CN1251878C - 描绘头、描绘装置及描绘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不会导致成本提高，可以得到高分辨率并且无斑点的图像的图像记录头及图像记录装置。在曝光范围的实际的倾斜角θ’偏离理想的倾斜角的情况下，列方向的使用像素数对应实际的倾斜角θ’变更并进行图像记录，从而在将间距的偏离控制在一定范围内。

Description

描绘头、描绘装置及描绘方法
技术区域
本发明涉及一种描绘头、描绘装置及描绘方法，具体来讲，本发明涉及一种相对描绘面，向沿该描绘面的规定方向相对移动的描绘头和具有该描绘头的描绘装置，以及使用该描绘头的描绘方法。
背景技术
作为现有描绘装置的一个例子，提出了各种利用数字微型反射镜器件(DMD)等的空间光调制元件通过对应图像数据被调制的光束进行图像曝光的曝光装置。
例如，DMD是对应控制信号改变反射面的角度的多个微型反射镜在硅等的半导体基板上被排列成L行×M列的二维形状的反射镜器件，通过使DMD在沿着曝光面的一定方向扫描而进行实际的曝光。
一般，DMD的微型反射镜被设置成各行的排列方向与各列的排列方向正交。使这样的DMD相对扫描方向倾斜设置，因而，扫描时扫描线的间隔变密，可以提高分辨率。例如，专利文献1中揭示了一种这样的技术，即在向具备多个光快门(shutter)的副区域(空间调制元件)导入光的照明系统中，使副区域相对向扫描线上的投影倾斜，从而可以提高分辨率。
然而，一般很难进行各空间调制元件的倾斜角的微调整，倾斜角从理想角度稍微偏离。空间调制元件例如每列(或者以多列为单位)进行扫描，如果产生如上所述的偏离，则在从任意列移动到下一列时，各列间的间距(pitch)的间隔不一致，间隙或者重合导致在图像上产生斑点。
为了消除这样的图像的斑点，考虑使空间调制元件的倾斜角的精度提高，而追求精度提高则增加了制造成本。
同样的不良现象不仅产生在使用空间调制元件的描绘头上，也产生在例如将墨滴喷出到描绘面上从而进行描绘的喷墨记录头中。
(专利文献1)
特表2001-521672号公报
发明内容
考虑到以上事实，本发明的目的是提供一种不会导致成本上升，可以得到高分辨率并且无斑点的图像的描绘头、描绘装置及描绘方法。
为了解决上述问题，本发明第1项所揭示的发明中，是一种相对描绘面向沿着该描绘面的规定的扫描方向相对移动的描绘头，其特征在于：
具备：在实际与描绘面平行的平面内二维排列多个描绘元件而构成，并生成在描绘面上整体相对所述扫描方向以规定的倾斜角倾斜的二维形状的描绘像素群的描绘元件群，及变更机构，根据所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，并控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动。
该描绘头，一边使其向沿着描绘面的规定的扫描方向相对移动，一边通过构成描绘元件群的多个描绘元件在描绘面上进行描绘(图像记录)。在与描绘面实际上平行的面内二维排列多个描绘元件，并且，在描绘面内，生成作为整体相对所述扫描方向以规定的倾斜角倾斜的二维形状的描绘像素群，因此，相对移动时各像素的扫描线的间隔很密，提高了分辨率。
另外，在描绘元件群的规定的倾斜角与描绘像素群的实际的倾斜角有误差的情况下，使对应重合部分的描绘元件不工作。相反，假定在图像上产生间距的情况下，使对应间距的描绘元件积极工作从而消除间距。由此，可以得到无斑点的高质量的图像。并且，描绘元件群的倾斜角的调整不要求有严密的精度，因此，不会导致成本的提高。
本发明的描绘头中，如本发明第2项所揭示，其结构是：可以具备将与所述相对移动方向正交的方向上的图像数据的分辨率转换为与所述相对移动方向正交的方向上的所述描绘像素数量的分辨率的分辨率转换机构。由此，可以更高精度地进行面向图像数据的各种处理和修正。这种情况下的图像数据的转换如本发明第3项所揭示，可以列举包括图像数据的扩大或者缩小的转换。
作为本发明的描绘头，也可以是对应图像信息向描绘面喷出墨滴的喷墨记录头，但是，也可以是如本发明第4项所揭示，所述描绘元件群是对应图像信息使在各像素上被调制的光照射在作为描绘面的曝光面上的调制光照射装置的描绘头。该描绘头中，对应图像信息在各像素上被调制的光从调制光照射装置被照射在作为描绘面的曝光面上。此外，通过描绘头(曝光头)相对曝光面向沿着曝光面的方向被相对移动，在曝光面上描绘二维图像。
作为该调制光照射装置，例如，可以列举多个点光源被二维形状排列的二维形状排列光源。该结构中，各点光源对应图像信息射出光。该光根据需要由高亮度光纤等导光构件导入规定位置，并且根据需要利用透镜或者反射镜等光学系进行整形等，并照射到曝光面上。
另外，作为调制光照射装置，如本发明第5项所揭示，其结构是可以具有：照射激光的激光装置；空间光调制元件二维排列有多个描绘元件部，该多个描绘元件部对应各控制信号变化光调制状态被，而调制从所述激光装置照射的激光；及，通过对应曝光信息产生的控制信号来控制所述描绘元件部的控制机构。该结构中，空间光调制元件的各描绘元件部的光调制状态通过控制结构被改变，并且被照射到空间光调制元件上的激光被调制并被照射到曝光面上。当然，根据需要也可以使用高亮度光纤等导光部件和透镜、反射镜等光学系。
作为调制光照射装置，可以使用如本发明第6项所揭示，由二维形状排列多个微型反射镜构成的微型反射镜装置，该微型反射镜可以对应各控制信号改变反射面的角度，或者，可以使用如本发明第7项所揭示，由二维形状排列多个液晶单元构成的液晶快门(shutter)阵列，该液晶单元可以对应各控制信号将通过光切断。
本发明第8项所揭示的发明中，其特征在于，具有本发明第1～7项发明中任意一项所述的描绘头，及，使所述描绘头至少向规定方向相对移动的移动机构。
从而，一边通过描绘头相对描绘面进行曝光或者喷墨等处理，描绘透雨描绘面相对移动，在描绘面上进行描绘。该描绘装置具有本发明第1～7项中任意一项所述的描绘头，因此，可以记录高分辨率并且无斑点的高质量图像，而且不会导致成本的提高。
本发明第9项揭示的发明是使用本发明第1～7项发明中任意一项所述的描绘头，并使该描绘头向沿着描绘面的规定的扫描方向相对移动从而进行描绘的描绘方法，其特征在于：基于所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动，并在描绘面上进行描绘。
从而，一边向沿着描绘面的规定的扫描方向使描绘头相对移动，一边通过构成描绘元件群的多个描绘元件在描绘面上进行描绘。在与描绘面本质上平行的面内二维排列多个描绘元件，并且，在描绘面内，作为全体相对所述扫描方向生成按规定的倾斜角倾斜的二维形状的描绘像素群，因此，相对移动时各像素的扫描线的间隔很密，提高了分辨率。
另外，在描绘元件群的规定的倾斜角和描绘像素群的实际的倾斜角有误差的情况下，根据该误差，变更从扫描方向到倾斜倾斜角的方向的描绘像素数量，控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动，并进行描绘。例如，假定在图像上产生重合的情况下，使对应重合部分的描绘元件不工作。相反，假定图像上产生间距的情况下，使对应间距的描绘元件积极工作，从而消除间距。由此，可以记录无斑点的高质量图像。并且，描绘元件群的倾斜角的调整不要求严密的精度，因此不会导致成本的提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的曝光装置的外观的立体图。
图2是表示本发明的实施例1的曝光装置的扫描器的结构的立体图。
图3(A)是表示被形成在感光材料上的曝光完成区域的俯视图，(B)是表示通过各曝光头进行曝光范围的排列的图。
图4是表示本发明的实施例1的曝光头的概略结构的立体图。
图5(A)是表示图4所示曝光头的结构的沿着光轴的副扫描方向的剖视图，(B)是表示(A)的侧视图。
图6是表示本发明的实施例1的曝光头的数字微型反射镜器件(DMD)的结构的局部放大图。
图7(A)及(B)是用来说明本发明的实施例1的曝光头的数字微型反射镜器件(DMD)的工作的说明图。
图8是表示在本发明的实施例1的曝光头中，被倾斜设置的DMD的曝光光束的位置的曝光范围的说明图。
图9是表示用本发明的实施例1的曝光头记录的图像，(A)是根据本来的图像数据制成的图像，(B)及(C)是根据转换后的图像数据制成的图像。
图10(A)是表示光纤阵列光源的结构的立体图，(B)是表示(A)的局部放大图，(C)及(D)是表示激光射出部的发光点排列的俯视图。
图11是表示本发明的实施例1的合波激光光源的结构的俯视图。
图12是表示本发明的实施例1的激光模组的结构的俯视图。
图13是表示图12所示激光模组的结构的侧视图。
图14是表示图12所示激光模组的结构的局部侧视图。
图15是表示本发明中图像的理想位置和在曝光头倾斜的情况下的像素的实际位置的关系的说明图。
图16是表示本发明中变更使用像素数的情况下的曝光头的倾斜角和修正残差的关系的坐标图。
图17是表示用于说明通过由扫描器进行的一次扫描使感光材料曝光的曝光方式的俯视图。
图18(A)及(B)是表示用于说明通过由扫描器进行的多次扫描使感光材料曝光的曝光方式的俯视图。
图中：LD1～LD7-GaN系半导体激光，10-加热块，11～17-准直透镜，20-聚光透镜，30-多模光纤，50-DMD(数字微型反射镜器件、空间光调制元件)，53-反射光像(曝光光束)，54、58-透镜系，56-扫描面(被曝光面)，64-激光模组，66-光纤阵列光源，68-激光射出部，73-组合透镜，150-感光材料，152-载物台(移动机构)，162-扫描器，166-曝光头，168-曝光范围(二维像)，168D-分割区域，170-曝光完成区域，178-曝光范围(二维像)，178D-分割区域，θ-理想的倾斜角，θ’实际的倾斜角。
具体实施方式
本发明实施例的描绘装置，即所谓的平头式(flat head)曝光装置，如图1所示，具有表面上吸附并固定有片状的感光材料150的平板状载物台152。支撑在4根脚部154上的厚板状设置台156的上面，设置有沿载物台移动方向延伸的两根导轨158。载物台152，其长度方向被设置成朝向载物台移动方向，并且，通过导轨158支撑使其可以往返移动。而且，该曝光装置上，设置有用于沿着导轨158驱动载物台152的驱动装置(未图示)。
在设置台156的中央部分跨越载物台152的移动路径设置有“コ”字形状的门(gete)160。“コ”字形状的门160的端部分别被固定在设置台156的两侧面上。夹该门160在一方侧设置扫描器162、在另一方侧设置检测感光材料150的前端及后端的多个(例如2个)检测传感器164。扫描器162及检测传感器164分别安装在门160上，从而被固定设置在载物台152的移动路径的上方。而且，扫描器162及检测传感器164与控制其等的控制器(未图示)相连接，如后所述，在曝光头166进行曝光时，控制其在规定的时间曝光。
如图2及图3所示，扫描器162具有被排列成m行n列(例如3行5列)的大致矩阵形状的的多个曝光头166。该实施例中，按照与感光材料150的宽度的关系，在第3行设置4个曝光头166，全部共有14个。而且，在表示排列在第m行的第n列的各曝光头的情况下，标记为曝光头166mn。
在图2中，通过曝光头166曝光的曝光范围168是副扫描方向作为短边的矩形形状，并且，相对副扫描方向，以后述的规定的倾斜角θ倾斜。此外，伴随着载物台152的移动，在感光材料150上每个曝光头166形成带状的曝光完成区域170。而且，表示排列在第m行的第n列的各曝光头进行曝光的曝光范围的情况下，标记为曝光范围168mn。
另外，如图3(A)及(B)所示，带状的曝光完成区域170分别与邻接的曝光完成区域170部分重合，因此，分别在排列方向上错开规定间隔(曝光范围的长边的自然数倍，本实施例中是2倍)地配置呈线状的各行的曝光头。因此，第1行的曝光范围16811和曝光范围16812之间不能曝光的部分可以通过第2行的曝光范围16821和第3行的曝光范围16831进行曝光。
如图4、图5(A)及(B)所示，曝光头16611～166mn分别作为将入射的光束对应图像数据调制各像素的空间光调制元件，具有数字微型反射镜器件(DMD)50。该DMD50与具有数据处理部和反射镜驱动控制部的控制器(未图示)相连接。在该控制器的数据处理部中，根据被输入的图像数据，在各曝光头166上生成驱动控制DMD50应该控制的范围内的各微型反射镜的控制信号。这里，控制器具有使列方向上的分辨率比原图像更高的图像数据转换功能。这样，通过提高分辨率，可以更高精度地进行图像数据的各种处理和修正。例如，如后所述，在对应DMD50的倾斜角变更使用像素数从而修正列间间距的情况下，可以更高精度地进行修正。该图像数据的转换可以是包括图像数据的扩大或者缩小的转换。
另外，在反射镜驱动控制部中，根据图像数据处理部中生成的控制信号，在各曝光头166上控制DMD50的各微型反射镜的反射面的角度。而且，关于反射面的角度的控制如后所述。
在DMD50的光入射一侧，按顺序依次设置：具有将光线的射出端部(发光点)沿着和曝光范围168的长边方向对应的方向设置成一列的激光射出部的光纤阵列光源66，修正从光纤阵列光源66射出的激光并使其在DMD上聚光的透镜系67，及，将从透镜系67透过的激光反射向DMD50的反射镜69。
透镜系67由，将从光纤阵列光源66射出的激光成为平行光的1对组合透镜71，进行修正使平行的激光的光量分布均匀的1对组合透镜73，及，使光量分布被修正后的激光在DMD上聚光的聚光透镜75。组合透镜73具有，相对激光射出端的排列方向，在接近透镜的光轴的部分扩大光束并且在远离光轴的部分收缩光束，并且在相对与该排列方向正交的方向上使光原样通过的功能，从而修正激光使其光量分布均匀。
另外，在DMD50的光反射一侧，设置有将通过DMD50反射的激光成像在感光材料150的扫描面(被曝光面)56上的透镜系54、58。透镜系54及58被设置成使DMD50和被曝光面56成为共轭的关系。
本实施例中，从光纤阵列光源66射出的激光实质被扩大为5倍后，各像素通过该等透镜系54、58缩小约为5μm。
如图6所示，DMD50是，微小反射镜(微型反射镜)62通过支柱被支撑设置在SRAM单元(存储器单元)60上，呈格子状排列构成像素(pixel)的多个(例如，间距13.68μm、1024个×768个)的微小反射镜而构成的反射镜器件。各像素中，在最上部设置支撑于支柱上的微型反射镜62，在微型反射镜62的表面上镀膜有铝等反射率较高的材料。而且，微型反射镜62的反射率在90％以上。另外，在微型反射镜62的正下方，通过具有铰链(hinge)及卡箍(yoke)的支柱设置由通常的半导体存储器的生产线制造的硅栅的CMOS的SRAM单元60，全部整体地(整体型)构成。
若在DMD50的SRAM单元60中写入数字信号，则被支柱支撑的微型反射镜62以对角线为中心相对设置DMD50的基板一侧在±α度(例如±10度)的范围内倾斜。图7(A)表示微型反射镜62倾斜作为打开状态的+α度的状态，图7(B)表示微型反射镜62倾斜作为关闭状态的-α度的状态。从而，对应图像信号，通过如图6所示那样控制DMD50的各像素上的微型反射镜62的倾斜，而被入射到DMD50上的光被反射向各微型反射镜62的倾斜方向。
而且，在图6中，放大DMD50的一部分，表示控制微型反射镜62在+α度或者-α度的状态的例子。通过与DMD50连接的未图示的控制器进行各微型反射镜62的开关控制。而且，在由关闭状态的微型反射镜62反射光束的方向上设置有光吸收体(未图示)。
在图8(A)及(B)中，表示作为由一个DMD50得到的二维像的曝光范围168。曝光范围168被分割成对应曝光光束53的M行×L列的各个像素。而且，在图8中，作为一个例子，M＝33，L＝17，实际上，如上所述，更多的是由比其多的曝光光束53构成一个曝光范围168。在下面列举具体数值的情况下，以M＝1024，L＝256进行说明。
此外，倾斜设置DMD50，使该曝光范围168相对副扫描方向按规定的倾斜角倾斜。这样，在使曝光范围168倾斜时，通过各微型反射镜的曝光光束53的扫描轨迹(扫描线)的列间间距变小(本实施例中约0.27μm)，比曝光范围168不倾斜的情况下的扫描线的列间间距或者图像数据本身的分辨率(2μm)变小，而可以使分辨率提高。
但是，如上所述，使曝光范围按规定的倾斜角倾斜，因此，在调整DMD的角度的情况下，该角度调整的精度很难以秒单位准确地配合，实际的倾斜角θ’偏离理想的倾斜角θ。但是，最好无论实际的倾斜角θ’如何，使列方向的图像的间距P一定。因此，在本实施例中，通过未图示的控制器，对应实际的倾斜角θ’变更列方向的使用像素数进行描绘(图像记录)，由此，可以将该间距P的偏离控制在一定范围内。例如，比较图8(A)和图8(B)，图8(B)中实际的倾斜角θ’小。因此，在图8(B)所示的情况下，与图8(A)相比，列方向的使用像素数增加，消除了间距P的偏离而使其大致保持一定。例如在图8中，观察带有斜线的像素(使用像素53U)的列方向的数量，图8(A)中为8个，反之图8(B)中为9个。
而且，这样变更使用像素数时，列方向的像素间距也产生微妙的增减。最好与其对应变换图像数据。图9表示这样的图像数据的变换例。
这里，图9(A)是本来的图像数据的一个例子，这里，假定带有网点的区域E1和空白的区域E2在横方向上相互并列。图9(B)表示与图8(A)同样列方向的使用像素数为8个的情况，图9(C)表示与图8(B)相同列方向的使用像素数为9个的情况下的变换后的图像数据的例子。通过这样进行适当的图像数据的变换，即使在变换后也可以得到接近本来的图像的图像。
下面，针对通过对应实际的倾斜角θ’变更列方向的使用像素数而进行描绘(图像记录)，而可以在一定范围内控制所述的间距P的偏离这一点，参照图9进行更加详细的说明。
图15中，例示在实际的倾斜角θ’比理想的倾斜角θ大的情况下的像素的偏离。这里，作为一个例子，表示了像素的使用数量是250的情况下的第251个像素的理想位置H251和实际位置R251之间的偏差。在使用像素数以250为中心值时，理想的倾斜角θ为825.1秒，而实际的倾斜角θ’比其大，因此，第251个像素的实际位置R251偏离理想位置H251。从而，在这种情况下，减少使用像素数，结果是可以减小所述的偏离。相反，在实际的倾斜角θ’比理想的倾斜角θ小的情况下，通过增加使用像素数，可以减小所述的偏离。本实施例中，在825.1秒的倾斜角θ上对应250个像素，因此，每一个像素可以修正各3.3秒的倾斜角。
图16中将在本实施例的情况下实际的倾斜角θ’和进行了所述修正后的修正残差(列间间距的理想值与实际值的差)之间的关系通过坐标图进行表示。该坐标图中，作为理想的倾斜角θ的825.1秒作为横轴方向的中心，当实际的倾斜角θ’与其一致时，没有偏差。从而，即使不要修正，也可以使修正残差为零。
此外，实际的倾斜角θ’从825.1秒增加时，列间间距的实际值变得比理想值大，因此，修正残差也向正方向一侧逐渐增加，但是θ’到达特定的值(严格的是θ’＝826.75秒)时，使用像素数减少一个成为249。由此，列间间距的实际值减少一个像素程度，因此，修正残差值转为负数。此外，从这里开始，实际的倾斜角增加时修正残差也再次逐渐增加，转到正方向并且变大，但是θ’重新到达特定的值(严格的是θ’＝830.05秒)时，使用像素数进一步减少一个成为248。
另外，与此相反，实际的倾斜角θ’从825.1秒减少时，列间间距的实际值变得比理想值小，因此，修正残差也在负向一侧逐渐减少，但是θ’到达特定的值(严格的是θ’＝823.35秒)时，使用像素数增加一个成为251。由此，列间间距的实际值增加一个像素程度，因此，修正残差值转为正数。此外，从这里开始，实际的倾斜角减少时修正残差也再次逐渐增加，转到正方向并且变大，但是θ’重新到达特定的值(严格的是θ’＝830.05秒)时，使用像素数进一步增加一个成为252。
这样，通过θ’的值阶段性地调整使用像素数，由此，可以使修正残差保持在一定的范围内(本实施例中在±0.14μm以下)。
而且，进行这样的使用像素数的变更，例如，记录特定的标本图像，以消除从该标本图像的观察结果得到的间距P的偏差，则可以在较低成本下决定使用像素数的合适的数量。当然，如果可以准确地测定实际的倾斜角θ’，也可以基于该测定结果决定使用像素数。
图10(A)表示了光纤阵列光源66的结构。光纤阵列光源66具有多个(例如6个)激光模组64，各激光模组64上结合多模光纤30的一端。多模光纤30的另一端上结合芯径和多模光纤30相同且包层直径比多模光纤30小的光纤31，如图10(C)所示，光纤31的射出端部(发光点)沿着和副扫描方向正交的主扫描方向排成1列而构成激光射出部68。而且，如图10(D)所示，发光点也可以沿主扫描方向排成2列。
如图10(B)所示，光纤31的射出端部，被两片表面平坦的支撑板65夹持固定。另外，在光纤31的光射出一侧，为了保护光纤31的端面，设置有玻璃等的透明的保护板63。保护板63可以与光纤31的端面紧密配合，也可以设置成密封光纤31的端面。光纤31的射出端部光密度较高，易聚集灰尘则容易劣化，但是通过设置保护板63可以防止截面上附着尘埃，并且可以减缓劣化。
作为多模光纤30及光纤31，可以使用梯度折射型光纤、缓变折射型光纤及复合型光纤的任意一种。例如，可以使用三菱电线工业株式会社生产的梯度折射型光纤。
激光模组64由图11所示的合波激光光源(光纤光源)构成。该合波激光光源由，排列固定在加热块10上的多个(例如7个)芯片状的横向多模或者单模的GaN系半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6及LD7，分别对应GaN系半导体激光器LD1～LD7设置的准直透镜11、12、13、14、15、16及17，一个聚光透镜20，以及一根多模光纤30构成。而且，半导体激光器的数量并不仅限于7个。
GaN系半导体激光器LD1～LD7的振荡波长全部是相同的(例如405nm)，最大输出也是全部相同的(例如，多模激光器中100mW，单模激光器中30nW)。而且，作为GaN系半导体激光器LD1～LD7，是在350nm～450nm的波长范围内，也可以使用具有所述405nm以外的振荡波长的激光器。
如图12及图13所示，所述合波激光光源与其他光学要件同时被收容在上方开口的箱形的容器40内。容器40具有用来关闭其开口而制成的容器盖41，排气处理后导入密封气体，并通过容器盖41关闭容器40的开口，由此，将所述合波激光光源密闭密封在由容器40和容器盖41形成的闭空间(密封空间)内。
在容器40的底面上固定有底板42，在该底板42的上面安装有：所述加热块10，固持聚光透镜20的聚光透镜座45，及，固持多模光纤30的入射端部的光纤座46。多模光纤30的射出端部从容器40的壁面上形成的开口导出到容器外。
另外，加热块10的侧面上安装有准直透镜座44，固持有准直透镜11～17。容器40的横壁面上形成开口，通过该开口将向GaN系半导体激光器LD1～LD7供应驱动电流的布线47导出到容器外。
而且，在图13中，为了避免图的复杂化，多个GaN系半导体激光器中仅在GaN系半导体激光器LD7上带有标号，多个准直透镜中仅在准直透镜17上带有标号。
在图14中表示了所述准直透镜11～17的安装部分的正面形状。准直透镜11～17均形成为将包含具有非球面的圆形透镜的光轴的区域在平行的平面内切成的细长的形状。该细长形状的准直透镜例如，可以通过将树脂或者光学玻璃模具成型而形成。准直透镜11～17的长度方向与GaN系半导体激光器LD1～LD7的发光点的排列方向(图14的左右方向)正交地密接设置在所述发光点的排列方向上。
另一方面，作为GaN系半导体激光器LD1～LD7，使用具有发光宽度为2μm的活性层，在与活性层平行的方向，直角方向的扩展角分别是例如10°、30°的情况下发出各激光光束B1～B7的激光器。该等GaN系半导体激光器LD1～LD7在与活性层平行的方向上排列设置1列发光点。
从而，从各发光点发出的激光光束B1～B7对应所述的细长形状的各准直透镜11～17，在扩展的角度较大的方向与长度方向一致，扩展的角度较小的方向与宽度方向(长度方向的正交方向)一致的状态下入射。
聚光透镜20形成为，将包含具有非球面的圆形透镜的光轴的区域在平行的平面内切成的细长的形状，并在准直透镜11～17的排列方向，即水平方向上较长，在与其成直角的方向上较短的形状。作为该聚光透镜20，例如，可以采用焦点距离f2＝23mm，NA＝0.2的透镜。该聚光透镜200也可以通过将树脂或者光学玻璃模具成型而形成。
下面就所述曝光装置的工作进行说明。
扫描器162的各曝光头166中，构成光纤阵列光源66的合波激光光源的从各GaN系半导体激光器LD1～LD7呈发散状态射出的激光光束B1、B2、B3、B4、B5、B6及B7，分别通过对应的准直透镜11～17平行化。平行化的激光光束B1～B7通过聚光透镜20聚光，并在多模光纤30的芯30a的入射端面上聚光。
本实施例中，由准直透镜11～17及聚光透镜20构成聚光光学系，并由该聚光光学系和多模光纤30构成合波光学系。即，将通过聚光透镜20如上所述地进行聚光的激光光束B1～B7入射到该多模光纤30的芯30a中从而传送到光纤内，合波成为1条激光光束B并从结合到多模光纤30的射出端部的光纤31射出。
在光纤阵列光源66的激光射出部68上，如此将高亮度的发光点沿着主扫描方向排成一列。使从单一的半导体激光器射出的激光耦合到1条光纤中的现有的光纤光源输出较低，因此，必须排列多列才能得到所要求的输出，而本实施例中使用的合波激光光源输出较高，因此，即使使用少列，例如1列也可以得到所要求的输出。
对应曝光图形的图像数据被输入被连接到DMD50上的未图示的控制器中，暂且被存储到控制器内的帧存储器(flame memory)中。该图像数据是将构成图像的各像素的浓度用两个值(点记录的有无)表达的数据。
表面上吸附着感光材料150的载物台152通过未图示的驱动装置，被沿着导轨158从门160的上游侧向下游侧以一定速度移动。载物台152通过门160的下方时，通过被安装在门160上的检测传感器160检测感光材料150的前端，则按多条线各部分依次读出存储在帧存储器中的图像数据，在数据处理部中基于读出的图像数据分别在各曝光头166上生成控制信号。此外，通过反射镜驱动控制部，基于生成的控制信号在各曝光头166上分别进行DMD50的微型反射镜的开关控制。
若从光纤阵列光源66将激光照射到DMD50上，则DMD50的微型反射镜处于打开状态时，被反射的激光通过透镜系54、58成像在感光材料150的被曝光面56上。这样，从光纤阵列光源66射出的激光在每个像素上开关，从而使感光材料150以与DMD50的使用像素数大致相同数量的像素单位(曝光范围168)进行曝光。
这里，在本实施例中，DMD50是倾斜设置的，因此，曝光范围168相对副扫描方向按规定的倾斜角倾斜。由此，各微型反射镜引起的曝光光束53的扫描轨迹(扫描线)的间距比曝光范围168不倾斜的情况下的扫描线的间距小，可以高质量地记录图像。
另外，即使在实际的DMD50的倾斜角θ’偏离理想的倾斜角θ的情况下，对此，通过变更列方向的使用像素数，可以抑制行方向的间距P的偏离。
此外，感光材料150和载物台152同时以一定速度移动，由此，感光材料150通过扫描器162在和载物台移动方向相反的方向上进行副扫描，各曝光头166分别形成带状的曝光完成区域170。
通过扫描器162的感光材料150的副扫描完成，并通过检测传感器164检测感光材料150的后端时，载物台152通过未图示的驱动装置沿导轨158回复到门160的最上游侧上的原点，并再一次被沿着导轨158从门160的上游侧向下游侧以一定速度移动。
而且，如本实施例所述，多重曝光的结构中，和不进行多重曝光的结构相比，可以照射DMD50的更广阔的区域。由此，可以加长曝光光束53的焦点深度。例如，使用15μm间距的DMD50，L＝20时，对应1个分割区域178D的DMD50的长度(行方向的长度)成为15μm×20＝0.3mm。为了在这样狭窄的区域内照射光，例如，通过如图5所示的透镜系67，必须加大照射在DMD50上的激光的光束的扩展角，因此，曝光光束53的焦点深度变短。反之，在照射DMD50的更广阔的范围的情况下，被照射在DMD50上的激光的光束的扩展角度较小，因此，曝光光束53的焦点深度变长。
如上所述，就具有作为空间光调制元件的DMD的曝光头进行了说明，但是，除了这种反射性空间光调制元件以外，也可以使用透过型空间光调制元件(LCD)。例如，MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)型的空间光调制元件(SLM；Spacial Light Modulator)，或者通过电气光学效果调制透过光的光学元件(PLZT元件)和液晶光快门(PLC)等液晶快门阵列等MEMS型以外的空间光调制元件。而且，所谓MEMS，是通过以IC制造工序为基础的微型机械加工技术将微尺寸的传感器、操作机构(actuator)、以及将控制电路集成化的细微系统的总称，所谓MEMS型空间光调制元件，是指通过利用静电力的电动机械工作来驱动的空间光调制元件。并且，也可以使用将多个Grating Light Valve(GLV)排列成二维形状所构成的装置。使用该等反射型空间光调制元件(GLV)或透过型空间光调制元件(LCD)的结构中，除了所述的激光以外，也可以使用灯等作为光源。
另外，在所述的实施例中，就使用具有多个合波激光光源的光纤阵列光源进行说明，但是，激光装置并不仅仅限定于将合波激光光源阵列化的光纤阵列光源。例如，也可以使用将具备从具有一个发光点的单一半导体激光器入射的激光射出的1条光纤的光纤光源阵列化的光纤阵列光源。
并且，也可以使用多个发光点呈二维形状排列的光源(例如LD阵列、有机EL阵列等)。使用该等光源的结构中，发光点分别对应像素，因此也可以省略所述的空间调制装置。
在所述实施例中，如图17所示，通过由扫描器162向X方向一次的扫描进行感光材料150的全面曝光的例子进行说明，但是，如图18(A)及(B)所示，也可以在通过扫描器162向X方向扫描感光材料150后，使扫描器162在Y方向上移动1个载物台，像向X方向进行扫描一样反复进行扫描和移动，通过多次的扫描进行感光材料的全面曝光。
另外，在所述实施例中，列举了所谓的平头式曝光装置的例子，但是，作为本发明的曝光装置，也可以是具有将感光材料缠卷的转筒的所谓外转筒型(outer drum type)曝光装置。
所述曝光装置，也可以用作例如印刷布线基板(PWB；Printed WiringGoard)的制造工艺的干膜抗蚀层(DFR；Dry Film Resist)的曝光，液晶显示装置(LCD)的制造工艺的彩色滤光片的形成，TFT的制造工艺的DFR的曝光，等离子显示面板(PDP)的制造工艺的DFR的曝光等用途。
另外，在所述的曝光装置中，可以使用通过曝光直接记录信息的光子方式(photon mode)感光材料，通过曝光产生的热记录信息的热方式感光材料中的任意一种。在使用光子方式感光材料的情况下，激光装置使用GaN系半导体激光器、波长转换固体激光器等，在使用发热方式感光材料的情况下，激光装置使用AlGaAs系半导体激光器(红外线激光器)、固体激光器。
另外，在本发明中并不限于曝光装置，例如喷墨记录头也可以采用同样的结构。即，在一般的喷墨记录头中，在与记录媒体(例如记录用纸或者OHP片等)相对的喷嘴面上，形成喷出墨滴的喷嘴，在喷墨记录头中，多个该喷嘴呈格子状设置，使头本身相对扫描方向倾斜，从而可以高分辨率地记录图像。在采用这样的二维排列的喷墨记录头中，即使头本身的实际的倾斜角偏离理想的倾斜角，通过采用本发明，可以将记录图像上产生的间距的偏离控制在一定范围内。
(发明效果)
本发明采用所述结构，不会导致成本的提高，可以得到高分辨率并且无斑点的图像。

Claims (17)

1.一种描绘头，是相对描绘面向沿着该描绘面的规定的扫描方向相对移动的描绘头，其特征在于：具备：
描绘元件群，其通过在与描绘面平行的平面内二维排列多个描绘元件而构成，并生成在描绘面上整体相对所述扫描方向以规定的倾斜角倾斜的二维形状的描绘像素群，及，
变更机构，其根据所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，并控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动。
2.如权利要求1所述的描绘头，其特征在于：其具备：将与所述相对移动方向正交的方向上的图像数据的分辨率转换为与所述相对移动方向正交的方向上的所述描绘像素数量的分辨率的分辨率转换机构。
3.如权利要求2所述的描绘头，其特征在于：所述图像数据的转换包括图像数据的扩大或者缩小。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的描绘头，其特征在于：所述描绘元件群是使对应图像信息在各像素上进行了调制的光照射在作为描绘面的曝光面上的调制光照射装置。
5.如权利要求4所述的描绘头，其特征在于：所述调制光照射装置具有：
照射激光的激光装置；
空间光调制元件，其二维排列有多个描绘元件部，该多个描绘元件部分别对应控制信号来改变光调制状态，而调制从所述激光装置照射的激光；及
控制机构，其通过对应曝光信息产生的控制信号控制所述描绘元件部。
6.如权利要求4所述的描绘头，其特征在于：由微型反射镜装置构成所述空间光调制元件，该微型反射镜装置是二维形状排列多个微型反射镜而构成的，该多个微型反射镜可以分别对应控制信号来改变反射面的角度。
7.如权利要求5所述的描绘头，其特征在于：由液晶快门阵列构成所述空间光调制元件，且液晶快门阵列是二维形状排列多个液晶单元而构成的，该多个液晶单元可以分别对应控制信号来遮断透过光。
8.一种描绘装置，其特征在于：具备：权利要求1～3中任意一项所述的描绘头，及，至少使所述描绘头向规定方向相对移动的移动机构。
9.一种描绘装置，其特征在于：具备：权利要求4所述的描绘头，及，至少使所述描绘头向规定方向相对移动的移动机构。
10.一种描绘装置，其特征在于：具备：权利要求5所述的描绘头，及，至少使所述描绘头向规定方向相对移动的移动机构。
11.一种描绘装置，其特征在于：具备：权利要求6所述的描绘头，及，至少使所述描绘头向规定方向相对移动的移动机构。
12.一种描绘装置，其特征在于：具备：权利要求7所述的描绘头，及，至少使所述描绘头向规定方向相对移动的移动机构。
13.一种描绘方法，其特征在于：
使用权利要求1～3中任意一项所述的描绘头，并可使该描绘头向沿着描绘面的规定的扫描方向相对移动，
根据所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，来变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动，并按变更后的描绘像素数量和描绘间距在描绘面上进行描绘。
14.一种描绘方法，其特征在于：
使用权利要求4所述的描绘头，并可使该描绘头向沿着描绘面的规定的扫描方向相对移动，
根据所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，来变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动，并按变更后的描绘像素数量和描绘间距在描绘面上进行描绘。
15.一种描绘方法，其特征在于：
使用权利要求5所述的描绘头，并可使该描绘头向沿着描绘面的规定的扫描方向相对移动，
根据所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，来变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动，并按变更后的描绘像素数量和描绘间距在描绘面上进行描绘。
16.一种描绘方法，其特征在于：
使用权利要求6所述的描绘头，并可使该描绘头向沿着描绘面的规定的扫描方向相对移动，
根据所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，来变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动，并按变更后的描绘像素数量和描绘间距在描绘面上进行描绘。
17.一种描绘方法，其特征在于：
使用权利要求7所述的描绘头，并可使该描绘头向沿着描绘面的规定的扫描方向相对移动，
根据所述描绘元件群的规定的倾斜角与所述描绘像素群的实际的倾斜角的误差，来变更从所述扫描方向到倾斜所述倾斜角的方向的描绘像素数量，控制从扫描方向到实际倾斜的倾斜角的方向的描绘间距的变动，并按变更后的描绘像素数量和描绘间距在描绘面上进行描绘。
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