JP6988526B2 - シート保持機構及び膨張装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート保持機構及び膨張装置に関する。

造形物（立体物等とも言う。）を造形する技術が知られている。例えば、特許文献１，２は、造形物として、３次元状の広がりを有する画像である立体画像の形成方法を開示している。具体的に説明すると、特許文献１，２に開示された方法では、熱膨張性シートの裏面に光吸収特性に優れた材料でパターンを形成し、形成されたパターンに照射手段によって光を照射することで加熱する。これにより、熱膨張性シートにおけるパターンが形成された部分が膨張して盛り上がり、立体画像が形成される。

また、特許文献３は、熱膨張性シートをステージ上に載置し、照射手段である光源ランプを移動させることにより熱膨張性シートを膨張させる装置において、熱膨張性シートの歪みの発生を抑制するために、周縁部を固定部材で固定して熱膨張性シートを保持する手法を開示している。

特開昭６４−２８６６０号公報 特開２００１−１５０８１２号公報 特開２０１３−１２９１４４号公報

ところで、上記のような熱膨張性シートに限らず、一般的にシートを保持するシート保持機構において、シートのサイズが変更されると、シートを安定して保持することが難しくなる、との課題がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、シートのサイズが変更された場合であっても、シートを安定して保持することが可能なシート保持機構及び膨張装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るシート保持機構は、
枠部として縦方向に延伸する２つの縦枠部と横方向に延伸する２つの横枠部とを有し、所定サイズのシートにおける周縁部が前記枠部上に載置されることにより、当該シートの周縁部を前記枠部で支持する支持部材と、
前記支持部材により支持されている前記シートの周縁部を前記シート上から押圧して、前記支持部材との間で前記シートの周縁部を挟持する第１押圧部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記２つの縦枠部のうちの一方または前記２つの横枠部のうちの一方の組み付け位置を切り替え可能に構成され、
前記組み付け位置が切り替えられる枠部には、当該枠部との間で前記シートの周縁部を挟持する第２押圧部材が取付けられている、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る膨張装置は、
枠部として縦方向に延伸する２つの縦枠部と横方向に延伸する２つの横枠部とを有し、所定サイズの熱膨張性シートにおける周縁部が前記枠部上に載置されることにより、当該熱膨張性シートの周縁部を前記枠部で支持する支持部材と、
前記支持部材により支持されている前記熱膨張性シートの周縁部を前記熱膨張性シート上から押圧して、前記支持部材との間で前記熱膨張性シートの周縁部を挟持する第１押圧部材と、
前記熱膨張性シートの周縁部が前記支持部材と第１押圧部材とにより挟持された前記熱膨張性シートに向けて所定の電磁波を照射させることにより前記熱膨張性シートを膨張させる制御手段と、
を備え、
前記支持部材は、前記２つの縦枠部のうちの一方または前記２つの横枠部のうちの一方の組み付け位置を切り替え可能に構成され、
前記組み付け位置が切り替えられる枠部には、当該枠部との間で前記熱膨張性シートの周縁部を挟持する第２押圧部材が取付けられている、
ことを特徴とする。

本発明によれば、シートのサイズが変更された場合であっても、シートを安定して保持することができる。

本発明の実施形態に係る熱膨張性シートの断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る第１のサイズの熱膨張性シートの裏面を示す図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る第２のサイズの熱膨張性シートの裏面を示す図である。 本発明の実施形態に係る造形システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る端末装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る印刷装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る膨張装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る膨張装置におけるトレイの斜視図である。 図７に示したトレイにおいて押圧部材が開かれた状態を示す図である。 図８に示したトレイに備えられた載置部を概略的に示す平面図である。 図８に示したトレイに備えられた補助部材の斜視図である。 図１０に示した補助部材において開閉部が開かれた状態を示す図である。 図８に示したトレイにおいて補助部材の取り付け位置が変更される様子を示す図である。 図９に示した載置部における第１の取り付け位置に補助部材が取り付けられた状態を示す図である。 図８に示したトレイに第１のサイズの熱膨張性シートが載置された状態を示す図である。 図９に示した載置部における第２の取り付け位置に補助部材が取り付けられた状態を示す図である。 図８に示したトレイに第２のサイズの熱膨張性シートが載置された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る膨張装置において筐体からトレイが引き出された状態を示す斜視図である。 図１７に示したトレイにおいて押圧部材が閉じられた状態を示す図である。 図６に示した膨張装置において実行される膨張処理の様子を示す図である。 本発明の実施形態に係る造形システムによって実行される造形物の製造処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｅ）は、図２０に示した熱膨張性シートに造形物が製造される様子を段階的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。

＜熱膨張性シート１０＞
図１に、実施形態１に係る造形物を造形するための熱膨張性シート１０の断面構成を示す。熱膨張性シート１０は、予め選択された部分が加熱により膨張することによって造形物が造形される媒体である。造形物とは、立体的な形状を有する物体であって、２次元状のシートにおいて、シートのうちの一部分がシートに垂直な方向に膨張することによって造形される。造形物は、立体物又は立体画像とも言う。造形物の形状は、単純な形状、幾何学形状、文字等の形状一般を含む。

図１に示すように、熱膨張性シート１０は、基材１１と、熱膨張層１２と、インク受容層１３とを、この順に備えている。なお、図１は、造形物が造形される前、すなわちどの部分も膨張していない状態における熱膨張性シート１０の断面を示している。

基材１１は、熱膨張性シート１０の元となるシート状の媒体である。基材１１は、熱膨張層１２とインク受容層１３とを支持する支持体であって、熱膨張性シート１０の強度を保持する役割を担う。基材１１として、例えば、一般的な印刷用紙を用いることができる。或いは、基材１１の材質は、合成紙、キャンバス地等の布、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のプラスチックフィルムであっても良く、特に限定されるものではない。

熱膨張層１２は、基材１１の上側に積層されており、規定の温度以上に加熱されることによって膨張する層である。熱膨張層１２は、バインダと、バインダ内に分散配置された熱膨張剤と、を含む。バインダは、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等の熱可塑性樹脂である。熱膨張剤は、具体的には、プロパン、ブタン等の低沸点で気化する物質を、熱可塑性樹脂の外殻に内包した、粒径が約５〜５０μｍの熱膨張性のマイクロカプセル（マイクロパウダー）である。熱膨張剤は、例えば８０℃から１２０℃程度の温度に加熱されると、内包している物質が気化し、その圧力によって発泡及び膨張する。このようにして、熱膨張層１２は、吸収した熱量に応じて膨張する。熱膨張剤は、発泡剤とも呼ぶ。

インク受容層１３は、熱膨張層１２の上側に積層された、インクを吸収して受容する層である。インク受容層１３は、インクジェット方式のプリンタに用いられる印刷用のインク、レーザー方式のプリンタに用いられる印刷用のトナー、ボールペン又は万年筆のインク、鉛筆の黒鉛等を受容する。インク受容層１３は、これらを表面に定着させるための好適な材料によって形成される。インク受容層１３の材料として、例えば、インクジェット用紙に用いられている汎用的な材料を用いることができる。

図２（ａ），（ｂ）に、熱膨張性シート１０の裏面を示す。熱膨張性シート１０の裏面は、熱膨張性シート１０の基材１１側の面であって、基材１１の裏面に相当する。図２（ａ）は、シートのサイズが第１のサイズである熱膨張性シート１０の裏面を示しており、図２（ｂ）は、シートのサイズが第２のサイズである熱膨張性シート１０の裏面を示している。一例として、第１のサイズはＡ３サイズであり、第２のサイズはＡ４サイズ、すなわち第１のサイズの半分のサイズである。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、熱膨張性シート１０の裏面には、その周縁部に沿って複数のバーコードＢが付されている。より詳細には、バーコードＢは、図２（ａ）に示す第１のサイズの熱膨張性シート１０では、長手方向における一方側の端部に設けられており、図２（ｂ）に示す第２のサイズの熱膨張性シート１０では、短手方向における一方側の端部に設けられている。バーコードＢは、熱膨張性シート１０を識別するための識別子であって、熱膨張性シート１０が造形物を造形するための専用のシートであることを示す識別子である。バーコードＢは、膨張装置５０によって読み取られ、膨張装置５０において熱膨張性シート１０の使用の可否を判定するために用いられる。また、バーコードＢは、熱膨張性シート１０のサイズが第１のサイズであるか第２のサイズであるかというサイズ情報、熱膨張性シート１０の厚み、基材１１の種類等の情報を含んでいても良い。

造形システム１は、このような熱膨張性シート１０に造形物を造形することができる。熱膨張性シート１０の表面又は裏面のうちの膨張させたい部分には、カーボン分子が印刷される。カーボン分子は、黒色（カーボンブラック）又は他の色のインクに含まれ、電磁波を吸収して熱に変換する電磁波熱変換材料（発熱剤）の一種である。カーボン分子は、電磁波を吸収して熱振動することで熱を発生する。熱膨張性シート１０において、カーボン分子が印刷された部分が加熱されると、その部分の熱膨張層１２が膨張して隆起（バンプ）が形成される。このような熱膨張層１２の隆起（バンプ）によって凸若しくは凹凸形状を造ることにより、熱膨張性シート１０に造形物が造形される。

熱膨張性シート１０における膨張させる箇所及び高さを組み合わせることにより、多彩な造形物を得ることができる。また、造形（造型）によって視覚又は触覚を通じて美感又は質感を表現することを「加飾（造飾）」と呼ぶ。

＜造形システム１＞
次に、図３を参照して、熱膨張性シート１０に造形物を造形する造形システム１について説明する。図３に示すように、造形システム１は、端末装置３０と、印刷装置４０と、膨張装置５０と、を備える。

端末装置３０は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット等の情報処理装置であって、印刷装置４０及び膨張装置５０を制御する制御ユニットである。図４に示すように、端末装置３０は、制御部３１と、記憶部３２と、操作部３３と、表示部３４と、記録媒体駆動部３５と、通信部３６と、を備える。これら各部は、信号を伝達するためのバスによって接続されている。

制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。制御部３１において、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出して、ＲＡＭをワークメモリとして用いながら、端末装置３０全体の動作を制御する。

記憶部３２は、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリである。記憶部３２は、制御部３１によって実行されるプログラム又はデータ、及び、印刷装置４０によって印刷されるカラー画像データ、表面発泡データ及び裏面発泡データを記憶する。

操作部３３は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパッド、タッチパネル等の入力装置を備えており、ユーザから操作を受け付ける。ユーザは、操作部３３を操作することによって、カラー画像データ、表面発泡データ及び裏面発泡データ編集する操作、印刷装置４０又は膨張装置５０に対する操作等を入力することができる。

表示部３４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示装置と、表示装置に画像を表示させる表示駆動回路と、を備える。例えば、表示部３４は、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表示する。また、表示部３４は、必要に応じて、印刷装置４０又は膨張装置５０の現在の状態を示す情報を表示する。

記録媒体駆動部３５は、可搬型の記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す。可搬型の記録媒体とは、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリ等である。例えば、記録媒体駆動部３５は、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、可搬型の記録媒体から読み出して取得する。

通信部３６は、印刷装置４０及び膨張装置５０を含む外部の装置と通信するためのインタフェースを備える。端末装置３０は、フレキシブルケーブル、有線ＬＡＮ（Local Area Network）等の有線、又は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線を介して印刷装置４０及び膨張装置５０と接続されている。通信部３６は、制御部３１の制御の下、これらのうちの少なくとも１つの通信規格に従って、印刷装置４０及び膨張装置５０と通信する。

＜印刷装置４０＞
印刷装置４０は、熱膨張性シート１０の表面又は裏面に画像を印刷する印刷ユニットである。印刷装置４０は、インクを微滴化し、被印刷媒体に対して直接に吹き付ける方式で画像を印刷するインクジェットプリンタである。

図５に、印刷装置４０の詳細な構成を示す。図５に示すように、印刷装置４０は、熱膨張性シート１０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４１を備える。

キャリッジ４１には、印刷を実行する印刷ヘッド４２と、インクを収容したインクカートリッジ４３（４３ｋ，４３ｃ，４３ｍ，４３ｙ）が取り付けられている。インクカートリッジ４３ｋ，４３ｃ，４３ｍ，４３ｙには、それぞれ、ブラックＫ、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。各色のインクは、印刷ヘッド４２の対応するノズルから吐出される。

キャリッジ４１は、ガイドレール４４に滑動自在に支持されており、駆動ベルト４５に狭持されている。キャリッジ４１は、モータ４５ｍの回転により駆動ベルト４５が駆動することで、印刷ヘッド４２及びインクカートリッジ４３と共に、主走査方向Ｄ２に移動する。

フレーム４７の下部には、印刷ヘッド４２と対向する位置に、プラテン４８が設けられている。プラテン４８は、主走査方向Ｄ２に延在しており、熱膨張性シート１０の搬送路の一部を構成している。熱膨張性シート１０の搬送路には、給紙ローラ対４９ａ（下のローラは不図示）と排紙ローラ対４９ｂ（下のローラは不図示）とが設けられている。給紙ローラ対４９ａと排紙ローラ対４９ｂとは、プラテン４８に支持された熱膨張性シート１０を副走査方向Ｄ１に搬送する。

印刷装置４０は、フレキシブル通信ケーブル４６を介して端末装置３０と接続されている。端末装置３０は、フレキシブル通信ケーブル４６を介して、印刷ヘッド４２、モータ４５ｍ、給紙ローラ対４９ａ及び排紙ローラ対４９ｂを制御する。具体的に説明すると、端末装置３０は、給紙ローラ対４９ａ及び排紙ローラ対４９ｂを制御して、熱膨張性シート１０を搬送させる。また、端末装置３０は、モータ４５ｍを回転させてキャリッジ４１を移動させ、印刷ヘッド４２を主走査方向Ｄ２の適切な位置に搬送させる。

印刷装置４０は、端末装置３０から画像データを取得し、取得した画像データに基づいて印刷を実行する。具体的に説明すると、印刷装置４０は、画像データとして、カラー画像データと表面発泡データと裏面発泡データとを取得する。カラー画像データは、熱膨張性シート１０の表面に印刷するカラー画像を示すデータである。印刷装置４０は、印刷ヘッド４２に、シアンＣ、マゼンタＭ及びイエローＹの各インクを熱膨張性シート１０に向けて噴射させて、カラー画像を印刷する。

表面発泡データは、熱膨張性シート１０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。また、裏面発泡データは、熱膨張性シート１０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。印刷装置４０は、印刷ヘッド４２に、カーボンブラックを含むブラックＫの黒色インクを熱膨張性シート１０に向けて噴射させて、黒色による濃淡画像（濃淡パターン）を印刷する。カーボンブラックを含む黒色インクは、電磁波を熱に変換する材料の一例である。

＜膨張装置５０＞
膨張装置５０は、熱膨張性シート１０の表面又は裏面に電磁波を照射し、熱膨張性シート１０の表面又は裏面に印刷された濃淡画像を発熱させて、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を膨張させる膨張ユニットである。

図６に、膨張装置５０の構成を模式的に示す。図６において、Ｘ方向は、膨張装置５０の幅方向に相当し、Ｙ方向は、膨張装置５０の長手方向に相当し、Ｚ方向は、鉛直方向に相当する。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とは、互いに直交する。

膨張装置５０は、照射部６０を移動させながら、トレイ１００に載置された熱膨張性シート１０に向けて照射部６０に電磁波を照射させることにより、熱膨張性シート１０を膨張させる。照射部６０は、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間で往復移動する。第１の位置Ｐ１は、照射部６０の初期位置（ホームポジション）である。照射部６０は、膨張装置５０が動作していない時には第１の位置Ｐ１で待機している。

膨張装置５０は、箱型の筐体５１を備える。筐体５１の内部は、上側筐体５１ａと下側筐体５１ｂとの２室に仕切られている。これは、照射部６０からの電磁波の照射により上側筐体５１ａ内の温度が上昇した際に、下側筐体５１ｂ内の基板等に与える影響を抑制するものである。膨張装置５０は、上側筐体５１ａの内部に、換気部５４と、搬送モータ５５と、搬送レール５６と、照射部６０と、トレイ（シート保持機構）１００と、を備える。また、膨張装置５０は、下側筐体５１ｂの内部に、電源部６９と、制御部７０と、を備える。

トレイ１００は、熱膨張性シート１０を筐体５１内の適正な位置に設置するための機構であって、熱膨張性シート１０を安定して保持するためのシート保持機構である。図７に、トレイ１００の詳細な構成を示す。図７に示すように、トレイ１００は、載置部１１０と、押圧部材１２０と、補助部材１３０と、を備える。

載置部１１０は、その上面に熱膨張性シート１０が載置される平面状の部材である。載置部１１０には、ユーザによって開閉される押圧部材１２０が取り付けられており、載置部１１０は、押圧部材１２０との間で熱膨張性シート１０を挟み込んで保持する。

図８に、載置部１１０から押圧部材１２０が開かれた状態のトレイ１００を示す。また、図９に、押圧部材１２０が開かれた状態における載置部１１０の平面図を概略的に示す。図８及び図９に示すように、載置部１１０は、熱膨張性シート１０を安定して保持できるように、トレイ１００に載置可能な熱膨張性シート１０の最大サイズよりも大きなサイズの長方形状をしている。トレイ１００に載置可能な熱膨張性シート１０の最大サイズは、例えばＡ３サイズである。載置部１１０は、ユーザがトレイ１００を筐体５１から引き出すための手掛け部１１１を備える。

載置部１１０の中央部分における熱膨張性シート１０が載置される領域には、矩形状の凹部１１２が設けられている。より詳細には、凹部１１２は、載置部１１０における、熱膨張性シート１０のうちの膨張する部分が載置される領域に設けられている。ここで、熱膨張性シート１０のうちの膨張する部分とは、濃淡画像が印刷されて膨張可能な部分であって、周縁部以外の部分に相当する。周縁部とは、熱膨張性シート１０の４辺の外周（境界）に接する部分であって、いわゆる余白領域に相当する。

凹部１１２は、裏面発泡の際、すなわち熱膨張性シート１０がその裏面を上側に向けて載置部１１０に載置された場合に、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２が下側に向けて膨張できるようにするために設けられている。凹部１１２が設けられていることにより、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０のうちの中央の膨張可能な部分は載置部１１０に接しない。言い換えると、熱膨張性シート１０は、その周縁部が凹部１１２を囲む外周部分によって支持されることにより、載置部１１０に保持される。

凹部１１２の底面には、トレイ１００に載置された熱膨張性シート１０の下側の面の一部が露出するように、開口１１３が設けられている。開口１１３が設けられていることにより、熱膨張性シート１０が膨張する際に発生する熱を外部に逃がすことができ、熱膨張性シート１０の温度が上昇しすぎることを回避することができる。

凹部１１２には、補助部材１３０が嵌め込まれて取り付けられる。凹部１１２には、補助部材１３０の取り付け位置を決めるための２対の位置決め部材１１４，１１５が設けられている。また、凹部１１２を囲む外周部分、すなわち熱膨張性シート１０の周縁部が載置される部分（図９において黒く塗られた部分）には、磁石１１６が設けられている。磁石１１６は、細長い板状をしており、凹部１１２の外周部分のうちの、補助部材１３０が取り付けられる１辺を除く３辺のそれぞれに沿って設けられている。磁石１１６は、押圧部材１２０が閉じられた際に押圧部材１２０に設けられた金属板１２５を吸引（吸着）することで、熱膨張性シート１０を固定する役割を果たす。載置部１１０における磁石１１６が設けられた３辺の領域は、縦方向（Ｘ方向）に延伸する１辺の領域である１つの縦枠部と、横方向（Ｙ方向）に延伸する２辺の領域である２つの横枠部と、に分けられる。これら１つの縦枠部及び２つの横枠部は、熱膨張性シート１０が載置部１１０に載置された場合に、熱膨張性シート１０の３辺の周縁部を支持する。

押圧部材１２０及び補助部材１３０は、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の周縁部を押圧することにより、熱膨張性シート１０を載置部１１０に固定する部材である。熱膨張性シート１０は、膨張時に内部で応力が働くことにより、例えば周縁部が鉛直方向（Ｚ方向）に弓なりに曲がって反る等、平面状から変形することがある。このように熱膨張性シート１０が変形すると、膨張の高さが変わる等のように膨張の精度に影響を及ぼし、造形される造形物の品質が悪化するおそれがある。このような熱膨張性シート１０の変形を抑制するため、熱膨張性シート１０は、押圧部材１２０及び補助部材１３０により周縁部が押圧されることで、トレイ１００に固定される。このように熱膨張性シート１０がトレイ１００に安定して固定された状態で、膨張処理が実行される。

押圧部材１２０は、熱膨張性シート１０の周縁部のうちの、補助部材１３０よりも広い範囲を押圧する主押圧部材である。これに対して、補助部材１３０は、熱膨張性シート１０の周縁部を補助的に押圧する補助押圧部材である。具体的に説明すると、補助部材１３０は、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の第２の周縁部を押圧し、押圧部材１２０は、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の、少なくとも第２の周縁部とは異なる第１の周縁部を押圧する。第２の周縁部とは、具体的には載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の１辺の周縁部である。これに対して、第１の周縁部とは、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の、補助部材１３０によって押圧される１辺の周縁部以外の３辺の周縁部である。

図８に示すように、押圧部材１２０は、載置部１１０に接する１辺を軸に回転することで開閉される。押圧部材１２０は、額縁状（枠状又はフレーム状）に形成されている。言い換えると、押圧部材１２０は、熱膨張性シート１０のうちの電磁波が照射される部分が露出するように、また表面発泡の際に熱膨張性シート１０が上側に向けて膨張可能なように、中央部分が大きく開口している。押圧部材１２０は、載置部１１０に熱膨張性シート１０が載置された状態で閉じられると、額縁の枠部分によって、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の少なくとも３辺の周縁部を押圧して、載置部１１０との間で熱膨張性シート１０の少なくとも３辺の周縁部を挟持する。押圧部材１２０は、載置部１１０との間で熱膨張性シート１０を押圧する第１押圧部材として機能する。

より詳細に説明すると、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０のサイズが、図２（ａ）に示した第１のサイズである場合には、押圧部材１２０は、熱膨張性シート１０の４辺の周縁部を押圧する。第１のサイズとは、載置部１１０に載置可能な熱膨張性シート１０の最大サイズ（具体的にはＡ３サイズ）である。押圧部材１２０は、そのサイズが載置部１１０に載置可能な熱膨張性シート１０の最大サイズに合致するように設けられている。そのため、載置部１１０に最大サイズの熱膨張性シート１０が載置された場合、押圧部材１２０の４辺の枠が熱膨張性シート１０の４辺の周縁部に被せられることで、４辺の周縁部が押圧される。

これに対して、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０のサイズが、図２（ｂ）に示した第２のサイズである場合には、押圧部材１２０は、熱膨張性シート１０の３辺の周縁部を押圧する。第２のサイズとは、載置部１１０に載置可能な熱膨張性シート１０の最大サイズよりも小さいサイズであって、具体的にはＡ４サイズである。最大サイズよりも小さいサイズの熱膨張性シート１０が載置部１１０に載置された場合、押圧部材１２０の４辺の枠は、熱膨張性シート１０の４辺の周縁部に合致しない。そのため、載置部１１０に第２のサイズの熱膨張性シート１０が載置された場合、押圧部材１２０の４辺の枠のうちの一部が熱膨張性シート１０の３辺の周縁部に被せられることで、３辺の周縁部が押圧される。この３辺の周縁部以外の残りの１辺の周縁部は、補助部材１３０によって押圧される。

押圧部材１２０は、その下側の面、すなわち載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０に接する側の面に、金属板１２５を備える。金属板１２５は、鉄等の磁性を有する金属の板であり、押圧部材１２０の４辺の枠に沿って設けられている。金属板１２５は、押圧部材１２０が閉じられた際に、載置部１１０に設けられた磁石１１６に吸引される。このような磁石１１６と金属板１２５との間の吸引力により、押圧部材１２０は、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の周縁部を押圧して固定する。

補助部材１３０は、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の１辺の周縁部を押圧する。図１０及び図１１に、補助部材１３０の詳細な構成を示す。図１０に示すように、補助部材１３０は、基部１３１と、開閉部１３２と、を備える。

基部１３１は、補助部材１３０の土台となる棒状の部材であって、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の１辺の周縁部を支持する。開閉部１３２は、基部１３１に接する１辺を軸として回転することで開閉する部材であって、熱膨張性シート１０が載置部１１０に載置される際に開閉する。補助部材１３０は、基部１３１と開閉部１３２との間で熱膨張性シート１０の１辺の周縁部をクリップのように挟持する。

図１１に、開閉部１３２が開いた状態の補助部材１３０を示す。図１１に示すように、基部１３１は、開閉部１３２が被せられる面に、板状の磁石１３６を備える。また、開閉部１３２は、その下面に金属板１３５を備える。金属板１３５は、鉄等の磁性を有する金属の板であって、開閉部１３２が閉じられた際に、基部１３１に設けられた磁石１３６に吸引される。このような磁石１３６と金属板１３５との間の吸引力により、補助部材１３０は、基部１３１と開閉部１３２との間に熱膨張性シート１０の１辺の周縁部を挟んで押圧する。補助部材１３０の開閉部１３２は、基部１３１との間で熱膨張性シート１０の周縁部を押圧する第２押圧部材として機能する。また、基部１３１における磁石１３６が設けられた領域は、補助部材１３０が載置部１１０に取り付けられた場合に、縦方向（Ｘ方向）に延伸し、熱膨張性シート１０の１辺の周縁部を支持する縦枠部として機能する。

補助部材１３０は、載置部１１０から着脱可能であって、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０のサイズに応じて、凹部１１２内の異なる位置に嵌め込まれる。補助部材１３０は、凹部１１２内に取り付け可能なように、その長手方向の長さが凹部１１２のＸ方向の幅に合致するように構成されている。また、基部１３１には、補助部材１３０を載置部１１０に取り付けるためのスライド部１３３及び突出部１３４が設けられている。

スライド部１３３は、ユーザの操作に応じて補助部材１３０の長手方向（図１０に示した矢印の方向）にスライドする。スライド部１３３の一部は基部１３１の側面から突出しており、ユーザによってレバーのように操作される。ユーザは、スライド部１３３の突出部分を指で引っ掛けて動かすことで、スライド部１３３をスライドさせることができる。

突出部１３４は、基部１３１の一方の端部から突出している。突出部１３４は、補助部材１３０が載置部１１０の凹部１１２に取り付けられた際、載置部１１０の凹部１１２の側面に設けられた凹状の係合部と係合する。これにより、補助部材１３０は凹部１１２内に固定される。

突出部１３４は、基部１３１内でスライド部１３３と接続しており、基部１３１の端部からの突出部１３４の突出の度合いは、スライド部１３３のスライドに連動して変化する。具体的に説明すると、補助部材１３０が載置部１１０から着脱される際に、ユーザがスライド部１３３をスライドさせると、突出部１３４が基部１３１の他方の端部の側に移動することで、突出部１３４の突出の度合いが小さくなる。これにより、補助部材１３０を載置部１１０から取り外す際には、突出部１３４と凹部１１２に設けられた係合部との係合が解除され、補助部材１３０を載置部１１０に取り付ける際には、突出部１３４を係合部に係合させることが可能になる。

ユーザがスライド部１３３から指を離すと、スライド部１３３はバネ等の弾性体の弾性力によって元の位置に戻り、突出部１３４は基部１３１の端部から再び突出する。このような構成により、ユーザは、スライド部１３３を指でスライドさせるというワンタッチ式の簡単な操作で、補助部材１３０を載置部１１０に着脱させることができる。

図１２から図１６を参照して、補助部材１３０が載置部１１０上の異なる位置に取り付けられて熱膨張性シート１０が載置される様子を説明する。図１２に示すように、補助部材１３０は、載置部１１０に載置される熱膨張性シート１０のサイズに応じて、凹部１１２内の２つの位置に取り付け可能である。具体的に説明すると、ユーザは、載置部１１０にＡ３サイズの熱膨張性シート１０を載置する場合、補助部材１３０を、凹部１１２の端である第１の取り付け位置（図１２に示す位置Ａ１）に取り付ける。より詳細には、第１の取り付け位置Ａ１は、第２の位置Ｐ２の側、すなわち照射部６０のホームポジション（第１の位置Ｐ１）とは反対側の端の位置である。

図１３に示すように、Ａ３サイズの熱膨張性シート１０をトレイ１００に載置する場合、ユーザは、補助部材１３０を、その開閉部１３２を開いて磁石１３６を上側に露出させた状態で、第１の取り付け位置Ａ１に取り付ける。そして、ユーザは、熱膨張性シート１０を、載置部１１０における凹部１１２の外周部分のうちの磁石１１６が設けられた３辺の領域と、補助部材１３０における磁石１３６が設けられた基部１３１の領域と、によって囲われる長方形状の領域に載置する。ここで、載置部１１０における磁石１１６が設けられた３辺の領域（１つの縦枠部及び２つの横枠部）と補助部材１３０における磁石１３６が設けられた領域（１つの縦枠部）とは、熱膨張性シート１０が載置される枠部を構成し、熱膨張性シート１０を支持する支持部材として機能する。

熱膨張性シート１０を載置すると、ユーザは、補助部材１３０の開閉部１３２を閉じ、熱膨張性シート１０の１辺を補助部材１３０により挟持させる。これにより、図１４に示すように、熱膨張性シート１０の１辺が補助部材１３０によって挟持された状態で、熱膨張性シート１０の残りの３辺の周縁部が載置部１１０における磁石１１６が設けられた領域によって支持される。このように、Ａ３サイズの熱膨張性シート１０が載置部１１０に載置された場合、熱膨張性シート１０によって凹部１１２の大部分が覆われる。

この状態で押圧部材１２０が閉じられると、押圧部材１２０の額縁状の枠が熱膨張性シート１０の４辺の周縁部の上に被せられる。その結果、熱膨張性シート１０の４辺の周縁部が押圧部材１２０によって上から押さえつけられる。なお、補助部材１３０に押圧されている１辺の周縁部は、押圧部材１２０によって補助部材１３０の開閉部１３２上から押さえつけられる。言い換えると、補助部材１３０に挟持される熱膨張性シート１０の１辺の周縁部は、補助部材１３０によって挟持されることで押圧され、さらに押圧部材１２０によって補助部材１３０の上から押圧される。このとき、押圧部材１２０に設けられた金属板１２５が、載置部１１０に設けられた磁石１１６及び補助部材１３０に設けられた磁石１３６に吸引されることにより、熱膨張性シート１０は、載置部１１０と押圧部材１２０との間で固定される。

これに対して、ユーザは、載置部１１０にＡ４サイズの熱膨張性シート１０を載置する場合、補助部材１３０を、凹部１１２のＹ方向におけるほぼ中間である第２の取り付け位置（図１２において破線で示す位置Ａ２）に取り付ける。第２の取り付け位置Ａ２は、第１の取り付け位置Ａ１よりも照射部６０のホームポジション（第１の位置Ｐ１）の側の位置である。言い換えると、載置部１１０に載置される熱膨張性シート１０のサイズが最大サイズよりも小さくなると、補助部材１３０が取り付けられる位置は、ホームポジションにより近い位置に変更される。

図１５に示すように、Ａ４サイズの熱膨張性シート１０をトレイ１００に載置する場合、ユーザは、補助部材１３０を、その開閉部１３２を開いて磁石１３６を上側に露出させた状態で、第２の取り付け位置Ａ２に取り付ける。そして、ユーザは、熱膨張性シート１０を、載置部１１０における磁石１１６が設けられた３辺の領域と、補助部材１３０における磁石１３６が設けられた基部１３１の領域と、によって囲われる長方形状の領域に載置する。Ａ３サイズの熱膨張性シート１０が載置された場合と同様に、載置部１１０における磁石１１６が設けられた３辺の領域（１つの縦枠部及び２つの横枠部）と補助部材１３０における磁石１３６が設けられた領域（１つの縦枠部）とは、熱膨張性シート１０が載置される枠部を構成し、熱膨張性シート１０を支持する支持部材として機能する。

凹部１１２の中間部分には、補助部材１３０を第２の取り付け位置Ａ２に固定するための２対の位置決め部材１１４，１１５が設けられている。１対の位置決め部材１１４は、もう１対の位置決め部材１１５に対して開口１１３を挟んで対向する位置に設けられている。そして、補助部材１３０の一方の端部は、１対の位置決め部材１１４に挟まれることで固定され、補助部材１３０の他方の端部は、もう１対の位置決め部材１１５に挟まれることで固定される。これにより、補助部材１３０が載置部１１０の第２の取り付け位置Ａ２に取り付けられる。

熱膨張性シート１０を載置すると、ユーザは、補助部材１３０の開閉部１３２を閉じ、熱膨張性シート１０の１辺を補助部材１３０により挟持させる。これにより、図１６に示すように、熱膨張性シート１０の１辺が補助部材１３０によって挟持された状態で、熱膨張性シート１０の残りの３辺の周縁部が載置部１１０における磁石１１６が設けられた領域によって支持される。このように、Ａ４サイズの熱膨張性シート１０が載置部１１０に載置された場合、熱膨張性シート１０によって凹部１１２の約半分が覆われる。

この状態で押圧部材１２０が閉じられると、押圧部材１２０の額縁状の枠の一部が熱膨張性シート１０の３辺の周縁部の上に被せられる。その結果、熱膨張性シート１０の３辺の周縁部が押圧部材１２０によって上から押さえつけられる。なお、熱膨張性シート１０の残りの１辺の周縁部は、補助部材１３０によって挟持されることで押圧される。このとき、押圧部材１２０に設けられた金属板１２５が、載置部１１０に設けられた磁石１１６に吸引されることにより、熱膨張性シート１０は、載置部１１０と押圧部材１２０との間で固定される。

このように、載置部１１０上における補助部材１３０の位置は、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０のサイズに応じて、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の１辺の周縁部に直交する方向、すなわち照射部６０の移動方向に変更される。これにより、載置部１１０に載置される熱膨張性シート１０のサイズが変更されても、熱膨張性シート１０の４辺の周縁部が、押圧部材１２０と補助部材１３０とのうちの少なくとも一方によって押圧される。その結果、熱膨張性シート１０が膨張する際における反り、歪み等の不要な変形を抑制することができる。

以上のように構成されるトレイ１００は、筐体５１内に設けられた１対のスライドレールに取り付けられており、スライドレールに沿ってＸ方向にスライドする。図１７及び図１８に、筐体５１からトレイ１００を取り出した状態を示す。

図１７に示すように、ユーザは、熱膨張性シート１０を膨張装置５０に搬入する際、手掛け部１１１に手を掛けて、トレイ１００を−Ｘ方向にスライドさせて筐体５１から引き出す。そして、ユーザは、押圧部材１２０を開き、膨張させる対象となる熱膨張性シート１０を、その表面又は裏面を上に向けて載置部１１０に載置する。なお、図１７は、Ａ３サイズの熱膨張性シート１０が載置部１１０に載置された場合の例を示している。

このとき、ユーザは、載置部１１０の凹部１１２に取り付けられた補助部材１３０の開閉部１３２を開閉させて、熱膨張性シート１０の１辺の周縁部を補助部材１３０に挟持させる。また、ユーザは、熱膨張性シート１０におけるバーコードＢが設けられた側とは反対側の１辺が補助部材１３０に挟持されるように、向きを調整して熱膨張性シート１０を載置部１１０に載置する。熱膨張性シート１０を載置部１１０に載置すると、ユーザは、押圧部材１２０を閉じる。押圧部材１２０が閉じられると、図１８に示すように、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０は、押圧部材１２０によってその周縁部が押圧されることにより、固定される。

このようにして熱膨張性シート１０をトレイ１００に載置すると、ユーザは、トレイ１００を＋Ｘ方向にスライドさせて、筐体５１内に送り込む。これにより、熱膨張性シート１０は、照射部６０によって電磁波を照射可能な位置に配置される。その後、熱膨張性シート１０の膨張処理が終了すると、ユーザは、再びトレイ１００を−Ｘ方向に引き出して、トレイ１００から熱膨張性シート１０を取り出す。

図６に示した膨張装置５０の説明に戻る。照射部６０は、トレイ１００に配置された熱膨張性シート１０に向けて電磁波を照射する機構である。図６に示すように、照射部６０は、箱型のカバーの内部に、ランプヒータ６１と、反射板６２と、温度センサ６３と、冷却部６４と、を備える。

ランプヒータ６１は、例えば照射源としてハロゲンランプを備えており、電磁波として、熱膨張性シート１０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。照射部６０及びランプヒータ６１は、このような波長域の光を照射することにより、熱膨張性シート１０にエネルギーを照射する照射手段として機能する。

カーボンブラックを含む黒色インクによる濃淡画像が印刷された熱膨張性シート１０に光（エネルギー）を照射すると、濃淡画像が印刷された部分では、濃淡画像が印刷されていない部分に比べて、より効率良く光が熱に変換される。そのため、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分が主に加熱され、熱膨張剤が膨張を開始する温度に達すると膨張する。照射部６０は、搬送モータ５５によって搬送されながら光（エネルギー）を照射することにより、熱膨張性シート１０を熱膨張させる熱膨張手段として機能する。なお、ランプヒータ６１によって照射される光は、電磁波であれば良く、上記波長域の光であることに限らない。

反射板６２は、ランプヒータ６１の上側を覆うように配置されており、ランプヒータ６１から照射された光を熱膨張性シート１０に向けて反射する機構である。温度センサ６３は、熱電対、サーミスタ等であって、反射板６２の温度を測定する測定手段として機能する。冷却部６４は、照射部６０に給気するための少なくとも１つのファンを備え、外気を吸入し、吸入した外気を反射板６２に送って冷却する。反射板６２に送られた外気は、更に下方に流れることで、照射部６０及び筐体５１の内部が冷却される。

換気部５４は、膨張装置５０における奥側の端部に設けられており、膨張装置５０の内部を換気する。換気部５４は、少なくとも１つのファンを備えており、筐体５１の内部の空気を外部に排出することで筐体５１の内部を換気する。

搬送モータ５５は、例えばパルス電力に同期して動作するステッピングモータであって、照射部６０をトレイ１００に載置された熱膨張性シート１０に沿って移動させる。筐体５１の内部には、Ｙ方向に、すなわちトレイ１００に載置された熱膨張性シート１０の表面又は裏面に平行な方向に搬送レール５６が設けられている。照射部６０は、搬送レール５６に沿って移動することができるように搬送レール５６に取り付けられている。搬送モータ５５は、制御部７０からの指令に基づいて、軸方向から見て時計回り又は反時計回りに回転数を制御されて回転する。このような搬送モータ５５の回転に伴う駆動力を動力源として、照射部６０は、熱膨張性シート１０との距離を一定に保ちながら、搬送レール５６に沿って往復移動する。搬送モータ５５は、熱膨張性シート１０に沿って照射部６０を移動させる移動部（移動手段）として機能する。

電源部６９は、電源ＩＣ（Integrated Circuit）等を備え、膨張装置５０内の各部に必要な電源を作り出して供給する。例えば、換気部５４、搬送モータ５５、ランプヒータ６１及び冷却部６４は、電源部６９から電力を得て動作する。

制御部７０は、筐体５１の下部に配置された基板上に設けられている。制御部７０は、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリと、を備えており、命令やデータを転送するための伝送経路であるシステムバスを介して膨張装置５０の各部と接続されている。また、制御部７０は、いずれも図示しないが、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリと、ＲＴＣ（Real Time Clock）等の計時デバイスと、端末装置３０と通信するための通信インタフェースと、を備える。

制御部７０において、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出して、ＲＡＭをワークメモリとして用いながら、膨張装置５０全体の動作を制御する。具体的に説明すると、制御部７０は、搬送モータ５５を制御して、照射部６０を指定された向きに指定された移動速度で移動させる。また、制御部７０は、照射部６０による電磁波を照射のオンとオフとを切り替え、バーコードリーダ６５にバーコードＢを読み取らせる。

バーコードリーダ６５は、熱膨張性シート１０の周縁部に設けられたバーコードＢを読み取る読取部（読取手段）として機能する。バーコードリーダ６５は、光を発する光源と光を検知する光学センサとを備え、レーザー方式等の周知の方式でバーコードＢを光学的に読み取る。バーコードリーダ６５は、照射部６０のカバーの外側に取り付けられており、照射部６０と共に、トレイ１００に載置された熱膨張性シート１０に沿って移動する。

上述したように、バーコードＢは、熱膨張性シート１０の１辺の周縁部に設けられている。一方で、熱膨張性シート１０がトレイ１００に載置されて押圧部材１２０が閉じられると、押圧部材１２０は、バーコードＢが設けられた１辺の周縁部を含む少なくとも３辺の周縁部に被さり、少なくとも３辺の周縁部を上から押圧する。このような押圧部材１２０によってバーコードＢが隠されて読めなくなることを回避するため、載置部１１０及び押圧部材１２０には、バーコードリーダ６５がバーコードＢを読み取るための開口が設けられている。

＜膨張処理＞
制御部７０は、印刷装置４０によって濃淡画像が印刷された熱膨張性シート１０に電磁波を照射することにより、熱膨張性シート１０を膨張させる。

図１９に、膨張装置５０が膨張処理を実行する様子を示す。制御部７０は、バーコードリーダ６５によってトレイ１００に載置された熱膨張性シート１０に設けられたバーコードＢが読み取られた場合、照射部６０に電源電圧を供給してランプヒータ６１を点灯させる。そして、制御部７０は、照射部６０に電磁波を照射させている状態で搬送モータ５５を駆動させる。これにより、制御部７０は、照射部６０を、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に向けた方向（第１の方向）に、規定の距離だけ移動させる。このように、制御部７０は、照射部６０を熱膨張性シート１０の端から端まで移動させることで、熱膨張性シート１０の表面又は裏面に広く電磁波を照射させる。

規定の距離は、熱膨張性シート１０のサイズに応じて異なる。例えば、熱膨張性シート１０のサイズがＡ３サイズであれば、規定の距離は、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２までの距離である。これに対して、熱膨張性シート１０のサイズがＡ４サイズであれば、規定の距離は、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２までの半分の距離である。一例として、熱膨張性シート１０のサイズ情報がバーコードＢに含まれており、制御部７０は、バーコードリーダ６５によるバーコードＢの読み取り結果に応じて、規定の距離を設定しても良い。或いは、熱膨張性シート１０の厚み、基材１１の種類等の情報がバーコードＢに含まれており、制御部７０は、バーコードリーダ６５によるバーコードＢの読み取り結果に応じて、照射部６０を移動させる速度を変更しても良い。

照射部６０によって電磁波が照射されると、熱膨張性シート１０のうちの、カーボンブラックを含む黒色インクで濃淡画像が印刷された部分は発熱し、規定の温度にまで加熱されると膨張する。

規定の温度は、熱膨張層１２に含まれる熱膨張剤が膨張を開始する温度であって、例えば８０℃から１２０℃程度の温度である。制御部７０は、所定の強度で電磁波を照射している照射部６０を所定の速度で移動させることによって、熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分を規定の温度以上に加熱する。所定の強度及び所定の速度は、熱膨張性シート１０を規定の温度以上に加熱できるように予め設定されている。

このように、制御部７０は、搬送モータ５５によって照射部６０を第１の方向に移動させながら、照射部６０に電磁波を照射させることによって、熱膨張性シート１０を膨張させる。熱膨張性シート１０のうちの濃淡画像が印刷された部分は、濃淡画像における黒色の濃さに応じた高さに膨張する。これによって、熱膨張性シート１０に所望の造形物が造形される。

このような膨張処理によって、照射部６０は、熱膨張性シート１０の第２の位置Ｐ２側の端部に到達する。膨張処理を実行した後、制御部７０は、図示しないが、照射部６０を第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１への方向（第２の方向）に移動させながら、すなわち照射部６０をホームポジションに戻しながら、必要に応じて、換気部５４による換気処理、又は冷却部６４による冷却処理を実行する。具体的に説明すると、制御部７０は、換気部５４を駆動させて、膨張処理によって加熱された筐体５１内の空気を外部に排出する。また、制御部７０は、冷却部６４を駆動させて、膨張処理によって加熱された照射部６０及び熱膨張性シート１０を冷却する。

＜造形物の製造処理＞
次に、図２０に示すフローチャート及び図２１（ａ）〜（ｅ）に示す熱膨張性シート１０の断面図を参照して、印刷装置４０及び膨張装置５０において実行される造形物の製造処理の流れについて説明する。

第１に、ユーザは、造形物が製造される前の熱膨張性シート１０を準備し、端末装置３０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１０を、その表面を上側に向けて印刷装置４０に挿入する。印刷装置４０は、挿入された熱膨張性シート１０の表面に熱変換層（表側変換層８１）を印刷する（ステップＳ１）。表側変換層８１は、電磁波熱変換材料を含むインク、例えばカーボンブラックを含む黒色インクで形成された層である。印刷装置４０は、指定された表面発泡データに従って、熱膨張性シート１０の表面に、カーボンブラックを含む黒色インクを吐出する。その結果、図２１（ａ）に示すように、インク受容層１３上に表側変換層８１が形成される。なお、理解を容易とするため、インク受容層１３上に表側変換層８１が形成されているように図示しているが、より正確には黒色インクはインク受容層１３中に受容されているため、インク受容層１３中に表側変換層８１が形成されている。

第２に、ユーザは、表側変換層８１が印刷された熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて膨張装置５０に挿入する。膨張装置５０は、挿入された熱膨張性シート１０へ表面から電磁波を照射する（ステップＳ２）。具体的に説明すると、膨張装置５０は、照射部６０によって熱膨張性シート１０の表面に電磁波を照射する。熱膨張性シート１０の表面に印刷された表側変換層８１に含まれる熱変換材料は、照射された電磁波を吸収することによって発熱する。その結果、表側変換層８１が発熱し、図２１（ｂ）に示すように、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２のうちの表側変換層８１が印刷された領域が膨張し、盛り上がる。

第３に、熱膨張層１２の一部が膨張した熱膨張性シート１０を、その表面を上側に向けて印刷装置４０に挿入する。印刷装置４０は、挿入された熱膨張性シート１０の表面にカラー画像（カラーインク層８２）を印刷する（ステップＳ３）。具体的には、印刷装置４０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１０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２１（ｃ）に示すように、インク受容層１３上にカラーインク層８２が形成される。なお、インク受容層１３上にカラーインク層８２が形成されているように図示しているが、より正確にはカラーインクはインク受容層１３中に受容されている。

第４に、カラーインク層８２の形成後、カラーインク層８２を乾燥させる（ステップＳ４）。例えば、ユーザは、カラーインク層８２が印刷された熱膨張性シート１０を、その裏面を上側に向けて膨張装置５０に挿入し、膨張装置５０は、挿入された熱膨張性シート１０を裏面から加熱し、熱膨張性シート１０の表面に形成されたカラーインク層８２を乾燥させる。具体的に説明すると、膨張装置５０は、照射部６０によって熱膨張性シート１０の裏面に電磁波を照射させ、カラーインク層８２を加熱し、カラーインク層８２中に含まれる溶媒を揮発させる。なお、ステップＳ４は省略することも可能である。

第５に、ユーザは、カラーインク層８２が印刷された熱膨張性シート１０を、その裏面を上側に向けて印刷装置４０に挿入する。印刷装置４０は、挿入された熱膨張性シート１０の裏面に熱変換層（裏側変換層８３）を印刷する（ステップＳ５）。裏側変換層８３は、熱膨張性シート１０の表面に印刷された表側変換層８１と同様に、電磁波を熱に変換する材料、具体的にはカーボンブラックを含む黒色インクで形成された層である。印刷装置４０は、指定された裏面発泡データに従って、熱膨張性シート１０の裏面に、カーボンブラックを含む黒色インクを吐出する。その結果、図２１（ｄ）に示すように、基材１１の裏面に裏側変換層８３が形成される。

第６に、ユーザは、裏側変換層８３が印刷された熱膨張性シート１０を、その裏面を上側に向けて膨張装置５０に挿入する。膨張装置５０は、挿入された熱膨張性シート１０へ裏面から電磁波を照射して加熱する（ステップＳ６）。具体的に説明すると、膨張装置５０は、照射部６０によって熱膨張性シート１０の裏面に電磁波を照射させる。熱膨張性シート１０の裏面に印刷された裏側変換層８３は、照射された電磁波を吸収することによって発熱する。その結果、図２１（ｅ）に示すように、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２のうち、裏側変換層８３が印刷された領域が膨張し、盛り上がる。

以上のような手順によって、熱膨張性シート１０の表面上に造形物が形成される。

なお、熱変換層は表側のみ又は裏側のみに形成されてもよい。表側変換層８１のみを利用して熱膨張層１２を膨張させる場合、上記の処理のうちステップＳ１〜Ｓ４を実施する。一方、裏側変換層８３のみを利用して熱膨張層１２を膨張させる場合、上記の処理のうち、ステップＳ３〜Ｓ６を実施する。

また、ステップＳ５，Ｓ６における裏面発泡の処理を、ステップＳ１，Ｓ２における表面発泡の処理よりも前に実施しても良いし、ステップＳ３，Ｓ４におけるカラーインク層８２の印刷及び乾燥処理を、ステップＳ１，Ｓ２における表面発泡の処理よりも前に実施しても良い。或いは、ステップＳ１における表側変換層８１の印刷と、ステップＳ３におけるカラーインク層８２の印刷を実施した後で、ステップＳ２における表面発泡の処理を実施しても良い。このように、上記ステップＳ１〜Ｓ６の処理の順番は、様々に入れ替えて実施しても良い。

以上説明したように、本実施形態に係る膨張装置５０は、電磁波を照射する照射部６０を熱膨張性シート１０に沿って移動させることで熱膨張性シート１０を膨張させる方式の装置において、膨張時に熱膨張性シート１０が反る、歪む等の不要な変形をすることを抑制するために、押圧部材１２０と補助部材１３０とによって熱膨張性シート１０の周縁部を押圧した状態で、熱膨張性シート１０を膨張させる。その際に、載置部１１０上における補助部材１３０の位置は、熱膨張性シート１０のサイズに応じて変更される。これにより、トレイ１００に載置される熱膨張性シート１０のサイズが変更された場合であっても、熱膨張性シート１０の周縁部を的確に押圧することができる。その結果、熱膨張性シート１０を精度良く膨張させることができ、安定した品質の造形物を得ることができる。

（変形例）
以上に本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、押圧部材１２０は、額縁状をしており、載置部１１０に最大サイズ（具体的にはＡ３サイズ）の熱膨張性シート１０が載置された場合に、熱膨張性シート１０の４辺の周縁部を押圧した。しかしながら、本発明において、押圧部材１２０の形状は、額縁状に限らない。例えば、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の、補助部材１３０によって押圧される１辺以外の３辺の周縁部を最低限押圧できるように、押圧部材１２０は、Ｕ字状をしていても良い。

また、上記実施形態では、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０の周縁部のうち、補助部材１３０が１辺を押圧し、押圧部材１２０が、少なくとも補助部材１３０によって押圧される１辺以外の３辺を押圧した。しかしながら、本発明において、押圧部材１２０によって押圧される第１の周縁部、及び、補助部材１３０によって押圧される第２の周縁部は、これに限らない。また、熱膨張性シート１０の膨張時における不要な変形を抑制することができる程度に周縁部を押圧しさえすれば、押圧部材１２０と補助部材１３０とで合わせて熱膨張性シート１０の４辺の周縁部の全てを押圧しなくても良い。言い換えると、第１の周縁部と第２の周縁部とで合わせて熱膨張性シート１０の４辺の周縁部の全てをカバーしていなくても良い。

上記実施形態では、補助部材１３０は、縦方向の１辺を押圧するものであったが、本発明ではこれに限らない。すなわち、２つの縦枠部のうちの一方、又は、２つの横枠部のうちの一方の組み付け位置を切り替え可能に構成されていれば、枠部のうちのどの辺の組み付け位置が切り替え可能であっても良い。

上記実施形態では、載置部１１０に磁石１１６が設けられ、押圧部材１２０に金属板１２５が設けられていた。また、補助部材１３０において、基部１３１に磁石１３６が設けられ、開閉部１３２に金属板１３５が設けられていた。しかしながら、本発明において、磁石１１６と金属板１２５とが逆に設けられていても良いし、磁石１３６と金属板１３５とが逆に設けられていても良い。言い換えると、載置部１１０に磁石１１６と金属板１２５とのうちの一方が設けられ、押圧部材１２０に磁石１１６と金属板１２５とのうちの他方が設けられていれば良い。また、基部１３１に磁石１３６と金属板１３５とのうちの一方が設けられ、開閉部１３２に磁石１３６と金属板１３５とのうちの他方が設けられていれば良い。なお、磁石１１６，１３６及び金属板１２５，１３５の形状は、上記実施形態の例に限らない。

また、トレイ１００に載置される熱膨張性シート１０のサイズはＡ３及びＡ４サイズに限らず、本発明は、様々なサイズの熱膨張性シート１０がトレイ１００に載置された場合に適用することができる。例えば、トレイ１００に載置される熱膨張性シート１０の最大サイズはＡ３に限らない。また、補助部材１３０を、載置部１１０上のより多くの箇所に取り付けられるように構成することで、より多くのサイズの熱膨張性シート１０に対して、膨張時に周縁部を押圧することで不要に変形することを抑制することができる。

上記実施形態では、補助部材１３０は、載置部１１０から着脱可能であり、載置部１１０に載置された熱膨張性シート１０のサイズに応じて凹部１１２内の異なる位置に嵌め込まれて使用された。しかしながら、本発明において、補助部材１３０は、載置部１１０上における位置が熱膨張性シート１０のサイズに応じて変更可能なものであれば、載置部１１０から取り外せなくても良く、例えば載置部１１０に取り付けられた状態で位置を変更可能なものであっても良い。また、補助部材１３０は、載置部１１０の凹部１１２に嵌め込まれるものでなくても良い。

上記実施形態では、トレイ（シート保持機構）１００は、造形物を製造するための熱膨張性シート１０を保持するものであった。しかしながら、本発明に係るシート保持機構によって保持されるシートは、熱膨張性シート１０に限らず、一般的なシートであっても良い。本発明に係るシート保持機構は、熱膨張性シート１０以外のシートを保持する場合において、シートのサイズに応じて補助部材１３０の取り付け位置を変更する構成により、シートのサイズが変更された場合であっても、シートを安定して保持することができる。

上記実施形態では、熱膨張性シート１０は、基材１１と熱膨張層１２とインク受容層１３とを備えていた。しかしながら、本発明において、熱膨張性シート１０の構成はこれに限らない。例えば、熱膨張性シート１０は、インク受容層１３を備えなくても良いし、表面又は裏面に剥離可能な剥離層を備えていても良い。或いは、熱膨張性シート１０は、他の任意の材料による層を備えていても良い。

上記実施形態では、端末装置３０と印刷装置４０と膨張装置５０とは、それぞれ独立した装置であった。しかしながら、本発明において、端末装置３０と印刷装置４０と膨張装置５０とのうちの少なくともいずれか２つが一体となっていても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とが含まれる。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）
枠部として縦方向に延伸する２つの縦枠部と横方向に延伸する２つの横枠部とを有し、所定サイズのシートにおける周縁部が前記枠部上に載置されることにより、当該シートの周縁部を前記枠部で支持する支持部材と、
前記支持部材により支持されている前記シートの周縁部を前記シート上から押圧して、前記支持部材との間で前記シートの周縁部を挟持する第１押圧部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記２つの縦枠部のうちの一方または前記２つの横枠部のうちの一方の組み付け位置を切り替え可能に構成され、
前記組み付け位置が切り替えられる枠部には、当該枠部との間で前記シートの周縁部を挟持する第２押圧部材が取付けられている、
ことを特徴とするシート保持機構。
（付記２）
前記第１押圧部材は、枠状に形成されていることを特徴とする付記１に記載のシート保持機構。
（付記３）
前記第２押圧部材が前記シートを挟持し、さらに前記第１押圧部材が当該第２押圧部材を押圧する付記１又は２に記載のシート保持機構。
（付記４）
熱膨張性シートが載置される載置部と、
前記載置部に載置された前記熱膨張性シートの第２の周縁部を押圧する補助部材と、
前記載置部に載置された前記熱膨張性シートの、少なくとも前記第２の周縁部とは異なる第１の周縁部を押圧する押圧部材と、
前記載置部に載置された前記熱膨張性シートに向けて電磁波を照射する照射部と、
前記載置部に載置された前記熱膨張性シートに沿って前記照射部を移動させることにより、前記熱膨張性シートを膨張させる移動部と、を備え、
前記載置部上における前記補助部材の位置は、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートのサイズに応じて変更される、
ことを特徴とする膨張装置。
（付記５）
前記補助部材は、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートの１辺の周縁部を押圧し、
前記載置部上における前記補助部材の位置は、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートのサイズに応じて、前記１辺の周縁部に直交する方向に変更される、
ことを特徴とする付記４に記載の膨張装置。
（付記６）
前記押圧部材は、額縁状に開口しており、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートのサイズが第１のサイズである場合には、前記熱膨張性シートの前記１辺の周縁部を含む４辺の周縁部を押圧し、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートのサイズが前記第１のサイズよりも小さい第２のサイズである場合には、前記熱膨張性シートの前記１辺の周縁部以外の３辺の周縁部を押圧する、
ことを特徴とする付記５に記載の膨張装置。
（付記７）
前記載置部における、前記熱膨張性シートのうちの膨張する部分が載置される領域には、矩形状の凹部が設けられ、
前記補助部材は、前記載置部から着脱可能であり、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートのサイズに応じて、前記凹部内の異なる位置に嵌め込まれる、
ことを特徴とする付記４から６のいずれか１つに記載の膨張装置。
（付記８）
前記凹部の底面には、開口が設けられた、
ことを特徴とする付記７に記載の膨張装置。
（付記９）
前記補助部材は、ユーザの操作に応じて前記補助部材の長手方向にスライドするスライド部と、前記補助部材の端部から突出した突出部と、を備え、
前記補助部材は、前記載置部から着脱可能であり、
前記補助部材が前記載置部から着脱される際に、前記端部からの前記突出部の突出の度合いは、前記スライド部のスライドに連動して変化する、
ことを特徴とする付記４から８のいずれか１つに記載の膨張装置。
（付記１０）
前記載置部には、磁石と金属板とのうちの一方が設けられ、
前記押圧部材には、前記磁石と前記金属板とのうちの他方が設けられ、
前記押圧部材は、前記磁石と前記金属板との間の吸引力により、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートの少なくとも前記第１の周縁部を押圧する、
ことを特徴とする付記４から９のいずれか１つに記載の膨張装置。
（付記１１）
前記補助部材は、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートを支持する基部と、開閉する開閉部と、を備え、前記基部と前記開閉部との間に前記熱膨張性シートの前記第２の周縁部を挟んで押圧する、
ことを特徴とする付記４から１０のいずれか１つに記載の膨張装置。
（付記１２）
前記基部には、磁石と金属板とのうちの一方が設けられ、
前記開閉部には、前記磁石と前記金属板とのうちの他方が設けられ、
前記補助部材は、前記磁石と前記金属板との間の吸引力により、前記載置部に載置された前記熱膨張性シートの前記第２の周縁部を押圧する、
ことを特徴とする付記１１に記載の膨張装置。
（付記１３）
付記４から１２のいずれか１つに記載の膨張装置と、
前記熱膨張性シートに、電磁波を熱に変換する変換層を印刷する印刷装置と、を備え、
前記膨張装置は、前記移動部によって前記照射部を移動させながら、前記印刷装置によって前記変換層が印刷された前記熱膨張性シートに向けて前記照射部に電磁波を照射させることにより、前記熱膨張性シートを膨張させる、
ことを特徴とする造形システム。

１…造形システム、１０…熱膨張性シート、１１…基材、１２…熱膨張層、１３…インク受容層、３０…端末装置、３１…制御部、３２…記憶部、３３…操作部、３４…表示部、３５…記録媒体駆動部、３６…通信部、４０…印刷装置、４１…キャリッジ、４２…印刷ヘッド、４３，４３ｋ，４３ｃ，４３ｍ，４３ｙ…インクカートリッジ、４４…ガイドレール、４５…駆動ベルト、４５ｍ…モータ、４６…フレキシブル通信ケーブル、４７…フレーム、４８…プラテン、４９ａ…給紙ローラ対、４９ｂ…排紙ローラ対、５０…膨張装置、５１…筐体、５１ａ…上側筐体、５１ｂ…下側筐体、５４…換気部、５５…搬送モータ、５６…搬送レール、６０…照射部、６１…ランプヒータ、６２…反射板、６３…温度センサ、６４…冷却部、６５…バーコードリーダ、６９…電源部、７０…制御部、８１…表側変換層、８２…カラーインク層、８３…裏側変換層、１００…トレイ（シート保持機構）、１１０…載置部、１１１…手掛け部、１１２…凹部、１１３…開口、１１４，１１５…位置決め部材、１１６，１３６…磁石、１２０…押圧部材、１２５，１３５…金属板、１３０…補助部材、１３１…基部、１３２…開閉部、１３３…スライド部、１３４…突出部、Ｂ…バーコード、Ｄ１…副走査方向、Ｄ２…主走査方向

Claims (5)

1. 枠部として縦方向に延伸する２つの縦枠部と横方向に延伸する２つの横枠部とを有し、所定サイズのシートにおける周縁部が前記枠部上に載置されることにより、当該シートの周縁部を前記枠部で支持する支持部材と、
   前記支持部材により支持されている前記シートの周縁部を前記シート上から押圧して、前記支持部材との間で前記シートの周縁部を挟持する第１押圧部材と、
   を備え、
   前記支持部材は、前記２つの縦枠部のうちの一方または前記２つの横枠部のうちの一方の組み付け位置を切り替え可能に構成され、
   前記組み付け位置が切り替えられる枠部には、当該枠部との間で前記シートの周縁部を挟持する第２押圧部材が取付けられている、
   ことを特徴とするシート保持機構。
2. 前記第１押圧部材は、枠状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート保持機構。
3. 前記第２押圧部材が前記シートを挟持し、さらに前記第１押圧部材が当該第２押圧部材を押圧する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート保持機構。
4. 枠部として縦方向に延伸する２つの縦枠部と横方向に延伸する２つの横枠部とを有し、所定サイズの熱膨張性シートにおける周縁部が前記枠部上に載置されることにより、当該熱膨張性シートの周縁部を前記枠部で支持する支持部材と、
   前記支持部材により支持されている前記熱膨張性シートの周縁部を前記熱膨張性シート上から押圧して、前記支持部材との間で前記熱膨張性シートの周縁部を挟持する第１押圧部材と、
   前記熱膨張性シートの周縁部が前記支持部材と第１押圧部材とにより挟持された前記熱膨張性シートに向けて所定の電磁波を照射させることにより前記熱膨張性シートを膨張させる制御手段と、
   を備え、
   前記支持部材は、前記２つの縦枠部のうちの一方または前記２つの横枠部のうちの一方の組み付け位置を切り替え可能に構成され、
   前記組み付け位置が切り替えられる枠部には、当該枠部との間で前記熱膨張性シートの周縁部を挟持する第２押圧部材が取付けられている、
   ことを特徴とする膨張装置。
5. 前記熱膨張性シートには、前記電磁波を熱に変換する変換層が予め形成されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の膨張装置。

Images