(57)【要約】      （修正有）【課題】  マーク計測中および露光中にワークの温度が変化してマーク位置と露光位置との間にずれが生じるのを防止できる画像形成装置および画像形成方法の提供。【解決手段】  ワーク２２が載置されるステージ１６と、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段と、前記ステージ１６と描画手段とを収容する筐体とを備える画像形成装置であって、前記ステージの温度と、前記画像形成装置が設置されている設置環境における環境温度の中央値である環境温度中央値とが実質的に等しくなるように、前記筐体内部の温度を制御する機内温調手段５０を備えてなることを特徴とする画像形成装置、および画像形成方法。【選択図】        図１
2006235378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段と、前記ステージと描画手段とを収容する筐体とを備える画像形成装置であって、
前記ステージの温度と、前記画像形成装置が設置されている設置環境における環境温度の中央値である環境温度中央値とが実質的に等しくなるように、前記筐体内部の温度を制御する機内温調手段を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記描画手段は、複数の画素を選択的にｏｎ−ｏｆｆさせてワークを露光する露光ヘッドがｘ方向に沿って複数配列された露光ユニットである請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記機内温調手段は、
前記環境温度を測定する環境温度測定手段と、
前記環境温度測定手段で計測された環境温度に基づいて前記環境温度中央値を求める中央値演算手段と、
前記ステージの温度と前記環境温度中央値とが等しくなるように、画像形成装置の内部の温度を、前記環境温度中央値よりも所定のオフセット値だけ低い温度に制御する空調装置と、
を備えてなる請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記オフセット値は、環境温度中央値毎に予め定められてなる請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記機内温調手段においては、所定時間毎に、前記中央値演算手段で環境温度中央値を求め、新たに求めた環境温度中央値およびそれに対応するオフセット値に基づき、前記空調装置において画像形成装置の機内温度を制御する請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記空調装置は、画像形成装置の設置環境と同一の環境下に設置され、前記環境下の空気を吸引して画像形成装置に供給する請求項３〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
ステージの表面温度を測定するステージ温度測定手段を備え、
前記ステージ温度測定手段で測定したステージ温度と、前記環境温度測定手段で計測された環境温度に基づいて前記中央値演算手段で求められた環境温度中央値との差が所定値よりも大きい場合には、
前記ステージ温度と前記環境温度中央値とに基づいて、ステージに載置されたワークの温度が安定するまでの待ち時間を求め、
前記待ち時間が経過した後に、マーク計測および露光を行なう請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段と、前記ステージと描画手段とを収容する筐体とを備える画像形成装置を用いて前記ワーク上に画像を形成する画像形成方法であって、
前記ステージの温度と、前記画像形成装置が設置されている設置環境の環境温度の中央値である環境温度中央値とが実質的に等しくなるように、前記筐体内部の温度を制御しつつ、画像形成を行なうことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成方法に係り、特に、単純なシステムで高精度な画像形成が可能になる画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の画素を選択的にｏｎ−ｏｆｆさせてワークを露光する露光ヘッドがｘ方向に沿って複数配列された露光ユニットと、露光しようとするワークが載置されるとともに、前記露光ユニットに対して前記ｘ方向に直交するｙ方向に沿って相対移動可能な露光ステージとを備える露光装置を用い、ディスプレー用ガラス基板を、回路パターンを焼き付けたパターンフィルムを用いること無しに露光する所謂パターンレス露光が広く行なわれている（特許文献１）。
【０００３】
前記露光装置において露光ステージを往復動させて露光を行なう場合には、ワークに付された基準マークの位置を往路で検出し、復路においては、往路で検出した基準マークの位置を基に画像データを補正しつつ、露光を行う。
【０００４】
しかしながら、ワークの温度は、装置外の環境温度に依存し、環境温度が変化すると、ワークの温度も変化する。
【０００５】
したがって、前記露光装置において、温調手段を設け、露光ステージの温度が一定になるように機内温度を制御しても、機外から供給されるワークと露光ステージの温度との間には差があるから、マーク計測中および露光中にワークの温度が変化し、マーク位置と露光位置との間にずれが生じる。
【０００６】
前記問題への対策として、ワーク温度を直接に制御してマーク計測中および露光中にワークの温度が変化しないようにすることが考えられる。
【０００７】
このような対策を行なった露光装置としては、たとえば、
【０００８】
基板に原版フィルムを密着して露光する露光装置において、前記読み取り手段による基板および原版フィルムに設けられた指標読み取り結果に基づいて露光部内の温度を制御するもの（特許文献２）、
【０００９】
環境チャンバ内に収容された基板を載置する基板テーブル部と、前記チャンバ内の温度を検出する検出部と、前記検出部の検出温度に基づいて前記環境チャンバ内を空調する空調装置とを備えた露光装置において、前記検出部における検出温度に基づいて前記基盤テーブルの温度を調整するもの（特許文献３）、および
【００１０】
大気中に置かれた基板供給部と、内部に基板処理部を有するチャンバと、基板供給部と基板処理部との間で基板の搬送を行なうために雰囲気の置換をおこなうロードロック部と、ロードロック部内で基板を保持する基板保持チャックとを有し、前記基板保持部が基板を吸着保持するとともに、温度制御されている基板処理装置（特許文献４）
【００１１】
がある。
【特許文献１】特開２００４−１６３７９８号公報
【特許文献２】特開平７−０１３３４０号公報
【特許文献３】特開平１１−１７６７３０号公報
【特許文献４】特開２００３−０４５９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２〜４で提案されている温度制御システムは、何れも基板の温度を直接に制御しようとするものであり、特許文献１に記載された露光装置のような形態の露光装置に適用するにはシステムが複雑に過ぎるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、より簡易なシステムで、マーク計測中および露光中にワークの温度が変化してマーク位置と画像形成位置との間にずれが生じるのを防止できる画像形成装置および画像形成方法を提供するのを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段と、前記ステージと描画手段とを収容する筐体とを備える画像形成装置であって、前記ステージの温度と、前記画像形成装置が設置されている設置環境における環境温度の中央値である環境温度中央値とが実質的に等しくなるように、前記筐体内部の温度を制御する機内温調手段を備えてなることを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１５】
前記画像形成装置に装入されたばかりのワークの温度は環境温度にほぼ等しい。
【００１６】
前記画像形成装置においては、機内温調手段によって前記筐体内部の温度を制御することにより、前記ステージの温度が環境温度中央値と実質的に等しくなるようにしているから、機外から供給されるワークとステージとには、殆ど温度差がない。
【００１７】
したがって、マーク計測中および露光中にワークの温度が変化することによるマーク位置と露光位置との間のずれの発生はない。
【００１８】
ここで、環境温度中央値の定義には種々あるが、一般的には、ある時間範囲における環境温度の最大値と最大値との中間の値と定義できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記描画手段が、複数の画素を選択的にｏｎ−ｏｆｆさせてワークを露光する露光ヘッドがｘ方向に沿って複数配列された露光ユニットであるものに関する。
【００２０】
前記画像形成装置は、本発明を、描画手段として露光ユニットを有する画像形成装置に適用した例である。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記機内温調手段が、前記環境温度を測定する環境温度測定手段と、前記環境温度測定手段で計測された環境温度に基づいて前記環境温度中央値を求める中央値演算手段と、前記ステージの温度と前記環境温度中央値とが等しくなるように、画像形成装置の内部の温度を、前記環境温度中央値よりも所定のオフセット値だけ低い温度に制御する空調装置とを備えてなるものに関する。
【００２２】
前記画像形成装置においては、環境温度測定手段において実際に計測した環境温度に基づいて環境温度中央値を求め、前記空調装置において機内温度が前記環境温度中央値よりも所定のオフセット値だけ低い温度になるように制御している。
【００２３】
したがって、環境温度が変化しても、機外から供給されるワークとステージとに殆ど温度差がない状態でマーク計測および露光が行なえる。
【００２４】
ここで、前記環境温度中央値よりも所定のオフセット値だけ低い温度になるように機内温度を制御するのは、ステージが露光ヘッドからの光ビームで照射されて機内温度よりも高温になるのを補正するためである。ここで、前記オフセット値は、環境温度中央値とステージの温度との差である。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記オフセット値が環境温度中央値毎に予め定められてなるものに関する。
【００２６】
前記画像形成装置においては、環境温度が高い場合も低い場合も、環境温度に応じたオフセット値を用いることにより、ステージ温度が環境温度中央値に等しくなるように制御できる。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の画像形成装置において、前記機内温調手段において、所定時間毎に、前記中央値演算手段で環境温度中央値を求め、新たに求めた環境温度中央値およびそれに対応するオフセット値に基づき、前記空調装置において画像形成装置の機内温度を制御するものに関する。
【００２８】
前記画像形成装置においては、環境温度が変化したときは、新たに環境温度中央値を求め、前記環境温度中央値とそれに対応するオフセット値に基づいて画像形成装置の機内温度を制御しているから、画像形成装置稼動中に環境温度が急激に変化した場合においても、機外から供給されるワークとステージとに殆ど温度差がない状態でマーク計測および露光が行なえる。
【００２９】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記空調装置が、画像形成装置の設置環境と同一の環境下に設置され、前記環境下の空気を吸引して画像形成装置に供給するものに関する。
【００３０】
前記画像形成装置においては、画像形成装置の設置環境と同一の環境の空気を吸引して画像形成装置の温度制御を行っているから、空調装置に加わる負担が小さい。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置において、ステージの表面温度を測定するステージ温度測定手段を備え、前記ステージ温度測定手段で測定したステージ温度と、前記環境温度測定手段で計測された環境温度に基づいて前記中央値演算手段で求められた環境温度中央値との差が所定値よりも大きい場合には、前記ステージ温度と前記環境温度中央値とに基づいて、ステージに載置されたワークの温度が安定するまでの待ち時間を求め、前記待ち時間が経過した後に、マーク計測および露光を行なうものに関する。
【００３２】
本発明の画像形成装置においても、空調装置の能力によっては、操業開始後、ステージの温度が環境温度中央値に等しくなるまでに若干の時間を要する場合があると考えられる。
【００３３】
しかしながら、前記画像形成装置においては、ステージ温度と前記環境温度中央値とに基づいて待ち時間を求め、前記待ち時間が経過してワークの温度が安定してからマーク計碌および露光を行なっているから、空調装置の能力が小さな場合においても、機外から供給されるワークとステージとに殆ど温度差がない状態でマーク計測および露光が行なえる。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置されたワーク上の基準マークを検出し、検出した基準マーク位置を基準として画像を形成する描画手段と、前記ステージと描画手段とを収容する筐体とを備える画像形成装置を用いて前記ワーク上に画像を形成する画像形成方法であって、前記ステージの温度と、前記画像形成装置が設置されている設置環境の環境温度の中央値である環境温度中央値とが実質的に等しくなるように、前記筐体内部の温度を制御しつつ、画像形成を行なうことを特徴とする画像形成方法に関する。
【００３５】
前記画像形成方法によれば、請求項１のところで説明したのと同様の理由により、機外から供給されるワークとステージとに殆ど温度差がない状態でマーク計測および露光が行なえる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように本発明によれば、簡易なシステムで、マーク計測中および露光中にワークの温度が変化してマーク位置と露光位置との間にずれが生じるのを防止できる画像形成装置および画像形成方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
１．実施形態１
【００３８】
以下、本発明の画像形成装置の一例である露光装置について説明する。
【００３９】
図１〜図３に示すように、実施形態１に係る露光装置１０は、フラットベッド型である。
【００４０】
露光装置１０は、棒状の角パイプを枠状に組み付けて構成された矩形状の枠体１２に各部が収容されて構成されている。なお、枠体１２にはパネル（図示せず。）が張り付けられて内外が遮断されている。
【００４１】
枠体１２は、背高の筐体部１２Ａと、この筐体部１２Ａの一側面から突出するように設けられたステージ部１２Ｂとで構成されている。
【００４２】
ステージ部１２Ｂは、その上面が筐体部１２Ａよりも低位とされ、作業者がこのステージ部１２Ｂの前に立ったときに、ほぼ腰の高さになるように配設されている。
【００４３】
ステージ部１２Ｂの上面には、開閉蓋１４が設けられている。開閉蓋１４の筐体部１２Ａ側の一辺には、図示しない蝶番が取付けられ、この一辺を中心として開閉する。
【００４４】
開閉蓋１４を開放した状態のステージ部１２Ｂの上面には、本発衛のステージに相当する露光ステージ１６が露出可能となっている。
【００４５】
図４に示すように、露光ステージ１６の下面には、断面略コ字型の脚部１６Ａが取り付けられている。脚部１６Ａは、このステージ部１２Ｂから前記筐体部１２Ａまで延設された定盤１８に対して、当該露光ステージ１６を摺動可能に支持すると共に、互いに平行、かつ定盤１８の長手方向に沿って配設された一対の摺動レール２０を介して支持されている。したがって、露光ステージ１６は、前記摺動レール２０上を、ほとんど摩擦抵抗なくｙ方向に沿って移動する。
【００４６】
本発明のワークの一例である感光材料２２は、露光ステージ１６における感光材料載置面１７に載置される。感光材料載置面１７には、複数の溝（図示省略）が設けられ、バキュームポンプ等によって溝内を負圧にすることができるように構成されている。バキュームポンプ等によって溝内を負圧にすることにより、感光材料２２は、感光材料載置面１７に密着され、マーク測定中および露光中に移動することが防止される。
【００４７】
図１〜図３に示すように、定盤１８の長手方向一端部はステージ部１２Ｂに至り、この位置に露光ステージ１６が位置している状態で、作業者は露光ステージ１６上に感光材料２２を載置し、または取り出すことができる。
【００４８】
ステージ部１２Ｂには、露光ステージ１６の温度を測定する赤外線温度計１９が設けられている。
【００４９】
定盤１８は、筐体部１２Ａを構成する角パイプに対して強固に固定された架台２４に支持されており、露光ステージ１６の移動軌跡の基準となっている。
【００５０】
前記定盤１８の長手方向に沿って配設された一対の摺動レール２０の間には、リニアモータ部２６が配設されている。
【００５１】
リニアモータ部２６は、ステッピングモータの駆動力を応用した直線型の駆動源であり、図１および図２に示すように、定盤１８の長手方向に沿って設けられた棒状のコイル部２６Ａと、露光ステージ１６の下面側に設けられ前記コイル部２６Ａとは所定の間隔を持って配置されたステータ部（磁石部）２６Ｂとで、構成されている。
【００５２】
露光ステージ１６は、コイル部２６Ａへの通電によって発生する磁界により駆動力を得て、前記摺動レール２０に沿って定盤１８上をｙ方向に沿って移動する。
【００５３】
前述したように、原理はステッピングモータと同様であるため、実施形態１に係る露光ステージ１６は、定速性、位置決め精度、並びに始動、停止時のトルク変動等、電気的な制御により精度の高い駆動制御が可能となっている。
【００５４】
露光ステージ１６における定盤１８上での移動軌跡のほぼ中間位置には、露光ユニット２８が配設されている。
【００５５】
露光ユニット２８は、図１に示すように、前記定盤１８の幅方向両端部の外側にそれぞれ立設された一対の支柱３０に掛け渡されるように配設され、これによって露光ステージ１６が通過するゲートが形成される。
【００５６】
露光ユニット２８は、図５に示すように、複数のヘッドアッセンブリ２８Ａが定盤１８の幅方向、即ちｘ方向に沿って配列されて構成されている。ヘッドアセンブリ２８Ａは、本発明における露光ヘッドに相当する。露光ユニット２８においては、露光ステージ１６を定速度で移動させながら、所定のタイミングでそれぞれのヘッドアッセンブリ２８Ａから露光ステージ１６上の感光材料２２に複数の光ビーム（詳細後述）を照射することにより、感光材料２２を露光する。
【００５７】
露光ユニット２８を構成するヘッドアッセンブリ２８Ａは、図６において（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば、２行４列）の略マトリックス状に配列され、複数のヘッドアッセンブリ２８Ａが、ｘ方向、換言すれば前記露光ステージ１６の移動方向即ち走査方向ｂに直交する方向に配列される。実施形態１に係る露光装置１０では、ヘッドアッセンブリ２８Ａは、感光材料２２の幅との関係で、４個×２行＝８個設けられている。なお、図１〜図３および図５に示すように、８個のヘッドアセンブリ２８Ａは千鳥状に配列されている。
【００５８】
１つのヘッドアッセンブリ２８Ａによる露光エリア２８Ｂは、走査方向ｂを短辺とする矩形状であって走査方向ｂに対して所定の傾斜角で傾斜している。したがって露光ステージ１６が移動すると、図６において（Ａ）に示すように、感光材料２２にはヘッドアッセンブリ２８Ａ毎に帯状の露光済み領域が形成される。
【００５９】
図１に示すように、筐体部１２Ａ内の露光ステージ１６の移動を妨げない場所に光源ユニット２９が配設されている。光源ユニット２９には複数のレーザ光源が収容されている。前記レーザ光源から出射するレーザ光は、光ファイバーを介して夫々のヘッドアッセンブリ２８Ａに案内される。
【００６０】
各ヘッドアッセンブリ２８Ａにおいては、前記光ファイバーによって案内され、入射された光ビームを空間光変調素子であるデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ、図示せず。）によって、画素単位で制御し、感光材料２２に対して画素パターンを露光する。実施形態１に係る露光装置１０では、複数の画素を重ね合わせて１画素の濃度を表現する。
【００６１】
図７に示される如く、１つのヘッドアッセンブリ２８Ａにおいて、露光済み領域２８Ｂは、二次元配列（例えば４×５）された２０個の画素によって形成される。
【００６２】
前記２０個の画素は走査方向に対して傾斜しているから、一の列の画素は、走査方向に対してより下流側に位置する列の相隣り合う２つの画素の間を通過する。したがって、実質的な画素間ピッチを詰めることができ、高解像度化を図ることができる。
【００６３】
前記露光ステージ１６上に位置決めされた感光材料２２への露光処理は、前記露光ステージ１６が摺動レール２０上を筐体部１２Ａの奥に向って移動するとき（往路ａ）ではなく、前述のように、一旦、筐体部１２Ａの奥に到達して、ステージ部１２Ｂへ戻るとき（復路ｂ）に実行される。
【００６４】
すなわち、往路ａは、露光ステージ１６上の感光材料２２の位置情報を得るための移動であり、この位置情報を得るためのユニットとして、図１〜図３および図８に示すように、定盤１８上にカメラユニット３２が配設されている。
【００６５】
カメラユニット３２は、図１〜図３に示すように、露光ユニット２８よりも往路ａの方向に沿って下流側に配設され、図８に示すように、筐体部１２Ａの一部を構成する一対の梁部３４に固定されている。
【００６６】
カメラユニット３２は、図８に示すように、前記一対の梁部３４に固定されるベース部３６と、このベース部３６に対して定盤１８の幅方向へ移動可能な複数（実施形態１では、４台）のカメラ部３８とで構成されている。
【００６７】
カメラ部３８は、それぞれ独立して前記ベース部３６に沿って配設された互いに平行な一対のレール部４０にカメラベース４２を介してｘ方向に摺動可能に取付けられている。
【００６８】
カメラ部３８は、カメラ本体３８Ａの下面にレンズ部３８Ｂが設けられ、当該レンズ部３８Ｂの突出先端部には、リング状のストロボ光源３８Ｃが取付けられている。
【００６９】
このストロボ光源３８Ｃからの光が、前記露光ステージ１６上の感光材料２２へ照射され、その反射光を前記レンズ部３８Ｂを介してカメラ本体３８Ａに入力させることで、感光材料２２上のマークＭ（図８参照）を撮影することができる。
【００７０】
前記カメラベース４２は、それぞれ、ボールねじ機構部４４の駆動によって、定盤１８の幅方向即ちｘ方向に沿って移動可能であり、前記露光ステージ１６の移動と、このボールねじ機構部４４の駆動力による定盤１８の幅方向への移動とによって、感光材料２２の所望の位置にレンズ部３８Ａの光軸を配置することが可能である。
【００７１】
露光ステージ１６と、感光材料２２とは、作業者が感光材料２２を感光材料載置面１７に載置することによって相対位置関係が決まるが、感光材料載置面１７における感光材料２２を載置すべき位置と感光材料２２の実際の位置との間に、若干のずれが生じることがある。そこで、図９に示すように、感光材料２２に設けられたマークＭをカメラ本体３８Ａによって撮影する。この撮影によって前記ずれが認識され、露光ユニット２８による露光タイミングを補正する。
【００７２】
カメラユニット３２でマーク計測を行なう手順について以下に説明する。
【００７３】
図１０に示すように、ステージ動作制御信号が入力され、所定の待ち時間が経過すると、コントローラ部５４のカメラ動作制御部５６は、カメラ部３８に起動信号を入力する。この起動信号によりカメラ部３８では、撮影が開始される。すなわち、露光ステージ１６の動作タイミングと、カメラ部３８による撮影タイミングとは同期がとられている。
【００７４】
また、上記ステージ動作制御信号と共に、サイズ情報が幅方向位置設定部５８に入力され、この幅方向位置設定部５８により、ボールねじ機構部４４の動作が制御され、カメラ部３８の定盤１８に対する幅方向位置が調整される。
【００７５】
前記カメラ部３８の撮影動作中において、露光ステージ１６は、定盤１８上の往路を定速度移動する。このため、露光ステージ１６上に載置されている感光材料２２に付与されたマークＭがカメラ部３８によって撮影される。
【００７６】
撮影されたデータは、撮影データ解析部６０へ送出され、撮影データの解析が行わる。基本的には、撮影された画像データはアナログデータ（光電変換直後は、光量が電圧に変換される）であるため、このアナログデータをデジタル画像データに変換し、当該デジタル画像データが位置データと共に数値（濃度値）管理される。
【００７７】
撮影データ解析部６０で解析されたデジタル画像データは、マーク抽出部６２へ送出され、マークを抽出し、マーク照合部６４へ送出する。一方、前記デジタル画像データに対応付けられた位置データは、露光位置補正係数演算部６６へ送出される。
【００７８】
前記マーク照合部６４では、抽出したマークの画像データと、予めマークデータメモリ６８に記憶されたマークデータとを照合し、一致／不一致を示す信号を前記露光位置補正係数演算部６６へ送出する。
【００７９】
露光位置補正係数演算部６６では、照合の結果、一致していると判別されたマークデータに対応する位置データと、本来の（設計上の）マークの位置データとの誤差を認識し、露光位置（露光ステージ１６の移動方向における露光開始位置並びに、露光ステージ１６の幅方向における画素のシフト位置）の補正係数を演算し、露光制御系へ送出する。
【００８０】
ここで、実施形態１におけるマーク検出の特徴は、露光ステージ１６を定速度で移動しながらマークを検出することにある。図９において（Ａ）に示すように、本来、感光材料２２に付与されたマークＭが円形とした場合、これを露光ステージ１６を移動しながら撮影すると、撮影画像は撮影時のシャッタースピード等にもよるが、図９において（Ｂ）に示すように、長円形マークＭＬになる。
【００８１】
そこで、マークデータメモリ６８に記憶するマークデータを、図９において（Ｃ）に示すように、カメラ部３８の撮影環境（シャッタースピード、露光ステージ１６の移動速度等）を加味した画像ＭＬ’とし、換言すれば、本来のマーク形状ではなく、前記撮影環境下での実際に撮影した画像に対応したマークデータをマークデータメモリ６８に記憶させることにより、照合の適正化を図っている。
【００８２】
図１に示される如く、露光装置１０における筐体部１２Ａの内側に、更にチャンバ４６が設けられ、露光ユニット２８とカメラユニット３２とはチャンバ４６内に配設されている。
【００８３】
また、露光装置１０が設置された部屋には空調装置５０も設けられ、空調装置５０とチャンバ４６とはダクト４８で連通している。空調装置５０から、所定の温度に調節されたエアがチャンバ４６に送り込まれると、チャンバ４６内は正圧となり、唯一の逃げ場、すなわち、露光ステージ１６の移動空間を通って、筐体１２におけるステージ部１２Ｂへと流動する。この流動により、露光ユニット２８周辺の塵埃を排出することができ、かつ開閉蓋１４の開放時であっても、圧力差によって新たな塵埃の侵入を防止することが可能となっている。
【００８４】
図１および図２に示すように、チャンバ４６の内部には、露光装置１０の機内温度を測定するための機内温度計４７が設けられ、チャンバ４６の外側には、露光装置１０の設置環境温度を測定するための機外温度計４９が設けられている。機内温度計４７および機外温度計４９における測定結果は、空調装置５０に設けられた制御ボード５１を介して空調装置５０にフィードバックされ、チャンバ４６内が、露光装置１０の設置環境温度の中央値よりも所定のオフセット値だけ低い温度に保持されるように空調装置５０が制御される。
【００８５】
以下、機内温度計４７および機外温度計４９における測定結果に基づいて空調装置５０を制御する手順について説明する。
【００８６】
図１１に示すように、制御ボード５１は、ステップＳ２０２において、所定の時間に亘って機外温度系４９から環境温度を呼び出す。そして、ステップＳ２０４において前記所定の時間における環境温度の最小値と最大値とから、前記最小値と最大値との丁度中間の値である環境温度中央値を求める。
【００８７】
環境温度中央値が求められたら、ステップＳ２０６において制御ボード５１内のメモリから前記環境温度中央値に対応するオフセット値を読み出す。
【００８８】
オフセット値は、露光ステージ１６の感光体載置面１７の温度が環境温度中央値に等しくなるようにするには、チャンバ−４６内を環境温度中央値よりも何℃低い温度にしなければならないかという値である。
【００８９】
オフセット値と環境温度との関係について予め実験的に求められた関係の一例を図１２に示す。制御ボード５１内のメモリには、図１２に示すようなオフセット値と環境温度との関係が記憶されている。
【００９０】
制御ボード５１は、メモリから図１２のグラフを呼び出し、ステップＳ２０４で求められた環境温度中央値に対応するオフセット値を求める。
【００９１】
制御ボード５１は、次ぎに、ステップＳ２０８において機内温度計４７からリアルタイムで機内温度を呼び出し、ステップＳ２１０で機内温度が環境温度中央値からオフセット値を引いた温度、即ち温調設定温度と等しいか否かについて判断する。
【００９２】
機内温度と温調設定温度との差が予め設定された誤差δｔ以内であれば、Ｙｅｓと判断し、ステップＳ２１２において、空調装置５０の出力をそのままに保持してステップＳ２０２に戻る。
【００９３】
一方、機内温度と温調設定温度との差が誤差δｔを越えるときは、ステップＳ２１０においてＮｏと判断し、ステップＳ２１４において機内温度が温調設定温度よりも小さいか否か判断する。
【００９４】
そして、Ｓ２１４における判断がＹｅｓのときは、ステップＳ２１６で空調装置５０の出力を減少させてステップＳ２１０に戻る。
【００９５】
一方、Ｓ２１４における判断がＮｏのときは、ステップ２１８において空調装置５０の出力を増大させてステップＳ２１０に戻る。
【００９６】
露光ユニット２８のステージ部１２Ｂに近い側に、定盤１８の幅方向に亘り、除電装置（イオナイザ）５２が配設されている。
【００９７】
除電装置５２は、中空パイプ状の吹出部５２Ａと、この吹出部５２Ａへイオン化されたエアを供給するイオン発生部５２Ｂとで構成され、定盤１８に向けて、イオン化されたエアを吹き出す構造となっている。
【００９８】
より具体的には、イオン発生部５２Ｂでは、アース電極と放電電極との間でコロナ放電が発生することでイオンが生成され、このイオンを送風源によって吹出部５２Ａへ案内し、静電気によって耐電している塵埃と異極のイオンによる中和し、除電を行う。
【００９９】
これにより、感光材料２２が載置された露光ステージ１６が定盤１８上を移動するとき、感光材料２２の表面を除電し、静電気によって付着している塵埃を除去すると共に、エアブローで露光ステージ１６の上方空間に浮遊する塵埃を除去することが可能となる。
【０１００】
以下、露光装置１０の作用について説明する。
【０１０１】
感光材料２２を表面に吸着した露光ステージ１６は、リニアモータ部２６の駆動力により、定盤１８の摺動レール２０に沿ってステージ部１２Ｂから筐体部１２Ａの奥側へ一定速度で矢印ａの方向に移動する（往路ａ）。ここで露光ステージ１６がカメラユニット３２を通過する際に、カメラ部３８により感光材料２２に予め付与されたマークＭを検出する。このマークＭは、予め記憶されたマークと照合され、その位置関係に基づいて露光ユニット２８による露光開始時期等が補正される。
【０１０２】
上記露光開始時期補正ルーチンを図１３のフローチャートに示す。
【０１０３】
ステップＳ１００では、露光開始指示があったか否かが判断され、肯定判定されると、ステップＳ３００に移行してステージ温度が環境温度中央値よりも高いか否かが判断される。
【０１０４】
一方、ステップＳ１００で否定判定の場合は、このルーチンは終了する。
【０１０５】
ステップＳ３００でＹｅｓの判断がされると、ステップＳ３０２で以下の手順で待ち時間を求める。
【０１０６】
図１４に示すように、先ず、ステップＳ３０４において、赤外線温度計１９から露光ステージ１６の感光材料積載面１７の温度、即ちステージ温度を呼び出し、ステージ温度と環境温度中央値との温度差ΔＴを求める。
【０１０７】
そして、ステップＳ３０６において、感光材料２２の厚さｔを呼び出し、ステップＳ３０８において感光材料２２の厚さｔと温度応答速度との関係を示す温度応答速度テーブルを呼び出して厚さｔに対応する温度応答速度ｖを求める。
【０１０８】
そして、ステップＳ３１０において、感光材料２２のサイズＳと、温度差ΔＴと、温度
応答速度ｖとから待ち時間ｔｗを求める。
【０１０９】
待ち時間ｔｗが求められたら、ステップＳ３１２において露光開始指示のあった時刻から待ち時間が経過したか否かを判定する。
【０１１０】
ステップＳ３１２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１０２においてカメラ部３８を起動させるように指示する。
【０１１１】
ステップＳ３１２でＮｏと判断したときは、ステップＳ３１２に戻って待ち時間が経過したか否かの判定を継続する。
【０１１２】
一方、ステップＳ３００でＮｏの判断がされると、直ちにステップＳ１０２に移行する。
【０１１３】
ステップＳ１０２でカメラ部３８の起動を指示すると、次いでステップＳ１０４へ移行して感光材料２２のサイズ情報が入力されたか否かが判断される。このステップＳ１０４で肯定判定されると、ステップＳ１０６へ移行して入力したサイズ情報に基づいてボールねじ機構部４４を駆動してカメラ部３８の定盤１８に対する幅方向位置を調整する。
【０１１４】
ステップＳ１０８では、調整が完了したか否かが判断され、肯定判定されると、ステップＳ１１０へ移行して露光ステージ１６の往路移動を開始する。この露光ステージ１６の移動は定速度搬送である。
【０１１５】
露光ステージ１６が往路移動中、ステップＳ１１２では、この露光ステージ１６の位置を確認し（リニアモータ部２６の駆動パルスで判別可能）、ステップＳ１１４において撮影タイミングか否かが判断される。すなわち、露光ステージ１６の移動方向先端がカメラユニット３８の真下を通過する直前の位置か否かを判断し、肯定判定されると、ステップＳ１１６へ移行して撮影を開始する。
【０１１６】
次のステップＳ１１８では、露光ステージ１６の位置を確認し、ステップＳ１２０において撮影終了タイミングか否かが判断される。すなわち、露光ステージ１６の移動方向後端がカメラユニット３８の真下を通過し終えたか否かを判断し、肯定判定されると、ステップＳ１２２へ移行して撮影を終了する。
【０１１７】
次のステップＳ１２４では、撮影したデータを解析し、次いでステップＳ１２６へ移行してマークＭに相当する画像データを抽出する。
【０１１８】
次いで、ステップＳ１２８では、マークデータメモリ６８から基準データを読出し、ステップＳ１３０において、撮影し、かつ抽出したマーク画像データと基準データとを照合する。
【０１１９】
次のステップＳ１３２では、照合結果に基づいて露光位置補正係数を演算し、ステップＳ１３４へ移行して露光制御系へ演算した補正係数データを送出し、このルーチンは終了する。
【０１２０】
露光ステージ１６が往路端まで至ると、折り返して矢印ｂに示すステージ部１２Ｂ方向へ定速度で戻ってくる（復路ｂ）。復路ｂでに露光ユニット２８を通過すると、露光ユニット２８では、前記補正された露光開始時期に基づいて、ＤＭＤにレーザ光が照射され、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が光学系を介して感光材料２２へと案内され、この感光材料２２上に結像され、画像が形成される。
【０１２１】
本実施形態に係る露光装置１０においては、空調装置５０によって、チャンバ−４６の内の温度を、環境温度中央値よりもオフセット値だけ低くなるように制御している。これにより、露光ステージ１６の感光材料載置面１７を環境温度中央値に保持できるから、マーク計測と露光との間で感光材料２２が伸びて狂いが生じることが防止される。
【０１２２】
しかも、露光ステージ１６を直接温度制御していないから、それまでの露光装置１０に新しく付加すべき構成要素はほとんどない。
【０１２３】
また、機外温度計で露光装置１０の設置環境温度を時々刻々測定して環境温度中央値およびオフセット値を書き替えているから、環境温度が何らかの理由で変化しても、露光ステージ１６の温度を前記変化に追随するように制御できる。
【０１２４】
更に、図１５において（Ａ）に示すように、露光ステージ１６の往路ａの移動方向に対して上流側に露光ユニット２８を配し、下流側にカメラユニット３２を配しているから、露光ステージ１６の移動距離Ｌ１は、図１５において（Ｂ）に示すように露光ステージ１６の往路ａにおける移動方向に対して上流側にカメラユニット３２を、下流側に露光ユニット２８を配置した場合の露光ステージ１６の移動距離Ｌ２に比較して短くなり、ひいては処理効率の向上を図ることができる。
【０１２５】
加えて、露光ユニット２８及びカメラユニット３２が配設された領域は、チャンバ４６によって筐体１２Ａ内の空間とは完全に隔離し、空調機５０によってチャンバ４６内にエアが送り込まれる。したがって、チャンバ４６内は正圧に保持されるから、エアは、唯一の逃げ場であるステージ部１２Ｂへと流動する。
【０１２６】
この流動により、最も塵埃を回避するべき、露光ユニット２８及びカメラユニット３２周辺の塵埃をステージ部１２Ｂから排出することができる。また、感光材料２２の露光ステージ１６上への着脱の際、ステージ部１２Ｂの開閉蓋１４を開放しても開放状態のステージ部１２Ｂから塵埃が侵入することが防止される。
【０１２７】
感光材料２２はそのベースの材質により静電気を帯び、電荷が帯電することで、塵埃を引き寄せることがある。そして、静電気によって引寄せられて付着している塵埃は、前記エアの流動のみでは払拭しきれない場合がある。
【０１２８】
しかし、露光装置１０では、露光ユニット２８における露光ステージ１６の往路移動方向手前側に、定盤１８の幅方向に亘って、除電装置（イオナイザ）５２を配設しているから、定盤１８上を摺動する露光ステージ１６に位置決めされた感光材料２２には、除電装置５２の吹出部５２Ａからイオン化されたエアが吹き付けられる。
【０１２９】
したがって、帯電した塵埃の電荷は、イオン化されたエアによって中和されるから、感光材料２２が載置された露光ステージ１６が定盤１８上を移動するとき、感光材料２２の表面が除電され、静電気によって付着している塵埃が除去されると共に、露光ステージ１６の上方空間に浮遊する塵埃も除去される。
【０１３０】
なお、露光装置１０では、空間変調素子としてＤＭＤを用い、点灯時間を一定にしてオン／オフすることで画素パターンを生成するようにしたが、オン時間比（デューティ）制御によるパルス幅変調を行ってもよい。また、１回の点灯時間を極めて短時間として、点灯回数によって画素パターンを生成してもよい。
【０１３１】
さらに、実施形態１では、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた記録素子ユニット１６６について説明したがこのような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Special Light Modulator）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなど、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることも可能である。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。さらに、Grating Light Valve（ＧＬＶ）を複数ならべて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成では、上記したレーザの他にランプ等も光源として使用可能である。
【０１３２】
また、上記の実施の形態における光源としては、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源、複数の発光点が二次元状に配列された光源（たとえば、ＬＤアレイ、有機ＥＬアレイ等）、等が適用可能である。
【０１３３】
また、上記の露光装置１０には、露光により直接情報が記録されるフォトンモード感光材料、露光により発生した熱で情報が記録されるヒートモード感光材料の何れも使用することができる。フォトンモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＧａＮ系半導体レーザ、波長変換固体レーザ等が使用され、ヒートモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（赤外レーザ）、固体レーザが使用される。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明の画像形成装置は、ワークとして、シート状基板の他、ディスプレイ用フィルタやディスプレイ用基板、およびフレキシブル基板の露光に好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】図１は、実施形態１に係る露光装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１の露光装置の概略略を示す側面図である。
【図３】図３は、実施形態１の露光装置の概略を示す平面図である。
【図４】図４は、前記露光装置の備える露光ステージの構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、前記露光装置の備える露光ユニットの構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、前記露光装置の備える露光ユニットによる露光領域を示す平面図およびヘッドアッセンブリの配列パターンを示す平面図である。
【図７】図７は、前記露光装置の備える露光ユニットが備えるヘッドアッセンブリの夫々のドットパターンの配列状態を示す平面図である。
【図８】図８は、前記露光装置の備えるカメラユニットの構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、前記露光装置で露光される感光材料の上のマークと、基準となるメモリ上のマークとの照合の手順を示す説明図である。
【図１０】図１０は、カメラユニットにおける制御系においてマーク検出を行なう手順を示す機能ブロック図である。
【図１１】図１１は、機外温度計で測定した環境温度に基づいてチャンバー内の温度を制御する手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、環境温度中央値とオフセット値との関係の一例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、露光開始時期補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、露光開始時期補正ルーチンにおいて待ち時間を求める手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、露光ヘッドユニットとカメラユニットとの相対的な位置関係を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０    露光装置
１２    枠体
１２Ａ    筐体部
１２Ｂ    ステージ部
１４    開閉蓋
１６    露光ステージ（記録ステージ）
１６Ａ    脚部
１８    定盤
１９    赤外線温度計
２０    摺動レール
２２    感光材料
２４    架台
２６    リニアモータ部
２６Ａ    コイル部
２６Ｂ    ステータ部
２８    露光ユニット
３０    支柱
２８Ａ    ヘッドアッセンブリ
２８Ｂ    露光エリア
３０    光源ユニット
３２    カメラユニット
３４    梁部
３６    ベース部
３８    カメラ部
４０    レール部
４２    カメラベース
３８Ａ    カメラ本体
３８Ｂ    レンズ部
３８Ｃ    ストロボ光源
４２    カメラベース
４４    ボールねじ機構部
４６    チャンバ
４７    機内温度計
４８    送風ダクト
４９    機外温度計
５０    空調装置
５１    制御ボード
５２    除電装置（イオナイザ）
５２Ａ    吹出部
５２Ｂ    イオン発生部
５４    コントローラ部
５６    カメラ動作制御部
５８    幅方向位置設定部
６０    撮影データ解析部
６２    マーク抽出部
６４    マーク照合部
６６    露光位置補正係数演算部
６８    マークデータメモリ
Ｍ    マーク
【図１】
2006235378.tif 000003
【図２】
2006235378.tif 000004
【図３】
2006235378.tif 000005
【図４】
2006235378.tif 000006
【図５】
2006235378.tif 000007
【図６】
2006235378.tif 000008
【図７】
2006235378.tif 000009
【図８】
2006235378.tif 000010
【図９】
2006235378.tif 000011
【図１０】
2006235378.tif 000012
【図１１】
2006235378.tif 000013
【図１２】
2006235378.tif 000014
【図１３】
2006235378.tif 000015
【図１４】
2006235378.tif 000016
【図１５】
2006235378.tif 000017