(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置し、前記ブロック毎の全ての画素を同期させて走査露光することを特徴とするマルチビーム露光方法。
【請求項２】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、
前記複数の画素に対応する中間結像部を通過する前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置し、前記ブロック毎の全ての画素を同期させて走査露光することを特徴とするマルチビーム露光方法。
【請求項３】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置する送り分解能向上手段と、
前記ブロック毎の全ての画素を同期させてｏｎ／ｏｆｆさせるよう駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項４】
前記送り分解能向上手段が、マイクロレンズアレイによって構成されたことを特徴とする請求項３に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項５】
前記送り分解能向上手段が、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズに各々対応して穿孔された開口絞りが設けられたマイクロアパーチャアレイを具備することを特徴とする請求項４に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項６】
前記露光面を、前記マイクロレンズアレイの焦点位置に配置したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項７】
前記送り分解能向上手段が、前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から前記露光面上に至る複数の前記露光ビームの光路上に配置され、かつ前記送り方向に分けられる複数の前記ブロックの各々に対応する各平行平板を、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置させるように傾斜させて構成されたビーム位置変換手段によって構成されたことを特徴とする請求項３に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項８】
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段が、制御信号に応じて光変調状態を個々に制御する光変調素子を複数配置した空間光変調器からなり、該空間光変調器は、前記各光変調素子毎に光変調状態を制御することで前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆできることを特徴とする請求項３乃至請求項７の何れかに記載のマルチビーム露光装置。
【請求項９】
前記空間光変調器は、前記光変調素子を２次元配列させた２次元空間光変調器であり、該２次元空間光変調器は、前記光変調素子の配列方向を前記送り方向に対して傾斜させるように配置されていることを特徴とする請求項８に記載のマルチビーム露光装置。
【請求項１０】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段が、選択的にｏｎ／ｏｆｆする画素を前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置させることにより構成され、制御手段が、前記ブロック毎の全ての画素を同期させてｏｎ／ｏｆｆさせるように駆動制御することを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項１１】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置し、走査露光することを特徴とするマルチビーム露光方法。
【請求項１２】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、
前記複数の画素に対応する中間結像部を通過する前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置し、走査露光することを特徴とするマルチビーム露光方法。
【請求項１３】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置する送り分解能向上手段を有することを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項１４】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段が、選択的にｏｎ／ｏｆｆする画素を前記送り方向に複数のブロックに分け、前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置させることにより構成されたことを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項１５】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から前記露光面上に至る複数の前記露光ビームの光路上に配置された投影手段により、前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分割し前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置することによって、送り分解能を向上するように前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットの２次元配置を構成したことを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項１６】
露光ヘッドへ感光材料を送り、該露光ヘッドに設けられ前記感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを前記感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、
前記露光ビームの光源から前記露光面上に至る複数の前記露光ビームの光路上に配置された光学的手段により、前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを前記送り方向に複数のブロックに分割し前記送り方向に隣り合う前記ブロックの一方を他方と離れるように前記送り方向にずらして配置することによって、送り分解能を向上するように前記露光ビームにより前記露光面上に投影される複数の露光ビームスポットの２次元配置を構成したことを特徴とするマルチビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、露光ヘッドに設置された空間光変調素子等の複数の画素を画像データ（パターンデータ）に基づいて選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段等から出射された各ビームをレンズアレイ等の光学素子により１画素毎に集光させて照射することにより所定のパターンで露光する際の、主走査方向（露光ヘッドと感光材料との相対的な移動方向）の分解能（Ａｄｄｒｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ）を向上可能なマルチビームによる露光方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）といった空間光変調素子等をパターンジェネレータとして利用して、画像データに応じて変調された光ビームにより、被露光部材上に画像露光を行うマルチビーム露光装置の開発が進められている。
【０００３】
このＤＭＤは、例えば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次元的に配列したミラーデバイスであり、各メモリセルに蓄えた電荷による静電気力でマイクロミラーの反射面の角度を変化させるよう構成されている。
【０００４】
このようなＤＭＤを用いたマルチビーム露光装置では、例えば、レーザビームを出射する光源から出射されたレーザビームをレンズ系でコリメートし、このレンズ系の略焦点位置に配置されたＤＭＤの複数のマイクロミラーでそれぞれレーザビームを反射して複数のビーム出射口から各ビームを出射する露光ヘッドを用い、さらに露光ヘッドのビーム出射口から出射された各ビームを１画素毎に１つのレンズで集光させるマイクロレンズアレイ等の光学素子を持つレンズ系により感光材料（被露光部材）の露光面上にスポット径を小さくして結像し、解像度の高い画像露光を行う。
【０００５】
このような露光装置では、画像データ等に応じて生成した制御信号に基づいてＤＭＤ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（ｏｎ／ｏｆｆ）制御してレーザビームを変調（偏向）し、変調されたレーザビームを露光面（記録面）上に照射して露光する。
【０００６】
この露光装置は、記録面に感光材料（フォトレジスト等）を配置し、マルチビーム露光装置の複数の露光ヘッドからそれぞれ感光材料上にレーザビームが照射されて結像されたビームスポットの位置を感光材料に対して相対的に移動させながら、各々のＤＭＤを画像データに応じて変調することにより、感光材料上にパターン露光する処理を実行可能に構成されている。
【０００７】
従来、このような露光装置に用いられるＤＭＤは、走査方向にｍ行、走査方向と直交する方向にｎ列配列するよう構成されている。さらに、このＤＭＤは、その画素の行を、露光ヘッドの走査方向に対して所定角度傾けるように配置され、走査方向にＮ回多重露光することで、走査線の間にｍ／Ｎ−１のドットを形成することができる。このように、走査方向の多重露光回数を調整することで、ドットピッチを変え、走査方向と直交する方向及び走査方向の分解能（Ａｄｄｒｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ）を上げることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかし、このような露光装置では、主走査方向（露光ヘッドと感光材料との相対的な移動方向）に対する送り分解能（Ａｄｄｒｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ）が、ＤＭＤの全マイクロミラーを画像データに応じて変調させる変調周期（露光タイミングの間隔）と、主走査方向の送り速度（露光ヘッドと感光材料との相対的な移動速度）とで決まる。
【０００９】
そこで、例えば基板上に高精度に回路パターンを露光する処理に利用するために露光装置に高い送り分解能が求められる場合には、ＤＭＤを駆動する変調周期を短縮するのに限界があるため、主走査方向（送り方向）の送り速度（露光ヘッドと感光材料との相対的な移動速度）を低下させねばならず、露光装置の処理効率が低下する。
【特許文献１】特開２００４−０１２８９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した問題に鑑み、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段等を備えた露光ヘッドと感光材料等との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理が可能なマルチビーム露光方法及び装置を、新たに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載のマルチビーム露光方法は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置し、ブロック毎の全ての画素を同期させて走査露光することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に記載のマルチビーム露光方法は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、複数の画素に対応する中間結像部を通過する露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置し、ブロック毎の全ての画素を同期させて走査露光することを特徴とする。
【００１３】
前述のマルチビーム露光方法によれば、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に投影される、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段と感光材料との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載のマルチビーム露光装置は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置する送り分解能向上手段と、ブロック毎の全ての画素を同期させてｏｎ／ｏｆｆさせるよう駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
上述のように構成することにより、送り分解能向上手段によって、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置した状態とし、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙位置を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段と感光材料との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のマルチビーム露光装置において、送り分解能向上手段が、マイクロレンズアレイによって構成されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のマルチビーム露光装置において、送り分解能向上手段が、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズに各々対応して穿孔された開口絞りが設けられたマイクロアパーチャアレイを具備することを特徴とする。
【００１８】
前述のように構成することにより、請求項３に記載の発明の作用、効果に加えて、送り分解能向上手段の構成を簡素にし、廉価に製造可能とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載のマルチビーム露光装置において、露光面を、マイクロレンズアレイの焦点位置に配置したことを特徴とする。
【００２０】
上述のように構成することにより、請求項３乃至請求項５の何れかに記載の発明の作用、効果に加えて、より解像度の高い露光を行うことができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載のマルチビーム露光装置において、送り分解能向上手段が、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に至る複数の露光ビームの光路上に配置され、かつ送り方向に分けられる複数のブロックの各々に対応する各平行平板を、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置させるように傾斜させて構成されたビーム位置変換手段によって構成されたことを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項３乃至請求項７の何れかに記載のマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段が、制御信号に応じて光変調状態を個々に制御する光変調素子を複数配置した空間光変調器からなり、空間光変調器は、各光変調素子毎に光変調状態を制御することで複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆできることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のマルチビーム露光装置において、空間光変調器は、光変調素子を２次元配列させた２次元空間光変調器であり、２次元空間光変調器は、光変調素子の配列方向を送り方向に対して傾斜させるように配置されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１０に記載のマルチビーム露光装置は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段が、選択的にｏｎ／ｏｆｆする画素を送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置させることにより構成され、制御手段が、ブロック毎の全ての画素を同期させてｏｎ／ｏｆｆさせるように駆動制御することを特徴とする。
【００２５】
前述のように構成することにより、送り分解能向上手段によって、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置した状態とし、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙位置を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段と感光材料との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【００２６】
本発明の請求項１１に記載のマルチビーム露光方法は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置し、走査露光することを特徴とする。
【００２７】
本発明の請求項１２に記載のマルチビーム露光方法は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光方法において、複数の画素に対応する中間結像部を通過する露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置し、走査露光することを特徴とする。
【００２８】
前述のマルチビーム露光方法によれば、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に投影される、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段と感光材料との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【００２９】
本発明の請求項１３に記載のマルチビーム露光装置は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射する露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置する送り分解能向上手段を有することを特徴とする。
【００３０】
上述のように構成することにより、送り分解能向上手段によって、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置した状態とし、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙位置を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段と感光材料との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【００３１】
本発明の請求項１４に記載のマルチビーム露光装置は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段が、選択的にｏｎ／ｏｆｆする画素を送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置させることにより構成されたことを特徴とする。
【００３２】
上述のように構成することにより、送り分解能向上手段によって、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置した状態とし、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙位置を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段と感光材料との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【００３３】
本発明の請求項１５に記載のマルチビーム露光装置は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に至る複数の露光ビームの光路上に配置された投影手段により、露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分割し送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置することによって、送り分解能を向上するように露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットの２次元配置を構成したことを特徴とする。
【００３４】
上述のように構成することにより、投影手段によって、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置した状態とし、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙位置を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段と露光面との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【００３５】
本発明の請求項１６に記載のマルチビーム露光装置は、露光ヘッドへ感光材料を送り、露光ヘッドに設けられ感光材料を送る送り方向に並ぶ複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段のオン状態の画素に反射されて出射する露光ビームを感光材料の露光面上へ照射して露光するマルチビーム露光装置において、露光ビームの光源から露光面上に至る複数の露光ビームの光路上に配置された光学的手段により、露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分割し送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置することによって、送り分解能を向上するように露光ビームにより露光面上に投影される複数の露光ビームスポットの２次元配置を構成したことを特徴とする。
【００３６】
上述のように構成することにより、光学的手段によって、露光面上に投影される複数の露光ビームスポットの２次元配置を、露光面上で送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置した状態とし、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙位置を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、露光面上を走査するための送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係るマルチビーム露光方法及び装置によれば、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段等を備えた露光ヘッドから露光面上に投影される複数の露光ビームスポットを送り方向に複数のブロックに分け、送り方向に隣り合うブロックの一方を他方と離れるように送り方向にずらして配置させて、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光することにより、露光ヘッドと感光材料等との間の相対的な送り速度を低下させることなく送り分解能を高め、高精度で露光処理できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明のマルチビーム露光方法及び装置に関する第１実施の形態について、図１乃至図１４を参照しながら説明する。
［画像形成装置の構成］
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るマルチビーム露光装置として構成された画像形成装置１０は、いわゆるフラットベッド型に構成したものであり、４本の脚部材１２Ａに支持された基台１２と、この基台１２上に設けられた図中Ｙで示す送り方向（主走査方向）に移動し、例えばプリント基板（ＰＣＢ）、カラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）といったガラス基板の表面に感光材料を形成したもの等である感光材料を載置固定して移動する移動ステージ１４と、紫外波長領域を含む、一方向に延在したマルチビームをレーザ光として射出する光源ユニット１６と、このマルチビームを、所望の画像データに基づきマルチビームの位置に応じて空間変調し、マルチビームの波長領域に感度を有する感光材料に、この変調されたマルチビームを露光ビームとして照射する露光ヘッドユニット１８と、移動ステージ１４の移動に伴って露光ヘッドユニット１８の各露光ヘッド２６にそれぞれ供給する変調信号を画像データから生成する制御ユニット２０とを主に有して構成される。
【００３９】
この画像形成装置１０では、移動ステージ１４の上方に感光材料を露光するための露光ヘッドユニット１８を配置する。この露光ヘッドユニット１８内に設置された各露光ヘッド２６には、光源ユニット１６からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ２８を接続する。
【００４０】
この画像形成装置１０には、基台１２を跨ぐように門型フレーム２２を設け、その両面にそれぞれ一対の位置検出センサ２４を取り付ける。この位置検出センサ２４は、移動ステージ１４の通過を検知したときの検出信号を制御ユニット２０に供給する。
【００４１】
この画像形成装置１０では、基台１２の上面に、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド３０を設置する。この２本のガイド３０上には、移動ステージ１４を往復移動可能に装着する。この移動ステージ１４は、図示しないリニアモータによって、例えば、１０００ｍｍの移動量を４０ｍｍ／秒といった比較的低速の一定速度で移動されるよう構成する。
【００４２】
この画像形成装置１０では、固定された露光ヘッドユニット１８に対して、移動ステージ１４に載置された感光材料（基板）を送り方向へ移動しながら、走査露光する。
【００４３】
図２に示すように、露光ヘッドユニット１８の内部にはｍ行ｎ列（例えば、２行４列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば、８個）の露光ヘッド２６を設置する。
【００４４】
露光ヘッド２６による露光エリア３２は、例えば送り方向（主走査方向）を短辺とする矩形状に構成する。この場合、記録媒体としての感光材料１１には、その走査露光の移動動作に伴って露光ヘッド２６毎に帯状の露光済み領域３４が形成される。
【００４５】
また、図２に示すように、帯状の露光済み領域３４が走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド２６の各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍）ずらして配置されている。このため、例えば第１行目の露光エリア３２と第２行目の露光エリア３２との間の露光できない部分は、第２行目の露光エリア３２により露光することができる。
【００４６】
図６に示すように、各露光ヘッド２６は、それぞれ入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３６を備えている。このＤＭＤ３６は、データ処理手段とミラー駆動制御手段を備えた制御ユニット（制御手段）２０により駆動制御される。
【００４７】
この制御ユニット２０のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド２６毎にＤＭＤ３６の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。また、ＤＭＤコントローラとしてのミラー駆動制御手段では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド２６毎にＤＭＤ３６における各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。
【００４８】
各露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光入射側には、図１に示すように、紫外波長領域を含む一方向に延在したマルチビームをレーザ光として射出する照明装置である光源ユニット１６からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ２８が接続される。
【００４９】
光源ユニット１６は、図６に示すように、複数の半導体レーザチップから射出されたレーザ光を合波して光ファイバに入力する合波モジュール１７が複数個設置されている。各合波モジュール１７から延びる光ファイバは、合波したレーザ光を伝搬する合波光ファイバであって、複数の光ファイバが１つに束ねられてバンドル状の光ファイバ（ファイババンドル）２８として形成される。
【００５０】
この露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光入射側には、バンドル状光ファイバ２８の接続端部から出射されたレーザ光を、ロッドレンズ２７等を有する光学レンズを通しＤＭＤ３６に向けて反射するミラー４２とを備えた照明光学系を配置する。
【００５１】
このＤＭＤ３６は、図４に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）４４上に、微小ミラー（マイクロミラー）４６が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーを格子状に配列したミラーデバイスとして構成されている。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー４６が設けられており、マイクロミラー４６の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。
【００５２】
また、マイクロミラー４６の直下には、図示しないヒンジ及びヨークを含む支柱を介して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４４が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【００５３】
ＤＭＤ３６のＳＲＡＭセル４４にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー４６が、対角線を中心としてＤＭＤ３６が配置された基板側に対して±ａ度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図５（Ａ）は、マイクロミラー４６がオン状態である＋ａ度に傾いた状態を示し、図５（Ｂ）は、マイクロミラー４６がオフ状態である−ａ度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ３６の各ピクセルにおけるマイクロミラー４６の傾きを、図４に示すように制御することによって、ＤＭＤ３６に入射された光はそれぞれのマイクロミラー４６の傾き方向へ反射される。
【００５４】
なお、図４には、ＤＭＤ３６の一部を拡大し、マイクロミラー４６が＋ａ度又は−ａ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４６のオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）制御は、前述したように、ＤＭＤ３６に接続された制御ユニット２０によって行われるもので、オン状態のマイクロミラー４６により反射された光は露光状態に変調され、ＤＭＤ３６の光出射側に設けられた投影光学系（図６参照）へ入射する。またオフ状態のマイクロミラー４６により反射された光は非露光状態に変調され、光吸収体（図示省略）に入射する。
【００５５】
また、ＤＭＤ３６は、その短辺方向が走査方向と所定角度（例えば、０．１°〜０．５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図３（Ａ）はＤＭＤ３６を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）４８の走査軌跡を示し、図３（Ｂ）はＤＭＤ３６を傾斜させた場合の露光ビーム４８の走査軌跡を示している。
【００５６】
ＤＭＤ３６には、長手方向（行方向）に沿ってマイクロミラー４６が多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図３（Ｂ）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４６による露光ビーム４８の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、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Ｗ２と、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。
【００５７】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上における略同一の位置（ドット）が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、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、走査方向に配列された複数の露光ヘッド間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００５８】
なお、ＤＭＤ３６を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を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。
【００５９】
次に、露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光反射側に設けられる投影光学系（結像光学系）について説明する。図６に示すように、各露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光反射側に設けられる結像光学系（投影光学系）は、ＤＭＤ３６の光反射側の走査露光面にある感光材料１１上に光源像を結像するため、ＤＭＤ３６の側から感光材料１１へ向って順に、第１の結像光学レンズ系５０，５２、中間結像部であるマイクロレンズアレイ５４及びその光路上の前後近傍位置にそれぞれ配置されたアパーチャアレイ６２と、第２の結像光学レンズ系５６，５８及びオートフォーカス用のプリズムペア５９との各露光用の光学部材が配置されて構成されている。
【００６０】
ここで、第１の結像光学レンズ系５０，５２は、例えば拡大光学系として構成し、ＤＭＤ３６により反射される光線束の断面積を拡大することで感光材料１１上のＤＭＤ３６により反射された光線束による露光エリア３２（図２に図示）の面積を所要の大きさに拡大できる。
【００６１】
ここで用いる中間結像部であるマイクロレンズアレイ５４は、光源ユニット１６から各光ファイバ２８を通じて照射されたレーザ光を反射するＤＭＤ３６の各マイクロミラー４６に１対１で対応する複数のマイクロレンズ６０が一体的に成形されたものであり、各マイクロレンズ６０は、それぞれ第１の結像光学レンズ系５０，５２を透過した各レーザビームの光軸上にそれぞれ配置されている。
【００６２】
図６に示すように、中間結像部であるマイクロレンズアレイ５４は、矩形平板状に形成され、各マイクロレンズ６０を形成した部分における、光路上の光源側の所定近傍位置に中間結像部である前アパーチャアレイ６２Ａを配置し、マイクロレンズアレイ５４における、光路上の露光面側の所定近傍位置に中間結像部である後アパーチャアレイ６２Ｂを配置する。
【００６３】
また、図７に示すように、中間結像部であるマイクロレンズアレイ５４の前側に配置する前アパーチャアレイ６２Ａは、開口径を所定の大径に形成し、迷光を除去する（各画素の光ビームが隣接するマイクロレンズ６０に入射して生じる迷光を除去する）開口絞りとして構成する。さらに、各マイクロレンズ６０の後側に配置する後アパーチャアレイ６２Ｂは、開口径を所定の小径に形成し、ＤＭＤ３６における各画素が０ＦＦの場合に反射される光ビーム（０ＦＦ光）が露光面に影響を与えるのを防ぐ開口絞りとして構成する。
【００６４】
図６に示すように、第２の結像光学レンズ系５６，５８は、例えば、等倍光学系として構成されている。また第２の結像光学レンズ系５６，５８から投射された光ビームは、プリズムペア５９のオートフォーカス機能によって露光面上に置かれた感光材料１１上に焦点が合わせられて結像する。
【００６５】
なお、投影光学系における各第１の結像光学レンズ系５０，５２、第２の結像光学レンズ系５６，５８は、図６においてそれぞれ１枚のレンズとして示されているが、複数枚のレンズ（例えば、凸レンズと凹レンズ）を組み合せたものであっても良い。
【００６６】
上述のように構成された画像形成装置１０には、露光ヘッド２６と感光材料１１との間の相対的な送り速度（主走査速度）を低下させることなく送り分解能を高めて高精度で露光処理するため、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段であるＤＭＤ３６を備えた露光ヘッド２６から露光面（感光材料１１の表面）上に投影される複数の露光ビームスポットの位置を露光面上で送り方向に対して複数のブロック毎に分け、これらブロック相互間の相対的な位置を所定量シフトさせて、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光する送り分解能向上手段を設ける。なお、露光ヘッド２６から露光面上に投影される露光ビームスポットの位置を露光面上で複数のブロックで分けるときの送り分解能は、ブロックで分けない場合の送り分解能をブロック分割数で除算した関係になるので、要求される送り分解能は、分割数ともとの送り分解能を適当に選定することで設定することができる。
【００６７】
本第１実施の形態における送り分解能向上手段は、中間結像部であるマイクロレンズアレイ５４と、中間結像部であるアパーチャアレイ６２との部分に構成する。この第１実施の形態に係わる送り分解能向上手段では、図８に示すように、マイクロレンズアレイ５４を、送り方向（主走査方向）に対して２等分して第１ブロックの組５４Ａと第２ブロックの組５４Ｂとに分けると共に、第１ブロックの組５４Ａと第２ブロックの組５４Ｂとの間の境目を所定距離広げた状態にして全体を一体的に構成する。
【００６８】
すなわち、このマイクロレンズアレイ５４は、第１ブロックの組５４Ａと第２ブロックの組５４Ｂとの相互間の相対的な位置を所定量シフトさせて、全体を一体的に構成する。なお、本第１実施の形態では、露光ビームスポットの２次元配置において、第１ブロックの組５４Ａによる露光ビームスポットのブロックと、第２ブロックの組５４Ｂによる露光ビームスポットのブロックとのシフト量を、元の送り分解能の半分の距離とする。
【００６９】
このため、マイクロレンズアレイ５４は、マイクロレンズアレイのピッチａ、ｂを、ａ＝１５μｍ〜６０μｍ、ｂ＝１５μｍ〜６０μｍ程度に設定し、シフト量（ずらし量）ｃを、ｃ＝０．５μｍ〜３μｍ程度に設定する。
【００７０】
さらに、このように設定したマイクロレンズアレイのピッチａ、ｂと、シフト量（ずらし量）ｃとに一対一に対応するよう、前アパーチャアレイ６２Ａと後アパーチャアレイ６２Ｂとにそれぞれ穿設する各開口の位置を設定する。すなわち、、全体が一体構造の前アパーチャアレイ６２Ａと後アパーチャアレイ６２Ｂとには、それぞれマイクロレンズアレイ５４の第１ブロックと第２ブロックとに一対一に対応し、かつ第１ブロックと第２ブロックとの相互間の相対的な位置を所定量シフトさせて各開口を穿設して構成する。
【００７１】
なお、このように構成した場合には、各マイクロレンズ６０に入射する光ビームのセンタが０．５μｍ〜３μｍ程度ずれるが、光ビームのセンタのずれ量がマイクロレンズアレイのピッチａ、ｂである１５μｍ〜６０μｍと比較して小さいから、露光処理時のエネルギロスを少なくして、前アパーチャアレイ６２Ａと後アパーチャアレイ６２Ｂとにより、適切に光ビームを成形できる。
【００７２】
また、この構成の場合には、マイクロレンズアレイ５４の複数のマイクロレンズ６０が複数のブロック毎に分けられてブロック相互間の相対的な位置が所定量シフトされた構成に、ＤＭＤ３６における各マイクロミラー４６の配置を一対一に対応させて構成しても良い。この場合には、ＤＭＤ３６の各マイクロミラー４６から投射された各光ビームの光軸が全て対応する各マイクロレンズ６０の中心に入射するようにできるから、光ビームのエネルギロスを最小限にすることが可能となる。
【００７３】
次に、露光ヘッド２６に、前述した送り分解能向上手段を設けた場合の、作用、効果について説明する。ここで図９及び図１２は、本発明の作用、効果を原理的に説明するための図である。また図１９に示すように、マイクロレンズアレイ５４およびＤＭＤ３６の傾斜角度は、マイクロレンズアレイ５４の複数のブロックに分割された内の、１つのブロックの範囲で少なくとも１回は、スポットがかさなるような傾斜角度に設定する。すなわち、露光ヘッド２６は、走査方向と直交する方向の分解能を得る為、図１９に示すように、１ブロック内の露光ビームスポットの１列目とｎ列目がスムースにつながる角度に設定する。
【００７４】
このマイクロレンズアレイ５４とアパーチャアレイ６２Ａ、６２Ｂとをそれぞれ第１ブロックと第２ブロックとの相互間の相対的な位置を所定量シフトさせて構成した送り分解能向上手段を設けた露光ヘッド２６で露光処理する場合には、露光ビームスポットの２次元配置が、図９及び図１２に示すように、第１ブロックの組５４Ａによる露光ビームスポットのブロックＢＡと、このブロックＢＡから元の送り分解能の半分の距離シフトした第２ブロックの組５４Ｂによる露光ビームスポットのブロックＢＢとの全体配置となる。
【００７５】
この図９及び図１２に示す露光ビームスポットの２次元配置では、露光ヘッド２６のＤＭＤ３６を制御ユニット２０から送信された露光する画像に対応する制御信号に基づき変調周期に対応して全マイクロミラー４６（素子）を同期させてオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）制御することにより、感光材料１１に対して走査露光の処理を実行する。
【００７６】
なお、走査露光時にＤＭＤ３６の全マイクロミラー４６を用いず露光する場合は、（例えば、１０２４×１０２４個のマイクロミラー４６のうち２５６×１０２４個のマイクロミラー４６のみを露光する場合等）露光に利用するマイクロミラー４６のうち全てを同期させてオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）制御を行う。
【００７７】
上述の条件で走査露光する場合には、感光材料１１を送り方向（主走査方向）に送り動作させながら、第１ブロックＢＡの露光ビームスポットの２次元配置で露光した部分に重ねるようにして、第２ブロックＢＢの露光ビームスポットの２次元配置で露光することと等しい状態となり、図１２に示すように、第１ブロックＢＡの２次元配置で露光された各露光ビームスポット（図に想像線で示すもの）の間に、第２ブロックＢＢの２次元配置で露光された各露光ビームスポットが位置することになる。
【００７８】
このため、図１１に示す全露光ビームスポットが均等な間隔で２次元配置された従来構成の図１３に示すマイクロレンズ６０が全面に渡って均等配置されたマイクロレンズアレイ５４を用いた比較例である露光ヘッド２６で露光処理した場合と比較すると、この露光ビームスポットの２次元配置を第１ブロックＢＡと第２ブロックＢＢとに分割し相互間でシフトさせた図１２に示す構成の場合には、送り方向（主走査方向）に対する露光ヘッド２６の分解能（Ａｄｄｒｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ）である送り分解能（位置分解能）を、２倍に向上することができる。
【００７９】
次に、図９及び図１２に示す、ＤＭＤ３６を傾斜させて各マイクロミラー４６による露光ビーム４８の走査軌跡（走査線）のピッチをより狭くして解像度を大幅に向上させると共に、露光ビームスポットの２次元配置を第１ブロックＢＡと第２ブロックＢＢとに分割し相互間でシフトさせて、送り分解能（位置分解能）を２倍に向上した構成により、送り方向に直交する方向の直線を、高精度で描画するために行う、露光処理の手法の一例について説明する。
【００８０】
この場合には、図９に示すように、第１ブロックＢＡにおける走査方向の配列である第１行乃至第３行に対応する露光ビームスポットＢＡ１、ＢＡ２及びＢＡ３と、第６行乃至第８行に対応する露光ビームスポットＢＡ６、ＢＡ７及びＢＡ８と、第１１行及び第１２行に対応する露光ビームスポットＢＡ１１及びＢＡ１２とにより、高精度で描画する送り方向に直交する方向の直線（横ライン）の対応各部を描画する。
【００８１】
次に、感光材料１１が送り方向に移動されて露光ヘッド２６の下へ来たときに第２ブロックＢＢにおける走査方向と直交する方向の配列である第４行及び第５行に対応する露光ビームスポットＢＢ４及びＢＢ５と、第９行及び第１０行に対応する露光ビームスポットＢＢ９及びＢＢ１０とにより、高精度で描画する送り方向に直交する方向の直線の対応各部を描画する。
【００８２】
なお、露光ビームスポットの２次元配置において、各行の単数又は複数の露光ビームスポットで多重露光する処理を行っても良いことは勿論である。
【００８３】
上述した露光処理の手法によれば、送り分解能（位置分解能）が２倍となって、露光状態を微視的に見た図１０に示すように、横ラインの変動幅に影響する基礎曲がり量ｈ１（ここでは、第１ブロックＢＡの第３行に対応する露光ビームスポットＢＡ３が横ラインから離間した距離）又は横ラインの変動幅に影響する基礎曲がり量ｈ１１（ここでは、第２ブロックＢＢの第５行に対応する露光ビームスポットＢＢ５が横ラインから離間した距離）を削減して誤差を小さくできる。
【００８４】
ここで、図１１に示す全露光ビームスポットが均等な間隔で２次元配置された従来構成の比較例であるＤＭＤ３６で露光処理したときの露光状態を微視的に見た図１４に示す場合と比較すると、横ラインの変動幅に影響する基礎曲がり量ｈ２（ここでは、第５行に対応する露光ビームスポットが横ラインから離間した距離）より基礎曲がり量ｈ１又はｈ１１が大幅に小さく削減されているから、より高精度で直線を描画できることが確認できる。
【００８５】
なお、各露光ヘッド２６は、前述した図６に示す構成の他に、図２０に示すように構成しても良い。この図２０に示す構成の場合には、結像光学レンズ系５０、５２の結像面にマイクロレンズアレイ５４を設け、マイクロレンズアレイ５４の焦点位置に露光面（感光材料１１が位置する面）を設けた構成としている。すなわち、この図２０に示す露光ヘッド２６は、図６に示す露光ヘッド２６の構成に対して後アパーチャアレイ６２Ｂよりも露光面側の光学部材を省略し、マイクロレンズアレイ５４の焦点位置に露光面を設定した構成とする。この構成では、各画素のピームが集光されるマイクロレンズアレイ５４の焦点位置に露光面（感光材料１１）が配置される為、図６の構成に比べ、より解像度の高い露光を行うことができる。
［画像形成装置の動作］
次に、上述のように構成した画像形成装置１０の動作について説明する。
【００８６】
この画像形成装置１０に設けるファイバアレイ光源である光源ユニット１６は、図示しないが、複数の半導体レーザチップから射出された紫外線等のレーザビームを合波して光ファイバに入力する合波モジュールが複数個設置されている。各合波モジュールから延びる光ファイバは、合波したレーザ光を伝搬する合波光ファイバであって、複数の光ファイバが１つに束ねられてバンドル状の光ファイバ（ファイババンドル）２８として形成され、出射するレーザ光の強度を向上するよう構成されている。
【００８７】
この画像形成装置１０では、露光パターンに応じた画像データが、ＤＭＤ３６に接続された制御ユニット２０に入力され、制御ユニット２０内のメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【００８８】
感光材料１１を表面に吸着した移動ステージ１４は、図示しない駆動装置により、ガイド３０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。移動ステージ１４が門型フレーム２２の下を通過する際に、門型フレーム２２に取り付けられた位置検出センサ２４により感光材料１１の先端が検出されると、メモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部としての制御装置によって、この読み出した画像データに基づいて前述した送り分解能向上手段によって露光ビームスポットの２次元配置が複数のブロックに分割されて相互間で所定距離シフトした配置となっていることに対応して、所要の送り分解能を向上できる制御信号（制御データ）が各露光ヘッド２６毎に生成される。
【００８９】
そして、この生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド２６毎に空間光変調素子（ＤＭＤ）３６のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【００９０】
光源ユニット１６から空間光変調素子（ＤＭＤ）３６にレーザ光が照射されると、ＤＭＤ３６のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、送り分解能が向上された所要の露光ビームスポット位置に結像される。このようにして、光源ユニット１６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１１が所定の主走査方向の送り速度において送り分解能が向上された状態（移動ステージ１４の移動速度である送り速度を遅くすることなく、送り分解能が向上された状態）で露光処理される。
【００９１】
また、感光材料１１が移動ステージ１４と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１１が露光ヘッドユニット１８によりステージ移動方向と反対の方向に走査され、各露光ヘッド２６毎に帯状の露光済み領域３４（図２に図示）が形成される。
【００９２】
露光ヘッドユニット１８による感光材料１１の走査が終了し、位置検出センサ２４で感光材料１１の後端が検出されると、移動ステージ１４は、図示しない駆動装置により、ガイド３０に沿って搬送方向最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド３０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。
【００９３】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、露光ヘッド２６に用いる空間光変調素子としてＤＭＤを用いたが、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子をＤＭＤに代えて用いることができる。
【００９４】
また、ｏｎ／ｏｆｆ状態のみを取る空間光変調素子に限らず、ｏｎ／ｏｆｆ状態に加え複数の中間値を取り、階調を表現できる空間光変調素子を用いても良い。
【００９５】
なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。
【００９６】
また、本実施形態に係る画像形成装置１０では、露光ヘッド２６に用いる空間光変調素子（ＤＭＤ）３６を、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段に置き換えて構成しても良い。この複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段は、例えば、各画素に対応したレーザビームを選択的にｏｎ／ｏｆｆして出射可能にしたレーザ光源で構成し、または、各微小レーザ発光面を各画素に対応して配置することにより面発光レーザ素子を形成し、各微小レーザ発光面を選択的にｏｎ／ｏｆｆして発光可能にしたレーザ光源で構成することができる。
【００９７】
次に、本発明のマルチビーム露光装置に関する第２実施の形態について、図１５乃至図１８を参照しながら説明する。
【００９８】
本第２実施の形態では、露光ヘッド２６に設ける送り分解能向上手段を、マイクロレンズアレイ５４及びアパーチャアレイ６２Ａ、６２Ｂよりも露光面側となる光路上に配置したビーム位置変換手段で構成する。
【００９９】
このビーム位置変換手段は、通常の露光ヘッド２６における現有光学系におけるＤＭＤ３６から露光面上に投影される複数の露光ビームの光路上に配置され、かつ送り方向に対して分けられる複数のブロックの各々に対応する各平行平板をブロック相互間の相対的な位置を所定量シフトさせるように傾斜させて入れ、ビーム位置をシフトさせるように構成する。すなわち、図１５に示すように、露光ヘッド２６におけるマイクロレンズアレイ５４及びアパーチャアレイ６２Ａ、６２Ｂと、これよりも露光面側にある第２の結像光学レンズ系５６，５８との間となる光路上に、ビーム位置変換機構７０を配置する。
【０１００】
この図示するビーム位置変換機構７０は、前述した第１実施の形態と同様に、露光ヘッド２６から露光面（感光材料１１の表面）上に投影される複数の露光ビームスポットの位置を露光面上で送り方向に対して２組のブロック毎に分け、これらブロック相互間の相対的な位置を所定量シフトさせて、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光できるように構成する。
【０１０１】
また、露光ヘッド２６では、マイクロレンズアレイ５４を通過した光ビームが平行光でないので、マイクロレンズアレイ５４の一部分にのみ平行平板を設置することはできないからマイクロレンズアレイ５４の全面に対応して均等な厚さの平行平板を設置する必要がある。このため、ビーム位置変換機構７０は、図１７に示すように、一つの基台７２上に、一対の平行平板部材７４、７６を装着して構成する。
【０１０２】
一対の平行平板部材７４、７６は、矩形平板状の光ビームを通過させる透過部材７８の外側周囲に、コの字状又は逆コの字状の枠体８０を一体に設けて構成する。これら一対の平行平板部材７４、７６は、それぞれの枠体８０の部分を支持するよう配置した３個の高さ調整機構８２を介して、３点支持の状態で基台７２上に装着する。
【０１０３】
これら高さ調整機構８２は、図１８に示すように、モータ８４で微動伸縮操作されるねじ軸８６の先端を、くの字状に形成されると共に屈曲部を図示しないフレーム等の固定部材に軸着された操作方向変換部材８８の縦側のアーム部８８Ａに当接させ、操作方向変換部材８８の横側のアーム部８８Ｂに円柱状の保持部材９０を取付て構成する。この高さ調整機構８２の保持部材９０には、各対応する枠体８０を取付る。
【０１０４】
このように構成した高さ調整機構８２は、３個一組になって、３点支持の状態で各平行平板部材７４、７６を支持する。このとき、各高さ調整機構８２は、図示しない制御装置がモータ８４をそれぞれ駆動制御し、ねじ軸８６と操作方向変換部材８８とを介して保持部材９０の突出量を調整する。これにより、３個の高さ調整機構８２によって３点支持された各平行平板部材７４、７６は、それぞれの透過部材７８が、光ビームに対して所要の傾斜角に調整され、一義的に決定される。
【０１０５】
よって、このビーム位置変換手段では、各平行平板部材７４、７６の傾斜角を調整することにより、露光ビームスポットの２次元配置を、一方の平行平板部材７４を通過する第１ブロックと、他方の平行平板部材７６を通過する第２ブロックとに分割し、これら第１ブロックと第２ブロックとの間隔を所要間隔に設定する。すなわち、このビーム位置変換手段では、露光ビームスポットの２次元配置を第１ブロックと第２ブロックとに分割し相互間でシフトさせて、送り分解能（位置分解能）を２倍に向上する。
【０１０６】
また、本第２実施の形態で用いる一対の平行平板部材７４、７６は、それぞれ平板状の別部材として形成された平行平板部材７４と平行平板部材７６とを、それぞれの一辺を接触させ各々が光ビームに対して所要の傾斜角をなすように組み合わせて構成しているが、図２１に示すように、中心線に対して左右対称となるように、光ビームに対して予め定めた所定の傾斜角をなす複数の小平行平板をジグザグに一体化して光ビームの光軸方向に薄くなるように構成した平行平板部材７４Ａで置き換えることができる。
【０１０７】
このように構成した光軸方向に薄い平行平板部材７４Ａを用いる場合には、光軸方向に場所を取らないので、狭い空間に設置できるから、露光ヘッド２６を小型化するときに有効である。
【０１０８】
次に、本発明のマルチビーム露光装置に関する第２実施の形態に係わる他の構成例について、図１６により説明する。
【０１０９】
この図１６に例示する構成例では、露光ヘッド２６に設けるビーム位置変換手段を、第１の結像光学レンズ系５０，５２よりも露光面側となる光路上にビーム位置変換手段を配置して構成する。すなわち、図１５に示す露光ヘッド２６の光路では、マイクロレンズアレイ５４上に一度結像するが、図１６に例示する構成例では、このマイクロレンズアレイ５４上の結像位置を露光面に設定して構成する。
【０１１０】
このため、露光ヘッド２６は、マイクロレンズアレイ及びアパーチャを省略し、第１の結像光学レンズ系５０，５２よりも露光面側となる光路上にビーム位置変換機構７０を配置し、さらに露光面側の光路上にプリズムペア５９を配置する。
【０１１１】
そして、この露光ヘッド２６は、感光材料１１上にビーム位置変換機構７０によって露光ビームスポットの２次元配置を第１ブロックと第２ブロックとに分割し相互間でシフトさせて、送り分解能（位置分解能）を２倍に向上して露光可能とする。
【０１１２】
本第２実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は前述した第１実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１３】
次に、本発明のマルチビーム露光装置に関する第３実施の形態について、図２２乃至図２５を参照しながら説明する。
【０１１４】
本第３実施の形態では、露光ヘッド２６に設ける送り分解能向上手段である光路上に配置するビーム位置変換手段として、光の回折を利用した光学素子を用いる。この回折を利用した光学素子としては、ホログラムやバイナリオプティカルエレメント（回折部材）をブレーズ（ｂｌａｚｅ）化したもの（溝角として知られている角度によって、表面に傾いて平面の滑らかな面を持った格子の一つ一つの溝を作り、スペクトルエネルギーを、一つの角度範囲に集中させるように構成したもの、すなわち、ある角度で、のこぎりの刃状の如く光学表面形状を加工したもの）等を用いることができる。
【０１１５】
ここでは、バイナリオプティカルエレメントを使用したビーム位置変換手段を、図２２乃至図２５に示す。
【０１１６】
このビーム位置変換手段は、通常の露光ヘッド２６における現有光学系におけるＤＭＤ３６から露光面上に投影される複数の露光ビームの光路上に配置したバイナリオプティカルエレメントで構成する。すなわち、このビーム位置変換手段は、前述した図１５に示す露光ヘッド２６における、マイクロレンズアレイ５４及びアパーチャアレイ６２Ａ、６２Ｂと、これよりも露光面側にある第２の結像光学レンズ系５６，５８との間となる光路上にあるビーム位置変換機構７０の代わりに配置された、光の回折を利用した光学素子として構成されたバイナリオプティカルエレメントである一部画素シフト部材１５０で構成する。
【０１１７】
この一部画素シフト部材１５０は、前述した実施の形態と同様に、露光ヘッド２６から露光面（感光材料１１の表面）上に投影される複数の露光ビームスポットの位置を露光面上で送り方向に対して２組のブロック毎に分け、これらブロック相互間の相対的な位置を所定量シフトさせて、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光できるように構成する。
【０１１８】
このため、図２２に示す光の回折を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材１５０は、透明で同じ厚みの平面部材に形成された光学ガラス等である一枚の平面プレートを走査方向（主走査方向）に対して上段と下段の２つのエリア（部分）に分け、上段を第１回折部１５０Ｄとし、下段を第２透過部１５０Ｅとして構成する。
【０１１９】
この第２透過部１５０Ｅは、光ビームを直線の光路に沿って透過させるよう構成する。
【０１２０】
第１回折部１５０Ｄと第２透過部１５０Ｅとは、その走査方向（送り方向）に直交する方向に対する長さ（第１回折部１５０Ｄとと第２透過部１５０Ｅの境界から各自由端との間の距離）を、一部画素シフト部材１５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面（感光材料１１の表面）に至る光路の走査方向（送り方向）に直交する方向に対応した光路幅を２等分した長さ以上に設定する。
【０１２１】
さらに、図２２に示す一部画素シフト部材１５０は、第１回折部１５０Ｄと第２透過部１５０Ｅとの境界の中央位置が、一部画素シフト部材１５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面に至る光路の走査方向に直交する方向に対応した光路幅の中央位置に一致するように配置する。
【０１２２】
このように配置構成することにより、この一部画素シフト部材１５０は、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を、露光面上で走査方向に対して均等に２等分（走査方向に対するビームスポットの数が等しくなる２つに分割）し、２つのブロックを設定することができる。
【０１２３】
また、図２３に示す光の回折を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材１５０は、透明で同じ厚みの平面部材に形成された光学ガラス等である一枚の平面プレートを走査方向（主走査方向）に対して上段と下段の２つのエリア（部分）に分け、上段を第１回折部１５０Ｄとし、下段を第３回折部１５０Ｆとして構成する。
【０１２４】
このように配置構成することにより、この図２３に示す一部画素シフト部材１５０は、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を、露光面上で走査方向に対して均等に２等分（走査方向に対するビームスポットの数が等しくなる２つに分割）し、前述した図２２に示す一部画素シフト部材１５０よりも大きなシフト量（例えば２倍のシフト量）で２つのブロックを設定することができる。
【０１２５】
この光の回折を利用した光学素子として構成された図２２又は図２３に示す一部画素シフト部材１５０では、その第１回折部１５０Ｄの表裏両面を図２４に示すように光ビームを回折して走査方向の一方にビームスポットを所定量シフトさせる作用を奏する第１ＢＯＥ（バイナリー・オプティカル・エレメント）１５１に構成する。
【０１２６】
また、第３回折部１５０Ｆの表裏両面を図２５に示すように光ビームを回折して走査方向の他方にビームスポットを所定量シフトさせる作用を奏する第２ＢＯＥ（バイナリー・オプティカル・エレメント）１５３に構成する。
【０１２７】
これら第１ＢＯＥ１５１と、第２ＢＯＥ１５３とは、一般に利用されているバイナリー・オプティカル・エレメント（回析部材）として加工形成されるもので、例えば、一部画素シフト部材１５０を形成する板状の光学ガラスにおける第１回折部１５０Ｄ、第３回折部１５０Ｆの表裏両面部分にそれぞれ断面視微細な傾斜面（実際には、いわゆるエッチング加工を繰り返して凹部に微細な階段状の傾斜を形成したもの）を加工して構成することができる。
【０１２８】
これら第１ＢＯＥ１５１と、第２ＢＯＥ１５３とは、それぞれ第１回折部１５０Ｄと第３回折部１５０Ｆとの表裏両面における走査方向に直交する方向の一方の端部から他方の端部に向けて直線状に伸びる微細な略断面三角形の斜面として構成する。これら第１ＢＯＥ１５１と、第２ＢＯＥ１５３とは、微細な略断面三角形の高さ（段差の高さ）が回折部材の屈折率をｎ、空気の屈折率を１、光の波長をλ、段差の数をＮとしたとき、次式の整数倍となるように形成する。
【０１２９】
式
(数１)
0004647355.tif 000002
【０１３０】
これら第１ＢＯＥ１５１と、第２ＢＯＥ１５３とは、理論的に、それぞれの凹部内の傾斜に形成された微細な階段部分の段数（レベル）が８レベルの傾斜面の場合に、第１ＢＯＥ１５１と、第２ＢＯＥ１５３とで所定の方向に回折される光の割合が約９５％となり、１６レベルの傾斜面の場合に約９８．７％，３２レベルで９９．５％となる。従って、第１ＢＯＥ１５１と、第２ＢＯＥ１５３とは、露光面上での迷光限界に応じて１６レベルあるいは３２レベル程度に加工することで、十分実用に耐え得るものとなる。
【０１３１】
また、図２３に示す一部画素シフト部材１５０では、これら第１ＢＯＥ１５１を設けた第１回折部１５０Ｄと、第２ＢＯＥ１５３を設けた第３回折部１５０Ｆとが、図２４と図２５とを対比して見ると分かるように、バイナリー・オプティカル・エレメントの傾斜の方向が逆となるように構成し、第１ＢＯＥ１５１で光ビームを回折してビームスポットの位置をシフトさせる方向と、第２ＢＯＥ１５３で光ビームを回折してビームスポットの位置をシフトさせる方向とが逆方向となるように構成する。
【０１３２】
また、第１ＢＯＥ１５１を設けた第１回折部１５０Ｄと、第２ＢＯＥ１５３を設けた第３回折部１５０Ｆとは、それぞれの厚さを変更調整することによって感光材料１１の露光面上に照射されるビームスポットの位置のシフト量を所定量に設定することができる。
【０１３３】
上述のように構成したビーム位置変換手段としての一部画素シフト部材１５０では、露光ビームスポットの２次元配置を、一方の第１回折部１５０Ｄを通過する第１ブロックと、他方の第２透過部１５０Ｅ又は第３回折部１５０Ｆを通過する第２ブロックとに分割し、これら第１ブロックと第２ブロックとの間隔を所要間隔に設定する。すなわち、このビーム位置変換手段では、露光ビームスポットの２次元配置を第１ブロックと第２ブロックとに分割し相互間でシフトさせて、送り分解能（位置分解能）を２倍に向上する。
【０１３４】
なお図示しないが、一部画素シフト部材は、第１回折部１５０Ｄと第３回折部１５０Ｆとの間に、第２透過部１５０Ｅを配置するように組み合わせ３つのブロックに分割してシフトさせるよう構成することができる。
【０１３５】
本第３実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は、前述した第１、第２実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３６】
次に、本発明のマルチビーム露光装置に関する第４実施の形態について、図２６及び図２７を参照しながら説明する。
【０１３７】
本第４実施の形態では、露光ヘッド２６に設ける送り分解能向上手段である光路上に配置するビーム位置変換手段として、光の偏向を利用した光学素子を使用する。
【０１３８】
図２６に示す光の偏光を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材１５０は、透明で同じ厚みの平面プレートに形成され、その走査方向（主走査方向）に直交する方向対して上段、下段の２つのエリア（部分）に分け、上段を第１偏光部１５０Ｇとし、下段を第２透過部１５０Ｈに構成する。
【０１３９】
また、第２透過部１５０Ｈは、光ビームを直線の光路で透過させるよう構成する。
【０１４０】
第１偏光部１５０Ｇと、第２透過部１５０Ｈとは、その走査方向（送り方向）に直交する方向に対する長さを、一部画素シフト部材１５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面（感光材料１１の表面）に至る光路の走査方向（送り方向）に直交する方向に対応した光路幅を２等分した長さ以上に設定する。
【０１４１】
さらに、一部画素シフト部材１５０は、第１偏光部１５０Ｇと第２透過部１５０Ｈとの境界の走査方向に対する長さの中央位置が、一部画素シフト部材１５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面に至る光路の走査方向に直交する方向に対応した光路幅の中央位置に一致するように配置する。
【０１４２】
このように配置構成することにより、この一部画素シフト部材１５０は、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を、露光面上で走査方向に対して均等に２等分（走査方向に対するビームスポットの数が等しくなる３つに分割）し、均等に分割された２つのブロックを設定することができる。
【０１４３】
また、図２７に示す光の偏光を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材１５０は、透明で同じ厚みの平面プレートに形成され、その走査方向（主走査方向）に直交する方向対して上段、下段の２つのエリア（部分）に分け、上段を第１偏光部１５０Ｇとし、下段を第３偏光部１５０Ｉとして構成する。
【０１４４】
このように配置構成することにより、この図２７に示す一部画素シフト部材１５０は、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を、露光面上で走査方向に対して均等に２等分（走査方向に対するビームスポットの数が等しくなる２つに分割）し、前述した図２６に示す一部画素シフト部材１５０よりも大きなシフト量（例えば２倍のシフト量）で２つのブロックを設定することができる。
【０１４５】
ここで、シフト方向と平行な偏光方向を有する光が、一部画素シフト部材に入射する場合を考える。
【０１４６】
図２６又は図２７に示す、光の偏光を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材１５０では、その第１偏光部１５０Ｇを、一般に用いられているビームディスプレイサーで形成し、このビームディスプレイサーに光線（光ビーム）を透過させることによって生じる異常光線の出射方向を、走査方向の一方にシフトさせる作用を奏するように構成する。ビームディスプレイサーは、入射面法線に対して、ビームをシフトする方向に４５°結晶光軸が傾斜するよう構成されたものである。
【０１４７】
また、図２７に示す第３偏光部１５０Ｉは、一般に用いられているビームディスプレイサーで形成し、このビームディスプレイサーに光線（光ビーム）を透過させることによって生じる異常光線の出射方向を、走査方向の他方にシフトさせる作用を奏するように構成する。すなわち、第１偏光部１５０Ｇで光ビームを偏光して露光面上に投影されるビームスポットの位置をシフトさせる方向と、第３偏光部１５０Ｉで光ビームを偏光して露光面上に投影されるビームスポットの位置をシフトさせる方向とが逆方向となるように構成する。
【０１４８】
また、これら第１偏光部１５０Ｇと、第３偏光部１５０Ｉとは、それぞれの厚さを変更調整することによって感光材料１１の露光面上に投影されるビームスポットの位置のシフト量を所定量に設定することができる。
【０１４９】
図２６又は図２７に示す一部画素シフト部材１５０を利用する構成では、シフト方向に対して光の偏光方向が平行になるようにする方法として種々の方法が考えられるが、例えば、一部画素シフト部材１５０に入射する前に偏光板部材１５８を設置して構成することができる。
【０１５０】
上述のように構成したビーム位置変換手段としての一部画素シフト部材１５０では、露光ビームスポットの２次元配置を、一方の第１偏光部１５０Ｇを通過する第１ブロックと、他方の第２透過部１５０Ｈ又は第３偏光部１５０Ｉを通過する第２ブロックとに分割し、これら第１ブロックと第２ブロックとの間隔を所要間隔に設定する。すなわち、このビーム位置変換手段では、露光ビームスポットの２次元配置を第１ブロックと第２ブロックとに分割し相互間でシフトさせて、送り分解能（位置分解能）を２倍に向上する。
【０１５１】
なお図示しないが、一部画素シフト部材は、第１偏光部１５０Ｇと、第３偏光部１５０Ｉとの間に、第２透過部１５０Ｈを配置するように組み合わせ３つのブロックに分割してシフトさせるよう構成することができる。
【０１５２】
本第４実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は、前述した第１、第２実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５３】
なお、前述した実施の形態では、露光ビームスポットの２次元配置を２つのブロックに分割したものについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、３つ以上のブロックに分割して構成しても良い。このように３つ以上のブロックに分割して構成する場合には、走査速度を高速に維持したまま、より高い送り分解能を得ることができる。
【０１５４】
また、本発明のマルチビーム露光装置では、露光面としての感光材料１１の表面上における露光ビームスポットの２次元配置を、複数のブロックに分割し、これら複数のブロック相互間の位置を相対的にシフトさせる（複数のブロック相互間の間隔を所要間隔に設定する）ことにより、送り分解能（位置分解能）を複数倍に向上するよう構成しても良い。
【０１５５】
このマルチビーム露光装置の送り分解能（位置分解能）を複数倍に向上するよう構成する手段は、例えば、図６に示す露光ヘッド２６における、ＤＭＤ３６と感光材料１１との間に配置した投影手段によって構成することができる。
【０１５６】
また、マルチビーム露光装置の送り分解能（位置分解能）を複数倍に向上するよう構成する手段は、例えば、図６に示す露光ヘッド２６における、光源から感光材料１１へ至る光路上に配置される光学的手段（光源、ＤＭＤ等を含む）によって構成することができる。
【０１５７】
マルチビーム露光装置の送り分解能（位置分解能）を複数倍に向上するよう構成する手段には、図示しないが、前述したビーム位置変換手段に加え、ビーム制御に使用する空間光変調素子の領域を、分割駆動すると共に、分割された部分の相互間で駆動タイミングをずらすように構成した手段を利用することによって、マルチビーム露光装置の送り分解能（位置分解能）をさらに高めることができる。
【０１５８】
このマルチビーム露光装置の送り分解能（位置分解能）を複数倍に向上するよう構成する手段としては、例えば、ＤＭＤを複数のメイン・ブロックに分割し、そのメイン・ブロック毎にタイミングをずらしながら駆動するとともに、各メイン・ブロックを前述した実施の形態で説明した送り分解能向上手段によって複数のサブ・ブロックに分割し、そのサブ・ブロック毎に描画位置を光学的にずらす手段を用いることができる。
【０１５９】
このメイン・ブロックの分割、駆動手段としては、例えば、特願２００４−２０５４１５に記載された、各ブロックでＤＭＤのリセットタイミングを変化させる手段を用いることができる。この手段に係わる実施の形態の記載として、特願２００４−２０５４１５の明細書における、段落「００７３」乃至段落「００７６」の記載及び添付図面中の図８乃至図９の記載を、本明細書の内容として援用する。
【０１６０】
またメイン・ブロックの分割、駆動手段としては、例えば、特願２００４−３０２２８３に記載された、ブロック毎にデータ転送器を設けて各ブロックの駆動タイミングを変化させる手段を用いることができる。この手段に係わる実施の形態の記載として、特願２００４−３０２２８３の明細書における、段落「００６２」乃至段落「００８４」の記載及び添付図面中の図８乃至図１２の記載を本明細書の内容として援用する。
【０１６１】
上述のように、光学的な部材を用いた送り分解能向上手段を併用するよう構成することによって、メイン・ブロックの数を減らすことができるため、ＤＭＤの駆動回路の構成を簡素化することができる。
【０１６２】
また光学的な部材を用いて静的に描画位置をずらすように作用するサブ・ブロックと、動的に駆動タイミングを制御できるメイン・ブロックとを組み合わせることによって、メイン・ブロックの数を減らしつつ、様々なタイプのドット配置パターン（描画面上におけるドット配置）を実現することができる。このため、例えばステージの搬送速度を変化させた場合にも、所望の分解能を実現すべく、ドット配置パターンを臨機応変に制御することができる。
【０１６３】
なお、本発明のマルチビーム露光装置は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明のマルチビーム露光方法及び装置の第１実施の形態に係る、画像形成装置の全体概略斜視図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置に設けた露光ヘッドユニットの各露光ヘッドによって感光材料に露光する状態を示す要部概略斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置における、ＤＭＤを傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）の走査軌跡を示す要部平面図、（Ｂ）はＤＭＤを傾斜させた場合の露光ビームの走査軌跡を示す要部平面図である。
【図４】本発明の第１実施の形態に係る露光装置に用いるＤＭＤの構成を示す要部拡大斜視図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施の形態に係る露光装置に用いるＤＭＤの動作を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに関する光学系の概略構成図である。
【図７】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに関するマイクロレンズアレイとアパーチャアレイとの部分を取り出して示す要部概略構成図である。
【図８】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに関するマイクロレンズアレイを取り出して示す平面図である。
【図９】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置に係わる、送り分解能を向上した露光処理の手法を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置に係わる、送り分解能を向上して露光処理した状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置に係わる、送り分解能を向上した露光処理の手法と比較するための、従来の露光処理の状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置に係わる、送り分解能を向上した露光処理の手段の内容を示す説明図である。
【図１３】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置に係わる、送り分解能を向上した露光処理の手法と比較するための、従来の露光ヘッドに用いるマイクロレンズアレイを示す平面図である。
【図１４】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置に係わる、送り分解能を向上した露光処理の手法と比較するための、従来の露光ヘッドで露光処理した状態を示す説明図である。
【図１５】本発明の第２実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに関する光学系の概略構成図である。
【図１６】本発明の第２実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに関する他の構成例を示す光学系の概略構成図である。
【図１７】本発明の第２実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに用いるビーム位置変換機構部分を取り出して示す斜視図である。
【図１８】本発明の第２実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに用いるビーム位置変換機構の高さ調整機構部分を取り出して示す概略側面図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る画像形成装置で、走査方向と直交する方向の分解能を得るようＤＭＤを傾斜させる場合に、傾斜角度の条件を説明するための露光ビームスポットの配置を示す平面図である。
【図２０】本発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに関する、他の構成例に変わる光学系の概略構成図である。
【図２１】本発明の第２実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドにおける、ビーム位置変換手段としての一対の平行平板部材の代用となる平行平板部材を取り出して示す断面図である。
【図２２】本発明の第３実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに用いる、光の回折を利用した一部画素シフト部材を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図２３】本発明の第３実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに用いる、光の回折を利用した他の構成の一部画素シフト部材を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図２４】本発明の第３実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドにおける光の回折を利用した一部画素シフト部材に用いる第１回折部を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図２５】本発明の第３実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドにおける光の回折を利用した一部画素シフト部材に用いる第３回折部を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図２６】本発明の第４実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドにおける光の偏光を利用した一部画素シフト部材を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図２７】本発明の第４実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドにおける光の偏光を利用した他の構成の一部画素シフト部材を取り出して示す概略構成斜視図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１０    画像形成装置
１４    移動ステージ
１６    光源ユニット
１８    露光ヘッドユニット
２０    制御ユニット
２６    露光ヘッド
３２    露光エリア
４６    マイクロミラー
４８    露光ビーム
５４    マイクロレンズアレイ
６０    マイクロレンズ
６２    アパーチャアレイ
６２Ａ    前アパーチャアレイ
６２Ｂ    後アパーチャアレイ
７０    ビーム位置変換機構
７４    平行平板部材
７４Ａ    平行平板部材
７６    平行平板部材
８２    高さ調整機構
１５０    一部画素シフト部材
１５８    偏光板部材
【図１】
0004647355.tif 000003
【図２】
0004647355.tif 000004
【図３】
0004647355.tif 000005
【図４】
0004647355.tif 000006
【図５】
0004647355.tif 000007
【図６】
0004647355.tif 000008
【図７】
0004647355.tif 000009
【図８】
0004647355.tif 000010
【図９】
0004647355.tif 000011
【図１０】
0004647355.tif 000012
【図１１】
0004647355.tif 000013
【図１２】
0004647355.tif 000014
【図１３】
0004647355.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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