(57)【要約】【課題】被印刷媒体に所望の形状の構造物を製造するための技術を提供する。【解決手段】加熱により膨張する膨張層Ｍ２を含む被印刷媒体Ｍの膨張層Ｍ２を膨張させることで膨張層Ｍ２を含む構造物を製造する構造物製造方法では、まず、被印刷媒体Ｍの第１の表面に、電磁波熱変換材料を、製造しようとする構造物Ｃ０の形状に応じた濃度に形成する。ここでは、膨張層Ｍ２のうち、膨張層Ｍ２を第１の高さＨ１に膨張させる第１の部分と膨張層Ｍ２を第２の高さＨ２に膨張させる第２の部分との間の境界部分における第１の表面である境界領域Ａ０に、電磁波熱変換材料を、第１の部分における電磁波熱変換材料の濃度及び第２の部分における電磁波熱変換材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しない。その後、被印刷媒体Ｍに向けて電磁波を照射する。【選択図】図６
2018144497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の前記膨張層を膨張させることで当該膨張層を含む構造物を製造する構造物製造方法であって、
前記被印刷媒体の第１の表面に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料を、製造しようとする前記構造物の形状に応じた濃度に形成する工程と、次いで、
前記被印刷媒体に向けて電磁波を照射する工程と、を含み、
前記材料を形成する工程は、
前記膨張層のうち、当該膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域に、前記材料を、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しないことを含む
ことを特徴とする構造物製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域は、前記境界部分に含まれる境界線を挟んで両方向に同じ幅で拡がる領域である
ことを特徴とする構造物製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域の境界線に交差する方向の幅を既定の大きさにすることにより、製造しようとする前記構造物の前記境界領域における前記高さの方向に沿った断面形状の角部を、当該境界領域において前記材料を前記薄い濃度に形成しない場合、又は前記材料を形成した場合に比べて、略直角に近づける
ことを特徴とする構造物製造方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域の境界線に交差する方向の幅を既定の大きさよりも小さい幅にすることにより、製造しようとする前記構造物の前記境界領域における前記高さの方向に沿った断面形状の角部を、当該境界領域において前記材料を前記薄い濃度に形成しない場合、又は前記材料を形成した場合に比べて、直角に近づける
ことを特徴とする構造物製造方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域の境界線に交差する方向の幅を既定の大きさよりも大きくすることにより、前記第１の部分と前記第２の部分との間に、当該第１の部分及び当該第２の部分よりも高さが低い部分が設けられた前記構造物を製造する
ことを特徴とする構造物製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の構造物製造方法において、
前記薄い濃度は、高さ０に対応する濃度である
ことを特徴とする構造物製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の構造物製造方法において、
前記第１の表面は、前記被印刷媒体の表面のうち前記膨張層から遠い表面である
ことを特徴とする構造物製造方法。
【請求項８】
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料を、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた濃度に形成する工程を含み、
前記材料を形成する工程は、
前記膨張層のうち、当該膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域に、前記材料を、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しないことを含む
ことを特徴とする加工媒体製造方法。
【請求項９】
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体を加工した加工媒体であって、
前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた濃度に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料が形成された第１の表面を有し、
前記第１の表面は、前記膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分に対応する境界領域を有し、
前記材料が前記境界領域に、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成されているか、又は、前記材料が形成されていない
ことを特徴とする加工媒体。
【請求項１０】
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に形成する、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料の濃度であって、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた前記濃度を指定する入力濃淡パターンデータを取得し、
前記入力濃淡パターンデータに基づいて、前記膨張層のうち第１の高さに膨張させる第１の部分と第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域を特定し、
前記入力濃淡パターンデータのうち、前記特定した境界領域に対応するデータを、前記第１の高さに対応する濃度及び前記第２の高さに対応する濃度のいずれよりも薄い濃度か又はゼロ濃度を表す低濃度データに変換して、前記低濃度データを含む出力濃淡パターンデータを生成する
ことを特徴とするデータ生成方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に形成する、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料の濃度であって、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた前記濃度を指定する入力濃淡パターンデータを取得する手段、
前記入力濃淡パターンデータに基づいて、前記膨張層のうち第１の高さに膨張させる第１の部分と第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域を特定する手段、
前記入力濃淡パターンデータのうち、前記特定した境界領域に対応するデータを、前記第１の高さに対応する濃度及び前記第２の高さに対応する濃度のいずれよりも薄い濃度か又はゼロ濃度を表す低濃度データに変換して、前記低濃度データを含む出力濃淡パターンデータを生成する手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物製造方法、加工媒体製造方法、加工媒体、データ生成方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物を製造する技術の一つとして、加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体に光（電磁波）を熱に変換する材料（電磁波熱変換材料）である黒いインク又はトナーで所望のパターンを印刷し、その後、被印刷媒体に一様に光を照射することで膨張層を加熱膨張させる技術が知られている。黒いインク又はトナーが印刷された領域では熱が生じて膨張層が加熱されるが、それ以外の領域では熱が生じず膨張層も加熱されないことを利用して、膨張層を膨張させようとする領域に黒いインク又はトナーを印刷するものである。特許文献１には、この技術を用いた立体印刷装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７１３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、一般的には、電磁波熱変換材料である黒いインク又はトナーの被印刷媒体の表面への面積階調による形成濃度と、被印刷媒体の一面側に設けられた膨張層のうち電磁波熱変換材料が形成された部分が膨張する高さとは互いに相関関係がある。このため、被印刷媒体の種類毎に予備実験などによって、それらの関係、即ち、電磁波熱変換材料の形成濃度と膨張高さとの関係は既知である。別の言い方をすれば、膨張層を膨張させようとする膨張高さが決まれば、それを実現するための電磁波熱変換材料の形成濃度も一意的に決まる。従って、被印刷媒体の膨張層を膨張させて製造しようとする構造物の高さ、即ち、被印刷媒体の表面の各座標位置に対応付けた膨張予定の高さが既知であれば、さらに、上述の既知の関係に基づいて被印刷媒体の表面の各座標位置に対応付けられた濃度が一意的に求められる。こうして求められた濃度分布に基づいて、被印刷媒体の表面に電磁波熱変換材料を印刷する。しかしながら、実際には、被印刷媒体の膨張層が膨張した高さは、各座標位置の電磁波熱変換材料の形成濃度のみならず、各座標位置の周辺領域の電磁波熱変換材料の形成濃度の影響も受けてしまう場合がある。
【０００５】
以上のような実情を踏まえ、本発明は、被印刷媒体の膨張層を膨張させることで所望の形状の構造物を製造するための技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の前記膨張層を膨張させることで当該膨張層を含む構造物を製造する構造物製造方法であって、前記被印刷媒体の第１の表面に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料を、製造しようとする前記構造物の形状に応じた濃度に形成する工程と、次いで、前記被印刷媒体に向けて電磁波を照射する工程と、を含み、前記材料を形成する工程は、前記膨張層のうち、当該膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域に、前記材料を、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しないことを含む構造物製造方法を提供する。
【０００７】
本発明の別の態様は、加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料を、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた濃度に形成する工程を含み、前記材料を形成する工程は、前記膨張層のうち、当該膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域に、前記材料を、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しないことを含む加工媒体製造方法を提供する。
【０００８】
本発明の更に別の態様は、加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体を加工した加工媒体であって、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた濃度に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料が形成された第１の表面を有し、前記第１の表面は、前記膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分に対応する境界領域を有し、前記材料が前記境界領域に、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成されているか、又は、前記材料が形成されていない加工媒体を提供する。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に形成する、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料の濃度であって、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた前記濃度を指定する入力濃淡パターンデータを取得し、前記入力濃淡パターンデータに基づいて、前記膨張層のうち第１の高さに膨張させる第１の部分と第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域を特定し、前記入力濃淡パターンデータのうち、前記特定した境界領域に対応するデータを、前記第１の高さに対応する濃度及び前記第２の高さに対応する濃度のいずれよりも薄い濃度か又はゼロ濃度を表す低濃度データに変換して、前記低濃度データを含む出力濃淡パターンデータを生成するデータ生成方法を提供する。
【００１０】
本発明の更に別の態様は、コンピュータを、加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に形成する、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料の濃度であって、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた前記濃度を指定する入力濃淡パターンデータを取得する手段、前記入力濃淡パターンデータに基づいて、前記膨張層のうち第１の高さに膨張させる第１の部分と第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域を特定する手段、前記入力濃淡パターンデータのうち、前記特定した境界領域に対応するデータを、前記第１の高さに対応する濃度及び前記第２の高さに対応する濃度のいずれよりも薄い濃度か又はゼロ濃度を表す低濃度データに変換して、前記低濃度データを含む出力濃淡パターンデータを生成する手段、として機能させるプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被印刷媒体の膨張層を膨張させることで所望の形状の構造物を製造するための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】構造物製造システム１の構成を示した図である。
【図２】被印刷媒体Ｍの構成を示した図である。
【図３】印刷装置４０の構成を示した図である。
【図４】加熱装置５０の構成を示した図である。
【図５】従来の構造物製造システムで製造された構造物を例示した図である。
【図６】構造物製造システム１で製造された構造物を例示した図である。
【図７】境界領域の幅と立体形状の関係について説明するための図である。
【図８】境界領域に低濃度のパターンを形成した場合としない場合の違いを説明するための図である。
【図９】従来の構造物製造システムで製造された構造物の別の例を示した図である。
【図１０】構造物製造システム１で製造された構造物の別の例を示した図である。
【図１１】人間の横顔を表す構造物を製造した例を示した図である。
【図１２】濃淡パターンデータ生成処理のフローチャートである。
【図１３】第１の実施形態に係る構造物製造処理のフローチャートである。
【図１４】図１３に示す構造物製造処理の過程で製造される加工媒体を例示した図である。
【図１５】図１３に示す構造物製造処理の過程で製造される構造物を例示した図である。
【図１６】第２の実施形態に係る構造物製造処理のフローチャートである。
【図１７】第３の実施形態に係る構造物製造処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、構造物製造システム１の構成を示した図である。図２は、被印刷媒体Ｍの構成を示した図である。図３は、印刷装置４０の構成を示した図である。図４は、加熱装置５０の構成を示した図である。
【００１４】
構造物製造システム１は、図１に示すように、コンピュータ１０と、表示装置２０と、入力装置３０と、印刷装置４０と、加熱装置５０を備えている。構造物製造システム１は、コンピュータ１０で生成された濃度画像である濃淡パターンを、膨張層を含む被印刷媒体Ｍに印刷装置４０で形成し、濃淡パターンが形成された被印刷媒体Ｍを加熱装置５０で加熱することで、構造物を製造する。構造物製造システム１は、さらに、コンピュータ１０で生成されたカラー画像であるカラーパターンを印刷装置４０で被印刷媒体Ｍに形成し、着色された構造物を製造する。
【００１５】
被印刷媒体Ｍは、図２に示すように、基材Ｍ１に膨張層Ｍ２とインク受容層Ｍ３が積層された多層構造を有する熱膨張性シートである。インク受容層Ｍ３は、印刷装置４０から吐出されたインクを受容する層である。膨張層Ｍ２は、熱可塑性樹脂内に加熱により膨張する無数のマイクロカプセルを含む層であり、吸収した熱量に応じて膨張する。基材Ｍ１は、例えば、紙、キャンバス地などの布、プラスティックなどのパネル材などからなるが、その材質は特に限定されない。なお、被印刷媒体Ｍでは、インク受容層Ｍ３は基材Ｍ１よりも薄く形成されているため、被印刷媒体Ｍの表面ＢＳ（基材Ｍ１の表面ＢＳ）は、被印刷媒体Ｍの表面のうちの膨張層Ｍ２から遠い表面であり、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳ（インク受容層Ｍ３の表面ＦＳ）は、被印刷媒体Ｍの表面のうちの膨張層Ｍ２から近い表面である。また、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳ及び表面ＢＳには、後述するように印刷装置４０により黒の濃淡パターンが形成される。なお、表面ＦＳについては、後述する第２のパターンが形成されることから第２の表面とも記す。また、表面ＢＳについては、後述する第１のパターンが形成されることから第１の表面とも記す。
【００１６】
後述するように、膨張層Ｍ２に近接した表面（例えば、表面ＦＳ、表面ＢＳ）に電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料（以降、電磁波熱変換材料と記す。電磁波熱変換材料は、例えば、カーボンブラックを含むブラックＫのインクである）で面積階調による濃淡のパターンが形成される。この材料に照射された電磁波エネルギーは電磁波熱変換材料により吸収され、熱エネルギーに変換される。ここで、膨張層Ｍ２のうち電磁波熱変換材料でパターンが形成されている部分では、電磁波熱変換材料でパターンが形成されていない部分に比べて、より効率良く電磁波熱エネルギー変換が行われる。このようにして生成された熱エネルギーが伝導することによって、膨張層Ｍ２のうち電磁波熱変換材料でパターンが形成された部分が主に加熱されて、膨張層Ｍ２は電磁波熱変換材料で形成されたパターンに対応する形状に膨張する。なお、膨張層Ｍ２に近接して電磁波熱変換材料で面積階調による濃淡を含むようにパターンを形成することで、電磁波熱変換材料の形成濃度が高い部分では、その形成濃度が低い部分よりも多くの熱エネルギーが伝導し、膨張層Ｍ２をより高く膨張させることができる。なお、本明細書では、膨張層Ｍ２にある物質でパターンを形成すると言う場合、及び、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳ、ＢＳにある物質でパターンを形成すると言う場合、膨張層Ｍ２に直接又は近接してその物質でパターンを形成することを意味するものとする。また、本明細書では、表面に物質（材料）でパターンを形成することを、表面に物質（材料）を形成するともいう。
【００１７】
コンピュータ１０は、図１に示すように、プロセッサ１１、メモリ１２、ストレージ１３を備える演算装置である。コンピュータ１０は、プロセッサ１１がプログラムを実行することにより画像データを生成し、画像データに応じた印刷データを印刷装置４０へ出力する。表示装置２０は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイなどであり、コンピュータ１０からの信号に従って画像を表示する。入力装置３０は、例えば、キーボード、マウスなどであり、コンピュータ１０へ信号を出力する。
【００１８】
印刷装置４０は、入力された印刷データに基づいて被印刷媒体Ｍに印刷を行うインクジェットプリンタである。印刷装置４０は、図３に示すように、媒体搬送方向（副走査方向Ｄ１）に直交する両方向矢印で示す方向（主走査方向Ｄ２）に往復移動可能に設けられたキャリッジ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。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、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。
【００１９】
なお、後述するように、ブラックＫのインクは、電磁波熱変換材料としてのカーボンブラックを含む場合と、含まない場合がある。カーボンブラックを含むブラックＫのインクを用いて膨張層Ｍ２の表面に濃度画像（グレースケール画像）を形成した場合には、その画像に対して電磁波を照射することで生成された熱エネルギーが伝導し、膨張層Ｍ２が膨張する。しかし、カーボンブラックを含まないブラックＫのインクや、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクの混色により同様の濃度画像を形成した場合には、その濃度画像に対して電磁波を照射しても熱エネルギーが生成されないので、膨張層Ｍ２の濃度画像が形成された部分が膨張することはない。
【００２０】
キャリッジ４１は、ガイドレール４４に滑動自在に支持され、駆動ベルト４５に狭持されている。モータ４５ｍの回転により駆動ベルト４５を駆動することで、キャリッジ４１は、印刷ヘッド４２とインクカートリッジ４３とともに、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、主走査方向Ｄ２に延在したプラテン４８が配設されている。さらに、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）は、プラテン４８に支持された被印刷媒体Ｍを副走査方向Ｄ１に搬送するように配設されている。
【００２１】
フレキシブル通信ケーブル４６を介して印刷ヘッド４２に接続された印刷装置４０の制御部は、コンピュータ１０からの印刷データ及び印刷制御データに基づいて、モータ４５ｍ、印刷ヘッド４２、給紙ローラ対４９ａ、及び排紙ローラ対４９ｂを制御する。これにより、被印刷媒体Ｍに、少なくとも濃淡パターンが形成され、更に必要に応じてカラーパターンが形成される。換言すると、少なくとも上述の濃度画像が印刷され、更に必要に応じてカラー画像が印刷される。なお、膨張層Ｍ２を膨張させる必要がない場合は、濃淡パターンを形成せずに、カラーパターンのみを膨張層Ｍ２に形成して良いことは言うまでもない。
【００２２】
ここで、濃淡パターンは、その形成後に電磁波を照射することにより、加熱によって膨張層Ｍ２を所望の高さまで膨張させることで所望の構造物を得るため、膨張層Ｍ２の表面に形成される画像である。従って、本明細書において濃淡パターンと言う場合は、上述の電磁波熱変換材料を用いて膨張層Ｍ２の表面に形成された画像のことを意味し、電磁波熱変換材料を含まない材料を用いて形成された濃淡を含む画像は、濃淡パターンではない。また、カラー画像の少なくとも一部を、電磁波熱変換材料を用いて形成しても良い。ただし、詳しくは後述するが、そのようなカラー画像を形成後に電磁波を照射すると、膨張層Ｍ２が、濃淡パターンのみの形成によって予定していた所望の高さを超えて膨張してしまうため、カラー画像を形成した後は、カラー画像が形成された膨張層Ｍ２の表面側から電磁波を照射することは避けることが望ましい。
【００２３】
加熱装置５０は、電磁波を照射することで被印刷媒体Ｍを加熱する装置である。加熱装置５０は、図４に示すように、案内溝５２が形成された載置台５１と、光源ユニット５４を支持する支柱５３と、光源を備えた光源ユニット５４を備える。載置台５１には、濃淡パターンが形成された被印刷媒体Ｍが載置される。支柱５３は、案内溝５２に沿って摺動するように構成されている。光源ユニット５４に設けられた光源は、電磁波を放射する。
【００２４】
加熱装置５０では、光源ユニット５４が電磁波を放射しながら方向Ｄ３に支柱５３と共に移動することで、被印刷媒体Ｍに一様に電磁波が照射される。前述のとおり、電磁波は濃淡パターンが印刷された領域で効率よく吸収されて熱エネルギーに変換されるため、濃淡パターンに応じた領域が加熱されて膨張し、濃淡パターンに応じた構造物が製造される。
【００２５】
なお、濃淡パターンがカーボンブラックを含むブラックＫのインクで印刷される場合には、電磁波は赤外領域の波長を含むことが望ましい。ただし、濃淡パターンの形成に使用されるインクで印刷された領域が印刷されていない領域によりも効率よく熱を吸収し加熱される限り、電磁波の波長域は特に限定されない。また、濃淡パターンの形成に使用されるインクは、電磁波を吸収して熱エネルギーに変換する材料を含んでいればよい。
【００２６】
図５は、従来の構造物製造システムで製造された構造物を例示した図である。図５に示すように、従来の構造物製造システムでは、被印刷媒体Ｍの表面ＢＳ（基材Ｍ１の表面）の隣接する２領域（第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２）に異なる高さに対応する一様な濃度の濃淡パターン（濃淡パターンＰ１と濃淡パターンＰ２）を形成すると、電磁波を照射して製造される構造物Ｃ１の立体形状は、表面ＢＳに形成した濃淡パターンから前述の既知の関係に基づいて決まる構造物Ｃ０の各座標位置の高さ、即ち、表面ＢＳに形成した濃淡パターンで指定した構造物Ｃ０の立体形状とは異なってしまう。これは、２つの領域の境界線Ｂ０を含む領域であって且つ該境界線Ｂ０に沿って延在する領域（以降、境界領域と記す）Ａ０のうち、第１の領域Ａ１に含まれる領域では、第２の領域Ａ２の影響を受けて指定した高さＨ１よりも膨張層Ｍ２が高く膨張し、第２の領域Ａ２に含まれる領域では、第１の領域Ａ１の影響を受けて指定した高さＨ２よりも膨張層Ｍ２が低く膨張してしまうからである。このような事象は、指定した立体形状とは異なる形状の構造物を製造してしまうばかりではなく、シャープな立体形状を有する構造物の製造を困難にしている。なお、以降では、膨張層Ｍ２のうちの境界領域Ａ０上の部分を境界部分と記し、境界領域と区別する。
【００２７】
そこで、構造物製造システム１では、予め上記のような事象の発生を見越して、図６に示すように、境界領域Ａ０に高さＨ１と高さＨ２の両方の高さに対応する濃度よりも低い低濃度（薄い濃度ともいう）の濃淡パターンＰ０を形成する。ここで、低濃度は、例えば、高さ０に対応する濃度である。高さ０に対応する濃度としては、例えば、０〜１０％程度である。この濃度範囲内であれば、基材Ｍ１の表面ＢＳに電磁波熱変換材料を形成しても、膨張層の膨張には影響しないと考えられるが、この濃度範囲は低濃度の一例にすぎず、これに限定されるものではない。また、境界領域Ａ０は、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２の境界線Ｂ０を含む領域である。境界領域Ａ０は、さらに、その境界線Ｂ０を中心として左右同じ幅に拡がる領域であることが望ましい。また、境界領域Ａ０に低濃度のパターンＰ０を形成する代わりにパターンそのものを形成しなくてもよい。
【００２８】
これにより、電磁波を照射したときに、境界領域Ａ０のうち第１の領域Ａ１側の領域上では膨張層Ｍ２の膨張が抑制されるとともに、境界領域Ａ０のうち第２の領域Ａ２側の領域上では膨張層Ｍ２が第２の領域Ａ２の影響を受ける。このため、図６に示すように、境界領域Ａ０のうち境界線Ｂ０よりも第１の領域Ａ１側の領域上の部分の高さは第１の領域Ａ１上の部分の高さＨ１とおよそ等しくなり、境界領域Ａ０のうち境界線Ｂ０よりも第２の領域Ａ２側の領域上の部分の高さは第２の領域Ａ２上の部分の高さＨ２とおよそ等しくなる。つまり、膨張予定の高さがＨ１であった第１の領域Ａ１上のほぼ全体の部分で膨張層Ｍ２を予定通り高さＨ１に膨張させるとともに、膨張予定の高さがＨ２であった第２の領域Ａ２上の部分のほぼ全体で膨張層Ｍ２を予定通り高さＨ２に膨張させることができる。また、その結果、高さＨ１の領域と高さＨ２の領域が形成する段差の角度、即ち、高さＨ１の領域と高さＨ２の領域の間の斜面と、膨張前の被印刷媒体Ｍの表面ＦＳとの交差角はおよそ９０度となる。上述の方法によれば、濃淡パターンＰ１と濃淡パターンＰ２から前述の既知の関係に基づいて決まる構造物Ｃ０の各座標位置の高さ、即ち、濃淡パターンＰ１と濃淡パターンＰ２で指定した構造物Ｃ０の立体形状に近似した立体形状を有する構造物Ｃ２を製造することができる。こうして製造された構造物Ｃ２は、前述の構造物Ｃ１に比べると段差部分、即ち、境界領域Ａ０の形状が鈍らずに、シャープな立体形状を有している。
【００２９】
次に、製造しようとする構造物Ｃ０の立体形状ごとに、印刷すべき濃淡パターンを説明する。
【００３０】
図７は、製造しようとする構造物Ｃ０の立体形状に応じて境界領域Ａ０の幅を変えることで、それぞれ所望の構造物Ｃ０を製造できることを説明するための図である。図７（ａ）乃至（ｃ）のインク受容層Ｍ３の濃淡は、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳに形成されたカラーパターンの濃淡を示していて、基材Ｍ１の濃淡は、被印刷媒体Ｍの表面ＢＳに形成された濃淡パターンの濃淡を示している。従って、膨張層Ｍ２は、各図のインク受容層Ｍ３の濃度に対応する高さではなく、基材１の濃度に対応する高さに膨張された結果を示している。
【００３１】
まず、図７（ｂ）に示すように、境界領域Ａ０の幅を既定の範囲内に調整すると、境界領域Ａ０のうち境界線Ｂ０よりも第１の領域側の領域上の部分の高さを第１の領域Ａ１上の部分の高さＨ１と等しくした、所望の構造物Ｃ０を製造することができる。別の言い方をすると、境界領域Ａ０の境界線Ｂ０に交差する方向の幅を既定の大きさにすることにより、製造しようとする所望の構造物Ｃ０の境界領域Ａ０における高さ方向に沿った断面形状の角部を、境界領域Ａ０において、材料を薄い濃度に形成しない場合、又は、材料を形成した場合に比べて、略直角に近づけることができる。なお、図７では、既定の範囲が０．５ｍｍ程度である例が示されているが、既定の範囲は被印刷媒体Ｍの種類、パターンを形成する表面（例えば、表面ＢＳ、表面ＦＳのどちらに形成するか）などに応じて異なり得る。この既定の範囲は、被印刷媒体の種類毎に予備実験などによって、予め求めておくことができる。
【００３２】
次に、図７（ａ）に示すように、境界領域Ａ０の幅を上記の既定の範囲よりも狭くすることで、境界領域Ａ０を設けなかった場合に比べれば、製造される構造物Ｃ０の境界領域Ａ０における高さ方向に沿った断面形状の角部は少し直角に近づく。別の言い方をすると、境界領域Ａ０の境界線Ｂ０に交差する方向の幅を既定の大きさよりも小さい幅にすることにより、製造しようとする所望の構造物Ｃ０の境界領域Ａ０における高さ方向に沿った断面形状の角部を、境界領域Ａ０において材料を薄い濃度に形成しない場合、又は、材料を形成した場合に比べて、直角に近づけることができる。ただし、境界領域Ａ０の膨張層Ｍ２に対する膨張抑制作用が弱いため、境界領域Ａ０のうち境界線Ｂ０よりも第１の領域側の領域上の部分の高さは第１の領域Ａ１上の部分の高さＨ１にまで低下せず、別の所望の構造物を製造できる。
【００３３】
一方、図７（ｃ）に示すように、境界領域Ａ０の幅を上記の既定の範囲よりも広くすると、境界領域Ａ０の膨張層Ｍ２に対する膨張抑制作用が強いため、境界領域Ａ０のうち境界線Ｂ０よりも第１の領域側の領域上の部分の高さが第１の領域Ａ１上の部分の高さＨ１よりも低く抑えられた、また別の所望の構造物を製造できる。別の言い方をすると、境界領域Ａ０の境界線Ｂ０に交差する方向の幅を既定の大きさよりも大きくすることにより、第１の部分と第２の部分との間に、第１の部分及び第２の部分よりも高さが低い部分が設けられた構造物を製造することができる。なお、第１の部分とは、膨張層Ｍ２のうち膨張層Ｍ２を第１の高さＨ１に膨張させる部分のことであり、第２の部分とは、膨張層Ｍ２のうち膨張層Ｍ２を第２の高さＨ２に膨張させる部分のことである。この例では、第１の部分は、膨張層Ｍ２のうちの第１の領域Ａ１上の部分から、境界領域Ａ０と重複する領域上の部分（第１境界部分）を除いた部分である。また、第２の部分は、膨張層Ｍ２のうちの第２の領域Ａ２上の部分から境界領域Ａ０と重複する領域上の部分（第２境界部分）を除いた部分である。
【００３４】
図７（ａ）から図７（ｃ）に示すそれぞれの構造物が所望の構造物であるとすると、これらの所望の構造物を形成するために濃淡パターンを形成する工程は、次のようにも総括的に表現することができる。
【００３５】
濃淡パターンを形成する工程は、膨張層Ｍ２のうち、膨張層Ｍ２を第１の高さＨ１に膨張させる第１の部分と膨張層Ｍ２を第２の高さＨ２に膨張させる第２の部分との間の境界部分における第１の表面ＢＳである境界領域Ａ０に、電磁波熱変換材料を、第１の部分におけるその材料の濃度及び第２の部分におけるその材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しないような工程である。
【００３６】
図８には、一様な濃度のパターンが形成された領域中により高い濃度のパターンを形成したときに、それらの境界領域に低濃度のパターンを形成した場合としない場合の違いが示されている。図８（ａ）に示すように、濃度３０％（Ｋ３０）のパターンが形成された領域Ａ１と領域Ａ１に囲まれた高濃度の領域（濃度８０％（Ｋ８０）の領域Ａ２、濃度６０％（Ｋ６０）の領域Ａ３）との間の領域の一部に濃度０％のパターンを形成したとする。その場合、被印刷媒体Ｍに電磁波を照射して製造された構造物は、図８（ａ）に示すＸ−Ｘ´面における断面図である図８（ｂ）に示すように、濃度０％のパターンが形成された境界領域Ａ０の付近では鋭いエッジＥ１、Ｅ３を有するが、濃度０％のパターンが形成されていない領域では高さが緩やかに変化したエッジＥ２、Ｅ４を有することになる。図示しないが、さらに、濃度０％のパターンを形成する境界領域の幅を大きくとることで、例えば、図７（ｃ）で示したように、境界領域に窪みが形成することもできる。図８に示す領域Ａ０は、領域Ａ２又は領域Ａ３の輪郭の少なくとも一部に沿った帯状の境界領域であり、Ｂ０及びＢ１は、境界領域中に輪郭に沿って形成される線である境界線を示している。
【００３７】
図９と図１０は、各図中に示した構造物Ｃ０を製造しようとするとき、被印刷媒体Ｍの表面ＢＳに形成する濃淡パターンによって、どのように変化するかを説明した図である。構造物Ｃ０は、第１の領域Ａ１においてある高さＨ１を有し、第１の領域Ａ１を挟んで両側にある第２の領域Ａ２において、第１の領域よりも高い高さＨ２を有する構造物である。図９には、各領域Ａ１，Ａ２において実現しようとする構造物Ｃ０の高さと前述の既知の関係とに基づいて決まる濃度に、各領域Ａ１，Ａ２に電磁波熱変換材料を形成した場合に、実際に製造される構造物Ｃ１が示されている。このように、単純に前述の既知の関係に基づく濃淡パターンを形成すると、本来製造しようとしていた構造物Ｃ０とは異なる形状の構造物Ｃ１が製造されてしまう。具体的には、第１の領域Ａ１の幅、即ち、２つの第２の領域Ａ２の間隔がある大きさよりも狭いときは、構造物Ｃ１の第１の領域Ａ１に対応する部分全体が指定したよりも高く膨張してしまう。
【００３８】
そこで、構造物製造システム１では、予め上記のような事象の発生を見越して、図１０に示すように、第１の領域Ａ１と２つの第２の領域Ａ２の各々との境界線Ｂ０を含む領域である２つの境界領域Ａ０のそれぞれに、高さＨ１と高さＨ２の両方の高さに対応する濃度よりも低い低濃度の濃淡パターンＰ０を形成する。第１の領域Ａ１のうち、２つの境界領域Ａ０の間に挟まれた残りの領域ではパターンＰ１を残しておく。即ち、図１１の断面図において、濃淡パターンの濃度を、左から順に「高さＨ２に対応する濃度」、「低濃度」、「高さＨ１に対応する濃度」、「低濃度」、「高さＨ２に対応する濃度」とする。低濃度のパターンＰ０を形成する代わりにパターンそのものを形成しなくてもよい。これにより、電磁波を照射したときに、境界領域Ａ０と第１の領域Ａ１では膨張層Ｍ２の膨張が全体的に抑制されるため、図１０に示すように、境界領域Ａ０のうち境界線Ｂ０よりも第１の領域Ａ１側の領域上の部分と第１の領域Ａ１上の部分の高さが濃淡パターンＰ１で指定される高さＨ１とおよそ等しくなる。その結果、濃淡パターンＰ１と濃淡パターンＰ２で指定した構造物Ｃ０の立体形状により近似した立体形状を有する構造物Ｃ２を製造することができる。また、構造物Ｃ２は、構造物Ｃ１に比べて、鈍らずにシャープな立体形状を有している。
【００３９】
以上に説明したような境界領域の濃度を抑える技術を用いることで、膨張層Ｍ２を含む被印刷媒体Ｍを用いて製造される構造物による形状表現を大幅に改善することができる。これにより、従来の技術では表現することが困難であった、例えば、図１１に示す人間の鼻の横にある皺（鼻唇溝）などもより自然に表現することが可能となる。なお、図１１（ａ）は被印刷媒体Ｍに形成された濃淡パターンを示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示す濃淡パターンによって製造された構造物の立体形状を示している。
【００４０】
図１２は、濃淡パターンデータ生成処理のフローチャートである。以下、膨張層Ｍ２の膨張により製造すべき構造物の立体形状に応じた濃淡パターンを表す濃淡パターンデータを生成する方法について、図１２を参照しながら具体的に説明する。
【００４１】
図１２に示す濃淡パターンデータ生成処理は、例えば、コンピュータ１０が濃淡パターンデータ生成プログラムを実行することにより行われる。まず、コンピュータ１０は、入力濃淡パターンデータを取得する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、コンピュータ１０は、例えば、利用者が入力装置３０を用いて入力した情報から入力濃淡パターンデータを生成することで入力濃淡パターンデータを取得しても良く、図示しない外部装置から入力濃淡パターンデータを取得してもよい。
【００４２】
入力濃淡パターンデータは、膨張層Ｍ２を含む被印刷媒体Ｍを用いて製造しようとする構造物の高さに対応する濃淡パターンを表すデータであり、製造しようとする構造物の形状を濃淡パターンに置き換えたパターンを表す。従って、被印刷媒体Ｍを用いて製造しようとする構造物の形状は、入力濃淡パターンデータが表すパターン（以降、入力濃淡パターンと記す）により特定される。
【００４３】
入力濃淡パターンデータを取得すると、コンピュータ１０は、取得した入力濃淡パターンデータから境界領域を特定する（ステップＳ２０）。境界領域は、入力濃淡パターンが形成される領域のうちの、異なる一様な濃度のパターンが形成される２つ領域の境界から既定の範囲内にある領域であり、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２の境界を含み、かつ、その境界を中心として左右同じ幅に拡がる（つまり、その境界を挟んで両方向に同じ幅で拡がる）領域である。既定の範囲は、被印刷媒体Ｍ毎、又は、被印刷媒体Ｍとパターンを形成する表面の組み合わせ毎に予め決定されている。例えば、境界を中心に0.5mm幅の範囲である。換言すると、ここでは、コンピュータ１０は、入力濃淡パターンデータから、構造物の第１の高さを有する部分が製造されるべき領域（第１の領域）と第１の高さよりも高い第２の高さを有する部分が製造されるべき領域（第２の領域）との境界から既定の範囲内にある領域を特定する。
【００４４】
境界領域が特定されると、コンピュータ１０は、入力濃淡パターンデータから出力濃淡パターンデータを生成する（ステップＳ３０）。ここでは、コンピュータ１０は、入力濃淡パターンデータに含まれる境界領域に対応する部分のデータを、第１の高さに対応する濃度よりも薄い濃度を表す低濃度データに変換することで、低濃度データを含む出力濃淡パターンデータを生成する。ここで、変換した低濃度データは、電磁波熱変換材料を形成しないことを示すゼロ濃度であってもよい。そして、出力濃淡パターンデータが生成されると、コンピュータ１０は、生成されたデータをストレージ１３に記録して、濃淡パターンデータ生成処理を終了する。
【００４５】
図１２に示す濃淡パターンデータ生成処理によれば、隣接する領域の影響を受ける境界領域の濃度が調整された濃淡パターンデータを生成することができる。そして、生成された濃淡パターンデータを用いることで、製造すべき構造物の形状と実際に製造される構造物の形状の差異を小さくすることができる。
【００４６】
以下、図１２に示す画像データ生成処理で生成された濃淡パターンデータを用いて被印刷媒体Ｍを用いて所望の形状の構造物を製造する方法について、第１の実施形態から第３の実施形態で具体的に説明する。なお、各実施形態では、製造すべき構造物のうちの比較的大きな構造部分に対応する濃淡パターン（以降、第１のパターンと記す）を表面ＢＳに形成し、比較的小さな構造部分に対応する濃淡パターン（以降、第２のパターンと記す）を表面ＦＳに形成し、さらに、カラーパターンを表面ＦＳに形成する場合の例を説明する。
【００４７】
［第１の実施形態］
図１３は、本実施形態に係る構造物製造処理のフローチャートである。本実施形態では、印刷装置４０のインクカートリッジ４３ｋには、カーボンブラックを含むブラックＫのインクが収容されている。なお、カーボンブラックを含むブラックＫのインクは、電磁波を吸収し熱エネルギーに変換する材料である。
【００４８】
構造物製造システム１は、まず、第２の表面（表面ＦＳ）に第２のパターンＧＰ２を形成する（ステップＳ１０１）。ここでは、まず、利用者が、表面ＦＳが印刷ヘッド４２側を向くように印刷装置４０に被印刷媒体Ｍをセットし、コンピュータ１０に第２のパターンＧＰ２の形成指示を入力する。これにより、コンピュータ１０が第２のパターンＧＰ２を表す濃淡パターンデータから対応する印刷データ及び印刷制御データを生成し印刷装置４０へ出力する。印刷装置４０は、印刷データ及び印刷制御データに基づいて、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳに、ブラックＫのインクで第２のパターンＧＰ２を形成する。なお、印刷装置４０は、印刷濃度を、例えば面積階調によって制御する。
【００４９】
さらに、構造物製造システム１は、第２の表面（表面ＦＳ）にカラーパターンを形成する（ステップＳ１０２）。ここでは、利用者が、コンピュータ１０にカラーパターンの形成指示を入力する。これにより、コンピュータ１０がカラーパターンを表すカラーパターンデータから対応する印刷データ及び印刷制御データを生成し印刷装置４０へ出力する。印刷装置４０は、印刷データ及び印刷制御データに基づいて、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳに、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクでカラーパターンを形成する。なお、カラーパターンに含まれるブラックは、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの混色によって作られる。シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの色インクは、カーボンブラックを初めとする、電磁波を吸収し熱エネルギーに変換する材料を一切含まない。従って、これらの混色により作られるブラックを構成するインクに電磁波を照射しても、それが電磁波を吸収し熱エネルギーに変換することはない。なお、ステップＳ１０１とステップＳ１０２のパターン形成は、１度に行われても良い。
【００５０】
第２の表面にパターンが形成されると、構造物製造システム１は、第１の表面（表面ＢＳ）に第１のパターンＧＰ１を形成する（ステップＳ１０３）。ここでは、利用者が、表面ＢＳが印刷ヘッド４２側を向くように印刷装置４０に被印刷媒体Ｍをセットし、コンピュータ１０に第１のパターンＧＰ１の形成指示を入力する。これにより、コンピュータ１０が第１のパターンＧＰ１を表す濃淡パターンデータから対応する印刷データ及び印刷制御データを生成し印刷装置４０へ出力する。印刷装置４０は、印刷データ及び印刷制御データに基づいて、被印刷媒体Ｍの表面ＢＳに、ブラックＫのインクで第１のパターンＧＰ１を形成する。
【００５１】
これにより、第１の表面に第１のパターンＧＰ１が形成されている、たとえば、図１４に示すような加工媒体ＰＭが出来上がる。この加工媒体ＰＭには、隣接する領域の影響を受けて過剰に膨張してしまう領域の濃度を隣接する領域の影響を考慮して予め調整した濃淡パターンが形成されているため、予め定めた条件で電磁波を照射するだけで、所望の形状の構造物を構築することができる。
【００５２】
その後、構造物製造システム１は、第２の表面（表面ＦＳ）に電磁波を照射する（ステップＳ１０４）。ここでは、利用者が、パターンが形成された被印刷媒体Ｍ（加工媒体ＰＭ）を、表面ＦＳを上に向けた状態で、加熱装置５０の載置台５１に載置する。その後、加熱装置５０が被印刷媒体Ｍの表面ＦＳに赤外線などの電磁波を一様に照射する。これにより、第２のパターンＧＰ２を形成したカーボンブラックを含むブラックＫのインクに電磁波が照射されて熱が発生する。その結果、膨張層Ｍ２のうち、第２のパターンＧＰ２が形成された領域が加熱されて膨張する。
【００５３】
最後に、構造物製造システム１は、第１の表面（表面ＢＳ）に電磁波を照射し（ステップＳ１０５）、図１３に示す構造物形成処理を終了する。ここでは、利用者が、パターンが形成された被印刷媒体Ｍ（加工媒体ＰＭ）を、表面ＢＳを上に向けた状態で、加熱装置５０の載置台５１に載置する。その後、加熱装置５０が被印刷媒体Ｍの表面ＢＳに赤外線などの電磁波を一様に照射する。これにより、第１のパターンＧＰ１を形成したカーボンブラックを含むブラックＫのインクに電磁波が照射されて熱が発生する。その結果、膨張層Ｍ２のうち、第１のパターンＧＰ１が形成された領域が基材Ｍ１を通じて加熱されて膨張する。図１５には、図１３に示す構造物製造処理の過程で製造された構造物Ｃが例示されている。
【００５４】
本実施形態によれば、隣接する領域の影響を受ける領域の濃度が調整された濃淡パターンを用いて構造物が製造されるため、製造すべき構造物の形状と実際に製造される構造物の形状の差異を小さくすることができる。従って、被印刷媒体Ｍを用いて所望の形状の構造物を製造することができる。
【００５５】
［第２の実施形態］
図１６は、本実施形態に係る構造物形成処理のフローチャートである。本実施形態でも構造物製造システム１が使用される。ただし、構造物製造システム１には、印刷装置４０の代わりに、カーボンブラックを含むブラックＫのインクを収容するインクカートリッジ４３ｋに加えて、カーボンブラックを含まないブラックＫ´のインクを収容するインクカートリッジ４３ｋ´を有する印刷装置が備えられている。
【００５６】
構造物製造システム１は、まず、第２の表面（表面ＦＳ）に第２のパターンＧＰ２とカラーパターンを形成する（ステップＳ２０１）。ここでは、まず、利用者が、表面ＦＳが印刷ヘッド４２側を向くように印刷装置４０に被印刷媒体Ｍをセットし、コンピュータ１０に第２のパターンＧＰ２とカラーパターンの形成指示を入力する。これにより、コンピュータ１０が第２のパターンＧＰ２を表す濃度パターンデータとカラーパターンデータから対応する印刷データ及び印刷制御データを生成し印刷装置４０へ出力する。印刷装置４０は、印刷データ及び印刷制御データに基づいて、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳに、ブラックＫのインクで第２のパターンＧＰ２を形成し、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫ´のインクでカラーパターンを形成する。
【００５７】
第２の表面にパターンが形成されると、構造物製造システム１は、第１の表面（表面ＢＳ）に第１のパターンＧＰ１を形成する（ステップＳ２０２）。なお、ステップＳ２０２は、図１３のステップＳ１０３と同様である。ここまでの処理により、たとえば、図１４に示すような加工媒体が出来上がる。なお、図１４では簡便のため、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳに形成したパターンのうち、第２のパターンＧＰ２のみを図示し、カラーパターンは図示していない。
【００５８】
さらに、構造物製造システム１は、第２の表面（表面ＦＳ）に電磁波を照射し（ステップＳ２０３）、その後、第１の表面（表面ＢＳ）に電磁波を照射して（ステップＳ２０４）、図１６に示す構造物形成処理を終了する。なお、ステップＳ２０３、ステップＳ２０４は、図１３のステップＳ１０４、ステップＳ１０５と同様である。
【００５９】
本実施形態によっても、製造すべき構造物の形状と実際に製造される構造物の形状の差異を小さくすることができるため、被印刷媒体Ｍを用いて所望の形状の構造物を製造することができる。また、本実施形態では、カラーパターンに含まれるブラックがカーボンブラックを含まないブラックＫ´のインクで表現されるため、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹでブラックを表現する場合に比べて、インクの消費量を抑えながら、発色のよい表現が可能となる。
【００６０】
［第３の実施形態］
図１７は、本実施形態に係る構造物形成処理のフローチャートである。本実施形態でも、印刷装置４０のインクカートリッジ４３ｋには、カーボンブラックを含むブラックＫのインクが収容されている。
【００６１】
構造物製造システム１は、まず、第２の表面（表面ＦＳ）に第２のパターンＧＰ２を形成する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１は、図１３のステップＳ１０１と同様である。
【００６２】
次に、構造物製造システム１は、第２の表面（表面ＦＳ）に電磁波を照射する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２は、図１３のステップＳ１０４と同様である。
【００６３】
その後、構造物製造システム１は、第２の表面（表面ＦＳ）にカラーパターンを形成する（ステップＳ３０３）。ここでは、利用者が、コンピュータ１０にカラーパターンの形成指示を入力する。これにより、コンピュータ１０がカラーパターンデータから対応する印刷データ及び印刷制御データを生成し印刷装置４０へ出力する。印刷装置４０は、印刷データ及び印刷制御データに基づいて、被印刷媒体Ｍの表面ＦＳに、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、及び、ブラックＫのインクでカラーパターンを形成する。
【００６４】
なお、ステップＳ３０３では、第２のパターンＧＰ２に対応する構造物が表面ＦＳに形成されているが、後述する第１のパターンＧＰ１により形成される構造物に比べて小さな構造であるので、その最大高さも規定の高さ以内である。このため、印刷装置４０によるカラーパターンの形成を妨げるものではなく、又、印刷品位の低下もほとんど生じない。
【００６５】
第２の表面にカラーパターンが形成されると、構造物製造システム１は、第１の表面（表面ＢＳ）に第１のパターンＧＰ１を形成し（ステップＳ３０４）、その後、第１の表面（表面ＢＳ）に電磁波を照射し（ステップＳ３０５）、図１７に示す構造物形成処理を終了する。ステップＳ３０４、ステップＳ３０５は、図１３のステップＳ１０３、ステップＳ１０５と同様である。
【００６６】
本実施形態によっても、製造すべき構造物の形状と実際に製造される構造物の形状の差異を小さくすることができるため、被印刷媒体Ｍを用いて所望の形状の構造物を製造することができる。また、本実施形態では、カラーパターンに含まれるブラックが、カーボンブラックを含むブラックＫのインクで表現されるため、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹでブラックを表現する場合に比べて、インクの消費量を抑えながら、発色のよい表現が可能となる。
【００６７】
上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。構造物製造方法、加工媒体製造方法、加工媒体、データ生成方法、及びプログラムは、特許請求の範囲に記載される本発明を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。
【００６８】
図３では、インクジェットプリンタを例示したが、印刷装置は、インクジェットプリンタに限られない。例えば、レーザプリンタなど任意の印刷装置であってもよい。図４では、光源ユニットが被印刷媒体Ｍに対して移動する加熱装置を例示したが、これは加熱装置５０の一例にすぎない。加熱装置は、被印刷媒体Ｍに一様に電磁波を照射するものであればよい。即ち、例えば、加熱装置５０は、載置台５１に光源ユニット５４が固定設置されて、かつ、図示しない搬送機構を備えるように構成し、搬送機構によって、被印刷媒体Ｍが光源ユニット５４に対して相対的に移動するように、被印刷媒体Ｍを搬送させるものであっても良い。また、被印刷媒体Ｍ全体に同時に電磁波を照射する光源ユニットを備える加熱装置であってもよい。
【００６９】
また、上述した実施形態で示した手順は構造物を製造する手順の例示であり、各工程の順番は変更してもよい。例えば、図１３、図１６、図１７では、第２のパターンを形成後に第１のパターンを形成する例が示されているが、第１のパターンを形成した後に第２のパターンを形成しても良く、また、これらのパターンを同時に形成してもよい。また、図１３、図１６、図１７では、第１のパターンＧＰ１を形成した材料に第１の表面の側から電磁波を照射する前に、第２のパターンＧＰ２を形成した材料に第２の表面の側から電磁波を照射する例が示されている。この点については、実施形態で示した順番で処理すること、つまり、第２の表面に電磁波を照射した後に、第１の表面に電磁波を照射することが望ましい。これは、第２のパターンＧＰ２により形成される構造物は第１のパターンＧＰ１により形成される構造物に比べて小さいため、条件（例えば、膨張層Ｍ２の状態や光源までの距離）の変化によって形状が変化しやすいからである。また、第１のパターンＧＰ１と第２のパターンＧＰ２の両方を形成する例を示したが、これらのどちらか一方のみを形成してもよい。なお、パターンを形成する表面が膨張層から離れるほど、膨張層への熱伝導が拡散し隣接する領域の影響を受けやすくなるため、上記の技術は、膨張層から遠い表面に形成するパターンの調整に特に効果的である。
【００７０】
また、第１のパターンを形成する材料と第２のパターンを形成する材料は、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料であればよい。このため、第１のパターンを形成する第１の材料と第２のパターンを形成する第２の材料は、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する同じ材料であっても異なる材料であってもよい。
【００７１】
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の前記膨張層を膨張させることで当該膨張層を含む構造物を製造する構造物製造方法であって、
前記被印刷媒体の第１の表面に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料を、製造しようとする前記構造物の形状に応じた濃度に形成する工程と、次いで、
前記被印刷媒体に向けて電磁波を照射する工程と、を含み、
前記材料を形成する工程は、
前記膨張層のうち、当該膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域に、前記材料を、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しないことを含む
ことを特徴とする構造物製造方法。
［付記２］
付記１に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域は、前記境界部分に含まれる境界線を挟んで両方向に同じ幅で拡がる領域である
ことを特徴とする構造物製造方法。
［付記３］
付記１又は付記２に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域の境界線に交差する方向の幅を既定の大きさにすることにより、製造しようとする前記構造物の前記境界領域における前記高さの方向に沿った断面形状の角部を、当該境界領域において前記材料を前記薄い濃度に形成しない場合、又は前記材料を形成した場合に比べて、略直角に近づける
ことを特徴とする構造物製造方法。
［付記４］
付記１又は付記２に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域の境界線に交差する方向の幅を既定の大きさよりも小さい幅にすることにより、製造しようとする前記構造物の前記境界領域における前記高さの方向に沿った断面形状の角部を、当該境界領域において前記材料を前記薄い濃度に形成しない場合、又は前記材料を形成した場合に比べて、直角に近づける
ことを特徴とする構造物製造方法。
［付記５］
付記１又は付記２に記載の構造物製造方法において、
前記境界領域の境界線に交差する方向の幅を既定の大きさよりも大きくすることにより、前記第１の部分と前記第２の部分との間に、当該第１の部分及び当該第２の部分よりも高さが低い部分が設けられた前記構造物を製造する
ことを特徴とする構造物製造方法。
［付記６］
付記１乃至付記５のいずれか１つに記載の構造物製造方法において、
前記薄い濃度は、高さ０に対応する濃度である
ことを特徴とする構造物製造方法。
［付記７］
付記１乃至付記６のいずれか１つに記載の構造物製造方法において、
前記第１の表面は、前記被印刷媒体の表面のうち前記膨張層から遠い表面である
ことを特徴とする構造物製造方法。
［付記８］
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料を、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた濃度に形成する工程を含み、
前記材料を形成する工程は、
前記膨張層のうち、当該膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域に、前記材料を、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成するか、又は、前記材料を形成しないことを含む
ことを特徴とする加工媒体製造方法。
［付記９］
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体を加工した加工媒体であって、
前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた濃度に、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料が形成された第１の表面を有し、
前記第１の表面は、前記膨張層を第１の高さに膨張させる第１の部分と当該膨張層を第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分に対応する境界領域を有し、
前記材料が前記境界領域に、前記第１の部分における当該材料の濃度及び前記第２の部分における当該材料の濃度のいずれよりも薄い濃度に形成されているか、又は、前記材料が形成されていない
ことを特徴とする加工媒体。
［付記１０］
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に形成する、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料の濃度であって、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた前記濃度を指定する入力濃淡パターンデータを取得し、
前記入力濃淡パターンデータに基づいて、前記膨張層のうち第１の高さに膨張させる第１の部分と第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域を特定し、
前記入力濃淡パターンデータのうち、前記特定した境界領域に対応するデータを、前記第１の高さに対応する濃度及び前記第２の高さに対応する濃度のいずれよりも薄い濃度か又はゼロ濃度を表す低濃度データに変換して、前記低濃度データを含む出力濃淡パターンデータを生成する
ことを特徴とするデータ生成方法。
［付記１１］
コンピュータを、
加熱により膨張する膨張層を含む被印刷媒体の第１の表面に形成する、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換する材料の濃度であって、前記膨張層を膨張させることで製造しようとする構造物の形状に応じた前記濃度を指定する入力濃淡パターンデータを取得する手段、
前記入力濃淡パターンデータに基づいて、前記膨張層のうち第１の高さに膨張させる第１の部分と第２の高さに膨張させる第２の部分との間の境界部分における前記第１の表面である境界領域を特定する手段、
前記入力濃淡パターンデータのうち、前記特定した境界領域に対応するデータを、前記第１の高さに対応する濃度及び前記第２の高さに対応する濃度のいずれよりも薄い濃度か又はゼロ濃度を表す低濃度データに変換して、前記低濃度データを含む出力濃淡パターンデータを生成する手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・構造物製造システム、１０・・・コンピュータ、１１・・・プロセッサ、１２・・・メモリ、１３・・・ストレージ、２０・・・表示装置、３０・・・入力装置、４０・・・印刷装置、４１・・・キャリッジ、４２・・・印刷ヘッド、４３・・・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・・・加熱装置、５１・・・載置台、５２・・・案内溝、５３・・・支柱、５４・・・光源ユニット、Ａ０・・・境界領域、Ａ１・・・第１の領域、Ａ２・・・第２の領域、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２・・・構造物、Ｍ・・・被印刷媒体、Ｍ１・・・基材、Ｍ２・・・膨張層、Ｍ３・・・インク受容層、ＰＭ・・・加工媒体、ＦＳ・・・表面、ＢＳ・・・表面、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、ＧＰ１、ＧＰ２・・・パターン
【図１】
2018144497.tif 000003
【図２】
2018144497.tif 000004
【図３】
2018144497.tif 000005
【図４】
2018144497.tif 000006
【図５】
2018144497.tif 000007
【図６】
2018144497.tif 000008
【図７】
2018144497.tif 000009
【図８】
2018144497.tif 000010
【図９】
2018144497.tif 000011
【図１０】
2018144497.tif 000012
【図１１】
2018144497.tif 000013
【図１２】
2018144497.tif 000014
【図１３】
2018144497.tif 000015
【図１４】
2018144497.tif 000016
【図１５】
2018144497.tif 000017
【図１６】
2018144497.tif 000018
【図１７】
2018144497.tif 000019