JP2696364B2

JP2696364B2 - 走査式光学装置のモニター機構

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Publication number: JP2696364B2
Application number: JP63304783A
Authority: JP
Inventors: 紘明安東; 道夫大島; 祐二松井; 隆志奥山; 利隆吉村; 秀孝山口; 安池田; 純野中; 民博三好; 光雄柿本; 正俊岩間; 英行森田; 悟立原; 玲森本; 明大脇
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: US5043566A; JPH02149814A; DE3939832A1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、レーザープリンター等のレーザー光走査
によって描画を行う走査式光学装置に設けられて光束の
走査位置を検出するモニター機構に関するものである。

［従来の技術］従来レーザープリンター等の走査式描画装置において
は、走査光学系内で描画面と光学的に等価で、かつビー
ムの走査方向に対して描画面より手前側となる位置にフ
ォトディテクターを設け、このフォトディテクターを光
束が横切る際の出力を走査光学系の垂直同期信号として
書き出しタイミング等の制御に用いている。

しかしながら、上記のような構成では、描画精度が高
まり、モータの回転ムラ等に起因する一走査内での描画
タイミングの補正が必要となった場合には対処すること
ができない。

これを解決するため、描画用の光束とは別にモニター
用の光束を用い、このモニター用の光束を同時に走査さ
せて描画面と等価な位置でモニター光の走査位置を検出
することによって描画光束の描画面上での位置を常時検
出する方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来の方法では描画光束とモニター光束とを
異なる方向から偏向器及び走査レンズに入射させ、両光
束を空間的に分離してモニター光束をミラーにより反射
させて検出系に導く構成であるため、走査レンズの入射
位置の相違による性能誤差等の影響がある場合にはモニ
ター光束の位置から描画光束の走査位置を厳密に検出す
ることができず、描画の精度が高く要求される場合には
問題となる。

［発明の目的］この発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、
描画位置を正確に検出するために描画光束とモニター光
束との条件をできるだけ同一とし、同一の光源から発し
た光束を分離して用い、しかも偏向器、走査レンズに対
しては同一の方向から入射させることができるモニター
機構を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係るモニター機構は、レーザー光源から発
する光束をビームスプリッターにより描画光とモニター
光とに二分し、分割された光束の偏光方向を位相子を用
いて直交させると共に、分割された光束を第１の偏光ビ
ームスプリッターによって再び同一光路上に合成し、こ
の合成光束を偏向器で偏向すると共に、走査レンズを介
して収束させて再度第２の偏光ビームスプリッターによ
り分離し、描画光を描画面に導くと共にモニター光をモ
ニター検出系に導くことを特徴とする。

［実施例］以下、この発明に係る描画面調整機構を、ハロゲン化
銀感光材料に対して精密パターンを描画するレーザーフ
ォトプロッタに適用した実施例を説明する。

まず、第１図〜第３図に従って装置全体の概略構成を
説明する。

この装置は、Ｘテーブル100及びＹテーブル200が設け
られた本体１と、この本体１の長手方向の両端に設けら
れた支柱2,3によってテーブルの上方に固定された光学
ヘッド部４とから概略構成されている。

Ｘテーブル100は、本体１のキャビネット部に対して
一方向にスライド自在に設けられ、ｘ方向用DCモータ10
1によりボールネジ102を介して駆動される。

Ｙテーブル200は、このＸテーブル100上に設けられた
ガイドレールに沿ってスライド自在に設けられ、ｙ方向
DCモータ201によりボールネジ202を介して駆動される。

また、Ｙテーブル上に設けられた描画板部300は、第
３図に示すように３箇所に設けられたAF駆動部310,320,
330により上下動、傾動可能に支持されている。

光学ヘッド部４には、走査光用レーザー400から発す
るビームを偏向させるポリゴンミラー450及びこのポリ
ゴンミラー450で反射されたビームを描画面上に収束さ
せるｆθレンズ500等の走査光用の光学素子が設けられ
ている。

また、テーブルの正確な位置出のため、レーザー測長
器が設けられている。レーザー測長器は、測長用レーザ
ー460からの光束を２分してＹテーブル200に固定された
ｘ軸ミラー部470、ｙ軸ミラー部480で反射させ、この反
射光を受光して各テーブルの移動量を測定する公知の構
造である。

ポリゴンミラー450は、光学ヘッド部４の端部に設け
られたスピンドル部451に固定され、描画板部300に対し
て垂直な面内で回転自在とされている。

従来のベクター描画装置においても、上記と同様にｘ
−ｙテーブルを用いて描画を行っていたが、ビームの方
向が固定されていたため２軸の動作が全て機械的であ
り、描画スピードが遅い上、送り機構のバックラッシュ
等の影響も出やすかった。

この改良としてテーブルを１軸駆動として一方向のみ
にスライドさせ、光学ヘッドを走査式光学系としてラス
タースキャンによる描画を行うシステムが存在する。

しかし、従来のラスタースキャン装置は比較的精度の
緩い描画を対象としており、描画の最小線幅を決定する
スポット径は30μｍ程度であった。より高精度の描画を
目的とする場合には、スポットを絞るために走査レンズ
の焦点距離を短く設定する必要がある。

但し、この場合走査角度が従来と同一であれば走査幅
は小さくなり、焦点深度も浅くなる。

そこで、この実施例の装置では描画面の主走査方向の
幅を一回の走査でカバーせずにこれを複数のレーンに分
割し、複数回の走査によって主走査方向の幅全体に描画
できるようテーブルの駆動方式を２軸としている。但
し、基本的にはラスタースキャン方式であるため従来の
ベクタースキャン装置のような、テーブルの両方向の駆
動は必要なく、描画時の駆動は両軸とも一方向のみとし
てバックラッシュの影響を除去している。

また、焦点深度が浅くなる問題は、AF機構を設けて描
画板部300を光学ヘッド部４に対して上下動作せて常に
適切な位置となるよう制御することで解決している。

この結果、描画スピードは多少犠牲となるが、高精度
の描画を行うことを可能としている。

基本的な動作としては、固定された光学ヘッド部４に
対し、Ｘテーブル100を移動させつつスポットを走査し
て描画を行い、所定の走査幅でｘ方向の走査が終了する
と、Ｙテーブル200を走査幅分移動すると共にＸテーブ
ル100を書き初めと同一位置に戻し、再びＸテーブル100
を移動させつつ描画を行う。

次に、第３図及び第４図に基づいて各光学素子の配列
を説明する。なお、第４図は第３図中の光学素子のみを
抜き出して概略的に示した斜視図であり、付された符号
は両図共通である。

このフォトプロッタは、走査光用レーザー400から射
出するレーザー光を３本に分割し、その内の２本によっ
て描画面上に２つのスポットを形成し、残りの１本をス
ポットの正確な位置を検出するためのモニター光として
用いている。描画面上のスポットは、ポリゴンミラー45
0の回転によって隣接する走査ライン上を主走査方向に
所定間隔をおいて同時に走査する。

主走査方向の間隔を設けた理由は、隣接する走査ライ
ンの間隔が精密描画を行うためにスポット径より小さく
設定されており、間隔を設けないと２つのスポットが一
部オーバーラップして干渉により描画性能を不安定なも
のとする虞があるからである。

なお、２つの光束を同一光路に合成するためには、２
本の光束の偏光方向を互いに直交させ、偏光ビームスプ
リッターを用いて合成する構成が一般的であるが、上記
のように１つの光源から発する光束を３つに分割し、再
び合成して同一の偏向器によって走査させるためには偏
光方向のみによる分割、合成では実現できない。

そこで、この光学系においては、描画用の光束とモニ
ター用光束とを偏光を利用して区別し、２本の描画用光
束どうしは同一のレンズに対して異なる方向から入射さ
せることによって同一光路上に合成している。このよう
な合成方法が許容されるのは、前述したように描画用の
スポットを主走査方向にずらして形成する構成を採用し
ているからである。

走査光用レーザー400から発したレーザー光は、シャ
ッター401を介して５％反射のハーフミラー402により二
分される。このハーフミラー402で反射されたレーザー
光はモニタ用光束L0として利用される。

一方、ハーフミラー402を透過したレーザー光はAO変
調器（超音波光学変調器）に対してＳ偏光として入射す
るよう第１の1/2波長板403で偏光方向を90゜回転され、
50％反射、50％透過の第１のビームスプリッター404で
更に二分される。そして、分割された２本の光束は、描
画面上で離間する２つのスポットを形成する描画用光束
として用いられる。

第１のビームスプリッター404で反射された第１描画
用光束L1は、ビームベンダー405で反射され、レンズ406
を介して第１描画用AO変調器407の位置に集光する。

このAO変調器407は、ブラッグ条件を満たす方向から
入射するレーザー光をトランスデューサーへの超音波の
入力により回折させるもので、入力される超音波をON/O
FFすることにより、レーザー光を０次光と１次光とに切
り換えることができ、１次光を描画光束として利用す
る。AO変調器407は、描画面に対するドット単位の露光
情報である書き込み信号により制御される。

変調されたON光である１次光は、AO変調器407の後方
に設けられたレンズ408によって再び平行光束とされ、
それぞれ２個のプリズムからなる第１、第２の光軸微調
部410,420により所定角度偏向され、ビームベンダー409
の端部を僅かに外れて第１レンズ系430に入射する。

他方、第１のビームスプリッター404を透過した第２
描画用光束L2は、レンズ406′を介して収束光とされ、
第２描画用AO変調器407′に入射する。AO変調器407′の
機能は、前記の第１描画用AO変調器407と同様である。
但し、この第２描画用AO変調器407′を駆動する信号
は、前記の第１描画用AO変調器407に入力される信号と
は１ライン分ずれたラインを走査するための信号であ
る。

第２描画用AO変調器407′を射出した１次光は、レン
ズ408′を通して２個のプリズムからなる第３光軸微調
部410′、ビームベンダー431、そして第４光軸微調部42
0′を介して所定角度偏向され、ビームベンダー409の端
部で反射されて第１レンズ系430に入射する。

なお、レンズ406,406′は第１表に示したような構成
であり、レンズ408,408′は第２表に示した構成であ
る。以下、表中のｆは全系の焦点距離、riはレンズ系の
第ｉ面の曲率半径、diは第ｉ面と第ｉ＋１面間の距離
（レンズ厚及び空気間隔）、niは第ｉ面と第ｉ＋１面間
の媒質の使用波長での屈折率をそれぞれ表わしている。

像面上で複数のスポットを微小量分離し、かつ各スポ
ットの収束性能を高く保つためには、各光束が微小角度
を有するように偏向器上で同一位置に合成される必要が
ある。

これを達成するため、角度、位置の微小設定、調整が
必要となるが、特に角度方向に対する誤差は像面上で倍
増されるため、厳しい精度が要求され、ミラーによる調
整では満足する精度を得ることができない。

そこで、この装置においては、光束の方向、シフト量
を微小なピッチで調整するために上述したように１つの
光路につき２組の光軸微調部を設けている。同様の理由
から、モニター光L0に関しても第５、第６光軸微調部41
0″,420″が設けられている。

第１光軸微調部410の第１、第２プリズム411,412の構
成は第５図及び第３表に示した通りであり、第２光軸微
調部420の第１、第２プリズム421,422の構成は第６図及
び第４表に示した通りである。

なお、第５図は光学ヘッド部４の上面に対して垂直な
ｙ−ｚ面内での断面図、第６図は上面に対して平行なｘ
−ｙ面内での断面図である。また、第１光軸微調部410
のプリズムはｘ−ｙ面内では光束の入射方向に対して傾
斜がなく、この面内での偏向には関与しない。同様に、
第２光軸微調部420のプリズムはｙ−ｚ面内では光束の
偏向に関与しない。

各プリズムの状態を上記の設定値と一致させるため、
第１光軸微調部410の第１プリズム411は光軸方向にスラ
イド調整自在とされ、第２プリズム412はｘ軸と平行な
回動軸回りに回動調整自在とされている。また、第２光
軸微調部420の第１プリズム421は光軸方向にスライド調
整自在とされ、第２プリズム422はｚ軸と平行な回動軸
回りに回動調整自在とされている。調整機構については
後述する。

そしてこの例では、第１、第２の描画用光束L1,L2
は、その中心軸が互いに主走査方向に0.27゜、副走査方
向に0.034゜の角度をもち、主走査方向に3.8mm、副走査
方向に0.48mm離れた位置から第１レンズ系430に入射す
るよう構成されている。

さて、上記の光束方向調整装置420,420′を出射した
光束が入射する第１レンズ系430は、第５表に示すよう
に「＋−＋」の３枚構成による正レンズであり、入射す
るレーザー光を収束させる。そして、この第１レンズ系
430による集光点より空気換算距離で62mm手前側に、ポ
リゴンミラー450の面倒れによる影響を補正するための
補正用AO変調器432が設けられている。

補正用AO変調器432を出射した描画用のレーザー光
は、第６表に示した「＋−」の２枚構成のリレーレンズ
系433を透過し、第７表に示した「−＋」の２枚構成の
第２レンズ系434に入射する。

第２レンズ系434により再び平行光束とされた描画用
のレーザー光は、光量調整用のバリアブルフィルター部
435を透過すると共に、ビームベンダー436で反射されて
第１偏光ビームスプリッター437においてモニター光と
合成される。すなわち、ハーフミラー402で分割された
モニタ光L0は、ビームベンダー438で反射され、第５、
第６光軸微調部410″,420″によって所定角度偏向され
ると共に、ビームベンダー439,440で反射されて第１偏
向ビームスプリッター437にＳ偏光として入射し、反射
される。

一方、２本の描画用光束は第１の1/2波長板403により
モニター光とは偏光方向が異なるものとされているた
め、Ｐ偏光として入射してそのまま透過することとな
る。

２本の描画用光束とモニター用光束とは、第２の1/2
波長板441によりそれぞれ偏光方向が90゜回転させら
れ、第８表に示した「−＋−＋」の４枚構成による第３
レンズ系442、ビームベンダー443を介して第９表に示し
た「＋＋」の２枚構成の第４レンズ系444に入射する。
そして、第４レンズ系444を出射した光束は、３つのビ
ームベンダー445,446,447を介してポリゴンミラー450に
向けられ、このポリゴンミラー450によって反射偏向さ
れる。

第１レンズ系430と第２レンズ系434とは、倍率1.67倍
の第１のビームエクスパンダー系を構成しており、0.7
φのビームを1.17φに拡大する。そして、第３レンズ系
442と第４レンズ系444とは、倍率21.4倍の第２のビーム
エクスパンダー系を構成しており、２本の描画用光束は
1.17φから25φに拡大される。

リレーレンズ系433は、これらのビームエクスパンダ
ー系の倍率に関与せずに、補正用AO変調器432とポリゴ
ンミラー450の反射面とを共役とし、ポリゴンミラーの
面倒れ補正、及びこの補正に伴うポリゴンミラー上での
光束のずれを補正する機能を有している。

ポリゴンミラー450の反射面は、加工誤差等の問題か
ら回転軸に対する傾き、すなわち面倒れ誤差が発生し、
反射面毎に走査ラインがスポットの走査方向に対して垂
直な副走査方向にずれることとなる。

この面倒れ誤差を補正するため、単に光源と偏向器と
の間にAO変調器を設けて副走査方向への入射角度を微小
偏向する場合には、面倒れによる反射光束の角度ずれは
補正できるが、この補正に伴って反射光束に平行なシフ
トが発生する。そして、このシフトによりｆθレンズへ
の入射光束が副走査方向にずれ、レンズ性能の悪化や走
査ラインの湾曲、場合によっては枠によるケラレを生じ
て問題となる。

そこでこの装置では、補正用AO変調器432と、ポリゴ
ンミラー450とを光学的にほぼ共役な状態としている。
光学的に共役であるとは、必ずしも結像関係にあること
を意味しないが、主光線のみを考えると光束の角度ずれ
があっても位置ずれが生じないことが理解できる。

ポリゴンミラー450による反射光束は、第10表に示す
焦点距離151mmのｆθレンズ500によって収束され、描画
光束は第２の偏光ビームスプリッター448を透過して描
画用に直径５μｍの２つのスポットを形成する。

描画面上に形成される２つのスポットは、主走査方向
に対しては20μｍ、副走査方向に対しては１ライン間隔
分の2.5μｍ離間して形成される。

他方、モニター光はこのビームスプリッター448に対
してＳ偏光で入射するためここで反射され、走査方向に
直交する縞状のパターンが形成された走査補正用スケー
ル801を有するモニター検出系800に入射する。このモニ
ター検出系800は、後述するようにスケール801上を走査
するビームの透過光量の変化から走査速度に比例する周
波数のパルスを出力する。

なお、符号900は３対の発光部及び受光部から成る焦
点検出機構であり、後述するように描画面からの反射光
により描画面がｆθレンズの焦点深度内にあるか否かを
判断する。

さて、次にｆθレンズ500の光学ヘッド部４への固定
と、ｆθレンズ500に隣接して設けられたモニター検出
系800、焦点検出系900についての説明を行う。

この例で示したｆθレンズ500はＦナンバーが1:6と大
変明るく高精度であるため、面の偏心公差が非常に厳し
く、面の倒れの許容量は秒オーダーである。

但し、１次元走査に利用するｆθレンズでは、実際に
レンズとして機能するのはその走査ラインに沿う一部の
みである。

そこで、この実施例の装置ではｆθレンズ500に回転
機構を設け、組み付け後の回転調整によりレンズの最も
性能の良い位置を定めて固定することができるように構
成している。調整機構は、第７図に示す通りである。

第１レンズ501から第５レンズ505は、主枠510の段部
とリングネジ501a〜505aによって端部を挟持されると共
に、各々のコバ面に当接する埋め込みボルト501b〜505b
により固定されている。なお、第１レンズ501は図中上
方から、他のレンズは図中下方から挿入される。

第６レンズ506は、副枠520の段部とリングネジ506aと
によって端部を挟持されると共にコバ面に当接する埋め
込みボルト506bにより固定されている。

副枠520は、主枠510に対してねじ込みによって取り付
けられ、更に主枠510はこれを外側から囲む円筒状のホ
ルダー部530の下端に形成された内方フランジによって
支持されており、上方からはリングネジ531が螺合して
これを抑えている。このホルダー部530は光学ヘッド部
４に支持固定されている。

調整に当たっては、主枠510を持ってこれを回動させ
ることにより、レンズ全体を光軸回りに回転させる。そ
して、最も性能のよい位置を定めた後、埋め込みボルト
532を締め付けてホルダー部530に対して主枠510を固定
する。

上記のホルダー部530には、第８図に示すようにその
下側に幅枠520の下端を覆う段付き有底円筒状のレンズ
カバー540が取り付けられている。

第２の偏光ビームスプリッター448は、このレンズカ
バー540の底壁541に走査方向に沿って穿設された長孔54
2を覆う形で載置されている。また、このレンズカバー5
40の側壁には、第２の偏光ビームスプリッター448で反
射されたモニター光をレンズカバー外に導くための透光
543が光束の走査幅に対応して穿設されている。モニタ
ー検出系800は、ホルダー部530に固定されたアーム850
により透孔543に臨んで支持されている。

更に、レンズカバー540の下方には、光束を透過させ
る長孔951が穿設された円盤状の支持板950を介して焦点
検出系900と発光部910と受光部920とが固定されてい
る。

発光部910は、支持板950にネジ止めされた中空の保持
部材911と、この保持部材911内に嵌合して発光ダイオー
ド912及び投光レンズ913を保持する筒状のブッシュ914
と、投光レンズ913を出射した描画面と平行な方向への
光束を描画面へ向けて反射させるプリズム515と、保持
部材511の一端側に設けられてプリズム515を固定するプ
リズムベース516とから構成されている。プリズムベー
ス516には、プリズムからの反射光を透過させる光路孔5
16aが形成されている。

発光部910からの光束は、図示したように描画面上で
描画光束の収束位置に向けて収束するよう設定されてい
る。また、LED912の発光波長は860nmであり、描画対象
となるフィルム、感材等の感光感度外とされている。

受光部920は、支持板950にネジ止めされた中空保持部
材921と、この保持部材921の発光部910側に設けられて
集光レンズ922を保持するレンズ枠923と、集光レンズ92
2による収束光を再び描画面と平行な方向への光束とす
るプリズム924及びこのプリズムを保持するプリズムベ
ース925と、保持部材921内に嵌合して赤外透過フィルタ
ー926及びポジションセンサー（PSD）927を保持する筒
状のブッシュ928とから構成されている。

PSD927は、描画面との離反接近に基づく発光部910か
らの光束の集光位置の差を信号として出力する一次元の
センサーであり、PSDの他、CCD等の素子を用いることも
可能である。また、この例ではPSD927上での集光位置の
差を拡大するために集光レンズ922の後方の間隔を長く
とっている。なお、赤外透過フィルター926は、このセ
ンサー出力のS/N比を向上させる機能を果たしている。

発光部910と受光部920との下側には、更にカバー930
が設けられており、このカバー930は光学ヘッド部４に
固定されている。カバー930には描画光束及び焦点検出
用の光束を透過させる開口931が設けられている。

上記の発光部910と受光部920とは、第９図（第８図を
描画面側からみた図）に示す通り、長孔951の長手方向
となる描画光束の走査方向に離間して３組設けられてい
る。これにより、描画面と焦点検出機構との図中上下方
向の間隔を走査ライン上の３点（この例では描画光の走
査範囲のほぼ両端の２点とその中心の１点）で検出する
ことができ、間隔及び傾斜を判断することができる。そ
して、この判断に基づいて描画板部300の上下動、ある
いは傾動させ、描画光束のビームウエスト位置を描画面
と一致させるように制御することができる。

第８図に二点鎖線で示したモニタ検出系800は、第10
図に示したように光入射側の端面に縞状のスリットが16
0μｍピッチで形成されたガラス製のスケール801と、蛍
光ファイバーが複数本束ねられたファイバー束802と、
このファイバー束802の両端に設けられた２つのピンフ
ォトダイオード803,804とを有するユニットとして一体
に構成されている。

モニター光は、スケール801を介して蛍光ファイバー
束802に側方から入射し、ファイバーを伝播して両端の
ピンフォトダイオード803,804に到達する。モニター光
がスケール801上を走査すると、ピンフォトダイオード
からは正弦波が出力される。この正弦波は整形されて矩
形波として制御系に入力され、第１第２描画用AO素子40
7,407′の制御タイミングをとるため、そして面倒れ補
正用AO素子432のポリゴン１面内での回転による反射光
方向の変化を補正するための制御に利用される。但し、
スリットのピッチは160μｍであるため、このままでは
スポット径の５μｍと比較して１パルスの幅が大きすぎ
る。そこで、１パルスを1/64に電気的に分割し、2.5μ
ｍの走査に対応して１パルスが出力されるようにしてい
る。

ここで通常の光ファイバを用いると、モニター光はフ
ァイバーを透過してしまう。しかし、蛍光性ファイバー
を用いると、光の照射によって蛍光が発生し、この蛍光
がファイバー内を伝搬して両端のピンフォトダイオード
に達する。原理的には、ピンフォトダイオードは一端側
にのみ設ければよいが、モニター光の照射する位置に拘
らず一定光量を得るためには、実施例のように両端に設
けることが望ましい。

そして、モニター検出系800は、第11図（第10図のＡ
方向からの矢視図）に示すように、このユニットとして
アーム850の下端に形成されたＬ字状の載置部851に載置
されると共に、アーム850の両端部にモニター検出系800
を挟んで固定されたマイクロメーターヘッド860,861と
スプリングプランジャー862,863との間に挟持されて位
置決めされている。

なお、第10図の中央線より下側は第11図のXI−XI線に
沿う断面図、中央線より上側は第11図のXI′−XI′線に
沿う断面図である。

マイクロメーターヘッド860,861は、アーム850の側壁
部分にネジ止めされた取付け金具870,871によって固定
されており、マイクロメーターヘッド860のスピンドル8
60aはアーム850の側壁部分に穿設された貫通孔852を通
してモニター検出系800に当て付けられている。他方、
スプリングプランジャー862,863は、載置部851から上方
に立ち上げられた支持壁853,854によって固定されてお
り、モニター検出系800をマイクロメーターヘッド側に
押圧付勢している。このような構成により、マイクロメ
ーターヘッド860,861の調整によってモニター検出系800
の光束入射方向に対する前後位置調整、及び走査方向に
沿う傾き調整を行うことができ、スケール801の入射端
面を描画面と等価な位置に設定する際の微調整を行うこ
とができる。

なお、モニター検出系800は、レンズカバー540の下段
側面に穿設された透孔543から出射するモニター光を受
光するようこの透孔543に対向して配置されているが、
レンズカバー540とモニター検出系800との間には、第12
図に示すように一辺側がレンズカバー540に沿う円弧で
他辺側が直線となるような開口端形状の枠部材880が介
在している。そしてこの枠部材880の両開口縁部には、
側壁に切込みを有するシリコンチューブ881,882がそれ
ぞれ装着されており、各々の開口端縁がレンズカバー54
0及びアーム850に密着する構成となっている。

ユニット化されたモニター検出系800は、より詳細に
は、第13,14図に示すように正面にモニター光束を透過
させる矩形孔805aが穿設されると共に、マイクロメータ
ーヘッド及びスプリングプランジャーに直接当接する基
部805と、スピンドル860aの当接部分に固定された板バ
ネ806の付勢力によりスケール801を基部805に対して押
し付ける押圧板807とを備えている。なお、第13図は第1
0図の一部を拡大したものであり、第14図は第10図のXIV
−XIV線に沿う断面図である。

また、押圧板807は第14図に示すとおりスケール801に
臨む側に段状の切り欠き807aが形成され、そのスケール
801側の角にはファイバー束802のスペースを確保するた
めにスケール801側へ向けて下方へ傾斜する傾斜面807b
が形成されている。更に、この切り欠き807aには先端に
押圧板805の傾斜面807bと対称形の形斜面808aが形成さ
れてファイバー束802を図中上方から抑える固定片808が
挿入されている。そしてファイバー束802は、両傾斜面
とスケールとの間に形成される断面三角形のスペース内
に固定される。

なお、ポリコンミラーの反射面上での光束の位置が回
転に伴って変化すると、ｆθレンズへの入射位置が変化
して周辺部でテレセントリック性が崩れる。

従って、描画面とスケール801との位置とが光学的に
完全に等価でないと、実際の描画位置に対応したモニタ
ー信号が得られないこととなる。通常このズレは僅かで
あり、あまり問題とならないが、この装置では前述した
ように１画面を複数のレーンに分割して露光するため、
周辺部にズレが生じると隣接するレーンどうしの境界部
分で描画パターンが不連続となることとなって好ましく
ない。

そこで、この装置では、ポリコンミラーの位置調整の
際に中心部のテレセントリック性を多少落としても、有
効走査幅の周辺部におけるテレセントリック性を確保す
るように偏向点変化を考慮して設定している。

［効果］以上説明してきたように、この発明に係るモニター機
構によれば、偏光方向を利用して描画光とモニター光と
の分離、合成を行う構成としたため、偏向器及び走査レ
ンズに対する両光束の入射方向を同一とすることがで
き、レンズ性能の相違等に基づく描画光とモニター光と
のズレを抑えることができる。従って、モニター光の位
置から描画光の走査位置を正確に検出することができ、
一走査内での各種の補正をより高精度でかけることがで
きる。

また、描画光束の位置を常時検出しているため、モー
タの回転むらがある場合、偏向器の偏向特性に対する走
査レンズのリニアリティが悪い場合にも、リアルタイム
で補正をかけることができ、描画特性の劣化を防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明に係るモニター機構の一実施
例に係るフォトプロッターを示したものであり、第１図
は側面図、第２図は正面図、第３図は平面図、第４図は
光学素子の配置を示す概略斜視図である。第５図及び第６図は実施例に使用されるプリズムの配置
を示す説明図である。第７図はｆθレンズの支持構造を示す断面図である。第８図及び第９図は上記実施例に係るAF検出系を示した
ものであり、第８図は一部破断した側面図、第９図は第
８図を描画面側からみた平面図である。第10図〜第14図は上記実施例に係るモニター検出系を示
したものであり、第10図は一部破断した平面図、第11図
は第10図のＡ方向からの矢視図、第12図は枠部材の斜視
図、第13図は第10図の一部拡大図、第14図は第10図のXI
V−XIV線断面図である。 402……ハーフミラー（ビームスプリッター） 403……1/2波長板（位相子） 437……第１偏光ビームスプリッター 450……ポリゴンミラー（偏向器） 800……モニター検出系 448……第２偏光ビームスプリッター

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Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー光源から発する光束を描画光とモ
ニター光とに二分するビームスプリッターと、分割された光束の光路の少なくともいずれか一方に設け
られて両光束の偏光方向を直交させる位相子と、分割された光束を再び同一光路上に合成する第１の偏光
ビームスプリッターと、偏向器によって偏向されて走査レンズを透過した合成光
束を再度分離し、描画光を描画面に導くと共にモニター
光をモニター検出系に導く第２の偏光ビームスプリッタ
ーとを備えることを特徴とする走査式光学装置のモニタ
ー機構。