(57)【要約】【課題】造形物の色味への影響を低減させることが可能な熱変換層を形成するためのインクと、これを用いた熱膨張性シート及び造形物の製造方法とを提供する。【解決手段】インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料と、熱変換材料が呈する色の補色にあたる色を呈するカラー調整剤とを含む。インクがカラー調整剤を含むことにより、カラー調整剤を含まないインクと比較して無彩色に近づく。これにより、インクから形成される熱変換層が視認されにくくなる。このインクを用いて、熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を印刷することで、造形物の色味への影響を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を形成するためのインクであって、
前記インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含み、
前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤を更に含む、
ことを特徴とするインク。
【請求項２】
前記熱変換材料は、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赤外線吸収剤である、
ことを特徴とする請求項１に記載のインク。
【請求項３】
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインク。
【請求項４】
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を熱変換層を用いて膨張させることによる造形物の製造方法であって、
電磁波を熱に変換する熱変換材料と、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤と、を含むインクを用いて、前記熱膨張性シートの第１の面と第２の面との少なくとも一方の面上に前記熱変換層を形成する工程を備える、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
【請求項５】
前記熱変換材料は、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赤外線吸収剤である、
ことを特徴とする請求項４に記載の造形物の製造方法。
【請求項６】
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の造形物の製造方法。
【請求項７】
熱により膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を膨張させるための熱変換層と、を備える熱膨張性シートであって、
前記熱変換層は、電磁波を熱に変換する熱変換材料と、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤と、を含む、
ことを特徴とする熱膨張性シート。
【請求項８】
前記熱変換材料は、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赤外線吸収剤である、
ことを特徴とする請求項７に記載の熱膨張性シート。
【請求項９】
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の熱膨張性シート。
【請求項１０】
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を形成するためのインクであって、
前記インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料に加え、カラー調整剤を含み、
前記熱膨張性シートにおいて、前記インクが設けられた第１の領域と前記インクが設けられていない第２の領域との間の色の違いを視認されにくくする色を呈する、
ことを特徴とするインク。
【請求項１１】
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を形成するインクであって、
前記インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料に加え、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤を更に含み、
前記熱膨張性シートにおいて、前記インクが設けられた第１の領域と前記インクが設けられていない第２の領域との色の違いが視認されにくくなるように、前記カラー調整剤の含有量が調整されている、
ことを特徴とするインク。
【請求項１２】
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のインク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収した熱量に応じて発泡して膨張する熱膨張性シートを部分的又は全体的に膨張させるための熱変換層を形成するためのインク、これを用いた熱膨張性シート及び造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基材シートの一方の面上に、吸収した熱量に応じて発泡し膨張する熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成した熱膨張性シートが知られている。この熱膨張性シート上に光を熱に変換する光熱変換層を形成し、光熱変換層に光を照射することで、熱膨張層を部分的又は全体的に膨張させることができる。また、光熱変換層の形状を変化させることで、熱膨張性シート上に立体的な造形物（立体画像）を形成する方法も知られている（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】
従来、光熱変換層は、カーボンを含む黒色インクを用いて形成されていた。しかし、光熱変換層の印刷に用いる黒色インクは、形成される造形物の色味に影響を与えることがある。例えば、熱膨張性シートの表面に光熱変換層を形成し、更にその上にカラーインクを用いてカラー画像を印刷すると、カラー画像が光熱変換層に含まれる黒色インクによってくすむことがある。また、カラー印刷を行わないが熱膨張性シートの表面に光熱変換層を形成して膨張させたい領域では、光熱変換層の色味がそのまま現れてしまうという問題もある。
【０００５】
このため、視認されにくく、造形物の色味への影響を低減させることが可能な光熱変換層（熱変換層）が求められていた。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、造形物の色味への影響を低減させることが可能な熱変換層を形成するためのインクと、これを用いた熱膨張性シート及び造形物の製造方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るインクは、
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を形成するインクであって、
前記インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含み、
前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤を更に含む、
ことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る造形物の製造方法は、
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を熱変換層を用いて膨張させることによる造形物の製造方法であって、
電磁波を熱に変換する熱変換材料と、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤と、を含むインクを用いて、前記熱膨張性シートの第１の面と第２の面との少なくとも一方の面上に前記熱変換層を形成する工程を備える、
ことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱膨張性シートは、
熱により膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を膨張させるための熱変換層と、を備える熱膨張性シートであって、
前記熱変換層は、電磁波を熱に変換する熱変換材料熱変換材料と、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤と、を含む、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、造形物の色味への影響を低減させることが可能な熱変換層を形成するためのインクと、これを用いた熱膨張性シート及び造形物の製造方法とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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を示す図である。
【図２】実施形態に係る熱膨張性シートの概要を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施形態に係る造形ユニットの概要を示す図である。
【図４】実施形態に係るインクを備える印刷ユニットの概要を示す図である。
【図５】実施形態に係る造形物製造処理を示すフローチャートである。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｅ）は、実施形態に係る造形物製造処理を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は、その他の実施形態に係る熱膨張性シートの概要を示す断面図である。
【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インクと、これを用いた熱膨張性シート及び造形物の製造方法について、図を用いて説明する。インク１０は後述するように、熱膨張層２２を膨張させるためのインク（以下、発泡インクと呼ぶ）である。また、本実施形態では、詳細に後述するように、印刷装置の例として、図３（ａ）〜図３（ｃ）に概要を示す造形システム５０を例に挙げて説明する。また、印刷方法の例として、この造形システム５０を使用して、凹凸を有する造形物を形成する構成を例に挙げて説明する。また、本実施形態のインク１０は、造形システム５０内に設けられた図４に示す印刷ユニット５２内に設置され、熱膨張性シート２０上に電磁波を熱に変換する電磁波熱変換材料を含む電磁波熱変換層（以下、熱変換層と称する）を形成するために使用する。
【００１３】
本実施形態では、熱膨張性シート２０の表面に、熱膨張層２２の隆起により凸若しくは凹凸を形成し、造形物を表現する。また、本明細書において、「造形物」は、単純な形状、幾何学形状、文字、装飾等、形状を広く含む。ここで、装飾とは、視覚及び／又は触覚を通じて美感を想起させるものである。また、「造形（又は造型）」は、単に造形物を形成することに限らず、装飾を加える加飾、装飾を形成する造飾のような概念をも含む。更に装飾性のある造形物とは、加飾又は造飾の結果として形成される造形物を示す。
【００１４】
本実施形態に係るインク１０は、電磁波を熱に変換する電磁波熱変換材料（以下、熱変換材料と称する）と、熱変換材料の呈する色の補色にあたる色を呈するカラー調整剤とを含む。
【００１５】
また、本実施形態に係るインク１０としては、紫外線（ＵＶ）硬化型のインクを例に挙げる。この場合、インク１０は、無機赤外線吸収剤とカラー調整剤とを含み、更に紫外線硬化樹脂（紫外線硬化性モノマー、紫外線硬化性オリゴマー）と重合開始剤とを含む。
【００１６】
インク１０に含まれる紫外線硬化性モノマーとしては、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクレート等の単官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート等の多官能モノマー等が挙げられる。また、紫外線硬化性オリゴマーとして、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等が挙げられる。なお、ウレタンアクリレートのオリゴマーを用いることが好ましい。重合開始剤としては、光開裂型開始剤、水素引き抜き型開始剤のいずれをも使用でき、複数種の光重合開始剤を組み合わせることができる。光開裂型開始剤としてアシルフォスフィンオキサイド化合物、アセトフェノン化合物等、水素引き抜き型開始剤としてベンゾフェノン化合物、チオキサントン化合物が挙げられる。紫外線硬化性モノマー及び重合開始剤は、例示以外の公知の材料を使用することが可能である。また、インク１０は、その他の溶剤、添加剤を含んでよい。
【００１７】
インク１０によって形成される熱変換層は、熱膨張層２２の変形に追従して変形することが好ましい。従って、インク１０に含まれる紫外線硬化樹脂はゴム弾性を有することが好ましい。このような、ゴム弾性を有する紫外線硬化樹脂（紫外線硬化性モノマー、紫外線硬化性オリゴマー）としては、これに限るものではないが、ウレタンアクリレートが好適である。
【００１８】
また、本実施形態のインク１０は、例えば図３（ａ）等に示すインクジェット方式の印刷ユニット５２で使用される。具体的に、インク１０は、インクカートリッジ７３内に充填されて、図４に示すように印刷ユニット５２内に設置される。
【００１９】
熱変換材料、カラー調整剤を含まない状態でのインク１０の色は任意である。インク１０は、熱変換層を形成するために使用されるため白色又は透明であることが好ましい。インク１０のベースが白色である場合、インク１０は、更に白色を呈する材料を含む。白色を呈する材料としては、これに限るものではないが、白色顔料（酸化亜鉛、酸化チタン等）が挙げられる。
【００２０】
カラー調整剤としては、１つ又は複数の着色剤（染料、顔料）を使用することができる。熱変換材料とカラー調整剤とを含有するインク１０は、カラー調整剤以外はインク１０と同じ成分を含有するインクと比較して、明度が低下する。これにより、インク１０によって形成される熱変換層は、無彩色に近づく。また、インク１０によって形成される熱変換層は、明度が低下し、熱膨張性シート２０上で視認されにくくなる。
【００２１】
インク１０がカラー調整剤を含有する量は任意であるが、インク１０の色が無彩色又はほぼ無彩色となる程度にカラー調整剤を含有することが好適である。これにより、インク１０によって形成される熱変換層も無彩色又はほぼ無彩色となり好適である。特に熱膨張性シート２０が白色である場合、熱膨張性シート２０の色と熱変換層の色とで色相が同一に保たれ、好適である。これにより、本実施形態のようにカラー調整剤を含まず無彩色ではない熱変換層と比較して、熱膨張性シート上に形成される熱変換層を目立ちにくくすることができる。
【００２２】
カラー調整剤としては、任意の着色剤（顔料等）を用いることができる。カラー用の顔料としては、これに限るものではないが、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（Pigment Yellow）１、３、１２、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７４、８１、８３、８７、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ（Pigment Orange）１６、３６、３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（Pigment Red）１、２、３、５、１７、２２、２３、３１、３８、４８：１、４８：２、４８：４、４９：１、５３：１、５７：１、６３：１、６３:２、６４:１、８１、１０１（べんがら）１４４、１４６、１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット（Pigment Violet）１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー（Pigment Blue）１、２、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５:６、１８、６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン（Pigment Green）１、４、７、８、１０、１７、１８、３６等が挙げられる。白の顔料としては、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等が挙げられ、黒の顔料としては、カーボンブラック等が挙げられる。
【００２３】
なお、インク１０は、カラー調整剤以外の着色剤を含んでもよく、着色剤の色、濃度は、特に限定されるものではない。
【００２４】
インク１０に含有される熱変換材料としては、任意の材料を用いることができるが、例えば、赤外線吸収剤を用いる。赤外線吸収剤としては、無機赤外線吸収剤が挙げられる。無機赤外線吸収剤は、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光の吸収率（吸光率）を有する無機材料である。無機赤外線吸収剤は、特に近赤外領域で、可視光領域と比較して高い光の吸収率を有することが好ましい。可視光領域において光の透過率が高い（吸収率が低い）材料を選択することにより、インク１０の可視光透過性を向上させ、インク１０の色味を抑えることができる。
【００２５】
本実施形態では無機赤外線吸収剤としては、例えば、金属酸化物、金属ホウ化物、金属窒化物等を用いる。
【００２６】
具体的に、金属酸化物としては、例えば、酸化タングステン系化合物、酸化インジウム、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化セシウム、酸化亜鉛等を用いることができる。
【００２７】
また、金属ホウ化物としては、多ホウ化金属化合物が好ましく、六ホウ化金属化合物が特に好ましく、六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）、六ホウ化セリウム（ＣｅＢ６）、六ホウ化プラセオジム（ＰｒＢ６）、六ホウ化ネオジム（ＮｄＢ６）、六ホウ化ガドリニウム（ＧｄＢ６）、六ホウ化テルビウム（ＴｂＢ６）、六ホウ化ディスプロシウム（ＤｙＢ６）、六ホウ化ホルミウム（ＨｏＢ６）、六ホウ化イットリウム（ＹＢ６）、六ホウ化サマリウム（ＳｍＢ６）、六ホウ化ユーロピウム（ＥｕＢ６）、六ホウ化エルビウム（ＥｒＢ６）、六ホウ化ツリウム（ＴｍＢ６）、六ホウ化イッテルビウム（ＹｂＢ６）、六ホウ化ルテチウム（ＬｕＢ６）、六ホウ化ランタンセリウム（（Ｌａ，Ｃｅ）Ｂ６）、六ホウ化ストロンチウム（ＳｒＢ６）、六ホウ化カルシウム（ＣａＢ６）等からなる群から選択される１つ又は複数の材料を用いる。
【００２８】
また金属窒化物としては、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化バナジウムなどが挙げられる。
【００２９】
酸化タングステン系化合物は、以下の一般式によって示される。
ＭｘＷｙＯｚ  ・・・（Ｉ）
ここで、元素ＭはＣｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｆｅ及びＳｎからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素であり、Ｗはタングステンであり、Ｏは酸素である。
また、ｘ／ｙの値は、０．００１≦ｘ／ｙ≦１．１の関係を満足することが好ましく、特にｘ／ｙが０．３３付近であることが好適である。加えて、ｚ／ｙの値は、２．２≦ｚ／ｙ≦３．０の関係を満足することが好ましい。具体的には、Ｃｓ０．３３ＷＯ３、Ｒｂ０．３３ＷＯ３、Ｋ０．３３ＷＯ３、Ｔｌ０．３３ＷＯ３などである。
【００３０】
上記の中では、六ホウ化金属化合物又は酸化タングステン系化合物が好ましく、特に近赤外領域で吸収率が高く（透過率が低く）、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）又はセシウム酸化タングステンが好ましい。なお、上記無機赤外線吸収剤はいずれかを単独で用いてもよく、又は２つ以上の異なる材料を併用してもよい。
【００３１】
また、本実施形態のインク１０は、これに限られるものではないが、無機赤外線吸収剤を、２０重量％〜０．１０重量％の割合で含む。
【００３２】
次に、カーボン、ＩＴＯ、ＡＴＯ、セシウム酸化タングステン及びＬａＢ６の透過率の分布と、太陽光のスペクトルと、ハロゲンランプの分光分布とを図１に示す。図１では、太陽光のスペクトル及びハロゲンランプの分光分布は、いずれもピークを１００とした強度である。図１に示すように、従来、熱変換層を形成するために使用されていたカーボンは、各波長域でほぼ一定の低い透過率を示す。また、カーボンは、可視光領域でも透過率が低く（吸光率が高く）、黒色を呈する。これに対し、金属酸化物の一例であるＩＴＯ、ＡＴＯは、特に可視光領域での透過率が高い。また、ＩＴＯ、ＡＴＯは、可視光領域と比較して近赤外領域での透過率が低く、更に中赤外領域で低い透過率（高い吸光率）を示す。更に、タングステン系酸化物の一例として、セシウム酸化タングステンでは、可視光領域と比較して近赤外領域での透過率が低い。加えて、六ホウ化金属化合物の一例である六ホウ化ランタンは、赤外領域内の近赤外領域において可視光領域と比較して低い透過率を示す。
【００３３】
また、図１では照射部で用いられるハロゲンランプの分光分布を示す。ハロゲンランプから照射される光は、特に近赤外領域において高い強度を示す。図１に示すセシウム酸化タングステンと六ホウ化ランタンとは、このハロゲンランプから照射される光が強い強度を示す近赤外領域において透過率が低く、高い吸光率を示す。このため、ハロゲンランプを照射部として使用する場合、セシウム酸化タングステン又はＬａＢ６は、ハロゲンランプから照射される光が強い強度を示す近赤外領域において、特に効率良く光を吸収できるため、好ましい。また、近赤外領域に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と六ホウ化ランタン以外も、使用可能である。
【００３４】
熱変換材料としてセシウム酸化タングステンを用いる場合を例に挙げると、セシウム酸化タングステンは、図１に示す吸光率の分布から示されるように、青色の色味を呈する。このため、熱変換層に含まれるセシウム酸化タングステンの量にもよるが、熱変換層は青みがかった色を呈する。この場合、インク１０は、セシウム酸化タングステンの呈する色の補色にあたる色を呈する着色剤（染料又は顔料）を含む。具体的に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）で表すと、セシウム酸化タングステンを用いたインクでは、シアンＣの色が他と比較して強く表れる。従って、カラー調整剤としては、マゼンタＭ、イエローＹが補色にあたるため、これらの色の着色剤を使用することが好適である。なお、カラー調整剤は、１種類に限らず複数種類を同時に使用してもよい。
【００３５】
一例として、紫外線硬化型の白色インク中に、セシウム酸化タングステンを総重量に対し１０重量％で混合させたインクを調製した。このインクを基材と熱膨張層とを備える熱膨張性シート上に刷毛により１回塗布をし、インク層（熱変換層）を形成した。このインク層のＣＭＫＹの各色の濃度を、イグザクト反射分光濃度計（サカタインクスエンジニアリング社製）を用いて測定したところ、シアン（Ｃ）が０．０３、マゼンタ（Ｍ）が０．０１、イエロー（Ｙ）が０．０１、ブラック（Ｋ）が０．０２であった。従って、この例の場合では、補色はマゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｃ）である。従って、インク１０は、マゼンタ系の着色剤、イエロー系の着色剤を含む。
【００３６】
また、熱変換材料としてＬａＢ６を使用する場合、図１に示す吸光率の分布から示されるように、ＬａＢ６は、緑がかった青のような色を呈する。従って、熱変換層も緑がかった青色を呈する。この場合、インク１０は、ＬａＢ６の呈する色の補色にあたる色を呈する着色剤（染料又は顔料）を含む。具体的に、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫで表すと、ＬａＢ６を用いたインクでは、イエロー系、シアン系の色が表れる。従って、カラー調整剤としては、マゼンタ系の着色剤を使用することが好適である。なお、カラー調整剤は、１種類に限らず複数種類を同時に使用してもよい。
【００３７】
次に、本実施形態のインク１０によって熱変換層を形成する熱膨張性シート２０について図を用いて説明する。熱膨張性シート２０は、図２に示すように、基材２１と、熱膨張層２２とを備える。また、詳細に後述するように、熱膨張性シート２０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に概要を示す造形システム５０で、印刷が施され、凸又は凹凸を有する造形物が形成される。
【００３８】
基材２１は、熱膨張層２２等を支持するシート状の部材である。基材２１の一方の面（表面、図１では上面）上には、熱膨張層２２が形成される。基材２１としては、上質紙等の紙、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂からなるシート（フィルムを含む）を使用する。紙としては、上質紙に限らず、一般に使用されている任意の紙を使用することができる。また、樹脂としては、ＰＥＴに限らず、任意の樹脂を使用可能である。樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等から選択される材料を挙げることができる。また、基材２１は、熱膨張層２２が全体的又は部分的に発泡により膨張した時に、基材２１の反対側（図１に示す下側）に隆起しない程度の強度を備える。また、基材２１は、熱膨張層２２が膨張した際に、しわを生じたり、大きく波打ったりする等、シートとしての形態が損なわれることがない程度の強度を備える。加えて、基材２１は、熱膨張層２２を発泡させる際の加熱に耐える程度の耐熱性を有する。基材２１は伸縮性を有してもよい。更には、基材２１は、熱膨張層２２の膨張に伴い変形し、熱膨張層２２の膨張後は変形後の形状を維持してもよい。
【００３９】
熱膨張層２２は、基材２１の一方の面（図２に示す上面）上に形成される。熱膨張層２２は、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダ中に複数の熱膨張性材料（熱膨張性マイクロカプセル、マイクロカプセル）が分散配置されている。また、詳細に後述するように、本実施形態では、基材２１の上面（表面）に設けられた熱膨張層２２上、及び／又は基材２１の下面（裏面）に熱変換層を形成し、光を照射することで、熱変換層が設けられた領域を発熱させる。熱膨張層２２は、熱膨張性シート２０の表面及び／又は裏面の熱変換層で生じた熱を吸収して発泡し、膨張するため、熱膨張性シート２０の特定の領域のみを選択的に膨張させることができる。
【００４０】
バインダとしては、エチレン酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等から選択される熱可塑性樹脂を用いる。また、熱膨張性マイクロカプセルは、プロパン、ブタン、その他の低沸点気化性物質を、熱可塑性樹脂の殻内に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。熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径は、約５〜５０μｍである。このマイクロカプセルを熱膨張開始温度以上に加熱すると、樹脂からなる高分子の殻が軟化し、内包されている低沸点気化性物質が気化し、その圧力によってカプセルが膨張する。用いるマイクロカプセルの特性にもよるが、マイクロカプセルは膨張前の粒径の５倍程度に膨張する。
【００４１】
（造形システム）
次に、本実施形態の熱膨張性シート２０に印刷を施し、造形物を形成する造形システム５０について説明する。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、造形システム５０は、制御ユニット５１と、印刷ユニット５２と、膨張ユニット５３と、表示ユニット５４と、天板５５と、フレーム６０と、を備える。図３（ａ）は、造形システム５０の正面図であり、図３（ｂ）は、天板５５を閉じた状態における造形システム５０の平面図であり、図３（ｃ）は、天板５５を開いた状態における造形システム５０の平面図である。なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）において、Ｘ方向は水平方向と同一であり、Ｙ方向はシートが搬送される搬送方向Ｄと同一であり、更にＺ方向は鉛直方向と同一である。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交する。
【００４２】
制御ユニット５１、印刷ユニット５２、膨張ユニット５３は、それぞれ図３（ａ）に示すようにフレーム６０内に載置される。具体的に、フレーム６０は、一対の略矩形状の側面板６１と、側面板６１の間に設けられた連結ビーム６２とを備え、側面板６１の上方に天板５５が渡されている。また、側面板６１の間に渡された連結ビーム６２の上に印刷ユニット５２及び膨張ユニット５３がＸ方向に並んで設置され、連結ビーム６２の下に制御ユニット５１が固定されている。表示ユニット５４は天板５５内に、天板５５の上面と高さが一致するように埋設されている。
【００４３】
制御ユニット５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、印刷ユニット５２、膨張ユニット５３及び表示ユニット５４を制御する。
【００４４】
印刷ユニット５２は、インクジェット方式の印刷装置である。図３（ｃ）に示すように、印刷ユニット５２は、熱膨張性シート２０を吸入するための搬入部５２ａと、熱膨張性シート２０を搬出するための搬出部５２ｂと、を備える。印刷ユニット５２は、搬入部５２ａから吸入された熱膨張性シート２０の表面又は裏面に指示された画像を印刷し、画像が印刷された熱膨張性シート２０を搬出部５２ｂから排出する。また、印刷ユニット５２には、後述するカラーインク層４２を形成するためのカラーインク（シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））、と、表側熱変換層４１と裏側熱変換層４３とを形成するためのインク１０とが備えられている。なお、カラーインク層４２において黒又はグレーの色を形成するため、カラーインクとして、カーボンブラックを含まない黒のカラーインクを更に備えてもよい。また、カラーインクとして、ＵＶ硬化型のインクを用いてもよい。
【００４５】
印刷ユニット５２は、熱膨張性シート２０の表面に印刷するカラー画像（カラーインク層４２）を示すカラー画像データを制御ユニット５１から取得し、カラー画像データに基づいて、カラーインク（シアン、マゼンタ、イエロー）を用いてカラー画像（カラーインク層４２）を印刷する。カラーインク層４２の黒又はグレーの色は、ＣＭＹの３色を混色して、もしくはカーボンブラックを含まない黒のカラーインクを更に使用して形成する。
【００４６】
また、印刷ユニット５２は、熱膨張性シート２０の表面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである表面発泡データに基づき、インク１０を用いて表側熱変換層４１を印刷する。同様に、熱膨張性シート２０の裏面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである裏面発泡データに基づき、インク１０を用いて裏側熱変換層４３を印刷する。インク１０の濃度がより濃く形成された部分ほど、熱膨張層２２の膨張高さは高くなる。このため、インク１０の濃度は、目標高さに対応するように、面積階調方式等によって濃淡が決定される。
【００４７】
図４に、印刷ユニット５２の詳細な構成を示す。図４に示すように、印刷ユニット５２は、熱膨張性シート２０が搬送される方向である副走査方向Ｄ１（Ｙ方向）に直交する主走査方向Ｄ２（Ｘ方向）に往復移動可能なキャリッジ７１を備える。
【００４８】
キャリッジ７１には、印刷を実行する印刷ヘッド７２と、インクを収容したインクカートリッジ７３（７３ｅ，７３ｃ，７３ｍ，７３ｙ）が取り付けられている。インクカートリッジ７３ｅ，７３ｃ，７３ｍ，７３ｙには、それぞれ、本実施形態のインク１０、シアンＣ、マゼンタＭ、及びイエローＹの色インクが収容されている。各インクは、印刷ヘッド７２の対応するノズルから吐出される。また、印刷ヘッド７２は図示しないＵＶ照射部を備え、インクは吐出された後に硬化される。
【００４９】
キャリッジ７１は、ガイドレール７４に滑動自在に支持されており、駆動ベルト７５に狭持されている。キャリッジ７１は、モータ７５ｍの回転により駆動ベルト７５が駆動することで、印刷ヘッド７２及びインクカートリッジ７３と共に、主走査方向Ｄ２に移動する。
【００５０】
フレーム７７の下部には、印刷ヘッド７２と対向する位置に、プラテン７８が設けられている。プラテン７８は、主走査方向Ｄ２に延在しており、熱膨張性シート２０の搬送路の一部を構成している。熱膨張性シート２０の搬送路には、給紙ローラ対７９ａ（下のローラは不図示）と排紙ローラ対７９ｂ（下のローラは不図示）とが設けられている。給紙ローラ対７９ａと排紙ローラ対７９ｂとは、プラテン７８に支持された熱膨張性シート２０を副走査方向Ｄ１に搬送する。
【００５１】
印刷ユニット５２は、フレキシブル通信ケーブル７６を介して制御ユニット５１と接続されている。制御ユニット５１は、フレキシブル通信ケーブル７６を介して、印刷ヘッド７２、モータ７５ｍ、給紙ローラ対７９ａ及び排紙ローラ対７９ｂを制御する。具体的に説明すると、制御ユニット５１は、給紙ローラ対７９ａ及び排紙ローラ対７９ｂを制御して、熱膨張性シート２０を搬送させる。また、制御ユニット５１は、モータ７５ｍを回転させてキャリッジ７１を移動させ、印刷ヘッド７２を主走査方向Ｄ２の適切な位置に搬送させる。
【００５２】
膨張ユニット５３は、熱膨張性シート２０に熱を加えて膨張させる膨張装置である。図３（ｃ）に示すように、膨張ユニット５３は、熱膨張性シート２０を搬入するための搬入部５３ａと、熱膨張性シート２０を搬出するための搬出部５３ｂと、を備える。膨張ユニット５３は、搬入部５３ａから搬入された熱膨張性シート２０を搬送しながら熱を加えて膨張させ、膨張した熱膨張性シート２０を搬出部５３ｂから排出する。膨張ユニット５３は内部に照射部（図示せず）を備える。照射部は膨張ユニット５３内で固定されており、照射部の近傍を熱膨張性シート２０を一定の速度で移動させることにより、熱膨張性シート２０全体を加熱する。なお、熱変換層を視認しにくいよう、インク１０の濃度を低く印刷した場合は、この搬送速度を遅くし、光を照射する時間を長くすることで、目標とする膨張高さを得ることも可能である。
【００５３】
照射部は、例えば、ハロゲンランプであり、熱膨張性シート２０に対して、近赤外領域（波長７５０〜１４００ｎｍ）、可視光領域（波長３８０〜７５０ｎｍ）又は中赤外領域（波長１４００〜４０００ｎｍ）の光を照射する。ハロゲンランプから照射される光の波長は、図１に示す特徴を有しており、特に近赤外領域において光を強く照射する。本実施形態のインク１０中に含まれる無機赤外線吸収剤として、特に、可視光領域と比較して近赤外領域において高い吸収率を有する材料を用いると、ハロゲンランプが強い強度を持つ波長域と、無機赤外線吸収剤が効率よく吸収する波長域が一致するため好ましい。なお、照射部としては、ハロゲンランプ以外に、キセノンランプ等を使用することもできる。この場合、使用するランプに応じて、ランプの照射強度の高い波長域において高い吸収率を有する材料を、無機赤外線吸収剤として選択することが好ましい。また、熱変換層が印刷された領域では、熱変換層が印刷されていない領域に比べて、より効率よく光が熱に変換される。そのため、熱膨張層２２のうち、熱変換層が印刷された領域が主に加熱されて、その結果、熱膨張層２２は、熱変換層が印刷された領域が膨張する。
【００５４】
表示ユニット５４は、タッチパネル等から構成される。表示ユニット５４は、例えば図３（ｂ）に示すように、印刷ユニット５２によって熱膨張性シート２０に印刷される画像（図３（ｂ）に示す星）を表示する。また、表示ユニット５４は、操作ガイド等を表示し、ユーザは、表示ユニット５４に触れることで、造形システム５０を操作することが可能である。
【００５５】
（造形物の製造方法）
次に、図５に示すフローチャート及び図６（ａ）〜図６（ｅ）に示す熱膨張性シート２０の断面図を参照して、造形システム５０によって熱膨張性シート２０に造形物を製造する処理の流れを説明する。
【００５６】
第１に、ユーザは、造形物が形成される前の熱膨張性シート２０を準備し、表示ユニット５４を介して、カラー画像データ、表面発泡データ及び裏面発泡データを指定する。そして、熱膨張性シート２０を、その表面を上側に向けて印刷ユニット５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート２０の表側の面（第１の面）に熱変換層（表側熱変換層４１）を印刷する（ステップＳ１）。表側熱変換層４１は、上述したインク１０によって形成される層である。印刷ユニット５２は、指定された表面発泡データに従って、熱膨張性シート２０の表面に、本実施形態のインク１０を吐出する。その結果、図６（ａ）に示すように、熱膨張層２２の表面に表側熱変換層４１が形成される。
【００５７】
第２に、ユーザは、表側熱変換層４１が印刷された熱膨張性シート２０を、その表面を上側に向けて膨張ユニット５３に挿入する。膨張ユニット５３は、挿入された熱膨張性シート２０を表面から加熱する（ステップＳ２）。具体的に説明すると、膨張ユニット５３は、照射部によって熱膨張性シート２０の表面に光を照射させる。熱膨張性シート２０の表面に印刷された表側熱変換層４１は、照射された光を吸収することによって発熱する。その結果、図６（ｂ）に示すように、熱膨張性シート２０のうちの表側熱変換層４１が印刷された領域が盛り上がって膨張する。また、図６（ｂ）において、右に示す表側熱変換層４１のインク１０の濃度を、左に示す表側熱変換層４１と比較して濃くすると、図示するように、濃く印刷された領域をより高く膨張させることが可能となる。
【００５８】
第３に、ユーザは、表面が加熱されて膨張した熱膨張性シート２０を、その表面を上側に向けて印刷ユニット５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート２０の表面にカラー画像（カラーインク層４２）を印刷する（ステップＳ３）。具体的には、印刷ユニット５２は、指定されたカラー画像データに従って、熱膨張性シート２０の表面に、シアンＣ、マゼンタＭ及びイエローＹの各インクを吐出する。その結果、図６（ｃ）に示すように、熱膨張層２２及び表側熱変換層４１の上にカラーインク層４２が形成される。
【００５９】
第４に、ユーザは、カラーインク層４２が印刷された熱膨張性シート２０を、その裏面を上側に向けて印刷ユニット５２に挿入する。印刷ユニット５２は、挿入された熱膨張性シート２０の裏側の面（第２の面）に熱変換層（裏側熱変換層４３）を印刷する（ステップＳ４）。裏側熱変換層４３は、熱膨張性シート２０の表面に印刷された表側熱変換層４１と同様に、本実施形態のインク１０によって形成される層である。印刷ユニット５２は、指定された裏面発泡データに従って、熱膨張性シート２０の裏面に、インク１０を吐出する。その結果、図６（ｄ）に示すように、基材２１の裏面に裏側熱変換層４３が形成される。裏側熱変換層４３についても、左に示す裏側熱変換層４３のインク１０の濃度を、右に示す裏側熱変換層４３と比較して濃くすると、図示するように濃く印刷された領域をより高く膨張させることが可能となる。
【００６０】
第５に、ユーザは、裏側熱変換層４３が印刷された熱膨張性シート２０を、その裏面を上側に向けて膨張ユニット５３に挿入する。膨張ユニット５３は、挿入された熱膨張性シート２０を裏面から加熱する（ステップＳ５）。具体的に説明すると、膨張ユニット５３は、照射部（図示せず）によって熱膨張性シート２０の裏面に光を照射させる。熱膨張性シート２０の裏面に印刷された裏側熱変換層４３は、照射された光を吸収することによって発熱する。その結果、図６（ｅ）に示すように、熱膨張性シート２０のうちの裏側熱変換層４３が印刷された領域が盛り上がって膨張する。
【００６１】
以上のような手順によって、熱膨張性シート２０に造形物が形成される。
【００６２】
本実施形態のインク１０は、熱変換材料に加え、熱変換材料が呈する色に対して補色にあたる色を呈するカラー調整剤を含む。これにより、インク１０が無彩色に近づくとともに、インク１０によって形成される熱変換層も無彩色に近づけることができる。従って、視認されにくく、造形物の色味への影響を低減させることが可能な熱変換層を形成することが可能なインク１０と、これを用いた熱膨張性シート２０及び造形物の製造方法とを提供することができる。
【００６３】
本発明は上述した実施形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。
熱膨張性シート２０は、図２に示す構成に限られず、図７（ａ）に示すように、熱膨張層２２の上にカラー調整層２３を更に含んでもよい。カラー調整層２３は、着色剤（顔料等）を含む層である。着色剤としては、上述したインク１０に含まれる顔料等を使用することができる。カラー調整層２３は、カラー調整層２３の上に設けられる熱変換層を視認しにくくする機能を有する。このため、カラー調整層２３は、熱変換層が視認されにくいよう、熱変換層の色味と似た色に着色されている。なお、カラー調整層２３は、熱膨張層２２の全体を覆って形成されてもよく、造形物が形成される又は形成される可能性のある領域にだけ設けられてもよい。カラー調整層２３を設けることにより、熱膨張性シート２０とその表面に設けられた熱変換層との色差を、カラー調整層を備えない従来の構成と比較し、低減させることができる。結果として、従来例と比較して、熱変換層を視認しにくくすることができる。
【００６４】
熱膨張性シート２０とその表面に設けられた熱変換層との色差は、カラー調整層２３を設けることによって、カラー調整層２３を備えない構成と比較し、低下していればよい。色差は、Ｌ*ａ*ｂ*表色系（Ｌａｂ表色系）を使用することができる。この場合、熱膨張性シート２０とその表面に設けられた熱変換層との色差ΔＥが１３．０以下であることが好適であり、ΔＥが６．５以下であることが更に好適である。加えて、熱膨張性シート２０とその表面に設けられた熱変換層との色差ΔＥが３．２以下であると更に好適である。なお、本実施形態では、熱膨張性シート２０とその表面に設けられた熱変換層との色差は、熱膨張性シート２０の熱変換層が設けられていない領域と、熱膨張性シート２０上に設けられた熱変換層とを、反射分光濃度計等を用いてＬａｂ値を測定することによって行う。
【００６５】
加えて、熱変換層は、熱膨張性シート２０の裏側にも形成されることがある。このため、熱膨張性シート２０は、図７（ｂ）に示すように、更に第２のカラー調整層２４を熱膨張性シート２０の裏面に備えてもよい。第２のカラー調整層２４は、カラー調整層２３と同様であり、着色剤（顔料等）を含む層である。着色剤としては、上述したインク１０に含まれる顔料等を使用することができる。第２のカラー調整層２４も、第２のカラー調整層２４の上に設けられる熱変換層を視認しにくくする機能を有する。
【００６６】
また、熱膨張性シート２０は、熱膨張層２５に、図７（ａ）に示すカラー調整層２３の機能を持たせることも可能である。この場合、図７（ｃ）に模式的に示すように、熱膨張層２５が着色剤を含み、熱膨張層２５は熱変換層の色味と似た色を呈する。なお、熱膨張層２５が複数の層を備える場合は、基材２１に近い位置の層は着色剤を含有せず、最表面に位置する１つの層に着色剤を含有させてもよい。更に最表面に位置する層に隣接する１つ又は複数の層に着色剤を含有させてもよい。同様に、熱膨張性シート２０は、基材２１に第２のカラー調整層２４の機能を持たせるため、基材２１に着色剤を含有させてもよい。特に基材２１が紙である場合は、蛍光増白剤を着色剤として使用してもよい。
【００６７】
更に、インク１０はインクジェット用水性インクである場合は、図７（ｄ）に示すように、熱膨張性シート２０がインク受容層２７を備え、インク受容層中に着色剤を混合し、インク受容層２７をカラー調整層２３として機能させてもよい。また、熱膨張性シート２０は、基材２１の裏面にも更に別のインク受容層を有してもよい。この別のインク受容層に着色剤を含有させ、第２のカラー調整層２４としての機能を持たせてもよい。
【００６８】
また、造形物製造処理は、図５に示すプロセスに限られない。例えば、表側熱変換層と裏側熱変換層は両方用いられることは必須ではなく、表側熱変換層又は裏側熱変換層のいずれかのみを形成してもよい。造形物製造処理は、図５に示すプロセスの順番に限られず、以下に詳細に記述するように各ステップの順番は入れ替えることが可能である。
【００６９】
例えば、造形処理は、図５に示すプロセスの順番に限られず、裏側熱変換層を先に形成することもできる。この場合、図５に示すフローチャートを用いて説明すると、ステップＳ４、ステップＳ５を行い、続いて、ステップＳ１〜Ｓ３をこの順に行う。また、熱膨張層を膨張させる工程を全て終えた後に、カラー画像を印刷することも可能である。図５に示すステップＳ１、ステップＳ２を行った後、ステップＳ４、ステップＳ５を実行し、その後、ステップＳ３を実行する。
【００７０】
また、カラー印刷工程と表側熱変換層形成工程とを組み合わせ、１つの工程でカラーインク層と表側熱変換層とを印刷することも可能である。この例では、カラーインク層４２と表側熱変換層４１とが同時に印刷される。この場合、裏側熱変換層を先に形成しても、後に形成してもよい。
【００７１】
また、表側熱変換層４１を形成した後、直後に表側膨張工程を行わず、表側熱変換層形成工程と表側膨張工程との間に他の工程、例えばカラー印刷工程を設けることも可能である。この場合、図５に示すステップＳ１及びＳ３を行い、熱膨張性シート２０の表側への印刷工程を全て終えた後に、表側膨張工程を行うことも可能である。この場合は、図５に示すフローチャートのステップＳ１を実行し、表側熱変換層４１を形成し、続いてステップＳ３を実行し、カラー画像（カラーインク層４２）を印刷する。その後、ステップＳ２を実行し、熱膨張層２２を膨張させる。続いて、図５に示すステップＳ４及びステップＳ５を実行し、裏側熱変換層４３の形成及び熱膨張層２２の膨張を行う。この例において、裏側熱変換層形成工程を先に行うこともできる。この場合は、ステップＳ４及びＳ５を実行した後にステップＳ１、Ｓ３、Ｓ２の順に各工程を実行する。また、カラー印刷工程は、裏側熱変換層形成工程と裏側膨張工程との間に行うことも可能である。この場合は、ステップＳ４、Ｓ３及びＳ５をこの順に実行した後にステップＳ１、Ｓ２を実行する、又はステップＳ１、Ｓ２を実行した後にステップＳ４、Ｓ３及びＳ５をこの順に実行する。
【００７２】
また、表側熱変換層形成工程、カラー印刷工程、裏側熱変換層形成工程を先に行った後に、表側膨張工程、裏側膨張工程を行うことも可能である。また、表側熱変換層形成工程、裏側熱変換層形成工程を先に行い、表側膨張工程、裏側膨張工程を行った上で、カラー印刷工程を行うことも可能である。なお、いずれの場合も、表側膨張工程と裏側膨張工程は同時に行ってもよい。
【００７３】
上述した実施形態では、インク１０としてＵＶ硬化型のインクを例に挙げて説明したが、インク１０は、水性又は非水性（油性型、溶剤型）のインクであってもよい。
【００７４】
インク１０が水性インクである場合、インク１０は、無機赤外線吸収剤と、水と、水性有機溶剤とを含む。インク１０は、添加剤を更に含んでもよい。水性有機溶剤としては、これに限るものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、エチレングリコール、トリエチレングリコール等のアルキレングリコール類、グリセリン、グリセロール類、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールメチル（エチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（エチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、エタノール又はイソプロパノールが挙げられる。いずれについても例示以外の公知の材料を使用することが可能である。
【００７５】
インク１０が非水性である場合、無機赤外線吸収剤の他、有機溶剤、樹脂等を含む。有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、エチレングルコールモノメチルエーテル、グリコールエーテル類、グリコールアセテート類、飽和炭化水素類、不飽和炭化水素類、等が挙げられる。また、樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。いずれも例示した以外の公知の材料を用いることができ、インク１０はその他の添加剤を含んでもよい。
【００７６】
上述した実施形態では、インクジェット式のプリンタ内に設置されるカートリッジにインク１０が充填される場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。本実施形態のインクを、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷など、その他の印刷方式（印刷装置）で使用することも可能である。また、図５に示す印刷工程（ステップＳ１、Ｓ３及びＳ５）は、全て同じ方式で印刷される必要はなく、上記の印刷方式を任意に組み合わせることが可能である。
【００７７】
また、インク１０は、印刷方式に応じ、水性インク、油性インク、紫外線硬化インクのいずれであってもよい。この場合、インク１０は、各印刷方式に応じた材料、例えば、溶剤、造膜のための樹脂、補助剤などを含む。これらの材料は、上述した材料若しくは、その他の公知の材料を使用する。
【００７８】
インク１０が水性インクである場合、無機赤外線吸収剤と、水と、水性有機溶剤と、樹脂と、を含む。水性有機溶剤としては、これに限るものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、エチレングリコール、トリエチレングリコール等のアルキレングリコール類、グリセリン、グリセロール類、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールメチル（エチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（エチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、エタノール又はイソプロパノールが挙げられる。また、樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。インク１０は、添加剤を更に含んでもよい。いずれについても例示以外の公知の材料を使用することが可能である。
【００７９】
インク１０が紫外線硬化インクである場合、インク１０は、無機赤外線吸収剤を含み、更に紫外線硬化樹脂（紫外線硬化性モノマー、紫外線硬化性オリゴマー）と重合開始剤とを含む。紫外線硬化性モノマーとしては、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクレート等の単官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート等の多官能モノマー等が挙げられる。また、紫外線硬化性オリゴマーとして、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等が挙げられる。なお、ウレタンアクリレートのオリゴマーを用いることが好ましい。重合開始剤としては、光開裂型開始剤、水素引き抜き型開始剤のいずれをも使用でき、複数種の光重合開始剤を組み合わせることができる。光開裂型開始剤としてアシルフォスフィンオキサイド化合物、アセトフェノン化合物等、水素引き抜き型開始剤としてベンゾフェノン化合物、チオキサントン化合物が挙げられる。いずれについても例示以外の公知の材料を使用することが可能である。また、インク１０は、その他の溶剤、添加剤を含んでよい。
【００８０】
インク１０は、非水性（油性型、溶剤型）のインクであってもよい。この場合、無機赤外線吸収剤の他、有機溶剤、樹脂等を含む。有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、エチレングルコールモノメチルエーテル、グリコールエーテル類、グリコールアセテート類、飽和炭化水素類、不飽和炭化水素類、等が挙げられる。また、樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。いずれも例示した以外の公知の材料を用いることができ、インク１０はその他の添加剤を含んでもよい。
【００８１】
インク１０がオフセット印刷装置等で用いられる場合も、インク１０中に含有される樹脂はゴム弾性を有していることが好ましい。このような樹脂としては、これに限るものではないが、紫外線硬化型インクでは、ウレタンアクリレートが挙げられる。
【００８２】
また、本実施形態では、印刷装置として、制御ユニット５１、膨張ユニット５３等を備える造形システム５０を例に挙げているが、これに限られず、印刷装置は、図５に示すようなインクジェット式の印刷ユニット５２のみから構成されてもよい。
【００８３】
また、上述した実施の形態では、熱膨張性シート２０の特定の領域を加熱する熱変換層を印刷する構成を例に挙げて説明したが、特定の領域を加熱するためのインクとして使用するものであれば、熱膨張性シート２０以外に使用することも可能である。
【００８４】
上述した実施形態では、熱膨張性シート２０の表面及び裏面に熱変換層を形成する構成を例に挙げて説明したが、これに限られない。いずれの実施形態でも熱変換層は、表面のみ又は裏面のみに形成することも可能である。
【００８５】
上述した実施形態では、説明の便宜上、表側、裏側、上及び下等の表現を使用しており、熱膨張性シート２０の使用方法は、これらの向きに限定されるものではない。例えば、熱膨張性シート２０の裏側と説明した面を、表側として使用することもある。
【００８６】
また、図では、熱膨張性シート２０の各層、熱変換層（表側及び裏側）、及びカラーインク層は、いずれも説明のため、必要に応じて誇張して図示されている。従って、これらの形状、厚み、色味等が図示したものに限定されることを意図するものではない。
【００８７】
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。
［付記１］
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を形成するためのインクであって、
前記インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含み、
前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤を更に含む、
ことを特徴とするインク。
［付記２］
前記熱変換材料は、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赤外線吸収剤である、
ことを特徴とする付記１に記載のインク。
［付記３］
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする付記１又は２に記載のインク。
［付記４］
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を熱変換層を用いて膨張させることによる造形物の製造方法であって、
電磁波を熱に変換する熱変換材料と、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤と、を含むインクを用いて、前記熱膨張性シートの第１の面と第２の面との少なくとも一方の面上に前記熱変換層を形成する工程を備える、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
［付記５］
前記熱変換材料は、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赤外線吸収剤である、
ことを特徴とする付記４に記載の造形物の製造方法。
［付記６］
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする付記４又は５に記載の造形物の製造方法。
［付記７］
熱により膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を膨張させるための熱変換層と、を備える熱膨張性シートであって、
前記熱変換層は、電磁波を熱に変換する熱変換材料と、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤と、を含む、
ことを特徴とする熱膨張性シート。
［付記８］
前記熱変換材料は、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赤外線吸収剤である、
ことを特徴とする付記７に記載の熱膨張性シート。
［付記９］
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする付記７又は８に記載の熱膨張性シート。
［付記１０］
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を形成するためのインクであって、
前記インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料に加え、カラー調整剤を含み、
前記熱膨張性シートにおいて、前記インクが設けられた第１の領域と前記インクが設けられていない第２の領域との間の色の違いを視認されにくくする色を呈する、
ことを特徴とするインク。
［付記１１］
熱膨張性シートの熱膨張層の少なくとも一部を膨張させるために使用される熱変換層を形成するインクであって、
前記インクは、電磁波を熱に変換する熱変換材料に加え、前記熱変換材料の呈する色の補色を呈するカラー調整剤を更に含み、
前記熱膨張性シートにおいて、前記インクが設けられた第１の領域と前記インクが設けられていない第２の領域との色の違いが視認されにくくなるように、前記カラー調整剤の含有量が調整されている、
ことを特徴とするインク。
［付記１２］
前記熱変換材料は、セシウム酸化タングステン又は六ホウ化ランタンである、
ことを特徴とする付記１０又は１１に記載のインク。
【符号の説明】
【００８８】
１０…インク、２０…熱膨張性シート、２１…基材、２２，２５…熱膨張層、２３…カラー調整層、２４…第２のカラー調整層、２７…インク受容層、４１…表側熱変換層、４２…カラーインク層、４３…裏側熱変換層、５０…造形システム、５１…制御ユニット、５２…印刷ユニット、５２ａ，５３ａ…搬入部、５２ｂ，５３ｂ…搬出部、５３…膨張ユニット、５４…表示ユニット、５５…天板、６０…フレーム、６１…側面板、６２…連結ビーム、７１…キャリッジ、７２…印刷ヘッド、７３，７３ｅ，７３ｃ，７３ｍ，７３ｙ…インクカートリッジ、７４…ガイドレール、７５…駆動ベルト、７５ｍ…モータ、７６…フレキシブル通信ケーブル、７７…フレーム、７８…プラテン、７９ａ…給紙ローラ対、７９ｂ…排紙ローラ対
【図１】
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【図２】
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【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】
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