JP2001510582A - 感光性材料に光を照射する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、薄膜または他の感光性材料をスキャナ内で露光する方法に関する。本発明によれば、第１の光ビームは、波長λ１を持つ光源から前記感光性材料上の第１の露光点に、少なくとも１つの入力端および出力端、ならびに前記光学出力端を基準として配置された少なくとも１つの回転する光学反射または透過素子を具備する光学系を介して伝えられる。この場合、少なくとも１つの追加光源がλ１とは異なる波長λｘを持つ追加の光ビームを発生し、前記波長λｘを持つ前記追加光ビームが、前記光学系の前記入力端を介して前記光学系の出力端に伝えられ、これによって、前記光学系の前記出力端において前記第１の光ビームと一致し、前記追加光ビームが、前記一致点から、λｘまたは前記波長同士間の相互差Δλとは無関係に、イメージセッター内の前記感光性材料上の追加の露光点まで伝えられ、前記光ビームが、前記光学系の前記入力端から１つ以上の光導体、好ましくは光ファイバを介して、前記光学系の前記出力端まで完全にまたは部分的に伝えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 感光性材料に光を照射する方法と装置 技術分野 本発明は、一般的には請求項１の導入部に記載の感光性材料に光線を照射する 方法に関し、より特定的には、請求項１３の導入部に記載の方法を実施する装置 に関する。 欧州特許公開０５８９６５２号公報は、回転する多角形ミラーが、さまざまな 波長を持つレーザーの「束」を反射する回転ミラーを有する、いわゆる単一ラス ター査システム（ＲＯＳ）に付いて述べている。前記レーザー光線は、互いに近 接（１０ミクロン）しているが、前記多角形の回転軸と直角方向（高速走査方向 ）に空間的に分離しており、光学フィルタによって分割されて、関連する受光器 に至る光路をたどる。 しかし、この空間的分離は、いくつかの場合において問題となるが、それは、 前記光学系の機械的構造体が不可避的に複雑となり、最悪の場合には、精度、さ らに露光分解能さえ低下するからである。 米国特許第４９６２３１２号明細書には、さまざまな波長を持つ複数の光ビー ムが、ビームスプリッタによって１つの光線に収束され、次に、前記光線の前記 波長とは無関係に、多角形を介して前記プリンタのステーションに伝えられる、 マルチステーションプリンタが開示されている。 しかし、このシステムの重大な欠点は、ビームスプリッタ自体を用いて必要な入 射光軸を達成することが困難になることである。そのため、納得がいく結果を得 るためには、前記システムは、高価で複雑になることとなる。 この構造体のさらなる欠点は、前記光ビームが、温度の勾配や乱れなどによっ て、非常に影響されることである。 発明の概要 請求項１に記載されているように、少なくとも１つの追加の光源が、λ１とは 異なる波長λｘを持つ光ビームを発生させるが、波長λ１を持つ前記追加の光ビ ームは、前記光学系の入力端から前記光学系の出力端に伝えられて、前記光学系 の前記出力端で前記第１の光ビームと幾何学的に一致し、前記追加光ビームは、 そこから、λｘまたは波長の差Δλとは無関係に、前記感光性材料上の追加の露 光点にまで伝えられ、前記光線は、前記光学系の前記入力点から、完全にまたは 部分的に、１つ以上の好ましくは光ファイバなどの光導体を介して、前記光学系 の前記出力端に伝えられ、出力端と露光点の間での必要な機械的運動が最小とな るので、露光率を最適化することが可能となる。 さらに、本発明を、前記相互運動の性質と速度に簡単に適応させて、異なった 分解能を持つ同一の装置上で実行できるが、それは、前記第１の露光点と前記追 加の露光点の間、または点同士間の距離を、例えば前記光源の波長を変更するこ とによって調節できるからである。 したがって、本方法は、きわめてフレキシブルであり、複雑な機械的または電 気的な考慮をすることなく、多くの用途に適用することができる。 本発明によると、異なった波長を持つ光ビームを、光導体、すなわち例えば光 ファイバの中で最適に混合し、幾何学的に一致した光ビームとして、以降の分離 を簡単にすることができる。 出力端として光導体、例えば光ファイバを用いると、回転する光素子を基準と する前記出力端の調整が、さらに簡単になる。その理由は、ファイバの端は、ビ ームスプリッタ自体よりはるかに取り扱いやすく、かつ位置付けしやすいからで ある。 さらに、完成された応用製品中で、個々のレーザー光源を個別に交換すること が可能であり、しかも、光学系全体をあらたに較正する必要がない。 レーザー光源と前記光学系の前記出力端の間で、光導体すなわち光ファイバ手 段を用いるさらなる利点は、機械的位置が、関連する装置にとって最も利点のあ る場所を考慮して、レーザー光源およびオプションの関連変調器を位置付けする ことがさらに簡単になることである。これは、汎用プリンタやスキャナにとって 、特に有益である。 これは、例えばマルチステーション型プリンタにとっては、特に有利である。 それは、このタイプのプリンタは、経費節約のために、例えば１つの色について 、１つの露光点という場合のように、物理的に分離された別々の露光点を１つの 回転光学素子によって露光するために、頻繁に必要とされるからである。このた め、 光ビームを幾何学的に分離することによって、機械的複雑さと光学的複雑さが増 すこととなる。 さらに、本発明によれば、非常に高い回転数においても、精度が維持される。 したがって、それぞれ別々の波長を持ったさまざまな光ビームを、前記光学系 の前記出力端から、幾何学的に同時発生的に出力されるように混合することによ って、回転反射体を介して、露光フェースに至るまで、比較的均一で簡単に光学 系を制御することができる。 したがって、光線と光学系の出力端の間の空間的分離を避けることによって、 前記出力と前記回転反射体、すなわちミラーとの間に存在する複雑な幾何学的関 係を簡単に避け、これによって、例えば露光フェース上のねじれを簡単に避ける ことが可能となる。 したがって、本発明によって、すべての光線を前記回転反射体上の中心に集め 、これによって、前記露光フェースによって反射される光線の対称性を、回転経 路上の前記反射体やミラーの位置とは無関係に得ることが可能となる。 本発明では、２個から数個の光源が用いられる。 ここで使用される光源は、同一タイプのものでも、別々のタイプのものでもよ い。 前記光学系は、光源から露光点まで光線を伝えるために必要とされる光学的特 徴を具備している。光源が直接には変調されない場合、前記光学系は、光学変調 器を具備することになる。 本発明では、反射体は、例えばミラー、ペンタプリズム、または十分な偏向効 果を有する光学素子を意味するものとする。 さらに、小型の光学装置を介して、露光点に光線を伝えることが可能である。 その理由は、前記光学系が、こうすることによって良好に輪郭が定まり、較正し 易いからである。 これに関連し、光ファイバを使用すると、完全な光ビームが、さらに良好に空 間的に分配されるので、さらなる利点がもたらされる。それは、すべての光源か らの光線が、正確に１つの光ファイバに伝えられると、さまざまな光源からの光 線が一致するからである。 光ファイバを用いることによるさらなる利点は、光学反射体が非常に高速で回 転していて、その結果、スキャナの回転光学素子の回りに乱流を引き起こすこと を考えれば、精度がかなり向上するということである。光ファイバを用いると、 露光フェース上の相互の焦点距離が、温度勾配によって決定的に影響されるマル チビームを用いるときには、特に重要な光学的温度感知距離が最小となる。 その上、例えば熱感知性構成部品に対して適切に熱発生構成部品を配置するこ とが可能となる。したがって、前記光源を希望するように自由に位置付けするこ とができる。 請求項２に記載されているように、光線が、個々の光源から１つ以上のカップ ラを介して光学系中の共通の光ファイバに伝えられると、特に有利な構造の光学 系が得られる。これは、光カップラによって、２つ以上の光ファイバから、１つ の光ファイバに伝えられる２つ以上の光波を混合する際に、光損失が比較的低く なるからである。 このように、いくつかの応用例では、光学Ｔカップラは、実際の混合の際に非 常に低い光損失を示している。 光カップラは、例えば汎用プリンタと接続すると、特に有利である。それは、 カップラ内では、光学的混合が比較的簡単で安価であるためであり、それは、レ ーザー光源を別個に交換したり、この光源を、個々の出力端に対して調節するこ とが可能であり、しかも、光学系全体を調節する必要が必ずしもないからでもあ る。 本発明の範囲内で、別々の波長を有する光線を幾何学的に混合して、これらの 波長のすべてを包含する合成光ビームを作るという、別の可能性があることも言 及しておく。 例えば、ビームスプリッタを、直線偏光された光線を用いるいくつかの応用例 で用いると有利である。それは、多くの場合、ビームスプリッタは、光カップラ より偏光をより良好に維持できるからである。 請求項３に記載されているように、光線が、個別の光源から光学系、すなわち 前記光線の波長とは無関係に、前記露光点に前記光線を反射させたり透過させた りする光線分割特性を持つ素子を介して露光点まで伝えられると、本発明の有利 なそして好ましい実施の形態が得られる。それは、合成された光線信号は、別々 の波長を持つ前記複数の光源に対応する複数の個別に方位付けされた変調光線信 号に簡単に分割され、これによって、これらの信号に対応する複数の露光点が、 感光性材料の上に得られるからである。 個々に用いられる光学素子は、意図される目的に従って、例えばホログラフィ やリソグラフィで製造し得る。 このように、前記光学素子は、統合光学回折格子、すなわち入射光線を露光点 に透過させる回折格子を有するミラーであってもよい。 したがって、内部のドラムスキャナ内の照射線量率をかなり増加させることが が可能である。前記内部機械部品、および前記光学系全体の構造体に関する要件 は、内部ドラムスキャナにとっては非常に重要であるので、本発明は、このよう に、前記スキャナの台車の構造を非常にコンパクトにできるので、特に有利であ る。 請求項４に記載されているように、光ビームを、光学系の出力端に配置された 回折格子によって分離して、回転光学反射体に対する入射光線の角度を、したが って露光点を前記入射光線の波長に依存させると、本発明の別の実施の形態が得 られる。しかし、前記光学素子の寸法決めに関しては正確さが劣る。 また、透過回折格子をこのように使用することによって、回折格子を入射光線 に対して直角に方位付けすることが可能となり、寸法決めという点で利点となる 。 請求項５に記載されているように、光線を、個々の光源から、光学系を介して 複数のフィルタ層を有する反射体に伝えた場合に、波長とは無関係に、前記光線 が前記反射体の次のフィルタに透過させるか、または露光点に向けて反射される と、本発明のさらなる効果的な実施の形態が達成され、フィルタ特性と反射特性 を有する複数のコーティング層を反射体に設けることができる。 これと関連して、露光点を位置付けするということに関して利点が得られる。 それは、光線の波長が多少不正確でも、露光点がずれないからである。これが、 光源の寸法決めと、光線の寸法決め要件に関する利点となる。 本発明の方法によって、分割変調光線を露光点に向けて正確に方位付けするこ とが可能となる。その理由は、前記分割光線は、互いに距離がある反射体から露 光点まで平行に伝えられるからである。露光点同士間の距離は、これによって、 その寸法が定まり、個々のフィルタ層の厚さに基づいて決定される。 これによって、原則として、露光点の位置付けが、反射体と露光点の間の距離 とは無関係なものとなり、これによって、例えば収束光学部品の寸法決めが容易 となる。 請求項６に記載されているように、光線が光学素子中に統合された集束レンズ によって露光点に向けて収束されると、変調光線を感光性材料上に収束させるこ とができる。 請求項７に記載されているように、個々のレーザ光源の現行の波長を測定して 、次に、前記レーザ光源の波長を、前記レーザ光源にとって所要の、または希望 の基準波長λｒｅｆに基づいて、この測定値とは無関係に調節すると、光源の波 長を効果的に調節することができる。その理由は、前記基準波長から比較的小さ な偏差でさえも、好ましくない偏差が、露光点の位置付けの際に発生しかねない からである。 請求項８に記載されているように、光線を光学系内で変調すると、個々の光源 の波長を効果的に調節することができる。その理由は、例えばレーザダイオード という形態で与えられる非変調光源を、光線が前記レーザダイオードの外部で変 調する場合には、希望の波長を持つように容易に維持できるからである。 請求項９に記載されているように、光線が、個々の光源から光学系を介して露 光点に伝えられ、同時に、回転光学素子が、光線を前記露光点に反射させるか、 または透過させ、光源と露光点間の光路が前記光路上に置かれ、さらに焦点変化 特性を有する少なくとも１つの光学素子を通って伸張している場合、光線を分割 したり、継続的であったり、光線の方向と収束を補償したりすることができる。 補償用光学素子を使用すると、照射光源の不正確さによって引き起こされた照 射波長の変動を、完全にまたは部分的に補償することができる。したがって、補 償用光学素子によって、焦点および照射方向を、幾何学的に光線の前または後に 維持し、これによって、露光点同士間の相互距離を維持することができる。 請求項１０に記載されているように、光線が、光源と露光点の間に置かれた焦 点変化特性を持つ少なくとも１つの補償用光学素子を介して露光点に伝えられ、 前記補償用光学素子回転光学素子によって回転すると、薄膜上ですべての露光点 を正確に収束することができる。その理由は、前記補償用光学素子が、光線が分 割されることによって引き起こされる露光点同士間の収束の相互変化を補償する からである。 前記補償用光学素子が光学反射素子によって回転すると、前記露光点がねじれ たりすることがなく、前記相互の位置が前記薄膜上で維持されるからである。 請求項１１に記載されているように、光線が、回転光学素子と露光点の間に置 かれた屈折特性を持つ少なくとも１つの光学素子を介して露光点に伝えられ、屈 折特性を持つ前記光学素子が、回転光学素子によって回転すると、本発明の有利 な実施の形態が達成される。 請求項１２に記載されているように、個々の光源からの光線が、ビームスプリ ッタを介して光学系中の共通光ファイバに伝えられると、本発明の特に有利な実 施の形態が達成される。この実施の形態は、線形偏光光線を維持することが希望 される場合には、特に有利である。それは、ビームスプリッタが、この混合の間 は偏光現象を維持するという利点があるからである。 請求項１３に記載されているように、本発明の装置は、光線の波長とは無関係 に、入射光線を分割するように配置された少なくとも１つの光学屈折素子を具備 し、光学回転素子と光学屈折素子との間、または一般的な素子同士間で固定した 相互位置を維持するために回転する光学素子と同じ回転速度で、光学屈折素子が 回転するようになっていると、回転機構または補償光学部品、または一般の機構 によって、マルチビーム照射を実行することができる。 請求項１４に記載されているように、光学屈折素子、または一般的な素子が、 光学回折格子によって形成されていると、本発明による単純な実施の形態が達成 される。 請求項１５に記載されているように、光学系の出力端が、光導体によって形成 されていると、本発明の特に有利な実施の形態が達成される。その理由は、前記 光導体が光線を「包含する」、すなわちより具体的に言うと、１つの幾何学的に 一致した透過によって、別々の波長と変調を持つ光ビームを伝えることができる からである。 光導体は、光ファイバ、セルフォック導体(selfoc guide)、またはその類似物 を意味するものである。 請求項１６に記載されているように、光学系の出力端と少なくとも１つの露光 点の間に、少なくとも１つの補償用光学素子を配置し、これによって、別々の波 長を持つ全ての光ビームが、露光フェース上で相互に間隔を置いて収束されるよ うにすると、本発明による特別なそして重要な実施の形態が達成される。本発明 によれば、前記分割の結果として、個々の光線の焦点が、単純な焦点補償が関連 の光ビームに対して実行されない限り、露光フェースに十分に近いか、これと一 致することが明らかである。 上記の実施の形態はまた、光線の事前収束として実行し、それによって、これ らの光ビームが、露光平面上で収束するように、反射体との間で適切に伝えられ るようにしてもよいことを強調しておく。 図面の説明 次に、本発明を、図面を参照して詳細に説明する。 図１は、本発明の１実施の形態を示す図、 図２は、図１に示す実施の形態の詳細を示す図、 図３〜図７は、それぞれ本発明のさらなる実施の形態を示す図である。 図１は、本発明による好ましい実施の形態の概要を示す。 本発明の原理は、個別の波長を有する少なくとも２つの光源からの光ビームが 、１つ以上の光カップラまたはビームスプリッタによって収束されるということ である。 本発明の好ましい実施の形態によれば、光学系全体は、光線を平行光線とにし 、選択肢として、光線を遮断する光学系、および毎分約２４，０００回転するこ とが可能な回転光学系から成る。 波長λ１を持つレーザーダイオードとしての光源１は、第１の変調器３に接続 され、前記第１の変調器１は、次に、いわゆるＴカップラによって形成される光 カップラ２０に接続されている。 これと対応して、波長λ２を持つレーザーダイオードとしての光源１１は、第 １の変調器１３に接続され、前記第１の変調器は、次に、上記のＴカップラに接 続されている。 前記光源は、例えば、６３４．７８５ｎｍと６３４．３５５ｎｍの間の波長を 持つ外部空洞レーザーであってもよい。 光カップラ２０は、光ファイバ２１を介して、コリメータレンズ２２および集 束レンズ２３から成る光学系に接続されている。回転ミラー２４は、前記光学系 の出力端に配置されており、前記ミラーは、周囲の感光材料、この場合は、薄膜 ３０によって形成されている感光材料から一様な間隔を有する回転軸に沿って方 向付けされている。ミラー２４は、リソグラフィで作成された回折格子の形態の 統合回折格子構造体を有する。 上記のリソグラフィで作られた回折格子の代わりに、ホログラフィで作成され たものを用いてもよい。 本実施の形態によれば、光源１および１１は、それぞれ同じタイプのレーザー ダイオードによって形成されている。同じタイプのレーザーダイオードで接続す るに際しては、前記ダイオードが、互いに近接した波長を持つ光線を放出するこ とが望ましい。 本発明によれば、λ１とλ２は、双方とも、６２０ｎｍから６７０ｎｍの範囲 内にある。これは、光源１および１１が、別々の電流と温度条件で駆動されるこ とを意味する。 このようにして、レーザー光源１および１１は、変調器３および１３によって 変調された、別々の波長を持つ光線を放射する。光線は、変調器３および１３か ら、前記光カップラおよび光ファイバ２１を介して、前記実際のスキャナ中の前 記光学系に伝えられ、波長λ１およびλ２を持つ前記変調済み光線が、光カップ ラ２０内で混合されて、光ファイバ２１内で光信号になるように収束される。 光線は、レンズ２２の中で平行化され、集束レンズ２３によって、回転ミラー ２４上に収束される。 ミラー２４の中の前記光学回折格子は、入射光線が波長λとは無関係に屈折す るような表面、または回折格子の構造を持つように設計されている。前記ミラー 上の入射光線は、本発明によれば、２つの別々の波長λ１およびλ２を含んでい るので、図示の場合のように、λ１が露光点７上に収束され、λ２が露光点１７ 上に収束されるに連れて、光線は屈折または反射し、薄膜３０上の別々の２つの 露光点に向けて放射される２つの光信号になる。 用いられるレーザ光源のタイプがそれぞれ異なる場合、本発明によれば、前記 レーザー光源同士間のΔλは、例えば３０ｎｍと比較的に大きいことが望ましい 。こうすると、前記レーザー光源を、同じ温度条件と電流条件で駆動できるから である。 図１には、さらに、２つのカップラ２および１２が光源１および１１に接続さ れており、その各々が、いわゆる波力計という形態となっている測定装置５およ び１５に接続されているところが示されている。 測定装置５および１５は、さらに、制御装置４および１４に接続され、制御装 置４および１４は、光源１および１１にフィードバックしてカップリングされて いる。 上述のフィードバック回路の機能は、次の通りである。 測定装置５および１５は、おのおのの光源１および１１の波長および出力を登 録し、これによって、次に、制御装置４および１４は、制御信号を光源１および １１に反復して印加する。 波長λ１およびλ２の登録内容は、制御装置内で希望の基準値λｒｅｆ１およ びλｒｅｆ２と比較され、次に、光源の波長λ１およびλ２が、この比較の結果 に応じて調節される。制御アルゴリズムおよび制御パラメータは、用いられてい るレーザー光源の知識に基づいて選択される。前記レーザー光源は、実際には、 熱電気的または本好ましい実施の形態によるダイオード電流によって主として実 行される。 図２は、露光点７および１７が、どのようにして、相互間隔ｄを有するかを示 す。回転ミラーは、前記ミラーの回転を基準として軸方向に運動する台車（図示 せず）に搭載されているので、露光点７と１７の間の前記相互間隔が、前記台車 の走行速度および前記ミラーの回転に対応していることが重要である。 本発明では、前記露光点同士間の間隔が、前記台車が軸方向に正確に１回転す る間に前記台車が走行する距離の約半分であるようにしている。複数の光源を用 いる場合、この比率は、それに応じて異なったものとなる。原則として、相互間 隔ｄは、レーザー光源の一方または双方を変化させることによって、動的に、希 望の分解能および対応する台車の速度に従って変化する。 この関連において、この機能によって光学系全体にわたるフレキシビリティが もたらされる。その理由は、このマルチビーム光学系における可能な分解能が、 セットアップの機械的すなわちハードウエアの特性を変更することなく、制御技 法的特徴によって得られるからである。 実際には、相互間隔ｄは、適切な対応スポット直径を持つ例えば３２０ミクロ ンという値でもよい。 図３は、本発明のさらなる実施の形態を示す。ここでは、図１に示す前記実施 の形態における前記回転ミラーの代わりに、おのおのが全光量の一部分を薄膜３ ０に反射する２つのフィルタ層２５および２６を具備する回転ビームスプリッタ が用いられている。 本実施の形態におけるフィルタ層２５は、したがって、１つの波長を持つ光信 号に対して反射効果を有し、そのため、光信号は露光点７に反射され、同時に、 別の波長を持つ光信号が、反射表面２６にさらに透過され、前記反射表面から露 光点１７に向けて反射される。 この場合に用いられる別々の波長を持つ２つ以上の光源を使用する場合、フィ ルタ層の数は、それに応じて増加させる必要がある。その理由は、フィルタ層を 用いるこの分割によって、多くの露光点を簡単に指定することができ、前記露光 点同士間の間隔ｄが、前記フィルタ層同士間の相互間隔によって軸方向に定めら れるからである。 図４では、２つの光源（図示せず）が、２つの別々の波長を持つ光線を光ファ イバ２１に向けて発生し、前記光ファイバが、光線をコリメーションレンズ２２ を介して補償用光学素子４０まで伝え、前記補償用光学素子からの光線は、回転 光学反射素子５０を介して薄膜３０上の露光点７および１７に伝えられる。 補償用光学素子４０光学反射素子５０によって回転し、これによって、露光点 ７および１７がねじられることがなく、薄膜３０上でのその相互位置が維持され るようになっている。 挿入されたホログラフィ光学素子４０によって、露光点７と１７の双方が、光 学反射素子５０で分割された後に、薄膜３０上で正確に収束されるようになって いる。 図５は、光学素子４０が入射光線を分割し、光学反射素子５０が光線を薄膜上 に正確に収束させ、前記素子５０が、光学素子４０による前記分割によって引き 起こされた露光点７と１７での焦点の運動や歪みを補償する、さらなる実施の形 態を示す。 図６は、本発明のさらなる実施の形態を示すが、この実施の形態は、全体とし て図４および図５に示す実施の形態と同じ機能を有する。 しかし、この実施の形態によれば、光学素子５０は、光線を、その波長とは無 関係に分割して、２つの露光点７および１７に向けて伝えることによって形成さ れている。補償透過光学素子４０は、光ファイバ２１と光学素子５０の間に置か れ、これによって、光線が、露光点７と１７の双方を正確に収束する角度で、光 学素子５０に向けて伝えられる。 したがって、補償用光学素子４０は、光学素子５０による収束点の変動を補償 する。 図７は、本発明のさらなる実施の形態を示す。この実施の形態では、光学素子 ５０が、統合された回折格子構造体を有する反射ミラーによって形成され、これ によって、波長とは無関係に入射光線が分割されるようになっている。 露光点７および１７は、薄膜３０の表面上には収束しないので、補償素子４０ が同様に挿入され、これによって、薄膜３０上に収束される。 図８は、本発明のさらなる実施の形態を示している。この実施の形態では、波 長６３４．７８５ｎｍおよび６３４．３５５ｎｍを持つ２つの外部空洞レーザー １０１および１１１が、光線を光カップラ１２０に伝える。このカップラ１２０ は、このようなスプリッタ特有の高い光損失にもかかわらず、ビームスプリッタ によって形成され、次に、光線が光カップラ１２０を介して、光学系の出力端を 形成する光ファイバ１２１に伝えられると、本発明の利点が生かされる場合がい くつかある。 本発明の好ましい実施の形態によれば、レーザー光源は、その波長が、６３４ ｎｍから６３６ｎｍの範囲内で可変であり、同時に、その線幅が、薄膜上 に形成される８ミクロンのスポットに対しては、０．０１ｎｍより小さいことが 必要である。 レーザ光源もまた、同様に、所与の波長を、＋／−０．０００３ｎｍ（２２３ ＭＨｚｚ）の範囲内に維持しうることが必要であるが、それは、薄膜上の２つの スポット間の間隔を、＋／−０．５ミクロン以内に保持する必要があるからであ る。 レーザー光源はさらに、ファイバ出力が線形的に偏光されるように、偏光維持 ファイバに対して、ピグテール(pigtail)されていなければならない。 光学系の出力端、すなわちこの場合はファイバ１２１は、次に、両方の光ビー ムを幾何学的に一致させて、コリメーション光学部品１２２および絞り１２３， さらにそこから回転光学系１２４に伝える。 絞り１２３は、スポット寸法の調節に用いられる。 光ファイバの出力端から発生する線形偏光光線を、円形偏光光線に変換する１ ／４波プレート１２３’が、絞り１２３の後方に設けられている。 回転光学系１２４は、図示しない手段によって、２４，０００の回転速度で回 転される。 本発明によれば、回転光学系は、回転屈折光学素子を乱流による破壊やダステ ィングから保護する機能を持つ回転窓１２５を具備する。前記窓は、例えば、１ ．６２６ｍｍの厚さを持つＢＫ７で形成してもよい。 次に、回転光学系１２４の心臓部が、回転屈折光学素子１２６によって形成さ れる。前記素子１２６は、回折格子基板および、前記回折基板上に位置する回折 格子を具備する。前記回折格子は、例えば、３ｍｍの厚さのシリカガラスの平面 細片によって作られる。 具体的に使用される回折格子は、フォトリソグラフィによって、回折格子表面 上でエッチングされた２１８４本の溝／線から成る。 さらに、回転光学系は、それぞれ分離した波長を有する２つの分離した光線を 露光フェース１３０上に収束させる機能を持つ色消しレンズ１２７を有する。 前記色消しレンズは、例えば、２３８．９ｍｍという焦点距離を有し、できるか ぎり薄くする必要がある。 コリメーション用光学部品は、例えば、Ｓ＆Ｈｆ２００色消しレンズタイプの コリメーション色消しレンズによって形成してもよい。この色消しレンズは、光 ファイバ１２１の出力端に近づいたり遠ざかったりして、焦点距離を調節できる ように可動となっており、さらに、これによって、露光される感光性材料のさま ざまな厚さに対応することが可能となっている。 回転光学系は、台車（図示せず）の上に配置されているが、この台車は、矢印 Ａの方向に運動可能な制御装置により制御されて、移動させることができる。光 学系の出力端すなわち光ファイバ１２１は、前記出力端と前記回転光学系の間で 、実質的に固定された距離のところで、台車上に搭載されている。その一方、光 源および関連の制御装置は静止状態にある。 したがって、光学系１２４は、内部空洞１２５内で往復運動するように制御さ れ、イメージセッターの内部露光フェース１３０に向かう照射光線を、露光点１ ０７および１１７に伝える。 前記露光点同士間の相互間隔は、例えば３２０ミクロンであるのがよい。 また、図８に示すように、光学系１２４は原点に移動させてもよいが、露光点 １０７および１１７は、この原点を通過して、２つのスポットの光出力および位 置を登録し、この登録済みデータを制御装置１０４に送出することが可能な、い わゆるＰＳＤ１１５（位置感知用デパイス）にまで至る。 したがって、光源１０１および１１１に接続されている制御装置１０４は、導 入された制御アルゴリズム、追加された画像データ、およびＰＳＤ１１５の登録 内容に基づいて、画像データを適切に変調させ、これによって、台車（図示せず ）が１回以上走行すると、露光フェース上にすべての画像が与えられるようにす ることができる。 このデータ処理の一部は、ＲＩＰ（ラスター画像プロセッサ：図示せず）によ り、周知の原理に基づいて実行される。このＲＩＰは、必要なデータシーケンス を発生させ、このデータシーケンスは、発生されると、バッファを介して、レー ザ光源１０１および１１１に出力される。これらのレーザー光源は、これらのデ ータシーケンスとは独立に変調される。 別の代替物物でも、もちろん、レーザー光源が直接には変調されない場合は、 これらのデータシーケンスを分離した変調器に送出してもよい。 被照射光学系を、例えば４つの光源で構築し、その各々が、自分自身の波長を 有し、その結果、４つの分離した露光点が露光フェース上に同時に存在する場合 、前記波長は、例えば、０．４３ｎｍの相互差を有し、かつそれぞれ、６３４ｎ ｍ、３５５ｎｍ、６３４．７８５ｎｍ、６３５．２１５ｎｍおよび６３５．６４ ５ｎｍという値になる。 これら４つの波長によって、薄膜上に４つのスポットが与えられ、その各々は 、互いに３２０ミクロン分離している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年６月２０日（１９９８．６．２０） 【補正内容】 明細書 感光性材料に光を照射する方法と装置 技術分野 本発明は、一般的には請求項１の導入部に記載の感光性材料に光線を照射する 方法に関し、より特定的には、請求項１３の導入部に記載の方法を実施する装置 に関する。 欧州特許公開０５８９６５２号公報は、回転する多角形ミラーが、さまざまな 波長を持つレーザーの「束」を反射する回転ミラーを有する、いわゆる単一ラス ター走査システム（ＲＯＳ）に付いて述べている。前記レーザー光線は、互いに 近接（１０ミクロン）しているが、前記多角形の回転軸と直角方向（高速走査方 向）に空間的に分離しており、光学フィルタによって分割されて、関連する受光 器に至る光路をたどる。 しかし、この空間的分離は、いくつかの場合において問題となるが、それは、 前記光学系の機械的構造体が不可避的に複雑となり、最悪の場合には、精度、さ らに露光分解能さえ低下するからである。 米国特許第４９６２３１２号明細書には、さまざまな波長を持つ複数の光ビー ムが、ビームスプリッタによって１つの光線に収束され、次に、前記光線の前記 波長とは無関係に、多角形を介して前記プリンタのステーションに伝えられる、 マルチステーションプリンタが開示されている。 しかし、このシステムの重大な欠点は、ビームスプリッタ自体を用いて必要な入 射光軸を達成することが困難になることである。そのため、納得がいく結果を得 るためには、前記システムは、高価で複雑になることとなる。 この構造体のさらなる欠点は、前記光ビームが、温度の勾配や乱れなどによっ て、非常に影響されることである。 発明の概要 請求項１に記載されているように、少なくとも１つの追加の光源が、λ１とは 異なる波長λｘを持つ光ビームを発生させるが、波長λ１を持つ前記追加の光ビ ームは、前記光学系の入力端から前記光学系の出力端に伝えられて、前記光学系 の前記出力端で前記第１の光ビームと幾何学的に一致し、前記追加光ビームは、 そこから、λｘまたは波長の差Δλとは無関係に、前記感光性材料上の追加の露 光点にまで伝えられ、前記光線は、前記光学系の前記入力点から、完全にまたは 部分的に、１つ以上の好ましくは光ファイバなどの光導体を介して、前記光学系 の前記出力端に伝えられ、出力端と露光点の間での必要な機械的運動が最小とな るので、露光率を最適化することが可能となる。 さらに、本発明を、前記相互運動の性質と速度に簡単に適応させて、異なった 分解能を持つ同一の装置上で実行できるが、それは、前記第１の露光点と前記追 加の露光点の間、または点同士間の距離を、例えば前記光源の波長を変更するこ とによって調節できるからである。 したがって、本方法は、きわめてフレキシブルであり、複雑な機械的または電 気的な考慮をすることなく、多くの用途に適用することができる。 本発明によると、異なった波長を持つ光ビームを、光導体、すなわち例えば光 ファイバの中で最適に混合し、幾何学的に一致した光ビームとして、以降の分離 を簡単にすることができる。 出力端として光導体、例えば光ファイバを用いると、回転する光素子を基準と する前記出力端の調整が、さらに簡単になる。その理由は、ファイバの端は、ビ ームスプリッタ自体よりはるかに取り扱いやすく、かつ位置付けしやすいからで ある。 さらに、完成された応用製品中で、個々のレーザー光源を個別に交換すること が可能であり、しかも、光学系全体をあらたに較正する必要がない。 レーザー光源と前記光学系の前記出力端の間で、光導体すなわち光ファイバ手 段を用いるさらなる利点は、機械的位置が、関連する装置にとって最も利点のあ る場所を考慮して、レーザー光源およびオプションの関連変調器を位置付けする ことがさらに簡単になることである。これは、汎用プリンタやスキャナにとって 、特に有益である。 これは、例えばマルチステーション型プリンタにとっては、特に有利である。 それは、このタイプのプリンタは、経費節約のために、例えば１つの色について 、１つの露光点という場合のように、物理的に分離された別々の露光点を１つの 回転光学素子によって露光するために、頻繁に必要とされるからである。このた め、 光ビームを幾何学的に分離することによって、機械的複雑さと光学的複雑さが増 すこととなる。 さらに、本発明によれば、非常に高い回転数においても、精度が維持される。 したがって、それぞれ別々の波長を持ったさまざまな光ビームを、前記光学系 の前記出力端から、幾何学的に同時発生的に出力されるように混合することによ って、回転反射体を介して、露光フェースに至るまで、比較的均一で簡単に光学 系を制御することができる。 したがって、光線と光学系の出力端の間の空間的分離を避けることによって、 前記出力と前記回転反射体、すなわちミラーとの間に存在する複雑な幾何学的関 係を簡単に避け、これによって、例えば露光フェース上のねじれを簡単に避ける ことが可能となる。 したがって、本発明によって、すべての光線を前記回転反射体上の中心に集め 、これによって、前記露光フェースによって反射される光線の対称性を、回転経 路上の前記反射体やミラーの位置とは無関係に得ることが可能となる。 本発明では、２個から数個の光源が用いられる。 ここで使用される光源は、同一タイプのものでも、別々のタイプのものでもよ い。 前記光学系は、光源から露光点まで光線を伝えるために必要とされる光学的特 徴を具備している。光源が直接には変調されない場合、前記光学系は、光学変調 器を具備することになる。 本発明では、反射体は、例えばミラー、ペンタプリズム、または十分な偏向効 果を有する光学素子を意味するものとする。 さらに、小型の光学装置を介して、露光点に光線を伝えることが可能である。 その理由は、前記光学系が、こうすることによって良好に輪郭が定まり、較正し 易いからである。 これに関連し、光ファイバを使用すると、完全な光ビームが、さらに良好に空 間的に分配されるので、さらなる利点がもたらされる。それは、すべての光源か らの光線が、正確に１つの光ファイバに伝えられると、さまざまな光源からの光 線が一致するからである。 光ファイバを用いることによるさらなる利点は、光学反射体が非常に高速で回 転していて、その結果、スキャナの回転光学素子の回りに乱流を引き起こすこと を考えれば、精度がかなり向上するということである。光ファイバを用いると、 露光フェース上の相互の焦点距離が、温度勾配によって決定的に影響されるマル チビームを用いるときには、特に重要な光学的温度感知距離が最小となる。 その上、例えば熱感知性構成部品に対して適切に熱発生構成部品を配置するこ とが可能となる。したがって、前記光源を希望するように自由に位置付けするこ とができる。 請求項２に記載されているように、光線が、個々の光源から１つ以上のカップ ラを介して光学系中の共通の光ファイバに伝えられると、特に有利な構造の光学 系が得られる。これは、光カップラによって、２つ以上の光ファイバから、１つ の光ファイバに伝えられる２つ以上の光波を混合する際に、光損失が比較的低く なるからである。 このように、いくつかの応用例では、光学Ｔカップラは、実際の混合の際に非 常に低い光損失を示している。 光カップラは、例えば汎用プリンタと接続すると、特に有利である。それは、 カップラ内では、光学的混合が比較的簡単で安価であるためであり、それは、レ ーザー光源を別個に交換したり、この光源を、個々の出力端に対して調節するこ とが可能であり、しかも、光学系全体を調節する必要が必ずしもないからでもあ る。 本発明の範囲内で、別々の波長を有する光線を幾何学的に混合して、これらの 波長のすべてを包含する合成光ビームを作るという、別の可能性があることも言 及しておく。 例えば、ビームスプリッタを、直線偏光された光線を用いるいくつかの応用例 で用いると有利である。それは、多くの場合、ビームスプリッタは、光カップラ より偏光をより良好に維持できるからである。 請求項３に記載されているように、光線が、個別の光源から光学系、すなわち 前記光線の波長とは無関係に、前記露光点に前記光線を反射させたり透過させた りする光線分割特性を持つ素子を介して露光点まで伝えられると、本発明の有利 なそして好ましい実施の形態が得られる。それは、合成された光線信号は、別々 の波長を持つ前記複数の光源に対応する複数の個別に方位付けされた変調光線信 号に簡単に分割され、これによって、これらの信号に対応する複数の露光点が、 感光性材料の上に得られるからである。 個々に用いられる光学素子は、意図される目的に従って、例えばホログラフィ やリソグラフィで製造し得る。 このように、前記光学素子は、統合光学回折格子、すなわち入射光線を露光点 に透過させる回折格子を有するミラーであってもよい。 したがって、内部のドラムスキャナ内の照射線量率をかなり増加させることが が可能である。前記内部機械部品、および前記光学系全体の構造体に関する要件 は、内部ドラムスキャナにとっては非常に重要であるので、本発明は、このよう に、前記スキャナの台車の構造を非常にコンパクトにできるので、特に有利であ る。 請求項４に記載されているように、光ビームを、光学系の出力端に配置された 回折格子によって分離して、回転光学反射体に対する入射光線の角度を、したが って露光点を前記入射光線の波長に依存させると、本発明の別の実施の形態が得 られる。しかし、前記光学素子の寸法決めに関しては正確さが劣る。 また、透過回折格子をこのように使用することによって、回折格子を入射光線 に対して直角に方位付けすることが可能となり、寸法決めという点で利点となる 。 請求項５に記載されているように、光線を、個々の光源から、光学系を介して 複数のフィルタ層を有する反射体に伝えた場合に、波長とは無関係に、前記光線 が前記反射体の次のフィルタに透過させるか、または露光点に向けて反射される と、本発明のさらなる効果的な実施の形態が達成され、フィルタ特性と反射特性 を有する複数のコーティング層を反射体に設けることができる。 これと関連して、露光点を位置付けするということに関して利点が得られる。 それは、光線の波長が多少不正確でも、露光点がずれないからである。これが、 光源の寸法決めと、光線の寸法決め要件に関する利点となる。 本発明の方法によって、分割変調光線を露光点に向けて正確に方位付けするこ とが可能となる。その理由は、前記分割光線は、互いに距離がある反射体から露 光点まで平行に伝えられるからである。露光点同士間の距離は、これによって、 その寸法が定まり、個々のフィルタ層の厚さに基づいて決定される。 これによって、原則として、露光点の位置付けが、反射体と露光点の間の距離 とは無関係なものとなり、これによって、例えば収束光学部品の寸法決めが容易 となる。 請求項６に記載されているように、光線が光学素子中に統合された集束レンズ によって露光点に向けて収束されると、変調光線を感光性材料上に収束させるこ とができる。 請求項７に記載されているように、個々のレーザ光源の現行の波長を測定して 、次に、前記レーザ光源の波長を、前記レーザ光源にとって所要の、または希望 の基準波長λｒｅｆに基づいて、この測定値とは無関係に調節すると、光源の波 長を効果的に調節することができる。その理由は、前記基準波長から比較的小さ な偏差でさえも、好ましくない偏差が、露光点の位置付けの際に発生しかねない からである。 請求項８に記載されているように、光線を光学系内で変調すると、個々の光源 の波長を効果的に調節することができる。その理由は、例えばレーザダイオード という形態で与えられる非変調光源を、光線が前記レーザダイオードの外部で変 調する場合には、希望の波長を持つように容易に維持できるからである。 請求項９に記載されているように、光線が、個々の光源から光学系を介して露 光点に伝えられ、同時に、回転光学素子が、光線を前記露光点に反射させるか、 または透過させ、光源と露光点間の光路が前記光路上に置かれ、さらに焦点変化 特性を有する少なくとも１つの光学素子を通って伸張している場合、光線を分割 したり、継続的であったり、光線の方向と収束を補償したりすることができる。 補償用光学素子を使用すると、照射光源の不正確さによって引き起こされた照 射波長の変動を、完全にまたは部分的に補償することができる。したがって、補 償用光学素子によって、焦点および照射方向を、幾何学的に光線の前または後に 維持し、これによって、露光点同士間の相互距離を維持することができる。 請求項１０に記載されているように、光線が、光源と露光点の間に置かれた焦 点変化特性を持つ少なくとも１つの補償用光学素子を介して露光点に伝えられ、 前記補償用光学素子回転光学素子によって回転すると、薄膜上ですべての露光点 を正確に収束することができる。その理由は、前記補償用光学素子が、光線が分 割されることによって引き起こされる露光点同士間の収束の相互変化を補償する からである。 前記補償用光学素子が光学反射素子によって回転すると、前記露光点がねじれ たりすることがなく、前記相互の位置が前記薄膜上で維持されるからである。 請求項１１に記載されているように、光線が、回転光学素子と露光点の間に置 かれた屈折特性を持つ少なくとも１つの光学素子を介して露光点に伝えられ、屈 折特性を持つ前記光学素子が、回転光学素子によって回転すると、本発明の有利 な実施の形態が達成される。 請求項１２に記載されているように、個々の光源からの光線が、ビームスプリ ッタを介して光学系中の共通光ファイバに伝えられると、本発明の特に有利な実 施の形態が達成される。この実施の形態は、線形偏光光線を維持することが希望 される場合には、特に有利である。それは、ビームスプリッタが、この混合の間 は偏光現象を維持するという利点があるからである。 請求項１３に記載されているように、本発明の装置は、光線の波長とは無関係 に、入射光線を分割するように配置された少なくとも１つの光学屈折素子を具備 し、光学回転素子と光学屈折素子との間、または一般的な素子同士間で固定した 相互位置を維持するために回転する光学素子と同じ回転速度で、光学屈折素子が 回転するようになっていると、回転機構または補償光学部品、または一般の機構 によって、マルチビーム照射を実行することができる。 請求項１４に記載されているように、光学屈折素子、または一般的な素子が、 光学回折格子によって形成されていると、本発明による単純な実施の形態が達成 される。 請求項１５に記載されているように、光学系の出力端が、光導体によって形成 されていると、本発明の特に有利な実施の形態が達成される。その理由は、前記 光導体が光線を「包含する」、すなわちより具体的に言うと、１つの幾何学的に 一致した透過によって、別々の波長と変調を持つ光ビームを伝えることができる からである。 光導体は、光ファイバ、セルフォック導体(selfoc guide)、またはその類似物 を意味するものである。 請求項１６に記載されているように、光学系の出力端と少なくとも１つの露光 点の間に、少なくとも１つの補償用光学素子を配置し、これによって、別々の波 長を持つ全ての光ビームが、露光フェース上で相互に間隔を置いて収束されるよ うにすると、本発明による特別なそして重要な実施の形態が達成される。本発明 によれば、前記分割の結果として、個々の光線の焦点が、単純な焦点補償が関連 の光ビームに対して実行されない限り、露光フェースに十分に近いか、これと一 致することが明らかである。 上記の実施の形態はまた、光線の事前収束として実行し、それによって、これ らの光ビームが、露光平面上で収束するように、反射体との間で適切に伝えられ るようにしてもよいことを強調しておく。 図面の説明 次に、本発明を、図面を参照して詳細に説明する。 図１は、本発明の１実施の形態を示す図、 図２は、図１に示す実施の形態の詳細を示す図、 図３〜図８は、それぞれ本発明のさらなる実施の形態を示す図である。 図１は、本発明による好ましい実施の形態の概要を示す。 本発明の原理は、個別の波長を有する少なくとも２つの光源からの光ビームが 、１つ以上の光カップラまたはビームスプリッタによって収束されるということ である。 本発明の好ましい実施の形態によれば、光学系全体は、光線を平行光線とにし 、選択肢として、光線を遮断する光学系、および毎分約２４，０００回転するこ とが可能な回転光学系から成る。 波長λ１を持つレーザーダイオードとしての光源１は、第１の変調器３に接続 され、前記第１の変調器１は、次に、いわゆるＴカップラによって形成される光 カップラ２０に接続されている。 これと対応して、波長λ２を持つレーザーダイオードとしての光源１１は、第 １の変調器１３に接続され、前記第１の変調器は、次に、上記のＴカップラに接 続されている。 前記光源は、例えば、６３４．７８５ｎｍと６３４．３５５ｎｍの間の波長を 持つ外部空洞レーザーであってもよい。 光カップラ２０は、光ファイバ２１を介して、コリメータレンズ２２および集 束レンズ２３から成る光学系に接続されている。回転ミラー２４は、前記光学系 の出力端に配置されており、前記ミラーは、周囲の感光材料、この場合は、薄膜 ３０によって形成されている感光材料から一様な間隔を有する回転軸に沿って方 向付けされている。ミラー２４は、リソグラフィで作成された回折格子の形態の 統合回折格子構造体を有する。 上記のリソグラフィで作られた回折格子の代わりに、ホログラフィで作成され たものを用いてもよい。 本実施の形態によれば、光源１および１１は、それぞれ同じタイプのレーザー ダイオードによって形成されている。同じタイプのレーザーダイオードで接続す るに際しては、前記ダイオードが、互いに近接した波長を持つ光線を放出するこ とが望ましい。 本発明によれば、λ１とλ２は、双方とも、６２０ｎｍから６７０ｎｍの範囲 内にある。これは、光源１および１１が、別々の電流と温度条件で駆動されるこ とを意味する。 このようにして、レーザー光源１および１１は、変調器３および１３によって 変調された、別々の波長を持つ光線を放射する。光線は、変調器３および１３か ら、前記光カップラおよび光ファイバ２１を介して、前記実際のスキャナ中の前 記光学系に伝えられ、波長λ１およびλ２を持つ前記変調済み光線が、光カップ ラ２０内で混合されて、光ファイバ２１内で光信号になるように収束される。 光線は、レンズ２２の中で平行化され、集束レンズ２３によって、回転ミラー ２４上に収束される。 ミラー２４の中の前記光学回折格子は、入射光線が波長λとは無関係に屈折す るような表面、または回折格子の構造を持つように設計されている。前記ミラー 上の入射光線は、本発明によれば、２つの別々の波長λ１およびλ２を含んでい るので、図示の場合のように、λ１が露光点７上に収束され、λ２が露光点１７ 上に収束されるに連れて、光線は屈折または反射し、薄膜３０上の別々の２つの 露光点に向けて放射される２つの光信号になる。 用いられるレーザ光源のタイプがそれぞれ異なる場合、本発明によれば、前記 レーザー光源同士間のΔλは、例えば３０ｎｍと比較的に大きいことが望ましい 。こうすると、前記レーザー光源を、同じ温度条件と電流条件で駆動できるから である。 図１には、さらに、２つのカップラ２および１２が光源１および１１に接続さ れており、その各々が、いわゆる波力計という形態となっている測定装置５およ び１５に接続されているところが示されている。 測定装置５および１５は、さらに、制御装置４および１４に接続され、制御装 置４および１４は、光源１および１１にフィードバックしてカップリングされて いる。 上述のフィードバック回路の機能は、次の通りである。 測定装置５および１５は、おのおのの光源１および１１の波長および出力を登 録し、これによって、次に、制御装置４および１４は、制御信号を光源１および １１に反復して印加する。 波長λ１およびλ２の登録内容は、制御装置内で希望の基準値λｒｅｆ１およ びλｒｅｆ２と比較され、次に、光源の波長λ１およびλ２が、この比較の結果 に応じて調節される。制御アルゴリズムおよび制御パラメータは、用いられてい るレーザー光源の知識に基づいて選択される。前記レーザー光源は、実際には、 熱電気的または本好ましい実施の形態によるダイオード電流によって主として実 行される。 図２は、露光点７および１７が、どのようにして、相互間隔ｄを有するかを示 す。回転ミラーは、前記ミラーの回転を基準として軸方向に運動する台車（図示 せず）に搭載されているので、露光点７と１７の間の前記相互間隔が、前記台車 の走行速度および前記ミラーの回転に対応していることが重要である。 本発明では、前記露光点同士間の間隔が、前記台車が軸方向に正確に１回転す る間に前記台車が走行する距離の約半分であるようにしている。複数の光源を用 いる場合、この比率は、それに応じて異なったものとなる。原則として、相互間 隔ｄは、レーザー光源の一方または双方を変化させることによって、動的に、希 望の分解能および対応する台車の速度に従って変化する。 この関連において、この機能によって光学系全体にわたるフレキシビリティが もたらされる。その理由は、このマルチビーム光学系における可能な分解能が、 セットアップの機械的すなわちハードウエアの特性を変更することなく、制御技 法的特徴によって得られるからである。 実際には、相互間隔ｄは、適切な対応スポット直径を持つ例えば３２０ミクロ ンという値でもよい。 図３は、本発明のさらなる実施の形態を示す。ここでは、図１に示す前記実施 の形態における前記回転ミラーの代わりに、おのおのが全光量の一部分を薄膜３ ０に反射する２つのフィルタ層２５および２６を具備する回転ビームスプリッタ が用いられている。 本実施の形態におけるフィルタ層２５は、したがって、１つの波長を持つ光信 号に対して反射効果を有し、そのため、光信号は露光点７に反射され、同時に、 別の波長を持つ光信号が、反射表面２６にさらに透過され、前記反射表面から露 光点１７に向けて反射される。 この場合に用いられる別々の波長を持つ２つ以上の光源を使用する場合、フィ ルタ層の数は、それに応じて増加させる必要がある。その理由は、フィルタ層を 用いるこの分割によって、多くの露光点を簡単に指定することができ、前記露光 点同士間の間隔ｄが、前記フィルタ層同士間の相互間隔によって軸方向に定めら れるからである。 図４では、２つの光源（図示せず）が、２つの別々の波長を持つ光線を光ファ イバ２１に向けて発生し、前記光ファイバが、光線をコリメーションレンズ２２ を介して補償用光学素子４０まで伝え、前記補償用光学素子からの光線は、回転 光学反射素子５０を介して薄膜３０上の露光点７および１７に伝えられる。 補償用光学素子４０光学反射素子５０によって回転し、これによって、露光点 ７および１７がねじられることがなく、薄膜３０上でのその相互位置が維持され るようになっている。 挿入されたホログラフィ光学素子４０によって、露光点７と１７の双方が、光 学反射素子５０で分割された後に、薄膜３０上で正確に収束されるようになって いる。 図５は、光学素子４０が入射光線を分割し、光学反射素子５０が光線を薄膜上 に正確に収束させ、前記素子５０が、光学素子４０による前記分割によって引き 起こされた露光点７と１７での焦点の運動や歪みを補償する、さらなる実施の形 態を示す。 図６は、本発明のさらなる実施の形態を示すが、この実施の形態は、全体とし て図４および図５に示す実施の形態と同じ機能を有する。 しかし、この実施の形態によれば、光学素子５０は、光線を、その波長とは無 関係に分割して、２つの露光点７および１７に向けて伝えることによって形成さ れている。補償透過光学素子４０は、光ファイバ２１と光学素子５０の間に置か れ、これによって、光線が、露光点７と１７の双方を正確に収束する角度で、光 学素子５０に向けて伝えられる。 したがって、補償用光学素子４０は、光学素子５０による収束点の変動を補償 する。 図７は、本発明のさらなる実施の形態を示す。この実施の形態では、光学素子 ５０が、統合された回折格子構造体を有する反射ミラーによって形成され、これ によって、波長とは無関係に入射光線が分割されるようになっている。 露光点７および１７は、薄膜３０の表面上には収束しないので、補償素子４０ が同様に挿入され、これによって、薄膜３０上に収束される。 図８は、本発明のさらなる実施の形態を示している。この実施の形態では、波 長６３４．７８５ｎｍおよび６３４．３５５ｎｍを持つ２つの外部空洞レーザー １０１および１１１が、光線を光カップラ１２０に伝える。このカップラ１２０ は、このようなスプリッタ特有の高い光損失にもかかわらず、ビームスプリッタ によって形成され、次に、光線が光カップラ１２０を介して、光学系の出力端を 形成する光ファイバ１２１に伝えられると、本発明の利点が生かされる場合がい くつかある。 本発明の好ましい実施の形態によれば、レーザー光源は、その波長が、６３４ ｎｍから６３６ｎｍの範囲内で可変であり、同時に、その線幅が、薄膜上 に形成される８ミクロンのスポットに対しては、０．０１ｎｍより小さいことが 必要である。 レーザ光源もまた、同様に、所与の波長を、＋／−０．０００３ｎｍ（２２３ ＭＨｚｚ）の範囲内に維持しうることが必要であるが、それは、薄膜上の２つの スポット間の間隔を、＋／−０．５ミクロン以内に保持する必要があるからであ る。 レーザー光源はさらに、ファイバ出力が線形的に偏光されるように、偏光維持 ファイバに対して、ピグテール(pigtail)されていなければならない。 光学系の出力端、すなわちこの場合はファイバ１２１は、次に、両方の光ビー ムを幾何学的に一致させて、コリメーション光学部品１２２および絞り１２３， さらにそこから回転光学系１２４に伝える。 絞り１２３は、スポット寸法の調節に用いられる。 光ファイバの出力端から発生する線形偏光光線を、円形偏光光線に変換する１ ／４波プレート１２３’が、絞り１２３の後方に設けられている。 回転光学系１２４は、図示しない手段によって、２４，０００の回転速度で回 転される。 本発明によれば、回転光学系は、回転屈折光学素子を乱流による破壊やダステ ィングから保護する機能を持つ回転窓１２５を具備する。前記窓は、例えば、１ ．６２６ｍｍの厚さを持つＢＫ７で形成してもよい。 次に、回転光学系１２４の心臓部が、回転屈折光学素子１２６によって形成さ れる。前記素子１２６は、回折格子基板および、前記回折基板上に位置する回折 格子を具備する。前記回折格子は、例えば、３ｍｍの厚さのシリカガラスの平面 細片によって作られる。 具体的に使用される回折格子は、フォトリソグラフィによって、回折格子表面 上でエッチングされた２１８４本の溝／線から成る。 さらに、回転光学系は、それぞれ分離した波長を有する２つの分離した光線を 露光フェース１３０上に収束させる機能を持つ色消しレンズ１２７を有する。 前記色消しレンズは、例えば、２３８．９ｍｍという焦点距離を有し、できるか ぎり薄くする必要がある。 コリメーション用光学部品は、例えば、Ｓ＆Ｈｆ２００色消しレンズタイプの コリメーション色消しレンズによって形成してもよい。この色消しレンズは、光 ファイバ１２１の出力端に近づいたり遠ざかったりして、焦点距離を調節できる ように可動となっており、さらに、これによって、露光される感光性材料のさま ざまな厚さに対応することが可能となっている。 回転光学系は、台車（図示せず）の上に配置されているが、この台車は、矢印 Ａの方向に運動可能な制御装置により制御されて、移動させることができる。光 学系の出力端すなわち光ファイバ１２１は、前記出力端と前記回転光学系の間で 、実質的に固定された距離のところで、台車上に搭載されている。その一方、光 源および関連の制御装置は静止状態にある。 したがって、光学系１２４は、内部空洞１２５内で往復運動するように制御さ れ、イメージセッターの内部露光フェース１３０に向かう照射光線を、露光点１ ０７および１１７に伝える。 前記露光点同士間の相互間隔は、例えば３２０ミクロンであるのがよい。 また、図８に示すように、光学系１２４は原点に移動させてもよいが、露光点 １０７および１１７は、この原点を通過して、２つのスポットの光出力および位 置を登録し、この登録済みデータを制御装置１０４に送出することが可能な、い わゆるＰＳＤ１１５（位置感知用デパイス）にまで至る。 したがって、光源１０１および１１１に接続されている制御装置１０４は、導 入された制御アルゴリズム、追加された画像データ、およびＰＳＤ１１５の登録 内容に基づいて、画像データを適切に変調させ、これによって、台車（図示せず ）が１回以上走行すると、露光フェース上にすべての画像が与えられるようにす ることができる。 このデータ処理の一部は、ＲＩＰ（ラスター画像プロセッサ：図示せず）によ り、周知の原理に基づいて実行される。このＲＩＰは、必要なデータシーケンス を発生させ、このデータシーケンスは、発生されると、バッファを介して、レー ザ光源１０１および１１１に出力される。これらのレーザー光源は、これらのデ ータシーケンスとは独立に変調される。 別の代替物物でも、もちろん、レーザー光源が直接には変調されない場合は、 これらのデータシーケンスを分離した変調器に送出してもよい。 被照射光学系を、例えば４つの光源で構築し、その各々が、自分自身の波長を 有し、その結果、４つの分離した露光点が露光フェース上に同時に存在する場合 、前記波長は、例えば、０．４３ｎｍの相互差を有し、かつそれぞれ、６３４ｎ ｍ、３５５ｎｍ、６３４．７８５ｎｍ、６３５．２１５ｎｍおよび６３５．６４ ５ｎｍという値になる。 これら４つの波長によって、薄膜上に４つのスポットが与えられ、その各々は 、互いに３２０ミクロン分離している。 請求の範囲 １．薄膜や印刷用プレートなどの感光性材料を変調された光線で露光する方法 であって、第１の光ビームが、波長λ１を持つ光源から前記感光性材料の第１の 露光点に、少なくとも１つの入力端および出力端、ならびに前記光学出力端を基 準として配置された少なくとも１つの光学回転反射素子または透過素子を具備す る光学系を介して伝える方法において、 少なくとも１つの追加光源が、λ１とは異なった波長λｘを持つ追加の光ビー ムを発生し、波長λｘを持つ前記追加光ビームが前記光学系の前記第１の出力端 を介して前記光学系の前記出力端に、かつ前記光学系の前記出力端で、前記第１ の光ビームと幾何学的に一致するように伝えられ、前記追加光ビームが、λｘま たは前記波長同士間の差Δλとは無関係に、前記一致点から前記感光性材料上の 追加の露光点（１０７）（１１７）に伝えられ、前記光ビームが、前記光学系の 前記入力端から、光ファイバであることが好ましい１つ以上の光導体を介して、 前記光学系の前記出力端に完全にまたは部分的に伝えることを特徴とする方法。 ２．光ビームが、個々の光源（１０１）（１１１）から、前記光学系中の共通 光ファイバ（１２１）に、少なくとも１つの光カップラを介して伝えられること を特徴とする請求の範囲１記載の方法。 ３．光ビームが、個々の光源（１０１）（１１１）から、露光点（１０７）（ １１１）に前記光学系を介して伝えられ、 波長分割特性を持つ回転光学素子（１２６）が、光線を光線の波長とは無関係 に、前記露光点（１０７）（１１７）に反射または透過させることを特徴とする 請求項１または２に記載の方法。 ４．光ビームが、前記光学系の前記出力端に配置された回折格子（４０）によ って分離され、これによって光ビームが、前記回転光学反射体に対して、したが って露光点（７）（１７）に対して、前記入射光線の波長とは無関係に入射角を 成すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 ５．光ビームが、個々の光源から前記光学系を介して、複数のフィルタ層を有 する回転反射体という形態で与えられている光学素子に伝えられ、前記光ビーム が、前記波長とは無関係に、前記反射体が持つ次のフィルタ層に透過されるか、 または露光点に向けて反射されるようにすることを特徴とする請求項１〜４のい ずれかに記載の方法。 ６．光ビームが、前記光学系中に統合されている集束レンズによって前記露光 点に向けて収束されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 ７．前記個々のレーザ光源の前記波長が現時点で測定され、さらに、前記光源 の前記波長が、前記光源の所要の、または希望の基準波長λｒｅｆに基づいて、 この測定信号とは無関係に調節されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか に記載の方法。 ８．光ビームが、前記光学系内で変調されることを特徴とする請求項１〜７の いずれかに記載の方法。 ９．光ビームが、前記個々の光源から前記露光点に前記光学系を介して伝えら れ、回転光学素子が、光線を前記露光点に反射または透過させ、光源と露光点の 間の光路が、前記光路上に置かれた反射特性を持つ少なくとも１つの補償用光学 素子の中を伸びることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。 １０．光ビームが、光源と露光点の間に置かれた焦点変化特性を持つ少なくと も１つの補償用光学素子を介して前記露光点に伝えられ、前記補償用光学素子が 、回転用光学素子によって回転することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに 記載の方法。 １１．光ビームが、前記回転用光学素子と前記露光点の間に置かれた分割特性 をも持つ少なくとも１つの光学素子を介して前記露光点に伝えられ、分割特性を 持つ前記光学素子が前記回転用光学素子によって回転することを特徴とする請求 項１〜１０のいずれかに記載の方法。 １２．光ビームが、前記個々の光源から前記光学系中の共通光ファイバにビー ムスプリッタを介して伝えられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに 記載の方法。 １３．請求項１〜１２のいずれかに記載の方法を実行するマルチビームスキャ ナであって、後出の光線の波長とは無関係に、入射光線を分割するように配置さ れた少なくとも１つの光学屈折素子を具備し、前記光学屈折素子が、前記光学科 移転用素子と前記光学屈折素子の間、または一般的な素子同士間の固定された相 互位置を維持するように、前記回転用光学素子と同じ回転速度で回転するように なっていることを特徴とするマルチビームスキャナ。 １４．前記光学屈折素子または一般的な素子が、光学回折格子によって形成さ れていることを特徴とする請求項13に記載のマルチビームスキャナ。 １５．前記光学系の前記出力端が、光ファイバ手段である光導体によって形成 されるていことを特徴とする請求項１３または１４に記載のマルチビームスキャ ナ。 １６．少なくとも１つの補償用光学素子が、前記光学系の前記出力端と少なく とも１つの露光点の間に配置され、これによって、別々の波長を持つ全ての光ビ ームが、前記子露光フェース上に互いに間隔を置いて収束されるようになってい ることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載のマルチビームスキャナ 。 【手続補正書】 【提出日】平成１１年８月６日（１９９９．８．６） 【補正内容】 【図１】【図２】 【図３】【図４】 【図５】【図６】 【図７】【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ブウス，ニエルス デンマーク国 デーカー―8381 ムンデル ストルップ トストゥムヴェンゲド ２, ティルスド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．薄膜や印刷用プレートなどの感光性材料を変調された光線で露光する方法 であって、第１の光ビームが、波長λ１を持つ光源から前記感光性材料の第１の 露光点に、少なくとも１つの入力端および出力端、ならびに前記光学出力端を基 準として配置された、少なくとも１つの光学回転反射素子または透過素子を具備 する光学系を介して伝える方法において、 少なくとも１つの追加光源が、λ１とは異なった波長λｘを持つ追加の光ビー ムを発生し、波長λｘを持つ前記追加光ビームが、前記光学系の前記第１の出力 端を介して前記光学系の前記出力端に、かつ前記光学系の前記出力端で、前記第 １の光ビームと幾何学的に一致するように伝えられ、前記追加光ビームが、λｘ または前記波長同士間の差Δλとは無関係に、前記一致点から前記感光性材料上 の追加の露光点（１０７）（１１７）に伝えられ、前記光ビームが、前記光学系 の前記入力端から、光ファイバであることが好ましい１つ以上の光導体を介して 、前記光学系の前記出力端に完全にまたは部分的に伝えられることを特徴とする 方法。 ２．光線が、個々の光源（１０１）（１１１）から、前記光学系中の共通光フ ァイバ（１２１）に少なくとも１つの光カップラを介して伝えられることを特徴 とする請求の範囲１に記載の方法。 ３．光線が、個々の光源（１０１）（１１１）から、露光点（１０７）（１１ １）に前記光学系を介して伝えられ、 波長分割特性を持つ回転光学素子（１２６）が、光線を光線の波長とは無関係 に、前記露光点（１０７）（１１７）に反射または透過させることを特徴とする 請求項１または２に記載の方法。 ４．光ビームが、前記光学系の前記出力端に配置された回折格子（４０）によ って分離され、これによって、光ビームが、前記回転光学反射体に対して、した がって露光点（７）（１７）に対して前記入射光線の波長とは無関係に入射角を 成すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 ５．光線が、個々の光源から前記光学系を介して、複数のフィルタ層を有する 回転反射体という形態で与えられている光学素子に伝えられ、前記光線が、前記 波長とは無関係に、前記反射体が持つ次のフィルタ層に透過されるか、または露 光点に向けて反射されるようにすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに 記載の方法。 ６．光線が、前記光学系中に統合されている集束レンズによって、前記露光点 に向けて収束されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 ７．前記個々のレーザ光源の前記波長が現時点で測定され、さらに、前記レー ザー光源の前記波長が、前記レーザー光源の所与、または希望の基準波長λｒｅ ｆに基づいて、この測定信号とは無関係に調節されることを特徴とする請求項１ 〜６のいずれかに記載の方法。 ８．光線が、前記光学系内で変調されることを特徴とする請求項１〜７のいず れかに記載の方法。 ９．光線が、前記個々の光源から前記露光点に前記光学系を介して伝えられ、 回転光学素子が、光線を前記露光点に反射または透過させ、光源と露光点の間の 光路が、前記光路上に置かれた反射特性を持つ少なくとも１つの補償用光学素子 の中を伸びることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。 １０．光線が、光源と露光点の間に置かれた焦点変化特性を持つ少なくとも１ つの補償用光学素子を介して前記露光点に伝えられ、前記補償用光学素子が、回 転用光学素子によって回転することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載 の方法。 １１．光線が、前記回転用光学素子と前記露光点の間に置かれた分割特性をも 持つ少なくとも１つの光学素子を介して前記露光点に伝えられ、分割特性を持つ 前記光学素子が、前記回転用光学素子によって回転することを特徴とする請求項 １〜１０のいずれかに記載の方法。 １２．光線が、前記個々の光源から前記光学系中の共通光ファイバにビームス プリッタを介して伝えられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載 の方法。 １３．請求項１〜１２のいずれかに記載の方法を実行するマルチビームスキャ ナであって、後出の光線の波長とは無関係に、入射光線を分割するように配置さ れた少なくとも１つの光学屈折素子を具備し、前記光学屈折素子が、前記光学科 移転用素子と前記光学屈折素子の間、または一般的な素子同士間の固定された相 互位置を維持するように、前記回転用光学素子と同じ回転速度で回転するように なっていることを特徴とするマルチビームスキャナ。 １４．前記光学屈折素子または一般的な素子が、光学回折格子によって形成さ れていることを特徴とする請求項１３に記載のマルチビームスキャナ。 １５．前記光学系の前記出力端が、光ファイバ手段である光導体によって形成 されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載のマルチビームスキャ ナ。 １６．少なくとも１つの補償用光学素子が、前記光学系の前記出力端と少なく とも１つの露光点の間に配置され、これによって、別々の波長を持つ全ての光ビ ームが、前記子露光フェース上に互いに間隔を置いて収束されるようになってい ることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載のマルチビームスキャナ 。