで、色を正確に再現した、物理的対象物に成形する。即ち、３Ｄコンピュータベースのカラーモデルを３Ｄの断面セグメントにスライスし、これらの断面セグメントにモデルの色情報を保持する。これにより３Ｄの断面セグメントを２Ｄページ像に変換することができ、断面セグメントに対応する平面像に色情報を含ませることができる。これにより、ページ像を印刷して、断面印刷物を形成することができ、これらの断面印刷物が積み上げられ、トリミングを行うことにより、対象物が生成される。
【解決手段】印刷される媒体の層を用いることで、色を正確に再現した、物理的対象物に成形する。即ち、３Ｄコンピュータベースのカラーモデルを３Ｄの断面セグメントにスライスし、これらの断面セグメントにモデルの色情報を保持する。これにより３Ｄの断面セグメントを２Ｄページ像に変換することができ、断面セグメントに対応する平面像に色情報を含ませることができる。これにより、ページ像を印刷して、断面印刷物を形成することができ、これらの断面印刷物が積み上げられ、トリミングを行うことにより、対象物が生成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する実施形態は、３Ｄコンピュータベースのモデルに基づいて、色を正確に再現した３次元（３Ｄ）の物理的対象物を、媒体の層を用いて作成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートベースの３次元（３Ｄ）プリンタは、接着剤及び紙やマイラー等の媒体の層を用いて、従来のラピッドプロトタイピング装置（例えば、光造形法、粉末焼結式積層法、熱溶解積層法）よりも速くて安いコストで、３Ｄコンピュータベースのモデルから、物理的対象物を作り上げる。シート対応の３Ｄプリンタでは、媒体の層は加えられると、既に積層された層に接着し、元となるコンピュータ上のモデルの断面に対応してトリミングされ、物理的モデルを作り上げている。これらのプリンタを用いて、非常に複雑な対象物を作ることができるが、大抵その対象物は単一色（元となる媒体の色）である。「地形図」の外観は、媒体の層ごとに異なる色を用いることで実現できるが、これらの色は元となるコンピュータ上のモデルとは無関係である。従来のシート対応の３Ｄ印刷システムでは、元となるコンピュータ上のモデルの色特性を利用せず、したがって、一般的に、色を正確に再現した、それらのモデルの物理的レンダリングは形成されない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に記載する態様によると、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成する方法を提供する。この方法は、３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成するステップを含む。これらのページ像は、３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応する。モデルには画像の色が含まれるが、その色は、物理的対象物を形成するために用いられる媒体の色とは異なる。この方法は、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色をページ像に組み込むステップをさらに含む。ページ像は媒体上に印刷されて断面印刷物を形成するよう構成され、その断面印刷物から物理的対象物が形成される。
【０００４】
本明細書に記載する別の態様によると、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成するシステムを提供する。このシステムは、処理装置及び媒体印刷システムを含む。処理装置は３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成し、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色をページ像に組み込む。ページ像は３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応する。３Ｄコンピュータベースのモデルには、画像の色が含まれるが、その色は、物理的対象物を形成するために用いられる媒体の色とは異なる。媒体印刷システムは、媒体上のページ画像を印刷して断面印刷物を形成し、その断面印刷物から物理的対象物が形成される。
【０００５】
本明細書に記載するさらに別の態様によると、処理装置が実行する命令を記憶する持続性のコンピュータ可読媒体を提供する。この命令を実行することで、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成する方法が実行される。この命令を実行することで行われる方法は、３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成するステップを含む。ページ像は３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応する。モデルには画像の色が含まれ、その色は物理的対象物を形成するために用いられる媒体の色とは異なる。この命令を実行することで行われる方法は、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色をページ像に組み込むステップをさらに含む。ページ像は、媒体上に印刷されて断面印刷物を形成するよう構成され、その断面印刷物から物理的対象物が形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、例示的なカラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムのブロック図である。
【図２】図２は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの一実施形態において、分解システムの実施形態を実行するための例示的なコンピュータ装置のブロック図である。
【図３】図３は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態をネットワーク環境内で実行するための例示的なコンピュータシステムの説明図である。
【図４】図４は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態により、加工される例示的な３次元モデルの説明図である。
【図５】図５は、スライス状に切り取られた、図４の３Ｄモデルの例示的な断面セグメントの断面図である。
【図６】図６は、図５に示された断面セグメントを用いて、生成することができる例示的なページ像の説明図である。
【図７】図７は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態により、実行される例示的な対象物作成プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
例示的な実施形態には、シート対応の３Ｄ対象物作成システムにより、コンピュータ環境内の、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデル内に組み込まれた色情報を用いて、色を正確に再現するモデルの物理的レンダリングを生成するものも含まれる。実施形態では、３Ｄコンピュータ上のカラーモデルを３Ｄの断面要素にスライスして、その中にモデルの色情報を保持させることが可能である。３Ｄの断面セグメントを２Ｄのページ像に変換することができる。モデルに関連する色をモデル内の色の位置に基づいて、ページ像の中に含ませることができる。実施形態では、ページ像を印刷して断面印刷物を形成し、この断面印刷物を積み重ねトリミングして、完成した印刷物の積層から、モデルを表現する物理的対象物を成形することができる。物理的対象物の表面は、モデルの色の正確なレンダリングを行うための、印刷物に転写されるモデルに一致する色を含むことができる。
【０００８】
本明細書で使用される「２次元」即ち「２Ｄ」とは、高さ、幅、及び奥行きのうちのいずれか２つ有すること、又は有するように見ることを指す。
【０００９】
本明細書で使用される「３次元」即ち「３Ｄ」とは、奥行きに加え、高さ及び幅を有すること、又は有するように見ることを指す。
【００１０】
本明細書で使用される「３Ｄコンピュータベースのモデル」即ち「モデル」とは、３つの寸法を有する、又は有するように見える、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）環境、又はその他のモデリング環境等を用いてコンピュータ環境の中で生成される対象物の３次元形状の数学的表現のことを指す。
【００１１】
本明細書で使用される「断面セグメント」とは、モデルを面で切断されて、モデルからスライスされた３Ｄモデルの一部のことを指す。
【００１２】
本明細書で使用される「画像」とは、絵、写真、文字情報、図形、絵、及び／又は、写真等を含むコンピュータ上の文書等の視覚表示のことを指し、これらの視覚表示は、表示装置により表示される、及び／又は、媒体上に印刷される。
【００１３】
本明細書で使用される「平面像」とは、一般に平面上に属し、その平面の上面又は断面を表す画像のことを指す。
【００１４】
本明細書で使用される「ページ像」とは、断面印刷物として印刷されたシートを示す画像のことを指す。
【００１５】
本明細書で使用される「位置」とは、参照される場所又は領域に関する空間位置のことを指す。
【００１６】
本明細書で使用される「媒体」とは、画像を印刷する、又は載せることができる紙（シート紙、長いロール紙、一定量の紙等）、スライド、羊皮紙、フィルム、布、プラスチック、又はその他の基質等の有形の表現媒体のことを指す。
【００１７】
本明細書で使用される「断面印刷物」とは、ページ像を載せ、コンピュータ上のモデルの物理的対象物、即ち雛形を形成するための層として用いられる媒体のシートのことを指す。
【００１８】
本明細書で使用される「色」とは物理的対象物、即ち雛形の特性のことを指し、この特性により、物理的対象物、即ち雛形が基づくモデルの色に対象物の色が一致する。
【００１９】
本明細書で使用される「レンダリング」とは、実世界又はコンピュータ上に存在し得る対象物又は物の描写、表現、複写、又は再生のことを指す。
【００２０】
本明細書で使用される「スライス」とは、そのセグメント生成するためのデータ操作又は再構成等により、２次元セグメントに分割、分断、及び／又は分離することを指す。
【００２１】
本明細書で使用される「寸法」とは、高さ又は幅等の対象物又は物の測定可能な特性のことを指す。
【００２２】
本明細書で使用される「数量」とは、数又は量のことを指す。
【００２３】
本明細書で使用される「積層」とは、印刷される、又は印刷された媒体シートのパイル、又はページ像の配列等の積み重ねられたパイル又はパイル配列のことを指す。
【００２４】
本明細書で使用される「バックグランド層」とは、平面像を配置させるページ像の構成要素のことを指す。
【００２５】
本明細書で使用される「層」とは、積層の要素、又はその構成要素のことを指す。
【００２６】
本明細書で使用される「トリミング」又は「カッティング」とは、せん断する、引き裂く、物理的に分離する等を指す。
【００２７】
本明細書で使用される「トリム経路」とは、対象物がカット又はトリミングされる経路のことを指す。
【００２８】
本明細書で使用される「処理装置」とは、命令を実行して、処理、手順、演算等を行う制御装置、又はプロセッサのことを指す。
【００２９】
本明細書で使用される「媒体印刷システム」とは、インク、トナー等を用いて基質媒体上に画像を形成する装置、機械、機器等のことを指し、「多色印刷システム」とは、１色より多くの色（レッド、ブルー、グリーン、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、クリア等）のインク、又はトナーを用いて、基質媒体上に画像を形成する印刷システムのことを指す。「印刷システム」とは、プリンタ、デジタル複写機、製本機、ファクシミリ、多機能装置等の印刷物を出力する機能を実行する全ての装置を包含することができる。印刷システムの例として、乾式複写方式、直接紙に印刷する方式（ダイレクトマーキング等）、モジュール式重ね刷りプレス方式（ＭＯＰ）、インクジェット方式、固体インク方式のシステム及びその他の印刷システムが含まれる。
【００３０】
本明細書で使用される「３Ｄ印刷システム」とは、媒体シートを積み重ね、トリミングすることにより、物理的対象物、即ち雛形を形成する装置、機械、機器等のことを指す。
【００３１】
本明細書で使用される「持続性コンピュータ可読媒体」、「コンピュータ可読媒体」、「記憶装置」とは、情報を記憶し、例えば、フロッピドライブ、ハードドライブ、コンパクトディスク、テープドライブ、フラッシュドライブ、光学式ドライブ、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）等を用いて実行することができる装置のことを指す。
【００３２】
図１には、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システム１００のブロック図（以後本明細書では、「システム１００」と呼ぶ）が示される。このシステムは、モデル分解システム１１０と、媒体印刷システム１４０と、３Ｄの対象物印刷システム１６０（以後本明細書では、「システム１６０」と呼ぶ）と、を含むことができる。システム１００は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを用いて作成されたモデルなどの、コンピュータ上で作成された３Ｄモデル１０２を加工し、このモデル１０２に対応する物理的対象物１０４を、トリミングされた基質媒体の層を用いて作成することができる。システム１００により、個別の色の対象物の作成が容易になり、これにより、対象物１０４がモデル１０２内に含まれる色に一致する色を含むようになる。元となる媒体の積層内のシートは、カラープリンタで印刷される。この雛形の層に基づいて、３Ｄモデル内に組み込まれた色情報が印刷物上に印刷され、この印刷物を用いて組立が行われる。トリム経路に沿ってページをトリミングするとき、トリミングされた端に色が付き、フルカラーの３Ｄの雛形が作成される。システム１００の実施形態により、基質媒体の層を用いる対象物作成処理を、ユーザに提供することができ、この処理により、３Ｄモデルの形状及び寸法だけでなく、３Ｄモデルの色も正確に再現される対象物を作成することができる。
【００３３】
モデル分解システム１１０は、モデル・スライス・ユニット１１２と、ページ像生成装置１１４（以後本明細書では、「生成装置１１４」と呼ぶ）と、積層生成装置１１６と、を含むことができる。システム１１０は、モデルファイルとして表示される３Ｄモデル１０２を受け取ることができ、そして、この３Ｄモデルを均一なスライスに分割して、３Ｄモデルの断面セグメントを作成することができる。このモデルの断面セグメントを用いて、ページ像を生成することができ、このページ像が集まり、ページ像積層が形成される。対象物を形成するために用いる媒体の厚みに基づいて、モデル１０２をスライスすることができる。積層生成装置１１６は、順番に並んだ架空のページ像の積層を作成することができる。この順番に並んだ積層は、ページ画像が印刷される順番に対応する。３Ｄモデルの色情報を、断面セグメント内に保持させ、ページ像内に含ませることができる。ある実施形態では、断面セグメントの外周に色を付け、対象物が作り上げられると見えなくなる断面セグメントの内側部分では色付けを省略する。これらの実施形態では、断面セグメントに対応するページ像を記憶するためのコストを抑え、ページ像を印刷する際に必要なインク／トナーの量を削減することができる。
【００３４】
ソフトウェアにより、３ＤのＣＡＤモデルは、ページに対応する複数の層に分割され、３Ｄプリンタがこれらのページを用いて、物理的モデルを作り上げる。ＣＡＤモデル内に組み込まれた色情報は各層／ページに移され、これにより、トリミングされる端に色を付けた状態で、各ページを印刷することができる。次いで、従来のカラープリンタ上の画像をページの積層に印刷し、配列した積層として、３Ｄプリンタに読み込まれる。したがって、トリミングされた積層の端には、基質の色が付き、これに画像の色の付いたトナー／インクの層が重ねられる。これにより、フルカラーの３Ｄが出力される。２枚のトナー／インクの層が、各シートの両側が印刷され、又は広い範囲（即ち、より厚いトナー層）されて使用されれば、基質の色のうちのいくつか（一般にはホワイト）が、より暗い色を示す恐れがあるが、それでもトナー色は目に見える。インクが基質を通して浸透することで、基質色の可視性が低減され、これによってもより暗い色のモデルが表現される。
【００３５】
モデル・スライス・ユニット１１２により、モデルを断面セグメントに分割することができる。このモデル・スライス・ユニット１１２は、生成される断面セグメントの寸法、及び断面セグメントの数量を決定するとき、１つ以上のパラメータを用いることができる。いくつかの実施形態では、モデル・スライス・ユニット１１２が、作り上げる対象物の寸法をモデルから割り出すことができる。例えば、いくつかの実施形態では、そのモデルに基づいて作り上げられる対象物の寸法にモデルの寸法を相関させるために用いられる倍率を、モデルが含むことができる。例えば、１：１の縮尺比により、そのモデルが作り上げられる対象物の実寸法であることが示され、縮尺比１：２により、作り上げられる対象物の寸法は、モデルの寸法の２倍であることが示され得る。作り上げられる対象物の寸法のうちの少なくとも１つを用いることで、モデル・スライス・ユニットは、対象物を作り上げるために必要な基質媒体の積層に関する高さを算出することができる。例えば、モデル・スライス・ユニット１１２は、断面セグメントが形成される方向と垂直な方向の寸法を用いて積層の高さを判定することができる。
【００３６】
モデル・スライス・ユニット１１２は、対象物を作るために用いられる基質媒体の種類と厚みとを割り出すことができる。いくつかの実施形態では、モデル・スライス・ユニット１１２は、システム１１０に実装されたユーザインターフェースを通してユーザから、用いられる基質媒体の種類を受け取ることができる。基質媒体が選択されると、このユニットが、その選択された基質媒体の種類の厚みを所得することができるよう、このモデル・スライス・ユニット１１２は、予想される基質媒体の種類、及びそれに対応する基質媒体の種類の厚みを有するデータベースを含むことができる。
【００３７】
作成される対象物の寸法、及び媒体の寸法に対応する情報を用いることで、モデル・スライス・ユニット１１２は、生成する断面セグメントの数を判定することができる。例えば、モデル・スライス・ユニット１１２は、基質媒体の積層の高さを、基質媒体の厚みで除算して、生成する断面セグメントの数を算出することができる。いくつかの実施形態では、モデル・スライス・ユニットは、モデルを分析して、寸法と色の両方が同一の断面セグメントを割り出し、それらのセグメントをグループ分けして、同一の断面セグメントごとに、再利用できる断面セグメントを１つ生成することができるようにすることができる。これにより、生成される断面セグメントのトータル数を削減することができ、それにより、生成されるページ像の数が削減され、使用される記憶容量も抑えることができる。再利用できる断面セグメントを生成することにより、モデル分解に必要な処理時間を短縮することもできる。
【００３８】
生成装置１１４は、モデル・スライス・ユニット１１２により形成された断面セグメントから、ページ像を生成することができる。生成装置１１４は、３Ｄモデルの断面セグメントを２Ｄの平面像に平坦化することにより、ページ像を生成することができる。例えば、生成装置１１４は、断面セグメントごとに、ページ像を生成することができる。生成装置１１４により形成された平面像を、物理的対象物を形成するために使用する媒体に対応するバックグランド層の上に配置することができる。画像を積み重ね、バックグランド層が取り除かれたとき、平面像を形成した元のモデルの物理的レンダリングが、この平面像により形成されるように、バックグランド層上で平面像の位置合わせをすることができる。
【００３９】
生成装置１１４は、ページ像の中の断面セグメントに関する色情報を保持することができる。例えば、平面像の輪郭線が、断面セグメントの周辺の面の色になるように、断面セグメントの周辺の面の色を、平面像の外周に用いることができる。いくつかの実施形態では、生成装置１１４は、断面セグメントの周辺に関連する色を、平面像の輪郭線を超えて拡張することができ、それにより、平面像が印刷されカットされた後、平面像の輪郭線に関連する色が、トリミングによって取り除かれることはない。
【００４０】
印刷システム１４０は、分解システム１１０からページ像を受け取り、その印刷画像を基質媒体上に印刷することができる。印刷システムを、例えば、乾式複写方式の印刷機、直接紙に印刷する方式（ダイレクトマーキング等）の印刷機、モジュール式重ね刷りプレス方式（ＭＯＰ）の印刷機、インクジェット方式のプリンタ、レーザプリンタ、固体インクプリンタ等として実行することができる。この印刷システム１４０は、媒体搬送部１４２及び印刷ステーション１４４を含むことができる。
【００４１】
印刷システム１４０は、モデル分解システム１１０により生成された積層からのページ像を受け取ることができ、１つ以上の画像の色を用いて、基質媒体上にページ像を印刷して、分解システム１１０により形成された、ページ像内で表示される断面セグメントに対応する断面印刷物、即ち雛形の要素を形成することができる。雛形の要素は、３Ｄ印刷システムを用いて、積み重ねられトリミングされる。媒体搬送部１４２は、基質媒体が印刷システム１４０内を、印刷ステーション１４４を通過して搬送されるための、ベルト、ローラ又はニップ、及び／又はその他の装置又は構造を含むことができる。
【００４２】
印刷ステーション１４４は、１つ以上の画像マーキングユニットを含むことができ、基質媒体が印刷ステーション１４４を通過するとき、これらの画像マーキングユニットが、インク又はトナー等の１つ以上のマーキング材料を、基質媒体上に付着させる。いくつかの実施形態では、マーキングユニットは、中間転写ベルト又はドラムを用いて実行することができ、画像がこれらの中間転写ベルト又はドラムの上に載せられ、その後、基質媒体に転写される。基質媒体が印刷ステーションを通過するとき、中間転写ベルト又はドラムから画像を基質媒体に転写することができる。いくつかの実施形態では、画像マーキングユニットは、１つ以上の印刷ヘッドとして実行することができ、基質媒体が印刷ステーションを通過するとき、この印刷ヘッドにより、マーキング材料が直接基質媒体上へ排出される。
【００４３】
３Ｄ印刷システム１６０は、印刷システム１４０により生成された断面印刷物又は雛形の要素を用いて、物理的３Ｄ対象物又は３Ｄモデルに対応する雛形を生成することができる。３Ｄ印刷システム１６０は、積層ユニット１６２及びカットユニット１６４を含むことができる。積層ユニット１６２は、隣接するシートどうし動作可能に結合した断面印刷物を、所定の順序に基づき、積み重ね、シートの積層を作り上げることができる。積層ユニット１６２により、隣接するシートどうしを、留める、結合させる、接着させる、あるいは、束ねることができる。
【００４４】
カットユニット１６４は、断面印刷物をカットして、媒体を成形することで、物理的対象物に基づくモデルの形状に一致させることができる。例えば、カットユニット１６４は、モデルに基づく寸法情報を受け取ることができ、それにより、断面印刷物上に印刷された平面像に関連するトリム経路に沿って、断面印刷物をカットするようカットユニット１６４を設定することができる。カットユニット１６４により、断面印刷物がカットされて成形されるとき、平面像の色がトリミングされた断面印刷物の周辺に現れる。断面印刷物を、積み上げトリミングして、物理的対象物を形成した後、物理的対象物は、モデルに関する色が正確なレンダリングを形成して、物理的対象物の外側の面上にモデルに関連した色が付くようにする。
【００４５】
図２は、モデル分解システム１１０の実施形態を実行する、例示的なコンピュータ装置のブロック図である。コンピュータ装置２００は、メインフレーム、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、ＰＤＡ及び／又はスマートフォン等の携帯端末装置等でよい。例示された実施形態では、コンピュータ装置２００は、処理装置２０２を含み、そして表示装置２０４を含むことができる。この表示装置２０４により、操作者とコンピュータ装置２００が、画像表示を通して、通信することができる。コンピュータ装置２００は、キーボード、タッチスクリーン、マイクロホン、及び／又はマウス等の（複数の）データ入力装置２０６をさらに含むことができる。コンピュータ装置２００は、データ及び命令を記憶する記憶装置２０８を含むことができる。この記憶装置２０８には、フロッピドライブ、ハードドライブ、コンパクトディスク、テープドライブ、フラッシュドライブ、光学式ドライブ、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）等のコンピュータ可読媒体技術が含まれ得る。
【００４６】
モデル分解システム１１０の実施形態等のアプリケーション２１０を、記憶装置２０８内に、常駐させることができる。アプリケーション２１０は、モデル分解システム１１０を実行するための命令を含むことができる。例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、Ｂａｓｉｃ、Ｐｅｒｌ、Ｐｙｔｈｏｎ、アセンブリ言語、マシンコード等を用いて、これらの命令を実行することができる。記憶装置２０８は、コンピュータ装置２００に対して、局所的、又は遠隔的でよい。コンピュータ装置２００は、ネットワークを用いて、通信するためのネットワークインターフェース２１２を含む。アプリケーション２１０内の命令を実行し、その命令が実行された結果もたらされたデータを記憶することにより、記憶装置２０８内のアプリケーション２１０を実行するように処理装置２０２は動作する。この記憶されたデータは、ディスプレイ２０４を介して、例えば、印刷システム１４０及び／又は１６０から、当業者には周知の別の機構により、出力することができる。
【００４７】
図３は、システム１００の実施形態を実行するための、例示的なコンピュータシステムの説明図である。このコンピュータシステム３００は、通信ネットワーク３５０と、を介して、クライアント３３０及び３４０と、印刷システム１４０と、３Ｄ印刷システム１６０と、通信可能に接続する１つ以上のサーバ３１０及び３２０を含み、この通信ネットワーク３５０は、そのネットワークに通信可能に接続する装置間で情報を送信することができるすべてのネットワークでよい。システム３００は、リポジトリ、即ちデータベース装置３６０を含むこともでき、このレポジトリは、サーバ３１０／３２０、及びクライアント３３０／３４０と、通信ネットワーク３５０を介して通信可能に接続することができる。サーバ３１０／３２０、クライアント３３０／３４０、データベース装置３６０を、図２のコンピュータ装置２００と同じような方法で実行されるコンピュータ装置等のコンピュータ装置として、実行することができる。
【００４８】
モデル分解システム１１０の１つ以上の構成要素及び／又はモデル分解システム１１０の１つ以上の構成要素の一部を、通信ネットワーク３５０内の別の装置（例えば、クライアント、サーバ、データベース）により実行することができるように、いくつかの実施形態では、サーバ３１０／３２０と、クライアント３３０／３４０と、データベース装置３６０と、の間で、モデル分解システム１１０を分配することができる。例えば、モデル・スライス・ユニット１１２、及びページ像生成装置１１４を、サーバ３１０上に常駐させ、積層生成装置１１６をサーバ３２０上に常駐させることもできる。
【００４９】
図４は、コンピュータ環境内の例示的な３次元モデル４００の説明図である。この実施例では、モデル４００は、一般には球形の多色のサッカーボールである。モデル４００は、ホワイトパネル４０２、ブルーパネル４０４、ブラックパネル４０６等の異なる色のパネルを含むことができる。コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）の環境を用いて、このモデル生成することができる。
【００５０】
図５には、モデル・スライス・ユニット１１２がモデルを分割して状にした図４の３Ｄモデルの例示的な断面セグメント５００が示される。例えば、スライスユニット１１２は、物理的対象物を生成するために用いる媒体、及びモデル４００からの物理的対象物の寸法に基づいて、モデル４００を複数の断面セグメント５００にスライスすることができる。図５に示す通り、色の付いたパネル４０２、４０４、４０６の部分が断面セグメンと交差して分割されるように、断面セグメント５００はモデルを分裂させることができる。スライスユニット１１２は、断面セグメントに関連する色情報を保持することができる。例えば、断面セグメント５１０は、部分色の付いたパネル４０２及び４０４を含み、断面セグメント５５０は、パネル４０２及び４０６色の付いた部分を含むことができる。
【００５１】
図６には、例示的なページ像６１０及び６５０が示され、これらのページ像は、図５に示した断面セグメント５１０及び５５０を用いて生成することができる。ページ像６１０は、バックグランド層６１４上に配置される断面セグメント５１０の平面像６１２を含むことができる。各断面セグメントは、対応するページ像を含むことができる。平面像６１２は、基準杭６１６をほぼ中心に置くことができ、この基準杭は、本実施形態では、形成される対象物の中心軸に対応する。平面像６１２は、パネル４０２及び４０４の色に一致する色が付いた部分６２２及び６２４を含むことができる。平面像は、内周６２６及び外周６２８を含むことができ、これらの内周６２６と外周６２８とが間隙を形成し、その中に色の付いた部分６２２及び６２４が形成される。内周６２６と外周６２８との間に間隙を形成して、ページ像が印刷されトリミングされる際に、色を表現する平面像の領域を提供することができる。
【００５２】
同様に、ページ像６５０は、バックグランド層６５４上に配置される断面セグメント５５０の平面像６５２を含むことができる。平面像６５２は、基準杭６５６をほぼ中心とすることができ、この基準杭は、本実施形態では、形成される対象物の中心軸に対応する。平面像６５２は、パネル４０２及び４０６の色に一致する色が付いた部分６２２及び６６６を含むことができる。平面像は、内周６７６及び外周６７８を含むことができ、これらの内周６７６と外周６７８とが間隙を形成し、その中に色の付いた部分６２２及び６６６が形成される。内周６７６と外周６７８との間に間隙を形成して、ページ像が印刷され平面像に関するトリム経路に沿ってトリミングされる際に、平面像の色を表現する領域を提供することができる。
【００５３】
図７は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態により実行される例示的な対象物作成プロセスのフローチャートである。物理的対象物、即ち雛形を生成するための３Ｄモデルを割り出し（７００）、その上に物理的対象物を生成する媒体を決定する（７０２）。生成される物理的対象物の少なくとも１つの寸法、及び／又は、物理的対象物を生成するための用いられる媒体に基づいて、分解システム内のスライスユニットにより、モデルを複数の断面セグメントにスライスする（７０４）。色情報は断面セグメントごとに保持される。ページ像生成装置が、３Ｄの部分セグメントを平坦化して、バックグランド層上に配置される２Ｄの平面像にすることにより、モデルの断面セグメントをページ像に変換する（７０６）。平面像は、この平面像が示す断面セグメントの外周面の色に対応する色を含む。平面像は、内側の境界線及び外側の境界線、即ち内周及び外周を含むことができ、平面像がトリミングされる輪郭線の両側に、これらの内周及び外周がまたがり、色をトリムラインの両側に延在させるようにする。
【００５４】
ページ像生成装置（７０８）により、ページ像が印刷される順番に対応して配列されたページ像の積層が生成され、印刷システムにより、ページ像が印刷される（７１０）。これらのページ像を積み重ね、トリムラインに沿ってカッティングすることにより、断面印刷物をトリミング成形し、物理的対象物を生成するためのモデルの表面上の色に一致する平面像の色が表現される（７１２）。
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する実施形態は、３Ｄコンピュータベースのモデルに基づいて、色を正確に再現した３次元（３Ｄ）の物理的対象物を、媒体の層を用いて作成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートベースの３次元（３Ｄ）プリンタは、接着剤及び紙やマイラー等の媒体の層を用いて、従来のラピッドプロトタイピング装置（例えば、光造形法、粉末焼結式積層法、熱溶解積層法）よりも速くて安いコストで、３Ｄコンピュータベースのモデルから、物理的対象物を作り上げる。シート対応の３Ｄプリンタでは、媒体の層は加えられると、既に積層された層に接着し、元となるコンピュータ上のモデルの断面に対応してトリミングされ、物理的モデルを作り上げている。これらのプリンタを用いて、非常に複雑な対象物を作ることができるが、大抵その対象物は単一色（元となる媒体の色）である。「地形図」の外観は、媒体の層ごとに異なる色を用いることで実現できるが、これらの色は元となるコンピュータ上のモデルとは無関係である。従来のシート対応の３Ｄ印刷システムでは、元となるコンピュータ上のモデルの色特性を利用せず、したがって、一般的に、色を正確に再現した、それらのモデルの物理的レンダリングは形成されない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に記載する態様によると、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成する方法を提供する。この方法は、３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成するステップを含む。これらのページ像は、３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応する。モデルには画像の色が含まれるが、その色は、物理的対象物を形成するために用いられる媒体の色とは異なる。この方法は、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色をページ像に組み込むステップをさらに含む。ページ像は媒体上に印刷されて断面印刷物を形成するよう構成され、その断面印刷物から物理的対象物が形成される。
【０００４】
本明細書に記載する別の態様によると、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成するシステムを提供する。このシステムは、処理装置及び媒体印刷システムを含む。処理装置は３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成し、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色をページ像に組み込む。ページ像は３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応する。３Ｄコンピュータベースのモデルには、画像の色が含まれるが、その色は、物理的対象物を形成するために用いられる媒体の色とは異なる。媒体印刷システムは、媒体上のページ画像を印刷して断面印刷物を形成し、その断面印刷物から物理的対象物が形成される。
【０００５】
本明細書に記載するさらに別の態様によると、処理装置が実行する命令を記憶する持続性のコンピュータ可読媒体を提供する。この命令を実行することで、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成する方法が実行される。この命令を実行することで行われる方法は、３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成するステップを含む。ページ像は３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応する。モデルには画像の色が含まれ、その色は物理的対象物を形成するために用いられる媒体の色とは異なる。この命令を実行することで行われる方法は、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色をページ像に組み込むステップをさらに含む。ページ像は、媒体上に印刷されて断面印刷物を形成するよう構成され、その断面印刷物から物理的対象物が形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、例示的なカラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムのブロック図である。
【図２】図２は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの一実施形態において、分解システムの実施形態を実行するための例示的なコンピュータ装置のブロック図である。
【図３】図３は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態をネットワーク環境内で実行するための例示的なコンピュータシステムの説明図である。
【図４】図４は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態により、加工される例示的な３次元モデルの説明図である。
【図５】図５は、スライス状に切り取られた、図４の３Ｄモデルの例示的な断面セグメントの断面図である。
【図６】図６は、図５に示された断面セグメントを用いて、生成することができる例示的なページ像の説明図である。
【図７】図７は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態により、実行される例示的な対象物作成プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
例示的な実施形態には、シート対応の３Ｄ対象物作成システムにより、コンピュータ環境内の、３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデル内に組み込まれた色情報を用いて、色を正確に再現するモデルの物理的レンダリングを生成するものも含まれる。実施形態では、３Ｄコンピュータ上のカラーモデルを３Ｄの断面要素にスライスして、その中にモデルの色情報を保持させることが可能である。３Ｄの断面セグメントを２Ｄのページ像に変換することができる。モデルに関連する色をモデル内の色の位置に基づいて、ページ像の中に含ませることができる。実施形態では、ページ像を印刷して断面印刷物を形成し、この断面印刷物を積み重ねトリミングして、完成した印刷物の積層から、モデルを表現する物理的対象物を成形することができる。物理的対象物の表面は、モデルの色の正確なレンダリングを行うための、印刷物に転写されるモデルに一致する色を含むことができる。
【０００８】
本明細書で使用される「２次元」即ち「２Ｄ」とは、高さ、幅、及び奥行きのうちのいずれか２つ有すること、又は有するように見ることを指す。
【０００９】
本明細書で使用される「３次元」即ち「３Ｄ」とは、奥行きに加え、高さ及び幅を有すること、又は有するように見ることを指す。
【００１０】
本明細書で使用される「３Ｄコンピュータベースのモデル」即ち「モデル」とは、３つの寸法を有する、又は有するように見える、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）環境、又はその他のモデリング環境等を用いてコンピュータ環境の中で生成される対象物の３次元形状の数学的表現のことを指す。
【００１１】
本明細書で使用される「断面セグメント」とは、モデルを面で切断されて、モデルからスライスされた３Ｄモデルの一部のことを指す。
【００１２】
本明細書で使用される「画像」とは、絵、写真、文字情報、図形、絵、及び／又は、写真等を含むコンピュータ上の文書等の視覚表示のことを指し、これらの視覚表示は、表示装置により表示される、及び／又は、媒体上に印刷される。
【００１３】
本明細書で使用される「平面像」とは、一般に平面上に属し、その平面の上面又は断面を表す画像のことを指す。
【００１４】
本明細書で使用される「ページ像」とは、断面印刷物として印刷されたシートを示す画像のことを指す。
【００１５】
本明細書で使用される「位置」とは、参照される場所又は領域に関する空間位置のことを指す。
【００１６】
本明細書で使用される「媒体」とは、画像を印刷する、又は載せることができる紙（シート紙、長いロール紙、一定量の紙等）、スライド、羊皮紙、フィルム、布、プラスチック、又はその他の基質等の有形の表現媒体のことを指す。
【００１７】
本明細書で使用される「断面印刷物」とは、ページ像を載せ、コンピュータ上のモデルの物理的対象物、即ち雛形を形成するための層として用いられる媒体のシートのことを指す。
【００１８】
本明細書で使用される「色」とは物理的対象物、即ち雛形の特性のことを指し、この特性により、物理的対象物、即ち雛形が基づくモデルの色に対象物の色が一致する。
【００１９】
本明細書で使用される「レンダリング」とは、実世界又はコンピュータ上に存在し得る対象物又は物の描写、表現、複写、又は再生のことを指す。
【００２０】
本明細書で使用される「スライス」とは、そのセグメント生成するためのデータ操作又は再構成等により、２次元セグメントに分割、分断、及び／又は分離することを指す。
【００２１】
本明細書で使用される「寸法」とは、高さ又は幅等の対象物又は物の測定可能な特性のことを指す。
【００２２】
本明細書で使用される「数量」とは、数又は量のことを指す。
【００２３】
本明細書で使用される「積層」とは、印刷される、又は印刷された媒体シートのパイル、又はページ像の配列等の積み重ねられたパイル又はパイル配列のことを指す。
【００２４】
本明細書で使用される「バックグランド層」とは、平面像を配置させるページ像の構成要素のことを指す。
【００２５】
本明細書で使用される「層」とは、積層の要素、又はその構成要素のことを指す。
【００２６】
本明細書で使用される「トリミング」又は「カッティング」とは、せん断する、引き裂く、物理的に分離する等を指す。
【００２７】
本明細書で使用される「トリム経路」とは、対象物がカット又はトリミングされる経路のことを指す。
【００２８】
本明細書で使用される「処理装置」とは、命令を実行して、処理、手順、演算等を行う制御装置、又はプロセッサのことを指す。
【００２９】
本明細書で使用される「媒体印刷システム」とは、インク、トナー等を用いて基質媒体上に画像を形成する装置、機械、機器等のことを指し、「多色印刷システム」とは、１色より多くの色（レッド、ブルー、グリーン、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、クリア等）のインク、又はトナーを用いて、基質媒体上に画像を形成する印刷システムのことを指す。「印刷システム」とは、プリンタ、デジタル複写機、製本機、ファクシミリ、多機能装置等の印刷物を出力する機能を実行する全ての装置を包含することができる。印刷システムの例として、乾式複写方式、直接紙に印刷する方式（ダイレクトマーキング等）、モジュール式重ね刷りプレス方式（ＭＯＰ）、インクジェット方式、固体インク方式のシステム及びその他の印刷システムが含まれる。
【００３０】
本明細書で使用される「３Ｄ印刷システム」とは、媒体シートを積み重ね、トリミングすることにより、物理的対象物、即ち雛形を形成する装置、機械、機器等のことを指す。
【００３１】
本明細書で使用される「持続性コンピュータ可読媒体」、「コンピュータ可読媒体」、「記憶装置」とは、情報を記憶し、例えば、フロッピドライブ、ハードドライブ、コンパクトディスク、テープドライブ、フラッシュドライブ、光学式ドライブ、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）等を用いて実行することができる装置のことを指す。
【００３２】
図１には、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システム１００のブロック図（以後本明細書では、「システム１００」と呼ぶ）が示される。このシステムは、モデル分解システム１１０と、媒体印刷システム１４０と、３Ｄの対象物印刷システム１６０（以後本明細書では、「システム１６０」と呼ぶ）と、を含むことができる。システム１００は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを用いて作成されたモデルなどの、コンピュータ上で作成された３Ｄモデル１０２を加工し、このモデル１０２に対応する物理的対象物１０４を、トリミングされた基質媒体の層を用いて作成することができる。システム１００により、個別の色の対象物の作成が容易になり、これにより、対象物１０４がモデル１０２内に含まれる色に一致する色を含むようになる。元となる媒体の積層内のシートは、カラープリンタで印刷される。この雛形の層に基づいて、３Ｄモデル内に組み込まれた色情報が印刷物上に印刷され、この印刷物を用いて組立が行われる。トリム経路に沿ってページをトリミングするとき、トリミングされた端に色が付き、フルカラーの３Ｄの雛形が作成される。システム１００の実施形態により、基質媒体の層を用いる対象物作成処理を、ユーザに提供することができ、この処理により、３Ｄモデルの形状及び寸法だけでなく、３Ｄモデルの色も正確に再現される対象物を作成することができる。
【００３３】
モデル分解システム１１０は、モデル・スライス・ユニット１１２と、ページ像生成装置１１４（以後本明細書では、「生成装置１１４」と呼ぶ）と、積層生成装置１１６と、を含むことができる。システム１１０は、モデルファイルとして表示される３Ｄモデル１０２を受け取ることができ、そして、この３Ｄモデルを均一なスライスに分割して、３Ｄモデルの断面セグメントを作成することができる。このモデルの断面セグメントを用いて、ページ像を生成することができ、このページ像が集まり、ページ像積層が形成される。対象物を形成するために用いる媒体の厚みに基づいて、モデル１０２をスライスすることができる。積層生成装置１１６は、順番に並んだ架空のページ像の積層を作成することができる。この順番に並んだ積層は、ページ画像が印刷される順番に対応する。３Ｄモデルの色情報を、断面セグメント内に保持させ、ページ像内に含ませることができる。ある実施形態では、断面セグメントの外周に色を付け、対象物が作り上げられると見えなくなる断面セグメントの内側部分では色付けを省略する。これらの実施形態では、断面セグメントに対応するページ像を記憶するためのコストを抑え、ページ像を印刷する際に必要なインク／トナーの量を削減することができる。
【００３４】
ソフトウェアにより、３ＤのＣＡＤモデルは、ページに対応する複数の層に分割され、３Ｄプリンタがこれらのページを用いて、物理的モデルを作り上げる。ＣＡＤモデル内に組み込まれた色情報は各層／ページに移され、これにより、トリミングされる端に色を付けた状態で、各ページを印刷することができる。次いで、従来のカラープリンタ上の画像をページの積層に印刷し、配列した積層として、３Ｄプリンタに読み込まれる。したがって、トリミングされた積層の端には、基質の色が付き、これに画像の色の付いたトナー／インクの層が重ねられる。これにより、フルカラーの３Ｄが出力される。２枚のトナー／インクの層が、各シートの両側が印刷され、又は広い範囲（即ち、より厚いトナー層）されて使用されれば、基質の色のうちのいくつか（一般にはホワイト）が、より暗い色を示す恐れがあるが、それでもトナー色は目に見える。インクが基質を通して浸透することで、基質色の可視性が低減され、これによってもより暗い色のモデルが表現される。
【００３５】
モデル・スライス・ユニット１１２により、モデルを断面セグメントに分割することができる。このモデル・スライス・ユニット１１２は、生成される断面セグメントの寸法、及び断面セグメントの数量を決定するとき、１つ以上のパラメータを用いることができる。いくつかの実施形態では、モデル・スライス・ユニット１１２が、作り上げる対象物の寸法をモデルから割り出すことができる。例えば、いくつかの実施形態では、そのモデルに基づいて作り上げられる対象物の寸法にモデルの寸法を相関させるために用いられる倍率を、モデルが含むことができる。例えば、１：１の縮尺比により、そのモデルが作り上げられる対象物の実寸法であることが示され、縮尺比１：２により、作り上げられる対象物の寸法は、モデルの寸法の２倍であることが示され得る。作り上げられる対象物の寸法のうちの少なくとも１つを用いることで、モデル・スライス・ユニットは、対象物を作り上げるために必要な基質媒体の積層に関する高さを算出することができる。例えば、モデル・スライス・ユニット１１２は、断面セグメントが形成される方向と垂直な方向の寸法を用いて積層の高さを判定することができる。
【００３６】
モデル・スライス・ユニット１１２は、対象物を作るために用いられる基質媒体の種類と厚みとを割り出すことができる。いくつかの実施形態では、モデル・スライス・ユニット１１２は、システム１１０に実装されたユーザインターフェースを通してユーザから、用いられる基質媒体の種類を受け取ることができる。基質媒体が選択されると、このユニットが、その選択された基質媒体の種類の厚みを所得することができるよう、このモデル・スライス・ユニット１１２は、予想される基質媒体の種類、及びそれに対応する基質媒体の種類の厚みを有するデータベースを含むことができる。
【００３７】
作成される対象物の寸法、及び媒体の寸法に対応する情報を用いることで、モデル・スライス・ユニット１１２は、生成する断面セグメントの数を判定することができる。例えば、モデル・スライス・ユニット１１２は、基質媒体の積層の高さを、基質媒体の厚みで除算して、生成する断面セグメントの数を算出することができる。いくつかの実施形態では、モデル・スライス・ユニットは、モデルを分析して、寸法と色の両方が同一の断面セグメントを割り出し、それらのセグメントをグループ分けして、同一の断面セグメントごとに、再利用できる断面セグメントを１つ生成することができるようにすることができる。これにより、生成される断面セグメントのトータル数を削減することができ、それにより、生成されるページ像の数が削減され、使用される記憶容量も抑えることができる。再利用できる断面セグメントを生成することにより、モデル分解に必要な処理時間を短縮することもできる。
【００３８】
生成装置１１４は、モデル・スライス・ユニット１１２により形成された断面セグメントから、ページ像を生成することができる。生成装置１１４は、３Ｄモデルの断面セグメントを２Ｄの平面像に平坦化することにより、ページ像を生成することができる。例えば、生成装置１１４は、断面セグメントごとに、ページ像を生成することができる。生成装置１１４により形成された平面像を、物理的対象物を形成するために使用する媒体に対応するバックグランド層の上に配置することができる。画像を積み重ね、バックグランド層が取り除かれたとき、平面像を形成した元のモデルの物理的レンダリングが、この平面像により形成されるように、バックグランド層上で平面像の位置合わせをすることができる。
【００３９】
生成装置１１４は、ページ像の中の断面セグメントに関する色情報を保持することができる。例えば、平面像の輪郭線が、断面セグメントの周辺の面の色になるように、断面セグメントの周辺の面の色を、平面像の外周に用いることができる。いくつかの実施形態では、生成装置１１４は、断面セグメントの周辺に関連する色を、平面像の輪郭線を超えて拡張することができ、それにより、平面像が印刷されカットされた後、平面像の輪郭線に関連する色が、トリミングによって取り除かれることはない。
【００４０】
印刷システム１４０は、分解システム１１０からページ像を受け取り、その印刷画像を基質媒体上に印刷することができる。印刷システムを、例えば、乾式複写方式の印刷機、直接紙に印刷する方式（ダイレクトマーキング等）の印刷機、モジュール式重ね刷りプレス方式（ＭＯＰ）の印刷機、インクジェット方式のプリンタ、レーザプリンタ、固体インクプリンタ等として実行することができる。この印刷システム１４０は、媒体搬送部１４２及び印刷ステーション１４４を含むことができる。
【００４１】
印刷システム１４０は、モデル分解システム１１０により生成された積層からのページ像を受け取ることができ、１つ以上の画像の色を用いて、基質媒体上にページ像を印刷して、分解システム１１０により形成された、ページ像内で表示される断面セグメントに対応する断面印刷物、即ち雛形の要素を形成することができる。雛形の要素は、３Ｄ印刷システムを用いて、積み重ねられトリミングされる。媒体搬送部１４２は、基質媒体が印刷システム１４０内を、印刷ステーション１４４を通過して搬送されるための、ベルト、ローラ又はニップ、及び／又はその他の装置又は構造を含むことができる。
【００４２】
印刷ステーション１４４は、１つ以上の画像マーキングユニットを含むことができ、基質媒体が印刷ステーション１４４を通過するとき、これらの画像マーキングユニットが、インク又はトナー等の１つ以上のマーキング材料を、基質媒体上に付着させる。いくつかの実施形態では、マーキングユニットは、中間転写ベルト又はドラムを用いて実行することができ、画像がこれらの中間転写ベルト又はドラムの上に載せられ、その後、基質媒体に転写される。基質媒体が印刷ステーションを通過するとき、中間転写ベルト又はドラムから画像を基質媒体に転写することができる。いくつかの実施形態では、画像マーキングユニットは、１つ以上の印刷ヘッドとして実行することができ、基質媒体が印刷ステーションを通過するとき、この印刷ヘッドにより、マーキング材料が直接基質媒体上へ排出される。
【００４３】
３Ｄ印刷システム１６０は、印刷システム１４０により生成された断面印刷物又は雛形の要素を用いて、物理的３Ｄ対象物又は３Ｄモデルに対応する雛形を生成することができる。３Ｄ印刷システム１６０は、積層ユニット１６２及びカットユニット１６４を含むことができる。積層ユニット１６２は、隣接するシートどうし動作可能に結合した断面印刷物を、所定の順序に基づき、積み重ね、シートの積層を作り上げることができる。積層ユニット１６２により、隣接するシートどうしを、留める、結合させる、接着させる、あるいは、束ねることができる。
【００４４】
カットユニット１６４は、断面印刷物をカットして、媒体を成形することで、物理的対象物に基づくモデルの形状に一致させることができる。例えば、カットユニット１６４は、モデルに基づく寸法情報を受け取ることができ、それにより、断面印刷物上に印刷された平面像に関連するトリム経路に沿って、断面印刷物をカットするようカットユニット１６４を設定することができる。カットユニット１６４により、断面印刷物がカットされて成形されるとき、平面像の色がトリミングされた断面印刷物の周辺に現れる。断面印刷物を、積み上げトリミングして、物理的対象物を形成した後、物理的対象物は、モデルに関する色が正確なレンダリングを形成して、物理的対象物の外側の面上にモデルに関連した色が付くようにする。
【００４５】
図２は、モデル分解システム１１０の実施形態を実行する、例示的なコンピュータ装置のブロック図である。コンピュータ装置２００は、メインフレーム、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、ＰＤＡ及び／又はスマートフォン等の携帯端末装置等でよい。例示された実施形態では、コンピュータ装置２００は、処理装置２０２を含み、そして表示装置２０４を含むことができる。この表示装置２０４により、操作者とコンピュータ装置２００が、画像表示を通して、通信することができる。コンピュータ装置２００は、キーボード、タッチスクリーン、マイクロホン、及び／又はマウス等の（複数の）データ入力装置２０６をさらに含むことができる。コンピュータ装置２００は、データ及び命令を記憶する記憶装置２０８を含むことができる。この記憶装置２０８には、フロッピドライブ、ハードドライブ、コンパクトディスク、テープドライブ、フラッシュドライブ、光学式ドライブ、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）等のコンピュータ可読媒体技術が含まれ得る。
【００４６】
モデル分解システム１１０の実施形態等のアプリケーション２１０を、記憶装置２０８内に、常駐させることができる。アプリケーション２１０は、モデル分解システム１１０を実行するための命令を含むことができる。例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、Ｂａｓｉｃ、Ｐｅｒｌ、Ｐｙｔｈｏｎ、アセンブリ言語、マシンコード等を用いて、これらの命令を実行することができる。記憶装置２０８は、コンピュータ装置２００に対して、局所的、又は遠隔的でよい。コンピュータ装置２００は、ネットワークを用いて、通信するためのネットワークインターフェース２１２を含む。アプリケーション２１０内の命令を実行し、その命令が実行された結果もたらされたデータを記憶することにより、記憶装置２０８内のアプリケーション２１０を実行するように処理装置２０２は動作する。この記憶されたデータは、ディスプレイ２０４を介して、例えば、印刷システム１４０及び／又は１６０から、当業者には周知の別の機構により、出力することができる。
【００４７】
図３は、システム１００の実施形態を実行するための、例示的なコンピュータシステムの説明図である。このコンピュータシステム３００は、通信ネットワーク３５０と、を介して、クライアント３３０及び３４０と、印刷システム１４０と、３Ｄ印刷システム１６０と、通信可能に接続する１つ以上のサーバ３１０及び３２０を含み、この通信ネットワーク３５０は、そのネットワークに通信可能に接続する装置間で情報を送信することができるすべてのネットワークでよい。システム３００は、リポジトリ、即ちデータベース装置３６０を含むこともでき、このレポジトリは、サーバ３１０／３２０、及びクライアント３３０／３４０と、通信ネットワーク３５０を介して通信可能に接続することができる。サーバ３１０／３２０、クライアント３３０／３４０、データベース装置３６０を、図２のコンピュータ装置２００と同じような方法で実行されるコンピュータ装置等のコンピュータ装置として、実行することができる。
【００４８】
モデル分解システム１１０の１つ以上の構成要素及び／又はモデル分解システム１１０の１つ以上の構成要素の一部を、通信ネットワーク３５０内の別の装置（例えば、クライアント、サーバ、データベース）により実行することができるように、いくつかの実施形態では、サーバ３１０／３２０と、クライアント３３０／３４０と、データベース装置３６０と、の間で、モデル分解システム１１０を分配することができる。例えば、モデル・スライス・ユニット１１２、及びページ像生成装置１１４を、サーバ３１０上に常駐させ、積層生成装置１１６をサーバ３２０上に常駐させることもできる。
【００４９】
図４は、コンピュータ環境内の例示的な３次元モデル４００の説明図である。この実施例では、モデル４００は、一般には球形の多色のサッカーボールである。モデル４００は、ホワイトパネル４０２、ブルーパネル４０４、ブラックパネル４０６等の異なる色のパネルを含むことができる。コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）の環境を用いて、このモデル生成することができる。
【００５０】
図５には、モデル・スライス・ユニット１１２がモデルを分割して状にした図４の３Ｄモデルの例示的な断面セグメント５００が示される。例えば、スライスユニット１１２は、物理的対象物を生成するために用いる媒体、及びモデル４００からの物理的対象物の寸法に基づいて、モデル４００を複数の断面セグメント５００にスライスすることができる。図５に示す通り、色の付いたパネル４０２、４０４、４０６の部分が断面セグメンと交差して分割されるように、断面セグメント５００はモデルを分裂させることができる。スライスユニット１１２は、断面セグメントに関連する色情報を保持することができる。例えば、断面セグメント５１０は、部分色の付いたパネル４０２及び４０４を含み、断面セグメント５５０は、パネル４０２及び４０６色の付いた部分を含むことができる。
【００５１】
図６には、例示的なページ像６１０及び６５０が示され、これらのページ像は、図５に示した断面セグメント５１０及び５５０を用いて生成することができる。ページ像６１０は、バックグランド層６１４上に配置される断面セグメント５１０の平面像６１２を含むことができる。各断面セグメントは、対応するページ像を含むことができる。平面像６１２は、基準杭６１６をほぼ中心に置くことができ、この基準杭は、本実施形態では、形成される対象物の中心軸に対応する。平面像６１２は、パネル４０２及び４０４の色に一致する色が付いた部分６２２及び６２４を含むことができる。平面像は、内周６２６及び外周６２８を含むことができ、これらの内周６２６と外周６２８とが間隙を形成し、その中に色の付いた部分６２２及び６２４が形成される。内周６２６と外周６２８との間に間隙を形成して、ページ像が印刷されトリミングされる際に、色を表現する平面像の領域を提供することができる。
【００５２】
同様に、ページ像６５０は、バックグランド層６５４上に配置される断面セグメント５５０の平面像６５２を含むことができる。平面像６５２は、基準杭６５６をほぼ中心とすることができ、この基準杭は、本実施形態では、形成される対象物の中心軸に対応する。平面像６５２は、パネル４０２及び４０６の色に一致する色が付いた部分６２２及び６６６を含むことができる。平面像は、内周６７６及び外周６７８を含むことができ、これらの内周６７６と外周６７８とが間隙を形成し、その中に色の付いた部分６２２及び６６６が形成される。内周６７６と外周６７８との間に間隙を形成して、ページ像が印刷され平面像に関するトリム経路に沿ってトリミングされる際に、平面像の色を表現する領域を提供することができる。
【００５３】
図７は、カラー対応可能な３次元（３Ｄ）対象物作成システムの実施形態により実行される例示的な対象物作成プロセスのフローチャートである。物理的対象物、即ち雛形を生成するための３Ｄモデルを割り出し（７００）、その上に物理的対象物を生成する媒体を決定する（７０２）。生成される物理的対象物の少なくとも１つの寸法、及び／又は、物理的対象物を生成するための用いられる媒体に基づいて、分解システム内のスライスユニットにより、モデルを複数の断面セグメントにスライスする（７０４）。色情報は断面セグメントごとに保持される。ページ像生成装置が、３Ｄの部分セグメントを平坦化して、バックグランド層上に配置される２Ｄの平面像にすることにより、モデルの断面セグメントをページ像に変換する（７０６）。平面像は、この平面像が示す断面セグメントの外周面の色に対応する色を含む。平面像は、内側の境界線及び外側の境界線、即ち内周及び外周を含むことができ、平面像がトリミングされる輪郭線の両側に、これらの内周及び外周がまたがり、色をトリムラインの両側に延在させるようにする。
【００５４】
ページ像生成装置（７０８）により、ページ像が印刷される順番に対応して配列されたページ像の積層が生成され、印刷システムにより、ページ像が印刷される（７１０）。これらのページ像を積み重ね、トリムラインに沿ってカッティングすることにより、断面印刷物をトリミング成形し、物理的対象物を生成するためのモデルの表面上の色に一致する平面像の色が表現される（７１２）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから、色を正確に再現した物理的対象物を形成する方法であって、
３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成するステップであって、前記ページ像は、３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応し、前記３Ｄコンピュータベースのモデルは、前記物理的対象物を形成するために使用される媒体の色とは異なる画像の色を含む、ステップと、
前記３Ｄコンピュータベースのモデル内の前記画像の色の位置に基づいて、前記画像の色を前記ページ像に組み込むステップであって、前記ページ像は、媒体上に印刷されて、断面印刷物を形成するよう構成され、前記断面印刷物から前記物理的対象物が形成される、ステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記３Ｄコンピュータベースのモデルから生成される前記物理的対象物の寸法、及び前記物理的対象物を生成するために使用される前記媒体に基づいて、前記３Ｄコンピュータベースのモデルを前記断面セグメントにスライスするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記３Ｄモデルをスライスするステップが、
前記物理的対象物の寸法の割り出すステップと、
前記物理的モデルを形成するために使用される前記媒体を割り出すステップと、
前記物理的対象物の寸法により、決められた高さを有する積層を形成するために必要な前記媒体の数量と、前記物理的モデルを形成するために使用される前記媒体と、を決定するステップと、
前記積層を形成するために必要な前記媒体の数量に基づいて、前記３Ｄコンピュータベースのモデルを前記断面セグメントにスライスするステップと、をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ページ像を形成するステップが、
３Ｄモデルのセグメントからの前記断面セグメントを２次元（２Ｄ）の平面像に変換することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ページ像を形成するステップが、
バックグランド層上に前記平面像を配置させることと、
前記平面像が積み重ねられると、前記平面像により前記３Ｄコンピュータベースのモデルが複製されるよう前記バックグランド層上で前記平面像の位置合わせをすることと、をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ページ像を形成するステップが、
平面像ごとの内周及び外周と、前記内周及び前記外周の間に置かれるトリム経路と、を形成するステップであって、前記平面像のうちの前記少なくとも１つを、前記トリム経路に沿ってトリミングすることにより、前記画像の色が表現されるように、前記平面像にうちの少なくとも１つは、前記３Ｄコンピュータベースのモデル内の前記色の位置に基づいて前記内周と前記外周との間の前記画像の色を含むステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ページ像を前記媒体上に印刷して、断面印刷物を形成するステップであって前記画像の色が、前記断面印刷物のうちの少なくとも１つの上に印刷される、ステップと、
前記断面印刷物を積み上げて、積層を形成するステップであって、前記積層内の隣接する断面印刷物どうしは動作可能に結合する、ステップと、
前記断面印刷物上に印刷された前記平面像の前記トリム経路に沿って、前記断面印刷物をトリミングして、前記断面印刷物を成形して、前記物理的対象物を形成するステップであって、前記断面印刷物がトリミングされて、前記画像の色を表現して、前記断面印刷物から形成された前記物理的対象物が、色を正確に再現した、３Ｄコンピュータベースのモデルのレンダリングを示す、ステップと、をさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成するシステムであって、
３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成し、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色を前記ページ像に組み込むよう構成された処理装置であって、
前記ページ像は、３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメント対応し、前記３Ｄコンピュータベースのモデルは、前記物理的対象物を形成するために使用される媒体の色とは異なる前記画像の色を含む、処理装置と、
前記ページ像を媒体上に印刷して断面印刷物を形成するよう構成され、前記断面印刷物から前記物理的対象物を形成される、媒体印刷システムと、を含むシステム。
【請求項９】
前記処理装置が、前記３Ｄコンピュータベースのモデルから生成される前記物理的対象物の寸法、及び前記物理的対象物を生成するために使用される前記媒体に基づいて、前記３Ｄコンピュータベースのモデルを前記断面セグメントにスライスするよう構成された、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記処理装置が、３Ｄモデルのセグメントからの前記断面セグメントを２次元平面像に変換するよう構成され、前記プロセッサが、前記平面像をバックグランド層上に配置し、前記バックグランド層上で前記平面像の位置合わせをするよう構成され、前記平面像が積み上げられると、前記平面像により前記３Ｄコンピュータベースのモデルが複製される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１】
３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから、色を正確に再現した物理的対象物を形成する方法であって、
３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成するステップであって、前記ページ像は、３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメントに対応し、前記３Ｄコンピュータベースのモデルは、前記物理的対象物を形成するために使用される媒体の色とは異なる画像の色を含む、ステップと、
前記３Ｄコンピュータベースのモデル内の前記画像の色の位置に基づいて、前記画像の色を前記ページ像に組み込むステップであって、前記ページ像は、媒体上に印刷されて、断面印刷物を形成するよう構成され、前記断面印刷物から前記物理的対象物が形成される、ステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記３Ｄコンピュータベースのモデルから生成される前記物理的対象物の寸法、及び前記物理的対象物を生成するために使用される前記媒体に基づいて、前記３Ｄコンピュータベースのモデルを前記断面セグメントにスライスするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記３Ｄモデルをスライスするステップが、
前記物理的対象物の寸法の割り出すステップと、
前記物理的モデルを形成するために使用される前記媒体を割り出すステップと、
前記物理的対象物の寸法により、決められた高さを有する積層を形成するために必要な前記媒体の数量と、前記物理的モデルを形成するために使用される前記媒体と、を決定するステップと、
前記積層を形成するために必要な前記媒体の数量に基づいて、前記３Ｄコンピュータベースのモデルを前記断面セグメントにスライスするステップと、をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ページ像を形成するステップが、
３Ｄモデルのセグメントからの前記断面セグメントを２次元（２Ｄ）の平面像に変換することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ページ像を形成するステップが、
バックグランド層上に前記平面像を配置させることと、
前記平面像が積み重ねられると、前記平面像により前記３Ｄコンピュータベースのモデルが複製されるよう前記バックグランド層上で前記平面像の位置合わせをすることと、をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ページ像を形成するステップが、
平面像ごとの内周及び外周と、前記内周及び前記外周の間に置かれるトリム経路と、を形成するステップであって、前記平面像のうちの前記少なくとも１つを、前記トリム経路に沿ってトリミングすることにより、前記画像の色が表現されるように、前記平面像にうちの少なくとも１つは、前記３Ｄコンピュータベースのモデル内の前記色の位置に基づいて前記内周と前記外周との間の前記画像の色を含むステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ページ像を前記媒体上に印刷して、断面印刷物を形成するステップであって前記画像の色が、前記断面印刷物のうちの少なくとも１つの上に印刷される、ステップと、
前記断面印刷物を積み上げて、積層を形成するステップであって、前記積層内の隣接する断面印刷物どうしは動作可能に結合する、ステップと、
前記断面印刷物上に印刷された前記平面像の前記トリム経路に沿って、前記断面印刷物をトリミングして、前記断面印刷物を成形して、前記物理的対象物を形成するステップであって、前記断面印刷物がトリミングされて、前記画像の色を表現して、前記断面印刷物から形成された前記物理的対象物が、色を正確に再現した、３Ｄコンピュータベースのモデルのレンダリングを示す、ステップと、をさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
３次元（３Ｄ）コンピュータベースのモデルから物理的対象物を形成するシステムであって、
３Ｄコンピュータベースのモデルに関するページ像を形成し、モデル内の画像の色の位置に基づいて、画像の色を前記ページ像に組み込むよう構成された処理装置であって、
前記ページ像は、３Ｄコンピュータベースのモデルの断面セグメント対応し、前記３Ｄコンピュータベースのモデルは、前記物理的対象物を形成するために使用される媒体の色とは異なる前記画像の色を含む、処理装置と、
前記ページ像を媒体上に印刷して断面印刷物を形成するよう構成され、前記断面印刷物から前記物理的対象物を形成される、媒体印刷システムと、を含むシステム。
【請求項９】
前記処理装置が、前記３Ｄコンピュータベースのモデルから生成される前記物理的対象物の寸法、及び前記物理的対象物を生成するために使用される前記媒体に基づいて、前記３Ｄコンピュータベースのモデルを前記断面セグメントにスライスするよう構成された、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記処理装置が、３Ｄモデルのセグメントからの前記断面セグメントを２次元平面像に変換するよう構成され、前記プロセッサが、前記平面像をバックグランド層上に配置し、前記バックグランド層上で前記平面像の位置合わせをするよう構成され、前記平面像が積み上げられると、前記平面像により前記３Ｄコンピュータベースのモデルが複製される、請求項９に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１１４６７６（Ｐ２０１３−１１４６７６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４２４８３（Ｐ２０１２−２４２４８３）
【出願日】平成２４年１１月２日（２０１２．１１．２）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２日（２０１２．１１．２）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
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