JPH07500541A - 連続波レーザー式書込方法および装置 - 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】 連続波レーザ一式書込方法および装置 発明の分野 本発明は連続波レーザービームを用いてドツトマトリックスパターンを書き込ビ ームを走査することによりドツトマトリックスパターンを書き込む方法および装 置に関する。

発明の背景技術 種々の材料に情報を書き込むために高出力の連続波（ＣＷ）レーザービームを使 用することができる。その理由はそのようなビームの焦点を小直径スポットに合 わせるとき、ビームにより材料上に表面マークを生成させることができるからで ある。ドツトマトリックスパターンに配列したとき、これらのマークは光学的に 読取り可能なデジタルビット列あるいは英数文字のような認識可能な象（イメー ジ）となる。

連続波レーザービームを用いたデータ書込みのための一従来技術においては、移 動鏡を用いてビームを走査する。鏡によりビームを第１スポツトに向けるように 移動し、その後停止すると共にビームにより、ビットが第１スポツト上に書込ま れる。次に鏡が再び作動され、第２スポツトにビームを向け、ビームが第２スポ ツト上にビットを書込む間再び鏡が停止される。

しかしこの方法は、非常に遅いという重大な欠点がある。静止状態から鏡を周期 的に（ビームを再方向付けするために）加速しかつ鏡をゼロ速度まで（各スポッ ト領域で鏡が所要休止時間の間静止しているように）周期的に減速するのに時間 がかかるからである。

レーザービームを使用した別の従来技術は、パルス化された連続波レーザービー ムをサンプル上の線形（すなわちラスター）走査路に沿って投影するための連続 回転鏡を使用する。この在来技術を実施するのに平坦な回転鏡および多面鏡（こ れは複数の平坦な面を有する）が使用される。例えばこの目的のため、回転多面 鏡を使用するシステムが１９７３年７月３１日付は米国特許箪３，７５０．１８ ９号、１９７７年８月２日付は米国特許第４．０４０．０９６号、および１９８ ４年２月２８日付は米国第４．４３３．８９４号に記載されている。しかし回転 鏡を利用する従来システムには重大な限界および欠点が多数ある。そのような欠 点の一つは、サンプル上に明確に確定されたドツトを書き込むために短い露光時 間を使用しなければならない点である。これにより、感光面にドツトを書き込む 場合、あるいは非常に短い露光時間後サンプルにマークすることができる、極め て高ピーク出力のビームによりドツトを書き込む場合、同技術の実際的な用途が 限定される。

ドツトマトリックスの書き込みを行なうもう一つの従来技術は、連続波炭酸ガス レーザービームを方向付け、保持し、変調するための音響・光学偏向器を使用す る。そのような技術が英国特許出願第２．１３３．３５２Ａに記載されている。

しかし適当な音響拳光学偏向器は非常に高価である。さらにそれらの装置により 伝えられる最大レーザーパワーには限界があり、高い挿入パワー損失（およびそ れらを通して伝えられる偏向されない零次（ゼロオーダ）ビームの有効パワー損 失）に帰着する。

発明の概要 一種の好ましい実施例において、本発明は凹面鏡を横切る一連の連続波レーザー ビームを走査することにより、ターゲット上にビット（すなわちピクセル）を書 込む方法および装置である。凹面鏡から反射された放射線は、各走査中にターゲ ット上に一行の静止ドツトの像を造る。ドツトマトリックスパターンを書き込む ために、各行のドツトがターアト上に書き込まれた後（すなわち凹面鏡を横切る 各走査後）ターゲットは（ドツト行に垂直に）漸増的に平行移動される。

次に別の行のドツトがターゲット上に書き込まれる。ビームを、例えば、選択的 にシャッタを通して伝送することにより、レーザービームが一連の凹面鏡を横切 って走査される間にビームを変調することができる。

ビームは回転鏡から反射させることにより、凹面鏡の列を横切って走査すること が好ましい。（回転鏡は単一の平面鏡又は多数の反射面を有する多面鏡でよい。

）凹面鏡列がＮ個の凹面鏡を含むとき、ビームが凹面鏡を横切って走査する度毎 にＮドツトの行がターゲット上に書き込まれる。

好ましい実施例では凹面鏡列内の各鏡は球面状の凹面鏡である。コリメータレン ズシステムを使用してターゲツト面に造られた各ドツトの寸法を圧縮することが できる。

各走査中に造られるドツト数を増大するために、回転鏡と凹面鏡列との間に一組 の２次続を挿入することができる。

本発明の一種の好ましい実施例において、可変の長さ及び幅を有する線分（ドツ トよりはむしろ）がターゲット上に書き込まれる。これは可変レンズシステム（ 凹面鏡列を横切るよりはむしろ）を横切って連続波レーザービームを走査するこ とにより達成できる。走査は回転鏡又は多面鏡からビームを反射させることによ り達成され、レンズシステムを通し伝送される掃引ビームがターゲット上に線分 として投射される。各投射された（すなわち書き込まれた）線分の長さは、走査 中にレンズシステムを調節するか又は入力レーザービームを変調することにより （例えばビームを選択的にオン及びオフに切り替えて）、変えることができる。

各書き込まれた線の幅は、レーザービーム源と回転鏡との間に装着されるレンズ の位置を変更することにより調節される。

図面の簡単な説明 図１は本発明の好ましい第１実施例の路線図である。

図２は本発明の別の実施例の簡単な斜視図である。

図３は図２の装置の設計変更例を使用して書き込むことのできる形のドツトパタ ーンを示す図である。

図４は図３のドツトパターンを発生するため、入力レーザービームを変調するの に使用する５つの信号のグラフである。図４において鉛直軸から右に計った距離 は時間を表し、水平軸からの距離が電圧を表す。

図５は本発明の好ましい第２実施例の路線図である。

図６は本発明のいくつかの実施例で有用な凹面鏡列の光学面の図である。

図７は図６の凹面鏡列の側面図である。

図８は好ましい第３実施例の路線図である。

図９は本装置の好ましい第４実施例の路線図である。

図１０は図９の装置の設計変更例を用いて書き込むことのできるパターンの路線 図である。

図１１は図１０のドツトパターンを発生するため、入力レーザービームを変調す るのに用いる５つの信号のグラフである。図１１において鉛直軸から右に計った 距離は時間を表し、水平軸からの距離が電圧を表す。

好ましい実施例の詳細な説明 図１を参照して本発明の第１実施例を説明する。図１に示すようにレーザー１０ が連続波レーザービーム１２を発生し、ビーム１２を回転平面鏡２０に向ける。

鏡２０が（図１の面に垂直な軸の周りに）反時計方向に回転する間、ビーム１２ は点０で鏡２０に入射する。反射されたビーム１３は０点から続刊３０に向けて 伝播する。鏡２０が回転するに伴い、続刊３０上に投影される反射ビーム１３は 続刊３０の表面上のＡ点からＢ点に至る光路に掃引される。

続刊３０は２つの球面状の凹面鏡Ｍ１およびＭ２からなることが図示されている （しかしこの実施例の続刊３０の設計変更例では２つ以上の凹面鏡が使用できる ）。鏡Ｍ１、Ｍ２は各々、図１の面内で直径ｄを有する。鏡２０が図１に示す位 置から図１に示す角度Ｃだけ反時計方向に回転する全時間に亘り、鏡Ｍ１は掃引 ビーム光線１３を再度方向付けしてターゲツト面３５の点Ｄ１に０点の実像を形 成する（ターゲツト面３５は図１の面に垂直である）。このようにしてターゲツ ト面３５に配置されたターゲットには点Ｄ１にドツトがマークされる（すなわち ドツトがターゲット上に「書き込まれ」又は「印字」される）。

鏡２０が図１に示す位置にあるときビーム１３の光線は２度反射されたビーム１ ４として鏡Ｍ１から反射される。ビーム１４は点Ｄ１に入射する。鏡２０が角度 Ｃだけ反時計方向に回転すると、ビーム１３の放射線が鏡Ｍ１から反射されて２ 度反射されたビーム１４′となり、これもやはり点Ｄ１に入射する。このように してビーム１３が鏡Ｍ１を掃引する全期間中、静止するレーザースポットが点Ｄ １に存在することにを理解されたい。

反射ビーム１３が光路１３′（以下、ビーム１３′　と呼ぶ）に沿って点Ｏから 鏡Ｍ２まで伝播するように鏡２０が十分に回転したとき、ビーム１３′　は鏡Ｍ ２から反射して２度反射したビーム１４′となり、ターゲツト面３５の点Ｄ２に 入射する。反射されたビーム１３が光路１３′　（以下これをビーム１３′と呼 ぶ）に沿って点Ｏから鏡Ｍ２まで伝播するように鏡２０が十分に回転すると、ビ ーム１３１は鏡Ｍ２から反射して２度反射したビーム１４１となり、このビーム も点Ｄ２に入射する。このようにして反射されたビーム１３が鏡Ｍ２を掃引する 全期間中、静止したレーザービームスポットが点Ｄ２に存在する。

このようにして本発明は反射されたビーム１２を連続的に回転鏡２０および静止 凹面鏡列３０から反射させることにより、ターゲツト面３５に（又はこれに近接 して）配置されたターゲット上に、空間的に離隔された別個の異なるスポットＤ １、Ｄ２をマークできる。通常、その上にマークされるスポットの直径を最小に する（したがってターゲットが吸収する単位面積当たりのレーザーエネルギーを 最大にする）ために、マークすべきターゲットはターゲツト面３５に（又はこれ に非常に近接させて）配置される。

各ドツトＤ１およびＤ２における反射ビームの滞在時間は次式で与えられる。

Ｔ＝ｄ／　［２Ｌｗｌ ここでｄは各鏡Ｍｌ、Ｍ２の直径、冒はラジアン７秒で計った鏡２０の角速度、 Ｌは点０（鏡２０の点）および各鏡Ｍ１およびＭ２の表面との間の距離である。

したがって（マークすべきターゲットの特性に合致する）滞在時間を調節する便 利な一つの方法は鋺２０の角速度を変化させることである。

図２に示す図１装置の設計変更例として、本発明の凹面鏡列は、７つの同一の鏡 Ｍ１ないしＭ７を含む。これらの凹面鏡は各々、図１の鏡Ｍｌ（又はＭ２）と同 一でよい。回転鏡３４は鏡Ｍ１ないしＭ７にわたる光路Ｐに沿って掃引し、反射 ビーム１４を発生する。鏡Ｍ１ないしＭ７はターゲツト面内のターゲット３６に 等間隔に離隔された共線スポットＤ工ないしＤ７に逐次的に反射ビーム１４を投 影すべく端合わせして装着される。便宜のため、スポットＤＩ−Ｄ７が配置され る光路を「鉛直」列と呼ことにする。

間欠的に回転させるように、摩擦ローラー３７がターゲット３６に係合されて（ 例えば図２に示してないモーターによって）駆動される。各摩擦ローラー３７が その長手軸線の周りに反時計方向に回転する度に摩擦ローラー３７は、ある増分 量だけ水平方向にターゲット３６を平行移動させる。摩擦ローラー３７が運動し ている間にレーザービーム１３を（ビーム変調装置３８により）オフ状態に切り 替えて、または摩擦ローラー３７が静止している期間にオン状態に切り替えて、 変調するなら、ターゲット３６上の規則的に離隔されたドツト列を書き込むのに 図２の装置を使うことができる。書き込まれた各列間の実効間隔は、ビーム１３ を回転させるに先立ち摩擦ローラー３７に増分を与えることにより、必要に応じ て増大させることができる。

例えば摩擦ローラー３７に５つの逐次的ステップを与え、各ステップ後の一走査 周期ごとにビーム１３をオン状態にすることにより、図２の装置で図３に示すド ツトパターンを書き込むことができる。図３のドツトパターンは文字ｒＢＪを表 すよう、５列×７行のドツト列から選択されたドツト列からなる。

ビーム１３は装置３８により変調されるが、装置３８はシャッタ（音響・光学セ ル、電子光学セル、または磁気・光学セル等）でよい。特に、装置３８は外部制 御回路３９から受信する制御信号に応答してビーム１３を選択的に伝達する。

図４はそのような制御信号を示すグラフで、各信号が図３のパターンの一列を書 き込むプロセス中、装置３８に伝送されるものである。装置３８は図４の頂部の 信号に応答して伝送状態に留まり、その結果−列の７つのドツトすべてがターゲ ット上に書き込まれる。図４の上から第２、第３、および第４の制御信号に応答 して、装置３８はビーム１３が鏡Ｍｌ、Ｍ４、ＭＹ上に投影されている時間のみ 、伝送状態になる。その結果図３の各列２．３．４内のターゲット上にはただ３ つのドツトが書き込まれる。図４の最下の制御信号に応答して装置３８はビーム １３が鏡Ｍ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６上に投影されているときのみ伝送状態になる。

その結果図３の列５にただ４つのドツトが書き込まれる。

図５に示す好ましい実３施例は、（単一の平面鏡の代わりに）回転多面鏡４０を 含む。この多面鏡４０から入力レーザービーム３９が凹面鏡５０．５１．５２． ５３．５４．５５、および５６（および図示してないが任意選択的な追加凹面鏡 ）を含む凹面鏡上に反射される。ビーム３９は、鏡４０の各反射面の表面上の点 Ｒから反射する。鏡４０が軸線４１（図５の面に垂直に延びる）の周りに回転す るにともない、鏡４０の各面が凹面鏡全体にわたる別個の走査線を生ずる。例え ば鏡４０が２４個の反射面を有するとき、これは−回転当たり凹面鏡列にビーム を２４回掃引する。

図５において鏡５０−５６　（これらは図５の面内に配置されている）に相対的 に鏡４０はページ中に配置されている。従って鏡４０は鏡５５−６０から逐次反 射されるビームの光路外側に位置する。反射されたビームは図５の面内で伝播し 、鏡４０に遭遇することなくターゲツト面４５（図５の面に垂直に向いている） に伝播する。各凹面鏡列を走査する間中、この反射ビームはターゲツト面４５内 の一連の各点で点Ｒの実像を形成する。したがって面４５に配置されたターゲッ トに静止ドツト列が逐次的にマークされる。

一実施例において、全走査角度（鏡４０の各面がビームを掃引する角度）は３０ °である。ｄ（凹面鏡列内の各凹面鏡の直径）およびＬ（鏡４０上の点Ｒと各凹 面鏡表面との間の距離）を注意深く選択することにより、全走査角度を凹面鏡列 の物理的寸法に合致させることができる。これにより、本装置がターゲット上に ドツト列を書き込む速度を最大にするため、一つの走査後直ちに次の走査を続行 させることができる。例えば必要でない走査期間中入力ビーム３９をオフ状態に するなどして、鏡４０の各面を飛ばすことにより、書き込まれたドツト列間の距 離を増大することができる。これによりドツトで表示される各文字の幅の調節が できる。

レンズおよび鏡の像形成特性に通じている者にとって、ターゲット製品を装着す る生産ラインへのレーザーエネルギを好都合に放出するために、本発明の装置に より造られた静止ドツトを、補助レンズ又は鏡により再構成することができるの は明白であろう。特に、ターゲット上に書き込まれたドツトの直径はレンズを使 って小さくすることができる。従って、単位面積当たりのエネルギを、ターゲツ ト面をマークするのに十分なレベルまで増大させることができる。この直径の減 少化により、各書き込まれた文字の高さも減少するが、本発明の重要な特徴の一 つはドツトの大きさに影響を与えずに書き込まれる文字のドツト間間隔を別個に 調節することができる能力である。これにより所望の書き込み速度を維持しつつ 一層大きな文字を書き込むことが可能となる。−列に並ぶドツト間の距離は凹面 鏡列を方向付けることにより（図６および図７を参照して後述する方法で）調節 できる。

有用な長さをもつビーム放出システムを得るために平行レンズシステムが必要で ある。したがって図５の装置のビーム放出装置（レンズ６１．６２およびビーム 放出管６０を含む）は平行レンズを含む。鏡５０−５６からの反射ビニムは、点 Ｘにおいて光軸と交差する。点Ｘは面４５をちょうど越えたところに生じるので 、重畳した移動反射ビームが点Ｘに小さなぼやけた点となって現われる。レンズ ６１はこのぼやけた点の像を無限遠に（あるいは必要であればレンズ６２の中心 に）結像することにより、レンズ６１に入射する放射線を平行にする。この平行 にされた放射線はレンズ６１から管６０を通ってレンズ６２に至る。

レンズ６１は静止ドツトパターン（面４５の「第１」像）を再結像して面４６に 「第２」像を生ずる。この第２像は再びレンズ６２により結像され、面６５の「 第３」像を生ずる。レンズ６１および６２各々の拡大率は通常、第３像の寸法が 第１像の寸法よりも遥に小さくなるように選択される。ターゲットは面６５に配 置することができる。

本発明の装置の整列を簡単化し、コストを低減するために有用な凹面鏡列につき 、図６および図７を参照して以下に説明する。図６および図７に示すように、単 −鏡エレメント７０が、非常に高い反射性をもつ層７１を塗布された凹状前面を 有する。層７１は金色に磨くことができ、エレメント７０の残りの部分は銅で構 成する。エレメント７０はその前面に平行に切り込まれた溝により個別の凹面鏡 を所定数だけ定める。図６および図７は前面に切り込まれた７つの平行な溝７２ を示す。これらの溝は８つの別個の凹面鏡を定める。しかし一般に任意数の溝を 与えてＮ＋１個の個別の凹面鏡を定めることができる。溝７２は研磨および層７ １の塗布を行なう前に切り込むことが好ましい。

溝７２は厚さＴを有するエレメント７０の背部を通して伸びない。厚さＴは背部 が可撓となるように選択され、このため、エレメント７０の端部分７０ａおよび ７０ｂが中心部分７０ｃに対して下方に湾曲することができる。このように列を 屈曲する（「方向付ける」）ことにより、各ドツトの大きさを顕著に変化させる ことなく隣接する列内のドツト間間隔を制御することができる。

エレメント７０上に屈曲力が作用しないときは、ビームでこれを走査するとき、 エレメント７０はターゲット上にただ一つのドツトを投影する。しかし、端部分 ７０ａおよび７０ｂが僅かに部分７０ｃに対して下方に屈曲されると、ビームで エレメント７０を走査するとき、エレメント７０により確定される８個の各々の 個別鏡がターゲット上に静止ドツトをマークする。従って屈曲されたエレメント ７０はターゲット上に８個のドツトからなる列を書き込むのに有効となる。エレ メント７０が湾曲自由であるこの方法によって、湾曲の程度がドツト間間隔を変 化したときでも列上のドツトは常に各溝７２の方向に垂直な方向に整列された状 態に留まる。このことがエレメント７０の整列と装着を簡単化する。なぜならば ドツト間間隔が最初に調節され、その後でドツト列を単位として列間距離が本発 明の他の光学的構成成分に対し方向付けされるからである。

本発明の連続波レーザーは、回転鏡（すなわち図５の多面鏡）の回転速度のみに 依存する反復率でドツトの列を書き込むことができる。ドツト発生率はラジオ周 波数励起炭酸ガスレーザーの最大変調周波数よりも著しく大きい。本発明の装置 を使って英数文字を書き込むのに必要な最大変調周波数は、従来の走査システム が逐次的に個別ドツトを書き込むのに必要とする変調周波数の約半分であった。

このことからラジオ周波数励起炭酸ガスレーザーに供給されるラジオ周波数を直 接に変調することにより、有用な書き込み速度を得ることができる。（図２−４ に関連して上述したように）レーザー出力ビーム光路内に配置された変調器（図 ２の装置３８等）を使って図３に示す文字のような文字を書き込むことができる が、大抵の用途ではレーザーに対する入力パワーを変調する等によってレーザー 自体を直接に変調することが好ましい。この後者の方法は一般にはるかに廉価で あり、これを使用すれば外部変調装置（装置３８等）を損傷しかねないレベルを 超えたパワーを有するレーザーでも使用することが可能となる。したがって本発 明はマークすることが困難である表面に有用な速度で書き込みを行なうために高 出力レーザーを使用することを可能にする。

本発明の凹面鏡列の各走査中に書き込まれる所定ドツト数を増大させるもう一つ の方法を図８を参照して以下に説明する。図８において入力レーザービーム８０ は、初め回転多面鏡８２から反射する。（鏡８２は回転速度Ｗで反時計方向に回 転する）、ビーム８０は光路８１に沿って鏡８２から反射し、凹面鏡列９０に反 射する。

鏡８２が回転し続けるにつれて、その第１の面から反射されたビームが鏡８４を 下方に（従って凹面鏡列９０を下方に）走査する。この「第１」走査（鏡８４に わたる走査）の終わりに、反射ビームは光路８３に沿って列９０の底部に伝播す る。第１走査の全期間中、列９０から再反射されたビーム（図示なし）はターゲ ット上に一列の静止ドツトを書き込む。その第１走査は回転多面鏡９２と見られ るもの（列９０に対し）から発生する。しかし鏡９２は鏡８２の虚像に過ぎない 。

鋺８２の同一面から反射されたビームは（ビーム８０が回転し続けるとき）、つ ぎに凹面鏡列９０を横切って下向き走査を繰り返すために配置される、鏡８６を 横切って下方に走査される。鏡８６および鏡９０を横切るこの「第２」走査の終 わりに、反射ビームは列９０の低部に入射する。この全第２走査中列９０から再 反射したビーム（図示せず）がターゲット上に一列の静止ドツトを書き込む。

第２走査は、回転多面鏡９４と見られるものから（列９０に対し）発生する。し かし鏡９４は実際は鋺８２の虚像に過ぎない。

虚像鏡９２および９４が物理的に分離されているので、第１走査中に書き込まれ たドツト列は、第２走査中に書き込まれた列と物理的に分離されている。しかし 鏡８４および８６を調節することによりこれら２列のドツトを、長い単一の列（ これは第１もしくは第２走査中に発生した列の２倍数のドツトからなる）を形成 するように配置することができる。

鏡８２の各面に関連する補助的ドツト列を発生ささせるために、補助的平面鏡を 、鏡８４および８６に隣接させて装着することができる。例えば、もし一対の鏡 ８４．８６を、３個の平面鏡対で置き換えるなら、鏡８２の単一面から反射され た放射線を用いて３列のドツトがターゲットに書き込まれる。

上言己の各実施例はターゲット上に静止ドツトをマークするためのものである。

図９を参照して以下に説明する本発明のもう一つの実施例はターゲット上に可変 長さおよび幅の線分を書き込むことができる。図９においてレーザー９８は制御 手段９６の制御の下に入力レーザービーム１００を発生する。ビーム１００はレ ンズ１０２によって焦点を合わされ、その後回転多面鏡１０４の面上の点０から 反射する。鏡１０４が反時計方向（図９の面に垂直な軸線の周りに）に回転する とき、反射ビームが点０から遠退くように伝播し、平行レンズ１０６を横切って 走査する。この反射ビームがレンズ１０６を通して伝播した後レンズ１０８を横 切って走査する。ビームがレンズ１０８を通って伝播するとき、レンズ１０８は 光軸に沿って点Ｄ１に点０の実像を形成する。

ビームがレンズ１０８を横ぎって走査する時間中、点Ｄ１に静止レーザ一点が存 在する。しかし点Ｄ１をちょうど超えたところに配置されたターゲットが、この 時間中に線分でマークされる。ターゲットを点Ｄ１からより遠く　（又はより近 く）配置することにより、この線分の長さを増大（又は減少させる）ことができ る。

レンズ１０２およびレンズ１０８は平行移動できるように装着される結果、これ らの光軸に沿って位置変化することができる。固定されたターゲット上にマーク される線分の長さは、点Ｄ１をターゲットからをより遠く（又はより近く）光軸 に沿ってレンズ１０８を移動させることにより、増大（又は減少）させることが できる。制御手段９６を作動させて入力ビームを変調することにより、この線分 を短い線分と空隙とに分割することができる。非常に小さな文字を書き込むとき （すなわち点Ｄ１をターゲットに非常に接近させるとき）、そのような短い線分 はドツトと見られるであろう。

ターゲットを直角方向に５回段階的に移動させ、５個の各ターゲット位置で線分 のパターンを書き込むことにより、図７の装置は図１０に示すパターンを書き込 むことができる。図１０のパターンは選択された長さの線分を５列含む。これら の線分は一体となって文字ｒＢＪを表す。

図１０に示す文字を書き込むため、制御回路９６から送られる制御信号に応答し て所望の時間においてレーザーをオンおよびオフ状態に切り替えることにより、 ビーム１００が変調される。図１１はそのような５個の制御信号を示し、これら の各信号は図１０の一列のパターンを書き込むプロセス中にレーザー９８に伝送 される。関連する走査中にターゲット上に書き込まれる連続線部を書き込むため に、図１１頂部の制御信号に応答して、ビーム１００は中断されない。図１０の 列２．３、および４の各列のターゲット上に３本の短い線を書き込むために、図 １１の上から第２、第３、第４信号の各々に応答して、関連する総査中ビーム１ ００は２度中断される。関連する走査中に２本の短い線分をターゲット上に書き 込ませるために、図１１の一番下の制御信号に応答して、ビーム１００は３回中 断される。

走査期間中に書き込まれる各線分の太さくすなわち図１０のパターンの各線の水 平方向の寸法）を変化させるために、光軸線に沿って平行移動可能に装着された レンズ１０２の位置が光軸線に沿って調節される。この調節はターゲット位置に ある走査ビームの直径を変化させる。

図９のシステムの設計変更例として１以上の反射エレメント（例えば円筒形もし くは球面状の鏡）でレンズ１０２．１０６．１０８を置換できる。

本発明は、書込まれた英数文字列間の間隔を与えるためにターゲットを移動させ る用途には限定されない。本発明の技術は、連続的に移動するターゲット上でも 同様に良く機能し、１列の文字を書き込む時間に亘りターゲットの水平移動は無 視される。上述した例におけるように、ターゲットが次の文字列位置に移動し終 わるまで走査を落とす（反射面を飛び越す）ことにより、間隔が生成される。

本発明の技術はまた、１ドツト列を書き込む時間に亘りターゲットが水平方向に 一列間間隔だけ移動する、種類の実施例にも有用である。そのような実施例では 、書き込まれる列が僅かに傾斜する（−列の終わりが次の列の始まりの直下に書 き込まれる）。各走査ごとに１列を書き込み、そこでは反射面の飛び越しがない ことが望ましい。本発明の線分の書き込みを行なう実施例と同様、ドツトを書き 込む本発明装置の実施例は、そのような傾斜列の書き込みを行なうように作動で きる（傾斜列は傾斜したパターンに配置したドツトから構成するか又は連続的な 傾斜した線分でもよい）。

本発明の請求の範囲および要旨を逸脱することなく本発明の構造およびオペレー ションの方法に種々の設計変更および改修を施すことは当業者に明白であろう。

本発明は特定の好ましい実施例について記述したが、請求項に記載された本発明 はそれらの特定実施例に不当に限定されないことを了解されたい。

ヰ 列　１２３４５ 国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　９１０１７７０ Ｓ＾　５２０３８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ターゲットに連続波レーザー放射線を当てることにより該ターゲットに書込む 方法であって、 （ａ）凹面鏡列を横切って連続波レーザービームを走査し、（ｂ）該ステップ（ ａ）中に、該列内の各凹面鏡が該ターゲット上に該レーザービームの静止実像を 投射するように、該列に対し該ターゲットを配置することを含む書込み方法。 ２（ｃ）該凹面鏡列を横切って該レーザービームを走査するのに先立ち、該レー ザービームを変調することをさらに含む、請求項１の方法。 ３該ステップ（ｃ）がシャッタ装置を通して該レーザービームに選択的に伝える ことを含む、請求項２の方法。 ４該ステップ（ｃ）が所望の時間に亘り該レーザービームの発生を停止するよう に該レーザーの動作を制御することをさらに含む、該レーザービームを発生する ためにレーザーを作動させる、請求項２に記載の方法。 ５該列の該凹面鏡が、ステップ（ａ）中に該ターゲット上に１行の静止ドットを 投射するように配置される、請求項１の方法。 ６該行が第１方向に向けられ、 （ｃ）該ステップ（ｂ）の後で該第１方向に実質的に垂直な第２方向に該ターゲ ットを平行移動させ、 （ｄ）該ステップ（ｃ）の後で該ステップ（ａ）および（ｂ）を反復することを さらに含む請求項５の方法。 ７該行が第１の方向に向けられ、 （ｃ）該ステップ（ｂ）の後で該第１方向に実質的に垂直な第２方向に該ターゲ ットを平行移動させ、 （ｄ）該ステップ（ｃ）の後で該ステップ（ａ）および（ｂ）を反覆し、（ｅ） 該ステップ（ｄ）の後でステップ（ａ）および（ｂ）を反復することをさらに含 む請求項５の方法。 ８該ステップ（ａ）が該回転鏡から該レーザービームを反射させることを含む、 請求項１の方法。 ９該回転鏡が回転平面鏡であることを特徴とする方法。 １０該回転鏡が、複数反射面を有する回転多面鏡であり、各該反射面から反射さ れる放射線が該多面鏡の回転に伴い該凹面鏡列を走査する、請求項８の方法。 １１各該反射面から反射された該放射線が２次鏡列から再反射し、次いで該多面 鏡の回転に伴い該凹面鏡列を少なくとも２度走査する、請求項１０の方法。 １２該回転鏡の回転速度により決定される停止時間中、各該凹面鏡が該ターゲッ ト上に静止実像を投射し、 該停止時間を制御すべく該回転速度を制御することをさらに含む、請求項８の方 法。 １３該列から反射される放射線をレンズシステムを通して焦点を合わせることを さらに含み、該レンズシステムが、該ターゲット上に投射されるレーザービーム の実像が所望寸法を有するように選択された拡大率を有するようにされる、請求 項１の方法。 １４該列から反射される放射線を該ターゲット上に投射するに先立ち平行にする ことをさらに含む、請求項１の方法。 １５該凹面鏡列が、相互に隣接して装着される個別的凹面鏡を含み、隣接凹面鎖 間に最小距離を設ける、請求項１の方法。 １６該凹面鏡列が、反射部分からなる前面を有する鏡部材であり、該反射部分が 該凹状前面を通って伸びる実質上平行な溝で分離され、該鏡部材が溝が伸びてい ない可撓背部を含み、 該反射部分が該ターゲット上に１行の静止ドットを所望ドット間隔で投射するよ う、該反射部分の背部を湾曲させることを含む、請求項１の方法。 １７連続波レーザー放射線を当てることによりターゲットに書込む装置であって 、連続波レーザービームを発生する手段と、凹面鏡の列と、 該レーザービームで該列を走査する手段と、該レーザービームが該列を横切って 走査されるときに、該列内の各凹面鏡が該レーザービームの静止実像を該ターゲ ット上に投射すように、該列に対して相対的に配置されたターゲット とを含む書込み装置。 １８該凹面鏡列を横切って該レーザービームを走査するに先立ち、該レーザービ ームを変調するレーザービーム変調手段をさらに含む、請求項１７の装置。 １９該レーザービーム変調手段がシャツタ装置である、請求項１８の装置。 ２０該レーザービーム変調手段が音響・光学変調器である、請求項１８の装置。 連続波レーザービーム発生手段に接続されており、所望の時間において該レーザ ービームの発生を停止させるための制御信号を該レーザービーム発生手段に供給 する制御手段をさらに含む、請求項１７の装置。 連続波レーザービーム発生手段に接続されており、所望の時間において該レーザ ービームを変調するための制御信号を該レーザービーム発生手段に供給する制御 手段をさらに含む、請求項１７の装置。 ２３該列の該凹面鏡が該ターゲット上に１列の静止ドットを投射するように配置 される、請求項１７の装置。 ２４該行が第１の方向に向けられ、 該第１方向に実質的に垂直な第２方向に該ターゲットを平行移動させる手段 をさらに含む、請求項２３の装置。 ２５該列を該レーザービームで走査する該手段が回転鏡を含む、請求項１７の装 置。 ２６該回転鏡が回転平面鏡である、請求項２５の装置。 ２７該回転鏡が、複数反射面を有する回転多面鏡であり、該多面鏡の回転に伴い 該各反射面から反射される放射線が該凹面鏡列を走査するように該凹面鏡列が該 回転多面鏡に対し相対的に配置される、請求項２５の装置。 ２８該反射面の各々から反射される該放射線を反射するように配置された２次鏡 列にして、該多面鏡の回転に伴い該再反射された放射線で該凹面鏡列を少なくと も２度走査するようにされた２次鏡列をさらに含む、請求項２７の装置。 ２９該列から反射される放射線の焦点を合わせるレンズシステムであって、該タ ーゲット上に投射されるレーザービームの実像が所望寸法を有するように選択さ れた拡大率を有するレンズシステムをさらに含む、請求項１７の装置。 ３０該列から反射される放射線を、該ターゲット上に投射するのに先立ち、平行 にする手段をさらに含む、請求項１７の装置。 ３１該凹面鏡列が、相互に隣接して装着される個別的凹面鏡であって、隣接する 該凹面鏡間に最小距離を設けるようにされた凹面鏡を含む、請求項１７の装置。 ３２該凹面鏡列が、反射部分からなる前面を有する鏡部材であり、該反射部分が 該凹状前面を通過する実質上平行な溝で分離されており、該鏡部材が、溝が伸び ていない可撓性背部を含む、請求項１７の装置。 ３３レーザー書込み装置に使用する鏡部材であって実質上平行な溝で分離される 凹面部分からなる前部と、溝が伸びていない可撓性背部 とを含む鏡部材。 ３４該各凹面部分上に反射塗布層をさらに含む、請求項３３の鏡部材。 ３５該反射塗布層が金からなり、該前部および該可撓背部が銅からなる、請求項 ３４の鏡部材。 ３６ターゲットに連続波レーザー放射線を当てることにより該ターゲットに書込 む方法であって、 （ａ）回転鏡から連続波レーザービームを反射させて反射ビームを発生させ、（ ｂ）該ステップ（ａ）中に、該反射されたビームでレンズシステムを走査し、（ ｃ）該ステップ（ｂ）中に、該レンズシステムが該ターゲット上に線状にレーザ ー放射線を投射するよう、該ターゲットを該レンズに相対的に配置することを含 む書込み方法。 ３７該レーザービームを発生させるたあめにレーザーを作動させ、所望の時間に おいて該レーザービームの発生を停止するように該レーザーの動作を制御する ことをさらに含む、請求項３６の方法。 ３８該線状レーザー放射線が第１の方向に向けられ、（ｄ）該ステップ（ｃ）の 後で該第１方向に実質的に垂直な第２方向に該ターゲットを平行移動させ、 （ｅ）該ステップ（ｄ）の後で該ステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を反復さ せるとをさらに含む、請求項３６の方法。 ３９該レンズシステムが該回転鏡と該レーザービームの発生源との間で光軸線に 沿って装着されるレンズを含み、該線状放射線が幅を有し、該線状放射線の該幅 を制御すべく該光軸線に沿って該レンズを平行移動させることを含む、請求項３ ６の方法。 ４０該レンズシステムが該回転鏡と該レーザービームの発生源との間で光軸線に 沿って装着されるレンズを含み、該線状放射線が長さを有し、該線状放射線の該 長さを制御すべく該光軸線に沿って該レンズを平行移動させることをを含む、請 求項３６の方法。 ４１該回転鏡が回転平面鏡である、請求項３６の方法。 ４２該回転鏡が、反射面を有する回転多面鏡であり、各該反射面から反射される 該放射線が該多面鏡の回転に伴い該レンズシステムを走査する、請求項３６の方 法。 ４３各該反射面から反射された放射線が２次鏡列から再反射し、次いで該多面鏡 の回転に伴い該レンズシステムを少なくとも２度走査する、請求項４２の方法。 ４４該回転鏡の回転速度により決定される停止時間中、該レンズシステムが該タ ーゲット上に該線状放射線を投射し、該停止時間を制御すべく該回転速度を制御 することをさらに含む請求項３６の方法。 ４５連続波レーザー放射線を当てることによりターゲットに書込む装置であって 、連続波レーザービームを発生させる手段と、レンズシステムと、 回転鏡と、 該回転鏡から該レーザービームを反射させて反射ビームを発生させる手段と、該 反射ビームが該レンズシステムを横切って走査されるとき、該レーザービームの 線状放射線が該ターゲット上に投射される位置に該レンズシステムと相対的に配 置されたターゲット とを含む書込み装置。 ４６該線状放射線が幅を有し、該レンズシステムが該回転鏡と該連続波レーザー ビームの発生源との間で光軸線に沿って装着されるレンズを含み、該光軸線に沿 った該レンズの平行移動により該線状放射線の該幅が制御される、請求項４５の 装置。 ４７該レンズシステムが該回転鏡と該ターゲットとの間で光軸線に沿って装着さ れるレンズを含み、該光軸線に沿った該レンズの平行移動により該線状放射線の 長さが制御される、請求項４５の装置。 ４８所望の時間において該レーザービームの発生を停止することができる、該連 続波レーザービーム発生手段の作動を制御するための制御手段を含む、請求項４ ５の装置。 ４９該回転鏡が、複数反射面を有する回転多面鏡である、請求項４５の装置。