(57)【要約】 【課題】  １つの画像を複数の光源で割り振って分割露光し、その各分割像を一定値内の光量で描画する。【解決手段】  光源を複数配設して光学ヘッド１を構成する。このヘッド１に配設した各光源からの光量をスポット検出部７で計測し、そのバラツキを差分値として記憶する。次に各光源に供給する電圧を順次変更して、電圧に応じて光量が変化していく状況を前記スポット検出部７で求めて光量推移値として光源特性記憶部２９に記憶する。そして記憶した差分値と推移値を演算部２８で読み出し、各光源毎の固有電圧値を算出する。その算出結果を光源コントロール部９に送って各光源への発光指令信号とする。指令を受けた各光源はビットマップメモリから読み出したデータに基づいて発光し、一定値内の光量によるスポットで光学ヘッドと対向する位置に設置される感材部２上を分割露光し、１つの描画像を得る。 【選択図】    図５  
2005251841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束をスポットとして投影する光学系をレンズ筒に収容し、このレンズ筒を複数配設した光学ヘッドと、この光学ヘッドが第１の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受ける感材部と、前記光学ヘッドが第２の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受けてその光量を検出するスポット検出部と、前記光学ヘッドを第１と第２の位置に選択的に移動すると共に、第１の位置にあるとき光学ヘッドと前記感材部の位置をｘ、ｙ方向に移動する送り制御部と、前記光源への供給電圧を順次変更して発光させ、電圧に応じて光源毎に生じる光量の推移値を前記スポット検出部で検出し、その値を光源毎の発光特性として記憶する光源特性記憶部と、前記光源への供給電圧を一律にして発光させたときの光量を前記スポット検出部で検出し、そのバラツキを差分値として出力した信号と、前記光源特性記憶部に記憶した光源特性値とから各光源毎の固有電圧値を算出する演算部と、前記光学ヘッドが第１の位置にあるとき各光源に前記演算部からの固有電圧値を伝えて発光させ、そのスポットを前記感材部に投影して露光する光源コントロール部とを備え、複数光源からの一定範囲内近似光量によるスポットで前記感材部上を分割露光するようにしたことを特徴とする光描画装置。
【請求項２】
光源からの光束をスポットとして投影する光学系をレンズ筒に収容し、このレンズ筒を複数配設した光学ヘッドと、この光学ヘッドが第１の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受ける感材部と、前記光学ヘッドが第２の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受けてその光量を検出するスポット検出部と、前記光学ヘッドを第１と第２の位置に選択的に移動すると共に、第１の位置にあるとき光学ヘッドと前記感材部の位置をｘ、ｙ方向に移動する送り制御部と、前記スポット検出部からの光源毎の検出値を予め定めた設定値と比較してその結果を光源毎に出力する比較部と、比較部での比較結果が設定値となるまで各光源毎に供給する電圧を順次加減していく光源コントロール部と、前記比較結果が各光源毎に設定値になったときの光源供給電圧を各光源毎の固有電圧として記憶する光量設定用レジスタとを備え、前記光学ヘッドが第１の位置にあるとき、光量設定用レジスタの記憶値に基づいて前記光源コントロール部から各光源に固有電圧を伝えて発光させ、その複数光源からの一定範囲内近似光量によるスポットで前記感材部上を分割露光するようにしたことを特徴とする光描画装置。
【請求項３】
光源からの光束をスポットとして投影する光学系をレンズ筒に収容し、このレンズ筒を複数配設した光学ヘッドと、この光学ヘッドが第１の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受ける感材部と、前記光学ヘッドが第２の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受けてその光量と、スポット形状からのピント状況を検出するスポット検出部と、前記光学ヘッドを第１と第２の位置に選択的に移動すると共に、第１の位置にあるとき光学ヘッドと前記感材部の位置をｘ、ｙ方向に移動する送り制御部と、前記スポット検出部からの光源毎光量検出値を予め定めた設定値と比較してその結果を光源毎に出力する比較部と、比較部での比較結果が設定値となるまで各光源毎に供給する電圧を順次加減していく光源コントロール部と、前記比較結果が各光源毎に設定値になったときの光源供給電圧を各光源毎の固有電圧として記憶する光量設定用レジスタと、前記スポット検出部からの光源毎ピント状況検出信号を受けて基準形状に対するずれ量をレンズ筒移動信号として対応するレンズ筒駆動部に出力し、各レンズ筒を光学系光軸方向に移動してスポットのピント位置を調整する演算部とを備え、前記光学ヘッドに配設した全レンズ筒がレンズ筒移動信号によって移動整列した後に、その複数光源からの一定範囲内近似光量によるスポットで前記感材部上を分割露光するようにした事を特徴とする光描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光描画装置に関するもので、特に複数の光源を使用して感材上を一定範囲内近似光量で分割露光するようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを用いて画像を感材上に描画していく装置は、各種の分野で使用されている。このような光描画装置の１つとしてステッパーが知られている。これはＩＣなどのパターンを予めマスクとして作成し、この作成したマスクを光学系中に設置して、それを縮小撮影し感材に露光していく。そのため感材上では０．２μｍ程度の線径が得られるものが実用化されており市場にも提供されている。しかしマスクを予め準備することが必要であり、装置自身もステップ機構を組み込むこともあってどうしても大型化し高価になってしまう。またマスクを予め作成することなくダイレクトに光描画できるようにしたものとして、ポリゴンミラーを利用した各種の装置が知られている。これらの装置は比較的小型で安価に製造できるという利点があるが、光学系が走査系であるためどうしても軸外光線を使用しなければならず、その分、光スポット径が太くなってしまい１０μｍ位が限界となっている。またポリゴンミラー面から感材上までの距離がｆθレンズの設置などによって長くなってしまう場合も多い。電子線を利用した描画装置も知られている。しかしこの装置によれば、極細スポットを得ることが出来るが内部を真空にしたユニットが必要であり、その中で描画しなければならない。
描画速度を向上させるために複数のレーザを１つのポリゴンミラーに向かわせて静電ドラム上を照射するという、マルチビーム方式というものも知られている。この方式によれば複数ビームを同時に利用できるという利点があるが、発生させたマルチビームの各光量がレーザ光源毎に個性が生じるときがある。また得られるスポット径にバラツキが発生する場合がある。
【特許文献１】特開２０００−８９５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記問題を解決した光描画装置を提供することを目的とする。即ち、小形で安価なマルチビーム方式の光描画装置を提供することである。そしてマルチビームを構成するため搭載した複数光源のそれぞれに光量差やスポット径差が生じたとしても、それを救済して一定範囲内に収めることが出来るようにすることである。そしてさらにレンズの中心光軸だけを利用した光学系によるスポットが得られるようにした装置を提供することである。それらによって１つの画像を光源数に応じて分割出力しても、それらを一定範囲内の近似光量で高速描画出来るようにした装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため本発明は、光源からの光束をスポットとして投影する光学系をレンズ筒に収容し、このレンズ筒を複数配設した光学ヘッドと、この光学ヘッドが第１の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受ける感材部と、前記光学ヘッドが第２の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受けてその光量を検出するスポット検出部と、前記光学ヘッドを第１と第２の位置に選択的に移動すると共に、第１の位置にあるとき光学ヘッドと前記感材部の位置をｘ、ｙ方向に移動する送り制御部と、前記光源への供給電圧を順次変更して発光させ、電圧に応じて光源毎に生じる光量の推移値を前記スポット検出部で検出し、その値を光源毎の発光特性として記憶する光源特性記憶部と、前記光源への供給電圧を一律にして発光させたときの光量を前記スポット検出部で検出し、そのバラツキを差分値として出力した信号と、前記光源特性記憶部に記憶した光源特性値とから各光源毎の固有電圧値を算出する演算部と、前記光学ヘッドが第１の位置にあるとき各光源に前記演算部からの固有電圧値を伝えて発光させ、そのスポットを前記感材部に投影して露光する光源コントロール部とを備え、複数光源からの一定範囲内近似光量によるスポットで前記感材部上を分割露光するようにしたことを特徴とする。
そして請求項２の発明によるものは、光源からの光束をスポットとして投影する光学系をレンズ筒に収容し、このレンズ筒を複数配設した光学ヘッドと、この光学ヘッドが第１の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受ける感材部と、前記光学ヘッドが第２の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受けてその光量を検出するスポット検出部と、前記光学ヘッドを第１と第２の位置に選択的に移動すると共に、第１の位置にあるとき光学ヘッドと前記感材部の位置をｘ、ｙ方向に移動する送り制御部と、前記スポット検出部からの光源毎の検出値を予め定めた設定値と比較してその結果を光源毎に出力する比較部と、比較部での比較結果が設定値となるまで各光源毎に供給する電圧を順次加減していく光源コントロール部と、前記比較結果が各光源毎に設定値になったときの光源供給電圧を各光源毎の固有電圧として記憶する光量設定用レジスタとを備え、前記光学ヘッドが第１の位置にあるとき、光量設定用レジスタの記憶値に基づいて前記光源コントロール部から各光源に固有電圧を伝えて発光させ、その複数光源からの一定範囲内近似光量によるスポットで前記感材部上を分割露光するようにしたことを特徴とする。
請求項３の発明によるものは、光源からの光束をスポットとして投影する光学系をレンズ筒に収容し、このレンズ筒を複数配設した光学ヘッドと、この光学ヘッドが第１の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受ける感材部と、前記光学ヘッドが第２の位置にあるとき光学ヘッドと対向する位置に設置され、前記光学系から投影されるスポットを受けてその光量と、スポット形状からのピント状況を検出するスポット検出部と、前記光学ヘッドを第１と第２の位置に選択的に移動すると共に、第１の位置にあるとき光学ヘッドと前記感材部の位置をｘ、ｙ方向に移動する送り制御部と、前記スポット検出部からの光源毎光量検出値を予め定めた設定値と比較してその結果を光源毎に出力する比較部と、比較部での比較結果が設定値となるまで各光源毎に供給する電圧を順次加減していく光源コントロール部と、前記比較結果が各光源毎に設定値になったときの光源供給電圧を各光源毎の固有電圧として記憶する光量設定用レジスタと、前記スポット検出部からの光源毎ピント状況検出信号を受けて基準形状に対するずれ量をレンズ筒移動信号として対応するレンズ筒駆動部に出力し、各レンズ筒を光学系光軸方向に移動してスポットのピント位置を調整する演算部とを備え、前記光学ヘッドに配設した全レンズ筒がレンズ筒移動信号によって移動整列した後に、その複数光源からの一定範囲内近似光量によるスポットで前記感材部上を分割露光するようにした事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明による装置は、複数の光源を配した１つまたは複数の光学ヘッド１で感材上を分割露光し描画を進めていくようにしたもので、それも光学ヘッドに配設した複数光源のそれぞれに光量のバラツキやスポット径の誤差があったとしても、それらを救済して一定範囲内の近似光量で発光できるようにしたものである。それによって濃度差やスポット径差の少ない高精度の像を得ることが出来るだけでなく、高速描画を進めることが出来る。また画像全体の濃度値を変更するようなときも各光源の持つ個性に煩わされることなく、あたかも同じ特性を持った光源として扱うことが出来る。そして全体として経済的にも安価な光描画装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明に係わる光描画装置について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は本発明装置を示した説明用概略ブロック図である。図において１は取付台上にレーザやＬＥＤなどの光源と、そのスポットを投影する光学系（以下併せてＬＰという）を複数配設して構成した光学ヘッドで、ｘ方向に移動できるよう図示してない本体上のステージに取り付けられている。２は感材部で、光学ヘッド１の下部でそれに平行な平面上をｙ方向に移動できるよう図示してない本体上のステージに取り付けられ、前記各ＬＰからのスポットを受けて露光されるよう位置づけられる。４は光学ヘッド１と感材部２をｘ、ｙ方向に移動させて、両者の位置関係を相対的に変化させると共に、後に説明するスポット検出部と光学ヘッド１の位置関係を変化させる送り制御部である。この送り制御部４には前記ｘ、ｙ方向のステージと連結するモータなどの駆動源とその制御部、前記相対的な変化量を知るための現在位置判定部などが収容されている。５は光学ヘッド１のｘ方向移動量を検出し送り制御部４に伝えるｘ方向現在位置検出器、６は感材部２のｙ方向移動量を検出し送り制御部４に伝えるｙ方向現在位置検出器である。７は前記感材部２と同等な本体上の位置に設置されるスポット検出部で、光学ヘッド１に配設した各ＬＰからの光量を検出する。そのため光学ヘッド１は、前記した送り制御部４によって第１と第２の位置を選択移動し、スポット検出部７と感材部２上で対向する位置に設置されて位置決めされる。そしてヘッド１が第２の位置にあるとき、スポット検出部７は各ＬＰからのスポットを受けてその光量を検出し、予め定めた基準光量と比較してそのバラツキを検出し差分として内部に記憶する。記憶された差分値は制御ユニット８によって読み出されて光源コントロール部９に送られる。光源コントロール部９は光学ヘッド１の各ＬＰと接続していて、指令された差分値と供給されている一律の電圧に応じて光学ヘッド１の各ＬＰを発光させ、全ＬＰの光量が一定範囲内に収まるよう調整する。１０は装置全体を制御する制御ユニット８への入力部で、マウス、キーボードの他、ＭＯやＣＤなどの読み取り装置で構成される。
この実施例による光描画装置は、上記のようにＬＰを複数配設して１つの光学ヘッド１を構成する。そしてこのヘッドを第１と第２の位置に移動自在となし、第２の位置にあるとき光学ヘッド１に配設した各ＬＰの光量をスポット検出部７でまず計測し、予め定めた基準値と比較してそのバラツキを差分値として記憶する。次いで光学ヘッド１を第１の位置に移動して感材部２と対向させ、スポット検出部７に記憶した差分値と供給されている一律の電圧に基づいて各ＬＰを調整しながら発光させ、分割露光される各像を一定範囲内の近似光量による描画像として感材部２上で露光するようにした。そのため光学ヘッド１は、描画動作を開始する前に感材部２と同等の位置に設置したスポット検出部７上の第２位置に規定し、各ＬＰからの光量を同一条件の下で計測してから、感材部２上の第１位置に移動して露光を実施する。以下に詳しく説明する。
【０００８】
図２は光学ヘッド１に配設した複数ＬＰと感材部２内に設置した感材１３に露光される描画像の関係について示した説明図である。図２Ａはヘッド１ＡにＬＰａ〜ＬＰｄの４つのＬＰを仮想の基準線１１に沿って配設した状態を示したもので、それぞれｄｘの間隔を持っている。このような光学ヘッド１Ａの各ＬＰを同時に点灯し、図の矢印１２方向にｄｘだけ送り制御部４によって移動させると、感材部２内に設置した感材１３には、４つのＬＰａ〜ＬＰｄによって長さＸの像１４が得られる。つまり各ＬＰの配設間隔ｄｘに見合った各ＬＰ毎の分割露光像が１つのＸ画像１４となる。そのため１つのＬＰでＸの長さの描画像を得る場合に比して４倍の速度で得ることが出来る。
図２Ｂによるものは、光学ヘッド１Ｂに４列のＬＰａ〜ＬＰｄを、３行ＬＰ１〜ＬＰ３、仮想の基準線１１、１５に沿って配設した例で、各ＬＰの間隔はそれぞれｄｘとｄｙとなっている。このような光学ヘッド１Ｂに図１の光源コントロール部９から信号を送り、各ＬＰを同時に点灯して図２Ａの矢印１２と同じ方向にｄｘだけヘッド１Ｂを移動させれば、ＬＰ１〜ＬＰ３を構成する各ＬＰによって１４−１〜１４−３の像が感材１３に同時に得られる。この像１４のそれぞれはＬＰａ〜ＬＰｄの配設間隔ｄｘに見合った分割露光像が合算されて長さＸの１つの像となったものである。こうして３つの像１４−１〜１４−３が得られたら、感材１３を図Ｂの矢印１６方向にｄｙだけ図１の送り制御部４を動作して移動させると、感材１３には各列を構成する４つのＬＰａ〜ＬＰｄによって長さＹの画像１７が得られる。つまり行方向のＬＰ間隔ｄｙに見合った列方向の各ＬＰによる露光像の合計で１つのＹ画像１７となり、この像１７が４つ作成される。但し、図では混雑さを避けるためＬＰｄによる列で作成された像１７ｄだけを示したものとなっている。
以上のように複数のＬＰを基準線１１、１５に沿って配設し、これを同時に点灯しヘッド１を矢印１２方向に移動させると、ＬＰの行方向の数（この場合ＬＰ１〜ＬＰ３）に合ったｘ方向の像１４−１〜１４−３が得られる。また像１４の露光後に感材１３を矢印１６方向にｄｙだけ移動させれば、ＬＰの列方向の数（この場合ＬＰａ〜ＬＰｄ）に合ったｙ方向の像１７ａ〜１７ｄが得られる。
【０００９】
図３は光学ヘッド１Ｃと感材１３に得られる描画像についてさらに説明するものである。図Ａは３行×３列のＬＰを配した光学ヘッド１Ｃを示したもので、ｄｘとｄｙの間隔を持って仮想基準線１１、１５に沿って配されている。図Ｂ〜Ｄはこのヘッド１Ｃによって得られる描画像を示したものである。同図Ｂにおいて太線矢印で示した像１４−１は、ＬＰ１を構成するＬＰａ〜ＬＰｃからの露光によって作成される。像１４−２は、ＬＰ１から間隔ｄｙだけ隔てられた位置に配されたＬＰ２のＬＰａ〜ＬＰｃによって露光されて作成される。像１４−３も同じようにＬＰ３を構成するＬＰａ〜ＬＰｃの露光によって作成される。従って全ＬＰを同時に点灯し、図３Ａに示した矢印１２方向にヘッド１Ｃをｄｘ分だけ移動することで、長さＸの３つの像１４−１〜１４−３を同時に求めることが出来る。
図Ｃによるものは、図Ｂの状態から感材１３を矢印１６方向にｙ１分だけ移動して像１８を作成したものである。即ち、図Ｂで像１４の描画が終了したらヘッド１Ｃを図Ａの矢印１２と逆方向に移動して原点に復帰させる。この復帰動作は制御ユニット８からの指令で送り制御部４を動作し、その送り手段によって光学ヘッド１Ｃを移動させる事によって行う。この復帰動作中にやはり送り制御部４から感材部２に指令を送って図Ｃの矢印１６方向にｙ１だけ移動させる。そして全ＬＰを点灯しながら光学ヘッド１Ｃを図Ａの矢印１２方向に移動していけば、実線矢印で示した３つの像１８−１〜１８−３を得ることが出来る。勿論、各像１８は、像１４の場合と同じようにヘッド１Ｃ上のＬＰ間隔ｄｙに相当する分だけ隔てられた感材上の位置に、ＬＰａ〜ＬＰｃの露光によって作成された描画像である。
図Ｄによるものは、図Ｃの状態からさらに感材１３を矢印１６方向にｙ１分だけ移動して像１９−１〜１９−３を作成したものである。即ち、図Ｃで像１８の露光が終了したらヘッド１Ｃを図Ａの矢印１２と逆方向に移動して原点に復帰させる。この復帰動作中に送り制御部４から感材部２に指令を送って感材１３を矢印１６方向にｙ１だけ移動させる。そして全ＬＰを点灯しながら光学ヘッド１Ｃを矢印１２方向に移動させれば、点線矢印で示した３つの像１９−１〜１９−３を描画することが出来る。この像１９は像１８の場合と同じようにヘッド１Ｃ上のＬＰ間隔ｄｙに相当する分だけ隔てられた位置に、ＬＰａ〜ＬＰｃの露光によって作成された描画像である。
以上のようにＬＰを複数配設した１つの光学ヘッド１Ｃ全体をｘ方向１２に移動し、このヘッド１Ｃと平行な平面上をｙ方向１６に移動するように設置した感材部２を、順次ｙ１だけ移動していくことによって複数の像１４、１８、１９を描画していくことが出来る。図ではこの像１４、１８、１９を区別するため太線、実線、点線として示したが、実際には同じ像が得られることは明白である。そして例えばｄｘとｄｙを５ｍｍとし、各ＬＰによって得られるビーム径を１μｍとすれば、図３の例ではＸ＝１５ｍｍの長さの像が得られる。そして各ｄｙ間には１４、１８、１９のような像を５０００本描画する事が出来る。また図３の例では３×３のＬＰがヘッド１Ｃに配されたものとなっているが、これを８×８とすれば４ｃｍ四方の画像を得ることが出来、２４×２４のヘッドとすれば１２ｃｍ四方の画像を得ることが出来る。このような光学ヘッドを使用して各ＬＰの発光タイミングをコントロールすれば、ＬＰの数に応じたサイズの任意像を描画していくことが出来る。
【００１０】
以上説明してきた光学ヘッド１は、感材面１３上で得られる光量が皆、一定のＬＰを配設したものとなっている。そのためヘッド１や感材部２を移動させながら複数ＬＰを使用して１つの像を分割露光しても、それを１つの像とする事が出来た。しかしヘッドに配されるＬＰは、ヘッドに取り付けた時の位置調整や光源自身の持つ個々の特性などによって、その光量にバラツキが発生する。このバラツキを吸収して一定範囲内に収まるようにしないと、露光した分割像には濃度差が生じて使用できる品質の画像を作成することは出来ない。図４を用いてさらに説明する。この図４は例えば、図２Ａの各光源ＬＰａ〜ＬＰｄが出力する光量と、その光によって露光された感材１３上の像濃度の関係を示したものである。図４Ａにおいて曲線ｃａは仮に図２ＡのＬＰａが発光したときに得られる感材部２上での光量で、その時の明るさをＬ１として示してある。曲線ｃｂは仮に図２ＡのＬＰｂが発光したときのものであり、その明るさをＬ２として示してある。同じように曲線ｃｃは仮にＬＰｃが発光したときのものであり明るさはＬ３としてある。又曲線ｃｄはＬＰｄが発光したときのものであり、その明るさはＬ４としてある。
このような光量特性を持った各ＬＰで感材１３上を露光して像１４を作成したときの例が図４Ｂである。この図４Ｂで、１４ａはＬＰａによる曲線ｃａによって露光された像であり、１４ｂはＬＰｂによる曲線ｃｂ、１４ｃはＬＰｃによる曲線ｃｃ、１４ｄはＬＰｄによる曲線ｃｄによって露光された像で、全体で１つの像１４を形成している。しかしＬＰａ〜ＬＰｄはＬ１〜Ｌ４の光量差があるので、感材１３上に得られる像１４にも濃度差Ｄが発生してしまう。図Ｂではこの濃度差Ｄの違いを高さ方向の段差として表現してある。実際には濃度Ｄだけでなく、その幅ｗｗにも差が生じるであろうが、ここではその説明を省略する。このような濃度差が１つの像１４内に発生してしまえば、それを描画製品として使用することが出来ないことは明らかである。従ってバラツキのある光量を一定にするために、ある任意の基準光量、例えば曲線ｃａに対する光量の差分値を求めておく事が必要となる。
以上、図４Ａ、Ｂを用いて説明したＬＰの照射エネルギー分布による光量特性は、各ＬＰに加える電圧値を一律にしたときに発生する固有の差異に関するものであった。つまり各ＬＰから得られる光の量に係わらず、光源に供給する電圧を一律にしたときに発生する問題であった。これに対し図４Ｃによるものは、このＬＰに供給する電圧値を順次変更していったときに発生する問題を説明するもので、出力される光量が電圧に応じて変化していく状況を表している。図は４つのＬＰ出力カーブａ〜ｄを示していて、それぞれ供給される電圧Ｗが高くなると照射エネルギーＬも増大する例となっている。そしてａ〜ｄのカーブをそれぞれＬＰａ〜ＬＰｄに相当するものとすれば、ＬＰａに電圧Ｗ６を加えたときスポット検出部７で得られる光量（明るさ）はＬ３が計測される。また同じＬＰａにＷ７の電圧を加えるとＬ６の光量が得られる。この時の両計測点Ｌ３、Ｌ６を結んだカーブがａとなる。実際にカーブａを得るためには、Ｌ３、Ｌ６の２つの計測点だけでなく、さらに多くの計測点を設定することによって、より正確なカーブが得られるが、このようなカーブａをＬＰａの光源特性値として予め記憶しておけば、ＬＰａのスポット光量に変更要求があったとき、供給する電圧を容易に算出して求める光量を得ることが出来る。
同じようにカーブｂはＬＰｂに供給する電圧を変更したときに得られる光源からのスポット光量の変化を表したもので、ＬＰｂが持つ光源特性となる。具体的には電圧Ｗ５の時Ｌ３の光量であり、カーブａのＷ７より高い電圧Ｗ８のときＬ６の光量となっている。そして両計測値Ｌ３、Ｌ６結んだものがカーブｂとなる。このカーブｂによればＬＰａのカーブａに対してＬ３の同じ光量を得るためにＷ５の電圧しか必要としていない。つまりＬＰａとＬＰｂのスポットがスポット検出部７の結像点で同じＬ３の光量となるようにするためには、ＬＰａがＷ６であるのに対しＬＰｂはそれより低い値のＷ５で済む。これはＬＰｂがＬＰａに比べて（Ｗ６−Ｗ５）分のバラツキを持っているということになる。従ってこの差分に相当する分だけの電圧調整をＬＰｂに対して行うことが必要となる。この調整が不完全であれば図４Ｂのように濃度差のある像１４となってしまう。
カーブｃはＬＰｃの光源特性を表したもので、Ｌ３の光量を得るにはＷ２の電圧でよく、Ｌ６の値を得るにはＷ４の電圧を必要とする特性となっている。同じようにカーブｄはＬＰｄの特性を表したもので、Ｌ３を得るにはカーブｃのＷ２より低い値のＷ１で済み、Ｌ６を得るにはカーブｃのＷ４より低いＷ３で済む特性となっている。
この図４ＣのようにＬＰａ〜ＬＰｄの全ＬＰがカーブａ〜ｄのようにバラツキ特性を持ったままであれば、各ＬＰの光量を一定にするために電圧を変化させたとしても光量は一律には変化せず、例えばカーブａとｂのように途中で特性が逆転してしまうものも発生する。そのため電圧をある任意値に設定したとき、光源から出力される光量の値を予め算出しておかなければならない。そのためには各ＬＰ毎に変化するであろう電圧と光量の推移値の関係を予め算出して各ＬＰごとの光源特性として記憶しておき、画像全体の光量が「３」とか「６」に設定されるたびにこの記憶値を読み出して、前記した図４Ａによる照射エネルギー分布の光量差分値を吸収した固有電圧値として各ＬＰに与えるようにすれば全ＬＰからのスポット光量を一定範囲内の近似値とすることが出来る。
尚、図ＣでＬ３、Ｌ６のような光量設定点の変更は、例えば画像全体の線幅調整時や感材部２内に収容する感材１３の種類や感度の違いなどによって、描画作業開始前に頻繁に設定される。
【００１１】
本実施例では上記光量のバラツキを吸収し、固有電圧値を得るためスポット検出部７を使用する。この検出部７について図５を用いて説明する。この図５は図１の一部詳細をブロック図として示したもので、図において光学ヘッド１Ｃには図３Ａと同じように３行×３列のＬＰが配設されている。このようなヘッド１Ｃを第１の位置である感材部２上から平行移動して、図１のようにスポット検出部７上の第２位置に位置させ、各ＬＰからのスポット光をスポット検出部７で受光できるようにする。検出部７は図５のように集光レンズ２０とＣＣＤやフォトダイオード等による受光部２１、受光部２１からの信号を受けて記憶する記憶部２２などで構成される。この受光部２１は全光源に対して１つであり、常に同一条件の下で光量検出を行う。
今、スポット検出部７上の第２位置に位置規定された光学ヘッド１Ｃの各ＬＰを、設定した一律の任意電圧で順次発光していくと、その光は集光レンズ２０により受光部２１上に結像し、フォーカス位置での照射エネルギーが光量として検出される。最初に検出されるスポットとして例えば、ＬＰ１行、ＬＰａ列（以下ＬＰ１・ａという）からのスポットとすれば、その光量は図６Ａのように任意の値、例えば「３」２３が検出される。この図６は受光部２１の検出光量について説明するもので、記憶部２２に光量が記憶された状態を示している。２番目のスポット、例えばＬＰ１・ｂからのスポットが仮に図６Ａのように「４」２４として受光部２１で検出されると、それが記憶部２２の専用番地に記憶される。３番目のＬＰ１・ｃからのスポットが同じように「７」２５として受光部２１で検出されると、記憶部２２の専用番地に記憶される。以下同様にしてＬＰ２、ＬＰ３からの各ＬＰの光も受光部２１で検出され、光学ヘッド１に収容した全ＬＰの光量が記憶部２２に記憶される。記憶部２２は、このように光学ヘッド１に配設した各ＬＰ毎に対応した記憶番地を有していて、受光部２１が検出した値をそれぞれ記憶していく。
【００１２】
制御ユニット８は制御部２６、ビットマップメモリ２７、演算部２８、光源特性記憶部２９などで構成される。制御部２６は入力部１０からの各種データを受け装置全体を管理し、ビットマップメモリ２７には描画する画像データが記憶される。制御部２６からの指令で動作する送り制御部４には、図１で説明したように現在位置検出器５、６からの信号などが伝えられ、光学ヘッド１と感材部２間の相対的位置関係をｘ、ｙ方向に変化させたり、光学ヘッド１を第１、第２位値へ選択的に移動させる。演算部２８は図６Ａで説明したスポット検出部７内の記憶部２２に記憶した内容を読み出して予め定めた基準光量と比較し、その差分を算出する。例えば図６ＡでＬＰ１・ａの光量「３」２３が記憶部２２に記憶されると、演算部２８はそれを読み出してその「３」を一旦基準光量として内部に記憶する。そして以後に検出される各ＬＰからの光量と比較してそのバラツキによる差分を算出し、それを記憶部２２に戻して差分値として記憶する。従って最初の検出値「３」２３は基準値として扱われるから、図６Ｂのように差分値「０」３０として記憶される。しかし２番目のＬＰ１・ｂからのスポットは受光部２１で光量「４」２４として検出されるから、演算部２８は基準量「３」と比較し、「＋１」３１を算出してそれを差分値として記憶部２２に記憶する。ＬＰ１・ｃからの光量「７」２５も「＋４」３２として算出され、それが記憶部２２に記憶される。以後同じようにしてＬＰ２、ＬＰ３を構成する各ＬＰからの光を受光部２１で検出し、それを演算部２８に送って基準光量「３」と比較し、その差分を求めて記憶部２２に記憶する。勿論、基準光量となるＬＰの選定は１番目のＬＰ１・ａに限定することはなく、任意に設定することが出来る。
こうして演算部２８で演算され記憶部２２に記憶された光量差分値は、制御部２６からの指令で光源コントロール部９に送られる。光源コントロール部９は信号線９ｃを介して光学ヘッド１に収容された全ＬＰと接続しているが、図６Ｂに示した記憶部２２の光量差分値が、「３」を得たときの一律の電圧と共に各ＬＰに伝えられる。すると各ＬＰはビットマップメモリ２７に記憶された画像データに基づいて発光し感材上を露光していく。１番目のＬＰ１・ａに伝えられる信号は「０」３０であるから、スポット検出部７が検出したままの状態でＬＰ１・ａを発光させればよく、２番目のＬＰ１・ｂに伝えられる信号は「＋１」３１であるから、ＬＰ１・ａよりも「＋１」分だけ減少した光量で発光するよう光源コントロール部９で調整される。またＬＰ１・ｃへの信号は「＋４」３２信号であるから、ＬＰ１・ａに比して「＋４」に見合う分を減じた光量となるよう光源コントロール部９で調整される。以後ＬＰ２、ＬＰ３に関しても同様の調整を光源コントロール部９で実施すれば、全ＬＰを発光させたとき一定範囲値内に収めた近似光量で感材上を露光していくことが出来る。しかし上記「＋１」３１、「＋４」３２の調整を正しく光源コントロール部９で実施するためには、図４Ｃで説明した各ＬＰ毎の光源特性を予め求めておく事が必要となる。
【００１３】
次に上記の光源特性を求める方法について説明する。まず図５において入力部１０から光源特性検出モードを入力して制御部２６に伝える。すると制御部２６はそのモード信号を演算部２８に伝えると共に、送り制御部４にも送って光学ヘッド１をスポット検出部７と対向するよう第２の位置に位置づける。この状態で制御部２６から光源コントロール部９に指令して１番目の光源ＬＰ１・ａを任意の電圧、例えばＷ６で発光させる。すると受光部２１がその電圧値によるスポット光量を、例えば「３」２３として検出し記憶部２２に記憶する。演算部２８は制御部２６の指令を受けて記憶部２２の内容を読み出し、差分値「０」３０として記憶部２２に再記憶させると共に、光源特性記憶部２９のＬＰ１・ａ専用番地に「Ｗ６＝３」を書き込む。
この光源特性記憶部２９について図７を用いて説明する。この記憶部２９は光学ヘッド１に配設した各ＬＰ毎に対応する専用番地領域ＭＰを有していて、例えばＬＰ１・ａにはＭＰ１・２９ａ、ＬＰ２・ｂにはＭＰ２・２９ｂ、ＬＰ３・ｃにはＭＰ３・２９ｃのように専用番地領域ＭＰが準備されている。従ってＬＰ１・ａがＷ６で発光し、受光部２１でそれが「３」２３として検出されると、記憶部２２を介して「Ｗ６＝３」の値が記憶部２９の番地ＭＰ１・２９ａ内に書き込まれる。次に制御部２６はＬＰ１・ａに加える電圧をＷ１に変更するよう光源コントロール部９に指令してそれを発光させる。すると受光部２１は、その時の光量「Ｗ１＝ｎａ１」を検出し、一旦記憶部２２に記憶しそれを制御部２６からの指令で光源特性記憶部２９の番地ＭＰ１・２９ａ内に送り込む。以後同じようにして電圧をＷ２、Ｗ３・・・と順次変更して光源ＬＰ１・ａを発光させ、その時々の光量「Ｗ２＝ｎａ２、Ｗ３＝ｎａ３・・・」を受光部２１で検出して記憶部２９の番地ＭＰ１・２９ａ内に書き込んでいく。こうして電圧をＷ７にすると光量「６」が受光部２１で検出され、その値が番地ＭＰ１・２９ａ内に書き込まれる。これでＷ１、Ｗ２・・Ｗ７の各測定点によって図４ｃのカーブａを形成する値が番地ＭＰ１・２９ａ内で得られる。図７ではこれを説明するため、Ｗ７の時に光量「６」を得たときの測定点３３とＷ６の時に光量「３」を得たときの測定点２３を結んだカーブを示してある。こうして記憶されたカーブａに相当する値が、ＬＰ１・ａの電圧変更によって生じる光量推移値となる。
次に制御部２６は、光源コントロール部９に指令を送り２番目の光源ＬＰ１・ｂをＬＰ１・ａの時と同じＷ６で発光させる。すると受光部２１はその時の電圧値によるスポット光量を検出し、演算部２８はそれをＬＰ１・ａの基準値と比較してその差分値を求め、「＋１」３１として記憶部２２に記憶する。さらにそれを記憶部２９の番地ＭＰ１・２９ｂ内に「Ｗ６＝ｎｂ６」を記憶する。次に光源コントロール部９は制御部２６からの指令を受けて、電圧をＷ１、Ｗ２・・Ｗ８・・・と順次変更してＬＰ１・ｂに供給する。すると受光部２１は電圧がＷ１、Ｗ２、・・Ｗ８・・・と変更されるに応じて光量変化を検出し、電圧Ｗ１の時「ｎｂ１」、Ｗ２の時「ｎｂ２」・・・Ｗ５の時「３」、Ｗ８の時「６」を得る。この「３」と「６」を得たときの測定点を説明用として図７の番地ＭＰ１・２９ｂ内に３４、３５として示した。この両側定点を結んで得られる図４Ｃのカーブｂに相当する値がＬＰ１・ｂの電圧変更によって生じる光量推移値となる。
同様にして３番目の光源ＬＰ１・ｃに光源コントロール部９から電圧Ｗ６を与えて発光させる。すると受光部２１はその時の光量「Ｗ６＝ｎｃ６」を検出する。演算部２８はそれをＬＰ１・ａの基準値と比較してその差分値を求め、「＋４」３２を記憶部２２に記憶する。そしてさらに記憶部２９の番地ＭＰ１・２９ｃ内に「Ｗ６＝ｎｃ６」を記憶する。次いで光源コントロール部９が電圧をＷ１、Ｗ２・・・と順次変更して光源ＬＰ１・ｃに発光指令を与える。すると受光部２１は電圧がＷ１、Ｗ２、・・Ｗ４・・・と変化するに応じてその光量変化を検出し、電圧Ｗ１の時「ｎｃ１」、Ｗ２の時「３」、Ｗ４の時「６」を得る。この「３」と「６」を得た時の測定点を説明用として図７の番地ＭＰ１・２９ｃ内に３６と３７として示した。この両側定点を結んで得られる図４Ｃのカーブｃに相当する値がＬＰ１・ｃの光量変更によって生じる推移値となる。以後同じようにしてＬＰ２、ＬＰ３を構成する各ＬＰについて推移値を求め、それを光源特性記憶部２９のそれぞれの番地ＭＰ２、ＭＰ３内に記憶していく。
このようにして光源に供給する電圧を変更しながら各光源ごとに変化する光量の推移値を算出して、それを各光源ごとの特性として記憶部２９に記憶していく。そして光学ヘッド１の全ＬＰについての記憶作業が終了したら、前記した光源特性検出モードを解除し実際の描画作業を開始する。ＬＰ１・ａでは基準光量となるので、「０」３０が光源コントロール部９から指令される。ＬＰ１・ｂでは演算部２８が、差分値「＋１」を記憶部２２から読み出し、前記光源特性記憶部２９の番地ＭＰ１・２９ｂ内から「＋１」分を減じた値の光量が得られるときの電圧値を求めて、それを光源ＬＰ１・ｂの固有電圧値として光源コントロール部９に送り出す。これでＬＰ１・ｂはＬＰ１・ａの光量と同等、若しくは近似した値の光量として発光させることが出来る。
次に制御部２６は光源ＬＰ１・ｃの差分値「＋４」を記憶部２２から読み出し、その差分値に基づいて光源特性記憶部２９の番地ＭＰ１・２９ｃから「＋４」を減じた値の光量が得られるときの電圧値を求めて、それを光源ＬＰ１・ｃの固有電圧値として光源コントロール部９に送り出す。これでＬＰ１・ｃをＬＰ１・ａ、ＬＰ１・ｂと同等若しくは近似の光量として発光させることが出来る。以下同様にしてＬＰ・２、ＬＰ・３を構成する各ＬＰについて、固有の電圧値を求めて光源コントロール部９に送って各ＬＰを発光させれば、バラツキを吸収した光量で感材１３に露光していくことが出来る。光源特性検出モードの設定は、前記したＬ３、Ｌ６などの光量測定点の変更時だけでなく、描画作業開始前のランニングテストとして位置づけることによって濃度管理品質を高めることが出来る。
【実施例２】
【００１４】
次に実施例２について図８を用いて説明する。この実施例によるものは図５から光源特性記憶部２９を廃して比較部３８を新たに設置し、各光源が必要とする固有電圧値をその都度求めていくようにしたものである。
図８において光学ヘッド１Ｃに配設した複数ＬＰからの各スポットは、スポット検出部７ａ内の集光レンズ２０を経て受光部２１に集められ比較部３８に向かう。この比較部３８には入力部１０から予め入力設定される光量の設定値、例えば「３」が伝えられていて、受光部２１からの検出値と比較される。受光部２１からの検出値が仮にＬＰ１・ａからのものとすれば図６Ａのように「３」が比較部３８で比較され、その結果は「０」となる。この比較結果は信号線３８ａを経て光源コントロール部９ａ内の光量設定用レジスタ３９に記憶される。このレジスタ３９は各ＬＰごとに用意されており、例えばＬＰ１・ａの比較結果はＬＰ１・ａ専用のレジスタ３９１ａ（図示せず）に記憶される。今の場合、比較結果は「０」なのでレジスタ３９１ａには「０．０」がＬＰ１・ａの固有電圧として記憶される。次にＬＰ１・ｂの比較が実施されるが、このＬＰ１・ｂからのスポット光を受光部２１で例えば「４」と検出すると、比較部３８は設定値「３」よりプラスと判断し、「−」信号を信号線３８ａより所定のレジスタ３９１ｂ（図示せず）に送り出す。するとレジスタ３９１ｂは「−」信号を受けて、例えば初期設定されていた値「０．０」から「−１．０」にその値を変更する。レジスタ３９１ｂに「−１．０」が記憶されると、光源コントロール部９ａはその内容を読み出して「−１．０」の値に相当する分の電圧を下げてＬＰ１・ｂに送り出す。ＬＰ１・ｂがその指令された電圧で発光すると受光部２１はその光量を検出し、例えば当初の「４」より低くなった「３．９」を得る。この「３．９」に相当するスポット光が前記の場合と同じように比較部３８に送り出されると、比較部３８は設定値「３」と比較し、その結果まだプラスと判断し「−」信号を発信する。レジスタ３９１ｂはこの「−」信号を受けてその内容を「−１．０」から「−２．０」に変更する。光源コントロール部９ａはこの「−２．０」に相当する分の電圧を減じてＬＰ１・ｂに伝え発光させる。すると受光部２１がその光量を検出し、例えば「３．８」を得る。以後同じようにしてレジスタ３９１ｂの値が「−１０．０」になると受光部２１は光量「３」を検出し、設定値「３」と等価、若しくはその近似値になったことを比較部３８が判断し、「−」信号を「０」に変換してレジスタ３９１ｂに伝える。レジスタ３９１ｂはこの時の光源供給電圧値「−１０．０」をＬＰ１・ｂの固有電圧として以後保持する。
【００１５】
次にＬＰ１・ｃの固有電圧を求める。まずＬＰ１・ａに与えた電圧と同じ電圧でＬＰ１・ｃを発光させ、例えば「７」を得たとする。比較部３８はこれを設定値「３」と比較してプラスと判断し、「−」信号をレジスタ３９１ｃに伝える。レジスタ３９１ｃはこの「−」信号を受けて初期設定されていた任意の値「０．０」から「−１．０」にその内容を変更する。すると光源コントロール部９ａがその値を読み出して「−１．０」に相当する分だけ電圧を下げてＬＰ１・ｃを発光させる。その結果、受光部２１が当初の「７」より低い値の「６．９」を検出して比較部３８に送り出すが、比較部３８は未だプラスと判断し「−」信号を発信する。以後同じようにしてレジスタ３９１ｃが「−４０．０」になると受光部２１はＬＰ１・ｃの光量を「３」として検出し、比較部３８はそれによって設定値と等価と判定して「０」を出力する。レジスタ３９１ｃは以後ＬＰ１・ｃの固有電圧を「−４０．０」として保持する。
以後同じようにしてＬＰ２、ＬＰ３の各ＬＰの固有電圧を求めていくが、受光部２１で設定値「３」より少ない光量、例えばＬＰ２・ｂの光量として図６Ａのように「２」を検出したとすると、比較部３８はマイナスと判断して「＋」信号を信号線３８ａからレジスタ３９２ｂ（図示せず）に伝える。レジスタ３９２ｂが「＋」信号を受けると設定されていた任意値「０．０」から「＋１．０」にその内容を変更し、光源コントロール部９ａがその内容を読み出して「＋１．０」に相当する分の電圧を加算してＬＰ２・ｂに伝える。指令された値でＬＰ２・ｂが発光すると受光部２１が「２」より高い値の「２．１」を検出し、比較部３８が設定値と比較する。しかし比較部３８は未だマイナスと判断し、「＋」信号をレジスタ３９２ｂに送り出す。以後同じようにしてレジスタ３９２ｂが「＋１０．０」になると受光部２１は光量「３」、若しくはその近似光量を検出し、比較部３８は設定値と等価と判断して「０」信号を出力する。それによってレジスタ３９２ｂは以後「＋１０．０」をＬＰ２・ｂの固有電圧として保持記憶する。
以上のようにこの実施例では各ＬＰの固有電圧を得るため、求める値として予め比較部３８に設定する設定値と受光部２１で検出する各ＬＰからの光量を比較部３８で比較し、比較結果がそれぞれ「０」、若しくはその近似値になるまで各ＬＰに供給する電圧を加減するようになし、「０」、若しくはその近似値が得られたときの値をそれぞれの固有電圧として各レジスタ３９に保持するようにした。それによって設定値を「３」から「６」に変更したようなときも同様の作業を実施すればよく、実施例１で説明した光量特性記憶部２９の推移値は必要としなくなる。そのため全体の作業は単純化され、プログラム化が容易となる。尚、比較部３８の「＋」、「−」の判定結果によってレジスタ３９の内容を変更していくときの値は、前記説明のように「１」を単位として歩進していく場合だけでなく、任意に設計できることは自明である。
【実施例３】
【００１６】
次に実施例３について説明する。この実施例３によるものは実施例１、２で説明したスポット検出部７にスポット径も検出管理する機能を持たせて、分割露光した各像を一定範囲内の近似光量で、しかも一定範囲内の線幅での描画が出来るようにしたものである。
図９において光学ヘッド１の取付台には光源４０と、そのスポットを投影する光学系４１を収容したレンズ筒４２が複数保持されている。そして各レンズ筒４２の外周部にボイスコイル４３が取り付けられ、レンズ筒駆動部４４からの指令を受けたときレンズ筒４２を光軸方向に移動させる。このような駆動手段４３、４４が各ＬＰ毎に対応して設置されている。光源４０からの光束は光学系４１を経て一時結像面４５で一旦結像し、更にスポット検出部７ｂ内のレンズ４６、ＸとＹ方向の２つのシリンドリカルレンズ４７、対物レンズ４８を経て受光部２１上に結像する。受光部２１からの出力は制御ユニット８内の比較部３８に伝えられ、図８で説明したようにして入力部１０からの設定値と比較され、その結果が光源コントロール部９ｂ内光量設定用レジスタ３９に送り出される。
次に図１０を用いて受光部２１で得られるスポットの形状について説明する。スポットの形状は、図４Ａでも説明したようにフォーカス位置での照射エネルギーの大小によっても変化するが、受光部２１上に結像したときのピント状況によっても大きく変化する。例えばＬＰ１・ａからの光束が受光部２１上に結像したとき、そのスポット平断面を便宜上図１０Ａの円形４９とする。そして別の光源例えばＬＰ１・ｂからのスポットが、仮に図９のスポット検出部７ｂ内の点線で示した位置２１ａに焦点を結んだとする。するとこの焦点位置２１ａは正規の受光部２１面に対して光学ヘッド１側に移動しているからシリンドリカルレンズ４７が作用し、受光部２１上に得られるスポット形状は図１０Ａの５０ａのように右下がりの楕円状となる。また別の光源、例えばＬＰ１・ｃからのスポットが図９のスポット検出部７ｂ内に点線で示した位置２１ｂに焦点を結んだとする。するとこの焦点位置２１ｂは正規の位置である受光部２１面に対して遠ざかる方向に位置しているから、シリンドリカルレンズ４７が作用して受光部２１上に得られるスポット形状は図１０Ａの５０ｂのように右上がりの楕円状となる。そしていずれの時も正規位置２１上にピントが合っているときのスポット４９形状に比して差が生じるから、ピント状況によってスポット径に差が生じることになる。即ち、ヘッド１に収容した各ＬＰのスポット焦点位置を確認するため、スポット検出部７ｂ内にシリンドリカルレンズ４７を設置し、誤差が生じている場合、スポット形状を積極的に変化させるようにしたので、円形４９に対する楕円５０のように大きな差異が作り出されてしまう。このようなスポット４９と５０が混在したままの光学ヘッドを用いて露光を進めれば、図１０Ａのスポット４９で作成した像１４ａ（図１０Ｂ）と、スポット５０で作成した像１４ｂが誤差を持ったまま露光されることになる。図１０Ｂではこの両者の線幅を１４ａｗと１４ｂｗとして示してあるが、描画品質が著しく損なわれることは明らかである。従って各ＬＰ毎の光量を一定化するための作業の以前に、スポット径の一定化、または各スポットの焦点位置を合わせるための作業を行うことが重要となる。
【００１７】
上記のような誤差を解消するため、まず図５の入力部１０からスポット形状管理モードを選択指令し制御部２６に伝える。制御部２６はこのスポット形状管理モード指令を受けると、図９の光源コントロール部９ｂに指令を送って光学ヘッド１の任意ＬＰ、例えばＬＰ１・ａを発光させる。するとそのスポットは光学系４１によって一旦、一次結像面４５に結像し、レンズ４６、シリンドリカルレンズ４７、対物レンズ４８を経て受光部２１に結像する。この受光部２１は、例えば４分割フォトダイオードなどで構成され、スポット照射を受けると４分割されたフォトダイオードのそれぞれからの出力が制御ユニット８内の比較部３８に送り出される。同時に受光部２１からの信号は同じ制御ユニット８内の演算部２８にも送り出され、４分割フォトダイオードの４つのフォトダイオードがそれぞれ照射を受けた状態を識別して、図１０Ａのスポット４９、または５０ａ、５０ｂを判断する。
まず最初のＬＰ１・ａは前記した例に合わせて基準の受光面２１上にフォーカスがあるとすれば、演算部２８はスポット形状を例えば図１０Ａの４９と判断し、光源コントロール部９ｂ内のレンズ筒駆動部４４に信号を伝える。この場合、駆動部４４は動作せずレンズ筒４２も移動しない。一方、前記比較部３８に送り出された信号は既に説明したようにして予め設定されている設定値と比較され、「０」、「＋」、「−」が判定されてその結果がレジスタ３９に送り出され光量を決定する。しかし今の例の場合、比較部３８は設定値「３」と等価の光量として「０」と判定し、そのためレジスタ３９は動作しない。次に２番目のＬＰ１・ｂのスポットが受光部２１で検出されるが、そのスポット形状から演算部２８は例えば図１０Ａの５０ａと判断して、発生しているピント誤差に応じたピント位置の補正指令をＬＰ１・ｂ用レンズ筒駆動部４４に伝える。駆動部４４はその光源毎のピント状況検出値を受けてボイスコイル４３を動作し、レンズ筒４２を光軸方向に移動して図９の位置２１ａにある焦点位置を徐々に基準の受光面２１位置に近づけていく。この間、受光部２１はスポット形状５０ａが次第に基本形状４９に近づいていく状況をずれ量として捉えているから、基準形状４９になる時期を見て演算部２８は駆動部４４への指令信号を解く。このようなピント状況、あるいは基本スポット形状に対するずれ量の検出作業が進められている間、比較部３８は設定光量と検出光量との比較作業を行っており、固有電圧を求めてレジスタ３９に記憶していく。このようにしてＬＰ１・ａとＬＰ１・ｂのスポット形状と光量を一定範囲内とするための調整作業を行っていく。
次に３番目のＬＰ１・ｃのスポットが受光部２１で検出されると、演算部２８はそのスポット形状を図１０Ａの５０ｂと判断し、補正指令をＬＰ１・ｃのレンズ筒駆動部４４に伝える。駆動部４４はボイスコイル４３を動作してレンズ筒４２を移動し、図９の位置２１ｂにある焦点位置を基準の受光面２１位置に近づけていく。受光部２１が基準形状４９になる時期を捉えると、演算部２８は駆動部４４への指令を解く。この間、比較部３８は比較作業を続け、各ＬＰごとの固有電圧を求めてレジスタ３９に記憶保存していく。こうしてＬＰ１・ａ〜ＬＰ１・ｃのスポット形状と光量を一定範囲内に収める作業が終了したら、以後同様にしてＬＰ２とＬＰ３についても実行して、全ＬＰのスポット形状と光量を調整していく。
以上のようにこの実施例３では、まずスポット検出部７ｂで各ＬＰからのスポットを受け、その時のスポット形状を検出して差分に応じて各ＬＰごとのレンズ筒４２位置を光軸方向に移動整列して全ＬＰの位置を調整していく。そして更に前記スポット検出部７ｂからの検出信号を比較部３８にも送りだして設定光量値と比較し、その比較結果から各ＬＰごとの固有電圧を求め、その値をレジスタ３９に保存していく。それによって全ＬＰのスポット形状（径）と光量が一定範囲内に収まるようにした。尚、実施例１にこの実施例３を適用するには、図９の比較部３８を図５の記憶部２２と光源特性記憶部２９とし、更に図９のレジスタ３９を図５の演算部２８から送られてくる固有電圧を記憶する光源コントロール部９内の記憶部と読み替えればよい。
【００１８】
以上、３つの実施例に基づいて説明してきたが、光学ヘッド１は図２Ａに示した１行だけのものでもよく、また大きな面積の画像に対処するために複数の光学ヘッドを設置することも出来る。例えば前記したｄｘとｄｙが５ｍｍで８×８のＬＰを光学ヘッド１に配設した場合には、４ｃｍ四方の画像までしか描画する事が出来ない。しかしこのヘッドを２つ設置して連結すれば、倍のサイズの画像を求めることが出来る。この場合でも描画動作を開始する前にスポット検出部７によってＬＰ毎のスポット径と光量を計測し、その結果によって各ＬＰの固有発光電圧を調整するようにしなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による装置を示す説明用概略ブロック図。
【図２】光学ヘッドと感材部に得られる像の関係を示した説明図。
【図３】光学ヘッドと感材部に得られる像の関係を示した説明図。
【図４】光源光量と感材部に得られる像濃度の関係を示した説明図。
【図５】図１の一部詳細を示したブロック図。
【図６】受光部の検出光量について説明する図。
【図７】図５に示した光源特性記憶部の説明図。
【図８】実施例２を説明するための概略ブロック図。
【図９】実施例３を説明するための概略ブロック図。
【図１０】光源のスポット形状を説明する図。
【符号の説明】
【００２０】
１・・・光学ヘッド      ２・・・感材部      ４・・・送り制御部      ５、６・・・現在位置検出器      ７・・・スポット検出部      ８・・・制御ユニット      ９・・・光源コントロール部      １０・・・入力部      １３・・・感材      ２０・・・集光レンズ      ２１・・・受光部      ２２・・・記憶部      ２６・・・制御部      ２７・・・ビットマップメモリ      ２８・・・演算部      ２９・・・光源特性記憶部      ３８・・・比較部      ３９・・・光量設定用レジスタ      ４０・・・光源      ４１・・・スポット投影光学系      ４２・・・レンズ筒      ４３・・・ボイスコイル      ４４・・・レンズ筒駆動部      ４５・・・一次結像面      ４６・・・レンズ      ４７・・・シリンドリカルレンズ      ４８・・・対物レンズ      ４９、５０・・・スポット断面
【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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