JP2021008116A - 立体画像形成シートおよび立体画像の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鮮明な色彩で凹凸形状による表現が豊かな立体画像を製造する。【解決手段】立体画像形成シート１０は、基材２の原紙２０の表面に２次元パターンとして光熱変換層４を印刷した後に、基材２上に熱膨張層３０を均一な厚さｔ0に形成して光熱変換層４を被覆し、熱膨張層３０の表面に画像を構成する色彩層５を印刷して得られる。近赤外線光を立体画像形成シート１０に照射して、光熱変換層４に到達させて熱に変換させることによって、熱膨張層３０が膨張して表面に凹凸が形成されて、立体画像が製造される。立体画像形成シート１０は、熱膨張層３０が光熱変換層４に接触しているので、光熱変換層４から高効率に熱を伝達され、また、黒色インクからなる光熱変換層４が熱膨張層３０に被覆されているので、白色インク等による色彩層５の下塗りが不要である。【選択図】図３

Description

本発明は、立体画像を形成する立体画像形成シート、および立体画像の製造方法に関する。

熱によって膨張する発泡性のマイクロカプセルを含有する熱膨張層を紙等の基材の一面側に設けられた熱膨張性シート（または熱発泡性シートという）を用いて、前記一面側に浮き彫り状の凹凸を有する立体画像を形成する技術が知られている。詳しくは、熱膨張性シートの凸状にしようとする領域に黒色インクで２次元パターンを印刷し、熱膨張層側の表面にシアン、マゼンタ、イエローの色インクで所望の画像パターンを印刷した後、近赤外線等の光を照射することによって、黒色インクが発熱して熱膨張層を黒色インクの濃淡に応じた厚さに膨張させて、容易に立体画像を形成することができる（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平１−２８６６０号公報 特開２００１−１５０８１２号公報

熱膨張層側の表面に黒色インクでパターンを印刷した場合、これを視認されず、画像パターンの外観に影響しないようにするために、色インクで画像パターンを印刷する前に、黒色インクのパターンの上に白色インク等を下塗りする。しかしながら、黒色のパターンを外観から完全に消去するためには下塗りを厚く形成する必要があるので、多量の白色インクを消費し、また、例えばインクを厚塗りし易いスクリーン印刷は、版を使用するので同一パターンの大量生産以外には不適である。一方、小規模生産に好適な例えばインクジェット法によれば、複数回印刷して重ね塗りをする必要があり、生産性が低下する上、一般的な印刷機は白色インクに非対応であるので流用困難である。さらに、厚塗りされた白色インクおよびその上の色インクが、熱膨張層の膨張に伴う表面の変形によってひび割れる虞がある。また、凸状の領域に彩色のない、例えばエンボス加工を施したような外観に形成するためであっても白色インクが必要になる。

あるいは、黒色インクのパターンを熱膨張性シートの基材側の表面（裏面）に鏡像で印刷して、基材側から光を照射して立体画像を形成することもできる。しかしながら、熱膨張性シートの基材は、熱膨張層の膨張で皺が生じたり波打つこと等のないようにある程度厚口の紙が適用されるので、黒色インクからの熱が熱膨張層まで伝達し難い。そのため、例えば黒色インクのパターン無（白）と濃（黒）との境界で熱膨張層に形成される凹凸の段差がなだらかになり、急峻な段差を形成したり、凸状の領域を幅の狭い線や点に形成することが困難である。

本発明の課題は、鮮明な色彩を呈し、凹凸形状による表現が豊かな立体画像を形成することのできる立体画像形成シート、および立体画像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、本発明に係る立体画像形成シートは、基材上に２次元パターンとして形成されて吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、前記熱膨張層が前記光熱変換層を被覆している構成とする。本発明に係る立体画像形成シートはさらに、前記光熱変換層が、当該光熱変換層が放出する熱により前記熱膨張層を膨張させることで、前記熱膨張層の表面を前記２次元パターンに対応させて隆起させることが可能なように、前記熱膨張層に被覆されている。

本発明に係る別の立体画像形成シートは、第１基材と、前記第１基材上に積層された第２基材と、前記第１基材と前記第２基材の間に２次元パターンとして形成されて吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、前記第２基材上に形成されて所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備える構成とする。本発明に係る立体画像形成シートはさらに、前記光熱変換層が、当該光熱変換層が放出する熱により前記熱膨張層を膨張させることで、前記熱膨張層の表面を前記２次元パターンに対応させて隆起させることが可能なように、前記第２基材を介して前記熱膨張層に被覆されている。

本発明に係る立体画像の製造方法は、表面に凹凸を有する立体画像の製造方法であって、基材の一面側上に光熱変換層を形成する光熱変換層印刷工程と、前記光熱変換層を被覆する熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、を順に行う。

本発明に係る別の立体画像の製造方法は、表面に凹凸を有する立体画像の製造方法であって、第１基材または第２基材の一面側に光熱変換層を形成する光熱変換層印刷工程と、前記第２基材の他面側に熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、を順不同で行った後に、前記第１基材の前記一面側と前記第２基材の前記一面側とを貼り合わせる基材積層工程と、光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、を順に行う。

本発明に係る立体画像形成シートによれば、表面にひび割れ等がなく、鮮明な色彩で、また、凹凸形状による表現が豊かな立体画像を形成することができる。本発明に係る立体画像の製造方法によれば、立体画像を生産性よく製造することができる。

第１の実施形態に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成を示す模式図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 第１の実施形態に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は光熱変換層印刷工程、（ｂ）は熱膨張層形成工程、（ｃ）は画像印刷工程、（ｄ）は断裁工程を示す。 第１の実施形態の変形例に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成を示す模式図である。 第１の実施形態の変形例に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成を示す模式図である。 第１の実施形態の変形例に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成を示す模式図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 第２の実施形態に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成を示す模式図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 第２の実施形態に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は下地熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は表面熱膨張層形成工程、（ｄ）は画像印刷工程を示す。 第２の実施形態の変形例に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成を示す模式図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。 第３の実施形態およびその変形例に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成を示す模式図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）と（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ線における断面図であり、それぞれ第３の実施形態とその変形例である。 第３の実施形態に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は画像印刷工程、（ｄ）は基材積層工程を示す。 第３の実施形態の変形例に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。 第３の実施形態の変形例に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は画像印刷工程、（ｄ）は基材積層工程を示す。

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立体画像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。

〔第１の実施形態〕
（立体画像）
第１の実施形態に係る立体画像形成シートの構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る立体画像形成シートを用いた立体画像（適宜、第１の実施形態に係る立体画像と称する）の構成を示す模式図であり、（ａ）が外観図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。本明細書において、立体画像とは、色彩を有する画像および主にこの画像に付随した凹凸を一面側に有する印刷物であり、立体画像形成シートとは、立体画像の凹凸を形成される前の印刷物である。図１に示すように、本実施形態に係る立体画像１は、基材２と、基材２上の全面に設けられた熱膨張層３と、基材２と熱膨張層３の界面に形成された黒色パターンである光熱変換層４と、熱膨張層３の上面に形成されて一面側の表面（以下、単に表面という）に画像を構成する色彩層５と、を備え、熱膨張層３の膨張の大小によって形成された凹凸を有する。立体画像１は、図１（ａ）に示すように傘の絵が描画され、この傘の多くの部分が隆起して高く（厚さが大きく）、背景が低く平坦である。また、立体画像１は、全体の形状が横長の長方形であるが、形状や大きさ等を目的に応じて適宜選択することができる。なお、本明細書においては、別途記載のない限り、図１（ｂ）およびその他の断面図における上下を同じく上下として説明する。以下、各部材の構成について、詳細に説明する。

基材２は、熱膨張層３を支持すると共に、光熱変換層４を構成する黒色インクを印刷するための被印刷物であり、平面視において立体画像１と同一形状に形成されている。基材２は、熱膨張層３との密着性がよく、光熱変換層４の印刷方式に対応可能な材料であり、さらに、熱膨張層３が部分的に膨張したときに、皺を生じたり大きく波打ったりしない程度の強度を有することが好ましい。具体的には、基材２は、例えば、一般的な印刷用紙を適用することができ、ケント紙等の厚口のものが好ましい。また、基材２は、白色の、または黒色以外の顔料で所望の色に着色されたものを適用することができる。あるいは、基材２は、ＯＨＰシート等に用いられるポリエステル等からなる耐熱性の樹脂フィルムを適用してもよい。なお、本明細書において、耐熱性とは、立体画像の製造における温度、特に熱膨張層を膨張させるための加熱温度に対する耐熱性を指す。

熱膨張層３は、厚さが領域毎に異なり、立体画像１の表面に凹凸を形成する。このような熱膨張層３は、公知の熱膨張性シートにも適用される、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均一な厚さｔ₀に形成された膜（図３に示す熱膨張層３０）が、部分的に加熱されることによって形成される。マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で形成され、揮発性溶媒を内包し、前記熱可塑性樹脂や揮発性溶媒の種類にもよるが、約８０℃以上に加熱されると、加熱温度、さらには加熱時間に応じた大きさに膨張する。すなわち、熱膨張層３は、熱膨張層３０が加熱された部分で発泡、膨張して、加熱温度等に応じて厚さが増大することによって表面が隆起して形成される。熱膨張層３０へのこのような部分的な加熱は、後記するように、熱膨張層３０の下に形成された光熱変換層４が特定の波長域の光を変換して熱を放出することによって行われる。熱膨張層３は、さらに必要に応じて酸化チタン等の白色顔料を含有して、立体画像１の地色（背景色）を白くすることが好ましく、あるいは色彩層５の外観に影響がなければ、黒色以外の顔料で所望の色に着色されていてもよい。熱膨張層３は、最大で膨張前の１０倍程度の厚さに膨張し、所望の最大凹凸差Δｔ_MAXに応じて、膨張前の、すなわち膨張させない領域（背景等）における厚さｔ₀が設計される。ただし、膨張前の厚さｔ₀が増大すると、熱膨張層３０が被覆している光熱変換層４に光を到達させ難い。すなわち、熱膨張層３が膨張する前の立体画像１（図３（ｄ）に示す立体画像形成シート１０）において、熱膨張層３０は、前記の特定の波長域の光を透過させるような材料や厚さで形成されて光熱変換層４を被覆し、多く透過させるほど好ましい。

光熱変換層４は、特定の波長域の光、例えば近赤外線光（波長７８０ｎｍ〜２．５μｍ）を吸収し、熱に変換して放出する。光熱変換層４は、基材２上に２次元パターンとして形成され、そのために印刷機による基材２への描画の可能な材料からなり、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。光熱変換層４は、濃淡、すなわちカーボンブラックの面積あたりの付着量に応じて光を照射されたときの発熱温度が変化し、この温度に応じて、上に形成された膨張前の熱膨張層３（熱膨張層３０）を膨張させて、立体画像１の表面に凹凸を形成する。したがって、光熱変換層４は、立体画像１のより高く凸状にしたい領域により濃く、最も高くする領域をベタ黒（Ｋ１００％）として、グレースケール印刷で基材２の表面に描画される。さらに、光熱変換層４は、その２次元パターンに対応して熱膨張層３０を膨張させて表面を隆起させることができるように形成される。詳しくは、光熱変換層４は、熱膨張層３が膨張する前の立体画像１（図３（ｄ）に示す立体画像形成シート１０）において、熱膨張層３０を所望の厚さに膨張させる熱を、熱膨張層３０を透過して到達した光を変換して放出することが可能な付着量で形成される。なお、本明細書において、「光」とは、別途記載のない限り、光熱変換層４のカーボンブラックによって熱に変換される近赤外線光とする。

色彩層５は、一般的な印刷用のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色インクからなり、例えばフルカラー印刷によって、所望の画像パターンを光熱変換層４の表面に描画する。色彩層５は、印刷方式によってはさらに白色インクを含んでもよい。なお、色彩層５における黒色は、前記３色の色インクの混色で表現し、カーボンブラックを含有する黒色インクは使用しない。

（立体画像の製造装置）
立体画像の製造に使用する装置について簡潔に説明する。立体画像１の製造には、膨張前の熱膨張層３（熱膨張層３０（図３参照）と称する）を基材２上に形成する塗布装置と、光熱変換層４および色彩層５を描画する印刷機と、近赤外線光を照射することにより光熱変換層４を加熱して熱膨張層３０を膨張させる光照射装置と、が使用される。さらに必要に応じて、立体画像１を仕上げ寸法に加工するために、紙等を断裁する公知の断裁機が使用される。

塗布装置は、塗料を紙等のシート状の基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る。あるいは、塗布装置として、スクリーン印刷方式等の印刷機を使用してもよい。これらの装置で、必要に応じて重ね塗りを行い、所望の厚さの膨張前の熱膨張層３（熱膨張層３０）を形成する。

印刷機は、光熱変換層４、色彩層５を描画する印刷機であり、オフセット、インクジェット等の公知のものを、印刷品質や生産形態（大量生産、少量生産）等に応じて適用する。また、印刷機は、被印刷物として、厚口の紙等からなる基材２に熱膨張層３０を積層した（図３（ｂ）参照）厚さに対応可能な仕様とし、さらに、被印刷物が熱膨張層３０の熱膨張開始温度以上（例えば８０℃程度以上）に加熱されない方式とする。印刷機は、同じ１台でインクを使い分けて光熱変換層４、色彩層５を描画することができ、あるいは、光熱変換層４を描画する印刷機と色彩層５を描画する印刷機とが異なる方式の印刷機でもよい。特に本実施形態においては、基材２に光熱変換層４を描画する印刷機は、基材２の耐熱温度未満であれば、トナー（レーザー）方式のような高温になる印刷機を適用することができる。

光照射装置は、熱膨張層３０越しにその下の光熱変換層４に光を照射して熱膨張層３０を加熱させる装置であり、熱膨張性シートで立体画像を形成するための公知の装置を適用することができ、被照射物として、立体画像１の厚さに対応可能な仕様とする。詳しくは、光照射装置は、印刷機のようにシート状の被照射物を一方向に搬送する搬送機構と、光熱変換層４によって熱に変換される近赤外線光を含む光を放射する光源と、反射板と、当該光照射装置を冷却する冷却器と、を主に備える。光源は、例えばハロゲンランプであり、被照射物へその全幅にわたって設けられる。反射板は、光源から被照射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、光源の被照射物と対向する側の反対側を覆う。冷却器は、空冷方式のファンや水冷方式のラジエータ等であり、反射板の近傍に設けられる。

（立体画像の製造方法）
第１の実施形態に係る立体画像の製造方法について、図２、図３、および適宜図１を参照して説明する。図２は、第１の実施形態に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は光熱変換層印刷工程、（ｂ）は熱膨張層形成工程、（ｃ）は画像印刷工程、（ｄ）は断裁工程を示す。図２に示すように、本実施形態に係る立体画像の製造方法は、光熱変換層印刷工程Ｓ１０と、熱膨張層形成工程Ｓ２０と、画像印刷工程Ｓ３０と、光照射工程Ｓ６０と、を順に行い、さらに必要に応じて、画像印刷工程Ｓ３０の次に断裁工程Ｓ４０を行う。本実施形態においては、立体画像１の仕上げ寸法よりも大きな紙（原紙）から製造する。原紙２０は、断裁前の基材２であり、原紙２０の規格寸法と立体画像１の仕上げ寸法に応じて、１枚で、または４、８枚等に連続した状態で、あるいは巻取り紙で各工程の処理を行う。

光熱変換層印刷工程Ｓ１０において、図３（ａ）に示すように、原紙２０の表面に黒色インクで光熱変換層４を描画する。光熱変換層４と同時に、仕上げ寸法の枠外に断裁工程Ｓ４０における断裁位置や画像印刷工程Ｓ３０における見当合わせ等のための目印（トンボ、クロップマーク）を印刷してもよい。

熱膨張層形成工程Ｓ２０において、図３（ｂ）に示すように、原紙２０の表面の光熱変換層４を印刷した上に、膨張前の熱膨張層３（熱膨張層３０と表す）を厚さｔ₀に形成する。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、原紙２０の仕上げ寸法の枠内全体にスラリーを塗布し、乾燥させて熱膨張層３０を形成する。なお、熱膨張層３０を仕上げ寸法の枠外にも形成してよいが、光熱変換層印刷工程Ｓ１０で印刷した目印を被覆しないようにする。

画像印刷工程Ｓ３０において、図３（ｃ）に示すように、熱膨張層３０の表面に色インクで色彩層５を描画する。

断裁工程Ｓ４０において、原紙２０およびその上の熱膨張層３０を目印にしたがって切断して、図３（ｄ）に示すように、立体画像１の仕上げ寸法に加工して、立体画像形成シート１０を得る。

光照射工程Ｓ６０において、立体画像形成シート１０の熱膨張層３０を形成した側（図３（ｄ）における上側）から光を照射する。光が熱膨張層３０を透過して光熱変換層４に到達すると熱に変換され、熱膨張層３０が、光熱変換層４の濃淡に対応した温度に加熱されて膨張して、図１（ｂ）に示すように、表面に凹凸を有する熱膨張層３になる。熱膨張層３０の加熱温度は当該熱膨張層３０の材料にもよるが、約８０℃以上とし、光熱変換層４の濃淡に対応して１００〜１２０℃の範囲に分布することが好ましい。このような温度に変換される量の光が熱膨張層３０を透過して光熱変換層４に到達するように、光照射装置の光源の出力や搬送速度を設定する。

（製造方法の変形例）
基材２は、耐熱性の樹脂フィルムも適用することができ、この場合には、特に光透過率の高いものが好ましい。光照射工程Ｓ６０において基材２の側から光を照射することができ、熱膨張層３０が光を透過しなくてよいので、厚膜化して熱膨張層３による凹凸差の大きな立体画像１を製造することができる。

断裁工程Ｓ４０は、工程Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ６０のそれぞれで使用する装置（印刷機、塗布装置、光照射装置）に対応している被印刷物等の寸法に応じて、いずれの段階で行ってもよく、また、原紙２０から立体画像１の仕上げ寸法よりも大きな形状に加工する工程を行ってもよい。ただし、断裁工程Ｓ４０は、光照射工程Ｓ６０の後に行う場合に、複数枚を重ねて同時に断裁機で加工しようとすると、熱膨張層３の表面の凹凸によって傾斜して積み重ねられることで加工し難くなり、作業性が低下することがある。また、凹凸を有する面への描画が可能な印刷機を使用して、画像印刷工程Ｓ３０を光照射工程Ｓ６０の後に行うこともでき、この場合には色彩層５に黒色インクを使用することができるので、黒色が鮮明に表された画像が得られる。あるいは、画像印刷工程Ｓ３０を光照射工程Ｓ６０の前後の２回に分けて、色インクによる熱膨張層３０への印刷と黒色インクによる熱膨張層３への印刷とを行って、色彩層５を描画することもできる。

（立体画像の変形例）
立体画像１は、上面全体に熱膨張層３が設けられているが、これに限られず、熱膨張層３が光熱変換層４の全体を被覆していればよく、すなわち表面の一部において熱膨張層３を設けずに基材２が露出していてもよい。以下、第１の実施形態の変形例に係る立体画像形成シートを用いた立体画像の構成について、図４、図５、および図６を参照して説明する。図４に示すように、立体画像１Ａは、周縁に基材２が露出している。熱膨張層３が形成されている領域は、例えば光熱変換層４および色彩層５を印刷する印刷機の印刷可能領域の全体を含む領域である。熱膨張層３が印刷機の印刷可能領域の全体に形成されているので、光熱変換層４や色彩層５のパターンにかかわらず、光熱変換層４が熱膨張層３で被覆され、色彩層５が熱膨張層３の表面に描画される。さらに、図５に示すように、立体画像１Ｂは、熱膨張層３が、光熱変換層４が形成されたすべての領域を内包する所定の形状、ここでは、楕円形状に形成されている。これらの立体画像１Ａ，１Ｂは、熱膨張層形成工程Ｓ２０において、予め基材２（原紙２０）上にマスクを設けたり、スクリーン印刷等を適用することで製造することができる。

あるいは、熱膨張層３が、光熱変換層４が形成された領域に限定して形成されていてもよい。詳しくは、図６に示すように、立体画像１Ｃは、熱膨張層３が、光熱変換層４の近接して離間したパターン同士の間隙では膨張せずに設けられるように、光熱変換層４が形成された領域とこの領域から所定の距離まで、例えば色彩層５における輪郭線の幅程度までの一回り大きく拡張した領域に形成される。このような熱膨張層３は、一例として、光熱変換層４の描画データに基づいてスクリーン印刷等の版を作製して形成することができる。さらに、膨張していない厚さｔ₀の熱膨張層３と基材２が露出した領域（厚さ＝０）との段差を立体画像の凹凸の一部とすることもでき、熱膨張層３の厚さｔ₀の領域を形成するために、例えば、熱膨張層３０が膨張する温度に加熱されないように極めて淡いパターンで光熱変換層４を形成すればよい。なお、立体画像１Ｂ，１Ｃ等は、色彩層５が、基材２上の熱膨張層３を設けられていない領域にも描画されていてもよい。

以上のように、第１の実施形態によれば、白色インク等の下塗りによらずに鮮明な色彩で表面にひび割れ等のない立体画像を形成することができる。また、第１の実施形態によれば、熱膨張層が、光熱変換層を接触させて設けているため、光熱変換層から高効率に熱を伝達されて凹凸形状による表現が豊かなものになる。

〔第２の実施形態〕
（立体画像）
第２の実施形態に係る立体画像形成シートの構成について、図７を参照して説明する。図７は、第２の実施形態に係る立体画像形成シートを用いた立体画像（適宜、第２の実施形態に係る立体画像と称する）の構成を示す模式図であり、（ａ）が外観図、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。図７に示すように、本実施形態に係る立体画像１Ｄは、基材２と、基材２上の全面に設けられた熱膨張層３Ａと、熱膨張層３Ａの層内に形成された黒色パターンである光熱変換層４と、熱膨張層３Ａの上面に形成されて表面に画像を構成する色彩層５と、を備え、熱膨張層３Ａの膨張の大小によって形成された凹凸を有する。図７に示すように、立体画像１Ｄは、外観においては、周縁が僅かに薄い（上面が低い）ことを除いて、第１の実施形態に係る立体画像１（図１参照）と一致する。

基材２および色彩層５は、第１の実施形態にて説明した通りである。
熱膨張層３Ａは、第１の実施形態に係る立体画像１の熱膨張層３と同様に、熱膨張性のマイクロカプセルを含有する熱可塑性樹脂膜が部分的に加熱されて得られ、厚さが領域毎に異なって、立体画像１Ｄの表面に凹凸を形成する。ただし、立体画像１Ｄにおいては、熱膨張層３Ａは、その層内に光熱変換層４を内包する。このような熱膨張層３Ａは、後記製造方法にて説明するように２層に分けて形成される。さらに立体画像１Ｄにおいて、熱膨張層３Ａは、下側の層（図９（ｃ）、（ｄ）に示す膨張前における下地熱膨張層３１）が基材２の表面全体に設けられ、その上に周縁を除いて上側の層（図９（ｃ）、（ｄ）に示す膨張前における表面熱膨張層３２）が形成されているので、周縁で上面が僅かに低くなって段差を有する。表面熱膨張層３２が形成されている領域は、光熱変換層４および色彩層５を印刷する印刷機の印刷可能領域の全体を含む領域である。光熱変換層４の上側における熱膨張層３Ａの厚さｔ₂（図７（ｂ）では最大値で示す）は、外観にて透けて光熱変換層４が視認されない程度であればよく、膨張前における厚さ（表面熱膨張層３２の厚さ）ｔ₀₂がより薄いことが好ましい。表面熱膨張層３２の厚さｔ₀₂が薄いほど、膨張前の熱膨張層３Ａ（熱膨張層３１，３２）に内包された光熱変換層４に光を多く到達させ易く、また、立体画像１Ｄの周縁における下地熱膨張層３１との段差が視認され難い。表面熱膨張層３２の厚さｔ₀₂および膨張前の熱膨張層３Ａの厚さｔ₀に応じて、下地熱膨張層３１の厚さｔ₀₁（図９（ａ）参照）が設計される（ｔ₀＝ｔ₀₁＋ｔ₀₂）。なお、基材２および下地熱膨張層３１については、これらの積層体として、公知の熱膨張性シートを流用することができる。

光熱変換層４は、第１の実施形態にて説明した通り、黒色インクからなる。ただし、立体画像１Ｄにおいては、光熱変換層４は、熱膨張層３Ａの層間に形成される。詳しくは、光熱変換層４は、熱膨張層３Ａの膨張前の均一な厚さｔ₀₁，ｔ₀₂の下地熱膨張層３１、表面熱膨張層３２（図９（ｃ）参照）の界面に、２次元パターンとして形成される。熱膨張層３１，３２の膨張に伴い、熱膨張層３Ａの表面（表面熱膨張層３２の表面）と共に熱膨張層３１，３２の界面にも凹凸が形成されるため、光熱変換層４は、この界面に沿って図７（ｂ）に示すように凹凸状となる。このような光熱変換層４は、後記製造方法にて説明するように、膨張前の熱膨張層３Ａの下側の層（下地熱膨張層３１）の上面に印刷される。また、本実施形態においては、熱膨張層３１，３２を膨張させる熱に光熱変換層４が変換する光が、厚さｔ₀₂の表面熱膨張層３２のみを透過して当該光熱変換層４に到達する。そのため、第１の実施形態と比較して、外部（光照射装置）から照射される光の量に対して、光熱変換層４は付着量が少なく（淡く）形成される。言い換えると、光熱変換層４は、熱膨張層３Ａが膨張する前の立体画像１Ｄ（図９（ｄ）に示す立体画像形成シート１０Ｄ）において、熱膨張層３１，３２を所望の厚さに膨張させる熱を、表面熱膨張層３２を透過して到達した光を変換して放出することが可能な付着量で形成される。

（立体画像の製造装置）
第２の実施形態に係る立体画像の製造に使用する装置は、第１の実施形態にて説明した通りである。ただし、膨張前の熱膨張層３Ａを形成するために、塗布装置を２回使用し、それぞれで異なる方式のものを適用することができる。１回目の塗布装置は、下地熱膨張層３１を基材２上に形成し、第１の実施形態にて挙げた公知の装置の中でも、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く、被塗布物となる断裁前の基材２（原紙２０）が巻取り紙であってもよい。一方、２回目の塗布装置は、表面熱膨張層３２を形成し、１回目と共通であってもよいが、形成する表面熱膨張層３２が比較的薄いため、スクリーン印刷方式の印刷機や、重ね塗り等によるインクの厚塗りの可能な仕様のインクジェット方式等の印刷機を使用することができる。また、光熱変換層４を描画する印刷機は、光熱変換層４を熱膨張層３Ａの下側の層（下地熱膨張層３１）に描画するために、色彩層５を描画する印刷機と同様に、被印刷物が熱膨張層３１，３２の熱膨張開始温度以上に加熱されない方式とする。

（立体画像の製造方法）
第２の実施形態に係る立体画像の製造方法について、図８、図９、および適宜図７を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。図９は、第２の実施形態に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は下地熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は表面熱膨張層形成工程、（ｄ）は画像印刷工程を示す。図８に示すように、本実施形態に係る立体画像の製造方法は、下地熱膨張層形成工程Ｓ２１と、光熱変換層印刷工程Ｓ１０と、表面熱膨張層形成工程Ｓ２２と、画像印刷工程Ｓ３０と、光照射工程Ｓ６０と、を順に行い、さらに必要に応じて、下地熱膨張層形成工程Ｓ２１の次に断裁工程Ｓ４０を行う。本実施形態においては、下地熱膨張層形成工程Ｓ２１で塗布装置に対応するように、例えば巻取り紙を原紙２０とし、下地熱膨張層３１を形成した後に、立体画像１Ｄの仕上げ寸法に断裁する。

下地熱膨張層形成工程Ｓ２１において、図９（ａ）に示すように、原紙２０の表面に下地熱膨張層３１を厚さｔ₀₁に形成する。下地熱膨張層３１の形成方法は、第１の実施形態の熱膨張層形成工程Ｓ２０と同様である。

断裁工程Ｓ４０において、原紙２０およびその上の下地熱膨張層３１を切断して、立体画像１Ｄの仕上げ寸法に加工する。

光熱変換層印刷工程Ｓ１０において、図９（ｂ）に示すように、基材２上の下地熱膨張層３１の表面に、第１の実施形態と同様に黒色インクで光熱変換層４を描画する。

表面熱膨張層形成工程Ｓ２２において、図９（ｃ）に示すように、光熱変換層４を印刷した下地熱膨張層３１の表面の所定の領域に、表面熱膨張層３２を厚さｔ₀₂に形成する。例えばスクリーン印刷機を塗布装置に適用した場合は、前記所定の領域の形状の版を作製してこれを使用する。なお、後続の光照射工程Ｓ６０の前においては、光熱変換層４が表面熱膨張層３２の上から透けて視認されてもよく、膨張後の表面熱膨張層３２の上から光熱変換層４が視認されなければよい。

画像印刷工程Ｓ３０において、図９（ｄ）に示すように、表面熱膨張層３２の表面に、第１の実施形態と同様に色インクで色彩層５を描画して、立体画像形成シート１０Ｄを得る。

光照射工程Ｓ６０において、第１の実施形態と同様に、立体画像形成シート１０Ｄの表面熱膨張層３２を形成した側から光を照射する。光が表面熱膨張層３２を透過して光熱変換層４に到達して熱に変換されると、下地熱膨張層３１および表面熱膨張層３２が加熱されて、図７（ｂ）に示すように、表面に凹凸を有する熱膨張層３Ａになる。本実施形態においては、光熱変換層４に光が到達し易いので、光の強度や照射時間を少なくすることができる。または、光熱変換層印刷工程Ｓ１０において、第１の実施形態と比較して、光熱変換層４が熱膨張層３Ａの凸状とする高さに対して淡く（明度を高く）形成されてもよい。

（製造方法の変形例）
立体画像１Ｄは、下地熱膨張層３１が積層された基材２として公知の熱膨張性シートを適用することができ、この熱膨張性シートの製造において、下地熱膨張層形成工程Ｓ２１および断裁工程Ｓ４０が行われている。また、第１の実施形態にて説明したように、印刷機の被印刷物の寸法等によっては、下地熱膨張層形成工程Ｓ２１の次に、前記寸法（立体画像１Ｄの仕上げ寸法よりも大きな寸法）に加工する工程を行い、画像印刷工程Ｓ３０の後に断裁工程Ｓ４０を行ってもよい。また、第１の実施形態と同様に、印刷機の仕様によっては、画像印刷工程Ｓ３０を光照射工程Ｓ６０の後に行うこともできる。

（立体画像の変形例）
立体画像１Ｄは、熱膨張層３Ａが光熱変換層４の全体を被覆していればよい。そのために、表面熱膨張層３２が、光熱変換層４が形成されたすべての領域を内包する形状であればよく、例えば楕円形状に形成されていてもよく、または下地熱膨張層３１と同様に上面全体に形成されていてもよい。また、立体画像１Ｄは、下地熱膨張層３１も、光熱変換層４が形成されたすべての領域を内包する形状であればよく、上面全体に形成されずに、基材２が露出していてもよい。あるいは、下地熱膨張層３１よりも表面熱膨張層３２が広い領域に形成されていてもよい。なお、表面熱膨張層３２が下地熱膨張層３１の全体を被覆して形成されている場合、表面熱膨張層３２にのみ白色顔料等を含有させてもよい。

また、表面熱膨張層３２が、光熱変換層４が形成された領域に限定して形成されていてもよい。詳しくは、図１０に示すように、立体画像１Ｅは、表面熱膨張層３２が第１の実施形態の変形例に係る立体画像１Ｃ（図６参照）の熱膨張層３と同様に、光熱変換層４が形成された領域とこの領域から所定の距離までの一回り大きく拡張した領域に形成される。このような表面熱膨張層３２は、スクリーン印刷等で形成することもできるが、塗布装置に例えばインクの厚塗りの可能な仕様のインクジェット方式の印刷機を使用して形成してもよい。インクジェット方式であれば、版が不要なので少量生産に好適であり、また、表面熱膨張層３２の面積がより小さくなるので、印刷時間がある程度抑えられる。

以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、鮮明な色彩で表面にひび割れ等のない立体画像を形成することができ、さらに、熱膨張層を厚膜化しても照射する光量を増大させる等の必要がなく、容易に凹凸差が大きく表現のいっそう豊かな立体画像を製造することができる。また、公知の熱膨張性シートを適用する等、別ラインで熱膨張層の表層を除いた多くの部分を占める下地熱膨張層を巻取り紙等の基材上に形成することができ、さらに、光熱変換層および色彩層をそれぞれ描画する印刷機にインクジェット方式等の版の不要な印刷機を共用することで、簡易な設備で立体画像を製造することができ、少量生産にも好適である。

〔第３の実施形態〕
（立体画像）
第３の実施形態およびその変形例に係る立体画像形成シートの構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、第３の実施形態およびその変形例に係る立体画像形成シートを用いた立体画像（適宜、第３の実施形態に係る立体画像、第３の実施形態の変形例に係る立体画像と称する）の構成を示す模式図であり、（ａ）が外観図、（ｂ）と（ｃ）が（ａ）のＥ−Ｅ線における断面図であり、それぞれ第３の実施形態とその変形例である。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る立体画像１Ｆは、第１基材２１および第２基材２２が接着層２３を挟んで積層されてなる基材２Ａと、基材２Ａ上に設けられた熱膨張層３と、第１基材２１と第２基材２２の間に形成された黒色パターンである光熱変換層４Ａと、熱膨張層３の上面に形成されて表面に画像を構成する色彩層５と、を備え、熱膨張層３の膨張の大小によって形成された凹凸を有する。図１１（ａ）に示すように、立体画像１Ｆは、外観においては、第１の実施形態の変形例に係る立体画像１Ａ（図４参照）と一致する。

基材２Ａは、第１基材２１と第２基材２２が接着層２３で貼り合わされてなる。下側の第１基材２１は、立体画像１Ｆにおける台紙であり、平面視において立体画像１Ｆと同一形状に形成され、第２基材２２と共に熱膨張層３を支持する。上側の第２基材２２は、第１基材２１よりも一回り小さな形状に形成され、膨張前の熱膨張層３を表面で支持すると共に、光熱変換層４Ａを構成する黒色インクを裏面に印刷するための被印刷物である。第１基材２１は、第２基材２２を貼り合わされた状態で、熱膨張層３が部分的に膨張したときに、皺を生じたり大きく波打ったりしない程度の強度を有することが好ましい。具体的には、第１基材２１は、例えば、一般的な印刷用紙を適用することができ、ケント紙や画用紙等の厚口のものが好ましく、また、白色に、または黒色以外の顔料で所望の色に着色されたものを適用することができ、官製、私製のはがき等を適用することもできる。あるいは、第１基材２１は、ＯＨＰシート等に用いられるポリエステル等からなる耐熱性の樹脂フィルムを適用してもよい。第２基材２２は、熱膨張層３との密着性がよく、光熱変換層４Ａの印刷方式に対応可能な材料であり、膨張前の熱膨張層３（図１３に示す熱膨張層３０）の形成時にこれを支持し、熱膨張層３０が積層された状態で光熱変換層４Ａおよび色彩層５を印刷することのできる強度であり、かつ、光を透過し易く、熱を伝達させ易いことが好ましい。具体的には、第２基材２２は、例えば、一般的な印刷用紙を適用することができ、前記強度が得られる程度に、より薄いものが好ましい。あるいは、第２基材２２は、耐熱性の樹脂フィルムを適用してもよく、特に光透過率の高い材料が好ましい。

接着層２３は、第１基材２１と第２基材２２とを貼り合わせる接着剤であり、詳しくは、第２基材２２の裏面およびこの裏面に描画された光熱変換層４Ａと、第１基材２１の表面と、を貼り合わせる。接着層２３は、第１基材２１および第２基材２２に対応した公知の材料を適用することができ、さらに、熱膨張層３が部分的に膨張したときに、第２基材２２が追随して変形しようとして第１基材２１から剥離することのない強い粘着性と十分な耐熱性を有するものが好ましく、例えば両面テープ等でもよい。

熱膨張層３は、第２基材２２の表面全体に設けられ、その他の構成は第１の実施形態にて説明した通りである。
光熱変換層４Ａは、第２基材２２の裏面に２次元パターンとして形成され、そのために第１の実施形態に係る立体画像１の光熱変換層４に対して鏡像に描画される。光熱変換層４Ａのその他の構成は、光熱変換層４と同様の構成である。さらに、光熱変換層４Ａは、熱膨張層３が膨張する前の立体画像１Ｆ（図１３（ｄ）に示す立体画像形成シート１０Ｆ）において、熱膨張層３０を所望の厚さに膨張させる熱を、熱膨張層３０および第２基材２２を透過して到達した光を変換して放出することが可能な付着量で形成される。
色彩層５は、第１の実施形態にて説明した通りである。

（立体画像の製造装置）
第３の実施形態に係る立体画像の製造に使用する装置は、第２の実施形態にて説明したものを使用することができ、ただし２回目用の塗布装置は不要である。また、断裁機は、必要に応じて、第１基材２１と、膨張前の熱膨張層３が積層された第２基材２２と、をそれぞれ加工するために使用し、被加工物の厚さや加工寸法等に対応したものであれば、同じ１台でも異なる仕様でもよい。さらに必要に応じて、第１基材２１と第２基材２２を貼り合わせるために、合紙貼合機を使用する。

（立体画像の製造方法）
第３の実施形態に係る立体画像の製造方法について、図１２、図１３、および適宜図１１を参照して説明する。図１２は、第３の実施形態に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。図１３は、第３の実施形態に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は画像印刷工程、（ｄ）は基材積層工程を示す。図１２に示すように、本実施形態に係る立体画像の製造方法は、熱膨張層形成工程Ｓ２０と、光熱変換層印刷工程Ｓ１０Ａと、画像印刷工程Ｓ３０と、基材積層工程Ｓ５０と、光照射工程Ｓ６０と、を順に行い、さらに必要に応じて、熱膨張層形成工程Ｓ２０の次に断裁工程Ｓ４２を行い、また、一連の工程Ｓ２０〜Ｓ３０に並行して断裁工程Ｓ４１を行う。本実施形態においては、第１基材２１と第２基材２２とを別々に断裁する。

熱膨張層形成工程Ｓ２０において、図１３（ａ）に示すように、第２基材２２の断裁前である原紙２０Ａの表面に、第１の実施形態と同様に熱膨張層３０を厚さｔ₀に形成する。

断裁工程Ｓ４２において、原紙２０Ａおよびその上の熱膨張層３０を切断して、立体画像１Ｆの仕上げ寸法よりも一回り小さな所定の形状に加工して、熱膨張層３０を積層した第２基材２２とする。

光熱変換層印刷工程Ｓ１０Ａにおいて、図１３（ｂ）に示すように、第２基材２２の裏面に光熱変換層４Ａを、第１の実施形態と同様に黒色インクで描画する。

画像印刷工程Ｓ３０において、図１３（ｃ）に示すように、第１の実施形態と同様に、第２基材２２上に形成された熱膨張層３０の表面に色インクで色彩層５を描画する。

基材積層工程Ｓ５０において、図１３（ｄ）に示すように、立体画像１Ｆの仕上げ寸法に予め断裁した（断裁工程Ｓ４１）第１基材２１上に、熱膨張層３０等を形成した第２基材２２を、接着層２３で貼り合わせて、立体画像形成シート１０Ｆを得る。具体的には、第２基材２２の光熱変換層４Ａを描画した裏面、および第１基材２１の表面の少なくとも一方に、糊（接着層２３）を塗布し、これらの面で貼り合わせる。基材積層工程Ｓ５０は、手作業で行ってもよいし、合紙加工用の自動、半自動の貼合機等を使用してもよい。

光照射工程Ｓ６０において、第１の実施形態と同様に、立体画像形成シート１０Ｆの熱膨張層３０を形成した側から光を照射する。光が熱膨張層３０および第２基材２２を透過して光熱変換層４Ａに到達して熱に変換されると、熱膨張層３０が加熱されて、図１１（ｂ）に示すように、表面に凹凸を有する熱膨張層３になる。

第１基材２１は、第１の実施形態に係る立体画像１の基材２と同様に、耐熱性の樹脂フィルム、特に光透過率の高いものを適用することもでき、光照射工程Ｓ６０において基材２Ａ（第１基材２１）の側から光を照射することができる。

本実施形態においては、光熱変換層印刷工程Ｓ１０Ａと画像印刷工程Ｓ３０を、順序を入れ替えて行ってもよく、また、両面印刷に対応した１台の印刷機を使用して、連続して行うこともできる。また、画像印刷工程Ｓ３０を、基材積層工程Ｓ５０の後に行うこともできるが、色彩層５を、光熱変換層４Ａに対して位置がずれないように描画する。さらに、第１の実施形態と同様に、印刷機の仕様によっては、画像印刷工程Ｓ３０を光照射工程Ｓ６０の後に行うこともできる。

立体画像１Ｆは、熱膨張層３が全面に設けられていてもよく、この場合は、断裁工程Ｓ４２にて、熱膨張層３０を形成した第２基材２２を第１基材２１と同一寸法に断裁するか、基材積層工程Ｓ５０の後に第１基材２１ごと仕上げ寸法に断裁すればよい。また、立体画像１Ｆは、熱膨張層３および上面にこれを設けた第２基材２２の形状が矩形に限られず、光熱変換層４Ａおよび色彩層５が形成されたすべての領域を内包する所望の形状に形成されていてもよい。一例としては、熱膨張層３および第２基材２２が、第１の実施形態の変形例に係る立体画像１Ｂ（図５参照）の熱膨張層３のような楕円形状に形成されていてもよい。このような立体画像１Ｆは、第２基材２２等の前記形状が印刷機に不適な場合、断裁工程Ｓ４２においては印刷機に対応した寸法に断裁し、基材積層工程Ｓ５０の前において光熱変換層印刷工程Ｓ１０Ａおよび画像印刷工程Ｓ３０の後に、熱膨張層３０を積層した第２基材２２を再度加工して、所望の形状として製造することができる。この２回目の加工は、前記所望の形状に応じて、打抜き加工やはさみを使用した手作業等で行うことができる。さらに、熱膨張層３および第２基材２２が、第１の実施形態の別の変形例に係る立体画像１Ｃ（図６参照）の熱膨張層３のように、光熱変換層４Ａおよび色彩層５が形成された領域に限定して設けられてもよく、前記の楕円形状等に形成する場合と同様に、熱膨張層３０を設けた第２基材２２を加工すればよい。ただし、熱膨張層３０を設けた第２基材２２が、第１基材２１に貼り合わされる前にちぎれる等破損しないように、所定幅未満の箇所がない形状に設計されることが好ましい。

（変形例）
立体画像１Ｆは、第２基材２２の裏面に鏡像で光熱変換層４Ａが描画されているが、第１基材２１の表面に光熱変換層４が描画されていてもよい。すなわち、図１１（ａ）、（ｃ）に示すように、本変形例に係る立体画像１Ｇは、第１基材２１および第２基材２２Ｂが接着層２３Ｂを挟んで積層されてなる基材２Ｂと、基材２Ｂ上に設けられた熱膨張層３と、第１基材２１と第２基材２２Ｂの間に形成された黒色パターンである光熱変換層４と、熱膨張層３の上面に形成されて表面に画像を構成する色彩層５と、を備え、熱膨張層３の膨張の大小によって形成された凹凸を有する。本変形例では、第１、第２の実施形態と同様に光熱変換層４を備え、これを第１基材２１の表面に描画される。

基材２Ｂは、第１基材２１と第２基材２２Ｂが接着層２３Ｂで貼り合わされてなる。第１基材２１は、第３の実施形態にて説明した通りであり、ただし本変形例においては、光熱変換層４の印刷方式に対応可能な材料とする。第２基材２２Ｂは、第３の実施形態の第２基材２２と同様に、第１基材２１よりも一回り小さな形状に形成され、熱膨張層３との密着性がよい材料で、光を透過し易く、熱を伝達させ易いことが好ましい。接着層２３Ｂは、第１基材２１の表面およびこの表面に描画された光熱変換層４と、第２基材２２Ｂの裏面と、を貼り合わせる公知の接着剤であり、第３の実施形態の接着層２３と同様に十分な粘着性と耐熱性を有し、さらに面内に均一な厚さに形成され、光を透過し易く、熱を伝達させ易いことが好ましい。なお、後記製造方法にて説明するように、第２基材２２Ｂおよび接着層２３Ｂは、シール用の公知のタック紙（ラベル）を流用することができる。第２基材２２Ｂが、タック紙の表面基材として剥離紙に貼り合わされていることにより、薄い等、単体での強度が低くても、表面に膨張前の熱膨張層３を形成することが容易であり、また、裏面に接着層２３Ｂが予め塗布されているので、手作業等で簡易に第１基材２１と貼り合わせることができる。

熱膨張層３は、第２基材２２Ｂの表面全体に設けられ、その他の構成は第１の実施形態にて説明した通りである。
光熱変換層４は、第１基材２１の表面に２次元パターンとして形成され、その他の構成は第１の実施形態にて説明した通りである。さらに、光熱変換層４は、熱膨張層３が膨張する前の立体画像１Ｇ（図１５（ｄ）に示す立体画像形成シート１０Ｇ）において、熱膨張層３０を所望の厚さに膨張させる熱を、熱膨張層３０、第２基材２２Ｂおよび接着層２３Ｂを透過して到達した光を変換して放出することが可能な付着量で形成される。
色彩層５は、第１の実施形態にて説明した通りである。

第３の実施形態の変形例に係る立体画像の製造方法について、図１４、図１５、および適宜図１１を参照して説明する。図１４は、第３の実施形態の変形例に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。図１５は、第３の実施形態の変形例に係る立体画像の製造方法における工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は基材積層工程、（ｄ）は画像印刷工程を示す。図１４に示すように、本変形例に係る立体画像の製造方法は、光熱変換層印刷工程Ｓ１０と熱膨張層形成工程Ｓ２０を並行して行った後に、基材積層工程Ｓ５０と、画像印刷工程Ｓ３０と、光照射工程Ｓ６０と、を順に行い、さらに、光熱変換層印刷工程Ｓ１０の前に断裁工程Ｓ４１を、熱膨張層形成工程Ｓ２０の次に断裁工程Ｓ４２Ａを、それぞれ必要に応じて行う。本変形例においては、第２基材２２Ｂの断裁前の原紙として、図１５（ａ）に示すように、裏面に糊（接着層２３Ｂ）を塗布されて剥離紙２４に貼り合わされたタック紙２０Ｂの表面基材を流用する。

熱膨張層形成工程Ｓ２０において、図１５（ａ）に示すように、タック紙２０Ｂの表面基材（第２基材２２Ｂ）側の表面に、第３の実施形態と同様に熱膨張層３０を厚さｔ₀に形成する。

断裁工程Ｓ４２Ａにおいて、タック紙２０Ｂおよびその上の熱膨張層３０を切断して、所定の形状に加工する。このとき、タック紙２０Ｂの剥離紙２４は切断しなくてもよく、ハーフカット加工を行ってもよい。

光熱変換層印刷工程Ｓ１０において、図１５（ｂ）に示すように、立体画像１Ｇの仕上げ寸法に予め断裁した（断裁工程Ｓ４１）第１基材２１の表面に、第１の実施形態と同様に黒色インクで光熱変換層４を描画する。なお、本変形例では、第１の実施形態と同様にトナー方式のような高温になる印刷機を適用することができる。

基材積層工程Ｓ５０において、図１５（ｃ）に示すように、第１基材２１の表面の光熱変換層４を印刷した上に、熱膨張層３０を形成した第２基材２２Ｂを剥離紙２４から剥離して裏面の接着層２３Ｂで貼り合わせる。

画像印刷工程Ｓ３０において、図１５（ｄ）に示すように、第１の実施形態と同様に、基材２Ｂ上の熱膨張層３０の表面に色インクで色彩層５を描画して、立体画像形成シート１０Ｇを得る。

光照射工程Ｓ６０において、第３の実施形態と同様に、立体画像形成シート１０Ｇの熱膨張層３０を形成した側から光を照射することによって、熱膨張層３０が図１１（ｃ）に示すように表面に凹凸を有する熱膨張層３になる。なお、第３の実施形態にて説明したように、第１基材２１に光透過率の高い樹脂フィルムを適用して、基材２Ｂの側から光を照射することもできる。

本変形例においては、第１の実施形態と同様に、印刷機の仕様によっては、画像印刷工程Ｓ３０を光照射工程Ｓ６０の後に行うこともできる。あるいは、画像印刷工程Ｓ３０を基材積層工程Ｓ５０の前に行って、第２基材２２Ｂ（タック紙２０Ｂ）上に形成した熱膨張層３０の表面に色彩層５を描画することもできる。ただしこの場合には、基材積層工程Ｓ５０で、光熱変換層４と色彩層５の互いの位置がずれないように第１基材２１と第２基材２２Ｂを貼り合わせる。また、第２基材２２Ｂが単体（単層）で十分な強度があれば、熱膨張層形成工程Ｓ２０において、第３の実施形態と同様に、第２基材２２Ｂの原紙に熱膨張層３０を形成することもでき、基材積層工程Ｓ５０で、第２基材２２Ｂの裏面に糊（接着層２３Ｂ）を塗布して、光熱変換層４を描画した第１基材２１に貼り合わせればよい。あるいは、前記の熱膨張層形成工程Ｓ２０の次に、第２基材２２Ｂの裏面に糊（接着層２３Ｂ）を塗布して剥離紙２４に貼り付けて熱膨張層３０を形成したタック紙２０Ｂを得てもよい。

立体画像１Ｇは、立体画像１Ｆと同様に、熱膨張層３を所望の形状に形成することができ、断裁工程Ｓ４２Ａにて、熱膨張層３０を形成したタック紙２０Ｂを前記形状に加工すればよい。

以上のように、第３の実施形態およびその変形例によれば、第１の実施形態と同様に、鮮明な色彩で表面にひび割れ等のない立体画像を形成することができ、熱膨張層が、光熱変換層との間に介した第２基材が十分に薄いため、光熱変換層から高効率に熱を伝達されて凹凸形状による表現が豊かなものになる。さらに、別ラインで熱膨張層を巻取り紙等の基材上に形成することができるので、第２の実施形態と同様に簡易な設備で立体画像を製造することができ、少量生産にも好適である。

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》
基材上に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、
前記熱膨張層は、前記光熱変換層を被覆していることを特徴とする立体画像形成シート。
《請求項２》
基材上に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、
前記光熱変換層は、当該光熱変換層が放出する熱により前記熱膨張層を膨張させることで、前記熱膨張層の表面を前記２次元パターンに対応させて隆起させることが可能なように、前記熱膨張層に被覆されていることを特徴とする立体画像形成シート。
《請求項３》
前記光熱変換層は、前記基材と前記熱膨張層の界面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体画像形成シート。
《請求項４》
前記光熱変換層は、前記熱膨張層内の所定の位置に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体画像形成シート。
《請求項５》
第１基材と、
前記第１基材上に積層された第２基材と、
前記第１基材と前記第２基材の間に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
前記第２基材上に形成された、所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備えることを特徴とする立体画像形成シート。
《請求項６》
第１基材と、
前記第１基材上に積層された第２基材と、
前記第１基材と前記第２基材の間に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
前記第２基材上に形成された、所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、
前記光熱変換層は、当該光熱変換層が放出する熱により前記熱膨張層を膨張させることで、前記熱膨張層の表面を前記２次元パターンに対応させて隆起させることが可能なように、前記第２基材を介して前記熱膨張層に被覆されていることを特徴とする立体画像形成シート。
《請求項７》
前記第１基材と前記第２基材の間に、接着層をさらに備える請求項５または請求項６に記載の立体画像形成シート。
《請求項８》
前記熱膨張層に画像が描画されている請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の立体画像形成シート。
《請求項９》
表面に凹凸を有する立体画像の製造方法であって、
基材の一面側上に光熱変換層を形成する光熱変換層印刷工程と、
前記光熱変換層を被覆する熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、を順に行うことを特徴とする立体画像の製造方法。
《請求項１０》
前記光熱変換層印刷工程の前に、前記基材の前記一面側に下地熱膨張層を形成する下地熱膨張層形成工程をさらに行い、
前記光熱変換層印刷工程において、前記下地熱膨張層に前記光熱変換層を形成する請求項９に記載の立体画像の製造方法。
《請求項１１》
表面に凹凸を有する立体画像の製造方法であって、
第１基材または第２基材の一面側に光熱変換層を形成する光熱変換層印刷工程と、
前記第２基材の他面側に熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、を順不同で行った後に、
前記第１基材の前記一面側と前記第２基材の前記一面側とを貼り合わせる基材積層工程と、
光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、を順に行うことを特徴とする立体画像の製造方法。
《請求項１２》
前記熱膨張層形成工程よりも後に、前記熱膨張層に画像を描画する画像印刷工程をさらに行う請求項９ないし請求項１１のいずれか一項に記載の立体画像の製造方法。

１０，１０Ｄ，１０Ｆ，１０Ｇ 立体画像形成シート
１，１Ａ〜１Ｆ 立体画像
２，２Ａ，２Ｂ 基材
２１ 第１基材
２２，２２Ｂ 第２基材
２３，２３Ｂ 接着層
３０ 熱膨張層
３，３Ａ 熱膨張層
３１ 下地熱膨張層
３２ 表面熱膨張層
４，４Ａ 光熱変換層
５ 色彩層（画像）
Ｓ１０，Ｓ１０Ａ 光熱変換層印刷工程
Ｓ２０ 熱膨張層形成工程
Ｓ２１ 下地熱膨張層形成工程
Ｓ２２ 表面熱膨張層形成工程（熱膨張層形成工程）
Ｓ３０ 画像印刷工程
Ｓ４０ 断裁工程
Ｓ５０ 基材積層工程
Ｓ６０ 光照射工程

本発明に係る立体画像形成シートは、第１基材と、前記第１基材上に積層された第２基材と、前記第１基材と前記第２基材の間に２次元パターンとして形成されて吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、前記第２基材上に形成されて所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、前記第１基材は前記光を透過する材料からなる構成とする。

本発明に係る立体画像形成シートは、第１基材と、前記第１基材上に積層された第２基材と、前記第１基材と前記第２基材の間に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、前記第２基材上に形成された、所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、前記光熱変換層は、当該光熱変換層が放出する熱により前記熱膨張層を膨張させることで、前記熱膨張層の表面を前記２次元パターンに対応させて隆起させることが可能なように、前記第２基材を介して前記熱膨張層に被覆され、前記第１基材は前記光を透過する材料からなる。

Claims (12)

1. 基材上に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
   所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、
   前記熱膨張層は、前記光熱変換層を被覆していることを特徴とする立体画像形成シート。
2. 基材上に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
   所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、
   前記光熱変換層は、当該光熱変換層が放出する熱により前記熱膨張層を膨張させることで、前記熱膨張層の表面を前記２次元パターンに対応させて隆起させることが可能なように、前記熱膨張層に被覆されていることを特徴とする立体画像形成シート。
3. 前記光熱変換層は、前記基材と前記熱膨張層の界面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体画像形成シート。
4. 前記光熱変換層は、前記熱膨張層内の所定の位置に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体画像形成シート。
5. 第１基材と、
   前記第１基材上に積層された第２基材と、
   前記第１基材と前記第２基材の間に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
   前記第２基材上に形成された、所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備えることを特徴とする立体画像形成シート。
6. 第１基材と、
   前記第１基材上に積層された第２基材と、
   前記第１基材と前記第２基材の間に２次元パターンとして形成され、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層と、
   前記第２基材上に形成された、所定の温度以上の熱が加えられることにより膨張する熱膨張層と、を備え、
   前記光熱変換層は、当該光熱変換層が放出する熱により前記熱膨張層を膨張させることで、前記熱膨張層の表面を前記２次元パターンに対応させて隆起させることが可能なように、前記第２基材を介して前記熱膨張層に被覆されていることを特徴とする立体画像形成シート。
7. 前記第１基材と前記第２基材の間に、接着層をさらに備える請求項５または請求項６に記載の立体画像形成シート。
8. 前記熱膨張層に画像が描画されている請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の立体画像形成シート。
9. 表面に凹凸を有する立体画像の製造方法であって、
   基材の一面側上に光熱変換層を形成する光熱変換層印刷工程と、
   前記光熱変換層を被覆する熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
   光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、を順に行うことを特徴とする立体画像の製造方法。
10. 前記光熱変換層印刷工程の前に、前記基材の前記一面側に下地熱膨張層を形成する下地熱膨張層形成工程をさらに行い、
    前記光熱変換層印刷工程において、前記下地熱膨張層に前記光熱変換層を形成する請求項９に記載の立体画像の製造方法。
11. 表面に凹凸を有する立体画像の製造方法であって、
    第１基材または第２基材の一面側に光熱変換層を形成する光熱変換層印刷工程と、
    前記第２基材の他面側に熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、を順不同で行った後に、
    前記第１基材の前記一面側と前記第２基材の前記一面側とを貼り合わせる基材積層工程と、
    光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、を順に行うことを特徴とする立体画像の製造方法。
12. 前記熱膨張層形成工程よりも後に、前記熱膨張層に画像を描画する画像印刷工程をさらに行う請求項９ないし請求項１１のいずれか一項に記載の立体画像の製造方法。

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