JP6788373B2 - スライス画像作成装置、三次元造形システム、および、スライス画像作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、スライス画像作成装置、三次元造形システム、および、スライス画像作成方法に関する。

従来から、所望の三次元造形物を造形する三次元造形装置が知られている。この種の三次元造形装置では、例えばコンピュータプログラムを用いて、三次元造形物を造形するための三次元モデルのデータを作成している。そして、三次元モデルを所定の間隔でスライスして作成された複数のスライスモデルに基づいて、三次元造形物の断面形状に対応したスライス画像を複数作成している。

スライス画像を作成するために、三次元モデルのデータとしてＳＴＬデータが用いられている。ＳＴＬデータには、三次元モデルを構成する各三角形の面の法線ベクトルと各三角形の３つの頂点の座標値とが記録されている。通常、ＳＴＬデータは色情報を含んでいないため、フルカラーで描写された三次元造形物を造形することができない。そこで、スライス画像に色情報を付加することによって、フルカラーで描写された三次元造形物を造形することが行われている。特許文献１には、三次元モデルを構成する複数の断面体において、断面体が外側に露出する部分の上面を彩色領域として、彩色領域に色情報を付加した技術が開示されている。

特開２００３−１４５６３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、三次元造形物の上面にしか着色することができず、三次元造形物の下面（底面）や側面並びに内部に着色することができなかった。即ち、特許文献１に記載の技術では、三次元造形物の表面から一定の厚み分だけ着色された三次元造形物を造形することができなかった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、造形対象である三次元造形物を造形する三次元造形装置において、三次元造形物の表面から一定の厚み分だけ着色することが可能なフルカラーのスライス画像を作成することができるスライス画像作成装置、三次元造形システム、および、スライス画像作成方法を提供することである。

本発明に係るスライス画像作成装置は、造形対象である三次元造形物を造形する三次元造形装置において、前記三次元造形物を造形するためのスライス画像を作成するスライス画像作成装置であって、前記三次元造形物の三次元モデルを記憶する記憶部と、前記三次元モデルをボクセル単位に分割されたＸＹＺ座標空間に配置する配置部と、前記三次元モデルを所定の間隔にスライスして、複数のスライスモデルを作成するスライスモデル作成部と、前記ＸＹＺ座標空間のＸＹ平面上の一のボクセルに対してＺ軸方向に連続する全てのボクセルを含む第１集合体を、前記ＸＹ平面上の全てのボクセルについて、それぞれ選択する第１選択部と、選択された前記第１集合体の各ボクセルについて、前記第１集合体の最も下に位置するボクセルから最も上に位置するボクセルに向かう方向または前記第１集合体の最も上に位置するボクセルから最も下に位置するボクセルに向かう方向に、前記スライスモデルが含まれるか否かを判定する第１判定部と、前記スライスモデルが含まれるボクセルの全てにおいて、前記スライスモデルが含まれないボクセルから前記スライスモデルが含まれるボクセルまでの最短距離値を算出し、前記スライスモデルが含まれるボクセルに前記算出された最短距離値を距離情報としてそれぞれ付与する距離情報付与部と、前記第１集合体の各ボクセルにおいて、前記スライスモデルが含まれるボクセルの前記最短距離値が所定の値より小さい場合には、当該ボクセルを色情報が付加される着色ボクセルと判定し、かつ、前記スライスモデルが含まれるボクセルの前記最短距離値が前記所定の値以上の場合には、当該ボクセルを色情報が付加されない非着色ボクセルと判定する着色ボクセル判定部と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを下方から見た第１画像と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを上方から見た第２画像を取得する第１画像取得部と、前記第１画像に色情報を付加して第１カラー画像を作成し、かつ、前記第２画像に色情報を付加して第２カラー画像を作成する第１カラー画像作成部と、前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第１集合体の最も下に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第１カラー画像を関連付け、かつ、前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第１集合体の最も上に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第２カラー画像を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数のスライス画像を作成するスライス画像作成部と、を備えている。

本発明のスライス画像作成装置によれば、造形対象である三次元造形物の三次元モデルから、色情報が付加されたフルカラーのスライス画像を作成することができる。即ち、スライス画像作成装置において、スライス画像作成部は、着色ボクセル判定部によって着色ボクセルと判定されたボクセルのうち第１集合体の最も下に位置するボクセルから所定の数のボクセルに第１カラー画像を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部によって着色ボクセルと判定されたボクセルのうち第１集合体の最も上に位置するボクセルから所定の数のボクセルに第２カラー画像を関連付けることで、色情報が付加された画像である複数のスライス画像を作成する。これにより、造形対象である三次元造形物の表面の全体、即ち、三次元造形物の上面、下面および側面、並びに三次元造形物の表面から一定の厚み分だけに着色することが可能なフルカラーの画像である複数のスライス画像を作成することができる。また、別途用意した三次元造形装置において、作成されたフルカラーのスライス画像を用い、例えば粉末材料にバインダを塗布し、該スライス画像に沿った断面形状の粉末材料の層を順次積層することによって、フルカラーで描写された三次元造形物を造形することができる。さらに、外部から視認することができない部分への着色を省略することができるため、消費されるインク量を低減することができる。

本発明によれば、三次元造形物の表面から一定の厚み分だけ着色することが可能なフルカラーのスライス画像を作成することができる。

一実施形態に係る三次元造形システムの断面図である。 一実施形態に係る三次元造形装置の平面図である。 一実施形態に係るスライス画像作成装置のブロック図である。 フルカラーのスライス画像を作成する手順を示したフローチャートである。 ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデルを示す斜視図である。 ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデルを示す側面図である。 スライスモデルの例を示す図である。 第１集合体の例を示す図である。 第２集合体の例を示す図である。 第３集合体の例を示す図である。 複数のボクセルの最短距離値を示す図である。 集合体の各ボクセルに最短距離値が付与された状態の例を示す図である。 第１画像の例を示す図である。 第２画像の例を示す図である。 第３画像の例を示す図である。 第１カラー画像の例を示す図である。 第２カラー画像の例を示す図である。 第３カラー画像の例を示す図である。 スライス画像の例を示す図である。 スライス画像の例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るスライス画像作成装置を備えた三次元造形システムについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

図１は、本実施形態に係る三次元造形システム１０の断面図である。図２は、三次元造形装置１０Ａの平面図である。なお、図面中の符号Ｆ、Ｒｅ、Ｌ、Ｒ、Ｕｐ、Ｄｎは、それぞれ前、後、左、右、上、下を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、三次元造形システム１０の設置態様を何ら限定するものではない。

三次元造形システム１０は、フルカラーの三次元造形物を造形するシステムである。図１に示すように、三次元造形システム１０は、三次元造形装置１０Ａと、スライス画像作成装置１００とを備えている。三次元造形装置１０Ａは、造形対象である三次元造形物の断面形状を表すフルカラーのスライス画像に基づいて、粉末材料にバインダ（例えば接着剤）を塗布し、粉末材料を硬化させて、フルカラーのスライス画像に沿った断面形状の粉末硬化層を順次積層することによって、フルカラーの三次元造形物を造形する装置である。なお、三次元造形装置１０Ａは、インクを吐出してフルカラーの三次元造形物を造形することができれば、粉末材料にバインダを塗布する態様に限定されない。ここで、「断面形状」とは、三次元造形物を所定の厚み（例えば、０．１ｍｍ）ごとにスライスしたときの断面の形状である。「粉末材料」としては、例えば、石膏、セラミックス、金属、プラスチック等が挙げられる。「接着剤」は、上記粉末材料同士を固着することが可能な材料であれば特に限定されない。三次元造形装置１０Ａは、造形部３１と、供給部４１と、バインダヘッド１２と、インクヘッド１４と、制御装置１６とを備えている。

造形部３１では、三次元造形物１８が造形される。造形部３１は、造形槽３３と、造形テーブル３２と、テーブル昇降装置３４とを備えている。造形槽３３において、造形テーブル３２上に粉末硬化層１８Ａが順に積層され、三次元造形物１８が造形される。造形槽３３内には、供給部４１から供給された粉末材料１９が収容される。造形テーブル３２は、造形槽３３内を上下方向に移動する。テーブル昇降装置３４は、造形テーブル３２を上下方向に移動させる。造形テーブル３２上に、一層の粉末硬化層１８Ａが形成されると、テーブル昇降装置３４は、造形テーブル３２を下方に移動させる。

供給部４１は、造形部３１に粉末材料１９を供給する。供給部４１は、供給槽４３と、供給テーブル４２と、テーブル昇降装置４４と、供給ローラ１５と、を備えている。供給槽４３には、粉末材料１９が収容される。供給テーブル４２は、供給槽４３内を上下方向に移動する。テーブル昇降装置４４は、供給テーブル４２を上下方向に移動させる。供給槽４３から造形槽３３に粉末材料１９が供給されると、テーブル昇降装置４４は、供給テーブル４２を上方に移動させる。このとき、供給テーブル４２を上方に移動させるときの移動量は、造形テーブル３２を下方に移動させるときの移動量と同じである。供給ローラ１５は、供給槽４３に収容された粉末材料１９を、造形槽３３内に供給する。供給ローラ１５は、図示しないモータにより供給槽４３上を左右方向に移動する。なお、図１および図２に示すように、供給ローラ１５が停止しているとき、供給ローラ１５は、供給部４１に設けられた載置部４５に位置する。供給ローラ１５が、載置部４５から右方に移動することによって、供給槽４３内の粉末材料が造形槽３３内に供給される。供給ローラ１５が載置部４５に戻った後、テーブル昇降装置４４は、供給テーブル４２を上方に移動させる。

バインダヘッド１２は、造形槽３３に供給された粉末材料１９にバインダを塗布する。バインダヘッド１２は、造形槽３３に収容された粉末材料１９のうち、フルカラーのスライス画像に沿った断面形状に対応する領域にバインダを塗布する。これにより、粉末硬化層１８Ａが形成される。バインダヘッド１２は、バインダを吐出するノズル１２Ａを備えている。ノズル１２Ａは、バインダを収容する図示しないタンクに接続されている。バインダヘッド１２は、図示しない駆動装置に接続され、造形槽３３上を前後方向および左右方向に移動可能に構成されている。

インクヘッド１４は、粉末硬化層１８Ａにインクを塗布する。インクヘッド１４は、フルカラーのスライス画像に基づいた色のインクを粉末硬化層１８Ａに塗布する。インクヘッド１４は、インクを吐出するノズル１４Ａを備えている。ノズル１４Ａは、インクを収容する図示しないタンクに接続されている。インクヘッド１４は、図示しない駆動装置に接続され、造形槽３３上を前後方向および左右方向に移動可能に構成されている。本実施形態では、バインダヘッド１２とインクヘッド１４とは一体に形成されているが、別体であってもよい。

制御装置１６は、バインダヘッド１２、インクヘッド１４、供給ローラ１５、テーブル昇降装置３４、テーブル昇降装置４４、および、スライス画像作成装置１００に接続されている。制御装置１６は、テーブル昇降装置３４を駆動することによって、造形テーブル３２を上方または下方に移動させる。制御装置１６は、テーブル昇降装置４４を駆動することによって、供給テーブル４２を上方または下方に移動させる。制御装置１６は、バインダヘッド１２からのバインダの吐出およびバインダヘッド１２の移動を制御する。制御装置１６は、インクヘッド１４からのインクの吐出およびインクヘッド１４の移動を制御する。制御装置１６は、供給ローラ１５の移動を制御する。制御装置１６には、スライス画像作成装置１００からフルカラーのスライス画像のデータが出力される。なお、制御装置１６の構成は特に限定されない。例えば、制御装置１６は、コンピュータであり、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという。）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えていてもよい。

以上、本実施形態に係る三次元造形装置１０Ａの構成について説明した。本実施形態に係るスライス画像作成装置１００では、造形対象である三次元造形物に対応した三次元モデルを用意する。ここで、三次元モデルとは、ポリゴンメッシュモデルのことである。そして、三次元モデルを所定の間隔で水平方向にスライスすることによって、三次元造形物の断面形状を備える三次元のスライスモデルを複数作成する。そして、スライスモデルに色情報を付加することによって、三次元造形物の断面形状に対応した二次元のフルカラーのスライス画像を複数作成する。本実施形態では、三次元造形装置１０Ａは、粉末材料１９にバインダを塗布し、スライス画像に沿った断面形状の粉末硬化層１８Ａを順次積層することによって、三次元造形物１８を造形する。

スライス画像作成装置１００は、造形対象である三次元造形物の三次元モデルに基づいて、三次元造形物の断面形状を表すフルカラーのスライス画像を複数作成する。スライス画像作成装置１００は、三次元造形装置１０Ａと別体であってもよく、三次元造形装置１０Ａに内蔵されていてもよい。例えば、スライス画像作成装置１００は、コンピュータであり、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えていてもよい。ここでは、コンピュータ内に保存されたプログラムを使用して、フルカラーのスライス画像を作成する。スライス画像作成装置１００は、三次元造形システム１０のための専用のコンピュータであってもよく、汎用のコンピュータであってもよい。

図３は、スライス画像作成装置１００のブロック図である。図３に示すように、スライス画像作成装置１００は、記憶部５０と、配置部５２と、スライスモデル作成部５４と、第１選択部５６Ａと、第２選択部５６Ｂと、第３選択部５６Ｃと、第１判定部５８Ａと、第２判定部５８Ｂと、第３判定部５８Ｃと、距離情報付与部６６と、着色ボクセル判定部６８と、第１画像取得部７０Ａと、第２画像取得部７０Ｂと、第３画像取得部７０Ｃと、第１カラー画像作成部７２Ａと、第２カラー画像作成部７２Ｂと、第３カラー画像作成部７２Ｃと、スライス画像作成部７４と、を備えている。なお、上述した各部は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。

ここでは、記憶部５０には、造形対象である三次元造形物の三次元モデルが予め記憶されているものとする。三次元モデルのデータは、例えば、ユーザの操作によって、記憶媒体または他のコンピュータ（図示せず）から記憶部５０に読み込まれる。

図４は、フルカラーのスライス画像を作成する手順を示したフローチャートである。図４に示すように、スライス画像作成装置１００は、三次元モデルに基づいてフルカラーのスライス画像を作成する。

まず、ステップＳ１０において、配置部５２は、図５に示すように、記憶部５０に記憶された三次元モデル８０をボクセル８４単位に分割されたＸＹＺ座標空間に配置する。図６は、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を前方から見た側面図である。三次元モデル８０の稜線は太線で示されている。三次元モデル８０がＸＹＺ座標空間に配置される位置は、ユーザによって指定されてもよいし、自動で決定されてもよい。

次に、ステップＳ２０において、スライスモデル作成部５４は、複数のスライスモデル８２を作成する。スライスモデル作成部５４によって作成されたスライスモデルの例が図７のスライスモデル８２である。具体的には、スライスモデル作成部５４は、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を上下方向（Ｚ軸方向）に所定の間隔にスライスすることによって、ボクセル８４単位に分割された複数のスライスモデル８２を作成する。三次元モデル８０は、ＸＹ平面に平行にスライスされる。ＸＹ平面とは、例えば、Ｘ軸とＹ軸とを含む平面である。所定の間隔は、記憶部５０に予め記憶されている値である。所定の間隔は、例えば、１ボクセルの上下方向の長さと同じである。

次に、ステップＳ３０において、第１選択部５６Ａは、図５に示すように、ＸＹＺ座標空間のＸＹ平面上の一のボクセル８４に対してＺ軸方向に連続する全てのボクセル８４を含む第１集合体８６（図８Ａも参照）を選択する。第１選択部５６Ａは、ＸＹ平面上の全てのボクセル８４について、第１集合体８６を選択する。第１選択部５６Ａは、例えば、ＸＹ座標値が最も小さいボクセル８４から順番に第１集合体８６を選択する。

次に、ステップＳ４０において、第１判定部５８Ａは、選択された第１集合体８６の各ボクセル８４について、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定する。第１判定部５８Ａは、図８Ａに示すように、選択された集合体８６の各ボクセル８４について、集合体８６の最も下に位置するボクセル８４Ａから最も上に位置するボクセル８４Ｉに向かう方向に、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定する。第１判定部５８Ａは、第１集合体８６の最も上に位置するボクセル８４Ｉから最も下に位置するボクセル８４Ａに向かう方向に、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定してもよい。図８Ａ中、実線で表されたボクセル８４はスライスモデル８２が含まれ、破線で表されたボクセル８４はスライスモデル８２が含まれない。図８Ａに示す例では、ボクセル８４Ａ〜８４Ｃおよび８４Ｇ〜８４Ｉについては、スライスモデル８２が含まれないと判定される。ボクセル８４Ｄ〜８４Ｆについては、スライスモデル８２が含まれると判定される。各第１集合体８７の各ボクセル８４においてスライスモデル８２が含まれるか否かの判定結果は、記憶部５０に記憶される。

次に、ステップＳ５０において、距離情報付与部６６は、スライスモデル８２が含まれるボクセル８４に距離情報を付与する。ここでは、まず、距離情報付与部６６は、スライスモデル８２が含まれるボクセル８４の全てにおいて、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に隣接するスライスモデル８２が含まれないボクセル８４からの最短距離値を算出する。

以下、図９に示すボクセル８４ＡＡの最短距離値の算出方法について説明する。ボクセル８４ＡＡのＸ軸方向の両側には、ボクセル８４ＡＢ、ボクセル８４ＡＣ、ボクセル８４ＡＤおよびボクセル８４ＡＥが配置されている。ボクセル８４ＡＡのＺ軸方向の両側には、ボクセル８４ＡＦ、ボクセル８４ＡＧ、ボクセル８４ＡＨおよびボクセル８４ＡＩが配置されている。ボクセル８４ＡＡのＹ軸方向の両側には、ボクセル８４ＡＪ、ボクセル８４ＡＫ、ボクセル８４ＡＬおよびボクセル８４ＡＭが配置されている。スライスモデル８２を含まないボクセル（例えば８４ＡＢなど）は、２点鎖線でボクセルの稜線を描き、スライスモデル８２を含むボクセル（例えば８４ＡＣなど）は、実線でボクセルの稜線を描いてそれぞれを区別している。

ボクセル８４ＡＢには、スライスモデル８２が含まれない。このため、距離情報付与部６６は、距離情報として最短距離値０をボクセル８４ＡＢに付与する。ボクセル８４ＡＤ、ボクセル８４ＡＦ、ボクセル８４ＡＨ、ボクセル８４ＡＪおよびボクセル８４ＡＬには、ボクセル８４ＡＢと同様に距離情報として最短距離値０が付与される。これより、距離情報として最短距離値０が付与されるボクセルは、スライスモデル８２が含まれないボクセルであることと同値であることがわかる。

ボクセル８４ＡＣには、スライスモデル８２が含まれる。また、ボクセル８４ＡＣは、スライスモデル８２が含まれないボクセル８４ＡＢと隣接する。このため、距離情報付与部６６は、ボクセル８４ＡＢに距離情報として付与された最短距離値０に１を加算した最短距離値１を距離情報としてボクセル８４ＡＣに付与する。ボクセル８４ＡＥ、ボクセル８４ＡＧ、ボクセル８４ＡＩ、ボクセル８４ＡＫおよびボクセル８４ＡＭには、ボクセル８４ＡＣと同様に距離情報として最短距離値１が付与される。

ボクセル８４ＡＡには、スライスモデル８２が含まれる。また、ボクセル８４ＡＡは、ボクセル８４ＡＣ、ボクセル８４ＡＥ、ボクセル８４ＡＧ、ボクセル８４ＡＩ、ボクセル８４ＡＫおよびボクセル８４ＡＭと隣接する。ここで、距離情報付与部６６は、ボクセル８４ＡＡに隣接する上記ボクセル８４ＡＣ〜８４ＡＭのうち、最も小さい最短距離値を持つボクセルに付与された最短距離値に１を加算した最短距離値を距離情報としてボクセル８４ＡＡに付与する。ここでは、ボクセル８４ＡＣ〜８４ＡＭに距離情報として付与された最短距離値は１であり、互いに同一である。このため、距離情報付与部６６は、距離情報として最短距離値２をボクセル８４ＡＡに付与する。なお、ボクセル８４ＡＡに隣接する上記ボクセル８４ＡＣ〜８４ＡＭのうち、少なくとも一つのボクセルに付与された最短距離値が０である場合、距離情報付与部６６は、距離情報として最短距離値１をボクセル８４ＡＡに付与する。本実施形態では、距離情報付与部６６は、最も小さい最短距離値を持つボクセルに付与された最短距離値に１を加算しているが、加算する値は１に限定されない。図１０は、距離情報付与部６６によって第１集合体８６の各ボクセル８４に距離情報として最短距離値が付与された状態の一例を示す図である。

次に、ステップＳ６０において、着色ボクセル判定部６８は、第１集合体８６の各ボクセル８４のうち、スライスモデル８２が含まれると判定されたボクセル８４において、最短距離値が所定の値以上か否かを判定する。その結果、着色ボクセル判定部６８は、第１集合体８６の各ボクセル８４において、スライスモデル８２が含まれるボクセル８４の最短距離値が所定の値より小さい場合には、当該ボクセル８４を色情報が付加される着色ボクセルと判定する。また、着色ボクセル判定部６８は、第１集合体８６の各ボクセル８４において、スライスモデル８２が含まれるボクセル８４の最短距離値が所定の値以上の場合には、当該ボクセル８４を色情報が付加されない非着色ボクセルと判定する。着色ボクセル判定部６８がボクセル８４を判定する順番は特に限定されない。所定の値は、記憶部５０に予め記憶されている。所定の値は、ユーザによって任意の値が決定される。ここでは、所定の値は３に設定されている。図１０に示す例では、第１集合体８６のボクセル８４のうち、ボクセル８４ＲＤ、ボクセル８４ＲＥおよびボクセル８４ＲＦの最短距離値が所定の値以上であるので、着色ボクセル判定部６８によって非着色ボクセルと判定される。また、着色ボクセル判定部６８は、距離情報付与部６６により最短距離値が０と付与されたボクセル８４に対しては、着色の前提となるスライスモデル８２が含まれないため、非着色ボクセルと判定する。第１集合体８６のボクセル８４のうち、距離情報付与部６６により付与された最短距離値が所定の値よりも小さい（最短距離値が１または２）ボクセルについては、着色ボクセル判定部６８は着色ボクセルと判定する。

次に、ステップＳ７０において、第１画像取得部７０Ａは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を下方から見た第１画像９１Ａ（図１１Ａ参照）を取得する。ここで、各第１集合体８６のうちスライスモデル８２を含む最下部のボクセル８４を、説明の便宜上ボクセルＤＢとする。ボクセルＤＢとは、最小Ｚ座標値を持つボクセルである。図８Ａに示す例では、ボクセル８４ＤがボクセルＤＢである。第１画像取得部７０Ａは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を下方から見たときのボクセルＤＢの集合体からなる第１画像９１Ａを取得する。

また、ステップＳ７０において、第１画像取得部７０Ａは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を上方から見た第２画像９１Ｂ（図１１Ａ参照）を取得する。ここで、各第１集合体８６のうちスライスモデル８２を含む最上部のボクセル８４を、説明の便宜上ボクセルＴＢとする。ボクセルＴＢとは、最大Ｚ座標値を持つボクセルである。図８Ａに示す例では、ボクセル８４ＦがボクセルＴＢである。第１画像取得部７０Ａは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を上方から見たときのボクセルＴＢの集合体からなる第２画像９１Ｂを取得する。

次に、ステップＳ８０において、第１カラー画像作成部７２Ａは、第１画像９１Ａに色情報を付加して第１カラー画像９４Ａ（図１２Ａ参照）を作成する。また、第１カラー画像作成部７２Ａは、第２画像９１Ｂに色情報を付加して第２カラー画像９４Ｂ（図１２Ａ参照）を作成する。第１カラー画像作成部７２Ａは、ボクセル８４単位で第１画像９１Ａおよび第２画像９１Ｂに色情報を付加する。なお、第１カラー画像作成部７２Ａは、例えば、ユーザの指示に基づいて、各ボクセル８４に任意の色情報を付加する。なお、図１２Ａ中、ボクセルＤＢ（ボクセルＴＢ）には色情報が付加されており、斜線で表現されている。

次に、ステップＳ９０において、第２選択部５６Ｂは、図５に示すように、ＸＹＺ座標空間のＸＺ平面上の一のボクセル８４に対してＹ軸方向に連続する全てのボクセル８４を含む第２集合体８７を選択する。第２選択部５６Ｂは、ＸＺ平面上の全てのボクセル８４について、第２集合体８７を選択する。第２選択部５６Ｂは、例えば、ＸＺ座標値が最も小さいボクセル８４から順番に第２集合体８７を選択する。

次に、ステップＳ１００において、第２判定部５８Ｂは、選択された第２集合体８７の各ボクセル８４について、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定する。第２判定部５８Ｂは、図８Ｂに示すように、選択された第２集合体８７の各ボクセル８４について、第２集合体８７の最も前方に位置するボクセル８４Ｊから最も後方に位置するボクセル８４Ｐに向かう方向に、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定する。第２判定部５８Ｂは、第２集合体８７の最も後方に位置するボクセル８４Ｐから最も前方に位置するボクセル８４Ｊに向かう方向に、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定してもよい。図８Ｂに示す例では、ボクセル８４Ｊおよびボクセル８４Ｐについては、スライスモデル８２が含まれないと判定される。ボクセル８４Ｋ〜ボクセル８４Ｏについては、スライスモデル８２が含まれると判定される。各第２集合体８７の各ボクセル８４においてスライスモデル８２が含まれるか否かの判定結果は、記憶部５０に記憶される。

次に、ステップＳ１１０において、第２画像取得部７０Ｂは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を前方から見た第３画像９２Ａ（図１１Ｂ参照）を取得する。ここで、各第２集合体８７のうちスライスモデル８２を含む最前部のボクセル８４を、説明の便宜上ボクセルＦＢとする。ボクセルＦＢとは、最小Ｙ座標値を持つボクセルである。図８Ｂに示す例では、ボクセル８４ＫがボクセルＦＢである。第２画像取得部７０Ｂは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を前方から見たときのボクセルＦＢの集合体からなる第３画像９２Ａを取得する。

また、ステップＳ１１０において、第２画像取得部７０Ｂは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を後方から見た第４画像９２Ｂ（図１１Ｂ参照）を取得する。ここで、各第２集合体８７のうちスライスモデル８２を含む最後部のボクセル８４を、説明の便宜上ボクセルＢＢとする。ボクセルＢＢとは、最大Ｙ座標値を持つボクセルである。図８Ｂに示す例では、ボクセル８４ＯがボクセルＢＢである。第２画像取得部７０Ｂは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を後方から見たときのボクセルＢＢの集合体からなる第４画像９２Ｂを取得する。

次に、ステップＳ１２０において、第２カラー画像作成部７２Ｂは、第３画像９２Ａに色情報を付加して第３カラー画像９５Ａ（図１２Ｂ参照）を作成する。また、第２カラー画像作成部７２Ｂは、第４画像９２Ｂに色情報を付加して第４カラー画像９５Ｂ（図１２Ｂ参照）を作成する。第２カラー画像作成部７２Ｂは、ボクセル８４単位で第３画像９２Ａおよび第４画像９２Ｂに色情報を付加する。なお、第２カラー画像作成部７２Ｂは、例えば、ユーザの指示に基づいて、各ボクセル８４に任意の色情報を付加する。なお、図１２Ｂ中、ボクセルＦＢ（ボクセルＢＢ）には色情報が付加されており、斜線で表現されている。

次に、ステップＳ１３０において、第３選択部５６Ｃは、図５に示すように、ＸＹＺ座標空間のＹＺ平面上の一のボクセル８４に対してＸ軸方向に連続する全てのボクセル８４を含む第３集合体８８を選択する。第３選択部５６Ｃは、ＹＺ平面上の全てのボクセル８４について、第３集合体８８を選択する。第３選択部５６Ｃは、例えば、ＹＺ座標値が最も小さいボクセル８４から順番に第３集合体８８を選択する。

次に、ステップＳ１４０において、第３判定部５８Ｃは、選択された第３集合体８８の各ボクセル８４について、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定する。第３判定部５８Ｃは、図８Ｃに示すように、選択された第３集合体８８の各ボクセル８４について、第３集合体８８の最も左方に位置するボクセル８４Ｑから最も右方に位置するボクセル８４Ｗに向かう方向に、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定する。第３判定部５８Ｃは、第３集合体８８の最も右方に位置するボクセル８４Ｗから最も左方に位置するボクセル８４Ｑに向かう方向に、スライスモデル８２が含まれるか否かを判定してもよい。図８Ｃに示す例では、ボクセル８４Ｑおよびボクセル８４Ｗについては、スライスモデル８２が含まれないと判定される。ボクセル８４Ｒ〜ボクセル８４Ｖについては、スライスモデル８２が含まれると判定される。各第３集合体８８の各ボクセル８４においてスライスモデル８２が含まれるか否かの判定結果は、記憶部５０に記憶される。

次に、ステップＳ１５０において、第３画像取得部７０Ｃは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を左方から見た第５画像９３Ａ（図１１Ｃ参照）を取得する。ここで、各第３集合体８８のうちスライスモデル８２を含む最左部のボクセル８４を、説明の便宜上ボクセルＬＢとする。ボクセルＬＢとは、最小Ｘ座標値を持つボクセルである。図８Ｃに示す例では、ボクセル８４ＲがボクセルＬＢである。第３画像取得部７０Ｃは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を左方から見たときのボクセルＬＢの集合体からなる第５画像９３Ａを取得する。

また、ステップＳ１５０において、第３画像取得部７０Ｃは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を右方から見た第６画像９３Ｂ（図１１Ｃ参照）を取得する。ここで、各第３集合体８８のうちスライスモデル８２を含む最右部のボクセル８４を、説明の便宜上ボクセルＲＢとする。ボクセルＲＢとは、最大Ｘ座標値を持つボクセルである。図８Ｃに示す例では、ボクセル８４ＶがボクセルＲＢである。第３画像取得部７０Ｃは、ＸＹＺ座標空間に配置された三次元モデル８０を右方から見たときのボクセルＲＢの集合体からなる第６画像９３Ｂを取得する。

次に、ステップＳ１６０において、第３カラー画像作成部７２Ｃは、第５画像９３Ａに色情報を付加して第５カラー画像９６Ａ（図１２Ｃ参照）を作成する。また、第３カラー画像作成部７２Ｃは、第６画像９３Ｂに色情報を付加して第６カラー画像９６Ｂ（図１２Ｃ参照）を作成する。第３カラー画像作成部７２Ｃは、ボクセル８４単位で第５画像９３Ａおよび第６画像９３Ｂに色情報を付加する。なお、第３カラー画像作成部７２Ｃは、例えば、ユーザの指示に基づいて、各ボクセル８４に任意の色情報を付加する。なお、図１２Ｃ中、ボクセルＬＢ（ボクセルＲＢ）には色情報が付加されており、斜線で表現されている。

次に、ステップＳ１７０において、スライス画像作成部７４は、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第１集合体８６の最も下に位置するボクセルＤＢから所定の数のボクセル８４に第１カラー画像９４Ａ（図１２Ａ参照）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第１集合体８６の最も上に位置するボクセルＴＢから所定の数のボクセル８４に第２カラー画像９４Ｂ（図１２Ｂ）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第２集合体８７の最も前方に位置するボクセルＦＢから所定の数のボクセル８４に第３カラー画像９５Ａ（図１２Ｂ参照）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第２集合体８７の最も後方に位置するボクセルＢＢから所定の数のボクセル８４に第４カラー画像９５Ｂ（図１２Ｂ参照）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第３集合体８８の最も左方に位置するボクセルＬＢから所定の数のボクセル８４に第５カラー画像９６Ａ（図１２Ｃ参照）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第３集合体８８の最も右方に位置するボクセルＲＢから所定の数のボクセル８４に第６カラー画像９６Ｂ（図１２Ｃ参照）を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数のスライス画像を作成する。図１３は、色情報が付与されたスライス画像の一例である。スライス画像９８Ａは、三次元造形物のうち、三次元モデル８０の最上層に対応する部分を造形する際に用いられる。スライス画像９８Ａにおいて、符号９９Ａは造形領域を示し、符号９９Ｂは非造形領域を示す。造形領域９９Ａには色情報が付与されており、斜線で表現されている。また、図１４は、色情報が付与されたスライス画像の一例である。スライス画像９８Ｂは、三次元造形物のうち、三次元モデル８０のＺ軸方向の真ん中の層に対応する部分を造形する際に用いられる。スライス画像９８Ｂにおいて、符号９９Ａは造形領域を示し、符号９９Ｂは非造形領域を示す。造形領域９９Ａのうち、符号８４Ｙが示す領域を除き色情報が付与されており、斜線で表現されている。

上述した所定の数は、予め記憶部５０に記憶されている。所定の数はユーザによって任意に決定される。本実施形態では、所定の数は、例えば２である。なお、１つのボクセル８４に対して、第１カラー画像９４Ａ〜第６カラー画像９６Ｂが関連付けられる場合が想定されるが、この場合、どの画像を当該ボクセル８４に関連付けるかその優先順位を予め決定しておくことができる。この優先順位はユーザによって任意に決定され、記憶部５０に記憶される。優先順位はボクセル８４毎に設定することができる。例えば、所定の数が２の場合、図５のボクセル８４Ｘには、第１カラー画像９４Ａと第２カラー画像９４Ｂと第３カラー画像９５Ａとが関連付けられることになるが、第１カラー画像９４Ａを優先して関連付けることを予め決定しておくことによって、スライス画像作成部７４は、ボクセル８４Ｘに第１カラー画像９４Ａを関連付ける。

三次元造形装置１０Ａは、以上のようにして作成されたスライス画像に沿って三次元造形物を造形する。例えば、図１４のスライス画像９８Ｂを使用して、スライス画像９８Ｂに対応した断面形状を造形する。具体的には、粉末材料１９のうち、造形領域９９Ａに対応する領域にバインダを塗布することで、粉末硬化層１８Ａ（図１参照）を形成する。そして、粉末硬化層１８Ａには、造形領域９９Ａに付与された色情報に対応するインクを吐出する。ここでは、領域８４Ｙには色情報が付与されていないため、粉末硬化層１８Ａのうち、領域８４Ｙに対応する領域には、インクは吐出されない。なお、粉末材料１９のうち、スライス画像９８Ｂの非造形領域９９Ｂに対応する領域にはバインダを塗布しない。

以上のように、本実施形態のスライス画像作成装置１００では、造形対象である三次元造形物１８の三次元モデル８０から、色情報が付加されたフルカラーのスライス画像９８Ａ、９８Ｂを作成することができる。即ち、スライス画像作成装置１００において、スライス画像作成部７４は、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第１集合体８６の最も下に位置するボクセルＤＢから所定の数のボクセル８４に第１カラー画像９４Ａを関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第１集合体８６の最も上に位置するボクセルＴＢから所定の数のボクセル８４に第２カラー画像９４Ｂを関連付けることで、色情報が付加された画像である複数のスライス画像９８Ａ、９８Ｂを作成する。これにより、造形対象である三次元造形物１８の表面の全体、即ち、三次元造形物１８の上面、下面および側面、並びに三次元造形物１８の表面から一定の厚み分だけ着色することが可能なフルカラーの画像である複数のスライス画像９８Ａ、９８Ｂを作成することができる。また、別途用意した三次元造形装置１０Ａにおいて、作成されたフルカラーのスライス画像９８Ａ、９８Ｂを用い、粉末材料１９にバインダを塗布し、該スライス画像９８Ａ、９８Ｂに沿った断面形状の粉末材料の層を順次積層することによって、フルカラーで描写された三次元造形物１８を造形することができる。さらに、外部から視認することができない部分８４ＲＤ、８４ＲＥ、８４ＲＦ（図１０参照）への着色を省略することができるため、消費されるインク量を低減することができる。

本実施形態のスライス画像作成装置１００によれば、スライス画像作成部７４は、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第２集合体８７の最も前方に位置するボクセルＦＢから所定の数のボクセル８４に第３カラー画像９５Ａ（図１２Ｂ参照）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第２集合体８７の最も後方に位置するボクセルＢＢから所定の数のボクセル８４に第４カラー画像９５Ｂ（図１２Ｂ参照）を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数のスライス画像９８Ａ、９８Ｂを作成する。これにより、造形対象である三次元造形物の表面の前面および後面ついても、より詳細に色を指定することが可能なフルカラーのスライス画像を作成することができる。

本実施形態のスライス画像作成装置１００によれば、スライス画像作成部７４は、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第３集合体８８の最も左方に位置するボクセルＬＢから所定の数のボクセル８４に第５カラー画像９６Ａ（図１２Ｃ参照）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第３集合体８８の最も右方に位置するボクセルＲＢから所定の数のボクセル８４に第６カラー画像９６Ｂ（図１２Ｃ参照）を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数のスライス画像９８Ａ、９８Ｂを作成する。これにより、造形対象である三次元造形物の表面の左面および右面ついても、より詳細に色を指定することが可能なフルカラーのスライス画像を作成することができる。

上述した実施形態では、スライス画像作成装置１００は、第１カラー画像作成部７２Ａと、第２カラー画像作成部７２Ｂと、第３カラー画像作成部７２Ｃとを備えていたが、これらのうち１つのみを備えていてもよいし、いずれか２つのみを備えていてもよい。この場合、スライス画像作成部７４は、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４に作成されたカラー画像を関連付けることによって、スライス画像を作成する。例えば、スライス画像作成装置１００が、第１カラー画像作成部７２Ａおよび第２カラー画像作成部７２Ｂを備えず、第３カラー画像作成部７２Ｃを備えている場合、スライス画像作成部７４は、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第３集合体８８の最も左方に位置するボクセルＬＢから所定の数のボクセル８４に第５カラー画像９６Ａ（図１２Ｃ参照）を関連付け、かつ、着色ボクセル判定部６８によって着色ボクセルと判定されたボクセル８４のうち第３集合体８８の最も右方に位置するボクセルＲＢから所定の数のボクセル８４に第６カラー画像９６Ｂ（図１２Ｃ参照）を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数のスライス画像を作成する。

上述した実施形態では、距離情報付与部６６および着色ボクセル判定部６８は、第１集合体８６のボクセル８４について、最短距離値を算出したり、着色ボクセルと非着色ボクセルとの判定を行ったりしていたがこれに限定されない。距離情報付与部６６および着色ボクセル判定部６８は、第２集合体８７のボクセル８４または第３集合体８８のボクセル８４について、最短距離値を算出したり、着色ボクセルと非着色ボクセルとの判定を行ったりしてもよい。

本実施形態のスライス画像作成装置１００の記憶部５０等の各部は、ソフトウェアによって構成されており、コンピュータによって実現されているが、上記各部は、スライス画像作成装置１００に構成された回路によって実現されるものであってもよい。

５４ スライスモデル作成部
５６Ａ 第１選択部
５８Ａ 第１判定部
６６ 距離情報付与部
６８ 着色ボクセル判定部
７０Ａ 第１画像取得部
７２Ａ 第１カラー画像作成部
７４ スライス画像作成部
８０ 三次元モデル
８２ スライスモデル
８４ ボクセル
８６ 第１集合体
９１Ａ 第１画像、９１Ｂ 第２画像
９４Ａ 第１カラー画像、９４Ｂ 第２カラー画像
９８Ａ、９８Ｂ スライス画像
１００ スライス画像作成装置

Claims (7)

1. 造形対象である三次元造形物を造形する三次元造形装置において、前記三次元造形物を造形するためのスライス画像を作成するスライス画像作成装置であって、
   前記三次元造形物の三次元モデルを記憶する記憶部と、
   前記三次元モデルをボクセル単位に分割されたＸＹＺ座標空間に配置する配置部と、
   前記三次元モデルを所定の間隔にスライスして、複数のスライスモデルを作成するスライスモデル作成部と、
   前記ＸＹＺ座標空間のＸＹ平面上の一のボクセルに対してＺ軸方向に連続する全てのボクセルを含む第１集合体を、前記ＸＹ平面上の全てのボクセルについて、それぞれ選択する第１選択部と、
   選択された前記第１集合体の各ボクセルについて、前記Ｚ軸方向の一方側を上方としかつ前記Ｚ軸方向の他方側を下方としたときに、前記第１集合体の最も下に位置するボクセルから最も上に位置するボクセルに向かう方向または前記第１集合体の最も上に位置するボクセルから最も下に位置するボクセルに向かう方向に、前記スライスモデルが含まれるか否かを判定する第１判定部と、
   前記スライスモデルが含まれるボクセルの全てにおいて、前記スライスモデルが含まれないボクセルから前記スライスモデルが含まれるボクセルまでの最短距離値を算出し、前記スライスモデルが含まれるボクセルに前記算出された最短距離値を距離情報としてそれぞれ付与する距離情報付与部と、
   前記第１集合体の各ボクセルにおいて、前記スライスモデルが含まれるボクセルの前記最短距離値が所定の値より小さい場合には、当該ボクセルを色情報が付加される着色ボクセルと判定し、かつ、前記スライスモデルが含まれるボクセルの前記最短距離値が前記所定の値以上の場合には、当該ボクセルを色情報が付加されない非着色ボクセルと判定する着色ボクセル判定部と、
   前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを下方から見た第１画像と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを上方から見た第２画像を取得する第１画像取得部と、
   前記第１画像に色情報を付加して第１カラー画像を作成し、かつ、前記第２画像に色情報を付加して第２カラー画像を作成する第１カラー画像作成部と、
   前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第１集合体の最も下に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第１カラー画像を関連付け、かつ、前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第１集合体の最も上に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第２カラー画像を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数のスライス画像を作成するスライス画像作成部と、を備えている、スライス画像作成装置。
2. 前記ＸＹＺ座標空間のＸＺ平面上の一のボクセルに対してＹ軸方向に連続する全てのボクセルを含む第２集合体を、前記ＸＺ平面上の全てのボクセルについて、それぞれ選択する第２選択部と、
   選択された前記第２集合体の各ボクセルについて、前記Ｙ軸方向の一方側を前方としかつ前記Ｙ軸方向の他方側を後方としたときに、前記第２集合体の最も前に位置するボクセルから最も後に位置するボクセルに向かう方向または前記第２集合体の最も後に位置するボクセルから最も前に位置するボクセルに向かう方向に、前記スライスモデルが含まれるか否かを判定する第２判定部と、
   前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを前方から見た第３画像と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを後方から見た第４画像を取得する第２画像取得部と、
   前記第３画像に色情報を付加して第３カラー画像を作成し、かつ、前記第４画像に色情報を付加して第４カラー画像を作成する第２カラー画像作成部と、を備え、
   前記スライス画像作成部は、前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第２集合体の最も前方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第３カラー画像を関連付け、かつ、前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第２集合体の最も後方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第４カラー画像を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数の前記スライス画像を作成する、請求項１に記載のスライス画像作成装置。
3. 前記ＸＹＺ座標空間のＹＺ平面上の一のボクセルに対してＸ軸方向に連続する全てのボクセルを含む第３集合体を、前記ＹＺ平面上の全てのボクセルについて、それぞれ選択する第３選択部と、
   選択された前記第３集合体の各ボクセルについて、前記Ｘ軸方向の一方側を左方としかつ前記Ｘ軸方向の他方側を右方としたときに、前記第３集合体の最も左に位置するボクセルから最も右に位置するボクセルに向かう方向または前記第３集合体の最も右に位置するボクセルから最も左に位置するボクセルに向かう方向に、前記スライスモデルが含まれるか否かを判定する第３判定部と、
   前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを左方から見た第５画像と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを右方から見た第６画像を取得する第３画像取得部と、
   前記第５画像に色情報を付加して第５カラー画像を作成し、かつ、前記第６画像に色情報を付加して第６カラー画像を作成する第３カラー画像作成部と、を備え、
   前記スライス画像作成部は、前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第３集合体の最も左方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第５カラー画像を関連付け、かつ、前記着色ボクセル判定部によって前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第３集合体の最も右方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第６カラー画像を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数の前記スライス画像を作成する、請求項１または２に記載のスライス画像作成装置。
4. フルカラーの三次元造形物を造形する三次元造形装置と、
   請求項１から３のいずれか一項に記載されたスライス画像作成装置と、
   を備えた、三次元造形システム。
5. 造形対象である三次元造形物を造形する三次元造形装置において、前記三次元造形物を造形するためのスライス画像を作成するスライス画像作成方法であって、
   前記三次元造形物の三次元モデルをボクセル単位に分割されたＸＹＺ座標空間に配置する配置工程と、
   前記三次元モデルを所定の間隔にスライスして、複数のスライスモデルを作成するスライスモデル作成工程と、
   前記ＸＹＺ座標空間のＸＹ平面上の一のボクセルに対してＺ軸方向に連続する全てのボクセルを含む第１集合体を、前記ＸＹ平面上の全てのボクセルについて、それぞれ選択する第１選択工程と、
   選択された前記第１集合体の各ボクセルについて、前記Ｚ軸方向の一方側を上方としかつ前記Ｚ軸方向の他方側を下方としたときに、前記第１集合体の最も下に位置するボクセルから最も上に位置するボクセルに向かう方向または前記第１集合体の最も上に位置するボクセルから最も下に位置するボクセルに向かう方向に、前記スライスモデルが含まれるか否かを判定する第１判定工程と、
   前記スライスモデルが含まれるボクセルの全てにおいて、前記スライスモデルが含まれないボクセルから前記スライスモデルが含まれるボクセルまでの最短距離値を算出し、前記スライスモデルが含まれるボクセルに前記算出された最短距離値を距離情報としてそれぞれ付与する距離情報付与工程と、
   前記第１集合体の各ボクセルにおいて、前記スライスモデルが含まれるボクセルの前記最短距離値が所定の値より小さい場合には、当該ボクセルを色情報が付加される着色ボクセルと判定し、かつ、前記スライスモデルが含まれるボクセルの前記最短距離値が前記所定の値以上の場合には、当該ボクセルを色情報が付加されない非着色ボクセルと判定する着色ボクセル判定工程と、
   前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを下方から見た第１画像と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを上方から見た第２画像を取得する第１画像取得工程と、
   前記第１画像に色情報を付加して第１カラー画像を作成し、かつ、前記第２画像に色情報を付加して第２カラー画像を作成する第１カラー画像作成工程と、
   前記着色ボクセル判定工程において前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第１集合体の最も下に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第１カラー画像を関連付け、かつ、前記着色ボクセル判定工程において前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第１集合体の最も上に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第２カラー画像を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数のスライス画像を作成するスライス画像作成工程と、を包含する、スライス画像作成方法。
6. 前記ＸＹＺ座標空間のＸＺ平面上の一のボクセルに対してＹ軸方向に連続する全てのボクセルを含む第２集合体を、前記ＸＺ平面上の全てのボクセルについて、それぞれ選択する第２選択工程と、
   選択された前記第２集合体の各ボクセルについて、前記Ｙ軸方向の一方側を前方としかつ前記Ｙ軸方向の他方側を後方としたときに、前記第２集合体の最も前に位置するボクセルから最も後に位置するボクセルに向かう方向または前記第２集合体の最も後に位置するボクセルから最も前に位置するボクセルに向かう方向に、前記スライスモデルが含まれるか否かを判定する第２判定工程と、
   前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを前方から見た第３画像と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを後方から見た第４画像を取得する第２画像取得工程と、
   前記第３画像に色情報を付加して第３カラー画像を作成し、かつ、前記第４画像に色情報を付加して第４カラー画像を作成する第２カラー画像作成工程と、を備え、
   前記スライス画像作成工程において、前記着色ボクセル判定工程において前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第２集合体の最も前方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第３カラー画像を関連付け、かつ、前記着色ボクセル判定工程において前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第２集合体の最も後方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第４カラー画像を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数の前記スライス画像を作成する、請求項５に記載のスライス画像作成方法。
7. 前記ＸＹＺ座標空間のＹＺ平面上の一のボクセルに対してＸ軸方向に連続する全てのボクセルを含む第３集合体を、前記ＹＺ平面上の全てのボクセルについて、それぞれ選択する第３選択工程と、
   選択された前記第３集合体の各ボクセルについて、前記Ｘ軸方向の一方側を左方としかつ前記Ｘ軸方向の他方側を右方としたときに、前記第３集合体の最も左に位置するボクセルから最も右に位置するボクセルに向かう方向または前記第３集合体の最も右に位置するボクセルから最も左に位置するボクセルに向かう方向に、前記スライスモデルが含まれるか否かを判定する第３判定工程と、
   前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを左方から見た第５画像と、前記ＸＹＺ座標空間に配置された前記三次元モデルを右方から見た第６画像を取得する第３画像取得工程と、
   前記第５画像に色情報を付加して第５カラー画像を作成し、かつ、前記第６画像に色情報を付加して第６カラー画像を作成する第３カラー画像作成工程と、を備え、
   前記スライス画像作成工程において、前記着色ボクセル判定工程において前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第３集合体の最も左方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第５カラー画像を関連付け、かつ、前記着色ボクセル判定工程において前記着色ボクセルと判定された前記ボクセルのうち前記第３集合体の最も右方に位置するボクセルから所定の数の前記ボクセルに前記第６カラー画像を関連付けることによって、色情報が付加された画像である複数の前記スライス画像を作成する、請求項５または６に記載のスライス画像作成方法。

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