特許 6981457 熱膨張性シートの製造方法及び造形物の製造方法

(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】6981457

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】熱膨張性シートの製造方法及び造形物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41M 5/36 20060101AFI20211202BHJP

   B41M 3/06 20060101ALI20211202BHJP

   B32B 5/04 20060101ALI20211202BHJP

   B32B 7/025 20190101ALI20211202BHJP

   B41M 5/00 20060101ALI20211202BHJP

   B41M 5/52 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   B41M5/36

   B41M3/06 C

   B41M3/06 F

   B32B5/04

   B32B7/025

   B41M5/00 100

   B41M5/52 110

【請求項の数】7

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-181155(P2019-181155)

(22)【出願日】2019年10月1日

(62)【分割の表示】特願2018-115542(P2018-115542)の分割

【原出願日】2018年6月18日

(65)【公開番号】特開2020-73310(P2020-73310A)

(43)【公開日】2020年5月14日

【審査請求日】2020年10月19日

(31)【優先権主張番号】特願2017-124656(P2017-124656)

(32)【優先日】2017年6月26日

(33)【優先権主張国】JP

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】本柳 吉宗

(72)【発明者】

【氏名】堀内 雄史

(72)【発明者】

【氏名】三井 郷史

(72)【発明者】

【氏名】高橋 秀樹

【審査官】 川村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１７９６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０９４７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０６５２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／００８８９４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−２０７４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１８０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６４−０２０３５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−２４８８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０６４３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｍ ５／００−５／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材の一方の面上に熱膨張層を形成する第１の工程と、
前記熱膨張層上に、インクを受容する第１のインク受容層を形成する第２の工程と、
前記第１のインク受容層上にフィルムを設ける第３の工程と、
を有し、
前記フィルム上には、前記第１のインク受容層とは異なる質感の第２のインク受容層が形成されており、
前記第２のインク受容層は、膨潤によりインクを受容するように構成されている、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。

【請求項2】

前記第１のインク受容層は、多孔質材料の空隙によりインクを受容するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の熱膨張性シートの製造方法。

【請求項3】

前記フィルムは、前記第１のインク受容層上に剥離可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱膨張性シートの製造方法。

【請求項4】

基材の一方の面上に熱膨張層を形成する第１の工程と、
前記熱膨張層上に、インクを受容する第１のインク受容層を形成する第２の工程と、
前記第１のインク受容層上にフィルムを設ける第３の工程と、
を有し、
前記フィルム上には、前記第１のインク受容層とは異なる質感の第２のインク受容層が形成されており、
前記第１のインク受容層は、多孔質材料の空隙によりインクを受容するように構成されている、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。

【請求項5】

基材の一方の面上に熱膨張層を形成する第１の工程と、
前記熱膨張層上に、インクを受容する第１のインク受容層を形成する第２の工程と、
前記第１のインク受容層上にフィルムを設ける第３の工程と、
を有し、
前記フィルム上には、前記第１のインク受容層とは異なる質感の第２のインク受容層が形成されており、
前記フィルムは、前記第１のインク受容層上に剥離可能に設けられている、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。

【請求項6】

前記第２のインク受容層は、前記第３の工程に先立って前記フィルム上に形成され、
前記第３の工程は、前記第２のインク受容層が前記第１のインク受容層と対向しないように当該フィルムを設ける、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱膨張性シートの製造方法。

【請求項7】

基材の一方の面上に設けられた熱膨張層と、前記熱膨張層上に設けられ、インクを受容する第１のインク受容層と、前記第１のインク受容層上に設けられたフィルムと、前記フィルム上に設けられ、インクを受容する第２のインク受容層と、を備え、前記第１のインク受容層が、前記第２のインク受容層とは異なる質感を呈する材料を用いて形成される熱膨張性シートを用い、
前記フィルムの少なくとも一部を剥離し、前記第１のインク受容層を露出する剥離工程と、
露出された前記第１のインク受容層に第１の画像を形成する第１の画像形成工程と、
前記第１の画像形成工程と同時に前記第２のインク受容層上に第２の画像を形成する第２の画像形成工程と、
前記熱膨張層の少なくとも一部を加熱して当該熱膨張層を膨張させる工程と、
を有し、
前記剥離工程では、前記第２の画像が印刷される又は印刷された領域が残存するように前記フィルムを剥離する、
ことを特徴とする造形物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸収した熱量に応じて発泡して膨張する熱膨張性シートの製造方法及び造形物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基材シートの一方の面上に、吸収した熱量に応じて発泡し膨張する熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成した熱膨張性シートが知られている。この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形成し、電磁波熱変換層に電磁波を照射することで、熱膨張層を部分的又は全体的に膨張させることができる。また、電磁波熱変換層の形状を変化させることで、熱膨張性シート上に立体的な凹凸を有する造形物を形成する方法も知られている（例えば、特開昭６４−２８６６０号公報、特開２００１−１５０８１２号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【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】

【0004】

このような熱膨張性シートの表面に形成される造形物の質感（例えば、光沢がある、光沢がない等）は、シート表面に設けられた層がいかなる材料から形成されるかによって異なる。このため、造形物の質感をシート全体で異ならせる場合は、表面に設けられた層の材料がそれぞれ異なるシートを用意して、別々に印刷する、又は全体に二次加工（例えば、光沢処理等）を施し、表面の質感を異ならせる必要がある。また、造形物の質感をシートの一部において異ならせる場合は、一部に二次加工を施す必要があるという問題がある。

【0005】

従って、１枚のシートによって、異なる質感を有する造形物を形成することが可能な熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法と、これを用いた造形物及び造形物の製造方法とが求められている。

【0006】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、質感が異なる造形物が形成可能な熱膨張性シートの製造方法及び造形物の製造方法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】

【0007】

本発明に係る第１の態様の熱膨張性シートの製造方法は、基材の一方の面上に熱膨張層を形成する第１の工程と、前記熱膨張層上に、インクを受容する第１のインク受容層を形成する第２の工程と、前記第１のインク受容層上にフィルムを設ける第３の工程と、を有し、前記フィルム上には、前記第１のインク受容層とは異なる質感の第２のインク受容層が形成されており、前記第２のインク受容層は、膨潤によりインクを受容するように構成されている、ことを特徴とする。
本発明に係る第２の態様の熱膨張性シートの製造方法は、基材の一方の面上に熱膨張層を形成する第１の工程と、前記熱膨張層上に、インクを受容する第１のインク受容層を形成する第２の工程と、前記第１のインク受容層上にフィルムを設ける第３の工程と、を有し、前記フィルム上には、前記第１のインク受容層とは異なる質感の第２のインク受容層が形成されており、前記第１のインク受容層は、多孔質材料の空隙によりインクを受容するように構成されている、ことを特徴とする。
本発明に係る第３の態様の熱膨張性シートの製造方法は、基材の一方の面上に熱膨張層を形成する第１の工程と、前記熱膨張層上に、インクを受容する第１のインク受容層を形成する第２の工程と、前記第１のインク受容層上にフィルムを設ける第３の工程と、を有し、前記フィルム上には、前記第１のインク受容層とは異なる質感の第２のインク受容層が形成されており、前記フィルムは、前記第１のインク受容層上に剥離可能に設けられている、ことを特徴とする。

【0008】

本発明に係る造形物の製造方法は、基材の一方の面上に設けられた熱膨張層と、前記熱膨張層上に設けられ、インクを受容する第１のインク受容層と、前記第１のインク受容層上に設けられたフィルムと、前記フィルム上に設けられ、インクを受容する第２のインク受容層と、を備え、前記第１のインク受容層が、前記第２のインク受容層とは異なる質感を呈する材料を用いて形成される熱膨張性シートを用い、前記フィルムの少なくとも一部を剥離し、前記第１のインク受容層を露出する剥離工程と、露出された前記第１のインク受容層に第１の画像を形成する第１の画像形成工程と、前記第１の画像形成工程と同時に前記第２のインク受容層上に第２の画像を形成する第２の画像形成工程と、前記熱膨張層の少なくとも一部を加熱して当該熱膨張層を膨張させる工程と、を有し、前記剥離工程では、前記第２の画像が印刷される又は印刷された領域が残存するように前記フィルムを剥離する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、質感が異なる造形物が形成可能な熱膨張性シートの製造方法及び造形物の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係る熱膨張性シートの概要を示す断面図である。

【図2】第１実施形態に係る熱膨張性シートの製造方法の概要を示す断面図である。

【図3】第１実施形態に係る熱膨張性シートの製造に用いるラミネート装置の概要を 示す図である。

【図4】第１実施形態に係る造形物製造システムの概要を示す図である。

【図5】第１実施形態に係る造形物製造処理を示すフローチャートである。

【図6】第１実施形態に係る造形物の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図7】第１実施形態に係る造形物の製造方法を模式的に示す平面図である。

【図8】第２実施形態に係る造形物製造処理を示すフローチャートである。

【図9】第２実施形態に係る造形物の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図10】第２実施形態に係る造形物の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図11】第２実施形態に係る造形物の製造方法を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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、造形物及び造形物の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。

【0014】

本実施形態では、熱膨張性シート１０の表面に、熱膨張層１２の隆起によって造形物を表現する。また、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。

【0015】

本実施形態の造形物は、三次元空間内の特定の二次元面（例えば、ＸＹ平面）を基準とし、その面に対し垂直な方向（例えばZ軸）に凹凸を有する。このような造形物は、立体（３Ｄ）画像の一例であるが、所謂３Ｄプリンタ技術によって製造される立体画像と区別するため、２．５次元（２．５Ｄ）画像又は疑似三次元（Pseudo-3D）画像と呼ぶ。また、このような造形物を製造する技術は、三次元画像印刷技術の一例であるが、所謂３Ｄプリンタと区別するため、２．５Ｄ印刷技術又は疑似三次元（Pseudo-3D）印刷技術と呼ぶ。

【0016】

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る熱膨張性シート１０は、図１に示すように、基材１１、熱膨張層１２、第１のインク受容層１３、フィルム１４、及び第２のインク受容層１５を備える。

【0017】

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）等の樹脂製のシート（フィルムを含む）を使用する。基材１１としては、ＰＥＴに限らず、一般に使用されているポリエチレン、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、ポリイミド系樹脂等の材料から適宜選択して形成されるシートを使用することができる。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）に隆起せず、また、しわが生じたり、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。また、後述するように、基材１１の他方の面（裏面、図１に示す下面）には、熱膨張層１２を膨張させるために使用する電磁波熱変換層が形成される。このため、基材１１がＰＥＴ等の樹脂から形成される場合、基材１１の他方の面（裏面、図１に示す下面）上に、電磁波熱変換層として用いられるインクを良好に受容するためのインク受容層を更に形成してもよい。

【0018】

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、バインダ中に複数の熱膨張性材料（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、詳細に後述するように、本実施形態では、基材１１の下面（裏面）に電磁波を熱へと変換させる電磁波熱変換層（以下、単に熱変換層とも呼ぶ）を形成し、電磁波を照射することで、電磁波熱変換層が設けられた領域を発熱させる。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。熱膨張層１２は、熱膨張性シート１０の裏面の電磁波熱変換層で生じた熱を吸収して発泡し、膨張し、少なくとも一部において熱膨張層１２の層表面が隆起する。これを利用し、電磁波熱変換層の濃度、形状を調整することで、熱膨張性シート１０の特定の領域のみを選択的に任意の形に膨張させることができる。

【0019】

熱膨張層１２のバインダとしては、エチレン酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等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。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、その圧力によってカプセルが膨張する。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。また、熱膨張層１２は、例えば白色である。

【0020】

第１のインク受容層１３は、熱膨張層１２上に形成される。第１のインク受容層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。第１のインク受容層１３は、印刷工程で使用されるインクに応じて、既知の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、第１のインク受容層１３は、例えば多孔質シリカ、アルミナ等を用いて形成される。空隙を利用してインクを受容するタイプでは、いわゆるマットな質感が得られ、その形成被膜は白色である。インクを膨潤させて受容するタイプでは、第１のインク受容層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少なくとも１つ選択される樹脂を用いて形成される。膨潤してインクを受容するタイプでは、いわゆる光沢のある質感が得られ、その形成被膜はほぼ透明である。本実施形態では、例えば第１のインク受容層１３は、いわゆるマットな（光沢のない）質感を呈する材料から形成され、例えば多孔質シリカから形成される。この場合、第１のインク受容層１３上に形成される画像は、光沢のないマットな質感を呈する。なお、本明細書において、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂には、ポリビニルアルコールと、その変性体又は共重合体が含まれる。ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂についても同様である。

【0021】

フィルム１４は、第１のインク受容層１３上に形成される。詳細に後述するように、フィルム１４は、熱膨張性シート１０の表面に形成される造形物（２．５次元画像）に求められる質感により、一部又は全部が剥離されるため、第１のインク受容層１３上に剥離可能に接着されている。フィルム１４は、樹脂製であり、例えば、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、又はこれらの共重合体等から選択される樹脂から形成される。フィルム１４は、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体から形成される。なお、フィルム１４は、単層のフィルムに限られず、複数の層を有するラミネートフィルムであってもよい。

【0022】

第２のインク受容層１５は、フィルム１４上に形成される。第２のインク受容層１５は、第１のインク受容層１３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１５は、印刷工程で使用されるインクに応じて、既知の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、第２のインク受容層１５は、例えば多孔質シリカ、アルミナ等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、第２のインク受容層１５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。

【0023】

特に本実施形態では、第１のインク受容層１３と第２のインク受容層１５とで、異なる質感を呈することが必要であるため、第２のインク受容層１５は、第１のインク受容層１３とは異なる材料から形成される。また、第１のインク受容層１３の材料が呈する質感が、第２のインク受容層１５の材料が呈する質感と異なれば、任意の材料から形成されることができる。例えば、本実施形態では、第１のインク受容層１３が、いわゆるマットな質感を呈する多孔質シリカから形成される場合、第２のインク受容層１５は、いわゆる光沢のある質感を呈するＰＶＡ系樹脂等から形成される。なお、この他の組み合わせ、逆の組み合わせも可能である。特に、第２のインク受容層１５は、樹脂製のフィルム１４上へ形成されるため、インクを膨潤させ受容するタイプを使用することにより、第２のインク受容層１５とフィルム１４との接着性を良好とすることができ、好適である。また、第１のインク受容層１３を多孔質シリカのような空隙タイプを利用して形成することにより、膨潤タイプと比較し、インクを早く乾かすことができる。従って、インクを乾かす時間を短縮することができ、後述する図５のステップＳ４からステップＳ５へと移るために要する時間を短くし、スムーズにステップＳ４からステップＳ５へと移ることができる。

【0024】

このように第１のインク受容層１３と第２のインク受容層１５とで、質感の異なる材料を使用することにより、詳細に後述するように、熱膨張性シート１０の表面に、異なる質感の造形物（２．５次元画像）を形成することが可能となる。

【0025】

（熱膨張性シート１０の製造方法）
次に、熱膨張性シート１０の製造方法を図２（ａ）〜図２（ｄ）及び図３を用いて説明する。まず、基材１１としてシート状の紙を用意する。基材１１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。

【0026】

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（図２（ａ）に示す上面）上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図２（ａ）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。

【0027】

次に、第１のインク受容層１３を構成する材料、例えば多孔質シリカ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、目標とする第１のインク受容層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（ｂ）に示すように、第１のインク受容層１３を形成する。

【0028】

次に、図３に示すラミネート装置７０を用いて、第１のインク受容層１３上にフィルム１４を貼り付ける。ラミネート装置７０は、図３に示すように、入力ローラ７１、ヒータローラ７２、ローラ７３、及び出力ローラ７４を備える。熱膨張層１２及び第１のインク受容層１３が形成された基材１１は、巻き取られた状態で、装置の巻き出し位置に置かれる。基材１１は、入力ローラ７１に向かって搬送される。基材１１は、一対の入力ローラ７１の間を通り、ヒータローラ７２及びローラ７３に向かって搬送される。フィルム１４はヒータローラ７２へと供給される。フィルム１４は、ヒータローラ７２によって熱せられるとともに、ヒータローラ７２とローラ７３との間を通過する際、圧がかけられ基材１１（第１のインク受容層１３）に対して剥離可能に接着される。フィルム１４の接着後、基材１１は、一対の出力ローラ７４の間を通り、搬出され、巻き取られる。これにより、図２（ｃ）に示すように、フィルム１４が貼り付けられる。

【0029】

次に、第２のインク受容層１５を構成する材料、例えばＰＶＡ系樹脂から選択される材料を用いて塗布液を調製する。ここで、本実施形態では、第２のインク受容層１５は、第１のインク受容層１３と異なる材料を用いて形成する。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、フィルム１４上に塗布する。なお、目標とする第２のインク受容層１５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（ｄ）に示すように、第２のインク受容層１５を形成する。また、ロール状の基材１１を用いた場合は、造形物製造システム５０に適合する大きさに裁断を行う。

【0030】

なお、第２のインク受容層１５は、塗布液を用いて形成する構成に限られない。例えばフィルム１４として、表面に予めインク受容層が形成されたフィルムを使用してもよい。この場合、予め形成されているインク受容層が第１のインク受容層１３と対向しないように、換言すれば図２（ｄ）に示す上側に位置するようにフィルム１４を貼り付ける。これにより、フィルム１４に予め形成されたインク受容層を、第２のインク受容層１５として用いることができる。

【0031】

以上の工程により、熱膨張性シート１０が製造される。

【0032】

（造形物製造システム）
次に、本実施形態の熱膨張性シート１０に立体画像を形成する造形物製造システム５０について説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、造形物製造システム５０は、制御ユニット５１と、印刷ユニット５２と、膨張ユニット５３と、表示ユニット５４と、天板５５と、フレーム６０と、を備える。図４（ａ）は、造形物製造システム５０の正面図であり、図４（ｂ）は、天板５５を閉じた状態における造形物製造システム５０の平面図であり、図４（ｃ）は、天板５５を開いた状態における造形物製造システム５０の平面図である。なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）において、Ｘ方向は水平方向と同一であり、Ｙ方向はシートが搬送される搬送方向Ｄと同一であり、更にＺ方向は鉛直方向と同一である。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交する。

【0033】

制御ユニット５１、印刷ユニット５２、膨張ユニット５３は、それぞれ図４（ａ）に示すようにフレーム６０内に載置される。具体的に、フレーム６０は、一対の略矩形状の側面板６１と、側面板６１の間に設けられた連結ビーム６２とを備え、側面板６１の上方に天板５５が渡されている。また、側面板６１の間に渡された連結ビーム６２の上に印刷ユニット５２及び膨張ユニット５３がＸ方向に並んで設置され、連結ビーム６２の下に制御ユニット５１が固定されている。表示ユニット５４は天板５５内に、天板５５の上面と高さが一致するように埋設されている。

【0034】

制御ユニット５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、印刷ユニット５２、膨張ユニット５３及び表示ユニット５４を制御する。

【0035】

印刷ユニット５２は、インクジェット方式の印刷装置である。図４（ｃ）に示すように、印刷ユニット５２は、熱膨張性シート１０を搬入するための搬入部５２ａと、熱膨張性シート１０を排出するための排出部５２ｂと、を備える。印刷ユニット５２は、搬入部５２ａから搬入された熱膨張性シート１０の表面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を排出部５２ｂから排出する。また、印刷ユニット５２には、後述するカラーインク層４１，４２を形成するためのカラーインク（シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））、と、裏側熱変換層（電磁波熱変換層）４４ａ，４４ｂとを形成するための黒色インク（カーボンブラックを含む）とが備えられている。なお、カラーインク層４１，４２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。

【0036】

印刷ユニット５２は、熱膨張性シート１０の表面に印刷するカラー画像（カラーインク層）を示すカラー画像データを制御ユニットから取得し、カラー画像データに基づいて、カラーインク（シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））を用いてカラー画像（カラーインク層４１，４２）を印刷する。カラーインク層４１，４２の黒又はグレーの色は、ＣＭＹの３色を混色して形成する、もしくは、カーボンブラックを含まない黒のカラーインクを更に使用して形成する。なお、本実施形態では、第１のインク受容層１３には、第１のカラー画像データに基づき、第１のカラー画像（第１のカラーインク層４１）が形成される。第２のインク受容層１５には、第２のカラー画像データに基づき、第２のカラー画像（第２のカラーインク層４２）が形成される。

【0037】

また、印刷ユニット５２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裏面発泡データに基づき、黒色インクを用いて裏側熱変換層４４ａ，４４ｂを印刷する。また、カーボンブラックを含む黒色インクは、電磁波を熱に変換する材料の一例である。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１２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。

【0038】

膨張ユニット５３は、熱膨張性シート１０に熱を加えて膨張させる膨張装置である。図４（ｃ）に示すように、膨張ユニット５３は、熱膨張性シート１０を搬入するための搬入部５３ａと、熱膨張性シート１０を排出するための排出部５３ｂと、を備える。膨張ユニット５３は、搬入部５３ａから搬入された熱膨張性シート１０に熱を加えて膨張させ、膨張した熱膨張性シート１０を排出部５３ｂから排出する。膨張ユニット５３は内部に照射部（図示せず）を備える。照射部は、例えば、ハロゲンランプであり、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）の光（電磁波）を照射する。カーボンブラックを含む黒色インクが印刷された熱膨張性シート１０に電磁波を照射すると、黒色インクが印刷された部分では、黒色インク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、熱膨張層１２のうち、黒色インクが印刷された領域が主に加熱されて、その結果、熱膨張層１２は、黒色インクが印刷された領域が膨張する。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。

【0039】

表示ユニット５４は、タッチパネル等から構成される。表示ユニット５４は、例えば図４（ｂ）に示すように、印刷ユニット５２によって熱膨張性シート１０に印刷される画像（図４（ｂ）に示す星）を表示する。また、表示ユニット５４は、操作ガイド等を表示し、ユーザは、表示ユニット５４に触れることで、造形物製造システム５０を操作することが可能である。

【0040】

（造形物製造処理）
次に、図５に示すフローチャート及び図６（ａ）〜図６（ｆ）に示す熱膨張性シート１０の断面図と図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す平面図とを参照して、造形物製造システム５０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。

【0041】

第１に、ユーザは、造形物が形成される前の熱膨張性シート１０を準備し、表示ユニット５４を介して、第１のカラー画像データ、第２のカラー画像データ、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５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート１０の表面（第２のインク受容層１５上）に第２のカラーインク層４２を印刷する（ステップＳ１）。具体的には、印刷ユニット５２は、指定された第２の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６（ａ）に示すように、第２のインク受容層１５上に第２のカラーインク層４２が形成される。また、図７（ａ）は、第２のカラーインク層４２が印刷された状態を示す平面図であり、図７（ａ）に示すＡ−Ａ’線断面図が、図６（ａ）に相当する。なお、図６（ａ）では、Ａ−Ａ’線断面図のうち両端を省略して図示している。図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、ステップＳ１の終了時点では、フィルム１４は熱膨張性シート１０の表面全体に設けられており、熱膨張性シート１０の表面には、第２のインク受容層１５が存在する。

【0042】

第２に、ユーザは、フィルム１４のうち、第２のカラーインク層４２が形成された領域及びその周囲の近傍の領域のみを剥離後に残存させることが可能なように、カット線ＣＬに沿って、第２のインク受容層１５及びフィルム１４へ切り込み４３を形成する（ステップＳ２）。切り込み４３は、ナイフ等、任意の手段により形成することができる。その結果、図６（ｂ）に示すように、第２のインク受容層１５及びフィルム１４中へ切り込み４３が形成される。また、図７（ｂ）は、第２のカラーインク層４２が印刷された状態を示す平面図であり、図７（ｂ）に示すＢ−Ｂ’線断面図が、図６（ｂ）に相当する。なお、図６（ｂ）では、Ｂ−Ｂ’線断面図のうち両端を省略して図示している。図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、ステップＳ２の終了時点では、フィルム１４は熱膨張性シート１０の表面全体に設けられた状態であり、熱膨張性シート１０の表面には、第２のインク受容層１５が存在する。更に、第２のカラーインク層４２の周囲に、カット線ＣＬに沿って切り込み４３が形成されている。

【0043】

なお、カット線ＣＬは、図示した構成に限らず、第２のカラーインク層４２が印刷された領域が剥離後に残存する限りにおいて、任意の場所に設けることができる。例えば、後のステップＳ４で第１のカラーインク層４１が形成される領域のみを剥離できるよう、第１のカラーインク層４１が形成される領域の近傍にカット線ＣＬを設けることも可能である。また、第１のカラーインク層４１が形成される領域と第２のカラーインク層４２が形成される領域との中間であってもよい。加えて、フィルム１４へ切り込みを形成するタイミングは、本実施形態の例に限定されない。例えば、第２のカラーインク層４２を印刷する前に切り込み４３を形成する、換言すればステップＳ１とＳ２とを入れ替えることも可能である。加えて、熱膨張性シート１０の製造時点で切り込み４３を入れておくことも可能である。また、切り込み４３は、フィルム１４より下層の第１のインク受容層１３、熱膨張層１２まで及んでいてもよい。

【0044】

第３に、ユーザは、第２のカラーインク層４２が形成された領域が残存するように、フィルム１４を剥離して除去する（ステップＳ３）。その結果、図６（ｃ）に示すように、第１のインク受容層１３が部分的に露出する。

【0045】

第４に、ユーザは、フィルム１４の一部が剥離された熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて印刷ユニット５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート１０の表面（第１のインク受容層１３上）に第１のカラーインク層４１を印刷する（ステップＳ４）。具体的には、印刷ユニット５２は、指定された第１の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６（ｄ）に示すように、第１のインク受容層１３上に第１のカラーインク層４１が形成される。また、図７（ｃ）は、第１のカラーインク層４１が印刷された状態を示す平面図であり、図７（ｃ）に示すＣ−Ｃ’線断面図が、図６（ｄ）に相当する。なお、図６（ｄ）では、Ｃ−Ｃ’線断面図のうち両端を省略して図示している。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ４の終了時点では、フィルム１４は第２のカラーインク層４２の下にのみ存在する状態であり、第２のカラーインク層４２の周囲では、第１のインク受容層１３が露出する。また、第１のインク受容層１３上には、図示するように第１のカラーインク層４１が形成される。

【0046】

第５に、ユーザは、第１のカラーインク層４１及び第２のカラーインク層４２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５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート１０の裏面に熱変換層（裏側熱変換層４４ａ，４４ｂ）を印刷する（ステップＳ５）。裏側熱変換層４４ａ，４４ｂは、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５２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６（ｅ）に示すように、基材１１の裏面に裏側熱変換層４４ａ，４４ｂが形成される。なお、裏側熱変換層４４ａ，４４ｂの黒色インクの濃度を、濃くすることに従い、印刷された領域をより高く膨張させることが可能となる。また、裏側熱変換層４４ａ，４４ｂ内で濃度を変え、膨張高さを異ならせることも可能である。図６（ｅ）では、第１のカラーインク層４１が形成された領域の熱膨張層１２を膨張させるため、基材１１の裏面において、基材１１及び熱膨張層１２を介して第１のカラーインク層４１と少なくとも一部が対向する領域に裏側熱変換層４４ａを形成している。同様に第２のカラーインク層４２が形成された領域の熱膨張層１２を膨張させるため、基材１１の裏面において、基材１１及び熱膨張層１２を介して第２のカラーインク層４２と少なくとも一部が対向する領域に裏側熱変換層４４ｂを形成している。

【0047】

第６に、ユーザは、裏側熱変換層４４ａ，４４ｂ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５３に挿入する。膨張ユニット５３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５３は、照射部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熱変換層４４ａ，４４ｂ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６（ｆ）に示すように、熱膨張性シート１０のうちの裏側熱変換層４４ａ，４４ｂが印刷された領域が発泡し、膨張する。

【0048】

以上のような手順によって、熱膨張性シート１０に造形物が形成される。

【0049】

本実施形態では、フィルム１４の上面に設けられた第２のインク受容層１５と、フィルム１４の下面に設けられた第１のインク受容層１３とで、質感の異なる材料を使用し、更にフィルム１４の少なくとも一部を剥離して除去することで、第１のインク受容層１３を露出させることにより、１枚の熱膨張性シート１０上において、異なる質感を呈する造形物を形成することができる。例えば、図７（ｃ）を例に示すと、第１のインク受容層１３上に形成された星を、マットな質感を呈する造形物とし、第２のインク受容層１５上に形成された星を、光沢のある質感を呈する造形物とすることが可能となる。

【0050】

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態に係る造形物製造処理について、図を用いて説明する。第２実施形態の造形物製造処理が、第１実施形態に係る造形物製造処理と異なるのは、熱膨張性シートの表面にも電磁波熱変換層を形成する点にある。また、熱膨張性シート、熱膨張性シートの製造方法及び造形物製造システムは、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、第１実施形態と同様の部分についても詳細な説明は省略する。

【0051】

（造形物製造処理）
次に、図８に示すフローチャート及び図９（ａ）〜図１０（ｈ）に示す熱膨張性シート１０の断面図と図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示す平面図とを参照して、造形物製造システム５０によって熱膨張性シート１０上に造形物を形成する処理の流れを説明する。

【0052】

第１に、ユーザは、造形物が形成される前の熱膨張性シート１０を準備し、表示ユニット５４を介して、第１のカラー画像データ、第２のカラー画像データ、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５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート１０の表面（第２のインク受容層１５上）に熱変換層（表側熱変換層４５ａ〜４５ｃ）を印刷する（ステップＳ２１）。表側熱変換層４５ａ〜４５ｃは、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５２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）及び図１１（ａ）に示すように、第２のインク受容層１５上に表側熱変換層４５ａ〜４５ｃが形成される。実施形態１と同様に、理解を容易にするため、図９（ａ）では、第２のインク受容層１５上に表側熱変換層４５ａ，４５ｂが形成されているように図示している。また、図１１（ａ）は、表側熱変換層４５ａ〜４５ｃが印刷された状態を示す平面図であり、図１１（ａ）に示すＤ−Ｄ’線断面図が、図９（ａ）に相当する。なお、図９（ａ）では、Ｄ−Ｄ’線断面図のうち両端を省略して図示している。図９（ａ）及び図１１（ａ）に示すように、ステップＳ２１の終了時点では、フィルム１４は熱膨張性シート１０の表面全体に設けられた状態であり、第２のインク受容層１５が熱膨張性シート１０の表面に存在する。

【0053】

第２に、ユーザは、表側熱変換層４５ａ〜４５ｃ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５３に挿入する。膨張ユニット５３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して加熱する（ステップＳ２２）。具体的に説明すると、膨張ユニット５３は、照射部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熱変換層４５ａ〜４５ｃ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（ｂ）に示すように、熱膨張性シート１０のうちの表側熱変換層４５ａ，４５ｂが印刷された領域が盛り上がって膨張する。同様に熱膨張性シート１０のうちの表側熱変換層４５ｃが印刷された領域も膨張する。

【0054】

第３に、ユーザは、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５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート１０の表面（第２のインク受容層１５上）に第２のカラーインク層４６を印刷する（ステップＳ２３）。具体的には、印刷ユニット５２は、指定された第２の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、第２のインク受容層１５上に第２のカラーインク層４６が形成される。本実施形態では、表側熱変換層４５ａの上のみに第２のカラーインク層４６が形成される。なお、ステップＳ２３の終了時点では、フィルム１４は熱膨張性シート１０の表面全体に載置された状態である。

【0055】

第４に、ユーザは、フィルム１４のうち、第２のカラーインク層４６が形成された領域及びその周囲の領域のみを剥離後に残存させることが可能なように、カット線ＣＬに沿って、ナイフ等を用いて、第２のインク受容層１５及びフィルム１４へ切り込みを入れる（ステップＳ２４）。その結果、図９（ｄ）に示すように、第２のインク受容層１５及びフィルム１４中へ切り込み４３が形成される。また、図１１（ｂ）は、第２のカラーインク層４２が印刷された状態と切り込み４３の位置とを示す平面図であり、図１１（ｂ）に示すＥ−Ｅ’線断面図が、図９（ｄ）に相当する。なお、図９（ｄ）では、Ｅ−Ｅ’線断面図のうち両端を省略して図示している。図９（ｄ）に示すように、ステップＳ２４の終了時点では、フィルム１４は熱膨張性シート１０の表面全体に載置された状態であり、第２のカラーインク層４６の周囲に、カット線ＣＬに沿って切り込み４３が形成された状態である。

【0056】

第５に、ユーザは、第２のカラーインク層４６が形成された領域が残存するように、フィルム１４を剥離して除去する（ステップＳ２５）。その結果、図１０（ｅ）に示すように、第２のカラーインク層４６が形成された領域を除き、第１のインク受容層１３が露出する。なお、表側熱変換層４５ｂ，４５ｃは、フィルム１４の剥離と共に除去される。また、図１１（ｃ）は、フィルム１４が剥離された後の状態を示す平面図であり、図１１（ｃ）に示すＦ−Ｆ’線断面図が、図１０（ｅ）に相当する。なお、図１０（ｅ）では、Ｆ−Ｆ’線断面図のうち両端を省略して図示している。図１０（ｅ）及び図１１（ｃ）に示すように、表側熱変換層４５ｂ，４５ｃが設けられていた領域下の熱膨張層１２は膨張した状態である。特に図１１（ｃ）では、表側熱変換層４５ｂ，４５ｃが設けられていた領域が破線で示されている。

【0057】

第６に、ユーザは、フィルム１４の一部が剥離された熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて印刷ユニット５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート１０の表面（第１のインク受容層１３上）に第１のカラーインク層４７ａ，４７ｂを印刷する（ステップＳ２６）。具体的には、印刷ユニット５２は、指定された第１の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１０（ｆ）に示すように、第１のインク受容層１３上に第１のカラーインク層４７ａ，４７ｂが形成される。また、図１１（ｄ）は、第１のカラーインク層４７ａ，４７ｂが印刷された状態を示す平面図であり、図１１（ｄ）に示すＧ−Ｇ’線断面図が、図１０（ｆ）に相当する。なお、図１０（ｆ）では、Ｇ−Ｇ’線断面図のうち両端を省略して図示している。図１０（ｆ）に示すように、ステップＳ２６の終了時点では、フィルム１４は第２のカラーインク層４６の下にのみ存在する状態であり、第１のインク受容層１３上には、図示するように第１のカラーインク層４７ａ，４７ｂが形成される。なお、第１のカラーインク層４７ｂは、表側熱変換層４５ｂを使用し、膨張された領域に形成される。ここで、特に熱膨張層１２が白色である場合に、カーボンブラックを含む黒色インクを用いて形成された熱変換層は目立つ、又は黒色インクによってカラーインク層の色味が濁ってしまうという問題があった。しかし、本実施形態では、表側熱変換層４５ｂはフィルム１４の剥離と同時に除去することができる。また、表側熱変換層４５ｂとして用いられたインクが、第１のカラーインク層４７ｂの色味へ影響を及ぼすことを防ぐことができるという優れた効果がある。

【0058】

第７に、ユーザは、第１のカラーインク層４７ａ，４７ｂ及び第２のカラーインク層４６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５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート１０の裏面に熱変換層（裏側熱変換層４８）を印刷する（ステップＳ２７）。印刷ユニット５２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１０（ｇ）に示すように、基材１１の裏面に裏側熱変換層４８が形成される。図１０（ｇ）では、第１のカラーインク層４７ａが形成された領域の熱膨張層１２を膨張させるため、基材１１の裏面において、基材１１及び熱膨張層１２を介して第１のカラーインク層４７ａと少なくとも一部が対向する領域に裏側熱変換層４８を形成している。

【0059】

第８に、ユーザは、裏側熱変換層４８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５３に挿入する。膨張ユニット５３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Ｓ２８）。具体的に説明すると、膨張ユニット５３は、照射部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熱変換層４８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１０（ｈ）に示すように、熱膨張性シート１０のうちの裏側熱変換層４８が印刷された領域が盛り上がって膨張する。

【0060】

以上のような手順によって、熱膨張性シート１０に造形物が形成される。

【0061】

本実施形態でも、第１実施形態と同様に、フィルム１４の上面に設けられた第２のインク受容層１５と、フィルム１４の下面に設けられた第１のインク受容層１３とで、質感の異なる材料を使用し、更にフィルム１４の少なくとも一部を剥離することで、１枚の熱膨張性シート１０上において、異なる質感を呈する造形物を形成することができる。加えて、本実施形態では、フィルム１４に設けられた第２のインク受容層１５上に表側熱変換層４５ａ〜４５ｃを形成することで、熱膨張性シート１０の表面から発泡、膨張させることが可能となる。表側熱変換層４５ａ〜４５ｃを利用した発泡、膨張は、裏側熱変換層４８を利用した場合と比較し、シャープな形状を再現しやすいという特徴がある。特にフィルム１４の剥離される領域に表側熱変換層４５ｂ，４５ｃを形成することにより、シートの表側から発泡、膨張をさせた上で表側熱変換層４５ｂ，４５ｃを残存させないことも可能となる。また、熱変換層の形成に使用されるインクによる濁りなどの影響を防ぎ、第１のカラーインク層４７ｂを所望の色味、特に鮮やかな色味とすることもできる。なお、表側熱変換層４５ｃが形成されていた領域のように、カラーインク層を形成しない構成も可能である。

【0062】

上記実施例では、熱膨張性シート１０の裏面の、第１のカラーインク層４７ａが対応する位置に裏側熱変換層４８を印刷したが、第１のカラーインク層４７ａを形成する前に、第１のインク受容層１３上に熱変換層を形成して膨張させることとしてもよい。これにより、表側熱変換層４５ａ〜４５ｃを利用した発泡、膨張と同様に、裏側熱変換層４８を利用した場合よりも、シャープな形状を再現することができ、かつ、マットな質感になる。

【0063】

本発明は上述した実施形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせることも可能である。例えば、上述した実施形態では、第２のカラーインク層４２，４６が形成された領域以外においてフィルム１４を剥離し、第１のインク受容層１３を露出させ、１枚の熱膨張性シート１０内で、異なる質感の領域を表現する構成を例に挙げて説明した。これに限られず、フィルム１４を剥離せずに使用する、又はフィルム１４を全て剥離して、造形物を形成することも可能である。フィルム１４を剥離せず使用する場合は、実施形態１のフローチャートを例に挙げると、ステップＳ２〜Ｓ４を省略して実行する。また、フィルム１４を全て剥離して使用する場合は、例えばステップＳ１及びＳ２を省略して実行する。また、実施形態２のフローチャートでは、例えばステップＳ２４及びＳ２５を省略する。このようにすることにより、１枚の熱膨張性シート１０全体で異なる質感、例えば、全体として光沢のある質感を呈する造形物、もしくは全体としてマットな質感を呈する造形物のいずれかを形成することができる。また、異なる質感を呈する熱膨張性シートを個別に用意する必要がないという効果もある。

【0064】

また、上述した各実施形態において、表面発泡データ及び裏面発泡データは、形成しようとする造形物の形状に応じ、適宜変更することが可能である。電磁波照射時の帯熱量は、電磁波熱変換層の有無、又は電磁波熱変換層の印刷濃度（インク濃度）によって変化する。このため、表面発泡データ及び／又は裏面発泡データを決定する際、熱膨張層１２の膨張後の形状が、所望の造形物の形状となるよう、少なくとも２領域間において、電磁波熱変換層のインク濃淡（印刷濃度）及び／又は電磁波熱変換層を形成する領域を、決定する。具体的には、i）ある領域では電磁波熱変換層を形成し、別の領域では電磁波熱変換層を形成しない、ii）ある領域ではインク濃度（印刷濃度）を濃くし、別の領域ではインク濃度を薄くする、又はiii)これらを組み合わせることにより、裏面発泡データを決定する。また、上記i)〜iii)の決定は、所定の２領域間で行う場合に限らず、３以上の領域間で行うことも可能である。

【0065】

加えて、上述した実施形態１では、第２のカラーインク層４２を印刷後に、フィルム１４を剥離させる構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、先に剥離工程を行うことも可能である。この場合は、図５に示すステップＳ２、Ｓ３を実行した後に、ステップＳ１を実行する。また、先に剥離工程（ステップＳ２、Ｓ３）を行った場合は、ステップＳ１の前に第１のインク受容層においてステップＳ４でカラー画像が印刷される領域が露出している。従って、第２のインク受容層上にカラー画像を印刷する工程（ステップＳ１）と第１のインク受容層上にカラー画像を印刷する工程（ステップＳ４）とは、別々に行っても、同時に行ってもよい。ステップＳ１とステップＳ４とを同時に行うと、カラー画像印刷工程を１回とすることができ好適である。なお、この場合もフィルムをカットする工程（ステップＳ２）は、剥離工程（ステップＳ３）の直前に行ってもよく、熱膨張性シート１０の製造時点で切り込み４３を入れておくことも可能である。

【0066】

また、実施形態２でも同様に、第２のインク受容層上にカラー画像を印刷する工程（図８に示すステップＳ２３）の前にステップＳ２４及びステップＳ２５を実行してもよい。この場合も、第２のインク受容層上にカラー画像印刷する工程（ステップＳ２３）と第１のインク受容層上にカラー画像を印刷する工程（ステップＳ２６）とは、別々に行っても、同時に行ってもよい。ステップＳ２３とステップＳ２６とを同時に行うと、カラー画像を印刷する工程を１回とすることができ好適である。なお、この場合もフィルムをカットする工程（ステップＳ２４）は、剥離工程（ステップＳ２５）の直前に行ってもよく、熱膨張性シート１０の製造時点で切り込み４３を入れておくことも可能である。

【0067】

また、表側熱変換層、裏側熱変換層及びカラーインク層が形成される位置は、上述した各実施形態に説明した形態に限られず、任意である。また、所望の造形物を製造するために、表側熱変換層、裏側熱変換層、及びカラーインク層をどのようにして使用するかは任意に決定することができる。

【0068】

例えば、実施形態２では、表側熱変換層、裏側熱変換層、及びカラーインク層の組み合わせが異なる４種類の星型の造形物を例に挙げて説明したが、これらの組み合わせは全てを同時に用いる必要はなく、少なくとも１つの組み合わせを用いてもよい。また、表側熱変換層、裏側熱変換層、及びカラーインク層の組み合わせは、任意に変更可能である。例えば、図１１（ａ）に示す表側熱変換層４５ａに代えて、裏側熱変換層を形成してもよい。この場合、カラーインク層４６を第２のインク受容層１５上に設けることができる。更に図１１（ａ）に示す表側熱変換層４５ａに少なくとも一部が対向するように裏側熱変換層を設け、表側熱変換層４５ａと裏側熱変換層を利用して熱膨張層１２を膨張させてもよい。同様に、第１のカラーインク層４７ａ，４７ｂが形成されている領域についても、表側熱変換層と裏側熱変換層とを用いて熱膨張層１２を膨張させてもよい。

【0069】

また、図５に示すフローチャートでは、ステップＳ５において熱変換層を形成し、続いて、ステップＳ６において電磁波を照射しているが、ステップＳ６はステップＳ５の直後に実行されなくともよく、時間をあけて行うことができる。例えば少なくとも図５に示すステップＳ５を行った熱膨張性シート１０を流通させ、ユーザの下でステップＳ６を実行することも可能である。この場合、熱変換層は、基材１１の裏面と第２のインク受容層１５との少なくともいずれか一方の上に形成される。この場合、フィルム１４の剥離はユーザの下で行ってもよい。もしくは、フィルム１４の一部が剥離されており、第１のインク受容層１３と基材１１の裏面と第２のインク受容層１５との少なくともいずれかの上に熱変換層が形成されていてもよい。更に、ステップＳ６だけでなく、カラーインク層の形成工程（ステップＳ４）についてもユーザの下で行うこともできる。実施形態２についても同様である。

【0070】

上述した各実施形態に記載の「表」、「上」、「下」又は「裏」は、説明の便宜のために使用しているものであり、熱膨張性シート１０の使用方法を限定することを意図しない。従って、熱膨張性シート１０の裏面が、表として使用されることもある。

【0071】

また、上述した実施形態で挙げた熱膨張性シート１０を構成する各層の材料は、一例であって、これに限られず、例示した材料以外の材料を使用することを排除するものではない。また、熱膨張性シート１０の各層の厚みは、図示の都合、誇張して表現されており、図示されている比率に限定されるものではない。

【0072】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。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。

【0073】

［付記］
［付記１］
基材の一方の面上に設けられた熱膨張層と、
前記熱膨張層上に設けられ、インクを受容する第１のインク受容層と、
前記第１のインク受容層上に設けられたフィルムと、
前記フィルム上に設けられ、インクを受容する第２のインク受容層と、を備え、
前記第１のインク受容層は、前記第２のインク受容層とは異なる質感を呈する材料から形成される、
ことを特徴とする熱膨張性シート。

【0074】

［付記２］
前記第２のインク受容層は、光沢のある質感を呈する材料から形成される、
ことを特徴とする付記１に記載の熱膨張性シート。

【0075】

［付記３］
前記フィルムは樹脂製であり、前記第２のインク受容層は当該フィルムとの接着性を有する膨潤タイプのインク受容層である、
ことを特徴とする付記１に記載の熱膨張性シート。

【0076】

［付記４］
前記第１のインク受容層は、マットな質感を呈する材料から形成される、
ことを特徴とする付記２又は３に記載の熱膨張性シート。

【0077】

［付記５］
前記熱膨張性シートの前記一方の面の一部では、前記フィルムと前記第２のインク受容層が取り除かれることで前記第１のインク受容層が露出しており、
前記一部以外の領域では、前記第２のインク受容層が残存する、
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１つに記載の熱膨張性シート。

【0078】

［付記６］
前記一方の面の一部で露出された前記第１のインク受容層の上に、電磁波を熱に変換する電磁波熱変換層を更に備える、
ことを特徴とする付記５に記載の熱膨張性シート。

【0079】

［付記７］
前記基材の他方の面と、前記第１のインク受容層と、前記第２のインク受容層との少なくともいずれか１つの上に、電磁波を熱に変換する電磁波熱変換層を更に備える、
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか１つに記載の熱膨張性シート。

【0080】

［付記８］
付記１乃至５のいずれか１つに記載の熱膨張性シートを備え、
前記基材の他方の面と、前記一方の面の一部において露出する前記第１のインク受容層と、前記第２のインク受容層との少なくともいずれか１つの上に、電磁波を熱に変換する電磁波熱変換層を更に備え、
少なくとも前記電磁波熱変換層が形成された領域において前記熱膨張層が膨張されている、
ことを特徴とする造形物。

【0081】

［付記９］
基材の一方の面上に熱膨張層を形成する工程と、
前記熱膨張層上に、インクを受容する第１のインク受容層を形成する工程と、
前記第１のインク受容層上にフィルムを設ける工程と、
前記フィルム上に、インクを受容する第２のインク受容層を形成する工程と、を有し、
前記第１のインク受容層を、前記第２のインク受容層とは異なる質感を呈する材料を用いて形成する、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。

【0082】

［付記１０］
前記第２のインク受容層を、光沢のある質感を呈する材料を用いて形成する、
ことを特徴とする付記９に記載の熱膨張性シートの製造方法。

【0083】

［付記１１］
前記第１のインク受容層を、マットな質感を呈する材料を用いて形成する、
ことを特徴とする付記１０に記載の熱膨張性シートの製造方法。

【0084】

［付記１２］
基材の一方の面上に設けられた熱膨張層と、前記熱膨張層上に設けられ、インクを受容する第１のインク受容層と、前記第１のインク受容層上に設けられたフィルムと、前記フィルム上に設けられ、インクを受容する第２のインク受容層と、を備え、前記第１のインク受容層が、前記第２のインク受容層とは異なる質感を呈する材料を用いて形成される熱膨張性シートを用い、
前記第２のインク受容層上に第２の画像を形成する第２の画像形成工程と、
前記フィルムの少なくとも一部を剥離し、前記第１のインク受容層を露出する剥離工程と、
露出された前記第１のインク受容層に第１の画像を形成する第１の画像形成工程と、
前記基材の他方の面に、電磁波を熱に変換する第１の電磁波熱変換層を形成する第１の電磁波熱変換層形成工程と、
前記第１の電磁波熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる工程と、を有し、
前記剥離工程では、前記第２の画像が印刷される又は印刷された領域が残存するように前記フィルムを剥離する、
ことを特徴とする造形物の製造方法。

【0085】

［付記１３］
前記第２の画像形成工程に先立って、前記第２のインク受容層上に、電磁波を熱に変換する第２の電磁波熱変換層を形成する工程と、
前記第２の電磁波熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる工程と、
を更に有することを特徴とする付記１２に記載の造形物の製造方法。

【0086】

［付記１４］
前記第２のインク受容層上に、電磁波を熱に変換する第２の電磁波熱変換層を形成する工程と、
前記第２の電磁波熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる工程と、を有し、
前記剥離工程では、前記第２の電磁波熱変換層が形成された領域が膨張した後に、前記第２の電磁波熱変換層が形成された領域を含む前記第２のインク受容層及び前記フィルムを剥離する、
ことを特徴とする付記１２に記載の造形物の製造方法。

【0087】

［付記１５］
前記第１の電磁波熱変換層形成工程では、前記基材の他方の面の、前記第１の画像に対応する位置に、前記第１の電磁波熱変換層を形成する、
ことを特徴とする付記１２乃至１４のいずれか１つに記載の造形物の製造方法。

【0088】

［付記１６］
前記基材の他方の面の、前記第２の画像に対応する位置に、電磁波を熱に変換する第３の電磁波熱変換層を形成する第３の電磁波熱変換層形成工程と、
前記第３の電磁波熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる工程と、有する。
ことを特徴とする付記１２乃至１５のいずれか１つに記載の造形物の製造方法。

【0089】

［付記１７］
前記剥離工程を行った後、前記第１の画像形成工程と前記第２の画像形成工程とを同時に行う、
ことを特徴とする付記１２に記載の造形物の製造方法。

【符号の説明】

【0090】

１０・・・熱膨張性シート、１１・・・基材、１２・・・熱膨張層、１３・・・第１のインク受容層、１４・・・フィルム、１５・・・第２のインク受容層、４１，４７ａ，４７ｂ・・・第１のカラーインク層、４２，４６・・・第２のカラーインク層、４３・・・切り込み、４４ａ，４４ｂ，４８・・・裏側熱変換層、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ・・・表側熱変換層、５０・・・造形物製造システム、５１・・・制御ユニット、５２・・・印刷ユニット、５２ａ・・・搬入部、５２ｂ・・・排出部、５３・・・膨張ユニット、５３ａ・・・搬入部、５３ｂ・・・排出部、５４・・・表示ユニット、５５・・・天板、６０・・・フレーム、６１・・・側面板、６２・・・連結ビーム、７０・・・ラミネート装置、７１・・・入力ローラ、７２・・・ヒータローラ、７３・・・ローラ、７４・・・出力ローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】