JPH05338187A

JPH05338187A - レジストパターン形成方法

Info

Publication number: JPH05338187A
Application number: JP15246992A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Nishikawa; 正治西川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的はレジストパターン形成が容易
で、資材も安価で済み、環境問題の心配もなく、設備や
生産コストの点でも経済的なレジストパターン形成方法
を提供することにある。【構成】被加工基材７の表面に所望パターンのレジスト
被膜を形成し、レジスト被膜の有無による表面の性質の
差に基づいて、レジスト被膜の無い部分に変化を生ぜし
める後加工の工程に適用するための上記レジスト被膜の
パターン形成方法において、画信号に基づいてインク噴
射により像を描画印刷するインクジェットプリンタ６を
用い、このインクジェットプリンタのインクとしてレジ
スト用インク５を使用すると共に、形成すべきパターン
の画信号をこのインクジェットプリンタに与えて被加工
基材面上にレジスト用インクによるレジスト被膜のパタ
ーンを印刷形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被加工基材の面上にレ
ジスト被膜によるパターンを形成する工程と上記面上の
パターンの有無に基づいて、パターンの無い部分に加工
変化を生ぜしめ、パターン部分を加工作用から防護しな
がら加工を進める工程とから成るレジストパターンを用
いた加工法に適用されるレジストパターンの形成方法及
び形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被加工基材の面上にレジスト被膜による
パターンを形成し、上記面上のパターンの有無に基づい
て、パターンの無い部分に加工変化を生ぜしめ、パター
ン部分を加工作用から防護しながら加工を進めるように
した加工法がある。

【０００３】このような加工法の応用分野としては、パ
ターン状のエッチング、パターン状のメッキ、パターン
状の蒸着、パターン状の電解酸化等が公知であり、広く
実用に供されている。

【０００４】図５は公知のエッチング加工法の工程を示
す図である。

【０００５】図に基づいてエッチング加工法を説明する
と、各種金属、ポリイミド等のエッチング液によって溶
解可能な基材が用意され、この基材に対し、先ず初めに
脱脂等のための洗浄処理を行う。次いで吸着水分を除去
するためのベークを行う。

【０００６】次にレジスト付けを行うが、このレジスト
付けの工程では液状のレジスト液を塗布するか、または
予め膜状に加工されたレジスト膜を圧着する。そして、
プレベーク工程ではレジストの溶媒を蒸発させて除去す
る。

【０００７】他方、エッチングするためのパターンはＣ
ＡＤ（計算機支援設計）等を用いて設計され、この設計
されたパターンはカッティング・プロッタやフォト・プ
ロッタによってプロットアウトされてパターンチェック
される。

【０００８】この段階では通常加工されるパターンより
も大きな拡大率でプロットアウトされている。プロット
アウトされたパターンは、次にカメラでフィルム撮影
し、この撮影したフィルムを現像してフィルム化する。

【０００９】このようにして得られたフィルムが露光用
の原版である。

【００１０】次に基材の表面に対してレジスト付けを行
い、プレベークする。次にこのプレベークした基材の表
面に上記露光用原版を重ね合わせて、原版の上から紫外
線露光を行う。上記露光用原版におけるパターンは、エ
ッチングで残したい部分が透明で、除去したい部分が黒
くなるようにしておく。

【００１１】露光用原版を介して紫外線露光を行うと、
基材上のレジストは、パターンの透明部分に位置する部
分が紫外線で重合、硬化することになる。従って、レジ
ストが紫外線で重合、硬化すると露光終了である。露光
後、未硬化のレジスト材を除去するための現像工程処理
を行い、ポストベークによって現像液やリンス液を蒸発
させると共に、硬化部分の接着力を熱で高めてレジスト
パターン形成の工程を終了する。

【００１２】このようにしてレジストのパターニングを
終えるとエッチング工程に移る。

【００１３】基材のエッチング工程においては塩化第２
鉄、塩化第２銅等の金属を化学的に溶解する液をパター
ニングした面に作用させて、基材のレジストパターンの
無い部分の金属を除去する。そして、最終の工程で不要
となったレジスト膜を剥離または酸化して除去し、全工
程を終了する。

【００１４】エッチング以外の加工法であって、レジス
トパターンを利用するものにおいても、レジストパター
ン形成までの工程は同様なものとなる。

【００１５】なお、上記レジストパターン形成工程にお
いて使用される装置は洗浄槽、ベーク炉、レジスト塗布
機または圧着機、紫外線露光装置、レジスト現像機、Ｃ
ＡＤ、カッティングプロッタまたはフォトプロッタ、大
型カメラ、フィルム現像機一式、排水処理装置等であ
る。また、資材としては洗浄後、レジスト材、カッティ
ングフィルム、写真フィルム、写真現像液一式、排水処
理剤等が用いられる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来のレジストパターン形成方法は工程が複雑で、パター
ン形成までに長時間を要する。

【００１７】また、作業には専門的な知識や技能を持っ
た人材を必要とする他、パターン形成のために高価な資
材が消耗される。さらにまた、加工の工程で環境を汚染
する恐れのある排液や廃棄物が発生することになり、ま
た、加工のために高価な設備が多種必要となるばかりで
なく、その設備の占有面積が大きいので設備投資が莫大
なものとなり、更には設備の維持管理にの多大な費用が
かかる。また、加工のために大量のエネルギや水を消費
するなどの解決しなければならない多くの問題を抱えて
いる。

【００１８】従って、本発明の目的とするところは、レ
ジストパターン形成が容易で、資材も安価で済み、環境
問題の心配もなく、設備や生産コストの点でも経済的な
レジストパターン形成方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のようにした。すなわち、被加工基材の
表面に所望パターンのレジスト被膜を形成し、レジスト
被膜の有無による表面の性質の差に基づいて、レジスト
被膜の無い部分に変化を生ぜしめる後加工の工程に適用
するための上記レジスト被膜のパターン形成方法におい
て、画信号に基づいてインク噴射により像を描画印刷す
るインクジェットプリンタを用い、このインクジェット
プリンタのインクとしてレジスト用インクを使用すると
共に、形成すべきパターンの画信号をこのインクジェッ
トプリンタに与えて被加工基材面上にレジスト用インク
によるレジスト被膜のパターンを印刷形成するようにし
た。

【００２０】また、インクジェットプリントヘッドか
ら、紫外線硬化レジスト用インクを噴射させてパターン
形成するようにし、この形成された当該パターン上に紫
外線を照射して硬化させるようにする。

【００２１】

【作用】このように、本発明では画信号に基づいてレジ
ストインクの噴射によりレジスト像を描画印刷するイン
クジェットプリンタを用いており、形成すべきパターン
の画信号をこのインクジェットプリンタに与えて被加工
基材面上にレジスト用インクによるレジスト被膜のパタ
ーンを印刷形成することによってレジストパターン形成
を行う。

【００２２】この方法によれば、画信号の形で受信され
た情報に基づいて作成されたドライブ信号によって、制
御されるインクジェットプリントヘッドから噴射され
て、被加工基材上に付着するレジストインクによって、
直接的に基材上にレジストパターンが形成されるので、
パターンを露光させるための原版を必要とせず、写真の
露光、現像工程が全く不要となることから、その分、資
材も安価で済み、環境問題の心配もなく、設備や生産コ
ストの点でも経済的となる他、画情報を直接プリントさ
せる構成であるから、レジストパターン形成が極めて容
易であるなどの特徴を有するレジストパターン形成方法
となる。

【００２３】また紫外線硬化レジスト用インクを用い、
印刷後のパターン上に紫外線を照射して硬化させるよう
にすることで、被加工基材上にプリントされたインク
は、紫外線によって重合硬化して、強固な被膜となると
共に基材上に強固に付着するようになる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。

【００２５】（方法の実施例１）図１は本発明によるレ
ジストパターン形成方法の工程を示す図である。図に示
すように、本発明によるレジストパターン形成の工程
は、初めにパターン設計を行うパターン設計工程２を実
施し、必要とするレジストパターンの設計を行う。次に
信号変換工程３を実施し、この設計したパターンを印刷
するための信号に変換する。そして、この印刷するため
の信号をプリンタのドライブ信号に変換するプリントヘ
ッド・ドライブ信号形成工程４を実施し、この工程にお
いて形成されたプリントヘッド・ドライブ信号に従って
プリンタを駆動するインクジェットプリント工程６を実
施する。

【００２６】インクジェットプリント工程６ではレジス
トインク５を使用し、被加工基材７にレジストインク５
によりるレジストパターンをプリントする。その後、エ
ッチング工程８に入り、被加工基材７をエッチングし、
それが終了したならばレジスト除去工程９に入って用済
みとなった被加工基材７上のレジストパターンを除去す
る。

【００２７】以上のように、レジストパターンを被加工
基材７上に形成するにあたり、本発明ではレジストパタ
ーンをインクジェットプリンタにより、印刷することで
形成し、原版の作成や露光、現像の工程を無くした点に
特徴がある。これにより、原版の作成や露光、現像の工
程で必要としていた薬品や水の使用を排除し、省エネル
ギ化と省力化を図っている。

【００２８】パターン設計工程２においてのパターン設
計はレジストパターンの画像情報を信号（データ）とし
て得ることが目的であるから、省力化と能率を考えると
ＣＡＤシステムを用いて行われることが好ましいが、ハ
ンドワークで作成した原図をイメージスキャナで読取
り、画信号に変換してこれを画像情報として得るように
しても良い。

【００２９】パターンの画像情報が電気信号に変換され
て供給されるのが本発明の工程のスタートとなる。受信
された信号は信号変換工程３において、インクジェット
プリントヘッドを制御するに適した組合わせと順序に並
べ換えられる。原信号がベクタ信号である場合には、ま
ずベクタ・ラスタ変換を行い、ラスタ画信号を得る。

【００３０】ラスタ画信号は次いでインクジェット・プ
リントヘッドのノズル配列や主副走査機構に関連して決
まる信号列に変換する。例えばインクジェット・ノズル
がマルチノズル構成で、各ノズルが同時に動作してイン
クを噴射する構成の場合、ノズル配列位置に対応して複
数の画信号を同時進行的に次々に取出して、次のヘッド
ドライブ信号形成工程へ送り込む。この工程はプリント
ヘッドを直接駆動するための電圧、パルス幅の信号を形
成する工程である。

【００３１】次のインクジェット・プリント工程６がパ
ターニングの最終工程である。この工程では、インクジ
ェット・プリント・インクとしてレジスト用インクが適
用される。

【００３２】レジスト用インクに要求される性質は、次
に行われる加工工程の種類によって異なる。例えば、後
工程がエッチングやエレクトロフォーミング、電解酸化
等の水溶性の処理液を用いる工程であれば、まず第１に
レジスト用インクは耐水性である必要があり、更には処
理液の処方から耐酸、耐アルカリ性であることが要求さ
れることもある。

【００３３】従って、この場合に最適なインクとして
は、油性のインクジェット・インクや、固型ワックスを
熱溶解した状態で噴射させるジェットインクや、後に述
べる紫外線硬化タイプのインク等である。

【００３４】更にインクジェット・プリント工程６にお
いては、受像面として被加工基材７を適用する。後工程
がエッチングの場合、被加工基材としては銅、ニッケ
ル、ステンレススチール等の各種の金属、あるいはポリ
イミド等のエッチング可能なプラスチックなどが適用さ
れる。

【００３５】また、後工程がエレクトロフォーミングの
場合は、金属板等の導電性基材が適用される。この場
合、加工物を剥離し易いように金属表面に酸化物、クロ
メート、硫化物等の被膜を形成させることがある。

【００３６】被加工基材上に付着したインクが硬化する
とレジストパターン形成の全工程を終了する。

【００３７】図１には後工程の例として、エッチング及
びレジスト除去の工程を図示した。しかし、他の加工法
の場合にはこれと異なった工程となる。

【００３８】被加工基材７として金属板を用い、エッチ
ング加工を行う場合には、塩化第２鉄、塩化第２銅等の
腐食液の中にレジストパターンを形成した基材を浸した
り、腐食液をシャワー状に注ぎかけてエッチングを進め
る。これにより、レジストパターンの無い部分の金属は
腐食除去されるが、レジストパターンの下の金属はその
まま残る。その結果、レジストパターンの形状通りの加
工ができる。

【００３９】レジストパターンはエッチングされずに残
ることから、最後にこれを除去するためにレジスト除去
工程１０に入る。エッチングの後にレジストパターンが
残っていても良い用途もあるので、その場合はレジスト
除去工程は省略することになるが、通常はレジストパタ
ーンが邪魔になるために除去する。

【００４０】レジストパターンの除去は、アルカリ性の
液等でレジスト膜を軟化させておき、そこへジェット水
流やブラッシング等の外力を加えることで除去するが、
レジストパターンが極く薄い膜の場合にはプラズマエッ
チングで除去することもできる。

【００４１】ところで本発明の特徴はインクジェット・
プリントヘッドによって、レジストパターンを基材上に
直接、プリントすることでレジストパターンを形成する
ことであるあるが、インクジェット・プリントヘッドに
よって基材上に付着させるレジスト用インクとしては紫
外線硬化レジストインクを用いるのが極めて好都合であ
る。

【００４２】例えば、紫外線硬化インクの場合、紫外線
を照射しない限り、インクは固化しないから、インクの
固化によるインクジェット・ノズルの目詰まりを防止す
る効果が得られる。

【００４３】また、形成されたレジストパターンは紫外
線の照射で堅固な膜となると共に基材との接着力も増
し、後工程で使用するエッチング液や電解液等の処理液
に対する耐久性が高まり、レジストパターンとしての機
能が高まる。

【００４４】（方法の実施例２）図２はレジスト用イン
クとして紫外線硬化インクを用いた場合の工程図を示す
ものである。図１の例との相異点はレジスト用インクと
して紫外線硬化レジストインク５´をインクジェット・
プリント工程に適用する点と、インクジェット・プリン
ト工程の後に紫外線照射工程８を加えた点である。

【００４５】紫外線硬化インクジェット・レジストイン
クの処方例を下記に示す。顔料または染料：適当量（なくとも可）増感材（アミノ化合物、ケトン類等）：２〜１５（重量比）オリゴマープレポリマー（Ｅ．Ａ、アクリルウレタン等）：２０〜５０（重量比）反応性モノマー（ＰＥＴＡ、ＴＭＰＴＡ等）：１０〜２０（重量比）添加剤（安定剤、滑剤等）：０．１〜５（重量比）着色剤については、本来レジストパターンは目視のため
のものではないから必要としないが、パターニングが正
常に行われたか否かを目視判定するような場合に役に立
つので、適当量加えておいた方が良い。

【００４６】また装飾用のエッチング加工において、レ
ジストパターンは残したままとする用途もあるが、この
場合にはレジストパターンに着色剤を意図的に加えて、
目視効果を高める場合もある。この場合のレジストイン
クは、紫外線硬化タイプでなくとも可能であるが、紫外
線硬化タイプの方が膜の強度や接着性に勝っているので
好ましい。

【００４７】次に紫外線硬化工程８であるが、この工程
では高圧水銀灯等の紫外光源を用い、波長２５０ｎｍ〜
３５０ｎｍの紫外光を作用させてプレポリマーを重合、
硬化させる。

【００４８】（装置の実施例１）次に上述した本発明の
レジストパターン形成方法を適用したレジストパターン
形成装置について図３を参照して説明する。

【００４９】図３（ａ）は本発明によるレジストパター
ン形成装置の構成図であり、図３（ｂ）は本装置で使用
するインクジェット・プリントヘッドのオリフィス板の
正面図である。

【００５０】図３（ａ）において、１１はベースプレー
ト、１２はガイドポスト、１３はガイドポスト梁、１４
は昇降台、１５は昇降台アーム、１６、１７はスライド
レール、１８，１９はスライドベアリング、２０はベア
リング受け、２１はワイヤフック、２２はワイヤ、２３
はワイヤプーリ、２４はモータ受け板、２５は主走査モ
ータ、２７はカムフォロア、２６はカムフォロア軸、２
９はカム、２８はカム軸、３０は副走査モータ、３１は
移動走査台、３２はインクジェットプリントヘッド、３
３はオリフィス板、３４は吸引支持台、３５は吸引口、
３６は排気口、３７は排気ファン、３８は被加工基材、
３９は支柱、４０はパターンＣＡＤ、４１は受信回路、
４２は信号変換回路、４３はヘッドドライバ回路、４
４、４５はモータドライバ回路、４６は制御回路を示し
ている。

【００５１】上記ベースプレート１１の上面一端側近傍
に上記ガイドポスト１２が２本、間隔を置いて植立して
配置される。ガイドポスト１２は棒状の部材であり、こ
の一対のガイドポスト１２の上端はガイドポスト梁１３
が掛け渡されることによって固定され、アーチ状の枠が
形成される。

【００５２】一対のガイドポスト１２にはこのガイドポ
スト１２に案内されて昇降する昇降台１４がはめ込まれ
ている。昇降台１４のガイドポスト１２と接する面はス
ライドベアリングがはめ込まれ、円滑な昇降ができるよ
うになっている。

【００５３】また、昇降台１４には昇降台アーム１５が
水平方向に腕を伸ばして設けられ、このアームの先端側
近傍には２本のスライドレール１６，１７が掛け渡され
るように設けられる。

【００５４】そして、このスライドレール１６，１７に
移動走査台３１が取り付けられるが、そのためにスライ
ドベアリング１８，１９がベアリング受け２０に嵌め込
まれ、スライドレール１６，１７はスライドベアリング
１８，１９を貫通させる。

【００５５】移動走査台３１にはワイヤフック２１があ
って、ワイヤ２２を固定している。ワイヤ２２は主走査
モータ２５の軸に取りつけたワイヤプーリ２３と、図示
しない他方の昇降台アームに回転自在に取付けたワイヤ
プーリの間に掛け渡されていて、主走査モータ２５が回
転すると移動走査台３１がスライドレール上を移動する
構成となっている。

【００５６】昇降台１４にはカムフォロワ２７が、軸２
６によって取付けられ、カム２９が昇降台を支えるよう
になっている。そして昇降台１４の上端側にはコイル状
のスプリングＳがあって昇降台１４を下方へ付勢するよ
うになっている。

【００５７】カム２９には軸２８が固定して取付けられ
ており、図示しないがベースプレート１１に取付けた軸
受けによってこの軸２８は軸支されると共に、副走査モ
ータ３０の軸と連結する構造となっている。従って、副
走査モータ３０の回転がこの軸２８を介してカム２９に
伝達される構成となっており、カム２９の回転に伴い、
カム２９の辺部に接しているカムフォロワ２７が昇降さ
れて昇降台１４を昇降駆動操作できる構成になってい
る。

【００５８】移動走査台３１にインクジェット・プリン
トヘッド３２が搭載されている。そして、このインクジ
ェット・プリントヘッド３２にはレジスト用インクが用
いられている。

【００５９】インクジェット・プリントヘッド３２のオ
リフィス板３３は例えば正面から見ると図３（ｂ）に示
すように、複数のインクジェットノズルＮが設けられて
いる。インクジェットノズルＮは二次元的に配置され、
高さ位置が僅かずつ変えてあると共に各ノズルＮは同時
進行的にインクを噴射できるマルチノズル構造となって
いる。

【００６０】主走査モータ２５の回転をプーリによって
ワイヤ２２に伝え、ワイヤ２２が移動走査台３１をスラ
イドレール１６，１７に沿って移動させ、その間にイン
クジェット・プリントヘッド３２を動作させると、幅Ｗ
の帯状の走査領域にレジストインクによるプリントが行
われる。

【００６１】また、副走査モータ３０を回転させること
により、昇降台１４を昇降させることができるが、その
量は１回あたりＷとなるようにしてある。

【００６２】レジストパターンの印刷対象となる被加工
基材３８はインクジェット・プリントヘッド３２に対向
するようにベースプレート１１上に取り付けられた吸引
支持台３４に支持させる。この吸引支持台３４は箱状に
なっていて、背面側に排気口３６が設けられ、排気口部
には排気ファン３７が取付けられている。箱状の吸引支
持台３４の表側には複数の吸引口３５が設けられてい
て、排気ファン３７を回転させると吸引口を３５通って
空気が支持台３４の箱の中に吸込まれる。従ってその前
面に被加工基材３８を置くと、負圧によって保持される
仕組みとなっている。

【００６３】従って、レジストパターンの印刷対象とな
る被加工基材３８を吸引支持台３４に吸着保持させた上
で、主走査モータ２５を回転させ、その回転をプーリに
よってワイヤ２２に伝え、移動走査台３１をスライドレ
ール１６，１７に沿って移動させつつ、画信号によりイ
ンクジェット・プリントヘッド３２をプリント動作させ
ると、幅Ｗの帯状の走査領域にレジストインクによるプ
リントが行われ、この主走査を終える毎に、副走査モー
タ３０を回転させて、昇降台１４をＷだけシフトさせて
再び移動走査台３１を主走査方向に移動させると云った
動作を繰り返すことで、帯状の走査領域を次々に拡大し
て、被加工基材３８の全面へ走査領域を拡げて行くこと
ができる。そして、画信号に従って、被加工基材３８の
全面にレジストパターンをプリントすることができる。

【００６４】本装置によって被加工基材３８上に形成さ
せるパターンの情報は電気信号の形で供給される。パタ
ーンの情報を作成し、電気信号の形で出力するのがパタ
ーンＣＡＤシステム４０であり、ここで説明するパター
ンＣＡＤシステム４０はホスト側装置の一例である。

【００６５】パターンＣＡＤシステム４０からのパター
ン情報出力であるパターン信号は受信回路４１で受信さ
れるが、受信回路４１にはインタフェース回路やバッフ
ァメモリが含まれている。受信回路４１で受信された信
号は信号変換回路４２へ送り込まれる。パターン信号が
ベクタ信号であれば、この信号変換回路４２ではラスタ
信号に変換する。

【００６６】また、この信号変換回路４２では図３
（ｂ）で示したようなインクジェット・プリントヘッド
３２のオリフィス構成に基づいて、各オリフィスから同
時進行的にインクを噴射させてパターン形成するための
信号変換を行う。

【００６７】変換された信号はドライバ回路４３へ送り
込まれて、各インクジェット・オリフィスエレメントを
動作させるに適した電圧とパルス幅のドライブ信号に変
換される。例えば、インクジェット・プリントヘッド３
２としてピエゾ素子を用いたプリントヘッドの場合、電
圧約１００Ｖ、パルス幅数百マイクロセカンド（μｓ）
の波形が典型的なドライブパルス波形である。

【００６８】主副走査のためのモータ（パルスモータ、
あるいはサーボモータ等）２５を駆動制御するためのド
ライブ回路が４４，４５である。上述した主副走査移動
と、パターン形成のためのインクジェット・プリントヘ
ッド３２の駆動とは連動させた制御が必要であり、その
ための制御を行うことができるように制御回路４６が設
けられる。この制御回路４６は同時にホスト側の装置４
０と本発明のレジストパターン形成装置間の相互の信号
の流れと、動作制御を行うものでもある。

【００６９】このような構成にすることでパターンを設
計すれば、その設計内容に従ってインクジェット・プリ
ントヘッド３２を主および副走査させつつ、吸引支持台
３４上の被加工基材３８表面にその設計したパターンの
レジスト膜をプリントすることができる。

【００７０】以上、図３の実施例においては、インクジ
ェット・プリントヘッドを縦横両方向に移動（主および
副走査）させるようにし、被加工基材は固定してレジス
トパターンを形成する構成を示した。

【００７１】この構成の場合、パターン形成のための移
動要素は全てプリントヘッド例で行っているために、被
加工基材の形状や寸法等が変化しても、パターン形成が
可能であり、適用範囲が広い特徴がある。

【００７２】なお、これらの走査機構やインクジェット
・プリントヘッドの構造、動作原理はこの例に限定され
るものではない。また、フレキシブルプリント基板や、
薄い金属板のような可撓性の薄いシート状の基材上にパ
ターン形成する場合には、対をなす搬送ローラに２点を
挟んで支持したり、両端を巻き取るなどして基材を移動
させることで副走査送りとすることができる。また、次
の実施例に示すようにドラム上に基材を支持させ、ドラ
ムの回転を走査に用いることもできる。

【００７３】インクジェット・プリントヘッドもオンデ
ィマンドタイプのマルチノズル構造のものに限定され
ず、コンティニアス方式のヘッドも適用可能である。

【００７４】（装置の実施例２）レジストパターン形成
に用いるレジストインクを紫外線硬化インクにすること
の利点は先に説明した通りである。

【００７５】ところで紫外線硬化インクを適用した場合
には、インクジェットプリントヘッドによるパターン形
成後に被加工基材を紫外線照射装置へ送り込んでインク
を硬化させても良いが、本発明のレジストパターン形成
装置内で、被加工基材の通路に面する位置に紫外線光源
を配置しておけば、レジストパターン形成の全工程をこ
の装置によって終了させることができる。

【００７６】図４はこのようなことを実現するための装
置の実施例である。

【００７７】図において、１６から４６´までの符号を
付した要素は図３における同符号の要素と同じである。
そして、５０は基材支持ドラム、５１はグリップ、５２
は被加工基材、５３は高圧水銀灯、５４はランプカバ
ー、５５は水銀灯点灯回路をそれぞれ示している。

【００７８】本実施例図においてはインクジェット・プ
リントヘッド３２には紫外線硬化レジストインクが適用
され、被加工基材の搬送路に面して紫外線光源が配置さ
れる。ドラム５０はその周面上に被加工基材を支持する
ためのグリップ５１を設けてあり、被加工基材をドラム
５０の周面に巻き付けた上で、被加工基材の端部をこの
グリップ５１で固定することにより、ドラム５０の周面
に被加工基材を保持させる構成としてある。

【００７９】そしてドラム５０を回転させるためのモー
タ３０´が設けられ、このモータ３０´によってドラム
５０を回転させることにより、被加工基材の副走査方向
に走査させる。

【００８０】このような構成により、被加工基材が金属
薄板、フレキシブルプリント基板材料等の可撓性のシー
ト状基材の場合、その先端及び後端をグリップ５１によ
って保持させ、ドラム５０上に密着保持させることがで
きる。

【００８１】本装置の場合、インクジェット・プリント
ヘッド３２はドラム５０に対向して配置すると共に紫外
線照射のための高圧水銀灯５３をドラム５０の周面に配
設する。

【００８２】インクジェット・プリントヘッド３２は移
動走査台３１に載置され、スライドレール１６，１７上
を主走査方向に移動し、帯状の領域にレジストインクを
噴射する。また、インクジェット・プリントヘッド３２
の往復動移動毎にドラム回転用のモータ３０´をドライ
バ回路４５´によって駆動制御して、上記帯状領域の幅
Ｗ分だけドラム５０を矢印方向に移動させ、次々にレジ
ストインクの噴射領域を拡げる。

【００８３】レジストインクによるパターンを形成した
領域が高圧水銀灯５３の紫外光照射領域に差し掛かる
と、パターン状に噴射されたレジストインクは重合、硬
化して、レジスト膜として必要な強固な被膜に変化す
る。

【００８４】このように被加工部材の移動と、プリント
ヘッドの移動を組合わせて主・副走査を行う構成にすれ
ば、走査のための移動機構のスペースも少なくて済み、
また、移動のための機構も簡略化できる。

【００８５】なお、図４構成において主走査をドラムの
回転によって行い、プリントヘッドの移動で副走査を行
うように変更することも当然可能である。このように、
被加工部材を移動させて走査する構成は被加工部材がシ
ート状でフレキシブルであり、しかも軽いものである場
合には適用が容易である。

【００８６】以上説明したように、本発明は被加工基材
の表面に所望パターンのレジスト被膜を形成し、レジス
ト被膜の有無による表面の性質の差に基づいて、レジス
ト被膜の無い部分に変化を生ぜしめる後加工の工程に適
用するための上記レジストパターン形成方法として、画
信号に基づいてインク噴射により像を描画印刷するイン
クジェットプリンタを用い、このインクジェットプリン
タのインクとしてレジスト用インクを使用すると共に、
形成すべきパターンの画信号をこのインクジェットプリ
ンタに与えて被加工基材面上にレジスト用インクによる
レジスト被膜のパターンを印刷形成するようにしたこと
により、パターン形成の工程が簡易で短時間で終了し、
かつ特殊専問的知識や人手を要さずにレジストパターン
が形成できるようになった。

【００８７】またパターン形成のために消費される資材
も少なく、環境を汚染するような排液や廃棄物の発生も
ない。また、パターン形成の装置も簡易、小形であって
占有面積を少なく、消費するエネルギや水等の資源も少
なくて済むと云った効果が得られる。

【００８８】また、このような工程によるレジストパタ
ーン形成方法を実現する装置として、被加工基材を支持
する手段と、レジスト用インクを適用したインクジェッ
トプリントヘッドと、被加工基材とインクジェットプリ
ントヘッドを相対移動させて走査する手段と、レジスト
パターン画信号を受けて、プリントヘッドドライバー回
路を動作させる信号を作り出す信号変換回路とからレジ
ストパターン形成装置を構成した。これによって、上記
方法が具体化できるようになる。

【００８９】また、上記方法にさらに、被加工基材面上
に、パターン画信号によって制御されたインクジェット
プリントヘッドから、紫外線硬化レジスト用インクを噴
射させてパターン形成する工程と、上記パターン上に紫
外線を照射して硬化させる工程とを追加した。

【００９０】これによれば、インクジェットノズルの目
詰まりを防止して信頼性を高め、短時間に確実にレジス
トインクを硬化させることができ、しかも形成されたレ
ジスト被膜の膜質が強くかつ基材との接着性を高める効
果を生ずる。

【００９１】また、このような工程によるレジストパタ
ーン形成方法を実現する装置として、被加工基材を支持
する手段と、紫外線硬化レジスト用インクを適用したイ
ンクジェットプリントヘッドと、被加工基材とインクジ
ェットプリントヘッドを相対移動させて走査する手段
と、被加工基材の通路面に配置された紫外線光源と、レ
ジストパターン画信号を受けて、プリントヘッドドライ
バー回路を動作させる信号を作り出す信号変換回路とか
らレジストパターン形成装置を構成した。これによっ
て、上記方法が具体化できるようになる。

【００９２】次に本発明を立体物製作に適用することに
ついて検討したので、以下、これについて説明する。（バックグラウンド）日経メカニカル１９９１．７．８
号頁５６〜５９に示されているように、ＣＡＤ設計断
面図や、地図の等高線図等の高さ方向にスライスされた
断面図に基づいて立体物を製作することが知られてい
る。

【００９３】そして、その手法として例えば、各断面の
単位厚さに対応する板材にパターン加工したものを積層
する等の純機械的な製作方法がある。

【００９４】また、機械的な手段を用いない製作法とし
て紫外線硬化樹脂を、パターン信号で変調した紫外線レ
ーザーによって走査してパターン状に硬化させ、この硬
化層を次々に積層して立体物を作る方法が知られてい
る。

【００９５】図６は上記立体物製作方法を説明する図で
ある。先ず容器２０１の中に紫外線硬化樹脂２０２を入
れる。容器２０１の中には加工物を支持する昇降台２０
３を設ける。昇降台を樹脂液中に沈めて、わずかに薄い
液層が昇降台面上に作られる様に昇降台を高さ調整す
る。そして薄い紫外線硬化樹脂液面へ断層図に基づいて
変調した紫外線レーザビーム２０５を照射しながら二次
元的に走査する。

【００９６】紫外線照射を受けた部分は符号２０４´を
付して示すように重合硬化した膜となる。製作される立
体物を図７（ａ）の２０４とすると、立体は高さ方向に
細分化した層構成として断面形状がインプットされる。
その中の代表的な層２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃの断
面図を各（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す。

【００９７】立体の形成は最下層から行われ、１層の硬
化が終了すると、一旦昇降台を樹脂液面下に沈めてから
再度所定の高さに戻す。そしてすでに形成した硬化膜の
上に更に次の一層分の未硬化液膜を作り、この層へ向け
て紫外線ビームを変調しながら走査露光する。このよう
な工程を繰り返すことによって硬化層は一層ずつ積み重
なり、立体物が製作される。

【００９８】（問題点）ところでこのような従来の紫外
線硬化樹脂を用いた立体物の製作方法においては、製作
される物に比べ、多量の未硬化紫外線硬化樹脂を用意し
なければならず、また強力な紫外光ビームを得るための
大型、高価なレーザ光源や、ビーム走査装置を必要と
し、従って、装置の占有面積も大きく、コストが高く、
大掛りな装置となってしまう。

【００９９】また、底面から硬化層を順次積重ねて行く
方法であるから図８に示すような立体物の場合、底面２
０６から順次積上げて支持可能な２０７のような領域は
製作可能であるが、２０８のように下層または隣接部に
支持すべき部分がない形状部分を製作することが出来な
い。

【０１００】これらの欠点を補い、簡易、小形な構成で
あって、使用する紫外線硬化樹脂量も少なくて製作可能
な立体の形状の制約の少ない立体物製作方法を以下、説
明する。

【０１０１】（実施例の概要）本発明においては、従来
の立体物製作方法の欠点を解決するために、［１］．高さ方向に細分化された層毎の断面形状を示す
スライス平面図信号に基づいて立体物を製作する方法で
あって、立体物のスライス平面図を作成する工程と、ス
ライス平面図信号をインクジェットヘッドを付勢する信
号に変換するプリント信号変換工程と、上記信号に基づ
いて、インクジェットヘッドを付勢し、液滴受け面に向
けて紫外線硬化樹脂液滴を噴射する工程と、液滴受け面
上のパターン状の紫外線硬化樹脂液滴に向けて紫外線を
照射する工程とを用い、上記各工程をスライス平面毎に
繰り返して行い、順次積層することで解決した。

【０１０２】この立体物を製作方法によれば、小型、簡
易な構成のインクジェットヘッド及び走査機構によって
断面図の形で送り込まれた信号に従って噴射した紫外線
硬化樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、この工程を繰
り返して立体物を製作するようにすることから、必要な
樹脂量は立体物の体積をやや上回わる最少量で済み、ま
た、装置も安価で占有面積も小さくて済む。

【０１０３】［２］．また、［１］において、立体物の
形状を示すスライス平面図に基づき、製作工程中に立体
物の一部を支持するための支持台の形状を示す支持台パ
ターン図を作成する工程と、上記パターン図に基づき、
他のインクジェットオリフィスを付勢する信号に変換す
るプリント信号変換工程と、上記信号に基づいて、立体
物形成のための液滴噴射と併進させて、除去可能な支持
台形成のための液滴を噴射する工程とを各スライス平面
形成毎に加え、さらには全スライス平面の液滴噴射工程
及び紫外線照射工程終了後に支持台を立体物から除去す
る工程を加えた。

【０１０４】この方法によれば、製作工程上必要な支持
台を立体物と同時に製作し、最終的に支持部を除去して
立体物だけを残すことができ、製作可能な立体物の形状
の制約を大幅に緩和させることができる。

【０１０５】［３］．また、［１］において、立体物の
形状を示すスライス平面図に基づき、立体物及び製作中
に立体物の一部を支持するための支持台のパターン図を
作成する工程と、上記立体物と支持台の境界面を示すパ
ターン図作成工程と、立体物及び支持台パターン図に基
き紫外線硬化液滴を噴射する工程と、上記工程と併進さ
せて境界面パターン図に基き離型剤液滴を噴射する工程
と、全スライス平面の液滴噴射工程及び紫外線照射工程
終了後に、支持台を立体物から除去する工程を加えた。

【０１０６】この方法によれば、製作工程上必要な支持
台を立体物と同時に製作し、最終的に支持部を除去して
立体物だけを残すことができ、製作可能な立体物の形状
の制約を大幅に緩和させることができる。

【０１０７】［４］．更には第１の方向に液滴受け面と
インクジェットヘッドを走査移動させてスライス平面毎
の液滴を噴射する工程と、上記第１の方向とは別の方向
に液滴受け面とインクジェットヘッドの走査方向を相対
的に回転させて別のスライス平面の液滴を噴射する工程
と、上記走査方向を指定する工程と、上記指定に基づい
て変更した条件でプリント信号変換する工程とを周期的
に繰り返すようにした。

【０１０８】この方法によればマルチのインクジェット
ノズル等の噴射特性のムラがあった場合でもムラが相殺
されるように工程を組合わせ、均一な加工平面の製作が
可能となる。

【０１０９】（立体物製作方法の実施例１）図９乃至図
１１は本発明による立体物製作方法の第１実施例の説明
図である。図９は工程図、図１０は立体物の断面図、図
１１はインクジェットノズル配置例を示す図である。

【０１１０】ところで本発明は未硬化紫外線硬化樹脂液
を、制御信号に従って液滴状に噴射する技術を利用する
が、液滴の形成や噴射制御を行うものとしてインクジェ
ットプリント方法が公知である。従って、説明の都合
上、本発明における液滴噴射手段をインクジェットヘッ
ドと呼び、噴射口をノズルまたはオリフィスと表現する
ものとするが、本発明において噴射する液滴はインクで
はない。

【０１１１】また、本発明において樹脂液等を噴射する
のはプリントを行うためのものではないが、説明上、上
記の工程をプリントと呼ぶ場合がある。

【０１１２】図９に示す工程図において、１１０は断層
図作成工程、１１１はプリント信号変換工程、１１２は
紫外線硬化樹脂液噴射工程、１１３は紫外線照射工程、
１１４は製作された立体物を示している。

【０１１３】断面図は、立体物の設計がＣＡＤシステム
で行われる場合には、ＣＡＤシステムから断面図として
出力するようにする。地図のように立体物を計測した情
報から複製する場合には等高線図で断面形状を示すよう
にする。

【０１１４】今、図１０において（ａ）に符号１１５を
付して示すような半球状の立体を製作する例をとってみ
ると、これを高さ方向に層状にスライスしたパターンと
し、このパターンを順次重ね合わせて立体を製作するこ
とになる。

【０１１５】その代表的な層として１１５Ａ、１１５
Ｂ、１１５Ｃの断面図を（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示
す。そして、各断面は点線及び実線にて示した方向を主
走査方向とするラスタ断面信号の形で送出するように断
面図作成工程１０を進める。

【０１１６】使用するインクジェットヘッドを例えば図
１１に符号１１６を付して示すように、マルチノズルの
インクジェットヘッドとする。１１７はマルチノズルの
インクジェットヘッド１１６のオリフィス開口であり、
各オリフィス開口から同時進行的に紫外線硬化樹脂液を
噴射するようにする。

【０１１７】このようなオリフィスの配置に合わせて、
上記ラスタ断面信号からピックアップした信号をパラレ
ルにインクジェットヘッドに送出するように変換するの
がプリント信号変換回路１１１である。

【０１１８】例えば図１１において、Ｘを主走査方向、
Ｙを副走査方向とし、オリフィス１７が主走査方向にピ
ッチＰ_x、副走査方向にピッチＰ_yで配置され、ピッチ
Ｐ_yはラスタ断面信号の副走査方向ピッチに等しく、ピ
ッチＰ_xは主走査方向の画素信号ピッチのｎ倍であると
する。

【０１１９】このような配置構成のオリフィス信号分配
するには、ラスタ断面信号を収容したメモリ空間上で、
オリフィス位置に対応するアドレスを指定して信号をピ
ックアップしてパラレルに取出し、ドライブ信号に変換
する。そしてこのドライブ信号を次の紫外線硬化樹脂噴
射工程において、インクジェットヘッド１１６に印加す
ることによって、紫外線硬化樹脂を液滴受け面へ噴射す
る。

【０１２０】ひとつの断面を形成する樹脂の噴射と平行
して、あるいは噴射終了後に紫外線光源を作用させて紫
外線照射工程１１３を行う。光源は高圧水銀灯等が使用
可能である。

【０１２１】このように一つのスライス層の形成が終了
すると、再び工程１１０へ戻って、同じ工程を繰り返
し、次の層形成を行う。そして、全断面層の形成が終了
すると立体物１１４が得られる。

【０１２２】紫外線硬化樹脂処方としては下記のような
ものが適用可能である。顔料または染料：適当量（なくとも可）増感材（アミノ化合物、ケトン類等）：２〜５０（重量比）オリゴマープレポリマー（Ｅ．Ａ、アクリルウレタン等）：２０〜５０（重量比）反応性モノマー（ＰＥＴＡ、ＴＭＰＴＡ等）：１０〜２０（重量比）添加剤（安定剤、滑剤等）：０．１〜５（重量比）顔料または染料等の着色剤は製作される立体物に要求さ
れる色に応じて添加すれば良く、本質的に必要なもので
はない。また、後述するようにゲル状の硬化物を得る場
合に有機溶剤等を添加する場合もある。

【０１２３】ところでインクジェットヘッドに紫外線硬
化樹脂液を適用して使用する組合わせは、オリフィスの
目詰まり防止の点からは極めて好都合である。すなわ
ち、通常のプリント用インクのように自然放置による乾
燥固化がないために不使用時の目詰まり発生がない。

【０１２４】（立体物製作方法の実施例２）次に第８図
で示したような形状の、従来のレーザ走査光を用いた紫
外線樹脂硬化法では製作不能である立体物を、本発明に
従って製作する方法について説明する。

【０１２５】図１２（ａ）（ｂ）は製作の対象とする立
体物１０９の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上
面図である。そして、１０６は製作時に樹脂液滴受け面
に支持される底面、１０７、１０８は上記底面より高い
位置にある底側面である。立体物製作方法実施例１で説
明した本発明の立体物製作方法では、底面１０６から製
作がスタートして、その底面上に積上げ可能な上側空間
部に立体物を積層しながら製作を進めることができる。
ところが、１０７，１０８のように下側に支持する物が
ない、空中に浮いた部分では樹脂液滴を受けることがで
きないので、この部分を製作することができない。

【０１２６】そこで本発明の製作方法においては、図１
２（ｃ）に示すように空中に浮いた底面を形成するため
に、製作工程中に樹脂液滴を受け、製作最終工程で除去
可能な支持台３２１を立体物の製作と同時進行的に作り
ながら製作を進めるようにする。

【０１２７】図１３は上記立体物製作方法実施例２の工
程図、図１４は工程を具体的に説明するための図であ
る。図１３において、１１０はスライス平面図作成工
程、１１１はプリント信号変換工程、１１２は紫外線硬
化樹脂液噴射工程、１１７は支持台パターン図作成工
程、１１８はプリント信号変換工程、１１９は支持台液
噴射工程、１１３は紫外線照射工程、１２０は支持台除
去工程、１１４は製作された立体物を示している。

【０１２８】工程１１０、１１１、１１２、１１３は図
９で説明した工程と同じ内容である。工程１１７はスラ
イス平面図に基き、支持台３２１のためのパターン図を
作成する工程である。

【０１２９】図１４は立体物１０９及び支持台３２１の
ためのスライス平面図について説明する図である。図１
２（ｃ）のように立体物１０９の製作を進める場合に、
Ｓ₁−Ｓ₁´、Ｓ₂−Ｓ₂´のスライス平面に対応させ
たパターン図を（ａ）〜（ｄ）に示す。（ａ），（ｂ）
は立体物１０９を形成する部分のパターン図で、
（ｃ），（ｄ）は支持台３２１のためのパターン図であ
る。

【０１３０】支持台パターンは支持を必要とする部分に
対応して設ければ良く、図示例では樹脂液滴受け面３２
０上に支持台３２１が作られる例を示したが、製作中の
立体物１０９上に支持台３２１を作り、更にその上に立
体物１０９を積層するような場合もある。

【０１３１】１１８は上記支持台３２１のパターン図を
プリント信号に変換する工程で、工程１１１と同様であ
る。そして１１９は支持台３２１を形成する液を噴射す
る工程である。紫外線硬化樹脂液を噴射する工程１１２
と支持台３２１を形成する液滴噴射工程１１９は、ほぼ
同時進行的に進められ、各スライス平面単位で両工程が
完了するようにする。紫外線照射１１３の工程を終了す
ると次のスライス層のパターン形成工程に戻る。

【０１３２】支持台３２１を形成する素材は除去可能で
あることが必要である。溶解可能なバインダ中に顔料を
分散させた液を噴射して支持台３２１を作り、最終工程
１２０で溶剤を作用させて支持台３２１を除去する方法
でも良い。

【０１３３】溶剤を加えた紫外線硬化樹脂を用い、紫外
線照射によってゲル状硬化物を得て支持台３２１とし、
最終工程１２０でゲル状硬化物による支持台３２１を剥
し取ったり、ゲル状硬化物を溶解する溶剤を作用させて
除去するようにする。ゲル状硬化物あるいは軟性硬化物
を作るために、紫外線照射によって低分子量の重合物が
生成される樹脂液を適用しても良い。また、後述するよ
うに離形材を噴射することによって、支持台３２１と立
体物１０９を分離可能とする方法であっても良い。

【０１３４】あるいは支持台３２１を形成する液滴は常
温固体で、高温時に液状となるワックスのようなもので
あっても良い。この場合は加熱または溶剤によって支持
台３２１は除去される。

【０１３５】立体物１０９及び支持台３２１部の形成工
程において、適用する液の組成が異なるために１回の液
滴噴射によって形成される層厚が、支持台３２１部と立
体物１０９の部分で異なる場合は、支持台パターン図作
成工程において厚さ方向の調整のための補正を加えるこ
とによって、異常なく製作を進めることができる。

【０１３６】最終工程１２０における支持台３２１の除
去は前述の通りである。

【０１３７】このように図１３、図１４の製作方法にお
いては、２種類の異なった液滴が同時進行的に噴射され
るので、各インクジェットヘッドは一体化されて２種の
液滴を形成し得るものが良い。

【０１３８】図１３、図１４において説明した立体物作
成方法の中で、離型剤を立体物１０９の境界面に噴射す
る方式は、その他の方式と工程の内容がやや異なるの
で、図１５、図１６により、その工程を説明する。

【０１３９】図１５は工程図、図１６は立体物１０９、
支持台３２１´及び離型層３２６の関係を説明する図で
あり、図１７（ａ）〜（ｂ）は各パターン図を示してい
る。

【０１４０】図１６（ａ）において、立体物１０９及び
支持台３２１´は同一組成であっても、異なった組成物
であっても良いが、簡便化するためには同一の紫外線硬
化樹脂で作成した方が好都合である。そして、離型層３
２６は両者の境界面に沿って薄層状に塗布されて形成さ
れている。

【０１４１】このように図１６で説明したように製作
し、支持台３２１´と立体物１０９の間を引き離す力を
作用させて支持台３２１´を除去することによって立体
物１０９を作成するものである。

【０１４２】図１５の工程図において、１２２は硬化物
パターン図作成工程、１２３は離型層パターン図作成工
程、１１１´、１２４はプリント信号変換工程、１２５
は離型剤噴射工程、１２０´は支持台除去工程である。

【０１４３】工程１１０で作られるスライス平面図に基
づき、製作工程のための二つのパターン図が作られる。
一つは工程１２２で作られる硬化物パターン図で、この
パターンは立体物と支持台を構成するものである。もう
一つは離型層パターン図で、立体物１０９と支持台３２
１´の境界の間の離型層３２６を構成する。

【０１４４】図１７において、（ａ）〜（ｅ）は上記各
パターン図の例を示すもので、図１６の立体物１０９と
対応している。Ｓ₁−Ｓ₁´、Ｓ₂−Ｓ₂´の断面は図
１２（ｃ）に示したのと同じ断面位置で、Ｓ₃−Ｓ₃´
の断面は図１６に示す位置のものである。

【０１４５】図１７（ａ）はＳ₁−Ｓ₁´断面における
硬化物のパターン図で立体物と支持台の部分を含み、両
者の間に離型層の入る部分を残している。同様に図１７
（ｂ）はＳ₂−Ｓ₂´の硬化物パターン図である。

【０１４６】次に図１７（ｃ）はＳ₁−Ｓ₁´断面に於
ける離型層のパターン図であり、図１７（ｄ）はＳ₂−
Ｓ₂´断面の離型層パターン図である。そして、図１７
（ｅ）はＳ₃、Ｓ₃´断面の離型層パターン図を示して
いる。

【０１４７】１１１´、１２４のプリント信号変換工程
は、図９，図１３の例と同じである。そして樹脂液噴射
工程１１２において、紫外線硬化樹脂液が噴射される。
また、離型剤噴射工程２５においては離型剤が噴射され
る。従って、インクジェットヘッドは好ましくは二つの
オリフィス群を有するものが良い。

【０１４８】離型剤としては溶剤に溶かしたワックス
類、シリコーンオイル、シリコール樹脂液、フッ素化樹
脂液等が適用される。

【０１４９】次に紫外線照射工程１１３が終ると、次の
スライス層形成のための工程に戻る。最終層を硬化させ
ると、次に支持台３２１´を除去して立体物１０９の作
成が終る。

【０１５０】以上説明した各方法において、適用するイ
ンクジェットヘッドは、マルチノズルのオンディマンド
型のものであっても良く、またシングルノズルのコンテ
ィニアス型のものであっても良い。いずれの場合でも噴
射される樹脂液の液滴の大きさや、分布密度をムラなく
一様にすることは相当に困難を伴う。例えば、前者のマ
ルチノズルタイプのものでは各ノズルの形状や噴射エネ
ルギーを付与する部分の形状の不一致等でムラを生じ、
また、帯状の噴射領域を次々に繋ぎ合わせる時にその繋
ぎ目の重なりにムラを生ずる。

【０１５１】コンティニアスタイプのインクジェットヘ
ッドにおいても、主走査・副走査にメカニカルな走査移
動を行うが、その送りムラを除去することは困難であ
る。

【０１５２】このようなムラがあって、そのムラのパタ
ーンが各スライス面を形成する時にそのまま作用して、
フラットに積層されるべき面に凹凸を生じてしまう不都
合が生ずる。

【０１５３】インクジェットヘッド及び走査メカニズム
の高精度化によらずしてこのようなムラの障害を除くた
めには、第１の方向に液滴受け面とインクジェットヘッ
ドを走査移動させてスライス平面毎の液滴を噴射する工
程と、上記第１の方向とは別の方向に液滴受け面とイン
クジェットヘッドの走査方向を相対的に回転させて別の
スライス平面の液滴を噴射する工程と、上記走査方向を
指定する工程と、上記指定に基づいて変更した条件でプ
リント信号変換する工程とを周期的に繰り返すと云った
方法を採用すると有効である。

【０１５４】図１８，図１９は上記製作方法を説明する
ための図で、前者は工程図、後者は走査方向の組合わせ
例及び形成される面の均一化効果を説明する図である。

【０１５５】図１８において、１１０、１１１、１１
２、１１３の各工程は、図９で説明した方法と同じであ
る。唯一相異する点は、樹脂液を噴射する工程における
走査の方向を順次回転させながら変更することにある。

【０１５６】そのために走査方向指定工程１２７があっ
て、これによってプリント信号の変換工程及び樹脂液噴
射工程が制御される。そしてプリント方向の変更は各層
の形成を単位として切替えるために紫外線照射の工程か
ら次の層の形成工程へ移る間に切替えられる。

【０１５７】図１９はその切替例を示すものである。図
示例は楕円柱状の立体物を製作する例である。

【０１５８】ａ‐１、ａ‐２は最下層の形成時を示し、
ａ‐１は走査方向に対する楕円の第１の向きを示す。ま
た、ａ‐２はこの時の液滴のムラの分布を示すものとす
る。

【０１５９】このままの姿勢で噴射を繰り返して行く
と、ムラがそのまま積重なって、平面を作る場合の高低
差の絶対値を拡大してしまう。

【０１６０】そこで、次の層形成工程ではｂ‐１に示す
ように、走査の方向に対する楕円の向きを９０°回転さ
せる。この向きで重ね合わせた層の状況は、ｂ‐２に示
すようになって凹凸の絶対値は増大しない。

【０１６１】更に次の層形成はｃ‐１に示すように楕円
を回転させると、形成される層はｃ‐２に示すようにム
ラを減少させる方向となる。そして、次の層形成はｄ‐
１、ｄ‐２に示すようになり、以降はａ〜ｄの回転を繰
り返すことによって、積重ねられた層厚の高低ムラは増
加することがない。

【０１６２】このような回転を行うためには、各回転方
向毎に、スライス平面図からプリント信号を形成する時
の変換条件を変えなくてはならない。すなわち、ｃ‐１
〜ｄ‐１に示すように図形パターンの方向を変化させて
から変換を行わなければならない。それと同時に、樹脂
液噴射工程１１２においては、受像面、すなわち液滴受
け板面とインクジェットヘッドの走査方向を相対的に回
転させる。最も簡単には受け板面を回転させてやれば良
い。

【０１６３】なお、回転角の分割については、ムラの状
況に対応させて任意に設定できる。但し分割が多い方が
ムラを減少させる効果が大きいが、プリント信号変換時
の演算は複雑化してしまうから、両者のバランスから分
割を最適化するのが良い。

【０１６４】以上、立体物製作の各方法を詳細に説明し
たが、本発明で検討した上記立体物製作方法によれば、
簡易な工程で簡易な装置で実行可能な立体物製作方法が
得られる。また、立体物の体積に近い少量の紫外線硬化
樹脂液でオペレートできる立体物製作方法を提供するこ
とができる。また、従来方法では製作不可能であった形
状の立体物を製作可能とする方法が得られる。

【０１６５】また、立体部製作時の各層の厚さのムラを
相互に補正して、フラットな仕上り面の立体物を得る製
作方法が得られる。

【０１６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は画信号に
基づいてレジストインクの噴射によりレジスト像を描画
印刷するインクジェットプリンタを用い、形成すべきパ
ターンの画信号をこのインクジェットプリンタに与えて
被加工基材面上にレジスト用インクによるレジスト被膜
のパターンを印刷形成することによってレジストパター
ン形成を行うものであり、この方法によれば、画信号の
形で受信された情報に基づいて作成されたドライブ信号
によって、制御されるインクジェットプリントヘッドか
ら噴射されて、被加工基材上に付着するレジストインク
によって、直接的に基材上にレジストパターンが形成さ
れるので、パターンを露光させるための原版を必要とせ
ず、写真の露光、現像工程が全く不要となることから、
その分、資材も安価で済み、環境問題の心配もなく、設
備や生産コストの点でも経済的となる他、画情報をプリ
ントさせる構成であるから、レジストパターン形成が極
めて容易であるなどの特徴を有するレジストパターン形
成方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す工程図。

【図２】本発明の別の実施例を示す工程図。

【図３】（ａ）は本発明によるレジストパターン形成装
置の構成図であり、（ｂ）はオリフィス板の正面図。

【図４】本発明の別の実施例を示す構成図。

【図５】従来例を説明するための図。

【図６】従来の立体物製作方法を説明する図。

【図７】従来の立体物製作方法を説明する図であって、
（ａ）は装置構成図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は層４
Ａ、４Ｂ、４Ｃの断面図。

【図８】従来の立体物製作方法を説明するための図。

【図９】立体物製作方法の第１実施例の工程説明図。

【図１０】立体物の断面図。

【図１１】インクジェットノズル配置例を示す図。

【図１２】立体物製作方法の第２実施例の説明図であ
り、（ａ）（ｂ）は製作の対象とする立体物の一例を示
し、（ｃ）は製作の状況を説明するための図。

【図１３】立体物製作方法実施例２の工程図。

【図１４】図１３の工程を具体的に説明するための図。

【図１５】離型剤を立体物の境界面に噴射する方式にお
ける工程図。

【図１６】立体物、支持台及び離型層の関係を説明する
図。

【図１７】離型剤を立体物の境界面に噴射する方式にお
ける図１６での立体物、支持台及び離型層の各パターン
図で、（ａ）〜（ｅ）は上記各パターン図の例を示す
図。

【図１８】別の製作方法を説明するための工程図。

【図１９】図１８の製作方法を説明するための図であ
り、（ａ‐１）〜（ｄ‐１）および（ａ‐２）〜（ｄ‐
２）は走査方向の組合わせ例及び形成される面の均一化
効果を説明する図。

【符号の説明】

１１…ベースプレート、１２…ガイドポスト、１３…ガ
イドポスト梁、１４…昇降台、１５…昇降台アーム、１
６，１７…スライドレール、１８，１９…スライドベア
リング、２０…ベアリング受け、２１…ワイヤフック、
２２…ワイヤ、２３…ワイヤプーリ、２４…モータ受け
板、２５…主走査モータ、２７…カムフォロア、２６…
カムフォロア軸、２９…カム、２８…カム軸、３０…副
走査モータ、３１…移動走査台、３２…インクジェット
プリントヘッド、３３…オリフィス板、３４…吸引支持
台、３５…吸引口、３６…排気口、３７…排気ファン、
３８…被加工基材、３９…支柱、４０…パターンＣＡＤ
システム、４１…受信回路、４２…信号変換回路、４３
…ヘッドドライバ回路、４４，４５…モータドライバ回
路、４６…制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｄ 7511−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工基材の表面に所望パターンのレジ
スト被膜を形成し、レジスト被膜の有無による表面の性
質の差に基づいて、レジスト被膜の無い部分に変化を生
ぜしめる後加工の工程に適用するための上記レジスト被
膜のパターン形成方法において、画信号に基づいてインク噴射により像を描画印刷するイ
ンクジェットプリンタを用い、このインクジェットプリ
ンタのインクとしてレジスト用インクを使用すると共
に、形成すべきパターンの画信号をこのインクジェット
プリンタに与えて被加工基材面上にレジスト用インクに
よるレジスト被膜のパターンを印刷形成することを特徴
とするレジストパターン形成方法。