JP2005106992A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の搬送経路に沿って記録媒体をスムーズに移動させつつ、その記録媒体に画像を形成する画像形成処理を効率よく行えるようにすることにより、画像が形成された記録媒体の製造効率を向上させた画像形成装置を得ることを課題とする。
【解決手段】レーザー露光装置１０は、３つのステージ部材２０Ａ〜Ｃと、露光ヘッド１００及び画像位置検出装置１８０の下方を、基板取出位置から基板搭載位置へステージ部材２０を移動させる上下循環手段と、ステージ部材２０に基板を空気吸引で吸着させる吸着手段とを備える。上下循環手段は、ステージ部材２０の背面側に設けられたリニアモータマグネット３６と、装置本体側に複数配設され、リニアモータマグネット３６に浮上力及び推進力を与えるリニアモータ駆動コイル４８とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント配線基板等の露光対象物のアライメントのための計測を行い、この計測結果に基づいて、露光対象物の描画領域をレーザビーム等により露光してその描画領域に画像を形成する露光装置等の画像形成装置に関する。

従来、例えばプリント配線基板等に配線パターンを形成するための画像形成装置としてのレーザー露光装置は、画像露光の対象となるプリント配線基板を搬送用ステージ部材に載置し（以下、「ロード」という場合がある）、そのステージ部材を副走査方向へ所定の速度で移動させつつ、所定の読取位置において、ステージ部材上に載置されたプリント配線基板の四隅に設けられた位置合わせ孔（アライメントマーク）をＣＣＤカメラにより撮像するようになっている。そして、その撮像によって得られたプリント配線基板の位置に合わせて、描画座標系中の描画対象領域を座標変換することにより、画像情報に対するアライメント処理を実行するように構成されている。

そして更に、所定の露光位置において、画像情報に基づいて変調され、ポリゴンミラーにより主走査方向へ偏向されたレーザービームがプリント配線基板上に形成された感光性塗膜を走査、露光することにより、画像情報に基づく露光処理、即ちプリント配線基板における所定の領域（描画領域）に配線パターンに対応する画像（潜像）を形成するように構成されている。なお、画像（潜像）が形成されたプリント配線基板は、ステージ部材から取り出され（以下、「アンロード」という場合がある）、プリント配線基板が取り除かれたステージ部材は、初期位置に復帰移動（水平移動）して、次のプリント配線基板を露光する工程に移行するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３８４３２公報

しかしながら、このような方式のレーザー露光装置では、露光済みのプリント配線基板のステージ部材からの取り出し（アンロード）工程、ステージ部材の初期位置への復帰移動工程、未露光プリント配線基板のステージ部材への載置（ロード）工程、読取位置までのステージ部材の移動工程を順にしている間は、プリント配線基板に対して露光処理が行われない。つまり、プリント配線基板への露光処理は、上記工程分の時間を空けて間欠的に行われていたため、製造効率が良好ではなかった。そのため、従来から製造効率を向上させることが課題となっていた。

そこで、本発明は、所定の搬送経路に沿って記録媒体をスムーズに移動させつつ、その記録媒体に画像を形成する画像形成処理を効率よく行えるようにすることにより、画像が形成された記録媒体の製造効率を向上させた画像形成装置を提供することを課題とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、搭載位置で記録媒体をステージ部材へ搭載して、該ステージ部材を画像形成部へ通過させつつ、該記録媒体に画像を形成し、画像が形成された記録媒体を取出位置で該ステージ部材から取り出す画像形成装置であって、３つ以上の前記ステージ部材と、前記画像形成部と異なる移動経路を前記取出位置から前記搭載位置へ前記ステージ部材を移動させる循環手段と、前記ステージ部材に前記記録媒体を固定させる固定手段と、を備え、前記循環手段は、前記ステージ部材の背面側に設けられたリニアモータマグネットと、装置本体側に複数配設され、前記リニアモータマグネットに推進力を与えるリニアモータ駆動コイルと、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、循環手段により、３つ以上のステージ部材のうち、１つのステージ部材に搭載された記録媒体が画像形成部で画像形成されている間に、他のステージ部材が、画像位置検出部を通過したり、画像形成部と異なる移動経路を取出位置から搭載位置へ移動したりする。つまり、１つのステージ部材に搭載された記録媒体に画像を形成している間に、他のステージ部材について画像形成のための準備を行うことができるので、連続して画像形成処理を実行することができる。したがって、従来の画像形成装置のように、１つのステージ部材が同一面上を往復移動して画像形成する構成に比べ、画像形成処理効率を格段に向上させることができる。

また、リニア駆動させる際に電流を流す必要があるリニアモータ駆動コイルが装置本体側に設けられているので、リニアモータの電気配線をステージ部材に接続する必要がない。これにより、ステージ部材を循環させる際に配線の切替動作を行わなくて済み、ステージ部材の循環移動を著しくスムーズに行うことができる。

ここで、画像位置検出部は搬送方向に対する記録媒体の傾き等を計測しており、画像形成装置は、画像位置検出部の計測結果に基づいて基準露光パターンと記録媒体位置とのずれ量を算出し、記録媒体の移動量の補正と露光パターンの補正とを行った上で露光をすることが多い。従って、正確な計測を行うためには、画像位置検出部が、記録媒体の複数点、更には多数点の基準位置を計測することが好ましい。

また、請求項２に記載の発明は、前記ステージ部材にリニアスケールを設け、装置本体側に、前記リニアスケールの移動距離を測定する測定手段を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、このように、リニアスケールの移動速度を測定する測定手段を装置本体側に設けているので、測定手段に接続する配線をステージ部材に接続しなくて済み、ステージ部材の循環移動を更にスムーズに行うことができる。

請求項３に記載の発明は、搭載位置で記録媒体をステージ部材へ搭載して、該ステージ部材を画像位置検出部、画像形成部へ通過させつつ、該記録媒体に画像を形成し、画像が形成された記録媒体を取出位置で該ステージ部材から取り出す画像形成装置であって、３つ以上の前記ステージ部材と、前記画像形成部と異なる移動経路を前記取出位置から前記搭載位置へ前記ステージ部材を移動させる循環手段と、前記ステージ部材に前記記録媒体を空気吸引で吸着させる吸着手段と、を備え、前記吸着手段は、前記ステージ部材への接続、非接続の切替が自在な空気吸引ラインと、前記空気吸引ラインの空気吸引口を前記ステージ部材の移動に合わせて移動させる空気吸引口移動手段と、を前記ステージ部材と同数備えたことを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明と同様、画像形成処理効率を格段に向上させることができる。また、基板を吸着させる必要があるとき以外には被取付部をステージ部材から取外してステージ部材を移動させることを、個々のステージ部材について行うことができ、ステージ部材の循環移動をスムーズに行い易い。

なお、請求項２に記載の発明で請求項３に記載の発明の構成要件を備えていてもよい、すなわち、請求項２に記載の発明で、吸着手段が、ステージ部材に着脱自在な被取付部を有する空気吸引ラインと、この被取付部をステージ部材の移動に合わせて移動させる被取付部移動手段と、をステージ部材と同数備えていてもよい。これにより、ステージ部材に配線やチューブ等を全く接続しなくて済む。

請求項４に記載の発明は、前記空気吸引口移動手段は、前記空気吸引口を有する空気吸引ライン先端部がそれぞれ取付けられた搬送ベルトを前記ステージ部材と同数本備えたことを特徴とする。

これにより、被取付部の移動を簡素な機構で行うことができる。

本発明によれば、所定の搬送経路に沿って記録媒体をスムーズに移動させつつ、その記録媒体に画像を形成する画像形成処理を効率よく行うことができ、画像が形成された記録媒体の製造効率の向上が図れる画像形成装置が実現される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザー露光装置を正面側から見た概略斜視図であり、図２は同じく側面側から見た概略斜視図である。本発明に係るレーザー露光装置１０は、プリント配線基板の材料となるプレート状の基板材料２００を、所定の速度で搬送しながら、画像情報により変調されたレーザービームによって露光し、その基板材料２００に、配線パターンに対応する画像（潜像）を形成するものである。そこで、説明の便宜上、図１、図２の矢印Ｘで表す方向を基板材料２００の「搬送方向」とし、それを基準に「上流側」及び「下流側」の表現をする。また、それとは反対方向を基板材料２００の「復帰方向」とする。更に、矢印Ｘと直交する方向を矢印Ｙで表し、レーザー露光装置１０における「幅方向」とする。

［露光装置の概要］
まず、最初に、本発明に係るレーザー露光装置１０の概要を説明する。図２及び図３で示すように、レーザー露光装置１０は、基板材料２００を表面（上面）に吸着して保持しながら搬送方向へ移動する所定厚さの略矩形平板状ステージ部材２０を３基以上（図示のものは３基）備えている。なお、３基のステージ部材２０は、共に同じ構成であるため、以下、１つをステージ部材２０Ａ、別の１つをステージ部材２０Ｂ、残りの１つをステージ部材２０Ｃとして説明する場合がある。また、基板材料２００も、ステージ部材２０Ａ上に吸着保持されているものを基板材料２００Ａ、ステージ部材２０Ｂ上に吸着保持されているものを基板材料２００Ｂ、ステージ部材２０Ｃ上に吸着保持されているものを基板材料２００Ｃ等として説明する場合がある。

これら３基のステージ部材２０は、搬送方向に移動し、所定の位置（後述する第２昇降台８４Ａ上）で停止した後、下降し、復帰方向に移動する。そして、所定の位置（後述する第１昇降台８２Ａ上）で停止した後、上昇し、再度搬送方向へ移動するように構成されている。つまり、３基のステージ部材２０は、それぞれ上下に移動して搬送方向及び復帰方向へ移動するという上下循環移動が可能となるように構成されており、上部の搬送経路を移動するときに、吸着保持した基板材料２００が露光され、その基板材料２００が取り除かれた後、下部の復帰経路を移動して元の初期位置（基板材料２００がロードされる搭載位置）に復帰するようになっている。

ステージ部材２０の移動経路（搬送経路及び復帰経路）の下方には基台３０が配置され、基台３０を構成する定盤部３１には、ステージ部材２０の移動経路を跨ぐように正面視略逆「凹」形状の２個のゲート１６、１８が所定間隔を隔てて（ステージ部材２０の搬送方向に沿った長さ以上離れて）並設されている。

ゲート１６、１８の両下部は、それぞれ定盤部３１の上面に固定されており、下流側のゲート１６の上部には複数個の露光ヘッド１００が取り付けられ、上流側のゲート１８の上部には画像位置検出装置１８０を構成するＣＣＤカメラユニット１８２（以下、単にＣＣＤカメラ１８２という）が取り付けられている。ＣＣＤカメラ１８２は、ゲート１８の搬送方向上流側に４本、下流側に４本、配置された合計８本のＣＣＤカメラによって構成されており、このように、搬送方向での位置を異ならせて千鳥状に多数台設けることによって正確な計測ができるようになっている。なお、搬送方向に沿って移動可能な計測用の移動機構を設け、この移動機構にＣＣＤカメラを搭載してもよい。

露光ヘッド１００は、ゲート１６（画像形成部）を通過する基板材料２００に向かってレーザービームＢ（図１５参照）を照射できるように下向き状態で固定されており、ＣＣＤカメラ１８２も、ゲート１８（画像位置検出部）を通過する基板材料２００の位置（描画領域）検出用のアライメントマーク（図示省略）を撮像できるように下向き状態で固定されている。

したがって、このレーザー露光装置１０は、主に次のように動作する。まず、基板材料２００Ａは、ステージ部材２０Ａに吸着保持された状態で搬送されながら、ＣＣＤカメラ１８２によりアライメントマークが撮像されて、その位置（描画領域）が検出される。そして、その検出結果に基づいて、所定の描画領域が露光ヘッド１００により露光される。露光が終了すると、基板材料（プリント配線基板）２００Ａは、ステージ部材２０Ａ上からアンロードされる。一方、このとき、すでにステージ部材２０Ｂは、次の基板材料２００Ｂを吸着保持した状態で搬送され、ＣＣＤカメラ１８２により位置検出されて露光が開始されている。また、ステージ部材２０Ｃも、更に次の基板材料２００Ｃを吸着保持し、ＣＣＤカメラ１８２による位置検出への搬送待機状態とされている。

すなわち、先に基板材料（プリント配線基板）がアンロードされたステージ部材２０Ｂは、ステージ部材２０Ａ上の基板材料２００Ａが露光されている間に、そのステージ部材２０Ａの下方を通って初期位置（搭載位置）に復帰移動し、次の基板材料２００Ｂがロードされて、ＣＣＤカメラ１８２により位置検出される工程まで進むように構成されている。そして、次に基板材料（プリント配線基板）がアンロードされたステージ部材２０Ｃも、ステージ部材２０Ａ上の基板材料２００Ａが露光されている間に、そのステージ部材２０Ａの下方を通って初期位置（搭載位置）に復帰移動し、更に次の基板材料２００Ｃがロードされる工程まで進むように構成されている。

このように、レーザー露光装置１０は、各ステージ部材２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが上下に循環移動することにより、基板材料２００の位置検出及び露光が順次絶え間なく行われる構成になっており、これによって露光ヘッド１００の稼働率、即ちプリント配線基板の製造効率が向上されるようになっている。以上がレーザー露光装置１０の概要であり、以下、各部の構成について詳細に説明する。

［露光ヘッドの構成］
まず、図６〜図１８を基に露光ヘッド１００の構成について詳細に説明する。上記したように、露光ヘッド１００は、レーザー露光装置１０の幅方向に架設されたゲート１６の上部に垂設され、その真下の露光位置をステージ部材２０に吸着保持されて搬送されて来た基板材料２００が通過するときに、その基板材料２００の被露光面２０２に対して、上方から画像情報に基づいて変調されたレーザービームＢを照射して露光し、その被露光面２０２にプリント配線基板の配線パターンに対応する画像（潜像）を形成するようになっている。

ここで、基板材料２００の上面部は、感光材料により薄膜状の感光性塗膜が成膜された被露光面２０２となっており、被露光面２０２は潜像（画像）形成後に、現像、エッチング等の所定の処理を受けることにより、潜像に対応する配線パターンが形成されるようになっている。なお、感光性塗膜は、基板材料２００に液状の感光材料を塗布して乾燥硬化させるか、予めフィルム状に成膜された感光材料をラミネートすることによって形成される。

露光ヘッド１００は、図６、図７で示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に複数（例えば１４個）配列されて構成されており、図示のものは、基板材料２００の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１００が配置されている。なお、以下、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１００mnと表記する。

露光ヘッド１００による露光エリア１０２は、搬送方向が短辺となる矩形状とされている。したがって、ステージ部材２０が搬送方向へ移動することにより（露光ヘッド１００が相対的に搬送方向へ移動することにより）、基板材料２００における被露光面２０２上の描画領域２０４には露光ヘッド１００毎に帯状の露光済み領域２０６が順次形成される。なお、以下、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッド１００による露光エリア１０２を示す場合は、露光エリア１０２mnと表記する。

また、図７で示すように、帯状の露光済み領域２０６が副走査方向と直交する方向（主走査方向）に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド１００は、それぞれ配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施形態では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１０２11と露光エリア１０２12との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１０２21と３行目の露光エリア１０２31とにより露光することができる。

各露光ヘッド１００11〜１００mnは、図８で示すように、入射された光ビームを画像情報に応じて各画素毎に変調する空間光変調素子としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、「ＤＭＤ」という）１０６を備えている。ＤＭＤ１０６は、図示するように、ＳＲＡＭセル（メモリーセル）１０８上に、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば６００個×８００個）の微小ミラー（以下、「マイクロミラー」という）１１０が格子状に配列されて一体的に構成されたミラーデバイスであり、マイクロミラー１１０の表面には、反射率が９０％以上となるように、アルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。そして、各マイクロミラー１１０は、ヒンジ及びヨークを含む支柱（図示省略）によって支持されている。

したがって、ＤＭＤ１０６のＳＲＡＭセル１０８にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー１１０が、対角線を中心としてＤＭＤ１０６が配置された基部側に対して±α°（例えば±１０°）の範囲で傾けられる。つまり、画像信号に応じてＤＭＤ１０６のマイクロミラー１１０の傾きが制御されることにより、ＤＭＤ１０６に入射された光がそれぞれのマイクロミラー１１０の傾き方向へ反射される。ちなみに、図９（Ａ）はマイクロミラー１１０がＯＮ状態である＋α°に傾いた状態を示し、図９（Ｂ）はマイクロミラー１１０がＯＦＦ状態である−α°に傾いた状態を示している。また、ＯＦＦ状態のマイクロミラー１１０により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示省略）が配置されている。

また、ＤＭＤ１０６は、上記したように、マイクロミラー１１０を多数個（例えば８００個）長手方向に配列してなるマイクロミラー列が、多数組（例えば６００組）短手方向に配列されて構成されているが、更にその短手方向の辺（短辺）が搬送方向と所定角度θ（例えば１°〜５°）をなすように、僅かに傾斜させられて配置されている。図１０（Ａ）はＤＭＤ１０６を傾斜させない場合の各マイクロミラー１１０による反射光像（露光ビーム）１０４の走査軌跡を示し、図１０（Ｂ）はＤＭＤ１０６を所定角度θ傾斜させた場合の反射光像（露光ビーム）１０４の走査軌跡を示している。このように、ＤＭＤ１０６を傾斜させると、各マイクロミラー１１０による露光ビームの走査軌跡（走査線）のピッチＰ2が、ＤＭＤ１０６を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ1より狭くすることができるので、解像度を大幅に向上させることができる。

そして更に、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになるため、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。したがって、主走査方向に配列された複数の露光ヘッド１００間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。なお、ＤＭＤ１０６の傾斜角度θは微小であるので、ＤＭＤ１０６を傾斜させた場合の走査幅Ｗ2と、ＤＭＤ１０６を傾斜させない場合の走査幅Ｗ1とは略同一である。また、ＤＭＤ１０６を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を搬送方向と直交する方向に所定間隔ずらした千鳥状に配置しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、露光ヘッド１００を駆動制御する制御装置（図示省略）には、図示しない画像情報処理部とミラー駆動制御部とが組み込まれている。画像情報処理部では、レーザー露光装置１０全体を制御するコントローラー（図示省略）から入力された配線パターンに対応する画像情報に基づいて、各露光ヘッド１００毎にＤＭＤ１０６の制御すべき領域内の各マイクロミラー１１０を駆動制御する制御信号を生成する。そして、ミラー駆動制御部では、画像情報処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１００毎にＤＭＤ１０６の各マイクロミラー１１０の角度をＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御するようになっている。

また、図１１で示すように、ＤＭＤ１０６の光入射側には、光ファイバーの出射端部（発光点）が露光エリア１０２の長辺方向と対応する方向に沿って１列に配列されたレーザー出射部１１４を備えたファイバーアレイ光源１１２と、ファイバーアレイ光源１１２から出射されたレーザー光を補正してＤＭＤ１０６上に集光させるレンズ系１２０と、レンズ系１２０を透過したレーザー光をＤＭＤ１０６に向けて反射するミラー１１６とが順に配置されている。そして、ＤＭＤ１０６の光反射側には、ＤＭＤ１０６で反射されたレーザー光を基板材料２００の被露光面２０２上に結像するレンズ系１２２、１２４が、ＤＭＤ１０６と被露光面２０２とが共役な関係となるように配置されている。

レンズ系１２０は、図１２で示すように、ファイバーアレイ光源１１２から出射されたレーザー光を平行光化する１対の組合わせレンズ１２６と、平行光化されたレーザー光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合わせレンズ１２８と、光量分布が補正されたレーザー光をＤＭＤ１０６上に集光する集光レンズ１１８とで構成されている。組合わせレンズ１２８は、レーザー出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ、光軸から離れた部分は光束を縮め、更に、この配列方向と直交する方向に対しては、光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザー光を補正するようになっている。

また、ファイバーアレイ光源１１２は、図１３（Ａ）で示すように、複数（例えば６個）のレーザーモジュール１３０を備えており、各レーザーモジュール１３０には、マルチモード光ファイバー１３２の一端が結合されている。マルチモード光ファイバー１３２の他端には、コア径がマルチモード光ファイバー１３２と同一で、かつクラッド径がマルチモード光ファイバー１３２より小さい光ファイバー１３４が結合され、図１３（Ｃ）で示すように、光ファイバー１３４の出射端部（発光点）が搬送方向と直交する幅方向に沿って１列に配列されることによって、レーザー出射部１１４が構成されている。なお、図１３（Ｄ）で示すように、光ファイバー１３４の出射端部（発光点）を幅方向に沿って２列に配列することも可能である。

光ファイバー１３４の出射端部は、図１３（Ｂ）で示すように、表面が平坦な２枚の支持板１３６に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバー１３４の光出射側には、光ファイバー１３４の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板１３８が配置されている。保護板１３８は、光ファイバー１３４の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバー１３４の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバー１３４の出射端部は、光密度が高く、集塵しやすく、劣化しやすいが、保護板１３８を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止することができるとともに、劣化を遅らせることができる。

また、図１３（Ｂ）で示すように、クラッド径が小さい光ファイバー１３４の出射端を隙間なく１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバー１３２の間にマルチモード光ファイバー１３２を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバー１３２に結合された光ファイバー１３４の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバー１３２に結合された２本の光ファイバー１３４の出射端間に挟まれるように配列されている。これは、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバー１３２のレーザー光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバー１３４を同軸的に結合する、例えば光ファイバー１３４の入射端面を、マルチモード光ファイバー１３２の出射端面に、両方の中心軸が一致するように融着することにより得ることができる。

なお、マルチモード光ファイバー１３２及び光ファイバー１３４としては、ステップインデックス型光ファイバー、グレーテッドインデックス型光ファイバー、複合型光ファイバーの何れも使用可能であり、図１４で示すように、光ファイバー１３４のコア１３４Ａの径は、マルチモード光ファイバー１３２のコア１３２Ａの径と同じ大きさになっている。すなわち、光ファイバー１３４は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝２５μｍであり、マルチモード光ファイバー１３２は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝２５μｍである。そして、マルチモード光ファイバー１３２の入射端面コートの透過率が９９．５％以上になっている。

また、図示しないが、長さが短くてクラッド径が大きい光ファイバーに、クラッド径が小さい光ファイバーを融着させた短尺光ファイバーを、フェルールや光コネクター等を介してマルチモード光ファイバー１３２の出射端に結合してもよい。このように、光コネクター等を用いて、短尺光ファイバー（クラッド径が小さい光ファイバー）を、マルチモード光ファイバー１３２に着脱可能に構成すると、クラッド径が小さい光ファイバーが破損した場合等には、その部分の交換が容易にできるようになるので、露光ヘッド１００のメンテナンスに要するコストを低減することができる。なお、以下では、光ファイバー１３４を、マルチモード光ファイバー１３２の出射端部と称する場合がある。

レーザーモジュール１３０は、図１５で示す合波レーザー光源（ファイバー光源）によって構成されている。この合波レーザー光源は、ヒートブロック１４０上に配列固定された複数（例えば７個）のチップ状の横マルチモード、又はシングルモードのＵＶ系半導体レーザーＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４、ＬＤ５、ＬＤ６、ＬＤ７と、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメーターレンズ１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４と、１つの集光レンズ１５６と、１本のマルチモード光ファイバー１３２とで構成されている。つまり、コリメーターレンズ１４２〜１５４及び集光レンズ１５６によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバー１３２とによって合波光学系が構成されている。

したがって、露光ヘッド１００において、ファイバーアレイ光源１１２の合波レーザー光源を構成するＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射したレーザービームＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７の各々は、まず、対応するコリメーターレンズ１４２〜１５４によって平行光化される。そして、平行光化されたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、集光レンズ１５６によって集光され、マルチモード光ファイバー１３２のコア１３２Ａの入射端面に収束する。

マルチモード光ファイバー１３２のコア１３２Ａの入射端面に収束したレーザービームＢ１〜Ｂ７は、そのコア１３２Ａに入射して光ファイバー内を伝搬し、１本のレーザービームＢに合波される。ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長及び最大出力がすべて同じであり、このときの結合効率が、例えば８５％であるとすると、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が３０ｍＷの場合には、出力約１８０ｍＷ（＝３０ｍＷ×０．８５×７）の合波レーザービームＢを得ることができる。

こうして、マルチモード光ファイバー１３２の出射端部に結合された光ファイバー１３４から合波レーザービームＢが出射されるが、例えば図１１、図１３（Ｃ）で示すように、６本の光ファイバー１３４がアレイ状に配列された（高輝度の発光点が幅方向に沿って１列に配列された）レーザー出射部１１４の場合には、その出力は約１Ｗ（＝１８０ｍＷ×６）の高出力となる。なお、合波レーザー光源を構成するＵＶ系半導体レーザーの個数は７個に限定されるものではない。

また、以上のような合波レーザー光源（ＵＶ系半導体レーザー）は、図１６、図１７で示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ１６０内に収納されている。パッケージ１６０は、その開口を閉塞可能なパッケージ蓋１６２を備えており、脱気処理をした後に封止ガスを注入し、パッケージ１６０の開口をパッケージ蓋１６２で閉じることにより、パッケージ１６０とパッケージ蓋１６２とにより形成される閉空間（封止空間）内に、上記の合波レーザー光源が気密封止されるようになっている。

パッケージ１６０の底面にはベース板１６４が固定されており、このベース板１６４の上面には、ヒートブロック１４０と、集光レンズ１５６を保持する集光レンズホルダー１５８と、マルチモード光ファイバー１３２の入射端部を保持するファイバーホルダー１６６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバー１３２の出射端部は、パッケージ１６０の壁面に形成された開口からパッケージ１６０外に引き出されている。

また、ヒートブロック１４０の側面にはコリメーターレンズホルダー１６８が取り付けられており、コリメーターレンズ１４２〜１５４が保持されている。パッケージ１６０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線１７０がパッケージ１６０外に引き出されている。なお、図１６、図１７においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＵＶ系半導体レーザーのうち、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ７にのみ符号を付し、複数のコリメーターレンズのうち、コリメーターレンズ１５４にのみ符号を付している。

また、コリメーターレンズ１４２〜１５４の取り付け部分の正面形状を図１８で示す。コリメーターレンズ１４２〜１５４の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を、平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメーターレンズ１４２〜１５４は、例えば樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって得ることができる。そして、コリメーターレンズ１４２〜１５４は、長さ方向がＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図の左右方向）と直交するように、かつ発光点の配列方向に密接配置されている。

また、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々、例えば１０°、３０°の状態で各々レーザービームＢ１〜Ｂ７を発するレーザーが用いられている。これらＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。したがって、各発光点から発せられたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、細長形状の各コリメーターレンズ１４２〜１５４に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。

また、集光レンズ１５６は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメーターレンズ１４２〜１５４の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ１５６も、例えば樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより得ることができる。

［画像位置検出装置の構成］
次に、画像位置検出装置１８０について説明をする。画像位置検出装置１８０は、上記したように、レーザー露光装置１０の幅方向に架設されたゲート１８の上部で、かつ露光ヘッド１００よりも上流側に垂設されたＣＣＤカメラ１８２と、図示しないアライメント制御部を含んで構成されている。ＣＣＤカメラ１８２は、２次元ＣＣＤを撮像素子として備えるとともに、撮像時の光源として１回の発光時間が極めて短いストロボを備えており、このストロボの発光時のみ撮像が可能となるように、各ＣＣＤ素子の受光感度が設定されている。アライメント制御部は、ＣＣＤカメラ１８２からの画像信号を処理し、各ＣＣＤカメラ１８２により撮像されたアライメントマークの位置に対応する位置情報を上記コントローラーへ出力するようになっている。

一方、基板材料２００の被露光面２０２上には、予め配線パターンに対応する潜像が形成される描画領域２０４が設定されており、この描画領域２０４に対応するアライメントマーク（図示省略）が四隅に形成されている。そして、ＣＣＤカメラ１８２は、その真下の撮像位置（読取位置）を、ステージ部材２０に吸着保持されて所定の速度で搬送されて来る基板材料２００が通過する際に、所定のタイミングでストロボを発光させ、このストロボからの光の反射光を受光することにより、基板材料２００におけるアライメントマークを含む撮像範囲をそれぞれ撮像するようになっている。

アライメントマークは、基板材料２００の被露光面２０２に、円形の貫通孔又は凹部を設けることにより形成されており、これによって、ステージ部材２０上の基板材料２００の位置（描画領域）が検出されるようになっている。なお、ＣＣＤカメラは図示の台数に限定されるものではない。また、ＣＣＤカメラ１８２は、それぞれ基板材料２００の異なる領域を撮像範囲としている。このため、それぞれのＣＣＤカメラ１８２は、撮像対象となる基板材料２００に形成されたアライメントマークの位置等に応じて、その位置の調整が可能とされている。なお、アライメントマークは貫通孔や凹部ではなく、基板材料２００の被露光面２０２に予め形成されている配線パターンであるランド等を利用してもよい。

［ステージ部材及び上下循環手段の構成］
次に、ステージ部材２０及びその上下循環手段の構成について、図１〜図５を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、ステージ部材２０をステージ部材２０Ａ、ステージ部材２０Ｂ、ステージ部材２０Ｃと区別して説明する場合は、それに合わせて、両方において同等のものをＡ、Ｂ、Ｃの英字を付して区別する場合がある。上記したように、ステージ部材２０は所定厚さの略矩形平板状に形成され、その内部は空洞になっている。そして、その上面（表面）が基板材料２００を載置するための平面状の載置面（ステージ面）２１とされており、この載置面２１には、基板材料２００を負圧によって吸着するためのエアー吸引用の小孔２８が多数穿設されている。

主として図２に示すように、ステージ部材２０Ａ〜Ｃの側壁のうち一方の側には、略コの字状の真空パイプ３４Ａ〜Ｃと連結されるジョイント部２２Ａ〜Ｃがそれぞれ突設されている。ジョイント部２２Ａ〜Ｃには、真空パイプ３４Ａ〜Ｃがそれぞれ挿入されて連結される開口部２３Ａ〜Ｃが形成されており、真空パイプ３４Ａ〜Ｃが開口部２３Ａ〜Ｃにそれぞれ挿入されると真空パイプ３４Ａ〜Ｃとジョイント部２２Ａ〜Ｃとがそれぞれ連結されるようになっている。

このジョイント部２２には逆止弁が設けられている。また、ステージ部材２０の下面側で搬送方向両端側には、搬送方向と平行な摺動部２６がそれぞれ突設されており、その摺動部２６には断面視略逆「凹」形状のガイド溝２６Ａ（図５参照）が形成されている。

また、ステージ部材２０Ａ〜Ｃの下面側の搬送方向中央部には、リニアモータマグネット３６が設けられており（図５参照）、後述のリニアモータ駆動コイル４８から推進力がリニアモータマグネット３６に与えられるようになっている。

また、ステージ部材２０Ａ〜Ｃの側壁のうち他方の側にはリニアスケール３８が形成されており、後述のリニアスケール検知センサ５２がリニアスケール３８を検知してステージ部材２０Ａ〜Ｃの移動距離が測定されるようになっている。

一方、定盤部３１の上側の一方の側縁部には、搬送方向（復帰方向）と平行に、３本の搬送ベルト４０Ａ〜Ｃが配設されており、搬送ベルト４０Ａ〜Ｃには、それぞれ、空気吸引口４３Ａ〜Ｃが形成された空気吸引ブロック４２Ａ〜Ｃが取付けられている。空気吸引ブロック４２Ａ〜Ｃには、それぞれ、空気吸引するチューブ等（図示せず）が接続されている。

また、定盤部３１の搬送方向後端側及び搬送方向先端側には、それぞれロボットアーム４４、４６が設けられている。

搬送方向後端側に設けられたロボットアーム４４は、ステージ部材２０と空気吸引口４３とに真空パイプ３４を挿入するように制御される。すなわち、ステージ部材２０Ａと空気吸引口４３Ａとに真空パイプ３４Ａを、ステージ部材２０Ｂと空気吸引口４３Ｂとに真空パイプ３４Ｂを、ステージ部材２０Ｃと空気吸引口４３Ｃとに真空パイプ３４Ｃを、それぞれ上に持ち上げ、回転させて後、下降させて挿入するようになっている。

また、搬送方向先端側に設けられたロボットアーム４６は、ステージ部材２０と空気吸引口４３とから真空パイプ３４を引き抜くように制御される。すなわち、ステージ部材２０Ａと空気吸引口４３Ａとから真空パイプ３４Ａを、ステージ部材２０Ｂと空気吸引口４３Ｂとから真空パイプ３４Ｂを、ステージ部材２０Ｃと空気吸引口４３Ｃとから真空パイプ３４Ｃを、それぞれ上に持ち上げ、引抜き後回転させて、下降させて空気吸引ブロックに取付けるようになっている。

また、図４に示すように、後述のベルトコンベア５９は、防振部材１９２を介して支持されている。防振部材１９２は、振動を抑制できる弾性体のようなものであれば、どのようなものでもよく、例えば防振ゴム等が採用される。

支持部６２Ａ、６２Ｂ上には、それぞれ、１本のガイドレール部材が支持部６２Ａ、６２Ｂの長手方向（搬送方向）全長に亘って一体的に突設されており、２本のガイドレール部材によって一対の上部ガイドレール７０が形成されている。この上部ガイドレール７０には、ステージ部材２０の下面に突設された摺動部２６のガイド溝２６Ａ（図５参照）が摺動自在に嵌合されるようになっている。また、基台３０上で、かつ支持部６２の下方には支持部６２と同じ長さの設置台９０が配置されており、その設置台９０上に上部ガイドレール７０と同じ間隔（軌道幅）の一対の下部ガイドレール８０が一体的に、かつ全長に亘って突設されている。

したがって、少なくとも上部ガイドレール７０に沿って移動しているステージ部材２０に対して振動等が伝わり難い構成である。つまり、ベルトコンベア５９は防振部材１９２を介して支持されているので、ベルトコンベア５９からの振動が伝わり難く、更には、上部ガイドレール７０と下部ガイドレール８０とが上下に独立に設けられて兼用されていないため、例えば下部ガイドレール８０に沿って移動しているステージ部材２０Ｃが、上部ガイドレール７０に沿って移動しているステージ部材２０Ａ、２０Ｂに対して振動等を伝え難い。このため、基板材料２００のアライメント処理中において、位置ずれ（品質不良）が生じたり、露光処理中において、画質不良が生じることがない。

また、定盤部３１には、一対のガイドレール７０の間に搬送方向に沿って一定間隔で配置された複数のリニアモータ駆動コイル４８と、各リニアモータ駆動コイル４８毎に配置され、ステージ部材２０が到達することを検知する複数のステージ検知センサ５４と、が設けられており、リニアモータ駆動コイル４８によってリニアモータマグネット３６に移動力が加えられるようになっている。また、一対のガイドレール８０の間には、ステージ部材２０をガイドレール８０に沿って復帰方向へ搬送するためのベルトコンベア５９が設けられている。

このような構成で、ステージ部材２０を初期位置（搭載位置）へ、ある程度の高速で（１つのステージ部材が露光部を移動している間に、他のステージ部材が撮像位置（読取位置）や搭載位置（ロード位置）まで移動可能となるような速度、例えば秒速１ｍ程度で）復帰移動させることが可能になっている。

また、定盤部３１には、ステージ部材２０のリニアスケール３８を検知する複数のリニアスケール検知センサ５２が所定位置に設けられている。リニアスケール３８及びリニアスケール検知センサ５２は何れも市販のものである。

また、設置台９０の下流側と上流側には、それぞれステージ部材２０を昇降移動させる第１昇降機８２と第２昇降機８４が配設されている。これら第１昇降機８２及び第２昇降機８４は共に同じ構成であり、油圧等により所定高さ上下動する第１シリンダー８２Ｂ及び第２シリンダー８４Ｂをそれぞれ備えている。第１シリンダー８２Ｂ及び第２シリンダー８４Ｂの上部には、それぞれ搬送方向（復帰方向）に長い矩形平板状の第１昇降台８２Ａ及び第２昇降台８４Ａが一体的に水平に取り付けられており、その第１昇降台８２Ａ及び第２昇降台８４Ａ上には、下部ガイドレール８０と同じ間隔（軌道幅）の一対の第１切替レール８６及び第２切替レール８８がそれぞれ突設されている。

また、第１昇降台８２Ａには、ステージ部材２０の下面側に当接してステージ部材２０の送出し及び送入れを行うベルトコンベア５５が設けられている。このベルトコンベア５５は、一対の第１切替レール８６の間に配置されている。

同様に、第２昇降台８４Ａには、ステージ部材２０の下面側に当接してステージ部材２０の送出し及び送入れを行うベルトコンベア５７が設けられている。このベルトコンベア５７は、一対の第２切替レール８８の間に配置されている。

また、第１昇降台８２Ａ及び第２昇降台８４Ａの搬送方向の長さは、基板材料２００の搬送方向の長さと、第１切替レール８６及び第２切替レール８８が、第１昇降台８２Ａ及び第２昇降台８４Ａが上昇したときには上部ガイドレール７０と連続し、下降したときには下部ガイドレール８０と連続するように、即ち各レールが一体的に繋がるようにすることを考慮して決められる。このように、第１切替レール８６及び第２切替レール８８が、上部ガイドレール７０及び下部ガイドレール８０と連続する（一体的に繋がる）ようになっていると、ステージ部材２０の上部ガイドレール７０及び下部ガイドレール８０への受け渡し（移動）が容易かつスムーズにできる。

なお、これら第１昇降機８２及び第２昇降機８４も防振部材を介して設置台等に設置されることが望ましい。このような構成にすると、第１昇降台８２Ａ及び第２昇降台８４Ａが昇降移動するときの振動を抑制することができ、上部ガイドレール７０に沿って移動しているステージ部材２０に対し、振動を伝わり難くできる。

［露光装置の動作］
以上のような構成のレーザー露光装置１０において、次にその一連の動作を、図１９〜図２２を適宜参照しながら説明する。

レーザー露光装置１０のスイッチをＯＮにすると、まず、図１９（Ａ）に示すように、第１昇降台８２Ａが、ステージ部材２０Ａを載せた状態で第１シリンダー８２Ｂによって上昇位置に待機する。このとき、ステージ部材２０Ａは、第１切替レール８６にガイド溝２６Ａを介して支持されており、第１切替レール８６は上部ガイドレール７０と一体的に繋げられている。すなわち、第１切替レール８８の搬送方向側の端面と、上部ガイドレール７０の復帰方向側の端面とが略隙間なく正対しており、基板ロード位置に待機している。

また、空気吸引ブロック４２Ａは復帰方向側に位置しており、空気吸引口４３Ａがジョイント部２２Ａの開口部２３Ａの隣に位置している。

そして、ロボットアーム４４は、真空パイプ３４Ａを把持し、空気吸引口４３Ａ及び開口部２３Ａに挿入する。この結果、ステージ部材２０Ａの載置面２１Ａに穿設された多数の小孔２８Ａからエアーが吸引される。

次に、図示しないローダー（基板供給装置）によって、ステージ部材２０Ａの載置面２１Ａ上へ基板材料２００Ａが載置され、小孔２８Ａからのエアー吸引により載置面２１Ａに吸着、保持される。

更に、搬送制御部からの駆動パルス信号によりリニアモータ駆動コイル４８に電流が流れ、リニアモータマグネット３６に移動力が発生する。この結果、図１９（Ｂ）に示すように、ステージ部材２０Ａが第１切替レール８６から上部ガイドレール７０へスムーズに乗り移りつつ搬送方向へ所定の速度で移動する。また、これと併行してステージ部材２０Ｂが復帰方向へ移動し、また、第２昇降台８４Ａが下降してステージ部材２０Ｃを下降させる。

ステージ部材２０Ａが移動する際、複数のステージ検知センサ５４からの検知信号を受け、搬送制御部は、電流を流して励磁するリニアモータ駆動コイル４８を順次切り替えていく。また、リニアスケール検知センサ５２から検知信号が搬送制御部へ送られ、搬送制御部は、ステージ部材２０Ａの移動距離を算出する。これにより、ＣＣＤカメラ１８２の真下にまで高速で移動させて停止させることができ、この移動にかかるステージ移動時間を大幅に短縮することができる。以下、このようにしてＣＣＤカメラ１８２の真下等の頭出し位置にまでステージ部材２０を高速で移動させることを頭出し移動という。

ＣＣＤカメラ１８２の真下にまで到達したステージ部材２０Ａは、比較的遅い移動速度で移動し、ＣＣＤカメラ１８２によって、基板材料２００Ａの四隅に設けられたアライメントマークが撮像され、基板材料２００Ａの描画領域２０４の位置が検出されると共に、基板材料２００Ａの搬送方向に対する傾きが正確に計測され、計測データがコントローラーに伝達される。以下、ＣＣＤカメラ１８２によってアライメントマークが撮像されるようにステージ部材２０を移動させることを計測移動という。

基板材料２００Ａの描画領域２０４の位置を検出する際、基板材料２００ＡのアライメントマークがＣＣＤカメラ１８２の撮像位置（読取位置）に達したら、ストロボを発光させ、ＣＣＤカメラ１８２によって被露光面２０２におけるアライメントマークを含む撮像領域を撮像する。このとき、ＣＣＤカメラ１８２により得られた撮像情報はアライメント制御部へ出力される。アライメント制御部は、撮像情報をアライメントマークの走査方向及び幅方向に沿った位置に対応する位置情報に変換し、この位置情報をコントローラーへ出力する。

コントローラーは、アライメント制御部からのアライメントマークの位置情報に基づき、描画領域２０４に対応して設けられたアライメントマークの位置を判断し、このアライメントマークの位置から、描画領域２０４の走査方向及び幅方向に沿った位置と、描画領域２０４の走査方向に対する傾き量をそれぞれ判断する。つまり、コントローラーは、ステージ部材２０Ａ上の基板材料２００Ａの位置を判断するとともに、画像情報に基づいて、基板材料２００Ａにおける各アライメントマークの位置を判断し、その描画領域２０４を判断する。

そして、コントローラーは、描画領域２０４の走査方向に沿った位置に基づいて描画領域２０４に対する露光開始のタイミングを算出するとともに、描画領域２０４の幅方向に沿った位置及び走査方向に対する傾き量に基づいて、配線パターンに対応する画像情報に対する変換処理を実行し、変換処理した画像情報をフレームメモリー内に格納する。ここで、変換処理の内容としては、座標原点を中心として画像情報を回転させる座標変換処理、幅方向に対応する座標軸に沿って画像情報を平行移動させる座標変換処理が含まれる。更に必要に応じて、コントローラーは、描画領域２０４の幅方向及び走査方向に沿った伸長量及び縮長量に対応させて画像情報を伸長又は縮長させる変換処理を実行する。

このようにして得られた変換処理後の画像情報及び描画領域２０４の位置情報は、ステージ部材２０Ａに関連付けられてコントローラーのフレームメモリー内に一時記憶され、基板材料２００Ａがステージ部材２０Ａ上から（レーザー露光装置１０から）次の工程へ搬送するための図示しない搬送装置へ送り出された後に、フレームメモリー内から消去される。

一方、第１昇降台８２Ａの第１切替レール８６からステージ部材２０Ａのガイド溝２６Ａが外れたら、第１昇降台８２Ａは第１シリンダー８２Ｂによって下降する。そして、所定の速度（１ｍ／ｓ）で復帰搬送移動してきたステージ部材２０Ｂが第１昇降台８２Ａ上へ移動する。すなわち、下部ガイドレール８０上から第１昇降台８２Ａ上に乗り移るとともに、所定の位置で停止させられる。

ステージ部材２０Ｂが第１昇降台８２Ａ上に完全に乗り移ったら、第１シリンダー８２Ｂによって第１昇降台８２Ａを上昇させ、第１切替レール８６の高さガイドレール７０と同じ高さにする。そして、上記と同様にして、真空パイプ３４Ｂを空気吸引口４３Ｂと開口部２３Ｂとに挿入することにより、空気吸引ブロック４２Ｂとジョイント部２２Ｂとを連結する。更に、次の基板材料２００Ｂを、そのステージ部材２０Ｂの載置面２１Ｂ上に載置し、負圧によって小孔２８Ｂからエアーが吸引されていることによる作用で、その載置面２１Ｂ上に吸着保持させる。

こうして、ステージ部材２０Ｂ上に基板材料２００Ｂが吸着保持されたら、ベルトコンベア５５を駆動させて、ステージ部材２０Ｂを搬送方向へ（第１切替レール８６から上部ガイドレール７０へ）所定の速度で移動させ、基板材料２００ＢのアライメントマークをＣＣＤカメラ１８２によって撮像する。

さて、アライメントマークが撮像された基板材料２００Ａは、ステージ部材２０Ａが更に搬送方向に移動することにより、ゲート１６に垂設されている露光ヘッド１００の露光位置へ供給される（図１９（Ｃ）参照）。

これと併行して、ステージ部材２０Ｂが頭出し移動され、更に、計測移動される。

また、これと併行してステージ部材２０Ｃが復帰方向へ移動する。第１昇降台８２Ａの上にまでステージ部材２０Ｃが移動すると、第１昇降台８２Ａが上昇し、ステージ部材２０Ｃがガイドレール７０に搬送可能となる高さ位置にまで移動する。そして、ロボットアーム４４により、ステージ部材２０Ｃの開口部２３Ｃと空気吸引ブロック４２Ｃの空気吸引口４３Ｃとが真空パイプ３４Ｃによって連結される。

露光ヘッド１００の露光位置へ移動したステージ部材２０Ａは、所定の速度（例えば３０ｍｍ／ｓ）で移動しながら、ＣＣＤカメラ１８２による撮像を基にアライメント制御部によって位置検出された描画領域２０４が、配線パターンに応じた画像情報に基づいて露光され、基板材料２００Ａの描画領域２０４に配線パターン等の潜像（画像）が形成される。すなわち、基板材料２００Ａがステージ部材２０Ａと共に搬送方向へ移動されることにより、相対的に露光ヘッド１００が復帰方向へ副走査されるので、基板材料２００Ａには各露光ヘッド１００毎に帯状の露光済み領域２０６（図６、図７参照）が順次形成される。以下、このようにして露光するためにステージ部材２０を移動させることを露光移動という。

ここで、その露光処理工程を具体的に説明すると、まず、コントローラーが、ステージ部材２０Ａ上の基板材料２００Ａの位置を判断し、フレームメモリー内に格納された描画領域２０４の位置情報に基づいて、描画領域２０４の先端が露光位置に達するタイミングを判断する。そして、その描画領域２０４の先端が露光位置に達するタイミングに同期して露光開始信号を画像情報処理部へ出力する。これにより、画像情報処理部は、フレームメモリーに記憶された画像情報を複数ライン分ずつ順次読み出し、読み出した画像情報に基づいて各露光ヘッド１００毎に制御信号を生成する。そして、ミラー駆動制御部は、その生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１００毎にＤＭＤ１０６のマイクロミラー１１０の各々をＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態に制御する。

こうして、ＤＭＤ１０６のマイクロミラー１１０がＯＮ・ＯＦＦ制御されたら、ファイバーアレイ光源１１２からＤＭＤ１０６にレーザー光が照射され、ＯＮ状態のマイクロミラー１１０に反射されたレーザー光が、レンズ系１２２、１２４により基板材料２００Ａの被露光面２０２上に結像される。つまり、ファイバーアレイ光源１１２から出射されたレーザー光が画素毎にＯＮ・ＯＦＦされて、基板材料２００Ａの描画領域２０４がＤＭＤ１０６の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア）で露光される。

なお、ここで言う画像情報は、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータであり、本実施形態における露光ヘッド１００による露光処理時間は約１５秒となっている。また、ベルトコンベア５９は、防振部材１９２を介して定盤部３１に支持され、ステージ部材２０Ａがベルトコンベア５９を移動している間に、上部ガイドレール７０を移動するステージ部材２０Ａに対して振動等が伝わり難い。したがって、画質不良等が生じることはない。

他方、第１昇降台８２Ａの第１切替レール８６からステージ部材２０Ｂのガイド溝２６Ａが外れたら、第１昇降台８２Ａは第１シリンダー８２Ｂによって再び下降する。そして、所定の速度（１ｍ／ｓ）で復帰搬送移動してきたステージ部材２０Ｃが第１昇降台８２Ａ上へ移動する。すなわち、下部ガイドレール８０上から第１昇降台８２Ａ上に乗り移るとともに、所定の位置で停止させられる。

ステージ部材２０Ｃが第１昇降台８２Ａ上に完全に乗り移ったら、第１シリンダー８２Ｂによって第１昇降台８２Ａを上昇させる。そして、上記と同様に次の基板材料２００Ｃを、そのステージ部材２０Ｃの載置面２１Ｃ上に載置し、負圧によって小孔２８Ｃからエアーが吸引されていることによる作用で、その載置面２１Ｃ上に吸着保持させる。この状態を図２で示す。

この図２で示すように、ステージ部材２０Ａ上の基板材料２００Ａの露光が終了すると、ステージ部材２０Ｂは、すでにＣＣＤカメラ１８２によって、それに搭載された基板材料２００Ｂのアライメントマークが撮像されて、その描画領域２０４の位置が検出される工程が終了しているので、そのステージ部材２０Ｂ上の基板材料２００Ｂの露光が続いて開始される。つまり、コントローラーは、基板材料２００Ａの描画領域２０４に対する露光を完了すると、この描画領域２０４に対する場合と同様に、変換処理をした画像情報及び位置情報に基づいて、次の基板材料２００Ｂの描画領域２０４に対する露光を実行する。

また、基板材料２００Ａへの露光が終了したステージ部材２０Ａは、更に搬送方向へ搬送され、上部ガイドレール７０上から、第２シリンダー８４Ｂによって上昇位置に待機している第２昇降台８４Ａの第２切替レール８８上へ移動する（図２０（Ａ）参照）。なお、このとき、上部ガイドレール７０と第２切替レール８８とは一体的に繋げられている、即ち上部ガイドレール７０の搬送方向側の端面と第２切替レール８８の復帰方向側の端面とが略隙間なく正対しているので、ステージ部材２０Ａはスムーズに第２昇降台８４Ａ上に乗り移る。

これと併行して、ステージ部材２０Ｂが露光ヘッド１００の真下位置にまで頭出し移動し、更に、露光移動する。

また、これと併行して、ステージ部材２０ＣがＣＣＤカメラ１８２の真下位置にまで頭出し移動し、更に、計測移動する。

ステージ部材２０Ａが完全に第２昇降台８４Ａ上に乗り移って停止すると（基板材料２００の取出位置であるアンロード位置に来ると）、ロボットアーム４６が真空パイプ３４Ａを引き抜く。この結果、ステージ部材２０Ａへの空気吸引による負圧が解除され、ステージ部材２０Ａの載置面２１Ａ上から基板材料（プリント配線基板）２００Ａが図示しないアンローダー（基板取出装置）によって取り除かれる。こうして、その基板材料（プリント配線基板）２００Ａは、次の工程へ図示しない搬送装置によって搬送される。

一方、基板材料２００Ａが取り除かれた第２昇降台８４Ａ上のステージ部材２０Ａは、第２シリンダー８４Ｂによって下降する（図２０（Ｂ）参照）。また、真空パイプ３４Ａが引き抜かれた後、空気吸引ブロック４２Ａは、搬送ベルト４０Ａによって、装着されたとき（空気吸引口４３Ａ及び開口部２３Ａに挿入されたとき）の位置にまである程度の高速で移動される。

これと併行して、レーザー露光装置１０は、ステージ部材２０Ａを搬送方向へ移動させたときと同様にしてステージ部材２０Ｃを搬送方向へ（第１切替レール８６から上部ガイドレール７０へ）所定の速度で移動させ、基板材料２００ＣのアライメントマークをＣＣＤカメラ１８２によって撮像する。

他方、ステージ部材２０Ａが載置された状態で最下部まで下降した第２昇降台８４Ａでは、その第２切替レール８８が設置台９０上の下部ガイドレール８０と一体的に繋げられる。すなわち、第２切替レール８８の復帰方向側の端面と、下部ガイドレール８０の搬送方向側の端面とが略隙間なく正対する。

そして、ベルトコンベア５７を駆動させることにより、ステージ部材２０Ａが第２昇降台８４Ａの第２切替レール８８上から下部ガイドレール８０上にスムーズに送り出される。なお、ステージ部材２０Ａが下部ガイドレール８０上へ送り出されると、第２昇降台８４Ａは直ちに上昇し、次のステージ部材２０Ｂを受け入れられるように上昇位置にて待機する。

こうして、下部ガイドレール８０上に送り出されたステージ部材２０Ａは、ベルトコンベア５９によって高速（例えば１ｍ／ｓ）で復帰方向へ移動させられ、下部ガイドレール８０上から、下降位置にて待機している第１昇降台８２Ａの第１切替レール８６上へ、上記ステージ部材２０Ｂ、２０Ｃと同様にして移動させられる。なお、このときも、下部ガイドレール８０と第１切替レール８６は一体的に繋げられている、即ち下部ガイドレール８０の復帰方向側の端面と第１切替レール８６の搬送方向側の端面とが略隙間なく正対しているので、ステージ部材２０Ａはスムーズに第１昇降台８２Ａ上に乗り移る。

ステージ部材２０Ａが完全に第１昇降台８２Ａ上に載置されたら、第１シリンダー８２Ｂによって第１昇降台８２Ａが上昇する（図２０（Ｄ）参照）。

一方、基板材料２００Ｂへの露光が終了したステージ部材２０Ｂは更に搬送方向へ搬送され、上部ガイドレール７０上から、第２シリンダー８４Ｂによって上昇位置に待機している第２昇降台８４Ａの第２切替レール８８上へ移動する（図２１（Ａ）参照）。そして、ステージ部材２０Ｂが完全に第２昇降台８４Ａ上に乗り移って停止すると（基板材料２００の取出位置に来ると）、ロボットアーム４６により真空パイプ３４Ｂが引き抜かれてステージ部材２０Ｂへの空気吸引による負圧が解除される。そして、ステージ部材２０Ｂの載置面２１Ｂ上から基板材料（プリント配線基板）２００Ｂが図示しないアンローダー（基板取出装置）によって取り除かれて、次の工程へ図示しない搬送装置によって搬送される。

また、これと併行して、ステージ部材２０Ｃの頭出し移動が行われた後に露光移動が行われると共に、ステージ部材２０Ａの頭出し移動が行われた後に計測移動が行われる。

なお、真空パイプ３４Ｂが引き抜かれた後、空気吸引ブロック４２Ａと同様、空気吸引ブロック４２Ｂは、搬送ベルト４０Ｂによって、装着されたとき（空気吸引口４３Ｂ及び開口部２３Ｂに挿入されたとき）の位置にまである程度の高速で移動される。

その後、第２昇降台８４Ａが下降し、ステージ部材２０Ｂは、ステージ部材２０Ａと同様に復帰動作をして第１昇降台８２Ａ上に移動する（図２１（Ｂ）参照）。更に、第１昇降台８２Ａが上昇し、ステージ部材２０Ｂがガイドレール７０に搬送可能な高さ位置にまで移動する（図２１（Ｃ）参照）。そして、真空パイプ３４Ｂが挿入された後、次の新たな基板材料が載置面２１Ｂに載置されて吸着、保持される。

これと併行して、ステージ部材２０Ｃが露光ヘッド１００の真下位置にまで頭出し移動し、更に、露光移動する。また、これと併行して、ステージ部材２０ＡがＣＣＤカメラ１８２の真下位置にまで頭出し移動し、更に、計測移動する。

基板材料２００Ｃへの露光が終了したステージ部材２０Ｃは更に搬送方向へ搬送され、上部ガイドレール７０上から、第２シリンダー８４Ｂによって上昇位置に待機している第２昇降台８４Ａの第２切替レール８８上へ移動する（図２２（Ａ）参照）。そして、ステージ部材２０Ｃが完全に第２昇降台８４Ａ上に乗り移って停止すると（基板材料２００の取出位置に来ると）、ロボットアーム４６により真空パイプ３４Ｃが引き抜かれてステージ部材２０Ｃへの空気吸引による負圧が解除される。そして、ステージ部材２０Ｃの載置面２１Ｃ上から基板材料（プリント配線基板）２００Ｃが図示しないアンローダー（基板取出装置）によって取り除かれて、次の工程へ図示しない搬送装置によって搬送される。空気吸引ブロック４２Ｃは、搬送ベルト４０Ｃによって、装着されたときの位置にまで戻る。

これと併行して、ステージ部材２０Ｂが頭出し移動し、更に、露光移動する。また、これと併行して、ステージ部材２０Ａが頭出し移動し、更に、計測移動する。

その後、第２昇降台８４Ａが下降し（図２２（Ｂ）参照）、ステージ部材２０Ｃは、ステージ部材２０Ａと同様に復帰動作をして第１昇降台８２Ａ上に移動する（図２２（Ｃ）参照）。

更に、第１昇降台８２Ａが上昇し、ステージ部材２０Ｃがガイドレール７０に搬送可能な高さ位置にまで移動する（図２２（Ｄ）参照）。そして、真空パイプ３４Ｃが挿入された後、次の新たな基板材料が載置面２１Ｃに載置されて吸着、保持される。

以下、同様の動作が繰り返される。

以上のように、このレーザー露光装置１０では、上記した動作を各ステージ部材２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが繰り返し行うことにより、絶え間なく（時間間隔を大きく空けることなく）露光処理が行われるようになっており、露光ヘッド１００の稼働率が向上されるようになっている。したがって、複数枚のプリント配線基板の製造にかかる時間を大幅に短縮させることができ、製造効率を向上させることができる。

また、ステージ部材２０が循環して移動するため、移動方向が一方向のみであり、戻り動作がない。従って、製造効率を更に向上させると共に、移動用モータ（リニアモータ）の容量を小さくすることができる。

更に、精度の高い計測を行うためにアライメント計測にかける時間を従来に比べて大幅に増大させても、露光ヘッド１００で露光している時間よりも長くない限り、複数毎の基板材料２００の処理にかかる時間を増大させなくても済む。更に、ＣＣＤカメラ１８２が多数本（例えば８本）設けられているので、分割アライメント測定を高精度で行うことができ、部分的な変形、ずれ量などのより細かな補正をして精度の高い露光を行うことができる。

また、基板材料２００をステージ部材２０に吸着させてアライメント計測を行った後、別のステージ部材に載せかえることなく露光しているので、アライメント計測位置と露光位置とがずれることがない。

また、リニアモータ駆動コイル４８をステージ部材２０に設けておらず、ステージ部材２０にリニアスケール３８を設け、定盤部３１に設けられたリニアスケール検知センサ５２によってステージ部材２０の移動距離を測定している。従って、ステージ部材２０にモータ動力配線やリニアスケール検知センサ用の配線を接続する必要がなく、従来のように配線の接続を切替える必要がない。その上、ステージ部材２０に着脱自在な真空パイプ３４によってステージ部材２０への空気吸引を行っているので、ステージ部材２０にケーブルや空気吸引チューブ等を接続する必要がない。このように、ステージ部材２０には配線やチューブ等が全く接続されていないので、ステージ部材２０の循環移動を著しくスムーズに行うことができる。

更に、計測移動や露光移動を行う際、リニアモータで移動させているので、移動速度を高精度で制御しながら計測や露光をすることができる。従って、高精細が要求される高密度の多層基板、ビルドアップ基板、ひいては微細寸法の半導体パッケージ（ＢＧＡ、ＣＳＰ）用基板に良好に露光することができる。

なお、ステージ部材２０の数量は図示の３基に限定されるものではなく、３基以上設けて上下循環移動させれば、より一層プリント配線基板の製造効率を向上させることができることは言うまでもない。また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一例として、プリント配線基板の素材となる基板材料２００を露光するレーザー露光装置１０について説明をしたが、本発明に係る画像形成装置は、基板材料２００を露光するレーザー露光装置１０に限定されるものではなく、ＰＳ板、ＣＴ刷板等の感光性印刷板、感光紙等の感光材料を露光する露光装置等にも適用できる。また、これらを露光するための光ビームとしては、レーザービーム以外に可視光線、Ｘ線等も用いることができる。更に、本発明に係る画像形成装置は、インクジェット方式の画像形成装置にも適用できる。

［実施例］
以下、第１実施形態の一実施例を説明する。図２３は、本実施例のタイムチャート図である。また、本実施例で、上記実施形態に係るレーザー露光装置１０を用いて３枚の基板材料２００を同時に並行処理した際、各工程にかかった時間（秒）を表１に示す。

なお、比較のために、従来の露光装置を用いて３枚の基板材料を１枚ずつ処理した際、各工程にかかった時間（秒）を表２に示す。

図２３、表１、表２から判るように、本実施例では、３枚の基板材料を処理するのにかかった時間は５１秒であり、１枚あたり１７秒であった。そして、露光している時間は、３枚合計で４５秒であり、基板材料の処理にかかった時間のうちの８８％であった。

これに対し、従来の露光装置を用いて基板材料を処理するのにかかった時間は、１枚あたり４０秒であり、３枚合計で１２０秒であった。そして、露光している時間は、３枚合計で４５秒であり、基板材料の処理にかかった時間のうちの３７．５％であった。

以上説明したように、本実施例により、レーザー露光装置１０を用いて効率良く露光処理することができ、１枚あたりの基板材料の処理にかかる時間を大幅に低減できた。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態に係るレーザー露光装置は、第１実施形態に比べ、リニアモータ駆動コイルの配置位置を好ましい位置としている。すなわち、 本実施形態では、リニアモータ駆動コイル４８の配置ピッチをステージ部材２０の搬送方向全長以下とする。

これにより、ステージ部材２０は、搬送方向及び復帰方向に移動する際、どの位置であっても必ず少なくとも１個のリニアモータ駆動コイル４８から移動力を受けることができる。

なお、図２４に示すように、ステージ部材２０が２個のリニアモータ駆動コイル４８Ｐ、４８Ｑから同時に、いわゆるオーバーラップして移動力を受ける区間があっても、リニアモータ駆動コイル４８Ｐ、４８Ｑの抵抗による差損を補正できる限り、特に問題はない。モータドライバから供給される駆動電力が一定であるので、コイルの抵抗による差損を補正することにより、一定の速度を維持することができるからである。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態に係るレーザー露光装置は、第２実施形態に比べ、更に、リニアモータマグネットの磁極ＳＮの配置位置に併せてリニアモータ駆動コイル４８の配置が決定されている。

すなわち、図２５に示すように、隣り合うリニアモータ駆動コイル４８Ｕ、４８Ｖの間隔ｄを、リニアモータマグネット３６を構成する一対のＳＮ極の搬送方向長さの整数倍としている。

これにより、２個のリニアモータ駆動コイル４８Ｕ、４８Ｖで移動力を同期してステージ部材２０に与えることができ、効率良く搬送することができる。

また、リニアモータ駆動コイル４８にホール素子を内蔵させ、磁極を検知して切り替えて同期精度を向上させてもよい。

第１実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す概略斜視図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す概略斜視図である。 図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す平面図及び側面図である。 図３（Ａ）の矢視４−４の断面図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置で、ステージ部材がリニアモータで移動する構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置の露光ヘッドを示す概略斜視図である。 第１実施形態で、（Ａ）は基板材料に形成される露光済み領域を示す説明図であり、（Ｂ）は露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す説明図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置の露光ヘッドに設けられたデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図である。 図９（Ａ）及び（Ｂ）は、何れも、第１実施形態に係るレーザー露光装置のＤＭＤの動作を説明するための説明図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置で、（Ａ）はＤＭＤを傾斜配置しない場合の露光ビームの走査線を示す概略平面図であり、（Ｂ）はＤＭＤを傾斜配置する場合の露光ビームの走査線を示す概略平面図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置の露光ヘッドの構成を示す概略斜視図である。 第１実施形態で、（Ａ）は露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の概略側面図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置で、（Ａ）はファイバーアレイ光源の構成を示す概略斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図、（Ｃ）はレーザー出射部における発光点の配列を示す説明図、（Ｄ）はレーザー出射部における発光点の配列を示す説明図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置に用いられたマルチモード光ファイバーの構成を示す説明図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置の合波レーザー光源の構成を示す概略平面図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置のレーザーモジュールの構成を示す概略平面図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置のレーザーモジュールの構成を示す概略側面図である。 第１実施形態に係るレーザー露光装置のレーザーモジュールの構成を示す概略正面図である。 図１９（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、第１実施形態で、レーザー露光装置のスイッチをＯＮにした後にステージ部材が順次移動してくことを示す模式的側面図である。 図２０（Ａ）から（Ｄ）は、それぞれ、第１実施形態に係るレーザー露光装置で、一の基板材料を露光している際に他の基板材料の露光準備を行っていることを示す模式的側面図である。 図２１（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、第１実施形態に係るレーザー露光装置で、一の基板材料を露光している際に他の基板材料の露光準備を行っていることを示す模式的側面図である。 図２２（Ａ）から（Ｄ）は、それぞれ、第１実施形態に係るレーザー露光装置で、一の基板材料を露光している際に他の基板材料の露光準備を行っていることを示す模式的側面図である。 第１実施形態に係る実施例で基板材料の処理を行った際のタイムチャート図である。 第２実施形態に係るレーザー露光装置で、リニアモータ駆動コイルの好ましい配置例を示す模式的側面図である。 第３実施形態に係るレーザー露光装置で、リニアモータ駆動コイルの好ましい配置例を示す模式的側面図である。

符号の説明

１０ レーザー露光装置（画像形成装置）
２０ ステージ部材
３６ リニアモータマグネット
３８ リニアスケール
４０ 搬送ベルト（空気吸引口移動手段）
４２ 空気吸引ブロック（空気吸引ライン、空気吸引ライン先端部）
４３ 空気吸引口
４８ リニアモータ駆動コイル
５２ リニアスケール検知センサ（測定手段）
１００ 露光ヘッド（画像形成部）
１８０ 画像位置検出装置（画像位置検出部）
２００ 基板材料（記録媒体）

Claims (4)

1. 搭載位置で記録媒体をステージ部材へ搭載して、該ステージ部材を画像形成部へ通過させつつ、該記録媒体に画像を形成し、画像が形成された記録媒体を取出位置で該ステージ部材から取り出す画像形成装置であって、
   ３つ以上の前記ステージ部材と、
   前記画像形成部と異なる移動経路を前記取出位置から前記搭載位置へ前記ステージ部材を移動させる循環手段と、
   前記ステージ部材に前記記録媒体を固定させる固定手段と、を備え、
   前記循環手段は、前記ステージ部材の背面側に設けられたリニアモータマグネットと、装置本体側に複数配設され、前記リニアモータマグネットに推進力を与えるリニアモータ駆動コイルと、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ステージ部材にリニアスケールを設け、
   装置本体側に、前記リニアスケールの移動距離を測定する測定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 搭載位置で記録媒体をステージ部材へ搭載して、該ステージ部材を画像位置検出部、画像形成部へ通過させつつ、該記録媒体に画像を形成し、画像が形成された記録媒体を取出位置で該ステージ部材から取り出す画像形成装置であって、
   ３つ以上の前記ステージ部材と、
   前記画像形成部と異なる移動経路を前記取出位置から前記搭載位置へ前記ステージ部材を移動させる循環手段と、
   前記ステージ部材に前記記録媒体を空気吸引で吸着させる吸着手段と、を備え、
   前記吸着手段は、前記ステージ部材への接続、非接続の切替が自在な空気吸引ラインと、前記空気吸引ラインの空気吸引口を前記ステージ部材の移動に合わせて移動させる空気吸引口移動手段と、を前記ステージ部材と同数備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記空気吸引口移動手段は、前記空気吸引口を有する空気吸引ライン先端部がそれぞれ取付けられた搬送ベルトを前記ステージ部材と同数本備えたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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