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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-05
(45)【発行日】2022-07-13
(54)【発明の名称】折り構造
(51)【国際特許分類】
B32B 27/00 20060101AFI20220706BHJP
【ＦＩ】
B32B27/00 E
B32B27/00 Z
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022020026
(22)【出願日】2022-02-12
【審査請求日】2022-02-12
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度 国立研究開発法人科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業（個人型研究（ＡＣＴ―Ｉ）、情報と未来（加速））、「デジタルファブリケーションによる生体模倣インタフェースの構築」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】504137912
【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学
(73)【特許権者】
【識別番号】514015019
【氏名又は名称】エレファンテック株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】519366237
【氏名又は名称】ＮａｔｕｒｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔｓ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162341
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬崎 幸典
(72)【発明者】
【氏名】鳴海 紘也
(72)【発明者】
【氏名】小山 和紀
(72)【発明者】
【氏名】須藤 海
(72)【発明者】
【氏名】舘 知宏
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 宏樹
(72)【発明者】
【氏名】野間 裕太
(72)【発明者】
【氏名】川原 圭博
(72)【発明者】
【氏名】杉本 雅明
【審査官】松岡 美和
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００９／０２１４８３７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１５７７６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／２５７８０４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３９８２３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／１３６５８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／２４１５４３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００１－３４１２２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３５０９０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００２６３２８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０２１－０１０３１１９（ＫＲ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３１１１５１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３６０３５４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自己折りされることで３次元形状の折り構造体を形成可能な折り構造であって、
収縮可能な基材の第１面の所定領域に形成された第１のインク層と、前記所定領域に対応した前記基材の第１面とは反対側の第２面に所定の折り角で折り曲げられる折り目領域を挟んで離隔して形成された第２のインク層と、が一組となって、前記折り目領域が平面視で繋がって繰り返し形成され、
前記折り目領域には、前記第１のインク層及び前記第２のインク層よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層が形成されている、
ことを特徴とする折り構造。
【請求項2】
前記濃度、密度、又は層数は、なだらかに変化している、ことを特徴とする請求項１に記載の折り構造。
【請求項3】
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、全体的もしくは部分的に延在して形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の折り構造。
【請求項4】
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、前記折り目領域が延在する方向と交わる方向に全体的もしくは部分的に延在して形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の折り構造。
【請求項5】
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、前記折り目領域が延在する方向に沿って全体的もしくは部分的に延在して形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の折り構造。
【請求項6】
前記折り目領域は、前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層が破線状に延在して形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の折り構造。
【請求項7】
前記折り目領域は、前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層が前記折り目領域が延在する方向と交差する方向に沿って離散的なパターンで延在して形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の折り構造。
【請求項8】
前記折り目領域には、前記第１のインク層及び前記第２のインク層とは異なる硬さのインク層が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の折り構造。
【請求項9】
前記第１のインク層及び前記第２インク層の表面には前記折り目領域に対応する領域を除いて前記第１のインク層及び前記第２のインク層に比べて硬いインク層が形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の折り構造。
【請求項10】
前記第１のインク層及び前記第２のインク層は、複数種類のプロセスカラーインクを含む加飾層が形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の折り構造。
【請求項11】
前記第１のインク層、前記第２のインク層及び前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層がインクジェット方式で積層される、ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の折り構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、折り構造に関し、詳しくは、化学的な刺激又は加熱で自己折りする構造に関する。
【背景技術】
【0002】
プラスチックフィルムと着色層を有し、２０℃の環境下で２４時間保管した後の折畳み保持角度が８０度以下であるプラスチック折り紙であって、９５℃温水中１０秒での温湯熱収縮率が主収縮方向及び該主収縮方向と直交する方向においていずれも２５％以上５５％以下であるプラスチック折り紙が知られている（特許文献１）。
【0003】
折り目を形成可能かつ折り曲げ角を維持可能な可折性の樹脂又は金属からなる基材フィルムと、温度に応じて変色する熱変色性インキからなり、基材フィルムの片面に設けられた感温変色層と、を備えた折り紙も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１６５８３３号公報
【文献】特開２０１５－２０８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、自己折りされる折り角を制御して２次元のシート形状から３次元形状を作成する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の折り構造は、
自己折りされることで３次元形状の折り構造体を形成可能な折り構造であって、
収縮可能な基材の第１面の所定領域に形成された第１のインク層と、前記所定領域に対応した前記基材の第１面とは反対側の第２面に所定の折り角で折り曲げられる折り目領域を挟んで離隔して形成された第２のインク層と、が一組となって、前記折り目領域が平面視で繋がって繰り返し形成され、
前記折り目領域には、前記第１のインク層及び前記第２のインク層よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層が形成されている、
ことを特徴とする。
自己折りされることで３次元形状の折り構造体を形成可能な折り構造であって、
収縮可能な基材の第１面の所定領域に形成された第１のインク層と、前記所定領域に対応した前記基材の第１面とは反対側の第２面に所定の折り角で折り曲げられる折り目領域を挟んで離隔して形成された第２のインク層と、が一組となって、前記折り目領域が平面視で繋がって繰り返し形成され、
前記折り目領域には、前記第１のインク層及び前記第２のインク層よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層が形成されている、
ことを特徴とする。
【0011】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の折り構造において、
前記濃度、密度、又は層数は、なだらかに変化している、
ことを特徴とする。
前記濃度、密度、又は層数は、なだらかに変化している、
ことを特徴とする。
【0012】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の折り構造において、
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、全体的もしくは部分的に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、全体的もしくは部分的に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
【0013】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の折り構造において、
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、前記折り目領域が延在する方向と交わる方向に全体的もしくは部分的に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、前記折り目領域が延在する方向と交わる方向に全体的もしくは部分的に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
【0014】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の折り構造において、
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、前記折り目領域が延在する方向に沿って全体的もしくは部分的に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層は、前記折り目領域が延在する方向に沿って全体的もしくは部分的に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
【0015】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の折り構造において、
前記折り目領域は、前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層が破線状に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
前記折り目領域は、前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層が破線状に延在して形成されている、
ことを特徴とする。
【0016】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の折り構造において、
前記折り目領域は、前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層が前記折り目領域が延在する方向と交差する方向に沿って離散的なパターンで延在して形成されている、
ことを特徴とする。
前記折り目領域は、前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層が前記折り目領域が延在する方向と交差する方向に沿って離散的なパターンで延在して形成されている、
ことを特徴とする。
【0017】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の折り構造において、
前記折り目領域には、前記第１のインク層及び前記第２のインク層とは異なる硬さのインク層が形成されている、
ことを特徴とする。
前記折り目領域には、前記第１のインク層及び前記第２のインク層とは異なる硬さのインク層が形成されている、
ことを特徴とする。
【0019】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の折り構造において、
前記第１のインク層及び前記第２インク層の表面には前記折り目領域に対応する領域を除いて前記第１のインク層及び前記第２のインク層に比べて硬いインク層が形成されている、
ことを特徴とする。
前記第１のインク層及び前記第２インク層の表面には前記折り目領域に対応する領域を除いて前記第１のインク層及び前記第２のインク層に比べて硬いインク層が形成されている、
ことを特徴とする。
【0020】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の折り構造において、
前記第１のインク層及び前記第２のインク層は、複数種類のプロセスカラーインクを含む加飾層が形成されている、
ことを特徴とする。
前記第１のインク層及び前記第２のインク層は、複数種類のプロセスカラーインクを含む加飾層が形成されている、
ことを特徴とする。
【0021】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の折り構造において、
前記第１のインク層、前記第２のインク層及び前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層がインクジェット方式で積層される、
ことを特徴とする。
前記第１のインク層、前記第２のインク層及び前記濃度、密度、又は層数が小さいインク層がインクジェット方式で積層される、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0024】
請求項１に記載の発明によれば、折り目領域が自己折りされることで、２次元のシート形状を３次元形状とすることができる。
【0029】
請求項２に記載の発明によれば、自己折りする際の折り目領域に形成されたインク層への負荷を低減することができる。
【0030】
請求項３に記載の発明によれば、折り目領域におけるインク層の濃度、密度、又は層数を連続的もしくは離散的に変更することで自己折りの折り角を制御することができる。
【0031】
請求項４に記載の発明によれば、折り方向にインク層の濃度、密度、又は層数を連続的もしくは離散的に変更することで自己折りの折り角を制御することができる。
【0032】
請求項５に記載の発明によれば、折り方向と交差する方向に沿ってインク層の濃度、密度、又は層数を連続的もしくは離散的に変更することで自己折りの折り角を制御することができる。
【0033】
請求項６に記載の発明によれば、破線の密度を変更して自己折りの折り角を制御することができる。
【0034】
請求項７に記載の発明によれば、パターンを変更して自己折りの折り角を制御することができる。
【0035】
請求項８に記載の発明によれば、インク層の硬さを変更して自己折りの折り角を制御することができる。
【0037】
請求項９に記載の発明によれば、インク層を保護するとともに、折り目領域を除く領域の変形を抑制することができる。
【0038】
請求項１０に記載の発明によれば、フルカラー印刷や構造色などの加飾を行うことができる。
【0039】
請求項１１に記載の発明によれば、低コストで折り構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本実施形態に係る折り構造の一例を示す図である。
【図3】印刷インク層をフルカラーとする場合の多層化の一例を示す断面模式図である。
【図4】（ａ）は折り構造の自己折りを説明する断面模式図、（ｂ）は加熱により折れ目領域で自己折りした折り構造を示す断面模式図である。
【図5】変形例１に係る折り目領域が形成された折り構造の一部断面を含んで折り目領域を示す斜視図である。
【図6】変形例２に係る折り目領域が形成された折り構造の一部断面を含んで折り目領域を示す斜視図であり、（ａ）は折り方向に全体的もしくは部分的に延在して形成されたインク層の一例を示す斜視図、６（ｂ）は折り方向と交差する方向に沿って全体的もしくは部分的に延在して形成されたインク層の一例を示す斜視図である。
【図7】変形例３に係る折り目領域が形成された折り構造の一部断面を含んで折り目領域を示す斜視図であり、（ａ）は破線の密度が低いように延在するインク層の一例を示す斜視図、（ｂ）は破線の密度が高いように延在するインク層の一例を示す斜視図である。
【図8】変形例４に係る折り目領域が形成された折り構造の一部断面を含んで折り目領域を示す斜視図であり、（ａ）はパターンが疎の状態に延在するインク層の一例を示す斜視図、（ｂ）はパターンが密に延在するインク層の一例を示す斜視図である。
【図9】折り目領域で自己折りする折り構造をモデルとして示す断面模式図である。
【図10】折り目領域の幅を変化させて自己折りした際の折り角を計測した結果を示す図である。
【図11】折り構造体の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【0044】
（１）折り構造の全体構成
図１は本実施形態に係る折り構造の一例を示す図、図２は図１に示す折り構造１の一部の断面構成を示す拡大断面模式図、図１１は折り構造体１０の一例を示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る折り構造の構成について説明する。
図１は本実施形態に係る折り構造の一例を示す図、図２は図１に示す折り構造１の一部の断面構成を示す拡大断面模式図、図１１は折り構造体１０の一例を示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る折り構造の構成について説明する。
【0045】
本実施形態に係る折り構造１は、収縮可能な基材２と、基材２の第１面２ａに形成された印刷インク層３と、基材２の第１面２ａとは反対側の第２面２ｂに所定の折り角θで山折り又は谷折りされる折り目領域４を挟んで離隔して形成された印刷インク層３と、が一組となって、折り目領域４が平面視で繋がって繰り返し形成されている２次元のシート体である。
【0046】
このように構成される折り構造１は、折り構造１の全体に可視光や赤外光、酸などの化学的な刺激を与える、あるいは、例えば折り構造全体をお湯に浸すなどして７０℃から１００℃で加熱することで、図１１に示すような自己折りした３次元形状の折り構造体１０を得ることができる。
【0047】
（１－１）基材
基材２は、化学的な刺激、あるいは、例えば７０℃から１００℃の加熱で一定量収縮するものであればよく、ポリオレフィン、具体的には厚みが１０～１００μｍのポリエチレンシート又はポリプロピレンシートが好適に使用される。基材２の厚みが１０μｍ未満であると、２次元のシート体として必要なコシが得られず、厚みが１００μｍを超えると折り構造を自己折りするのが困難となる場合がある。
本実施形態においては、基材２として、ポリエチレンの布地であるバイリーンアイロン収縮シート（厚み８５μｍ、収縮率３０％）、ハッコーシュリンクフィルム（厚み１５μｍ、収縮率５．９％）等を用いている。
基材２は、化学的な刺激、あるいは、例えば７０℃から１００℃の加熱で一定量収縮するものであればよく、ポリオレフィン、具体的には厚みが１０～１００μｍのポリエチレンシート又はポリプロピレンシートが好適に使用される。基材２の厚みが１０μｍ未満であると、２次元のシート体として必要なコシが得られず、厚みが１００μｍを超えると折り構造を自己折りするのが困難となる場合がある。
本実施形態においては、基材２として、ポリエチレンの布地であるバイリーンアイロン収縮シート（厚み８５μｍ、収縮率３０％）、ハッコーシュリンクフィルム（厚み１５μｍ、収縮率５．９％）等を用いている。
【0048】
（１－２）インク層
本実施形態の折り構造１は、図２に示すように、基材２の表面（第１面２ａ、反対側の第２面２ｂ）に画像（ベタ画像を含む）を描くための印刷用のインク（印刷用インク）の層である印刷インク層３が、接着用のインク（接着用インク）の層である接着インク層３１を介して形成されている。また、印刷インク層３の表面には、印刷用インクよりも硬いインクの層である保護インク層３２が形成されている。
本実施形態の折り構造１は、図２に示すように、基材２の表面（第１面２ａ、反対側の第２面２ｂ）に画像（ベタ画像を含む）を描くための印刷用のインク（印刷用インク）の層である印刷インク層３が、接着用のインク（接着用インク）の層である接着インク層３１を介して形成されている。また、印刷インク層３の表面には、印刷用インクよりも硬いインクの層である保護インク層３２が形成されている。
【0049】
印刷用インクは、顔料系のインクである。また、印刷用インクは、ソルベントＵＶインクである。すなわち、印刷用インクは、紫外線が照射されることで硬化するＵＶ硬化型樹脂（紫外線硬化型樹脂）を有機溶剤で希釈したものである。この印刷用インクは、印刷インク層３を１４０％引き伸ばしても印刷インク層３に亀裂や割れが生じない柔らかいインクであり、例えば、株式会社ミマキエンジニアリング製の型番「ＬＵＳ－１２０」、「ＬＵＳ－１５０」、「ＬＵＳ－１７０」、「ＬＵＳ－２００」で特定されるＵＶインクが挙げられる。
【0050】
印刷用インクは、基材２の表面の色と異なる色に着色されている。また、印刷用インクには、基材２の表面に画像を描くための複数種類のプロセスカラーインクが含まれている。なお、印刷用インクに含まれるＵＶ硬化型樹脂は、例えば、ラジカル重合若しくはカチオン重合によって硬化するタイプのいずれか１つ、または、これらの混合物である。
【0051】
接着用インクは、印刷インク層３を基材２に接着するためのソルベントＵＶインクである。この接着用インクは、接着インク層３１を１４０％引き伸ばしても接着インク層３１に亀裂や割れが生じない柔らかいインクであり、例えば、株式会社ミマキエンジニアリング製の型番「ＰＲ－１００」、「ＰＲ－２００」で特定されるＵＶインクを有機溶剤で希釈したものが挙げられる。また、接着用インクは、半透明のインクである。なお、接着用インクは、基材２の表面の色と同じ色に着色されていても良い。また、接着用インクに含まれるＵＶ硬化型樹脂は、たとえば、ラジカル重合若しくはカチオン重合によって硬化するタイプのいずれか１つ、または、これらの混合物である。
【0052】
保護インク層３２は、ＵＶ硬化後のインク皮膜に硬度があり、耐擦過性や耐薬品性が高く印刷インク層３を保護するとともに、印刷インク層３に光沢感を持たせて意匠性を高めるために使用される透明（クリア）インクであり、例えば、株式会社ミマキエンジニアリング製の型番「ＬＨ－１００」で特定されるＵＶインクが挙げられる。
保護インク層３２は、図２に示すように、基材２の第１面２ａに形成される印刷インク層３に対しては、折ったり曲げたり等の自己折りする折り目領域４に対応する領域を除いて形成されることで折れ目領域４を除く領域の変形を抑制している。
保護インク層３２は、図２に示すように、基材２の第１面２ａに形成される印刷インク層３に対しては、折ったり曲げたり等の自己折りする折り目領域４に対応する領域を除いて形成されることで折れ目領域４を除く領域の変形を抑制している。
【0053】
このようなインク層は、基材２の第１面２ａに形成された印刷インク層３と、基材２の第１面２ａとは反対側の第２面２ｂに折れ目領域４を挟んで離隔して形成された印刷インク層３が一組となって、折れ目領域４が基材２の第１面２ａ及び第２面２ｂになるように平面視で繋がって繰り返し形成されている。
【0054】
（１－３）インク層の形成
このようなインク層は、基材２の上方に配置されるインクジェットプリンタのプリントヘッドからインクを吐出させて、基材２の上にインクを塗布することにより形成される。
印刷インク層３を形成する場合、まず、接着用インクを吐出させて、基材２の第１面２ａ又は第２面２ｂ上に接着インク層３１を形成する（接着用インク塗布工程）。
接着用インク塗布工程では、印刷インク層３が形成される領域の全体を覆うように接着用インクを塗布する。その後、塗布された接着用インクに、例えばＬＥＤ光源から紫外線を照射して接着用インクを硬化させる。
このようなインク層は、基材２の上方に配置されるインクジェットプリンタのプリントヘッドからインクを吐出させて、基材２の上にインクを塗布することにより形成される。
印刷インク層３を形成する場合、まず、接着用インクを吐出させて、基材２の第１面２ａ又は第２面２ｂ上に接着インク層３１を形成する（接着用インク塗布工程）。
接着用インク塗布工程では、印刷インク層３が形成される領域の全体を覆うように接着用インクを塗布する。その後、塗布された接着用インクに、例えばＬＥＤ光源から紫外線を照射して接着用インクを硬化させる。
【0055】
次に、接着インク層３１が形成された基材２の第１面２ａ又は第２面２ｂに印刷用インクを吐出させて、基材２の第１面２ａ又は第２面２ｂ上に印刷インク層３を形成する（印刷用インク塗布工程）。印刷用インク塗布工程では、印刷用インクを吐出しながら、紫外線を照射して印刷用インクを硬化させる。
そして、硬化した印刷インク層３の表面に保護インク層３２を形成する。ここで、基材２に形成される折り目領域４に対応する領域には保護インク層３２は形成されない。
そして、硬化した印刷インク層３の表面に保護インク層３２を形成する。ここで、基材２に形成される折り目領域４に対応する領域には保護インク層３２は形成されない。
【0056】
このようにして形成される印刷インク層３は、必要に応じて多層で形成される。印刷インク層３の層数に関しては、少なすぎると折り目領域４で自己折りする（変形する）際に、基材２の収縮を十分に阻害することができず、大きな折り角が得られない。一方、層数が多すぎる場合、印刷時間が増加するとともに、折り角の精度が落ちる、自己折りする際に印刷インク層３の厚みが干渉して折り角が制限される、などの虞がある。本実施形態においては、印刷用インクとして黒色（Ｋ）のインクを用いて５層の印刷インク層３を形成している。
【0057】
図３には、印刷インク層３をフルカラーとする場合の多層化の一例を示している。図３に示すように、黒色インクで多層に形成された印刷インク層３の表面に白色インクを用いて下地層３３を形成し、その上にＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）のプロセスカラーインクを吐出しながら、紫外線を照射して硬化させフルカラー層３４を形成する。尚、白色インクとプロセスカラーインクは同時に吐出してもよい。そして、必要に応じて、その表面に保護インク層３２を形成する。
【0058】
（１－３）折れ目領域
図４（ａ）は折り構造１の自己折りを説明する断面模式図、（ｂ）は加熱により折れ目領域４で自己折りした折り構造１を示す断面模式図である。
折れ目領域４は、基材２の表面（第１面２ａ、反対側の第２面２ｂ）に印刷インク層３が形成されていない領域であり、基材２の表面の少なくとも一部が外部に露出している。
基材２の第１面２ａには接着インク層３１を介して印刷インク層３が多層で形成され、基材２の第２面２ｂには、多層で形成された印刷インク層３の間に印刷インク層３が形成されていない領域として折れ目領域４が形成されている。
図４（ａ）は折り構造１の自己折りを説明する断面模式図、（ｂ）は加熱により折れ目領域４で自己折りした折り構造１を示す断面模式図である。
折れ目領域４は、基材２の表面（第１面２ａ、反対側の第２面２ｂ）に印刷インク層３が形成されていない領域であり、基材２の表面の少なくとも一部が外部に露出している。
基材２の第１面２ａには接着インク層３１を介して印刷インク層３が多層で形成され、基材２の第２面２ｂには、多層で形成された印刷インク層３の間に印刷インク層３が形成されていない領域として折れ目領域４が形成されている。
【0059】
このような折り構造１の全体に熱を加えると、図４（ａ）に示すように、熱により収縮性の基材２が縮もうとする（図４（ａ）中 矢印Ｆ参照）が、印刷インク層３が形成された領域は、印刷インク層３が基材２の収縮を阻害し、印刷インク層３が形成されていない折り目領域４のみが縮み、図４（ｂ）に示すように、折り目領域４で谷折り（図４（ｂ）中 Ｖ１で示す）、山折り（図４（ｂ）中 Ｖ２で示す）に自己折り（自己折り：ｓｅｌｆ－ｆｏｌｄｉｎｇ）される。
【0060】
「変形例１」
図５は変形例１に係る折り目領域４Ａが形成された折り構造１Ａの一部断面を含んで折り目領域４Ａを示す斜視図である。
変形例１に係る折り目領域４Ａには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が形成されている。
図５は変形例１に係る折り目領域４Ａが形成された折り構造１Ａの一部断面を含んで折り目領域４Ａを示す斜視図である。
変形例１に係る折り目領域４Ａには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が形成されている。
【0061】
インク層４１を形成するインクには、印刷インク層３を形成する印刷用インクよりも濃度が低い顔料系のソルベントＵＶインクを使用することができる。濃度が低いインクとしては、例えば、印刷用インクとして使用される株式会社ミマキエンジニアリング製の型番「ＬＵＳ－１２０」、「ＬＵＳ－１５０」、「ＬＵＳ－１７０」、「ＬＵＳ－２００」で特定されるＵＶインクを有機溶剤で希釈して低濃度としたものが挙げられる。
また、インク層４１は、印刷インク層３を形成する印刷用インクと同様のインクを用いて、プリントヘッドから吐出される液滴の密度を小さくして印刷してもよく、印刷インク層３に比べて層を少なくして、印刷インク層３よりも高さが小さくなるように形成してもよい。また、濃度、密度、層数は、単独で、または組み合わせて変更しても良い。
また、インク層４１は、印刷インク層３を形成する印刷用インクと同様のインクを用いて、プリントヘッドから吐出される液滴の密度を小さくして印刷してもよく、印刷インク層３に比べて層を少なくして、印刷インク層３よりも高さが小さくなるように形成してもよい。また、濃度、密度、層数は、単独で、または組み合わせて変更しても良い。
【0062】
インク層４１は、なだらかに変化するように形成されてもよい。濃度、密度、又は層数がなだらかに変化するインク層４１は、インク液滴を吐出するプリントヘッドの吐出制御を行うことで形成される。
折り目領域４Ａに形成されるインク層４１の濃度、密度、又は層数をなだらかに変化させることで、自己折りする際のインク層４１への負荷を低減し、自己折りしやすくすることができる。
折り目領域４Ａに形成されるインク層４１の濃度、密度、又は層数をなだらかに変化させることで、自己折りする際のインク層４１への負荷を低減し、自己折りしやすくすることができる。
【0063】
このような、折り目領域４Ａに印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が形成された折り構造１Ａを加熱すると、インク層４１で折り目領域４Ａの収縮が一部阻害されることになり、インク層４１の濃度、密度、又は層数を調整することで、折り目領域４Ａの自己折りの折り角を制御することができる。
【0064】
また、インク層４１は、印刷インク層３とは硬さの異なるインクを用いて形成してもよい。硬さの異なるインクは、バインダー樹脂や顔料を適宜選択することで、硬化して基材２に定着したときの硬度が異なるようにすることができる。
インク層４１の硬度を高くすると、折り目領域４Ａにおける自己折りの折り角が小さくなり、インク層４１の硬度を低くすると、自己折りの折り角が大きくなることから、インク層４１の硬度を変更して折り目領域４Ａの自己折りの折り角を制御することができる。
インク層４１の硬度を高くすると、折り目領域４Ａにおける自己折りの折り角が小さくなり、インク層４１の硬度を低くすると、自己折りの折り角が大きくなることから、インク層４１の硬度を変更して折り目領域４Ａの自己折りの折り角を制御することができる。
【0065】
「変形例２」
図６は変形例２に係る折り目領域４Ｂが形成された折り構造１Ｂの一部断面を含んで折り目領域４Ｂを示す斜視図である。
変形例２に係る折り目領域４Ｂには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が全体的もしくは部分的に延在して形成されている。ここで、図６（ａ）に模式的に示すように、インク層４１は、折り方向（図中Ｘ方向）に全体的もしくは部分的に延在して形成されてもよく、図６（ｂ）に模式的に示すように、折り方向と交差する方向に沿って（図中Ｙ方向）全体的もしくは部分的に延在して形成されてもよい。
図６は変形例２に係る折り目領域４Ｂが形成された折り構造１Ｂの一部断面を含んで折り目領域４Ｂを示す斜視図である。
変形例２に係る折り目領域４Ｂには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が全体的もしくは部分的に延在して形成されている。ここで、図６（ａ）に模式的に示すように、インク層４１は、折り方向（図中Ｘ方向）に全体的もしくは部分的に延在して形成されてもよく、図６（ｂ）に模式的に示すように、折り方向と交差する方向に沿って（図中Ｙ方向）全体的もしくは部分的に延在して形成されてもよい。
【0066】
このような全体的もしくは部分的に延在する濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１は、インク液滴を吐出するプリントヘッドの吐出制御を行うことで形成される。
折り目領域４Ｂにおけるインク層４１の濃度、密度、又は層数を連続的もしくは離散的に変更することで自己折りの折り角を制御することができる。
折り目領域４Ｂにおけるインク層４１の濃度、密度、又は層数を連続的もしくは離散的に変更することで自己折りの折り角を制御することができる。
【0067】
「変形例３」
図７は変形例３に係る折り目領域４Ｃが形成された折り構造１Ｃの一部断面を含んで折り目領域４Ｃを示す斜視図である。
変形例３に係る折り目領域４Ｃには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が破線状に延在して形成されている。
図７は変形例３に係る折り目領域４Ｃが形成された折り構造１Ｃの一部断面を含んで折り目領域４Ｃを示す斜視図である。
変形例３に係る折り目領域４Ｃには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が破線状に延在して形成されている。
【0068】
図７（ａ）は破線の密度が低いように延在するインク層４１の一例を示し、図７（ｂ）は破線の密度が高いように延在するインク層４１の一例を示している。
インク液滴を吐出するプリントヘッドの吐出制御を行うことで折り目領域４Ｃに形成されるインク層４１を破線状に形成することができる。形成されるインク層４１の破線密度を調整することで、折り目領域４Ｃの自己折りの折り角を制御することができる。
インク液滴を吐出するプリントヘッドの吐出制御を行うことで折り目領域４Ｃに形成されるインク層４１を破線状に形成することができる。形成されるインク層４１の破線密度を調整することで、折り目領域４Ｃの自己折りの折り角を制御することができる。
【0069】
「変形例４」
図８は変形例４に係る折り目領域４Ｄが形成された折り構造１Ｄの一部断面を含んで折り目領域４Ｄを示す斜視図である。
変形例４に係る折り目領域４Ｄには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が離散的なパターンで延在して形成されている。
図８は変形例４に係る折り目領域４Ｄが形成された折り構造１Ｄの一部断面を含んで折り目領域４Ｄを示す斜視図である。
変形例４に係る折り目領域４Ｄには、印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１が離散的なパターンで延在して形成されている。
【0070】
図８（ａ）はパターンが疎の状態に延在するインク層４１の一例を示し、図８（ｂ）はパターンが密に延在するインク層４１の一例を示している。
インク液滴を吐出するプリントヘッドの吐出制御を行うことで折り目領域４Ｄに形成されるインク層４１を離散的なパターンとして形成することができる。形成されるインク層４１のパターンを調整することで、折り目領域４Ｄの自己折りの折り角を制御することができる。
インク液滴を吐出するプリントヘッドの吐出制御を行うことで折り目領域４Ｄに形成されるインク層４１を離散的なパターンとして形成することができる。形成されるインク層４１のパターンを調整することで、折り目領域４Ｄの自己折りの折り角を制御することができる。
【0071】
（２）自己折り
図９は折り目領域４で自己折りする折り構造１をモデルとして示す断面模式図である。
本実施形態に係る折り構造１においては、折り構造１の全体に化学的な刺激、又は熱を加えることで、折り目領域４で所定の折り角θで山折り又は谷折りされる。このとき、折り角θと折り目領域４の幅Ｗは比例関係、特に線形の関係を有し、折り角θは、折り目領域４の幅Ｗを変更することで調整可能である。
図９は折り目領域４で自己折りする折り構造１をモデルとして示す断面模式図である。
本実施形態に係る折り構造１においては、折り構造１の全体に化学的な刺激、又は熱を加えることで、折り目領域４で所定の折り角θで山折り又は谷折りされる。このとき、折り角θと折り目領域４の幅Ｗは比例関係、特に線形の関係を有し、折り角θは、折り目領域４の幅Ｗを変更することで調整可能である。
【0072】
【0073】
「実施例」
図１０は折り目領域４の幅Ｗを変化させて自己折りした際の折り角θを計測した結果を示す図である。
実施例においては、基材２としてＡ５サイズ（２１０ｍｍ×１４８ｍｍ）のバイリーンアイロン収縮シート（厚み８５μｍ、収縮率３０％）及びハッコーシュリンクフィルム（厚み１５μｍ、収縮率５．９％）を用意し、所定の幅Ｗで短辺方向に延在する複数の折り目領域４を形成した。そして、それぞれの基材２に対して、折り目領域４の幅Ｗを０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲で変化させた折り構造１Ａを加熱して自己折りし、折り角θを計測した。それぞれの織り目領域４の幅Ｗについて８個のサンプルで自己折りを繰り返し、折り角θの標準偏差も確認した。
図１０は折り目領域４の幅Ｗを変化させて自己折りした際の折り角θを計測した結果を示す図である。
実施例においては、基材２としてＡ５サイズ（２１０ｍｍ×１４８ｍｍ）のバイリーンアイロン収縮シート（厚み８５μｍ、収縮率３０％）及びハッコーシュリンクフィルム（厚み１５μｍ、収縮率５．９％）を用意し、所定の幅Ｗで短辺方向に延在する複数の折り目領域４を形成した。そして、それぞれの基材２に対して、折り目領域４の幅Ｗを０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲で変化させた折り構造１Ａを加熱して自己折りし、折り角θを計測した。それぞれの織り目領域４の幅Ｗについて８個のサンプルで自己折りを繰り返し、折り角θの標準偏差も確認した。
【0074】
図１０（ａ）には、基材２としてバイリーンアイロン収縮シート（厚み８５μｍ、収縮率３０％）を用いた自己折り構造１Ａの折り目領域４の幅Ｗに対して計測された折り角θを示し、図１０（ｂ）には、基材２としてハッコーシュリンクフィルム（厚み１５μｍ、収縮率５．９％）を用いた自己折り構造１Ａの折り目領域４の幅Ｗに対して計測された折り角θを示している。
【0075】
図１０（ａ）、（ｂ）のプロットに示すように、いずれの基材２に対しても、折り目領域４の幅Ｗと折り角θには強い線形性が確認された（決定係数Ｒ２＞０．９８）。また、標準偏差はどの折り目領域４の幅Ｗに対してもバイリーンアイロン収縮シートで６°／ｍｍ、ハッコーシュリンクフィルムで９°／ｍｍとなり、高い精度で折り角θが制御されていることが確認された。
【0076】
尚、折り目領域４の幅Ｗに対する折り角θの傾きは、バイリーンアイロン収縮シートでθ／Ｗ＝２０３、ハッコーシュリンクフィルムでθ／Ｗ＝２０４であった。
ここで、折り角θと折り目領域４の幅Ｗの関係を定式化した式（１）にバイリーンアイロン収縮シート及びハッコーシュリンクフィルムの厚みｔ、収縮率εを代入すると、バイリーンアイロン収縮シートでθ／Ｗ＝２０２、ハッコーシュリンクフィルムでθ／Ｗ＝２２５となり、実施例で確認された折り目領域４の幅Ｗに対する折り角θの傾きと比較した場合、折り角θと折り目領域４の幅Ｗの関係を定式化した式（１）は折り角θを推定するモデルとして適当であることが確認された。
ここで、折り角θと折り目領域４の幅Ｗの関係を定式化した式（１）にバイリーンアイロン収縮シート及びハッコーシュリンクフィルムの厚みｔ、収縮率εを代入すると、バイリーンアイロン収縮シートでθ／Ｗ＝２０２、ハッコーシュリンクフィルムでθ／Ｗ＝２２５となり、実施例で確認された折り目領域４の幅Ｗに対する折り角θの傾きと比較した場合、折り角θと折り目領域４の幅Ｗの関係を定式化した式（１）は折り角θを推定するモデルとして適当であることが確認された。
【0077】
本実施形態の折り構造１は、折り角θと折り目領域４の幅Ｗは線形の関係を有し、折り目領域４の幅Ｗを変更することで３次元形状への変形を高精度で制御することができる。
また、折り目領域４に印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１を形成し、インク層４１の濃度、密度、又は層数を調整することで、自己折りの折り角θを制御することができる。
特に、インク層４１はインクジェット方式で積層され、プリントヘッドの吐出制御を行うことで濃度、密度、又は層数をなだらかに変化するように積層することができ、自己折りする際のインク層４１への負荷を低減しつつ、自己折りの折り角θを制御することができる。
また、折り目領域４に印刷インク層３よりも濃度、密度、又は層数が小さいインク層４１を形成し、インク層４１の濃度、密度、又は層数を調整することで、自己折りの折り角θを制御することができる。
特に、インク層４１はインクジェット方式で積層され、プリントヘッドの吐出制御を行うことで濃度、密度、又は層数をなだらかに変化するように積層することができ、自己折りする際のインク層４１への負荷を低減しつつ、自己折りの折り角θを制御することができる。
【符号の説明】
【0078】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・折り構造
２・・・基材、２ａ・・・第１面、２ｂ・・・第２面
３・・・印刷インク層、３１・・・接着インク層、３２・・・保護インク層、
３３・・・下地層、３４・・・フルカラー層
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ・・・折り目領域
４１・・・インク層
２・・・基材、２ａ・・・第１面、２ｂ・・・第２面
３・・・印刷インク層、３１・・・接着インク層、３２・・・保護インク層、
３３・・・下地層、３４・・・フルカラー層
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ・・・折り目領域
４１・・・インク層
【要約】
【課題】自己折りされる折り角を制御して２次元のシート形状から３次元形状を作成する。
【解決手段】収縮可能な基材と、基材の第１面に形成されたインク層と、基材の第１面とは反対側の第２面に所定の折り角で山折り又は谷折りされる折り目領域を挟んで離隔して形成されたインク層と、が一組となって、折り目領域が平面視で繋がって繰り返し形成されている折り構造であって、折り目領域は、基材が露出し、所定の折り角は、折り目領域の幅を変更することで調整可能である。
【選択図】図２
【解決手段】収縮可能な基材と、基材の第１面に形成されたインク層と、基材の第１面とは反対側の第２面に所定の折り角で山折り又は谷折りされる折り目領域を挟んで離隔して形成されたインク層と、が一組となって、折り目領域が平面視で繋がって繰り返し形成されている折り構造であって、折り目領域は、基材が露出し、所定の折り角は、折り目領域の幅を変更することで調整可能である。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
