CN110154552A - 照射装置、膨胀装置以及造形系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供照射装置、膨胀装置以及造形系统。照射装置具备：照射部，其隔着格子状或网状的保护构件照射电磁波；和控制部，其一边使给定的照射对象物在与所述照射部之间在给定的方向上相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波，所述保护构件构成或配置为：避免形成于所述保护构件的格子交点或节点在所述给定的方向排列两个以上。

Description

照射装置、膨胀装置以及造形系统

技术领域

本发明涉及照射装置、膨胀装置以及造形系统。

背景技术

已知将造形物(也称作立体物等)造形的技术。例如在专利文献特开昭64-28660号公报、特开2001-150812号公报中，公开了作为造形物的具有三维状的扩展的图像即立体图像的形成方法。具体说明，在专利文献特开昭64-28660号公报、特开2001-150812号公报公开的方法中，在热膨胀性薄片的背面用光吸收特性卓越的材料形成图案，对形成的图案用照射单元照射光来进行加热。由此，热膨胀性薄片中的形成图案的部分膨胀而隆起，形成立体图像。

在专利文献特开昭64-28660号公报、特开2001-150812号公报记载的照射装置中，光源灯等照射部与热膨胀性薄片等照射对象物直接对置。为此，为了保护光源灯，或为了防止与灯的接触，有在光源灯与薄片之间设置网格状的灯罩作为保护构件的手法。但在使用网格状的灯罩的情况下，由于网格的交点部分的正下方的光源灯的照射不充分，因此有在照射对象物产生灯的照射不均匀(班)的课题。

发明内容

本发明为了解决以上那样的课题而提出，目的在于，提供利用了能缓解照射对象物的照射不均匀的保护构件的照射装置、膨胀装置以及造形系统。

本发明的一个方面的照射装置具备：照射部，其隔着格子状或网状的保护构件照射电磁波；和控制部，其一边使给定的照射对象物在与所述照射部之间在给定的方向上相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波，所述保护构件构成或配置为：避免形成于所述保护构件的格子交点或节点在所述给定的方向排列两个以上。

本发明的另一方面的照射装置具备：照射部，其安装有格子状或网状的保护构件，并隔着所述保护构件照射电磁波；和控制部，其一边使给定的照射对象物在与所述照射部之间在给定的方向上相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波，所述保护构件构成或配置为：形成于所述保护构件的格子交点或节点的基于所述保护构件与所述照射对象物之间的相对移动的通过位置在各格子交点间或各节点间彼此不同。

本发明的另一方面的照射装置具备：照射部，其安装有格子状或网状的保护构件，并隔着所述保护构件照射电磁波；和控制部，其一边使给定的照射对象物在与所述照射部之间在给定的方向上相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波，所述保护构件构成或配置为：形成于所述保护构件的格子交点或节点的基于所述保护构件与所述照射对象物之间的相对移动的相对移动轨迹在各格子交点间或各节点间不重叠。

本发明的膨胀装置具备：托盘，其配置热膨胀性薄片；照射部，其向配置于所述托盘的所述热膨胀性薄片照射电磁波；和驱动部，其一边使所述照射部照射电磁波，一边使所述照射部沿着配置于所述托盘的所述热膨胀性薄片移动，由此使所述热膨胀性薄片膨胀，所述照射部具有设有多个开口的灯护罩，通过所述多个开口的外形形成的全部交点，从所述驱动部使所述照射部移动的方向即照射部移动方向来看不重复。

本发明的一个方面的造形系统具备：上述的膨胀装置；和在所述热膨胀性薄片印刷将电磁波变换成热的变换层的印刷装置，所述膨胀装置一边通过所述驱动部使所述照射部移动，一边使所述照射部向通过所述印刷装置印刷了所述变换层的所述热膨胀性薄片照射电磁波，由此使所述热膨胀性薄片膨胀。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的热膨胀性薄片的截面图。

图2是表示图1所示的热膨胀性薄片的背面的图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的造形系统的概略结构的图。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的终端装置的结构的框图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的印刷装置的结构的立体图。

图6是示意表示本发明的实施方式所涉及的膨胀装置的结构的截面图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的膨胀装置中的照射部的灯护罩的结构的立体图。

图8是表示在图6所示的膨胀装置中执行的膨胀处理的情形的图。

图9是表示通过灯护罩的开口的外形形成交点的位置关系的图。

图10是表示通过热膨胀性薄片上的灯护罩的开口的外形形成的交点的轨迹的图。

图11A是表示θ＝0°下的通过灯护罩的开口的外形形成的交点的位置关系的图，图11B是表示θ＝45°下的通过灯护罩的开口的外形形成的交点的位置关系的图。

图12是表示由本发明的实施方式所涉及的造形系统执行的造形物的制造处理的流程的流程图。

图13A～图13E是阶段性表示在图12所示的在热膨胀性薄片制造造形物的情形的图。

图14是表示灯护罩的开口的结构的变形例的图。

图15是表示灯护罩的开口的外形的变形例的图。

具体实施方式

以下参考附图来说明本发明的实施方式。另外，对图中相同或相当的部分标注相同附图标记。

<热膨胀性薄片10>

在图1示出用于将本发明的实施方式所涉及的造形物造形的热膨胀性薄片10的截面结构。热膨胀性薄片10是通过预先选择的部分被加热而膨胀来将造形物造形的介质。所谓造形物，是具有立体的形状的物体，通过在二维状的薄片中，让薄片当中的一部分向与薄片垂直的方向膨胀而造形。造形物也称作立体物或立体图像。造形物的形状一般包含单纯的形状、几何学形状、字符等形状。

如图1所示那样，热膨胀性薄片10按顺序具备基材11、热膨胀层12和墨水受纳层13。另外，图1表示在将造形物造形前、即哪个部分都未膨胀的状态下的热膨胀性薄片10的截面。

基材11是成为热膨胀性薄片10的基础的薄片状的介质。基材11是支承热膨胀层12和墨水受纳层13的支承体，起到保持热膨胀性薄片10的强度的作用。作为基材11，例如能使用一般的印刷用纸。或者，基材11的材质可以是合成纸、帆布底等布、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等塑料薄膜，并没有特别限定。

热膨胀层12层叠在基材11的上侧，是通过被加热到规定的温度以上而膨胀的层。热膨胀层12包含粘合剂和分散配置在粘合剂内的热膨胀剂。粘合剂是乙酸乙烯酯系聚合物、丙烯酸系聚合物等热可塑性树脂。热膨胀剂具体是在热可塑性树脂的外壳中内含丙烷、丁烷等在低沸点汽化的物质的、粒径约5～50μm的热膨胀性的微胶囊(微粉末)。热膨胀剂例如若被加热到80℃到120℃程度的温度，内含的物质就汽化，通过其压力而发泡以及膨胀。如此，热膨胀层12对应于吸收的热量而膨胀。热膨胀剂也称作发泡剂。

墨水受纳层13是层叠在热膨胀层12的上侧的、吸收并受纳墨水的层。墨水受纳层13受纳用在喷墨方式的打印机中的印刷用的墨水、用在激光方式的打印机的印刷用的调色剂、圆珠笔或钢笔的墨水、铅笔的石墨等。墨水受纳层13有用于使它们在表面固定的合适的材料形成。作为墨水受纳层13的材料，例如能使用用在喷墨用纸中的通用的材料。

在图2示出热膨胀性薄片10的背面。热膨胀性薄片10的背面是热膨胀性薄片10的基材11侧的面，相当于基材11的背面。

如图2所示那样，在热膨胀性薄片10的背面，沿着其周缘部附有多个条形码B。条形码B是用于识别热膨胀性薄片10的识别符，是表示热膨胀性薄片10是用于将造形物造形的专用的薄片的识别符。条形码B由膨胀装置50读取，为了在膨胀装置50判定能否使用热膨胀性薄片10而用。

造形系统1能将造形物造形在这样的热膨胀性薄片10。在热膨胀性薄片10的表面或背面当中希望使膨胀的部分印刷碳分子。碳分子包含在黑色(碳黑)或其他颜色的墨水中，是吸收电磁波来变换成热的电磁波热变换材料(发热剂)的一种。碳分子通过吸收电磁波并进行热振动来产生热。在热膨胀性薄片10中，若印刷了碳分子的部分被加热，则该部分的热膨胀层12膨胀而形成隆起(凸块)。通过这样的热膨胀层12的隆起(凸块)做出凸或凹凸形状，由此造形物造形在热膨胀性薄片10。

通过使热膨胀性薄片10中的膨胀的部位以及高度组合而能得到多彩的造形物。另外，将通过造形(造型)从而通过视觉或触觉来表现美感或质感称作「加饰(造饰)」。

<造形系统1>

接下来参考图3来说明将造形物造形在热膨胀性薄片10造形系统1。如图3所示那样，造形系统1具备终端装置30、印刷装置40和膨胀装置50。

终端装置30是个人计算机、智能手机、平板等信息处理装置，是控制印刷装置40以及膨胀装置50的控制组件。如图4所示那样，终端装置30具备控制部31、存储部32、操作部33、显示部34、记录介质驱动部35和通信部36。这些各部通过用于传递信号的总线连接。

控制部31具备CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)以及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)。在控制部31中，CPU一边读出存储于ROM的控制程序并将RAM用作工作存储器，一边控制终端装置30整体的动作。

存储部32是闪速存储器、硬盘等非易失性存储器。存储部32存储由控制部31执行的程序或数据、以及由印刷装置40印刷的彩色图像数据、表面发泡数据以及背面发泡数据。

操作部33具备键盘、鼠标、按钮、触摸板(touch pad)、触控面板(touch panel)等输入装置，从用户接受操作。用户能通过操作操作部33输入对彩色图像数据、表面发泡数据以及背面发泡数据进行编辑的操作、对印刷装置40或膨胀装置50的操作等。

显示部34具备液晶显示器、有机EL(Electro Luminescence，电致发光)显示器等显示装置和用于使显示装置显示图像的显示驱动电路。例如显示部34显示彩色图像数据、表面发泡数据以及背面发泡数据。另外，显示部34根据需要显示表示印刷装置40或膨胀装置50的当前的状态的信息。

记录介质驱动部35读出记录于可移动型的记录介质的程序或数据。所谓可移动型的记录介质，是CD(Compact Disc，只读光盘)-ROM、DVD(Digital Versatile Disc，数字多功能盘)-ROM、具备USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)标准的连接器的闪速存储器等。例如记录介质驱动部35从可移动型的记录介质读出并取得彩色图像数据、表面发泡数据以及背面发泡数据。

通信部36具备用于与包含印刷装置40以及膨胀装置50的外部的装置进行通信的接口。终端装置30经由柔性线缆、有线LAN(Local Area Network，局域网)等有线、或无线LAN、Bluetooth(注册商标)等无线与印刷装置40以及膨胀装置50连接。通信部36在控制部31的控制下遵循它们当中至少1个通信标准来与印刷装置40以及膨胀装置50进行通信。

<印刷装置40>

印刷装置40是对热膨胀性薄片10的表面或背面印刷图像的印刷组件。印刷装置40是以将墨水微滴化并对被印刷介质直接喷吐的方式印刷图像的喷墨打印机。

在图5示出印刷装置40的详细的结构。如图5所示那样，印刷装置40具备能在与运送热膨胀性薄片10的方向即副扫描方向D1(Y方向)正交的主扫描方向D2(X方向)上往复移动的滑架41。

在滑架41安装执行印刷的印刷头42、和收容墨水的墨水盒43(43k、43c、43m、43y)。在墨水盒43k、43c、43m、43y分别收容黑K、青C、品红M以及黄Y的颜色墨水。各色的墨水从印刷头42的对应的喷嘴喷出。

滑架41在导轨44被滑动自由地支承，被驱动带45夹持。通过电动机45m的旋转从而驱动带45进行驱动，由此滑架41和印刷头42以及墨水盒43一起在主扫描方向D2上移动。

在机架47的下部，在与印刷头42对置的位置设置压盘48(platen)。压盘48在主扫描方向D2上延伸，构成热膨胀性薄片10的运送路的一部分。在热膨胀性薄片10的运送路设置进纸辊对49a(下方的辊未图示)和排纸辊对49b(下方的辊未图示)。进纸辊对49a和排纸辊对49b将被压盘48支承的热膨胀性薄片10在副扫描方向D1上运送。

印刷装置40经由柔性通信线缆46与终端装置30连接。终端装置30经由柔性通信线缆46来控制印刷头42、电动机45m、进纸辊对49a以及排纸辊对49b。具体说明，终端装置30控制进纸辊对49a以及排纸辊对49b来使热膨胀性薄片10运送。另外，终端装置30使电动机45m旋转来使滑架41移动，将印刷头42运送到主扫描方向D2的合适的位置。

印刷装置40从终端装置30取得图像数据，基于取得的图像数据来执行印刷。具体说明，印刷装置40取得彩色图像数据、表面发泡数据和背面发泡数据，作为图像数据。彩色图像数据是表示印刷在热膨胀性薄片10的表面的彩色图像的数据。印刷装置40使印刷头42向热膨胀性薄片10喷射青C、品红M以及黄Y的各墨水，来印刷彩色图像。

表面发泡数据是表示在热膨胀性薄片10的表面使其发泡以及膨胀部分的数据。另外，背面发泡数据是表示在热膨胀性薄片10的背面使其发泡以及膨胀的部分的数据。印刷装置40使印刷头42向热膨胀性薄片10喷射含碳黑的黑K的黑色墨水，印刷基于黑色的浓淡图像(浓淡图案)。含碳黑的黑色墨水是将电磁波变换成热的材料的一例。

<膨胀装置50>

膨胀装置50是膨胀组件，对热膨胀性薄片10的表面或背面照射电磁波，使印刷于热膨胀性薄片10的表面或背面的浓淡图像发热来使热膨胀性薄片10当中印刷了浓淡图像的部分膨胀。

在图6示意示出膨胀装置50的结构。在图6中，X方向相当于膨胀装置50的宽度方向，Y方向相当于膨胀装置50的长边方向，Z方向相当于铅直方向。X方向、Y方向和Z方向相互正交。

膨胀装置50一边使照射部60移动，一边使照射部60向载置于托盘100的热膨胀性薄片10照射电磁波，由此使热膨胀性薄片10膨胀。照射部60在第1位置P1与第2位置P2之间往复移动。第1位置P1是照射部60的初始位置(home position)。照射部60在膨胀装置50不动作时在第1位置P1待机。

膨胀装置50具备箱型的壳体51。壳体51的内部被划分为上侧壳体51a和下侧壳体51b这2室。这样在通过来自照射部60的电磁波的照射而上侧壳体51a内的温度上升时，抑制了带给下侧壳体51b内的基板等的影响。膨胀装置50在上侧壳体51a的内部具备换气部54、运送电动机55、运送轨道56、照射部60和托盘100。另外，膨胀装置50在下侧壳体51b的内部具备电源部69和控制部70。

托盘100是用于将热膨胀性薄片10设置在壳体51内的适合的位置的机构。为了抑制热膨胀性薄片10的变形，热膨胀性薄片10通过被托盘100的按压构件以及辅助构件按压周缘部而被固定在托盘100。如此在热膨胀性薄片10稳定地固定在托盘100的状态下执行膨胀处理。

若将热膨胀性薄片10载置在托盘100，则用户使托盘100向+X方向滑动，将其送进壳体51内。由此热膨胀性薄片10被配置在能由照射部60照射电磁波的位置。之后若热膨胀性薄片10的膨胀处理结束，则用户再度将托盘100向-X方向拉出，从托盘100取出热膨胀性薄片10。

回到图6所示的膨胀装置50的说明。照射部60是向配置于托盘100的热膨胀性薄片10照射电磁波的机构。如图6所示那样，照射部60在箱型的外罩的内部具备灯加热器61、反射板62、温度传感器63、冷却部64和灯护罩66。

灯加热器(灯)61例如作为照射源而具备卤素灯，作为电磁波，对热膨胀性薄片10照射近红外区域(波长750～1400nm)、可见光区域(波长380～750nm)或中红外区域(波长1400～4000nm)的光。照射部60以及灯加热器61通过照射这样的波长域的光，作为对热膨胀性薄片10照射能量的照射单元发挥功能。

若对被印刷基于含碳黑的黑色墨水的浓淡图像的热膨胀性薄片10照射光(能量)，则在印刷了浓淡图像的部分，与未印刷浓淡图像的部分相比，光更有效率地被变换成热。为此，主要是热膨胀性薄片10当中被印刷浓淡图像的部分被加热，达到热膨胀剂开始膨胀的温度后进行膨胀。照射部60通过一边被运送电动机55运送一边照射光(能量)，而作为使热膨胀性薄片10热膨胀的热膨胀单元发挥功能。另外，由灯加热器61照射的光是电磁波即可，并不限于上述波长域的光。

反射板62配置成覆盖灯加热器61的上侧，是将从灯加热器61照射的光向热膨胀性薄片10反射的机构。由此，由于向热膨胀性薄片10以外的方向照射的光也能照射到热膨胀性薄片10，因此能使能量的损耗减低。另外，由于能从灯加热器61以外的方向照射光，因此能缓和热膨胀性薄片10的照射不均匀。温度传感器63是热电偶、热敏电阻等，作为测定反射板62的温度的测定单元发挥功能。冷却部64具备用于对照射部60供气的至少1个风扇，吸入外部空气，将吸入的外部空气送往反射板62来将其冷却。送往反射板62的外部空气通过进一步流向下方来冷却照射部60以及壳体51的内部。

换气部54设于膨胀装置50中的里侧的端部，将膨胀装置50的内部换气。换气部54具备至少1个风扇，通过将壳体51的内部的空气排出到外部来将壳体51的内部换气。

运送电动机55例如是与脉冲电力同步动作的步进电动机，使照射部60沿着载置于托盘100的热膨胀性薄片10移动。在壳体51的内部，设置在Y方向上、即与载置托盘100的热膨胀性薄片10的表面或背面平行的方向上设置运送轨道56。照射部60安装在运送轨道56，能沿着运送轨道56移动。运送电动机55基于来自控制部70的指令，从轴向观察被顺时针或逆时针地控制转速而旋转。将与这样的运送电动机55的旋转相伴的驱动力作为动力源，照射部60将与热膨胀性薄片10的距离保持固定，同时沿着运送轨道56往复移动。运送电动机55作为使照射部60沿着热膨胀性薄片10移动的驱动部(驱动单元)发挥功能。

灯护罩66如图7所示那样，是外形为矩形的金属制的网格状(网状、格子状)的保护构件。灯护罩66设于反射板62的灯加热器61的下侧的开口部分，由反射板62和灯护罩66包围灯加热器61。灯护罩66减低翘曲或变形的热膨胀性薄片接触光源灯而光源灯损伤或冒烟等的可能性。灯护罩66的网格状的格子所构成的开口A的形状基本是正方形。设于灯护罩66的外缘的开口A并不限于正方形。灯护罩66的开口A连续的方向即开口连续方向U，相对于运送电动机55的照射部60的移动方向即照射部移动方向G具有给定的角度θ(0°＜θ＜45°)。

电源部69具备电源IC(Integrated Circuit，集成电路)等，生成并提供膨胀装置50内的各部所需的电源。例如换气部54、运送电动机55、灯加热器61以及冷却部64从电源部69获得电力来动作。

控制部70设置在配置于壳体51的下部的基板上。控制部70具备CPU等处理器和ROM、RAM等存储器，经由用于转发命令、数据的传输路径即系统总线与膨胀装置50的各部连接。另外，虽然均未图示，但控制部70具备闪速存储器、硬盘等非易失性存储器、RTC(RealTime Clock，实时时钟)等计时器件、和用于与终端装置30进行通信的通信接口。

在控制部70中，CPU一边读出存储于ROM的控制程序并将RAM用作工作存储器一边控制膨胀装置50整体的动作。具体说明，控制部70控制运送电动机55，使照射部60向指定的朝向即照射部移动方向G以指定的移动速度移动。另外，控制部70对照射部60的电磁波切换照射的开启和关闭，使条形码读取器65读取条形码B。

条形码读取器65作为读取设于热膨胀性薄片10的周缘部的条形码B的读取部(读取单元)发挥功能。条形码读取器65具备发出光的光源和探测光的光学传感器，以激光方式等周知的方式光学地读取条形码B。条形码读取器65安装在照射部60的外罩的外侧，一边和照射部60一起沿着载置于托盘100的热膨胀性薄片10移动，一边光学地读取条形码B。

条形码B设于热膨胀性薄片10的1边的周缘部。另一方面，若将热膨胀性薄片10载置于托盘100并合上按压构件，按压构件被罩在包括设有条形码B的1边的周缘部在内的至少3边的周缘部，从上按压至少3边的周缘部。为了避免通过按压构件而让条形码B被挡住而不再能读取，在托盘100以及按压构件，设置用于让条形码读取器65读取条形码B的开口。

<膨胀处理>

控制部70通过对由印刷装置40印刷了浓淡图像的热膨胀性薄片10照射电磁波来使热膨胀性薄片10膨胀。

在图8示出膨胀装置50执行膨胀处理的情形。在由条形码读取器65读取到设置在载置于托盘100的热膨胀性薄片10的条形码B的情况下，控制部70对照射部60提供电源电压来点亮灯加热器61。然后控制部70在使照射部60照射电磁波的状态下使运送电动机55驱动。由此，控制部70使照射部60在从第1位置P1向第2位置P2的方向(第1方向、给定的方向)上移动规定的距离。如此，控制部70通过使照射部60从热膨胀性薄片10的一端移动到另一端，来对热膨胀性薄片10的表面或背面广泛地照射电磁波。

规定的距离对应于热膨胀性薄片10的尺寸而不同。例如若热膨胀性薄片10的尺寸是A3尺寸，则规定的距离是从第1位置P1到第2位置P2的距离。与此相对，若热膨胀性薄片10的尺寸是A4尺寸，则规定的距离是从第1位置P1到第2位置P2的一半距离。

被照射部60照射电磁波后，热膨胀性薄片10当中的以含碳黑的黑色墨水印刷了浓淡图像的部分发热，加热到规定的温度后进行膨胀。

规定的温度是热膨胀层12中所含的热膨胀剂开始膨胀的温度，例如是80℃到120℃程度的温度。控制部70通过使以给定的强度照射电磁波的照射部60以给定的速度移动，将热膨胀性薄片10当中印刷了浓淡图像的部分加热到规定的温度以上。给定的强度以及给定的速度预先设定成能将热膨胀性薄片10加热到规定的温度以上。

如此，控制部70一边通过运送电动机55使照射部60在第1方向上移动，一边使照射部60照射电磁波，由此使热膨胀性薄片10膨胀。热膨胀性薄片10当中印刷了浓淡图像的部分，膨胀到与浓淡图像中的黑色的深浅相应的高度。由此在热膨胀性薄片10造形所期望的造形物。

在此，由于在照射部60安装灯护罩66，因此在位于通过灯护罩66的网格的开口A的外形形成交点(格子交点或节点)V的正下方的热膨胀性薄片10上的点，有时到达的电磁波会减少而有可能产生照射不均匀。为了应对此，在本实施方式中，如图7所示那样，灯护罩66的网格的开口A的连续的方向即开口连续方向U，相对于照射部60的移动方向即照射部移动方向G具有给定的角度θ。为此，灯护罩66的全部交点V从照射部移动方向G来看，在图9中，如细线H上用圆R围起来表示的那样，相互分开(不重复)。换句话说，灯护罩66构成或配置为：避免形成于灯护罩66的交点V在照射部移动方向(给定的方向)G排列两个以上。另外，灯护罩66也可以说构成或配置为：形成于灯护罩66的交点V的基于照射部60的移动的通过位置在各交点V间彼此不同。由此，通过开口A的外形形成的总数N个交点V的轨迹L如图10所示那样，成为在热膨胀性薄片10上没有重复地在照射部移动方向G上延伸的总数N条直线。换言之，在灯护罩66能通过的热膨胀性薄片10上的全部位置，交点V通过正上方的次数成为1次以下。因此，在热膨胀性薄片10上的全部位置，抑制了通过网格的开口A的外形形成的交点V的通过而出现的电磁波的到达的减少，能缓和照射不均匀。另外，在交点V中不含通过灯护罩66的外框67和开口A的外形形成的端点90。另外，在θ＝0°(在图11A示出)、45°(在图11B示出)的情况下，从照射部移动方向G来看，几个交点V与其他交点V重复(在以圆R包围的位置，1条细线H通过多个交点V)。因此，在热膨胀性薄片10上的几个位置，交点V通过正上方的次数成为2次以上，照射不均匀变大。因而在本实施方式中设为0°＜θ＜45°。另外，图9所示的开口A的外形的厚度W成为固定。

通过这样的膨胀处理，照射部60到达热膨胀性薄片10的第2位置P2侧的端部。在执行膨胀处理后，虽未图示，但控制部70一边使照射部60在从第2位置P2向去往第1位置P1的方向(第2方向)上移动、即使照射部60回到原始位置，一边根据需要执行换气部54的换气处理或冷却部64的冷却处理。具体说明的话，控制部70使换气部54驱动，将通过膨胀处理加热的壳体51内的空气排出到外部。另外，控制部70使冷却部64驱动，将通过膨胀处理加热的照射部60以及热膨胀性薄片10冷却。

接下来参考图12所示的流程图以及图13A～图13E所示的热膨胀性薄片10的截面图来说明在印刷装置40以及膨胀装置50中执行的造形物的制造处理的流程。

第1，用户准备制造造形物前的热膨胀性薄片10，经由终端装置30指定彩色图像数据、表面发泡数据以及背面发泡数据。然后将热膨胀性薄片10使其表面朝向上侧插入印刷装置40。印刷装置40在插入的热膨胀性薄片10的表面印刷热变换层(表侧变换层81)(步骤S1)。表侧变换层81是由含电磁波热变换材料的墨水、例如含碳黑的黑色墨水形成的层。印刷装置40按照指定的表面发泡数据对热膨胀性薄片10的表面喷出含碳黑的黑色墨水。其结果如图13A所示那样在墨水受纳层13上形成表侧变换层81。另外，为了容易理解，图示成在墨水受纳层13上形成表侧变换层81，但由于更准确地是黑色墨水受纳在墨水受纳层13中，因此是在墨水受纳层13中形成表侧变换层81。

第2，用户将印刷了表侧变换层81的热膨胀性薄片10使其表面朝向上侧插入膨胀装置50。膨胀装置50向插入的热膨胀性薄片10从表面照射电磁波(步骤S2)。具体说明的话，膨胀装置50通过照射部60对热膨胀性薄片10的表面照射电磁波。印刷在热膨胀性薄片10的表面的表侧变换层81中所含的热变换材料通过吸收照射的电磁波而发热。其结果，表侧变换层81发热，如图13B所示那样，热膨胀性薄片10的热膨胀层12当中印刷了表侧变换层81的区域膨胀、隆起。

第3，将热膨胀层12的一部分膨胀的热膨胀性薄片10使其表面朝向上侧插入印刷装置40。印刷装置40在插入的热膨胀性薄片10的表面印刷彩色图像(彩色墨水层82)(步骤S3)。具体地，印刷装置40按照指定的彩色图像数据对热膨胀性薄片10的表面喷出青C、品红M以及黄Y的各墨水。其结果如图13C所示那样在墨水受纳层13上形成彩色墨水层82。另外，虽然是图示为在墨水受纳层13上形成彩色墨水层82，但更准确是彩色墨水受纳在墨水受纳层13中。

第4，在彩色墨水层82的形成后使彩色墨水层82干燥(步骤S4)。例如，用户将印刷了彩色墨水层82的热膨胀性薄片10使其背面朝向上侧插入膨胀装置50，膨胀装置50对插入的热膨胀性薄片10从背面进行加热，使形成于热膨胀性薄片10的表面的彩色墨水层82干燥。具体说明的话，膨胀装置50通过照射部60对热膨胀性薄片10的背面照射电磁波，将彩色墨水层82加热，使彩色墨水层82中所含的溶媒挥发。另外还能省略步骤S4。

第5，用户将印刷了彩色墨水层82的热膨胀性薄片10使其背面朝向上侧插入印刷装置40。印刷装置40在插入的热膨胀性薄片10的背面印刷热变换层(背侧变换层83)(步骤S5)。背侧变换层83与印刷在热膨胀性薄片10的表面的表侧变换层81同样，都是由将电磁波变换成热的材料、具体来说是含碳黑的黑色墨水形成的层。印刷装置40按照指定的背面发泡数据对热膨胀性薄片10的背面喷出含碳黑的黑色墨水。其结果，如图13D所示那样，在基材11的背面形成背侧变换层83。

第6，用户将印刷了背侧变换层83的热膨胀性薄片10使其背面朝向上侧插入膨胀装置50。膨胀装置50向插入的热膨胀性薄片10从背面照射电磁波来进行加热(步骤S6)。具体说明的话，膨胀装置50通过照射部(未图示)对热膨胀性薄片10的背面照射电磁波。印刷于热膨胀性薄片10的背面的背侧变换层83通过吸收照射的电磁波而发热。其结果，如图13E所示那样，热膨胀性薄片10的热膨胀层12当中印刷了背侧变换层83的区域膨胀、隆起。

通过以上的顺序而在热膨胀性薄片10的表面上形成造形物。

另外，热变换层也可以仅形成在表侧或仅形成在背侧。在仅利用表侧变换层81使热膨胀层12膨胀的情况下，实施上述的处理当中步骤S1～S4。另一方面，在仅利用背侧变换层83来使热膨胀层12膨胀的情况下，实施上述的处理当中步骤S3～S6。

另外，可以在步骤S1、S2中的表面发泡的处理前实施步骤S5、S6中的背面发泡的处理，也可以在步骤S1、S2中的表面发泡的处理前实施步骤S3、S4中的彩色墨水层82的印刷以及干燥处理。或者，也可以在实施步骤S1中的表侧变换层81的印刷和步骤S3中的彩色墨水层82的印刷后，实施步骤S2中的表面发泡的处理。如此，上述步骤S1～S6的处理的顺序可以进行各种替换来实施。

如以上说明的那样，若从照射部移动方向G观察本实施方式所涉及的膨胀装置50的灯护罩66的交点V，全部交点V相互分开(不重复)。若换做其他表现，灯护罩66构成或配置为：避免形成于灯护罩66的交点V在照射部移动方向G上排列两个以上。另外，灯护罩66能说构成或配置为：形成于灯护罩66的交点V的基于照射部60的移动的通过位置在各交点V间彼此不同。由此，通过开口A的外形形成的总数N个交点V的轨迹L在热膨胀性薄片10上不重复地成为在照射部移动方向G上延伸的总数N条直线。换言之，在灯护罩66能通过的热膨胀性薄片10上的任意的位置，交点V通过正上方的次数成为1次以下。因此，在照射对象物即热膨胀性薄片10上的任意的位置，抑制了因通过保护构件即灯护罩66的网格的开口A的外形形成的交点V的通过而出现的电磁波的到达的减少，能缓和照射不均匀。

(变形例)

以上说明了本发明的实施方式，但上述实施方式是一例，本发明的适用范围并不限于此。即，本发明的实施方式能进行种种应用，全部的实施方式都包含在本发明的范围中。

例如在上述实施方式中，灯护罩66的开口A基本是正方形。但在本发明中，灯护罩66的开口A的形状并不限于此。例如灯护罩66的开口A的形状可以是平行四边形、菱形、长方形、正六角形或二等边三角形等。另外，也可以是图14所示那样的开口A的配置。例如若开口A的形状基本是平行四边形，就能将灯护罩66的长边和开口A的2边固定在相同方向，来考虑交点V。另外，若开口A的形状基本是长方形，则开口A的各交点V不会成为锐角，灯护罩66的制造变得容易。若开口A的形状基本是正方形，则考虑θ从0°到45°即可。

在上述实施方式中，开口A的外形的厚度W固定。但在本发明中，灯护罩66的结构并不限于此。例如可以如图15所示那样，灯护罩66的开口A的外形在与照射部移动方向G大致平行的方向上是厚度W1，在与照射部移动方向G大致垂直的方向上是比厚度W1薄的厚度W2。厚度W1的外形线与照射部移动方向G所成的角θ1设为θ1＜45°。这时，可以让从灯护罩66的与照射部移动方向G垂直的1边到与其对置的另1边以厚度W1延设的线段200、和与线段200相邻且平行的线段210相邻，且从照射部移动方向G观察相互分开。由于是W1＞W2，因此不仅交点V，厚度W1的线段200、210也给照射不均匀带来影响。通过不仅是交点V，让厚度W1的线段200、210也从照射部移动方向G观察相互分开，更能缓和照射不均匀。

在上述实施方式中，如图7所示那样，灯护罩66具有与照射部移动方向G平行的边110和与照射部移动方向G垂直的边120。通过灯护罩66的多个开口A的外形，形成与边110大致平行的线段150、160。线段150、160从边120延设到与边120对置的边130。线段150、160相邻且从照射部移动方向G观察不重复即可。通过将线段150、160的间隔S确保得更大来缓和照射不均匀。

另外，在上述实施方式中，灯护罩66安装在照射部60的下方的开口部，但只要是相当于灯护罩66的保护构件能保护灯加热器61，则也可以不是安装在照射部60。例如可以通过配置保护构件来划分照射部60与热膨胀性薄片10等照射对象物之间来保护灯加热器61。

在上述实施方式中，是照射对象物即热膨胀性薄片10被固定、使照射部60移动的结构，但也可以是使照射对象物移动并将照射部60A固定的结构。或者，也可以是使照射对象物以及照射部60都移动的结构，只要是在照射对象物与照射部之间在给定的方向上相对移动的结构即可。另外，在上述实施方式中，使照射部60在与照射对象物之间直线相对移动，但也可以是进行非直线的相对移动的结构，例如可以是圆状、椭圆状或正弦曲线状等相对移动的结构。由此，通过开口A的外形形成的总数N个交点V的相对移动轨迹L，只要成为在热膨胀性薄片10上没有重复地在照射部移动方向G上延伸的总数N条直线即可。

在上述实施方式中，热膨胀性薄片10具备基材11、热膨胀层12和墨水受纳层13。但在本发明中，热膨胀性薄片10的结构并不限于此。例如热膨胀性薄片10可以没有墨水受纳层13，也可以在表面或背面具备能剥离的剥离层。或者，热膨胀性薄片10也可以具备其他任意的材料形成的层。

在上述实施方式中，终端装置30、印刷装置40和膨胀装置50分别是独立的装置。但在本发明中，也可以让终端装置30、印刷装置40和膨胀装置50当中至少任意2者成为一体。

在上述实施方式中，热膨胀性薄片10以及膨胀装置50是照射对象物以及照射装置，但只要是具备对照射对象物照射电磁波的照射部的照射装置，则也可以是其他照射对象物或照射装置。

以上说明了本发明的优选的实施方式，但本发明并不限定于相关的特定的实施方式，在本发明中包含权利要求书所记载的发明和其等同的范围。

Claims (17)

1.一种照射装置，其特征在于，具备：

照射部，其隔着格子状或网状的保护构件照射电磁波；和

控制部，其一边使给定的照射对象物在与所述照射部之间在给定的方向上相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波，

所述保护构件构成或配置为：避免形成于所述保护构件的格子交点或节点在所述给定的方向排列两个以上。

2.一种照射装置，其特征在于，具备：

照射部，其安装有格子状或网状的保护构件，并隔着所述保护构件照射电磁波；和

控制部，其一边使给定的照射对象物在与所述照射部之间在给定的方向上相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波，

所述保护构件构成或配置为：形成于所述保护构件的格子交点或节点的基于所述保护构件与所述照射对象物之间的相对移动的通过位置在各格子交点间或各节点间彼此不同。

3.一种照射装置，其特征在于，具备：

照射部，其安装有格子状或网状的保护构件，并隔着所述保护构件照射电磁波；和

控制部，其一边使给定的照射对象物在与所述照射部之间在给定的方向上相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波，

所述保护构件构成或配置为：形成于所述保护构件的格子交点或节点的基于所述保护构件与所述照射对象物之间的相对移动的相对移动轨迹在各格子交点间或各节点间不重叠。

4.根据权利要求1所述的照射装置，其特征在于，

所述控制部一边使所述给定的照射对象物在与所述照射部之间在所述给定的方向上直线地相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波。

5.根据权利要求2所述的照射装置，其特征在于，

所述控制部一边使所述给定的照射对象物在与所述照射部之间在所述给定的方向上直线地相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波。

6.根据权利要求3所述的照射装置，其特征在于，

所述控制部一边使所述给定的照射对象物在与所述照射部之间在所述给定的方向上直线地相对移动，一边使所述照射部向所述照射对象物照射所述电磁波。

7.一种膨胀装置，其特征在于，具备：

托盘，其配置热膨胀性薄片；

照射部，其向配置于所述托盘的所述热膨胀性薄片照射电磁波；和

驱动部，其一边使所述照射部照射电磁波，一边使所述照射部沿着配置于所述托盘的所述热膨胀性薄片移动，由此使所述热膨胀性薄片膨胀，

所述照射部具有设有多个开口的灯护罩，

通过所述多个开口的外形形成的全部交点，从所述驱动部使所述照射部移动的方向即照射部移动方向来看不重复。

8.根据权利要求7所述的膨胀装置，其特征在于，

所述照射部具有照射电磁波的灯以及将所照射的电磁波向所述热膨胀性薄片反射的反射板，

所述反射板从上方覆盖所述灯，

所述灯护罩通过配置在设于所述反射板的下部的开口部来和所述反射板一起包围所述灯。

9.根据权利要求8所述的膨胀装置，其特征在于，

所述灯护罩的所述开口的外形主要是平行四边形。

10.根据权利要求8所述的膨胀装置，其特征在于，

所述灯护罩的所述开口的外形主要是长方形。

11.根据权利要求8所述的膨胀装置，其特征在于，

所述灯护罩的所述开口的外形主要是正方形。

12.根据权利要求11所述的膨胀装置，其特征在于，

所述灯护罩是具有与所述照射部移动方向垂直的一个边的矩形，

通过所述灯护罩的多个所述开口的外形形成的线段，从所述一个边延设到与所述一个边对置的另一边，

所述线段相对于所述照射部移动方向倾斜为大于0度且不足45度的角度。

13.根据权利要求9所述的膨胀装置，其特征在于，

所述灯护罩是具有与所述照射部移动方向平行的第1边和与所述照射部移动方向垂直的第2边的矩形，

通过所述灯护罩的多个所述开口的外形形成与第1边大致平行的第1线段以及第2线段，

所述第1线段以及所述第2线段从所述第2边延设到与所述第2边对置的边，

所述第1线段和所述第2线段相邻，且从所述照射部移动方向观察不重复。

14.根据权利要求10所述的膨胀装置，其特征在于，

所述灯护罩是具有与所述照射部移动方向平行的第1边和与所述照射部移动方向垂直的第2边的矩形，

通过所述灯护罩的多个所述开口的外形形成与第1边大致平行的第1线段以及第2线段，

所述第1线段以及所述第2线段从所述第2边延设到与所述第2边对置的边，

所述第1线段和所述第2线段相邻，且从所述照射部移动方向观察不重复。

15.根据权利要求11所述的膨胀装置，其特征在于，

所述灯护罩是具有与所述照射部移动方向平行的第1边和与所述照射部移动方向垂直的第2边的矩形，

通过所述灯护罩的多个所述开口的外形形成与第1边大致平行的第1线段以及第2线段，

所述第1线段以及所述第2线段从所述第2边延设到与所述第2边对置的边，

所述第1线段和所述第2线段相邻，且从所述照射部移动方向观察不重复。

16.一种造形系统，其特征在于，具备：

权利要求7所述的膨胀装置；和

在所述热膨胀性薄片印刷将电磁波变换成热的变换层的印刷装置，

所述膨胀装置一边通过所述驱动部使所述照射部移动，一边使所述照射部向通过所述印刷装置印刷了所述变换层的所述热膨胀性薄片照射电磁波，由此使所述热膨胀性薄片膨胀。

17.一种造形系统，其特征在于，具备：

权利要求12所述的膨胀装置；和

在所述热膨胀性薄片印刷将电磁波变换成热的变换层的印刷装置，

所述膨胀装置一边通过所述驱动部使所述照射部移动，一边使所述照射部向通过所述印刷装置印刷了所述变换层的所述热膨胀性薄片照射电磁波，由此使所述热膨胀性薄片膨胀。