JPS62139387A

JPS62139387A - パタ−ン描画装置

Info

Publication number: JPS62139387A
Application number: JP60280477A
Authority: JP
Inventors: 義久藤原; 昭一谷元; 冬彦井上
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-12-13
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1987-06-23

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】〔発明の技術分野〕本発明は、プリント基板等の感光性シート面を光スポッ
トによってラスター走査して二次元パターンを描画する
パターン描画装置、特に外形サイズの種々異なる感光性
シートが使用可能なパターン描画装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、光変調器によって変調されて明滅するレーザスポ
ットにより、一方向に等速移動するテーブル上のプリン
ト基板等の感光性シート面をラスター走査し、これによ
り二次元パターンをプリント基板等に描画するいわゆる
直接描画装置が、例えば特開昭５９−１７８０７２号公
報などによって既に公知である。このような描画装置は
、例えば、第１１図に示すように、レーザ光源１０１か
らのレーザビームを音響光学的光変調器１０２により描
画データ信号Ｓ１に応じて明滅するように変調させ、ミ
ラー１０３で反射し、ビームイクスパンダー１０４で、
レーザビームを拡大した後、等速回転する回転多面鏡１
０５にて反射偏向させ、ｆθレンズ１０６および反射鏡
１０７を介して、プリント基板１０８上に投射するよう
に構成されている。その際、ｆθレンズ１０６は、レー
ザビームを光スポットとしてプリント基板１０８上に形
成すると共に、その光スポットによってプリント基板１
０８を回転多面鏡１０５の各鏡面の回転角に応じて矢印
Ｘ方向に等速走査（主走査）させるように構成されてい
る。

一方、プリント基板１０８を載置するステージ１０９は
、第１１図に示されているように、そのプリント基板１
０Ｂの外形よりわずかに大きい面積を持つように形成さ
れ、基台１１０上をＹ方向に等速移動するように構成さ
れている。また、ステージ１０９の上面の４隅には、プ
リント基板１０８の取付位置を定めるために位置決めビ
ン１１１Ａ、ＩＩＩＢ、ｌｌＩＣ，１１１０が植設され
、プリント基板１０８の４隅に設けられた基準孔１０８
ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄにそれぞれ嵌入する
ように構成されている。

従って、この位置決めビン１１１Ａ〜１１１Ｄに等しい
孔間隔を有するプリント基板１０８しかステージ１０９
上に位置決め固定することができず、外形サイズの異な
るプリント基板を用いることができない欠点が有った。

しかも、実際にはプリント基板１０８が温度や湿度の変
化により膨張あるいは収縮して基準孔１０８ａ〜１０８
ｄの孔間隔に狂いが生じるので、その基準孔１０８ａ〜
１０８ｄの孔径を位置決めビン１１１Ａ〜１１１Ｄに対
してガタが生じるように大きく形成しなければならない
。その為、プリント基板７をステージ１０９に対して正
確に位置決めることは困難であった。このプリント基板
１０８の位置決めが正しく行われないときは、例えば、
両面プリント基板などのように同じ基板の表と裏のそれ
ぞれに異なるパターンを所定の位置合わせ精度で描画す
べき場合に、表と裏のパターン相互の電極位置にずれが
生じるため、その後のスルーホール処理工程において本
来接続されるべき電極が接続不能となり、あるいはこれ
らの電極に隣接する他の電極に接続して電気的に短絡し
てしまう恐れが有った。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来装置の欠点を解決し、外形サイズの
異なるプリント基板でも所定の位置に正確にパターンを
描画できるパターン描画装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために本発明は、レーザ光のよう
な走査ビームによる主走査方向に直交する副走査方向に
移動し且つ外形サイズの異なる複数の描画用平板を載置
可能な一次元移動ステージと、その一次元移動ステージ
の一方に偏した位置に互いに所定の間隔をもって走査ビ
ームによる主走査方向と一次元移動ステージによる副走
査方向とに配置され且つ描画平板が一次元移動ステージ
に載置されたときに複数の描画用平板に共通に有する位
置決め孔の孔位置を検出する少なくとも３つの光電位置
検出器とを備え、各光電位置検出器に対応する位置決め
孔の主走査方向と副走査方向のずれ量を検出できるよう
に構成することを技術的要点とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳しく説
明する。

第１図は本発明の実施例の構成を概略的に示す斜視図で
ある。アルゴンイオンレーザ等のレーザ光源１からのレ
ーザ光は、音響光学的光変調素子（以下、ｒＡＯＭＪと
称する。）２に入射する。

そのＡＯＭ２は描画データ信号Ｓ１に応答して、入射す
るレーザ光を明滅変調し、変調されたレーザ光はミラー
３およびビームイクスパンダー４を介して、一定速度で
回転する回転多面鏡５に入射する。回転多面鏡５の各反
射面で反射されたレ−ザ光は、ｆθレンズ６に入射し、
走査ビーム用平面ミラー７によって直角に転向された後
、プリント基板８の感光性表面に微小な光スポットとし
て結像される。

一方、プリント基板８を載置して真空吸着するステージ
９は、基台１０（２点鎖線にて示す。）上をＹ方向に等
速移動する。これにより、プリント基板８は、ｆθレン
ズによって結像されたレーザ光の微小光スポットにより
、Ｙ方向に直交するＸ方向に等速走査（主走査）される
と共に、ステージ９の移動に伴ってＹ方向に副走査され
るように構成されている。そのステージ９の移動量（ま
たはＹ方向の位置）は、光スポットのサイズより十分小
さな分解能を有するリニアエンコーダ１１によって読み
取られる。また、レーザ光の走査開始点付近には、ミラ
ー１２が配置され、このミラー１２により走査開始点に
向うレーザ光は光電センサー１３に導かれる。この光電
センサー１３によって、レーザ光の主走査開始点が検出
され、その検出信号は描画のための同期信号として用い
られる。

ステージ９は、第２図に示す如く、プリント基板８を真
空吸着する上板９Ａと、基台１０上をＹ方向に等速移動
可能な下板９Ｂと、上板９Ａと下板９Ｂとの間に設けら
れ且つ上！７ｉ９Ａを下板９Ｂに対して回動させる回転
ディスク９Ｃとから成り、回転ディスク９Ｃはステップ
モータＭによって回転駆動される。また、上板９Ａの上
面には、プリント基板８を位置決めするためのガイド板
１４と制限ピン１５とが設けられている。制限ピン１５
は、プリント基板８を裏返し描画するときにも位置決め
のガイドとなるように第２図中で反対側の左端に符号１
５ａとして示す如く付は換えできるように構成されてい
る。

ステージ９上に載置される大小種々のサイズのプリント
基板８には、一方の隅角を挟む２辺に沿って第３図に示
すように３個の位置決め孔１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが貫
通して設けられている。この、位置決め孔１６Ａ、１６
Ｂ、１６Ｃの孔間隔および孔径は、プリント基板８の各
サイズに共通になるように最小サイズ８ａに合わせて形
成され、最小サイズ８ａでは第３図に示すように四辺形
の３つの隅に配置されている。最大サイズ８ｂは、ステ
ージ９の上面の大きさおよびレーザ光による主走査幅（
Ｘ方向）とステージ９の副走査移動量（Ｙ方向）とによ
って定められる。また、各プリント基板８の寸法は、最
小サイズ８ａと最大サイズ８ｂとの間にあれば任意に選
ぶことができる。

一方、プリント基板８を載置するステージ９には、上記
の各位置決め孔１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの位置を検出す
るために、第４図に示すように５″つの検出部２０Ａ、
２０Ｂ、２０Ｃ１２００，２０Ｅが設けられている。こ
れ等の検出部２０Ａ〜２０Ｅは、伸縮の無い標準のプリ
ント基板８が所定の位置に位置ずれ無く正確に取り付け
られたとき、すなわち上板９Ａに植設された制限ピン１
５（裏面描画の場合は破線にて示す制限ピン１５ａ）と
ステージ９の移動方向に直角なＸ方向（主走査方向）に
沿って設けられたガイド板１４とにプリント基板８の２
辺が接するように取り付けされたとき、第５図に示すよ
うに、プリント基板８の各位置決め孔１６Ａ、１６Ｂ、
１６Ｃと、検出部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ（裏面描画の
場合は、検出部２０Ｃ１２０Ｄ、２０Ｅ）との中心軸線
が一致するように配置されている。第４図において、検
出部２０Ｄと２０Ｅの間隔は、２０Ｂと２０Ａの間隔に
等しく、検出部２０Ｇと２０Ｄとの間隔は２０Ｇと２０
Ａの間隔に等しい。

各検出部２０Ａ〜２０Ｅの直上には、それぞれ照明光源
２１Ａ〜２１Ｅとコンデンサーレンズ２２Ａ〜２２Ｅと
から成る照明系が配置され、第５図に示すように位置決
め孔１６Ａ〜１６Ｃを平行、ａ光弁にて平均照明するように構成されている。また、各
検出部２０Ａ〜２０Ｅは、いずれも同じ構成を有し、第
５図に示すように、ステージ９の上板９Ａには、位置決
め孔１６Ａ〜１６Ｃを通った光を通過させるに充分な大
きさの逃げ孔２３Ａ〜２３Ｅが設けられている。下板９
Ｂには、投影レンズ２４Ａ〜２４Ｅ（第５図中で２４Ａ
のみ示す。

）と後で詳しく述べられる光センサ２５Ａ〜２５Ｅ（第
５図中で２５Ａのみ示す。）とが設けられ、位置決め孔
１６Ａ〜１６Ｃの光像が投影レンズ２４Ａ〜２４Ｅによ
ってセンサ２５Ａ〜２５Ｅ上に形成されるように構成さ
れている。

光センサ２５Ａ〜２５Ｅは、第５図で示すように下板９
Ｂに形成された断面円形の穴の底部に設けられ、第６図
に示すように、４個のセグメント状の４割素子２５ｇ、
２５ｈ、２５ｉ、２５ｊを組み合わせて全体として円板
状に形成した、いわゆる４分割フォト検出器を構成して
いる。各光センサ２５Ａ〜２５Ｅの中心点０と投影レン
ズ２４Ａ〜２４Ｅの光軸中心とを結ぶ軸線上に位置決め
孔１６Ａ〜１６Ｃの中心が一致したとき、位置決め孔１
６Ａ〜１６Ｃの光像Ｉが各分割素子２５ｇ心〜２５ｊに対して対象的な中心部領域を照射するように
配置されている。なお、位置決め孔１６Ａ〜１６Ｃが投
影レンズ２４Ａ〜２４Ｅの光軸に対して例えば第５図中
で右方へ偏位すると、その偏位置に比例して、光像■は
光センサ２５Ａ〜２５Ｅの受光面で反対側の左方へ偏位
する（第７図参照）。また、検出部２５Ａと２５Ｂおよ
び２５Ｄと２５２はステージ９の移動方向（Ｙ軸方向）
に平行するように設けられ、検出部２５Ｂ、２５Ｃ１２
５Ｄはこれと直角なＸ軸に平行するように設けられる。

４分割フォト検出器を構成する各分割素子２５ｇ、２５
ｈ、２５ｉ、２５ｊは、光像■から得られる受光量、つ
まり光像■が占めるそれぞれの受光面積Ｓｇ、Ｓｈ、Ｓ
　ｉｓ　Ｓ　ｊに比例した電圧Ｖｇ　−、Ｖ　ｈ　、Ｖ
　１％　Ｖ　Ｊをそれぞれ出力する。第６図の場合には
、光像Ｉの中心と光センサ中心０とが一敗しているので
、各受光面積Ｓｇ、Ｓｈ、ｓｉｓ　Ｓ　Ｊは互いに等し
く、従って出力電圧Ｖｇ、Ｖ　ｈ　−、Ｖ　ｔ　％　Ｖ
　Ｊは等しい値となる。換言すれば各出力電圧Ｖｇ〜■
ｊが等しいときは、各光センサ２５Ａ〜２５Ｅに対する
位置決め孔１６Ａ〜１６Ｃのずれ量はＯ（ゼロ）となる
。

これに対して、第７図に示すように、光像■が光センサ
中心０からずれると、各分割素子２５ｇ〜２５ｊは、そ
のずれた方向およびずれ量を表わす出力電圧Ｖｇ−Ｖｊ
が発生する。例えば、位置決め孔１６Ａ〜１６Ｃが光セ
ンサ２５Ａ〜２５Ｅの中心０に対して（＋）Ｘ方向にず
れ量１Δｔｘ１だけ移動すると、各投影レンズ２４Ａ〜
２４Ｅによって形成される光像■は、各光センサ２５Ａ
〜２５Ｅの受光面でそのずれ量１Δｔｘｌに比例した移
動量だけ（−）Ｘ方向（左方）へ移動する。

これにより、光センサ２５Ａ〜２５Ｅの各分割素子２５
ｇ〜２５ｊは、光像■の占める面積Ｓｇ、Ｓｈ、Ｓ　ｔ
、Ｓ　ｊに比例した電圧Ｖｇ、Ｖｈ、ｖｉ、Ｖｊを出力
する。この場、Ｓｇ＝Ｓ　ｉであるからＶｇ＝Ｖｉとな
りＹ方向（第７図中で上下方向）のずれ量Δｔｙは０　
（ゼロ）である。また、Ｘ方向のずれ量Δｔｘは次式に
て表わされる。

Δｔ　ｘ＝ｋ　（Ｖｈ−Ｖ　ｊ）／（Ｖｈ＋Ｖ　ｊ）　
　・−（１）但し、ｋは定数である。

同様にして、位置決め孔１６Ａ〜１６ＣがＹ方向に移動
量Δｔｙだけ移動した場合は、５ｈ＝ｓｊであるからＶ
ｈ＝ＶｊとなりＸ方向（第６図中で左右方向）のずれ量
ΔｔｘはＯ（ゼロ）である。

ま、た、Ｙ方向のずれ量Δｔｙは次式にて表わされる。

Δｔ　ｙ＝ｋ　（Ｖｇ−Ｖ　ｉ）／（Ｖｇ＋Ｖ　ｉ）　
　・−＝（２）上記の（１）式および（２）式において
Δｔｘの符号が（＋）のときは、位置決め孔１６Ａ〜１
６Ｃは、光センサ中心０に対して第６図中で右方（光像
■は左方）へ偏位したことを示し、またΔｔｙの符号が
（−）のときは第６図中で上方（光像■は下方）へ偏位
したことを示す。

また、一般には位置決め孔１６Ａ〜１６Ｃは光センサ中
心０を基準とする座標軸ＸおよびＹの双方からずれた位
置におかれる。この場合、第７図に示すように位置決め
孔の光像■の中心をＰとし、光センサ中心ＯからＸ方向
に対して偏角ωでｏＰ（＝）ΔＴｌ）だけずれているも
のとすると、ずれ量１ΔＴ１は、Ｘ方向のずれ量Δｔｘ
とＹ方向のずれ量Δｔｙとのベクトルにて表わされる。

従って、偏角ωでのずれ量１ΔＴｌは、次式にて表わさ
れる。

１ΔＴ１＝（Δｔｘ）”＋（Δｔ　ｙ　）　”−＝（３
）いま、光センサの分割素子２５ｇ〜２５ｊのそれぞれ
の出力電圧をＶｇ−Ｖｊとすると、（１）式、（２）式
および（３）式から次の式が得られる。

また、偏角界は次の（５）式にて表わされる。

υｊ春＝　ｔ　ａｎ−’　（Δｔｙ／Δｔｘ）（Ｖｈ−Ｖｊ
）　　・　（Ｖｇ＋Ｖｉ）さて、上記の光センサ２５Ａ
〜２５Ｅの各分割素子２５ｇ、２５ｈ、２５ｉ、２５ｊ
からそれぞれ出力される電圧Ｖ　ｇ　％　Ｖ　ｈ　、、
Ｖ　ｔ　ＳＶ　Ｊは、第１図において、インターフェー
スを含む入力制御回路３０を介して、メモリー回路を含
む演算回路装置３１に入力される。第１図中では、その
出力電圧Ｖｇ、、Ｖｈｓ　Ｖｉ、Ｖｊを総称して光セン
サ２５Ａ〜２５Ｅから出力される電圧をそれぞれｖＡＶ
ｓ　、Ｖｃ　、ＶｎおよびＶ！にて示している。また、
その入力制御回路３０には、リニアエンコーダ１１によ
って読み取られたステージ９のＹ方向の位置信号（また
は詠動量信号）および光電センサ１３からの各主走査開
始点の卓食出信号が入力される。

なお、プリント基板８の例えば表面（第３図に示す面）
に描画する場合は、照明光源２１Ａ〜２１Ｃを点灯して
検出部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ（第４図参照）を動作さ
せ、裏面に描画する場合には、照明光源２１Ｃ〜２１Ｅ
を点灯して検出部２０Ｃ，２０Ｄおよび２０Ｅを動作さ
せる。これにより、演算回路装置３１は、検出部２０Ａ
、２０Ｂ、２０Ｃ（または２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ）を
基準としてプリント基板８のディスク９に対する位置ず
れ量および伸縮変形量を求めることができる。さらに、
演算回路装置３１によって算出されたプリント基゛板８
のＸ成分補正データＤｘは描画制御回路３２に、またＹ
成分補正データＤｙはＹ軸制御回路３３に送られ、回転
成分補正データＤθは回転角制御回路３４に送出される
。すなわち、演算回路３１は、検出部２０Ａ〜２０Ｇま
たは２０Ｃ〜２０Ｅ、の出力電圧ＶＡ〜■、またはＶｃ
ｘＶｚに基づいて、先ず、（１１式〜（５）式の演算を
実行して各検出部２０Ａ〜２０Ｂの中心軸に対する各位
置決め孔１６Ａ〜１６Ｃのずれ量を求めてメモリー回路
に格納し、次に、その演算結果に基づいてプリント基板
８の位置ずれ量や変形量を求め、これ等を補正する信号
を、それぞれの該当回路に送出する。

例えば、伸縮のないプリント基板８がＸ方向にずれＮ１
Δｔｘｌだけ移動してステージ９に取り付けられた場合
には、各検出部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃまたは２０Ｃ、
２０Ｄ、２０Ｂについて全く同じ値を示し、（１）式か
ら Δｔ　ｘ＝ｋ　（Ｖｈ−Ｖ　ｊ）／（Ｖｈ＋Ｖ　ｊ）　
　−＝＝（６）また、その場合のＸ方向のずれ量Δｔｙ
は（２）式から Δ　ｔ　　ｙ＝０−・−・−−−−−−−−−−−・−
（７）である。同様にしてＹ方向にずれ量１Δｔｙｌだ
け移動した場合には、（１）式および（２）式からΔ　
ｔ　　ｘ＝Ｑ・−−−一−−−−−−−・−・・−・−
（８）Δｔｙ＝ｋ（Ｖｇ　　Ｖｊ）／（Ｖｇ＋Ｖｉ）　
　−（９）また、伸縮のないプリント基板８がＸ方向に
１Δｔｘｌ、Ｘ方向に１Δｔｙｌだけ平行移動している
ものとすると、そのずれ量Δｔｘ、Δｔｙは各検出部２
０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃまたは２０Ｃ１２０Ｄ、２０Ｅに
ついて全く同じ値を示し、Δｔ　ｘ＝ｋ　（Ｖｈ−Ｖ　
ｊ）バＶ　ｈ　＋　Ｖ　ｊ　）　　−ＱｌΔｔ　ｙ＝ｋ
　（Ｖｇ−Ｖ　ｉ）／（Ｖｇ＋Ｖ　ｉ）　　−・−ａｌ
ｌまた、これをベクトルで表わすと（４）式および（５
）式からずれｉｔｌΔＴＩおよび偏角ωはとなる。

このずれ量ΔＴおよび偏角ωが各検出部２０Ａ、２０Ｂ
、２０Ｃまたは２０Ｃ，２０Ｄ、２０Ｅにおいて互いに
等しいときは、プリント基板８が偏角ωの方向にずれ量
ΔＴだけ平行移動したことを示し、回転角は０（ゼロ）
である。従って、上記のように伸縮のないプリント基板
８が平行動している場合には、演算回路装置３１は上記
式（６）〜αυにて表わされるΔｔｘをＸ方向の補正デ
ータＤｘとして描画制御回路３２に送出すると共に、Δ
ｔｙｔ−Ｙ方向の補正データＤｙとしてＹ軸制御回路３
３に送出する。しかし、プリント基板の回転角Δθは０
　（ゼロ）であるから回転成分の補正データＤθは回転
角制御回路３４（第１図参照）には送出されない。

これに対し、伸縮のないプリント基板８が微小角Δθだ
け回転して取り付けられているものとすると、ステージ
９の移動方向（Ｙ方向）に位置決め孔１６Ａと１６Ｂが
一致するようにプリント基板８を回転補正する必要が有
る。この場合、光センサ２５Ａ〜２５Ｅに対する位置決
め孔１６Ａ〜１６Ｂの像はそれぞれ異なる位置座標を示
す。いま、第９図に示すように２個の光センサに対する
位置決め孔の像の座標をそれぞれＰ（Δｔｘｌ。

Δｔｙ＋）、Ｑ（Δｔｘｚ、Δｔ）’　ｚ　）　、回転
角をΔθとし、 Δθ＝１８０°−２Δα ＝１８０°−２Ｘｊａｎ　−’　（Δｔｙ／ΔＬｘ）こ
こで、０．を中心とする４分割光センサの出力電圧をＶ
ｇ＋　、Ｖｈ＋　、Ｖ　ｉｔ　、Ｖ　Ｊ＋　、Ｏｚを中
心とする４分割光センサの出力電圧をＶｇｚ、Ｖ　ｈ　
ｔ　、Ｖ　ｔ　２　、Ｖ　ｊｚ　とすると、上記のＱω
式と０５）式とから、ステージ９の下板９Ｂに対するプ
リント基板８の微小回転角Δθを求めることができる。

この回転角Δθは、回転成分の補正データＤθとして演
算回路装置３１から回転角制御回路３４に送出される。

上記の（６）弐〜αω式はいずれも伸縮のないプリント
基板の位置補正に関するものであるが、次に伸縮のある
プリント基板についての補正について説明する。いま、
第３図において、位置決め孔１６Ｂと１６Ｇとの間隔を
ＬＸ、１６Ｂと１６Ａとの間隔をＬｙとし、Ｘ方向にΔ
Ｌｘ、Ｙ方向にΔＬｙだけ微小長さだけ変化したとする
と、Ｘ方向の伸縮率εＸおよびＹ方向の伸縮率εｙは、
次式で表わされ、る。

ｇｘ＝（１，ｘ＋ΔＬ　ｘ　）　／　Ｌ　ｘ−Ｑ６）ε
）’＝（Ｌ）’＋ΔＬｙ）／Ｌｙ・−ａｎこの００式、
αη式において、Ｌｘは光センサ２５Ｂと２５Ｇとの距
離および２３Ｄと２３Ｅとの距離に等しく演算回路装置
３１のメモリー回路に格納されており、またＬｙも光セ
ンサ２５Ｂと２５０との距離および２５Ｄと２５Ｃとの
距離に等しく、既知であって演算回路装置３１のメモリ
ー回路に格納されている。もし、上記の位置決め孔１６
Ａ〜１６Ｂの相互距離が、光センサ２５Ａ〜２５Ｅの相
互距離に対して無視し得ない程の誤差を生じているとき
は、その誤差分だけ上記αｅおよびαη式を修正すれば
よい。またΔＬｘおよびΔＬｙは、各光センサ２５Ａ〜
２５Ｅに対する位置決め孔１６Ａ〜１６Ｃのそれぞれの
ずれ量を（１）式および（２）式から算出し、そのずれ
量の差から求められる。演算回路装置３１は、００式で
表わされる伸縮率εＸに相当するＸ成分の補正データＤ
ｘを描画制御回路３２に送り、また、αη式で表わされ
る伸縮率εｙに相当するＸ成分の補正データＤｙをＹ軸
制御回路３３に送出する。

以上のようにして、演算回路装置３１は、光センサ２５
Ａ〜２５Ｅの出力電圧に基づいて検出部２０Ａ−２０Ｈ
に対する各位置決め孔１６Ａ〜１６Ｃのずれ量およびず
れの方向を求め、これにより、プリント基板８のずれ量
、ずれの方向および変形量（伸縮！１）を算出して各補
正データＤｘ、ＤｙおよびＤθを出力する。

補正データＤｘを受ける描画制御回路３２は、多面鏡駆
動装置３５を介して回転多面鏡５を一定速度で回転させ
るように制御すると共に、演算回路装置３１から送られ
た補正データＤｘと、光電センサ１３から入力制御回路
３０を介して送られた主走査開始点検出信号とに基づい
て、超音波発生回路を含むＡＯＭ駆動装置３６を介して
駆動されるＡＯＭ２のタイミングを変化させ、プリント
基板８上のＸ方向の実際の描画開始点を移動させ、Ｘ方
向のずれを補正する。また、プリント基板８のＸ方向の
変形（伸縮）に対する補正は、例えば特開昭５９−１７
８０７２号公報に既に開示されているように、描画制御
回路３２に外部から供給される描画データ３７に基づい
て走査される１主走査期間内の画素数に応じた描画パル
ス信号のうち、互いに離れた少なくとも２つのパルスの
周期を伸縮率εＸに応じて他のパルスの一定周期に対し
て変更させればよい。

一方、Ｙ軸制御回路３３は、入力制御回路３０を介して
リニアエンコーダ１１から送られるステージ位置信号（
副走査移動量信号）と演算回路装置３１から送られるＹ
方向の補正データＤｙｅに基づいて、図示されない駆動
モータを含むステージ駆動装置３８を制御して、ステー
ジ９をＹ方向にずれ量に応じて等速移動させる。また、
プリント基板８のＹ方向の変形（伸縮）を補正する場合
には、例えばステージ９を等速移動させるために、駆動
モータをＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌ
ｏｏｐ）制御する基準パルスの周波数を伸縮率εｙに応
じて僅かに変えることにより、ステージ９の移動速度を
変更して描画を行えばよい。

また、回転角制御回路３４は、回転成分の補正データＤ
θに基づいて回転角補正駆動回路３９を介して、モータ
Ｍを制御しく第２図参照）、ステージ９の上板９Ａを回
動させてプリント基板８の下板９Ｂに対する回転のずれ
量を補正する。

回転成分の補正方法としては、第９図に示すΔθ算出方
法の他に、下記のような方法も考えられる。すなわち、
上記の（４）式および（５）式から各位置決め孔１６Ａ
〜１６Ｃに対応するずれ量ΔＴＩＩｋＡ、ΔＴｌ６ｍ　
、ΔＴ１ｈＣおよび偏角θ１．６Ａ　、θ１１．０１６
ｃを求め、このベクトル量から、プリント基板８の回転
成分のずれの回転中心を求めて、その回転中心と回転デ
ィスク９Ｃ（第２図参照）の回転中心とのずれ量から回
転成分の補正データＤθを作成して補正する方法である
。

次に、上記第１図に示す実施例の動作について表面描画
と裏面描画とに大別して説明する。

描画に先立って、先ず、ステージ９の上板９Ａ上に制限
ピン１５を第２図中で実線にて示すように固設し、次に
、モータＭを駆動して回転ディスク９Ｃを回転し、ガイ
ド板１４の長手方向がステージ９の移動方向（Ｙ軸方向
）に対して直交す番ように上板９Ａを回転させる。ガイ
ド板１４の長手方向がＹ軸に直角になったならば、次に
プリント基板８を裏面を下にして上板９Ａ上に載せ、第
２図に示すように、プリント基板８の一方の外周縁がガ
イド板１４に接するようにし、その外周縁と交叉する他
の外周縁が制限ピン１５に当接するまで上板９Ａ上を移
動した後真空吸着によって、そのプリント基板８を上板
９Ａ上に固定する。これにより、プリント基板８の位置
決め孔１６Ａ〜１６Ｃはステージ９の下板９Ｂに設けら
れた検出部２０Ａ〜２０Ｃ上に位置する。

次に、プリント基ｖｉ８が載置された上板９Ａと共に下
板９ＢをＹ軸方向に移動して、ステージ９の検出部２０
Ａ〜２０Ｅが照明系（２１Ａ〜２１Ｅ、２２Ａ〜２２Ｅ
）の直下に位置するようにステージ駆動装置３８を動作
させる。検出部２ＱＡ〜２０Ｅが照明系（２，１Ａ〜２
１Ｅ、２２Ａ〜２２Ｂ）の直下まで移動したならば、プ
リント基板８の位置決め孔１６Ａ〜１６Ｃに対応する照
明光源２１Ａ〜２１Ｃを点灯して、その位置決め孔１６
Ａ〜１６Ｃの光像Ｉを投影レンズ２４Ａ〜２４Ｃを介し
て光センサ２５Ａ〜２５Ｃ上に投影させる。その光像Ｉ
の光センサ２５Ａ〜２５Ｃに対する位置ずれに応じて光
センサ２５Ａ〜２５Ｇから出力される検出信号Ｖヶ〜ｖ
ｃは入力制御回路３０を介して演算回路装置３１に送ら
れる。

この演算回路装置３１において、検出信号■。

〜Ｖｃに基づく位置決め孔１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと光
センサ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃとのそれぞれの位置ずれ
量のＸ軸方向の成分ΔＬｘとＹ軸方向の成分Δｔｙとが
算出される。もし、Ｙ軸方向に並ぶ光センサ２５Ａと２
５Ｂとの検出信号から得られたそれぞれのずれ量のＸ軸
方向の成分が異なる値を示すときは、プリント基板８の
向きの補正（回転角補正）が行われる。この場合、演算
回路装置３１は、光センサ２５Ａと２５Ｂとの検出信号
から回転補正角Δθを算出し、Δθに対応する回転成分
の補正データＤθを回転角制御回路３４に送り、回転角
補正駆動回路３９を介してモータＭを制御し、回転ディ
スク９ＣをΔθだけ回転させて、プリント基板８の位置
決め孔１６Ａと１６８がＹ軸と平行するように補正され
る。このとき光センサ２５Ａと２５Ｂによってそれぞれ
検出される出力信号から演算して得られる双方のＸ軸成
分が等しくなるまで、上板９Ａと共にプリント基板８が
回転されると、演算回路装置３１は回転補正データＤθ
の信号の送出を停止し、回転ディスク９Ｃの回転を停止
させる。

そこで、そのときのプリント基板８の各位置決め孔１６
Ａ〜１６Ｃの検出部２０Ａ〜２０Ｃに対するずれ量のＸ
軸方向（主走査方向）のＸ成分Δｔｘ、！：Ｙ軸方向（
副走査方向）のＹ成分Δｔｙとが光センサ２５Ａ〜２５
Ｇからの検出信号ＶＡ〜ｖｅに基づいて演算され、それ
に基づいてプリント基板８の主走査方向と副走査方向の
伸縮率εＸとεｙが算出される。この伸縮率εＸとεｙ
とが、ステージ９上のプリント基板８のサイズに対して
無視できる程度の量である場合には、検出部２０Ａと２
０Ｂに対する位置決め孔１６Ａと１６Ｂのずれ量のＸ成
分の平均値が補正データＤｘとして演算回路袋Ｗ３１か
ら描画制御回路３７へ送られる。また、検出部２０Ｂと
２０Ｃに対する位置決め孔１６Ｂと１６Ｃのずれ量のＹ
成分の平均値が補正データＤｙとして演算回路装置３１
からＹ軸制御回路３３へ送られる。

また、もし伸縮率εＸとεｙのいずれか一方または双方
がステージ９上のプリント基板９に対して無視できない
程に大きいときは、補正データＤＸおよびｌ）ｙは伸縮
率εＸ、εｙに応じて修正される。

上記の如く、プリント基板８の取り付は位置および伸縮
率に関する検出および演算が完了すると、照明光源２２
Ａ〜２２Ｃが消灯し、ステージ９はステージ駆動装置３
８によってＹ軸方向（第１図中では左方）へ早送りされ
、プリント基板８の描画すべき所定の位置が走査ビーム
用平面ミラー７の直下に達したとき描画のために定速に
切り換えられ副走査が開始される。また一方、回転多面
鏡５は多面鏡駆動装置３５により等速回転され、レーザ
光源１からのレーザ光はこの回転多面鏡５の各鏡面にて
反射され、ｆθレンズ６および平面ミ８を介して、プリ
ント基板８の面をＸ軸方向に主走査する。この場合、レ
ーザ光はＡＯＭ２によって変調され、描画データ３７に
基づいて明滅するので、プリント基板８はレーザ光の光
スポットによってラスク走査される。

かくして、ステージ９上のプリント基板８は光スポット
によってＸ軸方向にラスク走査（主走査）されると同時
に、ステージ９のＹ軸方向の等速移動によって副走査さ
れ、描画データ３７に基づく描画が行われる。その際、
プリント基板８に伸縮が無い場合には、Ｘ方向のラスク
走査の開始位置をずれ量のＸ成分Δｔｘだけずらして描
画を開始すればよ（、また、Ｙ方向についてもＹ成分Δ
ｔｙだけずらして描画を開始すればよい。一方、プリン
ト基板８に伸縮が有るときは、Ｘ方向（主走査方向）に
対しては、各走査線中の画素数に対応する複数のパルス
のうち、伸縮率εＸに応じて幾つかの離散的なパルスを
他のパルスの周波数（デユーティ）と異なる周波数（デ
ユーティ）に変えることにより、各走査線の長さを伸縮
させるように描画制御回路３２はＡＯＭ２を制御する。

また、Ｙ方向（副走査方向）に対しては、伸縮率εｙに
応じてステージ９の移動速度が変化するようにＹ軸制御
回路３３がステージ駆動装置３８を制御する。

上記のようにして、プリント基板８の一方の表面に描画
データ３７に基づくパターンの描画が行われるが、その
際プリント基板８の位置ずれΔｔめられる。従って、プ
リント基板８を交換しても、常にプリント基板８の所定
の位置に所定のサイズで正確に描画することができる。

また、そのプリント基板８の位置決めの案内となるガイ
ド板１４と制御ピン１５とは、プリント基板８の互いに
交わる２辺のみに接して、プリント基板の位置を拘束す
るように構成されている。従って、プリント基板８は、
サイズの異るものも描画できるばかりで無く、伸縮に対
しても自由であるから、全面にわたって一様に伸縮し、
表面が湾曲するようなことは無い。

次に、プリント基板８の裏面に描画する場合について説
明する。先ず、第２図中で左側に固設された制限ピン１
５を記号１５ａにて示すように右側の位置に移し変えて
固定する。次に、裏返えされたプリント基板８を、上板
９Ａ上に載せて、互いに交わる２つの外周°縁がガイド
板１４と制限ピン１５ａとに接するように置き、真空吸
着によって裏返されたプリント基板８を上板９Ａ上に固
定する。これにより、プリント基板８の位置決め孔１６
Ａ〜１６Ｃは、下板９Ｂに設けられた検出部２０Ｃ〜２
０Ｅ上に位置する。プリント基板８の位置決め孔１６Ａ
〜１６Ｇが照明系（２１Ｃ〜２ＩＥ、２２Ｃ〜２２Ｅ）
の直下に位置するようにステージ９をＹ軸方向に移動さ
せ、照明光源２１０〜２１Ｅを点灯して、位置決め孔１
６Ａ〜１６Ｃの光像■を光センサ２５Ｃ〜２５Ｅ上に投
影させる。

その光センサ２５Ｃ〜２５Ｅからの出力信号に基づいて
、プリント基板８の回転偏位量Δθが演算回路装置３１
によっ、て算出され、Δθに対応する回転成分の補正デ
ータＤθが回転角制御回路３４に送られ、−この補正デ
ータＤθに基づいて上板９Ａが回転されてプリント基板
８の向きが修正される。このプリント基板８の回転成分
の補正が終了すると、表面の描画と同様にして、演算回
路装置３１はずれ量のＸ成分Δｔｘおよび伸縮率εＸを
補正データＤｘとして描画制御回路３２に送り、また、
ずれ量のＹ成分Δｔｙおよび伸縮率εｙを補正データＤ
ｙとしてＹ軸制御回路３３に送る。

これにより、プリント基板８は、表面と同様に裏面にも
描画が行われるが、その際、表裏両面の微細な描画パタ
ーンは、相対的ずれを生じること無く極めて正確に描画
される。

この裏面への描画の際も、プリント基板８のガイド板１
４および制御ピン１５Ｈに接しない他の２つの外周縁は
拘束されないから、プリント基板８は自由にサイズを決
定でき、また伸縮が有っても描画面が湾曲するようなこ
となく、極めて正確に微細なパターン杉も描画できる。

また、上記の実施例では、Ｙ軸中心に回転して裏返され
たプリント基板８の位置検出ができるように、第４図中
で上下対称に、検出部２０Ａ、２ＯＢと２０Ｄ、２０Ｅ
とが設けられているが、箇１０図に示すように左右対称
に検出部５０Ａ〜５０Ｅと２個の制限ピン５２Ａ、５２
Ｂおよびガイド板５１を設けると共に、その検出部５０
Ａ〜５０Ｅに対向するように照明系（２１Ａ〜２１Ｄ１
２２Ａ〜２２Ｄ）が配置されるように構成してもよい。

また、第１図の実施例は両面描画装置について記載した
が、プリント基板８の片面にのみ正確に描画して、重ね
合わせる多層プリント基板の描画を目的喫する場合には
、裏面描画用の検出部２０Ｄ、２０Ｅおよびこれに対向
する照明系（２１Ｄ、２１Ｅ、２２Ｄ、２２Ｅ）は設け
なくてもよいことは言うまでも無い。さらに、検出部２
０Ａ〜２０Ｅには４分割フォト検出器を用いたが、二次
元ＣＯＤ、ポジョンセンサ、あるいは描像管のような光
源の位置を検出する二次元位置検出装置を用いてもよい
。さらにまた、プリント基板（描画用平板）８の回転方
向を補正する回転方向補正手段として第１図に示す実施
例では、一次元移動ステージ９を上板９Ａ、下板９Ｂお
よび回転ディスク９Ｃの３つに分割したが、プリント基
板（描画用平板）８の外周縁部に回転基準孔を設けると
共に、分割されない一次元移動ステージの上面に、その
回転基準孔に嵌挿する回転基準ピンを植設し、この回転
基準ピンを中心としてプリント基板（描画平板）８を回
転補正するように構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、描画用平板を載置する一次
元移動ステージの一方に偏した位置に少なくとも３つの
検出部（光電位置検出器）を設けたので、比較的簡単な
構成で、一次元移動ステージに載置されプリント基板（
描画用平板）の外形サイズが異ってもその位置ずれを正
確に検出でき、これにより、描画用平板の外形サイズが
種々異っても、それぞれの描画用平板の所定の位置に位
置精度良く描画することができる。また、第４図および
第１０図の実施例に示すように、検出部（光電位置検出
器）を上下または左右対称となるように設ければ、描画
用平板の裏表両面にパターンの関係位置を正確に合わせ
て描画できる利点が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図を含昆む斜示図、第２図は、第１図における一次元ステージの
構造を示す斜視図、第３図は第１図の実施例装置に用い
られるプリント基板（描画用平板）の平面図、第４図は
第１図における一次元ステージの平面図、第５図は第１
図に示す照明系と検出部の詳細構成を示す拡大断面図、
第６図乃至第８図は第５図における光センサとプリント
基板（描在る場合、第各図は、光像が光センサ中心から
左方（Ｘ軸方向）にずれている場合、第８図は光像が光
センサ中心から斜めにずれている場合を示し、第９図は
、光センサ中心に対する位置決め孔のずれ量とプリント
基板（描画用平板）の回転補正角とめ関係を示す説明図
、第１０図は検出部が第４図とは異る位置に配置された
一次元ステージの平面図、第１１図は従来装置の概略構
成を示す斜視図である。〔主要部分の符号の説明〕１・・−レーザ光源、２−・・音響光学的光変調器５−
　　回転多面鏡、６・−ｆθレンズ８・−プリント基板
（描画用平板）９−・−・ステージ（一次元移動ステージ）１６Ａ〜１
６Ｃニー・位置決め孔２ＱＡ〜２０Ｅ−・検出部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）走査ビームによる主走査方向に直交する副走査方
向に移動し、且つ外形サイズの異なる複数の描画用平板
を載置可能な一次元移動ステージと、該一次元移動ステ
ージの一方に偏した位置に互いに所定の間隔をもって前
記主走査方向と前記副走査方向とに配置され且つ前記描
画用平板が前記一次元移動ステージに載置されたときに
前記複数の描画用平板に共通に有する位置決め孔の孔位
置を検出する少なくとも３つの光電位置検出器とを有し
、前記各光電位置検出器に対応する位置決め孔の主走査
方向と副走査方向のずれ量を検出できるように構成した
ことを特徴とするパターン描画装置。
（２）前記光電位置検出器（２０Ａ〜２０Ｃ、５０Ａ〜
５０Ｃ）は前記描画用平板に形成された前記位置決め孔
（１６Ａ〜１６Ｃ）の孔間隔と等しい間隔をもって配置
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のパターン描画装置。
（３）前記一次元移動ステージ（９）は副走査方向に対
して描画用平板の回転方向の成分を補正する回転角補正
手段（９Ｃ）を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載のパターン描画装置。