JP2020157751A - Flying object generation method using optical vortex laser, image formation method and apparatus - Google Patents

Flying object generation method using optical vortex laser, image formation method and apparatus Download PDF

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青戸 淳
Atsushi Aoto
淳 青戸
宗朗 岩田
Muneo Iwata
宗朗 岩田
鈴木 一己
Kazumi Suzuki
一己 鈴木
須原 浩之
Hiroyuki Suhara
浩之 須原
晃大 金子
Kota Kaneko
晃大 金子
尾松 孝茂
Takashige Omatsu
尾松  孝茂
龍介 中村
Ryusuke Nakamura
龍介 中村
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Abstract

To provide a flying object generation method using optical vortex laser which can form a high-resolution image.SOLUTION: A flying object generation method using optical vortex laser generates from a light absorption material a liquid column or liquid droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of an optical vortex laser beam in the irradiation direction of the optical vortex laser beam by emitting the optical vortex laser beam to the surface of a base material on the side opposite to the side on which the light absorption material is arranged in the base material having the light absorption material on its surface. The irradiation direction of the optical vortex laser beam to the surface of the base material is the non-gravity direction, and it is preferable that the liquid column or liquid droplet is generated in the non-gravity direction.SELECTED DRAWING: Figure 10A

Description

本発明は、光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法、画像形成方法及び装置に関する。 The present invention relates to a flying object generation method, an image forming method, and an apparatus using an optical vortex laser.

画像形成装置においては、インク滴を所望の位置に飛翔させることができることから、近年では、立体的な造形を行う3Dプリンタ分野、印刷技術により電子部品を形成するプリンテッドエレクトロニクス分野などにも応用が検討されている。 Since ink droplets can be made to fly to a desired position in an image forming apparatus, in recent years, it has been applied to the field of 3D printers for three-dimensional modeling and the field of printed electronics for forming electronic components by printing technology. It is being considered.

具体的には、従来の画像形成で用いられる低粘度のインクのみならず、様々な材料を所望の位置に正確に飛翔させる必要があり、種々の画像形成装置が提案されている。例えば、普通のレーザーを高粘度のインクの塗膜に照射して重力方向にインクの突出部を形成し、形成した突出部を媒体に接触させることで、高粘度材料をプリントする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Specifically, it is necessary to accurately fly various materials to desired positions in addition to the low-viscosity ink used in conventional image forming, and various image forming devices have been proposed. For example, a method has been proposed in which a high-viscosity material is printed by irradiating a coating film of high-viscosity ink with an ordinary laser to form an ink protrusion in the direction of gravity and bringing the formed protrusion into contact with a medium. (See, for example, Patent Document 1).

本発明は、高解像度の画像を形成することができる光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a flying object generation method using an optical vortex laser capable of forming a high-resolution image.

前記課題を解決するための手段としての本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法は、光吸収材を表面に配した基材における、前記光吸収材が配された側とは反対側の前記基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、前記光渦レーザビームの照射方向にかつ前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を前記光吸収材から生じさせることを特徴とする。 The flying object generation method using the optical vortex laser of the present invention as a means for solving the above-mentioned problems is the side of the base material having the light absorbing material arranged on the surface opposite to the side on which the light absorbing material is arranged. By irradiating the surface of the base material with an optical vortex laser beam, a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the optical vortex laser beam is formed into the light absorbing material. It is characterized by being generated from.

本発明によれば、高解像度の画像を形成することができる光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for generating a flying object using an optical vortex laser capable of forming a high-resolution image.

図1Aは、一般的なレーザ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 view showing an example of a wave surface (equal phase surface) in a general laser beam. 図1Bは、一般的なレーザ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 general laser beam. 図1Cは、一般的なレーザ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 general laser beam. 図2Aは、光渦レーザ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 view showing an example of a wave plane (equal phase plane) in the optical vortex laser beam. 図2Bは、光渦レーザ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 a light intensity distribution in an optical vortex laser beam. 図2Cは、光渦レーザ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 the phase distribution in the optical vortex laser beam. 図3Aは、一般的なレーザ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 when a light absorber is irradiated with a general laser beam. 図3Bは、光渦レーザ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 when the light absorber is irradiated with the optical vortex laser beam. 図4Aは、光渦レーザ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 result of interference measurement in the optical vortex laser beam. 図4Bは、中心に光強度0の点を有するレーザ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 in a laser beam having a point having a light intensity of 0 in the center. 図5Aは、本発明の画像形成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 image forming apparatus of the present invention. 図5B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。FIG. 5B is an explanatory diagram showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図5C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。FIG. 5C is an explanatory diagram showing another example of the image forming apparatus of the present invention. 図6Aは、光吸収材供給手段及び被付着物搬送手段を付加した図5Bに示す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 shown in FIG. 5B to which the light absorbing material supplying means and the adherend transporting means are added. 図6Bは、光吸収材供給手段及び被付着物搬送手段を付加した図5Bに示す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 shown in FIG. 5B to which a light absorbing material supplying means and an adherend transporting means are added. 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概略断面図である。FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing an example of the image forming apparatus shown in FIG. 6A to which the fixing means is added. 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概略断面図である。FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus shown in FIG. 6A to which the fixing means is added. 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概略断面図である。FIG. 7C is a schematic cross-sectional view showing another example of the image forming apparatus shown in FIG. 6A to which the fixing means is added. 図8A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. 8A is a schematic cross-sectional view showing an 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、本発明の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 three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention. 図10Aは、実施例1における光吸収材の飛翔状態を示す写真である。FIG. 10A is a photograph showing the flying state of the light absorbing material in Example 1. 図10Bは、実施例1における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 10B is a photograph showing the adhered state of the light absorbing material in Example 1. 図11Aは、実施例2における光吸収材の飛翔状態を示す写真である。FIG. 11A is a photograph showing the flight state of the light absorbing material in Example 2. 図11Bは、実施例2における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 11B is a photograph showing an adhered state of the light absorbing material in Example 2. 図12Aは、実施例3における光吸収材の飛翔状態を示す写真である。FIG. 12A is a photograph showing the flight state of the light absorber in Example 3. 図12Bは、実施例3における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 12B is a photograph showing the adhered state of the light absorbing material in Example 3. 図13Aは、実施例4における光吸収材の飛翔状態を示す写真である。FIG. 13A is a photograph showing the flight state of the light absorbing material in Example 4. 図13Bは、実施例4における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 13B is a photograph showing the adhered state of the light absorbing material in Example 4. 図14Aは、比較例1における光吸収材の飛翔状態を示す写真である。FIG. 14A is a photograph showing the flight state of the light absorbing material in Comparative Example 1. 図14Bは、比較例1における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 14B is a photograph showing the adhered state of the light absorbing material in Comparative Example 1. 図15Aは、比較例2における光吸収材の飛翔状態を示す写真である。FIG. 15A is a photograph showing the flight state of the light absorbing material in Comparative Example 2. 図15Bは、比較例2における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 15B is a photograph showing the adhered state of the light absorbing material in Comparative Example 2. 図16は、実施例5における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 16 is a photograph showing an adhered state of the light absorbing material in Example 5. 図17は、実施例6における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 17 is a photograph showing an adhered state of the light absorbing material in Example 6. 図18は、実施例7における光吸収材の付着状態を示す写真である。FIG. 18 is a photograph showing an adhered state of the light absorbing material in Example 7.

(光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法、画像形成方法、及び画像形成装置)
本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法は、光吸収材を表面に配した基材における、光吸収材が配された側とは反対側の基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、光渦レーザビームの照射方向にかつ光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を光吸収材から生じさせる。
本発明の画像形成方法は、光吸収材を表面に配した基材における、光吸収材が配された側とは反対側の基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、光渦レーザビームの照射方向にかつ光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を光吸収材から生じさせ、液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させる。
即ち、本発明の画像形成方法は、本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法により光吸収材から生じさせた小さな径の液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させる。
したがって、本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法は、本発明の画像形成方法の説明で足りるため、本発明の画像形成方法の説明を通じて本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法の詳細についても明らかにする。
(Flying object generation method using optical vortex laser, image forming method, and image forming device)
In the flying object generation method using the optical vortex laser of the present invention, the optical vortex laser beam is applied to the surface of the base material on the opposite side of the base material on which the light absorber is arranged. By irradiating, a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the optical vortex laser beam is generated from the light absorber.
The image forming method of the present invention irradiates an optical vortex laser beam on the surface of the base material on the surface of the base material on which the light absorber is arranged, which is opposite to the side on which the light absorber is arranged. A liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the laser beam is generated from the light absorbing material, and the liquid column or droplet is brought into contact with the transfer medium to be transferred.
That is, in the image forming method of the present invention, a liquid column or droplet having a small diameter generated from a light absorbing material by the flying object generation method using the optical vortex laser of the present invention is brought into contact with the transfer medium and transferred.
Therefore, since the description of the image forming method of the present invention is sufficient for the method of generating a flying object using the optical vortex laser of the present invention, the method of generating a flying object using the optical vortex laser of the present invention is sufficient through the explanation of the image forming method of the present invention. The details of the method will also be clarified.

本発明の画像形成方法は、従来技術のレーザーを用いた画像を形成する方法では、インクの突出部の長さが一定になりにくく、媒体に接触する面積がばらついて高解像度の画像を形成できない場合があるという知見に基づくものである。
また、本発明の画像形成方法は、従来技術のレーザーの径を小さくするのみではインクが飛散しやすくなるため、高解像度の画像を形成できない場合があるという知見に基づくものである。
さらに、本発明の画像形成方法は、従来技術のレーザーを用いた画像を形成する方法では、重力方向にしか直進性のあるインクの突出部を形成できず、装置の設計の自由度が制限される場合があるという知見に基づくものである。
In the image forming method of the present invention, in the method of forming an image using a conventional laser, the length of the protruding portion of the ink is difficult to be constant, and the area in contact with the medium varies, so that a high-resolution image cannot be formed. It is based on the finding that there are cases.
Further, the image forming method of the present invention is based on the finding that a high-resolution image may not be formed because the ink is likely to scatter only by reducing the diameter of the laser of the prior art.
Further, in the image forming method of the present invention, in the method of forming an image using a conventional laser, an ink protrusion having straightness only in the direction of gravity can be formed, which limits the degree of freedom in designing the apparatus. It is based on the finding that there are cases.

そこで、本発明の画像形成方法は、光吸収材の塗膜に光渦レーザビームを照射した際に、照射方向側に半球状に膨らんだ光吸収材の端部から光吸収材の一部を回転させながら引きちぎるように突出乃至飛翔させる。言い換えると、本発明の画像形成方法は、基材の表面に光渦レーザビームを照射した際、光吸収材が回転運動を伴って光渦レーザビームの照射方向に略ドーム形状に膨らみ、略ドーム形状の光吸収材の頂部から光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴が生ずるようにする。
さらに、本発明の画像形成方法は、光吸収材から生じさせた液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させることにより、高解像度の画像を形成することができる。
Therefore, in the image forming method of the present invention, when the coating film of the light absorbing material is irradiated with the optical vortex laser beam, a part of the light absorbing material is removed from the end of the light absorbing material that swells hemispherically in the irradiation direction side. Protrude or fly so as to tear off while rotating. In other words, in the image forming method of the present invention, when the surface of the base material is irradiated with the optical vortex laser beam, the light absorber swells in a substantially dome shape in the irradiation direction of the optical vortex laser beam with rotational motion, and is substantially a dome. A liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is generated from the top of the light absorber of the shape.
Further, the image forming method of the present invention can form a high resolution image by bringing a liquid column or a droplet generated from a light absorbing material into contact with a transfer medium and transferring the liquid column or droplet.

まず、光渦レーザビームについて説明する。
一般的なレーザビームは、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、レーザビームの照射方向と同じ方向となるため、レーザビームが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、光吸収材が飛散しやすい。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、光渦レーザビームが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、光渦レーザビームを照射された光吸収材は、光渦レーザビームの照射方向に沿って飛翔し、被付着物に飛散しにくい状態で付着する。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。
First, the optical vortex laser beam will be described.
Since a general laser beam has the same phase, it has a planar equiphase plane (wave plane) as shown in FIG. 1A. Since the direction of the pointing vector of the laser beam is orthogonal to the plane with the same phase, the direction is the same as the irradiation direction of the laser beam. Therefore, when the laser beam is irradiated to the light absorber, the light is absorbed. A force acts on the material in the irradiation direction. However, since the light intensity distribution in the cross section of the laser beam is the strongest normal distribution (Gaussian distribution) at the center of the beam as shown in FIG. 1B, the light absorber tends to scatter. Further, when the phase distribution is observed, it is confirmed that there is no phase difference as shown in FIG. 1C.
On the other hand, the optical vortex laser beam has a spiral equiphase plane as shown in FIG. 2A. Since the direction of the pointing vector of the optical vortex laser beam is orthogonal to the spiral equiphase plane, when the optical vortex laser beam is applied to the light absorber, a force acts in the orthogonal direction. Therefore, as shown in FIG. 2B, the light intensity distribution becomes a concave donut-shaped distribution in which the center of the beam becomes zero, and the light absorber irradiated with the optical vortex laser beam applies donut-shaped energy as radiation pressure. Will be done. Then, the light absorber irradiated with the optical vortex laser beam flies along the irradiation direction of the optical vortex laser beam and adheres to the adherend in a state of being difficult to scatter. Further, when the phase distribution is observed, it is confirmed that the phase difference is generated as shown in FIG. 2C.

図3Aは、一般的なレーザ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。図3Bは、光渦レーザ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。
図3Aと図3Bとを比較すると、図3Aのほうが図3Bよりも光吸収材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、光渦レーザビームの照射方向に沿って飛翔し、被付着物に飛散しにくい状態で付着することがわかる。
FIG. 3A is a photograph showing an example when a light absorber is irradiated with a general laser beam. FIG. 3B is a photograph showing an example when the light absorber is irradiated with the optical vortex laser beam.
Comparing FIG. 3A and FIG. 3B, it can be confirmed that the light absorber is scattered more in FIG. 3A than in FIG. 3B. From this, the light absorber irradiated with the optical vortex laser beam is applied with donut-shaped energy as radiation pressure, flies along the irradiation direction of the optical vortex laser beam, and is not easily scattered on the adherend. It can be seen that it adheres.

光渦レーザ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、レーザビームプロファイラ(Spiricon社製レーザビームプロファイラ、浜松ホトニクス株式会社製レーザ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、光渦レーザビームとの差異が確認できる。
The method for determining whether or not the beam is an optical vortex laser beam is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include the above-mentioned observation of the phase distribution and interference measurement, and interference measurement is common. Is the target.
The interference measurement can be observed using a laser beam profiler (a laser beam profiler manufactured by Spiricon, a laser beam profiler manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., etc.), 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 result of interference measurement in the optical vortex laser beam, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing an example of the result of interference measurement in the laser beam having a point of light intensity 0 in the center. ..
Interference measurement of the optical vortex laser beam confirms that, as shown in FIG. 4A, the energy distribution is donut-shaped and the laser beam has a point with a light intensity of 0 in the center as in FIG. 1C.
On the other hand, when a general laser beam having a point of light intensity 0 in the center is subjected to interference measurement, as shown in FIG. 4B, it is similar to the interference measurement of the optical vortex laser beam shown in FIG. 4A, but the donut-shaped portion. Since the energy distribution of is not uniform, the difference from the optical vortex laser beam can be confirmed.

本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に行うことができる。 The image forming method of the present invention can be preferably performed by the image forming apparatus of the present invention.

本発明の画像形成装置は、光吸収材を表面に配した基材における、光吸収材が配された側とは反対側の基材の表面に光渦レーザビームを照射する。これにより、本発明の画像形成装置は、光渦レーザビームの照射方向にかつ光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を光吸収材から生じさせ、液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させる装置である。
画像形成装置は、光吸収材飛翔手段と、転写手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有することが好ましい。
The image forming apparatus of the present invention irradiates a light vortex laser beam on the surface of the base material on the surface of the base material on which the light absorbing material is arranged, which is opposite to the side on which the light absorbing material is arranged. As a result, the image forming apparatus of the present invention generates a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the optical vortex laser beam from the light absorber, and the liquid column or droplet is generated from the light absorber. Is a device that brings the laser into contact with the transfer medium and transfers the laser.
The image forming apparatus preferably has a light absorbing material flying means and a transfer means, and further preferably has other means as needed.

<光吸収材飛翔手段>
光吸収材飛翔手段は、光吸収材を表面に配した基材における、光吸収材が配された側とは反対側の基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、光渦レーザビームの照射方向にかつ光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を光吸収材から生じさせる手段である。
<Light absorber flight means>
The optical vortex flying means is an optical vortex laser by irradiating the surface of the base material on the surface of the base material on which the light absorber is arranged with a light vortex laser beam on the side opposite to the side on which the light absorber is arranged. This is a means for generating a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the beam from the light absorber.

また、光吸収材飛翔手段としては、例えば、レーザー光源と、光渦変換部と、波長変換部とを有するものを用いることができ、光吸収材飛翔手段は、更に必要に応じて、その他の部材を有することが好ましい。 Further, as the light absorbing material flying means, for example, one having a laser light source, an optical vortex conversion unit, and a wavelength conversion unit can be used, and the light absorbing material flying means may be further used as necessary. It is preferable to have a member.

<<レーザー光源>>
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。
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などが挙げられる。
気体レーザーとしては、例えば、アルゴンレーザ、ヘリウムネオンレーザ、炭酸ガスレーザなどが挙げられる。
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で、好ましい。ただし、本実施例では、実験的にチタンサファイアレーザを使用した。
レーザ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。
レーザ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。
レーザ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。
レーザ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、レーザー光源としては、光渦レーザ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 may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a solid-state laser, a gas laser, and a semiconductor laser that generate a laser beam, 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 gas laser.
Among these, a semiconductor laser having an output of about 30 mW is preferable in terms of miniaturization and cost reduction of the apparatus. However, in this example, a titanium sapphire laser was experimentally used.
The wavelength of the laser beam is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 300 nm or more and 11 μm or less, and more preferably 350 nm or more and 1100 nm or less.
The beam diameter of the laser beam is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 μm or more and 10 mm or less, and more preferably 10 μm or more and 1 mm or less.
The pulse width of the laser beam is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 2 nanoseconds or more and 100 nanoseconds or less, and more preferably 2 nanoseconds or more and 10 nanoseconds or less.
The pulse frequency of the laser beam is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 Hz or more and 200 Hz or less, and more preferably 20 Hz or more and 100 Hz or less.
The laser light source may be a laser light source capable of outputting an optical vortex laser beam.

<<光渦変換部>>
光渦変換部としては、レーザビームを光渦レーザ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。
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、光渦レーザビームを発生させる方法としては、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。他の光渦レーザ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 conversion unit is not particularly limited as long as it can convert the laser beam into an optical vortex laser beam, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a diffraction optical element, a multimode fiber, and a liquid crystal phase modulator. Be done.
Examples of the diffractive optical element include a spiral phase plate and a hologram element. Among these, a spiral phase plate (Spiral Phase Plate) is preferable.
The method of generating the optical vortex laser beam is not limited to the method of using the optical vortex conversion unit, and for example, a method of oscillating the optical vortex from the laser resonator as an intrinsic mode, a method of inserting a hologram element into the resonator, and the like. Can be mentioned. Other methods for generating an optical vortex laser beam include, for example, a method using excitation light converted into a donut beam, a method using a resonator mirror having a dark spot, and a spatial filter using a thermal lens effect generated by a side excitation solid-state laser. A method of oscillating in the optical vortex mode can be mentioned.

<<波長変換部>>
波長変換部としては、光渦レーザビームに円偏光を付与することにより、以下の式(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。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°に設置して光渦レーザ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、画像形成装置は、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着物に付着させる効果を大きくすることができる。
<< Wavelength converter >>
The wavelength conversion unit provides a condition in which the total rotational moments J L, S represented by the following equation (1) become | J L, S | ≧ 0 by applying circular polarization to the optical vortex laser beam. There is no particular limitation as long as it can satisfy the above conditions, and it can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the wavelength conversion unit include a 1/4 wave plate and the like. In the case of a 1/4 wave plate, the optical axis may be installed at a temperature other than + 45 ° or −45 ° to impart elliptical circular polarization (elliptical polarization) to the optical vortex laser beam, but the optical axis may be +45. It is preferable to install the laser beam at ° or −45 ° to impart circular polarization to the optical vortex laser beam and satisfy the above conditions. As a result, the image forming apparatus can increase the effect of stably flying the light absorbing material and adhering it to the object to be adhered in a shape in which scattering is suppressed.

ただし、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、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、光渦レーザビームにおけるビーム径の最小値を意味する。
However, in the equation (1), ε 0 is the dielectric constant in vacuum, ω is the angular frequency of light, L is the topology culture, and I is the optical vortex laser beam represented by the following equation (2). Is the orbital angular momentum corresponding to the vortex order of, S is the spin angular momentum with respect to circular polarization, and r is the driving diameter of the cylindrical coordinate system.
However, in equation (2), ω 0 is the beam waist size of light.
Note that the topology culture means the quantum number that appears from the periodic boundary condition in the azimuth direction in the cylindrical coordinate system of the optical vortex laser beam. Further, the beam waist size means the minimum value of the beam diameter in 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 spiral wave front in the wave plate. S is a parameter determined by the direction of circular polarization in the wave plate. Both L and S are integers. The symbols L and S represent the directions of the spiral (clockwise and counterclockwise), respectively.
If the total rotational moment of the optical vortex laser beam is J, it can be expressed as J = L + S.

画像形成装置は、例えば、レーザビームを光渦レーザビームに変換する光渦変換部、及び光渦レーザ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、高粘度又は固体の光吸収材の飛翔物の直線指向性を発現させ、光吸収材の飛散を抑制できる。 The image forming apparatus 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, and is set to | J L, S | ≧ 0. As a result, the linear directivity of the flying object of the light absorbing material having a high viscosity or solid can be exhibited, and the scattering of the light absorbing material can be suppressed.

<<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 may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a beam diameter changing member, a beam wavelength changing element, and an output adjusting unit.

―ビーム径変更部材―
ビーム径変更部材としては、レーザビーム又は光渦レーザ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、光吸収材が分散体の場合、ビーム径としては、光吸収材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、光吸収材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 member-
The beam diameter changing member is not particularly limited as long as the beam diameter of the laser beam or the optical vortex laser beam can be changed, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a condensing lens.
The beam diameter (irradiation diameter) of the optical vortex laser beam is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 100 μm or less. When the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is 100 μm or less, it is preferable because a high-resolution image can be easily formed.
The beam diameter can be changed by, for example, the laser spot diameter and the condensing lens.
When the light absorber is a dispersion, the beam diameter is preferably at least the maximum value of the volume average particle diameter of the light absorber, and more preferably three times the maximum value of the dispersion. When the beam diameter is within a more preferable range, it is advantageous in that the light absorber can be stably flown.

―ビーム波長変更素子―
ビーム波長変更素子としては、レーザビーム又は光渦レーザビームの波長を、光吸収材が吸収可能であり、かつ後述する基材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 the wavelength of the laser beam or the light vortex laser beam can be changed to a wavelength capable of absorbing the light absorbing material and transmitting the base material described later, depending on the purpose. It can be selected as appropriate. Examples of the beam wavelength changing element include a KTP crystal, a BBO crystal, an LBO crystal, and a CLBO crystal.

―出力調整部―
出力調整部としては、レーザビーム又は光渦レーザ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 unit-
The output adjusting unit is not particularly limited as long as the laser beam or the optical vortex laser beam can be adjusted to an appropriate output value, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include glass.

光吸収材に照射する光渦レーザ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。
光渦レーザビームの照射エネルギーとしては、光吸収材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 that irradiates the light absorber is 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 about the irradiation direction, or As long as it is possible to realize a state in which a part can be separated to generate droplets, there is no particular limitation, and an appropriate selection can be made according to the purpose. In the following, the "output value" may be referred to as "irradiation energy".
Since the appropriate value of the irradiation energy of the optical vortex laser beam changes depending on the viscosity and film thickness of the light absorbing material, it is preferable to adjust it appropriately. Specifically, 100 μJ / dot or less is more preferable, and 60 μJ is more preferable. / Dot or less is more preferable. When the irradiation energy of the optical vortex laser beam is 60 μJ / dot or less, 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 about the irradiation direction, or It is advantageous in that it is easy to realize a state in which a part can be separated to generate droplets.

<転写手段>
転写手段は、光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を光吸収材から生じさせた液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させる手段である。
転写手段としては、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、光吸収材から生じさせた液柱乃至液滴を被転写媒体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、転写手段としては、例えば、被付着物と光吸収材との間隙を調整する機構や、被付着物を搬送する機構を有するようにしてもよい。
<Transfer means>
The transfer means is a means for transferring a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam by bringing the liquid column or droplet generated from the light absorbing material into contact with the transfer medium.
The transfer means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include means provided with a mechanism for bringing a liquid column or droplets generated from the light absorbing material into contact with the transfer medium. .. Specifically, the transfer means may have, for example, a mechanism for adjusting the gap between the adherend and the light absorbing material, or a mechanism for transporting the adherend.

<<被転写媒体>>
被転写媒体(被付着物)としては、光吸収材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、画像形成装置で用いられる記録媒体や中間転写ベルトなどが挙げられる。
<< Transfer medium >>
The transfer medium (attached matter) is not particularly limited as long as it can come into contact with liquid columns or droplets generated from the light absorber, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, it is used in an image forming apparatus. Examples include a recording medium and an intermediate transfer belt.

<その他の手段>
その他の手段としては、例えば、光吸収材供給手段、ビーム走査手段、被付着物搬送手段、定着手段、制御手段などが挙げられる。
また、光吸収材飛翔手段、基材、光吸収材供給手段、及びビーム走査手段を一体として光吸収体飛翔ユニットとして扱ってもよい。
その他の工程としては、例えば、光吸収材供給工程、ビーム走査工程、被付着物搬送工程、定着工程、制御工程などが挙げられる。
<Other means>
Other means include, for example, a light absorber supplying means, a beam scanning means, an adherend transporting means, a fixing means, a controlling means, and the like.
Further, the light absorber flying means, the base material, the light absorbing material supplying means, and the beam scanning means may be integrally treated as a light absorber flying unit.
Examples of other steps include a light absorbing material supply step, a beam scanning step, an adherend transporting step, a fixing step, and a control step.

光吸収材供給手段としては、光吸収材飛翔手段と被付着物との間の光渦レーザビームの光路上に、光吸収材を供給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。光吸収材供給手段としては、例えば、光路上に配置された円筒状の基材を介して光吸収材を供給するようにしてもよい。
具体的には、光吸収材が液体であって、基材に光吸収材を供給する場合には、光吸収材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光吸収材を基材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、供給ローラは、光吸収材を貯蔵する貯蔵槽に表面が一部浸漬し、光吸収材を表面に担持しながら回転して、基材に当接することにより光吸収材を供給する。規制ブレードは、供給ローラの回転方向における貯蔵槽の下流側に配置され、供給ローラが担持した光吸収材を規制して平均厚みを均一にし、飛翔させる光吸収材の量を安定させる。平均厚みを非常に薄くすることにより、飛翔させる光吸収材の量を低減できるため、光吸収材を飛散が抑制された微小なドットとして被付着物に付着可能とし、網点が太るドットゲインを抑制することができる。なお、規制ブレードは、基材の回転方向における供給ローラの下流側に配置されていてもよい。
The light absorbing material supply means is not particularly limited as long as the light absorbing material can be supplied on the optical path of the optical vortex laser beam between the light absorbing material flying means and the adherend, and may be appropriately selected according to the purpose. it can. As the light absorbing material supply means, for example, the light absorbing material may be supplied via a cylindrical base material arranged on the optical path.
Specifically, when the light absorber is a liquid and the light absorber is supplied to the base material, it is possible to provide a supply roller and a regulation blade as the light absorber supply means with a very simple configuration. It is preferable because the absorbent material can be supplied to the surface of the base material with a constant average thickness.
In this case, the surface of the supply roller is partially immersed in a storage tank for storing the light absorber, and the supply roller rotates while supporting the light absorber on the surface to supply the light absorber by abutting against the base material. The regulation blade is arranged on the downstream side of the storage tank in the rotation direction of the supply roller to regulate the light absorber carried by the supply roller to make the average thickness uniform and stabilize the amount of the light absorber to be flown. By making the average thickness very thin, the amount of flying light absorber can be reduced, so that the light absorber can be attached to the adherend as minute dots with suppressed scattering, and the dot gain with thick halftone dots can be obtained. It can be suppressed. The regulation blade may be arranged on the downstream side of the supply roller in the rotation direction of the base material.

また、光吸収材が高粘度である場合には、供給ローラの材質は、基材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。光吸収材が比較的低粘度である場合には、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。 Further, when the light absorbing material has a high viscosity, the material of the supply roller is preferably one having at least an elastic surface in order to ensure contact with the base material. When the light absorber has a relatively low viscosity, the supply rollers include, for example, gravure rolls, microgravure rolls, forward rolls and the like as used in precision wet coating.

更に、供給ローラを設けない光吸収材供給手段としては、貯蔵槽内の光吸収材に基材を直接接触させた後にワイヤーバーなどで余分な光吸収材を掻き取ることにより基材の表面に光吸収材の層を形成するようにしてもよい。なお、貯蔵槽は、光吸収材供給手段とは別に設け、ホース等で光吸収材を光吸収材供給手段に供給するようにしてもよい。
光吸収材供給工程としては、光吸収材飛翔手段と被付着物との間の光渦レーザビームの光路上に、光吸収材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、光吸収材供給手段を用いて好適に行うことができる。
Further, as a light absorbing material supply means without a supply roller, the base material is brought into direct contact with the light absorbing material in the storage tank, and then the excess light absorbing material is scraped off with a wire bar or the like to the surface of the base material. A layer of light absorber may be formed. The storage tank may be provided separately from the light absorbing material supply means, and the light absorbing material may be supplied to the light absorbing material supplying means by a hose or the like.
The light absorbing material supply step is not particularly limited as long as it is a step of supplying the light absorbing material on the optical path of the optical vortex laser beam between the light absorbing material flying means and the adherend, and is appropriately used according to the purpose. It can be selected, and can be preferably performed by using, for example, a light absorber supplying means.

ビーム走査手段としては、光渦レーザビームを光吸収材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、ビーム走査手段は、光吸収材飛翔手段から照射された光渦レーザビームを光吸収材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光渦レーザビームを光吸収材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。
ビーム走査工程としては、光渦レーザビームを光吸収材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、ビーム走査手段を用いて好適に行うことができる。
The beam scanning means is not particularly limited as long as the optical vortex laser beam can be scanned with respect to the light absorbing material, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the beam scanning means includes a reflecting mirror that reflects a light vortex laser beam emitted from the light absorbing material flying means toward the light absorbing material, and a light vortex laser beam that absorbs light by changing the angle and position of the reflecting mirror. It may have a reflector driving unit that scans the material.
The beam scanning step is not particularly limited as long as it is a step of scanning the optical vortex laser beam on the light absorbing material, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the beam scanning step is preferably performed using a beam scanning means. Can be done.

被付着物搬送手段としては、被付着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。
被付着物搬送工程としては、被付着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、被付着物搬送手段を用いて好適に行うことができる。
The means for transporting the object to be adhered is not particularly limited as long as the object to be adhered can be conveyed, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a transfer roller pair.
The process of transporting the adherend is not particularly limited as long as it is a step of transporting the adherend, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the process of transporting the adhered material can be preferably performed. ..

定着手段としては、被付着物に付着させた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。
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 the light absorbing material adhered to the object to be adhered can be fixed, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a thermocompression bonding method using a heating and pressurizing member. Things and so on.
The heating and pressurizing member is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a combination of a heating roller, a pressurizing roller, a heating roller and a pressurizing roller. Examples of other heating and pressurizing members include those in which a fixing belt is combined with these, and those in which the heating roller is replaced with a heating block.

加圧ローラとしては、被付着物搬送手段により搬送される被付着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、被付着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加圧ローラが、表面に光吸収材が付着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。
シリコーン系の撥水性材料からなる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。
フッ素化合物からなる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。
As the pressurizing roller, one in which the pressurizing surface moves at the same speed as the adherend conveyed by the adhered object transporting means is preferable in that image deterioration due to rubbing is suppressed. Among these, those having an elastic layer formed in the vicinity of the surface are more preferable because they can easily contact and pressurize the adherend. Further, the pressure roller in which the water-repellent surface layer is formed of a low surface energy material such as a silicone-based water-repellent material or a fluorine compound on the outermost surface suppresses image distortion due to the light absorber adhering to the surface. Especially preferable in that respect.
Examples of the water-repellent surface layer made of a silicone-based water-repellent material include a silicone-based release agent film, a baking film of silicone oil or various modified silicone oils, a silicone varnish film, a silicone rubber film, and silicone rubber. Examples thereof include a film made of a composite material such as metal, rubber, plastic, and ceramic.
Examples of the water-repellent surface layer made of a fluorine compound include a fluororesin film, an organic fluorine compound film, a fluorine oil baking film or an adsorption film, a fluorine rubber film, or fluorine rubber and various metals, rubber, plastics, ceramics, etc. Examples thereof include a film made of a composite material.

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 may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 80 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.

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、定着ベルトとしては、表面に光吸収材が付着することによる画像の乱れを抑制する点で、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。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 has heat resistance and high mechanical strength, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include films such as polyimide, PET, and PEN. Further, as the fixing belt, it is preferable to use the same material as the material forming the outermost surface of the pressure roller in that the image distortion due to the adhesion of the light absorbing material to the surface is suppressed. Since the thickness of the fixing belt can be reduced, the energy for heating the belt itself can be reduced, so that the fixing belt can be used immediately after the power is turned on. The temperature and pressure at this time vary depending on the composition of the light absorbing material to be fixed, but the temperature is preferably 200 ° C. or lower from the viewpoint of energy saving, and the pressure is preferably 1 kg / cm or less from the viewpoint of the rigidity of the apparatus.

なお、2種以上の光吸収材を用いる場合は、各色の光吸収材が被付着物に付着する毎に定着させてもよく、全種の光吸収材が被付着物に付着して積層された状態で定着させてもよい。
また、光吸収材が非常に高粘度であって、乾燥が遅くなり被付着物に対する付着速度の向上が困難な場合には、被付着物を追加で加熱し、乾燥を促進させてもよい。
更に、光吸収材の被付着物への浸透及び濡れが遅く、付着させた光吸収材が十分に平滑化していない状態で乾燥させた場合、光吸収材が付着した被付着物の表面が粗くなるため、被付着物の表面の光沢が得られない場合がある。被付着物の表面の光沢を得るためには、加圧して定着させる定着手段とすることにより、被付着物に付着した光吸収材をつぶしながら被付着物に押し込むよう定着させて、被付着物の表面粗さを小さくするようにしてもよい。
定着手段は、特に粉体を押し固めて形成した固体の光吸収材を用いた場合などに、被付着物に定着させるために必要となる。なお、必要に応じて、定着手段とともに公知の光定着器を用いてもよい。
定着工程としては、被付着物に付着させた光吸収材を、被付着物に定着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、定着手段を用いて好適に行うことができる。
When two or more types of light absorbers are used, the light absorbers of each color may be fixed each time they adhere to the adherend, and all types of light absorbers adhere to the adherend and are laminated. It may be fixed in a state of being fixed.
Further, when the light absorbing material has a very high viscosity and the drying becomes slow and it is difficult to improve the adhesion rate to the adherend, the adherend may be additionally heated to promote the drying.
Furthermore, the penetration and wetting of the light absorber into the adherend is slow, and when the adhered light absorber is dried in a state where it is not sufficiently smoothed, the surface of the adherend to which the light absorber is attached becomes rough. Therefore, the surface gloss of the adherend may not be obtained. In order to obtain the gloss of the surface of the adherend, by using a fixing means for pressurizing and fixing the adherend, the light absorber adhering to the adherend is crushed and fixed by being pushed into the adherend. The surface roughness of the surface may be reduced.
The fixing means is required to fix the powder to the adherend, especially when a solid light absorbing material formed by compacting the powder is used. If necessary, a known optical fixing device may be used together with the fixing means.
The fixing step is not particularly limited as long as it is a step of fixing the light absorbing material attached to the adhered object to the adherend, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a fixing means is used. It can be preferably performed.

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。
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る。
The control means is not particularly limited as long as the movement of each means can be controlled, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include devices such as sequencers and computers.
The control step is a step of controlling each step, and can be preferably performed by the control means.

<光吸収材>
光吸収材は、光吸収物質を有し、更に必要に応じて適宜選択した、その他の物質を有する。
光吸収材としては、光渦レーザビーム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。光吸収材が光渦レーザビーム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 absorber>
The light absorbing material has a light absorbing substance, and further has other substances appropriately selected as necessary.
As the light absorber, the absorbance of the optical vortex laser beam with respect to the wavelength is preferably larger than 1, and more preferably larger than 2. When the light absorber has an absorbance of the optical vortex laser beam with respect to the wavelength of more than 2, it is advantageous in that energy efficiency can be improved.

<<光吸収物質>>
光吸収物質としては、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、顔料、染料などの着色剤が挙げられる。
<< Light Absorbent >>
The light absorbing substance is not particularly limited as long as it absorbs light having a predetermined wavelength, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include colorants such as pigments and dyes.

光吸収物質における所定の波長の光の吸収性能としては、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、膜厚が3μmにおける塗膜状態での透過率(吸光度)として、80%以下(0.1以上)が好ましく、50%以下(0.3以上)がより好ましく、30%以下(0.5以上)が特に好ましい。
また、光吸収性能を有する光吸収材により形成された塗膜において、光吸収材の膜厚における透過率(吸光度)としては、10%以下(1以上)が好ましく、1%以下(2以上)がより好ましく、0.1%以下(3以上)がさらに好ましく、0.01%以下(4以上)が特に好ましい。透過率が好ましい範囲内であると、基材に吸収された光渦レーザビームのエネルギーが熱に変換されにくいため、光吸収材に乾燥や溶融などの変化を与えることが少ない点でも有利である。さらに、透過率が好ましい範囲内であると、光吸収材に与えるエネルギーが低下しにくいため、付着位置のバラつきが生じにくい点で有利である。
なお、透過率(吸光度)は、例えば、分光光度計(株式会社島津製作所製、UV3600)などを用いて測定することができる。
The absorption performance of light of a predetermined wavelength in the light absorbing substance is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the transmittance (absorbance) in the coating state at a film thickness of 3 μm is 80. % Or less (0.1 or more) is preferable, 50% or less (0.3 or more) is more preferable, and 30% or less (0.5 or more) is particularly preferable.
Further, in a coating film formed of a light absorbing material having light absorbing performance, the transmittance (absorbance) in the film thickness of the light absorbing material is preferably 10% or less (1 or more), and 1% or less (2 or more). Is more preferable, 0.1% or less (3 or more) is further preferable, and 0.01% or less (4 or more) is particularly preferable. When the transmittance is within a preferable range, the energy of the optical vortex laser beam absorbed by the base material is not easily converted into heat, which is advantageous in that the light absorbing material is less likely to undergo changes such as drying and melting. .. Further, when the transmittance is within a preferable range, the energy given to the light absorbing material is less likely to decrease, which is advantageous in that the adhesion position is less likely to vary.
The transmittance (absorbance) can be measured using, for example, a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, UV3600) or the like.

光吸収材としては、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。
光吸収材の形態としては、例えば、液体、固体、粉体などが挙げられる。特に、高粘性体又は固体を飛翔可能としたことは、従来のインクジェット記録方式には成し得ない長所となっている。
また、光吸収材が固体又は粉体であれば、光吸収材の形態としては、光渦レーザビームを照射する際に光吸収材が粘性を有する状態であることが好ましい。具体的には、固体又は粉体を飛翔させたい場合には、例えば、光渦レーザビームを照射する前に加熱して溶融状態にして粘性を有する形態にすることが好ましい。
The form, size, material, and the like of the light absorbing material are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose.
Examples of the form of the light absorbing material include liquid, solid, and powder. In particular, the ability to fly a highly viscous body or solid is an advantage that cannot be achieved by conventional inkjet recording methods.
When the light absorber is a solid or powder, the form of the light absorber is preferably a state in which the light absorber has viscosity when irradiating the optical vortex laser beam. Specifically, when it is desired to fly a solid or powder, for example, it is preferable to heat the solid or powder before irradiating it with an optical vortex laser beam to bring it into a molten state to have a viscous form.

液体の光吸収材としては、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、顔料及び溶剤を含むインク、導電体及び溶剤を含む導電性ペーストなどが挙げられる。なお、溶剤を含むインクに光渦レーザビームが照射されると、溶剤が光を吸収しない場合には、溶剤以外の光を吸収する含有物に光渦レーザビームのエネルギーが付与され、その含有物とともに溶剤が飛翔する。
液体の光吸収材の粘度としては、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 liquid light absorbing material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include inks containing pigments and solvents, conductive pastes containing conductors and solvents, and the like. When the ink containing the solvent is irradiated with the optical vortex laser beam, if the solvent does not absorb the light, the energy of the optical vortex laser beam is given to the inclusions that absorb the light other than the solvent, and the inclusions thereof. At the same time, the solvent flies.
The viscosity of the liquid light absorbing material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended 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 in an environment of 25 ° C. using, for example, a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

導電性ペーストは、導電体を含むインク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、回路基板の製造方法において公知乃至慣用の導電性ペーストなどが挙げられる。
導電体としては、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、銀、金、銅、ニッケル、ITO、カーボン、カーボンナノチューブ等の導電性を有する無機粒子;ポリアニリン、ポリチオフェン(例えば、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)等)、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性の有機高分子からなる粒子などが挙げられる。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。
導電性ペーストの体積抵抗率としては、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、通常の電極用途として使用できる点から10Ω・cm以下が好ましい。
The conductive paste is not particularly limited as long as it is an ink containing a conductor, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include conductive pastes known or commonly used in a method for manufacturing a circuit board.
The conductor is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, conductive inorganic particles such as silver, gold, copper, nickel, ITO, carbon and carbon nanotubes; polyaniline and polythiophene (polyaniline, polythiophene). For example, particles made of a conductive organic polymer such as poly (ethylenedioxythiophene), polyacetylene, polypyrrole, etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
The volume resistivity of the conductive paste is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, it is preferably 10 3 Ω · cm or less from the viewpoint of use as a normal electrode applications.

粉体の光吸収材としては、例えば、顔料及び結着樹脂を含むトナーや半田ボールの様な金属微粒子などが挙げられる。
この場合、光渦レーザビームが照射されると、顔料に光渦レーザビームのエネルギーが付与され、顔料とともに結着樹脂がトナーとして飛翔する。なお、粉体の光吸収材としては、顔料のみとしてもよい。
Examples of the light absorbing material of the powder include toner containing a pigment and a binder resin, metal fine particles such as solder balls, and the like.
In this case, when the optical vortex laser beam is irradiated, the energy of the optical vortex laser beam is applied to the pigment, and the binder resin flies as toner together with the pigment. The powder light absorber may be only a pigment.

固体の光吸収材としては、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、スパッタや蒸着により製膜された金属薄膜、分散体などの粉体を押し固めたものなどが挙げられる。 The solid light absorber is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a metal thin film formed by sputtering or vapor deposition, a material obtained by compacting powder such as a dispersion, or the like is used. Can be mentioned.

金属薄膜としては、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。金属としては、例えば、銀、金、アルミ、白金、銅など蒸着やスパッタ加工が可能な一般的な金属が挙げられる。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。
金属薄膜を飛翔させて画像パターンを形成する方法としては、例えば、予めガラスやフィルムなどの基材上に金属薄膜を作成し、金属薄膜に光渦レーザビームを照射して飛翔させることで画像パターンを形成させる方法が挙げられる。また、他の方法としては、非画像部を飛翔させることで画像パターンを形成させる方法などが挙げられる。
The metal thin film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the metal include general metals such as silver, gold, aluminum, platinum, and copper that can be vapor-deposited or sputtered. These may be used alone or in combination of two or more.
As a method of forming an image pattern by flying a metal thin film, for example, a metal thin film is prepared in advance on a base material such as glass or a film, and the metal thin film is irradiated with an optical vortex laser beam to fly the image pattern. There is a method of forming. Further, as another method, there is a method of forming an image pattern by flying a non-image portion.

粉体を押し固めたものとしては、所定の平均厚みである層状であることが好ましく、基材の表面に層状の固体を担持されるようにしてもよい。 The compacted powder is preferably in a layered form having a predetermined average thickness, and a layered solid may be supported on the surface of the base material.

光吸収材の大きさとしては、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。
光吸収材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、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、10μm以上50μm以下が更に好ましい。光吸収材の平均厚みを上記の好ましい範囲とすることにより、光渦レーザビームを照射しときの光吸収材の飛散を抑制することができる。
光吸収材の平均厚みが好ましい範囲内であると、光吸収材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層の強度を確保することができるため、安定した供給が可能となる点で有利である。また、光渦レーザビーム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。
The size of the light absorbing material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
The average thickness of the light absorbing material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, still more preferably 10 μm or more and 50 μm or less. By setting the average thickness of the light absorber in the above-mentioned preferable range, it is possible to suppress the scattering of the light absorber when irradiating the optical vortex laser beam.
When the average thickness of the light absorber is within a preferable range, when the light absorber is supplied in layers, the strength of the layer can be ensured even when the light absorber is continuously flown, so that a stable supply can be achieved. Is advantageous in that it is possible. Further, since the energy of the optical vortex laser beam does not become too large, it is advantageous in that deterioration and decomposition are unlikely to occur especially when the light absorber is an organic substance.
Depending on the coating method, it can be supplied as a layer holding a certain pattern.

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、光吸収材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または接触方式の方法が挙げられる。
The method for measuring the average thickness is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an arbitrary plurality of points are selected for the light absorbing material, and the average thickness of the plurality of points is calculated. The method of obtaining by doing so can be mentioned. As an average, the average of the thickness of 5 points is preferable, the average of the thickness of 10 points is more preferable, and the average of the thickness of 20 points is particularly preferable.
The average thickness measuring device is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a non-contact or contact method such as a laser displacement meter or a micrometer.

光吸収材の材質としては、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、画像形成を行う場合にはトナーのような着色剤であってもよく、立体造形物を製造する場合には後述する立体造形剤であってもよい。 The material of the light absorber is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, when image formation is performed, a colorant such as toner may be used to produce a three-dimensional model. If this is the case, it may be a three-dimensional modeling agent described later.

−着色剤−
着色剤としては、光吸収材と同様に、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、光吸収材を着色剤とした際に異なる点を説明する。
-Colorant-
Similar to the light absorbing material, the colorant is not particularly limited in shape, material and the like, and can be appropriately selected depending on the purpose. Hereinafter, the differences when the light absorbing material is used as a colorant will be described.

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。 The liquid colorant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a coloring material such as a dye, a pigment, colored particles, or colored oil droplets is dispersed in water as a solvent. Water-based inks can be used. Further, not limited to the water-based ink, as a solvent, for example, a colorant containing a liquid having a relatively low boiling point such as a hydrocarbon-based organic solvent or various alcohols can be used. Among these, water-based inks are preferable from the viewpoints of safety of volatile components and danger 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, since the image forming apparatus can form an image with process ink for offset printing using a plate, JAPAN COLOR compatible ink, special color ink, etc., a digital image matching the color used for offset printing can be easily produced without a plate. It can be reproduced.
Further, since the image can be formed even with the UV curable ink, it is possible to prevent the overlapping recording media from sticking to each other and to simplify the drying step by irradiating the fixing step with ultraviolet rays to cure the image.

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

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 organic pigments include dioxazine violet, quinacridone violet, copper phthalocyanine blue, phthalocyanine green, sap green, monoazo yellow, disuazo yellow, polyazo yellow, benzimidazolone yellow, isoindolinone yellow, first yellow, and chromophthal yellow. , Nickel azo yellow, azomethin yellow, benzimidazolone orange, alizarin red, quinacridone red, naphthol red, monoazo red, polyazo red, perylene red, anthracinyl red, diketopyrrolopyrrole red, diketopyrrolopyrrole orange, benzimidazolone Brown, sepia, aniline black, etc. are mentioned, and among the organic pigments, metal lake pigments include, for example, Rhodamine lake, quinoline yellow lake, brilliant blue lake and the like.

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 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, billijan, yellow ocher, and alumina. White, cadmium yellow, cadmium red, vermilion, lithopon, ultramarine, talc, white carbon, clay, mineral violet, rose cobalt violet, silver white, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc oxide, zinc sulfide, strontium sulfide, aluminic acid Strontium, brass, gold powder, bronze powder, aluminum powder, brass pigment, ivory black, peach black, lamp black, carbon black, Prussian blue, aureolin, mica titanium, yellow ocher, tail belt, low sienna, low umber, cadmium earth, Cretaceous, gypsum, burnt sienna, burnt umber, lapis lazuli, azurite, malakite, opiment, dragon sand, coral powder, husk, red iron oxide, ultramarine, prussian blue, fish phosphorus foil, iron oxide-treated pearl, etc.

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 preferable as the black pigment from the viewpoint of hue and image preservation.
The cyan pigment is C.I., which is copper phthalocyanine blue from the viewpoint of hue and image preservation. I. Pigment Blue 15: 3 is preferred.

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。 The magenta pigment is quinacridone red, C.I. I. Pigment Red 122, Naftor Red C.I. I. Pigment Red 269 and Rhodamine Lake C.I. I. Pigment Red 81: 4 is preferable, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of hue and image preservation, C.I. I. Pigment Red 122 and C.I. I. A mixture of Pigment Red 269 is more preferred, C.I. I. Pigment Red 122 (PR122) and C.I. I. As a mixture of Pigment Red 269 (PR269), P.R. R. 122: P.I. R. A mixture in which 269 is 5:95 or more and 80:20 or less is particularly preferable. P. R. 122: P.I. R. When 269 is in a particularly preferable range, the hue does not deviate as a 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 the yellow pigment, C.I. I. Pigment Yellow 74, disazo yellow C.I. I. Pigment Yellow 155, Benz Imidazolone Yellow, C.I. I. Pigment Yellow 180, Isoindoline Yellow C.I. I. Pigment Yellow 185 is preferred. Among these, from the viewpoint of hue and image preservation, C.I. I. Pigment Yellow 185 is more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

光吸収材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 light absorber is used as a process color ink as a colorant, it is preferably used in a four-color ink set.

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。 Most of the inorganic pigments are composed of particles having a volume average particle size of more than 10 μm. When an inorganic pigment having a volume average particle diameter of 10 μm or more is used as the colorant, the colorant is preferably a liquid. If the colorant is a liquid, it is advantageous in that the colorant can be maintained in a stable state without using a force other than non-electrostatic adhesive force such as electrostatic force. Further, in this case, the image forming method of the present invention is very effective as compared with the inkjet recording method in which nozzle clogging and ink settling are likely to be noticeable and a stable continuous printing process is difficult to obtain. Further, the image forming method of the present invention is very effective as compared with the electrophotographic method in which a sufficient amount of charge cannot be obtained when the surface area of the colorant particles becomes small and the stable continuous printing process cannot be established. ..

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 dyes include monoazo dyes, polyazo dyes, metal complex salt azo dyes, pyrazolone azo dyes, stillben azo dyes, thiazole azo dyes, anthraquinone derivatives, anthron derivatives, indigo derivatives, thioindigo derivatives, phthalocyanine dyes, diphenylmethane dyes, and triphenylmethane. Examples thereof include dyes, xanthene dyes, acrydin 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.

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、記録媒体に付着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、本発明の画像形成装置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、着色剤を重ねて付着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、この画像形成方法は、液体の着色剤を飛翔させて付着させるものであるため、例えば、フィルム状の着色剤担持体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 may be appropriately selected depending on the intended purpose.
When a liquid colorant that penetrates the recording medium is used, the colorant adhering to the recording medium may cause feathering or bleeding, but high-viscosity coloring that can be handled by the image forming apparatus of the present invention. When the agent is used, it dries faster than the permeation rate into the recording medium, so that the color development property can be improved and the edge portion can be sharpened by reducing the bleeding, and a high-quality image can be formed. Further, even when gradation expression is performed by overstrike in which colorants are laminated and adhered, bleeding due to an increase in the amount of the colorant can be reduced.
Further, since this image forming method is for flying and adhering a liquid colorant, for example, as compared with a so-called thermal transfer method in which a colorant is melt-transferred by heat from a film-shaped colorant carrier, a recording medium is used. Even if there are minute irregularities on the surface, good recording can be performed.

着色剤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。着色剤の平均厚みが100μm以下であると、着色剤を飛翔させるためのエネルギーを小さくできるため、着色剤担持体の耐久性、着色剤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、平均厚みの好ましい範囲は、記録媒体、目的などにより変化する。 The average thickness of the colorant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 100 μm or less. When the average thickness of the colorant is 100 μm or less, the energy for flying the colorant can be reduced, so that the durability of the colorant carrier and the decomposition of the composition when the colorant is an organic substance are less likely to occur. It is advantageous in that. The preferable range of the average thickness varies depending on the recording medium, purpose, and the like.

例えば、一般的なオフセット印刷で用いられるコート紙や平滑なフィルムを記録媒体として用いる場合には、着色剤の平均厚みとしては、0.5μm以上5μm以下が好ましい。平均厚みが好ましい範囲内であると、記録媒体の微小な平均厚みの違いによる色差が人間の目でも判別しにくくなるためコート紙でも彩度の高い画像になりやすくなるとともに、網点のドットゲインが顕著とならず鮮鋭な画像が表現しやすくなる点で有利である。 For example, when coated paper or a smooth film used in general offset printing is used as a recording medium, the average thickness of the colorant is preferably 0.5 μm or more and 5 μm or less. When the average thickness is within a preferable range, it becomes difficult for the human eye to discriminate the color difference due to a minute difference in the average thickness of the recording medium, so that even coated paper tends to produce a highly saturated image and the dot gain of halftone dots. Is not noticeable and is advantageous in that a sharp image can be easily expressed.

また、例えば、オフィスなどで用いられる上質紙など、表面粗さがコート紙やフィルムよりも大きな記録媒体を用いる場合には、着色剤の平均厚みとしては、3μm以上10μm以下が好ましい。平均厚みが好ましい範囲内であると、記録媒体の表面粗さに影響されにくく良好な画質を得やすくなるとともに、特にプロセスカラーの着色剤でフルカラー画像を表現する場合、複数の着色剤の層を重ね合わせても段差感が顕著となりにくい。 Further, when a recording medium having a surface roughness larger than that of coated paper or film is used, for example, high-quality paper used in an office or the like, the average thickness of the colorant is preferably 3 μm or more and 10 μm or less. When the average thickness is within a preferable range, it is easy to obtain good image quality without being affected by the surface roughness of the recording medium, and when a full-color image is expressed with a process color colorant, a plurality of colorant layers are formed. Even if they are overlapped, the feeling of step is less likely to be noticeable.

更に、例えば、布、繊維などを染色する捺染に用いる場合、記録媒体となる綿、絹、化学繊維などに着色剤を付着させるには、着色剤の平均厚みとしては、5μm以上の平均厚みが必要となる場合が多い。これは、繊維の太さが紙に比べ大きくなるため、多くの着色剤が必要となる場合が多い。 Further, for example, when used for printing to dye cloth, fibers, etc., in order to attach the colorant to cotton, silk, chemical fibers, etc., which are recording media, the average thickness of the colorant is 5 μm or more. Often required. This is because the thickness of the fiber is larger than that of paper, so a large amount of colorant is often required.

<基材>
基材としては、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。基材の形状としては、光吸収材を表面に担持し、裏面から光渦レーザビームを照射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。基材の形状としては、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、基材が筒状であって、周方向に回転する基材の表面に光吸収材を供給する光吸収材供給手段を有するようにすることが好ましい。筒状の基材の表面に光吸収材を担持すると、外周方向における被付着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、筒状の内部には光吸収材飛翔手段を配置し、内部から外周に向けて光渦レーザビームを照射可能とし、基材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、平板状の基材の形状としては、例えば、スライドガラスなどが挙げられる。
<Base material>
The base material is not particularly limited in shape, structure, size, material, etc., and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The shape of the base material is not particularly limited as long as the light absorbing material is supported on the front surface and the optical vortex laser beam can be irradiated from the back surface, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the shape of the base material include a flat plate shape, a tubular shape such as a perfect circle or an ellipse, a surface obtained by cutting out a part of the tubular shape, and an endless belt shape. Among these, it is preferable that the base material has a tubular shape and has a light absorbing material supply means for supplying the light absorbing material to the surface of the base material rotating in the circumferential direction. When the light absorbing material is supported on the surface of the tubular base material, it can be supplied regardless of the size of the adherend in the outer peripheral direction. Further, in this case, a light absorbing material flying means is arranged inside the tubular shape so that the optical vortex laser beam can be irradiated from the inside toward the outer periphery, and the base material rotates in the circumferential direction to continuously irradiate. be able to. Further, examples of the shape of the flat base material include slide glass and the like.

基材の構造としては、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。 The structure of the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.

基材の大きさとしては、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、被付着物の幅に合わせた寸法とすることが好ましい。 The size of the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but the size is preferably set according to the width of the adherend.

基材の材質としては、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。光を透過するもののうち、酸化珪素を主成分とする各種ガラスなどの無機材料、透明性の耐熱プラスチック、エラストマーなどの有機材料が、透過率と耐熱性の点で、好ましい。 The material of the base material is not particularly limited as long as it transmits light, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Among those that transmit light, inorganic materials such as various glasses containing silicon oxide as a main component, transparent heat-resistant plastics, and organic materials such as elastomers are preferable in terms of transmittance and heat resistance.

基材の表面粗さ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、光渦レーザビームの屈折散乱を抑制し、光吸収材に付与するエネルギーを低下させない点で、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、表面粗さRaが好ましい範囲内であると、被付着物に付着した光吸収材の平均厚みのばらつきを抑制することができ、所望の量の光吸収材を付着させることができる点で有利である。
表面粗さRaは、JIS B0601に従って測定することができ、例えば、共焦点式レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製)や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 base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but it does not reduce the energy given to the light absorber by suppressing the refraction scattering of the optical vortex laser beam. , Both the front surface and the back surface are preferably 1 μm or less. Further, when the surface roughness Ra is within a preferable range, the variation in the average thickness of the light absorbing material attached to the adherend can be suppressed, and a desired amount of the light absorbing material can be attached. It is advantageous.
The surface roughness Ra can be measured according to JIS B0601, for example, using a confocal laser scanning microscope (manufactured by KEYENCE Co., Ltd.) or a stylus type surface shape measuring device (Dectak 150, manufactured by Bruker AXS Co., Ltd.). Can be measured.

<被付着物>
被付着物(被転写媒体)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、画像を形成するための記録媒体、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。
<Attachment>
The object to be adhered (transfer medium) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a recording medium for forming an image or a modeled object supporting substrate for forming a three-dimensional modeled object. And so on.

−記録媒体−
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。
-Recording medium-
The recording medium is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include coated paper, woodfree paper, film, cloth, and fiber.

被付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)としては、被付着物と光吸収材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。被付着物と光吸収材との間隙が好ましい範囲内であると、被付着物に対する光吸収材の付着位置の精度が低下しにくくなる点で有利である。また、被付着物と光吸収材とを接触させないことにより、光吸収材、被付着物の組成を選ばず光吸収材を被付着物に付着させることが可能となる。
更に、間隙は、例えば、被付着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、光吸収材及び被付着物の位置変動、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 between the adherend and the light absorber is not particularly limited as long as the adherend and the light absorber are not brought into contact with each other, and can be appropriately selected depending on the purpose, but is 0.05 mm or more. It is preferably 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. When the gap between the adherend and the light absorber is within a preferable range, it is advantageous in that the accuracy of the adhesion position of the light absorber with respect to the adherend is less likely to decrease. Further, by not bringing the adhered object into contact with the light absorbing material, the light absorbing material can be adhered to the adhered object regardless of the composition of the light absorbing material and the adhered object.
Further, it is preferable that the gap is kept constant by, for example, a position controlling means for maintaining the position of the adherend to be constant. In this case, it is important to arrange each part in consideration of the positional fluctuation of the light absorber and the adherend and the variation of the average thickness.

また、被転写媒体(被付着物)における、転写(付着)後の光吸収材の平均直径(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るが、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。本発明においては、飛翔する液滴の径は照射される光渦レーザビーム径よりも小さい径で飛翔するが、被転写媒体上では着滴時の衝撃及び被転写媒体表面との表面張力の関係によって形成されるドット径は変化する。
また、平均ドット径は、例えば、マイクロスコープ等で光吸収材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。
The average diameter (average dot diameter) of the light absorber after transfer (adhesion) in the transfer medium (attachment) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is 100 μm. The following is preferable in that the resolution of the formed image or the three-dimensional model can be further improved. In the present invention, the diameter of the flying droplets is smaller than the diameter of the irradiated optical vortex laser beam, but on the transfer medium, the relationship between the impact at the time of droplets and the surface tension with the surface of the transfer medium. The dot diameter formed by is changed.
Further, the average dot diameter is made circular by, for example, acquiring a dot image of a light absorber with a microscope or the like, detecting a dot area from image luminance information, and calculating the area of each dot from the number of pixels in the detected dot area. It can be obtained by using the converted diameter as the dot diameter and averaging them.

さらに、被転写媒体(被付着物)における、転写(付着)後の光吸収材の直径(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。被転写媒体における、転写後の光吸収材の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、被転写媒体における、転写後の光吸収材の直径のばらつきの値は、例えば、マイクロスコープ等で光吸収材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。
Further, the value of the variation in the diameter (dot diameter) of the light absorbing material after transfer (adhesion) in the transfer medium (attachment) is preferably 10% or less, and preferably 6% or less. More preferred. By setting the value of the variation in the diameter of the light absorbing material after transfer in the transfer medium to the above-mentioned preferable range, the accuracy in forming an image or a three-dimensional model can be further improved.
Further, the value of the variation in the diameter of the light absorbing material after transfer in the transfer medium is determined by acquiring a dot image of the light absorbing material with a microscope or the like, detecting a dot region from the image brightness information, and detecting the dots. It can be obtained by calculating the area of each dot from the number of pixels in the region, using the diameter when converted to a circle as the dot diameter, and calculating from the average particle size and standard deviation of the particle size distribution of each dot.

加えて、被転写媒体(被付着物)における、転写(付着)後の光吸収材の位置(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。被転写媒体における、転写後の光吸収材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、被転写媒体における、転写後の光吸収材の位置のばらつきの値としては、例えば、光吸収材のドットを一列に付着させる場合には、そのドットの列と直行する方向における、光吸収材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光吸収材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 light absorbing material after transfer (adhesion) in the transfer medium (attachment) is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. preferable. By setting the value of the variation in the position of the light absorbing material after transfer in the transfer medium to the above-mentioned preferable range, the accuracy in forming an image or a three-dimensional model can be further improved. As the value of the variation in the position of the light absorbing material after transfer in the transfer medium, for example, when the dots of the light absorbing material are attached in a row, the light absorption is performed in the direction orthogonal to the row of the dots. It can be a value of variation in the position of the material.
For example, a dot image of a light absorber is acquired with a microscope or the like, a dot region is detected from the image brightness information, the coordinates of the center of gravity of each detected dot region are calculated, and the deviation of each center of gravity from the approximate straight line by the least squares method is calculated. It can be obtained by calculation.

なお、光吸収材飛翔手段、光吸収材供給手段、及びビーム走査手段を一体として着色剤飛翔ユニットとして扱ってもよい。
例えば、着色剤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、ブラックの着色剤を飛翔させるようにしてもよい。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、プロセスカラーの着色剤を有する着色剤飛翔ユニットの上流側に、白色の着色剤を有する着色剤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、光渦レーザ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、ブルーレーザビーム、紫外線レーザ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。
The light absorbing material flying means, the light absorbing material supplying means, and the beam scanning means may be integrally treated as a colorant flying unit.
For example, four colorant flying units may be provided in the image forming apparatus to fly the colorants of yellow, magenta, cyan, and black, which are process colors. The number of colors of the colorant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, and the number of colorant flying units may be increased or decreased as necessary. Further, by arranging the colorant flying unit having a white colorant on the upstream side of the colorant flying unit having the process color colorant in the transport direction of the recording medium, it is possible to provide the white concealing layer. Therefore, an image having excellent color reproducibility can be formed on a transparent recording medium. However, especially for yellow, white, and transparent colorants, the laser light source may be, for example, a blue laser beam, an ultraviolet laser beam, or the like so that the light transmittance (absorptivity) of the wavelength of the light vortex laser beam becomes appropriate. You may have to make the appropriate choice.

更に、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。 Further, since a high-viscosity colorant can be used in the image forming apparatus, even if an image is formed by sequentially superimposing colorants of different colors on a recording medium, bleeding occurs in which the colorants exude and mix with each other. Therefore, a high-quality color image can be obtained.

画像形成装置の小型化などを目的として、着色剤飛翔ユニットを1つだけ設け、供給ローラ及び着色剤担持体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。 For the purpose of downsizing the image forming apparatus, only one colorant flying unit may be provided, and the colorant itself supplied to the supply roller and the colorant carrier may be switched to form an image of a plurality of colors.

また、本発明の画像形成装置を、以下のように、立体造形物の製造装置に応用することもできる。 Further, the image forming apparatus of the present invention can also be applied to an apparatus for manufacturing a three-dimensional model as follows.

(立体造形物の製造装置)
立体造形物の製造装置は、立体造形剤飛翔装置を少なくとも有し、立体造形剤硬化手段を有することが好ましく、更に必要に応じて、その他の手段を有する。立体造形剤飛翔装置は、光吸収材が立体造形剤である画像形成装置であり、立体造形剤飛翔手段により立体造形剤を飛翔させる。
(Manufacturing equipment for 3D objects)
The three-dimensional model manufacturing apparatus preferably has at least a three-dimensional modeling agent flying device, and preferably has a three-dimensional modeling agent curing means, and further has other means, if necessary. The three-dimensional modeling agent flying device is an image forming device in which the light absorber is a three-dimensional modeling agent, and the three-dimensional modeling agent is flown by the three-dimensional modeling agent flying means.

<立体造形剤飛翔手段>
立体造形剤飛翔手段は、光吸収材が立体造形剤であり、被付着物が造形物支持基板であること以外は前述の光吸収材飛翔手段と同様であるため、その説明を省略する。なお、立体造形剤飛翔手段は、造形物支持基板に対して立体造形剤を層として積み重ね、立体的に付着させる。
<Three-dimensional modeling agent flying means>
The three-dimensional modeling agent flying means is the same as the above-mentioned light absorbing material flying means except that the light absorbing material is a three-dimensional modeling agent and the object to be adhered is a modeled object support substrate, and thus the description thereof will be omitted. In the three-dimensional modeling agent flying means, the three-dimensional modeling agent is stacked as a layer on the modeled object support substrate and adhered three-dimensionally.

<立体造形剤硬化手段>
立体造形剤硬化手段としては、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。
立体造形剤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、立体造形剤硬化手段を用いて好適に行うことができる。
<Three-dimensional modeling agent curing means>
The three-dimensional modeling agent curing means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, if the three-dimensional modeling agent is an ultraviolet curable material, an ultraviolet irradiator or the like can be mentioned.
The three-dimensional modeling agent curing step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, if the three-dimensional modeling agent is an ultraviolet curable material, an ultraviolet irradiation step or the like can be mentioned, and the three-dimensional modeling agent curing means. Can be preferably performed using.

<その他の手段>
その他の手段としては、例えば、立体造形剤供給手段、立体造形ヘッドユニット走査手段、基板位置調整手段、制御手段などが挙げられる。
<Other means>
Examples of other means include a three-dimensional modeling agent supply means, a three-dimensional modeling head unit scanning means, a substrate position adjusting means, a control means, and the like.

<<立体造形剤供給手段>>
立体造形剤供給手段は、光吸収材が立体造形剤であり、被付着物が造形物支持基板であること以外は前述の光吸収材供給手段と同様であるため、その説明を省略する。
<< Three-dimensional modeling agent supply means >>
The three-dimensional modeling agent supply means is the same as the above-mentioned light absorption material supply means except that the light absorber is a three-dimensional modeling agent and the object to be adhered is a modeled object support substrate, and thus the description thereof will be omitted.

<<立体造形ヘッドユニット走査手段>>
立体造形ヘッドユニット走査手段としては、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、光吸収体飛翔ユニットと紫外線光吸収材飛翔手段とを一体とした立体造形ヘッドユニットを造形物支持基板上で装置の幅方向(X軸)に走査させてもよい。なお、立体造形ヘッドユニットは、例えば、光吸収体飛翔ユニットが付着させた紫外線硬化性の立体造形剤を紫外線光吸収材飛翔手段により硬化させるものとすることができる。また、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。
<< Three-dimensional modeling head unit scanning means >>
The three-dimensional modeling head unit scanning means is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. For example, a three-dimensional modeling head unit in which a light absorber flying unit and an ultraviolet light absorbing material flying means are integrated is modeled. It may be scanned in the width direction (X axis) of the device on the object support substrate. In the three-dimensional modeling head unit, for example, the ultraviolet curable three-dimensional modeling agent attached to the light absorber flying unit can be cured by the ultraviolet light absorbing material flying means. Further, a plurality of three-dimensional modeling head units may be provided.

<<基板位置調整手段>>
基板位置調整手段としては、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、装置の奥行き方向(Y軸)及び高さ方向(Z軸)に造形物支持基板の位置を調整可能な基体(ステージ)としてもよい。
<< Board position adjustment means >>
The substrate position adjusting means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the position of the modeled object support substrate is adjusted in the depth direction (Y axis) and the height direction (Z axis) of the device. It may be a possible substrate (stage).

<<制御手段>>
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ため、その説明を省略する。
<< Control means >>
Since the control means is the same as the control means of the image forming apparatus described above, the description thereof will be omitted.

<立体造形剤>
立体造形剤としては、光吸収材と同様に、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、光吸収材を立体造形剤とした際に異なる点を説明する。
<Three-dimensional modeling agent>
Similar to the light absorbing material, the three-dimensional modeling agent is not particularly limited in its shape, material and the like, and can be appropriately selected depending on the purpose. Hereinafter, the differences when the light absorbing material is used as a three-dimensional modeling agent will be described.

立体造形剤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。平均厚みが好ましい範囲内であると、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、立体造形剤の平均厚みとしては、5μm以上100μm以下がより好ましい。平均厚みがより好ましい範囲内であると、光渦レーザ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 the three-dimensional modeling agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, and varies depending on the required precision and the like, but is preferably 5 μm or more and 500 μm or less. When the average thickness is within a preferable range, it is advantageous in terms of accuracy, texture, smoothness, manufacturing time, and the like of the three-dimensional model. Further, the average thickness of the three-dimensional modeling agent is more preferably 5 μm or more and 100 μm or less. When the average thickness is within a more preferable range, the energy of the optical vortex laser beam can be suppressed to a low level, which is advantageous in suppressing deterioration of the three-dimensional modeling agent.

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, if necessary, other components.

<<硬化性材料>>
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。
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。
<< Curable material >>
The curable material is not particularly limited as long as it is a compound that cures by causing a polymerization reaction by irradiation with active energy rays (ultraviolet rays, electron beams, etc.), heating, etc., and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include active energy ray-curable compounds and thermosetting compounds. Among these, a material that is liquid at room temperature is preferable.
The active energy ray-curable compound is a relatively low-viscosity monomer having an unsaturated double bond capable of radical polymerization in its molecular structure, and examples thereof include a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer.

<<その他の成分>>
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 may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, water, organic solvent, photopolymerization initiator, surfactant, colorant, stabilizer, water-soluble resin, low Examples thereof include boiling alcohol, surface treatment agents, viscosity modifiers, adhesive imparting agents, antioxidants, antiaging agents, cross-linking accelerators, ultraviolet absorbers, plasticizers, preservatives, dispersants and the like.

<立体造形剤担持体>
立体造形剤担持体は、光吸収材を立体造形剤とした以外は前述の基材と同様であるため、その説明を省略する。
<Three-dimensional modeling agent carrier>
Since the three-dimensional modeling agent carrier is the same as the above-mentioned base material except that the light absorbing material is used as the three-dimensional modeling agent, the description thereof will be omitted.

<造形物支持基板>
造形物支持基板としては、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、基板位置調整手段によりY軸及びZ軸の位置が調整されるようにしてもよい。
<Modeled object support board>
The modeled object support substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the positions of the Y-axis and the Z-axis may be adjusted by the substrate position adjusting means.

造形物支持基板と立体造形剤担持体との間隙としては、被付着物と基材との間隙と同じであるので、その説明を省略する。 Since the gap between the modeled object support substrate and the three-dimensional modeling agent carrier is the same as the gap between the adherend and the base material, the description thereof will be omitted.

次に、本発明におけ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、下記構成部材の数、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 image forming apparatus in the present invention will be described with reference to the drawings.
The number, position, shape, etc. of the following constituent members are not limited to the present embodiment, and may be a preferable number, position, shape, etc. for carrying out the present invention.

図5Aは、本発明の画像形成装置の一例を示す説明図である。
図5Aにおいて、画像形成装置300は、光吸収材飛翔手段1と、光を吸収する光吸収材20と、被付着物30と、基材40とを有する。画像形成装置300は、基材40に担持されている光吸収材20に、光吸収材飛翔手段1により光の光渦レーザビーム12を照射し、光渦レーザビーム12のエネルギーにより光吸収材20を照射方向に飛翔させ、被付着物30に付着させる装置である。
FIG. 5A is an explanatory diagram showing an example of the image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 5A, the image forming apparatus 300 includes a light absorbing material flying means 1, a light absorbing material 20 that absorbs light, an adherend 30, and a base material 40. The image forming apparatus 300 irradiates the light absorbing material 20 supported on the base material 40 with the optical vortex laser beam 12 of light by the light absorbing material flying means 1, and uses the energy of the light vortex laser beam 12 to irradiate the light absorbing material 20. Is a device that flies in the irradiation direction and adheres to the adherend 30.

光吸収材飛翔手段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 light absorber flying means 1 includes 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.

レーザー光源2は、例えば、チタンサファイアレーザであり、パルス発振させたレーザビーム11を発生させ、ビーム径変更部材3に照射する。
ビーム径変更部材3は、例えば、集光レンズであり、レーザー光源2が発生させたレーザビーム11の光路におけるレーザー光源2の下流に配置され、レーザビーム11の径を変更する。
ビーム波長変更部材4は、例えば、KTP結晶であり、レーザビーム11の光路におけるビーム径変更部材3の下流に配置され、レーザビーム11の波長を光吸収材20が吸収可能な波長に変更する。
光渦変換部5は、例えば、螺旋位相板であり、レーザビーム11の光路におけるビーム波長変更部材4の下流に配置され、レーザビーム11を光渦レーザビーム12に変換する。
波長変換部6は、例えば、1/4波長板であり、光渦レーザビームに円偏光を付与する。
The laser light source 2 is, for example, a titanium sapphire laser, which generates a pulse-oscillated laser beam 11 and irradiates the beam diameter changing member 3.
The beam diameter changing member 3 is, for example, a condensing lens, which is arranged downstream of the laser light source 2 in the optical path of the laser beam 11 generated by the laser light source 2 to change the diameter of the laser beam 11.
The beam wavelength changing member 4 is, for example, a KTP crystal, is arranged downstream of the beam diameter changing member 3 in the optical path of the laser beam 11, and changes the wavelength of the laser beam 11 to a wavelength that can be absorbed by the light absorber 20.
The optical vortex conversion unit 5 is, for example, a spiral phase plate, which 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 1/4 wave plate, and imparts circular polarization to the optical vortex laser beam.

光吸収材20は、光吸収材飛翔手段1から光渦レーザビーム12を照射され、光渦レーザビーム12の径の範囲におけるエネルギーを受けて飛翔し、被付着物30に付着する。
なお、飛翔した光吸収材20は、光渦レーザビーム12により付与された、適度なエネルギーによる前方推進とジャイロ効果により、ビーム径の中心軸近傍に収束しながら捩じ切られることにより、周辺への飛散を抑制されつつ被付着物30に付着する。
このとき、飛翔する光吸収材20の飛翔量は、光渦レーザビーム12が照射された光吸収材20の面積のうち一部であり、波長変換部6などにより調整することができる。
The light absorber 20 is irradiated with the optical vortex laser beam 12 from the light absorber flying means 1, receives energy within the diameter range of the optical vortex laser beam 12, and flies, and adheres to the adherend 30.
The flying light absorber 20 is twisted while converging near the central axis of the beam diameter due to the forward propulsion by the appropriate energy and the gyro effect provided by the optical vortex laser beam 12, and thus to the periphery. Adheres to the adherend 30 while suppressing the scattering of the light.
At this time, the flying amount of the flying light absorbing material 20 is a part of the area of the light absorbing material 20 irradiated with the optical vortex laser beam 12, and can be adjusted by the wavelength conversion unit 6 or the like.

図5B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5Bにおいて、画像形成装置301は、図5Aに示した画像形成装置300の各手段などに加え、基材40と、ビーム走査手段60とを有している。この画像形成装置301は、光吸収材飛翔手段1が発生させた光渦レーザビーム12を、ビーム走査手段60により光渦レーザビーム12の照射方向と直交する方向に走査する。これにより、画像形成装置301は、平板状の基材40が担持する光吸収材20の任意の位置に照射し、飛翔させた光吸収材20を被付着物30に付着させることができる。
FIG. 5B is an explanatory diagram showing another example of the image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 5B, the image forming apparatus 301 includes a base material 40 and a beam scanning means 60 in addition to the means of the image forming apparatus 300 shown in FIG. 5A. The image forming apparatus 301 scans the optical vortex laser beam 12 generated by the light absorber flying means 1 in a direction orthogonal to the irradiation direction of the optical vortex laser beam 12 by the beam scanning means 60. As a result, the image forming apparatus 301 can irradiate an arbitrary position of the light absorbing material 20 supported by the flat plate-shaped base material 40 and attach the flying light absorbing material 20 to the adhered object 30.

ビーム走査手段60は、光渦レーザビーム12の光路における光吸収材飛翔手段1の下流に配置され、反射鏡61を有している。
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、光渦レーザビーム12を光吸収材20の任意の位置に反射する。
なお、ビーム走査手段60は、例えば、光吸収材飛翔手段1自体を移動させるか、光吸収材飛翔手段1を回動させて光渦レーザビーム12の照射方向を変化させるようにしてもよい。あるいは、ビーム走査手段60は、反射鏡61としてポリゴンミラーを用いたりすることにより、任意の位置に光渦レーザビーム12を走査させるようにしてもよい。
The beam scanning means 60 is arranged downstream of the light absorbing material 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 moved by the reflecting mirror driving means in the scanning direction indicated by the arrow S in FIG. 5B, and reflects the optical vortex laser beam 12 at an arbitrary position of the light absorbing material 20.
The beam scanning means 60 may, for example, move the light absorbing material flying means 1 itself or rotate the light absorbing material flying means 1 to change the irradiation direction of the optical vortex laser beam 12. Alternatively, the beam scanning means 60 may scan the optical vortex laser beam 12 at an arbitrary position by using a polygon mirror as the reflecting mirror 61.

基材40は、光渦レーザビーム12の光路におけるビーム走査手段60の下流に配置され、例えば、光吸収材20が高粘度の液体である場合、光吸収材20が塗布されて固定する目的で用いられる。この基材40は、光を透過可能であって、光吸収材20を表面に担持し、裏面から光渦レーザビーム12により光吸収材20が照射される。
また、光吸収材20を基材40に担持される段階で、層を形成した光吸収材20の平均厚みが一定となるように制御することにより、光吸収材20の飛翔量を安定させることができる。
なお、光吸収材飛翔手段1と、ビーム走査手段60とを合わせたものを光渦レーザビーム照射ユニット100と称する。
The base material 40 is arranged downstream of the beam scanning means 60 in the optical path of the optical vortex laser beam 12, and for example, when the light absorber 20 is a highly viscous liquid, the light absorber 20 is applied and fixed for the purpose of being applied and fixed. Used. The base material 40 is capable of transmitting light, supports the light absorbing material 20 on the front surface, and irradiates the light absorbing material 20 from the back surface with the optical vortex laser beam 12.
Further, at the stage when the light absorbing material 20 is supported on the base material 40, the flight amount of the light absorbing material 20 is stabilized by controlling the average thickness of the light absorbing material 20 forming the layer to be constant. Can be done.
The combination of the light absorbing material flying means 1 and the beam scanning means 60 is referred to as an optical vortex laser beam irradiation unit 100.

図5C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5Cにおいて、画像形成装置301aは、図5Bに示した画像形成装置301におけるビーム走査手段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。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、光渦レーザビーム12を光吸収材20の任意の位置に反射することができる。ビーム走査手段60としてガルバノスキャナ62a及び62bを用いることにより、光渦レーザビーム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、画像形成装置301aにおいては、例えば、ガルバノスキャナ62bと基材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 image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 5C, the image forming apparatus 301a has galvano scanners (galvano mirrors) 62a and 62b as the beam scanning means 60 in the image forming apparatus 301 shown in FIG. 5B. The galvano scanners 62a and 62b can each move in independent scanning directions (two-dimensional), and can reflect the optical vortex laser beam 12 at an arbitrary position on the light absorber 20. By using the galvano scanners 62a and 62b as the beam scanning means 60, the scanning speed and scanning accuracy of the optical vortex laser beam 12 can be further improved.
Further, in the image forming apparatus 301a, for example, it is preferable to arrange an fθ lens between the galvano scanner 62b and the base material 40.

図6Aは、光吸収材供給手段及び被付着物搬送手段を付加した図5Bに示す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に示した画像形成装置301の各手段などに加え、光吸収材供給手段50と、被付着物搬送手段70とを有しており、平板状の基材40を円筒状の光吸収材担持ローラ41に変更したものである。また、光吸収材担持ローラ41の内側には、光渦レーザビーム照射ユニット100が配置されており、光吸収材担持ローラ41が外周に担持する被付着物30に光渦レーザビーム12を照射する。
FIG. 6A is an explanatory diagram showing an example of the image forming apparatus shown in FIG. 5B to which the light absorbing material supplying means and the object transporting means are added.
In FIG. 6A, the image forming apparatus 302 has a light absorbing material supplying means 50 and an adherend transporting means 70 in addition to the means of the image forming apparatus 301 shown in FIG. 5B, and has a flat plate shape. The base material 40 is changed to a cylindrical light absorbing material-supporting roller 41. Further, a light vortex laser beam irradiation unit 100 is arranged inside the light absorbing material supporting roller 41, and the light vortex laser beam 12 irradiates the adhered object 30 carried on the outer periphery of the light absorbing material supporting roller 41. ..

光吸収材供給手段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、光吸収材10を貯蔵する。
供給ローラ52は、光吸収材担持ローラ41と当接するように配置され、貯蔵槽51の光吸収材10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、又は光吸収材担持ローラ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光吸収材10を表面に付着させる。付着した光吸収材10は、規制ブレード53により平均厚みを均一にされ、光吸収材担持ローラ41に転移することにより層として供給される。光吸収材担持ローラ41の表面に供給された光吸収材10は、光吸収材担持ローラ41が回転することにより、光渦レーザビーム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、図中矢印R2で示す回転方向における光吸収材担持ローラ41の上流側に配置され、供給ローラ52が表面に付着させた光吸収材10を規制し、光吸収材担持ローラ41に供給する光吸収材10の平均厚みを均一にする。
The light absorber supply means 50 includes a storage tank 51, a supply roller 52, and a regulation blade 53.
The storage tank 51 is arranged in the vicinity below the supply roller 52 and stores the light absorber 10.
The supply roller 52 is arranged so as to be in contact with the light absorber supporting roller 41, and a part of the supply roller 52 is immersed in the light absorber 10 of the storage tank 51. The supply roller 52 attaches the light absorber 10 to the surface while rotating in the rotation direction indicated by the arrow R2 in FIG. 6A by a rotation driving means or following the rotation of the light absorber supporting roller 41. The attached light absorbing material 10 is supplied as a layer by making the average thickness uniform by the regulation blade 53 and transferring to the light absorbing material supporting roller 41. The light absorbing material 10 supplied to the surface of the light absorbing material supporting roller 41 is continuously supplied to the position where the optical vortex laser beam 12 is irradiated by the rotation of the light absorbing material supporting roller 41.
The regulating blade 53 is arranged on the upstream side of the light absorbing material supporting roller 41 in the rotation direction indicated by the arrow R2 in the drawing, regulates the light absorbing material 10 adhered to the surface by the supply roller 52, and regulates the light absorbing material supporting roller 41. The average thickness of the light absorbing material 10 supplied to the light absorbing material 10 is made uniform.

被付着物搬送手段70は、光吸収材担持ローラ41と搬送する被付着物30が接触しないように光吸収材担持ローラ41の近傍に配置され、被付着物搬送ローラ71と、被付着物搬送ローラ71に張架された被付着物搬送ベルト72とを有している。この被付着物搬送手段70は、回転駆動手段により被付着物搬送ローラ71を回転させ、被付着物搬送ベルト72により被付着物30を図6A中矢印Cで示す搬送方向に搬送する。
このとき、光渦レーザビーム照射ユニット100は、画像情報に従って光吸収材担持ローラ41の内側より光渦レーザビーム12を照射し、被付着物30に光吸収材20を付着させる。被付着物30を被付着物搬送ベルト72により移動させながら、このような光吸収材20を被付着物30に付着させる付着動作を行うことにより、被付着物30に2次元の画像を形成することができる。
The adherend transporting means 70 is arranged in the vicinity of the light absorber-supporting roller 41 so that the light-absorbing material-supporting roller 41 and the adherend 30 to be transported do not come into contact with each other. It has an adherend transport belt 72 stretched on a roller 71. The adhered object transporting means 70 rotates the adhered object transport roller 71 by the rotation driving means, and transports the adhered object 30 by the adhered object transport belt 72 in the transport direction indicated by the arrow C in FIG. 6A.
At this time, the optical vortex laser beam irradiation unit 100 irradiates the optical vortex laser beam 12 from the inside of the light absorber supporting roller 41 according to the image information, and attaches the light absorber 20 to the adherend 30. A two-dimensional image is formed on the adhered object 30 by performing such an adhering operation of adhering the light absorbing material 20 to the adhered object 30 while moving the adhered object 30 by the adhered object transport belt 72. be able to.

なお、光吸収材担持ローラ41の表面に担持されたが飛翔させなかった光吸収材20は、光吸収材担持ローラ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、光吸収材20の回収方法としては、それに限られることなく、光吸収材担持ローラ41の表面の光吸収材20を掻き取るスクレーパなどを設けてもよい。 The light absorbing material 20 that was supported on the surface of the light absorbing material-supporting roller 41 but did not fly was accumulated by the contact between the light absorbing material-supporting roller 41 and the supply roller 52, and eventually the storage tank. It falls to 51 and is collected. Further, the method of recovering the light absorbing material 20 is not limited to this, and a scraper or the like for scraping the light absorbing material 20 on the surface of the light absorbing material supporting roller 41 may be provided.

図6Bは、光吸収材供給手段及び被付着物搬送手段を付加した図5Bに示す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における円筒状の光吸収材担持ローラ41を、軸方向に沿って2分割した光吸収材担持部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 the image forming apparatus shown in FIG. 5B to which a light absorbing material supplying means and an adherend transporting means are added.
In FIG. 6B, the image forming apparatus 303 uses the cylindrical light absorbing material supporting roller 41 in the image forming apparatus 302 shown in FIG. 6A as the light absorbing material supporting portion 42 divided into two along the axial direction. The arrangement of 302 is changed.

光吸収材担持部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、光渦レーザビーム照射ユニット100を円筒状の光吸収材担持ローラ41に設けることなく、光渦レーザビーム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 light absorbing material supporting portion 42 has a shape that is a part of a cylindrical surface and has no surface on the opposite side of the cylindrical center line. By using a carrier having no facing surface in this way, the optical path of the optical vortex laser beam 12 can be easily secured without providing the optical vortex laser beam irradiation unit 100 on the cylindrical light absorber supporting roller 41. 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、被付着物30に付着させた光吸収材20を定着させて平滑にするようにしている。なお、被付着物搬送手段70の位置は、図6Aでは光吸収材担持ローラ41の側面としたが、図7Aでは説明の便宜上、光吸収材担持ローラ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 the fixing means is added.
In FIG. 7A, the image forming apparatus 305 has fixing means 80 in addition to the means of the image forming apparatus 302 shown in FIG. 6A, and fixes the light absorbing material 20 attached to the adherend 30. I try to make it smooth. The position of the adherend transporting means 70 was set to the side surface of the light absorbing material supporting roller 41 in FIG. 6A, but was set above the light absorbing material supporting roller 41 in FIG. 7A for convenience of explanation.

定着手段80は、加圧方式の定着手段であって、被付着物30の図7A中矢印Cで示す搬送方向において光吸収材担持ローラ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、光吸収材20が付着した被付着物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 arranged on the downstream side of the light absorbing material-supporting roller 41 in the transport direction indicated by the arrow C in FIG. 7A of the adherend 30, and faces the pressure roller 83. It has a roller 84 and. The fixing means 80 pressurizes and fixes the adhered object 30 to which the light absorbing material 20 is attached by transporting it while sandwiching 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、表面が被付着物30と接触し、対向ローラ84とにより被付着物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、被付着物30を加圧ローラ83とにより被付着物搬送ベルト72を介して挟持する。
The pressurizing roller 83 is urged toward the opposing roller 84, and the surface of the pressurizing roller 83 comes into contact with the adhered object 30 and pressurizes while sandwiching the adhered object 30 with the opposing roller 84.
The opposing roller 84 is arranged at a position where it comes into contact with the pressure roller 83, and the adhered object 30 is sandwiched between the pressure roller 83 and the adhered object transfer belt 72.

例えば、画像形成装置305を画像形成装置とし、1,000mPa・s以上である非常に高粘度の光吸収材20を用いると、光吸収材20の被付着物30への浸透又は濡れが遅くなりやすい。そして、光吸収材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、光吸収材20が付着した被付着物30を加圧ローラ83で加圧し、光吸収材20を被付着物30に押し込む、あるいは光吸収材20を潰すことができるため、光吸収材20が付着した被付着物30の表面粗さを小さくできる。 For example, when the image forming apparatus 305 is used as the image forming apparatus and the light absorbing material 20 having a very high viscosity of 1,000 mPa · s or more is used, the penetration or wetting of the light absorbing material 20 into the adherend 30 is delayed. Cheap. If the light absorbing material 20 is dried as it is, the surface roughness of the image may become rough and the gloss of the image may be lowered. In such a case, the fixing means 80 pressurizes the adhered object 30 to which the light absorbing material 20 is attached by the pressure roller 83 and pushes the light absorbing material 20 into the adhered object 30 or crushes the light absorbing material 20. Therefore, the surface roughness of the adherend 30 to which the light absorbing material 20 is attached can be reduced.

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、被付着物30の図7B中矢印Cで示す搬送方向において光吸収材担持ローラ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光吸収材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 the fixing means is added.
In FIG. 7B, the image forming apparatus 306 is obtained by changing the pressurizing type fixing means 80 in the image forming apparatus 305 shown in FIG. 7A to the heating and pressurizing type fixing means 81.
The fixing means 81 is arranged on the downstream side of the light absorbing material supporting roller 41 in the transport direction indicated by the arrow C in FIG. 7B of the adherend 30, and includes a heating and pressurizing roller 85, a fixing belt 86, a driven roller 87, and the like. It has a halogen lamp 88 and an opposing roller 84. The fixing means 81 is used when the material requiring melting is used as the light absorbing material 20 of the dispersion liquid in which the material needs to be melted, and the target image cannot be obtained only by pressurization.

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、被付着物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、表面が被付着物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、被付着物30に光吸収材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、被付着物30を加圧ローラ83とにより被付着物搬送ベルト72を介して挟持する。
The heating and pressurizing roller 85 is urged toward the opposing roller 84, and heats and pressurizes the adherend 30 while sandwiching the adhered object 30 with the opposing roller 84 via the fixing belt 86.
The fixing belt 86 has an endless belt shape, is stretched by a heating and pressurizing roller 85 and a driven roller 87, and its surface comes into contact with the adherend 30.
The driven roller 87 is arranged below the heating and pressurizing roller 85, and is driven according to the rotation of the heating and pressurizing roller 85.
The halogen lamp 88 is arranged inside the heating and pressurizing roller 85, and generates heat for fixing the light absorbing material 20 on the adherend 30.
The opposing roller 84 is arranged at a position where it comes into contact with the fixing belt 86, and the adhered object 30 is sandwiched by the pressure roller 83 via the adhered 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、被付着物30の図7C中矢印Cで示す搬送方向において光吸収材担持ローラ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、光吸収材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を照射して被付着物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 the fixing means is added.
In FIG. 7C, the image forming apparatus 307 is obtained by changing the pressurizing type fixing means 80 in the image forming apparatus 305 shown in FIG. 7A to the UV irradiation type fixing means 82.
The fixing means 82 is arranged on the downstream side of the light absorbing material supporting roller 41 in the transport direction indicated by the arrow C in FIG. 7C of the adherend 30, and has a UV lamp 89. This fixing means 81 is used when an ultraviolet curable material is used as the light absorbing material 20, and is fixed to the adherend 30 by irradiating UV with a 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200は、図7Bに示した画像形成装置306の各手段などに加え、光吸収体飛翔ユニット120を3つ有しており、光吸収材20を着色剤21に変更したものである。
また、光吸収体飛翔ユニット120は、光吸収材供給手段50と、光吸収材飛翔手段1と、ビーム走査手段60と、光吸収材担持ローラ41と、光吸収材20とにより構成される。
FIG. 8A is an explanatory diagram showing an example of the image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 8A, the image forming apparatus 200 has three light absorber flight units 120 in addition to the means of the image forming apparatus 306 shown in FIG. 7B, and the light absorber 20 is changed to the colorant 21. It was done.
Further, the light absorber flying unit 120 is composed of a light absorbing material supplying means 50, a light absorbing material flying means 1, a beam scanning means 60, a light absorbing material supporting roller 41, and a light absorbing material 20.

光吸収体飛翔ユニット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、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 light absorber flight units 120Y, M, C, and K store the four process colors of toner, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), as the colorant 21. ing.
As a result, images of each color are sequentially formed on the recording medium 31, and can be applied to a color process for 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201は、図8Aに示した画像形成装置200の各手段などに加え、転写手段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, the image forming apparatus 201 has an intermediate transferring means 90 as a transferring means in addition to the means of the image forming apparatus 200 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つの光吸収体飛翔ユニット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200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を付着させた記録媒体31の表面粗さを小さくすることができる。
The intermediate transfer means 90 includes an intermediate transfer body 91, an intermediate transfer body driving roller 92, and an intermediate transfer body driven roller 93.
The intermediate transfer body 91 is, for example, an endless belt, which is arranged above the four light absorber flight units 120 and is stretched by the intermediate transfer body driving roller 92 and the intermediate transfer body driven roller 93. ..
The intermediate transfer body drive roller 92 is rotated in the rotation direction indicated by the arrow R2 in FIG. 8B by the rotation drive means to rotate the intermediate transfer body 91.
The intermediate transfer body driven roller 93 is driven according to the rotation of the intermediate transfer body driving roller 92.
In this way, an image may be first formed on the intermediate transfer body 91 and then transferred to a desired recording medium 31. Also in this image forming apparatus 201, it is possible to obtain a high-quality color image as in the image forming apparatus 200. Further, since the image formed on the intermediate transfer body 91 is pressed by the intermediate transfer body driving roller 92 when being transferred to the recording medium 31, the surface of the recording medium 31 to which the colorant 21 is attached is pressed like the image forming apparatus 200. Roughness can be reduced.

また、図5Bでは、光渦レーザ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、光渦レーザ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、基材の表面への光渦レーザ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。
Further, in FIG. 5B, the direction of irradiating the optical vortex laser beam is the direction of gravity, but in FIGS. 5A and 6A to 8B, the direction of irradiating the optical vortex laser beam is opposite to the direction of gravity. And it was shown to be horizontal.
As described above, in the image forming method of the present invention, the irradiation direction of the optical vortex laser beam on the surface of the base material is the non-gravity direction, and the liquid column or the droplet may be generated in the non-gravity direction. As a result, the degree of freedom in designing the device can be increased.

図9は、本発明の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、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、付着させた立体造形剤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、光吸収体飛翔ユニット120と、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 three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention.
In FIG. 9, the three-dimensional model manufacturing apparatus 500 includes a model support substrate 122, a stage 123, and a three-dimensional model head unit 130. The three-dimensional model manufacturing apparatus 500 manufactures the three-dimensional model 124 by laminating the adhered three-dimensional model 22 while curing it.
The three-dimensional modeling head unit 130 is arranged above the three-dimensional modeling object manufacturing apparatus 500, and can be scanned by the driving means in the direction indicated by the arrow L in the drawing. The three-dimensional modeling head unit 130 includes a light absorber flight unit 120 and an ultraviolet irradiator 121.

光吸収体飛翔ユニット120は、立体造形ヘッドユニット130の中央に配置され、下方に光吸収体20を飛翔させ、造形物支持基板122又はすでに硬化させた光吸収体20に付着させる。
紫外線照射器121は、光吸収体飛翔ユニット120の両側面に配置され、光吸収体飛翔ユニット120が飛翔させた光吸収体20に紫外線を照射して硬化させる。
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 light absorber flight unit 120 is arranged in the center of the three-dimensional modeling head unit 130, and the light absorber 20 is flown downward to be attached to the modeled object support substrate 122 or the already cured light absorber 20.
The ultraviolet irradiator 121 is arranged on both side surfaces of the light absorber flight unit 120, and irradiates the light absorber 20 to which the light absorber flight unit 120 has flown with ultraviolet rays to cure it.
The modeled object support substrate 122 is arranged below the three-dimensional modeled object manufacturing apparatus 500, and serves as a substrate when the three-dimensional modeling head unit 130 forms a layer of the three-dimensional modeling agent 22.
The stage 123 is arranged below the modeled object support substrate 122, and the modeled object support substrate 122 can be moved in the vertical direction in the drawing by a driving means. Further, the stage 123 can be moved in the direction indicated by the arrow H in the drawing, and the gap between the three-dimensional modeling head unit 130 and the three-dimensional modeling 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、被付着物、記録媒体及び造形物支持基板を搬送又は移動させる例を示したが、これに限らず、被付着物などを静止させて光吸収材飛翔ユニットなどを移動させてもよい。あるいは、被付着物などと光吸収材飛翔ユニットなどの両者を移動させてもよい。
また、被記録媒体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してもよい。
In the image forming apparatus and the three-dimensional object manufacturing apparatus, an example of transporting or moving the adherend, the recording medium, and the modeled object support substrate is shown, but the present invention is not limited to this, and the adhered object or the like is stationary. The light absorber flying unit or the like may be moved. Alternatively, both the adherend and the like and the light absorber flying unit and the like may be moved.
Further, in the case where an image of the entire surface of the recording medium is formed at the same time, both may be stationary and only the laser may be operated at least during recording.

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。
以下では、図5Bに示した光吸収材飛翔手段により、パルス発振させた光渦レーザビームを光吸収材としてのUVインクに照射して、被付着物にドットを形成するように付着させた実施例及び比較例について説明する。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
In the following, the UV ink as the light absorber is irradiated with a pulse-oscillated optical vortex laser beam by the light absorber flying means shown in FIG. 5B to adhere the object to be adhered so as to form dots. An example and a comparative example will be described.

(実施例1)
<基材、光吸収材及び被付着物>
基材としてのスライドガラス(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%)上に、光吸収材として、以下の配合のUVインクを表面に塗布して、平均厚み20μmとした膜を形成した。このとき、膜状の光吸収材における532nm波長光の透過率が0.01%以下(吸光度が4以上)であった。また、UVインクの粘度は、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)などを用いて25℃の環境下で測定したところ、4Pa・sであった。
・UV Core TYPE−A紅(株式会社T&K TOKA製) 100質量部
・UVフレキソ500紅 (株式会社T&K TOKA製) 50質量部
(Example 1)
<Base material, light absorber and adherend>
On a slide glass as a base material (manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., microslide glass S7213; transmittance of 532 nm wavelength light is 99%), UV ink having the following composition is applied to the surface as a light absorber. A film having an average thickness of 20 μm was formed. At this time, the transmittance of the 532 nm wavelength light in the film-shaped light absorber was 0.01% or less (absorbance was 4 or more). The viscosity of the UV ink was 4 Pa · s when measured in an environment of 25 ° C. using a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
・ UV Core TYPE-A Beni (manufactured by T & K TOKA Co., Ltd.) 100 parts by mass ・ UV flexo 500 Beni (manufactured by T & K TOKA Co., Ltd.) 50 parts by mass

次に、光吸収材を塗布した基材の表面を被付着物と対向させ、光吸収材の裏面から光渦レーザビームを垂直に照射できるように基材を設置した。
被付着物としては、PODグロスコート紙(三菱製紙株式会社製)を用い、被付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)を1.5mmとした。
Next, the surface of the base material coated with the light absorber was opposed to the object to be adhered, and the base material was installed so that the optical vortex laser beam could be vertically irradiated from the back surface of the light absorber.
As the adherend, POD gloss coated paper (manufactured by Mitsubishi Paper Mills Limited) was used, and the gap between the adherend and the light absorber was set to 1.5 mm.

<光吸収材飛翔手段>
光吸収材飛翔手段は、レーザー光源と、ビーム径変更部材と、ビーム波長変更素子と、光渦変換部としての螺旋位相板と、波長変換部としての1/4波長板とを有する。
<Light absorber flight means>
The light absorber flying means includes a laser light source, a beam diameter changing member, a beam wavelength changing element, a spiral phase plate as an optical vortex conversion unit, and a 1/4 wave plate as a wavelength conversion unit.

レーザー光源としては、千葉大学大学院融合科学研究科尾松研究室において自作したレーザー光源(YAG)を用いた。このレーザー光源を用いて、発生させたレーザビームにおける波長を532nm、ビーム径を1.25mm×1.23mm、パルス幅を2ナノ秒、パルス周波数を20Hzとした1パルスのレーザビームを発生させた。発生させた1パルスのレーザビームを、ビーム径変更部材としての集光レンズ(シグマ光機株式会社製、YAGレーザー集光レンズ)に照射して、光吸収材に照射させたときのビーム径をΦ80μmとなるようにした。次に、ビーム径変更部材を経たレーザビームを、螺旋位相板(株式会社ルミネックス製、Vortexフェイズプレート)に通過させて光渦レーザビームに変換させた。次に、螺旋位相板により変換させた光渦レーザビームを、螺旋位相板の下流に配置されている1/4波長板(QWP;株式会社光学技研製)に通過させた。このとき、上記の式(1)で表されるトータルの回転モーメントJが2となるように、螺旋位相板と1/4波長板の光学軸を+45°に設定した。変換させた光渦レーザビームを、エネルギー調整フィルタ(シグマ光機株式会社製、NDフィルタ)に通過させることにより、光吸収材に照射させたときのレーザー出力を調整し、50μJ/ドットとした。 As the laser light source, a laser light source (YAG) made by myself at the Omatsu Laboratory, Graduate School of Fusion Science, Chiba University was used. Using this laser light source, a one-pulse laser beam was generated in which the wavelength of the generated laser beam was 532 nm, the beam diameter was 1.25 mm × 1.23 mm, the pulse width was 2 nanoseconds, and the pulse frequency was 20 Hz. .. The generated 1-pulse laser beam is applied to a condensing lens (YAG laser condensing lens manufactured by Sigma Kouki Co., Ltd.) as a beam diameter changing member to determine the beam diameter when the light absorber is irradiated. The diameter was set to Φ80 μm. Next, the laser beam that passed through the beam diameter changing member was passed through a spiral phase plate (Vortex phase plate manufactured by Luminex Co., Ltd.) to be converted into an optical vortex laser beam. Next, the optical vortex laser beam converted by the spiral phase plate was passed through a 1/4 wave plate (QWP; manufactured by Kogaku Giken Co., Ltd.) arranged downstream of the spiral phase plate. At this time, the optical axes of the spiral phase plate and the 1/4 wave plate were set to + 45 ° so that the total rotational moment J represented by the above equation (1) was 2. By passing the converted optical vortex laser beam through an energy adjustment filter (ND filter manufactured by SIGMA KOKI Co., Ltd.), the laser output when the light absorber was irradiated was adjusted to 50 μJ / dot.

<飛翔状態の評価>
上記のようにした光渦レーザビームを光吸収材としてのUVインクに照射したときの飛翔状態を、高速度ビデオカメラ(HyperVision HPV−X、株式会社島津製作所製)を用いて、光吸収材の飛翔方向に直交する方向から1フレーム100nsで撮影し、以下の基準で評価した。飛翔状態を図10Aに示し、結果を表1に示した。
〔評価基準〕
○: レーザビームの光路軸に収束し直進
△: レーザビームの光路軸に収束するが、直進性がやや乱れる
×: レーザビーム径以上に拡散して飛翔
<Evaluation of flight condition>
Using a high-speed video camera (HyperVision HPV-X, manufactured by Shimadzu Corporation), the flying state when the UV ink as the light absorber is irradiated with the optical vortex laser beam as described above is used to obtain the light absorber. The images were taken at 100 ns per frame from the direction orthogonal to the flight direction, and evaluated according to the following criteria. The flight state is shown in FIG. 10A, and the results are shown in Table 1.
〔Evaluation criteria〕
◯: Converges on the optical path axis of the laser beam and travels straight △: Converges on the optical path axis of the laser beam, but the straightness is slightly disturbed ×: Diffuses and flies over the laser beam diameter

<付着状態の評価>
飛翔させた光吸収材が付着した被付着物の付着状態を、以下の基準で評価した。付着状態を図10Bに示し、結果を表1に示した。なお、本評価が○又は△であれば、実使用上問題ないレベルである。
〔評価基準〕
○:飛散なし
△:わずかに飛散あり
×:飛散あり
<Evaluation of adhesion state>
The state of adhesion of the adherend to which the flying light absorber was attached was evaluated according to the following criteria. The adhesion state is shown in FIG. 10B, and the results are shown in Table 1. If this evaluation is ◯ or Δ, it is a level at which there is no problem in actual use.
〔Evaluation criteria〕
○: No scattering △: Slightly scattered ×: With scattering

(実施例2)
実施例1において、光渦レーザビームを光吸収材に照射させるときの照射エネルギーを50μJ/ドットから60μJ/ドットになるようにエネルギー調整フィルタを設定した以外は、実施例1と同様にして、飛翔状態及び付着状態を評価した。結果を表1に示した。なお、飛翔状態を図11Aに示し、付着状態を図11Bに示した。
(Example 2)
In Example 1, the flight was carried out in the same manner as in Example 1 except that the energy adjustment filter was set so that the irradiation energy when irradiating the light absorber with the optical vortex laser beam was changed from 50 μJ / dot to 60 μJ / dot. The state and adhesion state were evaluated. The results are shown in Table 1. The flying state is shown in FIG. 11A, and the attached state is shown in FIG. 11B.

(実施例3)
実施例1において、被付着物と光吸収材との間隙を1.5mmから0.2mmになるようにした以外は、実施例1と同様にして、飛翔状態及び付着状態を評価した。結果を表1に示した。なお、飛翔状態を図12Aに示し、付着状態を図12Bに示した。図12Aに示すように、光渦レーザビームを照射されたUVインクの膜は、切り離される前に被付着物に接触し、その後に切り離されていることがわかる。
(Example 3)
In Example 1, the flying state and the adhered state were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the gap between the adherend and the light absorbing material was set to 1.5 mm to 0.2 mm. The results are shown in Table 1. The flying state is shown in FIG. 12A, and the attached state is shown in FIG. 12B. As shown in FIG. 12A, it can be seen that the film of the UV ink irradiated with the optical vortex laser beam comes into contact with the adherend before being separated and is then separated.

(実施例4)
実施例3において、光渦レーザビームを光吸収材に照射させるときの照射エネルギーを50μJ/ドットから60μJ/ドットになるようにエネルギー調整フィルタを設定した以外は、実施例3と同様にして、飛翔状態及び付着状態を評価した。結果を表1に示した。なお、飛翔状態を図13Aに示し、付着状態を図13Bに示した。
(Example 4)
In Example 3, the flight was carried out in the same manner as in Example 3 except that the energy adjustment filter was set so that the irradiation energy when irradiating the light absorber with the optical vortex laser beam was changed from 50 μJ / dot to 60 μJ / dot. The state and adhesion state were evaluated. The results are shown in Table 1. The flying state is shown in FIG. 13A, and the attached state is shown in FIG. 13B.

(比較例1)
実施例1において、光渦レーザビームを光吸収材に照射させるときの照射エネルギーを50μJ/ドットから70μJ/ドットになるようにエネルギー調整フィルタを設定した以外は、実施例1と同様にして、飛翔状態及び付着状態を評価した。結果を表1に示した。なお、飛翔状態を図14Aに示し、付着状態を図14Bに示した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the flight was carried out in the same manner as in Example 1 except that the energy adjustment filter was set so that the irradiation energy when irradiating the light absorber with the optical vortex laser beam was changed from 50 μJ / dot to 70 μJ / dot. The state and adhesion state were evaluated. The results are shown in Table 1. The flying state is shown in FIG. 14A, and the attached state is shown in FIG. 14B.

(比較例2)
実施例1において、基材の表面に塗布したUVインクの膜厚を平均厚み20μmから3μmになるようにした以外は、実施例1と同様にして、飛翔状態及び付着状態を評価した。結果を表1に示した。なお、飛翔状態を図15Aに示し、付着状態を図15Bに示した。また、UVインクの膜厚を3μmとしたときの532nm波長光の透過率は、1%であった。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the flying state and the adhering state were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the UV ink applied to the surface of the base material was adjusted to an average thickness of 20 μm to 3 μm. The results are shown in Table 1. The flying state is shown in FIG. 15A, and the attached state is shown in FIG. 15B. Further, when the film thickness of the UV ink was 3 μm, the transmittance of 532 nm wavelength light was 1%.

表1の結果から、実施例1、3及び4において、UVインクの飛翔状態及び付着状態が良好であった。また、実施例2においては、照射エネルギーが強めで、かつ被付着物と光吸収材との間隙が広かったため、実施例1、3及び4よりも多少飛散していたが良好な結果であった。
一方、比較例1では、照射エネルギーを強くしたため、図14A及び14Bに示すように、光吸収材(UVインク)が光渦レーザビームの照射径よりも広く飛散してしまった。すなわち、比較例1においては、光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液滴を光吸収材から生じさせることができなかった。
また、比較例2では、UVインクの膜厚を平均厚み20μmから3μmに変更したため、単位体積あたりの照射エネルギーが強くなり、図15A及び15Bに示すように、光吸収材(UVインク)が光渦レーザビームの照射径よりも広く飛散してしまった。すなわち、比較例2においては、光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液滴を光吸収材から生じさせることができなかった。
From the results in Table 1, in Examples 1, 3 and 4, the flying state and the adhering state of the UV ink were good. Further, in Example 2, since the irradiation energy was strong and the gap between the adherend and the light absorbing material was wide, the results were slightly more scattered than in Examples 1, 3 and 4, but the results were good. ..
On the other hand, in Comparative Example 1, since the irradiation energy was increased, the light absorber (UV ink) was scattered wider than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam as shown in FIGS. 14A and 14B. That is, in Comparative Example 1, droplets having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam could not be generated from the light absorber.
Further, in Comparative Example 2, since the film thickness of the UV ink was changed from the average thickness of 20 μm to 3 μm, the irradiation energy per unit volume became stronger, and as shown in FIGS. 15A and 15B, the light absorber (UV ink) became light. It scattered wider than the irradiation diameter of the vortex laser beam. That is, in Comparative Example 2, droplets having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam could not be generated from the light absorber.

このように、光渦レーザーの照射エネルギー、膜厚、被付着物と光吸収材との間隔、あるいはインクの材料や粘度などの各パラメータを適宜組み合わせることにより、実施例1〜4のように、本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法は、高粘度の材料を用いて小径の液柱乃至液滴を形成することが容易にできるため、高解像度の画像を形成することができる。 In this way, by appropriately combining each parameter such as the irradiation energy of the optical vortex laser, the film thickness, the distance between the adherend and the light absorber, or the material and viscosity of the ink, as in Examples 1 to 4, The flying object generation method using the optical vortex laser of the present invention can easily form a small-diameter liquid column or droplet using a highly viscous material, and thus can form a high-resolution image.

(実施例5)
実施例5では、実施例1〜4及び比較例1及び2とは異なり、光吸収材飛翔手段として、図5Cに示したような2つのガルバノスキャナを有するものを用いて、パルス発振させた光渦レーザビームを光吸収材としてのUVインクに照射して、被付着物にドットを一列に形成した。
また、実施例5においては、レーザビーム径をΦ60μmに集光し、ガルバノスキャナの走査速度を100mm/sとし、レーザーの繰り返し周波数(パルス周波数)を500Hzとして、約200μm間隔で被付着物(非転写媒体)にドットを形成した。さらに、実施例5では、被付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)を0.1mmとし、光渦レーザビームを光吸収材に照射させるときの照射エネルギーが27μJ/ドットとなるようにエネルギー調整フィルタを設定した。
なお、実施例5では、上述した条件以外は実施例1と同様にして、被付着物にドットを形成した。
(Example 5)
In Example 5, unlike Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, light pulse-oscillated by using a light absorbing material flying means having two galvano scanners as shown in FIG. 5C is used. The UV ink as a light absorber was irradiated with a vortex laser beam to form dots in a row on the adherend.
Further, in Example 5, the laser beam diameter is focused to Φ60 μm, the scanning speed of the galvano scanner is 100 mm / s, the laser repetition frequency (pulse frequency) is 500 Hz, and the adherends (non-adherent) are at intervals of about 200 μm. Dots were formed on the transfer medium). Further, in Example 5, the gap between the adherend and the light absorbing material is set to 0.1 mm, and the energy is set so that the irradiation energy when irradiating the light absorbing material with the optical vortex laser beam is 27 μJ / dot. The adjustment filter was set.
In Example 5, dots were formed on the adherend in the same manner as in Example 1 except for the above-mentioned conditions.

実施例5で形成したドットについて、デジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス製、VHX−5000)を用いて観察を行った。
また、上記のデジタルマイクロスコープを用いて取得した画像を解析することにより、ドットの平均直径(平均ドット径)、トッドの直径(ドット径)のばらつきの値、及びドットの位置(ドット位置)のばらつきの値を求めた。
The dots formed in Example 5 were observed using a digital microscope (VHX-5000, manufactured by KEYENCE CORPORATION).
In addition, by analyzing the image acquired using the above digital microscope, the values of the variation in the average diameter of the dots (average dot diameter), the diameter of the todd (dot diameter), and the position of the dots (dot position) can be determined. The value of the variation was calculated.

より具体的には、平均ドット径は、デジタルマイクロスコープで光吸収材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た。
また、ドット径のばらつきの値は、デジタルマイクロスコープで光吸収材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た。
さらに、ドット位置のばらつきの値は、デジタルマイクロスコープで光吸収材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た。
More specifically, for the average dot diameter, a dot image of a light absorber is acquired with a digital microscope, a dot area is detected from the image brightness information, and the area of each dot is calculated from the number of pixels in the detected dot area. The diameter when converted to a circle was taken as the dot diameter, and this was calculated by averaging.
In addition, the value of the variation in dot diameter is calculated by acquiring a dot image of the light absorber with a digital microscope, detecting the dot area from the image brightness information, and calculating the area of each dot from the number of pixels in the detected dot area. The diameter was taken as the dot diameter when converted to, and was calculated from the average particle size and standard deviation of the particle size distribution of each dot.
Furthermore, for the value of the variation in the dot position, a dot image of the light absorber is acquired with a digital microscope, the dot region is detected from the image luminance information, the coordinates of the center of gravity of each detected dot region are calculated, and the minimum of each center of gravity is two. It was obtained by calculating the deviation from the approximate straight line by the multiplication method.

実施例5においては、平均ドット径は67.4μmであり、ドット径のばらつきの値は3.4%であり、ドット位置のばらつきの値は0.6μmであった。結果を表2に示す。また、実施例5における光吸収材の付着状態(一列のドットの状態)を図16に示した。 In Example 5, the average dot diameter was 67.4 μm, the value of the variation in the dot diameter was 3.4%, and the value of the variation in the dot position was 0.6 μm. The results are shown in Table 2. Further, the state of adhesion of the light absorbing material (state of dots in a row) in Example 5 is shown in FIG.

(実施例6)
実施例6では、実施例5において、被付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)を0.2mmに変更した以外は実施例5と同様にして、被付着物にドットを一列に形成した。
実施例6においては、平均ドット径は69.9μmであり、ドット径のばらつきの値は5.3%であり、ドット位置のばらつきの値は3.2μmであった。結果を表2に示す。また、実施例6における光吸収材の付着状態(一列のドットの状態)を図17に示した。
(Example 6)
In Example 6, dots were formed in a row on the adherend in the same manner as in Example 5 except that the gap between the adherend and the light absorber was changed to 0.2 mm in Example 5. ..
In Example 6, the average dot diameter was 69.9 μm, the dot diameter variation value was 5.3%, and the dot position variation value was 3.2 μm. The results are shown in Table 2. Further, the state of adhesion of the light absorbing material (state of dots in a row) in Example 6 is shown in FIG.

(実施例7)
実施例7では、実施例5において、被付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)を0.5mmに変更した以外は実施例5と同様にして、被付着物にドットを一列に形成した。
実施例7においては、平均ドット径は75.7μmであり、ドット径のばらつきの値は9.0%であり、ドット位置のばらつきの値は2.9μmであった。結果を表2に示す。また、実施例7における光吸収材の付着状態(一列のドットの状態)を図18に示した。
(Example 7)
In Example 7, dots were formed in a row on the adherend in the same manner as in Example 5 except that the gap between the adherend and the light absorber was changed to 0.5 mm in Example 5. ..
In Example 7, the average dot diameter was 75.7 μm, the dot diameter variation value was 9.0%, and the dot position variation value was 2.9 μm. The results are shown in Table 2. Further, the state of adhesion of the light absorbing material (state of dots in a row) in Example 7 is shown in FIG.

図16及び17に示すように、被付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)が0.1mm又は0.2mmである場合(実施例5及び6)は、ドットの形状が特に類似している。さらに、表2に示すように、被付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)が0.1mm又は0.2mmである場合(実施例5及び6)においては、平均ドット径及びドット径のばらつきの値が特に近くなっている。
実施例3及び4でも説明したように、被付着物と光吸収材との間隙が0.2mm以下である場合には、光渦レーザビームを照射されたUVインク(光吸収材)の膜は、切り離される前に被付着物に接触し、その後に切り離されてドットが形成される。このため、実施例5及び6においては、光吸収材の先端が分離することなく被付着物に付着するので、光吸収材の分離時に発生する飛び散りが少なく、径がより揃ったドットが生成していると考えられる。
As shown in FIGS. 16 and 17, when the gap between the adherend and the light absorber is 0.1 mm or 0.2 mm (Examples 5 and 6), the shapes of the dots are particularly similar. There is. Further, as shown in Table 2, when the gap (gap) between the adherend and the light absorber is 0.1 mm or 0.2 mm (Examples 5 and 6), the average dot diameter and the dot diameter The variability values are particularly close.
As described in Examples 3 and 4, when the gap between the adherend and the light absorber is 0.2 mm or less, the film of the UV ink (light absorber) irradiated with the optical vortex laser beam is formed. , Contact the adherend before being separated, and then separated to form dots. Therefore, in Examples 5 and 6, since the tip of the light absorbing material adheres to the adherend without separating, the scattering generated when the light absorbing material is separated is small, and dots having a more uniform diameter are generated. It is thought that it is.

また、付着物と光吸収材との間隙(ギャップ)が0.5mmである実施例7においては、UVインク(光吸収材)の先端が分離して飛翔したインク滴が被付着物に着弾することにより、ドットが形成される。このため、実施例7では、図18に示すように、多少のインクの飛び散りが発生し、実施例5及び6と比べるとドット径のばらつきが少し大きくなっている。
しかしながら、実施例7においても、図18に示すように、十分にドット形状は形成されており、従来技術である比較例1及び2の付着状態を示す図14B及び15Bと比べると違いは明らかである。
なお、ドット位置のばらつきに関しては、実施例5〜7のいずれにおいても3μm程度となっており、高い精度でドットを形成できていることがわかる。
Further, in Example 7 in which the gap between the deposit and the light absorber is 0.5 mm, the tip of the UV ink (light absorber) is separated and the flying ink droplets land on the deposit. As a result, dots are formed. Therefore, in Example 7, as shown in FIG. 18, some ink scattering occurs, and the variation in dot diameter is slightly larger than in Examples 5 and 6.
However, also in Example 7, as shown in FIG. 18, the dot shape is sufficiently formed, and the difference is clear as compared with FIGS. 14B and 15B showing the adhesion state of Comparative Examples 1 and 2 which are the prior arts. is there.
The variation in the dot position is about 3 μm in all of Examples 5 to 7, and it can be seen that the dots can be formed with high accuracy.

以上説明したように、本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法は、光吸収材を表面に配した基材における、光吸収材が配された側とは反対側の基材の表面に光渦レーザビームを照射することで、光渦レーザビームの照射方向にかつ光渦レーザビームの照射径よりも小径の液柱乃至液滴を光吸収材から生じさせる。これにより、本発明の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法は、高解像度の画像を形成することができる。 As described above, in the method for generating a flying object using the optical vortex laser of the present invention, the surface of the base material on the surface of the base material on which the light absorber is arranged is opposite to the side on which the light absorber is arranged. By irradiating the optical vortex laser beam, a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the optical vortex laser beam is generated from the light absorbing material. As a result, the flying object generation method using the optical vortex laser of the present invention can form a high-resolution image.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 光吸収材を表面に配した基材における、前記光吸収材が配された側とは反対側の前記基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、前記光渦レーザビームの照射方向にかつ前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を前記光吸収材から生じさせることを特徴とする光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法である。
<2> 前記基材の表面への前記光渦レーザビームの照射方向が非重力方向であり、前記液柱乃至液滴が非重力方向に生ずる、前記<1>に記載の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法である。
<3> 光吸収材を表面に配した基材における、前記光吸収材が配された側とは反対側の前記基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、前記光渦レーザビームの照射方向にかつ前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を前記光吸収材から生じさせ、前記液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させることを特徴とする画像形成方法である。
<4> 前記基材の表面への前記光渦レーザビームの照射方向が非重力方向であり、前記液柱乃至液滴が非重力方向に生ずる、前記<3>に記載の画像形成方法である。
<5> 前記基材の表面に光渦レーザビームを照射した際、前記光吸収材が回転運動を伴って前記光渦レーザビームの照射方向に略ドーム形状に膨らみ、前記略ドーム形状の前記光吸収材の頂部から前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴が生ずる、前記<3>から<4>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<6> 前記光吸収材が、前記光渦レーザビームの波長に対する吸光度が1よりも大きい、前記<3>から<5>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<7> 前記基材の表面に配された前記光吸収材の厚みが10μm以上である、前記<3>から<6>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<8> 前記光渦レーザビームの照射径が100μm以下である、前記<3>から<7>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<9> 前記光渦レーザビームの照射エネルギーが60μJ/ドット以下である、前記<3>から<8>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<10> 光吸収材を表面に配した基材における、前記光吸収材が配された側とは反対側の前記基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、前記光渦レーザビームの照射方向にかつ前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を前記光吸収材から生じさせる光吸収材飛翔手段と、
前記液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させる転写手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置である。
Examples of aspects of the present invention are as follows.
<1> The optical vortex laser beam is formed by irradiating the surface of the base material on the surface opposite to the side on which the light absorber is arranged with the optical vortex laser beam. This is a flying object generation method using an optical vortex laser, which comprises generating a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the light absorber.
<2> The optical vortex laser according to <1>, wherein the irradiation direction of the optical vortex laser beam on the surface of the base material is the non-gravity direction, and the liquid column or droplets are generated in the non-gravity direction. This is the method of generating flying objects.
<3> The optical vortex laser beam is formed by irradiating the surface of the base material on the surface opposite to the side on which the light absorber is arranged with the optical vortex laser beam. A liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is generated from the light absorbing material, and the liquid column or droplet is brought into contact with the transfer medium to be transferred. This is a characteristic image forming method.
<4> The image forming method according to <3>, wherein the irradiation direction of the optical vortex laser beam onto the surface of the base material is the non-gravity direction, and the liquid column or the droplet is generated in the non-gravity direction. ..
<5> When the surface of the base material is irradiated with the optical vortex laser beam, the light absorber swells in a substantially dome shape in the irradiation direction of the optical vortex laser beam with rotational motion, and the light having the substantially dome shape. The image forming method according to any one of <3> to <4>, wherein liquid columns or droplets having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam are generated from the top of the absorbent material.
<6> The image forming method according to any one of <3> to <5>, wherein the light absorber has an absorbance of the optical vortex laser beam with respect to a wavelength of more than 1.
<7> The image forming method according to any one of <3> to <6>, wherein the thickness of the light absorbing material arranged on the surface of the base material is 10 μm or more.
<8> The image forming method according to any one of <3> to <7>, wherein the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is 100 μm or less.
<9> The image forming method according to any one of <3> to <8>, wherein the irradiation energy of the optical vortex laser beam is 60 μJ / dot or less.
<10> The optical vortex laser beam is formed by irradiating the surface of the base material on the surface of the base material on which the light absorbing material is arranged on the side opposite to the side on which the light absorbing material is arranged. A light absorbing material flying means for generating a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam in the irradiation direction of the light absorbing material.
A transfer means for bringing the liquid column or the droplet into contact with the transfer medium to transfer the liquid column or the droplet.
It is an image forming apparatus characterized by having.

前記<1>から<2>のいずれかに記載の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法、前記<3>から<9>のいずれかに記載の画像形成方法、及び前記<10>に記載の画像形成装置によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。 The method for generating a flying object using the optical vortex laser according to any one of <1> to <2>, the image forming method according to any one of <3> to <9>, and the above <10>. According to the image forming apparatus of the above, the conventional problems can be solved and the object of the present invention can be achieved.

1 光吸収材飛翔手段
2 レーザー光源
3、7 ビーム径変更部材
4 ビーム波長変更部材
5 螺旋位相板(光渦変換部)
6 1/4波長板(波長変換部)
11 レーザビーム
12 光渦レーザビーム
20 光吸収材
21 着色剤
22 立体造形剤
30 被付着物
31 記録媒体
32 基板
40 基材
100 光吸収材飛翔ユニット
110 着色剤飛翔ユニット
120 立体造形剤飛翔ユニット
124 立体造形物
130 立体造形ヘッドユニット
300〜307 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 Light absorber Flying means 2 Laser light source 3, 7 Beam diameter changing member 4 Beam wavelength changing member 5 Spiral phase plate (optical vortex conversion part)
6 1/4 wave plate (wavelength converter)
11 Laser beam 12 Optical vortex Laser beam 20 Light absorber 21 Colorant 22 Three-dimensional modeling agent 30 Adhesion 31 Recording medium 32 Substrate 40 Base material 100 Light absorber flying unit 110 Coloring agent flying unit 120 Three-dimensional modeling agent flying unit 124 Three-dimensional Modeled object 130 Three-dimensional modeling head unit 300 to 307 Image forming device 400, 401 Image forming device 500 Three-dimensional modeling object manufacturing device

特開2018−56565号公報JP-A-2018-56565

Claims (10)

光吸収材を表面に配した基材における、前記光吸収材が配された側とは反対側の前記基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、前記光渦レーザビームの照射方向にかつ前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を前記光吸収材から生じさせることを特徴とする光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法。 By irradiating the surface of the base material with the light absorber on the surface opposite to the side on which the light absorber is placed, the irradiation direction of the optical vortex laser beam A method for generating a flying object using an optical vortex laser, which comprises generating a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam from the light absorbing material. 前記基材の表面への前記光渦レーザビームの照射方向が非重力方向であり、前記液柱乃至液滴が非重力方向に生ずる、請求項1に記載の光渦レーザーを用いた飛翔体発生方法。 The projectile generation using the optical vortex laser according to claim 1, wherein the irradiation direction of the optical vortex laser beam on the surface of the base material is the non-gravity direction, and the liquid column or the droplet is generated in the non-gravity direction. Method. 光吸収材を表面に配した基材における、前記光吸収材が配された側とは反対側の前記基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、前記光渦レーザビームの照射方向にかつ前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を前記光吸収材から生じさせ、前記液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させることを特徴とする画像形成方法。 By irradiating the surface of the base material with the light absorber on the surface opposite to the side on which the light absorber is placed, the irradiation direction of the optical vortex laser beam In addition, a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is generated from the light absorbing material, and the liquid column or droplet is brought into contact with the transfer medium to be transferred. Image formation method. 前記基材の表面への前記光渦レーザビームの照射方向が非重力方向であり、前記液柱乃至液滴が非重力方向に生ずる、請求項3に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 3, wherein the irradiation direction of the optical vortex laser beam on the surface of the base material is the non-gravity direction, and the liquid column or the droplet is generated in the non-gravity direction. 前記基材の表面に前記光渦レーザビームを照射した際、前記光吸収材が回転運動を伴って前記光渦レーザビームの照射方向に略ドーム形状に膨らみ、前記略ドーム形状の前記光吸収材の頂部から前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴が生ずる、請求項3から4のいずれかに記載の画像形成方法。 When the surface of the base material is irradiated with the optical vortex laser beam, the light absorber swells in a substantially dome shape in the irradiation direction of the optical vortex laser beam with rotational motion, and the light absorber having a substantially dome shape. The image forming method according to any one of claims 3 to 4, wherein a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is generated from the top of the light vortex. 前記光吸収材が、前記光渦レーザビームの波長に対する吸光度が1よりも大きい、請求項3から5のいずれかに記載の画像形成方法。 The image forming method according to any one of claims 3 to 5, wherein the light absorber has an absorbance of the optical vortex laser beam with respect to a wavelength of more than 1. 前記基材の表面に配された前記光吸収材の厚みが10μm以上である、請求項3から6のいずれかに記載の画像形成方法。 The image forming method according to any one of claims 3 to 6, wherein the thickness of the light absorbing material arranged on the surface of the base material is 10 μm or more. 前記光渦レーザビームの照射径が100μm以下である、請求項3から7のいずれかに記載の画像形成方法。 The image forming method according to any one of claims 3 to 7, wherein the irradiation diameter of the optical vortex laser beam is 100 μm or less. 前記光渦レーザビームの照射エネルギーが60μJ/ドット以下である、請求項3から8のいずれかに記載の画像形成方法。 The image forming method according to any one of claims 3 to 8, wherein the irradiation energy of the optical vortex laser beam is 60 μJ / dot or less. 光吸収材を表面に配した基材における、前記光吸収材が配された側とは反対側の前記基材の表面に光渦レーザビームを照射することにより、前記光渦レーザビームの照射方向にかつ前記光渦レーザビームの照射径よりも小さな径の液柱乃至液滴を前記光吸収材から生じさせる光吸収材飛翔手段と、
前記液柱乃至液滴を被転写媒体に接触させ、転写させる転写手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。

By irradiating the surface of the base material with the light absorber on the surface opposite to the side on which the light absorber is placed, the irradiation direction of the optical vortex laser beam In addition, a light absorbing material flying means for generating a liquid column or droplet having a diameter smaller than the irradiation diameter of the optical vortex laser beam from the light absorbing material,
A transfer means for bringing the liquid column or the droplet into contact with the transfer medium to transfer the liquid column or the droplet.
An image forming apparatus characterized by having.

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