凹凸形成装置、凹凸形成方法以及程序与流程

本发明涉及在打印介质上形成凹凸(concavo-convex)的技术。

背景技术：

传统上，作为用于形成期望的凹凸或三维物体的方法，已知有通过使用雕刻机等来切割材料的方法和用于堆叠诸如硬化树脂和石膏之类的材料的方法。在以这种方式形成的凹凸或三维物体(诸如浮雕和图形)被用于观看等目的的情况下，形状的诸如锐度和平滑度之类的表面特性大大影响观看者所看到的样子和观看者的印象。

另外，同样已知用于通过在三维物体的表面上执行打印来形成图像的方法。例如，已知用于通过使用打印装置(诸如胶版打印装置)将图像预先打印在专用纸张上并将该纸张粘贴到目标三维物体上的方法、用于通过使用喷墨打印系统将彩色材料直接喷射到三维物体的方法等等。在如上所述地在三维物体的表面上形成图像的情况下，形状特性也大大地影响观看者所看到的样子和观看者的印象。

在形成凹凸和三维物体方面，已经提出了通过使用喷墨打印系统基本上同时形成凹凸和图像来获得表示立体效果和质感的硬拷贝(hardcopy)的方法(ptl1)。对于这种硬拷贝，存在由于输出装置的精度和形成凹凸的材料的特性(诸如表面张力和湿扩展)而不能获得期望的凹凸的情况。

作为装置的主要输出特性，广泛已知表示根据输入频率的响应特性的调制传递函数(modulationtransferfunction)。作为mtf特性的典型示例，存在高频分量的响应的劣化。这是这样一种现象：在该现象中，在输入是具有一定高度差的波形(例如，输入是正弦波)的情况下，在低频下，所获得的高度差与输入的高度差相同，但是随着频率提高，高度差减小。

在出现这种现象的情况下，凹凸的表面的锐度将会丧失，并且输出物体看上去的样子将受到很大影响。关于这一点，在图像处理领域中已知通过对图像应用滤波处理来补偿mtf特性的技术。通过在形成凹凸时类似地执行mtf校正，可以期望抑制凹凸的劣化。

引用列表

专利文献

ptl1：日本专利公开no.2004-299058

技术实现要素：

技术问题

但是，存在凹凸形成装置的mtf特性取决于例如输入数据的振幅的量、装置的操作条件等而改变的情况，因此难以仅通过简单地应用图像处理领域中广泛已知的mtf校正技术就形成具有良好特性的凹凸形状。

问题的解决方案

本发明的凹凸形成装置包括：输入单元，被配置为输入表示待打印对象的凹凸的凹凸数据；以及校正单元，被配置为基于在在打印介质上形成凹凸的情况下的频率响应特性，对所输入的凹凸数据执行校正，所述校正根据所输入的凹凸数据的多个频带并且使得输入的凹凸数据的振幅越大，校正的强度越高。

发明的有益效果

根据本发明，使得可以在凹凸形成处理中表现忠实于所输入的凹凸数据的凹凸。

(参照附图)阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

[图1]图1是示出喷墨打印打印机的概略构造的图；

[图2]图2是解释通过面积渐变方法进行图像的渐变表现(gradationrepresentation)的示意图；

[图3a]图3a是解释通过打印头在打印介质上扫描来形成凹凸或图像的操作的图；

[图3b]图3b是解释通过打印头在打印介质上扫描来形成凹凸或图像的操作的图；

[图4a]图4a是示出双路径打印的示例的图；

[图4b]图4b是示出双路径打印的示例的图；

[图4c]图4c是示出双路径打印的示例的图；

[图5]图5是示出在打印介质上形成的凹凸层和图像层的截面的图；

[图6a]图6a是示出打印机的输入/输出特性的示例的图；

[图6b]图6b是示出打印机的输入/输出特性的示例的图；

[图6c]图6c是示出打印机的输入/输出特性的示例的图；

[图6d]图6d是示出打印机的输入/输出特性的示例的图；

[图6e]图6e是示出打印机的输入/输出特性的示例的图；

[图6f]图6f是示出打印机的输入/输出特性的示例的图；

[图7a]图7a是表示对于振幅和频率不同的输入信号的响应特性的曲线图；

[图7b]图7b是表示对于振幅和频率不同的输入信号的响应特性的曲线图；

[图7c]图7c是表示对于振幅和频率不同的输入信号的响应特性的曲线图；

[图8a]图8a是示出通过对所输入的凹凸数据执行离散小波变换而针对主扫描方向和副扫描方向上的每个频带划分所输入的凹凸数据的情况的示例的图；

[图8b]图8b是示出通过对所输入的凹凸数据执行离散小波变换而针对主扫描方向和副扫描方向上的每个频带划分所输入的凹凸数据的情况的示例的图；

[图8c]图8c是示出通过对所输入的凹凸数据执行离散小波变换而针对主扫描方向和副扫描方向上的每个频带划分所输入的凹凸数据的情况的示例的图；

[图9a]图9a是解释伽马变换的图；

[图9b]图9b是解释伽马变换的图；

[图10]图10是示出控制单元的内部构造的功能框图；

[图11]图11是按时序示出控制单元中的每条处理的细节的流程图；

[图12a]图12a是解释小波变换的具体示例的图；

[图12b]图12b是解释小波变换的具体示例的图；

[图12c]图12c是解释小波变换的具体示例的图；

[图12d]图12d是解释小波变换的具体示例的图；

[图12e]图12e是解释小波变换的具体示例的图；

[图12f]图12f是解释小波变换的具体示例的图；

[图13a]图13a是示出在对hl分量执行伽马校正处理之后的状态的图；

[图13b]图13b是示出在对hl分量执行伽马校正处理之后的状态的图；

[图13c]图13c是示出在对hl分量执行伽马校正处理之后的状态的图；

[图14]图14是示出控制单元的内部构造的功能框图；

[图15]图15是示出控制单元中的处理的流程的流程图；

[图16a]图16a是示出所输入的凹凸数据和切片数据之间的关系的图；

[图16b]图16b是示出所输入的凹凸数据和切片数据之间的关系的图；

[图17a]图17a是解释校正处理的效果的图；

[图17b]图17b是解释校正处理的效果的图；

[图18]图18是示出打印头、打印介质和已喷墨的表面之间的位置关系的示意图；

[图19]图19是示出控制单元的内部构造的功能框图；

[图20]图20是示出控制单元中的处理的流程的流程图；

[图21]图21是解释示例3的效果的图；

[图22]图22是头盒(headcartridge)和紫外线照射设备的构造部分的放大视图；

[图23a]图23a是示出从墨水被喷射到紫外线曝光的时间差如何影响所形成的凹凸的图；及

[图23b]图23b是示出从墨水被喷射到紫外线曝光的时间差如何影响所形成的凹凸的图。

具体实施方式

在下文中，参照附图，根据优选实施例详细地解释本发明。以下实施例中所示的构造仅仅是示例性的，并且本发明不限于示意性地示出的构造。

示例1

图1是示出根据本实施例的作为凹凸形成装置的喷墨打印打印机的概略构造的图。在下文中，将解释用于通过使用打印机100中的墨水来形成凹凸和图像的构造。

头盒101具有打印头和墨盒，打印头包含多个喷射口，墨水从所述墨盒供应到打印头，并且头盒101设有用于接收信号等以驱动打印头的每个喷射口的连接器。作为墨水，总共存在六种墨水，即，用于形成凹凸层的液体树脂墨水和用于形成图像层的彩色墨水，即，青色、品红色、黄色、黑色和白色墨水，并且每种墨水的墨盒彼此独立地设置。

头盒101通过定位可更换地安装在托架102上，并且托架102设有连接器保持器以便经由连接器向头盒101传输驱动信号等。另外，在托架102上安装有紫外线照射设备103，并且紫外线照射设备103被控制，以便在打印介质上硬化并固定所喷射的硬化墨水。

托架102被构造为能够沿着导轴104往复运动。具体而言，托架102通过使用主扫描马达105作为驱动源经由驱动机构(诸如马达滑轮106、从动滑轮107和正时带(timingbelt)108)被驱动，并且同时，托架102的位置和移动被控制。托架102沿着导轴104的移动被称为“主扫描”，并且移动方向被称为“主扫描方向”。诸如打印纸之类的打印介质109被放在自动片材馈送器(下文中称为“asf”)110上。在打印图像的时候，拾取辊112通过纸张馈送马达111的驱动经由齿轮旋转，并且打印介质109逐一地从asf110分离并被馈送。另外，打印介质109通过输送辊113的旋转被而输送到与托架102上的头盒101的喷射口表面相对的打印起始位置。输送辊113通过使用线馈电(lf)马达114作为驱动源经由齿轮被驱动。在打印介质109通过纸张末端传感器115的时间点执行关于打印介质109是否被馈送的判定和对于纸张馈送时的位置的确定。安装在托架102上的头盒101被保持为使得喷射口表面从托架102向下突出并变得平行于打印介质109。

控制单元120包括cpu、存储单元(rom、ram、hdd等)、各种i/f等，并且从外部接收凹凸数据和图像数据，并且基于接收到的数据来控制打印机100的各单元的操作。

(凹凸和图像打印操作)

随后，将解释具有图1中所示的构造的喷墨打印打印机100中的凹凸和图像的形成。

首先，在打印介质109被输送到预定的打印起始位置之后，托架102沿着导轴104在打印介质109上移动，并且在移动时从打印头的喷射口喷射墨水。紫外线照射设备103根据打印头的移动用紫外线光照射所喷射的墨水以在打印介质109上硬化并固定墨水。然后，在托架102移动直到导轴104的一端之后，输送辊113在与托架102的扫描方向垂直的方向上按预定量输送打印介质109。打印介质109的输送被称为“纸张馈送”或“副扫描”，并且输送方向被称为“纸张馈送方向”或“副扫描方向”。在打印介质109被输送预定量完成之后，托架102再次沿着导轴104移动。通过以这种方式重复打印头的托架102的扫描以及纸张馈送，在打印介质109的整个表面上形成凹凸。在形成凹凸之后，输送辊113将打印介质109返回到打印起始位置，并且通过与形成凹凸的处理相同的处理来在凹凸上形成图像。为了简便，在假设如上所述地分开形成凹凸和图像的情况下给出解释，但是也可以通过控制在每次扫描中被喷射的墨水种类的次序使得在凹凸层上形成图像层来执行其中打印介质109不被返回的处理。

图2是解释通过面积渐变方法进行图像的渐变表现的示意图。基本上，打印头由二进制控制表现，即，是否喷射墨滴。在本实施例中，假设对于由打印机100的输出分辨率限定的每个像素，控制墨水的开/关(墨水被喷射/不喷射)，并且在单位面积内在所有像素中墨水为开的状态被处理为100％的墨水量。利用这种所谓的二进制打印机，可以使单个像素仅表现100％和0％之一，因此，半色调由多个像素的集合表现。在图2的示例中，在图2的左下方示出的密度为25％的半色调通过向4×4个像素(总共16个像素)中的4个像素(这意味着4/16＝25％的面积)喷射墨水来表现，如图2的右下方所示。也可以类似地表现另一个色调级别。用于表现半色调的像素的总数、其中墨水为开的像素的图案等不限于上述示例中的那些。为了确定其中墨水为开的像素的图案，例如，频繁地使用误差扩散处理等。

在本实施例的凹凸形成中，通过使用之前描述的墨水量的概念，针对每个位置控制高度。在凹凸形成中以100％的墨水量形成基本上均匀的层的情况下，根据所喷射的墨水的体积，所形成的层具有一定的厚度＝高度。例如，在以100％的墨水量形成的层具有20μm的厚度的情况下，为了再现100μm的厚度，需要五次堆叠层。换句话说，喷射到需要100μm高度的位置的墨水量为500％。

图3a和图3b是解释通过打印头在打印介质109上扫描而形成凹凸或图像的操作的图。

在由托架102进行的主扫描中，按与打印头的宽度l对应的量打印图像，并且每当完成一行的打印时，打印介质109在副扫描方向被输送距离l。为了简化解释，假设在本实施例中可以使打印机100在单次扫描中喷射墨水高达100％的墨水量，并且在形成墨水量有必要超过100％的凹凸的情况下不执行输送并且多次地扫描同一区域。例如，在所喷射的墨水量最大为500％的情况下，同一行被扫描五次。这通过使用如下的图3a和图3b来解释。在区域a被打印头扫描五次之后(图3a)，打印介质109在副扫描方向上被输送距离l，并且区域b的主扫描被重复五次(图3b)。

存在多次执行扫描的情况，即，对于100％或更少的墨水量执行所谓的多路径打印，以便抑制图像质量的劣化，诸如由打印头的精度导致的周期变化。图4a至图4c是示出双路径打印的示例的图。在图4a至图4c的示例中，通过托架102在主扫描中以与打印头的宽度l对应的量来打印图像，并且每当完成一行的打印时，打印介质109在副扫描方向被输送距离l/2。通过打印头的第m次主扫描(图4a)和第(m+1)次主扫描(图4b)，区域a被打印，并且通过打印头的第(m+1)次主扫描(图4b)和第(m+2)次主扫描(图4c)，区域b被打印。在这里，解释了双路径打印，但是可以根据待打印图像所需的图像质量和凹凸的精度来改变路径的数量。在执行n路打印的情况下，例如，每当完成一行的打印时，打印介质109在副扫描方向被输送距离l/n。在这个时候，即使在墨水量为100％或更少的情况下，图案也被分成多个打印图案，并且通过打印头在打印介质109的同一行上执行n次主扫描来形成凹凸或图像。

在本实施例中，为了避免由上述多路径打印进行的扫描与以100％或更多的墨水量喷射墨水的扫描之间的混淆，在假设不执行多路径打印而执行多次扫描以堆叠层的情况下给出解释。本发明可以适用的打印介质不受特别限制，并且可以使用各种材料，诸如纸和塑料膜，只要打印头可以打印图像即可。

图5是示出在打印介质109上生成的凹凸层和图像层的截面的图。假设在凹凸层501的表面上形成图像层502来描述本实施例，其中凹凸层501具有包括多达大约几毫米的高度的高度分布。严格来说，图像层502也具有高度分布，但是厚度为大约几微米，因此，对最终凹凸的影响将是轻微的，因此可以忽略。当然，还可以通过考虑图像层502的厚度分布来执行校正高度数据等的处理。

(凹凸层的响应特性的变化)

图6a至图6f是示出作为凹凸形成装置的打印机100的输入/输出特性的示例的图。在图6a至图6f中，实线指示输入侧，虚线指示输出侧。

图6a示出了对于以600dpi的分辨率交替地形成三个点和三个空格的矩形波(即，周期为100lpi(行/英寸)并且用于形成条纹图案的输入信号)的响应特性。当输入信号(实线)是振幅为30μm的矩形波时，输出信号(虚线)的形状变钝，并且看起来像正弦波。输出信号的这种变钝是由形成凹凸的材料的诸如表面张力和湿扩展之类的特性引起的。作为补偿这种特性的技术，已知诸如执行边缘增强的滤波处理之类的校正处理。图6c示出了在图6a中所示的输出信号的变钝被校正的情况下在校正处理之前和之后的输入和输出之间的关系。图6e和图6f示出了在校正处理中使用的滤波器的特性(形状)。图6e和图6f之间的振幅差异指示校正的强度差异，并且与图6e相比，图6f中的强度更高。与图6c中[校正之前]的矩形输入信号(实线)相比，由于上述响应特性，输出信号(虚线)的形状变钝，但是[校正之后]，由于通过具有上述图6e和图6f中的特性的滤波器进行边缘增强，可以获得基本上矩形的响应。信号的这种劣化现象取决于频率而改变，并且通常，劣化在较低频率区域中不太严重，劣化在越高频率区域中变得越加严重。这种频率响应特性一般被称为mtf(调制传递函数)。然后，通过预先向输入信号给予mtf的相反特性来抵消劣化被称为mtf校正，并且可以将针对多个频率的响应特性表示为一个滤波器。在一般的图像处理中，通过对图像的整个表面使用一个滤波器来广泛地执行mtf校正。

但是，在诸如打印机100之类的凹凸形成装置的情况下，频率响应特性取决于输入信号的振幅值而显著改变。图6b示出了如图6a中那样对于以600dpi的分辨率交替地形成三个点和三个空格的矩形波的响应特性，并且还示出了输入信号(实线)的振幅加倍并且变为60μm的状态。在图6a中，作为输出信号的响应的振幅是与输入信号的振幅相同的30μm，但是在图6b中，输入信号的振幅(其为60μm)不再现，并且输出信号的振幅为大约40μm。

在假设mtf特性不取决于振幅而改变的情况下，期望的是使输入信号的振幅加倍也会使输出信号的振幅加倍。但是，在诸如打印机100之类的凹凸形成装置的情况下，由于形成凹凸的材料的特性等原因，振幅越大，劣化变得越严重。可想到的原因是，振幅越大(凹部越深)，应当堆积在凸部顶部的墨水落入凹部的可能性越大。

图7a至图7c是表示对于振幅和频率不同的输入信号的响应特性的曲线图。图7a示出了在振幅高度分别为30、60和150μm的正弦波形被输入的情况下的响应的振幅值。墨水量为100％的一层的厚度为30μm，因此，就层数而言，响应特性是针对与一层、两层和五层的幅度。图7b表示作为输出的振幅与输入的振幅之比的响应特性，示出了所谓的mtf特性。根据图7b，可以理解，响应特性根据振幅的量而改变。例如，通过关注100dpi的响应特性，已知在振幅相对较低的一层的情况下，响应是100％，但是在两层的情况下，可获得仅为大约70％的响应，并且在五层的情况下，可以获得仅为大约50％的响应。图7c示出了分别用于补偿图7b中所示的三种mtf特性的滤波器的mtf特性。在具有图7b中所示的每种mtf特性的每个输出装置中，在具有图7c中所示的每种mtf特性的滤波器被预先应用于所输入的凹凸数据的情况下，输出结果将是输出装置的mtf特性和滤波器的mtf特性的乘积。例如，通过将由图7b中的实线指示的一层的输出特性乘以由图7c中实线指示的用于对其进行补偿的滤波器的mtf特性，获得在任何频带中mtf＝1(即，在输入和输出之间没有变化)的特性。这种关系对于两层和五层也同样适用。

如上面所解释的，即使通过对输出特性取决于频率和振幅这两个要素而改变的凹凸形成装置使用单个滤波处理来执行mtf校正，也无法执行适当的校正。

图6d示出了在通过使用具有图6e中所示特性的滤波器对振幅加倍从而变为60μm的输入信号(图6b)执行校正的情况下在校正处理之前和之后的输入和输出之间的关系。已知，在振幅加倍的情况下，即使通过使用在振幅值小的条件下可以利用其获得理想响应(参见图6c)的滤波器，也无法执行充分的校正。

在本实施例中，鉴于如上所述的凹凸形成装置的特性，基于频率和振幅来执行校正。

图8a至图8c是示出其中对所输入的凹凸数据执行离散小波变换并且在主扫描方向和副扫描方向上针对每个频带划分所输入的凹凸数据的示例的图。图8a示出了原始输入数据，而图8b示出了通过将原始输入数据变换为图8c中所示的频率分量而获得的数据(信号)。在图8c中，ll表示在主扫描方向和副扫描方向这二者上的低频分量的信号，hl表示在主扫描方向上的高频分量的信号，lh表示在副扫描方向上的高频分量的信号，而hh表示在主扫描方向和副扫描方向这二者上的高频分量的信号。对于与图8c中的ll对应的信号，可以进一步执行相同的变换并将信号划分为更低频率分量。如上所述，通过小波变换，可以将输入信号划分为多个频带的信号。

在这里，关注与图8b中hl对应的部分的信号揭示了原始输入信号的高频分量的每个位置的强度由密度表示。这指示在图8a所示的输入数据中，频率分量的强度在接近白色或黑色的位置高(频率分量的振幅值高)。

在这里，关注具体的频带。例如，假定对hl的信号执行具有如图9a所示伽马特性的变换(伽马变换)。图9a中所示的伽玛特性是通过将输入信号乘以统一的系数获得的。这意味着校正是利用固定的系数执行的，而与对应的频率分量的振幅值无关，并且几乎等效于对整个信号应用上述滤波器，而与用于每个位置的振幅量无关。与此相反，在应用具有图9b所示的伽玛特性的变换的情况下，在信号接近“0”的位置(对应频率分量的振幅小)不执行校正，并且使得可以在振幅变大的位置获得提高校正强度的效果。

随后，将解释根据本实施例的控制单元120的细节，控制单元120使得能够根据打印机100的mtf特性的变化进行校正处理。图10是示出控制单元120的内部构造的功能框图。根据本实施例的控制单元120包括小波变换处理单元1001、校正处理单元1002、小波逆变换处理单元1003和颜色材料信号生成单元1004。

小波变换处理单元1001对所输入的凹凸数据执行离散小波变换。在这里，凹凸数据是表示对于坐标x和y中的每一个的高度信息的集合的数据，并且假设凹凸数据由i(x,y)表示。如之前所述，通过小波变换，可以将输入信号划分为与多个频带对应的信号。在本实施例中，通过执行离散小波变换，所输入的凹凸数据被划分为与多个频带对应的信号。

校正处理单元1002基于每个频率的凹凸信号和振幅量执行校正处理。换句话说，通过对通过小波变换划分成的每个频率的每个信号执行校正处理，使得能够根据凹凸数据的频率进行校正处理。

小波逆变换处理单元1003对通过校正处理获得的每个频带的一组凹凸信号执行小波逆变换。由此，生成对每个频带进行整合并且其中反映了校正处理的凹凸信号。

颜色材料信号生成单元1004基于校正处理之后的经整合的凹凸信号生成为每个像素指定颜色材料量(在本实施例中为墨水量)的颜色材料信号(下文中称为墨水信号)。

基于如上所述地生成的墨水信号，在打印介质上形成凹凸。

图11是按时序示出上述控制单元120中的每个处理的细节的流程图。这一系列处理是通过控制单元120内的cpu在将存储在rom等中的程序加载到ram上之后执行该程序而实现的。

在步骤1101，控制单元120获取凹凸数据i(x,y)。所获取的凹凸数据i(x,y)被发送到小波变换处理单元1001。

在步骤1102，小波变换处理单元1001对接收到的凹凸数据执行上述小波变换。如前所述，通过小波变换，可以将输入信号划分为与多个频带对应的信号。在本实施例中，通过对凹凸数据执行离散小波变换，所输入的凹凸数据被划分为与多个频带对应的信号。

具体而言，首先，通过下面的表达式(1)，为每个y坐标找到主扫描方向上的低频分量l。

l(n)＝(i(2n)+i(2n+1))/2...表达式(1)

在这里，n是自然数，并且通过上述表达式(1)，作为结果找到连续点的平均值。通过对连续点求平均，高频分量被消除，并且可以提取出低频分量。

随后，通过下面的表达式(2)，为每个y坐标找到主扫描方向上的高频分量h。

h(n)＝i(2n)-i(2n+1)...表达式(2)

通过上述表达式(2)，作为结果找到连续点之间的差。通过计算该差，可以提取出边缘分量，即，高频分量。

另外，通过在副扫描方向上也应用相同的处理，可以将所输入的凹凸数据变换为与在之前所述的图8c中描述的每个分量ll、lh、hl和hh对应的信号，并且各自由下面的表达式(3)至表达式(6)表示。

ll(m)＝(l(2m)+l(2m+1)/2...表达式(3)

lh(m)＝(l(2m)-l(2m+1))/2...表达式(4)

hl(m)＝(h(2m)+h(2m+1))/2...表达式(5)

hh(m)＝(h(2m)-h(2m+1))/2...表达式(6)

在上述表达式(3)至(6)中，m是自然数。然后，通过对所获得的ll递归地执行相同的处理，可以根据多个频带提取信号。在这个步骤，划分频带的处理被重复，直到获得必要的低频分量。下面，假设通过诸如上述的递归处理获得的每个频率分量被给予处理次数，并且例如，在对于上述ll进一步获得hh的情况下，频率分量被表示为hh2，等等。在下文中，参考图12a至图12f，将解释小波变换的具体示例。图12a示出了所输入的凹凸数据i(x,y)的一部分(4×4像素)。每个值指示每个坐标中的高度(以[μm]为单位)，从而形成具有两像素周期的垂直条纹。图12b示出了在图12a中的凹凸数据通过上述表达式(1)和表达式(2)被变换为对于每个y坐标的低频分量l和高频分量h之后的状态。图12c示出了在图12b中的数据被进一步变换为对于每列的低频分量和高频分量之后的状态。在这里，已知，通过关注图12c中的ll(n＝0，m＝1)，指示高度的值为“60”。这是表示总共四个像素的特性的值，其是与n＝0对应的x坐标的2n＝0和2n+1＝1和与m＝1对应的y坐标的2m＝2和2m+1＝3的组合，并且相当于平均高度为(90+30+90+30)/4＝60。hl(n＝0，m＝1)也是表示如之前所述的坐标x＝0、1和y＝2、3的总共四个像素的特性的值，但不是平均值，而是指示在主扫描方向上具有两像素周期的垂直条纹的振幅为±30。另外，lh指示在副扫描方向上具有两像素周期的水平条纹的振幅量，而hh指示在主和副扫描方向上分别具有两像素周期的栅格条纹的振幅量。图12a中所示的凹凸数据是垂直条纹图案，因此，在图12c中的hl中存在值，但lh和hh的值为“0”。

可以进一步将ll划分为低频和高频分量。图12d示出了图12c中的ll在主扫描方向上被划分为低频和高频分量，而图12e示出了图12d中的ll通过在副扫描方向上将ll划分为低频和高频分量而被变换成ll2、hl2、lh2和hh2。在这里，hl2、lh2和hh2分别是在主扫描方向上具有四像素周期的垂直条纹分量、在副扫描方向上具有四像素周期的水平条纹分量、以及在主和副扫描方向上具有四像素周期的栅格条纹分量。在这个示例中，不存在具有四像素周期的图案，因此，每个值为“0”。图12f示出并排布置的hl、lh、hh、hl2、lh2、hh2和ll2。在图12a至图12f中，为了简化解释，示出了4×4像素的示例，但是也可以对比这大的图像执行相同的处理。通过重复这样的处理，可以将所输入的凹凸数据划分为以2的幂次方个像素(诸如2、4、8、16，...)为周期的垂直、水平和对角分量。通过上述小波变换被划分为每个频带的凹凸信号的凹凸数据被发送到校正处理单元1002。

在步骤1103中，校正处理单元1002基于每个频带的凹凸信号中的每个振幅量确定要使用的滤波器的强度(见图6e和图6f)来执行校正处理。具体而言，具有如图9b中所示的伽马特性的校正处理被应用于每个频带的凹凸信号。这由如下表达式(7)表示。

sig’＝γ(sig)...表达式(7)

在这里，sig表示每个频带的凹凸信号，诸如ll、lh、hl、hh、lh2、hl2、...，并且γ表示根据每个频带的凹凸信号的振幅执行校正的函数。这里使用的伽马特性意味着基于振幅量的校正量。例如，在之前所述的图6a至图6f所示的示例中，在图6a中，对于振幅为30μm的输入信号，获得振幅为30μm的响应，但是在图6b中，对于振幅为60μm的输入信号，获得振幅仅为40μm(大约60μm的2/3)的响应。如之前所述，在每个频带的凹凸信号中，输入凹凸的振幅在接近“0”的区域中小，并且振幅随着与“0”的距离变大而变大。在这里，假设所应用的伽马特性是就高度而言振幅量在0和30μm之间的情况下系数为1.0的特性，并且系数从30μm逐渐增加，当振幅量为60μm时系数达到1.5。在伽马特性被应用于具有图6a至图6f中所示的100lpi周期的凹凸信号的情况下，对于振幅为30μm的输入信号，经校正的值不变并保持为30μm，因此，凹凸形成装置的响应振幅也为30μm。另一方面，对于振幅为60μm的输入信号的经校正的值，振幅为90μm，即60μm的1.5倍，其中1.5是输入比。在这种情况下，作为经校正的值的90μm被输入到凹凸形成装置，但是随着振幅值增大，响应性变低，大约为原始响应性的2/3，因此，使得可以获得接近60微米(这是输入值的振幅)的响应。如上所述，通过根据每个频率和振幅值执行非线性校正，使得可以形成期望的凹凸。上述伽马特性例如通过将凹凸形成装置的响应特性变换成lut(查找表)来保持，其中凹凸形成装置的响应特性是通过预先执行的测量等获得的。以这种方式，执行根据凹凸信号的强度的校正处理。已经对其执行了校正处理的每个频带的凹凸信号被发送到小波逆变换处理单元1003。

在步骤1104，小波逆变换处理单元1003对已经对其执行了校正处理的每个频带的一组凹凸信号执行小波逆变换(在步骤1102执行的小波变换的逆变换)，如以下表达式(8)至表达式(11)所示。

l’(2m)＝ll’(m)+lh’(m)...表达式(8)

l’(2m+1)＝ll’(m)-lh’(m)...表达式(9)

h’(2m)＝hl’(m)+hh(m)...表达式(10)

h’(2m+1)＝hl’(m)-hh’(m)...表达式(11)

然后，生成校正处理之后的、已经整合每个频带的凹凸数据。校正后的凹凸信号o由以下表达式(12)和表达式(13)表示。

o(2n)＝l’(n)+h’(n)...表达式(12)

o(2n+1)l’(n)-h’(n)...表达式(13)

在上述表达式(8)至表达式(13)中，2m对应于y坐标的偶数行，2m+1对应于y坐标的奇数行，2n对应于x坐标的偶数列，2n+1对应于x坐标的奇数列。

图13a示出了在对之前所述的图12c中的hl分量执行了伽马校正处理之后的状态。图12c中的hl示出了在图像的每个区域中具有两像素周期的振幅是±30μm，即，60μm。在这里，假设对于具有两像素周期和60μm振幅的图案的校正，原始校正的1.5倍的校正是必要的。因此，在伽马校正处理中，与两像素周期对应的hl中存储的值“30”通过将该值乘以1.5被变换成“45”。以这种方式对其执行了伽马校正的数据被变换成与xy坐标对应的凹凸数据。图13b示出了通过上述逆变换处理将图13a中的数据变换为与y坐标对应的数据的结果。另外，图13c示出了通过上述逆变换处理将图13b中的数据返回到与xy坐标对应的凹凸数据的结果。如图13c中所示，已知通过伽马校正处理和逆变换处理，使得具有两像素周期的垂直条纹分量成为原始分量的1.5倍大并且被变换成具有90μm振幅的垂直条纹。

如上所述，通过对小波变换之后的凹凸数据执行伽马校正，使得可以根据特定频率分量的振幅值执行校正处理。

在步骤1105，颜色材料信号生成单元1004基于校正之后的、其中每个频带已经被整合的凹凸信号o(x,y)生成上述墨水信号。具体而言，通过下面的表达式(14)，找到用于每个像素的墨水量o'(x,y)。

o’(x，y)＝o(x，y)/k...表达式(14)

在这里，k是指示每单位墨水量的高度的系数，并且根据要喷射的墨水量、硬化条件等的值被预先确定并保持在hdd等中。例如，在每100％的墨水量的高度为20μm(k＝20)的情况下，在输入凹凸信号的高度为105μm的条件下，105/20＝5.25，因此525％的墨水被喷射到对应的坐标，并且结果形成凹凸。除此之外，还可以通过例如将再现凹凸高度所需的墨水量保持作为表来计算墨水量。

然后，根据如上生成的墨水信号，在打印介质上形成凹凸，并且在必要时对形成的凹凸进一步执行正常打印处理。

如上所述，通过基于凹凸数据的频带和振幅进行校正处理，可以根据每个频率的每个位置的振幅进行强度不同的校正。

在本实施例中，被用于小波变换的基本函数是haar函数，但是也可以使用诸如franklin函数之类的其他基本函数。

在本实施例中，小波变换被应用于整个凹凸信号，但是也可以通过执行与经由对凹凸信号的每个局部区域执行缩放而获得的小波的相乘，计算频率和振幅量并且利用满足那些特性的空间滤波器。通过对整个凹凸信号应用这种局部处理，可以获得与本实施例相同的效果。

在本实施例中，以紫外线硬化喷墨系统作为用于形成凹凸的系统的示例给出解释，但系统不限于此。

根据本实施例，通过基于凹凸数据的频率和振幅执行校正，可以形成良好的凹凸形状。

示例2

在示例1中，解释了根据凹凸数据的频率和振幅量执行校正的方面。在这里，在通过使用堆叠处理形成凹凸的时候使用被划分为与每次扫描对应的凹凸数据(即，所谓的切片数据)的方法是众所周知的。

接下来，将解释作为示例2的如下方面：在该方面中，在通过使用切片数据形成凹凸的情况下简单且容易地抑制凹凸形状的劣化。在下文中省略或简化了与示例1共同的部分(凹凸形成装置的基本构造和操作)的解释，将主要解释不同点。

将解释根据本实施例的控制单元120的细节。图14是示出本实施方式中的控制单元120的内部构造的功能框图。根据本实施例的控制单元120包括颜色材料信号生成单元1401、切片数据生成单元1402和校正处理单元1403。

颜色材料信号生成单元1401对应于示例1中的颜色材料信号生成单元1004。在本实施例的情况下，凹凸信号被变换成颜色材料信号(墨水信号)，该颜色材料信号(墨水信号)基于校正处理之前的凹凸信号指定用于每个像素的颜色材料量(墨水量)。用于将凹凸信号变换成墨水信号的方法与示例1中解释的方法相同。

切片数据生成单元1402根据上述墨水信号生成切片数据，该切片数据是指定在凹凸形成中用于每次扫描的墨水量的数据。对于每条切片数据，给出用于识别其中使用该切片数据的扫描的编号(形成次序)的扫描编号n(n是等于或大于1的自然数)。

校正处理单元1403对应于示例1中的校正处理单元1002。在本实施例的校正处理单元1403中，通过应用具有与上述扫描编号对应的强度的滤波器，对每条切片数据执行校正处理。通常，在扫描编号n小的情况下，应用具有低校正强度的滤波器，而在扫描编号n大的情况下，应用具有高校正强度的滤波器。换句话说，对于在切片数据的形成次序中越晚形成的上层，边缘增强的程度变得越大。使用措辞“通常”的原因是存在如下现象：在输入信号具有高频率和大振幅的情况下，通用打印机的高度响应性变低，但是在振幅太大的情况下，即使执行任何校正也几乎没有输出高度被响应。在这种情况下，将不能通过具有高强度的校正获得稳定的响应，并且高强度的校正将导致不期望的影响，诸如造成噪声，因此存在校正量受限或不执行校正本身的情况。

图15是示出根据本实施例在控制单元120中的处理的流程的流程图。

在步骤1501，控制单元120获取凹凸数据i(x,y)。所获取的凹凸数据i(x,y)被发送到颜色材料信号生成单元1401。

在步骤1502，颜色材料信号生成单元1401将接收到的凹凸数据变换成墨水信号。所生成的墨水信号被发送到切片数据生成单元1402。

在步骤1503，切片数据生成单元1402基于接收到的墨水信号生成上述切片数据。图16a和图16b是示出所输入的凹凸数据与在该步骤生成的切片数据之间的关系的图。图16a示出了所输入的凹凸数据的截面图，而图16b示出了被均等地划分为在每个坐标中具有相同厚度的三条数据的切片数据的截面图。如之前所述，假定图16b中所示的切片数据被使用在不同的扫描中。在本实施例中，因为在后续的校正处理中执行使用滤波器的调制，所以使得每条切片数据的厚度小于可由单次扫描形成的最大厚度。换句话说，每条切片数据被划分为具有与小于100％的墨水量的值(例如，75％的墨水量)对应的厚度。在这个示例中，每层的墨水量为75％，因此，总的墨水量为225％。然后，从与图16b中最下层对应的切片数据开始依次使用切片数据，并且在打印介质上形成凹凸。在图16b的示例中，通过第一次扫描形成最下层中的切片数据，通过第二次扫描形成下一层中的切片数据，并且通过第三次扫描形成最上层中的切片数据。在下文中，假设与扫描编号n对应的切片数据由sn表示。

在步骤1504，校正处理单元1403通过使用具有与扫描编号n对应的mtf特性的滤波器对所生成的切片数据执行校正处理。校正处理之后的切片数据s’n由以下表达式(15)表示。

s’n＝sn*fn···表达式(15)

在上述表达式(15)中，“*”表示卷积。图17a和图17b是解释本实施例中的校正处理的效果的图。图17a是示出在对图16b所示的切片数据执行校正处理之后的用于每层的切片数据的图。如上所述，已知作为在扫描编号n小的情况下应用具有低校正强度的滤波器并且在扫描编号n大的情况下应用具有高校正强度的滤波器的结果，边缘增强的程度朝着上层变大。图17b是示出在图17a所示的校正处理之后的与三个层对应的切片数据被堆叠的状态的图。

然后，执行基于如上所述地生成的切片数据的扫描，在打印介质上形成凹凸，并且另外，在必要时对所形成的凹凸执行正常的打印处理。通过对每条切片数据应用强度不同的滤波器，使得可以根据凹凸数据的每个位置的高度和频率执行强度不同的校正。

在示例1中，解释了层的厚度的半色调表现使用面积渐变，但是当然，也可以通过使用能够对要通过每个喷嘴喷射的墨水量进行调制的调制液滴打印头来使用多值控制。

根据本实施例，在通过使用所谓的切片数据形成凹凸的情况下同样可以形成优选的凹凸形状。

示例3

接下来，将解释作为示例3的方面：在该方面中，通过考虑凹凸形成装置的打印头、打印介质和在形成过程中的凹凸的表面之间的相对位置关系来执行校正。省略或简化了与示例1和示例2(凹凸形成装置的基本构造和操作)共同的部分的解释，以下主要解释不同点。

图18是示出打印头、打印介质和已喷射的墨水的表面之间的位置关系的示意图。在使用喷墨打印机形成凹凸的情况下，重要的是从打印头直到打印介质的距离要适当。例如，在距离太短的情况下，打印头与打印介质接触，从而导致装置的故障和对打印物的污染和损坏。相反，在距离太大的情况下，由于气流等的影响，不再能够保持墨滴撞击位置的精度或者墨滴不粘附到打印介质而是在装置内散射。在图18所示的示例中，墨水已经粘附的区域与打印头之间的距离是适当的距离，并且没有墨水粘附的打印介质与适当距离相差δh。通常，在适当距离的区域中，mtf不劣化得太严重，并且与适当距离的误差δh越大，由于撞击位置的误差引起的mtf劣化越严重。换句话说，mtf特性根据打印头和墨水撞击表面之间的距离而变化。

在本实施例中，为了补偿mtf特性的这种变化，基于与适当距离的误差δh执行mtf校正。

将解释根据本实施例的控制单元120的细节。图19是示出本实施例中的控制单元120的内部构造的功能框图。根据本实施例的控制单元120包括颜色材料信号生成单元1401、切片数据生成单元1402、距离图谱(distancemap)生成单元1901和校正处理单元1902。

颜色材料信号生成单元1401和切片数据生成单元1402与示例2中解释的相同。

距离图谱生成单元1901针对每个坐标生成指示打印头与墨水撞击表面(第一层中的打印介质的表面以及第二和后续层中已经形成的墨水层的表面(凹凸的表面)之间的距离的信息(下文中称为距离图谱)。

校正处理单元1902对应于示例2中的校正处理单元1403。在本实施例的校正处理单元1902中，基于所生成的距离图谱来对每条切片数据执行校正处理。通常，在与适当距离的误差δh大的情况下，通过使用校正强度高的滤波器来执行校正处理。

图20是示出根据本实施例的控制单元120中的处理的流程的流程图。

在步骤2001，控制单元120获取凹凸数据i(x,y)。所获取的凹凸数据i(x,y)被发送到颜色材料信号生成单元1401。

在步骤2002，颜色材料信号生成单元1401将接收到的凹凸数据变换成墨水信号。所生成的墨水信号被发送到切片数据生成单元1402。

在步骤2003，切片数据生成单元1402基于接收到的墨水信号生成上述切片数据。在示例2中，从最下层中的切片数据开始依次形成凹凸，因此在单次扫描期间从打印头直到墨水撞击表面的距离基本上是固定的。但是，在由于墨水撞击位置的精度的问题而通过多次扫描来打印某个区域的情况下，频繁地执行使得在每次扫描中要喷射的墨水量均匀的操作，而不是将墨水量集中在具体一次扫描中喷射。这是例如在通过单次扫描打印某个图案将导致由于打印头周期引起的条纹的明显不平坦但是通过四次扫描分开打印图案将使得不平坦似乎减小的情况下执行的。另外，在单次扫描中墨水被集中喷射的情况下，墨水彼此粘附并且可能发生图像质量问题，诸如模糊，因此，从这些观点来看，频繁地执行使得在每次扫描中要喷射的墨水量均匀的操作。作为这样做的结果，将出现如下情况：对于后续扫描中的每个xy坐标，高度是不同的，并且打印头和撞击表面之间的距离不固定。另外，取决于用途，存在如下情况：执行在凹凸形成结束时覆盖在形成过程中的凹凸的处理(所谓的涂覆)。在上述情况下，出现打印头和撞击表面之间的距离不固定的状态。在高度的分布在单次扫描期间取决于xy坐标而变化的情况下，本实施例是有效的。因此，可以自由地交换切片数据的扫描编号。

在步骤2004，距离图谱生成单元1901生成上述距离图谱。在这个时候，在要对其执行处理的切片数据在第二或后续层中的情况下，通过针对每个坐标将已经对其完成随后描述的步骤2006的凹凸形成处理的切片数据的值相加，导出已经形成的凹凸的表面(＝墨滴撞击表面)的高度。可以在例如能够针对每次扫描控制打印头的高度的输出装置的情况下从设定值等找出打印头的高度，或者在设有距离传感器等的情况下使用测得的值。然后，通过为每个坐标找出凹凸表面的导出高度与打印头的高度之间的差，生成距离图谱。

在步骤2005，校正处理单元1902通过基于在步骤2004生成的距离图谱与适当距离之间的差δh(x,y)确定对切片数据应用的滤波器来对接下来要形成的层的切片数据的每个坐标执行校正处理。在这个时候，作为所应用的滤波器的mtf特性，在与适当距离的差δh大的情况下通常选择校正强度高的滤波器。与距打印头的适当距离的差δh在上至某个距离的范围内(在适当距离的附近)几乎不变，但是存在在距离变得越大的情况下特性显著劣化的趋势。

在步骤2006，控制单元120基于已经对其执行了校正处理的切片数据执行凹凸形成处理。

在步骤2007，控制单元120确定是否存在还没有对其执行处理的切片数据。在存在还没有对其执行处理的切片数据的情况下，处理返回到步骤2004，并且重复步骤2004至步骤2007的处理。另一方面，在对所有切片数据都已经完成凹凸形成处理的情况下，本处理终止。

图21是解释本实施例的效果的图。在这里，假设凹凸由具有相同的周期和振幅的切片数据在打印介质表面上形成，其中打印介质表面与位于前述图18中解释的适当距离处的墨滴撞击表面的距离差为δh。在根据本实施例的校正处理的情况下，相比于在其上已经形成凹凸的墨水层的表面2102，对打印介质表面2101应用的校正效果大上与距离差δh对应的量。在图21的示例中，使得可以对于在撞击之后形成的凹凸，在墨水层的表面2102上和在打印介质表面2101上获得其量值大致相同的振幅。

(示例3的修改例)

在本实施例中，滤波器特性根据打印头和墨水撞击表面之间的距离而变化。但是，作为影响凹凸形成装置的mtf特性的形成条件，存在如下各种条件。

●影响墨水粘度等的环境条件，诸如温度和湿度

●墨水条件(颜色材料条件)，诸如在通过在多种墨水之间切换而使用多种墨水的情况下的墨水粘度

●影响墨水的渗透和湿扩散的打印介质条件

●操作条件，诸如打印头的驱动频率和移动速度、紫外线照射的定时(操作定时)、以及光量(操作强度)

除了关于要使用的打印介质的信息，上述打印介质条件还包括已经撞击的墨水的表面的特性。

图22是之前描述的头盒101和紫外线照射设备103的构造部分的放大图。头盒101和紫外线照射设备103被固定在托架102上(参见前述图1)，并且在打印扫描期间在图22中箭头的方向上移动的同时喷射墨水并用紫外线光照射墨水。紫外线照射设备103包括两个发光部2201a和2201b，并且发光部2201a到头盒101的距离与发光部2201b到头盒101的距离不同。由于到头盒101的距离不同，在发光部2201a与发光部2201b之间，从喷射墨水到被紫外线光曝光为止所花的时间也不同。

图23a和图23b是示出从喷射墨水到被紫外线光曝光为止所花的时间差如何影响要形成的凹凸的图。图23a是在到曝光为止所花的时间较短的情况下的墨滴的截面图，而图23b是在到曝光为止所花的时间相对较长的情况下的墨滴的截面图。从打印头喷射的墨滴在与打印介质的顶部或下层中的墨水接触之后湿扩散。在图23a的示例中，墨水在墨水湿扩散得足够广泛之前硬化，从而形成足够的高度。另一方面，在图23b的示例中，墨水在湿扩散到某个程度之后硬化，从而不能形成足够的高度。图23b中所示的处理可以在期望在打印物的表面上获得有光泽的外观的情况下使用。

在mtf特性取决于如上所述的凹凸形成装置的形成条件而改变的情况下，还可以例如在上述步骤2004生成距离图谱时，对于每个位置添加环境条件、墨水条件、打印介质条件和操作条件。由此，使得可以针对每个位置执行更适当的校正。

另外，还可以对实施例进行组合，诸如在示例1中使用本实施例的距离图谱的情况。

(其它实施例)

本发明的实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质(也可以被更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以执行上述一个或多个实施例的功能、和/或包括用于执行上述一个或多个实施例的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(asic))的系统或装置的计算机来实现，并且本发明的实施例还可以通过由所述系统或装置的计算机通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述一个或多个实施例的功能和/或控制一个或多个电路以执行上述一个或多个实施例的功能而执行的方法来实现。所述计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(cpu)、微型处理单元(mpu))，并且可以包括读出并执行计算机可执行指令的分开的计算机或分开的处理器的网络。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如以下中的一个或多个：硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、分布式计算系统的储存器、光学盘(诸如紧凑盘(cd)、数字多功能盘(dvd)或蓝光盘(bd)^tm)、闪存器件、内存卡等。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

本申请要求于2014年10月7日提交的日本专利申请no.2004-206443的权益，其全部内容通过引用被结合于此。

附图标记列表

头盒101

控制单元120

校正处理单元1002