JP2022070837A - 熱応答性ハイドロゲルのインクジェット印刷によるモーフィング物体の作成 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイドロゲルを使用して作成されるモーフィング物体と、モーフィング物体を作成し、制御する方法を提供する。【解決手段】一側面において、モーフィング物体を１００作成する方法は、基材１１０の第１の表面上か、または第１の表面と反対側の基材の第２の表面上かの少なくとも一方に１つ以上の導電性トレース１２０を付与することにより、基材上に１つ以上の加熱素子を作成するステップと、所定のパターンに基づき基材の第１の表面にハイドロゲルインクを付与することにより、基材の第１の表面上にハイドロゲルパターンを形成するステップとを含む。【選択図】図１

Description

本明細書は、全般的に、モーフィング物体と、基材上に熱応答性ハイドロゲルを印刷することによってモーフィング物体を作成することとに関する。

インクジェット印刷は、個人による印刷および工業／商業上の用途のどちらでも使用される印刷技術である。個人向けのインクジェットプリンタを使用して、テキストまたは画像の表示に使用されるブラックまたはカラーのインクで印刷が行われる。インクジェットプリンタは、液体インクを紙に噴射することにより機能する。

ハイドロゲルは、所与の時点で吸収されている水の量によって材料特性の変化が可能なスマートマテリアルの一種である。ハイドロゲルは、大量の水を吸収し、その一方で、決まった構造を維持することができる。

本願明細書は、全般的に、熱応答性ハイドロゲルを使用して作成されるモーフィング物体と、モーフィング物体を作成し、制御する技術とについて説明する。熱応答性ハイドロゲルは、簡潔さのために本文書で単にハイドロゲルとも呼ばれ、例えば基材上に印刷されるなどして様々な基材に付与されると、ハイドロゲルの膨潤および脱膨潤（例えば収縮）が、最終製品の動きまたは「モーフィング」を生じさせることができる。例として、一枚の紙の上のハイドロゲルの線が膨潤することにより、その線に沿って一枚の紙を折り畳ませることができる。

ハイドロゲルの膨潤および脱膨潤は、例えば基材とハイドロゲルとの間など基材上に配置された１つ以上の導電性トレースを含むがこれに限定されない、１つ以上の熱源からの熱の変化によって生じさせることができる。本例では、コントローラが、導電性トレース上を流れる電流の量を制御して導電性トレースにより放散される熱の量を制御し、それによってハイドロゲルの膨潤および基材のモーフィングを制御することができる。コントローラは、基材を特定の形状へとモーフィングさせるために、特定の順序でそれぞれのトレースに電流を印加することができる。

例えば一枚の紙などの基材上に、ハイドロゲルと、導電性トレースが使用される場合は導電性トレースとを印刷するために、インクジェットプリンタを使用することができる。これにより、基材上のハイドロゲルと導電性トレース（単数または複数）との配列を正確に制御すること、さらにその結果、基材の特定の形状へのモーフィングを正確に制御することが可能になる。さらにこれにより、ユーザは、例えば描画ソフトウェアまたは既存のインクジェットプリンタなどのすぐに利用可能な既存のツールを用いてデザインを作成し、そのデザインに基づきモーフィング製品を作成することが可能になる。ハイドロゲルは、インクジェットプリンタおよび／またはカートリッジに変更を加えることが要求されないように、既存のインクジェットカートリッジ用に選択し、且つ／または適合させることができる。

一部の実装によれば、モーフィング素材を作成する方法は、基材の第１の表面上か、または第１の表面と反対側の基材の第２の表面上かの少なくとも一方に１つ以上の導電性トレースを付与することにより、基材上に１つ以上の加熱素子を作成するステップと、所定のパターンに基づき基材の第１の表面にハイドロゲルインクを付与することにより、基材の第１の表面上にハイドロゲルパターンを形成するステップとを含む。

各実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。一部の側面において、１つ以上の導電性トレースを付与することは、インクジェットプリンタにより、少なくとも一方の第１の表面または第２の表面上に導電性インクを印刷することを含み、基材の第１の表面上にハイドロゲルパターンを形成するステップは、インクジェットプリンタにより、所定のパターンで第１の表面上にハイドロゲルを印刷することを含むことができる。一部の側面は、ハイドロゲルインクの上に封入インクを付与することによりハイドロゲルパターンの上に封入層を形成するステップを含むことができる。封入層は、疎水性材料を含むことができる。インクジェットプリンタは、導電性インクを含む第１のインク供給源と、ハイドロゲルインクを含む第２のインク供給源と、封入インクを含む第３のインク供給源と、カラーインクを含む第４のインク供給源とを含むことができる。一部の側面において、ハイドロゲルインクは、ハイドロゲルと、フォトイニシエータとの組み合わせを含む。フォトイニシエータは、２，２－ジエトキシアセトフェノン（ＤＥＡＰ：２，２－Ｄｉｅｔｈｏｘｙａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）を含むことができる。一部の側面において、インクジェットプリンタは、ハイドロゲルインクを架橋させるための光源を備えた隔離箱内に設置される。

一部の側面は、さらなる所定のパターンに基づき基材の第２の表面にハイドロゲルを付与することにより、基材の第２の表面上にさらなるハイドロゲルパターンを形成するステップを含む。一部の側面において、基材は、紙、ワックス加工されたトレース紙、透明のプロジェクタシート、またはインクジェットタトゥー紙を含む。

一部の側面において、ハイドロゲルは、ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ：Ｐｏｌｙ（Ｎ－ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｃｒｙｌａｍｉｄｅ））ハイドロゲルか、またはＮ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、２，２－ジエトキシアセトフェノン、蒸留水、エチレングリコール、およびドデシル硫酸ナトリウムのうちの２つ以上の組み合わせかの少なくとも一方を含む。一部の側面において、１つ以上の導電性トレースは、別の導電性トレースと異なる幅を有する少なくとも１つの導電性トレースを含む。１つ以上の導電性トレースは、第１の抵抗を有する第１の導電性インクを使用して形成された第１の導電性トレースと、第１の抵抗と異なる第２の抵抗を有する第２の導電性トレースを使用して形成された第２のトレースとを含むことができる。一部の側面は、コントローラを１つ以上の導電性トレースに接続するステップを含む。

一部の実装によれば、モーフィング物体は、第１の表面および第２の表面を有する基材と、基材の第１の表面上に配置された１つ以上のハイドロゲルトレースを含むハイドロゲルパターンと、基材の第１の表面上または第２の表面上の少なくとも一方に配置された１つ以上の導電性トレースとを含む。

一部の実装は、ハイドロゲルを活性化して、モーフィング物体の形状を変化させるために、１つ以上の導電性トレースに電流を選択的に印加するように構成されたコントローラを含む。ハイドロゲルは、ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）ハイドロゲルを含むことができる。

一部の側面において、ハイドロゲルは、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、２，２－ジエトキシアセトフェノン、蒸留水、エチレングリコール、およびドデシル硫酸ナトリウムのうちの２つ以上の組み合わせを含む。一部の側面は、ハイドロゲルパターンの上に封入インクを印刷することにより形成された封入層を含む。一部の側面において、ハイドロゲルトレースは、基材の第１の表面上に印刷されたハイドロゲルインクを含み、１つ以上の導電性トレースは、基材の少なくとも一方の第１または第２の表面上に印刷された導電性インクを含む。

一部の実装によれば、インクジェットプリンタシステムは、導電性インクを含む導電性インク供給源と、ハイドロゲルインクを含むハイドロゲルインク供給源と、プロセッサとを含む。プロセッサは、基材の第１の表面上か、または第１の表面と反対側の基材の第２の表面上かの少なくとも一方に導電性インクの導電性トレース１つ以上を付与することにより、基材上に１つ以上の加熱素子を作成することと、所定のパターンに基づき基材の第１の表面にハイドロゲルインクを付与することにより、基材の第１の表面上にハイドロゲルパターンを形成することとを含む動作を実行するように構成される。一部の側面は、封入インクを含む封入インク供給源と、カラーインクを含むカラーインク供給源とを含む。

本開示による方法は、本願明細書に記載される側面および特徴の任意の組み合わせを含むことができる。つまり、本開示による方法は、本願明細書に具体的に記載される側面および特徴の組み合わせに限定されず、示される側面および特徴の任意の組み合わせも含んでもよい。

本明細書に記載される主題は、以下の利点のうち１つ以上を実現するために、特定の実施形態において実装できる。ハイドロゲルおよび導電性トレースを使用して、折り紙アクチュエータ、環境に応じて形状変化するディスプレイ、および可変の摩擦およびハプティクスによるテクスチャ変化入力部を含む無数の用途を可能にする、可逆的に自己折りする折り紙のような構造体を作成できる。熱応答性材料を活用した他の工作物と比較して、はるかに低い形状記憶ハイドロゲルの活性化温度は、体温への応答性と、導電性トレースを使用した抵抗加熱のための電力要件の低減と、活性化速度の高速化との組み合わせをもたらす。インクジェット印刷を使用してハイドロゲルおよび導電性インクを印刷することにより、基材上のハイドロゲルおよび導電性トレース（単数または複数）の配列を正確に制御することが可能になり、ユーザが、例えば描画ソフトウェアおよび既存のインクジェットプリンタなどすぐに利用可能な既存のツールを用いてデザインを作成し、そのデザインに基づきモーフィング製品を作成することが可能になり、さらに場合によっては、インクジェットプリンタおよび／またはインクジェットカートリッジに変更を加えることが要求されない。ハイドロゲルの上に封入層も印刷することで、環境に暴露されることによりハイドロゲルが乾燥するのを防止することができる。

本開示の１つ以上の実装の詳細が、添付の図面および以下の説明に記載される。本開示の他の特徴および利点は、本記載および図面ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

例示のモーフィング物体を示す。 モーフィング物体の各層を示す。 ハイドロゲルが位置する折り線を備えた例示のモーフィング物体を示す。 例示のモーフィング物体の各層を示す。 モーフィング物体の例示の加熱素子パターンを示す。 モーフィング物体の例示のハイドロゲルパターンを示す。 例示のモーフィング物体の構成要素を示す。 例示のモーフィング物体の構成要素を示す。 モーフィング物体を作成する例示のプロセスを示す。 インクジェットプリンタシステムがモーフィング物体を作成する環境を示す。 例示のモーフィング物体を示す。 モーフィング物体を作成する例示のプロセスを示す。 モーフィング物体を活性化および不活性化するための例示のプロセスを示す。

本願明細書は、全般的に、ハイドロゲルを使用して作成されるモーフィング物体と、モーフィング物体を作成する技術とについて説明する。モーフィング物体は、例えば基材上に印刷されるなどして基材に付与されたハイドロゲルにより吸収または放出される水の量に基づき、可逆的に形状変化することができる。ハイドロゲルが水和されると、ハイドロゲルは膨潤し、基材は平らなままとなることができる。ハイドロゲルが脱水和されると（例えば熱が加えられると）、ハイドロゲルは収縮し、下にある基材を最小抵抗の経路に沿って引っ張り、基材を折り曲がらせ、または折り畳ませる。ハイドロゲルの再水和は、基材をその平らな状態または印刷時の状態に戻らせる。モーフィング物体の形状変化は、導電性トレースをハイドロゲルと同じ基材上に付与することにより制御できる。導電性トレースは、加熱素子として機能して、この加熱素子がハイドロゲルから放出される水の量を制御し、その結果、モーフィング物体の形状変化を制御する。これは、噴霧、噴射、またはその他適切な方法によりポリマーを再水和させることにより元に戻すことができる。導電性トレースおよび／またはハイドロゲルトレースは、インクジェットプリンタを使用して基材上に印刷できる。

図１は、例示のモーフィング物体１００を示す。モーフィング物体１００は、基材１１０、ハイドロゲルトレース１３０、導電性トレース１２０、および封入層１４０を含む。ハイドロゲルが直接印刷されるものである基材１１０は、ハイドロゲルの曲げ作動に重要である。熱が加えられるとハイドロゲルが収縮し、その一方で、基材は収縮しないため、これが基材１１０の繊維を引っ張り、巨視的な曲げ挙動を生じさせる。基材１１０の材料および材料特性を変更することにより、異なる効果を実現できる。

基材１１０は、一枚の普通紙（例えばプリンタ用紙またはコピー用紙）、ワックス加工された一枚のトレース紙、透明のプロジェクタシート、一枚のインクジェットタトゥー紙、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、メソ多孔性印刷媒体、またはハイドロゲルを付与できる他の適切な基材とすることができる。インクジェットプリンタでの実装の場合、基材１１０は、紙とすること、またはその他インクジェットプリンタで使用できる基材とすることができる。ワックス加工されたトレース紙の薄く軽い性質は、他の基材と比較して顕著な作動をもたらすとともに、ワックスの化学処理は、シーラントとして機能し、これはハイドロゲル中の水分が紙に吸い取られるのを防止する。透明のプロジェクタシートは、基材１１０が透明であることが所望される用途に使用できる。インクジェットタトゥー紙は、例えば人によって装着され人の体温によって作動されるモーフィング物体など、身体用途に使用でき、２層のインクジェット用織布の間にハイドロゲルおよび／または導電性トレースのパターンを封入することができる。

ハイドロゲルトレース１３０は、基材１１０の一方または両方の表面に付与できる。ハイドロゲルトレース１３０は、ハイドロゲルトレース１３０が加熱されたときに基材１１０がどのように形状変化するかを定めるハイドロゲルパターンに配列できる。紙飛行機に関する例示のハイドロゲルパターンが、図３に示されており、後述される。さらなるハイドロゲルパターンが図６に示されている。基材に付与されたハイドロゲルパターンを使用して作成できる、さらなるモーフィング物体についても後述される。

一部の実装において、インクジェットプリンタが、基材１１０の一方または両方の表面にハイドロゲルトレース１３０を付与する。例としてインクジェットプリンタは、非粘性の液体状態のハイドロゲルを含むインクジェットカートリッジを含むことができる。本文書に記載されている例示のハイドロゲルは、例えばカートリッジに変更を加えることなく、標準的なインクジェットカートリッジにおいて使用できる。

一部の実装において、ハイドロゲルは、熱応答性ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）ハイドロゲルである。これにより、非粘性の液体状態での印刷ができる。化学反応体（過硫酸アンモニウム）を添加するとＰＮＩＰＡＭハイドロゲルをイニシエートすることができるが、ハイドロゲルがプリンタ内で硬化してプリンタを詰まらせることになるため、これはインクジェット印刷には合わない。代わりに、紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光に暴露されたときにのみ活性化される化学物質であるフォトイニシエータを使用できる。これにより、フォトポリマー樹脂は、プリンタ内では液体のままで、印刷後にＵＶ硬化の段階でのみ硬化されることができる。ハイドロゲルは、その下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ：ｌｏｗｅｒ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で親水性材料から疎水性材料へと相転移する。これにより、ハイドロゲルは水を排出し、収縮し、ゴムのような物質になる。これは、室温ではハイドロゲルトレースのハイドロゲルネットワークが水と水素結合を形成し（エンタルピー的に有利）、これが水の自由な不規則運動（エントロピー的に有利）の傾向を上回るためである。一方、温度が上昇するのに伴い、水分子はより大きなエネルギーを持ち、水素結合はもはや有利でなくなる。この挙動により、他のハイドロゲルと比較して作動速度を大幅に向上させることができる。

ハイドロゲルトレース１３０のハイドロゲルは、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ：Ｎ－Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｃｒｙｌａｍｉｄｅ）、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド（ＢＩＳ：Ｎ，Ｎ’－Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｉｓａｃｒｙｌａｍｉｄｅ）、２，２－ジエトキシアセトフェノン（ＤＥＡＰ）、蒸留水、エチレングリコール（ＥＧ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）、および／またはドデシル硫酸ナトリウムの組み合わせを含むことができる。ＮＩＰＡＭは、イニシエートされると結合して熱応答特性を備えた長いポリマー鎖を形成する小分子でできている。ＢＩＳは、ＮＩＰＡＭよりもはるかに低い濃度で存在するモノマーであり、これはイニシエートされるとＰＮＩＰＡＭ鎖間をつないで３次元のゲルネットワークを作り、樹脂を凝固させる。ＤＥＡＰは、ＵＶ光に暴露されると分解してフリーラジカルを形成し架橋プロセスをイニシエートする応答性分子である。他のフォトイニシエータも使用できるが、このフォトイニシエータは液体であり、完全混合が容易にできる。蒸留水は主溶媒であり、他の成分を溶解し、混合して液体インクを形成する。ＥＧは、硬化の完了前にインクが乾燥するのを防止する保水剤である。ドデシル硫酸ナトリウムは、組み合わせの混合を促進し、改善するために少量添加される一般的な界面活性剤である（石鹸および練り歯磨きに使用されている）。

ＰＮＩＰＡＭハイドロゲルは、その生理学的に適切な応答温度が理由で、生体医用工学、特に標的化ドラッグデリバリーなどの用途のために、よく研究されている。よって、ＰＮＩＰＡＭハイドロゲルの生体適合性は十分に明らかにされている。光造形３Ｄ印刷樹脂と同様に、ＰＮＩＰＡＭハイドロゲルには生体適合性があり、完全に架橋されると皮膚接触しても無害であるが、樹脂状態では皮膚に直接接触すべきでない。１００％の架橋を達成するのは困難であるため、安全性を確保するための方法は主に２つある：１）（シリコンのような）膜に封入する、および２）蒸留水に、複数回水を替えながら、ＰＮＩＰＡＭハイドロゲルを一晩浸漬する。実際に印刷で使用される材料は非常に少ないため、暴露のレベルが大きくても潜在的な危険性があるとは一般的には考えられない。

導電性トレース１２０は、例えば銀ナノ粒子インクなどの導電性インクを用いて形成できる。一部の実装において、インクジェットプリンタは、基材１１０の一方または両方の表面上に導電性トレース１２０を印刷することができる。例として導電性トレース１２０は、ハイドロゲルトレース１３０と同じパターンで配列でき、基材１１０の同じ表面または基材の反対側の表面に、例えばその表面上に印刷するなどして付与できる。導電性インクは、巻き線状の導電性トレースまたは他の特有の形状の導電性トレースのパッドの形態で、例えば基材上に印刷するなどして基材に付与できる。例として、矩形のプリント回路が、円柱形に丸まる矩形のハイドロゲルを加熱することができる。

ハイドロゲルと同様に、導電性インクは、例えばカートリッジに変更を加えることなく、標準的なインクジェットカートリッジにおいて使用すること、および／またはその他、例えば補充可能なインクタンクのインクジェットプリンタなどにあるインクジェットプリンタ用インク補給源において使用することができる。より詳しく後述されるように、コントローラは、ハイドロゲルトレース１３０のハイドロゲルを活性化して、モーフィング物体１００を形状変化させるために、導電性トレースに電流を印加することができる。このように、導電性トレースは、抵抗加熱素子として機能する。

すべてのハイドロゲルには、空気中に暴露されたままになると乾燥する傾向がある。これが発生すると、ハイドロゲルは温度応答性を喪失し、収縮したままとなる。これが所望されない用途では、例えば水分をとどめる疎水性材料製の封入層などの封入層１４０に、ハイドロゲルを封入することによって、これを回避できる。液体ラテックスは乾燥すると透明になり、柔軟性が高いことから作動を妨げることもないため、ハイドロゲルを封入する例示の方法の１つは、液体ラテックスの薄い被膜をエアブラシで施すことである。

封入層１４０は、皮膚がハイドロゲルと直接接触することの防止にもなる。一部の用途では、例えば人または人の制御するデバイス（例えばマウス）によってこすられる表面の摩擦を変化させるためにハイドロゲルが使用される場合など、ハイドロゲルとの直接の接触が所望されることもある。これを可能にするために、未架橋の反応体およびモノマーをハイドロゲルから除去できる。これは、ハイドロゲルトレース１３０を付与された基材１１０を、例えば複数回水を替えながら２４時間など、水に浸漬することによって達成できる。これは、プラスチック製基材に最も適しているが、優しく扱い慎重に乾燥させれば紙製基材も使用できる。

モーフィング物体１００を作成するために、ユーザは、例えばソフトウェアアプリケーションを使用して、ハイドロゲルパターンを作成することができる。例として、グラフィックデザインアプリケーションを使用して、ハイドロゲルトレース１３０を表現する線を描くことができる。本例では、ハイドロゲル線は、ハイドロゲルを含むインクジェットカートリッジに置き換えられた特定のインクジェットカートリッジ、例えばシアンカートリッジなどに対応する、特定のカラーとすることができる。こうすることで、インクジェットプリンタは、特定のカラーの代わりにハイドロゲルを印刷して、ユーザにより定められたハイドロゲル線と一致するハイドロゲルパターンを形成する。別の例では、モーフィング物体専用のアプリケーションを使用して、ハイドロゲルパターンを定め、インクジェットプリンタがどのインクジェットカートリッジを使用して基材１１０上にハイドロゲルを印刷するかを制御することができる。

インクジェットプリンタは、ユーザが定めたハイドロゲルパターンに従って、基材１１０上にハイドロゲルトレース１３０を印刷することができる。さらにインクジェットプリンタは、ハイドロゲルパターンに従って、例えばハイドロゲルと同じ基材表面上または反対側の表面上に、導電性トレースを印刷することができる。基材上にハイドロゲルを印刷した後、例えばハイドロゲルにＵＶ光を当てることにより、ハイドロゲルを硬化させることができる。

硬化後、モーフィング物体１００のいくらかの後処理を実行することができる。例として、ハイドロゲルトレース１３０が印刷された基材１１０の表面（単数または複数）に被膜の薄層をエアブラシで施すことにより、封入層１４０を付与できる。後処理は、基材１１０を折り畳むことおよび／または基材１１０に折り目をつけることを含むことができる。基材１１０の折り畳みは、モーフィング部材を有する折り紙のような構造体を作るように構成できる。ハイドロゲルトレース線に沿って基材１１０を折り畳むことで、ハイドロゲルの作動中によりくっきりと折り曲げることができる。

モーフィング物体１００は、ハイドロゲルトレース１３０を加熱し、モーフィング物体を形状変化させるために、導電性トレース１２０に選択的に電流を印加するコントローラを含むことができる。一部の実装では、コントローラは、活性化されると電池を導電性トレースに接続するスイッチとすることができる。これは、その用途でハイドロゲルトレースが特定の順で活性化されることが要求されない場合に使用できる。

一部の実装において、コントローラは、ハイドロゲルトレース１３０に順に電流を印加するか、または各ハイドロゲルトレース１３０に対する電流量を調整するかして、各ハイドロゲルトレース１３０がいつ活性化されるか、および各ハイドロゲルトレース１３０がどの程度の速さで活性化されるかを制御する、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサとすることができる。こうすることで、順次的な複数の折り畳みが要求されるより複雑な形状が可能となる。別の例では、導電性トレース１２０は異なる幅を有し、各導電性トレース１２０によってもたらされる熱の量を変化させ、その結果、各ハイドロゲルトレース１３０がいつ、さらに／またはどの程度の速さで活性化されるかを制御する。

図２は、モーフィング物体２００の各層を示す。本例では、モーフィング物体２００は、基材の表面に付与された導電性インクと、導電性インクの上に付与されたハイドロゲルと、基材の表面に付与された通常のインク（例えばテキストまたはグラフィックスのためのもの）とを含む。このモーフィング物体２００は、インクジェットプリンタによりワンパスで印刷できる。例として、従来のインクジェットプリンタは４つのインクカートリッジ（ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエロー）を有する。通常の印刷がカラーを組み合わせること、またはページ上の異なる部分に異なるカラーを印刷することができるのと同じように、導電性インクを１つの層として、さらにハイドロゲルを別の層として印刷することができる。さらに、シリコン封入インクをハイドロゲルの上に付与して封入層を作成できる。本例では、１つのカラーインクカートリッジ、１つのハイドロゲルインクカートリッジ、１つの導電性インクカートリッジ、および１つの封入インクカートリッジがあってもよいであろう。

インクジェットプリンタは、５つ以上のインクカートリッジを備えるようにも製造できる。例としてインクジェットプリンタは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの標準的な４つのカートリッジ、導電性インクカートリッジ、ハイドロゲルカートリッジ、ならびに任意選択で封入インクカートリッジを含む、７つのインクカートリッジを有することができるであろう。

図３は、ハイドロゲルが位置する折り線３１１～３１３を備えた、例示のモーフィング物体３００を示す。本例では、折り線３１１～３１３によって定められたハイドロゲルパターンにより、モーフィング物体は平らな紙片から紙飛行機へとモーフィング可能になる。さらに、モーフィング物体３００は、ハイドロゲルの加熱素子として機能する導電性トレースを、各折り線のハイドロゲルの下に含むことができる。

コントローラは、モーフィング物体の形状を紙飛行機に変化させるために、折り線のハイドロゲルを順に活性化することができる。具体的には、コントローラは最初に、第１の折り線３１１Ａおよび３１１Ｂの導電性トレースに電流を印加して、線３１１Ａおよび３１１Ｂに沿って紙を折り畳ませることができる。次にコントローラは、第２の折り線３１２Ａおよび３１２Ｂの導電性トレースに電流を印加して、線３１２Ａおよび３１２Ｂに沿って紙を折り畳ませることができる。最後にコントローラは、第３の折り線３１３に電流を印加して、線３１３に沿って紙を折り畳ませ、紙飛行機を形成することができる。

一部の実装において、折り畳みが生じることを可能にするハイドロゲル線の方向は、意図される折り線とは異なることもあるであろう。ハイドロゲルは収縮するため、意図される折り畳みを可能にするために、垂直で短い複数の導電性インクトレースと、折り線に対して垂直な個々のハイドロゲルトレースとがある場合もあるであろう。

図４は、例示のモーフィング物体の各層を示す。モーフィング物体の第１の層（層０）は、例えば紙、プラスチック、または上述した他の適切な基材などの基材４１０である。第２の層（層１）は、基材４１０の表面上に印刷されている導電性インク４２０を含む。導電性インク４２０は、電圧源の正出力（例えば＋５ＶＤＣまたは＋１２ＶＤＣ端子）に接続できる第１の導電性トレース４２１と、電圧源の接地に接続できる第２の導電性トレース４２２と、モーフィング物体のための加熱素子を形成する導電性トレースパターン４２３とを含むことができる。導電性トレース４２１および４２２は、ハイドロゲルを活性化および不活性化するためのコントローラの電圧制御出力が接続される、例えば接点などの電気的接続部に接続できる。

導電性トレースパターン４２３は、モーフィング物体について目標とする折り畳み順に基づき設計できるトレースの多様な配列を有することができる。導電性トレースパターン４２３は、ハイドロゲル層を活性化する活性化範囲を形成する。例示のトレースパターンがいくつか図５に示されており、後述される。

モーフィング物体の第３の層（層２）は、基材の表面上に印刷されたハイドロゲルインク４３０を含む。ハイドロゲルインク４３０は、導電性インクと同じ表面上および／または基材４１０の反対側の表面上に印刷できる。ハイドロゲルインク４３０は、モーフィング物体の目標とする折り畳み順に基づくパターンで表面上に印刷される。

モーフィング物体の第４の層（層３）は、ハイドロゲルインク４３０と同じ基材４１０の表面上に封入インク４４０を印刷することにより形成できる封入層である。封入インク４４０は、ハイドロゲルインク４３０の上に付与して、例えばハイドロゲルインク４３０の全部を覆い、環境に暴露されることによるハイドロゲルインクの乾燥を防止することができる。封入インク４４０は、シリコン、ラテックス、またはハイドロゲルインク４３０の上に液体として付与し、乾燥させて、基材４１０と組み合わせてハイドロゲルインク４３０の周りにシールを形成することができる別の適切な封入物質とすることができる。

モーフィング物体の第５の層（層４）は、基材４１０の表面上に印刷されたカラーインクを含む。本例では、カラーインクが付与される２つの位置４５１および４５２が基材４１０の表面上にある。カラーインクは、ロゴの印刷、後述のように基材４１０を事前に折り畳むための指示の印刷、モーフィングするインタラクティブな本の文字または絵の印刷、および／またはその他デザインの基材４１０への印刷に使用できる。

図５は、モーフィング物体５００、５１０、５２０、および５３０の例示の加熱素子パターンを示す。第１のモーフィング物体５００は、基材５０１と、加熱素子５０２と、ハイドロゲルを使用して形成されたハイドロゲルパターン（図示せず）と、封入インクを使用して形成された任意選択の封入層（図示せず）とを含む。加熱素子５０２は、正電圧端子に接続できる第１の導電性トレース５０３と、接地端子に接続できる第２の導電性トレース５０４と、導電性トレースパターン５０５とを含む。本例では、導電性トレースパターンは、第１の導電性トレース５０３から第２の導電性トレース５０４まで延在する導電性インクの単一の領域とすることができる。ハイドロゲルを活性化するために、電流は導電性トレース５０３と導電性トレース５０４との間を、導電性トレースパターン５０５を通って流れる。

第２のモーフィング物体５１０は、基材５１１と、加熱素子５１２と、ハイドロゲルを使用して形成されたハイドロゲルパターン（図示せず）と、封入インクを使用して形成された任意選択の封入層（図示せず）とを含む。加熱素子５１２は、正電圧端子に接続できる第１の導電性トレース５１３と、接地端子に接続できる第２の導電性トレース５１４と、導電性トレースパターン５１５とを含む。本例では、導電性トレースパターン５１５は、蛇行して戻る経路をたどる平行な導電性トレースを含む。

第３のモーフィング物体５２０は、基材５２１と、加熱素子５２２と、ハイドロゲルを使用して形成されたハイドロゲルパターン（図示せず）と、封入インクを使用して形成された任意選択の封入層（図示せず）とを含む。加熱素子５２２は、正電圧端子に接続できる第１の導電性トレース５２３と、接地端子に接続できる第２の導電性トレース５２４と、導電性トレースパターン５２５とを含む。本例では、導電性トレースパターン５２５は、第１の導電性トレース５２３から第２の導電性トレース５２４までそれぞれが延在する、加熱要素の３つの並列アレイ５２６ａ～５２６ｃを含む。

各加熱アレイ５２６ａ～５２６ｃは、４つの個別加熱要素５２８ａ～５２８ｄを接続する第１の導電路５２７ａおよび第２の導電路５２７ｂを含む。個別加熱要素５２８ａ～５２８ｄはそれぞれ、例えば導電性トレース５２３および５２４と同じ導電性インクなどの印刷された導電性インクを含むことができる。本例では、第１の導電性トレース５２３と、各加熱アレイ５２６ａ～５２６ｃの第１の個別加熱要素５２８ａとの間に間隔５２９（白で示されている）があり、個別加熱要素５２８ａ～５２８ｄの各対の間に間隔５２９があり、第２の導電性トレース５２４と各加熱アレイ５２６ａ～５２６ｃの最後の個別加熱要素５２８ｄとの間に間隔５２９がある。間隔５２９は、導電性インクを含まない。この配列は、正温度係数（ＰＴＣ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）加熱器の効果をもたらす。本例では、３つの並列加熱アレイ５２６ａ～５２６ｃおよび４つの個別加熱要素があるが、他の適切な数の加熱アレイおよびアレイ内の個別加熱要素を使用できる。

導電性トレースパターン５２５の並列加熱アレイ５２６ａ～５２６ｃは、導電性トレース５２３および５２４に対する並列接続に基づき、並行して熱くなる。本例では、並列加熱アレイ５２６ａ～５２６ｃは、事実上同時に熱くなる。対照的に、導電性トレースパターン５１５の平行な導電性トレースは、順次に熱くなる。つまり熱は、トレースが印刷されるパターンでトレース中を進むことになると考えられ、トレースパターン５２５の並列加熱アレイ５２６ａ～５２６ｃとは異なる効果をもたらす。

第４のモーフィング物体５３０は、基材５３１と、加熱素子５３２と、ハイドロゲルを使用して形成されたハイドロゲルパターン（図示せず）と、封入インクを使用して形成された任意選択の封入層（図示せず）とを含む。加熱素子５３２は、正電圧端子に接続できる第１の導電性トレース５３３と、接地端子に接続できる第２の導電性トレース５３４と、導電性トレースパターン５３５とを含む。本例では、導電性トレースパターン５３５は、第１の導電性トレース５３３から第２の導電性トレース５３４までそれぞれが延在する、加熱要素の３つの並列アレイ５３６ａ～５３６ｃを含む。

各加熱アレイ５３６ａ～５３６ｃは、４つの個別加熱要素５３８ａ～５３８ｄを接続する第１の導電路５３７ａおよび第２の導電路５３７ｂを含む。個別加熱要素５３８ａ～５３８ｄはそれぞれ、例えば導電性トレース５３３および５３４と同じ導電性インクなどの印刷された導電性インクを含むことができる。本例では、第１の導電性トレース５３３と、各加熱アレイ５３６ａ～５３６ｃの第１の個別加熱要素５３８ａとの間に間隔５３９（白で示されている）があり、個別加熱要素５３８ａ～５３８ｄの各対の間に間隔５３９があり、第２の導電性トレース５３４と各加熱アレイ５３６ａ～５３６ｃの最後の個別加熱要素５３８ｄとの間に間隔５３９がある。間隔５３９は、導電性インクを含まない。この配列は、ＰＴＣ加熱器の効果をもたらす。本例では、３つの並列加熱アレイ５３６ａ～５３６ｃおよび４つの個別加熱要素があるが、他の適切な数の加熱アレイおよびアレイ内の個別加熱要素を使用できる。

個別加熱要素５３８ａ～５３８ｄの導電性インクは、導電性トレース５２３および５２４の導電性インクとは異なる。例として、個別加熱要素５３８ａ～５３８ｄの導電性インクは、導電性トレース５３３および５３４の導電性インクとは異なる抵抗を有することができる。これを使用して、加熱素子５３２によって放散される熱の量をよりよく制御できる。さらに、これを使用して、個別加熱要素５３８ａ～５３８ｄの特定の領域のみが確実に加熱されるようにすることができる。

一部の実装において、加熱素子の導電性トレースは、異なる抵抗の導電性インクを有することができる。例として、モーフィング物体の第１の折り畳みのための第１のハイドロゲルインクの線をたどる第１の導電性トレースは、モーフィング物体の第２の折り畳みのための第２のハイドロゲルインクの線をたどる第２の導電性トレースとは異なる抵抗を有することができる。このようにして、異なる抵抗を使用して、一方の折り畳みが他方の折り畳みよりも前に、または速く発生するように、異なる量の熱をもたらすことができる。各導電性インクは、例えば異なるインクカートリッジからなど、異なるインク供給源から付与できる。４つのカートリッジのインクジェットプリンタでは、作成されるモーフィング物体に応じて、封入インクカートリッジおよび／またはカラーインクカートリッジが別の導電性インクカートリッジにより置き換えられることが可能である。

図５には、例示の加熱素子のデザインがいくつか示されているが、ほかにも多くのデザインが可能である。例として、円形、矩形、および／または自由形状のパターンを使用できる。具体的な例において、加熱素子は、モーフィング物体のための、例えばハイドロゲルインク線などの折り線をたどる、１つ以上のトレースを含むことができる。

図６は、モーフィング物体の例示のハイドロゲルパターン６１０、６２０、６３０、および６４０を示す。ハイドロゲルパターン６１０、６２０、６３０、および６４０は、モーフィング物体の基材層の表面上にハイドロゲルインクを印刷することによって形成できる。

第１のハイドロゲルパターン６１０は、基材上に印刷されたハイドロゲルインク６１２の平行な線を含む。導電性インク６１１を使用して形成された加熱素子は、第１のハイドロゲルパターン６１０の下に位置することができ、隣接するハイドロゲル線の各対の間に見えている。

第２のハイドロゲルパターン６２０も、基材上に印刷されたハイドロゲルインク６２２の平行な線を含む。導電性インク６２１を使用して形成された加熱素子は、第１のハイドロゲルパターン６１０の下に位置することができ、隣接するハイドロゲル線の各対の間に見えている。本例では、ハイドロゲル線の間の間隔は、ハイドロゲル線のそれぞれの対ごとに異なる。例として、ハイドロゲル線６２２ａとハイドロゲル線６２２ｂとの間の間隔は、ハイドロゲル線６２２ｃとハイドロゲル線６２２ｄとの間の間隔よりも狭い。ハイドロゲルパターン６２０は不均一な形状を作成することになり、ハイドロゲルパターン６１０は均一な形状を作成することになる。折り畳みがどの方向に生じるかにもよるが、ハイドロゲルパターン６１０は半円形状を作成するかもしれないし、ハイドロゲルパターン６２０は半水滴形状を作成することになるであろう。

さらに、第３のハイドロゲルパターン６３０は、矩形のハイドロゲル領域６３２全体にわたりハイドロゲルインクを含む、矩形のハイドロゲル領域６３０を含む。導電性インク６２１を使用して形成された加熱素子は、第１のハイドロゲルパターン６１０の下に位置することができ、矩形のハイドロゲル領域６３２の上下に見えている。このハイドロゲルパターン６３０を使用して、ハイドロゲルを有する基材の表面を内側、ハイドロゲルのない基材の表面を外側とする、わずかに凸状の曲面をもたらすことができる。

第４のハイドロゲルパターン６４０は、図３のモーフィングする飛行機と同様の、モーフィングする紙飛行機のためのハイドロゲル線６４２ａ～６４２ｅを含む。導電性インク６４１を使用して形成された加熱素子は、ハイドロゲル線６４２ａ～６４２ｅの下に位置することができ、隣接するハイドロゲル線６４２ａ～６４２ｅの各対の間に見えている。

図７は、例示のモーフィング物体７００の構成要素を示す。モーフィング物体７００は、基材７０１と、基材７０１の表面上に導電性インクトレース７０２ａ～７０２ｃを印刷することによって形成された加熱素子とを含む。さらに、モーフィング物体７００は、平行なハイドロゲル線７０３を基材７０１の表面上に印刷することによって形成されたハイドロゲルパターンと、１つ以上のカラーのインクを基材７０１の表面上に印刷することによって形成された複数のカラーインク領域７０４および７０５とを含む。

図８は、別の例示のモーフィング物体８００の構成要素を示す。モーフィング物体８００は、基材８０１と、基材８０１の表面上に導電性インクトレース８０２ａ～８０２ｃを印刷することによって形成された加熱素子とを含む。さらに、モーフィング物体８００は、平行なハイドロゲル線８０３を基材８０１の表面上に印刷することによって形成されたハイドロゲルパターンを含む。さらに、モーフィング物体８００は、印刷された線８０４、８０５、および８０６を含み、これは、それらの線に沿って基材を折り畳むこと、または切ることをユーザに指示する。例として、線８０４、８０５、および８０６は、カラーインクを使用して基材８０１上に印刷でき、異なるパターン（例えば破線または鎖線）を含んで異なる指示（例えば切り取りまたは折り畳み）を示すことができる。別の例では、例えば切り取り線の近くにある小さなはさみの描画、または折り線の近くにある折り畳まれている紙の小さな図形の描画などの指示を、基材８０１上に印刷できる。指示は、基材上に印刷された文字も含むことができるであろう。

折り線および／または切り取り線を含めることで、モーフィング物体８００をモーフィングに向けて準備するための前処理作業をユーザが実行することを可能にすることができる。例として、いくつかの領域で基材８０１を事前に折り畳むことは、ハイドロゲルが活性化されたときにモーフィング物体が適切な形状になるのに役立つかもしれない。

図９は、モーフィング物体を作成する例示のプロセス９００を示す。本例では、モーフィング物体は、外気および／または外光などのいくつかの要素からプリンタ９１１を隔離する隔離環境９１０に置かれたインクジェットプリンタ９１１を使用して作成される。例として、隔離環境は、隔離環境９１０に外光が入ることを防止する壁を含む気密箱または気密室とすることができる。

プリンタ９１１は、インクカートリッジ、インクのタンク、または他の適切なインク供給源を含むことができる。インク供給源は、カラーインク供給源、導電性インク供給源、ハイドロゲルインク供給源、および封入インク供給源を含むことができる。

隔離環境９１０は、ハイドロゲルインクを架橋させるために使用される光源９１２も含む。例えばプリンタ９１１のコントローラまたはプリンタ９１１および光源９１２を制御する別のコントローラなどのコントローラが、光源９１２を制御することができる。

段階Ａにおいて、プリンタ９１１の中に基材が装填される。段階Ｂにおいて、プリンタ９１１は、基材９１３の表面上に導電性インクを印刷する。プリンタ９１１は、モーフィング物体の加熱素子の所定のパターンに基づき、基材９１３の表面上に導電性インクを印刷することができる。

段階Ｃにおいて、導電性インクを備えた基材９１３がプリンタ９１１の中に引き戻される。例として、プリンタ９１１が、プリンタ９１１の中に基材９１３を引き戻すことができる。別の例では、人または他の構成要素が、プリンタ９１１の中に基材９１３を戻すことができる。段階Ｄにおいて、プリンタ９１１は、基材９１３の表面上にハイドロゲルインクを印刷する。プリンタ９１１は、所定のハイドロゲルパターンに基づき、基材９１３の表面上にハイドロゲルインクを印刷することができる。さらに、光源９１２がハイドロゲルを架橋させるために活性化される。

段階Ｆにおいて、導電性インクおよびハイドロゲルを備えた基材９１３がプリンタ９１１の中に引き戻される。例として、プリンタ９１１が、プリンタ９１１の中に基材９１３を引き戻すことができる。さらに、光源９１２は不活性化することができる。

段階Ｅにおいて、プリンタ９１１は、基材９１３上に封入インクを印刷する。プリンタ９１１は、基材９１２上に印刷されたハイドロゲルインクを封入インクが覆うように、所定のパターンに基づき封入インクを基材９１３上に印刷することができる。

段階Ｆにおいて、基材９１３がプリンタ９１１の中に引き戻される。例として、プリンタ９１１が、プリンタ９１１の中に基材９１３を引き戻すことができる。別の例では、人または他の構成要素が、プリンタ９１１の中に基材９１３を戻すことができる。段階Ｇにおいて、プリンタ９１１は、基材９１３上にカラーインクを印刷する。プリンタ９１１は、所定のパターンに基づき、基材９１３上にカラーインクを印刷することができる。段階Ｆは、独立した段階とすること、または、例えば導電性インクが基材に付与される時の段階Ｂと組み合わされるなど、別の段階と組み合わされることができる。

この時点で、基材９１３はプリンタ９１１から取り出され、モーフィング物体を活性化するためのコントローラに接続されることが可能である。何らかの事前の切り取りまたは事前の折り畳みが要求／所望される場合、それは、モーフィング物体をモーフィングさせるためにハイドロゲルを活性化する前に実行することができる。

図１０は、インクジェットプリンタ１０１０がモーフィング物体を作成する環境１０００を示す。プリンタ１０１０は、基材上に印刷するためのインクを含むインク供給源１０１１を含む。インク供給源１０１１は、インクカートリッジ、インクタンク、および／または他の適切なインク供給源を含むことができる。本例では、インク供給源１０１１は、カラーインク１０１２、ハイドロゲルを封入するためのシリコンインク１０１３、ハイドロゲルインク１０１４、および導電性インク１０１５を含む。本例ではカラーインクは１つであるが、他の例で、例えば封入インクが使用されない場合または５つ以上のインク供給源を使用できる場合などには、複数のカラーがあってもよい。別の例では、インク供給源１０１１は、異なる抵抗を有する複数の導電性インクを含むことができる。

さらにプリンタ１０１０は、プリンタの機能を制御するプロセッサ１０２１と、プリントヘッド１０２２と、プリンタ１０１０の中に基材を装填し、プリンタ１０１０の中で基材を移動させ、且つ／またはプリンタ１０１０により出力された基材を保持する基材処理器１０２３とを含む。

プリンタ１０１０は、印刷するパターン１３１をユーザ端末１０３０から受信することができる。ユーザは、端末１０３０を使用して、モーフィング物体のパターン１３１を生成することができる。モーフィング物体を作成するためにインクプリンタ１０１０が使用されるため、パターン１３１は、加熱素子を形成する導電性インク１０１５が印刷される基材上の位置、基材を折り畳むためのハイドロゲルインク１０１４が印刷される基材上の位置、ハイドロゲルインク１０１４を封入するシリコンインク１０１３が印刷される基材上の位置、および／またはカラーインクが印刷される基材上の位置を定めることができる。

一部の実装において、パターン１３１は、インクのタイプごとに特定のカラーを使用して表現できるが、これは、多くのインクジェットプリンタがそのようなカラーパターンを使用して基材上にインクを印刷するためである。例として、インクジェットプリンタは典型的にはブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローのインクカートリッジまたはインクタンクを有する。カラーインクがシアンである場合、シアンインクを印刷する位置は、パターン１３１の中でシアンの線を使用して指定できる。さらに、他のタイプのインクを印刷する位置は、典型的にはブラック、マゼンタ、およびイエローであると考えられる他の可能なカラーを使用して指定できる。よって、一例において、導電性インクを印刷する位置をブラックの線を使用して指定でき、ハイドロゲルインクを印刷する位置をイエローの線を使用して指定でき、シリコンインクを印刷する位置をマゼンタの線を使用して指定できる。本例では、例えばプリンタ１０１０の個々のインクカートリッジまたはインクタンクを置き換えることによって、ブラックインクを導電性インクに置き換え、イエローインクをハイドロゲルインクに置き換え、マゼンタインクをシリコンインクに置き換えることができる。

プリンタ１０１０は、パターン１３１を使用してインクを基材上に印刷し、モーフィング物体を生成することができる。例としてプリンタ１０１０は、図９のプロセス９００または図１２のプロセス１２００を使用して、モーフィング物体を生成するためにインクを基材上に印刷することができる。

図１１は、例示のモーフィング物体１１００のブロック図を示す。モーフィング物体１１００は、導電性インクによって形成された加熱素子１１２１と、ハイドロゲルインクによって形成されたハイドロゲルパターン１１２２と、加熱素子１１２１に接続された導電性トレース１１２３および１２２４とを含む基材１１２０を含む。モーフィング物体１１００は、導電性トレース１１２３および１１２４に接続されているコントローラ１１１０も含む。コントローラ１１１０は、例えば導電性トレース１１２３から加熱素子１１２１の導電性トレースを通って導電性トレース１１２４の方へ、コントローラ１１１０に戻るようにＤＣ電流を流すことなどによって、加熱素子１１２１に電流を印加することにより、基材１１２０を折り畳ませ、形状変化させることができる。

一部の実装において、コントローラ１１１０は、基材１１２０上に印刷された複数の加熱素子に接続できる。本例では、コントローラ１１１０は、基材を形状変化させるために、規定の順に基づき加熱素子を活性化することができる。例として、順に発生すべき複数の折り畳みをモーフィング物体が含む場合、その順に従って適切な加熱素子を活性化するようにコントローラ１１１０を構成できる。

別の例では、コントローラ１１１０は、加熱素子１１２１に流れる電流の量を変化させることによって、折り畳み順を制御することができる。例として、加熱素子１１２１のそれぞれのトレースが、異なる量の熱を放散する異なる抵抗を有することができる。電流が増大するにつれて、各トレースの熱の量は増大する。ただし、抵抗が異なることが理由で、ハイドロゲルトレースは別々のタイミングで活性化することになるであろう。

図１２は、モーフィング物体を作成する例示のプロセス１２００を示す。例示のプロセス１２００は、例えば図１０のインクジェットプリンタ１０１０などのインクジェットプリンタによって実行できる。

プリンタは、基材の表面上に導電性トレースを付与する（１２０２）。例としてプリンタは、モーフィング物体のパターンを受信することができる。パターンは、基材の表面上の様々な位置に付与されるインクのタイプを示す、カラーの線を含むことができる。プリンタは、パターンのカラーの線を使用して、導電性インクを印刷する位置を決定し、当該の位置に導電性インクを印刷することができる。

プリンタは、基材の表面上にハイドロゲルパターンを形成する（１２０４）。プリンタは、導電性インクと同じ基材表面上または反対側の基材表面上にハイドロゲルインクを印刷することができる。プリンタは、パターンを使用して、ハイドロゲルインクを印刷する基材上の位置を決定し、当該の位置にハイドロゲルインクを印刷することができる。次にハイドロゲルインクは、光源を活性化することによって架橋できる。

プリンタは、基材の表面に封入層を付与する（１２０６）。プリンタは、例えばハイドロゲルインクを覆って封入するために、ハイドロゲルインクと同じ基材表面上に封入インクを印刷することができる。プリンタは、パターンを使用して、封入インクを印刷する基材上の位置を決定し、当該の位置に封入インクを印刷することができる。

プリンタは、基材の表面にカラーインクを付与する（１２０８）。プリンタは、パターンに基づき、基材の片側または両側にカラーインクを付与することができる。プリンタは、ハイドロゲルおよび任意選択のその封入層を付与する前または後に、カラーインクを付与することができる。例としてプリンタは、導電性インクを付与する前もしくはそれと同時に、または導電性インクを付与した後であるがハイドロゲルを付与する前に、カラーインクを付与することができる。

基材上に印刷された導電性トレースにコントローラが取り付けられる（１２１０）。コントローラの正のＤＣ電圧端子は、基材の正の導電性トレースに接続できる。コントローラのＤＣ接地端子は、基材の接地導電性トレースに接続できる。

コントローラは、例えばユーザによってプログラムされるなどして、ハイドロゲルパターンを活性化するように構成できる。例としてコントローラは、例えばユーザによるコントローラのボタンの押下などの特定のイベントに応答して、ハイドロゲルを活性化するように構成できる。コントローラは、例えば各加熱素子がいつ活性化されるべきかを示すタイマーを使用するなどして、複数の加熱素子を順に活性化するようにも構成できる。

図１３は、モーフィング物体を活性化および不活性化するための例示のプロセス１３００を示す。プロセス１３００は、例えば図１１のコントローラ１１１０などのコントローラによって実行できる。

モーフィング物体をモーフィングさせる決定が下される（１３０２）。コントローラは、この決定を、ユーザコマンドまたは他のイベントに応答して下すことができる。

コントローラは、モーフィング物体の導電性トレースに電流を印加する（１３０４）。コントローラは、特定の期間にわたり、またはモーフィング物体が元の形状に復帰するべき時まで、導電性トレースに安定した電流を印加することができる。別の例では、コントローラは、電流を順に変更して、対応する順で加熱素子を活性化することができる。

別の例では、コントローラは、それぞれの加熱素子に電流を順に印加して、モーフィング物体の基材の折り畳みを制御することができる。例としてコントローラは、最初に特定の加熱素子に電流を印加することができる。特定の時間が経過した後、コントローラは、次の加熱素子に電流を印加するなどすることができる。コントローラは、モーフィング物体を元の形状に復帰させる時になるまで、各加熱素子に対する電流を維持することができる。

コントローラは、ハイドロゲルを不活性化してモーフィング物体を元の形状に復帰させるかどうかについて決定を下す（１３０６）。復帰させない場合、コントローラは、加熱素子（単数または複数）の導電性トレースに電流を印加し続ける。復帰させる場合、コントローラは、加熱素子（単数または複数）の導電性トレースの電流を止める。コントローラは、モーフィング物体を元の形状に復帰させるために、例えば活性化の順の逆順などで電流を順に止めることができる。

モーフィング物体は、ハイドロゲルを活性化するための導電性トレースを有するものとして記載されているが、作動温度が相対的に低いという理由から他の作動源を使用できる。刺激の一例は、太陽、ろうそく、または照明のいずれかからの環境熱である。これらの熱源に対しては、ブラックの紙の基材がより適している可能性がある。刺激のもう１つの例は、ヒートガン、または上述した導電性トレースを用いた抵抗加熱などの電子熱源からのものである。刺激のもう１つの例は、平熱か、または運動もしくは発熱により上昇した体温かのいずれかの、ユーザ自身の体温からのものである。

ハイドロゲルを使用したモーフィング物体の作成には、多様な用途がある。上述したように、ハイドロゲルパターンの違いは、物体のモーフィング挙動に影響を及ぼすことができる。このほか、通常のインクを基材上に印刷して、シートに画像およびテンプレートを追加することもできる。これは、正確なレジストレーションが困難であるのに加えて画像を追加するための顔料プリンタおよび導電性の／モーフィングするトレースを追加するためのＦＤＭ ３Ｄプリンタが要求されると考えられるプリンテッドペーパーアクチュエータとは異なる。これを応用する１つの例として、ただの普通の紙ではなく、モーフィングする画像を作成できるということがある。この技術は、切り紙構造のための切り取り線を追加できるようにする。これにより、手で行われる切り取りの精度が向上し、再現性が向上する。切り取りのための輪郭線は、単に、切り抜かれる特定の形状とすることもできるであろう。

もう１つの例示の用途は、自己展開するフェイスマスクである。フェイスマスクは、トリガされ、広がり、ユーザの口および鼻を覆うことができる。これは、ほとんど一人で歩行していて、時折ほかの人とすれ違うのみである状況において有用である。この手法は、マスクを上げるために触れる／つかむことのない、非接触の選択肢をもたらす。ハイドロゲルは、ユーザの口および鼻の周辺領域のみ開くようにモーフィングすること、またはどちらか一方の側に「巻かれる」ことができる。

もう１つの例示の用途は、ハプティックマウスパッドである。この用途では、可変のトレースを備えたモーフィングマウスパッドが実現される。具体的には、マウスパッドの表面の摩擦を、よく滑るものからゴムのようなものに変化させることができる。これを使用して、グラフィックスもしくはイラストの作成または画像の修正などの精密作業のための制御を強化することができる。さらに、これを使用して、摩擦が交互に変わる帯状部分で人がマウスを動かしたときに「振動」などのハプティックデジタル体験を作り出すことができる。さらに、これを使用して、例として他の人が同じ文書を編集している場合などに、マウスを「ロック」して動きを阻止することができる。さらに、これを使用して、視覚障がい者がボタンまたは各ウインドウの位置を特定するのを支援することができる。

もう１つの例示の用途は、動きのある切り紙本である。この用途では、モーフィングするインタラクティブな本で、他の技術では実現困難であろう複雑な切り紙のモーフィングを活用することができる。具体的には、ユーザが本を開くとき、ＮＹＣ Ｖｅｓｓｅｌビルの３Ｄ表現が、モーフィングによりページから出てくることができ、より魅力的な物語のために使用できる。

もう１つの例示の用途は、発熱監視器である。ハイドロゲルは様々な温度で作動するように設計できるため、この用途では、通常の皮膚温の少し上で作動するように設計／プログラムできる。外部の体温計を用いて明確な時点の体温を測ることを必要とすることなく、この手法は外部電源を要求しないと考えられ、受動的な健康指標として機能することができる。幼い子どもの親にとって、これは、離れたところから子どもの体温を容易に監視するのに特に有用であると考えられる。

もう１つの例示の用途は、激しいスポーツ向けの衣類である。現在の運動着は、体を冷やすために、体から水分（汗）を逃がすように設計される場合があり、または特定の領域にメッシュの通気孔を有する。このような通気孔を特定の領域に布置するのではなく、体の表面が一定の温度に達すると自動的に開くモーフィング物体に基づく通気孔に、メッシュの通気孔を置き換えることができる。異なる温度閾値が体のそれぞれの部位に設定されて、ユーザのいる環境に応じて異なる温度で活性化することができる。

もう１つの例示の用途は、ディスプレイである。モーフィング基材を使用して、例えば友人と連絡を取るべきであることを示すために咲く花など、モーフィングするアンビエントディスプレイを製作することができる。

もう１つの例示の用途は、魅力的なホームプリントである。インクジェットプリンタの多くの印刷は２次元で、様々なカラーの印刷ができるだけである。同じ印刷物に導電性回路およびハイドロゲルをインクジェット印刷することで、標準的なホームプリントに新たな次元を加えることができる。いくつかの興味深い例として、２．５Ｄまたは３Ｄのプロットおよびグラフ、ならびに２Ｄの紙片上のみでない３Ｄ物体の視覚化を挙げることができる。

主題の実施形態、および本明細書に記載された機能動作は、デジタル電子回路構成において、または有形に具現化されたコンピュータソフトウェアもしくはファームウェアにおいて、または本明細書で開示された構造およびその構造上の等価物を含むコンピュータハードウェアにおいて、またはそのうちの１つ以上の組み合わせにおいて実装できる。本明細書に記載された主題の実施形態は、１つ以上のコンピュータプログラムとして、つまりデータ処理装置により実行されるよう、またはデータ処理装置の動作を制御するよう、有形の非一時的なプログラム搬送体上にエンコードされたコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして実装できる。あるいは、またはさらに、プログラム命令は、データ処理装置による実行のために適切な受信機装置に送信される情報をエンコードするために生成される、例えば機械生成された電気信号、光信号、または電磁信号など、人工的に生成された伝搬信号にエンコードできる。コンピュータストレージ媒体は、機械可読ストレージデバイス、機械可読ストレージ基板、ランダムアクセスメモリデバイスもしくはシリアルアクセスメモリデバイス、またはそれらのうちの１つ以上の組み合わせとすることができる。ただし、コンピュータストレージ媒体は、伝搬信号ではない。

「データ処理装置」という用語は、データを処理するすべての種類の装置、デバイス、および機械を包含し、例として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、または複数のプロセッサもしくはコンピュータを含む。装置は、例えばＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ：フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け集積回路）などの専用論理回路構成を含むことができる。装置は、ハードウェアに加えて、例えばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはそれらのうちの１つ以上の組み合わせを構成するコードなど、対象のコンピュータプログラムの実行環境を作り出すコードも含むことができる。

コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、モジュール、ソフトウェアモジュール、スクリプト、またはコードと呼ばれることまたは記載されることもある）は、コンパイル型言語もしくはインタープリタ型言語、または宣言型言語もしくは手続き型言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書かれることが可能であり、スタンドアロンプログラムとして、もしくはモジュール、構成要素、サブルーチン、またはコンピューティング環境での使用に適した他のユニットとしてを含む、任意の形態で展開できる。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応してもよいが、要求はされない。プログラムは、例えばマークアップ言語文書に格納される１つ以上のスクリプトなど、他のプログラムまたはデータを保持するファイルの一部か、対象のプログラム専用の単一ファイルか、または例えば１つ以上のモジュール、サブプログラム、もしくはコードの複数部分を格納する複数ファイルなど、複数の連携ファイルか、に格納できる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で、または１つの場所に位置するか、もしくは複数の場所に分散し通信ネットワークにより相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるよう展開できる。

本明細書中で使用されるとき、「エンジン」または「ソフトウェアエンジン」とは、入力とは異なる出力を提供する、ソフトウェア実装された入出力システムを指す。エンジンは、ライブラリ、プラットフォーム、ソフトウェア開発キット（「ＳＤＫ（ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｋｉｔ）」）、またはオブジェクトなど、エンコードされた機能性のブロックとすることができる。各エンジンは、例えばサーバ、携帯電話、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、音楽プレーヤ、電子書籍リーダー、ラップトップもしくはデスクトップコンピュータ、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ：携帯情報端末）、スマートフォン、または１つ以上のプロセッサおよびコンピュータ可読媒体を含む他の据え置き型デバイスまたはポータブルデバイスなど、任意の適切なタイプのコンピューティングデバイスに実装できる。さらに、エンジンのうちの２つ以上が、同じコンピューティングデバイス上に実装されてもよく、または別々のコンピューティングデバイス上に実装されてもよい。

本明細書に記載されたプロセスおよび論理フローは、入力データに作用し出力を生成することにより機能を実行する１つ以上のコンピュータプログラムを実行する、１つ以上のプログラマブルコンピュータにより実行できる。プロセスおよび論理フローは、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの専用論理回路構成によっても実行でき、装置は該専用論理回路構成としても実装できる。

コンピュータプログラムの実行に適したコンピュータは、例として、汎用もしくは専用のマイクロプロセッサもしくはその両方、または他の任意の種類の中央処理ユニットに基づくことができるものを含む。一般に、中央処理ユニットは、読み取り専用メモリもしくはランダムアクセスメモリまたはその両方から命令およびデータを受信する。コンピュータの必須部品は、命令を実施または実行する中央処理ユニット、ならびに命令およびデータを格納する１つ以上のメモリデバイスである。一般に、コンピュータはさらに、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、もしくは光ディスクなど、データを格納する１つ以上の大容量ストレージデバイスを含むか、またはそれとの間でデータの受信もしくは転送を行うよう動作可能に結合されるか、またはその両方である。なお、コンピュータがそのようなデバイスを有することは要求されない。さらに、コンピュータは、ごく数例を挙げると、例えば携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイルオーディオプレーヤもしくはモバイルビデオプレーヤ、ゲーム機、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、または例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）フラッシュドライブなどのポータブルストレージデバイスなど、別のデバイスに組み込むことができる。

コンピュータプログラム命令およびデータを格納するのに適したコンピュータ可読媒体は、あらゆる形態の不揮発性メモリ、媒体、およびメモリデバイスを含み、例として、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、例えば内蔵ハードディスクまたはリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ ＲＯＭおよびＤＶＤ ＲＯＭディスクが挙げられる。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路構成により補完されること、またはそれに組み込まれることが可能である。

ユーザとの相互作用を提供するために、本明細書に記載されている主題の実施形態は、ユーザに情報を表示するための、例えばＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ：陰極線管）モニタ、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）モニタ、もしくはＯＬＥＤディスプレイなどのディスプレイデバイス、ならびに、例えばキーボード、マウス、またはプレゼンスセンシティブディスプレイもしくは他のプレゼンスセンシティブ表面など、コンピュータに入力を提供するための入力デバイスを有するコンピュータ上に実装できる。他の種類のデバイスも、ユーザとの相互作用を提供するために使用できる。例として、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックなど、任意の形態の感覚フィードバックとすることができ、ユーザからの入力は、音響、スピーチ、または触覚入力を含む任意の形態で受信できる。さらに、コンピュータは、ユーザにより使用されるデバイスとの間でリソースの送信および受信をすることにより、例として、ユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザから受信したリクエストに応答してウェブページをウェブブラウザに送信することにより、ユーザと相互作用することができる。

本明細書に記載されている主題の実施形態は、例えばデータサーバとしてなど、バックエンド構成要素を含むコンピューティングシステム、または、例えばアプリケーションサーバなど、ミドルウェア構成要素を含むコンピューティングシステム、または、例えばユーザが本明細書に記載されている主題の実装と相互作用できるグラフィカルユーザインターフェースもしくはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータなど、フロントエンド構成要素を含むコンピューティングシステム、またはそのようなバックエンド構成要素、ミドルウェア構成要素、もしくはフロントエンド構成要素１つ以上の任意の組み合わせにおいて実装できる。システムの構成要素は、例えば通信ネットワークなど、任意の形態または媒体のデジタルデータ通信により相互接続できる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）」）、および例えばインターネットなどのワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ（ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）」）を含む。

コンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバを含むことができる。クライアントおよびサーバは、一般に、互いに遠隔にあり、典型的には通信ネットワークを介して相互作用する。クライアントおよびサーバの関係は、個々のコンピュータ上で実行され相互にクライアント－サーバ関係を有するコンピュータプログラムにより生じる。

本明細書は多数の具体的な実装の詳細を含むが、これらは、いずれかの発明の範囲または特許請求の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、むしろ特定の発明の特定の実施形態に特有であり得る特徴の記載として解釈されるべきである。別々の実施形態との関連で本明細書に記載されている特定の特徴が、単一の実施形態において組み合わせて実装されることも可能である。逆に、単一の実施形態との関連で記載されている様々な特徴が、複数の実施形態で別々に、または任意の適切な一部組み合わせで実装されることも可能である。さらに、各特徴は、特定の組み合わせで動作するよう上述されていることもあり、当初そのように請求されていることさえもあるが、場合によっては、請求されている組み合わせの１つ以上の特徴がその組み合わせから削除されることが可能であり、請求されている組み合わせは一部組み合わせまたは一部組み合わせの変形物を対象とし得る。

同じく、各動作は図面内に特定の順序で示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、当該の動作が示されている特定の順序もしくは順番で実行されること、または示されているすべての動作が実行されることを要求するものと理解されてはならない。特定の状況では、マルチタスクおよび並列処理が有利なこともある。さらに、上述の実施形態における様々なシステムモジュールおよび構成要素の分離は、すべての実施形態においてそのような分離を要求するものと理解されてはならず、当然のことながら、記載されているプログラム構成要素およびシステムは、一般に、単一ソフトウェア製品に統合することまたは複数のソフトウェア製品にパッケージ化することができる。

主題の特定の実施形態が記載された。他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載の範囲内にある。例として、特許請求の範囲に記載されたアクションは、異なる順序で実行されても依然として望ましい結果を達成することができる。一例として、添付の図面に示されるプロセスは、望ましい結果を達成するために、示されている特定の順序または順番を必ずしも要求するものではない。特定の実装では、マルチタスクおよび並列処理が有利なこともある。

Claims (21)

1. モーフィング物体を作成する方法であって、
   基材の第１の表面上か、または前記第１の表面と反対側の前記基材の第２の表面上かの少なくとも一方に１つ以上の導電性トレースを付与することにより、前記基材上に１つ以上の加熱素子を作成するステップと、
   所定のパターンに基づき前記基材の前記第１の表面にハイドロゲルインクを付与することにより、前記基材の前記第１の表面上にハイドロゲルパターンを形成するステップと
   を含む、前記方法。
2. 前記１つ以上の導電性トレースを付与することは、インクジェットプリンタにより、前記少なくとも一方の第１の表面または第２の表面上に導電性インクを印刷することを含み、
   前記基材の前記第１の表面上に前記ハイドロゲルパターンを形成するステップは、前記インクジェットプリンタにより、前記所定のパターンで前記第１の表面上に前記ハイドロゲルを印刷することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ハイドロゲルインクの上に封入インクを付与することにより前記ハイドロゲルパターンの上に封入層を形成するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記封入層は、疎水性材料を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記インクジェットプリンタは、導電性インクを含む第１のインク供給源と、ハイドロゲルインクを含む第２のインク供給源と、封入インクを含む第３のインク供給源と、カラーインクを含む第４のインク供給源とを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記ハイドロゲルインクは、ハイドロゲルと、フォトイニシエータとの組み合わせを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記フォトイニシエータは、２，２－ジエトキシアセトフェノン（ＤＥＡＰ）を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記インクジェットプリンタは、前記ハイドロゲルインクを架橋させるための光源を備えた隔離箱内に設置される、請求項２に記載の方法。
9. さらなる所定のパターンに基づき前記基材の前記第２の表面に前記ハイドロゲルを付与することにより、前記基材の前記第２の表面上にさらなるハイドロゲルパターンを形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記基材は、紙、ワックス加工されたトレース紙、透明のプロジェクタシート、またはインクジェットタトゥー紙を含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記ハイドロゲルは、ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）ハイドロゲルか、またはＮ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、２，２－ジエトキシアセトフェノン、蒸留水、エチレングリコール、およびドデシル硫酸ナトリウムのうちの２つ以上の組み合わせかの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記１つ以上の導電性トレースは、別の導電性トレースと異なる幅を有する少なくとも１つの導電性トレースを含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記１つ以上の導電性トレースは、第１の抵抗を有する第１の導電性インクを使用して形成された第１の導電性トレースと、前記第１の抵抗と異なる第２の抵抗を有する第２の導電性トレースを使用して形成された第２のトレースとを含む、請求項１に記載の方法。
14. コントローラを前記１つ以上の導電性トレースに接続するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
15. 第１の表面および第２の表面を有する基材と、
    前記基材の前記第１の表面上に配置された１つ以上のハイドロゲルトレースを含むハイドロゲルパターンと、
    前記基材の前記第１の表面上または前記第２の表面上の少なくとも一方に配置された１つ以上の導電性トレースと
    を含むモーフィング物体。
16. 前記ハイドロゲルを活性化して、前記モーフィング物体の形状を変化させるために、前記１つ以上の導電性トレースに電流を選択的に印加するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項１５に記載のモーフィング物体。
17. 前記ハイドロゲルは、ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）ハイドロゲルを含む、請求項１５に記載のモーフィング物体。
18. 前記ハイドロゲルは、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、２，２－ジエトキシアセトフェノン、蒸留水、エチレングリコール、およびドデシル硫酸ナトリウムのうちの２つ以上の組み合わせを含む、請求項１５に記載のモーフィング物体。
19. 前記ハイドロゲルパターンの上に封入インクを印刷することにより形成された封入層をさらに含む、請求項１５に記載のモーフィング物体。
20. 前記ハイドロゲルトレースは、前記基材の前記第１の表面上に印刷されたハイドロゲルインクを含み、前記１つ以上の導電性トレースは、前記基材の前記少なくとも一方の第１または第２の表面上に印刷された導電性インクを含む、請求項１５に記載のモーフィング物体。
21. 導電性インクを含む導電性インク供給源と、
    ハイドロゲルインクを含むハイドロゲルインク供給源と、
    動作を実行するように構成されたプロセッサと
    を含むインクジェットプリンタシステムであって、前記動作は、
    基材の第１の表面上か、または前記第１の表面と反対側の前記基材の第２の表面上かの少なくとも一方に前記導電性インクの導電性トレース１つ以上を付与することにより、前記基材上に１つ以上の加熱素子を作成することと、
    所定のパターンに基づき前記基材の前記第１の表面に前記ハイドロゲルインクを付与することにより、前記基材の前記第１の表面上にハイドロゲルパターンを形成することと
    を含む、インクジェットプリンタシステム。

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