本发明涉及加热装置、加热方法、立体物形成系统。
背景技术：
以往，已知使用热膨胀性薄片来形成立体形状的立体印刷装置。在这样的立体印刷装置中，已知如下那样的立体印刷装置：切取彩色图像的被选择的部位，将该部位变换成二值图像或灰度图像并印刷在热膨胀性薄片的表面，通过辐射热的放射使二值图像或灰度图像的印刷部位发泡膨胀而隆起(例如参考专利文献1)。
另外，该立体印刷装置在使二值图像或灰度图像的印刷部位发泡膨胀而隆起后，在热膨胀性薄片的表面整面形成白墨水，之后进一步印刷原本的彩色图像。
专利文献1：jp专利第5212504号公报
但是，在如上述的那样对热膨胀性薄片加热使其发泡膨胀来形成立体形状的立体印刷装置中，即使进行控制以使得加热部的每单位时间的发热量恒定，在灯组件等加热部慢慢蓄热的情况下，也由于热膨胀性薄片的单位面积的每单位时间受到的热量增加，因而结果上即使是二值图像或灰度图像的黑浓度相同的部分，发泡膨胀的程度也根据蓄热的状态而增加。
例如考虑用灯组件对涂敷了包含热膨胀性微胶囊的墨水的热膨胀性薄片进行加热的情况，所述灯组件从该热膨胀性薄片的一端侧到另一端侧相对于该热膨胀性薄片相对移动。虽然这种情况下黑浓度越高的部分发泡高度越高，但如图16所示，热膨胀性薄片的加热时的末尾的部分相比于排头的部分，由于灯组件的蓄热而发泡高度变高。
另外，蓄热并不限于在灯组件等的加热部产生，在热膨胀性薄片、载置该热膨胀性薄片的载置台也会产生。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供能高精度地形成将热膨胀性薄片加热使其发泡膨胀而形成的立体形状的加热装置、加热方法以及立体物形成系统。
本发明所涉及的加热装置放射热能具备：加热部，其向根据吸收的热量而膨胀的热膨胀性薄片放射热能；相对移动部，其使所述加热部和所述热膨胀性薄片在预先确定的方向上相对移动；和控制部，其使所述相对移动部的所述相对移动的速度和所述加热部的所述发热量当中的一方根据所述预先确定的方向上的位置而变化，使得在所述加热部放射热能的期间，所述热膨胀性薄片受到的热量不管所述预先确定的方向上的位置如何，都是接近均匀的。
本发明所涉及的立体物形成系统具备：在热膨胀性薄片的使其膨胀的区域形成光热变换材料的光热变换材料形成装置；和上述的加热装置。
本发明所涉及的加热方法放射热能，使向根据吸收的热量而膨胀的热膨胀性薄片放射热能的加热部和所述热膨胀性薄片在预先确定的方向上相对移动，在所述相对移动时，使所述相对移动的速度和所述加热部的所述发热量当中的一方根据所述预先确定的方向上的位置而变化，以使得在由所述加热部放射热能的期间，所述热膨胀性薄片受到的热量不管所述预先确定的方向上的位置如何，都是接近均匀的。
附图说明
若结合以下的附图来考虑以下的详细的记述，就能更深地理解本申请。
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的加热装置的立体图。
图2是用于说明热膨胀性薄片的发泡膨胀的说明图。
图3是能作为本发明的第1实施方式中的控制部进行动作的计算机的硬件构成例。
图4是表示本发明的第1实施方式中的加热部的移动速度的控制处理的流程图。
图5是表示本发明的第1实施方式中的热膨胀性薄片的发泡高度的图表。
图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的配置有薄片压板以及热膨胀性薄片的状态的加热装置的立体图。
图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的拆下热膨胀性薄片的状态的加热装置的立体图。
图8是用于说明热膨胀性薄片的挠曲的说明图。
图9是表示本发明的第2实施方式中的速度补正值的一个例子的表。
图10是表示本发明的第2实施方式中的加热部的移动速度的控制处理的流程图。
图11是表示本发明的第2实施方式中的速度补正值的计算处理的流程图。
图12是本发明的第3实施方式所涉及的立体物形成系统的框图。
图13是表示本发明的第3实施方式中的喷墨打印机部的构成的立体图。
图14是包含本发明的第3实施方式所涉及的立体物形成系统的控制装置的电路框图。
图15是本发明的第3实施方式所涉及的立体物形成方法的流程图。
图16是表示在灯组件出现蓄热的情况下的热膨胀性薄片的发泡高度的图表。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的加热装置、加热方法以及立体物形成系统。
<第1实施方式>
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的加热装置1的立体图。
图1所示的加热装置1具备：加热部10、相对移动单元的一个例子的可动部20、控制部30和基座部40。详细后面进行叙述，加热装置1通过对热膨胀性薄片s进行加热使其发泡膨胀来形成立体形状。
加热部10例如具有卤素灯以及位于该卤素灯的上方的反射镜。另外，加热部10位于被载置在基座部40所具有的载置台41的上表面的热膨胀性薄片s的上方。
载置台41的上表面以及热膨胀性薄片s都呈现矩形形状，长边彼此、短边彼此相互平行地将热膨胀性薄片s载置于载置台41的上表面。例如在热膨胀性薄片s的长边相比于载置台41的上表面的短边足够短的情况下，也可以载置台41的上表面的短边和热膨胀性薄片s的长边相互成为平行地进行配置，期望至少相互的边成为平行地进行配置。
加热部10设置得能相对于载置台41以及热膨胀性薄片s相对移动。加热部10呈现细长形状，构成为与载置台41以及热膨胀性薄片s的各短边平行地配置，能维持平行状态不变地在与加热部10的长轴交叉的方向、即与载置台41以及热膨胀性薄片s的各长边平行的方向上相对于载置台41以及热膨胀性薄片s相对移动。在本说明书中，将加热部10的长轴方向、载置台41以及热膨胀性薄片s的短边方向(宽度方向)称作第1方向(箭头d1、与预先确定的方向交叉的方向)，将加热部10的移动方向、载置台41以及热膨胀性薄片s的长边方向称作第2方向(箭头d2、预先确定的方向)。
另外，加热部10的沿着第1方向的长度比热膨胀性薄片s的短边(宽度)更长，且被配置为沿着第1方向覆盖热膨胀性薄片s的短边整体，跨第1方向的整体(比该热膨胀性薄片s的沿着第1方向的长度更长的范围)对热膨胀性薄片s放射热能(例如热辐射线)。进而，加热部10通过和后述的可动部20一起在第2方向上移动，来对热膨胀性薄片s的整面进行加热。
图2是用于说明热膨胀性薄片s的发泡膨胀的说明图。
如图2(a)所示，热膨胀性薄片s具有：基材s1；和设于该基材s1上的在热可塑性树脂的粘合剂内分散配置了热发泡剂(热膨胀性微胶囊)的发泡树脂层s2。基材s1由纸、帆布等布、塑料等平板件等构成，材质并没有特别的限定。这样的热膨胀性薄片s能使用已知的市售品。
在热膨胀性薄片s的发泡树脂层s2的表面(图2中的上表面)当中的希望使之立体化的部分，通过作为光热变换材料的黑墨水来印刷灰度图像(热吸收部)s3。该黑墨水例如包含碳黑等吸收红外线或远红外线等的光能并变换成热能的光热变换材料。另外，印刷的图像并不限于灰度图像s3，也可以是二值图像，但在本实施方式中为了简便而仅记述灰度图像s3。然后，在加热部10进行的热膨胀性薄片s的加热中，在热膨胀性薄片s的单位面积每单位时间受到的热量为恒定时，发泡树脂层s2当中在表面印刷了黑墨水的灰度图像s3的部分(发泡部)比未在表面印刷黑墨水的灰度图像s3的部分(非发泡部)吸收更多的热量。因此，热膨胀性薄片s中形成灰度图像s3的部分比未形成灰度图像s3的部分发泡树脂层s2膨胀得更大(高)。另外，在热膨胀性薄片s，以深的浓度形成灰度图像s3的部分比以浅的浓度形成的部分发泡树脂层s2膨胀得更大(高)。该灰度图像s3例如基于原图像而生成。将形成与原图像对应的立体物时希望将高度形成得比较高的部分设定为深的浓度，另外，将希望将高度形成得比较低的部分设定为浅的浓度，能由此生成该灰度图像s3。另外，不考虑在该灰度图像s3设定的浓度、和原图像的相关的高低或有无相关。
热膨胀性薄片s使印刷了黑墨水的灰度图像s3的面朝上地载置于图1所示的载置台41，进行位置固定。
若从加热部10向热膨胀性薄片s放射热能，黑墨水的灰度图像s3吸收从加热部10的例如热辐射线传导的热量，该热传递到包含在发泡树脂层s2中的热发泡剂，热发泡剂发生热膨胀反应。由此如图2(b)所示，热膨胀性薄片s的发泡部膨胀而隆起。在此，由于发泡树脂层s2的发泡高度与发泡树脂层s2所吸收的热量具有正的相关，因此在热膨胀性薄片s的单位面积每单位时间受到的热量恒定时，发泡树脂层s2的发泡部的高度变得高于非发泡部的高度。另外，非发泡部就算吸收热辐射线，其热量也被抑制得足够小，发泡树脂层s2的非发泡部实质没有高度变化，或和发泡部相比高度的变化足够小。
如此，被加热部10加热的热膨胀性薄片s因印刷了黑墨水的部分和未印刷黑墨水的部分的热吸收率之差，而使得印刷了黑墨水的灰度图像s3的部分的发泡剂较大地发泡，热膨胀性薄片s的与其表面正交的方向的厚度变厚，由此印刷面立体化。
返回图1，可动部20使加热部10和热膨胀性薄片s在与第1方向交叉的第2方向上相对移动(相对移动工序)。在本第1实施方式中，将可动部20设置得能相对于载置台41相对移动，由于在可动部20固定加热部10，因此可动部20成为只使加热部10和热膨胀性薄片s之中的加热部10移动的构成。
可动部20例如具有步进电机的未图示的驱动电机。该驱动电机由控制部30控制。另外，可动部20在第1方向的两端下部具有滑块21。该滑块21沿着设于基座部40的1对导轨42在第2方向上移动。
另外，第2方向只要是与第1方向交叉的方向即可，在本第1实施方式中与第1方向正交。另外，在本第1实施方式中，第1方向以及第2方向两者都是水平方向。
基座部40具有载置台41以及1对导轨42。如上述那样，在载置台41载置热膨胀性薄片s。另外，可动部20的滑块21沿着1对导轨42在第2方向上移动。
控制部30进行使通过可动部20移动的加热部10的移动速度根据加热部10的第2方向上的位置而变化的控制(控制工序)，使得热膨胀性薄片s的单位面积每单位时间受到的热量不管第2方向上的位置如何都是接近均匀的。另外，控制部30也可以取代加热部10的移动速度而进行使加热部10的发热量变化的控制(例如pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)控制)，或者进行使移动速度以及发热量两者变化的控制。
图3是能作为本发明的第1实施方式中的控制部30而动作的计算机200的硬件构成例。
图3所示的计算机200具备：cpu(centralprocessingunit，中央处理器)201、存储部202、输入部203、显示部204、接口部205和记录介质驱动部206。这些构成要素经由总线207而连接，相互授受各种数据。
cpu201是控制计算机200整体的动作的运算处理装置。cpu201通过读出并执行加热装置1的控制用的程序，来进行加热装置1中的各处理。
存储部202包含rom(readonlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)、硬盘等。
rom是预先记录给定的基本控制程序的读出专用半导体存储器。另外，作为rom，也可以使用闪速存储器等针对电力提供的停止而存储数据非易失性的存储器。
ram是cpu201执行各种控制程序时根据需要作为工作存储区域而使用的能随时写入读出的半导体存储器。
硬盘存储由cpu201执行的各种控制程序或各种数据。
[输入部203例如是键盘装置或鼠标装置，若由计算机200的用户操作，则获取与该操作内容建立对应的来自用户的各种输入信息，将获取的输入信息送往cpu201。
显示部204例如是显示器，显示各种文本或图像。
接口部205进行与各种设备之间的各种信息的授受的管理。
记录介质驱动部206是进行记录于可移动型记录介质208的各种控制程序或数据的读出的装置。cpu201还能通过经由记录介质驱动部206读出并执行记录于可移动型记录介质208的给定的控制程序来进行加热装置1的各处理。
另外，作为可移动型记录介质208，例如有cd-rom(compactdiscreadonlymemory，光盘只读存储器)、dvd-rom(digitalversatilediscreadonlymemory，数字多功能盘只读存储器)、具备usb标准的连接器的闪速存储器等。
为了使这样的计算机200作为控制部30而动作，首先作成用于使cpu201进行后述的图4所示那样的各处理的控制程序。将该作成的控制程序预先容纳在存储部202的硬盘装置或可移动型记录介质208中。然后，通过对cpu201给出给定的指示来读出并执行控制程序。由此计算机200作为控制部30而动作。
图4是表示本发明的第1实施方式中的加热部10的移动速度的控制处理的流程图。
虽然详细后述，但图1所示的控制部30通过进行图4所示的各处理来进行控制，使加热部10的移动速度伴随时间的经过慢慢提速。即，随着加热部10在第2方向上的位置从起点侧靠近终点侧，进行控制，将加热部10的移动速度慢慢提速。
虽然是一个例子，但在图4所示的各处理中，初始速度v0为18.3[mm/s]，变更移动速度的距离(预先确定的距离)d1为1[mm]，移动速度的变更量(预先确定的量)v1为0.001[mm/s]。
首先，控制部30将加热部10的移动速度v的初始值设置为移动速度v0，将移动距离的计数器d设置为0(步骤s11)。
接下来，控制部30控制可动部20的未图示的驱动电机来使固定于可动部20的加热部10和可动部20一起以移动速度v移动(步骤s12)。
另外，控制部30使计数器d递增到d+1(步骤s13)。另外，计数器d例如表示步进电机的步数。另外，计数器d的递增与步进电机的步数进1对应。
另外，若将变更加热部10的移动速度的(本第1实施方式中为提速)距离设为d1，则控制部30将计数器d除以d1的余数设置为d2(步骤s14)。
然后，在d2为0的情况下(步骤s15为“是”)、即加热部10前进了距离d1的情况下，控制部30在加热部10的移动速度v上加上v1(步骤s16)。另外，v1是加热部10的移动速度的变更量。
接下来，在计数器d到达表征热膨胀性薄片s的最终行的d3的情况下(步骤s17为“是”)，控制部30将处理结束，在未到达的情况下(步骤s17为“否”)，返回步骤s12的处理。
另外，在上述的步骤s15中，在d2不是0的情况下，(步骤s15为“否”)、控制部30不进行移动速度的变更(步骤s16)地前进到上述的步骤s17的处理。
通过控制部30进行图4所示的各处理，在将加热部10的发热量控制得成为恒定的情况下，即使加热部10、或者热膨胀性薄片s、载置台41等蓄热，只要发泡部的黑墨水的灰度图像的黑浓度相同，则不管第2方向上的位置如何，都能将发泡部的发泡高度控制得实质成为均匀。如以上那样，控制部30每使加热部10和热膨胀性薄片s在预先确定的方向上相对移动预先确定的距离，就使相对移动的速度提速预先确定的量。图5是表示在灰度图像的各黑浓度区域，在热膨胀性薄片s的起点侧和终点侧发泡部的发泡高度为均匀的实验结果。
另外，在本第1实施方式中，将加热部10的移动速度的变更量v1、距离d1设为恒定(图4所示的步骤s16)，但也可以结合加热部10的蓄热的状況适宜调整各变更量。
另外，在本第1实施方式中，加热部10每前进距离d1，就断续地变更移动速度，但也可以根据加热部10向热膨胀性薄片s进行的热能放射的经过时间而连续地变更移动速度。例如在本第1实施方式中，由于初始速度v0为18.3[mm/s]，加热部10移动变更移动速度的距离d1的1[mm]所需要的时间为1/18.3＝0.0546[s]。另外，由于移动速度的变更量v1为0.001[mm/s]，因此若结合这些数值，则加速度为0.001/0.0546＝0.0183[mm/s2]。因此，移动速度v＝18.3+0.0183t[mm/s]。另外，t是时间经过，单位是秒。由此，控制部30根据加热部10向热膨胀性薄片s进行的热能放射的经过时间将相对移动的速度慢慢提速。另外，控制部30根据加热部10向热膨胀性薄片s进行的热能放射的经过时间，一次函数地使相对移动的速度提速预先确定的量。
在以上说明的本第1实施方式中，加热装置1向根据吸收的热量进行发泡膨胀的热膨胀性薄片s放射热能。另外，加热装置1具备：加热部10、相对移动单元的一个例子的可动部20、和控制部30。加热部10跨比热膨胀性薄片s的沿第1方向的长度长的范围放射热能。可动部20通过使加热部10移动来使加热部10和热膨胀性薄片s在与第1方向交叉的第2方向上相对移动。控制部30进行控制，使可动部20的相对移动的速度和加热部10的发热量当中至少一方根据第2方向上的位置而变化，使得与在由加热部10向热膨胀性薄片s放射热能的期间相对移动的速度为恒定且加热部10的发热量成为恒定的情况相比，热膨胀性薄片s所受到的热量不管在第2方向上的位置如何，都是接近均匀的。
以往，即使进行控制来使加热部10的每单位时间的发热量恒定，也由于加热部10、或者热膨胀性薄片s、载置台41等的蓄热的原因，使得热膨胀性薄片s的单位面积每单位时间当受到的热量有时会随着加热部10的第2方向上的位置从起点侧靠近终点侧而增加。其结果，即使发泡部的黑墨水的灰度图像的黑浓度相同，以往，有时也在热膨胀性薄片s的与终点侧对应的区域，发泡部的发泡高度变得高于与起点侧对应的区域的发泡部的发泡高度。相比于进行控制，使得在由加热部10向热膨胀性薄片s放射热能的期间使加热部10和热膨胀性薄片s间的相对移动的速度恒定且使加热部10的发热量恒定的情况，根据本第1实施方式所涉及的发明，不管第2方向上的位置如何，都能将热膨胀性薄片s受到的热量控制地实质成为均匀。其结果，例如，只要发泡部的黑墨水的灰度图像的黑浓度相同，则不管第2方向上的位置如何，都能将发泡部的发泡高度控制得实质成为均匀。进而，能高精度地形成将热膨胀性薄片s加热使其发泡膨胀而形成的立体形状。
另外，在本第1实施方式中，控制部30通过可动部20来控制加热部10与热膨胀性薄片s的相对移动速度。为此，能以比控制加热部10的发热量更简单的控制，高精度地形成立体形状。
另外，在本第1实施方式中，控制部30进行控制，在第2方向上调整加热部10的移动速度(相对移动速度)随着时间的经过慢慢提速。当然，也可以控制部30进行控制，根据上述的第2方向上的位置以及加热部10向热膨胀性薄片s进行的热能放射的经过时间的任意一个，随着时间的经过使加热部10的发热量慢慢下降，由此调整从加热部10向热膨胀性薄片s放射的热能，使其随着时间的经过慢慢减小。另外，该热量的控制也可以取代加热部10的移动速度的控制来进行，或者也可以和加热部10的移动速度的控制并行地进行。这种情况下，通过进行控制，使得不管第2方向上的位置如何，都使热膨胀性薄片s受到的热量实质成为均匀，由此即使加热部10、或者热膨胀性薄片s、载置台41等慢慢蓄热，只要发泡部的黑墨水的灰度图像的黑浓度相同，也能进行控制，使得不管第2方向上的位置如何，发泡部的发泡高度都实质成为均匀。
<第2实施方式>
图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的配置有薄片压板43以及热膨胀性薄片s的状态的加热装置2的立体图。
图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的拆下热膨胀性薄片s的状态的加热装置2的立体图。
图6以及图7所示的加热装置2除了与热膨胀性薄片s的上表面周边相接地配置薄片压板43这一点以外，其它都与图1所示的加热装置1同样。其中，在图7所示的状态下，从加热装置2拆下热膨胀性薄片s。薄片压板43在中央部具有开口，呈现不与在热膨胀性薄片s形成立体的区域重合的矩形框状。
如图7所示，在载置台41，在热膨胀性薄片s的下方设置空洞部分41a。如此在载置台41设置空洞部分41a是因为，若在载置台41与热膨胀性薄片s接触，热就会从热膨胀性薄片s向载置台41释放，会阻碍热膨胀性薄片s的发泡膨胀。但是，通过设置空洞部分41a，热膨胀性薄片s的特别是中央部分会向下方挠曲。另外，空洞部分41a既可以是在铅直方向上贯通载置台41的贯通孔，也可以是凹部。
图8是用于说明热膨胀性薄片s的挠曲的说明图。
在热膨胀性薄片s的下方设置上述的空洞部分41a的情况下，如图8所示，在热膨胀性薄片s，与加热部10沿着第2方向移动的方向上的起点(移动距离0)以及终点(移动距离d3)相比，越接近于中央越向下方挠曲。
因此，加热部10与热膨胀性薄片s的距离中，热膨胀性薄片s的中央的距离l2大于热膨胀性薄片s的起点以及终点的距离l1(l2＞l1)。因此，从加热部10放射的热量当中的热膨胀性薄片s的单位面积每单位时间受到的热量在热膨胀性薄片s的中央小于在热膨胀性薄片s的起点以及终点。
因此，期望通过在热膨胀性薄片s的中央部分减慢加热部10的移动速度来增加该部分的加热时间，来使热膨胀性薄片s的单位面积每单位时间受到的热量不管第2方向上的位置如何，都是接近均匀的。
图9是表示本发明的第2实施方式中的速度补正值的一个例子的表。
如图9所示，在本第2实施方式中，相比于在第2方向中各位置热膨胀性薄片s都不挠曲的情况，即相比于在第1实施方式中设为合适的相对速度，决定加热部10的移动速度，使得加热部10的移动速度减慢与加热部10的移动距离相应的度补正值v2份。
在图9所示的示例中，在加热部10的图8所示的移动距离d满足0≤d＜d4或d7≤d＜d3的关系的情况下，速度补正值v2为0。另外，在加热部10的移动距离d满足d4≤d＜d5或d6≤d＜d7的关系的情况下，速度补正值v2为v3。另外，在加热部10的移动距离d满足d5≤d＜d6的关系的情况下，速度补正值v2为v4。在此，v4大于v3，v3大于0。为此，在加热部10的移动距离d满足d5≤d＜d6的关系的情况下，速度补正值(v4)成为最大，因此加热部10的移动速度变得最慢。
图10是表示本发明的第2实施方式中的加热部10的移动速度的控制处理的流程图。
在本第2实施方式中，步骤s21以及s24～s28和图4所示的步骤s11以及s13～s17同样。步骤s22是图4中没有的处理，步骤s23在使加热部10的移动速度v慢速度补正值v2份这一点上和图4所示的步骤s12相异。移动速度v是在第1实施方式中设为合适的相对速度。为此，适宜省略图10所示的处理的说明。
首先，控制部30将加热部10的移动速度v的初始值设置为移动速度v0，将移动距离的计数器d设置为0(步骤s21)。
接下来，控制部30按照图11所示的流程图计算速度补正值v2(步骤s22)。
如图11所示，若加热部10的移动距离d小于d4(步骤s31为“是”)，则控制部30将速度补正值v2决定为0(步骤s32)。
另外，若加热部10的移动距离d不小于d4(步骤s31为“否”)且小于d5(步骤s33为“是”)，则控制部30将速度补正值v2决定为v3(步骤s34)。
另外，若加热部10的移动距离d不小于d5(步骤s33为“否”)且小于d6(步骤s35为“是”)，则控制部30将速度补正值v2决定为v4(步骤s36)。
另外，若加热部10的移动距离d不小于d6(步骤s35为“否”)且小于d7(步骤s35为“是”)，则控制部30将速度补正值v2决定为v3(步骤s38)。
另外，若加热部10的移动距离d不小于d7(步骤s37为“否”)，则控制部30将速度补正值v2决定为0(步骤s39)。
返回图10，控制部30基于计算的速度补正值v2使加热部10以从移动速度v减去速度补正值v2的速度移动(步骤s23)。
另外，控制部30也可以如上述那样只进行使加热部10仅以移动速度v-v2移动的处理，但在本第2实施方式中，也如上述的第1实施方式那样进行将加热部10的移动速度慢慢加速的控制(步骤s27等)。
接下来，控制部30使计数器d递增到d+1(步骤s24)。
另外，若将变更加热部10的移动速度的距离(本第2实施方式中也是提速的距离)设为d1，则控制部30将计数器d除以d1的余数设为d2(步骤s25)。
然后，在d2为0的情况下(步骤s26为“是”)，即在加热部10前进了距离d1的情况下，控制部30在加热部10的移动速度v上加上v1(步骤s27)。另外，v1是加热部10的移动速度的变更量。
接下来，在计数器d到达表征热膨胀性薄片s的最终行的d3的情况下(步骤s28为“是”)，控制部30结束处理，在未到达的情况下(步骤s27为“否”)返回步骤s22的处理。
另外，在上述的步骤s26，在d2不为0的情况下(步骤s26为“否”)，控制部30不进行移动速度的变更(步骤s27)地前进到上述的步骤s28的处理。
通过控制部30进行图10所示的各处理，即使加热部10、或者热膨胀性薄片s、载置台41等蓄热，进而在热膨胀性薄片s出现挠曲，也是只要发泡部的黑墨水的灰度图像的黑浓度相同，就能进行控制，使得不管第2方向上的位置如何，都能使发泡部的发泡高度实质成为均匀。如以上那样，控制部30根据加热部10与热膨胀性薄片s的距离、和预先确定的方向上的位置来使相对移动的速度和发热量当中的一方变化。另外，也可以控制部30根据加热部10与热膨胀性薄片s的距离、和加热部10向热膨胀性薄片s进行的热能放射的经过时间，使相对移动的速度和发热量当中的一方变化。
另外，在本第2实施方式中，控制部30也可以取代根据热膨胀性薄片s的挠曲(热膨胀性薄片s与加热部10的距离)来调整加热部10与热膨胀性薄片s的相对移动速度的控制，进行如下控制：在加热部10位于靠近中央的位置时，使加热部10的发热量相比于在加热部10位于靠近起点以及终点的位置时增加。或者，控制部30也可以进行使加热部10的移动速度和加热部10的发热量两者变化的控制。如以上那样，控制部30进行以下两者中的一者：在预先确定的方向上的位置使相对移动的速度变化时，在该位置的加热部10与热膨胀性薄片s的距离越大，则越减小相对移动的速度的增加量，来使相对移动的速度变化增加量；在预先确定的方向上的位置使发热量变化时，在该位置的加热部10与热膨胀性薄片s的距离越大，则越减小发热量的减少量，使相对移动的速度变化该减少量。另外，控制部30也可以进行以下两者中的一者：在根据加热部10向热膨胀性薄片s进行的热能放射的经过时间来使相对移动的速度变化时，在该时间点的加热部10与热膨胀性薄片s的距离越大，则越减小相对移动的速度的增加量，来使相对移动的速度变化该增加量；在根据加热部10向热膨胀性薄片s进行的热能放射的经过时间来使发热量变化时，在该时间点的加热部10与热膨胀性薄片s的距离越大，则越减小发热量的减少量，来使相对移动的速度变化该减少量。
根据以上说明的本第2实施方式，关于和上述的第1实施方式同样的事项，也能得到同样的效果，即高精度地形成通过将热膨胀性薄片s加热使其发泡膨胀而形成的立体形状等的效果。
另外，在本第2实施方式中，控制部30根据加热部10与热膨胀性薄片s的距离进行控制，根据第2方向上的位置使加热部10的相对移动速度和加热部10的发热量当中的至少一方变化。因此，在如热膨胀性薄片s出现挠曲情况等那样热膨胀性薄片s发生变形的情况下，也是只要发泡部的黑墨水的灰度图像的黑浓度相同，则不管第2方向上的位置如何，都能将发泡部的发泡高度控制得实质成为均匀。
<第3实施方式>
图12是本发明的第3实施方式所涉及的立体物形成系统101的框图。
如图12所示，立体物形成系统101具备：光热变换材料印刷装置102，其基于预先准备的灰度图像数据，通过喷墨方式在热膨胀性薄片s印刷作为光热变换材料的黑墨水；加热装置103，其用于使热膨胀性薄片s热膨胀；白图像印刷装置105，其基于预先准备的白图像数据，通过喷墨方式，至少覆盖热膨胀性薄片s的灰度图像地使用白墨水来印刷白图像；和彩色印刷装置104，其基于预先准备的彩色图像数据，通过喷墨方式，使用彩色墨水在热膨胀性薄片s的灰度图像或白图像上印刷彩色图像。另外，光热变换材料印刷部102是在热膨胀性薄片s的要发泡膨胀的区域印刷灰度图像的光热变换材料印刷装置的一个例子。
另外，作为本第3实施方式的立体物形成系统，既可以具备光热变换材料印刷装置102以及上述的第1实施方式所涉及的加热装置1，也可以具备光热变换材料印刷装置102以及上述的第2实施方式所涉及的加热装置2。另外，作为本第3实施方式的立体物形成系统，可以除了具备光热变换材料印刷装置102以及加热装置1或加热装置2以外，进一步具备白图像印刷装置105、彩色印刷装置104。
这里，所谓灰度图像数据，如前述那样，是形成与原图像对应的立体物时希望将高度形成得比较高的部分的浓度值被设定得较大、另外希望将高度形成得比较低的部分的浓度值被设定得较小的数据。所谓白图像数据，是为了使形成于比灰度图像s3更表层侧的彩色图像的美观更佳而介于灰度图像与彩色图像间形成的包含白图像的浓度值的数据。白图像数据例如可以是为了覆盖灰度图像s3形成而设定其浓度的数据。所谓彩色图像数据，是在形成白图像后进一步形成的包含彩色图像的浓度值的数据。为了形成所期望的彩色图像，彩色图像数据包含与例如要形成青c、洋红m以及黄y的各色墨水的浓度值对应的各值。
加热装置103由于和上述的第1实施方式所涉及的加热装置1或上述的第2实施方式所涉及的加热装置2同样，因此省略说明。作为一个例子，在卤素灯127a中使用900w的灯，配置于从在介质输送路径125进行输送的热膨胀性薄片s的面离开4cm的位置。在热膨胀性薄片s进行输送的基于输送辊的输送速度为20mm/秒。在该条件下将热膨胀性薄片s加热到100℃～110℃，热膨胀性薄片s的灰度图像印刷部分进行热膨胀。
虽然详细后述，但热膨胀性薄片s在通过加热装置103从而灰度图像印刷部分热膨胀从而隆起后，被搬入到白图像印刷装置105来印刷白图像，接下来被搬入到彩色印刷装置104来印刷彩色图像。
图13是表示本发明的第3实施方式中的光热变换材料印刷装置102、白图像印刷装置105以及彩色印刷装置104的构成的立体图。
光热变换材料印刷装置102、白图像印刷装置105以及彩色印刷装置104具备能往复移动地设置在与用纸输送方向正交的两方向箭头d所示的方向上的滑架131。在该滑架131安装执行印字的印字头132、和收容墨水的墨水盒133。光热变换材料印刷装置102至少包含收容黑k的墨水的盒，白图像印刷装置105至少包含收容白w的墨水的盒，彩色印刷装置104至少包含收容青c、洋红m、黄y的墨水的盒。
另外，滑架131一方面被导轨134滑动自由地支撑，另一方面固着在带齿驱动带135。由此，印字头132以及墨水盒133和滑架131一起，在图13的两方向箭头d所示的与用纸输送方向正交的方向上、即印字的主扫描方向上被往复驱动。
在印字头132与立体物形成系统101的后述的控制装置间经由内部框架137连接柔性通信线136。通过该柔性通信线136从控制装置将印字数据和控制信号送出到印字头132。
另外，配设压盘138，其与印字头132对置，在印字头132的上述主扫描方向上延伸，在内部框架137的下端部构成用纸输送路的一部分。
另外，通过给纸辊对139(下方的辊被热膨胀性薄片s挡住而在图13中看不见)和排纸辊对141(下方的辊同样看不见)与压盘138相接地将热膨胀性薄片s在图中箭头e所示的印字副扫描方向上间歇地输送。另外，只要能输送热膨胀性薄片s，给纸辊对139以及排纸辊对141也可以没有上方的辊。
在间歇输送热膨胀性薄片s时的输送停止期间中，印字头132一边通过电机142经由带齿驱动带135以及滑架131被驱动，一边在接近热膨胀性薄片s的状态下喷射墨滴来在纸面印字。通过如此反复热膨胀性薄片s的间歇输送与印字头132进行的往复移动时的印字，来在热膨胀性薄片s的整面进行印字(印刷)。
基于预先准备的灰度图像数据，由光热变换材料印刷装置102通过喷墨方式在热膨胀性薄片s印刷作为光热变换材料的黑墨水。接下来，通过加热装置103使热膨胀性薄片s热膨胀。接下来，基于预先准备的白图像数据，由白图像印刷装置105通过喷墨方式，使用白墨水，至少覆盖热膨胀性薄片s的灰度图像地印刷白图像。由此，与在黑墨水上直接印刷彩色墨水的情况相比，能使彩色墨水印刷后的彩色的美观更佳。接下来，基于预先准备的彩色图像数据，由彩色印刷装置104通过喷墨方式使用彩色墨水在热膨胀性薄片s的灰度图像或白图像上印刷彩色图像。另外，各装置间的移动既可以通过带式运输机自动进行，也可以由作业者手动进行。
图14是本发明的第3实施方式所涉及的立体物形成系统101所具备的光热变换材料印刷装置102、白图像印刷装置105以及彩色印刷装置104的控制框图。
如图14所示，光热变换材料印刷装置102、白图像印刷装置105以及彩色印刷装置104具备：输入部303以及显示部304、控制部305、rom(readonlymemory，只读存储器)306、ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)307、显示部驱动电路308、头驱动电路309、墨水喷吐部的一个例子的喷墨头310、输送用电机驱动电路311、输送用电机312、输送辊313。
另外，光热变换材料印刷装置102、白图像印刷装置105以及彩色印刷装置104基于图像数据，在例如热膨胀性薄片s印刷所期望的图像，通过利用加热装置103使该热膨胀性薄片s热膨胀来形成所期望的立体形状。
控制部305例如是cpu(centralprocessingunit，中央处理器)，根据来自输入部303的键操作信号或自动使预先存储于rom306的系统程序、存储于存储卡的控制程序、从外部设备读入的控制程序等起动，将ram307作为工作内存来控制电路各部的动作。
在控制部305连接输入部303、rom306、ram307、驱动显示部304的显示部驱动电路308、驱动喷墨头310的头驱动电路309、和对用于驱动输送辊313的输送用电机312进行驱动的输送用电机驱动电路311。
rom306存储用于通过头驱动电路309使喷墨头310将所期望的图像印刷到热膨胀性薄片s的程序等。另外，rom306还作为存储能由控制部305读取的程序的存储介质而发挥功能。
ram307作为存储成为印刷对象的所期望的图像数据的输入数据存储器而发挥功能。另外，ram307作为存储所输入的图像数据的印刷数据存储器而发挥功能，并作为存储显示于显示部304、表征所期望的图像的显示用图案数据的显示数据存储器等而发挥功能。另外，ram307具备临时存储印刷处理等所需要的数据的寄存器或计数器等。
头驱动电路309基于存储于ram307的图像数据来控制喷墨头310。喷墨头310通过根据该控制喷吐墨水，来在热膨胀性薄片s印刷所期望的图像。
输送用电机驱动电路311通过基于存储在ram307的图像数据来控制步进电机，由此控制输送辊313，在喷墨头310进行的向热膨胀性薄片s的印刷中以所期望的速度输送该热膨胀性薄片s。
接下来，基于图15所示的本发明的第3实施方式所涉及的立体物形成方法的流程图，来说明利用了本第3实施方式的立体物形成系统101的立体物形成处理。首先，通过光热变换材料印刷装置102。在热膨胀性薄片s的发泡树脂层s2的表面形成上述的灰度图像s3(步骤s102)。接下来，将形成了灰度图像s3的该热膨胀性薄片s搬入到加热装置103，进行加热处理(步骤s103)。由此得到发泡树脂层s2根据灰度图像s3的浓度而发泡膨胀的热膨胀性薄片s。接下来，将发泡树脂层s2发泡膨胀的该热膨胀性薄片搬入到白图像印刷装置105，印刷白图像(步骤s105)。接下来，将印刷了白图像的该热膨胀性薄片s搬入到彩色图像印刷装置104，印刷彩色图像(步骤s104)。通过以上，能形成设置了所期望的凹凸、且印刷了所期望的彩色图像的立体物。
根据以上说明的本第3实施方式，关于与上述的第1实施方式以及第2实施方式同样的事项，也能得到同样的效果、即能高精度地形成将热膨胀性薄片s加热使其发泡膨胀而形成的立体形状等的效果。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明的范围并不限定于上述的实施方式，还包含记载于权利要求的范围的发明的范围和其均等的范围。
以下附记记载于在本申请的申请文件最初添附的权利要求书的发明。记载于附记的权利要求的编号如本申请的申请文件中最初添附的权利要求书那样。