(57)【要約】【課題】描画装置に設置する素子数を削減して構成を簡素化し、省電力化を図り、間隔の空いた描画パターンに対応して必要な部分に描画する描画装置を提供する。【解決手段】描画装置２６に設置する複数のマルチチャンネルの描画素子３６を、被描画媒体２０の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された被描画部分３２を描画可能なように対応し、間隔を開けて配置して構成する。これにより部分的に被描画部分３２が設定されている描画パターンに対する描画処理を行なう場合に、大多数のマルチチャネルの描画素子３６の利用率を高くし、かつ光源３４で発光する光量に対する描画処理に利用される光量の割合としての利用効率を高くし、描画装置２６に設置する素子数を削減して構成を簡素化し描画装置２６の低コスト化を図る。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された被記録部分に対応して、複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されていることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された各々の被記録部分の範囲よりも相対走査方向に直交する方向に広い範囲に記録可能なように複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されると共に、各マルチチャンネルの記録素子アレイのうち、各被記録部分の位置や幅に対応する部分の記録素子を利用して、各被記録部分を記録することを特徴とする描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像データに対応して駆動制御される空間光変調素子により変調された光ビームで感光材料を露光する描画装置、又は画像データに対応して駆動制御されるアレイ状液体吐出素子によりパターン記録する吐出描画装置等のアレイ状記録素子を具備する描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を利用して、画像データに応じて変調された光ビームで画像露光を行う描画装置が種々提案されている。
【０００３】
このＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーを、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列して構成したミラーデバイスである。
【０００４】
このようなＤＭＤを利用した描画装置では、図８に例示するようなマルチチャンネルの描画素子の単位ユニットを、露光面の幅に対応して複数隙間無く列状に配置して構成されている。
【０００５】
この描画装置におけるマルチチャンネルの描画素子の単位ユニットは、その照明光学系１０の図示しないレーザ光の光源から照射したレーザ光を、レンズ系でコリメートしてから照明光学系１０の略焦点位置に配置されたＤＭＤ１２で反射させ、結像用のレンズ系１４を通して露光面１６（感光材料の露光面等）上に結像する。
【０００６】
この描画装置では、描画対象となる画像データ等に応じて生成した制御信号によって、複数隙間無く列状に配置したマルチチャンネルの描画素子の各単位ユニットにおけるＤＭＤ１２のマイクロミラーの各々を図示しない制御装置でオンオフ制御してレーザ光の反射方向を変更することにより変調した光ビームを、露光面１６上に照射して露光面１６における幅方向（主走査方向に交差する方向）の全幅に渡って画像露光処理を実行しつつ、描画装置と露光面１６とを相対的に主走査方向に移動することによって、露光面１６の全面に対する画像描画処理を実行する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような描画装置は、液晶パネルの２枚のガラス板（ガラス板とプラスチック板、ガラス板とフィルム等の組み合わせでも良い）の間隔を一定に保つためのスペーサ（柱状構造）、若しくはＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）の電界針構造、若しくはＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）の画素列間の壁材、又はタッチパネルのスペーサ等における製造工程の一部の工程で使われることがある。
【０００８】
ここで、上述の描画装置を利用して液晶パネルのスペーサを作る場合には、例えば、描画装置の解像度を２μｍとし、描画パターンにおける各スペーサ構造のサイズを一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状とし、間隔が２ｍｍの格子を描く線の各交点上に各スペーサ構造を配置するように描画する。
【０００９】
このように描画装置を利用して液晶パネルのスペーサを作る場合には、露光面１６における幅方向（主走査方向に交差する方向）の全幅に渡って対応するよう複数隙間無く列状に配置したマルチチャンネルの描画素子の各単位ユニットにおける、描画パターンにおける各スペーサ構造に対応したものだけを利用して画像描画処理を実行する。
【００１０】
このため、従来の描画装置では、露光面１６における幅方向の全幅に渡って複数隙間無く列状に配置したマルチチャンネルの描画素子のうち、大多数の描画素子を使用しないことになる。
【００１１】
よって、描画装置に多数の描画素子を設置しても、使用しない描画素子が多くなって描画素子の利用率が低くなり、かつ光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率が極めて低くなり、非常に無駄が多くなると共に、描画速度の高速化、描画装置の低電力化、描画装置の低コスト化を図る上で好ましくないという問題がある。
【００１２】
本発明は上述の点を考慮し、描画装置に設置する記録素子数を削減して構成を簡素化すると共に、省電力化を図り、間隔の空いた描画パターンに対応して必要な部分に記録する描画装置を新たに提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の描画装置は、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された被記録部分に対応して、複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されていることを特徴とする。
【００１４】
上述のように構成することにより、部分的に被記録部分が設定されている記録パターンに対する記録処理を行なう場合に、大多数のマルチチャンネルの記録素子を使用して、記録素子の利用率を高くし、例えば光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率を高くして無駄を削減し、記録速度の高速化、描画装置の低電力化を図り、描画装置に設置する素子数を削減して構成を簡素化し描画装置の低コスト化を図ることができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の描画装置は、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された各々の被記録部分の範囲よりも相対走査方向に直交する方向に広い範囲に記録可能なように複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されると共に、各マルチチャンネルの記録素子アレイのうち、各被記録部分の位置や幅に対応する部分の記録素子を利用して、各被記録部分を記録することを特徴とする。
【００１６】
上述のように構成することにより、この描画装置では、各マルチチャンネルの記録素子による記録範囲を、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に対して移動調整できる。よって、被記録媒体上の各被記録部分の位置や幅に誤差を生じた場合に、各マルチチャンネルの記録素子における記録範囲を適宜調整して使用することにより、この誤差を修正して各被記録部分に適合した適切な範囲に記録できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る描画装置について、図１乃至図５を参照しながら説明する。この描画装置は、液晶パネルの２枚の平板材（２枚のガラス板、ガラス板とプラスチック板、ガラス板とフィルム等の組み合わせ）の間隔を一定に保つためのスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置に利用可能なように構成されている。
【００１８】
本実施の形態に係る描画装置を備えた製造装置は、図１に示すように、例えば、幅方向（主走査方向である相対走査方向に直交する方向）の長さを５１０ｍｍに形成したシート状の平板材（被露光媒体、又は被記録媒体）２０を表面に吸着して保持する平面のステージ２２を備えている。このステージ２２は、例えば幅方向（主走査方向である相対走査方向に直交する方向）の長さを６２０ｍｍとする。このステージ２２の一方の側部（図１に向かって左側の側部）には、ヘッド移動操作装置２４を配置する。
【００１９】
このヘッド移動操作装置２４には、描画装置（露光ヘッド）２６と、吐出ヘッド２８とを、それぞれ主走査方向である相対走査方向（図１の矢印Ａ方向）に沿って往復移動操作可能に装着する。
【００２０】
このヘッド移動操作装置２４は、制御部で駆動制御されることにより、描画装置２６と、吐出ヘッド２８とを、それぞれ同期して又は独立して主走査方向である相対走査方向に微細に往復移動操作可能なように構成する。
【００２１】
この描画装置２６は、その解像度を２μｍに設定する。これと共に、図４に示す描画装置２６では、その露光幅（記録幅）を５１０ｍｍに設定する。
【００２２】
この描画装置２６は、図２及び図３に示すように、被描画媒体である平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状のスペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２を配置する描画パターンを描画可能に構成する。すなわち、この描画装置２６は、被描画媒体である平板材２０の相対走査方向に直交する方向に、複数に分かれて配置された被露光部分（被記録部分）３２を露光（記録）可能なように対応して構成する。
【００２３】
この描画パターンは、１０ｃｍ角以上の大面積に数百μ以下の微小なパターンが面積率２０％以下で低頻度に存在する部分的描画パターンとなっている。
【００２４】
この描画装置２６は、このような部分的描画パターンに対する描画処理を行なう場合に、大多数のマルチチャンネルの記録素子アレイ（露光素子）における各単位ユニット３０を使用して単位ユニット３０の利用率を高くし、かつ照明光学系３４の比較的高価な光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率を高くして無駄を削減し、描画速度の高速化、描画装置の低電力化及び低コスト化を図り、描画装置に設置する素子数を削減して構成を簡素化し描画装置の低コスト化を図り、コストパフォマンスが高くなって好適となるように構成する。
【００２５】
すなわち、描画装置２６が描画する幅方向の全長に渡って均等に描画素子（露光素子又は記録素子）を配置する場合には、例えば、被描画媒体が１ｍ角の正方形の場合に、幅２μｍ解像度とすると５０万素子必要となる。しかし、部分的な描画パターンに対応した所にだけ描画素子（露光素子又は記録素子）を配置する場合には、同じ解像度（幅２μｍの解像度）なら７５００素子で済み、さらに、０．２μｍの解像度にしても７５万素子で済むから、描画素子（露光素子又は記録素子）の総数を削減して構成を簡素化できる。
【００２６】
このため描画装置２６には、平板材２０の幅方向（主走査方向である相対走査方向に直交する方向）に並ぶ各スペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２に対応した各所定位置に、それぞれマルチチャンネルの記録素子アレイ（露光素子又は記録素子）の各単位ユニット３０を配置する。
【００２７】
ここで言うアレイとは、素子が複数配列したものを言い、１次元、２次元、３次元配列されたものを含むものとする。ここで言うアレイとしては、例えば、素子が千鳥状に複数列配列されたもの、素子が縦横のマトリックスに配列されたもの、隣接する素子同士が各自の傾動動作を妨げないように段違いとなるような配列（高さ方向に凸凹となるような配列）のものでも良い。
【００２８】
各マルチチャンネルの記録素子アレイ（露光素子又は記録素子）の各単位ユニット３０は、前述した図８に示すマルチチャンネルの描画素子の単位ユニットと同様に構成するもので、その照明光学系３４の図示しないレーザ光の光源から照射したレーザ光を、レンズ系でコリメートしてから照明光学系３４の略焦点位置に配置したＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）３６で反射させ、結像用のレンズ系３８を通して平板材２０の表面である露光面（記録面）上に結像するよう構成する。
【００２９】
この照明光学系３４は、光源波長を３５０〜４５０ｎｍに設定する。（なお、ヒートモードの場合の光源波長は３５０〜９５０ｎｍに波長範囲が広がる。また、レーザ光源の他にランプ、ＬＥＤ等の光源を利用しても良い）
このＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）３６は、その反射面側へ入射された光ビームを画像データに応じて画素毎に変調する空間光変調素子として構成する。このＤＭＤ３６は、図４に示すように、各画素（ピクセル）を構成する微小なミラーであるマイクロミラー４２を複数格子状に配列したミラーデバイスとして構成する。
【００３０】
このＤＭＤ３６は、通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル（メモリセル）４０上に、図示しない各ピクセルにそれぞれ配置されたヒンジ及びヨークを含む傾動操作用の支柱を設置し、各支柱の先端部に各マイクロミラー４２を設置して、全体をモノリシック（一体型）に構成する。
【００３１】
ＤＭＤ３６の各ピクセルのマイクロミラー４２は、その表面にアルミニウム等の反射率の高い材料を蒸着して、反射率が９０％以上の鏡部材となるように構成する。
【００３２】
このＤＭＤ３６では、そのＳＲＡＭセル４０にデジタル信号が書き込まれると、傾動操作用の支柱に支持されたマイクロミラー４２が、例えば、対角線を中心としてＤＭＤ３６が配置された基板側に対し、±α度（例えば±１０度）の範囲で傾動操作されるように構成する。図５は、マイクロミラー４２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示す。図６は、マイクロミラー４２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。
【００３３】
このＤＭＤ３６では、その各ピクセルにおけるマイクロミラー４２の傾きを図４に例示するように動作制御することによって、ＤＭＤ３６に入射された光を各ピクセルのマイクロミラー４２の傾き方向へ反射させる。
【００３４】
なお図４は、ＤＭＤ３６の一部を拡大して例示するもので、所要のマイクロミラー４２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー４２のオンオフ制御は、ＤＭＤ３６に接続された図示しない制御部によって行う。なお、オフ状態のマイクロミラー４２により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）を配置して、余分な光が外部へ漏れるのを防止する。
【００３５】
また、ＤＭＤ３６は、図３に各マイクロミラー４２による反射光像（露光ビーム）の走査軌跡を示すように、主走査方向と所定角度（例えば、１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。
【００３６】
これは、図３に示すようにＤＭＤ３６を傾斜させることにより、各マイクロミラー４２による露光ビームの走査軌跡（走査線）のピッチを、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査線のピッチよりも狭くして、解像度を大幅に向上させることができるためである。
【００３７】
なお、ＤＭＤ３６の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ３６を傾斜させた場合の走査幅と、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査幅とは略同一である。さらに、異なるマイクロミラー４２列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになるから、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、ＤＭＤ３６を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー４２列を主走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００３８】
また、相隣接するＤＭＤ３６同士の間に対応する平板材２０の表面には、露光ビームが照射されないので、露光されない。
【００３９】
このマルチチャンネルの描画素子（露光素子又は記録素子）の各単位ユニット３０では、そのＤＭＤ３６の光入射側に配置する照明光学系３４を、図示しないが、光ファイバの出射端部（発光点）を露光エリアの一辺の方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源と、このファイバアレイ光源から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ３６の反射面上に集光させるレンズ系とを順に配置して構成する。
【００４０】
この照明光学系３４のレンズ系は、ファイバアレイ光源から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズと、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズと、光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ３６上に集光する集光レンズとで構成されている。組合せレンズは、レーザ出射端の配列方向に対しレンズの光軸に近い部分の光束を広げ、かつ光軸から離れた部分の光束を縮め、さらに配列方向と直交する方向に対しての光をそのまま通過させる機能を有し、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
【００４１】
また、マルチチャンネルの描画素子（露光素子）の各単位ユニット３０では、そのＤＭＤ３６の光反射側に配置するレンズ系３８を、図示しないが、ＤＭＤ３６と被描画面となる平板材２０とが共役な関係となるように配置する。
【００４２】
ファイバアレイ光源は、図示しないが例えば、複数のレーザモジュールを備えており、各レーザモジュールには、マルチモード光ファイバの一端が結合されている。マルチモード光ファイバの他端には、コア径がマルチモード光ファイバと同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい光ファイバが結合され、光ファイバの出射端部（発光点）が所定の走査方向に沿って１列に配列されてレーザ出射部が構成されている。なお、発光点を所定の走査方向に沿って２列に配列することもできる。
【００４３】
レーザモジュールは、図示しないが、合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック上に配列固定された複数のチップ状の横マルチモード、又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザと、ＧａＮ系半導体レーザの各々に対応して設けられたコリメータレンズと、１つの集光レンズと、１本のマルチモード光ファイバと、から構成されている。
【００４４】
ＧａＮ系半導体レーザは、発振波長が総て共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総て共通（例えば、マルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは３０ｍＷ）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザとしては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲で、前述した４０５ｎｍ以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。
【００４５】
ファイバアレイ光源にＧａＮ系半導体レーザを用いた場合には、レーザ加工に好適に使用することができる。すなわち、ＧａＮ系半導体レーザは短パルス駆動が可能であり、レーザアブレーション等にも十分なパワーを得ることができる。また、半導体レーザであるため、駆動速度が遅い固体レーザと異なり、繰り返し周波数１０ＭＨｚ程度での高速駆動が可能であり、高速露光が可能である。さらに、金属は波長４００ｎｍ付近のレーザ光の光吸収率が大きく、熱エネルギーへの変換が容易であるため、レーザアブレーション等を高速に行うことができる。
【００４６】
なお、光源としては、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源（合波レーザ光源をアレイ化したファイバアレイ光源）の他に、例えば、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。
【００４７】
また、複数の発光点を備えた光源としては、ヒートブロック上に、複数（例えば、７個）のチップ状の半導体レーザを配列したレーザアレイや、複数（例えば、５個）の発光点が所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザを用いることができる。このマルチキャビティレーザは、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザビームを合波し易い。
【００４８】
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。例えば、複数（例えば、３個）の発光点を有するチップ状のマルチキャビティレーザを備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザと、１本のマルチモード光ファイバと、集光レンズと、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザは、例えば、発振波長が４０５ｎｍのＧａＮ系レーザダイオードで構成することができる。
【００４９】
上述の構成では、マルチキャビティレーザの複数の発光点における各々から出射したレーザビームの各々は、集光レンズによって集光され、マルチモード光ファイバのコアに入射する。コアに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
【００５０】
マルチキャビテイレーザの複数の発光点を、マルチモード光ファイバのコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズとして、マルチモード光ファイバのコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザからの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザビームのマルチモード光ファイバへの結合効率を上げることができる。
【００５１】
また、複数（例えば、３個）の発光点を備えたマルチキャビティレーザを用い、ヒートブロック上に複数（例えば、９個）のマルチキャビティレーザが互いに等間隔で配列されたレーザアレイを備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキヤビティレーザは、各チップの発光点の配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。
【００５２】
この合波レーザ光源は、レーザアレイと、各マルチキヤピティレーザに対応させて配置した複数のレンズアレイと、レーザアレイと複数のレンズアレイとの間に配置された１本のロッドレンズと、１本のマルチモード光ファイバと、集光レンズと、を備えて構成されている。レンズアレイは、マルチキヤピティレーザの発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。
【００５３】
上述の構成では、複数のマルチキヤビティレーザにおける複数の発光点の各々から出射したレーザビームの各々は、ロッドレンズにより所定方向に集光された後、レンズアレイの各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザビームは、集光レンズによって集光され、マルチモード光フアイバのコアに入射する。コアに入射したレーザ光は、光フアイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
【００５４】
なお、上記の各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバの出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。
【００５５】
このようなマルチチャンネルの描画素子（露光素子）の各単位ユニット３０を備えた描画装置２６は、ミラー駆動制御用の制御部に接続し、ＤＭＤ３６における各マイクロミラー４２の反射面の角度を制御可能に構成する。
【００５６】
図１に示すように、ヘッド移動操作装置２４に装着される吐出ヘッド２８は、例えば、マルチチャンネル液吐出素子としてのインクジェットヘッドで構成することができる。このインクジェットヘッドは、オンデマンドノズルタイプ（ピエゾ素子方式、静電メンブレム方式、サーマル方式等）若しくはコンティニュアスタイプ（電界偏向方式、熱偏向方式等）又はオンデマンドノズルレスタイプ（超音波方式、静電吐出方式等）で構成することができる。このヘッド移動操作装置２４で吐出する材料は、光に反応して硬化する光硬化液である。
【００５７】
また、この吐出ヘッド２８は、描画装置２６と同様に、平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状のスペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２を配置する描画パターンに対応して光硬化液を塗布可能に構成する。
【００５８】
このため吐出ヘッド２８は、平板材２０の幅方向（主走査方向に直交する方向）に並ぶ各スペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２に対応した各所定位置に、それぞれ光硬化液を吐出するノズル（マルチチャンネルの記録素子アレイ）を設けて構成することができる。
【００５９】
この吐出ヘッド２８は、前述した図２及び図３に示す描画装置２６と同様に、被描画媒体である平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状のスペーサ構造である被塗布部分３２を配置する描画パターンを描画可能に構成する。すなわち、この吐出ヘッド２８は、被描画媒体である平板材２０の相対走査方向に直交する方向に、複数に分かれて配置された被露光部分（被記録部分）３２に光硬化液を塗布可能なように、光硬化液の塗布ヘッドを配置して構成する。
【００６０】
図１に示すように、液晶パネルのスペーサ製造用の描画装置を備えた製造装置は、制御部により、ヘッド移動操作装置２４、描画装置２６及び吐出ヘッド２８を駆動制御してステージ２２上に載置した平板材２０上に図２に示す如き描画パターンのスペーサ構造を作る。
【００６１】
この製造装置の制御部は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）４４を具備し、このＣＰＵ４４に、使用者からの作業指令が図示しない入力装置から入力されると、その制御動作を開始する。
【００６２】
このＣＰＵ４４は、使用者が入力した描画装置２６の搬送速度等の作業条件に対応してレーザエネルギのレベル等の制御内容を決定するため、ＣＰＵ４４に接続されたメモリに格納されている記録条件とヘッド送り速度との関係を記録したテーブル４６から、作業条件に適合したレーザエネルギのレベル等の設定値を読み取る。
【００６３】
次に、ＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて吐出ヘッド２８を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８へ伝達する。
【００６４】
この吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８は、ヘッド移動操作装置２４へ吐出ヘッド２８を移動操作する制御信号を送って吐出ヘッド２８を主走査方向へ搬送する制御を実行する。これと共に吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８は、制御信号を記録同期信号発生回路４９へ送る。
【００６５】
記録同期信号発生回路４９では、吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８で生成した制御信号に同期信号をのせて吐出素子ドライバ５０へ伝達する。
【００６６】
次にＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取った光硬化液に関する設定値に基づいて吐出ヘッド２８を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている記録条件設定回路５３へ伝達する。この記録条件設定回路５３は、光硬化液に関する設定値を含めた制御信号を、吐出素子ドライバ５０へ伝達する。
【００６７】
吐出素子ドライバ５０は、ＣＰＵ４４に使用者が入力した情報をメモリに記憶している記録データ５１から、描画パターンの記録情報を読み出して、この描画パターンの記録情報と、記録条件設定回路５３で設定した光硬化液に関する設定値を含めた制御信号とに基づき、ヘッド移動操作装置２４による吐出ヘッド２８が所定移動位置に移動した際に吐出ヘッド２８の所定の吐出素子を駆動制御することにより、平板材２０上に図２に示すような描画パターンで光硬化液を塗布する作業を実行する。
【００６８】
次にＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて描画装置２６を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている記録条件設定回路５８へ伝達する。この記録条件設定回路５８は、レーザエネルギに関する設定値を含めた制御信号を、記録レーザドライバ６０へ伝達する。
【００６９】
この記録レーザドライバ６０は、描画装置２６へ制御信号を送って描画装置２６の照明光学系３４におけるレーザ光源を駆動しレーザ光を発光させる制御を実行する。
【００７０】
またＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて描画装置２６を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている描画装置２６用の主走査ドライバ５２へ伝達する。
【００７１】
この描画装置２６用の主走査ドライバ５２は、ヘッド移動操作装置２４へ描画装置２６を移動操作する制御信号を送って描画装置２６を主走査方向へ搬送する制御を実行する。これと共に描画装置２６用の主走査ドライバ５２は、制御信号を記録同期信号発生回路５４へ送る。
【００７２】
記録同期信号発生回路５４では、描画装置２６用の主走査ドライバ５２で生成した制御信号に同期信号をのせて変調素子ドライバ５６へ伝達する。
【００７３】
この変調素子ドライバ５６は、ＣＰＵ４４に使用者が入力した情報をメモリに記憶している記録データ６２から、描画パターンの記録情報を読み出して、この描画パターンの記録情報に基づいて、描画装置２６における各単位ユニット３０のＤＭＤ３６にある、各マイクロミラー４２の反射面の角度を制御することにより、平板材２０上に図２に示すような描画パターンで塗布されている光硬化液部分にレーザ光を照射して硬化する作業を実行する。
【００７４】
ここで図３に例示するように、描画装置２６における各単位ユニット３０のＤＭＤ３６を、図で横方向に１０画素（ピクセル）配置し、図で縦方向に１５画素（ピクセル）配置し、０．２μｍの解像度に構成した場合には、このＤＭＤ３６による露光幅は、０．２μｍ×（１０画素×１５画素）＝３０μｍとなる。なお図３では、図面の記載が煩雑になるので、縦、横ともに５画素（ピクセル）だけ配置されているＤＭＤ３６の一部分の構成を示す一部省略した記載としている。
【００７５】
そこで、この描画装置２６では、各単位ユニット３０のＤＭＤ３６の露光幅が２０μｍとなるように、１００画素（ピクセル）に相当するマイクロミラー４２を駆動制御してレーザ光を、それぞれ２０μｍ角で塗布されている光硬化液部分に照射して硬化する作業を実行する。
【００７６】
この描画装置２６では、各単位ユニット３０のＤＭＤ３６における露光幅を２０μｍとする１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２を、露光幅が３０μｍの範囲から任意に設定することができる。すなわち、ＤＭＤ３６の幅方向（主走査方向に直交する方向）に並んだ１５０画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２の範囲内で、連続する１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２を自由に選んで使用できる。よって、連続する１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２の選択範囲を幅方向に５０画素（ピクセル）分だけ任意に移動させることができる。
【００７７】
そこで、図２に例示する２ｍｍの間隔の描画パターンで塗布されている相隣接する光硬化液部分の距離が平板材２０の熱膨張等で変化して誤差を生じた場合には、各ＤＭＤ３６における連続する１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２の範囲を適宜選択して使用することにより、この誤差を修正して光硬化液部分に適合した適切な範囲にレーザ光を照射して光硬化する作業を実行できる。
【００７８】
すなわち、各被露光部分３２に対して相対走査方向に直交する方向に広い範囲に露光可能なように複数のマルチチャンネルの露光素子であるＤＭＤ３６が間隔を開けて配置されると共に、各マルチチャンネルの露光素子であるＤＭＤ３６における複数の画素（ピクセル）のうち、各被描画部分の位置や幅に対応した複数の画素（ピクセル）を利用して、光硬化液部分に適合した適切な範囲にレーザ光を照射して光硬化する作業を実行できる。
【００７９】
なお、上述した各ＤＭＤ３６では、連続する１００画素（ピクセル）の他に、幅方向に対する両側に５０画素（ピクセル）分の余裕をもたせることができるので、この両側の５０画素（ピクセル）分の余裕部分に当たる一部の画素（ピクセル）に欠陥があっても、これを避けて使用できるから、ＤＭＤ３６を製造する際の歩留まりを向上できる。また、ＤＭＤ３６を製品に組み付けて使用している際に５０画素（ピクセル）分の余裕部分に当たる一部の画素（ピクセル）に欠陥を生じても、この欠陥を生じた画素を避けて使用することにより、ＤＭＤ３６の使用寿命を長くさせることができる。
【００８０】
次に、上述のように構成した図１に例示する描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置の作用及び動作について説明する。
【００８１】
この描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置は、使用者の指　令がＣＰＵ４４に入力されると、その指令に基づいて自動的に描画装置を制御してスペーサを製造する動作を実行する。
【００８２】
このスペーサを製造する動作では、ＣＰＵ４４を含む制御部によって、吐出ヘッド２８を主走査方向（矢印Ａ方向）へ走査させながら、平板材２０の描画パターンに対応した、平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状な部分に光硬化液を塗布する。
【００８３】
次に、制御部は、吐出ヘッド２８の動作に同期して追従し又は独立して追従するように描画装置２６を駆動制御することによって、平板材２０の表面に間隔が２ｍｍの格子状に並んで塗布された、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状に塗布された光硬化液部分だけに各単位ユニット３０からレーザ光を照射して露光することによって、光硬化液を光硬化させて、固体のスペーサ部分を形成する。
【００８４】
この図１に示す描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置では、吐出ヘッド２８及び描画装置２６が平板材２０の全幅に対応しているため、一度の走査動作によって、平板材２０の全面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作する。
【００８５】
ここで例えば図７に示すように、描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置における、吐出ヘッド２８及び描画装置２６を平板材２０の半分の幅（描画装置２６の露光幅２６０ｍｍ、吐出ヘッド２８の塗布幅２６０ｍｍ）に対応して構成した場合には、初めに平板材２０の半分の面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作し、描画装置２６と吐出ヘッド２８とを矢印Ｂ方向へ移動操作してから、再び平板材２０の他の半分の面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作することによって、平板材２０の全面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作する。
【００８６】
また、図１及び図７に示す描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置で、平板材２０の上へ図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作する際に、一度の走査動作で形成される一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状な部分の高さがスペーサの高さとして低い場合には、前述した走査動作を繰り返すことによって積み重ねて、所定高さのスペーサを形成する立体造形を行う。
【００８７】
さらに、図１及び図７に示す描画装置を備えた製造装置の構成は、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）の電界針構造の製造、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）の画素列間の壁材の製造又は、タッチパネルのスペーサーの製造等に利用できる。
【００８８】
なお、前述した描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置の構成は、
例えば、吐出ヘッド２８から吐出する吐出材料として、光反応液、微粒子分散液（樹脂、誘電体、導電材、熱結晶化材料、感熱材料、熱溶融材料、分子拡散材料（いわゆる昇華型熱転写材料）、触媒、酵素、バクテリア、ＤＮＡ、化学反応薬品、等と、それらのカプセル構造粒子）、熱溶融液（ＷＡＸ等）、化学反応液、触媒溶液、表面改質液、等とすることもできる。
【００８９】
また、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、その露光（記録）する対象となる感光性材料を、フォトレジスト、ジアゾ、フォトポリマー、微粒子分散材料（樹脂、誘電体、導電材、それらのカプセル構造粒子）、熱結晶化材料、感熱材料、熱転写材料、分子拡散材料（いわゆる昇華型熱転写材料）、等とすることができる。
【００９０】
さらに、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、その露光（記録）する対象となる感光性材料形態として、フィルム、基板、微粒子製（液状、固体、微粒子若しくは微粒子分散液）膜フィルム（基板）、等とすることができる。
【００９１】
これと共に、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、２次元描画システムとして構成し、パタニング（エッチングマスク、メッキマスク、接水親水部分の形成、凹凸部分の形成、熱アニール処理、熱転写処理、熱反応処理、アブレーシヨン処理）に利用できる。さらに、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、３次元描画システムとして構成し、（２次元の処理を複数回実行して処理する）立体造形（光硬化、粉末燒結、熱溶融又は熱硬化を利用した処理）の処理を実行するのに利用できる。
【００９２】
なお、この製造装置では、描画装置２６の単位ユニット３０における変調素子であるＤＭＤ３６の代わりにＧＬＶ（Ｇｌａｔｉｎｇ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ）、液晶等の他の変調素子を利用して構成しても良い。さらに、この製造装置は、少なくとも１方向に相対走査できる複数チャネルの変調素子を有する描画ヘッド（露光ヘッド）が搭載された描画装置２６を用いて、走査中に変調素子をＯＮ／ＯＦＦ変調して、被描画媒体上に部分的に配置された構造を作ることを可能とした種々の構成を採り得ることは勿論である。
【００９３】
また、露光装置２６は、次のような構成をとることができる。例えば、通常用いられている８００×６００素子の２次元光変調素子アレイに対して、所定の１０×１５素子にのみ光を照射して使用する構成とすることができる。例えば、通常用いられている８００×６００素子の２次元光変調素子アレイで、１素子サイズが１５μｍピッチで配列している場合には、８００素子で１２ｍｍサイズとなるため、２ｍｍピッチの照射部を、１個のアレイ内に６箇所設けることができる。
【００９４】
すなわち、通常用いられている８００×６００素子の２次元光変調素子アレイでは、その幅方向（８００素子並んだ方向）の列状の所定範囲に、２ｍｍ間隔で、１０×１５素子の光を照射して使用する部分である照射部を、６個設定して構成することができる。
【００９５】
このように、被記録パターンのピッチよりも光変調素子アレイのサイズを大きく構成した場合には、被記録パターン上の必要な所定部分のみに光を照射して使用することができる。
【００９６】
また、被記録パターンのピッチよりも、光変調素子アレイのサイズが大きい場合には、光変調素子アレイ上における複数に分けて設定された被記録パターンに該当する所定部分および、若干の周辺部分のみに光を照射して利用することができる。この場合には、光変調素子に対する制御部からの駆動信号を、被記録パターンに該当する所定部分（光の当たる部分）のみに転送して駆動することで、信号転送速度を向上でき、効率的にかつ迅速に光変調素子を駆動制御可能となる。
【００９７】
すなわち、光変調素子における被記録パターンに該当する所定部分（光の当たる部分）のみを、制御部で駆動制御して、効率的にかつ迅速に光変調素子を駆動させることができる。
【００９８】
これにより、光変調素子における被記録パターンに該当する所定部分のみに光を照射するように構成して、光源が照射する光量を少なくし、エネルギの節約を図り、光が当たる光変調素子の温度上昇を防止できる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の描画装置は、第１に、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された被記録部分に対応して、複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されていることを特徴とする。
【０１００】
このように構成することにより、部分的に被記録部分が設定されている記録パターンに対する記録処理を行なう場合に、大多数のマルチチャンネルの記録素子を使用して、記録素子の利用率を高くし、かつ光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率を高くして無駄を削減し、記録速度の高速化、描画装置の低電力化を図り、描画装置に設置する素子数を削減して構成を簡素化し描画装置の低コスト化を図ることができるという効果がある。
【０１０１】
本発明は第２に、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された各々の被記録部分の範囲よりも相対走査方向に直交する方向に広い範囲に記録可能なように複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されると共に、各マルチチャンネルの記録素子アレイのうち、各被記録部分の位置や幅に対応する部分の記録素子を利用して、各被記録部分を記録することを特徴とする。
【０１０２】
このように構成することにより、この描画装置では、各マルチチャンネルの記録素子による記録範囲を、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に対して移動調整できる。よって、被記録媒体上の各被記録部分の位置や幅に誤差を生じた場合に、各マルチチャンネルの記録素子における記録範囲を適宜調整して使用することにより、この誤差を修正して各被記録部分に適合した適切な範囲に記録処理をできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の要部概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置で平板材上へ露光処理を実行している状態を示す要部概略説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置におけるＤＭＤを装着した要部を取り出して示す概略説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置における、ＤＭＤのマイクロミラーの動作状態を示す要部拡大斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置における、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態である＋α度に傾いた状態を取り出して示す要部拡大斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置における、ＤＭＤのマイクロミラーがオフ状態である−α度に傾いた状態を取り出して示す要部拡大斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の他の構成例を示す要部概略構成説明図である。
【図８】従来の描画装置を例示する概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０照明光学系
１４レンズ系
１６露光面
２０平板材
２２ステージ
２４ヘッド移動操作装置
２６描画装置
２８吐出ヘッド
３０単位ユニット
３２被露光部分（被記録部分）
３４照明光学系
３８レンズ系
４０ＳＲＡＭセル（メモリセル）
４２マイクロミラー
【図１】
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【図２】
2004012901.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004012901.tif 000007
【図６】
2004012901.tif 000008
【図７】
2004012901.tif 000009
【図８】
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