(57)【要約】【課題】  多数のレーザダイオードを光源とする描画装置において出力エネルギを測定する等の具体的手段を提供すること。【解決手段】  シリンダ２１により動作位置と待機位置に位置決め自在のミラー２０を、レーザダイオードＬＤｉから出射されたレーザビーム２の光軸上に配置する。レーザビーム２のエネルギ強度を測定する場合は、ミラー２０を動作位置に配置し、レーザビーム２を凹レンズ２６、フィルタ２７および凸レンズ２８とから構成される光学系２５を介してフォトセンサ３０に入射させる。そして、レーザビーム２のエネルギ強度が小さい場合は、フォトセンサ３０の出力を監視しながらレーザダイオードＬＤｉに供給する電流を大きくする。そして、レーザダイオードＬＤｉに供給する電流が許容電流以上の場合は当該レーザダイオードＬＤｉを寿命と判定する。【選択図】図２
2006337551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被描面体を副走査方向へ移動させながら格子状に配列された複数のレーザダイオードを個別にオンオフし、前記レーザダイオードから出射されたレーザビームを主走査方向へ偏向させて前記被描面体へ照射することにより前記被描面体上に所望のパターンを描画するレーザ直描装置において、
前記レーザビームの光路中に交差自在に保持され、前記レーザビームを反射する反射鏡と、
前記反射鏡によって反射された各前記レーザビームの光軸を測定手段の測定位置に偏向させる偏向手段と、
入射する前記レーザビームのエネルギ強度を測定する測定手段と、
を備え、
前記各レーザビームのエネルギ強度を前記レーザダイオード毎に測定することを特徴とするレーザ直描装置。
【請求項２】
前記レーザダイオードに供給する電流値を制御し、前記各レーザビームのエネルギ強度を調整する電流制御手段を前記レーザダイオード毎に備えていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ直描装置。
【請求項３】
前記各レーザダイオードに供給する電流値を記憶する記憶手段と、
測定されたレーザビームのエネルギ強度が予め定める値よりも小さい場合に、そのレーザビームを出力した前記レーザダイオードに供給した前記記憶手段に記憶された電流値と入力電流の許容値とを比較し、前記供給した電流値が前記許容値以上の場合は、前記レーザダイオードが寿命に達したと判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ直描装置。
【請求項４】
請求項１記載のレーザ描画装置を使用して描画する描画方法において、
前記レーザダイオードに供給する電流値を制御し、前記各レーザビームのエネルギ強度を調整し、前記各レーザダイオードから出力される前記レーザビームの出力エネルギを揃えることを特徴とするレーザ直描装置の描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被描面体を副走査方向へ移動させながら複数のレーザダイオードから出力されたレーザビームを主走査方向へ偏向させて前記被描面体へ照射することにより前記被描面体上に所望のパターンを描画するレーザ直描装置（ＬＤＩ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｍａｚｉｎｇ）およびその描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者等は、特願２００４−１８９０１７号により、水銀灯等を光源とする従来の描画装置に代えて、多数のレーザダイオードを光源とする描画装置を提案した。この描画装置によれば、応答に優れしかも消費電力を小さくすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記出願では、例えば、前記レーザビームの出力エネルギを測定する具体的手段が記載されていない。
【０００４】
本発明の目的は、多数のレーザダイオードを光源とする描画装置において出力エネルギを測定する等の具体的手段を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するため、本発明の第１の手段は、被描面体を副走査方向へ移動させながら格子状に配列された複数のレーザダイオードを個別にオンオフし、前記レーザダイオードから出射されたレーザビームを主走査方向へ偏向させて前記被描面体へ照射することにより前記被描面体上に所望のパターンを描画するレーザ直描装置において、前記レーザビームの光路中に交差自在に保持され、前記レーザビームを反射する反射鏡と、前記反射鏡によって反射された各前記レーザビームの光軸を測定手段の測定位置に偏向させる偏向手段と、入射する前記レーザビームのエネルギ強度を測定する測定手段と、を設け、前記各レーザビームのエネルギ強度を前記レーザダイオード毎に測定できるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この場合、前記レーザダイオードに供給する電流値を制御する電流制御手段を前記レーザダイオード毎に設け、前記各レーザビームのエネルギ強度を調整可能とすることができる。
【０００７】
また、前記各レーザダイオードに供給する電流値を記憶する記憶手段と、測定されたレーザビームのエネルギ強度が予め定める値よりも小さい場合に、そのレーザビームを出力した前記レーザダイオードに供給した電流値と入力電流の許容値とを比較し、前記供給した電流値が前記許容値以上の場合は、前記レーザダイオードが寿命に達したと判定する判定手段を設けることができる。
【０００８】
また、本発明の第２の手段は、第１の手段であるレーザ直描装置の描画方法として、前記レーザダイオード毎に設けた前記電流制御手段を用いて出力される前記レーザビームの出力エネルギを揃えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
レーザビームの出力エネルギが均一なので、品質に優れる描画を行うことができる。また、レーザダイオードの寿命を容易に判定することができるので、作業能率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明に係るレーザ直描装置の要部構成図、図２は本発明に係るレーザ直描装置の一部を模式的に示す平面図、図３は本発明に係るレーザダイオードの接続図である。
【００１１】
光源部１の内部には、アレイ状（格子状）に配列された複数個のレーザダイオードと、コリメートレンズと、プリズムとが配置されている。コリメートレンズとプリズムは各レーザダイオード毎に設けられている。そして、各レーザダイオードから出射されたレーザビーム２は、図示を省略するコリメートレンズにより平行光に変換され、図示を省略するプリズムにより上下方向に光軸の間隔を狭められて、光源部１から出力される。
【００１２】
光源部１から出力されたレーザビーム２は、ミラー３ａ、３ｂに反射されて結像レンズ４に入射する。結像レンズ４は各レーザビーム２の光軸を偏向してポリゴンミラー５の反射面に縮小投影させる。結像レンズ４により光軸を偏向されたレーザビーム２はミラー３ｃおよびポリゴンミラー５で反射されてｆθレンズ６に入射する。ｆθレンズ６を透過したレーザビーム２は折り返しミラー７により光軸を図の下方に偏向され、シリンドリカルレンズ８を透過して、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）またはフォトレジスト等の感光性フィルムである被描画体９に入射し、被描画体９を感光させる。ポリゴンミラー５が回転することにより、レーザビーム２は被描画体９上を主方向（図中のＸ方向）に走査される。
【００１３】
一方、被描画体９を搭載したテーブル１０はリニアモータ１１により、リニアガイド１２を案内として副走査方向（図中のＹ方向）へ等速移動される。
【００１４】
そして、各レーザダイオードをオンオフすることにより、所望のパターンを被描画体９上に描画することができる。
【００１５】
ミラー２０は、支持プレート２１に保持されたシリンダ２２により図の上下方向に移動自在であり、移動の下端（以下、「動作位置」という。）においてミラー３ｃとポリゴンミラー５間の各レーザビーム２の光軸と交差し、移動の上端（以下、「待機位置」という。）においては、いずれのレーザビーム２の光軸とも交差しない。支持プレート２１は図示を省略する支持部材によりテーブル１０と対向する位置に位置決めされている。
【００１６】
図２に示すように、ミラー２０が動作位置に位置決めされた場合のレーザビーム２の光軸上には、凹レンズ２６、フィルタ２７および凸レンズ２８とから構成される光学系２５とフォトセンサ３０とが配置されている。
【００１７】
凹レンズ２６は収束する各レーザビーム２の光軸を互いに平行な光軸に変換し、凸レンズ２８は、互いに平行な各レーザビーム２の光軸をフォトセンサ３０上に収束させる。フィルタ２７は、各レーザビーム２の強度を予め定める割合で減衰させる。
【００１８】
シリンダ２２は制御装置４０により移動を制御される。また、フォトセンサ３０は制御装置４０に接続されている。
【００１９】
図３に示すように、制御装置４０は、レーザダイオードＬＤｉ（ｉ＝１〜ｎ）に電流を供給すると共に、スイッチＳＷｉをオンオフ制御する。また、可変抵抗Ｒｉの抵抗値を制御する。制御装置４０の記憶部４０ａは、レーザダイオードＬＤｉに供給する電流値を記憶する。また、制御装置４０の判断部４０ｂは、フォトセンサ３０によって測定されたレーザビーム２のエネルギ強度が予め定める値よりも小さい場合は、そのレーザビーム２を出力したレーザダイオードＬＤｉに供給した電流値と入力電流の許容値とを比較し、供給した電流値が許容値以上の場合は、レーザダイオードＬＤｉが寿命に達したと判定する。
【００２０】
次に、本発明の動作を説明する。
【００２１】
図４は、レーザビームのエネルギ強度に対応するレーザダイオードＬＤｉの出力と入力電流との関係を示す図である。同図に示すように、レーザダイオードＬＤｉ（図では、ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３）の特性は個々に異なる。したがって、出力を同じにするためには、入力電流を個々に調整する必要がある。
【００２２】
加工に先立ち、レーザダイオードＬＤｉの出力を確認する。
【００２３】
すなわち、ミラー２０を動作位置に位置決めし、まず、レーザダイオードＬＤ１の出力を確認し、出力が所望の値よりも小さい場合には、レーザダイオードＬＤ１に供給した電流値と入力電流の許容値とを比較し、供給した電流値が許容値以上の場合は、レーザダイオードＬＤ１が寿命に達したと判定し、図示を省略する表示手段にアラームを表示する。また、供給した電流値が許容値以下の場合は、可変抵抗Ｒ１の抵抗値を小さくして再度レーザダイオードＬＤ１の出力を確認する。以下、この動作をレーザダイオードＬＤ１の出力が所望の出力になるまで繰り返す。以下、総てのレーザダイオードＬＤｉについて上記の動作を繰り返す。
【００２４】
この実施形態では、加工に先立ち、レーザダイオードＬＤｉの出力を確認するので、照度ムラに起因するラインの太りや細りが発生せず、品質に優れる描画結果を得ることができる。
【００２５】
また、レーザダイオードＬＤｉは、使用時間が経過するにつれて次第に出力が低下し、最終的には許容電流を入力しても定格出力に達しなくなるが、このようなＬＤの寿命を迅速に知ることができる。
【００２６】
また、レーザダイオードＬＤｉをオンした状態で例えばテーブル１０上の被描画体９を交換あるいは描画結果を確認したい場合には、ミラー２０を動作位置に配置すると、レーザビーム２がテーブル１０上に照射されることがないので、作業を安全に行うことができる。
【００２７】
図５は、本発明の変形例を示すレーザ直描装置の一部を模式的に示す平面図である。
【００２８】
この変形例では、ミラー２０と構造が同じミラー２０ａをさらに追加したものである。ミラー２０の動作は上記の場合と同じであるが、ミラー２０ａが動作位置に配置された場合のレーザビーム２の光軸上には吸収装置４５が配置されている。
【００２９】
この変形例の場合、レーザダイオードＬＤｉをオンした状態で例えばテーブル１０上の被描画体９を交換あるいは描画結果を確認する場合、ミラー２０ａを動作位置に配置すると、レーザビーム２は吸収装置４５に入射させて熱に変えられるので、フォトセンサ３０の損傷を小さくすることができる。
【００３０】
なお、上記の実施形態ではミラー２０、２０ａを上下方向に移動させるようにしたが、例えば、モーター等により回転軸の周りに回転させて位置決めするようにしてもよい。
【００３１】
また、可変抵抗器Ｒｉに代えて、半導体で制御するようにしてもよい。
【００３２】
また、レーザダイオードＬＤｉの出力チェックを描画開始前に行うようにしたが、予め定める時間毎に行うようにしてもよい。  
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は本発明に係るレーザ直描装置の要部構成図である。
【図２】本発明に係るレーザ直描装置の一部を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明に係るレーザダイオードの接続図である。
【図４】レーザダイオードの出力と入力電流との関係を示す図である。
【図５】本発明の変形例を示すレーザ直描装置の一部を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２  レーザビーム
２０  ミラー
２１  シリンダ
２５  光学系
２６  凹レンズ
２７  フィルタ
２８  凸レンズ
３０  フォトセンサ
ＬＤｉ  レーザダイオード
【図１】
2006337551.tif 000003
【図２】
2006337551.tif 000004
【図３】
2006337551.tif 000005
【図４】
2006337551.tif 000006
【図５】
2006337551.tif 000007