JP7313078B2 - 造形装置、液滴移動装置、目的物生産方法、造形方法、液滴移動方法、造形プログラムおよび液滴移動プログラム - Google Patents

Description

本発明は、造形装置、液滴移動装置、目的物生産方法、造形方法、液滴移動方法、造形プログラムおよび液滴移動プログラムに関する。
本願は、２０１９年３月７日に日本に出願された特願２０１９－０４２０１０号、及び２０１９年８月３０日に日本に出願された特願２０１９－１５８４９５号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

３次元の目的物を造形可能な方法の１つに光造形（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）がある。光造形では、液体の材料に紫外線レーザ光等の光を当てて材料を部分的に固体に変化させることで目的物を造形する。
光造形に関連して、非特許文献１には、光還元（Ｐｈｏｔｏｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）にて銀の微細構造を造形する方法が示されている。非特許文献１に記載の方法では、銀イオンを含む水溶液にレーザ光を照射して銀を目的の形状に凝縮させたのち、水溶液を除去する。

また、非特許文献２には、複数の材料を組み合わせた光造形を行う実験例が示されている。非特許文献２に記載の実験例では、アクリル樹脂とメタクリル樹脂とをそれぞれ光重合（Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）にて造形した後、磁性材料を無電解めっきしている。その結果、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂のうち、アクリル樹脂のみが選択的にめっきされている。また、非特許文献３では、マイクロ流路を使って、アクリル樹脂などを造形部に導入し、バルブによって材料を切り替えて、複数の樹脂材料で造形を行う方法が用いられている。

このように、複数種類の材料を用いて光造形を行うことで、多様な特性を有する目的物を造形することができる。

Ｙａｏ－Ｙｕ Ｃａｏ，Ｎｏｂｕｙｕｋｉ Ｔａｋｅｙａｓｕ，Ｔａｋｕｏ Ｔａｎａｋａ，Ｘｕａｎ－Ｍｉｎｇ Ｄｕａｎ，ａｎｄ Ｓａｔｏｓｈｉ Ｋａｗａｔａ "３Ｄ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ－Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍｕｌｔｉｐｈｏｔｏｎ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ"，Ｓｍａｌｌ，２００９年，第５巻，第１０号，ｐ．１１４４－１１４８ Ｔｏｍｍａｓｏ Ｚａｎｄｒｉｎｉ，Ｓｈｕｈｅｉ Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｓｈｏｊｉ Ｍａｒｕｏ，"Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｄｒｉｖｅｎ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｒｅａｔｅｄ ｂｙ Ｔｗｏ－Ｐｈｏｔｏｎ Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｍａｇｎｅｔｉｔｅ Ｐｌａｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｌａｂ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ"，Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｓ，２０１７年，第８巻，第３５号，ｐ．１－８ Ｆｒｅｄｅｒｉｋ Ｍａｙｅｒ，Ｓｔｅｆａｎ Ｒｉｃｈｔｅｒ，Ｊｏｈａｎｎ Ｗｅｓｔｈａｕｓｅｒ，Ｅｖａ Ｂｌａｓｃｏ，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｂａｒｎｅｒ－Ｋｏｗｏｌｌｉｋ ａｎｄ Ｍａｒｔｉｎ Ｗｅｇｅｎｅｒ，"Ｍｕｌｔｉｍａｔｅｒｉａｌ ３Ｄ ｌａｓｅｒ ｍｉｃｒｏｐｒｉｎｔｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｓｙｓｔｅｍ"，Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｄｖａｎｃｅｓ ０８ Ｆｅｂ ２０１９： Ｖｏｌ．５，ｎｏ，２，ｅａａｕ９１６０

光造形または光還元のように液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合、レーザ光の照射可能範囲など造形が行われる領域に液体の材料を設置する必要がある。このような方法は、設置を行うユーザにとって負担となる。特に、複数の材料を用いて造形を行う場合、材料を取り換える毎に、造形途中の目的物を洗浄し、洗浄された目的物と次の材料とを、造形が行われる領域に設置する必要がある。このため、作業を行うユーザの負担が大きい。さらに、目的物が小さい場合など精密加工を行う場合、洗浄された目的物を設置する際に設置位置および向きの精度が要求され、作業を行うユーザの負担がさらに大きい。また、マイクロ流路を用いて材料を入れ換える方式は、基板の取り外しがないという利点があるが、造形部に接続しているマイクロチューブや切換えバルブ内の材料が非常に多く、入れ替える際に混合してしまうため、材料の浪費が非常に多くなるとい課題がある。

本発明は、液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合に、液体の材料を設置する負担を軽減することができる造形装置、液滴移動装置、目的物生産方法、造形方法、液滴移動方法、プログラム、造形プログラムおよび液滴移動プログラムを提供する。

本発明の第１の態様によれば、造形装置は、液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる移動処理部と、所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、を備える。

前記移動処理部は、電磁波を用いて前記液滴を加熱するようにしてもよい。

前記移動処理部は、前記電磁波の一部をマスクで遮断することで、前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱するようにしてもよい。

前記移動処理部は、前記液滴を移動させた後、移動後の液滴を冷却してから、前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるようにする加熱を終了するようにしてもよい。

前記移動処理部は濡れ性を変えるパターン加工が施された面上にて前記液滴を移動させるようにしてもよい。

本発明の第２の態様によれば、液滴移動装置は、液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる移動処理部を備える。

本発明の第３の態様によれば、造形方法は、液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる工程と、所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、を含む。

本発明の第４の態様によれば、液滴移動方法は、液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる工程を含む。

本発明の第５の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる工程と、所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、を実行させるためのプログラムである。

本発明の第６の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる工程を実行させるためのプログラムである。

本発明の第７態様によれば、造形装置は、レーザを照射して所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて液滴を移動させる移動処理部と、所定の造形領域内で液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、を備える。

前記移動処理部は、レーザの照射箇所を移動させることにより温度勾配を生じさせてもよい。

前記移動処理部は、レーザの照射箇所をガルバノミラーで移動させることにより温度勾配を生じさせてもよい。

本発明の第８態様によれば、液滴移動装置は、レーザを照射し、当該レーザの照射箇所をガルバノミラーで移動させることにより、所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて液滴を移動させる移動処理部を備える。

本発明の第９態様によれば、造形方法は、レーザを照射して所定形状の温度勾配を生じさせ、温度勾配に基づいて液滴を移動させるステップと、所定の造形領域内で液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行うステップと、を有する。

本発明の第１０態様によれば、液滴移動方法は、レーザを照射し、当該レーザの照射箇所をガルバノミラーで移動させることにより、所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて液滴を移動させるステップを有する。

本発明の第１１態様によれば、造形プログラムは、コンピュータを、レーザを照射して所定形状の温度勾配を生じさせ、前記温度勾配に基づいて液滴を移動させる移動処理部、所定の造形領域内で液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部として機能させる。

本発明の第１２態様によれば、液滴移動プログラムは、コンピュータを、レーザを照射し、当該レーザの照射箇所をガルバノミラーで移動させることにより、所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて液滴を移動させる移動処理部として機能させる。

本発明の実施形態によれば、液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合に、液体の材料を設置する負担を軽減することができる。

実施形態に係る造形システムの機能構成を示す概略ブロック図である。 実施形態に係る造形部がレーザ光の焦点を結ばせる位置の例を示す図である。 実施形態に係る造形部のレーザ光発射部分と液滴との位置関係の例を示す図である。 実施形態に係る移動処理部が照射する加熱用ビームの形状の例を示す図である。 実施形態に係る加熱用ビームの照射によって生じる温度勾配の例を示す第１の図である。 実施形態に係る加熱用ビームの照射によって生じる温度勾配の例を示す第２の図である。 温度勾配が生じていない場合の液滴における力の関係の例を示す図である。 温度勾配が生じている場合の液滴における力の関係の例を示す図である。 実施形態で液滴に生じる力の向きの例を示す図である。 実施形態に係るマスクの形状の第１例を示す図である。 実施形態に係るマスクの形状の第２例を示す図である。 実施形態に係るマスクの形状および配置と生じる温度勾配との関係の例を示す図である。 実施形態に係る液滴の配置例を示す図である。 実施形態に係る基板にパターンを設けるための構成の例を示す図である。 実施形態に係る基板のパターンの第１例を示す図である。 実施形態に係る基板のパターンの第２例を示す図である。 実施形態に係る移動処理部が電磁波の照射を終了したときの基板における温度分布の例を示す図である。 実施形態に係る移動処理部が備える冷却装置の例を示す図である。 実施形態に係る観察部の構成例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第１例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第２例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第３例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第４例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第５例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第６例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第７例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第８例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第９例を示す図である。 実施形態に係る材料の配置の第１０例を示す図である。 実施形態に係る制御装置が造形装置を制御して目的物を生成させる処理手順の例を示すフローチャートである。 実施形態に係る造形装置を用いて得られる造形物の例を示す図である。 実施形態に係る造形物の構成を説明するための図である。 実施形態に係る造形用ビームの角度と焦点の位置との関係の例を示す図である。 一実施形態に係る造形システムを示す図である。 一実施形態に係る造形部がレーザ光の焦点を結ばせる位置の例を示す図である。 一実施形態に係る造形部のレーザ光発射部分と液滴との位置関係の例を示す図である。 一実施形態に係る移動処理部がレーザを基板に照射する様子を示す図である。 一実施形態に係る移動処理部がレーザを基板に照射する場合の照射箇所と液滴とを示す図である。 一実施形態に係るレーザＣ－２の照射によって生じる温度勾配の例を示す図ある。 一実施形態に係る移動処理部が液滴にレーザを照射しておらず、液滴が常温の状態での、液滴における力の関係の例を示すである。 一実施形態に係る移動処理部がレーザＣ－２を照射し、温度勾配が生じた場合の、液滴における力の関係の例を示す図である。 一実施形態に係る液滴に生じる力の向きの例を示す図である。 一実施形態に係る液滴の配置例を示す図である。 一実施形態に係る基板にパターンを設けるための構成の例を示す図である。 一実施形態に係る基板のパターンの例を示す図である。 一実施形態に係る基板のパターンの例を示す図である。 一実施形態に係る観測部の構成例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る材料の配置の例を示す図である。 一実施形態に係る造形システムの動作を示すフローチャートである。 一実施形態に係る移動処理部がレーザを基板に照射する場合の照射箇所と液滴とを示す図である。 一実施形態に係る造形用ビームの角度と焦点の位置との関係の例を示す図である。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を説明するが、以下の第１の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、第１の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、第１の実施形態に係る造形システムの機能構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、造形システム１は、造形装置１００と、制御装置２００とを備える。造形装置１００は、造形部１１０と、移動処理部１２０と、観察部１５０とを備える。制御装置２００は、表示部２１０と、操作入力部２２０と、記憶部２８０と、処理部２９０とを備える。

造形システム１は、液体の材料を部分的に固体に変化させて目的物を生成する。
造形装置１００は、目的物の生成を実行する装置である。特に、造形装置１００は、１つ以上の材料それぞれの液滴を部分的に固体に変化させることで目的物を造形する。ここでいう液滴は、表面張力でまとまっている液体のかたまりである。ここでいう造形は、形のあるものを作ることである。

造形部１１０は、造形領域内で材料の液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う。具体的には、液滴にレーザ光を照射し液滴内にレーザ光の焦点を結ばせることで、焦点の位置で液体の材料を固体に変化させる。ここでいう造形領域は、造形部１１０が材料を固形に変化可能な領域である。具体的には、造形領域は、造形部１１０がレーザ光の焦点を結ばせることができる領域である。

以下では、材料が光硬化性樹脂であり、造形部１１０が、光造形にて光硬化性樹脂を液体から固体に硬化させる場合を例に説明する。
但し、造形部１１０が造形を行う方法は、材料の液滴を部分的に固体に変化させることができる方法であればよく、特定の方法に限定されない。例えば、造形部１１０が造形を行う方法は、光重合（Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、光架橋（Ｐｈｏｔｏｃｒｏｓｓｌｉｎｋ）、光還元（Ｐｈｏｔｏｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）のいずれか、またはこれらの組み合わせであってもよい。

また、造形部１１０が造形に用いるレーザ光は、材料を硬化可能なレーザ光であればよく、特定の波長のレーザ光に限定されない。例えば、造形部１１０が、紫外線レーザ光を用いるようにしてもよいし、青色レーザ光を用いるようにしてもよい。あるいは、造形部１１０が、近赤外フェムト秒パルスレーザ（Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ－ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ）光を用いて２光子吸収による２光子造形法にて造形を行うようにしてもよい。

図２は、造形部１１０がレーザ光の焦点を結ばせる位置の例を示す図である。図２では、造形部１１０、移動処理部１２０それぞれのレーザ光発射部分が示されている。また、造形装置１００は、移動処理部１２０および造形部１１０に加えて、支持台１３０および滴下口１４０を備えている。支持台１３０には、目的物造形用の基板として用いられているガラス板の基板８１０が載置される。支持台１３０はこの基板８１０を支持している。
また、基板８１０の上には液滴８２０が載っている。造形部１１０が照射するレーザ光を造形用ビームＢ１１とも称する。
図２は、造形部１１０、移動処理部１２０それぞれのレーザ光発射部分、支持台１３０、基板８１０および液滴８２０を横（水平方向）から見た例を示している。

図２に示す液滴８２０は、材料の液滴である。液滴８２０は基板８１０に載っている。
造形部１１０は、造形用ビームＢ１１を透過させる液滴８２０に対し、液滴８２０内に焦点を結ぶように造形用ビームＢ１１を基板８１０の下から照射している。造形部１１０が照射した造形用ビームＢ１１は、点Ｐ１１で焦点を結んでいる。このため、液滴８２０のうち点Ｐ１１の部分が液体から固体に変化する。

造形部１１０のレーザ光発射部分は図２の前後および左右に移動可能である。また、造形部１１０は、造形用ビームＢ１１の焦点の位置を図２の上下に移動させることができる。したがって、造形部１１０は、造形用ビームＢ１１の焦点の位置を図２の上下左右および前後へと、三次元的に移動させることができる。
造形部１１０が、液滴８２０内で造形用ビームＢ１１の焦点位置を目的物の形状に沿って移動させることで、材料を目的物の形状に加工することができる。

また、図２に示すように、造形部１１０が基板８１０の下側から造形用ビームＢ１１を照射させることで、造形用ビームＢ１１は、焦点を結んだ後に液滴８２０の上面に到達する。したがって、造形用ビームＢ１１が焦点を結ぶ位置は、表面張力による液滴８２０の形状に応じた屈折の影響を受けない。この点で、造形システム１は、造形用ビームＢ１１の焦点の位置合わせを高精度に行うことができる。
但し、造形部１１０が液滴８２０の上側から造形用ビームＢ１１を照射するようにしもよい。これにより、液滴８２０が不透明な盤の上面に滴下されている場合など、液滴８２０が不透明な物の上に位置する場合でも、液滴８２０に造形用ビームＢ１１を照射させて材料を部分的に固体に変化させることができる。

滴下口１４０は、洗浄液を滴下する。この洗浄液は、液体の材料を加工した後、固体になった材料に付着している液体の材料を除去するための液である。滴下口１４０は、造形領域に向けて洗浄液を滴下することで、造形領域に位置する固体の材料を洗浄する。すなわち、滴下口１４０は、造形領域に位置する固体になった材料に付着している液体の材料を除去する。
但し、造形システム１が固体の材料を洗浄する方法は、滴下口１４０から洗浄液を滴下させる方法に限定されない。造形システム１が、あらかじめ液滴８２０の形態で用意されている洗浄液を移動させることで固体の材料を洗浄液に浸し、これによって固形の材料を洗浄するようにしてもよい。

図３は、造形部１１０のレーザ光発射部分と液滴８２０との位置関係の例を示す図である。図３は、造形部１１０のレーザ光発射部分を上側から見た例を示している。この例では、支持台１３０に支持された基板８１０が造形部１１０のレーザ光発射部分の上に位置し、基板８１０の上に材料が異なる２つの液滴８２０が載っている。２つの液滴８２０は、第１材料の液滴８２１－１１および第２材料の液滴８２１－１２である。材料の液滴と洗浄液の液滴と区別するため、材料の液滴に符号８２１を付している。

材料の液滴８２１のうち第１材料の液滴８２１－１１は、造形部１１０のレーザ光発射部分の上に位置している。造形部１１０が造形用ビームＢ１１を照射して第１材料の液滴８２１－１１内に焦点を結ばせることで、液滴８２１－１１のうち焦点の部分が液体から固体に変化する。
造形システム１は、第１材料の液滴８２１－１１を用いた第１材料の加工の後、第２材料の液滴８２１－１２を用いて第２材料の加工を行うことで、第１材料および第２材料の両方を含む目的物を生成することができる。かかる加工のために、移動処理部１２０が液滴８２０を移動させる。

移動処理部１２０は、液滴８２０を移動させる。例えば、移動処理部１２０は、電磁波を用いて液滴８２０に温度勾配を生じさせることで液滴８２０を移動させる。
移動処理部１２０を備える造形装置１００は、液滴移動装置の例に該当する。
移動処理部１２０は、加熱用の電磁波（例えば赤外線レーザ光）を、水平方向における液滴８２０の周囲を囲むように照射する。これにより、移動処理部１２０は、液滴８２０の水平方向の温度について、周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように温度勾配を生じさせる。ここでいう周辺側、中心側は、液滴８２０の内部のうち、液滴８２０と外部との境界に、より近い側、より遠い側である。
この温度勾配により、液滴８２０の加熱時に、液滴８２０が水平方向に広がることを防止できる。

以下では、水平方向における液滴８２０の位置関係を説明する場合に、水平方向である旨の記載を省略する場合がある。例えば、水平方向における液滴８２０の周囲を、単に液滴８２０の周囲とも称する。水平方向における液滴８２０の周辺側を、単に液滴８２０の周辺側とも称する。水平方向における液滴８２０の中心側を、単に液滴８２０の中心側とも称する。水平方向における液滴８２０の広がりを、単に液滴８２０の広がりとも称する。
また、移動処理部１２０が照射する電磁波を加熱用ビームとも称する。

図４は、移動処理部１２０が照射する加熱用ビームの形状の例を示す図である。図４の例で、基板８１０の上に液滴８２０が位置しており、移動処理部１２０は、この液滴８２０に向けて加熱用ビームＢ１２を照射している。
ただし、移動処理部１２０は、加熱用ビームＢ１２を液滴８２０に直接照射するのではなく、液滴８２０の周囲に照射している。加熱用ビームＢ１２の内部に空洞（加熱用ビームＢ１２が照射されない部分）が形成されており、この空洞の部分に液滴８２０が位置している。加熱用ビームＢ１２の空洞は、移動処理部１２０が照射する加熱用ビームＢ１２の一部をマスク１２１が遮断することによって形成されている。
図４の例のように、移動処理部１２０が液滴８２０の周囲に加熱用ビームＢ１２を照射する場合も、移動処理部１２０が液滴８２０に加熱用ビームＢ１２を照射すると表記する。

図５は、加熱用ビームＢ１２の照射によって生じる温度勾配の例を示す第１の図である。図５の上側は、移動処理部１２０が照射する加熱用ビームＢ１２を、その中心（光軸）に沿って垂直方向に切った断面図を示している。線Ｌ１２は、加熱用ビームＢ１２の中心を示している。図５の上側を図５（Ａ）と称する。
図５（Ａ）の例では、加熱用ビームＢ１２の中心にマスク１２１が設けられることで、加熱用ビームＢ１２の内部（中心付近）に空洞が形成されている。液滴８２０は、この空洞に位置している。

図５の下側には、上側に示される加熱用ビームＢ１２の照射で断面の位置に生じる温度勾配の例を示している。図５の下側を図５（Ｂ）と称する。
図５（Ｂ）のグラフの横軸は位置（断面における水平方向の位置）を示す。縦軸は、温度を示す。線Ｌ１１は、断面における基板８１０および液滴８２０の温度分布を示している。すなわち、線Ｌ１１は、横軸に示される位置と、基板８１０および液滴８２０の温度との関係を示している。
また、図５（Ｂ）では、液滴８２０を図示することで液滴８２０の位置が示されている。図５（Ａ）に示されるように、移動処理部１２０が液滴８２０の周囲に加熱用ビームＢ１２を照射することで、線Ｌ１１に示されるように、液滴８２０の周辺側のほうが中心側よりも温度が高い温度勾配が生じている。

図６は、加熱用ビームＢ１２の照射によって生じる温度勾配の例を示す第２の図である。図６は、図５の例における加熱用ビームＢ１２の照射したときの、基板８１０の温度の例をヒートマップで示している。明るい（白い）ほど温度が高いことを示し、暗い（黒い）ほど温度が低いことを示す。
線Ｌ２１は、ヒートマップにおける図５の断面の位置を示している。点Ｐ２１は、加熱用ビームＢ１２の中心の位置を示している。
図６の例で、移動処理部１２０は、図４の例のように加熱用ビームＢ１２を、液滴８２０の周囲を円形（ドーナツ形状）に囲むように照射している。これにより、図６のヒートマップは、図５の線Ｌ１１が示す温度分布を平面に展開した温度分布を示している。具体的には、図６のヒートマップでは、点Ｐ２１（加熱用ビームＢ１２の中心）を中心とする同心円状の温度分布が生じている。点Ｐ２１から遠ざかるにつれて、一旦温度が高くなり、ピークを越えてさらに点Ｐ２１から遠ざかると温度が低くなっていく。

移動処理部１２０は、加熱用ビームＢ１２で液滴８２０の周囲を囲んだまま加熱用ビームＢ１２を移動させる。これにより、移動処理部１２０は、液滴８２０が広がることを防止しながら液滴８２０を移動させる。この点について図７～図９を参照して説明する。

図７は、移動処理部１２０が液滴８２０に加熱用ビームＢ１２を照射しておらず、液滴８２０が常温の状態での、液滴８２０における力の関係の例を示す。図７の例で、γ_Ｌは、液滴８２０における表面張力を示す。γ_Ｓは、固体の表面張力（基板８１０における表面張力）を示す。γ_ＬＳは、固液界面張力を示す。θは液滴８２０の基板８１０に対する接触角を示す。
図７の場合、ヤングの式は、式（１）のように示される。

図７では液滴８２０内の力が釣り合っており、液滴８２０は移動しない。
また、移動処理部１２０が図４～図６の例のように、液滴８２０の周囲を囲むように加熱用ビームＢ１２を照射して温度勾配を生じさせ、かつ、加熱用ビームＢ１２を動かさない場合も、液滴８２０内の力が釣り合い、液滴８２０は移動しない。
この場合、加熱用ビームＢ１２の照射によって液滴８２０の周辺側の温度が中心側の温度よりも上昇する。このため、液滴８２０の中心側の表面張力が周辺側の表面張力よりも大きくなり、液滴８２０には、液滴形状を維持する方向に力が働く。

これに対し、加熱用ビームＢ１２の照射によって、液滴８２０の全体の温度が上昇することによって、液滴８２０における表面張力（図７のγ_Ｌ）が小さくなり、液滴８２０の基板８１０に対する接触角（角θ）が小さくなり、液滴８２０が広がる方向に力が働く。
この液滴８２０の温度上昇により液滴８２０が広がろうとする力と、先に述べた液滴８２０の中心側の表面張力の増加による液滴８２０の形状を維持しようとする力との釣り合いがとれたところで、液滴８２０は、それ以上広がらずに留まる。

図８は、移動処理部１２０が加熱用ビームＢ１２を動かし、液滴８２０の端部に温度差が生じた場合の、液滴８２０における力の関係の例を示す。図８は、移動処理部１２０が加熱用ビームＢ１２を図８に向かって右側に移動させた場合の例を示しており、液滴８２０の左右の端部のうち、図８に向かって左側の端部のほうが、向かって右側の端部よりも温度が高くなっている。
比較的温度が低い側（図８に向かって右側）における力を、図７で用いた変数名に「’」を付した変数名で示す。具体的には、γ’_Ｌは、液滴８２０における表面張力を示す。
γ’_Ｓは、固体の表面張力（基板８１０における表面張力）を示す。γ’_ＬＳは、固液界面張力を示す。θ’は液滴８２０の基板８１０に対する接触角を示す。

一方、比較的温度が高い側（図８に向かって左側）における力については、変数名に「’’」を付して示す。具体的には、γ’’_Ｌは、液滴８２０における表面張力を示す。γ’’_Ｓは、固体の表面張力（基板８１０における表面張力）を示す。γ’’_ＬＳは、固液界面張力を示す。θ’’は液滴８２０の基板８１０に対する接触角を示す。
図８の例では、高温側の温度Ｔ_Ｈと低温側の温度Ｔ_Ｌ（Ｔ_Ｈ＞Ｔ_Ｌ）との温度差が生じている。この温度差によって、高温側、低温側それぞれで接触角および表面張力が、移動処理部１２０が加熱用ビームＢ１２を移動させない場合から変化している。
低温側では、接触角θ’が、加熱用ビームＢ１２を移動させない場合よりも大きくなり、液体と気体との間の表面張力γ’_Ｌの水平方向成分は減少する。低温側の界面に働く力Ｆ’は、固体の表面張力γ’_Ｓの向きを正として、式（２）のように示される。

「Ｆ’＞０」であり、力Ｆ’の向きは、固体の表面張力γ’_Ｓの向きと同じく、図８に向かって右向き（液滴８２０の高温側の端部から低温側の端部への向き）となっている。
一方、高温側では、接触角θ’’が、加熱用ビームＢ１２を移動させない場合よりも小さくなり、液体と気体との間の表面張力γ’’_Ｌの水平方向成分は増加する。高温側の界面に働く力Ｆ’’は、固体の表面張力γ’’_ＬＳの向きを正として、式（３）のように示される。

「Ｆ’’＞０」であり、力Ｆ’’の向きは、固体の表面張力γ’’_Ｓの向きと反対に、図８に向かって右向きとなっている。（力Ｆ’’の向きは、固体の表面張力γ’_ＬＳの向きと同じく、図８に向かって右向きとなっている。）
図９は、液滴に生じる力の向きの例を示す。上記のように、力Ｆ’の向き、力Ｆ’’の向きの何れも図９に向かって右向き（液滴８２０の高温側の端部から低温側の端部への向き）となっている。力Ｆ’と力Ｆ’’とを合成した力Ｆ_{Ｔｏｔａｌ}は、式（４）のように示される。

力Ｆ’の向き、力Ｆ’’の向き共に、図９に向かって右向きとなっているので、力Ｆ_{Ｔｏｔａｌ}の向きも、図９に向かって右向きとなる。液滴８２０は、力Ｆ_{Ｔｏｔａｌ}を駆動力として図９に向かって右向き（移動処理部１２０が加熱用ビームＢ１２を動かす向き）に移動する。具体的には、液滴８２０は、加熱用ビームＢ１２の動きに応じて、加熱用ビームＢ１２の内部の空洞に位置し続けるように移動する。

加熱用ビームＢ１２の内部に空洞を生じさせるためのマスク１２１の形状について、液滴８２０の温度勾配を大きくするためには、平面形状よりも円錐形状のほうがよく、円錐形状のマスク１２１を液滴８２０の比較的近くに設置することが好ましいとの実験結果が得られた。

図１０は、マスク１２１の形状の第１例を示す図である。図１０は、平面形状のマスク１２１の例を示している。この平面形状のマスク１２１を、移動処理部１２０と液滴８２０との間に水平に配置する。
図１１は、マスク１２１の形状の第２例を示す図である。図１１は、円錐形状のマスク１２１の例を示している。この円錐形状のマスク１２１を、移動処理部１２０と液滴８２０との間に、円錐の頂点を上側、底面を下側にして配置する。

図１２は、マスク１２１の形状および配置と生じる温度勾配との関係の例を示す図である。図１２は、（移動処理部１２０とマスク１２１との距離，マスク１２１と液滴８２０との距離）＝（１５，３）、（２０，３）、（２５，３）、（２０，１）、（２０，５）の５通りの配置の各々、かつ、マスク１２１の形状が平面形状の場合、円錐形状の場合の各々について、生じる温度勾配の実験結果(測定結果)を示している。ここでいう移動処理部１２０とマスク１２１との距離は、移動処理部１２０の加熱用ビームＢ１２の照射口とマスク１２１との距離である。

温度勾配として、図５の線Ｌ１１に示されるように加熱用ビームＢ１２の中心の温度が比較的低い温度分布で、温度が極大となるところと、加熱用ビームＢ１２の中心で温度が極小となるところとの間の温度勾配を示している。マスク１２１の形状が平面形状の場合の温度勾配を丸で示し、マスク１２１の形状が円錐形状の場合の温度勾配を三角で示している。
マスク１２１の形状が円錐形状の場合、マスク１２１の位置として円錐の底面の位置を用いている。

図１２を参照すると、マスク１２１の形状を円錐形状とし、移動処理部１２０とマスク１２１との距離を２０ミリメートル（ｍｍ）、マスク１２１と液滴８２０との距離を１ミリメートルと、液滴８２０の近くにマスク１２１を配置した場合に、温度勾配が８度（℃）／ミリメートルと最も大きくなっている。

ただし、移動処理部１２０が液滴８２０を囲むように加熱用ビームＢ１２を照射する方法は、マスク１２１を設ける方法に限定されない。例えば、移動処理部１２０における加熱用ビームＢ１２の照射口が円形に形成され、中央が空洞の加熱用ビームＢ１２を照射するようにしてもよい。
また、移動処理部１２０が液滴８２０の加熱に用いる電磁波は、上記のように赤外線レーザ光であってもよいが、液体の材料を固体に変化させるもの以外であればよく、特定の周波数の電磁波、および、特定の方式の電磁波に限定されない。また、移動処理部１２０が液滴８２０の加熱に用いる電磁波は、レーザに限定されない。

さらには、移動処理部１２０が、液滴８２０を加熱する方法は、電磁波を照射する方法に限定されない。移動処理部１２０が、液滴８２０を加熱する方法として、液滴８２０の周辺側のほうが中心側よりも温度が高くなる温度勾配を生じさせ、かつ、加熱する位置を移動させることができるいろいろな方法を用いることができる。例えば基板８１０に移動可能な円形ヒーターが設けられてもよい。

図１３は、液滴８２０の配置例を示す。図１３は、基板８１０を斜め上から見た場合の例を示す。この例では、基板８１０上には第３材料の液滴８２１－２１と、第４材料の液滴８２１－２２と、第５材料の液滴８２１－２３と、洗浄液の液滴とが位置している。材料の液滴と洗浄液の液滴と区別するため、洗浄液の液滴には、符号８２２を付している。
造形システム１は、第３材料の液滴８２１－２１、第４材料の液滴８２１－２２および第５材料の液滴８２１－２３の各々を造形領域に位置させて部分的に固体に変化させることで、第３材料、第４材料および第５材料を含む目的物を生成することができる。

また、造形システム１は、第３材料の液滴８２１－２１、第４材料の液滴８２１－２２および第５材料の液滴８２１－２３の各々を部分的に固形に変化させる毎に、洗浄液の液滴８２２を造形領域に移動させて固形の材料を洗浄する。上述したように、固体の材料を洗浄する方法として、洗浄液の液滴８２２を移動させる方法に代えて、洗浄液を滴下口１４０から滴下する方法を用いるようにしてもよい。

図１３の例で、造形部１１０は、基板８１０の下から造形用ビームＢ１１を照射する。
一方、移動処理部１２０は、基板８１０の上から加熱用ビームＢ１２を照射する。
図１３では、説明のために造形用ビームＢ１１および加熱用ビームＢ１２の両方を示している。但し、造形部１１０が造形用ビームＢ１１を照射している間は、移動処理部１２０が、液滴８２０に対して加熱用ビームＢ１２の照射を行わないようにしてもよい。造形部１１０が造形領域に位置する材料に対する加工を終了したのち、移動処理部１２０は、この造形領域に位置する材料に対して加熱用ビームＢ１２を照射して、液体のままの材料を造形領域外へ移動させる。

基板８１０に、液滴８２０を配置し移動させるためのパターンを設けるようにしてもよい。
図１４は、基板８１０にパターンを設けるための構成の例を示す図である。図１４の例では、基板８１０としてガラス基板を用いている。基板８１０のうち濡れ性を高めたい部分以外の部分をマスク９１２で覆い、エキシマランプ光源９１１からエキシマ光（ＶＵＶ光）を照射する。エキシマ光が大気中の酸素をオゾン等の活性酸素に変化させ、また、ガラス表面の結合を切断する。活性酸素とガラス基板表面の化学反応によって、「－ＯＨ」または「－ＣＯＯＨ」など樹脂との親和性が高い官能基が付与されることで濡れ性が高くなる。

但し、基板８１０にパターンを設ける方法は、エキシマ光を照射する方法に限定されない。例えば、比較的濡れ性の低い素材の基板８１０を使用し、パターンの部分に比較的親水性の高いコーティングを設けるようにしてもよい。あるいは、比較的濡れ性の高い素材の基板８１０を使用し、パターン以外の部分に撥水性のコーティングを設けるようにしてもよい。

さらに例えば、基板８１０の表面のうち、液滴８２０が通る部分以外の部分にフッ素コートによるパターンを施すことで、液滴８２０が動く経路をパターニングするようにしてもよい。液滴８２０はフッ素コートされた部分を避けて移動するので、フッ素コートのパターンにより、液滴８２０を特定の経路（フッ素コートされていない経路）に沿って移動させることができる。このように、移動処理部１２０が、撥水性の素材が部分的に配置されている面上にて液滴８２０を移動させるようにしてもよい。

図１５は、基板８１０のパターンの第１例を示す図である。図１５の例で、基板８１０には、造形領域である領域Ａ１１と、造形に使用中の液滴８２０以外の液滴８２０の退避領域である領域Ａ１２と、領域Ａ１１と領域Ａ１２とを接続する領域Ａ１３とを含むパターンが設けられている。これら領域Ａ１１～Ａ１３について他の部分よりも濡れ性を高くしておくことで、移動処理部１２０が比較的容易に液滴８２０を移動させることができ、かつ、液滴８２０が広がることを防止または軽減できる。

パターンの大きさは液滴の材質によるが、例えば、領域Ａ１１および領域Ａ１２を、直径４ミリメートルから５ミリメートル程度の円形に構成するようにしてもよい。領域Ａ１３の幅は、細すぎると液滴８２０を移動させにくくなり、太すぎると液滴８２０を領域Ａ１１または領域Ａ１２へ移動させたときにその液滴８２０が領域Ａ１３へ逆流する可能性がある。領域Ａ１３の幅は、例えば２ミリメートル程度としてもよい。領域Ａ１３の長さは、例えば１０ミリメートル程度としてもよい。

図１６は、基板８１０のパターンの第２例を示す図である。図１５の例では３つの領域Ａ１２が設けられているのに対し、図１６の例では、９個の領域Ａ１２が設けられている。このように、基板８１０のパターンにおける領域Ａ１２の個数は特定の個数に限定されず任意の個数でよい。領域Ａ１２を多めに設けておくことで、造形に使用する液滴８２０の種類の数が多い場合に対応できる。

図１７は、移動処理部１２０が電磁波の照射を終了したときの基板８１０における温度分布の例を示す図である。図１７のグラフの横軸は基板８１０上の位置を示す。縦軸は温度を示す。図１７は、図５の場合と同様、移動処理部１２０が加熱用ビームＢ１２を照射していたときの加熱用ビームＢ１２の中心に沿って垂直方向に切った断面における温度分布を示している。加熱用ビームＢ１２の中心に相当する位置を基準（０ミリメートル）とし、基準からの距離をミリメートルで示している。

図１７に示されるように、液滴８２０の移動完了後に移動処理部１２０がそのまま加熱用ビームＢ１２の照射を終了すると、液滴８２０の周辺側のほうが中心側よりも高い温度勾配がなくなってしまう。液滴８２０の温度が高い段階では、液滴８２０の基板８１０に対する濡れ性が比較的高い。この段階で、液滴８２０の周辺側のほうが中心側よりも高い温度勾配がなくなると、液滴８２０が広がってしまう。

そこで、移動処理部１２０は、液滴８２０の温度を低下させた後、加熱用ビームＢ１２の照射を終了する。
図１８は、移動処理部１２０が備える冷却装置の例を示す図である。図１８の例で、冷却装置１２２は、ファン１２３と、ダクト１２４とを備え、ダクト１２４には送風口１２５が設けられている。

ファン１２３が送風する空気は、ダクト１２４を経由して送風口１２５から斜め下向きに送風される。
移動処理部１２０は、送風口１２５から送風される空気が液滴８２０に当たるように冷却装置１２２を配置し、冷却装置１２２に送風させることで液滴８２０を冷却する。移動処理部１２０は、冷却装置１２２による冷却開始から１００秒経過後に加熱用ビームＢ１２の照射を終了するなど、液滴８２０の温度がある程度（例えば、４０℃以下）下がった後に、加熱用ビームＢ１２の照射を終了する。
これにより、液滴８２０の周辺側のほうが中心側よりも高い温度勾配が生じたまま、液滴８２０の温度が低下する。これによって、液滴８２０が基板８１０のパターンを逆流するなど、液滴８２０が広がることを防止または軽減できる。

観察部１５０は、目的物の画像を撮影する。
図１９は、観察部１５０の構成例を示す。図１９の例で、観察部１５０は、観察光光源１５１と、ビームスプリッタ１５２と、観察用レンズ１５３と、ＣＣＤカメラ１５４と、表示装置１５５とを備える。
観察光光源１５１は、目的物を撮影するための照明光Ｂ１３を照射する。ここでの目的物は、造形途中のものであってもよい。照明光Ｂ１３は、目的物に照射される。照明光Ｂ１３の一部が反射または吸収された後、残りの光が造形部１１０のレーザ光発射部分を経由してビームスプリッタ１５２へ入射される。

図１９の例で、観察光光源１５１は、図２における滴下口１４０と同様に、造形領域の上方に位置している。観察光光源１５１が、照明光Ｂ１３を照射する間、滴下口１４０の配置位置と観察光光源１５１の配置位置とを入れ替えるようにしてもよい。あるいは、滴下口１４０が、造形領域の斜め上方から造形領域へ向けて洗浄液または液体の材料を滴下するなど、滴下口１４０の位置と観察光光源１５１の位置とが重ならない配置としてもよい。

ビームスプリッタ１５２は、ハーフミラーを備え、照明光Ｂ１３を反射させる。ビームスプリッタ１５２は、照明光Ｂ１３の入射だけでなく造形用ビームＢ１１の入射も受ける。ビームスプリッタ１５２は、造形用ビームＢ１１を通過させ、造形部１１０のレーザ光発射部分へ向けて進ませる。照明光Ｂ１３の反射により、ビームスプリッタ１５２は、造形用ビームＢ１１と同じ経路を造形用ビームＢ１１と逆向きに通過してきた照明光Ｂ１３を、造形用ビームＢ１１の経路の向きと異なる向きに転向させる。

観察用レンズ１５３は、照明光Ｂ１３がＣＣＤカメラ１５４の撮影素子の位置で像を結ぶように照明光Ｂ１３を屈折させる。
ＣＣＤカメラ１５４は、照明光Ｂ１３を受光して光電変換することで、目的物の画像データを生成する。
表示装置１５５は、例えば液晶パネルまたはＬＥＤパネル等の表示画面を有し、目的物の画像を表示する。具体的には、表示装置１５５は、ＣＣＤカメラが生成した目的物の画像データの入力を受け、この画像データが示す画像を表示する。
ただし、観察部１５０の構成および配置は図１９に示すものに限定されない。例えば、観察部１５０が、目的物を上方向から撮影するようにしてもよいし、斜め上方向または斜め下方向から撮影するようにしてもよい。

制御装置２００は、造形装置１００を制御して目的物を生成させる。例えば、制御装置２００は、造形部１１０が造形用ビームＢ１１を照射するタイミング、および、造形用ビームＢ１１の焦点の位置を制御する。また、制御装置２００は、移動処理部１２０が加熱用ビームＢ１２を照射するタイミングおよび照射位置を制御する。また、制御装置２００は、滴下口１４０が洗浄液を滴下するタイミングを制御する。
また、制御装置２００は、造形システム１のユーザインタフェースとして機能する。
制御装置２００は、例えばパソコン（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）またはワークステーション（Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）等のコンピュータを用いて構成される。

表示部２１０は、例えば液晶パネルまたはＬＥＤパネル等の表示画面を有し、各種画像を表示する。特に、表示部２１０は、造形システム１に関する情報をユーザに提示する。
表示部２１０は、表示装置１５５を用いて構成されていてもよいし、表示装置１５５とは別に構成されていてもよい。
操作入力部２２０は、例えばキーボードおよびマウス等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受ける。特に、操作入力部２２０は、造形システム１に関する設定を行うユーザ操作を受ける。

記憶部２８０は、各種データを記憶する。記憶部２８０は、制御装置２００が備える記憶デバイスを用いて構成される。
処理部２９０は、制御装置２００の各部を制御して各種処理を実行する。処理部２９０は、制御装置２００が備えるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置）が、記憶部２８０からプログラムを読み出して実行することで構成される。
制御装置２００が、予め設定されたプログラム等に基づいて自動的に造形装置１００を制御するようにしてもよい。あるいは、ユーザがオンラインで制御装置２００に指示を入力し、制御装置２００がユーザの指示に従って造形装置１００を制御するようにしてもよい。

次に、図２０から図２９を参照して、造形領域に位置する液滴８２０の入れ替えについて説明する。
図２０は、材料の配置の第１例を示す。図２０は、造形システム１が目的物を生成する処理の開始時における材料の配置の例を示している。図２０の例では、基板８１０の上に第７材料の液滴８２１－４１と、第７材料とは異なる第８材料の液滴８２１－４２とが載っている。また、領域Ａ２１は造形領域を示している。
図２０の状態から、造形部１１０が、造形領域（領域Ａ２１）内に位置する第７材料の液滴８２１－４１に造形用ビームＢ１１を照射して第７材料の液滴８２１－４１の一部を液体から固体に変化させる。

図２１は、材料の配置の第２例を示す。図２１の例で、基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第８材料の液滴８２１－４２および領域Ａ２１の位置は、図２０の場合と同様である。一方、図２１の例では、第７材料の液滴８２１－４１内に固形物８４０がある点で、図２０の場合と異なる。
図２１における固形物８４０は、第７材料の固形物８４０－４１であり、生成途中の目的物の例に該当する。具体的には、図２０の状態から、造形部１１０が、第７材料の液滴８２１－４１に造形用ビームＢ１１を照射して第７材料の液滴８２１－４１の一部を液体から固体に変化させたものが、図２１の第７材料の固形物８４０－４１である。

図２２は、材料の配置の第３例を示す。図２２の例で基板８１０、第８材料の液滴８２１－４２、第７材料の固形物８４０－４１および領域Ａ２１の位置は、図２１の場合と同様である。一方、図２２の例では、第７材料の液滴８２１－４１が領域Ａ２１の内から外へ移動している点で、図２１の場合と異なる。
図２１は、造形部１１０による第７材料の液滴８２１－４１に対する加工が終了した状態の例を示している。移動処理部１２０が、使用終了後の第７材料の液滴８２１－４１を領域Ａ２１の内から外へ移動させることで、図２２に示す状態になる。移動処理部１２０は、液滴を移動させるが、固形の材料については移動させない。図２２の例でも、第７材料の液滴８２１－４１が領域Ａ２１の内から外へ移動している一方、第７材料の固形物８４０－４１は、領域Ａ２１内に留まっている。

図２３は、材料の配置の第４例を示す。図２３の例で基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第８材料の液滴８２１－４２、第７材料の固形物８４０－４１および領域Ａ２１の位置は、図２２の場合と同様である。一方、図２３では、領域Ａ２１内に洗浄液の液滴８２２がある点で、図２２の場合と異なる。
図２２の状態から、滴下口１４０が洗浄液を造形領域（領域Ａ２１）内に滴下することで、図２３の状態になる。図２２の状態では、第７材料の液滴８２１－４１は領域Ａ２１の外へ移動しているが、第７材料の固形物８４０－４１の表面には液体の第７材料が残存している。そこで、滴下口１４０が、洗浄液を領域Ａ２１内に滴下して第７材料の固形物８４０－４１を洗浄液に浸す。これにより、造形システム１は、第７材料の固形物８４０－４１の表面を洗浄する。具体的には、造形システム１は、第７材料の固形物８４０－４１の表面に付着している液体の第７材料を除去する。

図２４は、材料の配置の第５例を示す。図２４の例で基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第８材料の液滴８２１－４２、第７材料の固形物８４０－４１および領域Ａ２１の位置は、図２３の場合と同様である。一方、図２４では、洗浄液の液滴８２２が基板８１０上から除去されている点で、図２３の場合と異なる。
図２３の状態から、移動処理部１２０が、洗浄液の液滴８２２を領域Ａ２１内から基板８１０の上面の外へと移動させることで、洗浄液の液滴８２２が基板８１０上から除去され、図２４の状態になる。

図２５は、材料の配置の第６例を示す。図２５の例で基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第７材料の固形物８４０－４１および領域Ａ２１の位置は、図２４の場合と同様である。一方、図２５では、第８材料の液滴８２１－４２が領域Ａ２１の外から内へ移動している点で、図２４の場合と異なる。
図２４の状態から、移動処理部１２０が第８材料の液滴８２１－４２を領域Ａ２１内へ移動させることで、図２５の状態になる。

図２６は、材料の配置の第７例を示す。図２６の例で基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第８材料の液滴８２１－４２、第７材料の固形物８４０－４１および領域Ａ２１の位置は、図２５の場合と同様である。一方、図２６では、第８材料の液滴８２１－４２内に第７材料の固形物８４０－４１に加えて第８材料の固形物８４０－４２がある点で、図２５の場合と異なる。図２６の例では、第７材料の固形物８４０－４１と第８材料の固形物８４０－４２とが固形物８４０を構成している。
図２５の状態から、造形部１１０が第８材料の液滴８２１－４２に造形用ビームＢ１１を照射して第８材料の液滴８２１－４２の一部を液体から固体に変化させたものが、図２６の第８材料の固形物８４０－４２である。

図２７は、材料の配置の第８例を示す。図２７の例で基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第７材料の固形物８４０－４１、第８材料の固形物８４０－４２および領域Ａ２１の位置は、図２６の場合と同様である。一方、図２７では、第８材料の液滴８２１－４２が領域Ａ２１の内から外へ移動している点で、図２６の場合と異なる。
図２６は、造形部１１０による第８材料の液滴８２１－４２に対する加工が終了した状態の例を示している。移動処理部１２０が、使用終了後の第８材料の液滴８２１－４２を領域Ａ２１の内から外へ移動させることで、図２７に示す状態になる。上記のように、移動処理部１２０は、液滴を移動させるが、固形の材料については移動させない。図２７の例でも、第８材料の液滴８２１－４２が領域Ａ２１の内から外へ移動している一方、第８材料の固形物８４０－４２は、領域Ａ２１内に留まっている。

図２８は、材料の配置の第９例を示す。図２８の例で基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第８材料の液滴８２１－４２、第７材料の固形物８４０－４１、第８材料の固形物８４０－４２および領域Ａ２１の位置は、図２７の場合と同様である。一方、図２８では、領域Ａ２１内に洗浄液の液滴８２２がある点で、図２７の場合と異なる。
図２７の状態から、滴下口１４０が洗浄液を造形領域（領域Ａ２１）内に滴下することで、図２８の状態になる。図２７の状態では、第８材料の液滴８２１－４２は領域Ａ２１の外へ移動しているが、固形物８４０の表面には液体の第８材料が残存している。そこで、滴下口１４０が、洗浄液を領域Ａ２１内に滴下して固形物８４０を洗浄液に浸す。これにより、造形システム１は、固形物８４０の表面を洗浄する。具体的には、造形システム１は、第７材料の固形物８４０－４１の表面および第８材料の固形物８４０－４２の表面に付着している液体の第８材料を除去する。

図２９は、材料の配置の第１０例を示す。図２９の例で基板８１０、第７材料の液滴８２１－４１、第８材料の液滴８２１－４２、第７材料の固形物８４０－４１、第８材料の固形物８４０－４２および領域Ａ２１の位置は、図２８の場合と同様である。一方、図２９では、洗浄液の液滴８２２が基板８１０上から除去されている点で、図２８の場合と異なる。
図２８の状態から、移動処理部１２０が、洗浄液の液滴８２２を領域Ａ２１内から基板８１０の上面の外へと移動させることで、洗浄液の液滴８２２が基板８１０上から除去され、図２９の状態になる。
図２９の固形物８４０は、完成した目的物の例に該当する。このように、図２０～図２９の例では、造形システム１は、第７材料および第８材料といった複数の材料を用いたマルチマテリアルの目的物を生成している。

次に図３０を参照して造形システム１の動作について説明する。
図３０は、制御装置２００が造形装置１００を制御して目的物を生成させる処理手順の例を示すフローチャートである。
図３０の処理で、制御装置２００は、造形部１１０を制御して造形処理を行わせる（ステップＳ１０１）。造形部１１０は、制御装置２００の制御に従って造形領域内の材料の液滴８２１に造形用ビームＢ１１を照射して材料の液滴８２１内で造形用ビームＢ１１の焦点を結ばせる。焦点の位置で材料が液体から固体に変化する。

次に、制御装置２００は、移動処理部１２０を制御して材料の液滴８２１を造形領域外（退避領域）へ退避させる（ステップＳ１０２）。移動処理部１２０は、制御装置２００の制御に従って造形領域内の材料の液滴８２１を造形領域外へ移動させる。
次に、制御装置２００は、滴下口１４０を制御して洗浄液を滴下させる（ステップＳ１０３）。滴下口１４０は、制御装置２００の制御に従って洗浄液を造形領域内へ滴下する。この滴下により、造形領域内にある固体の材料を洗浄する。

次に、制御装置２００は、移動処理部１２０を制御して洗浄液の液滴８２２を除去させる（ステップＳ１０４）。移動処理部１２０は、制御装置２００の制御に従って造形領域内の洗浄液の液滴８２２を基板８１０の外へ移動させる。この移動により、移動処理部１２０は洗浄液の液滴８２２を基板８１０の上から除去する。
次に制御装置２００は、目的物が完成したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。目的物が完成したと判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御装置２００は、図３０の処理を終了する。

一方、目的物が完成していないと判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御装置２００は、移動処理部１２０を制御して、次に用いられる材料の液滴８２１を造形領域へ移動させる（ステップＳ１０６）。移動処理部１２０は、制御装置２００の制御に従って次に用いられる材料の液滴８２１を造形領域外から造形領域内へ移動させる。
ステップＳ１０６の後、処理がステップＳ１０１へ戻る。

次に、図３１および図３２を参照して、造形装置１００を用いた造形物の例について説明する。
図３１は、造形装置１００を用いて得られる造形物の例を示す図である。図３１に示す造形物９００は、ＳＲ４９９＋ＳＲ３６８、ＳＲ３４８、および、ＳＲ４９９＋ＳＲ３４８の３種類の樹脂を含んで構成されている。

図３２は、造形物９００の構成を説明するための図である。図３２に示すように造形物９００は、１辺の長さが１３５ミクロン（μｍ）の３層のピラミッド形状をなしており、ＳＲ４９９＋ＳＲ３６８（符号９０１）と、ＳＲ３４８（符号９０２）と、ＳＲ４９９＋ＳＲ３４８（符号９０３）との３種類の樹脂を含んで構成されている。
このように、造形装置１００を用いて微細な物を造形することができる。また、造形物９００を構成する樹脂のうち、ＳＲ４９９＋ＳＲ３６８はアクリレート系であり、ＳＲ３４８はメタクリレート系であり、ＳＲ４９９＋ＳＲ３４８はアクリレート系＋メタクリレート系である。これらのうち、アクリレート系樹脂であるＳＲ４９９＋ＳＲ３６８にのみ銅めっきを行うことができる。したがって、造形物９００に対して選択的に銅めっきを行うことができる。

以上のように、移動処理部１２０は、液滴８２０の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように液滴８２０を加熱し、加熱箇所を移動させることで液滴８２０を移動させる。造形部１１０は、所定の造形領域内で液滴８２０を部分的に固体に変化させることで造形を行う。
このように、移動処理部１２０が液滴８２０の水平方向周辺側のほうが中心側よりも温度が高くなる温度勾配を生じさせるように加熱し、加熱箇所を移動させることで、液滴８２０は、加熱箇所の移動に従って広がらずに移動する。移動処理部１２０によれば、加熱箇所を移動させた分だけ液滴８２０を移動させることができ、かつ、液滴８２０が広がらない点で、液滴８２０の移動を高精度に制御することができる。

また、移動処理部１２０は、電磁波を用いて液滴８２０を加熱する。
移動処理部１２０によれば、液滴８２０の周囲に電磁波を照射するという比較的簡単な方法で、液滴８２０を加熱することができる。

また、移動処理部１２０は、電磁波の一部を円錐形状のマスク１２１で遮断することで、液滴８２０の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように液滴８２０を加熱する。
移動処理部１２０によれば、液滴８２０に向けて電磁波を照射し、電磁波の一部をマスクで遮断するという比較的簡単な方法で、液滴８２０を加熱することができる。また、上述したように、移動処理部１２０が円錐形状のマスク１２１を用いることで、例えば平面形状のマスク１２１を用いる場合と比較して、液滴８２０により大きな温度勾配を生じさせることができる。

また、移動処理部１２０は、液滴８２０を移動させた後、移動後の液滴８２０を冷却してから、液滴８２０の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるようにする加熱を終了する。
移動処理部１２０によれば、液滴８２０の温度が高いうちに、液滴８２０の水平方向周辺側のほうが中心側よりも温度が高い温度勾配が消滅することを防止できる。これにより、移動処理部１２０によれば、液滴８２０が広がることを防止または軽減できる。

また、移動処理部１２０は濡れ性を変えるパターン加工が施された面上にて液滴８２０を移動させる。
移動処理部１２０が、液滴８２０に、面上（例えば基板８１０上）で濡れ性が比較的高い部分を移動させることで、移動処理部１２０は、比較的容易に液滴８２０を移動させることができる。また、面上で、液滴８２０が位置する部分の周囲の濡れ性が比較的低いこことで、液滴８２０の広がりを防止または軽減できる。

なお、造形用ビームＢ１１が焦点を結ぶ位置を変化させる方法は、造形部１１０のレーザ光発射部分の位置を変化させる方法に限定されない。造形部１１０のレーザ光発射部分に代えて支持台１３０を移動させるようにしてもよい。
あるいは、造形部１１０のレーザ光発射部分が造形用ビームＢ１１を発射する角度を変化させるようにしてもよい。

図３３は、造形用ビームＢ１１の角度と焦点の位置との関係の例を示す。
図３３の例で、造形部１１０のレーザ光発射部分は対物レンズとして機能し、液滴８２０と反対側（図３３の下側）から入射した造形用ビームを屈折させて液滴８２０の側（図３３の上側）へ照射する。
造形部１１０のレーザ光発射部分への造形用ビームＢ１１の入射角をθＩで示す。造形部１１０のレーザ光発射部分からの造形用ビームＢ１１の出射角をθＯで示す。出射角θＯは入射角θＩに応じて変化する。出射角θＯの変化に伴って造形用ビームＢ１１が焦点を結ぶ点Ｐ１１の位置も変化する。したがって、造形部１１０は、造形用ビームＢ１１のレーザ光発射部分への入射角θＩを変化させることで、レーザ光発射部分の位置、基板８１０の位置の何れも変化させる必要なしに、造形用ビームＢ１１が焦点を結ぶ位置を変化させることができる。
入射角θＩを変化させる方法として、例えば、造形用ビームＢ１１の光源と造形部１１０のレーザ光発射部分との間にミラーを設け、ミラーの向きを変化させる方法を用いることができる。

《第２の実施形態》
以下、図面を参照しながら第２の実施形態について詳しく説明する。
図３４は、第２の実施形態に係る造形システム２１を示す図である。

図３４に示すように、第２の実施形態に係る造形システム２１は、造形装置２１００と、制御装置２２００とを備える。造形装置２１００は、造形部２１１０と、移動処理部２１２０と、観察部２１５０とを備える。
制御装置２２００は、表示部２２１０と、操作入力部２２２０と、記憶部２２８０と、処理部２２９０とを備える。

造形システム２１は、液体の材料を部分的に固体に変化させて目的物を生成する。
造形装置２１００は、目的物の生成を実行する装置である。特に、造形装置２１００は、１つ以上の材料それぞれの液滴を部分的に固体に変化させることで目的物を造形する。ここでいう液滴は、表面張力でまとまっている液体のかたまりである。ここでいう造形は、形のあるものを作ることである。

造形部２１１０は、造形領域内で材料の液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う。具体的には、液滴にレーザ光を照射し液滴内にレーザ光の焦点を結ばせることで、焦点の位置で液体の材料を固体に変化させる。ここでいう造形領域は、造形部２１１０が材料を固体に変化可能な領域である。具体的には、造形領域は、造形部２１１０がレーザ光の焦点を結ばせることができる領域である。
レーザ光を単にレーザとも称する。

以下では、材料が光硬化性樹脂であり、造形部２１１０が、光造形にて光硬化性樹脂を液体から固体に硬化させる場合を例に説明する。
但し、造形部２１１０が造形を行う方法は、材料の液滴を部分的に固体に変化させることができる方法であればよく、特定の方法に限定されない。例えば、造形部２１１０が造形を行う方法は、光重合、光架橋、光還元のいずれか、またはこれらの組み合わせであってもよい。

また、造形部２１１０が、造形に用いるレーザ光は、材料を硬化可能なレーザ光であればよく、特定の波長のレーザ光に限定されない。例えば、造形部２１１０が紫外線レーザ光を用いるようにしてもよいし、青色レーザ光を用いるようにしてもよい。あるいは、造形部２１１０が、近赤外フェムト秒パルスレーザ光を用いて２光子吸収による２光子造形法にて造形を行うようにしてもよい。

図３５は、造形部２１１０がレーザ光の焦点を結ばせる位置の例を示す図である。図３５では、造形部２１１０、移動処理部２１２０それぞれのレーザ光発射部分が示されている。また、造形装置２１００は、移動処理部２１２０および造形部２１１０に加えて、支持台２１３０および滴下口２１４０を備えている。支持台２１３０には、目的物造形用の基板として用いられているガラス板の基板２８１０が載置される。支持台２１３０はこの基板２８１０を支持している。
また、基板２８１０の上には液滴２８２０が載っている。造形部２１１０が照射するレーザ光を造形用ビームＢ１１－２とも称する。
図３５は、造形部２１１０、移動処理部２１２０それぞれのレーザ光発射部分、支持台２１３０、基板２８１０および液滴２８２０を横（水平方向）から見た例を示している。

図３５に示す液滴２８２０は、材料の液滴である。液滴２８２０は基板２８１０に載っている。
造形部２１１０は、造形用ビームＢ１１－２を透過させる液滴２８２０に対し、液滴２８２０内に焦点を結ぶように造形用ビームＢ１１－２を基板２８１０の下から照射している。造形部２１１０が照射した造形用ビームＢ１１－２は、点Ｐ１１－２で焦点を結んでいる。このため、液滴２８２０のうち点Ｐ１１－２の部分が液体から固体に変化する。

造形部２１１０のレーザ光発射部分は図３５の前後および左右に移動可能である。また、造形部２１１０は、造形用ビームＢ１１－２の焦点の位置を図３５の上下に移動させることができる。したがって、造形部２１１０は、造形用ビームＢ１１－２の焦点の位置を図３５の上下左右および前後へと、三次元的に移動させることができる。
造形部２１１０が、液滴２８２０内で造形用ビームＢ１１－２の焦点位置を目的物の形状に沿って移動させることで、材料を目的物の形状に加工することができる。

造形部２１１０を移動させることなく、ガルバノミラーを用いて造形用ビームＢ１１－２の焦点位置を変更させても良い。また、造形部２１１０を移動させることなく、基板２８１０を移動させる、あるいはレーザ光を集光させるレンズを光軸方向に移動させることにより、基板２８１０上における造形用ビームＢ１１－２の焦点位置を変更させても良い。

また、図３５に示すように、造形部２１１０が基板２８１０の下側から造形用ビームＢ１１－２を照射させることで、造形用ビームＢ１１－２は、焦点を結んだ後に液滴２８２０の上面に到達する。したがって、造形用ビームＢ１１－２が焦点を結ぶ位置は、表面張力による液滴２８２０の形状に応じた屈折の影響を受けない。この点で、造形システム２１は、造形用ビームＢ１１－２の焦点の位置合わせを高精度に行うことができる。
但し、造形部２１１０が液滴２８２０の上側から造形用ビームＢ１１－２を照射するようにしもよい。これにより、液滴２８２０が不透明な基板２８１０の上面に滴下されている場合など、液滴２８２０が不透明な物の上に位置する場合でも、液滴２８２０に造形用ビームＢ１１－２を照射させて材料を部分的に固体に変化させることができる。

滴下口２１４０は、洗浄液を滴下する。この洗浄液は、液体の材料を加工した後、固体になった材料に付着している液体の材料を除去するための液である。滴下口２１４０は、造形領域に向けて洗浄液を滴下することで、造形領域に位置する固体の材料を洗浄する。すなわち、滴下口２１４０は、造形領域に位置する固体になった材料に付着している液体の材料を除去する。
但し、造形システム２１が固体の材料を洗浄する方法は、滴下口２１４０から洗浄液を滴下させる方法に限定されない。造形システム２１が、あらかじめ液滴２８２０の形態で用意されている洗浄液を移動させることで固体の材料を洗浄液に浸し、これによって固形の材料を洗浄するようにしてもよい。

図３６は、造形部２１１０のレーザ光発射部分と液滴２８２０との位置関係の例を示す図である。図３６は、造形部２１１０のレーザ光発射部分を上側から見た例を示している。この例では、支持台２１３０に支持された基板２８１０が造形部２１１０のレーザ光発射部分の上に位置し、基板２８１０の上に材料が異なる２つの液滴２８２０が載っている。２つの液滴２８２０は、第１材料の液滴２８２１－１１および第２材料の液滴２８２１－１２である。材料の液滴と洗浄液の液滴と区別するため、材料の液滴に符号２８２１を付している。

材料の液滴２８２１のうち第１材料の液滴２８２１－１１は、造形部２１１０のレーザ光発射部分の上に位置している。造形部２１１０が造形用ビームＢ１１－２を照射して第１材料の液滴２８２１－１１内に焦点を結ばせることで、液滴２８２１－１１のうち焦点の部分が液体から固体に変化する。
造形システム２１は、第１材料の液滴２８２１－１１を用いた第１材料の加工の後、第２材料の液滴２８２１－１２を用いて第２材料の加工を行うことで、第１材料および第２材料の両方を含む目的物を生成することができる。かかる加工のために、移動処理部２１２０が液滴２８２０を移動させる。

移動処理部２１２０は、液滴２８２０を移動させる。例えば、移動処理部２１２０は、レーザＣ－２（図３７参照）を照射して所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて液滴を移動させる。
移動処理部２１２０を備える造形装置２１００は、液滴移動装置の例に該当する。
移動処理部２１２０は、上記レーザＣ－２の照射箇所をガルバノミラー（Ｇａｌｖａｎｏ Ｍｉｒｒｏｒ）２１０３０（図３７参照）で移動させることにより上記温度勾配を生じさせる。
特に、移動処理部２１２０は、レーザＣ－２の照射箇所を高速移動させて同じ箇所を繰り返し加熱することで、定常的な温度勾配（特に、温度の脈動が無視できる程度に小さい温度勾配）を生じさせる。

図３７は、移動処理部２１２０がレーザＣ－２を基板２８１０に照射する様子を示す図である。移動処理部２１２０は、レーザ照射装置２１０１０と、ガルバノミラー回転装置２１０２０と、ガルバノミラー２１０３０と、集光レンズ２１０４０とを備える。図３７では、ガルバノミラー回転装置２１０２０として、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａおよび２１０２０Ｂが示されている。また、ガルバノミラー２１０３０として、ガルバノミラー２１０３０Ａおよび２１０３０Ｂが示されている。
レーザ照射装置２１０１０は、レーザＣ－２を照射する装置である。レーザ照射装置２１０１０が照射するレーザＣ－２の例としては、照射された照射箇所を加熱する赤外線が挙げられる。

ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａと、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ｂは、それぞれＥ－２方向と、Ｆ－２方向に回転することにより、ガルバノミラー２１０３０Ａと、ガルバノミラー２１０３０Ｂとを回転させる。ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａと、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ｂの回転角度は、液滴を移動させる領域として基板２８１０上に設定される所定の領域内の任意の箇所にレーザＣ－２を照射可能な角度であればよい。例えば、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａと、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ｂが、それぞれ３６０度回転可能に設けられていてもよいが、これに限定されない。

ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａと、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ｂは、相互垂直を成すように設けられる。図３７の例では、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａは、回転軸が垂直方向（基板２８１０に直交する方向）を向くように配置されている。ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａは、回転軸が水平方向（基板２８１０に平行な方向）を向くように配置されている。ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａと、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ｂとは、それらの回転軸が交わるように設けられていてもよいし、それらの回転軸がねじれの位置にあるように設けられていてもよい。

ガルバノミラー２１０３０Ａは、レーザ照射装置２１０１０から照射されたレーザＣ－２を反射する。ガルバノミラー２１０３０Ａにより反射されたレーザＣ－２は、ガルバノミラー２１０３０Ｂに照射される。ガルバノミラー２１０３０Ｂは、ガルバノミラー２１０３０Ａにより照射されたレーザＣ－２を反射する。

ガルバノミラー２１０３０Ｂにより反射されたレーザＣ－２は、集光レンズ２１０４０に照射される。集光レンズ２１０４０は、ガルバノミラー２１０３０Ｂによって照射され集光レンズ２１０４０に入射されたレーザＣ－２を集光する。

集光レンズ２１０４０により集光されたレーザＣ－２は、基板２８１０に照射される。ここで、基板２８１０の上において、レーザＣ－２が照射される箇所を照射箇所Ｄ２とする。

ガルバノミラー２１０３０Ａとガルバノミラー２１０３０Ｂは、相互に垂直をなすように設けられ、それぞれガルバノミラー回転装置２１０２０Ａと、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ｂにより回転される。ガルバノミラー２１０３０Ａは、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ａの回転軸を回転軸として回転する。ガルバノミラー２１０３０Ｂは、ガルバノミラー回転装置２１０２０Ｂの回転軸を回転軸として回転する。
造形システム２１のユーザは、ガルバノミラー２１０３０Ａと、ガルバノミラー２１０３０Ｂを回転させることにより、照射箇所Ｄ２の位置を変更しながら、レーザＣ－２を照射することができる。

図３８は、移動処理部２１２０がレーザＣ－２を基板２８１０に照射する場合の照射箇所Ｄ２と液滴２８２０とを示す図である。
移動処理部２１２０は、基板２８１０上の照射箇所Ｄ２－１、照射箇所Ｄ２－２および照射箇所Ｄ２－３を照射する。移動処理部２１２０は、レーザＣ－２の照射箇所Ｄ２を照射箇所Ｄ２－１、照射箇所Ｄ２－２および照射箇所Ｄ２－３に高速移動させる。すなわち、移動処理部２１２０のレーザＣ－２の照射箇所Ｄ２は、軌跡Ｇ－２の中で高速移動させられることとなる。
移動処理部２１２０が、レーザＣ－２を連続的に照射して軌跡Ｇ－２全体にレーザＣ－２を照射するようにしてもよい。あるいは、移動処理部２１２０が、レーザＣ－２を点滅させて、照射箇所Ｄ２－１、照射箇所Ｄ２－２および照射箇所Ｄ２－３のように軌跡Ｇ－２の一部にのみレーザＣ－２を照射するようにしてもよい。

図３８に示す例では、移動処理部２１２０のレーザＣ－２の照射箇所Ｄ２が液滴２８２０と接していないが、当該照射箇所Ｄ２が液滴２８２０と接するようにしてもよい。移動処理部２１２０が、基板２８１０にレーザＣ－２を照射するようにしてもよいし、液滴２８２０にレーザＣ－２を照射するようにしてもよい。あるいは、移動処理部２１２０が、基板２８１０および液滴２８２０の両方にレーザＣ－２を照射するようにしてもよい。

図３９は、レーザＣ－２の照射によって生じる温度勾配の例を示す図である。図３９は、図３８の基板２８１０の表面（上面）の、線Ｈ２の位置における温度勾配を示している。図３９のグラフの横軸は、線Ｈ２における位置を示す。縦軸は、温度を示す。線Ｌ２－１は、グラフの横軸によって示される位置毎の温度を示す。また、図３９では、液滴２８２０を図示することで液滴２８２０の位置を示している。
図３９の例で、温度勾配（線Ｌ２－１）は、照射箇所Ｄ２－２の位置に該当する位置で最高温度を示し、当該照射箇所Ｄ２－２から遠くなると、温度が低くなる形状の温度の勾配となっている。このように、図３８の例でレーザＣ－２の照射によって生じる温度勾配は、照射箇所Ｄ２の軌跡Ｇ－２に該当する位置で最高温度となり、当該軌跡Ｇ－２から遠くなると、温度が低くなる形状の温度の勾配となっている。

移動処理部２１２０は、液滴２８２０の周囲にレーザＣ－２を照射しながら、レーザＣ－２の照射箇所Ｄ２を移動させることにより、液滴２８２０を移動させる。この点について、図４０～図４２を参照して説明する。

図４０は、移動処理部２１２０が液滴２８２０にレーザＣ－２を照射しておらず、液滴２８２０が常温の状態での、液滴２８２０における力の関係の例を示す。図４０の例で、γ_Ｌは、液滴２８２０における表面張力を示す。γ_Ｓは、固体の表面張力（基板２８１０における表面張力）を示す。γ_ＬＳは、固液界面張力を示す。θは液滴２８２０の基板２８１０に対する接触角を示す。
図４０の場合、ヤングの式は、式（５）のように示される。

図４０では液滴２８２０内の力が釣り合っており、液滴２８２０は移動しない。

図４１は、移動処理部２１２０がレーザＣ－２を照射し、図３９のように温度勾配Ｌ２－１が生じた場合の、液滴２８２０における力の関係の例を示す。液滴２８２０の左右のうち、図４１に向かって左側のほうが、向かって右側よりも温度が高くなっている。

比較的温度が低い側（図４１に向かって右側）における力を、図４０で用いた変数名に「’」を付した変数名で示す。具体的には、γ’_Ｌは、液滴２８２０における表面張力を示す。
γ’_Ｓは、固体の表面張力（基板２８１０における表面張力）を示す。γ’_ＬＳは、固液界面張力を示す。θ’は液滴２８２０の基板２８１０に対する接触角を示す。

一方、比較的温度が高い側（図４１に向かって左側）における力については、変数名に「’’」を付して示す。具体的には、γ’’_Ｌは、液滴２８２０における表面張力を示す。γ’’_Ｓは、固体の表面張力（基板２８１０における表面張力）を示す。γ’’_ＬＳは、固液界面張力を示す。θ’’は液滴２８２０の基板２８１０に対する接触角を示す。

図４１の例では、高温側の温度Ｔ_Ｈと低温側の温度Ｔ_Ｌ（Ｔ_Ｈ＞Ｔ_Ｌ）との温度差が生じている。この温度差によって、高温側、低温側それぞれで接触角および表面張力が、移動処理部２１２０がレーザＣ－２を照射していない場合である図４０の場合から変化している。
低温側では、接触角θ’が図４０の場合よりも大きくなり、液体と気体との間の表面張力γ’_Ｌの水平方向成分は減少する。低温側の界面に働く力Ｆ’は、固体の表面張力γ’_Ｓの向きを正として、式（６）のように示される。

「Ｆ’＞０」であり、力Ｆ’の向きは、固体の表面張力γ’_Ｓの向きと同じく、図４１に向かって右向き（液滴２８２０の高温側から低温側への向き）となっている。
一方、高温側では、接触角θ’’が、レーザＣ－２を照射しない場合よりも小さくなり、液体と気体との間の表面張力γ’’_Ｌの水平方向成分は増加する。高温側の界面に働く力Ｆ’’は、固体の表面張力γ’’_ＬＳの向きを正として、式（７）のように示される。

「Ｆ’’＞０」であり、力Ｆ’’の向きは、固体の表面張力γ’’_Ｓの向きと反対に、図４１に向かって右向きとなっている。(力Ｆ’’の向きは、固体の表面張力γ’_ＬＳの向きと同じく、図４１に向かって右向きとなっている。)

図４２は、液滴２８２０に生じる力の向きの例を示す。上記のように、力Ｆ’の向き、力Ｆ’’の向きの何れも図４２に向かって右向き（液滴２８２０の高温側から低温側への向き）となっている。力Ｆ’と力Ｆ’’とを合成した力Ｆ_Totalは、式（８）のように示される。

力Ｆ’の向き、力Ｆ’’の向き共に、図４２に向かって右向きとなっているので、力Ｆ_Totalの向きも、図４２に向かって右向きとなる。液滴２８２０は、力Ｆ_Totalを駆動力として図４２に向かって右向きに移動する。

上記の説明のように、液滴２８２０は、温度勾配により移動する。液滴２８２０の移動に合わせて、移動処理部２１２０のレーザＣ－２の照射箇所Ｄ２も移動させることにより、液滴２８２０を移動させ続けることができる。

図４３は、液滴２８２０の配置例を示す。図４３は、基板２８１０を斜め上から見た場合の例を示す。この例では、基板２８１０上には第３材料の液滴２８２１－２１と、第４材料の液滴２８２１－２２と、第５材料の液滴２８２１－２３と、洗浄液の液滴とが位置している。材料の液滴と洗浄液の液滴と区別するため、洗浄液の液滴には、符号２８２２を付している。

造形システム２１は、第３材料の液滴２８２１－２１、第４材料の液滴２８２１－２２および第５材料の液滴２８２１－２３の各々を造形領域に位置させて部分的に固体に変化させることで、第３材料、第４材料および第５材料を含む目的物を生成することができる。

また、造形システム２１は、第３材料の液滴２８２１－２１、第４材料の液滴２８２１－２２および第５材料の液滴２８２１－２３の各々を部分的に固形に変化させる毎に、洗浄液の液滴２８２２を造形領域に移動させて固形の材料を洗浄する。上述したように、固体の材料を洗浄する方法として、洗浄液の液滴２８２２を移動させる方法に代えて、洗浄液を滴下口２１４０から滴下する方法を用いるようにしてもよい。

図４３の例で、造形部２１１０は、基板２８１０の下から造形用ビームＢ１１－２を照射する。
一方、移動処理部２１２０は、基板２８１０の上からレーザＣ－２を照射する。

図４３では、説明のために造形用ビームＢ１１－２およびレーザＣ－２の両方を示している。但し、造形部２１１０が造形用ビームＢ１１－２を照射している間は、移動処理部２１２０が、液滴２８２０に対してレーザＣ－２の照射を行わないようにしてもよい。
造形部２１１０が造形領域に位置する材料に対する加工を終了したのち、移動処理部２１２０は、この造形領域に位置する材料に対してレーザＣ－２を照射して、液体のままの材料を造形領域外へ移動させる。

基板２８１０に、液滴２８２０を配置し移動させるためのパターンを設けるようにしてもよい。
図４４は、基板２８１０にパターンを設けるための構成の例を示す図である。図４４の例では、基板２８１０としてガラス基板を用いている。基板２８１０のうち濡れ性を高めたい部分以外の部分をマスク２９１２で覆い、エキシマランプ光源２９１１からエキシマ光（ＶＵＶ光）を照射する。エキシマ光が大気中の酸素をオゾン等の活性酸素に変化させ、また、ガラス表面の結合を切断する。活性酸素とガラス基板表面の化学反応によって、「－ＯＨ」または「－ＣＯＯＨ」など樹脂との親和性が高い官能基が付与されることで濡れ性が高くなる。

但し、基板２８１０にパターンを設ける方法は、エキシマ光を照射する方法に限定されない。例えば、比較的濡れ性の低い素材の基板２８１０を使用し、パターンの部分に比較的親水性の高いコーティングを設けるようにしてもよい。あるいは、比較的濡れ性の高い素材の基板２８１０を使用し、パターン以外の部分に撥水性のコーティングを設けるようにしてもよい。

さらに例えば、基板２８１０の表面のうち、液滴２８２０が通る部分以外の部分にフッ素コートによるパターンを施すことで、液滴２８２０が動く経路をパターニングするようにしてもよい。液滴２８２０はフッ素コートされた部分を避けて移動するので、フッ素コートのパターンにより、液滴２８２０を特定の経路（フッ素コートされていない経路）に沿って移動させることができる。このように、移動処理部２１２０が、撥水性の素材が部分的に配置されている面上にて液滴２８２０を移動させるようにしてもよい。

図４５は、基板２８１０のパターンの第１例を示す図である。図４５の例で、基板２８１０には、造形領域である領域Ａ１１－２と、造形に使用中の液滴２８２０以外の液滴２８２０の退避領域である領域Ａ１２－２と、領域Ａ１１－２と領域Ａ１２－２とを接続する領域Ａ１３－２とを含むパターンが設けられている。これら領域Ａ１１－２～Ａ１３－２について他の部分よりも濡れ性を高くしておくことで、移動処理部２１２０が比較的容易に液滴２８２０を移動させることができ、かつ、液滴２８２０が広がることを防止または軽減できる。

パターンの大きさは液滴２８２０の材質によるが、例えば、領域Ａ１１－２および領域Ａ１２－２を、直径４ミリメートルから５ミリメートル程度の円形に構成するようにしてもよい。領域Ａ１３－２の幅は、細すぎると液滴２８２０を移動させにくくなり、太すぎると液滴２８２０を領域Ａ１１－２または領域Ａ１２－２へ移動させたときにその液滴２８２０が領域Ａ１３－２へ逆流する可能性がある。領域Ａ１３－２の幅は、例えば２ミリメートル程度としてもよい。領域Ａ１３－２の長さは、例えば１０ミリメートル程度としてもよい。

図４６は、基板２８１０のパターンの第２例を示す図である。図４５の例では３つの領域Ａ１２－２が設けられているのに対し、図４６の例では、９個の領域Ａ１２－２が設けられている。このように、基板２８１０のパターンにおける領域Ａ１２－２の個数は特定の個数に限定されず任意の個数でよい。領域Ａ１２－２を多めに設けておくことで、造形に使用する液滴２８２０の種類が多い場合に対応できる。

観察部２１５０は、目的物の画像を撮影する。
図４７は、観察部２１５０の構成例を示す。図４７の例で、観察部２１５０は、観察光光源２１５１と、ビームスプリッタ２１５２と、観察用レンズ２１５３と、ＣＣＤカメラ２１５４と、表示装置２１５５とを備える。

観察光光源２１５１は、目的物を撮影するための照明光Ｂ１３－２を照射する。ここでの目的物は、造形途中のものであってもよい。照明光Ｂ１３－２は、目的物に照射される。照明光Ｂ１３－２の一部が反射または吸収された後、残りの光が造形部２１１０のレーザ光発射部分を経由してビームスプリッタ２１５２へ入射される。

図４７の例で、観察光光源２１５１は、図３５における滴下口２１４０と同様に、造形領域の上方に位置している。観察光光源２１５１が、照明光Ｂ１３－２を照射する間、滴下口２１４０の配置位置と観察光光源２１５１の配置位置とを入れ替えるようにしてもよい。あるいは、滴下口２１４０が、造形領域の斜め上方から造形領域へ向けて洗浄液または液体の材料を滴下するなど、滴下口２１４０の位置と観察光光源２１５１の位置とが重ならない配置としてもよい。

ビームスプリッタ２１５２は、ハーフミラーを備え、照明光Ｂ１３－２を反射させる。ビームスプリッタ２１５２は、照明光Ｂ１３－２の入射だけでなく造形用ビームＢ１１－２の入射も受ける。ビームスプリッタ２１５２は、造形用ビームＢ１１－２を通過させ、造形部２１１０のレーザ光発射部分へ向けて進ませる。照明光Ｂ１３の反射により、ビームスプリッタ２１５２は、造形用ビームＢ１１－２と同じ経路を造形用ビームＢ１１－２と逆向きに通過してきた照明光Ｂ１３－２を、造形用ビームＢ１１－２の経路の向きと異なる向きに転向させる。

観察用レンズ２１５３は、照明光Ｂ１３－２がＣＣＤカメラ２１５４の撮影素子の位置で像を結ぶように照明光Ｂ１３－２を屈折させる。
ＣＣＤカメラ２１５４は、照明光Ｂ１３－２を受光して光電変換することで、目的物の画像データを生成する。

表示装置２１５５は、例えば液晶パネルまたはＬＥＤパネル等の表示画面を有し、目的物の画像を表示する。具体的には、表示装置２１５５は、ＣＣＤカメラが生成した目的物の画像データの入力を受け、この画像データが示す画像を表示する。

ただし、観察部２１５０の構成および配置は図４７に示すものに限定されない。例えば、観察部２１５０が、目的物を上方向から撮影するようにしてもよいし、斜め上方向または斜め下方向から撮影するようにしてもよい。

制御装置２２００は、造形装置２１００を制御して目的物を生成させる。例えば、制御装置２２００は、造形部２１１０が造形用ビームＢ１１－２を照射するタイミング、および、造形用ビームＢ１１－２の焦点の位置を制御する。また、制御装置２２００は、移動処理部２１２０がレーザＣ－２を照射するタイミングおよび照射箇所Ｄの位置を制御する。また、制御装置２２００は、照射箇所Ｄ２の軌跡Ｇ－２を記憶し、当該軌跡Ｇ－２に基づいて、レーザＣ－２を高速移動させる。

また、制御装置２２００は、滴下口２１４０が洗浄液を滴下するタイミングを制御する。また、制御装置２２００は、造形システム２１のユーザインタフェースとして機能する。制御装置２２００は、例えばパソコンまたはワークステーション等のコンピュータを用いて構成される。

表示部２２１０は、例えば液晶パネルまたはＬＥＤパネル等の表示画面を有し、各種画像を表示する。特に、表示部２２１０は、造形システム２１に関する情報をユーザに提示する。
表示部２２１０は、表示装置２１５５を用いて構成されていてもよいし、表示装置２１５５とは別に構成されていてもよい。

操作入力部２２２０は、例えばキーボードおよびマウス等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受ける。特に、操作入力部２２２０は、造形システム２１に関する設定を行うユーザ操作を受ける。

記憶部２２８０は、各種データを記憶する。記憶部２２８０は、制御装置２２００が備える記憶デバイスを用いて構成される。

処理部２２９０は、制御装置２２００の各部を制御して各種処理を実行する。処理部２２９０は、制御装置２２００が備えるＣＰＵが、記憶部２２８０からプログラムを読み出して実行することで構成される。

制御装置２２００が、予め設定されたプログラム等に基づいて自動的に造形装置２１００を制御するようにしてもよい。あるいは、ユーザがオンラインで制御装置２２００に指示を入力し、制御装置２２００がユーザの指示に従って造形装置２１００を制御するようにしてもよい。

次に、図４８から図５７を参照して、造形領域に位置する液滴２８２０の入れ替えについて説明する。
図４８は、材料の配置の第１例を示す。図４８は、造形システム２１が目的物を生成する処理の開始時における材料の配置の例を示している。図４８の例では、基板２８１０の上に第６材料の液滴２８２１－４１と、第６材料とは異なる第７材料の液滴２８２１－４２とが載っている。また、領域Ａ２１－２は造形領域を示している。
図４８の状態から、造形部２１１０が、造形領域（領域Ａ２１－２）内に位置する第６材料の液滴２８２１－４１に造形用ビームＢ１１－２を照射して第６材料の液滴２８２１－４１の一部を液体から固体に変化させる。

図４９は、材料の配置の第２例を示す。図４９の例で、基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第７材料の液滴２８２１－４２および領域Ａ２１－２の位置は、図４９の場合と同様である。一方、図４９の例では、第６材料の液滴２８２１－４１内に固形物２８４０がある点で、図４８の場合と異なる。
図４９における固形物２８４０は、第６材料の固形物２８４０－４１であり、生成途中の目的物の例に該当する。具体的には、図４８の状態から、造形部２１１０が、第６材料の液滴２８２１－４１に造形用ビームＢ１１－２を照射して第６材料の液滴２８２１－４１の一部を液体から固体に変化させたものが、図４９の第６材料の固形物２８４０－４１である。

図５０は、材料の配置の第３例を示す。図５０の例で基板２８１０、第７材料の液滴２８２１－４２、第６材料の固形物２８４０－４１および領域Ａ２１－２の位置は、図４９の場合と同様である。一方、図５０の例では、第６材料の液滴２８２１－４１が領域Ａ２１－２の内から外へ移動している点で、図４９の場合と異なる。
図４９は、造形部２１１０による第６材料の液滴２８２１－４１に対する加工が終了した状態の例を示している。移動処理部２１２０が、使用終了後の第６材料の液滴２８２１－４１を領域Ａ２１－２の内から外へ移動させることで、図５０に示す状態になる。移動処理部２１２０は、液滴を移動させるが、固形の材料については移動させない。図５０の例でも、第６材料の液滴２８２１－４１が領域Ａ２１－２の内から外へ移動している一方、第６材料の固形物２８４０－４１は、領域Ａ２１－２内に留まっている。

図５１は、材料の配置の第４例を示す。図５１の例で基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第７材料の液滴２８２１－４２、第６材料の固形物２８４０－４１および領域Ａ２１－２の位置は、図５０の場合と同様である。一方、図５１では、領域Ａ２１－２内に洗浄液の液滴２８２２がある点で、図５０の場合と異なる。
図５０の状態から、滴下口２１４０が洗浄液を造形領域（領域Ａ２１－２）内に滴下することで、図５１の状態になる。図５０の状態では、第６材料の液滴２８２１－４１は領域Ａ２１－２の外へ移動しているが、第６材料の固形物２８４０－４１の表面には液体の第６材料が残存している。そこで、滴下口２１４０が、洗浄液を領域Ａ２１－２内に滴下して第６材料の固形物２８４０－４１を洗浄液に浸す。これにより、造形システム２１は、第６材料の固形物２８４０－４１の表面を洗浄する。具体的には、造形システム２１は、第６材料の固形物２８４０－４１の表面に付着している液体の第６材料を除去する。

図５２は、材料の配置の第５例を示す。図５２の例で基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第７材料の液滴２８２１－４２、第６材料の固形物２８４０－４１および領域Ａ２１の位置は、図５１の場合と同様である。一方、図５２では、洗浄液の液滴２８２２が基板２８１０上から除去されている点で、図５１の場合と異なる。
図５１の状態から、移動処理部２１２０が、洗浄液の液滴２８２２を領域Ａ２１－２内から基板２８１０の上面の外へと移動させることで、洗浄液の液滴２８２２が基板２８１０上から除去され、図５２の状態になる。

図５３は、材料の配置の第６例を示す。図５３の例で基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第６材料の固形物２８４０－４１および領域Ａ２１－２の位置は、図５２の場合と同様である。一方、図５３では、第７材料の液滴２８２１－４２が領域Ａ２１－２の外から内へ移動している点で、図５２の場合と異なる。
図５２の状態から、移動処理部２１２０が第７材料の液滴２８２１－４２を領域Ａ２１－２内へ移動させることで、図５３の状態になる。

図５４は、材料の配置の第６例を示す。図５４の例で基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第７材料の液滴２８２１－４２、第６材料の固形物２８４０－４１および領域Ａ２１－２の位置は、図５３の場合と同様である。一方、図５４では、第７材料の液滴２８２１－４２内に第６材料の固形物２８４０－４１に加えて第７材料の固形物２８４０－４２がある点で、図５３の場合と異なる。図５４の例では、第６材料の固形物２８４０－４１と第７材料の固形物２８４０－４２とが固形物２８４０を構成している。
図５３の状態から、造形部２１１０が第７材料の液滴２８２１－４２に造形用ビームＢ１１－２を照射して第７材料の液滴２８２１－４２の一部を液体から固体に変化させたものが、図５４の第７材料の固形物２８４０－４２である。

図５５は、材料の配置の第８例を示す。図５５の例で基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第６材料の固形物２８４０－４１、第７材料の固形物２８４０－４２および領域Ａ２１－２の位置は、図５４の場合と同様である。一方、図５５では、第７材料の液滴２８２１－４２が領域Ａ２１－２の内から外へ移動している点で、図５４の場合と異なる。
図５４は、造形部２１１０による第７材料の液滴２８２１－４２に対する加工が終了した状態の例を示している。移動処理部２１２０が、使用終了後の第７材料の液滴２８２１－４２を領域Ａ２１－２の内から外へ移動させることで、図５５に示す状態になる。上記のように、移動処理部２１２０は、液滴を移動させるが、固形の材料については移動させない。図５５の例でも、第７材料の液滴２８２１－４２が領域Ａ２１－２の内から外へ移動している一方、第７材料の固形物２８４０－４２は、領域Ａ２１－２内に留まっている。

図５６は、材料の配置の第９例を示す。図５６の例で基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第７材料の液滴２８２１－４２、第６材料の固形物２８４０－４１、第７材料の固形物２８４０－４２および領域Ａ２１－２の位置は、図５５の場合と同様である。一方、図５６では、領域Ａ２１－２内に洗浄液の液滴２８２２がある点で、図５５の場合と異なる。
図５５の状態から、滴下口２１４０が洗浄液を造形領域（領域Ａ２１－２）内に滴下することで、図５６の状態になる。図５５の状態では、第７材料の液滴２８２１－４２は領域Ａ２１－２の外へ移動しているが、固形物２８４０の表面には液体の第７材料が残存している。そこで、滴下口２１４０が、洗浄液を領域Ａ２１－２内に滴下して固形物２８４０を洗浄液に浸す。これにより、造形システム２１は、固形物２８４０の表面を洗浄する。具体的には、造形システム２１は、第６材料の固形物２８４０－４１の表面および第７材料の固形物２８４０－４２の表面に付着している液体の第７材料を除去する。

図５７は、材料の配置の第１０例を示す。図５７の例で基板２８１０、第６材料の液滴２８２１－４１、第７材料の液滴２８２１－４２、第６材料の固形物２８４０－４１、第７材料の固形物２８４０－４２および領域Ａ２１－２の位置は、図５６の場合と同様である。一方、図５７では、洗浄液の液滴２８２２が基板２８１０上から除去されている点で、図５６の場合と異なる。
図５６の状態から、移動処理部２１２０が、洗浄液の液滴２８２２を領域Ａ２１－２内から基板２８１０の上面の外へと移動させることで、洗浄液の液滴２８２２が基板２８１０上から除去され、図５７の状態になる。

図５７の固形物２８４０は、完成した目的物の例に該当する。このように、図４８～図５７の例では、造形システム２１は、第６材料および第７材料といった複数の材料を用いたマルチマテリアルの目的物を生成している。

次に図５８を参照して造形システム２１の動作について説明する。
図５８は、制御装置２２００が造形装置２１００を制御して目的物を生成させる処理手順の例を示すフローチャートである。

図５８の処理で、制御装置２２００は、造形部２１１０を制御して造形処理を行わせる（ステップＳ２１０１）。造形部２１１０は、制御装置２２００の制御に従って造形領域内の材料の液滴２８２１に造形用ビームＢ１１－２を照射して材料の液滴２８２１内で造形用ビームＢ１１－２の焦点を結ばせる。焦点の位置で材料が液体から固体に変化する。

次に、制御装置２２００は、移動処理部２１２０を制御して材料の液滴２８２１を造形領域外（退避領域）へ退避させる（ステップＳ２１０２）。移動処理部２１２０は、制御装置２２００の制御に従って造形領域内の材料の液滴２８２１を造形領域外へ移動させる。
次に、制御装置２２００は、滴下口２１４０を制御して洗浄液を滴下させる（ステップＳ２１０３）。滴下口２１４０は、制御装置２２００の制御に従って洗浄液を造形領域内へ滴下する。この滴下により、造形領域内にある固体の材料を洗浄する。

次に、制御装置２２００は、移動処理部２１２０を制御して洗浄液の液滴２８２２を除去させる（ステップＳ２１０４）。移動処理部２１２０は、制御装置２２００の制御に従って造形領域内の洗浄液の液滴２８２２を基板２８１０の外へ移動させる。この移動により、移動処理部２１２０は洗浄液の液滴２８２２を基板２８１０の上から除去する。
次に制御装置２２００は、目的物が完成したか否かを判定する（ステップＳ２１０５）。目的物が完成したと判定した場合（ステップＳ２１０５：ＹＥＳ）、制御装置２２００は、図５８の処理を終了する。

一方、目的物が完成していないと判定した場合（ステップＳ２１０５：ＮＯ）、制御装置２２００は、移動処理部２１２０を制御して、次に用いられる材料の液滴２８２１を造形領域へ移動させる（ステップＳ２１０６）。移動処理部２１２０は、制御装置２２００の制御に従って次に用いられる材料の液滴２８２１を造形領域外から造形領域内へ移動させる。
ステップＳ２１０６の後、処理がステップＳ２１０１へ戻る。

以上のように、造形装置２１００は、レーザＣ－２を照射して所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて液滴２８２０を移動させる移動処理部２１２０と、所定の造形領域内で液滴２８２０を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部２１１０を備える。
これにより、液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合に、液体の材料を設置する負担を軽減し、液体の材料を設置する負担を軽減することができ、材料を入れ替える際に、マイクロチューブや切換えバルブが不要であるため、材料の浪費が極めて少なく、材料の再利用することができる。

また、移動処理部２１２０は、レーザＣ－２の照射箇所Ｄ２を移動させることにより温度勾配を生じさせてもよい。
これにより、多様な形状の温度勾配を生成できるため、多様な形状に係る液滴２８２０を移動させることができ、液体の材料を設置する負担を軽減することができる。

また、移動処理部２１２０は、レーザＣ－２の照射箇所Ｄ２をガルバノミラー２１０３０で移動させることにより温度勾配を生じさせてもよい。
これにより、ガルバノミラー２１０３０を用いてレーザＣ－２の照射箇所Ｄ２を高速移動でき、液体の材料を設置する負担を軽減することができる。

液滴移動装置は、レーザＣ－２を照射して所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて液滴２８２０を移動させる移動処理部２１２０を備える。
これにより、所定形状の温度勾配により液滴２８２０を移動させることで、液体を設置する負担を減らすことができる。

なお、上記の造形装置２１００及び液滴移動装置における液滴２８２０の形状は楕円など多様な形状であってもよい。この場合、レーザＣ－２の照射箇所Ｄ２の軌跡Ｇ－２は、楕円などの当該多様な形状に合わせて、円弧などの形状に生成されてもよい。

また、基板２８１０は、レーザＣ－２の波長に合わせて、透過性が異なるものを用いてもよい。例えば、基板２８１０は、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石炭ガラスなどの材料から構成されてもよい。
さらに、基板２８１０を構成する材料の吸収スペクトルに合わせて、レーザＣ－２の波長を変更させても良い。

また、造形装置２１００及び液滴移動装置におけるレーザＣ－２の軌跡Ｇ－２によって、液滴２８２０の態様を変形できるようにしても良い。上記の変形の例としては、液滴２８２０の形状や模様の変形、液滴２８２０の分割による変形、異なる液滴２８２０の合体による変形などが挙げられる。

なお、移動処理部２１２０が、複数の液滴２８２０を同時に移動させるようにしてもよい。
例えば、図５９に示すように、移動処理部２１２０が、時分割処理によって液滴２８２０Ａと液滴２８２０Ｂの各々に対して、軌跡Ｇ１－２と軌跡Ｇ２－２のようにレーザＣ－２を照射することで、複数の液滴２８２０を同時に移動させるようにしてもよい。
これにより、移動処理部２１２０は、１本のレーザＣ－２で（したがって、レーザ照射装置２１０１０を複数備える必要なしに）、複数の液滴２８２０を同時に移動させることができる。

なお、造形用ビームＢ１１－２が焦点を結ぶ位置を変化させる方法は、造形部２１１０のレーザ光発射部分の位置を変化させる方法に限定されない。造形部２１１０のレーザ光発射部分に代えて支持台２１３０を移動させるようにしてもよい。
あるいは、造形部２１１０のレーザ光発射部分が造形用ビームＢ１１－２を発射する角度を変化させるようにしてもよい。

図６０は、造形用ビームＢ１１－２の角度と焦点の位置との関係の例を示す。
図６０の例で、造形部２１１０のレーザ光発射部分は対物レンズとして機能し、液滴２８２０と反対側（図６０の下側）から入射した造形用ビームを屈折させて液滴２８２０の側（図６０の上側）へ照射する。
造形部２１１０のレーザ光発射部分への造形用ビームＢ１１－２の入射角をθ_Ｉで示す。造形部２１１０のレーザ光発射部分からの造形用ビームＢ１１－２の出射角をθ_Ｏで示す。出射角θ_Ｏは入射角θ_Ｉに応じて変化する。出射角θ_Ｏの変化に伴って造形用ビームＢ１１－２が焦点を結ぶ点Ｐ１１－２の位置も変化する。したがって、造形部２１１０は、造形用ビームＢ１１－２のレーザ光発射部分への入射角θ_Ｉを変化させることで、レーザ光発射部分の位置、基板２８１０の位置の何れも変化させる必要なしに、造形用ビームＢ１１－２が焦点を結ぶ位置を変化させることができる。
入射角θ_Ｉを変化させる方法として、例えば、造形用ビームＢ１１－２の光源と造形部２１１０のレーザ光発射部分との間にミラーを設け、ミラーの向きを変化させる方法を用いることができる。

なお、制御装置２００及び制御装置２２００が行う処理の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の実施形態によれば、液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合に、液体の材料を設置する負担を軽減することができる。

１ 造形システム
１００ 造形装置
１１０ 造形部
１２０ 移動処理部
１２１ マスク
１２２ 冷却装置
１２３ ファン
１２４ ダクト
１２５ 送風口
１３０ 支持台
１４０ 滴下口
２００ 制御装置
２１０ 表示部
２２０ 操作入力部
２８０ 記憶部
２９０ 処理部
８１０ 基板
８２０ 液滴
２１ 造形システム
２１００ 造形装置
２１１０ 造形部
２１２０ 移動処理部
２１３０ 支持台
２１４０ 滴下口
２１５０ 観察部
２１５１ 観察光光源
２１５２ ビームスプリッタ
２１５３ 観察用レンズ
２１５４ ＣＣＤカメラ
２１５５ 表示装置
２２００ 制御装置
２２１０ 表示部
２２２０ 操作入力部
２２８０ 記憶部
２２９０ 処理部
２８１０ 基板
２８２０ 液滴
２８４０ 固形物
２１０１０ レーザ照射装置
２１０２０ ガルバノミラー回転装置
２１０３０ ガルバノミラー
２１０４０ 集光レンズ

Claims (18)

1. 液滴の周囲を円形に囲む環状の領域に電磁波を照射するまたはヒータにより熱を供給することで前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、前記電磁波を照射するまたは前記ヒータにより熱を供給する前記環状の領域を移動させることで前記液滴を移動させる移動処理部と、
   所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、
   を備える造形装置。
2. 前記移動処理部は、前記電磁波を用いて前記液滴を加熱する、請求項１に記載の造形装置。
3. 液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を、電磁波を用いて加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる移動処理部と、
   所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、を備え、
   前記移動処理部は、前記電磁波の一部をマスクで遮断することで、前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱する、
   造形装置。
4. 液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる移動処理部と、
   所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、を備え、
   前記移動処理部は、前記液滴を移動させた後、移動後の液滴を冷却してから、前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるようにする加熱を終了する、
   造形装置。
5. 液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、加熱箇所を移動させることで前記液滴を移動させる移動処理部と、
   所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、を備え、
   前記移動処理部は濡れ性を変えるパターン加工が施された面上にて前記液滴を移動させる、
   造形装置。
6. 液滴の周囲を円形に囲む環状の領域に電磁波を照射するまたはヒータにより熱を供給することで前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、前記電磁波を照射するまたは前記ヒータにより熱を供給する前記環状の領域を移動させることで前記液滴を移動させる移動処理部を備える液滴移動装置。
7. 液滴の周囲を円形に囲む環状の領域に電磁波を照射するまたはヒータにより熱を供給することで前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、前記電磁波を照射するまたは前記ヒータにより熱を供給する前記環状の領域を移動させることで前記液滴を移動させる工程と、
   所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、
   を含む目的物生産方法。
8. 液滴の周囲を円形に囲む環状の領域に電磁波を照射するまたはヒータにより熱を供給することで前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、前記電磁波を照射するまたは前記ヒータにより熱を供給する前記環状の領域を移動させることで前記液滴を移動させる工程を含む液滴移動方法。
9. コンピュータに、
   液滴の周囲を円形に囲む環状の領域に電磁波を照射するまたはヒータにより熱を供給することで前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、前記電磁波を照射するまたは前記ヒータにより熱を供給する前記環状の領域を移動させる工程と、
   所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、
   を実行させるためのプログラム。
10. コンピュータに、
    液滴の周囲を円形に囲む環状の領域に電磁波を照射するまたはヒータにより熱を供給することで前記液滴の水平方向の周辺側の方が中心側よりも温度が高くなるように前記液滴を加熱し、前記電磁波を照射するまたは前記ヒータにより熱を供給する前記環状の領域を移動させる工程
    を実行させるためのプログラム。
11. レーザの照射箇所を移動させて、液滴の外形に沿う円弧状の領域、または前記円弧状の領域の一部である複数の箇所に前記レーザを繰り返し照射して加熱することで前記液滴に所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて前記液滴を温度の低い側に移動させる移動処理部と、
    所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、
    を備える造形装置。
12. 前記移動処理部は、複数の前記液滴のそれぞれに対して時分割で前記レーザを繰り返し照射することで、それら複数の液滴を同時に移動させる、請求項１１に記載の造形装置。
13. 前記移動処理部は、前記レーザの照射箇所をガルバノミラーで移動させることにより前記温度勾配を生じさせる
    請求項１１または請求項１２に記載の造形装置。
14. レーザの照射箇所を移動させて、液滴の外形に沿う円弧状の領域、または前記円弧状の領域の一部である複数の箇所に前記レーザを繰り返し照射して加熱することで前記液滴に所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて前記液滴を温度の低い側に移動させる移動処理部、
    を備える液滴移動装置。
15. レーザの照射箇所を移動させて、液滴の外形に沿う円弧状の領域、または前記円弧状の領域の一部である複数の箇所に前記レーザを繰り返し照射して加熱することで前記液滴に所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて前記液滴を温度の低い側に移動させるステップと、
    所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行うステップと、
    を有する造形方法。
16. レーザの照射箇所を移動させて、液滴の外形に沿う円弧状の領域、または前記円弧状の領域の一部である複数の箇所に前記レーザを繰り返し照射して加熱することで前記液滴に所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて前記液滴を温度の低い側に移動させるステップと、
    を有する液滴移動方法。
17. コンピュータを、
    レーザの照射箇所を移動させて、液滴の外形に沿う円弧状の領域、または前記円弧状の領域の一部である複数の箇所に前記レーザを繰り返し照射して加熱することで前記液滴に所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて前記液滴を温度の低い側に移動させる移動処理部、
    所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部、
    として機能させるための造形プログラム。
18. コンピュータを、
    レーザの照射箇所を移動させて、液滴の外形に沿う円弧状の領域、または前記円弧状の領域の一部である複数の箇所に前記レーザを繰り返し照射して加熱することで前記液滴に所定形状の温度勾配を生じさせ、当該温度勾配に基づいて前記液滴を温度の低い側に移動させる移動処理部、
    として機能させるための液滴移動プログラム。

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