(57)【要約】【課題】凹凸形状による表現がより豊かな造形物を形成することのできる造形物製造方法を提供する。【解決手段】加熱により膨張する第１の膨張インクを基材２００上に塗り、第１の膨張層３１０を形成する第１工程と、電磁波熱変換材料を用いて第１の膨張層３１０上に第１の電磁波熱変換層５１０を形成する第２工程と、第１の電磁波熱変換層５１０に向けて電磁波を照射して、第１の電磁波熱変換層５１０が形成された部分を膨張させることにより中間体１１０を形成する第３工程と、中間体１１０上に第２の膨張インクを塗り、第２の膨張層３２０を形成する第４工程と、電磁波熱変換材料を用いて第２の膨張層３２０上に第２の電磁波熱変換層５２０を形成する第５工程と、第２の電磁波熱変換層５２０に向けて電磁波を照射して、第２の電磁波熱変換層５２０が形成された部分を膨張させる第６工程と、を有する。【選択図】図２Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により膨張する第１の膨張インクを基材上に塗り、第１の膨張層を形成する第１工程と、
電磁波熱変換材料を用いて、前記第１の膨張層上に第１の電磁波熱変換層を形成する第２工程と、
前記第１の電磁波熱変換層に向けて電磁波を照射して、前記第１の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させることにより中間体を形成する第３工程と、
前記中間体上に第２の膨張インクを塗り、第２の膨張層を形成する第４工程と、
前記電磁波熱変換材料を用いて、前記第２の膨張層上に第２の電磁波熱変換層を形成する第５工程と、
前記第２の電磁波熱変換層に向けて前記電磁波を照射して、前記第２の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させる第６工程と、
を有する、
ことを特徴とする造形物製造方法。
【請求項２】
前記第４工程に先立って前記中間体の面上に緩和層を形成する第７工程を有し、
前記緩和層が設けられた側の面上に前記第２の膨張層を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の造形物製造方法。
【請求項３】
前記緩和層は、前記第６工程時において、前記中間体の形状を保持する、
ことを特徴とする請求項２に記載の造形物製造方法。
【請求項４】
前記緩和層は、前記第６工程時において、前記第２の電磁波熱変換層で発生した熱を拡散させる、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の造形物製造方法。
【請求項５】
加熱により膨張する第１の膨張インクを基材上に塗り、第１の膨張層を形成する第１工程と、
電磁波熱変換材料を用いて、前記第１の膨張層上に第１の電磁波熱変換層を形成する第２工程と、
前記第１の電磁波熱変換層に向けて電磁波を照射して、前記第１の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させることにより中間体を形成する第３工程と、
前記中間体上に第２の膨張インクを塗り、第２の膨張層を形成する第４工程と、
前記電磁波熱変換材料を用いて、前記第２の膨張層上に第２の電磁波熱変換層を形成する第５工程と、
前記第２の電磁波熱変換層に向けて前記電磁波を照射して、前記第２の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させる第６工程と、
を有し、
前記第２工程で用いる前記電磁波熱変換材料は、前記第５工程で用いる前記電磁波熱変換材料と比較して、中赤外領域における透過率が高い、
ことを特徴とする造形物製造方法。
【請求項６】
前記第２工程で用いる前記電磁波熱変換材料は、六ホウ化ランタンであり、
前記第５工程で用いる前記電磁波熱変換材料は、セシウム酸化タングステンである、
ことを特徴とする請求項５に記載の造形物製造方法。
【請求項７】
前記第５工程における前記電磁波は、中赤外領域の光である、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の造形物製造方法。
【請求項８】
加熱されることにより膨張する第１膨張層と第２膨張層とを、互いが重なるように形成する膨張層形成工程と、
第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を前記第１膨張層に対応させて形成するとともに、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を前記第２膨張層に対応させて形成する光熱変換層形成工程と、
前記第１光熱変換層に向けて前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる膨張工程と、
を有し、
前記第２光熱変換層は、前記第２波長光に対する光熱変換量が前記第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成する、
ことを特徴とする造形物製造方法。
【請求項９】
加熱されることにより膨張する第１膨張層上に、第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を形成する第１光熱変換層形成工程と、
前記第１光熱変換層上に、加熱されることにより膨張する第２膨張層を形成する第２膨張層形成工程と、
前記第２膨張層上に、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を形成する第２光熱変換層形成工程と、
前記第１光熱変換層にむけて前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる膨張工程と、
を有し、
前記第２光熱変換層は、前記第２波長光に対する光熱変換量が前記第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成する、
ことを特徴とする造形物製造方法。
【請求項１０】
前記膨張工程は、前記第２膨張層形成工程に先立って前記第１波長光を前記第１光熱変換層にむけて照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層形成工程の後に前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる、
ことを特徴とする請求項９に記載の造形物製造方法。
【請求項１１】
前記膨張工程は、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる際は、前記第１の波長光の光量が、前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるときよりも低くなるように、前記第２波長光を照射する、
ことを特徴とする請求項８から請求項１０の何れかに記載の造形物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形物製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸収した熱量に応じて発泡し膨張する膨張層を一方の面上に有する媒体（例えば、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、膨張層のうち媒体に電磁波熱変換層が形成された部位を電磁波の照射によって膨張させて盛り上げることにより、凹凸形状を有する立体造形物を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【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】
しかしながら、表現することのできる凹凸形状をさらに豊かにすることが望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明は、凹凸形状による表現がより豊かな造形物を形成することのできる造形物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】
上記の目的を達成するために、本発明に係る造形物製造方法は、加熱により膨張する第１の膨張インクを基材上に塗り、第１の膨張層を形成する第１工程と、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１の膨張層上に第１の電磁波熱変換層を形成する第２工程と、前記第１の電磁波熱変換層に向けて電磁波を照射して、前記第１の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させることにより中間体を形成する第３工程と、前記中間体上に第２の膨張インクを塗り、第２の膨張層を形成する第４工程と、前記電磁波熱変換材料を用いて、前記第２の膨張層上に第２の電磁波熱変換層を形成する第５工程と、前記第２の電磁波熱変換層に向けて前記電磁波を照射して、前記第２の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させる第６工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の態様の造形物製造方法は、加熱により膨張する第１の膨張インクを基材上に塗り、第１の膨張層を形成する第１工程と、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１の膨張層上に第１の電磁波熱変換層を形成する第２工程と、前記第１の電磁波熱変換層に向けて電磁波を照射して、前記第１の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させることにより中間体を形成する第３工程と、前記中間体上に第２の膨張インクを塗り、第２の膨張層を形成する第４工程と、前記電磁波熱変換材料を用いて、前記第２の膨張層上に第２の電磁波熱変換層を形成する第５工程と、前記第２の電磁波熱変換層に向けて前記電磁波を照射して、前記第２の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させる第６工程と、を有し、前記第２工程で用いる前記電磁波熱変換材料は、前記第５工程で用いる前記電磁波熱変換材料と比較して、中赤外領域における透過率が高い、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の更に他の態様の造形物製造方法は、加熱されることにより膨張する第１膨張層と第２膨張層とを、互いが重なるように形成する膨張層形成工程と、第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を前記第１膨張層に対応させて形成するとともに、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を前記第２膨張層に対応させて形成する光熱変換層形成工程と、前記第１光熱変換層に向けて前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる膨張工程と、を有し、前記第２光熱変換層は、前記第２波長光に対する光熱変換量が前記第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成する、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の更に他の態様の造形物製造方法は、加熱されることにより膨張する第１膨張層上に、第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を形成する第１光熱変換層形成工程と、前記第１光熱変換層上に、加熱されることにより膨張する第２膨張層を形成する第２膨張層形成工程と、前記第２膨張層上に、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を形成する第２光熱変換層形成工程と、前記第１光熱変換層にむけて前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる膨張工程と、を有し、前記第２光熱変換層は、前記第２波長光に対する光熱変換量が前記第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、凹凸形状による表現がより豊かな造形物を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】カラー画像を有する造形物。
【図１Ｂ】図１Ａのａ−ａ線における断面図。
【図２Ａ】実施形態１に係る造形物の概略平面図。
【図２Ｂ】図２Ａのｂ−ｂ線における概略断面図。
【図３】実施形態１に係る造形物の製造方法のフローチャート。
【図４】実施形態１に係る造形物の製造方法の説明図であり、基材に第１の膨張層を形成した状態の断面図。
【図５】実施形態１に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１の膨張層に第１のインク受容層を形成した状態の断面図。
【図６】実施形態１に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１のインク受容層に第１の電磁波熱変換層を形成した状態の断面図。
【図７】実施形態１に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１の電磁波熱変換層に電磁波を照射し、中間体を形成した状態の断面図。
【図８】実施形態１に係る造形物の製造方法の説明図であり、中間体に第２の膨張層を形成した状態の断面図。
【図９】実施形態１に係る造形物の製造方法の説明図であり、第２の膨張層に第２のインク受容層を形成した状態の断面図。
【図１０】実施形態１に係る造形物の製造方法の説明図であり、第２のインク受容層に第２の電磁波熱変換層を形成した状態の断面図。
【図１１Ａ】実施形態２に係る造形物の概略平面図。
【図１１Ｂ】図１０Ａのｃ−ｃ線における概略断面図。
【図１２】マイクロカプセル加熱時における膨張挙動。
【図１３】実施形態２に係る造形物の製造方法のフローチャート。
【図１４】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、基材に第１の膨張層を形成した状態の断面図。
【図１５】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１の膨張層に第１のインク受容層を形成した状態の断面図。
【図１６】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１のインク受容層に第１の電磁波熱変換層を形成した状態の断面図。
【図１７】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１の電磁波熱変換層に電磁波を照射し、中間体を形成した状態の断面図。
【図１８】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、中間体に緩和層を形成した状態の断面図。
【図１９】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、緩和層に第２の膨張層を形成した状態の断面図。
【図２０】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、第２の膨張層に第２のインク受容層を形成した状態の断面図。
【図２１】実施形態２に係る造形物の製造方法の説明図であり、第２のインク受容層に第２の電磁波熱変換層を形成した状態の断面図。
【図２２Ａ】実施形態３に係る造形物の概略平面図。
【図２２Ｂ】図１９Ａのｄ−ｄ線における概略断面図。
【図２３】各材料の透過率の分布、太陽光のスペクトル及びハロゲンランプの分光分布。
【図２４】実施形態３に係る造形物の製造方法のフローチャート。
【図２５】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、基材に第１の膨張層を形成した状態の断面図。
【図２６】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１の膨張層に第１のインク受容層を形成した状態の断面図。
【図２７】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１のインク受容層に第１の電磁波熱変換層を形成した状態の断面図。
【図２８】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、第１の電磁波熱変換層に電磁波を照射し、中間体を形成した状態の断面図。
【図２９】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、中間体に第２の膨張層を形成した状態の断面図。
【図３０】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、第２の膨張層に第２のインク受容層を形成した状態の断面図。
【図３１】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、第２のインク受容層に第２の電磁波熱変換層を形成した状態の断面図。
【図３２】実施形態３に係る造形物の製造方法の説明図であり、電磁波照射装置にフィルタを設置した状態の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る造形物製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態１）
本実施形態１に係る造形物１００は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基材２００、第１の膨張層３１０、第１のインク受容層４１０、第１の電磁波熱変換層５１０、第２の膨張層３２０、第２のインク受容層４２０、第２の電磁波熱変換層５２０を備える。
【００１４】
基材２００は、膨張層を支持する部材であり、例えば、紙、キャンバス地などの布、プラスチック等の樹脂材料からなり、例えば、耐久性や耐水性を必要とする場合は、プラスチックを用いるとよい。また、基材２００は、第１の膨張層３１０が後述するように、全体的又は部分的に発泡により膨張したときに、基材２００の反対側（図２Ｂに示す下側）に隆起せず、また、しわを生じたり、大きく波打ったりしない程度の強度を備えることが好ましく、加えて、膨張層を発泡させる際の加熱に耐える耐熱性を有することが好ましい。
【００１５】
第１の膨張層３１０は、基材２００の一方の面（図２Ｂに示す上面）上に形成される。第１の膨張層３１０は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する層であって、熱可塑性樹脂をバインダとして、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。バインダとしては、例えば、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等から選択される熱可塑性樹脂を用いる。また、マイクロカプセルは、例えば、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封入したものである。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から選択される熱可塑性樹脂から形成される。
【００１６】
第１のインク受容層４１０は、第１の膨張層３１０上に形成される、インクを吸収して受容する層である。第１のインク受容層４１０は、インクジェット方式のプリンタに用いられ印刷用のインクやレーザー方式のプリンタに用いられる印刷用のトナー、ボールペンや万年筆のインク、鉛筆の黒鉛などを受容し、少なくともその表面に定着させるために好適な材料からなり、インクジェット用紙などに用いられているインク受容層を用いることができる。一例として、第１のインク受容層４１０は、無機顔料を材料とし、形成皮膜が白くなるマットタイプの受容層である。あるいは、第１のインク受容層４１０は、水溶性樹脂によって形成され、形成皮膜が透明で光沢がある膨潤タイプであってもよい。例えば、耐水性や隠蔽性を必要とする場合はマットタイプを、下地となる素材の色味を生かしたい場合は膨潤タイプを、選択するとよい。
【００１７】
なお、例えば、第１の膨張層３１０の表面を化学的に変化させる、所定の処理を行うことにより、第１の膨張層３１０がインクを受容できるようにしてもよい。また、第１の膨張層３１０のバインダ材料を、インクを受容できる材料により作製するようにしてもよい。
【００１８】
第１の電磁波熱変換層５１０は、第１のインク受容層４１０上に形成される、特定の波長域の電磁波、例えば近赤外線（波長７５０ｎｍ〜１４００ｎｍ）を吸収して、熱に変換して放出する層である。例えば、カーボンブラックを含有する印刷用の黒色（Ｋ）インクからなる。電磁波熱変換層５１０は、濃淡、つまりカーボンブラックの濃度に応じて電磁波を照射されたときの発熱温度が変化し、この温度に応じて膨張前の第１の膨張層３１０を膨張させて、後述するように、中間体１１０を形成する。なお、カーボンブラックの濃度の高い、黒色インクの濃い、より黒い領域ほど所定量の電磁波を照射されたときの発熱温度が高く、その結果、この領域における第１の膨張層３１０がより大きく膨張して高い凸状が得られる。
【００１９】
第２の膨張層３２０は、第１の膨張層３１０が膨張した中間体１１０の上に形成される。ここで、中間体１１０とは、後述するように、第１の膨張層３１０を膨張させたときに形成される、凹凸形状を有する造形物を便宜的に表現したものである。
【００２０】
第２の膨張層３２０も、第１の膨張層３１０と同様に、吸収した熱量に応じて膨張する層であって、バインダ中にマイクロカプセルが分散配置されている。
【００２１】
第２のインク受容層４２０は、第２の膨張層３２０上に形成され、さらに第２のインク受容層４２０上に第２の電磁波熱変換層５２０が形成される。第２のインク受容層４２０及び第２の電磁波熱変換層５２０は、それぞれ第１のインク受容層４１０及び第１の電磁波熱変換層５１０と同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。同じ材料を用いた場合、原料が共通化され、製造コスト削減に寄与することができる。異なる材料を用いた場合、後述するように、特性の違いを利用した造形物製造が可能となる。
【００２２】
次に、上述したような基材上に形成されている造形物１００の製造方法について、図３に示すフローチャート及び図４−図１０に示す断面図に基づいて説明する。まず、紙等の基材２００と第１の膨張インクとを準備し、図４に示すように、第１の膨張インクを基材２００の一面に、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて塗布することにより第１の膨張層３１０を形成する（ステップＳ１）。なお、塗布する際は、必ずしも、基材の一面全体に限定するものではなく、基材の一部であってもよい。
【００２３】
次に、例えば、多孔質シリカ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等から選択される第１のインク受容層４１０を構成する材料を溶剤中に分散させ、第１のインク受容層４１０を形成するための塗布液を調整する。続いて、この塗布液を、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第１の膨張層３１０上に塗布することにより、図５に示すように、第１のインク受容層４１０を形成する（ステップＳ２）。
【００２４】
次に、図６に示すように、第１のインク受容層４１０の上面のうち、第１の膨張層３１０を膨張させ、所望の凹凸を形成しようとする領域に、第１の電磁波熱変換層５１０を形成する（ステップＳ３）。なお、第１の電磁波熱変換層５１０は、電磁波熱変換特性を有する電磁波熱変換材料として、例えば、カーボンブラックを含む黒色インク（黒色材料）を用いて、例えば、インクジェット方式により印刷することにより形成する。
【００２５】
続いて、第１の膨張層３１０を膨張させるために、例えば、ハロゲンランプ等の電磁波照射装置を用いて、近赤外線を含む電磁波を照射する。なお、黒色インクの濃度によって膨張する高さが異なり、濃度が高いほど高く膨張する。そして、図７に示すように、第１の電磁波熱変換層５１０が形成された領域の第１の膨張層３１０を膨張させ、中間体１１０を形成する（ステップＳ４）。
【００２６】
次に、図８に示すように、第２の膨張インクを中間体１１０上に、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて塗布することにより第２の膨張層３２０を形成する（ステップＳ５）。なお、塗布する際は、必ずしも、中間体の一面全体に限定するものではなく、中間体１１０の一部であってもよい。
【００２７】
次に、第１のインク受容層４１０を形成する場合と同様に、例えば、多孔質シリカ、ＰＶＡ等から選択される第２のインク受容層４２０を構成する材料を溶剤中に分散させ、第２のインク受容層４２０を形成するための塗布液を調整する。続いて、この塗布液を、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第２の膨張層３２０上に塗布することにより、図９に示すように、第２のインク受容層４２０を形成する（ステップＳ６）。
【００２８】
次に、図１０に示すように、第２のインク受容層４２０の上面のうち、第２の膨張層３２０を膨張させ、所望の凹凸を形成しようとする領域に、第２の電磁波熱変換層５２０を形成する（ステップＳ７）。なお、第２の電磁波熱変換層５２０は、電磁波熱変換特性を有する電磁波熱変換材料として、例えば、カーボンブラックを含む黒色インク（黒色材料）を用いて、例えば、インクジェット方式により印刷することにより形成する。
【００２９】
続いて、第２の膨張層３２０を膨張させるために、例えば、ハロゲンランプ等の電磁波照射装置を用いて、近赤外線を含む電磁波を照射する（ステップＳ８）。そして、図２Ｂに示すように、第２の電磁波熱変換層５２０が形成された領域の第２の膨張層３２０を膨張させ、造形物１００を形成する。
【００３０】
本実施形態１の造形物製造方法によれば、多段階に分けて凹凸形状を制御することができ、よって、凹凸形状による表現がより豊かな造形物を形成することができる。
【００３１】
さらに本実施形態１においては、造形物１００を形成後、造形物１００の表面に白色インク等で下塗りを行い、白インク層１１２を形成する。次に、白インク層１１２上にカラーインク等の印刷をし、カラーインク層１１３を形成する。このように、造形物１００の凹凸形状に彩色を行うことにより、図１Ａと図１Ｂに示すように、所望の凹凸形状と所望のカラー画像と、を有する造形物１１１を形成することも可能である。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態１では、第２の電磁波熱変換層５２０が形成された第２の膨張層３２０に対して電磁波を照射すると、場合によっては第１の膨張層３１０にも熱が伝わり、中間体１１０が変形してしまう恐れがあるため、所望の凹凸形状が得られないこともあるという問題があった。
【００３３】
そこで、実施形態２では、第２の膨張層を膨張させる際に、第１の膨張層の凹凸形状に影響を与えることなく、凹凸形状による表現がより豊かで高品質な造形物を形成することのできる造形物製造方法を提供する。
【００３４】
本実施形態２に係る造形物製造方法について図面を用いて説明する。実施形態２に係る造形物製造方法が、実施形態１に係る造形物製造方法と異なる点は、第１の膨張層と第２の膨張層との間に緩和層を備える点にある。
【００３５】
本実施形態２に係る造形物１００Ｂは、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、基材２００Ｂ、第１の膨張層３１０Ｂ、第１のインク受容層４１０Ｂ、第１の電磁波熱変換層５１０Ｂ、緩和層６００、第２の膨張層３２０Ｂ、第２のインク受容層４２０Ｂ、第２の電磁波熱変換層５２０Ｂを備える。
【００３６】
基材２００Ｂは、膨張層を支持する部材であり、例えば、紙、キャンバス地などの布、プラスチック等の樹脂材料からなり、例えば、耐久性や耐水性を必要とする場合は、プラスチックを用いるとよい。また、基材２００Ｂは、第１の膨張層３１０Ｂが後述するように、全体的又は部分的に発泡により膨張したときに、基材２００Ｂの反対側（図１１Ｂに示す下側）に隆起せず、また、しわを生じたり、大きく波打ったりしない程度の強度を備えることが好ましく、加えて、膨張層を発泡させる際の加熱に耐える耐熱性を有することが好ましい。
【００３７】
第１の膨張層３１０Ｂは、基材２００Ｂの一方の面（図１１Ｂに示す上面）上に形成される。第１の膨張層３１０Ｂは、吸収した熱量に応じて膨張する層であって、熱可塑性樹脂をバインダとして、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。バインダとしては、例えば、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等から選択される熱可塑性樹脂を用いる。また、マイクロカプセルは、例えば、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封入したものである。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から選択される熱可塑性樹脂から形成される。
【００３８】
第１のインク受容層４１０Ｂは、第１の膨張層３１０Ｂ上に形成される、インクを吸収して受容する層である。第１のインク受容層４１０Ｂは、インクジェット方式のプリンタに用いられ印刷用のインクやレーザー方式のプリンタに用いられる印刷用のトナー、ボールペンや万年筆のインク、鉛筆の黒鉛などを受容し、少なくともその表面に定着させるために好適な材料からなり、インクジェット用紙などに用いられているインク受容層を用いることができる。一例として、第１のインク受容層４１０Ｂは、無機顔料を材料とし、形成皮膜が白くなるマットタイプの受容層である。あるいは、第１のインク受容層４１０Ｂは、水溶性樹脂によって形成され、形成皮膜が透明で光沢がある膨潤タイプであってもよい。例えば、耐水性や隠蔽性を必要とする場合はマットタイプを、下地となる素材の色味を生かしたい場合は膨潤タイプを、選択するとよい。
【００３９】
なお、例えば、第１の膨張層３１０Ｂの表面を化学的に変化させる、所定の処理を行うことにより、第１の膨張層３１０Ｂがインクを受容できるようにしてもよい。また、第１の膨張層３１０Ｂのバインダ材料を、インクを受容できる材料により作製するようにしてもよい。
【００４０】
第１の電磁波熱変換層５１０Ｂは、第１のインク受容層４１０Ｂ上に形成される、特定の波長域の電磁波、例えば近赤外線（波長７５０ｎｍ〜１４００ｎｍ）を吸収して、熱に変換して放出する層である。例えば、カーボンブラックを含有する印刷用の黒色（Ｋ）インクからなる。電磁波熱変換層５１０Ｂは、濃淡、つまりカーボンブラックの濃度に応じて電磁波を照射されたときの発熱温度が変化し、この温度に応じて膨張前の第１の膨張層３１０Ｂを膨張させて、後述するように、中間体１１０Ｂを形成する。なお、カーボンブラックの濃度の高い、黒色インクの濃い、より黒い領域ほど所定量の電磁波を照射されたときの発熱温度が高く、その結果、この領域における第１の膨張層３１０Ｂがより大きく膨張して高い凸状が得られる。
【００４１】
緩和層６００は、第１の膨張層３１０Ｂが膨張した中間体１１０Ｂの上に形成される、熱による中間体１１０Ｂの変形を防ぐ層である。ここで、中間体１１０Ｂとは、後述するように、第１の膨張層３１０Ｂを膨張させたときに形成される、凹凸形状を有する造形物を便宜的に表現したものである。
【００４２】
緩和層６００は、熱を拡散することが好ましい。第２の電磁波熱変換層５２０Ｂに向けて電磁波を照射したときに、第１の膨張層３１０Ｂの膨張開始温度より高い熱が発生した場合、緩和層６００は発生した熱を面方向に拡散し、逃がすことにより、第１の膨張層３１０Ｂには膨張開始温度より低い温度の熱が伝わるようになる。よって、第１の膨張層３１０Ｂの凹凸の変形を防ぐことが可能となる。また、図１２はマイクロカプセルを加熱した時の膨張挙動を示しており、材料Ａ「Ｆ−３０」、材料Ｂ「Ｆ−３６」、材料Ｃ「Ｆ−３６ＬＶ」、材料Ｄ「Ｆ−４８」、材料Ｅ「ＦＮ−８０ＧＳ」及び材料Ｆ「Ｆ−５０」は、すべてマイクロカプセル「マツモトマイクロスフェアー」（登録商標：松本油脂製薬株式会社製）である。図１２に示すように、マイクロカプセルは加熱温度によって膨張倍率が変化する。従って、例えば第２の膨張層３２０Ｂを膨張させる際に、第１の膨張層３１０Ｂの膨張開始温度より高い熱が第２の電磁波熱変換層５２０Ｂで発生したとしても、緩和層６００により熱が拡散されて、第１の膨張層３１０Ｂに熱が伝わるときに、第１の膨張層３１０Ｂの膨張開始温度より低い温度となれば、第１の膨張層３１０Ｂの変形を防ぐことが可能となる。
【００４３】
さらに緩和層６００は、電磁波を透過させないことが好ましい。第２の電磁波熱変換層５２０Ｂが形成されておらず、第１の電磁波熱変換層５１０Ｂが形成されている領域に電磁波を照射したときに、緩和層６００が電磁波を反射、あるいは吸収することにより、第１の電磁波熱変換層３１０Ｂが電磁波を吸収し、熱を発生することを防ぐことが可能となる。
【００４４】
一例として、緩和層６００には、電磁波の反射特性に優れた、例えば、金、銀、アルミニウム等の熱伝導率及び電気伝導率の高い金属を顔料としたメタリックインクを用いることができる。あるいは、金、銀、アルミニウム等の熱伝導率及び電気伝導率の高い金属をコーティングしたミラーであってもよい。第２の膨張層３２０Ｂを形成するときのムラを少なくしたい場合は、メタリックインクと比較して表面が平滑であるミラーを選択するとよい。
【００４５】
第２の膨張層３２０Ｂは、緩和層６００の上に形成される。第２の膨張層３２０Ｂも、第１の膨張層３１０Ｂと同様に、吸収した熱量に応じて膨張する層であって、バインダ中にマイクロカプセルが分散配置されている。
【００４６】
第２のインク受容層４２０Ｂは、第２の膨張層３２０Ｂ上に形成され、さらに第２のインク受容層４２０Ｂ上に第２の電磁波熱変換層５２０Ｂが形成される。第２のインク受容層４２０Ｂ及び第２の電磁波熱変換層５２０Ｂは、それぞれ第１のインク受容層４１０Ｂ及び第１の電磁波熱変換層５１０Ｂと同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。同じ材料を用いた場合、原料が共通化され、製造コスト削減に寄与することができる。異なる材料を用いた場合、後述するように、特性の違いを利用した造形物製造が可能となる。
【００４７】
次に、上述したような基材上に形成されている造形物１００Ｂの製造方法について、図１３に示すフローチャート及び図１４−図２１に示す断面図に基づいて説明する。まず、紙等の基材２００Ｂと第１の膨張インクとを準備し、図１４に示すように、第１の膨張インクを基材２００Ｂの一面に、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて塗布することにより第１の膨張層３１０Ｂを形成する（ステップＳ１１）。なお、塗布する際は、必ずしも、基材の一面全体に限定するものではなく、基材の一部であってもよい。
【００４８】
次に、例えば、多孔質シリカ、ＰＶＡ等から選択される第１のインク受容層４１０Ｂを構成する材料を溶剤中に分散させ、第１のインク受容層４１０Ｂを形成するための塗布液を調整する。続いて、この塗布液を、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第１の膨張層３１０Ｂ上に塗布することにより、図１５に示すように、第１のインク受容層４１０Ｂを形成する（ステップＳ１２）。
【００４９】
次に、図１６に示すように、第１のインク受容層４１０Ｂの上面のうち、第１の膨張層３１０Ｂを膨張させ、所望の凹凸を形成しようとする領域に、第１の電磁波熱変換層５１０Ｂを形成する（ステップＳ１３）。なお、第１の電磁波熱変換層５１０Ｂは、電磁波熱変換特性を有する電磁波熱変換材料として、例えば、カーボンブラックを含む黒色インク（黒色材料）を用いて、例えば、インクジェット方式により印刷することにより形成する。
【００５０】
続いて、第１の膨張層３１０Ｂを膨張させるために、例えば、ハロゲンランプ等の電磁波照射装置を用いて、近赤外線を含む電磁波を照射する。なお、黒色インクの濃度によって膨張する高さが異なり、濃度が高いほど高く膨張する。そして、図１７に示すように、第１の電磁波熱変換層５１０Ｂが形成された領域を膨張させ、中間体１１０Ｂを形成する（ステップＳ１４）。
【００５１】
次に、図１８に示すように、中間体１１０Ｂ上に、例えば金、銀、アルミニウム等から選択される金属を顔料としたメタリックインクの印刷や塗装などを行うことにより緩和層６００を形成する（ステップＳ１５）。
【００５２】
次に、図１９に示すように、第２の膨張インクを緩和層６００上に、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて塗布することにより第２の膨張層３２０Ｂを形成する（ステップＳ１６）。なお、塗布する際は、必ずしも、緩和層６００の一面全体に限定するものではなく、緩和層６００の一部であってもよい。
【００５３】
次に、第１のインク受容層４１０Ｂを形成する場合と同様に、例えば、多孔質シリカ、ＰＶＡ等から選択される第２のインク受容層４２０Ｂを構成する材料を溶剤中に分散させ、第２のインク受容層４２０Ｂを形成するための塗布液を調整する。続いて、この塗布液を、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第２の膨張層３２０Ｂ上に塗布することにより、図２０に示すように、第２のインク受容層４２０Ｂを形成する（ステップＳ１７）。
【００５４】
次に、図２１に示すように、第２のインク受容層４２０Ｂの上面のうち、第２の膨張層３２０Ｂを膨張させ、所望の凹凸を形成しようとする領域に、第２の電磁波熱変換層５２０Ｂを形成する（ステップＳ１８）。なお、第２の電磁波熱変換層５２０Ｂは、電磁波熱変換特性を有する電磁波熱変換材料として、例えば、カーボンブラックを含む黒色インク（黒色材料）を用いて、例えば、インクジェット方式により印刷することによりを形成する。
【００５５】
続いて、第２の膨張層３２０Ｂを膨張させるために、例えば、ハロゲンランプ等の電磁波照射装置を用いて、近赤外線を含む電磁波を照射する（ステップＳ１９）。そして、図１１Ｂに示すように、第２の電磁波熱変換層５２０Ｂが形成された領域を膨張させ、造形物１００Ｂを形成する。
【００５６】
本実施形態２の造形物製造方法では、第１の膨張層３１０Ｂと第２の膨張層３２０Ｂとの間に緩和層６００を設けることにより、第１の膨張層３１０Ｂの凹凸形状に影響を与えることなく第２の膨張層３２０Ｂを膨張させることが可能となり、凹凸形状による表現がより豊かで高品質な造形物を形成することができるという効果が得られる。さらに、緩和層６００を形成すると、中間体１１０Ｂの強度が向上し、第２の膨張層３２０Ｂを膨張させる際に、膨張層３１０Ｂの凹凸形状がより維持されやすくなるという効果も得られる。また、緩和層６００の形成は必ずしも、中間体１１０Ｂの一面全体に限定するものではなく、膨張層３１０Ｂの凹凸に変形を生じないような、熱を拡散できる領域を確保することができれば、中間体１１０Ｂの一部の領域であってもよい。
【００５７】
本実施形態２においては、造形物１００Ｂを形成後、造形物１００Ｂの表面に白色インク等で下塗りを行い、白インク層を形成する。次に、白インク層上にカラーインク等の印刷をし、カラーインク層を形成する。このように、造形物１００Ｂの凹凸形状に彩色を行うことにより、所望の凹凸形状と所望のカラー画像と、を有する造形物を形成することも可能である。
【００５８】
（実施形態３）
実施形態３に係る造形物製造方法について図面を用いて説明する。実施形態３に係る造形物製造方法が、実施形態１と実施形態２と、それぞれに係る造形物製造方法と異なる点は、吸収しやすい電磁波がそれぞれ異なる電磁波熱変換層を用いており、電磁波熱変換層に用いる材料の波長特性を利用している点にある。
【００５９】
本実施形態３に係る造形物１００Ｃは、図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、基材２００Ｃ、第１の膨張層３１０Ｃ、第１のインク受容層４１０Ｃ、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃ、第２の膨張層３２０Ｃ、第２のインク受容層４２０Ｃ、第２の電磁波熱変換層５２０Ｃを備える。
【００６０】
基材２００Ｃは、膨張層を支持する部材であり、例えば、紙、キャンバス地などの布、プラスチック等の樹脂材料からなり、例えば、耐久性や耐水性を必要とする場合は、プラスチックを用いるとよい。また、基材２００Ｃは、第１の膨張層３１０Ｃが後述するように、全体的又は部分的に発泡により膨張したときに、基材２００Ｃの反対側（図２２Ｂに示す下側）に隆起せず、また、しわを生じたり、大きく波打ったりしない程度の強度を備えることが好ましく、加えて、膨張層を発泡させる際の加熱に耐える耐熱性を有することが好ましい。
【００６１】
第１の膨張層３１０Ｃは、基材２００Ｃの一方の面（図２２Ｂに示す上面）上に形成される。第１の膨張層３１０Ｃは、吸収した熱量に応じて膨張する層であって、熱可塑性樹脂をバインダとして、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。バインダとしては、例えば、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等から選択される熱可塑性樹脂を用いる。また、マイクロカプセルは、例えば、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封入したものである。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から選択される熱可塑性樹脂から形成される。
【００６２】
第１のインク受容層４１０Ｃは、第１の膨張層３１０Ｃ上に形成される、インクを吸収して受容する層である。第１のインク受容層４１０Ｃは、インクジェット方式のプリンタに用いられ印刷用のインクやレーザー方式のプリンタに用いられる印刷用のトナー、ボールペンや万年筆のインク、鉛筆の黒鉛などを受容し、少なくともその表面に定着させるために好適な材料からなり、インクジェット用紙などに用いられているインク受容層を用いることができる。一例として、第１のインク受容層４１０Ｃは、無機顔料を材料とし、形成皮膜が白くなるマットタイプの受容層である。あるいは、第１のインク受容層４１０Ｃは、水溶性樹脂によって形成され、形成皮膜が透明で光沢がある膨潤タイプであってもよい。例えば、耐水性や隠蔽性を必要とする場合はマットタイプを、下地となる素材の色味を生かしたい場合は膨潤タイプを、選択するとよい。
【００６３】
なお、例えば、第１の膨張層３１０Ｃの表面を化学的に変化させる、所定の処理を行うことにより、第１の膨張層３１０Ｃがインクを受容できるようにしてもよい。また、第１の膨張層３１０Ｃのバインダ材料を、インクを受容できる材料により作製するようにしてもよい。
【００６４】
第１の電磁波熱変換層５１０Ｃは、第１のインク受容層４１０Ｃ上に形成される。第１の電磁波熱変換層５１０Ｃには、赤外領域の少なくともいずれかの領域で、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）と比較して高い光の吸収率（吸光率）を有する無機材料であり、特に近赤外領域（波長７５０ｎｍ〜１４００ｎｍ）で、可視光領域と比較して高い吸光率（低い透過率）を有することが好ましい。例えば、金属酸化物、金属ホウ化物、金属窒化物等を用いることができる。図２３は、可視光線の高い透過率と、近赤外線に対する強力な吸収能力と、を併せ持つ材料の透過率と波長の関係を示しており、この中でも、中赤外領域（波長１４００ｎｍ〜４０００ｎｍ）で、近赤外領域と比較して高い透過率（低い吸光率）を有する六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）選択するとよい。また、中赤外領域で、近赤外領域と比較して高い透過率を有する材料であれば、六ホウ化ランタン以外も使用可能である。なお、後述するように、波長による吸光率の違いを利用するために、第２の電磁波熱変換層５２０Ｃでは異なる材料を用いる必要がある。
【００６５】
第２の膨張層３２０Ｃは、第１の膨張層３１０Ｃが膨張した中間体１１０Ｃの上に形成される。ここで、中間体１１０Ｃとは、後述するように、第１の膨張層３１０Ｃを膨張させたときに形成される、凹凸形状を有する造形物を便宜的に表現したものである。第２の膨張層３２０Ｃも、第１の膨張層３１０Ｃと同様に、吸収した熱量に応じて膨張する層であって、バインダ中にマイクロカプセルが分散配置されている。
【００６６】
第２のインク受容層４２０Ｃは、第２の膨張層３２０Ｃ上に形成される、第１のインク受容層４１０Ｃと同様に、インクを吸収して受容する層である。
【００６７】
第２の電磁波熱変換層５２０Ｃは、第１のインク受容層４２０Ｃ上に形成される。第１の電磁波熱変換層５２０Ｃには、赤外領域の少なくともいずれかの領域で、可視光領域と比較して高い吸光率を有する無機材料であり、特に中赤外領域で、可視光領域と比較して高い吸光率を有することが好ましい。例えば、金属酸化物、金属ホウ化物、金属窒化物等を用いることができる。この中でも、図２３に示すように、中赤外領域で、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃに用いた材料と比較して高い吸光率を有するセシウム酸化タングステンを選択するとよい。また、中赤外領域で、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃに用いた材料と比較して高い吸光率を示す材料であれば、セシウム酸化タングステン以外も使用可能である。これは、後述するように、第２の膨張層３２０Ｃを膨張させるために電磁波を照射する際に、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃは透過し、第２の電磁波熱変換層５２０Ｃのみが吸収することが好ましいためである。
【００６８】
次に、上述したような基材上に形成されている造形物１００Ｃの製造方法について、図２４に示すフローチャート及び図２５−図３２に示す断面図に基づいて説明する。まず、紙等の基材２００Ｃと第１の膨張インクとを準備し、図２５に示すように、第１の膨張インクを基材２００Ｃの一面に、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて塗布することにより第１の膨張層３１０Ｃを形成する（ステップＳ２１）。なお、塗布する際は、必ずしも、基材の一面全体に限定するものではなく、基材の一部であってもよい。
【００６９】
次に、例えば、多孔質シリカ、ＰＶＡ等から選択される第１のインク受容層４１０Ｃを構成する材料を溶剤中に分散させ、第１のインク受容層４１０Ｃを形成するための塗布液を調整する。続いて、この塗布液を、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第１の膨張層３１０Ｃ上に塗布することにより、図２６に示すように、第１のインク受容層４１０Ｃを形成する（ステップＳ２２）。
【００７０】
次に、図２７に示すように、第１のインク受容層４１０Ｃの上面のうち、第１の膨張層３１０Ｃを膨張させ、所望の凹凸を形成しようとする領域に、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃを形成する（ステップＳ２３）。電磁波熱変換材料の濃度が濃く形成された部分ほど第１の膨張層３１０Ｃの膨張高さは高くなり、所望する高さに対応するように濃淡が決定される。
【００７１】
続いて、第１の膨張層３１０Ｃを膨張させるために、例えば、ハロゲンランプ等の電磁波照射装置を用いて、近赤外領域の電磁波を含む電磁波を照射する。そして、図２８に示すように、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃが形成された領域を膨張させ、中間体１１０Ｃを形成する（ステップＳ２４）。
【００７２】
次に、図２９に示すように、第２の膨張インクを中間体１１０Ｃ上に、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて塗布することにより第２の膨張層３２０Ｃを形成する（ステップＳ２５）。なお、塗布する際は、必ずしも、中間体の一面全体に限定するものではなく、中間体１１０Ｃの一部であってもよい。
【００７３】
次に、第１のインク受容層４１０Ｃを形成する場合と同様に、例えば、多孔質シリカ、ＰＶＡ等から選択される第２のインク受容層４２０Ｃを構成する材料を溶剤中に分散させ、第２のインク受容層４２０Ｃを形成するための塗布液を調整する。続いて、この塗布液を、例えば、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ、フローコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第２の膨張層３２０Ｃ上に塗布することにより、図３０に示すように、第２のインク受容層４２０Ｃを形成する（ステップＳ２６）。
【００７４】
次に、図３１に示すように、第２のインク受容層４２０Ｃの上面のうち、第２の膨張層３２０Ｃを膨張させ、所望の凹凸を形成しようとする領域に、第２の電磁波熱変換層５２０Ｃを形成する（ステップＳ２７）。
【００７５】
続いて、第２の膨張層３２０Ｃを膨張させるために、例えば、ハロゲンランプ等の電磁波照射装置７００を用いて、中赤外領域の電磁波を含む電磁波を照射する際に、図３２に示すように、電磁波照射装置７００にフィルタ８００を設置する（ステップＳ２８）。フィルタ８００は、電磁波照射装置７００から照射される電磁波の中でも、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃが吸収する近赤外領域の電磁波を、例えば反射や吸収することにより遮断し、第２の電磁波熱変換層５２０Ｃが吸収する中赤外領域の電磁波のみを透過させる（ステップＳ２９）。
【００７６】
次に、図２２Ｂに示すように、第２の電磁波熱変換層５２０Ｃが形成された領域を膨張させ、造形物１００Ｃを形成する。
【００７７】
本実施形態３の造形物製造方法によれば、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃと第２の電磁波熱変換層５２０Ｃとで、それぞれ別々の材料を用い、さらに第２の膨張層３２０Ｃを膨張させる際に、第２の電磁波熱変換層５２０Ｃのみ吸収する電磁波が照射されるように、電磁波照射装置７００にフィルタをかけることにより、緩和層６００を設けることなく、凹凸形状による表現がより豊かで高品質な造形物を形成することができるという効果が得られる。また、第１の電磁波熱変換層５１０Ｃと第２の電磁波熱変換層５２０Ｃと、それぞれに用いる材料は、可視光領域で高い透過率を有することにより、色味が抑制された、無色透明の電磁波熱変換層を形成することができるという効果も得られる。
【００７８】
本実施形態３においては、電磁波熱変換層は色味が抑制され、無色透明であるので、造形物１００Ｃを形成後、白色インク等の下塗りによる白インク層の形成を行わずに、造形物１００Ｃ上にカラーインク等の印刷をし、カラーインク層を形成することができ、よって、所望の凹凸形状と所望のカラー画像と、を有する造形物を形成することも可能である。
【００７９】
また、本実施形態３においては、基材の一方の面上に第１の膨張層を形成した後、その上に第２の膨張層を形成しているが、第２の膨張層は、第１の膨張層が形成された面とは反対側の面上に形成してもよい。つまり、加熱されることにより膨張する第１膨張層と第２膨張層とを、互いが重なるように形成する膨張層形成工程と、第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を第１膨張層に対応させて形成するとともに、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を第２膨張層に対応させて形成する光熱変換層形成工程と、第１光熱変換層に向けて第１波長光を照射することにより第１光熱変換層が形成されている領域に対応する第１膨張層を膨張させるとともに、第２光熱変換層に向けて第２波長光を照射することにより第２光熱変換層が形成されている領域に対応する第２膨張層を膨張させる膨張工程と、を有し、第２光熱変換層は、第２波長光に対する光熱変換量が第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成してもよい。
【００８０】
また、加熱されることにより膨張する第１膨張層上に、第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を形成する第１光熱変換層形成工程と、第１光熱変換層上に、加熱されることにより膨張する第２膨張層を形成する第２膨張層形成工程と、第２膨張層上に、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を形成する第２光熱変換層形成工程と、第１光熱変換層にむけて第１波長光を照射することにより第１光熱変換層が形成されている領域に対応する第１膨張層を膨張させるとともに、第２光熱変換層に向けて第２波長光を照射することにより第２光熱変換層が形成されている領域に対応する第２膨張層を膨張させる膨張工程と、を有し、第２光熱変換層は、第２波長光に対する光熱変換量が第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成してもよい。
【００８１】
また、膨張工程は、第２膨張層形成工程に先立って第１波長光を第１光熱変換層にむけて照射することにより第１光熱変換層が形成されている領域に対応する第１膨張層を膨張させるとともに、第２光熱変換層形成工程の後に第２光熱変換層に向けて第２波長光を照射することにより第２光熱変換層が形成されている領域に対応する第２膨張層を膨張させてもよい。
【００８２】
さらに、膨張工程は、第２光熱変換層に向けて第２波長光を照射することにより第２光熱変換層が形成されている領域に対応する第２膨張層を膨張させる際は、第１の波長光の光量が、第１波長光を照射することにより第１光熱変換層が形成されている領域に対応する第１膨張層を膨張させるときよりも低くなるように、第２波長光を照射してもよい。
【００８３】
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。例えば、上述した実施形態２と実施形態３を組み合わせることも可能である。
【００８４】
また、上述した実施形態では、例えば図２Ｂに示されているように、第１の膨張層の凹凸形状は、第２の膨張層の凹凸形状と比較して高くて大きい構成を挙げているが、これに限られない。いずれの実施形態でも、所望する造形物に応じて、各膨張層の凹凸形状を制御することも可能である。
【００８５】
なお、各実施形態において用いられている図は、いずれも各実施形態を説明するための
ものである。従って、各層の厚みが、図に示されているような比率で形成されると限定して解釈されることを意図するものではない。例えば、図２Ｂでは基材２００は第１の膨張層３１０より厚く図示されているが、基材２００が第１の膨張層３１０と同じ厚みに形成される構成、又は第１の膨張層３１０より薄く形成される構成を排除するものではない。他の層についても同様である。
【００８６】
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。
【００８７】
［付記１］
加熱により膨張する第１の膨張インクを基材上に塗り、第１の膨張層を形成する第１工程と、
電磁波熱変換材料を用いて、前記第１の膨張層上に第１の電磁波熱変換層を形成する第２工程と、
前記第１の電磁波熱変換層に向けて電磁波を照射して、前記第１の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させることにより中間体を形成する第３工程と、
前記中間体上に第２の膨張インクを塗り、第２の膨張層を形成する第４工程と、
前記電磁波熱変換材料を用いて、前記第２の膨張層上に第２の電磁波熱変換層を形成する第５工程と、
前記第２の電磁波熱変換層に向けて前記電磁波を照射して、前記第２の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させる第６工程と、
を有する、
ことを特徴とする造形物製造方法。
［付記２］
前記第４工程に先立って前記中間体の面上に緩和層を形成する第５工程を有し、
前記緩和層が設けられた側の面上に前記第２の膨張層を形成する、
ことを特徴とする付記１に記載の造形物製造方法。
［付記３］
前記緩和層は、前記第６工程時において、前記中間体の形状を保持する、
ことを特徴とする付記２に記載の造形物製造方法。
［付記４］
前記緩和層は、前記第６工程時において、前記第２の電磁波熱変換層で発生した熱を拡散させる、
ことを特徴とする付記２又は付記３に記載の造形物製造方法。
［付記５］
加熱により膨張する第１の膨張インクを基材上に塗り、第１の膨張層を形成する第１工程と、
電磁波熱変換材料を用いて、前記第１の膨張層上に第１の電磁波熱変換層を形成する第２工程と、
前記第１の電磁波熱変換層に向けて電磁波を照射して、前記第１の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させることにより中間体を形成する第３工程と、
前記中間体上に第２の膨張インクを塗り、第２の膨張層を形成する第４工程と、
前記電磁波熱変換材料を用いて、前記第２の膨張層上に第２の電磁波熱変換層を形成する第５工程と、
前記第２の電磁波熱変換層に向けて前記電磁波を照射して、前記第２の電磁波熱変換層が形成された部分を膨張させる第６工程と、
を有し、
前記第２工程で用いる前記電磁波熱変換材料は、前記第５工程で用いる前記電磁波熱変換材料と比較して、中赤外領域における透過率が高い、
ことを特徴とする造形物製造方法。
［付記６］
前記第２工程で用いる前記電磁波熱変換材料は、六ホウ化ランタンであり、
前記第５工程で用いる前記電磁波熱変換材料は、セシウム酸化タングステンである、
ことを特徴とする付記５に記載の造形物製造方法。
［付記７］
前記第５工程における前記電磁波は、中赤外領域の光である、
ことを特徴とする付記５又は付記６に記載の造形物製造方法。
［付記８］
加熱されることにより膨張する第１膨張層と第２膨張層とを、互いが重なるように形成する膨張層形成工程と、
第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を前記第１膨張層に対応させて形成するとともに、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を前記第２膨張層に対応させて形成する光熱変換層形成工程と、
前記第１光熱変換層に向けて前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる膨張工程と、
を有し、
前記第２光熱変換層は、前記第２波長光に対する光熱変換量が前記第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成する、
ことを特徴とする造形物製造方法。
［付記９］
加熱されることにより膨張する第１膨張層上に、第１波長光を熱に変換する第１光熱変換層を形成する第１光熱変換層形成工程と、
前記第１光熱変換層上に、加熱されることにより膨張する第２膨張層を形成する第２膨張層形成工程と、
前記第２膨張層上に、第２波長光を熱に変換する第２光熱変換層を形成する第２光熱変換層形成工程と、
前記第１光熱変換層にむけて前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる膨張工程と、
を有し、
前記第２光熱変換層は、前記第２波長光に対する光熱変換量が前記第１光熱変換層を形成している材料よりも高い材料で形成する、
ことを特徴とする造形物製造方法。
［付記１０］
前記膨張工程は、前記第２膨張層形成工程に先立って前記第１波長光を前記第１光熱変換層にむけて照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるとともに、前記第２光熱変換層形成工程の後に前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる、
ことを特徴とする付記９に記載の造形物製造方法。
［付記１１］
前記膨張工程は、前記第２光熱変換層に向けて前記第２波長光を照射することにより前記第２光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第２膨張層を膨張させる際は、前記第１の波長光の光量が、前記第１波長光を照射することにより前記第１光熱変換層が形成されている領域に対応する前記第１膨張層を膨張させるときよりも低くなるように、前記第２波長光を照射する、
ことを特徴とする付記８から付記１０の何れかに記載の造形物製造方法。
【符号の説明】
【００８８】
１００、１００Ｂ、１００Ｃ  造形物
１１０、１１０Ｂ、１１０Ｃ  中間体
１１１  カラー画像を有する造形物
１１２  白インク層
１１３  カラーインク層
２００、２００Ｂ、２００Ｃ  基材
３１０、３１０Ｂ、３１０Ｃ  第１の膨張層
３２０、３２０Ｂ、３２０Ｃ  第２の膨張層
４１０、４１０Ｂ、４１０Ｃ  第１のインク受容層
４２０、４２０Ｂ、４２０Ｃ  第２のインク受容層
５１０、５１０Ｂ、５１０Ｃ  第１の電磁波熱変換層
５２０、５２０Ｂ、５２０Ｃ  第２の電磁波熱変換層
６００  緩和層
７００  電磁波照射装置
８００  フィルタ
【図１Ａ】
2020059217.tif 000003
【図１Ｂ】
2020059217.tif 000004
【図２Ａ】
2020059217.tif 000005
【図２Ｂ】
2020059217.tif 000006
【図３】
2020059217.tif 000007
【図４】
2020059217.tif 000008
【図５】
2020059217.tif 000009
【図６】
2020059217.tif 000010
【図７】
2020059217.tif 000011
【図８】
2020059217.tif 000012
【図９】
2020059217.tif 000013
【図１０】
2020059217.tif 000014
【図１１Ａ】
2020059217.tif 000015
【図１１Ｂ】
2020059217.tif 000016
【図１２】
2020059217.tif 000017
【図１３】
2020059217.tif 000018
【図１４】
2020059217.tif 000019
【図１５】
2020059217.tif 000020
【図１６】
2020059217.tif 000021
【図１７】
2020059217.tif 000022
【図１８】
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【図１９】
2020059217.tif 000024
【図２０】
2020059217.tif 000025
【図２１】
2020059217.tif 000026
【図２２Ａ】
2020059217.tif 000027
【図２２Ｂ】
2020059217.tif 000028
【図２３】
2020059217.tif 000029
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2020059217.tif 000032
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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