JPH08310195A

JPH08310195A - マルチビーム作画・記録装置

Info

Publication number: JPH08310195A
Application number: JP14275095A
Authority: JP
Inventors: Tamihiro Miyoshi; 民博三好; Toshifumi Kaneuma; 利文金馬; Takashi Okuyama; 隆志奥山; Koichi Maruyama; 晃一丸山; Tetsuya Nakamura; 哲也中村
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】機械的な機構によるビームの偏向を行うこと
なく、高精度・高精細な画像を高速に記録することので
きる、マルチビーム作画・記録装置を提供すること。【構成】射出光のピーク波長が400nm〜550nmの間にあ
る、２次元に配列された複数のＬＥＤ（４２）と、前記
複数のＬＥＤから射出された光を感光材料（３）の表面
で結像させる縮小光学系（４４、４５）とを有する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のビームを用い
て、精密な画像、例えばプリント基板を作成するため
の、露光焼き付け用のマスクに回路パターン、を描画す
るためのマルチビーム作画・記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密な画像を描画するプロッタとして、
光源としてレーザ光を用い、偏向走査光学系により主走
査をおこないつつ結像面を移動して副走査を行って２次
元の画像を描画するレーザプロッタが従来より知られて
いる。しかしレーザプロッタは高速で回転または揺動す
るミラーを用いて偏向走査を行っており、高精度化が難
しく、精度を上げるためにはコストがかかるものであっ
た。さらに、光源として半導体レーザを用いた場合に
は、発熱量が大きい、非点収差が発生しその補正のため
に光学部品を追加する必要があるといった問題があっ
た。また、高速で結像面を走査するレーザビームを正確
に変調するための駆動回路も必要であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の事情に鑑み、本
発明は、機械的な機構によるビームの偏向を行うことな
く、高精度・高精細な画像を高速に記録することのでき
る、マルチビーム作画・記録装置を提供することを目的
としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のマル
チビーム作画・記録装置は、射出光のピーク波長が400n
m〜550nmの間にある、２次元に配列された複数のＬＥＤ
と、前記複数のＬＥＤから射出された光を感光材料の表
面で結像させる縮小光学系と、を有する構成とした。

【０００５】また、前記複数の複数のＬＥＤはユニット
化されており、前記感光材料を所定の第１の方向に駆動
する第１駆動手段と、前記ユニット化された複数のＬＥ
Ｄを前記感光材料の受光面と平行で前記第１の方向と直
交する方向へ駆動する第２駆動手段とをさらに備える構
成とすることができる。

【０００６】

【実施例】図１は、本実施例のマルチビーム作画・記録
装置１００の外観を示す斜視図である。本実施例の作画
・記録装置１００は、プリント基板を作成するための、
露光焼き付け用のマスクに回路パターンを作画するため
の装置である。マルチビーム作画・記録装置１００は、
装置本体ベース１に、回路パターンが作画される感光フ
ィルム３を載置するための感光材搭載テーブル２が設け
られている。テーブル２は、その下面がＹ方向に延びる
一対のレール２Ｒに沿ってガイドされた状態で、ボール
ねじ２Ｂを図示しないテーブル駆動用モータにより回転
させることによって、図中Ｙ方向に往復移動可能となっ
ている。

【０００７】描画光束は光照射ユニット４から、所定の
領域内で２次元配列された複数本のビームとして、射出
される。光照射ユニット４は、光学系搭載ステージ５Ｓ
に載置された光学ベース５に固定されている。光学ベー
ス５は、Ｘ方向に延びる一対のガイドレール５Ｒにガイ
ドされてＸ方向に移動可能となっており、光学系駆動モ
ータ５Ｍによってボールねじ５Ｂを回転させることによ
り、光照射ユニット４はＸ方向に移動される。光照射ユ
ニット４には、装置本体ベース１に設けられた位置検出
用リニアスケール５Ｋを検出するスケール検出ヘッド５
Ｄが設けられており、光学系駆動モータ５Ｍはスケール
検出ヘッド５Ｄの検出信号に基づいてフィードバック制
御されている。なお、図示していないが、感光材搭載テ
ーブル２には、図示しないテーブル位置検出用スケール
を検出するテーブル位置検出ヘッドが設けられており、
テーブル駆動用モータはテーブル位置検出ヘッドの出力
信号にもとづいてフィードバック制御されている。

【０００８】図２は、光照射ユニット４の構成の概略を
示す側面図である。光照射ユニット４は、ユニット内の
プリント基板４１に取り付けられた複数のＬＥＤ（発光
ダイオード）４２、複数のＬＥＤ４２に１対１に対応し
てアパーチャが形成されたアパーチャパネル４３、アパ
ーチャを透過したビームを感光フィルム３の表面で結像
させるための第１レンズ群４４、および第２レンズ群４
５からなる縮小光学系を有している。本実施例において
は、感光フィルム３としては、波長400nm〜570nmにおい
て分光感度を有するいわゆるオルソ系の感光材料を用い
ている。また、ＬＥＤ４２としては、ピーク波長が450n
mのいわゆる青色ＬＥＤを用いている。

【０００９】図３は、ＬＥＤ４２およびアパーチャパネ
ル４３に形成されたアパーチャの配置を説明するため
の、アパーチャパネル４３を光照射ユニット４の上面側
から見た図である。なお、ＬＥＤ４２の位置は破線で示
している。また、図４は、感光フィルム３上に結像した
点像のパターンを示している。本実施例では第１群およ
び第２群のレンズ４４、４５により１／２５倍の像が感
光フィルム３に投影される。

【００１０】プリント基板の回路パターンを作画する装
置は、精密な描画性能を有する必要があり、従って高い
解像度が要求される。しかし、ＬＥＤを光源とする場
合、ＬＥＤ自体の物理的な大きさにより、光源の配置の
密度が制限されることになる。本実施例の作画・記録装
置に用いられるＬＥＤはプリント基板４１に平行な平面
上で、最大３．８mmの直径を有している。これを互いに
接触しないよう配置するため、図３、図４に示すよう
に、ビームは離散的に配置されたアパーチャから射出さ
れて、離散的な点像を感光フィルム３表面に形成する。
また、感光フィルム３に投影される点像の大きさ、およ
び位置の精度を上げるため、アパーチャパネル４３に、
ＬＥＤ４２に１対１対応したアパーチャを形成し、アパ
ーチャパネル４３の像を感光フィルム３上に投影してい
る。

【００１１】本実施例においては、テーブルの移動とＬ
ＥＤ４２の発光のタイミングを制御することにより、あ
るライン（Ｘ方向に沿ったライン）に注目した場合に、
図５に示すように、全てのビームの像が近接した状態で
一列に並ぶようになっている。

【００１２】本実施例の作画・記録装置１００において
は、２０４８個のＬＥＤ４２が、２次元に配列されてい
る。図３に示すように、Ｙ方向には３２個のＬＥＤ４２
が並べられている（以下、Ｙ方向に並んだＬＥＤ４２を
Ｙ列のＬＥＤ４２と呼ぶ）。同様にＹ方向に配列された
ＬＥＤ４２の列がＸ方向に６４列配置される。Ｘ方向の
一つのラインに注目すると、６４個のＬＥＤ４２はＸ方
向に沿って一直線に並んでいる（以下、Ｘ方向に一直線
に並んだＬＥＤをＸ行のＬＥＤと呼ぶ）。Ｙ列のＬＥＤ
は、図３のＹ１〜Ｙ３２に示されるように、アパーチャ
ＡＰの直径分だけ順にずれた位置に配置され、アパーチ
ャＡＰも同様な配置で形成されている。アパーチャＡＰ
の径は、Ｙ列の先頭のＬＥＤＹ１と隣の列の先頭のＬＥ
ＤＹ３３とのＸ方向における距離をＹ列のＬＥＤの数で
割った値と等しく設定されている。即ち、Ｙ列には３２
個のＬＥＤが配置されており、Ｙ１とＹ３３との距離は
4mmとなっている。従って、アパーチャＡＰの径は0.125
mmとなっている。

【００１３】ここで、テーブル２をＹ方向に移動しつつ
光照射ユニット４からビームを照射させる場合を考え
る。ＬＥＤＹ１を含む行の各ＬＥＤから射出されたビー
ムにより感光フィルム３上に形成される像に注目する。
Ｙ１、Ｙ３３、Ｙ６５、・・・から射出されたビームは
感光フィルム３上で、一列に離散的に並んだ点像を形成
する（この点像が並ぶ行を図４にラインＬ１として示
す）。次に、テーブルが移動し、ラインＬ１がＹ２を含
む行のＬＥＤから照射されるビーム位置に対応した位置
に達すると、ラインＬ１上に前回形成された離散的な点
像に隣接してＹ２、Ｙ３４、・・・に対応した像が形成
される。以降同様にして、順次隣接した像が同一ライン
上に形成され、最後にＹ３２を含む行のＬＥＤＹ３２、
Ｙ６４、・・・に対応した点像が同一ラインＬ１上に形
成されると、結果として、図５に示したように、２０４
８個の点像が隣接して同一ライン上に形成されることに
なる。従って、離散的に２次元配列された像の、Ｙ方向
のピッチ分だけテーブル２（したがって感光フィルム
３）が移動した時点で露光を行うことにより、感光フィ
ルム３上の各ラインに順次点像が補間されて、最終的に
は各ラインがそれぞれ２０４８個のドットで構成される
ようになる。

【００１４】感光フィルム３への作画は次のようにして
行われる。まずＹ方向にテーブル２を移動しつつ上述の
作画処理を行って、感光フィルム３の表面に、Ｙ方向に
延びた帯状に画像を形成する。感光フィルム３の端部ま
で画像形成が行われると、光学系搭載ステージ５ＳをＸ
方向に移動する。光学系搭載ステージ５Ｓの移動後にテ
ーブル２を前回とは逆方向に移動することにより、同様
にして、感光フィルム３にＹ方向に延びた帯状の画像を
形成する。尚、光学系搭載ステージ５Ｓは、互いに隣接
する帯状の画像がオーバーラップすることなく、また、
間に画像が形成されない空白部分が入ることのないよ
う、ＬＥＤの配列により定まる所定の長さ分だけ正確に
Ｘ方向に移動される。

【００１５】図６は、本実施例の作画・記録装置１００
の作画処理を行うための制御系を説明するブロック図で
ある。作画データはメモリ１３にビットマップとして記
憶されており、所定のクロック信号に同期して、ＬＥＤ
アレイ４２Ａの各ＬＥＤ４２の配列に対応したデータ
が、ＬＥＤ駆動回路１２に入力され、ＬＥＤ駆動回路１
２は各ＬＥＤ４２を、入力信号に対応した所定の強度の
パルス状の電流により駆動し、発光させる。ＬＥＤアレ
イ４２Ａの駆動と共に、テーブル２および光学ベース５
の移動もＣＰＵ１０により制御される。本実施例の作画
・記録装置１００においては、ＣＰＵ１０は光学系駆動
モータ５Ｍを駆動させて光学ベース５に搭載された光照
射ユニット４のＸ方向における位置決めを行い、次にテ
ーブル移動用モータ２Ｍを駆動してテーブル２をＹ方向
に移動させながらＬＥＤアレイ４２Ａを発光させる。な
お、光学系駆動モータ５Ｍおよびテーブル移動用モータ
２Ｍに駆動中は、スケール検出ヘッド５Ｄおよび２Ｄの
出力がＣＰＵ１０に入力されており、光学系駆動モータ
５Ｍおよびテーブル移動用モータ２Ｍはフィードバック
制御されている。

【００１６】

【発明の効果】ピーク波長が450nm近傍のＬＥＤを用い
たため、従来より知られている感光材料（400nm〜550nm
で分光感度を有する材料）を用いて作画を行うことがで
きる。また、複数のＬＥＤを光源として用いたため、出
力制御、点灯制御を高速に行うことができる。さらに、
ＬＥＤアレイを光源としているために機械的な偏向手段
を用いる必要が無く、高精度に作画を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のマルチビーム作画・記録装置１０
０の外観を示す斜視図である。

【図２】光照射ユニット４の構成の概略を示す側面図
である。

【図３】アパーチャパネル４３を光照射ユニット４の
上面側から見た図である。

【図４】感光フィルム３上に結像した点像のパターン
を示す図である。

【図５】全ての点像が近接した状態で一列に並んだ状
態を示す図である。

【図６】作画処理を行うための制御系のブロック図で
ある。

【符号の説明】

１作画・記録装置本体２感光材搭載用テーブル２Ｂボールねじ２Ｒガイドレール２Ｍテーブル駆動用モータ２Ｄスケール検出ヘッド３感光フィルム４光照射ユニット５光学ベース５Ｓ光学系搭載ステージ５Ｂボールねじ５Ｒガイドレール５Ｄスケール検出ヘッド５Ｋ位置検出用リニアスケール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸山晃一東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者中村哲也東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】射出光のピーク波長が400nm〜550nmの間に
ある、２次元に配列された複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードから射出された光を感光材料
の表面で結像させる縮小光学系と、を有するマルチビー
ム作画・記録装置。
【請求項２】前記複数の複数の発光ダイオードはユニッ
ト化されており、前記感光材料を所定の第１の方向に駆
動する第１駆動手段と、前記ユニット化された複数の発
光ダイオードを前記感光材料の受光面と平行で前記第１
の方向と直交する方向へ駆動する第２駆動手段とをさら
に備えたことを特徴とする、請求項１のマルチビーム作
画・記録装置。