(57)【要約】【課題】記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化を抑制する。【解決手段】光透過層が設けられた記録媒体にレーザ光を照射した際、光透過層の光透過率はレーザ光の共振によりレーザ光の波長変化に対して(A)のように振動的に変化する。光透過層の層厚は製造公差の範囲内でばらついているので、記録媒体の各部分での光透過層の波長−光透過率特性は(B)のように変動し、これが記録媒体の各部分の感度のばらつきとして現れる。また温度変化に伴ってレーザ光の波長が変動した場合も記録媒体の各部分の感度の変化として現れる。このため、複数のレーザ光源からの射出レーザ光を合波して記録媒体に照射すると共に、各レーザ光源からの射出レーザ光の波長を、光透過層の光透過率が極大となる第１波長と、光透過層の光透過率が極小となりかつ第１波長との差が最小の第２波長の間に相当する共振最小波長範囲以上の範囲内に分布するように定める((A)参照)。【選択図】図３
2007058196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波し、感光層と該感光層の上層に設けられた光透過層を含む記録媒体に前記合波したレーザ光を照射することで、前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、
前記複数のレーザ光源は、各々の射出レーザ光の波長が、前記光透過層の光透過率が極大となる第１の波長と、前記光透過層の光透過率が極小となりかつ前記第１の波長との差が最小の第２の波長の間に相当する共振最小波長範囲以上の所定波長範囲内に分布するように定められていることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記所定波長範囲は、前記共振最小波長範囲の２倍以上の波長範囲であることを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記所定波長範囲は、前記共振最小波長範囲の４倍以上の波長範囲であることを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記複数のレーザ光源は、各々の射出レーザ光の波長が、前記所定波長範囲内に分布しかつ前記光透過層の光透過率が互いに相違する波長となるように定められていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像記録装置。
【請求項５】
前記画像記録装置は、複数の変調領域が設けられた変調面に入射された光束の射出方向を、個々の変調領域に入射された部分光束の各々を単位として独立に制御可能な面変調素子を備え、前記複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波したレーザ光束を前記面変調素子の前記変調面へ入射させると共に、当該入射させたレーザ光束のうち前記面変調素子によって所定方向へ射出された複数本の部分レーザ光束を、前記記録媒体上の各部分に前記面変調素子の互いに異なる変調領域から射出された部分レーザ光束が各々少なくとも一部は重複照射されるように案内することで、前記記録媒体に画像を記録する構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像記録装置。
【請求項６】
感光層と該感光層の上層に設けられた光透過層を含む記録媒体に、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波して照射することで、前記記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
前記複数のレーザ光源の各々の射出レーザ光の波長が、前記光透過層の光透過率が極大となる第１の波長と、前記光透過層の光透過率が極小となりかつ前記第１の波長との差が最小の第２の波長の間に相当する共振最小波長範囲以上の所定波長範囲内に分布するように定めることを特徴とする画像記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像記録装置及び方法に係り、特に、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波し、被照射体の上層に光透過層が設けられて成る記録媒体に前記合波したレーザ光を照射することで、記録媒体に画像を記録する画像記録装置、及び、該画像記録装置に適用可能な画像記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板（ＰＷＢ：Print Wired Board）やフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の基板等を作成する際の描画方式としては、従来、基板上に形成すべき配線パターンを一旦フィルムに露光することでマスクを作成した後に、このマスクを用いて前記配線パターンを基板に面露光により描画する方式（アナログ描画方式と称する）が一般的であったが、近年、マスクを作成することなく、配線パターンを表すデジタルデータ（描画用ラスタデータ）に基づき描画装置によって配線パターンを基板に直接描画する、所謂デジタル描画方式が用いられるようになってきている。
【０００３】
この種のデジタル描画方式に適用可能な描画装置の一例として、特許文献１には、単一のレーザ光源から射出されたレーザ光を音響光学変調器等の変調器で変調し、ポリゴンミラーによって偏向させ印刷回路板上で走査させることで、印刷回路板上に配線パターン等を直接描画する構成の直接書込み式印刷回路板走査装置が開示されている。
【特許文献１】特表２００２−５２０６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プリント配線基板を搭載する各種機器の小型化や、フラットパネルディスプレイに表示する画像の高精細化のためには、基板上へ形成する配線パターンの高密度化が重要であり、これに伴い、描画装置による基板上への配線パターンの描画に対しても、15〜20μｍ程度の最小解像度で配線パターンを高精細に描画することが求められている。このため、描画装置による配線パターンの描画に用いられる基板には、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）から成り表面に光沢を有する支持体としての光透過層と、感光材料から成る感光層が積層されたレジストフィルムが、光透過層側が上層となるように貼着されており、レジストフィルムが貼着された基板に配線パターンを露光することで配線パターンの描画が行われる。
【０００５】
しかしながら、上記のようにレジストフィルムが貼着された基板へレーザ光を照射して配線パターンを描画する場合、照射レーザ光に対する感度が基板上の各部分で一定しない、所謂感度むらが生ずるという問題がある。基板に描画した配線パターン中の個々の線の幅は、個々の線を描画した箇所における照射レーザ光に対する感度に応じて変化し、感度が低くなるに従って線幅が細くなる。このため、基板上の各部分における感度むらは、基板の各部分における線幅のばらつきや配線パターンの導通不良等の品質不良を引き起こすことになるので望ましくない。また、光源としてＬＤ（レーザダイオード）等の半導体レーザを用いた場合、光源から射出されるレーザ光の波長は光源の温度変化に伴って若干変動するが、光源から射出されたレーザ光の波長が僅かにずれただけで、基板上の各部分での照射レーザ光に対する感度が変化するという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化が抑制されるように画像を記録できる画像記録装置及び画像記録方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者等は、基板上の各部分において照射レーザ光に対する感度むらが生じたり、照射レーザ光の波長の僅かなずれに伴って基板上の各部分での照射レーザ光に対する感度が変化する現象は、基板に貼着したレジストフィルムのうちの光透過層におけるレーザ光の共振が関係しているのではないかと推定し、照射光の波長の変化に対する光透過層の光透過率の変化を測定する実験を行った。この実験では、光透過層として実際に用いている公称の膜厚が13μｍ(実際の膜厚が13.155μｍ)のＰＥＴ製のフィルム（図１では"13μｍ品"と表記）及び公称の膜厚が18μｍ(実際の膜厚が18.6μｍ)のＰＥＴ製のフィルム（図１では"18μｍ品"と表記）を用い、各ＰＥＴフィルムに光を照射すると共に、各ＰＥＴフィルムの透過光量（光透過率）を分光器によって各波長毎に測定した。なお、各ＰＥＴフィルムの屈折率ｎは何れも1.63である。実験結果を図１に示す。
【０００８】
図１より明らかなように、上記実験により、何れのＰＥＴフィルムにおいても照射光の波長の変化に対して光透過率が略一定の周期で振動的に変化していることが確認された。なお、公称膜厚が13μｍのＰＥＴフィルムにおいて、400〜410ｎｍの波長範囲で光透過率が極大となっている波長は400.8ｎｍ、404.6ｎｍ、408.4ｎｍ、光透過率が極小となっている波長は402.7ｎｍ、406.5ｎｍであり、公称膜厚が18μｍのＰＥＴフィルムにおいて、400〜410ｎｍの波長範囲で光透過率が極大となっている波長は401.6ｎｍ、404.2ｎｍ、407ｎｍである。
【０００９】
例として図２に示すように、平行に配置した一対の半透明平面鏡#1,#2に対し、コヒーレントな光波である空間ビームを半透明平面鏡#1側から垂直に入射させた場合、入射させた空間ビームは半透明平面鏡#1で一部が反射されて残りが半透明平面鏡#2に到達するが、このうちの一部は半透明平面鏡#2で反射されて半透明平面鏡#1,#2の間を往復する。そして、半透明平面鏡#1,#2の間隔Ｌが空間ビームの波長／２の整数倍の場合には定在波が生じて共振が起こり、半透明平面鏡#1,#2の光透過率（電力透過率）は極大値を示す。図２に示す共振器はファブリーペロー共振器(Fabry-Perot resonator)と称するが、この共振器における電力透過率Ｔは、半透明平面鏡#1,#2の間の媒質の屈折率をｎ、各反射における電力反射率をＲとすると次の(１)式で表される。
【００１０】
【数１】
2007058196.tif 000003
【００１１】
また、(１)式におけるｋ０にｋ０＝２π／λを代入すれば、空間ビームの波長λの変化に対する電力透過率Ｔ（光透過率）の変化を表す透過率特性を求めることができる。
【００１２】
ここで、上記の(１)式に、公称膜厚13μｍのＰＥＴフィルムに対する測定条件（屈折率ｎ＝1.63、間隔Ｌ＝13.155μｍ、電力反射率Ｒ＝0.05（ＰＥＴの反射率))を代入すると共に、ｋ０＝２π／λを代入し、波長範囲400〜412ｎｍ内における電力透過率Ｔ（光透過率）の変化を演算したところ、光透過率が極大になる波長として実験結果と同一の波長（400.8ｎｍ、404.6ｎｍ、408.4ｎｍ）が導出されると共に、光透過率が極小になる波長についても実験結果と同一の波長（402.7ｎｍ、406.5ｎｍ）が導出された。従って、図１に示すような波長変化に対する光透過率の振動的な変化は、レジストフィルムの光透過層におけるレーザ光の共振に起因するものであると判断できる。
【００１３】
本願発明者等は、上述した実験結果に基づき、基板上の各部分において照射レーザ光に対する感度むらが生じるのは、基板上の各部分におけるレジストフィルムの光透過層の層厚が製造公差内でばらついているために、基板上の各部分において光透過層の光透過率が極大となる波長（共振波長）がばらついており、これに伴って基板上の各部分における一定波長のレーザ光に対する光透過層の光透過率もばらついていることが原因である（光透過層を透過した一定波長の照射レーザ光の光量が基板上の各部分でばらつくことが、基板上の各部分における見掛け上の感度のばらつきとして現れる）ことに想到した。また本願発明者等は、照射レーザ光の波長の僅かな変化に伴って基板上の各部分での照射レーザ光に対する感度が変化する現象についても、波長変化前の照射レーザ光に対する光透過層の光透過率と波長変化後の照射レーザ光に対する光透過層の光透過率が基板上の各部分で各々相違していることが原因である（照射レーザ光の波長の変化に伴い、基板上の各部分において照射レーザ光に対する光透過層の光透過率が各々変化し、基板上の各部分において光透過層を透過した照射レーザ光の光量が波長変化前と各々変化するために、基板上の各部分における感度が各々変化したように見える）ことに想到した。
【００１４】
上記に基づき請求項１記載の発明に係る画像記録装置は、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波し、感光層と該感光層の上層に設けられた光透過層を含む記録媒体に前記合波したレーザ光を照射することで、前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、前記複数のレーザ光源は、各々の射出レーザ光の波長が、前記光透過層の光透過率が極大となる第１の波長と、前記光透過層の光透過率が極小となりかつ前記第１の波長との差が最小の第２の波長の間に相当する共振最小波長範囲以上の所定波長範囲内に分布するように定められていることを特徴としている。
【００１５】
請求項１記載の発明に係る画像記録装置は、感光層と該感光層の上層に設けられた光透過層を含む記録媒体に、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波して照射することで、記録媒体に画像を記録する。ここで、記録媒体上の各部分における光透過層の層厚が製造公差内でばらついている場合、記録媒体上の各部分における光透過層の共振波長もばらつくことになり、この共振波長のばらつきが記録媒体の各部分における感度のばらつきとして現れ、この感度のばらつきが記録媒体に記録した画像の画質劣化を引き起こす。また、レーザ光源の周囲温度の変化等によりレーザ光源から射出されるレーザ光の波長が変化した場合にも、照射レーザ光に対する光透過層の光透過率が記録媒体上の各部分で変化し、この光透過率の変化が記録媒体の各部分における感度の変化として現れ、この感度の変化が記録媒体に記録した画像の画質劣化を引き起こす。
【００１６】
これに対して請求項１記載の発明では、複数のレーザ光源の各々の射出レーザ光の波長が、例として図３(Ａ)に示すように、光透過層の光透過率が極大となる第１の波長と、光透過層の光透過率が極小となりかつ第１の波長との差が最小の第２の波長の間に相当する共振最小波長範囲以上の所定波長範囲内に分布するように定められている。これにより、記録媒体に照射されるレーザ光の波長も上記の共振最小波長範囲以上の所定波長範囲内に分布することになるので、記録媒体上の各部分における光透過層を透過するレーザ光の光量のばらつきや、レーザ光源の発光波長の変動に起因する記録媒体上の各部分におけるレーザ光の光透過層透過光量のばらつきや変化が抑制される。
【００１７】
一例として、レーザ光源の数が２個で、図３(Ｂ)にレーザ光Ａ，Ｂとして示すように、個々のレーザ光源から射出されるレーザ光の波長が共振最小波長範囲内に分布している場合を考える。記録媒体上の各部分における光透過層の波長−光透過率特性は、記録媒体上の各部分における光透過層の層厚のばらつきにより、図３(Ｂ)に「光透過層の層厚のばらつきに起因する変動」と表記して示すように波長軸に沿ってシフトする。また、レーザ光源から射出されるレーザ光の波長自体も、レーザ光源の周囲温度の変動に伴い、図３(Ｂ)に「レーザ光源の周囲温度の変動に起因する変動」と表記して示すように波長軸に沿ってシフトする。このため、単一のレーザ光源から射出されたレーザ光の光透過層透過光量は、記録媒体上の各部分における光透過層の層厚のばらつきやレーザ光源の周囲温度の変動の影響により、記録媒体上の各部分において、光透過層の波長−光透過率特性の最大光透過率（共振波長（第１の波長）での光透過率）と最小光透過率（第２の波長での光透過率）の差に応じた光量差で変動する。
【００１８】
これに対し、２個のレーザ光源から射出されたレーザ光Ａ，Ｂを合波して記録媒体上の各部分に照射する場合、記録媒体上の各部分のうち、レーザ光Ａの波長が共振波長（第１の波長）に一致しておりレーザ光Ａの光透過層透過光量が最大値を示す部分では、レーザ光Ｂの波長が第１の波長とは一致しないことでレーザ光Ｂの光透過層透過光量が最大値よりも小さくなるので、当該部分における照射レーザ光（レーザ光Ａ，Ｂを合波したレーザ光）の光透過層透過光量は最大値よりも小さくなる。また同様に、記録媒体上の各部分のうち、レーザ光Ａの波長が第２の波長に一致しておりレーザ光Ａの光透過層透過光量が最小値を示す部分では、レーザ光Ｂの波長が第２の波長とは一致しないことでレーザ光Ｂの光透過層透過光量が最小値よりも大きくなるので、当該部分における照射レーザ光（レーザ光Ａ，Ｂを合波したレーザ光）の光透過層透過光量は最小値よりも小さくなる。従って、記録媒体上の各部分における照射レーザ光全体の光透過層透過光量の変動幅は、単一のレーザ光源から射出されたレーザ光を用いる場合よりも小さくなる。
【００１９】
上述した例は２個のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波して記録媒体上の各部分に照射する場合であるが、３個以上のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波して記録媒体上の各部分に照射する場合であっても、各レーザ光源から射出されるレーザ光の波長が共振最小波長範囲以上の波長範囲内に分布していれば、上記と同様に記録媒体上の各部分における照射レーザ光の光透過層透過光量の変動幅が小さくなる。そして、記録媒体上の各部分における照射レーザ光の光透過層透過光量の変動幅が小さくなることに伴い、記録媒体の各部分における感度のばらつきが小さくなると共に、レーザ光源の周囲温度の変化等によりレーザ光源から射出されるレーザ光の波長が変化した場合の記録媒体の各部分における感度の変化も小さくなる。従って、請求項１記載の発明によれば、記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化が抑制されるように画像を記録することができる。
【００２０】
なお、請求項１記載の発明における所定波長範囲としては、例えば請求項２に記載したように共振最小波長範囲の２倍以上の波長範囲であってもよいし、請求項３に記載したように共振最小波長範囲の４倍以上の波長範囲であってもよい。上記のように、複数個のレーザ光源から射出されるレーザ光の波長をより広い周波数範囲に（望ましくは当該周波数範囲内でなるべく一様に）分布させた方が、記録媒体の各部分における照射レーザ光の光透過層透過光量をより均一化することができる。但し、感光層の感度が照射レーザ光の波長変化に対して一定でない場合、記録媒体の各部分における照射レーザ光の光透過層透過光量が均一になったとしても、感光層の感度自体が記録媒体の各部分でばらつく可能性があるので、請求項１記載の発明における所定波長範囲の広さは、照射レーザ光の波長変化に伴う感光層の感度の変化も勘案して上限を設けることが望ましい。
【００２１】
また、請求項１乃至請求項３の何れかの発明において、複数のレーザ光源は、例えば請求項４に記載したように、各々の射出レーザ光の波長が、所定波長範囲内に分布しかつ光透過層の光透過率が互いに相違する波長となるように定められていることが好ましい。これにより、記録媒体上の各部分における照射レーザ光の光透過層透過光量の変動をより精度良く抑制することができ、記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化をより精度良く抑制することができる。
【００２２】
また、請求項１乃至請求項３の何れかの発明において、画像記録装置は、例えば請求項５に記載したように、複数の変調領域が設けられた変調面に入射された光束の射出方向を、個々の変調領域に入射された部分光束の各々を単位として独立に制御可能な面変調素子を備え、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波したレーザ光束を面変調素子の変調面に入射させると共に、当該入射させたレーザ光束のうち面変調素子によって所定方向へ射出された複数本の部分レーザ光束を、記録媒体上の各部分に面変調素子の互いに異なる変調領域から射出された部分レーザ光束が各々少なくとも一部は重複照射されるように案内することで、記録媒体に画像を記録する構成であることが好ましい。
【００２３】
本発明のように、複数のレーザ光源から射出されるレーザ光の波長を或る波長範囲内に分布させる場合、当該複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波したとしても、合波したレーザ光（レーザ光束）の分布波長範囲がレーザ光束の各部分で均一とは限らない（全体として上記のレーザ光束を形成する複数の部分レーザ光束の各々における部分波長範囲が相違している可能性がある）。これに対して請求項５記載の発明では、複数の変調領域が設けられた変調面に入射された光束の射出方向を、個々の変調領域に入射された部分光束の各々を単位として独立に制御可能な面変調素子を備え、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波したレーザ光束を面変調素子の変調面に入射させると共に、当該入射させたレーザ光束のうち面変調素子によって所定方向へ射出された複数本の部分レーザ光束を記録媒体に照射させることで、記録媒体に画像を記録する構成において、記録媒体上の各部分に、面変調素子の互いに異なる変調領域から射出された部分レーザ光束を各々少なくとも一部は重複照射させるので、面変調素子の個々の変調領域に入射される部分レーザ光束の分布波長範囲が相違していたとしても、記録媒体上の各部分に、分布波長範囲の異なる部分レーザ光束が各々少なくとも一部は重複照射されることで、記録媒体上の各部分への露光量（レーザ光の照射光量の積算値）を均一化することができ、記録画像の画質を向上させることができる。
【００２４】
請求項６記載の発明に係る画像記録方法は、感光層と該感光層の上層に設けられた光透過層を含む記録媒体に、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波して照射することで、前記記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、前記複数のレーザ光源の各々の射出レーザ光の波長が、前記光透過層の光透過率が極大となる第１の波長と、前記光透過層の光透過率が極小となりかつ前記第１の波長との差が最小の第２の波長の間に相当する共振最小波長範囲以上の所定波長範囲内に分布するように定めることを特徴としているので、請求項１記載の発明と同様に、記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化が抑制されるように画像を記録することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明は、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を、感光層と該感光層の上層に設けられた光透過層を含む記録媒体に照射して画像を記録するにあたり、複数のレーザ光源の各々の射出レーザ光の波長を、光透過層の光透過率が極大となる第１の波長と、光透過層の光透過率が極小となりかつ第１の波長との差が最小の第２の波長の間に相当する共振最小波長範囲以上の所定波長範囲内に分布するように定めたので、記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化が抑制されるように画像を記録できる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２７】
〔画像露光装置の構成〕
図４には本実施形態に係る画像露光装置１００の外観が示されている。画像露光装置１００は本発明に係る画像記録装置に対応しており、シート状の記録媒体１５０を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６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１５８が設置されており、移動ステージ１５２は、その長手方向がガイド１５８の長手方向（ステージ移動方向／副走査方向）と平行となるように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。移動ステージ１５２はステージ駆動装置３０４（図２０参照、詳細は後述）によりガイド１５８に沿って移動される。
【００２８】
設置台１５６の中央部には、移動ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。ゲート１６０の両端部は設置台１５６の両側面に各々固定されている。移動ステージ１５２の移動経路の上方には、ゲート１６０を挟んで一方の側にスキャナ１６２が配設され、反対側には記録媒体１５０の先端及び後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が配設されている。スキャナ１６２及びセンサ１６４はゲート１６０の側面に各々取り付けられている。スキャナ１６２及びセンサ１６４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。
【００２９】
なお、画像露光装置１００は、入力された画像データ（描画用ラスタデータ）が表す配線パターンをデジタル描画方式により基板（記録媒体１５０）に直接描画する機能を備えた装置であり、電気・電子回路の部品を搭載するためのプリント配線基板や、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタ基板を製造する際に使用される。例えばプリント配線基板を製造する場合には、例えば図５(Ｃ)に示すような記録媒体１５０が移動ステージ１５２上にセットされる。この記録媒体１５０は以下のようにして作製される。
【００３０】
すなわち、プリント配線基板の製造に用いられる基板としては、例えば、ガラスエポキシから成り厚さが200μｍ程度の平板状の基材１０４Ａの表裏面に、銅から成り厚さが18μｍ程度の導電層１０４Ｂが形成された基板１０４が用いられるが、この基板１０４と別に、図５(Ａ)に示すレジストフィルム１０６が用意される。レジストフィルム１０６は、感光材料から成り厚さが15〜30μｍ程度の感光層１０８が、ＰＥＴから成り厚さが公称13μｍ(実際の厚さが13.15μｍ)又は公称18μｍ（実際の厚さが18.6μｍ）の光透過層１１０と、ポリエチレンやポリプロピレン等から成り厚さが20〜25μｍ程度のバック層１１２によって挟み込まれて構成されている。なお、レジストフィルム１０６の光透過層１１０は支持体として機能すると共に、画像露光装置１００が15〜20μｍ程度の最小解像度で高精細に記録媒体１５０へ配線パターンを描画することを可能とするために表面に光沢を有している。
【００３１】
レジストフィルム１０６はロール状に巻回されているが、記録媒体１５０の作製時にはロールから引き出され、図５(Ｂ)に示すようにバック層１１２が剥離された後に、図５(Ｃ)に示すように、光透過層１１０側が上層となるように（感光層１０８が基板１０４と接するように）基板１０４と重ね合わされる。そしてレジストフィルム１０６は、感光層１０８が基板１０４と密着している状態で、図示しないラミネータによってラミネート処理されることで基板１０４に貼着される。これにより記録媒体１５０が作製される。なお、カラーフィルタ基板を製造する際に用いられる記録媒体１５０は、上記のレジストフィルム１０６を、上記の基板１０４に代えてガラス基板に貼着することで作製される。
【００３２】
一方、図６及び図７(Ｂ)に示すように、画像露光装置１００のスキャナ１６２はｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば14個）の露光ヘッド１６６を備えている。なお図６及び図７(Ｂ)は、記録媒体１５０の幅との関係で３行目に４個の露光ヘッド１６６を配置した例を示している。なお、以下ではｍ行目ｎ列目の露光ヘッド１６６を露光ヘッド１６６mnと表記する。図７(Ｂ)に示すように、個々の露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状とされている。従って、移動ステージ１５２の移動に伴い、記録媒体１５０上には個々の露光ヘッド１６６毎に、帯状の露光済み領域１７０（図７(Ａ)参照）が形成される。なお、以下ではｍ行目ｎ列目の露光ヘッド１６６による露光エリアを露光エリア１６８mnと表記する。
【００３３】
また図７(Ｂ)に示すように、同一行の露光ヘッド１６６は主走査方向（副走査方向と直交する方向）に沿って配列されているが、同一列の個々の露光ヘッド１６６は、帯状の露光済み領域１７０が主走査方向に沿って記録媒体１５０上に隙間無く並ぶように（図７(Ａ)参照）、同一列の隣り合う露光ヘッド１６６に対し、主走査方向に沿って所定距離（例えば露光エリア１６８の長辺の長さに等しい距離）ずつずれた位置に配置されている。このため、１行目１列目の露光ヘッド１６６１１の露光エリア１６８１１と１行目２列目の露光ヘッド１６６１２の露光エリア１６８１２の間隙は、２行目１列目の露光ヘッド１６６２１の露光エリア１６８２１と３行目１列目の露光ヘッド１６６３１の露光エリア１６８３１によって露光されることになる。
【００３４】
図８及び図９に示すように、露光ヘッド１６６１１〜１６６mnは、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、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を各々備えている。ＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部を備えたコントローラ３０２（図２０参照、詳細は後述）に接続されている。コントローラ３０２のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、個々の露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のうち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。なお、制御すべき領域については後述する。またミラー駆動制御部は、画像データ処理部で生成された制御信号に基づいて、個々の露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０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。
【００３５】
ＤＭＤ５０の光入射側には、複数本の光ファイバの出射端部（発光点）が全体として露光エリア１６８と同様に矩形状を成し、かつその長辺方向が露光エリア１６８の長辺方向に対応する方向に一致するよう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６６、ファイバアレイ光源６６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６７、レンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９が順に配置されている。
【００３６】
レンズ系６７は、図８では概略的に示しているが、図９に示すように、ファイバアレイ光源６６から射出されたレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１、集光レンズ７１を透過したレーザ光Ｂ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）７２、及び、ロッドインテグレータ７２のレーザ光射出側に配置された結像レンズ７４から構成されている。ロッドインテグレータ７２は例えば四角柱状に形成された透光性ロッドであり、ロッドインテグレータ７２に入射されたレーザ光Ｂは、そ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る。なお、ロッドインテグレータ７２の入射端面、出射端面には光透過率向上のために反射防止膜が形成されている。ファイバアレイ光源６６から射出されたレーザ光は、レンズ系６７の集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２及び結像レンズ７４により、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された後に、レンズ系６７のレーザ光射出側に配置されたミラー６９で反射され、ＴＩＲ（全反射）プリズム７０を介してＤＭＤ５０に照射される。なお、図８ではＴＩＲプリズム７０の図示を省略している。
【００３７】
また、ＤＭＤ５０のレーザ光射出側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光Ｂを、記録媒体１５０上に結像する結像光学系５１が配置されている。結像光学系５１は、図８では概略的に示しているが、図９に示すように、レンズ系５２，５４から成る第１結像光学系と、レンズ系５７，５８から成る第２結像光学系と、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５５及びアパーチャアレイ５９で構成されている。
【００３８】
マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されて構成されている。本実施形態では、後述するようにＤＭＤ５０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、それに対応してマイクロレンズ５５ａは１０２４個×２５６列配置されている。またマイクロレンズ５５ａの配置ピッチは縦方向、横方向とも４１μｍである。このマイクロレンズ５５ａは、一例として焦点距離が０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．１１で、光学ガラスＢＫ７から形成されている。なお各マイクロレンズ５５ａの位置におけるレーザ光Ｂのビーム径は、４１μｍである。またアパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されて構成されている。本実施形態において、アパーチャ５９ａの径は１０μｍである。
【００３９】
第１結像光学系は、ＤＭＤ５０による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ５５上に結像する。そして第２結像光学系は、マイクロレンズアレイ５５を経た像を１．６倍に拡大して記録媒体１５０上に結像、投影する。従って全体では、ＤＭＤ５０による像が４．８倍に拡大されて記録媒体１５０上に結像・投影されることになる。なお本実施形態では、第２結像光学系と記録媒体１５０との間にプリズムペア７３が配設されされており、このプリズムペア７３を図９における上下方向に移動させることで、記録媒体１５０上における像のピントを調節可能とされている。なお、記録媒体１５０は図９の矢印Ｆ方向（副走査方向）へ搬送される。
【００４０】
図１０に示すように、ＤＭＤ５０はＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、各々画素（ピクセル）を構成する多数（例えば1024個×768個）の微小ミラー（マイクロミラー）６２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マイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２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、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向共に例えば13.7μｍである。また、マイクロミラー６２の直下には、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６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。
【００４１】
ＤＭＤ５０は、ＳＲＡＭセル６０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６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾斜される。図１１(Ａ)は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度傾斜された状態を示し、図１１(Ｂ)は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度傾斜された状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図１０に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。なお図１０は、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示している。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続されたコントローラ３０２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー６２で反射されたレーザ光Ｂの射出方向には光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００４２】
またＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば0.1°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置することが好ましい。図１２(Ａ)はＤＭＤ５０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）５３の走査軌跡を示し、図１２(Ｂ)はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば1024個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば756組）配列されているが、図１２(Ｂ)に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることで、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ１が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ２より狭くなるので、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。
【００４３】
また、ＤＭＤ５０を傾斜させることで、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、同一走査線を多重露光することで、アライメントマークに対する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の間の繋ぎ目を微少量の露光位置制御により段差無く繋ぐことができる。なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を千鳥状に配置しても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
上記に基づき本実施形態では、図２１に示すように、露光エリア１６８が、副走査方向に対して傾斜角θ＝±tan−１ (ｎ／Ｌ)だけ傾斜するように、ＤＭＤ５０が傾斜されて配置されている。なお図２１では、単一のＤＭＤ５０によって得られる露光エリア１６８が副走査方向に沿ってＬ行×Ｍ列の領域毎にＫ個の領域（分割領域１６８Ｄ）に分割されており、ｎはＬに対し互いに素な自然数、又はＬと等しい数である。図２１ではｎ＝１としており、走査線Ｌ１から見て時計回り方向を傾斜方向の＋方向としている。また、一例として図２１では、Ｌ＝４、Ｍ＝３２、Ｋ＝５としているが、実際には、より多数の露光ビーム５３によって単一の露光エリア１６８が構成される。
【００４５】
上記のように露光エリア１６８を傾斜させることで、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチが露光エリア１６８を傾斜させない場合よりも狭くなり、解像度を向上させることができる。また、副走査方向に対する露光エリア１６８の傾斜角θをθ＝±tan−１ (ｎ／Ｌ)としたので、個々の走査線が個々の分割領域１６８Ｄの反射光像（露光ビーム）５３によって各々走査され、結果的に、ＤＭＤ５０のうち互いに異なるマイクロミラー６２によって反射された露光ビーム５３によって個々の走査線が各々多重に（Ｋ回）露光されることになる。例えば図２１に示す走査線Ｌ１に着目すると、この走査線Ｌ１上を、各分割領域１６８Ｄの単一の露光ビーム５３（図２１に「●」で示す露光ビーム５３を参照）が各々走査し、結果的に５回露光される。このように、多重露光を行うことで、画像濃度のばらつきを解消し均一な濃度の画像を得ることができる。
【００４６】
すなわち、露光エリア１６８を構成する個々の露光ビーム５３（請求項５に記載の部分レーザ光束に相当）には、僅かな光量のばらつきが生じていることがあり、また分布波長範囲も均一でない。このため、個々の走査線上を単一の露光ビーム５３のみが走査するように構成すると、露光ビーム５３の光量のばらつき及び分布波長範囲の不均一性（に起因する光透過層１１０の光透過率の変動）が、対応する走査線上での画像濃度のばらつきとして現れ、記録媒体１５０に露光記録する画像に濃度にばらつきが生じる。これに対して本実施形態では、個々の走査線上を複数の露光ビーム５３によって走査させる多重露光を行っているので、記録媒体１５０の各部分への露光ビーム５３の露光量（露光ビーム５３の照射光量の積算値）を均一化することができ、記録媒体１５０に露光記録する画像の濃度を均一にすることができる。
【００４７】
なお、ＤＭＤ５０は請求項５に記載の面変調素子に対応しており、ＤＭＤ５０のうちマイクロミラー６２が設けられた面（レーザ光が入射される面）は請求項５に記載の変調面に、レーザ光入射面のうち当該レーザ光入射面に設けられた個々のマイクロミラー６２に対応する領域は請求項５に記載の変調領域に各々対応している。
【００４８】
図１３に示すように、ファイバアレイ光源６６は複数（例えば１４個）のレーザモジュール６４を備えており、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一でかつクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合されている。図１４に詳しく示すように、マルチモード光ファイバ３１の光ファイバ３０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６８が構成されている。マルチモード光ファイバ３１の端部で構成されるレーザ出射部６８は、図１４に示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５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３１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３１の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上記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。
【００４９】
図１５に示すように、本実施形態ではクラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍ程度のクラッド径が小さい光ファイバ３１が同軸的に結合されている。これらの光ファイバ３０，３１は、それぞれのコア軸が一致する状態で光ファイバ３１の入射端面を光ファイバ３０の出射端面に融着することにより結合されている。マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーデッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れも適用可能である。例えば、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３０及び光ファイバ３１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３０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３１は、クラッド径＝60μｍ、コア径＝50μｍ、ＮＡ＝0.2である。
【００５０】
レーザモジュール６４は、図１６に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）で構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば７個）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ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６及びＬＤ７と、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６及び１７と、単一の集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０で構成されている。なお、半導体レーザＬＤの個数は７個に限定されるものではなく、他の個数であってもよい。また、７個のコリメータレンズ１１〜１７に代えて、これらのレンズが一体化されて成るコリメータレンズアレイを用いることもできる。半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は最大出力が総て共通（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50ｍＷ程度）とされている。なお、半導体レーザＬＤの発振波長については以下のように定められている。
【００５１】
すなわち、単一の露光ヘッド１６６には複数のレーザモジュール６４が設けられ、個々のレーザモジュール６４には各々複数の半導体レーザＬＤが設けられているので、単一の露光ヘッド１６６はレーザ光源としての半導体レーザＬＤを多数個設けられている（単一の露光ヘッド１６６に設けられているレーザモジュール６４の数が14個、個々のレーザモジュール６４に設けられている半導体レーザＬＤの数が７個であるとすると、単一の露光ヘッド１６６に設けられている半導体レーザＬＤの総数は98個となる）が、本実施形態では、単一の露光ヘッド１６６に設けられている全ての半導体レーザＬＤの発振波長が、400〜410ｎｍ(405±5ｎｍ)の波長範囲内におよそ一様に分布するように定められている。
【００５２】
上記の合波レーザ光源は、図１７及び図１８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４０内に収納されている。パッケージ４０は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１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４０の開口をパッケージ蓋４１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が気密封止されている。パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダ４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダ４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０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。
【００５３】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダ４４が取り付けられており、コリメータレンズホルダ４４にはコリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通して半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。なお図１８では、図面の錯綜を回避するため、複数の半導体レーザのうち半導体レーザＬＤ７の符号のみを示すと共に、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７の符号のみを示している。
【００５４】
図１９に示すように、コリメータレンズ１１〜１７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、例えば、樹脂又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１１〜１７は、長さ方向が半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１９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。一方、半導体レーザＬＤ１〜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例えば各々10°、30°のレーザ光Ｂ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配置されている。
【００５５】
従って、各発光点から発せられたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７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。また集光レンズ２０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扁平な形状とされており、扁平な形状の長手方向がコリメータレンズ１１〜１７の配列方向、すなわち水平方向に沿うように配置されている。コリメータレンズ１１〜１７を透過したレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０の入射端部へ各々入射される。
【００５６】
図２０に示すように、画像露光装置１００は画像露光装置１００全体の動作を制御する全体制御部３００を備えており、この全体制御部３００には変調回路３０１が接続されており、変調回路３０１にはＤＭＤ５０を制御するコントローラ３０２が接続されている。また全体制御部３００には、レーザモジュール６４を駆動するＬＤ駆動回路３０３と、移動ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が各々接続されている。
【００５７】
〔画像露光装置の動作〕
次に本実施形態の作用として画像露光装置１００の動作を説明する。記録媒体１５０に配線パターン等の画像を露光記録する場合、全体制御部３００はＬＤ駆動回路３０３を介してスキャナ１６２の各露光ヘッド１６６の各レーザモジュール６４に設けられている半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を各々発光させる。これにより、各露光ヘッド１６６の各レーザモジュール６４に設けられている半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からはレーザ光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６及びＢ７が発散光として各々射出され、これらのレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によっての各々平行光化される。平行光化されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面上で収束する。
【００５８】
本実施形態では、コリメータレンズ１１〜１７及び集光レンズ２０によって集光光学系が構成されると共に、この集光光学系とマルチモード光ファイバ３０によって合波光学系が構成されており、集光レンズ２０によって集光されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａ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３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から射出される。なお、各レーザモジュール６４において、例えばレーザ光Ｂ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が0.9で、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が50ｍＷである場合には、個々のレーザモジュール６４（アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々）から出力315ｍＷ(＝50ｍＷ×0.9×7)の合波レーザ光Ｂを得ることができる。従って、１４本のマルチモード光ファイバ３１全体では、4.4Ｗ(＝0.315Ｗ×14）の出力のレーザ光Ｂが得られる。
【００５９】
また、記録媒体１５０への配線パターン等の画像の露光記録に際しては、露光記録する画像を表す画像データ（描画用ラスタデータ）が変調回路３０１からコントローラ３０２に入力され、入力された画像データはコントローラ３０２が内蔵する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）で表すデータである。また、記録媒体１５０への画像の露光記録時には、記録媒体１５０を表面に吸着した移動ステージ１５２が、ステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。
【００６０】
移動ステージ１５２がゲート１６０の直下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４により記録媒体１５０の先端が検出されると、コントローラ３０２のフレームメモリに記憶された画像データがコントローラ３０２のデータ処理部によって複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部は読み出した画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号を生成する。また、コントローラ３０２のミラー駆動制御部は、データ処理部によって生成された制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオン状態又はオフ状態に切り替わるように制御する。
【００６１】
個々の露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光Ｂが照射されると、ＤＭＤ５０の各マイクロミラーのうちオン状態のマイクロミラーによって反射されたレーザ光は、レンズ系５４、５８を透過して記録媒体１５０上に結像される。これにより、ファイバアレイ光源６６から射出されたレーザ光が画素毎にオンオフ変調されて、記録媒体１５０がＤＭＤ５０の使用画素数（オンオフ制御しているマイクロミラーの数）と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、記録媒体１５０が移動ステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、スキャナ１６２に対して記録媒体１５０がステージ移動方向と反対の方向へ移動する副走査が成され、記録媒体１５０上に各露光ヘッド１６６に対応する帯状の露光済み領域１７０が形成され、記録媒体１５０に画像が露光記録される。
【００６２】
ここで、記録媒体１５０への画像の露光記録は、記録媒体１５０に照射されたレーザ光がレジストフィルム１０６の光透過層１１０を透過して感光層１０８へ到達することで成される。しかし、記録媒体１５０の各部分におけるレジストフィルム１０６の光透過層１１０の厚さは製造公差の範囲内でばらついているので、光透過層１１０の共振周波数も記録媒体１５０の各部分で相違しており、記録媒体１５０に照射されたレーザ光が単一波長のレーザ光であるとすると、光透過層１１０を透過して感光層１０８へ到達するレーザ光の光量（光透過層透過光量）が記録媒体１５０の各部分でばらつくことになり、この光透過層透過光量のばらつきが、記録媒体１５０の各部分における感光層１０８の見掛け上の感度のむらとして現れ、これに伴い記録媒体１５０に露光記録した配線パターン中の個々の線の幅が記録媒体１５０の各部分でばらつくことになる。特に、記録媒体１５０は光透過層１１０が光沢を有しているので、これに伴って光透過層１１０を透過するレーザ光の振幅が大きくなり、光透過層１１０の共振周波数が記録媒体１５０の各部分で相違していることが、記録媒体１５０の各部分における光透過層透過光量のばらつきとしてより顕著に現れる。
【００６３】
これに対して本実施形態に係る画像露光装置１００では、前述のように、単一の露光ヘッド１６６にレーザ光源としての半導体レーザＬＤが多数個設けられているが、単一の露光ヘッド１６６に設けられている全ての半導体レーザＬＤの発振波長が、400〜410ｎｍ(405±5ｎｍ)の波長範囲内におよそ一様に分布するように定められている。図１からも明らかなように、上記の波長範囲400〜410ｎｍは、公称の膜厚が13μｍ(実際の膜厚が13.15μｍ)の光透過層１１０（ＰＥＴフィルム）の共振最小波長範囲よりも広く（詳しくは前記共振最小波長範囲の４倍以上）、かつ、公称の膜厚が18μｍ（実際の膜厚が18.6μｍ）の光透過層１１０（ＰＥＴフィルム）の共振最小波長範囲よりも広い（詳しくは前記共振最小波長範囲の４倍以上）。
【００６４】
そして、単一の露光ヘッド１６６に設けられている多数個の半導体レーザＬＤから射出されたレーザ光は、同一のレーザモジュール６４に設けられた複数個の半導体レーザＬＤを単位として、同一のマルチモード光ファイバ３０へ各々集光・合波されて伝播された後に、レンズ系６７によって全て合波されることで、平行光に近くビーム断面内強度が均一化されると共に、上記波長範囲内の各波長のレーザ光が合成されたレーザ光としてＤＭＤ５０に照射され、ＤＭＤ５０によって変調された後に、記録媒体１５０のうち露光ヘッド１６６に対応する領域に露光レーザ光として照射される。
【００６５】
これにより、記録媒体１５０上の各部分のうち、露光レーザ光に含まれる特定波長のレーザ光の光透過層透過光量が最小値を示す部分において、露光レーザ光に含まれる他の波長のレーザ光の光透過層透過光量が最小値よりも大きい値を示すことで、前記部分における露光レーザ光全体としての光透過層透過光量の低下が抑制されると共に、記録媒体１５０上の各部分のうち、露光レーザ光に含まれる特定波長のレーザ光の光透過層透過光量が最大値を示す部分においても、露光レーザ光に含まれる他の波長のレーザ光の光透過層透過光量が最大値よりも小さい値を示すことで、前記部分における露光レーザ光全体としての光透過層透過光量の増大が抑制される。従って、記録媒体１５０上の各部分における露光レーザ光全体の光透過層透過光量のばらつきを小さくすることができ、記録媒体１５０の各部分における感光層１０８の見掛け上の感度のむらを抑制することができ、これに伴い、記録媒体１５０に露光記録した配線パターン中の個々の線の幅が記録媒体１５０の各部分でばらつくことを抑制することができる。
【００６６】
また、露光ヘッド１６６の内部温度（半導体レーザＬＤの周囲温度）の変動等により、露光ヘッド１６６の各半導体レーザＬＤから射出されるレーザ光の波長が変化した場合にも、記録媒体１５０上の各部分において、露光レーザ光の中に光透過層透過光量が波長変化前よりも減少するレーザ光が生ずる一方で、露光レーザ光の中に光透過層透過光量が波長変化前よりも増大するレーザ光も生ずるので、記録媒体１５０上の各部分における露光レーザ光全体としての光透過層透過光量の変動が抑制される。これにより、半導体レーザＬＤの周囲温度の変動等に伴うレーザ光の波長の変動により、記録媒体１５０の各部分における感光層１０８の見掛け上の感度が変化することも抑制することができ、記録媒体１５０に露光記録した配線パターン中の個々の線の幅が変化することを抑制することができる。従って、記録媒体１５０の各部分における光透過層１１０の厚さのばらつきや、半導体レーザＬＤの周囲温度の変動等に伴うレーザ光の波長の変動が、記録媒体１５０に露光記録する画像の画質に悪影響を及ぼすことを回避することができ、記録媒体１５０に高画質・高精細に画像を露光記録することができる。
【００６７】
なお、上記では単一の露光ヘッド１６６に設けられている全ての半導体レーザＬＤの発振波長を、400〜410ｎｍ(405±5ｎｍ)の波長範囲内におよそ一様に分布するように定めることで、射出レーザ光が合波されて記録媒体１５０に照射される半導体レーザＬＤの発振波長を、記録媒体１５０の光透過層１１０（詳しくは公称の膜厚が13μｍ又は18μｍ(実際の膜厚が13.15μｍ又は18.6μｍ)のＰＥＴフィルム）の共振最小波長範囲の４倍以上の波長範囲内におよそ一様に分布させた例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、射出レーザ光が合波されて記録媒体１５０に照射される半導体レーザＬＤの発振波長を、記録媒体１５０の光透過層１１０の共振最小波長範囲の２倍以上の波長範囲内に分布させてもよいし、記録媒体１５０の光透過層１１０の共振最小波長範囲以上の波長範囲内に分布させてもよく、この場合も記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化を抑制する効果が得られる。
【００６８】
また、上記では射出レーザ光が合波されて記録媒体１５０に照射される半導体レーザＬＤの発振波長を、記録媒体１５０の光透過層１１０の共振最小波長範囲以上の波長範囲内におよそ「一様に」分布させた例を説明したが、本発明はこれに限定されるものでもなく、レーザ光源の発振波長を上記波長範囲内におよそ「一様に」分布させることが望ましいものの、レーザ光源の発振波長を上記波長範囲内に単に分布させたとしても（上記波長範囲内における発振波長の分布に多少の偏倚があったとしても）、単一の波長のレーザ光を記録媒体に照射する場合と比較して、記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化を抑制する効果を得ることができる。
【００６９】
また、上記では多数の半導体レーザＬＤから射出されたレーザ光を合波して記録媒体１５０に照射する構成（単一の露光ヘッド１６６に設けられているレーザモジュール６４の数が14個、個々のレーザモジュール６４に設けられている半導体レーザＬＤの数が７個である場合、単一の露光ヘッド１６６に設けられている半導体レーザＬＤの総数（射出レーザ光が合波されて記録媒体１５０に照射される半導体レーザＬＤの総数）は98個となる）を例に説明したが、合波するレーザ光の数（半導体レーザＬＤの数）は上記数値に限られるものではなく複数であればよい。図３を用いて先に説明したように、射出レーザ光を合波するレーザ光源の数が２個であっても、個々のレーザ光源から射出されるレーザ光の波長を共振最小波長範囲内に分布させれば、単一の波長のレーザ光を記録媒体に照射する場合と比較して、記録媒体の感度むらや感度変化による画質劣化を抑制する効果を得ることができる。
【００７０】
更に、上記では本発明に係る記録媒体として、光透過層１１０が設けられていると共に感光層１０８が１層のみ設けられたレジストフィルム１０６が、ガラスエポキシ製の基材１０４Ａの表裏面に銅製の導電層１０４Ｂが形成された基板１０４に貼着されて成る記録媒体１５０を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上記のレジストフィルムをガラス基板に貼着した構成の記録媒体に本発明を適用することも可能である。この種の記録媒体はフラットパネルディスプレイ等に用いるカラーフィルタ基板を製造する際に使用される。なお、上記のカラーフィルタ基板は、ガラス基板にレジストフィルムを貼着して記録媒体を形成し、当該記録媒体にＲ,Ｇ,Ｂのうちの特定色のフィルタのパターンを露光記録し、現像等の工程を経てガラス基板上に特定色のフィルタのパターンを形成することを、Ｒ,Ｇ,Ｂ各色について繰り返すことによって作製される。また、レジストフィルムについても、図５に示すように感光層が１層のみ設けられた構成に限られるものではなく、複数の感光層が積層されると共にレーザ光入射側に光透過層が設けられた構成のレジストフィルムを用い、当該レジストフィルムを基板に貼着することで作製した記録媒体に本発明を適用することも可能である。
【００７１】
また、上記では本発明に係る記録媒体として、光透過層及び感光層が設けられたレジストフィルムを基板等に貼着することで作製される記録媒体を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものでもなく、感光層を備えると共にその上層に光透過層が設けられた記録媒体であれば本発明を適用可能である。そして、本発明に係る画像記録装置についても、上記で説明した画像露光装置１００の構成に限定されるものではなく、感光層を備えると共にその上層に光透過層が設けられた任意の記録媒体に画像を記録する任意の構成の画像記録装置に本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００７２】
次に、本発明の効果を確認するために本願発明者等が実施した解析検討の結果について説明する。この解析検討では、公称膜厚13μｍのＰＥＴ製フィルムから成る光透過層に対して照射光の波長の変化に対する光透過層の光透過率の変化を測定した実験の結果（図１参照）に基づき、照射光の波長範囲の変動に伴う光透過層の光透過率の変動の度合が、照射光の波長の分布範囲の広さによってどのように変化するのかを演算によって確認した。まず上記実験の結果を次の表１に数値で示す。
【００７３】
【表１】
2007058196.tif 000004
【００７４】
本願発明者等は上記実験の結果に基づき、まず比較例として、波長範囲の広さが共振最小波長範囲Ｋ未満となるように設定した401.0〜402.2(nm)の波長範囲(比較例１)、402.0〜403.2(nm)の波長範囲(比較例２)、402.8〜404.2(nm)の波長範囲 (比較例３)、403.8〜405.2(nm)の波長範囲(比較例４)について、光透過層の光透過率の平均値を各々演算すると共に、比較例１〜４の波長範囲毎に求めた光透過率の平均値の最大値と最小値の差、総平均値を各々演算し、更に「(最大値−最小値)／総平均値」も演算した。なお、比較例１〜４の波長範囲を図２２に矢印で各々示す。
【００７５】
また本願発明者等は、実施例１として、波長範囲の広さが共振最小波長範囲Ｋ以上かつ２Ｋ（共振最小波長範囲Ｋの２倍）未満となるように設定した400.6〜402.8(nm)の波長範囲(実施例1-1)、401.6〜403.8(nm)の波長範囲(実施例1-2)、402.4〜404.8(nm)の波長範囲 (実施例1-3)、403.4〜405.6(nm)の波長範囲(実施例1-4)について、光透過層の光透過率の平均値を各々演算すると共に、実施例1-1〜1-4の波長範囲毎に求めた光透過率の平均値の最大値と最小値の差、総平均値を各々演算し、更に「(最大値−最小値)／総平均値」も演算した。なお、実施例1-1〜1-4の波長範囲を図２３(Ａ)に矢印で各々示す。
【００７６】
また本願発明者等は、実施例２として、波長範囲の広さが２Ｋ（共振最小波長範囲Ｋの２倍）以上かつ４Ｋ（共振最小波長範囲Ｋの４倍）未満となるように設定した400.6〜404.8(nm)の波長範囲(実施例2-1)、401.6〜405.6(nm)の波長範囲(実施例2-2)、402.4〜406.6(nm)の波長範囲 (実施例2-3)、403.4〜407.6(nm)の波長範囲(実施例2-4)について、光透過層の光透過率の平均値を各々演算すると共に、実施例2-1〜2-4の波長範囲毎に求めた光透過率の平均値の最大値と最小値の差、総平均値を各々演算し、更に「(最大値−最小値)／総平均値」も演算した。なお、実施例2-1〜2-4の波長範囲を図２３(Ｂ)に矢印で各々示す。
【００７７】
更に本願発明者等は、実施例３として、波長範囲の広さが４Ｋ（共振最小波長範囲Ｋの４倍）以上となるように設定した400.6〜408.6(nm)の波長範囲(実施例3-1)、401.6〜409.6(nm)の波長範囲(実施例3-2)、402.4〜410.6(nm)の波長範囲 (実施例3-3)、403.4〜411.6(nm)の波長範囲(実施例3-4)について、光透過層の光透過率の平均値を各々演算すると共に、実施例3-1〜3-4の波長範囲毎に求めた光透過率の平均値の最大値と最小値の差、総平均値を各々演算し、更に「(最大値−最小値)／総平均値」も演算した。なお、実施例3-1〜3-4の波長範囲を図２３(Ｃ)に矢印で各々示す。上記演算の結果を次の表２に示す。
【００７８】
【表２】
2007058196.tif 000005
【００７９】
上記の解析検討で求めた (最大値−最小値)／総平均値は、光透過層に照射する照射光の波長範囲が温度変化等に伴ってシフトした場合の光透過層の光透過率の変動割合に相当する。本願発明者等による解析検討の結果によれば、上記の表２にも示すように、比較例→実施例３と波長範囲が広くなるに従って (最大値−最小値)／総平均値の値が明らかに小さくなっている。以上の結果より、複数のレーザ光源から射出されたレーザ光を合波し、感光層と該感光層の上層に設けられた光透過層を含む記録媒体に合波したレーザ光を照射することで、記録媒体に画像を記録するに際し、複数のレーザ光源から射出されるレーザ光の波長の分布範囲を、少なくとも共振最小波長範囲以上、好ましくは共振最小波長範囲の２倍以上、より好ましくは共振最小波長範囲の４倍以上とすれば、温度変化等に伴って複数のレーザ光源から射出されるレーザ光の波長の分布範囲がシフトした場合の光透過層の光透過率の変動割合を小さく抑制することができ、記録画像の画質の変動を抑制できることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】ＰＥＴフィルムの波長−光透過率特性を示す線図である。
【図２】ファブリーペロー共振器の概略構成図である。
【図３】(Ａ)は共振最小波長範囲、(Ｂ)は２個のレーザ光源を用いた場合を例に本発明の作用を説明するための、光透過層の波長−光透過率特性を示す線図である。
【図４】本実施形態に係る画像露光装置の外観を示す斜視図である。
【図５】記録媒体の一例を示す概略図である。
【図６】画像露光装置のスキャナの概略を示す斜視図である。
【図７】(Ａ)は記録媒体上に形成される露光済み領域を示す平面図、(Ｂ)は各露光ヘッドの露光エリアの配列を示す平面図である。
【図８】露光ヘッドの光学系の概略構成を示す斜視図である。
【図９】露光ヘッドの光学系の詳細を示す構成図である。
【図１０】ＤＭＤを部分的に拡大して示す斜視図である。
【図１１】ＤＭＤのマイクロミラーの、(Ａ)はオン状態、(Ｂ)はオフ状態を各々示す斜視図である。
【図１２】ＤＭＤを、(Ａ)は傾斜配置しない場合、(Ｂ)は傾斜配置した場合の、露光ビームの配置及び走査線を各々示す平面図である。
【図１３】ファイバアレイ光源を示す斜視図である。
【図１４】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である。
【図１５】マルチモード光ファイバの結合部を示す側面図である。
【図１６】合波レーザ光源の構成を示す平面図である。
【図１７】レーザモジュールの構成を示す平面図である。
【図１８】レーザモジュールの構成を示す側面図である。
【図１９】レーザモジュールのコリメータレンズを示す正面図である。
【図２０】画像露光装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図２１】傾斜配置されたＤＭＤによる露光ビームの位置を示す露光エリアの説明図である。
【図２２】本願発明者等が実施した解析検討における比較例の波長範囲を示す線図である。
【図２３】本願発明者等が実施した解析検討における実施例の波長範囲を示す線図である。
【符号の説明】
【００８１】
２０  集光レンズ
３０，３１  光ファイバ
５０  ＤＭＤ
７１  集光レンズ
７２  ロッドインテグレータ
１００  画像露光装置
１０４  基板
１０６  レジストフィルム
１０８  感光層
１１０  光透過層
１５０  記録媒体
１６６  露光ヘッド
ＬＤ  半導体レーザ
【図１】
2007058196.tif 000006
【図２】
2007058196.tif 000007
【図３】
2007058196.tif 000008
【図４】
2007058196.tif 000009
【図５】
2007058196.tif 000010
【図６】
2007058196.tif 000011
【図７】
2007058196.tif 000012
【図８】
2007058196.tif 000013
【図９】
2007058196.tif 000014
【図１０】
2007058196.tif 000015
【図１１】
2007058196.tif 000016
【図１２】
2007058196.tif 000017
【図１３】
2007058196.tif 000018
【図１４】
2007058196.tif 000019
【図１５】
2007058196.tif 000020
【図１６】
2007058196.tif 000021
【図１７】
2007058196.tif 000022
【図１８】
2007058196.tif 000023
【図１９】
2007058196.tif 000024
【図２０】
2007058196.tif 000025
【図２１】
2007058196.tif 000026
【図２２】
2007058196.tif 000027
【図２３】
2007058196.tif 000028