(57)【要約】    【課題】  効率的に露光パターンの形成をしようとする露光パターン形成方法及び露光装置を提供する。    【解決手段】  露光光学系３により光ビームをフレキシブルプリント基板１６に対して相対的に走査し、該フレキシブルプリント基板１６上に所定のパターンを直接露光する露光装置であって、前記パターンが予め形成された基準基板１９と該基準基板１９の横に並べて配置されたフレキシブルプリント基板１６とを互いに連動して搬送する搬送手段４と、前記基準基板１９に対向して配設され、該基準基板１９上のパターンを撮像する撮像手段５と、前記撮像手段５で撮像された前記パターンの画像データに基づいて前記露光光学系３からの光ビームの照射及び照射停止を制御する制御手段６とを備えたものである。【選択図】      図１
2006178055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光学系により光ビームを被露光体に対して相対的に走査し、該被露光体上に所定のパターンを直接露光する露光パターン形成方法であって、
前記パターンが予め形成された基準基板と前記被露光体とが横に並べて配置され、前記基準基板及び被露光体を互いに連動して搬送手段により搬送し、
前記基準基板に対向して配設された撮像手段により前記基準基板上のパターンを撮像し、
前記撮像手段で撮像された前記パターンの画像データに基づいて制御手段により前記露光光学系からの光ビームの照射及び照射停止の制御をし、
前記パターンを前記被露光体上に露光することを特徴とする露光パターン形成方法。
【請求項２】
前記基準基板は、所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成されており、前記搬送手段によりエンドレス状態に搬送されることを特徴とする請求項１記載の露光パターン形成方法。
【請求項３】
前記被露光体は、所定幅で所定の長さを有するシート状の基板であり、前記搬送手段により連続的に搬送されることを特徴とする請求項１又は２記載の露光パターン形成方法。
【請求項４】
露光光学系により光ビームを被露光体に対して相対的に走査し、該被露光体上に所定のパターンを直接露光する露光装置であって、
前記パターンが予め形成された基準基板と該基準基板の横に並べて配置された被露光体とを互いに連動して搬送する搬送手段と、
前記基準基板に対向して配設され、該基準基板上のパターンを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された前記パターンの画像データに基づいて前記露光光学系からの光ビームの照射及び照射停止を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
前記基準基板は、所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成されおり、前記搬送手段によりエンドレス状態に搬送されることを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記被露光体は、所定幅で所定の長さを有するシート状の基板であり、前記搬送手段により連続的に搬送されることを特徴とする請求項４又は５記載の露光装置。
【請求項７】
前記搬送手段は、前記被露光体を搬送する送り込み及び送り出しローラと、該送り込み及び送り出しローラの回転に同期して回転する一対の回転棒と、前記送り込み及び送り出しローラに回転駆動力を与える搬送手段本体部とを備え、前記一対の回転棒に前記基準基板を掛け回してエンドレス状態に搬送可能にしたことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被露光体上に所定の露光パターンを直接露光する露光パターン形成方法及び露光装置に関し、詳しくは、パターンを予め形成した基準基板と被露光体とを横に並べて搬送し、撮像手段により撮像されたパターンの画像データに基づいて光ビームの照射又は照射停止を制御することによって、被露光体を連続的に搬送しながら露光パターンの形成をしようとする露光パターン形成方法及び露光装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の露光装置は、レーザ光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ及びシリンドリカルレンズを有する露光光学系と、送り込みローラ及び送り出しローラからなる搬送手段とを備え、搬送手段により記録紙シートを搬送しながら露光光学系によりレーザ光を上記記録紙シートの搬送方向と直交する方向に走査し、記憶手段に蓄積された画像データに基づいてレーザ光の照射及び照射停止を制御して１ラインずつ露光するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１０７５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来の露光装置においては、例えば記憶手段に蓄積された画像データを読み出して、該画像データに基づいて上記記録紙シートに画像を露光するものであったので、例えば原画を一旦ＣＡＤデータに変換して記憶手段に蓄積する必要があり、露光に手間がかかっていた。
【０００４】
特に、ＣＡＤデータの情報量が多い場合には、記憶手段として大容量のＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭ又はＲＡＭを備えて、該記憶手段にＣＡＤデータを保存する必要があるが、この場合、高速読み出しが困難であった。したがって、記録紙シートを連続的に送りながらＣＡＤデータを高速に読み出して露光を行う露光装置は、実現が困難であった。このため、一般には、記録紙シートを間歇的に送りながら露光を行うことになり、露光に時間がかかっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被露光体を連続的に搬送しながら露光パターンの形成をしようとする露光パターン形成方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による露光パターン形成方法は、露光光学系により光ビームを被露光体に対して相対的に走査し、該被露光体上に所定のパターンを直接露光する露光パターン形成方法であって、前記パターンが予め形成された基準基板と前記被露光体とが横に並べて配置され、前記基準基板及び被露光体を互いに連動して搬送手段により搬送し、前記基準基板に対向して配設された撮像手段により前記基準基板上のパターンを撮像し、前記撮像手段で撮像された前記パターンの画像データに基づいて制御手段により前記露光光学系からの光ビームの照射及び照射停止の制御をし、前記パターンを前記被露光体上に露光するものである。
【０００７】
このような方法により、搬送手段で基準基板と被露光体とを横に並べて互いに連動して搬送し、撮像手段で基準基板に予め形成されたパターンを撮像し、制御手段で撮像手段により撮像されたパターンの画像データに基づいて露光光学系からの光ビームの照射及び照射停止を制御し、上記パターンを被露光体上に露光する。これにより、被露光体を連続的に搬送しながら露光パターンを形成する。
【０００８】
また、前記基準基板は、所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成されており、前記搬送手段によりエンドレス状態に搬送されるものである。これにより、所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成された基準基板を搬送手段でエンドレス状態に搬送する。
【０００９】
そして、前記被露光体は、所定幅で所定の長さを有するシート状の基板であり、前記搬送手段により連続的に搬送されるものである。これにより、所定幅で所定の長さを有するシート状の被露光体を搬送手段で連続的に搬送する。
【００１０】
また、本発明による露光装置は、露光光学系により光ビームを被露光体に対して相対的に走査し、該被露光体上に所定のパターンを直接露光する露光装置であって、前記パターンが予め形成された基準基板と該基準基板の横に並べて配置された被露光体とを互いに連動して搬送する搬送手段と、前記基準基板に対向して配設され、該基準基板上のパターンを撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された前記パターンの画像データに基づいて前記露光光学系からの光ビームの照射及び照射停止を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１１】
このような構成により、搬送手段で基準基板と被露光体とを横に並べて互いに連動して搬送し、撮像手段で基準基板に予め形成されたパターンを撮像し、制御手段で撮像手段により撮像されたパターンの画像データに基づいて露光光学系からの光ビームの照射及び照射停止を制御し、上記パターンを被露光体上に露光する。
【００１２】
さらに、前記基準基板は、所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成されおり、前記搬送手段によりエンドレス状態に搬送されるものである。これにより、所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成された基準基板を搬送手段でエンドレス状態に搬送する。
【００１３】
さらにまた、前記被露光体は、所定幅で所定の長さを有するシート状の基板であり、前記搬送手段により連続的に搬送されるものである。これにより、所定幅で所定の長さを有するシート状の被露光体を搬送手段で連続的に搬送する。
【００１４】
そして、前記搬送手段は、前記被露光体を搬送する送り込み及び送り出しローラと、該送り込み及び送り出しローラの回転に同期して回転する一対の回転棒と、前記送り込み及び送り出しローラに回転駆動力を与える搬送手段本体部とを備え、前記一対の回転棒に前記基準基板を掛け回してエンドレス状態に搬送可能にしたものである。これにより、搬送手段本体部で送り込み及び送り出しローラに回転駆動力を与え、該送り込み及び送り出しローラで被露光体を搬送し、該送り込み及び送り出しローラの回転に同期して回転する一対の回転棒で該一対の回転棒に掛け回した基準基板をエンドレス状態に搬送する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１及び４に係る発明によれば、基準基板に形成されたパターンを撮像手段で読み取りながら、該パターンの画像データに基づいて光ビームの照射及び照射停止を制御して被露光体上に露光を行うようにしたことにより、パターンの読み取り動作と露光動作とをリアルタイムに実行することができる。したがって、被露光体を連続的に搬送しながら露光パターンの形成をすることができる。
【００１６】
また、請求項２及び５に係る発明によれば、基準基板を所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成し、搬送手段によりエンドレス状態に搬送されるようにしたことにより、基準基板に形成されるパターンは、被露光体に対して露光される搬送方向のパターンの最小単位でよく、基準基板の長さを短くすることができる。したがって、基準基板のコストを低減することができる。
【００１７】
さらに、請求項３及び６に係る発明によれば、被露光体を所定幅で所定の長さを有するシート状の基板としたことにより、シート状の被露光体を連続的に搬送しながら露光パターンを形成することができる。
【００１８】
そして、請求項７に係る発明によれば、搬送手段を被露光体を搬送する送り込み及び送り出しローラと、該送り込み及び送り出しローラの回転に同期して回転する一対の回転棒と、送り込み及び送り出しローラに回転駆動力を与える搬送手段本体部とを備えて構成したことにより、上記一対の回転棒に基準基板を掛け回せば上記被露光体の搬送に連動させて基準基板をエンドレス状態に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。この露光装置１は、被露光体上にパターンを直接露光するもので、レーザ光源２と、露光光学系３と、搬送手段４と、撮像手段５と、制御手段６とを備えている。
【００２０】
上記レーザ光源２は、光ビームを発射するものであり、例えば355nmの紫外線を生成する出力が４Ｗ以上の高出力全固体モードロックのレーザ光源である。
【００２１】
上記レーザ光源２の光ビーム出射方向前方には、露光光学系３が設けられている。この露光光学系３は、光ビームとしてのレーザビームを被露光体上に往復走査するものであり、レーザビームの出射方向手前側から光スイッチ７と、光偏向手段８と、第１のミラー９と、ポリゴンミラー１０と、ｆθレンズ１１と、第２のミラー１２とを備えている。
【００２２】
上記光スイッチ７は、レーザビームの照射及び照射停止状態を切換えるものであり、例えば、図２に示すように第１及び第２の偏光素子１３Ａ，１３Ｂを、該各偏光素子１３Ａ，１３Ｂの偏光軸ｐが互いに直交するように離して配置し（同図においては、第１の偏光素子１３Ａの偏光軸ｐは垂直方向に設定され、第２の偏光素子１３Ｂの偏光軸ｐは水平方向に設定されている）、該第１及び第２の偏光素子１３Ａ，１３Ｂの間に電気光学変調器１４を配設した構成を有している。上記電気光学変調器１４は、電圧を印加すると偏光（直線偏光）の偏波面を数nsecの高速で回転させるように動作するものである。例えば、印加電圧ゼロのときには、同図（ａ）において第１の偏光素子１３Ａにより選択的に透過した例えば垂直方向の偏波面を有する直線偏光は、上記電気光学変調器１４をそのまま透過し、第２の偏光素子１３Ｂに達する。この第２の偏光素子１３Ｂは、水平方向の偏波面を有する直線偏光を選択的に透過するように配設されているため、垂直方向の偏波面を有する上記直線偏光は透過できず、この場合レーザビームは照射停止状態になる。一方、同図（ｂ）に示すように、電気光学変調器１４に電圧が印加され、該電気光学変調器１４に入射する直線偏光の偏波面が90度回転したときには、上記垂直方向の偏波面を有する直線偏光は、電気光学変調器１４を出射するときには、水平方向の偏波面を有するものとなり、この直線偏光は、第２の偏光素子１３Ｂを透過する。これにより、レーザビームは照射状態になる。
【００２３】
上記光偏向手段８は、レーザビームの走査位置をその走査方向と直交する方向（被露光体の移動方向で図１に示す矢印Ａ方向に一致する）にずらして正しい位置を走査するように調整するものであり、例えば音響光学素子（ＡＯ素子）である。
【００２４】
また、第１のミラー９は、光偏向手段８を通過したレーザビームの進行方向を後述のポリゴンミラー１０の設置方向に曲げるためのものであり、平面ミラーである。さらに、ポリゴンミラー１０は、レーザビームを往復走査するものであり、例えば正八角形の柱状回転体の側面に八つのミラーを形成している。この場合、上記ミラーの一つで反射されるレーザビームは、ポリゴンミラー１０の回転に伴って一次元の往方向に走査され、レーザビームの照射位置が次のミラー面に移った瞬間に復方向に戻って、再びポリゴンミラー１０の回転に伴って一次元の往方向への走査を開始することになる。
【００２５】
また、ｆθレンズ１１は、レーザビームの走査速度が被露光体上で等速となるようにするものであり、焦点位置を上記ポリゴンミラー１０のミラー面の位置に略一致させて配置される。そして、第２のミラー１２は、ｆθレンズ１１を通過したレーザビームを反射して、被露光体の面に対して略垂直方向に入射させるためのものであり、平面ミラーである。また、上記ｆθレンズ１１の出射側の面近傍部にて往復走査するレーザビームの走査開始側の部分には、走査方向と直交するようにラインセンサー１５が設けられており、レーザビームの所定走査位置と実際の走査位置とのずれ量を検出すると共に、レーザビームの走査開始を検出するようになっている。なお、このラインセンサー１５は、ｆθレンズ１１側ではなく、レーザビームの走査開始点を検出できればどこに設けてもよく、例えば、後述する搬送手段４側に設けてもよい。
【００２６】
上記第２のミラー１２の下方には、搬送手段４が設けられている。この搬送手段４は、被露光体としての例えば所定幅で所定の長さを有するシート状のフレキシブルプリント基板１６を上記レーザビームの走査方向に直交する方向（図１において矢印Ａ方向）に一定の速度で連続的に搬送するものであり、上記フレキシブルプリント基板１６を搬送する送り込みローラ１７Ａと送り出しローラ１７Ｂとを該送り込みローラ１７Ａ及び送り出しローラ１７Ｂに回転駆動力を与える搬送手段本体部４ａに備えている。また、上記送り込みローラ１７Ａ及び送り出しローラ１７Ｂの回転に同期して回転する一対の回転棒１８Ａ，１８Ｂが搬送手段本体部４ａの側面から突出して設けらており、フレキシブルプリント基板１６上に形成される露光パターンの原画を記録した所定幅のシート状部材の一端部と他端部とを接合して無端帯状に形成された基準基板１９を上記一対の回転棒１８Ａ，１８Ｂに掛け回してエンドレス状態に搬送可能にしている。そして、該基準基板１９を上記フレキシブルプリント基板１６の横に並べて配置すると共に互いに連動して同じ方向（図１において矢印Ａ方向）に搬送できるようになっている。なお、上記送り込みローラ１７Ａと送り出しローラ１７Ｂとは、例えば図示省略のモータにより駆動される。また、搬送手段４には、図示省略の速度センサーが設けられており、後述の制御手段６により制御されてフレキシブルプリント基板１６を一定速度で搬送するようになっている。
【００２７】
上記搬送手段４の二つの回転棒１８Ａ，１８Ｂに掛け渡される基準基板１９の上方には対向して、撮像手段５が設けられている。この撮像手段５は、上記基準基板１９に記録された原画のパターンを撮像するものであり、受光素子が一列状に配列された例えばラインＣＣＤである。そして、撮像手段５は、該撮像手段５の撮像位置がフレキシブルプリント基板１６の搬送方向（図１に示す矢印Ａ方向）にて露光光学系３の露光位置よりも手前側の位置となるようにし、露光光学系３の横に並べて配置されている。なお、上記撮像手段５の近傍には図示省略の照明手段が設けられており、基準基板１９に記録された原画のパターンを照明して撮像手段５による撮像を可能にしている。また、図１には、撮像手段５を一台設置した例を示しているが、基準基板５のパターンに対して撮像手段５の撮像領域が狭いときには、複数台の撮像手段５を設置するとよい。さらに、フレキシブルプリント基板１６の露光幅に対してレーザビームの走査幅が狭いときには、露光光学系３を複数設置してもよい。
【００２８】
上記レーザ光源２、光スイッチ７、光偏向手段８、ポリゴンミラー１０、ラインセンサー１５、搬送手段４及び撮像手段５に接続して制御手段６が設けられている。この制御手段６は、撮像手段５で撮像された基準基板１９に記録された原画のパターンの画像データに基づいてレーザ光源２のレーザビームの照射又は照射停止の制御を行うと共に、ラインセンサー１５の出力に基づいて光偏向手段８に印加する電圧を制御してレーザビームの出射方向を偏向させ、ポリゴンミラー１０の回転速度を制御してレーザビームの走査速度を所定速度に維持し、搬送手段４によるフレキシブルプリント基板１６及び基準基板１９の搬送速度を一定の速度に制御するものである。そして、レーザ光源２を点灯させる光源駆動部２０と、光偏向手段８におけるレーザビームの偏向量を制御する光偏向手段駆動部２１と、ポリゴンミラー１０の駆動を制御するポリゴン駆動部２２と、搬送手段４の搬送速度を制御する搬送コントローラ２３と、撮像手段５で撮像した画像を２値化処理して得られた画像データを出力する画像処理部２４と、画像処理部２４で得た画像データに基づいてレーザビームの照射及び照射停止を制御する光スイッチコントローラ２５と、装置全体が所定の目的の動作をするように適切に制御する制御部２６とを備えている。
【００２９】
次に、このように構成された露光装置の動作を説明する。
先ず、露光装置１に電源が投入されると、装置の各部が起動して露光待機状態となる。次に、露光パターンの原画を記録した基準基板１９が搬送手段４の搬送手段本体部４ａ側面から突出させて設けた一対の回転棒１８Ａ，１８Ｂに掛け回される。また、長尺のフレキシブルプリント基板１６が搬送手段４の送り込みローラ１７Ａと送り出しローラ１７Ｂに掛け渡される。そして、図示省略のスイッチが操作されると、上記基準基板１９及びフレキシブルプリント基板１６を一定の速度で連続的に搬送しながら露光動作が開始する。
【００３０】
以下、図３を参照して露光パターン形成方法について説明する。
先ず、ステップＳ１において、ポリゴンミラー１０が回転してレーザビームの走査が開始される。この場合、レーザビームの走査が開始されると直ぐに、光スイッチコントローラ２５によって光スイッチ７がＯＮされ、図５に示すようにレーザビームの照射がＯＮされてレーザビームがラインセンサー１５を横切る。これにより、レーザビームの走査開始をラインセンサー１５で検知し、この検知信号を制御手段６で受けて撮像手段５に出力する。そして、ステップＳ２に進む。なお、フレキシブルプリント基板１６が一定速度で連続的に搬送されるため、レーザビームの走査開始位置と走査終了位置とでは、図１に矢印Ａで示す搬送方向にずれが生じる。この場合、制御手段６でレーザビームの走査範囲とフレキシブルプリント基板１６の搬送速度とから上記ずれ量を算出し、光偏向手段駆動部２１を介して光偏向手段８によるレーザビームの偏向方向を制御して上記ずれが補正される。
【００３１】
ステップＳ２においては、上記ラインセンサー１５によるレーザビームの走査開始信号を受けて図５に示すように撮像手段５のクロック（ＣＬＫ）がカウントを開始する。そして、撮像手段５で基準基板１９に記録された露光パターンの原画が一ライン毎に読み取られる。撮像手段５で読み取られた画像は、画像処理部２４で画像処理されて２値化され、該２値化された画像データが光スイッチコントローラ２５に送られる。例えば、上記原画が図４に示すものである場合には、ラインＬ1の画像データは、“…01111100000011111…”となる。なお、上記クロックのカウントは、レーザビームの往走査が終了すると次のレーザビームの走査開始信号が発生するまでの期間だけ停止し、同時に撮像手段５の撮像も停止する。ただし、この期間はフレキシブルプリント基板１６の搬送速度に対して極めて短時間であるため、撮像手段５による基準基板１９の画像の読み取り動作においては無視することができる。
【００３２】
ステップＳ３においては、上記画像データに基づいて光スイッチコントローラ２５が光スイッチ７をＯＮ及びＯＦＦ駆動して露光を実行する。即ち、上記画像データの“１”に対応して光スイッチコントローラ２５が光スイッチ７をＯＮ駆動してレーザビームを照射させる。また、上記画像データの“0”に対応して光スイッチコントローラ２５が光スイッチ７をＯＦＦ駆動してレーザビームの照射を停止する。このようにして、フレキシブルプリント基板１６上に所定の露光パターンを露光する。例えば、図４に示す原画を撮像手段５で読み取って露光を行う場合には、各ラインＬ1〜Ｌnについて図５に示すようなタイミングでレーザビームをＯＮ及びＯＦＦ制御すればよい。
【００３３】
ステップＳ４においては、レーザビームの一走査が終了したか否かが判断される。ここで、“ＹＥＳ”判定となるとステップ５に進む。
【００３４】
ステップＳ５においては、予め設定された所定の露光領域に対する露光が全て終了したか否かが制御部２６で判定される。ここで、“ＮＯ”判定となると、ステップＳ１に戻って、次のラインに対する露光動作が実行される。また、ステップＳ６において“ＹＥＳ”判定となると、露光は終了し、図６に示すような原画に対応した露光パターンがフレキシブルプリント基板１６上に形成される。
【００３５】
このように、本発明の露光装置１によれば、基準基板１９に形成された原画パターンを撮像手段５で読み取りながら、該原画パターンの画像データに基づいて光ビームの照射及び照射停止を制御してフレキシブルプリント基板１６上に露光を行うようにしたことにより、パターンの読み取り動作と露光動作とをリアルタイムに実行することができる。したがって、フレキシブルプリント基板１６を連続的に搬送しながら露光パターンの形成をすることができる。
【００３６】
なお、図１は、撮像手段５の撮像位置が矢印Ａ方向にてレーザビームの走査位置の手前側となるように撮像手段５を配置した場合を例示しているが、撮像手段５の撮像位置は、レーザビームの走査位置に対して矢印Ａ方向の前後又は同位置のいずれであってもよい。
【００３７】
また、上記実施形態においては、被露光体としてフレキシブルプリント基板１６を用いた場合について説明したが、これに限られず、被露光体は、ガラス基板等いかなる基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。
【図２】光スイッチの構成及び動作を説明する斜視図である。
【図３】本発明によるパターン形成方法の手順を説明するフローチャートである。
【図４】撮像手段による原画の読み取り動作を示す説明図である。
【図５】レーザビームの照射及び照射停止の制御を示すタイミングチャートである。
【図６】原画に基づいて露光された露光パターンの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…露光装置
３…露光光学系
４…搬送手段
４ａ…搬送手段本体部
５…撮像手段
６…制御手段
１６…フレキシブルプリント基板（被露光体）
１７Ａ…送り込みローラ
１７Ｂ…送り出しローラ
１８Ａ，１８Ｂ…回転棒
１９…基準基板
【図１】
2006178055.tif 000003
【図２】
2006178055.tif 000004
【図３】
2006178055.tif 000005
【図４】
2006178055.tif 000006
【図５】
2006178055.tif 000007
【図６】
2006178055.tif 000008