JPH027057A - 直接結像装置により作成されるアートワークを較正する方法及び装置 - 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） 本発明は光学的に作成したアートワーク（ａｒｔｗｏｒ
ｋ）についてその寸法上の精度に関して較正をするため
の方式に関し、詳しくは直接光学結像装置（ｄｉｒｅｃ
ｔ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｒｙｓｔｅｍ）
で形成したプリント回路盤アートワークを較正するうえ
で使用する方法及び装置に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）精密プロッタ
ーやプリンターなどのような高速光学走査装置は既に知
られている。これらの装置はフィルムにラスター（ｒａ
ｓｔｅｒ）走査することによってプリント回路盤（ＰＣ
Ｂ）アートワークを作るのにしばしば利用される。典型
的な結像装置、例えばガーバー科学機器社（Ｇｅｒｂｅ
ｒ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ工ｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｃｏ
ｍｐａｎｙ）が市販しているような装置、は磁気チーブ
ト９ライブ、ハート９デイスク、コンピュータ連結のグ
ラフィック端末、イメージプロセッサ、基板（ｓｕｂｓ
ｔｒａｔｅ）を設置するための可動作画プラテンをもつ
光学テーブル、精密レーザースキャナから成る。この装
置はさらにコンピュータ助力デザイン（ＣＡＤ）データ
をＰＣＢアートワークに直接に転送するために必要なそ
の他の光学系、媒介移送台、電子部品も含んでいる。

作動においては、直接結像装置は表面に感光媒体を有す
るフィルムまたはガラスの基板を作画プラテツ上に支持
するような構造となっている。コンピュータはこの基板
の選択的部分を露光するよう光学ビーム（通常はレーザ
により発生したビーム）の強度を変調する。普通はこの
露光ビームとほぼ同一直線上に第２の参照ビームがあっ
て、基板にあてる露光ビーム即ち「作画」ビームの位置
を正確に制御している。平面域走査装置を用いることに
よって、ビームが小さな点をつくるよう焦点を合わせ、
そしてそのビームが同時に参照マスクと基板とを横切っ
て走査するようにしている。

精密空気軸受が、加工中、作画プラテンを案内するため
に用いられることが多い。

これらの装置の精度は全範囲に関しては±０．０２５ｔ
ｍｓ　（０，００１１ｎｃｈ）以下が普通であり、密集
した特徴部については±０．００５Ｗ＋＋　（０，００
０２１，ｎｃｈ）以下である。像の線は０．０５　ｖａ
ｎ　（０，００２ｉ　ｎｃｈ）程度の細さが普通である
。このような厳しい許容限度のもとで、主な問題といえ
ばそれは結像装置についての寸法上の精度を達成するこ
とであった。しかし、結像装置の較正を行なっただけで
は、プリント回路盤製作工程で使用するアートワークは
その寸法が正確であるということを保証すること罠はな
らない。フィルム基板上に照射される各像はアートワー
クにその像が現像されるよう処理されなげればならない
。この処理の間には多種の薬品に浸たされることになっ
て、フィルム基板は伸び縮みすることになる。基板に形
成したプリント回路盤アートワークの寸法上の精度を決
定するための現在の技術は、処理期間中に発生した伸び
縮みの量を算定しその算定値から当該アートワークの精
度を外挿法により推計することを必要としている。

直接結像装置によって形成したアートワークを較正する
ための方法及び装置であって、形成した像の寸法大きさ
については結像装置の精度とフィルムに基因する精度の
誤差との両者から決定されるようなものであると、それ
は有益なものとなる。

この発明はそのような方法及び装置を目指したも一一一
一→のアートワークを較正するための方法及び装置にし
て、装置に起因する全体的な寸法上の誤差を決定し、更
に、基板処理に起因する誤差から機械的な誤差を分離す
るものを提供することにある。

（課厘を解決するための手段） 本発明によると、直接光学結像装置により感光性基板上
に形成したアートワークの寸法上の精度を決定する方法
は、１枚の平らな基板の隣り合う垂直な２つの縁辺に透
明なスケールを原点から延長するように設置することに
よって、較正用基板を得る工程を含む。この較正用基板
はレーザー走／Ｊ′ 査光に露光されてダラススケールの像と更に複数個の位
置決めマークが写される。この較正用基板はそれに上記
スケールと位置決めマークが定着するよう処理される。

更に、本発明の方法はガラススケールの像から補正され
たスケール測定値を得、また、位置決めマークから補正
されたプロット測定値を得る工程も含む。装置の算定精
度の値は上記補正されたスケール測定値と補正されたプ
ロット測定値との差異から計算される。

（実施例） 第１図にはレーザー直接結像装置１０の一部が概略図と
して示される。その装置１０はフィルム基板１４を受け
る作画プラテン１２を備えている。

この基板１４はその感光性媒体（エマルジョン）がビー
ムを受けるよう配置されている。そして、この基板１４
は作画プラテン１２に、静電気を用いて、または真空を
用いて、或いはその他の通常の手段を用いて保持されて
いる。レーザー直接結像装置１０はビーム１８を発する
レーザー管１６を有している。このビーム１８は光学機
器２０に入りレーザー光となって外に出て、基板１４を
露光する露光用ビームすなわち「作画」ビームとなる。

走査機構２４はビームを動かして感光性媒体面上に焦点
を合わせたビームスボッ）１該感光性媒体面上を横切る
第１の方向２６に沿って移動させるためのものである。

ビームが基板１４を横切ってラスター走査されていると
き、シャッター２８は選択的に基板１４を露光する。そ
の間、移動台３０はコントローラ３４からの指令に従っ
て、作画プラテン１２を第１の方向２６に対して垂直な
第２の方向３２に前進させる。コントローラ３４はシャ
ッター２８、走査機構２４、及び移動台３０に指令信号
を発する。そうすることによって、基板１４は所望のパ
ターンを備えて照射される。

過去においては、通常のベクトルプロッティング装置の
精度は、Ｘ移動台及びＹ移動台の位置についてレーザー
干渉計を用いての一連の直接的計測によって決めてい穴
。レーザープロッターはこのような直接的計測には物理
的に適応し得ないので、それに代わるアートワークのた
めの較正技術が必要とされる。基板上のプロクトヲ単純
に測定することによっては六った１つの「精度」ファク
ターかも六らされるだけである。すなわち、何らかの機
械的不正確さ、及び工程中に引き起こされる基板の伸び
縮みによって生じるエラー、さらには計測装置それ自体
の許容度、これらのものが不可分に結びついた１つの精
度ファクターを構成することになる。しかしながら、本
発明によって提供される方法及び装置は、全体のプロッ
トエラーをいくつかの構成部分に分離するものであって
、そうすることにより結像装置それ自体の精度だけを他
と区別して知ることができる。

＄２図には、第１図の装置を較正するのに用いられる較
正用プロット３６が示される。基板は通常のグラフィッ
クアート・フィルム、例えば「コダック・イースター−
ｄ　−ス（ＫｏａａｋＥｓｔａｒＢａｓｅ　；商品名）
」　フィルムから成る。基板の寸法上の安定性は、周囲
の湿度及び温度の変化、それに加えて基板処理によって
引き起こされる寸法上の変化の大きさに関係する。これ
らの変化は可逆性のものもあれば不可逆性のものもある
。写真フィルムの周囲の空気の相対湿度が上昇すると、
フィルムは拡大し、また逆に、湿度が降下するとフィル
ムは縮小する。相対湿度の変化によって生じる寸法上の
変化は可逆性である。検査時点ではフィルムは露光時点
でおかれたと同じ相対湿度の環境下におかれなければな
らない。しかもその環境下において平衡するのに十分な
長さの時間おかれなければならない。

フィルム基板はその大きさが湿度によってのみ変化する
のではなく、温度によっても変化する。

一定の湿度の下では、フィルムの温度が高いとフィルム
をやや拡大させることになる。したがって、フィルムは
露光時と検査時とでは同一の温度になければならない。

たとえば、熱係数が０．００１１のコダックフィルムで
は２．８℃（５下）の変化により６６ｃｍ　（２６１ｎ
ｃｈｅｓ）につき３．３ｒｒｖｎ　（０，０１３１ｎｃ
ｂ）の変化が現れる。

不可逆性の寸法変化の例としては、化学的処理の際に生
じるものがあげられる。例えばセルローズ・アセテート
基体のフィルムのようなある種の基板フィルムは、化学
的処理の間に残留溶剤を除くことによって、収縮が生じ
る。更に、この種のフィルム、並びに樹脂基体のフィル
ムは、フィルム処理の自動化に伴なって生じた機械的応
力、及びフィルム基体の材質と上記機械的応力下のエマ
ルジョンゲルとの相互作用の結果として不可逆性の寸法
変化が引き起こされる。更に、典型的なフィルム処理で
はフィルムを相対温度１００チの湿的環境にさらしてい
るが、これは湿度による拡張を助長している。フィルム
が極めて高い温度で乾燥されると、処理を完了するとき
一時的に拡大することになる。

フィルム基板は新たに設定された温度及び湿度条件で安
定するには一定の時間が必要であることは、当業者にと
っては明らかなことである。フィルム基板が湿度平衡に
達するのに必要な時間は当該フィルムの厚さの関数であ
る。厚さ０．１０ｍ（０，００４１ｎｃｈ）のコダック
ＬＰＦフィルムでは９５怪の平衡に到達するのに約４時
間を要する。一方、厚さ０．１８　ｒｒａｎ（０，００
７１ｎｃｈ）のＬＰＦフィルムテハ同じパーセントの平
衡に到達するには約８時間を要する。処理のあとで且つ
検査の前に、フィルムは安定するための時間を与えられ
なければならない。

フィルム安定のために必要な時間の長さは処理中に吸収
した湿度の量の関数である。これはフィルムが高湿度に
さらされる時間の関数に対応している。したがって、処
理中に長時間にわたって洗われたフィルムは室内条件に
まで安定させるためにはそれに対応して長時間を要すこ
とになる。ここでは処理によって引き起こされるノイル
ム基板についての寸法変化だけを説明したが、その他の
基板、例えば、ガラス基盤におかれたフィルムエマルジ
ョンの基板を処理するときにも同じような寸法変化が発
生することは、当業者にとって明らかなことである。

基板が整えられた後にそれはエマル：）ヨン側を上にし
て作画プラテン上に置かれる。較正済みの２つのガラス
スケール３８及び４０（第２図参照）が蝕刻した方を下
にして基板の隣接する垂直の縁辺に沿りて置かれる。結
像装置は基板に、例えば約１．３ｃｒｒＬ（０，５１ｎ
ｃｈ）中心の十字ｉ１から成６Ｙ−り４２及び４４のよ
うな一連の位置決めマークを照射するようプログラムさ
れている。これらのマークは、スケールの直下の領域を
除いて、基板全表面をカバーする。結像装置はスケール
の領域に光を透過するような構成となっている。その結
果、各スケールの接触像がフィルム上に形成されること
になる。フィルムを上に述べたような手法で処理した後
は、較正のための環境湿度及び温度は当該基板を照射し
たときと同じものを選定することによって、測定過程に
おける寸法上の一貫性を確保する。

較正用基板が前記のように照射されると、全体誤差を求
めることができるばかりでなく、結像装置から引き起こ
された機械的誤差や処理による誤差を特定することがで
きる。

処理したあと、照射された基板はブラウン・アンど・シ
ャープ社が販売している「パリディタ（Ｖａｌｉｄａｔ
ｏｒ　：商品名）」のような通常の検査器（ｖａｌｉｄ
ａｔｉｎｇ　ａｐｐａｒａｔｕｓ）の上に置かれる。そ
こで各グラススケールの像の長さが測定される。

バリディタとスケールとに起因する最大誤差を補正する
ために、バリディタとスケールとに起因する最大誤差の
値が各軸についての測定値から差し引かれる。

表　　　１ 〔単位は順、０内はインチ〕 Ｘ軸、スケール （バリディタ軸Ａ） Ｙ軸、スケール （バリディタ軸Ｂ） ６２２．３２５４　　　　　　　　　　　　　　　　　
　４４４．５３５６（２４，５０１０）バリディタで計
測された長さ　（１７，５０１４）０．０１２７ （０，０００５）バリディタ軸較正値 ０．００５１ （０，０００２） ０．００７６ ０．００５１ ６２２．３０５１ （２４，５００２）補正されたスケール測定値４４４．
５２５４ （１７，５０１０） 補正されたスケール測定値と基板上に記録されたスケー
ル自身の目盛との差異は環境条件及び処理条件に左右さ
れることになる。何故なら、スケールはフィルムに接触
して転写されたからである。

上記の列で言うと、Ｘスケールの長さ６２２．３　ｒｒ
ｒｍ（２４，５０００インチ）と補正スケール測定値６
２２．３０５１ｍｍ（２４，５ｏｏ２インチ、即ちフィ
ルム上のスケール像の測定値）との差異０．００５１　
ｍｍ　（０，０００２インチ）は処理に関連するフィル
ムの伸び縮みにより生じたものである。

次に、二つのスケールの遠方の端部に位置する位置決め
マーク（マーク４２及びマーク４４）間の離隔について
は原点４６から測定される。これらの値は対応するバリ
ディタ軸補正値によって調整される。

表　　　２ 〔単位は咽、０内はインチ〕 Ｘ軸 Ｙ軸 ６２２．３３８１　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　４４４．５１７８（２４，５０１５）　　レ
ジストレーションマーク離隔　（１７゜５００７）０．
０１２７ ０．００５１ ６２２．３２５４　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　４４４．５１２７（２４，５０１０）　　補正
されたプロット測定値　　（１７，５００５）補正され
たプロット測定値はバリディタに起因するエラーに関し
てのみ修正される。その測定値はフィルム上の２つの特
定の指標マーク間のその時点での実際の距離を示してい
る。これはフィルムの寸法、したがってフィルム上の像
の寸法、が時間の関数として変化し、また相対的湿度及
び温度の関数として変化することによるものである。

−軸あたりの機械的プロッター誤差とは、結局、各軸に
沿ってのすイての点に関しての補正されたスケール測定
値と補正されたプロット測定値との差異のうちの最大の
ものということになる。

表　　　３ 〔単位は閣、０内はインチ〕 Ｘ軸 スケー戊売１ Ｙ軸 スケール腐２ ６２２．３０５１　　　　　　　　　　　　　　　　　
　４４４．５２５４（２４，５００２）補正されたスケ
ール測定値（１７，５０１０）６２２．３２５４　　　
　　　　　　　　　　　　　　　４４４．５１２７（２
４，５０１０）　補正されたプロット測定値（１７，５
００５）０．０２０３　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　０．０１２７（０，０００８）装置算定精度　
　　　　（０，０００５）この「算定精度」は、環境条
件及び処理条件の影響に対して補正されるフィルム測定
から決定される精度における算定結果であり、それ故、
それは結像装置１０自体の精度であって、測定機器の精
度、環境条件、及び処理条件から独立したものである。

本発明はその望ましい実施例に関して図示され説明され
たが、種々の変更、付加、削除が本発明の趣旨及び範囲
から逸脱することなくなされ得ることが当業者に明らか
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用したレーザー直接走査装置の簡略
化したブロックダイヤグラムである。 第２図は本発明に従って製作された較正用基板の概略図
である。 １０・・・直接光学結像装置、１２・・・作画プラテン
、１４・・・較正用の基板、　　　１６・・・レーザー
管、１８・・・ビーム、　　　　　２４・・・走査機構
、３４・・・コントローラ（計算手段）、３６・・・較
正用プロット、３８．４０・・・ガラススケール、４２
．４４・・・位置決めマーク、４６・・・原点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直接光学結像装置（１０）により感光性基板に形成
   されるアートワークの寸法上の精度を決定する方法にし
   て、前記方法が較正用基板（１４）を作成する工程から
   成り、前記方法が１枚の平らな基板（１４）の隣り合う
   垂直な２つの縁辺にガラススケール（３８、４０）を原
   点（４６）から延長するように設置し、較正用の基板に
   電磁線をあててガラススケールの像と複数個の位置決め
   マークとを映し出し、較正用基板を処理して較正用基板
   にガラススケールの像と前記位置決めマークとを定着さ
   せることを含み、ガラススケールの像から補正されたス
   ケール測定値を得て、また、位置決めマークから補正さ
   れたプロット測定値を得て、補正されたスケール測定値
   と補正されたプロット測定値との差異から結像装置につ
   いての算定精度の値を算出することを特徴とする方法。 ２、請求項１に記載の方法にして、補正されたスケール
   測定値を得る工程が更にスケール像の各長さを垂直な２
   つの縁辺の各々についてある較正値をもつ長さ検査器に
   あてて計測する工程を含み、更に、各スケール像の長さ
   から対応する長さ検査か 器の較正値及び対応するガラススケールの較正値を差し
   引く工程を含むことを特徴とする方法。 ３、請求項１に記載の方法にして、補正されたプロット
   測定値を得る工程が、更に原点（４６）とスケール像の
   距離に対応する位置決めマークの間の離隔値を決定し、
   その離隔値から前記の較正値を差し引く工程を含むこと
   を特徴とする方法。 ４、直接光学結像装置（１０）により感光性基板に形成
   されるアートワークの寸法精度を決定する装置にして、
   １枚の平らな基板（１４）の隣接する垂直の２つの縁辺
   に置く複数個のガラススケール（３８、４０）を含み、
   ガラススケールは原点（４６）から延長して置かれ、前
   記の較正用基板（１４）を電磁線にあてることによって
   前記ガラススケールの像と更に位置決めマークとを較正
   用基板に造る手段（２４）を含み、前記ガラスケールの
   像からは補正されたスケール測定値を得て、また、前記
   位置決めマークからは補正されたプロット測定値を得て
   、補正されたスケール測定値と補正されたプロット測定
   値との差異から算定精度の値を決定する計算手段（３４
   ）を含むことを特徴とする装置。