特開2024-10790３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024010790
(43)【公開日】2024-01-25
(54)【発明の名称】３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラム
(51)【国際特許分類】
B29C 64/386 20170101AFI20240118BHJP
B29C 64/112 20170101ALI20240118BHJP
B29C 64/10 20170101ALI20240118BHJP
B33Y 50/00 20150101ALI20240118BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20240118BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20240118BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20240118BHJP
【ＦＩ】
B29C64/386
B29C64/112
B29C64/10
B33Y50/00
B33Y30/00
B33Y10/00
B33Y80/00
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022112293
(22)【出願日】2022-07-13
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-09-29
(71)【出願人】
【識別番号】391022614
【氏名又は名称】学校法人幾徳学園
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】上平 員丈
(72)【発明者】
【氏名】シラパスパコオウオン ピヤラット
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213AM23
4F213AR20
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL32
4F213WL85
4F213WL96
(57)【要約】
【課題】３Ｄ造形物およびカラー印刷層の全体の見た目の色を高精度に予測する。
【解決手段】複数の３Ｄ造形物層を積層して３Ｄ造形物を生成する３Ｄ造形物生成部と３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷部と制御部とを備える３Ｄプリンタシステムであって、カラー印刷部は、３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、３Ｄプリンタシステムは、表面カラー印刷層での反射スペクトルと、３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算した合成出力光のスペクトルに基づいて、３Ｄ造形物、表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現モデルを備える。
【選択図】図１
【解決手段】複数の３Ｄ造形物層を積層して３Ｄ造形物を生成する３Ｄ造形物生成部と３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷部と制御部とを備える３Ｄプリンタシステムであって、カラー印刷部は、３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、３Ｄプリンタシステムは、表面カラー印刷層での反射スペクトルと、３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算した合成出力光のスペクトルに基づいて、３Ｄ造形物、表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現モデルを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
３Ｄ（三次元）造形物を生成する３Ｄ造形物生成部と、
前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷部と、
前記３Ｄ造形物生成部および前記カラー印刷部を制御する制御部とを備える３Ｄプリンタシステムであって、
前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、
前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層および前記内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現モデルを備える、
３Ｄプリンタシステム。
前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷部と、
前記３Ｄ造形物生成部および前記カラー印刷部を制御する制御部とを備える３Ｄプリンタシステムであって、
前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、
前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層および前記内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現モデルを備える、
３Ｄプリンタシステム。
【請求項2】
前記色再現モデルは、
前記内部からの反射光のスペクトルとして、
前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物の透過スペクトルと、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物の内部での乱反射スペクトルとの積を前記複数の３Ｄ造形物層の積層方向に積分したものである第１スペクトルに、前記表面カラー印刷層の透過スペクトルを更に乗じたものである第２スペクトルを用いる、
請求項１に記載の３Ｄプリンタシステム。
前記内部からの反射光のスペクトルとして、
前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物の透過スペクトルと、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物の内部での乱反射スペクトルとの積を前記複数の３Ｄ造形物層の積層方向に積分したものである第１スペクトルに、前記表面カラー印刷層の透過スペクトルを更に乗じたものである第２スペクトルを用いる、
請求項１に記載の３Ｄプリンタシステム。
【請求項3】
前記カラー印刷部によって形成される前記内部カラー印刷層の色と、前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層の色とが同一である、
請求項２に記載の３Ｄプリンタシステム。
請求項２に記載の３Ｄプリンタシステム。
【請求項4】
前記色再現モデルは、
前記カラー印刷部によって形成される前記内部カラー印刷層の透過スペクトルの値および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層の透過スペクトルの値として、同一の値を用いる、
請求項３に記載の３Ｄプリンタシステム。
前記カラー印刷部によって形成される前記内部カラー印刷層の透過スペクトルの値および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層の透過スペクトルの値として、同一の値を用いる、
請求項３に記載の３Ｄプリンタシステム。
【請求項5】
３Ｄ造形物生成部が、３Ｄ造形物を生成する３Ｄ造形物生成ステップと、
カラー印刷部が、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて生成される前記３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷ステップと、
制御部が、前記３Ｄ造形物生成部および前記カラー印刷部を制御する制御ステップとを備える３Ｄ印刷方法であって、
前記３Ｄ造形物生成ステップでは、前記３Ｄ造形物生成部が、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷ステップでは、前記カラー印刷部が、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、
色再現モデルが、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層および前記内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現ステップを備える、
３Ｄ印刷方法。
カラー印刷部が、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて生成される前記３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷ステップと、
制御部が、前記３Ｄ造形物生成部および前記カラー印刷部を制御する制御ステップとを備える３Ｄ印刷方法であって、
前記３Ｄ造形物生成ステップでは、前記３Ｄ造形物生成部が、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷ステップでは、前記カラー印刷部が、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、
色再現モデルが、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層および前記内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現ステップを備える、
３Ｄ印刷方法。
【請求項6】
３Ｄ造形物生成部によって生成される３Ｄ造形物およびカラー印刷部によって形成される表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現モデルであって、
前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する前記内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する前記表面カラー印刷層を形成し、
前記色再現モデルは、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記再現色を決定する、
色再現モデル。
前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する前記内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する前記表面カラー印刷層を形成し、
前記色再現モデルは、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記再現色を決定する、
色再現モデル。
【請求項7】
コンピュータに、
３Ｄ造形物生成部によって生成される３Ｄ造形物およびカラー印刷部によって形成される表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現ステップを実行させるためのプログラムであって、
前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する前記内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する前記表面カラー印刷層を形成し、
前記色再現ステップでは、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記再現色が決定される、
プログラム。
３Ｄ造形物生成部によって生成される３Ｄ造形物およびカラー印刷部によって形成される表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現ステップを実行させるためのプログラムであって、
前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、
前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する前記内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する前記表面カラー印刷層を形成し、
前記色再現ステップでは、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記再現色が決定される、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、デジタル技術とモノづくりが融合したデジタルファブリケーションがデジタル時代の新しいモノづくりとしてとして注目され、基礎から応用に至るまで活発な研究開発が展開されている。デジタルファブリケーションのなかでも特に３Ｄプリンタは小型・低コスト化が進み、広い分野で普及が始まっている。しかし、従来の３Ｄプリンタは形を造るいわゆる「造形」が主目的であり、表面に絵柄やパタンなどを描画する機能は備わっていないため造形物表面は材料の色に限定され、このため用途もデザイン性が求められない部品などに限定されていた。
最近、造形用材料を射出するノズルに加えてインクジェットノズルを備え、造形しながら同時にフルカラー印刷が可能な３Ｄプリンタが開発され、３Ｄプリンタによる造形物（以下、「３Ｄ造形物」と略す）の用途拡大が期待されている。しかし、３Ｄ造形物へのカラー印刷（以下、「３Ｄカラー印刷」と略す）に対して、色再現の制御・管理技術やノウハウは未だなく、紙への印刷に比べて色再現性が極めて低いのが現状である。
最近、造形用材料を射出するノズルに加えてインクジェットノズルを備え、造形しながら同時にフルカラー印刷が可能な３Ｄプリンタが開発され、３Ｄプリンタによる造形物（以下、「３Ｄ造形物」と略す）の用途拡大が期待されている。しかし、３Ｄ造形物へのカラー印刷（以下、「３Ｄカラー印刷」と略す）に対して、色再現の制御・管理技術やノウハウは未だなく、紙への印刷に比べて色再現性が極めて低いのが現状である。
【0003】
図９は紙へのカラー印刷を説明するための図である。図９に示すように、紙への印刷では、光の表面の反射特性で色再現が決定される。
図１０は３Ｄ造形物へのカラー印刷を説明するための図である。図１０に示すように、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物では、十分な厚さを有するカラー印刷層を形成することが難しいために、カラー印刷層において吸収される必要がある色成分（カラー印刷層を構成するインクの色成分以外の色成分）の光が表面から内部の浅い領域にまで侵入して、それぞれの深さで乱反射された光の合成により色が決定される（つまり、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物の全体の見た目の色が決まる）と考えられる。すなわち、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物では、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物の全体の見た目の色と、カラー印刷層を構成するインクの色とが異なってしまう。特に光を透過する樹脂系の材料を用いて３Ｄ造形物が生成される場合にこのようなメカニズムが顕著に生じると考えられ、この内部からの反射光が色再現範囲を狭める要因になっていると考えられる。さらに、３Ｄカラー印刷用のカラーマネジメントシステムは未だ開発されておらず、従来の紙用のシステムが使われていることも低い色再現の要因となっている。
図１０は３Ｄ造形物へのカラー印刷を説明するための図である。図１０に示すように、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物では、十分な厚さを有するカラー印刷層を形成することが難しいために、カラー印刷層において吸収される必要がある色成分（カラー印刷層を構成するインクの色成分以外の色成分）の光が表面から内部の浅い領域にまで侵入して、それぞれの深さで乱反射された光の合成により色が決定される（つまり、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物の全体の見た目の色が決まる）と考えられる。すなわち、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物では、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物の全体の見た目の色と、カラー印刷層を構成するインクの色とが異なってしまう。特に光を透過する樹脂系の材料を用いて３Ｄ造形物が生成される場合にこのようなメカニズムが顕著に生じると考えられ、この内部からの反射光が色再現範囲を狭める要因になっていると考えられる。さらに、３Ｄカラー印刷用のカラーマネジメントシステムは未だ開発されておらず、従来の紙用のシステムが使われていることも低い色再現の要因となっている。
【0004】
特許文献１には、３Ｄ印刷に用いられる印刷層の設計支援方法について記載されている。詳細には、特許文献１には、着色操作に応じて各印刷ブロックの色が設定され、各印刷ブロックの色に基づいて１層のカラー印刷データが生成される旨が記載されている。また、特許文献１には、ソリッドモデルを着色する必要がある場合に、同じ層のカラー印刷データに基づいてソリッドモデルを着色するように３Ｄプリンタが制御される旨が記載されている。
ところで、特許文献１には、ユーザにより選択された各印刷層の各印刷ブロックの色を編集し、対応する１層のカラー印刷データを生成する色彩編集機能について記載されているものの、特許文献１に記載された技術では、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物（ソリッドモデル）の全体の見た目の色と、カラー印刷層を構成するインクの色とが異なってしまうことに対する対策が施されていない。詳細には、特許文献１に記載された技術では、ユーザの着色操作において選択された色が、各印刷ブロックの色として設定される。
そのため、特許文献１に記載された技術によっては、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物（ソリッドモデル）の全体の見た目の色を所望の色（例えばユーザの着色操作において選択された色、例えばカラーキャリブレーションされたディスプレイを用い、ディスプレイの画面で見たままの色など）に近づけることができない。
ところで、特許文献１には、ユーザにより選択された各印刷層の各印刷ブロックの色を編集し、対応する１層のカラー印刷データを生成する色彩編集機能について記載されているものの、特許文献１に記載された技術では、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物（ソリッドモデル）の全体の見た目の色と、カラー印刷層を構成するインクの色とが異なってしまうことに対する対策が施されていない。詳細には、特許文献１に記載された技術では、ユーザの着色操作において選択された色が、各印刷ブロックの色として設定される。
そのため、特許文献１に記載された技術によっては、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物（ソリッドモデル）の全体の見た目の色を所望の色（例えばユーザの着色操作において選択された色、例えばカラーキャリブレーションされたディスプレイを用い、ディスプレイの画面で見たままの色など）に近づけることができない。
【0005】
特許文献２には、造形モジュールと、カラー印刷ヘッドを有する印刷モジュールとを備える３Ｄプリンタについて記載されている。詳細には、特許文献２には、カラー印刷ヘッドが、物体層における１つの表面に色を適用し、これにより所要の色仕上げを有する層を形成する旨が記載されている。また、特許文献２には、物体の着色が、物体層を形成するために使用される透明ビーズと、物体層における１つ以上の表面に適用される色との間の相互作用および相乗効果によって実現される旨が記載されている。更に、特許文献２は、ビーズが造形物体上に塗布されると共に、物体の最上層における表面が順次に効果的に着色されることにより、カラー層が形成される旨が記載されている。
ところで、特許文献２に記載された技術においても、物体の着色が行われた３Ｄ造形物（３Ｄ物体）の全体の見た目の色と、物体層の表面に適用される色（カラー層の色）とが異なってしまうことに対する対策が施されていない。
そのため、特許文献２に記載された技術によっても、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物の全体の見た目の色を所望の色に近づけることができない。
ところで、特許文献２に記載された技術においても、物体の着色が行われた３Ｄ造形物（３Ｄ物体）の全体の見た目の色と、物体層の表面に適用される色（カラー層の色）とが異なってしまうことに対する対策が施されていない。
そのため、特許文献２に記載された技術によっても、カラー印刷が行われた３Ｄ造形物の全体の見た目の色を所望の色に近づけることができない。
【0006】
特許文献３には、ノズルから吐出するフィラメントを積層して立体造形ワークを形成する熱溶解積層方式の３Ｄプリンタ部と、プリントヘッドから異なる複数色のインクを噴射して立体造形ワークにカラー印刷を行うインクジェット式のカラープリンタ部とを備える３Ｄプリンタについて記載されている。詳細には、特許文献３には、立体造形ワークを適宜の高さ（一層または複数層）ずつ造形した後、この造形部分にカラー着色を施す動作（造形と着色）を繰り返し行うようにした場合と、三次元的な立体造形が全て完了した立体造形ワーク（カラー印刷を行っていない未着色の状態）の表面にカラー着色を施す場合とについて記載されている。
ところで、特許文献３に記載された技術においても、カラー着色が施された後の立体造形ワークの全体の見た目の色と、カラー着色に用いられるインクの色とが異なってしまうことに対する対策が施されていない。
そのため、特許文献３に記載された技術によっても、カラー着色が施された後の立体造形ワークの全体の見た目の色を所望の色に近づけることができない。
ところで、特許文献３に記載された技術においても、カラー着色が施された後の立体造形ワークの全体の見た目の色と、カラー着色に用いられるインクの色とが異なってしまうことに対する対策が施されていない。
そのため、特許文献３に記載された技術によっても、カラー着色が施された後の立体造形ワークの全体の見た目の色を所望の色に近づけることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１９－１３９７３０号公報
【特許文献2】特表２０１８－５３８１８５号公報
【特許文献3】特開２０１７－１０５０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述した点に鑑み、本発明は、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を高精度に予測することによって、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様は、３Ｄ（三次元）造形物を生成する３Ｄ造形物生成部と、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷部と、前記３Ｄ造形物生成部および前記カラー印刷部を制御する制御部とを備える３Ｄプリンタシステムであって、前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層および前記内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現モデルを備える、３Ｄプリンタシステムである。
【0010】
本発明の一態様は、３Ｄ造形物生成部が、３Ｄ造形物を生成する３Ｄ造形物生成ステップと、カラー印刷部が、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて生成される前記３Ｄ造形物に対するカラー印刷を行うカラー印刷ステップと、制御部が、前記３Ｄ造形物生成部および前記カラー印刷部を制御する制御ステップとを備える３Ｄ印刷方法であって、前記３Ｄ造形物生成ステップでは、前記３Ｄ造形物生成部が、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、前記カラー印刷ステップでは、前記カラー印刷部が、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成ステップにおいて最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する表面カラー印刷層を形成し、色再現モデルが、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記３Ｄ造形物生成部によって生成される前記３Ｄ造形物および前記カラー印刷部によって形成される前記表面カラー印刷層および前記内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現ステップを備える、３Ｄ印刷方法である。
【0011】
本発明の一態様は、３Ｄ造形物生成部によって生成される３Ｄ造形物およびカラー印刷部によって形成される表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現モデルであって、前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する前記内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する前記表面カラー印刷層を形成し、前記色再現モデルは、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記再現色を決定する、色再現モデルである。
【0012】
本発明の一態様は、コンピュータに、３Ｄ造形物生成部によって生成される３Ｄ造形物およびカラー印刷部によって形成される表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色を決定する色再現ステップを実行させるためのプログラムであって、前記３Ｄ造形物生成部は、複数の３Ｄ造形物層を積層することによって前記３Ｄ造形物を生成し、前記カラー印刷部は、前記３Ｄ造形物生成部によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層の間に位置する前記内部カラー印刷層を少なくとも１つ形成すると共に、前記３Ｄ造形物生成部によって最後に積層される３Ｄ造形物層の上面に位置する前記表面カラー印刷層を形成し、前記色再現ステップでは、前記表面カラー印刷層での反射スペクトルと、前記３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、前記再現色が決定される、プログラムである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を高精度に予測することによって、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の一例を示す図である。
【図2】第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって生成される３Ｄ（三次元）造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに対して行われるカラー印刷の一例を説明するための図である。
【図3】第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４に適用される仮定を説明するための図である。
【図4】第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４によるカラーマネージメント法を説明するための図である。
【図5】内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）が形成されない比較例を説明するための図である。
【図6】第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１において実行される処理の一例を説明するためのシーケンス図である。
【図7】第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１の一例を示す図である。
【図8】第３実施形態の３Ｄプリンタシステム１の一例を示す図である。
【図9】紙へのカラー印刷を説明するための図である。
【図10】３Ｄ造形物へのカラー印刷を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照し、本発明の３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムの実施形態について説明する。
【0016】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の一例を示す図である。図２は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって生成される３Ｄ（三次元）造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに対して行われるカラー印刷の一例を説明するための図である。
図１および図２に示す例では、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物ＭＤを生成すると共に、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷を行う。３Ｄプリンタシステム１は、３Ｄ造形物生成部１１と、カラー印刷部１２と、制御部１３と、色再現モデル１４とを備えている。
３Ｄ造形物生成部１１は、３Ｄ造形物ＭＤを生成する。
図１および図２に示す例では、３Ｄ造形物生成部１１が、ＦＭＤ（Fused Deposition Modeling）方式であり、熱で溶かした熱可塑性樹脂をノズル（図示せず）から押し出して積層することによって３Ｄ造形物ＭＤを生成する。３Ｄ造形物生成部１１は、複数の３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）を積層することによって３Ｄ造形物ＭＤを生成する。
図１は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の一例を示す図である。図２は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって生成される３Ｄ（三次元）造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに対して行われるカラー印刷の一例を説明するための図である。
図１および図２に示す例では、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物ＭＤを生成すると共に、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷を行う。３Ｄプリンタシステム１は、３Ｄ造形物生成部１１と、カラー印刷部１２と、制御部１３と、色再現モデル１４とを備えている。
３Ｄ造形物生成部１１は、３Ｄ造形物ＭＤを生成する。
図１および図２に示す例では、３Ｄ造形物生成部１１が、ＦＭＤ（Fused Deposition Modeling）方式であり、熱で溶かした熱可塑性樹脂をノズル（図示せず）から押し出して積層することによって３Ｄ造形物ＭＤを生成する。３Ｄ造形物生成部１１は、複数の３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）を積層することによって３Ｄ造形物ＭＤを生成する。
【0017】
図２に示す例では、３Ｄ造形物生成部１１が、４つの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）、ＭＤ（２）、ＭＤ（３）、ＭＤ（４）を積層することによって３Ｄ造形物ＭＤを生成するが、他の例では、３Ｄ造形物生成部１１が、４以外の複数の３Ｄ造形物層を積層することによって３Ｄ造形物ＭＤを生成してもよい。
【0018】
図１および図２に示す例では、３Ｄ造形物生成部１１がＦＭＤ方式であるが、他の例では、３Ｄ造形物生成部１１が、例えば光造形方式（ＳＬＡ（Stereo Lithography Apparatus）方式）、インクジェット方式（材料噴射法）、バインダージェット方式（結合材噴射法）等のようなＦＭＤ方式以外の方式であってもよい。
【0019】
図１および図２に示す例では、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷を行う。
詳細には、図２に示す例では、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（１）に対するカラー印刷を行わない。カラー印刷部１２は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（２）に対するカラー印刷を行い、３Ｄ造形物生成部１１によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）、ＭＤ（３）の間に位置する内部カラー印刷層ＰＹ（３）を形成する。また、カラー印刷部１２は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（３）に対するカラー印刷を行い、３Ｄ造形物生成部１１によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）、ＭＤ（４）の間に位置する内部カラー印刷層ＰＹ（２）を形成する。更に、カラー印刷部１２は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（４）に対するカラー印刷を行い、３Ｄ造形物生成部１１によって最後に積層される３Ｄ造形物層ＭＤ（４）の上面に位置する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成する。
詳細には、図２に示す例では、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（１）に対するカラー印刷を行わない。カラー印刷部１２は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（２）に対するカラー印刷を行い、３Ｄ造形物生成部１１によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）、ＭＤ（３）の間に位置する内部カラー印刷層ＰＹ（３）を形成する。また、カラー印刷部１２は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（３）に対するカラー印刷を行い、３Ｄ造形物生成部１１によって積層される隣接する２つの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）、ＭＤ（４）の間に位置する内部カラー印刷層ＰＹ（２）を形成する。更に、カラー印刷部１２は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物層ＭＤ（４）に対するカラー印刷を行い、３Ｄ造形物生成部１１によって最後に積層される３Ｄ造形物層ＭＤ（４）の上面に位置する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成する。
【0020】
図２に示す例では、カラー印刷部１２が、２つの内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）を形成するが、他の例では、カラー印刷部１２が、１つの内部カラー印刷層を形成したり、３以上の内部カラー印刷層を形成したりしてもよい。
図２に示す例では、３Ｄ造形物生成部１１が、４つの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）を生成するが、他の例では、３Ｄ造形物生成部１１が、４以外の任意の数の３Ｄ造形物層を生成してもよい。
図２に示す例では、３Ｄ造形物生成部１１が、４つの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）を生成するが、他の例では、３Ｄ造形物生成部１１が、４以外の任意の数の３Ｄ造形物層を生成してもよい。
【0021】
図１および図２に示す例では、制御部１３が、３Ｄ造形物生成部１１およびカラー印刷部１２を制御する。
色再現モデル１４は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。
色再現モデル１４は、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。
【0022】
図３～図５は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４に適用される考え方を説明するための図である。詳細には、図３は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４に適用される仮定を説明するための図である。図４は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４によるカラーマネージメント法を説明するための図である。図５は内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）が形成されない比較例を説明するための図である。
【0023】
（仮定１）
図３に示す第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４に適用される仮定では、３Ｄ造形物は白色とする。つまり、３Ｄ造形物の反射スペクトルおよび透過スペクトルが波長によらず一定であると仮定する。一般的に３Ｄプリンタによって３Ｄ造形物の表面にカラー印刷が行われる場合、３Ｄ造形物の材料として白い樹脂が用いられるからである。ただし、色がついた材料を用いて３Ｄ造形物を生成する場合にも以下の議論は成り立つ。
（仮定２）
カラー印刷が行われた３Ｄ造形物に入射する入射光は白色光とする。
図３に示す第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４に適用される仮定では、３Ｄ造形物は白色とする。つまり、３Ｄ造形物の反射スペクトルおよび透過スペクトルが波長によらず一定であると仮定する。一般的に３Ｄプリンタによって３Ｄ造形物の表面にカラー印刷が行われる場合、３Ｄ造形物の材料として白い樹脂が用いられるからである。ただし、色がついた材料を用いて３Ｄ造形物を生成する場合にも以下の議論は成り立つ。
（仮定２）
カラー印刷が行われた３Ｄ造形物に入射する入射光は白色光とする。
【0024】
（仮定３）
内部カラー印刷層が形成されない比較例では、通常の紙への印刷と同様に、入射光はカラー印刷層（表面カラー印刷層）を透過して、その下の３Ｄ造形物の表面、および３Ｄ造形物の表面付近の３Ｄ造形物の内部で反射して、再びカラー印刷層（表面カラー印刷層）に入射し、カラー印刷層（表面カラー印刷層）を透過してカラー印刷層（表面カラー印刷層）の表面側（図３の上側）に出る。このとき、光はカラー印刷層を往復で２回透過し、この往復の透過スペクトルにより反射光の色が決まる。
図３に示す例（つまり、入射光が白色であり、３Ｄ造形物が白色であり、表面カラー印刷層が赤色であり、内部カラー印刷層が形成されない例）では、光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）を通過する際に赤色成分以外の光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）に吸収され、赤色成分の光のみがカラー印刷層（表面カラー印刷層）の表面（図３の上側の面）から出射される。
図３に矢印で示す入射光および反射光の例では、白色の３Ｄ造形物の表面（図３の上側の面）で反射された光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）を通過する際に、赤色成分以外の光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）に吸収され、赤色成分の光（図３に「反射光（目で感じる色）」で示す光）のみがカラー印刷層（表面カラー印刷層）の表面（図３の上側の面）から出射される。したがって、その部分は赤色に見える。
内部カラー印刷層が形成されない比較例では、通常の紙への印刷と同様に、入射光はカラー印刷層（表面カラー印刷層）を透過して、その下の３Ｄ造形物の表面、および３Ｄ造形物の表面付近の３Ｄ造形物の内部で反射して、再びカラー印刷層（表面カラー印刷層）に入射し、カラー印刷層（表面カラー印刷層）を透過してカラー印刷層（表面カラー印刷層）の表面側（図３の上側）に出る。このとき、光はカラー印刷層を往復で２回透過し、この往復の透過スペクトルにより反射光の色が決まる。
図３に示す例（つまり、入射光が白色であり、３Ｄ造形物が白色であり、表面カラー印刷層が赤色であり、内部カラー印刷層が形成されない例）では、光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）を通過する際に赤色成分以外の光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）に吸収され、赤色成分の光のみがカラー印刷層（表面カラー印刷層）の表面（図３の上側の面）から出射される。
図３に矢印で示す入射光および反射光の例では、白色の３Ｄ造形物の表面（図３の上側の面）で反射された光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）を通過する際に、赤色成分以外の光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）に吸収され、赤色成分の光（図３に「反射光（目で感じる色）」で示す光）のみがカラー印刷層（表面カラー印刷層）の表面（図３の上側の面）から出射される。したがって、その部分は赤色に見える。
【0025】
（仮定４）
第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４では、表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過率（透過スペクトル）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の透過率（透過スペクトル）を、図３に示す例の光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）を往復する際の透過率ｔｃ（λ）と同じものとして扱う。
（仮定５）
第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の絵柄（色）と、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の絵柄（色）とが同一であると仮定する。すなわち、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の透過スペクトルと、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過スペクトルとが、共にｔｃ（λ）であると仮定する。
第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４では、表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過率（透過スペクトル）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の透過率（透過スペクトル）を、図３に示す例の光がカラー印刷層（表面カラー印刷層）を往復する際の透過率ｔｃ（λ）と同じものとして扱う。
（仮定５）
第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の絵柄（色）と、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の絵柄（色）とが同一であると仮定する。すなわち、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の透過スペクトルと、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過スペクトルとが、共にｔｃ（λ）であると仮定する。
【0026】
第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４に適用される考え方では、図４に示す微小領域δＳにおける色再現を考える。微小領域δＳの範囲内では、カラー印刷層（表面カラー印刷層および内部カラー印刷層）の透過スペクトル（透過率ｔｃ（λ））は一定と見なす。３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部における反射率はｒとする。
図４に示す例では、図４の上側からｉ番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）と、図４の上側からｉ＋１番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）との間の３Ｄ造形物層において反射率ｒで乱反射されて表面（つまり、図４に示す最も上側のカラー印刷層（表面カラー印刷層）よりも上側（図４の上側））に出てくる光Ｃｉ（λ）は、ｉ番目のカラー印刷層より上側のカラー印刷層（すなわち、表面カラー印刷層および２番目～ｉ番目の内部カラー印刷層）をそれぞれ行き帰りで２回通過する。表面カラー印刷層および２番目～ｉ番目の内部カラー印刷層のそれぞれの透過率ｔｃ（λ）は一定であるため、この光が通過する全てのカラー印刷層（表面カラー印刷層および２番目～ｉ番目の内部カラー印刷層）による透過スペクトルは、それぞれの積で与えられ、下記の（１Ａ）式によって表される。
図４に示す例では、図４の上側からｉ番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）と、図４の上側からｉ＋１番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）との間の３Ｄ造形物層において反射率ｒで乱反射されて表面（つまり、図４に示す最も上側のカラー印刷層（表面カラー印刷層）よりも上側（図４の上側））に出てくる光Ｃｉ（λ）は、ｉ番目のカラー印刷層より上側のカラー印刷層（すなわち、表面カラー印刷層および２番目～ｉ番目の内部カラー印刷層）をそれぞれ行き帰りで２回通過する。表面カラー印刷層および２番目～ｉ番目の内部カラー印刷層のそれぞれの透過率ｔｃ（λ）は一定であるため、この光が通過する全てのカラー印刷層（表面カラー印刷層および２番目～ｉ番目の内部カラー印刷層）による透過スペクトルは、それぞれの積で与えられ、下記の（１Ａ）式によって表される。
【0027】
【数1】
【0028】
また、３Ｄ造形物の各３Ｄ造形物層の内部における光Ｃｉ（λ）の光路上の単位長当たりの透過率をｔｐとし、３Ｄ造形物の各３Ｄ造形物層の厚さ（≒各３Ｄ造形物層の内部における光Ｃｉ（λ）の光路の片道分（つまり、行きおよび帰りの一方）の長さ（距離））をｄとする。
図４の上側からｉ番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）で反射されて表面（つまり、図４に示す最も上側のカラー印刷層（表面カラー印刷層）よりも上側（図４の上側））に出てくる光は、３Ｄ造形物中で距離２ｉｄを通過する。その光が３Ｄ造形物中で距離２ｉｄを通過する際の透過率は、ｔｐ／２ｉｄになる。
図４の上側からｉ番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）で反射されて表面（つまり、図４に示す最も上側のカラー印刷層（表面カラー印刷層）よりも上側（図４の上側））に出てくる光は、３Ｄ造形物中で距離２ｉｄを通過する。その光が３Ｄ造形物中で距離２ｉｄを通過する際の透過率は、ｔｐ／２ｉｄになる。
【0029】
図４の上側からｉ番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）と図４の上側からｉ＋１番目のカラー印刷層（内部カラー印刷層）との間の３Ｄ造形物層において反射率ｒで乱反射されて表面（つまり、図４に示す最も上側のカラー印刷層（表面カラー印刷層）よりも上側（図４の上側））に出てくる光Ｃｉ（λ）は、表面カラー印刷層に入射する入射光（白色光）の強度Ｉと、その光が３Ｄ造形物中で距離２ｉｄを通過する際の透過率ｔｐ／２ｉｄと、３Ｄ造形物の３Ｄ造形物層の内部における反射率はｒと、この光が通過する全てのカラー印刷層（表面カラー印刷層および２番目～ｉ番目の内部カラー印刷層）による透過スペクトル（（１Ａ）式参照）とを乗算したもの（つまり、下記の（１）式）によって表される。
【0030】
【数2】
【0031】
（１）式中の（ｔｐ／２ｄ）×ｒをαとすると、（１）式で示す光Ｃｉ（λ）は、下記の（２）式のように表される。
【0032】
【数3】
【0033】
カラー印刷層（表面カラー印刷層および内部カラー印刷層）がＮ層あるとし、全てのカラー印刷層（表面カラー印刷層および内部カラー印刷層）からの反射光を加算したものである光Ｃ（λ）は、下記の（３）式によって表される。
【0034】
【数4】
【0035】
内部カラー印刷層が形成されない図５に示す比較例においては、３Ｄ造形物の透過率のみを考慮すればよい。内部カラー印刷層はないが、仮想的に厚さｄを有するＮ層の３Ｄ造形物層があると考える。
また、内部カラー印刷層が形成されない図５に示す比較例においては、カラー印刷層として、１つの表面カラー印刷層のみが存在する。
そのため、図５に示す比較例では、図５の上側からｉ番目の３Ｄ造形物層において反射率ｒで乱反射されて表面（つまり、図５に示す表面カラー印刷層よりも上側（図５の上側））に出てくる光Ｃ０ｉは、上述した（２）式中の、（１Ａ）式によって表される透過スペクトルを、透過スペクトルｔｃ（λ）に置き換えたものである下記の（４）式によって表される。
また、内部カラー印刷層が形成されない図５に示す比較例においては、カラー印刷層として、１つの表面カラー印刷層のみが存在する。
そのため、図５に示す比較例では、図５の上側からｉ番目の３Ｄ造形物層において反射率ｒで乱反射されて表面（つまり、図５に示す表面カラー印刷層よりも上側（図５の上側））に出てくる光Ｃ０ｉは、上述した（２）式中の、（１Ａ）式によって表される透過スペクトルを、透過スペクトルｔｃ（λ）に置き換えたものである下記の（４）式によって表される。
【0036】
【数5】
【0037】
図５に示す比較例では、全ての３Ｄ造形物層（Ｎ層の３Ｄ造形物層）からの光が合わさったものである光Ｃ０は、下記の（５）式によって表され、表面カラー印刷層を通過する。
【0038】
【数6】
【0039】
簡単のため、Ｎ＝３とすると、上述した（３）式で示す全てのカラー印刷層（表面カラー印刷層および内部カラー印刷層）からの反射光を加算したものである光のスペクトルＣ（３Ｄ造形物、表面カラー印刷層および内部カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色）は、下記の（６）式によって表される。また、Ｎ＝３とすると、上述した（５）式で示す全ての３Ｄ造形物層（Ｎ層の３Ｄ造形物層）からの光が合わさって表面カラー印刷層から出てくる光のスペクトルＣ０（３Ｄ造形物および表面カラー印刷層の全体の見た目の色に相当する再現色）は、下記の（７）式によって表される。
【0040】
【数7】
【0041】
【数8】
【0042】
（６）式と（７）式とを比較すると、色を決定するのはカラー印刷層（表面カラー印刷層および内部カラー印刷層）の透過スペクトルｔｃ（λ）であり、表面のみにカラー印刷層（表面カラー印刷層）が形成される比較例では、透過スペクトルｔｃ（λ）の項が一つであるが、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４によるカラーマネージメント法を説明する図４に示す例では、透過スペクトルｔｃ（λ）の項の他、内部カラー印刷層の効果が、下記の（６Ａ）式で示す透過スペクトルｔｃ（λ）の２乗の形および下記の（６Ｂ）式で示す透過スペクトルｔｃ（λ）の３乗の形で現れ、これらはべき乗となるために透過スペクトルｔｃ（λ）の項よりも彩度、コントラストが高い。このため、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４によるカラーマネージメント法を説明する図４に示す例は、表面のみにカラー印刷層（表面カラー印刷層）が形成される比較例よりも色再現性を高める効果を有することになる。
【0043】
【数9】
【0044】
【数10】
【0045】
つまり、図１および図２に示す例では、色再現モデル１４が、表面カラー印刷層ＰＹ（１）での反射スペクトルと、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。
詳細には、色再現モデル１４が、内部からの反射光（３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の内部において乱反射された光）のスペクトルとして、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤの透過スペクトルＴｏ（λ）と、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤの内部での乱反射スペクトルＲｏ（λ）との積を複数の３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の積層方向に積分したものである第１スペクトルに、表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過スペクトルを更に乗じたものである第２スペクトルを用いる。
また、色再現モデル１４は、上述した仮定４および仮定５に基づいて、カラー印刷部１２によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の透過スペクトルの値およびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過スペクトルの値として、同一の値を用いる。
また、図１および図２に示す例では、上述した仮定５に基づいて、カラー印刷部１２によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の色と、カラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の色とが同一である。
詳細には、色再現モデル１４が、内部からの反射光（３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の内部において乱反射された光）のスペクトルとして、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤの透過スペクトルＴｏ（λ）と、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤの内部での乱反射スペクトルＲｏ（λ）との積を複数の３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の積層方向に積分したものである第１スペクトルに、表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過スペクトルを更に乗じたものである第２スペクトルを用いる。
また、色再現モデル１４は、上述した仮定４および仮定５に基づいて、カラー印刷部１２によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の透過スペクトルの値およびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の透過スペクトルの値として、同一の値を用いる。
また、図１および図２に示す例では、上述した仮定５に基づいて、カラー印刷部１２によって形成される内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の色と、カラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）の色とが同一である。
【0046】
上述したように特許文献１～特許文献３に記載された技術では、カラー着色が施された後の３Ｄ造形物およびカラー印刷層の全体の見た目の色と、カラー印刷に用いられるインクの色とが異なってしまうことに対する対策が施されていないのに対し、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１では、色再現モデル１４が、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。更に、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１では、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が、所望の色（例えばカラーキャリブレーションされたディスプレイを用い、ディスプレイの画面で見たままの色など）に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色が設定される。
そのため、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる。詳細には、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、十分な厚さを有する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成できない場合であっても、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる。
そのため、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる。詳細には、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、十分な厚さを有する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成できない場合であっても、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる。
【0047】
図６は第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１において実行される処理の一例を説明するためのシーケンス図である。詳細には、図６は図２に示す３Ｄ造形物ＭＤ（３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４））の生成およびカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の形成を行うために第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１において実行される処理の一例を示している。
図６に示す例では、ステップＳ１において、色再現モデル１４が、シミュレーションを実行する。具体的には、色再現モデル１４は、表面カラー印刷層ＰＹ（１）での反射スペクトルと、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。
図６に示す例では、ステップＳ１において、色再現モデル１４が、シミュレーションを実行する。具体的には、色再現モデル１４は、表面カラー印刷層ＰＹ（１）での反射スペクトルと、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。
【0048】
次いで、ステップＳ２では、色再現モデル１４が、ステップＳ１において決定（予測）された再現色を示す情報を制御部１３に送信する。
また、ステップＳ３では、色再現モデル１４が、ステップＳ１において決定（予測）された再現色を示す情報をカラー印刷部１２に送信する。
次いで、ステップＳ４では、カラー印刷部１２が、ステップＳ３において色再現モデル１４から送信された再現色を示す情報に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が所望の色に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を設定する。
また、ステップＳ３では、色再現モデル１４が、ステップＳ１において決定（予測）された再現色を示す情報をカラー印刷部１２に送信する。
次いで、ステップＳ４では、カラー印刷部１２が、ステップＳ３において色再現モデル１４から送信された再現色を示す情報に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が所望の色に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を設定する。
【0049】
ステップＳ５では、制御部１３が、３Ｄ造形物生成部１１を制御するための制御信号を３Ｄ造形物生成部１１に送信する。
次いで、ステップＳ６では、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ５において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）を生成し、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）を生成する。つまり、３Ｄ造形物生成部１１が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）および３Ｄ造形物層ＭＤ（２）を積層する。
次いで、ステップＳ６では、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ５において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）を生成し、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）を生成する。つまり、３Ｄ造形物生成部１１が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）および３Ｄ造形物層ＭＤ（２）を積層する。
【0050】
ステップＳ７では、制御部１３は、カラー印刷部１２が、ステップＳ６において生成された３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）に対するカラー印刷を行うための制御信号をカラー印刷部１２に送信する。
次いで、ステップＳ８では、カラー印刷部１２が、ステップＳ７において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）に対するカラー印刷を行う。詳細には、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）の上側に内部カラー印刷層ＰＹ（３）を形成する。
次いで、ステップＳ８では、カラー印刷部１２が、ステップＳ７において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）に対するカラー印刷を行う。詳細には、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（２）の上側に内部カラー印刷層ＰＹ（３）を形成する。
【0051】
ステップＳ９では、制御部１３が、３Ｄ造形物生成部１１を制御するための制御信号を３Ｄ造形物生成部１１に送信する。
次いで、ステップＳ１０では、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ９において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）を生成する。つまり、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ８において形成された内部カラー印刷層ＰＹ（３）の上側に、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）を積層する。
次いで、ステップＳ１０では、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ９において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）を生成する。つまり、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ８において形成された内部カラー印刷層ＰＹ（３）の上側に、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）を積層する。
【0052】
ステップＳ１１では、制御部１３は、カラー印刷部１２が、ステップＳ１０において生成された３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）に対するカラー印刷を行うための制御信号をカラー印刷部１２に送信する。
次いで、ステップＳ１２では、カラー印刷部１２が、ステップＳ１１において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）に対するカラー印刷を行う。詳細には、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）の上側に内部カラー印刷層ＰＹ（２）を形成する。
次いで、ステップＳ１２では、カラー印刷部１２が、ステップＳ１１において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）に対するカラー印刷を行う。詳細には、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（３）の上側に内部カラー印刷層ＰＹ（２）を形成する。
【0053】
ステップＳ１３では、制御部１３が、３Ｄ造形物生成部１１を制御するための制御信号を３Ｄ造形物生成部１１に送信する。
次いで、ステップＳ１４では、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ１３において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）を生成する。つまり、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ１２において形成された内部カラー印刷層ＰＹ（２）の上側に、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）を積層する。
次いで、ステップＳ１４では、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ１３において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）を生成する。つまり、３Ｄ造形物生成部１１が、ステップＳ１２において形成された内部カラー印刷層ＰＹ（２）の上側に、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）を積層する。
【0054】
ステップＳ１５では、制御部１３は、カラー印刷部１２が、ステップＳ１４において生成された３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）に対するカラー印刷を行うための制御信号をカラー印刷部１２に送信する。
次いで、ステップＳ１６では、カラー印刷部１２が、ステップＳ１５において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）に対するカラー印刷を行う。詳細には、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）の上面に位置する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成する。
次いで、ステップＳ１６では、カラー印刷部１２が、ステップＳ１５において制御部１３から送信された制御信号に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）に対するカラー印刷を行う。詳細には、カラー印刷部１２が、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（４）の上面に位置する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成する。
【0055】
上述したように、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１の色再現モデル１４は、３Ｄ造形物ＭＤの内部反射も考慮し、３Ｄ造形物ＭＤの内部の深さ方向（複数の３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の積層方法）（図２の上下方向）への反射スペクトルの積分によって再現色を決定する。
第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１は、造形しながらカラー印刷を行うことができるという特徴を生かし、３Ｄ造形物ＭＤの表面のみならず、３Ｄ造形物ＭＤの内部にもカラー印刷を行うことにより、カラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））を多層化して、色再現モデル１４による色再現性を高めている。
第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１は、造形しながらカラー印刷を行うことができるという特徴を生かし、３Ｄ造形物ＭＤの表面のみならず、３Ｄ造形物ＭＤの内部にもカラー印刷を行うことにより、カラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））を多層化して、色再現モデル１４による色再現性を高めている。
【0056】
本発明者等は、３Ｄ造形物ＭＤに対して行われるカラー印刷では、表面のみならず内部からの光反射も色再現に影響を及ぼすと考え、内部反射を考慮した色再現モデル１４を構築し、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１に適用した。第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１は、色再現モデル１４によって決定（予測）された再現色に基づいて、表面カラー印刷層ＰＹ（１）に加えて内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）を設けると共に、それらを形成するためのインクの色を設定することにより、色再現範囲の拡大を図っている（つまり、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色を所望の色に近づけている）。
【0057】
［第２実施形態］
以下、本発明の３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムの第２実施形態について説明する。
第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様の効果を奏することができる。
以下、本発明の３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムの第２実施形態について説明する。
第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様の効果を奏することができる。
【0058】
図７は第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１の一例を示す図である。
図７に示す例では、図１に示す例と同様に、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物ＭＤを生成すると共に、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷を行う。３Ｄプリンタシステム１は、３Ｄ造形物生成部１１と、カラー印刷部１２と、制御部１３と、色再現モデル１４とを備えている。
図１に示す例は、色再現モデル１４が制御部１３、カラー印刷部１２等に接続されているが、図７に示す例は、色再現モデル１４が制御部１３、カラー印刷部１２等に接続されていない。
図７に示す例では、図１に示す例と同様に、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物ＭＤを生成すると共に、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷を行う。３Ｄプリンタシステム１は、３Ｄ造形物生成部１１と、カラー印刷部１２と、制御部１３と、色再現モデル１４とを備えている。
図１に示す例は、色再現モデル１４が制御部１３、カラー印刷部１２等に接続されているが、図７に示す例は、色再現モデル１４が制御部１３、カラー印刷部１２等に接続されていない。
【0059】
図７に示す例では、図１に示す例と同様に、色再現モデル１４が、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。詳細には、色再現モデル１４が、図１に示す例と同様に、表面カラー印刷層ＰＹ（１）での反射スペクトルと、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。
【0060】
図７に示す例では、図１に示す例とは異なり、例えば３Ｄプリンタシステム１のオペレータが、色再現モデル１４によって決定（予測）された再現色を示す情報を制御部１３またはカラー印刷部１２に入力する。
また、図７に示す例では、カラー印刷部１２が、例えば３Ｄプリンタシステム１のオペレータによって入力された再現色を示す情報に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が所望の色に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を設定する。
他の例では、例えば３Ｄプリンタシステム１のオペレータが、色再現モデル１４によって決定（予測）された再現色に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が所望の色に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を設定してもよい。この例では、例えば３Ｄプリンタシステム１のオペレータが、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を示す情報を制御部１３またはカラー印刷部１２に入力する。
また、図７に示す例では、カラー印刷部１２が、例えば３Ｄプリンタシステム１のオペレータによって入力された再現色を示す情報に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が所望の色に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を設定する。
他の例では、例えば３Ｄプリンタシステム１のオペレータが、色再現モデル１４によって決定（予測）された再現色に基づいて、３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が所望の色に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を設定してもよい。この例では、例えば３Ｄプリンタシステム１のオペレータが、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を示す情報を制御部１３またはカラー印刷部１２に入力する。
【0061】
第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様に、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色（例えばカラーキャリブレーションされたディスプレイを用い、ディスプレイの画面で見たままの色など）に近づけることを容易にすることができる。詳細には、第２実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様に、十分な厚さを有する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成できない場合であっても、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる。
【0062】
［第３実施形態］
以下、本発明の３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムの第３実施形態について説明する。
第３実施形態の３Ｄプリンタシステム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様の効果を奏することができる。
以下、本発明の３Ｄプリンタシステム、３Ｄ印刷方法、色再現モデルおよびプログラムの第３実施形態について説明する。
第３実施形態の３Ｄプリンタシステム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の３Ｄプリンタシステム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の３Ｄプリンタシステム１と同様の効果を奏することができる。
【0063】
図８は第３実施形態の３Ｄプリンタシステム１の一例を示す図である。
図８に示す例では、図１に示す例と異なり、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物ＭＤを生成しない。また、３Ｄプリンタシステム１は、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷も行わない。
上述したように、図１に示す例では、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物生成部１１と、カラー印刷部１２と、制御部１３と、色再現モデル１４とを備えている。
一方、図８に示す例では、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物生成部１１、カラー印刷部１２および制御部１３を備えておらず、色再現モデル１４のみを備えている。
図８に示す例では、図１に示す例と異なり、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物ＭＤを生成しない。また、３Ｄプリンタシステム１は、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷も行わない。
上述したように、図１に示す例では、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物生成部１１と、カラー印刷部１２と、制御部１３と、色再現モデル１４とを備えている。
一方、図８に示す例では、３Ｄプリンタシステム１が、３Ｄ造形物生成部１１、カラー印刷部１２および制御部１３を備えておらず、色再現モデル１４のみを備えている。
【0064】
図８に示す例では、色再現モデル１４がシミュレーションを実行する。具体的には、色再現モデル１４は、例えば図２に示すような３Ｄ造形物ＭＤが生成され、例えば図２に示すような表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）が形成される場合における３Ｄ造形物ＭＤ、表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。詳細には、色再現モデル１４が、図１に示す例と同様に、表面カラー印刷層ＰＹ（１）での反射スペクトルと、３Ｄ造形物ＭＤの３Ｄ造形物層ＭＤ（１）～ＭＤ（４）の内部において乱反射された光である内部からの反射光のスペクトルとを加算したものである合成出力光のスペクトルに基づいて、３Ｄ造形物生成部１１によって生成される３Ｄ造形物ＭＤおよびカラー印刷部１２によって形成される表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３）の全体の見た目の色に相当する再現色を決定（予測）する。
【0065】
また、図８に示す例では、色再現モデル１４が、決定（予測）した再現色に基づいて、例えば図２に示すような３Ｄ造形物ＭＤおよび３Ｄ造形物ＭＤに形成されるカラー印刷層（表面カラー印刷層ＰＹ（１）および内部カラー印刷層ＰＹ（２）、ＰＹ（３））の全体の見た目の色が所望の色に近づくように、３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を設定する。
図８に示す例では、色再現モデル１４によって決定（予測）された再現色を示す情報、および、色再現モデル１４によって設定された３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を示す情報が、例えば特許文献１～特許文献３に記載されたカラー印刷機能を有する３Ｄプリンタ等のような、公知のカラー印刷機能を有する３Ｄプリンタのオペレータ等によって利用される。
その結果、第３実施形態においても、第１および第２実施形態と同様に、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色（例えばカラーキャリブレーションされたディスプレイを用い、ディスプレイの画面で見たままの色など）に近づけることを容易にすることができる。詳細には、第３実施形態によれば、第１および第２実施形態と同様に、十分な厚さを有する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成できない場合であっても、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる。
図８に示す例では、色再現モデル１４によって決定（予測）された再現色を示す情報、および、色再現モデル１４によって設定された３Ｄ造形物ＭＤに対するカラー印刷に用いられるインクの色を示す情報が、例えば特許文献１～特許文献３に記載されたカラー印刷機能を有する３Ｄプリンタ等のような、公知のカラー印刷機能を有する３Ｄプリンタのオペレータ等によって利用される。
その結果、第３実施形態においても、第１および第２実施形態と同様に、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色（例えばカラーキャリブレーションされたディスプレイを用い、ディスプレイの画面で見たままの色など）に近づけることを容易にすることができる。詳細には、第３実施形態によれば、第１および第２実施形態と同様に、十分な厚さを有する表面カラー印刷層ＰＹ（１）を形成できない場合であっても、３Ｄ造形物および３Ｄ造形物に形成されるカラー印刷層の全体の見た目の色を所望の色に近づけることを容易にすることができる。
【0066】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態および各例に記載の構成を組み合わせてもよい。
【0067】
なお、上記の実施形態における３Ｄプリンタシステム１の全部または一部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
なお、３Ｄプリンタシステム１の全部または一部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各システムが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
なお、３Ｄプリンタシステム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
なお、３Ｄプリンタシステム１の全部または一部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各システムが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
なお、３Ｄプリンタシステム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【0068】
１…３Ｄプリンタシステム、１１…３Ｄ造形物生成部、１２…カラー印刷部、１３…制御部、１４…色再現モデル、ＭＤ…３Ｄ造形物、ＭＤ（１）…３Ｄ造形物層、ＭＤ（２）…３Ｄ造形物層、ＭＤ（３）…３Ｄ造形物層、ＭＤ（４）…３Ｄ造形物層、ＰＹ（１）…表面カラー印刷層、ＰＹ（２）…内部カラー印刷層、ＰＹ（３）…内部カラー印刷層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】