JP3583577B2 - Laser exposure equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザー露光装置に関し、少なくとも2波長以上の異なるレーザービームを記録媒体上に走査してカラー画像を露光形成するレーザー露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、カラー画像を露光形成するレーザー露光装置としては、BGRにそれぞれに対応する3波長のガスレーザー(アルゴンレーザーやヘリウムネオンレーザーなど)と音響光学変調素子(以下、AOMと略す)とを組み合わせて使用する装置や、CMYの3層とも赤波長以上に感光する感材を用い、3波長の半導体レーザーを直接変調(内部変調)して露光させる構成の装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ガスレーザーのうち特にB光源として用いられることが多いアルゴンレーザーは、装置サイズが大きくかつコスト高となるという問題があった。
また、従来のAOMによる変調においては、ガスレーザーからのレーザービームをそのままAOMに入射させていたが、この場合,露光速度がAOMの変調速度に律速されることになり、露光速度を充分に高速化させることができなかった。
【0004】
一方、CMYの3層とも赤波長以上に感光する感材を用いれば、全ての光源として比較的安価な半導体レーザーを用いることが可能であるが、上記のような特性の感材は設計,製造,保存が難しく、また、感材自体の値段も高くなるという問題があった。更に、赤波長以上を使うことで3波長が接近することになり、隣接波長の干渉が発生する可能性があるなどの問題があった。
【0005】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、レーザー露光装置のコンパクト化及び低コスト化を図れるようにすることを目的とする。
更に、安定したカラー画像を高速で露光可能なレーザー露光装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項1記載の発明では、少なくとも2波長以上の異なるレーザービームを記録媒体上に走査して画像を露光形成するレーザー露光装置であって、直接変調により光量変調されるレーザービームと、音響光学変調素子により光量変調されるレーザービームとの組み合わせで構成されると共に、前記直接変調されるレーザービームと、前記音響光学変調素子で光量変調されるレーザービームとの露光タイミングを一致させる露光タイミング調整手段を備える構成とした。
【0007】
かかる構成によると、直接変調(内部変調)されるレーザービームと、音響光学変換素子(AOM)により外部変調されるレーザービームとが組み合わされて、画像露光が行われることになる。このとき、レーザービームを直接変調させる場合に対して、AOMの変調には遅れが生じるので、露光タイミングを一致させる露光タイミング調整手段を備える構成とされており、具体的には、前記遅れ分だけビーム位置をずらしたり、又は、直接変調を行うための変調データを前記AOMの遅れ分だけ遅延させることで、露光タイミングを一致させることが可能である。
請求項2記載の発明では、前記直接変調により光量変調されるレーザービームが半導体レーザーであり、前記音響光学変調素子により光量変調されるレーザービームがガスレーザー又は固体レーザーである構成とした。
【0008】
かかる構成では、半導体レーザーは、該半導体レーザーに流す電流のON,OFFにより画像信号に応じた光量変調がなされ、ガスレーザー又は固体レーザーからの一定出力は、音響光学変調素子(AOM)により画像信号に応じた光量変調がなされる。前記ガスレーザーとしては、He−Neレーザーを使用することが好ましく、また、固体レーザーとしてはレーザーダイオード(LD)励起固体レーザーを使用することが好ましい。更に、記録媒体としてCMY感光層の1つを赤外光に感度をもつ感材とし、光源を赤外にシフトして、短波長の光源(G光源)としてガスレーザー又は固体レーザーを用い、それ以外の2波長の光源(R及び赤外光源)として半導体レーザーを用いる構成が好ましい。
【0009】
請求項3記載の発明では、前記直接変調により光量変調される半導体レーザーのビーム形状を、前記音響光学変調素子により光量変調されるガスレーザー又は固体レーザーのビーム形状に合わせるためのビーム整形光学手段を備える構成とした。
一般に半導体レーザーのビーム形状が楕円形であるのに対し、ガスレーザー又は固体レーザーのビーム形状が真円であるので、半導体レーザーのビーム形状を真円にして、各波長のビーム形状を同一にするものである。
【0010】
請求項4記載の発明では、前記音響光学変調素子に入射するレーザービームの径を縮小する入射ビーム径縮小手段と、前記音響光学変調素子から出射したレーザービームの径を、前記入射ビーム径縮小手段により縮小される前の径に戻すビーム径戻し手段と、を設ける構成とした。
前記音響光学変換素子(AOM)における応答速度はビーム径に依存するので、前記応答速度を向上させるべくビーム径を縮小させてからAOMに入射させ、AOMによる変調を受けた後にレーザービームの径を元に戻す。
【0012】
請求項5記載の発明では、前記レーザービームを所望のビーム径に縮小すると共に、前記記録媒体上に前記縮小された径の平行ビームとして投影させる縮小光学手段を備える構成とした。
かかる構成によると、径を縮小して記録媒体上を露光走査させるときに、前記縮小された径の平行ビーム、即ち、レンズからの距離によって径が変化しないビームを記録媒体に対して投影させる。
【0013】
請求項6記載の発明では、各波長毎に複数のレーザービームで記録媒体上を露光走査させる構成であって、前記音響光学変換素子が複数のレーザービームを同時に変調する構成であり、該音響光学変換素子におけるレーザービーム間隔に、前記直接変調により光量変調されるレーザービームの間隔を合わせるピッチ変換手段を備える構成とした。
【0014】
かかる構成によると、各波長毎に複数のレーザービームで露光走査する構成であって、音響光学変換素子が複数のレーザービームを同時に変調する構成としたときに、音響光学変換素子で同時に変調される複数のレーザービームの間隔に、直接変調されるレーザービームの間隔を合わせるように、直接変調されるレーザービームの間隔を変換する。
【0015】
請求項7記載の発明では、前記ピッチ変換手段でビーム間隔が調整された前記直接変調により光量変調される複数のレーザービームと、前記音響光学変換素子で光量変調された複数のレーザービームとを同時に同一ピッチに縮小するピッチ縮小手段を備える構成とした。
かかる構成によると、予めビーム間隔が同じに変換された、音響光学変換素子(AOM)で変調されたレーザービームと直接変調されたレーザービームとを、一括して同じピッチに縮小して、記録媒体上に露光走査させる。
【0016】
請求項8記載の発明では、長波長レーザービームの光路に介装されるミラーの数が短波長レーザービームに比して少なくなるように構成した。
かかる構成によると、長波長のレーザービームについては、他の短波長側のレーザービームに比して、少ない数のミラーを介して記録媒体上に露光されるように構成される。前記ミラーは、組み立て調整が行われる光学ミラーであり、長波長のレーザービームについては、前記組み立て調整が必要なミラー数が、他の短波長側のレーザービームに比べて少なくなる。例えば、長波長として赤外波長を用いる場合には、この見えにくい赤外波長のレーザービームについては、調整が必要なミラー数が少なくなる。
【0017】
【発明の効果】
請求項1又は2記載の発明によると、直接変調されるレーザービームと、音響光学変調素子により光量変調されるレーザービームとを組み合わせて用いることにより、光源として大型,コスト高のものの使用を避け、かつ、記録媒体(感材)として製造,保存が容易でかつ低コストのものの使用が可能になるという効果がある。このとき、直接変調されるレーザービームに対して音響光学変調素子による光量変調に遅れがあっても、露光タイミングを一致させて露光走査を行うことができる。
【0018】
請求項3記載の発明によると、半導体レーザーとガス又は固体レーザーとのビーム形状の違いを補正して、同じ形状のビームとして露光走査を行わせることができるという効果がある。
請求項4記載の発明によると、音響光学変調素子に入射するビーム径を縮小させることで、音響光学変調素子の応答を向上させることができるという効果がある。
【0019】
請求項5記載の発明によると、レーザービームを記録媒体に対して平行ビームとして投影させることで、記録面と光学ヘッドとの距離が変化しても、一定のビーム径で露光走査を行わせることができるという効果がある。
【0020】
請求項6記載の発明によると、複数のレーザービームを同時に変調する音響光学変調素子を用いる構成において、前記音響光学変調素子におけるビーム間隔に直接変調されるレーザービームの間隔を合わせることで、各波長の重ね合わせ精度が向上するという効果がある。
請求項7記載の発明によると、上記のようにして予め各波長毎のビーム間隔を合わせておいて、一括してビーム間隔を縮小させるので、解像度,線数変更を容易に行えるという効果がある。
【0021】
請求項8記載の発明によると、見えにくい波長のレーザビームに関わる光学ミラーの調整数を減らして、組み立て調整の容易化を図れるという効果がある。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施の形態におけるレーザー露光装置の概略を示すシステム構成図であり、3波長のレーザービームを用いて感材(記録媒体)を露光走査することで、カラー画像を得るものである。
【0023】
具体的には、図2に示すように、緑G,赤R,赤外IRの3波長のレーザービームを用いて、記録媒体としての感材のCMY層を感光させる構成としてある。換言すれば、BGR感光層の1つを赤外光に感度をもつ感材とし、光源を赤外にシフトさせたものである。
そして、前記緑Gのレーザーとして、ガスレーザーであるHe−Neレーザーを用いる一方、赤R,赤外IRのレーザーとして半導体レーザー(LD)を用いる構成としてある。
【0024】
半導体レーザーは、一般的にガスレーザーよりも装置サイズが小さく低コストであり、3波長とも半導体レーザーを用いることができるようにすれば、露光系のサイズ,コストを大幅に低減できることになる。しかし、この場合、半導体レーザーの発振波長の制約によって、CMY3層とも赤波長以上に感光する感材が必要になるが、このような特性の感材は製造,保存が困難でかつコスト高である。そこで、青Bのレーザーとして一般的に用いられるArレーザーが、特に、装置サイズが大きくかつコスト高であることから、該Arレーザーを使用しないこととする一方、He−Neレーザーを緑Gレーザーとして用いて、感材として緑波長以上に感光する感材を用いることができるようにし、露光系のコスト,サイズの低減を図るようにしてある。
【0025】
尚、緑Gレーザーとしては、ガスレーザーであるHe−Neレーザーの代わりに、固体レーザー、特に、SHG(Second Harmonic Generation)により緑光を発生させるLD励起固体レーザーを用いる構成としても良い。
ここで、図1に示したレーザー露光装置の詳細を構成を説明する。
図1に示すレーザー露光装置は、前述のように、緑GのレーザーとしてHe−Neレーザーを用いる一方、赤R,赤外IRのレーザーとして半導体レーザー(LD)を用いるものである。
【0026】
緑GのレーザーとしてのHe−Neレーザー101 からのレーザービーム(緑レーザービーム)は、音響光学変調素子(Acouto−Optic Modulator:以下、AOMと略す)102 により、変調信号(画像信号)に応じて光量変調され、また、赤R,赤外IRのレーザーとして半導体レーザー(LD)103 ,104 は変調信号(画像信号)に応じた直接変調(内部変調)により光量変調されるようになっている。
【0027】
そして、前記AOM102 により光量変調されたレーザービーム105 は、反射ミラー106 で反射した後、2つのダイクロイックミラー107 ,108 を透過して、反射ミラー109 で反射し、結像レンズ110 により回転ドラム111 上に固定された感材(記録媒体)112 に投影される。
また、半導体レーザー103 からのレーザービーム(赤レーザービーム)113 は、前記ダイクロイックミラー107 で反射した後、ダイクロイックミラー108 を透過して反射ミラー109 で反射し、結像レンズ110 により回転ドラム111 上に固定された感材(記録媒体)112 に投影される。
【0028】
更に、半導体レーザー104 からのレーザービーム(赤外レーザービーム)114 は、前記ダイクロイックミラー108 で反射した後、反射ミラー109 で反射し、結像レンズ110 により回転ドラム111 上に固定された感材(記録媒体)112 に投影される。
尚、上記のように、赤外レーザービーム114 は、他の2波長のレーザービームに比べて光路途中に介装されるミラーの数が最も少なくなるようにしてある。これにより、最も見えにくい長波長レーザーである赤外レーザービーム114 について、ミラー調整が必要となるミラー数が少なく、組み立て調整の容易化が図れることになる。
【0029】
前記回転ドラム111 は、その回転軸111a周りに回転駆動されるようになっており、これにより主走査が行われる一方、前記反射ミラー109,結像レンズ110 を備えた光学ヘッドが前記回転軸111aと平行な方向に駆動にされて副走査が行われる。
前記AOM102 とHe−Neレーザー101 との間には、AOM102 に入射されるレーザービーム105 のビーム径を縮小するためのシリンドリカルレンズ115 (入射ビーム径縮小手段)が配置されており、また、前記AOM102 と反射ミラー106 との間には、前記シリンドリカルレンズ115 で縮小されたビーム径を元の径に戻すためのシリンドリカルレンズ116 (ビーム径戻し手段)が配置されている。
【0030】
前記AOM102 は、入射するビームの径が大きいと応答性が低下するので、AOM102 に入射するレーザービーム105 の径を前記シリンドリカルレンズ115 で縮小させて、前記AOM102 の応答性を向上させるようにしてある。そして、AOM102 での光量変調を受けた後で、シリンドリカルレンズ116 によりビーム径を戻すようにしてある。
【0031】
ところで、He−Neレーザー101 からのレーザービーム105 のビーム形状は、略真円であるのに対し、半導体レーザー(LD)103 ,104 からのレーザービーム113 ,114 のビーム形状は楕円形である。このため、該楕円形のレーザービーム113 ,114 を、ビーム整形光学手段としてのシリンドリカルレンズ(又はプリズムペア)117 ,118 によって、レーザービーム105 のビーム形状である真円に整形させるようにしてある。これにより、3波長のレーザービームは、全て真円のビーム形状で露光走査される。
【0032】
また、前記結像レンズ110 (縮小光学手段)は、図3に示すように構成されている。
この図3に示すように、前記結像レンズ110 において、3波長のレーザービーム105 ,113 ,114 (平行ビーム)は、ビーム径が縮小された平行ビームとして感材112 上に投影される。このような結像レンズ110 を用いる構成とすれば、結像レンズ110 (光学ヘッド)と記録面との距離が回転ドラム111 の振れなどによって変化しても、感材112 に露光されるレーザービームの径が変化することがない。
【0033】
ところで、前記AOM102 による変調と半導体レーザー103 ,104 の直接変調とには応答速度の差があり、前記直接変調の方が応答性が速いため、図1に示す構成のままAOM102 と半導体レーザー103 ,104 に同じタイミングの変調信号を与えると、ドラム面上で同一点にうちたいビームがずれてしまうことになる。そこで、図4に示すように、AOM102 で変調されたHe−Neレーザー101 からのレーザービーム105 が、半導体レーザー(LD)103 ,104 からのレーザービーム113 ,114 よりもドラムの回転方向で進んだ位置に露光されるようにする遅延補正光学系120 (露光タイミング調整手段)を設けるようにすると良い。
【0034】
前記遅延補正光学系120 は、相互に平行に配置された2枚の反射ミラー121 ,122 で構成され、AOM102 からのレーザービーム105 を主走査方向にシフトさせるものである。
上記のような遅延補正光学系120 を設けてあれば、半導体レーザー(LD)103 ,104 による露光が行われた部分を、He−Neレーザー101 が遅れて露光することになり、結果的に、半導体レーザー(LD)103 ,104 の直接変調に対してAOM102 の変調における応答が遅くても、He−Neレーザー101 と半導体レーザー(LD)103 ,104 とを記録面上で重ね合わせて露光させることができる。
【0035】
尚、He−Neレーザー101 からのレーザービーム105 を光学的にずらす代わりに、半導体レーザー(LD)103 ,104 からのレーザービーム113 ,114 のビーム位置をドラムの回転方向とは逆方向にシフトさせる構成としても良い。即ち、He−Neレーザー101 からのレーザービーム105 がAOM102 の応答遅れ分だけ主走査方向において遅れて露光される構成であれば良い。
【0036】
また、上記では、光学的にAOM102 の応答遅れ分を補正する構成としたが、変調データ(画像データ)の遅延補正によって前記応答遅れ分に対応することも可能である。
図5に示す例では、LD変調データ130 ,AOM変調データ131 はそれぞれD/A変換器132 ,133 でD/A変換されて半導体レーザー(LD)103 ,104 とAOM102 にそれぞれ与えられるが、前記LD変調データ130 は、D/A変換される前に、遅延補正回路134 (露光タイミング調整手段)によって、AOM102 の応答遅れ分だけ遅延されるようになっている。
【0037】
かかる構成によると、半導体レーザー103 ,104 は、遅れた変調データに応じて直接変調されるが、先の変調データに基づくAOM102 による光量変調に遅れがあるから、AOM102 から光量変調後のレーザービームが出射される段階では、同じタイミングの変調データによって変調されたレーザービームがそれぞれに露光されることになる。
【0038】
ところで、上記に説明した実施の形態では、各波長毎に1本のレーザービームで露光走査させる構成としたが、図6に示すように、各波長毎に複数のレーザービームを用いて露光走査させる構成であっても良い。
図6に示す例では、各波長毎に3本のレーザービームで露光走査させる場合を示してある。但し、各波長毎のビーム数を3本に限定するものではない。
【0039】
図6において、He−Neレーザー101 からの緑レーザービーム105 は、ビームセパレータ141 で3本に分割された後、マルチAOM142 で光量変調され、反射ミラー106 で反射され、ダイクロイックミラー107 ,108 を透過して結像レンズ110 に入射される。
ここでも、前記マルチAOM142 の両側には、シリンドリカルレンズ115 ,116 が介装されており、マルチAOM142 に入射する前にビーム径を縮小して、マルチAOM142 の応答性の向上を図り、マルチAOM142 による光量変調を受けた後、元のビーム径に戻すようにしてある。
【0040】
一方、赤Rの半導体レーザー(LD)103 、及び、赤外IRの半導体レーザー(LD)104 は、それぞれ3つずつ備えられる。そして、各波長毎にシリンドリカルレンズ(又はプリズムペア)117 ,118 によって、He−Neレーザー101 のビーム形状である真円に整形された後、ビームコンプレッサー143 ,144 に入射する。
【0041】
前記ビームコンプレッサー143 ,144 (ピッチ変換手段)では、前記マルチAOM142 におけるビーム間隔に一致するように、3本の赤レーザービーム,3本の赤外レーザービームのビーム間隔(ビーム間ピッチ)が縮小される。
前記ビーム間隔が縮小された3本の赤レーザービーム,3本の赤外レーザービームは、ダイクロイッチミラー107 ,108 で反射して、結像レンズ110 に入射する。
【0042】
結像レンズ110 では、同一のビーム間隔に揃えられた各波長毎のレーザービームを一括して同時に同一のビーム間隔に縮小し(ピッチ縮小手段)、それぞれのレーザービームを平行ビームとして記録面に投影させる。
尚、上記実施の形態では、露光方式を外面円筒露光方式としたが、これに限定されるものではなく、例えばポリゴンミラーで走査を行わせる構成などであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態におけるレーザー露光装置の概略を示すシステム構成図。
【図2】上記実施の形態におけるレーザービームの各波長を示す線図。
【図3】上記実施の形態における結像レンズ系を示す図。
【図4】AOMの応答遅れを光学的に補正するための構成を示すシステム構成図。
【図5】AOMの応答遅れを変調データの遅延によって補正するための構成を示すシステム構成図。
【図6】各波長毎に複数のビームを用いて露光を行わせる実施の形態を示すシステム構成図。
【符号の説明】
101 He−Neレーザー
102 音響光学変調素子(AOM)
103 ,104 半導体レーザー
105 ,106 シリンドリカルレンズ
106 ,109 反射ミラー
107 ,108 ダイクロイックミラー
110 結像レンズ
111 回転ドラム
112 感材
115 ,116 シリンドリカルレンズ
120 遅延補正光学系
134 遅延補正回路
141 ビームセパレータ
142 マルチAOM
143 ,144 ビームコンプレッサー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser exposure apparatus, and more particularly to a laser exposure apparatus that scans a recording medium with different laser beams of at least two wavelengths to expose and form a color image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a laser exposure apparatus for exposing and forming a color image, a gas laser of three wavelengths corresponding to BGR (argon laser, helium neon laser, or the like) and an acousto-optic modulator (hereinafter abbreviated as AOM) are combined. There is known an apparatus to be used or an apparatus having a structure in which a photosensitive material sensitive to a red wavelength or more is used for all three layers of CMY, and a semiconductor laser of three wavelengths is directly modulated (internally modulated) and exposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, an argon laser, which is often used as a B light source among gas lasers, has a problem that the apparatus size is large and the cost is high.
Further, in the conventional modulation by the AOM, the laser beam from the gas laser is directly incident on the AOM. In this case, however, the exposure speed is limited by the modulation speed of the AOM, and the exposure speed is sufficiently increased. Could not be converted.
[0004]
On the other hand, if all three layers of CMY use photosensitive materials that are sensitive to red wavelengths or more, relatively inexpensive semiconductor lasers can be used as all light sources. However, photosensitive materials having the above characteristics are designed and manufactured. However, there is a problem that storage is difficult and the price of the photographic material itself becomes high. In addition, there is a problem that using three or more red wavelengths causes three wavelengths to approach each other, which may cause interference between adjacent wavelengths.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the size and cost of a laser exposure apparatus.
Another object of the present invention is to provide a laser exposure apparatus capable of exposing a stable color image at a high speed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, there is provided a laser exposure apparatus for exposing and forming an image by scanning a recording medium with different laser beams having at least two wavelengths. Exposure timing adjusting means which is constituted by a combination of a laser beam whose light quantity is modulated by a modulation element and matches the exposure timing of the directly modulated laser beam with the laser beam whose light quantity is modulated by the acousto-optic modulation element. The configuration was provided with.
[0007]
According to this configuration, image exposure is performed by combining a laser beam that is directly modulated (internally modulated) and a laser beam that is externally modulated by an acousto-optic conversion element (AOM). At this time, since there is a delay in the modulation of the AOM with respect to the case where the laser beam is directly modulated, the configuration is provided with an exposure timing adjusting means for matching the exposure timing. The exposure timing can be matched by shifting the beam position or delaying the modulation data for performing direct modulation by the delay of the AOM.
According to the second aspect of the present invention, the laser beam whose light amount is modulated by the direct modulation is a semiconductor laser, and the laser beam whose light amount is modulated by the acousto-optic modulator is a gas laser or a solid laser.
[0008]
In such a configuration, the semiconductor laser performs light quantity modulation in accordance with an image signal by turning on and off a current flowing through the semiconductor laser, and a constant output from the gas laser or the solid-state laser is converted into an image signal by an acousto-optic modulator (AOM). Is performed in accordance with the light amount modulation. It is preferable to use a He-Ne laser as the gas laser, and it is preferable to use a laser diode (LD) pumped solid laser as the solid laser. Further, one of the CMY photosensitive layers as a recording medium is a photosensitive material having sensitivity to infrared light, the light source is shifted to infrared light, and a gas laser or a solid laser is used as a short wavelength light source (G light source). It is preferable to use a semiconductor laser as a light source of two wavelengths other than the above (R and infrared light sources).
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a beam shaping optical unit for adjusting the beam shape of the semiconductor laser whose light intensity is modulated by the direct modulation to the beam shape of a gas laser or a solid laser whose light intensity is modulated by the acousto-optic modulator. A configuration was provided.
In general, the beam shape of a semiconductor laser is elliptical, whereas the beam shape of a gas laser or solid laser is a perfect circle, so the beam shape of a semiconductor laser is made a perfect circle, and the beam shape of each wavelength is made the same. Things.
[0010]
In the invention according to claim 4, an incident beam diameter reducing means for reducing a diameter of a laser beam incident on the acousto-optic modulator, and a diameter of the laser beam emitted from the acousto-optic modulator is reduced by the incident beam diameter reducing means. And a beam diameter returning means for returning to a diameter before being reduced.
Since the response speed in the acousto-optic conversion element (AOM) depends on the beam diameter, the beam diameter is reduced before being incident on the AOM to improve the response speed, and after being modulated by the AOM, the diameter of the laser beam is reduced. Undo.
[0012]
According to a fifth aspect of the invention, the laser beam is reduced to a desired beam diameter, and a reduction optical unit for projecting the laser beam as a parallel beam having the reduced diameter on the recording medium is provided.
According to this configuration, when exposing and scanning the recording medium with the reduced diameter, a parallel beam having the reduced diameter, that is, a beam whose diameter does not change depending on the distance from the lens, is projected onto the recording medium.
[0013]
In the invention according to claim 6 , the recording medium is exposed and scanned with a plurality of laser beams for each wavelength, and the acousto-optic conversion element simultaneously modulates the plurality of laser beams. Pitch conversion means is provided for adjusting the distance between the laser beams modulated by the direct modulation to the distance between the laser beams in the conversion element.
[0014]
According to this configuration, the exposure and scanning are performed with a plurality of laser beams for each wavelength, and when the acousto-optic conversion element is configured to simultaneously modulate the plurality of laser beams, the acousto-optic conversion element simultaneously modulates the plurality of laser beams. The interval between the directly modulated laser beams is converted so that the interval between the directly modulated laser beams matches the interval between the plurality of laser beams.
[0015]
In the invention according to claim 7, a plurality of laser beams whose light amounts are modulated by the direct modulation whose beam intervals are adjusted by the pitch conversion means and a plurality of laser beams whose light amounts are modulated by the acousto-optic conversion element are simultaneously formed. A configuration is provided that includes pitch reduction means for reducing the pitch to the same pitch.
According to such a configuration, the laser beam modulated by the acousto-optic conversion element (AOM) and the laser beam directly modulated, which have been converted to the same beam interval in advance, are collectively reduced to the same pitch, and the recording medium is reduced. Exposure is scanned upward.
[0016]
In the invention according to claim 8, the number of mirrors interposed in the optical path of the long wavelength laser beam is configured to be smaller than that of the short wavelength laser beam.
According to this configuration, the laser beam having a longer wavelength is configured to be exposed on the recording medium via a smaller number of mirrors than the laser beam having the shorter wavelength. The mirror is an optical mirror for which assembly adjustment is performed. For a long-wavelength laser beam, the number of mirrors requiring the assembly adjustment is smaller than for other short-wavelength laser beams. For example, when an infrared wavelength is used as a long wavelength, the number of mirrors that need to be adjusted is reduced for a laser beam having an infrared wavelength that is difficult to see.
[0017]
【The invention's effect】
According to the first or second aspect of the present invention, by using a laser beam that is directly modulated and a laser beam that is modulated in amount by an acousto-optic modulator, a large and expensive light source can be avoided. In addition, there is an effect that it is possible to use a low-cost recording medium (sensitive material) which can be easily manufactured and stored. At this time, even if there is a delay in the light amount modulation by the acousto-optic modulator with respect to the directly modulated laser beam, exposure scanning can be performed with the same exposure timing.
[0018]
According to the third aspect of the invention, it is possible to correct the difference between the beam shapes of the semiconductor laser and the gas or solid-state laser, and to perform exposure scanning as a beam having the same shape.
According to the fourth aspect of the present invention, the response of the acousto-optic modulator can be improved by reducing the beam diameter incident on the acousto-optic modulator.
[0019]
According to the fifth aspect of the invention, the laser beam is projected as a parallel beam onto the recording medium, so that exposure and scanning can be performed with a constant beam diameter even when the distance between the recording surface and the optical head changes. There is an effect that can be.
[0020]
According to the sixth aspect of the present invention, in the configuration using the acousto-optic modulator that simultaneously modulates a plurality of laser beams, each wavelength is adjusted by adjusting the interval of the laser beam directly modulated to the beam interval in the acousto-optic modulator. This has the effect of improving the overlay accuracy of.
According to the seventh aspect of the present invention, since the beam interval for each wavelength is previously adjusted and the beam interval is reduced collectively, the resolution and the number of lines can be easily changed. .
[0021]
According to the eighth aspect of the present invention, there is an effect that the number of adjustments of the optical mirror related to the laser beam having a wavelength that is difficult to see is reduced, thereby facilitating the assembly adjustment.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a system configuration diagram schematically showing a laser exposure apparatus according to an embodiment, in which a photosensitive material (recording medium) is exposed and scanned using a laser beam of three wavelengths to obtain a color image.
[0023]
Specifically, as shown in FIG. 2, a CMY layer of a photosensitive material as a recording medium is exposed by using laser beams of three wavelengths of green G, red R, and infrared IR. In other words, one of the BGR photosensitive layers is a photosensitive material having sensitivity to infrared light, and the light source is shifted to infrared light.
A He-Ne laser that is a gas laser is used as the green G laser, and a semiconductor laser (LD) is used as the red R and infrared IR lasers.
[0024]
Semiconductor lasers are generally smaller in device size and lower in cost than gas lasers. If semiconductor lasers can be used for all three wavelengths, the size and cost of an exposure system can be greatly reduced. However, in this case, a light-sensitive material sensitive to the red wavelength or more is required for all three CMY layers due to the limitation of the oscillation wavelength of the semiconductor laser. However, a light-sensitive material having such characteristics is difficult and expensive to manufacture and store. . Therefore, an Ar laser generally used as a blue B laser is not used, particularly because the device size is large and the cost is high. On the other hand, a He-Ne laser is used as a green G laser. In this case, a light-sensitive material sensitive to a green wavelength or more can be used as the light-sensitive material, thereby reducing the cost and size of the exposure system.
[0025]
The green G laser may be a solid laser, in particular, an LD pumped solid laser that generates green light by SHG (Second Harmonic Generation), instead of the He-Ne laser that is a gas laser.
Here, the configuration of the laser exposure apparatus shown in FIG. 1 will be described in detail.
As described above, the laser exposure apparatus shown in FIG. 1 uses a He-Ne laser as a green G laser, and uses a semiconductor laser (LD) as a red R and infrared IR laser.
[0026]
A laser beam (green laser beam) from a He-
[0027]
Then, the
The laser beam (red laser beam) 113 from the
[0028]
Further, a laser beam (infrared laser beam) 114 from the
As described above, the number of mirrors provided in the middle of the optical path of the
[0029]
The
Between the
[0030]
Since the response of the
[0031]
By the way, the beam shape of the
[0032]
Further, the imaging lens 110 (reducing optical means) is configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, in the
[0033]
Incidentally, there is a difference in response speed between the modulation by the
[0034]
The delay correction
If the delay correction
[0035]
Instead of optically shifting the
[0036]
In the above description, the response delay of the
In the example shown in FIG. 5, the LD modulated
[0037]
According to this configuration, the
[0038]
By the way, in the embodiment described above, exposure and scanning are performed with one laser beam for each wavelength, but as shown in FIG. 6, exposure and scanning are performed using a plurality of laser beams for each wavelength. A configuration may be used.
In the example shown in FIG. 6, a case is shown in which exposure scanning is performed with three laser beams for each wavelength. However, the number of beams for each wavelength is not limited to three.
[0039]
In FIG. 6, a
Also here,
[0040]
On the other hand, three red R semiconductor lasers (LD) 103 and three infrared IR semiconductor lasers (LD) 104 are provided. Then, the light is shaped into a perfect circle, which is the beam shape of the He-
[0041]
In the
The three red laser beams and the three infrared laser beams with the reduced beam intervals are reflected by
[0042]
In the
In the above-described embodiment, the exposure method is the outer cylindrical exposure method. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which scanning is performed by a polygon mirror may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram schematically showing a laser exposure apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing each wavelength of a laser beam in the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an imaging lens system in the embodiment.
FIG. 4 is a system configuration diagram showing a configuration for optically correcting a response delay of an AOM.
FIG. 5 is a system configuration diagram showing a configuration for correcting a response delay of an AOM by a delay of modulation data.
FIG. 6 is a system configuration diagram showing an embodiment in which exposure is performed using a plurality of beams for each wavelength.
[Explanation of symbols]
101 He-
103, 104
143, 144 Beam compressor
Claims (8)
直接変調により光量変調されるレーザービームと、音響光学変調素子により光量変調されるレーザービームとの組み合わせで構成されると共に、
前記直接変調されるレーザービームと、前記音響光学変調素子で光量変調されるレーザービームとの露光タイミングを一致させる露光タイミング調整手段を備えることを特徴とするレーザー露光装置。A laser exposure apparatus that scans a recording medium with at least two different wavelengths of laser beams to expose and form an image,
It is composed of a combination of a laser beam whose light intensity is modulated by direct modulation and a laser beam whose light intensity is modulated by an acousto-optic modulator .
A laser exposure apparatus, comprising: an exposure timing adjusting unit that matches exposure timings of the directly modulated laser beam and the laser beam whose light quantity is modulated by the acousto-optic modulator .
Priority Applications (5)
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