(57)【要約】【課題】記録媒体に対する画像形成時間を短縮し、かつ記録媒体における描画領域の増加に伴って記録媒体に対する画像形成時間が増加することを防止する。【解決手段】レーザー露光装置２００では、読取キャリッジ２１０に装着されたステージ部材２２０を前進させると共に、ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８によりステージ部材２２０上に載置された基板材料２０２のアライメントマーク１３２を読み取る読取工程と、露光キャリッジ２１４に装着されたステージ部材２２０を前進させると共に、レーザースキャナ１３４により基板材料２０２を画像情報に基づき変調されたレーザービームＢにより露光する露光工程とを略同時期に行い、前記読取工程の完了後に、ステージリフタ２５０がステージ部材２２０を基板材料２０２と共に読取キャリッジ２１０から持ち上げ、これを露光キャリッジ２１４に載せ替える。【選択図】    図１
2004233608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の領域に描画領域が設けられると共に、該描画領域に対応するアライメントマークが形成された記録媒体を移動させつつ、該記録媒体における描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光装置であって、
記録媒体を保持すると共に、該記録媒体と一体となって移動するステージ部材と、
前記ステージ部材が着脱可能とされた読取キャリッジが設けられ、該読取キャリッジに装着された前記ステージ部材を所定の読取搬送経路に沿って移動させる読取搬送手段と、
前記読取搬送経路に沿って移動する前記ステージ部材により保持された記録媒体からアライメントマークを前記読取搬送経路における所定の読取位置で読み取る読取手段と、
前記読取手段からの読取情報に基づいて記録媒体における描画領域の位置を判断すると共に、この描画領域の位置に応じて画像情報に対する変換処理を行う情報処理部と、
前記ステージ部材が着脱可能とされた露光キャリッジが設けられ、該露光キャリッジに装着された前記ステージ部材を所定の露光搬送経路に沿って移動させる露光搬送手段と、
前記露光搬送経路に沿って移動する前記ステージ部材により保持された記録媒体における描画領域を、前記露光搬送経路における所定の露光位置で前記情報処理部からの画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して、この該描画領域に画像を形成する露光手段と、
前記読取手段により記録媒体からアライメントマークを読み取った後、前記ステージ部材を記録媒体と共に前記読取キャリッジから離脱させ前記露光キャリッジに装着する第１の載替手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光手段による記録媒体の描画領域に対する露光が完了した後に、前記ステージ部材を、前記露光キャリッジから離脱させ前記読取キャリッジに装着する第２の載替手段を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
２以上の記録媒体の描画領域に対して連続的に画像を形成する場合に、前記読取手段は、前記露光手段による先行する記録媒体の描画領域の露光時に、後続する記録媒体のアライメントマークに対する読み取りを実行することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に応じて変調された光ビームによりプリント配線基板等の記録媒体における描画領域を露光して画像を形成する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板等の配線パターンを形成するためのレーザー露光装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載された走査式描画装置では、基板搬送用テーブル上に載置されたプリント配線基板の四隅にそれぞれ設けられた位置合せ穴（アライメントマーク）を、テーブルと共に副走査方向に沿って待機位置からＣＣＤカメラによる測定位置へ移動させ、このＣＣＤカメラによりプリント配線基板における各位置合せ穴を撮像し、この撮像に得られたプリント配線基板の位置に合わせて描画座標系中の描画対象領域をシフト（座標変換）することにより、描画情報に対するアライメント処理を実行すると共に、テーブルを待機位置に復帰させた後、このテーブルを副走査へ所定の画像形成速度で移動させつつ、レーザービームによる露光位置にて、描画情報に基づいて変調され、ポリゴンミラーにより主走査方向へ偏向されたレーザービームによりプリント配線基板上に形成された感光性塗膜を走査、露光することにより、プリント配線基板における所定の領域（描画領域）に配線パターンに対応する潜像を形成する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７５８６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載されているようなレーザー露光装置では、プリント配線基板における１個の描画領域に対する画像形成を行う際には、プリント配線基板を待機位置からアライメントマークの測定位置へ移動させ、プリント配線基板のアライメントマークの位置を測定した後、このプリント配線基板を待機位置に復帰させなければ、プリント配線基板の描画領域に対する露光を開始できない。
【０００５】
またプリント配線基板には、描画精度の向上のためそれぞれ独立して配線パターンが形成される複数の描画領域及び、これら複数の描画領域にそれぞれ対応する複数組のアライメントマークが設けられるものがある。このようなプリント配線基板における複数の描画領域に、上記特許文献１に記載されているようなレーザー露光装置により、それぞれ配線パターンを形成する場合には、１個の描画領域に対する露光が完了する毎に、プリント配線基板を露光位置から待機位置へ一旦復帰させ、１組のアライメントマークに対する位置測定を完了した後でなければ、プリント配線基板における次の描画領域に対する露光を開始できない。このため、このようなレーザー露光装置では、記録媒体におけるアライメントマークに対する読取開始から描画領域に対する露光終了までの時間（画像形成時間）が長くなり、またプリント配線基板に設けられた描画領域の個数が増加するに伴って、アライメントマークの位置測定に要する時間が増加し、１枚のプリント配線基板全体に対する画像形成時間も著しく増加してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、記録媒体に対する画像形成時間を短縮でき、かつ記録媒体における描画領域の増加に伴って記録媒体に対する画像形成時間が増加することを防止できる露光装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る露光装置は、所定の領域に描画領域が設けられると共に、該描画領域に対応するアライメントマークが形成された記録媒体を移動させつつ、該記録媒体における描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、該描画領域に画像を形成する露光装置であって、記録媒体を保持すると共に、該記録媒体と一体となって移動するステージ部材と、前記ステージ部材が着脱可能とされた読取キャリッジが設けられ、該読取キャリッジに装着された前記ステージ部材を所定の読取搬送経路に沿って移動させる読取搬送手段と、前記読取搬送経路に沿って移動する前記ステージ部材により保持された記録媒体からアライメントマークを前記読取搬送経路における所定の読取位置で読み取る読取手段と、前記読取手段からの読取情報に基づいて記録媒体における描画領域の位置を判断すると共に、この描画領域の位置に応じて画像情報に対する変換処理を行う情報処理部と、前記ステージ部材が着脱可能とされた露光キャリッジが設けられ、該露光キャリッジに装着された前記ステージ部材を所定の露光搬送経路に沿って移動させる露光搬送手段と、前記露光搬送経路に沿って移動する前記ステージ部材により保持された記録媒体における描画領域を、前記露光搬送経路における所定の露光位置で前記情報処理部からの画像情報に基づき変調された光ビームにより露光して、この該描画領域に画像を形成する露光手段と、前記読取手段により記録媒体からアライメントマークを読み取った後、前記ステージ部材を記録媒体と共に前記読取キャリッジから離脱させ前記露光キャリッジに装着する第１の載替手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記本発明に係る露光装置では、読取搬送手段が読取キャリッジに装着されたステージ部材を読取搬送経路に沿って移動させると共に、読取手段が読取搬送経路に沿って移動するステージ部材により保持された記録媒体からアライメントマークを読取位置で読み取る読取工程と、露光搬送手段が露光キャリッジに装着されたステージ部材を露光搬送経路に沿って移動させると共に、露光手段が移動する記録媒体における描画領域を露光位置で情報処理部からの画像情報に基づき変調された光ビームにより露光する露光工程とが行われ、前記読取工程の完了後に、第１の載替手段がステージ部材を記録媒体と共に読取キャリッジから離脱させ露光搬送手段における露光キャリッジに装着する。
【０００９】
従って、記録媒体に複数の描画領域及び、これら複数の描画領域にそれぞれ対応する複数組のアライメントマークが設けられている場合にも、１回の読取工程にて記録媒体の全てのアライメントマークを読み取り、これにより得られた読取情報に基づいて記録媒体における全ての描画領域の位置等を判断し、この位置等に応じて画像情報を変換した後、露光手段により各描画領域をそれぞれ変換後の画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光できるので、記録媒体に複数の描画領域及び、これら複数の描画領域にそれぞれ対応する複数組のアライメントマークが設けられている場合にも、描画領域の増加に伴う記録媒体に対する画像形成時間の増加を防止できる。
【００１０】
また、読取手段による記録媒体のアライメントマークに対する読取工程が完了した後、第１の載替手段が記録媒体を保持したステージ部材を読取キャリッジから離脱させ露光キャリッジに装着することにより、読取キャリッジには他のステージ部材が装着可能になると共に、露光手段による記録媒体の描画領域に対する露光工程が開始可能になるので、複数の記録媒体の描画領域に対する画像形成を連続的に行う場合には、露光手段による先行する記録媒体の描画領域の露光時に、読取手段により後続する記録媒体のアライメントマークを読み取るようにすれば、読取工程と露光工程とを併行して行えるようになるので、記録媒体に対する読取開始から露光完了までの画像形成時間を短縮できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
［レーザー露光装置の構成］
図１及び図２には、本発明の第１の実施形態に係るレーザー露光装置が平面図及び側面図として示されている。このレーザー露光装置２００は、プリント配線基板の材料となる薄肉プレート状の基板材料２０２を画像情報により変調されたレーザービームＢにより露光し、この基板材料２０２にプリント配線基板の配線パターンに対応する画像（潜像）を形成するものである。
【００１３】
図２の側面図に示されるように、レーザー露光装置２００には、その下端部に肉厚プレート状に形成された支持基台２０５が設けられており、この支持基台２０５上には、図１の平面図に示されるように、その幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って隣接するように読取支持台２０４及び露光支持台２０６が配置されている。これらの支持台２０４，２０６は、それぞれ幅方向に直交するステージ移動方向（矢印Ｍ方向）を長手方向とする略長方形のプレート状に形成されており、防振ゴム等の防振部材（図示省略）を介して支持基台２０５上に設置されている。
【００１４】
一方（図１の上側）の読取支持台２０４の上面部には、ステージ移動方向へ直線的に延在する一対のガイドレール２０８が取り付けられており、この一対のガイドレール２０８上には、プレート状の読取キャリッジ２１０がステージ移動方向に沿って移動可能に配置されている。ここで、読取キャリッジ２１０は、ステージ移動方向に沿って所定の読取搬入位置（図１の破線で示される位置）と読取搬出位置（図１の２点鎖線で示される位置）との範囲で移動可能とされている。また、他方（図１の下側）の露光支持台２０６の上面部にも、ステージ移動方向へ直線的に延在する一対のガイドレール２１２が取り付けられており、この一対のガイドレール２１２上にはプレート状の露光キャリッジ２１４がステージ移動方向に沿って移動可能に配置されている。ここで、露光キャリッジ２１４はステージ移動方向に沿って所定の露光搬入位置（図１の破線で示される位置）と露光搬出位置（図１の２点鎖線で示される位置）との間で移動可能とされている。
【００１５】
なお、読取キャリッジ２１０がステージ移動方向に沿って読取搬入位置から読取搬出位置側へ向う方向を前進方向とし、これとは逆に、読取搬出位置から読取搬入位置側へ向う方向を後進方向として説明を行う。また露光キャリッジ２１４がステージ移動方向に沿って露光搬入位置から露光搬出位置側へ向う方向を前進方向とし、これとは逆に、露光搬出位置から露光搬入位置側へ向う方向を後進方向として説明を行う。
【００１６】
図１に示されるように、支持台２０４，２０６内には、一対のガイドレール２０８，２１２の下側にリニアモータ２１６，２１８（図６参照）がそれぞれ配置されている。これらのリニアモータ２１６，２１８は、それぞれ読取キャリッジ２１０及び露光キャリッジ２１４に駆動力が伝達可能に連結されており、後述する搬送制御部１９４（図６参照）により駆動電流及び駆動パルスが供給されると、キャリッジ２１０，２１４に対して駆動力を作用させ、キャリッジ２１０，２１４をステージ移動方向に沿って移動（前進又は後進）させる。またリニアモータ２１６，２１８には、それぞれリニアエンコーダ２１７，２１９（図６参照）が付設されており、これらのリニアエンコーダは、それぞれキャリッジ２１０，２１４の移動方向に対応する極性のパルス信号を移動量に比例するパルス数だけ搬送制御部１９４へ出力する。
【００１７】
レーザー露光装置２００は、キャリッジ２１０，２１４上にそれぞれ装着可能とされたプレート状のステージ部材２２０を２個備えており、図１に示されるように、一方のステージ部材２２０は読取キャリッジ２１０上に装着され、他方のステージ部材２２０は露光キャリッジ２１４上に装着されている。ここで、レーザー露光装置２００では、２個のステージ部材２２０が互いに同一構造とされると共に、読取キャリッジ２１０と露光キャリッジ２１４とが互いに同一構造とされている。これにより、２個のステージ部材２２０の何れも、相互に一方のキャリッジ２１０，２１４から離脱させ、他方のキャリッジ２１０，２１４へ載せ替えることが可能になっている。ステージ部材２２０はキャリッジ２１０，２１４に装着された状態で、キャリッジ２１０，２１４と一体となって移動する。
【００１８】
図３（Ａ）に示されるように、ステージ部材２２０は、その上面部が基板材料２０２を載置するための平面状の載置面２２２とされており、この載置面２２２には、基板材料２０２を負圧により吸着するための吸着溝２２４が形成されており、この吸着溝２２４内には、載置面２２２上への基板材料２０２の載置時に真空ポンプ等の真空発生装置から負圧が供給される。これにより、載置面２２２上に載置された基板材料２０２が吸着溝内の負圧の作用により載置面２２２上に密着状態で固定される。ここで、基板材料２０２の上面部は、感光材料により薄膜状の感光性塗膜が成膜された被露光面２０３（図２参照）とされている。この被露光面２０３には、レーザー露光装置２００による潜像形成後に、エッチング等の所定の処理を受けることにより潜像に対応する配線パターンが形成される。ここで、感光性塗膜は、基板材料２０２の支持体に液状の感光材料を塗布し、乾燥硬化されて形成されるか、予めフィルム状に成膜された感光材料を支持体上にラミネートして形成されている。
【００１９】
図１に示されるように、レーザー露光装置２００には、読取搬送方向に沿って読取支持台２０４の上流側（図１では右側）に基板材料２０２を載置するためのプリアライメントテーブル２２６が配置されている。このプリアライメントテーブル２２６は、図４の側面図に示されるように、アライメント機構２２８を介してケーシング２３０により支持され、その上面部が基板材料２０２を載置するための平面状の載置面２２７とされている。アライメント機構２２８は、プリアライメントテーブル２２６をステージ移動方向、幅方向及び回転方向の各方向に沿って移動可能に支持している。
【００２０】
図４に示されるように、プリアライメントテーブル２２６を支持するケーシング２３０内には複数個（例えば、２個）の照明装置２３２が収納されている。これらの照明装置２３２は、例えば、プリアライメントテーブル２２６上の基板材料２０２におけるステージ移動方向に沿った両端部にそれぞれ対応する位置にそれぞれ支持されている。プリアライメントテーブル２２６の上方には、ブラケッ２２７トにより複数個の照明装置２３２にそれぞれ正対するように複数個（本実施形態では２個）のＣＣＤカメラ２３４が支持されている。またプリアライメントテーブル２２６には、照明装置２３２との対向部分に透過窓（図示省略）が設けられている。
【００２１】
レーザー露光装置２００では、プリアライメントテーブル２２６上に１枚の基板材料２０２が載置されると、照明装置２３２から照明光が出射され、この照明光が透過窓を通してプリアライメントテーブル２２６の上方へ出射される。これにより、ＣＣＤカメラ２３４は、基板材料２０２の両端部付近を含む領域を撮像し、この撮像領域の光量分布に対応する撮像信号をアライメント制御部１９６（図６参照）へ出力する。アライメント制御部１９６は、ＣＣＤカメラ２３４からの撮像信号に基づいてプリアライメントテーブル２２６上における基板材料２０２の位置を判断し、この基板材料２０２の位置と搬出基準位置との偏差に基づいて位置制御信号を生成し、この位置制御信号をアライメント機構２２８へ出力する。
【００２２】
一方、アライメント機構２２８は、アライメント制御部１９６からの位置調整信号に従って、プリアライメントテーブル２２６をステージ移動方向、幅方向又は回転方向へ駆動し、プリアライメントテーブル２２６上の基板材料２０２を所定の搬出基準位置へ位置調整する。これにより、基板材料２０２をプリアライメントテーブル２２６上に載置する際に基板材料２０２の位置にバラツキがあっても、プリアライメントテーブル２２６上の基板材料２０２が一定の精度で所定の搬出基準位置に位置調整される。
【００２３】
図１及び図４に示されるように、レーザー露光装置２００には、プリアライメントテーブル２２６上に載置された基板材料２０２を読取キャリッジ２１０に装着されたステージ部材２２０上へ搬送するための搬入リフタ２３６が設けられている。搬入リフタ２３６は、本体部２３８及び、この本体部２３８によりステージ移動方向及び上下方向（図４の矢印Ｈ方向）に沿って移動可能に支持されたアーム部２４０を備えており、このアーム部２４０の下面は、複数の吸着穴（図示省略）が開口した基板材料２０２の吸着面とされており、アーム部２４０の吸着穴には、真空ポンプ等の真空発生装置が配管等を通して接続されている。
【００２４】
搬入リフタ２３６は、基板材料２０２がプリアライメントテーブル２２６上に載置され、アライメント機構２２８により搬出基準位置に位置決めされると、この基板材料２０２をアーム部２４０により吸着してプリアライメントテーブル２２６上からステージ部材２２０上へ搬送し、基板材料２０２をステージ部材２２０の載置面２２２上に載置する。このとき、搬入リフタ２３６は、被露光面２０３の中心と載置面２２２の中心とが一致し、かつ基板材料２０２がステージ移動方向に対して傾きが生じないように、基板材料２０２を載置面２２２における所定の基準位置に載置する。但し、基板材料２０２をプリアライメントテーブル２２６上に載置した際の位置決め誤差、ステージ部材２２０の搬入位置へ停止させる際の位置決め誤差等の影響により、基準位置に対して基板材料２０２には若干の位置決め誤差が不可避的に生じる。
【００２５】
図１に示されるように、レーザー露光装置２００には、前進方向に沿って露光キャリッジ２１４の下流側にベルトコンベア２４２が設置されている。このベルトコンベア２４２は、基板材料２０２が露光キャリッジ２１４側の端部に載置されると、基板材料２０２を搬送し、この基板材料２０２を一時保管用のスタック台や他のベルトコンベア等へ送り出す。
【００２６】
またレーザー露光装置２００には、露光キャリッジ２１４と共に露光搬出位置に移動したステージ部材２２０上の基板材料２０２をベルトコンベア２４２上へ搬送するための搬出リフタ２４４が設けられている。搬出リフタ２４４は、搬入リフタ２３６と同様に、本体部２４６及び、この本体部２４６によりステージ移動方向及び上下方向に沿って移動可能に支持されたアーム部２４８を備えており、このアーム部２４８の下面は、複数の吸着穴（図示省略）が開口した基板材料２０２の吸着面とされており、アーム部２４８の吸着穴には、配管等を通して真空ポンプ等の真空発生装置が接続されている。搬出リフタ２４４は、基板材料２０２の載置されたステージ部材２２０が露光搬出位置に達すると、ステージ部材２２０上の基板材料２０２をアーム部２４８により吸着してステージ部材２２０上からベルトコンベア２４２へ搬送し、基板材料２０２をベルトコンベア２４２の端部上に載置する。これに連動し、ベルトコンベア２４２は基板材料２０２を搬出開始する。
【００２７】
図１に示されるように、レーザー露光装置２００には、ステージ移動方向に沿って支持台２０４，２０６とプリアライメントテーブル２２６との間にステージリフタ２５０が設置されると共に、このステージリフタ２５０とは反対側にステージリフタ２５６が設置されている。ここで、ステージリフタ２５０は、露光搬出位置にある露光キャリッジ２１４に装着されたステージ部材２２０を読取搬入位置にある読取キャリッジ２１０へ搬送して装着するためのものであり、ステージリフタ２５６は、読取搬出位置にある読取キャリッジ２１０に装着されたステージ部材２２０を、露光搬入位置にある露光キャリッジ２１４へ搬送して装着するためのものである。
【００２８】
ステージリフタ２５０は、本体部２５２及び、この本体部２５２により幅方向及び及び上下方向に沿って移動可能に支持されたフォーク部２５４を備えており、このフォーク部２５４は、本体部２５２により先端側が支持台２０４，２０６上へ延出するように支持されている。またステージリフタ２５６も、本体部２５８及び、この本体部２５８により幅方向及び及び上下方向に沿って移動可能に支持されたフォーク部２６０を備えており、このフォーク部２６０は、本体部２５８により先端側が支持台２０４，２０６上へ延出するように支持されている。ここで、ステージリフタ２５０，２５６のフォーク部２５４，２６０は、それぞれ先端側が二股状に分岐した薄肉プレート状に形成されており、この先端側がキャリッジ２１０，２１４の上面部と、このキャリッジ２１０，２１４に装着されたステージ部材２２０の下面部との間に生じる隙間内へステージ移動方向に沿って挿脱可能とされている。
【００２９】
ステージリフタ２５０は、図１に示されるように、露光キャリッジ２１４が露光搬入位置へ移動すると、フォーク部２５４を幅方向に沿って露光支持台２０６上に位置し、上下方向に沿って下限位置まで下降したステージ待機位置に保持する。この状態で、ステージ部材２２０が装着された露光キャリッジ２１４が露光搬入位置から露光搬出位置まで移動してくると、フォーク部２５４の先端側が露光キャリッジ２１４とステージ部材２２０との間に挿入される。このとき、ステージ部材２２０が装着されていない読取キャリッジ２１０が読取搬入位置にあると、ステージリフタ２５０はフォーク部２５４を下限位置から上限位置まで上昇させる。これにより、ステージ部材２２０がフォーク部材２５４により支持されつつ露光キャリッジ２１４の上方へ持ち上げられる。
【００３０】
次いで、ステージリフタ２５０は、フォーク部２５４を幅方向に沿って読取キャリッジ２１０上まで移動させた後、このフォーク部２５４を下限位置まで下降させる。これにより、ステージ部材２２０がフォーク部２５４から読取搬出位置にある読取キャリッジ２１０上に載せ替えられる。この後、ステージリフタ２５０は、読取キャリッジ２１０が読取搬出位置に移動し、かつ露光キャリッジ２１４が露光搬入位置に移動すると、フォーク部２５４をステージ待機位置に復帰させる。
【００３１】
一方、ステージリフタ２５６も、ステージリフタ２５０と同様に、読取キャリッジ２１０が読取搬入位置から読取搬出位置へ移動してくると、この読取キャリッジ２１０に装着されたステージ部材２２０をフォーク部２６０により持ち上げ、露光搬入位置にある露光キャリッジ２１４上に載せ替える。従って、レーザー露光装置２００では、ステージリフタ２５０により一方のステージ部材２２０を露光キャリッジ２１４から読取キャリッジ２１０へ載せ替え、これと同時期に、ステージリフタ２５６により他方のステージ部材２２０を読取キャリッジ２１０から露光キャリッジ２１４へ載せ替えることにより、２個のステージ部材２２０を読取キャリッジ２１０及び露光キャリッジ２１４との間で循環的に載せ替えることが可能になっている。
【００３２】
図３（Ａ）に示されるように、キャリッジ２１０，２１４の上面部には、ステージ部材２２０を所定の装着位置に位置決めするために３種類の位置決め部材２６２，２６６，２６８がそれぞれ取り付けられている。ここで、位置決め部材２６２は、図３（Ｂ）に示されるように略円柱状に形成されている。この位置決め部材２６２には、外径が一定とされた円柱状の基端部２６３と、この基端部２６３の先端面から突出するテーパ状のガイドピン２６４とが一体的に形成されており、基端部２６３の先端面には、ガイドピン２６４の外周側に軸直角方向へ延出する平面状の高さ基準面２６５が設けられている。位置決め部材２６２は、略長方形の面形状を有するキャリッジ２１０，２１４における一方の長辺側の両コーナ部にそれぞれ１個ずつ配置されると共に、他方の長辺に沿った中央部に１個配置されている。
【００３３】
位置決め部材２６６は、ステージ移動方向に沿って細長い略直方体状に形成されており、下端面から上端面へ向かって幅方向に沿った寸法が狭くなるようにテーパが付けられている。この位置決め部材２６６は、その幅方向に沿った両側面がそれぞれ対称的に傾いた平面状の位置基準面２６７とされている。ここで、位置決め部材２６６は、幅方向に沿って、キャリッジ２１０，２１４における一方の長辺側の両コーナ部にそれぞれ位置する位置決め部材２６２の内側にそれぞれ１個ずつ配置されている。
【００３４】
位置決め部材２６８は、位置決め部材２６６と同一形状を有しているが、その長手方向が幅方向と一致するように、位置決め部材２６６とは９０°異なる向きに配置されている。この位置決め部材２６８では、ステージ移動方向に沿った両側面がそれぞれ対称的に傾いた平面状の位置基準面２６９とされている。ここで、位置決め部材２６８は、幅方向に沿って、キャリッジ２１０，２１４における他方の長辺に沿った中央部に位置する位置決め部材２６２の内側に配置されている。
【００３５】
一方、ステージ部材２２０の下面部には、位置決め部材２６２，２６６，２６８にそれぞれ対応して３種類の受け部材２７０，２７４，２７６が固定されている。位置決め部材２６２に対応する受け部材２７０は、図３（Ｂ）に示されるように下方へ向って開口するカップ状に形成され、その内部には上部側に位置決め部材２６２のガイドピン２６４よりも僅かに大径の小径部２７１が形成されると共に、小径部２７１の下部側に位置決め部材２６２の基端部２６３よりも僅かに大径の大径部２７２が形成され、小径部２７１と大径部２７２との間に形成された段差状の平面部分が高さ基準面２７３とされている。ここで、位置決め部材２６２におけるガイドピン２６４及び基端部２６３は、受け部材２７０における小径部２７１及び大径部２７２内へ挿入可能とされており、それぞれが所定量だけ挿入された状態で、位置決め部材２６２の高さ基準面２６５が受け部材２７０の高さ基準面２７３に密着する。
【００３６】
位置決め部材２６６に対応する受け部材２７４は、図３（Ｃ）に示されるように下方へ向って開口するカップ状に形成され、その下面における開口端２７５の形状がステージ移動方向に沿って細長い略直方形とされている。この受け部材２７４内には、その開口端２７５から上面側へ向かって幅方向に沿った開口幅がテーパ状に狭くなるように傾斜した一対の位置基準面２７６が形成されている。ここで、位置決め部材２６６の先端側は、開口端２７５を通して受け部材２７４内に挿入可能とされており、所定量だけ挿入された状態で、一対の位置基準面２６７が受け部材２７４の一対の位置基準面２７６にそれぞれ密着する。
【００３７】
位置決め部材２６８に対応する受け部材２７８は、図３（Ｄ）に示されるように下方へ向って開口するカップ状に形成され、その下面における開口端２７９の形状が幅方向に沿って細長い略直方形とされている。この受け部材２７８内には、その開口端２７９から上面側へ向かってステージ移動方向に沿った開口幅がテーパ状に狭くなるように傾斜した一対の位置基準面２８０が形成されている。ここで、位置決め部材２６８の先端側は、開口端２７９を通して受け部材２７８内に挿入可能とされており、所定量だけ挿入された状態で、一対の位置基準面２６９が受け部材２７８の一対の位置基準面２８０にそれぞれ密着する。
【００３８】
レーザー露光装置２００では、ステージリフタ２５０，２５６によりステージ部材２２０を一方のキャリッジ２１０，２１４から他方のキャリッジ２１０，２１４へ載せ替える際には、所定の位置決め精度でステージ部材２２０をキャリッジ２１０，２１４の中央に傾きが生じないように載置する。このとき、キャリッジ２１０，２１４の上面部に固定された位置決め部材２６２，２６６，２６８がステージ部材２２０の下面部に固定された受け部材２７０，２７４，２７６内にそれぞれ所定量だけ挿入され、基準面２６５，２６７，２６９がそれぞれ基準面２７３，２７６，２８０に密着する。これにより、ステージ部材２２０は、常にキャリッジ２１０，２１４における中央における装着位置に傾きが生じないように、十分に高い精度で位置決めされる。このとき、読取キャリッジ２１０に固定された位置決め部材２６２，２６６，２６８と露光キャリッジ２１４に固定された位置決め部材２６２，２６６，２６８とは、それぞれキャリッジ２１０，２１４の中央を基準として、ステージ部材２２０を相対的には同一位置（装着位置）に位置決めするように予め固定位置が高い精度で調整されている。
【００３９】
図１に示されるように、読取支持台２０４の上面部には、ステージ移動方向に沿った中央部付近に一対のガイドレール２０８を跨ぐように、下方へ向って開いた略コ字状に形成された支持ゲート２８２が設置され、この支持ゲート２８２と読取支持台２０４との間には読取キャリッジ２１０及びステージ部材２２０が通過可能な空間が形成されている。支持ゲート２８２には、読取搬入位置側の側端部に複数台（本実施形態では３台）のＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８が配置されており、これらのＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８は、それぞれ二次元ＣＣＤを撮像素子として備えている。またＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８は、撮像時の光源として１回の発光時間が極めて短いストロボ２９０（図６参照）を備えており、このストロボ２９０の発光時のみ撮像が可能となるように、各ＣＣＤ素子の受光感度が設定されている。
【００４０】
ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８は、その真下の撮像位置をステージ部材２２０が通過する際に、所定のタイミングでストロボ２９０を発光させ、このストロボ２９０からの光の反射光を受光することにより、基板材料２０２におけるアライメントマーク１３２（図５参照）を含む撮像範囲をそれぞれ撮像する。ここで、ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８は、基板材料２０２の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿ってそれぞれ異なる領域を撮像範囲としている。各ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８は、撮像対象となる基板材料２０２に形成されたアライメントマーク１３２の位置等に応じて幅方向に沿った位置調整が可能とされている。
【００４１】
図１に示されるように、露光支持台２０６の上面部には、ステージ移動方向に沿った中央部付近に一対のガイドレール２１２を跨ぐように、下方へ向って開いた略コ字状に形成された支持ゲート２９２が設置され、この支持ゲート２９２と露光支持台２０６との間には露光キャリッジ２１４及びステージ部材２２０が通過可能な空間が形成されている。支持ゲート２９２には、図２に示されるように、読取支持台２０４に対向するようにレーザースキャナ１３４が設けられている。レーザースキャナ１３４は、露光ヘッド１６６等を収容するケーシング２９４を備えており、その真下の露光位置ＰＥ（図２参照）を基板材料２０２が通過する時に、画像情報に基づいて変調された複数本のレーザービームＢを基板材料２０２の被露光面２０３へ照射し、基板材料２０２の被露光面２０３にプリント配線基板の配線パターンに対応する画像（潜像）を形成する。
【００４２】
図５（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれに示されるように、基板材料２０２には、その被露光面２０３に予め配線パターンに対応する潜像が形成される複数の描画領域１３１が設定されると共に、これら複数の描画領域１３１にそれぞれ対応する複数組のアライメントマーク１３２が形成されている。図５（Ａ）に示される基板材料２０２には、１枚の基板材料２０２から、８枚の比較的小面積のプリント配線基板を製造する場合の描画領域１３１及びアライメントマーク１３２の配置が示されている。この図５（Ａ）に示される基板材料２０２では、１枚のプリント配線基板にそれぞれ１対１で対応する描画領域１３１が幅方向に沿って２行、走査方向に沿って４列設定されており、描画領域１３１のコーナ部の外側に所定の間隔を空けてアライメントマーク１３２が形成されている。
【００４３】
また図５（Ｂ）に示される基板材料２０２には、１枚の基板材料２０２から、２枚の比較的大面積のプリント配線基板を製造する場合の描画領域１３１及びアライメントマーク１３２の配置が示されている。この図５（Ｂ）に示される基板材料２０２では、１枚のプリント配線基板にそれぞれ１対１で対応する描画領域１３１が幅方向に沿って１行、走査方向に沿って２列設定されており、描画領域１３１の各コーナ部の外側に所定の間隔を空けてアライメントマーク１３２が形成されると共に、描画領域１３１の走査方向に沿った辺部中心点の外側に所定の間隔を空けてアライメントマーク１３２が形成されている。
【００４４】
ここで、図５（Ｂ）に示される描画領域１３１は、描画領域１３１の辺部の外側に形成されたアライメントマーク１３２の位置を基準とし、走査方向に沿って２個の小領域１３１Ａ，１３１Ｂに区画されている。なお、本実施形態のアライメントマーク１３２は、基板材料２０２の被露光面２０３に円形の貫通穴又は凹部を設けることにより形成されているが、被露光面２０３に予め形成された配線パターンであるランド等をアライメントマークとしても良い。
【００４５】
次に、本実施形態に係るレーザー露光装置２００に用いられるレーザースキャナ１３４について詳細に説明する。レーザースキャナ１３４は、図７及び図８（Ｂ）に示されるように、ｍ行ｎ列（例えば、３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば、１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、基板材料２０２の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置した。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６ｍｎと表記する。
【００４６】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、走査方向（矢印）を短辺とする矩形状とされている。これにより、ステージ部材２２０がステージ移動方向に沿って前進し、基板材料２０２が相対的に副走査方向へ移動するに従って、基板材料２０２には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８ｍｎと表記する。
【００４７】
また、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施形態では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８１１と露光エリア１６８１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８２１と３行目の露光エリア１６８３１とにより露光することができる。
【００４８】
露光ヘッド１６６１１〜１６６ｍｎ各々は、図９、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、入射された光ビームを画像情報に応じて各画素毎に変調する空間変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。
【００４９】
図６に示されるように、レーザースキャナ１３４を駆動制御するスキャナ制御部１９２には、画像情報処理部とミラー駆動制御部とが組み込まれており、画像情報処理部では、コントローラ１９０から入力された画像情報に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像情報処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。
【００５０】
図９及び図１０示されるように、ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザー出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光を補正してＤＭＤ５０上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザー光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９が順に配置されている。
【００５１】
レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光を平行光化する１対の組合せレンズ７１、平行光化されたレーザー光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ７３、及び光量分布が補正されたレーザー光をＤＭＤ上に集光する集光レンズ７５で構成されている。組合せレンズ７３は、レーザー出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザー光を補正する。
【００５２】
また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザー光を基板材料２０２の被露光面２０３上に結像するレンズ系５４、５８が配置されている。レンズ系５４及び５８は、ＤＭＤ５０と被露光面５６とが共役な関係となるように配置されている。
【００５３】
ＤＭＤ５０は、図１１に示されるように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【００５４】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図１２（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図１２（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図１１に示されるように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射された光はそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
【００５５】
なお、図１１には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、コントローラ１９０からの指令を受けてスキャナ制御部１９２により行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー６２により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００５６】
また、ＤＭＤ５０は、短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図１３（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図１３（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
【００５７】
ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図１３（Ｂ）に示されるように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。
【００５８】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッド間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００５９】
なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
ファイバアレイ光源６６は、図１４（Ａ）に示されるように、複数（例えば、６個）のレーザーモジュール６４を備えており、各レーザーモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合され、図１４（Ｃ）に示されるように、光ファイバ３１の出射端部（発光点）が副走査方向と直交する主走査方向に沿って１列に配列されてレーザー出射部６８が構成されている。なお、図１４（Ｄ）に示されるように、発光点を主走査方向に沿って２列に配列することもできる。
【００６１】
光ファイバ３１の出射端部は、図１４（Ｂ）に示されるように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ３１の光出射側には、光ファイバ３１の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板６３が配置されている。保護板６３は、光ファイバ３１の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ３１の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ３１の出射端部は、光密度が高く集塵し易く劣化し易いが、保護板６３を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。
【００６２】
この例では、クラッド径が小さい光ファイバ３１の出射端を隙間無く１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０の間にマルチモード光ファイバ３０を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０に結合された２本の光ファイバ３１の出射端間に挟まれるように配列されている。
【００６３】
このような光ファイバは、例えば、図１５に示されるように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザー光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ３１を同軸的に結合することにより得ることができる。２本の光ファイバは、光ファイバ３１の入射端面が、マルチモード光ファイバ３０の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。
【００６４】
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ３０の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ３１を、マルチモード光ファイバ３０の出射端部と称する場合がある。
【００６５】
マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施形態では、マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００６６】
レーザーモジュール６４は、図１６に示される合波レーザー光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザー光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＵＶ系半導体レーザーＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，及びＬＤ７と、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６，及び１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０と、から構成されている。ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長及び最大出力が総て同じである。なお、半導体レーザーの個数は７個には限定されない。
【００６７】
上記の合波レーザー光源は、図１７及び図１８に示されるように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、開口を閉じるよう作製されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、パッケージ４０とパッケージ蓋４１とにより形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザー光源が気密封止されている。
【００６８】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００６９】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、コリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。
【００７０】
なお、図１８においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＵＶ系半導体レーザーのうちＵＶ系半導体レーザーＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。
【００７１】
図１９は、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１９の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００７２】
一方、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザービームＢ１〜Ｂ７を発するレーザーが用いられている。これらＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００７３】
従って、各発光点から発せられたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザービームＢ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ１＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００７４】
集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００７５】
次に、レーザー露光装置２００における制御系の構成について説明する。図６に示されるように、レーザー露光装置２００は、装置全体を制御するためのコントローラ１９０を備えており、このコントローラ１９０には、搬送制御部１９４、画像処理部１９５、スキャナ制御部１９２及びアライメント制御部１９６がそれぞれ接続されている。
【００７６】
ここで、搬送制御部１９４は、キャリッジ２１０，２１４にそれぞれ連結されたリニアモータ２１６，２１８及びリニアエンコーダ２１７，２１９に接続され、キャリッジ２１０，２１４の移動時にリニアモータ２１６，２１８に駆動パルス信号を出力する。このとき、搬送制御部１９４は、リニアエンコーダ２１７，２１９からのパルス信号に基づいてリニアモータ２１６，２１８をフィードバック制御する。画像処理部１９５は、ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８からの画像信号を処理し、各ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８により撮像されたアライメントマーク１３２の位置に対応する位置情報をコントローラ１９０へ出力する。またスキャナ制御部１９２は、コントローラ１９０からのスキャナ駆動信号及び、配線パターンに対応する画像信号に基づいてレーザースキャナ１３４を制御する。
【００７７】
次に、上記のように構成された本実施形態に係るレーザー露光装置２００の動作について説明する。
【００７８】
レーザースキャナ１３４の各露光ヘッド１６６において、図１６及び図１７に示されるように、ファイバアレイ光源６６の合波レーザー光源を構成するＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射したレーザービームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，及びＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面に収束する。
【００７９】
本実施形態では、コリメータレンズ１１〜１７及び集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザービームＢ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザービームＢに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。
【００８０】
各レーザーモジュールにおいて、レーザービームＢ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．８５で、ＵＶ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が３０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力１８０ｍＷ（＝３０ｍＷ×０．８５×７）の合波レーザービームＢを得ることができる。従って、６本の光ファイバ３１がアレイ状に配列されたレーザー出射部６８での出力は約１Ｗ（＝１８０ｍＷ×６）である。
【００８１】
ファイバアレイ光源６６のレーザー出射部６８には、高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザーからのレーザー光を１本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、本実施形態で使用する合波レーザー光源は高出力であるため、少数列、例えば１列でも所望の出力を得ることができる。
【００８２】
配線パターンに応じた画像情報がコントローラ１９０に入力されると、コントローラ１９０内のフレームメモリに一旦記憶される。この画像情報は、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【００８３】
次に、図２０を参照してレーザー露光装置２００における２個のステージ部材２２０及び基板材料２０２の搬送動作について説明する。なお、読取キャリッジ２１０に装着されたステージ部材２２０と露光キャリッジ２１４に装着されたステージ部材２２０を特に区別する必要がある場合には、読取キャリッジ２１０に装着されたものをステージ部材２２０Ｒと表記し、露光キャリッジ２１４に装着されたものをステージ部材２２０Ｅと表記する。
【００８４】
レーザー露光装置２００では、図２０（Ａ）に示されるように、プリアライメントテーブル２２６上に基板材料２０２が載置されると、アライメント制御部１９６がＣＣＤカメラ２３４からの画像信号に基づいて基板材料２０２の位置を検出すると共に、この検出位置に基づいて生成した位置制御信号をアライメント機構２２８へ出力する。これにより、アライメント機構２２８は、位置制御信号に従ってプリアライメントテーブル２２６と共に基板材料２０２をステージ移動方向、幅方向及び回転方向へそれぞれ駆動するこ
とで、基板材料２０２を所定の搬出基準位置に位置調整する。なお、この時点で、ステージ部材２２０が装着された読取キャリッジ２１０が読取搬出位置にあり、かつステージ部材２２０が装着された露光キャリッジ２１４が露光搬出位置にあり、またステージ部材２２０Ｒ上にはアライメントマーク１３２の読み取りが完了した基板材料２０２が載置され、かつステージ部材２２０Ｅ上には露光が完了した基板材料２０２が載置されているものとする。
【００８５】
レーザー露光装置２００では、読取キャリッジ２１０が読取搬出位置に達し、かつ露光キャリッジ２１４が露光搬出位置に達すると、図２０（Ｂ）に示されるように、搬出リフタ２４４によりステージ部材２２０Ｅ上の基板材料２０２をベルトコンベア２４２上へ搬送し、ベルトコンベア２４２により基板材料２０２を次工程が行われる装置等へ搬出する。
【００８６】
レーザー露光装置２００では、搬出リフタ２４４により基板材料２０２がステージ部材２２０Ｅ上からベルトコンベア２４２側へ離間すると、ステージリフタ２５０により露光キャリッジ２１４に装着されているステージ部材２２０を持ち上げ、このステージ部材２２０を読取キャリッジ２１０へ載せ替えると略同時に、露光キャリッジ２１４を露光搬出位置から露光搬入位置へ高速で復帰させる。これと併行して、レーザー露光装置２００では、ステージリフタ２５６により読取キャリッジ２１０に装着されているステージ部材２２０を持ち上げ、このステージ部材２２０を露光搬入位置に復帰した露光キャリッジ２１４に載せ替える。これにより、レーザー露光装置２００では、図２０（Ｃ）に示されるように、読取搬入位置にある読取キャリッジ２１０にはステージ部材２２０Ｒが装着され、かつ露光搬入位置にある露光キャリッジ２１４には、アライメントマーク１３２の読み取りが完了した基板材料２０２の載置されたステージ部材２２０Ｅが装着される。
【００８７】
レーザー露光装置２００では、露光キャリッジ２１４にステージ部材２２０Ｅが装着されると、図２０（Ｄ）に示されるように、露光キャリッジ２１４を露光搬出位置側へ移動開始させると共に、搬入リフタ２３６によりプリアライメントテーブル２２６上の基板材料２０２を読取搬入位置にあるステージ部材２２０Ｒ上に載せ替えた後、読取キャリッジ２１０を読取搬出位置側へ移動開始させる。これにより、レーザー露光装置２００では、ステージ部材２２０Ｅ上に載置された基板材料２０２に対する露光工程が開始され、この露光工程の開始から所定の時間遅れて、ステージ部材２２０Ｒ上に載置された基板材料２０２に対する読取工程が開始される。
【００８８】
先ず、基板材料２０２に対する読取工程について説明する。この読取工程時に、コントローラ１９０は、リニアエンコーダ２１７からのパルス信号によりステージ部材２２０Ｒ上の基板材料２０２の位置を判断すると共に、画像情報に基づいて基板材料２０２における各アライメントマーク１３２の位置を判断し、アライメントマーク１３２がＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８の撮像位置に達すると、読取キャリッジ２１０を一時停止させた後、ストロボ２９０を発光させてＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８により被露光面２０３におけるアライメントマーク１３２を含む撮像領域を撮像させ、撮像完了後に読取キャリッジ２１０の移動を再開する。このとき、ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８により得られた撮像情報は画像処理部１９５へ出力される。画像処理部１９５は、撮像情報をアライメントマーク１３２の走査方向及び幅方向に沿った位置に対応する位置情報に変換し、この位置情報をコントローラ１９０へ出力する。
【００８９】
コントローラ１９０は、画像処理部１９５からのアライメントマーク１３２の位置情報に基づき、１個の描画領域１３１に対応して設けられた複数個のアライメントマーク１３２の位置をそれぞれ判断し、これらのアライメントマーク１３２の位置から描画領域１３１の走査方向及び幅方向に沿った位置及び描画領域１３１の走査方向に対する傾き量をそれぞれ判断する。
【００９０】
この後、コントローラ１９０は、描画領域１３１の走査方向に沿った位置に基づいて描画領域１３１に対する露光開始のタイミングを算出すると共に、描画領域１３１の幅方向に沿った位置及び走査方向に対する傾き量に基づいて配線パターンに対応する画像情報に対する変換処理を実行し、変換処理した画像情報をフレームメモリ内に格納する。ここで、変換処理の内容としては、座標原点を中心として画像情報を回転させる座標変換処理、幅方向に対応する座標軸に沿って画像情報を平行移動させる座標変換処理が含まれる。更に必要に応じて、コントローラ１９０は、描画領域１３１の幅方向及び走査方向に沿った伸長量及び縮長量に対応させて画像情報を伸長又は縮長させる変換処理を実行する。
【００９１】
また、図５（Ｂ）に示されるように描画領域１３１がアライメントマーク１３２により複数の少領域１３１Ａ，１３１Ｂに分割されている場合には、コントローラ１９０は、各小領域１３１Ａ，１３１Ｂ毎に位置及び傾きを判断し、それぞれの小領域１３１Ａ，１３１Ｂに対応する画像情報毎に上記の変換処理を実行する。このようにして得られた変換処理後の画像情報及び描画領域１３１の位置情報は、２個のステージ部材２２０の何れか一方に関連付けられてコントローラ１９０のフレームメモリ内に一時記憶され、基板材料２０２がステージ部材２２０上からベルトコンベア２４２上へ搬送された後にフレームメモリ内から消去される。
【００９２】
次に、基板材料２０２に対する露光工程について説明する。この露光工程時に、コントローラ１９０は、リニアエンコーダ２１９からのパルス信号によりステージ部材２２０Ｅ上の基板材料２０２の位置を判断すると共に、フレームメモリ内に格納された描画領域１３１の位置情報に基づいて描画領域１３１の先端が露光位置ＰＥに達するタイミングを判断する。コントローラ１９０は、描画領域１３１の先端が露光位置ＰＥに達するタイミングに同期して露光開始信号をスキャナ制御部１９２へ出力する。これにより、スキャナ制御部１９２は、フレームメモリに記憶された画像情報を複数ライン分ずつ順次読み出し、データ処理部により読み出した画像情報に基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号を生成すると共に、ミラー駆動制御部により生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御する。
【００９３】
ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザー光が照射されると、ＤＭＤ５０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ー光は、レンズ系５４、５８により基板材料２０２の被露光面５６上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光が画素毎にオンオフされて、基板材料２０２の描画領域１３１がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、基板材料２０２（基板材料２０２）がステージ部材２２０と共に一定速度で移動されることにより、基板材料２０２がレーザースキャナ１３４によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０（図７及び図８参照）が形成される。
【００９４】
コントローラ１９０は、基板材料２０２の最先端に位置する描画領域１３１に対する露光を完了すると、この最先端の描画領域１３１に対する場合と同様に、読取工程により得られた変換処理後の画像情報及び位置情報に基づいて２番目の描画領域１３１に対する露光を実行し、この動作を最後端に位置する描画領域１３１に対する露光が完了するまで繰り返す。
【００９５】
レーザー露光装置２００では、以上説明した基板材料２０２に対する露光工程が開始された後、基板材料２０２に対する読取工程が開始されるが、通常、１枚の基板材料２０２に対する読取工程の所要時間が露光時間よりも短いことから、露光工程と読取工程とを略同一タイミングで完了させることができる。
【００９６】
以上説明した本実施形態のレーザー露光装置２００では、読取キャリッジ２１０に装着されたステージ部材２２０Ｒを読取搬入位置から読取搬出位置側へ移動させると共に、ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８によりステージ部材２２０Ｒ上に載置された基板材料２０２からアライメントマーク１３２を撮像位置で読み取る読取工程と、露光キャリッジ２１４に装着されたステージ部材２２０Ｅを露光搬入位置から露光搬出位置側へ移動させると共に、レーザースキャナ１３４により基板材料２０２における描画領域１３１を露光位置ＰＥでコントローラ１９０からの画像情報に基づき変調されたレーザービームＢにより露光する露光工程とが行われ、前記読取工程の完了後に、ステージリフタ２５０がステージ部材２２０を基板材料２０２と共に読取キャリッジ２１０から持ち上げ露光キャリッジ２１４に載せ替える。
【００９７】
従って、基板材料２０２に複数の描画領域１３１及び、これら複数の描画領域１３１にそれぞれ対応する複数組のアライメントマーク１３２が設けられている場合にも、１回の読取工程にて基板材料２０２の全てのアライメントマーク１３２を読み取り、これにより得られた撮像情報に基づいて基板材料２０２における全ての描画領域の位置等を判断し、この位置等に応じて画像情報を変換した後、レーザースキャナ１３４により各描画領域１３１をそれぞれ変換後の画像情報に基づいて変調されたレーザービームＢにより露光できるので、基板材料２０２に複数の描画領域１３１及び、これら複数の描画領域にそれぞれ対応する複数組のアライメントマーク１３２が設けられている場合にも、描画領域１３１の増加に伴う基板材料２０２に対する読取開始から露光完了までの画像形成時間の増加を防止できる。
【００９８】
またレーザー露光装置２００では、ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８による基板材料２０２に対する読取工程が完了した後、ステージリフタ２５６が基板材料２０２の載置された一方のステージ部材２２０を読取キャリッジ２１０から持ち上げ、露光キャリッジ２１４に載せ替えることにより、読取キャリッジ２１０には他方のステージ部材が装着可能になると共に、レーザースキャナ１３４による基板材料２０２の描画領域１３１に対する露光工程が開始可能になるので、複数枚の基板材料２０２の描画領域１３１に対する画像形成を連続的に行う場合には、レーザースキャナ１３４による先行する基板材料２０２の描画領域１３１の露光時に、ＣＣＤカメラ２８４，２８６，２８８により後続する基板材料２０２のアライメントマーク１３２を読み取ることができるので、基板材料２０２に対する読取開始から露光完了までの画像形成時間を短縮できる。
【００９９】
なお、以上説明の本実施形態に係る説明では、レーザー露光装置２００によりプリント配線基板の素材となる基板材料２０２を露光する場合のみついて説明したが、本発明に係る構成を有する露光装置は、基板材料２０２以外にもＰＳ板、ＣＴ刷板等の感光性印刷板、感光紙等の感光材料に対する直接露光に用いることでき、これらを露光するための光ビームとしては、レーザービーム以外にも可視光線、Ｘ線等も用いることができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る露光装置によれば、記録媒体に対する画像形成時間を短縮でき、かつ記録媒体における描画領域の増加に伴って記録媒体に対する画像形成時間が増加することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るレーザー露光装置の構成を示す側面図である。
【図３】（Ａ）は図１に示される露光キャリッジ及び読取キャリッジと露光キャリッジ及び読取キャリッジに着脱可能に装着されるステージ部材との構成を示す斜視図、（Ｂ）は露光キャリッジ及び読取キャリッジにおける位置決め部材とステージ部材の受け部材の構成を示す側面断面図である。
【図４】図１に示されるプリアライメントテーブル、アライメント機構及び搬入リフタの構成を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るレーザー露光装置により露光される基板材料の構成を示す平面図である。
【図６】図１に示されるレーザー露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る露光装置のスキャナの構成を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係るレーザー露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】（Ａ）は図４に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図１１】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図である。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示す平面図である。
【図１４】（Ａ）はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａの部分拡大図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はレーザー出射部における発光点の配列を示す平面図である。
【図１５】マルチモード光ファイバの構成を示す図である。
【図１６】合波レーザー光源の構成を示す平面図である。
【図１７】レーザーモジュールの構成を示す平面図である。
【図１８】図１２に示すレーザーモジュールの構成を示す側面図である。
【図１９】図１２に示すレーザーモジュールの構成を示す部分側面図である。
【図２０】図１に示されるレーザー露光装置の平面図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は基板材料に対する読取時及び露光時のステージ部材及び基板材料の時系列的な移動動作を示している。
【符号の説明】
１３１      描画領域
１３２      アライメントマーク
１３４      レーザースキャナ（露光手段）
１６６      露光ヘッド
１９０      コントローラ（情報処理部）
１９２      スキャナ制御部（露光手段）
１９４      搬送制御部（読取搬送手段、露光搬送手段）
１９５      画像処理部（情報処理部）
２００      レーザー露光装置
２０２      基板材料（記録媒体）
２１０      読取キャリッジ
２１４      露光キャリッジ
２１６      リニアモータ
２１７      リニアエンコーダ
２１８      リニアモータ
２１９      リニアエンコーダ
２２０      ステージ部材
２５０      ステージリフタ（第２の載替手段）
２５６      ステージリフタ（第１の載替手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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