JP3078634B2 - 光ビーム走査方法及び光ビーム走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光偏向素子を用いた
光ビーム走査方法及び光ビーム走査装置に関するもので
あり、特に、光ビームを感材上に走査することにより描
画する装置等に利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】光偏向素子（以下、ＡＯＤと言う。）
は、レーザービームを走査するためのキーデバイスとし
て広く用いられている。このＡＯＤは、周知の通り、音
響光学効果を利用した素子の一つであり、素子内に励振
された超音波により回折される光の回折方向が超音波の
周波数に依存して変化することに基づき、周波数変調に
より光の回折方向を制御するものである。この様なＡＯ
Ｄを用いた走査光学系の従来例の概念図を、図２９に示
す。

【０００３】同図に示す通り、走査光学系２００Ｂは、
ＡＯＤ２７０ＢとアナログＡＯＭ（光変調素子）２２０
ＢとディジタルＡＯＭ２４０Ｂとを有している。尚、本
図では、説明の便宜上、レンズ等の他の光学系の記載を
省略している。

【０００４】ここでアナログＡＯＭ２２０Ｂとは、一般
的には、回折光の強度が超音波の強度に依存することに
基づき、アナログ変調により光の強度を制御しようとす
る素子であるが、ここではアナログＡＯＭ２２０Ｂは、
レーザービームＬＢ０３の光量を乾板１Ｂの感度に応じ
た最適な値に設定するための素子として用いられてい
る。即ち、アナログＡＯＭ２２０Ｂは、固定されたカメ
ラの絞りと同じ様な役割を果たすことになる。従って、
アナログＡＯＭ２２０Ｂに印加される制御電圧は、一度
設定されたならば、レーザービームＬＢ０３の走査中は
変更されることは無い。即ち、制御電圧は一定である。
これにより、アナログＡＯＭ２２０Ｂに入射したレーザ
ービームＬＢ０は常に所定の光量に減衰され、レーザー
ビームＬＢ０１として出射される。

【０００５】又、ディジタルＡＯＭ２４０Ｂとは、回折
光の強度が超音波の強度に依存することに基づき、ディ
ジタル変調により光の有無を制御しようとする素子であ
る。従って、ディジタルＡＯＭ２４０Ｂは、制御信号Ｖ
ＤＯに応じてＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返す。即ち、ディ
ジタルＡＯＭ２４０Ｂは、カメラのシャッターと同じ様
な役割を果たす。これにより、ディジタルＡＯＭ２４０
ＢのＯＮ動作時に入射したレーザービームＬＢ０１はレ
ーザービームＬＢ０２として出射し、ＡＯＤ２７０Ｂに
入射する。

【０００６】一方、ＡＯＤ２７０Ｂの動作は、２つの制
御信号ＶＴＯ、ＶＭＯにより制御される。その制御信号
の一つＶＴＯはレーザービームＬＢ０３の偏向角を制御
する信号であり、この制御信号ＶＴＯにより、乾板１Ｂ
上の各描画点の位置が制御される。この制御信号ＶＴＯ
としては、例えば、鋸波の様な周波数が連続的に且つ周
期的に変化する信号が用いられる。もう一つの制御信号
ＶＭＯは、レーザービームＬＢ０３の光量を制御する信
号であり、この制御信号ＶＭＯにより、各描画点に於け
る光量が制御される。

【０００７】しかし、これらの制御信号ＶＴＯ、ＶＭＯ
によりレーザービームＬＢ０３の偏向角を高精度で制御
するには、実際には、ＡＯＤ２７０Ｂの非線形特性を考
慮しなければならないという問題がある。

【０００８】即ち、ＡＯＤに於ける入力周波数と回折光
の偏向角との関係は、一般に非線形となる。このため、
制御信号ＶＴＯを線形に変化させたとしても描画点の位
置がそれに応じて線形に変化せず、実際の各描画点の位
置は、本来描画されるべき位置（理想位置）からずれる
ことになる。以後、この現象を位置ズレと呼ぶ。

【０００９】従って、位置ズレを発生させること無く画
質の良い描画を行おうとするには、ＡＯＤの非線形特性
を補正することができる制御信号ＶＴＯを定めることが
必要となる。

【００１０】そこで、その様な最適な制御信号ＶＴＯを
得る方法として、従来、次のような技術が用いられてい
た。

【００１１】即ち、従来技術では、先ず、各描画点毎に
制御信号ＶＴＯの値として適当な値を設定する。次に、
これらの制御信号ＶＴＯ、ＶＭＯを実際にＡＯＤ２７０
Ｂに印加してレーザービームＬＢ０３を走査させつつ、
乾板１Ｂの位置と等価な位置に設置されたＣＣＤカメラ
（図示せず）により、実際のレーザービームＬＢ０３の
ビーム位置を測定する。

【００１２】更に、これらの測定結果から、各描画点毎
に、レーザービームＬＢ０３の実際のビーム位置を理想
位置に修正する様な補正データを作成する。そして、こ
の補正データを新たな制御信号ＶＭＯとしてＡＯＤ２７
０Ｂに印加することにより、再度レーザービームＬＢ０
３を走査し、同様にレーザービームＬＢ０３の実際のビ
ーム位置をＣＣＤカメラにより測定する。

【００１３】そして、各描画点について、レーザービー
ムＬＢ０３のビーム位置と理想位置とのズレが許容範囲
内となるまで上記一連の動作を繰り返すことにより、最
適な制御信号ＶＴＯを決定していた。尚、制御信号ＶＭ
Ｏもまた、制御信号ＶＴＯと同期して変化する。

【００１４】以上の通り、従来技術では、一連のプロセ
スを繰返すことにより求められた補正データを制御信号
ＶＴＯとして用い、制御信号ＶＭＯと共にこの補正済み
の制御信号ＶＴＯによりＡＯＤ２７０Ｂを制御していた
ので、位置ズレの発生を防止することが可能であった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術を用いても、十分にＡＯＤの非線形特性を補正する
ことができない場合が生じていた。

【００１６】即ち、超音波がＡＯＤ内を伝播する時間よ
りもＡＯＤの制御信号ＶＴＯが変化する時間のほうが長
い場合には、確かに従来技術によりＡＯＤの非線形特性
を効果的に補正することができ、位置ズレの発生を防止
することが可能であった。

【００１７】しかし、逆に、ＡＯＤの制御信号ＶＴＯの
変化時間が超音波の伝播時間よりも短くなる様な高速走
査を行う場合には、従来技術を用いてもなお位置ズレが
発生し、効果的に位置ズレの発生を防止することができ
ないという問題点が新たに生じていた。即ち、高速走査
時には、数μｒａｄ．の偏向角のズレ、従って、数μｍ
の描画点（走査点）の位置ズレが生じていた。この様に
高速走査時に問題点が発生する理由としては、定性的に
は次の様に理解することができる。

【００１８】先ず、ＡＯＤに入射するレーザービーム自
身は、数ミリ程度の幅を有している。これに対して、超
音波の伝播速度は数百メートル／秒であり、超音波がＡ
ＯＤの一端からその他端までに伝播するのに要する伝播
時間は数十μ秒である。従って、制御信号ＶＭＯが超音
波の伝播時間よりも早く変化する様な場合には、ＡＯＤ
中のレーザービームは、対応する超音波のみならず、レ
ーザービームの周囲に存在する他の周波数の超音波から
も相互作用を受けることになる。この相互作用を及ぼし
得る超音波の周波数範囲は、制御信号ＶＴＯの変化時間
が短い程、広くなると言える。尚、現状のシステムで
は、約１５０もの異なる周波数／強度を持った超音波か
らの影響を考慮しなければならないことが確認されてい
る。

【００１９】ここで、図２８は、上記説明の理解をより
一層明確にするために模式的に描かれた説明図である。
同図は、丁度、周波数ｆｉの制御信号ＶＴＯ、振幅Ｖｉ
の制御信号ＶＭＯをＡＯＤ２７０Ｅに印加して、ＡＯＤ
２７０Ｅ内に周波数ｆｉの超音波を励振した場合を示し
ている。このとき、ＡＯＤ２７０Ｅにより回折されたレ
ーザービームＬＢ０３は、描画点Ｐｉを照射する。又、
本図には、レーザービームが描画点Ｐｉ−２から描画点
Ｐｉ−１、描画点Ｐｉへと順次走査される様子が示され
ている。しかも、本図は、各描画点Ｐｉ−１〜Ｐｉに対
応する各周波数の超音波がＡＯＤ２７０Ｅ内全体にまで
拡がる前に、制御信号ＶＴＯ、ＶＭＯが変化する場合を
示している。

【００２０】同図に示す通り、周波数ｆｉの制御信号Ｖ
ＴＯ、振幅Ｖｉの制御信号ＶＭＯをＡＯＤ２７０Ｅに印
加した際には、周波数ｆｉの超音波の他に、それぞれ先
の描画点Ｐｉ−２、Ｐｉ−１に対応した周波数ｆｉ−
２、ｆｉ−１の超音波もＡＯＤ２７０Ｅ内に存在するこ
ととなる。このため、ＡＯＤ２７０Ｅに入射したレーザ
ービームＬＢ０２のビーム径の範囲内には上記３つの超
音波が存在し、レーザービームＬＢ０２はこれらの超音
波それぞれから影響をうけることとなる。従って、レー
ザービームＬＢ０３の偏向角は、３つの超音波のそれぞ
れとレーザービームＬＢ０２との音響光学効果によって
決定されることになる。

【００２１】逆に、従来技術が効果を発揮した場合、即
ち、制御信号ＶＴＯの変化時間が超音波の伝播時間より
も遅い場合には、レーザービームＬＢ０２がＡＯＤ２７
０Ｅに入射した際には一種類の超音波（周波数ｆｉ）し
か存在しないこととなるため、レーザービームＬＢ０３
の偏向角はレーザービームＬＢ０２と周波数ｆｉの超音
波との相互作用より決定され、測定したビーム位置から
制御信号ＶＴＯを正確に且つ容易に補正することが可能
となるわけである。

【００２２】以上述べた通り、高速走査時には、ＡＯＤ
の偏向角を適切に補正するには、多数の超音波からの影
響を考慮しなければならないことになる。しかし、その
様な偏向角の補正（制御信号ＶＴＯの補正）を全ての描
画点について実際に行うのは、次の通り、極めて困難で
あると考えられる。

【００２３】即ち、全描画点の内の一点について制御信
号ＶＴＯの補正データを測定結果から変更すると、他の
描画点の制御信号ＶＴＯの補正データもその影響を受
け、変更する必要が必然的に生じる。図２８の例で言え
ば、描画点Ｐｉに関する補正データを修正すると、続い
て描画点Ｐｉ−１に関する補正データを、更には描画点
Ｐｉ−２に関する補正データをも修正する必要が生じ
る。この様に各描画点で励振される超音波の周波数を変
えていくと、光と各超音波との相互作用も変わるため、
再び描画点Ｐｉから順次、補正データを修正してゆかね
ばならないという悪循環に陥ることとなる。

【００２４】しかも、制御信号ＶＴＯの発生源として用
いる電圧制御発振器の周波数特性の線形性までが、制御
信号ＶＴの補正を繰返すことによって失われるという悪
循環にも陥る。

【００２５】又、全描画点の内の一点の偏向角を変化さ
せるためには、制御信号ＶＴＯの補正データを格納する
メモリに於いて、そのアドレスの内、どのアドレスに格
納されたデータを修正すればよいのかが不明確となる欠
点もある。

【００２６】従って、従来技術の方法では、到底、正確
な制御信号ＶＴＯの補正データを得ることが出来ないも
のであると言える。

【００２７】更に、光学系の調整状態によっては、レー
ザービームがＡＯＤに入射する位置や入射時のビーム径
が微妙に異なる。このことは、制御信号ＶＴＯの補正デ
ータが光学系の調整状態にも依存することを意味する。
又、描画点毎にレーザービームのビーム形状が微妙に相
違する場合にも、制御信号ＶＴＯの補正データがその影
響を受けることとなる。従って、従来技術では、これら
の影響までも考慮に入れて制御信号ＶＴＯを補正しなけ
ればならないこととなる。このような補正は、到底、現
実的でないと言える。

【００２８】以上より、従来技術の様に、ＡＯＤの制御
信号を直接的に補正する方法では、高速走査時の位置ズ
レを防止することができないものであった。

【００２９】この発明は、係る問題点を解決すべくなさ
れたものであり、その目的とするところは、低速走査又
は高速走査の如何に係わらず、常に位置ズレの発生を防
止することができ、高品質、高精度な描画を実現できる
光ビーム走査方法及び光ビーム走査装置を提供すること
にある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】この発明は、光ビームを
オン・オフする光変調素子を介して光偏向素子に光ビー
ムを入射することにより光ビームを走査するものであ
り、（ａ）光偏向素子及び光変調素子にそれぞれ所定の
偏向制御信号及び所定の偏向制御信号に同期した第１の
ディジタル変調制御信号を印加し、光偏向素子より出射
される光ビームの感材上に於けるビーム位置を走査範囲
内の各走査点について測定するとともに、（ｂ）測定さ
れたビーム位置とそのビーム位置に対応する理想位置と
の差より定まる前記光偏向素子による走査方向に対する
位置ズレを、全ての走査点について算出する。更に
（ｃ）その算出結果に基づき、前記各走査点の前記位置
ズレが小さくなるように前記第１のディジタル変調制御
信号の前記光変調素子への出力タイミングを補正し、補
正後の第１のディジタル変調制御信号を第２のディジタ
ル変調制御信号に決定する。そして、（ｄ）光変調素子
及び前記光偏向素子にそれぞれ第２のディジタル変調制
御信号及び所定の偏向制御信号を印加して、光ビームを
感材上に走査するようにしたものである。また、この発
明は、光ビームをオン・オフする光変調素子を介して光
偏向素子に光ビームを入射することにより光ビームを感
材上に走査する光ビーム走査装置であって、前記光偏向
素子に所定の偏向制御信号を印加する第１の印加手段
と、前記光変調素子に所定のディジタル変調制御信号を
印加するとともに、そのディジタル変調制御信号の前記
光変調素子への出力タイミングを調節可能な第２の印加
手段と、前記光偏向素子より出射される光ビームの前記
感材上に於けるビーム位置を走査範囲内の各走査点につ
いて測定する測定手段と、前記第１の印加手段に前記偏
向制御信号を前記光偏向素子に印加させるとともに、前
記第２の印加手段に前記ディジタル変調制御信号を前記
偏向制御信号に同期した第１のディジタル変調制御信号
として前記光変調素子に印加させる一方、前記測定手段
に前記各走査点の前記ビーム位置を測定させ、その測定
結果に基づいて前記ビーム位置と当該ビーム位置に対応
する理想位置との差より定まる前記光偏向素子による走
査方向に対する位置ズレを、前記走査点の全てについて
算出し、その算出結果に基づいて前記各走査点の前記位
置ズレが小さくなるように前記第１のディジタル 変調制
御信号の前記光変調素子への前記出力タイミングを補正
し、補正後の前記第１のディジタル変調制御信号を第２
のディジタル変調制御信号に決定する補正制御手段と、
前記第１及び第２の印加手段に前記偏向制御信号及び前
記第２のディジタル変調制御信号を前記光偏向素子及び
前記光変調素子にそれぞれ印加させることにより、光ビ
ームを前記感材上に走査する走査制御手段とを、備えた
ものである。

【００３１】

【作用】この発明に於ける光変調素子は、印加された第
２のディジタル変調制御信号に応じて光ビームの有無を
ディジタル変調する。しかも、その第２のディジタル変
調制御信号の出力タイミングは、所定の偏向制御信号に
同期した第１のディジタル変調制御信号の出力タイミン
グに対して補正されている。従って、光変調素子は、光
偏向素子に入射する光ビームの入射タイミングを所定の
偏向制御信号の出力タイミングに対して調整する機能を
発揮する。

【００３２】一方、光偏向素子は、第２のディジタル変
調制御信号の出力タイミングに応じて光変調素子より出
射された光ビームを、所定の偏向制御信号に応じた偏向
角で出射する。

【００３３】

【実施例】Ａ．描画システムの全体構成とその概略動作 （Ａ−１） 機械的構成 図２は、この発明の一実施例である描画システム１０の
機械的構成を示した斜視図である。尚、本図においては
便宜上、後述される描画制御装置やデータ処理部等の記
載が省略されている。

【００３４】同図に示す通り、描画システム１０は、基
台１５の上に、感材送り機構２０と描画機構３０とを備
えている。

【００３５】ここに感材送り機構２０は、吸引テーブル
２１と水平Ｙ方向に伸びる一対のガイド２２とを有して
おり、この吸引テーブル２１はガイド２２上にスライド
自在に載置されている。更に、この吸引テーブル２１上
には、ガラス乾板などの感材１が吸着されている。又、
吸引テーブル２１は、モータ２３によって回転するボー
ルスクリュー（図示せず）によって、（±Ｙ）方向に往
復移動する。これにより、感材１もまた（±Ｙ）方向に
往復移動することになる。

【００３６】一方、描画機構３０は、水平Ｘ方向に伸び
る一対のガイド３１を有している。ただし、Ｘ方向はＹ
方向に垂直な方向である。そして、ガイド３１上にはハ
ウジング３２がスライド可能に載置されており、走査光
学系２００がこのハウジング３２内に収容されている。
尚、本図中の切欠き部に示された描画ヘッド３３は、こ
の走査光学系２００の一構成要素である。更にモータ３
４によってボールスクリュー３５が回転すると、ハウジ
ング３２、従って走査光学系２００がＸ方向または（−
Ｘ）方向へ移動する。その結果、描画ヘッド３３もま
た、Ｘ方向または（−Ｘ）方向へ移動する。

【００３７】又、基台１５の上面には、レーザ−発振器
４０Ａ（Ｈｅ−Ｎｅレーザ−等）が設けられている。こ
のレーザー発振器４０Ａからのレーザービーム４１は、
ビームスプリッタ４２〜４５によって２本のレーザービ
ーム４１Ｘ、４１Ｙに分離される。ただし、ビームスプ
リッタ４４、４５は、描画ヘッド３３に固定されてい
る。更に、吸引テーブル２１のＸ方向端部および（−
Ｙ）方向端部には、それぞれ平面ミラー４６Ｘ、４６Ｙ
が立設されている。その結果、レーザービーム４１Ｘ、
４１Ｙはこれらのミラー４６Ｘ、４６Ｙによってそれぞ
れ反射され、ビームスプリッタ４４、４５の位置へ戻
る。そして、図示しない光干渉検出器によって、レーザ
ービーム４１Ｘ、４１Ｙそれぞれのミラー反射光路長が
検出される。これにより、描画ヘッド３３に対する感材
１の水平面内の相対位置が測定されることになる。以
後、レーザ−発振器４０Ａや図示しない光干渉検出器等
を含めて、これらの光学系をレーザ−測長器と総称する
ことにする。尚、図示はしないが、感材送り機構２０の
全体は、開閉自在な遮光フードの中に収容されている。

【００３８】更に、感材送り機構２０の近傍には、ＣＣ
Ｄカメラ（測定手段）５０が図２に示す通り設置されて
いる。このＣＣＤカメラ５０の役割については、後述さ
れる。

【００３９】（Ａ−２） 電気的構成 図３は描画システム１０の電気的構成を模式的に示した
構成図である。同図に示す通り、その電気的構成は描画
制御装置１００を中心として構成される。ここでレーザ
−測長器４０は、既述した感材１の相対位置に関する測
定結果を、位置情報Ｓｘ（Ｘ方向）、Ｓｙ（Ｙ方向）と
して描画制御装置１００に出力する。そして描画制御装
置１００は、位置情報信号Ｓｘ、Ｓｙに基づき走査信号
を作成するとともに、その走査信号に基づき制御信号Ｖ
Ｔ、ＶＭ、ＶＡ、ＶＤを作成する。これらの制御信号Ｖ
Ｔ、ＶＭ、ＶＡ、ＶＤは、走査光学系２００の各構成要
素の動作を制御する信号である。

【００４０】又、ＣＣＤカメラ５０の測定データＶＰは
ワークステーション３００内のＣＰＵ３１０へ伝送さ
れ、所定の処理がなされる他、メモリ（図示せず）に格
納されたデータＤｉもＣＰＵ３１０を介して描画制御装
置１００へ送信される。ここで、このＣＰＵ３１０は、
後述するように本発明に係る補正制御手段及び走査制御
手段としての機能を有している。

【００４１】一方、描画制御装置１００内のモータコン
トローラ１８０は、制御信号ＶＣ１、ＶＣ２をそれぞれ
モータ２３及び３４へ出力し、これらのモータ２３、３
４の回転を制御している。更に、図形入力装置４００よ
り画像データＳＶが、描画制御装置１００に与えられ
る。

【００４２】以上述べた描画制御装置１００及びデータ
処理部３００内に於ける一連の動作の詳細な説明につい
ては、後述される。

【００４３】（Ａ−３） 描画の基本的原理 図４は、描画システム１０における描画の基本的原理を
示す説明図である。描画ヘッド３３からは、（±Ｘ）方
向に周期的に偏向した２本のレーザービームＬＢ５ａ、
ＬＢ５ｂが感材１上に照射される。これらのレーザービ
ームＬＢ５ａ、ＬＢ３ｂは、共に画像信号ＳＶに基づく
変調を受けている。そして、感材１を例えば（−Ｙ）方
向に移動させつつ、レーザービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂ
による露光を行なう。この場合には、（±Ｘ）方向に延
びた走査線ＬのＹ方向の配列に沿って描画が行なわれ
る。又、感材１の描画エリア２は平行ストライプ２ａ、
２ｂ、・・・に概念的に分割されており、描画は各スト
ライプ２ａ、２ｂ、・・・ごとに行なわれる。

【００４４】Ｂ． 走査光学系の構成 （Ｂ−１） 走査光学系の構成の概要 図１は、走査光学系２００の主要な構成部分を模式的に
示した図である。本図に示す通り、レーザー発振器２１
０より発振したレーザービームＬＢは、先ずアナログＡ
ＯＭ２２０に入射する。

【００４５】このアナログＡＯＭ２２０は、単にレーザ
ービームＬＢの光量を感材１の感度に適した光量へ減衰
するものであり、走査中は常に一定の制御電圧ＶＡがア
ナログＡＯＭ２２０上に印加されている。

【００４６】次にレーザービームＬＢ１はビームスプリ
ッタ２３０に導入され、２本のレーザービームＬＢ２
ａ、ＬＢ２ｂに分波される。そしてこれらのレーザービ
ームＬＢ２ａ、ＬＢ２ｂは、それぞれディジタルＡＯＭ
２４０、２５０に入射される。ここでディジタルＡＯＭ
２４０及び２５０は、既述した通り、ディジタル変調に
より回折光の有無を制御しようとする素子である。従っ
てディジタルＡＯＭ２４０及び２５０は、それぞれ描画
制御装置１００より発せられるディジタル変調制御信号
ＶＤａ及びＶＤｂに応じて、レーザービームＬＢ２ａ、
ＬＢ２ｂをオン・オフする。しかもディジタル変調制御
信号ＶＤａ及びＶＤｂは共に、画像入力装置４００から
描画制御装置１００に与えられた画像信号ＳＶに基づき
作成された信号であって、且つ、描画点（走査点に相
当）の位置ズレを防止することができる様に、出力タイ
ミングが後述する掃引信号ＶＴ、ＶＭのタイミングに対
して適切に補正された信号である。これらの点の詳細な
説明については、後述される。

【００４７】その結果、レーザービームＬＢ２ａは、デ
ィジタル変調制御信号ＶＤａがＨレベルにあるときにの
みディジタルＡＯＭ２４０内に励振された超音波によっ
て一定方向へ回折され、レーザービームＬＢ３ａとして
ディジタルＡＯＭ２４０より出射する。同じくレーザー
ビームＬＢ２ｂもまた、ディジタル変調制御信号ＶＤｂ
がＨレベルにあるときにのみレーザービームＬＢ３ｂと
してディジタルＡＯＭ２４０より出射する。

【００４８】その後、両ビームＬＢ３ａ、ＬＢ３ｂはビ
ームスプリッタ２６０に導入され、レーザービームＬＢ
４に合成される。即ち、合成後のレーザービームＬＢ４
は、所定の間隔だけ離れて進行する２本のレーザービー
ムＬＢ４ａ、ＬＢ４ｂからなるビーム束である。従っ
て、ビームスプリッタ２６０以後は、再び一つの光学系
で走査光学系２００が構成される。その様な光学系の詳
細な説明については、後述される。

【００４９】次にレーザービームＬＢ４は、ＡＯＤ２７
０に入力される。このＡＯＤ２７０は、描画制御装置１
００より発せられる掃引信号ＶＴ、ＶＭに応じて、ＡＯ
Ｄ２７０内で回折されたレーザービームＬＢ５の偏向角
を制御する。尚、レーザービームＬＢ５もまた、２つの
レーザービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂのビーム束であり、
両ビームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂを総称する用語として用い
られている。ここで、ＡＯＤ２７０に於ける動作をより
詳細に説明するならば、次の通りとなる。

【００５０】先ず掃引信号ＶＴは、例えば鋸波の様に、
その周波数が連続的に且つ周期的に変化する信号であっ
て、予め定められた信号である。その結果、ＡＯＤ２７
０は、掃引信号ＶＴの周波数の変化に応じてレーザービ
ームＬＢ５の偏向角を変える。これにより、レーザービ
ームＬＢ５は、感材１上を±Ｘ方向へ走査される。但
し、偏向角は、掃引信号ＶＴの周波数変化に対して非線
形に変化する。即ち、掃引信号ＶＴ自身は、ＡＯＤ２７
０の偏向角の非線形特性そのものを補正するものではな
い。

【００５１】もう一方の掃引信号ＶＭは、一定の電圧値
を有する信号である。従って、ＡＯＤ２７０内に励振さ
れる各超音波の強度は、常に掃引信号ＶＭの電圧値で定
まる一定の値となる。

【００５２】尚、実際には、掃引信号ＶＴ及びＶＭは、
連続的にＡＯＤ２７０に印加されるのではなく、所定の
時間間隔でＡＯＤ２７０に印加される。従って、レーザ
ービームＬＢ５は、少しずつ感材１上を走査されること
となる。

【００５３】以上、本走査光学系２００の主要構成要素
とそれらの概略動作について述べた。上記説明で明示さ
れた通り、本走査光学系２００における特徴は、従来技
術の様にＡＯＤ２７０自身の非線形特性を直接的に補正
しようとするのではなく、ディジタルＡＯＭ２４０、２
５０に印加する制御信号ＶＤａ、ＶＤｂの出力タイミン
グを掃引信号ＶＴ、ＶＭのタイミングに対して補正する
ことにより、ＡＯＤ２７０自身の非線形特性による位置
ズレを修正しようとするものである。その様なディジタ
ル変調制御信号ＶＤａ、ＶＤｂの適切化方法も後程説明
する通り、本発明の特徴とするところである。このよう
な構成を着眼させることとなった基本的な着眼点は、次
の通りである。

【００５４】即ち、ＡＯＤ２７０の掃引信号ＶＴの内、
一つの描画点に対する電圧値を補正すると、他の描画点
に関する掃引信号ＶＴの値も補正する必要が生じ、結
局、全描画点について掃引信号ＶＴの値を正確に補正す
るが困難であった。これは、周波数ｆの超音波を励振さ
せてレーザービームＬＢ４を所定の方向に偏向させよう
としても、レーザービームＬＢ自身は、周囲に存在する
約１５０もの周波数を有する超音波からの影響を受ける
ことに起因するものであったことは、記述した通りであ
る。その様な観点に立つならば、レーザービームＬＢ４
のＡＯＤ２７０への入射時刻が、周波数ｆの超音波の励
振時刻（掃引信号ＶＴの変化時）よりも遅延ないしは進
んでいる場合には、レーザービームＬＢ４自身が周波数
ｆの超音波以外の超音波から受ける影響は、入射時刻と
励振時刻とが相等しい場合に受ける影響とは全く異なっ
たものになるということである。このことは、逆に、レ
ーザービームＬＢ５の偏向角をレーザービームＬＢ４の
ＡＯＤ２７０への入射時刻によって制御できることを意
味している。即ち、ＡＯＤ２７０の掃引信号ＶＴを補正
しなくても単にレーザービームＬＢ４の入射時刻を制御
するだけで、位置ズレを補正することができるのであ
る。この様な考察は、以下に説明する図２６の考察によ
り、一層明確化されることになる。

【００５５】図２６は、走査時間ｔ（横軸）に対する掃
引信号ＶＴの周波数ｆの値（右側の縦軸）とレーザービ
ームＬＢ５の偏向角θの値（左側の縦軸）とを模式的に
示した説明図である。同図において、直線（ａ）は、掃
引信号ＶＴの周波数ｆが連続的に変化するものと仮定し
た場合の関係を表している。一方、直線（ｂ）は、直線
（ａ）の様に連続的に変化する掃引信号ＶＴがＡＯＤ２
７０に印加された場合に、レーザービームＬＢ５の偏向
角θが掃引信号ＶＴに比例すると仮定した場合、従っ
て、走査時間ｔに比例すると仮定した場合の関係を表し
ている。又、ステップ関数（ｃ）は、掃引信号ＶＴの周
波数ｆの実際の変化を表している。

【００５６】そこで、掃引信号ＶＴの周波数ｆが周波数
ｆ２から周波数ｆ３へ変化する時間ｔ２０に於ける偏向
角θを考えることにする。即ち、ＡＯＤ２７０の偏向特
性が本来的に線型性を有するものであれば、時間ｔ２０
においては、偏向角θは偏向角θ２０となるはずであ
る。

【００５７】しかし、実際には、ＡＯＤ２７０の偏向特
性の非線型性によって、偏向角θは偏向角θ２（θ２＜
θ２０）となる。その結果、描画点の位置は本来あるべ
き位置よりも走査開始原点側へずれることとなる。この
効果は、逆に直線（ｂ）から観れば（線型性の立場に立
てば）、レーザービームＬＢ５があたかも時間ｔ２ｐに
ＡＯＤ２７０に入射し、その時間ｔ２ｐに偏向を受けた
ものと考えられることになる。即ち、時間ｔ２０におい
ては、レーザービームＬＢ４は、見かけ上、時間ｔ２０
よりも時間Δτだけ早く入射したのと等価な状態になる
ものと考えられる。従って、時間ｔ２０においては、逆
にレーザービームＬＢ４の入射時間を時間Δτだけ遅く
することができるならば（時間ｔ２）、偏向角θを偏向
角θ２０にすることができ、描画点の位置ズレを防止す
るものと考えられることとなる。

【００５８】逆に、描画点の位置は本来あるべき位置よ
りも遠ざかる様な場合には、レーザービームＬＢ４の入
射時間を早めるようにすれば、描画点の位置ズレを防止
することができるものと考えられる。

【００５９】そこで、本発明では、レーザービームＬＢ
４の入射時刻を制御する手段として、ディジタルＡＯＭ
２４０、２５０を用い、しかもディジタル変調制御信号
ＶＤａ、ＶＤｂの出力タイミングを掃引信号ＶＴの出力
タイミングに対して遅延ないしは進めたものである。

【００６０】又、本発明は、ディジタルＡＯＭ２４０、
２５０に於けるパルス応答時間がＡＯＤと比較して数百
倍も速いという点に基礎を置くものである。例えば、デ
ィジタルＡＯＭに於けるパルス応答時間は、９〜１２ｎ
ｓｅｃ．である。その様な相違が生じるのは、ＡＯＤに
於いては横波の超音波が利用されているのに対して、Ａ
ＯＭに於いて利用されている超音波は縦波であるという
ことに起因している。このディジタルＡＯＭ２４０、２
５０の特徴は、ディジタル変調制御信号ＶＤａ、ＶＤｂ
のタイミングと描画点の位置ズレとの関係を容易に定め
ることができるという利点をもたらす。

【００６１】（Ｂ−２） 走査光学系の具体的構成 図５〜図７は、走査光学系２００の具体的構成を明示し
た光学的構成図である。先ず、Ａｒイオンレーザー（波
長：４８８ｎｍ）等よりなるレーザー発振器２１０より
出射したレーザービームＬＢは、ミラーＭ１〜Ｍ３を介
してアナログＡＯＭ２２０に入射され、感材１の感度に
適した光量に減衰される。そして出射レーザービームＬ
Ｂ１は、ミラーＭ４で反射された後、ビームスプリッタ
２３０に導入され、レーザービームＬＢ２ａとＬＢ２ｂ
とに分波される。

【００６２】次にレーザービームＬＢ２ａは、ミラーＭ
５、集光用レンズＬ１ａを介してディジタルＡＯＭ２４
０に入射され、ディジタル変調される。そしてディジタ
ルＡＯＭ２４０のＯＮ時に出射したレーザービームＬＢ
３ａは、集光用レンズＬ２ａ、ミラーＭ６を介して無偏
光ビームスプリッタ２６０Ａに入射される。一方、レー
ザービームＬＢ２ｂは、集光用レンズＬ１ｂを介してデ
ィジタルＡＯＭ２５０に入射される。そして、ディジタ
ルＡＯＭ２５０のＯＮ時に出射したレーザービームＬＢ
３ｂは、集光用レンズＬ２ｂを介して無偏光ビームスプ
リッタ２６０Ａに入射される。無偏光ビームスプリッタ
２６０Ａに入射した両レーザービームＬＢ３ａ、ＬＢ３
ｂは、当該無偏光ビームスプリッタ２６０Ａ及びその後
ミラーＭ７を介して入射される偏光ビームスプリッタ２
６０Ｂによって合成される。

【００６３】その後、レーザービームＬＢ４ａ、ＬＢ４
ｂは、第１エキスパンダＥＰ１によりビーム間隔が狭め
られた上で、ＡＯＤ２７０に入射される（図７参照）。
ＡＯＤ２７０における動作は既述した通りである。尚、
第１エキスパンダＥＰ１を構成するロッドレンズＬ３及
びシリンドリカルレンズＬ４のレンズ間距離は、いわゆ
る「ＡＯＤのシリンドリカル効果」を打ち消すために適
切に調整されている。この「ＡＯＤのシリンドリカル効
果」とは、ＡＯＤに平行ビームを入射した場合に、ＡＯ
Ｄの掃引信号の周波数が一定の場合には回折光も平行ビ
ームとなるのに対して、ＡＯＤの掃引信号の周波数が変
化する場合には回折光は平行ビームとはならず、ある拡
がりを持つことになるという現象である。そこで、この
様な現象によるフォーカス位置の位置ズレ発生を未然に
防止する目的で、上記レンズ間距離を変えることにより
絞られ気味のレーザービームＬＢ４ａ、ＬＢ４ｂをＡＯ
Ｄ２７０に入射し、回折されたレーザービームＬＢ５
ａ、ＬＢ５ｂそれぞれが平行に出射される様にしたもの
である。

【００６４】一方、ＡＯＤ２７０より出射されたレーザ
ービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂは、第２エキスパンダＥＰ
２によりビーム間隔が拡げられた上で、スキャンレンズ
Ｌ７に入射される。即ち、レーザービームＬＢ５ａ、Ｌ
Ｂ５ｂは、第２エキスパンダＥＰ２のロッドレンズＬ６
を中心に角度θの拡がりを有しており、スキャンレンズ
Ｌ７を出射したレーザービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂは、
４４μｍ程度のビーム間隔ｈを有する相互に平行なビー
ムとなる（図７）。

【００６５】最後に、スキャンレンズＬ７より出射した
レーザービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂは、ミラーＭ８を介
して既述した描画ヘッド３３に導かれる。即ち、レーザ
ービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂは、ペチャンプリズムＰ
Ｚ、リレーレンズＬ８を介して対物レンズＬ９へ入射さ
れる。このときのレーザービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂの
ビーム間隔は２２μｍ程度であり、各ビームＬＢ５ａ、
ＬＢ５ｂのビーム径（直径）は２０μｍである。このビ
ーム間隔は、２本のビームが互いに干渉しないために必
要なビーム間隔２０μｍを満足するものである。その
後、両ビームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂは、対物レンズＬ９に
設定されている所定の倍率に応じてビーム径が縮小され
た上で、感材１へ照射される。尚、本実施例では、対物
レンズＬ９の倍率として３種類の倍率（２倍、５倍、１
０倍）が用意されている。ここで、対物レンズＬ９に入
射した際のレーザービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂのビーム
径は２０μｍであるので、倍率を２倍とした場合には各
ビームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂのビーム径は１０μｍに縮小
される。同じく倍率をそれぞれ５倍、１０倍とした場合
には、ビーム径はそれぞれ４μｍ、２μｍとなる。尚、
以後の説明においては、走査光学系２００に於ける倍率
は１０倍（ビーム径２μｍ）であるものとして取り扱わ
れている。又、ビーム径とは、レーザービームのビーム
ウエストの直径を意味している。

【００６６】又、描画ヘッド３３内には、図６に例示す
る様に、対物レンズＬ９より出射したレーザービームＬ
Ｂ５ａ、ＬＢ５ｂを感材１上に常にフォーカスするため
のオートフォーカス検出系（レーザーダイオードＬＤ、
位置検出装置ＰＳＤ）が備えられている。

【００６７】Ｃ．描画制御装置の電気的構成 （Ｃ−１） 描画制御装置の全体構成 図８は、描画制御装置１００の全体構成を周辺装置と共
に示したブロック図である。尚、本図には、ディジタル
ＡＯＭ２４０、２５０及びＡＯＤ２７０のそれぞれのド
ライバとして、ディジタルＡＯＭドライバ２４１、２５
１及びＡＯＤドライバ２７１が記載されているが、図１
においては、これらのドライバの記載は便宜上省略され
ていた。ここで、本発明に係る第１の印加手段には、デ
ィジタルＡＯＤドライバ２７１及び後述する掃引信号発
生部１６０が対応しており、第２の印加手段には、ディ
ジタルＡＯＭドライバ２４１、２５１及び後述するディ
ジタルＡＯＭ制御部１４０、１５０が対応している。

【００６８】同図に示す通り、描画制御装置１００は、
クロック１１０、走査信号発生部１２０、ディジタルＡ
ＯＭ制御部１４０、１５０、掃引信号発生部１６０、ラ
スター変換部１７０及びモーターコントローラ１８０を
有している。

【００６９】先ずクロック１１０より発したシステムク
ロックＳＣＬＫ（２０ＭＨｚ）は、走査信号発生部１２
０に入力される。

【００７０】走査信号発生部１２０は、システムクロッ
クＳＣＬＫに基づきデータ読出信号ＤＲ、データスター
ト信号ＤＳＴ及び走査開始信号ＳＴを作成し、データ読
出信号ＤＲを掃引信号発生部１６０へ出力するととも
に、データスタート信号ＤＳＴ及び走査開始信号ＳＴを
ディジタルＡＯＭ制御部１４０、１５０へ出力する。
又、システムクロックＳＣＬＫは、ディジタルＡＯＭ制
御部１４０及び１５０にも入力される。

【００７１】更に、クロック１１０は、ＥＣＬクロック
ＣＬＫ（２００ＭＨｚ）をディジタルＡＯＤ制御部１４
０及び１５０に出力する。

【００７２】一方、ＣＰＵ３１０は、ＣＣＤカメラ５０
により測定されたビーム位置データＶＰＯに基づき、最
適なディジタル変調制御信号ＶＤａ，ＶＤｂを決定する
ための補正データを作成し、その補正データをデータバ
ス３５０を介してディジタルＡＯＭ制御部１４０及び１
５０に送信する。又、ＣＰＵ３１０は、掃引信号発生部
１６０に対しても、掃引信号ＶＴ、ＶＭに関するデータ
をデータバス３５０を介して送信する。

【００７３】各部１４０、１５０、１６０の概略動作
は、次の通りである。

【００７４】先ず、ディジタルＡＯＭ制御部１４０は、
走査開始信号ＳＴに応じてスタンバイ状態となる。その
後、ディジタルＡＯＭ制御部１４０は、ラスター変換部
１７０より送られてきたラスター信号ＳＶＲａ（アナロ
グ信号）を、ＣＰＵ３１０により作成された補正データ
に基づき定められるタイミングでドット信号ＤＯＴ１
（ディジタル信号）に変換する。このタイミング作成に
ついては、後述される。その後、ドット信号ＤＯＴ１
は、ディジタルＡＯＭドライバ２４１によりドライブ信
号として適したディジタル変調制御信号ＶＤａに変換さ
れる。尚、ディジタルＡＯＭ制御部１５０もまた、同様
の動作をする。これらのラスター信号ＳＶＲａ、ＳＶＲ
ｂは、ラスター変換部１７０により画像信号ＳＶからラ
スター変換されて作成された信号である。

【００７５】又、掃引信号発生部１６０は、記憶する掃
引信号ＶＴ、ＶＭに関するデータをデータ読出信号ＤＲ
のタイミングで読み出し、掃引信号ＶＴ、ＶＭを作成す
るとともに、掃引信号ＶＴ、ＶＭをＡＯＤドライバ２７
１に出力する。ＡＯＤドライバ２７１は、掃引信号Ｖ
Ｔ、ＶＭをドライブ信号として適した掃引信号ＶＳに変
換する。

【００７６】各部の概略動作は、以上の通りである。以
下においては、各部の詳細な構成について説明する。

【００７７】（Ｃ−２） クロック 図９は、クロック１１０の構成を示したブロック図であ
る。同図に示す通り、クロック１１０は、ＥＣＬ発振器
１１１と分周器１１２とから構成される。ここでＥＣＬ
発振器１１１は、２００ＭＨｚのＥＣＬクロックＣＬＫ
を発振する発振器である。そしてＥＣＬクロックＣＬＫ
は分周器１１２に入力され、２０ＭＨｚのシステムクロ
ックＳＣＬＫに分周される。

【００７８】（Ｃ−３） 走査信号発生部 図１０は、走査信号発生部１２０の構成を示したブロッ
ク図である。この走査信号発生部１２０は、レーザー測
長器４０より送られて来る位置情報信号Ｓｙ（位置パル
ス）から走査開始信号ＳＴ及びデータ読出信号ＤＲ、Ｄ
ＤＲを作成するためのユニットである。

【００７９】先ず、位置情報信号Ｓｙは測長パルス補正
回路１２１により所定の補正を受けた後、ＡＬＵ（Arit
hmatic Logic Unit)１２２に入力される。このＡＬＵ１
２２は、レジスタ１２４に保持されている変換則ＲＵＬ
に基づき、パルス単位系（時間）で表された補正済み位
置情報信号Ｓｙs から長さ（μｍ）の単位系で表される
信号に変換した上で、走査スタートパルスＳＰを走査信
号コントローラ１２３に出力する。

【００８０】又、位置情報信号Ｓｙは、Ｙ軸位置カウン
タ１２５にも送られる。このＹ軸位置カウンタ１２５
は、位置情報信号Ｓｙより描画ヘッド３３のＹ方向に於
ける現在位置を検出しており、描画ヘッド３３が予め定
められたＹ方向描画開始位置に達したことを検出したと
きに、１ストライプ走査のＹ方向スタートパルスＹＳＰ
を走査信号コントローラ１２３に出力する。

【００８１】次に、走査信号コントローラ１２３は、Ｙ
方向スタートパルスＹＳＰがアサートされた時点で初め
て走査スタートパルスＳＰを出力できる状態となる。そ
して走査信号コントローラ１２３は、この時点より走査
信号用カウンタ１２６のカウントを開始し始め、システ
ムクロックＳＣＬＫのタイミングに同期してカウントア
ップしてゆく。ここで走査信号用カウンタ１２６のカウ
ント数は、掃引信号発生部１６０が有するメモリ（後述
される。）のアドレスに対応している。

【００８２】そして走査信号用カウンタ１２６は、５０
ｎｓｅｃ．毎にそのメモリに格納されているデータを読
み出すためのデータ読出信号ＤＲを、システムクロック
ＳＣＬＫのタイミングに同期して掃引信号発生部１６０
に出力する。又、データ読出信号ＤＲはデコーダ１２７
を介して走査信号コントローラ１２３にフィードバック
される。

【００８３】更にデコーダ１２７は、データ読出信号Ｄ
Ｒが示すカウント数と予めデコーダ１２７に与えられて
いるカウント数Ｓとが等しくなったときに、データスタ
ート信号ＤＳＴをディジタルＡＯＭ制御部１４０及び１
５０へ出力する。ここで、カウント数Ｓは、最初の描画
点Ｐ１に対応づけられた値である。

【００８４】尚、走査信号コントローラ１２３は、走査
スタートパルスＳＰを走査開始信号ＳＴとしてディジタ
ルＡＯＭ制御部１４０、１５０へ出力する。

【００８５】（Ｃ−４） ディジタルＡＯＭ制御部 図１１は、ディジタルＡＯＭ制御部１４０の電気的構成
を模式的に示したブロック図である。尚、ディジタルＡ
ＯＭ制御部１５０の構成もディジタルＡＯＭ制御部１４
０と同一であるため、それらの説明については割愛す
る。

【００８６】ここでディジタルＡＯＭ制御部１４０は、
システムクロックＳＣＬＫのタイミングを適切に補正し
た出力タイミングを有するデータ読出しクロックＳＤＲ
に同期して、ラスター信号化された画像信号ＳＶＲａを
ドット信号ＤＯＴ１（ディジタル信号）に変換するユニ
ットである。従って、画像信号ＳＶＲａをシリアルに出
力するために、画像信号ＳＶＲａは先ずＦＩＦＯメモリ
に格納される。

【００８７】同図に示す通り、ディジタルＡＯＭ制御部
１４０は、データ読出しクロック発生部１４１とデータ
読出し制御部１４９とＦＩＦＯメモリ１４４とから構成
されている。又、データ読出し制御部１４９は、データ
読出しコントローラ１４２とドット数カウンタ１４３と
ドット変換器１４６とから構成される。

【００８８】ここでデータ読出しクロック発生部１４１
は、２００ＭＨｚのＥＣＬクロックＣＬＫに同期して、
システムクロックＳＣＬＫのタイミングを補正した信号
であるデータ読出しクロックＳＤＲを作成する回路であ
り、ディジタルＡＯＭ制御部１４０の心臓部といえる重
要な構成要素である。尚、システムクロックＳＣＬＫの
タイミングの補正量は、予めデータ処理部３００からデ
ータ読出クロック発生部１４１に与えられている位置ズ
レ補正データＶＰＯＤに基づいて定められる。そこで、
先ず、データ読出しクロック発生部１４１の詳細な構成
とその動作とについて説明することにする。

【００８９】 図１２は、データ読出しクロック発生
部１４１の電気的構成を模式的に示したブロック図であ
る。同図において、位置ズレ補正データメモリ１４１１
には、予め位置ズレ補正データＶＰＯＤが格納されてい
る。この位置ズレ補正データＶＰＯＤの格納処理は、次
の様にして行われる。

【００９０】即ち、ＣＣＤカメラ５０によって測定され
た１０２４個のビーム位置に関するデータＶＰＯが、入
力インタフェース３３０を介してＣＰＵ３１０へ伝送さ
れる。そしてＣＰＵ３１０は、これらのビーム位置に関
するデータＶＰＯに基づき、位置ズレ補正データＶＰＯ
Ｄを算出し、これらのデータＶＰＯＤを出力インタフェ
ース３４０を介して位置ズレ補正データメモリ１４１１
に出力する。以上の処理により、位置ズレ補正データＶ
ＰＯＤが、位置ズレ補正データメモリ１４１１の対応す
るアドレスに記憶される。

【００９１】ここで、位置ズレ補正データメモリ１４１
１自身は１４００個のアドレスを有しており、それに対
応して、補正データＶＰＯＤもまた１４００個のデータ
からなる。しかし、１４００個のデータＶＰＯＤの内、
意味のあるデータＶＰＯＤは、ＣＣＤカメラ５０の測定
結果ＶＰＯより算出される１０２４個のデータであり、
これらは、位置ズレ補正データメモリ１４１１のＳ番目
（デコーダ１２７が有するＳ値に相等）のアドレスより
順次記憶されている。尚、ＣＣＤカメラ５０によるビー
ム位置の測定方法や位置ズレ補正データＶＰＯＤの算出
方法の詳細については、後述される。

【００９２】次に位置補正コントローラ１４１６は、走
査信号コントローラ１２３から送られて来る走査開始信
号ＳＴに同期して、位置ズレ補正データメモリ１４１１
の第１番目のアドレスに格納されているデータを読出
し、当該データをＥＣＬラッチ１４１２へ送信する。
尚、以後の話を一般化するため、当該データを記号ＶＰ
ＯＤ（Ｊ）（Ｊ番目のアドレスに格納されたデータ）と
記載する。

【００９３】ＥＣＬラッチ１４１２は、２００ＭＨｚの
ＥＣＬクロックＣＬＫ（ラッチ信号）に応じて、送信さ
れてきたデータＶＰＯＤ（Ｊ）（ＴＴＬロジック）をラ
ッチするとともに、ＥＣＬロジックのデータＶＰＯＥ
（Ｊ）に変換する。そして、ＥＣＬラッチ１４１２は、
当該データＶＰＯＥ（Ｊ）をＥＣＬカウンタ１４１３に
セットする。

【００９４】又、位置補正コントローラ１４１６は、走
査開始信号ＳＴに応じてイネーブル信号ＥＮをカウンタ
コントローラ１４１７に出力する。そして、カウンタコ
ントローラ１４１７は、そのイネーブル信号ＥＮに同期
して、カウントイネーブル信号ＣＥＮをＥＣＬカウンタ
１４１３及びデューティコントロール用カウンタ１４１
８へ出力する。これにより、両カウンタ１４１３、１４
１８は、カウント動作開始状態となる。

【００９５】ここでＥＣＬカウンタ１４１３は、セット
される位置ずれ補正データＶＰＯＤ（Ｊ）の値を変える
ことにより、５ｎｓｅｃ．（周波数に換算すると２００
ＭＨｚ）の整数倍の時間だけデータ読出しクロックＳＤ
Ｒの立上りタイミングをシフトさせることを目的とした
ものである。そこでＥＣＬカウンタ１４１３は、描画点
Ｐｉ毎に適切なデータ読出しクロックＳＤＲの立上がり
タイミングを決定するために、先ず位置ズレ補正データ
ＶＰＯＥ（Ｊ）をカウントするとともに、そのカウント
数に相当するキャリー信号ＣＳＪをＪ−Ｋ−ＦＦ（フリ
ップフロップ）１４１４のＪ端子へ出力する。尚、上記
目的ないしは５ｎｓｅｃ．という時間単位の意義につい
ては、後述する走査方法の説明において一層明らかなも
のとされる。

【００９６】同様にキャリー信号ＣＳＪは、デューティ
コントロール用カウンタ１４１８にもセットされる。こ
のデューティコントロール用カウンタ１４１８は、デー
タ読出しクロックＳＤＲのデューティを調整することを
目的としたものである。従って、デューティコントロー
ル用カウンタ１４１８は、キャリー信号ＣＳＪがＪ−Ｋ
−ＦＦ１４１４のＪ入力端子にセットされた後、そのキ
ャリー信号ＣＳＤＪに応じて定まる時間（デューティに
相当）後にＬレベルからＨレベルへと立上がるキャリー
信号ＣＳＤＪを、Ｊ−Ｋ−ＦＦ１４１４のＫ入力端子へ
出力する。

【００９７】ここでＪ−Ｋ−ＦＦ１４１４の動作は、次
の通りである。

【００９８】先ず、Ｊ入力端子にキャリー信号ＣＳＪが
セットされた時点では、Ｊ入力端子はＨレベルであり、
Ｋ入力端子はＬレベルにある。従って、Ｊ−Ｋ−ＦＦ１
４１４の出力は、ＥＣＬクロックＣＬＫ（ラッチ信号）
のタイミングでセットされる。一方、キャリー信号ＣＳ
ＤＪがＬレベルからＨレベルになった時点では、Ｊ−Ｋ
−ＦＦ１４１４のＪ端子のレベルはＬレベルにあるた
め、Ｊ−Ｋ−ＦＦ１４１４の出力は、ＥＣＬクロックＣ
ＬＫのタイミングでリセットされる。即ち、Ｊ−Ｋ−Ｆ
Ｆ１４１４のセットによりデータ読出しクロックＳＤＲ
の立上がりタイミングが決定され、Ｊ−Ｋ−ＦＦ１４１
４のリセットによりデータ読出しクロックＳＤＲのデュ
ーティが調整されることとなる。

【００９９】尚、Ｊ−Ｋ−ＦＦ１４１４の出力信号は、
ＥＣＬクロックＣＬＫとの同期を良くするために、一端
Ｄ−ＦＦ１４１５に入力された上で、データ読出しクロ
ックＳＤＲＪとして出力される。ここで、記号ＳＤＲＪ
とは、Ｊ番目のアドレスに相当するデータ読出しクロッ
クＳＤＲであることを意味している。

【０１００】更にデータ読出しクロックＳＤＲは、位置
ズレ制御カウンタ１４１９に入力される。この位置ズレ
制御カウンタ１４１９は、システムクロックＳＣＬＫに
同期する位置補正コントローラ１４１６からのラッチ信
号ＣＰにより、カウントイネーブルの制御を行う。実際
には、データ読出しクロックＳＤＲＪの立上りによって
カウント動作を行い、そのカウンタ出力ＡＤＤを位置ズ
レ補正データメモリ１４１１へ出力する。このカウンタ
出力ＡＤＤは、位置ズレ補正データメモリ１４１１の次
のアドレス、即ち、（Ｊ＋１）番目のアドレスを指示す
る信号である。

【０１０１】即ち、位置ズレ補正データメモリ１４１１
の（Ｊ＋１）番目のアドレスに格納されている位置ズレ
補正データＶＰＯＤ（Ｊ＋１）がカウンタ出力ＡＤＤの
タイミングに応じて読み出されるとともに、ＥＣＬラッ
チ１４１２を介してＥＣＬカウンタ１４１３へセットさ
れる。その後、位置ズレ補正データＶＰＯＥ（Ｊ＋１）
についても同様に一連の処理がなされ、データ読出しク
ロックＳＤＲ（Ｊ＋１）が出力されることとなる。従っ
て、データ読出しクロックＳＤＲは、その立上がりタイ
ミングが位置ずれ補正データＶＰＯＥの値により５ｎｓ
ｅｃ．（２００ＭＨｚ）の整数倍の時間だけシフトした
信号となり、且つそのハイレベルの保持時間はデューテ
ィコントロール用カウンタ１４１８により一定とされ
る。即ち、ＶＰＯＥ（Ｊ）の値により、立上りタイミン
グと周期とが制御され、又、ＶＰＯＥ（Ｊ）の値による
データ読出しクロックＳＤＲ（Ｊ）のシフト量は順次累
積される。

【０１０２】データ読出しクロック発生部１４１の構成
と動作とについては、以上述べた通りであり、この様な
回路構成とすることにより、位置ズレを補正することが
できるとともに、同時にスキャン幅の調整も行えること
ができるわけである。

【０１０３】 次に、図１１に基づき、ディジタルＡ
ＯＭ制御部１４０の構成と動作とについて説明する。

【０１０４】先ず、データ読出しクロックＳＤＲは、デ
ータ読出しコントローラ１４２に入力される。このデー
タ読出しコントローラ１４２は、最初の描画点Ｐ１に相
当するアドレスＳを指示するデータスタート信号ＤＳＴ
に同期してデータ読出し開始状態になるとともに、同時
にデータ読出しクロックＳＤＲに同期した画像読出しク
ロックＩＲを、ＦＩＦＯメモリ１４４及びドット変換器
１４６へ出力する。又、データ読出しコントローラ１４
２は、同じくデータ読出しクロックＳＤＲに同期したカ
ウントアップ信号ＤＣＮＴをドット数カウンタ１４３へ
出力して、ドット数（描画点数）をカウントする。

【０１０５】従って、ＦＩＦＯメモリ１４４からは、ラ
スター信号化された画像信号Ｒａが画像読出しクロック
ＩＲのタイミングで順次読出され、ドット変換器１４６
へ順次送信される。

【０１０６】更にドット変換器１４６において、画像信
号Ｒａは画像読出しクロックＩＲのタイミングで順次ド
ット化され、ドット変換器１４６よりＯＮ，ＯＦＦ信号
であるドット信号ＤＯＴ１が出力される。

【０１０７】すなわち、ドット変換器１４６において
は、ＦＩＦＯメモリ１４４からの画像信号Ｒａが画像読
出クロックＩＲのタイミングで読出された後に、ドット
変換器１４６においても画像読出しクロックＩＲの立上
りタイミングで画像信号Ｒａ（Ｊ）とＲａ（Ｊ＋１）と
の排他的論理和をとることにより、ドット信号ＤＯＴ１
が形成される。

【０１０８】（Ｃ−５） 掃引信号発生部 図１３は、掃引信号発生部１６０の電気的構成をデータ
処理部３００と共に模式的に示したブロック図である。
同図に示す通り、掃引信号発生部１６０は、掃引信号Ｖ
Ｔを作成する部分と掃引信号ＶＭを作成する部分とに大
別される。

【０１０９】先ず、直線性補正用メモリ１６１には、予
め掃引信号ＶＴに関する１４００個の直線性補正データ
ＶＴＤが、出力インターフェース３４０を介してＣＰＵ
３１０により与えられている。これらの直線性補正デー
タＶＴＤは、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１６６に於ける
制御電圧に対する周波数特性の非線形性を補正するため
の信号である。そして、直線性補正データＶＴＤは、デ
ータ読出信号ＤＲのタイミングに応じて、即ち、５０ｎ
ｓｅｃ．毎に直線性補正用メモリ１６１より順次読み出
され、Ｄ／Ａ変換器１６３ａによりアナログ信号に変換
された上でＰＧＡ１６４ａに入力される。ここでＰＧＡ
１６４ａもまた、アナログＡＯＭ制御部１３０のＰＧＡ
１３３と同様に、ＡＯＤ２７０の規格に応じてそのゲイ
ン及びそのオフセットを補正するためのゲインレジスタ
１６７ａ及びオフセットレジスタ１６８ａを有してい
る。

【０１１０】その後、ＰＧＡ１６４ａにより増幅された
直線性補正データＶＴＤは、ローパスフィルタ１６５ａ
を介してＶＣＯ１６６に入力される。この直線性補正デ
ータＶＴＤにより、ＶＣＯ１６６の周波数特性はリニア
とされ、ＶＣＯ１６６より掃引信号ＶＴが発生する。

【０１１１】この様に掃引信号発生部１６０において
は、ＡＯＤ２７０の一走査時間内に（７０μｓｅ
ｃ．）、１４００個の直線性補正データＶＴＤがシステ
ムクロックＳＣＬＫのタイミングで次々にＤ／Ａ変換さ
れ、掃引信号ＶＴが形成される。

【０１１２】一方、回折効率補正用メモリ１６２に関し
ても、掃引信号ＶＭに関する１４００個の回折効率補正
データＶＭＤが、出力インターフェース３４０を介して
ＣＰＵ３１０により予め与えられている。

【０１１３】そして、回折効率補正データＶＭＤもま
た、データ読出信号ＤＲのタイミングに応じて、５０ｎ
ｓｅｃ．毎に回折効率補正用メモリ１６２より順次読み
出され、Ｄ／Ａ変換器１６３ｂによりアナログ信号に変
換された上でＰＧＡ１６４ｂに入力される。ここでＰＧ
Ａ１６４ｂもまた、同様の理由により、ゲインレジスタ
１６７ｂ及びオフセットレジスタ１６８ｂを有してい
る。そして、ＰＧＡ１６４ｂにより増幅された回折効率
補正データＶＭＤは、ローパスフィルタ１６５ｂを経
て、掃引信号ＶＭとしてＡＯＤドライバ２７１に掃引信
号ＶＴと共に出力される。

【０１１４】Ｄ． 走査方法 図１４は、描画システム１０における走査手順を示した
フローチャートである。以下、各ステップごとに、適宜
構成図面を参照しつつその走査手順を説明する。

【０１１５】（Ｄ−１） ステップＳ１ 本ステップは、次のステップＳ２をも含めて、走査開始
のための準備ステップに相当する。

【０１１６】先ず、走査に必要な各種データが設定され
る。即ち、直線性補正データＶＴＤ及び回折効率補正デ
ータＶＭＤが、それぞれ直線性補正用メモリ１６１及び
回折効率補正用メモリ１６２にＣＰＵ３１０より与えら
れる。又、画像信号ＳＶが、画像入力装置４００よりラ
スター変換部１７０に入力される。更にラスター変換さ
れた画像信号ＳＶＲａ，ＳＶＲｂが、それぞれＦＩＦＯ
メモリ１４２，１５２に格納される。尚、これらのプロ
セス（図示しない）は、ＣＰＵ３１０によってコントロ
ールされている。

【０１１７】（Ｄ−２） ステップＳ２ 本ステップでは、位置ズレ補正データＶＰＯＤの作成を
行う。この作成は、図１５〜図１８に示した手順に従い
行われる。以下、各手順の詳細を説明する。

【０１１８】 ステップＳ２１〜Ｓ２７ ｉ） 先ず、位置ズレ補正データメモリ１４１１の各ア
ドレスＪ（Ｊ：１〜１４００）に０値をセットする（ス
テップＳ２１）。即ち、位置ズレ補正データＶＰＯＤ
は、ＶＰＯＤ（Ｊ）＝０（Ｊ：１〜１４００）となる。
このセッティング自体は、既述した通り、ＣＰＵ３１０
によって行われる。

【０１１９】ｉｉ） 次に、ステップＳ２１で設定した
位置ズレ補正データＶＰＯＤ（Ｊ）に基づきレーザービ
ームＬＢ５を走査し、各描画点Ｐｉの実際の位置Ｘ
（ｉ）を測定する。この場合、位置ズレ補正データＶＰ
ＯＤは全て０値であるため、データ読出クロック発生部
１４１においてはデータ読出クロックＳＤＲの立上がり
タイミングの補正は行われない。従って、システムクロ
ックＳＣＬＫに同期したディジタル変調制御信号ＶＤ
ａ，ＶＤｂにより、それぞれディジタルＡＯＭ１４０，
１５０が駆動される。

【０１２０】ここで、描画点Ｐｉと位置ズレ補正データ
メモリ１４１１のアドレスＪとの関係は、Ｊ＝ｉ＋Ｓ−
１（ｉ：１〜１０２４）の式で与えられる。又、描画点
Ｐｉの位置（ビーム位置）Ｘ（ｉ）とは、既述した走査
開始の原点からのＸ方向への距離を意味している。

【０１２１】その様な測定の概念を示した図が、図２１
である。同図においては、走査光学系２００を固定した
上で、１０２４個の描画点Ｐｉの方向に対して１点ずつ
レーザービームＬＢ５ａをＡＯＤ２７０より出射すると
ともに、ＣＣＤカメラ５０を１点毎に遂一移動すること
によって、各描画点Ｐｉにおける実際のビーム位置Ｘ
（ｉ）を測定する方法が記載されている。

【０１２２】その際、ディジタルＡＯＭ２４０には、掃
引信号ＶＴ，ＶＭに同期したディジタル変調制御信号Ｖ
ＤＳ（第１のディジタル変調制御信号に相当）が印加さ
れる。このディジタル変調制御信号ＶＤＳは、後述する
補正前のドット信号ＤＯＴ０に相当するものである。
又、ＡＯＤ２７０には、システムクロックＳＣＬＫに同
期した掃引信号ＶＴ，ＶＭ（偏向制御信号に相当）が印
加されている。

【０１２３】しかし、実際にはＣＣＤカメラ５０は固定
されているため、本実施例では、以下に示す通り、逆に
走査光学系２００を１点毎に遂一移動することによっ
て、各ビーム位置Ｘ（ｉ）を測定することとしている。
尚、ＣＣＤカメラ５０の受光面は、感材１と等価な位置
に固定されている。

【０１２４】先ず、走査光学系２００をＣＣＤカメラ５
０の受光面上に移動し、最初の描画点Ｐ１の位置を測定
できる状態にセットする（ステップＳ２２）。尚、以後
の説明を一般化するために、最初の描画点Ｐ１を描画点
Ｐｉと表すものとする（ステップＳ２３）。

【０１２５】以上の準備ができた段階で、実際にレーザ
ービームＬＢ５をＣＣＤカメラ５０の受光面上に照射し
（ステップＳ２４）、描画点Ｐｉの実際の位置（ビーム
位置）Ｘ（ｉ）をＣＣＤカメラ５０によって測定する
（ステップＳ２５）。尚、ＣＣＤカメラ５０によって測
定されたビーム位置Ｘ（ｉ）に関する信号ＶＰＯは、入
力インタフェース３３０を介してＣＰＵ３１０に送ら
れ、メモリ３２０に記憶される。

【０１２６】次に、（ｉ＋１）番目の描画点Ｐｉが描画
終了点、即ち、１０２４番目の描画点Ｐ１０２４である
か否かが判断される（ステップＳ２６，Ｓ２７）。

【０１２７】ここで描画点Ｐ（ｉ＋１）が描画終了点Ｐ
１０２４でないと判断された場合にはステップＳ２３へ
移り、描画点Ｐｉが描画終了点Ｐ１０２４になるまで一
連のステップＳ２３〜Ｓ２７が続行される。これによ
り、描画点Ｐｉごとに、実際のビーム位置Ｘ（ｉ）の測
定が行われることとなる。

【０１２８】 ステップＳ２８〜Ｓ２１８ ステップＳ２８からステップＳ２１８までの各ステップ
は、全てＣＰＵ３１０内において行われる処理である。

【０１２９】ｉ） 先ず、ステップＳ２７、Ｓ２８で
は、描画点Ｐｉに関する位置ズレＺ（ｉ）が算出され
る。即ち、ＣＰＩ３１０は、メモリ３２０に予め記憶さ
れている描画点Ｐｉの理想的なビーム位置ＸＯ（ｉ）と
同じくメモリ３２０に記憶されている描画点Ｐｉの実際
のビーム位置Ｘ（ｉ）とに基づき、 Ｚ（ｉ）＝ＸＯ（ｉ）−Ｘ（ｉ）（ｉ：１〜１０２４） で与えられる位置ズレＺ（ｉ）を算出する。

【０１３０】ここで図１９は、各描画点Ｐｉの理想的な
ビーム位置ＸＯ（ｉ）と実際のビーム位置Ｘ（ｉ）との
関係を模式的に示した図である。同図は、丁度、各描画
点Ｐｉの実際のビーム位置Ｘ（ｉ）が理想的なビーム位
置Ｘ０（ｉ）よりも（−Ｘ）方向にずれた場合を示して
いる。但し、描画点Ｐ１については、実際のビーム位置
Ｘ（１）と理想的なビーム位置ＸＯ（１）とが等しい。
又、同図（ａ）に示す理想的なビーム間隔ｄは、一般的
には、ビーム径Ｒに対してｄ＝ｎ・Ｒ（ｎ：自然数）の
関係を満足する様に設定される値である。

【０１３１】一方、本描画システム１０では、理想的な
ビーム間隔ｄは、図２０（ａ）に示す様に、ビームスポ
ット径Ｒ（２μｍ）に等しくなる様に設定されている
（ｎ＝１）。従って、レーザービームＬＢ５ａ又はＬＢ
５ｂのＸ方向への理想的な配列は、図２０（ｂ）に示す
様になる。

【０１３２】又、掃引信号ＶＴの周波数は２０ＭＨｚ、
従って、その周期は５０ｎｓｅｃ．であるので、理想的
なビーム間隔ｄ（２μｍ）は、時間単位に換算すれば、
５０ｎｓｅｃ．に相当していることになる。

【０１３３】ｉｉ） 次に、ステップＳ２１０では、描
画点Ｐｉに関する位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）が算出され
る。この位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）とは、 Ｗ（ｉ）＝Ｗ（ｉ−１）＋Ｚ（ｉ−１）−Ｚ（ｉ） で定義される値である。但し、描画点Ｐ１では、位置ズ
レＺ（１）は０値であり、Ｗ（１）＝０と定義される。

【０１３４】例えば、描画点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に関する
各位置ズレ累積値Ｗ（２）、Ｗ（３）、Ｗ（４）は、次
の通りとなる。

【０１３５】 Ｗ（２）＝Ｗ（１）＋Ｚ（１）−Ｚ（２）＝−Ｚ（２） Ｗ（３）＝Ｗ（２）＋Ｚ（２）−Ｚ（３）＝−Ｚ（２）＋Ｚ（２）−Ｚ（３ ）＝−Ｚ（３） Ｗ（４）＝Ｗ（３）＋Ｚ（３）−Ｚ（４）＝−Ｚ（４） 従って、位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）は、Ｗ（ｉ）＝−Ｚ
（ｉ）と表されることになる。

【０１３６】参考として、図２２に、補正前の位置ズレ
Ｚ（ｉ）の測定結果より算出した各描画点Ｐｉ毎の位置
ズレ累積値Ｗ（ｉ）の一例を示す。本図の場合は、全て
の描画点Ｐｉの実際のビーム位置Ｘ（ｉ）が理想的なビ
ーム位置ＸＯ（ｉ）よりも常に縮む方向にずれた場合に
相当している。尚、掃引信号ＶＴの周波数範囲によって
は、実際のビーム位置Ｘ（ｉ）が理想的なビーム位置Ｘ
Ｏ（ｉ）よりも伸長する方向にずれる場合も生じる。

【０１３７】ｉｉｉ） 次に、位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）
に基づいて、位置ズレ補正データＶＰＯＤ（ｉ）の補正
を行う（ステップＳ２１１〜Ｓ２１８）。この補正は、
以下に述べる通り、位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）と位置ズレ
補正最小単位Ｍの１／２の値との比較を通じて行われ
る。尚、この時点では、各位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（ｉ）は全て補正されていない状態、即ち、ＶＰＯＤ
（ｉ）＝０である。又、描画点Ｐｉに対応しないアドレ
スＪ〔Ｊ：１〜（Ｓ−１）、（Ｓ＋１０２４）〜１４０
０〕に記憶されている位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（Ｊ）については、補正は行われない。

【０１３８】ここで、位置ズレ補正最小単位Ｍとは、一
般的には、理想的なビーム間隔ｄの１／１０に相当する
値である。従って、本実施例では、位置ズレ補正最小単
位Ｍは０．２μｍである。この値は、時間に換算すれ
ば、５ｎｓｅｃ．である。即ち、位置ズレ補正最小単位
Ｍは、２００ＭＨｚＥＣＬクロックＣＬＫの周期に対応
している。そして、位置ズレ補正最小単位Ｍの１／２、
即ち、０．１μｍを、許容できる位置ズレのリミット値
であるとして取り扱う。

【０１３９】先ず、ステップＳ２１１においては、位置
ズレ累積値Ｗ（ｉ）の絶対値｜Ｗ（ｉ）｜と位置ズレ補
正最小単位Ｍの１／２との大小を判定する。

【０１４０】そして、絶対値｜Ｗ（ｉ）｜が位置ズレ補
正最小単位Ｍの１／２未満であると判定された場合に
は、ステップＳ２１７、Ｓ２１８へと移る。即ち、この
場合には、描画点Ｐｉの位置ズレは許容できる範囲内に
あるため、位置ズレ補正データＶＰＯＤ（ｉ）の補正を
行う必要がない。従って、位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（ｉ）は、全て０値とされる。

【０１４１】一方、絶対値｜Ｗ（ｉ）｜が位置ズレ補正
最小単位Ｍの１／２以上であるときには、位置ズレが許
容範囲を越えているため、位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（ｉ）を補正するためのステップＳ２１２へと移る。

【０１４２】ステップＳ２１２では、位置ズレ累積値Ｗ
（ｉ）が位置ズレ補正最小単位Ｍの（−１／２）の値以
上であるか否かが判定される。ここで、「ＹＥＳ」と判
定された場合には、ＣＰＵ３２０内の処理はステップＳ
２１３へと移る。

【０１４３】ステップＳ２１３では、位置ズレ補正デー
タＶＰＯＤ（ｉ）に＋１を加算する。この＋１を加算す
るということは、描画点Ｐｉから描画点Ｐ１０２４まで
の実際のビーム位置Ｘ（ｉ）〜Ｘ（１０２４）を全て
０．２μｍだけ＋Ｘ方向に移動させることに対応してい
る。この点の詳細に関しては、更に後述される。

【０１４４】その様な加算を行う理由は次の通りであ
る。即ち、Ｗ（ｉ）≦（−Ｍ／２）の場合には、描画点
Ｐｉの実際のビーム位置Ｘ（ｉ）が理想的なビーム位置
ＸＯ（ｉ）よりも縮んだ状態にあるため、描画点Ｐｉの
ビーム位置Ｘ（ｉ）を理想的なビーム位置ＸＯ（ｉ）の
方向へ移動させる必要があるからである。

【０１４５】更に＋１を加算後は、位置ズレ累積値Ｗ
（ｉ）に位置ズレ補正最小単位Ｍ（０．２μｍ）を加算
する（ステップＳ２１４）。この演算は、描画点Ｐｉの
ビーム位置Ｘ（ｉ）が０．２μｍだけ＋Ｘ方向に移動す
ることに伴い、位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）を許容範囲（−
Ｍ／２）〜（＋Ｍ／２）内の値とするための処理であ
る。そして、その加算結果は、新たな位置ズレ累積値Ｗ
（ｉ）としてメモリ３２０に格納される。

【０１４６】一方、ステップＳ２１２に於いて「ＮＯ」
と判定された場合、即ち、Ｗ（ｉ）≧（＋Ｍ／２）の場
合には、ＣＰＵ３２０内の処理はステップＳ２１５へと
移る。

【０１４７】このステップＳ２１５においては、位置ズ
レ補正データＶＰＯＤ（ｉ）に−１を加算する処理が行
われる。即ち、Ｗ（ｉ）≧（＋Ｍ／２）の場合には、逆
に描画点Ｐｉの実際のビーム位置Ｘ（ｉ）が理想的なビ
ーム位置ＸＯ（ｉ）よりも＋Ｘ方向に進んだ状態にある
ため、−１を加算することによって、描画点Ｐｉのビー
ム位置Ｘ（ｉ）を理想的なビーム位置ＸＯ（ｉ）の方向
へ近づけようとするものである。この−１の加算によ
り、描画点Ｐｉから描画点Ｐ１０２４までの実際のビー
ム位置Ｘ（ｉ）〜Ｘ（１０２４）は、全て０．２μｍだ
け−Ｘ方向に移動することになる。

【０１４８】更に−１を加算後は、位置ズレ累積値Ｗ
（ｉ）より位置ズレ補正最小単位Ｍ（０．２μｍ）を減
算する（ステップＳ２１６）。この減算は、描画点Ｐｉ
のビーム位置Ｘ（ｉ）が０．２μｍだけ−Ｘ方向に移動
することに伴い、位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）を許容範囲
（−Ｍ／２）〜（＋Ｍ／２）内の値とするための処理で
ある。そして、その加算結果は、新たな位置ズレ累積値
Ｗ（ｉ）としてメモリ３２０に格納される。

【０１４９】その後、描画点Ｐｉに関する位置ズレ補正
データＶＰＯＤ（ｉ）の補正処理が完了した段階で、次
の描画点Ｐｉ＋１に関する位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（ｉ＋１）の補正処理が行われる（ステップＳ２１７、
Ｓ２１８）。この一連の補正処理は、描画終了点Ｐ１０
２４についての補正処理が完了するまで行われる。

【０１５０】 位置ズレ補正データＶＰＯＤ（ｉ）の
作成方法については以上述べた通りであるが、その様な
作成方法の理解を一層明確化するため、以下、具体的に
説明する。

【０１５１】ｉ） ここで図２３は、補正前後に於ける
位置ズレ累積値Ｗ（ｉ）の一例を示した図である。同図
に於いて、折れ線（ａ）上の黒点は補正前の位置ズレ累
積値Ｗ（ｉ）を、折れ線（ｂ）上の白点は、折れ線
（ａ）の結果に基づき補正した後の位置ズレ累積値Ｗ
（ｉ）を表している。そこで、これらの結果を各描画点
Ｐｉ毎に説明する。

【０１５２】先ず、描画点Ｐ（１）、Ｐ（２）について
は、いずれも位置ズレ累積値Ｗ（１）、Ｗ（２）の絶対
値が許容範囲内（Ｍ／２未満）にあるので、補正は行わ
れない。従って、補正データＶＰＯＤ（１）、ＶＰＯＤ
（２）には、０値がセットされる。

【０１５３】次の描画点Ｐ（３）では、描画点Ｐ（２）
に於いて生じた位置ズレに描画点Ｐ（３）自身の位置ズ
レがそのまま累積された形で位置ズレが生じるため、位
置ズレ累積値Ｗ（３）が許容範囲の下限値−Ｍ／２を越
えることとなる。従って、位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（３）に＋１が加算されるとともに、補正前の位置ズレ
累積値Ｗ（３）に位置ズレ補正最小単位Ｍが加算され
る。この結果、補正後の位置ズレ累積値Ｗ（３）は、０
から＋Ｍ／２までの範囲内の値となる。

【０１５４】一方、次の描画点Ｐ（４）では、描画点Ｐ
（３）における位置ズレ補正の際に許容された位置ズレ
に対して描画点Ｐ（４）自身の位置ズレが累積されるこ
ととなるため、位置ズレ累積値Ｗ（４）は許容範囲の下
限値−Ｍ／２を越えていない。従って、描画点Ｐ（４）
の位置ズレ補正データＶＰＯＤ（４）には、０値がセッ
トされる。以下、描画点Ｐ（５）〜Ｐ（７）に関しても
同様に処理され、描画点Ｐ（５）〜Ｐ（７）の各位置ズ
レ補正データＶＰＯＤ（５）〜ＶＰＯＤ（７）には、そ
れぞれ＋１、０、０値がセットされる。

【０１５５】ｉｉ） 次に、図２３の例に基づき各位置
ズレ補正データＶＰＯＤ（ｉ）を作成した場合に於ける
各信号のタイミングチャートを、図２４に示す。同図に
於いて、（ａ）はシステムクロックＳＣＬＫを、（ｂ）
は補正前の位置ズレ補正データＶＰＯＤ（ｉ）（ＶＰＯ
Ｄ（ｉ）＝０）に基づき作成されたドット信号ＤＯＴ０
（第１のディジタル変調制御信号に相当）を（参考
用）、（ｃ）は補正後の位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（ｉ）に基づき作成されたドット信号ＤＯＴ１（第２の
ディジタル変調制御信号に相当）を、（ｄ）は時間軸
を、（ｅ）は描画点をそれぞれ表している。以下、図１
１、図１２を参照しつつ、描画点Ｐ（１）より順次説明
する。

【０１５６】先ず、時刻ｔ１に於いて、描画点Ｐ（１）
の位置ズレ補正データＶＰＯＤ（１）が位置ズレ補正デ
ータメモリ１４１１より読み出され、ＥＣＬカウンタ１
４１３にセットされる。しかし、この位置ズレ補正デー
タＶＰＯＤ（１）は０値であるので、Ｊ−Ｋ−ＦＦ１４
１４より出力されるデータ読出クロックＳＤＲの立ち上
がりタイミングは、システムクロックＳＣＬＫの立ち上
がりタイミングと同じとなる。即ち、描画点Ｐ（１）に
関しては、ドット信号ＤＯＴ１はシステムクロックＳＣ
ＬＫに同期している。又、同じく描画点Ｐ（２）の位置
ズレ補正データＶＰＯＤ（２）も０値であるので、描画
点Ｐ（２）に関しても、ドット信号ＤＯＴ１はシステム
クロックＳＣＬＫに同期している（時刻ｔ２）。

【０１５７】次に、描画点Ｐ（３）に関しては、位置ズ
レ補正データＶＰＯＤ（３）は＋１である。従って、Ｅ
ＣＬカウンタ１４１３は、位置ズレ補正データＶＰＯＤ
（３）をカウントすることにより、カウント数を０から
１へとカウントアップするとともに、時刻ｔ３０から時
間Δｔ（５ｎｓｅｃ．）だけ遅延した時刻ｔ３のときに
Ｊ−Ｋ−ＦＦ１４１４のＪ端子をＨレベルにする。その
結果、データ読出クロックＳＤＲ、従ってドット信号Ｄ
ＯＴ１の立ち上がりタイミングは、時刻ｔ３となる。そ
してこの立ち上がりタイミングの遅延時間Δｔは、その
ままレーザービームＬＢ５のＡＯＤ２７０への入射時間
の遅延時間となり、描画点Ｐ（１）のビーム位置Ｘ
（３）の位置ズレは、許容範囲内となる。

【０１５８】次に、描画点Ｐ（４）に関しては、位置ズ
レ補正データＶＰＯＤ（４）は０値である。従って、Ｅ
ＣＬカウンタ１４１３のカウント数は依然１である。そ
の結果、ドット信号ＤＯＴ１の立ち上がりタイミングも
又、時刻ｔ４０から時間Δｔだけ遅延した時刻ｔ４とな
り、描画点Ｐ（４）のビーム位置Ｘ（４）の位置ズレ
も、許容範囲内となる。

【０１５９】一方、描画点Ｐ（５）に関しては、位置ズ
レ補正データＶＰＯＤ（５）は＋１であるため、ＥＣＬ
カウンタ１４１３のカウント数は２となる。その結果、
ドット信号ＤＯＴ１の立ち上がりタイミングは、時刻ｔ
５０から時間２Δｔだけ遅延した時刻ｔ５となる。

【０１６０】以下、描画点Ｐ（６）、Ｐ（７）について
は、位置ズレ補正データＶＰＯＤ（６）、ＶＰＯＤ
（７）は共に０値であるので、ドット信号ＤＯＴ１の立
ち上がりタイミングの遅延時間は時間２Δｔである。

【０１６１】ｉｉｉ） 最後に、図２４に示したドット
信号ＤＯＴ１を用いてレーザービームＬＢ５ａを走査し
た場合のビームスポットを、ドット信号ＤＯＴ０を用い
た場合と共に、図２５に例示する。即ち、図２５（ａ）
がドット信号ＤＯＴ０を用いた場合（従来例に相当）の
結果である。但し、破線で記載した円は、理想的なビー
ム位置にある場合のビームスポットを示している。又、
図２５（ｂ）がドット信号ＤＯＴ１を用いた場合の結果
である。尚、図２５（ｃ）は、Ｘ座標軸を意味してい
る。

【０１６２】同図より明白な通り、ドット信号ＤＯＴ１
を用いた場合には、各描画点Ｐ（１）〜Ｐ（５）のビー
ム位置Ｘ（１）〜Ｘ（５）は、いずれも許容範囲内に存
在する。即ち、各描画点Ｐ（１）〜Ｐ（５）の位置ズレ
は０．１μｍ未満である。この位置ズレは十分無視でき
る量であり、レーザービームＬＢ５ａは、走査中は常に
正確に理想的なビーム位置Ｘ０（ｉ）上に照射されてい
ると言うことができる。

【０１６３】（Ｄ−３） ステップＳ３ 前ステップにより最適なディジタル変調制御信号ＶＤ
ａ、ＶＤｂ（第２のディジタル変調制御信号に相当）が
決定されたので、本ステップにおいて、走査が開始され
る。

【０１６４】ここで図２７は、描画システム１０を用い
て感材１に描画を行う場合の感材１と描画ヘッド３３の
（±Ｘ）方向の移動経路位置を示している。

【０１６５】先ず、同図（ａ）に示す通り、描画ヘッド
３３が感材１の左下隅付近の走査開始位置（走査原点）
に来る様に、感材１がＹ方向へ移動される。そして、走
査が開始される。

【０１６６】（Ｄ−３） ステップＳ４〜Ｓ５ 走査は、レーザービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂをＸ方向へ
走査しつつ、感材１を（±Ｙ）方向へ送ることにより実
行される。尚、感材１を＋Ｙ方向又は−Ｙ方向へ送りな
がらＸ方向へ走査しても、各描画点Ｐｉは走査線Ｌ上か
ら外れることなく一列に形成される様に、本描画システ
ム１０は設定されている。その様な技術は、本出願人の
出願に係る特願平１−１４００９９の文献に開示されて
いるので、ここでは説明を省略する。

【０１６７】先ず、感材１は、描画開始と同時に（−Ｙ
方向）へ送られる。その様な状態を示したのが、図２７
（ｂ）である。従って、最初のストライプに関する描画
はＹ方向へ進行し、感材１上の−Ｙ方向への送りが完了
した時点では、図２７（ｃ）に示した状態となってい
る。

【０１６８】次に、描画ヘッド３３が、図２７（ｄ）に
示す通り、Ｘ方向に所定の距離ΔＸだけ移動する。この
距離ΔＸは、ストライプ間の相互配列間隔に等しい距離
に設定されている。

【０１６９】その後、感材１が逆にＹ方向に送られ、こ
れにより第２番目のストライプについての描画が完了す
る（図２７（ｅ））。

【０１７０】以後、同様の往復走査が他のストライプに
ついても繰り返され（図２７（ｆ））、最終的には描画
エリア内に所望の画像が記録された状態となり、走査完
了となる（ステップＳ５）。

【０１７１】Ｅ． 変形例 （Ｅ−１） 本実施例では、レーザービームＬＢの光量
を感材１の感度に適した光量値に調整するため、アナロ
グＡＯＭ２２０を使用しているが、これに限定されるも
のではない。例えば、光減衰器や光フィルタ等を、アナ
ログＡＯＭ２２０の代わりに用いることも可能である。

【０１７２】（Ｅ−２） 本実施例では、レーザービー
ムＬＢ５を高速走査する場合（走査時間７０μｓｅ
ｃ．）に関していた。しかし、本発明は、高速走査に限
定されるものではなく、従来技術の適用範囲であった低
速走査の場合にも適用できることは明白である。この場
合にも、各描画点に於ける位置ズレ発生を防止すること
ができる。

【０１７３】（Ｅ−３） 本実施例では、２本のレーザ
ービームＬＢ５ａ、ＬＢ５ｂを走査する場合について関
していたが、これに限定されるものでもない。即ち、１
本のレーザービームＬＢ５ａの走査のみによって描画す
るようにしてもよい。この場合には、ビームスプリッタ
等が不要となる。又、３本以上の複数のレーザービーム
を走査する様にしてもよい。この場合には、レーザービ
ームの本数に対応した数のディジタルＡＯＭを用意する
必要がある。

【０１７４】

【発明の効果】この発明によれば、各走査点ごとに測定
したビーム位置に基づいて第１のディジタル変調制御信
号の出力タイミングを補正し、その補正後の信号を第２
のディジタル変調制御信号として光変調素子に印加する
ようにしたので、光偏向素子によって感材上に走査され
る光ビームは、常に理想的な走査位置に照射されること
になる。即ち、本発明は、全ての走査点について、位置
ズレの発生を防止することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】走査光学系の主要構成部分を示したブロック図
である。

【図２】この発明の一実施例である描画システムの機械
的構成を示した斜視図である。

【図３】描画システムの電気的構成を模式的に示した構
成図である。

【図４】描画システムにおける描画の基本的原理を示し
た説明図である。

【図５】走査光学系の光学的構成を具体的に示した構成
図である。

【図６】走査光学系の光学的構成を具体的に示した構成
図である。

【図７】走査光学系の光学的構成を具体的に示した構成
図である。

【図８】描画制御装置の全体構成を示したブロック図で
ある。

【図９】クロックの構成図である。

【図１０】走査信号発生部の電気的構成図である。

【図１１】ディジタルＡＯＭ制御部の電気的構成図であ
る。

【図１２】データ読出しクロック発生部の電気的構成図
である。

【図１３】掃引信号発生部の電気的構成図である。

【図１４】描画システムにおける走査手順を示したフロ
ーチャートである。

【図１５】ディジタル変調制御信号の決定方法を示した
フローチャートである。

【図１６】ディジタル変調制御信号の決定方法を示した
フローチャートである。

【図１７】ディジタル変調制御信号の決定方法を示した
フローチャートである。

【図１８】ディジタル変調制御信号の決定方法を示した
フローチャートである。

【図１９】理想的なビーム位置と実際のビーム位置との
関係を示した説明図である。

【図２０】ビーム間隔及びビームスポット径との関係を
示した説明図である。

【図２１】ＣＣＤカメラによるビーム位置測定方法を示
した説明図である。

【図２２】位置ズレ累積値の算出結果の一例を示した説
明図である。

【図２３】位置ズレ累積値の算出方法を具体的に示した
説明図である。

【図２４】補正前のドット信号と補正後のドット信号と
の関係を示したタイミングチャートである。

【図２５】補正前のビームスポットと補正後のビームス
ポットとの関係を示した説明図である。

【図２６】この発明の技術的着眼点を明確化するために
模式的に示した説明図である。

【図２７】感材と描画ヘッドとの相対的動きを示した説
明図である。

【図２８】ＡＯＤにおける超音波と入射レーザービーム
との関係を示した説明図である。

【図２９】従来の走査光学系の構成を示したブロック図
である。

【符号の説明】

１ 感材 １００ 描画制御装置 ２００ 走査光学系 ２１０ レーザー発振器 ２２０ アナログＡＯＭ ２７０ ＡＯＤ ＬＢ５ レーザービーム ＶＤ ディジタル変調制御信号 ＶＤａ ディジタル変調制御信号 ＶＤｂ ディジタル変調制御信号 ＶＴ 掃引信号 ＶＭ 掃引信号 ＣＬＫ ＥＣＬクロック ＳＣＬＫ システムクロック １４１１ 位置ズレ補正データメモリ ５０ ＣＣＤカメラ １６１ 直線性補正用メモリ １６２ 直線性補正用メモリ ＶＰＯＤ 位置ズレ補正データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 典雄 京都市南区久世築山町465番地の１ 大 日本スクリーン製造株式会社 久世工場 内 (72)発明者 足立 禎秀 京都市南区久世築山町465番地の１ 大 日本スクリーン製造株式会社 久世工場 内 (56)参考文献 特開 昭60−232770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−235114（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームをオン・オフする光変調素子を
   介して光偏向素子に光ビームを入射することにより光ビ
   ームを感材上に走査する光ビーム走査方法であって、 （ａ） 前記光偏向素子及び前記光変調素子にそれぞれ
   所定の偏向制御信号及び前記所定の偏向制御信号に同期
   した第１のディジタル変調制御信号を印加し、前記光偏
   向素子より出射される光ビームの前記感材上に於けるビ
   ーム位置を走査範囲内の各走査点について測定するステ
   ップと、 （ｂ） 前記ステップ（ａ）により測定されたビーム位
   置と当該ビーム位置に対応する理想位置との差より定ま
   る前記光偏向素子による走査方向に対する位置ズレを、
   前記走査点の全てについて算出するステップと、 （ｃ） 前記算出結果に基づき、前記各走査点の前記位
   置ズレが小さくなるように前記第１のディジタル変調制
   御信号の前記光変調素子への出力タイミングを補正し、
   補正後の第１のディジタル変調制御信号を第２のディジ
   タル変調制御信号に決定するステップと、 （ｄ） 前記光変調素子及び前記光偏向素子にそれぞれ
   前記第２のディジタル変調制御信号及び前記所定の偏向
   制御信号を印加することにより、光ビームを前記感材上
   に走査するステップとを、 備えたことを特徴とする光ビーム走査方法。
2. 【請求項２】 光ビームをオン・オフする光変調素子を
   介して光偏向素子に光ビームを入射することにより光ビ
   ームを感材上に走査する光ビーム走査装置であって、 前記光偏向素子に所定の偏向制御信号を印加する第１の
   印加手段と、 前記光変調素子に所定のディジタル変調制御信号を印加
   するとともに、そのディジタル変調制御信号の前記光変
   調素子への出力タイミングを調節可能な第２の印加手段
   と、 前記光偏向素子より出射される光ビームの前記感材上に
   於けるビーム位置を走査範囲内の各走査点について測定
   する測定手段と、 前記第１の印加手段に前記偏向制御信号を前記光偏向素
   子に印加させるととも に、前記第２の印加手段に前記デ
   ィジタル変調制御信号を前記偏向制御信号に同期した第
   １のディジタル変調制御信号として前記光変調素子に印
   加させる一方、前記測定手段に前記各走査点の前記ビー
   ム位置を測定させ、その測定結果に基づいて前記ビーム
   位置と当該ビーム位置に対応する理想位置との差より定
   まる前記光偏向素子による走査方向に対する位置ズレ
   を、前記走査点の全てについて算出し、その算出結果に
   基づいて前記各走査点の前記位置ズレが小さくなるよう
   に前記第１のディジタル変調制御信号の前記光変調素子
   への前記出力タイミングを補正し、補正後の前記第１の
   ディジタル変調制御信号を第２のディジタル変調制御信
   号に決定する補正制御手段と、 前記第１及び第２の印加手段に前記偏向制御信号及び前
   記第２のディジタル変調制御信号を前記光偏向素子及び
   前記光変調素子にそれぞれ印加させることにより、光ビ
   ームを前記感材上に走査する走査制御手段とを、 備えたことを特徴とする光ビーム走査装置。