以下、本発明の実施の形態に係る熱膨張性シート、熱膨張性シートの製造方法、造形物の製造方法、造形システム及び膨張装置について、図面を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, a heat-expandable sheet, a method for manufacturing a heat-expandable sheet, a method for manufacturing a modeled object, a modeling system, and an expansion device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本明細書において、「造形物」は、単純な形状、幾何学形状、文字、装飾等、形状を広く含む。ここで、装飾とは、視覚及び／又は触覚を通じて美感を想起させるものである。また、「造形（又は造型）」は、単に造形物を形成することに限らず、装飾を加える加飾、装飾を形成する造飾のような概念をも含む。更に装飾性のある造形物とは、加飾又は造飾の結果として形成される造形物を示す。
As used herein, the term "modeled object" broadly includes shapes such as simple shapes, geometric shapes, letters, and decorations. Here, the decoration evokes a sense of beauty through the sense of sight and / or the sense of touch. Further, "modeling (or modeling)" is not limited to simply forming a modeled object, but also includes concepts such as decoration to add decoration and decoration to form decoration. Further, the decorative model refers to a model formed as a result of decoration or decoration.
＜実施形態１＞
（熱膨張性シート）
本実施形態に係る熱膨張性シート１０は、図１に模式的に示すように、基材１１と、熱膨張層１２と、インク受容層１３と、を備える。また、詳細に後述するように、熱膨張性シート１０は、図３、図４（ａ）〜（ｃ）、図５〜図７に概要を示す造形システム２０において、印刷が施され、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２の少なくとも一部が膨張する。また、熱膨張層１２の少なくとも一部が隆起することにより、熱膨張性シート１０の表面にバンプ面状が形成される。本実施形態において、バンプ面状は、熱膨張層１２の隆起により形成されるシート表面の状態又は形態を示す。また、バンプ面状は、その表面に凸若しくは凹凸を有しており、バンプ面状の高さ、バンプ面状を形成する位置等を組み合わせることにより、造形物を表現することができる。なお、バンプ面状は、造形物に応じ、熱膨張性シート１０上に１つ又は複数形成される。
<Embodiment 1>
(Thermal expandable sheet)
As schematically shown in FIG. 1, the heat-expandable sheet 10 according to the present embodiment includes a base material 11, a heat-expandable layer 12, and an ink receiving layer 13. Further, as will be described in detail later, the heat-expandable sheet 10 is printed and thermally expanded in the modeling system 20 outlined in FIGS. 3, 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 5 to 7. At least a part of the thermal expansion layer 12 of the sex sheet 10 expands. Further, by raising at least a part of the thermal expansion layer 12, a bump surface shape is formed on the surface of the thermal expansion sheet 10. In the present embodiment, the bump surface shape indicates the state or morphology of the sheet surface formed by the ridge of the thermal expansion layer 12. Further, the bump surface has a convex or uneven surface, and a modeled object can be expressed by combining the height of the bump surface, the position where the bump surface is formed, and the like. In addition, one or a plurality of bump surface shapes are formed on the heat-expandable sheet 10 depending on the modeled object.
基材１１は、熱膨張層１２等を支持するシート状の部材である。基材１１の一方の面（表面、図１では上面）上には、熱膨張層１２が形成される。基材１１としては、上質紙等の紙、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂からなるシート（フィルムを含む）を使用する。紙としては、上質紙に限らず、一般に使用されている任意の紙を使用することができる。また、樹脂としては、ＰＥＴに限らず、任意の樹脂を使用可能である。樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等から選択される材料を挙げることができる。また、基材１１は、熱膨張層１２が全体的又は部分的に発泡により膨張した時に、基材１１の反対側（図１に示す下側）に隆起しない程度の強度を備える。また、基材１１は、熱膨張層１２が膨張した際に、しわを生じたり、大きく波打ったりする等、シートとしての形態が損なわれることがない程度の強度を備える。加えて、基材１１は、熱膨張層１２を発泡させる際の加熱に耐える程度の耐熱性を有する。基材１１は更に伸縮性を有してもよい。
The base material 11 is a sheet-like member that supports the thermal expansion layer 12 and the like. A thermal expansion layer 12 is formed on one surface (surface, upper surface in FIG. 1) of the base material 11. As the base material 11, a paper such as wood-free paper or a sheet (including a film) made of a resin such as polyethylene terephthalate (PET) is used. The paper is not limited to high-quality paper, and any commonly used paper can be used. Further, the resin is not limited to PET, and any resin can be used. Examples of the resin include materials selected from polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins, polyamide resins such as nylon, polyvinyl chloride resins, polyimide resins, and silicone resins. Further, the base material 11 has a strength such that it does not rise to the opposite side (lower side shown in FIG. 1) of the base material 11 when the thermal expansion layer 12 expands entirely or partially due to foaming. Further, the base material 11 has a strength to such an extent that the form as a sheet is not impaired, such as wrinkling or large waviness when the thermal expansion layer 12 expands. In addition, the base material 11 has heat resistance sufficient to withstand the heating when the thermal expansion layer 12 is foamed. The base material 11 may further have elasticity.
熱膨張層１２は、基材１１の一方の面（図１では、上面）上に形成される。熱膨張層１２は、加熱の程度（例えば、加熱温度、加熱時間）に応じた大きさに膨張する層であって、バインダ中に熱膨張性材料（熱膨張性マイクロカプセル、マイクロパウダー）が分散配置されている。また、詳細に後述するように、本実施形態では、熱膨張性シート１０の上面（表面）に、及び／又は熱膨張性シート１０の下面（裏面）に、電磁波を熱に変換する電磁波熱変換層（以下、単に熱変換層又は変換層と称する）を形成し、電磁波を照射することで、熱変換層を発熱させる。電磁波熱変換層は、電磁波の照射により、熱を帯びるため、帯熱層とも呼べる。熱膨張性シート１０の表面及び／又は裏面に設けられた熱変換層で生じた熱が、熱膨張層１２へと伝達することにより、熱膨張層中の熱膨張性材料が発泡し、膨張する。熱変換層は、熱変換層が設けられていない他の領域と比較し、電磁波を速やかに熱へと変換する。このため熱変換層の近傍の領域のみを選択的に加熱することができ、熱膨張層１２の特定の領域のみを選択的に膨張させることができる。熱膨張層１２は、１つの層を有する場合に限らず、複数の層を有してもよい。
The thermal expansion layer 12 is formed on one surface (upper surface in FIG. 1) of the base material 11. The heat-expanding layer 12 is a layer that expands to a size according to the degree of heating (for example, heating temperature, heating time), and the heat-expandable material (heat-expandable microcapsules, micropowder) is dispersed in the binder. Have been placed. Further, as will be described in detail later, in the present embodiment, electromagnetic wave heat conversion that converts electromagnetic waves into heat is performed on the upper surface (front surface) of the heat-expandable sheet 10 and / or on the lower surface (back surface) of the heat-expandable sheet 10. A layer (hereinafter, simply referred to as a heat conversion layer or a conversion layer) is formed, and the heat conversion layer is heated by irradiating with electromagnetic waves. Since the electromagnetic wave heat conversion layer is heated by irradiation with electromagnetic waves, it can also be called a thermospheric layer. The heat generated in the heat conversion layer provided on the front surface and / or the back surface of the heat-expandable sheet 10 is transferred to the heat-expandable layer 12, so that the heat-expandable material in the heat-expandable layer foams and expands. .. The heat conversion layer rapidly converts electromagnetic waves into heat as compared with other regions where the heat conversion layer is not provided. Therefore, only the region in the vicinity of the thermal conversion layer can be selectively heated, and only a specific region of the thermal expansion layer 12 can be selectively expanded. The thermal expansion layer 12 is not limited to having one layer, and may have a plurality of layers.
熱膨張層１２のバインダとしては、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等の任意の熱可塑性樹脂を用いる。また、熱膨張性マイクロカプセルは、プロパン、ブタン、その他の低沸点気化性物質を、熱可塑性樹脂の殻内に含むものである。殻は、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、あるいは、それらの共重合体等の熱可塑性樹脂から形成される。例えば、熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径は、約５〜５０μｍである。このマイクロカプセルを熱膨張開始温度以上に加熱すると、樹脂からなる殻が軟化し、内包されている低沸点気化性物質が気化し、その圧力によって殻がバルーン状に膨張する。用いるマイクロカプセルの特性にもよるが、マイクロカプセルの粒径は膨張前の粒径の５倍程度に膨張する。なお、マイクロカプセルの粒径には、ばらつきがあり、全てのマイクロカプセルが同じ粒径を有するものではない。
As the binder of the thermal expansion layer 12, any thermoplastic resin such as a vinyl acetate polymer or an acrylic polymer is used. Further, the heat-expandable microcapsules contain propane, butane, and other low-boiling-point vaporizable substances in the shell of the thermoplastic resin. The shell is formed from a thermoplastic resin such as polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyacrylic acid ester, polyacrylonitrile, polybutadiene, or a copolymer thereof. For example, the average particle size of the heat-expandable microcapsules is about 5 to 50 μm. When the microcapsules are heated above the thermal expansion start temperature, the shell made of resin softens, the low boiling point vaporizable substance contained therein evaporates, and the shell expands like a balloon due to the pressure. Although it depends on the characteristics of the microcapsules used, the particle size of the microcapsules expands to about 5 times the particle size before expansion. The particle size of the microcapsules varies, and not all microcapsules have the same particle size.
インク受容層１３は、熱膨張層１２上に形成される。インク受容層１３は、印刷工程で使用されるインク、例えば、インクジェットプリンタのインクを受容し、定着させる層である。インク受容層１３は、印刷工程で使用されるインクに応じて、汎用されている材料を使用して形成される。例えば水性インクを利用する場合で、空隙を利用してインクを受容するタイプでは、インク受容層１３は、例えば多孔質シリカを用いて形成される。インクを膨潤させて受容するタイプでは、インク受容層１３は、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等から選択される樹脂を用いて形成される。なお、インク受容層１３は、印刷工程で用いられる印刷装置、用いられるインク等に応じて、省略することが可能である。例えば、インクジェット方式の印刷装置を使用し、紫外線硬化タイプのインクを用いる場合は、インク受容層１３は省略することができる。
The ink receiving layer 13 is formed on the thermal expansion layer 12. The ink receiving layer 13 is a layer that receives and fixes ink used in the printing process, for example, ink of an inkjet printer. The ink receiving layer 13 is formed by using a material that is widely used depending on the ink used in the printing process. For example, in the case of using water-based ink, in the type of receiving ink by utilizing voids, the ink receiving layer 13 is formed by using, for example, porous silica. In the type that swells and receives ink, the ink receiving layer 13 is formed by using, for example, a resin selected from polyvinyl alcohol (PVA) -based resin, polyester-based resin, polyurethane-based resin, acrylic-based resin, and the like. The ink receiving layer 13 can be omitted depending on the printing apparatus used in the printing process, the ink used, and the like. For example, when an inkjet printing device is used and an ultraviolet curable type ink is used, the ink receiving layer 13 can be omitted.
（熱膨張性シートの製造方法）
次に、熱膨張性シート１０の製造方法を図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
(Manufacturing method of heat-expandable sheet)
Next, a method for manufacturing the heat-expandable sheet 10 will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (c).
まず、基材１１を準備する（図２（ａ））。基材１１としては、例えばロール紙を使用する。また、以下に示す製造方法はロール式に限らず、枚葉式で行うことも可能である。
First, the base material 11 is prepared (FIG. 2A). As the base material 11, for example, roll paper is used. Further, the manufacturing method shown below is not limited to the roll method, but can also be performed by a single-wafer method.
次に、熱可塑性樹脂等からなるバインダと熱膨張性材料（熱膨張性マイクロカプセル）とを用い、公知の分散装置等を用いて、熱膨張層１２を形成するための塗布液を調製する。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材１１の一方の面上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図２（ｂ）に示すように熱膨張層１２を形成する。なお、目標とする熱膨張層１２の厚みを得るため、塗布液の塗布及び乾燥を複数回行ってもよい。
Next, using a binder made of a thermoplastic resin or the like and a heat-expandable material (heat-expandable microcapsules), a coating liquid for forming the heat-expandable layer 12 is prepared using a known dispersion device or the like. Subsequently, the coating liquid is applied onto one surface of the base material 11 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, and a spray coater. Subsequently, the coating film is dried to form the thermal expansion layer 12 as shown in FIG. 2 (b). In addition, in order to obtain the target thickness of the thermal expansion layer 12, the coating liquid may be applied and dried a plurality of times.
次に、インク受容層１３を構成する材料、例えば多孔質シリカ等を用いて塗布液を調製する。続いて、この塗布液を、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、熱膨張層１２上に塗布する。なお、目標とするインク受容層１３の厚みを得るため、塗布液の塗布及び乾燥を複数回行ってもよい。続いて、塗膜を乾燥させ、図２（ｃ）に示すように、インク受容層１３を形成する。
Next, a coating liquid is prepared using a material constituting the ink receiving layer 13, such as porous silica. Subsequently, this coating liquid is applied onto the thermal expansion layer 12 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, or a spray coater. In addition, in order to obtain the target thickness of the ink receiving layer 13, the coating liquid may be applied and dried a plurality of times. Subsequently, the coating film is dried to form the ink receiving layer 13 as shown in FIG. 2 (c).
続いて、ロール状の基材１１を用いた場合は、造形システム２０に適合する大きさに裁断を行う。
Subsequently, when the roll-shaped base material 11 is used, it is cut into a size suitable for the modeling system 20.
以上の工程により、熱膨張性シート１０が製造される。
By the above steps, the heat-expandable sheet 10 is manufactured.
（造形システム）
次に、図３、図４（ａ）〜（ｃ）、図５、図６及び図７を参照して、熱膨張性シート１０に造形物を製造するための造形システム２０について説明する。図３は、造形システム２０のブロック図であり、図４（ａ）〜（ｃ）は、造形システム２０の構成例を示す。図５は、制御ユニット３０の構成例を示す。図６は印刷ユニット４０の構成例を示し、図７は膨張ユニット５０の構成例を示す。また、図４（ａ）は、造形システム２０の正面図である。図４（ｂ）は、天板２２を閉じた状態における造形システム２０の平面図である。図４（ｃ）は、天板２２を開いた状態における造形システム２０の平面図である。図４（ａ）〜（ｃ）において、Ｘ方向は、印刷ユニット４０と膨張ユニット５０とが並ぶ方向に相当し、Ｙ方向は、印刷ユニット４０及び膨張ユニット５０における熱膨張性シート１０の搬送方向に相当し、Ｚ方向は、鉛直方向に相当する。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とは、互いに直交する。
(Modeling system)
Next, a modeling system 20 for manufacturing a modeled object on the heat-expandable sheet 10 will be described with reference to FIGS. 3, 4 (a) to 4 (c), FIGS. 5, 6 and 7. FIG. 3 is a block diagram of the modeling system 20, and FIGS. 4A to 4C show a configuration example of the modeling system 20. FIG. 5 shows a configuration example of the control unit 30. FIG. 6 shows a configuration example of the printing unit 40, and FIG. 7 shows a configuration example of the expansion unit 50. Further, FIG. 4A is a front view of the modeling system 20. FIG. 4B is a plan view of the modeling system 20 in a state where the top plate 22 is closed. FIG. 4C is a plan view of the modeling system 20 in a state where the top plate 22 is open. In FIGS. 4A to 4C, the X direction corresponds to the direction in which the printing unit 40 and the expansion unit 50 are lined up, and the Y direction is the transport direction of the thermally expandable sheet 10 in the printing unit 40 and the expansion unit 50. And the Z direction corresponds to the vertical direction. The X direction, the Y direction, and the Z direction are orthogonal to each other.
造形システム２０は、図３に示すように、制御ユニット３０と、印刷ユニット４０と、膨張ユニット５０と、表示ユニット６０と、を備える。制御ユニット３０、印刷ユニット４０、膨張ユニット５０は、それぞれ図４（ａ）に示すようにフレーム２１内に載置される。具体的に、フレーム２１は、一対の略矩形状の側面板２１ａと、側面板２１ａの間に設けられた連結ビーム２１ｂとを備え、側面板２１ａの上方に天板２２が渡されている。また、側面板２１ａの間に渡された連結ビーム２１ｂの上に印刷ユニット４０及び膨張ユニット５０がＸ方向に並んで設置され、連結ビーム２１ｂの下に制御ユニット３０が固定されている。表示ユニット６０は天板２２内に、天板２２の上面と高さが一致するように埋設されている。
As shown in FIG. 3, the modeling system 20 includes a control unit 30, a printing unit 40, an expansion unit 50, and a display unit 60. The control unit 30, the printing unit 40, and the expansion unit 50 are each mounted in the frame 21 as shown in FIG. 4A. Specifically, the frame 21 includes a pair of substantially rectangular side plates 21a and a connecting beam 21b provided between the side plates 21a, and the top plate 22 is passed above the side plates 21a. Further, the printing unit 40 and the expansion unit 50 are installed side by side in the X direction on the connecting beam 21b passed between the side plates 21a, and the control unit 30 is fixed under the connecting beam 21b. The display unit 60 is embedded in the top plate 22 so as to have the same height as the upper surface of the top plate 22.
（制御ユニット）
制御ユニット３０は、印刷ユニット４０、膨張ユニット５０及び表示ユニット６０を制御する。また、制御ユニット３０は、印刷ユニット４０、膨張ユニット５０、及び表示ユニット６０に電源を供給する。制御ユニット３０は、図５に示すように、制御部３１と、記憶部３２と、通信部３３と、記録媒体駆動部３４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。
(Controller unit)
The control unit 30 controls the printing unit 40, the expansion unit 50, and the display unit 60. Further, the control unit 30 supplies power to the printing unit 40, the expansion unit 50, and the display unit 60. As shown in FIG. 5, the control unit 30 includes a control unit 31, a storage unit 32, a communication unit 33, and a recording medium drive unit 34. Each of these parts is connected by a bus for transmitting a signal.
制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。制御部３１では、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、造形システム２０全体の動作を制御する。なお、制御部３１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用の制御回路であっても良い。
The control unit 31 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). In the control unit 31, the CPU reads out the control program stored in the ROM and controls the operation of the entire modeling system 20 while using the RAM as the work memory. The control unit 31 may be a dedicated control circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
記憶部３２は、フラッシュメモリ、ハードディスク等であって、制御部３１によって実行されるプログラム又はデータを記憶している。例えば、記憶部３２は、印刷ユニット４０によって印刷されるカラー画像データ、表面発泡データ及び裏面発泡データを記憶している。
The storage unit 32 is a flash memory, a hard disk, or the like, and stores a program or data executed by the control unit 31. For example, the storage unit 32 stores color image data, front surface foaming data, and back surface foaming data printed by the printing unit 40.
通信部３３は、印刷ユニット４０、膨張ユニット５０及び表示ユニット６０を含む外部の装置と通信するためのインタフェースである。
The communication unit 33 is an interface for communicating with an external device including a printing unit 40, an expansion unit 50, and a display unit 60.
記録媒体駆動部３４は、可搬型の記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す。可搬型の記録媒体とは、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリ等である。例えば、記録媒体駆動部３４は、印刷ユニット４０によって印刷されるカラー画像データ、表面発泡データ及び裏面発泡データを、可搬型の記録媒体から読み出して取得する。
The recording medium driving unit 34 reads out the program or data recorded on the portable recording medium. The portable recording medium is a CD (Compact Disc) -ROM, a DVD (Digital Versatile Disc) -ROM, a flash memory provided with a USB (Universal Serial Bus) standard connector, or the like. For example, the recording medium driving unit 34 reads out and acquires the color image data, the front surface foaming data, and the back surface foaming data printed by the printing unit 40 from the portable recording medium.
（印刷ユニット）
印刷ユニット４０は、熱膨張性シート１０の表面及び／又は裏面に印刷を行う。本実施形態では印刷ユニットは、インクを微滴化し、被印刷媒体に対して直接に吹き付ける方式で画像を印刷するインクジェットプリンタである。印刷ユニット４０では、任意のインクを使用することができ、例えば水性インク、溶剤インク、紫外線硬化インク等を使用することができる。なお、印刷ユニット４０は、インクジェットプリンタに限らず、任意の印刷装置を用いることができる。
(Printing unit)
The printing unit 40 prints on the front surface and / or the back surface of the heat-expandable sheet 10. In the present embodiment, the printing unit is an inkjet printer that prints an image by a method of atomizing ink and spraying it directly onto a printing medium. In the printing unit 40, any ink can be used, for example, water-based ink, solvent ink, ultraviolet curable ink, and the like can be used. The printing unit 40 is not limited to the inkjet printer, and any printing device can be used.
図４（ｃ）に示すように、印刷ユニット４０は、熱膨張性シート１０を搬入するための搬入部４０ａと、熱膨張性シート１０を搬出するための搬出部４０ｂと、を備える。印刷ユニット４０は、搬入部４０ａから搬入された熱膨張性シート１０の表面及び／又は裏面に指示された画像を印刷し、画像が印刷された熱膨張性シート１０を搬出部４０ｂから搬出する。
As shown in FIG. 4C, the printing unit 40 includes a carry-in unit 40a for carrying in the heat-expandable sheet 10 and a carry-out unit 40b for carrying out the heat-expandable sheet 10. The printing unit 40 prints an image indicated on the front surface and / or the back surface of the heat-expandable sheet 10 carried in from the carry-in unit 40a, and carries out the heat-expandable sheet 10 on which the image is printed from the carry-out unit 40b.
印刷ユニット４０の詳細な構成例を、図６に示す。印刷ユニット４０は、熱膨張性シート１０が搬送される方向である副走査方向Ｄ１（Ｙ方向）に直交する主走査方向Ｄ２（Ｘ方向）に往復移動可能なキャリッジ４１を備える。
A detailed configuration example of the print unit 40 is shown in FIG. The printing unit 40 includes a carriage 41 that can reciprocate in the main scanning direction D2 (X direction) orthogonal to the sub-scanning direction D1 (Y direction), which is the direction in which the heat-expandable sheet 10 is conveyed.
キャリッジ４１には、印刷を実行する印刷ヘッド４２と、インクを収容したインクカートリッジ４３（４３ｋ，４３ｃ，４３ｍ，４３ｙ）が取り付けられている。各インクは、印刷ヘッド４２の対応するノズルから吐出される。ここで、インクカートリッジ４３には、カラー印刷を行うインクと、熱変換層を印刷するための電磁波熱変換材料（以下、熱変換材料と称する）を含む電磁波熱変換インク（以下、熱変換インクと称する。発熱インクと呼んでもよい）と、が備えられる。
A print head 42 for executing printing and an ink cartridge 43 (43k, 43c, 43m, 43y) containing ink are attached to the carriage 41. Each ink is ejected from the corresponding nozzle of the print head 42. Here, the ink cartridge 43 includes an ink for color printing and an electromagnetic wave heat conversion ink (hereinafter referred to as a heat conversion ink) containing an electromagnetic wave heat conversion material (hereinafter referred to as a heat conversion material) for printing a heat conversion layer. It may be called heat-generating ink).
電磁波熱変換材料（熱変換材料）は、電磁波を熱に変換可能な材料である。熱変換材料の一例としては、カーボン分子であるカーボンブラック（グラファイト）が挙げられる。電磁波を照射することにより、グラファイトが電磁波を吸収して熱振動し、熱が発生する。なお、熱変換材料は、グラファイトに限られず、例えば、赤外線吸収材料などの無機材料も使用することができる。
The electromagnetic wave heat conversion material (heat conversion material) is a material capable of converting electromagnetic waves into heat. An example of a heat conversion material is carbon black (graphite), which is a carbon molecule. By irradiating with electromagnetic waves, graphite absorbs the electromagnetic waves and thermally vibrates, generating heat. The heat conversion material is not limited to graphite, and for example, an inorganic material such as an infrared absorbing material can also be used.
また、本実施形態では、インクカートリッジ４３ｃ，４３ｍ，４３ｙは、シアンＣ、マゼンタＭ、及びイエローＹの色インクであり、これらのインクによりカラー画像が表現される。また、インクカートリッジ４３ｋは、グラファイト（カーボンブラック）を含む黒色インク（ブラックＫ）であり、黒色インクが熱変換インクに相当する。本実施形態では黒色インクを用いて、熱変換層を印刷する。なお、カラーインク層８２において黒又はグレーの色を形成するため、カラーインクとして、カーボンブラックを含まない黒のカラーインクを更に備えてもよい。
Further, in the present embodiment, the ink cartridges 43c, 43m, 43y are color inks of cyan C, magenta M, and yellow Y, and a color image is expressed by these inks. Further, the ink cartridge 43k is a black ink (black K) containing graphite (carbon black), and the black ink corresponds to a heat conversion ink. In this embodiment, the heat conversion layer is printed using black ink. In addition, in order to form a black or gray color in the color ink layer 82, a black color ink that does not contain carbon black may be further provided as the color ink.
印刷ユニット４０は、熱膨張性シート１０の表面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである表面発泡データに基づき、熱変換インクを用いて表側変換層８１を印刷する。同様に、熱膨張性シート１０の裏面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである裏面発泡データに基づき、黒色インクを用いて裏側変換層８３を印刷する。後述するように、黒色インクの濃度がより濃く形成された部分ほど、熱膨張層の膨張高さは高くなる。このため、黒色インクの濃度は、目標高さに対応するように濃淡が決定される。
The printing unit 40 prints the front side conversion layer 81 using the heat conversion ink based on the surface foaming data which is the data indicating the parts to be foamed and expanded on the surface of the heat expandable sheet 10. Similarly, the back side conversion layer 83 is printed using black ink based on the back surface foaming data which is the data indicating the portion to be foamed and expanded on the back surface of the heat expandable sheet 10. As will be described later, the higher the concentration of the black ink is formed, the higher the expansion height of the thermal expansion layer. Therefore, the density of the black ink is determined so as to correspond to the target height.
キャリッジ４１は、ガイドレール４４に滑動自在に支持されており、駆動ベルト４５に挟持されている。キャリッジ４１は、モータ４５ｍの回転により駆動ベルト４５が駆動することで、印刷ヘッド４２及びインクカートリッジ４３と共に、主走査方向Ｄ２に移動する。
The carriage 41 is slidably supported by the guide rail 44 and is sandwiched by the drive belt 45. The carriage 41 moves in the main scanning direction D2 together with the print head 42 and the ink cartridge 43 by driving the drive belt 45 by the rotation of the motor 45 m.
フレーム４７の下部には、印刷ヘッド４２と対向する位置に、プラテン４８が設けられている。プラテン４８は、主走査方向Ｄ２に延在しており、熱膨張性シート１０の搬送路の一部を構成している。熱膨張性シート１０の搬送路には、給紙ローラ対４９ａ（下のローラは不図示）と排紙ローラ対４９ｂ（下のローラは不図示）とが設けられている。給紙ローラ対４９ａと排紙ローラ対４９ｂとは、プラテン４８に支持された熱膨張性シート１０を副走査方向Ｄ１に搬送する。
A platen 48 is provided at a position facing the print head 42 at the lower portion of the frame 47. The platen 48 extends in the main scanning direction D2 and constitutes a part of the transport path of the heat-expandable sheet 10. The transport path of the heat-expandable sheet 10 is provided with a paper feed roller pair 49a (lower roller is not shown) and a paper discharge roller pair 49b (lower roller is not shown). The paper feed roller pair 49a and the paper discharge roller pair 49b convey the heat-expandable sheet 10 supported by the platen 48 in the sub-scanning direction D1.
印刷ユニット４０は、フレキシブル通信ケーブル４６を介して制御ユニット３０と接続されている。制御ユニット３０は、フレキシブル通信ケーブル４６を介して、印刷ヘッド４２、モータ４５ｍ、給紙ローラ対４９ａ及び排紙ローラ対４９ｂを制御する。具体的に説明すると、制御ユニット３０は、給紙ローラ対４９ａ及び排紙ローラ対４９ｂを制御して、熱膨張性シート１０を搬送させる。また、制御ユニット３０は、モータ４５ｍを回転させてキャリッジ４１を移動させ、印刷ヘッド４２を主走査方向Ｄ２の適切な位置に搬送させる。
The printing unit 40 is connected to the control unit 30 via a flexible communication cable 46. The control unit 30 controls the print head 42, the motor 45 m, the paper feed roller pair 49a, and the paper output roller pair 49b via the flexible communication cable 46. Specifically, the control unit 30 controls the paper feed roller pair 49a and the paper discharge roller pair 49b to convey the heat-expandable sheet 10. Further, the control unit 30 rotates the motor 45 m to move the carriage 41 and conveys the print head 42 to an appropriate position in the main scanning direction D2.
印刷ユニット４０は、制御ユニット３０から画像データを取得し、取得した画像データに基づいて印刷を実行する。具体的に説明すると、印刷ユニット４０は、画像データとして、カラー画像データと表面発泡データと裏面発泡データとを取得する。カラー画像データは、熱膨張性シート１０の表面に印刷するカラー画像を示すデータである。印刷ユニット４０は、印刷ヘッド４２に、シアンＣ、マゼンタＭ及びイエローＹの各インクを熱膨張性シート１０に向けて噴射させて、カラー画像を印刷する。
The print unit 40 acquires image data from the control unit 30 and executes printing based on the acquired image data. Specifically, the printing unit 40 acquires color image data, front surface foaming data, and back surface foaming data as image data. The color image data is data showing a color image to be printed on the surface of the heat-expandable sheet 10. The printing unit 40 prints a color image by injecting cyan C, magenta M, and yellow Y inks toward the heat-expandable sheet 10 onto the print head 42.
これに対して、表面発泡データは、熱膨張性シート１０の表面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである。また、裏面発泡データは、熱膨張性シート１０の裏面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである。印刷ユニット４０は、印刷ヘッド４２に、カーボンブラックを含むブラックＫの黒色インクを熱膨張性シート１０に向けて噴射させて、表面発泡データ又は裏面発泡データに対応する黒色による濃淡画像（濃淡パターン）を印刷する。
On the other hand, the surface foaming data is data showing a portion to be foamed and expanded on the surface of the heat-expandable sheet 10. Further, the back surface foaming data is data showing a portion to be foamed and expanded on the back surface of the heat-expandable sheet 10. The printing unit 40 injects black K black ink containing carbon black onto the heat-expandable sheet 10 onto the print head 42, and a shade image (shade pattern) in black corresponding to the front surface foaming data or the back surface foaming data. To print.
（膨張ユニット）
膨張ユニット５０は、熱膨張性シート１０の表面及び／又は裏面に電磁波を照射し、熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる。膨張ユニット５０は、図４（ｃ）に示すように、熱膨張性シート１０を搬入するための搬入部５０ａと、熱膨張性シート１０を搬出するための搬出部５０ｂと、を備える。膨張ユニット５０は、搬入部５０ａから搬入された熱膨張性シート１０の表面及び／又は裏面に電磁波を照射し、熱膨張層の少なくとも一部を膨張させ、熱膨張層が膨張された熱膨張性シート１０を搬出部５０ｂから搬出する。
(Expansion unit)
The expansion unit 50 irradiates the front surface and / or the back surface of the heat-expandable sheet 10 with electromagnetic waves to expand at least a part of the heat-expandable layer. As shown in FIG. 4C, the expansion unit 50 includes a carry-in section 50a for carrying in the heat-expandable sheet 10 and a carry-out section 50b for carrying out the heat-expandable sheet 10. The expansion unit 50 irradiates the front surface and / or the back surface of the heat-expandable sheet 10 carried in from the carry-in portion 50a with electromagnetic waves to expand at least a part of the heat-expandable layer, and the heat-expandable layer is expanded. The sheet 10 is carried out from the carry-out unit 50b.
膨張ユニット５０の詳細な構成例を、図７に示す。膨張ユニット５０は、図７に示すように、搬送ローラ対５１，５２と、搬送モータ５３と、照射部５５と、を備える。照射部５５は、電磁波を照射する機構であって、搬送ローラ対５１，５２によって搬送される熱膨張性シート１０に電磁波を照射する照射手段として機能する。図７に示すように、照射部５５は、ランプヒータ５６と、反射板５７と、温度センサ５８と、冷却部５９と、を備える。
A detailed configuration example of the expansion unit 50 is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the expansion unit 50 includes a transfer roller pair 51, 52, a transfer motor 53, and an irradiation unit 55. The irradiation unit 55 is a mechanism for irradiating electromagnetic waves, and functions as an irradiation means for irradiating the heat-expandable sheet 10 transported by the transport roller pairs 51 and 52 with electromagnetic waves. As shown in FIG. 7, the irradiation unit 55 includes a lamp heater 56, a reflector 57, a temperature sensor 58, and a cooling unit 59.
搬入部５０ａは、熱膨張性シート１０を搬入するための機構である。ユーザは、熱膨張性シート１０の表面に電磁波を照射して膨張させる場合には、熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて搬入部５０ａにセットする。また、ユーザは、熱膨張性シート１０の裏面に電磁波を照射して膨張させる場合には、熱膨張性シート１０を、その裏面を上側に向けて搬入部５０ａにセットする。搬入部５０ａに設置された熱膨張性シート１０は、搬送ガイド（図示せず）によってガイドされながら、搬送ローラ対５１，５２によって筐体の内部に搬送される。
The carry-in portion 50a is a mechanism for carrying in the heat-expandable sheet 10. When the user irradiates the surface of the heat-expandable sheet 10 with an electromagnetic wave to expand it, the user sets the heat-expandable sheet 10 in the carry-in portion 50a with the surface facing upward. Further, when the user irradiates the back surface of the heat-expandable sheet 10 with an electromagnetic wave to expand the heat-expandable sheet 10, the user sets the heat-expandable sheet 10 in the carry-in portion 50a with the back surface facing upward. The heat-expandable sheet 10 installed in the carry-in portion 50a is conveyed to the inside of the housing by the transfer roller pairs 51 and 52 while being guided by the transfer guide (not shown).
搬送ローラ対５１，５２は、搬入部５０ａから搬入された熱膨張性シート１０を挟持して、搬送ガイドに沿って搬送する。搬送ローラ対５１，５２は、図７に示すように、搬送モータ５３と少なくとも１個のローラ歯車を介して接続されている。搬送モータ５３は、例えばパルス電力に同期して動作するステッピングモータである。搬送ローラ対５１，５２は、搬送モータ５３の回転に伴う駆動力を動力源として回転し、熱膨張性シート１０を、その表面又は裏面を照射部５５に向けながら搬送する。また、搬送ローラ対５１，５２は、搬送モータ５３と協働することによって、熱膨張性シート１０と照射部５５とを相対的に移動させる移動手段として機能する。
The transport roller pairs 51 and 52 sandwich the heat-expandable sheet 10 carried in from the carry-in portion 50a and carry it along the transport guide. As shown in FIG. 7, the transfer roller pairs 51 and 52 are connected to the transfer motor 53 via at least one roller gear. The transfer motor 53 is, for example, a stepping motor that operates in synchronization with pulse power. The transport roller pairs 51 and 52 rotate using the driving force accompanying the rotation of the transport motor 53 as a power source, and transport the heat-expandable sheet 10 with its front surface or back surface facing the irradiation unit 55. Further, the transfer roller pairs 51 and 52 function as a moving means for relatively moving the heat-expandable sheet 10 and the irradiation unit 55 by cooperating with the transfer motor 53.
ランプヒータ５６は、例えばハロゲンランプを備えており、熱膨張性シート１０に対して、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（光）を照射する。熱変換材料を含む熱変換インク（発熱インク）による濃淡画像が印刷された熱膨張性シート１０に電磁波を照射すると、濃淡画像が印刷された部分では、濃淡画像が印刷されていない部分に比べて、より効率良く電磁波が熱に変換される。そのため、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分が主に加熱され、膨張を開始する温度に達すると熱膨張性材料が膨張する。なお、照射部はハロゲンランプに限られず、電磁波を照射可能であれば、他の構成を採ることも可能である。また、電磁波の波長も上記の範囲に限定されるものではない。
The lamp heater 56 includes, for example, a halogen lamp, and has a near-infrared region (wavelength 750 to 1400 nm), a visible light region (wavelength 380 to 750 nm), or a mid-infrared region (wavelength 380 to 750 nm) with respect to the heat-expandable sheet 10. It irradiates electromagnetic waves (light) with a wavelength of 1400 to 4000 nm. When the heat-expandable sheet 10 on which the shade image printed by the heat conversion ink (heat-generating ink) containing the heat conversion material is irradiated with an electromagnetic wave, the portion where the shade image is printed is compared with the portion where the shade image is not printed. , Electromagnetic waves are converted into heat more efficiently. Therefore, the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed is mainly heated, and when the temperature at which expansion starts is reached, the heat-expandable material expands. The irradiation unit is not limited to the halogen lamp, and other configurations can be adopted as long as it can irradiate electromagnetic waves. Further, the wavelength of the electromagnetic wave is not limited to the above range.
反射板５７は、照射部５５から照射された電磁波を受ける被照射体であって、ランプヒータ５６から照射された電磁波を熱膨張性シート１０に向けて反射する機構である。反射板５７は、ランプヒータ５６の上側を覆うように配置されており、ランプヒータ５６から上側に向けて照射された電磁波を下側に向けて反射する。反射板５７によって、ランプヒータから照射された電磁波を効率良く熱膨張性シート１０に照射することができる。
The reflector 57 is an irradiated body that receives the electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 55, and is a mechanism that reflects the electromagnetic wave emitted from the lamp heater 56 toward the heat-expandable sheet 10. The reflector 57 is arranged so as to cover the upper side of the lamp heater 56, and reflects the electromagnetic wave radiated from the lamp heater 56 toward the upper side toward the lower side. The reflector 57 can efficiently irradiate the heat-expandable sheet 10 with the electromagnetic waves emitted from the lamp heater.
温度センサ５８は、熱電対、サーミスタ等であって、反射板５７の温度を測定する測定手段として機能する。温度センサ５８は、ランプヒータ５６が電磁波を照射している際に、反射板５７の温度を測定する。反射板５７はランプヒータ５６から照射される電磁波を受けるため、ランプヒータ５６が照射している電磁波の強さ、すなわち電磁波のエネルギーの大きさに応じて変化する。そのため、反射板５７の温度は、ランプヒータ５６が照射している電磁波の強さの指標として用いることもできる。
The temperature sensor 58 is a thermocouple, a thermistor, or the like, and functions as a measuring means for measuring the temperature of the reflector 57. The temperature sensor 58 measures the temperature of the reflector 57 when the lamp heater 56 is irradiating electromagnetic waves. Since the reflector 57 receives the electromagnetic wave emitted from the lamp heater 56, it changes according to the strength of the electromagnetic wave emitted by the lamp heater 56, that is, the magnitude of the energy of the electromagnetic wave. Therefore, the temperature of the reflector 57 can also be used as an index of the intensity of the electromagnetic wave emitted by the lamp heater 56.
冷却部５９は、反射板５７の上側に設けられており、膨張ユニット５０の内部を冷却する冷却手段として機能する。冷却部５９は、少なくとも１つの給気ファンを備えており、膨張ユニット５０の外部から照射部５５に空気を送ることによって、照射部５５を冷却する。
The cooling unit 59 is provided on the upper side of the reflector 57 and functions as a cooling means for cooling the inside of the expansion unit 50. The cooling unit 59 includes at least one air supply fan, and cools the irradiation unit 55 by sending air from the outside of the expansion unit 50 to the irradiation unit 55.
膨張ユニット５０において、熱膨張性シート１０は、搬入部５０ａからユニット内部へと搬入され、搬送ローラ対５１，５２によって搬送されながら、照射部５５によって照射される電磁波を受ける。その結果、熱膨張性シート１０のうち、濃淡画像である表側変換層８１又は裏側変換層８３が印刷された部分が熱を帯びる。この熱が熱膨張層１２へと伝達し、熱膨張層１２の少なくとも一部が膨張する。このように加熱されて膨張した熱膨張性シート１０は、搬出部５０ｂから搬出される。
In the expansion unit 50, the heat-expandable sheet 10 is carried into the inside of the unit from the carry-in portion 50a, and receives electromagnetic waves irradiated by the irradiation unit 55 while being carried by the transport roller pairs 51 and 52. As a result, the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the front-side conversion layer 81 or the back-side conversion layer 83, which is a shade image, is printed is heated. This heat is transferred to the thermal expansion layer 12, and at least a part of the thermal expansion layer 12 expands. The heat-expandable sheet 10 heated and expanded in this way is carried out from the carry-out portion 50b.
（表示ユニット）
表示ユニット６０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と、表示装置に画像を表示させる表示駆動回路と、を備える。表示ユニット６０は、例えば図４（ｂ）に示すように、印刷ユニット４０によって熱膨張性シート１０に印刷される画像を表示する（例えば、図４（ｂ）に示す星）。また、表示ユニット６０は、必要に応じて、印刷ユニット４０又は膨張ユニット５０の現在の状態を示す情報を表示する。
(Display unit)
The display unit 60 includes a display device such as a liquid crystal display and an organic EL (Electro Luminescence) display, and a display drive circuit for displaying an image on the display device. The display unit 60 displays an image printed on the heat-expandable sheet 10 by the printing unit 40 (for example, the star shown in FIG. 4B), as shown in FIG. 4B, for example. Further, the display unit 60 displays information indicating the current state of the print unit 40 or the expansion unit 50, if necessary.
なお、図示していないが、造形システム２０は、ユーザによって操作される操作ユニットを備えていても良い。操作ユニットは、ボタン、スイッチ、ダイヤル等を備え、印刷ユニット４０又は膨張ユニット５０に対する操作を受け付ける。或いは、表示ユニット６０は、表示装置と操作装置とが重ねられたタッチパネル又はタッチスクリーンを備えていてもよい。
Although not shown, the modeling system 20 may include an operation unit operated by the user. The operation unit includes buttons, switches, dials, and the like, and accepts operations on the printing unit 40 or the expansion unit 50. Alternatively, the display unit 60 may include a touch panel or a touch screen on which the display device and the operation device are superposed.
本実施形態の造形システム２０によれば、濃淡画像（表面発泡データ、裏面発泡データ）の濃淡の制御、電磁波の制御等により、熱膨張性材料の膨張量を制御し、熱膨張層１２の隆起する高さを制御し、熱膨張性シート１０の表面に所望のバンプ面状を形成することができる。
According to the modeling system 20 of the present embodiment, the expansion amount of the heat-expandable material is controlled by controlling the shading of the shading image (front surface foaming data, back surface foaming data), controlling the electromagnetic wave, and the like, and the uplift of the thermal expansion layer 12. The desired height can be controlled to form a desired bump surface shape on the surface of the heat-expandable sheet 10.
ここで、電磁波の制御は、造形システム２０において熱膨張性シート１０に電磁波を照射して膨張させる際、熱膨張性シート１０を所望の高さに膨張させるために、熱膨張性シート１０が単位面積当たりに受けるエネルギー量を制御することをいう。具体的に、熱膨張性シート１０が単位面積当たりに受けるエネルギー量は、照射部の照射強度、移動速度、照射時間、照射距離、温度、湿度、冷却等のパラメータによって変化する。電磁波の制御は、このようなパラメータの少なくとも１つを制御することによって実行される。
Here, the control of the electromagnetic wave is performed by the heat-expandable sheet 10 in order to expand the heat-expandable sheet 10 to a desired height when the heat-expandable sheet 10 is irradiated with the electromagnetic wave and expanded in the modeling system 20. It means controlling the amount of energy received per area. Specifically, the amount of energy received by the heat-expandable sheet 10 per unit area varies depending on parameters such as irradiation intensity, moving speed, irradiation time, irradiation distance, temperature, humidity, and cooling of the irradiation unit. Control of electromagnetic waves is performed by controlling at least one such parameter.
（造形物の製造方法）
次に、図８に示すフローチャート及び図９（ａ）〜（ｅ）に示す熱膨張性シート１０の断面図を参照して、造形システム２０によって熱膨張性シート１０上に造形物を製造する処理の流れを説明する。
(Manufacturing method of modeled object)
Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 8 and the cross-sectional views of the heat-expandable sheet 10 shown in FIGS. 9 (a) to 9 (e), a process of manufacturing a modeled object on the heat-expandable sheet 10 by the modeling system 20. Explain the flow of.
第１に、ユーザは、造形物が製造される前の熱膨張性シート１０を準備し、表示ユニット６０を介して、カラー画像データ、表面発泡データ及び裏面発泡データを指定する。そして、熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて印刷ユニット４０に挿入する。印刷ユニット４０は、挿入された熱膨張性シート１０の表面に熱変換層（表側変換層８１）を印刷する（ステップＳ１）。表側変換層８１は、電磁波熱変換材料を含むインク、例えばカーボンブラックを含む黒色インクで形成された層である。印刷ユニット４０は、指定された表面発泡データに従って、熱膨張性シート１０の表面に、カーボンブラックを含む黒色インクを吐出する。その結果、図９（ａ）に示すように、インク受容層１３上に表側変換層８１が形成される。なお、理解を容易とするため、インク受容層１３上に表側変換層８１が形成されているように図示しているが、より正確には黒色インクはインク受容層１３中に受容されているため、インク受容層１３中に表側変換層８１が形成されている。
First, the user prepares the heat-expandable sheet 10 before the modeled object is manufactured, and designates the color image data, the front surface foaming data, and the back surface foaming data via the display unit 60. Then, the heat-expandable sheet 10 is inserted into the printing unit 40 with its surface facing upward. The printing unit 40 prints a heat conversion layer (front side conversion layer 81) on the surface of the inserted heat-expandable sheet 10 (step S1). The front conversion layer 81 is a layer formed of an ink containing an electromagnetic wave heat conversion material, for example, a black ink containing carbon black. The printing unit 40 ejects black ink containing carbon black onto the surface of the heat-expandable sheet 10 according to the designated surface foaming data. As a result, as shown in FIG. 9A, the front conversion layer 81 is formed on the ink receiving layer 13. In addition, for ease of understanding, the front conversion layer 81 is shown to be formed on the ink receiving layer 13, but more accurately, the black ink is received in the ink receiving layer 13. , The front conversion layer 81 is formed in the ink receiving layer 13.
第２に、ユーザは、表側変換層８１が印刷された熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて膨張ユニット５０に挿入する。膨張ユニット５０は、挿入された熱膨張性シート１０へ表面から電磁波を照射する（ステップＳ２）。具体的に説明すると、膨張ユニット５０は、照射部５５によって熱膨張性シート１０の表面に電磁波を照射する。熱膨張性シート１０の表面に印刷された表側変換層８１に含まれる熱変換材料は、照射された電磁波を吸収することによって発熱する。その結果、表側変換層８１が発熱し、図９（ｃ）に示すように、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２のうちの表側変換層８１が印刷された領域が膨張し、盛り上がる。
Second, the user inserts the heat-expandable sheet 10 on which the front-side conversion layer 81 is printed into the expansion unit 50 with its surface facing upward. The expansion unit 50 irradiates the inserted heat-expandable sheet 10 with electromagnetic waves from the surface (step S2). Specifically, the expansion unit 50 irradiates the surface of the heat-expandable sheet 10 with electromagnetic waves by the irradiation unit 55. The heat conversion material contained in the front side conversion layer 81 printed on the surface of the heat-expandable sheet 10 generates heat by absorbing the irradiated electromagnetic waves. As a result, the front-side conversion layer 81 generates heat, and as shown in FIG. 9C, the region of the heat-expandable sheet 10 on which the front-side conversion layer 81 is printed expands and rises.
第３に、熱膨張層１２の一部が膨張した熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて印刷ユニット４０に挿入する。印刷ユニット４０は、挿入された熱膨張性シート１０の表面にカラー画像（カラーインク層８２）を印刷する（ステップＳ３）。具体的には、印刷ユニット４０は、指定されたカラー画像データに従って、熱膨張性シート１０の表面に、シアンＣ、マゼンタＭ及びイエローＹの各インクを吐出する。その結果、図９（ｃ）に示すように、インク受容層１３上にカラーインク層８２が形成される。なお、インク受容層１３上にカラーインク層８２が形成されているように図示しているが、より正確にはカラーインクはインク受容層１３中に受容されている。
Third, the heat-expandable sheet 10 in which a part of the heat-expandable layer 12 is expanded is inserted into the printing unit 40 with its surface facing upward. The printing unit 40 prints a color image (color ink layer 82) on the surface of the inserted heat-expandable sheet 10 (step S3). Specifically, the printing unit 40 ejects cyan C, magenta M, and yellow Y inks onto the surface of the heat-expandable sheet 10 according to the designated color image data. As a result, as shown in FIG. 9C, the color ink layer 82 is formed on the ink receiving layer 13. Although it is shown that the color ink layer 82 is formed on the ink receiving layer 13, the color ink is more accurately received in the ink receiving layer 13.
第４に、カラーインク層８２の形成後、カラーインク層８２を乾燥させる（ステップＳ４）。例えば、ユーザは、カラーインク層８２が印刷された熱膨張性シート１０を、その裏面を上側に向けて膨張ユニット５０に挿入し、膨張ユニット５０は、挿入された熱膨張性シート１０を裏面から加熱し、熱膨張性シート１０の表面に形成されたカラーインク層８２を乾燥させる。具体的に説明すると、膨張ユニット５０は、照射部５５によって熱膨張性シート１０の裏面に電磁波を照射させ、カラーインク層８２を加熱し、カラーインク層８２中に含まれる溶媒を揮発させる。なお、ステップＳ４は省略することも可能である。
Fourth, after the color ink layer 82 is formed, the color ink layer 82 is dried (step S4). For example, the user inserts the heat-expandable sheet 10 on which the color ink layer 82 is printed into the expansion unit 50 with the back surface facing upward, and the expansion unit 50 inserts the inserted heat-expandable sheet 10 from the back surface. It is heated to dry the color ink layer 82 formed on the surface of the heat-expandable sheet 10. Specifically, the expansion unit 50 irradiates the back surface of the heat-expandable sheet 10 with electromagnetic waves by the irradiation unit 55 to heat the color ink layer 82 and volatilize the solvent contained in the color ink layer 82. Note that step S4 can be omitted.
第５に、ユーザは、カラーインク層８２が印刷された熱膨張性シート１０を、その裏面を上側に向けて印刷ユニット４０に挿入する。印刷ユニット４０は、挿入された熱膨張性シート１０の裏面に熱変換層（裏側変換層８３）を印刷する（ステップＳ５）。裏側変換層８３は、熱膨張性シート１０の表面に印刷された表側変換層８１と同様に、電磁波を熱に変換する材料、具体的にはカーボンブラックを含む黒色インクで形成された層である。印刷ユニット４０は、指定された裏面発泡データに従って、熱膨張性シート１０の裏面に、カーボンブラックを含む黒色インクを吐出する。その結果、図９（ｄ）に示すように、基材１１の裏面に裏側変換層８３が形成される。
Fifth, the user inserts the heat-expandable sheet 10 on which the color ink layer 82 is printed into the printing unit 40 with its back surface facing upward. The printing unit 40 prints a heat conversion layer (back side conversion layer 83) on the back surface of the inserted heat-expandable sheet 10 (step S5). The back side conversion layer 83 is a layer formed of a material that converts electromagnetic waves into heat, specifically black ink containing carbon black, similarly to the front side conversion layer 81 printed on the surface of the heat-expandable sheet 10. .. The printing unit 40 ejects black ink containing carbon black to the back surface of the heat-expandable sheet 10 according to the designated back surface foaming data. As a result, as shown in FIG. 9D, the back side conversion layer 83 is formed on the back surface of the base material 11.
第６に、ユーザは、裏側変換層８３が印刷された熱膨張性シート１０を、その裏面を上側に向けて膨張ユニット５０に挿入する。膨張ユニット５０は、挿入された熱膨張性シート１０へ裏面から電磁波を照射して加熱する（ステップＳ６）。具体的に説明すると、膨張ユニット５０は、照射部（図示せず）によって熱膨張性シート１０の裏面に電磁波を照射させる。熱膨張性シート１０の裏面に印刷された裏側変換層８３は、照射された電磁波を吸収することによって発熱する。その結果、図９（ｅ）に示すように、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２のうち、裏側変換層８３が印刷された領域が膨張し、盛り上がる。
Sixth, the user inserts the heat-expandable sheet 10 on which the back-side conversion layer 83 is printed into the expansion unit 50 with the back surface facing upward. The expansion unit 50 heats the inserted heat-expandable sheet 10 by irradiating it with electromagnetic waves from the back surface (step S6). Specifically, the expansion unit 50 irradiates the back surface of the heat-expandable sheet 10 with an electromagnetic wave by an irradiation unit (not shown). The backside conversion layer 83 printed on the back surface of the heat-expandable sheet 10 generates heat by absorbing the irradiated electromagnetic waves. As a result, as shown in FIG. 9 (e), in the thermal expansion layer 12 of the thermal expansion sheet 10, the region on which the back side conversion layer 83 is printed expands and rises.
以上のような手順によって、熱膨張性シート１０の表面上に造形物が形成される。
By the above procedure, a modeled object is formed on the surface of the heat-expandable sheet 10.
なお、熱変換層は表側のみ又は裏側のみに形成されてもよい。表側変換層８１のみを利用して熱膨張層１２を膨張させる場合、上記の処理のうちステップＳ１〜Ｓ４を実施する。一方、裏側変換層８３のみを利用して熱膨張層１２を膨張させる場合、上記の処理のうち、ステップＳ３〜ステップＳ６を実施する。
The heat conversion layer may be formed only on the front side or only on the back side. When the thermal expansion layer 12 is expanded by using only the front conversion layer 81, steps S1 to S4 of the above processes are carried out. On the other hand, when the thermal expansion layer 12 is expanded by using only the backside conversion layer 83, steps S3 to S6 of the above processes are carried out.
本実施形態の熱膨張性シート、熱膨張性シートの製造方法、造形物の製造方法、造形システム及び膨張装置によれば、熱変換層を印刷により形成し、電磁波を照射することによって、熱膨張性シート１０の表面に所望のバンプ面状を形成する。これにより、良好に造形物を形成することができる。印刷及び電磁波の照射を用いることで、簡易に造形物を製造することができるという優れた効果を有する。また、造形物の製造に要する時間が短くなるという優れた効果も有する。
According to the heat-expandable sheet, the method for manufacturing a heat-expandable sheet, the method for manufacturing a modeled object, the modeling system, and the expansion device of the present embodiment, a heat conversion layer is formed by printing and thermally expanded by irradiating with an electromagnetic wave. A desired bump surface shape is formed on the surface of the sex sheet 10. Thereby, the modeled object can be formed satisfactorily. By using printing and irradiation with electromagnetic waves, it has an excellent effect that a modeled object can be easily manufactured. It also has an excellent effect of shortening the time required for manufacturing a modeled object.
また、本実施形態では、濃淡画像（表面発泡データ、裏面発泡データ）の濃淡の制御、電磁波の制御等を用いることで、熱膨張層を隆起させる位置、高さ等を任意に制御して、バンプ面状を形成することができる。これにより、造形物は、多彩な素材の質感、触感等を表現することができる。また、カラー画像印刷を組み合わせることにより、更に良好に多彩な素材の質感、触感等を表現することができる。従って、本実施形態によれば、装飾性のある造形物を良好に製造することが可能となる。
Further, in the present embodiment, by using the shading control of the shading image (front surface foaming data, back surface foaming data), the control of electromagnetic waves, and the like, the position and height of raising the thermal expansion layer are arbitrarily controlled. A bump surface shape can be formed. As a result, the modeled object can express the texture, tactile sensation, etc. of various materials. Further, by combining color image printing, it is possible to better express the texture and tactile sensation of various materials. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to satisfactorily manufacture a decorative model.
加えて、製品開発初期の素材開発において、本実施形態の熱膨張性シート等を用いることで、速やかに素材の質感、触感等を表現することができ、デザイン開発期間の短縮、製品の確認精度の向上等を図ることもできる。
In addition, in the material development at the initial stage of product development, by using the heat-expandable sheet or the like of this embodiment, the texture, tactile sensation, etc. of the material can be quickly expressed, the design development period can be shortened, and the product confirmation accuracy can be shortened. It is also possible to improve the quality of the product.
＜実施形態２＞
実施形態２に係る熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法について、以下、図面を参照して説明する。本実施形態の熱膨張性シート１２０及び熱膨張性シート１２０の製造方法が、実施形態１のそれらと異なる点は、熱膨張層が第１の熱膨張層１２１と第２の熱膨張層１２２とから形成される点にある。実施形態１と共通する特徴については、詳細な説明を省略する。
<Embodiment 2>
The method for manufacturing the heat-expandable sheet and the heat-expandable sheet according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. The method for manufacturing the heat-expandable sheet 120 and the heat-expandable sheet 120 of the present embodiment is different from those of the first embodiment in that the heat-expandable layer is the first heat-expandable layer 121 and the second heat-expandable layer 122. It is at the point formed from. Detailed description of the features common to the first embodiment will be omitted.
（熱膨張性シート）
熱膨張性シート１２０は、図１０に示すように、基材１１１と、第１の熱膨張層１２１と、第２の熱膨張層１２２と、インク受容層１１３と、を備える。
(Thermal expandable sheet)
As shown in FIG. 10, the heat-expandable sheet 120 includes a base material 111, a first heat-expandable layer 121, a second heat-expandable layer 122, and an ink receiving layer 113.
第１の熱膨張層１２１は、基材１１１の一方の面（図１０に示す上面）上に形成される。基材１１１は、実施形態１と同様である。第１の熱膨張層１２１は、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダＢ１中に複数の熱膨張性材料（第１の熱膨張性材料）ＭＣ１（熱膨張性マイクロカプセル、マイクロカプセル）が分散配置されている。また、基材１１１の厚みは、例えば２００μｍ程度であり、第１の熱膨張層１２１の厚みは、例えば１００μｍ程度である。
The first thermal expansion layer 121 is formed on one surface (upper surface shown in FIG. 10) of the base material 111. The base material 111 is the same as that of the first embodiment. The first thermal expansion layer 121 is a layer that expands to a size corresponding to the heating temperature and the heating time, and a plurality of thermal expansion materials (first thermal expansion materials) MC1 (thermal expansion) in the binder B1. Sex microcapsules, microcapsules) are dispersed. The thickness of the base material 111 is, for example, about 200 μm, and the thickness of the first thermal expansion layer 121 is, for example, about 100 μm.
バインダ（第１のバインダ）Ｂ１としては、実施形態１と同様に酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等から選択される熱可塑性樹脂を用いる。また、熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１は、実施形態１と同様に低沸点気化性物質を、熱可塑性樹脂の殻内に封入したものである。熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径は、約５〜５０μｍである。この熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張開始温度以上に加熱すると、樹脂からなる高分子の殻が軟化し、内包されている低沸点気化性物質が気化し、その圧力によって殻が膨張する。なお、図１０では、便宜上、熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１の粒径がほぼ同じに図示されているが、実際は熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１の粒径には、ばらつきがある。
As the binder (first binder) B1, a thermoplastic resin selected from vinyl acetate-based polymers, acrylic-based polymers, and the like is used as in the first embodiment. Further, the heat-expandable microcapsule MC1 is the same as in the first embodiment, in which a low boiling point vaporizable substance is enclosed in a shell of a thermoplastic resin. The average particle size of the heat-expandable microcapsules is about 5 to 50 μm. When the heat-expandable microcapsules are heated to a temperature higher than the heat expansion start temperature, the polymer shell made of resin softens, the low boiling point vaporizable substance contained therein evaporates, and the shell expands due to the pressure. In FIG. 10, for convenience, the particle size of the heat-expandable microcapsules MC1 is shown to be substantially the same, but the particle size of the heat-expandable microcapsules MC1 actually varies.
第２の熱膨張層１２２は、図１０に示すように、基材１１１の一方の面上に形成された第１の熱膨張層１２１の上に形成される。第２の熱膨張層１２２も、第１の熱膨張層１２１と同様に、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダ（第２のバインダ）Ｂ２中に熱膨張性材料（第２の熱膨張性材料）ＭＣ２が分散配置されている。熱膨張性材料ＭＣ２は、第１の熱膨張層１２１の熱膨張性材料ＭＣ１と同じ材料を用いても、異なる材料を用いてもよい。また、バインダＢ２についても、バインダＢ１と同じ材料を用いても異なる材料を用いてもよい。第１の熱膨張層１２１と第２の熱膨張層１２２とで少なくとも一部について同じ材料を用いると、原料が共通化され、製造工程を簡易化でき、加えて製造コスト削減に寄与することができ好ましい。バインダ、熱膨張性材料ともに同じ材料を使用すると更に好適である。
As shown in FIG. 10, the second thermal expansion layer 122 is formed on the first thermal expansion layer 121 formed on one surface of the base material 111. Like the first thermal expansion layer 121, the second thermal expansion layer 122 is also a layer that expands to a size corresponding to the heating temperature and the heating time, and thermally expands into the binder (second binder) B2. The sex material (second heat-expandable material) MC2 is dispersed and arranged. As the heat-expandable material MC2, the same material as the heat-expandable material MC1 of the first heat-expandable layer 121 may be used, or a different material may be used. Further, as for the binder B2, the same material as the binder B1 may be used or a different material may be used. If the same material is used for at least a part of the first thermal expansion layer 121 and the second thermal expansion layer 122, the raw materials can be standardized, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. It is preferable. It is more preferable to use the same material for both the binder and the heat-expandable material.
本実施形態では、実施形態１で説明した造形物の製造方法に従い、熱膨張性シート１２０の上面（表面）に設けられたインク受容層１１３上、及び／又は熱膨張性シート１２０の下面（裏面）に熱変換層を形成し、電磁波を照射することで、熱変換層に熱を帯びさせる。第１の熱膨張層１２１及び第２の熱膨張層１２２は、表面及び／又は裏面の熱変換層で生じた熱を吸収して、膨張する。これにより、第１の熱膨張層１２１及び第２の熱膨張層１２２は、特定の領域のみが選択的に膨張し、熱膨張性シート１２０の表面にバンプ面状が形成される。
In the present embodiment, according to the method for manufacturing a modeled object described in the first embodiment, the ink receiving layer 113 provided on the upper surface (front surface) of the heat-expandable sheet 120 and / or the lower surface (back surface) of the heat-expandable sheet 120. ) Is formed with a heat conversion layer, and the heat conversion layer is heated by irradiating it with electromagnetic waves. The first thermal expansion layer 121 and the second thermal expansion layer 122 absorb the heat generated in the heat conversion layer on the front surface and / or the back surface and expand. As a result, only a specific region of the first thermal expansion layer 121 and the second thermal expansion layer 122 is selectively expanded, and a bump surface shape is formed on the surface of the thermal expansion sheet 120.
インク受容層１１３は、図１０に示すように、第２の熱膨張層１２２の上に形成される。インク受容層１１３は、実施形態１と同様に、印刷工程で使用されるインク、例えば、インクジェットプリンタのインクを受容し、定着させる層である。インク受容層１１３は、印刷工程で使用されるインクに応じて、実施形態１に記載のインク受容層１３と同様に汎用されている材料を使用して形成される。なお、インク受容層１１３は、用いられるインク等に応じて、適宜省略することが可能である。
The ink receiving layer 113 is formed on the second thermal expansion layer 122 as shown in FIG. The ink receiving layer 113 is a layer that receives and fixes ink used in the printing process, for example, ink of an inkjet printer, as in the first embodiment. The ink receiving layer 113 is formed by using a material that is generally used in the same manner as the ink receiving layer 13 described in the first embodiment, depending on the ink used in the printing process. The ink receiving layer 113 can be omitted as appropriate depending on the ink used and the like.
本実施形態では、第２の熱膨張層１２２において、バインダＢ２に対して熱膨張性材料ＭＣ２が含有される割合（含有率とも称する）は、第１の熱膨張層１２１におけるバインダＢ１に対して熱膨張性材料ＭＣ１が含有される割合（含有率とも称する）と比較して低くされる。ここで、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、任意であり、例えば体積比、重量比などを用いて定義される。重量比を例に挙げると、バインダＢ２に対する熱膨張性材料ＭＣ２の重量比（第２の割合）は、バインダＢ１に対する熱膨張性材料ＭＣ１の重量比（第１の割合）と比較して小さく、具体的には、１／３〜１／８程度である。換言すれば、１００重量部のバインダＢ２に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ２がＸ２重量部であり、１００重量部のバインダＢ１に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ１がＸ１重量部とすると、Ｘ２／Ｘ１は１より小さく、１／３〜１／８程度とされる。なお、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、密度によって定義されてもよい。この場合、第２の熱膨張層１２２は、第１の熱膨張層１２１と比較して低い密度で、熱膨張性材料を含有すると言える。
In the present embodiment, the ratio (also referred to as the content rate) of the heat-expandable material MC2 to the binder B2 in the second heat-expanding layer 122 is the ratio of the heat-expandable material MC2 to the binder B1 in the first heat-expanding layer 121. It is lower than the ratio (also referred to as the content) in which the heat-expandable material MC1 is contained. Here, the ratio of the heat-expandable material to the binder is arbitrary and is defined by using, for example, a volume ratio, a weight ratio, or the like. Taking the weight ratio as an example, the weight ratio of the heat-expandable material MC2 to the binder B2 (second ratio) is smaller than the weight ratio of the heat-expandable material MC1 to the binder B1 (first ratio). Specifically, it is about 1/3 to 1/8. In other words, the heat-expandable material MC2 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B2 is X2 parts by weight, and the heat-expandable material MC1 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B1 is X1 parts by weight. Then, X2 / X1 is smaller than 1, and is about 1/3 to 1/8. The ratio of the heat-expandable material to the binder may be defined by the density. In this case, it can be said that the second thermal expansion layer 122 contains the thermally expandable material at a lower density than that of the first thermal expansion layer 121.
また、第２の熱膨張層１２２は、第１の熱膨張層１２１と比較して熱膨張性材料を含有する割合が少ないため、同じ条件で膨張させた場合、第２の熱膨張層１２２は、第１の熱膨張層１２１と比較して膨張後の高さは低くなる。このため、熱膨張層において、より膨張の高さを得るためには、第２の熱膨張層１２２は、第１の熱膨張層１２１よりも薄く形成されることが好ましい。加えて、第２の熱膨張層１２２は、必要以上に厚く形成されないことが好ましい。このような観点から、第２の熱膨張層１２２の厚みは、熱膨張性材料ＭＣ２の数個分に相当する厚み、例えば、１〜１０個、好ましくは１〜５個の厚みに形成されるのが好ましい。換言すれば、熱膨張性材料の平均粒径の１〜１０倍、好ましくは１〜５倍の厚みに形成されることが好ましい。例えば、第２の熱膨張層１２２は、５０μｍ程度の厚みに形成される。また、第２の熱膨張層１２２の厚みは、第１の熱膨張層１２１の厚みの２／３〜１／１０程度とされると好ましい。
Further, since the second thermal expansion layer 122 contains a smaller proportion of the thermal expansion material than the first thermal expansion layer 121, the second thermal expansion layer 122 is expanded under the same conditions. , The height after expansion is lower than that of the first thermal expansion layer 121. Therefore, in order to obtain a higher expansion height in the thermal expansion layer, it is preferable that the second thermal expansion layer 122 is formed thinner than the first thermal expansion layer 121. In addition, it is preferable that the second thermal expansion layer 122 is not formed thicker than necessary. From such a viewpoint, the thickness of the second thermal expansion layer 122 is formed to be a thickness corresponding to several thermal expansion materials MC2, for example, 1 to 10 thick, preferably 1 to 5 thick. Is preferable. In other words, it is preferably formed to have a thickness of 1 to 10 times, preferably 1 to 5 times, the average particle size of the heat-expandable material. For example, the second thermal expansion layer 122 is formed to have a thickness of about 50 μm. The thickness of the second thermal expansion layer 122 is preferably about 2/3 to 1/10 of the thickness of the first thermal expansion layer 121.
（熱膨張性シートの製造方法）
次に、熱膨張性シート１２０の製造方法を図１１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
まず、基材１１１としてシート状の材料、例えば紙を用意する。基材１１１は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。
(Manufacturing method of heat-expandable sheet)
Next, a method for manufacturing the heat-expandable sheet 120 will be described with reference to FIGS. 11A to 11C.
First, a sheet-like material, for example, paper is prepared as the base material 111. The base material 111 may be in the form of a roll or may be pre-cut.
次に、熱可塑性樹脂等からなるバインダと熱膨張性材料とを混合させ、第１の熱膨張層１２１を形成するための塗布液を調製する。
Next, a binder made of a thermoplastic resin or the like and a heat-expandable material are mixed to prepare a coating liquid for forming the first heat-expandable layer 121.
続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材１１１上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図１１（ａ）に示すように第１の熱膨張層１２１を形成する。なお、目標とする第１の熱膨張層１２１の厚みを得るため、塗布液の塗布及び乾燥を複数回行ってもよい。
Subsequently, the coating liquid is applied onto the substrate 111 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, and a spray coater. Subsequently, the coating film is dried to form the first thermal expansion layer 121 as shown in FIG. 11 (a). In addition, in order to obtain the target thickness of the first thermal expansion layer 121, the coating liquid may be applied and dried a plurality of times.
次に、バインダと熱膨張性材料とを混合させ、第２の熱膨張層１２２を形成するための塗布液を調製する。バインダと熱膨張性材料とは、第１の熱膨張層１２１を形成するための塗布液と同じ材料を用いることが好ましい。この際、バインダに対する熱膨張性材料の含有率は、第１の熱膨張層１２１におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率と比較して低くし、例えば、重量比で１／３〜１／８程度とする。
Next, the binder and the heat-expandable material are mixed to prepare a coating liquid for forming the second heat-expandable layer 122. As the binder and the heat-expandable material, it is preferable to use the same material as the coating liquid for forming the first heat-expandable layer 121. At this time, the content of the heat-expandable material with respect to the binder is lower than the content of the heat-expandable material with respect to the binder in the first heat-expanding layer 121, for example, 1/3 to 1/8 by weight. To the extent.
続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第２の熱膨張層１２２を形成するための塗布液を第１の熱膨張層１２１上に塗布する。次に、塗膜を乾燥させ、図１１（ｂ）に示すように第２の熱膨張層１２２を形成する。なお、目標とする第２の熱膨張層１２２の厚みを得るため、塗布及び乾燥は複数回行ってもよい。また、第２の熱膨張層１２２は、第１の熱膨張層１２１と比較して薄く形成する。第２の熱膨張層１２２の厚みは、熱膨張性材料ＭＣ２の数個分に相当する厚み、例えば、１〜１０個、好ましくは１〜５個の厚みに形成されるのが好ましい。
Subsequently, a coating liquid for forming the second thermal expansion layer 122 is applied onto the first thermal expansion layer 121 by using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, or a spray coater. Next, the coating film is dried to form a second thermal expansion layer 122 as shown in FIG. 11 (b). In addition, in order to obtain the target thickness of the second thermal expansion layer 122, coating and drying may be performed a plurality of times. Further, the second thermal expansion layer 122 is formed thinner than the first thermal expansion layer 121. The thickness of the second heat-expanding layer 122 is preferably formed to be a thickness corresponding to several heat-expandable materials MC2, for example, 1 to 10 pieces, preferably 1 to 5 pieces.
次に、実施形態１と同様に、図１１（ｃ）に示すように、インク受容層１１３を第２の熱膨張層１２２上に形成する。また、ロール状の基材１１１を用いた場合は、造形システム２０に適合する大きさに裁断を行う。
Next, as in the first embodiment, the ink receiving layer 113 is formed on the second thermal expansion layer 122 as shown in FIG. 11 (c). When the roll-shaped base material 111 is used, it is cut to a size suitable for the modeling system 20.
本実施形態の熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法によれば、第１の熱膨張層１２１の上に、第１の熱膨張層１２１よりも低い含有率で熱膨張性材料を含む第２の熱膨張層１２２を形成することにより、シート表面に生ずる凹凸の発生を緩和することができる。これにより、簡易に造形物を製造することができるだけでなく、熱膨張性シート１２０の表面に形成される造形物は、多彩な素材の質感、触感等を更に良好に表現することができる。従って、装飾性のある造形物を良好に製造することが可能となる。加えて、熱膨張シートの表面を良好に平滑化させることが可能となり、良好な耐擦過性を備えることが可能である。
According to the method for producing a heat-expandable sheet and a heat-expandable sheet of the present embodiment, the first heat-expandable layer 121 contains a heat-expandable material having a lower content than that of the first heat-expandable layer 121. By forming the second thermal expansion layer 122, it is possible to alleviate the occurrence of irregularities on the sheet surface. As a result, not only can the modeled object be easily manufactured, but also the modeled object formed on the surface of the heat-expandable sheet 120 can better express the texture, tactile sensation, etc. of various materials. Therefore, it is possible to satisfactorily manufacture a decorative model. In addition, the surface of the heat-expanding sheet can be satisfactorily smoothed, and good scratch resistance can be provided.
例えば、比較例として、図１２（ａ）に第１の熱膨張層のみ、換言すれば第２の熱膨張層を備えない熱膨張性シートを膨張させた構成を模式的に示す。この構成では、図１２（ａ）に示すように、熱膨張層の表面にマイクロカプセルが凝集し、表面に段差ｄ１の凹凸が発生する。加えて、図示するように、熱膨張層の表面に位置するマイクロカプセルは、剥がれやすく、耐擦過性が劣る。これに対し、本実施形態と同様の構成を採る図１２（ｂ）に示す熱膨張性シートでは、第２の熱膨張層の表面で生ずる段差ｄ２は、段差ｄ１と比較して小さく抑えられる。第２の熱膨張層は、直下に基材のような強度を備える層が形成されていないため、上方向だけでなく下方向にも膨張する。これにより、第２の熱膨張層の膨張によって第１の熱膨張層で生ずる凹凸内を埋めることが可能であると考えられる。また、第１の熱膨張層は、膨張時に第２の熱膨張層によって抑えられ、第１の熱膨張層表面での凹凸の発生が抑制される。更に、第２の熱膨張層ではマイクロカプセルが含有されている量が少ないため、第２の熱膨張層の表面でのマイクロカプセルの凝集を抑制することができる。従って、第２の熱膨張層を備えない構成と比較し、本実施形態の熱膨張性シートでは、第２の熱膨張層によって、熱膨張層の表面で生ずる凹凸の発生を抑制することができ、シート表面の平滑性を向上させることが可能である。また、熱膨張層の耐擦過性も向上させることができる。
For example, as a comparative example, FIG. 12A schematically shows a configuration in which only the first thermal expansion layer, in other words, a thermally expandable sheet not provided with the second thermal expansion layer is expanded. In this configuration, as shown in FIG. 12A, microcapsules aggregate on the surface of the thermal expansion layer, and unevenness of the step d1 is generated on the surface. In addition, as shown, the microcapsules located on the surface of the thermal expansion layer are easily peeled off and have poor scratch resistance. On the other hand, in the heat-expandable sheet shown in FIG. 12B having the same configuration as the present embodiment, the step d2 generated on the surface of the second heat-expanding layer is suppressed to be smaller than the step d1. Since the second thermal expansion layer is not formed with a layer having strength like a base material directly underneath, it expands not only in the upward direction but also in the downward direction. It is considered that this makes it possible to fill the unevenness generated in the first thermal expansion layer by the expansion of the second thermal expansion layer. Further, the first thermal expansion layer is suppressed by the second thermal expansion layer at the time of expansion, and the generation of unevenness on the surface of the first thermal expansion layer is suppressed. Further, since the amount of the microcapsules contained in the second thermal expansion layer is small, it is possible to suppress the aggregation of the microcapsules on the surface of the second thermal expansion layer. Therefore, in the heat-expandable sheet of the present embodiment, the second heat-expandable layer can suppress the occurrence of unevenness generated on the surface of the heat-expandable layer, as compared with the configuration without the second heat-expandable layer. , It is possible to improve the smoothness of the sheet surface. In addition, the scratch resistance of the thermal expansion layer can be improved.
加えて、特に本実施形態の第２の熱膨張層は、熱膨張性材料を含むため、第２の熱膨張層自体も膨張する。従って、第２の熱膨張層が熱膨張層全体において膨張後の高さの増加に寄与するという効果も得られる。また、インク受容層は、熱膨張性シートの表面にインクを受容、定着させるための層であるが、この層を第２の熱膨張層上に備えることにより、熱膨張性シートの表面は更に良好に平滑化され、耐擦過性も更に良好となって好ましい。
In addition, since the second thermal expansion layer of the present embodiment contains a thermally expandable material, the second thermal expansion layer itself also expands. Therefore, it is also possible to obtain the effect that the second thermal expansion layer contributes to the increase in height after expansion in the entire thermal expansion layer. Further, the ink receiving layer is a layer for receiving and fixing ink on the surface of the heat-expandable sheet, but by providing this layer on the second heat-expandable layer, the surface of the heat-expandable sheet is further increased. It is preferable because it is smoothed well and the scratch resistance is further improved.
＜実施形態３＞
実施形態３に係る熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法について、以下、図面を参照して説明する。本実施形態の熱膨張性シート１３０及び熱膨張性シート１３０の製造方法が、実施形態１及び実施形態２のそれらと異なる点は、熱膨張層が第１の熱膨張層１２１と第２の熱膨張層１３２とから形成され、第２の熱膨張層１３２中に白色顔料が含有される点にある。実施形態１と共通する特徴については、詳細な説明を省略する。
<Embodiment 3>
The method for manufacturing the heat-expandable sheet and the heat-expandable sheet according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings. The method for manufacturing the heat-expandable sheet 130 and the heat-expandable sheet 130 of the present embodiment is different from those of the first and second embodiments in that the heat-expandable layer is the first heat-expandable layer 121 and the second heat. It is formed from the expansion layer 132, and the white pigment is contained in the second thermal expansion layer 132. Detailed description of the features common to the first embodiment will be omitted.
（熱膨張性シート）
熱膨張性シート１３０は、基材１１１と、第１の熱膨張層１２１と、第２の熱膨張層１３２と、インク受容層１１３と、を備える。
(Thermal expandable sheet)
The heat-expandable sheet 130 includes a base material 111, a first heat-expanding layer 121, a second heat-expanding layer 132, and an ink receiving layer 113.
第１の熱膨張層１２１は、図１３に示すように、基材１１１の一方の面（図１３に示す上面）上に形成される。基材１１１は、実施形態１及び２と同様である。また、第１の熱膨張層１２１は、実施形態２と同様であり、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダＢ１中に複数の熱膨張性材料ＭＣ１（熱膨張性マイクロカプセル、マイクロカプセル）が分散配置されている。後述するように、第２の熱膨張層１３２は白色顔料を含むが、第１の熱膨張層１２１は白色顔料を含まない。また、基材１１１の厚みは、例えば２００μｍ程度であり、第１の熱膨張層１２１の厚みは、例えば１００μｍ程度である。なお、図１３でも、便宜上熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１の粒径がほぼ同じに図示されているが、実際は熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１の粒径には、ばらつきがある。
As shown in FIG. 13, the first thermal expansion layer 121 is formed on one surface (upper surface shown in FIG. 13) of the base material 111. The base material 111 is the same as in the first and second embodiments. Further, the first thermal expansion layer 121 is the same as that of the second embodiment, and is a layer that expands to a size corresponding to the heating temperature and the heating time, and the plurality of thermally expandable materials MC1 (heat) in the binder B1. Inflatable microcapsules, microcapsules) are dispersed and arranged. As will be described later, the second thermal expansion layer 132 contains a white pigment, but the first thermal expansion layer 121 does not contain a white pigment. The thickness of the base material 111 is, for example, about 200 μm, and the thickness of the first thermal expansion layer 121 is, for example, about 100 μm. Although the particle size of the heat-expandable microcapsules MC1 is shown in FIG. 13 for convenience, the particle size of the heat-expandable microcapsules MC1 actually varies.
第２の熱膨張層１３２は、図１３に示すように、基材１１１の一方の面上に形成された第１の熱膨張層１２１の上に形成される。第２の熱膨張層１３２は、熱膨張層のうち最も表に位置する。第２の熱膨張層１３２も、第１の熱膨張層１２１と同様に、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダＢ２中に熱膨張性材料ＭＣ２（熱膨張性マイクロカプセル）が分散配置されている。また、第２の熱膨張層１３２は、図１３に示すように白色顔料Ｗを含む。白色顔料Ｗとしては、白色を呈する顔料であれば任意の材料を用いることができ、例えば酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛等から選択される材料を用いることができる。白色顔料Ｗとしては、特に酸化チタンが好ましい。本実施形態では、熱膨張層のうち最も表に位置する第２の熱膨張層１３２が白色顔料を含むことにより、熱膨張層の白色度を向上させることができる。
As shown in FIG. 13, the second thermal expansion layer 132 is formed on the first thermal expansion layer 121 formed on one surface of the base material 111. The second thermal expansion layer 132 is located on the outermost surface of the thermal expansion layers. Like the first thermal expansion layer 121, the second thermal expansion layer 132 is also a layer that expands to a size corresponding to the heating temperature and the heating time, and the thermal expansion material MC2 (thermal expansion) is contained in the binder B2. (Sex microcapsules) are dispersed. Further, the second thermal expansion layer 132 contains the white pigment W as shown in FIG. As the white pigment W, any material can be used as long as it is a pigment exhibiting white color, and for example, a material selected from titanium oxide, barium sulfate, zinc oxide and the like can be used. As the white pigment W, titanium oxide is particularly preferable. In the present embodiment, the whiteness of the thermal expansion layer can be improved by including the white pigment in the second thermal expansion layer 132 located on the outermost surface of the thermal expansion layer.
また、バインダＢ２及び熱膨張性マイクロカプセルＭＣ２は、第１の熱膨張層１２１のバインダＢ１及び熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１として挙げた材料が用いられる。なお、熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１は、第１の熱膨張層１２１の熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１と異なる材料を用いても、同じ材料を用いてもよい。バインダＢ２についても、バインダＢ１と異なる材料を用いても、同じ材料を用いてもよい。なお、第１の熱膨張層１２１と第２の熱膨張層１３２とで少なくとも一部について同じ材料を用いると、原料が共通化され、製造工程を簡易化でき、加えて製造コスト削減に寄与することができ好ましい。
Further, as the binder B2 and the heat-expandable microcapsule MC2, the materials listed as the binder B1 of the first heat-expanding layer 121 and the heat-expandable microcapsule MC1 are used. The heat-expandable microcapsule MC1 may use a material different from that of the heat-expandable microcapsule MC1 of the first heat-expandable layer 121, or may use the same material. As for the binder B2, a material different from that of the binder B1 may be used, or the same material may be used. If the same material is used for at least a part of the first thermal expansion layer 121 and the second thermal expansion layer 132, the raw materials can be standardized, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. Can be preferred.
本実施形態においても、実施形態１で説明した造形物の製造方法に従い、熱膨張性シート１３０の上面（表面）及び／又は下面（裏面）に熱変換層を形成し、電磁波を照射することで、熱変換層に熱を帯びさせる。第１の熱膨張層１２１及び第２の熱膨張層１３２は、表面及び／又は裏面の熱変換層で生じた熱を吸収して、膨張し、熱膨張性シート１３０の表面にバンプ面状が形成される。
Also in the present embodiment, according to the method for manufacturing a modeled object described in the first embodiment, a heat conversion layer is formed on the upper surface (front surface) and / or the lower surface (back surface) of the heat-expandable sheet 130, and the heat conversion layer is irradiated with electromagnetic waves. , Heats the heat conversion layer. The first thermal expansion layer 121 and the second thermal expansion layer 132 absorb the heat generated in the heat conversion layer on the front surface and / or the back surface and expand, and the surface of the thermally expandable sheet 130 has a bump surface shape. It is formed.
また、第２の熱膨張層１３２において、バインダＢ２に対して熱膨張性材料ＭＣ２が含有される割合（含有率とも称する）は、第１の熱膨張層１２１におけるバインダＢ１に対して熱膨張性材料ＭＣ１が含有される割合（含有率とも称する）と同一であってもよく、低くしてもよい。なお、図１３では、実施形態２と同様にバインダＢ２に対する熱膨張性材料ＭＣ２の含有率を第１の熱膨張層１２１のそれと比較して低くする例を図示している。ここで、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、実施形態２と同様に体積比、重量比などを用いて定義される。例えば、重量比を用いると、バインダＢ２に対する熱膨張性材料ＭＣ２の重量比（第２の割合）は、バインダＢ１に対する熱膨張性材料ＭＣ１の重量比（第１の割合）と比較して同じ、もしくは第２の割合は、第１の割合と比較して小さく、具体的には１／３〜１／８程度である。換言すれば、例えば、１００重量部のバインダＢ２に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ２がＸ２重量部であり、１００重量部のバインダＢ１に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ１がＸ１重量部とすると、Ｘ２／Ｘ１は１と同じ、もしくは１／３〜１／８程度とされる。また、第２の熱膨張層１３２は、第１の熱膨張層１２１と比較して、同じ密度又は低い密度で熱膨張性材料を含有するとも言える。
Further, the ratio (also referred to as the content rate) of the heat-expandable material MC2 to the binder B2 in the second heat-expanding layer 132 is the heat-expandability with respect to the binder B1 in the first heat-expanding layer 121. It may be the same as or lower than the ratio (also referred to as the content) in which the material MC1 is contained. Note that FIG. 13 illustrates an example in which the content of the heat-expandable material MC2 with respect to the binder B2 is lower than that of the first heat-expandable layer 121, as in the second embodiment. Here, the ratio of the heat-expandable material to the binder is defined by using the volume ratio, the weight ratio, and the like as in the second embodiment. For example, when a weight ratio is used, the weight ratio of the heat-expandable material MC2 to the binder B2 (second ratio) is the same as the weight ratio of the heat-expandable material MC1 to the binder B1 (first ratio). Alternatively, the second ratio is smaller than the first ratio, specifically about 1/3 to 1/8. In other words, for example, the heat-expandable material MC2 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B2 is X2 parts by weight, and the heat-expandable material MC1 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B1 is X1 weight. As a part, X2 / X1 is the same as 1, or about 1/3 to 1/8. It can also be said that the second thermal expansion layer 132 contains a thermal expansion material at the same density or a lower density as that of the first thermal expansion layer 121.
第２の熱膨張層１３２の厚みは、第１の熱膨張層１２１の厚みと同じであってもよく、第１の熱膨張層１２１より薄くともよい。
The thickness of the second thermal expansion layer 132 may be the same as the thickness of the first thermal expansion layer 121, or may be thinner than that of the first thermal expansion layer 121.
なお、第２の熱膨張層１３２において熱膨張性材料の含有率を低くする場合は、第２の熱膨張層１３２は、第１の熱膨張層１２１と比較して膨張させた場合に高さを得られにくくなるため、第１の熱膨張層１２１よりも薄く形成されることが好ましい。また、第２の熱膨張層１３２は、必要以上に厚く形成されないことが好ましい。従って、第２の熱膨張層１３２の厚みは、熱膨張性材料ＭＣ２の数個分に相当する厚み、例えば、１〜１０個、好ましくは１〜５個に相当する厚みに形成されるのが好ましい。換言すれば、マイクロカプセルの平均粒径の１〜１０倍、好ましくは１〜５倍の厚みに形成されることが好ましい。例えば、第２の熱膨張層１３２は、５０μｍ程度の厚みに形成される。
When the content of the heat-expandable material is lowered in the second heat-expandable layer 132, the second heat-expandable layer 132 has a height when expanded as compared with the first heat-expandable layer 121. It is preferable that the layer is formed thinner than the first thermal expansion layer 121 because it is difficult to obtain. Further, it is preferable that the second thermal expansion layer 132 is not formed thicker than necessary. Therefore, the thickness of the second heat-expanding layer 132 is formed to be a thickness corresponding to several heat-expandable materials MC2, for example, 1 to 10 pieces, preferably 1 to 5 pieces. preferable. In other words, it is preferably formed to have a thickness of 1 to 10 times, preferably 1 to 5 times, the average particle size of the microcapsules. For example, the second thermal expansion layer 132 is formed to have a thickness of about 50 μm.
インク受容層１１３は、実施形態１及び２と同様であり、第２の熱膨張層１３２の上に形成される。本実施形態では、インク受容層１１３が、多孔質シリカのような白色の材料を含むと、更に熱膨張性シート１３０の表面の白色度を向上させることができ、好ましい。なお、インク受容層１１３は、造形システム２０を構成する印刷ユニット４０で用いられるインクに応じて、省略することも可能である。
The ink receiving layer 113 is the same as in the first and second embodiments, and is formed on the second thermal expansion layer 132. In the present embodiment, when the ink receiving layer 113 contains a white material such as porous silica, the whiteness of the surface of the heat-expandable sheet 130 can be further improved, which is preferable. The ink receiving layer 113 may be omitted depending on the ink used in the printing unit 40 constituting the modeling system 20.
（熱膨張性シートの製造方法）
次に、熱膨張性シート１３０の製造方法について、実施形態２の図１１を参照して説明する。
まず、実施形態２と同様に基材１１１を用意し、基材１１１の一方の面上に、図１１（ａ）に示すように第１の熱膨張層１２１を形成する。
(Manufacturing method of heat-expandable sheet)
Next, a method for manufacturing the heat-expandable sheet 130 will be described with reference to FIG. 11 of the second embodiment.
First, the base material 111 is prepared in the same manner as in the second embodiment, and the first thermal expansion layer 121 is formed on one surface of the base material 111 as shown in FIG. 11 (a).
次に、バインダと熱膨張性材料とを混合させ、第２の熱膨張層１３２を形成するための塗布液を調製する。バインダと熱膨張性材料とは、第１の熱膨張層１２１を形成するための塗布液と異なる材料を用いてもよいが、同じ材料を用いることが好ましい。この際、バインダに対する熱膨張性材料の含有率は、第１の熱膨張層１２１におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率と同じとしてもよく、比較して低く、例えば重量比で１／３〜１／８程度としてもよい。また、本実施形態では、塗布液中に、白色顔料Ｗ、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛等から選択される材料を混入させる。
Next, the binder and the heat-expandable material are mixed to prepare a coating liquid for forming the second heat-expandable layer 132. The binder and the heat-expandable material may be different from the coating liquid for forming the first heat-expandable layer 121, but it is preferable to use the same material. At this time, the content of the heat-expandable material with respect to the binder may be the same as the content of the heat-expandable material with respect to the binder in the first heat-expanding layer 121, and is relatively low, for example, 1/3 to 1/3 by weight. It may be about 1/8. Further, in the present embodiment, the white pigment W, for example, a material selected from titanium oxide, barium sulfate, zinc oxide and the like is mixed in the coating liquid.
続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第２の熱膨張層１３２を形成するための塗布液を第１の熱膨張層１２１上に塗布する。次に、塗膜を乾燥させ、図１１（ｂ）に示すように第２の熱膨張層１３２を形成する。なお、目標とする第２の熱膨張層１３２の厚みを得るため、塗布及び乾燥は複数回行ってもよい。
Subsequently, a coating liquid for forming the second thermal expansion layer 132 is applied onto the first thermal expansion layer 121 by using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, or a spray coater. Next, the coating film is dried to form a second thermal expansion layer 132 as shown in FIG. 11 (b). In addition, in order to obtain the target thickness of the second thermal expansion layer 132, the coating and drying may be performed a plurality of times.
次に、実施形態１、２等と同様に、図１１（ｃ）に示すように、インク受容層１１３を第２の熱膨張層１３２上に形成する。また、ロール状の基材１１１を用いた場合は、造形システム２０に適合する大きさに裁断を行う。
以上により、熱膨張性シート１３０が製造される。
Next, as in the first and second embodiments, the ink receiving layer 113 is formed on the second thermal expansion layer 132 as shown in FIG. 11 (c). When the roll-shaped base material 111 is used, it is cut to a size suitable for the modeling system 20.
As described above, the heat-expandable sheet 130 is manufactured.
本実施形態の熱膨張性シート１３０及び熱膨張性シート１３０の製造方法によれば、第１の熱膨張層１２１の上に設けられた第２の熱膨張層１３２に白色顔料を含有させることにより、熱膨張性シート１３０の表面の白色度を良好とすることができる。これにより、簡易に造形物を製造することができるだけでなく、熱膨張性シート１３０の表面に形成されるカラーインク層８２の発色を良好とすることができ、熱膨張性シート１３０の表面に形成される造形物において、多彩な素材の質感等を更に良好に表現することができる。従って、装飾性のある造形物を良好に製造することが可能となる。
According to the method for manufacturing the heat-expandable sheet 130 and the heat-expandable sheet 130 of the present embodiment, the white pigment is contained in the second heat-expandable layer 132 provided on the first heat-expandable layer 121. , The whiteness of the surface of the heat-expandable sheet 130 can be improved. As a result, not only can a modeled object be easily manufactured, but also the color development of the color ink layer 82 formed on the surface of the heat-expandable sheet 130 can be improved, and the colored ink layer 82 can be formed on the surface of the heat-expandable sheet 130. It is possible to better express the texture of various materials in the modeled object. Therefore, it is possible to satisfactorily manufacture a decorative model.
加えて、多孔質シリカのような白色の材料を含むインク受容層１１３が第２の熱膨張層１３２上に形成されると、更に熱膨張性シート１３０の表面の白色度を向上させることができ、熱膨張性シート１３０の表面に形成されるカラーインク層８２の発色を更に良好とすることができる。
In addition, when the ink receiving layer 113 containing a white material such as porous silica is formed on the second thermal expansion layer 132, the whiteness of the surface of the thermal expansion sheet 130 can be further improved. The color development of the color ink layer 82 formed on the surface of the heat-expandable sheet 130 can be further improved.
また、本実施形態では、特に第１の熱膨張層１２１には白色顔料を含有させず、第２の熱膨張層１３２に白色顔料を含有させるため、第１の熱膨張層１２１中において熱膨張性材料が含まれる割合を白色顔料によって低下させることを防ぐことができ、第１の熱膨張層１２１の膨張可能な高さを低減させることを防ぐことができる。加えて、インク受容層１１３が設けられる場合は、熱膨張性シート１３０の最表面に位置するインク受容層１１３へ白色顔料を分散させることも避けられ、インク受容層１１３がインクを受容する性能を下げることも防ぐことができる。更に、第２の熱膨張層１３２自体も発泡し膨張するため、第２の熱膨張層１３２は、熱膨張層全体の高さの増加にも寄与することができる。
Further, in the present embodiment, in particular, since the first thermal expansion layer 121 does not contain the white pigment and the second thermal expansion layer 132 contains the white pigment, the thermal expansion in the first thermal expansion layer 121. It is possible to prevent the proportion of the sex material from being reduced by the white pigment, and it is possible to prevent the first thermal expansion layer 121 from being reduced in expandable height. In addition, when the ink receiving layer 113 is provided, it is possible to avoid dispersing the white pigment in the ink receiving layer 113 located on the outermost surface of the heat-expandable sheet 130, and the ink receiving layer 113 has the ability to receive ink. It can also be prevented from lowering. Further, since the second thermal expansion layer 132 itself also foams and expands, the second thermal expansion layer 132 can also contribute to an increase in the height of the entire thermal expansion layer.
上記に加えて、第２の熱膨張層中における熱膨張性材料の含有率を第１の熱膨張層よりも低下させることにより、実施形態２に示すように、熱膨張層の表面に生ずる凹凸の発生を緩和し、熱膨張性シートの表面を良好に平滑化させることも可能である。
In addition to the above, by lowering the content of the heat-expandable material in the second heat-expandable layer as compared with the first heat-expandable layer, as shown in the second embodiment, unevenness generated on the surface of the heat-expandable layer occurs. It is also possible to alleviate the occurrence of heat and smooth the surface of the heat-expandable sheet satisfactorily.
＜実施形態４＞
実施形態４に係る熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法について、以下、図面を参照して説明する。本実施形態の熱膨張性シート１４０及び熱膨張性シート１４０の製造方法が、実施形態１〜実施形態３のそれらと異なる点は、熱膨張層が第３の熱膨張層１４３と第４の熱膨張層１４４とから形成される点にある。実施形態１等と共通する特徴については、詳細な説明を省略する。
<Embodiment 4>
The method for manufacturing the heat-expandable sheet and the heat-expandable sheet according to the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. The method for producing the heat-expandable sheet 140 and the heat-expandable sheet 140 of the present embodiment is different from those of the first to third embodiments in that the heat-expandable layer is the third heat-expandable layer 143 and the fourth heat. It is at a point formed from the expansion layer 144. Detailed description of the features common to the first embodiment and the like will be omitted.
（熱膨張性シート）
熱膨張性シート１４０は、図１４に示すように、基材１１１と、第３の熱膨張層１４３と、第４の熱膨張層１４４と、インク受容層１１３と、を備える。本実施形態では、第３の熱膨張層１４３と第４の熱膨張層１４４とが、熱膨張層を構成する。
(Thermal expandable sheet)
As shown in FIG. 14, the heat-expandable sheet 140 includes a base material 111, a third heat-expanding layer 143, a fourth heat-expanding layer 144, and an ink receiving layer 113. In the present embodiment, the third thermal expansion layer 143 and the fourth thermal expansion layer 144 constitute the thermal expansion layer.
第３の熱膨張層１４３は、基材１１１の一方の面（図１４に示す上面）上に形成される。基材１１１は、実施形態１等と同様である。第３の熱膨張層１４３は、実施形態１等と同様に加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダＢ３中に複数の熱膨張性材料（第３の熱膨張性材料）ＭＣ３が分散配置されている。バインダ（第３のバインダ）Ｂ３は、実施形態１等と同様であり、熱可塑性樹脂を用いる。また、熱膨張性マイクロカプセルＭＣ３も、実施形態１等と同様であり、低沸点気化性物質を、熱可塑性樹脂の殻内に封入したものである。なお、図１４でも、便宜上マイクロカプセルＭＣ３の粒径がほぼ同じに図示されているが、実際はマイクロカプセルＭＣ３の粒径は、一定ではない。
The third thermal expansion layer 143 is formed on one surface (upper surface shown in FIG. 14) of the base material 111. The base material 111 is the same as that of the first embodiment. The third thermal expansion layer 143 is a layer that expands to a size corresponding to the heating temperature and the heating time as in the first embodiment, and is a plurality of thermally expandable materials (third thermal expansion) in the binder B3. Sexual material) MC3 is dispersed and arranged. The binder (third binder) B3 is the same as that of the first embodiment, and a thermoplastic resin is used. Further, the heat-expandable microcapsules MC3 are also the same as those in the first embodiment, in which a low boiling point vaporizable substance is enclosed in a shell of a thermoplastic resin. Although the particle size of the microcapsules MC3 is shown in FIG. 14 for convenience, the particle size of the microcapsules MC3 is not constant.
第４の熱膨張層１４４は、図１４に示すように、第３の熱膨張層１４３の上に形成される。第４の熱膨張層１４４も、第３の熱膨張層１４３と同様に、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダ（第４のバインダ）Ｂ４中に熱膨張性材料（第４の熱膨張性材料）ＭＣ４（熱膨張性マイクロカプセル）が分散配置されている。熱膨張性マイクロカプセルＭＣ４としては、第３の熱膨張層１４３の熱膨張性マイクロカプセルＭＣ３と同じ材料が用いられても、異なる材料が用いられてもよい。バインダＢ４についても、バインダＢ３と異なる材料が用いられても、同じ材料が用いられてもよい。第３の熱膨張層１４３と第４の熱膨張層１４４とで同じ材料を用いると、原料が共通化され、製造工程を簡易化でき、加えて製造コスト削減に寄与することができ好ましい。
The fourth thermal expansion layer 144 is formed on the third thermal expansion layer 143 as shown in FIG. Like the third thermal expansion layer 143, the fourth thermal expansion layer 144 is also a layer that expands to a size corresponding to the heating temperature and the heating time, and thermally expands into the binder (fourth binder) B4. The sex material (fourth heat-expandable material) MC4 (heat-expandable microcapsule) is dispersed and arranged. As the heat-expandable microcapsule MC4, the same material as the heat-expandable microcapsule MC3 of the third heat-expandable layer 143 may be used, or a different material may be used. As for the binder B4, a material different from that of the binder B3 may be used, or the same material may be used. It is preferable to use the same material for the third thermal expansion layer 143 and the fourth thermal expansion layer 144 because the raw materials can be shared, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
インク受容層１１３は、図１４に示すように、第４の熱膨張層１４４の上に形成される。インク受容層１１３は、実施形態１と同様に、印刷工程で使用されるインク、例えば、インクジェットプリンタのインクを受容し、定着させる層である。なお、インク受容層１１３は、用いられるインク等に応じて、適宜省略することが可能である。
The ink receiving layer 113 is formed on the fourth thermal expansion layer 144 as shown in FIG. The ink receiving layer 113 is a layer that receives and fixes ink used in the printing process, for example, ink of an inkjet printer, as in the first embodiment. The ink receiving layer 113 can be omitted as appropriate depending on the ink used and the like.
本実施形態においても、実施形態１で説明した造形物の製造方法に従い、熱膨張性シート１４０の上面（表面）及び／又は下面（裏面）に熱変換層を形成し、電磁波を照射することで、熱変換層に熱を帯びさせる。第３の熱膨張層１４３及び第４の熱膨張層１４４は、表面及び／又は裏面の熱変換層で生じた熱を吸収して、膨張し、隆起して、熱膨張性シート１４０の表面にバンプ面状が形成される。
Also in the present embodiment, according to the method for manufacturing a modeled object described in the first embodiment, a heat conversion layer is formed on the upper surface (front surface) and / or the lower surface (back surface) of the heat-expandable sheet 140, and the heat conversion layer is irradiated with electromagnetic waves. , Heats the heat conversion layer. The third thermal expansion layer 143 and the fourth thermal expansion layer 144 absorb the heat generated in the heat conversion layer on the front surface and / or the back surface, expand and bulge, and reach the surface of the thermal expansion sheet 140. A bump surface is formed.
本実施形態では、第３の熱膨張層１４３において、バインダＢ３に対して熱膨張性材料ＭＣ３が含有される割合（含有率とも称する）は、第４の熱膨張層１４４におけるバインダＢ４に対して熱膨張性材料ＭＣ４が含有される割合（含有率とも称する）と比較して低くされる。ここで、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、体積比、重量比などを用いて定義される。例えば、重量比を用いると、バインダＢ３に対する熱膨張性材料ＭＣ３の重量比（第３の割合）は、バインダＢ４に対する熱膨張性材料ＭＣ４の重量比（第４の割合）と比較して小さく、具体的には、１／３〜１／８程度である。換言すれば、例えば、１００重量部のバインダＢ３に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ３がＸ３重量部であり、１００重量部のバインダＢ４に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ４がＸ４重量部とすると、Ｘ３／Ｘ４は１より小さく、１／３〜１／８程度とされる。なお、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、密度によって定義されてもよい。この場合、第３の熱膨張層１４３は、第４の熱膨張層１４４と比較して低い密度で、熱膨張性材料を含有すると言える。
In the present embodiment, the ratio (also referred to as the content rate) of the heat-expandable material MC3 to the binder B3 in the third heat-expanding layer 143 is the ratio of the heat-expandable material MC3 to the binder B4 in the fourth heat-expanding layer 144. It is lower than the ratio (also referred to as the content) in which the heat-expandable material MC4 is contained. Here, the ratio of the heat-expandable material to the binder is defined by using a volume ratio, a weight ratio, or the like. For example, when a weight ratio is used, the weight ratio of the heat-expandable material MC3 to the binder B3 (third ratio) is smaller than the weight ratio of the heat-expandable material MC4 to the binder B4 (fourth ratio). Specifically, it is about 1/3 to 1/8. In other words, for example, the heat-expandable material MC3 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B3 is X3 parts by weight, and the heat-expandable material MC4 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B4 is X4 weight. As a part, X3 / X4 is smaller than 1, and is about 1/3 to 1/8. The ratio of the heat-expandable material to the binder may be defined by the density. In this case, it can be said that the third thermal expansion layer 143 contains the thermal expansion material at a lower density than the fourth thermal expansion layer 144.
また、第３の熱膨張層１４３は、第４の熱膨張層１４４と比較して熱膨張性材料が含有される割合が少ないため、同じ条件で膨張させた場合、第４の熱膨張層１４４と比較して膨張後の高さは低くなる。このため、第３の熱膨張層１４３は、第４の熱膨張層１４４よりも薄く形成されることが好ましい。加えて、第３の熱膨張層１４３は、必要以上に厚く形成されないことが好ましい。このような観点から、第３の熱膨張層１４３の厚みは、熱膨張性材料ＭＣ２の数個分に相当する厚み、例えば、１〜１０個、好ましくは１〜５個の厚みに形成されるのが好ましい。換言すれば、マイクロカプセルの平均粒径の１〜１０倍、好ましくは１〜５倍の厚みに形成されることが好ましい。
Further, since the third thermal expansion layer 143 contains a smaller proportion of the thermal expansion material than the fourth thermal expansion layer 144, the fourth thermal expansion layer 144 is expanded under the same conditions. The height after expansion is lower than that of. Therefore, it is preferable that the third thermal expansion layer 143 is formed thinner than the fourth thermal expansion layer 144. In addition, it is preferable that the third thermal expansion layer 143 is not formed thicker than necessary. From this point of view, the thickness of the third heat-expanding layer 143 is formed to be a thickness corresponding to several heat-expandable materials MC2, for example, 1 to 10 pieces, preferably 1 to 5 pieces. Is preferable. In other words, it is preferably formed to have a thickness of 1 to 10 times, preferably 1 to 5 times, the average particle size of the microcapsules.
（熱膨張性シートの製造方法）
次に、熱膨張性シート１４０の製造方法を説明する。
まず、実施形態２等と同様に、シート状の基材１１１を用意する。
(Manufacturing method of heat-expandable sheet)
Next, a method for manufacturing the heat-expandable sheet 140 will be described.
First, the sheet-shaped base material 111 is prepared in the same manner as in the second embodiment.
次に、熱可塑性樹脂等からなるバインダと熱膨張性材料とを混合させ、第３の熱膨張層１４３を形成するための塗布液を調製する。この際、バインダに対する熱膨張性材料の含有率は、この工程の次に行う第４の熱膨張層１４４を形成する工程におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率と比較して低くし、例えば、重量比で１／３〜１／８程度とする。
Next, a binder made of a thermoplastic resin or the like and a heat-expandable material are mixed to prepare a coating liquid for forming the third heat-expandable layer 143. At this time, the content of the heat-expandable material with respect to the binder is lower than the content of the heat-expandable material with respect to the binder in the step of forming the fourth heat-expandable layer 144, which is performed after this step, for example. The weight ratio is about 1/3 to 1/8.
続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材１１１上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図１５（ａ）に示すように第３の熱膨張層１４３を形成する。なお、目標とする第３の熱膨張層１４３の厚みを得るため、塗布液の塗布及び乾燥を複数回行ってもよい。また、第３の熱膨張層１４３は、第４の熱膨張層１４４と比較して薄く形成する。第３の熱膨張層１４３の厚みは、熱膨張性材料ＭＣ３の数個分に相当する厚み、例えば、１〜１０個、好ましくは１〜５個の厚みに形成されるのが好ましい。
Subsequently, the coating liquid is applied onto the substrate 111 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, and a spray coater. Subsequently, the coating film is dried to form a third thermal expansion layer 143 as shown in FIG. 15 (a). In addition, in order to obtain the target thickness of the third thermal expansion layer 143, the coating liquid may be applied and dried a plurality of times. Further, the third thermal expansion layer 143 is formed thinner than the fourth thermal expansion layer 144. The thickness of the third heat-expanding layer 143 is preferably formed to be a thickness corresponding to several heat-expandable materials MC3, for example, 1 to 10 pieces, preferably 1 to 5 pieces.
次に、バインダと熱膨張性材料とを混合させ、第４の熱膨張層１４４を形成するための塗布液を調製する。バインダと熱膨張性材料とは、第３の熱膨張層１４３を形成するための塗布液と異なる材料を用いてもよいが、同じ材料を用いると好ましい。
Next, the binder and the heat-expandable material are mixed to prepare a coating liquid for forming the fourth heat-expandable layer 144. The binder and the heat-expandable material may be different from the coating liquid for forming the third heat-expandable layer 143, but it is preferable to use the same material.
続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第４の熱膨張層１４４を形成するための塗布液を第３の熱膨張層１４３上に塗布する。次に、塗膜を乾燥させ、図１５（ｂ）に示すように第４の熱膨張層１４４を形成する。なお、目標とする第４の熱膨張層１４４の厚みを得るため、塗布及び乾燥は複数回行ってもよい。
Subsequently, a coating liquid for forming the fourth thermal expansion layer 144 is applied onto the third thermal expansion layer 143 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, or a spray coater. Next, the coating film is dried to form a fourth thermal expansion layer 144 as shown in FIG. 15 (b). In addition, in order to obtain the target thickness of the fourth thermal expansion layer 144, coating and drying may be performed a plurality of times.
次に、実施形態２と同様にインク受容層１１３を構成する材料を溶剤中に分散させ、インク受容層１１３を形成するための塗布液を調製する。続いて、この塗布液を、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第４の熱膨張層１４４上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図１５（ｃ）に示すように、インク受容層１１３を形成する。また、ロール状の基材１１１を用いた場合は、造形システム２０に適合する大きさに裁断を行う。
以上により、熱膨張性シート１４０が製造される。
Next, as in the second embodiment, the material constituting the ink receiving layer 113 is dispersed in the solvent to prepare a coating liquid for forming the ink receiving layer 113. Subsequently, this coating liquid is applied onto the fourth thermal expansion layer 144 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, or a spray coater. Subsequently, the coating film is dried to form the ink receiving layer 113 as shown in FIG. 15 (c). When the roll-shaped base material 111 is used, it is cut to a size suitable for the modeling system 20.
As described above, the heat-expandable sheet 140 is manufactured.
一般に熱膨張性シートでは、基材上に設けられた熱膨張層は、基材側とは反対の方向（例えば図１４に示す上方向）へと膨張する。この膨張により、基材とその直上に設けられた熱膨張層との間に剥離が発生することがある。また、一般に熱膨張性材料の含有率が高くなるほど基材からの剥離も発生しやすくなる。これに対し、本実施形態の熱膨張性シート１４０では、基材１１１と第４の熱膨張層１４４の間に、熱膨張性材料の含有率が第４の熱膨張層１４４よりも低い第３の熱膨張層１４３が介在する。この第３の熱膨張層１４３は膨張する程度が第４の熱膨張層１４４と比較して抑制されているため、基材１１１から熱膨張層が剥離することを抑制することができる。加えて、第３の熱膨張層１４３自体も膨張するため、第３の熱膨張層１４３は熱膨張層全体の高さの増加に寄与するという効果も有する。
Generally, in a heat-expandable sheet, the heat-expanding layer provided on the base material expands in the direction opposite to the base material side (for example, the upward direction shown in FIG. 14). Due to this expansion, peeling may occur between the base material and the thermal expansion layer provided immediately above the base material. Further, in general, the higher the content of the heat-expandable material, the more likely it is that peeling from the base material will occur. On the other hand, in the heat-expandable sheet 140 of the present embodiment, the content of the heat-expandable material between the base material 111 and the fourth heat-expandable layer 144 is lower than that of the fourth heat-expandable layer 144. The thermal expansion layer 143 of the above is interposed. Since the degree of expansion of the third thermal expansion layer 143 is suppressed as compared with the fourth thermal expansion layer 144, it is possible to suppress the peeling of the thermal expansion layer from the base material 111. In addition, since the third thermal expansion layer 143 itself expands, the third thermal expansion layer 143 also has the effect of contributing to an increase in the height of the entire thermal expansion layer.
このように本実施形態の熱膨張性シート１４０及び熱膨張性シート１４０の製造方法によれば、簡易に造形物を製造することができること等に加え、剥離の発生を抑制することができるという優れた効果も得られる。
As described above, according to the method for manufacturing the heat-expandable sheet 140 and the heat-expandable sheet 140 of the present embodiment, in addition to being able to easily manufacture a modeled object, it is possible to suppress the occurrence of peeling. The effect is also obtained.
＜実施形態５＞
実施形態５に係る熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法について、以下、図面を参照して説明する。本実施形態の熱膨張性シート１５０は、実施形態２の第１の熱膨張層１２１及び第２の熱膨張層１２２と、実施形態４の第３の熱膨張層１４３とを組み合わせたものに相当し、熱膨張層が、第１の熱膨張層１５１、第２の熱膨張層１５２及び第３の熱膨張層１５３から形成される点にある。上述した各実施形態と共通する特徴については、詳細な説明を省略する。
<Embodiment 5>
The method for manufacturing the heat-expandable sheet and the heat-expandable sheet according to the fifth embodiment will be described below with reference to the drawings. The thermally expandable sheet 150 of the present embodiment corresponds to a combination of the first thermal expansion layer 121 and the second thermal expansion layer 122 of the second embodiment and the third thermal expansion layer 143 of the fourth embodiment. The thermal expansion layer is formed from the first thermal expansion layer 151, the second thermal expansion layer 152, and the third thermal expansion layer 153. Detailed description of the features common to each of the above-described embodiments will be omitted.
（熱膨張性シート）
実施形態５に係る熱膨張性シート１５０は、図１６に示すように、基材１１１と、第１の熱膨張層１５１と、第２の熱膨張層１５２と、第３の熱膨張層１５３と、インク受容層１１３とを備える。熱膨張性シート１５０の第１の熱膨張層１５１及び第２の熱膨張層１５２は、実施形態２の第１の熱膨張層１２１及び第２の熱膨張層１２２に対応する。熱膨張性シート１５０の第３の熱膨張層１５３は、実施形態４に係る熱膨張性シート１４０における第３の熱膨張層１４３に対応する。本実施形態の第３の熱膨張層１５３は、基材１１１の上面に形成され、第３の熱膨張層１５３の上に第１の熱膨張層１５１が形成される。換言すると、本実施形態の熱膨張性シート１５０は、第１の熱膨張層１５１と基材１１１との間に、第３の熱膨張層１５３を備えるとも言える。
(Thermal expandable sheet)
As shown in FIG. 16, the heat-expandable sheet 150 according to the fifth embodiment includes a base material 111, a first heat-expanding layer 151, a second heat-expanding layer 152, and a third heat-expanding layer 153. , The ink receiving layer 113 is provided. The first thermal expansion layer 151 and the second thermal expansion layer 152 of the thermal expansion sheet 150 correspond to the first thermal expansion layer 121 and the second thermal expansion layer 122 of the second embodiment. The third heat-expanding layer 153 of the heat-expandable sheet 150 corresponds to the third heat-expanding layer 143 in the heat-expandable sheet 140 according to the fourth embodiment. The third thermal expansion layer 153 of the present embodiment is formed on the upper surface of the base material 111, and the first thermal expansion layer 151 is formed on the third thermal expansion layer 153. In other words, it can be said that the heat-expandable sheet 150 of the present embodiment includes a third heat-expandable layer 153 between the first heat-expandable layer 151 and the base material 111.
第１の熱膨張層１５１は、実施形態２に係る第１の熱膨張層１２１と同様であり、バインダＢ１中に複数の熱膨張性材料ＭＣ１が分散配置されている。第１の熱膨張層１５１は、基材１１１の一方の面（図１６に示す上面）上に設けられた第３の熱膨張層１５３の上に形成される。基材１１１は、実施形態１等と同様である。基材１１１の厚みは、例えば２００μｍ程度であり、第１の熱膨張層１５１の厚みは、例えば１００μｍ程度である。
The first thermal expansion layer 151 is the same as the first thermal expansion layer 121 according to the second embodiment, and a plurality of thermal expansion materials MC1 are dispersedly arranged in the binder B1. The first thermal expansion layer 151 is formed on a third thermal expansion layer 153 provided on one surface (upper surface shown in FIG. 16) of the base material 111. The base material 111 is the same as that of the first embodiment. The thickness of the base material 111 is, for example, about 200 μm, and the thickness of the first thermal expansion layer 151 is, for example, about 100 μm.
第２の熱膨張層１５２は、図１６に示すように、第１の熱膨張層１５１の上に形成される。第２の熱膨張層１５２も、バインダＢ２中に熱膨張性材料ＭＣ２（熱膨張性マイクロカプセル）が分散配置されている。バインダＢ２及び熱膨張性マイクロカプセルＭＣ２は、それぞれ第１の熱膨張層１５１のバインダＢ１及び熱膨張性マイクロカプセルＭＣ１と同じ材料を使用しても、異なっていてもよいが、同じ材料を用いることが好ましい。
The second thermal expansion layer 152 is formed on the first thermal expansion layer 151 as shown in FIG. In the second thermal expansion layer 152, the thermal expansion material MC2 (thermally expandable microcapsules) is dispersed and arranged in the binder B2. The binder B2 and the heat-expandable microcapsule MC2 may use the same material as the binder B1 and the heat-expandable microcapsule MC1 of the first heat expansion layer 151, respectively, or may be different, but the same material shall be used. Is preferable.
本実施形態では、実施形態２と同様に第２の熱膨張層１５２において、バインダＢ２に対して熱膨張性材料ＭＣ２が含有される割合（含有率とも称する）は、第１の熱膨張層１５１におけるバインダＢ１に対して熱膨張性材料ＭＣ１が含有される割合（含有率とも称する）と比較して低くされる。例えば、重量比を用いると、バインダＢ２に対する熱膨張性材料ＭＣ２の重量比（第２の割合）は、バインダＢ１に対する熱膨張性材料ＭＣ１の重量比（第１の割合）と比較して小さく、具体的には、１／３〜１／８程度である。換言すれば、例えば、１００重量部のバインダＢ２に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ２がＸ２重量部であり、１００重量部のバインダＢ１に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ１がＸ１重量部とすると、Ｘ２／Ｘ１は１より小さく、１／３〜１／８程度とされる。
In the present embodiment, as in the second embodiment, the ratio (also referred to as the content rate) of the heat-expandable material MC2 to the binder B2 in the second heat-expanding layer 152 is the ratio of the heat-expandable material MC2 to the first heat-expanding layer 151. It is lower than the ratio (also referred to as the content rate) in which the heat-expandable material MC1 is contained with respect to the binder B1 in the above. For example, when a weight ratio is used, the weight ratio of the heat-expandable material MC2 to the binder B2 (second ratio) is smaller than the weight ratio of the heat-expandable material MC1 to the binder B1 (first ratio). Specifically, it is about 1/3 to 1/8. In other words, for example, the heat-expandable material MC2 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B2 is X2 parts by weight, and the heat-expandable material MC1 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B1 is X1 weight. As a part, X2 / X1 is smaller than 1, and is about 1/3 to 1/8.
また、第２の熱膨張層１５２は、実施形態２と同様に、第１の熱膨張層１５１と比較して薄く形成されることが好ましく、一方で、必要以上に厚く形成されないことが好ましい。このような観点から、第２の熱膨張層１５２の厚みは、実施形態２と同様に熱膨張性材料ＭＣ２の数個分に相当する厚み、例えば、１〜１０個、好ましくは１〜５個の厚みに形成されるのが好ましい。例えば、第２の熱膨張層１５２は、５０μｍ程度の厚みに形成される。また、第２の熱膨張層１５２の厚みは、第１の熱膨張層１５１の厚みの２／３〜１／１０程度とされると好ましい。
Further, the second thermal expansion layer 152 is preferably formed thinner than the first thermal expansion layer 151, as in the second embodiment, and on the other hand, it is preferably not formed thicker than necessary. From such a viewpoint, the thickness of the second thermal expansion layer 152 is a thickness corresponding to several thermal expansion materials MC2 as in the second embodiment, for example, 1 to 10 thick, preferably 1 to 5 thick. It is preferably formed to the thickness of. For example, the second thermal expansion layer 152 is formed to have a thickness of about 50 μm. The thickness of the second thermal expansion layer 152 is preferably about 2/3 to 1/10 of the thickness of the first thermal expansion layer 151.
第３の熱膨張層１５３は、図１６に示すように、基材１１１と第１の熱膨張層１５１との間に形成される。第３の熱膨張層１５３は、第１の熱膨張層１５１と同様に、バインダＢ３中に熱膨張性材料ＭＣ３（熱膨張性マイクロカプセル）が分散配置されている。また、第３の熱膨張層の熱膨張性材料ＭＣ３は、第１の熱膨張層１５１の熱膨張性材料ＭＣ１又は第２の熱膨張層１５２の熱膨張材料ＭＣ２のいずれか一方と同じ、若しくは両方と同じ材料を用いても、異なる材料を用いてもよい。バインダＢ３についても、バインダＢ１又はバインダＢ２のいずれか一方、若しくは両方と同じ材料を用いても、異なる材料を用いてもよい。第３の熱膨張層１５３は、第１の熱膨張層１５１又は第２の熱膨張層１５２と同じ材料を用いることが好適である。
As shown in FIG. 16, the third thermal expansion layer 153 is formed between the base material 111 and the first thermal expansion layer 151. In the third thermal expansion layer 153, similarly to the first thermal expansion layer 151, the thermal expansion material MC3 (thermally expandable microcapsules) is dispersedly arranged in the binder B3. Further, the thermal expansion material MC3 of the third thermal expansion layer is the same as or the same as either the thermal expansion material MC1 of the first thermal expansion layer 151 or the thermal expansion material MC2 of the second thermal expansion layer 152. The same material may be used for both, or different materials may be used. As for the binder B3, the same material as either or both of the binder B1 and the binder B2 may be used, or different materials may be used. For the third thermal expansion layer 153, it is preferable to use the same material as the first thermal expansion layer 151 or the second thermal expansion layer 152.
また、第３の熱膨張層１５３において、バインダＢ３に対して熱膨張性材料ＭＣ３が含有される割合（第３の割合）は、第１の熱膨張層１５１におけるバインダＢ１に対して熱膨張性材料ＭＣ１が含有される割合（第１の割合）と比較して低い。実施形態１と同様に、バインダＢ３に対して熱膨張性材料ＭＣ３が含有される割合は、体積比、重量比などを用いて定義される。例えば、重量比を用いると、バインダＢ３対する熱膨張性材料ＭＣ３の重量比は、バインダＢ１に対する熱膨張性材料ＭＣ１の重量比と比較して小さく、具体的には、１／３〜１／８程度である。換言すれば、例えば１００重量部のバインダＢ３に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ３のＸ３重量部であり、１００重量部のバインダＢ１に対して分散される熱膨張性材料ＭＣ１がＸ１重量部とすると、Ｘ３／Ｘ１は、１より小さく、１／３〜１／８程度である。なお、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、密度によって定義されてもよく、この場合、第３の熱膨張層１５３は、第１の熱膨張層１５１と比較して低い密度で、熱膨張性材料を含有すると言える。
Further, the ratio (third ratio) of the heat-expandable material MC3 to the binder B3 in the third heat-expanding layer 153 is the heat-expandability with respect to the binder B1 in the first heat-expanding layer 151. It is low compared to the ratio containing the material MC1 (first ratio). Similar to the first embodiment, the ratio of the heat-expandable material MC3 to the binder B3 is defined by using a volume ratio, a weight ratio, and the like. For example, when the weight ratio is used, the weight ratio of the heat-expandable material MC3 to the binder B3 is smaller than the weight ratio of the heat-expandable material MC1 to the binder B1, specifically, 1/3 to 1/8. Degree. In other words, for example, X3 parts by weight of the heat-expandable material MC3 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B3, and X1 parts by weight of the heat-expandable material MC1 dispersed with respect to 100 parts by weight of the binder B1. Then, X3 / X1 is smaller than 1, and is about 1/3 to 1/8. The ratio of the heat-expandable material to the binder may be defined by the density. In this case, the third heat-expanding layer 153 has a lower density than the first heat-expanding layer 151. Therefore, it can be said that it contains a heat-expandable material.
また、上記Ｘ２とＸ３とは同じ数値であっても、異なっていてもよい。なお、第３の熱膨張層１５３は、第１の熱膨張層１５１と比較して熱膨張性材料の含有率が低く、膨張させた場合に高さを得られにくいため、第１の熱膨張層１５１より薄く形成されることが好ましい。また、第３の熱膨張層１５３は、必要以上に厚く形成されないことが好ましい。
Further, the above X2 and X3 may have the same numerical value or may be different. The third thermal expansion layer 153 has a lower coefficient of thermal expansion than the first thermal expansion layer 151, and it is difficult to obtain a height when expanded. Therefore, the first thermal expansion It is preferably formed thinner than the layer 151. Further, it is preferable that the third thermal expansion layer 153 is not formed thicker than necessary.
（熱膨張性シートの製造方法）
次に、実施形態５に係る熱膨張性シート１５０の製造方法について、説明する。
まず、他の実施形態と同様に基材１１１を用意する。
(Manufacturing method of heat-expandable sheet)
Next, a method for manufacturing the heat-expandable sheet 150 according to the fifth embodiment will be described.
First, the base material 111 is prepared in the same manner as in other embodiments.
次に、実施形態４と同様にして、第３の熱膨張層１５３を形成するための塗布液を、公知の分散装置等を用いて調製する。バインダと熱膨張性材料とは、第１の熱膨張層１５１又は第２の熱膨張層１５２で用いる材料と、異なっていてもよいが同じであると好適である。この際、第３の熱膨張層１５３におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率は、第１の熱膨張層１５１におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率と比較して低くされる。例えば、重量比では、１／３〜１／８程度とする。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材１１１上に塗布し、続いて塗膜を乾燥させる。塗布及び乾燥は複数回に分けて行ってもよく、基材１１１の上に目標とする厚さの第３の熱膨張層１５３を形成する。
Next, in the same manner as in the fourth embodiment, a coating liquid for forming the third thermal expansion layer 153 is prepared using a known dispersion device or the like. The binder and the heat-expandable material may be different from the materials used in the first heat-expanding layer 151 or the second heat-expanding layer 152, but are preferably the same. At this time, the content of the heat-expandable material with respect to the binder in the third heat-expanding layer 153 is lower than the content of the heat-expandable material with respect to the binder in the first heat-expanding layer 151. For example, the weight ratio is about 1/3 to 1/8. Subsequently, the coating liquid is applied onto the base material 111 by using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, and a spray coater, and then the coating film is dried. The coating and drying may be performed in a plurality of times, and a third thermal expansion layer 153 having a target thickness is formed on the base material 111.
続いて、実施形態２と同様に第１の熱膨張層１５１を形成するための塗布液を調製する。続いて、公知の塗布装置を用いて、第３の熱膨張層１５３上に塗布液を塗布し、乾燥させて第１の熱膨張層１５１を形成する。
Subsequently, a coating liquid for forming the first thermal expansion layer 151 is prepared in the same manner as in the second embodiment. Subsequently, using a known coating device, the coating liquid is applied onto the third thermal expansion layer 153 and dried to form the first thermal expansion layer 151.
次に、第２の熱膨張層１５２を形成するための塗布液を調製する。この際、第２の熱膨張層１５２におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率は、第１の熱膨張層１５１におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率と比較して低くされる。例えば、重量比では、１／３〜１／８程度とする。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、塗布液を第１の熱膨張層１５１上に塗布し、続いて塗膜を乾燥させる。目標とする厚さの第２の熱膨張層１５２を得るため、塗布及び乾燥は複数回に分けて行ってもよい。
Next, a coating liquid for forming the second thermal expansion layer 152 is prepared. At this time, the content of the heat-expandable material with respect to the binder in the second heat-expanding layer 152 is lower than the content of the heat-expandable material with respect to the binder in the first heat-expanding layer 151. For example, the weight ratio is about 1/3 to 1/8. Subsequently, the coating liquid is applied onto the first thermal expansion layer 151 by using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, and a spray coater, and subsequently, the coating film is dried. In order to obtain the second thermal expansion layer 152 having the target thickness, the coating and drying may be performed in a plurality of times.
続いて、他の実施形態と同様にインク受容層１１３を形成し、必要に応じ造形システム２０に適合する大きさにカットする。
これにより、実施形態５に係る熱膨張性シート１５０が製造される。
Subsequently, the ink receiving layer 113 is formed in the same manner as in other embodiments, and is cut into a size suitable for the modeling system 20 if necessary.
As a result, the heat-expandable sheet 150 according to the fifth embodiment is manufactured.
本実施形態の熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法によれば、第１の熱膨張層１５１の上に、第１の熱膨張層１５１よりも低い含有率で熱膨張性材料を含む第２の熱膨張層１５２を形成することにより、シート表面に生ずる凹凸の発生を緩和することができる。これにより、熱膨張性シート１５０の表面に形成される造形物は、多彩な素材の質感、触感等を更に良好に表現することができる。従って、装飾性のある造形物を良好に製造することが可能となる。
According to the method for producing a heat-expandable sheet and a heat-expandable sheet of the present embodiment, the first heat-expandable layer 151 contains a heat-expandable material having a content lower than that of the first heat-expandable layer 151. By forming the second thermal expansion layer 152, it is possible to alleviate the occurrence of irregularities on the sheet surface. As a result, the modeled object formed on the surface of the heat-expandable sheet 150 can better express the texture, tactile sensation, and the like of various materials. Therefore, it is possible to satisfactorily manufacture a decorative model.
加えて、基材１１１と第１の熱膨張層１５１と間に、第１の熱膨張層１５１よりも低い含有率で熱膨張性材料を含む第３の熱膨張層１５３を形成することにより、剥離の発生を抑制するという優れた効果を得ることができる。
In addition, by forming a third thermal expansion layer 153 containing the thermally expandable material at a content lower than that of the first thermal expansion layer 151 between the base material 111 and the first thermal expansion layer 151. It is possible to obtain an excellent effect of suppressing the occurrence of peeling.
なお、本実施形態の熱膨張性シート１５０の第２の熱膨張層１５２は、図１７に示すように更に白色顔料Ｗを含むことが可能である。白色顔料Ｗは、第２の熱膨張層１５２を形成する際、塗布液中に含有させることにより、第２の熱膨張層１５２中に分散させることができる。
The second thermal expansion layer 152 of the thermal expansion sheet 150 of the present embodiment can further contain the white pigment W as shown in FIG. The white pigment W can be dispersed in the second thermal expansion layer 152 by being contained in the coating liquid when the second thermal expansion layer 152 is formed.
この構成によれば、熱膨張性シート１５０の表面の白色度を更に向上させることができ、熱膨張性シート１５０の表面に形成されるカラーインク層の発色を良好とすることができる。従って、熱膨張性シート１５０の表面に形成される造形物において、多彩な素材の質感等を更に良好に表現することができる。
According to this configuration, the whiteness of the surface of the heat-expandable sheet 150 can be further improved, and the color development of the color ink layer formed on the surface of the heat-expandable sheet 150 can be improved. Therefore, in the modeled object formed on the surface of the heat-expandable sheet 150, the texture of various materials can be expressed even better.
＜実施形態６＞
実施形態６に係る熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法について、以下、図面を参照して説明する。本実施形態の熱膨張性シート１６０及び熱膨張性シート１６０の製造方法が、実施形態１における熱膨張性シート１０と異なる点は、基材１１１と熱膨張層１１２との間にアンカー層１６１が設けられる点と、基材１１１の裏面に第２のインク受容層１６２が形成される点にある。実施形態１等と共通する特徴については、詳細な説明を省略する。
<Embodiment 6>
The method for manufacturing the heat-expandable sheet and the heat-expandable sheet according to the sixth embodiment will be described below with reference to the drawings. The method for manufacturing the heat-expandable sheet 160 and the heat-expandable sheet 160 of the present embodiment is different from the heat-expandable sheet 10 in the first embodiment in that the anchor layer 161 is provided between the base material 111 and the heat-expandable layer 112. The point is that the second ink receiving layer 162 is formed on the back surface of the base material 111. Detailed description of the features common to the first embodiment and the like will be omitted.
（熱膨張性シート）
熱膨張性シート１６０は、基材１１１と、アンカー層１６１と、熱膨張層１１２と、インク受容層１１３と、第２のインク受容層１６２と、を備える。図１８に示すように、アンカー層１６１と熱膨張層１１２とインク受容層１１３とは、基材１１１の上面（表面）にこの順に積層され、第２のインク受容層１６２は基材１１１の下面（裏面）に形成される。
(Thermal expandable sheet)
The heat-expandable sheet 160 includes a base material 111, an anchor layer 161, a heat-expandable layer 112, an ink receiving layer 113, and a second ink receiving layer 162. As shown in FIG. 18, the anchor layer 161, the thermal expansion layer 112, and the ink receiving layer 113 are laminated in this order on the upper surface (surface) of the base material 111, and the second ink receiving layer 162 is the lower surface of the base material 111. It is formed on the (back surface).
基材１１１は、熱膨張層１１２等を支持するシート状の部材である。本実施形態では、基材１１１としては、特に樹脂製のシート（フィルムを含む）を使用する。基材１１１としては、任意の樹脂製のシートを利用することができる。基材１１１としては、これに限るものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等から選択される材料を含むシートを使用することができる。また、基材１１１は、熱膨張層１１２が全体的又は部分的に発泡により膨張した時に、基材１１１の反対側（図１８に示す下側）に隆起せず、また、しわを生じたり、大きく波打ったりしない程度の強度を備える。加えて、熱膨張層を発泡させる際の加熱に耐える程度の耐熱性を有する。更に、基材１１１は、上記の強度及び耐熱性に加えて、伸縮性を有していてもよい。
The base material 111 is a sheet-like member that supports the thermal expansion layer 112 and the like. In the present embodiment, a resin sheet (including a film) is used as the base material 111. As the base material 111, any resin sheet can be used. The base material 111 is not limited to this, but is selected from a polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene, a polyester resin, a polyamide resin such as nylon, a polyvinyl chloride resin, a polyimide resin, and a silicone resin. A sheet containing the material to be used can be used. Further, when the thermal expansion layer 112 is expanded by foaming entirely or partially, the base material 111 does not rise on the opposite side (lower side shown in FIG. 18) of the base material 111, and wrinkles are formed. It has enough strength to prevent large wrinkles. In addition, it has heat resistance to the extent that it can withstand heating when foaming the thermal expansion layer. Further, the base material 111 may have elasticity in addition to the above-mentioned strength and heat resistance.
なお、後述するように本実施形態では、インク受容層とシートとが一体に形成されたシート状の部材を基材１１１として使用することもできる。具体的に、基材１１１として、上述した材料から形成されたシート（フィルム）の最上面（最表面）にインク受容層を備えるシート状の部材を用いて、熱膨張性シート１６０を製造することもできる。このようなシートを基材１１１として使用する場合、基材１１１に設けられているインク受容層を第２のインク受容層１６２として使用することもできる。
As will be described later, in the present embodiment, a sheet-like member in which the ink receiving layer and the sheet are integrally formed can also be used as the base material 111. Specifically, the heat-expandable sheet 160 is manufactured by using a sheet-like member having an ink receiving layer on the uppermost surface (outermost surface) of a sheet (film) formed of the above-mentioned material as the base material 111. You can also. When such a sheet is used as the base material 111, the ink receiving layer provided on the base material 111 can also be used as the second ink receiving layer 162.
アンカー層１６１は、基材１１１の一方の面（図１８に示す上面）上に設けられ、アンカー層１６１の上には熱膨張層１１２が設けられる。アンカー層１６１は、基材１１１と熱膨張層１１２との両方に対し、良好な接着性を有する層である。また、アンカー層１６１は、基材１１１と熱膨張層１１２との間の接着力を高める機能を有する。例えば、樹脂製の基材上に直接熱膨張層を設けると、熱膨張層を膨張させた際に熱膨張が基材から剥離することがある。これに対し、基材１１１と熱膨張層１１２との間に、アンカー層１６１を設けることによって、熱膨張層１１２を膨張させる際に、熱膨張層１１２の下面が剥離することを防ぐことができる。
The anchor layer 161 is provided on one surface (upper surface shown in FIG. 18) of the base material 111, and the thermal expansion layer 112 is provided on the anchor layer 161. The anchor layer 161 is a layer having good adhesiveness to both the base material 111 and the thermal expansion layer 112. Further, the anchor layer 161 has a function of increasing the adhesive force between the base material 111 and the thermal expansion layer 112. For example, if the thermal expansion layer is provided directly on the resin base material, the thermal expansion may be peeled off from the base material when the thermal expansion layer is expanded. On the other hand, by providing the anchor layer 161 between the base material 111 and the thermal expansion layer 112, it is possible to prevent the lower surface of the thermal expansion layer 112 from peeling off when the thermal expansion layer 112 is expanded. ..
アンカー層１６１は、基材１１１と熱膨張層１１２とに対して良好な接着性を有する材料を含む層である。具体的に、アンカー層１６１は、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、又はこれらのいずれかの共重合体からなる群から選択される少なくとも１つの樹脂を含む。例えば、アンカー層１６１に含まれる樹脂は、例えばポリエステル系樹脂のみであってもよく、ポリエステル系樹脂とポリウレタン系樹脂とを含んでもよい。また、アンカー層１６１に含まれる樹脂は変性剤によって変性されていてもよい。特に、本実施形態では、アンカー層１６１は、ポリエステル・アクリル・ウレタン複合樹脂を含むことが好ましい。なお、これに限られるものではないが、ポリエステル・アクリル・ウレタン複合樹脂を含む水分散液としては、例えば、高松油脂（株）社製「ＷＡＣ−１７ＸＣ」が挙げられる。
The anchor layer 161 is a layer containing a material having good adhesiveness to the base material 111 and the thermal expansion layer 112. Specifically, the anchor layer 161 contains at least one resin selected from the group consisting of polyester, acrylic, polyurethane, or a copolymer thereof. For example, the resin contained in the anchor layer 161 may be, for example, only a polyester-based resin, or may include a polyester-based resin and a polyurethane-based resin. Further, the resin contained in the anchor layer 161 may be modified with a modifier. In particular, in the present embodiment, the anchor layer 161 preferably contains a polyester / acrylic / urethane composite resin. Although not limited to this, examples of the aqueous dispersion containing the polyester / acrylic / urethane composite resin include “WAC-17XC” manufactured by Takamatsu Oil & Fat Co., Ltd.
また、本実施形態では、アンカー層１６１は、上記の材料から形成される場合に限られず、基材１１１の表面にコロナ処理を施すことによって形成される表面改質層を含む。具体的には、表面改質層は、コロナ処理装置（図示せず）を用いて形成される。コロナ処理装置は、高周波電源装置から高周波の高電圧が処理ロールと電極との間に印加されることにより、処理ロールと電極との間にコロナ放電を生ずるものである。基材１１１は処理ロール上を搬送される。基材１１１がコロナ放電下を通過することにより、基材１１１の表面にコロナ処理が施され、基材１１１上に表面改質層（アンカー層１６１）が形成される。この表面改質層は、改質されていないものと比較して、熱膨張層１１２に対する接着性が向上された層である。表面改質層は、熱膨張層１１２と良好に接着するため、熱膨張層１１２の膨張時に、熱膨張層１１２の剥離を抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the anchor layer 161 is not limited to the case where it is formed from the above materials, and includes a surface modification layer formed by applying a corona treatment to the surface of the base material 111. Specifically, the surface modification layer is formed using a corona treatment device (not shown). In the corona processing device, a high frequency high voltage is applied between the processing roll and the electrode from the high frequency power supply device to generate a corona discharge between the processing roll and the electrode. The base material 111 is conveyed on the processing roll. When the base material 111 passes under the corona discharge, the surface of the base material 111 is subjected to corona treatment, and a surface modification layer (anchor layer 161) is formed on the base material 111. This surface-modified layer is a layer having improved adhesiveness to the thermal expansion layer 112 as compared with the unmodified layer. Since the surface-modified layer adheres well to the thermal expansion layer 112, it is possible to suppress the peeling of the thermal expansion layer 112 when the thermal expansion layer 112 expands.
熱膨張層１１２は、アンカー層１６１の上に形成される。熱膨張層１１２は、実施形態１の熱膨張層１２に対応し、バインダ中に熱膨張性材料が分散配置された層である。なお、熱膨張層１１２は、上述した実施形態２〜５のように複数の熱膨張層を備える構成であってもよい。
The thermal expansion layer 112 is formed on the anchor layer 161. The thermal expansion layer 112 corresponds to the thermal expansion layer 12 of the first embodiment, and is a layer in which the thermal expansion material is dispersed and arranged in the binder. The thermal expansion layer 112 may be configured to include a plurality of thermal expansion layers as in the above-described embodiments 2 to 5.
インク受容層１１３は、熱膨張層１１２の上に形成される。インク受容層１１３は、上述した各実施形態のインク受容層１１３と同様である。
The ink receiving layer 113 is formed on the thermal expansion layer 112. The ink receiving layer 113 is the same as the ink receiving layer 113 of each of the above-described embodiments.
第２のインク受容層１６２は、基材１１１の下面（裏面）に形成される層である。第２のインク受容層１６２は、インク受容層１３，１１３と同様に、印刷工程で使用されるインク、例えば、インクジェットプリンタのインクを受容し、定着させる層である。第２のインク受容層１６２も、インク受容層１３等と同様に印刷工程で使用されるインクに応じて、汎用されている材料を使用して形成される。本実施形態では、基材１１１が樹脂製のシートから構成されるため、基材１１１の裏面に裏側変換層を形成する場合に、インクの定着性を向上させるために設けられる。裏側変換層を形成しない場合等は、第２のインク受容層１６２は省略することが可能である。
The second ink receiving layer 162 is a layer formed on the lower surface (back surface) of the base material 111. The second ink receiving layer 162 is a layer that receives and fixes ink used in the printing process, for example, ink of an inkjet printer, like the ink receiving layers 13 and 113. The second ink receiving layer 162 is also formed by using a material that is widely used depending on the ink used in the printing process, like the ink receiving layer 13 and the like. In the present embodiment, since the base material 111 is made of a resin sheet, it is provided to improve the fixability of the ink when the back side conversion layer is formed on the back surface of the base material 111. When the backside conversion layer is not formed or the like, the second ink receiving layer 162 can be omitted.
本実施形態では、実施形態１で説明した造形物の製造方法に従い、熱膨張性シート１６０の上面（表面）及び／又は熱膨張性シート１６０の下面（裏面）に熱変換層を形成し、電磁波を照射することで、熱変換層に熱を帯びさせる。熱膨張層１１２は、表面及び／又は裏面の熱変換層で生じた熱を吸収して、膨張する。これにより、熱膨張層１１２は、特定の領域のみが選択的に膨張し、隆起して、熱膨張性シート１６０の表面にバンプ面状が形成される。
In the present embodiment, a heat conversion layer is formed on the upper surface (front surface) of the heat-expandable sheet 160 and / or the lower surface (back surface) of the heat-expandable sheet 160 according to the method for manufacturing a modeled object described in the first embodiment, and electromagnetic waves are generated. By irradiating with heat, the heat conversion layer is heated. The thermal expansion layer 112 absorbs the heat generated in the heat conversion layer on the front surface and / or the back surface and expands. As a result, only a specific region of the heat-expandable layer 112 is selectively expanded and raised, and a bump surface shape is formed on the surface of the heat-expandable sheet 160.
（熱膨張性シートの製造方法）
次に、熱膨張性シート１６０の製造方法を図１９（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
(Manufacturing method of heat-expandable sheet)
Next, a method for manufacturing the heat-expandable sheet 160 will be described with reference to FIGS. 19 (a) to 19 (d).
まず、基材１１１としてシート状の材料を用意する。基材１１としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるフィルムの一方の面上にインク受容層が形成されているものを使用することが好ましい。このような基材としては、最表面にインク受容層が形成されたＯＨＰ（Overhead projector）フィルムなどが挙げられる。基材１１１上に予め設けられたインク受容層は、図１９（ａ）に示すように、その機能通り第２のインク受容層１６２として使用する。基材１１１は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。なお、第２のインク受容層１６２は、例えば多孔質シリカ、ＰＶＡ等から選択される材料を用いて塗布液を公知の塗布装置によって基材１１１上に塗布し、乾燥させることにより、形成されてもよい。
First, a sheet-shaped material is prepared as the base material 111. As the base material 11, it is preferable to use, for example, a film having an ink receiving layer formed on one surface of a film made of polyethylene terephthalate (PET). Examples of such a substrate include an OHP (Overhead projector) film having an ink receiving layer formed on the outermost surface. As shown in FIG. 19A, the ink receiving layer previously provided on the base material 111 is used as the second ink receiving layer 162 according to its function. The base material 111 may be in the form of a roll or may be pre-cut. The second ink receiving layer 162 is formed by applying a coating liquid on the base material 111 by a known coating device using a material selected from, for example, porous silica, PVA, and the like, and drying the coating liquid. May be good.
次に、基材１１１の一方の面上（図１９（ａ）に示す上面）に、アンカー層１６１として用いる材料の溶液またはエマルジョンを調製する。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材１１１上に塗布する。続いて塗膜を乾燥させ、図１９（ｂ）に示すように、アンカー層１６１を形成する。
Next, a solution or emulsion of the material used as the anchor layer 161 is prepared on one surface of the base material 111 (upper surface shown in FIG. 19A). Subsequently, the coating liquid is applied onto the substrate 111 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, and a spray coater. Subsequently, the coating film is dried to form the anchor layer 161 as shown in FIG. 19 (b).
アンカー層１６１を形成する工程は、上記に代えて、コロナ処理装置（図示せず）を用いたコロナ放電処理であってもよい。コロナ処理装置は、いわゆるロールｔｏロールの処理装置であり、処理ロール、電極及びガイドロールを備える。処理前の基材１１１は、ガイドロールによって処理ロールへと導かれる。高周波電源装置から高周波の高電圧が処理ロールと電極との間に印加されると、処理ロールと電極との間にコロナ放電が生ずる。この放電下を基材１１１が通過することにより、基材１１１の表面にコロナ処理が施され、基材１１１上に表面改質層（アンカー層１６１）が形成される。また、コロナ処理装置はロールｔｏロールに限らず、枚葉式であってもよい。
The step of forming the anchor layer 161 may be a corona discharge treatment using a corona treatment device (not shown) instead of the above. The corona processing apparatus is a so-called roll-to-roll processing apparatus, and includes a processing roll, an electrode, and a guide roll. The base material 111 before treatment is guided to the treatment roll by a guide roll. When a high frequency high voltage is applied between the processing roll and the electrode from the high frequency power supply device, a corona discharge occurs between the processing roll and the electrode. When the base material 111 passes under this discharge, the surface of the base material 111 is subjected to corona treatment, and a surface modification layer (anchor layer 161) is formed on the base material 111. Further, the corona processing apparatus is not limited to roll-to-roll, and may be a single-wafer type.
次に、熱可塑性樹脂等からなるバインダと熱膨張性材料（熱膨張性マイクロカプセル）とを混合させ、熱膨張層１１２を形成するための塗布液を調製する。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液をアンカー層１６１上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図１９（ｃ）に示すように熱膨張層１１２を形成する。なお、目標とする熱膨張層１１２の厚みを得るため、塗布液の塗布及び乾燥を複数回行ってもよい。
Next, a binder made of a thermoplastic resin or the like and a heat-expandable material (heat-expandable microcapsules) are mixed to prepare a coating liquid for forming the heat-expandable layer 112. Subsequently, the coating liquid is applied onto the anchor layer 161 using a known coating device such as a bar coater, a roller coater, and a spray coater. Subsequently, the coating film is dried to form the thermal expansion layer 112 as shown in FIG. 19 (c). In addition, in order to obtain the target thickness of the thermal expansion layer 112, the coating liquid may be applied and dried a plurality of times.
続いて、他の実施形態と同様にインク受容層１１３を形成し、必要に応じ造形システム２０に適合する大きさにカットする。
Subsequently, the ink receiving layer 113 is formed in the same manner as in other embodiments, and is cut into a size suitable for the modeling system 20 if necessary.
本実施形態の熱膨張性シート１６０及び熱膨張性シート１６０の製造方法では、基材１１１と熱膨張層１１２との間にアンカー層１６１を設ける。これにより、基材１１１として樹脂製のシートを用いた場合であっても、熱膨張層１１２を膨張させた際に、熱膨張層１１２が基材１１１から剥離することを抑制することが可能である。このように本実施形態の熱膨張性シート１６０及び熱膨張性シート１６０の製造方法によれば、簡易に造形物を製造することができることに加え、剥離の発生を抑制する、という優れた効果を得ることができる。これにより、熱膨張性シート１６０の表面に形成される造形物は、多彩な素材の質感、触感等を更に良好に表現することができる。
In the method for manufacturing the heat-expandable sheet 160 and the heat-expandable sheet 160 of the present embodiment, the anchor layer 161 is provided between the base material 111 and the heat-expandable layer 112. As a result, even when a resin sheet is used as the base material 111, it is possible to prevent the thermal expansion layer 112 from peeling off from the base material 111 when the thermal expansion layer 112 is expanded. be. As described above, according to the method for manufacturing the heat-expandable sheet 160 and the heat-expandable sheet 160 of the present embodiment, in addition to being able to easily manufacture a modeled object, it has an excellent effect of suppressing the occurrence of peeling. Obtainable. As a result, the modeled object formed on the surface of the heat-expandable sheet 160 can better express the texture, tactile sensation, and the like of various materials.
また、熱膨張性シート１６０の製造方法において、いずれかの面上に予めインク受容層が形成された基材１１１を用い、更に予め形成されているインク受容層を、第２のインク受容層１６２として使用することにより、製造工程の簡略化を図ることも可能である。
Further, in the method for manufacturing the heat-expandable sheet 160, the base material 111 on which the ink receiving layer is formed in advance is used, and the ink receiving layer which is further formed in advance is used as the second ink receiving layer 162. It is also possible to simplify the manufacturing process by using it as an ink.
＜実施形態７＞
以下、本実施の形態に係るインク、印刷ユニット及び造形システムについて、図を用いて説明する。本実施形態が上述した各実施形態と異なるのは、造形システムで用いるインクにある。上述した実施形態と共通する部分については、詳細な説明を省略する。
<Embodiment 7>
Hereinafter, the ink, the printing unit, and the modeling system according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment differs from each of the above-described embodiments in the ink used in the modeling system. Detailed description of the parts common to the above-described embodiments will be omitted.
本実施形態に係る造形システム２０は、図４に示す印刷ユニット４０内にインク１７０を備え、インク１７０を熱膨張性シート１０上に熱変換層を形成するために使用する。具体的には、表側変換層８１及び／又は裏側変換層８３を印刷するために使用される。なお、本実施形態では、上述した実施形態１に記載の熱膨張性シート１０に限らず、実施形態２〜６に示す熱膨張性シートを使用することも可能である。
The modeling system 20 according to the present embodiment includes ink 170 in the printing unit 40 shown in FIG. 4, and uses the ink 170 to form a heat conversion layer on the heat-expandable sheet 10. Specifically, it is used for printing the front side conversion layer 81 and / or the back side conversion layer 83. In this embodiment, not only the heat-expandable sheet 10 described in the above-described first embodiment but also the heat-expandable sheet shown in the second to sixth embodiments can be used.
本実施形態に係るインク１７０は、無機赤外線吸収剤を含み、更に溶剤（水又は有機溶剤）、着色剤（染料又は顔料）、分散剤、浸透剤、乾燥防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤等から選択されるいずれか又は全てを含んでもよい。また、本実施形態のインク１７０は、例えば図４に示すインクジェット方式の印刷ユニット４０で使用される。具体的に、インク１７０は、カートリッジ内に充填され、図６に示すように印刷ユニット４０内に設置される。具体的には、インク１７０が充填されたカートリッジは、印刷ユニット４０内のインクカートリッジ４３ｋの位置に設置される。
The ink 170 according to the present embodiment contains an inorganic infrared absorber, and further contains a solvent (water or organic solvent), a colorant (dye or pigment), a dispersant, a penetrant, an antidrying agent, a pH adjuster, a preservative, etc. May include any or all selected from. Further, the ink 170 of the present embodiment is used, for example, in the inkjet printing unit 40 shown in FIG. Specifically, the ink 170 is filled in the cartridge and installed in the printing unit 40 as shown in FIG. Specifically, the cartridge filled with the ink 170 is installed at the position of the ink cartridge 43k in the printing unit 40.
インク１７０は、着色剤を含んでも、含まなくともよい。本実施形態のように、インク１７０を熱膨張性シート１０の特定の領域を加熱するための熱変換層の形成に用いる場合、熱変換層は、カラーインクの色味に対して影響を及ぼさないことが好ましい。従って、本実施形態のような用途では、インク１７０は着色剤を含まないことが好ましい。また、着色剤を含む場合は、着色剤の色は、白、イエロー等の視認しにくい色であることが好ましい。なお、着色剤の色は、特に限定されるものではない。例えば、インク１７０が視認しにくい場所に形成される等、インク１７０の色が特に熱膨張性シート１０の外観に影響を与えることがない場合、熱膨張性シート１０自体が着色されている場合、又は印刷された領域が分かるように着色した方が好ましい場合等に応じ、着色剤は白、イエローの他、シアン、マゼンダ、ブラック等から適宜選択されてもよく、これら以外の任意の色であってもよい。また、インク１７０中の着色剤の濃度も任意である。
The ink 170 may or may not contain a colorant. When the ink 170 is used to form a heat conversion layer for heating a specific region of the heat-expandable sheet 10 as in the present embodiment, the heat conversion layer does not affect the color tint of the color ink. Is preferable. Therefore, in applications such as this embodiment, it is preferable that the ink 170 does not contain a colorant. When a colorant is contained, the color of the colorant is preferably a color that is difficult to see, such as white or yellow. The color of the colorant is not particularly limited. For example, when the color of the ink 170 does not particularly affect the appearance of the heat-expandable sheet 10, such as when the ink 170 is formed in a place where it is difficult to see, or when the heat-expandable sheet 10 itself is colored. Alternatively, depending on the case where it is preferable to color the printed area so that it can be seen, the colorant may be appropriately selected from white, yellow, cyan, magenta, black, etc., and may be any color other than these. You may. Further, the concentration of the colorant in the ink 170 is also arbitrary.
また、インク１７０に含有される無機赤外線吸収剤としては、赤外領域の少なくともいずれかの領域で、可視光領域と比較して高い光の吸収率（吸光率）を有する無機材料を用いる。無機赤外線吸収剤は、特に近赤外領域で、可視光領域と比較して高い光の吸収率を有することが好ましい。可視光領域において光の透過率が高い（吸収率が低い）材料を選択することにより、インク１７０の可視光透過性を向上させ、インク１７０の色味を抑えることができる。特に従来使用されてきたカーボンを使用するインクと比較し、インク１７０を用いて印刷された熱変換層によってカラーインク層の色味がくすむことを防ぐことができる。
Further, as the inorganic infrared absorber contained in the ink 170, an inorganic material having a higher light absorption rate (absorbency) than that in the visible light region is used in at least one of the infrared regions. The inorganic infrared absorber preferably has a higher light absorption rate than the visible light region, particularly in the near infrared region. By selecting a material having a high light transmittance (low absorptance) in the visible light region, the visible light transmittance of the ink 170 can be improved and the tint of the ink 170 can be suppressed. In particular, as compared with the conventionally used ink using carbon, it is possible to prevent the color tint of the color ink layer from becoming dull due to the heat conversion layer printed using the ink 170.
本実施形態では無機赤外線吸収剤としては、例えば、金属酸化物、金属ホウ化物、金属窒化物等を用いる。
In this embodiment, as the inorganic infrared absorber, for example, a metal oxide, a metal boride, a metal nitride or the like is used.
具体的に、金属酸化物としては、例えば、酸化タングステン系化合物、酸化インジウム、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化セシウム、酸化亜鉛等を用いることができる。
Specifically, examples of the metal oxide include tungsten oxide compounds, indium oxide, tin-doped indium oxide (ITO), antimony-doped tin oxide (ATO), titanium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, cesium oxide, and zinc oxide. Etc. can be used.
また、金属ホウ化物としては、多ホウ化金属化合物が好ましく、六ホウ化金属化合物が特に好ましく、六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）、六ホウ化セリウム（ＣｅＢ６）、六ホウ化プラセオジム（ＰｒＢ６）、六ホウ化ネオジム（ＮｄＢ６）、六ホウ化ガドリニウム（ＧｄＢ６）、六ホウ化テルビウム（ＴｂＢ６）、六ホウ化ディスプロシウム（ＤｙＢ６）、六ホウ化ホルミウム（ＨｏＢ６）、六ホウ化イットリウム（ＹＢ６）、六ホウ化サマリウム（ＳｍＢ６）、六ホウ化ユーロピウム（ＥｕＢ６）、六ホウ化エルビウム（ＥｒＢ６）、六ホウ化ツリウム（ＴｍＢ６）、六ホウ化イッテルビウム（ＹｂＢ６）、六ホウ化ルテチウム（ＬｕＢ６）、六ホウ化ランタンセリウム（（Ｌａ，Ｃｅ）Ｂ６）、六ホウ化ストロンチウム（ＳｒＢ６）、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ６）等からなる群から選択される１つ又は複数の材料を用いる。
Further, as the metal boride, a polyboride metal compound is preferable, a hexaboride metal compound is particularly preferable, and a hexaboride lanthanum (LaB 6 ), a hexaboride cerium (CeB 6 ), and a hexaboride placeodim (PrB 6) are particularly preferable. ), hexaboride neodymium (NdB 6), hexaboride gadolinium (GdB 6), hexaboride terbium (TbB 6), hexaboride dysprosium (DYB 6), hexaboride holmium (HoB 6), six Lanthanum hexaboride (YB 6 ), Lanthanum hexaboride (SmB 6 ), Europium hexaboride (EuB 6 ), Elbium hexaboride (ErB 6 ), Tulum hexaboride (TmB 6 ), Itterbium hexaboride (YbB) 6 ), lanthanum hexaboride (LuB 6 ), lanthanum hexaboride ((La, Ce) B 6 ), strontium hexaboride (SrB 6 ), calcium hexaboride (CaB 6 ), etc. Use one or more materials to be made.
また金属窒化物としては、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化バナジウムなどが挙げられる。
Examples of the metal nitride include titanium nitride, niobium nitride, tantalum nitride, zirconium nitride, hafnium nitride, vanadium nitride and the like.
酸化タングステン系化合物は、以下の一般式によって示される。
ＭｘＷｙＯｚ ・・・（Ｉ）
ここで、元素ＭはＣｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｆｅ及びＳｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素であり、Ｗはタングステンであり、Ｏは酸素である。
また、ｘ／ｙの値は、０．００１≦ｘ／ｙ≦１．１の関係を満足することが好ましく、特にｘ／ｙが０．３３付近であることが好適である。加えて、ｚ／ｙの値は、２．２≦ｚ／ｙ≦３．０の関係を満足することが好ましい。具体的には、Ｃｓ０．３３ＷＯ３、Ｒｂ０．３３ＷＯ３、Ｋ０．３３ＷＯ３、Ｔｌ０．３３ＷＯ３などである。
Tungsten oxide compounds are represented by the following general formula.
MxWyOz ... (I)
Here, the element M is at least one element selected from the group consisting of Cs, Rb, K, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe and Sn, W is tungsten and O is oxygen. be.
Further, the value of x / y preferably satisfies the relationship of 0.001 ≦ x / y ≦ 1.1, and particularly preferably around 0.33 for x / y. In addition, the value of z / y preferably satisfies the relationship of 2.2 ≦ z / y ≦ 3.0. Specifically, Cs 0.33 WO 3 , Rb 0.33 WO 3 , K 0.33 WO 3 , Tl 0.33 WO 3 , and the like.
上記の中では、六ホウ化金属化合物又は酸化タングステン系化合物が好ましく、特に近赤外領域で吸収率が高く（透過率が低く）、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（ＬａＢ６）又はセシウム酸化タングステンが好ましい。なお、上記無機赤外線吸収剤はいずれかを単独で用いてもよく、又は２つ以上の異なる材料を併用してもよい。
Among the above, lanthanum hexaboride compounds or tungsten oxide compounds are preferable, and lanthanum hexaboride has a high transmittance (low transmittance) in the near infrared region and a high transmittance in the visible light region. (LaB 6 ) or cesium tungsten oxide is preferred. In addition, either one of the above-mentioned inorganic infrared absorbers may be used alone, or two or more different materials may be used in combination.
次に、カーボン、ＩＴＯ、ＡＴＯ、セシウム酸化タングステン及びＬａＢ６の透過率の分布と、太陽光のスペクトルと、ハロゲンランプの太陽光比強度とを図２０に示す。図２０に示すように、熱変換層を形成するために使用されているカーボンは、各波長域でほぼ一定の低い透過率を示す。また、カーボンは、可視光領域でも透過率が低く（吸光率が高く）、黒色を呈する。これに対し、金属酸化物の一例であるＩＴＯ、ＡＴＯは、特に可視光領域での透過率が高い。また、ＩＴＯ、ＡＴＯは、可視光領域と比較して近赤外領域での透過率が低く、更に中赤外領域で低い透過率（高い吸光率）を示す。更に、タングステン系酸化物の一例として、セシウム酸化タングステンでは、可視光領域と比較して近赤外領域での透過率が低い。加えて、六ホウ化金属化合物の一例である六ホウ化ランタンは、赤外領域内の近赤外領域において可視光領域と比較して低い透過率を示す。
Next, FIG. 20 shows the distribution of the transmittances of carbon, ITO, ATO, cesium tungsten oxide and LaB 6 , the spectrum of sunlight, and the specific intensity of sunlight of a halogen lamp. As shown in FIG. 20, the carbon used to form the heat conversion layer exhibits a substantially constant low transmittance in each wavelength range. Further, carbon has a low transmittance (high absorbance) even in the visible light region and exhibits a black color. On the other hand, ITO and ATO, which are examples of metal oxides, have a particularly high transmittance in the visible light region. Further, ITO and ATO have a lower transmittance in the near-infrared region than in the visible light region, and further exhibit a low transmittance (high absorbance) in the mid-infrared region. Further, as an example of the tungsten oxide, tungsten cesium oxide has a lower transmittance in the near infrared region than in the visible light region. In addition, lanthanum hexaboride, which is an example of a hexaboride metal compound, exhibits a lower transmittance in the near infrared region in the infrared region than in the visible light region.
また、図２０では照射部で用いられるハロゲンランプの太陽光比強度を示す。ハロゲンランプから照射される電磁波（光）は、特に近赤外領域において高い強度を示す。図２０に示すセシウム酸化タングステンと六ホウ化ランタンとは、このハロゲンランプから照射される光が強い強度を示す近赤外領域において透過率が低く、高い吸光率を示す。このため、ハロゲンランプを照射部として使用する場合、セシウム酸化タングステン又はＬａＢ６は、ハロゲンランプから照射される光が強い強度を示す近赤外領域において、特に効率良く光を吸収できるため、好ましい。また、近赤外領域に高い吸光率を示す材料であれば、セシウム酸化タングステンと六ホウ化ランタン以外も、使用可能である。
Further, FIG. 20 shows the solar specific intensity of the halogen lamp used in the irradiation unit. The electromagnetic wave (light) emitted from the halogen lamp shows high intensity especially in the near infrared region. Tungsten cesium oxide and lanthanum hexaboride shown in FIG. 20 have low transmittance and high absorbance in the near-infrared region where the light emitted from the halogen lamp shows strong intensity. Therefore, when a halogen lamp is used as an irradiation unit, tungsten cesium oxide or LaB 6 is preferable because it can absorb light particularly efficiently in the near-infrared region where the light emitted from the halogen lamp shows strong intensity. Further, as long as the material exhibits a high absorbance in the near infrared region, other than tungsten cesium oxide and lanthanum hexaboride can be used.
このように本実施形態の造形システム２０、印刷ユニット４０及びインク１７０によれば、電磁波熱変換材料として、無機赤外線吸収剤を用いることにより、熱変換層の色味を抑えることができる。これにより、カラーインク層の色味が熱変換層により損なわれることを抑制することができ、熱膨張性シート１０の表面に形成される造形物において、多彩な素材の質感等を更に良好に表現し、加飾性を更に向上させることが可能となる。従って、装飾性のある造形物を良好に製造することが可能となる。
As described above, according to the modeling system 20, the printing unit 40, and the ink 170 of the present embodiment, the color of the heat conversion layer can be suppressed by using the inorganic infrared absorber as the electromagnetic wave heat conversion material. As a result, it is possible to prevent the color tone of the color ink layer from being impaired by the heat conversion layer, and the texture of various materials can be better expressed in the model formed on the surface of the heat-expandable sheet 10. However, it is possible to further improve the decorativeness. Therefore, it is possible to satisfactorily manufacture a decorative model.
＜実施形態８＞
次に、本発明の実施形態８について説明する。
<Embodiment 8>
Next, Embodiment 8 of the present invention will be described.
上記実施形態１に係る膨張ユニット５０は、熱膨張性シート１０を搬送させながら電磁波を照射する方式で、熱膨張性シート１０を膨張させた。これに対して、実施形態８に係る膨張装置５００は、位置が固定された熱膨張性シート１０に対して照射手段を移動させながら電磁波を照射する方式で、熱膨張性シート１０を膨張させる。以下、説明する。
The expansion unit 50 according to the first embodiment expands the heat-expandable sheet 10 by irradiating electromagnetic waves while transporting the heat-expandable sheet 10. On the other hand, the expansion device 500 according to the eighth embodiment expands the heat-expandable sheet 10 by irradiating the heat-expandable sheet 10 with an electromagnetic wave while moving the irradiation means. This will be described below.
（造形システム）
図２１に、実施形態８に係る造形システム２００の外観を示す。図２１に示すように、造形システム２００は、端末装置３００と、印刷ユニットである印刷装置４００と、膨張ユニットである膨張装置５００と、を備える。実施形態１に係る造形システム２０では、制御ユニット３０と印刷ユニット４０と膨張ユニット５０とが一体となっていたのに対して、実施形態８では、端末装置３００と印刷装置４００と膨張装置５００とは、それぞれ独立した装置である。
(Modeling system)
FIG. 21 shows the appearance of the modeling system 200 according to the eighth embodiment. As shown in FIG. 21, the modeling system 200 includes a terminal device 300, a printing device 400 which is a printing unit, and an expansion device 500 which is an expansion unit. In the modeling system 20 according to the first embodiment, the control unit 30, the printing unit 40, and the expansion unit 50 are integrated, whereas in the eighth embodiment, the terminal device 300, the printing device 400, and the expansion device 500 are integrated. Are independent devices.
端末装置３００は、実施形態１における制御ユニット３０及び表示ユニット６０に相当し、実施形態１で説明した制御ユニット３０及び表示ユニット６０と同様の機能を備える。具体的に説明すると、端末装置３００は、図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含む制御部と、フラッシュメモリ、ハードディスク等の記憶部と、キーボード、マウス、ボタン、タッチパッド、タッチパネル等の操作部と、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示部と、可搬型の記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す記録媒体駆動部と、印刷装置４００及び膨張装置５００との通信インタフェースを含む通信部と、を備える。端末装置３００は、印刷装置４００及び膨張装置５００の動作全般を管理し、ユーザの操作に基づいて印刷装置４００及び膨張装置５００を制御する。
The terminal device 300 corresponds to the control unit 30 and the display unit 60 in the first embodiment, and has the same functions as the control unit 30 and the display unit 60 described in the first embodiment. Specifically, although not shown, the terminal device 300 includes a control unit including a CPU, ROM, and RAM, a storage unit such as a flash memory and a hard disk, and an operation unit such as a keyboard, mouse, button, touch pad, and touch panel. A communication unit including a display unit such as a liquid crystal display or an organic EL display, a recording medium drive unit for reading a program or data recorded on a portable recording medium, and a communication interface between the printing device 400 and the expansion device 500. And. The terminal device 300 manages the overall operation of the printing device 400 and the expanding device 500, and controls the printing device 400 and the expanding device 500 based on the user's operation.
印刷装置４００は、熱膨張性シート１０に印刷対象となる画像を印刷する。印刷装置４００は、実施形態１における印刷ユニット４０と同様の構成を備えため、ここでは詳細な説明を省略する。
The printing device 400 prints an image to be printed on the heat-expandable sheet 10. Since the printing apparatus 400 has the same configuration as the printing unit 40 in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted here.
（膨張装置）
膨張装置５００は、熱膨張性シート１０の表面又は裏面に電磁波を照射し、熱膨張性シート１０の表面又は裏面に印刷された濃淡画像を発熱させて、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を膨張させる膨張ユニットである。
(Expansion device)
The expansion device 500 irradiates the front surface or the back surface of the heat-expandable sheet 10 with an electromagnetic wave to generate heat of the shade image printed on the front surface or the back surface of the heat-expandable sheet 10, and the shade image of the heat-expandable sheet 10 is generated. Is an expansion unit that inflates the printed part.
図２２に、膨張装置５００の構成を模式的に示す。図２２において、Ｘ方向は、膨張装置５００の幅方向に相当し、Ｙ方向は、膨張装置５００の長手方向に相当し、Ｚ方向は、鉛直方向に相当する。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とは、互いに直交する。また、図２２において、図示の左側を「手前側」とし、右側を「奥側」とする（以下の説明でも同様）。
FIG. 22 schematically shows the configuration of the expansion device 500. In FIG. 22, the X direction corresponds to the width direction of the expansion device 500, the Y direction corresponds to the longitudinal direction of the expansion device 500, and the Z direction corresponds to the vertical direction. The X direction, the Y direction, and the Z direction are orthogonal to each other. Further, in FIG. 22, the left side in the drawing is referred to as the “front side” and the right side is referred to as the “back side” (the same applies to the following description).
膨張装置５００は、箱型の筐体２１０を備える。筐体２１０の内部は、第１室である下側筐体２１１と第２室である上側筐体２１２との２室に仕切られている。これは、ランプヒータ２３２からの電磁波の照射により上側筐体２１２内の温度が上昇した際に、下側筐体２１１内の基板等に与える影響を抑制するものである。
The expansion device 500 includes a box-shaped housing 210. The inside of the housing 210 is divided into two chambers, a lower housing 211 which is the first chamber and an upper housing 212 which is the second chamber. This suppresses the influence on the substrate and the like in the lower housing 211 when the temperature in the upper housing 212 rises due to the irradiation of electromagnetic waves from the lamp heater 232.
下側筐体２１１には、電源部（電源基板）２２１と、制御部（制御基板）２２２と、下側ファン２２３と、が収容されている。電源部２２１は、商用電源を、制御部２２２等の膨張装置５００の各部の動作に適した電力に変換して供給する。制御部２２２は、電源部２２１から電力を受け、膨張装置５００の動作全般を制御する。下側ファン２２３は、電源部２２１、制御部２２２等、下側筐体２１１に収容された各部から発生する熱によって加熱された空気を矢印Ａ１に従って筐体２１０の外側へ排出する。下側筐体２１１には、開口部として、任意の場所に下部吸気部２１１ａと下部排気部２１１ｂとが設けられている。これらの開口部は、スリット等の任意の形状とすることができる。
The lower housing 211 houses a power supply unit (power supply board) 221, a control unit (control board) 222, and a lower fan 223. The power supply unit 221 converts the commercial power supply into electric power suitable for the operation of each unit of the expansion device 500 such as the control unit 222 and supplies it. The control unit 222 receives electric power from the power supply unit 221 and controls the overall operation of the expansion device 500. The lower fan 223 discharges the air heated by the heat generated from each part housed in the lower housing 211 such as the power supply unit 221 and the control unit 222 to the outside of the housing 210 according to the arrow A1. The lower housing 211 is provided with a lower intake portion 211a and a lower exhaust portion 211b at arbitrary locations as openings. These openings can have any shape such as a slit.
制御部２２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えており、命令やデータを転送するための伝送経路であるシステムバスを介して膨張装置５００の各部と接続されている。制御部２２２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、膨張装置５００の動作を制御する制御手段として機能する。また、制御部２２２は、いずれも図示しないが、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリと、ＲＴＣ（Real Time Clock）等の計時デバイスと、端末装置３００と通信するための通信インタフェースと、を備える。
The control unit 222 includes a CPU, a ROM, and a RAM, and is connected to each unit of the expansion device 500 via a system bus which is a transmission path for transferring instructions and data. In the control unit 222, the CPU reads out the control program stored in the ROM and functions as a control means for controlling the operation of the expansion device 500 while using the RAM as the work memory. Further, although not shown, the control unit 222 includes a non-volatile memory such as a flash memory and a hard disk, a time measuring device such as an RTC (Real Time Clock), and a communication interface for communicating with the terminal device 300. ..
この他、下側筐体２１１には、電源部２２１、制御部２２２等をメンテナンスするための開口部、蓋等を設けることができる。
In addition, the lower housing 211 may be provided with an opening, a lid, or the like for maintaining the power supply unit 221 and the control unit 222.
上側筐体２１２の上壁には、外気を吸入するための開口である上部吸気部２１２ａが設けられている。上部吸気部２１２ａは、照射部２３０の可動範囲内に設けられたスリット等である。また、上側筐体２１２の奥側の壁には、外気を排出するための開口である上部排気部２１２ｂが設けられている。上部排気部２１２ｂは、排気ファン２４０に対応するスリット等である。
The upper wall of the upper housing 212 is provided with an upper intake portion 212a which is an opening for sucking outside air. The upper intake portion 212a is a slit or the like provided within the movable range of the irradiation portion 230. Further, an upper exhaust portion 212b, which is an opening for exhausting outside air, is provided on the inner wall of the upper housing 212. The upper exhaust portion 212b is a slit or the like corresponding to the exhaust fan 240.
上側筐体２１２の手前側には、ユーザが熱膨張性シートを搬入及び搬出するための開口部である出入口２１２ｃが設けられており、その出入口２１２ｃに対応する開閉扉２１２ｄが取り付けられている。開閉扉２１２ｄは、出入口２１２ｃの下辺部を軸に回転することで開閉される。開閉扉２１２ｄには、ユーザが開閉操作をするための任意の取手が設けられる。開閉扉２１２ｄの開閉を検知するための扉開閉検知センサ２１３が設けられている。
An entrance / exit 212c, which is an opening for a user to carry in and out a heat-expandable sheet, is provided on the front side of the upper housing 212, and an opening / closing door 212d corresponding to the entrance / exit 212c is attached. The opening / closing door 212d is opened / closed by rotating around the lower side portion of the entrance / exit 212c. The opening / closing door 212d is provided with an arbitrary handle for the user to open / close the door. A door opening / closing detection sensor 213 for detecting the opening / closing of the opening / closing door 212d is provided.
上側筐体２１２には、照射手段として機能する照射部２３０と、排気ファン２４０と、シート載置部２５０と、移動手段として機能する搬送部２６０と、が収容されている。
The upper housing 212 houses an irradiation unit 230 that functions as an irradiation means, an exhaust fan 240, a seat mounting unit 250, and a transport unit 260 that functions as a moving means.
照射部２３０は、搬送駆動部２７０の動作に伴い、搬送部２６０に沿って手前側と奥側との間を往復運動する。照射部２３０は、カバー２３１と、ランプヒータ２３２と、反射板２３３と、給気ファン２３４と、サーモスタット２３５と、温度センサ２３６と、バーコードリーダ２３７と、を備える。ここで、ランプヒータ２３２、反射板２３３、給気ファン２３４及び温度センサ２３６は、それぞれ、実施形態１におけるランプヒータ５６、反射板５７、冷却部５９及び温度センサ５８に相当し、これらと同様の構成を有する。
The irradiation unit 230 reciprocates between the front side and the back side along the transport unit 260 with the operation of the transport drive unit 270. The irradiation unit 230 includes a cover 231, a lamp heater 232, a reflector 233, an air supply fan 234, a thermostat 235, a temperature sensor 236, and a barcode reader 237. Here, the lamp heater 232, the reflector 233, the air supply fan 234, and the temperature sensor 236 correspond to the lamp heater 56, the reflector 57, the cooling unit 59, and the temperature sensor 58 in the first embodiment, respectively, and are similar to these. Has a configuration.
カバー２３１は、箱型に形成されており、ランプヒータ２３２と、反射板２３３と、給気ファン２３４と、温度センサ２３６と、サーモスタット２３５と、を収容する。カバー２３１の上端部は、筐体２１０の吸入部からの外気の吸入を妨げないように開口されている。カバー２３１の下端部は、吸入された外気を下方に排出するように開口されている。カバー２３１は、公知の方法でボールネジ２７１と接続され手前側と奥側との間を移動可能とする接続機構をさらに備える。
The cover 231 is formed in a box shape and houses a lamp heater 232, a reflector 233, an air supply fan 234, a temperature sensor 236, and a thermostat 235. The upper end of the cover 231 is opened so as not to interfere with the intake of outside air from the suction portion of the housing 210. The lower end of the cover 231 is opened so as to discharge the sucked outside air downward. The cover 231 is further provided with a connection mechanism that is connected to the ball screw 271 by a known method and is movable between the front side and the back side.
ランプヒータ２３２は、熱膨張性シート１０に向けて電磁波を照射する。ランプヒータ２３２は、一例として、Ｘ軸方向に直管状に構成されたハロゲンランプである。
The lamp heater 232 irradiates an electromagnetic wave toward the heat-expandable sheet 10. The lamp heater 232 is, for example, a halogen lamp configured in a straight tube in the X-axis direction.
反射板２３３は、ランプヒータ２３２を取り囲むように、上部には球状の内面を有し、下部には筒状の内面を有する。反射板２３３の内面は、電磁波の反射に適するように処理された金属等から形成されている。反射板２３３の下端部は、ランプヒータ２３２から発せられた電磁波を下方に照射するよう開口されている。カバー２３１の内面と反射板２３３の外面との間において空気が流れるよう、反射板２３３はカバー２３１の内側に比べてやや小さくなっている。
The reflector 233 has a spherical inner surface at the upper portion and a cylindrical inner surface at the lower portion so as to surround the lamp heater 232. The inner surface of the reflector 233 is made of a metal or the like that has been treated to be suitable for reflecting electromagnetic waves. The lower end of the reflector 233 is opened so as to irradiate the electromagnetic wave emitted from the lamp heater 232 downward. The reflector 233 is slightly smaller than the inside of the cover 231 so that air can flow between the inner surface of the cover 231 and the outer surface of the reflector 233.
給気ファン２３４は、筐体２１０の吸入部と反射板２３３との間、即ち電磁波の照射方向から見れば後方に配置されている。このように配置することで、外気を効率的に反射板２３３に当てて、さらに下方に流すことができる。給気ファン２３４として、手前側から見て左右方向に例えば３連のファンが並列に設けられている。給気ファン２３４が動作すると、吸入部を介して外気を吸入し、反射板２３３に風を当てて冷却する。反射板２３３を冷却するのは、反射板２３３が高温であると熱膨張性シート１０を膨張装置５００にセットした際に膨張するおそれがあるためである。また、給気ファン２３４は、反射板２３３の外面とカバー２３１の内面との間を下方に向けて通気させて熱膨張性シート１０に風を当てる。これにより、膨張処理により加熱された熱膨張性シート１０を冷却する。給気ファン２３４は、送風手段（冷却手段）として機能する。カバー２３１、ランプヒータ２３２、反射板２３３及び給気ファン２３４の組合せは、下方の熱膨張性シート１０に垂直に対面して配置されている。
The air supply fan 234 is arranged between the suction portion of the housing 210 and the reflector 233, that is, rearward when viewed from the irradiation direction of the electromagnetic wave. By arranging in this way, the outside air can be efficiently applied to the reflector 233 and flow further downward. As the air supply fan 234, for example, three fans are provided in parallel in the left-right direction when viewed from the front side. When the air supply fan 234 operates, the outside air is sucked through the suction unit, and the reflector 233 is blown to cool. The reason why the reflector 233 is cooled is that if the reflector 233 is at a high temperature, it may expand when the heat-expandable sheet 10 is set in the expansion device 500. Further, the air supply fan 234 ventilates downward between the outer surface of the reflector 233 and the inner surface of the cover 231 to blow the heat-expandable sheet 10 with wind. As a result, the heat-expandable sheet 10 heated by the expansion treatment is cooled. The air supply fan 234 functions as an air blowing means (cooling means). The combination of the cover 231 and the lamp heater 232, the reflector 233, and the air supply fan 234 are arranged so as to face the lower thermally expandable sheet 10 vertically.
温度センサ２３６は、カバー２３１の内側且つ反射板２３３の外側に配置されている。温度センサ２３６には、例えばサーミスタが使用される。
The temperature sensor 236 is arranged inside the cover 231 and outside the reflector 233. For the temperature sensor 236, for example, a thermistor is used.
サーモスタット２３５は、カバー２３１の内側且つ反射板２３３の外側に配置されている。サーモスタット２３５は、カバー２３１内部が異常な高温になった場合を検出し、ランプヒータ２３２を消灯させる。
The thermostat 235 is arranged inside the cover 231 and outside the reflector 233. The thermostat 235 detects when the inside of the cover 231 becomes abnormally high temperature and turns off the lamp heater 232.
バーコードリーダ２３７は、熱膨張性シート１０の裏面に設けられているバーコードを読み取る読取手段として機能する。バーコードは、熱膨張性シート１０を識別するための識別子であって、熱膨張性シート１０が造形物を造形するための専用のシートであることを示す識別子である。熱膨張性シート１０の裏面には、図示しないが、その縁部に沿って複数のバーコードが付されている。バーコードリーダ２３７は、光源及び光学センサを備え、周知の方式でバーコードを光学的に読み取る。バーコードリーダ２３７は、カバー２３１の外側に取り付けられており、照射部２３０が奥側の端部位置であるホームポジションＰ−Ｈにあり、熱膨張性シート１０がシート載置部２５０上にセットされているときに、熱膨張性シート１０のバーコードを読み取る。
The barcode reader 237 functions as a reading means for reading a barcode provided on the back surface of the heat-expandable sheet 10. The barcode is an identifier for identifying the heat-expandable sheet 10, and is an identifier indicating that the heat-expandable sheet 10 is a dedicated sheet for modeling a modeled object. Although not shown, a plurality of barcodes are attached to the back surface of the heat-expandable sheet 10 along the edges thereof. The barcode reader 237 includes a light source and an optical sensor, and optically reads the barcode by a well-known method. The barcode reader 237 is attached to the outside of the cover 231 and the irradiation unit 230 is located at the home position PH which is the end position on the back side, and the heat-expandable sheet 10 is set on the sheet mounting portion 250. When it is, the bar code of the heat-expandable sheet 10 is read.
この他、照射部２３０は、搬送部２６０のレール（不図示）に対応する被支持部（不図示）を備える。
In addition, the irradiation unit 230 includes a supported portion (not shown) corresponding to the rail (not shown) of the transport portion 260.
排気ファン２４０は、筐体２１０の奥側の壁に設けられた排出部に隣接して設けられている。即ち、排気ファン２４０は、上側筐体２１２において開閉扉２１２ｄから最も遠い面に配置されている。これは、通常動作ではユーザの手が届かない位置であり、且つ、機内の排気をスムーズにするためである。排気ファン２４０として、手前側から見て左右方向に例えば３連のファンが並列に設けられている。排気ファン２４０が動作すると、上側筐体２１２内の加熱された内気を排出部を介して筐体２１０の外側に排出する。開閉扉２１２ｄが閉じた状態で給気ファン２３４と排気ファン２４０が同時に運転されることで、上側筐体２１２内の風は矢印Ａ２に従って流れ、機外へ排出される。照射部２３０が移動してホームポジションＰ−Ｈの位置より左側にあったとしても、風の流れは同様である。
The exhaust fan 240 is provided adjacent to the exhaust portion provided on the inner wall of the housing 210. That is, the exhaust fan 240 is arranged on the surface of the upper housing 212 farthest from the opening / closing door 212d. This is because the position is out of the reach of the user in normal operation and the exhaust in the machine is smooth. As the exhaust fan 240, for example, three fans are provided in parallel in the left-right direction when viewed from the front side. When the exhaust fan 240 operates, the heated inside air in the upper housing 212 is discharged to the outside of the housing 210 via the exhaust portion. When the air supply fan 234 and the exhaust fan 240 are operated at the same time with the opening / closing door 212d closed, the wind in the upper housing 212 flows according to the arrow A2 and is discharged to the outside of the machine. Even if the irradiation unit 230 moves to the left side of the home position PH, the wind flow is the same.
シート載置部２５０は、トレイ２５１と、トレイ用台部２５２と、トレイ検知センサ２５３と、シートサイズ検知センサ２５４と、を備える。一例として、熱膨張性シート１０のサイズは、Ａ３サイズ及びＡ４サイズの２種類とする。
The sheet mounting portion 250 includes a tray 251, a tray base portion 252, a tray detection sensor 253, and a sheet size detection sensor 254. As an example, the size of the heat-expandable sheet 10 is two types, A3 size and A4 size.
トレイ２５１は、トレイ上部２５１ａとトレイ下部２５１ｂとを備える。トレイ２５１は、トレイ上部２５１ａとトレイ下部２５１ｂとの間に熱膨張性シート１０を挟み込んで膨張装置５００から取り出し可能であるとともに、膨張装置５００内の所定位置に配置されるように構成されている。このようなトレイ２５１を用いることで、複数種類の大きさ等の熱膨張性シート１０に対応可能とする。ランプヒータ２３２に対面する側のトレイ上部２５１ａは、電磁波が照射される部分が露出するように熱膨張性シート１０を挟持するよう、額縁状に開口している。すなわち、トレイ２５１は、熱膨張性シート１０の４辺の縁部を挟みこんで固定する。
The tray 251 includes a tray upper portion 251a and a tray lower portion 251b. The tray 251 is configured such that the heat-expandable sheet 10 is sandwiched between the tray upper portion 251a and the tray lower portion 251b so that the tray 251 can be taken out from the expansion device 500 and is arranged at a predetermined position in the expansion device 500. .. By using such a tray 251, it is possible to support a heat-expandable sheet 10 having a plurality of sizes. The tray upper portion 251a on the side facing the lamp heater 232 is opened in a frame shape so as to sandwich the heat-expandable sheet 10 so that the portion irradiated with the electromagnetic wave is exposed. That is, the tray 251 sandwiches and fixes the edges of the four sides of the heat-expandable sheet 10.
トレイ用台部２５２は、トレイ２５１を位置決めして載置する。ユーザが開閉扉２１２ｄを開けてトレイ２５１を搬入及び搬出することを容易にするように、トレイ用台部２５２には出入口２１２ｃから載置位置までの間にスライド脱着部２５２ａが設けられている。
The tray base portion 252 positions and places the tray 251. The tray base portion 252 is provided with a slide attachment / detachment portion 252a between the entrance / exit 212c and the mounting position so that the user can easily open the opening / closing door 212d to carry in and out the tray 251.
図２３に、開閉扉２１２ｄが開かれて出入口２１２ｃからトレイ２５１を取り出した状態を示す。熱膨張性シート１０を膨張装置５００に搬入する際、ユーザは、熱膨張性シート１０をトレイ２５１のトレイ上部２５１ａとトレイ下部２５１ｂとの間に挟み込んで設置し、トレイ２５１を膨張装置５００内に送り込んで開閉扉２１２ｄを閉じる。その後、熱膨張性シート１０の発泡及び冷却が終了したら、ユーザは、開閉扉２１２ｄを開けてトレイ２５１を引き出して、トレイ２５１から熱膨張性シート１０を取り出す。
FIG. 23 shows a state in which the opening / closing door 212d is opened and the tray 251 is taken out from the doorway 212c. When the heat-expandable sheet 10 is carried into the inflatable device 500, the user installs the heat-expandable sheet 10 by sandwiching it between the tray upper portion 251a and the tray lower portion 251b of the tray 251 and installs the tray 251 in the inflatable device 500. It is sent in and the opening / closing door 212d is closed. After that, when the foaming and cooling of the heat-expandable sheet 10 is completed, the user opens the opening / closing door 212d, pulls out the tray 251 and takes out the heat-expandable sheet 10 from the tray 251.
図２２に戻って、膨張装置５００は、手前側から見た幅がＡ３サイズの短辺の長さ、即ちＡ４サイズの長辺の長さに対応している。従って、図示された断面図において、上側筐体２１２の手前側から奥側にかけての内部空間は、Ａ３サイズの長辺の長さに対応している。
Returning to FIG. 22, in the expansion device 500, the width seen from the front side corresponds to the length of the short side of the A3 size, that is, the length of the long side of the A4 size. Therefore, in the illustrated cross-sectional view, the internal space from the front side to the back side of the upper housing 212 corresponds to the length of the long side of the A3 size.
トレイ検知センサ２５３は、トレイ用台部２５２にトレイ２５１が載置されたことを検知するセンサである。図示の例では、トレイ検知センサ２５３は、トレイ２５１の手前側の端部の位置においてトレイ２５１の有無を検知する。
The tray detection sensor 253 is a sensor that detects that the tray 251 is placed on the tray base 252. In the illustrated example, the tray detection sensor 253 detects the presence or absence of the tray 251 at the position of the front end portion of the tray 251.
この他、Ａ３サイズとＡ４サイズとでトレイ２５１を異なる大きさとする場合に、それぞれの大きさのトレイ２５１の端部の位置においてトレイ２５１の有無を検知することとしてもよい。
In addition, when the tray 251 has different sizes for the A3 size and the A4 size, the presence or absence of the tray 251 may be detected at the position of the end of the tray 251 of each size.
シートサイズ検知センサ２５４は、熱膨張性シート１０の下側から熱膨張性シート１０の有無及び熱膨張性シート１０のサイズを検知するセンサ（サイズ検知部）である。
The sheet size detection sensor 254 is a sensor (size detection unit) that detects the presence / absence of the heat-expandable sheet 10 and the size of the heat-expandable sheet 10 from the lower side of the heat-expandable sheet 10.
搬送部２６０は、ボールネジ回転数検知センサ２６１と、搬送終端停止用スイッチ２６２，２６３と、ホームポジションセンサ２６４と、搬送駆動開始停止センサ２６５，２６６と、図２４に示す搬送駆動部２７０と、を備える。搬送部２６０は、トレイ２５１に固定された熱膨張性シート１０に対して照射部２３０を移動させる移動させることにより、熱膨張性シート１０と照射部２３０とを相対的に移動させる移動手段として機能する。
The transfer unit 260 includes a ball screw rotation speed detection sensor 261, a transfer end stop switch 262, 263, a home position sensor 264, a transfer drive start / stop sensor 265, 266, and a transfer drive unit 270 shown in FIG. 24. Be prepared. The transport unit 260 functions as a moving means for relatively moving the heat-expandable sheet 10 and the irradiation unit 230 by moving the irradiation unit 230 with respect to the heat-expandable sheet 10 fixed to the tray 251. do.
搬送終端停止用スイッチ２６２，２６３は、手前側及び奥側の端部付近に１つずつ設けられている。照射部２３０がいずれかの方向に移動して終端部にある搬送終端停止用スイッチ２６２，２６３に接触して動作させると、当該方向の搬送駆動部２７０の動作が停止する。
The transport end stop switches 262 and 263 are provided one by one near the front end and the back end. When the irradiation unit 230 moves in any direction and comes into contact with the transfer termination stop switches 262 and 263 at the end portion to operate, the operation of the transfer drive unit 270 in that direction is stopped.
ホームポジションセンサ２６４は、照射部２３０がホームポジションＰ−Ｈにあることを検知するセンサである。ホームポジションＰ−Ｈは、照射部２３０の移動方向（Ｙ軸方向）に沿って排気ファン２４０に最も近い位置（位置微調整用の移動代は除く）にある。ホームポジションＰ−Ｈがこの位置であることで、発泡加熱後に給気ファン２３４及び排気ファン２４０により冷却しながらスムーズに風を流すことができる。
The home position sensor 264 is a sensor that detects that the irradiation unit 230 is in the home position PH. The home position PH is located at the position closest to the exhaust fan 240 along the moving direction (Y-axis direction) of the irradiation unit 230 (excluding the moving allowance for fine position adjustment). When the home position PH is in this position, the air can be smoothly flowed while being cooled by the air supply fan 234 and the exhaust fan 240 after the foam heating.
搬送駆動開始停止センサ２６５，２６６は、手前側又は奥側において搬送駆動部２７０の動作による照射部２３０の移動が開始又は停止したことを検知するセンサである。
The transport drive start / stop sensors 265 and 266 are sensors that detect that the movement of the irradiation unit 230 due to the operation of the transport drive unit 270 has started or stopped on the front side or the back side.
また、搬送部２６０は、図示しないレールを備える。レールは、手前側から見てシート載置部２５０を挟んで左右の両側端部付近に１対設けられている。レールは、ボールネジ２７１によって照射部２３０が移動する際に照射部２３０の左右両側端部に設けられた被支持部（不図示）を支持して案内する。
Further, the transport unit 260 includes a rail (not shown). A pair of rails are provided near the left and right end portions of the seat mounting portion 250 when viewed from the front side. When the irradiation unit 230 is moved by the ball screw 271, the rail supports and guides the supported portions (not shown) provided at the left and right side ends of the irradiation unit 230.
図２４に示すように、搬送駆動部２７０は、ボールネジ２７１と、ガイド２７２と、ＤＣモータ２７３と、プーリ２７４，２７７と、ベルト２７５と、ボールネジ回転数検知センサ２６１と、を備える。
As shown in FIG. 24, the transport drive unit 270 includes a ball screw 271, a guide 272, a DC motor 273, pulleys 274 and 277, a belt 275, and a ball screw rotation speed detection sensor 261.
ボールネジ２７１は、手前側から奥側に亘ってガイド２７２に回転可能に支持されている。ボールネジ２７１は、手前側から見て時計回り及び反時計回りに回転可能であり、回転方向によって照射部２３０の移動方向が決定される。
The ball screw 271 is rotatably supported by the guide 272 from the front side to the back side. The ball screw 271 can rotate clockwise and counterclockwise when viewed from the front side, and the moving direction of the irradiation unit 230 is determined by the rotation direction.
ガイド２７２は、図示を含めボールネジ２７１の軸方向に複数個設けられており、筐体２１０に固定されている。
A plurality of guides 272 are provided in the axial direction of the ball screw 271 as shown in the drawing, and are fixed to the housing 210.
ＤＣモータ２７３は、制御部２２２の指令に基づき、軸方向から見て時計回り又は反時計回りに回転数を制御されて回転する。
The DC motor 273 rotates by controlling the rotation speed clockwise or counterclockwise when viewed from the axial direction, based on the command of the control unit 222.
ボールネジ２７１とＤＣモータ２７３の回転軸にはそれぞれプーリ２７４，２７７が取り付けられている。プーリ２７４，２７７の外周部にはそれぞれＶ形溝等の溝が形成されており、ベルト２７５は溝に係合するとともにプーリ２７４，２７７間を連結する。このような構成により、ＤＣモータ２７３の動作に伴ってボールネジ２７１は所定の回転方向及び回転数で回転する。即ち、照射部２３０は、所定の方向及び速度で移動する。
Pulleys 274 and 277 are attached to the rotation shafts of the ball screw 271 and the DC motor 273, respectively. Grooves such as V-shaped grooves are formed on the outer peripheral portions of the pulleys 274 and 277, respectively, and the belt 275 engages with the grooves and connects the pulleys 274 and 277. With such a configuration, the ball screw 271 rotates in a predetermined rotation direction and rotation speed with the operation of the DC motor 273. That is, the irradiation unit 230 moves in a predetermined direction and speed.
ボールネジ回転数検知センサ２６１は、ボールネジ２７１の回転数を検知する。
The ball screw rotation speed detection sensor 261 detects the rotation speed of the ball screw 271.
（膨張装置の動作）
次に、図２５に示すフローチャートを参照して、膨張装置５００によって実行される処理の流れについて説明する。図２５に示すフローチャートは、図８に示した造形物製造処理のうちの膨張装置５００によって実行される処理である表面発泡工程（ステップＳ２）、カラーインク層８２の乾燥工程（ステップＳ４）、及び裏面発泡工程（ステップＳ６）の詳細を示している。
(Operation of expansion device)
Next, the flow of processing executed by the expansion device 500 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 25 shows a surface foaming step (step S2), a drying step of the color ink layer 82 (step S4), which is a process executed by the expansion device 500 in the model manufacturing process shown in FIG. The details of the back surface foaming step (step S6) are shown.
表面発泡工程（ステップＳ２）において、ユーザが電源をＯＮにする（ステップＳ２１）と、膨張装置５００は、照射部２３０をホームポジションＰ−Ｈにセットする（ステップＳ２２）。これにより、照射部２３０の位置を初期化する。続いて、ユーザは、開閉扉２１２ｄを開いてトレイ２５１を取り出し、印刷装置４００において表面に表側変換層８１が印刷された熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けてトレイ２５１に設置する（ステップＳ２３）。熱膨張性シート１０が設置されたトレイ２５１は、筐体２１０の内部に挿入され、照射部２３０によって電磁波を照射可能な位置に配置される。
In the surface foaming step (step S2), when the user turns on the power (step S21), the expansion device 500 sets the irradiation unit 230 to the home position PH (step S22). As a result, the position of the irradiation unit 230 is initialized. Subsequently, the user opens the open / close door 212d, takes out the tray 251 and installs the heat-expandable sheet 10 on which the front side conversion layer 81 is printed on the surface of the printing device 400 on the tray 251 with the surface facing upward. (Step S23). The tray 251 on which the heat-expandable sheet 10 is installed is inserted inside the housing 210 and is arranged at a position where electromagnetic waves can be irradiated by the irradiation unit 230.
その後、ユーザは、端末装置３００の操作部を操作して、熱膨張性シート１０を膨張させる指示を入力する。膨張装置５００の制御部２２２は、ユーザから入力された指示を端末装置３００から受信すると、熱膨張性シート１０の設置を確認する（ステップＳ２４）。熱膨張性シート１０がトレイ２５１上に正しく設置されていない場合、制御部２２２は、警告を発することで、熱膨張性シート１０を正しく設置するようにユーザに要求する。
After that, the user operates the operation unit of the terminal device 300 to input an instruction to inflate the heat-expandable sheet 10. When the control unit 222 of the expansion device 500 receives the instruction input from the user from the terminal device 300, the control unit 222 confirms the installation of the thermal expansion sheet 10 (step S24). If the heat-expandable sheet 10 is not properly installed on the tray 251, the control unit 222 issues a warning to request the user to correctly install the heat-expandable sheet 10.
続いて、制御部２２２は、バーコードリーダ２３７を介して熱膨張性シート１０の裏面に付されたバーコードを読み取る（ステップＳ２５）。熱膨張性シート１０に付されたバーコードを読み取ることがでなかった場合、制御部２２２は、熱膨張性シート１０が使用できない旨をユーザに報知して、熱膨張性シート１０を適正なものに交換するようにユーザに要求する。
Subsequently, the control unit 222 reads the barcode attached to the back surface of the heat-expandable sheet 10 via the barcode reader 237 (step S25). If the bar code attached to the heat-expandable sheet 10 could not be read, the control unit 222 notifies the user that the heat-expandable sheet 10 cannot be used, and the heat-expandable sheet 10 is properly used. Request the user to replace it with.
バーコードの読み取りに成功した場合、制御部２２２は、プレヒート（予熱処理）を実行する（ステップＳ２６）。プレヒートは、膨張装置５００が膨張処理を円滑に開始することができるように、ランプヒータ２３２を点灯して照射部２３０を予め加熱して温める処理である。制御部２２２は、例えば、膨張装置５００に電源が投入された直後、又は、膨張装置５００が予め定められた時間以上に亘って膨張処理を実行していない場合に、プレヒートを実行する。
If the barcode is successfully read, the control unit 222 executes preheating (preheat treatment) (step S26). The preheat is a process of turning on the lamp heater 232 to preheat the irradiation unit 230 so that the expansion device 500 can smoothly start the expansion process. The control unit 222 executes preheating, for example, immediately after the power is turned on to the expansion device 500, or when the expansion device 500 has not executed the expansion process for a predetermined time or longer.
具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を点灯することによって照射部２３０に電磁波を照射させて、照射部２３０の温度を予め設定された予熱温度まで上昇させる。そして、制御部２２２は、反射板２３３の温度が予熱温度まで上昇すると、照射部２３０に電磁波の照射を停止させてから、給気ファン２３４に送風を開始させる。これにより、制御部２２２は、照射部２３０の温度を、膨張装置５００が膨張処理を開始する温度に低下させる。このようにして、制御部２２２は、プレヒートを実行する。
Specifically, the control unit 222 irradiates the irradiation unit 230 with electromagnetic waves by turning on the lamp heater 232 to raise the temperature of the irradiation unit 230 to a preset preheating temperature. Then, when the temperature of the reflector 233 rises to the preheating temperature, the control unit 222 stops the irradiation of the electromagnetic wave to the irradiation unit 230, and then causes the air supply fan 234 to start blowing air. As a result, the control unit 222 lowers the temperature of the irradiation unit 230 to the temperature at which the expansion device 500 starts the expansion process. In this way, the control unit 222 executes the preheat.
プレヒートを実行した後、制御部２２２は、表面発泡処理を実行する（ステップＳ２７）。具体的に説明すると、制御部２２２は、搬送駆動部２７０を駆動させ、照射部２３０を第１の方向に移動させながら、照射部２３０に電磁波を照射させる。第１の方向は、図２６に示す矢印Ａ３に沿って奥側から手前側に（図２６で右側から左側に）向けた方向である。これにより、制御部２２２は、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を規定の温度以上に加熱して、熱膨張性シート１０を膨張させる。
After executing the preheat, the control unit 222 executes the surface foaming treatment (step S27). Specifically, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 to irradiate the irradiation unit 230 with electromagnetic waves while moving the irradiation unit 230 in the first direction. The first direction is a direction directed from the back side to the front side (from the right side to the left side in FIG. 26) along the arrow A3 shown in FIG. 26. As a result, the control unit 222 heats the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed to a predetermined temperature or higher to expand the heat-expandable sheet 10.
このときの照射部２３０の移動距離は、用紙のサイズによって異なる。熱膨張性シート１０がＡ４サイズであるときは、移動距離は図２６のホームポジションＰ−Ｈから終端位置(Ａ４)Ｐ−Ａ４に達するまでの距離であり、熱膨張性シート１０がＡ３サイズであるときは、移動距離は図２６のホームポジションＰ−Ｈから終端位置(Ａ３)Ｐ−Ａ３に達するまでの距離である。なお、ホームポジションＰ−Ｈを第２の位置と称し、終端位置Ｐ−Ａ３，Ｐ−Ａ４のうちの対象となる方を、第１の位置又は終端位置Ｐ−Ａと称する。
The moving distance of the irradiation unit 230 at this time varies depending on the size of the paper. When the heat-expandable sheet 10 is A4 size, the moving distance is the distance from the home position PH in FIG. 26 to reach the end position (A4) P-A4, and the heat-expandable sheet 10 is A3 size. In some cases, the travel distance is the distance from the home position PH in FIG. 26 to the end position (A3) P-A3. The home position PH is referred to as a second position, and the target of the terminal positions PA3 and PA4 is referred to as a first position or a terminal position PA.
更に、制御部２２２は、搬送駆動部２７０を駆動させ、照射部２３０を第２の方向に移動させながら、給気ファン２３４に送風させる。第２の方向は、図２６に示す矢印Ａ３に沿って手前側から奥側に（図２６で左側から右側に）向けた方向である。これにより、照射部２３０及び熱膨張性シート１０を冷却する。
Further, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 to blow air to the air supply fan 234 while moving the irradiation unit 230 in the second direction. The second direction is a direction directed from the front side to the back side (from the left side to the right side in FIG. 26) along the arrow A3 shown in FIG. 26. This cools the irradiation unit 230 and the heat-expandable sheet 10.
表面発泡処理を実行した後、ユーザは、開閉扉２１２ｄを開いてトレイ２５１を引き出し、熱膨張性シート１０を膨張装置５００から取り出す（ステップＳ２８）。その後、熱膨張性シート１０は、印刷装置４００に挿入され、その表面にカラーインク層８２が印刷される。
After performing the surface foaming treatment, the user opens the opening / closing door 212d, pulls out the tray 251 and takes out the heat-expandable sheet 10 from the expansion device 500 (step S28). After that, the heat-expandable sheet 10 is inserted into the printing apparatus 400, and the color ink layer 82 is printed on the surface thereof.
続いて、膨張装置５００の処理は、カラーインク層８２の乾燥工程（ステップＳ４）に移る。ユーザは、カラーインク層８２が印刷された表面を上に向けて、熱膨張性シート１０をトレイ２５１に設置する（ステップＳ４１）。続いて、制御部２２２は、熱膨張性シート１０の設置を確認し（ステップＳ４２）、バーコードを読み取る（ステップＳ４３）。
Subsequently, the processing of the expansion device 500 moves to the drying step (step S4) of the color ink layer 82. The user installs the heat-expandable sheet 10 on the tray 251 with the surface on which the color ink layer 82 is printed face up (step S41). Subsequently, the control unit 222 confirms the installation of the heat-expandable sheet 10 (step S42) and reads the barcode (step S43).
バーコードの読み取り処理は、熱膨張性シート１０が表面を上側に向けてトレイ２５１に設置されていることを確認するため処理である。制御部２２２は、熱膨張性シート１０の裏面に付されたバーコードを、バーコードリーダ２３７によってリフレクタを介して読み取れた場合に、熱膨張性シート１０が正常に設置されていると判定する。
The bar code reading process is a process for confirming that the heat-expandable sheet 10 is installed on the tray 251 with the surface facing upward. When the bar code attached to the back surface of the heat-expandable sheet 10 is read by the bar code reader 237 via the reflector, the control unit 222 determines that the heat-expandable sheet 10 is normally installed.
バーコードを読み取ると、制御部２２２は、乾燥処理を実行する（ステップＳ４４）。乾燥処理は、熱膨張性シート１０の表面に印刷されたカラーインク層８２を乾燥させるための処理である。
Upon reading the barcode, the control unit 222 executes the drying process (step S44). The drying treatment is a treatment for drying the color ink layer 82 printed on the surface of the heat-expandable sheet 10.
具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を点灯して、照射部２３０に電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、照射部２３０に電磁波を照射させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させ、照射部２３０を第１の方向に移動させる。このとき、制御部２２２は、熱膨張性シート１０が膨張しないように、熱膨張性シート１０を規定の温度未満の温度に加熱させるように設定された速度で、照射部２３０を移動させる。このような乾燥処理によって、熱膨張性シート１０に含まれる水分は蒸発し、熱膨張性シート１０が乾燥する。
Specifically, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 to irradiate the irradiation unit 230 with electromagnetic waves. Then, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 in a state where the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves, and moves the irradiation unit 230 in the first direction. At this time, the control unit 222 moves the irradiation unit 230 at a speed set to heat the heat-expandable sheet 10 to a temperature lower than the specified temperature so that the heat-expandable sheet 10 does not expand. By such a drying treatment, the water contained in the heat-expandable sheet 10 evaporates, and the heat-expandable sheet 10 is dried.
照射部２３０を移動させた後、制御部２２２は、照射部２３０に電磁波の照射を停止させてから、照射部２３０を第２の方向に移動させてホームポジションＰ−Ｈに戻す。このとき、制御部２２２は、照射部２３０を第２の方向に移動させながら、給気ファン２３４に送風させることによって、照射部２３０及び熱膨張性シート１０を冷却する。
After moving the irradiation unit 230, the control unit 222 stops the irradiation of the irradiation unit 230 with the electromagnetic wave, and then moves the irradiation unit 230 in the second direction to return to the home position PH. At this time, the control unit 222 cools the irradiation unit 230 and the heat-expandable sheet 10 by blowing air to the air supply fan 234 while moving the irradiation unit 230 in the second direction.
このようにして乾燥処理を実行した後、ユーザは、開閉扉２１２ｄを開いてトレイ２５１を引き出し、熱膨張性シート１０を膨張装置５００から取り出す（ステップＳ４５）。熱膨張性シート１０は、印刷装置４００に挿入され、その裏面に裏側変換層８３が印刷される。
After performing the drying process in this way, the user opens the opening / closing door 212d, pulls out the tray 251 and takes out the heat-expandable sheet 10 from the expansion device 500 (step S45). The heat-expandable sheet 10 is inserted into the printing apparatus 400, and the back side conversion layer 83 is printed on the back surface thereof.
続いて、膨張装置５００の処理は、裏面発泡工程（ステップＳ６）に移る。ユーザは、裏側変換層８３が印刷された裏面を上に向けて、熱膨張性シート１０をトレイ２５１に設置する（ステップＳ６１）。続いて、制御部２２２は、熱膨張性シート１０の設置を確認し（ステップＳ６２）、バーコードを読み取る（ステップＳ６３）。
Subsequently, the processing of the expansion device 500 shifts to the back surface foaming step (step S6). The user installs the heat-expandable sheet 10 on the tray 251 with the back side on which the back side conversion layer 83 is printed face up (step S61). Subsequently, the control unit 222 confirms the installation of the heat-expandable sheet 10 (step S62) and reads the barcode (step S63).
バーコードの読み取り処理は、熱膨張性シート１０が裏面を上側に向けてトレイ２５１に設置されていることを確認するため処理である。制御部２２２は、熱膨張性シート１０の裏面に付されたバーコードを、バーコードリーダ２３７によってリフレクタを介さずに読み取れた場合に、熱膨張性シート１０が正常に設置されていると判定する。
The bar code reading process is a process for confirming that the heat-expandable sheet 10 is installed on the tray 251 with the back surface facing upward. The control unit 222 determines that the heat-expandable sheet 10 is normally installed when the bar code attached to the back surface of the heat-expandable sheet 10 is read by the bar code reader 237 without using a reflector. ..
バーコードを読み取ると、制御部２２２は、裏面発泡処理を実行する（ステップＳ６４）。ステップＳ６４の裏面発泡処理は、ステップＳ２７の表面発泡処理において、表面を裏面に置き換えることによって同様に説明可能である。
Upon reading the barcode, the control unit 222 executes the back surface foaming process (step S64). The back surface foaming treatment in step S64 can be similarly explained by replacing the front surface with the back surface in the surface foaming treatment in step S27.
裏面発泡処理を実行した後、ユーザは、開閉扉２１２ｄを開いてトレイ２５１を引き出し、熱膨張性シート１０を膨張装置５００から取り出す（ステップＳ６５）。以上によって、図２５に示した膨張装置５００の処理は終了する。これにより、所望の造形物が製造された熱膨張性シート１０が得られる。
After executing the back surface foaming treatment, the user opens the opening / closing door 212d, pulls out the tray 251 and takes out the heat-expandable sheet 10 from the expansion device 500 (step S65). With the above, the processing of the expansion device 500 shown in FIG. 25 is completed. As a result, the heat-expandable sheet 10 in which the desired model is manufactured can be obtained.
以上説明したように、実施形態８では、上側筐体２１２内で、発泡加熱においてランプヒータ２３２を移動させながら電磁波を熱膨張性シート１０に照射した後、ランプヒータ２３２を消灯して給気ファン２３４及び排気ファン２４０を運転させながら移動させる。
As described above, in the eighth embodiment, after irradiating the heat-expandable sheet 10 with electromagnetic waves while moving the lamp heater 232 in foam heating in the upper housing 212, the lamp heater 232 is turned off and the air supply fan is turned off. The 234 and the exhaust fan 240 are moved while being operated.
このような構成とすることで、上側筐体２１２内に熱膨張性シート１０を配置した後に、開閉扉２１２ｄを閉じてから膨張処理が行われる。従って、外部から機内に侵入するゴミ等の異物、又は、機内に流入する外気の風等の影響を抑制して閉じられた空間内で膨張処理を行うことができる。
With such a configuration, after the heat-expandable sheet 10 is arranged in the upper housing 212, the expansion process is performed after the opening / closing door 212d is closed. Therefore, it is possible to suppress the influence of foreign matter such as dust entering the machine from the outside or the wind of the outside air flowing into the machine and perform the expansion process in the closed space.
また、照射部２３０の給気ファン２３４、及び、排気ファン２４０によって膨張処理後の熱膨張性シート１０に対して冷却風を効率良く流すことができる。これにより、熱がこもりやすい閉じられた空間内であっても、熱による熱膨張性シート１０の変形が抑制される。熱膨張性シート１０の４辺をトレイ２５１に挟持することにより、熱膨張性シート１０の変形はさらに抑制される。
Further, the air supply fan 234 of the irradiation unit 230 and the exhaust fan 240 can efficiently flow the cooling air to the heat-expandable sheet 10 after the expansion treatment. As a result, deformation of the heat-expandable sheet 10 due to heat is suppressed even in a closed space where heat tends to be trapped. By sandwiching the four sides of the heat-expandable sheet 10 in the tray 251, the deformation of the heat-expandable sheet 10 is further suppressed.
また、実施形態８によれば、発泡加熱によって発生したインク等を含む蒸気を、筐体２１０奥側から効果的に排出させることができる。
Further, according to the eighth embodiment, steam including ink or the like generated by foaming heating can be effectively discharged from the back side of the housing 210.
また、実施形態８によれば、比較的簡単な構成を有しながら複数種類（例えばＡ３サイズ／Ａ４サイズ）の熱膨張性シートを使用可能な膨張装置が得られる。
Further, according to the eighth embodiment, an expansion device capable of using a plurality of types (for example, A3 size / A4 size) of heat-expandable sheets while having a relatively simple configuration can be obtained.
また、搬送駆動部２７０の構成により、ボールネジ２７１の回転速度、即ち照射部２３０の移動速度を可変させることで、短時間で温度が上昇するハロゲンランプの特性を活かしつつ、発泡工程における速度より高速として発泡を抑制しながら効果的にカラーインクを乾燥させることができる。
Further, by varying the rotation speed of the ball screw 271, that is, the moving speed of the irradiation unit 230 by the configuration of the transport drive unit 270, the speed is higher than the speed in the foaming process while taking advantage of the characteristics of the halogen lamp whose temperature rises in a short time. The color ink can be effectively dried while suppressing foaming.
以上のように、実施形態８に係る膨張装置５００によれば、筐体２１０内の温度、湿度、蒸気等の環境を好適に制御することができる。また、照射部２３０を移動させる方式で熱膨張性シート１０に電磁波を照射するため、照射部２３０の移動速度を容易に制御することができる。これにより、熱膨張性シート１０が単位面積当たりに受けるエネルギー量を適切に制御することができる、すなわち適切な電磁波制御を実現できるため、熱膨張性シート１０に所望のバンプ面状を高い精度で形成することができる。その結果、装飾性のある造形物を含む所望の造形物を良好に製造することができる。
As described above, according to the expansion device 500 according to the eighth embodiment, it is possible to suitably control the environment such as temperature, humidity, and steam in the housing 210. Further, since the heat-expandable sheet 10 is irradiated with electromagnetic waves by a method of moving the irradiation unit 230, the moving speed of the irradiation unit 230 can be easily controlled. As a result, the amount of energy received by the heat-expandable sheet 10 per unit area can be appropriately controlled, that is, appropriate electromagnetic wave control can be realized, so that the heat-expandable sheet 10 has a desired bump surface shape with high accuracy. Can be formed. As a result, it is possible to satisfactorily produce a desired modeled object including a decorative modeled object.
＜実施形態９＞
次に、本発明の実施形態９について説明する。実施形態９において、実施形態８と同様の構成については説明を省略する。
<Embodiment 9>
Next, Embodiment 9 of the present invention will be described. In the ninth embodiment, the description of the same configuration as that of the eighth embodiment will be omitted.
実施形態９に係る造形システム２００は、実施形態８と同様に、端末装置３００と印刷装置４００と膨張装置５００とを備える。また、実施形態９に係る膨張装置５００は、実施形態８と同様に、図２５に示した処理を実行する。
The modeling system 200 according to the ninth embodiment includes a terminal device 300, a printing device 400, and an expansion device 500, as in the eighth embodiment. Further, the expansion device 500 according to the ninth embodiment executes the process shown in FIG. 25 as in the eighth embodiment.
このとき、照射部２３０による電磁波の照射と、給気ファン２３４による照射部２３０への送風と、を同時に行うと、送風による空気の流れによってランプヒータ２３２の熱が熱膨張性シート１０に伝わって、熱膨張性シート１０を適切に加熱し難くなることがある。このような状況を回避するために、実施形態９に係る膨張装置５００は、照射部２３０に電磁波を照射させている間は、照射部２３０に向けた送風を停止する又は弱めるように給気ファン２３４を制御する。以下、図２７から図２９に示すフローチャートを参照して、実施形態９に係る膨張装置５００の処理について説明する。
At this time, when the irradiation of the electromagnetic wave by the irradiation unit 230 and the air blow to the irradiation unit 230 by the air supply fan 234 are performed at the same time, the heat of the lamp heater 232 is transferred to the heat-expandable sheet 10 by the air flow due to the air flow. , It may be difficult to properly heat the heat-expandable sheet 10. In order to avoid such a situation, the expansion device 500 according to the ninth embodiment is an air supply fan so as to stop or weaken the air blowing toward the irradiation unit 230 while the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves. Controls 234. Hereinafter, the processing of the expansion device 500 according to the ninth embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 27 to 29.
（プレヒート）
図２７は、図２５に示した処理のうちのステップＳ２６におけるプレヒートの詳細を示すフローチャートである。
(Preheat)
FIG. 27 is a flowchart showing the details of the preheat in step S26 in the process shown in FIG. 25.
図２７に示すプレヒートを開始すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＮ（点灯）して、照射部２３０に電磁波を照射させる（ステップＳ１０１）。ランプヒータ２３２を点灯すると、反射板２３３の温度は上昇し始める。制御部２２２は、温度センサ２３６によって測定された反射板２３３の温度が予熱温度Ｔｐｈまで上昇したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。予熱温度Ｔｐｈは、予熱処理における上限温度であって、熱膨張性シート１０が膨張を開始しないように、規定の温度未満の温度（例えば７０℃）に設定される。
When the preheat shown in FIG. 27 is started, the control unit 222 turns on (lights up) the lamp heater 232 to irradiate the irradiation unit 230 with electromagnetic waves (step S101). When the lamp heater 232 is turned on, the temperature of the reflector 233 starts to rise. The control unit 222 determines whether or not the temperature of the reflector 233 measured by the temperature sensor 236 has risen to the preheating temperature Tph (step S102). The preheating temperature Tph is an upper limit temperature in the preheat treatment, and is set to a temperature lower than a specified temperature (for example, 70 ° C.) so that the thermally expandable sheet 10 does not start expanding.
反射板２３３の温度が予熱温度Ｔｐｈまで上昇していない場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、制御部２２２は、ステップＳ１０２に留まる。その後、反射板２３３の温度が予熱温度Ｔｐｈまで上昇すると（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＦＦ（消灯）して、照射部２３０に電磁波の照射を停止させる（ステップＳ１０３）。なお、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＮしている間、熱膨張性シート１０の全体を満遍なく温めるため、照射部２３０をホームポジションＰ−Ｈと終端位置Ｐ−Ａとの間で往復移動させても良い。ランプヒータ２３２をＯＦＦした後、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＮして送風を開始させる（ステップＳ１０４）。
When the temperature of the reflector 233 has not risen to the preheating temperature Tph (step S102; NO), the control unit 222 stays in step S102. After that, when the temperature of the reflector 233 rises to the preheating temperature Tph (step S102; YES), the control unit 222 turns off (turns off) the lamp heater 232 and stops the irradiation unit 230 from irradiating the electromagnetic wave (step S103). ). The control unit 222 reciprocates the irradiation unit 230 between the home position PH and the terminal position PA in order to evenly heat the entire heat-expandable sheet 10 while the lamp heater 232 is turned on. You may let me. After turning off the lamp heater 232, the control unit 222 turns on the air supply fan 234 to start blowing air (step S104).
給気ファン２３４をＯＮすると、反射板２３３の温度は低下し始める。制御部２２２は、温度センサ２３６によって測定された反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１まで低下したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。第１の温度Ｔ１は、膨張装置５００が膨張処理を開始する温度であって、例えば４０℃に設定される。
When the air supply fan 234 is turned on, the temperature of the reflector 233 begins to drop. The control unit 222 determines whether or not the temperature of the reflector 233 measured by the temperature sensor 236 has dropped to the first temperature T1 (step S105). The first temperature T1 is a temperature at which the expansion device 500 starts the expansion process, and is set to, for example, 40 ° C.
反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１まで低下していない場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、制御部２２２は、ステップＳ１０５に留まる。その後、反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１まで低下すると（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＦＦして送風を停止させる（ステップＳ１０６）。以上によって、図２７に示した予熱処理は終了する。
When the temperature of the reflector 233 has not dropped to the first temperature T1 (step S105; NO), the control unit 222 stays in step S105. After that, when the temperature of the reflector 233 drops to the first temperature T1 (step S105; YES), the control unit 222 turns off the air supply fan 234 to stop the blowing (step S106). With the above, the preheat treatment shown in FIG. 27 is completed.
このように、制御部２２２は、プレヒートにおいて、照射部２３０に電磁波を照射させている間は給気ファン２３４に送風させず、給気ファン２３４が送風している間は照射部２３０に電磁波を照射させない。これにより、送風によってランプヒータ２３２の熱が熱膨張性シート１０に伝わることによって熱膨張性シート１０を適切に加熱し難くなることを回避する。
As described above, in the preheat, the control unit 222 does not blow air to the air supply fan 234 while irradiating the irradiation unit 230 with electromagnetic waves, and sends electromagnetic waves to the irradiation unit 230 while the air supply fan 234 blows air. Do not irradiate. As a result, it is possible to prevent the heat of the lamp heater 232 from being transferred to the heat-expandable sheet 10 by blowing air, which makes it difficult to properly heat the heat-expandable sheet 10.
（発泡処理）
第２に、図２８に示すフローチャートを参照して、図２５に示した処理のうちのステップＳ２７における表面発泡処理の詳細について説明する。なお、ステップＳ６４における裏面発泡処理の詳細については、表面を裏面に置き換えることによって同様に説明される。
(Foam treatment)
Secondly, the details of the surface foaming treatment in step S27 of the treatments shown in FIG. 25 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 28. The details of the back surface foaming treatment in step S64 will be similarly described by replacing the front surface with the back surface.
図２８に示す表面発泡処理を開始すると、制御部２２２は、反射板２３３の温度が、発泡処理を開始する温度である第１の温度Ｔ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
When the surface foaming treatment shown in FIG. 28 is started, the control unit 222 determines whether or not the temperature of the reflector 233 is equal to or lower than the first temperature T1 which is the temperature at which the foaming treatment is started (step S201).
反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１以下である場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＮして、照射部２３０に電磁波を照射させる（ステップＳ２０２）。そして、制御部２２２は、反射板２３３の温度が第２の温度Ｔ２まで上昇したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。第２の温度Ｔ２は、第１の温度Ｔ１より高い温度であって、例えば４５℃に設定される。
When the temperature of the reflector 233 is equal to or lower than the first temperature T1 (step S201; YES), the control unit 222 turns on the lamp heater 232 to irradiate the irradiation unit 230 with electromagnetic waves (step S202). Then, the control unit 222 determines whether or not the temperature of the reflector 233 has risen to the second temperature T2 (step S203). The second temperature T2 is a temperature higher than the first temperature T1 and is set to, for example, 45 ° C.
反射板２３３の温度が第２の温度Ｔ２まで上昇していない場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）、制御部２２２は、ステップＳ２０３に留まる。その後、反射板２３３の温度が第２の温度Ｔ２まで上昇すると（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＦＦして、照射部２３０に電磁波の照射を停止させる（ステップＳ２０４）。これに対して、反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１より高い場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）、温度を上昇させる必要がないため、制御部２２２は、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理をスキップする。
When the temperature of the reflector 233 has not risen to the second temperature T2 (step S203; NO), the control unit 222 stays in step S203. After that, when the temperature of the reflector 233 rises to the second temperature T2 (step S203; YES), the control unit 222 turns off the lamp heater 232 and stops the irradiation unit 230 from irradiating the electromagnetic wave (step S204). .. On the other hand, when the temperature of the reflector 233 is higher than the first temperature T1 (step S201; NO), it is not necessary to raise the temperature, so that the control unit 222 skips the processes of steps S202 to S204.
その後、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＮして送風を開始させる（ステップＳ２０５）。そして、制御部２２２は、反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１まで低下したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１まで低下していない場合（ステップＳ２０６；ＮＯ）、制御部２２２は、ステップＳ２０６に留まる。その後、反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１まで低下すると（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＦＦして送風を停止させる（ステップＳ２０７）。このようにして、反射板２３３の温度は、発泡処理の開始温度である第１の温度Ｔ１に調整される。
After that, the control unit 222 turns on the air supply fan 234 to start blowing air (step S205). Then, the control unit 222 determines whether or not the temperature of the reflector 233 has dropped to the first temperature T1 (step S206). When the temperature of the reflector 233 has not dropped to the first temperature T1 (step S206; NO), the control unit 222 stays in step S206. After that, when the temperature of the reflector 233 drops to the first temperature T1 (step S206; YES), the control unit 222 turns off the air supply fan 234 to stop the blowing (step S207). In this way, the temperature of the reflector 233 is adjusted to the first temperature T1, which is the start temperature of the foaming process.
反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１に調整されると、制御部２２２は、熱膨張性シート１０に電磁波を照射して膨張させる処理を開始する。具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＮして、照射部２３０に電磁波を照射させる（ステップＳ２０８）。そして、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＮしてから規定時間の経過を待って、ランプヒータ２３２を規定の距離だけ移動させる（ステップＳ２０９）。規定時間は、例えば５秒である。
When the temperature of the reflector 233 is adjusted to the first temperature T1, the control unit 222 starts a process of irradiating the heat-expandable sheet 10 with an electromagnetic wave to expand it. Specifically, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 to irradiate the irradiation unit 230 with electromagnetic waves (step S208). Then, the control unit 222 waits for the lapse of a predetermined time after turning on the lamp heater 232, and moves the lamp heater 232 by a predetermined distance (step S209). The specified time is, for example, 5 seconds.
具体的に説明すると、制御部２２２は、照射部２３０に電磁波を照射させながら、搬送駆動部２７０を駆動させる。これにより、照射部２３０は、電磁波を照射しながら、ホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて（図２６で右側から左側に）規定の距離だけ移動する。その結果、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分は、規定の温度以上に加熱されて膨張する。
Specifically, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 while irradiating the irradiation unit 230 with electromagnetic waves. As a result, the irradiation unit 230 moves from the home position PH toward the terminal position PA (from the right side to the left side in FIG. 26) by a predetermined distance while irradiating the electromagnetic wave. As a result, the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed is heated to a predetermined temperature or higher and expands.
ランプヒータ２３２を移動させると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＦＦして、照射部２３０に電磁波の照射を停止させる（ステップＳ２１０）。その後、制御部２２２は、加熱されたランプヒータ２３２及び熱膨張性シート１０を冷却する処理を実行する。具体的に説明すると、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＮして、給気ファン２３４に送風させる（ステップＳ２１１）。そして、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をホームポジションＰ−Ｈに移動させる（ステップＳ２１２）。
When the lamp heater 232 is moved, the control unit 222 turns off the lamp heater 232 and stops the irradiation unit 230 from irradiating the electromagnetic wave (step S210). After that, the control unit 222 executes a process of cooling the heated lamp heater 232 and the heat-expandable sheet 10. Specifically, the control unit 222 turns on the air supply fan 234 to blow air to the air supply fan 234 (step S211). Then, the control unit 222 moves the lamp heater 232 to the home position PH (step S212).
具体的に説明すると、制御部２２２は、給気ファン２３４に送風させながら、搬送駆動部２７０を駆動させる。これにより、照射部２３０は、給気ファン２３４が送風している状態で、終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて（図２６で左側から右側に）移動する。その結果、ランプヒータ２３２が冷却されると共に、加熱された熱膨張性シート１０が冷却される。
Specifically, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 while blowing air to the air supply fan 234. As a result, the irradiation unit 230 moves from the terminal position PA to the home position PH (from the left side to the right side in FIG. 26) while the air supply fan 234 is blowing air. As a result, the lamp heater 232 is cooled and the heated heat-expandable sheet 10 is cooled.
ランプヒータ２３２をホームポジションＰ−Ｈに移動させた後、制御部２２２は、反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１以下まで低下したか否かを判定する（ステップＳ２１３）。反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１以下まで低下していない場合（ステップＳ２１３；ＮＯ）、制御部２２２は、ステップＳ２１３に留まる。その後、反射板２３３の温度が第１の温度Ｔ１以下まで低下すると（ステップＳ２１３；ＹＥＳ）、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＦＦして、給気ファン２３４に送風を停止させる（ステップＳ２１４）。以上によって、図２８に示した表面発泡処理は終了する。
After moving the lamp heater 232 to the home position PH, the control unit 222 determines whether or not the temperature of the reflector 233 has dropped to the first temperature T1 or less (step S213). When the temperature of the reflector 233 has not dropped to the first temperature T1 or less (step S213; NO), the control unit 222 stays in step S213. After that, when the temperature of the reflector 233 drops to the first temperature T1 or less (step S213; YES), the control unit 222 turns off the air supply fan 234 and stops the air supply to the air supply fan 234 (step S214). ). With the above, the surface foaming treatment shown in FIG. 28 is completed.
このように、制御部２２２は、発泡処理において、照射部２３０に電磁波を照射させている間は給気ファン２３４に送風させず、給気ファン２３４が送風している間は照射部２３０に電磁波を照射させない。照射部２３０による電磁波の照射と照射部２３０への送風とを同時に行うと、送風による空気の流れによってランプヒータ２３２の熱が熱膨張性シート１０に伝わる。その結果、熱膨張性シート１０の加熱のされ方が安定せず、例えば熱膨張性シート１０が膨らみすぎる等のように、膨張の質が変化する。照射部２３０による電磁波の照射と照射部２３０への送風とを同時に行わないことで、このような異常の発生を回避することができる。
As described above, in the foaming process, the control unit 222 does not blow air to the air supply fan 234 while the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves, and the control unit 222 does not blow air to the irradiation unit 230 while the air supply fan 234 is blowing air. Do not irradiate. When the electromagnetic wave is irradiated by the irradiation unit 230 and the air is blown to the irradiation unit 230 at the same time, the heat of the lamp heater 232 is transferred to the heat-expandable sheet 10 by the air flow due to the air flow. As a result, the heating of the heat-expandable sheet 10 is not stable, and the quality of expansion changes, for example, the heat-expandable sheet 10 swells too much. By not simultaneously irradiating the electromagnetic wave by the irradiation unit 230 and blowing air to the irradiation unit 230, it is possible to avoid the occurrence of such an abnormality.
（乾燥処理）
第３に、図２９に示すフローチャートを参照して、図２５に示した処理のうちのステップＳ４４における乾燥処理について説明する。
(Drying process)
Thirdly, the drying process in step S44 of the processes shown in FIG. 25 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 29.
図２９に示す乾燥処理を開始すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＮして、照射部２３０に電磁波を照射させる（ステップＳ３０１）。そして、制御部２２２は、熱膨張性シート１０を規定の温度未満の温度に加熱させるように設定された速度で、ランプヒータ２３２を規定の距離だけ移動させる（ステップＳ３０２）。これにより、熱膨張性シート１０の表面に印刷されたカラーインク層８２が乾燥する。規定の距離は、膨張処理におけるものと同様である。
When the drying process shown in FIG. 29 is started, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 to irradiate the irradiation unit 230 with electromagnetic waves (step S301). Then, the control unit 222 moves the lamp heater 232 by a predetermined distance at a speed set to heat the heat-expandable sheet 10 to a temperature lower than the specified temperature (step S302). As a result, the color ink layer 82 printed on the surface of the heat-expandable sheet 10 is dried. The specified distance is the same as in the expansion process.
ランプヒータ２３２を移動させると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をＯＦＦして、照射部２３０に電磁波の照射を停止させる（ステップＳ３０３）。その後、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＮして、給気ファン２３４に送風させる（ステップＳ３０４）。そして、制御部２２２は、ランプヒータ２３２をホームポジションＰ−Ｈに移動させる（ステップＳ３０５）。これにより、ランプヒータ２３２が冷却されると共に、加熱された熱膨張性シート１０が冷却される。
When the lamp heater 232 is moved, the control unit 222 turns off the lamp heater 232 and stops the irradiation unit 230 from irradiating the electromagnetic wave (step S303). After that, the control unit 222 turns on the air supply fan 234 and blows air to the air supply fan 234 (step S304). Then, the control unit 222 moves the lamp heater 232 to the home position PH (step S305). As a result, the lamp heater 232 is cooled and the heated heat-expandable sheet 10 is cooled.
ランプヒータ２３２をホームポジションＰ−Ｈに移動させた後、制御部２２２は、給気ファン２３４をＯＦＦして送風を停止させる（ステップＳ３０６）。その後、制御部２２２は、このような乾燥処理を規定回数実行したか否かを判定する（ステップＳ３０７）。
After moving the lamp heater 232 to the home position PH, the control unit 222 turns off the air supply fan 234 to stop the blowing (step S306). After that, the control unit 222 determines whether or not such a drying process has been executed a predetermined number of times (step S307).
乾燥処理を規定回数実行していない場合（ステップＳ３０７；ＮＯ）、制御部２２２は、処理をステップＳ３０１に戻し、ステップＳ３０１〜Ｓ３０６の処理を繰り返す。これにより、制御部２２２は、熱膨張性シート１０を十分に乾燥させる。規定回数は、例えば１〜３回に設定される。最終的に、乾燥処理を規定回数実行し終わると（ステップＳ３０７；ＹＥＳ）、図２９に示す乾燥処理は終了する。
When the drying process has not been executed a predetermined number of times (step S307; NO), the control unit 222 returns the process to step S301 and repeats the process of steps S301 to S306. As a result, the control unit 222 sufficiently dries the heat-expandable sheet 10. The specified number of times is set to, for example, 1 to 3 times. Finally, when the drying process has been executed a predetermined number of times (step S307; YES), the drying process shown in FIG. 29 is completed.
このように、制御部２２２は、乾燥処理において、照射部２３０に電磁波を照射させている間は給気ファン２３４に送風させず、給気ファン２３４が送風している間は照射部２３０に電磁波を照射させない。これにより、送風によってランプヒータ２３２の熱が熱膨張性シート１０に伝わることによって熱膨張性シート１０を適切に乾燥し難くなることを回避する。
As described above, in the drying process, the control unit 222 does not blow air to the air supply fan 234 while the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves, and the control unit 222 does not blow air to the irradiation unit 230 while the air supply fan 234 is blowing air. Do not irradiate. As a result, it is possible to prevent the heat of the lamp heater 232 from being transferred to the heat-expandable sheet 10 by blowing air, which makes it difficult to properly dry the heat-expandable sheet 10.
以上説明したように、実施形態９に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０の表面又は裏面に沿って照射部２３０を移動させながら、照射部２３０に電磁波を照射させることによって、熱膨張性シート１０を膨張させる。その際、膨張装置５００は、照射部２３０に電磁波を照射させている間は、給気ファン２３４に送風させない。このように、照射部２３０による電磁波の照射と照射部２３０への送風とを同時に行わないことで、送風によってランプヒータ２３２の熱が熱膨張性シート１０に伝わって、熱膨張性シート１０の膨張の質が変化するということを抑制することができる。その結果、異常の発生を抑制しつつ、熱膨張性シート１０を適切且つ精度良く膨張させることができるため、安定した造形物を得ることができる。
As described above, the expansion device 500 according to the ninth embodiment is thermally expandable by irradiating the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave while moving the irradiation unit 230 along the front surface or the back surface of the heat expansion sheet 10. Inflate the sheet 10. At that time, the expansion device 500 does not blow air to the air supply fan 234 while the irradiation unit 230 is irradiated with the electromagnetic wave. In this way, by not simultaneously irradiating the electromagnetic wave by the irradiation unit 230 and blowing air to the irradiation unit 230, the heat of the lamp heater 232 is transferred to the heat-expandable sheet 10 by the air blow, and the heat-expandable sheet 10 expands. It is possible to suppress the change in the quality of. As a result, the heat-expandable sheet 10 can be expanded appropriately and accurately while suppressing the occurrence of abnormalities, so that a stable model can be obtained.
また、実施形態９に係る膨張装置５００は、乾燥処理及びプレヒートにおいても、照射部２３０に電磁波を照射させている間は、給気ファン２３４に送風させない。これにより、的確な制御のもとで熱膨張性シート１０を加熱することができるため、異常の発生を抑制しつつ、適切に乾燥処理及びプレヒートを実行することができる。
Further, the expansion device 500 according to the ninth embodiment does not blow air to the air supply fan 234 while the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves even in the drying process and the preheat. As a result, the heat-expandable sheet 10 can be heated under accurate control, so that the drying treatment and preheating can be appropriately executed while suppressing the occurrence of abnormalities.
以上のように、実施形態９に係る膨張装置５００によれば、筐体２１０内の温度、空気の流れ等の環境を好適に制御することができる。これにより、適切な電磁波制御を実現できるため、熱膨張性シート１０に所望のバンプ面状を高い精度で形成することができる。その結果、装飾性のある造形物を含む所望の造形物を良好に製造することができる。
As described above, according to the expansion device 500 according to the ninth embodiment, it is possible to suitably control the environment such as the temperature and the air flow in the housing 210. As a result, appropriate electromagnetic wave control can be realized, and a desired bump surface shape can be formed on the heat-expandable sheet 10 with high accuracy. As a result, it is possible to satisfactorily produce a desired modeled object including a decorative modeled object.
なお、実施形態９では、制御部２２２は、照射部２３０に電磁波を照射させている間は、給気ファン２３４に送風を停止するように制御した。しかしながら、本発明において、制御部２２２は、給気ファン２３４に送風を停止させることに限らず、熱膨張性シート１０の膨張の質が変化しない程度に送風を弱めても良い。言い換えると、制御部２２２は、給気ファン２３４に送風を完全には停止させなくても良く、熱膨張性シート１０の膨張の質が変化しない程度の微弱な強さの送風であれば、給気ファン２３４に送風させても良い。或いは、制御部２２２は、送風の強さを変更することに限らず、給気ファン２３４による送風の向きを変えても良い。給気ファン２３４による送風の向きを照射部２３０への向きから照射部２３０以外への向きに変更することによって、送風の強さを変更せずとも、照射部２３０に向けた送風を停止する又は弱めることができる。
In the ninth embodiment, the control unit 222 controls the air supply fan 234 to stop blowing air while the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves. However, in the present invention, the control unit 222 is not limited to stopping the blown air to the air supply fan 234, and may weaken the blown air to the extent that the expansion quality of the thermally expandable sheet 10 does not change. In other words, the control unit 222 does not have to completely stop the air blow to the air supply fan 234, and supplies air with a weak strength such that the expansion quality of the heat-expandable sheet 10 does not change. You may blow air to the ki fan 234. Alternatively, the control unit 222 is not limited to changing the strength of the blown air, and may change the direction of the blown air by the air supply fan 234. By changing the direction of the air blown by the air supply fan 234 from the direction toward the irradiation unit 230 to the direction other than the irradiation unit 230, the air flow toward the irradiation unit 230 can be stopped or stopped without changing the strength of the air blow. Can be weakened.
また、実施形態９では、膨張装置５００は、照射部２３０を移動させる移動手段として搬送駆動部２７０を備えており、位置が固定された熱膨張性シート１０に対して、照射部２３０を移動させながら電磁波を照射する方式で、熱膨張性シート１０を膨張させた。しかしながら、膨張装置５００は、熱膨張性シート１０を搬送する搬送機構を備えており、搬送される熱膨張性シート１０に対して、位置が固定された照射部２３０から電磁波を照射する方式で、熱膨張性シート１０を膨張させても良い。この場合、搬送機構が、熱膨張性シート１０を移動させる移動手段として機能する。言い換えると、膨張装置５００は、熱膨張性シート１０と照射部２３０とを相対的に移動させることができれば、どのような方式で熱膨張性シート１０を膨張させても良い。
Further, in the ninth embodiment, the expansion device 500 includes a transport drive unit 270 as a moving means for moving the irradiation unit 230, and moves the irradiation unit 230 with respect to the heat-expandable sheet 10 whose position is fixed. The heat-expandable sheet 10 was inflated by a method of irradiating electromagnetic waves while irradiating. However, the expansion device 500 is provided with a transport mechanism for transporting the heat-expandable sheet 10, and the heat-expandable sheet 10 to be transported is irradiated with electromagnetic waves from the irradiation unit 230 whose position is fixed. The heat-expandable sheet 10 may be inflated. In this case, the transport mechanism functions as a moving means for moving the heat-expandable sheet 10. In other words, the expansion device 500 may inflate the heat-expandable sheet 10 by any method as long as the heat-expandable sheet 10 and the irradiation unit 230 can be relatively moved.
＜実施形態１０＞
次に、本発明の実施形態１０について説明する。実施形態１０において、実施形態８，９と同様の構成については説明を省略する。
<Embodiment 10>
Next, the tenth embodiment of the present invention will be described. In the tenth embodiment, the same configurations as those in the eighth and ninth embodiments will be omitted.
熱膨張性シート１０は、印刷装置４００において塗布されたインクが十分に乾燥していないことによって、又は湿度等の周囲の環境によって、水分を含むことがある。熱膨張性シート１０が多くの水分を含んでいると、熱膨張性シート１０を膨張させる際に熱膨張性シート１０が必要な温度まで加熱されずに、熱膨張性シート１０を所望の高さまで膨張させ難くなる。このような事態を抑制して熱膨張性シート１０を精度良く膨張させるため、実施形態１０に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０の膨張処理を実行する前に、熱膨張性シート１０の乾燥処理を実行する。
The heat-expandable sheet 10 may contain moisture due to the ink applied in the printing apparatus 400 not being sufficiently dried or due to the surrounding environment such as humidity. When the heat-expandable sheet 10 contains a large amount of water, the heat-expandable sheet 10 is not heated to a temperature required for expanding the heat-expandable sheet 10, and the heat-expandable sheet 10 is brought to a desired height. It becomes difficult to inflate. In order to suppress such a situation and inflate the heat-expandable sheet 10 with high accuracy, the expansion device 500 according to the tenth embodiment is the heat-expandable sheet 10 before the expansion treatment of the heat-expandable sheet 10 is executed. Perform a drying process.
（乾燥処理）
実施形態１０に係る膨張装置５００において、制御部２２２は、熱膨張性シート１０が規定の温度未満に維持されるように、搬送駆動部２７０によって照射部２３０を移動させながら照射部２３０に電磁波を照射させることによって、熱膨張性シート１０を乾燥させる乾燥処理を実行する。
(Drying process)
In the expansion device 500 according to the tenth embodiment, the control unit 222 sends an electromagnetic wave to the irradiation unit 230 while moving the irradiation unit 230 by the transport drive unit 270 so that the heat-expandable sheet 10 is maintained at a temperature lower than a specified temperature. A drying process is performed to dry the heat-expandable sheet 10 by irradiating it.
図３０に、膨張装置５００が乾燥処理を実行する様子を示す。なお、理解を容易にするため、図３０では、膨張装置５００の各部の構成を図２２及び図２６に比べて簡略化して示している。以降の図でも同様である。乾燥処理において、制御部２２２は、照射部２３０に電源電圧を供給してランプヒータ２３２を点灯させる、このとき、制御部２２２は、照射部２３０に供給する電源電圧を調整することによって、照射部２３０に第１の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、照射部２３０に電磁波を照射させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させることによって、照射部２３０を、ホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて、すなわち第一の方向に、第１の速度で移動させる。なお、乾燥処理において、排気ファン２４０及び給気ファン２３４は駆動していない。
FIG. 30 shows how the expansion device 500 executes the drying process. For ease of understanding, FIG. 30 shows the configuration of each part of the expansion device 500 in a simplified manner as compared with FIGS. 22 and 26. The same applies to the following figures. In the drying process, the control unit 222 supplies a power supply voltage to the irradiation unit 230 to light the lamp heater 232. At this time, the control unit 222 adjusts the power supply voltage supplied to the irradiation unit 230 to illuminate the irradiation unit. The 230 is irradiated with an electromagnetic wave of the first intensity. Then, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 in a state where the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves, so that the irradiation unit 230 is directed from the home position PH toward the terminal position PA, that is, Move in the first direction at the first speed. In the drying process, the exhaust fan 240 and the air supply fan 234 are not driven.
照射部２３０によって電磁波が照射されると、熱膨張性シート１０のうちのカーボンブラックを含む濃淡画像が印刷された部分は発熱する。乾燥処理において、制御部２２２は、熱膨張性シート１０を膨張させずに乾燥させる。そのため、第１の強度及び第１の速度は、熱膨張性シート１０を規定の温度未満の温度に維持することができるように、言い換えると熱膨張性シート１０が規定の温度以上には加熱されないように、予め設定される。規定の温度は、熱膨張層１２に含まれる熱膨張剤が膨張を開始する温度であって、例えば８０℃から１２０℃程度の温度である。
When the electromagnetic wave is irradiated by the irradiation unit 230, the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image containing carbon black is printed generates heat. In the drying process, the control unit 222 dries the heat-expandable sheet 10 without expanding it. Therefore, the first strength and the first speed are such that the heat-expandable sheet 10 can be maintained at a temperature lower than the specified temperature, in other words, the heat-expandable sheet 10 is not heated above the specified temperature. As such, it is preset. The specified temperature is a temperature at which the thermal expansion agent contained in the thermal expansion layer 12 starts expansion, for example, a temperature of about 80 ° C to 120 ° C.
例えば、照射部２３０によって照射される電磁波の強度が高くなるほど、熱膨張性シート１０はより多くの量の電磁波を受けるため、より加熱される。また、照射部２３０の移動速度が低くなるほど、照射時間が長くなるため、熱膨張性シート１０はより加熱される。そのため、照射部２３０によって照射させる電磁波の強度と照射部２３０の移動速度とのうちの少なくとも一方を調整することによって、熱膨張性シート１０の各部分に加える熱量を調整することができる。
For example, the higher the intensity of the electromagnetic wave emitted by the irradiation unit 230, the larger the amount of the electromagnetic wave received by the heat-expandable sheet 10, and the more the heat expandable sheet 10 is heated. Further, the lower the moving speed of the irradiation unit 230, the longer the irradiation time, so that the heat-expandable sheet 10 is heated more. Therefore, the amount of heat applied to each portion of the heat-expandable sheet 10 can be adjusted by adjusting at least one of the intensity of the electromagnetic wave irradiated by the irradiation unit 230 and the moving speed of the irradiation unit 230.
第１の強度及び第１の速度は、このような関係を考慮して、熱膨張性シート１０に膨張しない程度の熱量を加えることができる値に設定される。制御部２２２は、第１の強度で電磁波を照射している照射部２３０を第１の速度で移動させることによって、熱膨張性シート１０を規定の温度未満の温度に維持する。これによって、熱膨張性シート１０に含まれる水分を蒸発させて乾燥させる。
In consideration of such a relationship, the first strength and the first speed are set to values that allow heat to be applied to the heat-expandable sheet 10 so as not to expand. The control unit 222 maintains the heat-expandable sheet 10 at a temperature lower than a specified temperature by moving the irradiation unit 230, which is irradiating the electromagnetic wave with the first intensity, at the first speed. As a result, the water contained in the heat-expandable sheet 10 is evaporated and dried.
（膨張処理）
乾燥処理を実行した後、制御部２２２は、熱膨張性シート１０が規定の温度以上に加熱されるように、搬送駆動部２７０によって照射部２３０を移動させながら照射部２３０に電磁波を照射させることによって、熱膨張性シート１０を膨張させる膨張処理を実行する。
(Expansion processing)
After executing the drying process, the control unit 222 causes the irradiation unit 230 to irradiate the irradiation unit 230 while moving the irradiation unit 230 by the transport drive unit 270 so that the heat-expandable sheet 10 is heated to a specified temperature or higher. The expansion process for expanding the heat-expandable sheet 10 is performed.
図３１に、膨張装置５００が膨張処理を実行する様子を示す。乾燥処理の直後、照射部２３０は、膨張装置５００の手前側である終端位置Ｐ−Ａに到達している。膨張処理において、制御部２２２は、照射部２３０に電源電圧を供給してランプヒータ２３２を点灯させる。このとき、制御部２２２は、照射部２３０に供給する電源電圧を調整することによって、照射部２３０に第２の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、照射部２３０に電磁波を照射させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させることによって、照射部２３０を、終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて、すなわち第二の方向に、第２の速度で移動させる。なお、膨張処理において、排気ファン２４０及び給気ファン２３４は駆動していない。
FIG. 31 shows how the expansion device 500 executes the expansion process. Immediately after the drying process, the irradiation unit 230 reaches the terminal position PA on the front side of the expansion device 500. In the expansion process, the control unit 222 supplies a power supply voltage to the irradiation unit 230 to light the lamp heater 232. At this time, the control unit 222 causes the irradiation unit 230 to irradiate the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave of a second intensity by adjusting the power supply voltage supplied to the irradiation unit 230. Then, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 in a state where the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves, so that the irradiation unit 230 is directed from the terminal position PA to the home position PH, that is, Move in the second direction at the second speed. In the expansion process, the exhaust fan 240 and the air supply fan 234 are not driven.
照射部２３０によって電磁波が照射されると、熱膨張性シート１０のうちのカーボンブラックを含む濃淡画像が印刷された部分は発熱し、規定の温度にまで加熱されると膨張する。膨張処理において、制御部２２２は、乾燥処理よりも多くの熱量を加えることによって、熱膨張性シート１０を膨張させる。そのため、第２の強度及び第２の速度は、熱膨張性シート１０を規定の温度以上の温度に加熱することができるように、予め設定される。
When the electromagnetic wave is irradiated by the irradiation unit 230, the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image containing carbon black is printed generates heat, and expands when heated to a specified temperature. In the expansion treatment, the control unit 222 expands the heat-expandable sheet 10 by applying a larger amount of heat than the drying treatment. Therefore, the second strength and the second speed are preset so that the heat-expandable sheet 10 can be heated to a temperature equal to or higher than a specified temperature.
具体的に説明すると、照射部２３０から熱膨張性シート１０の各部分により多くの電磁波を照射させるため、第２の強度は、乾燥処理における第１の強度よりも高い値に設定される。一例として、第２の強度は、第１の強度の２倍から３倍程度の強度に設定される。また、第２の強度が第１の強度よりも高い値に設定されると共に、又はこれに代えて、第２の速度は、乾燥処理における第１の速度よりも低い値に設定される。一例として、第２の速度は、第１の速度の半分から３分の１程度の速度に設定される。第２の速度が第１の速度よりも低い値に設定されることによって、乾燥処理に比べて照射部２３０の移動時間が長くなるため、より多くの電磁波を熱膨張性シート１０に照射することができる。
More specifically, in order to irradiate each portion of the heat-expandable sheet 10 with more electromagnetic waves from the irradiation unit 230, the second intensity is set to a value higher than the first intensity in the drying process. As an example, the second strength is set to about two to three times the strength of the first strength. Further, the second strength is set to a value higher than the first strength, or instead, the second speed is set to a value lower than the first speed in the drying process. As an example, the second speed is set to about half to one-third of the first speed. By setting the second speed to a value lower than the first speed, the moving time of the irradiation unit 230 becomes longer as compared with the drying process, so that more electromagnetic waves are irradiated to the heat-expandable sheet 10. Can be done.
このように、第２の強度及び第２の速度は、熱膨張性シート１０に十分な熱量を加えることができる値に設定される。制御部２２２は、第２の強度で電磁波を照射している照射部２３０を第２の速度で移動させることによって、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を規定の温度以上に加熱する。これにより、熱膨張性シート１０は、濃淡画像における黒色の濃さに応じた高さに膨張する。
In this way, the second intensity and the second speed are set to values that can apply a sufficient amount of heat to the heat-expandable sheet 10. The control unit 222 moves the irradiation unit 230, which is irradiating the electromagnetic wave with the second intensity, at the second speed, so that the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed is above a specified temperature. Heat to. As a result, the heat-expandable sheet 10 expands to a height corresponding to the darkness of black in the shade image.
次に、図３２を参照して、実施形態１０に係る膨張装置５００によって実行される表面発泡処理（図２５におけるステップＳ２７）について説明する。なお、ステップＳ６４における裏面発泡処理の詳細については、表面を裏面に置き換えることによって同様に説明される。
Next, with reference to FIG. 32, the surface foaming treatment (step S27 in FIG. 25) performed by the expansion device 500 according to the tenth embodiment will be described. The details of the back surface foaming treatment in step S64 will be similarly described by replacing the front surface with the back surface.
図３２に示す表面発泡処理を開始すると、制御部２２２は、乾燥処理を実行する（ステップＳ４０１）。具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を点灯させて、照射部２３０に第１の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、図３０に示したように、搬送駆動部２７０を駆動させることによって、第１の強度で電磁波を照射している照射部２３０を、ホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて、すなわち第一の方向に、第１の速度で移動させる。これにより、制御部２２２は、熱膨張性シート１０を規定の温度未満の温度に維持して、熱膨張性シート１０を乾燥させる。ステップＳ４０１は、乾燥ステップの一例である。
When the surface foaming treatment shown in FIG. 32 is started, the control unit 222 executes the drying treatment (step S401). Specifically, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 and causes the irradiation unit 230 to irradiate the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave of the first intensity. Then, as shown in FIG. 30, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 to irradiate the irradiation unit 230, which is irradiating the electromagnetic wave with the first intensity, from the home position PH to the terminal position P. Move towards −A, i.e., in the first direction, at the first speed. As a result, the control unit 222 keeps the heat-expandable sheet 10 at a temperature lower than the specified temperature and dries the heat-expandable sheet 10. Step S401 is an example of a drying step.
乾燥処理を実行した後、制御部２２２は、膨張処理を実行する（ステップＳ４０２）。具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を点灯させて、照射部２３０に第２の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、図３１に示したように、搬送駆動部２７０を駆動させることによって、第２の強度で電磁波を照射している照射部２３０を、終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて、すなわち第二の方向に、第２の速度で移動させる。これにより、制御部２２２は、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を規定の温度以上に加熱して、熱膨張性シート１０を膨張させる。ステップＳ４０２は、膨張ステップの一例である。
After executing the drying process, the control unit 222 executes the expansion process (step S402). Specifically, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 and causes the irradiation unit 230 to irradiate the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave of a second intensity. Then, as shown in FIG. 31, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 to irradiate the irradiation unit 230, which is irradiating the electromagnetic wave with the second intensity, from the terminal position PA to the home position P. Move towards −H, i.e. in the second direction, at the second velocity. As a result, the control unit 222 heats the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed to a predetermined temperature or higher to expand the heat-expandable sheet 10. Step S402 is an example of an expansion step.
以上説明したように、実施形態１０に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０に沿って照射部２３０を移動させながら照射部２３０に電磁波を照射させることによって、熱膨張性シート１０を膨張させる装置であって、熱膨張性シート１０の膨張処理を実行する前に、熱膨張性シート１０の乾燥処理を実行する。膨張処理の前に乾燥処理を実行することによって、膨張処理において熱膨張性シート１０が加熱し難くなることを抑制することができるため、熱膨張性シート１０を精度良く膨張させることができる。
As described above, the expansion device 500 according to the tenth embodiment expands the heat-expandable sheet 10 by irradiating the irradiation unit 230 with electromagnetic waves while moving the irradiation unit 230 along the heat-expandable sheet 10. In the apparatus, the drying treatment of the heat-expandable sheet 10 is performed before the expansion treatment of the heat-expandable sheet 10 is performed. By executing the drying treatment before the expansion treatment, it is possible to prevent the heat-expandable sheet 10 from becoming difficult to heat in the expansion treatment, so that the heat-expandable sheet 10 can be expanded with high accuracy.
特に、実施形態１０に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０を移動させる方式では無く、照射部２３０を移動させる方式で熱膨張性シート１０を加熱する。そのため、膨張処理を実行する前に、照射部２３０を移動させながら電磁波を照射させるという簡単な方法で、熱膨張性シート１０を乾燥させることができる。
In particular, the expansion device 500 according to the tenth embodiment heats the heat-expandable sheet 10 by a method of moving the irradiation unit 230, not by a method of moving the heat-expandable sheet 10. Therefore, the heat-expandable sheet 10 can be dried by a simple method of irradiating the electromagnetic wave while moving the irradiation unit 230 before executing the expansion treatment.
また、実施形態１０に係る膨張装置５００は、照射部２３０をホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて移動させる際に乾燥処理を実行し、照射部２３０を終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる際に膨張処理を実行する。このように、膨張装置５００は、ホームポジションＰ−Ｈと終端位置Ｐ−Ａとの間で照射部２３０を１回往復させる間に、乾燥処理と膨張処理とを実行するため、乾燥処理と膨張処理とを効率良く実行することができる。
Further, the expansion device 500 according to the tenth embodiment performs a drying process when the irradiation unit 230 is moved from the home position PH toward the terminal position PA, and the irradiation unit 230 is moved from the terminal position PA. The expansion process is executed when moving toward the home position PH. As described above, the expansion device 500 executes the drying process and the expansion process while the irradiation unit 230 is reciprocated once between the home position PH and the terminal position PA, so that the drying process and the expansion process are performed. Processing can be executed efficiently.
以上のように、実施形態１０に係る膨張装置５００によれば、筐体２１０内の湿度、蒸気等の環境を好適に制御することができる。これにより、適切な電磁波制御を実現できるため、熱膨張性シート１０に所望のバンプ面状を高い精度で形成することができる。その結果、装飾性のある造形物を含む所望の造形物を良好に製造することができる。
As described above, according to the expansion device 500 according to the tenth embodiment, it is possible to suitably control the environment such as humidity and steam in the housing 210. As a result, appropriate electromagnetic wave control can be realized, and a desired bump surface shape can be formed on the heat-expandable sheet 10 with high accuracy. As a result, it is possible to satisfactorily produce a desired modeled object including a decorative modeled object.
＜実施形態１１＞
次に、本発明の実施形態１１について説明する。実施形態１１において、実施形態８〜１０と同様の構成については説明を省略する。
<Embodiment 11>
Next, the eleventh embodiment of the present invention will be described. In the eleventh embodiment, the description of the same configuration as that of the eighth to tenth embodiments will be omitted.
熱膨張性シート１０は、加熱によって膨張する際に、熱によって反る、歪む等、変形することがある。熱膨張性シート１０が変形すると、そこに製造される造形物も歪むため、所望の造形物を得ることが難しくなる。そのため、実施形態１１に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０が不要に変形することを抑制しつつ熱膨張性シート１０を膨張させる。
When the heat-expandable sheet 10 is expanded by heating, the heat-expandable sheet 10 may be deformed, such as warped or distorted by heat. When the heat-expandable sheet 10 is deformed, the modeled object produced therein is also distorted, which makes it difficult to obtain a desired modeled object. Therefore, the expansion device 500 according to the eleventh embodiment expands the heat-expandable sheet 10 while suppressing unnecessary deformation of the heat-expandable sheet 10.
図３３に、実施形態１１に係る膨張装置５００において、熱膨張性シート１０が設置された状態のトレイ２５１を上（Ｚ方向）から見た様子を示す。トレイ２５１は、熱膨張性シート１０を筐体２１０内の適正な位置に設置するための機構である。トレイ２５１は、熱膨張性シート１０が設置される設置手段として機能する。図３３に示すように、トレイ２５１は、四角形の枠状をした固定部材２８０を備えており、固定部材２８０によって、設置された熱膨張性シート１０の４辺の縁部を上から押さえ込むことで固定する。
FIG. 33 shows a state in which the tray 251 in which the heat-expandable sheet 10 is installed is viewed from above (Z direction) in the expansion device 500 according to the eleventh embodiment. The tray 251 is a mechanism for installing the heat-expandable sheet 10 at an appropriate position in the housing 210. The tray 251 functions as an installation means on which the heat-expandable sheet 10 is installed. As shown in FIG. 33, the tray 251 includes a fixing member 280 having a rectangular frame shape, and the fixing member 280 presses the edges of the four sides of the installed heat-expandable sheet 10 from above. Fix it.
（膨張処理）
実施形態１１に係る膨張装置５００において、制御部２２２は、トレイ２５１に設置された状態の熱膨張性シート１０に対して照射部２３０により電磁波を照射させることによって熱膨張性シート１０を膨張させる膨張処理を実行する。具体的に説明すると、制御部２２２は、熱膨張性シート１０が規定の温度以上に加熱されるように、照射部２３０に電磁波を照射させながら搬送駆動部２７０によって照射部２３０を移動させて、熱膨張性シート１０を膨張させる。
(Expansion processing)
In the expansion device 500 according to the eleventh embodiment, the control unit 222 expands the heat-expandable sheet 10 by irradiating the heat-expandable sheet 10 installed on the tray 251 with electromagnetic waves by the irradiation unit 230. Execute the process. Specifically, the control unit 222 moves the irradiation unit 230 by the transport drive unit 270 while irradiating the irradiation unit 230 with electromagnetic waves so that the heat-expandable sheet 10 is heated to a specified temperature or higher. The heat-expandable sheet 10 is inflated.
図３４に、膨張装置５００が膨張処理を実行する様子を示す。膨張処理において、制御部２２２は、照射部２３０に電源電圧を供給してランプヒータ２３２を点灯させる。このとき、制御部２２２は、照射部２３０に供給する電源電圧を調整することによって、照射部２３０に所定の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、照射部２３０に電磁波を照射させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させることによって、照射部２３０を、ホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて、所定の速度で移動させる。なお、膨張処理において、排気ファン２４０及び給気ファン２３４は駆動していない。
FIG. 34 shows how the expansion device 500 executes the expansion process. In the expansion process, the control unit 222 supplies a power supply voltage to the irradiation unit 230 to light the lamp heater 232. At this time, the control unit 222 adjusts the power supply voltage supplied to the irradiation unit 230 to irradiate the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave having a predetermined intensity. Then, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 in a state where the irradiation unit 230 is irradiated with electromagnetic waves, so that the irradiation unit 230 is directed from the home position PH toward the terminal position PA. Move at the speed of. In the expansion process, the exhaust fan 240 and the air supply fan 234 are not driven.
照射部２３０によって電磁波が照射されると、熱膨張性シート１０のうちのカーボンブラックを含む濃淡画像が印刷された部分は発熱し、規定の温度にまで加熱されると膨張する。規定の温度は、熱膨張層１２に含まれる熱膨張剤が膨張を開始する温度であって、例えば８０℃から１２０℃程度の温度である。所定の強度及び所定の速度は、熱膨張性シート１０を規定の温度以上の温度に加熱することができるように、予め設定される。
When the electromagnetic wave is irradiated by the irradiation unit 230, the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image containing carbon black is printed generates heat, and expands when heated to a specified temperature. The specified temperature is a temperature at which the thermal expansion agent contained in the thermal expansion layer 12 starts expansion, for example, a temperature of about 80 ° C to 120 ° C. The predetermined strength and the predetermined speed are preset so that the heat-expandable sheet 10 can be heated to a temperature equal to or higher than the specified temperature.
例えば、照射部２３０によって照射される電磁波の強度が高くなるほど、熱膨張性シート１０はより多くの電磁波を受けるため、より加熱される。また、照射部２３０の移動速度が低くなるほど、照射時間が長くなるため、熱膨張性シート１０はより加熱される。そのため、照射部２３０によって照射させる電磁波の強度と照射部２３０の移動速度とのうちの少なくとも一方を調整することによって、熱膨張性シート１０の各部分に加える熱量を調整することができる。
For example, as the intensity of the electromagnetic wave irradiated by the irradiation unit 230 increases, the heat-expandable sheet 10 receives more electromagnetic waves and is therefore heated more. Further, the lower the moving speed of the irradiation unit 230, the longer the irradiation time, so that the heat-expandable sheet 10 is heated more. Therefore, the amount of heat applied to each portion of the heat-expandable sheet 10 can be adjusted by adjusting at least one of the intensity of the electromagnetic wave irradiated by the irradiation unit 230 and the moving speed of the irradiation unit 230.
所定の強度及び所定の速度は、このような関係を考慮して、熱膨張性シート１０に十分な熱量を加えることができる値に設定される。制御部２２２は、所定の強度で電磁波を照射している照射部２３０を所定の速度で移動させることによって、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を規定の温度以上に加熱する。これにより、熱膨張性シート１０は、濃淡画像における黒色の濃さに応じた高さに膨張する。
The predetermined strength and the predetermined speed are set to values that can apply a sufficient amount of heat to the heat-expandable sheet 10 in consideration of such a relationship. The control unit 222 heats the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed to a temperature equal to or higher than the specified temperature by moving the irradiation unit 230 irradiating the electromagnetic wave with a predetermined intensity at a predetermined speed. do. As a result, the heat-expandable sheet 10 expands to a height corresponding to the darkness of black in the shade image.
（冷却処理）
膨張処理を実行した後、制御部２２２は、熱膨張性シート１０がトレイ２５１に設置された状態を維持したままで給気ファン２３４により熱膨張性シート１０冷却させる冷却処理を実行する。
(Cooling process)
After executing the expansion process, the control unit 222 executes a cooling process of cooling the heat-expandable sheet 10 by the air supply fan 234 while maintaining the state in which the heat-expandable sheet 10 is installed on the tray 251.
膨張処理によって、熱膨張性シート１０を含む筐体２１０の内部は、多くの熱を含んでいる。熱膨張性シート１０は、熱を含むと、その形状が歪んで変形することがある。例えば、熱膨張性シート１０は、熱膨張性シート１０に含まれる複数の層の熱特性の違いによって弓なりに曲がる、すなわち反ることがある。このような熱膨張性シート１０の反りを抑制するため、制御部２２２は、膨張処理を実行した後、給気ファン２３４を駆動させることによって、筐体２１０の内部及び熱膨張性シート１０を冷却する。
Due to the expansion treatment, the inside of the housing 210 including the heat-expandable sheet 10 contains a lot of heat. The shape of the heat-expandable sheet 10 may be distorted and deformed when it contains heat. For example, the heat-expandable sheet 10 may bend or warp in a bow shape due to the difference in the thermal characteristics of the plurality of layers contained in the heat-expandable sheet 10. In order to suppress such warpage of the heat-expandable sheet 10, the control unit 222 cools the inside of the housing 210 and the heat-expandable sheet 10 by driving the air supply fan 234 after executing the expansion process. do.
図３５に、膨張装置５００が冷却処理を実行する様子を示す。膨張処理の直後、照射部２３０は、膨張装置５００の手前側である終端位置Ｐ−Ａに到達している。冷却処理において、制御部２２２は、搬送駆動部２７０によって照射部２３０を移動させながら給気ファン２３４に膨張装置５００の内部を冷却させる。具体的に説明すると、制御部２２２は、照射部２３０に対する電源電圧の供給を止めてランプヒータ２３２を消灯させる。そして、制御部２２２は、給気ファン２３４を駆動させて、筐体２１０の外部の空気を筐体２１０の内部に供給する。制御部２２２は、給気ファン２３４に冷却させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させることによって、照射部２３０を、終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる。
FIG. 35 shows how the expansion device 500 executes the cooling process. Immediately after the expansion process, the irradiation unit 230 reaches the terminal position PA on the front side of the expansion device 500. In the cooling process, the control unit 222 causes the air supply fan 234 to cool the inside of the expansion device 500 while moving the irradiation unit 230 by the transport drive unit 270. Specifically, the control unit 222 stops the supply of the power supply voltage to the irradiation unit 230 and turns off the lamp heater 232. Then, the control unit 222 drives the air supply fan 234 to supply the air outside the housing 210 to the inside of the housing 210. The control unit 222 moves the irradiation unit 230 from the terminal position PA toward the home position PH by driving the transport drive unit 270 while being cooled by the air supply fan 234.
このとき、制御部２２２は、排気ファン２４０を駆動させて、筐体２１０内の空気を外部に排出する。このように給気ファン２３４と排気ファン２４０とが駆動することによって、図３５に示すように、給気ファン２３４によって外部から供給された空気は、膨張装置５００の奥側に流れ、排気ファン２４０から外部に排出される。
At this time, the control unit 222 drives the exhaust fan 240 to exhaust the air in the housing 210 to the outside. By driving the air supply fan 234 and the exhaust fan 240 in this way, as shown in FIG. 35, the air supplied from the outside by the air supply fan 234 flows to the back side of the expansion device 500, and the exhaust fan 240 Is discharged to the outside.
給気ファン２３４は、照射部２３０に取り付けられているため、照射部２３０と共に移動する。そのため、照射部２３０を移動させながら給気ファン２３４を駆動させることによって、筐体２１０の外部の空気を筐体２１０の内部に広く供給することができ、熱膨張性シート１０の全体を満遍なく冷却することができる。このように、制御部２２２は、膨張処理を実行した後の熱膨張性シート１０を、給気ファン２３４を移動させながら、その４辺の縁部がトレイ２５１に固定されている状態で冷却する。これにより、熱膨張性シート１０がトレイ２５１から取り外された後に反ることを抑制することができる。
Since the air supply fan 234 is attached to the irradiation unit 230, it moves together with the irradiation unit 230. Therefore, by driving the air supply fan 234 while moving the irradiation unit 230, the air outside the housing 210 can be widely supplied to the inside of the housing 210, and the entire heat-expandable sheet 10 is cooled evenly. can do. In this way, the control unit 222 cools the heat-expandable sheet 10 after executing the expansion process in a state where the edges of the four sides are fixed to the tray 251 while moving the air supply fan 234. .. This makes it possible to prevent the heat-expandable sheet 10 from warping after being removed from the tray 251.
次に、図３６を参照して、実施形態１１に係る膨張装置５００によって実行される表面発泡処理（図２５におけるステップＳ２７）について説明する。なお、ステップＳ６４における裏面発泡処理の詳細については、表面を裏面に置き換えることによって同様に説明される。
Next, with reference to FIG. 36, the surface foaming treatment (step S27 in FIG. 25) performed by the expansion device 500 according to the eleventh embodiment will be described. The details of the back surface foaming treatment in step S64 will be similarly described by replacing the front surface with the back surface.
図３６における表面発泡処理を開始すると、制御部２２２は、膨張処理を実行する（ステップＳ５０１）。具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を点灯させて、照射部２３０に所定の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、図３４に示したように、搬送駆動部２７０を駆動させることによって、所定の強度で電磁波を照射している照射部２３０を、ホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて、所定の速度で移動させる。これにより、制御部２２２は、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を規定の温度以上に加熱して、熱膨張性シート１０を膨張させる。ステップＳ５０１は、膨張ステップの一例である。
When the surface foaming treatment in FIG. 36 is started, the control unit 222 executes the expansion treatment (step S501). Specifically, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 to irradiate the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave having a predetermined intensity. Then, as shown in FIG. 34, the control unit 222 drives the transfer drive unit 270 to irradiate the irradiation unit 230, which is irradiating the electromagnetic wave with a predetermined intensity, from the home position PH to the terminal position P-. Move toward A at a predetermined speed. As a result, the control unit 222 heats the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed to a predetermined temperature or higher to expand the heat-expandable sheet 10. Step S501 is an example of an expansion step.
膨張処理を実行した後、制御部２２２は、冷却処理を実行する（ステップＳ５０２）。具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を消灯させて照射部２３０に電磁波の照射を停止させ、且つ、給気ファン２３４を駆動させる。そして、制御部２２２は、図３５に示したように、給気ファン２３４に冷却させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させることによって、照射部２３０を、終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる。これにより、制御部２２２は、膨張処理において加熱された熱膨張性シート１０を冷却させて、熱膨張性シート１０が反ることを抑制する。ステップＳ５０２は、冷却ステップの一例である。
After executing the expansion process, the control unit 222 executes the cooling process (step S502). Specifically, the control unit 222 turns off the lamp heater 232 to stop the irradiation unit 230 from irradiating the electromagnetic wave, and drives the air supply fan 234. Then, as shown in FIG. 35, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 while being cooled by the air supply fan 234 to move the irradiation unit 230 from the terminal position PA to the home position P. -Move toward H. As a result, the control unit 222 cools the heat-expandable sheet 10 heated in the expansion treatment and suppresses the heat-expandable sheet 10 from warping. Step S502 is an example of a cooling step.
以上説明したように、実施形態１１に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０に沿って照射部２３０を移動させながら照射部２３０に電磁波を照射させることによって、熱膨張性シート１０を膨張させる装置であって、熱膨張性シート１０の膨張処理を実行した後、膨張装置５００の内部の冷却処理を実行する。膨張処理の後に冷却処理を実行することによって、膨張処理において加熱された熱膨張性シート１０を冷却することができるため、熱膨張性シート１０が反って変形することを抑制できる。
As described above, the expansion device 500 according to the eleventh embodiment expands the heat-expandable sheet 10 by irradiating the irradiation unit 230 with electromagnetic waves while moving the irradiation unit 230 along the heat-expandable sheet 10. In the device, after the expansion process of the heat-expandable sheet 10 is executed, the cooling process inside the expansion device 500 is executed. By executing the cooling treatment after the expansion treatment, the heat-expandable sheet 10 heated in the expansion treatment can be cooled, so that the heat-expandable sheet 10 can be prevented from being warped and deformed.
特に、実施形態１１に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０を移動させる方式では無く、照射部２３０を移動させる方式で熱膨張性シート１０を加熱する。そのため、膨張処理を実行した後に、照射部２３０を移動させながら電磁波を照射させるという簡便な方法で、熱膨張性シート１０を冷却することができる。
In particular, the expansion device 500 according to the eleventh embodiment heats the heat-expandable sheet 10 by a method of moving the irradiation unit 230, not by a method of moving the heat-expandable sheet 10. Therefore, the heat-expandable sheet 10 can be cooled by a simple method of irradiating the electromagnetic wave while moving the irradiation unit 230 after the expansion treatment is executed.
また、実施形態１１に係る膨張装置５００は、照射部２３０をホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて移動させる際に膨張処理を実行し、照射部２３０を終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる際に冷却処理を実行する。このように、膨張装置５００は、ホームポジションＰ−Ｈと終端位置Ｐ−Ａとの間で照射部２３０を１回往復させる間に、膨張処理と冷却処理とを実行するため、膨張処理と冷却処理とを効率良く実行することができる。
Further, the expansion device 500 according to the eleventh embodiment executes an expansion process when the irradiation unit 230 is moved from the home position PH toward the terminal position PA, and causes the irradiation unit 230 from the terminal position PA. A cooling process is performed when moving toward the home position PH. As described above, the expansion device 500 executes the expansion process and the cooling process while the irradiation unit 230 is reciprocated once between the home position PH and the terminal position PA, so that the expansion process and the cooling process are performed. Processing can be executed efficiently.
以上のように、実施形態８に係る膨張装置５００によれば、筐体２１０内の温度等の環境を好適に制御することができる。これにより、適切な電磁波制御を実現できるため、熱膨張性シート１０に所望のバンプ面状を高い精度で形成することができる。その結果、装飾性のある造形物を含む所望の造形物を良好に製造することができる。
As described above, according to the expansion device 500 according to the eighth embodiment, it is possible to suitably control the environment such as the temperature inside the housing 210. As a result, appropriate electromagnetic wave control can be realized, and a desired bump surface shape can be formed on the heat-expandable sheet 10 with high accuracy. As a result, it is possible to satisfactorily produce a desired modeled object including a decorative modeled object.
なお、実施形態１１では、トレイ２５１は、図３３に示したように、固定部材２８０によって熱膨張性シート１０の４辺を押さえ込むように構成されていた。しかしながら、本発明において、トレイ２５１は、熱膨張性シート１０を固定することができれば、４辺の全てを押さえ込まなくても良い。例えば図３７（ａ），（ｂ）に示すように、トレイ２５１は、２つの棒状の固定部材２８０によって、互いに対向する２辺を押さえ込むように構成されても良い。或いは、図３７（ｃ），（ｄ）に示すように、トレイ２５１は、２つの点状の固定部材２８０によって、互いに対向する２辺を押さえ込むように構成されても良い。このように、トレイ２５１は、熱膨張性シート１０の４辺のうちの少なくとも互いに対向する２辺を押さえ込むように構成されていても良い。
In the eleventh embodiment, as shown in FIG. 33, the tray 251 is configured to hold down the four sides of the heat-expandable sheet 10 by the fixing member 280. However, in the present invention, the tray 251 does not have to hold down all four sides as long as the heat-expandable sheet 10 can be fixed. For example, as shown in FIGS. 37 (a) and 37 (b), the tray 251 may be configured to hold down two sides facing each other by two rod-shaped fixing members 280. Alternatively, as shown in FIGS. 37 (c) and 37 (d), the tray 251 may be configured to hold down two opposite sides by two point-shaped fixing members 280. In this way, the tray 251 may be configured to hold down at least two of the four sides of the heat-expandable sheet 10 facing each other.
更に、図３８（ａ）に示すように、トレイ２５１は、４つの点状の固定部材２８０によって、熱膨張性シート１０の四隅を押さえ込むように構成されても良い。或いは、図３８（ｂ），（ｃ）に示すように、トレイ２５１は、２つの点状の固定部材２８０によって、熱膨張性シート１０の四隅のうちの互いに対向する２つの隅を押さえ込むように構成されても良い。互いに対向する２つの隅とは、長方形状の熱膨張性シート１０において対角線で結ばれる２つの隅である。このように、トレイ２５１は、熱膨張性シート１０の四隅のうちの少なくとも互いに対向する２つの隅を押さえ込むように構成されていても良い。
Further, as shown in FIG. 38 (a), the tray 251 may be configured to hold down the four corners of the heat-expandable sheet 10 by four point-shaped fixing members 280. Alternatively, as shown in FIGS. 38 (b) and 38 (c), the tray 251 presses the two opposite corners of the four corners of the heat-expandable sheet 10 by the two point-shaped fixing members 280. It may be configured. The two corners facing each other are two corners diagonally connected in the rectangular heat-expandable sheet 10. As described above, the tray 251 may be configured to press at least two of the four corners of the heat-expandable sheet 10 facing each other.
＜実施形態１２＞
次に、本発明の実施形態１２について説明する。実施形態１２において、実施形態１０，１１と同様の構成については説明を省略する。
<Embodiment 12>
Next, the twelfth embodiment of the present invention will be described. In the twelfth embodiment, the same configurations as those in the tenth and eleventh embodiments will be omitted.
実施形態１０に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０を乾燥させる乾燥処理と、熱膨張性シート１０を膨張させる膨張処理と、を実行した。また、実施形態１１に係る膨張装置５００は、熱膨張性シート１０を膨張させる膨張処理と、膨張装置５００の内部を冷却する冷却処理と、を実行した。これに対して、実施形態１２に係る膨張装置５００は、乾燥処理と、膨張処理と、冷却処理と、膨張装置５００の内部を換気する換気処理と、の４つの処理を実行する。
The expansion device 500 according to the tenth embodiment has executed a drying treatment for drying the heat-expandable sheet 10 and an expansion treatment for expanding the heat-expandable sheet 10. Further, the expansion device 500 according to the eleventh embodiment executed an expansion process for expanding the thermally expandable sheet 10 and a cooling process for cooling the inside of the expansion device 500. On the other hand, the expansion device 500 according to the twelfth embodiment executes four processes of a drying process, an expansion process, a cooling process, and a ventilation process for ventilating the inside of the expansion device 500.
図３９は、図２５に示した処理のうちのステップＳ２７における表面発泡処理を示すフローチャートである。なお、ステップＳ６４における裏面発泡処理の詳細については、表面を裏面に置き換えることによって同様に説明される。
FIG. 39 is a flowchart showing the surface foaming treatment in step S27 of the treatments shown in FIG. 25. The details of the back surface foaming treatment in step S64 will be similarly described by replacing the front surface with the back surface.
（乾燥処理）
図３９に示す表面発泡処理を開始すると、制御部２２２は、乾燥処理を実行する（ステップＳ６０１）。実施形態１２における乾燥処理は、実施形態１０における乾燥処理と同様である。ステップＳ６０１は、乾燥ステップの一例である。
(Drying process)
When the surface foaming treatment shown in FIG. 39 is started, the control unit 222 executes the drying treatment (step S601). The drying treatment in the twelfth embodiment is the same as the drying treatment in the tenth embodiment. Step S601 is an example of a drying step.
具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を点灯させて、照射部２３０に第１の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、図３０に示したように、搬送駆動部２７０を駆動させることによって、第１の強度で電磁波を照射している照射部２３０を、ホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて、第１の速度で移動させる。これにより、制御部２２２は、熱膨張性シート１０を規定の温度未満の温度に維持して、熱膨張性シート１０を乾燥させる。
Specifically, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 and causes the irradiation unit 230 to irradiate the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave of the first intensity. Then, as shown in FIG. 30, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 to irradiate the irradiation unit 230, which is irradiating the electromagnetic wave with the first intensity, from the home position PH to the terminal position P. Move toward −A at the first speed. As a result, the control unit 222 keeps the heat-expandable sheet 10 at a temperature lower than the specified temperature and dries the heat-expandable sheet 10.
（換気処理）
乾燥処理を実行した後、制御部２２２は、換気処理を実行する（ステップＳ６０２）。換気処理において、制御部２２２は、搬送駆動部２７０によって照射部２３０を移動させながら排気ファン２４０に膨張装置５００の内部を換気させる。ステップＳ６０２は、換気ステップの一例である。
(Ventilation treatment)
After executing the drying process, the control unit 222 executes the ventilation process (step S602). In the ventilation process, the control unit 222 causes the exhaust fan 240 to ventilate the inside of the expansion device 500 while moving the irradiation unit 230 by the transport drive unit 270. Step S602 is an example of a ventilation step.
乾燥処理によって、筐体２１０内の空気は、熱膨張性シート１０から蒸発した水分を含んでいる。このような筐体２１０内の水分を除去するために、制御部２２２は、乾燥処理を実行した後、排気ファン２４０を駆動させることによって、筐体２１０の内部を換気する。
Due to the drying process, the air in the housing 210 contains water evaporated from the heat-expandable sheet 10. In order to remove the moisture in the housing 210, the control unit 222 ventilates the inside of the housing 210 by driving the exhaust fan 240 after performing the drying process.
図４０に、膨張装置５００が換気処理を実行する様子を示す。換気処理において、排気ファン２４０は、乾燥処理において照射部２３０が熱膨張性シート１０に沿って移動した後の復路において、照射部２３０が移動する方向に膨張装置５００の内部の空気を送って膨張装置５００の外部に排出することで、膨張装置５００の内部を換気する。具体的に説明すると、乾燥処理の直後、照射部２３０は、膨張装置５００の手前側である終端位置Ｐ−Ａに到達している。制御部２２２は、照射部２３０に対する電源電圧の供給を止めてランプヒータ２３２を消灯させる。そして、制御部２２２は、排気ファン２４０を駆動させて、筐体２１０内の空気を外部に排気させる。制御部２２２は、排気ファン２４０に換気させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させることによって、照射部２３０を、終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる。
FIG. 40 shows how the expansion device 500 executes the ventilation process. In the ventilation process, the exhaust fan 240 expands by sending air inside the expansion device 500 in the direction in which the irradiation unit 230 moves in the return path after the irradiation unit 230 has moved along the thermally expandable sheet 10 in the drying process. The inside of the expansion device 500 is ventilated by discharging the air to the outside of the device 500. More specifically, immediately after the drying process, the irradiation unit 230 reaches the terminal position PA on the front side of the expansion device 500. The control unit 222 stops the supply of the power supply voltage to the irradiation unit 230 and turns off the lamp heater 232. Then, the control unit 222 drives the exhaust fan 240 to exhaust the air in the housing 210 to the outside. The control unit 222 moves the irradiation unit 230 from the terminal position PA toward the home position PH by driving the transport drive unit 270 while the exhaust fan 240 is ventilated.
乾燥処理では、照射部２３０がホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて移動するため、熱膨張性シート１０から蒸発した水分は、照射部２３０よりも奥側に多く含まれている。排気ファン２４０は、膨張装置５００の奥側の端部に設置されているため、照射部２３０よりも奥側に含まれる水分を効率良く除去することができる。特に、照射部２３０を手前側から奥側に向けて移動させることによって、筐体２１０内の空気を奥側に向けて送ることができるため、奥側の端部に設置された排気ファン２４０から効率良く換気することができる。
In the drying process, the irradiation unit 230 moves from the home position PH toward the terminal position PA, so that the moisture evaporated from the heat-expandable sheet 10 is contained in a larger amount on the back side than the irradiation unit 230. .. Since the exhaust fan 240 is installed at the end on the back side of the expansion device 500, the moisture contained on the back side of the irradiation unit 230 can be efficiently removed. In particular, by moving the irradiation unit 230 from the front side to the back side, the air inside the housing 210 can be sent toward the back side, so that the exhaust fan 240 installed at the end portion on the back side can be used. It can be efficiently ventilated.
（膨張処理）
換気処理を実行した後、制御部２２２は、熱膨張性シート１０を膨張させる膨張処理を実行する（ステップＳ６０３）。実施形態１２における膨張処理は、実施形態１１における膨張処理と同様である。ステップＳ６０３は、膨張ステップの一例である。
(Expansion processing)
After executing the ventilation process, the control unit 222 executes an expansion process for inflating the heat-expandable sheet 10 (step S603). The expansion treatment in the twelfth embodiment is the same as the expansion treatment in the eleventh embodiment. Step S603 is an example of an expansion step.
具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を点灯させて、照射部２３０に第２の強度の電磁波を照射させる。そして、制御部２２２は、搬送駆動部２７０を駆動させることによって、第２の強度で電磁波を照射している照射部２３０を、ホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて、第２の速度で移動させる。これにより、制御部２２２は、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を規定の温度以上に加熱して、熱膨張性シート１０を膨張させる。
Specifically, the control unit 222 turns on the lamp heater 232 and causes the irradiation unit 230 to irradiate the irradiation unit 230 with an electromagnetic wave of a second intensity. Then, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 to direct the irradiation unit 230, which is irradiating the electromagnetic wave with the second intensity, from the home position PH toward the terminal position PA, and is second. Move at the speed of. As a result, the control unit 222 heats the portion of the heat-expandable sheet 10 on which the shade image is printed to a predetermined temperature or higher to expand the heat-expandable sheet 10.
（冷却処理）
膨張処理を実行した後、制御部２２２は、冷却処理を実行する（ステップＳ６０４）。実施形態１２における冷却処理は、実施形態１１における冷却処理と同様である。ステップＳ６０４は、冷却ステップの一例である。
(Cooling process)
After executing the expansion process, the control unit 222 executes the cooling process (step S604). The cooling treatment in the twelfth embodiment is the same as the cooling treatment in the eleventh embodiment. Step S604 is an example of a cooling step.
具体的に説明すると、制御部２２２は、ランプヒータ２３２を消灯させて照射部２３０に電磁波の照射を停止させ、且つ、給気ファン２３４を駆動させる。そして、制御部２２２は、図３５に示したように、給気ファン２３４に冷却させている状態で搬送駆動部２７０を駆動させることによって、照射部２３０を、終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる。これにより、制御部２２２は、膨張処理において加熱された熱膨張性シート１０を冷却させて、熱膨張性シート１０が反ることを抑制する。
Specifically, the control unit 222 turns off the lamp heater 232 to stop the irradiation unit 230 from irradiating the electromagnetic wave, and drives the air supply fan 234. Then, as shown in FIG. 35, the control unit 222 drives the transport drive unit 270 while being cooled by the air supply fan 234 to move the irradiation unit 230 from the terminal position PA to the home position P. -Move toward H. As a result, the control unit 222 cools the heat-expandable sheet 10 heated in the expansion treatment and suppresses the heat-expandable sheet 10 from warping.
以上説明したように、実施形態１２に係る膨張装置５００は、照射部２３０をホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて移動させる際に乾燥処理を実行し、照射部２３０を終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる際に換気処理を実行し、照射部２３０をホームポジションＰ−Ｈから終端位置Ｐ−Ａに向けて移動させる際に膨張処理を実行し、照射部２３０を終端位置Ｐ−ＡからホームポジションＰ−Ｈに向けて移動させる際に冷却処理を実行する。このように、膨張装置５００は、ホームポジションＰ−Ｈと終端位置Ｐ−Ａとの間で照射部２３０を２回往復させる間に、乾燥処理と換気処理と膨張処理と冷却処理を実行するため、これら４つの処理を効率良く実行することができる。
As described above, the expansion device 500 according to the twelfth embodiment executes a drying process when moving the irradiation unit 230 from the home position PH toward the terminal position PA, and causes the irradiation unit 230 to be in the terminal position. Ventilation processing is executed when moving from PA to the home position PH, and expansion processing is executed when moving the irradiation unit 230 from the home position PH toward the terminal position PA. A cooling process is executed when the irradiation unit 230 is moved from the terminal position PA to the home position PH. As described above, the expansion device 500 executes the drying treatment, the ventilation treatment, the expansion treatment, and the cooling treatment while the irradiation unit 230 is reciprocated twice between the home position PH and the terminal position PA. , These four processes can be executed efficiently.
（変形例）
実施形態８〜１２に係る造形システム２００は、熱膨張性シート１０を用いて造形物を製造した。しかしながら、造形システム２００において、実施形態２〜６で説明した熱膨張性シート１２０〜１６０を用いて上述した同様の処理を実行して、造形物を製造することもできる。
(Modification example)
The modeling system 200 according to the eighth to twelfth embodiments produced a modeled object using the heat-expandable sheet 10. However, in the modeling system 200, the same processing as described above can be performed using the heat-expandable sheets 120 to 160 described in the second to sixth embodiments to produce a modeled object.
実施形態８〜１２において、膨張装置５００の制御部２２２は、ＣＰＵを備えており、ＣＰＵの機能によって、上述した各処理を実行した。しかし、本発明に係る膨張装置において、制御部は、ＣＰＵの代わりに、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、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、上述した各処理を実行しても良い。この場合、各処理を個別のハードウェアで実行しても良いし、各処理をまとめて単一のハードウェアで実行しても良い。また、各処理のうち、一部を専用のハードウェアによって実行し、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行しても良い。
In the 8th to 12th embodiments, the control unit 222 of the expansion device 500 includes a CPU, and each of the above-mentioned processes is executed by the function of the CPU. However, in the expansion device according to the present invention, the control unit is provided with dedicated hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or various control circuits instead of the CPU. , Dedicated hardware may perform each of the above processes. In this case, each process may be executed by individual hardware, or each process may be collectively executed by a single hardware. Further, part of each process may be executed by dedicated hardware, and the other part may be executed by software or firmware.
なお、本発明に係る機能を実現するための構成を予め備えた膨張装置として提供できることはもとより、プログラムの適用により、膨張装置を制御するコンピュータに、上記実施形態で例示した膨張装置５００による各機能構成を実現させることもできる。すなわち、上記実施形態で例示した膨張装置５００による各機能構成を実現させるためのプログラムを、既存の情報処理装置等を制御するＣＰＵ等が実行できるように適用することができる。
In addition to being able to provide an inflator equipped with a configuration for realizing the function according to the present invention in advance, each function of the inflator 500 exemplified in the above embodiment can be applied to a computer that controls the inflator by applying a program. The configuration can also be realized. That is, the program for realizing each functional configuration by the expansion device 500 exemplified in the above embodiment can be applied so that the CPU or the like that controls the existing information processing device or the like can execute the program.
このようなプログラムの適用方法は任意である。プログラムを、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して適用できる。さらに、プログラムを搬送波に重畳し、インターネットなどの通信媒体を介して適用することもできる。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）にプログラムを掲示して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳ（Operating System）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。
The method of applying such a program is arbitrary. The program can be stored and applied in a computer-readable storage medium such as a flexible disc, a CD (Compact Disc) -ROM, a DVD (Digital Versatile Disc) -ROM, or a memory card. Further, the program can be superimposed on a carrier wave and applied via a communication medium such as the Internet. For example, the program may be posted and distributed on a bulletin board system (BBS: Bulletin Board System) on a communication network. Then, by starting this program and executing it in the same manner as other application programs under the control of the OS (Operating System), the above processing may be executed.
また、上述した実施形態１では、熱膨張層１２が基材１１の一方の面に形成される構成を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、熱膨張層１２は、基材１１の他方の面（図１に示す下面）にも形成され、基材の両面に形成されることも可能である。実施形態２〜６についても同様である。
Further, in the above-described first embodiment, the configuration in which the thermal expansion layer 12 is formed on one surface of the base material 11 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the thermal expansion layer 12 is also formed on the other surface of the base material 11 (lower surface shown in FIG. 1), and can be formed on both sides of the base material. The same applies to the second to sixth embodiments.
更に、上述した実施形態１〜５では、インク受容層１３，１１３が熱膨張層上に形成される構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、基材１１，１１１の下面にも形成されてもよい。
Further, in the above-described embodiments 1 to 5, the configuration in which the ink receiving layers 13 and 113 are formed on the thermal expansion layer has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the ink receiving layers 11 and 111 may also be formed on the lower surfaces thereof. It may be formed.
上述した各実施形態は、明細書中で言及したものに限られず、任意に組み合わせることが可能である。
The above-described embodiments are not limited to those mentioned in the specification, and can be arbitrarily combined.
なお、各実施形態において用いられている図は、いずれも各実施形態を説明するためのものである。従って、熱膨張性シートの各層の厚みは任意であって、図に示されているような比率で形成されると限定して解釈されることを意図するものではない。例えば、図１では基材１１は熱膨張層１２とほぼ同じ厚みに図示されているが、基材１１が熱膨張層１２より薄くされる構成、又は熱膨張層１２より厚く形成される構成を排除するものではない。他の層についても同様である。
The figures used in each embodiment are for explaining each embodiment. Therefore, the thickness of each layer of the heat-expandable sheet is arbitrary and is not intended to be construed as being formed in the ratio as shown in the figure. For example, in FIG. 1, the base material 11 is shown to have substantially the same thickness as the thermal expansion layer 12, but the base material 11 is formed to be thinner than the thermal expansion layer 12 or thicker than the thermal expansion layer 12. It does not exclude it. The same applies to other layers.
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）
基材の一方の面上に形成され、熱に応じて膨張する熱膨張性材料を含む熱膨張層を備え、
電磁波が照射されることで生じた熱により、表面の少なくとも一部を隆起させることによって装飾性のある造形物を製造することが可能なことを特徴とする熱膨張性シート。
（付記２）
前記熱膨張層は、第１の熱膨張層と、前記第１の熱膨張層の上に設けられた第２の熱膨張層と、を備え、
前記第１の熱膨張層は、熱膨張性材料をバインダに対して第１の割合で含み、
前記第２の熱膨張層は、熱膨張性材料をバインダに対して第２の割合で含み、
前記第２の割合は、前記第１の割合と比較して小さい、
ことを特徴とする付記１に記載の熱膨張性シート。
（付記３）
前記熱膨張層は、第１の熱膨張層と、前記第１の熱膨張層の上に設けられた第２の熱膨張層と、を備え、
前記第２の熱膨張層は、白色顔料を更に含む、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の熱膨張性シート。
（付記４）
前記熱膨張層は、
熱膨張性材料をバインダに対して第３の割合で含む第３の熱膨張層と、
前記第３の熱膨張層の上に設けられ、熱膨張性材料をバインダに対して第４の割合で含む第４の熱膨張層と、を備え、
前記第３の割合は、前記第４の割合と比較して小さい、
ことを特徴とする付記１に記載の熱膨張性シート。
（付記５）
電磁波が照射されることで生じた熱により、表面の少なくとも一部を隆起させることによって装飾性のある造形物を製造することが可能な熱膨張性シートを製造する方法であって、
基材の一方の面上に、熱に応じて膨張する熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程を備える、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。
（付記６）
前記熱膨張層形成工程は、第１の熱膨張層を形成する第１の熱膨張層形成工程と、前記第１の熱膨張層の上に第２の熱膨張層を形成する第２の熱膨張層形成工程と、を備え、
前記第１の熱膨張層形成工程では、熱膨張性材料をバインダに対して第１の割合で含有させ、
前記第２の熱膨張層形成工程では、熱膨張性材料をバインダに対して第２の割合で含有させ、
前記第２の割合を、前記第１の割合と比較して小さくする、
ことを特徴とする請求項５に記載の熱膨張性シートの製造方法。
（付記７）
前記熱膨張層形成工程は、第１の熱膨張層を形成する第１の熱膨張層形成工程と、前記第１の熱膨張層の上に第２の熱膨張層を形成する第２の熱膨張層形成工程と、を備え、
前記第２の熱膨張層形成工程において、前記第２の熱膨張層中に白色顔料を含有させる、
ことを特徴とする付記５又は６に記載の熱膨張性シートの製造方法。
（付記８）
前記熱膨張層形成工程は、
熱膨張性材料をバインダに対して第３の割合で含む第３の熱膨張層を形成する工程と、
熱膨張性材料をバインダに対して第４の割合で含む第４の熱膨張層を、前記第３の熱膨張層の上に形成する工程と、を備え、
前記第３の割合を、前記第４の割合と比較して小さくする、
ことを特徴とする付記５に記載の熱膨張性シートの製造方法。
（付記９）
装飾性のある造形物の製造方法であって、
熱膨張性シートに、電磁波を熱に変換する変換層を印刷する印刷ステップと、
前記印刷ステップで前記変換層が印刷された前記熱膨張性シートと、電磁波を照射する照射手段と、を相対的に移動させながら、前記照射手段に電磁波を照射させることにより、前記熱膨張性シートを膨張させて前記造形物を製造する制御ステップと、
を含むことを特徴とする造形物の製造方法。
（付記１０）
熱膨張性シートに電磁波を照射する照射手段と、
前記熱膨張性シートと前記照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記熱膨張性シートと前記照射手段とを相対的に移動させながら前記照射手段に電磁波を照射させることにより、前記熱膨張性シートを膨張させて装飾性のある造形物を製造する制御手段と、
を備えることを特徴とする膨張装置。
（付記１１）
前記移動手段は、前記照射手段を第１の位置と第２の位置との間で往復移動させ、
筐体に固定され、当該筐体から排気する排気ファンと、
前記照射手段と共に移動し、外気を前記筐体内に給気する給気ファンと、
を更に備え、
前記排気ファンは、前記照射手段が前記第２の位置から前記第１の位置に向けて移動した後、前記第１の位置から前記第２の位置に戻されるときに前記第２の位置側から排気可能な位置に設けられている、
ことを特徴とする付記１０に記載の膨張装置。
（付記１２）
前記照射手段に送風することによって、前記照射手段を冷却する送風手段、
を更に備え、
前記制御手段は、前記熱膨張性シートを膨張させる処理において、前記照射手段に電磁波を照射させている間は、当該照射手段に向けた送風を停止する又は弱めるように前記送風手段を制御する、
ことを特徴とする付記１０又は１１に記載の膨張装置。
（付記１３）
前記熱膨張性シートは、規定の温度以上に加熱されることによって膨張し、
前記移動手段は、前記照射手段を、前記熱膨張性シートに沿って移動させ、
前記制御手段は、前記熱膨張性シートが前記規定の温度未満に維持されるように、前記移動手段によって前記照射手段を移動させながら前記照射手段に電磁波を照射させて、前記熱膨張性シートを乾燥させる乾燥処理を実行した後、前記熱膨張性シートが前記規定の温度以上に加熱されるように、前記移動手段によって前記照射手段を移動させながら前記照射手段に電磁波を照射させて、前記熱膨張性シートを膨張させる膨張処理を実行する、
ことを特徴とする付記１０から１２のいずれか１つに記載の膨張装置。
（付記１４）
熱膨張性シートが設置される設置手段、
を更に備え、
前記制御手段は、前記設置手段に設置された状態の熱膨張性シートに対して前記照射手段により電磁波を照射させることによって前記熱膨張性シートを膨張させる膨張処理を実行した後、前記熱膨張性シートが前記設置手段に設置された状態を維持したままで所定の冷却手段により前記熱膨張性シートを冷却させる冷却処理を実行する、
ことを特徴とする付記１０から１３のいずれか１つに記載の膨張装置。
（付記１５）
付記１０から１４のいずれか１つに記載の膨張装置と、
前記熱膨張性シートに、電磁波を熱に変換する変換層を印刷する印刷装置と、を備え、
前記制御手段は、前記移動手段によって前記熱膨張性シートと前記照射手段とを相対的に移動させながら、前記印刷装置によって前記変換層が印刷された前記熱膨張性シートに向けて前記照射手段に電磁波を照射させることにより、前記熱膨張性シートを膨張させて前記造形物を製造する、
ことを特徴とする造形システム。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and the present invention includes the invention described in the claims and the equivalent range thereof. included. The inventions described in the original claims of the present application are described below.
(Appendix 1)
It comprises a thermal expansion layer formed on one surface of the substrate and containing a thermally expandable material that expands in response to heat.
A heat-expandable sheet characterized in that it is possible to produce a decorative shaped object by raising at least a part of the surface by the heat generated by irradiation with electromagnetic waves.
(Appendix 2)
The thermal expansion layer includes a first thermal expansion layer and a second thermal expansion layer provided on the first thermal expansion layer.
The first heat-expanding layer contains the heat-expandable material in the first ratio with respect to the binder.
The second heat-expanding layer contains a heat-expandable material in a second ratio with respect to the binder.
The second ratio is smaller than the first ratio.
The heat-expandable sheet according to Appendix 1, wherein the heat-expandable sheet is characterized by the above.
(Appendix 3)
The thermal expansion layer includes a first thermal expansion layer and a second thermal expansion layer provided on the first thermal expansion layer.
The second thermal expansion layer further contains a white pigment.
The heat-expandable sheet according to Appendix 1 or 2, characterized in that.
(Appendix 4)
The thermal expansion layer is
A third heat-expanding layer containing a heat-expandable material at a third ratio to the binder,
A fourth thermal expansion layer, which is provided on the third thermal expansion layer and contains a thermal expansion material in a fourth ratio with respect to the binder, is provided.
The third ratio is smaller than the fourth ratio.
The heat-expandable sheet according to Appendix 1, wherein the heat-expandable sheet is characterized by the above.
(Appendix 5)
A method for producing a heat-expandable sheet capable of producing a decorative model by raising at least a part of the surface by heat generated by irradiation with electromagnetic waves.
A step of forming a thermal expansion layer for forming a thermal expansion layer containing a thermally expandable material that expands in response to heat is provided on one surface of the substrate.
A method for manufacturing a heat-expandable sheet.
(Appendix 6)
The thermal expansion layer forming step includes a first thermal expansion layer forming step of forming a first thermal expansion layer and a second heat for forming a second thermal expansion layer on the first thermal expansion layer. With an expansion layer forming step,
In the first heat-expandable layer forming step, the heat-expandable material is contained in the binder in the first ratio.
In the second thermal expansion layer forming step, the thermal expansion material is contained in the binder in a second ratio.
The second ratio is made smaller than the first ratio.
The method for manufacturing a heat-expandable sheet according to claim 5.
(Appendix 7)
The thermal expansion layer forming step includes a first thermal expansion layer forming step of forming a first thermal expansion layer and a second heat for forming a second thermal expansion layer on the first thermal expansion layer. With an expansion layer forming step,
In the second thermal expansion layer forming step, the white pigment is contained in the second thermal expansion layer.
The method for producing a heat-expandable sheet according to Appendix 5 or 6, wherein the heat-expandable sheet is manufactured.
(Appendix 8)
The thermal expansion layer forming step is
A step of forming a third heat-expanding layer containing a heat-expandable material in a third ratio with respect to the binder, and
A step of forming a fourth heat-expanding layer on the third heat-expanding layer, which comprises a heat-expandable material in a fourth ratio with respect to the binder.
The third ratio is made smaller than the fourth ratio.
The method for manufacturing a heat-expandable sheet according to Appendix 5, wherein the heat-expandable sheet is manufactured.
(Appendix 9)
It is a method of manufacturing decorative shaped objects.
A printing step that prints a conversion layer that converts electromagnetic waves into heat on a heat-expandable sheet,
By irradiating the irradiation means with an electromagnetic wave while relatively moving the heat-expandable sheet on which the conversion layer is printed and the irradiation means for irradiating the electromagnetic wave in the printing step, the heat-expandable sheet. And the control step to manufacture the modeled object by expanding
A method for manufacturing a modeled object, which comprises.
(Appendix 10)
Irradiation means for irradiating the heat-expandable sheet with electromagnetic waves,
A moving means for relatively moving the heat-expandable sheet and the irradiation means,
By irradiating the irradiation means with electromagnetic waves while relatively moving the heat-expandable sheet and the irradiation means by the moving means, the heat-expandable sheet is expanded to produce a decorative shaped object. Control means and
An inflator, characterized in that it comprises.
(Appendix 11)
The moving means reciprocates the irradiation means between the first position and the second position.
An exhaust fan that is fixed to the housing and exhausts from the housing,
An air supply fan that moves together with the irradiation means and supplies outside air into the housing.
Further prepare
The exhaust fan is from the second position side when the irradiation means is moved from the second position toward the first position and then returned from the first position to the second position. It is installed in a position where it can be exhausted,
The expansion device according to Appendix 10, wherein the expansion device is characterized in that.
(Appendix 12)
Blower means for cooling the irradiation means by blowing air to the irradiation means,
Further prepare
In the process of expanding the heat-expandable sheet, the control means controls the ventilation means so as to stop or weaken the ventilation toward the irradiation means while the irradiation means is irradiated with electromagnetic waves.
The inflator according to Appendix 10 or 11, wherein the inflator is characterized by the above.
(Appendix 13)
The heat-expandable sheet expands by being heated to a specified temperature or higher, and the heat-expandable sheet expands.
The moving means moves the irradiation means along the heat-expandable sheet.
The control means irradiates the irradiation means with an electromagnetic wave while moving the irradiation means by the moving means so that the heat-expandable sheet is maintained at a temperature lower than the specified temperature. After performing the drying treatment for drying, the irradiation means is irradiated with an electromagnetic wave while the irradiation means is moved by the moving means so that the heat-expandable sheet is heated to the specified temperature or higher, and the heat is generated. Performing an expansion process to inflate the inflatable sheet,
The inflator according to any one of Supplementary Provisions 10 to 12, characterized in that.
(Appendix 14)
Installation means on which the heat-expandable sheet is installed,
Further prepare
The control means performs an expansion process for expanding the heat-expandable sheet by irradiating the heat-expandable sheet installed in the installation means with an electromagnetic wave by the irradiation means, and then the heat-expandable sheet. A cooling process for cooling the heat-expandable sheet by a predetermined cooling means is executed while the sheet is maintained in the state of being installed in the installation means.
The inflator according to any one of the appendices 10 to 13, wherein the inflator is characterized by the above.
(Appendix 15)
The inflator according to any one of the appendices 10 to 14,
The heat-expandable sheet is provided with a printing device for printing a conversion layer that converts electromagnetic waves into heat.
The control means makes the heat-expandable sheet and the irradiation means relatively move by the moving means, and the irradiation means is directed toward the heat-expandable sheet on which the conversion layer is printed by the printing device. By irradiating with an electromagnetic wave, the heat-expandable sheet is expanded to manufacture the modeled object.
A modeling system characterized by that.