JPS6345086B2 - - Google Patents

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JPS6345086B2
JPS6345086B2 JP6876980A JP6876980A JPS6345086B2 JP S6345086 B2 JPS6345086 B2 JP S6345086B2 JP 6876980 A JP6876980 A JP 6876980A JP 6876980 A JP6876980 A JP 6876980A JP S6345086 B2 JPS6345086 B2 JP S6345086B2
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JP
Japan
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carriage
output medium
signal
output
data
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JP6876980A
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Baakaa Nyuuman Don
Kei Nooton Rairu
Uaan Oruson Eritsuku
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Original Assignee
HEKISUTO SERANIIZU CORP
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Publication date
Application filed by HEKISUTO SERANIIZU CORP filed Critical HEKISUTO SERANIIZU CORP
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Publication of JPS6345086B2 publication Critical patent/JPS6345086B2/ja
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に印刷回路基板の製造に係り、特
に、印刷回路基板用のアートワークを作る装置及
び方法に係る。
印刷回路基板の製造において、回路基板に導電
性リードパターンを形成する際には、アートワー
クマスターが一般的に使用される。リードパター
ンは至近離間された非常に多数の比較的細いリー
ドを含む。これらのリードは明確に区別して形成
されねばならず、従つて解像度及び精度の高いア
ートワークマスターが必要とされる。これまで、
アートワークマスターは写真によつて作られてお
り、そして公知のレーザ装置では一般にこの様な
アートワークの作成に必要な高い精度が得られて
いない。
そこで、本発明の一般的な目的は、レーザビー
ムを用いて印刷回路基板用のアートワークを作る
新規で且つ改良された装置及び方法を提供するこ
とである。
本発明の別の目的は、公知のレーザ技術で可能
であつた以上に精密なアートワークを作ることの
できる上記特徴の装置及び方法を提供することで
ある。
本発明の別の目的は、装置の或る要素に色収差
やその他の像歪があつても入力データと出力像と
の間に正確な関係を維持する上記特徴の装置及び
方法を提供することである。
これらの目的及び他の目的は、本発明によれ
ば、製造さるべきアートワークを定めるデータに
基いてレーザビームを変調する様な装置及び方法
を提供することによつて達成される。変調された
ビームは出力媒体に向けられ、そして該媒体を走
査するために偏向され、該媒体にアートワークの
像を形成する。基準ビームがレーザビームと共に
偏向されそして基準マスクに向けられて基準信号
を与える。この基準信号はレーザビームの位置を
定め、そしてレーザビームの変調と、出力媒体上
でのレーザビームの位置との間に同期を与えるの
に用いられる。装置の或る要素によつて非直線性
や色収差やその他の像歪が導入されても入力デー
タと出力像との間に正確な関係を維持する様に補
償が与えられる。
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
要約すれば、製造さるべきアートワークを定め
るデータが磁気テープに記憶されそしてコンピユ
ータのメモリへ読み出される。このコンピユータ
からのデータに基いて変調されたレーザビームに
よつてラスタ形態で走査される出力媒体にアート
ワークの像が形成される。好ましい実施例では、
出力像の大きさが17.8インチ×24.2インチ(45.2
cm×61.5cm)であり、1インチ当たりに走査線は
1000本あり、そして各走査線における1インチ当
たりのピクセル数は1000個である。従つて像領域
全体に亘りいずれの走査方向にも0.001インチ
(0.025mm)ごとにアドレスできる。適当な出力媒
体としては、ジアゾフイルムやハロゲン化銀フイ
ルムやガラスプレートが含まれる。適当なレーザ
により、印刷回路基板に直接像を形成することも
できる。
装置全体はキヤビネツト21で包囲される。こ
のキヤビネツト21は第1区分22を有し、この
区分はコンピユータ、テープデツキ、電源及びそ
の他の電子成分を収容し、ドア23によつてこれ
らの成分へアクセスすることができる。又、キヤ
ビネツト21は第2区分24も有し、この区分は
装置のレーザ、光学、走査及びキヤリジ組立体を
収容し、適当なアクセスドア(図示せず)も設け
られている。キーボード端末装置26によつてコ
ンピユータと通信することができ、このキーボー
ド装置26はキヤビネツトの外部から操作できる
様にキヤビネツト区分22から突出したシエルフ
27に装着されている。
レーザ、光学、走査及びキヤリジ組立体は、振
動や熱による変動を減少して印刷回路のアートワ
ークに要する精度を得られる様にするためどつし
りしたテーブル29によつて支持される。好まし
い実施例では、このテーブルは花こう岩で作ら
れ、そして約8−10インチ(20−25cm)厚みの水
平に延びたスラブ31を備え、このスラブ31は
脚32及び水平どりブロツク33によつて支持さ
れる。スラブ31の上面34は高度に光沢仕上げ
され、そしてその全面に亘つて0.001インチ
(0.025mm)或いはそれ以上の平坦さを有してい
る。
装置の光学成分及び走査成分を支持する小テー
ブル36,37がベーステーブル34に装着され
る。テーブル36はしばしば光学テーブルと呼ば
れ、花こう岩の水平に延びたスラブを備え、この
スラブは1ビーム形態の鋼フレーム部材38によ
つて支持される。テーブル37はしばしば走査テ
ーブルと呼ばれ、これも又花こう岩の水平に延び
たスラブを備え、このスラブは鋼の側部フレーム
39によつて支持される。従つて、テーブル3
6,37はベーステーブル上の固定位置にしつか
りと支持される。
アートワークの像を形成すべき出力媒体を保持
するためキヤリジ組立体41がベーステーブルに
装着される。この組立体はテーブル31の上面に
固定されたガイドレール42を備え、このレール
は走査テーブル37の下でテーブル31の長手方
向に延びる。好ましい実施例においては、このガ
イドレールも花こう岩で作られ、そしてキヤリジ
43が長手方向に移動する様にこのレールに装着
される。このキヤリジ43はモータ44及び親ネ
ジ46によつて駆動される。出力媒体を保持する
ため非常に精密な平坦面48を有したプラテン4
7がキヤリジに装着される。
可干渉性の(コヒレントな)書き込み放射ビー
ムを発生するレーザ51が第1図に示した様に走
査テーブル37の後方でテーブル31に装着され
る。ジアゾ及びハロゲン化銀フイルムを露光する
1つの好ましい実施例においては、レーザ51が
Coherent、Inc.型CR−15アルゴンレーザより成
る。このレーザはこれに供給される作動電力に変
動があつてもその出力を比較的一定に維持する。
レーザ51の出力は適当な既知の設計の音響−
光学変調器52へ送られ、この変調器52はこれ
に印加された入力信号に基いて書き込みビームの
強さを変える。この変調器から、書き込みビーム
はベーステーブルに装着された方向転換ミラー
(図示せず)へ送られ、そして光学テーブル36
の孔53を経て上記へ送られ、光学テーブル36
に装着された第2の方向転換ミラー54へと送ら
れる。このミラー54から、ビームは水平方向に
向けられそして紫外線減衰器/フイルタ56に通
される。次いでビームは球状ミラー57へ送られ
そしてパラボラ状ミラー58へ送られそこで集束
されて0.001インチ(0.025mm)以下の最終的なス
ポツトサイズにされる。このミラー58から、ビ
ームはダイクロイツクビーム合成器59へ送ら
れ、そこで基準ビームと合成されそして共通の経
路61に沿つて走査組立体へと向けられる。
基準ビームを発生するためHeNeレーザ62が
テーブル36に装着される。このレーザ62によ
つて発生されたビームは対物レンズ63及びビー
ム伸張器64を経て方向転換ミラー66へと水平
に送られ、このミラー66はビームをダイクロイ
ツクミラー59へ送り、書き込みビームと合成さ
せる。
ダイクロイツクミラー59からの合成された書
き込み及び基準ビームは走査テーブル37の下面
に装着された圧電ミラー69に当たる。このため
の適当なミラーBurleigh Inc.型式PZ−90ミラー
組立体である。この組立体は120゜離間された3つ
の圧電スタツク即ち管にマウントされたミラーよ
り成る。これらの圧電スタツクに適当な制御電圧
を印加することによりミラーをそのレンジ内の所
望角度まで傾斜することができる。本発明では、
ビーム路61及びキヤリジ43の移動方向に対し
て直角である水平軸71に2つのスタツクが整列
される様に圧電ミラーが向けられる。これら2つ
のスタツクは基準電位に保持され、そして軸71
に対する傾斜角を制御するために制御信号が第3
スタツクへ印加される。
合成されたビームは圧電ミラー69からスキヤ
ナ72へ向けられる。このスキヤナは本発明の譲
受人に譲渡された1978年9月13日出願の米国特許
出願第941763号に開示された型式のものである。
簡単に説明すれば、このスキヤナはピラミツド状
ミラー73と、平坦ミラー74,76より成る2
重ルーフミラーとを備えている。ピラミツド状ミ
ラーは軸方向に傾斜した3つの平らな反射小面を
有し、そして駆動モータ77によつて比較的高速
度でその軸のまわりで回転される。スキヤナはテ
ーブル37の上面の固定位置に装着される。ミラ
ー69からのビームは回転する小面の1つに当た
り、そしてミラー74に向つて反射される。この
ミラー74はビームをミラー76へ反射し、そし
てこのミラー76はそのビームが初めに反射され
たのと同じ回転小面へビームを反射して戻す。次
いでビームはスキヤナから平らなフイールドレン
ズ79へと反射され、このレンズは走査テーブル
の上面の固定位置に装着される。スキヤナ72及
びレンズ79から出て来るビームは側部から側部
へと水平にスイープし、垂直方向の角度変位は実
質的にない。
レンズ79からのビームはダイクロイツクビー
ムスプリツタ81に当たり、このビームスプリツ
タ81は書き込みビームを下方にキヤリジ組立体
へと反射しそして基準ビームをミラー82へと通
す。ビームスプリツタ81及びミラー82はテー
ブル37に固定されたフレーム83によつて一定
位置に装着される。平らなフイールドレンズと、
ビームスプリツタと、キヤリジ組立体との相対位
置は、キヤリジに保持された出力媒体の上面が平
らなフイールドレンズの焦点面にある様な位置で
ある。
ミラー82から基準ビームは基準マスク86へ
向けられる。以下で詳細に述べる様に、基準マス
クを通る光はオプチカルフアイバ束によつて集め
られ、そして光検出器ないしは光電子増倍管88
によつて感知され、出力媒体上での書き込みビー
ムの位置に相当する基準信号を与える。基準マス
クは走査テーブル37の下面の固定位置であつて
且つレンズ79の焦点面に支持される。
さて第2図乃至第6図には、キヤリジ組立体が
詳細に示されている。駆動モータ44はガイドレ
ール42のスロツト91に装着され、このスロツ
ト91はガイドレールの長手方向に延びそして一
般的に長方向の断面をしている。親ネジ46はキ
ヤリジに固定されたナツト92にネジ込まれる。
キヤリジを実質的に無摩擦で移動できる様にする
ためキヤリジはテーブル31の高度に光沢仕上げ
された面にのせられた空気式支持体93によつて
垂直に支持される。図示された様に、これらの支
持体93はポスト96によつてキヤリジの下面に
連結された円形パツド94を備えている。キヤリ
ジの各コーナーに同様の支持体93が設けられて
いる。キヤリジとガイドレールとの間に更に別の
空気式支持体97が設けられている。これらの支
持体97はガイドレールの長手方向に延びた垂直
側面99に対向した一般的に長方向のパツド98
を備えている。パツド98は装着ブラケツト10
1によつてキヤリジの下面へ固定され、そしてこ
こに示す実施例ではキヤリジの両端に支持体97
が設けられている。
プラテン47は調整可能なストツパ103及び
液圧シリンダ104によつてキヤリジ43の長手
方向に位置設定される。又、プラテン47は調整
可能なストツパ106及び液圧シリンダ107に
よつて横方向に位置設定される。ストツパはキヤ
リジに装着され、そしてプラテンがキヤリジの所
望位置にある時にプラテンの端壁及び側壁に係合
する様に配置される。シリンダもキヤリジに装着
され、ストツパに対してプラテンを圧着するため
ストツパと反対側に配置される。
キヤリジに対して垂直方向にプラテンの位置を
調整する手段も設けられている。この手段はプラ
テンのコーナーに向つてキヤリジに装着された液
圧作動シリンダ109を備えている。各シリンダ
は出力シヤフト111を有し、これはプラテンの
下部にネジ込まれる。作動装置の本体はキヤリジ
に固定されたブラケツト112,113に装着さ
れる。これらの装着ブラケツトはキヤリジの穴1
14,116を通じて延び、ブラケツト112は
プラテンの1端でプラテン上に配置された水平フ
ランジ117を備えている。これらのフランジは
調整可能なストツパ118,119を支持し、然
してこれらストツパはプラテンの上面に係合して
プラテンを垂直方向に位置定めする。プラテンの
他端では、同様に調整可能なストツパ121,1
22が、キヤリジに固定された装着ブラケツト1
23に取り付けられる。これらストツパ121,
122は対で配置され、ストツパ119,122
はストツパ118,121の内側に配置される。
内側のストツパ119,122は取り外し可能な
バー124,126に支持され、これらバーはネ
ジや位置設定ドエルピン(図示せず)の如き適当
な手段によつてフランジ117及びブラケツト1
23の内端に取り外し可能に装着される。好まし
い実施例では、ストツパ118−119,121
−122は、出力媒体の上面を平らなフイールド
レンズの焦点面に配置する様にプラテンを正確に
整列させることのできるマイクロメータを構成す
る。対にされたストツパは例えば0.007インチ
(0178mm)フイルム及び0.250インチ(6.35mm)ガ
ラスといつた色々な厚みの媒体に対して調整でき
る様にする。取り外し可能な内側ストツパは色々
な長さの媒体を受け容れることができる様にす
る。
プラテン47は一般的に中空の構造体であり、
上壁131、下壁132、端壁133及び側壁1
34を有している。第3図に拡大して示された様
にピンホール136が上壁を貫通して延びてお
り、出力媒体はこれらピンホールを通して真空が
作られることによつてプラテンの上面に対して平
らに保持される。
出力媒体をプラテンに正確に配置しそして温度
変化が生じてもこの位置を保持する手段が設けら
れている。この手段はインバー(Invar)バー1
38によつて支持された揃えピン137を含み、
バー138は走査装置の中心線にあるピン139
によつてプラテンの上壁に取り付けられる。上記
バーはプラテンの上壁の下面に配置され、そして
揃えピンは該ピン自体よりも若干大きな直径をし
た穴141を通して延びる。バー138は装置の
通常作動温度において熱膨調係数が実質的にゼロ
である。それ故、プラテン自体が熱膨張又は収縮
を受けたとしても揃えピンの位置は走査装置の垂
直中心線に対して正確に固定保持される。同様
に、これらの揃えピンが係合される穴を有した出
力媒体も相対的に固定位置に保持される。
さて第7図を参照すれば、製造さるべきアート
ワークを定めるデータは磁気テープに記憶され
る。好ましい実施例では、データは入力原稿を走
査することによつて作られるが、所望ならば電子
的に作ることもできる。いずれの場合も、データ
は像の所定の空間位置に配置される画素を表わす
様に空間的にコード化される。像の各画素ごとに
別々のビツトを記憶するのではなく、データは圧
縮されそして圧縮フオーマツトで記憶される。第
7図に参照番号151で示されたテープからデー
タはPDP−11の様なコンピユータ152のメモ
リへ読み込まれる。端末装置26がコンピユータ
へ接続されており、そしてコンピユータからのデ
ータは圧縮解除装置153へ付与され、この装置
は圧縮されたデータを、像の各画素に対して1ビ
ツトづつの直列フオーマツトに変換する。
圧縮解除されたデータは、像データに加えて、
状態制御及び同期情報を含む16ビツトの前置き部
を各走査線の始めに備えている。本装置は前置き
部比較器154を備え、この比較器は圧縮解除装
置153からデータを受け取り、前置き部をチエ
ツクし、そして像データをバツフア156,15
7へ付与する。又、この比較器は同期信号SYNC
をフレーム基準発生器158へ与える。この発生
器158はバツフア選択信号SEL BUF及び
BUFをこれらバツフア156,157へ送り、
その1方へデータを読み込み然してその他方から
データを読み出す様にこれらバツフアを制御す
る。データバツフアの出力はマルチプレクサ15
9の入力に接続され、いずれのバツフアからデー
タを読み出すかを決定するためマルチプレクサの
選択入力SELECTにSEL BUF信号が印加され
る。マルチプレクサ159の出力は変調器52の
入力へ印加され、像データに基いて書き込みビー
ムが変調される。
圧縮解除装置から前置き部比較器及びデータバ
ツフアへのデータの付与は、4.5MHzの如き適当
な周波数で作動する自走マスタークロツク161
によつて制御される。データは出力媒体上での書
き込みビームの位置に相当する基準クロツク信号
の制御の下でデータバツフアからクロツク出力さ
れて変調器へと与えられる。この基準クロツク信
号は基準クロツク発生器162によつて発生さ
れ、この発生器162は光電子増倍管88から基
準信号を受け取る。この基準信号は基準マスクを
通過する基準ビームからの光線によつて発生され
そして光電子増倍管によつて検出される。基準ビ
ーム及び書き込みビームは共通の経路に沿つて向
けられそしてスキヤナによつて一緒に偏向される
ので、基準信号は書き込みビームと厳密に位置が
同期される。基準信号の各パルスは出力媒体上で
の所定の距離(例えば、0.003インチ)に相当す
る。基準クロツク発生器は書き込みビームの
0.001インチ(0.025mm)の移動ごとに基準クロツ
クパルスを与える様に基準信号の割合を増加す
る。
第8図に示された様に、基準マスク86はその
長さに沿つて複数個の不透明領域166と透過領
域167とが交互に配置されたレチクル164を
備えている。不透明領域は透過領域を形成する透
明媒体上に離間された不透明バーより成る。レン
ズ79及びダイクロイツクビームスプリツタ81
は色収差を有すると分つており、これは走査線の
両端程基準ビームを書き込みビームよりも若干遠
くに偏向せしめる。エラーの大きさは走査線の両
端において0.001インチ(0.025mm)程度である。
このエラーを補償するため、透明領域はレチクル
上に非リニアな形態で配置されている。これらの
領域は配列体全体に亘つて均一な巾であるが、こ
れら領域間の間隔は配列体の両端程広くなる。換
信すれば、第8図に若干誇張されて示された様
に、不透明バーがレチクルの中央よりもその側部
程広くなつている。レンズ及びビームスプリツタ
に色収差があるにも拘らず、この修正により、基
準クロツク信号と書き込みビームの位置との間に
正確な関係が確保される。
電気回路及び光学要素における伝送遅延も出力
媒体上での像形成に位置エラーを生じ勝ちである
ことが分つている。このエラーは、所与のデータ
ビツトを造影すべき位置に書き込みビームがある
時に基準クロツク信号が発生されるために生じ
る。基準クロツク信号がデータバツフア及びマル
チプレクサに達する時までに、データは変調器に
達しそして変調されたビームは出力媒体に達し、
このビームはそのクロツクパルスが発生された時
にそれがあつた位置から移動してしまう。このエ
ラーの影響は走査線に亘るビームの速度を非リニ
アにすることによつて補償される。以下で詳細に
述べる様に、ビーム速度は各走査線の中央程増加
しそしてその両端程に減少する。従つて、比較的
一定の伝送遅延により、走査線の両端よりもその
中央程像の位置エラーが大きくされる。このエラ
ーは、データビツトを造影すべき位置にビームが
達する時より前に基準クロツクパルスが生じる様
に基準クロツクパルスを発生することによつて回
避される。出力媒体は最小ビーム速度におけるエ
ラーを補償する様にシフトされ、そして既に発生
されたクロツクパルスは速度の変化を補償する様
に進み方向に位相シフトされる。この位相シフト
を行なう手段が基準クロツク発生器に含まれてい
る。
第9図に示された様に、基準クロツク発生器
は、位相検出器171、電圧制御式発振器17
2、Nで分割するカウンタ173、及び遅延回路
網174より成る位相固定ループ(Phase
locked loop)を備えている。光電子増倍管88
からの基準信号は位相比較器の1方の入力に印加
され、位相比較器の出力は電圧制御式発振器の入
力に接続されている。この発振器の出力はカウン
タ173の入力へ接続され、そしてこのカウンタ
の出力は遅延回路の入力へ接続される。遅延回路
の出力は位相比較器の第2入力へ接続される。基
準クロツク信号は電圧制御式発振器の出力に現わ
れる。カウンタ173の容量は回路で与えるべき
倍率に基いて選択され、基準クロツクの割合は光
電子増倍管からの入力信号の割合のN倍である。
進み方向の位相シフトの程度はループにおける遅
延の程度によつて決定され、そしてここに示す1
実施例においては0.5乃至0.7MS程度の遅延によ
り4.5MHzの周波数において14ラジアン程度の位
相シフトが与えられる。この位相シフトにより、
基準クロツク信号はこれが実際上生じるよりも前
に現われ、従つて装置に電気及び光学的な遅延が
あつても各データビツトは適正な位置に造影され
る。
ビームの水平方向速度に変動があつても走査線
に亘つて出力媒体の露光を均一に保持する様に書
き込みビームの強さを調整する手段も設けられて
いる。走査ミラー73が比較的一定の角速度で回
転する状態では、書き込みビームの水平方向速度
が走査線の両端程減速する傾向となる。それによ
り生じる露光の増加を補償するため、走査線の両
端程ビームの強さを減少する手段が設けられてい
る。この手段は強度修正回路176を備え、この
回路はビームの水平方向速度に比例した信号が生
じる位置で基準クロツク発生器の位相固定ループ
169に接続される。この比例信号は位相比較器
171の出力に生じ、第9図に波形177で示さ
れている。強度修正回路は入力キヤパシタ178
及び増巾器179を備えている。この増巾器の出
力信号は走査線の両端程減少する電圧であり、こ
の電圧は走査線全体に亘り露光を均一に保持する
様に書き込みビームの強さを変えるため変調器5
2へ印加される。
再び第7図を参照すれば、フレーム基準発生器
158はスキヤナ同期信号SCANNER SYNCを
発生し、これはスキヤナモータ77を同期するの
に用いられる。スキヤナモータは位相固定ループ
182において位相比較器183、電圧制御式発
振器184、増巾器185及びエンコーダ186
に接続される。SCANNER SYNC信号は位相比
較器の1方の入力に印加され、そしてこの位相比
較器の出力は電圧制御式発振器の入力へ接続され
る。この発振器の出力はスキヤナモータに駆動信
号を与える増巾器185の入力へ接続される。エ
ンコーダ186はシヤフト位置エンコーダであ
り、これはミラー73が新たな走査を開始する位
置にある時にインデツクス信号INDEXを与え
る。このINDEX信号は位相比較器の第2入力へ
印加される。
スキヤナ同期信号SCANNER SYNCは位相固
定ループ187の入力にも印加され、この位相固
定ループはSCANNER SYNCパルスの割合の適
当な倍率(例えば10倍)の信号を与え、そしてこ
の回路の出力はプリセツト式カウンタ188のク
ロツク入力に接続される。このカウンタの出力は
スキヤナ同期信号SCANNER SYNCと同期され
たキヤリジクロツク信号CARRIAGE CLOCKで
あり、これはキヤリジの移動を制御するのに用い
られる。キヤリジの速度はこのキヤリジクロツク
信号CARRIAGE CLOCKの周波数に比例する。
前記した様に、本装置は種々様々な出力媒体に
用いることができ、出力媒体を別のものに変える
と所与の像を形成するのに一般的に異なつた露光
時間が必要とされる。例えば、ハロゲン化銀フイ
ルムは像を形成するのに2分の露光しか必要でな
いが、ジアゾフイルムは同じ像を形成するのに80
分もの露光を必要とする。所望の露光レンジを与
えるため、キヤリジの速度は可変であり且つ走査
線が繰り返される。キヤリジの速度はカウンタ1
88のプリセツト入力に印加される遅速信号
SLOWNESSによつて制御される。この信号はキ
ヤリジクロツク信号CARRIAGE CLOCKを遅速
係数Nだけ減少せしめそして各走査がN回繰り返
される。従つて遅速係数1の場合にはキヤリジが
その最大速度で移動しそして各線は1回だけ走査
される。遅速係数が10の場合にはキヤリジの速度
が最大速度1/10に減少され、各線が同じデータで
10回走査される様に走査が繰り返される。
キヤリジモータ44は、アツプ/ダウンカウン
タ189、デジタル−アナログコンバータ19
0、増巾器191、及びエンコーダ192より成
るループによつてキヤリジクロツク信号
CARRIAGE CLOCKと同期して駆動される。キ
ヤリジクロツク信号はカウンタのアツプカウント
入力へ印加され、そしてこのカウンタの出力はデ
ジタル−アナログコンバータの入力へ接続され
る。アナログ出力信号はキヤリジモータの駆動信
号を与えるために増巾される。エンコーダ192
はキヤリジの位置に相当する信号を与えるためリ
ニアスケールを有するレチクルを備えている。こ
の信号はカウンタ189のダウンカウント入力へ
印加される。
第10図を参照すれば、データの付与を、像形
成の始めのキヤリジ及びスキヤナの位置と同期す
る手段も設けられている。キヤリジ位置エンコー
ダ192からの信号はプリセツト式カウンタ19
3の入力へ印加され、像形成を開始すべき位置に
相当するカウントが親指操作ホイールスイツチ1
94によつてこのカウンタのプリセツト入力に印
加される。カウンタ193の出力はフリツプ−フ
ロツプ195の入力に接続されそしてこのフリツ
プ−フロツプの出力は第2フリツプ−フロツプ1
96の1方の入力へ接続される。スキヤナ位置エ
ンコーダ186からのINDEX信号はフリツプ−
フロツプ196の第2入力に印加される。作動
中、カウンタ193は、スイツチ194でセツト
された位置にキヤリジが達するまでキヤリジ位置
エンコーダからのパルスをカウントする。このカ
ウントに達すると、フリツプ−フロツプ195,
196がセツトされ、スキヤナ位置エンコーダ1
86からの次のインデツクス(INDEX)信号が
フリツプ−フロツプ196をしてGO信号を比較
器152へ付与せしめ、データの付与を開始せし
める。
本装置は、出力像の質を低下することのあるそ
の他の多数の潜在的は歪をも補償する。これらの
歪はキヤリジの連続的な移動による走査線の傾斜
や、可能媒体に走査線を繰返した時の像のぼけ
や、キヤリジの不規則な移動による走査線の不適
当な垂直方向位置設定や、スキヤナ72によつて
与えられる走査線の若干の曲がり等を含む。
第11図は、走査プロセス中にキヤリジが連続
的に駆動された時に生じる走査線の傾斜を示して
いる。キヤリジは矢印197で示された様に上方
に駆動されそして走査はこの図面で見て左から右
へと進むものと仮定する。キヤリジが静止してい
る場合は、点線198で示された様に走査線はキ
ヤリジの移動に対して垂直な方向に出力媒体に亘
つて直線状に延びる。然し乍ら、走査プロセス中
にキヤリジが移動される時は、線199で示され
た様に走査線が傾斜される。傾斜の程度はキヤリ
ジとスキヤナとの相対速度の関数であり、線の間
隔が0.001インチ(0.025mm)の場合、走査線の右
側に向つて配置される点は、それが配置さるべき
ところよりも約0.001インチ(0.025mm)だけ下と
なる。
第12図は、スキヤナ72によつて走査線へ導
入される若干の曲りを示している。第12図にお
いて、所望の直線トレースが点線201で示され
ており、そしてスキヤナによつて生じた若干曲つ
たトレースが線202で誇張されて示されてい
る。実際のトレースは走査線の両端及び中央では
所望路にあるが、中央と各端との間では曲つた経
路に沿つてずらされている。走査線の長さが17.8
インチ(45.2cm)の場合は、最大のずれが0.004
インチ(0.1mm)乃至0.006インチ(0.15mm)程度
である。
これら4つの歪を補償する手段が第13図に示
されている。この手段はプリセツト式のダウンカ
ウンタ206を備え、このクロツク入力にはスキ
ヤナINDEX信号が印加されそしてそのプリセツ
ト入力はSLOWNESS信号が印加される。従つ
て、このカウンタはNで分割するカウンタとして
働き、スキヤナINDEX信号を遅速係数で分割す
る。カウンタ206のオーバーフロー出力は第2
のプリセツト式ダウンカウンタ207のロード入
力へ接続される。キヤリジ位置信号はこのカウン
タ207のクロツク入力へ印加され、そしてこの
カウンタの重み付けされた出力は加算器208の
1方の入力へ接続される。走査線間の所望の間隔
に相当する一定のSCAN SPACING信号は加算
器の第2入力に印加され、そして加算器の出力は
カウンタ207のプリセツト入力へ接続される。
通常のキヤリジ移動(SLOWNESS=1)の場合
は加算器208のカウントが各走査線の開始にカ
ウンタ207へロードされる。キヤリジが移動す
るにつれて、キヤリジ位置エンコーダにより発生
されるパルスはその走査線の終りに達するまでカ
ウンタ207及び加算器208のカウントを減少
する。次の走査線の始めに、加算器に残つている
カウントがカウンタ207へ送られ、従つて1つ
の走査線間隔に相当する量だけカウンタの出力を
高める。従つて、各々の走査が進むにつれて、カ
ウンタ207の出力における信号のレベルが減少
し、そしてこの信号から導出された制御信号が圧
電ミラー69へ印加されて、傾斜を補償する様に
書き込みビームを偏向する。
キヤリジがその正しい位置にない場合には、キ
ヤリジ位置パルスがそれに応じて変位され、そし
て走査線はキヤリジ位置エラーを補償するに相当
する量だけシフトされる。
キヤリジが遅い速度(例えばSLOWNESS=
10)で移動する時は、加算器208からのカウン
トが各走査線の始めにカウンタ207へ転送され
ない。この転送はSLOWNESS信号によつて決定
された割合で生じ、例えばSLOWNESS(遅速)
係数10の場合は10本の走査線ごとに生じる。カウ
ンタ208の出力は減少し続け、像形成ビーム
を、出力媒体の同じトラツク即ち線に沿つて10本
の次々の走査線に対して走査せしめる。従つて、
傾斜及びキヤリジ位置エラーに対して修正がなさ
れると同時に遅速によるぼけ歪も除去される。
スキヤナ72によつて走査線に導入される曲が
りを補償するため、走査の各点において必要とさ
れる補償の程度が決定され、そして必要な修正電
圧を定めるデータがリードオンリメモリ
(ROM)211に記憶される。このROMに対す
るアドレス信号は基準クロツク信号によつてクロ
ツクされるアドレスカウンタ212に与えられ
る。従つて、線に沿つて走査が進むについて修正
信号データがROMから読み出されそしてこれを
用いて圧電ミラー69の修正信号が与えられる。
カウンタ207及びROM211の出力は別の
加算器216の入力へ接続され、この加算器は追
従及び屈曲走査修正信号を合成して1つの信号を
作り、この信号はデジタル−アナログコンバータ
217によつてアナログ信号に変換される。この
アナログ信号はミラー駆動装置218を経て圧電
ミラーへ印加される。従つて、ミラーは、ビーム
を垂直方向(即ち、キヤリジの移動方向)に変位
してキヤリジの移動軸に垂直な直線状の均一離間
されたぼけのない走査線を維持する様にビームを
偏向する様傾斜される。
本発明の装置の操作及び使用並びに本発明の方
法は次の様に要約できる。アートワークの像が形
成さるべき出力媒体はプラテン47に配置し、そ
して第1図に示した様にキヤリジをそのスタート
位置に戻す。次いでキヤリジ駆動モータ44を付
勢し、そして像形成を開始すべき位置にキヤリジ
が来た時に、テープ及びコンピユータからのデー
タの付与を開始する。レーザ51からの書き込み
ビームをテープからのデータに基いて変調し、そ
してこのビームを出力媒体に亘つて走査して所望
の像を形成する。書き込みビームと同時にレーザ
62からの基準ビームを偏向しそして基準マスク
86へと向け、変調器へのデータ付与を制御する
基準クロツク信号を作る。前記した様に、印刷回
路アートワークとして充分な精度を持つた像の形
成を妨げることのある色収差やその他の歪に対し
て補償を行なう。
電子制御及びデータ出力シーケンスが第14図
のタイミング図に示されている。この図面におい
ては圧縮解除されたデータが波形221で示され
ている。データの各走査線の始めに前置きワード
に沖答してSCANNER SYNCパルス(波形22
2)が発生される。装置が適正に同期された時に
は、スキヤナINDEXパルス(波形223)が
SCANNER SYNCパルスと一致し、そしてSEL
BUF信号(波形224)がこれら2つのパルス
と同期される。SEL BUF信号はいずれのバツフ
アにデータを読み込むか及びいずれのバツフアか
らデータを読み出すかを決定し、そして基準クロ
ツク信号(波形226)は選択されたバツフアか
ら変調器へのデータの付与を制御する。
CARRIAGE CLOCK信号(波形227)は
SCANNER SYNC信号と同期されそしてその倍
数である。例えば各SCANNER SYNCパルスに
対しCARRIAGE CLOCKパルスは10個ある。基
準クロツクパルスに応答して変調器へ付与される
像データが波形228で表わされている。
本発明は多数の重要な特徴及び効果を与える。
ベーステーブル及びその他の支持構造体はどつし
りとした構造体であるから光学部品は非常に安定
であり且つ振動もない。種々様々な出力媒体を容
易に受け容れることができ、本装置によつて作ら
れたアートワークは像領域全体に亘つて均一且つ
高品質である。本装置は像領域のいかなる点にお
いても且ついかなるパターン密度ででも0.002イ
ンチ(0.050mm)という線巾及び間隔を作ること
ができる。出力像領域における形状及び間隔は入
力データで定められた寸法の0.001インチ(0.025
mm)以内である。走査方向に平行又は垂直な線に
対しては、エツジの不規則性ないしは解像度が±
0.0005インチ(0.013mm)未満である。これは線
上の最も内側の点と最も外側の点との間の横方向
変位を測定することによつて決定されたものであ
る。
以上の説明より、印刷回路基板のアートワーク
を作る新規で且つ改良された装置及び方法が提供
されたことが明らかであろう。好ましい実施例に
ついてのみ説明したが、本発明の範囲から逸脱せ
ずに或る種の変型が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図は印刷回路のアートワークを製造するた
めの本発明による装置の1実施例を示した部分破
断概略斜視図、第2図は第1図の2−2線に沿つ
た部分正面図、第3図は第2図の3−3線に沿つ
た部分平面図、第4図は第2図の4−4線に沿つ
た部分側面図、第5図は第3図の5−5線に沿つ
た部分断面図、第6図は第3図の6−6線に沿つ
た部分断面図、第7図は第1図の装置の機能ブロ
ツク図、第8図は第1図の装置の基準マスクのレ
チクルを示した概略平面図、第9図は第7図の装
置の基準クロツク発生器及び像修正回路を示した
ブロツク図、第10図は第1図の装置のキヤリジ
及びスキヤナ同期回路を示したブロツク図、第1
1図及び第12図は第1図の装置で修正される或
る種の像歪を示した図、第13図は第11図及び
第12図に示された形式の非直線性を補償する回
路のブロツク図、そして第14図は第7図の装置
のタイミング図である。 21……キヤビネツト、22……キヤビネツト
の第1区分、24……キヤビネツトの第2区分、
26……キーボード端末装置、29……テーブ
ル、31……スラブ、32……ペデスタル、34
……ベーステーブル、36,37……小テーブ
ル、41……キヤリジ組立体、42……ガイドレ
ール、43……キヤリジ、44……モータ、47
……プラテン、51……レーザ、52……音響−
光学変調器、54……ミラー、56……紫外線減
衰器/フイルタ、57,58……ミラー、59…
…ダイクロイツクビーム合成器、61……共通ビ
ーム路、62……レーザ、63……レンズ、64
……ビーム伸張器、66……ミラー、69……圧
電ミラー、72……スキヤナ、81……ビームス
プリツタ、82……ミラー、86……基準マス
ク、88……光電子増倍管、103,106……
ストツパ、104,107……液圧シリンダ、1
18,119,121,122……ストツパ、1
37……揃えピン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 印刷回路基板の製造に使用する装置におい
    て、 この回路基板上に形成されるアートワークを表
    すデータソースと、 可干渉性放射ビームを与えるレーザー手段と、 前記データによりそのビームを変調する手段
    と、 前記ビームの走査する位置において出力媒体を
    保持する手段と、 前記変調されたビームによつて出力媒体の走査
    を実行し、出力ビームに基づいてアートワークの
    像を形成する手段と、 前記ビームの位置を感知し、前記出力媒体に基
    づくビーム位置に相当する基準信号を与える手段
    と、 前記基準信号に応答して、前記ビームの変調を
    前記出力媒体上のビーム位置に同期させる手段
    と、 前記基準信号の位相を時間の進む方向に移行
    し、前記基準信号の発生と前記出力媒体上の変調
    されたビームの到着との間の遅れを補償する手段
    と、 を有することを特徴とする装置。 2 出力媒体上に像を生ずる装置において、 前記像を形成するデータソースと、 可干渉性の放射書き込みビームを与える手段
    と、 与えられるデータ信号により前記書き込みビー
    ムを変調する手段と、 基準ビームを与える手段と、 交互に配置された透明領域及び不透明領域を有
    する基準マスクと、 前記出力媒体を横切る前記書き込みビーム、及
    び前記基準マスクを横切る前記基準ビームを同時
    に走査する手段と、 前記基準マスクによつて伝送される基準ビーム
    エネルギーに応答して、前記出力媒体上に書き込
    みビームの位置に相当する基準信号を与える手段
    と、 前記データソースから前記変調手段にデータの
    付与を制御する前記基準信号に応答して、前記書
    き込みビームの変調と前記出力媒体内で前記ビー
    ム位置との間で同期を与える手段と、 そして、前記基準信号の位相を時間の進む方向
    に移行してこの装置内の信号伝送遅れを補償し、
    その結果前記書き込みビームが前記基準信号で指
    示される位置にちようどあるときデータが付与さ
    れる手段と、 を有することを特徴とする装置。
JP6876980A 1979-05-24 1980-05-23 Equipment for making art work used for printed circuit board Granted JPS55166643A (en)

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