(57)【要約】【課題】３Ｄモデル全体の構造強度を高めることが可能なカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法を提供する。【解決手段】本発明に係るカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法は、プロセッサに３Ｄ物体をロードするステップと、３Ｄ物体にスライス処理を行って複数の印刷層の複数の物体印刷情報及び複数の色印刷情報を生成するステップと、要着色印刷最下層の色印刷情報に縮小処理を行い、縮小後の色印刷情報を生成するステップと、複数の物体印刷情報、複数の色印刷情報及び縮小後の色印刷情報を記憶するステップと、を含む。３Ｄプリンタは印刷中に、複数の物体印刷情報に基づいて各印刷層のスライス物体を３Ｄヘッドに印刷させ、縮小後の色印刷情報に基づいて要着色印刷最下層のスライス物体に着色するように２Ｄヘッドを制御し、複数の色印刷情報に基づいて他の印刷層のスライス物体に着色するように２Ｄヘッドを制御する。【選択図】図３Ａ
2019043126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法であって、
プロセッサにより３Ｄ物体をロードするステップａ）と、
前記３Ｄ物体にスライス処理を行い、複数の印刷層の複数の物体印刷情報及び複数の色印刷情報を生成するステップｂ）と、
要着色印刷最下層の前記色印刷情報を取得するステップｃ）と、
要着色印刷最下層の前記色印刷情報に縮小処理を行い、縮小後の色印刷情報を生成するステップｄ）と、
複数の前記物体印刷情報、複数の前記色印刷情報及び前記縮小後の色印刷情報を記憶するステップｅ）と、を含むことを特徴とするカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項２】
前記ステップｄ）は、
要着色印刷最下層の前記色印刷情報を構成する複数の水平三角面を取得するステップｄ１）と、
複数の前記水平三角面の複数の辺の方向をそれぞれ取得するステップｄ２）と、
前記複数の辺の方向に応じて縮小方向を判断するステップｄ３）と、
前記複数の辺から、前記縮小処理が必要な外輪郭を取得するステップｄ４）と、
前記縮小方向及び縮小量に応じて複数の前記外輪郭に前記縮小処理を行うステップｄ５）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項３】
ステップｄ４）では、１つの水平三角面のいずれか一辺が隣り合う他の水平三角面のいずれか一辺と同じであるか否かを判断し、異なると判断した場合、前記辺が前記縮小処理の必要な前記外輪郭に属すると認定することを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項４】
ステップｄ４）では、１つの水平三角面のいずれか２つの隣り合う頂点が隣り合う他の水平三角面のいずれか２つの隣り合う頂点と同じであるか否かを判断し、異なると判断した場合、前記２つの隣り合う頂点で構成される辺が前記縮小処理の必要な前記外輪郭に属すると認定することを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項５】
複数の前記水平三角面の法線ベクトルは下向きであり、
ステップｄ２）では、右手の親指を前記法線ベクトルの向きに合わせ、右手の４本の指で拳を握る方向を前記複数の辺の方向とすることを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項６】
前記ステップｄ３）では、前記複数の辺の右側と垂直になる方向を前記縮小方向とすることを特徴とする請求項５に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項７】
複数の前記水平三角面の前記法線ベクトルとＺ軸ベクトルとのなす角度は０度または０度に近い値の場合、前記法線ベクトルを下向きとすることを特徴とする請求項５に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項８】
複数の前記物体印刷情報、複数の前記色印刷情報及び前記縮小後の色印刷情報は、３Ｄプリンタに適用され、
前記３Ｄプリンタは、造形材を噴射するための３Ｄヘッドと、インクを吐出するための２Ｄヘッドとを含み、
前記３Ｄヘッドは、透光性の造形材を用いることを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項９】
前記３Ｄヘッドは、完全に透明な造形材または半透明の造形材を用いることを特徴とする請求項８に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項１０】
前記３Ｄプリンタは、熱溶解積層方式（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ, ＦＤＭ）の３Ｄプリンタであることを特徴とする請求項８に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項１１】
前記縮小量は、Ｓ＝ａ×ｗ＋ｄであり、
Ｓは最小縮小量、ａは１より大きい縮小パラメータ、ｗは前記３Ｄヘッドのノズルの直径、ｄは３Ｄヘッドと前記２Ｄヘッドとの距離誤差であることを特徴とする請求項８に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項１２】
１つの印刷層の前記物体印刷情報に基づき、前記印刷層に対応するスライス物体を印刷するように前記３Ｄヘッドを制御するステップｆ）と、
前記スライス物体に着色が必要であるか否かを判断するステップｇ）と、
前記スライス物体に着色が不要である場合、次の印刷層の前記物体印刷情報に基づいてステップｆ）及びステップｇ）を繰り返し実行するステップｈ）と、
前記スライス物体に着色が必要な場合、前記印刷層に対応する前記縮小後の色印刷情報に基づき、前記スライス物体に着色するように前記２Ｄヘッドを制御するステップｉ）と、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【請求項１３】
ステップｉ）の後、次の印刷層の前記物体印刷情報に基づき、前記次の印刷層に対応する前記スライス物体を印刷するように前記３Ｄヘッドを制御するステップｊ）と、
前記次の印刷層に対応する前記色印刷情報に基づき、前記スライス物体に着色するように前記２Ｄヘッドを制御するステップｋ）と、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー３Ｄ物体に関し、特に、カラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄ印刷技術の成熟化及び３Ｄプリンタの小型化、低コストに伴い、３Ｄプリンタは非常に速い速度で普及している。印刷された３Ｄモデルが利用者によって容易に受け入れられるために、一部の業者はカラー３Ｄモデルを印刷可能な３Ｄプリンタを開発した。
【０００３】
図１は、従来技術の３Ｄプリンタを示す図である。図１で示される３Ｄプリンタ１は、印刷ステージ１１、３Ｄヘッド１２及び２Ｄヘッド１３を有する。なお、３Ｄヘッド１２及び２Ｄヘッド１３は、同じ制御ロッド１４に設けられて３Ｄプリンタ１によって共通に制御される。
【０００４】
３Ｄヘッド１２は、造形材を噴射して３Ｄモデルを印刷する。一方、２Ｄヘッド１３は、３Ｄモデルにインクを吐出して３Ｄモデルに着色する。こうすることで、３Ｄプリンタ１は、上記カラー３Ｄモデルを効果的に印刷することができる。
【０００５】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ従来技術の３Ｄ物体の第１層及び第２層を示す図である。利用者から入力された３Ｄ物体の内容によって、３Ｄプリンタ１によるカラー３Ｄモデルの印刷中に３Ｄモデル２の底面に着色が必要になる場合がある（外輪郭のみならず、底面全体に着色する）。
【０００６】
３Ｄプリンタ１はこのような３Ｄモデル２を印刷する場合、まず、印刷ステージ１１において３Ｄヘッド１２から造形材を噴射させることで、３Ｄモデル２のスライス物体の第１層２１を印刷し、次に、スライス物体の第１層２１に２Ｄヘッド１３からインクを吐出させることで、スライス物体の第１層２１に着色する。３Ｄプリンタ１は、スライス物体の第１層２１に着色した後、着色されたスライス物体の第１層２１に３Ｄヘッド１２から造形材を噴射させることで、３Ｄモデル２のスライス物体の第２層２２を印刷する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２Ｂに示すように、スライス物体の第１層２１にインクを含ませ、インクによって造形材の粘着度が低下するため、スライス物体の第１層２１とスライス物体の第２層２２との粘着度を低下させ、容易に分離したり反り変形になったりし、３Ｄモデル２全体の構造を弱くしてしまうという問題が発生する。
【０００８】
また、３Ｄプリンタ１は、印刷ステージ１１において造形材を噴射してスライス物体の第１層２１を印刷した後、スライス物体の第１層２１に着色するため、スライス物体の第１層２１と印刷ステージ１１との粘着度が非常に高くなる。３Ｄモデルを印刷した後に利用者によって印刷ステージ１１から取り外す場合には、スライス物体の第１層２１が印刷ステージ１１に付着してスライス物体の第２層２２から分離する現象が起こる。
【０００９】
上述したように、カラー３Ｄモデル（特に、底面に着色が必要なカラー３Ｄモデル）の構造強度を如何にして高めるかということは、本技術分野で解消したい技術的問題となる。
【００１０】
従って、本発明は、３Ｄモデルの底面の着色領域に縮小処理を行い、底面の不着色領域を拡大することで３Ｄモデルの粘着度を向上可能なカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係るカラー３Ｄ物体の着色領域の縮小方法は、３Ｄ物体をロードするステップと、前記３Ｄ物体にスライス処理を行って複数の印刷層の複数の物体印刷情報及び複数の色印刷情報を生成するステップと、要着色印刷最下層の前記色印刷情報に縮小処理を行い、縮小後の色印刷情報を生成するステップと、複数の前記物体印刷情報、複数の前記色印刷情報及び前記縮小後の色印刷情報を記憶するステップと、を含む。３Ｄプリンタは印刷中に、複数の前記物体印刷情報に基づいて各印刷層の前記スライス物体を３Ｄヘッドに印刷させ、前記縮小後の色印刷情報に基づいて要着色印刷最下層のスライス物体に着色するように２Ｄヘッドを制御し、複数の前記色印刷情報に基づいて他の印刷層のスライス物体に着色するように前記２Ｄヘッドを制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の各実施形態は、底面に着色が必要な３Ｄモデルに適用される。詳細には、本発明は、３Ｄモデルの底面の着色領域に縮小処理を行って底面の不着色領域を拡大することで、複数のスライス物体の間の粘着度を向上させ、３Ｄモデル全体の構造強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術の３Ｄプリンタを示す図である。
【図２Ａ】従来技術の３Ｄ物体の第１層を示す図である。
【図２Ｂ】従来技術の３Ｄ物体の第２層を示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態の縮小動作を説明するためのフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態の印刷動作を説明するためのフローチャートである。
【図４Ａ】本発明の一実施形態の３Ｄ物体の第１層を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態の３Ｄ物体の縮小後の第１層を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態のスライス物体を積層する動作を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態の縮小動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態の縮小方向の判断を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の詳細な説明及び技術内容は、以下に添付した図面を参照することによって、より明確になる。
【００１５】
上述したように、本発明の各実施形態の主な目的としては、１つの３Ｄモデルの底面に着色が必要な場合、底面の色印刷情報に縮小処理を行い、これにより、底面物体の不着色領域を拡大して底面物体の粘着度を向上させ、その結果、３Ｄモデル全体の構造強度を向上させることができるところにある。
【００１６】
図３Ａは、本発明の一実施形態の縮小動作を説明するためのフローチャートである。図３Ａで示される本発明の着色領域の縮小方法（以下、縮小方法と称する）は、主に図１で示される３Ｄプリンタ１に適するが、これに限定されない。
【００１７】
一実施形態では、３Ｄプリンタ１は、印刷ステージ１１と、印刷ステージ１１において造形材を噴射して３Ｄモデルを印刷するための３Ｄヘッド１２と、３Ｄモデルにインクを吐出して着色するための２Ｄヘッド１３とを有する。本実施形態では、３Ｄヘッド１２は、主に透光性の造形材（例えば、完全に透明な造形材または半透明の造形材）を用いる。また、本発明の縮小方法は、主に熱溶解積層方式（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ,ＦＤＭ）の３Ｄプリンタに適するが、これに限定されない。
【００１８】
図３Ａに示すように、本発明の縮小方法では、まず、外部のパソコン（不図示）または３Ｄプリンタ１のプロセッサにより１つの３Ｄ物体をロードし（ステップＳ１０）、プロセッサが３Ｄ物体に対して処理を行う。詳細には、３Ｄ物体とは、印刷されていない仮想３Ｄ物体であり、１つの３Ｄファイル（例えば、拡張子が.ｓｔｌ、.ｏｂｊ、.ｐｌｙなどの３Ｄファイル）に記憶されている。プロセッサは３Ｄファイルを入力して開いた後、３Ｄ物体がロードされる。
【００１９】
３Ｄファイルは、本技術分野の共通フォーマットであるため、その詳細の説明が省略する。
【００２０】
次に、プロセッサは、ロードされた３Ｄ物体にスライス処理を行い、複数の印刷層の複数の物体印刷情報及び複数の色印刷情報を生成する（ステップＳ１２）。本実施形態では、複数の物体印刷情報は、各印刷層のスライス物体の印刷経路にそれぞれ対応する。複数の色印刷情報は、各印刷層のスライス物体の着色内容及び／又は着色経路にそれぞれ対応する。
【００２１】
なお、造形材により、各印刷層のスライス物体を印刷する必要がある。このため、スライス処理では、各印刷層に対して、対応する１つの物体印刷情報を生成するようになる（例えば、スライス処理では、３Ｄ物体を１００層の印刷層にスライスすると、１００つの物体印刷情報を生成するようになる。）。ところで、各印刷層のスライス物体に着色が必要とされないため、スライス処理では、１つの印刷層のスライス物体に着色が必要な場合のみに、この印刷層に対して対応する１つの色印刷情報を生成するようになる。このため、複数の色印刷情報の数は、複数の印刷層の数以下である。
【００２２】
図４Ａは、本発明の一実施形態の３Ｄ物体の第１層を示す図である。本発明の主な目的としては、１つの３Ｄ物体の底面に着色が必要な場合（すなわち、要着色印刷最下層のスライス物体３の外輪郭及び内部構造にインクを吐出しなければならない場合）、プロセッサが印刷層に対応する色印刷情報に縮小処理を行ってスライス物体３の不着色領域を拡大するところにある。これにより、スライス物体３とそれに隣り合う他のスライス物体との粘着度を向上させることができる。
【００２３】
図３Ａに戻る。プロセッサは、スライス処理を行った後、複数の印刷層のうちの要着色印刷最下層の色印刷情報をさらに取得し（ステップＳ１４）、要着色印刷最下層の色印刷情報に縮小処理を行い、１つの縮小後の色印刷情報を生成する（ステップＳ１６）。
【００２４】
上述したように、各印刷層のスライス物体に着色が必要とされない。すなわち、各印刷層は対応する色印刷情報を有することではない。上記ステップＳ１４において、プロセッサは、主に複数の色印刷情報から、すべての印刷層のうちの、着色が必要な最も下層の色印刷情報（すなわち、３Ｄモデルの底面に最も近い部分の色印刷情報）を取得する。言い換えれば、上記ステップＳ１４では、プロセッサは、主にスライス処理によって生成される１つ目の色印刷情報を取得する。
【００２５】
図４Ｂは、本発明の一実施形態の３Ｄ物体の縮小後の第１層を示す図である。図４Ｂに示すように、上記ステップＳ１６の後、プロセッサは、縮小後の色印刷情報を生成する。プロセッサは、縮小後の色印刷情報に基づいて同一印刷層のスライス物体４に着色するすると、着色されたスライス物体４の色部分４２の外輪郭と物体部分４１の外輪郭との間に１つの縮小量Ｓとしての間隔を形成する。こうすることで、スライス物体４には、比較的に大きい不着色領域（不着色領域の大きさが縮小量Ｓの大きさに対応する）を保留することができ、その結果、スライス物体４と他のスライス物体４との粘着度を向上させることができる。
【００２６】
他の実施形態では、プロセッサは、縮小後の色印刷情報を生成するとともに、不着色領域に粘着剤情報を追加してもよい。こうすることで、プロセッサは、縮小後の色印刷情報に基づいて同一印刷層のスライス物体４に着色すると、不着色領域に塗布される粘着剤によりスライス物体４とそれに隣り合う他のスライス物体との粘着度を向上させることができる。
【００２７】
なお、ステップＳ１６では、プロセッサは、要着色印刷最下層の色印刷情報の内容をさらに確認して、縮小処理が必要であるか否かを判断する。上述したように、本発明の主な目的は、３Ｄモデル全体の構造強度を向上させるところにある。このため、３Ｄモデルの底面のスライス物体が十分な粘着度を有すれば、プロセッサは要着色印刷最下層の色印刷情報に対して上記縮小処理を行う必要がない。
【００２８】
詳細には、ステップＳ１６では、プロセッサは、要着色印刷最下層の色印刷情報が図４Ａのスライス物体３のように、インクでスライス物体３全体を満たすか、またはインク量がスライス物体３全体の一定の割合を超えたか否かを判断する。また、プロセッサは、色印刷情報の内容が予め設定された縮小基準に達したと判断した場合（例えば、着色領域がスライス物体３全体の面積の８０％を超えた場合）、縮小処理を行って縮小後の色印刷情報を生成する。こうすることで、３Ｄプリンタ１で印刷される３Ｄモデルの品質を効果的に向上させることができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、プロセッサは、要着色印刷最下層の色印刷情報のみに縮小処理を行って縮小後の色印刷情報を生成し、他の印刷層の色印刷情報に縮小処理を行われないようにする。詳細には、利用者が印刷された３Ｄモデルの底面の色を底面視によって見ることができるために、３Ｄモデルの要着色印刷最下層のスライス物体の外輪郭及び内部構造に対して着色が必要となる（例えば、図４Ａで示されるスライス物体３）。また、他の印刷層のスライス物体に対して、外輪郭のみに着色すればよい（すなわち、内部構造が大量の不着色領域を有する）。このため、他の印刷層の色印刷情報に縮小処理を行わなくても、３Ｄモデルの構造強度を害すことがない。
【００３０】
ステップＳ１６の後、プロセッサは、スライス処理で生成された複数の物体印刷情報、複数の色印刷情報及び縮小処理で生成された縮小後の色印刷情報を記憶する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の後、プロセッサは、複数の物体印刷情報、複数の色印刷情報及び縮小後の色印刷情報を図１で示される３Ｄプリンタ１にロードする。これにより、３Ｄプリンタ１は、３Ｄ物体に対応する３Ｄソリッドモデルを印刷することができる。
【００３１】
図３Ｂは、本発明の一実施形態の印刷動作を説明するためのフローチャートである。印刷中に、３Ｄプリンタ１は、複数の印刷層のうちの１つの印刷層（例えば、最下層としての第１印刷層）の物体印刷情報を順次に取得し、第１印刷層の物体印刷情報に基づいて印刷ステージ１１において３Ｄヘッド１２から造形材を噴射させることで、第１印刷層に対応するスライス物体を印刷する（ステップＳ２０）。
【００３２】
次に、３Ｄプリンタ１は、第１印刷層のスライス物体に着色が必要であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。一実施形態では、３Ｄプリンタ１は、現在印刷中の印刷層（例えば、第１印刷層）がそれに対応する縮小後の色印刷情報を有するか否かを判断する。３Ｄプリンタ１は、現在印刷中の印刷層がそれに対応する縮小後の色印刷情報を有していない場合、スライス物体に着色が不要であると判断する。この場合、３Ｄプリンタ１は、ステップＳ２０に移行し、次の印刷層（例えば、第２印刷層）の物体印刷情報を取得し、第２印刷層の物体印刷情報に基づいてステップＳ２０を再実行する。こうすることで、３Ｄプリンタ１は、印刷されたスライス物体に対して３Ｄヘッド１２から造形材を噴射させることで、第２印刷層に対応するスライス物体を印刷する。
【００３３】
なお、３Ｄ物体の各印刷層の厚さが薄い（例えば、０．２ｍｍ）ため、選択された造形材が優れた透光性を有すれば、３Ｄ物体の第３印刷層や第４印刷層のスライス物体の内部構造から着色しても、その色を３Ｄモデルの底面の色としてもよい。そこで、縮小後の色印刷情報は、必ずしも３Ｄ物体の最下の印刷層（例えば、第１印刷層）に対応しない。
【００３４】
３Ｄプリンタ１は、現在印刷中の印刷層がそれに対応する縮小後の色印刷情報を有する場合、印刷層に対応する縮小後の色印刷情報に基づいてスライス物体に対して２Ｄヘッド１３からインクを吐出させることで、スライス物体に着色する（ステップＳ２４）。
【００３５】
次に、３Ｄプリンタ１は、印刷層（例えば、第１印刷層）のスライス物体を印刷して着色させた後、次の印刷層（例えば、第２印刷層）の物体印刷情報を取得し、第２印刷層の物体印刷情報に基づいて３Ｄヘッド１２から造形材を噴射させることで、第２印刷層のスライス物体を印刷する（ステップＳ２６）。
【００３６】
３Ｄプリンタ１は、第２印刷層のスライス物体を印刷した後、スライス物体に着色が必要であるか否かをさらに判断する（ステップＳ２８）。３Ｄプリンタ１は、スライス物体に着色が不要である場合、ステップＳ２６に移行して次の印刷層（例えば、第３印刷層）の物体印刷情報を取得し、第３印刷層の物体印刷情報に基づいてステップＳ２６を再実行し、第３印刷層に対応するスライス物体を印刷する。
【００３７】
３Ｄプリンタ１は、スライス物体に着色が必要な場合、印刷層（例えば、第２印刷層）に対応する色印刷情報を取得し、色印刷情報に基づいて２Ｄヘッド１３からインクを吐出させることで、印刷されたスライス物体に着色する（ステップＳ３０）。
【００３８】
ステップＳ３０の後、３Ｄプリンタ１は、３Ｄ物体に対応する３Ｄモデルの印刷を完了したか否かを判断し（ステップＳ３２）、すなわち、現在の印刷層が３Ｄ物体の最後の１つの印刷層であるか否かを判断する。
【００３９】
３Ｄプリンタ１は、３Ｄモデルの印刷を完了していない場合（すなわち、現在の印刷層が３Ｄ物体の最後の１つの印刷層でない場合）、ステップＳ２６に移行して次の印刷層（例えば、第３印刷層）の物体印刷情報を取得する。また、３Ｄプリンタ１は、３Ｄ物体のすべての印刷層を印刷して着色させるまで、第３印刷層の物体印刷情報に基づいてステップＳ２６〜ステップＳ３０を再実行する。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態のスライス物体を積層する動作を示す図である。図５に示すように、３Ｄプリンタ１は、縮小後の色印刷情報に基づいて３Ｄ物体の最下層（例えば、第１印刷層）のスライス物体４の色部分４２を印刷するため、スライス物体４の物体部分４１が比較的に大きな不着色領域（この不着色領域にはインクが付着していないため、造形材の元の粘着力が確保される）を有するようになる。
【００４１】
このように、３Ｄプリンタ１は、第１印刷層のスライス物体４に第２印刷層のスライス物体５を印刷する場合、優れた粘着度が得られる。すなわち、３Ｄプリンタ１は、スライス物体４の内部構造部分に着色することで隣り合う２つのスライス物体４、５の粘着度を低下させることがない。こうすることで、３Ｄモデルを印刷した後に利用者によって印刷ステージ１１から取り外す場合には、２つのスライス物体４、５が分離して３Ｄモデルが損傷するといった現象が起こらない。
【００４２】
図５の実施形態では、３Ｄプリンタ１は、縮小後の色印刷情報に基づいてスライス物体４に着色するように２Ｄヘッド１３を制御することで、色部分４２を形成する。このため、スライス物体４の色部分４２は、スライス物体４の物体部分４１の外輪郭を覆わない可能性がある。しかしながら、スライス物体４の厚さが非常に薄いため、スライス物体４の外輪郭に着色しなくても（スライス物体４とそれに隣り合うスライス物体５との粘着度を向上させるために）、他のスライス物体の外輪郭に着色すれば、３Ｄモデルの全体の外観に影響を与えることがない。
【００４３】
図６は、本発明の他の実施形態の縮小動作を説明するためのフローチャートである。図７は、本発明の一実施形態の縮小方向の判断を説明するための図である。図６は、図３Ａで示されるフローチャートのステップＳ１６をより詳しく説明するためのものである。すなわち、図６を参照しながら、プロセッサが要着色印刷最下層の色印刷情報に縮小処理を如何にして行うかを説明する。
【００４４】
図３Ａで示されるステップＳ１４の後、プロセッサは、３Ｄ物体の複数の印刷層の要着色印刷最下層の色印刷情報（図７で示される色部分４２に対応する）を取得し、取得された色印刷情報をさらに解析し、これにより、色印刷情報を構成する複数の水平三角面を取得する（ステップＳ１６０）。本実施形態の水平三角面とは、印刷ステージ１１と平行になる（すなわち、Ｘ−Ｙ面と平行になる）三角面である。
【００４５】
図７の実施形態では、第１水平三角面４２１及び第２水平三角面４２２から構成される色部分４２を例示する。例えば、色部分４２は数多くの水平三角面から構成されてもよく、その数が２つに限定されない。
【００４６】
ステップＳ１６０では、プロセッサは、色印刷情報から複数の三角面を取得し、法線ベクトルｎが下向きである三角面を上記水平三角面とする。詳細には、プロセッサは、複数の三角面の法線ベクトルｎとＺ軸ベクトル（例えば、（０，０，１））とのなす角度を判断し、この角度が０度または０度に近い値の場合（すなわち、法線ベクトルｎがＺ軸ベクトルと平行になる場合）、法線ベクトルｎを下向きとする。通常、要着色印刷最下層の色印刷情報に含まれる複数の三角面は、いずれも法線ベクトルｎが下向きである水平三角面であるが、これに限定されない。
【００４７】
ステップＳ１６０の後、プロセッサは、複数の水平三角面の複数の辺の方向をそれぞれ取得し（ステップＳ１６２）、複数の辺の方向に応じて縮小処理の１つの縮小方向を判断する（ステップＳ１６４）。
【００４８】
一実施形態では、プロセッサは、人の右手の親指を水平三角面の法線ベクトルｎの向き（本実施形態では、下向き）に合わせ、右手の４本の指で拳を握る方向を水平三角面の複数の辺の方向とする（右手の法則と称する）。他の実施形態では、設計者は３Ｄ物体を描画する場合、上記右手の法則によって水平三角面の複数の頂点に番号を付ける。このような場合、プロセッサは、水平三角面の複数の辺の方向を別途に判断する必要がない。
【００４９】
図７に示すように、第１水平三角面４２１は、第１頂点４２１１、第２頂点４２１２及び第３頂点４２１３から構成される。第１水平三角面４２１の法線ベクトルｎが下向きであるため、複数の辺の方向は時計周りの方向である。第２水平三角面４２２は、第１頂点４２２１、第２頂点４２２２及び第３頂点４２２３から構成される。第２水平三角面４２２の法線ベクトルｎが下向きであるため、複数の辺の方向も時計周りの方向である。
【００５０】
本実施形態では、プロセッサは、各水平三角面４２１、４２２の複数の辺の右側と垂直になる方向を縮小方向とする。言い換えれば、プロセッサは、各辺が３Ｄ物体の外輪郭から３Ｄ物体の内部構造に向かう方向を縮小方向とする。
【００５１】
図６に戻る。ステップＳ１６４の後、プロセッサは、各水平三角面４２１、４２２の複数の辺から、縮小処理が必要な外輪郭を取得する（ステップＳ１６６）。次に、プロセッサは、縮小方向及び予め設定された縮小量に応じて複数の外輪郭に縮小処理を行う（ステップＳ１６８）。こうすることで、縮小後の色印刷情報を生成する。
【００５２】
詳細には、ステップＳ１６６では、プロセッサは、１つの水平三角面（例えば、第１水平三角面４２１）のいずれか一辺がこの水平三角面に隣り合う他の水平三角面（例えば、第２水平三角面４２２）のいずれか一辺と同じであるか否かを判断し、両者が同じであると判断した場合（すなわち、この辺が２つの水平三角面４２１、４２２の共通の辺である場合）、この辺が印刷層の外輪郭でないと認定し、両者が異なると判断した場合、この辺が縮小処理の必要な外輪郭であると認定する。
【００５３】
図７に示すように、第１水平三角面４２１の第１頂点４２１１及び第３頂点４２１３で構成される辺は、第２水平三角面４２２の第３頂点４２２３及び第１頂点４２２１で構成される辺と同じである。このため、プロセッサは、この辺が第１水平三角面４２１と第２水平三角面４２２の共通の辺であり、外輪郭に属さずに印刷層の内部構造に属すると認定する。この場合、プロセッサは、この辺に対して縮小処理を行わない。
【００５４】
また、第１頂点４２１１及び第２頂点４２１２で構成される辺と、第２頂点４２１２及び第３頂点４２１３で構成される辺と、第１頂点４２２１及び第２頂点４２２２で構成される辺と、第２頂点４２２２及び第３頂点４２２３で構成される辺とは、隣り合う他の水平三角面の辺と異なる。このため、プロセッサは、上述した複数の辺が印刷層の外輪郭に属すると認定する。この場合、プロセッサは、上述した複数の辺に対して縮小処理を行う。
【００５５】
他の実施形態では、プロセッサは、１つの水平三角面（例えば、第１水平三角面４２１）のいずれかの隣り合う２つの頂点が、この水平三角面に隣り合う他の水平三角（例えば、第２水平三角面４２２）のいずれかの隣り合う２つの頂点と同じであるか否かを判断し、同じであると判断した場合（すなわち、隣り合う２つの頂点が２つの水平三角面４２１、４２２の共通の頂点である場合）、隣り合う２つの頂点で構成される辺が印刷層の外輪郭に属していないと認定し、一方、異なると判断した場合、隣り合う２つの頂点で構成される辺が縮小処理の必要な外輪郭に属すると認定する。
【００５６】
例えば、プロセッサは、第１水平三角面４２１のいずれかの隣り合う２つの頂点を１つの固定関数に入力し、関数計算によって第１数値を算出し、第２水平三角面４２２のいずれかの隣り合う２つの頂点を同じ関数に入力し、関数計算によって第２数値を算出する。プロセッサは、第１数値が第２数値と同じである場合、入力された２つの頂点が２つの水平三角面４２１、４２２の共通の頂点であると判断する。このため、プロセッサは、隣り合う２つの頂点で構成される辺が印刷層の外輪郭に属さず、縮小処理が不要であると認定する。
【００５７】
しかしながら、上述したのは本発明の一部の実施形態に過ぎない。本発明のプロセッサは、上記の実施形態に限定されず、他の技術的手段によって２つの辺が同じであるか否かを判断してもよい。
【００５８】
上述した実施形態では、プロセッサは、縮小方向及び予め設定された縮小量に応じて縮小処理を行う。他の実施形態では、プロセッサは、次式で縮小量を動的に演算することができる。
【００５９】
Ｓ＝ａ×ｗ＋ｄ          （１）
ここで、式（１）において、Ｓはプロセッサで縮小処理を行うために用いられる最小縮小量を表す。また、ａは１より大きい縮小パラメータを表し、３Ｄヘッド１２で用いる造形材によって異なる。また、ｗは３Ｄヘッド１２のノズルの直径（すなわち、３Ｄヘッド１２から噴射される造形材の幅に対応する）を表し、ｄは３Ｄヘッド１２と２Ｄヘッド１３との構造における距離誤差を表す。上述したのは本発明の複数の実施形態であるが、これに限定されない。
【００６０】
本発明の縮小方法によれば、３Ｄプリンタが３Ｄモデルの底面に着色しても３Ｄモデル全体の構造強度に影響を与えないことを確保する。その結果、印刷された３Ｄモデルはより優れた印刷品質を有することができる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施形態を挙げて説明したが、これは本発明の実施形態の一例に過ぎない。説明した実施形態は、本発明の範囲を限定するものではないことが理解されたい。当業者であれば本発明の概念又は技術的思想を含む各種の変動や交換は、本発明の保護を求める範囲内に属するものである。
【符号の説明】
【００６２】
１ ３Ｄプリンタ
１１ 印刷ステージ
１２ ３Ｄヘッド
１３ ２Ｄヘッド
１４ 制御ロッド
２ ３Ｄモデル
２１ スライス物体の第１層
２２ スライス物体の第２層
３、４、５ スライス物体
４１ 物体部分
４２ 色部分
４２１ 第１水平三角面
４２１１、４２２１ 第１頂点
４２１２、４２２２ 第２頂点
４２１３、４２２３ 第３頂点
４２２ 第２水平三角面
Ｓ 縮小量
ｎ 法線ベクトル
Ｓ１０〜Ｓ１８ 縮小ステップ
Ｓ１６０〜Ｓ１６８ 縮小ステップ
Ｓ２０〜Ｓ３２ 印刷ステップ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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