JPH034208A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光ビームを走査面の主走査方向に周期的に
走査しつつ、主走査方向とほぼ直角な副走査方向に沿っ
て走査面と光学系とを相対的に移動させる光ビーム走査
装置に関し、特に、副走査方向の位置に依存して変化す
る光学系と走査面との主走査方向の位置ズレに応じて、
光ビームの主走査方向位置を修正することのできる光ビ
ームの走査装置に関する。

（従来の技術） 光ビーム走査装置における主走査方向の走査手段として
、音響光学偏向器（ＡＯＤ）やガルバノミラ−が用いら
れることがある。

第１１図はＡＯＤを用いた光ビー１５走査装置を示す概
念図である。図において、走査光学系５００内で生成さ
れた光ビームＬはＡＯＤ５０１でＸ方向に偏向された後
、結像レンズ５１０を介して走査面５２０上に結像する
。そして、ＡＯＤ５０１による偏向の結果、走査面５２
０上のＸ方向に沿った主走査が実現される。一方、走査
面５２０はモータ５３０によってＸ方向に移動し、副走
査が実現される。

（発明が解決しようとする課題） しかし、モータ５３０によって走査面５２０を移動させ
る際に、Ｘ方向の位置によって、走査光学系５００と走
査面５２０とのＸ方向の相対的位置が微妙に変化する場
合がある。すなわち、Ｘ方向位置に依存して、Ｘ方向の
位置ズレが生ずる場合がある。このような位置ズレは例
えば走査面５２０をＸ方向にスライドさせるためのガイ
ド機構（図示せず）の曲りなどに起因して発生する。

このような主走査方向の位置ズレは、ＡＯＤ５０１によ
って偏向される範囲をＸ方向の位置ごとに調節すること
によって修正することも可能である。ところが、ＡＯＤ
５０１からの出射光りの強度はＡＯＤの偏向角に依存し
て変化するので、通常はＡＯＤ５０１に与える高周波信
号の振幅を調整して出射光りの強度を一定に保っている
。従って、主走査方向の位置ズレを修正するために、八
〇Ｄ５０１の偏向角の範囲を調節すると、これに応じて
高周波信号の振幅の再調整も併せて行わなければならな
いことになる。しかし、この高周波信号の振幅の調整を
行う回路はアナログ回路で構成されていること等のため
に、主走査方向の位置ズレに応じて再調整を行うのはか
なり困難であった。

（発明の目的） この発明は、従来の技術における上述の課題を解決する
ためになされたものであり、ＡＯＤの偏向角の範囲を調
節することなく主走査方向の位置ズレを修正することの
できる光ビーム走査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） 上述の課題を解決するため、この発明では、光ビームを
走査面の第１の方向に周期的に偏向しつつ、前記第１の
方向とほぼ直角な第２の方向に沿って、前記光ビームを
出射する光学系と前記走査面とを相対的に移動させるこ
とにより、前記走査面を前記光ビームで走査する光ビー
ム走査装置において、次の手段を備える。

（ａ）　　与えられた変調信号に応答して前記光ビーム
を変調するビーム変調手段。

（ｂ）　　変調された前記光ビームを周期的に偏向させ
ることによって前記第１の方向の走査を実現するビーム
偏向手段。

（ｅ）　　前記第２の方向の前記移動に伴なって生ずる
前記光学系と前記走査面との前記第１の方向の位置ズレ
を検出する位置ズレ検出手段。

（ｄ）　　前記位置ズレに応じて、前記変調信号の遅延
時間を調節することにより、前記位置ズレを補償した走
査制御を行なう遅延制御手段。

（作用） 遅延制御手段は、光学系と走査面との位置ズレに応じて
、ビーム変調手段に与えられる変調信号の遅延時間を調
整するので、第１の方向に沿った光ビームの０Ｎ１０Ｆ
Ｆ位置が、上記位置ズレに応じて変化する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例である光ビーム走査装置と
しての描画システム１００の斜視図である。描画システ
ム１００は、基台１０の上に、感材送り機構２０と描画
機構３０とを備えている。

感材送り機構２０は吸引テーブル２１を有しており、ガ
ラス乾板などの感材１が吸引テーブル２１上に吸着され
ている。

吸引テーブル２１は、水平Ｘ方向に伸びる一対のガイド
２２上にスライド自在に載置されており、図示しないモ
ータによって回転するボールスクリューによって（±Ｙ
）方向に往復移動する。これによって感材１もまた（±
Ｙ）方向に往復移動する。

一方、描画機構３０は、水平Ｘ方向に伸びる一対のガイ
ド３１を有している。ただし、Ｘ方向はＸ方向に直角な
方向である。そして、ガイド３１上にはハウジング３２
がスライド可能に載置されており、走査光学系２００が
このハウジング３２内に収容されている。図中の切欠き
部に示された描画ヘッド３３は、この走査光学系２００
の一部分となっている。モータ３４によってボールスク
リュー３５が回転すると、ハウジング３２したがって走
査光学系２００はＸ方向または（−Ｘ）方向へ移動する
。その結果、描画ヘッド３３もまたＸ方向または（−Ｘ
）方向へ移動する。

基台１０の上面には、Ｈｅ−Ｎｅレーザ４０が設けられ
ている。このＨｅ−Ｎｅレーザ発振器４０からのレーザ
光４１は、ビームスプリッタ４２〜４５によって２本の
レーザ光４１Ｘ、４１Ｙに分離される。ただし、ビーム
スプリッタ４４．４５は、描画ヘッド３３に固定されて
いる。吸引テーブル２１のＸ方向端部および（−Ｙ）方
向端部には、それぞれ平面ミラー４６Ｘ、４６Ｙが立設
されている。そして、レーザ光４１Ｘ、４１Ｙはこれら
のミラー４６Ｘ、４６Ｙによってそれぞれ反射され、ビ
ームスプリッタ４４．４５の位置へ戻る。図示しない光
干渉検出器によってこれらのレーザ光４１Ｘ、４１Ｙの
ミラー反射光路長が検出され、それによって、描画ヘッ
ド３３に対する感材１の水平面内相対位置が測定される
ようになっている。

なお、図示しないが、惑材送り機構２０の全体は、開閉
自在な遮光フードの中に収容されている。

第２図は、描画システム１００における描画の基本的原
理を示す図である。描画ヘッド３３からは、（±Ｘ）方
向に周期的に偏向した２本のレーザビームＢ、Ｂｂが感
材１上に照射される。これらのレーザビームＢ、Ｂｂは
ともに、所定の画像信号による変調を受けている。そし
て、感材１をたとえば（−Ｙ）方向に移動させつつレー
ザビームＢ、Ｂｂによる露光を行なう場合には、（±Ｘ
）方向に伸びた走査線りの配列に沿って描画か行なわれ
る。そして、感材１の描画エリア２は平行ストライブ２
ａ、２ｂ、　　・・に概念的に分割されており、描画は
各ストライブ２ａ、２ｂ、・・・ごとに行なわれる。

第３図は、描画システム１００を用いて感材１に描画を
行なう場合の、感材１と描画ヘッド３３との相対的な動
きを示す図である。ただし、仮想線Ｙ。は、描画ヘッド
３３の（±Ｘ）方向の移動経路位置を示す。まず、第３
図（ａ）のように、感材１がＹ方向に移動し描画ヘッド
３３が感材１の左下隅付近の原点位置にくる。

描画の開始とともに感材１は（−Ｙ）方向へ送られる（
第３図（ｂ〉）。したがって、最初のストライブにつき
描画がＹ方向へ進行し、感材１の（−Ｙ）方向の送りが
完了した時点では、第３図（ｃ）に示す状態となる。次
に、描画ヘッド３３がＸ方向に所定距離ΔＸだけ移動す
る（第３図（ｄ））。この距離ΔＸは、ストライブ間の
相互配列間隔に等しい距離とされる。

第２番目のストライブについての描画は、感材１をＹ方
向に送りつつ行なわれる（第３図（ｅ））。

そして、第２番目のストライブについての描画が第３図
（ｒ）のように完了した後、以上の往復走査が繰返され
る。その結果、第３図（ｇ）に示すように、描画エリア
内の描画が順次に進行し、最終的には描画エリア内に所
望の画像が記録された状態となる。

（Ａ−２）電気的構成 第４図は１．描画システム１００の電気的構成を示す概
略ブロック図である。マイクロコンピュータやその周辺
装置などで構成される図形人力装置６０では、所望の図
形の輪郭線を表現したベクトルデータが生成される。こ
のベクトルデータは、各ストライブごとに分割され°た
ベクトルデータＳ■として、描画制御装置７０に与えら
れる。なお、入力図形を本例のようにストライブに分割
せずに、そのままラスターデータに変換して描画するよ
うにしてもよい。

描画制御装置７０は、ベクトルデータをラスターデータ
に変換するラスター変換部７０１と、ＦＩＦＯメモリ７
０２１．７０２２と、クロック７０３と、データ読出制
御部７０４１．７０４２と、掃引信号発生部７０５と、
モータコントローラ７０６とを備えている。

これらの構成要素のうち、ラスター変換部７０１は、分
割ベクトルデータＳｖに基づいて、レーザビームＢ、Ｂ
５にそれぞれ対応した走査線順次のラスターデータＳ　
、Ｓ　を発生する。そしＲＩ　　　Ｒ２ て、ラスターデータＳ　、Ｓ　は、−旦ＰＩＦＯＲＩ　
　　Ｒ２ メモリ７０２１．７０２２にそれぞれ蓄えられた後、０
Ｎ１０ＦＦ変調信号Ｓ　、Ｓ　としてＡＯＭＩ　　　Ｎ
２ Ｍドライバ７１１，７１２にそれぞれ出力される。

ＡＯＭドライバ７１１，７１２はこれらの変調信号ｓ　
　、ｓ　　をＡＯＭドライブ信号ＳＭＤＬ、ＳＭＤ旧　
　　Ｎ２ ２に変換する。

また、掃引信号発生部７０５は描画用レーザ光を偏向す
るための掃引信号（偏向信号）Ｓ、を発生し、これがＡ
ＯＤドライバ７２によってＡＯＤドライブ信号Ｓ９．へ
と変換される。

これらのドライブ信号ＳＭＤＩ’　　　ＭＤ２　　　Ｄ
Ｏ８、Ｓ　は、 走査光学系２００の中に設けられているＡＯＭ（音響光
学変調器）２０７１．２０７２およびＡＯＤ（音響光学
偏向器）２１３へそれぞれ与えられる。なお、走査光学
系２００がマルチビーム走査系であることに対応して、
２台のＡＯＭ２０７１．２０７２が設けられているが、
ＡＯＤ２１３は１台で２本のビームを同時に走査できる
ようになっている。

一方、モータコントローラ７０６は、走査光学系２００
を（±Ｘ）方向へ移動させるためのモータ３４と、感材
テーブル２１を（±Ｙ）方向へ移動させるためのモータ
２３とに対して、モータドライブ信号Ｍ、Ｍ、をそれぞ
れ供給する。また、第１図のレーザ発振器４０等に関連
して説明したレーザ測長器５０から、感材テーブル２１
のＸＹ力方向位置を表現した位置信号Ｓ　、Ｓ　が描Ｙ 面制御装置７０へ入力される。

後で詳しく述べるように、Ｘ方向の位置信号Ｓ８は、デ
ータ読出制御部７０４１．７０４２に与えられ、Ｙ方向
の位置信号Ｓ、はデータ読出制御部７０４１．７０４２
と掃引信号発生部７０５とに与えられる。そして、ＦＩ
ＦＯメモリ７０２１゜７０２２と掃引信号発生部７０５
は、これらの位置信号Ｓ　、Ｓ　に基いて、変調信号Ｓ
、ＳＸ　　　　Ｙ　　　　　　　　　　　　　　　ＭＩ
　　　　Ｎ２や掃引信号Ｓ、を発生するようになってい
る。

Ｂ、走査光学系２００の概要 第５図は走査光学系２００の内部構成を示す概念図であ
る。Ａｒ＋レーザ発振器２０１から出射したシングルレ
ーザビームＬ　Ｂ　ｏは、第１光学系２２０に与えられ
、第１光学系２２０はこれを２本のレーザビームＬＢ　
、ＬＢ２に分割する。

■ このうち、第１のレーザビームＬＢｌは第１のＡＯＭ２
０７１に入射し、第２のレーザビームしＢ２は第２のＡ
ＯＭ２０７２に入射する。これらのＡＯＭ２０７１．２
０７２は、ＡＯＭドライブ信号の第１の成分Ｓ　　と第
２の成分Ｓ　　とにＭＤＩ　　　　　　　　ＨＤ２ それぞれ応答して、ビームＬＢ　　（！：ＬＢ２とをＯ
■ Ｎ１０ＦＦ変調する。

これらノヒームＬ、Ｂ　　、ＬＢ２１；ｉＡＯＭ２０７
１．２０７２で変調された後、第２光学系２３０内で所
要の間隔をもった２本のビームからなる合成ビームＬ　
Ｂ　ｌ　２に合成される。

合成ビームＬ　Ｂ　ｌ　２は、ＡＯＤ２１３に入射し、
ＡＯＤ２１３はＡＯＤドライブ信号Ｓ９．に応答してこ
の合成ビームＬＢ、。を周期的に偏向する。この偏向に
よって感材１上（走査面上）におけるＸ方向の主走査が
実現される。

ＡＯＤ２１３によって偏向された合成ビームＬ１２は、
さらに、スキャンレンズ（図示せず）などを備えた第３
光学系２４０を経由した後、描画ヘッド３３の対物レン
ズ（図示せず）内に入射し、第２図で説明したように２
本のレーザビームＢ　。

Ｂ、として感材１上に結像する。

Ｃ３描画制御装置の詳細構成と動作 第６図は、描画制御装置７０の構成要素のうち、データ
読出制御部７０４１と掃引信号発生部７０５の構成を詳
細に示すブロック図である。このうち、後で詳しく述べ
るように、データ読出制御部７０４１は、ＡＯＭドライ
ブ信号Ｓ　　を主走査ＤＩ 方向の位置ズレに応じて遅延させるための遅延制御手段
を備えている。

データ読出制御部７０４１は、ＦＩＦＯメモリ７０２１
に読出し信号Ｓ　　　を与えることによＥＡＤＩ す、ラスターデータＳＲ１を変調信号ＳＭよとして出力
するタイミングを指示する役割を有している。

一方、掃引信号発生部７０５は、ＡＯＤドライバ７２に
与えるための掃引信号Ｓ。を周期的に発生する役割を有
している。

第７図は、データ読出制御部７０４１と掃引信号発生部
７０５の基本動作を示すタイミングチャートである。変
調信号ＳＭ１の遅延時間が変化した場合の動作について
は後述する。

第７図（ａ）は、高周波信号であるＡＯＤドライブ信号
Ｓ　の周波数ｆ、。を示す。ＡＯＤによる光Ｄ ビームの偏向角は周波数ｆＤＤに比例して変化する。

従って、第７図のように周波数ｆＤＤを最小値ｆｌｌＩ
Ｉ。から最大値ｆ　　までほぼ直線的に増大させるａｘ と、これに応じて光ビームが偏向され、主走査が実現さ
れる。

主走査を行っている間も、吸引テーブル２１および感材
１はモータ２３によって一定の速度でＹ方向（又は−Ｙ
力方向に駆動されている。そして、吸引テーブル２１が
一定量移動するたびに、レーザ測長器４０から位置信号
ＳＹ　（第７図（ｃ））のパルスが出力される。時刻１
　　１（第７図（ｐ））１０’　　２０ は、位置信号Ｓｙのパルスが立上った時刻に対応してお
り、１回の主走査周期の始まりの時刻を示している。

クロックパルスＳ　　　（第７図（ｂ））は、掃引信Ｌ
ＫＩ 号発生部７０５内の１／１０分周器７０５ａから出力さ
れるクロックパルスである。１／１０分周器７０５ａは
、クロック７０３（第４図参照）から出力された高周波
クロックパルスＳ　　を１／ＬＫ １０に分周してクロックパルスＳ　　を出力する。

ＩＪ　１ （ｃ−１）掃引信号発生部の動作 掃引信号発生部７０５から掃引信号Ｓ、が出力される動
作は次の通りである まず、レーザ測長器４０から出力された位置信号ＳＹが
、掃引信号発生部７０５内のカウンタ制御部７０５ｂに
与えられる。時刻ｔ１０において位置信号ＳＹが立上る
と、カウンタ制御部７０５ｂは、微小な時間遅れの後、
時刻ｔＩＩにおいてカウンタイネーブル信号Ｓ　　（第
７図（ｄ））を立ち上ＥＮＢ げろ。カウンタイネーブル信号Ｓ　　がＨレベルＥＮＢ になると、この信号を受取ったカウンタ７０５Ｃは、１
／１０分周器７０５ａから入力されているクロックパル
スＳ　　のカウントを始める。アトＬＫＩ レス信号Ｓ　　（第７図（ｅ））は、カウンタ７０５＾
Ｄｉ？ Ｃで積算されたカウント値の出力であり、このアドレス
信号Ｓ　　はデコーダ７０５ｄと掃引デーＤＲ タメモリ７０５ｅとに伝達される。なお、この実施例で
はアドレス信号Ｓ　　を１１ビツトのパイ＾ＤＲ ナリ信号としている。アドレス信号Ｓ　　が掃引ＤＲ デニタメモリ７０５ｅに与えられると、アドレス信号Ｓ
　　の値で指定されるアドレスに記憶されＡＤＲ ていた掃引データＤ、Ｄ２・・・が順次出力され、■ Ｄ−Ａ変換器７０５ｆでＤ−Ａ変換されて掃引データ信
号Ｓ、Ａ（第７図（ｒ））となる。これらの掃引データ
Ｄ、Ｄ、、・・・は、周波数ｆ　を表わすデーＩ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　ＤＤ夕である。掃
引データ信号ＳＤＡは、さらにローパスフィルタ７０５
ｇで濾波されて掃引信号Ｓ、として掃引信号発生部７０
５から出力される。

カウンタ７０５ｃから出力されたアドレス信号Ｓ　　は
デコーダ７０５ｄにも与えられており、ＡＤＲ 時刻ｔ　においてアドレス信号Ｓ　　の値が所定１８　
　　　　　　　　　　　ＡＤＲ の設定値（本例では１５００）になると、デコーダ７０
５ｄは掃引終了信号Ｓ　　（第７図（ｈ））をＨしＥＮ
Ｄ ベルに立ち上げる。この掃引終了信号Ｓ　　はデＥＮＤ コーグ７０５ｄからカウンタ制御部７０５ｂに与えられ
る。カウンタ制御部７０５ｂは、掃引終了信号Ｓ　　が
Ｈレベルに立ち上がってから微小時ＥＮＤ 間紅過した時刻ｔ１７において、カウンタイネーブル信
号Ｓ　　（第７図（ｄ））をＬレベルに立ち下げＥＮＢ る。そして、さらに時刻ｔ１８において、カウンタリセ
ット信号Ｓ　　（第７図（Ｉ））をＨレベルに立ＲＥＳ 上げる。カウンタリセット信号Ｓ　　がＨレベルＲＥＳ になると、これを受取ったカウンタ７０５ｃがリセット
されて、アドレス信号Ｓ　　の値が零になＡＤＲ る。この結果、掃引データメモリ７０５ｅがらは時刻ｔ
　において、周波数ｆ　、に対応した掃引１９１Ｉ１１
ｎ データＤｏが出力される。

以上のように、時刻ｔ１２から時刻ｔ１．の間は１回の
主走査時間に相当しており、掃引データＤ１〜Ｄ　　が
クロックパルスＳ　　の周期Ｔ　ごと１５０（ｌ　　　
　　　　　　　ＣＬＫｌａに順次掃引データメモリ７０
５ｅから出力され、これらが掃引信号ＳＤに変換されて
ＡＯＤドライバ７２に与えられる。そして、ＡＯＤドラ
イバ７２からは、これらの掃引データＤ　　−Ｄ　　　
に対０　　１５００ 〜ｆ　　）を有するＡ 応した周波数ｆＤＤ　（ｆｍｉｎ　　　ｍａｘＯＤドラ
イブ信号Ｓ９．が出力される。

（ｃ−２）データ続出制御部の動作 データ読出制御部７０４１から読出し信号５ＲＥＡＤＩ
が出力される動作は次の通りである。

まず、時刻ｔ１３において、カウンタ７０５Ｃから出力
されるアドレス信号Ｓ　　の値が所定の設ＤＨ 定値（本例では３０８）になると、この信号を受けたデ
コーダ７０５ｄが遅延開始信号Ｓ　　（第５ＴＡ ７図（ｇ））をＨレベルに立ち上げる。なお、遅延開始
信号Ｓ　　を立上げるためのアドレス信号ＳＡＤ５ＴＡ ２の値は予め任意に設定可能である。位置信号ＳＹが立
上がった時刻ｔ１０から遅延開始信号５ＤｓＴＡが立上
がる時刻ｔ　までの時間Δｔ１は、このア３ ドレス信号Ｓ　　の設定値（−３０８）に応じて＾ＤＲ 決まる。そこで、以下では時刻ｔ１ｏからｔ１３までの
時間Δｔ１を「固定遅延時間」と呼びＡＯＤ内の音波伝
搬所要時間に対応して設定される。

遅延開始信号Ｓ　　は、デコーダ７０５ｄからＳＴＡ データ読出制御部７０４１のプログラマブル遅延器７０
４ｅに与えられる。プログラマブル遅延器７０４ｅには
、後述するように、予め遅延値レジスタ７０４ｄから遅
延データ信号Ｓ　　（第７図ＥＬＬ （ｊ））が与えられており、それによって遅延器７０４
ｅにおける遅延時間（以下、「可変遅延時間」と呼ぶ。

）Δｔ２が指定されている。そして、遅延開始信号Ｓ　
　が立上った時刻ｔ１３から可変遅ＳＴＡ 延時間Δｔ２だけ経過した時刻ｔ１４において、遅延終
了信号Ｓ　　がプログラマブル遅延器７０４ＬＳ ｅから出力される。

なお、固定遅延時間Δｔ１と可変遅延時間Δｔ２との和
を、以下「総遅延時間」Δｔ□と呼ぶ。

遅延終了信号Ｓ　　はプログラマブル遅延器７ＬＳ ０４ｅからフリップフロップ７０４ｆに与えられ、それ
によってフリップフロップ７０４ｆの出力信号である分
周イネーブル信号Ｓ　　をＨレベルにＥＮＢ 立上げる。分周イネーブル信号Ｓ　　がＨレベルＥＮＢ になると、これを受取った１／１０分周期７０４ｇが、
クロック７０３から入力されている高周波クロックパル
スＳ　　の分周を開始する。そして、ＬＫ １／１０に分周されたクロックパルスは、読出し信号Ｓ
　　　（第７図（ｎ））として１７１０分周器ＥＡＤＩ ７０４ｇから出力される。この読出し信号５ＲＥＡＤ１
は、前述したようにデータ読出制御部７０４１の出力信
号としてＦＩＦＯメモリ７０２１　（第４図）に与えら
れる。そして、ＦＩＦＯメモリ７０２１からは、読出し
信号Ｓ　　　の１パルスごとＲＥＡＤＩ に変調信号ＳＭ□が出力される（第７図（０））。この
動作かられかるように、分周イネーブル信号５ＤＥＮＢ
の総遅延時間ΔｔＴは、実質的に変調信号ＳＭ、の遅延
時間に相当している。

１／１０分周器７０４ｇは、所定の設定数Ｎｌｌ１ａｘ
　（第７図の例ではＮ　　　−１０２４）のパルスの読
ｌ１ａｘ 出し信号Ｓ　　　を出力した後、次のようにしてＲＥＡ
ＤＩ 読出し信号Ｓ　　　の出力を停止する。読出し信ＥＡＤ
Ｉ 号Ｓ　　　は、データ読出制御部７０４１内の画ＥＡＤ
Ｉ 素数制御器７０４ｈにも与えられており、そのパルス数
がカウントされている。そして、読出し信号Ｓ　　　の
パルスが設定数Ｎ　　になると、そＲＥＡＤＩ　　　　
　　　　　　ｔｎａｘれから１周期Ｔ　後の時刻ｔ１５
において、画素数制御器７０４ｈから出力される分周終
了信号Ｓ、□ＮＤ（第７図　（１））がＨレベルに立上
がる。この分周終了信号Ｓ　　はフリップフロップ７０
４ｆをＥＮＤ リセットして、分周イネーブル信号６　　をＬし′ＤＥ
ＮＢ。

ベルに立下げ、それによって１／１０分周器７０４ｇの
分周動作を停止させる。さらに、分周イネーブル信号Ｓ
　　は画素数制御器７０４ｈをイネＥＮＢ −プルにする役割も有している。従って、分周イネーブ
ル信号Ｓ　　かＬレベルになると、画素数ＥＮＢ 制御器７０４ｈにおける読出し信号５ＲＥＡＤＩのパル
ス数のカウントが停止し、カウント数がリセットされる
。なお、読出し信号５ＲＥＡＤ１の１パルスは変調信号
”Ｍｌの１つの値に対応している。変調信号ＳＭ□の１
つの値は走査面（感材１）上の１画素に相当しているの
で、画素数制御器７０４ｈは、文字通り、１回の主走査
当りの画素数（−Ｎ　　　）ｆｌａＸ を制御していることになる。

第９図は、レーザビームによる走査範囲と画素の関係を
示す概念図である。図において、レーザビーム（図示せ
ず）はＡＯＤ２１３により偏向されて、主走査方向Ｘに
全走査幅Ｌ８だけ感材１上を走査する。この全走査幅Ｌ
８の始点と終点は、周波数ｆ　が最小値ｆ　、から増加
し始める時刻ＤＤ　　　　　　ｍｌｎ と最大値ｆ　　に達する時刻とに対応しており、ａｘ 第７図の時刻ｔ１２とｔ１９にそれぞれ対応している。

一方、実際にＡＯＭ２０７にＡＯＭドライブ信号ＳＭＤ
が与えられて、ビームスポットＳＰが点滅するのは有効
走査幅”ＥＳの区間である。この有効走査幅ＬＥＳの始
点と終点は、第７図において変調信号ＳＭが出力されて
いる時間の始めの時刻ｔ１４ａと終りの時刻ｔ　　とに
対応している。時刻ｔ１４５ａ ３と時刻ｔ　　とは、分周イネーブル信号Ｓ、。ＮＢ５
ａ （第７図（ｍ））の立上り時刻ｔ１４と立下り時刻ｔ１
５とによってそれぞれ決まるので、有効走査幅ＬＥ８が
金主走査幅Ｌ８のうちのどの部分に位置するかは、これ
らの時刻ｔ１４とｔ１５とによって決定される。

なお、この実施例では前述のように１回の主走査当りの
画素数を１０２４個としている。例えば、第９図の有効
走査幅ＬＥｓの範囲内において、ビームスポットＳＰが
１０２４個並ぶように走査される場合は、ビームスポッ
トＳＰの直径ｄｓを２μｍとすれば、有効走査幅ＬＥｓ
は２０４８ｍｍ　（−２ｕ　ｍ　Ｘ　１０２４）となる
。

（ｃ−３）遅延制御手段の動作 データ読出制御部７０４１内のＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ
７０４ａと、オフセット値メモリ７０４ｂと、加減算器
７０４ｃと、遅延値レジスタ７０４ｄと、プログラマブ
ル遅延器７０４ｅとは、可変遅延時間Δｔ２を制御する
遅延制御手段を構成している。

第８図は、遅延制御手段の動作を示すタイミングチャー
トである。図において、時刻ｔ１０”２０’・・・”９
０は、それぞれ主走査期間Ｔ１〜Ｔ８の始期に相当する
時刻を示している。すなわち、時刻１　．１　　、・・
・”９０において、Ｙ方向の位置信１０　　　２０ 号ＳＹがＨレベルに立上がっており、各走査期間におけ
る主走査が開始される。

主走査が行われている間も、感材１は吸引テーブル２１
とともにＹ方向（または−Ｙ方向）に−定速度で副走査
されている。そして、時刻ｔ１ｏ〜ｔ３０の期間のよう
に、主走査方向（Ｘ方向）に吸引テーブル２１の位置ズ
レが発生しないとＸ方向の位置信号Ｓ　であるアップパ
ルスＳＵＰおよびダランパルスＳ　　が発生しない。こ
のときは、オＯＷＮ フセット値メモリ７０４ｂに予め設定されていた遅延デ
ータのオフセット値（第８図の例では１２７）が加減算
器７０４Ｃに与えられ、そのままの値が遅延データ信号
Ｓ　　（第８図（ｅ））として加ＥＬ 減算器７０４Ｃから遅延レジスタ７０４ｄに人力される
。この遅延データ信号Ｓ　　は、さらに遅ＥＬ 延鎖レジスタ７０４ｄからプログラマブル遅延器に与え
られる遅延データ信号Ｓ　　（第８図（ｒ））ＥＬＩ となる。そして、主走査期間Ｔ　−Ｔ３　（時刻ｔ１０
＝　ｔ４０）の間におけるそれぞれの総遅延時間Δｔ　
は、この遅延データ信号Ｓ　　の値（−１２ＴＯＤＢＬ
Ｌ ７）に応じて決定され、この時点から画像データが出力
される。なお、プログラム遅延器７０４ｅが調節するの
は、第７図におい′Ｃ説明したように、総遅延時間Δｔ
　（Δ１．）のうちの可変遅延時Ｏ 間Δｔ２　（第７図（ｋ）参照）のみであり、固定遅延
時間Δ１１　　（第７図（ｇ）参照）は文字通り不変で
ある。

一方、副走査の際に、ガイド２２の曲りなどに起因して
、吸引テーブル２１か例えば（−Ｘ）方向に位置ずれす
ると、そのズレ量をレーザ測長器４０が検出し、位置信
号ＳｘのうちのダウンパルスＳ　　（第８図（ｄ））を
出力する。時刻ｔ　におりＯＷＮ　　　　　　　　　　
　　　　　　ａいて、ダウンパルスＳ　　がＵＰ／ＤＯ
ＷＮカウＯＷＮ ンタ７０４ａに入力されると、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ
７０４ａは「−１」の値を加減算器７０４Ｃに供給し、
加減算器７０４ｃはこれを加算して新たな遅延データ信
号Ｓ　　を出力する。時刻ｔＥＬ ３以前の遅延データ信号Ｓ　　の値（遅延値）はＥＬ １２７なので、時刻ｔ　以降はこの値が１２６となり、
この遅延値が遅延値レジスタ７０４ｄに保持される。そ
して、時刻ｔ４ｏにおいて、位置信号ＳＹのパルスが遅
延値レジスタ７０４ｄに入力されると、遅延値レジスタ
７０４ｄは、保持していた遅延値（〜１２６）を遅延デ
ータ信号Ｓ、□１（第７図（ｒ））としてプログラマブ
ル遅延器７０４ｅに供給する。この結果、主走査期間Ｔ
４　（時刻ｔ４（１”　５０）における総遅延時間Δｔ
Ｔｌは、それ以前の総遅延時間ΔｔＴｏよりも遅延値の
差分（−１）に相当する時間（例えばＩ　ｎｓ）だけ短
くなっている。

第８図の例では、主走査期間Ｔ４の間にさらにダウンパ
ルスＳ　　が１つ発生し、その次の主走０ＩＮＮ 査期間Ｔ５における総遅延時間Δｔ□２は、その前の総
遅延時間ΔｔＴ１よりも、さらにｌｎｓ短くなっている
。なお、第８図では総遅延時間Δｔ　、ΔＯ ｔ　、Δｔ　、・・・相互の差は誇張して描かれていＴ
Ｉ　　　　Ｔ２ る。

主走査期間Ｔ５の時刻ｔ。では、逆に吸引テーブル２１
がＸ方向に少し戻り、アップパルス５ＵＰ（第８図（ｃ
））が１つ発生している。この結果、次の主走査期間Ｔ
６において、総遅延時間ΔｔＴ１は総遅延時間ΔｔＴ２
よりもｌ　ｎｓだけ長くなっている。

さらに、主走査期間Ｔ　の時刻Ｔ、と、主走査期間Ｔ７
の時刻Ｔ。とにおいてもアップパルスＳ。、が１つずつ
発生しており、主走査期間Ｔ７とＴ８の総遅延時間Δｔ
　、ΔｔＴ３はそれぞれｌｎｓずＯ つ増加している。

第１０Ａ図および第１０Ｂ図は、総遅延時間Δｔ、の変
化と走査位置の変化との関係を示す説明図である。

第１０Ａ図（ａ）は感材１　（ｘ−ｙ平面）上の副走査
位置Ｙ　　−Ｙ　　における全走査幅Ｌ８と有効８ 走査幅ＬＥＳとの位置関係を示す。一方、第１０Ａ図（
ｂ）はこれらの走査に対応した周波数ｆＤＤと分周イネ
ーブル信号Ｓ　　　（Ｓ　　−３８）とを示す。

ＤＥＮＢ　　　、１ すなわち、信号８１〜Ｓ８は副走査位置Ｙ１〜Ｙ８にそ
れぞれ対応している。さらに、副走査位置Ｙ　　−Ｙ　
　は、第８図の主走査期間Ｔ　−Ｔ８に１　　　８　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１それぞれ対応し
ている。ただし、第１０Ａ図では、可変遅延時間の調節
を行わずに、総遅延時間ΔｔＴＯが常に一定である場合
を仮想的に示している。

感材１上の全走査幅Ｌ８の開始位置（以下、「全走査開
始位置」と呼ぶ。）Ｒ８は、吸引テーブル２１の位置ズ
レに応じて第１０Ａ図（ａ）のように変化する。すなわ
ち、まず副走査位置Ｙ３の終了直前（走査期間Ｔ３中の
時刻ｔａ）に吸引テーブル２１が（−Ｘ）方向にズレ幅
ΔＸだけ位置ズレを起こす。このズレ幅ΔＸは、ダウン
パルスＳ　　（またはアップパルス”’　ｕｐ）の１パ
ルス分ＯＷＮ に相当する長さである。そして、この位置ズレΔＸの結
果、次の副走査位置Ｙ４での全走査開始位置Ｒｓは相対
的にＸ方向にΔχずつずれることになる。また、副走査
位置Ｙ４に相当する走査期間Ｔ　中の時刻ｔｂにおいて
も同様に、吸引テープル２１が（−Ｘ）方向にズレ幅Δ
Ｘだけ位置ズレを起こす。従って、次の副走査位置Ｙ５
での全走査開始位置Ｒ８はさらにＸ方向にズレ幅ΔＸだ
けずれる。

一方、副走査位置Ｙ　　、ＹｅおよびＹ７の終了直前（
走査期間Ｔ　　、Ｔ　　およびＴ７の時刻ｔ。。

６ ｔｄおよび１．）では逆に吸引テーブル２１がＸ方向に
ズレ幅Δχずつそれぞれずれるので、副走査位ＩＹ、Ｙ
　　およびＹ８では、それぞれ全走７ 査開始位置Ｒ８が（−Ｘ）方向にズレ幅Δχずつずれる
ことになる。

なお、第１０Ａ図の場合には全遅延時間Δｔ、。

が一定なので、感材１上の有効走査幅ＬＥＳの開始位置
（以下、「有効走査開始位置」と呼ぶ。）ＲＥ８も、上
述の全走査開始位置Ｒ８と同様に移動する。

第１０Ｂ図は、第８図に示すように遅延データ信号Ｓ　
　の値を変更して、全遅延時間Δｔ□ＥＬＩ （Δｔ　〜ΔｔＴ３）を第１０Ｂ図（ｂ）のように調Ｏ 節した場合の走査位置を示す図である。第１０Ｂ図に示
すように、全走査開始位置Ｒ８は、第１０Ａ図と同様に
ずれているが、有効走査開始位置Ｒ８８は感材１　（ｘ
−ｙ平面）上のＸ方向に沿って常に同じ座標Ｘ。に位置
するように制御されている。

以上のように、この実施例では、遅延制御手段（７０４
ａ〜７０４ｅ）を用いて、分周イネーブル信号Ｓ　　の
全遅延時間Δｔ、を主走査方向のＥＮＢ 位置ズレ量に応じて変更するように制御している。

この結果、走査中に吸引テーブル２１が位置ズレを起こ
しても、常に有効走査位置が一定の主走査方向位置に来
るようにすることができるという利点がある。特に、１
つの主走査期間中に生じた位置ズレに基づいて次の主走
査期間中の主走査位置を調整するようにしているので、
位置ズレが累積することが無いという利点がある。

なお、例えばアップパルスＳＵＰまたはダウンパルスＳ
　　が１つ生じるズレ幅ΔＸを０．０４μｍにＯＷＮ 設定すれば、０，０４μｍの分解能で位置補正ができる
。また、遅延データ信号Ｓ、。Ｌ””ＤＥＬＬを８ビツ
トの信号とし、オフセット値を１２７としておけば、遅
延データ信号５ＤＥＬ　’　　５ＤＥＬＩはオフセット
値を中心として−１２７〜＋１２８の値で変更できる。

以上のようにすれば、吸引テーブル２１のズレ幅に換算
して−５，０８μｍ　（＝　　１２７ｘ　Ｏ，０４）〜
＋５．１．２μｍ　（−１２８ｘ　Ｏ，０４）の範囲で
位置ズレが生じてもその補正が可能である。

上記実施例では、１つのデータ続出制御部７０４１につ
いて説明したが、もう１つのデータ読出制御部７０４２
もこれと同じ構成を有している。

また、２本以上のレーザビームを同時に走査するマルチ
ビーム走査装置では、データ読出制御部とＦＩＦＯメモ
リと、ＡＯＭドライバとＡＯＭとをレーザビームごとに
設けるようにすればよい。このようにすれば、レーザビ
ームごとに遅延時間を変更することができる。また、こ
のようにマルチビーム走査装置を構成すれば、複数のレ
ーザビームが感材１上で主走査方向に互いにずれた位置
に結像されているような場合にも、遅延時間のオフセッ
ト値を調整することによって、マルチビームの有効走査
位置が互いに一致するように微調整をすることができる
という利点もある。さらには、マルチビームの有効走査
位置を互いに調整するためにレーザビームのそれぞれに
ＡＯＤを設ける必要がなく、マルチビーム全体を１台の
ＡＯＤで走査させることができるので、走査装置全体の
コストを低減できるという利点もある。

なお、この発明は、上記実施例に限られるものではなく
、特に遅延制御手段は、走査面の主走査方向の位置ズレ
幅に応じて、ＡＯＭなどの光ビーム変調手段を制御する
変調信号の遅延時間を制御できるものであればよい。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、遅延制御手段
が、光学系と走査面との位置ズレに応じて、ビーム変調
手段に与えられる変調信号の遅延時間を調整するので、
第１の方向に沿った光ビームの０Ｎ１０ＦＦ位置を、上
記位置ズレに応じて変化するように調整することができ
、ビーム偏向手段による偏向の範囲を調整することなく
、光学系と走査面との位置ズレを修正することができる
という効果がある。さらに、光学系あるいは感材の副走
査方向の送り機構に要求される精度が緩和される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例である描画システム１０
０の斜視図、 第２図および第３図は、描画システム１００における感
材１の走査原理の説明図、 第４図は描画システム１００の電気的構成の概略を示す
ブロック図、 第５図は、走査光学系２００の概略構成図、第６図は、
描画制御装置の一部を詳細に示すブロック図、 第７図および第８図は、実施例の動作を示すタイミング
チャート、 第９図は、走査幅とビームスポットとの関係を示す説明
図、 第１０Ａ図および第１０Ｂ図は、遅延制御手段による位
置ズレの修正の動作を示す説明図、第１１図は、光ビー
ム走査装置の概念図である。 １・・・感材、　　　　　　　２・・・描画エリア、２
１・・・吸引テーブル、　　３３・・・描画ヘッド、１
００・・・描画システム、　２００・・・走査光学系、
２０７ａ、２０７ｂ・ＡＯＭ。 ２１３・・・ＡＯＤ。 Δｔ　、Δｔ　〜ΔｔＴ３・・・全遅延時間、Ｔ　　　
　　　　Ｔ。 Δｔ１・・・固定遅延時間、 Δｔ２・・・可変遅延時間、 ＲＥＳ・・・有効走査開始位置 ＬＥＳ・・・有効走査幅、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを走査面の第１の方向に周期的に偏向し
   つつ、前記光ビームを出射する光学系と前記走査面とを
   前記第１の方向とほぼ直角な第２の方向に沿って、相対
   的に移動させることにより、前記走査面を前記光ビーム
   で走査する光ビーム走査装置であって、 （ａ）与えられた変調信号に応答して前記光ビームを変
   調するビーム変調手段と、 （ｂ）変調された前記光ビームを周期的に偏向させるこ
   とによって前記第１の方向の走査を実現するビーム偏向
   手段と、 （ｃ）前記第２の方向の前記移動に伴なって生ずる前記
   光学系と前記走査面との前記第１の方向の位置ズレを検
   出する位置ズレ検出手段と、（ｄ）前記位置ズレに応じ
   て、前記変調信号の遅延時間を調節することにより、前
   記位置ズレを補償した走査制御を行なう遅延制御手段と
   を備えることを特徴とする光ビーム走査装置。