JP6862713B2 - 立体画像形成装置、立体画像形成システム、立体画像形成方法、及び、熱膨張性シート - Google Patents
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Description
<立体画像形成システムの構成>
以下、図1を参照して、本実施形態に係る立体画像形成システム1の構成につき説明する。図1は、立体画像形成システム1の構成を示す概略図である。
コンピュータ3は、不図示のCPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)や記憶手段を備え、光照射ユニット4を制御する。
以下、図2を参照して、熱膨張性シート7の構成につき説明する。図2は、熱膨張性シート7の断面形状を示す断面図である。
以下、図3〜図5を参照して、両面熱膨張性シート7に形成される立体画像の構造につき説明する。図3〜図5は、熱膨張性シート7の表面Su1に第1立体画像を形成し、裏面Su2に第2立体画像を形成した場合における熱膨張性シート7の断面形状の変化を示している。
図3に示すように、熱膨張性シート7Aは、表面Su1側のインク受容層73の上に電磁波熱変換層(濃淡画像)76が印刷されている。そして、一部の電磁波熱変換層76の上にカラーインク層77が印刷されている。また、熱膨張性シート7Aは、裏面Su2側のインク受容層75の上に電磁波熱変換層(濃淡画像)78が印刷されている。そして、一部の電磁波熱変換層78の上にカラーインク層79が印刷されている。電磁波熱変換層76,78は、例えばカーボンブラックを含むインクで印刷された層であり、可視光や近赤外光(電磁波)を熱に変換する。カラーインク層77,79は、シアン・マゼンタ・イエローなどのインクで構成されている。熱膨張性シート7Aの第1及び第2膨張層72,74は、加熱されていない。そのため、第1及び第2膨張層72,74の厚さは一様である。
表面Su1側の電磁波熱変換層76は、表面Su1側から光の照射を受けて熱に変換する、この電磁波熱変換層76は、熱膨張性シート7に細かな立体パターンを形成するために設けられている。この電磁波熱変換層76の直下の第1膨張層72は、熱を受けて発泡膨張する。インク受容層73、電磁波熱変換層76、カラーインク層77は、それぞれ伸縮性を有し、第1膨張層72の発泡膨張に追従して変形する。このようにして熱膨張性シート7Bが形成される。
裏面Su2側の電磁波熱変換層78は、裏面Su2側から光の照射を受けて熱に変換する、この電磁波熱変換層78は、熱膨張性シート7に細かな立体パターンを形成するために設けられている。この電磁波熱変換層78の直下の第2膨張層74は、熱を受けて発泡膨張する。インク受容層75、電磁波熱変換層78、カラーインク層79は、それぞれ伸縮性を有し、第2膨張層74の発泡膨張に追従して変形する。このようにして熱膨張性シート7Cが形成される。
以下、図6を参照して、立体画像形成システム1の立体画像形成時の動作につき説明する。図6は、立体画像形成システム1の立体画像形成時の動作を示すフローチャートである。ここでは、図3に示すように、電磁波熱変換層(濃淡画像)76,78が熱膨張性シート7の表面Su1と裏面Su2に既に形成されているものとして説明する。
これにより、一連のルーチンの処理(両面立体画像の形成処理)が終了する。
係る構成において、本実施形態に係る立体画像形成システム1は、以下のような特徴を有している。
例えば、前記した実施形態は、本発明の要旨を分かり易く説明するために詳細に説明したものである。そのため、本発明は、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。また、本発明は、ある構成要素に他の構成要素を追加したり、一部の構成要素を他の構成要素に変更したりすることができる。また、本発明は、一部の構成要素を削除することもできる。
例えば、光加熱手段は、レーザ光を照射する構成であってもよい。
図7は、入口センサ46(図1参照)側から挿入ローラ51,52(図1参照)側に向かって見たときの変形例に係る冷却手段の構成を示している。図7に示す例では、冷却手段が4つの冷却ファン91a〜91dによって構成されている。各冷却ファン91a〜91dは、搬送路6の近傍の位置に配置されている。各冷却ファン91a〜91dは、熱膨張性シート7の照射面とは反対側の面と対向するように、搬送路6の幅方向に並べて配置されている。このような冷却ファン91a〜91dは、冷却風を搬送路6に向けて送ることにより、搬送路6に沿って搬送される熱膨張性シート7の幅方向の全域を漏れなくかつ十分に冷却することができる。ただし、冷却ファン91の数は、4つに限らず、増減することができる。
[付記]
《請求項1》
熱量に応じて膨張する熱膨張層を備えた熱膨張性シートに光を照射して加熱する光加熱手段と、
前記熱膨張性シートの光が照射されている照射面とは反対側の面を冷却する冷却手段と、を有することを特徴とする立体画像形成装置。
《請求項2》
前記光加熱手段により前記熱膨張性シートに光を照射すると共に、前記冷却手段により前記熱膨張性シートの照射面とは反対側の面を冷却することを特徴とする請求項1に記載の立体画像形成装置。
《請求項3》
前記光加熱手段は、前記熱膨張性シートに含まれている膨張層を膨張させることが可能な下限温度以上の温度に前記熱膨張性シートの照射面を加熱し、
前記冷却手段は、前記下限温度よりも低い温度に前記照射面とは反対側の面を冷却することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の立体画像形成装置。
《請求項4》
前記冷却手段は、前記照射面とは反対側の面に風を送る冷却ファンであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の立体画像形成装置。
《請求項5》
前記冷却ファンは、複数設けられており、
それぞれの前記冷却ファンは、前記照射面とは反対側の面と対向するように、搬送路の幅方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項4に記載の立体画像形成装置。
《請求項6》
前記冷却手段は、内部を流体が流れる冷却パイプであり、
前記冷却パイプは、前記照射面とは反対側の面と対向するように配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の立体画像形成装置。
《請求項7》
前記冷却手段は、熱を吸収しながら前記熱膨張性シートを搬送する吸熱ローラであり、
前記吸熱ローラは、前記照射面とは反対側の面と当接するように配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の立体画像形成装置。
《請求項8》
請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の立体画像形成装置と、
前記立体画像形成装置に光照射を指示する入力手段と、を有することを特徴とする立体画像形成システム。
《請求項9》
立体画像の基となる濃淡画像を熱膨張性シートに印刷する印刷手段を更に有することを特徴とする請求項8に記載の立体画像形成システム。
《請求項10》
搬送手段で熱膨張性シートを搬送しながら、光加熱手段で前記熱膨張性シートに光を照射して加熱する光照射工程と、
冷却手段で前記熱膨張性シートの光が照射されている照射面とは反対側の面を冷却する冷却工程と、を含み、
前記光照射工程と前記冷却工程とが並行して行われることを特徴とする立体画像形成方法。
《請求項11》
前記熱膨張性シートの一方の面である第1面に立体画像を形成する第1立体画像形成工程と、
前記熱膨張性シートの他方の面である第2面に立体画像を形成する第2立体画像形成工程と、を含み、
前記第1立体画像形成工程では、前記第1面が前記光加熱手段に対向するように、前記熱膨張性シートを搬送しながら、前記光照射工程と前記冷却工程とを行い、
前記第2立体画像形成工程では、前記第2面が前記光加熱手段に対向するように、前記熱膨張性シートを搬送しながら、前記光照射工程と前記冷却工程とを行うことを特徴とする請求項10に記載の立体画像形成方法。
《請求項12》
シート状の基材と、
前記基材の一方の面側に形成され、かつ、吸収した熱量に応じて膨張する第1膨張層と、
前記基材の他方の面側に形成され、かつ、吸収した熱量に応じて膨張する第2膨張層と、を備え、
前記基材は、断熱材で構成されており、
前記基材の断熱性能は、前記第1膨張層を加熱して膨張させる際に、膨張層を膨張させることが可能な下限温度よりも低い温度に前記第2膨張層の温度を維持することが可能になっていることを特徴とする熱膨張性シート。
2 タッチパネルディスプレイ(入力手段、表示手段)
4 光照射ユニット(立体画像形成装置)
44 ランプヒータ(光加熱手段の一部)
441 反射板(光加熱手段の一部)
51,52 挿入ローラ(搬送手段)
53,54 排出ローラ(搬送手段)
6 搬送路
7,7A,7B,7C 熱膨張性シート(両面熱膨張性シート)
71 基材
72 発泡樹脂層(第1膨張層)
73,75 インク受容層
74 発泡樹脂層(第2膨張層)
76,78 電磁波熱変換層(濃淡画像)
77,79 カラーインク層
91 冷却ファン(冷却手段)
Su1 第1面
Su2 第2面
Claims (10)
- 熱量に応じて膨張する熱膨張層を備えた熱膨張性シートに光を照射して加熱する光加熱手段と、
前記熱膨張性シートの光が照射されている照射面とは反対側の面を冷却する冷却手段と、を有し、
前記光加熱手段は、前記熱膨張性シートに含まれている膨張層を膨張させることが可能な下限温度以上の温度に前記熱膨張性シートの照射面を加熱し、
前記冷却手段は、少なくとも、前記光加熱手段により前記下限温度以上の温度に前記照射面が加熱されているときに、前記下限温度よりも低い温度に前記反対側の面を冷却することを特徴とする立体画像形成装置。 - 前記冷却手段は、前記照射面とは反対側の面に風を送る冷却ファンであることを特徴とする請求項1に記載の立体画像形成装置。
- 前記冷却ファンは、複数設けられており、
それぞれの前記冷却ファンは、前記照射面とは反対側の面と対向するように、搬送路の幅方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の立体画像形成装置。 - 前記冷却手段は、内部を流体が流れる冷却パイプであり、
前記冷却パイプは、前記照射面とは反対側の面と対向するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の立体画像形成装置。 - 前記冷却手段は、熱を吸収しながら前記熱膨張性シートを搬送する吸熱ローラであり、
前記吸熱ローラは、前記照射面とは反対側の面と当接するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の立体画像形成装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の立体画像形成装置と、
前記立体画像形成装置に光照射を指示する入力手段と、を有することを特徴とする立体画像形成システム。 - 立体画像の基となる濃淡画像を熱膨張性シートに印刷する印刷手段を更に有することを特徴とする請求項6に記載の立体画像形成システム。
- 搬送手段で熱膨張性シートを搬送しながら、光加熱手段で前記熱膨張性シートに光を照射して加熱する光照射工程と、
冷却手段で前記熱膨張性シートの光が照射されている照射面とは反対側の面を冷却する冷却工程と、を含み、
前記光照射工程は、前記熱膨張性シートに含まれている膨張層を膨張させることが可能な下限温度以上の温度に前記熱膨張性シートの照射面を加熱し、
前記冷却工程は、前記下限温度よりも低い温度に前記反対側の面を冷却し、
前記光照射工程と前記冷却工程とが並行して行われることを特徴とする立体画像形成方法。 - 前記熱膨張性シートの一方の面である第1面に立体画像を形成する第1立体画像形成工程と、
前記熱膨張性シートの他方の面である第2面に立体画像を形成する第2立体画像形成工程と、を含み、
前記第1立体画像形成工程では、前記第1面が前記光加熱手段に対向するように、前記熱膨張性シートを搬送しながら、前記光照射工程と前記冷却工程とを行い、
前記第2立体画像形成工程では、前記第2面が前記光加熱手段に対向するように、前記熱膨張性シートを搬送しながら、前記光照射工程と前記冷却工程とを行うことを特徴とする請求項8に記載の立体画像形成方法。 - シート状の基材と、
前記基材の一方の面側に形成され、かつ、吸収した熱量に応じて膨張する第1膨張層と、
前記基材の他方の面側に形成され、かつ、吸収した熱量に応じて膨張する第2膨張層と、を備え、
前記基材は、断熱材で構成されており、
前記基材の断熱性能は、前記第1膨張層を加熱して膨張させる際に、膨張層を膨張させることが可能な下限温度よりも低い温度に前記第2膨張層の温度を維持することが可能になっていることを特徴とする熱膨張性シート。
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