(57)【要約】【課題】両面加熱の際に安定した立体画像を形成する。【解決手段】立体画像形成システム１は、熱膨張性シート７を搬送させながら、ランプヒータ４４により熱膨張性シート７に光を照射することで熱膨張性シート７に立体画像を形成する。ランプヒータ４４により一方の面に光を照射するように設定された熱膨張性シート７を、第１の搬送速度で搬送させる第１搬送制御手段と、この第１搬送制御手段による搬送の後、ランプヒータ４４により他方の面に光を照射するように設定された熱膨張性シート７を、第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２搬送制御手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する立体画像形成システムであって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１搬送制御手段と、
前記第１搬送制御手段による搬送の後、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
【請求項２】
前記第２搬送制御手段は、前記第１搬送制御手段による搬送の終了から当該第２搬送制御手段による搬送の開始までの経過時間がゼロに近いほど、前記第２の搬送速度を上げて前記熱膨張性シートを搬送させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体画像形成システム。
【請求項３】
大気の湿度を計測する湿度計測手段を更に備え、
前記湿度計測手段で計測した湿度が所定の湿度より高い場合は、当該所定の湿度での前記第２の搬送速度より速い速度を前記第２の搬送速度として設定し、
前記湿度計測手段で計測した測定した湿度が前記所定の湿度より低い場合は、当該所定の湿度での前記第２の搬送速度より遅い速度を前記第２の搬送速度として設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の立体画像形成システム。
【請求項４】
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する際の熱膨張性シート搬送方法であって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１ステップと、
前記第１ステップによる搬送の後、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２ステップと、
を備えることを特徴とする熱膨張性シート搬送方法。
【請求項５】
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する立体画像形成システムであって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１搬送制御手段と、
前記第１搬送制御手段による搬送の後、前記熱膨張性シートの表裏を反転する反転手段と、
前記反転手段により表裏が反転された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
【請求項６】
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する際の熱膨張性シート搬送方法であって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１ステップと、
前記熱膨張性シートの表裏を反転する反転ステップと、
前記反転ステップにより表裏が反転され、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２ステップと、
を備えることを特徴とする熱膨張性シート搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像形成システムおよび熱膨張性シート搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸収した熱量に応じて膨張する膨張層を一方の面上に有する媒体（例えば、熱膨張性シート）上に、電磁波を熱に変換する電磁波熱変換層を印刷により形成し、膨張層のうち媒体に電磁波熱変換層が形成された部位を電磁波の照射によって膨張させて盛り上げることにより、立体画像を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１，２では、熱膨張性シートの裏面に電磁波を熱に変換する濃淡画像（電磁波熱変換層）を形成して、この熱膨張性シートの裏面から光を照射していた。しかし、熱膨張性シートの基材を介して膨張層を加熱する際、この基材を介して熱が拡散するため、細かいパターンを形成することができなかった。
【０００４】
そこで、細かいパターンを熱膨張性シートの表面に、粗いパターンを裏面に形成したのち、熱膨張性シートの表面と裏面にそれぞれ光を照射する方法が発明された。基材を介さずに膨張層を直接に加熱するので、熱は拡散しない。これにより、細かなパターンを有する立体画像を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−２８６６０号公報
【特許文献２】特開２００１−１５０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように細かいパターンと粗いパターンを形成する為には、熱膨張性シートの表面への加熱と裏面への加熱とが必要である。１回目の加熱により熱膨張性シートの水分量が減少するため、２回目の加熱により立体画像の高さが変動するという問題がある。
【０００７】
更に、１回目の加熱で熱膨張性シートの水分量が減少したのち、２回目の加熱までの待ち時間によって大気中の湿気を吸収して水分量が増加し、熱膨張性シートが熱膨張しにくくなるおそれがある。つまり１回目の加熱から２回目の加熱までの経過時間により、立体画像の高さが変動するという問題がある。
【０００８】
本発明の課題は、両面加熱の際に安定した立体画像を形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の立体画像形成システムは、
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する立体画像形成システムであって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１搬送制御手段と、
前記第１搬送制御手段による搬送の後、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２搬送制御手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、両面加熱の際に安定した立体画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態における立体画像形成システムを示す概略の構成図である。
【図２】加熱搬送処理の一例を示す図である。
【図３】経過時間とアップ率との関係を示すグラフである。
【図４】搬送前の熱膨張性シートを示す断面図である。
【図５】１回目の搬送後の熱膨張性シートを示す断面図である。
【図６】２回目の搬送後の熱膨張性シートを示す断面図である。
【図７】第２の実施形態における立体画像形成システムを示す概略の構成図である。
【図８】加熱搬送処理の一例を示す図である。
【図９】経過時間とアップ率との関係を示すグラフである。
【図１０】第３の実施形態における立体画像形成システムを示す概略の構成図である。
【図１１】加熱搬送処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
《第１の実施形態》
第１の実施形態の立体画像形成システムにおいて、濃淡画像が両面に印刷された熱膨張性シートが、表面と裏面の２回連続して挿入され、搬送されながら光が照射される。これにより、立体画像が形成される。この２回目の光照射において、光照射装置は、熱膨張性シート（用紙）の搬送速度を１回目の搬送速度よりもアップさせている。これは１回目の加熱で熱膨張性シートの水分量が減少して、熱膨張性シートが熱膨張しやすくなっているためである。
【００１３】
更に表面側の光照射終了後から裏面側の光照射開始までの時間が変化した場合であっても、立体画像形成システムは、熱膨張の高さが所望の値になるように、その時間の変化に応じて２回目の搬送速度を変化させる。これは１回目の加熱で熱膨張性シートの水分量が減少したのち、２回目の加熱までの待ち時間によって、熱膨張性シートが大気中の湿気を吸収して水分量が増加するためである。水分量が増加するにつれ、熱膨張性シートは次第に熱膨張しにくくなる。この第１の実施形態の詳細について、以下の図１から図６により詳細に説明する。
【００１４】
図１は、第１の実施形態における立体画像形成システム１を示す概略の構成図である。
図１に示すように、立体画像形成システム１は、タッチパネルディスプレイ２、コンピュータ３、光照射ユニット４を備えている。
【００１５】
コンピュータ３は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）や記憶手段を備え、光照射ユニット４を制御する。
タッチパネルディスプレイ２は、タッチパネルに液晶表示パネルが張り合わされて構成され、このコンピュータ３の操作に用いられる。
【００１６】
光照射ユニット４は、熱膨張性シート７を搬送しながら、この熱膨張性シート７に可視光および近赤外光を照射し、カーボンブラックによる濃淡画像（電磁波熱変換層）が形成されている部分に熱を発生させるものである。この光照射ユニット４は、光照射制御回路４１、冷却ファン４２、温度センサ４３、ランプヒータ４４、反射板４４１、バーコードリーダ４５、鏡４５１の各部を備える。
【００１７】
光照射制御回路４１は、例えば不図示のＣＰＵとメモリとを備え、コンピュータ３の指示に基づき、この光照射ユニット４を統括制御する。光照射制御回路４１は、バーコードリーダ４５・入口センサ４６・出口センサ４７からの入力信号に基づき、冷却ファン４２およびモータ４８を制御する。光照射制御回路４１は更に、温度センサ４３からの入力信号に基づき、ランプヒータ４４を制御する。光照射制御回路４１は、ランプヒータ４４により一方の面に光を照射するように設定された熱膨張性シート７を、第１の搬送速度（Ｖ１）で搬送させる第１搬送制御手段である。光照射制御回路４１は、その後、ランプヒータ４４により他方の面に光を照射するように設定された熱膨張性シート７を、第１の搬送速度（Ｖ１）より速い第２の搬送速度（Ｖ２）で搬送させる第２搬送制御手段である。
【００１８】
冷却ファン４２は、反射板４４１を空気冷却する。温度センサ４３は、反射板４４１の温度を計測する。反射板４４１は、ランプヒータ４４において発生した可視光および近赤外光を反射する。ランプヒータ４４と反射板４４１は、可視光および近赤外光を発生して、熱膨張性シート７に可視光や近赤外光を照射する光照射手段である。
【００１９】
バーコードリーダ４５は、熱膨張性シート７の裏面端部に印刷されたバーコードを読み取る。鏡４５１は、熱膨張性シート７の裏側が上方向を向くようにセットされているとき、この熱膨張性シート７のバーコードを反射して、バーコードリーダ４５から読み取れるようにする。バーコードリーダ４５がバーコードを読み取る位置により、熱膨張性シート７の表面と裏面とを判別することができる。
【００２０】
光照射ユニット４は、一点鎖線で示す搬送路６に沿って、給紙部５０、入口センサ４６、挿入ローラ５１，５２、下ガイド５５、上ガイド５６、排出ローラ５３，５４、出口センサ４７を備え、更にモータ４８を備える。
【００２１】
給紙部５０は、熱膨張性シート７がセットされる部位である。この給紙部５０に熱膨張性シート７がセットされて光照射が指示されると、光照射ユニット４は、熱膨張性シート７の搬送と光照射とを開始する。この搬送は、給紙部５０が備える不図示の搬送機構によって開始される。
【００２２】
入口センサ４６は、熱膨張性シート７の前端が挿入ローラ５１，５２の直前に到達したことと、熱膨張性シート７の後端が挿入ローラ５１，５２の直前に到達したことを検知する。
【００２３】
挿入ローラ５１，５２は、それぞれ搬送路６の左右に分かれて設けられ、熱膨張性シート７の端部を上下から挟み込んで搬送する。これら挿入ローラ５１，５２は、モータ４８によって駆動される。下ガイド５５と上ガイド５６とは、格子状であり、搬送路６の下と上から熱膨張性シート７をガイドするなお、上ガイド５６は、熱膨張性シート７に強い影を落とさないように、斜め方向に設けられている。これによりランプヒータ４４の直下において、上ガイド５６と熱膨張性シート７とは所定距離だけ離れているので、強い影を落とすことはない。
【００２４】
排出ローラ５３，５４は、熱膨張性シート７を上下から挟み込んで搬送する。これら排出ローラ５３，５４も、モータ４８によって駆動される。
【００２５】
出口センサ４７は、熱膨張性シート７の前端が排出ローラ５３，５４から排出されたことや、熱膨張性シート７の後端が排出ローラ５３，５４から排出されたことを検知する。
【００２６】
なお、第１の実施形態では、熱膨張性シート７の表面を光照射したのち、オペレータが熱膨張性シート７の裏面を上にしてセットして光照射する。これにより、熱膨張性シート７の両面に光照射することができる。
【００２７】
この立体画像形成システム１は、例えば以下のように動作する。
図２は、加熱搬送処理の一例を示す図である。
最初、オペレータは、熱膨張性シート７（用紙）を給紙部５０にセットし（ステップＳ１０）、タッチパネルディスプレイ２に表示されているスタートボタン（不図示）を押下（タップ）する（ステップＳ１１）。これにより第１回目の搬送が開始する。このときの熱膨張性シート７の断面図を、後記する図４に示す。
【００２８】
光照射制御回路４１は、バーコードリーダ４５により熱膨張性シート７の表裏を判別する（ステップＳ１２）。光照射制御回路４１は、熱膨張性シート７の裏面が上を向くように設定されているならば、標準速度Ｖ１で搬送しながらランプヒータ４４で光照射し、この熱膨張性シート７を加熱する（ステップＳ１３）。これにより、立体画像が形成される。この処理は、裏面だけに濃淡画像が形成されている場合のものである。
【００２９】
光照射制御回路４１は、熱膨張性シート７の表面が上を向くように設定されているならば（ステップＳ１２→表面）、標準速度Ｖ１で搬送しながらランプヒータ４４で光照射し、この熱膨張性シート７を加熱する（ステップＳ１４）。これにより、細かなパターンで構成された立体画像が形成される。このときの熱膨張性シート７の断面図を、後記する図５に示す。このステップＳ１４の処理は、ランプヒータ４４により一方の面に光を照射するように設定された熱膨張性シート７を、第１の搬送速度（Ｖ１）で搬送させる処理である。
【００３０】
ステップＳ１４の加熱搬送が終了すると、光照射制御回路４１は、経過時間のカウントを開始し（ステップＳ１５）、熱膨張性シート７の裏面への光照射のガイダンス画面（不図示）をタッチパネルディスプレイ２に表示する。
【００３１】
オペレータは、熱膨張性シート７の裏面に濃淡画面が印刷されているか判断する。オペレータは、熱膨張性シート７の裏面に何も印刷されていないならば（ステップＳ１６→Ｎｏ）、タッチパネルディスプレイ２上のスキップボタン（不図示）を押下（タップ）して。加熱搬送処理を終了する。
【００３２】
オペレータは、熱膨張性シート７の裏面に濃淡画像が印刷されていたならば（ステップＳ１６→Ｙｅｓ）、熱膨張性シート７（用紙）の裏面が上を向くように給紙部５０にセットする（ステップＳ１８）。オペレータは更に、タッチパネルディスプレイ２に表示されているスタートボタン（不図示）を押下（タップ）する（ステップＳ１９）。これにより第２回目の搬送が開始する。
【００３３】
光照射制御回路４１は、第１回目の搬送終了からの経過時間に応じてアップ率を判定している（ステップＳ２０）。このときの経過時間とアップ率との関係を、図３のグラフに示している。光照射制御回路４１は、ステップＳ１４における１回目の搬送の終了から、この２回目の搬送の開始までの経過時間に応じてアップ率を算出する。このアップ率は、２回目の搬送における第２の搬送速度に対応している。
【００３４】
光照射制御回路４１は、標準速度Ｖ１をアップ率で補正した速度Ｖ２で搬送しながらランプヒータ４４で光照射し、この熱膨張性シート７を加熱する（ステップＳ２１）。これにより、立体画像を構成する粗いパターンが形成される。このステップＳ２１の処理は、ステップＳ１４の搬送の後、ランプヒータ４４により他方の面に光を照射するように設定された熱膨張性シート７を、第１の搬送速度（Ｖ１）より速い第２の搬送速度（Ｖ２）で搬送させる処理である。
【００３５】
２回目の搬送では標準速度Ｖ１をアップ率で補正した速度Ｖ２で搬送し、加熱時間を短縮しているので、光照射制御回路４１は、１回目の加熱搬送によって熱膨張性シート７の水分量が減少する影響を相殺することができる。光照射制御回路４１は更に、経過時間に応じてアップ率を算出しているので、熱膨張性シート７が大気中の湿気を吸収して水分量が増加する影響を相殺することができる。よって、形成された立体画像の高さを安定させることができる。なお、本実施形態において大気中の湿気は、所定値（平均値）であることが仮定されている。
ステップＳ２１の処理が終了すると、図２の加熱搬送処理が終了する。なお、このときの熱膨張性シート７の断面図を、後記する図６に示す。
【００３６】
第１の実施形態の立体画像形成システム１によれば、熱膨張性シート７の片面に濃淡画像を印刷して１回の加熱を実施する場合と、両面に濃淡画像を印刷して２回の加熱を実施する場合の両方で、安定した立体画像が形成できる。立体画像形成システム１によれば更に、１回目の加熱後に熱膨張性シート７が放置されて大気の水分を吸収した場合でも、放置された時間によって加熱搬送速度を変えることで、安定した立体画像を形成できる。
【００３７】
図３は、経過時間とアップ率との関係を示すグラフである。
第１回目の搬送終了時は、このグラフの経過時間ゼロに相当する。このとき、第１回目の加熱搬送によって熱膨張性シート７の水分量が減少しているので、その影響を相殺するためにアップ率は最も高くなる。その後、経過時間に応じて熱膨張性シート７の水分量が増加し、アップ率は次第に減少する。経過時間が極めて大きくなると、熱膨張性シート７は大気中の水分を吸わなくなる。このときのアップ率はＲｍに収束する。
【００３８】
図４は、搬送前の熱膨張性シート７Ａを示す断面図である。
図４に示す熱膨張性シート７Ａは、基材７１と発泡樹脂層７２とインク受容層７３とが順に積層されている。
基材７１は、紙、キャンバス地などの布、プラスチックなどのパネル材などからなり、材質は特に限定されるものではない。
【００３９】
発泡樹脂層７２には、基材７１上に設けられた熱可塑性樹脂であるバインダ内に熱発泡剤（熱膨張性マイクロカプセル）が分散配置されている。これにより、発泡樹脂層７２は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する。
【００４０】
インク受容層７３は、発泡樹脂層７２の上面全体を覆うように、例えば、１０μｍの厚さに形成されている。インク受容層７３は、インクジェット方式のプリンタに用いられる印刷用のインク、レーザ方式のプリンタに用いられる印刷用のトナー、ボールペンや万年筆のインク、鉛筆の黒鉛などを受容して、その表面に定着させるために好適な材料で構成される。
【００４１】
熱膨張性シート７Ａは更に、表面（インク受容層７３側）に電磁波熱変換層７４とカラーインク層７５ａ，７５ｂが印刷され、裏面（基材７１側）に電磁波熱変換層７６が印刷されている。電磁波熱変換層７４，７６は、例えばカーボンブラックを含むインクで印刷された層であり、可視光や近赤外光（電磁波）を熱に変換する。また、カラーインク層７５ａ，７５ｂは、シアン・マゼンタ・イエローなどのインクで印刷された画像層の一例である。
【００４２】
熱膨張性シート７Ａは、発泡樹脂層７２を加熱により膨張させる前の状態なので、この発泡樹脂層７２の厚さは一様である。熱膨張性シート７Ａは、図１に示すように、光照射ユニット４の給紙部５０に、電磁波熱変換層７４が印刷されたインク受容層７３を上に向けてセットされる。そののち熱膨張性シート７Ａは、搬送路６で可視光や近赤外光（電磁波）を照射されることで発泡樹脂層７２が加熱により膨張し、図５に示した熱膨張性シート７Ｂが形成される。
【００４３】
図５は、１回目の搬送後の熱膨張性シート７Ｂを示す断面図である。
電磁波熱変換層７４は、第１回目の搬送において、図の上側から光の照射を受けて熱に変換する、この電磁波熱変換層７４は、熱膨張性シート７に細かな立体パターンを形成するために設けられている。この電磁波熱変換層７４の直下の発泡樹脂層７２は、熱を受けて発泡膨張する。インク受容層７３、電磁波熱変換層７４、カラーインク層７５ｂは、それぞれ伸縮性を有し、発泡樹脂層７２の発泡膨張に追従して変形する。このようにして熱膨張性シート７Ｂが形成される。
【００４４】
なお、これらの層間に隙間が生じると、電磁波熱変換層７４から発泡樹脂層７２への熱伝導量が抑制されるおそれがある。
【００４５】
この熱膨張性シート７Ｂは更に、光照射ユニット４の給紙部５０に、電磁波熱変換層７６が印刷された基材７１を上に向けてセットされたのち、搬送路６で可視光や近赤外光（電磁波）を照射されることで発泡樹脂層７２が加熱により膨張し、図６に示した熱膨張性シート７Ｃが形成される。熱膨張性シート７Ｂは、１回目の加熱により、熱膨張性シート７Ａよりも用紙の水分量が減少している。この熱膨張性シート７Ｂの２回目の加熱は、その水分減少を見込んで、加熱における搬送速度を上げている。更に１回目の加熱終了から２回目の加熱までの経過時間により、２回目の加熱における搬送速度を変化させている。
【００４６】
図６は、２回目の搬送後の熱膨張性シート７Ｃを示す断面図である。
電磁波熱変換層７６は、第２回目の搬送において、図の下側から光の照射を受けて熱に変換する、この電磁波熱変換層７６は、粗い立体パターンを形成するために設けられている。この電磁波熱変換層７６の近傍の発泡樹脂層７２は、熱を受けて発泡膨張する。インク受容層７３、電磁波熱変換層７４、カラーインク層７５ａは、それぞれ伸縮性を有し、発泡樹脂層７２の発泡膨張に追従して変形する。このようにして、立体画像を含む熱膨張性シート７Ｃが形成される。
【００４７】
なお、図４から図６に示した熱膨張性シート７Ａ〜７Ｃは、表面側の電磁波熱変換層７４と裏面側の電磁波熱変換層７６に対して２回の加熱が実施されている。しかし、裏面側の電磁波熱変換層７６のみが印刷された熱膨張性シート７に対しても、用紙の水分量の変化を防ぐ手段として２回の加熱は有効である。
【００４８】
密閉袋より熱膨張性シート７を取出して濃淡画像からなる電磁波熱変換層７６を印刷後、直ぐに加熱発泡させる場合には、標準加熱モードで加熱してもよい。しかし、密閉袋より熱膨張性シート７を取出して放置しておいた場合、環境湿度により熱膨張性シート７の水分量が変化する。その為、熱膨張性シート７の表面に濃淡画像からなる電磁波熱変換層７４が印刷されていなくても、表面と裏面に対して２回の加熱を実施することで、熱膨張性シート７を乾燥させて、その水分量を所定範囲とすることができる。よって、両面加熱の際に安定した立体画像を形成することができる。
【００４９】
《第２の実施形態》
第２の実施形態の立体画像形成システムは、湿度センサにより大気の湿度を検知して、２回目の搬送速度を変化させるものである。これにより、湿度に関わらず安定した立体画像を形成することができる。この第２の実施形態の詳細について、以下の図７から図９により詳細に説明する。
【００５０】
図７は、第２の実施形態における立体画像形成システム１Ａを示す概略の構成図である。図１に示した第１の実施形態の立体画像形成システム１と同一の構成には、同一の符号を付与している。
第２の実施形態の立体画像形成システム１Ａは、第１の実施形態の光照射ユニット４（図１参照）とは異なる光照射ユニット４Ａを備えている。この光照射ユニット４Ａは、第１の実施形態の光照射ユニット４（図１参照）と同様な構成に加えて、湿度センサ４９を備えている。この湿度センサ４９は、大気の湿度を計測する湿度計測手段である。光照射制御回路４１は、この湿度センサ４９に接続されている。それ以外は、第１の実施形態の立体画像形成システム１と同様に構成されている。
【００５１】
図８は、加熱搬送処理の一例を示す図である。
図８のステップＳ１０〜Ｓ１９の処理は、図２に示したステップＳ１０〜Ｓ１９の処理と同様である。ステップＳ２０Ａにおいて、光照射制御回路４１は、現在の湿度と、第１回目の搬送終了からの経過時間に応じてアップ率を判定している。このときの経過時間とアップ率との関係を図９に示している。
【００５２】
光照射制御回路４１は、標準速度Ｖ１をアップ率で補正した速度Ｖ２で搬送しながらランプヒータ４４で光照射し、この熱膨張性シート７を加熱する（ステップＳ２１）。これにより、立体画像を構成する粗いパターンが形成される。標準速度Ｖ１をアップ率で補正した速度Ｖ２で搬送しているので、光照射制御回路４１は、１回目の加熱搬送によって熱膨張性シート７の水分量が減少する影響を相殺することができる。光照射制御回路４１は更に、大気の湿度と経過時間に応じてアップ率を判定しているので、熱膨張性シート７が、この大気中の湿気を吸収して水分量が増加する影響を相殺することができる。よって、形成された立体画像の高さを安定させることができる。
【００５３】
図９は、経過時間とアップ率との関係を示すグラフである。
第１回目の搬送終了時は、このグラフの経過時間ゼロに相当する。このとき、第１回目の加熱搬送によって熱膨張性シート７の水分量が減少しているので、その影響を相殺するためにアップ率は最も高くなる。その後、経過時間に応じて熱膨張性シート７の水分量が増加し、アップ率は次第に減少する。経過時間が極めて大きくなると、熱膨張性シート７は大気中の水分を吸わなくなる。このときのアップ率は、大気の湿度に応じた値に収束する。
【００５４】
アップ率Ｒ０は、例えば雨天など湿度が高い環境に、極めて長時間に亘ってシートを放置したときのアップ率である。グラフでは、このような環境におけるアップ率の推移を一点鎖線で示している。
アップ率Ｒ１は、例えば湿度が標準である環境に、長時間に亘ってシートを放置したときのアップ率である。グラフでは、このような環境におけるアップ率の推移を実線で示している。
アップ率Ｒ２は、例えば乾燥した環境に、長時間に亘ってシートを放置したときのアップ率である。グラフでは、このような環境におけるアップ率の推移を破線で示している。
【００５５】
《第３の実施形態》
第３の実施形態の立体画像形成システムは、用紙反転機構により２回の搬送を行うものである。これにより、オペレータが用紙を設定する手間は１度でよく、作業が効率化される。この第３の実施形態の詳細について、以下の図１０と図１１により詳細に説明する。
【００５６】
図１０は、第３の実施形態における立体画像形成システム１Ｂを示す概略の構成図である。図１に示した第１の実施形態の立体画像形成システム１と同一の構成には、同一の符号を付与している。
【００５７】
第３の実施形態の立体画像形成システム１Ｂは、第１の実施形態の光照射ユニット４（図１参照）とは異なる光照射ユニット４Ｂを備えている。この光照射ユニット４Ｂは、第１の実施形態の光照射ユニット４（図１参照）と同様な構成に加えて、用紙反転機構５７を備え、更に第１の実施形態とは異なる上ガイド５６Ｂを備えている。この用紙反転機構５７は、熱膨張性シート７を反転して戻す機構である。光照射制御回路４１は、この用紙反転機構５７を制御する。上ガイド５６Ｂは、山形であり、ランプヒータ４４の直下において最も搬送路６から離れている。これにより、左右どちらの方向の搬送にも対応可能である。それ以外は、第１の実施形態の立体画像形成システム１と同様に構成されている。
【００５８】
図１１は、加熱搬送処理の一例を示す図である。
最初、オペレータは、熱膨張性シート７（用紙）を給紙部５０にセットし（ステップＳ３０）、タッチパネルディスプレイ２に表示されているスタートボタン（不図示）を押下（タップ）する（ステップＳ３１）。これにより第１回目の搬送が開始する。このときの熱膨張性シート７の断面図は、図４に示している。
【００５９】
光照射制御回路４１は、バーコードリーダ４５により熱膨張性シート７の表裏を判別する（ステップＳ３２）。光照射制御回路４１は、熱膨張性シート７の裏面が上を向くように設定されているならば、タッチパネルディスプレイ２上にエラーを表示して警告し（ステップＳ３３）、図１１の処理を終了する。
【００６０】
光照射制御回路４１は、熱膨張性シート７の表面が上を向くように設定されているならば、標準速度で搬送しながらランプヒータ４４で光照射し、この熱膨張性シート７を加熱する（ステップＳ３４）。これにより、表面側の加熱が行われるので熱膨張性シート７は乾燥する。更に熱膨張性シート７に濃淡画像が印刷されていれば、この熱膨張性シート７の表面に濃淡画像に応じた立体画像が形成される。このときの熱膨張性シート７の断面図は、図５に示している。
【００６１】
ステップＳ３４の加熱搬送が終了すると、光照射制御回路４１は、用紙反転機構５７により熱膨張性シート７の表と裏とを反転したのち（ステップＳ３５）、アップ率を所定値とする（ステップＳ３６）。用紙反転機構５７による熱膨張性シート７の表裏反転にかかる時間は一意に決定されるため、アップ率も一意に決定される。用紙反転機構５７により熱膨張性シート７を表裏反転しているので、オペレータによるミスを防止することができる。
【００６２】
光照射制御回路４１は、標準速度をアップ率で補正した速度で逆方向に搬送しながらランプヒータ４４で光照射し、この熱膨張性シート７を加熱する（ステップＳ３７）。これにより、立体画像を構成する粗いパターンが形成される。標準速度をアップ率で補正しているので、光照射制御回路４１は、１回目の加熱搬送によって熱膨張性シート７の水分量が減少する影響を相殺することができる。
ステップＳ３７の処理が終了すると、図１１の加熱搬送処理が終了する。なお、このときの熱膨張性シート７の断面図を、図６に示している。
【００６３】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
（ａ）  光照射ユニット４の構成は、図１・図７・図１０に示した例に限定されない。例えば、ランプヒータ４４を搬送路６の下側に設けていてもよい。
【００６４】
（ｂ）  この立体画像形成システム１の操作は、タッチパネルディスプレイ２による操作に限定されず、ボタン・マウス・トラックボールなど任意の入力装置を介して操作してもよい。
（ｃ）  熱膨張性シート７の表裏判定は、バーコードリーダと鏡による判定に限定されず、任意の判定方式であってもよい。
【００６５】
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
《請求項１》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する立体画像形成システムであって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１搬送制御手段と、
前記第１搬送制御手段による搬送の後、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
《請求項２》
前記第２搬送制御手段は、前記第１搬送制御手段による搬送の終了から当該第２搬送制御手段による搬送の開始までの経過時間に応じて前記第２の搬送速度を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体画像形成システム。
《請求項３》
大気の湿度を計測する湿度計測手段を更に備え、
前記第２搬送制御手段は、前記第１搬送制御手段による搬送の終了から当該第２搬送制御手段による搬送の開始までの経過時間、および前記湿度計測手段が計測した湿度に応じて前記第２の搬送速度を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体画像形成システム。
《請求項４》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する際の熱膨張性シート搬送方法であって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１ステップと、
前記第１ステップによる搬送の後、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２ステップと、
を備えることを特徴とする熱膨張性シート搬送方法。
《請求項５》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する立体画像形成システムであって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１搬送制御手段と、
前記第１搬送制御手段による搬送の後、前記熱膨張性シートの表裏を反転する反転手段と、
前記反転手段により表裏が反転された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
《請求項６》
熱膨張性シートを搬送させながら、光照射手段により前記熱膨張性シートに光を照射することで前記熱膨張性シートに立体画像を形成する際の熱膨張性シート搬送方法であって、
前記光照射手段により一方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、第１の搬送速度で搬送させる第１ステップと、
前記熱膨張性シートの表裏を反転する反転ステップと、
前記反転ステップにより表裏が反転され、前記光照射手段により他方の面に光を照射するように設定された前記熱膨張性シートを、前記第１の搬送速度より速い第２の搬送速度で搬送させる第２ステップと、
を備えることを特徴とする熱膨張性シート搬送方法。
【符号の説明】
【００６６】
１  立体画像形成システム
２  タッチパネルディスプレイ
３  コンピュータ
４  光照射ユニット
４Ａ  光照射ユニット
４Ｂ  光照射ユニット
４１  光照射制御回路  （第１搬送制御手段・第２搬送制御手段）
４２  冷却ファン
４３  温度センサ
４４  ランプヒータ  （光照射手段の一部）
４４１  反射板  （光照射手段の一部）
４５  バーコードリーダ
４５１  鏡
４６  入口センサ
４７  出口センサ
４８  モータ
４９  湿度センサ  （湿度計測手段）
５０  給紙部
５１，５２  挿入ローラ
５３，５４  排出ローラ
５５  下ガイド
５６  上ガイド
５６Ｂ  上ガイド
５７  用紙反転機構  （反転手段）
７  熱膨張性シート
７１  基材
７２  発泡樹脂層
７３  インク受容層
７４  電磁波熱変換層
７５ａ  カラーインク層
７５ｂ  カラーインク層
７６  電磁波熱変換層
【図１】
2020128096.tif 000003
【図２】
2020128096.tif 000004
【図３】
2020128096.tif 000005
【図４】
2020128096.tif 000006
【図５】
2020128096.tif 000007
【図６】
2020128096.tif 000008
【図７】
2020128096.tif 000009
【図８】
2020128096.tif 000010
【図９】
2020128096.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2020128096.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月16日(2020.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートに電磁波を照射する照射部と、
前記一方の面に前記電磁波を照射する第１の膨張処理と、当該第１膨張処理後に前記熱膨張性シートの他方の面に当該電磁波を照射する第２の膨張処理と、を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２の膨張処理における前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、前記第１膨張処理時のエネルギー量よりも低く設定する、
ことを特徴とする照射ユニット。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の膨張処理後から前記第２の膨張処理開始までの時間がゼロに近いほど、当該第２の膨張処理における前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、当該第１の膨張処理時のエネルギー量よりも低く設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の照射ユニット。
【請求項３】
前記熱膨張性シートの前記熱膨張層が上を向くように前記熱膨張性シートが置かれている場合に前記第１の膨張処理を実行し、
前記制御部は、前記第１の膨張処理後に前記第２の膨張処理が開始されるまでの前記時間をカウントする、
ことを特徴とする請求項２に記載の照射ユニット。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１の膨張処理において、第１の速度で前記熱膨張性シートを搬送し、
前記第２の膨張処理において、前記第１の速度より速い第２の速度で前記熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照射ユニット。
【請求項５】
前記制御部は、前記電磁波を吸収して熱に変換する熱変換層が前記熱膨張性シートの前記他方の面に形成されている場合に前記第２の膨張処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照射ユニット。
【請求項６】
前記熱膨張性シートを反転させる反転部を備え、
前記制御部は、前記第２の膨張処理において、前記第１の膨張処理後に前記反転部で前記熱膨張性シートを反転させた後に、当該第１の膨張処理の搬送方向とは逆の方向に当該熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の照射ユニット。
【請求項７】
前記制御部は、前記熱膨張性シートの前記熱膨張層が載置面に対向するように置かれている場合に、前記熱膨張性シートの他方の面に当該電磁波を照射する第３の膨張処理又は警告処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照射ユニット。
【請求項８】
一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートに電磁波を照射して膨張させる熱膨張性シートの膨張方法であって、
前記一方の面に前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させる第１の膨張ステップと、
前記第１の膨張ステップ後に前記熱膨張性シートの他方の面に前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させる第２の膨張ステップと、
前記第１の膨張ステップ後から前記第２の膨張ステップ開始までの時間がゼロに近いほど、当該第２の膨張ステップにおける前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、当該第１の膨張ステップのエネルギー量よりも低く設定する設定ステップと、を備える、
ことを特徴とする熱膨張性シートの膨張方法。
【請求項９】
前記時間を取得するためのカウントステップと、を含み、
前記カウントステップは、前記第１の膨張ステップ後に時間を測るカウントを開始し、前記第２の膨張ステップ開始時に前記カウントを終了する、
ことを特徴とする請求項８に記載の熱膨張性シートの膨張方法。
【請求項１０】
前記熱膨張性シートの他方の面に前記熱膨張層を膨張させるための画像が形成されている場合は、前記第１の膨張ステップ後に、前記他方の面が上を向くように載置された状態で前記第２の膨張ステップを実行し、
前記熱膨張性シートの他方の面に前記熱膨張層を膨張させるための画像が非形成である場合は、前記第２の膨張ステップはスキップされる、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の熱膨張性シートの膨張方法。
【請求項１１】
前記第１の膨張ステップは、第１の速度で前記熱膨張性シートを搬送し、
前記第２の膨張ステップは、前記第１の速度より速い第２の速度で前記熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の熱膨張性シートの膨張方法。
【請求項１２】
一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートを電磁波により膨張させて立体画像を形成する方法であって、
前記熱膨張層上に形成されている熱変換層に前記電磁波を照射して、当該熱変換層に対応する当該熱膨張層を膨張させる第１の膨張ステップと、
前記第１の膨張ステップ後に前記熱膨張性シートの他方の面に形成されている前記熱変換層に前記電磁波を照射して、当該熱変換層に対応する当該熱膨張層を膨張させる第２の膨張ステップと、
前記第２の膨張ステップにおける前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、前記第１の膨張ステップのエネルギー量よりも低く設定する設定ステップと、を備える、
ことを特徴とする立体画像形成方法。
【請求項１３】
前記設定ステップは、前記第１の膨張ステップ後から前記第２の膨張ステップ開始までの時間がゼロに近いほど、当該第２の膨張ステップにおける前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、当該第１膨張ステップのエネルギー量よりも高く設定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の立体画像形成方法。
【請求項１４】
前記第１の膨張ステップ後に前記第２の膨張ステップが開始されるまでの前記時間をカウントするカウントステップ、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の立体画像形成方法。
【請求項１５】
前記第１の膨張ステップは、第１の速度で前記熱膨張性シートを搬送し、
前記第２の膨張ステップは、前記第１の速度より速い第２の速度で前記熱膨張性シートを搬送する、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の立体画像形成方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、照射ユニット、熱膨張性シートの膨張方法、および立体画像形成方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の照射ユニットは、
一方の面に熱により膨張する熱膨張層が形成される熱膨張性シートに電磁波を照射する照射部と、
前記一方の面に前記電磁波を照射する第１膨張処理と、当該第１膨張処理後に前記熱膨張性シートの他方の面に当該電磁波を照射する第２の膨張処理と、を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２膨張処理における前記熱膨張性シートに与えるエネルギー量を、前記第１膨張処理時のエネルギー量よりも低く設定する。