CN113442619A - 造形装置及造形物的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够在稳定的温度环境下使片材膨胀来制造造形物的造形装置及造形物的制造方法。在造形装置(100)中，输送带(126)被载置通过被照射电磁波而膨胀的片材(10)。照射部(150)向被载置于输送带(126)而被输送的片材(10)照射电磁波。加热器(161～164)将输送带(126)加热。

Description

造形装置及造形物的制造方法

技术领域

本发明涉及造形装置及造形物的制造方法。

背景技术

已知有使用通过被照射电磁波而膨胀的介质制造造形物的技术。例如，专利文献1公开了一种向具备含有通过热而膨胀的热膨胀性材料的热膨胀层的介质照射光、作为造形物而形成立体图像的图像形成装置。具体地说明，在专利文献1中公开的图像形成装置在介质上形成由含有具有光吸收性的材料的显影剂形成的显影剂像，向形成有显影剂像的介质照射显影剂所吸收的波长的光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－178353号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述那样的制造造形物的技术中，有向片材照射电磁波时的周围的温度环境给片材的膨胀方式带来影响的情况。因此，要求在稳定的温度环境下使片材膨胀来制造造形物。

本发明是用来解决以上那样的课题的，目的是提供一种能够在稳定的温度环境下使片材膨胀来制造造形物的造形装置及造形物的制造方法。

用来解决课题的手段

为了达成上述目的，有关本发明的造形装置具备：输送带，被载置通过被照射电磁波而膨胀的片材；照射部，向被载置于上述输送带的上述片材照射上述电磁波；以及加热部，将上述输送带加热。

发明效果

根据本发明，能够在稳定的温度环境下使片材膨胀来制造造形物。

附图说明

图1是有关本发明的实施方式1的片材的剖视图。

图2是表示在图1所示的片材上形成了热变换层的例子的图。

图3是表示图2所示的片材膨胀的例子的图。

图4是表示有关实施方式1的造形物的例子的立体图。

图5是表示有关实施方式1的造形装置的示意图。

图6是表示图5所示的造形装置的张力部的俯视图。

图7是将图5所示的造形装置的张力部、照射部及加热部放大表示的示意图。

图8是表示图5所示的造形装置的控制单元的结构的框图。

图9是表示有关实施方式1的造形物的制造处理的流程的流程图。

图10是表示有关本发明的实施方式2的造形装置的示意图。

图11是表示有关实施方式2的造形装置的配管的设置例的俯视图。

图12是表示实施方式2的温度调整表的例子的图。

图13是表示有关实施方式1的变形例的造形装置的示意图。

图14是表示有关实施方式2的变形例的造形装置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在图中对相同或对应的部分赋予相同的标号。

(实施方式1)

<片材10>

在图1中表示有关本发明的实施方式1的用来制造造形物的片材10(成形片材)的截面结构。片材10是通过预先被选择的部分通过加热而膨胀来将造形物造形的介质。片材10也被称作热膨胀性片材。

所述的造形物，是具有立体的形状的物体，在二维状的片材中，通过片材中的一部分在从片材的表面朝向外侧的方向上膨胀而被造形。造形物也称作立体物或立体图像。造形物的形状普遍包括简单的形状、几何学形状、字符等的形状。

更详细地讲，本实施方式的造形物是以三维空间内的特定的二维面为基准、在与该二维面垂直的方向或倾斜的方向上具有凹凸的物体。这样的造形物包含在立体(三维)图像中，但为了与通过所谓3D打印机技术制造的立体图像区别，称作2.5维(2.5D)图像或伪三维(pseudo－3D)图像。此外，制造这样的造形物的技术包含在立体图像印刷技术中，但为了与所谓3D打印机区别，称作2.5维印刷技术或伪三维印刷技术。将通过造形(造型)而经由视觉或触觉表现美感或质感称作“装饰(修饰)”。

如图1所示，片材10具备基材20和热膨胀层30。另外，图1表示造形物被制造前、即哪个部分都没有膨胀的状态下的片材10的截面。以下，将热膨胀层30一侧称作片材10的表侧，将基材20一侧称作片材10的背侧。

基材20是作为片材10的基础的片材状的介质。基材20是支承热膨胀层30的支承体，担负保持片材10的强度的作用。作为基材20，例如可以使用通常的印刷用纸。或者，基材20的材质也可以是合成纸、帆布料等的布、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)等的塑料膜，没有被特别限定。片材10的基材20具有第1主面22以及与第1主面22相反侧的第2主面24。

热膨胀层30被层叠在基材20的第1主面22之上，是通过被加热到规定的膨胀温度以上而膨胀的层。热膨胀层30包含粘合剂31和分散配置在粘合剂31内的热膨胀材料32。粘合剂31是乙烯－醋酸乙烯类聚合物、丙烯类聚合物等的热塑性树脂。热膨胀材料32具体而言是将丙烷、丁烷等的在低沸点下气化的物质内包在热塑性树脂的外壳中的、粒径约5～50μm的热膨胀性的微胶囊(微粉)。热膨胀材料32如果例如被从80℃加热到120℃左右的温度，则内包的物质气化，通过其压力而发泡及膨胀。这样，热膨胀层30对应于吸收的热量而膨胀。热膨胀材料32也称作发泡剂。

在片材10的表侧或背侧的面中的想要膨胀的部分，形成将电磁波变换为热的热变换层40。在图2中，作为一例，表示在片材10的表侧的面(即热膨胀层30的表面)和背侧的面(即基材20的第2主面24)的各自的一部分上形成有热变换层40的状态。热变换层40通过被用喷墨打印机等的印刷装置印刷到片材10的表侧或背侧的面上而形成。

热变换层40将电磁波变换为热，将变换后的热释放。由此，热膨胀层30中包含的热膨胀材料32被加热到规定的温度。热膨胀材料32被加热的温度，可以通过形成在片材10的表侧或背侧的面上的热变换层40的浓淡、向热变换层40照射的电磁波的每单位面积和单位时间的能量大小来控制。热变换层40由于比片材10的其他部分更迅速地将电磁波变换为热，所以热变换层40的附近的区域(热膨胀层30)被有选择地加热。

热变换层40的材料是碳黑、六硼化金属化合物、氧化钨类化合物等。例如，碳黑将可视光、红外光等吸收而变换为热。此外，六硼化金属化合物和氧化钨类化合物将近红外光吸收而变换为热。在六硼化金属化合物和氧化钨类化合物之中，因为在近红外光域中吸收率较高且可视光域的透射率较高的要求，所以优选的是六硼化镧(LaB₆)和氧化钨铯。

如果通过热变换层40将电磁波变换为热而热膨胀层30被加热到规定的膨胀温度，则热膨胀层30中包含的热膨胀材料32中的、存在于与形成有热变换层40的区域对应的位置处的热膨胀材料32膨胀。结果，如图3所示，片材10中的形成有热变换层40的部分朝向表侧隆起，形成隆起(凸台，bump)。通过由这样的热膨胀层30的隆起(凸台，bump)形成凸或凹凸形状，制造出例如图4所示那样的造形物50。

<造形物50>

造形物50是片材状的造形物，在表面具有凹凸52，即凸部54和凹部56。造形物50例如被作为装饰片材、壁纸等使用。

造形物50如图4所示，包括：基材20；热膨胀层30，被层叠在基材20的第1主面22之上，在与基材20相反侧具有凹凸52；以及热变换层40，以与凹凸52对应的图案形成在基材20的表侧或背侧的面。通过将片材10的膨胀的区域及膨胀高度组合，能够制造出包括这样的造形物50的各式各样的造形物。

<造形装置100>

接着，对造形装置100进行说明。造形装置100通过向片材10照射电磁波而使片材10膨胀，制造例如图4所示那样的造形物50。片材10当在造形装置100中被照射电磁波时，如图2所示，具备基材20、热膨胀层30和热变换层40。

如图5所示，造形装置100具备输送部120、张力部130、照射部150和控制单元180。这些各部设在箱体105内。箱体105具有片材10被运入的运入口105a、和制造出的造形物50被运出的运出口105b。

另外，为了容易理解，以下将图5中的造形装置100的较长右方(纸面的右方)设为+X方向，将上方(纸面的上方)设为+Z方向，将与+X方向及+Z方向垂直的方向(纸面的跟前方向)设为+Y方向而进行说明。

<输送部120>

输送部120将被从箱体105的运入口105a运入的片材10沿着输送路R输送。输送路R是从箱体105的运入口105a向运出口105b引导的路径。输送路R是以凸状的方式弯曲的路径，以被照射部150照射电磁波的位置为顶部T，向+Z方向突出而弯曲。

更详细地讲，输送部120具备导引部122、从动辊124a、驱动辊124b、张力辊124c、输送带126、运入辊128a和运出辊128b。

导引部122被配置在输送带126的去路部分与归路部分之间。导引部122与输送路R同样，呈向+Z方向突出而弯曲的形状。导引部122将输送带126的去路部分从－Z侧支承为沿着以凸状弯曲的输送路R弯曲的状态。此外，导引部122在与输送带126之间进行热传导。

从动辊124a配置在箱体105的运入口105a侧(+X侧)，卷绕着输送带126。从动辊124a的旋转轴在与片材10的输送方向(－X方向)及输送路R的突出方向(+Z方向)正交的方向(Y方向)上配置，从动辊124a被箱体105的侧板枢轴支撑。

驱动辊124b配置在箱体105的运出口105b侧(－X侧)，卷绕着输送带126。驱动辊124b的旋转轴与从动辊124a的旋转轴同样在Y方向上配置，驱动辊124b被箱体105的侧板枢轴支撑。驱动辊124b通过未图示的马达的旋转，从+Y方向观察向逆时针方向旋转，使输送带126行进。

张力辊124c被配置在输送带126的归路部分的下侧(－Z侧)，将输送带126的归路部分从－Z侧推压，对输送带126施加张力。张力辊124c的旋转轴与从动辊124a的旋转轴同样在Y方向上配置，张力辊124c被箱体105的侧板枢轴支撑。

输送带126是被卷绕在从动辊124a和驱动辊124b上的环带。输送带126的去路部分通过被导引部122支承，沿着以凸状的方式弯曲的输送路R弯曲为凸状。输送带126通过驱动辊124b的旋转而行进。具体而言，输送带126的去路部分沿着输送路R向－X方向行进，输送带126的归路部分向+X方向行进。

输送带126具有输送面126a，将片材10载置于输送面126a而输送。具体而言，片材10在其表侧的面上形成有热变换层40的情况下，将背侧的面朝向输送带126的输送面126a，即将片材10的表侧的面朝向上方，被载置于输送带126。另一方面，片材10在其背侧的面上形成有热变换层40的情况下，将表侧的面朝向输送带126的输送面126a，即将片材10的背侧的面朝向上方，被载置于输送带126。

输送带126通过借助驱动辊124b的旋转而行进，将载置于输送带126上的片材10从箱体105的运入口105a沿着输送路R向－X方向输送。并且，输送带126将通过由照射部150向片材10照射电磁波而制造出的造形物50向箱体105的运出口105b输送。

这样，输送带126对应于由照射部150进行的电磁波的照射位置，从运入口105a侧(+X侧)到运出口105b侧(－X侧)架设。由此，输送带126将片材10从运入口105a输送到由照射部150进行的电磁波的照射位置，将通过电磁波的照射而制造出的造形物50向运出口105b输送。

运入辊128a与从动辊124a同样，被箱体105的侧板枢轴支撑。在运入辊128a与输送带126之间夹入被从运入口105a插入的片材10，将片材10向箱体105内运入。

运出辊128b与驱动辊124b同样，被箱体105的侧板枢轴支撑。在运出辊128b与输送带126之间夹入由片材10制造出的造形物50，从运出口105b运出。

<张力部130>

张力部130对于由输送部120输送的片材10，沿着以凸状的方式弯曲的输送路R施加张力。张力部130如图6所示，具备一对推压带131、132。推压带131、132的各个将片材10的输送带126的宽度方向的端部(+Y方向的端部和－Y方向的端部)的各个向输送带126推压，对于片材10施加沿着输送路R的张力。

更详细地讲，张力部130具备卷绕推压带131的第1滑轮133a及第2滑轮133b、和卷绕推压带132的第3滑轮134a及第4滑轮134b。此外，张力部130具备改变推压带131的行进方向的2个改向滑轮(bend pulley)136、137、和改变推压带132的行进方向的2个改向滑轮138、139。

第1滑轮133a和第2滑轮133b夹着输送带126的顶部T分别配置在+X侧和－X侧。第1滑轮133a的外周的下端和第2滑轮133b的外周的下端位于比输送带126的去路部分的顶部T靠－Z侧。因而，推压带131的去路部分将被输送带126输送的片材10的+Y侧的端部向输送带126推压。

第3滑轮134a和第4滑轮134b夹着输送带126的顶部T分别配置在+X侧和－X侧。第3滑轮134a的外周的下端和第4滑轮134b的外周的下端位于比输送带126的去路部分的顶部T靠－Z侧。因而，推压带132的去路部分将被输送带126输送的片材10的－Y侧的端部向输送带126推压。

这样，一对推压带131、132分别将片材10的+Y侧的端部和－Y侧的端部向输送带126推压。因此，在片材10的+Y侧的端部和－Y侧的端部被施加沿着输送路R的张力。由此，能够抑制由输送部120输送的片材10的翘曲、挠曲等。

<照射部150>

照射部150向载置在输送带126而被输送的片材10照射电磁波。照射部150如图5所示，被配置在输送带126的顶部T的上方(+Z侧)。照射部150朝向在被张力部130施加了张力的状态下被输送带126输送的片材10的上侧的面从上方照射电磁波。

如果从照射部150向形成有热变换层40的片材10照射电磁波，则热变换层40将电磁波变换为热，将热膨胀层30中包含的热膨胀材料32加热至规定的温度以上。由于热变换层40以与造形物50的凹凸52对应的图案形成在片材10的表侧或背侧的面上，所以热膨胀层30的与凸部54对应的部分被加热至规定的温度以上，使热膨胀材料32膨胀。结果，热膨胀层30膨胀，在热膨胀层30形成凸部54(即凹凸52)。

更详细地讲，如图7所示，照射部150具备灯151、反射器152、风扇153和罩154。

灯151发出电磁波。灯151例如是卤素灯，发出近红外域(波长750～1400nm)、可视光域(波长380～750nm)或中红外域(波长1400～4000nm)的电磁波。灯151在输送带126的宽度方向(Y方向)上被形成为直管状，以便能够对载置于输送带126上而被输送的片材10在宽度方向(Y方向)上均等地照射电磁波。

反射器152将从灯151发出的电磁波朝向载置于输送带126上而被输送的片材10反射。反射器152以将灯151的上方覆盖的方式配置，将从灯151朝向上方发出的电磁波朝向下方反射。从灯151发出并由反射器152的反射面反射后的电磁波沿着在图7中用箭头表示的路径前进，在被载置于输送带126而被输送的片材10上聚束。这样，从灯151发出的电磁波通过被反射器152反射，从而聚束而照射于片材10。

风扇153向罩154内送入空气，将灯151和反射器152冷却。罩154容纳灯151、反射器152和风扇153。

<加热部(加热器161～164)>

造形装置100如图5至图7所示，还具备4个加热器161～164。各加热器161～164作为一例是电热线加热器，具有作为电热线的镍铬耐热合金线和将镍铬耐热合金线覆盖的罩，将电流流过镍铬耐热合金线时产生的热向周围释放。各加热器161～164作为将输送带126加热的加热部发挥功能。

各加热器161～164将输送带126加热至比片材10的膨胀温度低的温度。这里，膨胀温度是热膨胀层30中包含的热膨胀材料32开始膨胀的温度，如上述那样例如是从80℃到120℃左右的温度。

这样，加热器161～164将对应于照射部150的电磁波的照射位置而从上游侧到下游侧架设的输送带126加热。由此，能够不取决于造形装置100的周围是温暖还是寒冷、即温度是高还是低，将片材10被照射电磁波而加热及膨胀时的温度环境保持为一定的条件。换言之，加热器161～164通过将输送带126加热至比膨胀温度低的温度，担负调节输送带126和在其上被输送的片材10及造形物50的温度的作用。

更详细地讲，造形装置100在输送带126的输送方向上的比照射部150靠上游侧具备第1加热器161和第2加热器162。进而，造形装置100在输送带126的输送方向上的比照射部150靠下游侧具有第3加热器163和第4加热器164。

这里，由于输送带126将片材10从箱体105的运入口105a侧(+X侧)向运出口105b侧(－X侧)输送，所以输送带126的输送方向相当于从+X侧向－X侧的方向、即－X方向。即，输送带126的输送方向上的比照射部150靠上游侧相当于在造形装置100中比设置有照射部150的位置靠+X侧。同样，输送带126的输送方向上的比照射部150靠下游侧相当于在造形装置100中比设置有照射部150的位置靠－X侧。以下，对4个加热器161～164分别进行说明。

第1加热器161在输送带126的输送方向上的比照射部150靠上游侧配置在输送带126的输送面126a的下方。具体而言，第1加热器161在箱体105的运入口105a侧(+X侧)设在输送带126的去路部分与归路部分之间。

更详细地讲，第1加热器161被安装固定在将输送带126的去路部分从下侧(－Z侧)支承的导引部122的下侧的面处。如果第1加热器161发出热，则导引部122被加热，该热传递给输送带126的去路部分。由此，输送带126被加热。导引部122的材料优选的是金属或合金那样的热传导率比较高的材料，特别优选的是不锈钢板。

第2加热器162在输送带126的输送方向上的比照射部150靠上游侧配置在输送带126的输送面126a的上方。具体而言，第2加热器162如图6所示，在箱体105的运入口105a侧(+X侧)设置在设于输送带126的宽度方向(Y方向)的两端的推压带131、132之间。

更详细地讲，第2加热器162被安装于未图示的金属板，被固定在从输送带126的输送面126a向上方隔开间隔的位置。如果第2加热器162发出热，则通过其放射热将输送带126加热。

第1加热器161和第2加热器162由于设在比照射部150靠上游侧，所以对输送带126的比照射部150的电磁波的照射位置靠上游侧的区域加热。因此，片材10在被载置于输送带126而从运入口105a输送到电磁波的照射位置之前，被预热至比热膨胀层30的膨胀温度低的温度。由此，当由照射部150照射了电磁波时，能够缩短片材10的温度达到规定的膨胀温度以上的时间，所以容易使片材10膨胀。

第3加热器163在输送带126的输送方向上的比照射部150靠下游侧配置在输送带126的输送面126a的下方。具体而言，第3加热器163在箱体105的运出口105b侧(－X侧)配置在输送带126的去路部分与归路部分之间。

更详细地讲，第3加热器163被安装固定在将输送带126的去路部分从下侧(－Z侧)支承的导引部122的下侧的面处。如果第1加热器161发出热，则导引部122被加热，该热传递给输送带126的去路部分。由此，输送带126被加热。

第4加热器164在输送带126的输送方向上的比照射部150靠下游侧配置在比输送带126的输送面126a的上方。具体而言，第4加热器164如图6所示，在箱体105的运出口105b侧(－侧)设置在设于输送带126的宽度方向(Y方向)的两端的推压带131、132之间。

更详细地讲，第4加热器164被安装于未图示的金属板，被固定在从输送带126的输送面126a向上方隔开间隔的位置。如果第4加热器164发出热，则通过其放射热将输送带126加热。

第3加热器163和第4加热器164由于设在比照射部150靠下游侧，所以对输送带126的比照射部150的电磁波的照射位置靠下游侧的区域加热。因此，通过电磁波的照射、片材10加热及膨胀而制造出的造形物50从电磁波的照射位置到运出口105b被保持一定的温度而输送。由此，能够防止在刚制造后的造形物50与周围的环境之间急剧地发生温度差，所以能够抑制结露的发生。

<控制单元180>

回到图5，控制单元180对包括上述的输送部120、照射部150和加热器161～164的造形装置100的各部的动作进行控制。控制单元180如图8所示，具备控制部181、存储部182、输入受理部183、显示部184和输入输出接口185。这些各部通过用来传递信号的总线连接。

控制部181具备CPU(中央处理单元，Central Processing Unit)、ROM(只读存储器，Read Only Memory)及RAM(随机存取存储器，Random Access Memory)。CPU例如是微处理器等，是执行各种各样的处理及运算的中央运算处理部。在控制部181中，CPU将存储在ROM中的控制程序读出，一边使用RAM作为工作存储器，一边控制造形装置100整体的动作。控制部181经由输入输出接口185向输送部120、照射部150及加热器161～164的各部发送控制指令，使各部工作。

存储部182是闪存存储器、硬盘等的非易失性存储器。存储部182存储有由控制部181执行的程序及数据。

输入受理部183具备各种按钮、触控板、触控面板等的输入装置，受理来自用户的操作输入(用户操作)。例如，用户通过操作输入受理部183，能够设定制造的造形物50的种类、为其使用的片材10的种类等。

显示部184具备液晶显示器、有机EL(电致发光，Electro Luminescence)显示器等的显示装置，基于控制部181的控制，显示各种各样的图像。例如，显示部184显示用来对片材10制造造形物50的设定画面。

输入输出接口185是将在控制部181与造形装置100的各部之间收发的信号输入输出的接口。

<造形物的制造处理>

接着，参照图9所示的流程图，对造形物50的制造处理的流程进行说明。

如果开始图9所示的造形物50的制造处理，则首先准备片材10(步骤S10)。具体地说明，在基材20的第1主面22上网版印刷混合有粘合剂31和热膨胀材料32的涂覆液，将所印刷的涂覆液干燥。由此，如图1所示，制造出在基材20的第1主面22之上层叠有热膨胀层30的片材10。

如果准备了片材10，则接着向所准备的片材10印刷热变换层40(步骤S20)。具体地说明，在片材10的表侧的面(即热膨胀层20的表面)与背侧的面(即基材20的第2主面24)的至少一方的面，通过印刷装置以与凹凸52对应的浓淡图案印刷含有热变换材料的墨。印刷装置例如是喷墨打印机。

如果对片材10印刷了热变换层40，则通过作为加热部发挥功能的加热器161～164将输送带126加热(步骤S30)。具体地说明，加热器161～164基于控制部181的控制而工作，将输送带126加热至比片材10的膨胀温度低的温度。

如果加热了输送带126，则将片材10载置于正在被加热的输送带126上而输送(步骤S40)。具体地说明，用户将印刷有热变换层40的片材10从造形装置100的运入口105a插入。在热变换层40被印刷在片材10的表侧的面上的情况下，用户将片材10使其表侧的面朝向上方而从运入口105a插入。另一方面，在热变换层40被印刷在片材10的背侧的面上的情况下，用户将片材10使其背侧的面朝向上方而从运入口105a插入。输送部120基于控制部181的控制而工作，使驱动辊124b旋转，使正在被加热器161～164加热的输送带126行进。由此，输送带126将被插入的片材10沿着输送路R输送。

如果输送了片材10，则向被输送的片材10照射电磁波(步骤S50)。具体地说明，照射部150基于控制部181的控制而工作，朝向被输送部120输送的片材10照射电磁波。由此，印刷在片材10的热变换层40通过将电磁波变换为热而发热。如果通过从热变换层40发出的热而热膨胀层30中包含的热膨胀材料32被加热到开始膨胀的温度，则热膨胀层30开始膨胀，形成凹凸52。结果，制造出造形物50。

通过以上，从片材10制造出造形物50。制造出的造形物50被输送部120沿着输送路R输送，被从造形装置100的运出口105b运出。此时，为了提高制造的造形物50的装饰性，根据需要也可以在片材10的表侧或背侧的面通过印刷装置印刷彩色图像。

另外，在对片材10的表侧的面和背侧的面的两者印刷热变换层40而使片材10膨胀的情况下，在表侧的面和背侧的面的各自上印刷热变换层40，重复步骤S20～S50的处理。

如以上说明，有关实施方式1的造形装置100具备载置被照射电磁波而膨胀的片材10而输送的输送带126、向载置于输送带126上而被输送的片材10照射电磁波的照射部150、和将输送带126加热的加热器161～164。这样，有关实施方式1的造形装置100将载置并输送片材10的输送带126通过加热器161～164加热。因此，在由照射部150向片材10照射电磁波时，能够减小来自造形装置100的周围的环境的影响，能够在稳定的温度环境中使片材10膨胀。结果，能够在片材10上高精度地形成凹凸52，所以有助于高精度地制造希望的造形物50。

特别是，有关实施方式1的造形装置100在输送带126的输送方向上的比照射部150靠上游侧具备第1加热器161和第2加热器162。由此，在电磁波的照射前片材10被预热，所以当被照射部150照射了电磁波时，片材10的温度达到规定的膨胀温度以上的时间被缩短。因此，容易使片材10膨胀。另外，也可以不仅预先通过各加热器将输送带126预热，而在片材10的输送中进行对输送带126及片材10的加热。即，也可以不仅预先通过各加热器将输送带126加热，而使用第2加热器162、第4加热器164等，不经由导引部或带而直接将片材10加热。

进而，有关实施方式1的造形装置100在输送带126的输送方向上的比照射部150靠下游侧具备第3加热器163和第4加热器164。由此，输送带126中的将从片材10制造出的造形物50输送的区域被加热，所以通过片材10被加热到规定的膨胀温度以上而制造出的造形物50不会被急剧地冷却。因此，能够抑制在造形物50发生结露。

(实施方式2)

接着，对本发明的实施方式2进行说明。关于与实施方式1同样的结构及功能适当省略说明。

上述有关实施方式1的造形装置100具备将输送带126加热的加热器161～164。但是，仅通过加热器161～164的加热，有如输送带126的温度持续上升等那样输送带126的温度不稳定的情况。如果输送带126的温度不稳定，则有可能片材10过度膨胀、凸部与凹部的边界变得模糊等，不能适当地进行凸台形成。所以，在实施方式2中，进行调整，以使被加热器161～164加热的输送带126的温度保持为适当的温度条件。

在图10中表示有关实施方式2的造形装置200的结构。造形装置200具备输送部120、张力部130、照射部150、加热器161～164和控制单元180。这些各部与在有关实施方式1的造形装置100中具备的各部是同样的，所以省略说明。

除了这些与实施方式1同样的结构以外，有关实施方式2的造形装置200还具备使水循环的配管211和送风的风扇221～223。另外，在图10中为了容易理解而仅对配管211的一部分赋予了标号，而在图10中带有斜线的部分全部表示配管211的截面。

<配管211>

配管211作为通过在配管211的内部流动的水来调整被加热器161～164加热的输送带126的温度的第1温度调整部发挥功能。配管211如图10所示，以经过输送带126的内侧的方式设置。这里所述的输送带126的内侧，相当于输送带126的去路部分与归路部分之间。配管211通过使冷水或温水在输送带126的内侧循环，将输送带126冷却或加热。在配管211的内部流动的水是载热介质的一例。

更详细地讲，配管211被安装在输送带126的输送面126a的下方、导引部122的下表面处。这里，导引部122与实施方式1同样是支承输送带126的部件。导引部122的上表面与输送带126的下表面接触。由于配管211被安装在导引部122，所以如果在配管211中流过冷水或温水，则首先导引部122被冷却或加热。如果导引部122被冷却或加热，则导引部122的热传导给输送带126，输送带126被冷却或加热。

在图11中表示将设置在输送面126a的下方的配管211的设置例从上(+Z侧)观察的状况。在图11中，为了容易理解而将输送带126的输送面126a的位置用虚线表示，张力部130、照射部150等的其他的构成要素省略。

配管211以从输送带126的输送方向上的上游侧到下游侧分布于输送带126的较大范围的方式，被环绕铺设于导引部122的下表面。这里，输送带126的输送方向与实施方式1同样，相当于从+X侧向－X侧的方向，即－X方向。

更详细地讲，配管211在输送带的内侧至少经过输送带126的输送方向上的比照射部150靠上游侧及下游侧的位置、和夹着输送带126的输送面126a与照射部150相面对的位置。配管211在比第1加热器161更靠上游侧、比第2加热器162更靠下游侧、以及第1加热器161与第2加热器162之间，分别以在输送带126的宽度方向(Y方向)上至少往复1次的方式设置。

此外，如图11所示，造形装置200还具备向配管211供给水的水供给部212。水供给部212被设置在输送带126的侧方、下方等，箱体105内或箱体105外的适当的位置。另外，为了防止通过水供给部212动作而发生的水供给部212自身的热的影响等，水供给部212优选设置在箱体105外。

水供给部212具备将水冷却而生成冷水的功能、和将水加热而生成温水的功能。水供给部212通过将所生成的冷水与温水混合，生成被调整为希望的温度的水，将温度调整后的水向配管211供给。配管211使被从水供给部212供给的水循环。另外，水供给部212的种类可以是空冷式或水冷式等，只要能够进行从冷水到温水的温度调整，没有被特别限定。

如果从水供给部212向配管211供给了冷水或温水，则冷水或温水如在图11中用箭头表示那样，首先被向输送方向的上游侧输送，在上游侧以反复横穿输送带126的方式流动。然后，配管211内的冷水或温水被从上游侧向中央部及下游侧输送，在中央部及下游侧分别以反复横穿输送带126的方式流动。这样，通过在配管211内流动的冷水或温水在输送带126的宽度方向上反复往复，能够提高温度调整的效率。

更详细地讲，水供给部212在控制单元180的控制部181的控制下驱动，根据被加热器161～164加热的输送带126的温度，调整向配管211供给的水的温度。具体地说明，水供给部212如果被加热器161～164加热的输送带126的温度成为比基准温度高，则通过向配管211供给冷水，将输送带126冷却。此外，水供给部212如果被加热器161～164加热的输送带126的温度成为比基准温度低，则通过向配管211供给温水，将输送带126加热。

这里，基准温度是用来使片材10适当地膨胀的输送带126的温度，例如被预设设定为55℃等的适当的温度。另外，基准温度并不限于是某1个温度，例如也可以如52℃至58℃的范围那样，具有某种程度的宽度。

这里，输送带126的温度由省略图示的温度传感器计测。温度传感器作为一例是通过热电偶检测温度的接触型的传感器。温度传感器只要是能够计测输送带126的温度的位置，设在哪个位置都可以。例如，温度传感器被设置在输送带126的输送面126a的下方中的、由第1加热器161及第2加热器162被加热的位置。另外，温度传感器并不限于一处，也可以设在多处。由温度传感器计测的温度的信息经由未图示的通信线被向控制单元180供给。控制单元180的控制部181根据由温度传感器计测的温度，调整被从水供给部212向配管211供给的水的温度。

另外，温度传感器并不限于是接触型的传感器，也可以是非接触型的传感器。在温度传感器是非接触型的传感器的情况下，温度传感器例如是通过红外线检测输送带126的输送面126a的温度的红外线传感器。在此情况下，温度传感器被设置在相对于输送面126a面对的位置，以便能够检测输送面126a的温度。此外，温度传感器也可以不是一处而是设在多处。

水供给部212在被加热器161～164加热的输送带126的温度更高的情况下，使向配管211供给的水的温度进一步下降，在被加热器161～164加热的输送带126的温度更低的情况下，使向配管211供给的水的温度进一步上升。由此，配管211在输送带126的温度更高的情况下，使更低温的水循环，在输送带126的温度更低的情况下，使更高温的水循环。

具体而言，水供给部212参照图12所示的温度调整表，决定向配管211供给的水的温度。图12所示的温度调整表作为一例，表示基准温度是55℃的情况下的输送带126的温度与配管211内的水温的对应关系。温度调整表被预先设定，存储在存储部182中。

例如，在输送带126的温度是比基准温度高5℃的60℃的情况下，水供给部212使向配管211供给的水的温度下降5℃而调整为50℃。在输送带126的温度是比基准温度高10℃的65℃的情况下，水供给部212使向配管211供给的水的温度下降10℃而调整为45℃。在输送带126的温度是比基准温度高15℃的70℃的情况下，水供给部212使向配管211供给的水的温度下降15℃而调整为40℃。

此外，在输送带126的温度是比基准温度低5℃的50℃的情况下，水供给部212使向配管211供给的水的温度上升5℃而调整为60℃。在输送带126的温度是比基准温度低10℃的45℃的情况下，水供给部212使向配管211供给的水的温度上升10℃而调整为65℃。在输送带126的温度是比基准温度低15℃的40℃的情况下，水供给部212使向配管211供给的水的温度上升15℃而调整为70℃。

这样，水供给部212在输送带126的温度上升或下降的情况下，相应于上升或下降的温度，使向配管211供给的水的温度下降或上升。由此，能够将输送带126的温度保持为基准温度。特别是，如果要由加热器将输送带126加热到基准温度则温度有可能过度上升，所以在输送带126的温度比基准温度低的情况下，与通过加热器进行温度调整相比，温度调整部能够进行更正确的温度调整。

<风扇221～223>

回到图10，风扇221～223通过朝向输送带126送风，作为调整被加热器161～164加热的输送带126的温度的第2温度调整部发挥功能。风扇221～223在输送带126的内侧以仰视导引部122的下表面的朝向设置。风扇221～223通过朝向输送带126的方向送冷风或温风，将输送带126冷却或加热。

第1风扇221被配置在输送带126的输送方向上的比照射部150靠上游侧。更详细地讲，第1风扇221在比第1加热器161更靠上游侧配置在导引部122的下方。

第2风扇222被配置在输送带126的输送方向上的比照射部150靠下游侧。更详细地讲，第2风扇222在比第2加热器162更靠下游侧配置在导引部122的下方。

第3风扇223被配置在夹着输送带126的输送面126a与照射部150相面对的位置。更详细地讲，第3风扇223配置在输送路R中的顶部T的下方。

风扇221～223在控制部181的控制下驱动，从导引部122的下方送风。由此，调整导引部122的温度，进而经由导引部122调整输送带126的温度。通过将3个风扇221～223分别设置在输送带126的上游侧、下游侧和中央部，能够调整输送带126的温度以使输送带126的整体的温度尽可能保持为一定。

此外，如图10所示，造形装置200还具备风扇用加热器231～233。风扇用加热器231～233将由风扇221～223送风的空气加热。

更详细地讲，风扇用加热器231～233分别被配置在风扇221～223的下方、即上风侧。风扇用加热器231～233如果通过控制部181的指令而驱动，则将风扇221～223的上风侧的空气加热。如果在该状态下风扇221～223驱动，则向导引部122送温风。由此，输送带126被加热。另一方面，如果在风扇用加热器231～233未驱动的状态下风扇221～223驱动，则向导引部122送冷风。由此，输送带126被冷却。

风扇221～223及风扇用加热器231～233在控制单元180的控制部181的控制下驱动，根据被加热器161～164加热的输送带126的温度，调整被送风的空气的温度。

这里，输送带126的温度由与通过配管211进行温度调整的情况相同的温度传感器计测。控制部181根据由温度传感器计测的输送带126的温度，对风扇221～223及风扇用加热器231～233进行控制。

具体地说明，在被加热器161～164加热的输送带126的温度比基准温度高的情况下，控制部181不使风扇用加热器231～233驱动，而使风扇221～223送风。由此，风扇221～223朝向输送带126送冷风，将输送带126冷却到基准温度。

另一方面，在被加热器161～164加热的输送带126的温度比基准温度低的情况下，控制部181使风扇用加热器231～233驱动，并且使风扇221～223送风。由此，风扇221～223将被风扇用加热器231～233加热后的空气朝向输送带126输送，将输送带126加热到基准温度。

更详细地讲，在将输送带126冷却的情况下，控制部181根据由温度传感器计测的输送带126的温度，变更风扇221～223的每单位时间的转速，调整送风的强度。具体地说明，风扇221～223在输送带126的温度更高的情况下，使每单位时间的转速增加，更强地送风。此外，风扇221～223在输送带126的温度更低的情况下，使每单位时间的转速减小，更弱地送风。

通过这样控制风扇221～223的转速，能够将输送带126的温度保持为基准温度。另外，输送带126的温度与每单位时间的转速的对应关系与图12所示的温度调整表同样被预先设定，存储在存储部182中。另外，适当设置未图示的排气口及风扇等，通过将带有热的空气向箱体105外排出，以使得在加热及冷却的情况下带有热的空气都不闷在箱体105内，能够精度更好地进行温度调整。

如以上说明，有关实施方式2的造形装置200作为调整被加热器161～164加热的输送带126的温度的温度调整部而具备使水循环的配管211和输送空气的风扇221～223。由此，能够避免输送带126的温度过度上升或过度下降，能够在更稳定的温度环境下使片材10膨胀。结果，能够在片材10上高精度地形成凹凸52，所以有助于高精度地制造希望的造形物50。

(变形例)

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式是一例，本发明的应用范围并不限于此。即，本发明的实施方式能够进行各种应用，所有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1、2中，造形装置100、200作为将输送带126加热的加热部而具备4个加热器161～164。但是，造形装置100、200作为加热部只要具备将输送带126加热的至少1个加热器就可以。此时，至少1个加热器被配置的位置相对于照射部150是上游侧和下游侧的哪侧都可以，是输送面126a的上方和下方的哪方都可以。如果由至少1个加热器将输送带126的某个位置加热，则被加热的热在输送带126的内部传递，所以输送带126整体被加温。因此，能够将向片材10照射电磁波时的温度环境保持为一定的条件，能够在稳定的温度环境下使片材10膨胀。

在上述实施方式2中，造形装置200作为温度调整部而具备配管211和风扇221～223。但是，造形装置200作为温度调整部也可以仅具备配管211和风扇221～223的某一方。通过两方都具备，造形装置200能够更有效率地调整输送带126的温度。例如，对于大型的加热器等发热量比较大的部件，具备配管211和风扇221～223的两者由于能够更有效率地进行冷却，所以是优选的。相对于此，仅通过某一方，也能够调整被加热器161～164加热的输送带126的温度。对于小型的加热器等发热量比较小的部件，只要仅具备某一方，就能够进行充分有效率的温度调节。

在上述实施方式2中，造形装置200在输送带126的内侧具备3个风扇221～223。但是，风扇221～223并不限于设在输送带126的内侧，只要能够向输送带126送风，设在怎样的位置都可以。此外，风扇的数量也可以不是3个。此外，风扇用加热器231～233并不限于配置在风扇221～223的上风侧，只要能够将由风扇221～223送风的空气加热，也可以配置在风扇221～223的下风侧。此外，配管211并不限于如图11所示那样沿着输送带126的宽度方向往复。例如，配管211也可以以沿着输送带126的输送方向往复的方式配置。

在上述实施方式2中，配管211通过使水循环，来调整被加热器161～164加热的输送带126的温度。但是，在配管211的内部流动的载热介质并不限于是水，也可以是水以外的液体或气体。例如也可以是，与水供给部212对应的载热介质供给部通过作为载热介质而适当将与使用温度对应的水以外的液体或气体向配管211供给并使其循环，将被加热器161～164加热的输送带126加热或冷却。

在上述实施方式1、2中，输送部120沿着以凸状弯曲的输送路R将片材10输送。但是，输送部120并不限于以凸状弯曲的输送路R，沿着怎样的输送路将片材10输送都可以。

作为一例，在图13中表示有关实施方式1的变形例的造形装置100a的结构。如图13所示，造形装置100a具备：输送部120a，具有将片材10载置并输送的输送带126，使片材10沿着平坦的输送路R’输送；照射部150，向载置于输送带126上而被输送的片材10照射电磁波；以及加热器161～164，将输送带126加热。由于造形装置100a的输送路R’是平坦的，所以输送部120a不具备用来使输送带126弯曲为凸状的导引部122和张力辊124c。即使是这样照射部150被沿着平坦的输送路R’输送的情况，通过用加热器161～164将输送带126加热，也能够在稳定的温度环境下使片材10膨胀。

此外，在图14中表示有关实施方式2的变形例的造形装置200a的结构。造形装置200a除了图13所示的造形装置100a的结构以外，还具备配管211、水供给部212(省略图示)、风扇221～223和风扇用加热器231～233。这些各部与在实施方式2中说明的各部是同样的。相对于在实施方式2中输送路R以凸状弯曲，在图14中，各部以适合于平坦的输送路R’的方式配置。另外，即使是如图13及图14那样输送路R’为平坦的情况，也可以设置导引部122或张力辊124c。即使是这样输送路R’为平坦的情况，也与实施方式2同样，能够使用配管211或风扇221～223进行调整，以使被加热器161～164加热的输送带126的温度保持为适当的温度条件。

此外，即使是如上述实施方式1、2那样输送路R以凸状弯曲的情况，造形装置100、200也可以不具备导引部122。即，对于使输送路R弯曲为凸状，优选的是导引部122与输送带126的去路内侧的整面接触，但只要能够使输送路R弯曲为凸状，也可以不设置导引部122。例如，也可以如以凸状弯曲的输送路R的顶部T的宽度方向(Y轴方向)的两端两处等那样，以最低限度的位置支承输送带126。并且，也可以沿着以凸状弯曲的输送路R设置多个加热器，多个加热器不经由导引部122而将输送带126的内侧直接加热或冷却。

此外，也可以在张力部130的内侧设置支承推压带131、132的导引部。进而，也可以在张力部130的内侧设置温度传感器，温度传感器通过计测设在张力部130的内侧的导引部的温度，间接地计测输送带126的温度。此外，也可以通过由加热器将导引部加热，向张力部130热传导。

在上述实施方式1、2中，片材10具备基材20和热膨胀层30。但是，在上述实施方式中表示的片材10是一例，可以使用层结构、大小、厚度等不同的各种各样的种类的片材10。例如，片材10也可以具备吸收并容纳墨的墨容纳层。墨容纳层由用来使印刷用的墨、调色剂等固定于表面的适当的材料形成。或者，片材10也可以具备由其他任意的材料形成的层。

在上述实施方式1、2中，在控制部181中通过CPU执行存储在ROM中的程序来控制造形装置100、200的各部。但是，在本发明中，控制部181也可以代替CPU而具备例如ASIC(专用集成电路，Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(现场可编程门阵列，Field－Programmable Gate Array)、各种控制电路等的专用的硬件，由专用的硬件控制造形装置100的各部。在此情况下，既可以将控制部181的各功能用分别的硬件实现，也可以将各功能集中用单一的硬件实现。此外，也可以在各功能中将一部分用专用的硬件实现，将另一部分用软件或固件实现。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于该特定的实施方式，在本发明中包括权利要求书所记载的发明和其等价的范围。

Claims (19)

1.一种造形装置，其特征在于，

具备：

输送带，被载置通过被照射电磁波而膨胀的片材；

照射部，向被载置于上述输送带的上述片材照射上述电磁波；以及

加热部，将上述输送带加热。

2.如权利要求1所述的造形装置，其特征在于，

在上述输送带的内侧，具备支承上述输送带并在与上述输送带之间进行热传导的导引部。

3.如权利要求1或2所述的造形装置，其特征在于，

作为上述加热部，具备配置在上述输送带的输送方向上的比上述照射部靠上游侧的至少1个加热器。

4.如权利要求3所述的造形装置，其特征在于，

作为上述加热部，在上述输送方向上的比上述照射部靠上游侧，具备配置在上述输送带的输送面的下方的第1加热器和配置在上述输送面的上方的第2加热器。

5.如权利要求1～4中任一项所述的造形装置，其特征在于，

作为上述加热部，具备配置在上述输送带的输送方向上的比上述照射部靠下游侧的至少1个加热器。

6.如权利要求5所述的造形装置，其特征在于，

作为上述加热部，在上述输送方向上的比上述照射部靠下游侧，具备配置在上述输送带的输送面的下方的第3加热器和配置在上述输送面的上方的第4加热器。

7.如权利要求1～6中任一项所述的造形装置，其特征在于，

还具备调整被上述加热部加热的上述输送带的温度的温度调整部。

8.如权利要求7所述的造形装置，其特征在于，

上述温度调整部在被上述加热部加热的上述输送带的温度比基准温度高的情况下，将上述输送带冷却，在被上述加热部加热的上述输送带的温度比上述基准温度低的情况下，将上述输送带加热。

9.如权利要求7或8所述的造形装置，其特征在于，

作为上述温度调整部，具备经过上述输送带的内侧而使载热介质循环的配管。

10.如权利要求9所述的造形装置，其特征在于，

上述配管在上述输送带的内侧，至少经过上述输送带的输送方向上的比上述照射部靠上游侧及下游侧的位置、和夹着上述输送带的输送面与上述照射部面对的位置。

11.如权利要求9或10所述的造形装置，其特征在于，

上述配管在被上述加热部加热的上述输送带的温度比基准温度高的情况下，使比上述基准温度低温的上述载热介质循环，在被上述加热部加热的上述输送带的温度比上述基准温度低的情况下，使比上述基准温度高温的上述载热介质循环。

12.如权利要求7～11中任一项所述的造形装置，其特征在于，

作为上述温度调整部，具备朝向上述输送带送风的至少1个风扇。

13.如权利要求12所述的造形装置，其特征在于，

作为上述至少1个风扇，具备配置在上述输送带的输送方向上的比上述照射部靠上游侧的第1风扇、配置在上述输送方向上的比上述照射部靠下游侧的第2风扇、和配置在夹着上述输送带的输送面与上述照射部面对的位置处的第3风扇。

14.如权利要求12或13所述的造形装置，其特征在于，

还具备将被上述至少1个风扇送风的空气加热的风扇用加热器；

上述至少1个风扇通过将被上述风扇用加热器加热后的上述空气朝向上述输送带输送，将上述输送带加热。

15.如权利要求12～14中任一项所述的造形装置，其特征在于，

上述至少1个风扇在将上述输送带冷却的情况下，根据被上述加热部加热的上述输送带的温度，变更上述至少1个风扇的转速。

16.如权利要求1～15中任一项所述的造形装置，其特征在于，

上述片材具备：

基材；

热膨胀层，被层叠在上述基材的一方的主面之上，通过加热而膨胀；以及

热变换层，被层叠在上述基材的另一方的主面或上述热膨胀层之上，通过将上述电磁波吸收并将上述电磁波变换为热，将上述热膨胀层加热。

17.如权利要求16所述的造形装置，其特征在于，

上述热膨胀层如果被加热到规定的膨胀温度以上则膨胀；

上述加热部将上述输送带加热到比上述规定的膨胀温度低的温度。

18.一种造形物的制造方法，其特征在于，

包括：

加热工序，将输送带加热；

输送工序，将片材载置于在上述加热工序中被加热的上述输送带并输送；以及

照射工序，向在上述输送工序中被输送的上述片材照射电磁波。

19.如权利要求18所述的造形物的制造方法，其特征在于，

上述片材具备：

基材；

热膨胀层，被层叠在上述基材的一方的主面之上，通过加热而膨胀；以及

热变换层，被层叠在上述基材的另一方的主面或上述热膨胀层之上，通过将上述电磁波吸收并将上述电磁波变换为热，将上述热膨胀层加热。

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