JP6923042B2 - 照射ユニット、熱膨張性シートの膨張方法、および立体画像形成方法 - Google Patents
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Description
一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートに電磁波を照射する照射部と、
前記一方の面に前記電磁波を照射する第1膨張処理と、当該第1膨張処理後に前記熱膨張性シートの他方の面に当該電磁波を照射する第2の膨張処理と、を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第2膨張処理における前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、前記第1膨張処理時のエネルギー量よりも低く設定する。
《第1の実施形態》
第1の実施形態の立体画像形成システムにおいて、濃淡画像が両面に印刷された熱膨張性シートが、表面と裏面の2回連続して挿入され、搬送されながら光が照射される。これにより、立体画像が形成される。この2回目の光照射において、光照射装置は、熱膨張性シート(用紙)の搬送速度を1回目の搬送速度よりもアップさせている。これは1回目の加熱で熱膨張性シートの水分量が減少して、熱膨張性シートが熱膨張しやすくなっているためである。
図1に示すように、立体画像形成システム1は、タッチパネルディスプレイ2、コンピュータ3、光照射ユニット4を備えている。
タッチパネルディスプレイ2は、タッチパネルに液晶表示パネルが張り合わされて構成され、このコンピュータ3の操作に用いられる。
図2は、加熱搬送処理の一例を示す図である。
最初、オペレータは、熱膨張性シート7(用紙)を給紙部50にセットし(ステップS10)、タッチパネルディスプレイ2に表示されているスタートボタン(不図示)を押下(タップ)する(ステップS11)。これにより第1回目の搬送が開始する。このときの熱膨張性シート7の断面図を、後記する図4に示す。
ステップS21の処理が終了すると、図2の加熱搬送処理が終了する。なお、このときの熱膨張性シート7の断面図を、後記する図6に示す。
第1回目の搬送終了時は、このグラフの経過時間ゼロに相当する。このとき、第1回目の加熱搬送によって熱膨張性シート7の水分量が減少しているので、その影響を相殺するためにアップ率は最も高くなる。その後、経過時間に応じて熱膨張性シート7の水分量が増加し、アップ率は次第に減少する。経過時間が極めて大きくなると、熱膨張性シート7は大気中の水分を吸わなくなる。このときのアップ率はRmに収束する。
図4に示す熱膨張性シート7Aは、基材71と発泡樹脂層72とインク受容層73とが順に積層されている。
基材71は、紙、キャンバス地などの布、プラスチックなどのパネル材などからなり、材質は特に限定されるものではない。
電磁波熱変換層74は、第1回目の搬送において、図の上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74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74の直下の発泡樹脂層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74、カラーインク層75bは、それぞれ伸縮性を有し、発泡樹脂層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。
電磁波熱変換層76は、第2回目の搬送において、図の下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、粗い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の近傍の発泡樹脂層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74、カラーインク層75aは、それぞれ伸縮性を有し、発泡樹脂層72の発泡膨張に追従して変形する。このようにして、立体画像を含む熱膨張性シート7Cが形成される。
第2の実施形態の立体画像形成システムは、湿度センサにより大気の湿度を検知して、2回目の搬送速度を変化させるものである。これにより、湿度に関わらず安定した立体画像を形成することができる。この第2の実施形態の詳細について、以下の図7から図9により詳細に説明する。
第2の実施形態の立体画像形成システム1Aは、第1の実施形態の光照射ユニット4(図1参照)とは異なる光照射ユニット4Aを備えている。この光照射ユニット4Aは、第1の実施形態の光照射ユニット4(図1参照)と同様な構成に加えて、湿度センサ49を備えている。この湿度センサ49は、大気の湿度を計測する湿度計測手段である。光照射制御回路41は、この湿度センサ49に接続されている。それ以外は、第1の実施形態の立体画像形成システム1と同様に構成されている。
図8のステップS10〜S19の処理は、図2に示したステップS10〜S19の処理と同様である。ステップS20Aにおいて、光照射制御回路41は、現在の湿度と、第1回目の搬送終了からの経過時間に応じてアップ率を判定している。このときの経過時間とアップ率との関係を図9に示している。
第1回目の搬送終了時は、このグラフの経過時間ゼロに相当する。このとき、第1回目の加熱搬送によって熱膨張性シート7の水分量が減少しているので、その影響を相殺するためにアップ率は最も高くなる。その後、経過時間に応じて熱膨張性シート7の水分量が増加し、アップ率は次第に減少する。経過時間が極めて大きくなると、熱膨張性シート7は大気中の水分を吸わなくなる。このときのアップ率は、大気の湿度に応じた値に収束する。
アップ率R1は、例えば湿度が標準である環境に、長時間に亘ってシートを放置したときのアップ率である。グラフでは、このような環境におけるアップ率の推移を実線で示している。
アップ率R2は、例えば乾燥した環境に、長時間に亘ってシートを放置したときのアップ率である。グラフでは、このような環境におけるアップ率の推移を破線で示している。
第3の実施形態の立体画像形成システムは、用紙反転機構により2回の搬送を行うものである。これにより、オペレータが用紙を設定する手間は1度でよく、作業が効率化される。この第3の実施形態の詳細について、以下の図10と図11により詳細に説明する。
最初、オペレータは、熱膨張性シート7(用紙)を給紙部50にセットし(ステップS30)、タッチパネルディスプレイ2に表示されているスタートボタン(不図示)を押下(タップ)する(ステップS31)。これにより第1回目の搬送が開始する。このときの熱膨張性シート7の断面図は、図4に示している。
ステップS37の処理が終了すると、図11の加熱搬送処理が終了する。なお、このときの熱膨張性シート7の断面図を、図6に示している。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(c)のようなものがある。
(a) 光照射ユニット4の構成は、図1・図7・図10に示した例に限定されない。例えば、ランプヒータ44を搬送路6の下側に設けていてもよい。
(c) 熱膨張性シート7の表裏判定は、バーコードリーダと鏡による判定に限定されず、任意の判定方式であってもよい。
〔付記〕
《請求項1》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する立体画像形成システムであって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第1の搬送速度で搬送させる第1搬送制御手段と、
前記第1搬送制御手段による搬送の後、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第1の搬送速度より速い第2の搬送速度で搬送させる第2搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
《請求項2》
前記第2搬送制御手段は、前記第1搬送制御手段による搬送の終了から当該第2搬送制御手段による搬送の開始までの経過時間に応じて前記第2の搬送速度を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の立体画像形成システム。
《請求項3》
大気の湿度を計測する湿度計測手段を更に備え、
前記第2搬送制御手段は、前記第1搬送制御手段による搬送の終了から当該第2搬送制御手段による搬送の開始までの経過時間、および前記湿度計測手段が計測した湿度に応じて前記第2の搬送速度を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の立体画像形成システム。
《請求項4》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する際の熱膨張性シート搬送方法であって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第1の搬送速度で搬送させる第1ステップと、
前記第1ステップによる搬送の後、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第1の搬送速度より速い第2の搬送速度で搬送させる第2ステップと、
を備えることを特徴とする熱膨張性シート搬送方法。
《請求項5》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する立体画像形成システムであって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第1の搬送速度で搬送させる第1搬送制御手段と、
前記第1搬送制御手段による搬送の後、前記熱膨張性シートの表裏を反転する反転手段と、
前記反転手段により表裏が反転された前記熱膨張性シートを、前記第1の搬送速度より速い第2の搬送速度で搬送させる第2搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
《請求項6》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する際の熱膨張性シート搬送方法であって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第1の搬送速度で搬送させる第1ステップと、
前記熱膨張性シートの表裏を反転する反転ステップと、
前記反転ステップにより表裏が反転され、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第1の搬送速度より速い第2の搬送速度で搬送させる第2ステップと、
を備えることを特徴とする熱膨張性シート搬送方法。
2 タッチパネルディスプレイ
3 コンピュータ
4 光照射ユニット
4A 光照射ユニット
4B 光照射ユニット
41 光照射制御回路 (第1搬送制御手段・第2搬送制御手段)
42 冷却ファン
43 温度センサ
44 ランプヒータ (光照射手段の一部)
441 反射板 (光照射手段の一部)
45 バーコードリーダ
451 鏡
46 入口センサ
47 出口センサ
48 モータ
49 湿度センサ (湿度計測手段)
50 給紙部
51,52 挿入ローラ
53,54 排出ローラ
55 下ガイド
56 上ガイド
56B 上ガイド
57 用紙反転機構 (反転手段)
7 熱膨張性シート
71 基材
72 発泡樹脂層
73 インク受容層
74 電磁波熱変換層
75a カラーインク層
75b カラーインク層
76 電磁波熱変換層
Claims (15)
- 一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートに電磁波を照射する照射部と、
前記一方の面に前記電磁波を照射する第1の膨張処理と、当該第1膨張処理後に前記熱膨張性シートの他方の面に当該電磁波を照射する第2の膨張処理と、を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第2の膨張処理における前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、前記第1膨張処理時のエネルギー量よりも低く設定する、
ことを特徴とする照射ユニット。 - 前記制御部は、前記第1の膨張処理後から前記第2の膨張処理開始までの時間がゼロに近いほど、当該第2の膨張処理における前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、当該第1の膨張処理時のエネルギー量よりも低く設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の照射ユニット。 - 前記熱膨張性シートの前記熱膨張層が上を向くように前記熱膨張性シートが置かれている場合に前記第1の膨張処理を実行し、
前記制御部は、前記第1の膨張処理後に前記第2の膨張処理が開始されるまでの前記時間をカウントする、
ことを特徴とする請求項2に記載の照射ユニット。 - 前記制御部は、
前記第1の膨張処理において、第1の速度で前記熱膨張性シートを搬送し、
前記第2の膨張処理において、前記第1の速度より速い第2の速度で前記熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の照射ユニット。 - 前記制御部は、前記電磁波を吸収して熱に変換する熱変換層が前記熱膨張性シートの前記他方の面に形成されている場合に前記第2の膨張処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の照射ユニット。 - 前記熱膨張性シートを反転させる反転部を備え、
前記制御部は、前記第2の膨張処理において、前記第1の膨張処理後に前記反転部で前記熱膨張性シートを反転させた後に、当該第1の膨張処理の搬送方向とは逆の方向に当該熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の照射ユニット。 - 前記制御部は、前記熱膨張性シートの前記熱膨張層が載置面に対向するように置かれている場合に、警告処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の照射ユニット。 - 一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートに電磁波を照射して膨張させる熱膨張性シートの膨張方法であって、
前記一方の面に前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させる第1の膨張ステップと、
前記第1の膨張ステップ後に前記熱膨張性シートの他方の面に前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させる第2の膨張ステップと、
前記第1の膨張ステップ後から前記第2の膨張ステップ開始までの時間がゼロに近いほど、当該第2の膨張ステップにおける前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、当該第1の膨張ステップのエネルギー量よりも低く設定する設定ステップと、を備える、
ことを特徴とする熱膨張性シートの膨張方法。 - 前記時間を取得するためのカウントステップと、を含み、
前記カウントステップは、前記第1の膨張ステップ後に時間を測るカウントを開始し、前記第2の膨張ステップ開始時に前記カウントを終了する、
ことを特徴とする請求項8に記載の熱膨張性シートの膨張方法。 - 前記熱膨張性シートの他方の面に前記熱膨張層を膨張させるための画像が形成されている場合は、前記第1の膨張ステップ後に、前記他方の面が上を向くように載置された状態で前記第2の膨張ステップを実行し、
前記熱膨張性シートの他方の面に前記熱膨張層を膨張させるための画像が非形成である場合は、前記第2の膨張ステップはスキップされる、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の熱膨張性シートの膨張方法。 - 前記第1の膨張ステップは、第1の速度で前記熱膨張性シートを搬送し、
前記第2の膨張ステップは、前記第1の速度より速い第2の速度で前記熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載の熱膨張性シートの膨張方法。 - 一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートを電磁波により膨張させて立体画像を形成する方法であって、
前記熱膨張層上に形成されている熱変換層に前記電磁波を照射して、当該熱変換層に対応する当該熱膨張層を膨張させる第1の膨張ステップと、
前記第1の膨張ステップ後に前記熱膨張性シートの他方の面に形成されている前記熱変換層に前記電磁波を照射して、当該熱変換層に対応する当該熱膨張層を膨張させる第2の膨張ステップと、
前記第2の膨張ステップにおける前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、前記第1の膨張ステップのエネルギー量よりも低く設定する設定ステップと、を備える、
ことを特徴とする立体画像形成方法。 - 前記設定ステップは、前記第1の膨張ステップ後から前記第2の膨張ステップ開始までの時間がゼロに近いほど、当該第2の膨張ステップにおける前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を低く設定する、
ことを特徴とする請求項12に記載の立体画像形成方法。 - 前記第1の膨張ステップ後に前記第2の膨張ステップが開始されるまでの前記時間をカウントするカウントステップ、
を含むことを特徴とする請求項13に記載の立体画像形成方法。 - 前記第1の膨張ステップは、第1の速度で前記熱膨張性シートを搬送し、
前記第2の膨張ステップは、前記第1の速度より速い第2の速度で前記熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項12乃至14のいずれか一項に記載の立体画像形成方法。
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