膨胀装置和造型系统的制作方法

本发明涉及膨胀装置和造型系统。

背景技术

用于形成立体图像的技术已众所周知。例如，专利文献的日本特开昭64-28660号公报、日本特开2001-150812号公报公开了一种使用热膨胀性片材的立体图像形成方法。具体而言，在专利文献1、2所公开的方法中，在热膨胀性片材的背面上用具有优良光吸收特性的材料形成图案，并通过用光照射形成的图案进行加热。由此，热膨胀性片材中形成有图案的部分膨胀隆起而形成立体图像。

技术实现要素：

优选，热膨胀性片材的膨胀处理尽可能在封闭空间内进行以防止自外部侵入设备内的垃圾等异物或者流入设备内的外部空气的风等。这是为了防止来自设备外的影响使热膨胀性片材表面达不到期望温度而不能良好地进行膨胀处理。但日本特开昭64-28660号公报、日本特开2001-150812号公报所公开的膨胀装置从壳体侧部的导向板插入热膨胀性片材，然后在设备内输送并在进行膨胀处理之后，从相反侧侧部的导向板排出热膨胀性片材。因而难以在膨胀处理时形成封闭空间。

而且，热膨胀性片材有时会在加热膨胀时因热而变形。当热膨胀性片材变形时，由于形成在热膨胀性片材表面上的立体图像也会扭曲，因而难以获得期望的立体图像。为此，为了抑制热膨胀性片材变形，优选在膨胀处理后有效地冷却热膨胀性片材。尤其是在封闭空间内加热热膨胀性片材时，由于充满热，因而优选有效地进行冷却。但日本特开昭64-28660号公报、日本特开2001-150812号公报并未公开用于冷却热膨胀性片材的结构。

本发明正是用于解决上述课题的发明，其目的在于提供一种能够有效地冷却封闭空间内的热膨胀性片材的膨胀装置。

本发明的一方式为一种膨胀装置，其特征在于，包括：照射部，其用光照射放置在载置部上的热膨胀性片材；输送部，其可往复移动地在第一位置与第二位置之间输送所述照射部；排气风扇，其被固定在壳体上并从该壳体中排气；供气风扇，其可与所述照射部一同移动并向所述壳体内供给外部空气，所述排气风扇被设置在，在所述照射部从所述第二位置朝向所述第一位置移动之后，当从所述第一位置返回所述第二位置时能够从所述第二位置侧排气的位置。

本发明的一方式为一种膨胀装置，其特征在于，包括：照射部，其用电磁波照射放置在载置部上的热膨胀性片材；输送部，其可往复移动地在第一位置与第二位置之间输送所述照射部；排气风扇，其被固定在壳体上并从该壳体中排气；供气风扇，其可与所述照射部一同移动并向所述壳体内供给外部空气，所述壳体在所述第一位置侧包括用于使用者送入和送出所述热膨胀性片材的开口部，所述排气风扇设置在所述壳体内的所述第二位置侧。

本发明的一方式为一种造型系统，其特征在于，包括：印刷装置，其使用规定的墨水将图像印刷在一面侧设置有热膨胀层的热膨胀性片材上；膨胀装置，其用光照射所述热膨胀性片材而使所述热膨胀层膨胀，所述膨胀装置包括：照射部，其用光照射放置在载置部上的所述热膨胀性片材；输送部，其可往复移动地在第一位置与第二位置之间输送所述照射部；排气风扇，其被固定在壳体上并从该壳体中排气；供气风扇，其可与所述照射部一同移动并向所述壳体内供给外部空气，所述壳体在所述第一位置侧包括用于使用者送入和送出所述热膨胀性片材的开口部，所述排气风扇设置在所述壳体内的所述第二位置侧。

附图说明

图1为本发明实施方式中的热膨胀性片材的剖面图。

图2为用于表示图1所示的热膨胀性片材背面的图。

图3为用于表示立体图像形成系统的简易结构图。

图4为用于表示终端装置结构的框图。

图5为用于表示印刷装置结构的立体图。

图6为用于表示膨胀装置结构的剖面图。

图7为用于表示膨胀装置的输送驱动部的局部放大图。

图8为用于表示立体图像形成系统的外观立体图。

图9为用于表示在立体图像形成系统中从膨胀装置中取出托盘状态的立体图。

图10为用于表示立体图像形成处理流程的流程图。

图11a～11e为用于阶段性表示在图1所示的热膨胀性片材上形成立体图像的图。

图12为用于表示膨胀装置动作流程的流程图。

图13为用于表示在各工序中细化后的膨胀装置动作的流程图。

图14为用于表示预热(模式1)流程的流程图。

图15为用于表示预热(模式2)流程的流程图。

图16为用于表示膨胀装置可动部的位置示例的剖面图。

图17为用于表示发泡加热流程的流程图。

图18为用于表示干燥加热流程的流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，图中相同或相当的部分被付与相同的符号。

(实施方式1)

<热膨胀性片材100>

图1表示用于由实施方式1所涉及的立体图像形成系统1形成立体图像的热膨胀性片材100的结构。热膨胀性片材100为通过预先选择的部分膨胀而形成立体图像的介质。立体图像是指在二维片材中通过片材中一部分朝向与片材垂直的方向膨胀而形成的三维图像。而且，“立体图像”表示造型物，并且造型物广泛地包括简单形状、几何学形状、文字等通常形状。并且，造型物也包括作为增添装饰的结果而形成的装饰。装饰是指通过视觉和/或触觉感知的美感。并且，“立体图像形成”不仅包括形成造型物，而且包括增添装饰(装饰)。

如图1所示，热膨胀性片材100按照顺序包括基材101、热膨胀层102、墨水收纳层103。此外，图1表示在形成立体图像之前、即、没有任何部分膨胀状态的热膨胀性片材100的剖面。

基材101为作为热膨胀性片材100基础的片状介质。基材101为用于支撑热膨胀层102和墨水收纳层103的支撑体，并且起到保持热膨胀性片材100强度的作用。例如，基材101可以使用通常的印刷纸张。或者，基材101的材质也可以是合成纸、帆布质地等的布、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等塑料薄膜，并无特别限定。

热膨胀层102为层叠在基材101的上侧且通过加热到规定温度以上而膨胀的层。热膨胀层102含有粘接剂和分散配置在粘接剂内的热膨胀剂。粘接剂为醋酸乙烯类聚合物、丙烯酸类聚合物等热塑性树脂。热膨胀剂为将丙烷、丁烷等在低沸点气化的物质包裹在热塑性树脂的外壳中、且粒径约为5～50μm的热膨胀性微囊(微粉)。例如，当加热至从80℃到120℃程度的温度时，热膨胀剂包含的物质会气化，并通过其压力而发泡和膨胀。通过这种方式，热膨胀层102会根据吸收的热量而膨胀。热膨胀剂也称为发泡剂。

墨水收纳层103为层叠在热膨胀层102的上侧且用于吸收并收纳墨水的层。墨水收纳层103收纳喷墨式打印机所使用的印刷用墨水、激光式打印机所使用的印刷用色粉、圆珠笔或钢笔的墨水、铅笔的石墨等。墨水收纳层103由用于使这些材料固着在表面上的优选材料形成。作为墨水收纳层103的材料例如可以使用喷墨纸张所用的通用材料。

图2表示热膨胀性片材100的背面。热膨胀性片材100的背面为热膨胀性片材100的基材101一侧的面且相当于基材101的背面。而热膨胀性片材100的表面为热膨胀性片材100的墨水收纳层103一侧的面且相当于墨水收纳层103的表面。

如图2所示，在热膨胀性片材100的背面上沿着其边缘部附有多个条形码b。条形码b为用于识别热膨胀性片材100的标识符，且为表示用于热膨胀性片材100形成立体图像的专用片材信息。条形码b由后述的立体图像形成系统1的膨胀装置50读取并为用于判断是否在膨胀装置50中使用热膨胀性片材100的标识符。

<立体图像形成系统1>

下面，参照图3对用于在热膨胀性片材100上形成立体图像(立体物或造型物)的立体图像形成系统1进行说明。如图3所示，立体图像形成系统(造型系统)1包括终端装置30、印刷装置40和膨胀装置50。

终端装置30为个人计算机、智能电话、平板电脑等信息处理装置且为用于控制印刷装置40和膨胀装置50的控制单元。如图4所示，终端装置30包括控制部31、存储部32、操作部33、显示部34、记录介质驱动部35和通信部36。这些各部由用于传递信号的总线连接。

控制部31包括cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)、rom(readonlymemory，只读存储器)和ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)。在控制部31中，cpu读取存储在rom中的控制程序并在将ram用作工作存储器的同时控制终端装置30整体的动作。

存储部32为闪存器、硬盘等非易失性存储器。存储部32存储由控制部31执行的程序或数据以及由印刷装置40印刷的彩色图像数据、表面发泡数据和背面发泡数据。

操作部33包括键盘、鼠标、按键、触控板、触摸屏等输入装置，并接收来自使用者的操作。使用者通过操作操作部33能够输入用于编辑彩色图像数据、表面发泡数据以及背面发泡数据的操作、对印刷装置40或膨胀装置50的操作等。

显示部34包括液晶显示屏、有机el(electroluminescence，电致发光)显示屏等显示装置和用于将图像显示在显示装置上的显示驱动电路。例如，显示部34显示彩色图像数据、表面发泡数据和背面发泡数据。而且，显示部34根据需要而显示用于表示印刷装置40或膨胀装置50的当前状态的信息。

记录介质驱动部35读取记录在移动式记录介质中的程序或者数据。移动式记录介质为设置有cd(compactdisc，光盘)-rom、dvd(digitalversatiledisc，数字通用光盘)-rom、usb(universalserialbus，通用串行总线)规格的连接器的闪存等。例如，记录介质驱动部35从移动式记录介质中读取并获得彩色图像数据、表面发泡数据和背面发泡数据。

通信部36具备用于与包括印刷装置40和膨胀装置50的外部装置通信的接口。终端装置30经由柔性线束、有线lan(localareanetwork，局域网)等有线或无线lan、bluetooth(注册商标)等无线而与印刷装置40以及膨胀装置50连接。通信部36则在控制部31的控制下按照这些规格中的至少一种通信规格而与印刷装置40和膨胀装置50通信。

<印刷装置40>

印刷装置40为用于在热膨胀性片材100的表面或者背面上印刷图像的印刷单元。印刷装置40为使墨水微滴化并以直接喷射的方式在被印刷介质上印刷图像的喷墨式打印机。

图5表示印刷装置40的详细结构。如图5所示，印刷装置40具备可在与副扫描方向d1(y方向)正交的主扫描方向d2(x方向)上往复移动的托架41，所述副扫描方向d1为输送热膨胀性片材100的方向。

在托架41上安装有用于执行印刷的印刷头42和收纳有墨水的墨盒43(43k、43c、43m、43y)。在墨盒43k、43c、43m、43y中分别收纳有黑色k、青色c、品红m和黄色y的颜色墨水。各色墨水从印刷头42的对应喷嘴喷出。

托架41被滑动自如地支撑在导轨44上，并被驱动带45夹持。通过电机45m的旋转驱动驱动带45，托架41连同印刷头42和墨盒43在主扫描方向d2上移动。

在框架47的下部且在与印刷头42对置的位置上设置有台板48。台板48在主扫描方向d2上延伸，并构成热膨胀性片材100的输送通道的一部分。在热膨胀性片材100的输送通道上设置有供纸辊对49a(未图示下面的辊)和排纸辊对49b(未图示下面的辊)。供纸辊对49a和排纸辊对49b在副扫描方向d1上输送由台板48支撑的热膨胀性片材100。

印刷装置40经由柔性通信线束46而与终端装置30连接。终端装置30经由柔性通信线束46控制印刷头42、电机45m、供纸辊对49a和排纸辊对49b。具体而言，终端装置30控制供纸辊对49a和排纸辊对49b输送热膨胀性片材100。并且，终端装置30通过使电机45m旋转而使托架41移动，将印刷头42输送至主扫描方向d2的适当位置。

印刷装置40从终端装置30取得图像数据，并根据取得的图像数据执行印刷。具体而言，印刷装置40取得彩色图像数据、表面发泡数据和背面发泡数据作为图像数据。彩色图像数据为用于表示印刷在热膨胀性片材100表面上的彩色图像的数据。印刷装置40通过使印刷头42朝向热膨胀性片材100喷射青色c、品红m和黄色y的各色墨水，印刷彩色图像。

另一方面，表面发泡数据为表示在热膨胀性片材100的表面上发泡和膨胀部分的数据。而且，背面发泡数据为表示在热膨胀性片材100的背面上发泡和膨胀部分的数据。印刷装置40通过使印刷头42朝向热膨胀性片材100喷射含有炭黑的黑色k的黑色墨水，印刷由黑色形成的浓淡图像(浓淡图案)。含有炭黑的黑色墨水为将电磁波转换为热的材料(例如碳等电磁波热转换材料)、即、将光转换为热的材料的一个示例。

<膨胀装置50>

膨胀装置50为一种膨胀单元，其用光(电磁波)照射热膨胀性片材100的表面或背面，使印刷在热膨胀性片材100的表面或背面上的浓淡图像发热，并使热膨胀性片材100中印刷有浓淡图像的部分膨胀。

图6示意地表示膨胀装置50的结构。在图6中，x方向相当于膨胀装置50的宽度方向，y方向相当于膨胀装置50的长边方向，z方向相当于垂直方向。x方向、y方向和z方向互相正交。

膨胀装置50包括箱型的壳体210。壳体210被分割成内部为第一室的下侧壳体211和作为第二室的上侧壳体212的两室。这是由于来自后述的灯232的光照射使得上侧壳体212内的温度上升，从而抑制对下侧壳体211内基板等的影响。

在下侧壳体211中收纳有电源基板221、控制基板222和下侧风扇223。电源基板221通过将工业用电转换成适用于控制基板222等膨胀装置50各部动作的电力而供给。控制基板222从电源基板221接收电力并控制包括本说明书所述的膨胀装置50的整体动作。下侧风扇223按照箭头a1将由电源基板221和控制基板222等收纳在下侧壳体211中各部产生的热加热的空气朝向壳体210外侧排出。因此，在壳体210中的任意位置设置有作为下侧壳体211的开口部的下部吸气部211a和下部排气部211b。这些开口部可以具有狭缝等任意的形状。

此外，在壳体210的下侧壳体211上可以设置用于维护电源基板221和控制基板222等的开口部和盖等。

在上侧壳体212的上壁上设置有作为用于吸入外部空气的开口的上部吸气部212a。上部吸气部212a为设置在后述的可动部230的可动范围内的狭缝等。并且，在上侧壳体212里侧的壁上还设置有作为用于排出外部空气的开口的上部排气部212b。上部排气部212b为与后述的上侧排气风扇240对应的狭缝等。

在图示的上侧壳体212的左侧设置有作为用于使用者送入和送出所述热膨胀性片材的开口部的出入口212c，并安装有与该出入口212c对应的开关门212d。在本实施方式中，通过在出入口212c的下边部围绕轴旋转而开关开关门212d。在开关门212d上设置有用于使用者进行开关操作的任意手柄。并设置有用于检测开关门212d的开关的门开关检测传感器213。此外，在图6中，图示的左侧被定义为“近侧”、右侧被定义为“里侧”(在以下的说明中也同样)。

在上侧壳体212中收纳有可动部230、上侧排气风扇240、纸张载置部250和输送部260。

可动部230被构成为能够随着输送驱动部270的动作而沿着输送部260在近侧与里侧之间往复运动。可动部230包括盖231、灯232、反射板233、上侧供气风扇234、恒温器235、温度传感器236和条形码读取器237。

盖231被形成为用于收纳灯232、反射板233、上侧供气风扇234、温度传感器236和恒温器235的箱型。盖231的上端部开口以便不妨碍从壳体210的吸入部吸入外部空气。盖231的下端部开口以便朝向下方排出吸入的外部空气(朝向所述排气风扇通气)。盖231通过公知的方法与后述的滚珠丝杠271连接，并且还包括可在近侧与里侧之间移动的连接机构。

灯232为用光照射热膨胀性片材100的照射部。在本实施方式中，灯232为被构成为在x轴方向上为直管状的卤素灯。

放射板233在上部具有围绕灯232后侧周向的如图所示的圆弧状内表面，并在下部具有垂直的内表面。反射板233由以内表面适用于光反射方式处理的金属等形成。反射板233的下端部开口以便朝向下方照射灯232的光。反射板233略微小于盖231的内侧以便空气在盖231的内表面与反射板233的外表面之间流动。

上侧供气风扇234配置在壳体210的吸入部与放射板233之间，即，配置在自光照射方向观察为后方。通过这种方式配置，能够特别有效地使外部空气流至放射板233，并进一步流向下方。例如，自上侧供气风扇234的近侧观察，三个风扇并列地配置在左右方向上。当上侧供气风扇234工作时，经由吸入部吸入外部空气，并使风吹至放射板233。当放射板233为高温时，由于下一个热膨胀性片材100被设置在膨胀装置50中时可能会膨胀，因此对放射板233进行冷却。而且，上侧供气风扇234通过在反射板233的外表面与盖231的内表面之间朝向下方通风而使风吹至热膨胀性片材100。由此，冷却因膨胀处理而被加热的热膨胀性片材100。在本实施方式中，盖231、灯232、反射板233和上侧供气风扇234的组合被配置成垂直面对下方的热膨胀性片材100。

温度传感器236配置在盖231的内侧且在放射板233的外侧。温度传感器236例如使用热敏电阻。

恒温器235配置在盖231的内侧且在反射板233的外侧。恒温器235检测盖231内部变为异常高温的情况，并关闭灯232。

条形码读取器237安装在盖231的外侧。本实施方式中的热膨胀性片材100为与膨胀装置50对应的热膨胀性片材100，并且在一边上预先附有用于表示为热膨胀性片材100等信息的条形码b。当可动部230位于作为里侧端部位置的起始位置p-h，且热膨胀性片材100被放置在纸张载置部250上时，条形码读取器237读取热膨胀性片材100的条形码b。

此外，可动部230包括与输送部260的导轨(未图示)对应的被支撑部(未图示)。

上侧排气风扇240与设于壳体210里侧壁上的排出部邻接设置。即，上侧排气风扇240配置在上侧壳体212中最远离开关门212d的面上。这是在通常操作中使用者的手不会到达的位置，并且是为了顺利地进行设备内的排气。例如，从上侧排气风扇240的近侧观察，三个风扇并列地设置在左右方向上。当上侧排气风扇240工作时，经由排出部将上侧壳体212内加热的内部空气朝向壳体210的外侧排出。在本实施方式中，由于上侧供气风扇234和上侧排气风扇240同时运转，上侧壳体212内的风会按照箭头a2流动并朝向设备外排出(此外，此时开关门212d关闭)。在后述的动作说明中，即使可动部230移动并位于图6的起始位置p-h位置的左侧，风的流动也同样。

纸张载置部250包括托盘251、托盘用台部252、托盘检测传感器253和纸张尺寸检测传感器254。在本实施方式中，作为一个示例，将热膨胀性片材100的大小设置为a3尺寸和a4尺寸两种。

托盘251包括托盘上部251a和托盘下部251b。托盘251被构成为不仅可将热膨胀性片材100夹持在托盘上部251a与托盘下部251b之间而从膨胀装置50中取出，而且配置在膨胀装置50内的规定位置。通过使用这种托盘，能够处理多种大小等的热膨胀性片材100。面对灯232一侧的托盘上部251a以镜框状开口以便夹持热膨胀性片材100，从而使被光照射的部分露出。即，托盘251通过夹持热膨胀性片材100的四边边缘部进行固定。

托盘用台部252定位并载置托盘251。在托盘用台部252且在出入口212c至载置位置之间设置有滑动拆装部252a以便使用者容易地打开开关门212d而送入和送出托盘251。

在膨胀装置50中，从近侧观察的宽度与a3尺寸的短边长度、即、a4尺寸的长边的长度对应。因此，在图示的剖面图中，上侧壳体212的自近侧至里侧的内部空间与a3尺寸的长边长度对应。

托盘检测传感器253为用于检测托盘251载置在托盘用台部252的传感器。在图示的示例中，托盘检测传感器253在托盘251近侧端部的位置上检测是否有托盘251。

此外，当以a3尺寸和a4尺寸将托盘251设置成不同大小时，也可以在各自大小的托盘251的端部位置检测是否有托盘251。

纸张尺寸检测传感器254为从热膨胀性片材100的下侧检测是否有热膨胀性片材100和热膨胀性片材100的尺寸的传感器(尺寸检测部)。

输送部260包括图7所示的输送驱动部270。将在后面叙述输送驱动部270。除去输送驱动部270以外，输送部260还包括滚珠丝杠转速检测传感器261、输送终端停止用开关262、263、起始位置传感器264和输送驱动开始停止传感器265、266。

输送终端停止用开关262、263各一个设置在近侧和里侧的端部附近。当使可动部230朝向任一方向移动并与位于终端部的输送终端停止用开关262、263接触并动作时，停止该方向上的输送驱动部270的动作。

起始位置传感器264为用于检测可动部230位于图1的起始位置p-h的传感器。起始位置p-h沿着可动部230的移动方向(y轴方向)位于最靠近上侧排气风扇240的位置(除去位置微调整用的移动余量)。由于起始位置p-h位于该位置，不仅能够在后述的发泡加热后由上侧供气风扇234和上侧排气风扇240进行冷却，而且能够顺利地使风流动。

输送驱动开始停止传感器265、266为用于在近侧或者里侧检测通过输送驱动部270的动作而产生可动部230开始或停止移动的传感器。

而且，输送部260包括未图示的导轨。从近侧观察，导轨为一对并隔着纸张载置部250设置在左右两侧的端部附近。当滚珠丝杠271使可动部230移动时，导轨支撑并引导设置在可动部230左右两侧端部的被支撑部(未图示)。

如图7所示，输送驱动部270包括滚柱丝杠271、导向器272、dc电机273、滑轮274、277、皮带275和滚柱丝杠转速检测传感器261。

滚柱丝杠271从近侧至里侧由导向器272可旋转地支撑。从近侧观察，滚柱丝杠271可朝向顺时针和逆时针方向旋转，并由旋转方向决定可动部230的移动方向。

包括图示的导向器，多个导向器272设置在滚柱丝杠271的轴向并固定在壳体210上。

dc电机273按照控制基板222的指令，从轴向观察朝向顺时针或者逆时针方向被控制转速并旋转。

在滚柱丝杠271和dc电机273上分别安装有滑轮274、277。在滑轮274、277的外周部上分别形成有v形槽等槽，皮带275与槽卡合并连接滑轮274、277之间。这种结构使得滚柱丝杠271随着dc电机273的动作以规定的旋转方向和转速旋转。即，可动部230以规定的方向和速度移动。

滚珠丝杠转速检测传感器261检测滚珠丝杠271的转速。

下面，包括使用本发明的膨胀装置50的方式，对膨胀装置50的结构进一步进行说明。

在图8中，在桌60上载置有终端装置30、印刷装置40和膨胀装置50。

终端装置30管理印刷装置40和膨胀装置50的整体动作，并按照使用者的操作控制印刷装置40和膨胀装置50。

印刷装置40将图案印刷在作为发泡用热膨胀性片材100的热膨胀性片材100上。

在膨胀装置50中，图9表示打开开关门212d并从出入口212c取出托盘251的状态。将在膨胀部分印刷有黑色墨水的热膨胀性片材100夹持在托盘251的托盘上部251a和托盘下部251b之间。其后，将托盘251送入膨胀装置50内并关闭开关门212d。当热膨胀性片材100的发泡和冷却结束时，打开开关门212d并将托盘251取出。

下面，除去上述图以外，参照图10～图17对在本实施方式所涉及的膨胀装置50中特别是发泡和干燥动作以及伴随其的冷却进行说明。此外，除去使用者的直接操作，这些动作均基于来自由终端装置30管理的控制基板222的指令。

<立体图像形成处理>

首先，参照图10所示的流程图和图11a～11e所示的热膨胀性片材100的剖面图，对在由以上方式构成的膨胀装置50中执行的立体图像形成处理的流程进行说明。

第一，使用者准备形成立体图像前的热膨胀性片材100，并经由终端装置30的操作部33，指定彩色图像数据、表面发泡数据和背面发泡数据。然后，以其表面朝向上侧的方式将热膨胀性片材100插入印刷装置40。印刷装置40在插入的热膨胀性片材100的表面上印刷光热转换层104(步骤s1)。光热转换层104为由将光转换为热的材料、具体而言是由含有炭黑的黑色墨水形成的层。印刷装置40按照指定的表面发泡数据将含有炭黑的黑色墨水喷出到热膨胀性片材100的表面上。结果是，如图11a所示，在墨水收纳层103上形成光热转换层104。

第二，使用者以其表面朝向上侧的方式将印刷有光热转换层104的热膨胀性片材100插入膨胀装置50。膨胀装置50通过相当于包含有灯232的可动部230的照射部用光照射插入的热膨胀性片材100的表面(步骤s2)。印刷在热膨胀性片材100表面上的光热转换层104通过吸收照射的光而发热。结果是，如图11b所示，在热膨胀性片材100中印刷有光热转换层104的部分隆起膨胀。

第三，使用者以其表面朝向上侧的方式将表面被加热并膨胀的热膨胀性片材100插入印刷装置40。印刷装置40在插入的热膨胀性片材100的表面上印刷彩色墨水层105(步骤s3)。具体而言，印刷装置40按照指定的彩色图像数据将青色c、品红m和黄色y各墨水喷出到热膨胀性片材100的表面上。结果是，如图11c所示，在墨水收纳层103和光热转换层104上形成彩色墨水层105。

此外，当在彩色墨水层105中印刷黑色或灰色图像时，印刷装置40通过混合青色c、品红m和黄色y三色墨水或进一步使用不含有炭黑的黑色墨水形成。这避免形成有彩色墨水层105的部分在膨胀装置50中被加热。

第四，使用者将印刷有彩色墨水层105的热膨胀性片材100翻转，以其背面朝向上侧的方式插入膨胀装置50。膨胀装置50通过照射部用光照射插入的热膨胀性片材100的背面，从背面加热热膨胀性片材100。通过这种方式，膨胀装置50使彩色墨水层105所含有的溶剂挥发，从而干燥彩色墨水层105(步骤s4)。通过干燥彩色墨水层105，使得在后续工序中热膨胀性片材100容易膨胀。

第五，使用者以其背面朝向上侧的方式将印刷有彩色墨水层105的热膨胀性片材100插入印刷装置40。印刷装置40在插入的热膨胀性片材100的背面上印刷光热转换层106(步骤s5)。光热转换层106与印刷在热膨胀性片材100表面上的光热转换层104同样为由将光转换为热的材料、具体而言是由含有炭黑的黑色墨水形成的层。印刷装置40按照指定的背面发泡数据将含有炭黑的黑色墨水喷出到热膨胀性片材100的背面上。结果是，如图11d所示，在基材101的背面上形成光热转换层106。

第六，使用者以其背面朝向上侧的方式将印刷有光热转换层106的热膨胀性片材100插入膨胀装置50。膨胀装置50通过照射部用光照射插入的热膨胀性片材100的背面(步骤s6)。印刷在热膨胀性片材100背面上的光热转换层106通过吸收照射的光而发热。结果是，如图11e所示，在热膨胀性片材100中印刷有光热转换层106的部分隆起膨胀。

此外，为了便于理解，在图11a～11e中示出有光热转换层104和彩色墨水层105形成在墨水收纳层103上。但更为准确地说，由于彩色墨水和黑色墨水被吸收到墨水收纳层103的内部，因此是形成在墨水收纳层103中。

如上所述，通过在热膨胀性片材100中形成光热转换层104、106的部分膨胀，在热膨胀性片材100上形成彩色立体图像。光热转换层104、106随着其浓度越大的部分而越被大幅加热，因而会越大幅膨胀。因此，可以根据目标的高度调整光热转换层104、106的浓淡而获得各种形状的立体图像。

此外，也可以省略从表面加热和从背面加热热膨胀性片材100中的任何一方。例如，当仅加热热膨胀性片材100的表面而使其膨胀时，省略图10中的步骤s5、s6。而当仅加热热膨胀性片材100的背面而使其膨胀时，省略图15中的步骤s1、s2。而且，也可以在用于从背面加热s6中的热膨胀性片材100的处理之后执行步骤s3中的彩色图像的印刷。

并且，当形成黑白立体图像时，印刷装置40也可以在步骤s3中替代彩色图像而印刷黑白图像。此时，在墨水收纳层103和光热转换层104上替代彩色墨水层105而形成黑色墨水的层。

如图12所示，为了进行以上的热膨胀性片材100的立体图像形成处理，膨胀装置50按照表面发泡工序(步骤s10)、彩色印刷后的干燥工序(步骤s30)和背面发泡工序(步骤s50)的顺序工作。下面，参照图13～图18更为详细地进行说明。

<表面发泡工序>

如图13所示，在表面发泡工序中，当使用者首先打开电源时(步骤s11)，膨胀装置50将可动部230设置在起始位置的位置(步骤s12)。起始位置为图6中的可动部230的位置，且为图16中的起始位置p-h的位置。此时，起始位置传感器264检测可动部230位于起始位置p-h。步骤s12的起始位置动作首先判断可动部230是否位于起始位置p-h的位置，当为否时，使可动部230移动到起始位置p-h。接着为使可动部230进一步从起始位置p-h移动并返回起始位置p-h的动作。返回时，在起始位置传感器264检测到位于起始位置p-h之后，进一步使可动部230轻微地移动。

接下来，使用者取出托盘251(步骤s13)，将热膨胀性片材100(在流程图中称为“纸张”)放置在托盘251中(步骤s14)，并将托盘251插入膨胀装置50(步骤s15)。此时，如图11a所示，热膨胀性片材100的印刷有光热转换层104的表面面对灯232。然后，由图9所示的托盘251的托盘上部251a和托盘下部251b夹持热膨胀性片材100。然后，经由滑块将托盘251放置在托盘用台部252上。而且，在步骤s15中，使用者也可以进行按压膨胀装置50的未图示的开始按钮等操作。

接着，确认已放置热膨胀性片材100(步骤s16)。此时，不仅托盘检测传感器253检测托盘251，而且纸张尺寸检测传感器254检测热膨胀性片材100的尺寸。

接着，条形码读取器237读取印刷在热膨胀性片材100上的条形码b(步骤s17)。由于膨胀装置50所使用的热膨胀性片材100为加热用的专用纸，因此确认未错误地放置通用纸。

接着，进行膨胀装置50内的预热(步骤s19)。当如步骤s11打开电源时，或在不进行发泡加热或者干燥加热的状态下例如经过1小时以上时等进行预热。参照图14和图15对预热进行说明。

接着，在热膨胀性片材100上进行发泡加热(步骤s20)。参照图17对发泡加热进行说明。当步骤s20结束时，则步骤s10结束。

将列举两个预热(步骤s19)的示例。首先，在图14所示的模式1中，打开(开启)灯232(步骤s110)。灯232为卤素灯，温度会在短时间内上升。

接着，判断盖内温度是否已达到规定的预热设定温度tph℃(步骤s120)。此时，使用由盖231内的温度传感器236检测的温度。当未达到tph℃时(步骤s120：否)，重复处理直到达到为止。

当盖内温度达到规定的预热设定温度tph℃(步骤s120：是)时，关闭灯232(关闭)(步骤s130)，并使可动部230的上侧供气风扇234和里侧的上侧排气风扇240运转(开启)(步骤s140)。因此，在一端盖231内的温度上升之后，在步骤s130和步骤s140中降低温度。

接着，判断盖内温度是否已达到规定的设定温度t1℃(步骤s150)。此时，使用由盖231内的温度传感器236检测的温度。当未达到t1℃时(步骤s150：否)，重复处理直到达到为止。

当盖内温度达到规定的设定温度t1℃时(步骤s150：是)，使上侧供气风扇234和上侧排气风扇240停止(关闭)(步骤s160)。由此，结束模式1的预热。

图15为用于表示模式2的预热示例的流程图。首先，与模式1的步骤s110同样，打开灯232(步骤s210)。

接着，使滚珠丝杠271正向旋转而使可动部230从里侧朝向近侧移动(步骤s220)。在本说明书中，沿着箭头a3，“正向旋转”时可动部230从里侧朝向近侧(从图16的右侧朝向左侧)移动，“反向旋转”时可动部230则从近侧朝向里侧(从图16的左侧朝向右侧)移动。

接着，使可动部230在规定位置停止(步骤s230)。在本预热中，规定位置为图16的终端位置(a3)p-a3。

接着，使滚珠丝杠271逆向旋转而使可动部230从近侧朝向里侧移动(步骤s240)，朝向起始位置p-h移动(步骤s250)。步骤s250的起始位置动作与步骤s12同样。

接着，与模式1的步骤s150同样，判断盖内温度是否达到规定的预热设定温度tph℃(步骤s260)。当未达到tph℃时(步骤s260：否)，则处理返回步骤s220，重复加热并使可动部230移动。

当盖内温度达到规定的预热设定温度tph℃时(步骤s260：是)，与模式1的步骤s130和步骤s140同样，关闭(关)灯232(步骤s270)，使可动部230的上侧供气风扇234和里侧的上侧排气风扇240运转(开启)(步骤s280)。因此，在提高一端盖231内的温度之后，在步骤s130和步骤s140中降低温度。

接着，使可动部230朝向起始位置p-h移动(步骤s290)。尽管步骤s290的起始位置动作与步骤s12同样，但由于在步骤s250中已经放置在起始位置p-h，因此在步骤s290中为微调整的位置调整。其后，与模式1的步骤s150和步骤s160同样，判断盖内温度是否达到规定的设定温度t1℃(步骤s300)，当达到时(步骤s300：是)则使上侧供气风扇234和上侧排气风扇240停止(关闭)(步骤s310)。由此，结束模式2的预热。

下面，参照图17的流程图对发泡加热处理(步骤s20)进行说明。

首先，判断盖内温度是否为t1℃以下(步骤s410)。当为t1℃以下时(步骤s410：是)，打开灯232(步骤s420)进行加热。

接着，判断加热是否已使盖内温度达到规定的t2℃(t1＜t2)(步骤s430)。当未达到t2℃时(步骤s430：否)，重复处理直到达到为止。

当盖内温度达到规定的t2℃时(步骤s430：是)，关闭灯232(步骤s440)，并打开上侧供气风扇234和上侧排气风扇240(步骤s450)进行冷却。

在前述的步骤s410中，当盖内温度超过t1℃时(步骤s410：否)，打开上侧供气风扇234和上侧排气风扇240(步骤s425)进行冷却。

接着，判断冷却是否使盖内温度达到t1℃(步骤s460)。当未达到t1℃时(步骤s460：否)，重复处理直到达到为止。

当盖内温度达到t1℃时(步骤s460：是)，打开灯232(步骤s470)，并关闭上侧供气风扇234和上侧排气风扇240(步骤s480)进行加热。

接着，判断是否已经过由计时器预先设定的规定时间(步骤s490).当未达到规定时间时(步骤s490：否)，重复处理直到达到为止。

当已经过规定时间时(步骤s490：是)，通过使滚珠丝杠271正向旋转(步骤s500)而使可动部230移动规定距离(步骤s510)。即，在这些步骤中使热膨胀性片材100中面对灯232的表面发泡(图11b或11e)。此时，规定距离会根据纸张的尺寸而不同。当热膨胀性片材100为a4尺寸时，规定距离为自图16的起始位置p-h至终端位置(a4)p-a4的距离，当热膨胀性片材100为a3尺寸时，规定距离为自图16的起始位置p-h至终端位置(a3)p-a3的距离。

接着，关闭灯232(步骤s520)，并打开上侧供气风扇234和上侧排气风扇240(步骤s530)进行冷却。在冷却热膨胀性片材100的过程中，为了防止因加热产生的墨水蒸汽不污染热膨胀性片材100等，优选使风扇产生的冷却风顺滑地在热膨胀性片材100的上方流过并排出。因此，在本实施方式中，在发泡加热结束的一侧(在本例中为近侧)，从上方吸入外部空气，并从相反一侧(上侧壳体212的里侧端部)排出。

接着，通过在进行冷却的同时使滚珠丝杠271逆向旋转(步骤s540)而使可动部230朝向起始位置p-h移动(步骤s550)。

接着，判断是否冷却已使盖内温度达到tph℃(步骤s560)。当未达到tph℃时(步骤s560：否)则重复处理直到达到为止。

当盖内温度达到tph℃时(步骤s560：是)，关闭上侧供气风扇234和上侧排气风扇240(步骤s570)并结束发泡加热处理。并且，由此结束表面发泡处理(步骤s10)。

<彩色印刷后的干燥处理>

下面，参照图13和图18对彩色印刷后的干燥工序(步骤s30)进行说明。

在图13中，在表面发泡工序(步骤s10)结束后，与步骤s13～步骤s15同样，取出托盘251(步骤s31)，将热膨胀性片材100放置在托盘251上(步骤s32)并将托盘251插入膨胀装置50内(步骤s33)。此时，在使用者从托盘251中取出热膨胀性片材100之后，通过印刷装置40在热膨胀性片材100表面上印刷彩色墨水层(图11c)，其后热膨胀性片材100被托盘251所夹持以便其表面面对灯232。

接着，与步骤s16和步骤s17同样，确认已放置热膨胀性片材100(步骤s34)，条形码读取器237读取印刷在热膨胀性片材100上的条形码b(步骤s35)。

接着，进行干燥加热(步骤s36)。由于彩色印刷的墨水可能不会立刻干燥，因而优选在背面发泡处理前对热膨胀性片材100的印刷部位进行干燥。因此，在本实施方式中，进行彩色印刷后的干燥工序(步骤s30)。

更为具体而言，如图18所示，当干燥工序开始时，打开灯232(步骤s610)，并通过使滚珠丝杠271正向旋转(步骤s620)而使可动部230从起始位置p-h朝向近侧移动。

接着，当可动部230移动规定距离时，停止移动(步骤s630)。与步骤s510同样，此时的规定距离为与热膨胀性片材100尺寸对应的距离(从起始位置p-h至终端位置(a4)p-a4或者位置(a3)p-a3的距离)。

接着，关闭灯232(步骤s640)，并打开上侧供气风扇234和上侧排气风扇240(步骤s650)进行冷却。

接着，通过使滚珠丝杠271逆向旋转(步骤s660)而使可动部230朝向起始位置移动(步骤s670)。

在干燥加热中，由于可动部230的移动速度高于发泡加热的速度，因此温度较低而使热膨胀性片材100不会发泡。随此，为了可靠地进行干燥，重复步骤s610～步骤s670直到达到规定的干燥次数为止(步骤s680：否)。

当达到规定的干燥次数时(步骤s680：是)，结束干燥加热处理。并且由此结束彩色印刷后的干燥工序(步骤s30)。

<背面发泡工序>

下面，参照图13和图17对背面发泡工序(步骤s50)进行说明。

在图13中，在结束彩色印刷后的干燥工序(步骤s30)之后，与步骤s13～步骤s15同样，取出托盘251(步骤s51)，将热膨胀性片材100放置在托盘251上(步骤s52)，并将托盘251插入膨胀装置50内(步骤s53)。此时，使用者在将热膨胀性片材100从托盘251取出之后，通过印刷装置40在热膨胀性片材100背面上印刷光热转换层(图11d)，然后热膨胀性片材100被托盘251所夹持以便其背面面对灯232。

接着，与步骤s16和步骤s17同样，确认已放置热膨胀性片材100(步骤s54)，条形码读取器237读取印刷在热膨胀性片材100上的条形码b(步骤s55)。

接着，与步骤s20同样，进行发泡加热(步骤s56)。如图11e所示，通过用光照射热膨胀性片材100背面的光热转换层106而使热膨胀性片材100的表面进一步膨胀。由此，结束背面发泡工序(步骤s50)并结束图13所示的膨胀装置50的一系列动作。

如上所述，在本实施方式中，在上侧壳体212内，在发泡加热中使灯232移动并用光照射热膨胀性片材100之后，关闭灯232，并在使上侧供气风扇234和上侧排气风扇240运转的同时进行移动。

利用这种结构，在将热膨胀性片材100配置在上侧壳体212内之后，并在关闭开关门212d后进行膨胀处理。因此，通过抑制从外部侵入设备内的垃圾等异物或者外部空气的风等流入设备内的影响，能够在封闭空间内进行膨胀处理。

而且，通过可动部230的上侧供气风扇234和上侧排气风扇240能够使冷却空气有效地相对于膨胀处理后的热膨胀性片材100流动。由此，即使在容易充满热的封闭空间内，也抑制了因热而产生的热膨胀性片材100的变形。通过托盘251夹持热膨胀性片材100的四边，进一步抑制热膨胀性片材100的变形。

并且，按照本实施方式，能够有效地将发泡加热产生的包含墨水等的蒸汽从壳体210里侧排出。

并且，按照本实施方式，能够获得具有较为简单结构且可使用多种(在本实施方式的示例中为a3尺寸/a4尺寸)热膨胀性片材100的膨胀装置。

而且，输送驱动部270的结构可使滚珠丝杠271的旋转速度变化，即，可使可动部230的移动速度变化，从而不仅能够利用在短时间内温度上升的卤素灯的特性，而且能够以高于发泡工序中的速度的高速抑制进行发泡并有效地干燥彩色墨水。

(变形例)

尽管以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式为一个示例，本发明的适用的范围并非限定于此。即，本发明的实施方式可用于各种应用，并且各种实施方式包含在本发明的范围中。

例如，在上述实施方式中，可动部230的盖231、灯232、反射板233和上侧供气风扇234被配置成垂直面对热膨胀性片材100。此外，为了有效地使冷却用空气流向上侧排气风扇240，也可以使可动部230的上述构成物的一部分或全部朝向上侧排气风扇240倾斜。

而且，例如也可以在可动部230的盖231的下部设置使来自上侧供气风扇234的空气流动朝向上侧排气风扇240倾斜的导向器。即，也可以通过导向器使冷却用空气有效地流向上侧排气风扇240。可以通过下述方式形成导向器，例如，既可以将导向板配置在图示的盖231上，也可以使盖231的下侧朝向上侧排气风扇240弯曲。

而且，在上述实施方式中，进行发泡加热、干燥加热以及伴随这些加热的冷却。此外，也可以不伴随可动部230的移动和灯232的打开，而通过运转上侧供气风扇234和上侧排气风扇240进行设备内的换气。

而且，在上述实施方式中，上侧供气风扇234被收纳在盖231中并与其一起移动。此外，也可以采用在壳体210设置固定的上侧供气风扇而在盖231内进行通气的结构。

在上述实施方式中，终端装置30、印刷装置40和膨胀装置50分别为独立的装置。但在本发明中，终端装置30、印刷装置40和膨胀装置50中也可以至少两个为一体。

印刷装置40的印刷方式并不限于喷墨式。例如，印刷装置40也可以为激光式打印机，并利用色粉和显影剂印刷图像。并且，光热转换层104、106只要是容易将光转换为热的材料，也可以由含有炭黑的黑墨水以外的材料形成。此时，光热转换层104、106也可以由印刷装置40以外的单元形成。

而且在上述实施方式中，膨胀装置50的控制部31包括cpu，并通过cpu的功能执行用于使热膨胀性片材100干燥的干燥处理、用于对膨胀装置50内部进行换气的换气处理、用于使热膨胀性片材100膨胀的膨胀处理和用于冷却膨胀装置50内部的冷却处理。但在本发明所涉及的膨胀装置50中，控制部31也可以代替cpu而包括例如：asic(applicationspecificintegratedcircuit，应用型专用集成电路)、fpga(field-programmablegatearray，现场可编程门阵列)、或者各种控制电路等专用硬件，专用硬件可以分别执行干燥处理、换气处理、膨胀处理和冷却处理。此时，既可以由各自的硬件执行各处理，也可以综合各处理而由单一的硬件执行。并且在各处理中，一部分可以由专用的硬件执行，而另一部分则由软件或固件执行。

此外，除去能够提供预先包括用于实现本发明所涉及功能的结构的膨胀装置以外，也可以通过程序的应用而使用于控制膨胀装置的计算机实现上述实施方式所例示的膨胀装置50的各功能结构。即，可以应用用于实现上述实施方式所例示的膨胀装置50各种功能结构的程序，使得用于控制现有信息处理装置等的cpu等能够执行该程序。

这种程序的应用方法为任意。例如，可以将程序存储在例如软盘、cd(compactdisc)-rom、dvd(digitalversatiledisc)-rom、存储卡等计算机可读的存储介质中进行应用。进而，也可以将程序与载波重叠，并经由互联网等通信介质应用。例如，也可以将程序公布在通信网络上的公布板(bbs:bulletinboardsystem)上发送。也可以被构成为通过启动该程序，并在os(operatingsystem，操作系统)的控制下，与其他应用程序同样方式执行，从而执行上述处理。

尽管以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限于特定的实施方式，本发明包括权利要求书所述的发明及其等同的范围。下面将附记本申请最初的权利要求书所记载的发明。