JP2020044834A - 立体造形物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少数生産や試作に好適で容易に製造することのできる、シート状の樹脂を所望の形状に成形された立体造形物を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂からなるシート状の基材１が稜線で屈曲して変形してなる立体造形物であって、平板状の基材１上に基材１の熱変形温度以上に加熱されると膨張する熱膨張層２が形成され、その表面に黒色インクで線５を印刷して、近赤外線光を照射すると、発熱した光熱変換部材５の直下で熱膨張層２が両外側へ押し出すように膨張することによって、基材１が塑性変形して線５の両側で折れ曲がって屈曲して製造される。【選択図】図８Ｄ

Description

本発明は、シート状の樹脂を成形した立体造形物、およびその製造方法に関する。

ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂は、平面のシート、フィルム状に成形された部材を、プレス成形法や真空成形法等によって伸長させたり折り曲げたりして、所望の立体形状の容器等に製造される（例えば、特許文献１，２参照）。また、その透明性や質感等から、箱状に成形されて包装容器等として使用される（例えば、特許文献３参照）。

特許第６１６６３０４号公報 特開２０１６−１９８９６９号公報 特許第５９６３９３０号公報

シートの成形には成形後の形状に合わせた金型を使用するため、試作や少数生産では数量に対して製造コストが高額となる。また、金型を製造する期間も含めると、設計後から完成まで時間を要するので、試作で仕様変更等を繰り返すと時間も費用も増大することになる。折り曲げ加工については、定規等を用いた手作業でも可能であるが、いったん折り曲げると折り目がシートに残るのでやり直すことができず、正確性を要する。また、シートの端まで折らずに所望の箇所で折り目を止めることや、曲線状の折り線を付けることが困難である。さらに、ある程度厚い等、剛性の高いシートでは、折り曲げたときにクラックを生じ易く、また、１回の折り曲げは可能でも、山折りの線を谷折りに折り直したりすると、折り目で破断する場合がある。

本発明の課題は、少数生産や試作に好適で容易に製造することのできる、シート状の樹脂を所望の形状に成形された立体造形物、およびその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明に係る立体造形物は、熱可塑性樹脂からなるシート状の基材が稜線で屈曲して変形してなる立体造形物であって、少なくとも前記稜線における、前記基材の屈曲して外側となっている面上に、前記熱可塑性樹脂の熱変形温度以上に加熱されると膨張する熱膨張層が被覆し、前記熱膨張層が前記稜線において膨張している構成とする。

本発明に係る立体造形物製造方法は、熱可塑性樹脂からなるシート状の基材が、稜線で屈曲して変形してなる立体造形物を製造する方法である。前記立体造形物製造方法は、所定の温度域に加熱されると膨張する熱膨張層を、熱変形温度が前記所定の温度域以下である熱可塑性樹脂からなるシート状の基材上に形成する熱膨張層形成工程と、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分を含有する印刷材料で、少なくとも一方の表面に、線を描画する印刷工程と、前記線を描画した側に、前記光熱変換成分により熱に変換される光を照射する光照射工程と、を行い、前記光照射工程が、前記線の直下における前記熱膨張層を膨張させると共に、前記基材を、膨張した前記熱膨張層を外側にして前記線で屈曲させる構成とする。または、本発明に係る立体造形物製造方法は、前記基材がさらに光を透過するものであって、前記印刷材料で線を描画する印刷工程と、前記基材の一面上に熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、前記基材側に前記光を照射する光照射工程と、を行い、前記印刷工程は、前記線を、前記基材の前記一面上にまたは前記熱膨張層の前記基材側となる面上に描画する構成とする。

本発明に係る立体造形物によれば、所望の形状の包装容器等を熱可塑性樹脂シートから容易に得られる。本発明に係る立体造形物の製造方法によれば、熱可塑性樹脂シートを、金型を用意することなく容易に所望の立体形状に成形することができる。

本発明に係る立体造形物の外観図である。 図１Ａに示す立体造形物の展開図であり、立体造形物の製造方法の切断工 程における平面図である。 本発明に係る立体造形物の外観図である。 図２Ａに示す立体造形物の展開図であり、立体造形物の製造方法の切断工 程における平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る立体造形物の構成を模式的に示す部分断面図 である。 本発明の第１の実施形態に係る立体造形物の材料である熱膨張層被覆樹脂シ ートの構成を模式的に示す断面図である。 立体造形物の製造に使用する光照射装置の概要を説明する断面図である。 立体造形物の製造に使用する光照射装置の概要を説明する断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る立体造形物製造方法の流れを示すフローチャ ートである。 本発明の第１の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であ り、熱膨張層形成工程における断面図を示す。 本発明の第１の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であ り、インク受容層形成工程における断面図を示す。 本発明の第１の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であ り、印刷工程における断面図を示す。 本発明の第１の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であ り、光照射工程における断面図を示す。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する模式 図であり、切断工程における平面図を示す。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物の構成を模式的に示す 部分断面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物の材料である熱膨張層 被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物の材料である熱膨張層 被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する 模式図であり、印刷工程における断面図を示す。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する 模式図であり、光照射工程における断面図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る立体造形物製造方法の流れを示すフローチ ャートである。 本発明の第２の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、熱膨張層形成工程における断面図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、印刷工程における断面図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、貼合工程における断面図を示す。 本発明の第２の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、光照射工程における断面図を示す。 本発明に係る立体造形物の外観図である。 図１６Ａに示す立体造形物の展開図である。 本発明の第３の実施形態に係る立体造形物の構成を模式的に示す部分断面 図である。 本発明の第３の実施形態に係る立体造形物の材料である熱膨張層被覆樹脂 シートの構成を模式的に示す断面図である。 立体造形物の製造に使用する光照射装置の概要を説明する断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、印刷工程における断面図を示す。 本発明の第３の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、光照射工程における断面図を示す。 本発明の第３の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する模 式図であり、印刷工程における断面図を示す。 本発明の第４の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、印刷工程における断面図を示す。 本発明の第４の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図で あり、光照射工程における断面図を示す。 本発明の第４の実施形態の変形例に係る立体造形物の材料である熱膨張層 被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第４の実施形態の変形例に係る立体造形物の構成を模式的に示す 部分断面図である。 本発明の第４の実施形態の変形例に係る立体造形物の材料である熱膨張層 被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第４の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する 模式図であり、印刷工程における断面図を示す。 本発明の第４の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する 模式図であり、光照射工程における断面図を示す。 立体造形物の製造に使用する光照射装置の概要を説明する外観図である。 本発明の第５の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であ り、切断工程における平面図を示す。 本発明の第５の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であ り、切断工程における平面図を示す。

以下、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための配線板等を例示するものであって、以下に限定するものではない。図面に示す部材は、説明を明確にするために、大きさや位置関係等を誇張していることがあり、また、形状を単純化していることがある。また、以下の説明において、同一のまたは同質の部材や工程については、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

本発明に係る立体造形物の構成について、図１Ａ，１Ｂ、図２Ａ，２Ｂ、および図３を参照して説明する。図１Ａおよび図２Ａは本発明に係る立体造形物の外観図であり、図１Ｂおよび図２Ｂはそれぞれの立体造形物の展開図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る立体造形物の構成を模式的に示す部分断面図である。

〔シート成形品〕
図１Ａに示すように、シート成形品（立体造形物）１１は、外形が高さの低い正四角柱の箱体であり、図１Ｂに示す平面視形状に切り出された平板状のシートを、同図の実線（光熱変換部材５）を折り線として折り曲げ、組み立てられてなる。なお、本明細書において、シート成形品とは、一様な厚さの平板状のシートを折り曲げたり湾曲させたりして立体的な外形とした物品を指す。前記シートは、剛性とある程度の可撓性を有し、すべての折り線で山折り（または谷折り）の折り目が付いている。シート成形品１１は、図１Ｂにおける中央の正方形が底面で、その４辺にそれぞれ連続する長方形が側面であり、各側面の底面と対向する側に連続する略三角形が４面で天面（蓋）を構成する。さらに、各側面の他の１辺に連続した小さな四角形がフラップを構成し、隣の側面との間に間隙を生じないように、その内面側へ折り込まれる。シート成形品１１は、各折り線で直角に折り曲げて、蓋を構成する４面の略三角形の頂点に連続した略円形の突起部を互いにかみ合わせることで、箱体に固定される。

図２Ａに示すように、シート成形品（立体造形物）１２は、ピロー型と称される４面の曲面（柱面）で構成された箱体であり、図２Ｂに示す平面視形状に切り出された平板状のシートを、シート成形品１１と同様に、同図の実線（光熱変換部材５）を折り線として折り曲げ、組み立てられてなる。シート成形品１２は、外側へ膨らむように湾曲した対向する２面の凸面（底面および天面）と、内側へ凹むように湾曲した対向する２面の凹面（側面）と、からなる。図２Ｂに示すように、底面および天面は、平行に対向する直線状の２辺と内側に突出した円弧状の２辺とからなり、直線状の１辺で連続している。天面の直線状の他の１辺には重ね代（マージン）１ｍが連続し、前記１辺の中央に切込み１ｃが形成されている。一方、底面の直線状の他の１辺の中央には、切込み１ｃの長さに合わせたツメが連続する。側面は、円弧状の２辺からなる木の葉型（凸レンズ型）であり、底面と天面の両方に円弧状の２辺でそれぞれ連続し、底面側の側面には指かけとして半円状の切欠けが形成されている。シート成形品１２は、重ね代１ｍを内側に折り込んで切込み１ｃに外側からツメを差し込み、底面と天面の直線状の辺同士を接続して筒状に固定する。このとき、底面側の側面の外側に天面側の側面を重ね合わせる。シート成形品１１，１２は、稜線に折り癖が付いていて、また、糊付け等によらずに立体形状に固定されるので、手作業で簡易に組み立てられてギフトボックス等の包装容器とすることができる。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係るシート成形品１１，１２（適宜まとめて、シート成形品１１）は、図３に示すように、基材１と、その稜線の外側の面に積層された熱膨張層２とからなり、稜線上において熱膨張層２が膨れている。本実施形態に係るシート成形品１１は、図４に示す熱膨張層被覆樹脂シート１０から製造される。

〔熱膨張層被覆樹脂シート〕
シート成形品１１の成形前である熱膨張層被覆樹脂シート１０の構成について、図４を参照して以下に説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る立体造形物の材料である熱膨張層被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。熱膨張層被覆樹脂シート１０は、一様な厚さの平板状の部材であり、それぞれ均一な厚さの基材１、熱膨張層２、剥離層３１、インク受容層４を順に積層してなる。熱膨張層被覆樹脂シート１０は、表側の面すなわちインク受容層４に光熱変換部材５を構成する黒色インクを印刷されるための被印刷物である。したがって、熱膨張層被覆樹脂シート１０は、シート成形品１１を製造する際に光熱変換部材５を形成するための印刷機に対応した寸法（定形サイズ）とし、シート成形品１１（１２）の展開形状（図１Ｂ、図２Ｂ参照）以上の寸法であればよく、例えばＡ３用紙サイズである。

（基材）
基材１は、シート成形品１１の主たる要素であり、シート成形品１１を箱体としてその形状を保持するための剛性を有し、かつ可撓性を有するシート状の部材である。基材１は、シート成形品１１の成形前（熱膨張層被覆樹脂シート１０）においては平板状であり、シート成形品１１においては、すべての稜線で山折り（または谷折り）の折り癖が付けられている。基材１は、熱可塑性樹脂からなり、具体的には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられ、無延伸フィルムや二軸延伸フィルムに形成される。基材１はさらに、顔料等の着色剤を含有して、所望の色に着色されていてもよい。基材１は、前記の剛性を有する厚さとし、一方で、厚いほど屈曲させることが困難となり、また、可撓性が低くなって曲面に形成し難くなる。基材１は、適度な剛性と可撓性を有するように、材料に応じて、成形前の厚さが０．２〜０．５ｍｍであることが好ましい。

（熱膨張層）
熱膨張層２は、所定の温度域（膨張温度域）に加熱されると膨張する部材であり、後記するように、シート成形品１１の製造過程で線状に局所的に膨張することによって、基材１に荷重をかけて塑性変形により屈曲させる。このような熱膨張層２は、公知の熱膨張性シートに適用される、熱膨張性のマイクロカプセルを含有し、熱可塑性樹脂をバインダとして、シート成形品１１の成形前（熱膨張層被覆樹脂シート１０）において均一な厚さｔ₀に形成された膜である。熱膨張層２はさらに、酸化チタン等の白色顔料や、黒色以外の（カーボンブラックを含有しない）顔料を含有して、所望の色に着色されていてもよい。マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で殻が形成され、揮発性溶媒を内包し、加熱されて膨張温度域に到達すると、加熱温度、さらには加熱時間に応じた大きさに膨張する。熱膨張層２は、マイクロカプセルの配合等によっては、最大で膨張前の体積の１０倍程度に膨張する。熱膨張層２は、熱可塑性樹脂やマイクロカプセル内の揮発性溶媒の選択によって、膨張温度域の下限値（膨張開始温度Ｔ_Es）を約７０℃の低温から３００℃近い高温まで適宜設計することができる。

本発明においては、基材１を構成する熱可塑性樹脂の熱変形温度Ｔ_Dが、熱膨張層２の膨張温度域内またはそれよりも低い温度となるように設計され、本実施形態においては、熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es以下であることが好ましく、膨張開始温度Ｔ_Es未満であることがさらに好ましい。なお、熱可塑性樹脂の熱変形温度Ｔ_Dは、低荷重における温度が好ましい。ただし、熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Esが基材１の熱変形温度Ｔ_Dに対して高過ぎると、基材１が、熱膨張層２と共にその膨張温度域に加熱された際に、過剰に軟化して、薄肉化し、さらには溶融して孔が開いたり破れたり、装置に溶着したりする。また、加熱が完了して自然冷却等によって熱膨張層２の膨張の進行が停止した後に、基材１が、自重等によって意図しない塑性変形を生じる虞がある。具体的には、熱膨張層２の膨張温度域内に設定した加熱温度（最高温度）、好ましくはマイクロカプセルの膨張率が最大となる温度（最大膨張温度Ｔ_Emax）において、基材１が結晶性樹脂からなるのであれば融点未満であり、シート（膜）形状を維持しつつ塑性変形容易な状態である。すなわち、後記製造方法で説明するように、同程度の温度に加熱されたとき、熱膨張層２が膨張、変形する荷重によって基材１が屈曲させられる。そのために、基材１を構成する熱可塑性樹脂の熱的性質に応じて、熱膨張層２について、膨張温度域を設定して材料を調製することが好ましい。

熱膨張層２は、成形前の厚さ（初期厚さ）ｔ₀が厚いほど、膨張による体積の増加量（膨張量）が大きいので変形によって基材１に作用する荷重が高く、基材１を屈曲させ易い。一方で、熱膨張層２は、初期厚さｔ₀が厚いと、膨張量が大きいので、シート成形品１１において稜線上の膨らみが大きく、稜線が浮き上がって目立つことになり、また、シート成形品１１の製造過程で、熱が基材１に伝播し難くなる。具体的には、熱膨張層２の初期厚さｔ₀は、５０〜２００μｍであることが好ましく、さらに、基材１の厚さ等に応じて設計することが好ましい。

熱膨張層２の局所的な膨張は、熱膨張層２への局所的な加熱によるものであり、後記製造方法で説明するように、熱膨張層被覆樹脂シート１０の表面に付着させた黒色インクからなる光熱変換部材５が、照射された光を変換して熱を放出することによって行われる。

（剥離層）
剥離層３１は、シート成形品１１の製造過程で、熱膨張層被覆樹脂シート１０の表面に線状に印刷された黒色インクからなる光熱変換部材５を、最上層のインク受容層４と共に除去するために、必要に応じて設けられ、すなわちその下地である熱膨張層２から剥離可能な構成とする。また、剥離層３１は、形成時に、熱膨張層２を溶解させる有機溶媒等を含有せず、熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es以上の加熱を要しない材料からなる。剥離層３１は、シート成形品１１の製造過程で、熱膨張層被覆樹脂シート１０への光照射が完了するまで表面にインク受容層４を固定していればよく、例えば、弾性が低く、光照射の完了後に、熱膨張層２の上面（剥離層３１との界面）が伸長、変形する際に、破断したり、剥離したりしてもよい。また、剥離層３１は、所定温度以上に加熱されることによって粘着強度が低下する熱剥離性の接着剤を適用してもよい。前記所定温度は、熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es未満であり、熱膨張層被覆樹脂シート１０への光照射による、光熱変換部材５の付着してない領域における加熱温度である。剥離層３１は、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の、公知の易剥離性の接着剤を適用することができ、厚さが約１μｍ〜数μｍに形成されることが好ましい。また、剥離層３１は、これらの接着剤に樹脂フィルムを積層した構造でもよい。すなわち、熱膨張層２の表面に接着剤を塗布して、樹脂フィルムを貼り付ける。このような構造とすることにより、シート成形品１１の製造過程でインク受容層４を効率的に除去することができる。樹脂フィルムは、厚さが１０〜数十μｍ程度のものが好ましく、食品包装用等に市販されている公知のフィルムを適用することができる。

（インク受容層）
インク受容層４は、熱膨張層２が一般に疎水性で膨張前においてインクを付着させ難いことから、光熱変換部材５を構成する黒色インクを付着させるために、熱膨張層被覆樹脂シート１０の最表面に設けられる。インク受容層４は、一般的なインクジェットプリンタ印刷用紙に使用されるものが適用され、空隙にインクを吸収させる多孔質のシリカ、アルミナ（空隙型）や、膨潤してインクを吸収する高吸水性ポリマー（膨潤型）等からなり、材料等に応じて１０〜数十μｍ程度の厚さに形成される。

〔シート成形品の製造方法〕
（製造装置）
本発明に係るシート成形品の製造に使用する装置について簡潔に説明する。シート成形品１１の材料である熱膨張層被覆樹脂シート１０の製造には、基材１上に、膨張前の熱膨張層２、剥離層３１、およびインク受容層４を形成するそれぞれの塗布装置、さらに必要に応じて、熱膨張層被覆樹脂シート１０を定形サイズに加工するために、紙等を断裁する公知の断裁機が使用される（図示省略）。シート成形品１１の製造には、熱膨張層被覆樹脂シート１０の表面に黒色インクで光熱変換部材５を印刷する印刷機（図示省略）と、熱膨張層被覆樹脂シート１０をシート成形品１１の展開形状に切り出す加工具（図示省略）と、熱膨張層被覆樹脂シート１０に近赤外線を照射することにより光熱変換部材５を加熱して熱膨張層２を膨張させる光照射装置７（図５参照）と、が使用される。

塗布装置は、塗料をシート状の部材に塗布して均一な厚さの塗膜を形成する装置であり、バーコーター、ローラー、スプレー等の方式による公知の装置を適用することができ、熱膨張層２を形成する装置は特に、均一な厚塗りに好適なバーコーター方式のものが好ましい。

印刷機は、光熱変換部材５を黒色インクで印刷する印刷機であり、オフセット、インクジェット等の公知の装置から印刷品質等に対応したものを選択することができ、特に、少量生産に好適なインクジェット式が好ましい。また、印刷機は、被印刷物である熱膨張層被覆樹脂シート１０の寸法および厚さに対応可能な仕様とし、さらに、被印刷物が熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es以上に加熱されない方式とする。

加工具は、熱膨張層被覆樹脂シート１０を、シート成形品１１の展開形状（図１Ｂ参照）に切断する工具である。具体的には、鋏やカッターナイフのような刃物または打抜き機、あるいは電動糸鋸等、熱膨張層被覆樹脂シート１０の剛性や厚さ等に対応し、さらに非加工材が熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es以上に加熱されないような公知の工具を使用する。

光照射装置７は、熱膨張層被覆樹脂シート１０の光熱変換部材５を形成した側の面（印刷面）に光を照射して、熱膨張層２を加熱させる装置である。以下、光照射装置について、図５および図６を参照して簡潔に説明する。図５および図６は、シート成形品の製造に使用する光照射装置の概要を説明する断面図である。

図５に示すように、光照射装置７は、光照射部７１、冷却器７２、防護板７３、および搬送機構８を備える。光照射部７１は、被処理物（切り出された熱膨張層被覆樹脂シート１０）に光を照射する光照射装置７における主要部であり、光源７ａおよび反射板７ｂで構成される。光照射装置７においては、光照射部７１は、被処理物の上面に光を照射するように、被処理物を搬送する搬送機構８の上方に設けられ、光照射装置７で対応し得る被処理物の搬送幅方向（図５の紙面垂直方向）の全長（全幅）にわたって光を照射する構造とする。光源７ａは、光熱変換部材５によって熱に変換される近赤外線を含む光を放射し、例えばハロゲンランプが適用される。反射板７ｂは、光源７ａから被処理物へ光を効率的に照射するために、略半円柱の柱面形状の曲面に形成されて内側に鏡面を有し、光源７ａの被処理物と対向する側の反対側、すなわち上側を覆う。このような光照射部７１は、熱膨張層２を厚口の紙等に積層してなる熱膨張性シートから表面に凹凸を有する立体造形物を形成するための公知の装置の部品を適用することができる。冷却器７２は、空冷方式のファンや水冷方式のラジエータ等であり、反射板７ｂの近傍に設けられる。防護板７３は、光照射部７１の直下全体に水平に配置された平板材であり、被処理物が搬送経路から浮き上がった場合に反射板７ｂや光源７ａに接触することを防止するために、また、被処理物が光源７ａに近付くことで過剰に発熱することを防止するために、必要に応じて設けられる。防護板７３は、光照射部７１からの光を遮らないように、光（近赤外線）の透過率の高い、例えばガラス板が適用される。

搬送機構８は、被処理物を一定速度で水平な一方向に搬送し、被処理物の全体（搬送方向長）を、少なくとも光照射部７１から光を照射される領域（光照射領域）、すなわち光照射部７１の直下を完全に通過させる距離だけ移動させる。搬送機構８は、例えばベルトコンベアであり、ベルト８１、ヘッドプーリ（ドライブプーリ）８２、テールプーリ８３、およびヘッドプーリ８２を回転駆動させるモータ（図示省略）等で構成される。被処理物を上に載置するベルト８１は、被処理物である熱膨張層被覆樹脂シート１０において熱を面方向に伝播させないように、熱伝導率の低いゴム等からなる。

また、光照射装置７は、光照射部７１を上下反転させて、被処理物（熱膨張層被覆樹脂シート１０）の下面に光を照射することもできる。この場合には、光照射部７１は、搬送機構８の下、または上側のベルト８１の下に配置されるので、ベルト８１は、光照射部７１からの光を遮らないように透光性部材を適用する。このような光を透過するベルトは、例えば、高耐熱性の樹脂を含浸させたガラスクロスで形成され、製品の外観検査等に使用されるベルトコンベアのものを適用することができる。

搬送機構８は、ベルトコンベアに限られず、例えばローラコンベアと、被処理物を載置する稼働型のステージを備えてもよい（後記第３の実施形態参照）。または、搬送機構８は、ラックとピニオンギアによる方式やボールねじ方式のような公知の直動機構でもよく、光照射領域を避けて配置され、ステージの縁に接続する。また、搬送機構８は、被処理物ではなく、光照射部７１を一方向に移動させる直動機構とすることもできる。また、光照射装置７は、搬送機構８を備えず、光照射部７１が、多数の光源７ａを配列して備えて面状に光を照射する構成とし、被処理物の上面または下面の全体に同時に光を照射することもできる。

あるいは、図６に示すように、光照射装置７Ａは、光照射部７１、冷却器７２、ステージ７４、搬入案内板７５、押さえローラ７６、搬送機構８Ａおよび搬送機構８Ｂを備える。光照射部７１および冷却器７２は、光照射部７１が上方へ光を照射するために、上下を反転させて配置されていること以外は、光照射装置７と同様の構造である。ステージ７４は、被処理物を載置する平板状の部材であり、光照射部７１の直上全体およびその後方にわたって水平に配置される。ステージ７４は、光照射による被処理物の変形を妨げないように、光照射領域の前端まで設けられる。ステージ７４は、下側の光照射部７１からの光が被処理物の下面に照射されるように、光の透過率が高く、また、光照射装置７のベルト８１と同様に熱伝導率の低い材料からなり、例えばガラス板が適用される。搬入案内板７５は、供給された被処理物を支持する水平な平板状の部材であり、搬送機構８Ａによってステージ７４上に案内するために、ステージ７４の後側に設けられる。押さえローラ７６は、被処理物の上側、光照射領域の前端近傍に配置され、被処理物がステージ７４から浮き上がって光照射部７１から遠ざかることのないように上から押さえるために、必要に応じて設けられる。押さえローラ７６は、被処理物が接触してもその搬送を妨げないように、搬送幅方向の軸で回転自在に支持されている。

搬送機構８Ａは、被処理物を一定速度で水平な一方向に搬送して、光照射領域を通過させる。搬送機構８Ａは、印刷機等の搬送機構に適用されるシートローダであり、主搬送ローラ８４、搬送ローラ８５，８５、およびこれらを回転駆動させるモータ（図示省略）等で構成される。主搬送ローラ８４は、ステージ７４の上側に配置され、被処理物を上からステージ７４に押さえ付けて摺動させながら搬送する。主搬送ローラ８４は、被処理物の光照射による変形を妨げないように、光照射領域における搬送方向中心またはその後方寄りに配置されることが好ましい。搬送ローラ８５，８５は、上下一組で被処理物を両面から挟持して、搬入案内板７５上からステージ７４上に搬送する。主搬送ローラ８４および搬送ローラ８５，８５は、被処理物の平面視形状、すなわちシート成形品１１の展開形状にかかわらず、一方向に搬送するように、搬送幅方向全体（全幅）にわたって設けられている。

搬送機構８Ｂは、処理（光照射）の完了した被処理物を円滑に光照射領域から搬出するために、必要に応じて設けられ、ステージ７４の前側近傍の、ステージ７４よりも下方に配置される。搬送機構８Ｂは、例えば、光照射装置７（図５参照）の搬送機構８と同様のベルトコンベアである。

（シート成形品の製造方法）
第１の実施形態に係るシート成形品の製造方法について、図７、図８Ａ〜８Ｄ、ならびに適宜図１〜３を参照して説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係る立体造形物製造方法の流れを示すフローチャートである。図８Ａ〜８Ｄは、本発明の第１の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、図８Ａは熱膨張層形成工程、図８Ｂはインク受容層形成工程、図８Ｃは印刷工程、図８Ｄは光照射工程、のそれぞれにおける断面図を示す。図７に示すように、本実施形態に係るシート成形品の製造方法は、熱膨張層被覆樹脂シート１０を製造する熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０と、印刷工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２３と、光照射工程Ｓ２４と、インク除去工程Ｓ２５と、を順に行う。また、熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０は、熱膨張層形成工程Ｓ１１と、剥離層形成工程Ｓ１２と、インク受容層形成工程Ｓ１３と、を順に行い、さらにその後に必要に応じて、断裁工程Ｓ１４を行う。

熱膨張層形成工程Ｓ１１において、図８Ａに示すように、基材１の一面上（表側）に熱膨張層２を形成する。基材１は、断裁前であり、塗布装置に対応した大きさの、例えば長尺のロール状である。熱膨張性のマイクロカプセル、白色顔料、および熱可塑性樹脂溶液を混合してスラリーを調製し、塗布装置でスラリーを基材１に塗布し、乾燥させ、さらに必要に応じて重ね塗りを行って、一定の厚さｔ₀の熱膨張層２を形成する。なお、図８Ａ〜８Ｄ、および後記のその他の立体造形物製造方法を説明する断面図においては、熱膨張層２を、マイクロカプセルを模したドットパターンで表し、膨張の程度をドット（円）径の大小で表す。

剥離層形成工程Ｓ１２において、熱膨張層２上に剥離層３１を形成する（図８Ｂ参照）。そして、インク受容層形成工程Ｓ１３において、図８Ｂに示すように、剥離層３１上にインク受容層４を形成する。これらの工程Ｓ１２，Ｓ１３は、剥離層３１、インク受容層４のそれぞれの材料を塗布装置で塗布し、乾燥させて、所定の厚さに形成する。

断裁工程Ｓ１４において、基材１およびその上の熱膨張層２、剥離層３１、インク受容層４を切断して、後続の印刷工程Ｓ２１で使用する印刷機に対応した寸法の熱膨張層被覆樹脂シート１０（図４参照）を得る。

印刷工程Ｓ２１において、図８Ｃ、および図１Ｂまたは図２Ｂに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０の表面のインク受容層４上に黒色インクで線を印刷して光熱変換部材５を形成する。なお、図８Ｃ，８Ｄ、および後記の断面図は、線（光熱変換部材５）に垂直な断面を示す。ここで、光熱変換部材について説明する。

光熱変換部材５は、熱膨張層被覆樹脂シート１０の表面に線状に形成される黒色パターンであり、この線で基材１を内側にして屈曲してシート成形品１１が形成される。本実施形態では、光熱変換部材５は、基材１に対して熱膨張層２の側の表面に形成されるので、山折り線に該当する。光熱変換部材５は、特定の波長域の光、例えば近赤外線（波長７８０ｎｍ〜２．５μｍ）を吸収して、熱に変換して放出する部材であり、具体的にはカーボンブラックを含有する一般的な印刷用の黒色（Ｋ）インクからなる。光熱変換部材５は、光を照射されると熱を放出して、熱膨張層２および基材１を加熱し、熱膨張層２を膨張させ、また、基材１を塑性変形可能にする。また、印刷工程Ｓ２１においては、光熱変換部材５を、山折り線だけでなく、後続の切断工程Ｓ２３のための切取り線となる輪郭線（図１Ｂ、図２Ｂの太線）を印刷してもよい。なお、本明細書において、「光」とは、別途記載のない限り、光熱変換部材５のカーボンブラックによって熱に変換される近赤外線（近赤外光）とする。また、熱に変換されるのであれば光に限られず、電波等を含めた電磁波を適用し得る。

光熱変換部材５は、カーボンブラックの濃度が高いほど、すなわち色が濃い（黒っぽい）ほど光を照射されたときの発熱温度が上昇するので、後続の光照射工程Ｓ２４で熱膨張層２および基材１を適切な温度に加熱するような濃度（黒色濃度）に調整される。また、光熱変換部材５は、線幅（図における横方向長）が太いほど、熱膨張層２が膨張する領域が広いので膨張量（体積の増分）が大きく、熱膨張層２が基材１に作用する荷重を高くしてより大きな角度で屈曲させることができる。光熱変換部材５は、線幅が十分に太ければ、黒色濃度がある程度淡くても、基材１を屈曲させることができる。ただし、光熱変換部材５の線幅が過剰に太いとシート成形品１１の稜線が低い曲率となって丸みを帯びて、さらには稜線が二重線となる。反対に、光熱変換部材５の線幅が細過ぎると、熱膨張層２の膨張量が不足し、また、基材１の加熱される領域が狭く、基材１を屈曲させることができず、さらには、黒色濃度が高くてもカーボンブラックの絶対量が不足して、熱膨張層２が膨張しない。基材１が厚いほど、作用する荷重が高くなるように、また、厚さ方向全体に熱が光熱変換部材５から伝播するように、光熱変換部材５の黒色濃度を高く、線幅を太く設計する。また、後続の光照射工程Ｓ２４において、光の出力が高く、また、照射時間が長いと、熱膨張層２の膨張量が増大する。したがって、光熱変換部材５は、基材１の厚さや光の照射条件等に応じて、黒色濃度と併せて線幅を設定されることが好ましい。さらに、求める屈曲角に応じて、線幅や黒色濃度を変化させてもよい。なお、前記の輪郭線を印刷する場合には、視認可能な範囲で、熱膨張層２が膨張開始温度Ｔ_Es以上に加熱されない黒色濃度（灰色）や線幅に印刷する、または、切断工程Ｓ２３で輪郭線の内側で切断して除去する。

切断工程Ｓ２３において、光熱変換部材５を形成した熱膨張層被覆樹脂シート１０を、図１Ｂ（または図２Ｂ）に太線で示す輪郭線で切断して、シート成形品１１の展開形状に切り出す。

光照射工程Ｓ２４において、切断した熱膨張層被覆樹脂シート１０を、光照射装置７（７Ａ）で、光熱変換部材５を印刷した側の面（表面）に光を照射する。熱膨張層被覆樹脂シート１０が搬送機構８（８Ａ）によって搬送されて光熱変換部材５を印刷された部分が光照射領域に進入し、光が光熱変換部材５に入射、吸収されると熱に変換されて光熱変換部材５が発熱し、熱膨張層２が加熱され、さらに熱が熱膨張層２の表面から厚さ方向に伝播して基材１が加熱される。熱膨張層２は、膨張開始温度Ｔ_Es以上に到達した部分が発泡し、線状の光熱変換部材５の直下から線を中心に四方へ膨張しようとし、図８Ｄに白抜き矢印で示すように主に障壁のない表面へ膨張し、さらに熱膨張層２内で線幅方向に外側へ押し出すように膨張する。このとき、基材１が熱変形温度Ｔ_D以上に到達していると、同図に白抜き矢印で示すように、熱膨張層２の外側へ押し出そうとする力が基材１に作用し、基材１が塑性変形することによって熱膨張層被覆樹脂シート１０が線（光熱変換部材５）の両側で基材１の側へ折れ曲がって屈曲する。熱膨張層被覆樹脂シート１０の光熱変換部材５を印刷された部分が光照射領域から退出し、この部分への光の照射が停止して一定時間（短時間）経過すると、光熱変換部材５によって加熱されていた基材１が熱変形温度Ｔ_D未満に冷却されることによって、この光熱変換部材５を印刷された部分における熱膨張層被覆樹脂シート１０の変形が完了する。熱膨張層被覆樹脂シート１０は、基材１が熱変形温度Ｔ_D以上であり、かつ熱膨張層２の膨張が進行しているときに、次第に折れ曲がって屈曲角が漸増する。したがって、熱膨張層２の膨張が飽和しない限り、光の照射時間が長いほど、稜線の屈曲角が大きくなる。光の照射時間は、光照射装置７の搬送速度によって調整することができる。

なお、本実施形態において、上から光を照射する光照射装置７を使用した場合、熱膨張層被覆樹脂シート１０は表面を上に向けて処理され、図５に示すように、稜線が山折りとなって浮き上がる。一方、下から光を照射する光照射装置７Ａを使用した場合、熱膨張層被覆樹脂シート１０は表面を下に向けて処理され、図６に示すように、稜線が谷折りとなって端が浮き上がる。

熱膨張層２が膨張開始温度Ｔ_Esに到達した時点で、基材１が熱変形温度Ｔ_D以上に到達していることが好ましい。熱膨張層２は、膨張する際に基材１が熱変形温度Ｔ_D未満であると、表面側へ偏って膨張するので、線幅方向への膨張分が少なくなり、その後に基材１が熱変形温度Ｔ_Dに到達しても、基材１に作用する荷重が低くなって、屈曲角が小さくなる。本実施形態においては、発熱した光熱変換部材５によって、基材１よりも先に熱膨張層２が昇温するので、前記したように、熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Esが基材１の熱変形温度Ｔ_Dよりも高いことが好ましい。また、熱膨張層２の加熱温度（最高温度）は、最大膨張温度Ｔ_Emax（Ｔ_Es＋３０〜５０℃程度）近傍、具体的には（Ｔ_Emax＋５℃）以下とすることが好ましい。そのために、光熱変換部材５は、Ｔ_Es以上かつＴ_D以上に発熱するように黒色濃度を設計され、好ましくは、Ｔ_Emax近傍に発熱する黒色濃度を設計される。

また、熱膨張層被覆樹脂シート１０が光照射領域で屈曲すると、熱膨張層被覆樹脂シート１０表面の光熱変換部材５と光源７ａとの距離が変化するために、設計した温度に加熱されない場合がある。一方、光を照射されて光熱変換部材５が発熱してから、熱が熱膨張層２および基材１に伝播して、膨張、屈曲を開始するまでにある程度時間がかかる。そこで、光照射工程Ｓ２４においては、熱膨張層被覆樹脂シート１０が光照射装置７（７Ａ）の光照射領域を通過した以後に屈曲し始めることが好ましい。光熱変換部材５が必要な温度にまで発熱するように光を十分な時間照射しつつ、前記したタイミングで熱膨張層被覆樹脂シート１０が屈曲するように、光照射装置７の光源７ａの出力や搬送速度等を設定する。また、熱膨張層被覆樹脂シート１０の搬送方向は、切断した熱膨張層被覆樹脂シート１０（シート成形品１１の展開形状）が光照射装置７（７Ａ）の搬送幅内に収まれば特に規定されないが、シート成形品１１の１辺の稜線を形成するための光熱変換部材５の搬送方向長が小さいことが好ましい。そのため、シート成形品１１については、図１Ｂにおける左右方向または上下方向に搬送されることが好ましい。

さらに、光照射装置７を使用する場合には、熱膨張層被覆樹脂シート１０（シート成形品１１の展開形状）の全体が光照射領域を通過した以後に屈曲し始めることが好ましい。光照射装置７でまだ光照射が完了していない領域が残存した状態で、先に光を照射された領域が屈曲すると、シート成形品１１の形状によっては、熱膨張層被覆樹脂シート１０が、光照射領域内で所定の搬送経路であるベルト８１上から浮き上がって、設計した温度に加熱されない場合がある。一方、光照射装置７Ａを使用すると、熱膨張層被覆樹脂シート１０が、搬送ローラ８５，８５、および主搬送ローラ８４とステージ７４の２箇所においてそれぞれ搬送幅方向全体で挟持され、ステージ７４に接触した状態で搬送されるので、光照射部７１の光源７ａと被処理物との距離が一定に保持される。したがって、熱膨張層被覆樹脂シート１０の全体が光照射領域を通過する前に屈曲し始めても光が均質に照射されるので、シート成形品１１の展開形状の寸法が大きなものでもよい。

インク除去工程Ｓ２５において、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０の表面から、インク受容層４を剥離層３１で剥がし取る。これにより、稜線上の黒色の線である光熱変換部材５が除去され、図３に示すシート成形品１１が得られる。

シート成形品１１は、さらに、図１Ａに示すように箱体に組み立てられて完成される。その際、光照射工程Ｓ２４で形成された折り線を、必要に応じて、手作業等によるある程度の外力で、屈曲角を大きくするようにさらに深く折り曲げ、または屈曲角を小さくするように広げる。折り線自体は光照射工程Ｓ２４で形成されて折り癖が付いているので、折り線（稜線）の位置がずれたり基材１にクラックを生じたりするようなことがない。また、シート成形品１２は、円弧状の折り線によって、天面や底面から側面が立ち上がって各面が湾曲した状態となっているので、天面−底面間等の直線状の折り線を必要に応じて深く折り曲げ、前記したように、ツメを切込み１ｃに差し込んで完成される（図２Ａ，２Ｂ参照）。または、シート成形品１２は、重ね代１ｍ（図２Ｂ参照）を糊代にして、その表面（熱膨張層２）と底面の端の裏面（基材１）とを接着剤で接着されてもよく、もしくは熱圧着されてもよい。熱圧着は、基材１が熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es未満で熱圧着可能な樹脂材料からなる場合に行う。これらの場合には、ツメおよび切込み１ｃは形成しない。

（変形例）
切断工程Ｓ２３において、熱膨張層被覆樹脂シート１０は輪郭線をすべて切断されなくてもよく、光照射工程Ｓ２４での屈曲が妨げられない形状であればよい。この場合には、光照射工程Ｓ２４よりも後に、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０を、鋏等を使用して、残りの輪郭線で切断して不要な部分を切り落とす。

また、光照射工程Ｓ２４で光照射装置７Ａを使用する場合、熱膨張層被覆樹脂シート１０は、後端が主搬送ローラ８４を通過した後には挟持されない状態となって、後端近傍への光照射が制御されないことになる。そのため、例えば、展開形状の端近傍に稜線を有するシート成形品１２（図２Ｂ参照）については、切断工程Ｓ２３において、図９に示すように、一端に把持部１０ｔが連結した状態とすることが好ましい。ここでは、シート成形品１２の組立てによって内側に折り込まれる重ね代１ｍに、把持部１０ｔが連結している。このような熱膨張層被覆樹脂シート１０は、把持部１０ｔが後端になるように、光照射装置７Ａに供給される。なお、図９に、白抜き矢印で熱膨張層被覆樹脂シート１０の搬送方向を表す。把持部１０ｔは、その端から光熱変換部材５までの最短の搬送方向長が、光照射装置７Ａにおける主搬送ローラ８４との接触位置から光照射領域の前端までの距離以上とする。また、把持部１０ｔは、搬送幅方向長が、主搬送ローラ８４とステージ７４とで十分に強固に把持されて、熱膨張層被覆樹脂シート１０が搬送幅方向に傾いて搬送されることのない長さとする。光照射工程Ｓ２４において、このような把持部１０ｔを残存させることで、熱膨張層被覆樹脂シート１０は、光照射装置７Ａを使用して、すべての光熱変換部材５に均質に光を照射することができる。

光熱変換部材５は、印刷機を使用せずに形成することもできる。印刷工程Ｓ２１において、例えば、黒色インクのフェルトペン、墨汁と筆、鉛筆等の筆記具で、手描きによって熱膨張層被覆樹脂シート１０の表面に山折り線を形成する。筆記具は、一定の黒色濃度でかつ一定の線幅に描画し易く、また、熱膨張層２が軟質であるので筆圧の高くないものが好ましく、具体的にはフェルトペンが好ましい。

シート成形品１１は、試作等、用途によってはインク除去工程Ｓ２５を行わず、表面に稜線に沿って光熱変換部材５が付着したままであってもよい。この場合、熱膨張層被覆樹脂シート１０は剥離層３１を備えていなくてよく、したがって、剥離層形成工程Ｓ１２を行わない。

屈曲させた熱膨張層被覆樹脂シート１０は、インク除去工程Ｓ２５においてインク受容層４を除去する際に、その下の熱膨張層２ごと剥がし取って、図１０に示すように、屈曲した基材１のみで構成されたシート成形品１１Ａとすることもできる。シート成形品１１Ａは、熱膨張層２がないので稜線が浮き上がって目立つことがなく、また、質感が基材１のものとなり、さらに基材１の材料によっては透明感を有するものとなる。シート成形品１１Ａは、図１１に示す熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｂから製造される。図１１は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物の材料である熱膨張層被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。

熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｂは、熱膨張層２を基材１から剥離可能とするために、熱膨張層被覆樹脂シート１０の剥離層３１に代えて、図１１に示すように、基材１と熱膨張層２の間に剥離層３１Ａを積層して備える。基材１、熱膨張層２、およびインク受容層４の各構成は、前記実施形態で説明した通りである。

（剥離層）
剥離層３１Ａは、シート成形品１１Ａの製造過程で、屈曲させた基材１（シート成形品１１Ａ）から稜線上で膨張した熱膨張層２を除去するために設けられる。剥離層３１Ａは、シート成形品１１Ａの製造過程で、熱膨張層２を膨張させる際の加熱温度に対する少なくとも一時的な耐熱性を有し、熱膨張層２の膨張および基材１の屈曲の際に剥離することのない接着強度を有し、また、基材１の屈曲等を妨げないように柔軟性を有する塗膜を形成するものとする。剥離層３１Ａは、例えば、基材１が溶融しない程度の温度で硬化させることのできる熱硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤を適用することができ、厚さが約１μｍ〜数μｍに形成されることが好ましい。また、剥離層３１Ａは、これらの接着剤に柔軟性を有する樹脂フィルムを積層した構造でもよい。樹脂フィルムは、熱膨張層２から基材１への熱の伝播を阻害しないように、厚さが１〜２０μｍ程度のものが好ましく、食品包装用等に市販されている公知のフィルムを適用することができる。樹脂フィルムとしては、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）樹脂フィルムが挙げられる。さらに剥離層３１Ａは、樹脂フィルム単独で構成されてもよく、基材１に熱圧着（ラミネート）して形成することができる。この熱圧着は、基材１、または剥離層３１Ａを構成する樹脂フィルムの、いずれのヒートシール（熱溶着）性によるものであってよい。

（シート成形品の製造方法）
本変形例に係るシート成形品の製造方法は、図７に示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｂを製造する熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０と、印刷工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２３と、光照射工程Ｓ２４と、インク除去工程Ｓ２５（熱膨張層除去工程）と、を順に行う。また、熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０は、前記実施形態における同工程Ｓ１０の剥離層形成工程Ｓ１２とインク受容層形成工程Ｓ１３の順を入れ替えて行う。すなわち、基材１上の剥離層３１Ａの表面に熱膨張層２を形成する。また、インク除去工程Ｓ２５では、屈曲させた熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｂから熱膨張層２を剥がし取ってシート成形品１１Ａとする。また、シート成形品１２（図２Ａ，２Ｂ参照）のように糊代（重ね代１ｍ）を有する場合には、基材１同士を熱圧着で接着することができる。

樹脂フィルムからなる剥離層３１Ａ上に熱膨張層２を形成した後に、剥離層３１Ａと基材１とを熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es未満で熱圧着してもよい。また、本変形例において、剥離層３１Ａを設けずに、熱膨張層２と基材１とを剥離可能な構成にすることもでき、そのために、基材１は、熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es未満で熱圧着可能な樹脂からなる。詳しくは、剥離紙等に熱膨張層２を形成し、その表面と基材１とを熱圧着し、剥離紙を剥がし取ってインク受容層４を形成する。あるいは、剥離紙等にインク受容層４を形成し、その上に熱膨張層２を形成してもよい。

シート成形品１１は、熱膨張層被覆樹脂シートの基材１の側の表面（裏面）に黒色の線を印刷して、この面に光照射して製造することもできる。このようなシート成形品１１は、箱体に組み立てられると内面に線が印刷されているので視認され難く、インク除去工程Ｓ２５を行わなくてよい。このようなシート成形品１１は、図１２に示す熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃから製造される。図１２は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物の材料である熱膨張層被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。

熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃは、裏面への印刷を可能とするために、図１２に示すように、基材１の裏面にインク受容層４を被覆して備え、すなわち、インク受容層４、基材１、熱膨張層２、インク受容層４を順に積層してなる。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃのそれぞれの要素は、前記実施形態で説明した通りである。ただし、本変形例においては、基材１は、着色される場合には黒色以外の（カーボンブラックを含有しない）顔料を適用する。また、基材１の熱変形温度Ｔ_Dが、熱膨張層２の膨張温度域内であれば膨張開始温度Ｔ_Esよりも高くてもよい。

（シート成形品の製造方法）
本変形例に係るシート成形品の製造方法について、図１３Ａ，１３Ｂ、および適宜図７を参照して説明する。図１３Ａ，１３Ｂは、本発明の第１の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、図１３Ａは印刷工程、図１３Ｂは光照射工程、のそれぞれにおける断面図を示す。本変形例に係るシート成形品の製造方法は、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃを製造する熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０と、印刷工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２３と、光照射工程Ｓ２４と、を順に行う（図７参照）。また、熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０は、前記実施形態における同工程Ｓ１０の剥離層形成工程Ｓ１２を行わず、また、インク受容層形成工程Ｓ１３を両面に行う。あるいは、基材１の裏面にインク受容層４を形成した後に、基材１の表面に熱膨張層２を形成してもよい。さらに、前記実施形態と異なる工程について、詳細に説明する。

印刷工程Ｓ２１において、図１３Ａに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃの裏面のインク受容層４上に黒色インクで線を印刷して光熱変換部材５Ａを形成する。光熱変換部材５Ａは、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃの裏面に線状に形成される黒色パターンであり、後続の光照射工程Ｓ２４で熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃが前記実施形態と同様に表面を外側にして屈曲するので、光熱変換部材５Ａは谷折り線に該当する。光熱変換部材５Ａのその他の構成は、前記実施形態における光熱変換部材５と概ね同様であり、また、切断工程Ｓ２３のための切取り線となる輪郭線を印刷してもよい。ただし、光照射工程Ｓ２４で、熱膨張層２が、光熱変換部材５Ａの直上に対して線幅方向にある程度広がった領域で膨張するので、基材１の加熱される領域が確保される範囲で、光熱変換部材５Ａの線幅を細く設計することが好ましい。

光照射工程Ｓ２４において、切断工程Ｓ２３で切断した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃを、光照射装置７（７Ａ）で、光熱変換部材５Ａを印刷した側の面（裏面）に光を照射する。すると、光熱変換部材５Ａが発熱して、基材１が加熱され、さらに熱が基材１を厚さ方向に伝播して熱膨張層２が加熱される。これにより、図１３Ｂに示すように、前記実施形態と同様、光熱変換部材５Ａの直上およびその近傍で熱膨張層２が膨張して、基材１が塑性変形して熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃが線（光熱変換部材５Ａ）の両側で基材１の側へ折れ曲がって屈曲する。本変形例においては、熱源となる光熱変換部材５Ａが基材１寄りに設けられているので、基材１が熱膨張層２よりも先に加熱される。したがって、熱膨張層２が膨張開始温度Ｔ_Esに到達するまでに、基材１が熱変形温度Ｔ_Dに到達し易く、特に基材１が厚くても、その厚さ方向全体が熱変形温度Ｔ_D以上に加熱されて塑性変形し易い。一方で、前記実施形態と比較して、熱膨張層２が膨張開始温度Ｔ_Es以上である時間、すなわち膨張が進行している時間が光照射時間の割に短く、基材１が厚いほどその傾向が強い。したがって、熱膨張層２が十分に膨張するために、光熱変換部材５Ａが短時間で高温に発熱するように、光熱変換部材５Ａの黒色濃度や線幅、または光照射装置７の出力を設定することが好ましい。

本変形例においては、光照射装置７を使用した場合、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃは裏面（印刷面）を上に向けて処理され、稜線が谷折りとなって端が浮き上がる。一方、光照射装置７Ａを使用した場合、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃは裏面を下に向けて処理され、稜線が山折りとなって浮き上がる。

熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃは、表面（熱膨張層２上）にもインク受容層４を被覆して備えているので、前記実施形態と同様に表面に光熱変換部材５を印刷してもよい。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃでシート成形品１１を製造することによって、外面、内面の任意の一面に黒色の線を付着させる、言い換えると所望の側の面に線を付着させないことができる。あるいは、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃは、裏面印刷専用として、裏面のみにインク受容層４を被覆してもよく、さらにインク受容層４と基材１との間に剥離層３１を設けて（図４参照）、光照射工程Ｓ２４の後にインク除去工程Ｓ２５を行って、内面に黒色の線が付着していないシート成形品１１を製造することもできる。本変形例における剥離層３１は、例えば樹脂フィルムを基材１に熱圧着して形成することができる。

〔第２の実施形態〕
第１の実施形態に係る立体造形物は、熱膨張層被覆樹脂シートの一方の表面に印刷した線状の光熱変換部材で熱膨張層と基材の２層を加熱するので、熱膨張層被覆樹脂シートを屈曲させるために、これら２層を線（光熱変換部材）上の領域に限定してそれぞれの適温に適切なタイミングで到達するように加熱する必要がある。そのため、各層、特に基材を厚くすることが困難である。そこで、光を透過する部材を基材に適用することで、容易に各層を適切に加熱することができる構成とする。以下、本発明の第２の実施形態に係る立体造形物について、その製造方法と共に、図１４および図１５Ａ〜１５Ｄ、ならびに適宜図１Ａ，１Ｂ、図２Ａ，２Ｂ、および図１０を参照して説明する。図１４は、本発明の第２の実施形態に係る立体造形物製造方法の流れを示すフローチャートである。図１５Ａ〜１５Ｄは、本発明の第２の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、図１５Ａは熱膨張層形成工程、図１５Ｂは印刷工程、図１５Ｃは貼合工程、図１５Ｄは光照射工程、のそれぞれにおける断面図を示す。前記実施形態（図１〜１１参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

本発明の第２の実施形態に係るシート成形品（立体造形物）１１Ａは、第１の実施形態に係るシート成形品１１またはシート成形品１２と同様に、図１Ａまたは図２Ａに示す箱体であって、第１の実施形態の変形例と同様、図１０に示すように、屈曲した基材１Ａのみからなる。このようなシート成形品１１Ａは、図１５Ａ，１５Ｂに示す熱膨張フィルム２０および樹脂シート１０Ａから製造される。

樹脂シート１０Ａは、光熱変換部材５を構成する黒色インクを印刷されるための被印刷物であり、図１５Ｂに示すように、基材１Ａを印刷可能とするように表面（上面）にインク受容層４を被覆し、さらにインク受容層４と基材１Ａの間に剥離層３１Ａを備える。樹脂シート１０Ａは、第１の実施形態の熱膨張層被覆樹脂シート１０と同様、シート成形品１１Ａの展開形状（図１Ｂ、図２Ｂ参照）以上の寸法であればよく、シート成形品１１Ａを製造する際に光熱変換部材５を形成するための印刷機に対応した寸法とする。熱膨張フィルム２０は、シート成形品１１Ａを製造する際に、基材１Ａ（樹脂シート１０Ａ）に熱膨張層２を容易に積層することができるようにしたフィルム状の部材であり、熱膨張層２と接着層３２とを積層してなり、さらに接着層３２の側が剥離紙３３に貼り合わされて支持されている。熱膨張フィルム２０は、シート成形品１１Ａの展開形状以上の寸法であればよく、樹脂シート１０Ａと同一形状かそれよりも小さな寸法とする。

基材１Ａは、第１の実施形態の基材１と概ね同様の構成であるが、光を十分に透過する構造とし、着色される場合には厚さ等と併せて顔料の含有量を抑制することが好ましく、また、黒色の顔料は含有しない。剥離層３１Ａは、シート成形品１１Ａの製造過程で、屈曲させた基材１Ａ（シート成形品１１Ａ）からインク受容層４およびその上に貼り合わされた熱膨張層２を除去するために設けられ、第１の実施形態の変形例（図１１参照）と同様の構成である。熱膨張層２およびインク受容層４の各構成は、第１の実施形態で説明した通りである。接着層３２は、樹脂シート１０Ａの表面のインク受容層４と熱膨張層２とを貼り合わせる接着剤であり、公知の接着剤から選択される。そのために、接着層３２は、インク受容層４および熱膨張層２との密着性がよく、少なくとも剥離層３１Ａ−基材１Ａ間の密着性よりも高く、また、基材１Ａ、熱膨張層２を塑性変形、膨張させるための加熱温度においても、前記密着性を維持することができ、さらに基材１Ａの屈曲等を妨げないように柔軟性を有する接着剤を適用する。接着層３２は、光熱変換部材５から熱膨張層２への熱の伝播を阻害しないように、厚さが約１〜２０μｍに形成されることが好ましく、１０μｍ未満がより好ましい。剥離紙３３は、熱膨張フィルム２０の裏面に設けられて接着層３２を被覆すると共に、軟質な熱膨張層２を支持する。剥離紙３３は、シート成形品１１Ａの製造過程で除去されるため、接着層３２から剥離可能なフィルム状の部材であり、一般的な両面テープの剥離紙を適用することができる。すなわち、接着層３２と剥離紙３３は併せて、両面テープを適用することができる。

（シート成形品の製造方法）
本実施形態に係るシート成形品の製造方法は、図１４に示すように、熱膨張フィルム２０を製造する熱膨張層形成工程Ｓ１１Ａと、樹脂シート１０Ａを製造する工程Ｓ１２Ａ，Ｓ１３，Ｓ１４および印刷工程Ｓ２１と、を個別に行った後に、樹脂シート１０Ａと熱膨張フィルム２０を貼り合わせる貼合工程Ｓ２２と、切断工程Ｓ２３と、光照射工程Ｓ２４Ａと、熱膨張層除去工程Ｓ２５Ａと、を順に行う。また、熱膨張層形成工程Ｓ１１Ａよりも後かつ貼合工程Ｓ２２よりも前に、必要に応じて、熱膨張フィルム２０を切断する切断工程Ｓ１５を行う。本実施形態に係るシート成形品の製造では、第１の実施形態に係るシート成形品の製造に使用する装置を使用することができる。

熱膨張層形成工程Ｓ１１Ａにおいて、図１５Ａに示すように、剥離紙３３に塗布された接着層３２上にスラリーを塗布して熱膨張層２を形成し、熱膨張フィルム２０を得る。形成する土台が異なること以外は、第１の実施形態の熱膨張層形成工程Ｓ１１と同様である。または、別の剥離紙等に熱膨張層２を形成して、その上に接着層３２を塗布して、剥離紙３３に貼り合わせてもよい。得られた熱膨張フィルム２０を、切断工程Ｓ１５において、樹脂シート１０Ａまたはシート成形品１１Ａの展開形状に合わせた形状に切り出す。

剥離層形成工程Ｓ１２Ａにおいて、基材１Ａ上に剥離層３１Ａを形成する（図１５Ｂ参照）。例えば、剥離層３１Ａを構成する樹脂フィルムと基材１Ａを重ねて熱圧着する。そして、インク受容層形成工程Ｓ１３において、剥離層３１Ａ上にインク受容層４を形成する（図１５Ｂ参照）。断裁工程Ｓ１４において、剥離層３１Ａおよびインク受容層４を形成した基材１Ａを、所定の寸法に断裁して、樹脂シート１０Ａを得る。

印刷工程Ｓ２１において、図１５Ｂに示すように、樹脂シート１０Ａの表面のインク受容層４上に黒色インクで線を印刷して光熱変換部材５を形成する。光熱変換部材５の構成は、第１の実施形態で説明した通りであり、後続の光照射工程Ｓ２４Ａで樹脂シート１０Ａは印刷面を外側にして屈曲するので、光熱変換部材５は山折り線に該当する。また、切断工程Ｓ２３のための切取り線となる輪郭線を印刷してもよい。

貼合工程Ｓ２２において、図１５Ｃに示すように、熱膨張フィルム２０から剥離紙３３を剥がし取って、接着層３２で樹脂シート１０Ａの表面（印刷面）に貼り合わせて密着させる。このとき、熱膨張フィルム２０が、樹脂シート１０Ａにおいてシート成形品１１Ａを構成する領域を完全に被覆するように貼り合わせる。そして、貼り合わされた樹脂シート１０Ａおよび熱膨張フィルム２０（積層体）を、切断工程Ｓ２３において、シート成形品１１Ａの展開形状に切り出す。

光照射工程Ｓ２４Ａにおいて、切断した樹脂シート１０Ａと熱膨張フィルム２０の積層体を、光照射装置７（７Ａ）で、樹脂シート１０Ａの側の面（基材１Ａの裏面）に光を照射する。光が基材１Ａを透過して光熱変換部材５に入射すると、光熱変換部材５が発熱し、その上下の熱膨張層２と基材１Ａがそれぞれ加熱され、図１５Ｄに示すように、積層体が線（光熱変換部材５）の両側で基材１Ａの側へ折れ曲がって屈曲する。本実施形態においては、熱源となる光熱変換部材５が熱膨張層２と基材１Ａの間に設けられているので、上下両方向に熱が伝播して熱的効率がよく、熱膨張層２と基材１Ａが並行して加熱される。したがって、熱膨張層２が膨張開始温度Ｔ_Esに到達するまでに、基材１Ａが熱変形温度Ｔ_Dに到達し易く、特に基材１Ａが厚くても、その厚さ方向全体が熱変形温度Ｔ_D以上に加熱されて塑性変形し易い。さらに、熱の厚さ方向の伝播距離が短いので、熱膨張層２と基材１Ａの加熱される領域が光熱変換部材５から線幅方向へ広がり難く、特に熱膨張層２の膨張する領域が制御され易く、基材１Ａの稜線の丸みが抑制される。

本実施形態においては、光照射装置７を使用した場合、樹脂シート１０Ａの側の面（基材１Ａの裏面）を上に向けて処理され、稜線が谷折りとなって端が浮き上がる。一方、光照射装置７Ａを使用した場合、樹脂シート１０Ａの側の面を下に向けて処理され、稜線が山折りとなって浮き上がる。

熱膨張層除去工程Ｓ２５Ａにおいて、屈曲した樹脂シート１０Ａから、表面に貼り合わされた熱膨張フィルム２０を剥がし取る。熱膨張フィルム２０の接着層３２によって、樹脂シート１０Ａのインク受容層４および剥離層３１Ａが共に除去されて、屈曲した基材１Ａのみからなるシート成形品１１Ａが得られる。

（変形例）
本実施形態においては、熱膨張フィルム２０に接着層３２を備えず、貼合工程Ｓ２２において接着剤（接着層３２）を塗布して熱膨張フィルム２０と樹脂シート１０Ａを貼り合わせることもできる。

本実施形態においては、熱膨張フィルム２０の方に光熱変換部材５を印刷してもよい。そのために、熱膨張層形成工程Ｓ１１Ａにおいて、熱膨張層２を剥離紙等に塗布して形成し、この熱膨張層２上にインク受容層４を形成し、その後、印刷機に対応した寸法に断裁して熱膨張フィルム２０とする。この熱膨張フィルム２０のインク受容層４上に光熱変換部材５を形成する。そして、熱膨張フィルム２０の印刷面に基材１Ａを貼り合わせ（貼合工程Ｓ２２）、剥離紙を剥がし取って熱膨張層２を表面に露出させる。このとき、接着剤等の剥離層３１Ａで貼り合わせてもよいし、熱膨張層２の膨張開始温度Ｔ_Es未満で基材１Ａによる熱圧着によって貼り合わせてもよい。以降は、前記実施形態と同様に、切断工程Ｓ２３、光照射工程Ｓ２４Ａ、熱膨張層除去工程Ｓ２５Ａを順に行う。

本実施形態においては、外面が熱膨張層２で被覆されたシート成形品１１（図３参照）を製造することもできる。すなわち熱膨張層除去工程Ｓ２５Ａを行わず、また、剥離層３１Ａも不要であるので、剥離層形成工程Ｓ１２Ａを行わず、基材１Ａに直接に（または熱膨張フィルム２０に）インク受容層４を形成する。このような変形例に係るシート成形品１１は、熱膨張層２の厚さや光熱変換部材５の黒色濃度および線幅にもよるが、黒色の線（光熱変換部材５）上が膨張した熱膨張層２で被覆されているので、外観上、稜線に黒色の線が視認され難い。また、基材１Ａの着色によっては内面においても黒色の線が視認され難いものとなる。

本実施形態に係るシート成形品１１Ａは、製造過程において、熱膨張層２すなわち熱膨張フィルム２０が全面に設けられていなくてもよく、少なくとも光熱変換部材５を被覆していればよく、好ましくは、光熱変換部材５に対してその線幅方向両外側に基材１Ａの厚さ以上（かつ熱膨張層２の初期厚さｔ₀以上）まで被覆する。また、熱膨張フィルム２０は、樹脂シート１０Ａとの密着性を確保するために、ある程度以上の幅を有することが好ましい。そのために、切断工程Ｓ１５において、熱膨張フィルム２０は帯状に切り出され、貼合工程Ｓ２２において、帯状の熱膨張フィルム２０を樹脂シート１０Ａに印刷した黒色の線（光熱変換部材５）に沿って貼り付ける。または、熱膨張フィルム２０に光熱変換部材５を印刷し、この光熱変換部材５が中心線になるように熱膨張フィルム２０を帯状に切り出して、熱膨張フィルム２０の印刷面を基材１Ａの屈曲させる箇所に貼り付けてもよい。

〔第３の実施形態〕
第１、第２の実施形態およびそれらの変形例に係る立体造形物は、基材の熱膨張層で被覆した側の面を外側にして屈曲させてなるので、山折りのみ（または谷折りのみ）で構成された立体形状となる。そこで、基材の両面を熱膨張層で被覆することで、山折りと谷折りが混在した形状とする。以下、本発明の第３の実施形態に係る立体造形物について、図１６Ａ，１６Ｂ、および図１７を参照して説明する。図１６Ａは本発明に係る立体造形物の外観図であり、図１６Ｂは前記立体造形物の展開図である。図１７は、本発明の第３の実施形態に係る立体造形物の構成を模式的に示す部分断面図である。前記実施形態（図１〜１３参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

（シート成形品）
図１６Ａに示すように、シート成形品（立体造形物）１３は、対角線を鉛直方向に向けた６面の正方形が頂点で連結して水平方向に環状に並び、その上下が蛇腹状に折り曲げられた筒体の上下端を窄ませた形状であり、例えばランプシェードのような装飾品とすることができる。このようなシート成形品１３は、図１６Ｂに示す矩形の平板状のシートを、同図の実線（光熱変換部材５１）を山折り線、破線（光熱変換部材５２）を谷折り線として折り曲げ、重ね代１ｍを糊代にして左右の辺同士を接続して筒状にして組み立てられてなる。

本発明の第３の実施形態に係るシート成形品１３は、図１７に示すように、基材１と、その両面にそれぞれ積層された熱膨張層２１，２２とからなり、稜線上においてその外側の面を被覆する熱膨張層２１または熱膨張層２２が膨れている。本実施形態に係るシート成形品１３は、図１８に示す熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄから製造される。

（熱膨張層被覆樹脂シート）
シート成形品１３の成形前である熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの構成について、図１８を参照して以下に説明する。図１８は、本発明の第３の実施形態に係る立体造形物の材料である熱膨張層被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄは、一様な厚さの平板状の部材であり、基材１の一面上に第１熱膨張層２１、他面上に第２熱膨張層２２をそれぞれ積層し、さらにその両側表面に剥離層３１、インク受容層４を順に積層してなる。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄは、両面すなわちインク受容層４，４に光熱変換部材５１，５２を構成する黒色インクを印刷されるための被印刷物である。したがって、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄは、第１の実施形態の熱膨張層被覆樹脂シート１０と同様、シート成形品１３を製造する際に光熱変換部材５１，５２を形成するための印刷機に対応した寸法（定形サイズ）とし、シート成形品１３の展開形状（図１６Ｂ参照）以上の寸法であればよく、例えばＡ３用紙サイズである。

基材１、剥離層３１、およびインク受容層４の各構成は、第１の実施形態で説明した通りである。第１熱膨張層２１および第２熱膨張層２２（適宜まとめて、熱膨張層２１，２２）は、それぞれ第１の実施形態の熱膨張層２と同様の構成である。また、第１熱膨張層２１と第２熱膨張層２２とは、材料および初期厚さｔ₁，ｔ₂が同じとする（ｔ₁＝ｔ₂）。また、基材１を構成する熱可塑性樹脂の熱変形温度Ｔ_Dが膨張開始温度Ｔ_Es以下であることが好ましく、膨張開始温度Ｔ_Es未満であることがさらに好ましい。熱膨張層２１，２２の初期厚さｔ₁，ｔ₂が厚いと、第１の実施形態で説明したように、シート成形品１３の製造過程で、膨張によって基材１に作用する荷重が高くなる。しかし一方で、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄが屈曲する際に内側となる熱膨張層２２（２１）がきつく（高い曲率で）折り曲げられることになり、その弾性によって大きく屈曲し難く、基材１の塑性変形を阻害する。具体的には、熱膨張層２１，２２の初期厚さｔ₁，ｔ₂は、５０〜１００μｍであることが好ましい。さらに、外側の熱膨張層２１（２２）の膨張による荷重と、内側の無膨張の厚さｔ₂（ｔ₁）の熱膨張層２２（２１）による支障とを併せて、適切なものとなるように初期厚さｔ₁，ｔ₂を設計することが好ましい。

（製造装置）
本実施形態に係るシート成形品の製造に使用する装置について簡潔に説明する。シート成形品１３の材料である熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの製造には、第１の実施形態の熱膨張層被覆樹脂シート１０の製造と同様に、塗布装置および断裁機が使用される（図示省略）。シート成形品１３の製造には、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの両面に黒色インクで光熱変換部材５１，５２を印刷する印刷機、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄをシート成形品１３の展開形状に切り出す加工具が使用され（図示省略）、これらは第１の実施形態で説明した通りである。本実施形態においてはさらに、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの両面に同時に近赤外線を照射する光照射装置７Ｂ（図１９参照）が使用される。以下、光照射装置について、図１９を参照して簡潔に説明する。図１９は、立体造形物の製造に使用する光照射装置の概要を説明する断面図である。

図１９に示すように、光照射装置７Ｂは、光照射部７１および冷却器７２を２ずつ備え、さらに防護板７３、ステージ７７、および搬送機構８Ｃを備えるものである。光照射部７１、冷却器７２、および防護板７３は、第１、第２の実施形態で使用される光照射装置７（図５参照）のものと同様の構成である。光照射装置７Ｂは、被処理物の上面に光を照射する光照射装置７に、光照射装置７Ａ（図６参照）のように上下反転させた光照射部７１および冷却器７２、ならびにステージ７７を追加し、さらに搬送機構８に代えて搬送機構８Ｃを備える。ステージ７７は、被処理物を載置する平板状の部材であり、被処理物と共に搬送機構８Ｃによって搬送される。ステージ７７は、下側の光照射部７１からの光が被処理物の下面に照射されるように、光の透過率が高く、また、光照射装置７のベルト８１と同様に熱伝導率の低い材料からなり、例えばガラス板が適用される。光照射装置７Ｂは、２台の光照射部７１，７１を光照射領域が一致するように対向させて配置し、また、防護板７３またはステージ７７を透過して被処理物の上面と下面にそれぞれ入射する光の光量が同等であるように構成されていることが好ましい。

搬送機構８Ｃは、ステージ７７をその上の被処理物と共に一定速度で水平な一方向に搬送し、下側の光照射部７１からの光を遮らない構成とする。搬送機構８Ｃは、例えばローラコンベアであり、搬送方向に複数のキャリアローラ８６，８６，…を並べて備え、さらに、これらのキャリアローラ８６を同じ回転速度（周速度）で回転駆動させるためのモータおよびベルトやチェーンのような伝動機構（図示省略）等で構成される。なお、キャリアローラ８６は、光照射領域（下側の光照射部７１の直上）を避けて配置される。または、搬送機構８Ｃは、光照射装置７の搬送機構８と同様にベルトコンベアで構成することができる。ただし、光照射部７１からの光を遮らないように、２本のベルトを搬送幅方向の両端（両縁）に設けて、ベルト間にステージ７７を架け渡す。もしくは、第１の実施形態で説明したように、搬送機構８のベルト８１（図５参照）を透光性部材として、ステージ７７を使用せずに被処理物を直接に載置することもできる。または、搬送機構８Ｃは、ラックとピニオンギアによる方式やボールねじ方式のような公知の直動機構でもよく、光照射領域を避けて配置され、ステージ７７に縁等で接続する。

また、光照射装置７Ｂは、第１の実施形態の光照射装置７Ａ（図６参照）のように、シートローダで構成された搬送機構８Ａを備えることもできる。光照射装置７Ｂにおいては、主搬送ローラ８４が光照射領域の後側近傍に配置される。

（シート成形品の製造方法）
第３の実施形態に係るシート成形品の製造方法について、図７、図２０Ａ，２０Ｂ、ならびに適宜図１６〜１９を参照して説明する。図２０Ａ，２０Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、図２０Ａは印刷工程、図２０Ｂは光照射工程、のそれぞれにおける断面図を示す。図７に示すように、本実施形態に係るシート成形品の製造方法は、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄを製造する熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０と、印刷工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２３と、光照射工程Ｓ２４と、インク除去工程Ｓ２５と、を順に行う。また、熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０は、第１の実施形態と同様に、熱膨張層形成工程Ｓ１１と、剥離層形成工程Ｓ１２と、インク受容層形成工程Ｓ１３と、を順に行うが、それぞれ基材の両面に対して行い、さらにその後に必要に応じて断裁工程Ｓ１４を行う。

熱膨張層形成工程Ｓ１１において、基材１の一面上（上側）に第１熱膨張層２１を、他面上（下側）に第２熱膨張層２２を、それぞれ厚さｔ₁，ｔ₂（ｔ₁＝ｔ₂）に形成する。熱膨張層２１，２２のそれぞれの形成方法は、第１の実施形態の熱膨張層形成工程Ｓ１１と同様である。そして、剥離層形成工程Ｓ１２において、熱膨張層２１，２２のそれぞれの上に剥離層３１を形成し、さらにインク受容層形成工程Ｓ１３において、両面の剥離層３１，３１のそれぞれの上にインク受容層４を形成する。なお、例えば、基材１の一面上に第１熱膨張層２１、剥離層３１、インク受容層４を順次形成した後に、基材１の他面上に第２熱膨張層２２、剥離層３１、インク受容層４を順次形成してもよい。断裁工程Ｓ１４において、第１の実施形態と同様に、熱膨張層２１，２２等を形成した基材１を切断して、後続の印刷工程Ｓ２１で使用する印刷機に対応した寸法の熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄ（図１８参照）を得る。

印刷工程Ｓ２１において、図２０Ａおよび図１６Ｂに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの両面のインク受容層４，４上に黒色インクで線を印刷して光熱変換部材５１，５２を形成する。光熱変換部材５１，５２は、それぞれの印刷面において、山折り線とする箇所に形成される。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの一面側の光熱変換部材５１および他面側の光熱変換部材５２は、それぞれ第１の実施形態の光熱変換部材５と同様の構成である。光熱変換部材５１と光熱変換部材５２は、後続の光照射工程Ｓ２４で同じ温度に発熱するように、光照射装置７Ｂによって両面に照射される光量が同等である場合には同じ黒色濃度で印刷される。なお、山折り線と谷折り線（光熱変換部材５１と光熱変換部材５２）が交差または接する箇所は、光熱変換部材５１または光熱変換部材５２を形成しないことが好ましい。平面視で同一領域に光熱変換部材５１，５２の両方が形成されていると、後続の光照射工程Ｓ２４で熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄが過剰に高温に加熱されて、熱膨張層２１，２２が過膨張したり、基材１に孔が開いたりする等の虞がある。また、第１の実施形態と同様に、切断工程Ｓ２３のための切取り線となる輪郭線（図１６Ｂの太線）を、光熱変換部材５１または光熱変換部材５２と同時に印刷してもよい。

切断工程Ｓ２３において、光熱変換部材５１，５２を形成した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄを、図１６Ｂに太線で示す輪郭線で切断して、シート成形品１３の展開形状に切り出す。

光照射工程Ｓ２４において、切断した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄを、光照射装置７Ｂで両面に光を照射する。上からの光によって光熱変換部材５１が発熱して、第１熱膨張層２１が加熱され、さらに熱が第１熱膨張層２１の表面から厚さ方向（下向き）に伝播して基材１が加熱される。また、下からの光によって光熱変換部材５２が発熱して、第２熱膨張層２２が加熱され、さらに熱が第２熱膨張層２２の表面から厚さ方向（上向き）に伝播して基材１が加熱される。これにより、図２０Ｂに示すように、第１の実施形態（図８Ｄ参照）と同様、光熱変換部材５１の直下で第１熱膨張層２１が膨張して、基材１が塑性変形し、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄが線（光熱変換部材５１）の両側で第２熱膨張層２２の側へ折れ曲がって屈曲する。また、光熱変換部材５２の直上で第２熱膨張層２２が膨張して、基材１が塑性変形し、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄが線（光熱変換部材５２）の両側で第１熱膨張層２１の側へ折れ曲がって屈曲する。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄへの光の照射の停止後、基材１が熱変形温度Ｔ_D未満に冷却されることによって、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの変形が完了する。

ここで、光熱変換部材５１の直下において、光熱変換部材５１からの熱は、第１熱膨張層２１、基材１を順次伝播し、さらに第２熱膨張層２２に伝播する。この光熱変換部材５１の直下における第２熱膨張層２２は、加熱されて膨張しても、膨張量が第１熱膨張層２１よりも小さく抑えられるように、加熱温度（最高温度）が第１熱膨張層２１よりも低温である。理想的には、第２熱膨張層２２が膨張しない、すなわち熱膨張層２１，２２の膨張開始温度Ｔ_Es以上に到達しないことが好ましい。一方で、第１熱膨張層２１の膨張量がより多いことが好ましく、そのために、第１の実施形態で説明したように、第１熱膨張層２１の加熱温度は、熱膨張層２１，２２の最大膨張温度Ｔ_Emax近傍とすることが好ましい。同様に、光熱変換部材５２の直上において、第１熱膨張層２１は、膨張量が第２熱膨張層２２よりも少ないものとなるようにし、また、第２熱膨張層２２の膨張量がより多いことが好ましい。これらのことから、光熱変換部材５１，５２は、第１の実施形態の光熱変換部材５と同様に、最大膨張温度Ｔ_Emax近傍に発熱するように黒色濃度を設計されることが好ましい。また、光照射工程Ｓ２４において、光熱変換部材５１，５２さらにその直近の第１熱膨張層２１または第２熱膨張層２２が最高温度に到達した後は、速やかに光の照射を停止して自然冷却されることが好ましく、基材１を介して遅れて昇温する第２熱膨張層２２または第１熱膨張層２１が、膨張開始温度Ｔ_Esに到達することなく冷却されることが最も好ましい。そのために、加熱速度（光熱変換部材５１，５２の昇温速度）が高速であることが好ましく、このような温度推移となるように、光照射装置７Ｂの光源７ａの出力や搬送速度等を設定する。また、このような条件で、基材１が熱変形温度Ｔ_D以上に加熱されるように、基材１および熱膨張層２１，２２の材料等が選択される。

インク除去工程Ｓ２５において、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの両面のそれぞれから、第１の実施形態と同様に、インク受容層４を剥離層３１で剥がし取って、図１７に示すシート成形品１３が得られる。シート成形品１３は、重ね代１ｍ（図１６Ｂ参照）を糊代にして、その表面（第１熱膨張層２１）と重ね代１ｍに対向する端の裏面（第２熱膨張層２２）とを接着剤で接着されて筒体となり、図１６Ａに示すように形状を整えられて完成される。

（変形例）
シート成形品１３は、試作等、用途によっては、両面または片面に、稜線に沿って光熱変換部材５１，５２が付着したままであってもよい。この場合、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄは剥離層３１を両面共にまたは片面に備えていなくてよい。

シート成形品１３は、インク除去工程Ｓ２５においてインク受容層４を除去する際に、その下の熱膨張層２１，２２ごと剥がし取って、第１の実施形態の変形例に係るシート成形品１１Ａ（図１０参照）のように、屈曲した基材１のみで構成されてもよい。そのために、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄは、剥離層３１に代えて、剥離層３１Ａを、基材１と熱膨張層２１，２２とのそれぞれの間に備える。このようなシート成形品１３は、第１の実施形態の変形例の熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｂ（図１１参照）およびシート成形品１１Ａと同様に製造することができる。また、例えば剥離層３１Ａを第２熱膨張層２２と基材１との間にのみ備えて、一面に第１熱膨張層２１を備え、他面に基材１が露出したシート成形品１３を製造することもできる（図示せず）。

基材１が軟質である、または厚さが薄い等、剛性が低く、屈曲された折り線を外力で伸ばして平坦に戻したり再び折り曲げたりしても破断等の虞がない場合には、光照射工程Ｓ２４において、光照射装置７Ａ（図６参照）を使用して、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄに片面ずつ光を照射してシート成形品１３を製造することができる。すなわち、１回目の光照射の後、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄを平坦に戻して、２回目の光照射を行う。

印刷工程Ｓ２１において、図２１に示すように、光熱変換部材５１，５２の平面視で同一領域の反対側の面に、黒色濃度の低い（淡い）線（以下、灰色の線）５２ｌ，５１ｌを印刷してもよい。すなわち、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄの同一領域の両面に、黒色濃度の高い線（光熱変換部材５１，５２）と灰色の線５２ｌ，５１ｌがそれぞれ形成される。灰色の線５２ｌ，５１ｌは、光照射工程Ｓ２４で、直近の第１熱膨張層２１または第２熱膨張層２２が膨張開始温度Ｔ_Esよりも低い温度に加熱される黒色濃度に設定する。このような熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄが、光照射工程Ｓ２４で両面から光を照射されると、光熱変換部材５１，５２からだけでなく、それぞれの反対側の灰色の線からもある程度加熱されるため、基材１が効率的に熱変形温度Ｔ_D以上に加熱され、特に基材１が厚い場合に有効である。

（第１の実施形態の変形例）
前記変形例のような光照射装置７Ｂを使用した、両面に印刷した黒色の線や灰色の線からの加熱は、第１の実施形態およびその変形例に係るシート成形品１１，１１Ａの製造に適用することもできる。すなわち、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｃ（図１２参照）のように両面に印刷可能とするようにインク受容層４を備え、印刷工程Ｓ２１において、平面視で同一領域に、表面に光熱変換部材５を、裏面に光熱変換部材５Ａを、それぞれ形成する。光熱変換部材５，５Ａのそれぞれの黒色濃度は、熱膨張層２および基材１のそれぞれの熱的性質に応じて設定することが好ましい。これにより、光照射工程Ｓ２４で両面から光を照射されると、熱膨張層２が直上の光熱変換部材５から熱を伝播され、基材１が主に直下の光熱変換部材５Ａから、また直上の光熱変換部材５からも熱膨張層２を経由して熱を伝播されるので、熱膨張層２、基材１が共にそれぞれの適温（最大膨張温度Ｔ_Emax、熱変形温度Ｔ_D以上）に加熱され易い。その結果、好適に熱膨張層被覆樹脂シート１０（１０Ｂ）を屈曲させることができ、特に、基材１が厚い場合や熱変形温度Ｔ_Dが比較的高温である場合に有効である。

〔第４の実施形態〕
第３の実施形態およびその変形例に係る立体造形物は、山折りと谷折りが混在した形状に形成するために、基材の両面を熱膨張層で被覆し、両面に光を照射して製造されるが、片面のみに光を照射して製造することもできる。以下、本発明の第４の実施形態に係る立体造形物製造方法について説明する。前記実施形態（図１〜２０参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態に係る立体造形物製造方法において、得られるシート成形品（立体造形物）１３は、第３の実施形態と同様、図１６Ａ，１６Ｂおよび図１７に示す形状、構造を有する。一方、本実施形態では、シート成形品１３は、第３の実施形態と同様に熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄ（図１８参照）から製造してもよいが、製造過程で片面のみに光熱変換部材を形成して光を照射するので、片側表面にインク受容層４を備える熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅ（図２２Ａ参照）から製造することができる。詳しくは、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅは、第１熱膨張層２１側のみに剥離層３１およびインク受容層４を積層して備え、すなわち、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｄから第２熱膨張層２２側の剥離層３１およびインク受容層４を除いた構成であり、それぞれの要素は第３の実施形態で説明した通りである。

（シート成形品の製造方法）
本実施形態に係るシート成形品の製造方法について、図７、図２２Ａ，２２Ｂ、および適宜図１６Ａ，１６Ｂを参照して説明する。図２２Ａ，２２Ｂは、本発明の第４の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、図２２Ａは印刷工程、図２２Ｂは光照射工程、のそれぞれにおける断面図を示す。図７に示すように、本実施形態に係るシート成形品の製造方法は、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅを製造する熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０と、印刷工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２３と、光照射工程Ｓ２４と、インク除去工程Ｓ２５と、を順に行う。また、熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０は、第１の実施形態と同様に、熱膨張層形成工程Ｓ１１と、剥離層形成工程Ｓ１２と、インク受容層形成工程Ｓ１３と、を順に行い、さらにその後に必要に応じて、断裁工程Ｓ１４を行うが、熱膨張層形成工程Ｓ１１は基材の両面に対して行う。なお、本実施形態に係るシート成形品の製造では、第１の実施形態に係るシート成形品の製造に使用する装置を使用することができる。

熱膨張層形成工程Ｓ１１において、第３の実施形態と同様に、基材１の一面（上面）に第１熱膨張層２１を、他面（下面）に第２熱膨張層２２を、それぞれ厚さｔ₁，ｔ₂に形成する（ｔ₁＝ｔ₂）。そして、剥離層形成工程Ｓ１２において、第１熱膨張層２１の上に剥離層３１を形成し、さらにインク受容層形成工程Ｓ１３において、剥離層３１の上にインク受容層４を形成する。断裁工程Ｓ１４において、第１の実施形態と同様に、熱膨張層２１，２２等を形成した基材１を切断して、後続の印刷工程Ｓ２１で使用する印刷機に対応した寸法の熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅ（図２２Ａ参照）を得る。

印刷工程Ｓ２１において、図２２Ａおよび図１６Ｂに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅの一面側のインク受容層４上に黒色インクで線を印刷して光熱変換部材５１Ａ，５２Ａ（図１６Ｂでは、光熱変換部材５１，５２）を形成する。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅの印刷面（一面側）において、光熱変換部材５１Ａは山折り線、光熱変換部材５２Ａは谷折り線である。光熱変換部材５１Ａ，５２Ａは、それぞれ第１の実施形態の光熱変換部材５と同様の構成であるが、光熱変換部材５１Ａが、光熱変換部材５２Ａよりも黒色濃度が低く（淡く）形成される。これは、後続の光照射工程Ｓ２４で、光熱変換部材５２Ａの方を高温に発熱させるためである。詳しくは光照射工程Ｓ２４で説明するように、光熱変換部材５１Ａは、発熱することによって、直下において、直近の第１熱膨張層２１を膨張させるために膨張開始温度Ｔ_Es以上、好ましくは最大膨張温度Ｔ_Emax近傍に加熱し、かつ、基材１を熱変形温度Ｔ_D以上に加熱する。一方、光熱変換部材５２Ａは、発熱することによって、直下において、直近の第１熱膨張層２１を最大膨張温度Ｔ_Emaxを超える高温に加熱し、基材１を熱変形温度Ｔ_D以上に加熱し、さらに、第２熱膨張層２２を膨張開始温度Ｔ_Es以上に加熱して膨張させる。光熱変換部材５１Ａ，５２Ａは、光照射工程Ｓ２４で同じ光量を照射されてこのような温度に発熱するように、それぞれの黒色濃度を設定される。さらに、第２熱膨張層２２は、光熱変換部材５２Ａの直下に対して線幅方向にある程度広がった領域で膨張するので、光熱変換部材５２Ａについて、第１の実施形態の変形例の光熱変換部材５Ａと同様に、基材１の加熱される領域が確保される範囲で線幅を細く設計することが好ましい。また、第１の実施形態と同様に、光熱変換部材５１Ａ，５２Ａと共に、後続の切断工程Ｓ２３のための切取り線となる輪郭線（図１６Ｂの太線）を印刷してもよい。

切断工程Ｓ２３において、第３の実施形態と同様に、光熱変換部材５１Ａ，５２Ａを形成した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅを、図１６Ｂに太線で示す輪郭線で切断して、シート成形品１３の展開形状に切り出す。

光照射工程Ｓ２４において、切断した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅを、光照射装置７（７Ａ）で、光熱変換部材５１Ａ，５２Ａを印刷した側の面（一面）に光を照射する。すると、光熱変換部材５１Ａ，５２Ａが、それぞれの黒色濃度に対応した温度に発熱し、その熱が第１熱膨張層２１、基材１、第２熱膨張層２２を順次伝播する。図２２Ｂに示すように、光熱変換部材５１Ａの直下においては、第３の実施形態（図２０Ｂ参照）での光熱変換部材５１の直下と同様、第１熱膨張層２１が膨張して、基材１が塑性変形し、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅが線（光熱変換部材５１Ａ）の両側で第２熱膨張層２２の側へ折れ曲がって屈曲する。また、第２熱膨張層２２は、第１熱膨張層２１よりも最高温度が低いので膨張量が少なく、理想的には膨張開始温度Ｔ_Esに到達せず、膨張しない。一方で、第１熱膨張層２１をより大きく膨張させるために、光熱変換部材５１Ａは、最大膨張温度Ｔ_Emax近傍に発熱するように黒色濃度を設計されることが好ましい。

また、光熱変換部材５２Ａの直下において、基材１が熱変形温度Ｔ_D以上に到達し、第２熱膨張層２２が膨張開始温度Ｔ_Es以上に到達して膨張する。一方、光熱変換部材５２Ａに直近の第１熱膨張層２１は、より高温に加熱されて最大膨張温度Ｔ_Emaxを超える。マイクロカプセルは、一般に、最大膨張温度Ｔ_Emaxを超える高温に加熱されると、内包する揮発性溶媒が殻を高速で透過して拡散するので、膨張率が低下し、また、既に膨張していた場合には収縮する。したがって、光熱変換部材５２Ａの直下において、第１熱膨張層２１は、膨張率が最大膨張率未満であり、さらには第２熱膨張層２２よりも低膨張率となる。その結果、第２熱膨張層２２は、第１熱膨張層２１よりも膨張量が多いので基材１に作用する荷重が高く、図２２Ｂに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅが線（光熱変換部材５２Ａ）の両側で第１熱膨張層２１の側へ折れ曲がって屈曲する。なお、光熱変換部材５２Ａの直下においても、直近である第１熱膨張層２１の方が先に加熱されて膨張開始温度Ｔ_Esに到達する。しかし、高速で加熱されることによって、第１熱膨張層２１が膨張して基材１を塑性変形させる前に、さらに最大膨張温度Ｔ_Emaxを大きく超える高温に到達して膨張率が低下する、または、第２熱膨張層２２が第１熱膨張層２１を超える膨張率となる温度に到達する。

このように、光熱変換部材５２Ａの直下において、直近の第１熱膨張層２１は、熱膨張層２１，２２の最大膨張温度Ｔ_Emaxよりも高温の、膨張率が十分に低下する温度（Ｔ_Es＋５０〜８０℃程度以上）に到達することが好ましい。そのために、光熱変換部材５２Ａは、最大膨張温度Ｔ_Emax超の前記高温に発熱するように黒色濃度を設計されることが好ましい。そして、第２熱膨張層２２は、膨張量がより多くなるように、最大膨張温度Ｔ_Emax近傍に到達し、かつ、それ以上に昇温することなく、具体的には（Ｔ_Emax＋５℃）以下であることが好ましく、Ｔ_Emax以下であることがさらに好ましい。また、基材１は、光熱変換部材５２Ａの直下の方が、光熱変換部材５１Ａの直下よりも高温に加熱されているので、より低い荷重で塑性変形可能であり、第１熱膨張層２１がある程度膨張して、第２熱膨張層２２との膨張量の差が小さくても、光熱変換部材５１Ａの直下と同等に屈曲させることができる。

光熱変換部材５１Ａ，５２Ａのそれぞれの直下で第１熱膨張層２１と第２熱膨張層２２が前記温度勾配を示すように、第３の実施形態と同様に、加熱速度（光熱変換部材５１Ａ，５２Ａの昇温速度）が高速であることが好ましく、かつ光熱変換部材５１Ａ，５２Ａが最高温度に到達した後は速やかに冷却されることが好ましい。

インク除去工程Ｓ２５において、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅの表面から、第１の実施形態と同様に、インク受容層４を剥離層３１で剥がし取って、図１７に示すシート成形品１３が得られる。シート成形品１３は、第３の実施形態と同様に、図１６Ａに示すように組み立てられて完成される。

（変形例）
シート成形品１３は、第３の実施形態と同様、試作等、用途によっては、稜線に沿って光熱変換部材５１Ａ，５２Ａが付着したままであってもよく、この場合には、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅは剥離層３１を備えていなくてよい。また、シート成形品１３は、インク除去工程Ｓ２５においてインク受容層４を除去する際に、その下の第１熱膨張層２１ごと剥がし取って、屈曲した基材１とその片面を被覆する第２熱膨張層２２で構成されてもよい。あるいはさらに第２熱膨張層２２も剥がし取って、第１の実施形態の変形例に係るシート成形品１１Ａ（図１０参照）のように、基材１のみで構成されてもよい（図示せず）。そのために、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅは、剥離層３１に代えて、剥離層３１Ａを、基材１と第１熱膨張層２１との間に備え、あるいはさらに基材１と第２熱膨張層２２との間に備える。このようなシート成形品１３は、第１の実施形態の変形例の熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｂ（図１１参照）およびシート成形品１１Ａと同様に製造することができる。

本実施形態では、第１熱膨張層２１と第２熱膨張層２２とで膨張率が異なることによって膨張量を異なるものとしているが、膨張量の差をより大きくして基材１を屈曲させ易くするために、図２３に示すように、初期厚さｔ₁，ｔ₂が異なる熱膨張層２１Ａ，２２Ａを備える熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｆから製造することもできる。詳しくは、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｆの印刷面（インク受容層４）からの距離の大きい第２熱膨張層２２Ａの初期厚さｔ₂を厚く備える（ｔ₁＜ｔ₂）。したがって、得られるシート成形品（立体造形物）１３Ａは、図２４に断面図で示すように、稜線上以外において、熱膨張層２１Ａよりも熱膨張層２２Ａが厚く形成されている。

熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｆからシート成形品１３Ａを製造する方法は、第４の実施形態と同様である（図２２Ａ，２２Ｂ参照）。すなわち、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｆは、光熱変換部材５１Ａの直下においては、第１熱膨張層２１Ａの膨張によって第２熱膨張層２２Ａの側へ折れ曲がって屈曲する。一方、光熱変換部材５２Ａの直下においては、第２熱膨張層２２Ａが高膨張率、好ましくは最大膨張率で膨張する。このとき、第１熱膨張層２１Ａが第２熱膨張層２２Ａと同程度の膨張率で膨張していても、初期厚さの厚い第２熱膨張層２２Ａの方が膨張量（絶対量）が多いので、第１熱膨張層２１Ａの側へ折れ曲がって屈曲する。したがって、熱膨張層２１Ａ，２２Ａが、最大膨張温度Ｔ_Emaxを超える高温下で膨張率があまり低下しない構造（マイクロカプセル等）を有していても、片面のみに光を照射して、山折り、谷折りの混在したシート成形品１３Ａを製造することができる。

熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｆにおいて、第１熱膨張層２１Ａと第２熱膨張層２２Ａとは、同じ膨張率で膨張量（絶対量）が異なる構成であればよく、初期厚さｔ₁，ｔ₂の違いに限られず、例えばマイクロカプセルの配合等を変えることによって、それぞれの最大膨張率において第２熱膨張層２２Ａの方が膨張量が大きくなるように調整されてもよい。

第４の実施形態に係るシート成形品の製造方法は、基材１を両面から挟む熱膨張層２１，２２について、一面上の光熱変換部材５１Ａ，５２Ａからの距離が異なることで生じる温度勾配を利用して、所望の側を相対的に高い膨張率で膨張させて、山折り、谷折りを自在に製造されるが、それぞれの膨張温度域が異なる構造とすることによって、膨張率を同様に制御することもできる。以下、第４の実施形態の変形例に係るシート成形品の製造方法について説明する。

本変形例では、シート成形品１３は、図２５に示す熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇから製造される。図２５は、本発明の第４の実施形態の変形例に係る立体造形物の材料である熱膨張層被覆樹脂シートの構成を模式的に示す断面図である。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇは、一様な厚さの平板状の部材であり、基材１の一面上に第１熱膨張層２１Ｂ、他面上に第２熱膨張層２２Ｂをそれぞれ積層し、第２熱膨張層２２Ｂ上にさらに剥離層３１、インク受容層４を順に積層してなる。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇは、前記実施形態の熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｅ等と同様、インク受容層４に光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂを構成する黒色インクを印刷されるための被印刷物であり、本変形例では、インク受容層４が形成された他面側の表面が印刷面である。

基材１、剥離層３１、およびインク受容層４の各構成は、第１、第３の実施形態で説明した通りである。第１熱膨張層２１Ｂおよび第２熱膨張層２２Ｂ（適宜まとめて、熱膨張層２１Ｂ，２２Ｂ）は、それぞれ第３、第４の実施形態の熱膨張層２１，２２と同様の構成で、初期厚さｔ₁，ｔ₂が同じとする（ｔ₁＝ｔ₂）。ただし、第１熱膨張層２１Ｂと第２熱膨張層２２Ｂとは、膨張開始温度Ｔ１_Es，Ｔ２_Esが異なるように配合され、第２熱膨張層２２Ｂの膨張開始温度Ｔ２_Esが、第１熱膨張層２１Ｂの膨張開始温度Ｔ１_Esよりも高温である（Ｔ１_Es＜Ｔ２_Es）。また、第１熱膨張層２１Ｂの最大膨張温度Ｔ１_Emaxが、第２熱膨張層２２Ｂの最大膨張温度Ｔ２_Emaxよりも低温である（Ｔ１_Emax＜Ｔ２_Emax）ことが好ましく、第２熱膨張層２２Ｂの膨張開始温度Ｔ２_Esよりも低温である（Ｔ１_Emax＜Ｔ２_Es）ことがさらに好ましい。また、基材１を構成する熱可塑性樹脂の熱変形温度Ｔ_Dは、第２熱膨張層２２Ｂの膨張開始温度Ｔ２_Es未満である（Ｔ_D＜Ｔ２_Es）ことが好ましい。本変形例における基材１および熱膨張層２１Ｂ，２２Ｂの熱的性質については、後記製造方法で詳細に説明する。

（シート成形品の製造方法）
本変形例に係るシート成形品の製造方法について、図２６Ａ，２６Ｂ、および適宜図７を参照して説明する。図２６Ａ，２６Ｂは、本発明の第４の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、図２６Ａは印刷工程、図２６Ｂは光照射工程、のそれぞれにおける断面図を示す。図７に示すように、本変形例に係るシート成形品の製造方法は、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇを製造する熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０と、印刷工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２３と、光照射工程Ｓ２４と、インク除去工程Ｓ２５と、を順に行う。また、熱膨張層被覆樹脂シート製造工程Ｓ１０は、前記実施形態と同様に、熱膨張層形成工程Ｓ１１と、剥離層形成工程Ｓ１２と、インク受容層形成工程Ｓ１３と、を順に行い、さらにその後に必要に応じて、断裁工程Ｓ１４を行う。

熱膨張層形成工程Ｓ１１において、基材１の一面（上面）に第１熱膨張層２１Ｂを、他面（下面）に第２熱膨張層２２Ｂを、それぞれ厚さｔ₁，ｔ₂に形成する（ｔ₁＝ｔ₂）。熱膨張層２１Ｂ，２２Ｂのそれぞれの形成方法は、第１の実施形態の熱膨張層形成工程Ｓ１１と同様である。本変形例においては、第１熱膨張層２１Ｂと第２熱膨張層２２Ｂは材料が異なるため、それぞれについてスラリーを調製する。そして、剥離層形成工程Ｓ１２において、第２熱膨張層２２Ｂの上に剥離層３１を形成し、さらにインク受容層形成工程Ｓ１３において、剥離層３１の上にインク受容層４を形成する。断裁工程Ｓ１４において、第１の実施形態と同様に、熱膨張層２１Ｂ，２２Ｂ等を形成した基材１を切断して、後続の印刷工程Ｓ２１で使用する印刷機に対応した寸法の熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇ（図２５参照）を得る。

印刷工程Ｓ２１において、図２６Ａおよび図１６Ｂに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇの他面側のインク受容層４上に黒色インクで線を印刷して光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂ（図１６Ｂでは、光熱変換部材５１，５２）を形成する。なお、図２６Ａ，２６Ｂにおいては、印刷面を上側に向けて表す。熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇの印刷面（他面側）において、光熱変換部材５１Ｂは谷折り線、光熱変換部材５２Ｂは山折り線である。光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂは、それぞれ前記実施形態の光熱変換部材５１Ａ，５２Ａと同様に、光熱変換部材５１Ｂが、光熱変換部材５２Ｂよりも黒色濃度が低く（淡く）形成される。詳しくは光照射工程Ｓ２４で説明するように、光熱変換部材５１Ｂは、発熱することによって、直下において、基材１を熱変形温度Ｔ_D以上に加熱し、かつ、熱膨張層２１Ｂ，２２Ｂのうち、膨張開始温度の低い第１熱膨張層２１Ｂを膨張させるために膨張開始温度Ｔ１_Es以上、好ましくは最大膨張温度Ｔ１_Emax近傍に加熱する。一方、光熱変換部材５２Ｂは、発熱することによって、直下において、第２熱膨張層２２Ｂを膨張させるために膨張開始温度Ｔ２_Es以上、好ましくは最大膨張温度Ｔ２_Emax近傍に加熱し、基材１を熱変形温度Ｔ_D以上に加熱し、さらに第１熱膨張層２１Ｂを最大膨張温度Ｔ１_Emaxを超える高温に加熱する。光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂは、光照射工程Ｓ２４で同じ光量を照射されてこのような温度に発熱するように、それぞれの黒色濃度を設定される。さらに、第１熱膨張層２１Ｂは、光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂのそれぞれの直下に対して線幅方向にある程度広がった領域で膨張するので、光熱変換部材５１Ｂについて、第１の実施形態の変形例の光熱変換部材５Ａと同様に、基材１の加熱される領域が確保される範囲で線幅を細く設計することが好ましい。また、第１の実施形態と同様に、光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂと共に、後続の切断工程Ｓ２３のための切取り線となる輪郭線（図１６Ｂの太線）を印刷してもよい。

切断工程Ｓ２３において、前記実施形態と同様に、光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂを形成した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇを、図１６Ｂに太線で示す輪郭線で切断して、シート成形品１３の展開形状に切り出す。

光照射工程Ｓ２４において、切断した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇを、光照射装置７（７Ａ）で、光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂを印刷した側の面（他面）に光を照射する。すると、光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂが、それぞれの黒色濃度に対応した温度に発熱し、その熱が第２熱膨張層２２Ｂ、基材１、第１熱膨張層２１Ｂを順次伝播する。光熱変換部材５１Ｂの直下においては、基材１が熱変形温度Ｔ_D以上に到達し、第１熱膨張層２１Ｂが膨張開始温度Ｔ１_Es以上に到達して膨張する。その結果、図２６Ｂに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇが線（光熱変換部材５１Ｂ）の両側で第２熱膨張層２２Ｂの側へ折れ曲がって屈曲する。また、光熱変換部材５１Ｂの直近の第２熱膨張層２２Ｂは、膨張温度域に対して低温で、膨張量が第１熱膨張層２１Ｂよりも少なく、理想的には膨張開始温度Ｔ２_Esに到達せず、膨張しない。一方で、第１熱膨張層２１は、より大きく膨張させるために、最大膨張温度Ｔ１_Emax近傍に到達することが好ましい。そのために、光熱変換部材５１Ｂは、Ｔ１_Es以上かつＴ_D以上であってＴ２_Emaxよりも十分に低い温度に発熱するように黒色濃度を設計され、好ましくはＴ２_Es未満、さらに好ましくはＴ１_Emax近傍に発熱する黒色濃度を設計される。

また、光熱変換部材５２Ｂの直下において、第２熱膨張層２２Ｂが膨張開始温度Ｔ２_Es以上に到達して膨張し、基材１が熱変形温度Ｔ_D以上に到達する。一方、第１熱膨張層２１Ｂは、最大膨張温度Ｔ_E1maxを超える高温に到達して、第２熱膨張層２２Ｂよりも低膨張率となる。したがって、図２６Ｂに示すように、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇが線（光熱変換部材５２Ｂ）の両側で第１熱膨張層２１Ｂの側へ折れ曲がって屈曲する。第２熱膨張層２２Ｂは、膨張量がより多くなるように最大膨張温度Ｔ２_Emax近傍に到達することが好ましく、第１熱膨張層２１Ｂは、膨張率が十分に低下する温度（Ｔ１_Es＋５０〜８０℃程度以上）に到達することが好ましい。そのために、光熱変換部材５２Ｂは、Ｔ２_Es以上（かつＴ_D以上）、Ｔ１_Emax超に発熱するように黒色濃度を設計され、好ましくは、Ｔ１_Emaxよりも十分に高い温度、かつＴ２_Emax近傍に発熱する黒色濃度を設計される。

光熱変換部材５２Ｂの直下においては、第１熱膨張層２１Ｂの膨張による基材１の塑性変形を阻止するために、基材１が熱変形温度Ｔ_Dに到達し、かつ第１熱膨張層２１Ｂが膨張開始温度Ｔ１_Esに到達して膨張によって基材１を塑性変形させる前に、第４の実施形態と同様に、第１熱膨張層２１Ｂが膨張率が十分に低下する温度（最高温度）に到達することが好ましい。あるいは、第２熱膨張層２２Ｂが膨張開始温度Ｔ２_Esに到達して膨張を開始することが好ましい。そのために、加熱速度（光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂの昇温速度）が高速であることが好ましい。なお、第４の実施形態と同様、基材１は、光熱変換部材５２Ｂの直下の方が、光熱変換部材５１Ｂの直下よりも高温に加熱されているので、より低い荷重で塑性変形可能である。また、本変形例は、基材１の厚さが薄い等、熱膨張層２１Ｂ，２２Ｂ間に十分な温度勾配が生じ難い場合でも有効である。

インク除去工程Ｓ２５において、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇの表面から、前記実施形態と同様に、インク受容層４を剥離層３１で剥がし取って、図２２に示すシート成形品１３が得られる。シート成形品１３は、第３の実施形態と同様に、図１６Ａに示すように組み立てられて完成される。

本変形例においても、第３、第４の実施形態と同様、シート成形品１３は、用途によっては、稜線に沿って光熱変換部材５１Ｂ，５２Ｂが付着したままであってもよく、この場合には、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇは剥離層３１を備えていなくてよい。また、前記実施形態で説明したように、インク除去工程Ｓ２５においてインク受容層４を除去する際に、その下の第２熱膨張層２２Ｂごと剥がし取ってもよく、さらに第１熱膨張層２１Ｂも剥がし取ってもよい。

本変形例においても、第４の実施形態と同様に膨張量の差をより大きくして基材１を屈曲させ易くするために、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｆ（図２３参照）のように、熱膨張層２１Ｂ，２２Ｂの初期厚さｔ₁，ｔ₂が異なる構造としてもよい。詳しくは、膨張開始温度の高い第２熱膨張層２２Ｂの初期厚さｔ₂を厚く備える（ｔ₁＜ｔ₂）。第１熱膨張層２１Ｂが、最大膨張温度Ｔ_E1maxを超える高温下で膨張率が低下し難い構造であっても、光熱変換部材５２Ｂの直下で、第２熱膨張層２２Ｂの方が膨張量（絶対量）が多いので、熱膨張層被覆樹脂シート１０Ｇが第１熱膨張層２１Ｂの側へ折れ曲がって屈曲する。あるいは、マイクロカプセルの配合等によって、それぞれの最大膨張率において第２熱膨張層２２Ｂの方が膨張量が大きくなるように調整されてもよい。

〔第５の実施形態〕
本発明に係る立体造形物は、その製造過程で光を照射されると屈曲して製造されるので、照射前の展開形状での寸法が大きい場合、光照射装置でまだ光を照射されていない領域が残存した状態で、先に光を照射された領域が屈曲することになる。この場合、第１の実施形態の変形例で説明したように、シートローダで挟持して搬送することによって適切に光を照射することが可能であるが、形状によっては搬送が困難になる。また、立体造形物は、光照射されている時には、装置に非接触であることが理想的である。そこで、光を照射される領域で非接触としつつ限定的に立体造形物の位置が固定されるように、光照射装置を構成する。以下、本発明の第５の実施形態に係る立体造形物製造方法について、図２７および図２８を参照して説明する。図２７は、立体造形物の製造に使用する光照射装置の概要を説明する外観図である。図２８は、本発明の第５の実施形態に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、切断工程における平面図を示す。前記実施形態（図１〜２６参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

（光照射装置）
本実施形態においては、光照射工程Ｓ２４で、図２７に示す光照射装置７Ｃを使用する。光照射装置７Ｃは、光照射部７１、冷却器７２（図示省略）、防護板７３、搬送機構８Ｄ、および切断機構９を備える。光照射装置７Ｃは、第１、第２、第４の実施形態で使用される光照射装置７（図５参照）と同様、被処理物の上面に光を照射し、光照射部７１、冷却器７２、および防護板７３は光照射装置７と同様の構造である。

搬送機構８Ｄは、被処理物を一定速度で水平な一方向に搬送して、光照射領域を通過させる。搬送機構８Ｄは、定形サイズの被処理物を、搬送幅方向両端（両縁）近傍で挟持して搬送するために、両縁のそれぞれに配置され、さらに少なくとも光照射領域で挟持されるように、被処理物の上下に設けられた計４組のベルトコンベアからなる。したがって、搬送機構８Ｄは、ベルト８１Ａ、ヘッドプーリ（ドライブプーリ）８２、およびテールプーリ８３を４ずつ備え、さらに上側２組のベルトコンベアにアイドルプーリ８７を備え、４個のヘッドプーリ８２を回転駆動させるモータ（図示省略）等で構成される。また、搬送機構８Ｄの後方に、光照射装置７Ａの搬入案内板７５および搬送ローラ８５を備えてもよい。

切断機構９は、搬送幅方向における搬送機構８Ｄの内側の所定の位置で、被処理物を搬送方向に沿って連続的に切断するスリッターであり、光照射領域の前方、両縁近傍に、被処理物を上下から挟むように、上刃９１と下刃９２を備える。刃９１，９２は、搬送方向における位置が、光照射領域よりも前、かつ被処理物（熱膨張層被覆樹脂シート１０）が屈曲し始める位置以後とする。刃９１，９２は、搬送幅方向、あるいはさらに搬送方向に位置を調整することができるように設けられていることが好ましい。

光照射装置７Ｃによれば、被処理物が、光照射領域において、搬送経路から外れることがないので安定して光を照射され、また、光照射装置７Ｃの部品等に非接触であるので、熱の伝播状態が均一で、熱膨張層の膨張が妨げられない。一方、被処理物が、光照射領域を通過した部分で切断機構９によって搬送機構８Ｄに挟持された両縁を切り離されるため、屈曲、変形を妨げられない。また、光照射装置７Ｃは、光照射部７１、冷却器７２、および防護板７３を上下反転して配置して、被処理物の下面に光を照射する構成としてもよいし、光照射部７１、冷却器７２、および防護板７３を２ずつ備えて、被処理物の両面に同時に光を照射する光照射装置とすることもできる。

光照射装置７Ｃで光を照射されるために、熱膨張層被覆樹脂シート１０は、切断工程Ｓ２３において、図２８に示すように、周縁に枠状のフレーム１０ｆを残し、輪郭線の一部を切断せずにタイバー１０ｂでフレーム１０ｆと連結する。フレーム１０ｆは、光照射装置７Ｃの搬送機構８Ｄに挟持されるための部分である。タイバー１０ｂは、熱膨張層被覆樹脂シート１０（シート成形品１１の屈曲前）をフレーム１０ｆに連結するために設けられ、光照射装置７Ｃの切断機構９によって切断される。そのために、タイバー１０ｂは、フレーム１０ｆの搬送幅方向両端（両縁）に接続するように形成され、輪郭線から搬送方向に非平行に延びて、好ましくは搬送幅方向に延びて形成される。搬送方向におけるタイバー１０ｂ，１０ｂの間隔（ピッチ）は、切断機構９でタイバー１０ｂが切断された時に、その後方のタイバー１０ｂが光照射領域を通過しているように形成される。さらに、タイバー１０ｂは、組立て後のシート成形品１１において、表側に露出しない箇所に接続することが好ましい。

光照射工程Ｓ２４において、前記の通り切断された熱膨張層被覆樹脂シート１０は、光照射装置７Ｃで光を照射されると、光照射領域を通過した部分が切断機構９によってタイバー１０ｂを切断され、光熱変換部材５に沿って屈曲を開始することができる。そして、光照射工程Ｓ２４の後、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０から、鋏等を使用して、残存するタイバー１０ｂを輪郭線で切断して切り落とす。

（変形例）
前記実施形態では、光照射装置に切断機構を備えて、機械的に両縁を切り離しているが、被処理物が熱可塑性樹脂を主体としてなることから、切断機構によらずに両縁を切り離すこともできる。以下、第５の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法について、図２９を参照して説明する。図２９は、本発明の第５の実施形態の変形例に係る立体造形物製造方法を説明する模式図であり、切断工程における平面図を示す。前記実施形態（図１〜２８参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

本変形例においては、前記実施形態で使用する光照射装置７Ｃ（図２７参照）を使用することができ、ただし、切断機構９は不要である。

熱膨張層被覆樹脂シート１０は、切断工程Ｓ２３において、図２９に示すように、前記実施形態と同様に、周縁に枠状のフレーム１０ｆを残し、輪郭線の一部を切断せずにタイバー１０ｂでフレーム１０ｆと連結する。本変形例においては、タイバー１０ｂの延びる方向は特に規定されず、フレーム１０ｆの搬送方向両端にも接続してよい。また、タイバー１０ｂは、連結を保持することのできる程度に細いことが好ましい。また、印刷工程Ｓ２１において、光熱変換部材５と共に、タイバー１０ｂをそれぞれ横切る線５ｄを黒色インクで印刷する。この線５ｄは、光照射装置７Ｃで光を照射されたときに発熱して、熱膨張層被覆樹脂シート１０（基材１および熱膨張層２）を溶融させることによってタイバー１０ｂを切断する。そのために、線５ｄは、黒色濃度を十分に高くし、かつ線幅を太く形成する。線５ｄのタイバー１０ｂにおける位置は特に形成されず、輪郭線上でもよい。

光照射工程Ｓ２４において、前記の通り切断された熱膨張層被覆樹脂シート１０は、光照射装置７Ｃで光を照射されると、光照射領域を通過した部分で光熱変換部材５に沿って屈曲を開始すると共に、線５ｄの直下で溶融し、屈曲しようとする負荷によってタイバー１０ｂが切断される。光照射工程Ｓ２４の後、屈曲した熱膨張層被覆樹脂シート１０から、鋏等を使用して、残存するタイバー１０ｂを輪郭線で切断して切り落とす。

本発明の第１〜第４実施形態に係る立体造形物は、平面を折り曲げて形成される立体形状や湾曲させた可展面で構成される立体形状である。しかし、基材を構成する熱可塑性樹脂は熱変形するので、光熱変換部材を形成した線状の領域を骨格とした、球面等の三次元曲面に近い面を有するシート成形品（図示省略）を製造することもできる。熱膨張層被覆樹脂シート１０は、光熱変換部材５，５間の狭い領域では、光熱変換部材５のそれぞれで屈曲するので全体で大きく湾曲し、広い領域では緩やかに湾曲するので、光熱変換部材５のパターンによって任意の面形状に変形させ、あるいはさらに、光熱変換部材５の黒色濃度や線幅によって屈曲角を調整することができる。特に、光熱変換部材５の直下およびその近傍において基材１が熱変形温度Ｔ_D以上に加熱されて変形し易いので、光熱変換部材５，５間を狭く形成することによって、より滑らかな曲面に変形させることができる。

以上のように、本発明によれば、金型等を使用せずに、樹脂シートを折り曲げたり湾曲させたりした、所望の立体形状とすることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。

以下、本発明の実施例として、第１の実施形態の変形例（図１２、図１３Ａおよび図１３Ｂ参照）に係るシート成形品を模擬したサンプルを、条件を変えて試作して、その効果を確認した。本実施例においては、基材の側にのみインク受容層を設けた熱膨張層被覆樹脂シート（熱膨張層／基材／インク受容層）が作製された。基材は、厚さ１８０μｍの非晶性ポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴ、熱変形温度７０〜８０℃）フィルムを適用した。この基材の一面（裏面）にインク受容層を形成し、他面（表面）にマイクロカプセルを含有したエチレン・酢酸ビニル共重合（ＥＶＡ）樹脂を塗布して６０〜８０μｍの範囲の厚さの熱膨張層を形成して、合計厚さ２５０μｍの熱膨張層被覆樹脂シートが作製された。熱膨張層のマイクロカプセルは、松本油脂製薬株式会社製マツモトマイクロスフェアー（登録商標）Ｆ−３６ＬＶを適用し、平均粒子径１３〜１９μｍ、発泡開始温度７５〜８５℃、最大膨張温度１１０〜１２０℃である。また、一部の熱膨張層被覆樹脂シート（表２参照）について、基材の表面に、剥離層（図１１参照）としてＥＶＯＨ樹脂フィルム（エバール、株式会社クラレ製）を貼り合わされてから、その上に熱膨張層を形成して、合計厚さ２７２μｍとした（熱膨張層／剥離層／基材／インク受容層）。

作製された熱膨張層被覆樹脂シートは、インクジェットプリンタを用いられて、黒色インク（光熱変換部材）で表１および表２に示す黒色濃度および線幅の直線を裏面（インク受容層）に印刷されて、１５ｍｍ×３０ｍｍの長方形に切断された。切断された熱膨張層被覆樹脂シートにおいては、印刷した直線が、長手方向の一端から１０ｍｍの位置で、短辺方向となる。熱膨張層被覆樹脂シートは、裏面（印刷面）を上に向け、角材の上面に、前記一端側の長手方向２／３程度が張り出すように、残部（長手方向１／３程度）を両面テープで貼り付けられ、さらに上からセロハンテープで固定された。固定された熱膨張層被覆樹脂シートは、角材から張り出した部分を含めて水平に保持され、この張り出した部分における下面（熱膨張層）を非接触とされた。最後に、熱膨張層被覆樹脂シートは、２０ｍｍ上方から近赤外線ヒータで光を照射された。このとき、近赤外線ヒータは、表１および表２に示す移動速度で、熱膨張層被覆樹脂シートの角材に固定した側から印刷した直線を横切るように（熱膨張層被覆樹脂シートの長手方向に）水平移動した。なお、移動速度６５０，７００，７５０ｐｐｓ（パルス／秒）は、それぞれ線速度２７．１，２９．２，３１．２ｍｍ／ｓに相当する。近赤外線ヒータは、１０００Ｗの直管型ハロゲンランプを光源とし、パラボラ（拡散）タイプで約４５ｍｍ幅の反射鏡を備えるものであり、幅方向に移動可能となるように直動機構に取り付けられた。光を照射した熱膨張層被覆樹脂シート（サンプル）について、目視で屈曲角を測定し、表１および表２に示す。

熱膨張層被覆樹脂シートは、光を照射されると、印刷された直線を凹稜線として、下に向けた表面（熱膨張層）を外側にして屈曲し、角材に固定されていない長手方向の一端が立ち上がって変形した。表１および表２に示すように、直線の黒色濃度が高いほど、また、線幅が太いほど、屈曲角が大きく、最大で１８０°、すなわち完全に二つ折りになった。ただし、黒色濃度が一定以下の淡い直線や、黒色濃度が最大（１００％）でも線幅が一定以下の細い直線を印刷したサンプルについては、屈曲角０°、すなわち屈曲せず、平らなままであった。また、ハロゲンランプの移動速度が遅い、すなわち光照射時間の長いサンプルは、屈曲角が大きく、また、淡い直線や細い直線も屈曲させることができた。また、剥離層を設けた熱膨張層被覆樹脂シートは、剥離層のないものよりも、屈曲角が小さかった。

このように、光熱変換部材の黒色濃度および線幅をそれぞれ一定以上とすることで、光熱変換部材を印刷した領域において、熱膨張層が膨張開始温度以上に加熱されて膨張し、その結果、熱膨張層被覆樹脂シートを屈曲させることができる。さらに、黒色濃度を高く、また線幅を太く印刷することによって、熱膨張層が大きく膨張し、また、基材が加熱されて軟化し、その結果、屈曲角を大きくすることができる。また、光の照射時間を長くすることによって、光熱変換部材、さらに熱膨張層の温度が上昇するので、光熱変換部材の黒色濃度が低く、または線幅が細くても、熱膨張層が膨張し、熱膨張層被覆樹脂シートを屈曲させることができ、さらに屈曲角を大きくすることができる。また、熱膨張層被覆樹脂シートは、基材の厚さ、またはさらに剥離層との合計の厚さが大きいほど、屈曲し難い。したがって、基材等の厚さおよび必要とする屈曲角に応じて、黒色濃度および線幅、あるいはさらに光の照射時間を設定することが好ましいといえる。特に、本実施例のように、熱膨張層と反対側の面を印刷面とする熱膨張層被覆樹脂シートは、基材等で隔てられているので、基材等が厚いほど光熱変換部材から熱膨張層に熱が伝播するまでに時間がかかり、光照射時間が短いと屈曲し難いと推測される。

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
《請求項１》
熱可塑性樹脂からなるシート状の基材が、稜線で屈曲して変形してなる立体造形物であって、
少なくとも前記稜線における、前記基材の屈曲して外側となっている面上に、前記熱可塑性樹脂の熱変形温度以上に加熱されると膨張する熱膨張層が被覆し、
前記熱膨張層が前記稜線において膨張していることを特徴とする立体造形物。
《請求項２》
前記熱膨張層が前記基材の両面上を被覆し、
前記稜線において、前記基材の屈曲した外側の前記熱膨張層が、内側の前記熱膨張層よりも膨張量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の立体造形物。
《請求項３》
前記稜線以外において、前記熱膨張層は、前記基材の一面上の方が他面上よりも厚いことを特徴とする請求項２に記載の立体造形物。
《請求項４》
前記稜線において、少なくとも一方の表面に、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分が付着していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の立体造形物。
《請求項５》
前記基材が光を透過し、
前記稜線において、前記熱膨張層と基材の間の面に、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分が付着していることを特徴とする請求項１に記載の立体造形物。
《請求項６》
前記光熱変換成分が付着している面に、インク受容層が形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の立体造形物。
《請求項７》
所定の温度域に加熱されると膨張する熱膨張層を、熱変形温度が前記所定の温度域以下である熱可塑性樹脂からなるシート状の基材上に形成する熱膨張層形成工程と、
吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分を含有する印刷材料で、少なくとも一方の表面に、線を描画する印刷工程と、
前記線を描画した側に、前記光熱変換成分により熱に変換される光を照射する光照射工程と、を行い、
前記光照射工程は、前記線の直下における前記熱膨張層を膨張させると共に、前記基材を、膨張した前記熱膨張層を外側にして前記線で屈曲させることを特徴とする立体造形物製造方法。
《請求項８》
前記熱膨張層形成工程は、前記基材の両面上に前記熱膨張層を形成し、
前記光照射工程は、前記線の直下における両面の前記熱膨張層を、膨張量が互いに異なるように膨張させて、膨張量の大きい方の前記熱膨張層を外側にして前記線で屈曲させることを特徴とする請求項７に記載の立体造形物製造方法。
《請求項９》
前記熱膨張層形成工程は、前記熱膨張層を、前記基材の一面上に他面上よりも厚く形成することを特徴とする請求項８に記載の立体造形物製造方法。
《請求項１０》
吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分を含有する印刷材料で線を描画する印刷工程と、
所定の温度域に加熱されると膨張する熱膨張層を、熱変形温度が前記所定の温度域以下である熱可塑性樹脂からなり前記光を透過するシート状の基材の一面上に形成する熱膨張層形成工程と、
前記基材側に、前記光熱変換成分により熱に変換される光を照射する光照射工程と、を行い、
前記印刷工程は、前記線を、前記基材の前記一面上にまたは前記熱膨張層の前記基材側となる面上に描画し、
前記光照射工程は、前記線の直下における前記熱膨張層を膨張させると共に、前記基材を、前記一面を外側にして前記線で屈曲させることを特徴とする立体造形物製造方法。
《請求項１１》
前記印刷工程よりも前に、前記印刷材料の受容層を形成するインク受容層形成工程を行い、
前記印刷工程は、前記線を前記受容層の表面に描画することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか一項に記載の立体造形物製造方法。
《請求項１２》
前記インク受容層形成工程よりも前に、剥離層を形成する剥離層形成工程を行い、
前記インク受容層形成工程は、前記受容層を前記剥離層上に形成し、
前記光照射工程よりも後に、前記受容層を前記剥離層で剥離して除去するインク除去工程を行うことを特徴とする請求項１１に記載の立体造形物製造方法。
《請求項１３》
前記熱膨張層形成工程よりも前に、前記基材と前記熱膨張層の間の剥離層を形成する剥離層形成工程を行い、
前記光照射工程よりも後に、前記熱膨張層を前記剥離層で前記基材から剥離して除去する熱膨張層除去工程を行うことを特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載の立体造形物製造方法。
《請求項１４》
前記光照射工程よりも前に、前記基材を切断して所望の平面視形状に加工する切断工程を行う請求項７ないし請求項１３のいずれか一項に記載の立体造形物製造方法。
《請求項１５》
前記切断工程は、前記基材を前記平面視形状の輪郭線の一部を残して切断すると共に、前記基材が、前記輪郭線の前記一部から当該切断工程前における周縁部に連結する連結部を１本以上有するように切断し、
前記光照射工程の後または同時に、前記基材の前記連結部を前記輪郭線で切断することを特徴とする請求項１４に記載の立体造形物製造方法。
《請求項１６》
前記印刷工程は、さらに前記連結部を横切る線を前記印刷材料で描画し、
前記光照射工程において、前記基材の前記連結部が、当該連結部を横切る前記線で溶融することによって切断されることを特徴とする請求項１５に記載の立体造形物製造方法。

１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ 熱膨張層被覆樹脂シート
１０ｂ タイバー（連結部）
１０ｆ フレーム（周縁部）
１１，１２ シート成形品（立体造形物）
１３，１３Ａ シート成形品（立体造形物）
１，１Ａ 基材
２ 熱膨張層
２１，２１Ａ，２１Ｂ 第１熱膨張層
２２，２２Ａ，２２Ｂ 第２熱膨張層
３１，３１Ａ 剥離層
４ インク受容層
５，５Ａ 光熱変換部材
５１，５１Ａ，５１Ｂ 光熱変換部材
５２，５２Ａ，５２Ｂ 光熱変換部材
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 光照射装置
７１ 光照射部
８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 搬送機構
９ 切断機構
Ｓ１０ 熱膨張層被覆樹脂シート製造工程
Ｓ１１ 熱膨張層形成工程
Ｓ１２ 剥離層形成工程
Ｓ１３ インク受容層形成工程
Ｓ２１ 印刷工程
Ｓ２２ 貼合工程
Ｓ２３ 切断工程
Ｓ２４，Ｓ２４Ａ 光照射工程
Ｓ２５ インク除去工程
Ｓ２５Ａ 熱膨張層除去工程

Claims (16)

1. 熱可塑性樹脂からなるシート状の基材が、稜線で屈曲して変形してなる立体造形物であって、
   少なくとも前記稜線における、前記基材の屈曲して外側となっている面上に、前記熱可塑性樹脂の熱変形温度以上に加熱されると膨張する熱膨張層が被覆し、
   前記熱膨張層が前記稜線において膨張していることを特徴とする立体造形物。
2. 前記熱膨張層が前記基材の両面上を被覆し、
   前記稜線において、前記基材の屈曲した外側の前記熱膨張層が、内側の前記熱膨張層よりも膨張量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の立体造形物。
3. 前記稜線以外において、前記熱膨張層は、前記基材の一面上の方が他面上よりも厚いことを特徴とする請求項２に記載の立体造形物。
4. 前記稜線において、少なくとも一方の表面に、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分が付着していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の立体造形物。
5. 前記基材が光を透過し、
   前記稜線において、前記熱膨張層と基材の間の面に、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分が付着していることを特徴とする請求項１に記載の立体造形物。
6. 前記光熱変換成分が付着している面に、インク受容層が形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の立体造形物。
7. 所定の温度域に加熱されると膨張する熱膨張層を、熱変形温度が前記所定の温度域以下である熱可塑性樹脂からなるシート状の基材上に形成する熱膨張層形成工程と、
   吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分を含有する印刷材料で、少なくとも一方の表面に、線を描画する印刷工程と、
   前記線を描画した側に、前記光熱変換成分により熱に変換される光を照射する光照射工程と、を行い、
   前記光照射工程は、前記線の直下における前記熱膨張層を膨張させると共に、前記基材を、膨張した前記熱膨張層を外側にして前記線で屈曲させることを特徴とする立体造形物製造方法。
8. 前記熱膨張層形成工程は、前記基材の両面上に前記熱膨張層を形成し、
   前記光照射工程は、前記線の直下における両面の前記熱膨張層を、膨張量が互いに異なるように膨張させて、膨張量の大きい方の前記熱膨張層を外側にして前記線で屈曲させることを特徴とする請求項７に記載の立体造形物製造方法。
9. 前記熱膨張層形成工程は、前記熱膨張層を、前記基材の一面上に他面上よりも厚く形成することを特徴とする請求項８に記載の立体造形物製造方法。
10. 吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換成分を含有する印刷材料で線を描画する印刷工程と、
    所定の温度域に加熱されると膨張する熱膨張層を、熱変形温度が前記所定の温度域以下である熱可塑性樹脂からなり前記光を透過するシート状の基材の一面上に形成する熱膨張層形成工程と、
    前記基材側に、前記光熱変換成分により熱に変換される光を照射する光照射工程と、を行い、
    前記印刷工程は、前記線を、前記基材の前記一面上にまたは前記熱膨張層の前記基材側となる面上に描画し、
    前記光照射工程は、前記線の直下における前記熱膨張層を膨張させると共に、前記基材を、前記一面を外側にして前記線で屈曲させることを特徴とする立体造形物製造方法。
11. 前記印刷工程よりも前に、前記印刷材料の受容層を形成するインク受容層形成工程を行い、
    前記印刷工程は、前記線を前記受容層の表面に描画することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか一項に記載の立体造形物製造方法。
12. 前記インク受容層形成工程よりも前に、剥離層を形成する剥離層形成工程を行い、
    前記インク受容層形成工程は、前記受容層を前記剥離層上に形成し、
    前記光照射工程よりも後に、前記受容層を前記剥離層で剥離して除去するインク除去工程を行うことを特徴とする請求項１１に記載の立体造形物製造方法。
13. 前記熱膨張層形成工程よりも前に、前記基材と前記熱膨張層の間の剥離層を形成する剥離層形成工程を行い、
    前記光照射工程よりも後に、前記熱膨張層を前記剥離層で前記基材から剥離して除去する熱膨張層除去工程を行うことを特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載の立体造形物製造方法。
14. 前記光照射工程よりも前に、前記基材を切断して所望の平面視形状に加工する切断工程を行う請求項７ないし請求項１３のいずれか一項に記載の立体造形物製造方法。
15. 前記切断工程は、前記基材を前記平面視形状の輪郭線の一部を残して切断すると共に、前記基材が、前記輪郭線の前記一部から当該切断工程前における周縁部に連結する連結部を１本以上有するように切断し、
    前記光照射工程の後または同時に、前記基材の前記連結部を前記輪郭線で切断することを特徴とする請求項１４に記載の立体造形物製造方法。
16. 前記印刷工程は、さらに前記連結部を横切る線を前記印刷材料で描画し、
    前記光照射工程において、前記基材の前記連結部が、当該連結部を横切る前記線で溶融することによって切断されることを特徴とする請求項１５に記載の立体造形物製造方法。

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