(57)【要約】【課題】パターン描画方法および装置において、被描画体の表面に描画されるパターンの歪みやムラを低減することができるようにする。【解決手段】描画経路を設定する描画経路設定工程Ｓ１と、描画経路を点列｛ｐｉ｝によって区間に区分する描画経路区分工程Ｓ２と、多軸移動手段により各点ｐｉを点状領域の中心に順次位置づけるため、各駆動部に設定する位置制御パラメータ組Ｃｉを生成する位置制御情報生成工程Ｓ３と、ｉ番目の区間の区間距離ΔＬｉを各区間についてそれぞれ算出する区間距離算出工程Ｓ４と、区間移動時間Δｔｉを、各区間について区間距離ΔＬｉに比例するように設定する区間移動時間設定工程Ｓ５と、区間移動時間Δｔｉの間に位置制御パラメータ組がＣｉからＣｉ＋１に遷移するように各駆動部の駆動速度を制御して、被描画体を移動させつつ、描画手段によって描画を行う描画工程Ｓ６とを備える。【選択図】図６
2011101838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体形状を有する被描画体をｎ自由度（ただし、ｎは３以上の整数）で移動可能に保持するｎ個の駆動部を備える多軸移動手段と、点状領域に一定方向から描画する描画手段とを用い、前記多軸移動手段に保持された前記被描画体の表面を前記点状領域に対して移動させつつ前記描画手段によって描画を行うことにより、前記被描画体の表面にパターンを描画するパターン描画方法であって、
前記被描画体の表面上に前記パターンを描画するため、描画の時系列に沿う描画経路を前記被描画体の表面上に設定する描画経路設定工程と、
該描画経路設定工程で設定された前記描画経路を折れ線近似するため、前記描画経路を該描画経路上の点列｛ｐｉ｝（ただし、ｍを３以上の整数として、ｉ＝１，２，…，ｍ）によって（ｍ−１）個の区間に区分する描画経路区分工程と、
前記多軸移動手段により前記点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉを前記点状領域の中心に順次位置づけるため、前記各駆動部に設定する位置制御パラメータｃｊｉ（ただし、ｊ＝１，２，…，ｎ）の組である位置制御パラメータ組Ｃｉ＝｛ｃ１ｉ，ｃ２ｉ，…，ｃｎｉ｝をそれぞれ生成する位置制御情報生成工程と、
ｉ番目の区間の始点ｐｉと終点ｐｉ＋１との距離である区間距離ΔＬｉを各区間についてそれぞれ算出する区間距離算出工程と、
ｉ番目の区間の始点ｐｉを前記点状領域の中心に位置づけてから、前記ｉ番目の区間の終点ｐｉ＋１を前記点状領域の中心に位置づけるまでの時間である区間移動時間Δｔｉを、各区間について前記区間距離ΔＬｉに比例するように設定する区間移動時間設定工程と、
前記描画経路上のｉ番目の区間では、前記区間移動時間Δｔｉの間に位置制御パラメータ組がＣｉからＣｉ＋１に遷移するように前記各駆動部の駆動速度を制御して、位置制御パラメータ組をＣ１からＣｍまで変化させることにより前記被描画体を移動させつつ、前記描画手段によって描画を行う描画工程と、
を備えることを特徴とするパターン描画方法。
【請求項２】
前記区間距離算出工程は、
前記区間距離ΔＬｉを、前記位置制御情報生成工程で生成された前記位置制御パラメータ組Ｃｉ、Ｃｉ＋１の情報に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載のパターン描画方法。
【請求項３】
前記各駆動部は、
互いに直交する３軸であるｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿う方向に、前記被描画体をそれぞれ移動させるｘ軸駆動部、ｙ軸駆動部、およびｚ軸駆動部と、
前記被描画体を前記ｙ軸に平行な回転軸であるａ軸回りに回転移動させる回転駆動部とからなり、
前記点状領域の中心のｘｙｚ空間の座標値を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）で表し、
前記各駆動部の位置制御パラメータを、前記回転駆動部のａ軸上の固定点の前記ｘｙｚ空間における座標値である（ｘ，ｙ，ｚ）と、前記回転駆動部の回転基準からの回転角Ａ（正方向はｚ軸正方向からｘ軸正方向側に回転する方向を正とする）とで表すとき、
前記位置制御情報生成工程では、
前記点列｛ｐｉ｝がそれぞれ前記点状領域の中心に位置づけられるときの、前記固定点の座標値（ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ）、および回転角Ａｐｉを用いて、
前記位置制御パラメータ組Ｃｉを、Ｃｉ＝｛ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ，Ａｐｉ｝として生成し、
前記区間距離算出工程では、
前記区間距離ΔＬｉを次式（１）〜（５）により算出することを特徴とする請求項２に記載のパターン描画方法。
Δｘｐｉ＝ｘｐ（ｉ＋１）−ｘｐｉ                                    ・・・（１）
Δｙｐｉ＝ｙｐ（ｉ＋１）−ｙｐｉ                                    ・・・（２）
Ｚｐｉ＝ｚｐｉ−ｚ０                                                ・・・（３）
ΔＡｐｉ＝Ａｐ（ｉ＋１）−Ａｐｉ                                    ・・・（４）
ΔＬｉ＝√｛（Δｘｐｉ−Ｚｐｉ・ｔａｎΔＡｐｉ）２＋Δｙｐｉ２｝    ・・・（５）
【請求項４】
前記多軸移動手段は、前記駆動部として、回転移動の自由度を有する１以上の回転駆動部を備え、
前記位置制御情報生成工程では、
前記点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉが前記点状領域の中心に順次位置づけられる際、前記各点ｐｉにおける前記回転駆動部の回転軸に直交する平面内における前記被描画体の表面の接線が、前記描画手段が描画する前記一定方向に直交するように、前記位置制御パラメータ組Ｃｉを生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパターン描画方法。
【請求項５】
前記描画手段は、
前記一定方向に沿って前記点状領域から一定距離だけ離間して配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパターン描画方法。
【請求項６】
前記描画手段は、
前記一定方向が鉛直下向きとなる姿勢で描画を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のパターン描画方法。
【請求項７】
前記描画手段は、
前記一定方向に沿って前記点状領域に向かうインク液滴を吐出することで描画を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパターン描画方法。
【請求項８】
前記描画手段は、
前記一定方向に沿って前記点状領域に向かうペーストを吐出することで描画を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパターン描画方法。
【請求項９】
前記描画手段は、
前記一定方向に沿って前記点状領域に向けてレーザ光を照射することで描画を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパターン描画方法。
【請求項１０】
立体形状を有する被描画体をｎ自由度（ただし、ｎは３以上の整数）で移動可能に保持するｎ個の駆動部を備える多軸移動手段と、点状領域に一定方向から描画する描画手段とを用い、前記多軸移動手段に保持された前記被描画体の表面を前記点状領域に対して移動させつつ前記描画手段によって描画を行うことにより、前記被描画体の表面にパターンを描画するパターン描画装置であって、
前記被描画体の表面上に前記パターンを描画するため、描画の時系列に沿う描画経路を前記被描画体の表面上に設定する描画経路設定部と、
該描画経路設定部で設定された前記描画経路を折れ線近似するため、前記描画経路を該描画経路上の点列｛ｐｉ｝（ただし、ｍを３以上の整数として、ｉ＝１，２，…，ｍ）によって（ｍ−１）個の区間に区分する描画経路区分部と、
前記多軸移動手段により前記点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉを前記点状領域の中心に順次位置づけるため、前記各駆動部に設定する位置制御パラメータｃｊｉ（ただし、ｊ＝１，２，…，ｎ）の組である位置制御パラメータ組Ｃｉ＝｛ｃ１ｉ，ｃ２ｉ，…，ｃｎｉ｝をそれぞれ生成する位置制御情報生成部と、
ｉ番目の区間の始点ｐｉと終点ｐｉ＋１との距離である区間距離ΔＬｉを各区間についてそれぞれ算出する区間距離算出部と、
ｉ番目の区間の始点ｐｉを前記点状領域の中心に位置づけてから、前記ｉ番目の区間の終点ｐｉ＋１を前記点状領域の中心に位置づけるまでの時間である区間移動時間Δｔｉを、各区間について前記区間距離ΔＬｉに比例するように設定する区間移動時間設定部と、
前記描画経路上のｉ番目の区間では、前記区間移動時間Δｔｉの間に位置制御パラメータ組がＣｉからＣｉ＋１に遷移するように前記各駆動部の駆動速度を制御して、位置制御パラメータ組Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｍに対応する位置に前記各駆動部を駆動して、前記被描画体を移動させつつ、前記描画手段によって描画を行わせしめる描画制御部と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項１１】
前記各駆動部は、
互いに直交する３軸であるｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿う方向に、前記被描画体をそれぞれ移動させるｘ軸駆動部、ｙ軸駆動部、およびｚ軸駆動部と、
前記被描画体を前記ｙ軸に平行な回転軸であるａ軸回りに回転移動させる回転駆動部とからなり、
前記点状領域の中心のｘｙｚ空間の座標値を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）で表し、
前記各駆動部の位置制御パラメータを、前記回転駆動部のａ軸上の固定点の前記ｘｙｚ空間における座標値である（ｘ，ｙ，ｚ）と、前記回転駆動部の回転基準からの回転角Ａ（正方向はｚ軸正方向からｘ軸正方向側に回転する方向を正とする）とで表すとき、
前記位置制御情報生成部では、
前記点列｛ｐｉ｝がそれぞれ前記点状領域の中心に位置づけられるときの、前記固定点の座標値（ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ）、および回転角Ａｐｉを用いて、
前記位置制御パラメータ組Ｃｐｉを、Ｃｉ＝｛ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ，Ａｐｉ｝として生成し、
前記区間距離算出部では、
前記区間距離ΔＬｉを次式（１）〜（５）により算出することを特徴とする請求項１０に記載のパターン描画装置。
Δｘｐｉ＝ｘｐ（ｉ＋１）−ｘｐｉ                                    ・・・（１）
Δｙｐｉ＝ｙｐ（ｉ＋１）−ｙｐｉ                                    ・・・（２）
Ｚｐｉ＝ｚｐｉ−ｚ０                                                ・・・（３）
ΔＡｐｉ＝Ａｐ（ｉ＋１）−Ａｐｉ                                    ・・・（４）
ΔＬｉ＝√｛（Δｘｐｉ−Ｚｐｉ・ｔａｎΔＡｐｉ）２＋Δｙｐｉ２｝    ・・・（５）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体形状を有する被描画体の表面にパターンを描画するパターン描画方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばインクジェット装置などの描画手段を用いて、立体形状を有する被描画体の表面にパターンを描画するパターン描画方法および装置が知られている。
立体形状を有する被描画体に対してパターン描画する場合、一定方向から例えばインクなどの描画材料を吐出すると、被描画体の立体形状に応じて、斜面上に描画材料が着地するため、被描画体が平面である場合と同様にして描画を行うと、パターンに歪みやムラが生じる。
このようなパターンの歪みやムラを防止するためのパターン描画方法および装置として、例えば、特許文献１には、立体形状を有する印刷対象物に印刷するための記録方法において、前記印刷対象物の立体形状に応じて、印刷部位にドットを生成するための処理の時間間隔を制御したり、印刷部位に応じた速度で前記印刷対象物と印刷手段を相対移動させたりすることによって、平面形状データで平面に印刷した場合と同様な印刷形状となるように、前記立体形状に応じた印刷処理を行うことを特徴とする記録方法と、この記録方法に用いる記録装置が記載されている。
この記録方法では、印刷対象物が円錐形状を含むものであるときには、印刷部位の直径に比例するようにして印刷部位にドットを生成するための処理の時間間隔を制御することや、平面形状データに前記円錐形状のテーパに応じた変換処理を施すことや、印刷部位の直径に比例するように当該印刷対象物の回転速度を制御することなどが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来のパターン描画方法および装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、被描画体（印刷対象物）が円錐形状を含むものであるときに、インクの吐出時間や印刷対象物の速度を描画部位の直径に比例するように制御する描画方法が開示されているものの、この技術は、円錐形状を有しない被描画体に適用できるものではないという問題がある。
すなわち、被描画体を描画手段に対して種々の方向に相対移動させる必要のある複雑な構造体の表面にパターンを描画する場合には対応が困難である。例えば、特許文献１に記載の技術では、被描画体の表面の曲面の中心が被描画体を回転させる回転駆動軸の中心と合致していない場合には対応することができない。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、複雑な立体形状を有する被描画体を複数の軸方向に同時に移動させて描画領域である点状領域を移動させ、この点状領域に一定方向から描画を行う場合に、被描画体の表面に描画されるパターンの歪みやムラを低減することができるパターン描画方法および装置を提供することを目的とする。ただし、点状領域とは１信号のみによって描画手段が描画材料を放出する際に描画可能な円状の領域、たとえばインクを１滴吐出した際に被描画体に描画されるドットの領域とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、立体形状を有する被描画体をｎ自由度（ただし、ｎは３以上の整数）で移動可能に保持するｎ個の駆動部を備える多軸移動手段と、点状領域に一定方向から描画する描画手段とを用い、前記多軸移動手段に保持された前記被描画体の表面を前記点状領域に対して移動させつつ前記描画手段によって描画を行うことにより、前記被描画体の表面にパターンを描画するパターン描画方法であって、前記被描画体の表面上に前記パターンを描画するため、描画の時系列に沿う描画経路を前記被描画体の表面上に設定する描画経路設定工程と、該描画経路設定工程で設定された前記描画経路を折れ線近似するため、前記描画経路を該描画経路上の点列｛ｐｉ｝（ただし、ｍを３以上の整数として、ｉ＝１，２，…，ｍ）によって（ｍ−１）個の区間に区分する描画経路区分工程と、前記多軸移動手段により前記点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉを前記点状領域の中心に順次位置づけるため、前記各駆動部に設定する位置制御パラメータをｃｊｉ（ただし、ｊ＝１，２，…，ｎ）の組である位置制御パラメータ組Ｃｉ＝｛ｃ１ｉ，ｃ２ｉ，…，ｃｎｉ｝をそれぞれ生成する位置制御情報生成工程と、ｉ番目の区間の始点ｐｉと終点ｐｉ＋１との距離である区間距離ΔＬｉを各区間についてそれぞれ算出する区間距離算出工程と、ｉ番目の区間の始点ｐｉを前記点状領域の中心に位置づけてから、前記ｉ番目の区間の終点ｐｉ＋１を前記点状領域の中心に位置づけるまでの時間である区間移動時間Δｔｉを、各区間について前記区間距離ΔＬｉに比例するように設定する区間移動時間設定工程と、前記描画経路上のｉ番目の区間では、前記区間移動時間Δｔｉの間に位置制御パラメータ組がＣｉからＣｉ＋１に遷移するように前記各駆動部の駆動速度を制御して、位置制御パラメータ組をＣ１からＣｍまで変化させることにより前記被描画体を移動させつつ、前記描画手段によって描画を行う描画工程と、を備える方法とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のパターン描画方法において、前記区間距離算出工程は、前記区間距離ΔＬｉを、前記位置制御情報生成工程で生成された前記位置制御パラメータ組Ｃｉ、Ｃｉ＋１の情報に基づいて算出する方法とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のパターン描画方法において、前記各駆動部は、互いに直交する３軸であるｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿う方向に、前記被描画体をそれぞれ移動させるｘ軸駆動部、ｙ軸駆動部、およびｚ軸駆動部と、前記被描画体を前記ｙ軸に平行な回転軸であるａ軸回りに回転移動させる回転駆動部とからなり、前記点状領域の中心のｘｙｚ空間の座標値を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）で表し、前記各駆動部の位置制御パラメータを、前記回転駆動部のａ軸上の固定点の前記ｘｙｚ空間における座標値である（ｘ，ｙ，ｚ）と、前記回転駆動部の回転基準からの回転角Ａ（正方向はｚ軸正方向からｘ軸正方向側に回転する方向を正とする）とで表すとき、前記位置制御情報生成工程では、前記点列｛ｐｉ｝がそれぞれ前記点状領域の中心に位置づけられるときの、前記固定点の座標値（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）、および回転角Ａｉを用いて、前記位置制御パラメータ組Ｃｉを、Ｃｉ＝｛ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ，Ａｉ｝として生成し、前記区間距離算出工程では、前記区間距離ΔＬｉを次式（１）〜（５）により算出する方法とする。
Δｘｉ＝ｘｉ＋１−ｘｉ                                        ・・・（１）
Δｙｉ＝ｙｉ＋１−ｙｉ                                        ・・・（２）
Ｚｉ＝ｚｉ−ｚ０                                              ・・・（３）
ΔＡｉ＝Ａｉ＋１−Ａｉ                                        ・・・（４）
ΔＬｉ＝√｛（Δｘｉ−Ｚｉ・ｔａｎΔＡｉ）２＋Δｙｉ２｝      ・・・（５）
【０００９】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載のパターン描画方法において、前記多軸移動手段は、前記駆動部として、回転移動の自由度を有する１以上の回転駆動部を備え、前記位置制御情報生成工程では、前記点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉが前記点状領域の中心に順次位置づけられる際、前記各点ｐｉにおける前記回転駆動部の回転軸に直交する平面内における前記被描画体の表面の接線が、前記描画手段が描画する前記一定方向に直交するように、前記位置制御パラメータ組Ｃｉを生成する方法とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載のパターン描画方法において、前記描画手段は、前記一定方向に沿って前記点状領域から一定距離だけ離間して配置された方法とする。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載のパターン描画方法において、前記描画手段は、前記一定方向が鉛直下向きとなる姿勢で描画を行う方法とする。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載のパターン描画方法において、前記描画手段は、前記一定方向に沿って前記点状領域に向かうインク液滴を吐出することで描画を行う方法とする。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載のパターン描画方法において、前記描画手段は、前記一定方向に沿って前記点状領域に向かうペーストを吐出することで描画を行う方法とする。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載のパターン描画方法において、前記描画手段は、前記一定方向に沿って前記点状領域に向けてレーザ光を照射することで描画を行う方法とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明では、立体形状を有する被描画体をｎ自由度（ただし、ｎは３以上の整数）で移動可能に保持するｎ個の駆動部を備える多軸移動手段と、点状領域に一定方向から描画する描画手段とを用い、前記多軸移動手段に保持された前記被描画体の表面を前記点状領域に対して移動させつつ前記描画手段によって描画を行うことにより、前記被描画体の表面にパターンを描画するパターン描画装置であって、前記被描画体の表面上に前記パターンを描画するため、描画の時系列に沿う描画経路を前記被描画体の表面上に設定する描画経路設定部と、該描画経路設定部で設定された前記描画経路を折れ線近似するため、前記描画経路を該描画経路上の点列｛ｐｉ｝（ただし、ｍを３以上の整数として、ｉ＝１，２，…，ｍ）によって（ｍ−１）個の区間に区分する描画経路区分部と、前記多軸移動手段により前記点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉを前記点状領域の中心に順次位置づけるため、前記各駆動部に設定する位置制御パラメータｃｊｉ（ただし、ｊ＝１，２，…，ｎ）の組である位置制御パラメータ組Ｃｉ＝｛ｃ１ｉ，ｃ２ｉ，…，ｃｎｉ｝をそれぞれ生成する位置制御情報生成部と、ｉ番目の区間の始点ｐｉと終点ｐｉ＋１との距離である区間距離ΔＬｉを各区間についてそれぞれ算出する区間距離算出部と、ｉ番目の区間の始点ｐｉを前記点状領域の中心に位置づけてから、前記ｉ番目の区間の終点ｐｉ＋１を前記点状領域の中心に位置づけるまでの時間である区間移動時間Δｔｉを、各区間について前記区間距離ΔＬｉに比例するように設定する区間移動時間設定部と、前記描画経路上のｉ番目の区間では、前記区間移動時間Δｔｉの間に位置制御パラメータ組がＣｉからＣｉ＋１に遷移するように前記各駆動部の駆動速度を制御して、位置制御パラメータ組をＣ１からＣｍまで変化させることにより前記被描画体を移動させつつ、前記描画手段によって描画を行わせしめる描画制御部と、を備える構成とする。
【００１６】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載のパターン描画装置において、前記各駆動部は、
互いに直交する３軸であるｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿う方向に、前記被描画体をそれぞれ移動させるｘ軸駆動部、ｙ軸駆動部、およびｚ軸駆動部と、
前記被描画体を前記ｙ軸に平行な回転軸であるａ軸回りに回転移動させる回転駆動部とからなり、
前記点状領域の中心のｘｙｚ空間の座標値を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）で表し、
前記各駆動部の位置制御パラメータを、前記回転駆動部のａ軸上の固定点の前記ｘｙｚ空間における座標値である（ｘ，ｙ，ｚ）と、前記回転駆動部の回転基準からの回転角Ａ（正方向はｚ軸正方向からｘ軸正方向側に回転する方向を正とする）とで表すとき、
前記位置制御情報生成部では、
前記点列｛ｐｉ｝がそれぞれ前記点状領域の中心に位置づけられるときの、前記固定点の座標値（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）、および回転角Ａｉを用いて、
前記位置制御パラメータ組Ｃｉを、Ｃｉ＝｛ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ，Ａｉ｝として生成し、
前記区間距離算出部では、
前記区間距離ΔＬｉを次式（１）〜（５）により算出する構成とする。
Δｘｉ＝ｘｉ＋１−ｘｉ                                        ・・・（１）
Δｙｉ＝ｙｉ＋１−ｙｉ                                        ・・・（２）
Ｚｉ＝ｚｉ−ｚ０                                              ・・・（３）
ΔＡｉ＝Ａｉ＋１−Ａｉ                                        ・・・（４）
ΔＬｉ＝√｛（Δｘｉ−Ｚｉ・ｔａｎΔＡｉ）２＋Δｙｉ２｝      ・・・（５）
【発明の効果】
【００１７】
本発明のパターン描画方法および装置によれば、描画経路を複数の区間に区分し、各区間の区間距離に比例した区間移動時間を設定することができる、すなわち点状領域に対する描画経路の相対移動速度が略一定となるので、複雑な立体形状を有する被描画体を複数の軸方向に同時に移動させて描画領域である点状領域を移動させ、この点状領域に一定方向から描画材料を描画手段によって一定量放出させ描画を行う場合に、被描画体の表面に描画されるパターンの歪みやムラを低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置の概略構成を示す模式的な正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置の概略構成を示す模式的な右側面図である。
【図３】被描画体の一例を示す模式的な斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置の制御部の機能ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置による線状画像、線状画像による塗りつぶしの様子を説明する模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の描画動作を示す模式的な斜視動作説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の区間距離算出工程における区間距離の算出原理を説明するための模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の区間距離算出工程における区間距離の計算式を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るパターン描画装置の概略構成を示す模式的な正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るパターン描画装置の制御部の機能ブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るパターン描画方法の描画工程において被描画体上に描画されたペーストを加熱する際の様子を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、本発明の実施形態に係るパターン描画方法および装置について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００２０】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置について説明する。
図１、２は、それぞれ本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置の概略構成を示す模式的な正面図、右側面図である。図３は、被描画体の一例を示す模式的な斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置の制御部の機能ブロック図である。図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明の第１の実施形態に係るパターン描画装置による線状画像、線状画像による塗りつぶしの様子を説明する模式図である。
なお、各図面は模式図のため、寸法や形状は誇張されている（以下の図面も同じ）。
【００２１】
本実施形態のパターン描画装置１の概略構成は、図１、２に示すように、立体形状を有する被描画体であるワークＷを４自由度で移動可能に保持する多軸移動手段である多軸移動部１５と、点状領域に一定方向から描画する描画手段であるインクジェット部５と、これらを動作させるための制御を行う制御部１１とを備える。
また、多軸移動部１５は、４自由度の移動を行うための４個の駆動部として、ｘ軸アクチュエータ７（ｘ軸駆動部）、ｙ軸アクチュエータ８（ｙ軸駆動部）、ｚ軸アクチュエータ９（ｚ軸駆動部）、および回転アクチュエータ１０（回転駆動部）を備える。
【００２２】
ｘ軸アクチュエータ７は、制御部１１に電気的に接続され制御部１１からの位置制御パラメータに基づいて、水平面内の一方向に延ばされたｘ軸に沿ってワークＷを移動させるためのもので、パターン描画装置１の基台を構成する台座２上に固定されている。
ｙ軸アクチュエータ８は、制御部１１に電気的に接続され制御部１１からの位置制御パラメータに基づいて、水平面内でｘ軸に直交するｙ軸に沿ってワークＷを移動させるためのもので、ｙ軸に沿って延ばされ、ｘ軸アクチュエータ７によって、ｘ軸に沿って移動可能に保持された基台部８ａと、基台部８ａ上でｙ軸に沿って移動可能に設けられたスライダ８ｂとを備える。
ｚ軸アクチュエータ９は、制御部１１に電気的に接続され制御部１１からの位置制御パラメータに基づいて、ｘ軸およびｙ軸に直交するｚ軸（鉛直軸）に沿ってワークＷを移動させるためのもので、ｙ軸アクチュエータ８のスライダ８ｂ上にｚ軸に沿って延ばされた基台部９ａと、基台部９ａ上でｚ軸に沿って移動可能に設けられたスライダ９ｂとを備える。
ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、およびｚ軸アクチュエータ９の構成は、制御部１１からの位置制御パラメータに基づいてそれぞれ１軸方向に駆動可能であれば適宜の構成を採用することができる。例えば、回転モータを駆動源とするねじ送り機構、リニアモータ、１軸ロボットなどの適宜の１軸アクチュエータを好適に採用することができる。
【００２３】
回転アクチュエータ１０は、制御部１１に電気的に接続され制御部１１からの位置制御パラメータに基づいて、ｙ軸に平行な回転軸であるａ軸回りにワークＷを回転移動させるためのもので、スライダ９ｂ上で、ａ軸を中心にｚｘ平面内に回転可能に設けられた回転テーブル部１０ａと、回転テーブル部１０ａ上でワークＷを保持する保持部１０ｂとを備える。
本実施形態では、回転テーブル部１０ａにおけるａ軸は、ｚ軸アクチュエータ９と交差する位置関係に配置されている。
保持部１０ｂは、本実施形態では、一例として、ワークＷの端部を挟んで保持するチャック機構を採用している。
回転アクチュエータ１０の構成は、制御部１１からの位置制御パラメータに基づいて１軸回りに正逆転可能な回転アクチュエータであれば適宜の構成を採用することができる。例えば、ＤＤモータなどを用いた回転アクチュエータを採用することができる。
【００２４】
以下では、パターン描画装置１内の位置を表すために、上記のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸を座標軸としたときの座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を用いる。座標軸の向きは、ｚ軸の正方向を鉛直下方として、ｘ軸正方向を図１の図示左側（図２の紙面奥側）、ｙ軸正方向を図１の紙面手前側（図２の図示左側）にとる。このため、ｘｙｚ座標系は左手系直角座標系になっている。
また、多軸移動部１５の移動位置を代表する点として、回転テーブル部１０ａ上でａ軸と交わる点ＯＭ（ａ軸上の固定点）を採用し、ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、ｚ軸アクチュエータ９、および回転アクチュエータ１０がそれぞれの移動の中立位置に移動されたときの点ＯＭ０を、（ｘＭ０，ｙＭ０，ｚＭ０）と表し、このときの回転アクチュエータ１０の回転位置を回転基準として、この回転基準からの回転アクチュエータ１０の回転角を回転角Ａで表す。回転角Ａの正方向は、ｘｙｚ座標系でｙ軸正方向から見たときｚｘ平面内で時計回りに回転する方向を正方向とする。
このため、点ＯＭ０（ｘＭ０，ｙＭ０，ｚＭ０）から点ＯＭ（ｘＭ，ｙＭ，ｚＭ）へのベクトルの成分であるｘＭ−ｘＭ０、ｙＭ−ｙＭ０、ｚＭ−ｚＭ０と、回転角Ａとは、それぞれ、ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、ｚ軸アクチュエータ９、回転アクチュエータ１０の中立位置からの駆動量に対応している。
すなわち、ｘＭ，ｙＭ，ｚＭ，Ａが与えられると、多軸移動部１５の各駆動部の中立位置からの駆動量が求められる。そこで、以下では、これらのｘＭ，ｙＭ，ｚＭ，Ａを各駆動部の位置制御パラメータと称する。また、これらをまとめて表す場合、位置制御パラメータ組Ｃと称し、Ｃ＝｛ｘＭ，ｙＭ，ｚＭ，Ａ｝などと表記することにする。
【００２５】
ここで、以下の説明に用いるワークＷの一例について説明する。
ワークＷは、図３に示すように、楕円状の底面が一方向に真直に延ばされた楕円柱の部材からなる。
本実施形態でのワークＷの保持形態は、図２に示すように、一方の端面が回転テーブル部１０ａの表面に当接されるとともに、この端面の中心Ｗ０が点ＯＭと一致するように、保持部１０ｂによって楕円断面の短径方向に挟持される。
このため、本実施形態では、ワークＷの中心軸ｗがａ軸に整列され、ワークＷが回転テーブル部１０ａの表面からｙ軸正方向に向かって、ｙ軸に沿う方向に突出して保持されている。
【００２６】
インクジェット部５は、図１、２に示すように、制御部１１に電気的に接続され制御部１１の制御に基づいて、適宜のインクジェット機構、例えば、ピエゾ素子などを用いたインクジェット機構を用いて、単一のインク吐出口５ａから一定量の微細なインク液滴６を一定方向に向けて吐出し、このインク液滴６をワーク表面Ｓに着弾させて描画を行う描画手段である。インク液滴６は、ワーク表面Ｓに着弾すると円状に広がってドット画像が形成されるため、インクジェット部５は点状領域に描画する描画手段になっている。
本実施形態ではインクジェット部５は、インク吐出口５ａを鉛直下向きに向け、インク液滴６の吐出方向が鉛直下方に一致する姿勢で、台座２に立設された複数の支柱３の間に架設された板状の描画手段保持部４の下面に設置されている。
【００２７】
インクジェット部５から吐出するインク材料としては、ワークＷに描画するパターンの種類や用途によって、適宜のインク材料を採用することができる。
例えば、パターンが、ワーク表面Ｓに文字や画像が印刷された印刷パターンである場合には、印刷用インクを採用することができる。
また、パターンが、ワーク表面Ｓに導電性の配線パターンあるいは回路パターンである場合には、導電性の微粒子を分散させた導電性インク、例えば、微細な銀粒子を分散させた銀ナノインクなどを採用することができる。
【００２８】
インクジェット部５から吐出されるインク液滴６は、飛距離によって、着弾時間や描画位置精度や描画のドット形状などが変化するため、本実施形態では、インク吐出口５ａから鉛直軸に沿って一定距離ｈ０だけ下側の描画位置Ｄ０に、ワーク表面Ｓの特定位置を位置づけて、描画位置Ｄ０を中心とした直径ｄのドット画像を描画するようにしている。
【００２９】
制御部１１は、パターン描画装置１の装置動作を制御するものであり、図４に示すように、ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、ｚ軸アクチュエータ９、回転アクチュエータ１０、およびインクジェット部５に電気的に接続され、それぞれに対してそれらの動作を制御する制御信号を送出できるようになっている。
また、制御部１１には、パターン描画装置１の起動停止などの操作入力や描画条件の設定などを行うための操作部１２と、ワークＷおよびワーク表面Ｓに描画するパターンの３次元形状データを制御部１１に供給するデータ供給手段１３とが、電気的に接続されている。
操作部１２としては、例えば、キーボードやマウスなどを採用することができる。
また、データ供給手段１３としては、ワークＷやパターンの３次元形状データを供給できれば特に限定されない。例えば、３次元ＣＡＤ、３次元形状読み取り装置、あるいは、これらの装置により予め作成された３次元形状の数値データを記憶した記憶装置などの例を挙げることができる。
【００３０】
制御部１１の機能構成としては、図４に示すように、装置制御部２６、描画経路設定部２０、描画経路区分部２１、位置制御情報生成部２２、区間距離算出部２３、区間移動時間設定部２４、記憶部２５、描画手段制御部２７、および駆動制御部２８を備える。
【００３１】
装置制御部２６は、操作部１２からの入力に基づいて、描画経路設定部２０、描画手段制御部２７、駆動制御部２８に制御信号を送出してこれらの動作を制御するとともに、データ供給手段１３から供給されたワークＷおよびワーク表面Ｓに描画するパターンの３次元形状データを描画経路設定部２０および記憶部２５に送出するものである。
【００３２】
描画経路設定部２０は、装置制御部２６から送出されたワークＷおよびパターンの３次元形状データに基づいて、ワーク表面Ｓ上にパターンを描画するため、描画の時系列に沿う描画経路をワーク表面Ｓ上に設定するものである。
描画経路設定部２０では、パターンの３次元形状データを解析してワーク表面Ｓ上のパターンを線状画像によって塗りつぶす経路を生成し、これを描画経路として描画経路区分部２１に送出できるようになっている。
【００３３】
インクジェット部５によってインク液滴６を一定の時間間隔Δτで吐出しながら、描画位置Ｄ０を水平方向に横切るようにワーク表面Ｓを移動させると、図５（ａ）に示すように、ワーク表面Ｓ上に、順次、中心がずれた複数のドット画像ＩＤが描画される。このとき、時間間隔Δτの間にワーク表面Ｓが移動する単位移動距離ΔＭをドット画像ＩＤの直径ｄよりも小さい一定値とすることにより、移動方向においてドット画像ＩＤが重なり、線幅がｄ１（ただし、０＜ｄ１＜ｄ）からｄまでの間で変化する線状画像ＩＬが形成される。
そこで、本実施形態では、装置制御部２６から送出されたパターンを線幅ｄＬ＝（ｄ＋ｄ１）／２の線状パターンＰＬ１の組合せに分割し、線状パターンＰＬ１の線幅の中心線Ｌ１を描画経路に設定するようにしている。
例えば、図５（ｂ）に示すように、線幅がｄＬより太く２ｄＬ以下の線状パターンＰＬ２は、線状画像ＩＬの中心線Ｌ２をコ字状、あるいはＵ字状に屈曲させて描画経路とし、線状画像ＩＬを間隔ｄ２（ただし、０＜ｄ２≦ｄ１）で並列に配置することで、線状パターンＰＬ２を塗りつぶすようにする。
なお、パターン描画の目的により、インクの重なりによる層厚変化が許容されない場合には、ｄ２＝ｄ１として、線幅ｄＬの単位でパターンを分割して描画経路を設定する。
また、これら線状パターンは、直線状とは限らず、適宜湾曲させる描画経路を採用することができる。
なお、描画経路は、パターンに対して１本には限定されない。例えば、ワーク表面Ｓの曲率がｚｘ平面内で不連続に変わるような形状では、回転アクチュエータ１０の回転角を急峻に変化させる必要がある点が発生する。本実施形態では、このような点が発生した場合、この点で描画経路を分割するようにしている。このため、描画経路設定部２０で設定される描画経路内では、回転アクチュエータ１０の回転角は滑らかに変化するものとしてよい。
【００３４】
また、描画経路設定部２０では、描画経路を構成する各点の座標の計算は、ワークＷに固定された適宜の座標系で行ってもよいが、本実施形態の描画経路区分部２１では、多軸移動部１５の各駆動部が中立位置にある状態で回転アクチュエータ１０にワークＷを保持した状態におけるｘｙｚ座標系での計算を行うようにしている。このため、予め描画経路もこのようなｘｙｚ座標系で算出しておくか、あるいは適宜の座標系で座標データを計算した後、描画経路設定部２０から描画経路区分部２１に送出するまでの間に座標変換を行うようにする。
すなわち、本実施形態の描画経路Ｌは、例えば、ｘｙｚ座標系の座標値で、ｋ個の点ｑｊ（ｘｊ，ｙｊ，ｚｊ）（ただし、ｋを３以上の整数として、ｊ＝１，２，…，ｋ）からなる点列｛ｑｊ｝として表される。
ここで、点ｑｊの個数ｋは、ワークＷの３次元形状データの分解能に応じて、適宜選択することができる。
【００３５】
以下では、簡単のため、パターンが、図３に示すように、ワーク表面Ｓ上の点ｑ１を始点として、ワーク表面Ｓ上を螺旋状に周回した後、点ｑｋで終端される曲線に沿って描画されるものとする。またこのパターンの線幅は、線状パターンＰＬの線幅ｄＬに等しいものとする。
この場合、描画経路Ｌは、描画経路設定部２０により、始点ｑ１から終点ｑｋ間を結ぶ１本の曲線として設定される。
【００３６】
描画経路区分部２１は、描画経路Ｌを折れ線近似するため、描画経路Ｌを点列｛ｐｉ｝（ただし、ｍを３以上ｋ以下の整数として、ｉ＝１，２，…，ｍ）によって（ｍ−１）個の区間［ｐｉ，ｐｉ＋１］に区分し、点列｛ｐｉ｝のデータを位置制御情報生成部２２に送出するものである。ただし、ｐ１＝ｑ１、ｐｍ＝ｑｋである。
ここで、各区間［ｐｉ，ｐｉ＋１］は、第１の条件として、次式（６）で表される区間距離ΔＬｉが、区間［ｐｉ，ｐｉ＋１］に含まれるＫ個（Ｋは２以上の整数）の点列ｑｉ１，…，ｑｉＫのなす経路長との差が許容値以下となるように設定される。
許容値としては、インク液滴６によって形成されるドット画像の位置ずれによるパターンの形成不良が起きない値を採用すればよい。
【００３７】
ΔＬｉ＝√｛（ｘｉ＋１−ｘｉ）２＋（ｙｉ＋１−ｙｉ）２＋（ｚｉ＋１−ｚｉ）２｝
・・・（６）
【００３８】
ここで、ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）、ｐｉ＋１（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１，ｚｉ＋１）である。
【００３９】
また、第２の条件として、各区間［ｐｉ，ｐｉ＋１］は、区間距離ΔＬｉが、多軸移動部１５の駆動分解能以上の長さとなるように設定される。これは、点ｐｉから点ｐｉ＋１の間の移動距離が多軸移動部１５の駆動分解能によって「丸められる」結果、実質的にワーク表面Ｓの移動が停止されることを防止するためである。
【００４０】
したがって、点列｛ｑｊ｝の隣接２点間の距離ｑｉｑｉ＋１が多軸移動部１５の駆動分解能以上の長さとなっていれば（第２の条件を満たしていれば）、点列｛ｐｉ｝として、点列｛ｑｉ｝自体を採用してもよい（ｍ＝ｋ）。
これ以外の場合、描画経路設定部２０において、上記第１、第２の条件を満たすように、描画経路Ｌを区分して点列｛ｐｉ｝を生成する。
区分するアルゴリズムは、曲線を折れ線近似するための周知のいかなるアルゴリズムを採用してもよい。
例えば、描画経路Ｌの曲率半径が最も小さくなる部位において、上記第１、第２の条件を満たすような最小区間距離を定め、この最小区間距離で全体を等分するように区分してもよい。
また、点ｑｊの個数ｋが十分大きい場合には、点列｛ｑｊ｝を一定添字間隔で間引くことで区分して、上記第１、第２の条件が満たされるかどうか確認し、条件が満たされるまで、区間の間引き方を代えてもよい。
また、描画経路Ｌを試行的に区分して、各区間で上記第１、第２の条件が満たされるか確認し、条件が満たされない区間をさらに細分することを繰り返して、描画経路Ｌを不等間隔に区分してもよい。
【００４１】
位置制御情報生成部２２は、回転アクチュエータ１０の保持されたワークＷを多軸移動部１５により移動させて、点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉを描画位置Ｄ０にそれぞれ位置づけるため、各駆動部に設定するための位置制御パラメータ組Ｃｉを生成するものである。
本実施形態の多軸移動部１５の移動自由度は、ａ軸回りの回転を含む４自由度を有するため、点ｐｉを描画位置Ｄ０に位置づける際、ｚｘ平面内で、ワーク表面Ｓの回転移動を行ってｚｘ平面内の姿勢を変更することができる。
そこで、本実施形態では、各点ｐｉを描画位置Ｄ０にそれぞれ位置づける際、各点ｐｉにおけるｚｘ平面内の接線がｚ軸と直交する姿勢となるように移動させる。
また、位置制御パラメータ組Ｃｉとしては、このような姿勢で、各点ｐｉが描画位置Ｄ０に位置づけられるときの、点ＯＭの座標値（ｘＭ，ｙＭ，ｚＭ）＝（ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ）と、回転角Ａｐｉとを用いて、Ｃｉ＝｛ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ，Ａｐｉ｝として生成するようにしている。
生成された位置制御パラメータ組Ｃｉは、記憶部２５および区間距離算出部２３に送出されるようになっている。
【００４２】
区間距離算出部２３は、位置制御情報生成部２２から送出された位置制御パラメータ組Ｃｉを用いて、ｉ番目の区間の始点ｐｉと終点ｐｉ＋１との距離である区間距離ΔＬｉを各区間について、次式（１）〜（５）によって算出し、各ΔＬｉを区間移動時間設定部２４に送出するものである。
【００４３】
Δｘｐｉ＝ｘｐ（ｉ＋１）−ｘｐｉ                                    ・・・（１）
Δｙｐｉ＝ｙｐ（ｉ＋１）−ｙｐｉ                                    ・・・（２）
Ｚｐｉ＝ｚｐｉ−ｚ０                                                ・・・（３）
ΔＡｐｉ＝Ａｐ（ｉ＋１）−Ａｐｉ                                    ・・・（４）
ΔＬｉ＝√｛（Δｘｐｉ−Ｚｐｉ・ｔａｎΔＡｐｉ）２＋Δｙｐｉ２｝    ・・・（５）
【００４４】
ここで、ｚ０は、描画位置Ｄ０のｚ座標値である。
【００４５】
区間移動時間設定部２４は、ｉ番目の区間の始点ｐｉを描画位置Ｄ０に位置づけてから、ｉ番目の区間の終点ｐｉ＋１を描画位置Ｄ０に位置づけるまでの時間である区間移動時間Δｔｉを、各区間について区間距離ΔＬｉに比例するように設定し、記憶部２５に送出するものである。
【００４６】
記憶部２５は、装置制御部２６から送出されたワークＷおよびワーク表面Ｓに描画するパターンの３次元形状データ、位置制御情報生成部２２から送出された各位置制御パラメータ組Ｃｉ、および区間移動時間設定部２４から送出された各区間移動時間Δｔｉを記憶するものである。
【００４７】
描画手段制御部２７は、インクジェット部５と電気的に接続され、装置制御部２６からの制御信号に基づいて、インクジェット部５による描画の開始および停止を制御するものである。
【００４８】
駆動制御部２８は、ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、ｚ軸アクチュエータ９、回転アクチュエータ１０と電気的に接続され、記憶部２５に記憶された各位置制御パラメータ組Ｃｉおよび各区間移動時間Δｔｉに基づいて、これらの動作を制御するものである。
すなわち、装置制御部２６による駆動を開始する制御信号を受けると、区間移動時間Δｔｉの間に位置制御パラメータ組がＣｉからＣｉ＋１に遷移するように各駆動部の駆動速度を制御して、位置制御パラメータ組Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｍに対応する位置に各駆動部を駆動するものである。
このため、装置制御部２６、描画手段制御部２７、および駆動制御部２８は、描画制御部を構成している。
【００４９】
制御部１１の装置構成としては、本実施形態では、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などを備えるコンピュータを採用しており、これにより上記に説明した各制御機能、演算機能を実現するための制御プログラム、演算プログラムが実行されるようになっている。
【００５０】
次に、本実施形態のパターン描画方法について、パターン描画装置１の動作とともに説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の工程フローを示すフローチャートである。図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の描画動作を示す模式的な斜視動作説明図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の区間距離算出工程における区間距離の算出原理を説明するための模式図である。図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るパターン描画方法の区間距離算出工程における区間距離の計算式を説明するための模式図である。
【００５１】
本実施形態のパターン描画方法は、図６に示すように、描画経路設定工程Ｓ１、描画経路区分工程Ｓ２、位置制御情報生成工程Ｓ３、区間距離算出工程Ｓ４、区間移動時間設定工程Ｓ５、および描画工程Ｓ６を、この順に行う方法である。
【００５２】
パターン描画装置１が起動されると、制御部１１によって多軸移動部１５の各駆動部の位置が移動の中立位置に初期化される。
次に、操作者は、回転アクチュエータ１０の保持部１０ｂにワークＷを保持させる。
また、データ供給手段１３にはワークＷおよびワーク表面Ｓに描画するパターンの３次元形状データを用意しておく。例えば、ワークＷおよびワーク表面Ｓ上のパターンの形状を３次元ＣＡＤで作成して、その３次元形状データを制御部１１に接続されたハードディスクなどの記憶装置に記憶させておく。
このような準備を終えたら、操作部１２を介して、制御部１１の装置制御部２６に描画経路設定工程Ｓ１を開始させる操作入力を行う。これにより描画経路設定工程Ｓ１が開始される。
【００５３】
描画経路設定工程Ｓ１では、まず、装置制御部２６によってデータ供給手段１３からワークＷおよびワーク表面Ｓに描画するパターンの３次元形状データを取り込む。装置制御部２６は、これらの３次元形状データを記憶部２５に送出して記憶させるとともに、描画経路設定部２０に送出して、描画経路設定部２０による演算処理を開始させる制御信号を送出する。
描画経路設定部２０は、ワーク表面Ｓ上にパターンを描画するため、装置制御部２６から送出されたワークＷおよびパターンの３次元形状データに基づいて、描画の時系列に沿う描画経路をワーク表面Ｓ上に設定する。本実施形態では、パターンの３次元形状データを解析してワーク表面Ｓ上のパターンを線幅ｄＬの線状パターンの組合せによって塗りつぶす描画経路を生成する。
例えば、図３に示すような線幅ｄＬの螺旋状の曲線からなるパターンであれば、その線幅の中心線からなる描画経路Ｌを設定し、描画経路Ｌを表す点列｛ｑｊ｝を生成して、描画経路区分部２１に送出する。描画経路Ｌは、ワーク表面Ｓの形状によっては、それぞれｚｘ平面内の曲率変化が滑らかに変化する複数本の経路として設定することができるが、以下では、描画経路Ｌのみの場合の例で説明する。
以上で、描画経路設定工程Ｓ１が終了する。
【００５４】
次に、描画経路区分工程Ｓ２では、描画経路区分部２１によって、描画経路Ｌを描画経路Ｌ上の点列｛ｐｉ｝によって区間［ｐｉ，ｐｉ＋１］に区分し、点列｛ｐｉ｝のデータを位置制御情報生成部２２に送出する。
以上で、描画経路区分工程Ｓ２が終了する。
【００５５】
次に、位置制御情報生成工程Ｓ３では、位置制御情報生成部２２によって、描画経路区分部２１から送出された点列｛ｐｉ｝のデータに基づいて、位置制御パラメータ組Ｃｉを生成し、この記憶部２５および区間距離算出部２３に送出する。
以上で、位置制御情報生成工程Ｓ３が終了する。
【００５６】
次に、区間距離算出工程Ｓ４では、区間距離算出部２３によって、上記式（１）〜（５）に基づいて、区間距離ΔＬｉを算出し、区間移動時間設定部２４に送出する。以上で、区間距離算出工程Ｓ４が終了する。
ここで、式（５）の計算が、上記式（６）のよい近似になっていることを図７（ａ）、（ｂ）、図８、図９（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
多軸移動部１５の各駆動部が、位置制御パラメータ組Ｃｉに基づいて制御されると、図７（ａ）に示すように、点ｐｉが、描画位置Ｄ０に位置づけられる。このとき、回転アクチュエータ１０上の点ＯＭは、ＯＭ（ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ）に移動し、回転アクチュエータ１０の回転角はＡｐｉになっている。この状態から描画経路Ｌを通って区間移動時間Δｔｉ後には、多軸移動部１５の各駆動部が、位置制御パラメータ組Ｃｉ＋１に基づいて制御され、図７（ｂ）に示すように、点ｐｉ＋１が、描画位置Ｄ０に位置づけられる。
【００５７】
このとき、多軸移動部１５の各駆動部が、位置制御パラメータ組ＣｉからＣｉ＋１に変化にすることにより、点ＯＭの座標値は、ＯＭ（ｘｐ（ｉ＋１），ｙｐ（ｉ＋１），ｚｐ（ｉ＋１））に変化し、回転アクチュエータ１０の回転角はＡｐ（ｉ＋１）になる。
図７（ａ）、（ｂ）では、点ｐｉ、点ｐｉ＋１におけるｚｘ平面とワーク表面Ｓとの交線をそれぞれ曲線Ｓｉ、曲線Ｓｉ＋１で示している。また、点Ｑは、点ｐｉ＋１を通りａ軸を含む平面と曲線Ｓｉとの交点を示す。
三角形ｐｉＱｐｉ＋１が直角三角形になることから、斜辺に対応する区間距離ΔＬｉは、ｙ軸方向の線分Ｑｐｉ＋１と、ｚｘ平面内の線分ｐｉＱの長さとから、三平方の定理によって求めることができる。
また、このような移動は、ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、ｚ軸アクチュエータ９による並進移動と、回転アクチュエータ１０による回転移動とに分けて考えることができる。ａ軸は、ｙ軸と平行に配置されているため、回転アクチュエータ１０の移動はｙ軸方向の移動量には影響しない。このため、線分Ｑｐｉ＋１の長さは、｜ｙｐ（ｉ＋１）−ｙｐｉ｜＝｜Δｙｐｉ｜に等しい。
【００５８】
一方、線分ｐｉＱは、ａ軸回りの回転運動と、ｘ軸方向の移動とを合成したものとなる。例えば、図７（ｂ）をｙ軸正方向から見ると、図８のようになる。ただし、図８は、理解を容易化するため形状を単純化し、破線の補助線を追加している。
本実施形態では、点ｐｉ、点ｐｉ＋１でのｚｘ平面内での接線がｚ軸に直交するように移動させるため、ｚｘ平面内において、点ｐｉから点ｐｉ＋１（点Ｑ）への移動は、描画位置Ｄ０（ｚ０，ｘ０）を通りｚ軸に平行な直線上の点Ｒｉを回転中心とした回転移動と等価になっている。ところが、本実施形態のワーク表面Ｓは楕円面であり、ａ軸回りの回転半径は場所によって異なり点Ｒｉとは一致しない。したがって、図９（ａ）に示すように、ａ軸が点ａｉ（ｚｐｉ，ｘｐｉ）の位置にあるとき、点ｐｉ＋１のｚｘ平面内での接線がｚ軸に直交するように回転移動させると、点ｐｉ＋１は描画位置Ｄ０を通り過ぎた点ｕまで回転され、点ｐｉを点ｐｉ’に、点Ｑを点Ｑ’（点ｐｉ＋１’）に移動させる。図９（ａ）の例では、点ｐｉ’、点Ｑ’は、いずれも、描画位置Ｄ０よりもｘ軸正方向側、かつｚ軸負方向側である。
この回転によりｚｘ平面内でのｘ＝ｘ０を通過したワーク表面Ｓ上の長さは、円弧ｐｉ’ｕである。ここで、点ｐｉ’でのｚｘ平面内の接線を延長してｘ＝ｘ０の直線と交点である点ｖを考えると、ΔＡｐｉが微小角であるため線分ｐｉ’ｖの長さは円弧ｐｉ’ｕの長さに等しいとしてよく、｜−Ｚｐｉ・ｔａｎΔＡｐｉ｜に等しくなる。
【００５９】
次に、図９（ｂ）に示すように、ｚｘ平面内で、点Ｑ’をｘ軸方向、ｚ軸方向にそれぞれΔｘｐｉ＝ｘｐ（ｉ＋１）−ｘｐｉ、Δｚｐｉ＝ｚｐ（ｉ＋１）−ｚｐｉだけ平行移動させて、点Ｑ’を点（ｚ０，ｘ０）に並進移動させる。これにより、ｙ軸方向の移動量Δｙｐｉと合わせて、図８に示すような、点ｐｉ＋１が描画位置Ｄ０に位置づけられる位置関係に移動される。
したがって、ｚｘ平面内での移動量ｐｉＱは、符号を込めて近似的に、Δｘｐｉ−Ｚｐｉ・ｔａｎΔＡｐｉと表される。
このように、線分ｐｉｐｉ＋１の長さである区間距離ΔＬｉは、上記式（５）で精度よく近似されることが分かる。
図８、図９（ｂ）では理解を容易化するためｚ軸方向の移動Δｚｐｉも含めて示したが、ｚ軸方向のインク吐出口５ａから描画位置Ｄ０の距離ｈ０を確保するための移動であり、ｚｘ平面内での移動量ｐｉＱには影響しない。
【００６０】
次に、区間移動時間設定工程Ｓ５では、区間移動時間設定部２４によって、区間距離算出部２３から送出された各区間距離ΔＬｉに基づき、区間移動時間Δｔｉを各区間について区間距離ΔＬｉに比例するように設定し、設定された区間移動時間Δｔｉを各記憶部２５に記憶させる。
以上で、区間移動時間設定工程Ｓ５が終了する。
【００６１】
次に、描画工程Ｓ６は、操作部１２から操作者が描画開始の操作入力を行うことにより開始される。装置制御部２６は、描画開始の操作入力を受けて、記憶部２５に、各位置制御パラメータ組をＣｉ、各区間移動時間Δｔｉが記憶されていることを確認し、各位置制御パラメータ組をＣｉおよび各区間移動時間Δｔｉを駆動制御部２８に送出し、駆動制御部２８によって、多軸移動部１５の各駆動部を位置制御パラメータ組Ｃ１に基づいて駆動制御させる。
これにより、ワークＷ上の点ｐ１が描画位置Ｄ０に位置づけられる。
次に、装置制御部２６は、描画手段制御部２７および駆動制御部２８に対して、それぞれによる描画動作制御および駆動制御を、例えば時刻ｔ０から時刻ｔ０＋Ｔの間継続して行う制御信号を送出する。ここでＴは、区間移動時間Δｔｉの総和である。
これにより、描画手段制御部２７は、時刻ｔ０から時刻ｔ０＋Ｔの間、予め定められた時間間隔Δτで、インク液滴６を吐出させる制御を行う。
また、駆動制御部２８は、時刻ｔ０から時刻ｔ０＋Δｔ１の間に、位置制御パラメータ組Ｃ１がＣ２に遷移するように、ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、ｚ軸アクチュエータ９、回転アクチュエータ１０の駆動速度を制御して、位置制御パラメータ組Ｃ２に変化させることで、ワーク表面Ｓ上の点ｐ２が時刻ｔ０＋Δｔ１に描画位置Ｄ０に位置づけられる。以下、同様にして、時刻ｔ０＋Δｔ１＋…＋Δｔｉ−１から時刻ｔ０＋Δｔ１＋…＋Δｔｉ−１＋Δｔiの間に、位置制御パラメータ組ＣｉをＣｉ＋１に変化させていく。
このような駆動制御によれば、描画位置Ｄ０に対して、描画経路Ｌが点ｐｉから点ｐｉ＋１まで相対移動してゆき、その移動速度Ｖｉは、Ｖｉ＝ΔＬｉ／Δｔｉは、区間によらず一定となる。したがって、描画位置Ｄ０では、ワーク表面Ｓが近似的に等速で相対移動するため、インク液滴６によるドット画像が、描画経路Ｌ上で略等間隔に一定方向から形成され、線幅が均一な線状画像が描画されていく。
これにより、時間Ｔの間に一つの描画経路Ｌに基づくパターンが描画されていく。
以上で、描画工程Ｓ６が終了する。
なお、描画経路Ｌが複数ある場合は、描画経路Ｌごとに上記各工程を繰り返せばよい。
【００６２】
描画工程Ｓ６は、描画経路上のｉ番目の区間では、区間移動時間Δｔｉの間に位置制御パラメータ組がＣｉからＣｉ＋１に遷移するように各駆動部の駆動速度を制御して、位置制御パラメータ組をＣ１からＣｍまで変化させることによりワークＷを移動させつつ、インクジェット部５によって描画を行う工程となっている。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、一定時間間隔で一定方向からインク液滴６を吐出するインクジェット部５を描画手段として、多軸移動部１５を用いて、ワーク表面Ｓにパターンを描画することができる。その際、描画位置Ｄ０において、描画経路Ｌの相対移動速度が近似的に等速となるため、ワークＷが複雑な立体形状を有する被描画体であっても、一定方向から一定時間間隔で形成されるインク液滴６によるドット画像の描画経路Ｌに沿った距離が略一定となるため、ワーク表面Ｓに描画されるパターンの歪みやムラを低減することができる。
一般にインクジェット機構では、１つの機構によりドット画像のドット径を変調するなどして描画することは難しいが、本実施形態では、描画手段の描画条件を一定にして、描画を行うため、最適な描画条件で描画でき、安定した描画を高精度に行うことができる。
【００６４】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るパターン描画装置について説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るパターン描画装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図１１は、本発明の第２の実施形態に係るパターン描画装置の制御部の機能ブロック図である。
【００６５】
本実施形態のパターン描画装置１Ａは、図１０、１１に示すように、上記第１の実施形態のパターン描画装置１のインクジェット部５、制御部１１に代えて、ペーストディスペンサ部３０（描画手段）、制御部１１Ａを備え、さらに、レーザ照射部３３と、描画手段保持部４の下面側でペーストディスペンサ部３０およびレーザ照射部３３のｘ軸方向の位置を、２位置の間で切り換え可能に保持する切換機構３５とを追加したものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６６】
ペーストディスペンサ部３０は、例えば、エアシリンジの先端に設けられたペーストノズル３１からペースト３２を一定速度で押し出すことにより、ワークＷに描画を行うものである。ペーストディスペンサ部３０のエアシリンジは、制御部１１Ａに電気的に接続され制御部１１Ａの制御に基づいて、ペースト３２の押し出しを行えるようになっている。
ペースト３２としては、加熱することによって硬化されるペースト材料であれば、ワークＷに描画するパターンの種類や用途によって、適宜のペースト材料を採用することができる。本実施形態では、ワーク表面Ｓに導電性の配線パターンあるいは回路パターンを形成するため、導電性の微粒子を分散させた導電性インク、例えば、微細な銀粒子を分散させた銀ペーストなどを採用している。
また、ペーストディスペンサ部３０は、ペーストノズル３１の吐出口が鉛直下方に向けた状態で切換機構３５に固定されている。ペーストノズル３１の吐出口は、切換機構３５によって１つの切り換え位置に移動されたときに、描画位置Ｄ０の鉛直上方位置に配置され、ペーストノズル３１から押し出されるペースト３２の中心が描画位置Ｄ０に着地するようになっている。
このため、ペーストディスペンサ部３０は、描画位置Ｄ０を中心としたペースト３２の径に等しい点状領域に鉛直方向から描画する描画手段になっている。
【００６７】
レーザ照射部３３は、ワーク表面Ｓ上に描画されたペースト３２を加熱して、硬化させ、ワーク表面Ｓ上に定着させるものであり、制御部１１Ａに電気的に接続され制御部１１Ａの制御に基づいてレーザ光３４（図１２参照）を発振する適宜のレーザ発振器と、このレーザ光３４を上方から鉛直下方に向かってｚ＝ｚ０の平面上に集光させる集光光学系とを備えてなる。
集光位置におけるレーザ光３４のスポット径は、ペーストディスペンサ部３０から押し出されたペースト３２の太さに略等しい大きさに設定される。
また、レーザ照射部３３は、レーザ光３４の光軸が鉛直軸に沿うような姿勢で切換機構３５に固定されている。レーザ光３４の集光位置は、切換機構３５によってペーストディスペンサ部３０がもう１つの切り換え位置に移動されたときに、描画位置Ｄ０に一致する位置に配置されるようになっている。
【００６８】
制御部１１Ａは、図１１に示すように、上記第１の実施形態の描画手段制御部２７、装置制御部２６に代えて、描画手段制御部２７Ａ（描画制御部）、装置制御部２６Ａ（描画制御部）を備える。
描画手段制御部２７Ａは、ペーストディスペンサ部３０およびレーザ照射部３３と電気的に接続され、装置制御部２６Ａからの制御信号に基づいて、ペーストディスペンサ部３０による描画の開始および停止と、レーザ照射部３３によるレーザ光３４の照射開始および停止とを制御するものである。
【００６９】
次に、パターン描画装置１Ａの動作について説明する。
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るパターン描画方法の描画工程において被描画体上に描画されたペーストを加熱する際の様子を示す正面図である。
パターン描画装置１Ａでは、上記第１の実施形態に説明したパターン描画方法と同様にして、ワークＷのワーク表面Ｓ上にパターンを描画するが、描画工程Ｓ６における描画手段としてインクジェット部５に代えてペーストディスペンサ部３０が用いられる点のみが異なる。
まず、図１０に示すように、切換機構３５の位置を、ペーストディスペンサ部３０のペーストノズル３１の吐出口が描画位置Ｄ０上となる位置に切り換える。
そして、上記第１の実施形態の描画経路設定工程Ｓ１、描画経路区分工程Ｓ２、位置制御情報生成工程Ｓ３、区間距離算出工程Ｓ４、および区間移動時間設定工程Ｓ５を同様にして行う。
次に、描画工程Ｓ６では、まず、装置制御部２６Ａは、駆動制御部２８を介して上記第１の実施形態と同様の駆動制御を行う。また、装置制御部２６Ａは、描画手段制御部２７Ａを介して、インクジェット部５の代わりにペーストディスペンサ部３０を用いて描画を開始させる。
ペーストディスペンサ部３０による描画が開始されると、ペーストノズル３１からは、ペースト３２が一定速度で、一定太さの線状に押し出される。一方、ワーク表面Ｓは駆動制御部２８に制御される多軸移動部１５によって、描画位置Ｄ０に対して一定速度で移動されるから、ワーク表面Ｓ上に着地したペースト３２は、描画経路Ｌに沿って、一定の太さで線状に着地していく。このため、ワーク表面Ｓ上のパターンは、このような線状のペースト３２によって塗りつぶされていく。
このようにしてペーストディスペンサ部３０による描画が終了すると、次に、装置制御部２６Ａは、駆動制御部２８に制御信号を送出して、描画経路Ｌ上の点ｐ１を描画位置Ｄ０に位置づけるように多軸移動部１５を駆動して、この位置に待機させる。
【００７０】
この状態で、操作者は、図１２に示すように、切換機構３５の位置をレーザ光３４の集光位置が描画位置Ｄ０に位置するように切り換えて、操作部１２からレーザ照射部３３による加熱開始の操作入力を行う。
装置制御部２６Ａは、加熱開始の操作入力を受けると、駆動制御部２８を介して上記第１の実施形態と同様の駆動制御を行う。ただし、各駆動部の駆動速度の絶対値は、レーザ光３４によってペースト３２を適宜温度に加熱するのに必要なエネルギー量に合わせた速度とする。例えば、ペースト３２が固化する温度が１２０℃であれば、レーザ光３４の光エネルギーによってペースト３２を１２０℃に加熱できる駆動速度とする。なお、ペースト３２の描画時と同じ速度であってもレーザ光３４の出力によって、適切な加熱温度を得ることができれば、ペースト３２を描画したときと同じ速度としてもよい。
これと同時に、装置制御部２６Ａは、描画手段制御部２７Ａを介して、レーザ照射部３３によるレーザ光３４の照射を開始させる。
このようにして、レーザ光３４がワーク表面Ｓ上に描画されたペースト３２上に順次等速で照射され、描画経路Ｌ上のペースト３２が均一に加熱され、ペースト３２が硬化するとともに、ワーク表面Ｓに定着されていく。
描画経路Ｌ上のすべてのペースト３２に対してレーザ光３４の照射がされたら、描画工程Ｓ６を終了する。
【００７１】
このように、本実施形態によれば、ペーストディスペンサ部３０を描画手段として、多軸移動部１５を用いて、ワーク表面Ｓにパターンを描画することができる。その際、描画位置Ｄ０において、描画経路Ｌの相対移動速度が近似的に等速となるため、ワークＷが複雑な立体形状を有する被描画体であっても、一定方向から一定速度で線状に押し出されるペースト３２がワーク表面Ｓに描画されていくため、ワーク表面Ｓに描画されるパターンの歪みやムラを低減することができる。
【００７２】
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
本変形例のパターン描画装置は、上記第２の実施形態のレーザ照射部３３、切換機構３５を削除して、ペーストノズル３１の吐出口が描画位置Ｄ０の上方に位置するようにペーストディスペンサ部３０を描画手段保持部４に固定し、制御部１１Ａに代えて制御部１１を備えるものである。
本変形例によれば、上記第１の実施形態と同様にして、ペーストディスペンサ部３０によりパターンを描画する。
例えば、ペースト３２が自然乾燥可能なペースト状のインクの場合などは、これにてパターンの描画が終了する。
また、上記第２の実施形態のように、ペースト３２が、例えば銀ペーストなどからなり加熱工程が必要な場合には、回転アクチュエータ１０からワークＷを取り外した後、ワークＷを加熱槽に移して加熱処理を行ってペースト３２を硬化させる。
【００７３】
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
本変形例のパターン描画装置は、ワーク表面Ｓにレーザ光３４を照射することにより、レーザ光３４の照射位置でワーク表面Ｓを、例えば、揮発、溶解、熱変色、あるいは熱変形させて、レーザ光３４により改質しうるワーク表面Ｓを有するワークＷに描画を行うものであり、上記第２の実施形態のペーストディスペンサ部３０、切換機構３５を削除して、レーザ光３４の集光位置が描画位置Ｄ０に位置するようにレーザ照射部３３を描画手段保持部４に固定し、制御部１１Ａに代えて制御部１１を備えるものである。
本変形例によれば、上記第１の実施形態と同様にして、レーザ照射部３３によりパターンを描画する。
本変形例のレーザ照射部３３は、描画位置Ｄ０を中心としたレーザ光３４のスポット径に等しい点状領域に鉛直方向から描画する描画手段になっている。
また、本変形例は、描画手段によって描画材料を供給することなく描画を行う場合の例となっている。
【００７４】
本変形例によれば、描画位置Ｄ０において、描画経路Ｌの相対移動速度が近似的に等速となるため、ワークＷが複雑な立体形状を有する被描画体であっても、一定方向からのレーザ光３４のスポット径が一定で走査される。その結果、ワーク表面Ｓの一定線幅領域にレーザ光３４のエネルギーが照射されていくため、ワーク表面Ｓに描画されるパターンの歪みやムラを低減することができる。
【００７５】
なお、上記の説明では、制御部１１（１１Ａ）が描画経路設定部２０、描画経路区分部２１、位置制御情報生成部２２を備え、描画経路設定工程Ｓ１、描画経路区分工程Ｓ２、位置制御情報生成工程Ｓ３が、パターン描画装置１（１Ａ）によって行われるようにした場合の例で説明したが、これらの工程はパターン描画装置１（１Ａ）以外の装置で行ってもよい。
例えば、制御部１１（１１Ａ）において、描画経路設定部２０、描画経路区分部２１、位置制御情報生成部２２を削除し、描画経路設定部２０、描画経路区分部２１、位置制御情報生成部２２によって位置制御パラメータ組Ｃｉを求める演算を、予めデータ供給手段１３で行ってから、データ供給手段１３から位置制御パラメータ組Ｃｉの供給を受けるような装置構成に変形してもよい。
【００７６】
また、上記の説明では、区間距離算出工程Ｓ４において、区間距離ΔＬｉを、位置制御パラメータ組Ｃｉ＝｛ｘｐｉ，ｙｐｉ，ｚｐｉ，Ａｐｉ｝を用いて算出する場合の例で説明したが、描画経路区分部２１から、点ｐｉの座標値（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を区間距離算出部２３に送出するようにしておき、区間距離算出部２３では、上記式（６）に基づいて、点ｐｉと点ｐｉ＋１との距離から区間距離ΔＬｉを算出するようにしてもよい。
この場合、区間距離算出工程Ｓ４と、位置制御情報生成工程Ｓ３とは、描画経路設定工程Ｓ１の後であれば、どちらを先に行ってもよい。
ただし、上記のように位置制御パラメータ組Ｃｉを用いて計算するようにすれば、実際の被描画体の移動に則した座標値で区間距離を計算できるため、描画経路区分部２１で設定した区分点ｐｉと実際に位置制御パラメータによって位置づけられたワークＷ上の点とに、たとえば装置の能力不足や、被描画体または描画手段の形状から生ずる干渉の回避のため、ずれが発生した場合でもそのずれを考慮する必要がない。
【００７７】
また、上記の説明では、多軸移動部１５が、ｘ軸アクチュエータ７、ｙ軸アクチュエータ８、ｚ軸アクチュエータ９、および回転アクチュエータ１０を備える４自由度の多軸移動手段からなる場合の例で説明したが、多軸移動手段は、ワークＷの立体形状に応じて、３自由度を備える３個の駆動部、また、５以上の自由度を備える５個以上の駆動部を備える構成としてもよい。
この場合、位置制御情報生成工程では、多軸移動手段により点列｛ｐｉ｝の各点ｐｉを描画位置Ｄ０に順次位置づけるため、前記各駆動部に設定する位置制御パラメータをｃｊｉ（ただし、ｊ＝１，２，…，ｎ）の組である位置制御パラメータ組Ｃｉ＝｛ｃ１ｉ，ｃ２ｉ，…，ｃｎｉ｝をそれぞれ生成する（ｎ＝３、またはｎ≧５）。
また、区間距離算出工程と位置制御情報生成工程とは、区間距離算出工程を、ｘｙｚ座標系の点列データで行う場合には、描画経路設定工程の後であればどちらを先に行ってもよい。また、区間距離算出工程を、位置制御パラメータ組Ｃｉの値を用いて行う場合には、描画経路設定工程、位置制御情報生成工程、区間距離算出工程、および区間移動時間設定工程をこの順に行う。
【００７８】
また、上記の説明では、描画手段が点状領域から一定距離離れた位置に配置された場合の例で説明したが、描画手段の描画性能が点状領域からの位置によらないと見なせる場合には、描画手段と描画位置との間の距離は一定方向に沿って変化されていてもよい。
描画手段の描画性能が点状領域からの位置によらないと見なせる場合の例としては、例えば、平行光束からなるレーザ光を一定方向から照射するレーザ照射部のような場合や、ワーク表面Ｓの移動速度に比べて、インク液滴の吐出速度が十分高速なインクジェット機構などの場合を挙げることができる。
【００７９】
また、上記の説明では、点ｐｉを描画位置Ｄ０に位置づける際に、ワーク表面Ｓの点ｐｉにおけるｚｘ平面内での接線がｚ軸に直交するような姿勢で位置づける場合の例で説明したが、安定した描画を行うことができれば、ワーク表面Ｓの位置づける向きは、ｚ軸に直交する向きには限定されない。例えば、ｚ軸と一定の角度で交差する姿勢で位置づけるようにしてもよい。
【００８０】
また、上記の各実施形態、変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第１の実施形態では、インクジェット部５が一定径のドット画像を形成する１種類のインクジェット機構からなるとして説明したが、インクの材質や、径の異なるドット画像を描画できる複数のインクジェット機構を備え、上記第２の実施形態と同様に異なる描画経路Ｌごとに、それらを切り換えて描画できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１、１Ａ  パターン描画装置
５  インクジェット部（描画手段）
５ａ  インク吐出口
６  インク液滴
７  ｘ軸アクチュエータ（駆動部、ｘ軸駆動部）
８  ｙ軸アクチュエータ（駆動部、ｙ軸駆動部）
９  ｚ軸アクチュエータ（駆動部、ｚ軸駆動部）
１０  回転アクチュエータ（駆動部、回転駆動部）
１１、１１Ａ  制御部
１２  操作部
１３  データ供給手段
１５  多軸移動部（多軸移動手段）
２０  描画経路設定部
２１  描画経路区分部
２２  位置制御情報生成部
２３  区間距離算出部
２４  区間移動時間設定部
２５  記憶部
２６、２６Ａ  装置制御部（描画制御部）
２７、２７Ａ  描画制御部（描画制御部）
２８  駆動制御部（描画制御部）
３０  ペーストディスペンサ部（描画手段）
３１  ペーストノズル
３２  ペースト
３３  レーザ照射部（描画手段）
３４  レーザ光
３５  切換機構
Ａ、Ａｉ、Ａｐｉ、Ａｐ（ｉ＋１）  回転角
Ｃｉ、Ｃｉ＋１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃｍ  位置制御パラメータ組
Ｄ０  描画位置（点状領域の中心）
Ｌ  描画経路
ＯＭ  点（ａ軸上の点）
ＰＬ  線状パターン
Ｓ１  描画経路設定工程
Ｓ２  描画経路区分工程
Ｓ３  位置制御情報生成工程
Ｓ４  区間距離算出工程
Ｓ５  区間移動時間設定工程
Ｓ６  描画工程
Ｓ  ワーク表面（描画体の表面）
Ｗ  ワーク（被描画体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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