(57)【要約】【課題】  画像露光装置において、空間光変調素子のチャタリングや迷光に起因する露光画像の鮮鋭度の低下を軽減し、さらに、高い全体消光比と、アラインメントの調整および維持の容易性を実現する。【解決手段】  所望のパターンを感光材料上に露光する画像露光装置の露光ヘッドに、光源からの光を各々独立に変調する多数の画素部が配列された空間光変調素子３４と、多数の画素部により変調された多数の光線束を各々個別に集光する多数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイ６４と、マイクロレンズアレイ６４の前段および／または後段に配された合計２つ以上の開口アレイ６６、６８とを備え、開口アレイ６６、６８の各々に、前記多数の光線束を各々個別に制限する多数の開口を設ける。【選択図】          図５
2005309380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光ヘッドを備え、該露光ヘッドにより所望のパターンを感光材料上に露光する画像露光装置であって、
前記露光ヘッドが、
光源と、
前記光源からの光を各々独立に変調する多数の画素部が配列された空間光変調素子と、
前記多数の画素部により変調された多数の光線束を各々個別に集光する多数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの前段および／または後段に配された合計２つ以上の開口アレイを備えてなり、
前記開口アレイの各々が、前記多数の光線束を各々個別に制限する多数の開口が配列されたものであることを特徴とする画像露光装置。
【請求項２】
前記マイクロレンズアレイの前段および後段のそれぞれに、前記開口アレイが少なくとも１つずつ配されていることを特徴とする請求項１記載の画像露光装置。
【請求項３】
前記開口アレイのうちの少なくとも１つが、前記マイクロレンズのレンズ面上に積層されてなるものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像露光装置。
【請求項４】
前記空間変調素子の各画素部それぞれの像を前記マイクロレンズアレイの各レンズ面上に結像させるための結像レンズを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像露光装置。
【請求項５】
前記露光ヘッドが、前記空間光変調素子と、前記開口アレイのうち該空間光変調素子の最も近くに配された開口アレイとの間に、前記多数の光線束を互いに平行な光線束とする光学系をさらに備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像露光装置。
【請求項６】
前記開口アレイのいずれもが、前記マイクロレンズアレイと空間的に離間されて配されていることを特徴とする請求項１、２または５項項記載の画像露光装置。
【請求項７】
前記空間光変調素子が、前記多数の画素部として、前記光源からの光を反射する多数のマイクロミラーを備えたデジタル・マイクロミラー・デバイスであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の画像露光装置。
【請求項８】
前記露光ヘッドを複数備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の画像露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像露光装置に関し、特に詳細には、露光ヘッドを備え、その露光ヘッドにより所望のパターンを感光材料上に露光する画像露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、露光ヘッドを備え、その露光ヘッドにより所望のパターンを感光材料上に露光する画像露光装置が知られている。この種の画像露光装置の露光ヘッドは、基本的に、光源と、その光源から照射された光を、制御信号に応じて各々独立に変調する多数の画素部が配列されてなる空間光変調素子と、その空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなるものである。この基本的構成は、たとえば非特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、画像露光装置の露光ヘッドの別の構成として、特許文献１には、光源と、多数のマイクロミラーを備えた光変調素子としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、「ＤＭＤ」と呼ぶ）と、その多数のマイクロミラーにより変調された多数の光線束を各々個別に集光する多数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを備えた構成が示されている。そのようなマイクロレンズアレイを用いた構成によれば、感光材料上に露光される画像のサイズを拡大等しても、空間光変調素子の各画素部からの光線束はマイクロレンズアレイの各マイクロレンズによって集光されるので、感光材料上における露光画像の画素サイズ（各光線のスポットサイズ）は絞られて小さく保たれ、画像の鮮鋭度を高く保つことができるという利点がある。なお、上記の構成において空間光変調素子として用いられているＤＭＤとは、制御信号に応じて反射面の角度が各々独立に変化させられる多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に配列されてなるミラーデバイスである。特許文献１に示されている露光ヘッドはさらに、上記のマイクロレンズアレイの後段に１つの開口アレイを備えている。開口アレイには、上記の多数の光線束を各々個別に制限する多数の開口が配列されている。この開口アレイの作用により、感光材料上での画素サイズが一定の大きさとなるように各光線束が整形されると共に、隣接する画素間でのクロストークが防止される。
【特許文献１】特開２００４−１２４４号公報
【非特許文献１】石川明人"マスクレス露光による開発短縮と量産適用化"、「エレクロトニクス実装技術」、株式会社技術調査会、Vol.18、No.6、2002年、p.74-79
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＤＭＤのような空間光変調素子を使用した画像露光装置においては、空間光変調素子の各画素部をオン／オフ制御する際、オン状態またはオフ状態が落ち着くまでに若干の時間を要するというチャタリングの問題があった。このチャタリングは、各画素部で変調された光線束の光路をふらつかせ、感光材料上における露光点の位置を変動させるため、露光画像のぼけすなわち鮮鋭度の低下という問題を招く。このチャタリングによる悪影響は、高速露光のために画素部のオン状態／オフ状態の切換速度を高めるほど深刻となる。
【０００５】
また、画像露光装置において露光画像の鮮鋭度を低下させる別の要因として、空間光変調素子や周辺光に由来する迷光が生じ、それが感光材料に到達してしまうという要因もあった。上記の特許文献１に記載されているように、マイクロレンズアレイの後段に１つの開口アレイを設ければ、この迷光を除去し、加えて高い全体消光比（全画素部オン状態時と全画素部オフ状態時の光量比）を確保することは可能である。しかしながら、マイクロレンズアレイの後段に配した１つの開口アレイのみによって迷光を除去するという目的を達するには、マイクロレンズアレイにより集光されている各光線束の結像成分の径に合わせて、各開口の大きさおよび開口アレイの位置を極めて厳密に定める必要があり、アラインメントの調整および維持が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、空間光変調素子とマイクロレンズアレイとを組み合わせて用いる画像露光装置において、空間光変調素子のチャタリングや迷光に起因する露光画像の鮮鋭度の低下を軽減し、さらに好ましくは、高い全体消光比と、アラインメントの調整および維持の容易性を実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の画像露光装置は、露光ヘッドを備え、その露光ヘッドにより所望のパターンを感光材料上に露光する画像露光装置であって、その露光ヘッドが、光源と、その光源からの光を各々独立に変調する多数の画素部が配列された空間光変調素子と、それらの多数の画素部により変調された多数の光線束を各々個別に集光する多数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、そのマイクロレンズアレイの前段および／または後段に配された合計２つ以上の開口アレイを備えてなり、それらの開口アレイの各々が、上記の多数の光線束を各々個別に制限する多数の開口が配列されたものであることを特徴とするものである。
【０００８】
上記の本発明の画像露光装置は、上記のマイクロレンズアレイの前段および／または後段に、開口アレイが合計２つ以上配されているものであることが好ましい。
【０００９】
前記開口アレイのうちの少なくとも１つは、前記マイクロレンズのレンズ面上に積層されてなるものとすることができる。
【００１０】
上記の本発明の画像露光装置は、前記空間変調素子の各画素部それぞれの像を前記マイクロレンズアレイの各レンズ面上に結像させるための結像レンズを備えているものとすることができる。
【００１１】
また、上記の露光ヘッドは、上記の空間光変調素子と、上記の開口アレイのうち空間光変調素子の最も近くに配された開口アレイとの間に、上記の多数の光線束を互いに平行な光線束とする光学系をさらに備えているものであってもよい。なお、この光学系は、さらに拡大、縮小等の機能を担っているものであってもよい。
【００１２】
さらに、上記の本発明の画像露光装置では、上記の開口アレイのいずれもが、上記のマイクロレンズアレイと空間的に離間されて配されているものとすることができる。
【００１３】
また、上記の空間光変調素子は、上記の多数の画素部として、光源からの光を反射する多数のマイクロミラーを備えたデジタル・マイクロミラー・デバイスであってもよい。
【００１４】
さらに、上記の本発明の画像露光装置は、上記の露光ヘッドを複数備えているものであってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像露光装置によれば、空間光変調素子のチャタリングによる各光線束の光路のふらつきが生じても、合計２つ以上の開口アレイを設けたことによって、ふらつきの影響を受ける各光線束の周縁部分が遮断されるため、感光材料上における露光点の位置の変動を軽減し、高精細な画像を得ることができる。
【００１６】
また、開口アレイは、石英ガラス等からなる透明支持部材の上に、クロム等からなる遮光膜を十分な遮光を保障する厚さで孔あき状に施すことにより構成することができるが、開口アレイを１つでなく２つ以上とした場合、１つの開口アレイあたりの遮光膜の厚さを薄くすることができるので、遮光膜の構成材料が熱を帯びることにより生じ得る各開口アレイの歪みを抑制することができる。
【００１７】
さらに、マイクロレンズアレイの前段および／または後段に、開口アレイを合計２つ以上設ける構成とした場合には、前段の開口アレイにより迷光を除去することができるので、後段の開口アレイの各開口の径は、迷光の除去を目的とする場合ほど小さくしなくてもよく、主として空間変調素子に起因する散乱成分、マイクロレンズアレイにおける乱反射や多重反射に起因する周辺光成分を遮断して十分な全体消光比を確保できる程度の小ささであれば足りる。したがって、迷光の除去および高い全体消光比を実現しながら、各開口アレイと他の要素とのアラインメントの調整および維持も容易となすことができる。
【００１８】
また、前記開口アレイのうちの少なくとも１つを、前記マイクロレンズのレンズ面上に積層されてなるものとすれば、開口アレイの開口位置と、マイクロレンズのレンズ面との位置関係を、より正確に、かつ経時変化を起こさないように定めることができるので、感光材料上により高精細な画像を形成することができる。
【００１９】
上記画像露光装置を、前記空間変調素子の各画素部それぞれの像を前記マイクロレンズアレイの各レンズ面上に結像させるための結像レンズを備えたものとすれば、上記多数の画素部により変調された光線束を感光材料上により正確に集束させることができ、より高精細な画像を感光材料上に形成することができる。
【００２０】
また、空間光変調素子と、開口アレイのうち空間光変調素子の最も近くに配されたものとの間に、空間光変調素子からの多数の光線束を互いに平行な光線束とする光学系をさらに設ける構成とした場合には、空間変調素子の最も近くに配された各開口アレイにおいて、迷光の除去をするための各開口の大きさおよび開口アレイの位置の調整が容易となる。
【００２１】
さらに、各開口アレイを、マイクロレンズアレイと空間的に離間させて配する構成とした場合には、光により開口アレイの構成部材が熱を帯びても、その熱がマイクロレンズアレイにほとんど伝わらず、マイクロレンズアレイの光学性能に悪影響を及ぼすおそれがない。
【００２２】
また、空間光変調素子として多数のマイクロミラーを備えたＤＭＤを用いた場合には、装置の小型・軽量化や高コントラストの実現等のＤＭＤの利点を享受できる。一方、各マイクロミラーの周縁部の形状的歪みに起因して迷光の原因となる成分が発生し得るが、この成分は開口アレイにより除去することができるので、露光画像の鮮鋭度の低下を招くことはない。
【００２３】
さらに、上記の露光ヘッドを複数設けることとすれば、露光の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面により、本発明の１つの実施形態に係る画像露光装置について、詳細に説明する。
【００２５】
［画像露光装置の構成］
本実施形態に係る画像露光装置１０は、図１に示すように、シート状の感光材料１２を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１４を備えている。４本の脚部１６に支持された厚い板状の設置台１８の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド２０が設置されている。ステージ１４は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド２０によって往復移動可能に支持されている。なお、この画像露光装置１０には、副走査手段としてのステージ１４をガイド２０に沿って駆動する後述のステージ駆動装置１１６（図２０参照）が設けられている。
【００２６】
設置台１８の中央部には、ステージ１４の移動経路を跨ぐようにコの字状のゲート２２が設けられている。コの字状のゲート２２の端部の各々は、設置台１８の両側面に固定されている。このゲート２２を挟んで一方の側にはスキャナ２４が設けられ、他方の側には感光材料１２の先端および後端を検知する複数（たとえば２個）のセンサ２６が設けられている。スキャナ２４およびセンサ２６はゲート２２に各々取り付けられて、ステージ１４の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ２４およびセンサ２６は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
【００２７】
スキャナ２４は、図２および図３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（たとえば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（たとえば１４個）の露光ヘッド２８を備えている。この例では、感光材料１２の幅との関係で、３行目には４個のみの露光ヘッド２８を配置してある。なお、以下において、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド２８ｍｎと表記する。
【００２８】
各露光ヘッド２８による露光エリア３０は、副走査方向を短辺とする矩形状である。したがって、ステージ１４の移動に伴い、感光材料１２には露光ヘッド２８ごとに帯状の露光済み領域３２が形成される。なお、以下において、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア３０ｍｎと表記する。
【００２９】
また、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域３２が副走査方向と直交する方向に隙間なく並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド２８の各々は、その配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施形態では２倍）ずらされて配置されている。このため、１行目の露光エリア３０１１と露光エリア３０１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア３０２１と３行目の露光エリア３０３１とにより露光することができる。
【００３０】
露光ヘッド２８１１から２８ｍｎの各々は、図４および図５に示すように、入射された光線を画像データに応じて各画素部ごとに変調する空間光変調素子として、米国テキサス・インスツルメンツ社製のＤＭＤ３４を備えている。このＤＭＤ３４は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述のコントローラ１１２（図２０参照）に接続されている。このコントローラ１１２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２８ごとに、ＤＭＤ３４上の使用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。なお、ＤＭＤ３４上の使用領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、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２８ごとにＤＭＤ３４の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。
【００３１】
図４に示すように、ＤＭＤ３４の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア３０の長辺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３６、ファイバアレイ光源３６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系３８、このレンズ系３８を透過したレーザ光をＤＭＤ３４に向けて反射するミラー４０がこの順に配置されている。なお図４では、レンズ系３８を概略的に示してある。
【００３２】
上記レンズ系３８は、図５に詳しく示すように、ファイバアレイ光源３６から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ４２、この集光レンズ４２を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、「ロッドインテグレータ」という）４４、およびこのロッドインテグレータ４４の前方つまりミラー４０側に配置された結像レンズ４６から構成されている。ロッドインテグレータ４４は、たとえば四角柱状に形成された透光性ロッドである。ファイバアレイ光源３６から出射したレーザ光Ｂは、ロッドインテグレータ４４の内部を全反射しながら進行するうちに、ビーム断面内強度分布が均一化され、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ３４に入射する。これにより、照明光強度の不均一をなくして、高精細な画像を感光材料１２に露光することができる。なお、ロッドインテグレータ４４の入射端面、出射端面には反射防止膜がコートされて、透過率が高められている。
【００３３】
上記レンズ系３８から出射したレーザ光Ｂはミラー４０で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム４８を介してＤＭＤ３４に照射される。なお図４では、このＴＩＲプリズム４８は省略してある。
【００３４】
またＤＭＤ３４の光反射側には、ＤＭＤ３４で反射されたレーザ光Ｂを、感光材料１２上に結像する主光学系５０が配置されている。この主光学系５０は図４では概略的に示してあるが、図５に詳細を示すように、レンズ５４、５６からなる第１結像光学系５２と、レンズ６０、６２からなる第２結像光学系５８と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ６４と、マイクロレンズアレイ６４の前段に配された第１の開口アレイ６６と、マイクロレンズアレイ６４の後段に配された第２の開口アレイ６８とから構成されている。
【００３５】
マイクロレンズアレイ６４は、ＤＭＤ３４の駆動される各マイクロミラーに対応する多数のマイクロレンズ６４ａが、２次元状に配列されてなるものである。本例では、後述するようにＤＭＤ３４の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ６４ａは１０２４個×２５６列配置されている。なお、図５には３つのマイクロレンズ６４ａのみが図示されているが、これは説明のために簡略化して示したものである。マイクロレンズ６４ａの配置ピッチは縦方向、横方向とも４１μｍである。本実施形態では、各マイクロレンズ６４ａは、前面が平面、後面が凸面の平凸レンズであり、一例として焦点距離が０．２３ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．０９の、石英ガラスから形成された平凸レンズを用いることができる。なお、上記の例に限らず、両凸レンズ等を用いてもよい。また、各マイクロレンズ６４ａと、それらをアレイ状に連結する連結部分とを、同一の材料により一体成型してマイクロレンズアレイ６４としてもよいし、多数の開口を設けた基盤に、各マイクロレンズ６４ａをはめ込んでもよい。
【００３６】
また上記の第１の開口アレイ６６および第２の開口アレイ６８は、各マイクロレンズ６４ａに対応する多数の開口が設けられたもので、いずれもマイクロレンズアレイ６４から空間的に離間されて配されている。本実施形態では、第１の開口アレイ６６および第２の開口アレイ６８は、石英ガラスからなる透明支持部材の上に、クロムからなる遮光膜を孔あき状に施すことにより構成されている。なお、図５では、説明のために、上記のマイクロレンズ６４ａと同様、各開口アレイにつき３つのみの開口が図示されているが、実際には、１０２４個×２５６列ずつの開口が配列されている。これらの第１の開口アレイ６６および第２の開口アレイ６８の構成および作用については、後に詳しく説明する。
【００３７】
上記第１結像光学系５２は、ＤＭＤ３４による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ６４上に結像する。そして第２結像光学系５８は、マイクロレンズアレイ６４を経た像を１．６倍に拡大して感光材料１２上に結像、投影する。したがって全体では、ＤＭＤ３４による像が４．８倍に拡大されて感光材料１２上に結像、投影されることになる。また、第１結像光学系５２および第２結像光学系５８は、いずれも、ＤＭＤ３４からの多数の光線束（図５では説明のため３つの光線束のみ示してある）を互いにほぼ平行な光線束として出射させる光学系である。
【００３８】
なお本実施形態では、第２結像光学系５８と感光材料１２との間にプリズムペア７０が配設され、このプリズムペア７０を図５中で上下方向に移動させることにより、感光材料１２上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、感光材料１２は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。
【００３９】
ＤＭＤ３４は図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）７２上に、各々画素（ピクセル）を構成する多数（たとえば１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）７４が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられた矩形のマイクロミラー７４が設けられており、マイクロミラー７４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。なお、本実施形態では、各マイクロミラー７４の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。各マイクロミラー７４の間には若干の隙間があるため、各マイクロミラー７４自体の寸法は、縦横共に１３．０μｍとなっている。ＳＲＡＭセル７２は、ヒンジおよ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のものであり、全体はモノリシックに構成されている。
【００４０】
ＤＭＤ３４のＳＲＡＭセル７２にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられた各マイクロミラー７４が、対角線を中心としてＤＭＤ３４が配置された基板側に対して±α度（本実施形態では±１２°）のいずれかに傾けられる。図７（Ａ）は、マイクロミラー７４がオン状態である＋１２°に傾いた状態を示し、図７（Ｂ）は、マイクロミラー７４がオフ状態である−１２°に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ３４の各ピクセルにおけるマイクロミラー７４の傾きを、図６に示すように制御することによって、ＤＭＤ３４に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー７４の傾き方向へ反射される。ここで、ＤＭＤ３４の各マイクロミラー７４をオン状態またはオフ状態に切り換える際には、そのオン状態またはオフ状態が落ち着くまでに若干の時間を要するというチャタリングの問題が生じる。たとえば、本実施形態で用いている米国テキサス・インスツルメンツ社製のＤＭＤ３４では、各マイクロミラー７４をオン状態またはオフ状態に切り換えると、そのマイクロミラー７４はオン状態またはオフ状態の本来の設定角度を中心に±１°程度の範囲内で振動し、本来の設定角度すなわち安定状態に落ち着くまでには約２０マイクロ秒の時間を要する。
【００４１】
なお図７には、ＤＭＤ３４の一部を拡大し、各マイクロミラー７４が＋１２°または−１２°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７４のオンオフ制御は、ＤＭＤ３４に接続された上記のコントローラ１１２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー７４で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００４２】
また、ＤＭＤ３４は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（たとえば、０．２°から２°）を成すように僅かに斜め向きに配置するのが好ましい。図８（Ａ）はＤＭＤ３４を斜め向きにしない場合の各マイクロミラーにより反射および変調された各光線（露光ビーム）７６の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ３４を斜め向きにした場合の露光ビーム７６の走査軌跡を示している。
【００４３】
ＤＭＤ３４には、長手方向にマイクロミラー７４が多数個（たとえば１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（たとえば７６８組）配列されているが、図８（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ３４を斜め向きにすることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム７６の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ３４を斜め向きにし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、ＤＭＤ３４を斜め向きにする角度は微小であるので、ＤＭＤ３４を斜め向きにした場合の走査幅Ｗ2と、ＤＭＤ３４を斜め向きにしない場合の走査幅Ｗ1とは略同一である。
【００４４】
また、異なるマイクロミラー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。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、主走査方向に配列された複数の露光ヘッド２８の間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差なくつなぐことができる。
【００４５】
なお、ＤＭＤ３４を斜め向きにする代わりに、各マイクロミラー列を副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。
【００４６】
ファイバアレイ光源３６は図９ａに示すように、複数（たとえば１４個）のレーザモジュール７８を備えており、各レーザモジュール７８には、マルチモード光ファイバ８０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ８０の他端には、マルチモード光ファイバ８０より小さいクラッド径を有するマルチモード光ファイバ８２が結合されている。図９ｂに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ８２のマルチモード光ファイバ８０と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部８４が構成されている。
【００４７】
マルチモード光ファイバ８２の端部で構成されるレーザ出射部８４は、図９ｂに示すように、表面が平坦な２枚の支持板８６に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ８０の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ８０の光出射端面は、光密度が高いため集塵しやすく劣化しやすいが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。
【００４８】
本実施形態では図１０に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ８０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１ｍから３０ｃｍ程度のクラッド径が小さい光ファイバ８２が同軸的に結合されている。それらの光ファイバ８０、８２は、それぞれのコア軸が一致する状態で光ファイバ８２の入射端面を光ファイバ８０の出射端面に融着することにより結合されている。
【００４９】
マルチモード光ファイバ８０および光ファイバ８２としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、および複合型光ファイバの何れも適用可能である。たとえば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施形態において、マルチモード光ファイバ８０および光ファイバ８２はステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ８０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ８２は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００５０】
ただし、光ファイバ８２のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている多くの光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましい。一方、コア径は少なくとも３から４μｍ必要であることから、光ファイバ８２のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。結合効率の点からは、光ファイバ８０と８２のコア径を一致させることが好ましい。
【００５１】
また、本発明においては、上述のようにクラッド径が互いに異なる２種類の光ファイバ８０および８２を融着（いわゆる異径融着）して用いることは必ずしも必要でなく、クラッド径が一定の光ファイバ（たとえば図９ａなら光ファイバ８０）を複数本そのままバンドル状に束ねてファイバアレイ光源を構成してもよい。
【００５２】
レーザモジュール７８は、図１１に示す合波レーザ光源（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８８上に配列固定された複数（たとえば７個）のチップ状の横マルチモードまたはシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，およびＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，およびＬ７と、１つの集光レンズ９０と、１本のマルチモード光ファイバ８０とから構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個に限定されるものではなく、その他の個数が採用されてもよい。また、上述のような７個のコリメータレンズＬ１からＬ７に代えて、それらのレンズが一体化されてなるコリメータレンズアレイを用いることもできる。
【００５３】
ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７は、発振波長がほぼ共通（たとえば、４０５ｎｍ）であり、最大出力もほぼ共通（たと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５０ｍＷ程度）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７としては、３５０ｎｍから４５０ｎｍの波長範囲において、上記４０５ｎｍ以外の波長で発振するレーザを用いてもよい。
【００５４】
上記の合波レーザ光源７８は、図１２および図１３に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ９２内に収納されている。パッケージ９２は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋９４を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ９２の開口をパッケージ蓋９４で閉じることにより、それらによって形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源７８が気密封止されている。
【００５５】
パッケージ９２の底面にはベース板９６が固定されており、このベース板９６の上面には、上記のヒートブロック８８と、集光レンズ９０を保持する集光レンズホルダー９８と、マルチモード光ファイバ８０の入射端部を保持するファイバホルダー１００とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ８０の出射端部は、パッケージ９２の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００５６】
また、ヒートブロック８８の側面にはコリメータレンズホルダー１０２が取り付けられており、そこにコリメータレンズＬ１からＬ７が保持されている。パッケージ９２の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７に駆動電流を供給する配線１０４がパッケージ外に引き出されている。
【００５７】
なお、図１３においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズＬ７にのみ番号を付している。
【００５８】
図１４は、上記コリメータレンズＬ１からＬ７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズＬ１からＬ７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、たとえば、樹脂または光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズＬ１からＬ７は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７の発光点の配列方向（図１４の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００５９】
一方ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々たとえば１０°、３０°の状態で各々レーザ光Ｂ１からＢ７を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００６０】
したがって、各発光点から発せられたレーザ光Ｂ１からＢ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズＬ１からＬ７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。本実施形態では、各コリメータレンズＬ１からＬ７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザ光Ｂ１からＢ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズＬ１からＬ７の各々は、焦点距離ｆ1＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００６１】
集光レンズ９０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズＬ１からＬ７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ９０は、焦点距離ｆ2＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ９０も、たとえば樹脂または光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００６２】
次に、第１の開口アレイ６６および第２の開口アレイ６８の構成および作用について、図１５から１８を用いて説明する。
【００６３】
図１５は、本実施例および３つの比較例に係るマイクロレンズアレイと開口アレイの構成について、迷光除去および高い全体消光比確保の作用の違いを、比較して示した説明図である。図１５の（ａ）から（ｄ）の上側の各図は、ＤＭＤ３４上においてオン状態とオフ状態にある隣接する２つのマイクロミラー７４に対応する２つのマイクロレンズ６４ａの周辺の構造と、そこを通過する光線束の軌跡を示した部分拡大断面図である。下側の各図は、上記の通過する光線束によって感光材料１２上にできる像の状態を、模式的に示した部分拡大平面図である。
【００６４】
図１５の（ａ）の比較例では、マイクロレンズアレイ６４の前段にも後段にも開口アレイは設けられていない。この比較例では、オン状態のマイクロミラー７４から来る光線束の周縁部分をなす、感光材料１２上で適切に結像しない光線成分すなわち迷光成分が除去できないので、感光材料１２上の像点の周囲には、迷光による好ましくない像１０６が生じてしまう。加えて、ＤＭＤ３４に起因する散乱光成分、マイクロレンズアレイ６４における乱反射や多重反射に起因する周辺光成分も除去できないので、下側の図に網かけで示すように、オフ状態のマイクロミラー７４に対応する画素を含めて感光材料１２の全体が周辺光成分で露光され、高い全体消光比が確保できない。
【００６５】
図１５の（ｂ）の比較例では、マイクロレンズアレイ６４の前段にのみ１つの開口アレイ６６が設けられている。この比較例では、上記の適切に結像しない迷光成分は、前段の開口アレイ６６により軽減することができるが、ＤＭＤ３４に起因する散乱光成分、マイクロレンズアレイ６４における乱反射や多重反射に起因する周辺光成分は軽減できないので、下側の図に斜線で示すように感光材料１２の全体がこの周辺光成分で露光されてしまう。したがって、感光材料１２上における全体消光比は、図１５の（ａ）の比較例よりは高いものの、やはり十分な水準ではない。
【００６６】
図１５の（ｃ）の比較例では、マイクロレンズアレイ６４の後段にのみ１つの開口アレイ６８が設けられている。この比較例では、周辺光成分は良好に遮断できるが、迷光成分は完全には除去できないため、やはり感光材料１２上の像点の周囲に、迷光による好ましくない像１０６が残存してしまう。光線束の結像成分の径に合わせて開口アレイ６８の各開口の大きさを十分に小さくすれば、迷光成分を完全に除去することも可能であるが、そうするとマイクロレンズアレイ６４に対する開口アレイ６８の位置を極めて厳密に制御する必要が生じ、アラインメントの調整および維持が困難となり、実用的でなくなってしまう。
【００６７】
図１５の（ｄ）は、本発明の実施例であり、マイクロレンズアレイ６４の前段に第１の開口アレイ６６が、後段に第２の開口アレイ６８が設けられている。この構成によれば、迷光成分は、第１の開口アレイ６６により除去できると共に、ＤＭＤ３４に起因する散乱光成分、マイクロレンズアレイ６４における乱反射や多重反射に起因する周辺光成分は第２の開口アレイ６８により軽減できるので、迷光の除去および高い全体消光比の確保を同時に実現し、感光材料１２上において極めて鮮鋭度の高い露光画像を得ることができる。しかも、迷光成分は第１の開口アレイ６６によって除去されるので、第２の開口アレイ６８の各開口の大きさは、迷光の除去を目的とする場合ほど小さくしなくてもよく、散乱、乱反射や多重反射に起因する周辺光成分を遮断して十分な全体消光比を確保できる程度の小ささであれば足りる。したがって、開口アレイ６６および６８とマイクロレンズアレイ６４とのアラインメントの調整および維持も、容易となすことができる。
【００６８】
ここで、上記の適切に結像しない迷光成分は、本実施形態のようにＤＭＤを空間光変調素子として用いる場合においては、主としてＤＭＤを構成する各マイクロミラーの周縁部の形状的歪みに起因して発生していることが分かった。図１６は、本実施形態のＤＭＤ３４を構成するマイクロミラー７４の反射面の平面度を、実際に測定した結果を示す図である。この図においては、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは５ｎｍである。なお同図に示すｘ方向およびｙ方向は、マイクロミラー７４の２つの対角線方向であり、マイクロミラー７４はｙ方向に延びる回転軸を中心として前述のように回転する。また図１７の（Ａ）および（Ｂ）にはそれぞれ、上記ｘ方向、ｙ方向に沿ったマイクロミラー７４の反射面の高さ位置変位を示す。上記図１６および図１７に示されるとおり、マイクロミラー７４の反射面には歪みが存在し、その歪みの変化量はマイクロミラー７４の中心から周縁部に行くにつれて次第に大きくなる傾向を有している。そしてマイクロミラー７４の回転軸方向（ｙ方向）の歪みは、他方の対角線方向（ｘ方向）の歪みと比べて大きくなっている。
【００６９】
そこで、ＤＭＤ３４を使用した本実施形態においては、第１の開口アレイ６６の各開口の大きさは、各マイクロミラー７４の形状的歪みの変化量が大きい周縁部からの反射光（少なくとも０次光）を遮断できる程度に小さいものとすることが好ましい。本実施形態では、前述のとおり、各マイクロミラー７４の大きさが１３．０μｍ×１３．０μｍ、第１結像光学系５２の倍率が３倍であるので、第１の開口アレイ６６に達する直前の各光線束の径は、約３９μｍである。これに対して、１つの好ましい例として、第１の開口アレイ６６の各開口の大きさを３４μｍ程度、第２の開口アレイ６８の各開口の大きさを１２μｍ程度とするとよい。
【００７０】
また、前述のとおり、本実施形態における第１の開口アレイ６６および第２の開口アレイ６８は、石英ガラスからなる透明支持部材の上に、クロムからなる遮光膜を孔あき状に施すことにより構成されているが、２つの開口アレイを用いていることにより、１つのみの開口アレイを用いる場合と比べて、１つの開口アレイあたりの遮光膜の厚さを薄くしても十分な遮光を保障できる。そのように１つの開口アレイあたりの遮光膜の厚さを薄くすることにより、遮光膜の構成材料が熱を帯びることによって生じ得る各開口アレイの歪みを抑制することができるという利点がある。
【００７１】
図１８は、本実施例および３つの比較例に係るマイクロレンズアレイと開口アレイの構成について、チャタリングによる露光点の位置変動軽減の作用の違いを、比較して示した説明図である。各図は、ＤＭＤ３４上の１つのマイクロミラー７４と、それに対応するマイクロレンズ６４ａの周辺の構造とを、部分拡大断面図の形式で示したものである。なお、マイクロミラー７４とマイクロレンズ６４ａの間には、実際にはＴＩＲプリズム４８や第１結像光学系５２が存在するが（図５参照）、図１８では、説明のためこれらは省略してある。図１８に実線で示されている軌跡は、マイクロミラー７４がオン状態の本来の設定角度に落ち着いた時点での、マイクロミラー７４の周縁に近い部分からの反射光線の軌跡である。一方、破線で示されている軌跡は、チャタリングのためにマイクロミラー７４が振動している状態における、同反射光線の軌跡である。
【００７２】
図１８の（ａ）に示した開口アレイを全く設けない比較例では、破線で示したチャタリングによる光線成分がすべて感光材料１２に到達してしまうため、感光材料１２上における露光点の位置が変動し、露光画像の鮮鋭度の低下が生じる。マイクロレンズアレイ６４の前段または後段に１つのみの開口アレイを設けた図１８の（ｂ）および（ｃ）の比較例でも、図示のとおり、チャタリングによる光線成分の相当部分が感光材料１２に到達してしまう。
【００７３】
一方、図１８の（ｄ）に示した本発明の実施例では、マイクロレンズアレイ６４の前段に第１の開口アレイ６６、後段に第２の開口アレイ６８の、合計２つの開口アレイが設けられていることにより、図示のとおり、チャタリングによる光線成分を良好に遮断することができる。これにより、感光材料１２上における露光点の位置の変動を軽減し、高精細な画像を得ることが可能となる。
【００７４】
なお、上記の実施形態では、第１の開口アレイ６６と第２の開口アレイ６８の、合計２つの開口アレイを設けたが、３つまたはそれ以上の開口アレイを設けてもよい。
【００７５】
また、迷光除去、高い全体消光比の確保およびアラインメントの容易性を同時に実現するという観点からは、上記の実施形態のようにマイクロレンズアレイの前段および／または後段に合計２つ以上の開口アレイを設けることが好ましい。マイクロレンズアレイの前段のみまたは後段のみに２つ以上の開口アレイを設ける形態であっても、互いに平行に配置された複数の開口の作用により、位置変動する光線成分を遮断することは可能である。したがって、そのような形態も本発明の範囲に含まれるものである。
【００７６】
さらに、上記の実施形態では、各開口アレイは、いずれもマイクロレンズアレイ６４から空間的に離間されて配されているものとしたが、マイクロレンズアレイ６４自体の前面または後面にマスクを取り付けることにより構成された開口アレイが含まれていてもよい。
【００７７】
上記マイクロレンズアレイ６４自体の前面または後面にマスクを取り付けることにより構成された開口アレイについて以下に説明する。
【００７８】
図１９（ａ）は、マイクロレンズアレイのレンズ面上に積層された開口アレイとその近傍の様子を示す部分拡大断面図、図１９（ｂ）は上記マイクロレンズアレイのレンズ面上に積層された開口アレイを光線束の伝播する下流側から光軸方向に見た図である。
【００７９】
図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ６４のマイクロレンズ６４ａにおけるレンズ面Ｌａ１およびレンズ面Ｌａ２のうちの、屈折力がより大きく上記光線束の伝播方向の下流側に位置するレンズ面Ｌａ２上に積層されてなる第１の開口アレイ６８´は、例えばクロムからなる遮光膜（クロムマスク）からなり、蒸着や接着によりレンズ面Ｌａ２やその周囲のマイクロレンズ６４ａの表面上に積層されている。
【００８０】
なお、上記構成の場合には、結像光学系は、空間変調素子の各画素部であるＤＭＤ３４上のマイクロミラー７４それぞれの像をマイクロレンズアレイ６４の各レンズ面Ｌａ２上に結像させるものであることが望ましい。なお、上記図１９（ａ）は、上記場合、つまり、マイクロミラー７４それぞれの像をマイクロレンズアレイ６４の各レンズ面Ｌａ２上に結像させる第１結像光学系５２´を備えた場合を示している（図５参照）。すなわち、第１結像光学系５２´によりＤＭＤ３４のマイクロミラー７４の像を形成し、その像が形成された位置に上記第１の開口アレイ６８´が配されているマイクロレンズアレイ６４のレンズ面Ｌａ２を位置させる。
【００８１】
上記構成において、ＤＭＤ３４のマイクロミラー７４の中央部の収差の少ない部分で反射させた光のみを上記第１の開口アレイ６８´の開口に通すことができ、光線束を感光材料１２上に集束させる性能を改善することができる。
【００８２】
すなわち、第１結像光学系によって結像させたマイクロミラー７４の像をレンズ面Ｌａ２上に結像させるとともに、第１の開口アレイ６８´を上記レンズ面Ｌａ２上に配置することで、マイクロミラー７４の中央部の収差の少ない部位で反射させた光のみを第１の開口アレイ６８´の開口に通し、それ以外の光を上記第１の開口アレイ６８´で遮断することができる。
【００８３】
さらに、第１の開口アレイ６８´の下流側に第２の開口アレイ６８″を配置すれば、第２の開口アレイ６８″においてＤＭＤ３４に起因する散乱光成分、マイクロレンズアレイ６４における乱反射や多重反射に起因する周辺光成分を軽減することができるので、感光材料１２の露光に利用される光の品質が向上し、感光材料上により高精細な画像を形成することができる。
【００８４】
次に図２０を参照して、本実施形態の画像露光装置１０の電気的な構成について説明する。ここに示されるように全体制御部１０８には変調回路１１０が接続され、その変調回路１１０にはＤＭＤ３４を制御するコントローラ１１２が接続されている。また全体制御部１０８には、レーザモジュール７８を駆動するＬＤ駆動回路１１４が接続されている。さらにこの全体制御部１０８には、上記のステージ１４を駆動するステージ駆動装置１１６が接続されている。
【００８５】
［画像露光装置の動作］
次に、上記画像露光装置１０の全体的な動作について説明する。スキャナ２４の各露光ヘッド２８において、ファイバアレイ光源３６の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７（図１１参照）の各々から発散光状態で出射したレーザ光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，およびＢ７の各々は、対応するコリメータレンズＬ１からＬ７によって平行光化される。平行光化されたレーザ光Ｂ１からＢ７は、集光レンズ９０によって集光され、マルチモード光ファイバ８０のコア８０ａの入射端面上で収束する。
【００８６】
本実施形態では、コリメータレンズＬ１からＬ７および集光レンズ９０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ８０とによって合波光学系が構成されている。すなわち、集光レンズ９０によって上述のように集光されたレーザ光Ｂ１からＢ７が、このマルチモード光ファイバ８０のコア８０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザ光Ｂに合波されてマルチモード光ファイバ８０の出射端部に結合された光ファイバ８２から出射する。
【００８７】
各レーザモジュールにおいて、レーザ光Ｂ１からＢ７のマルチモード光ファイバ８０への結合効率が０．９で、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１からＬＤ７の各出力が５０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ８２の各々について、出力３１５ｍＷ（＝５０ｍＷ×０．９×７）の合波レーザ光Ｂを得ることができる。したがって、１４本のマルチモード光ファイバ８２全体では、４．４Ｗ（＝０．３１５Ｗ×１４）の出力のレーザ光Ｂが得られる。
【００８８】
画像露光に際しては、図２０に示す変調回路１１０から露光パターンに応じた画像データがＤＭＤ３４のコントローラ１１２に入力され、そのフレーム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。この２値データに従って、ＤＭＤ３４の各マイクロミラー７４が、±１２°のいずれかに傾けられる。
【００８９】
感光材料１２を表面に吸着したステージ１４は、図２０に示すステージ駆動装置１１６により、ガイド１８に沿ってゲート２２の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１４がゲート２２下を通過する際に、ゲート２２に取り付けられたセンサ２６により感光材料１２の先端が検出されると、フレーム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、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド２８ごとに制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド２８ごとにＤＭＤ３４のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【００９０】
ファイバアレイ光源３６からＤＭＤ３４にレーザ光Ｂが照射されると、ＤＭＤ３４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、第１結像光学系５２、第１の開口アレイ６６、マイクロレンズアレイ６４、第２の開口アレイ６８、第２結像光学系５８およびプリズムペア７０を経て、感光材料１２上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源３６から出射されたレーザ光が画素ごとにオンオフされて、感光材料１２がＤＭＤ３４の使用マイクロミラー数と略同数の画素単位で露光される。また、感光材料１２がステージ１４と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１２がスキャナ２４によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド２８ごとに帯状の露光済み領域３２が形成される。
【００９１】
なお本例では、図２１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ３４には、主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が副走査方向に７６８組配列されているが、本例では、コントローラ１１２により一部のマイクロミラー列（たとえば、１０２４個×２５６列）だけが駆動するように制御がなされる。
【００９２】
この場合、図２１（Ａ）に示すようにＤＭＤ３４の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図２１（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ３４の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
【００９３】
ＤＭＤ３４のデータ処理速度には限界があり、使用するマイクロミラー数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向のマイクロミラーを全部使用する必要はない。
【００９４】
スキャナ２４による感光材料１２の副走査が終了し、センサ２６で感光材料１２の後端が検出されると、ステージ１４は、ステージ駆動装置１１６により、ガイド２０に沿ってゲート２２の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド２０に沿ってゲート２２の上流側から下流側に一定速度で移動される。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について詳細に述べたが、この実施形態は例示的なものに過ぎず、本発明の技術的範囲は、本明細書中の特許請求の範囲のみによって定められるべきものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施形態である画像露光装置の外観を示す斜視図
【図２】図１の画像露光装置のスキャナの構成を示す斜視図
【図３】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す平面図
【図４】図１の画像露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図
【図５】図１の画像露光装置の露光ヘッドの断面図
【図６】図１の画像露光装置のＤＭＤの構成を示す部分拡大図
【図７】ＤＭＤの動作を説明するための説明図
【図８】ＤＭＤを斜め向きにしない場合と斜め向きにした場合とで、露光ビームの配置および走査線を比較して示す平面図
【図９ａ】ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図
【図９ｂ】ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図
【図１０】マルチモード光ファイバの構成を示す部分拡大断面図
【図１１】合波レーザ光源の構成を示す平面図
【図１２】レーザモジュールの構成を示す平面図
【図１３】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す側面図
【図１４】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す部分正面図
【図１５】実施例および比較例に係るマイクロレンズアレイと開口アレイの構成について、迷光除去および高い全体消光比確保の作用の違いを、比較して示した説明図
【図１６】ＤＭＤを構成するマイクロミラーの反射面の歪みを等高線で示す図
【図１７】上記マイクロミラーの反射面の歪みを、そのミラーの２つの対角線方向について示すグラフ
【図１８】実施例および比較例に係るマイクロレンズアレイと開口アレイの構成について、チャタリングによる露光点の位置変動軽減の作用の違いを、比較して示した説明図
【図１９】マイクロレンズアレイのレンズ面上に積層された開口アレイを示す部分拡大断面図
【図２０】図１の画像露光装置の電気的構成を示すブロック図
【図２１】ＤＭＤの使用領域の例を示す平面図
【符号の説明】
【００９７】
１０    露光装置
１２    感光材料
１４    移動ステージ
１８    設置台
２０    ガイド
２２    ゲート
２４    スキャナ
２６    センサ
２８    露光ヘッド
３４    ＤＭＤ
３６    ファイバアレイ光源
４８    ＴＩＲプリズム
５０    主光学系
５２    第１結像光学系
５８    第２結像光学系
６４    マイクロレンズアレイ
６６    第１の開口アレイ
６８    第２の開口アレイ
７０    プリズムペア
【図１】
2005309380.tif 000003
【図２】
2005309380.tif 000004
【図３】
2005309380.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005309380.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005309380.tif 000009
【図８】
2005309380.tif 000010
【図９ａ】
2005309380.tif 000011
【図９ｂ】
2005309380.tif 000012
【図１０】
2005309380.tif 000013
【図１１】
2005309380.tif 000014
【図１２】
2005309380.tif 000015
【図１３】
2005309380.tif 000016
【図１４】
2005309380.tif 000017
【図１５】
2005309380.tif 000018
【図１６】
2005309380.tif 000019
【図１７】
2005309380.tif 000020
【図１８】
2005309380.tif 000021
【図１９】
2005309380.tif 000022
【図２０】
2005309380.tif 000023
【図２１】
2005309380.tif 000024