JP4485381B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置および画像形成方法にかかり、特に、画像形成装置設置環境温度よりも画像形成装置内温度が高い場合においても高い位置精度でワークに画像を形成できる画像形成装置およびおよび画像形成方法に関する。

近年、複数の画素を選択的にｏｎ−ｏｆｆさせてワークを露光する露光ヘッドがｘ方向に沿って複数配列された露光ユニットと、前記ワークが載置されるとともに、前記露光ユニットに対して前記ｘ方向に直交するｙ方向に沿って相対移動可能な露光ステージとを備える露光装置を用い、ディスプレー用ガラス基板を、回路パターンを焼き付けたパターンフィルムを用いること無しに露光する所謂パターンレス露光が広く行なわれている（特許文献１）。

前記露光装置において露光ステージを往復動させて露光を行なう場合には、ワークに付された基準マークの位置を往路で検出し、復路においては、往路で検出した基準マークの位置を基に画像データを補正しつつ、露光を行う。
特開２００４−１６３７９８号公報

しかしながら、前記露光装置を稼動させると、当然のことながら露光ヘッドなどの負荷部品から大量の熱が生じるから、露光装置内温度は装置設置環境温度よりも高くなる。

一方、ワークは、露光装置に供給されるまでは装置設置環境に置かれ、装置設置環境温度になじんでいるから、露光装置内温度よりも温度が低い。

したがって、露光ステージの往路と復路とでは、復路の方がワークの温度が上昇するから、往路と復路とで基準マークの位置がずれて露光位置精度が低下するという問題が生じる可能性がある。

前記問題は、ワークが大型化すればするほど深刻になると考えられる。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ステージを往復動させてワークの位置検出と画像形成とを行なう画像形成装置において、往路と復路との基準マークの位置ずれを小さくして高い位置精度で露光できる画像形成装置および前記画像形成装置を用いた画像形成方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段とを有する画像形成装置であって、前記ステージは、前記描画手段に対して相対的に往復動可能であり、前記描画手段は、前記ステージの往路において前記基準マークの位置情報を得、復路において前記位置情報に基いて前記ワークに画像を形成するとともに、前記ステージには、前記ワークの前記ステージの往復方向に沿った辺のうち、最後に露光される側を突き当てて位置決めする位置決め基準部材が形成されてなることを特徴とする画像形成装置に関する。

前記位置決め基準部材は、ワークのステージの往復方向に沿った辺が突き当てられることにより、前記方向の位置決め基準として機能する。

前記ワークは、最後に画像形成される側の端縁、言いかえれば位置決め時において最初に前記画像形成装置に導入される側の端縁は、位置決めから画像形成までの時間が最も長くなる。

しかしながら、前記画像形成装置においては、ワークは、ステージの往復方向に直交する辺のうち、最後に画像形成される側の辺が前記位置決め基準部材に突き当てられて前記ステージに載置されるから、前記位置決め基準部材に突き当てられた側とは反対側の端縁部、即ち最初に画像形成される側の端縁部に向って伸びる。

しかしながら、最初に画像形成される側の端縁部は、熱の影響を受ける前に画像が形成されるから、ワークが熱膨張することによる画像の位置のずれが生じることがない。したがって、前記ワークが熱膨張することによる画像の精度への影響を最小限に抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記描画手段が、複数の画素を選択的にｏｎ−ｏｆｆさせてワークを露光する露光ヘッドがｘ方向に沿って複数配列された露光ユニットであり、前記ステージが、前記ｘ方向に直交するｙ方向に沿って往復動するものである。

描画手段として露光ユニットを有する画像形成装置においては、ステージは露光ヘッドからの照射によって加熱される。

したがって、位置決め時および画像形成時においてワークは大きく熱膨張する。

しかしながら、前記画像形成装置においては、露光ユニットによって最後に露光される側の端縁を、位置決め部材によって位置決めし、最初に露光される側の端縁を自由端としているから、前記熱膨張による画像の位置ずれを最小に抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記露光ユニットにおいて前記複数の露光ヘッドが千鳥状に配列されてなる画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、露光ヘッドが千鳥状に配設されているから、露光ヘッド間の間隔をより小さくすることができる。したがって、露光ヘッド間の画素繋ぎがよりスムースに行なえる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記位置決め基準部材が、前記ワークのｙ方向に沿った辺のうち、最後に露光される側を突き当てて位置決めするように形成されてなる画像形成装置に関する。

露光ヘッドが千鳥状に配列された露光ヘッドにおいては、ワークをｙ方向に移動させると、ワークのｙ方向に沿った１対の辺のうち一方が他方よりも後に露光される。

したがって、ｙ方向に沿った辺のうち、後に露光される側の辺は、先に露光される側の辺よりも位置決めから露光までの時間が長くなるから、画像形成装置内外の温度差による熱膨張の影響をより強く受ける。

しかしながら、前記画像形成装置においては、前記ワークの最後に露光される側の辺、即ち後に露光される側の辺が位置決め基準部材に突き当てられるから、前記ワークは、先に露光される側の辺に向って熱膨張する。

したがって、ｙ方向のみならず、ｘ方向についても、前記ワークが熱膨張することによる露光位置精度への影響を最小限に抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段とを有する画像形成装置を用いて前記ワークに画像を形成する画像形成方法であって、前記ワークの前記ステージの往復方向に沿った辺のうち、最後に露光される側を基準にして前記ステージ上におけるワークの位置決めを行なった後に、前記ステージを、前記描画手段に対して相対的に往復動させ、前記描画手段において、前記ステージの往路で前記基準マークの位置情報を得、復路で前記位置情報に基いて前記ワークに画像を形成することを特徴とする画像形成方法に関する。

前記画像形成方法においては、ワークの最後に画像が形成される側の端縁を基準に、前記ワークをステージ上で位置決めしてから、基準マークの位置検出と画像形成とを行なう。

したがって、前記ワークの自由端の側の端縁には最初に画像が形成されるから、たとえ画像形成中にワークが大きく熱膨張する場合においても、熱膨張による画像位置精度への影響を最小限に抑えることができる。

以上説明したように本発明によれば、ステージを往復動させてワークの位置検出と画像形成とを行なう画像形成装置において、往路と復路との基準マークの位置ずれを小さくして高い位置精度で画像形成できる画像形成装置および前記画像形成装置を用いた画像形成方法が提供される。

１．実施形態１
以下、本発明の画像形成装置の一例について説明する。

図１〜図３に示すように、実施形態１に係る露光装置１０は、フラットベッド型である。

露光装置１０は、棒状の角パイプを枠状に組み付けて構成された矩形状の枠体１２に各部が収容されて構成されている。なお、枠体１２にはパネル（図示せず。）が張り付けられて内外が遮断されている。

枠体１２は、背高の筐体部１２Ａと、この筐体部１２Ａの一側面から突出するように設けられたステージ部１２Ｂと、で構成されている。

ステージ部１２Ｂは、その上面が筐体部１２Ａよりも低位とされ、作業者がこのステージ部１２Ｂの前に立ったときに、ほぼ腰の高さになるように配設されている。

ステージ部１２Ｂの上面には、開閉蓋１４が設けられている。開閉蓋１４の筐体部１２Ａ側の一辺には、図示しない蝶番が取付けられており、この一辺を中心として、開閉動作が可能となっている。

開閉蓋１４を開放した状態のステージ部１２Ｂの上面には、ステージ１６が露出可能となっている。

図４に示すように、ステージ１６の下面には、断面略コ字型の脚部１６Ａが取り付けられている。脚部１６Ａは、このステージ部１２Ｂから前記筐体部１２Ａまで延設された定盤１８に対して、当該ステージ１６を摺動可能に支持すると共に、互いに平行、かつ定盤１８の長手方向に沿って配設された一対の摺動レール２０を介して支持されている。したがって、ステージ１６は、前記摺動レール２０上を、ほとんど摩擦抵抗なくｙ方向に沿って移動する。

ステージ１６において本発明のワークの一例である感光材料２２が載置される感光材料載置面１７には、図１〜図４に示すように、矢印ｂで示す露光時におけるステージ１６の移動方向に沿って上流側にｘ方向に沿って２本、図４における手前側に１本の位置決めピン１９Ａが設けられている。なお、図５に示すように、位置決めピン１９Ａに代えて復動方向ｂに沿って上流側および図５における手前側の端縁に沿ってＬ字型の位置決め定規１９Ｂを設けてもよい。位置決めピン１９Ａおよび位置決め定規１９Ｂは、何れも本発明における位置決め基準部材に相当する。

図１〜図５に示すように、感光材料２２は、ステージ１６に載置するときは、ｘ方向の２辺のうち、復動方向ｂに沿って上流側の辺と、ｙ方向の２辺のうち、向こう側の辺とが、位置決めピン１９Ａまたは位置決め定規１９Ｂに当接するように載置される。感光材料２２における位置決めピン１９Ａまたは位置決め定規１９Ｂに当接する側の２辺は、何れも最後に露光される側の辺である。

感光材料載置面１７には、複数の溝（図示省略）が設けられ、バキュームポンプ等によって溝内を負圧にすることができるように構成されている。感光材料２２が位置決めピン１９Ａまたは位置決め定規１９Ｂに当接し、所定位置に位置決めされた状態で、バキュームポンプ等によって溝内を負圧にすることにより、感光材料２２は、感光材料載置面１７に密着され、アライメント中および露光中に移動することが防止される。

図１〜図３に示すように、定盤１８の長手方向一端部は、前記ステージ部１２Ｂに至り、この位置にステージ１６が位置している状態で、作業者はステージ１６上に感光材料２２を載置、或いは取り出すことができる。

定盤１８は、筐体部１２Ａを構成する角パイプに対して強固に固定された架台２４に支持されており、ステージ１６の移動軌跡の基準となっている。

前記定盤１８の長手方向に沿って配設された一対の摺動レール２０の間には、リニアモータ部２６が配設されている。

リニアモータ部２６は、周知の如く、ステッピングモータの駆動力を応用した直線型の駆動源であり、定盤１８の長手方向に沿って設けられた棒状のコイル部２６Ａと、ステージ１６の下面側に設けられ前記コイル部２６Ａとは所定の間隔を持って配置されたステータ部（磁石部）２６Ｂ（図２参照）とで、構成されている。

ステージ１６は、コイル部２６Ａへの通電によって発生する磁界により駆動力を得て、前記摺動レール２０に沿って定盤１８上をｙ方向に沿って移動する。

前述したように、原理はステッピングモータと同様であるため、実施形態１に係るステージ１６は、定速性、位置決め精度、並びに始動、停止時のトルク変動等、電気的な制御により精度の高い駆動制御が可能となっている。

ステージ１６における定盤１８上での移動軌跡のほぼ中間位置には、露光ユニット２８が配設されている。

露光ユニット２８は、図１に示すように、前記定盤１８の幅方向両端部の外側にそれぞれ立設された一対の支柱３０に掛け渡されるように配設され、これによってステージ１６が通過するゲートが形成される。

露光ユニット２８は、図６に示すように、複数のヘッドアッセンブリ２８Ａが定盤１８の幅方向、即ちｘ方向に沿って配列されて構成されている。ヘッドアセンブリ２８Ａは、本発明における露光ヘッドに相当する。露光ユニット２８においては、ステージ１６を定速度で移動させながら、所定のタイミングでそれぞれのヘッドアッセンブリ２８Ａからステージ１６上の感光材料２２に複数の光ビーム（詳細後述）を照射することにより、感光材料２２を露光する。

露光ユニット２８を構成するヘッドアッセンブリ２８Ａは、図７において（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば、２行４列）の略マトリックス状に配列され、複数のヘッドアッセンブリ２８Ａが、ｘ方向、換言すれば前記ステージ１６の移動方向即ち走査方向ｂに直交する方向に配列される。実施形態１に係る露光装置１０では、ヘッドアッセンブリ２８Ａは、感光材料２２の幅との関係で、４個×２行＝８個設けられている。なお、図１〜図３および図６に示すように、８個のヘッドアセンブリ２８Ａは千鳥状に配列され、露光時におけるステージ１６の移動方向ｂに対して上流側の列を構成する５個のヘッドアセンブリ２８Ａは、移動方向ｂに対して下流側の列を構成する５個のヘッドアセンブリ２８Ａよりも図１および図３において向こう側にずれている。したがって、感光材料２２のｙ方向に沿った端縁のうち、手前側の端縁の露光が終了するのは、向こう側の端縁の露光が終了する時点よりも後であるから、前記手前側の側縁は最後に露光される側の側縁である。

１つのヘッドアッセンブリ２８Ａによる露光エリア２８Ｂは、走査方向ｂを短辺とする矩形状であって走査方向ｂに対して所定の傾斜角で傾斜している。したがってステージ１６が移動すると、図７において（Ａ）に示すように、感光材料２２にはヘッドアッセンブリ２８Ａ毎に帯状の露光済み領域が形成される。

図１に示すように、筐体部１２Ａ内のステージ１６の移動を妨げない場所に光源ユニット２９が配設されている。光源ユニット２９には複数のレーザ光源（半導体レーザ）が収容されている。前記レーザ光源から出射するレーザ光は、光ファイバー（図示せず。）を介して夫々のヘッドアッセンブリ２８Ａに案内される。

各ヘッドアッセンブリ２８Ａにおいては、前記光ファイバーによって案内され、入射された光ビームを空間光変調素子であるデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ、図示せず。）によって、画素単位で制御し、感光材料２２に対して画素パターンを露光する。実施形態１に係る露光装置１０では、複数の画素を重ね合わせて１画素の濃度を表現する。

図８に示される如く、１つのヘッドアッセンブリ２８Ａにおいて、露光済み領域２８Ｂは、二次元配列（例えば４×５）された２０個の画素によって形成される。

前記２０個の画素は走査方向に対して傾斜しているから、一の列の画素は、走査方向に対してより下流側に位置する列の相隣り合う２つの画素の間を通過する。したがって、実質的な画素間ピッチを詰めることができ、高解像度化を図ることができる。

前記ステージ１６上に位置決めされた感光材料２２への露光処理は、前記ステージ１６が摺動レール２０上を筐体部１２Ａの奥に向って移動するとき（往路ａ）ではなく、前述のように、一旦、筐体部１２Ａの奥に到達して、ステージ部１２Ｂへ戻るとき（復路ｂ）に実行される。

すなわち、往路ａは、ステージ１６上の感光材料２２の位置情報を得るための移動であり、この位置情報を得るためのユニットとして、図１〜図３および図９に示すように、定盤１８上にアライメントユニット３２が配設されている。

アライメントユニット３２は、図１〜図３に示すように、露光ユニット２８よりも往路ａの方向に沿って下流側に配設され、図９に示すように、筐体部１２Ａの一部を構成する一対の梁部３４に固定されている。

アライメントユニット３２は、図９に示すように、前記一対の梁部３４に固定されるベース部３６と、このベース部３６に対して定盤１８の幅方向へ移動可能な複数（実施形態１では、４台）のカメラ部３８とで構成されている。

カメラ部３８は、それぞれ独立して前記ベース部３６に沿って配設された互いに平行な一対のレール部４０にカメラベース４２を介してｘ方向に摺動可能に取付けられている。

カメラ部３８は、カメラ本体３８Ａの下面にレンズ部３８Ｂが設けられ、当該レンズ部３８Ｂの突出先端部には、リング状のストロボ光源３８Ｃが取付けられている。

このストロボ光源３８Ｃからの光が、前記ステージ１６上の感光材料２２へ照射され、その反射光を前記レンズ部３８Ｂを介してカメラ本体３８Ａに入力させることで、感光材料２２上のマークＭ（図９参照）を撮影することができる。

前記カメラベース４２は、それぞれ、ボールねじ機構部４４の駆動によって、定盤１８の幅方向即ちｘ方向に沿って移動可能であり、前記ステージ１６の移動と、このボールねじ機構部４４の駆動力による定盤１８の幅方向への移動とによって、感光材料２２の所望の位置にレンズ部３８Ａの光軸を配置することが可能である。

ステージ１６と、感光材料２２とは、作業者が感光材料２２を感光材料載置面１７に載置することによって相対位置関係が決まるが、感光材料載置面１７における感光材料２２を載置すべき位置と感光材料２２の実際の位置との間に、若干のずれが生じることがある。そこで、図１０に示すように、感光材料２２に設けられたマークＭをカメラ本体３８Ａによって撮影する。この撮影によって前記ずれが認識され、露光ユニット２８による露光タイミングに補正をかける。

図１に示される如く、露光装置１０における筐体部１２Ａの内側に、更にチャンバ４６が設けられ、露光ユニット２８とカメラユニット３２とはチャンバ４６内に配設されている。露光装置１０の近傍には空調装置５０が設けられ、空調装置５０とチャンバ４６とはダクト４８で連通している。

したがって、空調装置５０から、所定の温度に調節されたエアがチャンバ４６に送り込まれると、チャンバ４６内は正圧となり、唯一の逃げ場、すなわち、ステージ１６の移動空間を通って、筐体１２におけるステージ部１２Ｂへと流動する。この流動により、露光ユニット２８周辺の塵埃を排出することができ、かつ開閉蓋１４の開放時であっても、圧力差によって新たな塵埃の侵入を防止することが可能となっている。

また、実施形態１では、前記露光ユニット２８のステージ部１２Ｂに近い側に、定盤１８の幅方向に亘り、除電装置（イオナイザ）５２が配設されている。

除電装置５２は、中空パイプ状の吹出部５２Ａと、この吹出部５２Ａへイオン化されたエアを供給するイオン発生部５２Ｂとで構成され、定盤１８に向けて、イオン化されたエアを吹き出す構造となっている。

より具体的には、イオン発生部５２Ｂでは、アース電極と放電電極との間でコロナ放電が発生することでイオンが生成され、このイオンを送風源によって吹出部５２Ａへ案内し、静電気によって帯電している塵埃と異極のイオンによる中和し、除電を行う。

これにより、感光材料２２が載置されたステージ１６が定盤１８上を移動するとき、感光材料２２の表面を除電し、静電気によって付着している塵埃を除去すると共に、エアブローでステージ１６の上方空間に浮遊する塵埃を除去することが可能となる。

感光材料２２と露光ユニット２８との相対位置関係を把握するための、感光材料２２に付与されたマーク検出制御について説明する。前記マーク検出制御は、上記構成の露光装置１０におけるアライメントの際に実行される、
図１１には、カメラユニット３２におけるマーク検出のための制御系の機能ブロック図が示されている。

コントローラ部５４のカメラ動作制御部５６では、ステージ動作制御信号が入力されると、カメラ部３８に対して起動信号を送出する。この起動信号によりカメラ部３８では、撮影が開始される。すなわち、ステージ１６の動作タイミングと、カメラ部３８による撮影タイミングとは同期がとられている。

また、上記ステージ動作制御信号と共に、サイズデータが幅方向位置設定部５８に入力され、この幅方向位置設定部５８により、ボールねじ機構部４４の動作が制御され、カメラ部３８の定盤１８に対する幅方向位置が調整される。

前記カメラ部３８の撮影動作中において、ステージ１６は、定盤１８上の往路を定速度移動する。このため、ステージ１６上に載置されている感光材料２２に付与されたマークＭがカメラ部３８によって撮影される。

撮影されたデータは、撮影データ解析部６０へ送出され、撮影データの解析が行わる。基本的には、撮影された画像データはアナログデータ（光電変換直後は、光量が電圧に変換される）であるため、このアナログデータをデジタル画像データに変換し、当該デジタル画像データが位置データと共に数値（濃度値）管理される。

撮影データ解析部６０で解析されたデジタル画像データは、マーク抽出部６２へ送出され、マークを抽出し、マーク照合部６４へ送出する。一方、前記デジタル画像データに対応付けられた位置データは、露光位置補正係数演算部６６へ送出される。

前記マーク照合部６４では、抽出したマークの画像データと、予めマークデータメモリ６８に記憶されたマークデータとを照合し、一致／不一致を示す信号を前記露光位置補正係数演算部６６へ送出する。

露光位置補正係数演算部６６では、照合の結果、一致していると判別されたマークデータに対応する位置データと、本来の（設計上の）マークの位置データとの誤差を認識し、露光位置（ステージ１６の移動方向における露光開始位置並びに、ステージ１６の幅方向における画素のシフト位置）の補正係数を演算し、露光制御系へ送出する。

ここで、実施形態１におけるマーク検出の特徴は、ステージ１６を定速度で移動しながらマークを検出することにある。図１０において（Ａ）に示すように、本来、感光材料２２に付与されたマークＭが円形とした場合、これをステージ１６を移動しながら撮影すると、撮影画像は撮影時のシャッタースピード等にもよるが、図１０において（Ｂ）に示すように、長円形マークＭＬになる。

そこで、マークデータメモリ６８に記憶するマークデータを、図１０において（Ｃ）に示すように、カメラ部３８の撮影環境（シャッタースピード、ステージ１６の移動速度等）を加味した画像ＭＬ’とし、換言すれば、本来のマーク形状ではなく、前記撮影環境下での実際に撮影した画像に対応したマークデータをマークデータメモリ６８に記憶させることにより、照合の適正化を図っている。

以下、露光装置１０の作用について説明する。

感光材料２２を表面に吸着したステージ１６は、リニアモータ部２６の駆動力により、定盤１８の摺動レール２０に沿ってステージ部１２Ｂから筐体部１２Ａの奥側へ一定速度で矢印ａの方向に移動する（往路ａ）。ここでステージ１６がカメラユニット３２を通過する際に、カメラ部３８により感光材料２２に予め付与されたマークＭを検出する。このマークＭは、予め記憶されたマークと照合され、その位置関係に基づいて露光ユニット２８による露光開始時期等が補正される。

上記露光開始時期補正ルーチンを図１２のフローチャートに示す。

ステップ１００では、露光開始指示があったか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１０２へ移行してカメラ部３８を起動させるように指示する。なお、ステップ１００で否定判定の場合は、このルーチンは終了する。

ステップ１０２でカメラ部３８の起動を指示すると、次いでステップ１０４へ移行して感光材料２２のサイズデータが入力されたか否かが判断される。このステップ１０４で肯定判定されると、ステップ１０６へ移行して入力したサイズデータに基づいてボールねじ機構部４４を駆動してカメラ部３８の定盤１８に対する幅方向位置を調整する。

ステップ１０８では、調整が完了したか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１１０へ移行してステージ１６の往路移動を開始する。このステージ１６の移動は定速度搬送である。

ステージ１６が往路移動中、ステップ１１２では、このステージ１６の位置を確認し（リニアモータ部２６の駆動パルスで判別可能）、ステップ１１４において撮影タイミングか否かが判断される。すなわち、ステージ１６の移動方向先端がカメラユニット３８の真下を通過する直前の位置か否かを判断し、肯定判定されると、ステップ１１６へ移行して撮影を開始する。

次のステップ１１８では、ステージ１６の位置を確認し、ステップ１２０において撮影終了タイミングか否かが判断される。すなわち、ステージ１６の移動方向後端がカメラユニット３８の真下を通過し終えたか否かを判断し、肯定判定されると、ステップ１２２へ移行して撮影を終了する。

次のステップ１２４では、撮影したデータを解析し、次いでステップ１２６へ移行してマークＭに相当する画像データを抽出する。

次いで、ステップ１２８では、マークデータメモリ６８から基準データを読出し、ステップ１３０において、撮影し、かつ抽出したマーク画像データと基準データとを照合する。

次のステップ１３２では、照合結果に基づいて露光位置補正係数を演算し、ステップ１３４へ移行して露光制御系へ演算した補正係数データを送出し、このルーチンは終了する。

ステージ１６が往路端まで至ると、折り返して矢印ｂに示すステージ部１２Ｂ方向へ定速度で戻ってくる（復路ｂ）。復路ｂでに露光ユニット２８を通過すると、露光ユニット２８では、前記補正された露光開始時期に基づいて、ＤＭＤにレーザ光が照射され、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が光学系を介して感光材料２２へと案内され、この感光材料２２上に結像され、画像が形成される。

本実施形態に係る露光装置１０においては、図１〜図５に示し、図１３において（Ａ）に示すように、感光材料２２における最後に露光される側の辺が位置決めピン１９Ａに突き当てられる。したがって、感光材料２２は、矢印ｂで示す復路ｂの移動方向に向って熱膨張する。

しかし、熱膨張する側の端縁は、とりもなおさず復路ｂで先頭になる側の端縁であり、復路ｂにおいて最初に露光されるので、感光材料２２が完全に熱膨張しきる前に露光される。したがって露光時における熱膨張によるマークＭの位置ずれを小さくできる。

一方、復路ｂの移動方向に対して上流側の端縁部、即ち最後に露光される側の端縁部は、位置決めピン１９Ａで押えられているから、感光材料２２の熱膨張によってマークＭの位置が移動することはない。

したがって、感光材料２２の何れの箇所においても、露光時における熱膨張による露光位置ずれを抑えることができる。

これに対して、図１３において（Ｂ）に示すように、感光材料２２において最初に露光される側の辺を位置決めピン１９Ａに突き当ててステージ１６の感光材料載置面１７に感光材料２２を載置すると、最後に露光される側の端縁部は、感光材料２２が熱膨張しきった後に露光される。したがって、マークＭの位置は大きくずれる。

また、露光装置１０では、図１４において（Ａ）に示すように、ステージ１６の往路ａの移動方向に対して上流側に露光ユニット２８を配し、下流側にカメラユニット３２を配しているから、ステージ１６の移動距離Ｌ１は、図１４において（Ｂ）に示すようにステージ１６の往路ａにおける移動方向に対して上流側にカメラユニット３２を、下流側に露光ユニット２８を配置した場合のステージ１６の移動距離Ｌ２に比較して短くなり、ひいては処理効率の向上を図ることができる。

更に、露光ユニット２８及びカメラユニット３２が配設された領域は、チャンバ４６によって筐体１２Ａ内の空間とは完全に隔離し、空調機５０によってチャンバ４６内にエアが送り込まれる。したがって、チャンバ４６内は正圧に保持されるから、エアは、唯一の逃げ場であるステージ部１２Ｂへと流動する。

この流動により、最も塵埃を回避するべき、露光ユニット２８及びカメラユニット３２周辺の塵埃をステージ部１２Ｂから排出することができる。また、感光材料２２のステージ１６上への着脱の際、ステージ部１２Ｂの開閉蓋１４を開放しても開放状態のステージ部１２Ｂから塵埃が侵入することが防止される。

感光材料２２はそのベースの材質により静電気を帯び、電荷が帯電することで、塵埃を引き寄せることがある。そして、静電気によって引寄せられて付着している塵埃は、前記エアの流動のみでは払拭しきれない場合がある。

しかし、露光装置１０では、露光ユニット２８におけるステージ１６の往路移動方向手前側に、定盤１８の幅方向に亘って、除電装置（イオナイザ）５２を配設しているから、定盤１８上を摺動するステージ１６に位置決めされた感光材料２２には、除電装置５２の吹出部５２Ａからイオン化されたエアが吹き付けられる。

したがって、帯電した塵埃の電荷は、イオン化されたエアによって中和されるから、感光材料２２が載置されたステージ１６が定盤１８上を移動するとき、感光材料２２の表面が除電され、静電気によって付着している塵埃が除去されると共に、ステージ１６の上方空間に浮遊する塵埃も除去される。

なお、露光装置１０では、空間変調素子としてＤＭＤを用い、点灯時間を一定にしてオン／オフすることで画素パターンを生成するようにしたが、オン時間比（デューティ）制御によるパルス幅変調を行ってもよい。また、１回の点灯時間を極めて短時間として、点灯回数によって画素パターンを生成してもよい。

さらに、実施形態１では、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた記録素子ユニット１６６について説明したがこのような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Special Light Modulator）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなど、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることも可能である。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。さらに、Grating Light Valve（ＧＬＶ）を複数ならべて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成では、上記したレーザの他にランプ等も光源として使用可能である。

また、上記の実施の形態における光源としては、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源、複数の発光点が二次元状に配列された光源（たとえば、ＬＤアレイ、有機ＥＬアレイ等）、等が適用可能である。

また、上記の露光装置１０には、露光により直接情報が記録されるフォトンモード感光材料、露光により発生した熱で情報が記録されるヒートモード感光材料の何れも使用することができる。フォトンモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＧａＮ系半導体レーザ、波長変換固体レーザ等が使用され、ヒートモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（赤外レーザ）、固体レーザが使用される。

図１は、実施形態１に係る露光装置の概略を示す斜視図である。 図２は、実施形態１の露光装置の概略略を示す側面図である。 図３は、実施形態１の露光装置の概略を示す平面図である。 図４は、前記露光装置の備えるステージの構成を示す斜視図である。 図５は、前記露光装置の備えるステージの別の冷について構成を示す斜視図である。 図６は、前記露光装置の備える露光ユニットの構成を示す斜視図である。 図７は、前記露光装置の備える露光ユニットによる露光領域を示す平面図およびヘッドアッセンブリの配列パターンを示す平面図である。 図８は、前記露光装置の備える露光ユニットが備えるヘッドアッセンブリの夫々のドットパターンの配列状態を示す平面図である。 図９は、前記露光装置の備えるカメラユニットの構成を示す斜視図である。 図１０は、前記露光装置で露光される感光材料の上のマークと、基準となるメモリ上のマークとの照合の手順を示す説明図である。 図１１は、カメラユニットにおけるマーク検出のための制御系の機能ブロック図である。 図１２は、前記露光装置における露光開始時期補正ルーチンを示す制御フローチャートである。 図１３は、前記露光装置において、位置決めピンによって感光材料の露光位置ずれが抑えられることを示す説明図である。 図１４は、前記露光装置の露光ユニットとカメラユニットとの位置関係を、従来の位置関係と比較して示す側面図である。

符号の説明

１０ 露光装置
１２ 枠体
１２Ａ 筐体部
１２Ｂ ステージ部
１４ 開閉蓋
１６ ステージ（記録ステージ）
１６Ａ 脚部
１８ 定盤
１９Ａ 位置決めピン
１９Ｂ 位置決め定規
２０ 摺動レール
２２ 感光材料
２４ 架台
２６ リニアモータ部（記録ステージ移動手段）
２６Ａ コイル部
２６Ｂ ステータ部
２８ 露光ユニット（記録ヘッド）
３０ 支柱
２８Ａ ヘッドアッセンブリ
２８Ｂ 露光エリア
３０ 光源ユニット
３２ アライメントユニット（マーク読取手段）
３４ 梁部
３６ ベース部
３８ カメラ部
４０ レール部
４２ カメラベース
３８Ａ カメラ本体
３８Ｂ レンズ部
３８Ｃ ストロボ光源
４２ カメラベース
４４ ボールねじ機構部
４６ チャンバ
４８ 送風ダクト
５０ 送風機
５２ 除電装置（イオナイザ）
５２Ａ 吹出部
５２Ｂ イオン発生部
５４ コントローラ部
５６ カメラ動作制御部
５８ 幅方向位置設定部
６０ 撮影データ解析部
６２ マーク抽出部
６４ マーク照合部
６６ 露光位置補正係数演算部
６８ マークデータメモリ
Ｍ マーク

Claims (5)

1. ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段とを有する画像形成装置であって、
   前記ステージは、前記描画手段に対して相対的に往復動可能であり、
   前記描画手段は、前記ステージの往路において前記基準マークの位置情報を得、復路において前記位置情報に基いて前記ワークに画像を形成するとともに、
   前記ステージには、前記ワークの前記ステージの往復方向に沿った辺のうち、最後に露光される側を突き当てて位置決めする位置決め基準部材が形成されてなる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記描画手段は、複数の画素を選択的にｏｎ−ｏｆｆさせてワークを露光する露光ヘッドがｘ方向に沿って複数配列された露光ユニットであり、
   前記ステージは、前記ｘ方向に直交するｙ方向に沿って往復動する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記露光ユニットにおいては、前記複数の露光ヘッドが千鳥状に配列されてなる請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記位置決め基準部材は、前記ワークのｙ方向に沿った辺のうち、最後に露光される側を突き当てて位置決めするように形成されてなる請求項３に記載の画像形成装置。
5. ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段とを有する画像形成装置を用いて前記ワークに画像を形成する画像形成方法であって、
   前記ワークの前記ステージの往復方向に沿った辺のうち、最後に露光される側を基準にして前記ステージ上におけるワークの位置決めを行なった後に、
   前記ステージを、前記描画手段に対して相対的に往復動させ、
   前記描画手段において、前記ステージの往路で前記基準マークの位置情報を得、復路で前記位置情報に基いて前記ワークに画像を形成する
   ことを特徴とする画像形成方法。

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