(57)【要約】      （修正有）【課題】細かいパターンである第１パターンに忠実に対応する凹凸と、第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンに対応する凹凸とを、媒体の膨張層が設けられた側に形成する。【解決手段】媒体の膨張層が設けられた側の第１面に、電磁波熱変換材料を、細かいパターンである第１パターンに形成後、膨張層の第１パターンの部分を膨張させることを含む第１工程Ｓ２と、媒体の反対側の第２面に、電磁波熱変換材料を、第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンに形成後、膨張層の第２パターンの部分を膨張させることを含む第２工程Ｓ５と、を有する。【選択図】図２
2019217773.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媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、所定の第１パターン形成することと、その後、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を膨張させることとを含む第１工程と、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを形成することと、その後、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を膨張させることとを含む第２工程と、を有する、
ことを特徴とする構造物形成方法。
【請求項２】
前記第１工程における前記第１パターンを形成した後であって、かつ、前記第２工程における前記第２パターンに対応する部分を膨張させる前に、前記媒体の前記第１面の前記第２パターンに対応する領域に、電磁波熱変換材料を含む彩色材料を用いて、画像に対応する第３パターンを形成することを含む第３工程を、さらに有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の構造物形成方法。
【請求項３】
前記第１工程は、
前記第１パターンを形成すると同時に、前記媒体の前記第１面の前記第２パターンに対応する領域に、電磁波熱変換材料を含まない彩色材料を用いて、画像に対応する第３パターンを形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の構造物形成方法。
【請求項４】
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含み、かつ、前記第２工程は、前記媒体の前記第２面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させる、ことを含み、
前記第１工程の前記膨張層を膨張させることと、前記第２工程の前記膨張層を膨張させることとを、同時に行う、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
【請求項５】
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含み、かつ、前記第２工程は、前記媒体の前記第２面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させる、ことを含み、
前記第２工程の前記膨張層を膨張させることを、前記第１工程の前記膨張層を膨張させることよりも前に行う、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
【請求項６】
前記第１パターンは、点字、及び、ライン領域の少なくとも一方を示すパターンであり、
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
【請求項７】
前記第１パターンは、前記第３パターンの輪郭を示すパターンであり、
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含む、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の構造物形成方法。
【請求項８】
前記第２工程は、前記媒体の前記第２面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３、及び、請求項６、７のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
【請求項９】
加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層上に電磁波熱変換材料を形成する材料形成部と、
前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記電磁波熱変換材料が形成された前記膨張層を膨張させる照射部と、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、所定の第１パターンを、前記材料形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を、前記照射部によって膨張させることとを含む第１工程と、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを、前記材料形成部によって形成させことと、その後、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を、前記照射部によって膨張させることとを含む第２工程と、を実行させる制御部と、を備える、
ことを特徴とする構造物形成装置。
【請求項１０】
加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層上に電磁波熱変換材料を形成する形成部と、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記電磁波熱変換材料が形成された前記膨張層を膨張させる膨張部と、前記形成部及び前記膨張部を制御する制御部と、を備える構造物形成装置の制御部に、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、所定の第１パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第１工程と、前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることを含む第２工程と、を実行させる、
ことを特徴とする構造物形成プログラム。
【請求項１１】
加熱により膨張する膨張層を含む媒体であって、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、所定の第１パターンに、電磁波熱変換材料が形成され、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分の厚みが前記膨張層の残りの部分の厚みよりも大きく、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンに、電磁波熱変換材料が形成され、前記膨張層の前記第２パターンのみに対応する部分の厚みが前記第１パターンに対応する部分の厚みよりも小さい、
ことを特徴とする構造物形成用加工媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物形成方法、構造物形成装置、構造物形成プログラム、及び、構造物形成用加工媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱により膨張する膨張層を有する媒体の、当該膨張層が設けられた側とは反対側の面に、所望のパターンに濃淡画像を形成し、この濃淡画像が形成された媒体を当該反対側から光を照射することにより、媒体の膨張層における濃淡画像が形成された部位を膨張させて盛上げる発泡造形方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、濃淡画像が光を吸収することにより熱を発生させ、この熱が媒体の基材層を介して膨張層に伝導し、伝導した熱量に応じて膨張層を膨張させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基材層は比較的厚さが大きいため、当該基材層を伝導する間に熱量が基材層の面方向に分散してしまいやすい。このため、例えば、媒体の反対側の面に、細かいパターンの濃淡画像を形成した場合、そのようなパターンの濃淡画像に忠実に対応する凹凸を媒体の膨張層が設けられた側に形成することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、所定の第１パターンに忠実に対応する第１の凹凸と、前記第１パターンよりも粗いパターンである第２パターンに対応する第２の凹凸とを、媒体の膨張層が設けられた側に形成することができる、構造物形成方法、構造物形成装置、及び、構造物形成用加工媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構造物形成方法は、加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、所定の第１パターンを形成することと、その後、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を膨張させることとを含む第１工程と、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを形成することと、その後、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を膨張させることとを含む第２工程と、を有する、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明の構造物形成装置は、加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層上に電磁波熱変換材料を形成する材料形成部と、
前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記電磁波熱変換材料が形成された前記膨張層を膨張させる照射部と、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、所定の第１パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第１工程と、前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第２工程と、を実行させる制御部と、を備える、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の構造物形成プログラムは、加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層上に電磁波熱変換材料を形成する形成部と、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記電磁波熱変換材料が形成された前記膨張層を膨張させる膨張部と、前記形成部及び前記膨張部を制御する制御部と、を備える構造物形成装置の制御部に、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、所定の第１パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第１工程と、前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第２工程と、を実行させる、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の構造物形成用加工媒体は、加熱により膨張する膨張層を含む媒体であって、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、所定の第１パターンに、電磁波熱変換材料が形成され、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分の厚みが前記膨張層の残りの部分の厚みよりも大きく、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンに、電磁波熱変換材料が形成され、前記膨張層の前記第２パターンのみに対応する部分の厚みが前記第１パターンに対応する部分の厚みよりも小さい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定の第１パターンに忠実に対応する第１の凹凸と、前記第１パターンよりも粗いパターンである第２パターンに対応する第２の凹凸とを、媒体の膨張層が設けられた側に形成することができる、構造物形成方法、構造物形成装置、構造物形成プログラム、及び、構造物形成用加工媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態に係る構造物形成工程を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る構造物形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は第１の構造物を形成するために使用される複数の画像を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は第２の構造物を形成するために使用される複数の画像を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は第３の構造物を形成するために使用される複数の画像を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る構造物形成装置の制御ブロック図である。
【図７】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ部の構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る照射部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は照射部の構成を示す側面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態に係る構造物形成工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る構造物形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２実施形態の変形例に係る構造物形成工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の変形例に係る構造物形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】（ａ）は本発明の第２実施形態の変形例に係る照射部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は照射部の構成を示す側面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３実施形態に係る構造物形成工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る構造物形成方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る構造物形成工程を示す断面図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係る構造物形成方法を説明するためのフローチャートである。各図面を参照しながら、本発明の実施形態の構造物形成用加工媒体Ｍ１２、Ｍ１２’、Ｍ１２” 、Ｍ１４’及び構造物Ｍ１４”の形成方法について説明する。なお、本明細書では、媒体Ｍ１１、加工媒体Ｍ１２、Ｍ１２’、Ｍ１２” 、Ｍ１４’の膨張層１０２を少なくともその厚さ方向に膨張させることによって、表面に凹凸が形成されたものを構造物Ｍ１４”と称する。
【００１３】
［構造物形成用加工媒体］
図１（ａ）に示す構造物形成用加工媒体（以下、単に「加工媒体」と記す）Ｍ１２は、基材１０１と膨張層１０２とインク受容層１０３とが順に積層された媒体Ｍ１１から加工されたものであり、膨張層１０２を加熱により膨張させる前の状態である。媒体Ｍ１１は、膨張層１０２を加熱により膨張させる前は表面が平坦であり、印刷により表面に層を形成した場合であっても、膨張層１０２を加熱により膨張させない限り表面の平坦性は維持される。本明細書において、媒体の表面が平坦であるとは、表面が平坦な印刷媒体に印刷することを前提として設計された汎用的なインクジェット方式やレーザー方式のプリンタを用いた印刷によって、作成しようとする印刷物の本来の色合いが所望の印刷品質で再現できる程度に、媒体の表面が平滑であるか、又は媒体表面の凹凸が小さい或いは少ないことを意味する。また、媒体の表面に形成された凹凸の細かさや断面形状にかかわらず、媒体のインク吐出方向の厚み、即ち、媒体の表面に凹凸がある場合には媒体の裏面から凹凸の最も高い部分までの厚みが、例えば５ｍｍ以下であればその表面は平坦であると言う。
【００１４】
基材１０１は、紙、キャンバス地などの布、プラスチックなどのパネル材などからなり、材質は特に限定されるものではない。
膨張層１０２は、基材１０１上に設けられた熱可塑性樹脂であるバインダー内に熱発泡剤（熱膨張性マイクロカプセル）が分散配置されている。これにより、膨張層１０２は、吸収した熱量（熱エネルギー）に応じて膨張する。
インク受容層１０３は、膨張層１０２の上面全体を覆うように、例えば、１０μｍの厚さに形成されている。インク受容層１０３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やレーザー方式のプリンタに用いられる印刷用のトナー、ボールペンや万年筆のインク、鉛筆の黒鉛などを受容し、少なくともその表面に定着させるために好適な材料からなり、インクジェット用紙などに用いられている汎用的なインク受容層を用いることができる。なお、膨張層の表面に対して適切な加工処理（インク受容層の塗布処理等）を施すことによりインクを受容できるようにし、これを膨張層１０２としてもよく、この場合、インク受容層１０３は備えなくてよい。また、膨張層１０２のバインダー材料を、インクを受容できる材料により作製するようにしてもよい。インク受容層１０３は、表面の少なくとも一部が、後述する第１電磁波熱変換材料層１０４、及び、彩色材料層１０６によって覆われずに露出した状態とされている。これにより、インク受容層１０３の表面の露出された部分に、印刷用のインクやトナー、その他筆記具のインクなどにより、メッセージや図表、絵などを追記しやすくしておくことができる。
【００１５】
インク受容層１０３と、第１電磁波熱変換材料層１０４、及び、彩色材料層１０６とが、それぞれ伸縮性を有する場合には、これらの層が膨張層１０２の膨張に追従して変形することで、インク受容層１０３と第１電磁波熱変換材料層１０４の間、及び、第１電磁波熱変換材料層１０４と彩色材料層１０６の間に隙間が生じにくくなる。このような隙間が生じると、後述する電磁波熱変換材料層１０４から膨張層１０２への熱伝導量が抑制されるおそれがあるため、インク受容層１０３、第１電磁波熱変換材料層１０４、及び、彩色材料層１０６は、伸縮性が比較的高いことが望ましい。
【００１６】
［構造物形成方法］
以下に、実施形態に係る構造物形成方法について説明する。まず、上述の媒体Ｍ１１を準備し、次いで、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側の面である第１面１１Ａ、即ち、インク受容層１０３の上面において、膨張層１０２を膨張させたい部分のうち、その膨張により、細かいパターンである第１パターンに対応する凹凸を形成しようとする領域に、予め準備した第１パターン形成用画像データに基づいて、電磁波熱変換特性を有する電磁波熱変換材料としてのカーボンブラックを含む黒色インク（黒色材料）を、図７に示す汎用的なインクジェットプリンタ部３００を用いて、インクジェット方式により印刷することにより、第１電磁波熱変換材料層１０４を形成する（ステップＳ１：第１電磁波熱変換材料形成工程）。第１電磁波熱変換材料層１０４が形成された媒体Ｍ１１を加工媒体Ｍ１２と称する。第１電磁波熱変換材料層１０４は、媒体Ｍ１１に含まれる、基材１０１、膨張層１０２、インク受容層１０３の各層の材料よりも、電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換しやすい材料により形成される。第１パターン形成用画像データについて、詳しくは後述する。インクジェットプリンタ部３００は、第１パターン形成用画像データにおいて座標毎に設定されたグレースケール値を読み取り、読取った値に基づいて、黒色材料（黒色インク）を、例えば、面積階調によりその濃度を制御しながら印刷する。
【００１７】
媒体Ｍ１１は膨張層１０２を膨張させる前であるので、表面が平坦な印刷媒体に印刷することを前提として設計された汎用的なインクジェット方式のプリンタを用いて、印刷により表現しようとする本来の色合いが高品位に再現された構造物を形成することができる。本明細書において、汎用的なプリンタとは、ある厚み（例えば０．５ｍｍ）以下の媒体に対しては、インク吐出方向のヘッド位置を変更することなく高品質に印刷を行うことができるように設計された一般的なプリンタのことである。このような汎用的なプリンタには、例えば、家庭用のインクジェットプリンタやオフィス用のレーザープリンタが含まれる。なお、媒体Ｍ１１の印刷面が平坦ではない場合は、このような汎用的なインクジェット方式やレーザー方式のプリンタを用いると、印刷ができないか、又は、表面が平坦な媒体に印刷する場合に比べて、印刷品質が低下、即ち、作成しようとした本来の色合いが高品位に再現されなくなってしまう。
【００１８】
ここで、一つの構造物を形成するために使用される複数の画像データについて、図３乃至図５を用いて説明する。図３乃至図５はそれぞれ、第１乃至第３の構造物を形成する際に用いられる複数の画像データを示す図である。
【００１９】
図３（ａ）、図４（ａ）、及び、図５（ａ）は、古墳、微生物、及び、魚をそれぞれ表現する第１の構造物Ｍ１４”、第２の構造物Ｍ１４”、及び、第３の構造物Ｍ１４”を形成する際に、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側である第１面１１Ａに黒色材料を用いて形成される第１電磁波熱変換材料層１０４を平面視したときの、当該黒色材料の濃度分布を示す第１の画像（第１パターン）１０４Ｐを表す図である。第１の画像１０４Ｐは、形成する構造物Ｍ１４”のうち細かいパターンに忠実に対応した凹凸を形成しようとする部分に対応させて、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａに形成される画像である。第１の画像１０４Ｐを特定する第１パターン形成用画像データは、当該画像１０４Ｐに対応する二次元座標の座標毎に設定されたグレースケール値を含むデータである。媒体Ｍ１１等の第１面１１Ａに第１の画像１０４Ｐを形成する際には、このグレースケール値が大きい座標では、グレースケール値が小さい座標よりも高い濃度で、黒色材料が形成される。
【００２０】
図３（ａ）の第１の画像１０４Ｐは、第１の構造物Ｍ１４”によって表現しようとする古墳に関する情報を含む点字からなる第１部分１０４Ｐ１を表現している。図４（ａ）の第１の画像１０４Ｐは、第２の構造物Ｍ１４”によって表現しようとする微生物に関する情報を含む点字からなる第１部分１０４Ｐ１、及び、微生物のうち触覚や足といったように他の部分に比べて細かく描画しようとする第２部分１０４Ｐ２を表現している。図５（ａ）の第１の画像１０４Ｐは、第３の構造物Ｍ１４”によって表現しようとする魚に関する情報を含む点字からなる第１部分１０４Ｐ１、及び、魚の輪郭やひれといったように他の部分に比べて細かく描画しようとする第２部分１０４Ｐ２を表現している。いずれの場合も、第１部分１０４Ｐ１、及び、第２部分１０４Ｐ２の部分内においては均一のグレースケール値が設定されている。また、第１部分１０４Ｐ１の方は、第２部分１０４Ｐ２よりも大きいグレースケール値が設定されている。
【００２１】
図３（ａ）、図４（ａ）及び図５（ａ）の第１の画像１０４Ｐの第１部分１０４Ｐ１を指定する第１部分用第１パターン形成用画像データは、図４（ａ）及び図５（ａ）の第１の画像１０４Ｐの第２部分１０４Ｐ２を指定する第２部分用第１パターン形成用画像データとは別の画像ファイル又は画像レイヤーとして管理される。また、第１部分用第１パターン形成用画像データは、次に述べる第２部分用第１パターン形成用画像データのように、予め準備される彩色画像である原画像を画像解析することにより生成されるものではなく、彩色画像とは独立した別の画像データとして予め準備される。
【００２２】
図４（ａ）及び図５（ａ）の第１の画像１０４Ｐの第２部分１０４Ｐ２は、予め準備される彩色画像である原画像を画像解析し、予め定めた条件の少なくとも一部を満たす部分（細かいパターン）を抽出し、抽出された部分に対して所望の均一のグレースケール値を設定することにより生成されたものである。上述の画像解析は、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示す各第３の画像１０６Ｐを原画像として行ってよい。また、画像解析の手法は、任意の既知の方法であってよい。上述の予め定めた条件とは、例えば、次のものが挙げられる。
【００２３】
具体的には、複数のライン領域からなるストライプ柄である。換言すれば、各ライン領域内にのみ黒色材料が形成され、該ライン領域のそれぞれに隣接する領域には黒色材料が形成されないような部分であって、当該ストライプ柄の空間周波数が、後述する第２画像における黒色材料の濃度分布の空間周波数よりも小さいか、又は予め定めた空間周波数値よりも小さい部分のことである。
【００２４】
また、具体的には、ライン領域であって、原画像の輪郭を示す部分や、輪郭以外を示す部分である。換言すれば、該ライン領域内にのみ黒色材料が形成され、該ライン領域のそれぞれに隣接する領域には黒色材料が形成されないような部分であって、当該部分のライン領域の幅が、後述する第２画像における黒色材料の濃度分布によるライン領域の幅よりも小さいか、又は予め定めた幅値よりも小さい部分のことである。なお、ライン領域の幅とは、ラインの延在方向に交差する方向（例えば、直交方向）の大きさのことである。
【００２５】
上述した予め定めた面積値、予め定めた空間周波数値、及び、ライン領域の幅は、予備実験や要求仕様等によって、適宜決定してよい。また、領域内にのみ黒色材料が形成され、該ライン領域のそれぞれに隣接する領域には黒色材料が該領域内よりも薄く形成された部分、又は、その濃度差が既定値を超える部分を、上記の予め定めた条件に含めてよい。さらには、上述の予め定めた条件として、要求仕様等に応じて別の条件を適宜付加してもよい。
【００２６】
なお、上述の第１部分用第１パターン形成用画像データを、彩色画像とは独立した別の画像データとして予め準備しない場合、彩色画像である原画像を画像解析することにより生成するようにしてもよい。その場合、具体的には、複数のドット領域からなる領域を点字領域として識別してよい。この点字領域は、換言すれば、各ドット領域内にのみ黒色材料が形成され、該ドット領域に隣接する領域には黒色材料が形成されないような部分であって、当該部分の面積が、後述する第２画像に含まれる閉領域の面積よりも小さいか、又は予め定めた面積値よりも小さい部分のことである。
【００２７】
なお、点字の各ドット領域のサイズは、ＪＩＳ（日本工業規格）、ＩＳＯ規格（国際標準化機構規格）、ＩＥＣ規格（国際電気標準会議規格）などによって定められている。従って、加工媒体Ｍ１２等を膨張させて製造される構造物Ｍ１４”に形成される点字が、各規格で定めされたサイズとなるような領域、又は、該各規格で定められたサイズのドット領域を、上述の予め定めた条件に含めてもよい。例えば、ＪＩＳの規格番号ＪＩＳＴ０９２１では、直径：１．３〜１．７ｍｍ、高さ：０．３〜０．５ｍｍの点字サイズが定められているので、加工媒体Ｍ１２等を膨張させて製造される構造物Ｍ１４”に形成される点字が直径：１．３〜１．７ｍｍ、高さ：０．３〜０．５ｍｍとなるような領域、又は直径１．７ｍｍ以下のドット領域を、上述の予め定めた条件に含めることができる。
【００２８】
図３（ｂ）、図４（ｂ）、及び、図５（ｂ）は、上述の第１の構造物Ｍ１４”、第２の構造物Ｍ１４”、及び、第３の構造物Ｍ１４”を形成する際に、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側とは反対側である第２面１１Ｂに黒色材料を用いて形成される第２電磁波熱変換材料層１０５を平面視したときの、当該黒色材料の濃度分布を示す第２の画像（第２パターン）１０５Ｐの例を表す図である。第２の画像１０５Ｐは、形成する構造物Ｍ１４”のうち上述の第１パターンよりも粗いパターンに対応した凹凸を形成しようとする含む部分に対応させて、媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに形成される画像である。また、第２の画像１０５Ｐは、基本的には、後述する第３の画像１０６Ｐの鏡像である。また、第２の画像１０５Ｐは、媒体１１の第２面１１Ｂの領域のうち、媒体１１の第１面１１Ａに対して第１の画像１０４Ｐが形成される部分に重ならない領域に、上述の粗いパターンが少なくとも配置されるように、媒体１１の第２面１１Ｂに形成される。第２の画像１０５Ｐを特定する第２パターン形成用画像データは、当該画像１０５Ｐに対応する二次元座標の座標毎に設定されたグレースケール値を含むデータである。第１パターン形成用画像データと同様、媒体Ｍ１１等の第２面１１Ｂに第２の画像１０５Ｐを形成する際には、このグレースケール値が大きい座標では、グレースケール値が小さい座標よりも高い濃度で、黒色材料が形成される。
【００２９】
図３（ｂ）、図４（ｂ）、及び、図５（ｂ）の第２の画像１０５Ｐは、第１の構造物Ｍ１４”、第２の構造物Ｍ１４”、及び、第３の構造物Ｍ１４”に形成しようとする凹凸に対応する濃淡画像であり、別途予め定められた当該画像濃度と膨張量との対応関係に基づいて、膨張層１０２を膨張させる量が比較的大きい部分は、膨張させる量が比較的小さい部分に比べて、画像濃度が濃くなるように設定されている。具体的には、第２の画像１０５Ｐは、図１（ｃ）、図９（ｂ）、図１１（ｂ）及び図１４（ｂ）等に示すように、比較的濃度が薄い第１の部分１０５Ａと、第１の部分よりも濃度が濃い第２の部分１０５Ｂとを含む。第１の部分１０５Ａは、形成する構造物Ｍ１４”において膨張層１０２を盛上げる高さが第２の部分１０５Ｂに対応する部分に比べて低い部分であり、第２の部分１０５Ｂは、膨張層１０２を盛上げる高さが第１の部分１０５Ａに対応する部分に比べて高い部分である。
【００３０】
図３（ｂ）、図４（ｂ）、及び、図５（ｂ）の各第２の画像１０５Ｐは、予め準備される彩色画像である原画像を画像解析し、前述した予め定めた条件のいずれも満たさない部分（第１パターンよりも粗いパターン）を含む第２パターンを抽出し、抽出された部分に対して所望のグレースケール値を設定することにより生成してもよい。具体的には、粗いパターンは、複数のドット領域からなる点字、複数のライン領域からなるストライプ柄、原画像の輪郭部分を示すライン領域、及び、輪郭部分以外の部分を示すライン領域の少なくともいずれかを満たさないパターンである。また、前述の通り、適宜付加される予め定めた別の条件に該当するパターンを満たさないものであってもよい。
【００３１】
図３（ｂ）の第２の画像１０５Ｐは、古墳の原画像を画像解析し、古墳の木々を示す緑色の部分を抽出し、抽出された部分に対して所望の均一のグレースケール値を設定することにより生成されたものである。
【００３２】
図４（ｂ）の第２の画像１０５Ｐは、微生物の原画像を画像解析し、微生物の輪郭部分と内部組織の部分を抽出し、輪郭部分に対して最も大きいグレースケール値を設定し、内部組織の部分に対してその次に大きいグレースケール値を設定し、残りの部分に対しては最も小さいグレースケール値を設定することにより生成されたものである。
【００３３】
図５（ｂ）の第２の画像１０５Ｐは、魚の原画像を画像解析し、魚の尾ひれ部分と腹の部分を抽出し、尾ひれ部分に対して最も大きいグレースケール値を設定し、腹の部分に対してその次に大きいグレースケール値を設定し、残りの部分に対しては最も小さいグレースケール値を設定することにより生成されたものである。
【００３４】
図３（ｃ）、図４（ｃ）、及び、図５（ｃ）は、上述の第１の構造物Ｍ１４”、第２の構造物Ｍ１４”、及び、第３の構造物Ｍ１４”を形成する際に、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａに彩色材料を用いて形成される彩色材料層１０６を平面視したときの、当該彩色材料の明暗の濃度分布を示す第３の画像（第３のパターン）１０６Ｐの例を示す図である。なお、図３（ｃ）、図４（ｃ）、及び、図５（ｃ）は、実際にはカラー画像が用いられるが、図示の都合上、グレースケール画像である。第３の画像１０６Ｐは、上述の原画像と同じ画像であってもよいし、当該原画像を元に、例えば、油絵風やパステル調といった所望の画調に変換する絵画変換処理や、輪郭を強調させる処理、ＨＤＲ処理といった、各種の既知の画像処理を行った変換画像であってもよい。第３の画像１０６Ｐを特定する第３パターン形成用画像データは、当該画像１０６Ｐに対応する二次元座標の座標毎に設定された、例えばＲＧＢの各表示色のグレースケール値を含むデータである。媒体Ｍ１１等の第２面１１Ｂに第２の画像１０５Ｐを形成する際には、ＲＧＢの各表示色のグレースケール値を、ＣＭＹの各印刷色のグレースケール値に変換し、グレースケール値が大きい座標では、グレースケール値が小さい座標よりも高い濃度で、ＣＭＹの各彩色材料が形成される。
【００３５】
また、第３の画像１０６Ｐは、本第１実施形態の図１（ｃ）、後述する第２実施形態の図９（ｂ）、第２実施形態の変形例の図１１（ｂ）及び第３実施形態の図１４（ｂ）と、前述の図３（ｂ）、図４（ｂ）及び図５（ｂ）とに示すように、第１の部分１０６Ａ、第２の部分１０６Ｂ及び第３の部分１０６Ｃを含む。第２の画像１０５Ｐの第１の部分１０５Ａは、第３の画像１０６Ｐの第１の部分１０６Ａに重なるように形成される部分であり、第１の部分１０６Ａの鏡像である。第２の画像１０５Ｐの第１の部分１０５Ｂは、第３の画像１０６Ｐの第２の部分１０６Ｂに重なるように形成される部分であり、第１の部分１０６Ａの全くの鏡像ではないが、その鏡像に基づいて生成された部分である。第３の画像１０６Ｐの第３の部分１０６Ｃに対応する、第２の画像１０５Ｐの部分はない。
【００３６】
次に、電磁波熱変換材料の形成密度やそこへ向けて照射される電磁波エネルギーの量と、それにより膨張層１０２が膨張する量との関係について説明する。第１電磁波熱変換材料層１０４に対して、その表面の位置によらず一様に電磁波を照射した場合、第１電磁波熱変換材料層１０４における電磁波熱変換材料の形成濃度が高い部分ほど、当該部分において生じる熱エネルギー（熱量）が大きくなる。これにより、第１電磁波熱変換材料層１０４における電磁波熱変換材料の形成濃度が高く設定された部分に重なる膨張層１０２の部分は、その形成濃度が低く設定された部分に重なる膨張層１０２の部分よりも多くの熱量が伝導され、ひいては、より多くの熱量を吸収する。また、膨張層１０２のある部分が膨張する高さは、その部分が吸収する熱量に正の相関を有する。従って、第１電磁波熱変換材料層１０４に対して、それらが形成される媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ上の位置によらず一様に電磁波を照射した場合、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料の形成濃度が高く設定された部分に重なる膨張層１０２の部分は、形成濃度が低く設定された部分に重なる膨張層１０２の部分よりも、膨張する高さは高くなる。
【００３７】
また、膨張層１０２の膨張量には限度があるが、その限度の範囲内においては、第１電磁波熱変換材料層１０４の形成密度が同じであれば、単位面積及び単位時間当たりに第１電磁波熱変換材料層１０４に向けて照射される電磁波エネルギーの量が多いほど、電磁波が照射された部分の膨張層１０２の膨張量は大きい。従って、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料の形成濃度と、そこへ向けて照射される電磁波エネルギーの量とは、互いの影響を考慮して、適宜変更して設定されてよい。膨張層１０２のうち第１電磁波熱変換材料層１０４を形成されていない部分では、電磁波のエネルギーが熱エネルギーに変換されにくいので、その部分では、第１電磁波熱変換材料層１０４は実質的に膨張しないか、他の部分に比べれば膨張量は無視できるほど小さい。なお、これと同様に、後述する第２電磁波熱変換材料層１０５についても、その形成濃度とそこへ向けて照射される電磁波エネルギーの量とは、互いの影響を考慮して、適宜変更して設定されてよい。
【００３８】
ここで、電磁波熱変換材料へ向けて照射される電磁波の波長は、電磁波熱変換材料によって適宜変更してよい。電磁波熱変換材料としてのカーボンブラックは、他の波長の電磁波に比べ、近赤外領域（７５０〜１４００ｎｍ）を中心に、可視光領域（３８０〜７５０ｎｍ）及び中赤外領域（１４００〜４０００ｎｍ）を含む波長の電磁波を吸収しやすい。カーボンブラック以外の材料を電磁波熱変換材料として用いてもよく、用いる材料に応じて、全波長領域のうちから所望の波長領域の電磁波を照射すればよい。従って、材料によっては、近紫外領域（２００〜３８０ｎｍ）、遠紫外領域（１０〜２００ｎｍ）、近赤外、中赤外を除く赤外領域（４０００〜１５０００ｎｍ）等、他の波長の電磁波を照射してもよい。なお、上記の数値は一例であり、波長領域の境界はこの数値に限らない。
【００３９】
本第１実施形態の構造物形成方法の説明に戻る。第１電磁波熱変換材料形成工程Ｓ１に続いて、加工媒体Ｍ１２をその第１面１１Ａを上へ向けた状態で照射部２００に搬入する。図８（ａ），（ｂ）に示すように、照射部２００は、その鉛直方向上部にハロゲンランプ等の光源５４ａを含む光源ユニット５４（放射部）を有する。図１（ｂ）に示すように、照射部２００の光源５４ａは、電磁波Ｌを、照射部２００内に搬入された加工媒体Ｍ１２へ向けて、当該加工媒体Ｍ１２の膨張層１０２が形成された第１面１１Ａ側から照射する。加工媒体Ｍ１２へ向けて照射された電磁波Ｌの一部は、第１電磁波熱変換材料層１０４において熱エネルギーに変換され、変換された熱エネルギーが膨張層１０２へ伝導することにより膨張層１０２が加熱されて膨張する（ステップＳ２：第１膨張工程）。この第１膨張工程Ｓ２を経て、加工媒体Ｍ１２の膨張層１０２のうち、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料が形成された部分１０２Ａが膨張し、図１（ｂ）に示す、一部が膨張された構造物形成用加工媒体Ｍ１２’が得られる。このとき、膨張する高さが最大でも０．５ｍｍ以下になるように、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料の形成濃度と、そこへ向けて照射される電磁波エネルギーの量とが適宜設定されている。
【００４０】
また、図１（ｂ）、後述する第２実施形態の図９（ｂ）、第２実施形態の変形例の図１１（ｂ）及び第３実施形態の図１４（ｂ）と、前述の図３（ａ）、図４（ａ）及び図５（ａ）とに示すように、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料の形成パターンは、前述の細かいパターンである第１パターンである。このような第１パターンを媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂ、即ち、媒体Ｍ１１の膨張層１０２との間に基材１０１を介して配置された面に直接形成した場合、第１電磁波熱変換材料層１０４で生じた熱量が基材１０１を介して膨張層１０２へ伝導する間に媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに平行な方向にその熱量が分散してしまい、当該第１パターンに忠実に対応する凹凸を媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側に形成することはできない。しかしながら、本第１実施形態では、上述のように、このような第１パターンを媒体Ｍ１１の第２面１１Ａ、即ち、媒体Ｍ１１の膨張層１０２との間に基材１０１を介さずして配置された面に直接形成しているので、熱量が膨張層１０２へ伝導する間に媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに平行な方向にその熱量が分散してしまうことがなく、ひいては、当該第１パターンに忠実に対応する凹凸を媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側に形成することができる。なお、本明細書において、パターンに忠実に対応する凹凸とは、例えば、パターンとそれに対応する凹凸の断面の幅が実質的に同一であることを意味する。
【００４１】
次いで、予め準備した第３パターン形成用画像データに基づいて、加工媒体Ｍ１２’の膨張層１０２が設けられた側の面に、彩色材料としてのシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの４色のカラーインクを、図７に示す汎用的なインクジェットプリンタ部３００を用いて、インクジェット方式により印刷することにより彩色材料層１０６を形成する（ステップＳ３：彩色材料形成工程）。これにより、図１（ｃ）に示す、彩色材料層１０６が形成された加工媒体Ｍ１２’として、加工媒体Ｍ１３’が得られる。この彩色材料形成工程Ｓ３又は後述の第２電磁波熱変換材料形成工程Ｓ４では、第２の画像１０５Ｐとその鏡像である第３の画像１０６Ｐとの対応する部分どうしが互いに重なるように、黒色材料又は彩色材料が形成される。
【００４２】
彩色材料形成工程Ｓ３では、４色のカラーインクが用いられるので、この工程を経ることにより、加工媒体Ｍ１２’の表面全体が視覚的に所望の色合いになるように彩色される。彩色材料形成工程Ｓ３を行う段階では、加工媒体１２’の厚みが５ｍｍ以下に抑えられているので、前述の通り、汎用的なインクジェットプリンタ部３００を用いて、彩色材料層１０６を形成することができる。また、同じ理由により、汎用的なインクジェットプリンタ部３００を用いて、図１（ｃ）に示すように、彩色材料層１０６を、第１電磁波熱変換材料層１０４の少なくとも一部を覆うように設けることもできる。
【００４３】
また、彩色材料形成工程Ｓ３では、黒又はグレーに彩色したい部分に対して、電磁波熱変換材料を含むブラックＫのインクを用いて印刷を行う。これにより、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの３色のカラーインクの混色により黒又はグレーを表現する場合に比べて、より見栄えのよい色合いを表現できる。また、第１電磁波熱変換材料層１０４及び第２電磁波熱変換材料層１０５を形成する際にも電磁波熱変換材料を含むブラックＫのインクを用いて印刷を行うので、インクジェットプリンタ部３００は、ブラックＫのインクに関して、電磁波熱変換材料を含むブラックＫのインクが収容されるカートリッジだけを備えていればよく、電磁波熱変換材料を含まないブラックＫのインクが収容されるカートリッジは備えていなくてもよい。ここで、この場合のブラックＫの形成濃度は、膨張層１０２を膨張させようとする高さに対応したものではなく、単に、形成しようとする構造物Ｍ１４”の視覚的効果としての黒又はグレーの色合いに対応したものであるので、彩色材料形成工程Ｓ３において印刷されたブラックＫのインクの形成濃度は、膨張層１０２を膨張させようとする高さとは独立に設定される。また、本第１実施形態では、第１膨張工程Ｓ２の後に、彩色材料形成工程Ｓ３を実行しているので、電磁波熱変換材料を含むブラックＫのインクにより彩色材料層１０６を形成したとしても、第２パターン形成用画像によって指定される膨張層１０２を膨張させようとする高さに影響を及ぼすことなく、形成しようとする構造物Ｍ１４”に黒又はグレーの所望の色合いを見栄え良く施すことができる。
【００４４】
加工媒体Ｍ１２’は、最大でも膨張層１０２の膨張高さが５ｍｍ以下に抑えられているので、彩色材料形成工程Ｓ３でも、前述の第１電磁波熱変換材料形成工程Ｓ１と同様、汎用的なインクジェット方式のプリンタを用いて印刷を行うことができる。
【００４５】
なお、第１電磁波熱変換材料層１０４、及び、彩色材料層１０６を形成する場合に、インク受容層１０３の少なくとも一部において、第１電磁波熱変換材料層１０４、及び、彩色材料層１０６のいずれもが形成されない部分、即ち、インク受容層１０３の表面の露出された部分を設けておいてよい。第１パターン形成用画像データ、及び、第３パターン形成用画像データに共通する一部の座標領域について、値を０に設定しておくことで、インク受容層１０３の表面の露出された部分を設けることができる。これにより、構造物Ｍ１４”の形成後に、使用者がボールペンなどを用いて手書き文字などを書き加えることができる露出部分を、当該構造物Ｍ１４”の表面に設けることができる。
【００４６】
ここで、後述する第２膨張工程Ｓ５において、膨張層１０２が膨張してその表面積が拡がるに伴い、形成された彩色材料層１０６の密度も小さくなり、これにより、加工媒体１２’を膨張させて形成した構造物Ｍ１５は、膨張前の加工媒体Ｍ１２’に比べて、視覚的な色合いが薄くなる。このため、第３パターン形成用画像データは、加工媒体Ｍ１２’が膨張後において視覚的に所望の色合いになるように値が設定されてよい。即ち、加工媒体Ｍ１２’の膨張量が大きく設定された部分ほど、その部分へ形成される彩色材料の形成濃度が大きくなるように、第３パターン形成用画像データが設定されてよい。
【００４７】
次いで、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側とは反対側の面である第２面１１Ｂ、即ち、基材１０１の下面において、膨張層１０２を膨張させたい部分のうち、その膨張により、前述の粗いパターンを含む第２パターンに対応する凹凸を形成しようとする領域に、予め準備した第２パターン形成用画像データに基づいて、電磁波熱変換特性を有する電磁波熱変換材料としてのカーボンブラックを含む黒色インク（黒色材料）を、図７に示す汎用的なインクジェットプリンタ部３００を用いて、インクジェット方式により印刷することにより、第２電磁波熱変換材料層１０５を形成する（ステップＳ４：第２電磁波熱変換材料形成工程）。これにより、図１（ｃ）に示す、第２電磁波熱変換材料層１０５が形成された加工媒体Ｍ１２’として、加工媒体Ｍ１３’が得られる。
【００４８】
次いで、加工媒体Ｍ１３’をその第２面１１Ｂを上へ向けた状態で照射部２００に搬入する。図１（ｄ）に示すように、照射部２００の光源５４ａは、電磁波Ｌを、照射部２００内に搬入された加工媒体Ｍ１３’へ向けて、当該加工媒体Ｍ１３’の膨張層１０２が形成された側とは反対側の第２面１１Ｂ側から照射する。加工媒体Ｍ１３’へ向けて照射された電磁波Ｌの一部は、第２電磁波熱変換材料層１０５において熱エネルギーに変換され、変換された熱エネルギーが基材１０１を介して膨張層１０２へ伝導することにより膨張層１０２が加熱されて膨張する（ステップＳ５：第２膨張工程）。この第２膨張工程Ｓ５を経て、加工媒体Ｍ１３’の膨張層１０２のうち、第２電磁波熱変換材料層１０５の電磁波熱変換材料が形成された部分１０２Ｂが膨張し、図１（ｄ）に示す所望の構造物Ｍ１４”が得られる。
【００４９】
図１（ｃ）、後述する第２実施形態の図９（ｂ）、第２実施形態の変形例の図１１（ｂ）及び第３実施形態の図１４（ｂ）と、前述の図３（ｂ）、図４（ｂ）及び図５（ｂ）とに示すように、第２電磁波熱変換材料層１０５の電磁波熱変換材料の形成パターンは、粗いパターンを含む第２パターンである。このような第２パターンを媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂ、即ち、媒体Ｍ１１の膨張層１０２との間に基材１０１を介して配置された面に直接形成した場合、第２電磁波熱変換材料層１０５で生じた熱量が基材１０１を介して膨張層１０２へ伝導する間に媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに平行な方向にその熱量が分散してしまい、当該第１パターンに忠実に対応する凹凸を媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側に形成することはできない。従って、図１（ｄ）、図９（ｄ）、図１１（ｃ）及び図１４（ｄ）、又は図１４（ｃ）に示すように、構造物Ｍ１４”、又は加工媒体Ｍ１４’における膨張部分１０２Ｂの上面の、媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに沿った幅１０２Ｗは、第２の画像１０５Ｐの第１の部分１０５Ａ、及び、第３の画像１０６Ｐの第１の部分１０６Ａのそれぞれの、媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに沿った幅１０５Ｗよりも大きくなってしまっている。
【００５０】
次に、上述の第１膨張工程Ｓ２を経て得られた加工媒体Ｍ１２’と、上述の第２膨張工程Ｓ５を経て得られた構造物Ｍ１４”について説明する。
第１電磁波熱変換材料層１０４は媒体Ｍ１１の膨張層１０２が形成された側の第１面１１Ａに形成されており、第１電磁波熱変換材料層１０４と膨張層１０２との間に基材１０１が介在していない。従って、第１電磁波熱変換材料層１０４において生じた熱エネルギーが膨張層１０２へ伝導する間に基材１０１の面方向に分散することがない。このため、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料が、細かいパターンである第１パターンの濃淡画像に従って形成されたものであっても、そのようなパターンの濃淡画像に忠実に対応する凹凸が媒体Ｍ１１の膨張層１０２側の表面に設けられた加工媒体Ｍ１２’を形成することができる。
【００５１】
また、第２電磁波熱変換材料層１０５は媒体Ｍ１１の膨張層１０２が形成された側とは反対側の第２面１１Ｂに形成されており、第２電磁波熱変換材料層１０５と膨張層１０２との間に基材１０１が介在している。従って、第２電磁波熱変換材料層１０５において生じた熱エネルギーが膨張層１０２へ伝導する間に基材１０１の面方向に分散してしまう。このため、第２電磁波熱変換材料層１０５の電磁波熱変換材料が、細かいパターンである第１パターンの濃淡画像に従って形成されたものであった場合、そのようなパターンの濃淡画像に忠実に対応する凹凸を媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側に形成することができない。しかしながら、上述の通り、第２電磁波熱変換材料層１０５の電磁波熱変換材料は、粗いパターンを含む第２パターンの濃淡画像になるように形成されたものである。このようなパターンの濃淡画像であれば、第２電磁波熱変換材料層１０５が媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに形成されていたとしても、当該第２パターンに対応する凹凸が媒体Ｍ１１の膨張層１０２側の表面に設けられた構造物Ｍ１４”を形成することができる。
【００５２】
また、以上の各工程を経て形成された構造物Ｍ１４”は、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａの第１パターンに対応する領域に形成された電磁波熱変換材料の一部が露出しているので、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側から見るとその領域が黒ずんで見える。しかしながら、前述したように、第１パターンが点字や輪郭を示すデータである場合には、この部分は黒ずんで見えても差し支えない場合が多い。また、第２パターンに対応する領域については、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａではなく、媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに電磁波熱変換材料を形成しているので、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側から見るとその領域が黒ずんで見えることはない。従って、本第１実施形態では、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａから見たときの黒ずみを抑えるために白色材料を形成する必要がないので、白色材料を形成する工程がなくても、見栄えのよい彩色された構造物を形成することができる。なお、第１電磁波熱変換材料層１０４に重なるように、彩色材料層１０６が設けられている部分については、当該彩色材料層１０６によって、第１電磁波熱変換材料層１０４による黒ずみが抑えられている。
【００５３】
［構造物形成装置］
図６は、本発明の実施形態に係る構造物形成装置１の制御ブロック図である。構造物形成装置１の制御部４００は、インクジェットプリンタ部（材料形成部）２００及び照射部２００を制御し、これらと協働して構造物を形成する構造物形成制御部４０１として機能する。また、構造物形成装置１の制御部４００は、メモリ制御回路６００に記憶された印刷データ及び印刷制御データを、印刷データ取得部４０２を制御することにより取得し、取得したデータに基づいて構造物形成を制御する構造物形成制御部４０１として機能する。
【００５４】
次に、図７を参照し、材料形成部の一例としてのインクジェットプリンタ部３００の一般的な構成について説明する。本発明の実施形態において、インクジェットプリンタ部３００は、本実施形態に特有の構成を備えるものではなく、汎用的なものを利用できる。インクジェットプリンタ部３００は、用紙搬送方向（副走査方向）に直交する両方向矢印ａで示す方向（主走査方向）に往復移動可能に設けられたキャリッジ３１を備える。このキャリッジ３１には、インクが収容されたカートリッジ３３と、カートリッジ３３内のインクを用いて媒体への印刷を行う印刷ヘッド３２とが、取り付けられている。
【００５５】
インクジェットプリンタ部３００のカートリッジ３３には、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの各カラーインク、及び、ブラックＫの黒色インクが互いに分離されて収容されている。カートリッジ３３のインク収容部は、各インクに対応する個別の印刷ヘッド３２に連結されている。
【００５６】
キャリッジ３１には貫通孔が設けられ、貫通孔を貫通するガイドレール３４により滑動自在に支持されている。また、キャリッジ３１には被挟持部が設けられ、この被挟持部が駆動ベルト３５に挟持されており、駆動ベルト３５を駆動することで、キャリッジ３１とともに印刷ヘッド３２及びカートリッジ３３が主走査方向に移動する。
【００５７】
構造物形成装置１の制御部４００は、フレキシブル通信ケーブル３６を介して印刷ヘッド３２に接続されている。構造物形成制御部４０１は、取得した印刷データ及び印刷制御データを、フレキシブル通信ケーブル３６を介して印刷ヘッド３２に送出し、これらのデータに基づいて印刷ヘッド３２を制御する。
【００５８】
内部フレーム３７の下部には、印刷ヘッド３２に対向する位置に、主走査方向に延在するように、プラテン３８が配設されている。このプラテン３８は、用紙搬送路の一部を構成している。加工媒体Ｍ１２及び加工媒体Ｍ１３は、下面がプラテン３８上に接した状態で、給紙ローラ対３９（下のローラは不図示）及び排紙ローラ対４１（下のローラは不図示）によって、副走査方向に間欠的に搬送される。給紙ローラ対３９及び排紙ローラ対４１は、構造物形成装置１の制御部４００により駆動される。
【００５９】
構造物形成装置１の制御部４００は、モータ４２、印刷ヘッド３２、給紙ローラ対３９及び排紙ローラ対４１を制御することで、モータ４２に連結された駆動ベルト３５を介してキャリッジ３１とともに印刷ヘッド３２を主走査方向の適切な位置へと搬送させるとともに、媒体Ｍ１１及び加工媒体Ｍ１３’の搬送の停止期間中に、印刷ヘッド３２によりブラックＫの黒色インク滴を各媒体へ向けて噴射させることにより、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ及び加工媒体Ｍ１３’の第２面１１Ｂに、第１電磁波熱変換材料層１０４及び第２電磁波熱変換材料層１０５の印刷がそれぞれ行われる。また、加工媒体Ｍ１２’の搬送の停止期間中に、印刷ヘッド３２によりシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの各カラーインク滴、及び、ブラックＫの黒色インク滴を加工媒体Ｍ１２’へ向けて噴射させることにより、加工媒体Ｍ１２’の第１面１１Ａに彩色材料層１０６の印刷が行われる。
【００６０】
図８（ａ）は、照射部２００の構成を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、照射部２００の構成を示す側面図である。図８（ａ）に示すように、照射部２００内に搬入される際、加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’は、照射部２００の載置台５０ａ，５０ｂそれぞれに組み込まれた搬送ローラ５５ａ，５５ｂによって白抜き矢印ｆの方向（以下、方向ｆともいう）に沿って搬送可能に、載置台５０ａ，５０ｂ上に載置される。照射部２００は、光源ユニット５４が組み込まれた熱源部５１が、載置台５０ａ，５０ｂの上方に配置されるように設けられている。熱源部５１は、その両側を支持柱５２ａ，５２ｂによって支持されている。構造物形成装置１の制御部４００は、搬送ローラ５５ａ，５５ｂを制御することにより、載置台５０ａ，５０ｂに載置された加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’を、熱源部５１に対して相対移動させる。加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’と熱源部５１とを相対移動させる間、構造物形成装置１の制御部４００は、熱源部５１が有する光源ユニット５４の光源５４ａを制御し、光源ユニット５４により、加工媒体Ｍ１４に向けて電磁波を照射させる。光源ユニット５４は反射鏡５４ｂを有し、反射鏡５４ｂによって、光源５４ａから放射された電磁波を効率的に加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’に対して照射させることができる。
【００６１】
前述したように、膨張層１０２は、その表面に形成された電磁波熱変換材料層１０４に向けて単位面積及び単位時間当たりに照射される電磁波エネルギーの量が多いほど、大きく膨張する。構造物形成装置１の制御部４００は、例えば、熱源部５１の加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’に対する相対移動速度が一定で、かつ、光源５４ａの出力が一定になるように、支持柱５２ａ，５２ｂ及び光源５４ａを制御してよい。しかし、膨張層１０２の電磁波熱変換材料層１０４に向けて単位面積及び単位時間当たりに照射される電磁波エネルギーの量が加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’の全体にわたって一様になるのであれば、構造物形成装置１の制御部４００による制御の方法は、これに限らない。
【００６２】
光源５４ａとしては、例えば９００Ｗのハロゲンランプが使用され、加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’から約４ｃｍ離れて配置される。光源ユニット２７の加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’に対する相対移動速度は、約２０ｍｍ／秒に設定される。この条件下で、加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’は１００℃〜１１０℃に熱せられ、加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’のうち第１電磁波熱変換材料層１０４又は第２電磁波熱変換材料層１０５を形成された部分が膨張する。
【００６３】
以上に説明した第１実施形態の構造物形成方法によれば、加熱により膨張する膨張層１０２を含む媒体１１の膨張層１０２が設けられた側である第１面１１Ａに、電磁波熱変換材料を用いて、細かいパターンである第１パターン１０４を少なくとも形成する第１電磁波熱変換材料形成工程Ｓ１と、その後に、第１パターン１０４に形成された電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、膨張層１０２の第１パターン１０４に対応する部分を膨張させる第１膨張工程Ｓ２とを行う第１工程と、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側とは反対側である第２面１１Ｂの第１パターン１０４に対応しない領域に、電磁波熱変換材料を用いて、第１パターン１０４よりも粗いパターンを含む第２パターン１０５を形成する第２電磁波熱変換材料形成工程Ｓ４と、その後に、第２パターン１０５に形成された電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、膨張層１０２の第２パターン１０５に対応する部分を膨張させる第２膨張工程Ｓ５とを行う第２工程と、を含む。従って、本第１実施形態によれば、細かいパターンである第１パターン１０４に忠実に対応する凹凸と、第１パターン１０４よりも粗いパターンを含む第２パターン１０５に対応する凹凸とが、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側に形成された構造物Ｍ１４”を形成することができる。
【００６４】
以下に、上述の第１実施形態の変形例について説明する。上述の第１実施形態では、第２電磁波熱変換材料形成工程Ｓ４を、彩色材料形成工程Ｓ３の後に行ったが、第２電磁波熱変換材料形成工程Ｓ４は少なくとも第２膨張工程Ｓ５よりも先に行えばよく、例えば、第１膨張工程Ｓ２よりも先に行ってもよい。この場合、第２電磁波熱変換材料層１０５を加工媒体に形成してから、第１膨張工程Ｓ２、及び、第２膨張工程Ｓ５を行うことになるので、第１膨張工程Ｓ２において、膨張層１０２の第２の画像１０５Ｐに対応する部分が膨張し、第２膨張工程Ｓ５において、膨張層１０２の第１の画像１０４Ｐに対応する部分が膨張するおそれがあるが、各部分の電磁波熱変換材料は、電磁波Ｌの照射方向にみて、基材１０１を挟んで反対側に形成されているので、その影響は小さいか又は無視できる程度である。なお、膨張層１０２の第２の画像１０５Ｐに対応する部分と、膨張層１０２の第１の画像１０４Ｐに対応する部分とが、媒体Ｍ１１の厚さ方向にみて、互いに重ならないように予め設定しておくことで、この影響をなくすことができる。
【００６５】
また、上述の第１実施形態では、第１膨張工程Ｓ２と第２膨張工程Ｓ５とでは、熱源部５１の熱量も同じであり、かつ、熱源部５１と加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’との相対移動の速度は同じであった。言い換えると、単位時間及び単位面積当たりに、光源５４ａから加工媒体Ｍ１２又は加工媒体Ｍ１４’に対して照射される電磁波エネルギーの量は同じであった。そこで、第１膨張工程Ｓ２と第２膨張工程Ｓ５とで、単位時間及び単位面積当たりに照射される電磁波エネルギーの量を同じにしながら、例えば、第１膨張工程Ｓ２では、第２膨張工程Ｓ５よりも、熱源部５１の熱量を大きくし、かつ、相対移動の速度を速くしてもよい。これによって、上述の第１実施形態に比べると、構造物Ｍ１４”を形成するのに要する時間を短縮することができ、かつ、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側から電磁波Ｌを照射している間に、媒体Ｍ１１の第２面１１Ｂに形成した第２の画像１０５Ｐにおいて電磁波から変換されて生じる熱量、即ち、膨張層１０２への余分な伝熱量を低く抑えることができる。
【００６６】
また、第１電磁波熱変換材料層１０４に含まれる電磁波熱変換材料の形成濃度が大きい場合は、それだけ見た目にも黒色が濃く見えることになり、その上に彩色材料を形成したときに、彩色材料層１０６の色合いがよりくすんで見えてしまうことになりかねない。一方、ある所望の高さに膨張層１０２を膨張させようとするときに、上述の第１実施形態よりも熱源部５１の熱量を大きくし、かつ、相対移動の速度を速くすることで、上述の第１実施形態に比べて、第１電磁波熱変換材料層１０４に含まれる電磁波熱変換材料の形成濃度を小さく抑えることができる。これにより、第１電磁波熱変換材料層１０４の上に彩色材料層１０６を重ねて印刷する場合には、彩色材料層１０６の色合いをより鮮明に、見栄え良くすることができる。
【００６７】
また、上述の第１実施形態において、彩色材料形成工程Ｓ３は、第１膨張工程Ｓ２の後であって、第２膨張工程Ｓ５の前であれば、いつ行ってもよい。構造物Ｍ１４”の黒又はグレーの色合いを表現するために、彩色材料層１０６にカーボンブラックが含まれている場合、彩色材料形成工程を第１膨張工程の前に行ってしまうと、膨張層１０２が膨張する高さはカーボンブラックによる影響を受けてしまい、当初予定した通りの所望の高さに膨張させることができなくなってしまう。また、第２膨張工程Ｓ５を経た後は、媒体１１’の第１面１１Ａが５ｍｍを超えて膨張してしまうので、汎用的なインクジェット方式のプリンタを用いた印刷が行えないようになってしまう。上述のように、第１実施形態の彩色材料形成工程Ｓ３を、第１膨張工程の後であって、第２膨張工程の前に行うことによって、これらの問題を避けることができる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図面を用いて説明する。第２実施形態について、上述の第１実施形態と共通する構成については、簡便のため、共通する符号を用いた上で説明を適宜省略する。第２実施形態は、第１電磁波熱変換材料及び彩色材料を、膨張層１０２の第１面１１Ａに、同じ工程で同時に形成する点で、第１実施形態と異なる。図９は、第２実施形態の構造物形成工程を示す断面図であり、図１０は、第２実施形態の構造物形成方法を示すフローチャートである。
【００６９】
まず、上述の媒体Ｍ１１を準備し、次いで、インクジェットプリンタ部３００を用いて、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａに、予め準備した第１パターン形成用画像データに基づいて黒色インク（黒色材料）を印刷することにより、第１電磁波熱変換材料層１０４を形成すると同時に、予め準備した第３パターン形成用画像データに基づいてシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの３色のカラーインク（彩色材料）を印刷することにより、彩色材料層１０６を形成する（ステップＳ１１：第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程）。この工程により、図９（ａ）に示す、第１電磁波熱変換材料層１０４及び彩色材料層１０６が形成された媒体Ｍ１１である加工媒体Ｍ１３が得られる。図９（ａ）では、第１電磁波熱変換材料層１０４と彩色材料層１０６とを重ねて形成したが、これらの層が重ならないように形成してもよい。これらの層を重ねて形成する場合、彩色材料層１０６を第１電磁波熱変換材料層１０４の上に形成することで、第１電磁波熱変換材料層１０４の黒ずみを目立たなくすることができる。
【００７０】
この第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程Ｓ１１では、黒又はグレーに彩色したい部分に対して、カーボンブラックのような電磁波熱変換材料を含むブラックＫのインクを用いずに、電磁波熱変換材料を含まないシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの３色のカラーインクを用いて印刷を行う。これにより、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分は電磁波熱変換材料を含まないので、後述する第１膨張工程Ｓ１３で、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側から電磁波Ｌを照射したときに、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分において電磁波のエネルギーが熱量に変換されることがない。従って、前述の第１実施形態とは異なり、彩色材料層１０６を形成後に第１膨張工程Ｓ１３を実施してもよいので、第１電磁波熱変換材料層１０４と彩色材料層１０６とを同時に形成することができるようになり、ひいては、それらを別の工程で形成する場合に比べて、工程数を一つ減らすことができる。
【００７１】
次いで、媒体Ｍ１３の第２面１１Ｂに、予め準備した第２パターン形成用画像データに基づいて黒色インクを印刷することにより、第２電磁波熱変換材料層１０５を形成する（ステップＳ１２：第２電磁波熱変換材料形成工程）。この工程により、図９（ｂ）に示す、第２電磁波熱変換材料層１０５が形成された加工媒体Ｍ１３である加工媒体Ｍ１４が得られる。
【００７２】
これらの第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程Ｓ１１、第２電磁波熱変換材料形成工程Ｓ１２では、各材料層１０４、１０５、１０６を形成する面は表面が平坦であるので、上述の第１実施形態と同様、汎用的なインクジェット方式のプリンタを用いて、印刷により表現しようとする本来の色合いが高品位に再現された構造物を形成することができる。
【００７３】
次いで、加工媒体Ｍ１４をその第１面１１Ａを上へ向けた状態で照射部２００に搬入する。加工媒体Ｍ１４へ向けて照射された電磁波Ｌの一部は、第１電磁波熱変換材料層１０４において熱エネルギーに変換され、変換された熱エネルギーが膨張層１０２へ伝導することにより膨張層１０２が加熱されて膨張する（ステップＳ１３：第１膨張工程）。この第１膨張工程Ｓ１３を経て、加工媒体Ｍ１３の膨張層１０２のうち、彩色材料層１０６の彩色材料が形成された部分１０４は膨張することなく、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料が形成された部分１０２Ａのみが膨張し、図９（ｃ）に示す、一部が膨張された構造物形成用加工媒体Ｍ１４’が得られる。このとき、膨張する高さが最大でも０．５ｍｍ以下になるように、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料の形成濃度と、そこへ向けて照射される電磁波エネルギーの量とが適宜設定されている。
【００７４】
次いで、加工媒体Ｍ１４’をその第２面１１Ｂを上へ向けた状態で照射部２００に搬入する。加工媒体Ｍ１４’へ向けて照射された電磁波Ｌの一部は、第２電磁波熱変換材料層１０５において熱エネルギーに変換され、変換された熱エネルギーが基材１０１を介して膨張層１０２へ伝導することにより膨張層１０２が加熱されて膨張する（ステップＳ１４：第２膨張工程）。この第２膨張工程Ｓ１４を経て、加工媒体Ｍ１４’の膨張層１０２のうち、第２電磁波熱変換材料層１０５の電磁波熱変換材料が形成された部分１０２Ｂが膨張し、図９（ｄ）に示す所望の構造物Ｍ１４”が得られる。
【００７５】
以上に説明した第２実施形態の構造物形成方法によれば、加熱により膨張する膨張層１０２を含む媒体１１の膨張層１０２が設けられた側である第１面１１Ａに、電磁波熱変換材料を用いて、細かいパターンである第１パターン１０４を少なくとも形成する第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程Ｓ１１と、その後に、第１パターン１０４に形成された電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、膨張層１０２の第１パターン１０４に対応する部分を膨張させる第１膨張工程Ｓ１３とを行う第１工程と、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側とは反対側である第２面１１Ｂの第１パターン１０４に対応しない領域に、電磁波熱変換材料を用いて、第１パターン１０４よりも粗いパターンを含む第２パターン１０５を形成する第２電磁波熱変換材料形成工程Ｓ１２と、その後に、第２パターン１０５に形成された電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、膨張層１０２の第２パターン１０５に対応する部分を膨張させる第２膨張工程Ｓ１４とを行う第２工程と、を含む。従って、本第２実施形態によれば、細かいパターンである第１パターン１０４に忠実に対応する凹凸と、第１パターン１０４よりも粗いパターンを含む第２パターン１０５に対応する凹凸とが、媒体Ｍ１１の膨張層１０２が設けられた側に形成された構造物Ｍ１４”を形成することができる。
【００７６】
＜第２実施形態の変形例＞
以下、本発明の第２実施形態の変形例について、図面を用いて説明する。第２実施形態の変形例について、上述の第２実施形態と共通する構成については、簡便のため、共通する符号を用いた上で説明を適宜省略する。図１１は、第２実施形態の変形例の構造物形成工程を示す断面図であり、図１２は、第２実施形態の変形例の構造物形成方法を示すフローチャートであり、図１３は、第２実施形態の変形例の照射部２００’の構成を示す側面図である。図１２に示すように、第２実施形態の変形例は、第２実施形態で２工程に分けて行っていた膨張工程（第１膨張工程Ｓ１３と第２膨張工程Ｓ１４）を同時に行う点で、第２実施形態と異なる。これにより、膨張工程を２工程に分けて行う場合に比べて、工程数を減らすことができる。
【００７７】
第２実施形態の変形例では、図１３に示す照射部２００’が用いられる。照射部２００’は、光源ユニット５４が組み込まれた熱源部５１が、載置台５０ａ，５０ｂの上方に配置されるように設けられているとともに、光源ユニット５４’が組み込まれた熱源部５１’が、載置台５０ａ，５０ｂの下方に配置されるように設けられている。図１１（ｃ）に示すように、照射部２００’の光源５４ａ及び５４’ａは、電磁波Ｌ及びＬ’を、照射部２００’内に搬入された加工媒体Ｍ１４へ向けて、当該加工媒体Ｍ１４の第１面１１Ａ側及び第２面１１Ｂ側から照射する。加工媒体Ｍ１４へ向けて照射された電磁波Ｌ、Ｌ’の一部は、第１電磁波熱変換材料層１０４において熱エネルギーに変換され、変換された熱エネルギーが膨張層１０２へ伝導することにより膨張層１０２が加熱されて膨張する（ステップＳ２３：膨張工程）。この第１膨張工程Ｓ２を経て、加工媒体Ｍ１４の膨張層１０２のうち、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料が形成された部分１０２Ａが膨張し、図１１（ｃ）に示す、一部が膨張された構造物Ｍ１４”が得られる。
【００７８】
以上に説明した第２実施形態の変形例の構造物形成方法によれば、前述の第２実施形態と同様の効果が得られることに加え、膨張工程を２工程に分けて行う場合に比べて、工程数を減らすことができる。
【００７９】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態の変形例について、図面を用いて説明する。第３実施形態について、上述の第２実施形態と共通する構成については、簡便のため、共通する符号を用いた上で説明を適宜省略する。図１４は、第３実施形態の構造物形成工程を示す断面図であり、図１５は、第３実施形態の構造物形成方法を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、上述の媒体Ｍ１１を準備し、次いで、インクジェットプリンタ部３００を用いて、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａに、予め準備した第１パターン形成用画像データに基づいて黒色インク（黒色材料）を印刷することにより、第１電磁波熱変換材料層１０４を形成すると同時に、予め準備した第３パターン形成用画像データに基づいてブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの４色のカラーインク（彩色材料）を印刷することにより、彩色材料層１０６を形成する（ステップＳ３１：第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程）。この工程により、図１４（ａ）に示す、第１電磁波熱変換材料層１０４及び彩色材料層１０６が形成された媒体Ｍ１１である加工媒体Ｍ１３が得られる。
【００８１】
この第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程Ｓ３１では、第２実施形態、及び、その変形例と同様、黒又はグレーに彩色したい部分に対して、カーボンブラックのような電磁波熱変換材料を含まないブラックＫのインクを用いて印刷を行う。彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分は電磁波熱変換材料を含まないので、後述する第１膨張工程Ｓ３４で、媒体Ｍ１１の第１面１１Ａ側から電磁波Ｌを照射したときに、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分において電磁波のエネルギーが熱量に変換されることがない。このため、第３実施形態では、彩色材料層１０６を形成後に、後述する第１膨張工程Ｓ３４を行うことができる。
【００８２】
次いで、媒体Ｍ１３の第２面１１Ｂに、予め準備した第２パターン形成用画像データに基づいて黒色インクを印刷することにより、第２電磁波熱変換材料層１０５を形成する（ステップＳ３２：第２電磁波熱変換材料形成工程）。この工程により、図１４（ｂ）に示す、第２電磁波熱変換材料層１０５が形成された加工媒体Ｍ１３である加工媒体Ｍ１４が得られる。
【００８３】
次いで、加工媒体Ｍ１４をその第２面１１Ｂを上へ向けた状態で照射部２００に搬入する。加工媒体Ｍ１４へ向けて照射された電磁波Ｌの一部は、第１電磁波熱変換材料層１０４において熱エネルギーに変換され、変換された熱エネルギーが膨張層１０２へ伝導することにより膨張層１０２が加熱されて膨張する（ステップＳ３３：第２膨張工程）。この第２膨張工程Ｓ３３を経て、加工媒体Ｍ１３の膨張層１０２のうち、彩色材料層１０６の彩色材料が形成された部分１０４は膨張することなく、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料が形成された部分１０２Ａのみが膨張し、図１４（ｃ）に示す、一部が膨張された構造物形成用加工媒体Ｍ１４’が得られる。
【００８４】
次いで、加工媒体Ｍ１４’をその第１面１１Ａを上へ向けた状態で照射部２００に搬入する。加工媒体Ｍ１４’へ向けて照射された電磁波Ｌの一部は、第２電磁波熱変換材料層１０５において熱エネルギーに変換され、変換された熱エネルギーが基材１０１を介して膨張層１０２へ伝導することにより膨張層１０２が加熱されて膨張する（ステップＳ３４：第１膨張工程）。この第１膨張工程Ｓ３４を経て、加工媒体Ｍ１４’の膨張層１０２のうち、第２電磁波熱変換材料層１０５の電磁波熱変換材料が形成された部分１０２Ｂが膨張し、図１４（ｄ）に示す所望の構造物Ｍ１４”が得られる。
【００８５】
以上に説明した第３実施形態の構造物形成方法によれば、彩色材料層１０６の黒又はグレーに彩色したい部分に対して、電磁波熱変換材料を含むブラックＫのインクを用いて印刷を行っているので、第１実施形態と同様、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの３色のカラーインクの混色により黒又はグレーを表現する場合に比べて、より見栄えのよい色合いを表現でき、また、インクジェットプリンタ部３００は、ブラックＫのインクに関して、電磁波熱変換材料を含むブラックＫのインクが収容されるカートリッジだけを備えていればよく、電磁波熱変換材料を含まないブラックＫのインクが収容されるカートリッジは備えていなくてもよい。なお、第３実施形態においても、第２実施形態の変形例と同様に、第２膨張工程Ｓ３３と第１膨張工程Ｓ３４を同時に行ってもよい。
【００８６】
なお、上述の第３実施形態では、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分は電磁波熱変換材料を含まないものとしたが、一定の条件下では、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分は電磁波熱変換材料を含んでいてもよい。即ち、第１電磁波熱変換材料層１０４における黒色材料の濃度が、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分の濃度よりも薄い場合には、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分における膨張量は、第１電磁波熱変換材料層１０４による膨張量より少ないので、影響が比較的小さいとも言える。そのため、その場合には、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分が電磁波熱変換材料を含んでいたとしても、彩色材料層１０６を形成後に、後述する第１膨張工程Ｓ３４を行ってもよい。また、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分の黒色材料の形成濃度が、第１電磁波熱変換材料層１０４における黒色材料の濃度よりも小さい値であって、かつ、予備実験等により予め定めた値であるときには、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分による影響が比較的小さいと言えるので、電磁波熱変換材料を含む材料によって、彩色材料層１０６の黒又はグレーの部分を形成してよい。
【００８７】
本発明の実施形態は、上述したものに限られることなく、本発明の目的の範囲内で適宜変形してよい。以下に、変形例を具体的に例示するが、これらの変形例のみに限るものではない。
【００８８】
例えば、媒体の第１面側から電磁波を照射して膨張層を膨張させることは、少なくとも当該第１面に電磁波熱変換材料を用いて第１パターンを形成した後であれば、いつ行ってもよく、媒体の当該第１面とは反対側である第２面に電磁波熱変換材料を用いて第２パターンを形成することは、少なくとも媒体の第２面側から電磁波を照射して膨張層を膨張させることの前に行っていれば、いつ行ってもよい。この場合、媒体の第１面側と第２面側とから電磁波を同時に照射して膨張層を膨張させてもよい。
【００８９】
また、第２実施形態、第２実施形態の変形例、及び、第３実施形態の第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程Ｓ１１、Ｓ２１及びＳ３１では、第１パターン形成用画像データと第３パターン形成用画像データとに基づいて印刷を行っているが、これらの合成画像データである合成パターン形成用画像データに基づいて印刷してもよい。この合成画像データは、第１パターン形成用画像データに対応する部分ではブラックＫの黒色インク滴を用いてインクジェットプリンタ部３００に印刷させる印刷制御情報を含み、第３パターン形成用画像データに対応する部分ではシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの各カラーインク滴を用いてインクジェットプリンタ部３００に印刷させる印刷制御情報を含むものであってよい。これにより、第３パターン形成用画像データで黒又はグレーの色が指定された部分では、電磁波熱変換材料を含まないインク滴のみを用いて、印刷を行うことができる。
【００９０】
また、第２実施形態では、第１膨張工程Ｓ１３の後に、第２実施形態の変形例では、膨張工程Ｓ２３の後に、さらに、第３実施形態では、第１膨張工程Ｓ３４の後に、それぞれ、媒体の第１面１１Ａに対して印刷を行う必要がないので、これらの各膨張工程Ｓ１３、Ｓ２３及びＳ３４では、膨張する高さが０．５ｍｍを超えるように、第１電磁波熱変換材料層１０４の電磁波熱変換材料の形成濃度と、そこへ向けて照射される電磁波エネルギーの量とが適宜設定されていてもよい。これにより、形成された構造物Ｍ１４”のうち膨張層１０２の第１面１１Ａ側の部分１０２Ａの膨張された高さが０．５ｍｍを超える場合は、その高さが０．５ｍｍ以下である場合よりも、その部分１０２Ａを手で触ったときに、点字や輪郭の凹凸を把握しやすくなる。一方で、第１膨張工程Ｓ１３により得られた加工媒体Ｍ１４’の部分１０２Ａの高さが０．５ｍｍ以下であれば、汎用的なプリンタを用いて、追加で、その加工媒体Ｍ１４’の第１面１１Ａに対して第１の画像や第３の画像を形成したり、第２面１１Ｂに対して第２の画像を形成したりできる。
【００９１】
なお、第１実施形態において、構造物Ｍ１４”を彩色する必要がない場合は、彩色材料形成工程Ｓ３を省略してよいことは言うまでもない。また、構造物Ｍ１４”を彩色する必要がない場合、第２実施形態、第２実施形態の変形例、及び、第３実施形態では、第１電磁波熱変換材料及び彩色材料形成工程Ｓ１１、Ｓ２１及びＳ３１において、彩色材料の形成を省略できる。また、インクジェットプリンタ部３００は、第１電磁波熱変換材料層１０４、第２電磁波熱変換材料層１０５、及び、彩色材料層１０６を形成する手段である材料形成部の一例であり、レーザー方式のプリンタ等を用いてあってもよいことは言うまでもない。レーザー方式のプリンタの場合、黒色材料及び彩色材料は、各色のインクではなく各色のトナーを用いる。
【００９２】
また、上述の各実施形態及びその変形例において、媒体Ｍ１３の膨張層１０２が設けられた側とは反対側である第２面１１Ｂの第１パターンに対応しない領域に、電磁波熱変換材料を用いて、第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを形成するとしたが、第２パターンは、媒体Ｍ１３の第２面１１Ｂの第１パターンに対応する領域に形成してもよい。
【００９３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本願発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含む。以下に、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。
【００９４】
［付記１］
加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、細かいパターンである第１パターンを形成することと、その後、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を膨張させることとを含む第１工程と、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを形成することと、その後、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を膨張させることとを含む第２工程と、を有する、
ことを特徴とする構造物形成方法。
［付記２］
前記第１工程における前記第１パターンを形成した後であって、かつ、前記第２工程における前記第２パターンに対応する部分を膨張させる前に、前記媒体の前記第１面の前記第２パターンに対応する領域に、電磁波熱変換材料を含む彩色材料を用いて、画像に対応する第３パターンを形成することを含む第３工程を、さらに有する、
ことを特徴とする付記１に記載の構造物形成方法。
［付記３］
前記第１工程は、
前記第１パターンを形成すると同時に、前記媒体の前記第１面の前記第２パターンに対応する領域に、電磁波熱変換材料を含まない彩色材料を用いて、画像に対応する第３パターンを形成することを含む、
ことを特徴とする付記１に記載の構造物形成方法。
［付記４］
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含み、かつ、前記第２工程は、前記媒体の前記第２面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させる、ことを含み、
前記第１工程の前記膨張層を膨張させることと、前記第２工程の前記膨張層を膨張させることとを、同時に行う、
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
［付記５］
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含み、かつ、前記第２工程は、前記媒体の前記第２面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させる、ことを含み、
前記第２工程の前記膨張層を膨張させることを、前記第１工程の前記膨張層を膨張させることよりも前に行う、
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
［付記６］
前記第１パターンは、点字、及び、ライン領域の少なくとも一方を示すパターンであり、
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含む、
ことを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
［付記７］
前記第１パターンは、前記第３パターンの輪郭を示すパターンであり、
前記第１工程は、前記媒体の前記第１面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含む、
ことを特徴とする付記２又は３に記載の構造物形成方法。
［付記８］
前記第２工程は、前記媒体の前記第２面側から前記電磁波を照射して、前記膨張層を膨張させることを含む、
ことを特徴とする付記１乃至３、及び、付記６、７のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
［付記９］
加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層上に電磁波熱変換材料を形成する材料形成部と、
前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記電磁波熱変換材料が形成された前記膨張層を膨張させる照射部と、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、細かいパターンである第１パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第１工程と、前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを、前記形成部によって形成させことと、その後、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第２工程と、を実行させる制御部と、を備える、
ことを特徴とする構造物形成装置。
［付記１０］
加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層上に電磁波熱変換材料を形成する形成部と、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記電磁波熱変換材料が形成された前記膨張層を膨張させる膨張部と、前記形成部及び前記膨張部を制御する制御部と、を備える構造物形成装置の制御部に、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、細かいパターンである第１パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第１工程と、前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンを、前記形成部によって形成させることと、その後、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を、前記膨張部によって膨張させることとを含む第２工程と、を実行させる、
ことを特徴とする構造物形成プログラム。
［付記１１］
加熱により膨張する膨張層を含む媒体であって、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、細かいパターンである第１パターンに、電磁波熱変換材料が形成され、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分の厚みが前記膨張層の残りの部分の厚みよりも大きい、
ことを特徴とする構造物形成用加工媒体。
［付記１２］
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、前記第１パターンよりも粗いパターンを含む第２パターンに、電磁波熱変換材料が形成され、前記膨張層の前記第２パターンのみに対応する部分の厚みが前記第１パターンに対応する部分の厚みよりも小さい、
ことを特徴とする付記１１に記載の構造物形成用加工媒体。
【符号の説明】
【００９５】
１…構造物形成装置、１０１…基材、１０２…膨張層、１０３…インク受容層、１０４…光熱変換材料層、１０６…彩色材料層、２００、２００’…照射部、３００…インクジェットプリンタ部（材料形成部）、Ｍ１１…媒体、Ｍ１２，Ｍ１２’，Ｍ１３，Ｍ１３’，Ｍ１４，Ｍ１４’… 構造物形成用加工媒体（加工媒体）、Ｍ１４”…構造物
【図１】
2019217773.tif 000003
【図２】
2019217773.tif 000004
【図３】
2019217773.tif 000005
【図４】
2019217773.tif 000006
【図５】
2019217773.tif 000007
【図６】
2019217773.tif 000008
【図７】
2019217773.tif 000009
【図８】
2019217773.tif 000010
【図９】
2019217773.tif 000011
【図１０】
2019217773.tif 000012
【図１１】
2019217773.tif 000013
【図１２】
2019217773.tif 000014
【図１３】
2019217773.tif 000015
【図１４】
2019217773.tif 000016
【図１５】
2019217773.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月12日(2019.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、第１パターンを形成する第１パターン形成ステップと、
前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を膨張させる第１膨張ステップと、
前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンと異なる第２パターンを形成する第２パターン形成ステップと、
前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を膨張させる第２膨張ステップと、を含み、
前記第１パターンが点字、及び、ラインの少なくとも一方を示すパターンである場合には、前記第２パターンを前記膨張層を介して前記第１パターンと重ならない位置に形成する、
ことを特徴とする構造物形成方法。
【請求項２】
前記第２パターンは、前記点字、及び、前記ライン以外のパターンである、
ことを特徴とする請求項１に記載の構造物形成方法。
【請求項３】
前記第１パターンが形成された各領域で前記電磁波熱変換材料の濃度が均一となるように、前記電磁波熱変換材料で前記第１パターンを形成し、
前記第２パターンが形成された各領域で前記電磁波熱変換材料の濃度が原画像のグレースケール値に基づくように、前記電磁波熱変換材料で前記第２パターンを形成する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物形成方法。
【請求項４】
前記媒体の前記第１面の前記第２パターンに対応する領域に、彩色材料を用いて第３パターンを形成する第３パターン形成ステップを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構造物形成方法。
【請求項５】
前記第３パターン形成ステップにおいて前記彩色材料に前記電磁波熱変換材料が含まれる場合は、当該第３パターン形成ステップは、前記第１膨張ステップの後であって、かつ、前記第２膨張ステップの前に行う、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造物形成方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、構造物形成方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、細かいパターンの濃淡画像を形成した場合、そのようなパターンの濃淡画像に忠実に対応する凹凸を媒体の膨張層が設けられた側に形成する構造物形成方法を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の構造物形成方法は、加熱により膨張する膨張層を含む媒体の前記膨張層が設けられた側である第１面に、電磁波熱変換材料を用いて、第１パターンを形成する第１パターン形成ステップと、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第１パターンに対応する部分を膨張させる第１膨張ステップと、前記媒体の前記膨張層が設けられた側とは反対側である第２面に、電磁波熱変換材料を用いて、前記第１パターンと異なる第２パターンを形成する第２パターン形成ステップと、前記電磁波熱変換材料に向けて電磁波を照射して、前記膨張層の前記第２パターンに対応する部分を膨張させる第２膨張ステップと、を含み、前記第１パターンが点字、及び、ラインの少なくとも一方を示すパターンである場合には、前記第２パターンを前記膨張層を介して前記前記第１パターンと重ならない位置に形成する、ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明によれば、細かいパターンの濃淡画像を形成した場合、そのようなパターンの濃淡画像に忠実に対応する凹凸を媒体の膨張層が設けられた側に形成する構造物形成方法を提供することができる。