JPH01304965A - 描画露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

〔従来の技術〕

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

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

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

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

〔発明が解決しようとする課題〕

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

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

しかし、可変アパーチャは、機構が複雑で製造や保守の
面に問題があり、また、複数種の７バーチヤを交換する
ものは、個々のアパーチャの位置を正確に光ビームの光
軸に整合させることが困難であり、描画精度に問題があ
る６ 前記特開昭５３−６９７０１号公報に記載の手段は、描
画速度の高速化を図ったものであると理解されるが、該
手段では、多数の光ビームについて、それぞれアパーチ
ャを配置して、各光ビームの直径を規制するようにして
おり、これらのアパーチャは、光ビームの配列ピッチを
密にするために、走査方向に対して斜めに配置されてい
る。したがって、各光ビームの投射点も、走査方向に対
して斜めに配列され、走査露光に際して、各光ビームを
変調制御するタイミングを、個々の光ビームごとに微妙
に調整しなければならないという不便さがある。

また、複数本の光ビームを変調する手段として適用され
る多チヤンネル型の音響光学変調器は、チャンネル数に
対応して大型となるため、それを搭載す装置を小型化す
るためには、チャンネル数が比較的少数に限定される難
点がある。

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

本発明は、従来装置の問題点を解決した、高速度で高品
質の複製画像を記録することができる。

描画露光装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

感光材料を装着して主走査方向に往復移動するテーブル
と、主走査方向に直交する副走査方向に移動する露光ヘ
ッドとを、それぞれガイドレールに支承して旋動し１、
露光ヘッドは、それぞれ複数本の光ビームを副走査方向
に所要ピッチで列設した複数の光ビーム群を、主走査方
向に沿う所要距離を隔てて感光材料面に投射して、複数
群の光スポット列により走査露光をしながら、所要の画
像信号に基づいて各光ビームを０Ｎ−ＯＦＦ変調制御し
て複製画像を露光記録するようにし、かつ、複数の光ビ
ーム群における各光ビームの位置を、光ビーム群ごとに
順次副走査方向に位相をずらせて配置するとともに、後
続側の光ビーム群を変調制御する画像信号を、先行側に
対して所要時間遅延させて、走査露光を行ない、かつ、
光ビーム投射位置の光軸方向の変動を検出して、露光ヘ
ッドの位置を自動的に！ＩＪ節する自動焦点調節装置を
付設する。

〔作　用〕

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

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

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

〔実施例〕

第１図は、本発明の１実施例である描画露光装置の構成
を示す斜視図である。

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

テーブル（４）の上面には、図示しない真空ポンプに連
結した多数の真空吸気孔（５）が設けてあり、テーブル
（４）に載置した感光材料（６）を吸着して保持する。

以下の説明では、感光材料（６）として、寸法安定性の
高いガラス乾板を適用する実施例を中心として記述する
。

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

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

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

一方、ベース板（２）の上面左方に１前後一対の支台（
１１）（１２）を固設し、これに左右一対のガイドレー
ル（１３）　（１４）をＸ軸方向に架設し、ガイドレー
ル（１３）　（１４）の間に、ネジ軸（１５）を前後一
対の軸受（１６）により支承し、サーボモータ（１７）
により回転駆動する。

ガイドレール（１３）　（４４）の上面に、エアベアリ
ングを介して摺動ベース（１８）を支承し、その下面に
設置した図示しないナツトをネジ軸（１５）に係合させ
て、Ｘ軸方向に駆動する。摺動ベース（１８）には、光
源部（１９）及び光学系部（２０）等で構成された露光
ヘッド（２０’　）を搭載しである。

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

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

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

２個のビームエキスパンダ（２７Ａ）及び（２７Ｂ）は
、それぞれ入射した光ビームをＸ軸方向に拡張して、平
らな光ビームを形成し１次段の多チヤンネル型音響光学
光変調器（以下、ＡＯＭという）（２８Ａ）及び（２８
Ｂ）に入射させる。

Ａ　ＯＭ　（２８Ａ）及び（２８Ｂ）は、入射した平ら
な光ビ−ムを多数本のビームに分割し、制御信号により
それらの光ビームを個別に０Ｎ−ＯＦＦするもので、こ
の実施例では、２０チヤンネル型のＡＯＭを適用して、
それぞれ２０本の変調された平行光ビームを射出するよ
うにしている。

Ａ　ＯＭ　（２８Ａ）及び（２８Ｂ）から射出した各２
０本の平行光ビーム群は、光ビーム数に対応する数のア
パーチャを列設したアパーチャ板（２９Ａ）及び（２９
Ｂ）を通り、それぞれミラー（３０Ａ）及び（３０Ｂ）
で反射して、三角柱ミラー（３１）に投射される。

三角柱ミラー（３１）は、直角プリズムの直角を挾む二
面に表面反射処理を施してあり、上下から投射された各
２ｏ本の平行光ビーム群を、所望の間隔を隔てて＋Ｙ力
方向反射する。

次いで、各平行光ビーム群は、ミラー（３２）で−２方
向に反射し、レンズ（３３）、（３４）およびズームレ
ンズ（３５）で構成する縮小光学系により、走査露光の
ための微小光点群（３６）を感光材料（６）に投射結像
し、テーブル（４）の移動により、Ｙ軸方向に走査露光
する。

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

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

Ａ　ＯＭ　（２８Ａ）及び（２８Ｂ）から射出され、ア
パーチャ板（２９Ａ）及び（２９Ｂ）を通過した各２０
本の平行光ビーム群（４２Ａ）及び（４２Ｂ）は、前述
のように三角柱ミラー（３１）の斜面に上下から入射し
、＋Ｙ力方向反射する。このとき、三角柱ミラー（３１
）の位置をＹ軸方向に移動させると、反射後の２組の平
行光ビーム群のＺ軸方向の位置が上下対称に昇降して、
両群の間隔が増減する。すなわち、三角柱ミラー（３１
）をＹ軸方向に移動可能に設置することにより。

縮小光学系のレンズ（３３）に入射する２ｆｆｉの平行
光ビーム群の間隔（Ｌ）を、任意の量に設定することが
できる。

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

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

三角柱ミラー（３１）を＋Ｙ力方向移動させると、上下
の平行光ビーム群が反射する位置がミラー（３１）の底
辺側に移行して距離（Ｌ　＞を増大させ、逆に−Ｙ力方
向移動させると１反射位置がミラー（３１）の頂点側に
移行して距１１ｔ（Ｌ）を減少させることができる。

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

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

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

第１光ビーム群（５１−１）〜（５１−２０）により投
射される第１光点群（５２Ａ）は、光点（５２−１）　
（５２−２）・・・・で構成され、第２光ビーム群（５
１−２１）〜（５１−４０）により投射される第２光点
群（５２Ｂ）は、光点（５２−２１）（５２−２２）・
・・で構成される。２組の光点群（５２Ａ）（５２Ｂ）
は、入射側の光ビーム群の位置関係に対応し７て、Ｘ軸
方向の光点のピッチ（ｐ）の１７２ずつ位相をずらせて
配列される。

縮小光学系における縮小率を（ｍ）とすると、各光点群
（５２Ａ）　（５２Ｂ）における光点の配列ピッチ（ｐ
）と、光ビーム群における光ビームの配列ピッチ（Ｐ）
との関係は、Ｐ＝ｍＸｐであり、また、２組の光点群（
５２Ａ）　（５２Ｂ）間の距離（１２）と、縮小光学系
に入射する２組の光ビーム群間の距ｆｉ（Ｌ）との関係
は、Ｌ　＝　ｍ　Ｘ　Ｑである。走査露光記録に際して
、タイミング制御を容易にするために、この光点群の距
ＨＣＱ）が、単位画素寸法（主走査方向における単位画
素ピッチ）の整数倍になるように、三角柱ミラー（３１
）の位置を調節して、２組の光ビーム群の距１ｔ（Ｌ）
を設定することが望ましい。

第６図は、第５図示のように、位相（各光ビーム群ごと
の光ビームの位Ｎ）を１７２ピツチずらせて配置した２
組の光点群により、走査露光をした場合に記録される画
像の状態を示す模式図で、（Ａ）は光点群の列に平行な
画像輪郭線を記録した状態を、（Ｂ）は傾斜した画像輪
郭線を記録した状態を示し７、第１組の光点群により記
録されるパターンを実線で、第２組の光点群により記録
されるパターンを点線で示したものである。また、第７
図は、これと対比するために、１列のみの光点群により
記録される画像の状態を示したものである。

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

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

次に、第８図は、露光ヘッド（２０’）に付設した自動
焦点調節装置を、＋Ｙ力方向ら見た正面図である。

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

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

露光ヘッドの中に、垂直に設置した座板（６０）の面に
、昇降板（６１）を左右一対のガイド（６２）　（６３
）により上下方向に摺動可能に装着する。昇降板（６１
）の前面中心に縮小光学系（６４）を装着するとともに
。

自動焦点調節装置を構成する光源（３７）　、レンズ（
３９ａ）、ミラー（３８）、　レンズ（３９ｂ）、ミラ
ー（４０）及び光電素子（４１）を配置しである。また
、昇降板（６１）の左右縁に立設した支軸（６５）と、
／Ｉ板（６０）に立設した対応する支軸（６６）とに、
それぞれスプリング（６７）を架設して、昇降板（６１
）及びそれに装着した各部品の重量を支持させ、かつ、
旋動部のバックラッシュを除去して、スムースで高精度
な昇降状態を確保させる。

昇降＆（６１）の上部に、左方に突出するナツト（６８
）を装着し、垂直方向のネジ軸（６９）を螺入してある
、ネジ軸（６９）は、座板（６０）に取付けた上下−対
の軸受（７０）　（７１）により支承してあり、上方に
設置したＤＣモータ−（７２）により減速１ｆｉ　（７
３）を介して乱動して昇降板（６１）を昇降させ、昇降
板（６１）に装着した縮小光学系（６４）から投射され
る露光用光ビーム群が、下方のガラス乾板（６）の被露
光領域（Ｓ）に鮮鋭に結像するように、焦点調節を行な
う。

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

光源（３７）から下方に向けて、ガラス乾板を感光させ
ない程度の小光量の光ビームを射出し、レンズ（３９ａ
）を介して、ミラー（３８）により反射させて、ガラス
乾板（６）の被露光領域（Ｓ）に斜め方向から入射させ
、その反射光をレンズ（３９ｂ）及びミラー（４０）を
介して、光電素子（４１）に結像させる。光電素子（４
１）は、第９図示のように光ビームの入射点（Ｃ）の位
置に応じて、素子の両端から入射点（Ｃ）までの距離「
Ａ」及び「Ｂ」に比例する２種の電流値（ＩＡ）および
（Ｉａ）を出力する。

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

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

光電素子（４１）の出力（ＩＡ）及び（Ｉｓ）は、それ
ぞれ電流−電圧変換器（７４Ａ）及び（７４Ｂ）により
電圧値（Ｖａ）及び（Ｖｓ）に変換され、加算回路（７
５）及び減算回路（７６）ニ入力して、ｒｌ／、＋Ｖａ
Ｊ及び’ＶＡＶａＪの値が演算される。これらの値は１
割算回路（７７）に入ニの値は、増幅器（７８）を経て
ＤＣモータ−ドライバ（７９）に送られ、ＤＣモータ−
（７２）の駆動を制御する。

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

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

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

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

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

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

このとき、鎖線示の裏面反射ビームは、レンズ（３９ｂ
）の周辺部に入射して、光軸に向けて収斂しながらミラ
ー（４０）に入射し、その反射した光路が光電素子（４
１）の有効領域外に向くように設定する。

すなわち、ガラス乾板面に対する光ビームの入射角（θ
）、ガラス乾板の厚さ（シ）及び屈折率等のパラメータ
に基づいて、光電素子（４１）のＸ軸方向の寸法及びレ
ンズ（３９ａ）（３９ｂ）の焦点距離を選定し、裏面反
射ビームが光電素子（４１）に入射しないように構成す
ることにより、実線示の表面反射ビームのみを検出して
、正確な自動焦点調節を行なうようにしである。

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

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

ディスク（８１）及び磁気テープ（ＭＴ）（８２）に記
憶した画像パターンデータを、ホストコンピュータ（８
３）を介して読みだし、ラスクイメージ・プロセッサ（
Ｒｒ　Ｐ）（８５）に送って、ｘ−ｙラスターパターン
データに変換する。ＣＲＴモニタ（８４）には。

確認等の必要に応じて、所望領域の画像パターンデータ
により、対象領域の画像を表示する。

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

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

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

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

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

かくして、テーブル（４）をＹ軸方向に駆動しながら、
ラスターパターンの画像データに基づいて。

Ａ　ＯＭ　（２８Ａ）　（２８Ｂ）を通過する各光ビー
ムを、個別に０Ｎ−ＯＦＦするように変調制御をして、
感光材料であるガラス乾板（６）を走査露光し、複製画
像を記録する。２組のＡ　ＯＭで、それぞれ２０本の光
ビームを変調制御すれば、テーブル（４）の１行程（１
走査周期）により、走査線４０本分の画像が露光記録さ
れる。

このとき、露光用の光スポット群は、Ｙ軸方向に距離を
隔てて２列に配置しであるため、先行側と後続側との光
スポット群による露光時期がずれることになる。このず
れを補正するために、２組のＡ　ＯＭ　（２８Ａ）　（
２８Ｂ）のうち、後続側の光スポット群に対応する光ビ
ーム群を０Ｎ−ＯＦＦ制御する画像データ信号を、先行
側の画像データ信号より所要時間遅らせて入力させるよ
うにしである。この遅延量の制御は、光学系の中の三角
柱ミラー（３１）の位置を調節して、露光面に結像する
光スポット群の間の距１ｔ（Ｑ）が、単位画素寸法のち
ょうど整数倍になるように設定しておけば、主走査方向
の画像データを所要個数（整数）計数して、後続側の光
スポット群に対する制御信号を、−括して遅延させれば
よいため、タイミング調節の制御は容易である。また、
このタイミングの調節は、本発明装置の場合、各光ビー
ム群ごとに行なえばよく、個々の光ビームごとではない
ため、制御がきわめて容易である。

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

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

なお、前述の自動焦点調節装置を作動させる際には、描
画開始に先立って、昇降板（６１）の位置を光ビームの
合焦位置よりも高い待機位置に上昇させておき、下降さ
せて合焦位置で停止するように制御することが望ましい
。通常の顕微鏡における焦点合わせでは、対物レンズが
被検視物（プレパラート）に接触して損傷することを避
けるために。

このやりかたとは逆に、まず、鏡筒を下降させて対物レ
ンズをプレパラートに接近させておき、上昇させながら
合焦状態を得るようにしているが、本発明の描画装置で
このような手法をとると、ガラス乾板の裏面で反射した
光ビームの方が表面反射ビームよりも先に検知されて、
所要の焦点調節には不都合となるからである。

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

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

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

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

なお、上述説明では、感光材料として寸法的に安定性の
高いガラス乾板を適用する場合を主体として記載したが
、本発明装置は、ガラス乾板の他。

前述した写真フィルムを適用できることは云うまでもな
く、また、金属板やプリント配線基板等にフォトレジス
トをコーティングした感光材料に描画することも可能で
あり、ガラス乾板のみに限定されるものではない。

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

〔発明の効果〕

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

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

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

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

【図面の簡単な説明】

第１図は５本発明の１実施例装置の構成を示す斜視図、
第２図は同装置の光学系のｌ１２置を示す斜視図、第３
図は光ビーム群を合成する光学系を示す斜視図、第４図
は２群の光ビームの位置関係を模式的に示した図、第５
図は走査露光用の光スポット列を示す概略図、第６図は
本発明装置により記録される画像の状態を示す模式図、
第７図は１列のみの光スポット列で記録される画像の状
態を示す模式図、第８図は自動焦点調節装置の立面図。 第９図は自動焦点調節装置の光電素子を示す概略図、第
１０図は自動焦点調節制御回路のブロック図、第１１図
は本発明における自動焦点装置の光路を示す模式図、第
１２図はガラス乾板における裏面反射光路を示す模式図
、第１３図は第１図示装置の制御手段を示すブロック図
である。 （１）・・・・フレーム、　　　（２）・・・・ベース
板、（３）・・・・ガイドレール、（４）・・・・テー
ブル。 （５）・・・・真空吸着孔、 （６）・・・・感光材料（ガラス乾板）（７）・・・・
リニアモーター・コイル（８）（９）・・・φエンコー
ダ用リニアスケール、（１０）・・・・光電センサー、
（１１）（１２）・・・・支台、（１３）　（１４）・
・・・ガイドレール、（１５）・・・・ネジ軸、（１７
）・・・・サーボモーター、（１８）・・・・摺動ベー
ス、（１９）・・・・光源部、　　　　（２０）・・・
・光学系部、（２０’　）・・・露光ヘッド、　（２１
）・・・・リニアスケール、（２２）・・・・レーザ光
源、（２５）・・・・ビームスプリッタ、（２７Ａ）　
（２７Ｂ）・・・・ビームエキスパンダ。 （２８Ａ）　（２８Ｂ）・自・多チヤンネル型ＡＯＭ、
（２９Ａ）　（２９Ｂ）・・・・アパーチャ板、（３０
Ａ）　（３０Ｂ）・・・・ミラー、　（３１）・・・・
三角柱ミラー、（３２）・・・・ミラー、　　　　　（
３３）（３４）・・・・レンズ、（３５）・・・・ズー
ムレンズ、　（３６）・・・・露光用光点群、（３７）
・・・・光源＋　　　　　（３８）　（４０）・・・・
ミラー、（３９）・・・・レンズ、　　　　（４１）・
・・・光電素子（４１Ｓ）・・・・スリット板、（４４
）・・・・摺動台、（４５）・・・・ベース、　　　（
４６）・・・・スプリング、（４８）・・・・ネジ軸、
　　　　（５２）・・・・光スポット、（６０）・・・
・座板、（６１）・・・・昇降板、（６２）　（６３）
・・・・ガイド、　（６４）・・・・縮小光学系、（６
７）・・・・スプリング、　　（６８）・・・・ナツト
。 （６９）・・・・ネジ軸、　　　　（７２）・・・・Ｄ
Ｃモータ−、（８０）・・・・タコジェネレータ。 勺ノｌテｅ へ　　　ｌ　＼ Ｖ　３　図 ￥　４　口 Ｖ　６１コ （Ａ） 輩　８１図 °メ　ノ１　　図 ｖ１２図

Claims (1)

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