描画装置
【課題】花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【解決手段】
透明ブロック１０内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路１４Ａが２次元的又は３次元的な流路構造に形成されており、透明ブロック１０表面に形成されて微細流路１４Ａに連通する少なくとも１つの液溜め部２４から１色以上の着色液を微細流路１４Ａ内に供給して満たすことで所望絵柄の色彩変化を視覚的に認識可能とした。
【解決手段】
透明ブロック１０内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路１４Ａが２次元的又は３次元的な流路構造に形成されており、透明ブロック１０表面に形成されて微細流路１４Ａに連通する少なくとも１つの液溜め部２４から１色以上の着色液を微細流路１４Ａ内に供給して満たすことで所望絵柄の色彩変化を視覚的に認識可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置に係り、特に、観賞用として絵柄を形成し、かつその絵柄の繊細な色彩変化を手軽に観賞することができる描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部屋、店舗、事務所等において、娯楽用、観賞用等に使用されているディスプレイ（置物）としては、植木や水槽等を利用するものがある。例えば、特許文献１は、観賞用置物の装飾部をマグネットにより取替え可能にし、これにより、好みに応じて観賞用置物をデザインすることができる、とされている。
【特許文献１】特開２００４−１３０７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような観賞用置物では、微細な色彩の時間変化を表現することはできなかった。また、紙などに絵柄を描き、色を塗ることによって色彩を楽しむことはできるが、色は即時に紙の上で拡散してしまうため微細な色彩変化は観賞できず、紙も使いまわしすることができなかった。
【０００４】
さらに、観賞用としてだけでなく、手軽に科学現象に親しめる学習用の教材も求められている。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、透明ブロック内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路が２次元的又は３次元的な流路構造に形成されており、前記透明ブロック表面に形成されて前記微細流路に連通する少なくとも１つの液溜め部から１色以上の着色液を前記微細流路内に供給して満たすことで前記所望絵柄の色彩変化を視覚的に認識可能としたことを特徴とする描画装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、透明ブロック内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路が２次元又は３次元の流路構造に形成し、この微細流路に１色以上の着色液を流して所望絵柄に着色するようにしたので、微細流路に供給される着色液は層流の流れを形成して流路を満たすことになる。これにより、例えば微細流路中に２色の着色液を合流させるように供給すると２色の着色液は分離した状態で２つの線を描き、拡散現象により時間がたつと２色は次第に混合して異なる色を形成する。
【０００８】
このように通常のペイントによる描画に比べて繊細な色の違いを表現できるだけでなく、微小流路による拡散現象を観察・学習することもできる。また、絵柄を形成する流路を平面的な２次元的な流路構造だけでなく、３次元的な流路構造にすれば、絵柄を立体的に表現することができる。
【０００９】
なお、請求項１において、透明ブロックとは、視覚的に流路内の着色液の色彩変化が認識可能であるものを表し、透明度やブロック形状については、特に限定されない。また、微細流路の断面積としては、１ｍｍ２以下が好ましく、０．００２５〜０．６ｍｍ２がより好ましく、０．０１〜０．２５ｍｍ２がさらに好ましい。
【００１０】
請求項２は請求項１において、前記透明ブロックは、アクリル製又はガラス製であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２によれば、透明ブロックがアクリル製又はガラス製であるので、流路内の液体の色彩変化を観察することができ、これにより、繰り返し所定の絵柄を形成でき、科学現象に利用して、絵柄の微細な色彩変化を観賞することができる。
【００１２】
請求項３は請求項1又は２において、前記微細流路は断面が１ｍｍ２以下のマイクロチューブで形成されていることを特徴とする。
請求項３によれば、微細流路は断面が１ｍｍ２以下のマイクロチューブで形成されているので、好みに応じて絵柄の形状を自由に変えたり、選択したりすることが可能となる。
これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を好みに応じて形成することができるとともに、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
なお、請求項３において、マイクロチューブとは、内部がマイクロレベル（断面が１ｍｍ２以下）の中空を有する筒状のチューブである。
【００１３】
請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記透明ブロックは、板状体の表面に断面が１ｍｍ２以下である前記絵柄の長溝が形成されている基板と、該基板の表面に密着配置され、前記長溝を覆うことにより該基板に前記２次元的な微細流路を形成する覆い板と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４によれば、シンプルな構成で、かつ安価に組み立てられる描画装置を構成したので、観賞用としてだけでなく、学習用、玩具用としても手軽に花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。また、拡散・反応等の科学現象を観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【００１５】
請求項５は請求項４において、前記液溜め部が基板又は前記覆い板上に複数形成され、該複数の着色液にそれぞれ異なる色の着色液が溜められると共に、該複数の液溜め部にそれぞれ連通する複数の液体供給路と、該複数の液体供給路が一本に合流する流路と、を設け、前記複数の着色液を、前記複数の液溜め部より切り換えて前記流路に供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項５によれば、基板又は覆い板に液溜め部を複数形成し、それぞれの液溜め部から液体供給路を介して１の流路に合流させる構成としたので、異なる色の着色液を１の流路に切り換えて供給しやすくなる。これにより、異なる色の着色液を切り換えて、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【００１７】
なお、請求項５において、異なる色の着色液を切り換えて流路に供給する方法としては、所定の液溜め部のみを加圧する方法や配管切換手段を用いた方法等があるが、これに限定されない。
【００１８】
請求項６は請求項４又は５において、前記微細流路に相対する部分の前記覆い板又は前記基板が、温度調節手段が密着できる形状であることを特徴とする。
請求項６によれば、流路に相対する部分の前記覆い板及び／又は前記基板に、温度調節手段が密着できる形状としたので、流路内を流通する液体の温度制御が行え、これにより各種科学現象（色彩変化等）を生じさせることができる。
したがって、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
請求項７は請求項４〜６の何れか１において、前記２次元的な微細流路の描画装置を２以上積層することにより、前記３次元的な微細流路の描画装置を形成することを特徴とする。
請求項７によれば、描画装置を積層することにより、２次元的な絵柄だけでなく、３次元的な絵柄を形成することができ、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を立体的に形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
なお、積層する描画装置は同一の絵柄のものでも、絵柄の種類や大きさが異なる描画装置を組み合わせてもよい。
【００１９】
請求項８は請求項７において、複数種類の着色液をそれぞれ貯留する複数の液体貯留部と、前記複数の液体貯留部のうち、所定の液体貯留部と前記２次元的なそれぞれの描画装置とを連通させる配管切換手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項８によれば、複数の液体貯留部のうち、所定の液体貯留部と描画装置とを切り換えて連通させる構成としたので、描画装置の流路に送液する液体の種類を自動的又は手動的に切り換えることができ、好みに応じて種々の色を組み合わせて描画することができる。
これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
請求項９は請求項１〜８の何れか1において、前記描画装置は前記微細流路を洗浄する洗浄液供給手段が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９によれば、微細流路内に着色液を流通させて描画した後、洗浄液を流通させて微細流路内を洗浄可能に構成したので、繰り返し、異なる色の着色液を用いて描画することができる。これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【００２１】
なお、洗浄液とは、着色液を微細流路内から除去して洗浄するための液体であり、水等の無色の液体、界面活性剤を含む水、又は各種有機溶剤等が挙げられるが、特に経済的、環境負荷の観点から、無色の水であることが好ましい。
【００２２】
また、洗浄液供給手段としては、洗浄液を溜める液溜め部を透明ブロックの表面に設けて、必要に応じて加圧することで洗浄液を供給する方法、洗浄液貯留部から配管切換手段を介して送液ポンプ（脈流ポンプ等）で描画装置に洗浄液を供給する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
請求項１０は請求項１〜９の何れか１において、前記着色液は、温度、反応、光の何れかにより色が変化する機能及び／又は固まる機能を有することを特徴とする。
請求項１０によれば、微細流路内に流通させる着色液を、温度、反応、光の何れかにより色が変化する機能及び／又は固まる機能を有する液体としたので、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、固まる機能を有する着色液の場合には、固まった着色液を溶解して洗浄できる洗浄液を使用することで、描画装置を再使用することができる。
上記のような着色液としては、色素、又は、顔料などに代表される着色性液体（各種カラーインク、カラー試薬等）、温度、反応により色彩が変化する液体であり、具体的には、リトマス液、感温液晶、万能指示薬等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って、本発明に係る描画装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２６】
＜第一実施形態＞
本実施形態は、本発明に係る描画装置１０に着色液（カラーインクやカラー試薬等）を流通させて、絵柄を形成する装置である。図１は、本発明に係る描画装置１０の構成を説明する平面図である。図２及び図３は、図１の部分拡大断面図等であり、図２は、第１液溜め部２４（図１の左上部点線内）を示し、図３は、第２液溜め部２８（図１の右下部点線内）を示す。
【００２７】
すなわち、描画装置１０は、主に、板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が、花、動物、風景等の所定絵柄の絵柄を形成するよう設けられた基板１２と、この基板１２の表面に密着固定され、長溝１４を覆うことにより基板１２に微細な流路１４Ａを形成する透明な覆い板２２と、より構成される。
【００２８】
上記の長溝１４により形成される微細な流路１４Ａは、平面視で絵柄（本実施形態では蝶の絵柄）を形成している。この流路１４Ａの一端は、覆い板２２に形成された円柱状空洞部である第１液溜め部２４と連通しており、流路１４Ａの他端は、基板１２に形成された円柱状空洞部である第２液溜め部２８と連通している。
【００２９】
更に、覆い板２２の第２液溜め部２８に相対する部分には、第２液溜め部２８と外気とが連通可能な貫通孔３０が形成されている
第１液溜め部２４及び第２液溜め部２８の容積は、５〜５０００ｍｍ３であることが好ましい。このような容積にすることにより、マイクロなチャンネルの中で起こる各現象のコントロールが容易に行える。
【００３０】
基板１２及び覆い板本体２２の平面サイズは、特に制限はないが、観賞用だけでなく学習用にも手軽に取り扱い可能な描画装置１０の性質上より、携帯できるサイズ、たとえば、８０×５０ｍｍとすることができる。基板１２及び覆い板２２の厚さも、特に制限はないが、強度、経済性等より、たとえば、それぞれ５ｍｍ程度とすることができる。
【００３１】
基板１２の材質としては、特に制限はないが、後述する製造方法を容易にする点より、樹脂材料、より具体的には、ポリ・ジメチル・スルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリ・メチル・メタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等が好ましく使用できる。
【００３２】
基板１２の表面に形成する長溝１４の断面積としては、既述のように、１ｍｍ２以下が好ましく、０．００２５〜０．６４ｍｍ２がより好ましく、０．０１〜０．２５ｍｍ２が最も好ましい。この長溝１４の断面形状は、特に制限はなく、矩形（正方形、長方形）、台形、Ｖ形、半円形等、各種の形状が採用できる。
【００３３】
覆い板２２の材質としては、特に制限はないが、流路内の色彩変化を視覚により認識可能とすることより、透明であることが好ましい。このような材料として、各種樹脂板、より具体的には、ポリジメチルスルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等、各種樹脂膜、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等が採用できる。
【００３４】
なお、覆い板２２が不透明であり、基板１２を透明とする構成、及び基板１２及び覆い板２２ともに透明とする構成も採用できる。
【００３５】
基板１２の表面（長溝が形成される面）及び覆い板２２の裏面（基板１２に密着する面）は、流路１４Ａの形成、及び液漏れの防止等の点より、充分な平坦性を確保できていることが好ましい。
【００３６】
次に、基板１２の形成方法について説明する。先ず、基板１２の長溝１４の反転形状が表面に形成されている反転型板を準備する。この反転型板の表面には、更に第２液溜め部２８の反転形状を形成しておく必要がある。この反転型板の製造方法としては、マシニングセンタ等による機械加工、放電加工、超音波加工、フォトエッチング加工等、レーザー加工等、公知の各種加工方法が採用できる。
【００３７】
次いで、この反転型板の表面に剥離剤を塗布する。この剥離剤としては、基板１２となる樹脂材の種類、加工条件（温度等）等に応じて適宜のものが採用できる。
【００３８】
次いで、反転型板の表面に樹脂材を塗布し、この樹脂材を硬化させる。樹脂材が、たとえば紫外線硬化樹脂である場合には、塗布後の樹脂材に紫外線を照射して硬化させる。樹脂材が、たとえばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のような熱可塑性樹脂である場合には、反転型板の表面に樹脂材を当ててホットプレス機により熱転写成形を行う。
【００３９】
そして、硬化後の樹脂材を反転型板より剥離する。
【００４０】
このような方法によれば、長溝が精度よく、かつ、安価に形成でき、評価装置を安価にできる。
【００４１】
次に、基板１２と覆い板２２との密着固定方法について説明する。
【００４２】
最初に、基板１２と覆い板２２とを洗浄する。洗浄方法としては、洗浄機による自動洗浄、手洗浄等、公知の各種洗浄方法が採用できる。
【００４３】
次いで、乾燥工程を実施する。この工程においては、公知の各種装置が適用できるが、たとえば、真空オーブンが好ましく使用できる。このような真空オーブン内において、基板１２及び覆い板２２を、治具等を使用して直立させる保持状態とすることが、真空オーブンの内容積の利用効率からも、基板１２及び覆い板２２の乾燥状態の点からも好ましい。
【００４４】
乾燥工程に続き、積層工程を実施する。この積層工程において、基板１２と覆い板２２とを積層する。この作業は、クリーンベンチやクリーンルーム内において、クラス１００以下の清浄度のもとで行うことが、描画装置１０の品質の点で好ましい。
【００４５】
積層工程に続き、密着工程を実施する。この密着工程において使用する装置（設備）としては、基板１２と覆い板２２との積層体を、これらのガラス転移点Ｔｇ以上の温度に加熱しながら、加圧して密着固定させることができれば、公知の各種装置（設備）、たとえばホットプレス機が使用できる。
【００４６】
ここでは、簡便な設備として、オーブンと錘（デッドウェイト）を使用した構成により説明する。
【００４７】
密着工程において、先ず、基板１２と覆い板２２との積層体の上下面に定盤を当て、この定盤で積層体をサンドイッチする。
【００４８】
定盤でサンドイッチした積層体を、オーブン内の棚（積層体を載置する部分）に載置した後、この上に錘（デッドウェイト）を載置する。
【００４９】
密着工程において重要なことは、雰囲気温度を高く設定し過ぎたり、処理時間を長く設定し過ぎたりして、長溝の断面形状を損うことがないように管理することであり、雰囲気温度を低く設定し過ぎたり、処理時間を短く設定し過ぎたりして、基板１２と覆い板２２とを密着固定できない（液漏れを生じたり、密着面に気泡が残存したりする）ことがないように管理することである。
【００５０】
次に、本発明に係る描画装置１０の使用方法について説明する。
【００５１】
描画装置１０としては、以下の１）〜６）の部材（必要に応じて７）も）を用意する必要がある。
【００５２】
１）基板１２と覆い板２２（覆い板本体２２Ａ及び透明板２２Ｂ）との密着積層体
２）着色液用スポイト３２
（表現したい色に応じて、必要な着色液を、第１液溜め部２４に供給するために使用する。着色液ごとに専用でも、１つを洗浄して使いまわしても構わない）。
【００５３】
３）着色液出入り口封止用のテープ３６
（着色液供給用ホールである第１液溜め部２４の蓋となる。着色液をピペットで第１液溜め部２４に供給後、蓋をするためのものである。また、第２液溜め部２８の蓋として使用することもできる）。
【００５４】
４）針
（着色液を供給又は回収する場合、液体が送受液される時に液体の変動分の空気を第１液溜め部２４に入れるため、必要に応じてテープに孔を開けるためのものである）。
【００５５】
５）送液手段
（第１液溜め部２４にテープで蓋をした状態で、この第１液溜め部２４及び第２液溜め部２８に熱を加えると（指先をテープに当て、体温で加熱等すると）、この第１液溜め部２４内の液体、及び／又は、気体が体積膨張する。この現象を利用した送液方法である。その他、第１液溜め部２４内をポンプの原理を利用した方法で加圧して、内部の液体を送り出す方法、などが可能である。
【００５６】
この場合、前述４）の針を用いて、第２液溜め部２８にテープが貼られている場合には、これに小さな孔を開ける。
【００５７】
また、第２液溜め部２８側を、ポンプ等を用いて減圧したり、第２液溜め部２８上に氷塊を置き、第２液溜め部２８内部の気体を収縮させて減圧したりすることにより、第１液溜め部２４内にある着色液を流路１４Ａに入れる場合には、第１液溜め部２４テープ蓋に前述４）の針を用いて小さな孔を開けることにより送液を可能にする）。
【００５８】
６）着色液及び洗浄液
描画装置１０を用いて描画し、各種色を呈する着色液をサンプル瓶等に入れて用意しておく。なお、絵柄を形成するための着色液としては、たとえば、色素、又は、顔料などに代表される着色性液体、温度、反応、光の何れかにより色彩が変化する機能又は固まる機能を有する液体等、が挙げられる。具体的には、酸性度で色が変化するリトマス液、光により色彩が変化するスマートゲル調光材料溶液、砂糖水（偏向板で挟んで使用）、熱や光で固まる熱硬化性インク、ＵＶ硬化性インク等、が挙げられる。
【００５９】
上記スマートゲル調光材料とは、熱や電気などの外部刺激に反応して液体を吸収・放出して可逆的に体積変化するスマートゲル中に高濃度の顔料を分散・保持した着色高分子ゲル粒子であり、例えば富士ゼロックス製のものが使用される（非特許文献：http://www.fujixerox.co.jp/research/category/chem/func_materials2/ 参照）。
【００６０】
上記砂糖水は、光学異性体であり、旋光性を有するため、偏光板で砂糖水を挟み、偏光板の角度を変えることで、様々な色の変化が観賞できる。また、砂糖水の他、光学異性体である物質で安全なものが使用される。（非特許文献：http://www.edu.city.kyoto.jp/science/science/sci-news/jikken/h12jikken/h12buturi-2.htm参照）。
【００６１】
また、流路１４Ａ内を洗浄するための洗浄液としては、上記着色液を流路１４Ａより除去でき、かつ部材を侵さないものであれば特に限定されず、水等の無色の液体、界面活性剤を含んだ水、各種有機溶剤等が挙げられる。
【００６２】
７）接着剤又はねじ（及びシーリング材）
基板１２と覆い板２２との密着積層体を提供せず、実験の際に基板１２と覆い板２２とを接着剤で密着固定、又はねじで締め付け固定して組み立てる場合に使用する。
【００６３】
次に、このセットを使用した描画方法の詳細について詳述する。
【００６４】
図４は、描画方法の手順を示す断面図であり、第１液溜め部２４における時系列的な手順を示す。
【００６５】
図４（ａ）に示されるように、着色液用スポイト３２により第１液溜め部２４に所定量の着色液Ｌ１を供給する。この着色液Ｌ１は、図４（ｂ）に示されるように、第１液溜め部２４内の流路１４Ａと連通する部分を塞ぐように供給される。
【００６６】
次いで、図４（ｃ）に示されるように、着色液出入り口封止用のテープ３６により第１液溜め部２４に蓋をする。このテープ３６は、片面（図では下面）に粘着材がコートされているものであり、これにより、第１液溜め部２４が外気と遮断される。
【００６７】
次いで、図４（ｄ）に示されるように、テープ３６の上に指先３８を接触させる。これにより、第１液溜め部２４Ａに送液手段が形成される。この送液手段は、指先３８でテープ３６を押して下方に撓ませ、第１液溜め部２４Ａの容積を減少させることにより、着色液Lを流路１４Ａに送り込むことによりなされる。
【００６８】
また、図４（ｄ）に示される同様の構成において、着色液Ｌ１が体温よりも低温である場合に、指先３８の熱により第１液溜め部２４内の気体を体積膨張させ、着色液Ｌ１を流路１４Ａに送り込むことによりなされるのであってもよい。
【００６９】
その後、上述と同様にして、着色液Ｌ２を第１液溜め部２４Ｂに供給する。そして、透明な覆い板２２の上より流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２が流通、拡散、及び反応することによって、形成する絵柄及びその色彩変化を観賞する。また、温度制御手段を基板１２の下面に当接させながら流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２の挙動を観賞してもよい。
【００７０】
さらに、絵柄の色彩変化を観賞した後、洗浄液（本実施形態では無色の水）を第１液溜め部２４よりスポイト等で流路１４Ａ内に供給し、流路１４Ａ内の残っている着色液Ｌ１、Ｌ２及び反応生成物等を除去する。これにより、流路１４Ａ内が洗浄される。
【００７１】
なお、洗浄液供給手段としては、上記の方法の他に、洗浄液を溜める液溜め部を基板１２上に設けて、必要に応じて加圧することで洗浄液を供給する方法、洗浄液貯留部から配管切換手段、及び配管を介して送液ポンプ（脈流ポンプ等）で描画装置１０に洗浄液を供給する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７２】
また、第２液溜め部２８を超える容量の洗浄液が必要となる場合でも、洗浄液を貫通孔３０より描画装置１０の外部へ回収してもよいし、第１液溜め部２４をスポイト等により減圧して、流路１４内の着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物を吸い出すことも可能である。また、このときの描画装置の詳細な作用については、後述の実施例（図１６及び１７に参照）で説明する。
【００７３】
なお、本実施形態では、１つの第１液溜め部２４より着色液Ｌ１、Ｌ２を供給する構成としたが、図１において、第１液溜め部２４の位置と第２液溜め部２８Ａ、２８Ｂの位置とを入れ替えて、２つの第１液溜め部２４Ａ、２４Ｂより着色液Ｌ１、Ｌ２を別々に供給する構成としてもよい。これにより、異なる色の着色液Ｌ１、Ｌ２を切り換えて、流路１４Ａ内に供給することが可能となる。
【００７４】
以上に説明した本実施形態の描画装置１０によれば、流路１４Ａ内に着色液Ｌ１、Ｌ２を順次流通させて花、動物、風景等の所定絵柄を形成することができ、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等による科学現象を手軽に観察・学習しながら、絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、洗浄液を流路１４内に流通させて洗浄することにより、繰り返し描画することができる。
【００７５】
以上、本発明に係る描画装置の第一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００７６】
たとえば、本実施形態において、基板１２と覆い板２２とが熱圧着により密着固定される方法が採用されているが、これ以外の方法（例えば、接着剤による接着、ねじで四隅を固定する方法等）をも採用できる。また、光造形技術等を用いて、透明ブロック内に微細流路による２次元的な絵柄を形成させた構成としてもよい。
【００７７】
また、本実施形態において、覆い板２２は１枚の平板状としたが、流路１４Ａと相対する覆い板２２に温度制御手段が密着可能な構成としてもよい。図５は、覆い板２２上に温度制御手段が密着可能である描画装置１０を示す平面図である。
【００７８】
すなわち、図５に示されるように、覆い板２２は、中央に矩形の孔を有する枠状部材である覆い板本体２２Ａと、平面サイズが矩形の孔２３と略同一サイズであり、厚さが覆い板本体２２Ａ未満であり、覆い板本体の矩形の孔２３に嵌合される透明板２２Ｂとより構成される。
【００７９】
なお、覆い板本体２２Ａに形成される矩形の孔２３のサイズは、これに嵌合される透明板２２Ｂより若干大きく形成することが好ましい。
【００８０】
また、透明板２２Ｂとしては、光学顕微鏡用の市販のスライドグラス又はカバーグラスが好ましく採用できる。このようなガラス板は、いずれも比較的安価であるうえ、入手が容易であり、透明板としてふさわしい。
【００８１】
光学顕微鏡用のスライドグラスは、平面サイズが７６×２６ｍｍであり、板厚が１．０〜１．３ｍｍが一般的なサイズであり、カバーグラスは、平面サイズが１８×１８ｍｍ〜６０×２５ｍｍであり、板厚で０．１２〜０．１７ｍｍが一般的なサイズである。したがって、使用する透明板２２Ｂの平面サイズに対応するように、覆い板本体２２Ａの矩形の孔２３のサイズを決定する必要がある。
【００８２】
また透明板２２Ｂは、接着剤等により基板１２上へ貼り付けられることによって固定される。これに使用される接着剤として、特に制限はないが、シアノアクリレート系の接着剤（たとえば、商品名：アロンアルファ）が好ましく採用できる。このようなシアノアクリレート系の接着剤は、瞬間的に硬化し、粘度が低く、また必要量が微小であることより、流路１４Ａからの液のリークを防止できる点でも好ましい。
【００８３】
上記の如く形成された覆い板２２の凹部に、温度制御手段２７が当接されて、流路１４Ａ内の着色液の温度制御が行われる。これにより、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１の温度が極めて短時間で温度制御手段の温度に接近するようになる。
【００８４】
なお、着色液を冷却する場合の温度制御手段２７としては、たとえば、水、氷、ドライアイス、アイスノン等が使用でき、着色液を加熱する場合の温度制御手段２７としては、たとえば、オーブンで予め所定温度に加熱しておいた金属ブロックや、カイロ、各種保温剤等、が使用できる。また、流路１４Ａ、もしくは第１、第２液溜め部２４、２８Ａ、２８Ｂに高温液体又は所定温度の着色液を封入又は流通させる方法、覆い板２２の凹部に高温液体を注入する方法等、も採用することができる。
【００８５】
また、温度制御手段２７が密着可能な描画装置１０の構成としては、上述の例に限らず、流路１４Ａと相対する領域に凹状となっている1枚の覆い板２２としてもよいし、基板１２の板厚みを薄くしてもよい。
【００８６】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、図６の描画装置１０’において、マイクロチューブを用いて数種類の絵柄の絵柄を形成する装置である。図６は、本実施形態の描画装置１０’の構成を説明する平面図であり、このうち図６（Ａ）は、描画装置１０’の上面図を示し、図６（Ｂ）は第１液溜め部２４（第２液溜め部２８）の断面図である。なお、図６において、図１と同様の符号、部材等についての説明は省略する。
【００８７】
図６（Ａ）に示されるように、描画装置１０’は、主に、1枚の基板１２’の表面に、花、動物、風景等の数種類の絵柄を形成するよう設けられた長溝１４と、該長溝１４内に内径１ｍｍ２以下のマイクロチューブ１４Ａ’とを備え、第２液溜め部２８を一つにしたこと、及びねじで組み立て可能に構成したこと以外は、図１の描画装置１０とほぼ同様に構成される。
すなわち、図６の描画装置１０’の長溝１４は、基板１２’上に数種類（本実施形態ではウサギとゾウの絵柄）を形成している。長溝１４の形状及び内径は、ほぼ第一実施形態と同様であるが、後述するマイクロチューブ１４Ａ’の外径全体が、一定の余裕をもって収納される大きさであることが好ましい。なお、基板１２’及び覆い板２２は、透明な部材であることが好ましい。
【００８８】
マイクロチューブ１４Ａ’は、内径が１ｍｍ２以下のマイクロ空間を形成した透明な１本の筒状の流路であり、図６（Ｂ）に示されるように、長溝１４内に埋設、固定される。
上記マイクロチューブ１４Ａ’の材質としては、折り曲げても破損しない強度、可塑性を有し、さらに耐薬品性を有するものが好ましく、例えば、シリコン、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００８９】
また、基板１２’及び覆い板２２の四隅には、板厚み方向に貫通したねじ穴５７…が形成されており、使用者が組み立てることができるようになっている。
次に、描画装置１０’の組み立て方法について説明する。まず、図６（Ａ）に示されるように、上記マイクロチューブ１４Ａ’を、第１液溜め部２４から第２液溜め部２８までを連結するように長溝１４内に埋設させる。本実施形態では、ウサギ又はゾウのうち、好きな絵柄を選び、この絵柄に沿ってマイクロチューブ１４Ａ’を固定して絵柄を形成する。
次いで、溝１４内にマイクロチューブ１４Ａ’を固定した基板１２’上に覆い板２２を被せ、ねじ（不図示）をねじ穴５７…に通し、締め付けることによって固定する。
また、描画装置１０’の使用方法、及びその使用に必要な着色液等の材料については、第一実施形態と同様である。
【００９０】
このように、１つの基板１２’上に数種類の絵柄から好きな絵柄を選び、この絵柄に沿ってマイクロチューブ１４Ａ’を配置することにより、自由に所定絵柄を形成することができる。また、このマイクロチューブ１４Ａ’内に、着色液Ｌ１、Ｌ２を順次供給することによって、両者間の拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、マイクロチューブ１４Ａ’中に洗浄液を流通させるか、又はチューブそのものを新品に取り替えることにより、繰り返し絵柄を形成することができる。
【００９１】
以上、本発明に係る描画装置の第二実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００９２】
たとえば、本実施形態では、長溝１４にマイクロチューブ１４Ａ’を埋設して絵柄を形成する構成としたが、上述に限定されず、平板状の基板１２上にマイクロチューブ１４Ａ’を粘着性のシールや接着材等のその他の固定手段によって、透明ブロック内に２次元的、３次元的な絵柄を形成し、固定する構成としてもよい。この場合、透明ブロックの表面に形成された着色液供給用の液溜め部が、着色液回収用の液溜め部とマイクロチューブ１４’により連通するように組み立てられればよい。
【００９３】
また、本実施形態では、着色液Ｌ１、Ｌ２を供給する第１液溜め部２４又は第２液溜め部を、それぞれ１つずつ設ける構成としたが、これに限定されず、それぞれ複数設ける構成としてもよい。これにより、必要に応じて異なる色の着色液を切り換えて、流路１４Ａ内に供給することが可能となる。
【００９４】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と類似の密着積層体１０を鉛直方向に複数枚積層して、３次元の絵柄を形成する積層型の描画装置５０である。図７は、本発明に係る積層型の描画装置５０の構成を説明する図であり、図８は、図７を構成する密着積層体１０の構成を説明する図である。このうち、図７（Ａ）は、積層型の描画装置５０の上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の矢印Ａ方向の側面図である。なお、図７及び図８において、図１の描画装置１０と同一、類似の部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９５】
すなわち、図７に示されるように、積層型の描画装置５０は、主に、透明な板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が花、動物、風景等の所定絵柄を形成するように設けられた基板１２と、覆い板２２と、の密着積層体１０…が、鉛直方向に積層されて構成される。本実施形態では、密着積層体１０…を３部積層し、このうち中央に、絵柄の大きさが異なる密着積層体１０を使用する例について説明するが、これに限定されない。
【００９６】
図７の密着積層体１０は、図８に示されるように、第１液溜め部２４の液体供給口が、覆い板２２の表面ではなく側面に形成され、第２液溜め部２８の貫通孔３０が覆い板２２の側面に連通するように形成されたこと以外は、図１の描画装置１０とほぼ同様に構成されている。なお、基板１２及び覆い板２２が、透明な部材であることが好ましい。
【００９７】
図７の密着積層体１０の第１液溜め部２４の液体供給口は、図７（Ａ）に示されるように、覆い板２２の表面と側面に開口するように形成され、さらに覆い板２２と基板１２とが密着積層されて、第１液溜め部２４が形成される。
【００９８】
積層型の描画装置５０の組み立て方法については、第一実施形態と同様に拡散接合により密着積層されることが好ましいが、これに限定されることはなく、接着剤等による接合や、ねじにより組み立て固定する方法等であってもよい。
次に、本発明に係る積層型の描画装置５０の使用方法について、図７（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要な着色液等の材料については、第一実施形態と同様である。
【００９９】
まず、着色液用スポイト３２を指でゆっくり押しながら、各密着積層体１０…の第１液溜め部２４…に着色液Ｌ１を強制的に供給する。次いで、着色液Ｌ２についても、同様に、第１液溜め部２４…に順次強制的に供給する。
【０１００】
第１液溜め部２４から強制的に供給された着色液Ｌ１、Ｌ２は、流路１４Ａ内を流通した後、第２液溜め部２８に貯留される。流路１４Ａ内は、この着色液Ｌ１、Ｌ２の強制供給により加圧されるが、第２液溜め部２８の貫通孔３０より空気が排出されるので、特に問題はない。
【０１０１】
着色液Ｌ２を第１液溜め部２４…に供給した後、封止用のキャップ４６…をそれぞれ第１液溜め部２４…に被せて封止し、しばらく積層型の描画装置５０を静置させる。
【０１０２】
以上に説明した本実施形態の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２により、３次元的な絵柄を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、描画した後でも、洗浄液を第１液溜め部２４より流路１４Ａ内に供給して、流路１４内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等を除去することができ、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。
【０１０３】
なお、洗浄液が第２液溜め部２８を超える容量になった場合でも、貫通孔３０より描画装置１０の外部へ排出させてもよいし、第１液溜め部２４をスポイト等により減圧して、流路１４内の着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物を吸い出すことも可能である。
【０１０４】
以上、本発明に係る描画装置の第三実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【０１０５】
たとえば、本実施形態では、密着積層体１０を鉛直方向に密着して積層固定する構成としたが、これに限定されることはなく、棚状の固定枠に各密着積層体１０を、所定の間隔ごとに積層する構成としてもよい。また、光造形技術等を用いて、透明ブロック内に微細流路による３次元的な絵柄を形成させた構成としてもよい。
【０１０６】
また、本実施形態では、１つの第１液溜め部２４より着色液Ｌ１、Ｌ２を供給する構成としたが、図７及び８において、第１液溜め部２４を複数設けて、それぞれの第１液溜め部２４Ａ、２４Ｂより異なる色の着色液Ｌ１、Ｌ２を切り換えて供給する構成としてもよい。
【０１０７】
また、本実施形態では、各密着積層体１０…に、それぞれ同じ着色液Ｌ１、Ｌ２を順次供給する例について説明したが、密着積層体１０…ごとに異なる色又は種類の着色液を供給し、より多様な色彩変化を楽しむことも可能である。さらに、絵柄の種類又は大きさが異なる密着積層体１０…を自由に組み合わせて積層することにより、３次元的な絵柄を形成することもできる。
【０１０８】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、第三実施形態と類似の密着積層体１０を水平方向に複数枚積層して、３次元の絵柄を形成する積層型の描画装置５０である。図９は、本発明に係る積層型の描画装置５０の構成を説明する図であり、図１０は、図９を構成する密着積層体１０の構成を説明する図である。なお、図９及び図１０において、第三実施形態における図７の密着積層体１０と同一、類似の部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０９】
図９に示されるように、積層型の描画装置５０は、主に、透明な板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が花、動物、風景等の所定絵柄（本実施形態では蝶の絵柄）を形成するように設けられた基板１２と、覆い板２２と、の密着積層体１０…が、水平方向に積層されて構成される。
【０１１０】
図９の密着積層体１０は、図１０に示されるように、第２液溜め部２８の貫通孔３０が、基板１２の第１液溜め部２４の液面よりも高い位置で外気と連通するように構成されたこと以外は、第三実施形態の密着積層体１０と同様に構成される。なお、貫通孔３０は、着色液が第２液溜め部２８より積層型の描画装置５０の外部へ漏れることなく、外気と連通できる構成（すなわち、液体供給部の液面よりも高い位置で外気と連通する構成）であれば、本実施形態に限定されない。
積層型の描画装置５０の組み立て方法、使用方法、必要な着色液等の材料、及び各種別態様については、第三実施形態とほぼ同様である。
【０１１１】
以上に説明した本実施形態の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２により、３次元的な絵柄を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、描画した後でも、洗浄液を第１液溜め部２４より流路１４Ａ内に供給して、流路１４内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等を除去することができ、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。また、本実施形態では、積層型の描画装置５０を立てた状態で設置することができるため、観賞用として好適である。
【０１１２】
なお、本実施形態では、各密着積層体１０の配置方法は、絵柄が同じ方向を示すように積層した例について述べたが、観賞用の置物として種々の配置形態（たとえば、密着積層体１０、１０同士が直交する方向に配置される等）をとることができ、特に限定されることはない。
【０１１３】
＜第五実施形態＞
本実施形態は、第四実施形態の積層型の描画装置５０において、温度制御手段２７を設置できる構成としたものである。図１１は、本実施形態の密着積層体１０を説明する図である。
【０１１４】
図１１の密着積層体１０は、基板１２の流路１４Ａが形成されていない面（裏面）に、矩形の凹部２５が形成され、透明な板状の温度制御手段２７が差し込まれたこと以外は、図１０の密着積層体１０と同様に構成されている。
【０１１５】
積層型の描画装置５０の組み立て方法、使用方法、着色液等の材料、及び各種別態様については、第三実施形態とほぼ同様である。
【０１１６】
このような構成により、積層型の描画装置５０における密着積層体１０同士の間の、流路１４Ａに相対する領域に隙間（凹部２５）が形成され、ここに温度制御手段２７が差し込まれることで、流路１４Ａ内の着色液の温度制御が行われる。
【０１１７】
上記温度制御手段２７としては、第一実施形態に挙げたように金属ブロック、カイロ、各種保温剤等が使用できる。また、凹部２５に所定温度の無色の水等を注ぐ方法でもよい。
【０１１８】
以上に説明した本実施形態の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２が形成する３次元的な絵柄（本実施形態では、蝶の絵柄）を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の温度変化による繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、描画した後でも、洗浄液で流路１４Ａ内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等を除去することにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。
【０１１９】
＜第六実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と類似の基板１２…を水平方向に複数枚積層し、１の液体供給口より着色液を一括で各基板１２…の流路１４Ａに分配供給し、一括して回収する積層型の描画装置５０である。図１２は、本発明に係る積層型の描画装置５０の構成を説明する図であり、図１３は、図１２を構成する基板１２の構成を説明する図である。このうち、図１３（Ａ）は、基板１２の上面図であり、図１３（Ｂ）は、第１液溜め部２４（第２液溜め部２８）の断面図である。なお、図１２及び図１３において、第一実施形態における図１の描画装置１０と同一、類似の部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２０】
図１２に示されるように、積層型の描画装置５０は、主に、透明な板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が花、動物、風景等の所定絵柄（本実施形態では蝶の絵柄）を形成するように設けられた基板１２…と、１枚の覆い板２２と、が水平方向に積層されて構成される。
【０１２１】
基板１２は、図１３（Ｂ）に示されるように、第１液溜め部２４及び第２液溜め部２８が、基板１２の厚み方向に貫通した穴状に形成されていること以外は、第一実施形態の基板１２と同様に構成される。
【０１２２】
次に、積層型の描画装置５０の組み立て方法について説明する。
【０１２３】
まず、一方の基板１２の流路１４Ａが形成された面（表面）と、他方の基板１２の流路１４Ａが形成されていない面（裏面）とが隣接するように積層し、最も端の基板１２に覆い板２２を積層する。次いで、これらを固定用の枠などで積層固定し、第一実施形態の密着工程と同様にして、基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２とを熱圧着により密着固定させる。
【０１２４】
この基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２との密着固定方法としては、上述の例に限られず、一方の基板１２の表面の流路１４Ａの周囲部と他方の基板１２の裏面とを、各種接着剤等により固定させる方法、又は基板１２及び覆い板２２にねじ穴を形成し、これらを積層してねじで締め付け固定する方法等でもよい。
【０１２５】
図１４は、図１２の積層型の描画装置５０を矢印Ａの方向からみた側面図である。上記の如く基板１２…及び覆い板２２が積層されることにより、図１４に示されるように、各基板１２の第１液溜め部２４…が連通して一つの液体供給路４４を形成し、各基板１２の第２液溜め部２８…が連通して液体排出路４８Ａを形成する。
【０１２６】
これにより、液体供給路４４より供給された着色液Ｌ１、Ｌ２は、各基板１２の流路１４Ａ内へ均等に分配供給され、それぞれの基板１２上の流路１４Ａ内を流通する。そして、流路１４Ａ内を流通した着色液は、液体排出路４８Ａへ回収される。
【０１２７】
なお、封止用のキャップ４６（穴を開けたシール３６等でもよい）を液体供給路４４の入口端及び／又は液体排出路４８Ａの出口端に嵌め込み、着色液Ｌ１、Ｌ２が積層型の描画装置５０から漏れ出さないようにしてもよい。
また、積層型の描画装置５０の使用方法、及び必要な着色液等の材料については、第三実施形態とほぼ同様である。
【０１２８】
以上に説明した本実施形態の積層型の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２が形成する３次元的な絵柄を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等による繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【０１２９】
また、本実施形態の描画装置５０によれば、洗浄液を流路１４Ａへ供給、排出して流路１４内を洗浄しやすい構成となっているので、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。
【０１３０】
以上、本発明に係る描画装置の第六実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【０１３１】
本実施形態の積層型の描画装置５０は、各基板１２があらかじめ密着積層されておらず、使用者が組み立てる構成としたが、あらかじめ第一実施形態と同様に、密着積層された積層型の描画装置５０として用意されてもよい。この場合、基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２との密着工程が不要となる。また、光造形技術等を用いて、透明ブロック内に微細流路による３次元的な絵柄を形成させた描画装置５０を使用してもよい。
【０１３２】
また、本実施形態では、中央部に絵柄（蝶）の大きな密着積層体１０を組み合わせた例を示したが、これに限定されず、絵柄のデザインや大きさの異なる基板１２を、自由に組み合わせて積層してもよい。
【０１３３】
また、本実施形態では、基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２とを拡散接合で密着固定する例について説明したが、上述の例に限定されず、各部材をねじによって締め付け固定する方法等でもよい。
【０１３４】
また、本実施形態では、基板１２の片面のみに長溝１４が形成される例について説明したが、上述の例に限定されず、基板１２の両面に長溝１４が形成される構成であってもよい。
【０１３５】
また、本実施形態では、流路１４Ａ内を流通した着色液は、液体排出路４８に回収されたままの状態としたが、積層型の描画装置５０の外部に回収手段を取り付けて、積層型の描画装置５０の外部へ回収させる構成としてもよい。
【０１３６】
＜第七実施形態＞
本実施形態は、積層型の描画装置５０において、着色液の供給・排出等を自動化させた描画装置７０である。図１５は、積層型の描画装置５０を用いた描画装置７０の構成を説明する図である。
【０１３７】
描画装置７０は、主に、描画装置本体５０と、着色液Ｌ１、Ｌ２、及び洗浄液Ｗをそれぞれ貯留する液体貯留部７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃ（まとめて液体貯留部７４とする）と、液体貯留部７４より描画装置本体５０に着色液Ｌ１、Ｌ２を切り換えて送液する配管切換手段７６と、液体回収部７８と、より構成される。
【０１３８】
液体貯留部７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃは、着色液Ｌ１、Ｌ２、及び洗浄液Ｗを貯留しており、１つの液体貯留部７４を形成する。
【０１３９】
配管切換手段７６は、着色液Ｌ１、Ｌ２又は洗浄液Ｗの液体貯留部７４ａ、７４ｂ、７４ｃと連通する配管８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、を定期的又は必要に応じて切り換えて、描画装置本体５０に連通する配管８４に接続する。
【０１４０】
配管切換手段７６の具体的な例としては、ダンパ、バルブ等が挙げられるが、配管を切り換える機能を有するものであれば他の手段でもよい。また、配管切換手段７６にタイマ機能を設け、一定時間ごとに送液する液体を切り換える構成としてもよい。
【０１４１】
液体回収部７８は、配管８６により描画装置本体７２と連通されており、描画装置本体５０より排出される着色液Ｌ１、Ｌ２又は洗浄液Ｗを回収する。
【０１４２】
次に、描画装置７０の作用について説明する。なお、描画装置７０は、プログラムにより自動制御されるものとする。
【０１４３】
まず、配管切換手段７６が作動し、配管８２ａと配管８４とが連通される。次いで、送液ポンプ７７が作動し、着色液Ｌ１が配管８２ａ、８４を介して描画装置本体５０に送液される。そして、所定時間経過後、送液ポンプ７７が停止される。
【０１４４】
その後、再び配管切換手段７６が作動し、配管８２ｂと配管８４とが連通される。次いで、送液ポンプ７７が作動し、着色液Ｌ２が配管８２ｂ、８４を介して描画装置本体５０に送液される。そして、所定時間経過後、送液ポンプ７７が停止される。このとき、描画装置本体５０内では、着色液Ｌ１、Ｌ２によって絵柄が形成され、両者間の拡散・反応による色彩変化が生じる。
【０１４５】
また、描画装置本体５０の流路内を流通した着色液Ｌ１、Ｌ２又は反応生成物は、液体回収部７８に回収される。そして、充分な時間が経過した後、配管切換手段７６が作動し、配管８２ｃと配管８４とが連通される。
【０１４６】
次いで、送液ポンプ７７が作動し、洗浄液Ｗが配管８２ｃ、８４を介して描画装置本体５０に送液される。そして、所定時間経過後、送液ポンプ７７が停止し、洗浄を終了する。これにより、描画装置本体７２の流路１４Ａ内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等が除去及び洗浄され、運転前と同様の状態にもどされる。
【０１４７】
なお、洗浄液供給手段としては、上記の方法の他に、洗浄液を溜める液溜め部を描画装置５０の表面に設けて、必要に応じて加圧することで洗浄液を供給する方法やスポイト等で洗浄液Ｗを適宜供給する方法等でもよく、これらに限定されない。
以上説明した本実施形態の描画装置７０によれば、描画装置の流路に送液する異なる色又は種類の着色液を自動的に切り換えることができるので、種々の色を切り換え又は組み合わせて絵柄を形成することができる。これにより、絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【０１４８】
以上、本発明に係る描画装置７０の第七実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【０１４９】
たとえば、本実施形態では、描画装置本体５０として積層型の描画装置５０を用いたが、描画装置１０を用いてもよい。また、異なる色の着色液を順次、描画装置本体５０に供給する構成としたが、異なる色または種類の着色液を、同時又は切り換えて描画装置本体５０の２次元的な流路の描画装置にそれぞれ供給する構成や、３次元的な流路の描画装置に供給する構成としてもよい。これにより、意図的に種々の色の着色液を供給することができる。
【０１５０】
以上に説明した本発明の第一〜第七実施形態の描画装置によれば、シンプルな構成で、安価に組み立てられ、かつ、高精度な絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【０１５１】
また、本発明は、観賞用の置物としてだけでなく、学習用教材や玩具としても使用することができる。
【実施例】
【０１５２】
次に、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。図１に示される描画装置１０を使用して、着色液Ｌ１、Ｌ２による絵柄の形成、及び拡散・反応による色彩変化等に関する目視観察を行った。
（着色液Ｌ１、Ｌ２の種類）
着色液Ｌ１：水溶性青色インク（市販）、着色液Ｌ２：水溶性赤色インク（市販）
（実施例１）
まず、流路全長に相当する量の着色液Ｌ１（青色）を第２液溜め部２８より着色液用スポイト３２で供給した後、供給を止め、次に、流路全長の約半量に相当する量の着色液Ｌ２（赤色）を第２液溜め部２８より着色液用スポイト３２で供給した。このときの絵柄の色彩変化を観察した（図１６参照）。なお、着色液の供給方向を矢印で示す。
【０１５３】
図１６（Ａ）に示すように、着色液Ｌ１のみを供給すると、青い絵柄（本実施例では蝶の絵柄）が形成された。次いで、第２液溜め部２８より着色液Ｌ２（赤色）を供給しはじめると、図１６（Ｂ）に示すように、第２液溜め部２８近傍から着色液Ｌ２の赤色が流通方向に拡散し始めた。その後、着色液Ｌ２の供給を止め、絵柄の色彩変化を経時的に観察したところ、図１６（Ｃ）に示すように、第２液溜め部２８付近から、着色液Ｌ１とＬ２との拡散が進行し、絵柄が紫色に変色し始める様子が認められた。さらに約２０分間放置した後、絵柄はほぼ全体が均一に紫色を呈した。
【０１５４】
このように、着色液Ｌ１、Ｌ２間の拡散を、色彩変化として視覚的に認識できることが解った。
【０１５５】
（実施例２）
まず、第１液溜め部２４Ａから、流路全長の約半量に相当する量の着色液Ｌ１を着色液用スポイト３２で供給した後、さらに第１液溜め部２４Ｂから、同量の着色液Ｌ２を着色液用スポイト３２で供給した。そして、絵柄の色彩変化を観察した（図１７参照）。
【０１５６】
図１７（Ａ）に示すように、着色液Ｌ１、Ｌ２は、それぞれの流路を流通して、合流領域Ｐで合流したが、相互に層流を形成していたため、瞬時に両者が混合されず、それぞれの色を維持した状態で流通した。その後、分岐すると、再び着色液Ｌ１、Ｌ２の青色、赤色に分離して流通した。
【０１５７】
次いで、図１７（Ｂ）に示すように、合流領域Ｐ近傍から両者が反応しはじめ、色彩が紫色に変化し始めた。さらに、約２０分経過後、図１７（Ｃ）に示すように、絵柄全体で着色液Ｌ１、Ｌ２が拡散及び反応することにより、絵柄全体が紫色に変化した。
【０１５８】
このように、着色液Ｌ１、Ｌ２間の拡散を、色彩変化として視覚的に認識できることが解った。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明に係る第一実施形態の描画装置の構成を説明する平面図である
【図２】図１の部分拡大断面図である
【図３】図１の部分拡大断面図等である
【図４】描画方法の手順を示す断面図である
【図５】図１の別態様を説明する平面図である
【図６】本発明に係る第二実施形態の描画装置の構成を説明する図である
【図７】本発明に係る第三実施形態の描画装置の構成を説明する図である
【図８】図７の別態様を説明する図である
【図９】本発明に係る第四実施形態の描画装置の構成を説明する斜視図である
【図１０】図９の密着積層体を説明する図である
【図１１】本発明に係る第五実施形態の描画装置の構成を説明する図である
【図１２】本発明に係る第六実施形態の描画装置の構成を説明する斜視図である
【図１３】図１２の基板及び覆い板を説明する図である
【図１４】図１２の矢印Ａ方向の側面図である
【図１５】本発明に係る第七実施形態の描画装置の構成を説明する斜視図である
【図１６】本実施例における観察結果を示す図である
【図１７】本実施例における観察結果を示す図である
【符号の説明】
【０１６０】
１０、１０’…描画装置（密着積層体）、１２…基板、１４…長溝、１４Ａ…流路、１４Ａ’…チューブ状の流路、２２…覆い板、２２Ａ…覆い板本体、２２Ｂ…透明板、２４…第１液溜め部、２８…第２液溜め部、３０…貫通孔、３２…着色液用スポイト、３６…テープ、３８…指先、５０…積層型の描画装置、４４…液体供給路、４８…液体排出路、７０…描画装置、７４…液体貯留部、７６…配管切換手段、７８…液体回収部、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８４、８６…配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置に係り、特に、観賞用として絵柄を形成し、かつその絵柄の繊細な色彩変化を手軽に観賞することができる描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部屋、店舗、事務所等において、娯楽用、観賞用等に使用されているディスプレイ（置物）としては、植木や水槽等を利用するものがある。例えば、特許文献１は、観賞用置物の装飾部をマグネットにより取替え可能にし、これにより、好みに応じて観賞用置物をデザインすることができる、とされている。
【特許文献１】特開２００４−１３０７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような観賞用置物では、微細な色彩の時間変化を表現することはできなかった。また、紙などに絵柄を描き、色を塗ることによって色彩を楽しむことはできるが、色は即時に紙の上で拡散してしまうため微細な色彩変化は観賞できず、紙も使いまわしすることができなかった。
【０００４】
さらに、観賞用としてだけでなく、手軽に科学現象に親しめる学習用の教材も求められている。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、透明ブロック内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路が２次元的又は３次元的な流路構造に形成されており、前記透明ブロック表面に形成されて前記微細流路に連通する少なくとも１つの液溜め部から１色以上の着色液を前記微細流路内に供給して満たすことで前記所望絵柄の色彩変化を視覚的に認識可能としたことを特徴とする描画装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、透明ブロック内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路が２次元又は３次元の流路構造に形成し、この微細流路に１色以上の着色液を流して所望絵柄に着色するようにしたので、微細流路に供給される着色液は層流の流れを形成して流路を満たすことになる。これにより、例えば微細流路中に２色の着色液を合流させるように供給すると２色の着色液は分離した状態で２つの線を描き、拡散現象により時間がたつと２色は次第に混合して異なる色を形成する。
【０００８】
このように通常のペイントによる描画に比べて繊細な色の違いを表現できるだけでなく、微小流路による拡散現象を観察・学習することもできる。また、絵柄を形成する流路を平面的な２次元的な流路構造だけでなく、３次元的な流路構造にすれば、絵柄を立体的に表現することができる。
【０００９】
なお、請求項１において、透明ブロックとは、視覚的に流路内の着色液の色彩変化が認識可能であるものを表し、透明度やブロック形状については、特に限定されない。また、微細流路の断面積としては、１ｍｍ２以下が好ましく、０．００２５〜０．６ｍｍ２がより好ましく、０．０１〜０．２５ｍｍ２がさらに好ましい。
【００１０】
請求項２は請求項１において、前記透明ブロックは、アクリル製又はガラス製であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２によれば、透明ブロックがアクリル製又はガラス製であるので、流路内の液体の色彩変化を観察することができ、これにより、繰り返し所定の絵柄を形成でき、科学現象に利用して、絵柄の微細な色彩変化を観賞することができる。
【００１２】
請求項３は請求項1又は２において、前記微細流路は断面が１ｍｍ２以下のマイクロチューブで形成されていることを特徴とする。
請求項３によれば、微細流路は断面が１ｍｍ２以下のマイクロチューブで形成されているので、好みに応じて絵柄の形状を自由に変えたり、選択したりすることが可能となる。
これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を好みに応じて形成することができるとともに、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
なお、請求項３において、マイクロチューブとは、内部がマイクロレベル（断面が１ｍｍ２以下）の中空を有する筒状のチューブである。
【００１３】
請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記透明ブロックは、板状体の表面に断面が１ｍｍ２以下である前記絵柄の長溝が形成されている基板と、該基板の表面に密着配置され、前記長溝を覆うことにより該基板に前記２次元的な微細流路を形成する覆い板と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４によれば、シンプルな構成で、かつ安価に組み立てられる描画装置を構成したので、観賞用としてだけでなく、学習用、玩具用としても手軽に花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。また、拡散・反応等の科学現象を観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【００１５】
請求項５は請求項４において、前記液溜め部が基板又は前記覆い板上に複数形成され、該複数の着色液にそれぞれ異なる色の着色液が溜められると共に、該複数の液溜め部にそれぞれ連通する複数の液体供給路と、該複数の液体供給路が一本に合流する流路と、を設け、前記複数の着色液を、前記複数の液溜め部より切り換えて前記流路に供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項５によれば、基板又は覆い板に液溜め部を複数形成し、それぞれの液溜め部から液体供給路を介して１の流路に合流させる構成としたので、異なる色の着色液を１の流路に切り換えて供給しやすくなる。これにより、異なる色の着色液を切り換えて、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【００１７】
なお、請求項５において、異なる色の着色液を切り換えて流路に供給する方法としては、所定の液溜め部のみを加圧する方法や配管切換手段を用いた方法等があるが、これに限定されない。
【００１８】
請求項６は請求項４又は５において、前記微細流路に相対する部分の前記覆い板又は前記基板が、温度調節手段が密着できる形状であることを特徴とする。
請求項６によれば、流路に相対する部分の前記覆い板及び／又は前記基板に、温度調節手段が密着できる形状としたので、流路内を流通する液体の温度制御が行え、これにより各種科学現象（色彩変化等）を生じさせることができる。
したがって、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
請求項７は請求項４〜６の何れか１において、前記２次元的な微細流路の描画装置を２以上積層することにより、前記３次元的な微細流路の描画装置を形成することを特徴とする。
請求項７によれば、描画装置を積層することにより、２次元的な絵柄だけでなく、３次元的な絵柄を形成することができ、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を立体的に形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
なお、積層する描画装置は同一の絵柄のものでも、絵柄の種類や大きさが異なる描画装置を組み合わせてもよい。
【００１９】
請求項８は請求項７において、複数種類の着色液をそれぞれ貯留する複数の液体貯留部と、前記複数の液体貯留部のうち、所定の液体貯留部と前記２次元的なそれぞれの描画装置とを連通させる配管切換手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項８によれば、複数の液体貯留部のうち、所定の液体貯留部と描画装置とを切り換えて連通させる構成としたので、描画装置の流路に送液する液体の種類を自動的又は手動的に切り換えることができ、好みに応じて種々の色を組み合わせて描画することができる。
これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
請求項９は請求項１〜８の何れか1において、前記描画装置は前記微細流路を洗浄する洗浄液供給手段が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９によれば、微細流路内に着色液を流通させて描画した後、洗浄液を流通させて微細流路内を洗浄可能に構成したので、繰り返し、異なる色の着色液を用いて描画することができる。これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【００２１】
なお、洗浄液とは、着色液を微細流路内から除去して洗浄するための液体であり、水等の無色の液体、界面活性剤を含む水、又は各種有機溶剤等が挙げられるが、特に経済的、環境負荷の観点から、無色の水であることが好ましい。
【００２２】
また、洗浄液供給手段としては、洗浄液を溜める液溜め部を透明ブロックの表面に設けて、必要に応じて加圧することで洗浄液を供給する方法、洗浄液貯留部から配管切換手段を介して送液ポンプ（脈流ポンプ等）で描画装置に洗浄液を供給する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
請求項１０は請求項１〜９の何れか１において、前記着色液は、温度、反応、光の何れかにより色が変化する機能及び／又は固まる機能を有することを特徴とする。
請求項１０によれば、微細流路内に流通させる着色液を、温度、反応、光の何れかにより色が変化する機能及び／又は固まる機能を有する液体としたので、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、固まる機能を有する着色液の場合には、固まった着色液を溶解して洗浄できる洗浄液を使用することで、描画装置を再使用することができる。
上記のような着色液としては、色素、又は、顔料などに代表される着色性液体（各種カラーインク、カラー試薬等）、温度、反応により色彩が変化する液体であり、具体的には、リトマス液、感温液晶、万能指示薬等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って、本発明に係る描画装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２６】
＜第一実施形態＞
本実施形態は、本発明に係る描画装置１０に着色液（カラーインクやカラー試薬等）を流通させて、絵柄を形成する装置である。図１は、本発明に係る描画装置１０の構成を説明する平面図である。図２及び図３は、図１の部分拡大断面図等であり、図２は、第１液溜め部２４（図１の左上部点線内）を示し、図３は、第２液溜め部２８（図１の右下部点線内）を示す。
【００２７】
すなわち、描画装置１０は、主に、板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が、花、動物、風景等の所定絵柄の絵柄を形成するよう設けられた基板１２と、この基板１２の表面に密着固定され、長溝１４を覆うことにより基板１２に微細な流路１４Ａを形成する透明な覆い板２２と、より構成される。
【００２８】
上記の長溝１４により形成される微細な流路１４Ａは、平面視で絵柄（本実施形態では蝶の絵柄）を形成している。この流路１４Ａの一端は、覆い板２２に形成された円柱状空洞部である第１液溜め部２４と連通しており、流路１４Ａの他端は、基板１２に形成された円柱状空洞部である第２液溜め部２８と連通している。
【００２９】
更に、覆い板２２の第２液溜め部２８に相対する部分には、第２液溜め部２８と外気とが連通可能な貫通孔３０が形成されている
第１液溜め部２４及び第２液溜め部２８の容積は、５〜５０００ｍｍ３であることが好ましい。このような容積にすることにより、マイクロなチャンネルの中で起こる各現象のコントロールが容易に行える。
【００３０】
基板１２及び覆い板本体２２の平面サイズは、特に制限はないが、観賞用だけでなく学習用にも手軽に取り扱い可能な描画装置１０の性質上より、携帯できるサイズ、たとえば、８０×５０ｍｍとすることができる。基板１２及び覆い板２２の厚さも、特に制限はないが、強度、経済性等より、たとえば、それぞれ５ｍｍ程度とすることができる。
【００３１】
基板１２の材質としては、特に制限はないが、後述する製造方法を容易にする点より、樹脂材料、より具体的には、ポリ・ジメチル・スルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリ・メチル・メタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等が好ましく使用できる。
【００３２】
基板１２の表面に形成する長溝１４の断面積としては、既述のように、１ｍｍ２以下が好ましく、０．００２５〜０．６４ｍｍ２がより好ましく、０．０１〜０．２５ｍｍ２が最も好ましい。この長溝１４の断面形状は、特に制限はなく、矩形（正方形、長方形）、台形、Ｖ形、半円形等、各種の形状が採用できる。
【００３３】
覆い板２２の材質としては、特に制限はないが、流路内の色彩変化を視覚により認識可能とすることより、透明であることが好ましい。このような材料として、各種樹脂板、より具体的には、ポリジメチルスルホキシド（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等、各種樹脂膜、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等が採用できる。
【００３４】
なお、覆い板２２が不透明であり、基板１２を透明とする構成、及び基板１２及び覆い板２２ともに透明とする構成も採用できる。
【００３５】
基板１２の表面（長溝が形成される面）及び覆い板２２の裏面（基板１２に密着する面）は、流路１４Ａの形成、及び液漏れの防止等の点より、充分な平坦性を確保できていることが好ましい。
【００３６】
次に、基板１２の形成方法について説明する。先ず、基板１２の長溝１４の反転形状が表面に形成されている反転型板を準備する。この反転型板の表面には、更に第２液溜め部２８の反転形状を形成しておく必要がある。この反転型板の製造方法としては、マシニングセンタ等による機械加工、放電加工、超音波加工、フォトエッチング加工等、レーザー加工等、公知の各種加工方法が採用できる。
【００３７】
次いで、この反転型板の表面に剥離剤を塗布する。この剥離剤としては、基板１２となる樹脂材の種類、加工条件（温度等）等に応じて適宜のものが採用できる。
【００３８】
次いで、反転型板の表面に樹脂材を塗布し、この樹脂材を硬化させる。樹脂材が、たとえば紫外線硬化樹脂である場合には、塗布後の樹脂材に紫外線を照射して硬化させる。樹脂材が、たとえばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のような熱可塑性樹脂である場合には、反転型板の表面に樹脂材を当ててホットプレス機により熱転写成形を行う。
【００３９】
そして、硬化後の樹脂材を反転型板より剥離する。
【００４０】
このような方法によれば、長溝が精度よく、かつ、安価に形成でき、評価装置を安価にできる。
【００４１】
次に、基板１２と覆い板２２との密着固定方法について説明する。
【００４２】
最初に、基板１２と覆い板２２とを洗浄する。洗浄方法としては、洗浄機による自動洗浄、手洗浄等、公知の各種洗浄方法が採用できる。
【００４３】
次いで、乾燥工程を実施する。この工程においては、公知の各種装置が適用できるが、たとえば、真空オーブンが好ましく使用できる。このような真空オーブン内において、基板１２及び覆い板２２を、治具等を使用して直立させる保持状態とすることが、真空オーブンの内容積の利用効率からも、基板１２及び覆い板２２の乾燥状態の点からも好ましい。
【００４４】
乾燥工程に続き、積層工程を実施する。この積層工程において、基板１２と覆い板２２とを積層する。この作業は、クリーンベンチやクリーンルーム内において、クラス１００以下の清浄度のもとで行うことが、描画装置１０の品質の点で好ましい。
【００４５】
積層工程に続き、密着工程を実施する。この密着工程において使用する装置（設備）としては、基板１２と覆い板２２との積層体を、これらのガラス転移点Ｔｇ以上の温度に加熱しながら、加圧して密着固定させることができれば、公知の各種装置（設備）、たとえばホットプレス機が使用できる。
【００４６】
ここでは、簡便な設備として、オーブンと錘（デッドウェイト）を使用した構成により説明する。
【００４７】
密着工程において、先ず、基板１２と覆い板２２との積層体の上下面に定盤を当て、この定盤で積層体をサンドイッチする。
【００４８】
定盤でサンドイッチした積層体を、オーブン内の棚（積層体を載置する部分）に載置した後、この上に錘（デッドウェイト）を載置する。
【００４９】
密着工程において重要なことは、雰囲気温度を高く設定し過ぎたり、処理時間を長く設定し過ぎたりして、長溝の断面形状を損うことがないように管理することであり、雰囲気温度を低く設定し過ぎたり、処理時間を短く設定し過ぎたりして、基板１２と覆い板２２とを密着固定できない（液漏れを生じたり、密着面に気泡が残存したりする）ことがないように管理することである。
【００５０】
次に、本発明に係る描画装置１０の使用方法について説明する。
【００５１】
描画装置１０としては、以下の１）〜６）の部材（必要に応じて７）も）を用意する必要がある。
【００５２】
１）基板１２と覆い板２２（覆い板本体２２Ａ及び透明板２２Ｂ）との密着積層体
２）着色液用スポイト３２
（表現したい色に応じて、必要な着色液を、第１液溜め部２４に供給するために使用する。着色液ごとに専用でも、１つを洗浄して使いまわしても構わない）。
【００５３】
３）着色液出入り口封止用のテープ３６
（着色液供給用ホールである第１液溜め部２４の蓋となる。着色液をピペットで第１液溜め部２４に供給後、蓋をするためのものである。また、第２液溜め部２８の蓋として使用することもできる）。
【００５４】
４）針
（着色液を供給又は回収する場合、液体が送受液される時に液体の変動分の空気を第１液溜め部２４に入れるため、必要に応じてテープに孔を開けるためのものである）。
【００５５】
５）送液手段
（第１液溜め部２４にテープで蓋をした状態で、この第１液溜め部２４及び第２液溜め部２８に熱を加えると（指先をテープに当て、体温で加熱等すると）、この第１液溜め部２４内の液体、及び／又は、気体が体積膨張する。この現象を利用した送液方法である。その他、第１液溜め部２４内をポンプの原理を利用した方法で加圧して、内部の液体を送り出す方法、などが可能である。
【００５６】
この場合、前述４）の針を用いて、第２液溜め部２８にテープが貼られている場合には、これに小さな孔を開ける。
【００５７】
また、第２液溜め部２８側を、ポンプ等を用いて減圧したり、第２液溜め部２８上に氷塊を置き、第２液溜め部２８内部の気体を収縮させて減圧したりすることにより、第１液溜め部２４内にある着色液を流路１４Ａに入れる場合には、第１液溜め部２４テープ蓋に前述４）の針を用いて小さな孔を開けることにより送液を可能にする）。
【００５８】
６）着色液及び洗浄液
描画装置１０を用いて描画し、各種色を呈する着色液をサンプル瓶等に入れて用意しておく。なお、絵柄を形成するための着色液としては、たとえば、色素、又は、顔料などに代表される着色性液体、温度、反応、光の何れかにより色彩が変化する機能又は固まる機能を有する液体等、が挙げられる。具体的には、酸性度で色が変化するリトマス液、光により色彩が変化するスマートゲル調光材料溶液、砂糖水（偏向板で挟んで使用）、熱や光で固まる熱硬化性インク、ＵＶ硬化性インク等、が挙げられる。
【００５９】
上記スマートゲル調光材料とは、熱や電気などの外部刺激に反応して液体を吸収・放出して可逆的に体積変化するスマートゲル中に高濃度の顔料を分散・保持した着色高分子ゲル粒子であり、例えば富士ゼロックス製のものが使用される（非特許文献：http://www.fujixerox.co.jp/research/category/chem/func_materials2/ 参照）。
【００６０】
上記砂糖水は、光学異性体であり、旋光性を有するため、偏光板で砂糖水を挟み、偏光板の角度を変えることで、様々な色の変化が観賞できる。また、砂糖水の他、光学異性体である物質で安全なものが使用される。（非特許文献：http://www.edu.city.kyoto.jp/science/science/sci-news/jikken/h12jikken/h12buturi-2.htm参照）。
【００６１】
また、流路１４Ａ内を洗浄するための洗浄液としては、上記着色液を流路１４Ａより除去でき、かつ部材を侵さないものであれば特に限定されず、水等の無色の液体、界面活性剤を含んだ水、各種有機溶剤等が挙げられる。
【００６２】
７）接着剤又はねじ（及びシーリング材）
基板１２と覆い板２２との密着積層体を提供せず、実験の際に基板１２と覆い板２２とを接着剤で密着固定、又はねじで締め付け固定して組み立てる場合に使用する。
【００６３】
次に、このセットを使用した描画方法の詳細について詳述する。
【００６４】
図４は、描画方法の手順を示す断面図であり、第１液溜め部２４における時系列的な手順を示す。
【００６５】
図４（ａ）に示されるように、着色液用スポイト３２により第１液溜め部２４に所定量の着色液Ｌ１を供給する。この着色液Ｌ１は、図４（ｂ）に示されるように、第１液溜め部２４内の流路１４Ａと連通する部分を塞ぐように供給される。
【００６６】
次いで、図４（ｃ）に示されるように、着色液出入り口封止用のテープ３６により第１液溜め部２４に蓋をする。このテープ３６は、片面（図では下面）に粘着材がコートされているものであり、これにより、第１液溜め部２４が外気と遮断される。
【００６７】
次いで、図４（ｄ）に示されるように、テープ３６の上に指先３８を接触させる。これにより、第１液溜め部２４Ａに送液手段が形成される。この送液手段は、指先３８でテープ３６を押して下方に撓ませ、第１液溜め部２４Ａの容積を減少させることにより、着色液Lを流路１４Ａに送り込むことによりなされる。
【００６８】
また、図４（ｄ）に示される同様の構成において、着色液Ｌ１が体温よりも低温である場合に、指先３８の熱により第１液溜め部２４内の気体を体積膨張させ、着色液Ｌ１を流路１４Ａに送り込むことによりなされるのであってもよい。
【００６９】
その後、上述と同様にして、着色液Ｌ２を第１液溜め部２４Ｂに供給する。そして、透明な覆い板２２の上より流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２が流通、拡散、及び反応することによって、形成する絵柄及びその色彩変化を観賞する。また、温度制御手段を基板１２の下面に当接させながら流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２の挙動を観賞してもよい。
【００７０】
さらに、絵柄の色彩変化を観賞した後、洗浄液（本実施形態では無色の水）を第１液溜め部２４よりスポイト等で流路１４Ａ内に供給し、流路１４Ａ内の残っている着色液Ｌ１、Ｌ２及び反応生成物等を除去する。これにより、流路１４Ａ内が洗浄される。
【００７１】
なお、洗浄液供給手段としては、上記の方法の他に、洗浄液を溜める液溜め部を基板１２上に設けて、必要に応じて加圧することで洗浄液を供給する方法、洗浄液貯留部から配管切換手段、及び配管を介して送液ポンプ（脈流ポンプ等）で描画装置１０に洗浄液を供給する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７２】
また、第２液溜め部２８を超える容量の洗浄液が必要となる場合でも、洗浄液を貫通孔３０より描画装置１０の外部へ回収してもよいし、第１液溜め部２４をスポイト等により減圧して、流路１４内の着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物を吸い出すことも可能である。また、このときの描画装置の詳細な作用については、後述の実施例（図１６及び１７に参照）で説明する。
【００７３】
なお、本実施形態では、１つの第１液溜め部２４より着色液Ｌ１、Ｌ２を供給する構成としたが、図１において、第１液溜め部２４の位置と第２液溜め部２８Ａ、２８Ｂの位置とを入れ替えて、２つの第１液溜め部２４Ａ、２４Ｂより着色液Ｌ１、Ｌ２を別々に供給する構成としてもよい。これにより、異なる色の着色液Ｌ１、Ｌ２を切り換えて、流路１４Ａ内に供給することが可能となる。
【００７４】
以上に説明した本実施形態の描画装置１０によれば、流路１４Ａ内に着色液Ｌ１、Ｌ２を順次流通させて花、動物、風景等の所定絵柄を形成することができ、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等による科学現象を手軽に観察・学習しながら、絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、洗浄液を流路１４内に流通させて洗浄することにより、繰り返し描画することができる。
【００７５】
以上、本発明に係る描画装置の第一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００７６】
たとえば、本実施形態において、基板１２と覆い板２２とが熱圧着により密着固定される方法が採用されているが、これ以外の方法（例えば、接着剤による接着、ねじで四隅を固定する方法等）をも採用できる。また、光造形技術等を用いて、透明ブロック内に微細流路による２次元的な絵柄を形成させた構成としてもよい。
【００７７】
また、本実施形態において、覆い板２２は１枚の平板状としたが、流路１４Ａと相対する覆い板２２に温度制御手段が密着可能な構成としてもよい。図５は、覆い板２２上に温度制御手段が密着可能である描画装置１０を示す平面図である。
【００７８】
すなわち、図５に示されるように、覆い板２２は、中央に矩形の孔を有する枠状部材である覆い板本体２２Ａと、平面サイズが矩形の孔２３と略同一サイズであり、厚さが覆い板本体２２Ａ未満であり、覆い板本体の矩形の孔２３に嵌合される透明板２２Ｂとより構成される。
【００７９】
なお、覆い板本体２２Ａに形成される矩形の孔２３のサイズは、これに嵌合される透明板２２Ｂより若干大きく形成することが好ましい。
【００８０】
また、透明板２２Ｂとしては、光学顕微鏡用の市販のスライドグラス又はカバーグラスが好ましく採用できる。このようなガラス板は、いずれも比較的安価であるうえ、入手が容易であり、透明板としてふさわしい。
【００８１】
光学顕微鏡用のスライドグラスは、平面サイズが７６×２６ｍｍであり、板厚が１．０〜１．３ｍｍが一般的なサイズであり、カバーグラスは、平面サイズが１８×１８ｍｍ〜６０×２５ｍｍであり、板厚で０．１２〜０．１７ｍｍが一般的なサイズである。したがって、使用する透明板２２Ｂの平面サイズに対応するように、覆い板本体２２Ａの矩形の孔２３のサイズを決定する必要がある。
【００８２】
また透明板２２Ｂは、接着剤等により基板１２上へ貼り付けられることによって固定される。これに使用される接着剤として、特に制限はないが、シアノアクリレート系の接着剤（たとえば、商品名：アロンアルファ）が好ましく採用できる。このようなシアノアクリレート系の接着剤は、瞬間的に硬化し、粘度が低く、また必要量が微小であることより、流路１４Ａからの液のリークを防止できる点でも好ましい。
【００８３】
上記の如く形成された覆い板２２の凹部に、温度制御手段２７が当接されて、流路１４Ａ内の着色液の温度制御が行われる。これにより、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１の温度が極めて短時間で温度制御手段の温度に接近するようになる。
【００８４】
なお、着色液を冷却する場合の温度制御手段２７としては、たとえば、水、氷、ドライアイス、アイスノン等が使用でき、着色液を加熱する場合の温度制御手段２７としては、たとえば、オーブンで予め所定温度に加熱しておいた金属ブロックや、カイロ、各種保温剤等、が使用できる。また、流路１４Ａ、もしくは第１、第２液溜め部２４、２８Ａ、２８Ｂに高温液体又は所定温度の着色液を封入又は流通させる方法、覆い板２２の凹部に高温液体を注入する方法等、も採用することができる。
【００８５】
また、温度制御手段２７が密着可能な描画装置１０の構成としては、上述の例に限らず、流路１４Ａと相対する領域に凹状となっている1枚の覆い板２２としてもよいし、基板１２の板厚みを薄くしてもよい。
【００８６】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、図６の描画装置１０’において、マイクロチューブを用いて数種類の絵柄の絵柄を形成する装置である。図６は、本実施形態の描画装置１０’の構成を説明する平面図であり、このうち図６（Ａ）は、描画装置１０’の上面図を示し、図６（Ｂ）は第１液溜め部２４（第２液溜め部２８）の断面図である。なお、図６において、図１と同様の符号、部材等についての説明は省略する。
【００８７】
図６（Ａ）に示されるように、描画装置１０’は、主に、1枚の基板１２’の表面に、花、動物、風景等の数種類の絵柄を形成するよう設けられた長溝１４と、該長溝１４内に内径１ｍｍ２以下のマイクロチューブ１４Ａ’とを備え、第２液溜め部２８を一つにしたこと、及びねじで組み立て可能に構成したこと以外は、図１の描画装置１０とほぼ同様に構成される。
すなわち、図６の描画装置１０’の長溝１４は、基板１２’上に数種類（本実施形態ではウサギとゾウの絵柄）を形成している。長溝１４の形状及び内径は、ほぼ第一実施形態と同様であるが、後述するマイクロチューブ１４Ａ’の外径全体が、一定の余裕をもって収納される大きさであることが好ましい。なお、基板１２’及び覆い板２２は、透明な部材であることが好ましい。
【００８８】
マイクロチューブ１４Ａ’は、内径が１ｍｍ２以下のマイクロ空間を形成した透明な１本の筒状の流路であり、図６（Ｂ）に示されるように、長溝１４内に埋設、固定される。
上記マイクロチューブ１４Ａ’の材質としては、折り曲げても破損しない強度、可塑性を有し、さらに耐薬品性を有するものが好ましく、例えば、シリコン、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００８９】
また、基板１２’及び覆い板２２の四隅には、板厚み方向に貫通したねじ穴５７…が形成されており、使用者が組み立てることができるようになっている。
次に、描画装置１０’の組み立て方法について説明する。まず、図６（Ａ）に示されるように、上記マイクロチューブ１４Ａ’を、第１液溜め部２４から第２液溜め部２８までを連結するように長溝１４内に埋設させる。本実施形態では、ウサギ又はゾウのうち、好きな絵柄を選び、この絵柄に沿ってマイクロチューブ１４Ａ’を固定して絵柄を形成する。
次いで、溝１４内にマイクロチューブ１４Ａ’を固定した基板１２’上に覆い板２２を被せ、ねじ（不図示）をねじ穴５７…に通し、締め付けることによって固定する。
また、描画装置１０’の使用方法、及びその使用に必要な着色液等の材料については、第一実施形態と同様である。
【００９０】
このように、１つの基板１２’上に数種類の絵柄から好きな絵柄を選び、この絵柄に沿ってマイクロチューブ１４Ａ’を配置することにより、自由に所定絵柄を形成することができる。また、このマイクロチューブ１４Ａ’内に、着色液Ｌ１、Ｌ２を順次供給することによって、両者間の拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、マイクロチューブ１４Ａ’中に洗浄液を流通させるか、又はチューブそのものを新品に取り替えることにより、繰り返し絵柄を形成することができる。
【００９１】
以上、本発明に係る描画装置の第二実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００９２】
たとえば、本実施形態では、長溝１４にマイクロチューブ１４Ａ’を埋設して絵柄を形成する構成としたが、上述に限定されず、平板状の基板１２上にマイクロチューブ１４Ａ’を粘着性のシールや接着材等のその他の固定手段によって、透明ブロック内に２次元的、３次元的な絵柄を形成し、固定する構成としてもよい。この場合、透明ブロックの表面に形成された着色液供給用の液溜め部が、着色液回収用の液溜め部とマイクロチューブ１４’により連通するように組み立てられればよい。
【００９３】
また、本実施形態では、着色液Ｌ１、Ｌ２を供給する第１液溜め部２４又は第２液溜め部を、それぞれ１つずつ設ける構成としたが、これに限定されず、それぞれ複数設ける構成としてもよい。これにより、必要に応じて異なる色の着色液を切り換えて、流路１４Ａ内に供給することが可能となる。
【００９４】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と類似の密着積層体１０を鉛直方向に複数枚積層して、３次元の絵柄を形成する積層型の描画装置５０である。図７は、本発明に係る積層型の描画装置５０の構成を説明する図であり、図８は、図７を構成する密着積層体１０の構成を説明する図である。このうち、図７（Ａ）は、積層型の描画装置５０の上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の矢印Ａ方向の側面図である。なお、図７及び図８において、図１の描画装置１０と同一、類似の部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９５】
すなわち、図７に示されるように、積層型の描画装置５０は、主に、透明な板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が花、動物、風景等の所定絵柄を形成するように設けられた基板１２と、覆い板２２と、の密着積層体１０…が、鉛直方向に積層されて構成される。本実施形態では、密着積層体１０…を３部積層し、このうち中央に、絵柄の大きさが異なる密着積層体１０を使用する例について説明するが、これに限定されない。
【００９６】
図７の密着積層体１０は、図８に示されるように、第１液溜め部２４の液体供給口が、覆い板２２の表面ではなく側面に形成され、第２液溜め部２８の貫通孔３０が覆い板２２の側面に連通するように形成されたこと以外は、図１の描画装置１０とほぼ同様に構成されている。なお、基板１２及び覆い板２２が、透明な部材であることが好ましい。
【００９７】
図７の密着積層体１０の第１液溜め部２４の液体供給口は、図７（Ａ）に示されるように、覆い板２２の表面と側面に開口するように形成され、さらに覆い板２２と基板１２とが密着積層されて、第１液溜め部２４が形成される。
【００９８】
積層型の描画装置５０の組み立て方法については、第一実施形態と同様に拡散接合により密着積層されることが好ましいが、これに限定されることはなく、接着剤等による接合や、ねじにより組み立て固定する方法等であってもよい。
次に、本発明に係る積層型の描画装置５０の使用方法について、図７（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要な着色液等の材料については、第一実施形態と同様である。
【００９９】
まず、着色液用スポイト３２を指でゆっくり押しながら、各密着積層体１０…の第１液溜め部２４…に着色液Ｌ１を強制的に供給する。次いで、着色液Ｌ２についても、同様に、第１液溜め部２４…に順次強制的に供給する。
【０１００】
第１液溜め部２４から強制的に供給された着色液Ｌ１、Ｌ２は、流路１４Ａ内を流通した後、第２液溜め部２８に貯留される。流路１４Ａ内は、この着色液Ｌ１、Ｌ２の強制供給により加圧されるが、第２液溜め部２８の貫通孔３０より空気が排出されるので、特に問題はない。
【０１０１】
着色液Ｌ２を第１液溜め部２４…に供給した後、封止用のキャップ４６…をそれぞれ第１液溜め部２４…に被せて封止し、しばらく積層型の描画装置５０を静置させる。
【０１０２】
以上に説明した本実施形態の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２により、３次元的な絵柄を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、描画した後でも、洗浄液を第１液溜め部２４より流路１４Ａ内に供給して、流路１４内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等を除去することができ、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。
【０１０３】
なお、洗浄液が第２液溜め部２８を超える容量になった場合でも、貫通孔３０より描画装置１０の外部へ排出させてもよいし、第１液溜め部２４をスポイト等により減圧して、流路１４内の着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物を吸い出すことも可能である。
【０１０４】
以上、本発明に係る描画装置の第三実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【０１０５】
たとえば、本実施形態では、密着積層体１０を鉛直方向に密着して積層固定する構成としたが、これに限定されることはなく、棚状の固定枠に各密着積層体１０を、所定の間隔ごとに積層する構成としてもよい。また、光造形技術等を用いて、透明ブロック内に微細流路による３次元的な絵柄を形成させた構成としてもよい。
【０１０６】
また、本実施形態では、１つの第１液溜め部２４より着色液Ｌ１、Ｌ２を供給する構成としたが、図７及び８において、第１液溜め部２４を複数設けて、それぞれの第１液溜め部２４Ａ、２４Ｂより異なる色の着色液Ｌ１、Ｌ２を切り換えて供給する構成としてもよい。
【０１０７】
また、本実施形態では、各密着積層体１０…に、それぞれ同じ着色液Ｌ１、Ｌ２を順次供給する例について説明したが、密着積層体１０…ごとに異なる色又は種類の着色液を供給し、より多様な色彩変化を楽しむことも可能である。さらに、絵柄の種類又は大きさが異なる密着積層体１０…を自由に組み合わせて積層することにより、３次元的な絵柄を形成することもできる。
【０１０８】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、第三実施形態と類似の密着積層体１０を水平方向に複数枚積層して、３次元の絵柄を形成する積層型の描画装置５０である。図９は、本発明に係る積層型の描画装置５０の構成を説明する図であり、図１０は、図９を構成する密着積層体１０の構成を説明する図である。なお、図９及び図１０において、第三実施形態における図７の密着積層体１０と同一、類似の部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０９】
図９に示されるように、積層型の描画装置５０は、主に、透明な板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が花、動物、風景等の所定絵柄（本実施形態では蝶の絵柄）を形成するように設けられた基板１２と、覆い板２２と、の密着積層体１０…が、水平方向に積層されて構成される。
【０１１０】
図９の密着積層体１０は、図１０に示されるように、第２液溜め部２８の貫通孔３０が、基板１２の第１液溜め部２４の液面よりも高い位置で外気と連通するように構成されたこと以外は、第三実施形態の密着積層体１０と同様に構成される。なお、貫通孔３０は、着色液が第２液溜め部２８より積層型の描画装置５０の外部へ漏れることなく、外気と連通できる構成（すなわち、液体供給部の液面よりも高い位置で外気と連通する構成）であれば、本実施形態に限定されない。
積層型の描画装置５０の組み立て方法、使用方法、必要な着色液等の材料、及び各種別態様については、第三実施形態とほぼ同様である。
【０１１１】
以上に説明した本実施形態の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２により、３次元的な絵柄を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、その絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、描画した後でも、洗浄液を第１液溜め部２４より流路１４Ａ内に供給して、流路１４内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等を除去することができ、これにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。また、本実施形態では、積層型の描画装置５０を立てた状態で設置することができるため、観賞用として好適である。
【０１１２】
なお、本実施形態では、各密着積層体１０の配置方法は、絵柄が同じ方向を示すように積層した例について述べたが、観賞用の置物として種々の配置形態（たとえば、密着積層体１０、１０同士が直交する方向に配置される等）をとることができ、特に限定されることはない。
【０１１３】
＜第五実施形態＞
本実施形態は、第四実施形態の積層型の描画装置５０において、温度制御手段２７を設置できる構成としたものである。図１１は、本実施形態の密着積層体１０を説明する図である。
【０１１４】
図１１の密着積層体１０は、基板１２の流路１４Ａが形成されていない面（裏面）に、矩形の凹部２５が形成され、透明な板状の温度制御手段２７が差し込まれたこと以外は、図１０の密着積層体１０と同様に構成されている。
【０１１５】
積層型の描画装置５０の組み立て方法、使用方法、着色液等の材料、及び各種別態様については、第三実施形態とほぼ同様である。
【０１１６】
このような構成により、積層型の描画装置５０における密着積層体１０同士の間の、流路１４Ａに相対する領域に隙間（凹部２５）が形成され、ここに温度制御手段２７が差し込まれることで、流路１４Ａ内の着色液の温度制御が行われる。
【０１１７】
上記温度制御手段２７としては、第一実施形態に挙げたように金属ブロック、カイロ、各種保温剤等が使用できる。また、凹部２５に所定温度の無色の水等を注ぐ方法でもよい。
【０１１８】
以上に説明した本実施形態の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２が形成する３次元的な絵柄（本実施形態では、蝶の絵柄）を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の温度変化による繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。また、描画した後でも、洗浄液で流路１４Ａ内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等を除去することにより、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。
【０１１９】
＜第六実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と類似の基板１２…を水平方向に複数枚積層し、１の液体供給口より着色液を一括で各基板１２…の流路１４Ａに分配供給し、一括して回収する積層型の描画装置５０である。図１２は、本発明に係る積層型の描画装置５０の構成を説明する図であり、図１３は、図１２を構成する基板１２の構成を説明する図である。このうち、図１３（Ａ）は、基板１２の上面図であり、図１３（Ｂ）は、第１液溜め部２４（第２液溜め部２８）の断面図である。なお、図１２及び図１３において、第一実施形態における図１の描画装置１０と同一、類似の部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２０】
図１２に示されるように、積層型の描画装置５０は、主に、透明な板状体の表面に断面積が１ｍｍ２以下の長溝１４が花、動物、風景等の所定絵柄（本実施形態では蝶の絵柄）を形成するように設けられた基板１２…と、１枚の覆い板２２と、が水平方向に積層されて構成される。
【０１２１】
基板１２は、図１３（Ｂ）に示されるように、第１液溜め部２４及び第２液溜め部２８が、基板１２の厚み方向に貫通した穴状に形成されていること以外は、第一実施形態の基板１２と同様に構成される。
【０１２２】
次に、積層型の描画装置５０の組み立て方法について説明する。
【０１２３】
まず、一方の基板１２の流路１４Ａが形成された面（表面）と、他方の基板１２の流路１４Ａが形成されていない面（裏面）とが隣接するように積層し、最も端の基板１２に覆い板２２を積層する。次いで、これらを固定用の枠などで積層固定し、第一実施形態の密着工程と同様にして、基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２とを熱圧着により密着固定させる。
【０１２４】
この基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２との密着固定方法としては、上述の例に限られず、一方の基板１２の表面の流路１４Ａの周囲部と他方の基板１２の裏面とを、各種接着剤等により固定させる方法、又は基板１２及び覆い板２２にねじ穴を形成し、これらを積層してねじで締め付け固定する方法等でもよい。
【０１２５】
図１４は、図１２の積層型の描画装置５０を矢印Ａの方向からみた側面図である。上記の如く基板１２…及び覆い板２２が積層されることにより、図１４に示されるように、各基板１２の第１液溜め部２４…が連通して一つの液体供給路４４を形成し、各基板１２の第２液溜め部２８…が連通して液体排出路４８Ａを形成する。
【０１２６】
これにより、液体供給路４４より供給された着色液Ｌ１、Ｌ２は、各基板１２の流路１４Ａ内へ均等に分配供給され、それぞれの基板１２上の流路１４Ａ内を流通する。そして、流路１４Ａ内を流通した着色液は、液体排出路４８Ａへ回収される。
【０１２７】
なお、封止用のキャップ４６（穴を開けたシール３６等でもよい）を液体供給路４４の入口端及び／又は液体排出路４８Ａの出口端に嵌め込み、着色液Ｌ１、Ｌ２が積層型の描画装置５０から漏れ出さないようにしてもよい。
また、積層型の描画装置５０の使用方法、及び必要な着色液等の材料については、第三実施形態とほぼ同様である。
【０１２８】
以上に説明した本実施形態の積層型の描画装置５０によれば、流路１４Ａ内の着色液Ｌ１、Ｌ２が形成する３次元的な絵柄を形成することができるだけでなく、着色液Ｌ１、Ｌ２の拡散・反応等による繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【０１２９】
また、本実施形態の描画装置５０によれば、洗浄液を流路１４Ａへ供給、排出して流路１４内を洗浄しやすい構成となっているので、花、動物、風景等の所定絵柄を繰り返し形成することができる。
【０１３０】
以上、本発明に係る描画装置の第六実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【０１３１】
本実施形態の積層型の描画装置５０は、各基板１２があらかじめ密着積層されておらず、使用者が組み立てる構成としたが、あらかじめ第一実施形態と同様に、密着積層された積層型の描画装置５０として用意されてもよい。この場合、基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２との密着工程が不要となる。また、光造形技術等を用いて、透明ブロック内に微細流路による３次元的な絵柄を形成させた描画装置５０を使用してもよい。
【０１３２】
また、本実施形態では、中央部に絵柄（蝶）の大きな密着積層体１０を組み合わせた例を示したが、これに限定されず、絵柄のデザインや大きさの異なる基板１２を、自由に組み合わせて積層してもよい。
【０１３３】
また、本実施形態では、基板１２、１２同士、及び基板１２と覆い板２２とを拡散接合で密着固定する例について説明したが、上述の例に限定されず、各部材をねじによって締め付け固定する方法等でもよい。
【０１３４】
また、本実施形態では、基板１２の片面のみに長溝１４が形成される例について説明したが、上述の例に限定されず、基板１２の両面に長溝１４が形成される構成であってもよい。
【０１３５】
また、本実施形態では、流路１４Ａ内を流通した着色液は、液体排出路４８に回収されたままの状態としたが、積層型の描画装置５０の外部に回収手段を取り付けて、積層型の描画装置５０の外部へ回収させる構成としてもよい。
【０１３６】
＜第七実施形態＞
本実施形態は、積層型の描画装置５０において、着色液の供給・排出等を自動化させた描画装置７０である。図１５は、積層型の描画装置５０を用いた描画装置７０の構成を説明する図である。
【０１３７】
描画装置７０は、主に、描画装置本体５０と、着色液Ｌ１、Ｌ２、及び洗浄液Ｗをそれぞれ貯留する液体貯留部７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃ（まとめて液体貯留部７４とする）と、液体貯留部７４より描画装置本体５０に着色液Ｌ１、Ｌ２を切り換えて送液する配管切換手段７６と、液体回収部７８と、より構成される。
【０１３８】
液体貯留部７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃは、着色液Ｌ１、Ｌ２、及び洗浄液Ｗを貯留しており、１つの液体貯留部７４を形成する。
【０１３９】
配管切換手段７６は、着色液Ｌ１、Ｌ２又は洗浄液Ｗの液体貯留部７４ａ、７４ｂ、７４ｃと連通する配管８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、を定期的又は必要に応じて切り換えて、描画装置本体５０に連通する配管８４に接続する。
【０１４０】
配管切換手段７６の具体的な例としては、ダンパ、バルブ等が挙げられるが、配管を切り換える機能を有するものであれば他の手段でもよい。また、配管切換手段７６にタイマ機能を設け、一定時間ごとに送液する液体を切り換える構成としてもよい。
【０１４１】
液体回収部７８は、配管８６により描画装置本体７２と連通されており、描画装置本体５０より排出される着色液Ｌ１、Ｌ２又は洗浄液Ｗを回収する。
【０１４２】
次に、描画装置７０の作用について説明する。なお、描画装置７０は、プログラムにより自動制御されるものとする。
【０１４３】
まず、配管切換手段７６が作動し、配管８２ａと配管８４とが連通される。次いで、送液ポンプ７７が作動し、着色液Ｌ１が配管８２ａ、８４を介して描画装置本体５０に送液される。そして、所定時間経過後、送液ポンプ７７が停止される。
【０１４４】
その後、再び配管切換手段７６が作動し、配管８２ｂと配管８４とが連通される。次いで、送液ポンプ７７が作動し、着色液Ｌ２が配管８２ｂ、８４を介して描画装置本体５０に送液される。そして、所定時間経過後、送液ポンプ７７が停止される。このとき、描画装置本体５０内では、着色液Ｌ１、Ｌ２によって絵柄が形成され、両者間の拡散・反応による色彩変化が生じる。
【０１４５】
また、描画装置本体５０の流路内を流通した着色液Ｌ１、Ｌ２又は反応生成物は、液体回収部７８に回収される。そして、充分な時間が経過した後、配管切換手段７６が作動し、配管８２ｃと配管８４とが連通される。
【０１４６】
次いで、送液ポンプ７７が作動し、洗浄液Ｗが配管８２ｃ、８４を介して描画装置本体５０に送液される。そして、所定時間経過後、送液ポンプ７７が停止し、洗浄を終了する。これにより、描画装置本体７２の流路１４Ａ内に残った着色液Ｌ１、Ｌ２、及び反応生成物等が除去及び洗浄され、運転前と同様の状態にもどされる。
【０１４７】
なお、洗浄液供給手段としては、上記の方法の他に、洗浄液を溜める液溜め部を描画装置５０の表面に設けて、必要に応じて加圧することで洗浄液を供給する方法やスポイト等で洗浄液Ｗを適宜供給する方法等でもよく、これらに限定されない。
以上説明した本実施形態の描画装置７０によれば、描画装置の流路に送液する異なる色又は種類の着色液を自動的に切り換えることができるので、種々の色を切り換え又は組み合わせて絵柄を形成することができる。これにより、絵柄の繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【０１４８】
以上、本発明に係る描画装置７０の第七実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【０１４９】
たとえば、本実施形態では、描画装置本体５０として積層型の描画装置５０を用いたが、描画装置１０を用いてもよい。また、異なる色の着色液を順次、描画装置本体５０に供給する構成としたが、異なる色または種類の着色液を、同時又は切り換えて描画装置本体５０の２次元的な流路の描画装置にそれぞれ供給する構成や、３次元的な流路の描画装置に供給する構成としてもよい。これにより、意図的に種々の色の着色液を供給することができる。
【０１５０】
以上に説明した本発明の第一〜第七実施形態の描画装置によれば、シンプルな構成で、安価に組み立てられ、かつ、高精度な絵柄を繰り返し形成することができるだけでなく、拡散・反応等の科学現象を手軽に観察・学習しながら、繊細な色の違いや色彩変化を表現し、楽しむことができる。
【０１５１】
また、本発明は、観賞用の置物としてだけでなく、学習用教材や玩具としても使用することができる。
【実施例】
【０１５２】
次に、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。図１に示される描画装置１０を使用して、着色液Ｌ１、Ｌ２による絵柄の形成、及び拡散・反応による色彩変化等に関する目視観察を行った。
（着色液Ｌ１、Ｌ２の種類）
着色液Ｌ１：水溶性青色インク（市販）、着色液Ｌ２：水溶性赤色インク（市販）
（実施例１）
まず、流路全長に相当する量の着色液Ｌ１（青色）を第２液溜め部２８より着色液用スポイト３２で供給した後、供給を止め、次に、流路全長の約半量に相当する量の着色液Ｌ２（赤色）を第２液溜め部２８より着色液用スポイト３２で供給した。このときの絵柄の色彩変化を観察した（図１６参照）。なお、着色液の供給方向を矢印で示す。
【０１５３】
図１６（Ａ）に示すように、着色液Ｌ１のみを供給すると、青い絵柄（本実施例では蝶の絵柄）が形成された。次いで、第２液溜め部２８より着色液Ｌ２（赤色）を供給しはじめると、図１６（Ｂ）に示すように、第２液溜め部２８近傍から着色液Ｌ２の赤色が流通方向に拡散し始めた。その後、着色液Ｌ２の供給を止め、絵柄の色彩変化を経時的に観察したところ、図１６（Ｃ）に示すように、第２液溜め部２８付近から、着色液Ｌ１とＬ２との拡散が進行し、絵柄が紫色に変色し始める様子が認められた。さらに約２０分間放置した後、絵柄はほぼ全体が均一に紫色を呈した。
【０１５４】
このように、着色液Ｌ１、Ｌ２間の拡散を、色彩変化として視覚的に認識できることが解った。
【０１５５】
（実施例２）
まず、第１液溜め部２４Ａから、流路全長の約半量に相当する量の着色液Ｌ１を着色液用スポイト３２で供給した後、さらに第１液溜め部２４Ｂから、同量の着色液Ｌ２を着色液用スポイト３２で供給した。そして、絵柄の色彩変化を観察した（図１７参照）。
【０１５６】
図１７（Ａ）に示すように、着色液Ｌ１、Ｌ２は、それぞれの流路を流通して、合流領域Ｐで合流したが、相互に層流を形成していたため、瞬時に両者が混合されず、それぞれの色を維持した状態で流通した。その後、分岐すると、再び着色液Ｌ１、Ｌ２の青色、赤色に分離して流通した。
【０１５７】
次いで、図１７（Ｂ）に示すように、合流領域Ｐ近傍から両者が反応しはじめ、色彩が紫色に変化し始めた。さらに、約２０分経過後、図１７（Ｃ）に示すように、絵柄全体で着色液Ｌ１、Ｌ２が拡散及び反応することにより、絵柄全体が紫色に変化した。
【０１５８】
このように、着色液Ｌ１、Ｌ２間の拡散を、色彩変化として視覚的に認識できることが解った。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明に係る第一実施形態の描画装置の構成を説明する平面図である
【図２】図１の部分拡大断面図である
【図３】図１の部分拡大断面図等である
【図４】描画方法の手順を示す断面図である
【図５】図１の別態様を説明する平面図である
【図６】本発明に係る第二実施形態の描画装置の構成を説明する図である
【図７】本発明に係る第三実施形態の描画装置の構成を説明する図である
【図８】図７の別態様を説明する図である
【図９】本発明に係る第四実施形態の描画装置の構成を説明する斜視図である
【図１０】図９の密着積層体を説明する図である
【図１１】本発明に係る第五実施形態の描画装置の構成を説明する図である
【図１２】本発明に係る第六実施形態の描画装置の構成を説明する斜視図である
【図１３】図１２の基板及び覆い板を説明する図である
【図１４】図１２の矢印Ａ方向の側面図である
【図１５】本発明に係る第七実施形態の描画装置の構成を説明する斜視図である
【図１６】本実施例における観察結果を示す図である
【図１７】本実施例における観察結果を示す図である
【符号の説明】
【０１６０】
１０、１０’…描画装置（密着積層体）、１２…基板、１４…長溝、１４Ａ…流路、１４Ａ’…チューブ状の流路、２２…覆い板、２２Ａ…覆い板本体、２２Ｂ…透明板、２４…第１液溜め部、２８…第２液溜め部、３０…貫通孔、３２…着色液用スポイト、３６…テープ、３８…指先、５０…積層型の描画装置、４４…液体供給路、４８…液体排出路、７０…描画装置、７４…液体貯留部、７６…配管切換手段、７８…液体回収部、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８４、８６…配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明ブロック内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路が２次元的又は３次元的な流路構造に形成されており、前記透明ブロック表面に形成されて前記微細流路に連通する少なくとも１つの液溜め部から１色以上の着色液を前記微細流路内に供給して満たすことで前記所望絵柄の色彩変化を視覚的に認識可能としたことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記透明ブロックは、アクリル製又はガラス製であることを特徴とする請求項１の描画装置。
【請求項３】
前記微細流路は断面が１ｍｍ２以下のマイクロチューブで形成されていることを特徴とする請求項１又は２の描画装置。
【請求項４】
前記透明ブロックは、
板状体の表面に断面が１ｍｍ２以下である前記絵柄の長溝が形成されている基板と、
該基板の表面に密着配置され、前記長溝を覆うことにより該基板に前記２次元的な微細流路を形成する覆い板と、を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１の描画装置。
【請求項５】
前記液溜め部が基板又は前記覆い板上に複数形成され、該複数の着色液にそれぞれ異なる色の着色液が溜められると共に、該複数の液溜め部にそれぞれ連通する複数の液体供給路と、該複数の液体供給路が一本に合流する流路と、を設け、前記複数の着色液を、前記複数の液溜め部より切り換えて前記流路に供給することを特徴とする請求項４の描画装置。
【請求項６】
前記微細流路に相対する部分の前記覆い板又は前記基板が、温度調節手段が密着できる形状であることを特徴とする請求項４又は５の描画装置。
【請求項７】
前記２次元的な微細流路の描画装置を２以上積層することにより、前記３次元的な微細流路の描画装置を形成することを特徴とする請求項４〜６の何れか１の描画装置。
【請求項８】
複数種類の着色液をそれぞれ貯留する複数の液体貯留部と、
前記複数の液体貯留部のうち、所定の液体貯留部と前記２次元的なそれぞれの描画装置とを連通させる配管切換手段と、
を備えたことを特徴とする請求項７の描画装置。
【請求項９】
前記描画装置は前記微細流路を洗浄する洗浄液供給手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１の描画装置。
【請求項１０】
前記着色液は、温度、反応、光の何れかにより色が変化する機能及び／又は固まる機能を有することを特徴とする請求項１〜９の何れか１の描画装置。
【請求項１】
透明ブロック内に、花、動物、風景等の所望絵柄に形成された流路断面が１ｍｍ２以下の微細流路が２次元的又は３次元的な流路構造に形成されており、前記透明ブロック表面に形成されて前記微細流路に連通する少なくとも１つの液溜め部から１色以上の着色液を前記微細流路内に供給して満たすことで前記所望絵柄の色彩変化を視覚的に認識可能としたことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記透明ブロックは、アクリル製又はガラス製であることを特徴とする請求項１の描画装置。
【請求項３】
前記微細流路は断面が１ｍｍ２以下のマイクロチューブで形成されていることを特徴とする請求項１又は２の描画装置。
【請求項４】
前記透明ブロックは、
板状体の表面に断面が１ｍｍ２以下である前記絵柄の長溝が形成されている基板と、
該基板の表面に密着配置され、前記長溝を覆うことにより該基板に前記２次元的な微細流路を形成する覆い板と、を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１の描画装置。
【請求項５】
前記液溜め部が基板又は前記覆い板上に複数形成され、該複数の着色液にそれぞれ異なる色の着色液が溜められると共に、該複数の液溜め部にそれぞれ連通する複数の液体供給路と、該複数の液体供給路が一本に合流する流路と、を設け、前記複数の着色液を、前記複数の液溜め部より切り換えて前記流路に供給することを特徴とする請求項４の描画装置。
【請求項６】
前記微細流路に相対する部分の前記覆い板又は前記基板が、温度調節手段が密着できる形状であることを特徴とする請求項４又は５の描画装置。
【請求項７】
前記２次元的な微細流路の描画装置を２以上積層することにより、前記３次元的な微細流路の描画装置を形成することを特徴とする請求項４〜６の何れか１の描画装置。
【請求項８】
複数種類の着色液をそれぞれ貯留する複数の液体貯留部と、
前記複数の液体貯留部のうち、所定の液体貯留部と前記２次元的なそれぞれの描画装置とを連通させる配管切換手段と、
を備えたことを特徴とする請求項７の描画装置。
【請求項９】
前記描画装置は前記微細流路を洗浄する洗浄液供給手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１の描画装置。
【請求項１０】
前記着色液は、温度、反応、光の何れかにより色が変化する機能及び／又は固まる機能を有することを特徴とする請求項１〜９の何れか１の描画装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−９３９４９（Ｐ２００７−９３９４９Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８２６０１（Ｐ２００５−２８２６０１）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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