(57)【要約】【課題】各種の物体に対して十分に小さい記号を描画し得る描画方法を提供する。【解決手段】描画対象体（物体：基材１０）の一面に描画用ガスを吹き付けると共に描画すべき記号（「Ｔ」の文字）の形状に対応して規定した一面上の所定位置（形成位置Ｐ１〜Ｐ１３）に描画用ビームを照射して描画用ビームの照射領域に描画用ガス中の描画材料を堆積させることにより、描画対象体の一面とは電気抵抗値が相違する複数の点（マーク４）を所定位置に形成して記号を描画する。【選択図】図２
2007144774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画対象体の一面に描画用ガスを吹き付けると共に描画すべき記号の形状に対応して規定した当該一面上の所定位置に描画用ビームを照射して当該描画用ビームの照射領域に前記描画用ガス中の描画材料を堆積させることにより、当該描画対象体の前記一面とは電気抵抗値が相違する点または線を前記所定位置に形成して前記記号を描画する描画方法。
【請求項２】
請求項１記載の描画方法に従って前記記号が描画された物体から当該記号を読み取る際に、
前記物体の一面における各部位と、前記物体における前記各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、当該各部位と当該所定部位との間を導通する電流値を当該各部位毎に測定し、当該各部位毎に測定した電流値に基づいて前記点または前記線の前記一面における形成位置を特定して前記記号を読み取る読取り方法。
【請求項３】
描画対象体の一面に描画用ガスを吹き付けるガス吹き付け部と、当該描画対象体に描画用ビームを照射するビーム照射部と、前記ガス吹き付け部および前記ビーム照射部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ガス吹き付け部を制御して前記描画用ガスを前記一面に吹き付けさせると共に、描画すべき記号の形状に対応して規定した前記一面の所定位置に前記ビーム照射部を制御して前記描画用ビームを照射させて当該描画用ビームの照射領域に前記描画用ガス中の描画材料を堆積させることにより、当該描画対象体の前記一面とは電気抵抗値が相違する点または線を前記所定位置に形成して前記記号を描画する描画装置。
【請求項４】
請求項１記載の描画方法に従って前記記号が描画された物体から当該記号を読取り可能に構成され、
前記物体の一面における各部位および当該物体における当該各部位とは相違する所定部位の間に電圧を印加する電圧印加部と、前記各部位および前記所定部位の間を導通する電流値を測定する電流測定部と、前記電圧印加部および前記電流測定部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電圧印加部を制御して前記電圧を印加させると共に前記電流測定部を制御して前記電流値を測定させ、前記各部位毎に測定された電流値に基づいて前記点または前記線の前記一面における形成位置を特定して前記記号を読み取る読取り装置。
【請求項５】
前記物体から読み取った前記記号を表示する表示部を備え、
前記制御部は、前記特定した前記形成位置に対応して記号表示用の点または線を前記表示部に表示させる請求項４記載の読取り装置。
【請求項６】
請求項１記載の描画方法に従って前記記号が前記一面に描画されている物体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
描画対象体に点または線を形成することによって記号を描画する描画方法および描画装置、その描画方法に従って記号が描画された物体、並びに、その物体から記号を読み取る読取り方法および読取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の描画方法として、レーザービーム（レーザー光）を描画対象体に照射して記号を描画するマーキング方法が特開平５−９４９０４号公報に開示されている。このマーキング方法では、例えばチップ型電子部品（以下、「電子部品」ともいう）を描画対象体とし、その製造番号等を電子部品に描画する。具体的には、まず、例えば白色のチタン酸含有ペーストを塗布することによって電子部品の表面に白色の膜を形成する。次いで、形成した膜にレーザービームを照射することにより、レーザービームの照射領域において電子部品上の膜を変色させ、マーキング（一例として「Ａ」や「Ｂ」等の記号）を形成する。これにより、電子部品に対する記号の描画処理が完了する。
【特許文献１】特開平５−９４９０４号公報（第２−３頁、第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のマーキング方法には、以下の問題点がある。すなわち、従来のマーキング方法では、チタン酸含有ペースト等を塗布することでレーザービームの照射によって変色する膜を描画対象体の表面に形成している。この場合、この種のマーキング方法（描画方法）に従って記号を描画する描画対象体のなかには、例えば樹脂成形品のように描画用の膜の形成自体が困難な物体や、フィルムやテープのように形成した膜に剥がれが生じ易い物体が存在する。また、形成した膜によって物体の美観が損ねられるため、膜を形成したくない物体も存在する。したがって、物体の表面に形成した膜に記号を描画する従来のマーキング方法には、上記のような物体に記号を描画するのが困難であるという問題点が存在する。一方、ナノテクノロジーの発展が目まぐるしい今日では、電子部品や機械部品等の微細化に伴い、製造番号や製造メーカ名等を描画すべき描画対象体が非常に小さくなっている。また、描画対象体が十分に大きい場合であっても、例えば、美観を損ねることなく製造番号等を描画すべく、肉眼での認識が困難な程度に十分に小さい記号を描画したい場合もある。しかしながら、従来のマーキング方法では、レーザービームの照射部位を変色させることで記号を描画しているため、レーザービームのビームウエスト径を下回る直径の点や、ビームウエスト径を下回る太さの線を描画することができない。したがって、従来のマーキング方法には、極く小さな記号を描画するのが困難であるため、微細化が進む各種の部品等に記号を描画するのが困難であると共に、肉眼での認識が困難な十分に小さい記号を描画するのが困難であるという問題点も存在する。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、各種の物体に対して十分に小さい記号を描画し得る描画方法および描画装置、その描画方法に従って描画された記号を確実に読み取ることが可能な読取り方法および読取り装置、並びに、記号が描画された物体を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく本発明に係る描画方法は、描画対象体の一面に描画用ガスを吹き付けると共に描画すべき記号の形状に対応して規定した当該一面上の所定位置に描画用ビームを照射して当該描画用ビームの照射領域に前記描画用ガス中の描画材料を堆積させることにより、当該描画対象体の前記一面とは電気抵抗値が相違する点または線を前記所定位置に形成して前記記号を描画する。なお、本明細書における「記号」には、平仮名、片仮名、漢字、数字およびアルファベット等の「文字」や、各種演算記号、社名や商品名をデザイン化したマーク、および絵文字等の「符号」などの各種記号が含まれる。また、本明細書における「記号」には、複数の点（ドット）で描画された記号、複数または単一の線で描画された記号、および複数の点と複数または単一の線との組み合わせによって描画された各種の記号が含まれる。 
【０００６】
また、本発明に係る読取り方法は、上記の描画方法に従って前記記号が描画された物体から当該記号を読み取る際に、前記物体の一面における各部位と、前記物体における前記各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、当該各部位と当該所定部位との間を導通する電流値を当該各部位毎に測定し、当該各部位毎に測定した電流値に基づいて前記点または前記線の前記一面における形成位置を特定して前記記号を読み取る。
【０００７】
また、本発明に係る描画装置は、描画対象体の一面に描画用ガスを吹き付けるガス吹き付け部と、当該描画対象体に描画用ビームを照射するビーム照射部と、前記ガス吹き付け部および前記ビーム照射部を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記ガス吹き付け部を制御して前記描画用ガスを前記一面に吹き付けさせると共に、描画すべき記号の形状に対応して規定した前記一面の所定位置に前記ビーム照射部を制御して前記描画用ビームを照射させて当該描画用ビームの照射領域に前記描画用ガス中の描画材料を堆積させることにより、当該描画対象体の前記一面とは電気抵抗値が相違する点または線を前記所定位置に形成して前記記号を描画する。
【０００８】
また、本発明に係る読取り装置は、上記の描画方法に従って前記記号が描画された物体から当該記号を読取り可能に構成され、前記物体の一面における各部位および当該物体における当該各部位とは相違する所定部位の間に電圧を印加する電圧印加部と、前記各部位および前記所定部位の間を導通する電流値を測定する電流測定部と、前記電圧印加部および前記電流測定部を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記電圧印加部を制御して前記電圧を印加させると共に前記電流測定部を制御して前記電流値を測定させ、前記各部位毎に測定された電流値に基づいて前記点または前記線の前記一面における形成位置を特定して前記記号を読み取る。
【０００９】
さらに、本発明に係る読取り装置は、前記物体から読み取った前記記号を表示する表示部を備え、前記制御部が前記特定した前記形成位置に対応して記号表示用の点または線を前記表示部に表示させる。
【００１０】
また、本発明に係る物体は、上記の描画方法に従って前記記号が前記一面に描画されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る描画方法および描画装置によれば、描画対象体の一面に描画材料を含む描画用ガスを吹き付けると共に描画すべき記号の形状に対応して規定した一面上の所定位置に描画用ビームを照射して描画用ビームの照射領域に描画用ガス中の描画材料を堆積させることで描画対象体の一面とは電気抵抗値が相違する点または線を所定位置に形成して記号を描画することにより、描画対象体の表面に記号描画用の膜を形成することなく点や線を描画対象体の表面に直接形成して記号を描画することができる。したがって、膜の形成自体が困難な物体、形成した膜に剥がれが生じ易い物体、および膜を形成したくない物体などの各種の描画対象体に対して所望の記号を描画することができる。また、本発明における描画用ビームとしてそのビームウエスト径が十分に小さいビームを使用することで、その大きさが十分に小さい記号を描画することができる。
【００１２】
また、本発明に係る読取り方法および読取り装置によれば、上記の描画方法に従って記号が描画された物体から記号を読み取る際に、物体の一面における各部位と、物体における各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、各部位と所定部位との間を導通する電流値を各部位毎に測定し、各部位毎に測定した電流値に基づいて点または線の一面における形成位置を特定して記号を読み取ることにより、その大きさが十分に小さくなるように記号が描画されていたとしても、物体に描画されている記号を確実に読み取ることができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る読取り装置によれば、測定した電流値に基づいて特定した形成位置に対応して制御部が記号表示用の点または線を表示部に表示させることにより、制御部による読取り結果を容易に認識させることができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る物体によれば、上記の描画方法に従って一面に記号を描画したことにより、記号描画用の膜を形成することなく点や線が形成されて記号が描画されているため、その美観に優れ、しかも、記号を描画した膜の剥がれによって記号の読み取りが不可能となる事態を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る描画方法、読取り方法、描画装置、読取り装置および物体の最良の形態について説明する。
【００１６】
最初に、本発明に係る描画方法、描画装置および物体について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に示す描画装置１は、本発明に係る描画方法に従って各種の記号を描画する装置であって、一例として、パーソナルコンピュータ等の外部装置に接続されて外部装置から出力された記号データＤｓ（描画すべき記号、およびその記号を描画すべきサイズ等が記録されたデータ）に対応する記号を描画対象体に描画可能に構成されている。この場合、この描画装置１では、金属材料、樹脂材料、ガラスおよびセラミック等の各種材料で形成された各種の描画対象体に記号を描画することができるように構成されているが、本発明についての理解を容易とするために、一例として、シリコンで平板状に形成された基材１０を描画対象体として記号を描画する例について以下に説明する。一方、描画装置１は、描画処理部１１、排気ポンプ１２、ガス供給部１３、イオンビーム照射部１４、操作部１５、表示部１６、制御部１７および記憶部１８を備えている。また、描画処理部１１は、真空容器２１、載置台２２および移動機構２３を備えている。真空容器２１は、載置台２２、移動機構２３および描画対象体（この例では、基材１０）を収容可能に構成されると共に、排気ポンプ１２によって内部空間の空気が排気されることによって描画対象体の周囲を真空状態に維持する。載置台２２は、基材１０等の描画対象体を載置可能に形成されている。移動機構２３は、制御部１７の制御に従い、載置台２２をその載置面（同図における上面）に沿って移動させることによって載置台２２上の描画対象体を移動させる。排気ポンプ１２は、制御部１７の制御に従って真空容器２１内の空気を排気する。
【００１８】
ガス供給部１３は、本発明におけるガス吹き付け部に相当し、ガス源収容部３１、ヒータ３２、排気ポンプ３３およびノズル３４を備えて構成されている。ガス源収容部３１は、本発明における描画用ガスを発生させるためのガス発生用材料（一例として、ヘキサカルボニルタングステン等の有機金属材料、または、フェナントレン等の芳香族炭化水素）を収容する。ヒータ３２は、制御部１７の制御に従い、ガス源収容部３１を介してガス発生用材料を加熱して蒸発または昇華させることにより、ガス源収容部３１内に描画用ガスを発生させる。この場合、ガス発生用材料としてヘキサカルボニルタングステンやフェナントレンを使用したときには、描画用ガスとして炭化水素ガスＧが発生する。なお、本明細書では、フェナントレンを使用して炭化水素ガスＧを描画用ガスとして発生させる例を記載する。排気ポンプ３３は、ガス源収容部３１内に発生した炭化水素ガスＧをノズル３４に配管３４ａを介して送気する。ノズル３４は、真空容器２１内に配置されて排気ポンプ３３によって送気される炭化水素ガスＧを載置台２２上の基材１０に向けて吹き付ける。
【００１９】
イオンビーム照射部１４は、本発明におけるビーム照射部に相当し、イオン源４１、ブランキング制御部４２、集束レンズ４３，４５、非点補正電極部４４および偏向電極部４６を備え、制御部１７の制御に従って載置台２２上の描画対象体（基材１０）に向けてイオンビームＩＢを照射可能に構成されている。具体的には、イオン源（イオン発生部）４１は、金属エミッタ（図示せず）の先端部に液体金属（一例として、ガリウム）を供給した状態において、エミッタ先端部と引き出し電極（図示せず）との間に所定の電界を付与することでエミッタの先端部にイオン（この例では、ガリウムイオン）を発生させ、このイオンを引き出し電極に向けて加速させることによって引き出し電極からイオンビームＩＢ（本発明における描画用ビームの一例）を出力する。なお、ガリウムに代えて、金、金クラスタおよびビスマス等の各種液体金属を使用することもできる。ブランキング制御部４２は、制御部１７の制御に従い、イオン源４１から出力されたイオンビームＩＢをブランキング制御（オン／オフ制御）する。集束レンズ（ビーム成形レンズ）４３，４５は、イオンビームＩＢを成形（細径化）する。非点補正電極部４４は、ビームスポット形状が真円形となるようにイオンビームＩＢを成形する。偏向電極部４６は、集束レンズ４５によって成形されたイオンビームＩＢを制御部１７の制御に従って偏向して、描画対象体（基材１０）に対する照射位置を変化させる。
【００２０】
操作部１５は、描画装置１の動作状態を設定操作するための複数の操作スイッチ（図示せず）を備えている。表示部１６は、描画処理の進行状況に関する情報や、各種のエラー情報等を表示する。制御部１７は、描画装置１の各部を総括的に制御することにより、本発明に係る描画方法に従い、外部装置から出力された記号データＤｓのデータ内容に対応する複数のマーク４，５（図２，３参照）を描画対象体の表面（基材１０上）に形成する。この場合、マーク４（図２参照）は、本発明における点に相当し、一例として、その直径が１００ｎｍで、その高さ（厚み）が４ｎｍ以上１３ｎｍ以下の範囲内（例えば、１２ｎｍ）となるように形成される。また、マーク５（図３参照）は、本発明における線に相当し、一例として、その太さが１００ｎｍで、その高さ（厚み）が４ｎｍ以上１３ｎｍ以下の範囲内（例えば、１２ｎｍ）となるように形成される。なお、本発明における「線」は図３に示すマーク５のような直線に限定されず、曲線もこれに含まれる。記憶部１８は、描画処理についての描画手順が描画された描画手順データＤｐを記憶する。
【００２１】
この描画装置１による記号の描画処理に際しては、図１に示すように、まず、記号を描画すべき面を上向きにして基材１０を載置台２２上にセットする。次いで、制御部１７が、排気ポンプ１２を制御して真空容器２１内の空気を排気させると共に、ヒータ３２を制御してガス源収容部３１内のフェナントレンを加熱させることでガス源収容部３１内に炭化水素ガスＧを発生させる。続いて、制御部１７は、排気ポンプ３３を制御してガス源収容部３１からノズル３４に配管３４ａを介して炭化水素ガスＧを供給させると共に、移動機構２３を制御して、基材１０における例えば形成位置Ｐがイオンビーム照射部１４の下方に位置するように載置台２２を移動させる。次いで、制御部１７は、外部装置から出力された記号データＤｓと、記憶部１８に記憶されている描画手順データＤｐとに基づき、イオンビーム照射部１４を制御して基材１０上の所定位置にイオンビームＩＢを照射させる。
【００２２】
この場合、図２に示すように、一例として、記号データＤｓに基づいて「Ｔ」の文字（記号）を複数の点によって描画するときには、制御部１７は、記号データＤｓによって指示された記号の形状に応じてイオンビーム照射部１４を制御して基材１０上の例えば形成位置Ｐ１に向けてイオンビームＩＢを照射させる。この際に、形成位置Ｐ１に向けて照射されたイオンビームＩＢによって基材１０から二次電子が発生し、ノズル３４から基材１０に向けて吹き付けられている炭化水素ガスＧが二次電子の影響によって気体成分と固体成分（カーボン）とに分離させられる。また、分離した気体成分は、排気ポンプ１２によって真空容器２１の外部に排気され、固体成分であるカーボンは、基材１０上（形成位置Ｐ１）に堆積する。これにより、同図に示すように、カーボンの堆積物であるマーク４が形成位置Ｐ１に形成される（気相成長法によるマーク４の形成処理）。この際に、ブランキング制御部４２が制御部１７の制御に従って基材１０に向けてイオンビームＩＢを照射する照射時間を調整することで（描画用ビームの照射量の調整）、基材１０上に堆積させるカーボンの量を調整し、所望する高さ（厚み）のマーク４を形成位置Ｐ１に形成する（本発明におけるマーク形成処理）。
【００２３】
次いで、制御部１７は、イオンビーム照射部１４の偏向電極部４６を制御してイオンビームＩＢの照射先を基材１０上の形成位置Ｐ２に変更させた状態において、イオンビームＩＢを照射させる。この際には、形成位置Ｐ２に向けて照射されたイオンビームＩＢによって炭化水素ガスＧが気体成分と固体成分とに分離させられ、固体成分であるカーボンが基材１０上に堆積する。これにより、カーボンの堆積物であるマーク４が形成位置Ｐ２に形成される。次いで、制御部１７は、形成位置Ｐ３〜Ｐ１３についても、上記の形成位置Ｐ１，２に対するマーク形成処理と同様にイオンビームＩＢを照射させる。この際に、制御部１７は、偏向電極部４６によるイオンビームＩＢの偏向可能範囲を外れた形成位置Ｐにマーク４を形成するときには、移動機構２３を制御して、その形成位置Ｐがイオンビーム照射部１４の下方に位置するように載置台２２を移動させる。これにより、基材１０上における形成位置Ｐ１〜Ｐ１３に１３個のマーク４（点）が形成されて「Ｔ」の文字の描画が完了する。この場合、各マーク４の直径を１００ｎｍとし、各形成位置Ｐのピッチを１５０ｎｍとしたとき（隣接するマーク４，４間の隙間を５０ｎｍとしたとき）には、縦横の長さが１μｍの「Ｔ」が基材１０に描画される。
【００２４】
一方、図３に示すように、一例として、記号データＤｓに基づいて「Ｔ」の文字（記号）を複数の線によって描画するときには、制御部１７は、記号データＤｓによって指示された記号の形状に応じてイオンビーム照射部１４を制御して基材１０上の例えば形成位置Ｐ２１に向けてイオンビームＩＢを照射させる。次いで、制御部１７は、イオンビーム照射部１４の偏向電極部４６を制御してイオンビームＩＢの照射先を基材１０上の形成位置Ｐ２２に向けて矢印Ａ１の向きで移動させる。この際に、形成位置Ｐ２１から形成位置Ｐ２２までの各部位に十分な量のカーボンが堆積するように、イオンビームＩＢの照射先を移動する速度を調整する。これにより、同図に示すように、形成位置Ｐ２１から形成位置Ｐ２２にかけてカーボンの堆積物である直線状のマーク５が形成される（本発明におけるマーク形成処理）。続いて、制御部１７は、イオンビーム照射部１４を制御して基材１０に対するイオンビームＩＢの照射を停止させると共に、照射先を形成位置Ｐ２３に変更させた状態においてイオンビームＩＢの照射を再開させる。次いで、制御部１７は、イオンビーム照射部１４の偏向電極部４６を制御してイオンビームＩＢの照射先を基材１０上の形成位置Ｐ２４に向けて矢印Ａ２の向きで移動させる。これにより、同図に示すように、形成位置Ｐ２３から形成位置Ｐ２４にかけてカーボンの堆積物である直線状のマーク５が形成され（本発明におけるマーク形成処理）、基材１０上における形成位置Ｐ２１〜Ｐ２２と形成位置Ｐ２３〜Ｐ２４とに２本のマーク５（線）が形成されて「Ｔ」の文字の描画が完了する。
【００２５】
このように、この描画装置１による描画方法によれば、描画対象体（この例では、基材１０）の一面に炭化水素ガスＧを吹き付けると共に描画すべき記号（この例では「Ｔ」）の形状に対応して規定した一面上の所定位置にイオンビームＩＢを照射してイオンビームＩＢの照射領域に炭化水素ガスＧ中の描画材料（この例では、カーボン）を堆積させることで描画対象体の一面とは電気抵抗値が相違するマーク４またはマーク５を形成して記号を描画することにより、描画対象体（この例では、基材１０）の表面に記号描画用の膜を形成することなく点（マーク４）や線（マーク５）を描画対象体の表面に直接形成して記号を描画することができる。したがって、膜の形成自体が困難な物体、形成した膜に剥がれが生じ易い物体、および膜を形成したくない物体などの各種の描画対象体に対して所望の記号を描画することができる。また、本発明における描画用ビームとしてそのビームウエスト径が十分に小さいビーム（この例では、イオンビームＩＢ）を使用することで、その大きさが十分に小さい記号を描画することができる。
【００２６】
また、上記の描画方法に従って記号を描画した物体（基材１０）によれば、上記の描画方法に従って一面に記号を描画したことにより、記号描画用の膜を形成することなく点（マーク４）や線（マーク５）が形成されて記号が描画されているため、その美観に優れ、しかも、記号を描画した膜の剥がれによって記号の読み取りが不可能となる事態を回避することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記した構成および方法に限定されない。例えば、上記の描画装置１では、記号の描画処理に際してイオンビームＩＢを基材１０に照射してマーク４やマーク５を形成しているが、イオンビームＩＢに代えて、電子ビーム等の各種荷電粒子ビームを照射することで描画対象体（基材１０等）の表面に描画材料を堆積させてマーク４，５を形成する構成を採用することもできる。また、描画装置１では、ブランキング制御部４２がイオンビームＩＢの照射時間を調整することで各形成位置Ｐに対する照射量を変化させて所望の高さ（厚み）のマーク４，５を形成する構成が採用されているが、イオンビーム照射部１４から出力するイオンビームＩＢのパワーを調整することでイオンビームＩＢの照射量を変化させて所望の高さ（厚み）のマーク４，５を形成する構成を採用することもできる。さらに、マーク４（点）のみで記号を描画する例と、マーク５（線）のみで記号を描画する例について説明したが、マーク４とマーク５とを適宜組み合わせて１つの記号を描画することもできる。また、本発明における描画対象体は、基材１０のような板体に限定されず、テープ状またはフィルム状の各種の物体や、パイプ、ワイヤ、ピン、ギア等の各種部品などがこれに含まれる。
【００２８】
次に、本発明に係る読取り方法および読取り装置について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図４に示す読取り装置２は、本発明に係る読取り方法に従って各種物体から記号を読み取る装置であって、一例として、パーソナルコンピュータ等の外部装置に接続され、記号が描画された物体（マーク４やマーク５が形成された基材１０等）から読み取った記号についての情報を表示すると共に、読取り結果を記録したテキストデータＤｔを外部装置に出力可能に構成されている。この読取り装置２は、載置台５１、移動機構５２、プローブ５３、電極５４，５４、測定部５５、操作部５６、表示部５７、制御部５８および記憶部５９を備えている。載置台５１は、記号が描画された基材１０等を載置可能に形成されている。移動機構５２は、制御部５８の制御に従い、プローブ５３を載置台５１上の物体（基材１０）における表面に沿って移動させる。プローブ５３は、接触型のコンタクトプローブであって、その基端部が移動機構５２に固定されると共に、信号ケーブルを介して測定部５５に電気的に接続されている。この読取り装置２では、一例として、先端部の曲率半径が１０ｎｍ程度の単結晶シリコンプローブの表面にＰｔＩｒをコーティングすることで導電性を持たせたプローブ５３を使用する。
【００３０】
電極５４は、一例としてアルミニウム等の導電性材料で板状に形成されると共に、信号ケーブルを介して測定部５５に電気的に接続されている。この電極５４は、図５に示すように、例えば基材１０の対向する両端部（本発明における所定部位）に電気的に接続されるようにして配設される。なお、記号が描画された物体が極く小さい場合には、その物体に対して電気的に接続可能な各種形状の電極５４を使用することができる。測定部５５は、本発明における電流値測定部に相当し、制御部５８の制御に従い、プローブ５３と電極５４との間に１．５Ｖ程度の電圧を印加すると共に、プローブ５３および電極５４間を導通する電流値を測定して測定結果についての測定データＤｍを制御部５８に出力する。操作部５６は、読取り装置２の動作状態を設定操作するための複数の操作スイッチ（図示せず）を備えている。
【００３１】
表示部５７は、再生処理の進行状況に関する情報や、各種のエラー情報等を表示すると共に、制御部５８から出力される画像データＤｇに基づき、基材１０等から読み取られた記号を表す表示画面６１ａ，６１ｂ（図６，７参照）を表示する。制御部５８は、読取り装置２の各部を総括的に制御すると共に、測定部５５によって測定された基材１０上の各部位（前述した各形成位置Ｐ）毎に測定される電流値（各測定データＤｍ）に基づいて基材１０のいずれの部位にマーク４，５が形成されているかを特定することで、基材１０に描画されている記号を読み取る（本発明に係る読取り方法の実行）。また、制御部５８は、基材１０から読み取った記号についての画像データＤｇを生成して表示部５７に出力すると共に、読み取った記号を記録したテキストデータＤｔを外部装置に出力する。記憶部５９は、測定部５５によって測定された電流値に基づいて基材１０とから記号を読み取るための基準データＤｒや、測定部５５から出力された測定データＤｍなどを記憶する。
【００３２】
この読取り装置２による記号の読取りに際しては、まず、図５に示すように、記号が描画された面を上向きにして基材１０を載置台５１上にセットすると共に、基材１０の両端部に電極５４，５４を配設する。次いで、操作部５６の所定の操作ボタンが操作されて記号の読取り開始が指示されたときには、制御部５８が移動機構５２を制御して基材１０の表面における例えば測定開始位置Ｐｓ１（図２参照）にプローブ５３を接触させると共に、測定部５５を制御して基材１０上の各部位についての電流値の測定を開始させる。次いで、制御部５８は、移動機構５２を制御して基材１０の表面にプローブ５３を接触させた状態を維持させつつ、測定終了位置Ｐｅ１（図２参照）に向けて矢印Ｂの向きでプローブ５３を移動させる。この際に、測定部５５は、測定開始位置Ｐｓ１から測定終了位置Ｐｅ１までの各部位において測定した測定結果（電流値）を表す測定データＤｍを生成して制御部５８に出力し、制御部５８は、出力された測定データＤｍを記憶部５９に記憶させる。この場合、図２に示すように、基材１０上の測定開始位置Ｐｓ１から測定終了位置Ｐｅ１の間には、マーク４やマーク５が存在しないため、プローブ５３が測定開始位置Ｐｓ１から測定終了位置Ｐｅ１まで移動する間において測定部５５によって測定される電流値は、基材１０の電気抵抗値に応じて極く小さな値（一例として、０．２ｐＡ程度）となる。
【００３３】
次いで、制御部５８は、移動機構５２を制御して基材１０の表面における測定開始位置Ｐｓ２にプローブ５３を接触させ、基材１０の表面にプローブ５３を接触させた状態を維持させつつ、測定終了位置Ｐｅ２に向けて矢印Ｂの向きでプローブ５３を移動させる。この場合、基材１０上の測定開始位置Ｐｓ２から測定終了位置Ｐｅ２の間には、前述した描画装置１によって形成位置Ｐ１〜Ｐ７の７箇所に７つのマーク４が形成されている。したがって、形成位置Ｐ１〜Ｐ７は、マーク４が形成されていない部位と比較して、マーク４を構成しているカーボンの分だけ電気抵抗値が小さくなっている。このため、マーク４が形成されていない部位にプローブ５３を接触させた状態で測定される電流値よりも、形成位置Ｐ１〜Ｐ７（マーク４が形成されている部位）にプローブ５３が接触したときに測定される電流値が大きな値（一例として、１ｐＡ〜８ｐＡ程度）となる。続いて、制御部５８は、移動機構５２を制御して基材１０の表面における測定開始位置Ｐｓ３にプローブ５３を接触させ、基材１０の表面にプローブ５３を接触させた状態を維持させつつ、測定終了位置Ｐｅ３に向けて矢印Ｂの向きでプローブ５３を移動させる。この場合、基材１０上の測定開始位置Ｐｓ３から測定終了位置Ｐｅ３の間には、前述した描画装置１によって形成位置Ｐ８に形成されたマーク４が存在する。したがって、測定開始位置Ｐｓ３から測定終了位置Ｐｅ３に向かってプローブ５３を移動させた際には、形成位置Ｐ８にプローブ５３が接触したときに測定される電流値が大きな値となる。この後、制御部５８は、測定開始位置Ｐｓ４から測定終了位置Ｐｅ４等についても同様にして電流値を測定し、測定終了位置Ｐｅ９までの電流値の測定を完了したときに、測定処理を終了してマーク４，５の形成位置特定処理を実行する。
【００３４】
具体的には、制御部５８は、記憶部５９に記憶させた各測定データＤｍに基づき、基材１０上のいずれの部位にマーク４等が形成されているかを特定する。この際に、前述したように、マーク４の形成部位は、マーク４が形成されていない部位（基材１０の表面）と比較して大きな値の電流値が測定される。したがって、制御部５８は、基材１０上の各部位のうちの大きな電流値が測定された部位にマーク４（点）が形成されているもとのとして、その形成位置を特定する。具体的には、制御部５８は、測定データＤｍに基づき、電流値が０．２ｐＡ以下のときには、その形成位置Ｐにマーク４，５が形成されていないと判別し、電流値が１ｐＡ±０．５ｐＡ以上のときには、その形成位置Ｐにマーク４，５のいずれかが形成されていると判別する。次いで、制御部５８は、特定した形成位置に基づき、一例として、各マーク４の形成位置に対応する部位（大きな電流値が測定された部位）を黒色で表し、マーク４が形成されていない部位（小さな電流値が測定された部位）を白色で表した画像の画像データＤｇを生成すると共に、生成した画像データＤｇを表示部５７に出力する。これにより、図６に示すように、各マーク４に対応する黒色の複数の点６４（本発明における「記号表示用の点」の一例）が描かれた表示画面６１ａが表示部５７に表示される。
【００３５】
一方、マーク５（線）で描画された記号の読み取り時には、制御部５８は、移動機構５２を制御して基材１０の表面における例えば測定開始位置Ｐｓ１１（図３参照）にプローブ５３を接触させると共に、測定部５５を制御して基材１０上の各部位についての電流値の測定を開始させる。次いで、制御部５８は、移動機構５２を制御して基材１０の表面にプローブ５３を接触させた状態を維持させつつ、測定終了位置Ｐｅ１１（図３参照）に向けて矢印Ｂの向きでプローブ５３を移動させる。この場合、図３に示すように、基材１０上の測定開始位置Ｐｓ１１から測定終了位置Ｐｅ１１の間には、マーク４やマーク５が存在しないため、プローブ５３が測定開始位置Ｐｓ１１から測定終了位置Ｐｅ１１まで移動する間において測定部５５によって測定される電流値は、基材１０の電気抵抗値に応じて極く小さな値となる。次いで、制御部５８は、移動機構５２を制御して基材１０の表面における測定開始位置Ｐｓ１２にプローブ５３を接触させ、基材１０の表面にプローブ５３を接触させた状態を維持させつつ、測定終了位置Ｐｅ１２に向けて矢印Ｂの向きでプローブ５３を移動させる。この場合、基材１０上の測定開始位置Ｐｓ１２から測定終了位置Ｐｅ１２の間には、前述した描画装置１によって形成位置Ｐ２１〜Ｐ２２にかけてマーク５が形成されている。したがって、形成位置Ｐ２１〜Ｐ２２は、マーク５が形成されていない部位と比較して、大きな値の電流値が測定される。
【００３６】
続いて、制御部５８は、移動機構５２を制御して基材１０の表面における測定開始位置Ｐｓ１３にプローブ５３を接触させ、基材１０の表面にプローブ５３を接触させた状態を維持させつつ、測定終了位置Ｐｅ１３に向けて矢印Ｂの向きでプローブ５３を移動させる。この場合、基材１０上の測定開始位置Ｐｓ１３から測定終了位置Ｐｅ１３の間には、前述した描画装置１によって形成位置Ｐ２３から形成位置Ｐ２４にかけて形成されたマーク５が存在する。したがって、測定開始位置Ｐｓ１３から測定終了位置Ｐｅ１３に向かってプローブ５３を移動させた際には、形成位置Ｐ２３の近傍にプローブ５３が接触したときに測定される電流値が大きな値となる。この後、制御部５８は、測定開始位置Ｐｓ１４から測定終了位置Ｐｅ１４等についても同様にして電流値を測定し、測定終了位置Ｐｅ１９までの電流値の測定を完了したときに、前述した形成位置特定処理を実行する。次いで、制御部５８は、特定した形成位置に基づき、一例として、各マーク５の形成位置に対応する部位（大きな電流値が測定された部位）を黒色で表し、マーク５が形成されていない部位（小さな電流値が測定された部位）を白色で表した画像の画像データＤｇを生成すると共に、生成した画像データＤｇを表示部５７に出力する。これにより、図７に示すように、各マーク５に対応する黒色の２本の線６５（本発明における「記号表示用の線」の一例）が描かれた表示画面６１ｂが表示部５７に表示される。
【００３７】
一方、制御部５８は、表示部５７に表示画面６１ａ，６１ｂを表示させる処理と並行して、画像データＤｇを所定のアルゴリズムに従って解析することで基材１０にどのような記号が描画されているかを特定する。この例では、制御部５８は、画像データＤｇに対する解析結果に基づき、「Ｔ」の文字が描画されていると特定する。次いで、制御部５８は、特定結果に基づいてテキストデータＤｔ（「Ｔ」の文字が記録されたデータ）を生成して外部装置に出力する。これにより、図８に示すように、外部装置の表示部に「Ｔ」の記号６６を表す表示画面６１ｃが表示される。以上で、読取り装置２による一連のデータ読取り処理が完了する。
【００３８】
このように、この読取り装置２による読取り方法によれば、前述した描画装置による描画方法に従って記号が描画された物体（この例では、基材１０）から記号を読み取る際に、物体の一面における各部位と、物体における各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、各部位と所定部位との間を導通する電流値を各部位毎に測定し、各部位毎に測定した電流値に基づいてマーク４またはマーク５の一面における形成位置を特定して記号を読み取ることにより、その大きさが十分に小さくなるように記号が描画されていたとしても、物体に描画されている記号を確実に読み取ることができる。
【００３９】
また、この読取り装置２によれば、測定した電流値に基づいて特定した形成位置に対応して制御部５８が記号表示用の点６４または線６５を表示部５７に表示させることにより、制御部５８による読取り結果を容易に認識させることができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記した構成および方法に限定されない。例えば、上記の読取り装置２では、マーク４，５の形成位置に基づいて画像データＤｇを生成して複数の点６４や複数の線６５によって記号を表す表示画面６１ａ，６１ｂを表示させる構成が採用されているが、例えば、外部装置に出力したテキストデータＤｔに基づき、図８に示す表示画面６１ｃを表示部５７に表示させる構成を採用することができる。また、点６４や線６５を黒色で表示させ、その周囲を白色で表示させる例について説明したが、基材１０からの記号の読み取り結果を表示するための表示画面における各部の色は、この例示に限定されない。
【００４１】
さらに、描画対象体に対する記号の描画方法と、記号が描画された物体からの読取り方法とについて説明したが、本発明に係る描画方法に従って記号に代えて図画を描画し、本発明に係る読取り方法に従って記号に代えて図画を読み取ることもできる。具体的には、図９に示すように、一例として、星の絵（図画の一例）を描画する際には、描画すべき図画についての画像データに基づき、前述した「Ｔ」の文字の描画時にマーク４を形成した方法と同様にして、形成位置Ｐｂ１０，Ｐｃ１０，Ｐｄ１０等にマーク４を形成する。これにより、記号の描画と同様にして、星の絵が基材１０に描画される。なお、同図では、図画の描画方法についての理解を容易とするために、横１９ドット、縦１９ドットの図画（３６１画素の図画）を描画した例を図示しているが、実際には、描画すべき図画についての画像データに基づき、例えば、横６４０ドット、縦４８０ドットの図画（３０万画素の図画）を描画する際には、横方向に６４０箇所の形成位置を規定し、縦方向に４８０箇所の形成位置を規定して、マーク４を形成すべき形成位置にイオンビームＩＢを照射して図画を描画する。このように、本発明に係る描画方法に従って描画対象体に図画を描画することにより、描画対象体（この例では、基材１０）の表面に描画用の膜を形成することなく描画対象体の表面に点（マーク４）や線（マーク５）を直接形成して図画を描画することができる。したがって、膜の形成自体が困難な物体、形成した膜に剥がれが生じ易い物体、および膜を形成したくない物体などの各種の描画対象体に対して所望の図画を描画することができる。また、本発明における描画用ビームとしてそのビームウエスト径が十分に小さいビーム（この例では、イオンビームＩＢ）を使用することで、その画素密度が十分に高い図画を描画することができる。
【００４２】
また、基材１０に描画した星の絵の読取りに際しては、前述した「Ｔ」の文字が描画された基材１０からの記号の読取り方法と同様にして、基材１０上の各部位についての電流値を測定し、測定した結果（測定データＤｍ）に基づいて各マーク４の形成位置を特定する。これにより、特定結果に基づいて画像データＤｇを生成することで、基材１０からの読取り結果を表す表示画面（星の絵が複数の点６４で表された画面：図示せず）が表示部５７に表示される。したがって、この読取り方法によれば、その大きさが十分に小さい点や線で描画された図画を確実に読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】描画装置１の構成を示す構成図である。
【図２】形成位置Ｐ１〜Ｐ１３に対するマーク４の形成によって記号が描画された状態の基材１０の平面図である。
【図３】形成位置Ｐ２１〜Ｐ２４に対するマーク５の形成によって記号が描画された状態の基材１０の平面図である。
【図４】読取り装置２の構成を示す構成図である。
【図５】マーク４，５の形成によって記号が描画された状態の基材１０の他の平面図である。
【図６】図２に示す記号についての読取り結果を表す表示画面６１ａを表示部５７に表示させた状態の表示画面図である。
【図７】図３に示す記号についての読取り結果を表す表示画面６１ｂを表示部５７に表示させた状態の表示画面図である。
【図８】図２，３に示す記号についての読取り結果を表す表示画面６１ｃを表示させた状態の表示画面図である。
【図９】マーク４の形成によって星の絵が描画された状態の基材１０の他の平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  描画装置
２  読取り装置
４，５  マーク
１０  基材
１１  描画処理部
１２  排気ポンプ
１３  ガス供給部
１４  イオンビーム照射部
１７  制御部
５３  プローブ
５４  電極
５５  測定部
５７  表示部
５８  制御部
６１ａ〜６１ｃ  表示画面
６４  点
６５  線
６６  記号
Ｇ  炭化水素ガス
ＩＢ  イオンビーム
Ｐ１〜Ｐ１３，Ｐ２１〜Ｐ２４，Ｐａ１〜Ｐｒ１９  形成位置
Ｐｓ１〜Ｐｓ９，Ｐｓ１１〜Ｐｓ１９  測定開始位置
Ｐｅ１〜Ｐｅ９，Ｐｅ１１〜Ｐｅ１９  測定終了位置
【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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