CN1578377A

CN1578377A - 描绘装置和描绘方法

Info

Publication number: CN1578377A
Application number: CNA2004100713664A
Authority: CN
Inventors: 下山裕司; 藤井武; 中谷大辅
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2005-02-09
Also published as: JP4373731B2; US7339602B2; TW200524405A; KR20050012163A; KR100742254B1; TWI261456B; US20050052708A1; JP2005041105A

Abstract

当曝光倍率具有小数点以下的数值时，在副扫描方向Y上相邻的像素彼此不排列在副扫描方向Y上，在扫描方向X上错开。例如，由微反射镜(62A)曝光的像素A和由微反射镜(62B)曝光的像素B只错开Z。而且，一个跳跃的像素A、C、E…排列在副扫描线L1上，一个跳跃的像素B、D、F…排列在副扫描线L2上。即一个跳跃的像素排列在副扫描方向Y上。副扫描线L1和L2的间距为1μm。因此，在扫描方向X上，能进行最小单位为1μm的图像形成。提供不用减慢扫描速度或提高描绘元件群的调制速度，就可以提高扫描方向的分辨率的描绘装置和描绘方法。

Description

描绘装置和描绘方法

技术领域

本发明涉及描绘装置和描绘方法，特别是涉及具有对于描绘面，向沿着该描绘面的所定方向相对移动的描绘头的描绘装置和使用该描绘头的描绘方法。

背景技术

以往，作为描绘装置的一例，提出了各种利用数字微反射镜(DMD)等空间光调制元件(描绘元件)，用按照图像数据调制的光束进行图像曝光的曝光装置。DMD是把按照控制信号改变反射面的角度的多个微反射镜在硅等半导体基板(衬底)上排列为L行×M列的2二维状的反射镜器件，通过使DMD在沿着曝光面的一定方向扫描，进行实际的曝光。

一般，DMD的微反射镜排列为各行的排列方向和各列的排列方向正交。通过使这样的DMD对扫描方向倾斜配置，在扫描时扫描线的间距变密，可以提高分辨率。例如，在专利文献1中记载了向具有多个光阀的子区域(空间调制元件)引导光的照明系统中，通过使子区域对于向扫描线上的投影倾斜，可以提高分辨率。根据该方法，可以提高与扫描方向正交的方向的分辨率。可是，关于与扫描方向正交的方向的分辨率，因为空间调制元件配列为二维状，所以通过调整排列数和倾斜角度，可以容易地提高分辨率，根据情况，有时也变为必要以上的高分辨率。

而扫描方向的分辨率通常由扫描速度和空间调制元件的调制速度决定。因此，为了提高扫描方向的分辨率，有必要减慢扫描速度，或提高空间调制元件的调制速度。可是，如果减慢扫描速度，则扫描速度变慢，生产性下降，而提高空间调制元件的调制速度时也存在限制。

[专利文献1]特表2001-500628号公报

发明内容

本发明考虑所述事实，其目的在于：提供一种不用减慢扫描速度或提高描绘元件群的调制速度，就可以提高扫描方向的分辨率的描绘装置和描绘方法。

为了解决所述课题，本发明之1所述的描绘装置，其具备向沿着描绘面的所定扫描方向相对移动的描绘头，根据描绘数据而进行描绘，其中包括：在与描绘面实质上平行的面内，把多个描绘元件排列构成为二维，在描绘面中，生成作为全体对所述扫描方向以所定的倾斜角度倾斜的二维状的描绘像素群的描绘元件群；设定描绘倍率，使描绘倍率具有小数点以下的值的设定部件；对应于所述小数点以下的值，将所述描绘数据分配给由所述各描绘元件所描绘的像素的数据分配部件而构成。

此外，本发明之10所述的描绘方法，向沿着描绘面的所定扫描方向相对移动，根据描绘数据进行描绘，其中：在与描绘面实质上平行的面内，把多个描绘元件在描绘面中作为全体，排列构成为对所述扫描方向以所定的倾斜角度倾斜的二维状；把描绘倍率设定为具有小数点以下的值；按照所述小数点以下的值，把所述描绘数据分配给由各描绘元件描绘的像素，进行描绘。

在所述描绘装置和描绘方法中，描绘头向沿着描绘面的所定的扫描方向相对移动，通过描绘头，根据描绘数据，在描绘面上进行描绘(图像记录)。

通过设定部件，把该描绘时的描绘倍率设定为具有小数点以下的值。该描绘倍率由扫描方向的像素间距除以描绘元件的描绘间距的值表示，换言之，描绘倍率具有小数点以下的值意味着当扫描方向的像素间距除以描绘元件的描绘间距时，不能整除，产生余数。

这里，说明像素间距和描绘间距。图20表示把多个描绘元件向被描绘面投影时的投影位置H。各投影位置H1～H9一边向扫描方向移动，一边在被描绘面上进行描绘。此外，图21表示由通过描绘元件描绘的被描绘面上的像素I构成的像素群。图中，用实线表示在与投影位置H对应的微小时间中描绘的像素，用单点划线表示其他像素。像素间距在图20和如图21中以P1所示，称作扫描方向X的投影位置H间的距离，描绘间距如图21中以P2所示，称作扫描方向X的像素I间的距离。通常，无法用比描绘间距还小的单位进行描绘。这是基于以下的理由。描绘左端的投影位置H1的描绘元件一边在扫描方向X移动，一边依次描绘多个像素I1。如果把描绘倍率设定为整数，则由各描绘元件描绘的像素如图22所示，沿着与扫描方向正交的方向Y排列，像素列形成在Y方向。该像素列间的间距与扫描间距一致，所以无法以更小的单位进行描绘。

另一方面，如果把描绘倍率设定为具有小数点以下的值，则如图21所示由与投影位置H1对应的描绘元件描绘的像素I1、由与该描绘像素在扫描方向相邻并描绘投影位置H2的描绘元件描绘的像素I2，不沿着与扫描方向正交的方向Y排列，而在扫描方向X错开。因此，通过按如上所述设定描绘倍率，对像素I1和像素I2分配描绘数据，从而能实现与偏移Z(由小数点以下的值、描绘间距决定)相应的分辨率。通过这样分配数据，可以增加投影到与扫描方向正交的方向Y的像的信息量(在图21的例子中，2倍)。因此，不用减慢扫描速度或提高描绘元件群的调制速度，就可以提高扫描方向的分辨率。此外，在同一分辨率下，可以提高扫描速度。

还有，本发明的描绘装置或描绘方法如本发明之2或本发明之11所述，其特征在于：对描绘的每个区域把所述像素分组，构成像素群，与该像素群对应，由所述数据分配部件分配所定的描绘数据。

当输入的描绘数据的分辨率和实际能描绘的分辨率不同，对输入描绘数据描绘的像素多时，怎样向各像素分配描绘数据成为问题。此外，由描绘元件描绘的像素的位置由描绘倍率决定，但是为了正确设定描绘倍率，有必要提高零件的安装精度，成本升高。因此，把描绘的像素按每个描绘的区域分组，与分组的像素群对应，分配所定的描绘数据。据此，即使在描绘倍率中产生误差，也可以进行与所定的描绘数据对应的描绘。

还有，本发明的描绘装置或描绘方法中的所述描绘倍率的设定如本发明之3和本发明之12所述，通过改变所述描绘元件的从一个描绘到下一描绘的时间进行，也能够如本发明之4和本发明之13所述，通过改变所述描绘头的相对移动速度进行。

如本发明之5和本发明之14所述，也能通过改变向所述描绘画面成像的成像倍率进行。

如上所述，描绘倍率是像素间距除以描绘间距的值，所以通过改变像素间距、描绘间距而能够设定。通过改变成像部件的成像倍率，这里的像素间距变化。此外，如果描绘元件的从一个描绘到下一描绘的时间为T，描绘头的相对移动速度为V，则由T×V表示描绘间距。因此，通过改变成像部件的成像倍率、描绘元件的从一个描绘到下一描绘的时间、描绘头的相对移动速度的至少一方，使像素间距、描绘间变化，可以设定描绘倍率。

此外，作为构成本发明的描绘装置的描绘头或本发明的描绘方法中使用的描绘头，可以是按照图像信息向描绘面上喷出墨滴的喷墨记录头，但是如本发明之6和本发明之15所述，也可以是把与描绘数据对应按每个像素调制的光照射到作为描绘面的曝光面上的调制光照射装置的描绘头。在该描绘头中，从调制光照射装置，把与描绘数据对应按每个像素调制的光照射到描绘面即曝光面上。于是，使该描绘头对于曝光面向沿着曝光面的方向相对移动，在曝光面中描绘二维像。

作为调制光照射装置，例如可以列举出把多点光源排列为二维状的二维排列光源。在该构成中，各点光源按照图像数据射出光。该光根据需要由高亮度光纤等导光构件引导到所定位置，根据需要，在透镜或反射镜等光学系统中进行整形，照射到曝光面上。

此外，作为调制光照射装置，如本发明之7和本发明之16所述，也可以包括：照射激光的激光装置；把按照各控制信号，使光调制状态变化的多个描绘元件排列为二维状，把从所述激光装置照射的激光进行调制的空间光调制元件；通过按照曝光信息生成的控制信号控制所述描绘元件群的控制部件。在该构成中，通过控制部件，空间光调制元件的各描绘元件的光调制状态变化，把照射到空间光调制元件上的激光被调制，照射到曝光面上。当然，根据需要，也可以使用高亮度光纤等导光构件或透镜、反射镜等光学系统。

作为空间光调制元件，如本发明之8和本发明之17所述，使用把能按照各控制信号变更反射面角度的多个微反射镜排列为二维状而构成的微反射镜器件，或如本发明之9和本发明之18所述，使用把能分别按照控制信号遮断透射光的多个液晶单元配列为二维状而构成的液晶开关阵列。

本发明采用所述构成，所以不用减慢扫描速度或提高描绘元件群的调制速度，就可以提高扫描方向的分辨率。此外，可以提高同一分辨率下的描绘速度。

附图说明

下面简要说明附图。

图1是表示本实施方式的曝光装置的外观的立体图。

图2是本实施方式的曝光装置的控制系统的概略框图。

图3是表示本实施方式的曝光装置的扫描仪构成的立体图。

图4(A)是表示形成在感光材料上的曝光完毕区域的平面图，(B)是表示基于各曝光头的曝光区的排列的图。

图5是表示本实施方式的曝光头的概略构成的立体图。

图6(A)是图5所示的曝光头构成的沿着光轴的副扫描方向的剖视图，(B)是(A)的侧视图。

图7是表示本实施方式的曝光头的数字微反射镜器件(DMD)构成的局部放大图。

图8(A)和(B)是用于说明本实施方式的曝光头的DMD动作的说明图。

图9是表示由本实施方式的1一个DMD曝光的曝光位置的图。

图10是表示由本实施方式的DMD曝光的曝光位置的一部分的图。

图11是表示由本实施方式的DMD曝光的曝光区域的一部分的图。

图12是对某输入图像数据分配本实施方式中曝光的像素，形成了图像的例子。

图13(A)是表示光纤阵列光源的构成的立体图，(B)是(A)的局部放大图，(C)和(D)是表示激光出射部的发光点的排列的平面图。

图14是表示本实施方式的合波激光光源的构成的平面图。

图15是表示本实施方式的激光模块的构成的平面图。

图16是表示图15所示的激光模块的构成的侧视图。

图17是表示图15所示的激光模块的构成的局部侧视图。

图18是表示由本实施方式的DMD曝光的曝光区域的其他例子的一部分的图。

图19是表示图18的曝光区域的所定像素的分组例的图。

图20是表示把多个描绘元件向被描绘面投影时的投影位置H的图。

图21是表示应用本发明时的曝光间距的图。

图22是表示未应用本发明时的曝光间距的图。

图中，

LD1～LD7—GaN类半导体激光器；10—加热块；11～17—视准透镜；20—聚光透镜；30—多模光纤；50—DMD(数字微反射镜器件、空间光调制元件)；51—反射镜驱动部(设定部件)；52—控制器(设定部件)；54、58—透镜组；55—透镜组驱动部(设定部件)；56—扫描面(被曝光面)；64—激光模块；66—光纤阵列光源；68—激光出射部；150—感光材料；153—台架驱动部(设定部件)；162—扫描仪；166—曝光头；168—曝光区；L—副扫描线；B—曝光倍率；D—图像数据(描绘数据)；P—像素间距；Q—曝光间距；T—调制时间；V—扫描速度(相对移动速度)。

具体实施方式

本发明实施方式的描绘装置为所谓的平头类型的曝光装置，如图所示，备有把薄板状的感光材料150吸附保持在平面上的平板状的台架152。在由4个脚部154支撑的厚板状的设置台架156的上表面上，设置沿着台架移动方向延伸的2根导轨158。把台架152配置为其长度方向向着台架移动方向，并且通过导轨158支撑为能往返移动。

图2表示曝光装置的控制系统的概略框图。台架152与用于沿着导轨158驱动该台架152的台架驱动部153连接，台架驱动部153与输出驱动信号的控制器52连接着。控制器52包含CPU、ROM、RAM、各种存储器、输入部等，能输出进行曝光装置的各部的控制时的控制信息。台架152在扫描方向的移动速度(扫描速度V)由来自控制器52的台架驱动信号控制。

如图1所示，在设置台架156的中央部，跨台架152的移动路线设置着コ字状的门160。コ字状的门160的端部分别固定在设置台架156的两侧面上。隔着(夹着)该门160，在一方一侧设置着扫描仪162，在另一方一侧设置着检测感光材料150的顶端和后端的多个(例如2个)检测传感器164。扫描仪162和检测传感器164分别安装在门160上，固定配置在台架152的移动路线的上方。还有，扫描仪162和检测传感器164如图2所示，连接在控制器52上，进行控制，从而由曝光头166曝光时，以所定定时曝光。

扫描仪162如图3和图4(B)所示，备有排列为m行n列(例如2行5列)的近似矩阵形状的多个曝光头166。在本实施方式中，由于与感光材料150的关系，在第一行和第二行配置5个曝光头166，全体为10个。还有，当表示排列在第m行的第n列的各曝光头时，表记为曝光头166_mn。

基于曝光头166的曝光区168在图3中为以扫描方向为短边的矩形，并且对头排列方向以所定倾角倾斜。而且，伴随着台架152的移动，在感光材料150，按曝光头166形成带状的曝光完毕区域170。还有，当表示基于排列在第m行的第n列的各曝光头的曝光区时，表示为曝光区168_mn。

此外，如图4(A)和(B)所示，排列为线状的各行曝光头分别配置为在头排列方向错开所定间距，从而带状的曝光完毕区域170分别与相邻的曝光完毕区域170局部重叠。因此，第一行的曝光区168₁₁和曝光区168₁₂之间的无法曝光的部分，可以通过第二行的曝光区168₂₁曝光。

曝光头166₁₁～166_mn如图5、图6(A)以及(B)所示，作为按照图像数据，按各像素调制入射的光束的空间光调制元件，具有数字微反射镜器件(DMD)50。该DMD50如图2所示，与反射镜驱动部51连接，反射镜驱动部51连接在控制器52上。在控制器52中，根据输入的图像数据，为各曝光头166生成驱动控制DMD50的应该控制的区域内的各微反射镜的反射镜控制信号。该图像数据的变换能采用包含图像数据的放大或缩小的变换。

此外，在反射镜驱动部51中，根据反射镜控制信号，为各曝光头166控制DMD50的各微反射镜的反射面的角度。

在DMD50的光入射一侧，按顺序配置有：具备把光纤的出射端部(发光点)沿着与曝光区168的长边方向对应的方向排列为一列的激光出射部的光纤阵列光源66；修正从光纤阵列光源66出射的激光，聚光到DMD上的透镜组67；把透射透镜组67的激光向DMD50反射的反射镜69。

透镜组67由把从光纤阵列光源66出射的激光变为平行光的一对组合透镜71、把变为平行光的激光的光量分布修正为均匀的一对组合透镜73、把修正了光量分布的激光聚光到DMD上的聚光透镜75构成。组合透镜73备有对于激光出射端的排列方向，靠近透镜光轴的部分把光束扩展，并且远离光轴的部分把光束收缩，并且对于与排列方向正交的方向，使光原封不动地通过的功能，把激光修正为光量分布均匀。

此外，在DMD50的光反射一侧配置了把由DMD50反射的激光在基板150的扫描面(被曝光面)56上成像的透镜组54、58。如图2所示，透镜组54、58与透镜组驱动部55连接，透镜组驱动部55连接在控制器52上。从控制器52输出为了使由DMD50反射的激光以所定倍率成像在扫描面56上而使透镜组54、58移动的透镜组驱动信号，用透镜组驱动部55根据该透镜组驱动信号控制透镜组54、58。

在本实施方式中，把从光纤阵列光源66出射的激光实质上放大到5倍后，通过这些透镜组54、58把各像素限制为约5μm。

DMD50如图7所示，在SRAM(存储单元)60上，微小反射镜(微反射镜)62由支柱支撑，是把构成像素的多个微小反射镜排列为格子状而构成的反射镜器件。在各像素中，在最上部设置由支柱支撑的微反射镜62，在微反射镜62的表面蒸镀铝等反射率高的材料。还有，微反射镜62的反射率为90％以上。此外，在微反射镜62的正下方通过包含铰链和轭的支柱配置有由通常的半导体存储器的生产线制造的硅栅的CMOS的SRAM单元60，全体构成单片(一体型)。

如果对DMD50的SRAM单元60写入数字信号，则由支柱支撑的微反射镜62以对角线为中心，对于配置DMD50的基板一侧在±α度(例如±10度)的范围中倾斜。图8(A)表示微反射镜62倾斜为工作(接通)状态的+α度的状态，图8(B)表示微反射镜62倾斜为不工作(断开)状态的-α度的状态。因此，通过按照图像信号，如图8所示那样控制DMD50的各像素的微反射镜62的倾斜，把入射到DMD50的光反射到各微反射镜62的倾斜方向。

还有，在图8中把DMD50的一部分放大，表示微反射镜62被控制在+α度或-α度的状态的一例。各微反射镜62的接通/断开控制根据来自控制器52的反射镜控制信号进行。在由断开状态的微反射镜62反射光束的方向配置光吸收体(未图示)。

这里，说明本实施方式的微反射镜62的配置和对感光材料150的曝光。还有，在本实施方式中，为了便于理解，使用具体的数值进行说明，但是并不局限于这里列举的数值。

图9表示由一个DMD50取得的曝光区168的一部分。DMD50的构成为把1024个×256个微反射镜62以所定间距排列为格子状。由DMD50反射的曝光光束通过透镜组54、58，使像素间距P变为61μm那样，以所定倍率成像在感光材料150上。DMD50对于扫描方向X倾斜为所定角度，据此，曝光光束的扫描轨迹的列间间距变为0.25μm。此外，通过控制器52分别把台架152的移动速度(以下称作扫描速度V)设定为40mm/s，把DMD50的调制时间T(调制周期)设定为50μsec。

图10表示由DMD50曝光的感光材料150的一部分(可是实际的曝光直径比图示的还大)。一次调制中的曝光距离(以下称作曝光间距Q)由：

曝光间距Q＝扫描速度V×调制时间T…(1)表示。这里的曝光间距Q变为40mm/s50μsec＝2μm。因此，能由一个扫描线曝光的扫描方向的最小单位变为2μm。

曝光装置的曝光倍率B由：

曝光倍率B＝像素间距P/曝光间距Q…(2)表示。该曝光倍率B变为61μm/2μm＝30.5，以具有小数点以下的数值0.5。在本实施方式中，有必要把曝光倍率B设定为曝光倍率B具有小数点以下的数值M，即像素间距P无法被曝光间距Q整除，产生余数。可以调整像素间距P和曝光间距Q的至少一方，进行曝光倍率B的设定。能通过控制器52变更透镜组54、58的耦合倍率，进行该像素间距P的变更。此外，能通过执行由控制器52改变台架152的扫描速度V、由控制器52改变改变DMD50的调制时间T的至少一方，进行曝光间距Q的变更。还有，如本实施方式那样，关于多个曝光头166，能设定同一扫描速度V时，难以通过扫描速度V的变更而设定曝光倍率B。对各曝光头166，基于透镜组54、58的成像倍率只稍微不同，所以通过同一扫描速度变化，无法取得同一像素间距变化率。

这样，当曝光倍率B具有小数点以下的数值M时，在副扫描方向Y上相邻的像素彼此间不沿着副扫描方向Y排列，而在扫描方向X错开。即如果不具有小数点以下的数值M，则如图11所示，由各微反射镜62曝光的像素(从左端列开始，按顺序为A、B、C、D…)在副扫描方向排列为一列。可是，当具有小数点以下的数值时，例如由微反射镜62A曝光的像素和由微反射镜62B曝光的像素只错开Z。该偏移量Z由：

偏移量Z＝曝光间距Q×小数点以下的数值M…(3)表示。这里的偏移量Z变为2μm×0.5＝1μm。因此，一个跳跃的像素A、C、E…排列在副扫描线L1上，一个跳跃的像素B、D、F…排列在副扫描线L2上。即一个跳跃的像素排列在副扫描方向Y上。副扫描线L1和L2的间距为1μm。因此，在扫描方向X上，可以进行最小单位为1μm的图像形成。(还有，如果不具有小数点以下的数值，则如图11所示，副扫描线L的间距为2μm，在扫描方向X上，只能进行最小单位为2μm的曝光。)因此，在本实施方式中，考虑副扫描线L1和L2的间距，分配图像数据，驱动微反射镜62。例如，对于图12(A)所示的图像数据D(最小图像构成单位1μm，带网格的部分有曝光，白色部分无曝光)，如果用本实施方式的像素形成图像，则分配数据，使图12(C)中用黑点表示的像素变为有曝光。实际的曝光直径通常比曝光间距Q大，所以如图12(D)所示，各曝光区域R重叠。图像数据的分配由控制器52进行。据此，在有限的曝光间距Q的调整范围内能进行高分辨率的曝光。此外，如果是同一分辨率，就能以更高速进行曝光。

图13(A)表示光纤阵列光源66的构成。光纤阵列光源66备有多个(例如6个)激光模块64，在各激光模块64上结合着多模光纤30的一端。在多模光纤30的另一端结合芯直径与多模光纤30相同并且包层直径比多模光纤30还小的光纤31，如图13(C)所示，光纤31的出射端部(发光点)沿着与副扫描方向正交的主扫描方向排为一列，构成了激光出射部68。还有，如图13(D)所示，发光点也可以沿着主扫描方向排为2列。

光纤31的出射端部如图13(B)所示，由表面平坦的2个支撑板65夹住而固定着。此外，在光纤31的光出射一侧，为了保护光纤31的端面，配置有玻璃等的透明保护板63。保护板63可以配置为与光纤31的端面密接，也可以配置为把光纤31的端面密封。在光纤31的出射端部，光密度高，容易聚集尘埃，劣化，但是通过配置保护板63，可以防止尘埃向端面的附着，并且可以推迟劣化。

作为多模光纤30和光纤31，可以是阶梯折射率型光纤、渐变折射率型光纤、复合型光纤的任意一种。例如，可以使用三菱电线工业株式会社制造的阶梯折射率型光纤。

激光模块64由图14所示的合波激光光源(光纤光源)构成。该合波激光光源由排列固定在加热块1O上的多个(例如7个)芯片状的横多模或单模的GaN类半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、LD7、与GaN类半导体激光器LD1～LD7分别对应设置的视准透镜11、12、13、14、15、16、17、一个聚光透镜20、一个多模光纤30构成。还有，半导体激光器的个数并不局限于7个。

GaN类半导体激光器LD1～LD7的振荡波长都是公共的(例如405nm)，最大输出也都是公共的(例如，在多模激光器中，100mW，在单模激光器中，30mW)。还有，作为GaN类半导体激光器LD1～LD7，可以使用在350～450nm的波长范围中，具备所述405nm以外的振荡波长的激光器。

所述合波激光光源如图15和图16所示，与其它光学要素一起收藏在上方开口的箱状的封装40内。封装40备有关闭该开口的封装盖41，在脱气处理后，导入密封气体，通过用封装盖41关闭封装40的开口，把所述合波激光光源密封在由封装40和封装盖41形成的封闭空间(密封空间)内。

在封装40的底面上固定有基板42，在基板42的上表面安装有所述加热块10、保持聚光透镜20的聚光透镜支架45、保持多模光纤30的入射端部的光纤支架46。保持多模光纤30的出射端部从形成在封装40的壁面上的开口引出到封装外。

此外，在加热块10的侧面上安装有视准透镜支架44，保持视准透镜11～17。在封装40的横壁面上形成开口，通过该开口，对GaN类半导体激光器LD1～LD7供给驱动电流的布线47引出到封装外。

还有，在图16中为了避免图的复杂化，只对多个GaN类半导体激光器中的GaN类半导体激光器LD7付与编号，只对多个视准透镜中的视准透镜17付与编号。

图17表示所述视准透镜11～17的安装部分的正面形状。视准透镜11～17分别形成为用平行的平面细长地切取具有非球面的圆形透镜的包含光轴的区域的形状。例如能通过把树脂或光学玻璃塑造成形，形成该细长形状的视准透镜。视准透镜11～17密接配置在所述发光点的排列方向，使长度方向与GaN类半导体激光器LD1～LD7的发光点的排列方向(图17的左右方向)正交。

另一方面，作为GaN类半导体激光器LD1～LD7，使用具有发光宽度21μm的活性层，在与活性层平行的方向的扩散角分别为10°、30°的状态下，发出各激光束B1～B7的激光器。这些GaN类半导体激光器LD1～LD7在与活性层平行的方向把发光点配置为1列。

因此，从各发光点发出的激光束B1～B7，如上所述在对细长形状的各视准透镜11～17，扩散角大的方向与长度方向一致，扩散角小的方向与宽度(与长度方向正交的方向)一致的状态下入射。

聚光透镜20形成为用平行的平面细长地切取具有非球面的圆形透镜的包含光轴的区域，在视准透镜11～17的排列方向即水平方向长，在垂直于它的方向短的形状。作为该聚光透镜20，例如能采用焦距f₂＝23mm，NA＝0.2的。该聚光透镜20，例如能通过把树脂或光学玻璃塑造成形而形成。

下面，说明所述曝光装置的动作。

在扫描仪162的各曝光头166中，从构成光纤阵列光源66的合波激光光源的GaN类半导体激光器LD1～LD7分别以发散光状态出射的激光束B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7分别由对应的视准透镜11～17变为平行光。变为平行光的激光束B1～B7由聚光透镜20聚光，聚光到多模光纤30的芯30a的入射端面。

在本例子中，由视准透镜11～17和聚光透镜20构成聚光光学系统，由该聚光光学系统和多模光纤30构成合波光学系统。即由聚光透镜20按如上所述聚光的激光束B1～B7入射到多模光纤30的芯30a，在光纤内传播，合波为1条激光束B，从结合在多模光纤30的出射端面上的光纤31出射。

在光纤阵列光源66的激光出射部68，高亮度的发光点沿着主扫描方向排为一列。把来自单一的半导体激光器的激光结合到1条光纤中的以往的激光光源是低输出，所以如果不排列多个，就无法取得所需的输出，但是本实施方式中使用的合波激光光源是高输出，所以即使是少数列例如1列，也可以取得所需的输出。

与曝光图案对应的图像数据输入到控制器52中，暂时存储在控制器52内的帧存储器中。该图像数据是以双值(曝光的有无)表示构成图像的各像素的浓度的数据，图像的最小构成单位为1μm。

把感光材料150吸附在表面上的台架152通过台架驱动部153，沿着导轨158，以所定速度从门160的上游一侧向下游一侧移动。当台架152通过门160下时，如果通过安装在门160上的检测传感器164检测到感光材料150的顶端，则在控制器52内，按每次多行依次读取存储在帧存储器中的图像数据，按各曝光头166生成反射镜控制信号。如图12(C)所示，生成这时的反射镜控制信号，对1μm见方的区域的像素，分配一个像素数据。然后，根据生成的反射镜控制信号，通过反射镜驱动部51，按各曝光头166驱动DMD50的微反射镜，使其接通、断开。

如果从光纤阵列光源66向DMD50照射激光，则DMD50的微反射镜为接通状态时反射的激光通过透镜组54、58成像在感光材料150的被曝光面56上。这样，从光纤阵列光源66出射的激光按像素接通和断开，感光材料150以与DMD50的使用像素数大致相同的像素单位(曝光区168)曝光。

而且，感光材料150通过以一定速度与台架152一起移动，感光材料150通过扫描仪162向与台架移动方向相反的方向扫描，按各曝光头166形成带状的曝光完毕区域170。

这时，在本实施方式中，副扫描线A和B的间距为1μm，并且对1μm见方的区域的像素，分配一个像素数据，所以能形成最小构成单位为1μm的图像。

还有，在所述中，说明了曝光倍率B的小数点以下的数值M为0.5的例子，但是小数点以下的数值M并不局限于该数值。例如，可以如表1所示那样设定像素间距P、曝光间距Q。

[表1]

像素间距P(μm)	曝光间距Q(μm)	扫描方向的最小单位(μm)
像素间距P(μm)	曝光间距Q(μm)	扫描方向的最小单位(μm)	60.00	2	2.00
61.00	2	1.00	60.00	2	2.00
61.00	2	1.00	60.50	2	0.50
60.25	2	0.25	60.50	2	0.50
60.25	2	0.25	60.10	2	O.10

其中，例如当曝光倍率B的小数点以下的数值M为0.25时，如图1 8所示，在扫描方向X的2μm内，形成间隔0.5μm的4图案的副扫描线L1～L4。因此，通过对扫描方向X，以0.5间隔分配图像数据，可以形成最小构成单位为0.5μm的图像。

此外，即使曝光倍率B的小数点以下的数值M为0.5，图像数据在扫描方向X的最小单位为1μm时，如图19所示，把形成在用单点划线表示的区域内的副扫描线L1、L2作为1组处理，把副扫描线L3、L4作为另1组处理。通过这样进行分组，对1组的像素群分配所定的图像数据，可以形成所需分辨率的图像。此外，通过这样分配图像数据，对实际曝光的每个曝光区域能分配图像数据，所以即使在曝光倍率中产生一些误差，实际的曝光位置发生偏移，也可以进行与图像数据相应的图像形成。

这样，基于扫描仪162的感光材料150的扫描结束，如果用检测传感器检测到感光材料150的后端，则台架152通过台架驱动部153，沿着导轨158回到位于门160的最上游一侧的原点，再度沿着导轨158，从门160的上游一侧向下游一侧以所定速度移动。

在所述中，说明了具有DMD作为空间光调制元件的曝光头，但是除了这样的反射型空间光调制元件，也可以使用透射型空间光调制元件(LCD)。例如，能使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)类型的空间光调制元件(SLM；Spacial Light Modulator)、或通过电光效应调制透射光的光学元件(PLZT元件)或液晶光闸(FLC)等的液晶光闸阵列等MEMS类型以外的空间光调制元件。还有，MEMS是指把基于以IC制造工艺为基础的显微机械加工技术的微尺寸的传感器、执行元件(actuator)、于是控制电路集成化的微细系统的总称，MEMS类型的空间光调制元件意味着由利用静电力的电机械动作驱动的空间光调制元件。也可以使用排列多个光栅光阀(GLV)，构成二维状的器件。在使用这些反射型空间光调制元件(GLV)或透射型空间光调制元件(LCD)的构成中，除了所述激光器，也能使用灯等作为光源。

此外，在所述实施方式中，说明使用具有多个合波激光源的光纤阵列光源的例子，但是激光装置并不局限于把合波激光源阵列化的光纤阵列光源。例如，可以使用设置了把从具有一个发光点的单一半导体激光器入射的激光出射的一条光纤的光纤光源阵列化的光纤阵列光源。

进而也可以使用把多个发光点排列为二维状的光源(例如，LD阵列，有机EL阵列等)。在使用这些光源的构成中，通过使各发光点与像素对应，能省略所述空间调制措施。

在所述实施方式中，列举了所谓的平头型的曝光装置，但是作为本发明的曝光装置，也可以是具有缠绕了感光材料的磁鼓的所谓外磁鼓型的曝光装置。

此外，所述曝光装置适合用于印刷电路板(PWB；Printed Wiring Board)的制造工序的干膜抗蚀剂(DFR；Dry Film Resist)的曝光、液晶显示装置(LCD)的制造工序中的滤色器的形成、TFT制造工序中的DFR的曝光、等离子体显示器面板(PDP)的制造工序中的DFR的曝光等用途。

此外，在所述图像记录装置中，也可以使用通过曝光直接记录信息的光子模式感光材料、通过由曝光产生的热记录信息的热模式感光材料。当使用光子模式感光材料时，激光装置使用GaN类半导体激光器、波长变换固体激光器等，在使用热模式感光材料时，激光装置使用AlGaAs类半导体激光器(红外激光器)、固体激光器。

此外，在本发明中，并不局限于曝光装置，例如对喷墨记录头也能采用同样的构成。即在喷墨记录头中，有在与记录媒体(例如记录用纸或OHP薄板)相对向的喷嘴面上形成有喷出墨滴的喷嘴，但是在喷墨记录头中，把喷嘴配置为格子状，使头自身对扫描方向倾斜，能以高分辨率记录图像的。在这样的采用二维排列的喷墨记录头中，即使在各喷墨记录间产生扫描方向的倍率误差，也可以修正它。

Claims

1.一种描绘装置，具备向沿着描绘面的所定扫描方向相对移动的描绘头，根据描绘数据，进行描绘，其特征在于，具备：

在与描绘面实质上平行的面内，把多个描绘元件排列为二维，在描绘面中，生成作为全体相对于所述扫描方向以所定的倾斜角度倾斜的二维状的描绘像素群的描绘元件群；

设定描绘倍率，使描绘倍率具有小数点以下的值的设定部件；

为了变为与所述小数点以下的值对应的分辨率，在所定的定时对所述各描绘元件分配所述描绘数据的数据分配部件。

2.根据权利要求1所述的描绘装置，其特征在于：

对描绘的每个区域把所述像素分组，构成像素群，与该像素群对应，由所述数据分配部件分配所定的描绘数据。

3.根据权利要求1或2所述的描绘装置，其特征在于：

通过使所述描绘元件的描绘数据切换时间变化，进行基于所述设定部件的所述描绘倍率的设定。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的描绘装置，其特征在于：

通过使所述描绘头的相对移动速度变化，进行基于所述设定部件的所述描绘倍率的设定。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的描绘装置，其特征在于：

还具有：以所定倍率把来自所述描绘元件的描绘像成像到所述描绘画面上的成像部件；

通过使基于成像部件的成像倍率变化，进行基于所述设定部件的所述描绘倍率的设定。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的描绘装置，其特征在于：

所述描绘头是把与描绘数据对应按每个像素调制的光照射到作为描绘面的曝光面上的调制光照射装置。

7.根据权利要求6所述的描绘装置，其特征在于：

所述调制光照射装置包括：

照射激光的激光装置；

把按照各控制信号，使光调制状态变化的多个描绘元件排列为二维状，把从所述激光装置照射的激光进行调制的空间光调制元件；

通过按照曝光信息生成的控制信号控制所述描绘元件群的控制部件而构成。

8.根据权利要求7所述的描绘装置，其特征在于：

用把能按照各控制信号变更反射面角度的多个微反射镜排列为二维状而构成的微反射镜器件构成所述空间光调制元件。

9.根据权利要求7所述的描绘装置，其特征在于：

所述空间光调制元件由把能分别按照控制信号遮断透射光的多个液晶单元排列为二维状而构成的液晶开关阵列构成。

10.一种描绘方法，向沿着描绘面的所定扫描方向相对移动，根据描绘数据进行描绘，其特征在于：

在与描绘面实质上平行的面内，把多个描绘元件在描绘面中作为全体，排列构成为相对于所述扫描方向以所定的倾斜角度倾斜的二维状；

把描绘倍率设定为具有小数点以下的值；

按照所述小数点以下的值，把所述描绘数据分配给由所述各描绘元件描绘的像素，以进行描绘。

11.根据权利要求10所述的描绘方法，其特征在于：

对于要描绘的每个区域把所述像素分组的像素群，分配所定的描绘数据。

12.根据权利要求10或11所述的描绘方法，其特征在于：

通过使所述描绘元件的描绘数据切换时间变化，进行所述描绘倍率的设定。

13.根据权利要求10～12中的任意一项所述的描绘方法，其特征在于：

通过使所述描绘头的相对移动速度变化，进行所述描绘倍率的设定。

14.根据权利要求10～13中的任意一项所述的描绘方法，其特征在于：

通过改变使来自所述描绘头的所述描绘元件的光向所述描绘面成像的成像倍率，进行所述描绘倍率的设定。

15.根据权利要求10～14中的任意一项所述的描绘方法，其特征在于：

16.根据权利要求15所述的描绘方法，其特征在于：

所述调制光照射装置包括：

照射激光的激光装置；

17.根据权利要求16所述的描绘方法，其特征在于：

18.根据权利要求16所述的描绘方法，其特征在于：

所述空间光调制元件由把能分别按照控制信号遮断透射光的多个液晶单元配列为二维状而构成的液晶开关阵列构成。