特許 6555314 立体シートの製造方法、立体形成方法、立体形成装置、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6555314

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】立体シートの製造方法、立体形成方法、立体形成装置、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   B41M 3/06 20060101AFI20190729BHJP

【ＦＩ】

   B41M3/06 C

   B41M3/06 F

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-199147(P2017-199147)

(22)【出願日】2017年10月13日

(62)【分割の表示】特願2014-251258(P2014-251258)の分割

【原出願日】2014年12月11日

(65)【公開番号】特開2018-39267(P2018-39267A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2017年12月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】本柳 吉宗

【審査官】 村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１３２７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５０８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１５９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９６８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１７３４１７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｍ １／００−３／１８

Ｂ４１Ｆ １７／００−１７／３８

Ｂ４１Ｊ ３／４０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に立体的な記号が形成された立体シートの製造方法であって、
前記記号の平面形状とされる第１パターンと、前記記号を連続的または離散的に取り囲む保護領域の平面形状とされる第２パターンとを、所定の印刷濃度となるように、光熱変換材料を印刷材料として熱膨張性シートの表面に印刷する第１ステップと、
前記第１ステップで前記第１パターンと前記第２パターンとが印刷された前記熱膨張性シートの表面に向けて光を照射することにより、前記熱膨張性シートにおける前記第１パターンに対応する領域と前記第２パターンに対応する領域とを膨張させる第２ステップと、
前記印刷濃度が、前記第１パターンよりも前記第２パターンの方が濃くなるように、前記第１パターンに対して設定された印刷濃度に基づいて前記第２パターンの印刷濃度を設定する第３ステップと、
を有し、
前記第１ステップは、前記第３ステップで設定された印刷濃度となるように、前記第２パターンを印刷することを特徴とする立体シートの製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の立体シートの製造方法において、
前記保護領域は、前記熱膨張性シートの縁の領域であることを特徴とする立体シートの製造方法。

【請求項3】

記号を含む図案が施される熱膨張性シートの表面に立体形状を形成する立体形成方法であって、
前記図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する第１の高さ情報から、前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い第２の立体形状の高さを指定する第２の高さ情報を設定し、
前記第２の高さ情報に基づいて、前記熱膨張性シートの表面に前記第２の立体形状を形成するためのパターンを印刷し、
前記熱膨張性シートの前記パターンを膨張させて前記第２の立体形状を形成することを特徴とする立体形成方法。

【請求項4】

請求項３に記載の立体形成方法において、
前記熱膨張性シートの表面に前記第２の高さ情報に基づいた印刷濃度で前記パターンを印刷することを特徴とする立体形成方法。

【請求項5】

請求項４に記載の立体形成方法において、
印刷濃度に基づいて前記熱膨張性シートの表面に前記パターンを形成し、
前記第２の立体形状は、前記第１の立体形状を形成する印刷濃度よりも高い濃度で形成されることを特徴とする立体形成方法。

【請求項6】

請求項３〜５のいずれか１項に記載の立体形成方法において、
前記保護領域は前記図案が施される領域のうちの前記記号領域を除く領域であって、
前記生成した保護領域の高さ情報が所定の高さを超える場合には、前記生成した保護領域の高さ情報における高さを縮小し、当該縮小後の保護領域の高さに所定の高さを加えた高さ情報が前記記号領域の高さ情報の最大高さを超えるように、前記保護領域の高さ情報を生成することを特徴とする立体形成方法。

【請求項7】

請求項６に記載の立体形成方法において、
前記生成した保護領域の高さ情報が所定の高さを超える場合には、前記縮小した保護領域の高さに前記記号領域の高さ情報の最大高さを加えた高さを前記保護領域の高さ情報として生成することを特徴とする立体形成方法。

【請求項8】

記号を含む図案が施される熱膨張性シートの表面に立体形状を形成する立体形成装置であって、
前記図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する第１の高さ情報から、前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い第２の立体形状の高さを指定する第２の高さ情報を設定する設定手段と、
前記第２の高さ情報に基づいて、前記熱膨張性シートの表面に前記第２の立体形状を形成するためのパターンを印刷する印刷手段と、
前記熱膨張性シートの前記パターンを膨張させて前記第２の立体形状を形成する膨張手段と、を備える
ことを特徴とする立体形成装置。

【請求項9】

記号を含む図案が施される熱膨張性シートの表面に立体形状を形成する立体形成装置のコンピュータを、
前記図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する第１の高さ情報から、前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い第２の立体形状の高さを指定する第２の高さ情報を設定する設定手段、
前記第２の高さ情報に基づいて、前記熱膨張性シートの表面に前記第２の立体形状を形成するためのパターンを印刷する印刷手段、
前記熱膨張性シートの前記パターンを膨張させて前記第２の立体形状を形成する膨張手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立体シートの製造方法、立体形成方法、立体形成装置、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

立体形成技術の一種として、加熱により発泡してその体積を増加させる熱膨張性シートに黒いインク又はトナーで所望のパターンを印刷し、その後、熱膨張性シートの全面に一様に光を照射する技術が知られている。この技術は、黒いインク又はトナーで印刷された領域は印刷されていない領域に比べて熱の吸収率が高くなりより高温に加熱されることを利用したものであり、黒いインク又はトナーで印刷された領域のシートが発泡して隆起するというものである。特許文献１には、この技術を用いた立体印刷装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１７１３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記の技術によって熱膨張性シートの表面に立体形状が形成された製造物は、その流通過程において、表面の一部が削れてしまう可能性がある。例えば、上記の技術で凹凸のある立体的な切手を製造した場合であれば、額面を表わす数字や文字などが印刷された部分が削れてしまうと、切手の額面に関する情報が欠落してしまい、切手の額面が不明となってしまう。

【0005】

以上の実情を踏まえ、本発明は、数字や文字などの記号が印刷される領域が適切に保護される立体形状を、熱膨張性シート等の部材の表面に形成する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、表面に立体的な記号が形成された立体シートの製造方法であって、前記記号の平面形状とされる第１パターンと、前記記号を連続的または離散的に取り囲む保護領域の平面形状とされる第２パターンとを、所定の印刷濃度となるように、光熱変換材料を印刷材料として熱膨張性シートの表面に印刷する第１ステップと、前記第１ステップで前記第１パターンと前記第２パターンとが印刷された前記熱膨張性シートの表面に向けて光を照射することにより、前記熱膨張性シートにおける前記第１パターンに対応する領域と前記第２パターンに対応する領域とを膨張させる第２ステップと、前記印刷濃度が、前記第１パターンよりも前記第２パターンの方が濃くなるように、前記第１パターンに対して設定された印刷濃度に基づいて前記第２パターンの印刷濃度を設定する第３ステップと、を有し、前記第１ステップは、前記第３ステップで設定された印刷濃度となるように、前記第２パターンを印刷することを特徴とする立体シートの製造方法を提供する。

【0007】

本発明の別の態様は、記号を含む図案が施される熱膨張性シートの表面に立体形状を形成する立体形成方法であって、前記図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する第１の高さ情報から、前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い第２の立体形状の高さを指定する第２の高さ情報を設定し、前記第２の高さ情報に基づいて、前記熱膨張性シートの表面に前記第２の立体形状を形成するためのパターンを印刷し、前記熱膨張性シートの前記パターンを膨張させて前記第２の立体形状を形成することを特徴とする立体形成方法を提供する。

【0008】

本発明の更に別の態様は、記号を含む図案が施される熱膨張性シートの表面に立体形状を形成する立体形成装置であって、前記図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する第１の高さ情報から、前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い第２の立体形状の高さを指定する第２の高さ情報を設定する設定手段と、前記第２の高さ情報に基づいて、前記熱膨張性シートの表面に前記第２の立体形状を形成するためのパターンを印刷する印刷手段と、前記熱膨張性シートの前記パターンを膨張させて前記第２の立体形状を形成する膨張手段と、を備えることを特徴とする立体形成装置を提供する。

【0009】

本発明の更に別の態様は、記号を含む図案が施される熱膨張性シートの表面に立体形状を形成する立体形成装置のコンピュータを、前記図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する第１の高さ情報から、前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い第２の立体形状の高さを指定する第２の高さ情報を設定する設定手段、前記第２の高さ情報に基づいて、前記熱膨張性シートの表面に前記第２の立体形状を形成するためのパターンを印刷する印刷手段、前記熱膨張性シートの前記パターンを膨張させて前記第２の立体形状を形成する膨張手段、として機能させることを特徴とするプログラムを提供する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、数字や文字などの記号が印刷される領域が適切に保護される立体形状を、熱膨張性シート等の部材の表面に形成する技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る立体形成装置１の構成を例示した図である。

【図2】熱膨張性シートの構成を示した図である。

【図3】インクジェットプリンタ部４の構成を示す斜視図である。

【図4】立体形成装置１の制御装置を含む回路ブロック図である。

【図5】立体形成装置１で行われる立体形成処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】立体形成装置１のインクジェットプリンタ部４で印刷する切手の図案の一例を示した図である。

【図7】保護領域の配置の一例を示した図である。

【図8】保護領域の配置の別の例を示した図である。

【図9】図５に示す第２の高さ情報生成処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】図５に示す第２の高さ情報生成処理の変形例の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、本発明の一実施形態に係る立体形成装置１の構成を例示した図である。図１に示す立体形成装置１は、高さを指定する高さ情報に応じた立体形状を、記号を含む図案が施される部材の表面に形成する装置であり、最下部に設けられた黒トナー印刷部２と、その上に設けられた熱膨張加工部３と、最上部に設けられたインクジェットプリンタ部４とを備えている。

【0017】

黒トナー印刷部２は、装置筐体５の内部中央において、水平方向に延在する無端状の転写ベルト６を備えている。転写ベルト６は、不図示の張設機構によって張設され、駆動ローラ７と従動ローラ８に掛け渡されている。転写ベルト６は、駆動ローラ７により駆動されて、図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動する。

【0018】

転写ベルト６の上の循環移動面に接して画像形成ユニット９の感光体ドラム１１が配設されている。感光体ドラム１１には、その周面を取り巻くように近接して、図示を省略したクリーナ、初期化帯電器、光書込ヘッドに続いて、現像ローラ１２等が配置されている。

【0019】

現像ローラ１２は、トナー容器１３の側部開口部に配置されている。トナー容器１３の中には黒色トナーＫが収容されている。黒色トナーＫは非磁性一成分トナーから成っている。

【0020】

現像ローラ１２は、トナー容器１３に収容されている黒色トナーＫの薄層を表面に担持して、光書込ヘッドによって感光体ドラム１１の周面上に形成されている静電潜像を黒色トナーＫで現像する。

【0021】

感光体ドラム１１の下部には、転写ベルト６を介して一次転写ローラ１４が圧接して、これにより一次転写部を形成している。一次転写ローラ１４には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧を供給される。

【0022】

一次転写ローラ１４は、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト６に印加して、感光体ドラム１１の周面上に黒色トナーＫで現像されている画像を転写ベルト６に転写する。

【0023】

転写ベルト６の図１に示す右端部が掛け渡されている従動ローラ８には、転写ベルト６を介して二次転写ローラ１５が圧接し、これにより二次転写部を形成している。二次転写ローラ１５には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧が供給される。

【0024】

二次転写ローラ１５は、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト６に印加し、転写ベルト６に一次転写されている黒色トナーＫの画像を、画像形成搬送路１６に沿って矢印で示すように図１の下方から搬送されてくる記録媒体１７に転写する。

【0025】

尚、本例の記録媒体１７（印刷媒体とも言う）には熱膨張性シートが使用される。熱膨張性シートは、図２に示すように、基材１７ａと、この基材１７ａ上にコーティングされた発泡層１７ｂと、からなる。基材１７ａ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。発泡層１７ｂは、加熱により発泡してその体積を増加させるといった性質を有する層であり、熱膨張性マイクロカプセルが含まれる樹脂からなる。なお、図２（ａ）には発泡層１７ｂが発泡していない状態の熱膨張性シートが、図２（ｂ）には発泡層１７ｂの一部が発泡している状態の熱膨張性シートが示されている。

【0026】

記録媒体１７は、給紙カセット等から成る記録媒体収容部１８に積載されて収容され、不図示の給紙ローラ等により最上部の一枚が取り出され、画像形成搬送路１６に送出される。その後、画像形成搬送路１６を搬送されて、上記の二次転写部を通過時に黒色トナーＫの画像が転写される。

【0027】

黒色トナーＫの画像が転写された記録媒体１７は、定着搬送路１９に沿って定着部２１へと搬送される。定着部２１の加熱ローラ２２と押圧ローラ２３は、記録媒体１７を挟持し、熱と圧力を加えながら搬送する。

【0028】

これにより、記録媒体１７には、二次転写されている黒色トナーＫの画像が紙面に定着される。その後、記録媒体１７は、加熱ローラ２２と押圧ローラ２３により更に搬送され、定着部排出ローラ対２４により黒トナー印刷部２の上方の熱膨張加工部３に排出される。尚、定着部２１における記録媒体１７（熱膨張性シート）の搬送速度は比較的速い。このため、加熱ローラ２２による加熱で、熱膨張性シートの黒色トナーＫの画像が印刷された部分（以降、黒色トナー印刷部分）が膨張することはない。

【0029】

熱膨張加工部３には、上部に媒体搬送経路２５が形成され、この媒体搬送経路２５に沿って４組の搬送ローラ対２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）が配置されている。そして、媒体搬送経路２５のほぼ中央部の下方に、熱光線放射部２７が配置されている。
熱光線放射部２７は、ハロゲンランプ２７ａと、このハロゲンランプ２７ａの下方向半分を取り囲む断面がほぼ半円状の反射鏡２７ｂとで構成されている。

【0030】

本例では、ハロゲンランプ２７ａには、９００Ｗのものが使用され、媒体搬送経路２５を搬送される記録媒体１７の表面から４ｃｍ離れた位置に配置される。記録媒体１７を搬送する搬送ローラ対２６の搬送速度は２０ｍｍ／秒である。この条件で記録媒体１７は１００℃〜１１０℃に熱せられ、記録媒体１７の黒色トナー印刷部分が熱膨張する。

【0031】

尚、黒トナー印刷部２の記録媒体１７の搬送速度は速く、熱膨張加工部３の記録媒体１７の搬送速度は遅いが、記録媒体１７は記録媒体収容部１８から一枚ごとに搬送され、熱膨張加工部３での搬送が終了するまでは連続搬送は行われない。

【0032】

したがって、熱膨張加工部３に搬送された記録媒体１７は、黒トナー印刷部２の定着部排出ローラ対２４と熱膨張加工部３の最初の搬送ローラ対２６ａとの間の搬送経路ｂで撓んだ状態で、少しの時間滞留するだけで、全体として搬送に不都合は生じない。

【0033】

搬送ローラ対２６は、搬送方向に直交する記録媒体１７の幅方向に延在する長尺のローラ対で構成してもよく、又は、記録媒体１７の両側端部のみを挟持して搬送する短尺のローラ対で構成することもできる。

【0034】

熱膨張加工部３で黒色トナー印刷部分が熱膨張して立体化した記録媒体１７は、搬送経路ｃに沿ってインクジェットプリンタ部４に搬入される。

【0035】

尚、上記の搬送ローラ対２６は、搬送方向に直交する記録媒体１７の幅方向に延在する長尺のローラ対で構成してもよく、又は記録媒体１７の両側端部のみを挟持して搬送する短尺のローラ対で構成することもできる。

【0036】

図３は、インクジェットプリンタ部４の構成を示す斜視図である。図３に示すインクジェットプリンタ部４には、図１に示した搬送経路ｃと排紙トレー２９を外部に備えた媒体排出口２８との間に、図３に示す内部フレーム３７が配置されている。

【0037】

インクジェットプリンタ部４は、媒体搬送方向に直交する両方向矢印ｄで示す方向に往復移動可能に設けられたキャリッジ３１を備えている。キャリッジ３１には、印字を実行する印字ヘッド３２とインクを収容しているインクカートリッジ３３（３３ｗ、３３ｃ、３３ｍ、３３ｙ）が取り付けられている。

【0038】

カートリッジ３３ｗ、３３ｃ、３３ｍ、３３ｙは、それぞれ、ホワイトＷ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクを収容する。これらのカートリッジは、個別に、又は各インク室が１個の筐体内に一体化された構成をしており、各色インクを吐出するそれぞれのノズルを有する印字ヘッド３２に連結されている。

【0039】

また、キャリッジ３１は、一方ではガイドレール３４により滑動自在に支持され、他方では歯付き駆動ベルト３５に固着している。これにより、印字ヘッド３２及びインクカートリッジ３３（３３ｗ、３３ｃ、３３ｍ、３３ｙ）は、キャリッジ３１と共に、図３の両方向矢印ｄで示す、媒体搬送方向と直交する方向つまり印字の主走査方向に往復駆動される。

【0040】

この印字ヘッド３２と立体形成装置１の後述する制御装置（コンピュータ）との間には、フレキシブル通信ケーブル３６が内部フレーム３７を介して接続されている。このフレキシブル通信ケーブル３６を通して制御装置から印字データと制御信号が印字ヘッド３２に送出される。

【0041】

この印字ヘッド３２に対向し、印字ヘッド３２の上記主走査方向に延在して、内部フレーム３７の下端部に媒体搬送路の一部を構成するプラテン３８が配設されている。

【0042】

このプラテン３８に接して記録媒体１７が給紙ローラ対３９（下のローラは記録媒体１７の陰になっていて図では見えない）と排紙ローラ対４１（下のローラは同様に記録媒体１７の陰になって見えない）により図３の矢印ｅで示す印字副走査方向に間欠的に搬送される。

【0043】

この記録媒体１７の間欠搬送の停止期間中に、印字ヘッド３２は、モータ４２により歯付き駆動ベルト３５及びキャリッジ３１を介して駆動されながら、記録媒体１７に近接した状態でインク滴を噴射して紙面に印字する。このように記録媒体１７の間欠搬送と印字ヘッド３２による往復移動時の印字との繰り返しによって記録媒体１７の全面に印字（印刷）が行われる。

【0044】

図４は、立体形成装置１の制御装置を含む回路ブロック図である。なお、立体形成装置１の制御装置は、立体形成装置１のコンピュータであり、且つ、後述する第２の高さ情報を生成する高さ情報生成手段である。図４に示すように回路ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit)４５を中心にして、このＣＰＵ４５に、それぞれデータバスを介して、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ（インターフェイスコントローラ）４６、及び、ＰＲ＿ＣＯＮＴ（プリンタコントローラ）４７が接続されている。上記のＰＲ＿ＣＯＮＴ４７にはプリンタ印字部４９が接続されている。

【0045】

また、ＣＰＵ４５には、ＲＯＭ（read only memory）５１、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）５２、本体操作部の操作パネル５３、及び各部に配置されたセンサからの出力が入力されるセンサ部５４が接続されている。ＲＯＭ５１はシステムプログラムを格納されている。操作パネル５３はタッチ式の表示画面を備えている。

【0046】

ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ５１に格納されているシステムプログラムを読出して、その読出したシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。

【0047】

すなわち、各部において、先ず、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４６は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ５５に展開する。

【0048】

フレームメモリ５５には、黒トナーＫの印字データ、ホワイトＷ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクそれぞれの印字データに対応する記憶エリアが設定されており、この記憶エリアに上記各色の画像の印字データが展開される。展開されたデータはＰＲ＿ＣＯＮＴ４７に出力され、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７からプリンタ印字部４９に出力される。

【0049】

プリンタ印字部４９は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７からの制御の下で、図１に示した黒トナー印刷部２の感光体ドラム１１、一次転写ローラ１４等を含む回転駆動系、図１には図示を省略した初期化帯電器、光書込ヘッド等の被駆動部を有する画像形成ユニット９の印加電圧や、転写ベルト６、定着部２１の駆動などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。

【0050】

更にプリンタ印字部４９は、図１に示した熱膨張加工部３の４組の搬送ローラ対２６の駆動、熱光線放射部２７の発光駆動と、そのタイミングを制御する。そして、更にプリンタ印字部４９は、図１及び図３に示したインクジェットプリンタ部４の各部の動作を制御する。

【0051】

そして、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７から出力された黒トナーＫの画像データは、プリンタ印字部４９から図１に示した黒トナー印刷部２の画像形成ユニット９の図示を省略した光書込ヘッドに供給される。

【0052】

また、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７から出力されたホワイトＷ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクそれぞれの画像データは、図３に示した印字ヘッド３２に供給される。

【0053】

なお、上述した黒トナーＫの印字データは、熱膨張加工部３で形成される立体形状の高さを指定する高さ情報に相当する。図４に示す制御装置では、ホスト機器から供給された黒トナーＫの印字データ（第１の高さ情報）から新たな黒トナーＫの印字データ（第２の高さ情報）が生成されて、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７に出力される。

【0054】

図５は、立体形成装置１で行われる立体形成処理の流れを示すフローチャートである。図６は、立体形成装置１のインクジェットプリンタ部４で印刷する切手の図案の一例を示した図である。図７、保護領域の配置の一例を示した図である。図８は、保護領域の配置の別の例を示した図である。図９は、図５に示す第２の高さ情報生成処理の流れを示すフローチャートである。図１０は、図５に示す第２の高さ情報生成処理の変形例の流れを示すフローチャートである。

【0055】

以下、図５から図１０を参照しながら、立体的な切手を製造する場合を例にして、上述した立体形成装置１で行われる、所定の領域が保護される立体形状を形成する立体形成処理について具体的に説明する。

【0056】

まず、立体形成装置１は、第１の高さ情報を取得する（ステップＳ１０）。第１の高さ情報は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４６に供給され、フレームメモリ５５に格納される。

【0057】

第１の高さ情報は、図６に示す切手１００の図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する高さ情報であり、図案が施された領域（図案領域１１０）の高さ情報と、図案が施されていない図案領域外の縁の領域（縁領域１２０）の高さ情報を含んでいる。

【0058】

図案が施された領域（図案領域１１０）の高さ情報は、さらに、図案に含まれる記号が施される領域（記号領域１１１）の高さ情報と、図案領域１１０のうちの記号領域１１１を除く領域（記号外領域１１２）の高さ情報を含んでいる。なお、図案に含まれる記号とは、図６では、切手１００の額面を表す文字又は数字（例えば、５２）である。

【0059】

本実施形態では、第１の立体形状のうちの図案領域１１０、記号領域１１１、記号外領域１１２、縁領域１２０は、それぞれ０ｍｍからＹｍｍ、０ｍｍからＸｍｍ、０ｍｍからＹｍｍ、０ｍｍの高さを有しているものとする。ここで、ＸはＹ未満、すなわち、Ｘ＜Ｙである。

【0060】

次に、立体形成装置１の制御装置は、第１の高さ情報から第２の高さ情報を生成する（ステップＳ２０）。立体形成装置１の制御装置が生成した第２の高さ情報は、フレームメモリ５５に格納される。

【0061】

第２の高さ情報は、記号領域１１１が保護される第２の立体形状の高さを指定する高さ情報であり、第２の立体形状は、記号領域１１１を保護する保護領域の高さが記号領域１１１の高さよりも高い形状である。

【0062】

保護領域は、記号領域１１１を取り囲む領域であればよく、具体的には、縁領域１２０であっても、記号外領域１１２の全部または一部であってもよい。また、保護領域は、縁領域１２０のような記号領域１１１を完全に取り囲む領域であることが望ましいが、図７及び図８に示すような記号領域１１１を少なくとも部分的に取り囲む領域（領域１１３、１１４）であってもよい。図７には、記号領域１１１の三方に保護領域（領域１１３）が形成された例が示されていて、図８には、記号領域１１１の周囲に離散的に配置された複数の保護領域（領域１１４）が形成された例が示されている。

【0063】

第２の高さ情報は、図９に示すように、第１の高さ情報に含まれる保護領域の高さ情報を変更することにより生成されてもよい。この場合、まず、第１の高さ情報から第１の立体形状を特定し（ステップＳ２１）、その後、保護領域の高さが記号領域１１１の最大高さよりも高くなるように保護領域の高さ情報を変更する（ステップＳ２２）。これにより、第１の高さ情報から第２の高さ情報が生成される。

【0064】

具体的には、例えば、ステップＳ２１では、第１の高さ情報に含まれる記号領域１１１の高さ情報から第１の立体形状の記号領域１１１の最大高さを特定する。そして、ステップＳ２２では、第１の高さ情報に含まれる縁領域１２０の高さ情報を、記号領域１１１の最大高さを超える高さを示す高さ情報に変更する。これにより、縁領域１２０が保護領域として機能する第２の高さ情報を生成することができる。なお、第２の立体形状のうちの記号領域１１１と縁領域１２０の高さは、それぞれ０ｍｍからＸｍｍ、Ｘ＋αｍｍとなる。このため、記号領域１１１の高さ＜縁領域１２０の高さの関係が成立する。

【0065】

この場合、第２の高さ情報に含まれる図案領域１１０の高さ情報は、第１の高さ情報に含まれるものと同じであるので、後述するステップＳ３０で、図案領域１１０については、図案に基づいて決定される立体形状を再現することが可能となる。

【0066】

また、例えば、ステップＳ２１では、第１の高さ情報に含まれる記号領域１１１の高さ情報と記号外領域１１２の高さ情報から、第１の立体形状の記号領域１１１の最大高さと記号外領域１１２の高さを特定する。そして、ステップＳ２２では、第１の高さ情報に含まれる記号外領域１１２の高さ情報を、記号外領域１１２の高さに記号領域１１１の最大高さを越える高さを加えた高さを示す高さ情報に変更する。これにより、記号外領域１１２が保護領域として機能する第２の高さ情報を生成することができる。なお、第２の立体形状のうちの記号領域１１１と記号外領域１１２の高さは、それぞれ０ｍｍからＸｍｍ、Ｘ＋αｍｍからＹ＋Ｘ＋αｍｍとなる。このため、記号領域１１１の高さ＜記号外領域１１２の高さの関係が成立する。

【0067】

この場合、後述するステップＳ３０によって、記号領域１１１に隣接する領域（以降、記号隣接領域と記す。）が記号領域１１１よりも高くなるため、記号領域１１１をより確実に保護することができる。

【0068】

なお、上述した手順により、記号外領域１１２が保護領域として機能する第２の高さ情報を生成すると、記号外領域１１２の高さが熱膨張性シートで形成し得る立体形状の高さ（以降、限界高さと記す。）を超えてしまうことある。

【0069】

この場合、ステップＳ２２において、まず、第１の立体形状の記号外領域１１２の高さを全体的に一様に縮小倍する。その後、第１の高さ情報に含まれる記号外領域１１２の高さ情報を、縮小倍後の記号外領域１１２の高さ情報に記号領域１１１の最大高さを越える高さを加えた高さを示す高さ情報に変更する。

【0070】

この方法によれば、縮小倍率を調整することで、記号外領域１１２の高さを限界高さ以内に抑えることができるため、記号外領域１１２内における高低の関係を維持しつつ、記号領域１１１をより確実に保護することができる。

【0071】

第２の高さ情報は、図１０に示すように、第１の高さ情報に含まれる記号領域１１１の高さ情報を変更することにより生成されてもよい。この場合、まず、第１の高さ情報から第１の立体形状を特定し（ステップＳ２３）、その後、保護領域の高さが記号領域１１１の高さ（望ましくは最大高さ）よりも高くなるように記号領域１１１の高さ情報を変更する（ステップＳ２４）。これにより、第１の高さ情報から第２の高さ情報が生成される。

【0072】

具体的には、例えば、ステップＳ２３では、第１の高さ情報に含まれる記号領域１１１の高さ情報と記号外領域１１２の高さ情報から、第１の立体形状の記号領域１１１の最大高さと、記号外領域１１２のうちの記号隣接領域の最低高さを特定する。そして、ステップＳ２４では、第１の高さ情報に含まれる記号領域１１１の高さ情報を、記号隣接領域の最低高さを下回る高さを示す高さ情報に変更する。これにより、記号外領域１１２（特に、記号隣接領域）が保護領域として機能する第２の高さ情報を生成することができる。

【0073】

この場合、第２の高さ情報に含まれる記号外領域１１２の高さ情報は、第１の高さ情報に含まれるものと同じであるので、後述するステップＳ３０で、記号外領域１１２については、図案に基づいて決定される立体形状を再現することが可能となる。また、記号隣接領域が記号領域１１１よりも高くなるため、記号領域１１１をより確実に保護することができる。

【0074】

第２の高さ情報が生成されると、立体形成装置１は、熱膨張性シートの表面に立体形状を形成する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０では、まず、黒トナー印刷部２が熱膨張性シートの表面に黒色トナーで印刷を行う。印刷濃度は、ステップＳ２０で生成された第２の高さ情報に基づいて決定され、高さが高い領域ほど高い濃度で印刷が行われる。印刷濃度の調整は、例えば、面積階調によって実現することができる。

【0075】

その後、熱膨張加工部３が熱膨張性シートを加熱することで、熱膨張性シートが発泡し、熱膨張性シートの表面が印刷濃度に応じた高さに隆起する。これにより、第２の高さ情報に基づいて、熱膨張性シートが膨張し、第２の立体形状が形成される。即ち、立体形成装置１では、黒トナー印刷部２と熱膨張加工部３が、第２の高さ情報に基づいて熱膨張性シートの表面に第２の立体形状を形成する立体形状形成手段である。

【0076】

最後に、立体形成装置１は、熱膨張性シートの表面に形成された第２の立体形状に図案を印刷する（ステップＳ４０）。

【0077】

立体形成装置１が図５に示す処理を実行することで、熱膨張性シート等の部材の表面に、図案に含まれる数字や文字などの記号が印刷される領域が適切に保護される立体形状を形成することができる。このため、熱膨張性シートを用いて立体的な切手を製造した場合であっても、額面を表わす数字や文字などが印刷された部分が削れて切手の額面に関する情報が欠落してしまうことが防止することができるため、切手の額面が不明となってしまう事態を回避することができる。

【0078】

上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。立体形成方法、立体形成装置、及びプログラムは、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。この明細書で説明される個別の実施例の文脈におけるいくつかの特徴を組み合わせて単一の実施例としてもよい。

【0079】

例えば、図９及び図１０では、記号領域１１１又は保護領域の高さ情報を変更することで、第２の高さ情報を生成する例を示したが、記号領域１１１と保護領域の両方の高さ情報を変更することで、第２の高さ情報を生成してもよい。また、熱膨張性シートを用いて切手を製造する例を示したが、記号を含む図案が施されているものであればよく、例えば、収入印紙やハガキなどを製造してもよい。

【0080】

以下、本願の出願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］
記号を含む図案が施される部材の表面に立体形状を形成する立体形成方法であって、
前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い立体形状の高さを指定する高さ情報を生成し、
生成した前記高さ情報に基づいて、前記部材の表面に前記立体形状を形成する
ことを特徴とする立体形成方法。

【0081】

［付記２］
付記１に記載の立体形成方法において、
前記図案に基づいて決定される第１の立体形状の高さを指定する第１の高さ情報から、前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い第２の立体形状の高さを指定する第２の高さ情報を生成し、
生成した前記第２の高さ情報に基づいて、前記部材の表面に前記第２の立体形状を形成することを特徴とする立体形成方法。

【0082】

［付記３］
付記２に記載の立体形成方法において、
前記第１の高さ情報に含まれる前記保護領域の高さ情報を変更して、前記第１の高さ情報から前記第２の高さ情報を生成する
ことを特徴とする立体形成方法。

【0083】

［付記４］
付記２に記載の立体形成方法において、
前記第１の高さ情報に含まれる前記記号領域の高さ情報を変更して、前記第１の高さ情報から前記第２の高さ情報を生成する
ことを特徴とする立体形成方法。

【0084】

［付記５］
付記３に記載の立体形成方法において、
前記保護領域は、前記図案が施されない前記部材の縁の領域である
ことを特徴とする立体形成方法。

【0085】

［付記６］
付記３又は付記４に記載の立体形成方法において、
前記保護領域は、前記図案が施される領域のうちの前記記号領域を除く領域である
ことを特徴とする立体形成方法。

【0086】

［付記７］
付記２乃至付記６のいずれか１つに記載の立体形成方法において、
前記部材は、熱膨張性シートであり、
前記第２の高さ情報に基づいて、前記熱膨張性シートを膨張させて前記第２の立体形状を形成する
ことを特徴とする立体形成方法。

【0087】

［付記８］
付記２乃至付記７のいずれか１つに記載の立体形成方法において、
前記第２の立体形状が表面に形成された前記部材は、切手であり、
前記記号は、前記切手の額面を表わす数字又は文字である
ことを特徴とする立体形成方法。

【0088】

［付記９］
記号を含む図案が施される部材の表面における前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い立体形状の高さを指定する高さ情報を生成する高さ情報生成手段と、
前記高さ情報生成手段で生成された前記高さ情報に基づいて、前記部材の表面に前記立体形状を形成する立体形状形成手段と、を備える
ことを特徴とする立体形成装置。

【0089】

［付記１０］
記号を含む図案が施される部材の表面に立体形状を形成する立体形成装置のコンピュータを、
前記記号が施される記号領域を取り囲む保護領域の高さが前記記号領域の高さよりも高い立体形状の高さを指定する高さ情報を生成する高さ情報生成手段、
前記高さ情報生成手段で生成された前記高さ情報に基づいて、前記部材の表面に前記立体形状を形成する立体形状形成手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【符号の説明】

【0090】

１ 立体形成装置
２ 黒トナー印刷部
３ 熱膨張加工部
４ インクジェットプリンタ部
５ 装置筐体
６ 転写ベルト
７ 駆動ローラ
８ 従動ローラ
９ 画像形成ユニット
１１ 感光体ドラム
１２ 現像ローラ
１３ トナー容器
１４ 一次転写ローラ
１５ 二次転写ローラ
１６ 画像形成搬送路
１７ 記録媒体
１７ａ 基材
１７ｂ 発泡層
１８ 記録媒体収容部
１９ 定着搬送路
２１ 定着部
２２ 加熱ローラ
２３ 押圧ローラ
２４ 定着部排出ローラ対
２５ 媒体搬送経路
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 搬送ローラ対
２７ 熱光線放射部
２７ａ ハロゲンランプ
２７ｂ 反射鏡
２８ 媒体排出口
２９ 排紙トレー
３１ キャリッジ
３２ 印字ヘッド
３３ インクカートリッジ
３３ｗ、３３ｃ、３３ｍ、３３ｙ カートリッジ
３４ ガイドレール
３５ 歯付き駆動ベルト
３６ フレキシブル通信ケーブル
３７ 内部フレーム
３８ プラテン
３９ 給紙ローラ対
４１ 排紙ローラ対
４２ モータ
４５ ＣＰＵ
４６ Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ
４７ ＰＲ＿ＣＯＮＴ
４９ プリンタ印字部
５１ ＲＯＭ
５２ ＥＥＰＲＯＭ
５３ 操作パネル
５４ センサ部
５５ フレームメモリ
１００ 切手
１１０ 図案領域
１１１ 記号領域
１１２ 記号外領域
１１３、１１４ 領域
１２０ 縁領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】