JP2021151769A - 造形装置及び造形物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した温度環境で成形シートを膨張させて造形物を製造することが可能な造形装置及び造形物の製造方法を提供する。【解決手段】造形装置１００において、搬送ベルト１２６は、電磁波を照射されることにより膨張する成形シート１０を載せて搬送する。照射部１５０は、搬送ベルト１２６に載せられて搬送されている成形シート１０に電磁波を照射する。ヒータ１６１〜１６４は、搬送ベルト１２６を加熱する。【選択図】図５

Description

本発明は、造形装置及び造形物の製造方法に関する。

電磁波が照射されることにより膨張する媒体を用いて造形物を製造する技術が知られている。例えば、特許文献１は、熱により膨張する熱膨張性材料を含有する熱膨張層を備える媒体に光を照射して、造形物として立体画像を形成する画像形成装置を開示している。具体的に説明すると、特許文献１に開示された画像形成装置は、光吸収性を有する材料を含有する現像剤による現像剤像を媒体に形成し、現像剤像が形成された媒体に、現像剤が吸収する波長の光を照射する。

特開２０１３−１７８３５３号公報

上記のような造形物を製造する技術において、成形シートに電磁波が照射される際における周囲の温度環境が、成形シートの膨張の仕方に影響を与えることがある。そのため、安定した温度環境で成形シートを膨張させて造形物を製造することが求められている。

本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、安定した温度環境で成形シートを膨張させて造形物を製造することが可能な造形装置及び造形物の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る造形装置は、
電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを載せて搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトに載せられて搬送されている前記成形シートに前記電磁波を照射する照射部と、
前記搬送ベルトを加熱する加熱部と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明によれば、安定した温度環境で成形シートを膨張させて造形物を製造することができる。

本発明の実施形態１に係る成形シートの断面図である。 図１に示した成形シートに熱変換層が形成された例を示す図である。 図２に示した成形シートが膨張した例を示す図である。 実施形態１に係る造形物の例を示す斜視図である。 実施形態１に係る造形装置を示す模式図である。 図５に示した造形装置のテンション部を示す上面図である。 図５に示した造形装置のテンション部、照射部及び加熱部を拡大して示す模式図である。 図５に示した造形装置の制御ユニットの構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る造形物の製造処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る造形装置を示す模式図である。 実施形態２に係る造形装置における配管の設置例を示す上面図である。 実施形態２における温度調整テーブルの例を示す図である。 実施形態１の変形例に係る造形装置を示す模式図である。 実施形態２の変形例に係る造形装置を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。

（実施形態１）
＜成形シート１０＞
図１に、本発明の実施形態１に係る造形物を製造するための成形シート１０の断面構成を示す。成形シート１０は、予め選択された部分が加熱により膨張することによって造形物が造形される媒体である。成形シート１０は、熱膨張性シートとも呼ばれる。

造形物とは、立体的な形状を有する物体であって、２次元状のシートにおいて、シートのうちの一部分がシートの表面から外側への方向に膨張することによって造形される。造形物は、立体物又は立体画像とも言う。造形物の形状は、単純な形状、幾何学形状、文字等の形状一般を含む。

より詳細には、本実施形態の造形物は、３次元空間内の特定の２次元面を基準とし、その２次元面に垂直な方向又は斜めの方向に凹凸を有する物体である。このような造形物は、立体（３次元）画像に含まれるが、所謂３Ｄプリンタ技術によって製造される立体画像と区別するため、２．５次元（２．５Ｄ）画像又は擬似３次元（pseudo-3D）画像と呼ぶ。また、このような造形物を製造する技術は、立体画像印刷技術に含まれるが、所謂３Ｄプリンタと区別するため、２．５次元印刷技術又は擬似３次元印刷技術と呼ぶ。造形（造型）によって視覚又は触覚を通じて美感又は質感を表現することを「加飾（造飾）」と呼ぶ。

図１に示すように、成形シート１０は、基材２０と熱膨張層３０とを備えている。なお、図１は、造形物が製造される前、すなわちどの部分も膨張していない状態における成形シート１０の断面を示している。以下では、熱膨張層３０の側を成形シート１０の表側と呼び、基材２０の側を成形シート１０の裏側と呼ぶ。

基材２０は、成形シート１０の元となるシート状の媒体である。基材２０は、熱膨張層３０を支持する支持体であって、成形シート１０の強度を保持する役割を担う。基材２０として、例えば、一般的な印刷用紙を用いることができる。或いは、基材２０の材質は、合成紙、キャンバス地等の布、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のプラスチックフィルムであっても良く、特に限定されるものではない。成形シート１０の基材２０は、第１主面２２と、第１主面２２と反対側の第２主面２４とを有する。

熱膨張層３０は、基材２０の第１主面２２の上に積層されており、所定の膨張温度以上に加熱されることによって膨張する層である。熱膨張層３０は、バインダ３１と、バインダ３１内に分散配置された熱膨張材料３２と、を含む。バインダ３１は、エチレン酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等の熱可塑性樹脂である。熱膨張材料３２は、具体的には、プロパン、ブタン等の低沸点で気化する物質を、熱可塑性樹脂の外殻に内包した、粒径が約５〜５０μｍの熱膨張性のマイクロカプセル（マイクロパウダー）である。熱膨張材料３２は、例えば８０℃から１２０℃程度の温度に加熱されると、内包している物質が気化し、その圧力によって発泡及び膨張する。このようにして、熱膨張層３０は、吸収した熱量に応じて膨張する。熱膨張材料３２は、発泡剤とも呼ぶ。

成形シート１０の表側又は裏側の面のうちの膨張させたい部分には、電磁波を熱に変換する熱変換層４０が形成される。図２に、一例として、成形シート１０の表側の面（すなわち熱膨張層３０の表面）と裏側の面（すなわち基材２０の第２主面２４）とのそれぞれの一部に熱変換層４０が形成された状態を示す。熱変換層４０は、インクジェットプリンタ等の印刷装置によって成形シート１０の表側又は裏側の面に印刷されることにより、形成される。

熱変換層４０は、電磁波を熱に変換し、変換された熱を放出する。これにより、熱膨張層３０に含まれる熱膨張材料３２は、所定の温度に加熱される。熱膨張材料３２が加熱される温度は、成形シート１０の表側又は裏側の面に形成される熱変換層４０の濃淡と、熱変換層４０に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量とにより制御できる。熱変換層４０は、成形シート１０の他の部分に比べて速やかに、電磁波を熱に変換するので、熱変換層４０の近傍の領域（熱膨張層３０）が選択的に加熱される。

熱変換層４０の材料は、カーボンブラック、六ホウ化金属化合物、酸化タングステン系化合物等である。例えば、カーボンブラックは、可視光、赤外光等を吸収して熱に変換する。また、六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物は、近赤外光を吸収して熱に変換する。六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物の中では、近赤外光領域で吸収率が高く、かつ可視光領域の透過率が高いことから、六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）とセシウム酸化タングステンが好ましい。

熱変換層４０が電磁波を熱に変換することにより熱膨張層３０が所定の膨張温度まで加熱されると、熱膨張層３０に含まれる熱膨張材料３２のうちの、熱変換層４０が形成された領域に対応する位置に存在する熱膨張材料３２が膨張する。その結果、図３に示すように、成形シート１０のうちの熱変換層４０が形成された部分が表側に向けて盛り上がり、隆起（バンプ）が形成される。このような熱膨張層３０の隆起（バンプ）によって凸若しくは凹凸形状を造ることにより、例えば図４に示すような造形物５０が製造される。

＜造形物５０＞
造形物５０は、シート状の造形物であり、表面に凹凸５２、すなわち凸部５４と凹部５６とを有する。造形物５０は、例えば、加飾シート、壁紙等として使用される。

造形物５０は、図４に示すように、基材２０と、基材２０の第１主面２２の上に積層され、基材２０と反対側に凹凸５２を有する熱膨張層３０と、基材２０の表側又は裏側の面上に凹凸５２に対応したパターンで形成された熱変換層４０と、を含んでいる。成形シート１０における膨張させる領域及び膨張高さを組み合わせることにより、このような造形物５０を含む多彩な造形物を製造することができる。

＜造形装置１００＞
次に、造形装置１００について説明する。造形装置１００は、成形シート１０に電磁波を照射することにより、成形シート１０を膨張させて、例えば図４に示したような造形物５０を製造する。成形シート１０は、造形装置１００において電磁波が照射される際には、図２に示したように、基材２０と熱膨張層３０と熱変換層４０とを備える。

図５に示すように、造形装置１００は、搬送部１２０と、テンション部１３０と、照射部１５０と、制御ユニット１８０と、を備える。これら各部は、筐体１０５内に設けられている。筐体１０５は、成形シート１０が搬入される搬入口１０５ａと、製造された造形物５０が搬出される搬出口１０５ｂと、を有する。

なお、理解を容易にするため、以下では、図５における造形装置１００の長手右方向（紙面の右方向）を＋Ｘ方向、上方向（紙面の上方向）を＋Ｚ方向、＋Ｘ方向と＋Ｚ方向に垂直な方向（紙面の手前方向）を＋Ｙ方向として説明する。

＜搬送部１２０＞
搬送部１２０は、筐体１０５の搬入口１０５ａから搬入された成形シート１０を搬送路Ｒに沿って搬送する。搬送路Ｒは、筐体１０５の搬入口１０５ａから搬出口１０５ｂへ導く経路である。搬送路Ｒは、凸状に湾曲した経路であって、照射部１５０により電磁波が照射される位置を頂部Ｔとして、＋Ｚ方向に突出して湾曲している。

より詳細には、搬送部１２０は、ガイド部１２２と、従動ローラ１２４ａと、駆動ローラ１２４ｂと、テンションローラ１２４ｃと、搬送ベルト１２６と、搬入ローラ１２８ａと、搬出ローラ１２８ｂと、を備える。

ガイド部１２２は、搬送ベルト１２６の往路部分と復路部分との間に配置されている。ガイド部１２２は、搬送路Ｒと同様に、＋Ｚ方向に突出して湾曲した形状をしている。ガイド部１２２は、搬送ベルト１２６の往路部分を、凸状に湾曲した搬送路Ｒに沿って湾曲した状態に−Ｚ側から支持する。また、ガイド部１２２は、搬送ベルト１２６との間で熱伝導を行う。

従動ローラ１２４ａは、筐体１０５の搬入口１０５ａ側（＋Ｘ側）に配置されており、搬送ベルト１２６が巻き掛けられている。従動ローラ１２４ａの回転軸は、成形シート１０の搬送方向（−Ｘ方向）と搬送路Ｒの突出方向（＋Ｚ方向）とに直交する方向（Ｙ方向）に配置され、従動ローラ１２４ａは筐体１０５の側板に軸支される。

駆動ローラ１２４ｂは、筐体１０５の搬出口１０５ｂ側（−Ｘ側）に配置されており、搬送ベルト１２６が巻き掛けられている。駆動ローラ１２４ｂの回転軸は、従動ローラ１２４ａの回転軸と同様にＹ方向に配置され、駆動ローラ１２４ｂは筐体１０５の側板に軸支される。駆動ローラ１２４ｂは、図示しないモータの回転により、＋Ｙ方向から見て反時計回りに回転して、搬送ベルト１２６を走行させる。

テンションローラ１２４ｃは、搬送ベルト１２６の復路部分の下側（−Ｚ側）に配置されており、搬送ベルト１２６の復路部分を−Ｚ側から押圧して、搬送ベルト１２６にテンションを掛ける。テンションローラ１２４ｃの回転軸は、従動ローラ１２４ａの回転軸と同様にＹ方向に配置され、テンションローラ１２４ｃは筐体１０５の側板に軸支される。

搬送ベルト１２６は、従動ローラ１２４ａと駆動ローラ１２４ｂとに巻き掛けられた無端ベルトである。搬送ベルト１２６の往路部分は、ガイド部１２２に支持されることにより、凸状に湾曲した搬送路Ｒに沿って凸状に湾曲している。搬送ベルト１２６は、駆動ローラ１２４ｂの回転により走行する。具体的には、搬送ベルト１２６の往路部分は、搬送路Ｒに沿って−Ｘ方向に走行し、搬送ベルト１２６の復路部分は＋Ｘ方向に走行する。

搬送ベルト１２６は、搬送面１２６ａを有し、成形シート１０を搬送面１２６ａに載せて搬送する。具体的には、成形シート１０は、その表側の面に熱変換層４０が形成されている場合、裏側の面を搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａに向けて、すなわち成形シート１０の表側の面を上方に向けて、搬送ベルト１２６に載せられる。一方で、成形シート１０は、その裏側の面に熱変換層４０が形成されている場合、表側の面を搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａに向けて、すなわち成形シート１０の裏側の面を上方に向けて、搬送ベルト１２６に載せられる。

搬送ベルト１２６は、駆動ローラ１２４ｂの回転により走行することで、搬送ベルト１２６に載せられた成形シート１０を、筐体１０５の搬入口１０５ａから搬送路Ｒに沿って−Ｘ方向に搬送する。そして、搬送ベルト１２６は、照射部１５０により成形シート１０に電磁波が照射されることで製造された造形物５０を、筐体１０５の搬出口１０５ｂに搬送する。

このように、搬送ベルト１２６は、照射部１５０による電磁波の照射位置に対して、搬入口１０５ａ側（＋Ｘ側）から搬出口１０５ｂ側（−Ｘ側）にかけて架け渡されている。これにより、搬送ベルト１２６は、成形シート１０を搬入口１０５ａから照射部１５０による電磁波の照射位置に搬送し、電磁波の照射により製造された造形物５０を搬出口１０５ｂに搬送する。

搬入ローラ１２８ａは、従動ローラ１２４ａと同様に、筐体１０５の側板に軸支される。搬入ローラ１２８ａは、搬入口１０５ａから挿入された成形シート１０を搬送ベルト１２６との間で挟み込み、成形シート１０を筐体１０５内に搬入する。

搬出ローラ１２８ｂは、駆動ローラ１２４ｂと同様に、筐体１０５の側板に軸支される。搬出ローラ１２８ｂは、成形シート１０から製造された造形物５０を搬送ベルト１２６との間で挟み込み、搬出口１０５ｂから搬出する。

＜テンション部１３０＞
テンション部１３０は、搬送部１２０により搬送されている成形シート１０に、凸状に湾曲した搬送路Ｒに沿ってテンションを掛ける。テンション部１３０は、図６に示すように、一対の押さえベルト１３１、１３２を備える。押さえベルト１３１、１３２のそれぞれは、成形シート１０の搬送ベルト１２６の幅方向の端部（＋Ｙ方向の端部と−Ｙ方向の端部）のそれぞれを搬送ベルト１２６に押圧して、成形シート１０に搬送路Ｒに沿ったテンションを掛ける。

より詳細には、テンション部１３０は、押さえベルト１３１が巻き掛けられる第１プーリ１３３ａ及び第２プーリ１３３ｂと、押さえベルト１３２が巻き掛けられる第３プーリ１３４ａ及び第４プーリ１３４ｂと、を備える。また、テンション部１３０は、押さえベルト１３１の走行方向を変える２つのベンドプーリ１３６，１３７と、押さえベルト１３２の走行方向を変える２つのベンドプーリ１３８，１３９と、を備える。

第１プーリ１３３ａと第２プーリ１３３ｂは、搬送ベルト１２６の頂部Ｔを挟んで＋Ｘ側と−Ｘ側のそれぞれに配置されている。第１プーリ１３３ａの外周の下端と第２プーリ１３３ｂの外周の下端は、搬送ベルト１２６の往路部分の頂部Ｔよりも−Ｚ側に位置している。したがって、押さえベルト１３１の往路部分は、搬送ベルト１２６により搬送されている成形シート１０の＋Ｙ側の端部を搬送ベルト１２６に押圧する。

第３プーリ１３４ａと第４プーリ１３４ｂは、搬送ベルト１２６の頂部Ｔを挟んで＋Ｘ側と−Ｘ側のそれぞれに配置されている。第３プーリ１３４ａの外周の下端と第４プーリ１３４ｂの外周の下端は、搬送ベルト１２６の往路部分の頂部Ｔよりも−Ｚ側に位置している。したがって、押さえベルト１３２の往路部分は、搬送ベルト１２６により搬送されている成形シート１０の−Ｙ側の端部を搬送ベルト１２６に押圧する。

このように、一対の押さえベルト１３１、１３２のそれぞれが、成形シート１０の＋Ｙ側の端部と−Ｙ側の端部を搬送ベルト１２６に押圧する。そのため、成形シート１０の＋Ｙ側の端部と−Ｙ側の端部とに、搬送路Ｒに沿ったテンションが掛けられる。これにより、搬送部１２０により搬送されている成形シート１０の反り、撓み等を抑えることができる。

＜照射部１５０＞
照射部１５０は、搬送ベルト１２６に載せられて搬送されている成形シート１０に電磁波を照射する。照射部１５０は、図５に示すように、搬送ベルト１２６の頂部Ｔの上方（＋Ｚ側）に配置されている。照射部１５０は、テンション部１３０によりテンションをかけられた状態で搬送ベルト１２６により搬送されている成形シート１０の上側の面に向けて、上方から電磁波を照射する。

熱変換層４０が形成された成形シート１０に照射部１５０から電磁波が照射されると、熱変換層４０は、電磁波を熱に変換し、熱膨張層３０に含まれる熱膨張材料３２を所定の温度以上に加熱する。熱変換層４０が造形物５０の凹凸５２に対応したパターンで成形シート１０の表側又は裏側の面に形成されているため、熱膨張層３０の凸部５４に対応する部分が所定の温度以上に加熱され、熱膨張材料３２が膨張される。その結果、熱膨張層３０が膨張して、凸部５４（すなわち凹凸５２）が熱膨張層３０に形成される。

より詳細には、図７に示すように、照射部１５０は、ランプ１５１と、リフレクタ１５２と、ファン１５３と、カバー１５４と、を備える。

ランプ１５１は、電磁波を発する。ランプ１５１は、例えばハロゲンランプであって、近赤外領域（波長７５０〜１４００ｎｍ）、可視光領域（波長３８０〜７５０ｎｍ）、又は、中赤外領域（波長１４００〜４０００ｎｍ）の電磁波を発する。ランプ１５１は、搬送ベルト１２６に載せられて搬送されている成形シート１０に対して幅方向（Ｙ方向）に均等に電磁波を照射できるように、搬送ベルト１２６の幅方向（Ｙ方向）に直管状に形成されている。

リフレクタ１５２は、ランプ１５１から発せられた電磁波を、搬送ベルト１２６に載せられて搬送されている成形シート１０に向けて反射する。リフレクタ１５２は、ランプ１５１の上方を覆うように配置されており、ランプ１５１から上方に向けて発せられた電磁波を下方に向けて反射する。ランプ１５１から発せられ、リフレクタ１５２の反射面で反射した電磁波は、図７において矢印で示す経路を進み、搬送ベルト１２６に載せられて搬送されている成形シート１０上で集束する。このように、ランプ１５１から発せられた電磁波は、リフレクタ１５２により反射されることで、成形シート１０に対して集束して照射される。

ファン１５３は、カバー１５４内に空気を送り込み、ランプ１５１とリフレクタ１５２とを冷却する。カバー１５４は、ランプ１５１とリフレクタ１５２とファン１５３とを収納する。

＜加熱部（ヒータ１６１〜１６４）＞
造形装置１００は、図５から図７に示すように、４つのヒータ１６１〜１６４を更に備える。各ヒータ１６１〜１６４は、一例として、電熱線ヒータであって、電熱線としてのニクロム線とニクロム線を覆うカバーとを有しており、電流がニクロム線を流れる際に生じる熱を周囲に放出する。各ヒータ１６１〜１６４は、搬送ベルト１２６を加熱する加熱部として機能する。

各ヒータ１６１〜１６４は、搬送ベルト１２６を、成形シート１０の膨張温度よりも低い温度に加熱する。ここで、膨張温度は、熱膨張層３０に含まれる熱膨張材料３２が膨張を開始する温度であって、上述したように例えば８０℃から１２０℃程度の温度である。

このように、ヒータ１６１〜１６４は、照射部１５０による電磁波の照射位置に対して上流側から下流側まで架け渡された搬送ベルト１２６を加熱する。これにより、成形シート１０が電磁波を照射されて加熱及び膨張する際における温度環境を、造形装置１００の周囲が暖かいか寒いか、つまり温度が高いか低いかに依らずに、一定の条件に保つことができる。言い換えると、ヒータ１６１〜１６４は、搬送ベルト１２６を膨張温度よりも低い温度に加熱することにより、搬送ベルト１２６とそこを搬送される成形シート１０及び造形物５０との温度を調節する役割を担う。

より詳細には、造形装置１００は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも上流側に、第１ヒータ１６１と第２ヒータ１６２とを備える。更に、造形装置１００は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも下流側に、第３ヒータ１６３と第４ヒータ１６４とを有する。

ここで、搬送ベルト１２６は成形シート１０を筐体１０５の搬入口１０５ａ側（＋Ｘ側）から搬出口１０５ｂ側（−Ｘ側）に搬送するため、搬送ベルト１２６の搬送方向は、＋Ｘ側から−Ｘ側への方向、すなわち−Ｘ方向に相当する。すなわち、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも上流側は、造形装置１００において照射部１５０が設置されている位置よりも＋Ｘ側に相当する。同様に、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも下流側は、造形装置１００において照射部１５０が設置されている位置よりも−Ｘ側に相当する。以下、４つのヒータ１６１〜１６４のそれぞれについて説明する。

第１ヒータ１６１は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも上流側において、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの下方に配置されている。具体的には、第１ヒータ１６１は、筐体１０５の搬入口１０５ａ側（＋Ｘ側）において、搬送ベルト１２６の往路部分と復路部分との間に設けられている。

より詳細には、第１ヒータ１６１は、搬送ベルト１２６の往路部分を下側（−Ｚ側）から支持するガイド部１２２の下側の面に取り付けられて固定されている。第１ヒータ１６１が熱を発すると、ガイド部１２２が加熱され、その熱が搬送ベルト１２６の往路部分に伝達する。これにより、搬送ベルト１２６が加熱される。ガイド部１２２の材料は、金属や合金のような比較的熱伝導率の高い材料であることが好ましく、特にステンレス板が好ましい。

第２ヒータ１６２は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも上流側において、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの上方に配置されている。具体的には、第２ヒータ１６２は、図６に示すように、筐体１０５の搬入口１０５ａ側（＋Ｘ側）において、搬送ベルト１２６の幅方向（Ｙ方向）の両端に設けられた押さえベルト１３１、１３２の間に設けられている。

より詳細には、第２ヒータ１６２は、図示しない板金に取り付けられており、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａから上方に間隔を空けた位置に固定されている。第２ヒータ１６２が熱を発すると、その放射熱により搬送ベルト１２６が加熱される。

第１ヒータ１６１と第２ヒータ１６２は、照射部１５０よりも上流側に設けられているため、搬送ベルト１２６における、照射部１５０による電磁波の照射位置よりも上流側の領域に熱を加える。そのため、成形シート１０は、搬送ベルト１２６に載せられて搬入口１０５ａから電磁波の照射位置に搬送されるまでに、熱膨張層３０の膨張温度よりも低い温度に予熱される。これにより、照射部１５０により電磁波が照射された際に、成形シート１０の温度が所定の膨張温度以上に達する時間を短縮することができるため、成形シート１０を膨張させ易くなる。

第３ヒータ１６３は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも下流側において、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの下方に配置されている。具体的には、第３ヒータ１６３は、筐体１０５の搬出口１０５ｂ側（−Ｘ側）において、搬送ベルト１２６の往路部分と復路部分との間に設けられている。

より詳細には、第３ヒータ１６３は、搬送ベルト１２６の往路部分を下側（−Ｚ側）から支持するガイド部１２２の下側の面に取り付けられて固定されている。第１ヒータ１６１が熱を発すると、ガイド部１２２が加熱され、その熱が搬送ベルト１２６の往路部分に伝達する。これにより、搬送ベルト１２６が加熱される。

第４ヒータ１６４は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも下流側において、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの上方に配置されている。具体的には、第４ヒータ１６４は、図６に示すように、筐体１０５の搬出口１０５ｂ側（−側）において、搬送ベルト１２６の幅方向（Ｙ方向）の両端に設けられた押さえベルト１３１、１３２の間に設けられている。

より詳細には、第４ヒータ１６４は、図示しない板金に取り付けられており、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａから上方に間隔を空けた位置に固定されている。第４ヒータ１６４が熱を発すると、その放射熱により搬送ベルト１２６が加熱される。

第３ヒータ１６３と第４ヒータ１６４は、照射部１５０よりも下流側に設けられているため、搬送ベルト１２６における、照射部１５０による電磁波の照射位置よりも下流側の領域に熱を加える。そのため、電磁波の照射により成形シート１０が加熱及び膨張して製造された造形物５０は、電磁波の照射位置から搬出口１０５ｂまで、一定の温度に保たれて搬送される。これにより、製造直後の造形物５０と周囲の環境との間に急激に温度差が生じることを防止できるため、結露の発生を抑制することができる。

＜制御ユニット１８０＞
図５に戻って、制御ユニット１８０は、上述した搬送部１２０と照射部１５０とヒータ１６１〜１６４とを含む造形装置１００の各部の動作を制御する。制御ユニット１８０は、図８に示すように、制御部１８１と、記憶部１８２と、入力受付部１８３と、表示部１８４と、入出力インタフェース１８５と、を備える。これら各部は、信号を伝達するためのバスによって接続されている。

制御部１８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。ＣＰＵは、例えばマイクロプロセッサ等であって、様々な処理や演算を実行する中央演算処理部である。制御部１８１において、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出して、ＲＡＭをワークメモリとして用いながら、造形装置１００全体の動作を制御する。制御部１８１は、入出力インタフェース１８５を介して搬送部１２０、照射部１５０及びヒータ１６１〜１６４の各部に制御指令を送信し、各部を稼働させる。

記憶部１８２は、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリである。記憶部１８２は、制御部１８１によって実行されるプログラム及びデータを記憶している。

入力受付部１８３は、各種のボタン、タッチパッド、タッチパネル等の入力装置を備えており、ユーザからの操作入力（ユーザ操作）を受け付ける。例えば、ユーザは、入力受付部１８３を操作することによって、製造する造形物５０の種類、そのために使用する成形シート１０の種類等を設定することができる。

表示部１８４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示装置を備えており、制御部１８１による制御のもとで様々な画像を表示する。例えば、表示部１８４は、成形シート１０に造形物５０を製造するための設定画面を表示する。

入出力インタフェース１８５は、制御部１８１と造形装置１００の各部との間で送受信される信号を入出力するインタフェースである。

＜造形物の製造処理＞
次に、図９に示すフローチャートを参照して、造形物５０の製造処理の流れについて説明する。

図９に示す造形物５０の製造処理を開始すると、まず、成形シート１０を準備する（ステップＳ１０）。具体的に説明すると、基材２０の第１主面２２にバインダ３１と熱膨張材料３２とを混合した塗布液をスクリーン印刷し、印刷された塗布液を乾燥する。これにより、図１に示したように、基材２０の第１主面２２の上に熱膨張層３０を積層された成形シート１０が製造される。

成形シート１０を準備すると、次に、準備された成形シート１０に熱変換層４０を印刷する（ステップＳ２０）。具体的に説明すると、成形シート１０の表側の面（すなわち熱膨張層２０の表面）と裏側の面（すなわち基材２０の第２主面２４）との少なくとも一方の面上に、印刷装置によって、熱変換材料を含むインクを凹凸５２に応じた濃淡パターンで印刷する。印刷装置は、例えば、インクジェットプリンタである。

成形シート１０に熱変換層４０を印刷すると、加熱部として機能するヒータ１６１〜１６４により搬送ベルト１２６を加熱する（ステップＳ３０）。具体的に説明すると、ヒータ１６１〜１６４は、制御部１８１の制御のもとで稼働し、搬送ベルト１２６を成形シート１０の膨張温度よりも低い温度に加熱する。

搬送ベルト１２６を加熱すると、加熱されている搬送ベルト１２６に成形シート１０を載せて搬送する（ステップＳ４０）。具体的に説明すると、ユーザは、熱変換層４０が印刷された成形シート１０を、造形装置１００の搬入口１０５ａから挿入する。熱変換層４０が成形シート１０の表側の面に印刷された場合、ユーザは、成形シート１０を、その表側の面を上方に向けて搬入口１０５ａから挿入する。一方で、熱変換層４０が成形シート１０の裏側の面に印刷された場合、ユーザは、成形シート１０を、その裏側の面を上方に向けて搬入口１０５ａから挿入する。搬送部１２０は、制御部１８１の制御のもとで稼働し、駆動ローラ１２４ｂを回転させて、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６を走行させる。これにより、搬送ベルト１２６は、挿入された成形シート１０を搬送路Ｒに沿って搬送する。

成形シート１０を搬送すると、搬送されている成形シート１０に電磁波を照射する（ステップＳ５０）。具体的に説明すると、照射部１５０は、制御部１８１の制御のもとで稼働し、搬送部１２０により搬送されている成形シート１０に向けて電磁波を照射する。これにより、成形シート１０に印刷された熱変換層４０は、電磁波を熱に変換することにより発熱する。熱変換層４０から発せられた熱により熱膨張層３０に含まれる熱膨張材料３２が膨張を開始する温度にまで熱せられると、熱膨張層３０は膨張を開始し、凹凸５２が形成される。その結果、造形物５０が製造される。

以上により、成形シート１０から造形物５０が製造される。製造された造形物５０は、搬送部１２０により搬送路Ｒに沿って搬送され、造形装置１００の搬出口１０５ｂから搬出される。このとき、製造される造形物５０の装飾性を高めるために、必要に応じて、成形シート１０の表側又は裏側の面に、印刷装置によりカラー画像を印刷しても良い。

なお、成形シート１０の表側の面と裏側の面との両方に熱変換層４０を印刷して成形シート１０を膨張させる場合、表側の面と裏側の面とのそれぞれに熱変換層４０を印刷して、ステップＳ２０〜Ｓ５０の処理を繰り返す。

以上説明したように、実施形態１に係る造形装置１００は、電磁波を照射されることにより膨張する成形シート１０を載せて搬送する搬送ベルト１２６と、搬送ベルト１２６に載せられて搬送されている成形シート１０に電磁波を照射する照射部１５０と、搬送ベルト１２６を加熱するヒータ１６１〜１６４と、を備える。このように、実施形態１に係る造形装置１００は、成形シート１０を載せて搬送する搬送ベルト１２６をヒータ１６１〜１６４により加熱する。そのため、照射部１５０により成形シート１０に電磁波が照射される際に、造形装置１００の周囲の環境からの影響を低減することができ、安定した温度環境で成形シート１０を膨張させることができる。その結果として、成形シート１０に凹凸５２を高精度に形成することができるため、所望の造形物５０を高精度に製造することにつながる。

特に、実施形態１に係る造形装置１００は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも上流側に第１ヒータ１６１と第２ヒータ１６２とを備える。これにより、電磁波の照射前に成形シート１０が予熱されるため、照射部１５０により電磁波が照射された際に、成形シート１０の温度が所定の膨張温度以上に達する時間が短縮される。そのため、成形シート１０を膨張させ易くなる。

更に、実施形態１に係る造形装置１００は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも下流側に第３ヒータ１６３と第４ヒータ１６４とを備える。これにより、搬送ベルト１２６のうちの、成形シート１０から製造された造形物５０が搬送される領域が加熱されるため、成形シート１０が所定の膨張温度以上に加熱されることにより製造された造形物５０が急激に冷却されない。そのため、造形物５０に結露が生じることを抑制することができる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。実施形態１と同様の構成及び機能については、適宜説明を省略する。

上記実施形態１に係る造形装置１００は、搬送ベルト１２６を加熱するヒータ１６１〜１６４を備えていた。しかしながら、ヒータ１６１〜１６４による加熱だけでは、搬送ベルト１２６の温度が上昇し続ける等のように、搬送ベルト１２６の温度が安定しないことがある。搬送ベルト１２６の温度が安定しないと、成形シート１０が膨張しすぎる、凸部と凹部の境界が曖昧になる等、適切にバンプを行うことができないおそれがある。そこで、実施形態２では、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度が適切な温度条件に保たれるように調整する。

図１０に、実施形態２に係る造形装置２００の構成を示す。造形装置２００は、搬送部１２０と、テンション部１３０と、照射部１５０と、ヒータ１６１〜１６４と、制御ユニット１８０と、を備える。これら各部は、実施形態１に係る造形装置１００に備えられたものと同様であるため、説明を省略する。

これらの実施形態１と同様の構成に加えて、実施形態２に係る造形装置２００は、水を循環させる配管２１１と、風を送るファン２２１〜２２３と、を更に備える。なお、図１０では、理解を容易にするために配管２１１の一部のみに符号を付しているが、図１０において斜線を付した部分は、全て配管２１１の断面を表している。

＜配管２１１＞
配管２１１は、配管２１１の内部を流れる水により、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度を調整する第１の温度調整部として機能する。配管２１１は、図１０に示すように、搬送ベルト１２６の内側を通るように設置されている。ここで、搬送ベルト１２６の内側とは、搬送ベルト１２６の往路部分と復路部分との間に相当する。配管２１１は、搬送ベルト１２６の内側において冷水又は温水を循環させることにより、搬送ベルト１２６を冷却又は加熱する。配管２１１の内部を流れる水は、熱媒体の一例である。

より詳細には、配管２１１は、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの下方であって、ガイド部１２２の下面に取り付けられている。ここで、ガイド部１２２は、実施形態１と同様に、搬送ベルト１２６を支持する部材である。ガイド部１２２の上面は搬送ベルト１２６の下面に接触している。配管２１１がガイド部１２２に取り付けられているため、配管２１１に冷水又は温水が流れると、まずガイド部１２２が冷却又は加熱される。ガイド部１２２が冷却又は加熱されると、ガイド部１２２の熱が搬送ベルト１２６に伝導して、搬送ベルト１２６が冷却又は加熱される。

図１１に、搬送面１２６ａの下方に設置されている配管２１１の設置例を、上（＋Ｚ側）から見た様子を示す。図１１では、理解を容易にするために、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの位置を破線で示しており、テンション部１３０、照射部１５０等のその他の構成要素は省略している。

配管２１１は、搬送ベルト１２６の搬送方向における上流側から下流側にかけて、搬送ベルト１２６の広い範囲に分布するように、ガイド部１２２の下面に張り巡らされている。ここで、搬送ベルト１２６の搬送方向は、実施形態１と同様に、＋Ｘ側から−Ｘ側への方向、すなわち−Ｘ方向に相当する。

より詳細には、配管２１１は、搬送ベルト１２６の内側において、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも上流側及び下流側の位置と、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａを挟んで照射部１５０と向かい合う位置と、を少なくとも通る。配管２１１は、第１ヒータ１６１よりも更に上流側と、第２ヒータ１６２よりも更に下流側と、第１ヒータ１６１と第２ヒータ１６２との間と、のそれぞれにおいて、搬送ベルト１２６の幅方向（Ｙ方向）に少なくとも１回往復するように設置される。

また、図１１に示すように、造形装置２００は、配管２１１に水を供給する水供給部２１２を更に備える。水供給部２１２は、搬送ベルト１２６の側方、下方等、筐体１０５内や、筐体１０５外における適宜の位置に設置されている。なお、水供給部２１２が作動することで発生する水供給部２１２自体の熱の影響等を防ぐため、水供給部２１２は筐体１０５外に設置されることが好ましい。

水供給部２１２は、水を冷却して冷水を生成する機能と、水を加熱して温水を生成する機能と、を備える。水供給部２１２は、生成された冷水と温水とを混ぜ合わせることで、所望の温度に調整された水を生成し、温度調整された水を配管２１１に供給する。配管２１１は、水供給部２１２から供給された水を循環させる。なお、水供給部２１２の種類は空冷式や水冷式等、冷水から温水までの温度調整が可能なものであれば特に限定されない。

水供給部２１２から配管２１１に冷水又は温水が供給されると、冷水又は温水は、図１１において矢印で示すように、まず搬送方向の上流側に送られ、上流側で搬送ベルト１２６を繰り返し横断するように流れる。その後、配管２１１内の冷水又は温水は、上流側から中央部及び下流側に送られ、中央部及び下流側のそれぞれで搬送ベルト１２６を繰り返し横断するように流れる。このように、配管２１１内を流れる冷水又は温水が、搬送ベルト１２６の幅方向に繰り返し往復することで、温度調整の効率を高めることができる。

より詳細には、水供給部２１２は、制御ユニット１８０の制御部１８１の制御のもとで駆動し、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度に応じて、配管２１１に供給する水の温度を調整する。具体的に説明すると、水供給部２１２は、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも高くなると、配管２１１に冷水を供給することにより、搬送ベルト１２６を冷却する。また、水供給部２１２は、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも低くなると、配管２１１に温水を供給することにより、搬送ベルト１２６を加熱する。

ここで、基準温度は、成形シート１０を適切に膨張させるための搬送ベルト１２６の温度であって、例えば、５５℃等の適宜の温度に予め設定されている。なお、基準温度は、ある１つの温度であることに限らず、例えば５２℃から５８℃までの範囲のように、ある程度の幅を有するものであっても良い。

ここで、搬送ベルト１２６の温度は、図示を省略する温度センサにより計測される。温度センサは、一例として、熱電対により温度を検知する接触型のセンサである。温度センサは、搬送ベルト１２６の温度を計測可能な位置であれば、どの位置に設けられても良い。例えば、温度センサは、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの下方における、第１ヒータ１６１及び第２ヒータ１６２により加熱される位置に設けられる。なお、温度センサは一箇所に限られず、複数箇所に設けられていても良い。温度センサにより計測された温度の情報は、図示しない通信線を介して制御ユニット１８０に供給される。制御ユニット１８０の制御部１８１は、温度センサにより計測された温度に応じて、水供給部２１２から配管２１１に供給される水の温度を調整する。

なお、温度センサは、接触型のセンサであることに限らず、非接触型のセンサであっても良い。温度センサが非接触型のセンサである場合、温度センサは、例えば、赤外線により搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａの温度を検知する赤外線センサである。この場合、温度センサは、搬送面１２６ａの温度を検知できるように、搬送面１２６ａに対して向かい合う位置に設置される。また、温度センサは一箇所ではなく複数箇所に設けられていても良い。

水供給部２１２は、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度がより高い場合、配管２１１に供給する水の温度をより低下させ、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度がより低い場合、配管２１１に供給する水の温度をより上昇させる。これにより、配管２１１は、搬送ベルト１２６の温度がより高い場合、より低温の水を循環させ、搬送ベルト１２６の温度がより低い場合、より高温の水を循環させる。

具体的には、水供給部２１２は、図１２に示す温度調整テーブルを参照して、配管２１１に供給する水の温度を決定する。図１２に示す温度調整テーブルは、一例として基準温度が５５℃である場合における、搬送ベルト１２６の温度と配管２１１内の水温との対応関係を示している。温度調整テーブルは、予め設定されて、記憶部１８２に記憶されている。

例えば、搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも５℃高い６０℃である場合、水供給部２１２は、配管２１１に供給する水の温度を５℃低下させて５０℃に調整する。搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも１０℃高い６５℃である場合、水供給部２１２は、配管２１１に供給する水の温度を１０℃低下させて４５℃に調整する。搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも１５℃高い７０℃である場合、水供給部２１２は、配管２１１に供給する水の温度を１５℃低下させて４０℃に調整する。

また、搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも５℃低い５０℃である場合、水供給部２１２は、配管２１１に供給する水の温度を５℃上昇させて６０℃に調整する。搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも１０℃低い４５℃である場合、水供給部２１２は、配管２１１に供給する水の温度を１０℃上昇させて６５℃に調整する。搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも１５℃低い４０℃である場合、水供給部２１２は、配管２１１に供給する水の温度を１５℃上昇させて７０℃に調整する。

このように、水供給部２１２は、搬送ベルト１２６の温度が上昇又は低下した場合、上昇又は低下した温度に応じた分だけ、配管２１１に供給する水の温度を低下又は上昇させる。これにより、搬送ベルト１２６の温度を基準温度に保つことができる。特に、ヒータによって搬送ベルト１２６を基準温度まで加熱しようとすると温度が上昇しすぎてしまう可能性があるため、搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも低い場合は、ヒータによって温度調整するよりも、温度調整部の方がより正確な温度調整が可能となる。

＜ファン２２１〜２２３＞
図１０に戻って、ファン２２１〜２２３は、搬送ベルト１２６に向けて送風することにより、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度を調整する第２の温度調整部として機能する。ファン２２１〜２２３は、搬送ベルト１２６の内側において、ガイド部１２２の下面を見上げる向きに設置されている。ファン２２１〜２２３は、搬送ベルト１２６の方に向けて冷風又は温風を送ることにより、搬送ベルト１２６を冷却又は加熱する。

第１ファン２２１は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも上流側に配置されている。より詳細には、第１ファン２２１は、第１ヒータ１６１よりも更に上流側において、ガイド部１２２の下方に配置されている。

第２ファン２２２は、搬送ベルト１２６の搬送方向における照射部１５０よりも下流側に配置されている。より詳細には、第２ファン２２２は、第２ヒータ１６２よりも更に下流側において、ガイド部１２２の下方に配置されている。

第３ファン２２３は、搬送ベルト１２６の搬送面１２６ａを挟んで照射部１５０と向かい合う位置に配置されている。より詳細には、第３ファン２２３は、搬送路Ｒにおける頂部Ｔの下方に配置されている。

ファン２２１〜２２３は、制御部１８１の制御のもとで駆動し、ガイド部１２２の下方から風を送る。これにより、ガイド部１２２の温度が調整され、更にガイド部１２２を介して搬送ベルト１２６の温度が調整される。３つのファン２２１〜２２３がそれぞれ搬送ベルト１２６の上流側と下流側と中央部とに設置されていることにより、搬送ベルト１２６の全体の温度がなるべく一定に保たれるように、搬送ベルト１２６の温度を調整することができる。

また、図１０に示すように、造形装置２００は、ファン用ヒータ２３１〜２３３を更に備える。ファン用ヒータ２３１〜２３３は、ファン２２１〜２２３により送風される空気を加熱する。

より詳細には、ファン用ヒータ２３１〜２３３は、それぞれファン２２１〜２２３の下方であって、風上側に配置されている。ファン用ヒータ２３１〜２３３は、制御部１８１の指令により駆動すると、ファン２２１〜２２３の風上側の空気を加熱する。この状態でファン２２１〜２２３が駆動すると、ガイド部１２２には温風が送られる。これにより、搬送ベルト１２６が加熱される。一方で、ファン用ヒータ２３１〜２３３が駆動していない状態でファン２２１〜２２３が駆動すると、ガイド部１２２には冷風が送られる。これにより、搬送ベルト１２６が冷却される。

ファン２２１〜２２３及びファン用ヒータ２３１〜２３３は、制御ユニット１８０の制御部１８１の制御のもとで駆動し、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度に応じて、送風される空気の温度を調整する。

ここで、搬送ベルト１２６の温度は、配管２１１により温度調整する場合と同じ温度センサにより計測される。制御部１８１は、温度センサにより計測された搬送ベルト１２６の温度に応じて、ファン２２１〜２２３及びファン用ヒータ２３１〜２３３を制御する。

具体的に説明すると、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも高い場合、制御部１８１は、ファン用ヒータ２３１〜２３３を駆動させずに、ファン２２１〜２２３に送風させる。これにより、ファン２２１〜２２３は、搬送ベルト１２６に向けて冷風を送り、搬送ベルト１２６を基準温度まで冷却する。

一方で、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度が基準温度よりも低い場合、制御部１８１は、ファン用ヒータ２３１〜２３３を駆動させ、且つ、ファン２２１〜２２３に送風させる。これにより、ファン２２１〜２２３は、ファン用ヒータ２３１〜２３３により加熱された空気を搬送ベルト１２６に向けて送り、搬送ベルト１２６を基準温度まで加熱する。

より詳細には、搬送ベルト１２６を冷却する場合、制御部１８１は、温度センサにより計測された搬送ベルト１２６の温度に応じてファン２２１〜２２３の単位時間当たりの回転数を変更して、送風の強さを調整する。具体的に説明すると、ファン２２１〜２２３は、搬送ベルト１２６の温度がより高い場合には、単位時間当たりの回転数を増加させて、より強く送風する。また、ファン２２１〜２２３は、搬送ベルト１２６の温度がより低い場合には、単位時間当たりの回転数を減少させて、より弱く送風する。

このようにファン２２１〜２２３の回転数を制御することにより、搬送ベルト１２６の温度を基準温度に保つことができる。なお、搬送ベルト１２６の温度と単位時間当たりの回転数との対応関係は、図１２に示した温度調整テーブルと同様に予め定められており、記憶部１８２に記憶されている。なお、加熱及び冷却の場合共に、筐体１０５内に熱を帯びた空気がこもらないよう、図示しない排気口やファン等を適宜設け、熱を帯びた空気を筐体１０５外に排出することで、より精度良く温度調整をすることができる。

以上説明したように、実施形態２に係る造形装置２００は、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度を調整する温度調整部として、水を循環させる配管２１１と、空気を送るファン２２１〜２２３と、を備える。これにより、搬送ベルト１２６の温度が上昇し過ぎる、又は低下し過ぎることを回避することができ、より安定した温度環境で成形シート１０を膨張させることができる。その結果として、成形シート１０に凹凸５２を高精度に形成することができるため、所望の造形物５０を高精度に製造することにつながる。

（変形例）
以上に本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施形態が本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態１，２では、造形装置１００，２００は、搬送ベルト１２６を加熱する加熱部として、４つのヒータ１６１〜１６４を備えていた。しかしながら、造形装置１００，２００は、加熱部として、搬送ベルト１２６を加熱する少なくとも１つのヒータを備えていれば良い。このとき、少なくとも１つのヒータが配置される位置は、照射部１５０に対して上流側と下流側とのどちらであっても良いし、搬送面１２６ａの上方と下方とのどちらであっても良い。少なくとも１つのヒータにより搬送ベルト１２６のいずれかの位置が加熱されると、加熱された熱は搬送ベルト１２６の内部を伝達するため、搬送ベルト１２６が全体的に温められる。そのため、成形シート１０に電磁波が照射される際における温度環境を一定の条件に保つことができ、安定した温度環境で成形シート１０を膨張させることができる。

上記実施形態２では、造形装置２００は、温度調整部として、配管２１１とファン２２１〜２２３とを備えていた。しかしながら、造形装置２００は、温度調整部として、配管２１１とファン２２１〜２２３とのどちらか一方のみを備えていても良い。どちらも備えることで、造形装置２００は、搬送ベルト１２６の温度をより効率的に調整することができる。例えば、大型のヒータなど比較的発熱量の大きいものに対しては、配管２１１とファン２２１〜２２３の両方を備えていた方がより効率的に冷却が可能なため好ましい。これに対して、どちらか一方のみによっても、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度を調整することができる。小型のヒータなど比較的発熱量の小さいものに対しては、どちらか一方のみを備えていれば充分効率的な温度調節が可能である。

上記実施形態２では、造形装置２００は、搬送ベルト１２６の内側に３つのファン２２１〜２２３を備えていた。しかしながら、ファン２２１〜２２３は、搬送ベルト１２６の内側に設けられることに限らず、搬送ベルト１２６に風を送ることができれば、どのような位置に設けられていても良い。また、ファンの数は３つでなくても良い。また、ファン用ヒータ２３１〜２３３は、ファン２２１〜２２３の風上側に配置されることに限らず、ファン２２１〜２２３により送風される空気を加熱することが可能であれば、ファン２２１〜２２３の風下側に配置されても良い。また、配管２１１は、図１１に示したように、搬送ベルト１２６の幅方向に沿って往復するように配置されることに限らない。例えば、配管２１１は、搬送ベルト１２６の搬送方向に沿って往復するように配置されても良い。

上記実施形態２では、配管２１１は、水を循環させることにより、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度を調整した。しかしながら、配管２１１の内部を流れる熱媒体は、水であることに限らず、水以外の液体又は気体であっても良い。例えば、水供給部２１２に対応する熱媒体供給部が、熱媒体として、適宜使用温度に応じた水以外の液体又は気体を配管２１１に供給して循環させることにより、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６を加熱又は冷却しても良い。

上記実施形態１，２では、搬送部１２０は、凸状に湾曲した搬送路Ｒに沿って成形シート１０を搬送した。しかしながら、搬送部１２０は、凸状に湾曲した搬送路Ｒに限らず、どのような搬送路に沿って成形シート１０を搬送しても良い。

一例として、図１３に、実施形態１の変形例に係る造形装置１００ａの構成を示す。図１３に示すように、造形装置１００ａは、成形シート１０を載せて搬送する搬送ベルト１２６を有し、平坦な搬送路Ｒ’に沿って成形シート１０を搬送させる搬送部１２０ａと、搬送ベルト１２６に載せられて搬送されている成形シート１０に電磁波を照射する照射部１５０と、搬送ベルト１２６を加熱するヒータ１６１〜１６４と、を備える。造形装置１００ａにおける搬送路Ｒ’は平坦であるため、搬送部１２０ａは、搬送ベルト１２６を凸状に湾曲させるためのガイド部１２２とテンションローラ１２４ｃとを備えていない。このように照射部１５０が平坦な搬送路Ｒ’に沿って搬送される場合であっても、ヒータ１６１〜１６４により搬送ベルト１２６を加熱することにより、安定した温度環境で成形シート１０を膨張させることができる。

また、図１４に、実施形態２の変形例に係る造形装置２００ａの構成を示す。造形装置２００ａは、図１３に示した造形装置１００ａの構成に加えて、配管２１１と、水供給部２１２（図示を省略）と、ファン２２１〜２２３と、ファン用ヒータ２３１〜２３３と、を備える。これら各部は、実施形態２で説明したものと同様である。実施形態２では搬送路Ｒが凸状に湾曲していたのに対して、図１４では、平坦な搬送路Ｒ’に適合するように各部が配置されている。なお、図１３及び図１４のように搬送路Ｒ’が平坦である場合であっても、ガイド部１２２又はテンションローラ１２４ｃが設けられていても良い。このように搬送路Ｒ’が平坦である場合であっても、実施形態２と同様に、配管２１１又はファン２２１〜２２３を用いて、ヒータ１６１〜１６４により加熱されている搬送ベルト１２６の温度が適切な温度条件に保たれるように調整することができる。

また、上記実施形態１，２のように搬送路Ｒが凸状に湾曲している場合であっても、造形装置１００，２００は、ガイド部１２２を備えなくても良い。つまり、ガイド部１２２が搬送ベルト１２６の往路内側の全面に接している方が搬送路Ｒを凸状に湾曲させるのに好ましいが、搬送路Ｒを凸状に湾曲させることができれば、ガイド部１２２が設けられていなくても良い。例えば、凸状に湾曲した搬送路Ｒの頂部Ｔにおける幅方向（Ｙ軸方向）の両端２箇所等のように、最低限の位置で搬送ベルト１２６を支持するようにしても良い。そして、凸状に湾曲した搬送路Ｒに沿って複数のヒータを設置し、複数のヒータが、ガイド部１２２を介さずに搬送ベルト１２６の内側を直接に加熱又は冷却しても良い。

また、テンション部１３０の内側に、押さえベルト１３１，１３２を支持するガイド部が設けられていても良い。更には、テンション部１３０の内側に温度センサが設けられており、温度センサは、テンション部１３０の内側に設けられたガイド部の温度を計測することにより、搬送ベルト１２６の温度を間接的に計測しても良い。また、ヒータによりガイド部を加熱することでテンション部１３０に熱伝導させても良い。

上記実施形態１，２では、成形シート１０は、基材２０と熱膨張層３０とを備えていた。しかしながら、上記実施形態で示した成形シート１０は一例であり、層構成、大きさ、厚み等が異なる様々な種類の成形シート１０を使用することができる。例えば、成形シート１０は、インクを吸収して受容するインク受容層を備えていても良い。インク受容層は、印刷用のインク、トナー等を表面に定着させるための好適な材料によって形成される。或いは、成形シート１０は、他の任意の材料による層を備えていても良い。

上記実施形態１，２では、制御部１８１において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによって、造形装置１００，２００の各部を制御した。しかしながら、本発明において、制御部１８１は、ＣＰＵの代わりに、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、各種制御回路等の専用のハードウェアを備え、専用のハードウェアが、造形装置１００の各部を制御しても良い。この場合、制御部１８１の各機能を個別のハードウェアで実現しても良いし、各機能をまとめて単一のハードウェアで実現しても良い。また、各機能のうち、一部を専用のハードウェアによって実現し、他の一部をソフトウェア又はファームウェアによって実現しても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とが含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（付記１）
電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを載せて搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトに載せられて搬送されている前記成形シートに前記電磁波を照射する照射部と、
前記搬送ベルトを加熱する加熱部と、を備える、
ことを特徴とする造形装置。
（付記２）
前記搬送ベルトの内側には、前記搬送ベルトを支持し、かつ前記搬送ベルトとの間で熱伝導を行うガイド部を備える、
ことを特徴とする付記１に記載の造形装置。
（付記３）
前記加熱部として、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも上流側に配置された少なくとも１つのヒータを備える、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の造形装置。
（付記４）
前記加熱部として、前記搬送方向における前記照射部よりも上流側において、前記搬送ベルトの搬送面の下方に配置された第１ヒータと、前記搬送面の上方に配置された第２ヒータと、を備える、
ことを特徴とする付記３に記載の造形装置。
（付記５）
前記加熱部として、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも下流側に配置された少なくとも１つのヒータを備える、
ことを特徴とする付記１から４のいずれか１つに記載の造形装置。
（付記６）
前記加熱部として、前記搬送方向における前記照射部よりも下流側において、前記搬送ベルトの搬送面の下方に配置された第３ヒータと、前記搬送面の上方に配置された第４ヒータと、を備える、
ことを特徴とする付記５に記載の造形装置。
（付記７）
前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度を調整する温度調整部、を更に備える、
ことを特徴とする付記１から６のいずれか１つに記載の造形装置。
（付記８）
前記温度調整部は、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が基準温度よりも高い場合、前記搬送ベルトを冷却し、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が前記基準温度よりも低い場合、前記搬送ベルトを加熱する、
ことを特徴とする付記７に記載の造形装置。
（付記９）
前記温度調整部として、前記搬送ベルトの内側を通り、熱媒体を循環させる配管を備える、
ことを特徴とする付記７又は８に記載の造形装置。
（付記１０）
前記配管は、前記搬送ベルトの内側において、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも上流側及び下流側の位置と、前記搬送ベルトの搬送面を挟んで前記照射部と向かい合う位置と、を少なくとも通る、
ことを特徴とする付記９に記載の造形装置。
（付記１１）
前記配管は、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が基準温度より高い場合、前記基準温度より低温の前記熱媒体を循環させ、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が前記基準温度より低い場合、前記基準温度より高温の前記熱媒体を循環させる、
ことを特徴とする付記９又は１０に記載の造形装置。
（付記１２）
前記温度調整部として、前記搬送ベルトに向けて送風する少なくとも１つのファンを備える、
ことを特徴とする付記７から１１のいずれか１つに記載の造形装置。
（付記１３）
前記少なくとも１つのファンとして、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも上流側に配置された第１ファンと、前記搬送方向における前記照射部よりも下流側に配置された第２ファンと、前記搬送ベルトの搬送面を挟んで前記照射部と向かい合う位置に配置された第３ファンと、を備える、
ことを特徴とする付記１２に記載の造形装置。
（付記１４）
前記少なくとも１つのファンにより送風される空気を加熱するファン用ヒータを更に備え、
前記少なくとも１つのファンは、前記ファン用ヒータにより加熱された前記空気を前記搬送ベルトに向けて送ることにより、前記搬送ベルトを加熱する、
ことを特徴とする付記１２又は１３に記載の造形装置。
（付記１５）
前記少なくとも１つのファンは、前記搬送ベルトを冷却する場合、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度に応じて前記少なくとも１つのファンの回転数を変更する、
ことを特徴とする付記１２から１４のいずれか１つに記載の造形装置。
（付記１６）
前記成形シートは、
基材と、
前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、
前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記電磁波を吸収して前記電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える、
ことを特徴とする付記１から１５のいずれか１つに記載の造形装置。
（付記１７）
前記熱膨張層は、所定の膨張温度以上に加熱されると膨張し、
前記加熱部は、前記搬送ベルトを前記所定の膨張温度よりも低い温度に加熱する、
ことを特徴とする付記１６に記載の造形装置。
（付記１８）
搬送ベルトを加熱する加熱工程と、
成形シートを、前記加熱工程で加熱されている前記搬送ベルトに載せて搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で搬送されている前記成形シートに電磁波を照射する照射工程と、を含む、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
（付記１９）
前記成形シートは、
基材と、
前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、
前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記電磁波を吸収して前記電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える、
ことを特徴とする付記１８に記載の造形物の製造方法。

１０…成形シート、２０…基材、２２…第１主面、２４…第２主面、３０…熱膨張層、３１…バインダ、３２…熱膨張材料、４０…熱変換層、５０…造形物、５２…凹凸、５４…凸部、５６…凹部、１００，１００ａ，２００，２００ａ…造形装置、１０５…筐体、１０５ａ…搬入口、１０５ｂ…搬出口、１２０，１２０ａ…搬送部、１２２…ガイド部、１２４ａ…従動ローラ、１２４ｂ…駆動ローラ、１２４ｃ…テンションローラ、１２６…搬送ベルト、１２６ａ…搬送面、１２８ａ…搬入ローラ、１２８ｂ…搬出ローラ、１３０…テンション部、１３１，１３２…押さえベルト、１３３ａ…第１プーリ、１３３ｂ…第２プーリ、１３４ａ…第３プーリ、１３４ｂ…第４プーリ、１３６，１３７，１３８，１３９…ベンドプーリ、１５０…照射部、１５１…ランプ、１５２…リフレクタ、１５３…ファン、１５４…カバー、１６１，１６２，１６３，１６４…ヒータ、１８０…制御ユニット、１８１…制御部、１８２…記憶部、１８３…入力受付部、１８４…表示部、１８５…入出力インタフェース、２１１…配管、２１２…水供給部、２２１，２２２，２２３…ファン、２３１，２３２，２３３…ファン用ヒータ、Ｒ，Ｒ’…搬送路、Ｔ…頂部

上記目的を達成するため、本発明に係る造形装置は、
電磁波を照射されることにより膨張する成形シートが載せられている搬送ベルトと、
前記搬送ベルトに載せられている前記成形シートに前記電磁波を照射する照射部と、
前記搬送ベルトを加熱する加熱部と、を備える、
ことを特徴とする。

Claims (19)

1. 電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを載せて搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトに載せられて搬送されている前記成形シートに前記電磁波を照射する照射部と、
   前記搬送ベルトを加熱する加熱部と、を備える、
   ことを特徴とする造形装置。
2. 前記搬送ベルトの内側には、前記搬送ベルトを支持し、かつ前記搬送ベルトとの間で熱伝導を行うガイド部を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
3. 前記加熱部として、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも上流側に配置された少なくとも１つのヒータを備える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の造形装置。
4. 前記加熱部として、前記搬送方向における前記照射部よりも上流側において、前記搬送ベルトの搬送面の下方に配置された第１ヒータと、前記搬送面の上方に配置された第２ヒータと、を備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の造形装置。
5. 前記加熱部として、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも下流側に配置された少なくとも１つのヒータを備える、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の造形装置。
6. 前記加熱部として、前記搬送方向における前記照射部よりも下流側において、前記搬送ベルトの搬送面の下方に配置された第３ヒータと、前記搬送面の上方に配置された第４ヒータと、を備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の造形装置。
7. 前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度を調整する温度調整部、を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の造形装置。
8. 前記温度調整部は、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が基準温度よりも高い場合、前記搬送ベルトを冷却し、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が前記基準温度よりも低い場合、前記搬送ベルトを加熱する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の造形装置。
9. 前記温度調整部として、前記搬送ベルトの内側を通り、熱媒体を循環させる配管を備える、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の造形装置。
10. 前記配管は、前記搬送ベルトの内側において、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも上流側及び下流側の位置と、前記搬送ベルトの搬送面を挟んで前記照射部と向かい合う位置と、を少なくとも通る、
    ことを特徴とする請求項９に記載の造形装置。
11. 前記配管は、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が基準温度より高い場合、前記基準温度より低温の前記熱媒体を循環させ、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度が前記基準温度より低い場合、前記基準温度より高温の前記熱媒体を循環させる、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の造形装置。
12. 前記温度調整部として、前記搬送ベルトに向けて送風する少なくとも１つのファンを備える、
    ことを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の造形装置。
13. 前記少なくとも１つのファンとして、前記搬送ベルトの搬送方向における前記照射部よりも上流側に配置された第１ファンと、前記搬送方向における前記照射部よりも下流側に配置された第２ファンと、前記搬送ベルトの搬送面を挟んで前記照射部と向かい合う位置に配置された第３ファンと、を備える、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の造形装置。
14. 前記少なくとも１つのファンにより送風される空気を加熱するファン用ヒータを更に備え、
    前記少なくとも１つのファンは、前記ファン用ヒータにより加熱された前記空気を前記搬送ベルトに向けて送ることにより、前記搬送ベルトを加熱する、
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の造形装置。
15. 前記少なくとも１つのファンは、前記搬送ベルトを冷却する場合、前記加熱部により加熱されている前記搬送ベルトの温度に応じて前記少なくとも１つのファンの回転数を変更する、
    ことを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の造形装置。
16. 前記成形シートは、
    基材と、
    前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、
    前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記電磁波を吸収して前記電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える、
    ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の造形装置。
17. 前記熱膨張層は、所定の膨張温度以上に加熱されると膨張し、
    前記加熱部は、前記搬送ベルトを前記所定の膨張温度よりも低い温度に加熱する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の造形装置。
18. 搬送ベルトを加熱する加熱工程と、
    成形シートを、前記加熱工程で加熱されている前記搬送ベルトに載せて搬送する搬送工程と、
    前記搬送工程で搬送されている前記成形シートに電磁波を照射する照射工程と、を含む、
    ことを特徴とする造形物の製造方法。
19. 前記成形シートは、
    基材と、
    前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、
    前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記電磁波を吸収して前記電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の造形物の製造方法。

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