JP6802814B2 - 保護層付きのカラー３ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法に関し、特に、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法に関する。

カラー３Ｄソリッドモデルを製造するために、従来のカラー３Ｄプリンタに１セットの造形ヘッドと共に１セットの着色ヘッドを配置するようになっている。

印刷中に、従来のカラー３Ｄプリンタでは、白色の印刷材を用いて一層のスライスソリッドモデルを印刷するように造形ヘッドを制御した後、印刷されたスライスソリッドモデルにカラー噴射形成を行って一層のカラースライスソリッドモデルを製造するようにインクジェットヘッドを制御する。上述した印刷ステップを繰り返し実行することで、従来のカラー３Ｄプリンタにより、多層のカラースライスソリッドモデルを積層してなるカラー３Ｄソリッドモデルを製造することができる。

しかしながら、噴射形成技術による着色のため、従来のカラー３Ｄプリンタから製造されたカラー３Ｄソリッドモデルは接触（例えば、水や手に触れること）によって色落ちたり、色褪せたりしやすい。

上記の問題を解消するために、従来技術では、製造されたカラー３Ｄソリッドモデルに手動で保護ニスをスプレーすることで、カラー３Ｄソリッドモデルの外部に一層の保護層を形成する。

しかしながら、上述した保護ニスのスプレー方法には、手間が掛かるほか、スプレー中に保護ニスが飛散して空気の質が低下するなどの問題がある。

従って、本発明の目的は、カラー３Ｄソリッドモデル及びその保護層を同時に印刷可能な保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法は、カラー３Ｄプリンタに適する。カラー３Ｄプリンタは、造形ヘッド及び着色ヘッドを含む。この方法は、カラー３Ｄ物体データの幾何情報に基づいて多層の物体スライスデータを生成するスライス処理を行うステップａ）と、スライス処理において、カラー３Ｄ物体データの色彩情報に基づいて多層の色彩スライスデータを生成するステップｂ）と、スライス処理において、多層の物体スライスデータに基づいて多層の本体スライスデータを生成するとともに、多層の物体スライスデータの複数の輪郭情報に基づいて多層の保護スライスデータを生成するステップｃ）と、多層の本体スライスデータに基づき、多層の本体スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように造形ヘッドを制御することで、カラー３Ｄソリッドモデルの本体部分を製造し、各層の本体スライスソリッドデータの印刷を完了して本体スライスソリッドモデルに着色が必要であると判断した場合、同一層の色彩スライスデータに基づき、本体スライスソリッドモデルに着色するように着色ヘッドを制御し、多層の保護スライスデータに基づき、透光性印刷材を用いて多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように造形ヘッドを制御することで、カラー３Ｄソリッドモデルの保護層部分を製造し、多層の保護スライスソリッドモデルが同一層の多層の本体スライスソリッドモデルをそれぞれ囲むステップｄ）と、を含む。
更に１つには、前記ステップｃ）は、前記多層の物体スライスデータの複数の前記輪郭情報に基づいて前記多層の保護スライスデータを生成するステップｃ１１）と、前記多層の物体スライスデータに対して内部縮小処理を行い、前記多層の本体スライスデータを生成するステップｃ１２）と、を含む。
また、更に１つには、前記ステップｃ）は、前記多層の物体スライスデータのコピーを前記多層の本体スライスデータとするステップｃ２１）と、前記多層の物体スライスデータに外部拡大処理を行うとともに、外部拡大処理を行われた前記多層の物体スライスデータの複数の前記輪郭情報に基づいて前記多層の保護スライスデータを生成するステップｃ２２）と、を含む。
また、更に１つには、前記ステップｃ）は、いずれか１層の前記物体スライスデータが最下層または最上層であると判断した場合、前記物体スライスデータを同一層の前記保護スライスデータとするステップｃ３１）と、いずれか１層の前記物体スライスデータが中間層であると判断した場合、前記物体スライスデータに基づいて同一層の前記本体スライスデータを生成するとともに、前記物体スライスデータの前記輪郭情報に基づいて同一層の前記保護スライスデータを生成するステップｃ３２）と、を含む。

本発明によれば、製造されたカラー３Ｄソリッドモデルが透光性の保護層を有して、カラー３Ｄソリッドモデルの色落ちを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るカラー３Ｄ印刷システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカラー３Ｄ印刷プリンタの外観を示す図である。 本発明の第１実施形態のスライス・印刷方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態のスライス・印刷方法の一部を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態のスライス・印刷方法の一部を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態のスライス・印刷方法の一部を示すフローチャートである。 本発明のカラー３Ｄ物体データを示す図である。 本発明の物体スライスデータを示す図である。 本発明の一実施形態の印刷を示す図である。 本発明の他の実施形態の印刷を示す図である。

以下、本発明の実施形態の目的、技術案及び利点をより明確にするために、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術案を詳しく説明する。なお、本発明の実施形態は、本発明を制限するためのものではないことに理解されたい。

図１は、本発明の一実施形態に係るカラー３Ｄ印刷システムの構成を示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係るカラー３Ｄプリンタの外観を示す図である。図１及び図２の示すように、本発明の一実施形態に係る３Ｄ印刷システム１は、カラー３Ｄソリッドモデル及びその保護層を同時に印刷することができるため、保護ニスを別途にスプレーしなくても、生成されたカラー３Ｄソリッドモデルが透光性の保護層を有するようになる。３Ｄ印刷システム１は、主に、電子装置２（例えば、デスクトップコンピュータやノードパソコン、クラウドサーバー、スマートフォン）にインストールされたスライスソフトウェア２１０及びカラー３Ｄプリンタ３を含む。

一実施形態では、スライスソフトウェア２１０は、電子装置２のメモリ（不図示）に記憶されている。このメモリは、非一時的なコンピュータ可読媒体である。スライスソフトウェア２１０には、コンピュータ実行可能コードが記録されている。電子装置２のプロセッサ（不図示）は、スライスソフトウェア２１０を実行した後、カラー３Ｄ物体に対応するカラー３Ｄ物体データをロードし、カラー３Ｄ物体データに対して後述するスライス処理の各ステップを実行する。

また、カラー３Ｄプリンタ３は、記憶モジュール３１、印刷ステージ３２、造形ヘッド３３０、着色ヘッド３３２、接続モジュール３４、マンマシンインタフェース３５、及び上記モジュールに電気的に接続される制御モジュール３０を含んでもよい。

記憶モジュール３１は、データ、例えば、印刷ソフトウェア３１０（印刷ソフトウェア３１０がカラー３Ｄプリンタ３のファームウェアまたは作業系であってもよいが、これらに限定されない）の記憶に用いられる。印刷ステージ３２は、印刷されるカラー３Ｄソリッドモデルを載置する。接続モジュール３４（例えば、ＵＳＢモジュール、Ｗｉ−Ｆｉモジュールまたは他の有線／無線接続モジュール）は、外部装置、例えば、電子装置２に接続されて印刷データ（例えば、後述するスライスデータ）を受信する。マンマシンインタフェース３５（例えば、押しキー、ディスプレイ、インジケータ、アラームまたは上記装置の組合せ）は、利用者の操作を受け付けして印刷関連情報を出力する。制御モジュール３０は、カラー３Ｄプリンタ３を制御する。

造形ヘッド３３０は、スライスソリッドモデルの印刷に用いられる。一実施形態では、造形ヘッド３３０は、透光性印刷材４１を収容する消耗品供給装置（不図示）に接続され、透光性印刷材４１を用いて印刷を行うことができる。

一実施形態では、カラー３Ｄプリンタ３は、多材料の印刷機能を有する。詳細には、カラー３Ｄプリンタ３は、制御モジュール３０に電気的に接続される材料切換え装置３３１をさらに含む。材料切換え装置３３１は、透光性印刷材４１を収容する消耗品供給装置、及び着色印刷材４０を収容する他の消耗品供給装置（不図示）に接続される。これにより、カラー３Ｄプリンタ３は、材料切換え装置３３１により、透光性印刷材４１または着色印刷材４０を用いて印刷を行うように造形ヘッド３３０を制御することができる。

一実施形態では、カラー３Ｄプリンタ３は、熱溶解積層型（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＦＤＭ）３Ｄプリンタである。消耗品供給装置は、熱可塑性消耗品（すなわち、着色印刷材４０及び透光性印刷材４１、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）またはポリ乳酸（ＰＬＡ））を造形ヘッド３３０に供給することが可能である。なお、造形ヘッド３３０は、消耗品を半溶融状態になるまで加熱して３Ｄ印刷を行うことが可能である。また、着色印刷材４０及び透光性印刷材４１は、半溶融状態において可塑性や粘着性を有するため、積層されることで強固な３Ｄソリッドモデルを造形することができる。

一実施形態では、着色印刷材４０及び透光性印刷材４１は、同一または類似の材質の消耗品（例えば、両者がＰＬＡ消耗品）であってもよいが、異なる色や透光度を有する。さらに、着色印刷材４０は、地色（例えば、白色または灰色）を有するとともに透光性が低い場合、噴射された色を顕著に現わすことができる。一方、透光性印刷材４１は、無色または薄色であるとともに透光性が高い場合、覆われる色を顕著に映すことができる。

着色ヘッド３３２は、インクを貯留するインクカートリッジ４２に接続される。一実施形態では、着色ヘッド３３２は、複数のサブヘッドを含んでもよい。各サブヘッドは、色（例えば、シアン（Ｃｙａｎ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）及び黒色（ｂｌａｃｋ））の異なる複数のインクカートリッジ４２にそれぞれ接続され、混色によりフルカラー印刷を実現する。

一実施形態では、記憶モジュール３１は、非一時的なコンピュータ可読媒体である。印刷ソフトウェア３１０には、コンピュータ実行可能コードが記録されている。制御モジュール３０は印刷ソフトウェア３１０を実行すると、後述する印刷処理の各ステップを実行するように造形ヘッド３３０及び着色ヘッド３３２を制御することになる。

一実施形態では、カラー３Ｄプリンタ３は、移動機構３６を含む。移動機構３６は、１つ以上の軸方向（例えば、Ｘ−Ｙ−Ｚの３軸）に造形ヘッド３３０及び着色ヘッド３３２を移動させて印刷を行われる。

一実施形態では、移動機構３６は、印刷ステージ３２に設置される。詳細には、移動機構３６は、１つ以上の軸方向（例えば、Ｘ−Ｙ−Ｚの３軸）の間に印刷ステージ３２を移動させることで、造形ヘッド３３０及び着色ヘッド３３２が移動しなくても印刷を行われることができる。

一実施形態では、スライスソフトウェア２１０は、カラー３Ｄプリンタ３の記憶モジュール３１に記憶されてもよい。詳細には、制御モジュール３０は、スライスソフトウェア２１０及び印刷ソフトウェア３１０を実行すると、後述するスライス処理及び印刷処理の各ステップを実行することになる。

図３は、本発明の第１実施形態のスライス・印刷方法を示すフローチャートである。本発明の各実施形態に係る保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法（以下、スライス・印刷方法と称する）は、図１及び図２で示される３Ｄ印刷システムによって実現される。詳細には、本発明の各実施形態の印刷方法は、スライス処理を行うためのステップＳ１０と、印刷処理を行うためのステップＳ１２とを含む。電子装置２は、スライスソフトウェア２１０を実行すると、本発明の各実施形態のスライス処理の各ステップを実行することになる。カラー３Ｄプリンタ３は、印刷ソフトウェア３１０を実行すると、本発明の各実施形態の印刷処理の各ステップを実行することになる。

まず、本発明のスライス処理について説明する。本実施形態のスライス・印刷方法のスライス処理（ステップＳ１０）は以下のステップを含む。

ステップＳ１００では、電子装置２は、予め記憶されている１セットのカラー３Ｄ物体データをメモリから読み取る。上記カラー３Ｄ物体データは、１セットのカラー３Ｄ物体を表すためのものであり、カラー３Ｄ物体の幾何情報（例えば、カラー３Ｄ物体の各頂点の座標値またはカラー３Ｄ物体の形状）及び色彩情報（例えば、カラー３Ｄ物体の各部位の色彩値）が記録されている。さらに、電子装置２は、カラー３Ｄ物体データを読み取った後、対応するカラー３Ｄ物体を描画して電子装置２のディスプレイに表示する。

ステップＳ１０２では、電子装置２は、カラー３Ｄ物体データの幾何情報に基づいて複数の物体スライスデータを生成する。なお、各層の物体スライスデータは、順序で配列される１つの層数を有する。

上記多層の物体スライスデータは、カラー３Ｄ物体データに対してスライス処理を行うことで生成されたものである。各層の物体スライスデータは、カラー３Ｄ物体をスライスしたことによって生成された各層のスライス物体に対応する。一実施形態では、各層の物体スライスデータ（例えば、１セクションのＧ−ｃｏｄｅ）は、各層のスライス物体の印刷経路の一部を表すものであり、造形ヘッドが各印刷経路に基づいて印刷を行った後、各層のスライス物体に対応する一層のスライスソリッドモデルを製造することができる。

ステップＳ１０４では、電子装置２は、カラー３Ｄ物体データの色彩情報に基づいて複数の色彩スライスデータを生成する。各層の色彩スライスデータは、順序で配列される１つの層数を有する。

一実施形態では、各色彩スライスデータ（例えば、１枚のカラー２Ｄ画像）は、同一層のスライス物体の各位置の色を表す。着色ヘッド３３２は、同一層の色彩スライスデータに基づいて色調整及び噴射形成を行うと、同一層のスライスソリッドモデルの各位置に着色することができる。

例えば、カラー３Ｄ物体を１００層のスライス物体にスライスする場合、カラー３Ｄ物体データに対してスライス処理を行った後、１００層の物体スライスデータ及び１００層の色彩スライスデータを生成するようになる。１００層の物体スライスデータは、１００層のスライス物体（層数が１〜１００である）にそれぞれ対応し、対応するスライス物体の形状を表す。１００層の色彩スライスデータは、１００層のスライス物体（層数が１〜１００である）にそれぞれ対応し、対応するスライス物体の色彩を表す。

一実施形態では、いずれか一層の物体スライスデータに対応するスライスソリッドモデルに着色が不要の場合、電子装置２がこの層の色彩スライスデータを生成しなくてもよい。

ステップＳ１０６では、電子装置２は、各層の物体スライスデータを順次に選択し、各層の物体スライスデータに基づいて同一層の保護スライスデータ及び本体スライスデータを生成する。詳細には、電子装置２は、各層の物体スライスデータの輪郭情報に基づいて同一層の保護スライスデータ（すなわち、各層の保護スライスデータが各層のスライス物体の輪郭に対応する）を生成するとともに、各層の物体スライスデータの本体のサイズまたは本体の形状に応じて同一層の本体スライスデータ（すなわち、各層の本体スライスデータが各層のスライス物体の本体に対応する）を生成する。

一実施形態では、電子装置２は、多層の物体スライスデータの複数の輪郭情報に基づいて多層の保護スライスデータを生成するとともに、多層の物体スライスデータに対して内部縮小処理（すなわち、多層のスライス物体のサイズを水平方向に小さくする）を行って多層の本体スライスデータを生成する。こうすることで、カラー３Ｄプリンタ３は、保護スライスデータ及び本体スライスデータに基づいて印刷を行った後、カラー３Ｄ物体のサイズに応じたカラー３Ｄソリッドモデルを生成することができる。

一実施形態では、電子装置２は、多層の物体スライスデータのコピーを多層の本体スライスデータとして生成するとともに、多層の物体スライスデータに対して外部拡大処理（すなわち、多層のスライス物体のサイズを水平方向に大きくする）を行う。また、電子装置２は、外部拡大処理後の多層の物体スライスデータの複数の輪郭情報（すなわち、水平方向に大きくされたスライス物体の輪郭）に基づいて多層の保護スライスデータを生成する。こうすることで、カラー３Ｄプリンタ３は、保護スライスデータ及び本体スライスデータに基づいて印刷を行った後、カラー３Ｄ物体よりもサイズが大きいカラー３Ｄソリッドモデルを生成することができる。

一実施形態では、各層の保護スライスデータ及び本体スライスデータ（例えば、１セクションのＧ−ｃｏｄｅ）は、印刷経路の一部を表す。造形ヘッドが各印刷経路に基づいて印刷を行った後、対応する一層の保護スライスソリッドモデル及び一層の本体スライスソリッドモデルを製造することができる。

一実施形態では、電子装置２は、全ての層の保護スライスデータを生成せず、一部の層の保護スライスデータのみを生成する（例えば、奇数層の保護スライスデータのみを生成したり、ランダムで決定された保護スライスデータの層数または三層おきに一層の保護スライスデータのみを生成したりする）。すなわち、製造されたカラー３Ｄソリッドモデルの一部の本体スライスソリッドモデルのみは保護層を有し、他の一部の本体スライスソリッドモデルは保護層を有していない。各スライスソリッドモデルの厚さが極めて薄いため、少数の保護層が欠けても保護効果に大幅に影響を与えることはない。本発明は、保護効果に大幅に影響を与えない場合でも、透光性印刷材４１の使用量を抑制することができる。

なお、造形ヘッド３３０が透光性印刷材４１を用いて印刷した、光学的に透明な各保護スライスソリッドモデルは透光性の保護層とされてもよい。すなわち、造形ヘッド３３０で印刷された透光性のスライスソリッドモデルは、覆われる本体スライスソリッドモデル及びカラーコーティング層の色を映し出すことができるほか、覆われる本体スライスソリッドモデル及びカラーコーティング層と外部環境との接触を遮断することもできる。その結果、覆われる本体スライスソリッドモデル及びカラーコーティング層の脱落や色褪せ、色落ちを防止することができる。

スライス処理を行った後、電子装置２は、生成された多層の保護スライスデータ、多層の本体スライスデータ及び多層の色彩スライスデータをカラー３Ｄプリンタ３に送信する。

これにより、本発明は、カラー３Ｄ物体データに対してスライス処理を効果的に行い、モデルの保護層の印刷に用いる多層の保護スライスデータ、モデルの本体の印刷に用いる多層の本体スライスデータ及び着色に用いる多層の色彩スライスデータを生成する。こうすることで、カラー３Ｄプリンタ３は、造形ヘッド３３０及び着色ヘッド３３２を用いて、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルを印刷することができる。

次に、本発明の印刷処理について説明する。本実施形態のスライス・印刷方法の印刷処理は以下のステップを含む。

ステップＳ１２０では、カラー３Ｄプリンタ３の制御モジュール３０は、多層の保護スライスデータから１つを順次に選択し、同一層の本体スライスデータ及び色彩スライスデータを選択する（例えば、第１層の保護スライスデータ、本体スライスデータ及び色彩スライスデータを選択する）。

ステップＳ１２２では、制御モジュール３０は、選択された本体スライスデータに基づき、一層の本体スライスソリッドモデルを印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。

一実施形態では、制御モジュール３０は、透光性印刷材４１を用いて本体スライスデータに対応する印刷経路に沿って移動しながら印刷材を吐出するように造形ヘッド３３０を制御し、これにより、一層の透光性の本体スライスソリッドモデルを印刷する。

一実施形態では、制御モジュール３０は、材料切換え装置３３１により着色印刷材４０の供給に切り換えられた後、着色印刷材４０を用いて本体スライスデータに対応する印刷経路に沿って移動しながら印刷材を吐出するように造形ヘッド３３０を制御し、これにより、一層の色付きの本体スライスソリッドモデルを印刷する。

ステップＳ１２４では、制御モジュール３０は、同一層の色彩スライスデータに基づき、印刷されたスライスソリッドモデル（例えば、本体スライスソリッドモデルまたは保護スライスソリッドモデル）に着色が必要か否かを判断する。

一実施形態では、制御モジュール３０は、同一層の色彩スライスデータがない場合、印刷されたスライスソリッドモデルに着色が不要であると判断する。

一実施形態では、制御モジュール３０は、同一層の色彩スライスデータに色がない場合（例えば、色彩スライスデータが透明な２Ｄ画像の場合）、または同一層の色彩スライスデータが特定の色のみを含む場合（例えば、色彩スライスデータが白色の２Ｄ画像の場合）、印刷されたスライスソリッドモデルに着色が不要であると判断する。

制御モジュール３０は、印刷されたスライスソリッドモデルに着色が必要であると判断した場合、ステップＳ１２６に移行し、一方、印刷されたスライスソリッドモデルに着色が不要であると判断した場合、ステップＳ１２８に移行する。

ステップＳ１２６では、制御モジュール３０は、同一層の色彩スライスデータに基づき、印刷されたスライスソリッドモデル（例えば、ステップＳ１２２で印刷された本体スライスソリッドモデル）の各位置にインクカートリッジ４２のインクを噴射するように着色ヘッド３３２を制御する。

一実施形態では、制御モジュール３０は、同一層の色彩スライスデータ（例えば、カラーの２Ｄ画像）の色分布に応じて、色調整を行うとともに対応する位置に噴射形成を行って着色するように着色ヘッド３３２を制御する。

一実施形態では、制御モジュール３０は、色彩スライスデータに基づき、印刷されたスライスソリッドモデルが最上層の下の層（すなわち、最後から第２層目）または最下層（第１層）であると判断した場合、印刷されたスライスソリッドモデルの全面に着色するように着色ヘッド３３２を制御し、一方、印刷されたスライスソリッドモデルが中間層であると判断した場合、印刷されたスライスソリッドモデルの表面の一部（例えば、外側表面の一部）に着色するように着色ヘッド３３２を制御する。

ステップＳ１２８では、制御モジュール３０は、選択された保護スライスデータに基づき、透光性印刷材４１を用いて本体スライスソリッドモデルの外側において一層の保護スライスソリッドモデルを印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。すなわち、印刷された保護スライスソリッドモデルは、同一層の本体スライスソリッドモデルを囲むことにより、同一層の本体スライスソリッドモデルと外部との接触を遮断することができる。

ステップＳ１３０では、制御モジュール３０は、カラー３Ｄソリッドモデルの印刷を完了したか否かを判断し、すなわち、全ての層の本体スライスデータに基づいてカラー３Ｄソリッドモデルの本体部分を印刷し、全ての層の色彩スライスデータに基づいてカラー３Ｄソリッドモデルに着色し、全ての層の保護スライスデータに基づいてカラー３Ｄソリッドモデルの保護層部分を印刷したか否かを判断する。

制御モジュール３０は、カラー３Ｄソリッドモデルの印刷を完了していないと判断した場合、ステップＳ１２０〜Ｓ１２８を再実行して他層のスライスデータ（例えば、第２層の本体スライスデータ、保護スライスデータ及び色彩スライスデータ）を選択し、他層のスライスソリッドモデル及びその保護層を印刷する（例えば、第２層の本体スライスソリッドモデルを印刷して着色させるとともに、第２層の保護スライスソリッドモデルを印刷する）。

本発明によれば、製造されたカラー３Ｄソリッドモデルが透光性の保護層を有するようになり、カラー３Ｄソリッドモデルの色落ちを防止することができる。

図４は、本発明の第２実施形態のスライス・印刷方法の一部を示すフローチャートである。図３及び図４に示すように、本実施形態のスライス・印刷方法は、肉抜き機能、支持追加機能及びベース台追加機能をさらに有する。カラー３Ｄプリンタ３は、肉抜き機能により、中空のカラー３Ｄソリッドモデルを製造し、印刷材の使用量を抑制することができる。また、カラー３Ｄプリンタ３は、支持追加機能により、印刷中にカラー３Ｄソリッドモデルに支持構造を適切に追加することで、カラー３Ｄソリッドモデルの崩壊による印刷の失敗を避けることができる。また、カラー３Ｄプリンタ３は、ベース台追加機能により、印刷中にカラー３Ｄソリッドモデルにベース台構造を追加することで、カラー３Ｄソリッドモデルの転覆による印刷の失敗を避けることができる。図３で示される方法に比べて、本実施形態の印刷方法のステップＳ１０２は以下のステップを含む。

ステップＳ２０では、電子装置２は、カラー３Ｄ物体データに対して肉抜き処理を行い、処理後のカラー３Ｄ物体データに対応するカラー３Ｄ物体を肉抜きする（すなわち、カラー３Ｄ物体が中空の物体になる）。

本実施形態では、肉抜き処理により、続いて生成する多層の本体スライスソリッドモデルの総面積を効果的に減らし、その結果、印刷材の使用量を効果的に抑制することができる。

ステップＳ２２では、電子装置２は、カラー３Ｄ物体データに対して支持処理を行い、支持物体に対応する多層の支持スライスデータを生成する。こうすることで、カラー３Ｄプリンタ３は、多層の支持スライスデータに基づいて対応する支持構造を印刷時に製造することができる。一実施形態では、各層の支持スライスデータは、層数を有する。

本実施形態は、支持処理により支持構造を追加することで、印刷中に十分な支持力の欠如によるカラー３Ｄソリッドモデルの崩壊を効果的に避けることができる。その結果、印刷の成功率を効果的に高めることができる。

ステップＳ２４では、電子装置２は、カラー３Ｄ物体データに対してベース台処理を行い、ベース台物体に対応する多層のベース台スライスデータを生成する。こうすることで、カラー３Ｄプリンタ３は、多層のベース台スライスデータに基づいて印刷を行う場合、対応するベース台構造を製造することができる。一実施形態では、各層のベース台スライスデータは、層数を有する。

本実施形態では、ベース台処理によりベース台構造を追加することで、ベース台構造と印刷ステージ３２との接触面積を増やし、印刷中に重心シフトによるカラー３Ｄソリッドモデルの転覆を効果的に避けることができる。その結果、印刷の成功率を効果的に高めることができる。

ステップＳ２６では、電子装置２は、処理後のカラー３Ｄ物体データの幾何情報及び予め設定された層厚値（例えば、１０ピクセルまたは０．２ｍｍ）に応じて、切削処理を行ってカラー３Ｄ物体データを複数の物体スライスデータに分割し、これにより、対応するカラー３Ｄ物体を複数のスライス物体にスライスする。次に、電子装置２は、ステップＳ１０４に移行する。

上記肉抜き処理、支持処理、ベース台処理及び切削処理は慣用技術であるため、その詳細については省略する。

図５は、本発明の第３実施形態のスライス・印刷方法の一部を示すフローチャートである。図３〜図５に示すように、本実施形態では、カラー３Ｄプリンタ３は、材料切換え装置３３１により、着色印刷材４０を用いて本体スライスソリッドモデルを印刷するように切り換えられたり、透光性印刷材４１を用いて保護スライスソリッドモデルを印刷するように切り換えられたりする。図４で示されるスライス・印刷方法に比べて、本実施形態に係るスライス・印刷方法のステップＳ１２は以下のステップを含む。

ステップ３００では、制御モジュール３０は、多層のスライスデータから１層のスライスデータ（例えば、第１層の保護スライスデータ、本体スライスデータ、ベース台スライスデータ、支持スライスデータ及び色彩スライスデータ）を順次に選択する。

ステップ３０２では、制御モジュール３０は、ベース台構造の印刷を完了したか否かを判断するほか、全ての層のベース台スライスデータに基づいて全ての層のベース台スライスソリッドモデルを印刷したか否かを判断する。

制御モジュール３０は、ベース台構造の印刷を完了したと判断した場合にステップＳ３０４に移行し、ベース台構造の印刷を完了していないと判断した場合にステップＳ３１８に移行する。

ステップ３０４では、制御モジュール３０は、材料切り換え操作を行い、さらに材料切り換え操作を完了した後に残材洗浄操作を行う。詳細には、まず、制御モジュール３０は、着色印刷材４０の供給に切り換えるように材料切換え装置３３１を制御する。次に、制御モジュール３０は、造形ヘッド３３０から印刷材を吐出させる（例えば、印刷ステージの他の箇所（例えば、印刷材吐出タンクの位置）において印刷材を吐出させたり、残材を用いて支持構造を印刷したりする）ことで、供給管路内における透光性印刷材４１の残材が消費される。

ステップＳ３０６では、制御モジュール３０は、選択された本体スライスデータに基づき、着色印刷材４０を用いて一層の本体スライスソリッドモデルを印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。

ステップＳ３０８では、制御モジュール３０は、同一層の色彩スライスデータに基づき、印刷された本体スライスソリッドモデルに着色が必要か否かを判断する。

制御モジュール３０は、本体スライスソリッドモデルに着色が必要であると判断した場合にステップＳ３１０に移行し、本体スライスソリッドモデルに着色が不要であると判断した場合にステップＳ３１２に移行する。

ステップＳ３１０では、制御モジュール３０は、同一層の色彩スライスデータに基づき、印刷された本体スライスソリッドモデルに着色するように着色ヘッド３３２を制御する。

ステップＳ３１２では、制御モジュール３０は、材料切り換え操作を行い、その後に残材洗浄操作を行う。詳細には、まず、制御モジュール３０は、透光性印刷材４１の供給に切り換えるように材料切換え装置３３１を制御する。次に、制御モジュール３０は、造形ヘッド３３０から印刷材を吐出させる（例えば、印刷ステージの他の箇所（例えば、印刷材吐出タンクの位置）において印刷材を吐出させたり、残材を用いて支持構造を印刷したりする）ことで、供給管路内における着色印刷材４０の残材が消費される。

ステップＳ３１４では、制御モジュール３０は、選択された支持スライスデータに基づき、透光性印刷材４１を用いて一層の支持スライスソリッドモデルを印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。

一実施形態では、制御モジュール３０は、ステップＳ３１４を実行してからステップ３１２を実行する。すなわち、制御モジュール３０は、まず、着色印刷材４０を用いて支持スライスソリッドモデルを印刷するように造形ヘッド３３０を制御し、次に、材料切り換え操作を行うことで、透光性印刷材４１を用いて保護スライスソリッドモデルを印刷する。こうすることで、本実施形態では、印刷されたカラー３Ｄソリッドモデルの保護層の色及び支持構造の色が異なるようになる。その結果、利用者は印刷後に支持構造を容易に識別して取り外すことができる。

ステップＳ３１６では、制御モジュール３０は、選択された保護スライスデータに基づき、透光性印刷材４１を用いて同一層の本体スライスソリッドモデルの外側において一層の保護スライスソリッドモデルを印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。次に、制御モジュール３０は、ステップＳ３２０に移行する。

ステップＳ３０２では、制御モジュール３０は、ベース台構造の印刷を完了していないと判断した場合、ステップＳ３１８に移行する。ステップＳ３１８では、制御モジュール３０は、選択されたベース台スライスデータに基づいて１層のベース台スライスソリッドモデルを造形ヘッド３３０に印刷させる。次に、制御モジュール３０は、ステップＳ３２０に移行する。

ステップＳ３２０では、制御モジュール３０は、カラー３Ｄソリッドモデルの印刷を完了したか否かを判断する。

制御モジュール３０は、カラー３Ｄソリッドモデルの印刷を完了していないと判断した場合、ステップＳ３００〜Ｓ３１８を再実行し、他層のスライスデータ（例えば、第２層の本体スライスデータ、保護スライスデータ、ベース台スライスデータ、支持スライスデータ及び色彩スライスデータ）を選択して他層のスライスソリッドモデル及びその保護層を印刷する（例えば、第２層の本体スライスソリッドモデル、第２層のベース台スライスソリッドモデル及び／又は第２層の支持スライスソリッドモデルを印刷し、第２層の本体スライスソリッドモデルに着色し、第２層の保護スライスソリッドモデルを印刷する）。

色効果が優れる着色印刷材４０を用いてカラー３Ｄソリッドモデルの本体を印刷するため、本発明によるカラー３Ｄソリッドモデルの色はより鮮明となる。

図６は、本発明の第４実施形態に係るスライス・印刷方法の一部を示すフローチャートである。図３及び図６に示すように、本実施形態に係るスライス・印刷方法では、各スライスデータの対応位置に応じて各層の保護スライスデータ及び本体スライスソリッドの範囲を設定し、各スライスデータの対応位置に応じて各層の着色範囲を設定する。図３で示される実施形態に比べて、本実施形態に係るスライス・印刷方法のステップＳ１０６は以下のステップを含む。

ステップＳ４００では、電子装置２は、多層のスライスデータから１層のスライスデータ（例えば、第１層の物体スライスデータ及び第１層の色彩スライスデータ）を順次に選択する。

ステップＳ４０２では、電子装置２は、選択された物体スライスデータの、多層の物体スライスデータにおける対応位置を判断する。

電子装置２は、選択された物体スライスデータが最下層（すなわち、第１層）であると判断した場合にステップＳ４０４に移行し、選択された物体スライスデータが中間層であると判断した場合にステップＳ４０６に移行し、選択された物体スライスデータが最上層（すなわち、最後の１層）であると判断した場合にステップＳ４０８に移行する。

ステップＳ４０４では、電子装置２は、最下層の物体スライスデータをそのまま最下層の保護スライスデータとして、同一層の本体スライスデータを生成しない。こうすることで、印刷後、最下層に位置する保護スライスソリッドモデルは、カラー３Ｄソリッドモデルの本体部分の底部を完全に覆うことができる。

ステップＳ４０６では、電子装置２は、選択された物体スライスデータに基づいて同一層の本体スライスデータを生成するとともに、選択された物体スライスデータの輪郭部分に基づいて保護スライスデータを生成する。こうすることで、印刷後、中間層に位置する保護スライスソリッドモデルは、カラー３Ｄソリッドモデルの側辺を完全に覆うことができる。

ステップＳ４０８では、電子装置２は、最上層の物体スライスデータをそのまま最上層の保護スライスデータとして、同一層の本体スライスデータを生成しない。こうすることで、印刷後、最上層に位置する保護スライスソリッドモデルは、カラー３Ｄソリッドモデルの本体部分の頂部を完全に覆うことができる。

ステップＳ４１０では、電子装置２は、選択された色彩スライスデータの、多層の色彩スライスデータにおける対応位置に応じて、選択された色彩スライスデータの着色範囲を設定する。

一実施形態では、電子装置２は、選択された色彩スライスデータが最下層であると判断した場合、次の層（すなわち、第２層）の本体スライスソリッドモデルのサイズ（次の層の本体スライスデータを解析して得られる）に応じて、選択された色彩スライスデータの着色範囲を設定する。さらに、設定後の色彩スライスデータの着色範囲は、次の層の本体スライスソリッドモデルのサイズと同様であってもよい。

一実施形態では、電子装置２は、選択された色彩スライスデータが最上層の下の層（すなわち、最後から第２層目）であると判断した場合、前の層（すなわち、最後から第３層目）の本体スライスソリッドモデルのサイズ（前の層の本体スライスデータを解析して得られる）に応じて、選択された色彩スライスデータの着色範囲を設定する。さらに、設定後の色彩スライスデータの着色範囲は、前の層の本体スライスソリッドモデルのサイズと同様であってもよい。

一実施形態では、選択された色彩スライスデータが最上層であると判断された場合、着色しないように色彩スライスデータを設定する。詳細には、カラー３Ｄソリッドモデルの最上層は保護スライスソリッドモデルであるため、着色が不要となる。

一実施形態では、電子装置２は、選択された色彩スライスデータが最下層の上の層（すなわち、第２層）であると判断した場合、着色しないように色彩スライスデータを設定する。詳細には、本実施形態では、カラー３Ｄソリッドモデルの第１層の全面への着色が完了し、第２層に着色するか否かによって視覚にあまり影響を明確に与えることがないため、第２層に着色せずにインクの使用量を抑制することができる。

一実施形態では、電子装置２は、選択された色彩スライスデータが中間層であると判断した場合、色彩スライスデータの着色範囲を同一層の本体スライスソリッドモデルの側面または外面として設定する。さらに、印刷中に、着色ヘッド３３２は、本体スライスソリッドモデルの縁部まで移動し、スプレーにより本体スライスソリッドモデルの側面に着色することができる。

図７は、本発明のカラー３Ｄ物体データを示す図である。図８は、本発明の物体スライスデータを示す図である。

図７及び図８に示すように、電子装置２は、カラー３Ｄ物体５に対応するカラー３Ｄ物体データをロードし、カラー３Ｄ物体５を多層のスライス物体６０〜６２（すなわち、多層のスライス物体データを生成する）にスライスするスライス処理を行う。また、スライス物体６０、６２及びスライス物体６１の輪郭部分６１０に対応する各層のスライス物体データをそのまま保護スライスデータとして設定し、スライス物体６１の本体部分６１１に対応するスライス物体データをそのまま本体スライスデータとして設定する。

図９は、本発明の一実施形態の印刷を示す図である。図９を参照しながら、本発明では、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルを如何にして印刷するかについて説明する。

図９に示すように、カラー３Ｄプリンタ３は、まず、透光性印刷材４１を用いて一層の透光性の保護スライスソリッドモデル７０１を印刷するように造形ヘッド３３０を制御し、次に、保護スライスソリッドモデル７０１の上面の全面に１層のカラーコーティング層を噴射形成するように着色ヘッド３３２を制御する。こうすることで、第１層のスライスソリッドモデルの印刷を完了する。

次に、カラー３Ｄプリンタ３は、着色印刷材４０を用いて保護スライスソリッドモデル７０１において一層の色付きの本体スライスソリッドモデル７２２を印刷して積層するように造形ヘッド３３０を制御し、透光性印刷材４１を用いて本体スライスソリッドモデル７２２の外側において一層の保護スライスソリッドモデル７０２を印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。こうすることで、第２層のスライスソリッドモデルの印刷を完了する。

次に、カラー３Ｄプリンタ３は、着色印刷材４０を用いて一層の色付きの本体スライスソリッドモデル７２３を印刷して積層するように造形ヘッド３３０を制御するとともに、本体スライスソリッドモデル７２３の外側表面及び側面に対して一層のカラーコーティング層７１３を噴射形成するように着色ヘッド３３２を制御する。また、カラー３Ｄプリンタ３は、透光性印刷材４１を用いて本体スライスソリッドモデル７２３の外側において一層の保護スライスソリッドモデル７０３を印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。こうすることで、第３層のスライスソリッドモデルの印刷を完了する。次に、上記ステップを繰り返し実行することで、第４保護スライスソリッドモデル７０４、本体スライスソリッドモデル７２４及びカラーコーティング層７１４を印刷するほか、第５保護スライスソリッドモデル７０５、本体スライスソリッドモデル７２５及びカラーコーティング層７１５も印刷する。

次に、カラー３Ｄプリンタ３は、着色印刷材４０を用いて一層の色付きの本体スライスソリッドモデル７２６を印刷して積層するように造形ヘッド３３０を制御するとともに、本体スライスソリッドモデル７２６の上面の全面に対して一層のカラーコーティング層７１６を噴射形成するように着色ヘッド３３２を制御する。また、カラー３Ｄプリンタ３は、透光性印刷材４１を用いて本体スライスソリッドモデル７２６の外側において一層の保護スライスソリッドモデル７０６を印刷するように造形ヘッド３３０を制御する。こうすることで、第６層のスライスソリッドモデルの印刷を完了する。

最後に、カラー３Ｄプリンタ３は、透光性印刷材４１を用いて１層の透光過性の保護スライスソリッドモデル７０７を印刷して積層するように造形ヘッド３３０を制御する。こうすることで、全ての層のスライスソリッドモデルの印刷を完了する。

図１０は、本発明の他の実施形態の印刷を示す図である。図１０を参照しながら、如何にして保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルを印刷しながら、支持スライスソリッドモデル８３１〜８３５及び支持スライスソリッドモデル８４１〜８４５により積層された２セットの支持構成を印刷するかについて説明する。

図１０に示すように、本実施形態は、各層の保護スライスソリッドモデル８０１〜８０７、本体スライスソリッドモデル８２２〜８２６及びカラーコーティング層８１１〜８１６を印刷しながら、同一層の支持スライスソリッドモデル８３１〜８３５及び支持スライスソリッドモデル８４１〜８４５を印刷する点で、図９で示される実施形態と異なる。

支持スライスソリッドモデル８３１〜８３５及び支持スライスソリッドモデル８４１〜８４５は、印刷中に保護スライスソリッドモデル８０１〜８０７及び本体スライスソリッドモデル８２２〜８２６と高さが同様である。このため、印刷中に、支持力を適時に加えてカラー３Ｄソリッドモデルの崩壊を効果的に防止することができる。

以上、本発明の好ましい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。

１ ３Ｄ印刷システム
２ 電子装置
２１０ スライスソフトウェア
３ カラー３Ｄプリンタ
３０ 制御モジュール
３１ 記憶モジュール
３１０ 印刷ソフトウェア
３２ 印刷ステージ
３３０ 造形ヘッド
３３１ 材料切換え装置
３３２ 着色ヘッド
３４ 接続モジュール
３５ マンマシンインタフェース
３６ 移動機構
４０ 着色印刷材
４１ 透光性印刷材
４２ インクカートリッジ
５ カラー３Ｄ物体
６０〜６２ スライス物体
６１０ 輪郭部分
６１１ 本体部分
７０１〜７０７、８０１〜８０７ 保護スライスソリッドモデル
７１１〜７１６、８１１〜８１６ カラーコーティング層
７２２〜７２６、８２２〜８２６ 本体スライスソリッドモデル
８３１〜８３５、８４１〜８４５ 支持スライスソリッドモデル
Ｓ１２０〜Ｓ１３０ 第１印刷ステップ
Ｓ２０〜Ｓ２６ 切削ステップ
Ｓ３００〜Ｓ３２０ 第２印刷ステップ
Ｓ４００〜Ｓ４１２ スライスデータ生成ステップ

Claims (19)

1. カラー３Ｄプリンタに適する、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法であって、
   前記カラー３Ｄプリンタは、造形ヘッド及び着色ヘッドを含み、
   カラー３Ｄ物体データの幾何情報に基づいて多層の物体スライスデータを生成するスライス処理を行うステップａ）と、
   前記スライス処理において、前記カラー３Ｄ物体データの色彩情報に基づいて多層の色彩スライスデータを生成するステップｂ）と、
   前記スライス処理において、前記多層の物体スライスデータに基づいて多層の本体スライスデータを生成するとともに、前記多層の物体スライスデータの複数の輪郭情報に基づいて多層の保護スライスデータを生成するステップｃ）と、
   前記多層の本体スライスデータに基づき、多層の本体スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することで、カラー３Ｄソリッドモデルの本体部分を製造し、各層の前記本体スライスソリッドモデルの印刷を完了して前記本体スライスソリッドモデルに着色が必要であると判断した場合、同一層の前記色彩スライスデータに基づき、前記本体スライスソリッドモデルに着色するように前記着色ヘッドを制御し、前記多層の保護スライスデータに基づき、透光性印刷材を用いて多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することで、前記カラー３Ｄソリッドモデルの保護層部分を製造し、前記多層の保護スライスソリッドモデルが同一層の前記多層の本体スライスソリッドモデルをそれぞれ囲むステップｄ）と、を含み、
   前記ステップｃ）は、
   前記多層の物体スライスデータの複数の前記輪郭情報に基づいて前記多層の保護スライスデータを生成するステップｃ１１）と、
   前記多層の物体スライスデータに対して内部縮小処理を行い、前記多層の本体スライスデータを生成するステップｃ１２）と、を含むことを特徴とする保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
2. 各層の前記本体スライスデータ及び各層の前記保護スライスデータは、各層に対応する印刷経路であり、
   各層の前記色彩スライスデータは、カラー２Ｄ画像であり、
   前記ステップｄ）では、各層の前記印刷経路に沿って各層の前記本体スライスソリッドモデル及び各層の前記保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御するとともに、同一層の前記カラー２Ｄ画像の色分布に応じて着色するように前記着色ヘッドを制御することを特徴とする請求項１に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
3. 前記カラー３Ｄプリンタは、熱溶解積層型３Ｄプリンタであり、
   前記透光性印刷材は、熱可塑性材料であり、
   前記ステップｄ）では、前記透光性印刷材を溶解状態になるまで加熱して前記多層の本体スライスソリッドモデル及び前記多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することを特徴とする請求項１に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
4. 前記カラー３Ｄプリンタは、熱溶解積層型３Ｄプリンタであり、
   前記ステップｄ）では、着色印刷材を溶解状態になるまで加熱して前記多層の本体スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御するとともに、前記透光性印刷材を溶解状態になるまで加熱して前記多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することを特徴とする請求項１に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
5. 前記カラー３Ｄプリンタは、前記透光性印刷材の供給及び前記着色印刷材の供給を切り換えるための材料切換え装置を含み、
   前記ステップｄ）は、
   前記着色印刷材の供給に切り換えるように前記材料切換え装置を制御し、残材洗浄操作を行って前記透光性印刷材の残材を消費するステップｄ１）と、
   前記着色印刷材を用いて前記本体スライスソリッドモデルを印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｄ２）と、
   印刷された前記本体スライスソリッドモデルに着色するように前記着色ヘッドを制御するステップｄ３）と、
   前記透光性印刷材の供給に切り換えるように前記材料切換え装置を制御し、前記残材洗浄操作を行って前記着色印刷材の残材を消費するステップｄ４）と、
   前記透光性印刷材を用いて同一層の前記本体スライスソリッドモデルを囲んで前記保護スライスソリッドモデルを印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｄ５）と、
   前記カラー３Ｄソリッドモデルの印刷を完了するまで、前記ステップｄ１）〜前記ステップｄ５）を繰り返し実行するステップｄ６）と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
6. 前記ステップａ）は、
   カラー３Ｄ物体に対応する前記カラー３Ｄ物体データに対して肉抜き処理を行うことで、処理後の前記カラー３Ｄ物体データを中空の前記カラー３Ｄ物体に対応させるステップａ１）と、
   処理後の前記カラー３Ｄ物体データの幾何情報及び予め設定された層厚値に応じて前記多層の物体スライスデータを生成し、各層の前記物体スライスデータが層数を有するステップａ２）と、
   支持処理を行って支持物体に対応する多層の支持スライスデータを生成し、各層の前記支持スライスデータが前記層数を有するステップａ３）と、
   前記カラー３Ｄ物体データに対してベース台処理を行うことで、ベース台物体に対応する多層のベース台スライスデータを生成し、各前記ベース台スライスデータが前記層数を有するステップａ４）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
7. 前記カラー３Ｄプリンタは、印刷ステージをさらに含み、
   前記ステップｄ）の前に、前記多層のベース台スライスデータに基づき、前記透光性印刷材を用いて前記印刷ステージにおいて多層のベース台スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するステップｅ１）と、
   前記多層の保護スライスソリッドモデル及び前記多層の本体スライスソリッドモデルを印刷する間に、前記多層の支持スライスデータに基づき、前記透光性印刷材を用いて多層の支持スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｅ２）と、をさらに含み、
   前記ステップｄ）では、前記多層のベース台スライスソリッドモデルにおいて、前記多層の保護スライスソリッドモデル及び前記多層の本体スライスソリッドモデルを印刷することを特徴とする請求項６に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
8. 前記ステップｂ）は、
   いずれか１層の前記色彩スライスデータが最下層であると判断した場合、次の層の前記本体スライスソリッドモデルのサイズに応じて前記色彩スライスデータの着色範囲を設定するステップｂ１）と、
   いずれか１層の前記色彩スライスデータが最上層の下の層であると判断した場合、前の層の前記本体スライスソリッドモデルのサイズに応じて前記色彩スライスデータの前記着色範囲を設定するステップｂ２）と、
   いずれか１層の前記色彩スライスデータが最上層であると判断した場合、着色しないように前記色彩スライスデータを設定するステップｂ３）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
9. 前記ステップｂ）は、
   いずれか１層の前記色彩スライスデータが最下層の上の層であると判断した場合、着色しないように前記色彩スライスデータを設定するステップｂ４）と、
   いずれか１層の前記色彩スライスデータが中間層であると判断した場合、前記色彩スライスデータの前記着色範囲を同一層の前記本体スライスソリッドモデルの側面または外側表面として設定するステップｂ５）と、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
10. カラー３Ｄプリンタに適する、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法であって、
    前記カラー３Ｄプリンタは、造形ヘッド及び着色ヘッドを含み、
    カラー３Ｄ物体データの幾何情報に基づいて多層の物体スライスデータを生成するスライス処理を行うステップａ）と、
    前記スライス処理において、前記カラー３Ｄ物体データの色彩情報に基づいて多層の色彩スライスデータを生成するステップｂ）と、
    前記スライス処理において、前記多層の物体スライスデータに基づいて多層の本体スライスデータを生成するとともに、前記多層の物体スライスデータの複数の輪郭情報に基づいて多層の保護スライスデータを生成するステップｃ）と、
    前記多層の本体スライスデータに基づき、多層の本体スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することで、カラー３Ｄソリッドモデルの本体部分を製造し、各層の前記本体スライスソリッドモデルの印刷を完了して前記本体スライスソリッドモデルに着色が必要であると判断した場合、同一層の前記色彩スライスデータに基づき、前記本体スライスソリッドモデルに着色するように前記着色ヘッドを制御し、前記多層の保護スライスデータに基づき、透光性印刷材を用いて多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することで、前記カラー３Ｄソリッドモデルの保護層部分を製造し、前記多層の保護スライスソリッドモデルが同一層の前記多層の本体スライスソリッドモデルをそれぞれ囲むステップｄ）と、を含み、
    前記ステップｃ）は、
    前記多層の物体スライスデータのコピーを前記多層の本体スライスデータとするステップｃ２１）と、
    前記多層の物体スライスデータに外部拡大処理を行うとともに、外部拡大処理を行われた前記多層の物体スライスデータの複数の前記輪郭情報に基づいて前記多層の保護スライスデータを生成するステップｃ２２）と、を含むことを特徴とする保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
11. 前記カラー３Ｄプリンタは、熱溶解積層型３Ｄプリンタであり、
    前記ステップｄ）では、着色印刷材を溶解状態になるまで加熱して前記多層の本体スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御するとともに、前記透光性印刷材を溶解状態になるまで加熱して前記多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することを特徴とする請求項１０に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
12. 前記カラー３Ｄプリンタは、前記透光性印刷材の供給及び前記着色印刷材の供給を切り換えるための材料切換え装置を含み、
    前記ステップｄ）は、
    前記着色印刷材の供給に切り換えるように前記材料切換え装置を制御し、残材洗浄操作を行って前記透光性印刷材の残材を消費するステップｄ１）と、
    前記着色印刷材を用いて前記本体スライスソリッドモデルを印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｄ２）と、
    印刷された前記本体スライスソリッドモデルに着色するように前記着色ヘッドを制御するステップｄ３）と、
    前記透光性印刷材の供給に切り換えるように前記材料切換え装置を制御し、前記残材洗浄操作を行って前記着色印刷材の残材を消費するステップｄ４）と、
    前記透光性印刷材を用いて同一層の前記本体スライスソリッドモデルを囲んで前記保護スライスソリッドモデルを印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｄ５）と、
    前記カラー３Ｄソリッドモデルの印刷を完了するまで、前記ステップｄ１）〜前記ステップｄ５）を繰り返し実行するステップｄ６）と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
13. 前記ステップａ）は、
    カラー３Ｄ物体に対応する前記カラー３Ｄ物体データに対して肉抜き処理を行うことで、処理後の前記カラー３Ｄ物体データを中空の前記カラー３Ｄ物体に対応させるステップａ１）と、
    処理後の前記カラー３Ｄ物体データの幾何情報及び予め設定された層厚値に応じて前記多層の物体スライスデータを生成し、各層の前記物体スライスデータが層数を有するステップａ２）と、
    支持処理を行って支持物体に対応する多層の支持スライスデータを生成し、各層の前記支持スライスデータが前記層数を有するステップａ３）と、
    前記カラー３Ｄ物体データに対してベース台処理を行うことで、ベース台物体に対応する多層のベース台スライスデータを生成し、各前記ベース台スライスデータが前記層数を有するステップａ４）と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
14. 前記カラー３Ｄプリンタは、印刷ステージをさらに含み、
    前記ステップｄ）の前に、前記多層のベース台スライスデータに基づき、前記透光性印刷材を用いて前記印刷ステージにおいて多層のベース台スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するステップｅ１）と、
    前記多層の保護スライスソリッドモデル及び前記多層の本体スライスソリッドモデルを印刷する間に、前記多層の支持スライスデータに基づき、前記透光性印刷材を用いて多層の支持スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｅ２）と、をさらに含み、
    前記ステップｄ）では、前記多層のベース台スライスソリッドモデルにおいて、前記多層の保護スライスソリッドモデル及び前記多層の本体スライスソリッドモデルを印刷することを特徴とする請求項１３に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
15. カラー３Ｄプリンタに適する、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法であって、
    前記カラー３Ｄプリンタは、造形ヘッド及び着色ヘッドを含み、
    カラー３Ｄ物体データの幾何情報に基づいて多層の物体スライスデータを生成するスライス処理を行うステップａ）と、
    前記スライス処理において、前記カラー３Ｄ物体データの色彩情報に基づいて多層の色彩スライスデータを生成するステップｂ）と、
    前記スライス処理において、前記多層の物体スライスデータに基づいて多層の本体スライスデータを生成するとともに、前記多層の物体スライスデータの複数の輪郭情報に基づいて多層の保護スライスデータを生成するステップｃ）と、
    前記多層の本体スライスデータに基づき、多層の本体スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することで、カラー３Ｄソリッドモデルの本体部分を製造し、各層の前記本体スライスソリッドモデルの印刷を完了して前記本体スライスソリッドモデルに着色が必要であると判断した場合、同一層の前記色彩スライスデータに基づき、前記本体スライスソリッドモデルに着色するように前記着色ヘッドを制御し、前記多層の保護スライスデータに基づき、透光性印刷材を用いて多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することで、前記カラー３Ｄソリッドモデルの保護層部分を製造し、前記多層の保護スライスソリッドモデルが同一層の前記多層の本体スライスソリッドモデルをそれぞれ囲むステップｄ）と、を含み、
    前記ステップｃ）は、
    いずれか１層の前記物体スライスデータが最下層または最上層であると判断した場合、前記物体スライスデータを同一層の前記保護スライスデータとするステップｃ３１）と、
    いずれか１層の前記物体スライスデータが中間層であると判断した場合、前記物体スライスデータに基づいて同一層の前記本体スライスデータを生成するとともに、前記物体スライスデータの前記輪郭情報に基づいて同一層の前記保護スライスデータを生成するステップｃ３２）と、を含むことを特徴とする保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
16. 前記カラー３Ｄプリンタは、熱溶解積層型３Ｄプリンタであり、
    前記ステップｄ）では、着色印刷材を溶解状態になるまで加熱して前記多層の本体スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御するとともに、前記透光性印刷材を溶解状態になるまで加熱して前記多層の保護スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御することを特徴とする請求項１５に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
17. 前記カラー３Ｄプリンタは、前記透光性印刷材の供給及び前記着色印刷材の供給を切り換えるための材料切換え装置を含み、
    前記ステップｄ）は、
    前記着色印刷材の供給に切り換えるように前記材料切換え装置を制御し、残材洗浄操作を行って前記透光性印刷材の残材を消費するステップｄ１）と、
    前記着色印刷材を用いて前記本体スライスソリッドモデルを印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｄ２）と、
    印刷された前記本体スライスソリッドモデルに着色するように前記着色ヘッドを制御するステップｄ３）と、
    前記透光性印刷材の供給に切り換えるように前記材料切換え装置を制御し、前記残材洗浄操作を行って前記着色印刷材の残材を消費するステップｄ４）と、
    前記透光性印刷材を用いて同一層の前記本体スライスソリッドモデルを囲んで前記保護スライスソリッドモデルを印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｄ５）と、
    前記カラー３Ｄソリッドモデルの印刷を完了するまで、前記ステップｄ１）〜前記ステップｄ５）を繰り返し実行するステップｄ６）と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
18. 前記ステップａ）は、
    カラー３Ｄ物体に対応する前記カラー３Ｄ物体データに対して肉抜き処理を行うことで、処理後の前記カラー３Ｄ物体データを中空の前記カラー３Ｄ物体に対応させるステップａ１）と、
    処理後の前記カラー３Ｄ物体データの幾何情報及び予め設定された層厚値に応じて前記多層の物体スライスデータを生成し、各層の前記物体スライスデータが層数を有するステップａ２）と、
    支持処理を行って支持物体に対応する多層の支持スライスデータを生成し、各層の前記支持スライスデータが前記層数を有するステップａ３）と、
    前記カラー３Ｄ物体データに対してベース台処理を行うことで、ベース台物体に対応する多層のベース台スライスデータを生成し、各前記ベース台スライスデータが前記層数を有するステップａ４）と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。
19. 前記カラー３Ｄプリンタは、印刷ステージをさらに含み、
    前記ステップｄ）の前に、前記多層のベース台スライスデータに基づき、前記透光性印刷材を用いて前記印刷ステージにおいて多層のベース台スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するステップｅ１）と、
    前記多層の保護スライスソリッドモデル及び前記多層の本体スライスソリッドモデルを印刷する間に、前記多層の支持スライスデータに基づき、前記透光性印刷材を用いて多層の支持スライスソリッドモデルを１層ずつ印刷するように前記造形ヘッドを制御するステップｅ２）と、をさらに含み、
    前記ステップｄ）では、前記多層のベース台スライスソリッドモデルにおいて、前記多層の保護スライスソリッドモデル及び前記多層の本体スライスソリッドモデルを印刷することを特徴とする請求項１８に記載の、保護層付きのカラー３Ｄソリッドモデルのスライス・印刷方法。