(57)【要約】【課題】より細かな凹凸を有する造形物を製造できる膨張装置、造形システム及び造形物の製造方法を提供する。【解決手段】膨張装置３００は、基材と基材の第１主面に積層された熱膨張層２０とを備える成形シートに積層され、電磁波を熱に変換する熱変換層８０に、ランプ３１２から出射される電磁波を照射して、熱膨張層２０の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段３１０と、レーザ光を、熱膨張層２０の第１膨張手段が膨張させる領域Ｂの大きさよりも小さい領域Ｃに照射して、該領域Ｃを膨張させる第２膨張手段３２０と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートに積層され、電磁波を熱に変換する熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張手段が膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を備える、
膨張装置。
【請求項２】
前記成形シートを搬送する搬送手段を備え、
前記第１膨張手段と前記第２膨張手段は、前記搬送手段が前記成形シートを搬送する方向に沿って、前記第２膨張手段、前記第１膨張手段の順に配置されている、
請求項１に記載の膨張装置。
【請求項３】
前記第２膨張手段は、前記熱変換層が前記成形シートに積層されている側と反対側から、前記レーザ光を照射する、
請求項１又は２に記載の膨張装置。
【請求項４】
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートを加熱して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張手段が膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を備える、
膨張装置。
【請求項５】
前記成形シートを搬送する搬送手段を備え、
前記第１膨張手段と前記第２膨張手段は、前記搬送手段が前記成形シートを搬送する方向に沿って、前記第２膨張手段、前記第１膨張手段の順に配置されている、
請求項４に記載の膨張装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の膨張装置と、
前記成形シートに前記熱変換層を印刷する印刷装置と、を備える、
造形システム。
【請求項７】
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートから、凹凸を有する造形物を製造する造形システムであって、
前記凹凸を表す凹凸データから、幅と長さがそれぞれの所定のしきい値以上である第１凸部と、幅と長さの少なくとも１つが前記それぞれの所定のしきい値よりも小さい第２凸部と、を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別された前記第１凸部と前記第２凸部の位置と、前記凹凸データとに基づいて、前記第１凸部を表す第１凸データと前記第２凸部を表す第２凸データと、を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記第１凸データに基づいて、前記成形シートに、電磁波を熱に変換する熱変換層を印刷する印刷装置と、
前記熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、前記生成手段により生成された前記第２凸データに基づいて、レーザ光を前記成形シートの前記第１凸部の領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を有する膨張装置と、を備える、
造形システム。
【請求項８】
成形シートに積層され電磁波を熱に変換する熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱変換層から放出される熱により、前記成形シートの熱膨張層の少なくとも一部を加熱し膨張させる第１膨張工程と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張工程において膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を加熱し膨張させる第２膨張工程と、を含む、
造形物の製造方法。
【請求項９】
前記第１膨張工程と前記第２膨張工程は、前記第２膨張工程、前記第１膨張工程の順で実施される、
請求項８に記載の造形物の製造方法。
【請求項１０】
前記成形シートに前記熱変換層を積層する熱変換層積層工程を含む、
請求項８又は９に記載の造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張装置、造形システム及び造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材シートと熱膨張性微小球を含む被覆層とを有し、所定の画像を光吸収特性に優れた画像形成材料で形成された熱膨張性シートに、光を照射して、画像形成材料の光吸収特性を利用して選択的に画像部分を加熱することによって、被覆層の熱膨張性微小球を膨張させて、立体画像（造形物）を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−２８６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、画像を形成する画像形成材料が発する熱により、熱膨張性微小球を加熱するので、画像に対応する被覆層の熱膨張性微小球だけでなく、その周辺の熱膨張性微小球も加熱される。これにより、熱膨張性シートにおける画像部分の周辺も隆起するので、細かな凹凸を有する造形物を製造することは、困難である。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、より細かな凹凸を有する造形物を製造できる膨張装置、造形システム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る膨張装置は、
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートに積層され、電磁波を熱に変換する熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張手段が膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の観点に係る膨張装置は、
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートを加熱して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張手段が膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を備える。
【０００８】
本発明の第３の観点に係る造形システムは、
第１の観点に係る膨張装置と、
前記成形シートに前記熱変換層を印刷する印刷装置と、を備える。
【０００９】
本発明の第４の観点に係る造形システムは、
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートから、凹凸を有する造形物を製造する造形システムであって、
前記凹凸を表す凹凸データから、幅と長さがそれぞれの所定のしきい値以上である第１凸部と、幅と長さの少なくとも１つが前記それぞれの所定のしきい値よりも小さい第２凸部と、を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別された前記第１凸部と前記第２凸部の位置と、前記凹凸データとに基づいて、前記第１凸部を表す第１凸データと前記第２凸部を表す第２凸データと、を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記第１凸データに基づいて、前記成形シートに、電磁波を熱に変換する熱変換層を印刷する印刷装置と、
前記熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、前記生成手段により生成された前記第２凸データに基づいて、レーザ光を前記成形シートの前記第１凸部の領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を有する膨張装置と、を備える。
【００１０】
本発明の第５の観点に係る造形物の製造方法は、
成形シートに積層され電磁波を熱に変換する熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱変換層から放出される熱により、前記成形シートの熱膨張層の少なくとも一部を加熱し膨張させる第１膨張工程と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張工程において膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を加熱し膨張させる第２膨張工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、より細かな凹凸を有する造形物を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係る成形シートの断面を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る造形物を示す斜視図である。
【図３】図２に示す造形物をＳ−Ｓ線で矢視した断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る造形システムの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る制御ユニットのハードウェアの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る膨張装置を示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る造形物の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態１に係るデータ生成処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態１に係る熱変換層を積層された成形シートの断面を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る膨張装置を示す模式図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係る造形物の製造方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施形態３に係る膨張装置を示す模式図である。
【図１４】本発明の実施形態３に係る膨張装置を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施形態３に係る膨張装置を示す模式図である。
【図１６】本発明の実施形態３に係る造形物の製造方法を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施形態４に係る成形シートを示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施形態４に係る造形物を示す斜視図である。
【図１９】図１８に示す造形物をＴ−Ｔ線で矢視した断面図である。
【図２０】本発明の実施形態４に係る造形システムの構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態４に係る膨張装置を示す模式図である。
【図２２】本発明の実施形態４に係る造形物の製造方法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】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る膨張装置と、膨張装置を備える造形システムについて、図面を参照して説明する。
【００１４】
＜実施形態１＞
本実施形態では、造形システム１は、熱膨張する成形シート１０から造形物５０を製造する。造形物５０は、加飾シート、壁紙等として使用される。本明細書において、「造形物」は所定の面に凹凸を造型（形成）されているシートであり、凹凸は、幾何学形状、文字、模様、装飾等を構成する。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。「造形（又は造型）」は、形のあるものを作り出すことを意味し、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。また、本実施形態の造形物５０は、所定の面に凹凸を有する立体物であるが、いわゆる３Ｄプリンタにより製造された立体物と区別するため、本実施形態の造形物５０を２．５次元（２．５Ｄ）オブジェクト又は疑似三次元（Ｐｓｅｕｄｏ−３Ｄ）オブジェクトとも呼ぶ。本実施形態の造形物を製造する技術は、２．５Ｄ印刷技術又はＰｓｅｕｄｏ−３Ｄ印刷技術とも呼べる。
【００１５】
（成形シートと造形物）
まず、図１〜図３を参照して、成形シート１０と造形物５０を説明する。成形シート１０は、図１に示すように、基材１２と基材１２の第１主面１２ａの上に積層された熱膨張層２０とを備える。本実施形態では、熱膨張層２０は第１主面１２ａの全面に積層されている。
【００１６】
成形シート１０の基材１２は、熱膨張層２０を積層される第１主面１２ａと、第１主面１２ａと反対側の第２主面１２ｂとを有する。基材１２は熱膨張層２０を支持する。基材１２は、例えば、シート状に形成される。基材１２を構成する材料は、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等）等の熱可塑性樹脂である。基材１２を構成する材料の種類と基材１２の厚さは、造形物５０の用途に応じて選択される。
【００１７】
成形シート１０の熱膨張層２０は、基材１２の第１主面１２ａの上に積層される。熱膨張層２０は、図示しないバインダと、バインダ中に分散された図示しない熱膨張材料とを含む。バインダは、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等の任意の熱可塑性樹脂である。熱膨張材料は、例えば、熱膨張性マイクロカプセルであり、所定の温度以上に加熱されることにより、加熱される熱量（具体的には、加熱温度、加熱時間等）に応じた大きさに膨張する。熱膨張材料は、例えば、８０℃〜１２０℃以上に加熱されることによって膨張する。
【００１８】
熱膨張性マイクロカプセルは、プロパン、ブタン、その他の低沸点物質から構成された発泡剤を、熱可塑性樹脂製の殻内に包み込んだマイクロカプセルである。熱膨張性マイクロカプセルの殻は、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、こ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は、所定の温度以上に加熱されると、殻が軟化すると共に発泡剤が気化し、発泡剤が気化した圧力により、殻がバルーン状に膨張する。熱膨張性マイクロカプセルは、膨張前の粒径の５倍程度まで膨張する。膨張前の熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径は、例えば、５〜５０μｍである。
【００１９】
成形シート１０の熱膨張層２０は、熱膨張材料の膨張により膨張し、基材１２と反対側の面２０ａに、後述する第１凹凸６０と第２凹凸７０を形成される。
【００２０】
造形物５０は、図２、図３に示すように、基材１２と、基材１２の第１主面１２ａの上に積層され、基材１２と反対側に第１凹凸６０と第２凹凸７０とを有する熱膨張層２０と、第１凹凸６０に対応するパターンで積層された熱変換層８０とを備える。
【００２１】
造形物５０は、シート状の造形物であり、表面に第１凹凸６０と第２凹凸７０とを有している。造形物５０の基材１２の構成は成形シート１０の基材１２と同様であるので、ここでは、造形物５０の熱膨張層２０と熱変換層８０について、説明する。
【００２２】
造形物５０の熱膨張層２０は、成形シート１０の熱膨張層２０の一部が膨張した層である。造形物５０の熱膨張層２０は、成形シート１０の熱膨張層２０のバインダと同様のバインダと、成形シート１０の熱膨張層２０の熱膨張材料と同様の熱膨張材料（膨張前の熱膨張材料）と、成形シート１０の熱膨張層２０の熱膨張材料が膨張した熱膨張材料とを含む。
【００２３】
熱膨張層２０の第１凹凸６０は、成形シート１０の熱膨張層２０の熱膨張材料が膨張することにより形成される第１凸部６２による凹凸であり、第１凸部６２と第１凹部６４とから構成されている。また、造形物５０の熱膨張層２０の第２凹凸７０は、成形シート１０の熱膨張層２０の熱膨張材料が膨張することにより形成される第２凸部７２による凹凸であり、第２凸部７２と第２凹部７４とから構成されている。ここで、第１凸部６２は、幅（造形物５０の長手方向の長さ）と長さ（造形物５０の短手方向の長さ）がそれぞれの所定のしきい値以上であり、第２凸部は、幅と長さの少なくとも１つがそれぞれの所定のしきい値よりも小さい。すなわち、第１凹凸６０と第２凹凸７０とを比較すると、第２凹凸７０は第１凹凸６０よりも細かい凹凸となっている。
【００２４】
造形物５０の熱変換層８０は、基材１２の第２主面１２ｂの上に、熱膨張層２０の第１凹凸６０に対応したパターンで積層される。熱変換層８０は、照射された電磁波を熱に変換し、変換された熱を放出する。熱膨張材料は、熱変換層８０から放出された熱により、加熱される。加熱された熱膨張材料は、加熱温度、加熱時間等に応じた大きさに膨張する。これにより、膨張した熱膨張材料が形成され、熱膨張層２０が膨張する。熱変換層８０は、成形シート１０の他の部分に比べて速やかに、電磁波を熱に変換するので、熱変換層８０の近傍の領域（熱膨張材料）を加熱できる。
【００２５】
熱変換層８０は、吸収した電磁波を熱に変換する熱変換材料から構成される。熱変換材料は、カーボン分子であるカーボンブラック、六ホウ化金属化合物、酸化タングステン系化合物等である。例えば、カーボンブラックは、可視光、赤外光等を吸収して熱に変換する。また、六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物は、近赤外光を吸収して熱に変換する。六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物の中では、近赤外光領域で吸収率が高く、かつ可視光領域の透過率が高いことから、六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）とセシウム酸化タングステン（Ｃｓ２ＷＯ４）が好ましい。
【００２６】
（造形システム）
次に、成形シート１０から造形物５０を製造する造形システム１を説明する。造形システム１は、図４に示すように、制御ユニット１００と、成形シート１０に熱変換層８０を印刷する印刷装置２００と、成形シート１０の熱膨張層２０の少なくとも一部を膨張させ、第１凸部６２と第２凸部７２（すなわち第１凹凸６０と第２凹凸７０）を形成する膨張装置３００とを備える。
【００２７】
制御ユニット１００は、印刷装置２００と膨張装置３００とを制御する。制御ユニット１００は、図５に示すように、制御部１１０と記憶部１２１と通信部１２２と記録媒体駆動部１２３と操作部１２４と表示部１２５とを備える。
【００２８】
制御ユニット１００の制御部１１０は、制御ユニット１００の各部を制御すると共に、印刷装置２００と膨張装置３００の動作を制御する。また、制御部１１０は、造形物５０の凹凸形状を表し、熱膨張層２０における位置と隆起させる高さとを関連付けた凹凸データから、第１凸部６２と第２凸部７２を形成するためのデータを生成する。なお、制御部１１０は制御手段として機能する。
【００２９】
制御部１１０は、凹凸データに基づいて第１凸部６２と第２凸部７２とを判別する判別部１１２と、判別された第１凸部６２を形成するための第１凸データと第２凸部７２を形成するための第２凸データとを生成する生成部１１４とを有する。判別部１１２と生成部１１４は、それぞれ、判別手段と生成手段として機能する。
【００３０】
制御部１１０の判別部１１２は、例えば、凹凸データが表す凹凸形状の凸部分を判別する。次に、高さと幅と長さがそれぞれの所定のしきい値以上である凸部分を第１凸部６２と、幅と長さの少なくとも１つがそれぞれの所定のしきい値よりも小さい凸部分を第２凸部７２と判別する。そして、判別された第１凸部６２と第２凸部７２の位置を表す位置データを生成し、制御部１１０の生成部１１４に出力する。
【００３１】
制御部１１０の生成部１１４は、例えば、判別部１１２から出力された位置データと、凹凸データとに基づいて、熱膨張層２０における位置と第１凸部６２として隆起させる高さとを関連付けた第１凸データと、熱膨張層２０における位置と第２凸部７２として隆起させる高さとを関連付けた第２凸データとを生成する。第１凸データは第１凸部６２を表すデータであり、第２凸データは第２凸部７２を表すデータである。制御部１１０は、生成された第１凸データと第２凸データに基づいて、印刷装置２００と膨張装置３００の動作を制御する。
【００３２】
制御ユニット１００の記憶部１２１は、印刷装置２００と膨張装置３００の制御に用いられる、データとプログラムとを記憶する。制御ユニット１００の通信部１２２は、印刷装置２００と膨張装置３００と通信する。
【００３３】
制御ユニット１００の記録媒体駆動部１２３は、可搬型の記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す。可搬型の記録媒体とは、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリ等である。
【００３４】
制御ユニット１００の操作部１２４は、ユーザから操作を受け付ける。ユーザは、操作部１２４を操作することによって、制御ユニット１００に指令を入力できる。
【００３５】
制御ユニット１００の表示部１２５は、データ、印刷装置２００と膨張装置３００の状態を表す情報等を表示する。
【００３６】
図６は、制御ユニット１００のハードウェアの構成を示す。制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１３１とＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３２から構成される。制御部１１０の機能は、ＣＰＵ１３１が記憶部１２１に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部１２１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３３とハードディスク１３４とを備える。通信部１２２は通信インタフェース１３５である。記録媒体駆動部１２３は、例えば光学ディスクドライブ１３６である。操作部１２４は、例えば、タッチパネル１３７、キーボード、マウスである。表示部１２５は、例えば、液晶ディスプレイ１３８である。ＣＰＵ１３１と各部は、バス１３９を介して接続する。
【００３７】
図４に戻り、印刷装置２００は、制御ユニット１００により制御され、成形シート１０の基材１２の第２主面１２ｂの上に熱変換層８０を印刷する。印刷装置２００は、例えば、インクジェットプリンタである。なお、印刷装置２００は、図示しない、ＣＰＵから構成される制御部とＲＯＭとＲＡＭから構成される記憶部とを備えている。
【００３８】
印刷装置２００は、制御ユニット１００の制御部１１０により生成された、熱膨張層２０における位置と第１凸部６２として隆起させる高さとを関連付けた第１凸データに基づいて、第１凹凸６０に対応したパターンで、熱変換層８０を印刷する。具体的には、熱変換層８０から放出される熱の熱量は、熱変換材料の濃度（すなわちインクの濃淡）と熱変換層８０に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量に依存するので、印刷装置２００は、基材１２の第２主面１２ｂに、第１凸部６２の高さに応じた濃淡パターンを印刷する。これにより、熱変換層８０が基材１２の第２主面１２ｂに積層される。
【００３９】
膨張装置３００は、制御ユニット１００により制御され、成形シート１０の熱膨張層２０の少なくとも一部を膨張させて、第１凸部６２（すなわち第１凹凸６０）と第２凸部７２（すなわち第２凹凸７０）とを形成する。膨張装置３００は、図７に示すように、筐体３０１内に、搬送ローラ３０２ａ、３０２ｂ、３０４ａ、３０４ｂと第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０とを備える。また、膨張装置３００は、図示しない、ＣＰＵから構成される制御部とＲＯＭとＲＡＭから構成される記憶部とを備えている。なお、理解を容易にするため、本明細書では、図７における膨張装置３００の長手右方向（紙面の右方向）を＋Ｘ軸方向、上方向（紙面の上方向）を＋Ｚ軸方向、＋Ｘ軸方向と＋Ｚ軸方向に垂直な方向（紙面の手前方向）を＋Ｙ軸方向として説明する。
【００４０】
搬送ローラ３０２ａと搬送ローラ３０２ｂと、搬送ローラ３０４ａと搬送ローラ３０４ｂは対をなし、熱変換層８０を積層された成形シート１０を挟持する。また、搬送ローラ３０２ａ、３０２ｂ、３０４ａ、３０４ｂは、回転して、熱変換層８０を積層された成形シート１０を−Ｘ側から＋Ｘ軸方向に搬送する。搬送ローラ３０２ａ、３０２ｂ、３０４ａ、３０４ｂは、熱変換層８０を積層された成形シート１０を搬送する搬送手段として機能する。
【００４１】
本実施形態では、熱変換層８０を積層された成形シート１０が、図示しない搬送ガイドに導かれ、熱膨張層２０を＋Ｚ軸方向に、基材１２の第２主面１２ｂを−Ｚ軸方向に向けて、−Ｘ側から＋Ｘ軸方向に搬送される。また、膨張装置３００は、熱変換層８０を積層された成形シート１０を搬送しつつ、第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０によって、成形シート１０の熱膨張層２０を膨張させる。
【００４２】
膨張装置３００の第１膨張手段３１０は、成形シート１０に積層されている熱変換層８０に電磁波を照射して、熱膨張層２０の少なくとも一部を膨張させる。具体的には、第１膨張手段３１０は、成形シート１０に積層されている熱変換層８０に電磁波を照射して、電磁波を照射された領域Ａ内の熱変換層８０に熱を放出させ、熱膨張層２０の熱変換層８０に対応する部分の熱膨張材料を加熱し膨張させる。これによって、第１膨張手段３１０は、熱膨張層２０の熱変換層８０に対応する部分を膨張させる。熱変換層８０は、熱膨張層２０における位置と第１凸部６２として隆起させる高さとを関連付けた第１凸データに基づいて形成されているので、第１凸部６２が熱膨張層２０に形成される。本実施形態では、第１膨張手段３１０は、熱変換層８０を積層された成形シート１０の搬送経路よりも−Ｚ側に配置され、−Ｚ側、すなわち基材１２の第２主面１２ｂ側から電磁波を照射する。また、第１膨張手段３１０は、第２膨張手段３２０よりも−Ｘ側に配置されている。なお、本実施形態では、第１膨張手段３１０が電磁波を照射する領域Ａは、後述する、第２膨張手段３２０がレーザ光を照射する領域Ｃよりも広い。
【００４３】
第１膨張手段３１０は、例えば、カバー３１１とランプ３１２と反射板３１３とファン３１４とを備える。カバー３１１は、ランプ３１２と反射板３１３とファン３１４とを収納する。ランプ３１２は、例えば、直管状のハロゲンランプから構成される。ランプ３１２は、成形シート１０に、近赤外領域（波長７５０ｎｍ〜１４００ｎｍ）、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）、中赤外領域（波長１４００ｎｍ〜４０００ｎｍ）等の電磁波を照射する。反射板３１３は、ランプ３１２から照射された電磁波を成形シート１０に向けて反射する反射板である。ファン３１４は、カバー３１１内に空気を送り込み、ランプ３１２と反射板３１３とを冷却する。
【００４４】
膨張装置３００の第２膨張手段３２０は、熱膨張層２０の第１膨張手段３１０が膨張させる領域（すなわち、本実施形態では第１凸部６２の領域Ｂ）の大きさよりも小さい領域Ｃに、レーザ光を照射して、領域Ｃを加熱し膨張させる。具体的には、第２膨張手段３２０は、制御ユニット１００により生成された第２凸データに基づいて、熱膨張層２０の第２凸部７２が形成される位置に、第２凸部７２の高さに応じた強度のレーザ光を照射して、熱膨張材料を加熱し膨張させる。これにより、熱膨張層２０が膨張され、第２凸部７２が熱膨張層２０に形成される。本実施形態では、第２膨張手段３２０は、熱変換層８０を積層された成形シート１０の搬送経路よりも＋Ｚ側に配置され、＋Ｚ側、すなわち熱膨張層２０側からレーザ光を照射する。また、第２膨張手段３２０は、第１膨張手段３１０よりも＋Ｘ側に配置されている。
【００４５】
第２膨張手段３２０は、例えば炭酸ガスレーザ照射器であり、炭酸ガスレーザ発振部、ポリゴンミラー、レンズ等（図示せず）を備える。第２膨張手段３２０は、炭酸ガスレーザ発振部で発振された炭酸ガスレーザ光をポリゴンミラーで反射させて、炭酸ガスレーザ光を＋Ｙ方向と−Ｙ方向に走査し、熱膨張層２０の第２凸部７２が形成される位置に、炭酸ガスレーザ光を照射する。
【００４６】
本実施形態では、第２膨張手段３２０が、成形シート１０の熱膨張層２０の小さい領域Ｃにレーザ光を照射して、小さい領域Ｃを局所的に加熱する。したがって、膨張装置３００は、より小さな第２凸部７２、すなわち、より細かな第２凹凸７０を有する造形物５０を製造できる。なお、本明細書において、レーザ光を照射して加熱するとは、レーザ光のエネルギーを熱エネルギーに変換せず（例えば、熱変換層８０を介さず）、レーザ光により加熱することを指す。
【００４７】
（造形物の製造方法）
次に、図８〜図１０を参照して、造形物５０の製造方法を説明する。本実施形態では、シート状（例えば、Ａ４用紙サイズ）の成形シート１０から、造形物５０を製造する。
【００４８】
図８は、造形物５０の製造方法を示すフローチャートである。造形物５０の製造方法は、成形シート１０とデータとを準備する準備工程（ステップＳ１０）と、成形シート１０に、電磁波を熱に変換する熱変換層８０を積層する熱変換層積層工程（ステップＳ２０）と、熱変換層８０に電磁波を照射して、熱変換層８０から放出される熱により、成形シート１０の熱膨張層２０の少なくとも一部を加熱し膨張させる第１膨張工程（ステップＳ３０）と、レーザ光を、熱膨張層２０の第１膨張工程（ステップＳ３０）において膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、レーザ光を照射された領域を加熱し膨張させる第２膨張工程（ステップＳ４０）と、を含む。
【００４９】
準備工程（ステップＳ１０）では、成形シート１０と、熱膨張層２０における位置と第１凸部６２として隆起させる高さとを関連付けた第１凸データと、熱膨張層２０における位置と第２凸部７２として隆起させる高さとを関連付けた第２凸データとを準備する。
【００５０】
成形シート１０は、例えば、基材１２の第１主面１２ａに、バインダと熱膨張材料とを混合した塗布液をスクリーン印刷し、印刷された塗布液を乾燥することにより製造される。
【００５１】
第１凸データと第２凸データは、図９に示す、制御ユニット１００により実行されるデータ生成処理により、凹凸データから生成される。凹凸データは、造形物５０の凹凸形状を表し、熱膨張層２０における位置と隆起させる高さとを関連付けたデータである。データ生成処理では、まず、制御部１１０の判別部１１２が、ユーザからの指示により、記憶部１２１に保存されている凹凸データを取得し、凹凸データが表す凸部分を判別する（ステップＳ２）。そして、判別部１１２は、高さと幅と長さがそれぞれの所定のしきい値以上である凸部分を第１凸部６２と、幅と長さの少なくとも１つがそれぞれの所定のしきい値よりも小さい凸部分を第２凸部７２と判別する（ステップＳ４）。判別部１１２は、判別された第１凸部６２と第２凸部７２の位置を表す位置データを生成し、制御部１１０の生成部１１４に出力する（ステップＳ６）。次に、生成部１１４は、判別部１１２から出力された位置データと、凹凸データとに基づいて、第１凸データと第２凸データとを生成する（ステップＳ８）。以上により、第１凸データと第２凸データを準備できる。なお、凹凸データは、造形物５０のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データから生成できる。
【００５２】
図８に戻り、熱変換層積層工程（ステップＳ２０）では、印刷装置２００によって、第１凸データに基づいて、成形シート１０の基材１２の第２主面１２ｂの上に、熱変換材料を含むインクを、第１凸部６２の高さに応じた濃淡パターン（すなわち、第１凹凸６０に対応したパターン）で印刷する。これにより、熱変換層８０が、図１０に示すように、成形シート１０の基材１２の第２主面１２ｂの上に積層される。
【００５３】
次に、第１膨張工程（ステップＳ３０）では、熱変換層８０を積層された成形シート１０を搬送しつつ、膨張装置３００の第１膨張手段３１０によって、熱変換層８０に、熱変換層８０が熱に変換する電磁波を照射する。そして、熱変換層８０から放出される熱により、成形シート１０の熱膨張層２０の熱変換層８０に対応する部分を加熱し膨張させる。これにより、第１凸部６２が形成される。
【００５４】
最後に、第２膨張工程（ステップＳ４０）では、第１凸部６２を形成された成形シート１０を搬送しつつ、膨張装置３００の第２膨張手段３２０によって、第１凸部６２を形成された成形シート１０の熱膨張層２０にレーザ光を照射する。具体的には、第２膨張手段３２０によって、第２凸データに基づいて、熱膨張層２０の第１膨張工程（ステップＳ３０）において膨張させる領域Ｂの大きさよりも小さい領域Ｃに、レーザ光を照射して、領域Ｃを加熱し膨張させる。これにより、熱膨張層２０が膨張され、第２凸部７２が形成される。以上により、造形物５０を製造できる。
【００５５】
本実施形態では、膨張装置３００の第２膨張手段３２０が、成形シート１０の熱膨張層２０の小さい領域Ｃを局所的に加熱するので、膨張装置３００は、より細かな第２凹凸７０を有する造形物５０を製造できる。また、膨張装置３００の第１膨張手段３１０は、熱変換層８０を介して、熱膨張層２０の大きい領域Ｂを熱膨張層２０の厚さ方向全体に渡って加熱するので、大きく高い第１凹凸６０を形成できる。したがって、膨張装置３００は、高く細かい凹凸を有する造形物５０を製造できる。
【００５６】
＜実施形態２＞
実施形態１では、第１凸部６２を形成した後に第２凸部７２を形成しているが、第２凸部７２を形成した後に第１凸部６２を形成してもよい。
【００５７】
本実施形態の成形シート１０と造形物５０と制御ユニット１００と印刷装置２００は、実施形態１と同様であるので、造形システム１の膨張装置３００について説明する。
【００５８】
本実施形態の膨張装置３００は、図１１に示すように、筐体３０１内に、搬送ローラ３０２ａ、３０２ｂ、３０４ａ、３０４ｂと第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０とを備える。また、膨張装置３００は、図示しない、ＣＰＵから構成される制御部とＲＯＭとＲＡＭから構成される記憶部とを備えている。本実施形態では、第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０の配置が、実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００５９】
本実施形態の第１膨張手段３１０は、実施形態１の第１膨張手段３１０と同様に、成形シート１０に積層されている熱変換層８０に電磁波を照射して、熱膨張層２０の熱変換層８０に対応する部分を膨張させる。本実施形態の第１膨張手段３１０は、第２膨張手段３２０よりも＋Ｘ側に配置される。また、本実施形態の第１膨張手段３１０は、基材１２の第２主面１２ｂ側から電磁波を照射する。本実施形態の第１膨張手段３１０は、実施形態１の第１膨張手段３１０と同様に、カバー３１１とランプ３１２と反射板３１３とファン３１４とを備える。カバー３１１とランプ３１２と反射板３１３とファン３１４の構成は、実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態の第２膨張手段３２０は、実施形態１の第２膨張手段３２０と同様に、熱膨張層２０の第１膨張手段３１０が膨張させる領域（すなわち、第１凸部６２の領域Ｂ）の大きさよりも小さい領域Ｃに、レーザ光を照射して、領域Ｃを加熱し膨張させる。本実施形態の第２膨張手段３２０は、第１膨張手段３１０よりも−Ｘ側に配置される。したがって、本実施形態では、第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０は、搬送ローラ３０２ａ、３０２ｂ、３０４ａ、３０４ｂが成形シート１０を搬送する方向に沿って、第２膨張手段３２０、第１膨張手段３１０の順に配置されている。
【００６１】
また、本実施形態の第２膨張手段３２０は、熱膨張層２０側から電磁波を照射する。本実施形態の第２膨張手段３２０は、実施形態１と同様に、炭酸ガスレーザ照射器である。
【００６２】
次に、本実施形態の造形物５０の製造方法を説明する。図１２は、本実施形態の造形物５０の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の造形物５０の製造方法は、準備工程（ステップＳ１０）と熱変換層積層工程（ステップＳ２０）と第２膨張工程（ステップＳ５０）と第１膨張工程（ステップＳ６０）と、を含む。本実施形態の準備工程（ステップＳ１０）と熱変換層積層工程（ステップＳ２０）は実施形態１と同様であるので、第２膨張工程（ステップＳ５０）と第１膨張工程（ステップＳ６０）について説明する。
【００６３】
第２膨張工程（ステップＳ５０）では、熱変換層８０を積層された成形シート１０を搬送しつつ、本実施形態の第２膨張手段３２０によって、第２凸データに基づいて、熱膨張層２０の第１膨張工程（ステップＳ６０）において膨張させる領域Ｂの大きさよりも小さい領域Ｃに、レーザ光を照射して、領域Ｃを加熱し膨張させる。これにより、熱膨張層２０が膨張され、第２凸部７２が形成される。
【００６４】
第１膨張工程（ステップＳ６０）では、第２凸部７２を形成された成形シート１０を搬送しつつ、本実施形態の第１膨張手段３１０によって、第２凸部７２を形成された成形シート１０に積層されている熱変換層８０に電磁波を照射する。そして、熱変換層８０により放出される熱により、熱膨張層２０の熱変換層８０に対応する部分を膨張させる。これにより、第１凸部６２が形成される。以上により、造形物５０を製造できる。
【００６５】
本実施形態においても、第２膨張手段３２０が、成形シート１０の小さい領域Ｃを局所的に加熱するので、膨張装置３００は、より細かな第２凹凸７０を有する造形物５０を製造できる。また、第１膨張手段３１０は、熱変換層８０を介して、成形シート１０の大きい領域Ｂを熱膨張層２０の厚さ方向全体に渡って加熱するので、大きく高い第１凹凸６０を形成できる。したがって、膨張装置３００は、高く細かい凹凸を有する造形物５０を製造できる。
【００６６】
さらに、第２膨張手段３２０は、レーザ光により熱膨張層２０の領域Ｃを局所的に加熱し、領域Ｃの周囲をほとんど加熱しないので、第２膨張手段３２０によって第２凸部７２を形成した後に、第１膨張手段３１０によって第１凸部６２を形成することにより、第２凸部７２を形成するための加熱の影響を受けずに、より正確に第１凸部６２を形成できる。膨張装置３００においては、本実施形態のように、第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０は、成形シート１０が搬送される方向に沿って、第２膨張手段３２０、第１膨張手段３１０の順に配置さることが、好ましい。
【００６７】
＜実施形態３＞
実施形態１と実施形態２では、第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０は筐体３０１に固定され、熱変換層８０を積層された成形シート１０が搬送されている。熱変換層８０を積層された成形シート１０は搬送されず、第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０が移動されてもよい。また、第１膨張手段３１０の電磁波と第２膨張手段３２０のレーザ光は、熱変換層８０を積層された成形シート１０に対して、同じ側から照射されてもよい。
【００６８】
本実施形態の成形シート１０と造形物５０と制御ユニット１００と印刷装置２００は、実施形態１と同様であるので、造形システム１の膨張装置３００について説明する。
【００６９】
本実施形態の膨張装置３００は、図１３に示すように、筐体３０１内に、トレイ３０６と第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０とを備える。また、膨張装置３００は、図示しない、ＣＰＵから構成される制御部とＲＯＭとＲＡＭから構成される記憶部とを備えている。
【００７０】
膨張装置３００のトレイ３０６は、載置された成形シート１０を膨張装置３００における所定の位置に配置する。トレイ３０６は、例えば、＋Ｚ軸方向の面が開口した箱形状のケースである。熱変換層８０を積層された成形シート１０は、熱膨張層２０を＋Ｚ軸方向に向けて、トレイ３０６に載置される。
【００７１】
本実施形態の第１膨張手段３１０は、図１４に示すように、熱変換層８０を積層された成形シート１０の上方を移動しつつ、成形シート１０に積層された熱変換層８０に電磁波を照射する。これにより、本実施形態の第１膨張手段３１０は、電磁波を照射された領域Ａ内の熱変換層８０に熱を放出させ、熱膨張層２０の熱変換層８０に対応する部分を加熱し膨張させる。熱変換層８０は、実施形態１と同様に、第１凸データに基づいて形成されているので、第１凸部６２が熱膨張層２０に形成される。
【００７２】
本実施形態では、第１膨張手段３１０は、＋Ｘ側の退避位置から−Ｘ軸方向に移動しつつ、熱膨張層２０側から電磁波を照射する。また、本実施形態の第１膨張手段３１０が電磁波を照射する領域Ａは、実施形態１と同様に、本実施形態の第２膨張手段３２０が電磁波を照射する領域Ｃよりも広い。なお、退避位置とは、成形シート１０の上方から退避している位置を指す。
【００７３】
本実施形態の第１膨張手段３１０は、実施形態１と同様に、カバー３１１とランプ３１２と反射板３１３とファン３１４とを備える。また、本実施形態の第１膨張手段３１０は、図示しない移動機構により、成形シート１０の上方を−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向に移動する。カバー３１１とランプ３１２と反射板３１３とファン３１４の構成は、実施形態１と同様である。
【００７４】
本実施形態の第２膨張手段３２０は、第２凸データに基づいて、＋Ｘ軸方向への移動とレーザ光の照射（走査）を繰り返す。第２膨張手段３２０は、熱膨張層２０の第１膨張手段３１０が膨張させる領域Ｂの大きさよりも小さい領域Ｃに、レーザ光を照射して、領域Ｃを加熱し膨張させる。具体的には、本実施形態の第２膨張手段３２０は、図１５に示すように、熱変換層８０を積層された成形シート１０の上方を移動し、第２凸データに基づいてレーザ光を照射して、熱膨張材料を加熱し膨張させる。これにより、熱膨張層２０が膨張され、第２凸部７２が熱膨張層２０に形成される。
【００７５】
本実施形態では、第２膨張手段３２０は、−Ｘ側の退避位置から＋Ｘ軸方向に移動し、熱膨張層２０側からレーザ光を照射する。
【００７６】
本実施形態の第２膨張手段３２０は、実施形態１と同様に、炭酸ガスレーザ照射器である。本実施形態の第２膨張手段３２０は、図示しない移動機構により、成形シート１０の上方を＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向に移動する。
【００７７】
次に、本実施形態の造形物５０の製造方法を説明する。図１６は、本実施形態の造形物５０の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の造形物５０の製造方法は、準備工程（ステップＳ１０）と熱変換層積層工程（ステップＳ２０）と第２膨張工程（ステップＳ７０）と第１膨張工程（ステップＳ８０）と、を含む。本実施形態の準備工程（ステップＳ１０）と熱変換層積層工程（ステップＳ２０）は、実施形態１と同様であるので、第２膨張工程（ステップＳ７０）と第１膨張工程（ステップＳ８０）について説明する。
【００７８】
第２膨張工程（ステップＳ７０）では、図１５に示すように、第２膨張手段３２０を移動させ、第２膨張手段３２０によって、第２凸データに基づいて、熱膨張層２０の第１膨張工程（ステップＳ８０）において膨張させる領域Ｂの大きさよりも小さい領域Ｃに、レーザ光を照射して、領域Ｃを加熱し膨張させる。熱膨張層２０が膨張される。第２膨張手段３２０の移動と第２膨張手段３２０によるレーザ光の照射とを繰り返すことにより、第２凸部７２が形成される。
【００７９】
第１膨張工程（ステップＳ８０）では、図１４に示すように、第１膨張手段３１０を移動させつつ、第１膨張手段３１０によって、第２凸部７２が形成された成形シート１０に積層されている熱変換層８０に電磁波を照射して、熱変換層８０から放出される熱により、熱膨張層２０の熱変換層８０に対応する部分を加熱し膨張させる。これにより、第１凸部６２が形成される。以上により、造形物５０を製造できる。
【００８０】
本実施形態においても、第２膨張手段３２０が小さい領域Ｃを局所的に加熱するので、膨張装置３００はより細かな第２凹凸７０を有する造形物５０を製造できる。また、膨張装置３００は、実施形態１と同様に、高く細かい凹凸を有する造形物５０を製造できる。さらに、第２膨張手段３２０によって第２凸部７２が形成された後に、第１膨張手段３１０によって第１凸部６２が形成されるので、実施形態３と同様に、第２凸部７２を形成するための加熱の影響を受けずに、より正確に第１凸部６２を形成できる。
【００８１】
＜実施形態４＞
実施形態１〜実施形態３では、第１膨張手段３１０は成形シート１０に積層された熱変換層８０に電磁波を照射するが、第１膨張手段３１０は他の手段であってもよい。
【００８２】
（成形シートと造形物）
まず、図１７〜図１９を参照して、本実施形態の成形シート１０と造形物５０を説明する。成形シート１０は、図１７に示すように、基材１２と熱膨張層２０とを備える。本実施形態では、熱膨張層２０は、後述する造形物５０の第１凸部６２の配置と形状に対応した所定のパターンで、基材１２の第１主面１２ａの上に積層されている。基材１２と熱膨張層２０のその他の構成は、実施形態１と同様である。
【００８３】
本実施形態の造形物５０は、図１８、図１９に示すように、基材１２と、基材１２の第１主面１２ａの上に積層され、第１凸部６２と第２凸部７２を構成する熱膨張層２２とを備える。本実施形態の造形物５０は、第１凸部６２と第１凹部６４から構成される第１凹凸６０と、第２凸部７２と第２凹部７４から構成される第２凹凸７０とを有している。第１凹凸６０は第１凸部６２による凹凸であり、第２凹凸７０は第２凸部７２による凹凸である。本実施形態の造形物５０の基材１２の構成は、実施形態１の基材１２と同様であるので、ここでは、造形物５０の熱膨張層２２について説明する。本実施形態では、造形物５０は熱変換層８０を備えていない。
【００８４】
造形物５０の熱膨張層２２は、成形シート１０の熱膨張層２０が膨張した層である。熱膨張層２２は、成形シート１０の熱膨張層２０のバインダと同様のバインダと、成形シート１０の熱膨張層２０の熱膨張材料が膨張した熱膨張材料とを含む。
【００８５】
また、熱膨張層２２は、第１凸部６２と第２凸部７２を構成している。本実施形態の第１凸部６２は、実施形態１の第１凸部６２と同様に、幅と長さがそれぞれの所定のしきい値以上である。また、本実施形態の第２凸部７２は、実施形態１の第２凸部７２と同様に、幅と長さの少なくとも１つがそれぞれの所定のしきい値よりも小さい。すなわち、第１凹凸６０と第２凹凸７０とを比較すると、第２凹凸７０は第１凹凸６０よりも細かい凹凸となっている。
【００８６】
（造形システム）
次に、本実施形態の造形システム１を説明する。本実施形態の造形システム１は、図２０に示すように、制御ユニット１００と、第１凸部６２と第２凸部７２（すなわち第１凹凸６０と第２凹凸７０）を形成する膨張装置３００とを備える。本実施形態の造形システム１は、印刷装置２００を備えていない。
【００８７】
本実施形態の制御ユニット１００は、膨張装置３００を制御する。制御ユニット１００は、実施形態１と同様に、制御部１１０と記憶部１２１と通信部１２２と記録媒体駆動部１２３と操作部１２４と表示部１２５とを備える。本実施形態の記憶部１２１と通信部１２２と記録媒体駆動部１２３と操作部１２４と表示部１２５の構成は、実施形態１と同様である。
【００８８】
本実施形態の制御部１１０は、制御ユニット１００の各部を制御すると共に、膨張装置３００の動作を制御する。本実施形態の制御部１１０は、印刷装置２００を制御しないことと、第１凸データと第２凸データを生成しないこととを除き、実施形態１の制御部１１０と同様である。本実施形態では、熱膨張層２０における位置と第２凸部７２として隆起させる高さとを関連付けた第２凸データは、ユーザによって作成され、記憶部１２１に予め記憶されている。
【００８９】
本実施形態の膨張装置３００は、図２１に示すように、筐体３０１内に、搬送ローラ３０２ａ、３０２ｂ、３０４ａ、３０４ｂと第１膨張手段３１０と第２膨張手段３２０とを備える。また、膨張装置３００は、図示しない、ＣＰＵから構成される制御部とＲＯＭとＲＡＭから構成される記憶部とを備えている。
【００９０】
搬送ローラ３０２ａ、３０２ｂ、３０４ａ、３０４ｂは、実施形態１と同様に、成形シート１０を搬送する搬送手段として機能する。本実施形態では、成形シート１０は、図示しない搬送ガイドに導かれ、熱膨張層２０を＋Ｚ軸方向に向けて、−Ｘ側から＋Ｘ軸方向に搬送される。
【００９１】
本実施形態の第１膨張手段３１０は、搬送されている成形シート１０を加熱して、熱膨張層２０の少なくとも一部を膨張させる。本実施形態の第１膨張手段３１０は、例えば、領域Ａを加熱する電熱ヒータである。本実施形態では、成形シート１０の熱膨張層２０は第１凸部６２の配置と形状に対応したパターンで形成されている。したがって、本実施形態の第１膨張手段３１０が搬送されている成形シート１０を加熱することにより、成形シート１０の熱膨張層２０が膨張され、第１凸部６２が形成される。
【００９２】
本実施形態では、第１膨張手段３１０は、成形シート１０の搬送経路よりも−Ｚ側に配置され、基材１２の第２主面１２ｂ側から成形シート１０を加熱する。また、第１膨張手段３１０は、第２膨張手段３２０よりも＋Ｘ側に配置されている。なお、本実施形態では、第１膨張手段３１０が加熱する領域Ａは、第２膨張手段３２０が電磁波を照射する領域Ｃよりも広い。
【００９３】
本実施形態の第２膨張手段３２０は、実施形態１の第２膨張手段３２０と同様に、熱膨張層２０の第１膨張手段３１０が膨張させる領域（すなわち、第１凸部６２の領域Ｂ）の大きさよりも小さい領域Ｃに、レーザ光を照射して、領域Ｃを加熱し膨張させる。具体的には、本実施形態の第２膨張手段３２０は、制御ユニット１００の記憶部１２１に記憶されている第２凸データに基づいて、熱膨張層２０の第２凸部７２が形成される位置に、第２凸部７２の高さに応じた強度のレーザ光を照射して、熱膨張材料を加熱し膨張させる。これにより、熱膨張層２０が膨張され、第２凸部７２が形成される。
【００９４】
本実施形態の第２膨張手段３２０は、第１膨張手段３１０よりも−Ｘ側に配置され、熱膨張層２０側からレーザ光を照射する。本実施形態の第２膨張手段３２０は、実施形態１と同様に、炭酸ガスレーザ照射器である。
【００９５】
（造形物の製造方法）
次に、本実施形態の造形物５０の製造方法を説明する。本実施形態では、シート状（例えば、Ａ４用紙サイズ）の成形シート１０から、造形物５０を製造する。
【００９６】
図２２は、本実施形態の造形物５０の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の造形物５０の製造方法は、成形シート１０とデータとを準備する準備工程（ステップＳ１０）と、第１膨張工程（ステップＳ１００）において膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に、レーザ光を照射して、レーザ光を照射された領域を加熱し膨張させる第２膨張工程（ステップＳ９０）と、成形シート１０を加熱して、熱膨張層２０の少なくとも一部を膨張させる第１膨張工程（ステップＳ１００）と、を含む。本実施形態では、熱変換層積層工程（ステップＳ２０）は含まれない。
【００９７】
準備工程（ステップＳ１０）では、成形シート１０と、熱膨張層２０における位置と第２凸部７２として隆起させる高さとを関連付けた第２凸データと、を準備する。成形シート１０は、例えば、基材１２の第１主面１２ａに、バインダと熱膨張材料とを混合した塗布液を、造形物５０の第１凸部６２の配置と形状に対応したパターンでスクリーン印刷し、印刷された塗布液を乾燥することにより製造される。第２凸データは、ユーザによって作成される。
【００９８】
第２膨張工程（ステップＳ９０）では、実施形態１の第２膨張工程（ステップＳ３０）と同様に、第２凸データに基づいて、第２膨張手段３２０によって、熱膨張層２０の第２凸部７２が形成される位置に、第２凸部７２の高さに応じた強度のレーザ光を照射して、熱膨張材料を加熱し膨張させる。これにより、第２凸部７２が熱膨張層２０に形成される。
【００９９】
第１膨張工程（ステップＳ１００）では、成形シート１０を搬送しつつ、膨張装置３００の第１膨張手段３１０によって、成形シート１０を加熱して、熱膨張層２０を膨張させる。これにより、第１凸部６２が形成される。以上により、造形物５０を製造できる。
【０１００】
本実施形態では、熱膨張層２０が基材１２の第１主面１２ａに所定のパターンで積層されているので、基材１２に熱変換層８０を積層せずに、造形物５０を製造できる。また、実施形態においても、第２膨張手段３２０が小さい領域Ｃを局所的に加熱するので、膨張装置３００はより細かな第２凹凸７０を有する造形物５０を製造できる。第１膨張手段３１０が、成形シート１０の大きい領域Ｂを熱膨張層２０の厚さ方向全体に渡って加熱するので、大きく高い第１凹凸６０を形成できる。したがって、膨張装置３００は、高く細かい凹凸を有する造形物５０を製造できる。さらに、第２膨張手段３２０によって第２凸部７２が形成された後に、第１膨張手段３１０によって第１凸部６２が形成されるので、実施形態３と同様に、第２凸部７２を形成するための加熱の影響を受けずに、より正確に第１凸部６２を形成できる。
【０１０１】
（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１０２】
例えば、造形物５０はロール状の成形シート１０からロール状に製造されてもよい。
【０１０３】
基材１２を構成する材料は、熱可塑性樹脂に限らず、紙、布等であってもよい。基材１２を構成する熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂とポリエステル系樹脂に限らず、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系樹脂、ポリイミド系樹脂等であってもよい。
【０１０４】
実施形態１〜実施形態３では、熱変換層８０は基材１２の第２主面１２ｂに積層されているが、熱変換層８０は熱膨張層２０に積層されてもよい。また、熱変換層８０は、基材１２の第２主面１２ｂに設けられた剥離層に積層されてもよい。これにより、造形物５０から剥離層を剥離して、造形物５０から熱変換層８０を除去できる。
【０１０５】
成形シート１０と造形物５０は、各層の間に他の任意の材料による層を形成されてもよい。例えば、基材１２と熱膨張層２０との間に、基材１２と熱膨張層２０とをより密着させる密着層が形成されてもよい。密着層は、例えば、表面改質剤から構成される。
【０１０６】
また、造形物５０は、カラー画像を印刷されてもよい。例えば、造形物５０は、熱膨張層２０の上に、シアンとマゼンタとイエローとブラックの４色のインクから構成され、カラー画像を表すカラーインク層を積層されてもよい。
【０１０７】
印刷装置２００は、インクジェットプリンタに限られない。例えば、印刷装置２００はレーザプリンタであってもよい。また、印刷装置２００は、造形物５０にカラー画像を印刷してもよい。
【０１０８】
実施形態１〜実施形態３の第１膨張手段３１０が電磁波を照射する方向は任意である。例えば、実施形態１と実施形態２の第１膨張手段３１０は、基材１２の第２主面１２ｂ側から電磁波を照射しているが、実施形態１と実施形態２の第１膨張手段３１０は、熱膨張層２０側から電磁波を照射してもよい。また、実施形態３においては、第１膨張手段３１０は、トレイ３０６に熱変換層８０を＋Ｚ軸方向に向けて載置された成形シート１０に対して、基材１２の第２主面１２ｂ側から電磁波を照射してもよい。この場合、トレイ３０６は、熱膨張層２０の膨張を妨げないように、底に開口部を有することが好ましい。
【０１０９】
第２膨張手段３２０が成形シート１０にレーザ光を照射する方向は、任意であるが、第２膨張手段３２０は、熱変換層８０によるレーザ光の吸収を避けるために、熱変換層８０が積層されている側と反対側から、レーザ光を熱膨張層２０に照射することが好ましい。
【０１１０】
さらに、実施形態３と実施形態４では、第２凸部７２が形成された後に第１凸部６２が形成されているが、第１凸部６２が形成された後に第２凸部７２が形成されてもよい。
【０１１１】
実施形態１〜実施形態４において、制御ユニット１００は、ＣＰＵ１３１を備えており、ＣＰＵ１３１の機能によって、印刷装置２００と膨張装置３００を制御している。本発明では、制御ユニット１００は、ＣＰＵ１３１に代えて、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、制御回路等の専用ハードウェアを備えてもよい。この場合、処理のそれぞれを、個別のハードウェアにより実行してもよい。また、処理のそれぞれをまとめて、単一のハードウェアにより実行してもよい。処理の一部を専用ハードウェアにより実行し、処理の他の一部をソフトウェア又はファームウェアにより実行してもよい。また、制御ユニット１００の制御部１１０が実現する機能は、膨張装置３００の制御部により実現されてもよい。
【０１１２】
なお、本発明に係る機能を実現するための構成を予め備えた膨張装置として提供できることはもとより、プログラムの適用により、膨張装置を制御するコンピュータに、上記の実施形態で例示した膨張装置３００による各機能構成を実現させることもできる。すなわち、上記の実施形態で例示した膨張装置３００による各機能構成を実現させるためのプログラムを、既存の情報処理装置等を制御するＣＰＵ等が実行できるように適用することができる。
【０１１３】
また、このようなプログラムの適用方法は任意である。プログラムを、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して適用できる。さらに、プログラムを搬送波に重畳し、インターネットなどの通信媒体を介して適用することもできる。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ：Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｓｙｓｔｅｍ）にプログラムを掲示して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。
【０１１４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。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。
【０１１５】
（付記１）
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートに積層され、電磁波を熱に変換する熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張手段が膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を備える、
膨張装置。
【０１１６】
（付記２）
前記成形シートを搬送する搬送手段を備え、
前記第１膨張手段と前記第２膨張手段は、前記搬送手段が前記成形シートを搬送する方向に沿って、前記第２膨張手段、前記第１膨張手段の順に配置されている、
付記１に記載の膨張装置。
【０１１７】
（付記３）
前記第２膨張手段は、前記熱変換層が前記成形シートに積層されている側と反対側から、前記レーザ光を照射する、
付記１又は２に記載の膨張装置。
【０１１８】
（付記４）
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートを加熱して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張手段が膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を備える、
膨張装置。
【０１１９】
（付記５）
前記成形シートを搬送する搬送手段を備え、
前記第１膨張手段と前記第２膨張手段は、前記搬送手段が前記成形シートを搬送する方向に沿って、前記第２膨張手段、前記第１膨張手段の順に配置されている、
付記４に記載の膨張装置。
【０１２０】
（付記６）
付記１乃至３のいずれか１つに記載の膨張装置と、
前記成形シートに前記熱変換層を印刷する印刷装置と、を備える、
造形システム。
【０１２１】
（付記７）
基材と前記基材の第１主面に積層された熱膨張層とを備える成形シートから、凹凸を有する造形物を製造する造形システムであって、
前記凹凸を表す凹凸データから、幅と長さがそれぞれの所定のしきい値以上である第１凸部と、幅と長さの少なくとも１つが前記それぞれの所定のしきい値よりも小さい第２凸部と、を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別された前記第１凸部と前記第２凸部の位置と、前記凹凸データとに基づいて、前記第１凸部を表す第１凸データと前記第２凸部を表す第２凸データと、を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記第１凸データに基づいて、前記成形シートに、電磁波を熱に変換する熱変換層を印刷する印刷装置と、
前記熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる第１膨張手段と、前記生成手段により生成された前記第２凸データに基づいて、レーザ光を前記成形シートの前記第１凸部の領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を膨張させる第２膨張手段と、を有する膨張装置と、を備える、
造形システム。
【０１２２】
（付記８）
成形シートに積層され電磁波を熱に変換する熱変換層に、ランプから出射される前記電磁波を照射して、前記熱変換層から放出される熱により、前記成形シートの熱膨張層の少なくとも一部を加熱し膨張させる第１膨張工程と、
レーザ光を、前記熱膨張層の前記第１膨張工程において膨張させる領域の大きさよりも小さい領域に照射して、該領域を加熱し膨張させる第２膨張工程と、を含む、
造形物の製造方法。
【０１２３】
（付記９）
前記第１膨張工程と前記第２膨張工程は、前記第２膨張工程、前記第１膨張工程の順で実施される、
付記８に記載の造形物の製造方法。
【０１２４】
（付記１０）
前記成形シートに前記熱変換層を積層する熱変換層積層工程を含む、
付記８又は９に記載の造形物の製造方法。
【符号の説明】
【０１２５】
１・・・造形システム、１０・・・成形シート、１２・・・基材、１２ａ・・・基材の第１主面、１２ｂ・・・基材の第２主面、２０，２２・・・熱膨張層、２０ａ・・・熱膨張層の基材と反対側の面、５０・・・造形物、６０・・・第１凹凸、６２・・・第１凸部、６４・・・第１凹部、７０・・・第２凹凸、７２・・・第２凸部、７４・・・第２凹部、８０・・・熱変換層、１００・・・制御ユニット、１１０・・・制御部、１１２・・・判別部、１１４・・・生成部、１２１・・・記憶部、１２２・・・通信部、１２３・・・記憶媒体駆動部、１２４・・・操作部、１２５・・・表示部、１３１・・・ＣＰＵ、１３２・・・ＲＡＭ、１３３・・・ＲＯＭ、１３４・・・ハードディスク、１３５・・・通信インタフェース、１３６・・・光学ドライブ、１３７・・・タッチパネル、１３８・・・液晶ディスプレイ、１３９・・・バス、２００・・・印刷装置、３００・・・膨張装置、３０１・・・筐体、３０２ａ，３０２ｂ，３０４ａ，３０４ｂ・・・搬送ローラ、３０６・・・トレイ、３１０・・・第１膨張手段、３１１・・・カバー、３１２・・・ランプ、３１３・・・反射板、３１４・・・ファン、３２０・・・第２膨張手段、Ａ，Ｂ，Ｃ・・・領域
【図１】
2020090041.tif 000003
【図２】
2020090041.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020090041.tif 000009
【図８】
2020090041.tif 000010
【図９】
2020090041.tif 000011
【図１０】
2020090041.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2020090041.tif 000014
【図１３】
2020090041.tif 000015
【図１４】
2020090041.tif 000016
【図１５】
2020090041.tif 000017
【図１６】
2020090041.tif 000018
【図１７】
2020090041.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2020090041.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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