JP2001088424A - Foaming sheet - Google Patents

Foaming sheet

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JP2001088424A
JP2001088424A JP26724799A JP26724799A JP2001088424A JP 2001088424 A JP2001088424 A JP 2001088424A JP 26724799 A JP26724799 A JP 26724799A JP 26724799 A JP26724799 A JP 26724799A JP 2001088424 A JP2001088424 A JP 2001088424A
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JP
Japan
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foaming
foamed
unit
foamable
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP26724799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Kanzaki
明佳 神前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP26724799A priority Critical patent/JP2001088424A/en
Publication of JP2001088424A publication Critical patent/JP2001088424A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a foaming sheet for forming a half stereoscopic image simply and accurately reproduced in a rugged shape of a stereoscopic material to be copied. SOLUTION: The foaming sheet SH10 is sequentially coated with foamable materials FB1, FB2, FB3 and FB4 from below on one surface of a sheet-like base material BP so as to specify a foaming direction. The materials FB1 to FB4 are constituted to foam the nearer material BP, that is, the material at a lower temperature farther from a heat source. In this case, the material FB1 foamed at a lowest temperature is arranged directly on a base material BP, and the material FB4 foaming at the highest temperature is arranged on the uppermost surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレリーフ画などの立
体的な造形物を発泡により形成するための発泡シートに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a foam sheet for forming a three-dimensional modeled object such as a relief image by foaming.

【0002】[0002]

【従来の技術】発泡性の素材上に光吸収性の高い材料で
濃淡を付けて所望の画像を形成し、全面的に光照射を行
って光吸収の差により画像を選択的に加熱発泡させて、
画像の濃淡により高さの異なる隆起画像(半立体画像)
を得る方法が米沢義道(特公昭59−35359号公
報)によって提唱されている。
2. Description of the Related Art A desired image is formed by shading a highly light-absorbing material on a foaming material, and the entire image is irradiated with light, and the image is selectively heated and foamed by the difference in light absorption. hand,
Raised images (semi-stereoscopic images) with different heights depending on the contrast of the image
Has been proposed by Yoshimichi Yonezawa (Japanese Patent Publication No. 59-35359).

【0003】また、発泡性の素材にトナーを転写して、
加熱することで立体的な文字や点字を得る立体コピー装
置(ミノルタ株式会社)や、発泡性の熱転写シートを選
択的に熱膨張させ、膨張層を被転写シート上に転写した
後、膨張層をさらに加熱して発泡させることで半立体画
像を得る装置(特開平10−138639号公報)が知
られている。
Further, the toner is transferred to a foaming material,
A three-dimensional copying machine (Minolta Co., Ltd.) that obtains three-dimensional characters and braille by heating, or a thermally expandable thermal transfer sheet is selectively thermally expanded, and the expanded layer is transferred onto a transfer-receiving sheet. An apparatus for obtaining a semi-stereoscopic image by further heating and foaming is known (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-138339).

【0004】なお、半立体画像とは立体物を一方向から
見た場合の凹凸を再現した画像であり、立体物の全体を
再現したものではないので半立体と呼称される。なお、
2.5次元の画像と呼称される場合もある。
[0004] A semi-stereoscopic image is an image that reproduces unevenness when a three-dimensional object is viewed from one direction, and is not a reproduction of the entire three-dimensional object. In addition,
It is sometimes called a 2.5-dimensional image.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】これらの装置は、文字
や線画のような2次元画像を、半立体画像として複写す
るには適しているが、複写対象が立体物であり、当該立
体物の凹凸を反映した半立体画像、例えば人の顔の正面
立体像等の作成は困難である。
Although these devices are suitable for copying a two-dimensional image such as a character or a line drawing as a half-stereoscopic image, the object to be copied is a three-dimensional object, and It is difficult to create a semi-stereoscopic image reflecting irregularities, for example, a frontal stereoscopic image of a human face.

【0006】また、米沢の方法では、画像の濃淡により
高さの異なる半立体画像を得ることができるが、光吸収
材の濃淡だけで立体物の複雑な凹凸を正確に再現するこ
とは困難であった。
In the Yonezawa method, it is possible to obtain semi-stereoscopic images having different heights depending on the shading of the image. However, it is difficult to accurately reproduce complicated unevenness of a three-dimensional object only by shading of the light absorbing material. there were.

【0007】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、複写対象となる立体物の凹凸形状
を簡単に、かつ正確に再現した半立体画像を形成するた
めの発泡シートを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a foam sheet for forming a semi-stereoscopic image which simply and accurately reproduces the uneven shape of a three-dimensional object to be copied. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の発泡シートは、立体物の情報に基づいて加熱される
ことで発泡し、前記立体物の半立体画像を形成する発泡
シートであって、前記発泡シートは、発泡温度の異なる
複数の発泡性素材を備え、前記複数の発泡性素材は積層
されている。
The foamed sheet according to the present invention is a foamed sheet which foams by being heated based on information of a three-dimensional object and forms a semi-stereoscopic image of the three-dimensional object. In addition, the foam sheet includes a plurality of foam materials having different foaming temperatures, and the plurality of foam materials are stacked.

【0009】本発明に係る請求項2記載の発泡シート
は、前記発泡シートが、シート状の非発泡の基材をさら
に備え、前記複数の発泡性素材は、前記基材側から順に
発泡温度が高くなるように前記基材上に積層されてい
る。
The foamed sheet according to claim 2 of the present invention, wherein the foamed sheet further comprises a sheet-shaped non-foamed base material, and the plurality of foamable materials have a foaming temperature in order from the base material side. It is laminated on the base material so as to be higher.

【0010】本発明に係る請求項3記載の発泡シート
は、前記発泡シートが、シート状の非発泡の基材をさら
に備え、前記複数の発泡性素材は、前記基材側から順に
発泡温度が低くなるように前記基材上に積層されてい
る。
The foamed sheet according to claim 3 of the present invention, wherein the foamed sheet further comprises a sheet-shaped non-foamed base material, and the plurality of foamable materials have a foaming temperature in order from the base material side. It is laminated on the base material so as to be lower.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】<発泡造形装置の構成および動作
>本発明に係る発泡シートの実施の形態の説明に先立っ
て、発泡シートを発泡させて半立体画像を形成するため
の発泡造形装置の構成および動作について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <Structure and operation of foam molding apparatus> Prior to description of an embodiment of a foam sheet according to the present invention, a foam molding apparatus for foaming a foam sheet to form a semi-stereoscopic image is described. The configuration and operation will be described.

【0012】<装置構成例1>発泡造形装置の一例とし
て、図1に発泡造形装置100の構成を示す。図1にお
いて発泡造形装置100は、発泡ユニットFMと、コン
ピュータ支援設計(CAD)、コンピュータグラフィッ
クス(CG)などを実現するコンピュータ、あるいは3
次元測定器などで構成される形状情報作成部20と、形
状情報作成部20で作成された形状情報を発泡制御デー
タ等の制御データに変換するデータ処理部30と、デー
タ処理部30で作成された発泡制御データに基づいて発
泡ユニットFMを制御し、発泡ユニットFMから発泡性
素材FBに与える発泡のためのエネルギーを制御して発
泡性素材FBの発泡量をコントロールする制御部40と
備えている。
<Example 1 of Apparatus Configuration> FIG. 1 shows the configuration of an foam molding apparatus 100 as an example of a foam molding apparatus. In FIG. 1, a foam molding apparatus 100 includes a foaming unit FM and a computer that realizes computer-aided design (CAD), computer graphics (CG), or the like.
A shape information creating unit 20 including a dimension measuring device, a data processing unit 30 that converts the shape information created by the shape information creating unit 20 into control data such as foam control data, and a data processing unit 30 that creates the shape information. The control unit 40 controls the foaming unit FM based on the generated foaming control data, controls the energy for foaming given from the foaming unit FM to the foamable material FB, and controls the foaming amount of the foamable material FB. .

【0013】<発泡性素材>図1に示す発泡性素材FB
としては、従来より熱により発泡する熱発泡性素材が使
用されている。熱発泡性素材は熱可塑性樹脂で構成され
る微小球殻の内部に、低沸点炭化水素を封入したマイク
ロカプセルとバインダーとで構成される。
<Expandable Material> Expandable material FB shown in FIG.
Conventionally, a heat-foamable material that foams by heat has been used. The thermofoamable material is composed of microcapsules in which low-boiling hydrocarbons are sealed in a microsphere shell made of a thermoplastic resin and a binder.

【0014】上記微小球殻の粒径は10〜30μmであ
り、殻壁材としては、例えば塩化ビニリデン、アクリロ
ニトリル等が使用され、低沸点炭化水素としては、プロ
パン、ブタン、ペンタンなどが使用される。また、バイ
ンダーとしては熱可塑性の酢酸ビニル系ポリマー、アク
リル系ポリマー等が使用される。
The microsphere shell has a particle size of 10 to 30 μm. As the shell wall material, for example, vinylidene chloride, acrylonitrile or the like is used, and as the low boiling point hydrocarbon, propane, butane, pentane or the like is used. . As the binder, a thermoplastic vinyl acetate polymer, an acrylic polymer, or the like is used.

【0015】<発泡ユニット>図1に示す発泡ユニット
FMは、発泡性素材FBを加熱する加熱手段であり、制
御部40からのコントロールにより、発泡性素材FBに
適宜熱量を与える。なお、発泡ユニットFMの現実的な
構成としては、熱量の制御性、発泡ポイントの大きさを
制御して半立体画像の解像度を向上させるという観点か
ら、レーザー光による加熱が有効である。
<Foaming Unit> The foaming unit FM shown in FIG. 1 is a heating means for heating the foamable material FB, and appropriately gives heat to the foamable material FB under the control of the control unit 40. As a practical configuration of the foaming unit FM, heating by a laser beam is effective from the viewpoint of controlling the amount of heat and controlling the size of the foaming point to improve the resolution of a semi-stereoscopic image.

【0016】図2にレーザー光を用いた発泡ユニットF
M1の構成を示す。図2において、発泡ユニットFM1
はレーザー光源LDと、レーザー光源LDから放射され
たレーザー光を収束させ、かつ所定位置に導く光学系O
Pとを有して構成されている。
FIG. 2 shows a foaming unit F using a laser beam.
3 shows the configuration of M1. In FIG. 2, the foaming unit FM1
Is a laser light source LD and an optical system O that converges the laser light emitted from the laser light source LD and guides the laser light to a predetermined position.
P.

【0017】レーザー光源LDとしては半導体レーザー
を使用することで装置を小型化でき、レーザー光の波長
は赤外光に近い波長とすることで発泡性素材FB照射さ
れた場合に効率良く熱を発生させることができる。
By using a semiconductor laser as the laser light source LD, the apparatus can be miniaturized. The wavelength of the laser light is set to a wavelength close to the infrared light, so that heat is efficiently generated when the foamable material FB is irradiated. Can be done.

【0018】<装置動作>次に、図3に示すフローチャ
ートを用いて発泡造形装置100の動作について説明す
る。
<Apparatus Operation> Next, the operation of the foam molding apparatus 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0019】まず、形状情報作成部20において複写対
象となる立体物の形状情報を作成する(ステップS
1)。これは、コンピュータを用いて作成された、また
はコンピュータに与える立体物の形状データや、3次元
測定器などで測定した立体物の形状データに基づいて作
成される。
First, the shape information creating unit 20 creates shape information of a three-dimensional object to be copied (step S).
1). This is created based on shape data of a three-dimensional object created by using a computer or given to a computer, or measured by a three-dimensional measuring device or the like.

【0020】形状情報作成部20で作成した形状情報を
データ処理部30に入力し(ステップS2)、形状情報
を発泡制御データに変換する(ステップS3)。発泡制
御データは、発泡性素材FB上において発泡ユニットF
Mを走査させる走査経路(走査パス)、走査速度、各発
泡部の発泡高さに応じて各発泡部に投入する熱量、加熱
温度に関するデータを含んでいる。
The shape information created by the shape information creating unit 20 is input to the data processing unit 30 (step S2), and the shape information is converted into foam control data (step S3). The foam control data is stored in the foam unit F on the foam material FB.
The data includes a scanning path (scanning path) for scanning M, a scanning speed, and the amount of heat to be supplied to each foaming portion and the heating temperature according to the foaming height of each foaming portion.

【0021】次に、制御部40において発泡制御データ
に基づいて設定された発泡性素材FBの所定位置を発泡
ユニットFMにより加熱して発泡させる(ステップS
4)。この加熱は発泡部の高さと投入熱量に関するデー
タに基づいて行われるので、発泡高さが異なれば投入熱
量が異なる。
Next, a predetermined position of the expandable material FB set by the control unit 40 based on the expansion control data is heated and expanded by the expansion unit FM (step S).
4). Since this heating is performed based on data on the height of the foamed portion and the amount of heat input, the amount of heat input is different if the foaming height is different.

【0022】そして、制御部40において所定位置の発
泡部に対して設定された熱量を与えたか否かを確認し
(ステップS5)、設定された熱量を与えていない場合
にはステップS4の動作を繰り返し、設定された熱量を
与えた場合には、全ての発泡部の発泡が完了したか否か
を確認し(ステップS6)、発泡が完了した場合には加
熱動作を終了し、発泡が完了していない場合には、ステ
ップS4以降の動作を繰り返すことになる。
Then, the control unit 40 checks whether or not the set amount of heat has been applied to the foaming portion at a predetermined position (step S5). If the set amount of heat has not been applied, the operation of step S4 is performed. Repeatedly, when the set amount of heat is given, it is confirmed whether or not the foaming of all the foamed portions is completed (step S6), and when the foaming is completed, the heating operation is ended and the foaming is completed. If not, the operation from step S4 is repeated.

【0023】なお、ステップS4の動作は、1つの発泡
部に対して設定熱量に達するまで連続して加熱を行うよ
うにしても良いが、1つの発泡部に対する加熱をある程
度の熱量に達するまで行った後、他の発泡部上に発泡ユ
ニットFMを移動させて加熱するという動作を繰り返
し、全ての発泡部上を複数回走査しながら最終的に各発
泡部にそれぞれ設定された熱量を投入するというよう
に、積算的に各発泡部を加熱するようにしても良い。
The operation in step S4 may be such that heating is continuously performed on one foamed portion until the set amount of heat is reached. However, heating of one foamed portion is performed until a certain amount of heat is reached. After that, the operation of moving the foaming unit FM to another foaming portion and heating the same is repeated, and while scanning over all the foaming portions a plurality of times, the heat quantity set in each foaming portion is finally input. As described above, the respective foamed portions may be heated in a cumulative manner.

【0024】図4に発泡性素材上に半立体画像を形成し
た場合の概念図を示す。図4においては、発泡性素材F
B上に四角錐状の発泡部FPが形成されている。このよ
うに、発泡量を制御することで任意の形状の発泡部FP
を形成することができる。
FIG. 4 shows a conceptual diagram when a semi-stereoscopic image is formed on a foamable material. In FIG. 4, the foamable material F
A quadrangular pyramid-shaped foamed portion FP is formed on B. As described above, by controlling the foaming amount, the foamed portion FP having an arbitrary shape is formed.
Can be formed.

【0025】以上説明したように、発泡造形装置100
においては、複写対象となる立体物の形状情報に基づい
て作成された発泡制御データにより、発泡性素材への投
入熱量を制御することで発泡量、すなわち発泡高さを制
御するので、立体物の形状を半立体画像として簡単に、
かつ正確に再現することができる。
As described above, the foam molding apparatus 100
In, the amount of foaming, that is, the height of foaming is controlled by controlling the amount of heat applied to the foamable material by the foaming control data created based on the shape information of the three-dimensional object to be copied. Easy as a semi-stereoscopic image,
And can be accurately reproduced.

【0026】<装置構成例2>発泡造形装置の一例とし
て、図5に発泡造形装置200の構成を示す。図5にお
いて発泡造形装置200は、図1に示した発泡ユニット
FM、形状情報作成部20、データ処理部30、制御部
40に加えて発泡ユニットFMにより発泡された発泡性
素材FBの発泡量(発泡高さ)を計測する発泡量計測ユ
ニットFDを備えている。
<Example of Apparatus Configuration 2> As an example of the foam molding apparatus, FIG. In FIG. 5, the foam molding apparatus 200 includes the foaming unit FM, the shape information creating unit 20, the data processing unit 30, and the control unit 40 shown in FIG. (Foaming height) is provided.

【0027】<発泡量計測ユニット>発泡量計測ユニッ
トFDは発泡ユニットFMに付随して移動し、発泡ユニ
ットFMが形成した発泡部の発泡量(発泡高さ)を計測
し、その結果を制御部40にフィードバックする機能を
有している。制御部40では発泡量の情報に基づいて発
泡ユニットFMを制御し、発泡部に与える熱量をコント
ロールする。
<Expansion Amount Measuring Unit> The foaming amount measuring unit FD moves in association with the foaming unit FM, measures the foaming amount (expansion height) of the foaming section formed by the foaming unit FM, and outputs the result to the control unit. It has a function to feed back to 40. The control unit 40 controls the foaming unit FM based on the information on the foaming amount, and controls the amount of heat applied to the foaming unit.

【0028】図6は発泡ユニットFMが形成した発泡部
FPの発泡高さを発泡量計測ユニットFDが計測してい
る状態を示す概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state in which the foaming amount measuring unit FD measures the foaming height of the foaming portion FP formed by the foaming unit FM.

【0029】発泡量計測ユニットFDの動作の一例とし
ては、図5に示す状態で発泡部に所定量の熱量を与えて
発泡させた後、発泡ユニットFMと発泡量計測ユニット
FDとを相対的に移動させて、発泡量計測ユニットFD
を発泡部FPに対向させる。この状態を図6に示す。図
6に示す状態において発泡部FPの高さを計測し、所望
の高さに達していればこの部分の発泡を終了し、次の発
泡部へ移動する。なお、所望の高さに達していない場合
には、図5に示す状態に戻り、発泡ユニットFMからさ
らに熱量を与える。このように発泡部が所望の高さに達
するまで発泡と計測とを繰り返す。
As an example of the operation of the foaming amount measuring unit FD, a foaming portion is foamed by applying a predetermined amount of heat in the state shown in FIG. 5, and then the foaming unit FM and the foaming amount measuring unit FD are relatively moved. Move to foaming amount measurement unit FD
To the foaming part FP. This state is shown in FIG. In the state shown in FIG. 6, the height of the foamed portion FP is measured, and if the height has reached a desired height, foaming of this portion is finished, and the process moves to the next foamed portion. When the height has not reached the desired height, the state returns to the state shown in FIG. 5 and the calorie is further applied from the foaming unit FM. Thus, the foaming and the measurement are repeated until the foamed portion reaches a desired height.

【0030】なお、発泡量計測ユニットFDと発泡ユニ
ットFMとが近接して配設され、発泡位置と計測位置と
をほぼ一致させれば発泡量をリアルタイムで計測しなが
ら発泡を行うことができる。この場合、発泡量制御に費
やす時間を短縮して発泡造形物の製作を短時間で行うこ
とが可能となる。この場合の動作については図9を用い
て後述する。
It should be noted that the foaming amount measuring unit FD and the foaming unit FM are arranged close to each other, and if the foaming position and the measuring position are substantially matched, foaming can be performed while measuring the foaming amount in real time. In this case, it is possible to shorten the time spent for controlling the amount of foaming and to manufacture the foamed molded article in a short time. The operation in this case will be described later with reference to FIG.

【0031】なお、発泡量計測ユニットFDの現実的な
構成としては、非接触での測定が可能という点、高い測
定精度という観点から、レーザー光による測定が有効で
ある。
As a practical configuration of the foaming amount measuring unit FD, measurement using a laser beam is effective from the viewpoint of non-contact measurement and high measurement accuracy.

【0032】図7にレーザー光を用いた発泡量計測ユニ
ットFD1の構成を示す。図7において、発泡量計測ユ
ニットFD1はレーザー光源LD1と、レーザー光源L
D1から放射されたレーザー光を収束させ、かつ所定位
置に導く光学系OP1と、レーザー光の光軸に対してそ
の光軸が所定角度をなすように配置された位置センサP
Sとを有している。
FIG. 7 shows the configuration of a foaming amount measuring unit FD1 using a laser beam. In FIG. 7, a foaming amount measuring unit FD1 includes a laser light source LD1 and a laser light source L.
An optical system OP1 that converges the laser light emitted from D1 and guides the laser light to a predetermined position, and a position sensor P disposed such that the optical axis of the laser light forms an angle with the optical axis of the laser light.
S.

【0033】位置センサPSは光学系と、光学系の光軸
上に配置された半導体位置検出器(PSD:Semiconduc
tor Position Sensitive Device)を有し、発泡性素材
FB上に照射されたレーザースポットの反射光が光学系
に結像される構成となっている。
The position sensor PS includes an optical system and a semiconductor position detector (PSD: Semiconducducer) arranged on the optical axis of the optical system.
torsion sensitive device), and the reflected light of the laser spot irradiated on the foamable material FB is formed into an image on the optical system.

【0034】そして、発泡性素材FBが発泡してレーザ
ー光源LD1からレーザースポットまでの距離が変化す
ると、その変化量はPSD上での変化量として検出さ
れ、PSD上での変化量から発泡高さを知得することが
できる。この手法は光学的三角測量法と呼称される手法
である。
When the distance from the laser light source LD1 to the laser spot changes due to the expansion of the expandable material FB, the amount of change is detected as the amount of change on the PSD. Can be known. This method is a method called optical triangulation.

【0035】この他にレーザー光による発泡量計測ユニ
ットの構成としては、フォーカシングセンサを用いる構
成がある。
As another configuration of the foaming amount measuring unit using laser light, there is a configuration using a focusing sensor.

【0036】図8にレーザー光を用いた発泡量計測ユニ
ットFD2の構成を示す。図8において、発泡量計測ユ
ニットFD2はレーザー光源LD1と、レーザー光源L
D1から放射されたレーザー光を収束させ、かつ所定位
置に導く光学系OP2と、光学系OP2内の光軸上に配
置されたハーフミラーHMと、ハーフミラーHMによっ
て反射される光の光軸上に配置されたフォーカシングセ
ンサFSとを有している。
FIG. 8 shows the configuration of a foaming amount measuring unit FD2 using a laser beam. In FIG. 8, a foaming amount measuring unit FD2 includes a laser light source LD1 and a laser light source L.
An optical system OP2 for converging and guiding a laser beam emitted from D1 to a predetermined position, a half mirror HM disposed on an optical axis in the optical system OP2, and an optical axis of light reflected by the half mirror HM. And a focusing sensor FS disposed at

【0037】フォーカシングセンサFSは、光軸上に配
置されたセパレータレンズと、その後に配置されたCC
D(Charge Coupled Device)とを有している。
The focusing sensor FS includes a separator lens disposed on the optical axis and a CC disposed thereafter.
D (Charge Coupled Device).

【0038】発泡性素材FB上に照射されたレーザース
ポットの反射光はハーフミラーHMによりフォーカシン
グセンサFSに向けて反射され、セパレータレンズで分
割されてCCD上に結像する。この分割されたスポット
像の間隔は、レーザースポットの位置が光軸方向に変わ
ると変化する。この変化量を検出することで、レーザー
スポットまでの距離、すなわち発泡高さを知得すること
ができる。
The reflected light of the laser spot irradiated on the foaming material FB is reflected by the half mirror HM toward the focusing sensor FS, is divided by the separator lens, and forms an image on the CCD. The interval between the divided spot images changes when the position of the laser spot changes in the optical axis direction. By detecting the amount of change, the distance to the laser spot, that is, the foaming height can be known.

【0039】<装置動作>次に、図9に示すフローチャ
ートを用いて発泡造形装置200の動作について説明す
る。
<Apparatus Operation> Next, the operation of the foam molding apparatus 200 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0040】まず、形状情報作成部20において作成し
た複写対象となる立体物の形状情報に基づいて設定され
た発泡性素材FBの所定位置を、制御部40から発泡ユ
ニットFMを制御して加熱し、発泡させる(ステップS
10)。
First, the control unit 40 controls the foaming unit FM to heat a predetermined position of the foamable material FB set based on the shape information of the three-dimensional object to be copied created by the shape information creating unit 20. , Foam (Step S
10).

【0041】なお、形状情報作成部20で作成した形状
情報は、データ処理部30に入力され発泡ユニットFM
の走査経路(走査パス)、走査速度、発泡高さを含む走
査制御データに変換され、制御部40に与えられる。
The shape information created by the shape information creating unit 20 is input to the data processing unit 30 and is sent to the foaming unit FM.
Is converted into scanning control data including a scanning path (scanning path), a scanning speed, and a foam height, and is provided to the control unit 40.

【0042】次に、発泡ユニットFMで加熱して発泡さ
せながら発泡量計測ユニットFDで発泡部の発泡量(発
泡高さ)を計測する(ステップS11)。計測結果は制
御部40に与えられ、各発泡部ごとに設定された設定高
さとの比較を行って、所定位置の発泡部の発泡高さが設
定高さに達したか否かを確認し(ステップS12)、設
定高さに達していない場合には再度加熱を行って計測を
行い、設定高さに達した場合には当該発泡部への加熱動
作を終了する。なお、発泡ユニットFMから発泡性素材
FBに与える熱量は、例えば単位時間に発泡性素材FB
を最小限発泡させる程度とし、単位時間での加熱と、高
さ計測を繰り返すような加熱動作を行う方法を採ること
ができる。
Next, the foaming amount (foaming height) of the foaming portion is measured by the foaming amount measuring unit FD while heating and foaming in the foaming unit FM (step S11). The measurement result is provided to the control unit 40, and is compared with a set height set for each foamed portion to check whether the foamed height of the foamed portion at a predetermined position has reached the set height ( Step S12) If the height has not reached the set height, heating is performed again to perform measurement, and if the height has reached the set height, the heating operation on the foamed portion is terminated. The amount of heat given from the foaming unit FM to the foamable material FB is, for example, per unit time.
Can be reduced to the minimum foaming level, and a heating operation in which heating in a unit time and height measurement are repeated can be adopted.

【0043】続いて、走査制御データによって設定され
た全ての発泡部の発泡が完了したか否かを確認し(ステ
ップS13)、発泡が完了した場合には加熱動作を終了
し、発泡が完了していない場合には、次の所定位置へ移
動させて、ステップS10以降の動作を繰り返すことに
なる。
Subsequently, it is confirmed whether or not the foaming of all the foamed portions set by the scanning control data has been completed (step S13). If the foaming has been completed, the heating operation is terminated, and the foaming is completed. If not, it is moved to the next predetermined position, and the operation after step S10 is repeated.

【0044】なお、ステップS10の動作は、1つの発
泡部に対して設定高さに達するまで連続して加熱を繰り
返すようにしても良いが、1つの発泡部がある程度の高
さに達するまで加熱を行った後、他の発泡部上に発泡ユ
ニットFMを移動させて加熱するという動作を繰り返
し、全ての発泡部上を複数回走査しながら、最終的に各
発泡部をそれぞれの設定高さにするというように、積算
的に各発泡部を加熱するようにしても良い。
In the operation of step S10, heating may be continuously repeated until one foamed portion reaches a set height. However, heating is performed until one foamed portion reaches a certain height. After that, the operation of moving the foaming unit FM to another foaming part and heating it is repeated, and while scanning all foaming parts a plurality of times, finally each foaming part is set to the respective set height. For example, the respective foamed portions may be heated in a cumulative manner.

【0045】以上説明したように、本発明に係る実施の
形態2の発泡造形装置200においては、発泡部の形成
過程で発泡量計測ユニットFDで発泡高さを計測し、各
発泡部が予め設定された設定高さになるように制御する
ので、立体物の形状を半立体画像として簡単に、かつ、
より正確に再現することができる。
As described above, in the foam molding apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention, the foaming height is measured by the foaming amount measuring unit FD in the process of forming the foamed portion, and each foamed portion is set in advance. Since the control is performed so that the set height is set, the shape of the three-dimensional object can be easily formed as a half-stereo image,
It can be reproduced more accurately.

【0046】ここで、図1および図2を用いて説明した
発泡造形装置100および200において使用される発
泡性素材FBを発泡させた状態を図10および図11を
用いて説明する。
Here, a state in which the foamable material FB used in the foam molding apparatuses 100 and 200 described with reference to FIGS. 1 and 2 is foamed will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

【0047】図10は全域に渡ってほぼ一様な熱拡散率
を有する発泡性素材FBを発泡ユニットFMで加熱する
場合の熱の拡散状態を示す模式図であり、発泡温度に達
する領域(発泡温度領域)HRにハッチングを付して示
している。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the state of heat diffusion when the foaming material FB having a substantially uniform thermal diffusivity over the entire area is heated by the foaming unit FM. (Temperature region) HR is indicated by hatching.

【0048】発泡性素材FBを高く発泡させようとする
と、加熱領域が発泡性素材FBの深い位置に達するよう
に加熱しなければならない。そして熱拡散率が一様であ
ると、図10に示すように熱は熱源(すなわち発泡ユニ
ットFM)を中心にして放射状に広がるので、熱源から
離れた部分を発泡させようとすると熱の広がりに伴って
発泡部が拡大することになり、複写対象となる立体物の
細かい形状の正確な再現が困難になる。図11に発泡性
素材FBが発泡した状態を示す。
When the foamable material FB is to be foamed at a high level, it is necessary to heat the heating region so as to reach a deep position of the foamable material FB. If the thermal diffusivity is uniform, the heat spreads radially around the heat source (that is, the foaming unit FM) as shown in FIG. 10, so that if the portion remote from the heat source is foamed, the heat spreads. Accordingly, the foamed portion expands, and it becomes difficult to accurately reproduce the fine shape of the three-dimensional object to be copied. FIG. 11 shows a state in which the foamable material FB has foamed.

【0049】本発明は、発泡温度の異なる複数の発泡性
素材を積層した発泡シートを使用することで、熱の広が
りに起因する発泡部の拡大を防止して、複写対象となる
立体物を正確に再現するという技術的思想に基づくもの
である。以下、当該技術的思想を実現する実施の形態に
ついて説明する。
The present invention uses a foamed sheet in which a plurality of foamable materials having different foaming temperatures are laminated, thereby preventing the expansion of the foamed portion due to the spread of heat and accurately determining the three-dimensional object to be copied. It is based on the technical idea of reproducing in the same way. Hereinafter, embodiments for realizing the technical idea will be described.

【0050】<A.実施の形態1> <A−1.発泡シートの構成>図12は本発明に係る実
施の形態1の発泡シートSH10の構成を示す図であ
る。図12において発泡シートSH10は、発泡の方向
を規制するようにシート状の基材BPの一方面上に、下
から順に発泡性素材FB1、FB2、FB3およびFB
4がコーティングされている。
<A. First Embodiment><A-1. Structure of Foam Sheet> FIG. 12 is a view showing the structure of the foam sheet SH10 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 12, the foamed sheet SH10 has foamable materials FB1, FB2, FB3, and FB on one surface of a sheet-like substrate BP in order from the bottom so as to regulate the direction of foaming.
4 are coated.

【0051】発泡性素材FB1〜FB4は、基材BP側
から順に発泡温度が高くなるように、換言すれば熱源か
ら遠いものほど低温で発泡するように構成され、最も低
温で発泡する発泡性素材FB1を基材BPの直上に配設
し、最も高温で発泡する発泡性素材FB4が最表面とな
るように配設されている。
The foamable materials FB1 to FB4 are configured so that the foaming temperature increases in order from the base material BP side, in other words, the foamable material which is farther from the heat source foams at a lower temperature. The FB1 is disposed immediately above the base material BP, and the foamable material FB4 that foams at the highest temperature is disposed on the outermost surface.

【0052】このような構成の発泡シートSH10は、
図12に示すように発泡性素材FB4側から発泡ユニッ
トFMにより加熱して発泡させるものであり、図12に
おいては、発泡性素材FB1〜FB4のそれぞれにおけ
る発泡温度領域HR1〜HR4をハッチングを付して示
している。
The foam sheet SH10 having such a structure is as follows.
As shown in FIG. 12, the foaming material FB4 is heated and foamed by the foaming unit FM from the foaming material FB4 side. In FIG. 12, the foaming temperature regions HR1 to HR4 in the foaming materials FB1 to FB4 are hatched. Is shown.

【0053】図12に示すように、発泡性素材FB4は
発泡ユニットFMを中心にして放射状に広がる熱分布の
うち、発泡性素材FB4の最深部の温度で発泡するよう
に発泡温度を設定することで、発泡温度領域HR4は発
泡ユニットFMの直下の領域のみとなり、これ以外の領
域は発泡温度に達しない。これは換言すれば、発泡ユニ
ットFMを中心にして放射状に広がる熱分布で形成され
る等高線のうち、発泡性素材FB4の最深部での温度を
示す等高線で囲まれる領域である。
As shown in FIG. 12, the foaming temperature of the foamable material FB4 should be set so as to foam at the deepest temperature of the foamable material FB4 in the heat distribution spreading radially around the foaming unit FM. Thus, the foaming temperature region HR4 is only the region immediately below the foaming unit FM, and the other regions do not reach the foaming temperature. In other words, among contour lines formed by heat distribution spreading radially around the foaming unit FM, this is a region surrounded by contour lines indicating the temperature at the deepest part of the foamable material FB4.

【0054】また、発泡性素材FB3は発泡ユニットF
Mを中心にして放射状に広がる熱分布のうち、発泡性素
材FB3の最深部の温度で発泡するように発泡温度を設
定することで、発泡温度領域HR3は発泡ユニットFM
を中心にして放射状に広がる熱分布で形成される等高線
のうち、発泡性素材FB3の最深部での温度を示す等高
線で囲まれる領域となる。
The foaming material FB3 is made of a foaming unit F
By setting the foaming temperature so that the foaming material foams at the deepest temperature of the foamable material FB3 in the heat distribution radially spreading around M, the foaming temperature region HR3 is expanded by the foaming unit FM.
Is a region surrounded by contour lines indicating the temperature at the deepest part of the expandable material FB3 among the contour lines formed by the heat distribution radiating from the center.

【0055】発泡性素材FB2およびFB1も同様であ
り、発泡ユニットFMを中心にして放射状に広がる熱分
布のうち、発泡性素材FB2およびFB1の最深部の温
度で発泡するように発泡温度を設定することで、発泡温
度領域HR2およびHR1は発泡ユニットFMを中心に
して放射状に広がる熱分布で形成される等高線のうち、
発泡性素材FB2およびFB1の最深部での温度を示す
等高線で囲まれる領域となる。
The same applies to the foamable materials FB2 and FB1, and the foaming temperature is set so that foaming is performed at the deepest temperature of the foamable materials FB2 and FB1 in the heat distribution spreading radially around the foaming unit FM. Thus, the foaming temperature regions HR2 and HR1 are among contour lines formed by a heat distribution that spreads radially around the foaming unit FM.
This is a region surrounded by contour lines indicating the temperatures at the deepest portions of the foamable materials FB2 and FB1.

【0056】なお、発泡性素材FB1〜FB4の発泡温
度の設定は、70℃、80℃、90℃、100℃のよう
に、例えば10℃刻みで発泡温度を変えるように設定す
れば良い。
The foaming temperature of the foamable materials FB1 to FB4 may be set so as to change the foaming temperature in increments of, for example, 10 ° C., such as 70 ° C., 80 ° C., 90 ° C., and 100 ° C.

【0057】このように発泡温度の異なる発泡性素材F
B1〜FB4が積層された発泡シートSH10を発泡さ
せた場合の発泡部FP1の形状のイメージを図13に示
す。図13に示すように発泡部FP1は、図11に示し
た発泡性素材FBの発泡部FPと比べて平面方向の広が
りが少なく、平面方向の広がりに対する発泡高さの割合
が高くなっている。
As described above, foamable materials F having different foaming temperatures are used.
FIG. 13 shows an image of the shape of the foamed portion FP1 when the foamed sheet SH10 in which B1 to FB4 are laminated is foamed. As shown in FIG. 13, the foamed portion FP1 has a smaller spread in the planar direction than the foamed portion FP of the foamable material FB shown in FIG. 11, and the ratio of the foaming height to the spread in the planar direction is higher.

【0058】<A−2.発泡性素材の構成>ここで、発
泡性素材の発泡温度を変えるための構成について説明す
る。発泡性素材は先に説明したように、熱可塑性樹脂で
構成される微小球殻の内部に、膨張物質として低沸点炭
化水素を封入したマイクロカプセルを含んでおり、当該
マイクロカプセルは、温度上昇により内部の低沸点炭化
水素が膨張し、内部圧力の増大により殻壁が伸びて膨張
することで、発泡性素材が発泡状態となる。
<A-2. Configuration of Foamable Material> Here, a configuration for changing the foaming temperature of the foamable material will be described. As described above, the foamable material includes microcapsules in which low-boiling hydrocarbons are encapsulated as an expanding substance inside a microsphere shell made of a thermoplastic resin. The low-boiling hydrocarbon inside expands, and the shell wall expands and expands due to an increase in the internal pressure, whereby the foamable material enters a foaming state.

【0059】ここで、マイクロカプセルの構成を図14
に示す。図14に示すようにマイクロカプセルMCは球
殻形状をなし、殻壁SWで囲まれた内部に膨張物質EP
が封入されている。
Here, the structure of the microcapsule is shown in FIG.
Shown in As shown in FIG. 14, the microcapsule MC has a spherical shell shape, and an inflating substance EP is contained inside a shell wall SW.
Is enclosed.

【0060】このような熱可塑性のマイクロカプセルに
おいては、所定の温度、すなわち発泡温度を境にして急
激に膨張が起こるように設定されている。そして、発泡
温度は、殻壁の強度、および膨張特性によって設定され
る。
In such a thermoplastic microcapsule, it is set so that expansion occurs rapidly at a predetermined temperature, that is, at a foaming temperature. The foaming temperature is set according to the strength of the shell wall and the expansion characteristics.

【0061】従って、殻壁の強度、および膨張特性を変
えることで、発泡性素材の発泡温度を任意に変えること
ができる。
Therefore, the foaming temperature of the foamable material can be arbitrarily changed by changing the strength and expansion characteristics of the shell wall.

【0062】殻壁の強度の変更については、殻壁の厚さ
の変更、殻壁の材質の変更により実現でき、例えば、図
12に示す発泡シートSH10の場合、熱源から遠い発
泡性素材ほど、殻壁の強度の小さい材質のマイクロカプ
セルで構成されるようにすれば良い。
The strength of the shell wall can be changed by changing the thickness of the shell wall and the material of the shell wall. For example, in the case of the foam sheet SH10 shown in FIG. What is necessary is just to comprise it from the microcapsule of the material with a small strength of a shell wall.

【0063】また、膨張特性の変更については、マイク
ロカプセルに封入される膨張物質の封入量を変えること
で実現できる。すなわち、膨張物質の封入量が多いマイ
クロカプセルは、それに比べて封入量が少ないマイクロ
カプセルよりも低い温度で発泡温度に達することが可能
となる。従って、図12に示す発泡シートSH10を例
に取れば、熱源から遠い発泡性素材ほど、膨張物質が多
く封入されたマイクロカプセルで構成されるようにすれ
ば良い。
The expansion characteristics can be changed by changing the amount of the expansion substance sealed in the microcapsules. That is, a microcapsule with a larger amount of the expanding substance can reach the foaming temperature at a lower temperature than a microcapsule with a smaller amount of the expanding material. Therefore, taking the foamed sheet SH10 shown in FIG. 12 as an example, the foamable material farther from the heat source may be constituted by microcapsules in which more expandable substance is sealed.

【0064】もちろん、殻壁の強度および膨張特性の組
み合わせで発泡温度の設定を変更するようにしても良い
し、殻壁の強度および膨張特性の組み合わせで発泡温度
に対する発泡量が異なる発泡性素材を構成することもで
きる。
Of course, the setting of the foaming temperature may be changed depending on the combination of the strength and expansion characteristics of the shell wall, or a foaming material having a different foaming amount with respect to the foaming temperature depending on the combination of the strength and expansion characteristics of the shell wall. It can also be configured.

【0065】なお、発泡温度の異なる発泡性素材は、発
泡性素材の供給メーカーの1つである大日本インキ化学
工業株式会社から販売されており、仕様の一例としては
発泡温度約120℃のもの、発泡温度約150℃、発泡
温度約180℃のものなどがある。
The foaming materials having different foaming temperatures are sold by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., one of the suppliers of foaming materials. , A foaming temperature of about 150 ° C and a foaming temperature of about 180 ° C.

【0066】なお、基材BPとしては、例えば紙、ある
いはPET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂
シートが使用できる。これらは、一般に熱拡散率が低
く、熱の拡散を防止し、必要な部分だけを発泡させると
いうことに適した素材である。
As the base material BP, for example, paper or a resin sheet such as PET (polyethylene terephthalate) can be used. These materials are generally low in thermal diffusivity, are materials suitable for preventing diffusion of heat and foaming only necessary portions.

【0067】<A−3.作用効果>以上説明したよう
に、本発明に係る実施の形態1の発泡シートSH10
は、熱源から遠いものほど低温で発泡するように発泡温
度の異なる発泡性素材FB1〜FB4を基材BP上に順
に積層して構成されているので、最上部の発泡性素材F
B4側から発泡シートSH10を加熱すると、発泡部の
平面方向の広がりが少なく、平面方向の広がりに対する
発泡高さの割合が高くなって、複写対象となる立体物の
凹凸形状を正確に再現することができる。
<A-3. Operation and Effect> As described above, the foamed sheet SH10 according to the first embodiment of the present invention.
Is formed by sequentially laminating foamable materials FB1 to FB4 having different foaming temperatures on the base material BP so that the farther from the heat source foams at a lower temperature, the uppermost foamable material F
When the foamed sheet SH10 is heated from the B4 side, the expansion of the foaming portion in the planar direction is small, and the ratio of the foaming height to the planar expansion is increased, thereby accurately reproducing the uneven shape of the three-dimensional object to be copied. Can be.

【0068】<B.実施の形態2> <B−1.発泡シートの構成>以上説明した実施の形態
1の発泡シートSH10は、図12に示したように最上
部の発泡性素材FB4側から発泡ユニットFMにより加
熱して発泡させるためのものであったが、基材BPの存
在により発泡の方向が基材BPとは反対の方向に規制さ
れるので、基材BP側に発泡ユニットFMを配設して加
熱することが可能となる。この構成を採る場合には、発
泡性素材のコーティング順序が発泡シートSH10とは
逆になる。
<B. Second Embodiment><B-1. Configuration of Foam Sheet> The foam sheet SH10 according to the first embodiment described above is for heating and foaming from the uppermost foamable material FB4 side by the foaming unit FM as shown in FIG. Since the direction of foaming is regulated in the direction opposite to the direction of the base material BP due to the presence of the base material BP, the foaming unit FM can be disposed on the base material BP side and heated. When this configuration is adopted, the order of coating the foamable material is opposite to that of the foam sheet SH10.

【0069】図15は本発明に係る実施の形態2の発泡
シートSH20の構成を示す図である。図15において
発泡シートSH20は、発泡の方向を規制するためのシ
ート状の基材BPの一方面上に、下から順に発泡性素材
FB4、FB3、FB2およびFB1がコーティングさ
れている。
FIG. 15 is a view showing the structure of the foam sheet SH20 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 15, a foam sheet SH20 is formed by coating a foam material FB4, FB3, FB2, and FB1 on one surface of a sheet-like base material BP for regulating the direction of foaming in order from the bottom.

【0070】発泡性素材FB1〜FB4は、基材BP側
から順に発泡温度が低くなるように、換言すれば熱源か
ら遠いものほど低温で発泡するように構成され、最も低
温で発泡する発泡性素材FB1を最上層に配設し、最も
高温で発泡する発泡性素材FB4が基材BPの直上にな
るように配設されている。
The foamable materials FB1 to FB4 are configured so that the foaming temperature becomes lower in order from the base material BP side, in other words, the farther away from the heat source, the lower the temperature of the foamable material. FB1 is disposed on the uppermost layer, and the foamable material FB4 that is foamed at the highest temperature is disposed immediately above the base material BP.

【0071】このような構成の発泡シートSH20は、
図15に示すように基材BP側から発泡ユニットFMに
より加熱して発泡させるものであり、図15において
は、発泡性素材FB1〜FB4のそれぞれにおける発泡
温度領域HR1〜HR4をハッチングを付して示してい
る。
The foam sheet SH20 having such a structure is as follows.
As shown in FIG. 15, foaming is performed by heating from the base material BP side by the foaming unit FM. In FIG. 15, the foaming temperature regions HR1 to HR4 in each of the foamable materials FB1 to FB4 are hatched. Is shown.

【0072】図15に示すように、発泡性素材FB4
は、発泡ユニットFMを中心にして放射状に広がる熱分
布のうち、発泡性素材FB4の最深部(発泡ユニットF
Mから最も離れた部分)の温度で発泡するように発泡温
度を設定することで、発泡温度領域HR4は発泡ユニッ
トFMを中心にして放射状に広がる熱分布で形成される
等高線のうち、発泡性素材FB4の最深部での温度を示
す等高線で囲まれる領域となる。
As shown in FIG. 15, the foamable material FB4
Is the deepest part (foaming unit F) of the foaming material FB4 in the heat distribution radiating around the foaming unit FM.
By setting the foaming temperature so as to foam at the temperature of the part farthest from M), the foaming temperature region HR4 is a foamable material among contour lines formed by a heat distribution that spreads radially around the foaming unit FM. This is a region surrounded by contour lines indicating the temperature at the deepest part of FB4.

【0073】また、発泡性素材FB3は発泡ユニットF
Mを中心にして放射状に広がる熱分布のうち、発泡性素
材FB3の最深部の温度で発泡するように発泡温度を設
定することで、発泡温度領域HR3は発泡ユニットFM
を中心にして放射状に広がる熱分布で形成される等高線
のうち、発泡性素材FB3の最深部での温度を示す等高
線で囲まれる領域となる。
Further, the foaming material FB3 is a foaming unit F
By setting the foaming temperature so that the foaming material foams at the deepest temperature of the foamable material FB3 in the heat distribution radially spreading around M, the foaming temperature region HR3 is expanded by the foaming unit FM.
Is a region surrounded by contour lines indicating the temperature at the deepest part of the expandable material FB3 among the contour lines formed by the heat distribution radiating from the center.

【0074】発泡性素材FB2およびFB1も同様であ
り、発泡ユニットFMを中心にして放射状に広がる熱分
布のうち、発泡性素材FB2およびFB1の最深部の温
度で発泡するように発泡温度を設定することで、発泡温
度領域HR2およびHR1は発泡ユニットFMを中心に
して放射状に広がる熱分布で形成される等高線のうち、
発泡性素材FB2およびFB1の最深部での温度を示す
等高線で囲まれる領域となる。
The same applies to the foamable materials FB2 and FB1, and the foaming temperature is set so that foaming is performed at the deepest temperature of the foamable materials FB2 and FB1 in the heat distribution spreading radially around the foaming unit FM. Thus, the foaming temperature regions HR2 and HR1 are among contour lines formed by a heat distribution that spreads radially around the foaming unit FM.
This is a region surrounded by contour lines indicating the temperatures at the deepest portions of the foamable materials FB2 and FB1.

【0075】このように発泡温度の異なる発泡性素材F
B4〜FB1が積層された発泡シートSH20を発泡さ
せた場合の発泡部FP2の形状のイメージを図16に示
す。図16に示すように発泡部FP2は、図11に示し
た発泡性素材FBの発泡部FPと比べて平面方向の広が
りが少なく、平面方向の広がりに対する発泡高さの割合
が高くなっている。
The foamable materials F having different foaming temperatures as described above
FIG. 16 shows an image of the shape of the foamed portion FP2 when the foamed sheet SH20 in which B4 to FB1 are laminated is foamed. As shown in FIG. 16, the foamed portion FP2 has a smaller spread in the planar direction than the foamed portion FP of the foamable material FB shown in FIG. 11, and the ratio of the foaming height to the spread in the planar direction is higher.

【0076】<B−2.作用効果>以上説明したよう
に、本発明に係る実施の形態2の発泡シートSH20
は、熱源から遠いものほど低温で発泡するように発泡温
度の異なる発泡性素材FB4〜FB1を基材BP上に順
に積層して構成されているので、基材BP側から発泡シ
ートSH20を加熱すると、発泡部の平面方向の広がり
が少なく、平面方向の広がりに対する発泡高さの割合が
高くなって、複写対象となる立体物の凹凸形状を正確に
再現することができる。
<B-2. Action and Effect> As described above, the foam sheet SH20 according to the second embodiment of the present invention.
Is formed by sequentially laminating the foamable materials FB4 to FB1 having different foaming temperatures on the base material BP so that the material farther from the heat source foams at a lower temperature, so that when the foamed sheet SH20 is heated from the base material BP side, In addition, the expansion of the foamed portion in the plane direction is small, and the ratio of the foaming height to the expansion in the plane direction is increased, so that the uneven shape of the three-dimensional object to be copied can be accurately reproduced.

【0077】<B−3.変形例>以上説明した実施の形
態2の発泡シートSH20および図12を用いて説明し
た実施の形態1の発泡シートSH10においては、基材
BP上に発泡性素材FB1〜FB4をコーティングして
形成した構成であったが、基材BPを使用せず、発泡温
度の異なる発泡性素材だけを積層コートした構成であっ
ても良い。
<B-3. Modification> The foam sheet SH20 of the second embodiment described above and the foam sheet SH10 of the first embodiment described with reference to FIG. 12 are formed by coating the base material BP with the foamable materials FB1 to FB4. Although the configuration has been described, a configuration in which only the foamable materials having different foaming temperatures are laminated and coated without using the base material BP may be used.

【0078】すなわち、図17に示す発泡シートSH3
0のように、加熱側から順に発泡性素材FB5、FB
6、FB7およびFB8がコーティングにより積層され
ている。
That is, the foam sheet SH3 shown in FIG.
0, foamable material FB5, FB in order from the heating side
6, FB7 and FB8 are laminated by coating.

【0079】発泡性素材FB5〜FB8は、熱源から遠
いものほど低温で発泡するように構成され、最も高温で
発泡する発泡性素材FB5を加熱側に最も近くなるよう
に配設し、最も低温で発泡する発泡性素材FB8が加熱
側から最も遠くなるように配設されている。
The foamable materials FB5 to FB8 are configured to foam at a lower temperature as they are farther from the heat source, and the foamable material FB5 that foams at the highest temperature is disposed so as to be closest to the heating side. The foaming material FB8 to be foamed is disposed so as to be farthest from the heating side.

【0080】図17においては、発泡性素材FB5〜F
B8のそれぞれにおける発泡温度領域HR5〜HR8を
ハッチングを付して示している。
In FIG. 17, foamable materials FB5 to FB
The foaming temperature regions HR5 to HR8 in each of B8 are indicated by hatching.

【0081】図17に示すように、発泡性素材FB5
は、発泡ユニットFMを中心にして放射状に広がる熱分
布のうち、発泡性素材FB5の最深部(発泡ユニットF
Mから最も離れた部分)の温度で発泡するように発泡温
度を設定することで、発泡温度領域HR5は発泡ユニッ
トFMを中心にして放射状に広がる熱分布で形成される
等高線のうち、発泡性素材FB5の最深部での温度を示
す等高線で囲まれる領域となる。
As shown in FIG. 17, the foamable material FB5
Is the deepest part of the foamable material FB5 (foaming unit F) among the heat distribution radially spreading around the foaming unit FM.
By setting the foaming temperature so as to foam at the temperature of the part farthest from M), the foaming temperature region HR5 is one of the contour lines formed by the heat distribution spreading radially around the foaming unit FM. This is a region surrounded by contour lines indicating the temperature at the deepest part of FB5.

【0082】また、発泡性素材FB6は発泡ユニットF
Mを中心にして放射状に広がる熱分布のうち、発泡性素
材FB6の最深部の温度で発泡するように発泡温度を設
定することで、発泡温度領域HR6は発泡ユニットFM
を中心にして放射状に広がる熱分布で形成される等高線
のうち、発泡性素材FB3の最深部での温度を示す等高
線で囲まれる領域となる。
The foaming material FB6 is made of a foaming unit F
By setting the foaming temperature so that the foaming material foams at the deepest temperature of the foamable material FB6 in the heat distribution radiating radially around M, the foaming temperature region HR6 becomes the foaming unit FM.
Is a region surrounded by contour lines indicating the temperature at the deepest part of the expandable material FB3 among the contour lines formed by the heat distribution radiating from the center.

【0083】発泡性素材FB7およびFB8も同様であ
り、発泡ユニットFMを中心にして放射状に広がる熱分
布のうち、発泡性素材FB7およびFB8の最深部の温
度で発泡するように発泡温度を設定することで、発泡温
度領域HR7およびHR8は発泡ユニットFMを中心に
して放射状に広がる熱分布で形成される等高線のうち、
発泡性素材FB2およびFB1の最深部での温度を示す
等高線で囲まれる領域となる。
The foaming materials FB7 and FB8 are the same, and the foaming temperature is set so that the foaming material FB7 and FB8 foam at the deepest temperature in the heat distribution spreading radially around the foaming unit FM. Thus, the foaming temperature regions HR7 and HR8 are among contour lines formed by a heat distribution radiating radially from the foaming unit FM.
This is a region surrounded by contour lines indicating the temperatures at the deepest portions of the foamable materials FB2 and FB1.

【0084】また、以上説明した発泡シートSH10〜
SH30においては、各発泡性素材の厚みには言及しな
かったが、各発泡性素材の厚みはそれぞれ異なるように
しても良いし、同じになるようにしても良い。
The foam sheets SH10 to SH10 described above
In SH30, the thickness of each foamable material has not been mentioned, but the thickness of each foamable material may be different or the same.

【0085】先に説明したように発泡性素材は膨張物質
を封入したマイクロカプセルとバインダーとで構成さ
れ、一般に液体の状態で供給される。従って、発泡シー
トの形成に際して、発泡性素材のコーティング厚さを任
意に変えることができる。
As described above, the expandable material is composed of the microcapsules enclosing the expandable substance and the binder, and is generally supplied in a liquid state. Therefore, when forming the foamed sheet, the coating thickness of the foamable material can be arbitrarily changed.

【0086】また、発泡シートSH10〜SH30の全
体の厚さは最大で5mm程度にすることで、立体物の凹
凸形状の立体感を得ることができる。
Further, by setting the overall thickness of the foamed sheets SH10 to SH30 to about 5 mm at the maximum, a three-dimensional effect of the uneven shape of the three-dimensional object can be obtained.

【0087】また、以上説明した実施の形態1および2
においては、発泡のエネルギー源にレーザー光を用いる
構成を示したが、発泡に必要なエネルギーを局所的に集
中できるのであればレーザー光に限定されるものではな
く、可視光、赤外光、紫外光を収束させたものでも良
く、また、光以外のエネルギー源を用いても良い。
Further, Embodiments 1 and 2 described above
In the above, a configuration using a laser beam as an energy source for foaming was shown, but it is not limited to a laser beam as long as the energy required for foaming can be locally concentrated, and visible light, infrared light, ultraviolet The light may be converged, or an energy source other than light may be used.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明に係る請求項1記載の発泡シート
によれば、複数の発泡性素材が発泡温度順に積層されて
いるので、発泡温度の高い発泡性素材の側から加熱する
ことで、熱源に近い発泡性素材の発泡は抑制され、熱源
から遠い発泡性素材を発泡は促進されることになるの
で、熱源から遠い発泡性素材を発泡させるための熱拡散
の度合いが小さくなり、発泡部の平面方向の広がりが少
なく、平面方向の広がりに対する発泡高さの割合が高く
なって、複写対象となる立体物の凹凸形状を正確に再現
することができる。
According to the foamed sheet according to claim 1 of the present invention, since a plurality of foamable materials are laminated in the order of the foaming temperature, by heating from the foamable material having a high foaming temperature, Foaming of the foaming material close to the heat source is suppressed, and foaming of the foaming material far from the heat source is promoted. Of the three-dimensional object to be copied can be accurately reproduced.

【0089】本発明に係る請求項2記載の発泡シートに
よれば、複数の発泡性素材が基材側から順に発泡温度が
高くなるように積層されているので、基材とは反対側か
ら加熱する場合に、発泡部の平面方向の広がりが少な
く、平面方向の広がりに対する発泡高さの割合が高くな
って、複写対象となる立体物の凹凸形状を正確に再現す
ることができる。
According to the foamed sheet according to the second aspect of the present invention, since a plurality of foamable materials are laminated so that the foaming temperature increases in order from the substrate side, heating is performed from the side opposite to the substrate. In this case, the expansion of the foamed portion in the plane direction is small, and the ratio of the foaming height to the expansion in the plane direction is increased, so that the uneven shape of the three-dimensional object to be copied can be accurately reproduced.

【0090】本発明に係る請求項3記載の発泡シートに
よれば、複数の発泡性素材が基材側から順に発泡温度が
高くなるように積層されているので、基材側から加熱す
る場合に、発泡部の平面方向の広がりが少なく、平面方
向の広がりに対する発泡高さの割合が高くなって、複写
対象となる立体物の凹凸形状を正確に再現することがで
きる。
According to the foamed sheet according to the third aspect of the present invention, since a plurality of foamable materials are laminated so that the foaming temperature becomes higher in order from the substrate side, when heating is performed from the substrate side. In addition, the expansion of the foamed portion in the plane direction is small, and the ratio of the foaming height to the expansion in the plane direction is increased, so that the uneven shape of the three-dimensional object to be copied can be accurately reproduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る発泡シートを使用する発泡造形
装置の構成を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a foam molding apparatus using a foam sheet according to the present invention.

【図2】 レーザー光を用いた発泡ユニットの構成を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a foaming unit using laser light.

【図3】 発泡造形装置の動作を説明するフローチャー
トである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the foam molding apparatus.

【図4】 発泡性素材上に形成した半立体画像の概念図
である。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a semi-stereoscopic image formed on a foamable material.

【図5】 本発明に係る発泡シートを使用する発泡造形
装置の構成を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a foam molding apparatus using the foam sheet according to the present invention.

【図6】 本発明に係る発泡シートを使用する発泡造形
装置の構成を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a foam molding apparatus using the foam sheet according to the present invention.

【図7】 レーザー光を用いた発泡量計測ユニットの構
成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a foaming amount measuring unit using laser light.

【図8】 レーザー光を用いた発泡量計測ユニットの構
成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a foaming amount measuring unit using a laser beam.

【図9】 発泡造形装置の動作を説明するフローチャー
トである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the foam molding apparatus.

【図10】 単層の発泡性素材を加熱する場合の熱の拡
散状態を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a heat diffusion state when heating a single-layer foamable material.

【図11】 単層の発泡性素材の発泡状態を示す模式図
である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a foamed state of a single-layer foamable material.

【図12】 基材を有した多層の発泡性素材を加熱する
場合の熱の拡散状態を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a heat diffusion state when heating a multi-layered foamable material having a base material.

【図13】 基材を有した多層の発泡性素材の発泡状態
を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic view showing a foamed state of a multilayer foamable material having a base material.

【図14】 発泡性素材に含まれるマイクロカプセルの
構成を説明する部分断面図である。
FIG. 14 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a microcapsule included in a foamable material.

【図15】 基材を有した多層の発泡性素材を加熱する
場合の熱の拡散状態を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a heat diffusion state when heating a multi-layer foamable material having a base material.

【図16】 基材を有した多層の発泡性素材の発泡状態
を示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a foamed state of a multilayer foamable material having a base material.

【図17】 基材を有しない多層の発泡性素材の発泡状
態を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic view showing a foamed state of a multilayer foamable material having no base material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

FB1〜FB8 発泡性素材、BP基材 FB1 to FB8 Foamable material, BP substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H111 HA12 HA14 HA23 HA24 HA35 2H113 AA06 BA27 BB08 BC03 BC10 CA13 CA46 DA22 DA50 DA53 DA57 FA10 FA29 4F100 AT00C BA03 BA07 BA25 CA01A CA01H EJ02 GB71 JA01B JD04 JD04A JD04B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H111 HA12 HA14 HA23 HA24 HA35 2H113 AA06 BA27 BB08 BC03 BC10 CA13 CA46 DA22 DA50 DA53 DA57 FA10 FA29 4F100 AT00C BA03 BA07 BA25 CA01A CA01H EJ02 GB71 JA01B JD04 JD04A JD04B

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 立体物の情報に基づいて加熱されること
で発泡し、前記立体物の半立体画像を形成する発泡シー
トであって、 前記発泡シートは、発泡温度の異なる複数の発泡性素材
を備え、 前記複数の発泡性素材は積層される、発泡シート。
1. A foam sheet that is foamed by being heated based on information of a three-dimensional object and forms a semi-three-dimensional image of the three-dimensional object, wherein the foam sheet includes a plurality of foamable materials having different foaming temperatures. A foamed sheet, comprising: the plurality of foamable materials being laminated.
【請求項2】 前記発泡シートは、シート状の非発泡の
基材をさらに備え、 前記複数の発泡性素材は、前記基材側から順に発泡温度
が高くなるように前記基材上に積層される、請求項1記
載の発泡シート。
2. The foamed sheet further includes a sheet-shaped non-foamed base material, and the plurality of foamable materials are laminated on the base material such that a foaming temperature increases in order from the base material side. The foamed sheet according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記発泡シートは、シート状の非発泡の
基材をさらに備え、 前記複数の発泡性素材は、前記基材側から順に発泡温度
が低くなるように前記基材上に積層される、請求項1記
載の発泡シート。
3. The foamed sheet further includes a sheet-shaped non-foamed base material, and the plurality of foamable materials are laminated on the base material such that a foaming temperature becomes lower in order from the base material side. The foamed sheet according to claim 1, wherein
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