JPH078583B2 - 描画露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感光材料面に光ビームを投射して相対的に移
動させ、画像データ信号に基づいて光ビームを変調制御
することにより、所要の画像パターンを露光記録する描
画露光装置に関する。

〔従来の技術〕

上述のような描画露光装置としては、フォトプロッタあ
るいはパターンジェネレータ等と称する装置が知られて
いる。

これらの従来装置は、記録すべき画像パターンの形状
を、Ｘ−Ｙ座標によるベクトル値により求めて、感光材
料と光ビームとを、該ベクトル値に基づいて相対的に移
動させ、所要位置において光ビームを点滅制御すること
により、所望の画像パターンを露光記録するようにして
いる。

また、特開昭53-69701号公報には、複数本の光ビームを
走査方向に斜めに並列させ、感光材料に投射して走査露
光し、１走査周期における露光幅を大きくして、所要面
積に対する露光時間の短縮を図った装置が記載されてい
る。

また、他の手段として、回転ミラーあるいは揺動ミラー
等の偏向手段により光ビームを偏向させ、感光材料面に
投射走行させながら、画像信号により光ビームを変調制
御して、画像パターンを露光記録するようにした、フラ
イングビーム形式のプロッタも知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

感光材料と光ビームとの相対的移動を、ベクトル値によ
って制御する手段は、移動速度が比較的低速であり、か
つ、起動、停止の繰返し回数が多いため、描画時間が長
くて、生産性が低い問題がある。

また、記録される画線の線幅は、光ビームの直径に対応
して変化するので、任意の線幅の画線を記録するため
に、光ビームの光路中に開口径を変化させることができ
る可変アパーチャを交換可能に設置する等の手段によ
り、光ビームの直径を制御するようにしている。

しかし、可変アパーチャは、機構が複雑で製造や保守の
面に問題があり、また、複数種のアパーチャを交換する
ものは、個々のアパーチャの位置を正確に光ビームの光
軸に整合させることが困難であり、描画精度に問題があ
る。

前記特開昭53-69710号公報に記載の手段は、描画速度の
高速化を図ったものであると理解されるが、該手段で
は、多数の光ビームについて、それぞれアパーチャを配
置して、各光ビームの直径を規制するようにしており、
これらのアパーチャは、光ビームの配列ピッチを密にす
るために、操作方向に対して斜めに配置されている。し
たがって、各光ビームの投射点も、走査方向に対して斜
めに配列され、走査露光に際して、各光ビームを変調制
御するタイミングを、個々の光ビームごとに微妙に調整
しなければならないという不便さがある。また、複数本
の光ビームを変調する手段として適用される多チャンネ
ル型の音響光学変調器は、チャンネル数に対応して大型
となるため、それを搭載す装置を小型化するためには、
チャンネル数が比較的少数に限定される難点がある。

一方、フライングビーム形式のプロッタは、高速度描画
が可能ではあるが、光ビーム径をある程度以上に小さく
できないこと、感光材料が平面上に設置されている場合
に、投射された光スポットのサイズが走査ストロークの
中で変化し、均一にならないこと、投射位置の制御が困
難で、記録された画像パターンの寸法精度が低いこと、
等の問題がある。

本発明は、従来装置の問題点を解決した、高速度で高品
質の複製画像を記録することができる、描画露光装置を
提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

感光材料を装着して主走査方向に往復移動するテーブル
と、主走査方向に直交する副走査方向に移動する露光ヘ
ッドを、それぞれガイドレールに支承して駆動し、露光
ヘツドは、それぞれ複数本の光ビームを副走査方向に所
要ピッチで列設した複数の光ビーム群を、主走査方向に
沿う所要距離を隔てて感光材料面に投射して、複数群の
光スポット列により走査露光をしながら、所要の画像信
号に基づいて各光ビームをON-OFF変調制御して複製画像
を露光記録するようにし、かつ、複数の光ビーム群にお
ける各光ビームの位置を、光ビーム群ごとに順次副走査
方向に位相をずらせて配置するとともに、後続側の光ビ
ーム群を変調制御する画像信号を、先行側に対して所要
時間遅延させて、走査露光を行ない、かつ、光ビーム投
射位置の光軸方向の変動を検出して、露光ヘツドの位置
を自動的に調節する自動焦点調節装置を付設する。

〔作 用〕

感光材料を載置装着したテーブルの移動にともない、テ
ーブル移動方向に交差して列設した光ビーム群を、所要
の画像をＸ−Ｙラスターパターンに変換した制御データ
に基づいて変調制御することにより、感光材料に光ビー
ム群におけるビームの配列ピッチを単位画素寸法とする
複製画像を記録する。

また、複数の光ビーム群における各光ビームの相対的位
相を、順次N/Pずつずらせることにより、走査線密度を
増加させて、記録画像の品質を向上させる。

また、付設の自動焦点調節装置により、感光材料の厚さ
の誤差や、装着するテーブル面の平面度の誤差等に基因
する感光材料面の上下方向の変動に基づく、光スポット
の焦点ずれに対処して、記録画像の品質を向上させる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の１実施例である描画露光装置の構成
を示す斜視図である。

フレーム（１）上に水平に載置したベース板（２）の上
面に、ガイドレール（３）を固設し、テーブル（４）を
エアベアリングを介してガイドレール（３）に摺動可能
に支承する。以下、このテーブル（４）の移動方向をＹ
軸方向とし、これに直角な方向をＸ軸方向とする。

テーブル（４）の上面には、図示しない真空ポンプに連
結した多数の真空吸気孔（５）が設けてあり、テーブル
（４）に載置した感光材料（６）を吸着して保持する。
以下の説明では、感光材料（６）として、寸法安定性の
高いガラス乾板を適用する実施例を中心として記述す
る。

ベース板（２）の上面のガイドレール（３）の両側に、
リニアモータ用の一次コイル（７）（７）を設置し、テ
ーブル（４）の下面の対応位置に磁性体を装着して、リ
ニアモータを構成させ、テーブル（４）をＹ軸方向に駆
動する。リニアモータの構成としては、上記と逆にテー
ブル（４）側にコイルを設置し、ベース板（２）側の
（７）（７）を磁性体としてもよい。

また、一次コイル（７）（７）の外方両側に、それぞれ
リニアスケール（８）（９）をＹ軸方向に設置し、テー
ブル（４）の前後両面に装着した光電センサー（10）を
係合させてリニアエンコーダを構成し、テーブル（４）
の駆動により、それぞれ駆動距離に対応するパルス信号
を出力する。

前側のリニアスケール（９）によるエンコーダは、リニ
アモータの駆動を制御するための、粗いピッチのパルス
を発生し、また、後側のリニアスケール（８）によるエ
ンコーダは、後述する画像信号を制御するための、細か
いピッチのパルスを発生する。

一方、ベース板（２）の上面左方に、前後一対の支台
（11）（12）を固設し、これに左右一対のガイドレール
（13）（14）をＸ軸方向に架設し、ガイドレール（13）
（14）の間に、ネジ軸（15）を前後一対の軸受（16）に
より支承し、サーボモータ（17）により回転駆動する。

ガイドレール（13）（14）の上面に、エアベアリングを
介して摺動ベース（18）を支承し、その下面に設置した
図示しないナツトをネジ軸（15）に係合させて、Ｘ軸方
向に駆動する。摺動ベース（18）には、光源部（19）及
び光学系部（20）等で構成された露光ヘツド（20′）を
搭載してある。

また、ガイドレール（13）に沿ってリニアスケール（2
1）をＸ軸方向に設置し、摺動ベース（18）に装着した
光電センサ（図示省略）とによりリニアエンコーダを構
成させ、摺動ベース（18）の駆動により、移動距離に対
応するパルス信号を出力させる。

次に第２図は、光源及び光学系の構成を示す斜視図であ
る。光ビームの進行方向や装置各部の移動方向を説明す
る便宜のために、図の下部にＸ−Ｙ−Ｚ座標軸を正負の
符号を付して示してある。

レーザ光源（22）から−Ｙ方向に射出した光ビームは、
２個のミラー（23）及び（24）で＋Ｙ方向に反射し、ビ
ームスプリッタ（25）により２つの光路に分岐して、そ
の一方は、直接、ビームエキスパンダ（27A）に、他方
は、ミラー（26）で反射してビームエキスパンダ（27
B）に入射する。

２個のビームエキスパンダ（27A）及び（27B）は、それ
ぞれ入射した光ビームをＸ軸方向に拡張して、平らな光
ビームを形成し、次段の多チャンネル型音響光学光変調
器（以下、AOMという）（28A）及び（28B）に入射させ
る。

AOM（28A）及び（28B）は、入射した平らな光ビームを
多数本のビームに分割し、制御信号によりそれらの光ビ
ームを個別に、ON-OFFするもので、この実施例では、20
チャンネル型のAOMを適用して、それぞれ20本の変調さ
れた平行光ビームを射出するようにしている。

AOM（28A）及び（28B）から射出した各20本の平行光ビ
ーム群は、光ビーム数に対応する数のアパーチャを列設
したアパーチャ板（29A）及び（29B）を通り、それぞれ
ミラー（30A）及び（30B）で反射して、三角柱ミラー
（31）に投射される。

三角柱ミラー（31）は、直角ブリウムの直角を挾む二面
に表面反射処理を施してあり、上下から投射された各20
本の平行光ビーム群を、所望の間隔を隔てて＋Ｙ方向に
反射する。

次いで、各平行光ビーム群は、ミラー（32）で−Ｚ方向
に反射し、レンズ（33）、（34）およびズームレンズ
（35）で構成する縮小光学系により、走査露光のための
微小光点群（36）を感光材料（６）に投射結像し、テー
ブル（４）の移動により、Ｙ軸方向に走査露光する。

また、縮小光学系と並列的に設置した、光源（37）、レ
ンズ（39a）、ミラー（38）、レンズ（39b）、ミラー
（40）及び光電素子（41）は、感光材料であるガラス乾
板の厚さの変動に対応する自動焦点調節装置の検出部で
あり、これについては後部で説明する。

次に第３図は、上述光学系の中の三角柱ミラー（31）回
りの構成を示す斜視図である。

AOM（28A）及び（28B）から射出され、アパーチャ板（2
9A）及び（29B）を通過した各20本の平行光ビーム群（4
2A）及び（42B）は、前述のように三角柱ミラー（31）
の斜面に上下から入射し、＋Ｙ方向に反射する。このと
き、三角柱ミラー（31）の位置をＹ軸方向に移動させる
と、反射後の２組の平行光ビーム群のＺ軸方向の位置が
上下対称に昇降して、両群の間隔が増減する。すなわ
ち、三角柱ミラー（31）をＹ軸方向に移動可能に設置す
ることにより、縮小光学系のレンズ（33）に入射する２
組の平行光ビーム群の間隔（Ｌ）を、任意の量に設定す
ることができる。

第３図には、三角柱ミラー（31）の移動装置の１例を示
してあり、三角柱ミラー（31）を保持するホルダー（4
3）を摺動台（44）に立設し、摺動台（44）は蟻溝によ
りベース（45）にＹ軸方向に摺動可能に係合し、一対の
スプリング（46）により−Ｙ方向に付勢してある。

摺動台（44）の逆側の端面は、ベース（45）に立設した
ナツト（47）に螺入したネジ軸（48）の先端に当接し
て、付設のつまみ（49）によりネジ軸（48）を回転して
進退させることにより、摺動台（44）及びそれに保持し
た三角柱ミラー（31）が、Ｙ軸方向に移動する。

三角柱ミラー（31）を＋Ｙ方向に移動させると、上下の
平行光ビーム群が反射する位置がミラー（31）の底辺側
に移行して距離（Ｌ）を増大させ、逆に−Ｙ方向に移動
させると、反射位置がミラー（31）の頂点側に移行して
距離（Ｌ）を減少させることができる。

第４図は、２組のAOM（28A）及び（28B）における平行
光ビーム群の形成状態を説明する模式図である。２つの
細長い小判型（50A）（50B）は、ビームエキスパンダ
（27A）（27B）で横幅を拡張した光ビームを、また、そ
の内側の多数の四角形（51-1）〜（51-40）は、多チャ
ンネルAOM（28A）（28B）で形成されるＡ、Ｂ各20本の
光ビームを示し、各光ビーム群の光ビームは、ピッチ
（Ｐ）で配列され、かつ、第１光ビーム群（51-1）〜
（51-20）と、第２光ビーム群（51-21）〜（51-40）と
は、Ｘ軸方向にピッチ（Ｐ）の1/2、すなわち（P/2）だ
け位相をずらせて配置してある。

２組の光ビーム群の位相を、（P/2）ずらせるには、２
組のAOM（28A）（28B）を、対応するアパーチャ板（29
A）（29B）とともに、Ｘ軸方向に相対的に必要量移動さ
せればよい。

第５図は、上記２組の光ビーム群を、前述の縮小光学系
を介してガラス乾板（６）に投射した光点群を示す模式
図である。

第１光ビーム群（51-1）〜（51-20）により投射される
第１光点群（52A）は、光点（52-1）（52-2）‥‥で構
成され、第２光ビーム群（51-21）〜（51-40）により投
射される第２光点群（52B）は、光点（52-21）（52-2
2）・・・で構成される。２組の光点群（52A）（52B）
は、入射側の光ビーム群の位置関係に対応して、Ｘ軸方
向の光点のピッチ（ｐ）の1/2ずつ位相をずらせて配列
される。

縮小光学系における縮小率を（ｍ）とすると、各光点群
（52A）（52B）における光点の配列ピッチ（ｐ）と、光
ビーム群における光ビームの配列ピツチ（Ｐ）との関係
は、Ｐ＝ｍ×ｐであり、また、２組の光点群（52A）（5
2B）間の距離（ｌ）と、縮小光学系に入射する２組の光
ビーム群間の距離（Ｌ）との関係は、Ｌ＝ｍ×ｌであ
る。走査露光記録に際して、タイミング制御を容易にす
るために、この光点群の距離（ｌ）が、単位画素寸法
（主走査方向における単位画素ピッチ）の整数倍になる
ように、三角柱ミラー（31）の位置を調節して、２組の
光ビーム群の距離（Ｌ）を設定することが望ましい。

第６図は、第５図示のように、位相（各光ビーム群ごと
の光ビームの位置）を1/2ピッチずらせて配置した２組
の光点群により、走査露光をした場合に記録される画像
の状態を示す模式図で、（Ａ）は光点群の列に平行な画
像輪郭線を記録した状態を、（Ｂ）は傾斜した画像輪郭
線を記録した状態を示し、第１組の光点群により記録さ
れるパターンを実線で、第２組の光点群により記録され
るパターンを点線で示したものである。また、第７図
は、これと対比するために、１列のみの光点群により記
録される画像の状態を示したものである。

すなわち、１列のみの光点群で記録した場合は、第７図
示のように画像輪郭部に光点のピツチに相当する凹凸の
ギザギザが生じ、特に（Ｂ）のように輪郭線が走査方向
に対して傾斜している場合は、凹凸が顕著になつて、記
録される画像の品質が著しく低下する。一方、互いに1/
2ピッチ位相をずらせて配置した２組の光点群により記
録した場合は、第６図示のようにこの欠点が改善され、
高品質の画像を記録することができる。

第６図には、２組の光点群により走査記録する場合を示
したが、より大きい改善効果を得るために、さらに多数
の光点群を適用してもよい。その場合、たとえば３組の
光点群の場合は、各群の位相を順次1/3ピッチずらせ
た、また、光点群が４組の場合は同じく1/4ピッチずら
せることにより、全体としての走査線を等ピッチで配列
することができる。

次に、第８図は、露光ヘツド（20′）に付設した自動焦
点調節装置を、＋Ｙ方向から見た正面図である。

本発明装置に感光材料として適用するガラス乾板は、素
材のガラス板の厚さが１枚ごとに僅かながらも異なり、
また、１枚のガラス乾板においても部分的に厚さの変動
や波打ち状の曲がりが存在する。また、感光材料とし
て、写真フイルムのような柔軟な性質のものを適用する
場合にも、テーブル（４）の面が、必ずしも完全な平面
状ではないことに基因して、やはり波打ち状の曲がりが
存在する。そのため、前述の縮小光学系により、光点群
を投射結像する際に、ガラス乾板や写真フイルムの表面
高さの変化に基づく焦点ズレが発生し、記録画像の鮮鋭
度の低下などの不都合の原因となる。

第８図示装置は、この不都合を除くために、ガラス乾板
の表面高さの変化に対応して、縮小光学系の位置を自動
的に光軸方向に調節して、光点群を常に鮮鋭に結像させ
るものである。

露光ヘッドの中に、垂直に設置した座板（60）の面に、
昇降板（61）を左右一対のガイド（62）（63）により上
下方向に摺動可能に装着する。昇降板（61）の前面中心
に縮小光学系（64）を装着するとともに、自動焦点調節
装置を構成する光源（37）、レンズ（39a）、ミラー（3
8）、レンズ（39b）、ミラー（40）及び光電素子（41）
を配置してある。また、昇降板（61）の左右縁に立設し
た支軸（65）と、座板（60）に立設した対応する支軸
（66）とに、それぞれスプリング（67）を架設して、昇
降板（61）及びそれに装着した各部品の重量を支持さ
せ、かつ、駆動部のバツクラッシュを除去して、スムー
スで高精度な昇降状態を確保させる。

昇降板（61）の上部に、左方に突出するナット（68）を
装着し、垂直方向のネジ軸（69）を螺入してある。ネジ
軸（69）は、座板（60）に取付けた上下一対の軸受（7
0）（71）により支承してあり、上方に設置したDCモー
ター（72）により減速機（73）を介して駆動して昇降板
（61）を昇降させ、昇降板（61）に装着した縮小光学系
（64）から投射される露光用光ビーム群が、下方のガラ
ス乾板（６）の被露光領域（Ｓ）に鮮鋭に結像するよう
に、焦点調節を行なう。

この焦点調節は、昇降板（61）に設置した自動焦点調節
装置により、以下のように作動する。

光源（37）から下方に向けて、ガラス乾板を感光させな
い程度の小光量の光ビームを射出し、レンズ（39a）を
介して、ミラー（38）により反射させて、ガラス乾板
（６）の被露光領域（Ｓ）に斜め方向から入射させ、そ
の反射光をレンズ（39b）及びミラー（40）を介して、
光電素子（41）に結像させる。光電素子（41）は、第９
図示のように光ビームの入射点（Ｃ）の位置に応じて、
素子の両端から入射点（Ｃ）までの距離「Ａ」及び
「Ｂ」に比例する２種の電流値（I_A）および（I_B）を出
力する。

すなわち、昇降板（61）が垂直方向に移動して、ガラス
乾板（６）までの距離が変化すると、ミラー（38）から
の光ビームの投射点が移動し、それにともなって光電素
子（41）に対する入射点（Ｃ）の位置がＸ軸方向に移動
するため、距離「Ａ」「Ｂ」が変化し、出力電流値
（I_A）（I_B）が変化する。そこで、縮小光学系（64）か
らの露光用光ビーム群が、ガラス乾板（６）の面に鮮鋭
に結像する位置に昇降板（61）が設置されたときに、光
電素子（41）に光ビームが入射する位置が、２つの電流
値（I_A）と（I_B）が等しくなる状態、すなわち、光電素
子（41）の中心に光ビームが入射するように、各部材の
位置関係を定めて配置し、昇降板（61）を駆動するDCモ
ーター（72）を、２つの電流値（I_A）及び（I_B）により
フィードバック制御をして、自動焦点調節を行なう。

第10図は、この自動焦点調節用フィードバック制御回路
の１実施例を示すブロック図である。

光電素子（41）の出力（I_A）及び（I_B）は、それぞれ電
流−電圧変換器（74A）及び（74B）により電圧値（V_A）
及び（V_B）に変換され、加算回路（75）及び減算回路
（76）に入力して、「V_A＋V_B」及び「V_A−V_B」の値が演
算される。これらの値は、割算回路（77）に入力して、 の値が計算される。

この値は、増幅器（78）を経てDCモータードライバ（7
9）に送られ、DCモーター（72）の駆動を制御する。

昇降板（61）の位置が低くて、露光走査用光ビームの照
射距離が所要値より短い場合には、レンズ（39）を介し
た光電素子（41）への光ビームの入射点（Ｃ）は、第９
図ないし第10図での左方に偏位してＡ＞Ｂとなるため、
割算回路（77）の出力が正値となつて、DCモーター（7
2）を正回転させて昇降板（61）を上昇させ、所要の照
射距離の高さで「Ａ＝Ｂ」となり、割算回路（77）の出
力が「０」となつて、DCモーター（77）が停止する。逆
に、昇降板（61）の位置が高くて、照射距離が長い場合
には、光ビームの入射点（Ｃ）が右方に偏位してＡ＜Ｂ
となり、割算回路（77）の出力が負値となつて、DCモー
ター（72）を負回転させて昇降板（61）を下降させ、所
要の照射距離の高さで停止する。（80）は、DCモーター
（72）の駆動に連動して、DCモーター（77）の回転速度
をドライバ（79）にフィードバックするタコジェネレー
タである。

露光走査の間に、上述の自動焦点調節装置を作動させ、
露光走査用光ビームの照射距離を、常に一定の所要値に
保持することにより、感光材料であるガラス乾板（６）
の表面高さの誤差を補正して、全面に対して鮮鋭な結像
状態を確保することができる。

なお、被露光面で反射する光ビームを用いる自動焦点調
節手段は、ガラス乾板を対象とする場合には、ガラス乾
板の裏面で反射する光線の影響を受けて、誤動作を生じ
る不都合が存在する。すなわち、第12図示のように、ガ
ラス乾板（６）に投射された光ビームは、実線示の表面
で反射するものの他に、一部がガラス乾板の中に入射し
て裏面で反射し、さらに内面反射が反復して、鎖線で示
す複数の光ビームが射出され、位置検出用の光電素子に
複数の光ビームが並列に入射するために、位置検出に誤
差が生じる不都合がある。

本発明装置に適用する自動焦点調節装置は、上記の不都
合を除去するようにしてあり、第11図により説明する。

ガラス乾板（６）に投射された光ビームは、実線示の表
面反射ビームと、ガラス乾板（６）の裏面で反射する鎖
線示の裏面反射ビームとの、２種の光路を通って受光側
へ反射する。

縮小光学系（64）とガラス乾板（６）の表面との距離
が、所要の鮮鋭な結像が得られる照射距離であるとき
に、表面反射ビームが通る光路に、レンズ（39b）の光
軸が整合し、かつ、ミラー（40）で反射した光ビーム
が、光電素子（41）の中心に入射するように、各部材の
位置を設定してある。

このとき、鎖線示の裏面反射ビームは、レンズ（39b）
の周辺部に入射して、光軸に向けて収斂しながらミラー
（40）に入射し、その反射した光路が光電素子（41）の
有効領域外に向くように設定する。すなわち、ガラス乾
板面に対する光ビームの入射角（θ）、ガラス乾板の厚
さ（ｔ）及び屈折率等のパラメータに基づいて、光電素
子（41）のＸ軸方向の寸法及びレンズ（39a）（39b）の
焦点距離を選定し、裏面反射ビームが光電素子（41）に
入射しないように構成することにより、実線示の表面反
射ビームのみを検出して、正確な自動焦点調節を行なう
ようにしてある。

また、光電素子（41）のＸ軸方向の寸法が大きくて、裏
面反射ビームが光電素子（41）に入射するような場内に
は、光路の途中に２点鎖線で示すようなスリット板（41
S）を設置して、表面反射ビームのみを入射させるよう
にすることが望ましい。

次に第13図は、上述の露光描画装置の機能を遂行するた
めの制御手段を示すブロツク図である。

ディスク（81）及び磁気テープ（MT）（82）に記憶した
画像パターンデータを、ホストコンピュータ（83）を介
して読みだし、ラスタイメージ・プロセッサ（RIP）（8
5）に送って、Ｘ−Ｙラスターパターンデータに変換す
る。CRTモニタ（84）には、確認等の必要に応じて、所
望領域の画像パターンデータにより、対象領域の画像を
表示する。

ラスターパターンに変換された画像データは、インター
フェース（I/F）（86）を介して、AOMドライバ（87）に
送られ、露光ヘッド（20′）に内臓した多チャンネル型
AOM（28A）（28B）を制御して、各光ビームの変調制御
を行なう。

また、I/F（86）は、シーケンスコントローラ（88）及
びサーボコントローラ（89）に対する制御信号を出力す
る。

一方、テーブル（４）のＹ軸方向の移動にともなって、
リニアエンコーダ（８）から出力する細ピッチのパルス
信号を、必要に応じて適宜分周して、画像データのラス
ターピッチに対応する周波数のクロックパルス信号と
し、テーブル（４）の位置に対応する画素のデータを読
みだして、AOM（28A）（28B）を制御する。

また、同時にリニアエンコーダ（９）から出力する粗ピ
ッチのパルス信号は、サーボコントローラ（89）に入力
して、テーブル（４）をＹ軸方向に駆動するリニアモー
ター（７）を制御する。

このように、ピッチが異なる２種のパルス信号を使用す
る理由は、もし、画像データ制御用の高周波数のパルス
信号を、リニアモーターの駆動制御にも適用したとする
と、制御周波数の制限によって駆動速度が低くなって、
描画時間が著しく長くなり、逆に、適当な速度でテーブ
ルを駆動するようにしたリニアモーター制御用の比較的
低周波数のパルス信号で画像データを制御すると、画素
寸法が過大となつて、高精度の複製画像を記録すること
ができないからである。

かくして、テーブル（４）をＹ軸方向に駆動しながら、
ラスターパターンの画像データに基づいて、AOM（28A）
（28B）を通過する各光ビームを、個別にON-OFFするよ
うに変調制御をして、感光材料であるガラス乾板（６）
を走査露光し、複製画像を記録する。２組のAOMで、そ
れぞれ20本の光ビームを調整制御すれば、テーブル
（４）の１行程（１走査周期）により、走査線40本分の
画像が露光記録される。

このとき、露光用の光スポット群は、Ｙ軸方向に距離を
隔てて２列に配置してあるため、先行側と後続側との光
スボット群による露光時期がずれることになる。このず
れを補正するために、２組のAOM（28A）（28B）のう
ち、後続側の光スポット群に対応する光ビーム群をON-O
FF制御する画像データ信号を、先行側の画像データ信号
より所要時間遅らせて入力させるようにしてある。この
遅延量の制御は、光学系の中の三角柱ミラー（31）の位
置を調節して、露光面に結像する光スポット群の間の距
離（ｌ）が、単位画素寸法のちょうど整数倍になるよう
に設定しておけば、主走査方向の画像データを所要個数
（整数）計数して、後続側の光スポット群に対する制御
信号を、一括して遅延させればよいため、タイミング調
節の制御は容易である。また、このタイミングの調節
は、本発明装置の場合、各光ビーム群ごとに行なえばよ
く、個々の光ビームごとではないため、制御がきわめて
容易である。

テーブル（４）の１行程分の露光記録が完了すれば、シ
ーケンスコントローラ（88）の指令により、Ｘ軸モータ
ー（17）を起動して、露光ヘッド（20′）をＸ軸方向
に、露光用光スポット群の列設幅に相当する距離を移動
させる。露光ヘッド（20′）の移動量は、Ｘ軸側のリニ
アエンコーダ（21）により検出される。

次いで、再びＹ軸方向のリニアモーター（７）を起動し
て、テーブル（４）を駆動し、ガラス乾板（６）の隣接
領域について露光走査を行ない、順次これを反復して、
所望の画像パターンの全面を記録する。なお、露光ヘッ
ド（20′）をＸ軸方向に所要距離移動させた後、次のテ
ーブル（４）の１行程分の露光領域に画像データがない
場合には、テーブル（４）を駆動することなく、露光ヘ
ッド（20′）を次の露光領域に移動させるように制御し
て、トータルの描画時間の短縮を図る。

なお、前述の自動焦点調節装置を作動させる際には、描
画開始に先立って、昇降板（61）の位置を光ビームの合
焦位置よりも高い待機位置に上昇させておき、下降させ
て合焦位置で停止するように制御することが望ましい。
通常の顕微鏡における焦点合わせでは、対物レンズが被
検視物（プレパラート）に接触して損傷することを避け
るために、このやりかたとは逆に、まず、鏡筒を下降さ
せて対物レンズをプレパラートに接近させておき、上昇
させながら合焦状態を得るようにしているが、本発明の
描画装置でこのような手法をとると、ガラス乾板の裏面
で反射した光ビームの方が表面反射ビームよりも先に検
知され、所要の焦点調節には不都合となるからである。

以上、詳述したように、本発明の描画露光装置は、光ス
ポツト列により走査露光を描画露光装置において、主走
査方向に直角な複数群の光スポツト列を走査方向に前後
させて、かつ、各群の光スポット列の相対的位相を副走
査方向に順次ずらせて配置することにより、実質的に走
査線ピッチを密にして、高速度、かつ、高速度で複製画
像を記録することができる。

なお、上述説明は、図示実施例い基づいて記載したが、
本発明は上記内容に限定されるものではなく、各種の応
用変形を含むものである。

たとえば、上述実施例では、１個の光源が射出する光ビ
ームをビームスプリツタで分岐して、複数組のビームエ
キスパンダやAOMに入射させているが、併設した複数個
の光源からそれぞれ１本ずつ射出する光ビームを適用し
てもよい。

また、上記実施例では、２組のAOMにより２群の光ビー
ムを変調し、それらの光ビームを合成光学系により所要
の位置関係に配列する場合について示したが、光ビーム
群数（露光面に投射される光スポット列の数）は、２つ
のみに限定されるものではなく、必要に応じて３群以上
の光ビームを適用し、記録走査線密度をさらに高くし
て、より高品質の複製画像を記録できるようにすること
も可能である。その場合は、AOM等を所要組数増設する
とともに、第３図示の光ビーム群を合成する光学系を、
所要段数増設して、順次合成するようにすればよい。

なお、上述説明では、感光材料として寸法的に安定性の
高いガラス乾板を適用する場合を主体として記載した
が、本発明装置は、ガラス乾板の他、前述した写真フイ
ルムを適用できることは云うまでもなく、また、金属板
やプリント配線基板等にフォトレジストをコーティング
した感光材料に描画することも可能であり、ガラス乾板
のみに限定されるものではない。

また、上述実施例では、テーブル（４）や露光ヘッド
（20′）をエアベアリングを介してガイドレールに支承
するようにしてあるが、通常のベアリングでもよいこと
は云うまでもない。

〔発明の効果〕

（１）並列した複数本の光ビームにより、線順次に走査
露光をするため、ベクトル型描画装置に比して、高速度
の描画が可能である。

（２）複数群の走査用光スポット列を、走査線に交差す
る方向に位相をずらせて配列することにより、走査線ピ
ッチを実質的に高密度として、高精度の複製画像を記録
することができる。

（３）先行側と後続側との光スポット列の、走査時期の
ずれの補正は、後続側を一括的に遅延させればよいた
め、制御が容易である。

（４）自動焦点調節装置を付設してあるため、ガラス乾
板等の感光材料の表面に波打ち等の不整があつても、走
査用光スポットを常に鮮鋭に焦点を結ばせることがで
き、高品質の複製画像を記録することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例装置の構成を示す斜視図、
第２図は同装置の光学系の配置を示す斜視図、第３図は
光ビーム群を合成する光学系を示す斜視図、第４図は２
群の光ビームの位置関係を模式的に示した図、第５図は
走査露光用の光スポット列を示す概略図、第６図は本発
明装置により記録される画像の状態を示す模式図、第７
図は１列のみの光スポット列で記録される画像の状態を
示す模式図、第８図は自動焦点調節装置の立面図、第９
図は自動焦点調節装置の光電素子を示す概略図、第10図
は自動焦点調節制御回路のブロツク図、第11図は本発明
における自動焦点装置の光路を示す模式図、第12図はガ
ラス乾板における裏面反射光路を示す模式図、第13図は
第１図示装置の制御手段を示すブロック図である。 （１）……フレーム、（２）……ベース板、 （３）……ガイドレール、（４）……テーブル、 （５）……真空吸着孔、 （６）……感光材料（ガラス乾板） （７）……リニアモーター・コイル （８）（９）……エンコーダ用リニアスケール、 （10）……光電センサー、（11）（12）……支台、 （13）（14）……ガイドレール、（15）……ネジ軸、 （17）……サーボモーター、（18）……摺動ベース、 （19）……光源部、（20）……光学系部、 （20′）……露光ヘツド、（21）……リニアスケール、 （22）……レーザ光源、（25）……ビームスプリツタ、 （27A）（27B）……ビームエキスパンダ、 （28A）（28B）……多チャンネル型AOM、 （29A）（29B）……アパーチャ板、 （30A）（30B）……ミラー、（31）……三角柱ミラー、 （32）……ミラー、（33）（34）……レンズ、 （35）……ズームレンズ、（36）……露光用光点群、 （37）……光源、（38）（40）……ミラー、 （39）……レンズ、（41）……光電素子 （41S）……スリット板、（44）……摺動台、 （45）……ベース、（46）……スプリング、 （48）……ネジ軸、（52）……光スポット、 （60）……座板、（61）……昇降板、 （62）（63）……ガイド、（64）……縮小光学系、 （67）……スプリング、（68）……ナツト、 （69）……ネジ軸、（72）……DCモーター、 （80）……タコジェネレータ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/107 1/23 １０３ Ｚ 9186−5Ｃ (72)発明者 和田 康之 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内 (72)発明者 玉置 英一 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主走査方向のガイドレールに摺動可能に支
   承され、その上面に感光材料を保持するテーブルと、 複数本の光ビームを、直線状に列設した光ビーム群同士
   を所要の間隔で、かつ、各光ビームの副走査方向の位置
   が光ビーム群ごとに順次P/N（ただし、P:光ビームの列
   設ピッチ、N:光ビーム群の数）ずつ、位相をずらせて配
   置した複数の光ビーム群によつて、前記テーブルに保持
   した感光材料面に光スポット群として投射結像する露光
   光学系を内臓し、かつ、前記テーブルの移動方向に直角
   な副走査方向のガイドレールに摺動可能に支承された露
   光ヘツドと、 前記露光ヘッドに付設された、前記感光材料面の位置の
   変化に検出して、前記露光光学系の位置を光軸方向に調
   節する自動焦点調節手段と、 前記テーブル及び前記露光ヘツドの移動にともなつて、
   それらの位置を検出する位置検出手段と、 前記テーブル及び前記露光ヘッドの位置に対応して、記
   録すべき画像に基づいて、前記光ビーム変調手段を制御
   する制御手段とよりなる描画露光装置。