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2024-147483結晶形成方法、結晶形成装置、画像形成方法、及び立体造形物の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024147483
(43)【公開日】2024-10-16
(54)【発明の名称】結晶形成方法、結晶形成装置、画像形成方法、及び立体造形物の製造方法
(51)【国際特許分類】
B22F 10/25 20210101AFI20241008BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20241008BHJP
B33Y 70/00 20200101ALI20241008BHJP
C23C 14/00 20060101ALI20241008BHJP
B22F 1/054 20220101ALI20241008BHJP
B22F 1/06 20220101ALI20241008BHJP
B22F 1/07 20220101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
B22F10/25
B33Y10/00
B33Y70/00
C23C14/00 Z
B22F1/054
B22F1/06
B22F1/07
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023184070
(22)【出願日】2023-10-26
(31)【優先権主張番号】P 2023060403
(32)【優先日】2023-04-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(71)【出願人】
【識別番号】304021831
【氏名又は名称】国立大学法人千葉大学
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】金子 晃大
(72)【発明者】
【氏名】岩田 宗朗
(72)【発明者】
【氏名】尾松 孝茂
(72)【発明者】
【氏名】川口 晴生
【テーマコード（参考）】
4K018
4K029
【Ｆターム（参考）】
4K018AB01
4K018BA13
4K018BA20
4K018BB01
4K018BB03
4K018BB05
4K018BB06
4K018CA44
4K018EA51
4K018EA60
4K029BA26
4K029DB20
(57)【要約】
【課題】光吸収材を含む転写対象材料を飛散させることなく、光吸収材をより高精細に転写することができる結晶形成方法の提供
【解決手段】基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶作成方法である。
【選択図】なし
【解決手段】基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶作成方法である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成方法。
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成方法。
【請求項2】
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが０．００７μｍ以上１．５μｍ以下である、請求項１に記載の結晶形成方法。
【請求項3】
前記光吸収材が無機材料を含む、請求項１から２のいずれかに記載の結晶形成方法。
【請求項4】
前記無機材料のメディアン径（Ｄ５０）が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、請求項３に記載の結晶形成方法。
【請求項5】
前記光吸収材が、異なる２種以上の無機材料を含み、
前記異なる２種以上の無機材料が、同一の結晶構造を持つ物質からなる、請求項１から２のいずれかに記載の結晶形成方法。
前記異なる２種以上の無機材料が、同一の結晶構造を持つ物質からなる、請求項１から２のいずれかに記載の結晶形成方法。
【請求項6】
前記分散媒がグリセロール水溶液である、請求項１から２のいずれかに記載の結晶形成方法。
【請求項7】
形成された前記結晶の８０％以上が単結晶である、請求項１から２のいずれかに記載の結晶形成方法。
【請求項8】
基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成手段と、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成装置。
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成装置。
【請求項9】
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが０．００７μｍ以上１．５μｍ以下である、請求項８に記載の結晶形成装置。
【請求項10】
請求項１から２のいずれかに記載の結晶形成方法によって、画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項11】
請求項１から２のいずれかに記載の結晶形成方法によって、立体造形物を製造することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、結晶形成方法、結晶形成装置、画像形成方法、及び立体造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザー励起前方転写（Ｌａｓｅｒ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＬＩＦＴ）法は、基板上に光吸収材を含む転写対象材料を配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料にレーザービームを照射し、前記転写対象材料を飛翔させ、前記転写対象材料の対面に配置した被付与物（アクセプター基板）の所望の位置に前記転写対象材料を転写する方法である。
【0003】
このようなＬＩＦＴ法としては、例えば、前記レーザービームとして光渦レーザービームを用いることにより、光吸収材を含む高粘度液体を飛散させることなく、精細に転写できる画像形成方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、光吸収材を含む転写対象材料を飛散させることなく、光吸収材をより高精細に転写することができる結晶形成方法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】
【0005】
前記課題を解決するための手段としての本発明の結晶形成方法は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、前記被付与物の十点平均粗さが４．９μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によると、光吸収材を含む転写対象材料を飛散させることなく、光吸収材をより高精細かつ高精度で転写することができる結晶形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図12】図１２は、転写対象材料Ｎｏ．１（グリセロール濃度４３質量％、複素粘度６ｍＰａ・ｓ）に対して、光渦レーザービームを照射してから０μｓ、３μｓ、５μｓ、１０μｓ、２０μｓ、３０μｓ、及び４０μｓの挙動の一例を示す写真である。
【図13A】図１３Ａは、転写対象材料から１．５ｍｍ離れた場所に設置した被付与物（松浪硝子工業株式会社製のＳ１２１４、水縁磨、ｔ１．３）に転写された転写対象材料（以下ドットと呼ぶ）を、３００℃で加熱処理を行い転写対象材料中の分散媒を除去した状態の一例を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
（結晶形成方法及び結晶形成装置）
本発明の結晶形成方法は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、前記被付与物の十点平均粗さが４．９μｍ以下であり、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の結晶形成方法は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、前記被付与物の十点平均粗さが４．９μｍ以下であり、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【0009】
本発明の結晶形成装置は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成手段を有し、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、前記被付与物の十点平均粗さが４．９μｍ以下であり、更に必要に応じてその他の手段を有する。
【0010】
本発明の飛翔体転写方法は、本発明の結晶形成装置により好適に実施することができ、結晶形成工程は結晶形成手段により行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。
【0011】
従来技術では、被付与物の表面平滑性（以下、「平滑性」と称することがある）が、被付与物上に転写された転写対象材料（以下、転写物）の形状に与える影響に関する言及はなく、転写物の形状を精度良く再現することは困難であった。
【0012】
したがって、本発明においては、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程と、を含み、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であることにより、光渦レーザーを用いた飛翔体の形成において所定の波長の光を吸収する光吸収材を一点に高密度で集束させることができる。この高密度な凝集物（以下、「コア」と称することがある）は、光吸収材の結晶性を有した状態で溶融凝集しており、材料の合成を促進させることができる。このため、転写物の高さ方向に厚みが増し、三次元形状での転写が可能である。
また、飛翔体を付与する被付与物の十点平均粗さが４．９μｍ以下であることにより、再現性よくコアを被付与物の中央付近に形成することができ、高精度でのコアの転写が可能となる。
また、飛翔体を付与する被付与物の十点平均粗さが４．９μｍ以下であることにより、再現性よくコアを被付与物の中央付近に形成することができ、高精度でのコアの転写が可能となる。
【0013】
＜結晶形成工程及び結晶形成手段＞
前記飛翔工程は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する工程であり、結晶形成手段により実施することができる。
前記飛翔工程は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する工程であり、結晶形成手段により実施することができる。
【0014】
＜＜ドナー基板＞＞
前記ドナー基板は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料を配したものである。
本発明において、「飛翔」とは、空中を進むこと、又は空中を移動することを意味する。
本発明において、「飛散」とは、飛んで散乱することを意味する。
前記ドナー基板は、基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料を配したものである。
本発明において、「飛翔」とは、空中を進むこと、又は空中を移動することを意味する。
本発明において、「飛散」とは、飛んで散乱することを意味する。
【0015】
－基板－
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0016】
前記基板の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状、真円又は楕円等の筒状、筒状の一部を切り出した面、無端ベルト状などが挙げられる。これらの中でも、前記基板が筒状であって、周方向に回転する前記基板の表面に前記転写対象材料を供給する供給手段を有することが好ましい。前記筒状の前記基板の表面に前記転写対象材料を担持すると、前記外周方向における前記被付与物の寸法に依存せずに供給することができる。また、この場合、前記筒状の内部には飛翔手段を配置し、前記内部から外周に向けて前記光渦レーザービームを照射可能とし、前記基板が周方向に回転することで連続的に照射することができる。
また、平板状の前記基板としては、例えば、スライドガラスなどが挙げられる。
また、平板状の前記基板としては、例えば、スライドガラスなどが挙げられる。
【0017】
前記基板の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0018】
前記基板の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記転写対象材料が付与される被付与物の幅に合わせた寸法とすることが好ましい。
【0019】
前記基板の材質としては、光を透過するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、酸化珪素を主成分とする各種ガラス等の無機材料、透明性の耐熱プラスチック、エラストマー等の有機材料が、透過率と耐熱性の点で、好ましい。
【0020】
前記基板における前記光渦レーザービームの透過率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、７５％以上が好ましく、８５％以上がより好ましい。前記透過率が好ましい範囲内であると、前記基板に吸収された前記光渦レーザービームのエネルギーが熱に変換されにくいため、前記転写対象材料に乾燥や溶融などの変化を与えることが少なく、また、前記転写対象材料に与えるエネルギーが低下しにくいため、飛翔させた前記転写対象材料を付与する位置のバラつきが生じにくい点で有利である。
なお、前記透過率の測定方法としては、例えば、分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ－６６０ＤＳ）などを用いて測定することができる。
なお、前記透過率の測定方法としては、例えば、分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ－６６０ＤＳ）などを用いて測定することができる。
【0021】
前記基板の表面粗さＲａとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記光渦レーザービームの屈折散乱を抑制し、前記転写対象材料に付与するエネルギーを低下させないようにする点で、表面及び裏面のどちらも１μｍ以下であることが好ましい。また、前記表面粗さＲａが好ましい範囲内であると、前記転写対象材料が付与される被付与物に付与した前記転写対象材料の平均厚みのバラつきを抑制することができ、所望の量の前記転写対象材料を付与させることができる点で有利である。
前記表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に従って測定することができ、例えば、触針式表面形状測定装置（Ｄｅｋｔａｋ１５０、ブルカー・エイエックスエス株式会社製）を用いて測定することができる。
また、前記基板が布のような柔らかい材料である場合は、例えば、コンフォーカル顕微鏡（Ｈ１２００、レーザーテック株式会社）を用いることで、非接触で表面粗さＲａを見積もり測定することができる。
前記表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に従って測定することができ、例えば、触針式表面形状測定装置（Ｄｅｋｔａｋ１５０、ブルカー・エイエックスエス株式会社製）を用いて測定することができる。
また、前記基板が布のような柔らかい材料である場合は、例えば、コンフォーカル顕微鏡（Ｈ１２００、レーザーテック株式会社）を用いることで、非接触で表面粗さＲａを見積もり測定することができる。
【0022】
－転写対象材料－
前記転写対象材料は、光吸収材及び分散媒を含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記転写対象材料は、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下である。前記複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であると、光吸収材の結晶性を有した状態で溶融凝集し材料の合成を促進できる。
前記複素粘度は、動的粘弾性測定装置を用い、加える応力を変化させ、その時に生じたひずみ量を測定する応力制御法により、以下の条件に基づき測定することができる。
－測定条件－
・装置名：レオメータ、ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ６００、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製
・温度：２５℃
・剪断応力：２００Ｐａ
前記転写対象材料は、光吸収材及び分散媒を含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記転写対象材料は、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下である。前記複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であると、光吸収材の結晶性を有した状態で溶融凝集し材料の合成を促進できる。
前記複素粘度は、動的粘弾性測定装置を用い、加える応力を変化させ、その時に生じたひずみ量を測定する応力制御法により、以下の条件に基づき測定することができる。
－測定条件－
・装置名：レオメータ、ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ６００、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製
・温度：２５℃
・剪断応力：２００Ｐａ
【0023】
－－光吸収材－－
前記光吸収材としては、光の波長に対する吸光度が１よりも大きいことが好ましく、２よりも大きいことがより好ましい。光吸収材が光の波長に対する吸光度が２よりも大きいと、エネルギー効率を高めることができる点で有利である。
前記光吸収材としては、光の波長に対する吸光度が１よりも大きいことが好ましく、２よりも大きいことがより好ましい。光吸収材が光の波長に対する吸光度が２よりも大きいと、エネルギー効率を高めることができる点で有利である。
【0024】
前記光吸収材としては、所定の波長の光を吸収するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機材料などが挙げられる。
【0025】
前記無機材料としては、その形態、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記無機材料の形態としては、例えば、固体、粉体などが挙げられる。なお、前記固体とは、２５℃において容器の形とは無関係にその形状を保持するものを意味する。
前記無機材料の形態としては、例えば、固体、粉体などが挙げられる。なお、前記固体とは、２５℃において容器の形とは無関係にその形状を保持するものを意味する。
【0026】
前記無機材料としては、例えば、マンガンフェライト、鉄フェライト、マグネシウムフェライト、ストロンチウムフェライト、四酸化三鉄、酸化チタン、硫化亜鉛、黒色系酸化鉄、黒色系銅酸化物、黒色系クロム酸化物、黄色酸化鉄、黄色系ニッケルチタン、硫化カドミウム、セレン、セレン化カドミウム、クロム酸鉛、モリブデン酸鉛、赤色酸化鉄、酸化コバルト、含水酸化クロム、酸化クロム、金、鉛アンチモン、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化ネオジム、酸化エルビウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、アルミニウム、ブロンズ、雲母、カーボンブラック、カーボン、ゼオライト、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、硫化水銀カドミウム、紺青、群青などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0027】
前記光吸収材としては、異なる２種以上の無機材料を含む場合は、前記異なる２種以上の無機材料が、同一の結晶構造を持つ物質からなることが好ましい。
前記結晶構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピネル型の結晶構造などが挙げられる。
前記光吸収材としては、例えば、同じスピネル型の結晶構造を持つ、鉄フェライト及びマンガンフェライトからなる光吸収材などが挙げられる。
前記結晶構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピネル型の結晶構造などが挙げられる。
前記光吸収材としては、例えば、同じスピネル型の結晶構造を持つ、鉄フェライト及びマンガンフェライトからなる光吸収材などが挙げられる。
【0028】
前記無機材料のメディアン径（Ｄ５０）は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下がより好ましい。
前記メディアン径（Ｄ５０）は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＵ８２００シリーズ、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて測定を行う。得られた画像を画像処理ソフトＡ像君（旭化成エンジニアリング株式会社製）で二値化し、メディアン径（Ｄ５０）を算出することができる。又は、例えば、透過型電子顕微鏡（ＪＥＭ－２１００、日本電子株式会社製）を用いて測定を行う。観察サンプルは、無機材料が０．４質量％のエタノール分散液を作製し、超音波洗浄機で１時間ほど分散させたものを、コロジオン膜貼付メッシュ（日新ＥＭ株式会社製）を用い測定を行う。得られた画像を画像処理ソフトＡ像君（旭化成エンジニアリング株式会社製）で二値化し、メディアン径（Ｄ５０）を算出することができる。
前記メディアン径（Ｄ５０）は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＵ８２００シリーズ、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて測定を行う。得られた画像を画像処理ソフトＡ像君（旭化成エンジニアリング株式会社製）で二値化し、メディアン径（Ｄ５０）を算出することができる。又は、例えば、透過型電子顕微鏡（ＪＥＭ－２１００、日本電子株式会社製）を用いて測定を行う。観察サンプルは、無機材料が０．４質量％のエタノール分散液を作製し、超音波洗浄機で１時間ほど分散させたものを、コロジオン膜貼付メッシュ（日新ＥＭ株式会社製）を用い測定を行う。得られた画像を画像処理ソフトＡ像君（旭化成エンジニアリング株式会社製）で二値化し、メディアン径（Ｄ５０）を算出することができる。
【0029】
－－分散媒－－
前記分散媒としては、前記光吸収材を分散することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、有機溶剤、ワックス、樹脂ワニスなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、強熱残分が０．１％以下又は蒸発残分が１．０以下である分散媒が高純度での転写対象材料の転写が可能となる点から、純水、グリセロール水溶液が好ましい。
グリセロール水溶液におけるグリセロール濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５２質量％未満が好ましく、４３質量％以下がより好ましい。前記グリセロール濃度が５２質量％未満であると、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下に制御し易くなる。
前記分散媒としては、前記光吸収材を分散することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、有機溶剤、ワックス、樹脂ワニスなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、強熱残分が０．１％以下又は蒸発残分が１．０以下である分散媒が高純度での転写対象材料の転写が可能となる点から、純水、グリセロール水溶液が好ましい。
グリセロール水溶液におけるグリセロール濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５２質量％未満が好ましく、４３質量％以下がより好ましい。前記グリセロール濃度が５２質量％未満であると、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下に制御し易くなる。
【0030】
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水などが挙げられる。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グリセロール、エタノール、アセトンなどが挙げられる。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グリセロール、エタノール、アセトンなどが挙げられる。
【0031】
前記ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭化水素系ワックス、エステルワックス、ケトンワックスなどが挙げられる。
【0032】
前記樹脂ワニスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリウレタン系、アルキド系、エポキシ系、コハク、ロジン系などが挙げられる。
【0033】
前記分散媒は、光吸収材の分散性の点から界面活性剤を含有していてもよい。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。
【0034】
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸せっけん、アルキルコハク酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム塩、アルキル硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩、ジアルキルスルホサクシネートナトリウム塩、アルキルリン酸ナトリウム塩、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤などが挙げられる。更に、前述したナトリウム塩のみならず、例えば、任意の金属塩、アンモニウム塩などが挙げられる。
前記カチオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、アルキルベタイン、アミドベタインなどが挙げられる。
前記カチオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、アルキルベタイン、アミドベタインなどが挙げられる。
【0035】
－その他の成分－
その他の成分としては、例えば、着色剤、分散剤、熱安定剤、酸化防止剤、還元防止剤、防腐剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、湿潤剤、浸透剤などが挙げられる。
その他の成分としては、例えば、着色剤、分散剤、熱安定剤、酸化防止剤、還元防止剤、防腐剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、湿潤剤、浸透剤などが挙げられる。
【0036】
前記基板上に配されたドナー基板における転写対象材料は、層状であっても膜状であってもよく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記転写対象材料は、基板上に一体的（連続的）に層（膜）を形成していてよく、断続的に層（膜）を形成していてもよい。
前記転写対象材料は、基板上に一体的（連続的）に層（膜）を形成していてよく、断続的に層（膜）を形成していてもよい。
【0037】
前記転写対象材料（転写対象層）が２５℃において液体の場合の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下が更に好ましい。２５℃における前記転写対象層が液体の場合に、前記転写対象層の平均厚みが１０μｍ以上であると、光を照射しときに転写対象材料の飛散を抑制することができ、また、前記連続的に層状にして供給した場合、連続して飛翔させたときであっても基板上の層の強度を確保することができるため、連続して前記転写対象材料を飛翔させることができる点で好ましい。
また、２５℃における前記転写対象層が液体の場合に、前記転写対象層の平均厚みが５０μｍ以下であると、前記転写対象材料を飛翔させるのに必要な光のエネルギーが大きくなりすぎないため、特に光吸収材が有機物の場合、劣化や分解が発生しにくい点で有利である。
なお、塗布する方法によっては、一定のパターンを保持した層として供給することも可能となる。
前記転写対象層が２５℃において固体の場合の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以上２０μｍ以下がより好ましく、５μｍ以上１８μｍ以下が更に好ましい。２５℃における前記転写対象層が固体の場合に、前記転写対象層の平均厚みが、４０μｍ以下であると、比較的弱い光エネルギーで転写が可能なため、光吸収材へのダメージを抑制することができる。
また、２５℃における前記転写対象層が液体の場合に、前記転写対象層の平均厚みが５０μｍ以下であると、前記転写対象材料を飛翔させるのに必要な光のエネルギーが大きくなりすぎないため、特に光吸収材が有機物の場合、劣化や分解が発生しにくい点で有利である。
なお、塗布する方法によっては、一定のパターンを保持した層として供給することも可能となる。
前記転写対象層が２５℃において固体の場合の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以上２０μｍ以下がより好ましく、５μｍ以上１８μｍ以下が更に好ましい。２５℃における前記転写対象層が固体の場合に、前記転写対象層の平均厚みが、４０μｍ以下であると、比較的弱い光エネルギーで転写が可能なため、光吸収材へのダメージを抑制することができる。
【0038】
前記転写対象層の平均厚みの測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記転写対象層に対して任意の複数の点を選択し、複数の点の厚みの平均を算出することにより求める方法などが挙げられる。平均としては、５点の厚みの平均が好ましく、１０点の厚みの平均がより好ましく、２０点の厚みの平均が特に好ましい。
平均厚みの測定機器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レーザー変位計やマイクロメータなどの非接触又は接触方式の方法が挙げられる。
平均厚みの測定機器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レーザー変位計やマイクロメータなどの非接触又は接触方式の方法が挙げられる。
【0039】
本発明においては、前記ドナー基板を用いて、前記ドナー基板の前記基板側から転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔させる。
本発明において、「飛翔させる」とは、転写対象材料の少なくとも一部が前記ドナー基板から脱離することを意味する。
光渦レーザービームを用いることによって、飛翔させる転写対象材料を飛散させにくくすることができる。
本発明において、「飛翔させる」とは、転写対象材料の少なくとも一部が前記ドナー基板から脱離することを意味する。
光渦レーザービームを用いることによって、飛翔させる転写対象材料を飛散させにくくすることができる。
【0040】
前記光渦レーザービームについて、以下に詳細に説明する。
一般的なレーザービームは、位相が揃っているため、図１Ａに示すように平面状の等位相面（波面）を有している。レーザービームのポインティングベクトルの方向が平面状の等位相面の直交方向であることにより、レーザービームの照射方向と同じ方向となるため、レーザービームが転写対象材料中の光吸収材に照射された場合には、光吸収材に対して照射方向に力が作用する。しかし、レーザービームの断面における光強度分布が、図１Ｂに示すようにビームの中心が最も強い正規分布（ガウシアン分布）であるため、転写対象材料が飛散しやすい。また、位相分布の観察を行うと図１Ｃに示すように位相差がないことが確認される。
これに対し、光渦レーザービームは、図２Ａに示すように螺旋状の等位相面を有している。光渦レーザービームのポインティングベクトルの方向が螺旋状の等位相面に対して直交方向であるため、光渦レーザービームが転写対象材料中の光吸収材に照射された場合には、直交方向に力が作用する。このため、図２Ｂに示すように光強度分布がビームの中央が零となる凹んだドーナツ状の分布となり、光渦レーザービームを照射された光吸収材は、ドーナツ状のエネルギーを放射圧として印加される。すると、光渦レーザービームを照射された光吸収材は、光渦レーザービームの照射方向に沿って飛翔し、被付与物に飛散しにくい状態で付与する。また、位相分布の観察を行うと図２Ｃに示すように位相差が発生していることが確認される。
一般的なレーザービームは、位相が揃っているため、図１Ａに示すように平面状の等位相面（波面）を有している。レーザービームのポインティングベクトルの方向が平面状の等位相面の直交方向であることにより、レーザービームの照射方向と同じ方向となるため、レーザービームが転写対象材料中の光吸収材に照射された場合には、光吸収材に対して照射方向に力が作用する。しかし、レーザービームの断面における光強度分布が、図１Ｂに示すようにビームの中心が最も強い正規分布（ガウシアン分布）であるため、転写対象材料が飛散しやすい。また、位相分布の観察を行うと図１Ｃに示すように位相差がないことが確認される。
これに対し、光渦レーザービームは、図２Ａに示すように螺旋状の等位相面を有している。光渦レーザービームのポインティングベクトルの方向が螺旋状の等位相面に対して直交方向であるため、光渦レーザービームが転写対象材料中の光吸収材に照射された場合には、直交方向に力が作用する。このため、図２Ｂに示すように光強度分布がビームの中央が零となる凹んだドーナツ状の分布となり、光渦レーザービームを照射された光吸収材は、ドーナツ状のエネルギーを放射圧として印加される。すると、光渦レーザービームを照射された光吸収材は、光渦レーザービームの照射方向に沿って飛翔し、被付与物に飛散しにくい状態で付与する。また、位相分布の観察を行うと図２Ｃに示すように位相差が発生していることが確認される。
【0041】
図３Ａは、一般的なレーザービームを転写対象材料中の光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。図３Ｂは、光渦レーザービームを転写対象材料中の光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。
図３Ａと図３Ｂとを比較すると、図３Ａのほうが図３Ｂよりも転写対象材料が飛散していることが確認できる。このことから、光渦レーザービームを照射された転写対象材料中の光吸収材は、ドーナツ状のエネルギーを放射圧として印加され、光渦レーザービームの照射方向に沿って飛翔し、被付与物に飛散しにくい状態で付与することがわかる。
図３Ａと図３Ｂとを比較すると、図３Ａのほうが図３Ｂよりも転写対象材料が飛散していることが確認できる。このことから、光渦レーザービームを照射された転写対象材料中の光吸収材は、ドーナツ状のエネルギーを放射圧として印加され、光渦レーザービームの照射方向に沿って飛翔し、被付与物に飛散しにくい状態で付与することがわかる。
【0042】
光渦レーザービームか否かを判別する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述の位相分布の観察、干渉計測などが挙げられ、干渉計測が一般的である。
干渉計測は、レーザービームプロファイラ（Ｓｐｉｒｉｃｏｎ社製レーザービームプロファイラ、浜松ホトニクス株式会社製レーザービームプロファイラなど）を用いて観察でき、干渉計測した結果の一例を図４Ａ、図４Ｂに示す。
図４Ａは、光渦レーザービームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図であり、図４Ｂは、中心に光強度０の点を有するレーザービームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図である。
光渦レーザービームを干渉計測すると、図４Ａに示すように、エネルギー分布がドーナツ状であって、図１Ｃと同様に中心に光強度０の点を持つレーザービームであることが確認できる。
一方、中心に光強度０の点を有する一般的なレーザービームを干渉計測すると、図４Ｂに示すように、図４Ａで示した光渦レーザービームの干渉計測と類似しているが、ドーナツ状部のエネルギー分布が一様ではないことから、光渦レーザービームとの差異が確認できる。
干渉計測は、レーザービームプロファイラ（Ｓｐｉｒｉｃｏｎ社製レーザービームプロファイラ、浜松ホトニクス株式会社製レーザービームプロファイラなど）を用いて観察でき、干渉計測した結果の一例を図４Ａ、図４Ｂに示す。
図４Ａは、光渦レーザービームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図であり、図４Ｂは、中心に光強度０の点を有するレーザービームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図である。
光渦レーザービームを干渉計測すると、図４Ａに示すように、エネルギー分布がドーナツ状であって、図１Ｃと同様に中心に光強度０の点を持つレーザービームであることが確認できる。
一方、中心に光強度０の点を有する一般的なレーザービームを干渉計測すると、図４Ｂに示すように、図４Ａで示した光渦レーザービームの干渉計測と類似しているが、ドーナツ状部のエネルギー分布が一様ではないことから、光渦レーザービームとの差異が確認できる。
【0043】
－飛翔手段－
前記飛翔手段は、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光を照射する、換言すると、前記転写対象材料を表面に配した基板における、前記転写対象材料が配された側とは反対側の基板の表面に光を照射することにより、光の照射方向に前記転写対象材料を飛翔させる。
前記飛翔手段は、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光を照射する、換言すると、前記転写対象材料を表面に配した基板における、前記転写対象材料が配された側とは反対側の基板の表面に光を照射することにより、光の照射方向に前記転写対象材料を飛翔させる。
【0044】
前記飛翔手段としては、レーザー光源と、光渦変換部と、波長変換部とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
【0045】
－－レーザー光源－－
前記レーザー光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レーザービームを発生させる固体レーザー、気体レーザー、半導体レーザーなどが挙げられ、パルス発振可能なものが好ましい。
前記固体レーザーとしては、例えば、ＹＡＧレーザー、チタンサファイアレーザーなどが挙げられる。
前記気体レーザーとしては、例えば、アルゴンレーザー、ヘリウムネオンレーザー、炭酸ガスレーザーなどが挙げられる。
これらの中でも、出力が３０ｍＷ程度の半導体レーザーが、装置の小型化及び低コスト化の点から好ましい。ただし、本実施形態では、チタンサファイアレーザーを使用した。
前記レーザービームの波長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３００ｎｍ以上１１μｍ以下が好ましく、３５０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下がより好ましい。
前記レーザービームのビーム径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０μｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、１０μｍ以上１ｍｍ以下がより好ましい。
前記レーザービームのパルス幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２ナノ秒以上１００ナノ秒以下が好ましく、２ナノ秒以上１０ナノ秒以下がより好ましい。
前記レーザービームのパルス周波数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下が好ましく、２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下がより好ましい。
なお、前記レーザー光源としては、光渦レーザービームを出力可能なレーザー光源でもよい。
前記レーザー光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レーザービームを発生させる固体レーザー、気体レーザー、半導体レーザーなどが挙げられ、パルス発振可能なものが好ましい。
前記固体レーザーとしては、例えば、ＹＡＧレーザー、チタンサファイアレーザーなどが挙げられる。
前記気体レーザーとしては、例えば、アルゴンレーザー、ヘリウムネオンレーザー、炭酸ガスレーザーなどが挙げられる。
これらの中でも、出力が３０ｍＷ程度の半導体レーザーが、装置の小型化及び低コスト化の点から好ましい。ただし、本実施形態では、チタンサファイアレーザーを使用した。
前記レーザービームの波長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３００ｎｍ以上１１μｍ以下が好ましく、３５０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下がより好ましい。
前記レーザービームのビーム径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０μｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、１０μｍ以上１ｍｍ以下がより好ましい。
前記レーザービームのパルス幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２ナノ秒以上１００ナノ秒以下が好ましく、２ナノ秒以上１０ナノ秒以下がより好ましい。
前記レーザービームのパルス周波数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下が好ましく、２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下がより好ましい。
なお、前記レーザー光源としては、光渦レーザービームを出力可能なレーザー光源でもよい。
【0046】
－－光渦変換部－－
前記光渦変換部としては、レーザービームを光渦レーザービームに変換できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、回折光学素子、マルチモードファイバ、液晶位相変調器などが挙げられる。
前記回折光学素子としては、例えば、螺旋位相板、ホログラム素子などが挙げられる。これらの中でも、螺旋位相板（Ｓｐｉｒａｌ Ｐｈａｓｅ Ｐｌａｔｅ）が好ましい。
なお、前記光渦レーザービームを発生させる方法としては、前記光渦変換部を用いる方法に限らず、例えば、レーザー共振器から光渦を固有モードとして発振させる方法、ホログラム素子を共振器に挿入する方法などが挙げられる。他の前記光渦レーザービームを発生させる方法としては、例えば、ドーナツビームに変換した励起光を用いる方法、暗点を有する共振器ミラーを用いる方法、側面励起固体レーザーで発生する熱レンズ効果を空間フィルタとして用いて光渦モード発振する方法などが挙げられる。
前記光渦変換部としては、レーザービームを光渦レーザービームに変換できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、回折光学素子、マルチモードファイバ、液晶位相変調器などが挙げられる。
前記回折光学素子としては、例えば、螺旋位相板、ホログラム素子などが挙げられる。これらの中でも、螺旋位相板（Ｓｐｉｒａｌ Ｐｈａｓｅ Ｐｌａｔｅ）が好ましい。
なお、前記光渦レーザービームを発生させる方法としては、前記光渦変換部を用いる方法に限らず、例えば、レーザー共振器から光渦を固有モードとして発振させる方法、ホログラム素子を共振器に挿入する方法などが挙げられる。他の前記光渦レーザービームを発生させる方法としては、例えば、ドーナツビームに変換した励起光を用いる方法、暗点を有する共振器ミラーを用いる方法、側面励起固体レーザーで発生する熱レンズ効果を空間フィルタとして用いて光渦モード発振する方法などが挙げられる。
【0047】
－－波長変換部－－
前記光渦レーザービームは、螺旋状の等位相面かつ、円環状のビーム強度分布であり、光波面内に位相特異点もつことを特徴とする。本発明においては、これらの特性を有すれば特に制限はなく、波長変換部として光渦レーザービームに円偏光を付与した円偏光光渦レーザービームなど、目的に応じて適宜選択することができる。
円偏光光渦レーザービームは、軌道角運動量と、円偏光によるスピン角運動量からなる全角運動量Ｊを有し、以下の数式（１）で示される。
前記波長変換部としては、例えば、１／４波長板などが挙げられる。１／４波長板の場合には、光学軸を＋４５°又は－４５°以外に設置して光渦レーザービームに楕円状の円偏光（楕円偏光）を付与してもよいが、光学軸を＋４５°又は－４５°に設置して前記光渦レーザービームに真円状の円偏光を付与し、上記の条件を満たすことが好ましい。これにより、飛翔体転写装置は、前記光吸収材を安定的に飛翔させ、飛散を抑制した形状で被付与物に付与させる効果を大きくすることができる。
前記光渦レーザービームは、螺旋状の等位相面かつ、円環状のビーム強度分布であり、光波面内に位相特異点もつことを特徴とする。本発明においては、これらの特性を有すれば特に制限はなく、波長変換部として光渦レーザービームに円偏光を付与した円偏光光渦レーザービームなど、目的に応じて適宜選択することができる。
円偏光光渦レーザービームは、軌道角運動量と、円偏光によるスピン角運動量からなる全角運動量Ｊを有し、以下の数式（１）で示される。
前記波長変換部としては、例えば、１／４波長板などが挙げられる。１／４波長板の場合には、光学軸を＋４５°又は－４５°以外に設置して光渦レーザービームに楕円状の円偏光（楕円偏光）を付与してもよいが、光学軸を＋４５°又は－４５°に設置して前記光渦レーザービームに真円状の円偏光を付与し、上記の条件を満たすことが好ましい。これにより、飛翔体転写装置は、前記光吸収材を安定的に飛翔させ、飛散を抑制した形状で被付与物に付与させる効果を大きくすることができる。
【0048】
【数1】
【数2】
なお、トポロジカルチャージとは、光渦レーザービームの円筒座標系における方位方向の周期的境界条件から現れる量子数を意味する。また、ビームウエストサイズとは、光渦レーザービームにおけるビーム径の最小値を意味する。
【0049】
Ｌは、波長板における螺旋波面の巻数で決まるパラメータである。Ｓは、波長板における円偏光の向きで決まるパラメータである。なお、Ｌ及びＳはいずれも整数である。また、Ｌ及びＳの符号は、それぞれ回転の向き（時計回り、反時計回り）を表す。
なお、光渦レーザービームにおける全角運動量Ｊは、Ｊ＝Ｌ＋Ｓと表すことができる。
なお、光渦レーザービームにおける全角運動量Ｊは、Ｊ＝Ｌ＋Ｓと表すことができる。
【0050】
本発明の飛翔体転写装置は、例えば、レーザービームを光渦レーザービームに変換する光渦変換部、及び光渦レーザービームに円偏光を付与する波長変換部を備え、円偏光光渦レーザービームとすることで、高粘度の転写対象材料の飛翔体の直線指向性を発現させ、転写対象材料の飛散を抑制する効果を向上させることができる。
【0051】
－－その他の部材－－
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビーム径変更部材、ビーム波長変更素子、出力調整部などが挙げられる。
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビーム径変更部材、ビーム波長変更素子、出力調整部などが挙げられる。
【0052】
－－－ビーム径変更部材－－－
ビーム径変更部材としては、光渦レーザービームのビーム径を変更できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、集光レンズなどが挙げられる。
光渦レーザービームのビーム径（照射径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ以下が好ましい。光渦レーザービームの照射径が１００μｍ以下であると、高解像度の画像を形成しやすい点で好ましい。
なお、ビーム径は、例えば、レーザースポット径及び集光レンズにより変更することが可能である。
また、転写対象材料が分散体の場合、ビーム径としては、転写対象材料の体積平均粒径の最大値以上が好ましく、分散体の最大値の３倍がより好ましい。ビーム径がより好ましい範囲内であると、転写対象材料を安定して飛翔させることが可能となる点で有利である。
ビーム径変更部材としては、光渦レーザービームのビーム径を変更できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、集光レンズなどが挙げられる。
光渦レーザービームのビーム径（照射径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ以下が好ましい。光渦レーザービームの照射径が１００μｍ以下であると、高解像度の画像を形成しやすい点で好ましい。
なお、ビーム径は、例えば、レーザースポット径及び集光レンズにより変更することが可能である。
また、転写対象材料が分散体の場合、ビーム径としては、転写対象材料の体積平均粒径の最大値以上が好ましく、分散体の最大値の３倍がより好ましい。ビーム径がより好ましい範囲内であると、転写対象材料を安定して飛翔させることが可能となる点で有利である。
【0053】
－－－ビーム波長変更素子－－－
ビーム波長変更素子としては、光渦レーザービームの波長を、転写対象材料中の光吸収材が吸収可能であり、かつ後述する基板を透過可能である波長に変更できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ビーム波長変更素子としては、例えば、ＫＴＰ結晶、ＢＢＯ結晶、ＬＢＯ結晶、ＣＬＢＯ結晶などが挙げられる。
ビーム波長変更素子としては、光渦レーザービームの波長を、転写対象材料中の光吸収材が吸収可能であり、かつ後述する基板を透過可能である波長に変更できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ビーム波長変更素子としては、例えば、ＫＴＰ結晶、ＢＢＯ結晶、ＬＢＯ結晶、ＣＬＢＯ結晶などが挙げられる。
【0054】
－－－出力調整部－－－
出力調整部としては、レーザービーム又は光渦レーザービームを適正な出力値に調整することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラスなどが挙げられる。
出力調整部としては、レーザービーム又は光渦レーザービームを適正な出力値に調整することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラスなどが挙げられる。
【0055】
転写対象材料に照射する光渦レーザービームの出力値としては、照射方向を軸とした照射径の中心軸に回転運動をしながら照射径よりも小さい径に収束する液柱を生じ得る状態、あるいは一部が切り離され液滴を生じ得る状態を実現可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、以下では「出力値」を「照射エネルギー」と称することもある。
光渦レーザービームの照射エネルギーとしては、転写対象材料の粘度や膜厚によっても適正値が変化するため、適宜調整されることが好ましいが、具体的には、１００μＪ／ドット以下がより好ましく、６０μＪ／ドット以下が更に好ましい。光渦レーザービームの照射エネルギーが６０μＪ／ドット以下であると、照射方向を軸とした照射径の中心軸に回転運動をしながら照射径よりも小さい径に収束する液柱を生じ得る状態、あるいは一部が切り離され液滴を生じ得る状態を実現しやすい点で有利である。
光渦レーザービームの照射エネルギーとしては、転写対象材料の粘度や膜厚によっても適正値が変化するため、適宜調整されることが好ましいが、具体的には、１００μＪ／ドット以下がより好ましく、６０μＪ／ドット以下が更に好ましい。光渦レーザービームの照射エネルギーが６０μＪ／ドット以下であると、照射方向を軸とした照射径の中心軸に回転運動をしながら照射径よりも小さい径に収束する液柱を生じ得る状態、あるいは一部が切り離され液滴を生じ得る状態を実現しやすい点で有利である。
【0056】
前記飛翔体を被付与物に付与する手段としてとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記転写対象材料の液柱乃至液滴を被付与物に接触させる機構を備える手段などが挙げられる。具体的には、前記付与手段としては、例えば、被付与物と転写対象材料との間隙を調整する機構や、被付与物を搬送する機構などが挙げられる。
なお、前記「付与」とは、「付着」とほぼ同義の意味である。
なお、前記「付与」とは、「付着」とほぼ同義の意味である。
【0057】
－被付与物－
前記被付与物の十点平均粗さＲｚ（表面平滑性）としては、再現性よくコアを転写物の中央付近に形成することができる点から、４．９μｍ以下であり、２．３μｍ以下が好ましく、より高精度の点から、０．００７μｍ以上１．５μｍ以下がより好ましい。前記十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であると、再現性よくコアを転写物の中央付近に形成することができ、転写物の形状を精度良く再現が可能となる。
前記十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に従って測定することができ、例えば、触針式表面形状測定装置（Ｄｅｋｔａｋ１５０、ブルカー・エイエックスエス株式会社製）を用いて測定することができる。
前記被付与物の十点平均粗さＲｚ（表面平滑性）としては、再現性よくコアを転写物の中央付近に形成することができる点から、４．９μｍ以下であり、２．３μｍ以下が好ましく、より高精度の点から、０．００７μｍ以上１．５μｍ以下がより好ましい。前記十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であると、再現性よくコアを転写物の中央付近に形成することができ、転写物の形状を精度良く再現が可能となる。
前記十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に従って測定することができ、例えば、触針式表面形状測定装置（Ｄｅｋｔａｋ１５０、ブルカー・エイエックスエス株式会社製）を用いて測定することができる。
【0058】
前記被付与物の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、従来、画像形成装置で用いられている記録媒体や中間転写ベルト、立体造形物を形成するための造形物支持基板などが挙げられる。なお、本明細書においては、前記被付与物を被転写媒体と称することもある。
断面の作成には、ウルトラミクロトームＵＬＴＲＡＣＵＴ－Ｓ（ライカ株式会社）又は、収束イオンビーム装置（ＦＩＢ）などを用いることができ、必要に応じ適宜選択する。
前記記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コート紙、上質紙、フィルム、布、繊維などが挙げられる。
断面の作成には、ウルトラミクロトームＵＬＴＲＡＣＵＴ－Ｓ（ライカ株式会社）又は、収束イオンビーム装置（ＦＩＢ）などを用いることができ、必要に応じ適宜選択する。
前記記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コート紙、上質紙、フィルム、布、繊維などが挙げられる。
【0059】
前記被付与物と前記転写対象材料との間隙（ギャップ、距離）としては、前記被付与物と前記転写対象材料とを接触させなければ特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく、０．１０ｍｍ以上２ｍｍ以下がより好ましく、０．５０ｍｍ以上１．５０ｍｍ以下が特に好ましい。前記被付与物と前記転写対象材料との間隙が好ましい範囲内であると、前記被付与物に対する前記転写対象材料の付与位置の精度が低下しにくくなる点で有利である。また、前記被付与物と前記転写対象材料とを接触させないことにより、前記光吸収材、前記被付与物の組成を選ばず前記転写対象材料を前記被付与物に付与させることが可能となる。
更に、間隙は、例えば、被付与物の位置を一定に維持する位置制御手段などにより一定に保たれることが好ましい。この場合、前記転写対象材料及び被付与物の位置変動、平均厚みのバラつきを考慮して各部位を配置することが重要となる。
更に、間隙は、例えば、被付与物の位置を一定に維持する位置制御手段などにより一定に保たれることが好ましい。この場合、前記転写対象材料及び被付与物の位置変動、平均厚みのバラつきを考慮して各部位を配置することが重要となる。
【0060】
また、前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均直径（平均ドット径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１００μｍ以下とすることが、形成する画像や立体造形物の解像度をより向上させることができる点で好ましい。
また、前記平均ドット径は、例えば、マイクロスコープ等で前記転写対象材料のドット画像を取得して画像輝度情報からドット領域を検出し、検出したドット領域のピクセル数から各ドットの面積を算出、円形に換算した時の直径をドット径とし、これを平均することにより求めることができる。
また、前記平均ドット径は、例えば、マイクロスコープ等で前記転写対象材料のドット画像を取得して画像輝度情報からドット領域を検出し、検出したドット領域のピクセル数から各ドットの面積を算出、円形に換算した時の直径をドット径とし、これを平均することにより求めることができる。
【0061】
更に、前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均直径（ドット径）のばらつきの値としては、１０％以下とすることが好ましく、６％以下とすることがより好ましい。前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均直径のばらつきの値を、上記の好ましい範囲とすることにより、画像や立体造形物を形成する際の精度をより向上させることができる。
また、前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均直径のばらつきの値は、例えば、マイクロスコープ等で転写対象材料のドット画像を取得して画像輝度情報からドット領域を検出し、検出したドット領域のピクセル数から各ドットの面積を算出、円形に換算した時の直径をドット径とし、各ドットの粒径分布の平均粒径と標準偏差から算出することにより求めることができる。
また、前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均直径のばらつきの値は、例えば、マイクロスコープ等で転写対象材料のドット画像を取得して画像輝度情報からドット領域を検出し、検出したドット領域のピクセル数から各ドットの面積を算出、円形に換算した時の直径をドット径とし、各ドットの粒径分布の平均粒径と標準偏差から算出することにより求めることができる。
【0062】
加えて、前記被付与物に付与された前記転写対象材料の位置（ドット位置）のばらつきの値としては、１０μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以下とすることがより好ましい。前記被付与物に付与された前記転写対象材料の位置のばらつきの値を、上記の好ましい範囲とすることにより、画像や立体造形物を形成する際の精度をより向上させることができる。なお、前記被付与物に付与された前記転写対象材料の位置のばらつきの値としては、例えば、前記転写対象材料のドットを一列に付与させる場合には、そのドットの列と直行する方向における、各前記転写対象材料の位置のばらつきの値とすることができる。
例えば、マイクロスコープ等で前記転写対象材料のドット画像を取得して画像輝度情報からドット領域を検出し、検出した各ドット領域の重心座標を算出、各重心の最小二乗法による近似直線からのずれを算出することにより求めることができる。
例えば、マイクロスコープ等で前記転写対象材料のドット画像を取得して画像輝度情報からドット領域を検出し、検出した各ドット領域の重心座標を算出、各重心の最小二乗法による近似直線からのずれを算出することにより求めることができる。
【0063】
前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ以下が好ましい。前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均厚みが１００μｍ以下であると、前記転写対象材料を飛翔させるためのエネルギーを小さくできるため、前記転写対象材料の耐久性、前記光吸収材が有機物である場合の組成の分解などが発生しにくくなる点で有利である。なお、前記被付与物に付与された前記転写対象材料の平均厚みとしては、記録媒体、目的などにより適宜選択することができる。
【0064】
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、例えば、供給工程、光走査工程、制御工程などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、供給工程、光走査工程、制御工程などが挙げられる。
【0065】
＜＜供給工程及び供給手段＞＞
前記供給工程としては、前記飛翔手段と前記被付与物との間の光路に、前記転写対象材料を供給する工程であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記供給手段を用いて好適に行うことができる。
前記供給手段としては、前記飛翔手段と前記被付与物との間の光路に、前記転写対象材料を供給する手段であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記供給工程としては、前記飛翔手段と前記被付与物との間の光路に、前記転写対象材料を供給する工程であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記供給手段を用いて好適に行うことができる。
前記供給手段としては、前記飛翔手段と前記被付与物との間の光路に、前記転写対象材料を供給する手段であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0066】
前記供給手段としては、例えば、円筒状の基板などが挙げられる。前記円筒状の基板を用いる場合には、光路上に前記円筒状の基板を配置し、前記円筒状の基板を介して、前記ドナー基板に前記転写対象材料を供給するようにしてもよい。
より具体的には、前記転写対象材料が液体であって、前記ドナー基板に転写対象材料を供給する場合には、前記供給手段として供給ローラ及び規制ブレードを設けることが、非常に簡単な構成で転写対象材料を基板の表面に一定の平均厚みで供給することができるため好ましい。
この場合、前記供給ローラは、前記転写対象材料を貯蔵する貯蔵槽に表面が一部浸漬し、前記転写対象材料を表面に担持しながら回転して、前記ドナー基板に当接することにより前記転写対象材料を供給する。前記規制ブレードは、前記供給ローラの回転方向における前記貯蔵槽の下流側に配置され、前記供給ローラが担持した前記転写対象材料を規制して平均厚みを均一にし、飛翔させる前記転写対象材料の量を安定させる。供給する前記転写対象材料の平均厚みを非常に薄くすることにより、飛翔させる前記転写対象材料の量を低減できるため、前記転写対象材料を飛散が抑制された微小なドットとして前記被付与物に付与可能とし、網点が太るドットゲインを抑制することができる。なお、前記規制ブレードは、前記供給ローラの回転方向における前記供給ローラの下流側に配置されていてもよい。
より具体的には、前記転写対象材料が液体であって、前記ドナー基板に転写対象材料を供給する場合には、前記供給手段として供給ローラ及び規制ブレードを設けることが、非常に簡単な構成で転写対象材料を基板の表面に一定の平均厚みで供給することができるため好ましい。
この場合、前記供給ローラは、前記転写対象材料を貯蔵する貯蔵槽に表面が一部浸漬し、前記転写対象材料を表面に担持しながら回転して、前記ドナー基板に当接することにより前記転写対象材料を供給する。前記規制ブレードは、前記供給ローラの回転方向における前記貯蔵槽の下流側に配置され、前記供給ローラが担持した前記転写対象材料を規制して平均厚みを均一にし、飛翔させる前記転写対象材料の量を安定させる。供給する前記転写対象材料の平均厚みを非常に薄くすることにより、飛翔させる前記転写対象材料の量を低減できるため、前記転写対象材料を飛散が抑制された微小なドットとして前記被付与物に付与可能とし、網点が太るドットゲインを抑制することができる。なお、前記規制ブレードは、前記供給ローラの回転方向における前記供給ローラの下流側に配置されていてもよい。
【0067】
また、前記転写対象材料が高粘度である場合には、前記供給ローラの材質は、前記ドナー基板と確実に接触させるようにする点で、少なくとも表面が弾性を有するものが好ましい。前記転写対象材料が比較的低粘度である場合における、前記供給ローラとしては、例えば、精密ウェットコーティングで用いられるような、グラビアロール、マイクログラビアロール、フォーワードロールなどが挙げられる。
【0068】
更に、前記供給ローラを設けない前記供給手段としては、前記貯蔵槽内の前記転写対象材料に前記ドナー基板を直接接触させた後にワイヤーバーなどで余分な前記転写対象材料を掻き取ることにより前記ドナー基板の表面に前記転写対象材料の層を形成するようにしてもよい。
なお、前記貯蔵槽は、前記供給手段とは別に設け、ホース等で前記転写対象材料を前記供給手段に供給するようにしてもよい。
なお、前記貯蔵槽は、前記供給手段とは別に設け、ホース等で前記転写対象材料を前記供給手段に供給するようにしてもよい。
【0069】
＜＜光走査工程及び光走査手段＞＞
前記光走査工程としては、前記光渦レーザービームを前記転写対象材料に走査させる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記光走査手段を用いて好適に行うことができる。
前記光走査手段としては、前記光渦レーザービームを前記転写対象材料に対して走査可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記光走査手段は、飛翔手段から照射された前記光を前記転写対象材料に向けて反射させる反射鏡と、反射鏡の角度及び位置を変化させて前記光渦レーザービームを前記転写対象材料に対して走査させる反射鏡駆動部とを有するようにしてもよい。
前記光走査工程としては、前記光渦レーザービームを前記転写対象材料に走査させる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記光走査手段を用いて好適に行うことができる。
前記光走査手段としては、前記光渦レーザービームを前記転写対象材料に対して走査可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記光走査手段は、飛翔手段から照射された前記光を前記転写対象材料に向けて反射させる反射鏡と、反射鏡の角度及び位置を変化させて前記光渦レーザービームを前記転写対象材料に対して走査させる反射鏡駆動部とを有するようにしてもよい。
【0070】
＜＜制御工程＞＞
前記制御工程は、各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができ、前記制御手段としては、各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シーケンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
前記制御工程は、各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができ、前記制御手段としては、各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シーケンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【0071】
次に、本発明における飛翔体転写装置の一例について図面を参照して説明する。
なお、本発明の飛翔体転写装置の部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
なお、本発明の飛翔体転写装置の部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【0072】
図５Ａは、本発明の飛翔体転写装置の一例を示す説明図である。
図５Ａにおいて、飛翔体転写装置３００は、飛翔手段１と、転写対象材料（転写対象層）２０と、被付与物３０と、ドナー基板４０とを有する。前記ドナー基板４０は、転写対象層２０のドナー基板４０とは反対側の上面に有している。
前記飛翔体転写装置３００は、前記ドナー基板４０に担持されている前記転写対象層２０に、前記飛翔手段１によりレーザービーム１１２を照射し、前記レーザービーム１２のエネルギーにより前記転写対象層２０を照射方向に飛翔させる。図５Ａ中、被付与物３０は飛翔させた前記転写対象層２０を付与させる対象である。被付与物３０を前記転写対象層２０の対面に配置しておくことで、前記被付与物３０に前記転写対象層２０を付与することができる。
図５Ａにおいて、飛翔体転写装置３００は、飛翔手段１と、転写対象材料（転写対象層）２０と、被付与物３０と、ドナー基板４０とを有する。前記ドナー基板４０は、転写対象層２０のドナー基板４０とは反対側の上面に有している。
前記飛翔体転写装置３００は、前記ドナー基板４０に担持されている前記転写対象層２０に、前記飛翔手段１によりレーザービーム１１２を照射し、前記レーザービーム１２のエネルギーにより前記転写対象層２０を照射方向に飛翔させる。図５Ａ中、被付与物３０は飛翔させた前記転写対象層２０を付与させる対象である。被付与物３０を前記転写対象層２０の対面に配置しておくことで、前記被付与物３０に前記転写対象層２０を付与することができる。
【0073】
前記飛翔手段１は、レーザー光源２と、ビーム径変更部材３及び７と、ビーム波長変更部材４と、光渦変換部５と、波長変換部６と、を有している。
【0074】
前記レーザー光源２は、例えば、チタンサファイアレーザーであり、パルス発振させたレーザービーム１１を発生させ、前記ビーム径変更部材３に照射する。
前記ビーム径変更部材３は、例えば、集光レンズであり、前記レーザー光源２が発生させた前記レーザービーム１１の光路におけるレーザー光源２の下流に配置され、レーザービーム１１の径を変更する。
前記ビーム波長変更部材４は、例えば、ＫＴＰ結晶であり、前記レーザービーム１１の光路における前記ビーム径変更部材３の下流に配置され、前記レーザービーム１１の波長を前記転写対象層２０が吸収可能な波長に変更する。
前記光渦変換部５は、例えば、螺旋位相板であり、前記レーザービーム１１の光路における前記ビーム波長変更部材４の下流に配置され、前記レーザービーム１１を光渦レーザービーム１２に変換する。
前記波長変換部６は、例えば、１／４波長板であり、前記光渦レーザービーム１２に円偏光を付与する。
前記ビーム径変更部材３は、例えば、集光レンズであり、前記レーザー光源２が発生させた前記レーザービーム１１の光路におけるレーザー光源２の下流に配置され、レーザービーム１１の径を変更する。
前記ビーム波長変更部材４は、例えば、ＫＴＰ結晶であり、前記レーザービーム１１の光路における前記ビーム径変更部材３の下流に配置され、前記レーザービーム１１の波長を前記転写対象層２０が吸収可能な波長に変更する。
前記光渦変換部５は、例えば、螺旋位相板であり、前記レーザービーム１１の光路における前記ビーム波長変更部材４の下流に配置され、前記レーザービーム１１を光渦レーザービーム１２に変換する。
前記波長変換部６は、例えば、１／４波長板であり、前記光渦レーザービーム１２に円偏光を付与する。
【0075】
前記転写対象層２０は、前記飛翔手段１から前記光渦レーザービーム１２を照射され、前記光渦レーザービーム１２の径の範囲におけるエネルギーを受けて飛翔する。被付与物３０を前記転写対象層２０の対面に配置しておくことで、前記被付与物３０に前記転写対象層２０を付与することができる。
なお、飛翔した前記転写対象層２０は、前記光渦レーザービーム１２により付与された、適度なエネルギーによる前方推進とジャイロ効果により、ビーム径の中心軸近傍に収束しながら捩じ切られることにより、周辺への飛散を抑制されつつ前記被付与物３０に付与する。
このとき、飛翔する前記転写対象層２０の飛翔量は、前記光渦レーザービーム１２が照射された前記転写対象層２０の面積のうち一部であり、前記波長変換部６などにより調整することができる。
なお、飛翔した前記転写対象層２０は、前記光渦レーザービーム１２により付与された、適度なエネルギーによる前方推進とジャイロ効果により、ビーム径の中心軸近傍に収束しながら捩じ切られることにより、周辺への飛散を抑制されつつ前記被付与物３０に付与する。
このとき、飛翔する前記転写対象層２０の飛翔量は、前記光渦レーザービーム１２が照射された前記転写対象層２０の面積のうち一部であり、前記波長変換部６などにより調整することができる。
【0076】
図５Ｂは、本発明の飛翔体転写装置の他の一例を示す説明図である。
図５Ｂにおいて、飛翔体転写装置３０１は、図５Ａに示した飛翔体転写装置３００の各手段などに加え、光走査手段６０を有している。図５Ｂにおいては、前記ドナー基板４０は、前記ドナー基板４０の長軸方向が光渦レーザービーム１２の照射方向と直交する方向に配されている。この飛翔体転写装置３０１は、前記飛翔手段１が発生させた光渦レーザービーム１２を、光走査手段６０により前記ドナー基板４０に走査する。これにより、飛翔体転写装置３０１は、前記ドナー基板４０の任意の位置に照射し、転写対象材料（転写対象層）２０を飛翔させることができる。これにより、前記被付与物３０を前記転写対象層２０の対面に配置し多場合に、前記被付与物３０の任意の位置に前記転写対象層２０を付与することができる。
図５Ｂにおいて、飛翔体転写装置３０１は、図５Ａに示した飛翔体転写装置３００の各手段などに加え、光走査手段６０を有している。図５Ｂにおいては、前記ドナー基板４０は、前記ドナー基板４０の長軸方向が光渦レーザービーム１２の照射方向と直交する方向に配されている。この飛翔体転写装置３０１は、前記飛翔手段１が発生させた光渦レーザービーム１２を、光走査手段６０により前記ドナー基板４０に走査する。これにより、飛翔体転写装置３０１は、前記ドナー基板４０の任意の位置に照射し、転写対象材料（転写対象層）２０を飛翔させることができる。これにより、前記被付与物３０を前記転写対象層２０の対面に配置し多場合に、前記被付与物３０の任意の位置に前記転写対象層２０を付与することができる。
【0077】
前記光走査手段６０は、光渦レーザービーム１２の光路における飛翔手段１の下流に配置され、反射鏡６１を有している。
前記反射鏡６１は、反射鏡駆動手段により図５Ｂ中矢印Ｓで示す走査方向に可動し、光渦レーザービーム１２を前記転写対象層２０の任意の位置に反射する。
なお、前記光走査手段６０は、例えば、前記飛翔手段１自体を移動させるか、前記飛翔手段１を回動させて前記光渦レーザービーム１２の照射方向を変化させるようにしてもよい。あるいは、前記光走査手段６０は、前記反射鏡６１として前記ポリゴンミラーを用いることにより、任意の位置に光渦レーザービーム１２を走査させるようにしてもよい。
前記反射鏡６１は、反射鏡駆動手段により図５Ｂ中矢印Ｓで示す走査方向に可動し、光渦レーザービーム１２を前記転写対象層２０の任意の位置に反射する。
なお、前記光走査手段６０は、例えば、前記飛翔手段１自体を移動させるか、前記飛翔手段１を回動させて前記光渦レーザービーム１２の照射方向を変化させるようにしてもよい。あるいは、前記光走査手段６０は、前記反射鏡６１として前記ポリゴンミラーを用いることにより、任意の位置に光渦レーザービーム１２を走査させるようにしてもよい。
【0078】
前記ドナー基板４０は、前記光渦レーザービーム１２の光路における前記光走査手段６０の下流に配置され、例えば、前記転写対象層２０が高粘度の液体である場合、前記転写対象層２０が塗布されて固定する目的で用いられる。この前記ドナー基板４０は、前記光を透過可能であって、前記転写対象層２０を前記光渦レーザービーム１２が照射される面とは反対側の面に担持している。
また、前記転写対象層２０が前記ドナー基板４０に担持される段階で、層を形成した転写対象層２０の平均厚みが一定となるように制御することにより、転写対象層２０の飛翔量を安定させることができる。
なお、飛翔手段１と、前記光走査手段６０とを合わせたものをレーザービーム照射ユニット１００と称する。
また、前記転写対象層２０が前記ドナー基板４０に担持される段階で、層を形成した転写対象層２０の平均厚みが一定となるように制御することにより、転写対象層２０の飛翔量を安定させることができる。
なお、飛翔手段１と、前記光走査手段６０とを合わせたものをレーザービーム照射ユニット１００と称する。
【0079】
図５Ｃは、本発明の飛翔体転写装置の他の一例を示す説明図である。
図５Ｃにおいて、飛翔体転写装置３０１ａは、図５Ｂに示した前記飛翔体転写装置３０１における前記光走査手段６０として、ガルバノスキャナー（ガルバノミラー）６２ａ及び６２ｂを有する。前記ガルバノスキャナー６２ａ及び６２ｂは、それぞれが独立した走査方向（２次元）に可動し、前記光渦レーザービーム１２を前記転写対象層２０の任意の位置に反射することができる。前記光走査手段６０として前記ガルバノスキャナー６２ａ及び６２ｂを用いることにより、前記光渦レーザービーム１２の走査スピード及び走査精度をより向上させることができる。
また、飛翔体転写装置３０１ａとしては、ガルバノスキャナーに光を通した後にｆθレンズ（以下、「集光レンズ」と称することがある）で集光してもよい。前記集光レンズは、実験の目的に応じ適宜選択すればよく、集光した場合に得られる最小ビームスポット径の理論的限界がレンズの焦点距離と比例関係にあることから適切な集光レンズを選択すればよい。これにより、焦点距離の長いレンズを選択した場合、転写対象材料に照射されるレーザービームの面積も大きくなり、転写物の体積は増える。
また、前記飛翔体転写装置３０１ａにおいては、例えば、ガルバノスキャナー６２ｂと基板４０の間に、ｆθレンズを配置することも好ましい。
図５Ｃにおいて、飛翔体転写装置３０１ａは、図５Ｂに示した前記飛翔体転写装置３０１における前記光走査手段６０として、ガルバノスキャナー（ガルバノミラー）６２ａ及び６２ｂを有する。前記ガルバノスキャナー６２ａ及び６２ｂは、それぞれが独立した走査方向（２次元）に可動し、前記光渦レーザービーム１２を前記転写対象層２０の任意の位置に反射することができる。前記光走査手段６０として前記ガルバノスキャナー６２ａ及び６２ｂを用いることにより、前記光渦レーザービーム１２の走査スピード及び走査精度をより向上させることができる。
また、飛翔体転写装置３０１ａとしては、ガルバノスキャナーに光を通した後にｆθレンズ（以下、「集光レンズ」と称することがある）で集光してもよい。前記集光レンズは、実験の目的に応じ適宜選択すればよく、集光した場合に得られる最小ビームスポット径の理論的限界がレンズの焦点距離と比例関係にあることから適切な集光レンズを選択すればよい。これにより、焦点距離の長いレンズを選択した場合、転写対象材料に照射されるレーザービームの面積も大きくなり、転写物の体積は増える。
また、前記飛翔体転写装置３０１ａにおいては、例えば、ガルバノスキャナー６２ｂと基板４０の間に、ｆθレンズを配置することも好ましい。
【0080】
本発明の結晶形成方法及び結晶形成装置の用途としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、画像形成、立体造形物の製造、プリンタブル回路形成などが挙げられる。
【0081】
（画像形成方法）
本発明の画像形成方法は、本発明の結晶形成方法によって、画像を形成し、更に必要に応じてその他の工程を含む。具体的には、結晶形成工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記結晶形成工程は、本発明の結晶形成方法における結晶形成工程と同様である。
本発明の画像形成方法は、本発明の結晶形成方法によって、画像を形成し、更に必要に応じてその他の工程を含む。具体的には、結晶形成工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記結晶形成工程は、本発明の結晶形成方法における結晶形成工程と同様である。
【0082】
画像形成を行う場合には転写対象材料として着色剤が用いられる。
前記着色剤としては、その形状、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記着色剤としては、その形状、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0083】
液体の着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、溶剤としての水に、染料、顔料、着色粒子、着色油滴などの色材を分散させた水性インクが使用可能である。また、水性インクに限らず、溶剤として、例えば、炭化水素系の有機溶剤や各種アルコールなど、比較的低沸点の液体を含んだ着色剤も使用可能である。これらの中でも、揮発成分の安全性、爆発の危険性などの点から、水性インクが好ましい。
【0084】
また、画像形成装置では、版を用いるオフセット印刷用のプロセスインキ、ＪＡＰＡＮ ＣＯＬＯＲ対応インキ、特色インキなどでも画像形成が可能であるため、オフセット印刷で用いる色に合わせたデジタル画像を無版で容易に再現することができる。
更に、ＵＶ硬化インキでも画像形成が可能であるため、定着工程において紫外線を照射して硬化することにより、重なった記録媒体が貼り付くブロッキングの防止、及び乾燥工程の簡略化ができる。
更に、ＵＶ硬化インキでも画像形成が可能であるため、定着工程において紫外線を照射して硬化することにより、重なった記録媒体が貼り付くブロッキングの防止、及び乾燥工程の簡略化ができる。
【0085】
前記色材の材質としては、例えば、有機顔料、無機顔料、染料などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0086】
前記有機顔料としては、例えば、ジオキサジンバイオレット、キナクリドンバイオレット、銅フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、サップグリーン、モノアゾイエロー、ジスアゾイエロー、ポリアゾイエロー、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー、ファーストイエロー、クロモフタルイエロー、ニッケルアゾイエロー、アゾメチンイエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、アリザリンレッド、キナクリドンレッド、ナフトールレッド、モノアゾレッド、ポリアゾレッド、ペリレンレッド、アンスラキノニルレッド、ジケトピロロピロールレッド、ジケトピロロピロールオレンジ、ベンズイミダゾロンブラウン、セピア、アニリンブラック、などが挙げられ、有機顔料のうち金属レーキ顔料としては、例えば、ローダミンレーキ、キノリンイエローレーキ、ブリリアントブルーレーキなどが挙げられる。
【0087】
前記無機顔料としては、例えば、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトバイオレット、コバルトグリーン、ジンクホワイト、チタニウムホワイト、チタンイエロー、クロムチタンイエロー、ライトレッド、クロムオキサイドグリ－ン、マルスブラック、ビリジャン、イエローオーカー、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、バーミリオン、リトポン、ウルトラマリーン、タルク、ホワイトカーボン、クレー、ミネラルバイオレット、ローズコバルトバイオレット、シルバーホワイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化ストロンチウム、アルミン酸ストロンチウム、黄銅、金粉、ブロンズ粉、アルミニウム粉、真鍮顔料、アイボリーブラック、ピーチブラック、ランプブラック、カーボンブラック、プルシャンブルー、オーレオリン、雲母チタン、イエローオーカー、テールベルト、ローシェンナ、ローアンバー、カッセルアース、白亜、石膏、バーントシェンナ、バーントアンバー、ラピスラズリ、アズライト、マラカイト、オーピメント、辰砂、珊瑚末、胡粉、ベンガラ、群青、紺青、魚燐箔、酸化鉄処理パールなどが挙げられる。
【0088】
これらの中でも、ブラック顔料としては、色相、画像保存性の点から、カーボンブラックが好ましい。
シアン顔料としては、色相、画像保存性の点から、銅フタロシアニンブルーであるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３が好ましい。
シアン顔料としては、色相、画像保存性の点から、銅フタロシアニンブルーであるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３が好ましい。
【0089】
マゼンタ顔料としては、キナクリドンレッドであるＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、ナフトールレッドであるＣ．Ｉ．ピグメントレッド２６９、及びローダミンレーキであるＣ．Ｉ．ピグメントレッド８１：４が好ましく、これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、色相、画像保存性の点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２及びＣ．Ｉ．ピグメントレッド２６９の混合物がより好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２（Ｐ．Ｒ．１２２）及びＣ．Ｉ．ピグメントレッド２６９（Ｐ．Ｒ．２６９）の混合物としては、Ｐ．Ｒ．１２２：Ｐ．Ｒ．２６９が５：９５以上８０：２０以下の混合物が特に好ましい。Ｐ．Ｒ．１２２：Ｐ．Ｒ．２６９が特に好ましい範囲内であると、色相がマゼンタ色として外れない。
【0090】
イエロー顔料としては、モノアゾイエローであるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、ジスアゾイエローであるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、ベンズイミダゾロンイエローであるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、イソインドリンイエローであるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５が好ましい。これらの中でも、色相、画像保存性の点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５がより好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0091】
前記転写対象材料を着色剤としてのプロセスカラーインクとして用いる場合、４色のインクセットで用いることが好ましい。
【0092】
前記無機顔料は、体積平均粒径が１０ｎｍを超える粒子からなるものが多い。体積平均粒径が１０ｎｍ以上の無機顔料を着色剤として用いる場合、着色剤としては、液体であることが好ましい。着色剤が液体であれば、静電気力など非静電付着力以外の力を用いることなく着色剤を安定した状態で維持できる点で有利である。また、この場合、ノズルつまりやインクの沈降などが顕著となりやすく、安定した連続印刷プロセスは望みにくいインクジェット記録方式と比較すると、本発明の画像形成方法は、非常に有効である。更に、着色剤の粒子の表面積が小さくなると十分な帯電量が得られず、安定した連続印刷プロセスとして成立しない電子写真方式と比較しても、本発明の画像形成方法は、非常に有効である。
【0093】
前記染料としては、例えば、モノアゾ染料、ポリアゾ染料、金属錯塩アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、スチルベンアゾ染料、チアゾールアゾ染料、アントラキノン誘導体、アントロン誘導体、インジゴ誘導体、チオインジゴ誘導体、フタロシアニン染料、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、ポリメチン染料、アゾメチン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペリノン染料などが挙げられる。
【0094】
前記着色剤の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
記録媒体に浸透する液体の着色剤を用いた場合、記録媒体に付与した着色剤がフェザリングやブリーディングを発生することがあるが、本発明の飛翔体転写方法で取り扱いが可能である高粘度の着色剤にすると、記録媒体への浸透速度に対して乾きのほうが速いため、特にブリーディングの減少によって発色性の向上とエッジ部分の鮮鋭化が図れ、高画質の画像を形成することができる。また、着色剤を重ねて付与させる重ね打ちによる階調表現を行う場合にも、着色剤の量の増加による滲みも少なくすることができる。
更に、この飛翔体転写方法は、液体の着色剤を飛翔させて付与させるものであるため、例えば、フィルム状のドナー基板から熱により着色剤を溶融転写するいわゆる熱転写方式と比較すると、記録媒体に微小な凹凸が存在していても良好に記録を行うことができる。
記録媒体に浸透する液体の着色剤を用いた場合、記録媒体に付与した着色剤がフェザリングやブリーディングを発生することがあるが、本発明の飛翔体転写方法で取り扱いが可能である高粘度の着色剤にすると、記録媒体への浸透速度に対して乾きのほうが速いため、特にブリーディングの減少によって発色性の向上とエッジ部分の鮮鋭化が図れ、高画質の画像を形成することができる。また、着色剤を重ねて付与させる重ね打ちによる階調表現を行う場合にも、着色剤の量の増加による滲みも少なくすることができる。
更に、この飛翔体転写方法は、液体の着色剤を飛翔させて付与させるものであるため、例えば、フィルム状のドナー基板から熱により着色剤を溶融転写するいわゆる熱転写方式と比較すると、記録媒体に微小な凹凸が存在していても良好に記録を行うことができる。
【0095】
＜その他の手工程及びその他の手段＞
前記その他の工程としては、被付与物搬送工程、定着工程などが挙げられる。
前記その他の工程としては、被付与物搬送工程、定着工程などが挙げられる。
【0096】
前記被付与物搬送工程としては、前記被付与物を搬送する工程であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、被付与物搬送手段を用いて好適に行うことができる。
前記被付与物搬送手段としては、前記被付与物を搬送することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、搬送ローラ対などが挙げられる。
前記被付与物搬送手段としては、前記被付与物を搬送することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、搬送ローラ対などが挙げられる。
【0097】
前記定着手段としては、前記被付与物に付与させた前記転写対象材料に含まれる光吸収材を定着させることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱加圧部材を用いた熱圧着方式のものなどが挙げられる。
前記加熱加圧部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱ローラ、加圧ローラ、加熱ローラ及び加圧ローラを組み合わせたものなどが挙げられる。他の加熱加圧部材としては、例えば、これらに定着ベルトを組合せたもの、これらのうち加熱ローラを加熱ブロックに代えたものなどが挙げられる。
前記加熱加圧部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱ローラ、加圧ローラ、加熱ローラ及び加圧ローラを組み合わせたものなどが挙げられる。他の加熱加圧部材としては、例えば、これらに定着ベルトを組合せたもの、これらのうち加熱ローラを加熱ブロックに代えたものなどが挙げられる。
【0098】
前記加圧ローラとしては、前記被付与物搬送手段により搬送される前記被付与物と等速度で加圧面が移動するものが、擦れによる画像劣化を抑制する点で、好ましい。この中でも、表面近傍に弾性層を形成したものが、前記被付与物に対して接触加圧しやすい点で、より好ましい。更に、最表面にシリコーン系の撥水性材料やフッ素化合物などの低表面エネルギーの素材で撥水性表面層を形成した前記加圧ローラが、表面に前記転写対象材料が付与することによる画像の乱れを抑制する点で、特に好ましい。
前記シリコーン系の撥水性材料からなる前記撥水性表面層としては、例えば、シリコーン系離型剤の皮膜、シリコーンオイル又は各種変性シリコーンオイルの焼付皮膜、シリコーンワニスの皮膜、シリコーンゴムの皮膜、シリコーンゴムと各種金属、ゴム、プラスチック、セラミック等の複合物からなる皮膜などが挙げられる。
前記フッ素化合物からなる前記撥水性表面層としては、フッ素樹脂の皮膜、有機フッ素化合物の皮膜、フッ素オイルの焼付皮膜又は吸着膜、フッ素ゴムの皮膜、若しくはフッ素ゴムと各種金属、ゴム、プラスチック、セラミック等の複合物からなる皮膜などが挙げられる。
前記シリコーン系の撥水性材料からなる前記撥水性表面層としては、例えば、シリコーン系離型剤の皮膜、シリコーンオイル又は各種変性シリコーンオイルの焼付皮膜、シリコーンワニスの皮膜、シリコーンゴムの皮膜、シリコーンゴムと各種金属、ゴム、プラスチック、セラミック等の複合物からなる皮膜などが挙げられる。
前記フッ素化合物からなる前記撥水性表面層としては、フッ素樹脂の皮膜、有機フッ素化合物の皮膜、フッ素オイルの焼付皮膜又は吸着膜、フッ素ゴムの皮膜、若しくはフッ素ゴムと各種金属、ゴム、プラスチック、セラミック等の複合物からなる皮膜などが挙げられる。
【0099】
前記加熱ローラにおける加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、８０℃以上２００℃以下が好ましい。
【0100】
前記定着ベルトとしては、耐熱性があり、機械的強度が高ければ特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のフィルムなどが挙げられる。また、前記定着ベルトとしては、表面に前記転写対象材料が付与することによる画像の乱れを抑制する点で、前記加圧ローラの最表面を形成する材料と同じものを用いることが好ましい。前記定着ベルトは、肉厚を薄くすることができることにより、ベルト自体を加熱するエネルギーを小さくできるため、電源を入れてすぐに使用することができる。このときの温度及び圧力は定着させる光吸収材の組成により変化するが、温度としては２００℃以下が省エネルギーの観点から好ましく、圧力としては１ｋｇ／ｃｍ以下が装置の剛性の点で好ましい。
【0101】
本発明の画像形成方法及び画像形成装置においては、飛翔手段、供給手段、及び光走査手段を一体として飛翔ユニットとして扱ってもよい。
例えば、前記転写対象材料として色材を含有する着色剤を用いる場合における例を説明する。前記飛翔ユニットを画像形成装置に４つ設け、プロセスカラーであるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの前記着色剤を飛翔させるようにしてもよい。前記着色剤の色数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、必要に応じて飛翔ユニット（以下、着色剤飛翔ユニット）の数を増減させてもよい。また、記録媒体の搬送方向における、プロセスカラーの前記着色剤を有する前記飛翔ユニットの上流側に、白色の着色剤を有する前記飛翔ユニットを配置することで、白色隠蔽層を設けることが可能となるため、透明な記録媒体に色再現性に優れた画像を形成できる。ただし、特にイエロー、白色、透明の着色剤においては、レーザービームの波長の光の透過率（吸光度）が適正となるように、レーザー光源を、例えば、ブルーレーザービーム、紫外線レーザービームなどに適宜選択してしなければならない場合がある。
例えば、前記転写対象材料として色材を含有する着色剤を用いる場合における例を説明する。前記飛翔ユニットを画像形成装置に４つ設け、プロセスカラーであるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの前記着色剤を飛翔させるようにしてもよい。前記着色剤の色数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、必要に応じて飛翔ユニット（以下、着色剤飛翔ユニット）の数を増減させてもよい。また、記録媒体の搬送方向における、プロセスカラーの前記着色剤を有する前記飛翔ユニットの上流側に、白色の着色剤を有する前記飛翔ユニットを配置することで、白色隠蔽層を設けることが可能となるため、透明な記録媒体に色再現性に優れた画像を形成できる。ただし、特にイエロー、白色、透明の着色剤においては、レーザービームの波長の光の透過率（吸光度）が適正となるように、レーザー光源を、例えば、ブルーレーザービーム、紫外線レーザービームなどに適宜選択してしなければならない場合がある。
【0102】
更に、本発明の画像形成方法に係る画像形成装置では、高粘度の着色剤を用いることができるので、記録媒体上に順次異なる色の着色剤を重ねて画像を形成しても、着色剤が滲み出して交じり合うブリーディングの発生を抑制できるため、高画質のカラー画像を得ることができる。
本発明の画像形成方法に係る画像形成装置の小型化などを目的として、飛翔ユニットを１つだけ設け、供給ローラ及びドナー基板に供給する着色剤自体を切り替えて複数色の画像を形成するようにしてもよい。
本発明の画像形成方法に係る画像形成装置の小型化などを目的として、飛翔ユニットを１つだけ設け、供給ローラ及びドナー基板に供給する着色剤自体を切り替えて複数色の画像を形成するようにしてもよい。
【0103】
次に、本発明の画像形成方法に係る画像形成装置の一例について図面を参照して説明する。
なお、本発明の画像形成方法に係る画像形成装置の部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
なお、本発明の画像形成方法に係る画像形成装置の部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【0104】
図６Ａは、図５Ｂに示す飛翔体転写装置において、供給手段及び被付与物搬送手段を付加した画像形成装置の一例を示す説明図である。
図６Ａにおいて、画像形成装置３０２は、図５Ｂに示した飛翔体転写装置３０１の各手段などに加え、供給手段５０と、被付与物搬送手段７０とを有しており、平板状の基板４０を円筒状の担持ローラ４１に変更したものである。また、担持ローラ４１の内側には、レーザービーム照射ユニット１００が配置されており、担持ローラ４１が外周に担持する転写対象材料（転写対象層）２０に光渦レーザービーム１２を照射する。
図６Ａにおいて、画像形成装置３０２は、図５Ｂに示した飛翔体転写装置３０１の各手段などに加え、供給手段５０と、被付与物搬送手段７０とを有しており、平板状の基板４０を円筒状の担持ローラ４１に変更したものである。また、担持ローラ４１の内側には、レーザービーム照射ユニット１００が配置されており、担持ローラ４１が外周に担持する転写対象材料（転写対象層）２０に光渦レーザービーム１２を照射する。
【0105】
供給手段５０は、貯蔵槽５１と、供給ローラ５２と、規制ブレード５３とを有している。
貯蔵槽５１は、供給ローラ５２の下方の近傍に配置され、転写対象材料２０を貯蔵する。
供給ローラ５２は、担持ローラ４１と当接するように配置され、貯蔵槽５１の転写対象材料２０に一部が浸漬されている。供給ローラ５２は、回転駆動手段により、又は担持ローラ４１の回転に従動して図６Ａ中矢印Ｒ２で示す回転方向に回転しながら転写対象材料２０を表面に付与させる。付与した転写対象材料２０は、規制ブレード５３により平均厚みを均一にされ、担持ローラ４１に転移することにより層として供給される。担持ローラ４１の表面に供給された転写対象材料２０は、担持ローラ４１が回転することにより、光渦レーザービーム１２が照射される位置に連続的に供給される。
規制ブレード５３は、図６Ａ中矢印Ｒ２で示す回転方向における担持ローラ４１の上流側に配置され、供給ローラ５２が表面に付与させた転写対象材料２０を規制し、担持ローラ４１に供給する転写対象材料２０の平均厚みを均一にする。
貯蔵槽５１は、供給ローラ５２の下方の近傍に配置され、転写対象材料２０を貯蔵する。
供給ローラ５２は、担持ローラ４１と当接するように配置され、貯蔵槽５１の転写対象材料２０に一部が浸漬されている。供給ローラ５２は、回転駆動手段により、又は担持ローラ４１の回転に従動して図６Ａ中矢印Ｒ２で示す回転方向に回転しながら転写対象材料２０を表面に付与させる。付与した転写対象材料２０は、規制ブレード５３により平均厚みを均一にされ、担持ローラ４１に転移することにより層として供給される。担持ローラ４１の表面に供給された転写対象材料２０は、担持ローラ４１が回転することにより、光渦レーザービーム１２が照射される位置に連続的に供給される。
規制ブレード５３は、図６Ａ中矢印Ｒ２で示す回転方向における担持ローラ４１の上流側に配置され、供給ローラ５２が表面に付与させた転写対象材料２０を規制し、担持ローラ４１に供給する転写対象材料２０の平均厚みを均一にする。
【0106】
被付与物搬送手段７０は、担持ローラ４１と搬送する被付与物３０が接触しないように担持ローラ４１の近傍に配置され、被付与物搬送ローラ７１と、被付与物搬送ローラ７１に張架された被付与物搬送ベルト７２とを有している。この被付与物搬送手段７０は、回転駆動手段により被付与物搬送ローラ７１を回転させ、被付与物搬送ベルト７２により被付与物３０を図６Ａ中矢印Ｃで示す搬送方向に搬送する。
このとき、レーザービーム照射ユニット１００は、画像情報に従って担持ローラ４１の内側より光渦レーザービーム１２を照射し、被付与物３０に転写対象材料２０を付与させる。被付与物３０を被付与物搬送ベルト７２により移動させながら、このような転写対象材料２０を被付与物３０に付与させる付与動作を行うことにより、被付与物３０に２次元の画像を形成することができる。
このとき、レーザービーム照射ユニット１００は、画像情報に従って担持ローラ４１の内側より光渦レーザービーム１２を照射し、被付与物３０に転写対象材料２０を付与させる。被付与物３０を被付与物搬送ベルト７２により移動させながら、このような転写対象材料２０を被付与物３０に付与させる付与動作を行うことにより、被付与物３０に２次元の画像を形成することができる。
【0107】
なお、担持ローラ４１の表面に担持されたが飛翔させなかった転写対象材料（転写対象層）２０は、担持ローラ４１が回転し、供給ローラ５２との当接により溜まっていき、やがて貯蔵槽５１に落下して回収される。また、転写対象材料２０の回収方法としては、それに限られることなく、担持ローラ４１の表面の転写対象層２０を掻き取るスクレーパなどを設けてもよい。
【0108】
図６Ｂは、図５Ｂに示す飛翔体転写装置において、供給手段及び被付与物搬送手段を付加した画像形成装置の他の一例を示す説明図である。
図６Ｂにおいて、画像形成装置３０３は、図６Ａで示した画像形成装置３０２における円筒状の担持ローラ４１を、軸方向に沿って２分割した担持部４２とし、画像形成装置３０２の配置を変更したものである。
図６Ｂにおいて、画像形成装置３０３は、図６Ａで示した画像形成装置３０２における円筒状の担持ローラ４１を、軸方向に沿って２分割した担持部４２とし、画像形成装置３０２の配置を変更したものである。
【0109】
担持部４２は、円筒状の一部の面となっており、かつ円筒中心線の対向側には面が無い形状である。このように対向面がない担持体とすることにより、レーザービーム照射ユニット１００を円筒状の担持ローラ４１に設けることなく、光渦レーザービーム１２の光路が確保しやすくなるため、装置を単純化することができる。
【0110】
図７Ａは、定着手段を付加した図６Ａに示す画像形成装置の一例を示す説明図である。
図７Ａにおいて、画像形成装置３０５は、図６Ａに示した画像形成装置３０２の各手段などに加え、定着手段８０を有しており、被付与物３０に付与させた転写対象層２０を定着させて平滑にするようにしている。なお、被付与物搬送手段７０の位置は、図６Ａでは担持ローラ４１の側面としたが、図７Ａでは説明の便宜上、担持ローラ４１の上方とした。
図７Ａにおいて、画像形成装置３０５は、図６Ａに示した画像形成装置３０２の各手段などに加え、定着手段８０を有しており、被付与物３０に付与させた転写対象層２０を定着させて平滑にするようにしている。なお、被付与物搬送手段７０の位置は、図６Ａでは担持ローラ４１の側面としたが、図７Ａでは説明の便宜上、担持ローラ４１の上方とした。
【0111】
定着手段８０は、加圧方式の定着手段であって、被付与物３０の図７Ａ中矢印Ｃで示す搬送方向において担持ローラ４１の下流側に配置され、加圧ローラ８３と、対向ローラ８４とを有している。この定着手段８０は、転写対象層２０が付与した被付与物３０を、挟持しながら搬送することにより加圧して定着させる。
【0112】
加圧ローラ８３は、対向ローラ８４に向かって付勢されており、表面が被付与物３０と接触し、対向ローラ８４とにより被付与物３０を挟持しながら加圧する。
対向ローラ８４は、加圧ローラ８３と当接する位置に配置され、被付与物３０を加圧ローラ８３とにより被付与物搬送ベルト７２を介して挟持する。
対向ローラ８４は、加圧ローラ８３と当接する位置に配置され、被付与物３０を加圧ローラ８３とにより被付与物搬送ベルト７２を介して挟持する。
【0113】
例えば、画像形成装置３０５として、１，０００ｍＰａ・ｓ以上である非常に高粘度の転写対象材料２０を用いると、転写対象材料２０の被付与物３０への浸透又は濡れが遅くなりやすい。そして、転写対象材料２０がそのままの状態で乾燥してしまうと、画像の表面粗さが粗くなり、画像の光沢が低下してしまう場合がある。このような場合、定着手段８０は、転写対象材料２０が付与した被付与物３０を加圧ローラ８３で加圧し、転写対象材料２０を被付与物３０に押し込む、あるいは転写対象材料２０を潰すことができるため、転写対象材料２０が付与した被付与物３０の表面粗さを小さくできる。
【0114】
図７Ｂは、定着手段を付加した図６Ａに示す画像形成装置の他の一例を示す説明図である。
図７Ｂにおいて、画像形成装置３０６は、図７Ａで示した画像形成装置３０５における加圧方式の定着手段８０を加熱加圧方式の定着手段８１に変更したものである。
定着手段８１は、被付与物３０の図７Ｂ中矢印Ｃで示す搬送方向において担持ローラ４１の下流側に配置され、加熱加圧ローラ８５と、定着ベルト８６と、従動ローラ８７と、ハロゲンランプ８８と、対向ローラ８４とを有している。この定着手段８１は、溶融が必要な材料を分散した分散液の転写対象材料２０として用いた場合で、加圧のみでは狙いの画像を得られないときに用いられる。
図７Ｂにおいて、画像形成装置３０６は、図７Ａで示した画像形成装置３０５における加圧方式の定着手段８０を加熱加圧方式の定着手段８１に変更したものである。
定着手段８１は、被付与物３０の図７Ｂ中矢印Ｃで示す搬送方向において担持ローラ４１の下流側に配置され、加熱加圧ローラ８５と、定着ベルト８６と、従動ローラ８７と、ハロゲンランプ８８と、対向ローラ８４とを有している。この定着手段８１は、溶融が必要な材料を分散した分散液の転写対象材料２０として用いた場合で、加圧のみでは狙いの画像を得られないときに用いられる。
【0115】
加熱加圧ローラ８５は、対向ローラ８４に向かって付勢されており、定着ベルト８６を介して、被付与物３０を対向ローラ８４と挟持しながら加熱及び加圧する。
定着ベルト８６は、無端のベルト状であり、加熱加圧ローラ８５及び従動ローラ８７に張架され、表面が被付与物３０と接触する。
従動ローラ８７は、加熱加圧ローラ８５の下方に配置され、加熱加圧ローラ８５の回転に従って従動する。
ハロゲンランプ８８は、加熱加圧ローラ８５の内部に配置され、被付与物３０に転写対象層２０を定着させるための熱を発生させる。
対向ローラ８４は、定着ベルト８６と当接する位置に配置され、被付与物３０を加圧ローラ８３とにより被付与物搬送ベルト７２を介して挟持する。
定着ベルト８６は、無端のベルト状であり、加熱加圧ローラ８５及び従動ローラ８７に張架され、表面が被付与物３０と接触する。
従動ローラ８７は、加熱加圧ローラ８５の下方に配置され、加熱加圧ローラ８５の回転に従って従動する。
ハロゲンランプ８８は、加熱加圧ローラ８５の内部に配置され、被付与物３０に転写対象層２０を定着させるための熱を発生させる。
対向ローラ８４は、定着ベルト８６と当接する位置に配置され、被付与物３０を加圧ローラ８３とにより被付与物搬送ベルト７２を介して挟持する。
【0116】
図７Ｃは、定着手段を付加した図６Ａに示す画像形成装置の他の一例を示す説明図である。
図７Ｃにおいて、画像形成装置３０７は、図７Ａで示した画像形成装置３０５における加圧方式の定着手段８０をＵＶ照射方式の定着手段８２に変更したものである。
定着手段８２は、被付与物３０の図７Ｃ中矢印Ｃで示す搬送方向において担持ローラ４１の下流側に配置され、ＵＶランプ８９を有している。この定着手段８１は、転写対象層２０として紫外線硬化性材料を用いた場合に使用され、ＵＶランプ８９によりＵＶを照射して被付与物３０に定着させる。
図７Ｃにおいて、画像形成装置３０７は、図７Ａで示した画像形成装置３０５における加圧方式の定着手段８０をＵＶ照射方式の定着手段８２に変更したものである。
定着手段８２は、被付与物３０の図７Ｃ中矢印Ｃで示す搬送方向において担持ローラ４１の下流側に配置され、ＵＶランプ８９を有している。この定着手段８１は、転写対象層２０として紫外線硬化性材料を用いた場合に使用され、ＵＶランプ８９によりＵＶを照射して被付与物３０に定着させる。
【0117】
図８Ａは、本発明の画像形成装置の一例を示す説明図である。
図８Ａにおいて、画像形成装置４００は、図７Ｂに示した画像形成装置３０６の各手段などに加え、飛翔ユニット１２０を４つ有しており、転写対象材料２０として色材を含有する着色剤２１を用いた場合に変更したものである。
また、飛翔ユニット１２０は、供給手段５０と、飛翔手段１００と、図示しないビーム走査手段６０と、担持ローラ４１と、転写対象材料２０（着色剤２１）とにより構成される。
図８Ａにおいて、画像形成装置４００は、図７Ｂに示した画像形成装置３０６の各手段などに加え、飛翔ユニット１２０を４つ有しており、転写対象材料２０として色材を含有する着色剤２１を用いた場合に変更したものである。
また、飛翔ユニット１２０は、供給手段５０と、飛翔手段１００と、図示しないビーム走査手段６０と、担持ローラ４１と、転写対象材料２０（着色剤２１）とにより構成される。
【0118】
飛翔ユニット１２０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれプロセスカラーであるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを着色剤２１として貯蔵している。
これにより、被付与物３０としての記録媒体３１上に各色の画像を順次形成し、カラー画像を得るカラープロセスに適用することができる。
これにより、被付与物３０としての記録媒体３１上に各色の画像を順次形成し、カラー画像を得るカラープロセスに適用することができる。
【0119】
【0120】
中間転写手段９０は、中間転写体９１と、中間転写体駆動ローラ９２と、中間転写体従動ローラ９３とを有している。
中間転写体９１は、例えば、無端状のベルトであり、４つの飛翔ユニット１２０の上方に配置され、中間転写体駆動ローラ９２と、中間転写体従動ローラ９３とにより張架されている。
中間転写体駆動ローラ９２は、回転駆動手段により図８Ｂ中矢印Ｒ２で示す回転方向に回転し、中間転写体９１を回転させる。
中間転写体従動ローラ９３は、中間転写体駆動ローラ９２の回転に従って従動する。
このように、まず、中間転写体９１に画像を形成し、これを所望の記録媒体３１に転写するようにしてもよい。この画像形成装置２０１においても、画像形成装置４００と同様に高画質のカラー画像を得ることができる。また、中間転写体９１に形成した画像を記録媒体３１に転写する際に中間転写体駆動ローラ９２により押圧するので、画像形成装置２００と同様に、着色剤２１を付与させた記録媒体３１の表面粗さを小さくすることができる。
中間転写体９１は、例えば、無端状のベルトであり、４つの飛翔ユニット１２０の上方に配置され、中間転写体駆動ローラ９２と、中間転写体従動ローラ９３とにより張架されている。
中間転写体駆動ローラ９２は、回転駆動手段により図８Ｂ中矢印Ｒ２で示す回転方向に回転し、中間転写体９１を回転させる。
中間転写体従動ローラ９３は、中間転写体駆動ローラ９２の回転に従って従動する。
このように、まず、中間転写体９１に画像を形成し、これを所望の記録媒体３１に転写するようにしてもよい。この画像形成装置２０１においても、画像形成装置４００と同様に高画質のカラー画像を得ることができる。また、中間転写体９１に形成した画像を記録媒体３１に転写する際に中間転写体駆動ローラ９２により押圧するので、画像形成装置２００と同様に、着色剤２１を付与させた記録媒体３１の表面粗さを小さくすることができる。
【0121】
また、図５Ｂでは、レーザービームを照射する方向を重力方向としたが、図５Ａ及び図６Ａ～図８Ｂでは、レーザービームを照射する方向を重力方向とは逆の方向にすることや、水平方向にすることを示した。
このように、本発明の画像形成方法では、基板の表面へのレーザービームの照射方向が非重力方向であり、液柱乃至液滴が非重力方向に生ずるようにしてもよい。これにより、装置の設計において自由度を高めることができる。
このように、本発明の画像形成方法では、基板の表面へのレーザービームの照射方向が非重力方向であり、液柱乃至液滴が非重力方向に生ずるようにしてもよい。これにより、装置の設計において自由度を高めることができる。
【0122】
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置を、以下のように、立体造形物の製造方法及び立体造形物の製造装置に応用することもできる。
【0123】
（立体造形物の製造方法）
本発明の立体造形物の製造方法は、本発明の結晶形成方法によって、立体造形物を製造し、更に必要に応じてその他の工程を含む。具体的には、結晶形成工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記結晶形成工程は、本発明の結晶形成方法における結晶形成工程と同様である。
なお、前記立体造形物の製造方法における結晶形成工程は、被付与物に対して立体造形剤としての転写対象材料を層として積み重ね、立体的に付与する。
本発明の立体造形物の製造方法は、本発明の結晶形成方法によって、立体造形物を製造し、更に必要に応じてその他の工程を含む。具体的には、結晶形成工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記結晶形成工程は、本発明の結晶形成方法における結晶形成工程と同様である。
なお、前記立体造形物の製造方法における結晶形成工程は、被付与物に対して立体造形剤としての転写対象材料を層として積み重ね、立体的に付与する。
【0124】
－立体造形剤－
前記立体造形剤としては、転写対象材料と同様に、その形状、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。以下、前記立体造形物の製造方法における転写対象材料としての立体造形剤とした際に異なる点を説明する。
前記立体造形剤としては、転写対象材料と同様に、その形状、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。以下、前記立体造形物の製造方法における転写対象材料としての立体造形剤とした際に異なる点を説明する。
【0125】
前記被付与物上に付与した立体造形剤の一層当たりの平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、求められる精密さなどにより変化するが、５μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。前記被付与物上に付与した立体造形剤の一層当たりの平均厚みが５μｍ以上５００μｍ以下であると、立体造形物の精度、質感、滑らかさ、製造時間などの点で有利である。また、前記被付与物上に付与した立体造形剤の一層当たりの平均厚みとしては、５μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。前記被付与物上に付与した立体造形剤の一層当たりの平均厚みがより好ましい範囲内であると、レーザービームのエネルギーを低く抑えられ、立体造形剤の劣化などを抑制する点で有利である。
【0126】
前記立体造形剤としては、硬化性材料を少なくとも含有してなり、更に必要に応じて、その他の成分を含有してなる。
【0127】
－－硬化性材料－－
前記硬化性材料としては、活性エネルギー線（紫外線、電子線等）照射、加熱等により重合反応を生起し硬化する化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性エネルギー線硬化性化合物、熱硬化性化合物などが挙げられる。これらの中でも、常温で液体の材料が好ましい。
前記活性エネルギー線硬化性化合物は、分子構造中にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する比較的低粘度のモノマーであり、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。
前記硬化性材料としては、活性エネルギー線（紫外線、電子線等）照射、加熱等により重合反応を生起し硬化する化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性エネルギー線硬化性化合物、熱硬化性化合物などが挙げられる。これらの中でも、常温で液体の材料が好ましい。
前記活性エネルギー線硬化性化合物は、分子構造中にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する比較的低粘度のモノマーであり、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。
【0128】
－－その他の成分－－
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、有機溶剤、光重合開始剤、界面活性剤、着色剤、安定化剤、水溶性樹脂、低沸点アルコール、表面処理剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、有機溶剤、光重合開始剤、界面活性剤、着色剤、安定化剤、水溶性樹脂、低沸点アルコール、表面処理剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
【0129】
＜その他の工程及びその他の手段＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、供給工程、立体造形ヘッドユニット走査工程、被付与物位置調整工程、制御工程などが挙げられる。
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、供給工程、立体造形ヘッドユニット走査工程、被付与物位置調整工程、制御工程などが挙げられる。
【0130】
＜＜硬化工程及び硬化手段＞＞
前記硬化工程は、前記転写対象材料としての立体造形剤を硬化する工程である。
前記硬化手段は、前記転写対象材料としての立体造形剤を硬化する手段である。
前記硬化手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、立体造形剤が紫外線硬化性材料であれば、紫外線照射器などが挙げられる。
前記硬化工程としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、立体造形剤が紫外線硬化性材料であれば、紫外線照射工程などが挙げられ、紫外線照射手段を用いて好適に行うことができる。
前記硬化工程は、前記転写対象材料としての立体造形剤を硬化する工程である。
前記硬化手段は、前記転写対象材料としての立体造形剤を硬化する手段である。
前記硬化手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、立体造形剤が紫外線硬化性材料であれば、紫外線照射器などが挙げられる。
前記硬化工程としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、立体造形剤が紫外線硬化性材料であれば、紫外線照射工程などが挙げられ、紫外線照射手段を用いて好適に行うことができる。
【0131】
＜＜立体造形剤供給工程及び立体造形剤供給手段＞＞
前記立体造形剤供給工程は、前記転写対象材料が立体造形剤であること以外は、本発明の画像形成方法における供給工程と同様であるため、その説明を省略する。
前記供給手段は、前記転写対象材料が立体造形剤であること以外は、本発明の画像形成装置における供給手段と同様であるため、その説明を省略する。
前記立体造形剤供給工程は、前記転写対象材料が立体造形剤であること以外は、本発明の画像形成方法における供給工程と同様であるため、その説明を省略する。
前記供給手段は、前記転写対象材料が立体造形剤であること以外は、本発明の画像形成装置における供給手段と同様であるため、その説明を省略する。
【0132】
＜＜立体造形ヘッドユニット走査工程及び立体造形ヘッドユニット走査手段＞＞
前記立体造形ヘッドユニット走査工程は、飛翔ユニットと前記硬化手段とを一体とした立体造形ヘッドユニットを被付与物上の装置の幅（Ｘ軸）方向で走査させる工程である。
前記立体造形ヘッドユニット走査手段は、飛翔ユニットと前記硬化手段とを一体とした立体造形ヘッドユニットを被付与物上の装置の幅（Ｘ軸）方向で走査させる手段である。
また、前記立体造形ヘッドユニットは複数設けるようにしてもよい。
前記立体造形ヘッドユニット走査工程は、飛翔ユニットと前記硬化手段とを一体とした立体造形ヘッドユニットを被付与物上の装置の幅（Ｘ軸）方向で走査させる工程である。
前記立体造形ヘッドユニット走査手段は、飛翔ユニットと前記硬化手段とを一体とした立体造形ヘッドユニットを被付与物上の装置の幅（Ｘ軸）方向で走査させる手段である。
また、前記立体造形ヘッドユニットは複数設けるようにしてもよい。
【0133】
＜＜被付与物位置調整工程及び被付与物位置調整手段＞＞
前記被付与物位置調整工程は、装置の奥行き方向（Ｙ軸）及び高さ方向（Ｚ軸）に被付与物の位置を調整する工程である。
前記被付与物位置調整手段は、装置の奥行き方向（Ｙ軸）及び高さ方向（Ｚ軸）に被付与物の位置を調整する手段である。
前記被付与物位置調整手段としては、例えば、装置の奥行き方向（Ｙ軸）及び高さ方向（Ｚ軸）に被付与物の位置を調整可能な基体（ステージ）などが挙げられる。
前記被付与物位置調整工程は、装置の奥行き方向（Ｙ軸）及び高さ方向（Ｚ軸）に被付与物の位置を調整する工程である。
前記被付与物位置調整手段は、装置の奥行き方向（Ｙ軸）及び高さ方向（Ｚ軸）に被付与物の位置を調整する手段である。
前記被付与物位置調整手段としては、例えば、装置の奥行き方向（Ｙ軸）及び高さ方向（Ｚ軸）に被付与物の位置を調整可能な基体（ステージ）などが挙げられる。
【0134】
＜＜制御工程及び制御手段＞＞
制御工程は、前述した画像形成装置の制御工程と同様である。
制御手段は、前述した画像形成装置の制御手段と同様である。
制御工程は、前述した画像形成装置の制御工程と同様である。
制御手段は、前述した画像形成装置の制御手段と同様である。
【0135】
次に、前記立体造形物の製造装置の一例について図面を参照して説明する。
なお、前記立体造形物の製造装置の部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
なお、前記立体造形物の製造装置の部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【0136】
図９は、立体造形物の製造装置の一例を示す説明図である。
図９において、立体造形物の製造装置５００は、被付与物としての造形物支持基板１２２と、ステージ１２３と、立体造形ヘッドユニット１３０とを有している。この立体造形物の製造装置５００は、付与した立体造形剤２２を硬化しながら積層して立体造形物１２４を製造する。
立体造形ヘッドユニット１３０は、立体造形物の製造装置５００の上部に配置され、駆動手段により図９中矢印Ｌで示す方向に走査することができる。この立体造形ヘッドユニット１３０は、飛翔ユニット１２０と、硬化手段として紫外線照射器１２１とを有している。
図９において、立体造形物の製造装置５００は、被付与物としての造形物支持基板１２２と、ステージ１２３と、立体造形ヘッドユニット１３０とを有している。この立体造形物の製造装置５００は、付与した立体造形剤２２を硬化しながら積層して立体造形物１２４を製造する。
立体造形ヘッドユニット１３０は、立体造形物の製造装置５００の上部に配置され、駆動手段により図９中矢印Ｌで示す方向に走査することができる。この立体造形ヘッドユニット１３０は、飛翔ユニット１２０と、硬化手段として紫外線照射器１２１とを有している。
【0137】
飛翔ユニット１２０は、立体造形ヘッドユニット１３０の中央に配置され、下方に転写対象材料２０を飛翔させ、造形物支持基板１２２又はすでに硬化させた転写対象層２０に付与する。
紫外線照射器１２１は、飛翔ユニット１２０の両側面に配置され、飛翔ユニット１２０が飛翔させた転写対象材料２０に紫外線を照射して、転写対象層２０を硬化する。
造形物支持基板１２２は、立体造形物の製造装置５００の下部に配置され、立体造形ヘッドユニット１３０が立体造形剤２２の層を形成する際の基板となる。
ステージ１２３は、造形物支持基板１２２の下方に配置され、駆動手段により造形物支持基板１２２を図９中垂直方向に移動させることができる。また、このステージ１２３は、図９中矢印Ｈで示す方向に移動させることができ、立体造形ヘッドユニット１３０と立体造形物１２４との間隙を調整することができる。
紫外線照射器１２１は、飛翔ユニット１２０の両側面に配置され、飛翔ユニット１２０が飛翔させた転写対象材料２０に紫外線を照射して、転写対象層２０を硬化する。
造形物支持基板１２２は、立体造形物の製造装置５００の下部に配置され、立体造形ヘッドユニット１３０が立体造形剤２２の層を形成する際の基板となる。
ステージ１２３は、造形物支持基板１２２の下方に配置され、駆動手段により造形物支持基板１２２を図９中垂直方向に移動させることができる。また、このステージ１２３は、図９中矢印Ｈで示す方向に移動させることができ、立体造形ヘッドユニット１３０と立体造形物１２４との間隙を調整することができる。
【0138】
なお、画像形成装置及び立体造形物の製造装置においては、被付与物（記録媒体）を搬送又は移動させる例を示したが、これに限らず、被付与物などを静止させて飛翔ユニットなどを移動させてもよい。あるいは、被付与物などと飛翔ユニットなどの両者を移動させてもよい。
また、被付与物の全面の画像を同時に形成する場合などでは、少なくとも記録時には両者が静止しレーザーのみ動作させてもよい。
また、被付与物の全面の画像を同時に形成する場合などでは、少なくとも記録時には両者が静止しレーザーのみ動作させてもよい。
【実施例0139】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【0140】
（転写対象材料の製造例１）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．１（グリセロール濃度４３質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：４４質量部
・純水：５６質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．１（グリセロール濃度４３質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：４４質量部
・純水：５６質量部
【0141】
（転写対象材料の製造例２）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散媒と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．２（グリセロール濃度０質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・純水：１００質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散媒と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．２（グリセロール濃度０質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・純水：１００質量部
【0142】
（転写対象材料の製造例３）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．３（グリセロール濃度３２質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：３３質量部
・純水：６７質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．３（グリセロール濃度３２質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：３３質量部
・純水：６７質量部
【0143】
（転写対象材料の製造例４）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．４（グリセロール濃度５２質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：５３質量部
・純水：４７質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．４（グリセロール濃度５２質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：５３質量部
・純水：４７質量部
【0144】
（転写対象材料の製造例５）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、３質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．５（グリセロール濃度４３質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：４４質量部
・純水：５６質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、３質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．５（グリセロール濃度４３質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：４４質量部
・純水：５６質量部
【0145】
（転写対象材料の製造例６）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、５質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．６（グリセロール濃度４３質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：４４質量部
・純水：５６質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、５質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．６（グリセロール濃度４３質量％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：４４質量部
・純水：５６質量部
【0146】
（転写対象材料の製造例７）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．７（グリセロール濃度質量８７％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：８８質量部
・純水：１２質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．７（グリセロール濃度質量８７％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：８８質量部
・純水：１２質量部
【0147】
（転写対象材料の製造例８）
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．８（グリセロール濃度質量９８％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：９９質量部
・純水：１質量部
以下の組成の分散媒に、無機粒子として真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１（パウダーテック株式会社製）を、分散液と無機粒子の合計１００質量部に対して、１質量部添加し攪拌することにより、転写対象材料Ｎｏ．８（グリセロール濃度質量９８％）を調製した。
［分散媒の組成］
・植物性グリセリン９８％以上（株式会社自然化粧品研究所製）：９９質量部
・純水：１質量部
【0148】
次に、作製した各転写対象材料について、以下のようにして、メディアン径（Ｄ５０）及び２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける複素粘度を測定した。結果を表１に示した。
【0149】
＜メディアン径（Ｄ５０）の測定＞
メディアン径（Ｄ５０）は、走査型電子顕微鏡（ＳＵ８２００シリーズ、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて測定を行う。得られた画像を画像処理ソフトＡ像君（旭化成エンジニアリング株式会社製）で二値化し、メディアン径（Ｄ５０）を算出した。
メディアン径（Ｄ５０）は、走査型電子顕微鏡（ＳＵ８２００シリーズ、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて測定を行う。得られた画像を画像処理ソフトＡ像君（旭化成エンジニアリング株式会社製）で二値化し、メディアン径（Ｄ５０）を算出した。
【0150】
＜２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける複素粘度の測定＞
複素粘度は、動的粘弾性測定装置を用い、加える応力を変化させ、その時に生じたひずみ量を測定する応力制御法により、以下の条件に基づき測定を行った。図１１に、転写対象材料Ｎｏ．１～８におけるグリセロール濃度（質量％）と複素粘度（ｍＰａ・ｓ）の関係を示した。
－測定条件－
・装置名：レオメータ、ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ６００、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製
・温度：２５℃
・剪断応力：２００Ｐａ
複素粘度は、動的粘弾性測定装置を用い、加える応力を変化させ、その時に生じたひずみ量を測定する応力制御法により、以下の条件に基づき測定を行った。図１１に、転写対象材料Ｎｏ．１～８におけるグリセロール濃度（質量％）と複素粘度（ｍＰａ・ｓ）の関係を示した。
－測定条件－
・装置名：レオメータ、ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ６００、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製
・温度：２５℃
・剪断応力：２００Ｐａ
【0151】
【表1】
【0152】
表１中の各成分の詳細については、以下のとおりである。
＊Ｍ００１：真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１、鉄フェライト、マンガンフェライト、パウダーテック株式会社製
＊グリセロール：植物性グリセリン９８％以上、株式会社自然化粧品研究所製
＊Ｍ００１：真球状ナノフェライト粉＿Ｍ００１、鉄フェライト、マンガンフェライト、パウダーテック株式会社製
＊グリセロール：植物性グリセリン９８％以上、株式会社自然化粧品研究所製
【0153】
表１及び図１１の結果から、グリセロール濃度が増加するにしたがって、転写対象材料の複素粘度が大きくなり、２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける転写対象材料の複素粘度は１ｍＰａ・ｓ～７５２ｍＰａ・ｓの範囲で変化することがわかった。
【0154】
（ドナー基板の製造例１～８）
次に、得られた各転写対象材料をスライドガラス（松浪硝子工業株式会社製、マイクロスライドガラスＳ７２１３；５３２ｎｍ波長光の透過率が９９％）の片面上にバーコーターで塗布し、平均厚みが２６μｍ（バラつき範囲は２０～２９μｍ）の転写対象層を有するドナー基板１～８を作製した。
次に、得られた各転写対象材料をスライドガラス（松浪硝子工業株式会社製、マイクロスライドガラスＳ７２１３；５３２ｎｍ波長光の透過率が９９％）の片面上にバーコーターで塗布し、平均厚みが２６μｍ（バラつき範囲は２０～２９μｍ）の転写対象層を有するドナー基板１～８を作製した。
【0155】
（実施例１～７及び比較例１～３）
次に、表２に示す転写対象材料とレーザー照射の組み合わせにより、転写方法を実施した。本実施例では、１０ｎｓのパルス幅、及び５０Ｈｚのパルス周波数をもつレーザービームを使用した。また、前記被付与物と前記転写対象材料との距離を１．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下として実験を行った。
本実施例の一部では、図１０Ａ及び図１０Ｂに示した実験装置を用い測定を行った。ここでは、集光レンズを通し、集光レンズから焦点距離の間に、Ｃａｎоｎ社製ガルバノスキャナーＧＭ－１０１５を設置し光を走査、転写対象層に焦点が一致するよう設定している。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、実施例及び比較例で用いた光渦レーザービームを有するレーザー照射装置の一例を示す概略図である。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す実験装置は、パルスレーザー１３１（波長：５３２ｎｍ、５０Ｈｚ、１０ｎｓ）と、Ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ１３２と、ミラー１３３と、Ｑｕａｒｔｅｒ－ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ１３４と、集光レンズ１３５と、ガルバノスキャナー１３６と、ガラス１３７と、受容体１３８とを有する。
図１０Ａは、レーザー光源として、波長５３２ｎｍ、ナノ秒パルス（１０ｎｓ程度）のパルスレーザーを使用し、空間光変調器（ＳＬＭ）、λ／４板（ＱＷＰ）で軌道角運動量及びスピン角運動量を制御することにより光渦レーザービームを生成し、集光レンズ（Ｌｅｎｓ）で光渦レーザービームを集光して、集光レンズから焦点距離の間に、Ｃａｎоｎ社製ガルバノスキャナーＧＭ－１０１５を設置し転写対象層に焦点が一致するよう設定し、ドナー基板の基板側から転写対象層に光渦レーザービームを照射した。
図１０Ｂは、レーザー光源として、波長５３２ｎｍ、ナノ秒パルス（１０ｎｓ程度）のパルスレーザーを使用し、空間光変調器（ＳＬＭ）で光渦レーザービームに変換した後、ミラーで上空に跳ね上げ、λ／４板（ＱＷＰ）を通しスピン角運動量を制御することにより光渦レーザービームを生成し、集光レンズ（Ｌｅｎｓ）で光渦レーザービームを集光して転写対象層に焦点が一致するよう設定し、ドナー基板の基板側から転写対象層に光渦レーザービームを照射した。
両者の違いは、ガルバノスキャナー装置による光走査を行うかどうかだけであり、光の特殊性などへの影響はない。そのため、目的に応じ適宜選択することができる。
また、本検討ではガルバノスキャナーの手前に集光レンズを置いた。また、本検討では焦点距離１２５ｍｍ～３００ｍｍのレンズを使用した。
次に、表２に示す転写対象材料とレーザー照射の組み合わせにより、転写方法を実施した。本実施例では、１０ｎｓのパルス幅、及び５０Ｈｚのパルス周波数をもつレーザービームを使用した。また、前記被付与物と前記転写対象材料との距離を１．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下として実験を行った。
本実施例の一部では、図１０Ａ及び図１０Ｂに示した実験装置を用い測定を行った。ここでは、集光レンズを通し、集光レンズから焦点距離の間に、Ｃａｎоｎ社製ガルバノスキャナーＧＭ－１０１５を設置し光を走査、転写対象層に焦点が一致するよう設定している。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、実施例及び比較例で用いた光渦レーザービームを有するレーザー照射装置の一例を示す概略図である。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す実験装置は、パルスレーザー１３１（波長：５３２ｎｍ、５０Ｈｚ、１０ｎｓ）と、Ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ１３２と、ミラー１３３と、Ｑｕａｒｔｅｒ－ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ１３４と、集光レンズ１３５と、ガルバノスキャナー１３６と、ガラス１３７と、受容体１３８とを有する。
図１０Ａは、レーザー光源として、波長５３２ｎｍ、ナノ秒パルス（１０ｎｓ程度）のパルスレーザーを使用し、空間光変調器（ＳＬＭ）、λ／４板（ＱＷＰ）で軌道角運動量及びスピン角運動量を制御することにより光渦レーザービームを生成し、集光レンズ（Ｌｅｎｓ）で光渦レーザービームを集光して、集光レンズから焦点距離の間に、Ｃａｎоｎ社製ガルバノスキャナーＧＭ－１０１５を設置し転写対象層に焦点が一致するよう設定し、ドナー基板の基板側から転写対象層に光渦レーザービームを照射した。
図１０Ｂは、レーザー光源として、波長５３２ｎｍ、ナノ秒パルス（１０ｎｓ程度）のパルスレーザーを使用し、空間光変調器（ＳＬＭ）で光渦レーザービームに変換した後、ミラーで上空に跳ね上げ、λ／４板（ＱＷＰ）を通しスピン角運動量を制御することにより光渦レーザービームを生成し、集光レンズ（Ｌｅｎｓ）で光渦レーザービームを集光して転写対象層に焦点が一致するよう設定し、ドナー基板の基板側から転写対象層に光渦レーザービームを照射した。
両者の違いは、ガルバノスキャナー装置による光走査を行うかどうかだけであり、光の特殊性などへの影響はない。そのため、目的に応じ適宜選択することができる。
また、本検討ではガルバノスキャナーの手前に集光レンズを置いた。また、本検討では焦点距離１２５ｍｍ～３００ｍｍのレンズを使用した。
【0156】
図１２に光渦レーザービームを照射したときのＮｏ．１の転写対象材料（グリセロール濃度４３質量％、複素粘度６ｍＰａ・ｓ）の挙動を示す。
光渦レーザービームは図１２の下面より上方向に向けて照射される。
図１２の結果から、レーザー照射後３．０μｓｅｃ以降では、転写対象材料中の無機粒子が中央に集まり、自転しながら高い指向性で液柱が成長していく、いわゆる「スピンジェット」と呼ばれる現象が観察できる。この「スピンジェット」は、光渦レーザービームの有する円環状の強度プロファイルと、軌道角運動量の転写により発生すると考えられる。
光渦レーザービームは図１２の下面より上方向に向けて照射される。
図１２の結果から、レーザー照射後３．０μｓｅｃ以降では、転写対象材料中の無機粒子が中央に集まり、自転しながら高い指向性で液柱が成長していく、いわゆる「スピンジェット」と呼ばれる現象が観察できる。この「スピンジェット」は、光渦レーザービームの有する円環状の強度プロファイルと、軌道角運動量の転写により発生すると考えられる。
【0157】
図１３Ａは、転写対象材料から１．５ｍｍ離れた場所に設置した被付与物（松浪硝子工業株式会社製のＳ１２１４、水縁磨、ｔ１．３）に転写された転写対象材料（以下ドットと呼ぶ）を、３００℃で加熱処理を行い転写対象材料中の分散媒を除去した状態の一例を示す写真である。
図１３Ｂは、図１３Ａを、共焦点レーザー顕微鏡を用い測定して得られた３Ｄ像の一例を示す概略図である。
図１３Ｂは、図１３Ａを、共焦点レーザー顕微鏡を用い測定して得られた３Ｄ像の一例を示す概略図である。
【0158】
本実施例では、円偏光光渦レーザービームを用い実験を行っており、全角運動量Ｊは任意に変更することができ、Ｊの値によるコアの形成位置精度への影響は確認されなかった。
一方、全角運動量が変化することでコアの形状、転写されたドットの形状に違いが見られた。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、全角運動量Ｊ＝２（Ｌ＝１、Ｓ＝１）の光渦レーザービームを照射することで得られたドットである。図１４Ａは、前記ドットの上部写真であり、図１４Ｂは、前記ドットの側面の断面写真である。前記図１４Ａにおける矢印は、ドット中央（コア）の蜷局の回転方向を示す。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、全角運動量Ｊ＝－２（Ｌ＝－１、Ｓ＝－１）の光渦レーザービームを照射することで得られたドットである。図１５Ａは、前記ドットの上部写真であり、図１５Ｂは、前記ドットの側面の断面写真である。前記図１５Ａにおける矢印は、ドット中央（コア）の蜷局の回転方向を示す。
両者はドット中央に位置するコアが蜷局を巻き、その回転方向が逆方向となっており、これは光渦レーザービームによる影響であると想定される。
本実施例の実験条件とは異なるが、図１６はスピン角運動量Ｓにより、全角運動量Ｊを変化させた際のドット直径（△）及びコア直径（○）の関係を示す。全ての条件でコアが形成されていることが確認できるが、Ｊが小さくなるにつれドット外周に乱れが生じる傾向にあり、光渦レーザービームの運動量による影響である。
一方、全角運動量が変化することでコアの形状、転写されたドットの形状に違いが見られた。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、全角運動量Ｊ＝２（Ｌ＝１、Ｓ＝１）の光渦レーザービームを照射することで得られたドットである。図１４Ａは、前記ドットの上部写真であり、図１４Ｂは、前記ドットの側面の断面写真である。前記図１４Ａにおける矢印は、ドット中央（コア）の蜷局の回転方向を示す。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、全角運動量Ｊ＝－２（Ｌ＝－１、Ｓ＝－１）の光渦レーザービームを照射することで得られたドットである。図１５Ａは、前記ドットの上部写真であり、図１５Ｂは、前記ドットの側面の断面写真である。前記図１５Ａにおける矢印は、ドット中央（コア）の蜷局の回転方向を示す。
両者はドット中央に位置するコアが蜷局を巻き、その回転方向が逆方向となっており、これは光渦レーザービームによる影響であると想定される。
本実施例の実験条件とは異なるが、図１６はスピン角運動量Ｓにより、全角運動量Ｊを変化させた際のドット直径（△）及びコア直径（○）の関係を示す。全ての条件でコアが形成されていることが確認できるが、Ｊが小さくなるにつれドット外周に乱れが生じる傾向にあり、光渦レーザービームの運動量による影響である。
【0159】
図１７Ａは、Ｎо．１の転写対象材料を用いて、転写対象材料から１．５ｍｍ離れた場所に設置した被付与物に転写されたドットを、３００℃で加熱処理を行い転写対象材料中の分散媒を除去した後、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた観察像の一例である。図１７Ａのドット中央にコアが確認できる。
図１７Ｂは、図１７Ａを、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ）を用い、コアを薄片化した加工物のＳＥＭ観察像の一例である。
図１８Ａは、図１７Ａを、透過型電子顕微鏡を用い観察した明視野像の一例である。
図１８Ｂは、図１８Ａにおけるａの位置から得られた電子回折パターンの一例である。
図１８Ｃは、図１８Ｂにおける白丸で囲まれた電子線回折スポットから得られた暗視野像の一例であり、同一の晶帯軸を持つ結晶領域を示す。
図１８Ｄは、図１８Ａにおけるｂの位置から得られた電子回折パターンの一例である。
図１８Ｅは、図１８Ｄにおける白丸で囲まれた電子線回折スポットから得られた暗視野像の一例であり、同一の晶帯軸を持つ結晶領域を示す。
図１８Ｆは、図１８Ｃ、図１８Ｅで示された領域と、図１８Ａの対応関係を示しており、コアが２つの単結晶から形成されており、最も領域を有する結晶は全体の９０％以上が同じ晶帯軸を持つ結晶であった。
図１７Ｂは、図１７Ａを、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ）を用い、コアを薄片化した加工物のＳＥＭ観察像の一例である。
図１８Ａは、図１７Ａを、透過型電子顕微鏡を用い観察した明視野像の一例である。
図１８Ｂは、図１８Ａにおけるａの位置から得られた電子回折パターンの一例である。
図１８Ｃは、図１８Ｂにおける白丸で囲まれた電子線回折スポットから得られた暗視野像の一例であり、同一の晶帯軸を持つ結晶領域を示す。
図１８Ｄは、図１８Ａにおけるｂの位置から得られた電子回折パターンの一例である。
図１８Ｅは、図１８Ｄにおける白丸で囲まれた電子線回折スポットから得られた暗視野像の一例であり、同一の晶帯軸を持つ結晶領域を示す。
図１８Ｆは、図１８Ｃ、図１８Ｅで示された領域と、図１８Ａの対応関係を示しており、コアが２つの単結晶から形成されており、最も領域を有する結晶は全体の９０％以上が同じ晶帯軸を持つ結晶であった。
【0160】
得られたコアの結晶構造解析を行った。解析には、北海道大学 瀬戸先生が公開している、単結晶電子線回折図形の指数付けやシミュレーションを行うオープンソースソフトウェア（ＲｅｃｉＰｒｏ）を用いた。
図１９Ａは、図１８Ｃの領域から得られた電子線回折パターンである。
図１９Ｂは、ＲｅｃｉＰｒｏからシミュレーションされた、ミラー指数（１２２）におけるスピネル型結晶（鉄フェライト）の電子線回折パターンである。
図１９Ｃは、図１８Ｅの領域から得られた電子線回折パターンである。
図１９ＤはＲｅｃｉＰｒｏからシミュレーションされた、ミラー指数（１００）におけるスピネル型結晶（鉄フェライト）の電子線回折パターンである。
図１９Ｅは、図１９Ａ～Ｄ中に表記されたａ～ｅの回折スポット間の比率、角度を比較した結果であり、非常に高い精度で一致している。このことから、コアは、異なる晶帯軸を有する２つのスピネル型結晶（図１９Ｆ）で構成されていることがわかる。
図１９Ａは、図１８Ｃの領域から得られた電子線回折パターンである。
図１９Ｂは、ＲｅｃｉＰｒｏからシミュレーションされた、ミラー指数（１２２）におけるスピネル型結晶（鉄フェライト）の電子線回折パターンである。
図１９Ｃは、図１８Ｅの領域から得られた電子線回折パターンである。
図１９ＤはＲｅｃｉＰｒｏからシミュレーションされた、ミラー指数（１００）におけるスピネル型結晶（鉄フェライト）の電子線回折パターンである。
図１９Ｅは、図１９Ａ～Ｄ中に表記されたａ～ｅの回折スポット間の比率、角度を比較した結果であり、非常に高い精度で一致している。このことから、コアは、異なる晶帯軸を有する２つのスピネル型結晶（図１９Ｆ）で構成されていることがわかる。
【0161】
図２０Ａは、図１７Ａを、透過型電子顕微鏡を用いて観察した明視野像の一例を示す写真である。
図２０Ａ中の白丸ａは、図１８Ｃ及び図１８Ｅで示された、異なる晶帯軸の領域の境界に位置し、ミラー指数（１００）における電子回折パターンである図２０Ｂを取得した領域を示す。
図２０Ｂ中に挿入した軸ａ、ｂを軸とすると、正方格子で並ぶはずの回折スポットが約±４°程度傾いており、結晶がｂ軸方向に対し歪んだ状態で成長していることがわかる。一方、ａ軸方向は等間隔で並んでいる。これはコアを形成する２つの結晶が非常に細かいスケールでフラットな基準が存在するために生じたと思われ、この役割を被付与物が果たしている可能性があると想定する。これらの点からも、被付与物の表面性は、平滑であることが好ましい。
図２０Ａ中の白丸ａは、図１８Ｃ及び図１８Ｅで示された、異なる晶帯軸の領域の境界に位置し、ミラー指数（１００）における電子回折パターンである図２０Ｂを取得した領域を示す。
図２０Ｂ中に挿入した軸ａ、ｂを軸とすると、正方格子で並ぶはずの回折スポットが約±４°程度傾いており、結晶がｂ軸方向に対し歪んだ状態で成長していることがわかる。一方、ａ軸方向は等間隔で並んでいる。これはコアを形成する２つの結晶が非常に細かいスケールでフラットな基準が存在するために生じたと思われ、この役割を被付与物が果たしている可能性があると想定する。これらの点からも、被付与物の表面性は、平滑であることが好ましい。
【0162】
図２１Ａは、転写対象材料Ｎо．１を用いて形成したドットを走査型電子顕微鏡で観察した像である。
図２１Ｂは、元素分析測定により得られた鉄（Ｆｅ）の分布を図２１Ａにマッピングした結果の一例である。図２１Ｃは、元素分析測定により得られたマンガン（Ｍｎ）の分布を図２１Ａにマッピングした結果の一例である。鉄が全体に対し検出されているのに対し、マンガンは外枠で検出される傾向にあり、結晶性の違いなどによる影響が想定される。
図２１Ｂは、元素分析測定により得られた鉄（Ｆｅ）の分布を図２１Ａにマッピングした結果の一例である。図２１Ｃは、元素分析測定により得られたマンガン（Ｍｎ）の分布を図２１Ａにマッピングした結果の一例である。鉄が全体に対し検出されているのに対し、マンガンは外枠で検出される傾向にあり、結晶性の違いなどによる影響が想定される。
【0163】
図２２Ａは、図１０Ａの実験系を用いたパターニングの一例を示す図である。
まず、図１０Ａの実験系を用いて、ガルバノスキャナー１３６を図１０ＡにおけるＸ軸方向に走査し、転写対象材料から０．６ｍｍ離れた場所に設置した被付与物（受容体１３８）にドット間隔が１００μｍとなるように連続で転写させた。
図２２Ａは、上記転写を２列分繰り返し、得られたドットを３００℃で加熱処理して転写対象材料中の分散媒を除去した状態の一例を示す図である。
まず、図１０Ａの実験系を用いて、ガルバノスキャナー１３６を図１０ＡにおけるＸ軸方向に走査し、転写対象材料から０．６ｍｍ離れた場所に設置した被付与物（受容体１３８）にドット間隔が１００μｍとなるように連続で転写させた。
図２２Ａは、上記転写を２列分繰り返し、得られたドットを３００℃で加熱処理して転写対象材料中の分散媒を除去した状態の一例を示す図である。
【0164】
図２２Ｂは、図２２Ａにおけるビーム照射領域（Ｂｅａｍ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を破線円で示した写真である。この結果から、ドットの重心位置と、ビームの照射領域の重心位置が判断でき、ビームの照射位置からのドットのズレ（以下ポジションエラーと呼ぶ）を見積もることができる。
【0165】
図２２Ｃは、転写対象材料と被付与物の距離を０．６ｍｍ～１．４ｍｍまで変化させた際の光渦（Ｏｐｔｉｃａｌ ｖｏｒｔｅｘ）のポジションエラー及びドット直径（Ｄｏｔ ｓｉｚｅ）の関係と、比較対象として、転写対象材料と被付与物の距離を１．２ｍｍとした際の一般的なレーザービームのポジションエラー及びドット直径の関係との一例を示す図である。
図２２Ｃによると光渦を用いた際にポジションエラーは、一般的なレーザービームを用いた際の半分程度となっている。さらに、光渦では転写対象材料と被付与物の距離を０．６ｍｍ以下とすることでポジションエラーは数μｍまで抑制でき、非常に高精度での転写を可能とする。
また光渦を用いた際の射出角度は、転写対象材料と被付与物の距離に依存せず、約０．８ｄｅｇ程度であることが確認された。
図２２Ｃによると光渦を用いた際にポジションエラーは、一般的なレーザービームを用いた際の半分程度となっている。さらに、光渦では転写対象材料と被付与物の距離を０．６ｍｍ以下とすることでポジションエラーは数μｍまで抑制でき、非常に高精度での転写を可能とする。
また光渦を用いた際の射出角度は、転写対象材料と被付与物の距離に依存せず、約０．８ｄｅｇ程度であることが確認された。
【0166】
以下において、コアの形成されるＮо．１の転写対象材料と、コアの形成されないＮо．７及びＮо．８の転写対象材料を用いた比較を示す。
図２３Ａは、Ｎо．１の転写対象材料を用い転写対象材料の膜厚を２０μｍ、ビームスポット径を４９μｍとした際の各フルエンスと飛翔速度（視野内のジェットヘッド又は、先頭液滴の飛翔速度）の関係を示す。
図２３Ｂ～Ｅは確認された４つの飛翔モード（Ｂ：単一液滴飛翔、Ｃ：複数液滴飛翔、Ｄ：膨らみを伴うジェットによる飛翔、Ｅ：飛散）に分類でき、フルエンスは０．１６［Ｊ／ｃｍ２］、０．２１［Ｊ／ｃｍ２］、０．４２［Ｊ／ｃｍ２］、０．７２［Ｊ／ｃｍ２］での結果となる。この時、再現性よくコアが形成されるのは単一液滴飛翔、複数液滴飛翔のであり、フルエンスは０．１６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．２７［Ｊ／ｃｍ２］以下のときであり、転写されたドットの周囲にチリの発生しない条件は単一液滴飛翔であり、フルエンスは０．１６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．１８［Ｊ／ｃｍ２］以下がより好ましい。
また、膜厚２０μｍに対し単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅は約０．０２～０．０３［Ｊ／ｃｍ２］程度だが、膜厚が厚くなるにつれ、単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅はほぼ変化せず、その閾値となるフルエンスが大きくなる方向にずれる。膜厚を２８μｍとした場合、単一液滴飛翔のフルエンスの閾値は０．２７［Ｊ／ｃｍ２］以上０．２８［Ｊ／ｃｍ２］以下であり、成立するフルエンスの幅は大きく変化せず、閾値のみがシフトしたことがわかる。この変化は膜厚に対し連続的に変化していると予測され、他の飛翔モードに関しても同様の傾向がある。
図２３Ａは、Ｎо．１の転写対象材料を用い転写対象材料の膜厚を２０μｍ、ビームスポット径を４９μｍとした際の各フルエンスと飛翔速度（視野内のジェットヘッド又は、先頭液滴の飛翔速度）の関係を示す。
図２３Ｂ～Ｅは確認された４つの飛翔モード（Ｂ：単一液滴飛翔、Ｃ：複数液滴飛翔、Ｄ：膨らみを伴うジェットによる飛翔、Ｅ：飛散）に分類でき、フルエンスは０．１６［Ｊ／ｃｍ２］、０．２１［Ｊ／ｃｍ２］、０．４２［Ｊ／ｃｍ２］、０．７２［Ｊ／ｃｍ２］での結果となる。この時、再現性よくコアが形成されるのは単一液滴飛翔、複数液滴飛翔のであり、フルエンスは０．１６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．２７［Ｊ／ｃｍ２］以下のときであり、転写されたドットの周囲にチリの発生しない条件は単一液滴飛翔であり、フルエンスは０．１６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．１８［Ｊ／ｃｍ２］以下がより好ましい。
また、膜厚２０μｍに対し単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅は約０．０２～０．０３［Ｊ／ｃｍ２］程度だが、膜厚が厚くなるにつれ、単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅はほぼ変化せず、その閾値となるフルエンスが大きくなる方向にずれる。膜厚を２８μｍとした場合、単一液滴飛翔のフルエンスの閾値は０．２７［Ｊ／ｃｍ２］以上０．２８［Ｊ／ｃｍ２］以下であり、成立するフルエンスの幅は大きく変化せず、閾値のみがシフトしたことがわかる。この変化は膜厚に対し連続的に変化していると予測され、他の飛翔モードに関しても同様の傾向がある。
【0167】
図２４Ａは、Ｎо．７の転写対象材料を用い転写対象材料の膜厚を２０μｍ、ビームスポット径を４９μｍとした際の各フルエンスと飛翔速度（視野内のジェットヘッド又は、先頭液滴の飛翔速度）の関係を示す。
図２４Ｂ～Ｅは確認された４つの飛翔モード（Ｂ：単一液滴飛翔、Ｃ：複数液滴飛翔、Ｄ：膨らみを伴うジェットによる飛翔、Ｅ：飛散）に分類でき、フルエンスは０．３６［Ｊ／ｃｍ２］、０．５１［Ｊ／ｃｍ２］、１．５２［Ｊ／ｃｍ２］、４．０８［Ｊ／ｃｍ２］での結果となる。この時、再現性よくコアが形成されるのは単一液滴飛翔、複数液滴飛翔のであり、フルエンスは０．３６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．７２［Ｊ／ｃｍ２］以下のときであり、転写されたドットの周囲にチリの発生しない条件は単一液滴飛翔であり、フルエンスは０．３６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．４２［Ｊ／ｃｍ２］以下がより好ましい。
また、膜厚２０μｍに対し単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅は約０．０５～０．０６［Ｊ／ｃｍ２］程度だが、膜厚が熱くなるにつれ、単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅はほぼ変化せず、その閾値となるフルエンスが大きくなる方向にずれる。
膜厚を２９μｍとした場合、単一液滴飛翔のフルエンスの閾値は、０．５７［Ｊ／ｃｍ２］以上０．６５［Ｊ／ｃｍ２］以下であり、成立するフルエンスの幅は大きく変化せず、閾値のみがシフトしたことがわかる。この変化は膜厚に対し連続的に変化していると予測され、他の飛翔モードに関しても同様の傾向がある。
図２４Ｂ～Ｅは確認された４つの飛翔モード（Ｂ：単一液滴飛翔、Ｃ：複数液滴飛翔、Ｄ：膨らみを伴うジェットによる飛翔、Ｅ：飛散）に分類でき、フルエンスは０．３６［Ｊ／ｃｍ２］、０．５１［Ｊ／ｃｍ２］、１．５２［Ｊ／ｃｍ２］、４．０８［Ｊ／ｃｍ２］での結果となる。この時、再現性よくコアが形成されるのは単一液滴飛翔、複数液滴飛翔のであり、フルエンスは０．３６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．７２［Ｊ／ｃｍ２］以下のときであり、転写されたドットの周囲にチリの発生しない条件は単一液滴飛翔であり、フルエンスは０．３６［Ｊ／ｃｍ２］以上０．４２［Ｊ／ｃｍ２］以下がより好ましい。
また、膜厚２０μｍに対し単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅は約０．０５～０．０６［Ｊ／ｃｍ２］程度だが、膜厚が熱くなるにつれ、単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅はほぼ変化せず、その閾値となるフルエンスが大きくなる方向にずれる。
膜厚を２９μｍとした場合、単一液滴飛翔のフルエンスの閾値は、０．５７［Ｊ／ｃｍ２］以上０．６５［Ｊ／ｃｍ２］以下であり、成立するフルエンスの幅は大きく変化せず、閾値のみがシフトしたことがわかる。この変化は膜厚に対し連続的に変化していると予測され、他の飛翔モードに関しても同様の傾向がある。
【0168】
図２５Ａは、Ｎо．８の転写対象材料を用い転写対象材料の膜厚を２０μｍ、ビームスポット径を４９μｍとした際の各フルエンスと飛翔速度（視野内のジェットヘッド又は、先頭液滴の飛翔速度）の関係を示す。図２５Ｂ～Ｅは確認された４つの飛翔モード（Ｂ：単一液滴飛翔、Ｃ：複数液滴飛翔、Ｄ：膨らみを伴うジェットによる飛翔、Ｅ：飛散）に分類でき、フルエンスは０．５３［Ｊ／ｃｍ２］、０．６５［Ｊ／ｃｍ２］、０．９９［Ｊ／ｃｍ２］、４．０８［Ｊ／ｃｍ２］での結果となる。この時、再現性よくコアが形成されるのは単一液滴飛翔、複数液滴飛翔のであり、フルエンスは０．５３［Ｊ／ｃｍ２］以上０．７２［Ｊ／ｃｍ２］以下のときであり、転写されたドットの周囲にチリの発生しない条件は単一液滴飛翔であり、フルエンスは０．５３［Ｊ／ｃｍ２］以上０．５８［Ｊ／ｃｍ２］以下がより好ましい。
また、膜厚２０μｍに対し単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅は約０．０５～０．０６［Ｊ／ｃｍ２］程度だが、膜厚が厚くなるにつれ、単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅はほぼ変化せず、その閾値となるフルエンスが大きくなる方向にずれる。膜厚を２９μｍとした場合、単一液滴飛翔のフルエンスの閾値はフルエンスは０．８７［Ｊ／ｃｍ２］以上０．９３［Ｊ／ｃｍ２］以下であり、成立するフルエンスの幅は大きく変化せず、閾値のみがシフトしたことがわかる。この変化は膜厚に対し連続的に変化していると予測され、他の飛翔モードに関しても同様の傾向がある。
また、膜厚２０μｍに対し単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅は約０．０５～０．０６［Ｊ／ｃｍ２］程度だが、膜厚が厚くなるにつれ、単一液滴飛翔の成立するフルエンスの幅はほぼ変化せず、その閾値となるフルエンスが大きくなる方向にずれる。膜厚を２９μｍとした場合、単一液滴飛翔のフルエンスの閾値はフルエンスは０．８７［Ｊ／ｃｍ２］以上０．９３［Ｊ／ｃｍ２］以下であり、成立するフルエンスの幅は大きく変化せず、閾値のみがシフトしたことがわかる。この変化は膜厚に対し連続的に変化していると予測され、他の飛翔モードに関しても同様の傾向がある。
【0169】
図２６は、図２３Ｂ、図２４Ｂ、及び図２５Ｂにより転写対象材料から１．５ｍｍ離れた場所に設置した被付与物に転写されたドットを、３００℃で加熱処理を行い転写対象材料中の分散媒を除去したドットと転写対象材料の複素粘度の関係の一例を示す。
【0170】
図２３Ｂおいて形成されたドットは直径約１４μｍ、中央に無機粒子が集まり、直径４μｍ程度のコアを形成されており、ビームスポットよりもはるかに小さいドットが形成された。
【0171】
図２４Ｂのドナーにおいて形成されたドットは直径約２５μｍ、中央に無機粒子が緩く凝集したドメインを持つドットが形成された。
【0172】
図２５Ｂのドナーにおいては、直径約２０［μｍ］、半径１０μｍの円状の領域に、一様に無機粒子が分布しているドットが得られた。これらは、転写対象材料の複素粘度が低いほど、無機粒子がドットの中央付近に集中していることが見て取れる。
【0173】
ここで図２６に示された３つのドットにおける、無機粒子の空間分布を定量的に評価した。
【0174】
図２７Ａは、解析方法のイメージ図を示しており、ドットの重心からドットの外周までをＲＤ［μｍ］、ドットの中心から各磁気粒子（塗りつぶされたドメイン）の重心までをＲＧｎ［μｍ］とし、（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００［％］を定義した。
この定義した領域５［％］間隔の円環状の領域に分割（図２７Ａ中の円環の領域）し、この領域に重心を持つ磁気粒子ドメインの総和を計算し、各領域における磁気粒子ドメインの面積比率を算出しヒストグラムを作成した。
この定義した領域５［％］間隔の円環状の領域に分割（図２７Ａ中の円環の領域）し、この領域に重心を持つ磁気粒子ドメインの総和を計算し、各領域における磁気粒子ドメインの面積比率を算出しヒストグラムを作成した。
【0175】
図２７ＢはＮо．１の転写対象材料を用いて得られたドットの空間分布を示し、図２７ＣはＮо．７の転写材料を用いて得られたドットの空間分布を示し、図２７ＤはＮо．８の転写材料を用いて得られたドットの空間分布を示す。
この結果から、転写対象材料の複素粘度が低くなるに伴い、無機粒子ドメインの比率がピークとなる位置がドット中央部にシフトしていることがわかる。
具体的な比較のため、無機粒子ドメインの累積が、全体の６０％となる（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００［％］を算出したところ、Ｎо．１の転写材料は～８［％］、Ｎо．７の転写材料は～４０［％］、Ｎо．８の転写材料は～５３［％］であった。
Ｎо．８の転写材料において無機粒子ドメインの累積面積の６０［％］がドット半径の中央に位置し、比較的均一に無機粒子が分布している一方で、Ｎо．１の転写材料においては無機粒子の半数以上が中央付近に集まり、局在化していることに注意されたい。この結果から、転写対象材料の複素粘度が低いほど、無機粒子がドットの中央付近に集中していることが明らかとなる。このことは、無機粒子には光渦レーザービームの前方散乱力による面内輻射力と、全角運動量による動径方向の輻射力によりらせん状の中心力が働き、無機粒子の動きを促すが、転写対象材料の複素粘度が大きくなることによって無機粒子の動きが妨げられるためであると考えられる。
この結果から、転写対象材料の複素粘度が低くなるに伴い、無機粒子ドメインの比率がピークとなる位置がドット中央部にシフトしていることがわかる。
具体的な比較のため、無機粒子ドメインの累積が、全体の６０％となる（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００［％］を算出したところ、Ｎо．１の転写材料は～８［％］、Ｎо．７の転写材料は～４０［％］、Ｎо．８の転写材料は～５３［％］であった。
Ｎо．８の転写材料において無機粒子ドメインの累積面積の６０［％］がドット半径の中央に位置し、比較的均一に無機粒子が分布している一方で、Ｎо．１の転写材料においては無機粒子の半数以上が中央付近に集まり、局在化していることに注意されたい。この結果から、転写対象材料の複素粘度が低いほど、無機粒子がドットの中央付近に集中していることが明らかとなる。このことは、無機粒子には光渦レーザービームの前方散乱力による面内輻射力と、全角運動量による動径方向の輻射力によりらせん状の中心力が働き、無機粒子の動きを促すが、転写対象材料の複素粘度が大きくなることによって無機粒子の動きが妨げられるためであると考えられる。
【0176】
以下に示すようにして、転写対象材料の液滴中における無機粒子の空間分布の解析を行うことができる。
図２７Ａにおけるドットの面積領域ＳＡｌｌ［μｍ２］は、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪの多角形選択ツールを用い、液滴の淵を選択することでドットの面積領域［μｍ２］とドットの重心位置［ＸＤＧ、ＹＤＧ］を決定した。
図２７Ａにおける各無機粒子の面積領域は、ＩｍａｇｅＪの２値化画像作成機能、又は旭化成エンジニアリング社製画像解析ソフト「Ａ像くん」の２値化処理機能を用いている。
得られた各無機粒子の面積領域［μｍ２］、重心位置を［ＸＧｎ、ＹＧｎ］とした。
使用した画像解析ソフトは、無料画像解析ソフトＩｍａｇｅＪと、旭化成エンジニアリング社製画像解析ソフト「Ａ像くん」である。
図２７Ａにおけるドットの面積領域ＳＡｌｌ［μｍ２］は、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪの多角形選択ツールを用い、液滴の淵を選択することでドットの面積領域［μｍ２］とドットの重心位置［ＸＤＧ、ＹＤＧ］を決定した。
図２７Ａにおける各無機粒子の面積領域は、ＩｍａｇｅＪの２値化画像作成機能、又は旭化成エンジニアリング社製画像解析ソフト「Ａ像くん」の２値化処理機能を用いている。
得られた各無機粒子の面積領域［μｍ２］、重心位置を［ＸＧｎ、ＹＧｎ］とした。
使用した画像解析ソフトは、無料画像解析ソフトＩｍａｇｅＪと、旭化成エンジニアリング社製画像解析ソフト「Ａ像くん」である。
【0177】
ＲＧは、液滴全体の重心位置［ＸＤＧ、ＹＤＧ］と、各無機粒子の重心位置［ＸＧｎ、ＹＧｎ］の距離を三平方の定理より求めた値であり、下記数式（Ａ）で表される。
【数3】
【0178】
ドットの半径ＲＤ［μｍ］は、ドットの面積領域ＳＡｌｌ［μｍ２］に対する、円相当径（半径）を示し、下記数式（Ｂ）で表される。
【数4】
【0179】
無機粒子ドメインの重心位置［ＸＧｎ、ＹＧｎ］からの離れ度合いを（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００で定義、磁気粒子が分布する最も遠方の位置は、ドットの外周に該当し（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００＝１００［％］で示される。
ここではドット内の磁気粒子の空間分布を比較するため、ｒ≦（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００ ＜ ｒ＋５ ［％］で表される円環状の領域（図２７Ａ中の円環の領域）を設定し、ｒ＝５ｎ（ｎ＝０～１９）の刻みで円環状の領域を定義した。円環状の領域に重心位置を持つ磁気粒子ドメインの面積を加算し、円環状領域の面積で規格化することで、各円環状の領域に対する面積比率を算出した。
ここではドット内の磁気粒子の空間分布を比較するため、ｒ≦（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００ ＜ ｒ＋５ ［％］で表される円環状の領域（図２７Ａ中の円環の領域）を設定し、ｒ＝５ｎ（ｎ＝０～１９）の刻みで円環状の領域を定義した。円環状の領域に重心位置を持つ磁気粒子ドメインの面積を加算し、円環状領域の面積で規格化することで、各円環状の領域に対する面積比率を算出した。
【0180】
【0181】
―累積の算出―
ドット重心［ＸＤＧ、ＹＤＧ］から、円相当径ＲＤまでの長さを１００％とし、（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００を定義した。
無機粒子の面積領域［μｍ２］の総和を１００％とし、（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００の値が小さいものから順に足していき、累積が６０％となる粒子に該当する（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００の値を評価した。
ドット重心［ＸＤＧ、ＹＤＧ］から、円相当径ＲＤまでの長さを１００％とし、（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００を定義した。
無機粒子の面積領域［μｍ２］の総和を１００％とし、（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００の値が小さいものから順に足していき、累積が６０％となる粒子に該当する（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００の値を評価した。
【0182】
―ヒストグラムの算出―
ｒ≦（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００ ＜ ｒ＋５ ［％］で表される円環状の領域に重心位置を持つ磁気粒子ドメインの面積の総和を、各円環状の領域ごと算出し、円環状領域の面積で規格化することで、各円環状の領域に対する面積比率を算出することで、図２７Ｂ～図２７Ｄのヒストグラムが得られる。
ｒ≦（ＲＧｎ／ＲＤ）＊１００ ＜ ｒ＋５ ［％］で表される円環状の領域に重心位置を持つ磁気粒子ドメインの面積の総和を、各円環状の領域ごと算出し、円環状領域の面積で規格化することで、各円環状の領域に対する面積比率を算出することで、図２７Ｂ～図２７Ｄのヒストグラムが得られる。
【0183】
したがって、光渦レーザーを用いたＬＩＦＴ（ＯＶ－ＬＩＦＴ）法では転写対象材料の複素粘度を制御することにより、転写対象材料の液滴における無機粒子の空間分布を制御することが可能であることがわかる。
【0184】
図２８Ａは、Ｎо．１の転写材料を用い転写対象材料の膜厚を２６μｍとし、ビームスポット径を３４μｍ、４９μｍ、７４μｍ、９７μｍとした際のドット直径と、コアの直径の関係を示す。このとき集光レンズはｆ＝１２５～３００ｍｍで変化させ、狙いのビームスポットサイズを得ている。ここで、ビーム径はエネルギー密度分布の特異点を対象中心としたピーク位置の間隔としており、光渦における動径方向の強度分布が下記数式（Ｃ）、（Ｄ）、強度のピーク位置が下記数式（Ｅ）で表されることから計算した。
ここでω０はビームウエスト、ｌは軌道角運動量である。
ドット中心にある磁気コアの半値幅が、ドット径の半分以下に集まることが確認された。
また磁気コア径はビームスポットサイズに線形に依存する。ビームウエストを３４μｍに設定した場合、ドットサイズは１０μｍ、中心部のコアの半値幅は２μｍとなり、非常に高解像度のドットが得られている。
【数5】
【数6】
【数7】
ドット中心にある磁気コアの半値幅が、ドット径の半分以下に集まることが確認された。
また磁気コア径はビームスポットサイズに線形に依存する。ビームウエストを３４μｍに設定した場合、ドットサイズは１０μｍ、中心部のコアの半値幅は２μｍとなり、非常に高解像度のドットが得られている。
【0185】
図２８Ｂは、ビームスポット径を３４μｍ、４９μｍ、７４μｍ及び９７μｍとした際に得られたドットの体積及び磁気コアの高さの関係の一例を示す図である。図２８Ｂに示すようにドットの体積はビームスポット径の２乗（照射面積）に比例することがわかる。一方、磁性コアの高さはビームスポット径によって変化するが、その変動は１μｍ以下と非常に小さい。これらの結果から、得られるドットと磁性コアはビームスポット径によって変化することが確認できる。
【0186】
図２９Ａは、レーザーを照射した後の３．０μｓ後までの気泡成長（キャビテーション）の時間変化の一例を示す図である。このキャビテーションの過程における内部圧力の変化をレイリー・プレセット方程式（下記数式（Ｇ））より算出したものを図２９Ｂに示す。
ここでは
気泡内部の圧力、
は気泡外部の∞遠方での圧力、
は気泡外部の液体の密度、
は気泡の半径、
は気泡外部の液体の動粘度、
は気泡外部の液体と気泡内部の期待との間の表面張力を示す。
図２９Ｂより、レーザーが照射された約２．０μｓ後、外側に向かっていた力が負となり、中央に向かう圧力に変化していることが予測される。
【数8】
図２９Ｂより、レーザーが照射された約２．０μｓ後、外側に向かっていた力が負となり、中央に向かう圧力に変化していることが予測される。
【0187】
＜コアのドット重心位置からのズレ＞
顕微鏡を用い被付与物上の液滴を観察し、以下に示す方法で算出した。図３０Ａは解析方法の簡略図を示す。
顕微鏡観察により得られたドット画像に対し、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪの多角形選択ツールを用い、ドットの淵を選択することでドットの面積領域［μｍ２］とドットの重心位置［Ｘドット、Ｙドット］を決定した。ドットの半径は、数式（Ｂ）を用い算出した。
続いて、顕微鏡観察により得られたドット画像に対し、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪの多角形選択ツールを用い、コアの淵を選択することでコアの重心位置［Ｘコア、Ｙコア］を決定した。
顕微鏡を用い被付与物上の液滴を観察し、以下に示す方法で算出した。図３０Ａは解析方法の簡略図を示す。
顕微鏡観察により得られたドット画像に対し、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪの多角形選択ツールを用い、ドットの淵を選択することでドットの面積領域［μｍ２］とドットの重心位置［Ｘドット、Ｙドット］を決定した。ドットの半径は、数式（Ｂ）を用い算出した。
続いて、顕微鏡観察により得られたドット画像に対し、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪの多角形選択ツールを用い、コアの淵を選択することでコアの重心位置［Ｘコア、Ｙコア］を決定した。
【0188】
コアのドット重心位置からのズレは、以下の数式（Ｆ）を用いて算出した。
数式（Ｆ）により算出された、コアのドット重心からのズレを以下の基準で評価した。本検討で実施した全ての実験結果を表２に示した。
［評価基準］
◎：１５％以下
〇：１５％超５０％以下
△：５０％超６５％以下
×：６５％超（又はコアが形成されない）
【数9】
［評価基準］
◎：１５％以下
〇：１５％超５０％以下
△：５０％超６５％以下
×：６５％超（又はコアが形成されない）
【0189】
図３０Ｂは、Ｎо．１の転写材料で統一して実験を行った結果であり、実施例１、実施例５、実施例６、実施例７、比較例１、比較例２及び比較例３の比較である。
【0190】
【表2】
【0191】
表２の結果から、光渦レーザービームを用いた本発明の結晶形成方法は、所定の波長の光渦レーザービームを吸収する光吸収材を強く収束させ形成されたコアを、ドットの中心に配置することができ、これにより、コアの配列の際により高精度でコアを並べることが可能となることが明らかとなった。
【0192】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成方法である。
＜２＞ 前記被付与物の十点平均粗さＲｚが０．００７μｍ以上１．５μｍ以下である、前記＜１＞に記載の結晶形成方法である。
＜３＞ 前記光吸収材が無機材料を含む、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の結晶作成方法である。
＜４＞ 前記無機材料のメディアン径（Ｄ５０）が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記＜３＞に記載の結晶形成方法である。
＜５＞ 前記光吸収材が、異なる２種以上の無機材料を含み、
前記異なる２種以上の無機材料が、同一の結晶構造を持つ物質からなる、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の結晶形成方法である。
＜６＞ 前記分散媒がグリセロール水溶液である、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の結晶形成方法である。
＜７＞ 形成された前記結晶の８０％以上が単結晶である、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の結晶形成方法である。
＜８＞ 基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成手段と、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成装置。
＜９＞ 前記被付与物の十点平均粗さＲｚが０．００７μｍ以上１．５μｍ以下である、前記＜８＞に記載の結晶形成装置。
＜１０＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の結晶形成方法によって、画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
＜１１＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の結晶形成方法によって、立体造形物を製造することを特徴とする立体造形物の製造方法。
＜１＞ 基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を飛翔体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成工程を含み、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成方法である。
＜２＞ 前記被付与物の十点平均粗さＲｚが０．００７μｍ以上１．５μｍ以下である、前記＜１＞に記載の結晶形成方法である。
＜３＞ 前記光吸収材が無機材料を含む、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の結晶作成方法である。
＜４＞ 前記無機材料のメディアン径（Ｄ５０）が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、前記＜３＞に記載の結晶形成方法である。
＜５＞ 前記光吸収材が、異なる２種以上の無機材料を含み、
前記異なる２種以上の無機材料が、同一の結晶構造を持つ物質からなる、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の結晶形成方法である。
＜６＞ 前記分散媒がグリセロール水溶液である、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の結晶形成方法である。
＜７＞ 形成された前記結晶の８０％以上が単結晶である、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の結晶形成方法である。
＜８＞ 基板と、前記基板上に光吸収材及び分散媒を含む転写対象材料とを配したドナー基板に対して、前記ドナー基板の前記基板側から前記転写対象材料に光渦レーザービームを照射して前記転写対象材料を転写体として飛翔させて被付与物に付与し、結晶を形成する結晶形成手段と、
２５℃で剪断応力が２００Ｐａにおける前記転写対象材料の複素粘度が１ｍＰａ・ｓ以上８．６ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記被付与物の十点平均粗さＲｚが４．９μｍ以下であることを特徴とする結晶形成装置。
＜９＞ 前記被付与物の十点平均粗さＲｚが０．００７μｍ以上１．５μｍ以下である、前記＜８＞に記載の結晶形成装置。
＜１０＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の結晶形成方法によって、画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
＜１１＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の結晶形成方法によって、立体造形物を製造することを特徴とする立体造形物の製造方法。
【0193】
前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の結晶形成方法、前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の結晶形成装置、前記＜１０＞に記載の画像形成方法、前記＜１１＞に記載の立体造形物の製造方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【0194】
１ 飛翔手段
１１ レーザービーム
１２ 光渦レーザービーム
２０ 転写対象材料（転写対象層）
３０ 被付与物
３１ 記録媒体
３２ 基板
４０ ドナー基板
３００、３０１、３０１ａ 飛翔体転写装置
３０２～３０７ 画像形成装置
４００、４０１ 画像形成装置
５００ 立体造形物の製造装置
１１ レーザービーム
１２ 光渦レーザービーム
２０ 転写対象材料（転写対象層）
３０ 被付与物
３１ 記録媒体
３２ 基板
４０ ドナー基板
３００、３０１、３０１ａ 飛翔体転写装置
３０２～３０７ 画像形成装置
４００、４０１ 画像形成装置
５００ 立体造形物の製造装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0195】
【特許文献1】特許第６４５５５８８号公報
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図18D】
【図18E】
【図18F】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図19D】
【図19E】
【図19F】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図22A】
【図22B】
【図22C】
【図23A】
【図23B】
【図23C】
【図23D】
【図23E】
【図24A】
【図24B】
【図24C】
【図24D】
【図24E】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【図25D】
【図25E】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図27C】
【図27D】
【図28A】
【図28B】
【図29A】
【図29B】
【図30A】
【図30B】
