JPH0447982A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光透過特性を有する支持体上に、光を照射さ
れると発熱する特性を有する物質を用いて所望の画像の
正像若しくは鏡像をもちいて、加熱膨張特性若しくは加
熱収縮特性を有する形状記憶素材の平面部に凹凸画像を
形成する画像形成方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、凹凸により作成された画像は、印鑑、凸版印刷、
版画等に使用されている。これらは凹凸画像の凸部にイ
ンク等を塗布し、そこに紙等を押しつけることによって
、紙上には凸部に塗布されたインク等だけが転写し、画
像を形成するものである。この凹凸画像はゴム、木、樹
脂、金属等の材料を機械や手作業で切削や切断をしたり
、射出成形やダイキャスト、プレス等の方法で製造して
いる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のように凹凸画像を機械で各種材料
を切削や切断をして形成すると、切り屑等の不要物が出
てしまうという問題点があったし、更にその機械が高価
で取扱が難しいという問題点もあった。

また、印鑑２版画等を手作業で切削する場合、逆像を形
成しなければならないので、熟練を必要とするという問
題点もあった。

また、射出成形やダイキャスト、プレスで上記の凹凸画
像を形成しようとすると、切削や切断をする機械と同様
に機械が高価°であるだけではなく、凹凸画像の型を製
造しなければならない。このため多種類の画像を形成す
るには、凹凸画像の型を多く製造しなければならないの
でコストがかかり、しかも型を製造するのにも時間がか
かるという問題点があった。

本考案は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、切り屑等が発生することなく、誰にでも容易
にしかも安価に凹凸画像を形成することのできる画像形
成方法を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明の画像形成方法は、光
透過特性を有する支持体上に、光を照射されると発熱す
る特性を有する物質を用いて所望の画像の正像若しくは
鏡像を形成する工程と、加熱膨張特性若しくは加熱収縮
特性を有する形状記憶素材の平面部と前記支持体上の正
像若しくは鏡像を形成された面とを密着して重ね合わせ
、該支持体側から光を照射する工程と、光を照射される
ことにより前記支持体上に形成された正像若しくは鏡像
部分のみが発熱し、該正像若しくは鏡像部分が密着して
いる前記形状記憶素材の平面部分が選択的に加熱される
ことによりその形状記憶素材の平面部分が膨張若しくは
収縮することを利用して、その形状記憶素材の平面部分
に凹凸画像を形成する工程とからなる。

［作用］ 上記の構成を有する本発明によれば、光透過特性を有す
る支持体上に、光を照射されると発熱する特性を有する
物質を用いて所望の画像の正像若しくは鏡像を形成する
。次に、加熱膨張特性若しくは加熱収縮特性を有する形
状記憶素材の平面部と支持体上の正像若しくは鏡像を形
成された面とを密着して重ね合わせ、支持体側から光を
照射する。光を照射されることにより支持体上に形成さ
れた正像若しくは鏡像部分のみが発熱し、その正像若し
くは鏡像部分が密着している形状記憶素材の平面部分が
選択的に加熱されることによりその形状記憶素材の平面
部分が膨張若しくは収縮し、その形状記憶素材の平面部
分°に凹凸画像が形成される。

［第一の実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体化した第一の実施例
を説明する。

最初に、第３図（ａ）から（ｅ）までを参照して本実施
例に使用される形状記憶素材である形状記憶樹脂の性質
について説明する。

形状記憶樹脂は第３図（ａ）に示した様に、固定層３１
と可逆層３２の二つのユニットから構成されている。今
、固定層３１の溶融温度をＡ’Ｃとし、可逆層３２の溶
融温度をＢ’Ｃとする。ここでＡ℃＞Ｂ℃である。

固定層３１と可逆層３２とが溶融状態にあるＡ℃の状態
（第３図（ａ））で形状記憶樹脂を成形加工し、この状
態で温度をＢ’Ｃ以下まで降下させると、固定層３１と
可逆層３２とが固定される（第３図（ｂ））。次に温度
をＢ℃以上Ａ℃以下に上昇させると、可逆層３２のみが
軟化し、外力を加えると固定層３１は変わらないが、可
逆層３２の伸縮により、容易に変形させることができる
ようになる（第３図（Ｃ））。ここで外力を加えて圧縮
変形させる（第３図（ｄ））。変形させたまま温度をＢ
℃以下に降下させると、可逆層３２が収縮したまま固定
される（第３図（ｅ））。その後、再度温度をＢ℃以上
Ａ’Ｃ以下に上昇させ、外力を加えずにおくと、軟化し
た可逆層３２の膨張により元の形状（第３図（Ｃ））に
戻り、形状回復するのである。この時の膨張率は１００
〜５００％にも達するのである。

なお本発明に従う形状記憶樹脂は、固定層３１としては
、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート。

ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリフッ
化ビニル等、可逆層３２としては、ポリエチチレン、ポ
リプロピレン、ポリカプロラクトン。

ポリブタジェン等を用いたものが使用され、凹凸をはっ
きりさせるため、許容変形率が１００％以上、好ましく
は３００％以上が望ましい。更に記憶を取り戻す温度が
容易に加熱できる温度で且つ室温以上、好ましくは６０
℃〜８０℃辺りが望ましい。なぜならばこの温度が゛あ
まり高すぎると、熱を加えることが困難となるとともに
、後述する支持体が熱によって変形する可能性もあるか
らである。本実施例に使用される支持体としては、光透
過性が高く、上述のように１００℃付近まで変形のない
透明な樹脂シート、ガラス等が望ましい。

次に第１図（ａ）から（ｅ）までを参照して本実施例の
画像形成方法を説明する。この実施例においては形状記
憶樹脂として旭化成工業株式会社製の形状記憶樹脂“ア
スマー　（商品名）を使用する。“アスマー”の固定層
溶融温度は１２０℃であり、可逆層溶融温度は７０℃で
ある。

まず最初に、ペレット状態の“アスマー”を、１２０℃
以上に加熱して溶融状態にし、この液体状の樹脂を押し
だし成形して、第１図（ａ）に示すような厚さ５ｍｍ（
ミリ・メートル）で縦横それぞれ３０ａｎ（センチ・メ
ートル）の平板１１を成形する。なおアスマーを構成し
ている固定層３１と可逆層３２とは、それぞれポリスチ
レンのような硬質樹脂と、ポリブタジェンのようなゴム
弾性を持つ樹脂である。１２０℃以上では固定層３１も
可逆層３２も溶融した状態である。

次に、平板１１を室温２５℃まで冷却し、固化（形状記
憶付与）させた後、固定層３１は固定されたままで、可
逆層３２のみが軟化する温度７０℃まで再加熱した。こ
のため平板１１は軟化し、外圧を加えることにより容易
に変形させることができる状態になった。そこで平板１
１の両側から圧力Ｐをかけることによって、平板１１の
可逆層３２のみを伸縮させ、厚さを約１　ｍｍにした。

この後、圧力をかけたままの状態で、再度室温２５℃ま
で冷却し、厚さ約１ｍｍで縦横それぞれ約６７ａｎの形
状記憶樹脂平板１２を得た（第１図（ｂ））。

次に、所望の文字の正像を透明な樹脂シート上にカーボ
ンブラックを含有するトナーで形成し、原画板１３を形
成する（第１図（Ｃ））。

以上の様な工程の結果得られた形状記憶樹脂平板１２上
に原画板１３の画像形成面、即ちトナーが付着している
面を重ね合わせ、キセノンランプ１４より光を照射した
。すると原画板１３上に形成されたトナー像部分のみが
゛７０℃付近まで発熱し、形状記憶樹脂平板１２に重ね
られたトナー像の文字の部分のみが選択的に加熱される
（第１図（ｄ））。そしてこの形状記憶樹脂平板１２の
加熱された部分のみの可逆層３２が形状回復して盛り上
がり、所望とする良好な凹凸画像１５を得られる（第１
図（ｅ））。この凹凸画像１５は鏡像となっているので
、この凸部にインク等を塗布して紙等を重ねれば、この
紙に凸部のインクが転写されるので、紙には画像の正像
が形成される。

なお形状記憶樹脂平板１２は、再び７０℃まで加熱して
、圧縮して平板の状態まで戻せば、再度使用することも
できるのである。よって材料の節約も可能である。凹凸
画像１５を形成した形状記憶樹脂平板１２を、７０℃ま
で再度加熱をして可逆層３２のみを軟化させて圧力を加
え、厚さを元の１ｍｍまで戻し、その状態で室温２５℃
まで冷却すると、形状記憶樹脂平板１２を再び得ること
ができるのである。その形状記憶樹脂平板１２で上述し
た工程と同様の工程を行ったところ、再び良好な凹凸画
像１５を得ることができた。同様の操作を同じ形状記憶
樹脂を用いて５回行ったが、いずれも良好な凹凸画像１
５を得ることができた。

なお、上述の実施例では文字を原画板１３に正像として
形成したが、画像にしたい文字や図形などを原画板１３
に鏡像として形成すれば、形成される凹凸画像１５が正
像となる。このため壁飾りや点字板等考えられ得るもの
全てに利用することができる。

［第二の実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体化した第二の実施例
を説明する。

最初に、第４図（ａ）から（ｅ）までを参照して本実施
例に使用される形状記憶素材である形状記憶樹脂の性質
について説明する。

形状記憶樹脂は第４図（ａ）に示した様に、固定層４１
と可逆層４２の二つのユニットから構成されている。今
、固定層４１の溶融温度はＡ”Ｃとし、可逆層４２の溶
融温度をＢ’Ｃとする。ここでＡ’Ｃ＞Ｂ’Ｃである。

固定層４１と可逆層４２どが溶融状態にあるＡ℃の状態
（第４図（ａ））で形状記憶樹脂を成形加工し、この状
態で温度をＢ’Ｃ以下まで降下させると、固定層４１と
可逆層４２とが固定される（第４図（ｂ））。次に温度
をＢ’Ｃ以上Ａ”Ｃ以下に上昇させると、可逆層４２の
みが軟化し、外力を加えると固定層４１は変わらないが
、可逆層４２の伸縮により、容易に変形させることがで
きるようになる（第４図（Ｃ））。ここで外力を加えて
引張変形させる（第４図（ｄ））。変形させたまま温度
をＢ’Ｃ以下に降下させると、可逆層４２が収縮したま
ま固定される（第４図（ｅ））。その後、再度温度をＢ
℃以上Ａ℃以下に上昇させ、外力を加えずにおくと、軟
化した可逆層４２の収縮により元の形状に戻り、形状回
復するのである。

なお本発明に従う形状記憶樹脂は、固定層４１としては
、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート。

ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリフッ
化ビニル等、可逆層４２としては、ポリエチチレン、ポ
リプロピレン、ポリカプロラクトン。

ポリブタジェン等を用いたものが使用される。また、記
憶を取り戻す温度が容易に加熱できる温度で且つ室温以
上、好ましくは６０℃〜８０℃辺りが望ましい。なぜな
らばこの温度があまり高すぎると、熱を加えることが困
難となるとともに、熱によって支持体が変形する可能性
もあるからである。本実施例に使用される支持体として
は、光透過性が高く、上述のように１００℃付近まで変
形のない透明な樹脂シート、ガラス等が望ましい。

次に第２図（ａ）から（ｆ）までを参照して本実施例の
画像形成方法を説明する。この実施例においては第一の
実施例と同様に、形状記憶樹脂として旭化成工業株式会
社製の形状記憶樹脂“アスマー”を使用する。第一の実
施例にも記述したが、“アスマー”の固定層溶融温度は
１２０℃であり、可逆層溶融温度は７０℃である。

ベレット状態の“アスマー”を、１２０℃以上に加熱し
て溶融状態にし、この液体状の樹脂を射出成形して、底
面積１６０ａｎ”で高さがｉｏａｍの円柱２１とする（
第２図（ａ））。

この円柱を室温２５℃まで°冷却し、固化（形状記憶付
与）させた後、７０℃まで再加熱して可逆層４２のみを
軟化させた。このため円柱は軟化し、外力を加えること
により容易に変形させることができる状態になった。そ
こで円柱を両側から引っ張ることによって、円柱２１の
可逆層４２のみを伸縮させ、高さを約２０ａｎにした。

この後、圧力をかけたままの状態で、再度室温２５℃ま
で冷却し、底面積的８０ａｎ”で高さ約２０ｃｍの形状
記憶樹脂円柱２２を得た（第２図（ｂ））。こうして得
られた形状記憶樹脂円柱２２を厚さ１ｃｒＩ］で輪切り
して、底面積的８０ａｎ”、高さ１ｃｍの形状記憶樹脂
円柱２４を得る（第２図（Ｃ））。

次に、文字の正像を透明な樹脂シート上にカーボンブラ
ックを含有するトナーで形成し、原画板２３を形成する
（第２図（ｄ））。

以上の様な工程の結果得られた形状記憶樹脂円柱２４の
平面上に原画板２３の画像形成面、即ちトナーが付着し
ている面を重ね合わせ、キセノンランプ２５で光を照射
した。すると原画板２３上に形成され−たトナー像部分
のみが７０℃付近まで発熱し、形状記憶樹脂円柱２４に
重ねられたトナー像の文字の部分のみが選択的に加熱さ
れる（第２図（ｅ））。そしてこの形状記憶樹脂円柱２
４の加熱されたｒｓＡＴＯＭＩＪ部分のみの可逆層３２
が形状回復して収縮し、第一の実施例とは逆に、文字部
分が陥没した凸凹を持った良好な画像２６を得た（第２
図（ｆ））。この凹凸画像２６は鏡像となっているので
、この平面部にインク等を塗布して紙等を重ねれば、こ
の紙に平面部のインクが転写されるので、紙には画像の
正像が反転像として形成される。

なお、上述の実施例の文字は原画板２３に正像として形
成したが、画像にしたい文字や図形などを原画板２３に
鏡像として形成すれば、形成される凹凸画像２６が正像
となる。このため壁飾り尋者えられ得るもの全てに利用
することができる。

本発明は以上詳述した実施例に限定されることなく、そ
の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えるこ
とができる。

例えば、固定層３１，４１°や可逆層４１．４２に使用
される物質も上記した物質であれば何れの物質でもよい
。

トナーもカーボンブラックではなく、光を照射されると
発熱する物質を含有していればよい。

また、平板１１を引張変形させてもよいし、円柱２１を
圧縮変形させてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、切り屑等が発生することなく、誰にでも容易にしかも
安価に凹凸画像を形成することのできる画像形成方法を
提供することができるという産業上着しい効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図から第２図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図（ａ）から（ｅ）は第一の実施例の概
略工程を順に示す図、第２図（ａ）から（ｆ）は第二の
実施例の概略工程を順に示す図、第３図（ａ）から（ｅ
）と第４図（ａ）から（ｅ）とは形状記憶樹脂の温度変
化による状態の変化を順に示す図である。 図中、１２は形状記憶樹脂平板、１３．２３は原画板、
１４．２５はキセノンランプ、１５，２６は凹凸画像、
２４は形状記憶樹脂円柱、３１゜４１は固定層、８２．
４２は可逆層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光透過特性を有する支持体上に、光を照射されると
   発熱する特性を有する物質を用いて所望の画像の正像若
   しくは鏡像を形成する工程と、加熱膨張特性若しくは加
   熱収縮特性を有する形状記憶素材の平面部と前記支持体
   上の正像若しくは鏡像を形成された面とを密着して重ね
   合わせ、該支持体側から光を照射する工程と、 光を照射されることにより前記支持体上に形成された正
   像若しくは鏡像部分のみが発熱し、該正像若しくは鏡像
   部分が密着している前記形状記憶素材の平面部分が選択
   的に加熱されることによりその形状記憶素材の平面部分
   が膨張若しくは収縮することを利用して、その形状記憶
   素材の平面部分に凹凸画像を形成する工程と からなることを特徴とする画像形成方法。