(57)【要約】【課題】  光変調素子が適切な温度で運転されているかを監視する。【解決手段】  筐体板４２、素子取付け台４３、および素子クランプ４４はＤＭＤユニット４０を構成する。取付け台４３は中央に開口４５を形成する。ＤＭＤ素子４１を開口４５に嵌合する。温度センサ４７を筐体板４２に設ける。温度センサ４７はＤＭＤ素子４１近傍の温度を測定する。温度センサ４７をマシンコントローラに接続する。マシンコントローラをメモリ、モニタ、およびスピーカに接続する。モニタには所定の温度領域データを格納する。マシンコントローラはメモリに格納された温度領域データと温度センサ４７による測定温度のデータを比較する。マシンコントローラは測定温度が温度領域から外れる場合に異常状態と判断する。異常状態と判断した場合にモニタに警告を表示する。あるいはスピーカから音声により警告する。【選択図】        図５
2005331717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光変調素子を２次元配列した光変調ユニットと、前記光変調ユニットに設けられ前記光変調素子近傍の温度を測定する温度測定手段とを備えた描画装置の温度監視システム。
【請求項２】
前記温度測定手段により測定された前記光変調素子近傍の温度を報知する報知手段を備えた請求項１に記載の温度監視システム。
【請求項３】
前記光変調素子近傍の適正な領域として予め設定された温度領域に相当するデータを格納する記憶手段と、前記温度測定手段により測定された温度が前記記憶手段に格納されたデータに相当する温度領域から外れる場合に異常状態であること判断する判断手段とを備えた請求項１に記載の温度監視システム。
【請求項４】
前記判断手段における異常状態であるという判断に基づき警告を発生する警告手段を備えた請求項３に記載の温度監視システム。
【請求項５】
前記警告手段が音声による警告である請求項４に記載の温度監視システム。
【請求項６】
前記警告手段がモニタへの警告表示である請求項４に記載の温度監視システム。
【請求項７】
前記光変調ユニットが、前記光変調素子を固定する固定部、前記固定部と対向する本体部、前記固定部と前記本体部を連結する連結部によって構成される請求項１に記載の温度監視システム。
【請求項８】
前記固定部が中央に前記光変調素子を嵌合させる開口を備えた第１の板部材であり、前記本体部が第２の板部材であり、前記連結部が前記固定部と前記本体部の端部において前記固定部と前記本体部を連結する請求項７に記載の温度監視システム。
【請求項９】
前記光変調素子と前記本体部の間に前記光変調素子が発する熱を放熱するための放熱部材を備えた請求項７に記載の温度監視システム。
【請求項１０】
前記温度測定手段が前記本体部に設けられた請求項７に記載の温度監視システム。
【請求項１１】
前記光変調素子がマトリックス状に配列した請求項１に記載の温度監視システム。
【請求項１２】
複数の光変調素子を２次元配列した光変調ユニットと、前記光変調ユニットに設けられ前記光変調素子近傍の温度を測定する温度測定手段と、前記光変調素子により変調された光を被描画体に出射する位置に前記光変調ユニットを保持する保持手段とを備えた描画装置。
【請求項１３】
前記温度測定手段により測定された前記光変調素子近傍の温度を報知する報知手段を備えた請求項１２に記載の描画装置。
【請求項１４】
前記光変調素子近傍の適正な領域として予め設定された温度領域に相当するデータを格納する記憶手段と、前記温度測定手段により測定された温度が前記記憶手段に格納されたデータに相当する温度領域から外れる場合に異常状態であること判断する判断手段とを備えた請求項１２に記載の描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置に用いられる光変調素子の温度監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の光変調素子を有する露光装置を用いた描画装置により、微細なパターンや文字などの記号が被描画体の表面に光学的に描画可能である。このような描画装置において光変調素子は光変調素子を駆動する電気信号を受けて発熱する。この発熱により光変調素子の実装方法や保持機構が伸縮する。したがって、光変調素子の配置にズレが生じ、これに応じて描画位置にもズレが生じる。すなわち、被描画体の描画精度が低下してしまう。
【０００３】
従来、発熱を防ぐために空気などの局所的な吹付けが行われていた。また、同様に冷却が必要な液晶パネルを用いた画像投射装置の場合においては、画像信号の輝度レベルに基づいて空冷ファンの回転数を制御して適切な冷却を図ることが開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このように冷却手段を備えた描画装置において、標準的な使用条件における運転時の光変調素子の温度が平衡に達する温度が定まり、設計温度として設定される。被描画体の描画精度はこの平衡温度から離れるにつれ低下していき、所定の範囲を超えると許容できない誤差となる。室温が通常より高いときあるいは低いとき、または吹付け不良等が生じた場合には所定の範囲を超えてしまい、描画誤差の大きな製品を生産してしまう問題が生じていた。
【特許文献１】特開２００３−５１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では被描画体の描画位置のズレを無視できる範囲に保つために光変調素子の温度を監視する手段を備える描画装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の描画装置の温度監視システムは、複数の光変調素子を２次元配列した光変調ユニットと、光変調ユニットに設けられ光変調素子近傍の温度を測定する温度測定手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
温度測定手段により測定された光変調素子近傍の温度を報知する報知手段、あるいは光変調素子近傍の適正な領域として予め設定された温度領域に相当するデータを格納する記憶手段と、温度測定手段により測定された温度が記憶手段に格納されたデータに相当する温度領域から外れる場合に異常状態であること判断する判断手段とを備えることが好ましい。
【０００８】
判断手段における異常状態であるという判断に基づき警告を発生する警告手段を備えることが好ましく、さらには警告手段が音声による警告あるいはモニタへの警告表示であることが好ましい。
【０００９】
光変調ユニットが、光変調素子を固定する固定部、固定部と対向する本体部、固定部と本体部を連結する連結部によって構成されることが好ましく、さらには固定部が中央に光変調素子を嵌合させる開口を備えた第１の板部材であり、本体部が第２の板部材であり、連結部が固定部と本体部の端部において固定部と本体部を連結することが好ましい。
【００１０】
光変調素子と本体部の間に光変調素子が発する熱を放熱するための放熱部材を備えることが好ましく、また温度測定手段は本体部に設けられることが好ましい。
【００１１】
また本発明の描画装置は、複数の光変調素子を２次元配列した光変調ユニットと、光変調ユニットに設けられ光変調素子近傍の温度を測定する温度測定手段と、光変調素子により変調された光を被描画体に出射する位置に光変調ユニットを保持する保持手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光変調素子近傍の温度を監視することが可能となり、さらに描画誤差の大きな製品を生産する可能性が高くなる状況になると警告が出されるので、このような誤差の大きな製品の生産を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態である温度監視システムを導入した描画装置の概略を示す斜視図である。描画装置は、プリント回路基板を製造するための基板上に形成されたフォトレジスト層に回路パターンを直接描画するように構成される。
【００１４】
描画装置１０は、基台１１を備え、この基台１１上には一対のガイドレール１２が平行に敷設される。ガイドレール１２上には描画テーブル１３が搭載され、この描画テーブル１３はステッピングモータなどの駆動機構（図示せず）により、ガイドレール１２に沿って移動することが可能であり、露光が行われる間等速で移動する。被描画体３０はクランプなどの固定手段（図示せず）により描画テーブル１３上に固定される。
【００１５】
基台１１上には一対のガイドレール１２を跨ぐように門型構造体１４が設けられる。門型構造体１４の上面には複数の露光ユニット２０が描画テーブル１３の移動方向に対して垂直な方向に２列で配列される。露光ユニット２０には光変調素子であるＤＭＤが用いられる。
【００１６】
門型構造体１４の上面には複数のＬＥＤ（図示せず）を含む光源装置２１が設けられる。ＬＥＤから放射される光は集光されて、光源装置２１と各露光ユニット２０を結ぶ光ファイバケーブル束２２を介して各露光ユニット２０に導かれる。
【００１７】
各露光ユニット２０は光源装置２１からの照明光を描くべき回路パターンに応じて変調し、図の下方すなわち門型構造体１４の内側を進む描画テーブル１３上の被描画体上面３１に向かって出射する。これにより、被描画体上面３１に形成されたフォトレジスト層において照明光が照射された部分だけが感光する。照明光の強度は被描画体３０のフォトレジスト層の感度に応じて調整される。
【００１８】
図２は露光ユニット２０の概略構成を示す図である。露光ユニット２０には、複数のレンズにより構成される照明光学系２３、ＤＭＤユニット４０、および複数のレンズにより構成される結像光学系２４が設けられる。ＤＭＤユニット４０にマトリックス状に配列された多数のマイクロミラーにより構成されるＤＭＤ素子４１が照明光学系２３と結像光学系２４の間の光路上に配置される。
【００１９】
光ファイバケーブル束２２により導かれた光は照明光学系２３を介してＤＭＤ素子４１に照射される（符号ＬＢ）。各マイクロミラーは姿勢を変化させることにより、選択的に光を被描画体上面３１あるいはそれ以外の方向へ導く。すなわち、マイクロミラーがＯＮ状態の姿勢であるときには被描画体上面３１へ光を導き（符号ＬＢ１）、ＯＦＦ状態の姿勢であるときには被描画体３０外である光吸収板２５へ光を導く（符号ＬＢ２）。したがって、ＤＭＤユニット４０は露光ユニット２０内において、ＤＭＤ素子４１により変調された光が被描画体３０に出射される位置となるように保持される。
【００２０】
図３、４、５、６はＤＭＤユニット４０の概略構成を示す図であり、それぞれ斜視図、平面図、側面図、正面図である。ＤＭＤユニット４０は筐体板４２、板状の素子取付け台４３、素子クランプ４４、およびＤＭＤ素子４１によって構成される。筐体板４２と取付け台４３は互いに対向しており、両者間の対向する両端部においてクランプ４４によって連結される。
【００２１】
取付け台４３には短形の開口４５が設けられる。ＤＭＤ素子４１は、各マイクロミラーが筐体板４２の反対を向く方向で開口４５に嵌合され、取付け台４３に固定される。ＤＭＤ素子４１はＤＭＤ駆動回路（図示せず）に電気的に接続される。ＤＭＤ駆動回路から各マイクロミラーの姿勢を決める電気信号が出力される。ＤＭＤ素子４１は電気信号を受けることにより発熱する。
【００２２】
ＤＭＤ素子４１と筐体板４２の間にはＤＭＤ素子４１が発する熱を放熱するヒートシンク４６が設けられる。ヒートシンク４６は筐体板４２側から見たＤＭＤ素子４１より大きな面積であり所定の間隔に配列された複数の板部材によって構成される。ＤＭＤ素子４１、筐体板４２、およびクランプ４４によって形成される空間Ｓとヒートシンク４６は大きな表面積を有する。したがってＤＭＤ素子４１が発熱したときに空間Ｓの温度はヒートシンク４６を設けない場合に比べてＤＭＤ素子４１の冷却効果は大きく、またその温度は早く平衡に達する。
【００２３】
ヒートシンク４６には流体供給孔（図示せず）から一定の温度に管理された空気が吹付けられ、ＤＭＤ素子４１の冷却効果および平衡温度に達しめる速度はさらに大きくなる。このような構成において、描画装置１０の運転中、ＤＭＤ素子４１の駆動による発熱とヒートシンク４６における吸熱とが平衡状態に達して空間Ｓの温度は一定の平衡温度となる。
【００２４】
ＤＭＤユニット４０を構成する筐体板４２における取付け台４３の反対側の面に熱電対などの公知の温度測定手段である温度センサ４７が設けられる。温度センサ４７は筐体板４２を介して空間ＳすなわちＤＭＤ素子４１近傍の温度を測定する。
【００２５】
図７は温度監視システムの概略構成を示すブロック図である。温度センサ４７はマシンコントローラ５０に接続され、温度センサ４７で測定した温度に相当する信号がマシンコントローラ５０に送られる。マシンコントローラ５０はモニタ５１に接続され、温度センサ４７により送られた信号に相当する温度がモニタ５１に表示され、オペレータに報知される。
【００２６】
暖機運転、すなわちＤＭＤ素子４１を駆動しヒートシンク４６に空気を吹付けることにより、ＤＭＤ素子４１近傍の温度は一定の平衡温度に達する。オペレータはモニタ５１上の表示によりこのときの平衡温度が適正な温度領域Ｒにあるか否かを確認することができる。あるいは描画装置１０の運転中にＤＭＤ素子４１近傍の温度が変化し、再び達した平衡温度が適正な温度領域Ｒにあるか否かを確認することができる。
【００２７】
また、マシンコントローラ５０にはメモリ５２が接続される。メモリ５２にはＤＭＤ素子４１近傍の適正な温度領域Ｒに相当するデータの設定が予め格納される。マシンコントローラ５０は温度センサ４７により測定された温度がメモリ５２に格納されたＲの範囲にあるか否かを判断する。測定された温度が温度領域Ｒの範囲から外れる場合に異常状態であると判断される。
【００２８】
なお、ＤＭＤ素子４１近傍の適正な温度領域Ｒは露光ユニット２０毎に定められる。すなわち、ＤＭＤ素子４１の実装方法やＤＭＤ駆動回路との接続方法によって温度に対するＤＭＤ素子４１の配置のズレ量は異なるためである。したがって、露光ユニット２０毎に描画装置１０の運転時の平衡に達したＤＭＤ素子４１近傍の温度が設計温度として設定される。この設計温度を中心にＤＭＤ素子４１のズレが許容範囲となる温度の上限値と下限値が定められる。この上限値と下限値の間が温度領域Ｒとして設定される。
【００２９】
マシンコントローラ５０にはスピーカ５３が接続される。スピーカ５３はマシンコントローラ５０における異常状態であるという判断に基づいて警告音を発して、オペレータに警告する。あるいは、マシンコントローラ５０において異常状態であると判断したときにモニタ５１上に警告が表示される構成でもよい。
【００３０】
以上のように本実施形態によれば、ＤＭＤ素子４１近傍の温度を監視することが可能である。したがって、温度平衡が崩れ、ＤＭＤ素子４１近傍の温度が温度領域Ｒから外れた場合に、被描画体３０の描画精度を低下しやすい状態であることを知ることが可能となる。この場合、描画装置１０の運転を中断して検査や使用環境の確認により、描画誤差の大きな製品の生産を防止することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施形態において多数すなわち複数のマイクロミラーであるＤＭＤ素子４１がマトリックス状にＤＭＤユニット４０に配列されているが、千鳥格子状に配列されていてもよいし、他の２次元配列であってもよい。
【００３２】
また、本実施形態において流体供給孔から空気が吹付けられる構成であるが、冷却ファンにより空気を吹付ける構成などの従来公知のいかなる冷却方法であってもよい。さらに一定の温度に管理した窒素などの他のガスを吹付ける構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態である温度監視システムを適用した描画装置の斜視図である。
【図２】露光ユニットの概略構成を示す図である。
【図３】ＤＭＤユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図４】ＤＭＤユニットの概略構成を示す平面図である。
【図５】ＤＭＤユニットの概略構成を示す側面図である。
【図６】ＤＭＤユニットの概略構成を示す正面図である。
【図７】本発明の一実施形態である温度監視システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  描画装置
２０  露光ユニット
４０  ＤＭＤユニット
４１  ＤＭＤ素子
４２  筐体板
４３  素子取付け台
４４  素子クランプ
４５  開口
４６  ヒートシンク
４７  温度センサ
５０  マシンコントローラ
５１  モニタ
５２  メモリ
５３  スピーカ
【図１】
2005331717.tif 000003
【図２】
2005331717.tif 000004
【図３】
2005331717.tif 000005
【図４】
2005331717.tif 000006
【図５】
2005331717.tif 000007
【図６】
2005331717.tif 000008
【図７】
2005331717.tif 000009