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JP7549822B2 - Projectile transfer method, image forming method, and method for manufacturing three-dimensional object - Google Patents
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JP7549822B2 - Projectile transfer method, image forming method, and method for manufacturing three-dimensional object - Google Patents

Projectile transfer method, image forming method, and method for manufacturing three-dimensional object Download PDF

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Description

本発明は、飛翔体転写方法、画像形成方法、及び立体造形物の製造方法に関する。
The present invention relates to a flying object transfer method , an image forming method, and a method for manufacturing a three-dimensional object.

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。 The Laser-Induced Forward Transfer (LIFT) method is a method in which a donor substrate on which a material to be transferred containing a light absorbing material is placed is irradiated with a laser beam from the substrate side of the donor substrate, causing the material to fly and transfer the material to the desired position on a recipient (acceptor substrate) placed opposite the material to be transferred.

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)。 As an example of such a LIFT method, an image formation method has been proposed that uses an optical vortex laser beam as the laser beam, enabling precise transfer without scattering a highly viscous liquid containing a light absorbing material (see, for example, Patent Document 1).

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、光吸収材の凝集を抑制した状態で転写することができる飛翔体転写方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a projectile transfer method that can transfer a material to be transferred, including a light absorbing material, without scattering it, while suppressing the aggregation of the light absorbing material.

前記課題を解決するための手段としての本発明の飛翔体転写方法は、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させる飛翔工程と、飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる付与工程と、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88mPa・s以上4,300mPa・s以下である。 The flying object transfer method of the present invention as a means for solving the above problem includes a flying step in which a donor substrate having a substrate and a transfer target material containing a light absorbing material and a dispersion medium arranged on the substrate is irradiated with an optical vortex laser beam from the substrate side of the donor substrate to cause the transfer target material to fly, and an application step in which the flown transfer target material is applied to an object to be applied, and the complex viscosity of the transfer target material at a shear stress of 200 Pa at 25°C is 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less.

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、光吸収材の凝集を抑制した状態で転写することができる飛翔体転写方法を提供することができる。 The present invention provides a projectile transfer method that can transfer a material to be transferred, including a light absorbing material, without scattering it, while suppressing the aggregation of the light absorbing material.

図1Aは、一般的なレーザービームにおける波面(等位相面)の一例を示す概略図である。FIG. 1A is a schematic diagram showing an example of a wavefront (equal phase surface) in a typical laser beam. 図1Bは、一般的なレーザービームにおける光強度分布の一例を示す図である。FIG. 1B is a diagram showing an example of a light intensity distribution in a typical laser beam. 図1Cは、一般的なレーザービームにおける位相分布の一例を示す図である。FIG. 1C is a diagram showing an example of a phase distribution in a typical laser beam. 図2Aは、光渦レーザービームにおける波面(等位相面)の一例を示す概略図である。FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of a wavefront (equal phase surface) in an optical vortex laser beam. 図2Bは、光渦レーザービームにおける光強度分布の一例を示す図である。FIG. 2B is a diagram showing an example of the light intensity distribution of an optical vortex laser beam. 図2Cは、光渦レーザービームにおける位相分布の一例を示す図である。FIG. 2C is a diagram showing an example of a phase distribution in an optical vortex laser beam. 図3Aは、一般的なレーザービームを光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。FIG. 3A is a photograph showing an example of a light absorbing material being irradiated with a general laser beam. 図3Bは、光渦レーザービームを光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。FIG. 3B is a photograph showing an example of an optical vortex laser beam being irradiated onto a light absorbing material. 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る。FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of the results of interference measurement of an optical vortex laser beam. 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。FIG. 4B is an explanatory diagram showing an example of the result of interference measurement of a laser beam having a point of zero light intensity at its center. 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。FIG. 5A is an explanatory diagram showing an example of the projectile transfer device of the present invention. 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。FIG. 5B is an explanatory diagram showing another example of the projectile transfer device of the present invention. 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。FIG. 5C is an explanatory diagram showing another example of the projectile transfer device of the present invention. 図6Aは、本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing an example of the image forming apparatus of the present invention. 図6Bは、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 6B is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図7Aは、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図7Bは、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図7Cは、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 7C is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図8Aは、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図8Bは、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図9は、立体造形物の製造装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing apparatus for a three-dimensional object. 図10は、実施例で用いた転写対象材料におけるグリセロール濃度と複素粘度との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the glycerol concentration and the complex viscosity in the transfer target material used in the examples. 図11は、実施例で用いられる飛翔体転写装置の一例を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a projectile transfer device used in the examples. 図12は、光渦レーザービームを照射時における転写対象材料の挙動を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the behavior of a material to be transferred when irradiated with an optical vortex laser beam. 図13Aは、被付与物に転写されたNo.9の転写対象材料(グリセロール濃度44質量%)の液滴の画像である。13A is an image of a droplet of the transfer target material No. 9 (glycerol concentration: 44% by mass) transferred to a recipient. 図13Bは、被付与物に転写されたNo.9の転写対象材料(グリセロール濃度44質量%)の液滴中の無機粒子の分布を示すヒストグラムである。13B is a histogram showing the distribution of inorganic particles in the droplets of the transfer target material No. 9 (glycerol concentration: 44% by mass) transferred to the application target object. 図14Aは、被付与物に転写されたNo.3の転写対象材料(グリセロール濃度87質量%)の液滴の画像である。14A is an image of a droplet of the transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass) transferred to a recipient. 図14Bは、被付与物に転写されたNo.3の転写対象材料(グリセロール濃度87質量%)の液滴中の無機粒子の分布を示すヒストグラムである。14B is a histogram showing the distribution of inorganic particles in the droplets of the transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass) transferred to the application target object. 図15Aは、被付与物に転写されたNo.1の転写対象材料(グリセロール濃度98質量%)の液滴の画像である。15A is an image of a droplet of the transfer target material No. 1 (glycerol concentration: 98% by mass) transferred to a recipient. 図15Bは、被付与物に転写されたNo.1の転写対象材料(グリセロール濃度98質量%)の液滴中の無機粒子の分布を示すヒストグラムである。15B is a histogram showing the distribution of inorganic particles in the droplet of the transfer target material No. 1 (glycerol concentration: 98% by mass) transferred to the object to be transferred. 図16Aは、転写対象材料の液滴中の無機粒子の空間分布の解析方法を説明する図であり、被付与物に転写されたNo.3の転写対象材料(グリセロール濃度87質量%)の液滴の画像である。16A is a diagram for explaining a method for analyzing the spatial distribution of inorganic particles in a droplet of a transfer target material, and is an image of a droplet of the transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass) transferred to a substrate. 図16Bは、転写対象材料の液滴中の無機粒子の空間分布の解析方法を説明する図であり、被付与物に転写されたNo.3の転写対象材料(グリセロール濃度87質量%)の液滴の画像である。16B is a diagram for explaining a method for analyzing the spatial distribution of inorganic particles in a droplet of a transfer target material, and is an image of a droplet of the transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass) transferred to a substrate. 図16Cは、転写対象材料の液滴中の無機粒子の空間分布の解析方法を説明する図であり、被付与物に転写されたNo.3の転写対象材料(グリセロール濃度87質量%)の液滴の画像である。16C is a diagram for explaining a method for analyzing the spatial distribution of inorganic particles in a droplet of a transfer target material, and is an image of a droplet of the transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass) transferred to a substrate. 図17は、転写対象材料の液滴中の無機粒子の面積割合が90%となる(R/Rdrop*100)と転写対象材料の複素粘度との関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between (R G /R drop *100) at which the area ratio of inorganic particles in a droplet of the material to be transferred becomes 90% and the complex viscosity of the material to be transferred.

(飛翔体転写方法及び飛翔体転写装置)
本発明の飛翔体転写方法は、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させる飛翔工程と、飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる付与工程と、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88mPa・s以上4,300mPa・s以下であり、更に必要に応じてその他の工程を含む。
(Projectile transfer method and projectile transfer device)
The flying object transfer method of the present invention includes a flying step in which a donor substrate having a substrate and a transfer target material containing a light absorber and a dispersion medium arranged on the substrate is irradiated with an optical vortex laser beam from the substrate side of the donor substrate to cause the transfer target material to fly, and an application step in which the flown transfer target material is applied to an object to be applied, wherein the complex viscosity of the transfer target material at a shear stress of 200 Pa at 25°C is 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less, and the method further includes other steps as necessary.

本発明の飛翔体転写装置は、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させる飛翔手段と、飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる付与手段と、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88mPa・s以上4,300mPa・s以下であり、更に必要に応じてその他の手段を有する。 The projectile transfer device of the present invention has a donor substrate having a substrate and a transfer target material containing a light absorbing material and a dispersion medium arranged on the substrate, a flying means for irradiating the transfer target material from the substrate side of the donor substrate with an optical vortex laser beam to cause the transfer target material to fly, and an application means for applying the transferred target material to an object to be applied, and the complex viscosity of the transfer target material at 25°C and a shear stress of 200 Pa is 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less, and further has other means as necessary.

本発明の飛翔体転写方法は、本発明の飛翔体転写装置により好適に実施することができ、飛翔工程は飛翔手段により行うことができ、付与工程は付与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。 The projectile transfer method of the present invention can be suitably carried out by the projectile transfer device of the present invention, and the projectile step can be carried out by a projectile means, the application step can be carried out by an application means, and the other steps can be carried out by other means.

従来技術では、被付与物上に転写された転写対象材料の内部における光吸収材の空間分布に関する言及はなく、光吸収材の空間分布を制御することは困難であった。 In conventional technology, there is no mention of the spatial distribution of the light absorbing material inside the transfer target material transferred onto the substrate, making it difficult to control the spatial distribution of the light absorbing material.

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させる飛翔工程と、飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる付与工程と、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88mPa・s以上4,300mPa・s以下であることにより、光渦レーザービームを用いた飛翔体転写方法において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凝集させることなく転写することができる。転写対象材料中に分散した光吸収材の空間分布が被付与物上においても維持される。そのため、転写対象材料の厚みは一定となり、印刷技術全般の課題である転写対象材料の厚みムラが抑制され画像上の輝度ムラ、色ムラが改善される。更に、転写対象材料に含まれる分散媒として加熱時の強熱残分が低い分散媒を用いることによって、高純度な光吸収材の転写が可能となる。 Therefore, the present invention includes a flying step of irradiating a light vortex laser beam from the substrate side of the donor substrate to the transfer target material, which includes a substrate and a transfer target material containing a light absorbing material and a dispersion medium on the substrate, to cause the transfer target material to fly, and an application step of applying the flown transfer target material to an object to be applied, and the complex viscosity of the transfer target material at 25°C and a shear stress of 200 Pa is 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less, so that the light absorbing material that absorbs the light vortex laser beam of a predetermined wavelength can be transferred without agglomeration in a projectile transfer method using an optical vortex laser beam. The spatial distribution of the light absorbing material dispersed in the transfer target material is maintained on the object to be applied. Therefore, the thickness of the transfer target material becomes constant, and the uneven thickness of the transfer target material, which is a problem in printing technology in general, is suppressed, and uneven brightness and color on the image are improved. Furthermore, by using a dispersion medium with low ignition residue when heated as the dispersion medium contained in the material to be transferred, it becomes possible to transfer a high-purity light absorbing material.

<飛翔工程及び飛翔手段>
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させる工程であり、飛翔手段により実施することができる。
<Flying process and flying means>
The flying process is a process in which a donor substrate having a substrate and a transfer target material containing a light absorbing material and a dispersion medium arranged on the substrate is irradiated with an optical vortex laser beam from the substrate side of the donor substrate to cause the transfer target material to fly, and can be performed by a flying means.

<<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。
<<Donor Substrate>>
The donor substrate has a substrate and a transfer target material, which contains a light absorbing material and a dispersion medium, disposed on the substrate.
In the present invention, "flying" means moving through the air or traveling through the air.
In the present invention, "scattering" means scattering by flying away.

-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。
-substrate-
The substrate is not particularly limited in shape, structure, size, material, etc., and may be appropriately selected depending on the purpose.

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前記飛翔手段を配置し、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。
The shape of the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and examples thereof include a flat plate, a cylindrical shape such as a perfect circle or ellipse, a surface cut out from a cylindrical shape, and an endless belt shape. Among these, it is preferable that the substrate is cylindrical and has a supplying means for supplying the transfer target material to the surface of the substrate rotating in the circumferential direction. When the transfer target material is supported on the surface of the cylindrical substrate, it can be supplied regardless of the size of the object in the circumferential direction. In this case, the flying means is arranged inside the cylinder, and the optical vortex laser beam can be irradiated from the inside toward the periphery, and continuous irradiation can be performed by rotating the substrate in the circumferential direction.
The flat substrate may be, for example, a glass slide.

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。 There are no particular limitations on the structure of the substrate, and it can be selected appropriately depending on the purpose.

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。 The size of the substrate is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferable for the dimensions to match the width of the object to which the transfer material is to be applied.

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。 The material of the substrate is not particularly limited as long as it transmits light, and can be appropriately selected depending on the purpose, but inorganic materials such as various glasses containing silicon oxide as the main component, transparent heat-resistant plastics, and organic materials such as elastomers are preferred in terms of transmittance and heat resistance.

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。
The transmittance of the optical vortex laser beam in the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 75% or more, more preferably 85% or more. If the transmittance is within the preferred range, the energy of the optical vortex laser beam absorbed in the substrate is not easily converted into heat, so that the transfer target material is less likely to be changed, such as dried or melted, and the energy given to the transfer target material is less likely to decrease, which is advantageous in that the position where the transferred material is applied is less likely to vary.
The transmittance can be measured, for example, by using a spectrophotometer (V-660DS, manufactured by JASCO Corporation).

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。
The surface roughness Ra of the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but it is preferable that both the front and back surfaces are 1 μm or less in order to suppress refraction and scattering of the optical vortex laser beam and not to reduce the energy applied to the transfer target material. In addition, if the surface roughness Ra is within a preferred range, it is advantageous in that it is possible to suppress the variation in the average thickness of the transfer target material applied to the object to which the transfer target material is applied, and it is possible to apply the desired amount of the transfer target material.
The surface roughness Ra can be measured in accordance with JIS B0601, for example, using a stylus-type surface profiler (Dektak150, manufactured by Bruker AXS K.K.).

-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88mPa・s以上4,300mPa・s以下である。転写対象材料の複素粘度が88mPa・s以上4,300mPa・s以下であると、光吸収材を凝集させることなく転写することがで、転写対象材料中で均一に分散した光吸収材の空間分布が被付与物上においても維持される。そのため、転写対象材料の厚みは一定となり、転写対象材料の厚みムラが抑制され画像上の輝度ムラ、色ムラが改善される。
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
-Transfer target material-
The material to be transferred contains a light absorbing material and a dispersion medium, and further contains other components as required.
The transfer target material has a complex viscosity of 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less at 25°C and a shear stress of 200 Pa. When the transfer target material has a complex viscosity of 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less, the light absorbing material can be transferred without agglomeration, and the spatial distribution of the light absorbing material uniformly dispersed in the transfer target material is maintained on the object to which the material is applied. Therefore, the thickness of the transfer target material becomes constant, thickness unevenness of the transfer target material is suppressed, and brightness unevenness and color unevenness on the image are improved.
The complex viscosity can be measured under the following conditions by a dynamic viscoelasticity measuring device using a stress control method in which the applied stress is changed and the amount of strain generated at that time is measured.
- Measurement conditions -
Device name: Rheometer, HAAKE RheoStress 600, manufactured by Thermo Fisher Scientific Temperature: 25°C
Shear stress: 200 Pa

--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。
--Light absorbing material--
The light absorbing material preferably has an absorbance for a wavelength of light greater than 1, and more preferably greater than 2. When the light absorbing material has an absorbance for a wavelength of light greater than 2, it is advantageous in that energy efficiency can be improved.

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。 There are no particular limitations on the light absorbing material as long as it absorbs light of a specific wavelength, and it can be selected appropriately depending on the purpose, and examples include inorganic materials.

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。
The inorganic material is not particularly limited with respect to its shape, size, material, etc., and can be appropriately selected depending on the purpose.
The form of the inorganic material may be, for example, a solid, a powder, etc. The term "solid" refers to a material that retains its shape at 25° C. regardless of the shape of the container.

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。
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。
Examples of the inorganic material include manganese ferrite, iron ferrite, magnesium ferrite, strontium ferrite, triiron tetroxide, titanium oxide, zinc sulfide, black iron oxide, black copper oxide, black chromium oxide, yellow iron oxide, yellow nickel titanium, cadmium sulfide, selenium, cadmium selenide, lead chromate, lead molybdate, red iron oxide, cobalt oxide, hydrous chromium oxide, chromium oxide, gold, lead antimony, nickel oxide, manganese oxide, neodymium oxide, erbium oxide, cerium oxide, aluminum oxide, aluminum, bronze, mica, carbon black, carbon, zeolite, calcium carbonate, barium sulfate, zinc oxide, antimony trioxide, mercury cadmium sulfide, iron blue, ultramarine, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
The median diameter (D 50 ) of the inorganic material is preferably 50 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 240 nm or less.
The median diameter (D 50 ) is measured, for example, using a scanning electron microscope (SU8200 series, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The obtained image is binarized using image processing software A-zo-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), and the median diameter (D 50 ) can be calculated. Alternatively, the measurement is performed, for example, using a transmission electron microscope (JEM-2100, manufactured by JEOL Ltd.). As an observation sample, an ethanol dispersion containing 0.4% by mass of inorganic material is prepared, and the inorganic material is dispersed in an ultrasonic cleaner for about 1 hour, and then a collodion film-attached mesh (manufactured by Nissin EM Co., Ltd.) is used for measurement. The obtained image is binarized using image processing software A-zo-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), and the median diameter (D 50 ) can be calculated.

--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、カルボキシメチルセルロース水溶液、グリセロール水溶液が好ましく、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、グリセロール水溶液がより好ましい。
グリセロール水溶液におけるグリセロール濃度は、87質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。
--Dispersion medium--
The dispersion medium is not particularly limited as long as it can disperse the light absorbing material, and can be appropriately selected according to the purpose, and examples thereof include water, organic solvents, wax, and resin varnish. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a carboxymethylcellulose aqueous solution and a glycerol aqueous solution are preferred, and a glycerol aqueous solution is more preferred because a dispersion medium with an ignition residue of 0.1% or less or an evaporation residue of 1.0 or less allows the transfer of a transfer target material with high purity.
The glycerol concentration in the aqueous glycerol solution is preferably 87% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.

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。
Examples of the water include pure water such as ion-exchanged water, ultrafiltered water, reverse osmosis water, and distilled water, and ultrapure water.
The organic solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the organic solvent include glycerol, ethanol, and acetone.

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。 The wax is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the wax include hydrocarbon wax, ester wax, and ketone wax.

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。 The resin varnish is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include acrylic, polyester, styrene, polyurethane, alkyd, epoxy, amber, and rosin-based varnishes.

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。
The dispersion medium may contain a surfactant from the viewpoint of dispersibility of the light absorbing material.
The surfactant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the surfactant include anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants.

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。
Examples of the anionic surfactant include fatty acid soap, alkyl succinate, sodium alkylbenzene sulfonate, sodium alkylnaphthalene sulfonate, sodium alkyl sulfate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dialkyl sulfosuccinate, sodium alkyl phosphate, polycarboxylic acid type polymer surfactant, etc. In addition to the above-mentioned sodium salts, any metal salt, ammonium salt, etc. may also be used.
Examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium chloride and alkyldimethylbenzylammonium chloride.
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, and sorbitan fatty acid ester.
Examples of the amphoteric surfactant include alkyl betaines and amido betaines.

-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。
-Other ingredients-
Examples of other components include colorants, dispersants, heat stabilizers, antioxidants, anti-reducing agents, preservatives, pH adjusters, antifoaming agents, wetting agents, and penetrating agents.

前記転写対象材料は、液状であり、液体の前記転写対象材料の粘度としては、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が、1Pa・s以上が好ましく、1Pa・s以上20Pa・s以下がより好ましい。
なお、粘度は、例えば、回転粘度計(東機産業株式会社製、VISCOMATE VM-150III)などを用いて25℃の環境下で測定することができる。
The transfer target material is liquid, and the viscosity of the liquid transfer target material is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 1 Pa·s or more, and more preferably 1 Pa·s or more and 20 Pa·s or less.
The viscosity can be measured, for example, using a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) in an environment of 25°C.

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。
The material to be transferred in the donor substrate disposed on the substrate may be in the form of a layer or a film, and can be appropriately selected depending on the purpose.
The material to be transferred may form an integral (continuous) layer (film) on the substrate, or may form an intermittent layer (film).

前記転写対象材料(転写対象層)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、25℃における前記転写対象層が液体の場合には、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10μm以上であると、前記連続を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、25℃における前記転写対象層が固体の場合には、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。
The average thickness of the transfer target material (transfer target layer) is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 10 μm or more, more preferably 10 μm to 50 μm, and even more preferably 20 μm to 50 μm, when the transfer target layer is a liquid at 25° C. When the transfer target layer is a liquid at 25° C., if the average thickness of the transfer target layer is 10 μm or more, scattering of the transfer target material when irradiated with light can be suppressed.
Furthermore, when the layer to be transferred is a liquid at 25°C, if the average thickness of the layer to be transferred is 10 μm or more, when the continuous material is supplied in a layered form, the strength of the layer on the substrate can be ensured even when the material is continuously flown, which is preferable in that the material to be transferred can be continuously flown.
Furthermore, when the layer to be transferred is liquid at 25°C, if the average thickness of the layer to be transferred is 50 μm or less, the light energy required to make the material to be transferred fly does not become too large, which is advantageous in that deterioration and decomposition are less likely to occur, particularly when the light absorbing material is organic.
Depending on the application method, it may be possible to supply the material as a layer that maintains a certain pattern.
The average thickness of the transfer target layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but when the transfer target layer is a solid at 25° C., it is preferably 40 μm or less, more preferably 0.2 μm or more and 20 μm or less, and even more preferably 5 μm or more and 18 μm or less. When the transfer target layer is a solid at 25° C., if the average thickness of the transfer target layer is 40 μm or less, transfer is possible with relatively weak light energy, and damage to the light absorbing material can be suppressed.

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。
The method for measuring the average thickness of the transfer target layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and can be, for example, a method of selecting multiple arbitrary points on the transfer target layer and calculating the average thickness of the multiple points. The average is preferably the average thickness of 5 points, more preferably the average thickness of 10 points, and particularly preferably the average thickness of 20 points.
The measuring device for the average thickness is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a laser displacement meter, a micrometer, or the like can be used for a non-contact or contact method.

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。
In the present invention, the donor substrate is used, and an optical vortex laser beam is irradiated onto a material to be transferred from the substrate side of the donor substrate, causing the material to be transferred to fly.
In the present invention, the term "flying" means that at least a part of the material to be transferred is detached from the donor substrate.
By using an optical vortex laser beam, it is possible to prevent the flying transfer target material from scattering.

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。
The optical vortex laser beam is described in detail below.
A typical laser beam has a planar equiphase surface (wavefront) as shown in FIG. 1A because the phase is uniform. Since the direction of the Poynting vector of the laser beam is perpendicular to the planar equiphase surface, it is the same direction as the irradiation direction of the laser beam. Therefore, when the laser beam is irradiated to the light absorbing material in the transfer target material, a force acts on the light absorbing material in the irradiation direction. However, since the light intensity distribution in the cross section of the laser beam is a normal distribution (Gaussian distribution) in which the center of the beam is the strongest as shown in FIG. 1B, the transfer target material is likely to scatter. In addition, when the phase distribution is observed, it is confirmed that there is no phase difference as shown in FIG. 1C.
In contrast, the optical vortex laser beam has a helical equiphase surface as shown in FIG. 2A. Since the direction of the Poynting vector of the optical vortex laser beam is perpendicular to the helical equiphase surface, when the optical vortex laser beam is irradiated to the light absorbing material in the transfer target material, a force acts in the perpendicular direction. Therefore, as shown in FIG. 2B, the light intensity distribution becomes a concave donut-shaped distribution with the center of the beam being zero, and the donut-shaped energy is applied as radiation pressure to the light absorbing material irradiated with the optical vortex laser beam. Then, the light absorbing material irradiated with the optical vortex laser beam flies along the irradiation direction of the optical vortex laser beam and is applied to the object in a state where it is difficult to scatter. In addition, when the phase distribution is observed, it is confirmed that a phase difference occurs as shown in FIG. 2C.

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。
3A is a photograph showing an example of a typical laser beam irradiated onto a light absorbing material in a transfer target material, and FIG. 3B is a photograph showing an example of a light vortex laser beam irradiated onto a light absorbing material in a transfer target material.
3A and 3B, it can be seen that the transfer target material is scattered more in Fig. 3A than in Fig. 3B. This shows that the light absorbing material in the transfer target material irradiated with the optical vortex laser beam is applied with doughnut-shaped energy as radiation pressure, so that it flies along the irradiation direction of the optical vortex laser beam and is applied to the object in a state that is less likely to scatter.

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。
There are no particular limitations on the method for determining whether or not an optical vortex laser beam is present, and it can be selected appropriately depending on the purpose. For example, the method can include the aforementioned observation of the phase distribution and interferometry, with interferometry being the most common.
The interference measurement can be performed using a laser beam profiler (such as a laser beam profiler manufactured by Spiricon or a laser beam profiler manufactured by Hamamatsu Photonics KK), and examples of the results of the interference measurement are shown in FIGS. 4A and 4B.
FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of the results of interferometry of an optical vortex laser beam, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing an example of the results of interferometry of a laser beam having a point of zero light intensity at its center.
When an optical vortex laser beam is subjected to interference measurement, it can be confirmed that the energy distribution is donut-shaped, as shown in Figure 4A, and that the laser beam has a point of zero light intensity in the center, as in Figure 1C.
On the other hand, when an ordinary laser beam having a point of zero light intensity at its center is subjected to interferometric measurement, as shown in FIG. 4B, it is similar to the interferometric measurement of the optical vortex laser beam shown in FIG. 4A. However, the energy distribution in the donut-shaped portion is not uniform, which confirms the difference from the optical vortex laser beam.

-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。
-Means of flight-
The flying means irradiates light onto the material to be transferred from the substrate side of the donor substrate, in other words, irradiates light onto the surface of the substrate opposite the side on which the material to be transferred is arranged, thereby causing the material to be transferred to fly in the direction of light irradiation.

また、飛翔手段は、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。 The flying means also has a laser light source, an optical vortex conversion unit, and a wavelength conversion unit, and may further have other components as necessary.

--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。
--Laser light source--
The laser light source is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the laser light source include solid-state lasers, gas lasers, and semiconductor lasers that generate laser beams, and those capable of pulse oscillation are preferable.
Examples of the solid-state laser include a YAG laser and a titanium sapphire laser.
Examples of the gas laser include an argon laser, a helium-neon laser, and a carbon dioxide laser.
Among these, a semiconductor laser with an output of about 30 mW is preferable from the viewpoint of miniaturization and cost reduction of the device, however, in this embodiment, a titanium sapphire laser is used.
The wavelength of the laser beam is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably from 300 nm to 11 μm, and more preferably from 350 nm to 1100 nm.
The beam diameter of the laser beam is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably from 10 μm to 10 mm, and more preferably from 10 μm to 1 mm.
The pulse width of the laser beam is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably from 2 nanoseconds to 100 nanoseconds, and more preferably from 2 nanoseconds to 10 nanoseconds.
The pulse frequency of the laser beam is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably from 10 Hz to 200 Hz, and more preferably from 20 Hz to 100 Hz.
The laser light source may be a laser light source capable of outputting an optical vortex laser beam.

--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。
--Optical vortex converter--
The optical vortex converter is not particularly limited as long as it can convert a laser beam into an optical vortex laser beam, and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the optical vortex converter include a diffractive optical element, a multimode fiber, and a liquid crystal phase modulator.
Examples of the diffractive optical element include a spiral phase plate, a hologram element, etc. Among these, a spiral phase plate is preferable.
The method of generating the optical vortex laser beam is not limited to the method using the optical vortex converter, but may include, for example, a method of oscillating an optical vortex as an eigenmode from a laser resonator, a method of inserting a hologram element into a resonator, etc. Other methods of generating the optical vortex laser beam include, for example, a method of using excitation light converted into a doughnut beam, a method of using a resonator mirror with a dark spot, and a method of oscillating in an optical vortex mode using the thermal lens effect generated by a side-excited solid-state laser as a spatial filter.

--波長変換部--
前記波長変換部としては、前記光渦レーザービームに円偏光を付与することにより、以下の数式(1)で表されるトータルの回転モーメントJL,Sが、|JL,S|≧0となる条件を満たす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。
--Wavelength conversion section--
There are no particular limitations on the wavelength conversion unit, and it can be appropriately selected depending on the purpose as long as it can provide circular polarization to the optical vortex laser beam so that the total rotational moment JL ,S , expressed by the following mathematical formula (1), satisfies | JL,S |≧0.
Examples of the wavelength conversion unit include a quarter-wave plate. In the case of a quarter-wave plate, the optical axis may be set at an angle other than +45° or -45° to impart elliptical circular polarization (elliptical polarization) to the optical vortex laser beam, but it is preferable to set the optical axis at +45° or -45° to impart true circular circular polarization to the optical vortex laser beam and satisfy the above conditions. This allows the projectile transfer device to stably fly the light absorbing material and increase the effect of imparting it to the object in a shape that suppresses scattering.

ただし、前記数式(1)において、εは真空中の誘電率であり、ωは光の角周波数であり、Lはトポロジカルチャージであり、Iは下記数式(2)で表される光渦レーザービームの渦次数に対応する軌道角運動量であり、Sは円偏光に対するスピン角運動量であり、rは円筒座標系の動径である。
ただし、前記数式(2)において、ωは光のビームウエストサイズである。
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。
In the above formula (1), ε 0 is the dielectric constant in a vacuum, ω is the angular frequency of light, L is the topological charge, I is the orbital angular momentum corresponding to the vortex order of the optical vortex laser beam expressed by the following formula (2), S is the spin angular momentum for circularly polarized light, and r is the radius of the cylindrical coordinate system.
In the above formula (2), ω 0 is the beam waist size of the light.
The topological charge refers to the quantum number that appears from the periodic boundary condition in the azimuth direction of the cylindrical coordinate system of the optical vortex laser beam, and the beam waist size refers to the minimum value of the beam diameter of the optical vortex laser beam.

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、それぞれ螺旋の向き(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トータルの回転モーメントをJとすると、J=L+Sと表すことができる。
L is a parameter determined by the number of turns of the helical wavefront in the wave plate. S is a parameter determined by the direction of the circularly polarized light in the wave plate. Both L and S are integers. The signs of L and S indicate the direction of the helix (clockwise, counterclockwise), respectively.
If the total rotational moment in the optical vortex laser beam is J, it can be expressed as J = L + S.

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、|JL,S|≧0と設定することにより、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。 The flying object transfer device of the present invention includes, for example, an optical vortex conversion unit that converts a laser beam into an optical vortex laser beam, and a wavelength conversion unit that imparts circular polarization to the optical vortex laser beam. By setting | JL,S |≧0, it is possible to express linear directivity of flying objects of a highly viscous material to be transferred, and to improve the effect of suppressing scattering of the material to be transferred.

--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。
--Other parts--
The other members are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the other members include a beam diameter changing member, a beam wavelength changing element, and an output adjustment unit.

---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。
---Beam diameter changing parts---
There are no particular limitations on the beam diameter changing member as long as it can change the beam diameter of the optical vortex laser beam, and it can be selected appropriately depending on the purpose, such as a focusing lens.
The beam diameter (irradiation diameter) of the optical vortex laser beam is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 100 μm or less. If the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is 100 μm or less, it is preferable in that it is easy to form a high-resolution image.
The beam diameter can be changed by, for example, the laser spot diameter and the condenser lens.
In addition, when the material to be transferred is a dispersion, the beam diameter is preferably equal to or larger than the maximum volume average particle diameter of the material to be transferred, and more preferably three times the maximum volume average particle diameter of the dispersion. If the beam diameter is within the more preferred range, it is advantageous in that the material to be transferred can be stably ejected.

---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。
---Beam wavelength changing element---
The beam wavelength changing element is not particularly limited as long as it can change the wavelength of the optical vortex laser beam to a wavelength that can be absorbed by the light absorbing material in the transfer target material and can be transmitted through the substrate described below, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the beam wavelength changing element include KTP crystal, BBO crystal, LBO crystal, and CLBO crystal.

---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。
---Output adjustment section---
The output adjustment unit is not particularly limited as long as it can adjust the laser beam or optical vortex laser beam to an appropriate output value, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, glass can be used.

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。
The output value of the optical vortex laser beam irradiated onto the transfer target material is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose, as long as it can produce a state in which a liquid column that converges to a diameter smaller than the irradiation diameter while rotating around the central axis of the irradiation diameter with the irradiation direction as the axis, or a state in which a part of the liquid column is detached and a droplet is produced. Note that, hereinafter, "output value" may also be referred to as "irradiation energy".
The irradiation energy of the optical vortex laser beam is preferably adjusted appropriately since the appropriate value changes depending on the viscosity and film thickness of the material to be transferred, but specifically, 100 μJ/dot or less is more preferable, and 60 μJ/dot or less is even more preferable. If the irradiation energy of the optical vortex laser beam is 60 μJ/dot or less, it is advantageous in that it is easy to realize a state in which a liquid column that converges to a diameter smaller than the irradiation diameter while rotating around the central axis of the irradiation diameter with the irradiation direction as the axis can be generated, or a state in which a part can be detached and a droplet can be generated.

<付与工程及び付与手段>
前記付与工程は、飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる工程である。
前記付与手段は、飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる手段である。
前記付与工程は前記付与手段により好適に行われる。
なお、本発明において、「付与」は「付着」とほぼ同義の意味である。
前記付与手段としては、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、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。
<Application step and application means>
The applying step is a step of applying the flying transfer target material to an object to be transferred.
The application means is a means for applying the flying transfer target material to an object to be transferred.
The applying step is suitably carried out by the applying means.
In the present invention, the term "imparting" is almost synonymous with the term "attaching."
The application means is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include a means having a mechanism for contacting a liquid column or droplet of the transfer target material with an object to be applied, etc. Specifically, examples of the application means include a mechanism for adjusting the gap between the object to be applied and the transfer target material, and a mechanism for transporting the object to be applied, etc.

-被付与物-
前記被付与物としては、転写対象材料から生じさせた液柱乃至液滴が接触できれば、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、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。
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。
-Item to be granted-
The object to be applied is not particularly limited as long as it can be contacted by the liquid column or droplets generated from the transfer target material, and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include recording media and intermediate transfer belts conventionally used in image forming apparatuses, object support substrates for forming three-dimensional objects, etc. In this specification, the object to be applied is sometimes referred to as a transfer medium.
The recording medium is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the recording medium include coated paper, wood-free paper, film, cloth, and fiber.

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1mm以下がより好ましく、0.10mm以上0.50mm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。
The gap (gap, distance) between the object to be applied and the transfer target material is not particularly limited as long as the object to be applied and the transfer target material are not in contact with each other, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 0.05 mm or more and 5 mm or less, more preferably 0.10 mm or more and 1 mm or less, and particularly preferably 0.10 mm or more and 0.50 mm or less. If the gap between the object to be applied and the transfer target material is within a preferred range, it is advantageous in that the accuracy of the application position of the transfer target material to the object to be applied is unlikely to decrease. In addition, by not contacting the object to be applied and the transfer target material, it is possible to apply the transfer target material to the object to be applied regardless of the composition of the light absorbing material and the object to be applied.
Further, it is preferable that the gap is kept constant by, for example, a position control means for maintaining the position of the object to be applied constant. In this case, it is important to arrange each part in consideration of the positional fluctuation of the transfer target material and the object to be applied and the variation in the average thickness.

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。
In addition, the average diameter (average dot diameter) of the transfer target material applied to the substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, it is preferable to set the average diameter to 100 μm or less, since this can further improve the resolution of the image or three-dimensional object to be formed.
In addition, the average dot diameter can be obtained, for example, by obtaining a dot image of the material to be transferred using a microscope or the like, detecting a dot area from image brightness information, calculating the area of each dot from the number of pixels in the detected dot area, and taking the diameter when converted into a circle as the dot diameter, and averaging these.

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。
Furthermore, the variation value of the average diameter (dot diameter) of the transfer target material applied to the object is preferably 10% or less, and more preferably 6% or less. By setting the variation value of the average diameter of the transfer target material applied to the object to the preferred range described above, it is possible to further improve the accuracy in forming an image or a three-dimensional object.
In addition, the value of the variation in the average diameter of the material to be transferred applied to the object to be transferred can be obtained, for example, by acquiring a dot image of the material to be transferred using a microscope or the like, detecting a dot area from image brightness information, calculating the area of each dot from the number of pixels in the detected dot area, defining the diameter when converted into a circle as the dot diameter, and calculating it from the average particle size and standard deviation of the particle size distribution of each dot.

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。
In addition, the value of the variation in the position (dot position) of the transfer target material applied to the object to be applied is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less. By setting the value of the variation in the position of the transfer target material applied to the object to be applied within the above-mentioned preferred range, the accuracy of forming an image or a three-dimensional object can be further improved. Note that, for example, when dots of the transfer target material are applied in a row, the value of the variation in the position of each of the transfer target materials in the direction perpendicular to the row of dots can be used as the value of the variation in the position of each of the transfer target materials applied to the object to be applied.
For example, the dot image of the material to be transferred is obtained using a microscope or the like, and dot areas are detected from image brightness information. The coordinates of the center of gravity of each detected dot area are then calculated, and the deviation of each center of gravity from an approximate straight line using the least squares method is calculated to obtain the desired value.

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。 The average thickness of the material to be transferred applied to the object to be applied is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 100 μm or less. If the average thickness of the material to be transferred applied to the object to be applied is 100 μm or less, the energy required to fly the material to be transferred can be reduced, which is advantageous in terms of the durability of the material to be transferred and the fact that decomposition of the composition is less likely to occur when the light absorbing material is an organic material. The average thickness of the material to be transferred applied to the object to be applied can be appropriately selected depending on the recording medium, purpose, etc.

<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。
<Other processes>
Examples of the other steps include a supplying step, a light scanning step, and a control step.

<<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。
<<Supplying step and supplying means>>
The supply step is not particularly limited as long as it is a step of supplying the transfer target material to the optical path between the flying means and the object to be transferred, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be suitably performed using the supply means.
The supplying means is not particularly limited as long as it is a means for supplying the transfer target material to the optical path between the flying means and the object to be transferred, and can be appropriately selected depending on the purpose.

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。
The supplying means may be, for example, a cylindrical substrate, etc. In the case where the cylindrical substrate is used, the cylindrical substrate may be disposed on an optical path, and the transfer target material may be supplied to the donor substrate via the cylindrical substrate.
More specifically, when the material to be transferred is liquid and is supplied to the donor substrate, it is preferable to provide a supply roller and a regulating blade as the supply means, since this is a very simple configuration that allows the material to be supplied to the surface of the substrate at a constant average thickness.
In this case, the supply roller is partially immersed in a storage tank that stores the transfer target material, rotates while carrying the transfer target material on its surface, and abuts against the donor substrate to supply the transfer target material. The regulating blade is disposed downstream of the storage tank in the rotation direction of the supply roller, and regulates the transfer target material carried by the supply roller to make the average thickness uniform and stabilize the amount of the transfer target material to be flown. By making the average thickness of the transfer target material to be supplied very thin, the amount of the transfer target material to be flown can be reduced, so that the transfer target material can be applied to the object as minute dots with reduced scattering, and dot gain, which causes the halftone dots to thicken, can be suppressed. The regulating blade may be disposed downstream of the supply roller in the rotation direction of the supply roller.

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。 In addition, when the material to be transferred is highly viscous, it is preferable that the material of the supply roller has at least an elastic surface so as to ensure contact with the donor substrate. When the material to be transferred is relatively low viscous, examples of the supply roller include gravure rolls, microgravure rolls, and forward rolls used in precision wet coating.

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。
Furthermore, as a supply means that does not include a supply roller, the donor substrate may be directly contacted with the material to be transferred in the storage tank, and then excess material to be transferred is scraped off with a wire bar or the like to form a layer of the material to be transferred on the surface of the donor substrate.
The storage tank may be provided separately from the supply means, and the transfer target material may be supplied to the supply means by a hose or the like.

<<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。
<<Optical Scanning Process and Optical Scanning Means>>
The optical scanning process is not particularly limited as long as it is a process of scanning the optical vortex laser beam onto the transfer target material, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be suitably performed using the optical scanning means.
The optical scanning means is not particularly limited as long as it can scan the optical vortex laser beam on the transfer target material, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the optical scanning means may have a reflector that reflects the light irradiated from the flying means toward the transfer target material, and a reflector driving unit that changes the angle and position of the reflector to scan the optical vortex laser beam on the transfer target material.

<<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。
<<Control process>>
The control step is a step of controlling each step and can be suitably performed by a control means. The control means is not particularly limited as long as it can control the movement of each means and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the control means include devices such as a sequencer and a computer.

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。
Next, an example of a projectile transfer device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The number, positions, shapes, etc. of the members of the projectile transfer device of the present invention are not limited to those in this embodiment, and the number, positions, shapes, etc. may be any number, positions, shapes, etc. that are preferable for implementing the present invention.

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、前記光渦レーザービーム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。
FIG. 5A is an explanatory diagram showing an example of the projectile transfer device of the present invention.
5A, the flying object transfer device 300 has a flying means 1, a transfer target material (transfer target layer) 20, an object to be applied 30, and a donor substrate 40. The donor substrate 40 is provided on the upper surface of the transfer target layer 20 on the opposite side to the donor substrate 40.
The flying object transfer device 300 irradiates the transfer target layer 20 carried on the donor substrate 40 with a laser beam 112 by the flying means 1, and causes the transfer target layer 20 to fly in the irradiation direction by the energy of the optical vortex laser beam 12. In Fig. 5A, an object to be applied 30 is an object to which the flown transfer target layer 20 is applied. By arranging the object to be applied 30 opposite the transfer target layer 20, the transfer target layer 20 can be applied to the object to be applied 30.

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。 The flying means 1 has a laser light source 2, beam diameter changing members 3 and 7, a beam wavelength changing member 4, an optical vortex conversion unit 5, and a wavelength conversion unit 6.

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。
The laser light source 2 is, for example, a titanium sapphire laser, which generates a pulsed laser beam 11 and irradiates the beam diameter changing member 3 with the laser beam 11 .
The beam diameter changing member 3 is, for example, a condenser lens, and is disposed downstream of the laser light source 2 in the optical path of the laser beam 11 generated by the laser light source 2 , and changes the diameter of the laser beam 11 .
The beam wavelength changing member 4 is, for example, a KTP crystal, and is disposed downstream of the beam diameter changing member 3 in the optical path of the laser beam 11 to change the wavelength of the laser beam 11 to a wavelength that can be absorbed by the transfer target layer 20 .
The optical vortex converter 5 is, for example, a spiral phase plate, and is arranged downstream of the beam wavelength changing member 4 in the optical path of the laser beam 11 , and converts the laser beam 11 into an optical vortex laser beam 12 .
The wavelength conversion unit 6 is, for example, a quarter-wave plate, and provides the optical vortex laser beam 12 with circular polarization.

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しつつ前記被付与物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。
The transfer target layer 20 is irradiated with the optical vortex laser beam 12 from the flying means 1, and flies by receiving energy within the range of the diameter of the optical vortex laser beam 12. By placing an object 30 opposite the transfer target layer 20, the transfer target layer 20 can be applied to the object 30.
In addition, the flying transfer target layer 20 is twisted while converging near the central axis of the beam diameter due to the forward propulsion and gyro effect caused by the moderate energy imparted by the optical vortex laser beam 12, thereby being applied to the object 30 while preventing it from scattering to the surrounding area.
At this time, the flying amount of the transfer target layer 20 is a portion of the area of the transfer target layer 20 irradiated with the optical vortex laser beam 12, and can be adjusted by the wavelength conversion unit 6, etc.

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。
FIG. 5B is an explanatory diagram showing another example of the projectile transfer device of the present invention.
In FIG. 5B, the flying object transfer device 301 has an optical scanning means 60 in addition to each means of the flying object transfer device 300 shown in FIG. 5A. In FIG. 5B, the donor substrate 40 is arranged such that the long axis direction of the donor substrate 40 is perpendicular to the irradiation direction of the optical vortex laser beam 12. In this flying object transfer device 301, the optical scanning means 60 scans the optical vortex laser beam 12 generated by the flying means 1 onto the donor substrate 40. As a result, the flying object transfer device 301 can irradiate any position on the donor substrate 40 and fly the transfer target material (transfer target layer) 20. As a result, when the object to be applied 30 is placed opposite the transfer target layer 20, the transfer target layer 20 can be applied to any position on the object to be applied 30.

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。
The optical scanning means 60 is disposed downstream of the flying means 1 in the optical path of the optical vortex laser beam 12 , and has a reflecting mirror 61 .
The reflecting mirror 61 is movable in the scanning direction indicated by the arrow S in FIG. 5B by a reflecting mirror driving means, and reflects the optical vortex laser beam 12 to an arbitrary position on the transfer target layer 20 .
In addition, the optical scanning means 60 may change the irradiation direction of the optical vortex laser beam 12 by, for example, moving the flying means 1 itself or rotating the flying means 1. Alternatively, the optical scanning means 60 may use the polygon mirror as the reflecting mirror 61 to scan the optical vortex laser beam 12 at any position.

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。
The donor substrate 40 is disposed downstream of the optical scanning means 60 in the optical path of the optical vortex laser beam 12, and is used for the purpose of applying and fixing the transfer target layer 20 when the transfer target layer 20 is a high-viscosity liquid, for example. The donor substrate 40 is transmissive to the light, and supports the transfer target layer 20 on the surface opposite to the surface irradiated with the optical vortex laser beam 12.
In addition, by controlling the average thickness of the layer to be transferred 20 formed into a layer to be constant at the stage where the layer to be transferred 20 is supported on the donor substrate 40, the flying amount of the layer to be transferred 20 can be stabilized.
The combination of the flying means 1 and the optical scanning means 60 is referred to as a laser beam irradiation unit 100.

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(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、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62bと基板40の間に、fθレンズを配置することも好ましい。
FIG. 5C is an explanatory diagram showing another example of the projectile transfer device of the present invention.
5C, the flying object transfer device 301a has galvanometer scanners (galvanometer mirrors) 62a and 62b as the optical scanning means 60 in the flying object transfer device 301 shown in FIG. 5B. The galvanometer scanners 62a and 62b are movable in independent scanning directions (two-dimensionally) and can reflect the optical vortex laser beam 12 to any position on the transfer target layer 20. By using the galvanometer scanners 62a and 62b as the optical scanning means 60, the scanning speed and scanning accuracy of the optical vortex laser beam 12 can be further improved.
In the projectile transfer device 301 a, it is also preferable to dispose an fθ lens between the galvano scanner 62 b and the substrate 40, for example.

本発明の飛翔体転写方法及び飛翔体転写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。 The applications of the projectile transfer method and projectile transfer device of the present invention are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and examples include image formation, manufacturing of three-dimensional objects, and printable circuit formation.

(画像形成方法)
本発明の画像形成方法は、本発明の飛翔体転写方法からなる工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。具体的には、飛翔工程と、付与工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記飛翔工程は、本発明の飛翔体転写方法における飛翔工程と同様である。
前記付与工程は、本発明の飛翔体転写方法における付与工程と同様である。
(Image forming method)
The image forming method of the present invention includes a step of the projectile transfer method of the present invention, and further includes other steps as necessary. Specifically, the image forming method of the present invention includes a projectile step and an application step, and further includes other steps as necessary.
The flying step is the same as the flying step in the flying object transfer method of the present invention.
The application step is the same as the application step in the flying object transfer method of the present invention.

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。
When forming an image, a colorant is used as the material to be transferred.
The colorant is not particularly limited with respect to its shape, material, etc., and may be appropriately selected depending on the purpose.

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。 There are no particular limitations on the liquid colorant, and it can be selected appropriately depending on the purpose. For example, water-based inks can be used, in which coloring materials such as dyes, pigments, colored particles, and colored oil droplets are dispersed in water as a solvent. In addition to water-based inks, colorants containing relatively low-boiling liquids as solvents, such as hydrocarbon organic solvents and various alcohols, can also be used. Among these, water-based inks are preferred from the standpoint of safety of volatile components and risk of explosion.

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。
In addition, the image forming apparatus can also form images using process inks for offset printing that uses plates, JAPAN COLOR compatible inks, special color inks, and the like, so digital images that match the colors used in offset printing can be easily reproduced without plates.
Furthermore, since image formation is also possible with UV-curable ink, by curing the ink by irradiating it with ultraviolet light in the fixing process, blocking, in which overlapping recording media stick to each other, can be prevented, and the drying process can be simplified.

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。 Examples of the coloring material include organic pigments, inorganic pigments, dyes, etc. These may be used alone or in combination of two or more.

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。 Examples of the organic pigments include dioxazine violet, quinacridone violet, copper phthalocyanine blue, phthalocyanine green, sap green, monoazo yellow, disazo yellow, polyazo yellow, benzimidazolone yellow, isoindolinone yellow, fast yellow, chromophthalic yellow, nickel azo yellow, azomethine yellow, benzimidazolone orange, alizarin red, quinacridone red, naphthol red, monoazo red, polyazo red, perylene red, anthraquinonyl red, diketopyrrolopyrrole red, diketopyrrolopyrrole orange, benzimidazolone brown, sepia, and aniline black. Examples of metal lake pigments among the organic pigments include rhodamine lake, quinoline yellow lake, and brilliant blue lake.

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。 Examples of the inorganic pigments include cobalt blue, cerulean blue, cobalt violet, cobalt green, zinc white, titanium white, titanium yellow, chrome titanium yellow, light red, chrome oxide green, mars black, viridian, yellow ocher, alumina white, cadmium yellow, cadmium red, vermilion, lithopone, ultramarine, talc, white carbon, clay, mineral violet, rose cobalt violet, silver white, calcium carbonate, magnesium carbonate, , zinc oxide, zinc sulfide, strontium sulfide, strontium aluminate, brass, gold powder, bronze powder, aluminum powder, brass pigment, ivory black, peach black, lamp black, carbon black, Prussian blue, aureolin, titanium mica, yellow ochre, terre belt, raw sienna, raw umber, Cassel earth, chalk, gypsum, burnt sienna, burnt umber, lapis lazuli, azurite, malachite, orpiment, cinnabar, coral powder, chalk powder, red ochre, ultramarine, Prussian blue, fish phosphorus foil, and iron oxide-treated pearls.

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。
Among these, carbon black is preferred as the black pigment from the viewpoints of hue and image storage stability.
As the cyan pigment, C.I. Pigment Blue 15:3, which is copper phthalocyanine blue, is preferred from the viewpoints of hue and image storage stability.

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。 As magenta pigments, C.I. Pigment Red 122, which is quinacridone red, C.I. Pigment Red 269, which is naphthol red, and C.I. Pigment Red 81:4, which is rhodamine lake, are preferred, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of hue and image storage stability, a mixture of C.I. Pigment Red 122 and C.I. Pigment Red 269 is more preferred, and as a mixture of C.I. Pigment Red 122 (P.R.122) and C.I. Pigment Red 269 (P.R.269), a mixture of P.R.122:P.R.269 of 5:95 or more and 80:20 or less is particularly preferred. P.R.122:P.R. If 269 is within the particularly preferred range, the hue will not deviate from the magenta color.

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。 As yellow pigments, C.I. Pigment Yellow 74, which is a monoazo yellow, C.I. Pigment Yellow 155, which is a disazo yellow, C.I. Pigment Yellow 180, which is a benzimidazolone yellow, and C.I. Pigment Yellow 185, which is an isoindoline yellow, are preferred. Among these, C.I. Pigment Yellow 185 is more preferred in terms of hue and image storage stability. These may be used alone or in combination of two or more.

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。 When the transfer target material is used as a process color ink as a colorant, it is preferable to use it in a four-color ink set.

前記無機顔料は、体積平均粒径が10μmを超える粒子からなるものが多い。体積平均粒径が10μm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。 The inorganic pigments are often composed of particles having a volume average particle size of more than 10 μm. When an inorganic pigment having a volume average particle size of 10 μm or more is used as a colorant, it is preferable that the colorant is a liquid. If the colorant is a liquid, it is advantageous in that the colorant can be maintained in a stable state without using forces other than non-electrostatic adhesion forces such as electrostatic forces. In addition, in this case, the image forming method of the present invention is very effective compared to the inkjet recording method, in which nozzle clogging and ink settling are likely to become significant and a stable continuous printing process is difficult to achieve. Furthermore, the image forming method of the present invention is very effective compared to the electrophotographic method, in which a sufficient amount of charge cannot be obtained when the surface area of the colorant particles becomes small and a stable continuous printing process cannot be achieved.

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。 Examples of the dyes include monoazo dyes, polyazo dyes, metal complex azo dyes, pyrazolone azo dyes, stilbene azo dyes, thiazole azo dyes, anthraquinone derivatives, anthrone derivatives, indigo derivatives, thioindigo derivatives, phthalocyanine dyes, diphenylmethane dyes, triphenylmethane dyes, xanthene dyes, acridine dyes, azine dyes, oxazine dyes, thiazine dyes, polymethine dyes, azomethine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitroso dyes, benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, naphthalimide dyes, and perinone dyes.

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。
The viscosity of the colorant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
When a liquid colorant that permeates into the recording medium is used, the colorant applied to the recording medium may cause feathering or bleeding, but when a high-viscosity colorant that can be handled by the projectile transfer method of the present invention is used, the colorant dries faster than it permeates into the recording medium, and thus the reduction in bleeding in particular leads to improved color development and sharper edges, making it possible to form high-quality images. Also, when performing gradation expression by applying colorant in layers, bleeding due to an increase in the amount of colorant can be reduced.
Furthermore, since this projectile transfer method involves applying a liquid colorant by projecting it, it is possible to perform recording well even if the recording medium has minute irregularities, as compared with, for example, a so-called thermal transfer method in which a colorant is melt-transferred from a film-like donor substrate by heat.

<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。
<Other manual processes and other means>
Examples of the other steps include a step of transporting an object to be treated and a fixing step.

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。
The object transport step is not particularly limited as long as it is a step of transporting the object, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be suitably performed using an object transport means.
The object transport means is not particularly limited as long as it can transport the object, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a pair of transport rollers can be used.

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。
The fixing means is not particularly limited as long as it can fix the light absorbing material contained in the transfer target material applied to the object, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a thermocompression method using a heating and pressurizing member can be used.
The heating and pressing member is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include a heating roller, a pressure roller, a combination of a heating roller and a pressure roller, etc. Other heating and pressing members include, for example, a combination of these with a fixing belt, and a heating block in place of the heating roller.

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。
The pressure roller is preferably one whose pressure surface moves at the same speed as the object to be applied, which is transported by the object transport means, in order to suppress image deterioration due to friction. Among these, one having an elastic layer formed near the surface is more preferable in order to easily apply pressure to the object to be applied. Furthermore, the pressure roller having a water-repellent surface layer formed on the outermost surface using a low surface energy material such as a silicone-based water-repellent material or a fluorine compound is particularly preferable in order to suppress image distortion caused by the application of the transfer target material to the surface.
Examples of the water-repellent surface layer made of the silicone-based water-repellent material include a film of a silicone-based release agent, a baked film of silicone oil or various modified silicone oils, a film of silicone varnish, a film of silicone rubber, and a film made of a composite of silicone rubber and various metals, rubber, plastic, ceramic, or the like.
Examples of the water-repellent surface layer made of a fluorine compound include a fluororesin film, an organic fluorine compound film, a baked film or adsorption film of fluorine oil, a fluororubber film, and a film made of a composite of fluororubber and various metals, rubber, plastic, ceramic, etc.

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。 The heating temperature of the heating roller is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 80°C or higher and 200°C or lower.

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。 The fixing belt is not particularly limited as long as it is heat-resistant and has high mechanical strength, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, films of polyimide, PET, PEN, etc. can be used. In addition, it is preferable to use the same material as that forming the outermost surface of the pressure roller as the fixing belt, in order to suppress image distortion caused by the transfer target material being applied to the surface. The fixing belt can be used immediately after turning on the power because the thickness can be made thin, which reduces the energy required to heat the belt itself. The temperature and pressure at this time vary depending on the composition of the light absorbing material to be fixed, but a temperature of 200°C or less is preferable from the perspective of energy saving, and a pressure of 1 kg/cm or less is preferable from the perspective of the rigidity of the device.

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。
In the image forming method and image forming apparatus of the present invention, the flying means, the supplying means, and the optical scanning means may be integrally treated as a flying unit.
For example, an example will be described in which a colorant containing a coloring material is used as the transfer target material. Four of the flying units may be provided in the image forming apparatus, and the colorants of yellow, magenta, cyan, and black, which are process colors, may be flown. The number of colors of the colorants is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and the number of flying units (hereinafter, colorant flying units) may be increased or decreased as necessary. In addition, by disposing the flying unit having a white colorant upstream of the flying unit having the colorant of the process color in the conveying direction of the recording medium, it is possible to provide a white concealing layer, so that an image with excellent color reproducibility can be formed on a transparent recording medium. However, in particular with yellow, white, and transparent colorants, there are cases in which the laser light source must be appropriately selected, for example, a blue laser beam, an ultraviolet laser beam, or the like, so that the light transmittance (absorbance) of the wavelength of the laser beam is appropriate.

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。
Furthermore, in the image forming apparatus relating to the image forming method of the present invention, a highly viscous colorant can be used. Therefore, even if an image is formed by sequentially overlapping colorants of different colors on a recording medium, the occurrence of bleeding, in which the colorants seep out and mix, can be suppressed, and a high-quality color image can be obtained.
For the purpose of miniaturizing the image forming apparatus relating to the image forming method of the present invention, only one flying unit may be provided, and a multi-color image may be formed by switching the colorant itself supplied to the supply roller and the donor substrate.

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。
Next, an example of an image forming apparatus according to the image forming method of the present invention will be described with reference to the drawings.
The number, position, shape, etc. of the members of the image forming apparatus relating to the image forming method of the present invention are not limited to those in this embodiment, and may be any number, position, shape, etc. that is preferable for implementing the present invention.

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。
FIG. 6A is an explanatory diagram showing an example of an image forming apparatus in which a supplying unit and a target transporting unit are added to the flying object transfer device shown in FIG. 5B.
6A, the image forming apparatus 302 has a supplying means 50 and a target material transporting means 70 in addition to the various means of the projectile transfer apparatus 301 shown in FIG. 5B, and the flat substrate 40 is replaced with a cylindrical carrying roller 41. A laser beam irradiation unit 100 is disposed inside the carrying roller 41, and irradiates an optical vortex laser beam 12 onto the target material (target layer) 20 carried on the outer periphery of the carrying roller 41.

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。
The supplying means 50 includes a storage tank 51 , a supplying roller 52 , and a regulating blade 53 .
The storage tank 51 is disposed below and in the vicinity of the supply roller 52 and stores the transfer target material 20 .
The supply roller 52 is disposed so as to abut against the carrier roller 41, and is partially immersed in the transfer target material 20 in the storage tank 51. The supply roller 52 applies the transfer target material 20 to its surface while rotating in the rotation direction indicated by the arrow R2 in FIG. 6A by a rotation drive means or following the rotation of the carrier roller 41. The applied transfer target material 20 is made uniform in average thickness by a regulating blade 53, and is transferred to the carrier roller 41 and supplied as a layer. The transfer target material 20 supplied to the surface of the carrier roller 41 is continuously supplied to the position irradiated with the optical vortex laser beam 12 as the carrier roller 41 rotates.
The regulating blade 53 is positioned upstream of the carrier roller 41 in the rotation direction indicated by the arrow R2 in Figure 6A, and regulates the transfer target material 20 applied to its surface by the supply roller 52, thereby making the average thickness of the transfer target material 20 supplied to the carrier roller 41 uniform.

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。
The object transport means 70 is disposed near the carrying roller 41 so that the object 30 being transported does not come into contact with the carrying roller 41, and has an object transport roller 71 and an object transport belt 72 stretched around the object transport roller 71. The object transport means 70 rotates the object transport roller 71 by a rotary drive means, and transports the object 30 by the object transport belt 72 in the transport direction shown by the arrow C in Fig. 6A.
At this time, the laser beam irradiation unit 100 irradiates the optical vortex laser beam 12 from the inside of the carrier roller 41 in accordance with the image information, and causes the transfer target material 20 to be applied to the object 30. By performing an application operation in which the transfer target material 20 is applied to the object 30 while the object 30 is moved by the object conveying belt 72, a two-dimensional image can be formed on the object 30.

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。 The transfer target material (transfer target layer) 20 that is supported on the surface of the support roller 41 but not caused to fly accumulates as the support roller 41 rotates and comes into contact with the supply roller 52, and eventually falls into the storage tank 51 for recovery. The method of recovering the transfer target material 20 is not limited to this, and a scraper that scrapes off the transfer target layer 20 from the surface of the support roller 41 may be provided.

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。
FIG. 6B is an explanatory diagram showing another example of an image forming apparatus in which a supplying unit and a target transporting unit are added to the flying object transfer device shown in FIG. 5B.
In FIG. 6B, an image forming apparatus 303 is an image forming apparatus in which the cylindrical support roller 41 in the image forming apparatus 302 shown in FIG. 6A is divided into two support sections 42 along the axial direction, and the arrangement of the image forming apparatus 302 is changed.

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。 The support portion 42 is a surface of a cylinder, and has a shape with no surface on the opposite side of the center line of the cylinder. By making the support body without an opposing surface in this way, it is easier to ensure the optical path of the optical vortex laser beam 12 without providing the laser beam irradiation unit 100 on the cylindrical support roller 41, and therefore the device can be simplified.

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。
FIG. 7A is an explanatory diagram showing an example of the image forming apparatus shown in FIG. 6A to which a fixing unit is added.
In Fig. 7A, the image forming apparatus 305 has a fixing means 80 in addition to the various means of the image forming apparatus 302 shown in Fig. 6A, so as to fix and smooth the transfer target layer 20 applied to the object 30. Note that the object transport means 70 is located on the side of the carrier roller 41 in Fig. 6A, but is located above the carrier roller 41 in Fig. 7A for the sake of convenience of explanation.

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。 The fixing means 80 is a pressure-type fixing means, and is disposed downstream of the carrier roller 41 in the transport direction of the object 30 indicated by the arrow C in FIG. 7A, and has a pressure roller 83 and an opposing roller 84. The fixing means 80 fixes the object 30 to which the transfer target layer 20 has been applied by applying pressure to the object 30 by conveying the object 30 while clamping it.

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。
The pressure roller 83 is biased toward the opposing roller 84, and its surface comes into contact with the object 30 to which the pressure is to be applied, and the object 30 is pressed while being sandwiched between the opposing roller 84 and the pressure roller 83.
The counter roller 84 is disposed at a position where it comes into contact with the pressure roller 83 , and the object 30 is sandwiched between the pressure roller 83 and the object conveying belt 72 .

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。 For example, if the image forming device 305 uses a transfer target material 20 with a very high viscosity of 1,000 mPa·s or more, the transfer target material 20 will tend to penetrate or wet the object 30 slowly. If the transfer target material 20 dries in its original state, the surface roughness of the image may become rough and the gloss of the image may decrease. In such a case, the fixing means 80 presses the object 30 to which the transfer target material 20 has been applied with the pressure roller 83, and can push the transfer target material 20 into the object 30 or crush the transfer target material 20, thereby reducing the surface roughness of the object 30 to which the transfer target material 20 has been applied.

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。
FIG. 7B is an explanatory diagram showing another example of the image forming apparatus shown in FIG. 6A to which a fixing unit is added.
In FIG. 7B, an image forming apparatus 306 is obtained by changing the pressure fixing unit 80 in the image forming apparatus 305 shown in FIG. 7A to a heat and pressure fixing unit 81 .
Fixing means 81 is disposed downstream of carrying roller 41 in the transport direction of object 30 indicated by arrow C in Fig. 7B, and includes heat and pressure roller 85, fixing belt 86, driven roller 87, halogen lamp 88, and opposing roller 84. This fixing means 81 is used when a target image cannot be obtained by applying pressure alone in the case where a dispersion liquid in which a material that needs to be melted is used as transfer target material 20.

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。
The heating and pressing roller 85 is biased toward the opposing roller 84 , and applies heat and pressure to the object 30 while sandwiching it between the opposing roller 84 and the fixing belt 86 .
The fixing belt 86 is an endless belt that is stretched around a heating and pressure roller 85 and a driven roller 87 and has a surface that comes into contact with the object 30 .
The driven roller 87 is disposed below the heating and pressure roller 85 and rotates in accordance with the rotation of the heating and pressure roller 85 .
The halogen lamp 88 is disposed inside the heating and pressure roller 85 and generates heat for fixing the transfer target layer 20 onto the object 30 .
The opposing roller 84 is disposed at a position where it contacts the fixing belt 86 , and the object 30 is sandwiched between the opposing roller 84 and the pressure roller 83 via the object-transport belt 72 .

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。
FIG. 7C is an explanatory diagram showing another example of the image forming apparatus shown in FIG. 6A to which a fixing unit is added.
In FIG. 7C, an image forming apparatus 307 is obtained by changing the pressure fixing unit 80 in the image forming apparatus 305 shown in FIG. 7A to a UV irradiation fixing unit 82 .
The fixing means 82 is disposed downstream of the carrier roller 41 in the transport direction of the object 30 indicated by the arrow C in Fig. 7C, and has a UV lamp 89. This fixing means 81 is used when an ultraviolet-curable material is used as the transfer target layer 20, and fixes the material 30 to the object 30 by irradiating UV light from the UV lamp 89.

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。
FIG. 8A is an explanatory diagram showing an example of an image forming apparatus of the present invention.
In Figure 8A, image forming apparatus 400 has four flying units 120 in addition to the various means of image forming apparatus 306 shown in Figure 7B, and is modified when colorant 21 containing color material is used as the transfer target material 20.
The flying unit 120 is composed of a supplying means 50, a flying means 100, a beam scanning means 60 (not shown), a carrying roller 41, and a transfer target material 20 (colorant 21).

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。
The flying units 120Y, 120M, 120C, and 120K store, as colorants 21, toners of four process colors, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), respectively.
This makes it possible to apply the toner to a color process in which images of each color are formed in sequence on a recording medium 31 as an object 30 to which toner is to be applied, thereby obtaining a color image.

図8Bは、本発明の画像形成装置の他の一例を示す説明図である。
図8Bにおいて、画像形成装置401は、図8Aに示した画像形成装置400の各手段などに加え、被付与物としての中間転写手段90を有している。
FIG. 8B is an explanatory diagram showing another example of the image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 8B, an image forming apparatus 401 has an intermediate transfer unit 90 as an object to which a toner is applied, in addition to the units of the image forming apparatus 400 shown in FIG. 8A.

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。
The intermediate transfer unit 90 includes an intermediate transfer body 91 , an intermediate transfer body drive roller 92 , and an intermediate transfer body driven roller 93 .
The intermediate transfer body 91 is, for example, an endless belt, and is disposed above the four flying units 120 and suspended between an intermediate transfer body drive roller 92 and an intermediate transfer body driven roller 93 .
The intermediate transfer body drive roller 92 is rotated by a rotation drive means in the direction indicated by the arrow R2 in FIG.
The intermediate transfer member driven roller 93 rotates in accordance with the rotation of the intermediate transfer member drive roller 92 .
In this way, an image may first be formed on the intermediate transfer body 91, and then transferred to a desired recording medium 31. This image forming apparatus 201 can also obtain a high-quality color image, similar to the image forming apparatus 400. Furthermore, when the image formed on the intermediate transfer body 91 is transferred to the recording medium 31, it is pressed by the intermediate transfer body drive roller 92, so that, similar to the image forming apparatus 200, the surface roughness of the recording medium 31 to which the colorant 21 has been applied can be reduced.

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。
In addition, in Figure 5B, the direction in which the laser beam is irradiated is the direction of gravity, but in Figures 5A and 6A to 8B, it is shown that the direction in which the laser beam is irradiated is the opposite direction to the direction of gravity or is horizontal.
In this manner, in the image forming method of the present invention, the direction of irradiation of the laser beam onto the surface of the substrate may be the non-gravity direction, and the liquid column or droplets may be generated in the non-gravity direction, which increases the degree of freedom in the design of the apparatus.

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。 The image forming method and image forming apparatus of the present invention can also be applied to a method and apparatus for manufacturing a three-dimensional object as follows.

(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、本発明の飛翔体転写方法からなる工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。具体的には、飛翔工程と、付与工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記飛翔工程は、本発明の飛翔体転写方法における飛翔工程と同様である。
なお、前記立体造形物の製造方法における飛翔工程は、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。
(Method of manufacturing a three-dimensional object)
The method for producing a three-dimensional object of the present invention includes a step of the flying object transfer method of the present invention, and further includes other steps as necessary. Specifically, the method includes a flying step and an applying step, and further includes other steps as necessary.
The flying step is the same as the flying step in the flying object transfer method of the present invention.
In the flying step in the method for producing a three-dimensional object, the material to be transferred as a three-dimensional modeling agent is piled up as layers on the object to be modeled, and is modeled three-dimensionally.

-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。
- 3D modeling agent -
The three-dimensional modeling agent is not particularly limited in shape, material, etc., as with the transfer target material, and can be appropriately selected depending on the purpose. Hereinafter, differences when using a three-dimensional modeling agent as the transfer target material in the manufacturing method of the three-dimensional object will be described.

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。 The average thickness of each layer of the three-dimensional modeling agent applied to the object to be coated is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. It varies depending on the required precision, but is preferably 5 μm or more and 500 μm or less. If the average thickness of each layer of the three-dimensional modeling agent applied to the object to be coated is 5 μm or more and 500 μm or less, it is advantageous in terms of the precision, texture, smoothness, and manufacturing time of the three-dimensional object. Furthermore, it is more preferable that the average thickness of each layer of the three-dimensional modeling agent applied to the object to be coated is 5 μm or more and 100 μm or less. If the average thickness of each layer of the three-dimensional modeling agent applied to the object to be coated is within the more preferable range, it is advantageous in terms of keeping the energy of the laser beam low and suppressing deterioration of the three-dimensional modeling agent.

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。 The three-dimensional modeling agent contains at least a curable material, and may further contain other components as necessary.

--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。
--Hardening materials--
The curable material is not particularly limited as long as it is a compound that undergoes a polymerization reaction and is cured by irradiation with active energy rays (ultraviolet rays, electron beams, etc.), heating, etc., and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include active energy ray curable compounds, thermosetting compounds, etc. Among these, materials that are liquid at room temperature are preferred.
The active energy ray-curable compound is a monomer having a relatively low viscosity and a radically polymerizable unsaturated double bond in the molecular structure, and examples of the monomer include a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer.

--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。
--Other ingredients--
The other components are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the other components include water, organic solvents, photopolymerization initiators, surfactants, colorants, stabilizers, water-soluble resins, low-boiling alcohols, surface treatment agents, viscosity modifiers, adhesion promoters, antioxidants, age resistors, crosslinking accelerators, ultraviolet absorbers, plasticizers, preservatives, and dispersants.

<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。
<Other steps and other means>
The other steps are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the other steps include a supplying step, a three-dimensional modeling head unit scanning step, a step of adjusting the position of the object to be coated, and a control step.

<<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。
<<Curing process and curing means>>
The hardening step is a step of hardening a three-dimensional modeling agent serving as the transfer target material.
The hardening means is a means for hardening a three-dimensional modeling agent serving as the transfer target material.
The curing means is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, when the three-dimensional modeling agent is an ultraviolet curable material, an ultraviolet irradiator can be used.
The curing step is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, if the three-dimensional modeling agent is an ultraviolet curable material, an ultraviolet ray irradiation step can be mentioned, and can be suitably carried out using an ultraviolet ray irradiation means.

<<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。
<<3D modeling agent supplying step and 3D modeling agent supplying means>>
The three-dimensional modeling agent supplying step is the same as the supplying step in the image forming method of the present invention, except that the transfer target material is a three-dimensional modeling agent, and therefore a description thereof will be omitted.
The supplying means is the same as the supplying means in the image forming apparatus of the present invention, except that the transfer target material is a three-dimensional modeling agent, and therefore a description thereof will be omitted.

<<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。
<<3D Modeling Head Unit Scanning Process and 3D Modeling Head Unit Scanning Means>>
The three-dimensional modeling head unit scanning step is a step of scanning a three-dimensional modeling head unit, which is an integral unit of a flying unit and the curing means, in the width direction (X-axis) of the device above an object to be coated.
The three-dimensional modeling head unit scanning means is a means for scanning a three-dimensional modeling head unit, which is an integral combination of a flying unit and the curing means, in the width direction (X-axis) of the device above an object to be coated.
Further, a plurality of the three-dimensional modeling head units may be provided.

<<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。
<<Object position adjustment step and object position adjustment means>>
The object position adjusting step is a step of adjusting the position of the object in the depth direction (Y axis) and height direction (Z axis) of the apparatus.
The object position adjusting means is a means for adjusting the position of the object in the depth direction (Y axis) and height direction (Z axis) of the device.
The object position adjusting means may be, for example, a base (stage) capable of adjusting the position of the object in the depth direction (Y axis) and height direction (Z axis) of the device.

<<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。
<<Control process and control means>>
The control process is the same as that of the image forming apparatus described above.
The control means is the same as the control means of the image forming apparatus described above.

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。
Next, an example of the apparatus for manufacturing a three-dimensional object will be described with reference to the drawings.
The number, positions, shapes, etc. of the members of the apparatus for manufacturing a three-dimensional object are not limited to those in this embodiment, and may be any number, position, shape, etc. that is preferable for implementing the present invention.

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。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing apparatus for a three-dimensional object.
9, the apparatus 500 for manufacturing a three-dimensional object includes a support substrate 122 for a model as an object to be treated, a stage 123, and a three-dimensional modeling head unit 130. The apparatus 500 for manufacturing a three-dimensional object manufactures a three-dimensional object 124 by laminating the applied three-dimensional modeling agent 22 while curing it.
The three-dimensional modeling head unit 130 is disposed on the upper part of the three-dimensional object manufacturing apparatus 500, and can be scanned by a driving means in the direction indicated by the arrow L in Fig. 9. The three-dimensional modeling head unit 130 has a flying unit 120 and an ultraviolet irradiator 121 as a curing means.

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。
The flying unit 120 is disposed at the center of the three-dimensional modeling head unit 130, and causes the transfer target material 20 to fly downward and be applied to the object support substrate 122 or the transfer target layer 20 that has already been hardened.
The ultraviolet irradiators 121 are disposed on both sides of the flying unit 120 and irradiate the transfer target material 20 that has been flown by the flying unit 120 with ultraviolet light, thereby hardening the transfer target layer 20 .
The object support substrate 122 is disposed at the bottom of the device 500 for manufacturing a three-dimensional object, and serves as a substrate when the three-dimensional object forming head unit 130 forms a layer of the three-dimensional object forming agent 22 .
The stage 123 is disposed below the object support substrate 122, and can move the object support substrate 122 in the vertical direction in Fig. 9 by a driving means. In addition, the stage 123 can be moved in the direction indicated by the arrow H in Fig. 9, and the gap between the 3D object modeling head unit 130 and the 3D object 124 can be adjusted.

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。
In the image forming apparatus and the three-dimensional object manufacturing apparatus, an example in which the object to be treated (recording medium) is transported or moved has been shown, but the present invention is not limited to this. The object to be treated, etc. may be kept stationary and the flying unit, etc. may be moved. Alternatively, both the object to be treated and the flying unit, etc. may be moved.
In addition, when an image is simultaneously formed over the entire surface of the object, both may be stationary at least during recording, with only the laser operating.

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。 The following describes examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

(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.1(グリセロール濃度98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):98質量部
・純水:2質量部
(Transfer target material production example 1)
A transfer target material No. 1 (glycerol concentration 98% by mass) was prepared by adding 1 part by mass of spherical nano ferrite powder_M001 (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) as inorganic particles to a dispersion medium having the following composition with respect to a total of 100 parts by mass of the dispersion medium and the inorganic particles, and stirring the mixture.
[Composition of Dispersion Medium]
Vegetable glycerin 98% or more (manufactured by Natural Cosmetics Laboratory Co., Ltd.): 98 parts by weight Pure water: 2 parts by weight

(転写対象材料の製造例2)
転写対象材料の製造例1において、無機粒子として真球状ナノフェライト粉_E001(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質量部添加した以外は、転写対象材料の製造例1と同様にして、転写対象材料No.2(グリセロール濃度98質量%)を調製した。
(Transfer target material production example 2)
Transfer target material No. 2 (glycerol concentration 98% by mass) was prepared in the same manner as in Production Example 1 of the transfer target material, except that 1 part by mass of spherical nano ferrite powder_E001 (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) was added as inorganic particles to a total of 100 parts by mass of the dispersion medium and inorganic particles.

(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.3(グリセロール濃度87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):87質量部
・純水:13質量部
(Transfer Target Material Production Example 3)
A transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass) was prepared by adding 1 part by mass of spherical nano ferrite powder_M001 (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) as inorganic particles to a dispersion medium having the following composition with respect to a total of 100 parts by mass of the dispersion medium and the inorganic particles, and stirring the mixture.
[Composition of Dispersion Medium]
Vegetable glycerin 98% or more (manufactured by Natural Cosmetics Laboratory Co., Ltd.): 87 parts by weight Pure water: 13 parts by weight

(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.4(グリセロール濃度94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):94質量部
・純水:6質量部
(Transfer Target Material Production Example 4)
A transfer target material No. 4 (glycerol concentration 94% by mass) was prepared by adding 1 part by mass of spherical nano ferrite powder_M001 (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) as inorganic particles to a dispersion medium having the following composition with respect to a total of 100 parts by mass of the dispersion medium and the inorganic particles, and stirring the mixture.
[Composition of Dispersion Medium]
Vegetable glycerin 98% or more (manufactured by Natural Cosmetics Laboratory Co., Ltd.): 94 parts by weight Pure water: 6 parts by weight

(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.5(CMC濃度2質量%)を調製した。
[分散媒の組成]
・カルボキシメチルセルロース(第一工業製薬株式会社製):2質量部
・純水:98質量部
(Transfer Target Material Production Example 5)
A transfer target material No. 5 (CMC concentration 2% by mass) was prepared by adding 1 part by mass of spherical nano ferrite powder_M001 (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) as inorganic particles to a dispersion medium having the following composition with respect to a total of 100 parts by mass of the dispersion medium and the inorganic particles, and stirring the mixture.
[Composition of Dispersion Medium]
Carboxymethyl cellulose (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 2 parts by weight Pure water: 98 parts by weight

(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.6(CMC濃度3質量%)を調製した。
[分散媒の組成]
・カルボキシメチルセルロース(第一工業製薬株式会社製):3質量部
・純水:97質量部
(Transfer Target Material Production Example 6)
A transfer target material No. 6 (CMC concentration 3% by mass) was prepared by adding 1 part by mass of spherical nano ferrite powder_M001 (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) as inorganic particles to a dispersion medium having the following composition with respect to a total of 100 parts by mass of the dispersion medium and the inorganic particles, and stirring the mixture.
[Composition of Dispersion Medium]
Carboxymethyl cellulose (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 3 parts by weight Pure water: 97 parts by weight

(転写対象材料の製造例7)
転写対象材料の製造例3において、無機粒子としてMATB-SA4(戸田工業株式会社製)を1質量部添加した以外は、転写対象材料の製造例3と同様にして、転写対象材料No.7(グリセロール濃度87質量%)を調製した。
(Transfer Target Material Production Example 7)
Transfer target material No. 7 (glycerol concentration 87% by mass) was prepared in the same manner as in Production Example 3 of the transfer target material, except that 1 part by mass of MATB-SA4 (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) was added as inorganic particles.

(転写対象材料の製造例8)
転写対象材料の製造例1において、無機粒子としてZeomic Type AJ(株式会社シナネンゼオミック製)を0.8質量部と、三菱カーボンブラック#44(三菱化学株式会社製)を0.2質量部添加した以外は、転写対象材料の製造例1と同様にして、転写対象材料No.8(グリセロール濃度98質量%)を調製した。
(Transfer Target Material Production Example 8)
Transfer target material No. 8 (glycerol concentration 98% by mass) was prepared in the same manner as in Production Example 1 of the transfer target material, except that 0.8 parts by mass of Zeomic Type AJ (manufactured by Sinanen Zeomic Co., Ltd.) and 0.2 parts by mass of Mitsubishi Carbon Black #44 (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) were added as inorganic particles in Production Example 1 of the transfer target material.

(転写対象材料の製造例9)
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.9(グリセロール濃度44質量%)転写対象材料を調製した。
[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
(Transfer Target Material Production Example 9)
A transfer target material No. 9 (glycerol concentration 44% by mass) was prepared by adding 1 part by mass of spherical nano ferrite powder_M001 (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) as inorganic particles to a dispersion medium having the following composition with respect to a total of 100 parts by mass of the dispersion medium and inorganic particles, and stirring the mixture.
[Composition of Dispersion Medium]
Vegetable glycerin 98% or more (manufactured by Natural Cosmetics Laboratory Co., Ltd.): 44 parts by weight Pure water: 56 parts by weight

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、強熱残分又は蒸発残分、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。 Next, for each of the prepared transfer target materials, the ignition residue or evaporation residue, median diameter (D 50 ), and complex viscosity at 25° C. and a shear stress of 200 Pa were measured as follows. The results are shown in Table 1.

<強熱残分又は蒸発残分の測定>
JIS K0067に基づき、以下のようにして、強熱残分又は蒸発残分の測定を行った。
-強熱残分-
るつぼを500℃で加熱後、冷めるまで待ち質量を測定した。そこに対象の試薬を計量して投入した後加熱し、液を蒸発させた。その後、硫酸を少量加えて徐々に加熱し白煙が生じなくなるまで行った。その後、500℃で熱した後、残留物の質量を測定し、残留量%を確認し、強熱残分が0.1%以下であった場合には「〇」と評価し、強熱残分が0.1%を超えた場合には「×」と評価した。
-蒸発残分-
試料10mgを計量し、300℃の熱板上で加熱蒸発させた。その後、残分の質量を測定し、グリセロールの残留量%を確認し、蒸発残分が1.0%以下であった場合には「〇」と評価し、蒸発残分が1.0%を超えた場合には「×」と評価した。
<Measurement of ignition residue or evaporation residue>
Based on JIS K0067, the ignition residue or evaporation residue was measured as follows.
-Ignition residue-
After heating the crucible at 500°C, the mass was measured until it cooled down. The target reagent was weighed and poured into the crucible, and then heated to evaporate the liquid. A small amount of sulfuric acid was then added and gradually heated until no more white smoke was produced. After that, the crucible was heated at 500°C, after which the mass of the residue was measured and the percentage of the residue was confirmed. If the ignition residue was 0.1% or less, it was evaluated as "Good", and if the ignition residue exceeded 0.1%, it was evaluated as "Poor".
- Evaporation residue -
10 mg of the sample was weighed and evaporated by heating on a hot plate at 300° C. Thereafter, the mass of the residue was measured, and the percentage of the remaining glycerol was confirmed. If the evaporation residue was 1.0% or less, it was evaluated as “Good”, and if the evaporation residue exceeded 1.0%, it was evaluated as “Poor”.

<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。
<Measurement of Median Diameter ( D50 )>
The median diameter (D 50 ) was measured using a scanning electron microscope (SU8200 series, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The obtained image was binarized using image processing software A-zo-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.) to calculate the median diameter (D 50 ).

<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10に、転写対象材料No.1、3、9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
<Measurement of complex viscosity at 25°C and shear stress of 200 Pa>
The complex viscosity was measured under the following conditions using a dynamic viscoelasticity measuring device by a stress control method in which the applied stress was changed and the amount of strain generated was measured. Figure 10 shows the relationship between the glycerol concentration (mass%) and the complex viscosity (mPa s) in transfer target materials Nos. 1, 3, and 9.
- Measurement conditions -
Device name: Rheometer, HAAKE RheoStress 600, manufactured by Thermo Fisher Scientific Temperature: 25°C
Shear stress: 200 Pa

Figure 0007549822000003
Figure 0007549822000003

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
*E001:真球状ナノフェライト粉_E001、鉄フェライト、マンガンフェライト、マグネシウムフェライト、ストロンチウムフェライト、パウダーテック株式会社製
*MATB-SA4:四酸化三鉄、カーボン、戸田工業株式会社製
*Zeomic Type AJ、ゼオライト、株式会社シナネンゼオミック製
*三菱カーボンブラック#44、三菱化学株式会社製
*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
*CMC:カルボキシメチルセルロース、第一工業製薬株式会社製
Details of each component in Table 1 are as follows.
*M001: Spherical nano ferrite powder_M001, iron ferrite, manganese ferrite, manufactured by Powder Tech Co., Ltd. *E001: Spherical nano ferrite powder_E001, iron ferrite, manganese ferrite, magnesium ferrite, strontium ferrite, manufactured by Powder Tech Co., Ltd. *MATB-SA4: Iron tetraoxide, carbon, manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd. *Zeomic Type AJ, zeolite, manufactured by Sinanen Zeomic Co., Ltd. *Mitsubishi carbon black #44, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. *Glycerol: Vegetable glycerin 98% or more, manufactured by Natural Cosmetics Research Institute Co., Ltd. *CMC: Carboxymethylcellulose, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.

表1及び図10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~1,336mPa・sの範囲で変化することがわかった。 The results in Table 1 and Figure 10 show that as the glycerol concentration increases, the complex viscosity of the material to be transferred increases, and that the complex viscosity of the material to be transferred at 25°C and a shear stress of 200 Pa varies in the range of 1 mPa·s to 1,336 mPa·s.

(ドナー基板の製造例1~9)
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125μmの転写対象層を有するドナー基板1~9を作製した。
(Donor Substrate Manufacturing Examples 1 to 9)
Next, each of the obtained transfer target materials was applied to one side of a slide glass (microslide glass S7213, manufactured by Matsunami Glass Industrial Co., Ltd.; transmittance of 532 nm wavelength light is 99%) using a bar coater to prepare donor substrates 1 to 9 having a transfer target layer with an average thickness of 125 μm.

(実施例1~8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。
図11に、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概略図を示す。
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た。集光レンズ(Lens)で光渦レーザービームを集光して、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。
なお、比較例2及び3では、空間光変調器(SLM)で位相を変調せずにガウスビームのまま用いた。
(Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3)
Next, a transfer method was carried out using the combination of the transfer target material and laser irradiation shown in Table 2.
FIG. 11 shows a schematic diagram of a laser irradiation device having an optical vortex laser beam used in the examples and comparative examples.
A pulsed laser with a wavelength of 532 nm and a nanosecond pulse (about 10 ns) was used as the laser light source, and an optical vortex laser beam was generated by controlling the orbital angular momentum and spin angular momentum with a spatial light modulator (SLM) and a λ/4 plate (QWP). The optical vortex laser beam was focused with a focusing lens (Lens) and irradiated onto the transfer target layer from the substrate side of the donor substrate.
In Comparative Examples 2 and 3, the Gaussian beam was used as it was without modulating the phase with a spatial light modulator (SLM).

図12に光渦レーザービームを照射したときのNo.9の転写対象材料(グリセロール濃度44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、図12中線Aは転写対象層表面を示す。
図12の結果から、レーザー照射後6.0μsec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。
12 shows the behavior of the transfer target material No. 9 (glycerol concentration 44% by mass, complex viscosity 6 mPa·s) when irradiated with an optical vortex laser beam.
The optical vortex laser beam is irradiated upward from the bottom surface in FIG. 12, and the line A in FIG. 12 indicates the surface of the layer to be transferred.
From the results in Figure 12, after 6.0 μsec from the laser irradiation, the inorganic particles in the transfer target material gather in the center and a liquid column grows with high directionality while rotating, a phenomenon called "spin jet" can be observed. This "spin jet" is thought to be generated by the circular intensity profile of the optical vortex laser beam and the transfer of orbital angular momentum.

図13A~図15Bに被付与物(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の液滴の画像、及び転写対象材料の液滴中における無機粒子の空間分布を示す。
図13Aは、No.9の転写対象材料(グリセロール濃度44質量%)の液滴画像、図14Aは、No.3の転写対象材料(グリセロール濃度87質量%)の液滴画像、図15Aは、No.1の転写対象材料(グリセロール濃度98質量%)の液滴画像である。
図13B~図15BにおけるヒストグラムのX軸は、転写対象材料の液滴の円相当半径を100%としたときの転写対象材料の液滴の重心位置から各無機粒子の重心位置までの距離を%で表している(R/Rdrop*100)。
図13B~図15Bにおけるヒストグラムの第一Y軸は、転写対象材料の液滴の重心位置から5μmずつの円環状の領域に重心位置が存在する無機粒子の面積を合計し、該当する円環状領域の面積で割った面積率を示す。
図13B~図15Bにおけるヒストグラムの第二Y軸は、全ての重心距離における第一Y軸の値の総和を100[%]とした際の累積(転写対象材料の液滴中の無機粒子の面積割合)を示す。
図13B~図15Bの結果から、グリセロール濃度が大きくなるにしたがって、無機粒子の分布はX軸の全ての領域に広がり、第一Y軸の表す面積率も同程度の値に近づいていることから、無機粒子が転写対象材料の液滴中の空間に均一に分布していることがわかる。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。
13A to 15B show images of droplets of the target material transferred to an object (S1214, water-polished, thickness 1.3, manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.), and the spatial distribution of inorganic particles in the droplets of the target material.
Fig. 13A is a droplet image of the transfer target material No. 9 (glycerol concentration 44% by mass), Fig. 14A is a droplet image of the transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass), and Fig. 15A is a droplet image of the transfer target material No. 1 (glycerol concentration 98% by mass).
The X-axis of the histograms in Figures 13B to 15B represents the distance in percentage from the center of gravity of the droplet of the material to be transferred to the center of gravity of each inorganic particle when the circle-equivalent radius of the droplet of the material to be transferred is taken as 100% (R G /R drop *100).
The first Y axis of the histograms in Figures 13B to 15B represents the area ratio obtained by adding up the areas of inorganic particles whose center of gravity is located in annular regions 5 μm apart from the center of gravity of the droplet of the material to be transferred, and dividing the total area by the area of the corresponding annular regions.
The second Y axis of the histograms in Figures 13B to 15B shows the cumulative value (area proportion of inorganic particles in a droplet of the material to be transferred) when the sum of the first Y axis values at all center of gravity distances is set to 100%.
13B to 15B, as the glycerol concentration increases, the distribution of the inorganic particles spreads to all regions of the X-axis, and the area ratio represented by the first Y-axis also approaches a similar value, so it can be seen that the inorganic particles are uniformly distributed in the space of the droplet of the material to be transferred. This is thought to be because a spiral central force acts on the inorganic particles due to the in-plane radiation force caused by the forward scattering force of the optical vortex laser beam and the radial radiation force caused by the total angular momentum, which promotes the movement of the inorganic particles, but the movement of the inorganic particles is hindered by the increase in the complex viscosity of the material to be transferred.

図16A~図16Cは、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方法について説明する図である。
図16Aは、転写対象材料No.3(グリセロール濃度87質量%)を転写して得られた、被付与物上の液滴を顕微鏡の暗視野観察法により得られた画像である。図16Bは、図16Aにおける液滴全体の面積領域SAll[μm]とSAllの重心位置[XLG、YLG]を表す図である。図16Cは、図16Aにおいて液滴中に分散している各無機粒子の面積領域S(Area)[μm]と重心位置[X、Y]をそれぞれ示す。
16A to 16C are diagrams for explaining a method for analyzing the spatial distribution of inorganic particles in a droplet of a transfer target material.
Fig. 16A is an image of a droplet on a substrate obtained by transferring transfer target material No. 3 (glycerol concentration 87% by mass) by a dark field microscope observation method. Fig. 16B is a diagram showing the area S All [μm 2 ] of the entire droplet in Fig. 16A and the center of gravity position [X LG , Y LG ] of S All . Fig. 16C shows the area S (Area) [μm 2 ] and center of gravity position [X G , Y G ] of each inorganic particle dispersed in the droplet in Fig. 16A.

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16Aにおける液滴全体の面積領域SAll[μm]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面積領域SAll[μm]とSAllの重心位置[XLG、YLG]を決定した。
図16C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。また、本液滴はドーム状の形状をしており、しきい値設定が困難な場合がある。その場合、「A像くん」の範囲指定機能を用い、濃度識別が可能な領域毎に2値化しきい値を設定し、面積領域を決定した。
得られた各無機粒子の面積領域をS(Area)[μm]、重心位置を[X、Y]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。
The spatial distribution of inorganic particles in a droplet of the material to be transferred can be analyzed as follows.
The area S All [μm 2 ] of the entire droplet in FIG. 16A was determined by selecting the edge of the droplet using a polygon selection tool in the image analysis software ImageJ, and the area S All [μm 2 ] and the position of the center of gravity [X LG , Y LG ] of S All were determined.
The area of each inorganic particle in Fig. 16C was determined using the binary image creation function of ImageJ or the binary processing function of the image analysis software "Azokun" manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd. In addition, since the droplets have a dome-like shape, it may be difficult to set a threshold value. In such cases, the range designation function of "Azokun" was used to set a binary threshold value for each area where concentration can be identified, and the area was determined.
The area of each of the obtained inorganic particles was designated as S (Area) [μm 2 ], and the position of the center of gravity was designated as [X G , Y G ].
The image analysis software used was the free image analysis software ImageJ and the image analysis software "Azo-kun" manufactured by Asahi Kasei Engineering Corporation.

は、液滴全体の重心位置[XLG、YLG]と、各無機粒子の重心位置[X、Y]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。

Figure 0007549822000004
R G is the distance between the center of gravity of the entire droplet [X LG , Y LG ] and the center of gravity of each inorganic particle [X G , Y G ], calculated using Pythagoras' theorem, and is represented by the following formula (A).
Figure 0007549822000004

dropは、液滴全体の面積領域SAll[μm]に対する、円相当径(半径)を示し、下記数式(B)で表される。

Figure 0007549822000005
R drop indicates a circle-equivalent diameter (radius) relative to the area S All [μm 2 ] of the entire droplet, and is expressed by the following mathematical formula (B).
Figure 0007549822000005

5×r≦R<5×(r+1)において、
(r+1)-S(r)=(5×(r+1))π-(5×r)π
ただし、r=0,1,2,3・・・であり、液滴全体の重心位置[XLG、YLG]から5μm毎に区切った円環状の領域面積を示す。
上記数式は図13B~図15Bのヒストグラムを作成するために使用した式である。以下では、累積の算出方法、及びヒストグラムの算出方法についてそれぞれ説明する。
In the case where 5×r≦R G <5×(r+1),
S (r+1) −S (r) = (5×(r+1)) 2 π−(5×r) 2 π
Here, r = 0, 1, 2, 3, ... and indicates the area of a circular region divided every 5 μm from the center of gravity position [XLG, YLG] of the entire droplet.
The above formulas are used to create the histograms in Figures 13B to 15B. Below, a method for calculating the accumulation and a method for calculating the histograms will be described.

―累積の算出―
液滴重心[XLG、YLG]から、円相当径Rdropまでの長さ100%とし、無機粒子の位置を%表記とするため、R/Rdrop*100(%)を定義する。
無機粒子の面積領域S(Area)[μm]の総和を100%とし、R/Rdrop*100(%)の値が小さいものから順に足していき、累積が90%となる粒子に該当するR/Rdrop*100(%)の値を評価した。
- Calculation of cumulative amount -
The length from the droplet center of gravity [X LG , Y LG ] to the circle equivalent diameter R drop is set to 100%, and R G /R drop *100(%) is defined to express the position of the inorganic particle as a percentage.
The sum of the area S (Area) [μm 2 ] of the inorganic particles was set to 100%, and the R G /R drop *100(%) values were added in ascending order, and the R G /R drop *100(%) value corresponding to the particle with a cumulative value of 90% was evaluated.

―ヒストグラムの算出―
5×r≦R<5×(r+1)における各領域面積[μm]を規格化するため、各無機粒子の面積領域S(Area)[μm]を、該当する領域面積S(r+1)-S(r)で割って得られた値をS’(Area)とする。
ここで、液滴重心[XLG、YLG]から、円相当径Rdropまでの長さ100%とし、無機粒子の位置を%表記とするため、R/Rdrop*100(%)を定義する。
S’(Area)を新たに定義した領域:5×n≦R/Rdrop*100(%)<5×(n+1)(n=0,1,2,3・・・)において総和を取り、ヒストグラムに表すと、図13B~図15Bのヒストグラムが得られる。
--Histogram calculation--
In order to normalize each region area [μm 2 ] in the range of 5×r≦R G <5×(r+1), the area S(Area) [μm 2 ] of each inorganic particle is divided by the corresponding region area S(r+1)−S(r) to obtain a value S′(Area).
Here, the length from the droplet center of gravity [X LG , Y LG ] to the circle equivalent diameter R drop is set to 100%, and R G /R drop *100(%) is defined to express the position of the inorganic particle as a percentage.
When the sum is taken in the newly defined area S' (Area): 5xn≦R G /R drop *100(%)<5x(n+1) (n=0, 1, 2, 3 . . . ) and expressed as a histogram, the histograms in Figs. 13B to 15B are obtained.

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。 Therefore, it can be seen that the LIFT method using an optical vortex laser (OV-LIFT) makes it possible to control the spatial distribution of inorganic particles in droplets of the material to be transferred by controlling the complex viscosity of the material to be transferred.

次に、図17は、図13Bに示した累積(転写対象材料の液滴中の無機粒子の面積割合)が90%となるR/Rdrop*100(%)と、転写対象材料の複素粘度(mPa・s)との関係を示すグラフである。
図17の結果から、複素粘度が88mPa・s(グリセロール濃度87質量%)の条件において、転写対象材料の液滴中の無機粒子の分布はR/Rdrop*100=70%の範囲に9割の無機粒子が存在していることとなる。
図17の結果から、転写対象材料の複素粘度が88mPa・s以上の領域に比べて、転写対象材料の複素粘度が88mPa・s未満の領域における複素粘度(mPa・s)の変化に対する無機粒子の空間分布の変化が顕著であることがわかる。このことから、転写対象材料中に分散させた無機粒子を凝集させることなく均一に転写するには、複素粘度が88mPa・s以上4,300mPa・s以下である転写対象材料を用いることが必要であることがわかった。
また、上記実験に用いた転写対象材料の分散媒は強熱残分が0.1%以下又は蒸発残分が1.0%以下である分散媒を選択しており、不純物を含まないので、非常に高純度での転写対象材料の転写が可能となる。
Next, FIG. 17 is a graph showing the relationship between R G /R drop *100(%) at which the accumulation (area ratio of inorganic particles in a droplet of the material to be transferred) shown in FIG. 13B becomes 90% and the complex viscosity (mPa·s) of the material to be transferred.
From the results in FIG. 17, under the condition of a complex viscosity of 88 mPa·s (glycerol concentration of 87% by mass), the distribution of inorganic particles in the droplets of the material to be transferred is such that 90% of the inorganic particles are present in the range of R G /R drop *100 = 70%.
17, it can be seen that the change in spatial distribution of inorganic particles with respect to the change in complex viscosity (mPa·s) is significant in the region where the complex viscosity of the transfer target material is less than 88 mPa·s, compared to the region where the complex viscosity of the transfer target material is 88 mPa·s or more. From this, it was found that in order to transfer the inorganic particles dispersed in the transfer target material uniformly without agglomeration, it is necessary to use a transfer target material with a complex viscosity of 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less.
In addition, the dispersion medium for the material to be transferred used in the above experiments was selected to have an ignition residue of 0.1% or less or an evaporation residue of 1.0% or less, and since it does not contain impurities, it is possible to transfer the material to be transferred with extremely high purity.

<無機粒子の空間分布の評価>
顕微鏡を用いて被付与物上の液滴を観察し、上記に示す累積が90%となる無機粒子に該当するR/Rdrop*100(%)の値を算出し、以下の基準で評価した。結果を表2に示した。
[評価基準]
◎:80%以上
〇:70%以上80%未満
×:70%未満
<Evaluation of spatial distribution of inorganic particles>
The droplets on the object were observed using a microscope, and the value of R G /R drop *100(%) corresponding to the inorganic particles with a cumulative value of 90% was calculated and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
[Evaluation Criteria]
◎: 80% or more 〇: 70% or more but less than 80% ×: Less than 70%

Figure 0007549822000006
Figure 0007549822000006

以上の結果から、光渦レーザービームを用いた飛翔体転写方法において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凝集させることなく転写することができる。転写対象材料中に分散した光吸収材の空間分布が被付与物上においても維持される。そのため、転写対象材料の厚みは一定となり、印刷技術全般の課題である転写対象材料の厚みムラが抑制され画像上の輝度ムラ、色ムラが改善される。また、本発明者ら検討により、粘度が100Pa・s以上の転写対象材料を用いた場合であっても光吸収材の凝集がなく良質な転写が可能であることが確認できている。更に、強熱残分が0.1%以下又は蒸発残分が1.0%以下である分散媒を用いることによって、高純度な光吸収材の転写が可能となる。 From the above results, it is possible to transfer light absorbing materials that absorb a light vortex laser beam of a specified wavelength without agglomeration in a projectile transfer method using an optical vortex laser beam. The spatial distribution of the light absorbing materials dispersed in the transfer target material is maintained on the object to which the material is applied. Therefore, the thickness of the transfer target material becomes constant, and uneven thickness of the transfer target material, which is a problem in printing technology in general, is suppressed, and uneven brightness and color on the image are improved. Furthermore, the inventors' studies have confirmed that even when a transfer target material with a viscosity of 100 Pa·s or more is used, there is no aggregation of the light absorbing material and good transfer is possible. Furthermore, by using a dispersion medium with an ignition residue of 0.1% or less or an evaporation residue of 1.0% or less, it is possible to transfer a high-purity light absorbing material.

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させる飛翔工程と、
飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる付与工程と、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88mPa・s以上4,300mPa・s以下であることを特徴とする飛翔体転写方法である。
<2> 前記光吸収材が無機材料である、前記<1>に記載の飛翔体転写方法である。
<3> 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<2>に記載の飛翔体転写方法である。
<4> 前記分散媒における強熱残分が0.1%以下又は蒸発残分が1.0%以下である、前記<1>から<3>のいずれかに記載の飛翔体転写方法である。
<5> 前記分散媒がグリセロール水溶液である、前記<1>から<4>のいずれかに記載の飛翔体転写方法である。
<6> 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させる飛翔手段と、
飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる付与手段と、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88mPa・s以上4,300mPa・s以下であることを特徴とする飛翔体転写装置である。
<7> 前記<1>から<5>のいずれかに記載の飛翔体転写方法からなる工程を含むことを特徴とする画像形成方法である。
<8> 前記<1>から<5>のいずれかに記載の飛翔体転写方法からなる工程を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
For example, aspects of the present invention are as follows.
<1> A step of flying the transfer target material by irradiating an optical vortex laser beam from the substrate side of the donor substrate to a donor substrate having a substrate and a transfer target material including a light absorbing material and a dispersion medium arranged on the substrate, and flying the transfer target material;
and an application step of applying the transferred material to an object to be transferred,
The method for transferring projectiles is characterized in that the complex viscosity of the material to be transferred at 25° C. and a shear stress of 200 Pa is 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less.
<2> The method for transferring a flying object according to <1>, wherein the light absorbing material is an inorganic material.
<3> The flying object transferring method according to <2>, wherein the inorganic material has a median diameter (D 50 ) of 50 nm or more and 500 nm or less.
<4> The method for transferring a flying object according to any one of <1> to <3>, wherein the ignition residue in the dispersion medium is 0.1% or less, or the evaporation residue is 1.0% or less.
<5> The method for transferring a flying object according to any one of <1> to <4>, wherein the dispersion medium is an aqueous glycerol solution.
<6> A donor substrate having a substrate and a transfer target material including a light absorbing material and a dispersion medium arranged on the substrate, the donor substrate is irradiated with an optical vortex laser beam from the substrate side of the donor substrate to the transfer target material, and a flying means for flying the transfer target material;
and an application means for applying the flying transfer target material to an object to be transferred,
The projectile transfer device is characterized in that the complex viscosity of the material to be transferred at 25° C. and a shear stress of 200 Pa is 88 mPa·s or more and 4,300 mPa·s or less.
<7> An image forming method, comprising the flying object transfer method according to any one of <1> to <5> above.
<8> A method for producing a three-dimensional object, comprising the method for transferring a flying object according to any one of <1> to <5>.

前記<1>から<5>のいずれかに記載の飛翔体転写方法、前記<6>に記載の飛翔体転写装置、前記<7>に記載の画像形成方法、及び前記<8>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。 The flying object transfer method described in any one of <1> to <5>, the flying object transfer device described in <6>, the image forming method described in <7>, and the three-dimensional object manufacturing method described in <8> can solve the various problems in the past and achieve the object of the present invention.

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
1 Flying means 11 Laser beam 12 Optical vortex laser beam 20 Transfer target material (transfer target layer)
30: object to be applied 31: recording medium 32: substrate 40: donor substrate 300, 301, 301a: projectile transfer device 302-307: image forming device 400, 401: image forming device 500: device for manufacturing a three-dimensional object

特許第6455588号公報Patent No. 6455588

Claims (7)

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させる飛翔工程と、
飛翔させた前記転写対象材料を被付与物に付与させる付与工程と、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88mPa・s以上1,000mPa・s以下であることを特徴とする飛翔体転写方法。
A flying process in which a donor substrate is provided with a substrate and a transfer target material including a light absorbing material and a dispersion medium on the substrate, and the transfer target material is irradiated with an optical vortex laser beam from the substrate side of the donor substrate to fly the transfer target material;
and an application step of applying the transferred material to an object to be transferred,
A method for transferring projectiles, characterized in that the complex viscosity of the material to be transferred at 25° C. and a shear stress of 200 Pa is 88 mPa·s or more and 1,000 mPa·s or less.
前記光吸収材が無機材料である、請求項1に記載の飛翔体転写方法。 The flying object transfer method according to claim 1, wherein the light absorbing material is an inorganic material. 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2に記載の飛翔体転写方法。 The flying object transfer method according to claim 2 , wherein the inorganic material has a median diameter (D 50 ) of 50 nm or more and 500 nm or less. 前記分散媒における強熱残分が0.1%以下又は蒸発残分が1.0%以下である、請求項1から3のいずれかに記載の飛翔体転写方法。 The method for transferring a flying object according to any one of claims 1 to 3, wherein the ignition residue in the dispersion medium is 0.1% or less, or the evaporation residue is 1.0% or less. 前記分散媒がグリセロール水溶液である、請求項1から4のいずれかに記載の飛翔体転写方法。 The method for transferring a projectile according to any one of claims 1 to 4, wherein the dispersion medium is an aqueous glycerol solution. 請求項1から5のいずれかに記載の飛翔体転写方法からなる工程を含むことを特徴とする画像形成方法。6. An image forming method comprising a step of the flying object transfer method according to claim 1. 請求項1から5のいずれかに記載の飛翔体転写方法からなる工程を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。A method for producing a three-dimensional object, comprising the steps of the flying object transfer method according to any one of claims 1 to 5.
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