(57)【要約】【課題】印刷品質及び凹凸品質が高められた、高品位な立体画像を提供する。【解決手段】立体画像形成方法は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、剥離可能な剥離層を、前記媒体が発泡膨張する前に形成するとともに、前記剥離層に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を、前記媒体が発泡膨張する前に形成し（ステップＳ１１及びＳ１２）、前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する（ステップＳ１３）。或いは、立体画像形成方法は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、前記媒体が発泡膨張する前に形成された剥離可能な剥離層上に（ステップＳ１１）、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい剥離可能な熱吸収部を前記媒体が発泡膨張する前に形成し（ステップＳ１２）、前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する（ステップＳ１３）。【選択図】図１Ｂ
2019031095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、剥離可能な剥離層を、前記媒体が発泡膨張する前に形成するとともに、前記剥離層に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を、前記媒体が発泡膨張する前に形成し、
前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する、
ことを特徴とする立体画像形成方法。
【請求項２】
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、
前記剥離層と、前記熱吸収部とを、
前記剥離層が前記熱吸収部と前記媒体との間に介在するように形成するか、又は、前記熱吸収部が前記剥離層と前記媒体との間に介在するように形成する、
ことを特徴とする請求項１記載の立体画像形成方法。
【請求項３】
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、
前記剥離層に前記熱吸収部が形成された加工剥離層を準備し、
前記加工剥離層を前記媒体の前記発泡膨張する面上に形成する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の立体画像形成方法。
【請求項４】
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、
前記剥離層を前記媒体の前記発泡膨張する面上に形成した後に、前記熱吸収部を前記剥離層上に形成する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の立体画像形成方法。
【請求項５】
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、前記熱エネルギーを放射する工程を経て剥離された後に再度、又は繰り返し貼り付け可能な前記剥離層を前記媒体の前記発泡膨張する面上に貼り付けることで前記剥離層を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の立体画像形成方法。
【請求項６】
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、前記媒体が発泡膨張する前に形成された剥離可能な剥離層上に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を前記媒体が発泡膨張する前に形成し、
前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する、
ことを特徴とする立体画像形成方法。
【請求項７】
前記媒体に熱エネルギーを放射した後、前記剥離層及び前記熱吸収部を除去し、
前記媒体の前記表面上に、画像を形成する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の立体画像形成方法。
【請求項８】
前記剥離層は、前記媒体の表面のうち前記熱吸収部が形成される領域を含む一部に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の立体画像形成方法。
【請求項９】
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、前記媒体が発泡膨張する前に形成された剥離可能な剥離層に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を前記媒体が発泡膨張する前に形成する熱吸収部形成手段と、
前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する熱エネルギー放射手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
【請求項１０】
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体と、
発泡膨張する前の前記媒体の前記発泡膨張する面上に形成された剥離可能な剥離層と、  前記媒体が発泡膨張する前に前記剥離層に形成され、かつ、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部と、
を備えることを特徴とする立体画像形成用加工媒体。
【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膨張する媒体を用いた、立体画像形成方法、立体画像形成システム、及び立体画像形成用加工媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸収した熱量に応じて発泡膨張する熱膨張層を上面上に有する媒体（例えば、熱膨張性シート）の熱膨張層上に、後に印刷されるカラー画像の中から選択された部位を、熱吸収部（例えば、黒トナー）を形成すべき領域であるとしてその領域に熱吸収部を印刷し、輻射熱の放射により熱吸収部の印刷部位を発泡膨張させて盛上げる立体画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この立体画像形成装置は、熱吸収部の印刷部位を発泡膨張させて盛上げた後、媒体の表面全面にベタ白画像を印刷してから、更に、カラー画像を印刷する。
【０００３】
また、他の立体画像形成装置として、媒体のうち熱膨張層及びカラー画像が形成される発泡膨張する面である表面とは反対側の裏面に、剥離可能な密着シールを貼付し、この密着シール上（貼付面とは反対側の面）に熱吸収部を印刷し、輻射熱の放射により熱膨張層のうち熱吸収部の印刷部位に対応する部分を発泡膨張させて盛上げる立体画像形成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この立体画像形成装置では、熱膨張層の発泡膨張後に、熱吸収部が印刷された密着シールが剥離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２１２５０４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２０６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、媒体の表面に熱吸収部が印刷される上記の立体画像形成装置は、媒体の上面の熱吸収部上にベタ白画像を印刷することなくカラー画像を形成すると、そのカラー画像がくすんでしまい、意図した発色にならないという問題があった。ここで、上記の立体画像形成装置では、熱吸収部は媒体の上面に直接形成されるが、この熱吸収部を、熱膨張層を破断せずに媒体の上面から剥離することはできない。従って、カラー画像のくすみを解決するためには、カラー画像を形成する前に、まず、ベタ白画像などで熱吸収部を覆い隠さなければならないという問題があった。また、カラー画像のくすみを抑制するために、例えば、熱吸収部の黒濃度をベタ白画像などで覆い隠せる程度の濃度に抑制することも考えられるが、その場合、黒濃度を抑制することによって、発泡膨張による盛り上がり量も抑制されてしまう。また、カラー画像のくすみを抑制するために、少なくとも熱吸収部を覆い隠すようにベタ白画像を印刷する必要があるので、白インクなどの材料が必要になったり、熱吸収部に起因するカラー画像のくすみを抑制するために、色インクの消費量を増加させなければならなかったりするといった問題も生じていた。更には、熱吸収部をベタ白画像などで完全に覆い隠せない場合には、熱吸収部上に印刷したカラー画像がくすんでしまう結果となり、高品位な立体画像を形成することが妨げられていた。
【０００６】
一方、媒体の裏面に密着シールを貼付する上記の立体画像形成装置は、熱吸収部が熱膨張層の表面に直接形成される場合に比べて、熱吸収部と熱膨張層との距離が長くなる。これに起因して、熱吸収部が吸収した熱が熱膨張層へ伝導する際に、熱膨張層の表面に平行な方向に熱量が拡散してしまい、熱膨張層における所望の領域を所望の量だけ発泡膨張させることは難しいという問題があった。また、媒体の基材は熱膨張層や本発明の実施形態において後述する剥離層などに比べると厚みが非常に厚いので、更に熱量が拡散しやすく、熱膨張層における所望の領域を所望の量だけ発泡膨張させることは難しかった。更には、媒体の基材が紙などの熱伝導性の低いものである場合、熱伝導自体が行われにくくなる。このため、熱膨張層に多量の熱量を吸収させたとしても、熱膨張層の発泡量を十分確保することができず、ひいては、熱膨張層を所望の量だけ発泡膨張させることが難しかった。したがって、媒体の裏面に密着シールを貼付する上記の立体画像形成装置においても、高品位な立体画像を形成することが困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、印刷品質及び凹凸品質が高められた、高品位な立体画像を形成することができる、立体画像形成方法、立体画像形成システム、及び立体画像形成用加工媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様では、立体画像形成方法は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、剥離可能な剥離層を、前記媒体が発泡膨張する前に形成するとともに、前記剥離層に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を、前記媒体が発泡膨張する前に形成し、前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する。
【０００９】
別の１つの態様では、立体画像形成方法は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、前記媒体が発泡膨張する前に形成された剥離可能な剥離層上に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を前記媒体が発泡膨張する前に形成し、前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する。
【００１０】
別の１つの態様では、立体画像形成システムは、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、前記媒体が発泡膨張する前に形成された剥離可能な剥離層に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を前記媒体が発泡膨張する前に形成する熱吸収部形成手段と、前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する熱エネルギー放射手段と、を備える。
【００１１】
別の１つの態様では、立体画像形成用加工媒体は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体と、発泡膨張する前の前記媒体の前記発泡膨張する面上に形成された剥離可能な剥離層と、前記媒体が発泡膨張する前に前記剥離層に形成され、かつ、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、印刷品質及び凹凸品質が高められた、高品位な立体画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る立体画像形成用加工媒体を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の第１実施形態に係る立体画像形成システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるフィルム貼り付け部の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における黒トナー印刷部及び熱膨張加工部の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるインクジェットプリンタ部の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る立体画像形成システムの制御部を含む回路ブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態における剥離層の材料の一例並びにそれらの破断伸度及び破断強度を示す表である。
【図８】本発明の第１〜第４実施形態における印刷品質及び凹凸品質を示す表である。
【図９Ａ】本発明の第１実施形態の第１変形例に係る立体画像形成用加工媒体を示す断面図である。
【図９Ｂ】本発明の第１実施形態の第１変形例に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０Ａ】本発明の第１実施形態の第２変形例に係る立体画像形成用加工媒体を示す断面図である。
【図１０Ｂ】本発明の第１実施形態の第２変形例に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１Ａ】本発明の第２実施形態に係る立体画像形成用加工媒体を示す断面図である。
【図１１Ｂ】本発明の第２実施形態に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る、立体画像形成方法、立体画像形成システム、及び立体画像形成用加工媒体について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
【００１５】
まず、発泡膨張させる前の状態の立体画像形成用加工媒体と、立体画像形成方法とについて説明し、その後、立体画像形成システムについて説明する。
［立体画像形成用加工媒体及び立体画像形成方法］
【００１６】
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る立体画像形成用加工媒体Ｍ１３を示す断面図である。
図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
【００１７】
図１Ａに示す立体画像形成用加工媒体（以下、単に「加工媒体」と記す）Ｍ１３は、基材１０１と発泡樹脂層１０２とを有する媒体Ｍ１１から加工されたものであり、発泡樹脂層１０２を発泡膨張させる前の状態である。
【００１８】
基材１０１は、紙、キャンバス地などの布、プラスチックなどのパネル材などからなり、材質は特に限定されるものではない。
発泡樹脂層１０２は、基材１０１上に設けられた熱可塑性樹脂であるバインダー内に熱発泡剤（熱膨張性マイクロカプセル）が分散配置されている。これにより、発泡膨張層１０２は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する。
【００１９】
このような媒体Ｍ１１は、例えば熱膨張性シートであり、既知の市販品を使用することができる。
発泡樹脂層１０２上には、例えばフィルムである剥離層１０３を接着層１０５によって接着することで、剥離可能な剥離層１０３が形成される（図１Ｂに示すステップＳ１１：剥離層形成工程）。剥離層１０３及び接着層１０５が形成された媒体Ｍ１１を加工媒体Ｍ１２と記す。なお、剥離層形成工程Ｓ１１を行うのに代えて、媒体Ｍ１１に対して剥離可能な剥離層１０３が予め形成された加工媒体Ｍ１２を準備してもよい（ステップＳ１１：剥離層付き媒体準備工程）。
【００２０】
剥離層形成工程Ｓ１１は、例えば、図３に示すフィルム貼り付け部２によってフィルムを、接着層１０５を介して発泡樹脂層１０２に剥離可能に貼り付けて剥離層１０３とすることもできるが、剥離可能な樹脂やコーティング剤などを剥離層１０３とする場合には接着層１０５を省略してもよい。このような接着層１０５を省略した剥離層１０３としては、あくまで一例であるが、紫外線硬化樹脂や、「マックル Ｃ−１６１Ｇ」（化研テック株式会社製）、「ナノグラスコート ＳＶ９０００」（ナノグラスコートジャパン株式会社製）、「よごれる前に！スプレー」（ユーシン社販売）などのコーティング剤が挙げられる。或いは、剥離可能なインク（例えば株式会社ミマキエンジニアリング製）をインクジェットなどで印刷することで剥離層１０３としてもよい。
【００２１】
なお、剥離層１０３がフィルムである場合には、このフィルムの材料の一例としては、ポリイミド（例えばカプトン（登録商標））、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（polyethylene naphthalate：ポリエチレンナフタレート）、エチレンビニルアルコール系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂が挙げられる。また、フィルムを発泡樹脂層１０２に貼り付ける接着層１０５の一例としては、「３Ｍスプレーのり」（登録商標：スリーエム ジャパン株式会社製）が挙げられる。
【００２２】
また、本明細書において、フィルムを発泡樹脂層１０２に剥離可能に貼り付けることを接着と記し、剥離可能に貼り付けるためにフィルムと発泡樹脂層１０２との間に配置される材料のことを接着層１０５と記す。従って、フィルムと発泡樹脂層１０２とを接着させて、後述する熱エネルギー放射工程Ｓ１３を経ることで発泡樹脂層１０２を発泡膨張させた後に、少なくとも発泡膨張した発泡樹脂層１０２を破断せずに互いを剥離させることができない、又は困難であるような材料は、フィルムと発泡樹脂層１０２とを接着するための接着層１０５としては不適である。また、貼付後のフィルムと発泡樹脂層１０２とを剥離可能であればよいので、粘着層を介して互いを粘着することによって、フィルムと発泡樹脂層１０２とを貼り付けてもよい。従って、本明細書において、接着することは接着又は粘着すること、接着層１０５は接着層又は粘着層の両方の意味を含む。
【００２３】
剥離層１０３の特性は、あくまで一例であるが、耐熱性を有すること、機械的強度が高いこと（例えば、破断伸度が８０％以上、或いは、破断強度が１００ＭＰａ以上）、熱伝導率が低いこと（例えば、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下）、厚みが５０μｍ以下であること、熱収縮が少ないこと、剥離容易であること、印刷性が良いこと（例えば、インクを弾かないなど、印刷に用いるインクに対して定着性や親和性が良く、印刷可能性があること。）などが望ましい。
【００２４】
剥離層１０３が伸縮性を有する場合には、剥離層１０３が発泡樹脂層１０２の発泡膨張に追従して変形することで、剥離層１０３と接着層１０５との間、又は接着層１０５と発泡樹脂層１０２との間に隙間が生じにくくなる。このような隙間が生じると、後述する熱吸収トナー層１０４から発泡樹脂層１０２への熱伝導が阻害される。なお、剥離層１０３は、熱吸収トナー層１０４が熱輻射線を吸収して光を熱に変換することから、その熱が伝導されて伸縮性が増すことが望ましい。
【００２５】
剥離層１０３は、発泡膨張層１０２の発泡膨張時に発泡膨張層１０２とともに変形した後に、温度変化（例えば常温下への変化）で元の形状に戻ったり、或いは、弾性を有することで元の形状に戻ったりする場合、後述する熱エネルギー放射工程Ｓ１３を経て剥離層除去工程Ｓ１４において除去された後に、再度、又は繰り返し形成（貼り付け）可能になる。
【００２６】
なお、剥離層１０３であるフィルムのみを再度、又は繰り返し貼り付けてもよいが、フィルムを発泡樹脂層１０２に接着する接着層１０５もフィルムの除去後に再度、又は繰り返し利用可能であってもよい。更には、剥離層１０３に形成される熱吸収トナー層１０４についても、フィルム上に残したままで再利用してもよい。或いは、フィルムのみ、又はフィルム及び接着層１０５を再利用する場合に、熱吸収トナー層１０４を除去してから再利用してもよい。この場合の熱吸収トナー層１０４の除去方法は、例えばアルコールを用いた拭き取りが挙げられる。また、除去される熱吸収トナー層１０４は、油性系インク、水性系インク、カーボンブラックなどの除去しやすい材料であるとよい。
【００２７】
剥離層１０３が厚いほど、また、剥離層１０３の材料の熱伝導性が高いほど、剥離層１０３内において、加工媒体Ｍ１２の厚さ方向のみならず、この厚さ方向に交差する方向へも熱が伝導しやすくなる。従って、後述する熱吸収トナー層１０４から発泡膨張層１０２へ熱が伝導する際、剥離層１０３の熱吸収トナー層１０４が形成された領域から上記の交差する方向へ外れた領域に、熱が伝導しやすくなる。これにより、熱吸収トナー層１０４が吸収した熱が媒体Ｍ１１の発泡膨張する面（以下、「表面」と記す）側で拡散するため、発泡膨張層１０２の所望の発泡状態を実現しづらくなる。そのため、剥離層１０３はより薄いことが望ましく、剥離層１０３の材料の熱伝導性はより低いことが望ましい。
【００２８】
剥離層１０３の材料の破断伸度に関しては、図７に示すように、ポリイミド（カプトン）は８０％、ＰＥＴは１２０％、ＰＥＮは９０％、エチレンビニルアルコール系樹脂は２５０％、ポリメチルペンテン系樹脂は１００％である。また、剥離層１０３の材料の破断強度に関しては、ポリイミド（カプトン）は２８０ＭＰａ、ＰＥＴは２３０ＭＰａ、ＰＥＮは２８０ＭＰａ、エチレンビニルアルコール系樹脂は１０８ＭＰａ、ポリメチルペンテン系樹脂は１２８ＭＰａである。これらの材料は全て、上述の機械的強度が高いことの基準の一例である破断伸度が８０％以上、或いは、破断強度が１００ＭＰａ以上の両方を満たす。
【００２９】
媒体Ｍ１１の表面に配置される剥離層１０３上の領域のうち、発泡樹脂層１０２を立体化させたい部分に対応する領域には、発泡データに基づき黒トナーが印刷されることによって、熱吸収部の一例である熱吸収トナー層１０４が形成される（ステップＳ１２：熱吸収部形成工程）。すなわち、加工媒体Ｍ１３を平面視したときに、発泡樹脂層１０２を立体化させたい部分に対応する領域と、剥離層１０３に熱吸収トナー層１０４が形成された領域とが重なるように形成される。この熱吸収部形成工程Ｓ１２は、例えば、図４に示す黒トナー印刷部３によって行われる。熱吸収トナー層１０４が形成された加工媒体Ｍ１２を加工媒体Ｍ１３と記す。
【００３０】
熱吸収トナー層１０４は、媒体Ｍ１１（例えば、基材１０１及び発泡樹脂層１０２の両方）よりも熱エネルギーを吸収しやすい。また、熱吸収トナー層１０４は、剥離層１０３上に形成されるため、剥離層１０３と一体に剥離可能である。
【００３１】
熱吸収トナー層１０４が同量の熱エネルギーを受けた場合、熱吸収トナー層１０４の濃度（例えば、面積階調）が濃い部分に対応する領域ほど、発泡樹脂層１０２は、より多くの熱エネルギーを吸収する。基本的には、発泡樹脂層１０２の発泡高さは、発泡樹脂層１０２の吸収する熱量に正の相関を有するため、結局、熱吸収トナー層１０４の濃度がより濃く形成された部分ほど、発泡樹脂層１０２の発泡高さは高くなる。
【００３２】
そこで、熱吸収トナー層１０４は、発泡樹脂層１０２が発泡膨張することにより形成される立体形状の目標高さに対応するように濃淡が決定される。
なお、発泡樹脂層１０２の材料や熱吸収トナー層１０４の材料など、様々な条件によって変化するある濃度閾値を超えると、上述の正の相関は弱まる傾向がある。また、熱吸収トナー層１０４は、発泡樹脂層１０２の発泡膨張を補完するために、基材１０１の裏面、つまり、基材１０１のうち発泡樹脂層１０２が形成された表面とは反対側の面に更に形成されてもよい。
【００３３】
加工媒体Ｍ１３は、熱輻射線（熱エネルギーの一例）を放射されることによって発泡処理される（ステップＳ１３：熱エネルギー放射工程）。この熱エネルギー放射工程Ｓ１３は、例えば、図４に示す熱膨張加工部４によって行われる。これにより、熱吸収トナー層１０４が熱輻射線を吸収して、その熱が発泡樹脂層１０２に含まれる熱発泡剤に伝導し、熱発泡剤が膨張反応を起こす。そのため、熱吸収トナー層１０４の黒濃度に応じた程度、発泡樹脂層１０２が発泡膨張する。
【００３４】
なお、発泡樹脂層１０２のうち熱吸収トナー層１０４を形成されていない部分が熱エネルギーを吸収したとしてもその熱量は十分小さく抑えられており、実質的に高さが変化しないか、熱吸収トナー層１０４を形成された部分に比べれば高さの変化は十分小さい。
【００３５】
発泡樹脂層１０２が発泡膨張した後、加工媒体Ｍ１３から剥離層１０３が除去される（ステップＳ１４：剥離層除去工程）。剥離層１０３が剥離されるときには、熱吸収トナー層１０４及び接着層１０５も一体に剥離される。なお、剥離層除去工程Ｓ１４は、例えば人の手によって行うことができるが、図示しない剥離装置等を用いて自動で行ってもよい。
【００３６】
剥離層１０３、熱吸収トナー層１０４、及び接着層１０５を除去された発泡樹脂層１０２上には、画像の一例として、カラー画像を構成する図示しないカラーインク層が形成される（ステップＳ１５：画像形成工程）。この画像形成工程は、例えば、図５に示すインクジェットプリンタ部５によって行われる。なお、画像形成工程Ｓ１５において形成される画像は、白黒画像であってもよく、カラー画像に限られない。
【００３７】
［立体画像形成システム］
図２は、本発明の第１実施形態に係る立体画像形成システム１を示すブロック図である。
図２に示すように、立体画像形成システム１は、剥離層形成手段の一例であるフィルム貼り付け部２と、熱吸収部形成手段の一例である黒トナー印刷部３と、熱エネルギー放射手段の一例である熱膨張加工部４と、画像形成手段の一例であるインクジェットプリンタ部５と、を備える。これらについては、以下、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００３８】
図３は、本発明の第１実施形態におけるフィルム貼り付け部２の内部構造を模式的に示す断面図である。
フィルム貼り付け部２は、剥離層供給ローラ４３と、アンダーフィルム供給ローラ４４と、ローラ対４５と、を備える。
【００３９】
剥離層供給ローラ４３には、図１Ａに示す剥離層１０３が巻き付けられている。この剥離層１０３は例えばフィルムであり、接着層１０５となる接着剤は公知の熱圧着用接着剤である。
【００４０】
アンダーフィルム供給ローラ４４は、媒体Ｍ１１の矢印ａで示す搬送経路を挟んで、剥離層供給ローラ４３の反対側に配置されている。アンダーフィルム供給ローラ４４には、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）であるアンダーフィルムＵが巻き付けられている。
【００４１】
アンダーフィルムＵは、媒体Ｍ１１からはみ出して貼り付けられた剥離層１０３を保護するべく、媒体Ｍ１１のうち剥離層１０３側とは反対側に、剥離層１０３及び媒体Ｍ１１の全体に対向するように剥離層１０３及び媒体Ｍ１１よりも大きく貼り付けられる。媒体Ｍ１１からはみ出した部分の剥離層１０３及びアンダーフィルムＵはその後カットされる。なお、アンダーフィルムＵは、カット前に剥離されてもよい。
【００４２】
ローラ対４５は、媒体Ｍ１１の搬送経路を挟んで配置される一対のローラ４５ａ，４５ｂを有する。これら一対のローラ４５ａ，４５ｂは、回転しながら、媒体Ｍ１１と、剥離層供給ローラ４３から引き出された剥離層１０３及びアンダーフィルム供給ローラ４４から引き出されたアンダーフィルムＵとを高い圧力で密着させるように、剥離層１０３及びアンダーフィルムＵを搬送される媒体Ｍ１１に向けて押圧する。
【００４３】
一対のローラ４５ａ，４５ｂの一方は、熱源を内蔵する加熱ローラ４５ａである。この加熱ローラ４５ａは、接着層１０５によって剥離層１０３と媒体Ｍ１１とを熱圧着可能な温度に設定されている。また、一対のローラ４５ａ，４５ｂは、剥離層１０３と媒体Ｍ１１とを接着層１０５によって熱圧着可能な圧力を加えられるように、ローラ４５ａはローラ４５ｂの向きに、ローラ４５ｂはローラ４５ａの向きに付勢されている。
【００４４】
また、一対のローラ４５ａ，４５ｂによる熱圧着は、剥離層１０３を剥離するときに凝集破壊が起きず、界面剥離になるように、温度、圧力、及び搬送速度（時間）が設定されている。
【００４５】
上述のフィルム貼り付け部２において、媒体Ｍ１１は、剥離層１０３及び接着層１０５を有する加工媒体Ｍ１２に加工される。なお、図３では、フィルムである剥離層１０３を形成するフィルム貼り付け部２について説明したが、剥離可能な樹脂やコーティング剤などを剥離層１０３とする場合には、剥離層１０３を塗布などにより形成する剥離層形成手段を用いるとよい。
【００４６】
図４は、本発明の第１実施形態における黒トナー印刷部３及び熱膨張加工部４の内部構造を模式的に示す断面図である。なお、図４では、黒トナー印刷部３及び熱膨張加工部４が一体に配置されているが、それぞれ別の装置として独立して配置されていてもよい。
【００４７】
黒トナー印刷部３は、熱膨張加工部４の下部に配置されている。黒トナー印刷部３は、装置筐体３ａの内部中央において、水平方向に延在する無端状の転写ベルト６を備える。この転写ベルト６は、不図示の張設機構によって張設されながら、駆動ローラ７と従動ローラ８とに掛け渡され、駆動ローラ７により駆動されて、図４の矢印ｂで示す反時計回り方向に循環移動する。
【００４８】
転写ベルト６の上循環移動面に接して画像形成ユニット９の感光体ドラム１１が配設されている。この感光体ドラム１１には、その周面を取り巻くように近接して、図示しないクリーナ、初期化帯電器、光書込ヘッドに続いて現像ローラ１２等が配置されている。
【００４９】
上記の現像ローラ１２は、トナー容器１３の側部開口部に配置されている。トナー容器１３の中には黒色トナーＫが収容されている。黒色トナーＫは、非磁性一成分トナーから成っている。また、現像ローラ１２は、トナー容器１３に収容されている黒色トナーＫの薄層を表面に担持して、光書込ヘッドによって感光体ドラム１１の周面上に形成されている静電潜像に黒色トナーＫの画像を現像する。
【００５０】
感光体ドラム１１の下部には、転写ベルト６を介して一次転写ローラ１４が圧接して、ここに一次転写部を形成している。一次転写ローラ１４には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧が供給される。
【００５１】
一次転写ローラ１４は、一次転写部において、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト６に印加して、感光体ドラム１１の周面上に現像されている黒色トナーＫの画像を転写ベルト６に転写する。
【００５２】
転写ベルト６の図４に示す右端部が掛け渡されている従動ローラ８には、転写ベルト６を介して二次転写ローラ１５が圧接し、ここに二次転写部を形成している。二次転写ローラ１５には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧が供給される。
【００５３】
二次転写ローラ１５は、二次転写部において、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト６に印加し、この転写ベルト６に一次転写されている黒色トナーＫの画像を、画像形成搬送路１６に沿って矢印で示すように図４の下方から搬送されてくる加工媒体Ｍ１２に転写する。
【００５４】
加工媒体Ｍ１２は、給紙カセット等から成るシート収容部１８に積載されて収容され、不図示の給紙ローラ等により最上部の一枚が取り出され、画像形成搬送路１６に送出される。更に、加工媒体Ｍ１２は、画像形成搬送路１９を搬送されて、上記の二次転写部を通過しながら黒色トナーＫの画像を転写される。
【００５５】
黒色トナーＫの画像を転写されながら二次転写部を通過した加工媒体Ｍ１２は、定着搬送路１９に沿って定着部２１へと搬送される。定着部２１の加熱ローラ２２及び押圧ローラ２３は、加工媒体Ｍ１２を挟持し、熱及び圧力を加えながら搬送する。
【００５６】
このように、加工媒体Ｍ１２が、二次転写されている黒色トナーＫの画像を紙面に定着されることで、加工媒体Ｍ１２は、熱吸収トナー層１０４を有する加工媒体Ｍ１３に加工される。この加工媒体Ｍ１３は、加熱ローラ２２及び押圧ローラ２３により更に搬送され、定着部排出ローラ対２４に搬送を引き継がれ、上方の熱膨張加工部４に排出される。ここで、定着部２１における加工媒体Ｍ１２（Ｍ１３）の搬送速度は比較的速いため、加熱ローラ２２の加熱で加工媒体Ｍ１３の黒色トナー印刷部分の膨張量は無視することができる。
【００５７】
なお、熱吸収トナー層１０４の形成方法は、インクジェット印刷、オフセット印刷、シルク印刷など、特に制限されない。また、熱吸収トナー層１０４は、媒体Ｍ１１よりも熱エネルギーを吸収しやすいものであれば、色も黒色に限定されない。
【００５８】
熱膨張加工部４は、上部に媒体搬送経路２５を形成され、この媒体搬送経路２５に沿って４組の搬送ローラ対２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）が配置されている。そして、媒体搬送経路２５のほぼ中央部の下方に、光源ユニット２７が配置されている。
【００５９】
光源ユニット２７は、細長形状のハロゲンランプ２７ａと、このハロゲンランプ２７ａの下方向半分を取り囲む断面がほぼ半円状の反射鏡２７ｂと、を有し、加工媒体Ｍ１３を図４の奥行き方向の全体に亘って加熱する。
【００６０】
例えば、ハロゲンランプ２７ａには、９００Ｗのものが使用され、媒体搬送経路２５を搬送される加工媒体Ｍ１３の面から４ｃｍ離れた位置に配置される。加工媒体Ｍ１３を搬送する搬送ローラ対２６の搬送速度は２０ｍｍ／秒である。この条件で加工媒体Ｍ１３は１００℃〜１１０℃に熱せられ、加工媒体Ｍ１３の図１Ａに示す発泡樹脂層１０２のうち表面側に熱吸収トナー層１０４を印刷された部分が熱膨張する。
【００６１】
なお、黒トナー印刷部３の加工媒体Ｍ１２の搬送速度は速く、熱膨張加工部４の加工媒体Ｍ１３の搬送速度は遅いが、シート収容部１８からは加工媒体Ｍ１２が一枚ごとに搬送され、熱膨張加工部４の搬送が終了するまでは連続搬送は行われない。
【００６２】
したがって、熱膨張加工部４に搬送された加工媒体Ｍ１３は、黒トナー印刷部３の定着部排出ローラ対２４と熱膨張加工部５の最初の搬送ローラ対２６ａとの間の搬送経路ｃで撓んだ状態で、少しの時間滞留するだけで、全体として搬送に不都合は生じない。
【００６３】
熱膨張加工部４で熱吸収トナー層１０４の裏面側に位置する発泡樹脂層１０２が熱膨張して盛り上がった加工媒体Ｍ１３は、搬送経路ｄに沿って媒体排出口２８を通って排紙トレー２９に排出される。
【００６４】
図５は、本発明の第１実施形態におけるインクジェットプリンタ部５の構成を示す斜視図である。
インクジェットプリンタ部５は、熱膨張加工部４において発泡膨張した加工媒体Ｍ１３から剥離層１０３が熱吸収トナー層１０４及び接着層１０５と一体に除去された状態の加工媒体Ｍ１１−１（図１に示す媒体Ｍ１１の発泡樹脂層１０２が発泡膨張した状態のもの）にカラーインク層を形成する。
【００６５】
インクジェットプリンタ部５は、用紙搬送方向に直交する両方向矢印ｅで示す方向に往復移動可能に設けられたキャリッジ３１を備える。このキャリッジ３１には、印字を実行する印字ヘッド３２とインクを収容しているインクカートリッジ３３（３３ｗ，３３ｃ，３３ｍ，３３ｙ）とが取り付けられている。
【００６６】
カートリッジ３３ｗ，３３ｃ，３３ｍ，３３ｙは、それぞれ、ホワイトＷ，シアンＣ，マゼンタＭ，イエローＹの色インクを収容する。これらのカートリッジは、個別に、又は各インク室が１個の筐体内に一体化された構成をしており、各色インクを吐出するそれぞれのノズルを有する印字ヘッド３２に連結されている。
【００６７】
また、キャリッジ３１は、一方ではガイドレール３４により滑動自在に支持され、他方では歯付き駆動ベルト３５に固着している。これにより、印字ヘッド３２及びインクカートリッジ３３（３３ｗ，３３ｃ，３３ｍ，３３ｙ）は、キャリッジ３１と共に、図５の両方向矢印ｅで示す用紙搬送方向と直交する方向つまり印字の主走査方向に往復駆動される。
【００６８】
印字ヘッド３２と立体画像形成システム１の後述する制御部との間には、フレキシブル通信ケーブル３６が内部フレーム３７を介して接続されている。このフレキシブル通信ケーブル３６を通して制御部から印字データ及び制御信号が印字ヘッド３２に送出される。
【００６９】
また、印字ヘッド３２に対向し、印字ヘッド３２の上記主走査方向に延在して、内部フレーム３７の下端部に用紙搬送路の一部を構成するプラテン３８が配設されている。
また、加工媒体Ｍ１１−１がプラテン３８に接して給紙ローラ対３９（下のローラは加工媒体Ｍ１１−１の陰になっていて図５では見えない）及び排紙ローラ対４１（下のローラは同様に見えない）により図５の矢印ｆで示す印字副走査方向に間欠的に搬送される。
【００７０】
加工媒体Ｍ１１−１の間欠搬送の停止期間中に、印字ヘッド３２は、モータ４２により歯付き駆動ベルト３５及びキャリッジ３１を介して駆動されながら、加工媒体Ｍ１１−１に近接した状態でインク滴を噴射して紙面に印字する。このように加工媒体Ｍ１１−１の間欠搬送と印字ヘッド３２による往復移動時の印字との繰り返しによって加工媒体Ｍ１１−１の表面全体にカラーインク層の印字（印刷）が行われ、加工媒体Ｍ１１−２に加工される。以上で、本第１実施形態における媒体Ｍ１１の加工が終了する。
【００７１】
なお、インクジェットプリンタ部５は、上述した構成に限られず、表面に立体形状が形成された媒体にカラー画像を印刷することができる、公知の印刷装置を用いてよい。また、カラーインク層１０３の印刷前に、加工媒体Ｍ１１−１の発泡樹脂層１０２上に下地として白インクを印刷してもよい。この場合、まず、白インクを形成した加工媒体Ｍ１１−１を矢印ｆで示す印字副走査方向と逆方向に逆搬送して、再び矢印ｆ方向に搬送しながらカラーインク層１０３の印字を行う。
【００７２】
図６は、本発明の第１実施形態に係る立体画像形成システムの制御部を含む回路ブロック図である。
図６に示すように、回路ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit)４５を中心にして、このＣＰＵ４５に、それぞれデータバスを介して、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ（インターフェイスコントローラ）４６、ＰＲ＿ＣＯＮＴ（プリンタコントローラ）４７、及び画像切取り部４８が接続されている。
【００７３】
上記のＰＲ＿ＣＯＮＴ４７にはプリンタ印字部４９が接続されている。また、画像切取り部４８は、他方ではＩ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４６にも接続されている。画像切取り部４８には、パーソナルコンピュータ等に搭載されているものと同様な画像処理アプリケーションが搭載されている。
【００７４】
また、ＣＰＵ４５には、ＲＯＭ（read only memory）５１、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）５２、本体操作部の操作パネル５３、及び、各部に配置されたセンサからの出力が入力されるセンサ部５４が接続されている。ＲＯＭ５１はシステムプログラムを格納されている。操作パネル５３はタッチ式の表示画面を備える。
【００７５】
ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ５１に格納されているシステムプログラムを読出して、その読出したシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。
すなわち、各部において、先ず、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４６は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ５５に展開する。
【００７６】
フレームメモリ５５には、黒トナーＫの印字データ、ホワイトＷ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクそれぞれの印字データに対応する記憶エリアが設定されており、この記憶エリアに上記各色の画像の印字データが展開される。展開されたデータはＰＲ＿ＣＯＮＴ４７に出力され、このＰＲ＿ＣＯＮＴ４７からプリンタ印字部４９に出力される。
【００７７】
プリンタ印字部４９は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７からの制御の下で、図４に示す黒トナー印刷部３の感光体ドラム１１、一次転写ローラ１４等を含む回転駆動系、図６には図示を省略した初期化帯電器、光書込ヘッド等の被駆動部を有する画像形成ユニット９の印加電圧や、転写ベルト６、定着部２１の駆動などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。
【００７８】
更に、プリンタ印字部４９は、図４に示す熱膨張加工部４の４組の搬送ローラ対２６の駆動と、光源ユニット２７の発光駆動と、それらのタイミングとを制御する。そして、更にプリンタ印字部４９は、図５に示すインクジェットプリンタ部５の各部の動作を制御する。なお、図３に示すフィルム貼り付け部２の各部の動作は、ＣＰＵ４５によって制御される。
【００７９】
ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７から出力された黒トナーＫの画像データは、プリンタ印字部４９から図４に示した黒トナー印刷部３の画像形成ユニット９の図示を省略した光書込ヘッドに供給される。また、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７から出力されたホワイトＷ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクそれぞれの画像データは、図４に示すインクジェットプリンタ部２の印字ヘッド３２に供給される。
【００８０】
以上説明した第１実施形態では、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体Ｍ１１の表面上に、剥離可能な剥離層１０３が、媒体Ｍ１１が発泡膨張する前に形成されるとともに、剥離層１０３に、媒体Ｍ１１よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部の一例である熱吸収トナー層１０４が、媒体Ｍ１１が発泡膨張する前に形成される。その後、媒体Ｍ１１（加工媒体Ｍ１３）には、熱エネルギーの一例である熱輻射線が放射される。また、剥離層１０３が熱吸収トナー層１０４及び接着層１０５と例えば一体に除去され、媒体Ｍ１１−１の表面上に、画像を一例とするカラー画像が形成される。
【００８１】
以下に、本第１実施形態、及び、後述する比較例の各方法によって形成された立体画像（発泡膨張後の発泡樹脂層１０２上にカラーインク層の印字（印刷）が行われた加工媒体Ｍ１１−２）の品質を比較する実験を行った結果について説明する。
【００８２】
第１実施形態では、熱吸収トナー層１０４が剥離層１０３と一体に剥離されるため、熱吸収トナー層１０４が発泡樹脂層１０２上に直接形成され、かつ、この熱吸収トナー層１０４を破断せずに発泡樹脂層１０２の表面から剥離することはできない場合（比較例１と記す）と比較すると、熱吸収トナー層１０４上にカラー画像を形成する前に、ベタ白画像などで熱吸収トナー層１０４を覆い隠す必要がなくなり、そのための白インクなどの材料も不要となった。また、熱吸収部をベタ白画像などで完全に覆い隠せない場合に、熱吸収トナー層１０４上に印刷したカラー画像がくすんでしまうといったこともなくなった。そのため、図８に示すように、本第１実施形態の方法によって形成された立体画像は、印刷品質が非常に良好な「◎」であったのに対し、比較例１の方法によって形成された立体画像は、印刷品質が「△」であった。
【００８３】
また、第１実施形態では、媒体Ｍ１１のカラーインク層側、つまり媒体Ｍ１１が発泡膨張する表面側に剥離層１０３を介して熱吸収トナー層１０４が形成されるが、この剥離層１０３は、基材１０１に比べると厚みを非常に小さくすることができるので、媒体Ｍ１１の裏面側に熱吸収トナー層１０４が形成される場合（比較例２と記す）と比較して、熱吸収トナー層１０４から発泡樹脂層１０２への熱伝導の距離を短くすることができる。したがって、比較例２と比較して、熱吸収トナー層１０４が吸収した熱が発泡樹脂層１０２の表面に伝導するまでの間に、発泡樹脂層１０２の表面に平行な方向に熱量が拡散することを抑制することができ、ひいては、発泡樹脂層１０２における所望の領域を所望の量だけ発泡膨張させることが容易になる。更には、ベタ白画像などで熱吸収部を覆い隠す必要がなくなったことから、カラー画像のくすみを抑制するために、熱吸収部の黒濃度をベタ白画像などで覆い隠せる程度の濃度に抑制することで、発泡膨張による盛り上がり量が抑制されてしまうこともなかった。そのため、図８に示すように、本第１実施形態の方法によって形成された立体画像は、凹凸品質が「◎」であったのに対し、比較例２の方法によって形成された立体画像は、凹凸品質が「△」であった。
【００８４】
また、比較例１では、熱吸収トナー層１０４が発泡樹脂層１０２上に直接形成されるので、発泡樹脂層１０２を発泡膨張させる際、所望の量だけ発泡膨張させることが比較的容易である。そのため、図８に示すように、比較例１の方法によって形成された立体画像は、凹凸品質が最も良好な「◎」であった。比較例２では、前述したように、熱吸収トナー層１０４と発泡樹脂層１０２との距離が長いので、発泡樹脂層１０２を所望の量だけ発泡膨張させることが難しい。そのため、凹凸の差が小さい分、印刷品質は比較的良好な「○」であった。
【００８５】
なお、印刷品質とは、カラー画像のくすみの有無や印刷結果の解像度などに起因して変化する品質であり、カラー画像の見栄えとも言える。また、膨張させるべき領域は膨張され、かつ、膨張を抑制すべき領域は膨張が抑制されることで、発泡樹脂層１０２が所望の量だけ発泡膨張された場合に、凹凸品質が良い判断されると言える。そして、印刷品質と凹凸品質がそれぞれ高ければ高いほど、高品位な立体画像が形成されたと言える。なお、上記の第１実施形態では、印刷品質、及び、凹凸品質ともに、品質が良い順に◎、○、△と記載したが、これは品質を比較するために便宜的に優劣を付けただけである。従って、図８は、例えば、立体画像の量産品としての良品判定結果を示したものでは必ずしもないことを付記しておく。この点は、以下の各実施形態も同様である。
【００８６】
以上の通り、本実施の形態によれば、高品位な立体画像を形成することができた。
【００８７】
また、本第１実施形態では、剥離層１０３が、熱吸収トナー層１０４と媒体Ｍ１との間に介在するように形成されている。また、剥離層１０３が媒体Ｍ１１の表面上に形成された後に、熱吸収トナー層１０４が剥離層１０３上に形成される。したがって、熱吸収トナー層１０４を剥離層１０３上に形成するという簡単な作業で熱吸収トナー層１０４を形成することもできる。
【００８８】
また、本第１実施形態では、剥離層１０３が熱圧着によって発泡樹脂層１０２に貼り付けられる場合、接着層１０５の厚みを薄くすることができ、これにより、熱吸収トナー層１０４が吸収した熱が発泡樹脂層１０２に伝導する際に、発泡樹脂層１０２の表面に平行な方向に熱量が拡散してしまうことを抑制することができる。したがって、より高品位な立体画像を形成することができる。
【００８９】
また、本第１実施形態では、媒体Ｍ１１に熱エネルギーが放射され、剥離層１０３及び熱吸収トナー層１０４が除去された後、その状態の加工媒体Ｍ１１−１の表面上に、画像の一例であるカラーインク層が形成される。このように、媒体Ｍ１１の発泡膨張後にカラーインク層が形成されることで、媒体Ｍ１１の発泡膨張前にカラーインク層が形成される場合と比較して、カラーインク層の硬さに起因して発泡樹脂層１０２の発泡膨張が阻害されるのを防ぐことができるとともに、カラーインクが膨張すること或いはカラーインクの隙間が広がることによってカラーインク層の色が薄くなるのを防ぐことができる。
【００９０】
また、媒体Ｍ１１に対して剥離可能な剥離層１０３が予め形成された加工媒体Ｍ１２を準備する際は、スクレーパ等を用いて、発泡樹脂層１０２上に剥離可能な剥離層１０３を塗布したり、インクジェットプリンタ等を用いて、発泡樹脂層１０２上に剥離可能な剥離層１０３を印刷したりすることによって形成してよい。この場合、接着層１０５は不要となる。従って、熱吸収トナー層１０４と発泡樹脂層１０２の距離をより一層近づけることができ、これにより、熱吸収トナー層１０４が吸収した熱が発泡樹脂層１０２に伝導する際に、発泡樹脂層１０２の表面に平行な方向に熱量が拡散してしまうことをより一層抑制することができる。したがって、より高品位な立体画像を形成することができる。
【００９１】
＜第１実施形態の第１変形例＞
図９Ａは、本発明の第１実施形態の第１変形例に係る加工媒体Ｍ２３を示す断面図である。
図９Ｂは、本発明の第１実施形態の第１変形例に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
【００９２】
本第１変形例では、剥離層２０３及び接着層２０５が、媒体Ｍ２１の表面全体ではなく、媒体Ｍ２１の表面のうち熱吸収トナー層２０４が形成される領域に形成される点において、上述の第１実施形態と相違する。その他の事項は、第１実施形態と同様にすることができるため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
図９Ａに示す加工媒体Ｍ２３は、基材２０１と発泡樹脂層２０２とを有する媒体Ｍ２１から加工されたものであり、発泡樹脂層２０２を発泡膨張させる前の状態である。
発泡樹脂層２０２上には、後述する熱吸収トナー層２０４が形成される予定の領域に、剥離可能な剥離層２０３が例えば島状に形成される（図９Ｂに示すステップＳ２１：部分剥離層形成工程）。剥離層２０３が形成された媒体Ｍ２１を加工媒体Ｍ２２と記す。なお、部分剥離層形成工程Ｓ２１を行うのに代えて、媒体Ｍ２１に対して剥離可能な剥離層１０３が予め島状に形成された加工媒体Ｍ２２を準備してもよい（ステップＳ２１：部分剥離層付き媒体準備工程）。
【００９４】
部分剥離層形成工程Ｓ２１では、発泡樹脂層２０２の表面の全体ではなく一部に剥離層２０３が形成されるため、一例ではあるが、剥離層２０３は、剥離可能なインクをインクジェットなどで印刷することで形成されることで接着層が省略されてもよい。
【００９５】
なお、剥離層２０３は、熱吸収トナー層２０４が形成される領域のみならず、この領域と他の領域とを含む発泡樹脂層２０２の表面の一部に形成されるようにしてもよい。一例ではあるが、熱吸収トナー層２０４が媒体Ｍ２１の表面のうち周縁には形成されない場合、剥離層２０３が媒体Ｍ２１の表面のうち周縁を除く部分のみに一体に１つ形成されていてもよい。この場合の剥離層２０３は、印刷などの形成方法に限らず、フィルムを用いた形成方法なども採用可能となる。
【００９６】
剥離層２０３上には、発泡データに基づき黒トナーが印刷されることによって、熱吸収トナー層２０４が形成される（ステップＳ２２：熱吸収部形成工程）。すなわち、加工媒体Ｍ２２を平面視したときに、発泡樹脂層２０２を立体化させたい部分に対応する領域と、剥離層２０３に熱吸収トナー層２０４が形成された領域とが重なるように形成される。熱吸収トナー層２０４が形成された加工媒体Ｍ２２を加工媒体Ｍ２３と記す。この加工媒体Ｍ２３は、熱輻射線を放射されることによって発泡処理される（ステップＳ２３：熱エネルギー放射工程）。
【００９７】
その後、加工媒体Ｍ２３から剥離層２０３が除去される（ステップＳ２４：剥離層除去工程）。剥離層２０３が剥離されるときには、熱吸収トナー層２０４も一体に剥離される。また、剥離層２０３及び熱吸収トナー層２０４を除去された発泡樹脂層１０２上には、カラー画像を構成する図示しないカラーインク層が形成される（ステップＳ２５：画像形成工程）。
【００９８】
以上説明した第１実施形態の第１変形例によっても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。簡便のため、詳細についてはここでの記載を省略するが、図８に示すように、本第２実施形態の方法によって形成された立体画像は印刷品質及び凹凸品質がともに「◎」であり、高品位な立体画像を形成することができた。
【００９９】
また、本第第１変形例では、上述の第１実施形態と同様の効果に加えて、剥離層２０３は、媒体Ｍ２１（発泡樹脂層２０２）の表面のうち熱吸収部の一例である熱吸収トナー層２０４が形成される領域を含む一部に形成される。そのため、剥離層２０３の材料の消費量を抑えることができた。
【０１００】
また、発泡樹脂層２０２上に剥離可能な剥離層２０３をインクジェットなどで島状に印刷したことによって、発泡樹脂層２０２と剥離層２０３とを接着する接着層が不要となった。従って、熱吸収トナー層２０４と発泡樹脂層２０２の距離を、第１実施形態に比べてより一層近づけることができた。これにより、熱吸収トナー層２０４が吸収した熱が発泡樹脂層２０２に伝導する際に、発泡樹脂層２０２の表面に平行な方向に熱量が拡散してしまうことをより一層抑制することができる。したがって、より高品位な立体画像を形成することができる。
【０１０１】
＜第１実施形態の第２変形例＞
図１０Ａは、本発明の第１実施形態の第２変形例に係る加工媒体Ｍ３２を示す断面図である。
【０１０２】
図１０Ｂは、本発明の第１実施形態の第２変形例に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
本第２変形例では、予め熱吸収トナー層３０４が形成された剥離層３０３（つまり、加工剥離層）を準備し、この加工剥離層を媒体Ｍ３１の表面上に形成する点において、上述の第１実施形態と相違する。その他の事項は、第１実施形態と同様にすることができるため、詳細な説明は省略する。
【０１０３】
図１０Ａに示す加工媒体Ｍ３２は、基材３０１と発泡樹脂層３０２とを有する媒体Ｍ３１から加工されたものであり、発泡樹脂層３０２を発泡膨張させる前の状態である。なお、剥離層３０３である例えばフィルムは、発泡膨張層３０２の発泡膨張時に発泡樹脂層３０２とともに変形した形状から、温度変化（例えば常温下への変化）で元の形状に戻ったり、或いは、弾性を有することで元の形状に戻ったりすることによって、後述する剥離層除去工程Ｓ３５で剥離された後のものを再度、又は繰り返し貼り付け可能にすることができる。
【０１０４】
まず、剥離層３０３上の領域のうち発泡樹脂層３０２を立体化させたい部分に対応する領域には、発泡データに基づき黒トナーが印刷されることによって、熱吸収トナー層３０４が形成される（図１０Ｂに示すステップＳ３１：熱吸収部形成工程）。
【０１０５】
また、剥離層３０３の熱吸収トナー層３０４が形成された表面とは反対側の裏面に、接着層３０５が形成される（ステップＳ３２：剥離層形成工程その１）。接着層３０５は、例えば、第１実施形態で述べた公知の熱圧着用接着剤を剥離層３０３の裏面に塗布することにより形成される。その後、加工剥離層を、接着層３０５が塗布された裏面において発泡樹脂層３０２上に熱圧着することで、加工剥離層が発泡樹脂層３０２に形成される（ステップＳ３３：剥離層形成工程その２）。
【０１０６】
なお、接着層３０５の形成（Ｓ３２）を熱吸収トナー層３０４の形成（Ｓ３１）よりも先に行ってもよい。また、接着層３０５を発泡樹脂層３０２上に塗布し、熱圧着を用いない接着によって、加工剥離層を発泡樹脂層３０２上に貼り付けてもよい。
【０１０７】
加工剥離層及び接着層３０５が形成された媒体Ｍ３１を加工媒体Ｍ３２と記す。この加工媒体Ｍ３２は、熱輻射線を放射されることによって発泡処理される（ステップＳ３４：熱エネルギー放射工程）。
【０１０８】
その後、加工媒体Ｍ３２から加工剥離層が除去される（ステップＳ３５：剥離層除去工程）。加工剥離層が剥離されるときには、接着層３０５も一体に剥離される。また、加工剥離層を除去された発泡樹脂層３０２上には、カラー画像を構成する図示しないカラーインク層が形成される（ステップＳ３６：画像形成工程）。
【０１０９】
以上説明した第１実施形態の第２変形例においても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。簡便のため、詳細についてはここでの記載を省略する。
また、本第２変形例では、剥離層３０３に熱吸収部３０４が形成された加工剥離層を準備し、この加工剥離層を媒体Ｍ３１の表面上に形成するため、加工剥離層を、再度、又は繰り返し貼り付けることで、剥離層３０３及び熱吸収トナー層３０４の消費量を抑えることができる。
【０１１０】
＜第２実施形態＞
図１１Ａは、本発明の第２実施形態に係る加工媒体Ｍ４２を示す断面図である。
図１１Ｂは、本発明の第２実施形態に係る画像形成方法を説明するためのフローチャートである。
【０１１１】
本第２実施形態では、予め熱吸収トナー層４０４が形成された剥離層４０３（つまり、加工剥離層）を準備し、この加工剥離層を媒体Ｍ４１の表面上に形成する点において上述の第１実施形態と相違する。上述の第１実施形態の第２変形例と比較した場合には、熱吸収トナー層４０４が剥離層４０３の表面ではなく裏面に形成される点において相違する。その他の事項は、第１実施形態及びその第２変形例と同様にすることができるため、詳細な説明は省略する。
【０１１２】
図１１Ａに示す加工媒体Ｍ４２は、基材４０１と発泡樹脂層４０２とを有する媒体Ｍ４１から加工されたものであり、発泡樹脂層４０２を発泡膨張させる前の状態である。
【０１１３】
まず、剥離層４０３の裏面のうち、発泡樹脂層４０２を立体化させたい部分に対応する領域には、発泡データに基づき黒トナーが印刷されることによって、熱吸収トナー層４０４が形成される（図１１Ｂに示すステップＳ４１：熱吸収部形成工程）。このように、加工剥離層が準備される。
【０１１４】
また、剥離層４０３の熱吸収トナー層４０４が形成された裏面に、接着層４０５が形成される（ステップＳ４２：剥離層形成工程その１）。接着層４０５は、例えば、第１実施形態で述べた公知の熱圧着用接着剤を加工剥離層の裏面に塗布することにより形成される。
【０１１５】
その後、加工剥離層を、剥離層４０３の熱吸収トナー層４０４が形成された裏面において発泡樹脂層４０２上に熱圧着することで、加工剥離層が発泡樹脂層４０２上に形成される（ステップＳ４３：剥離層形成工程その２）。
【０１１６】
なお、接着層４０５を発泡樹脂層４０２上に塗布し、熱圧着を用いない接着によって、加工剥離層を発泡樹脂層４０２上に貼り付けてもよい。
加工剥離層及び接着層４０５が形成された媒体Ｍ４１を加工媒体Ｍ４２と記す。この加工媒体Ｍ４２は、熱輻射線を放射されることによって発泡処理される（ステップＳ４４：熱エネルギー放射工程）。
【０１１７】
その後、加工媒体Ｍ４２から加工剥離層が除去される（ステップＳ４５：剥離層除去工程）。加工剥離層が剥離されるときには、接着層４０５も一体に剥離される。また、加工剥離層を除去された発泡樹脂層４０２上には、カラー画像を構成する図示しないカラーインク層が形成される（ステップＳ４６：画像形成工程）。
【０１１８】
以上説明した本第２実施形態よっても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。簡便のため、詳細についてはここでの記載を省略するが、図８に示すように、本第２実施形態の方法によって形成された立体画像は印刷品質及び凹凸品質がともに「◎」であり、高品位な立体画像を形成することができた。
【０１１９】
また、本第２実施形態では、上述の第１実施形態の第２変形例と同様の効果も得られるが、剥離層４０３の裏面に熱吸収トナー層４０４が形成されるため、剥離層４０３上に熱吸収トナー層４０４が形成される上述の第１実施形態の第２変形例と比較して、熱吸収トナー層４０４から発泡樹脂層４０２への熱伝導の距離を短くすることができる。したがって、熱吸収トナー層４０４が吸収した熱が媒体Ｍ４１の表面側で拡散するのを防ぐことで、より確実に、媒体Ｍ４１の発泡状態を所望の状態にすることが可能になる。よって、より高品位な立体画像を形成することができる。
【０１２０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本願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を含む。以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【０１２１】
［付記１］
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、剥離可能な剥離層を、前記媒体が発泡膨張する前に形成するとともに、前記剥離層に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を、前記媒体が発泡膨張する前に形成し、
前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する、
ことを特徴とする立体画像形成方法。
【０１２２】
［付記２］
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、
前記剥離層と、前記熱吸収部とを、
前記剥離層が前記熱吸収部と前記媒体との間に介在するように形成するか、又は、前記熱吸収部が前記剥離層と前記媒体との間に介在するように形成する、
ことを特徴とする付記１記載の立体画像形成方法。
【０１２３】
［付記３］
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、
前記剥離層に前記熱吸収部が形成された加工剥離層を準備し、
前記加工剥離層を前記媒体の前記発泡膨張する面上に形成する、
ことを特徴とする付記１又は２記載の立体画像形成方法。
【０１２４】
［付記４］
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、
前記剥離層を前記媒体の前記発泡膨張する面上に形成した後に、前記熱吸収部を前記剥離層上に形成する、
ことを特徴とする付記１又は２記載の立体画像形成方法。
【０１２５】
［付記５］
前記剥離層及び前記熱吸収部を形成する工程では、前記熱エネルギーを放射する工程を経て剥離された後に再度、又は繰り返し貼り付け可能な前記剥離層を前記媒体の前記発泡膨張する面上に貼り付けることで前記剥離層を形成することを特徴とする付記１乃至４のいずれか記載の立体画像形成方法。
【０１２６】
［付記６］
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、前記媒体が発泡膨張する前に形成された剥離可能な剥離層上に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を前記媒体が発泡膨張する前に形成し、
前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する、
ことを特徴とする立体画像形成方法。
【０１２７】
［付記７］
前記媒体に熱エネルギーを放射した後、前記剥離層及び前記熱吸収部を除去し、
前記媒体の前記表面上に、画像を形成する、
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか記載の立体画像形成方法。
【０１２８】
［付記８］
前記剥離層は、前記媒体の表面のうち前記熱吸収部が形成される領域を含む一部に形成されることを特徴とする付記１乃至７のいずれか記載の立体画像形成方法。
【０１２９】
［付記９］
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体の前記発泡膨張する面上に、前記媒体が発泡膨張する前に形成された剥離可能な剥離層に、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部を前記媒体が発泡膨張する前に形成する熱吸収部形成手段と、
前記熱吸収部に熱エネルギーを放射する熱エネルギー放射手段と、
を備えることを特徴とする立体画像形成システム。
【０１３０】
［付記１０］
吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体と、
発泡膨張する前の前記媒体の前記発泡膨張する面上に形成された剥離可能な剥離層と、
前記媒体が発泡膨張する前に前記剥離層に形成され、かつ、前記媒体よりも熱エネルギーを吸収しやすい熱吸収部と、
を備えることを特徴とする立体画像形成用加工媒体。
【符号の説明】
【０１３１】
１      立体画像形成システム
２      フィルム貼り付け部
３      黒トナー印刷部
４      熱膨張加工部
５      インクジェットプリンタ部
４３      剥離層供給ローラ
４４      アンダーフィルム供給ローラ
４５      ローラ対
４５ａ      加熱ローラ
４５ｂ      ローラ
１０１，２０１，３０１，４０１      基材
１０２，２０２，３０２，４０２      発泡樹脂層
１０３，２０３，３０３，４０３      剥離層
１０４，２０４，３０４，４０４      熱吸収トナー層
１０５，３０５，４０５      接着層
Ｍ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１      媒体
Ｍ１２〜Ｍ１４，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ３２，Ｍ４２      立体画像形成用加工媒体（加工媒体）
【図１Ａ】
2019031095.tif 000003
【図１Ｂ】
2019031095.tif 000004
【図２】
2019031095.tif 000005
【図３】
2019031095.tif 000006
【図４】
2019031095.tif 000007
【図５】
2019031095.tif 000008
【図６】
2019031095.tif 000009
【図７】
2019031095.tif 000010
【図８】
2019031095.tif 000011
【図９Ａ】
2019031095.tif 000012
【図９Ｂ】
2019031095.tif 000013
【図１０Ａ】
2019031095.tif 000014
【図１０Ｂ】
2019031095.tif 000015
【図１１Ａ】
2019031095.tif 000016
【図１１Ｂ】
2019031095.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月25日(2018.10.25)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、吸収した熱量に応じて発泡膨張する媒体を用いた、構造物形成シート及び構造物製造方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の目的は、印刷品質及び凹凸品質が高められた、高品位な立体画像を形成することができる、構造物形成シート及び構造物製造方法を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
１つの態様では、構造物形成シートは、基材と、当該基材の上に設けられる熱膨張層と、当該熱膨張層の上に設けられる剥離層とを備え、前記剥離層には、前記熱膨張層を膨張させるための熱吸収部が形成され、当該熱吸収部は、前記熱膨張層に対向するように前記剥離層の面に形成され、前記剥離層が剥離される場合には当該剥離層と共に前記熱吸収部も剥離されるように構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
別の１つの態様では、構造物形成シートは、基材と、当該基材の上に設けられる熱膨張層と、当該熱膨張層の上に設けられる剥離層とを備え、前記剥離層には、前記熱膨張層を膨張させるための熱吸収部が形成され、当該熱吸収部は、前記剥離層の上に形成されるよりも前記熱膨張層に近い距離の前記剥離層の面に形成され、前記剥離層が剥離される場合には当該剥離層と共に前記熱吸収部も剥離されるように構成されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
別の１つの態様では、構造物製造方法は、剥離層の裏面に熱膨張層を膨張させるための熱吸収部を形成する第１工程と、前記熱吸収部が形成された前記剥離層の裏面に接着層を形成する第２工程と、前記熱膨張層の上に、前記接着層を接着する第３工程と、前記熱膨張層及び、当該熱膨張層の上に前記接着層を介して接着された前記剥離層及び前記熱吸収部に対して熱エネルギーを放射する第４工程と、前記剥離層、前記熱吸収部及び前記接着層を剥離する第５工程と、前記剥離層、前記熱吸収部及び前記接着層が剥離されて露出した前記熱膨張層の上にカラー画像を形成して構造物を製造する第６工程と、を備える。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、当該基材の上に設けられる熱膨張層と、当該熱膨張層の上に設けられる剥離層とを備え、
前記剥離層には、前記熱膨張層を膨張させるための熱吸収部が形成され、
当該熱吸収部は、前記熱膨張層に対向するように前記剥離層の面に形成され、
前記剥離層が剥離される場合には当該剥離層と共に前記熱吸収部も剥離されるように構成されていることを特徴とする構造物形成シート。
【請求項２】
前記剥離層と前記熱膨張層との間には接着層が設けられ、
前記剥離層が剥離される場合は、当該剥離層と共に前記接着層も一体に剥離されることを特徴とする請求項１に記載の構造物形成シート。
【請求項３】
基材と、当該基材の上に設けられる熱膨張層と、当該熱膨張層の上に設けられる剥離層とを備え、
前記剥離層には、前記熱膨張層を膨張させるための熱吸収部が形成され、
当該熱吸収部は、前記剥離層の上に形成されるよりも前記熱膨張層に近い距離の前記剥離層の面に形成され、
前記剥離層が剥離される場合には当該剥離層と共に前記熱吸収部も剥離されるように構成されていることを特徴とする構造物形成シート。
【請求項４】
前記剥離層及び前記熱吸収部と、前記熱膨張層との間には接着層が設けられ、
前記剥離層及び前記熱吸収部が剥離される場合は、当該剥離層及び当該熱吸収部と共に前記接着層も一体に剥離されることを特徴とする請求項３に記載の構造物形成シート。
【請求項５】
剥離層の裏面に熱膨張層を膨張させるための熱吸収部を形成する第１工程と、
前記熱吸収部が形成された前記剥離層の裏面に接着層を形成する第２工程と、
前記熱膨張層の上に、前記接着層を接着する第３工程と、
前記熱膨張層及び、当該熱膨張層の上に前記接着層を介して接着された前記剥離層及び前記熱吸収部に対して熱エネルギーを放射する第４工程と、
前記剥離層、前記熱吸収部及び前記接着層を剥離する第５工程と、
前記剥離層、前記熱吸収部及び前記接着層が剥離されて露出した前記熱膨張層の上にカラー画像を形成して構造物を製造する第６工程と、を備えることを特徴とする構造物製造方法。