JP2008098659A - 描画方法および描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入射された光を入力された制御信号に応じて変調するマイクロミラーが多数配列された空間光変調素子を有する露光ヘッドを露光面に沿って走査方向に相対的に移動させて露光を行う露光装置において、空間光変調素子における更新時間をより短縮する。
【解決手段】ＤＭＤ５０の走査方向に沿った７６８列のマイクロミラーのうち１９２列のみを使用し、さらに、その１９２列を５つの領域（領域１〜５）に分割し、領域１から領域５へと順に制御信号を転送するとともに、転送が終了した領域から順次、マイクロミラーのリセットを行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、入射された光を入力された制御信号に応じて変調する描画素子が一列に多数配置された描画素子列が多数配列された空間光変調素子を有する描画ヘッドを描画面に沿って所定の走査方向へ相対的に移動させて描画を行う描画方法および装置に関するものである。

従来から、描画装置の一例として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等を利用して、画像データに応じて変調された光ビームで画像露光を行う露光装置が種々提案されている。ＤＭＤは、シリコン等の半導体基板上のメモリセル（ＳＲＡＭセル）に、微小なマイクロミラーがＬ行×Ｍ列の２次元状に配列されて構成されており、制御信号に応じて、メモリセルに蓄えた電荷による静電気力を制御することで、マイクロミラーを傾斜させて反射面の角度を変化させる。そして、このＤＭＤを露光面に沿った一定の方向に走査することで、実際の露光が行われる。

このＤＭＤでは、ＳＲＡＭに画像データを書き込んだ状態で、各マイクロミラーをリセットすることにより、ＳＲＡＭのデータの内容（「０」又は「１」）に応じてマイクロミラーが所定の角度（「ＯＮ」又は「ＯＦＦ］）に傾斜され、光の反射方向を変えることができる。

ところで、すべてのマイクロミラーのリセットを完了させるためには、ＳＲＡＭへのデータの転送と、転送後のマイクロミラーの傾斜角度変更とを行わなければならないため、リセット完了までに長い時間を要することがある。

これに対し、特許文献１には、空間光変調器（ＳＭＬ）がグループに区分されて異なるリセットラインに繋がれた映像表示システムが開示されている。この映像表示システムでは、１つのリセットグループがロードされると、次のリセットグループがロードされている間にすでにロードされたリセットグループが映像表示を開始できる。
特開平９−１９８００８号公報 米国特許第６，４９３，８６７号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、映像表示システムへの応用であり、リソグラフィーなどの描画装置への応用を想定したものではない。

また、たとえば、特許文献２には、隣接するマイクロミラーにより反射される光ビームにより照射される範囲が部分的にオーバーラップするように、感光材料をＤＭＤに対して相対的に移動させることによりジャギの少ない露光を実現する露光方法が提案されている。

しかしながら、やはりマイクロミラーの更新速度がボトルネックとなるため、走査速度を向上させることが困難である。また、走査速度を維持したまま、走査方向の解像度を向上させることは困難である。

本発明は、上記事情に鑑み、空間光変調素子の更新時間を短縮することができる描画方法及び描画装置を提供することを目的とするものである。

また、本発明は、走査速度を維持したまま、走査方向の解像度を向上させることができる描画方法および描画装置を提供することを目的とするものである。

本発明の描画方法は、入射された光を入力された制御信号に応じて変調する描画素子が一列に多数配置された描画素子列が多数配列された空間光変調素子を有し、その空間光変調素子により変調された光を描画面に結像する描画ヘッドを、描画面に沿って所定の走査方向へ相対的に移動させて描画を行う描画方法において、上記複数の描画素子列を１または複数の描画素子列毎に分割し、その分割された複数の分割領域毎に制御信号を順次出力し、上記制御信号の入力が終了した分割領域の描画素子から順次上記変調を行わせることを特徴とする。

また、上記描画方法においては、描画素子列のうちの一部の複数の描画素子列のみに上記制御信号を出力するとともに、その一部の複数の描画素子列を複数の描画素子列毎に分割し、その分割された複数の分割領域毎に制御信号を順次出力し、上記制御信号の入力が終了した分割領域の描画素子から順次上記変調を行わせるようにすることができる。

また、空間光変調素子の分割領域の数ｄを、下式を満たす大きさとすることができる。

ｄ≧ｔ／（ｔ−ｕ）
ただし、ｔ：全ての分割領域への制御信号の入力が終了するまでの時間
ｕ：１つの分割領域における描画素子が上記変調を行うのに必要な時間
また、複数の分割領域のうちの少なくとも１つの分割領域が有する描画素子列の数を、その少なくとも１つの分割領域以外の分割領域が有する描画素子列の数と異なる数とすることができる。

また、空間光変調素子により描画される描画点が分割領域毎に上記走査方向について所定の間隔ずれるように描画するようにすることができる。

また、描画面の相対移動速度および分割領域毎の上記ずれに基づいて、描画面の描画される画像を表す画像データから描画点の各々に対応する描画データを形成し、その描画データに基づいて制御信号を形成するようにすることができる。

また、描画面をＮ重描画（Ｎは２以上の自然数）により描画するようにすることができる。

また、分割領域の数をＮ重描画のＮの大きさと同じ大きさにすることが望ましい。

また、空間光変調素子の使用描画素子から出射される描画光の描画面上への投影点が、その投影点の配列方向が上記走査方向に対して所定の傾斜角度をなすように配置されるようにすることができる。

また、空間光変調素子をその空間光変調素子における描画素子行が上記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように設置するようにすることができる。

また、空間光変調素子における描画素子を、空間光変調素子における描画素子行が上記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように配列させるようにすることができる。

また、描画面の相対移動速度に応じて各分割領域への制御信号の出力のタイミングを調整するようにすることができる。

また、描画面に描画される描画ドットの所望の配置に応じて各分割領域への制御信号の出力のタイミングを調整するようにすることができる。

また、所定の走査方向の下流側の分割領域から順に制御信号を出力するようにすることができる。

また、描画面の相対移動速度に応じて各描画素子に出力する制御信号を生成するようにすることができる。

本発明の描画装置は、入力された制御信号に応じて入射された光を変調する描画素子が一列に多数配置された描画素子列が多数配列された空間光変調素子を有し、その空間光変調素子により変調された光を描画面に結像するとともに、描画面に沿って所定の走査方向へ相対的に移動する描画ヘッドを備えた描画装置において、上記複数の描画素子列の１または複数の描画素子列毎に分割された複数の分割領域毎に制御信号を順次出力し、上記制御信号の入力が終了した分割領域の描画素子から順次上記変調を行わせる制御手段を備えたことを特徴とする。

また、上記描画装置においては、制御手段を、描画素子列のうちの一部の複数の描画素子列のみに制御信号を出力するとともに、その一部の複数の描画素子列が１または複数の描画素子列毎に分割された複数の分割領域毎に制御信号を順次出力し、上記制御信号の入力が終了した分割領域の描画素子から順次上記変調を行わせるものとすることができる。

また、空間光変調素子の分割領域の数ｄを、下式を満たす大きさとすることができる。

ｄ≧ｔ／（ｔ−ｕ）
ただし、ｔ：全ての分割領域への制御信号の入力が終了するまでの時間
ｕ：１つの分割領域における描画素子が上記変調を行うのに必要な時間
また、複数の分割領域のうち少なくとも１つの分割領域に含まれる描画素子列の数を、その少なくとも１つの分割領域以外の分割領域に含まれる描画素子列の数と異なる数とすることができる。

また、制御手段を、空間光変調素子により描画される描画点が分割領域毎に上記走査方向について所定の間隔ずれるように制御信号を出力するものとすることができる。

また、制御手段を、描画面の相対移動速度および分割領域毎の上記ずれに基づいて、描画面の描画される画像を表す画像データから描画点の各々に対応する描画データを形成し、その描画データに基づいて制御信号を形成するものとすることができる。

また、描画ヘッドを、描画面をＮ重描画（Ｎは２以上の自然数）により描画するものとするものとすることができる。

また、制御手段を、分割領域の数をＮ重描画のＮの大きさと同じ大きさにするものとすることが望ましい。

また、空間光変調素子の使用描画素子から出射される描画光の描画面上への投影点が、その投影点の配列方向が上記走査方向に対して所定の傾斜角度をなすように配置されるように構成することができる。

また、空間光変調素子における描画素子行が上記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように空間光変調素子が設置されたものとすることができる。

また、空間光変調素子を、その空間光変調素子における描画素子行が上記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように描画素子が配列されたものとすることができる。

また、空間光変調素子を、上記制御信号に応じて反射面の角度が変更可能な多数のマイクロミラーが描画素子として配列されたマイクロミラーデバイスとすることができる。

また、空間光変調素子を、上記制御信号に応じて透過光を遮断することが可能な多数の液晶セルが描画素子として配列された液晶シャッターアレイとすることができる。

また、制御手段を、描画面の相対移動速度に応じて各分割領域への制御信号の出力のタイミングを調整するものとすることができる。

また、制御手段を、描画面に描画される描画ドットの所望の配置に応じて各分割領域への制御信号の出力のタイミングを調整するものとすることができる。

また、制御手段を、走査方向の下流側の分割領域から順に制御信号を出力するものとすることができる。

また、制御手段を、描画面の相対移動速度に応じて各描画素子に出力する制御信号を生成するものとすることができる。

ここで、上記「描画素子列」とは、２次元状に配列された描画素子の２つの配列方向のうち上記走査方向に対する傾斜角がより大きい方の配列方向に一列に並ぶ描画素子群のことを意味する。

また、上記「変調」とは、描画素子を動作させて入射された光に作用を及ぼすことを意味する。

また、上記「描画素子行」とは、２次元状に配列された描画素子の２つの配列方向のうち上記走査方向に対する傾斜角がより小さい方の配列方向に一列に並ぶ描画素子群のことを意味する。

また、上記「Ｎ重描画」とは、同一の走査線をＮ個の描画素子により走査する描画処理のことをいう。なお、以下の説明において、「多重」とは「Ｎ重」と同じ意味を示すものとする。

また、上記「使用描画素子」とは、空間光変調素子の描画素子のうち、描画面に描画を施す際に実際に使用される描画素子のことをいう。

また、上記「投影点の配列方向」とは、２次元状に配列される投影点の２つの配列方向のうち上記走査方向に対する傾斜角がより小さい方の配列方向のことを意味する。

本発明の描画方法および装置によれば、複数の描画素子列を１または複数の描画素子列毎に分割し、その分割された複数の分割領域毎に制御信号を順次出力し、上記制御信号の入力が終了した分割領域の描画素子から順次上記変調を行わせるようにしたので、特定の分割領域に制御信号を転送している時間に、変調信号の転送がすでに終了した他の特定領域では描画素子を更新することが可能であり、更新時間の短縮を図ることができる。

また、上記描画方法および装置において、描画素子列のうちの一部の複数の描画素子列のみに制御信号を出力するようにした場合には、全ての描画素子列を制御する場合と比較して、制御する描画素子の個数が少なくなり、空間光変調素子の更新時間をさらに短縮することができる。

また、上記描画方法および装置において、空間光変調素子の分割領域の数ｄを、下式を満たす大きさとした場合には、分割領域数ｄの下限を設定することで、より効果的に空間光変調素子の更新時間を短縮することが可能となる。

ｄ≧ｔ／（ｔ−ｕ）
ただし、ｔ：全ての分割領域への制御信号の入力が終了するまでの時間
ｕ：１つの分割領域における描画素子が上記変調を行うのに必要な時間
また、複数の分割領域のうちの少なくとも１つの分割領域が有する描画素子列の数を、その少なくとも１つの分割領域以外の分割領域が有する描画素子列の数と異なる数とした場合には、制御する分割領域の数を減少させることができるので、その分制御を簡易化することができる。

また、描画ヘッドに空間光変調素子をその空間光変調素子の描画素子行が描画ヘッドの走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように設置し、その描画ヘッドにより描画面をＮ重描画（Ｎは２以上の自然数）により描画するとともに、空間光変調素子の描画素子行により描画される描画点が分割領域毎に上記走査方向について所定の間隔ずれるように描画するようにした場合には、走査速度を落とすことなく走査方向の解像度の向上を図ることができる。なお、この走査方向の解像度の向上については以下に詳細に説明する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下では、説明の便宜上、具体的数値を挙げることがあるが、本発明がこれに限定されるものでないことは、もちろんである。

本発明の実施形態に係る描画装置は、いわゆるフラットベッドタイプの露光装置とされており、図１に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状のステージ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が設置されている。ステージ１５２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１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられており、後述するように、走査方向での所望の倍率に対応した移動速度（走査速度）となるように、図示しないコントローラによって駆動制御される。

設置台１５６の中央部には、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。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。スキャナ１６２及び検知センサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２及び検知センサ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おり、後述するように、露光ヘッド１６６によって露光する際に所定のタイミングで露光するように制御される。

スキャナ１６２は、図２及び図３（Ｂ）に示すように、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の露光ヘッド１６６を備えており、これら複数の露光ヘッド１６６が複数配列されて、露光ヘッドユニット１６５が構成されている。特に本実施形態では、少なくとも、走査方向と直交する方向には複数の露光ヘッド１６６が配列される（以下、走査方向と直交する方向を「ヘッド並び方向」という）。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、１行目及び２行目には５個の、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置し、全体で、１４個とした。なお、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１６６ｍｎと表記する。

露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、図２では、走査方向を短辺とする矩形状としている。ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、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１６８ｍｎと表記する。

また、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０のそれぞれが隣接する露光済み領域１７０と隣接するように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、ヘッド並び方向に所定間隔ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８１１と露光エリア１６８１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８２１と３行目の露光エリア１６８３１とにより露光することができる。

露光ヘッド１６６１１〜１６６ｍｎ各々は、図４、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた図示しないコントローラに接続されている。コントローラのデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。ここで、コントローラは、列方向の解像度を元画像よりも上げるような画像データ変換機能を有している。このように解像度を上げることで、画像データへの各種処理や補正を、より高精度で行うことができる。

また、ミラー駆動制御部では、データ処理部で生成した制御信号に基づいて、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。

ＤＭＤ５０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１６８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がこの順に配置されている。

レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズ７１、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ７３、及び光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ上に集光する集光レンズ７５で構成されている。組合せレンズ７３は、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。

また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光を感光材料１５０の走査面（被露光面）５６上に結像するレンズ系５４、５８が配置されている。レンズ系５４及び５８は、ＤＭＤ５０と被露光面５６とが共役な関係となるように配置されている。

ＤＭＤ５０は、図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、ピッチ１３．６８μｍ、１０２４個×７６８個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー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（一体型）に構成されている。

ＤＭＤ５０の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±１０度）の範囲で傾けられる。図７（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。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６に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射された光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６には、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す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラによって行われる。オフ状態のマイクロミラー６２により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。

本実施形態では一例として、図８に示すように、走査方向に沿った７６８列のマイクロミラー６２のうち、略中央の１９２列のみが使用されるように、コントローラが駆動制御している（以下、このように、ＤＭＤ５０の全画素（マイクロミラー６２）のうち、使用画素を一部にのみ制限して駆動することを「部分駆動］とよぶ）。

一般に、ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に応じて１列当りの画素更新時間が決定される。すなわち、マイクロミラー６２を更新するためには、ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号を転送して書きこむ時間と、書きこまれた信号に応じて、それぞれのマイクロミラー６２をリセットする時間の双方が必要であり、すべてのマイクロミラー６２を使用する場合には、これに対応するすべてのＳＲＡＭセル６０への信号の転送時間が必要となる。これに対し、本実施形態のように部分駆動を行い、一部のマイクロミラー列だけを使用すれば、使用するマイクロミラー６２が少なくなっている分、ＳＲＡＭセル６０へのデジタル信号の転送時間も短くなるので画素更新時間が短くなる。

使用するマイクロミラー列の数は、１０以上で且つ２４０以下が好ましい。１画素に相当するマイクロミラー１個当りの面積は、本実施形態では１５μｍ×１５μｍとしているので、ＤＭＤ５０の使用領域に換算すると、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×３．６ｍｍ以下の領域が好ましい。

使用するマイクロミラー列の数が上記範囲にあれば、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光をレンズ系６７で略平行光化して、ＤＭＤ５０に照射することができる。ＤＭＤ５０によりレーザ光を照射する照射領域は、ＤＭＤ５０の使用領域と一致することが好ましい。照射領域が使用領域よりも広いとレーザ光の利用効率が低下する。

なお、このように部分駆動を行うためには、ＤＭＤ５０の走査方向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、ＤＭＤ５０の走査方向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６２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。さらに、あらかじめ走査方向の列数が上記範囲内となるように製造されたＤＭＤを使用しても、上記の部分駆動と同様の効果が得られる。

さらに本実施形態では、図８から分かるように、部分駆動によって使用される１０２４個×１９２個のマイクロミラー６２を、走査方向と直交する方向に沿う５つの領域（領域１〜５）に分割している。そして、領域１から領域５へと順にＳＲＡＭセル６０へデジタル信号を転送し、かつ、転送が終了した領域から順次、マイクロミラー６２のリセットを行うようにしている（以下、このようにＤＭＤ５０の画素（マイクロミラー６２）を分割して、領域ごとに順次画像データの転送とリセットとを行うことを「分割リセット駆動」という）。このように分割リセット駆動を行うと、ＳＲＡＭセル６０へのデジタル信号の転送とマイクロミラー６２のリセットとを同時に並行して行うことができ、実質的に信号転送時間にリセット時間を隠すことができるので、ＤＭＤ５０の画素更新時間を短縮することができる。なお、領域１から領域３はそれぞれ３８列のマイクロミラー列から構成され、領域４から領域５はそれぞれ３９列のマイクロミラー列から構成されている。

図９（Ａ）には、上記の領域１〜５について、分割リセット駆動を行った場合のタイミングチャートの一例が示されている。また、図９（Ｂ）には比較のために、分割リセット駆動を行わない場合のタイミングチャートが示されている。図９（Ｂ）において、それぞれの領域では、デジタル信号の転送時間に５μｓを要している。また、マイクロミラー６２のリセットには（各領域に分割しているか否かに関わらず）２０μｓを要している。したがって、分割リセット駆動を行わない場合には、デジタル信号をＳＲＡＭセル６０に転送するのに２５μｓ（５μｓ×５）を要し、その後、マイクロミラー６２をリセットするので、画素の更新には合計で４５μｓを要する（後述する表１参照）。これに対し、本実施形態のように分割リセット駆動を行うと、図９（Ａ）から分かるように、領域１のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号の転送を行い、この転送が終了すると、引き続いて領域２のＳＲＡＭセル６０へのデジタル信号の転送を行いつつ、並行して領域１のマイクロミラー６２のリセットを行う。各領域のＳＲＡＭ６０へのデジタル信号の転送時間（５μｓ）は、マイクロミラー６２のリセット時間（２０μｓ）よりも短いが、領域２から領域３→４→５へとＳＲＡＭ６０へのデジタル信号の転送を行っていくので、この転送時間と、マイクロミラー６２のリセット時間とが重なり、ＤＭＤ５０の画素更新時間を短縮できる。

本実施形態ではこのように、部分駆動と分割リセットとを併用することで、これらを単独で適用した場合と比較して、ＤＭＤ５０の画素更新時間を著しく短縮することが可能となる。表１には、部分駆動及び分割リセット駆動を行った場合と行わない場合で、ＤＭＤ５０の画素更新時間の一例が示されている。

この表において、括弧内は、部分駆動及び分割リセット駆動の双方を行わない場合を１００％とし、これと比較した画像更新時間の割合を示している。この表から分かるように、分割リセット駆動のみを行った場合には画素更新時間は約８３％に、部分駆動のみを行った場合には画素更新時間は約３８％にそれぞれ短縮されているが、本実施形態では、これら双方の組み合わせによる相乗効果で、約２０％に短縮されている。

なお、図９（Ａ）に示した例では、領域１での画素更新の完了（ＳＲＡＭセル６０へのデジタル信号の転送とマイクロミラー６２のリセット）に要する時間と、全ての領域のＳＲＡＭセル６０へのデジタル信号の転送時間とがいずれも２５μｓに一致されているが、必ずしも一致されている必要はない。

一般に、すべての領域のＳＲＡＭセル６０でデジタル信号の転送に要する時間をｔ、１つの領域のマイクロミラー６２のリセット時間をｕ、分割領域数をｄとすると、すべての領域で画素更新が完了する時間（変調時間）は、ｔまたはｔ／ｄ＋ｕのいずれか大きい方となる。たとえば図１５に示す例では、領域１〜５までのすべての領域のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号を転送する時間ｔの方が、特定の領域（たとえば領域１）での画素更新の完了に要する時間ｔ／ｄ＋ｕよりも長くなっている。これに対し、図１６に示す例では、特定の領域（たとえば領域１）での画素更新の完了に要する時間ｔ／ｄ＋ｕの方が、領域１〜５までのすべての領域のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号を転送する時間ｔよりも長くなっている。これらが一致しているのが、図９（Ａ）に示した例である。

ただし、図１６に示した例では、すべての領域のＳＲＡＭセル６０でデジタル信号の転送が完了しているにも関わらず、たとえば領域１ではマイクロミラー６２のリセットが完了しておらず、領域１のＳＲＡＭセル６０に次のデジタル信号を書きこむことができない。これを解消するためには、ｔ＞ｕのとき、
ｄ≧ｔ／（ｔ−ｕ）
を満たすように分割数ｄを多くすればよい。たとえば図９（Ａ）の例では、ｔ＝２５μｓ、ｕ＝２０μｓなので、ｄ≧２５／（２５−２０）＝５となっている。すなわち、分割数を５以上とすれば、すべての領域のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号の転送する時間に、それぞれの領域でのマイクロミラー６２をリセットする時間が完全に隠れることとなり、無駄な時間を生じさせることなくＤＭＤ５０の画素更新時間を短縮できる。

なお、ＳＲＡＭセル６０へのデジタル信号の転送時間ｔ１は、１つの画素（マイクロミラー６２）の画素更新時間（変調時間）ｔ２よりも短いこと、すなわち、ｔ１≦ｔ２を満たすことが好ましい。ここで、露光ヘッド１６６の走査速度をｖ、画素が更新されるまでの走査方向の距離（露光ピッチ）をｒとすると、１画素の変調時間ｔ２は、ｒ／ｖとなる。また、走査方向にＭ列配列された画素のうちのｍ列を使用する場合、全体（Ｍ列）でのデジタル信号の転送時間をＴとすると、ＳＲＡＭセル６０へのデジタル信号の転送時間ｔ１はＴ×（ｍ／Ｍ）となる。したがって、
Ｔ×（ｍ／Ｍ）≦ｒ／ｖ
すなわち、
ｍ≦Ｍｒ／ｖＴ
を満たしていることが好ましい。たとえば、Ｍ＝７６８、ｖ＝８０ｍｍ／ｓ、ｒ＝２μｍ、Ｔ＝１００μｓのとき、
Ｍｒ／ｖＴ＝１９２
となる。上述した例では、このようにして、使用列数ｍを決定している。このときの転送時間は、Ｔ×（ｍ／Ｍ）＝１００×１９２／７６８＝２５μｓとなる。

図１０（Ａ）には、ファイバアレイ光源６６の構成が示されている。ファイバアレイ光源６６は、複数（例えば、６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と同一で且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、図１０（Ｃ）に示すように、光ファイバ３１の出射端部（発光点）が副走査方向と直交する主走査方向に沿って１列に配列されてレーザ出射部６８が構成されている。なお、図１０（Ｄ）に示すように、発光点を主走査方向に沿って２列に配列することもできる。

光ファイバ３１の出射端部は、図１０（Ｂ）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、光ファイバ３１の光出射側には、光ファイバ３１の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板６３が配置されている。保護板６３は、光ファイバ３１の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ３１の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ３１の出射端部は、光密度が高く集塵し易く劣化し易いが、保護板６３を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。

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、グレーテ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でもよい。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。

レーザモジュール６４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、ＧａＮ系半導体レーザ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、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０と、から構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個には限定されない。

ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総て共通（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３０ｍＷ）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲で、上記の４０５ｎｍ以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。

上記の合波レーザ光源は、図１２及び図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、パッケージ４０とパッケージ蓋４１とにより形成される閉空間（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ー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ー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。

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ー４４が取り付けられており、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ＧａＮ系半導体レーザ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１７にのみ番号を付している。

図１４には、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状が示されている。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ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜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。

一方、ＧａＮ系半導体レーザ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各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザビームＢ１〜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〜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。

従って、各発光点から発せられたレーザビーム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。

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て、コリメータレンズ１１〜１７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２０としては、たとえば、焦点距離ｆ2＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２のものを採用することが可能である。この集光レンズ２
０も、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り形成される。

次に、上記露光装置の動作について説明する。

スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射したレーザビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，及びＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザビーム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の入射端面に収束する。

本例では、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、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザビームＢ１〜Ｂ７が、この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本のレーザビーム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から出射する。

ファイバアレイ光源６６のレーザ出射部６８には、この通り高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザからのレーザ光を１本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、本実施の形態で使用する合波レーザ光源は高出力であるため、少数列、例えば１列でも所望の出力を得ることができる。

露光パターンに応じた画像データが、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内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。

感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、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。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により感光材料１５０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１６６毎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１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。

ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光が照射されると、ＤＭＤ５０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、レンズ系５４、５８により感光材料１５０の被露光面５６上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。

ここで、本実施形態では、ＤＭＤ５０に対し、部分駆動と分割リセットとを併用することで、これらを単独で適用した場合と比較して、画素更新時間を著しく短縮している。したがって、高速で露光を行うことができる。

そして、感光材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に走査され、露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。

このようにして、スキャナ１６２による感光材料１５０の走査が終了し、検知センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、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。

なお、上記実施形態においては、各分割領域の有するマイクロミラー列の数を略同数として分割リセット駆動を行うようにしたが、各分割領域の有するマイクロミラー列の数は必ずしも全て同じ数にする必要はなく、少なくとも１つの分割領域の有するマイクロミラー列の数が他の分割領域の有するマイクロミラー列の数とは異なるようにしてもよい。たとえば、２４０列のマイクロミラー列を使用して部分駆動を行うような場合であって、すべての分割領域に制御信号を転送するのに要する時間ｔが３２μｓ、１つの分割領域のマイクロミラー６２のリセット時間ｕが１８μｓである場合においては、下式よりｄは３、４、または５とすることが望ましい。

ｄ≧ｔ／（ｔ−ｕ）＝３２/（３２−１８）＝２．２９
したがって、ｄ＝３の場合には、たとえば、領域１,２＝９６列、領域３＝４８列としたり、領域１,３＝９６列、領域２＝４８列としたり、領域１＝４８列、領域２,３＝９６列としたりしてもよい。

また、ｄ＝４の場合には、たとえば、領域１＝９６列、領域２,３,４＝４８列としたり、領域１,３,４＝４８列、領域２＝９６列としたり、領域１,２４＝４８列、領域３＝９６列としたり、領域１,２,３＝４８列、領域４＝９６列としてもよい。

なお、ｄ＝５の場合には、上記実施形態と同様に、全ての領域について４８列とすればよい。

また、上記のように分割領域の有するマイクロミラー列の数をそれぞれ異なるようにしても、全ての領域について同じ列数とした場合と同様の効果を得ることができる。たとえば、領域１,２＝９６列、領域３＝４８列とした場合におけるタイミングチャートを図１７に示す。また、上記のように分割領域を決定することにより転送回数を減少させることができるので、より簡易に駆動制御を行うようにすることができる。

また、本実施形態では、図２及び図３から分かるように、走査方向に対して、ＤＭＤ５０の露光エリアを傾斜させない構成としたが、ＤＭＤ５０を走査方向に対し僅かに傾斜させて、図１８に示すように、露光エリア１６８ｍｎを僅かに傾斜させ、走査線の間隔を密にしてもよい。なお、図１８は露光ヘッド１６６を１行目および２行目に５個ずつ、ヘッド並び方向に所定間隔ずらして配置した場合における露光済み領域を示すものである。また、上記のようにＤＭＤ５０を走査方向に対し僅かに傾斜させて同一の走査線を複数のマイクロミラー６２により走査する、いわゆる多重露光系の構成としてもよい。また、上記のようにＤＭＤ５０を傾斜させて設置するのではなく、ＤＭＤ５０におけるマイクロミラー６２の配列自体を、図１９に示すように走査方向に対して僅かに傾斜させるようにしてもよい。また、上記のような構成に限らず、ＤＭＤ５０のマイクロミラー６２から出射されるレーザ光の感光材料１５０面上への投影点が、図１９に示すように配置されるようにするのであれば、その他の構成および方法を採用するようにしてもよい。たとえば、矩形状にマイクロミラー６２が配列されたＤＭＤ５０を用い、図１９に示すような範囲のマイクロミラー６２のみを使用して露光するようにしてもよい。

また、本実施形態では、同一の走査線を複数のマイクロミラーが走査する、いわゆる多重露光系に適用すると、分割リセット駆動を行っているので、走査速度を落とすことなく走査方向の解像度を上げることができる。より具体的には、上記と同様に、ＤＭＤ５０を走査方向に対して僅かに傾斜させて設置し、同一の走査線を複数のマイクロミラーが走査するようにするとともに、上記と同様に、分割リセット駆動を行うことにより、分割領域毎に異なる位置に露光点群を露光するようにすることができるので、走査速度を落とすことなく走査方向の解像度を上げることができる。

ここで、上記解像度の向上の効果を説明するため、まずは、分割リセット駆動を行わずに多重露光のみを行った場合における露光領域について説明する。図２０に、３重露光、つまり、１つの走査線を３つの異なるマイクロミラーが走査する場合における露光領域を示す。図２０における縦線は走査線を示し、図２０（Ａ）はＤＭＤ５０において部分駆動される領域と走査線との位置関係を示す図である。

上記のように分割リセット駆動を行わずに３重露光を行った場合には、図２０（Ｂ）に示すように、斜線丸部分のマイクロミラー、白丸部分のマイクロミラー、および黒丸部分のマイクロミラーによりそれぞれ１ラインが露光されるとともに、これらの３つのラインが重なって露光され、最終的には図２０（Ｃ）に示すようなラインが露光される。

これに対し、図２１に、分割リセット駆動を行って３重露光を行った場合における露光領域を示す。なお、図２１は、分割リセット駆動の分割数を多重数と同じ３とした場合を示している。分割リセット駆動を行って３重露光を行った場合には、たとえば、斜線丸部分のマイクロミラーにより露光される露光点は、分割リセット駆動による制御信号の入力タイミングのずれにより１ラインにならず、分割領域毎の露光点がΔＹ/３ずつ走査方向にずれて露光される。また、白丸部分のマイクロミラー、および黒丸部分のマイクロミラーにより露光される露光点も、上記と同様にして露光され、そして、最終的には、斜線丸部分のマイクロミラー、白丸部分のマイクロミラー、および黒丸部分のマイクロミラーにより露光される露光点群が組み合わさって露光され、図２１（Ｃ）に示すように、各分割領域におけるマイクロミラーにより１ラインがそれぞれ露光されることとなる。図２０（Ｃ）におけるライン間をΔＹとすると、図２１（Ｃ）におけるライン間はΔＹ/３となり、走査方向の解像度を向上させることができる。なお、上記説明においては分割リセット駆動の分割数と多重数とを同じ数としたがこれに限らず互いに異なる数としてもよい。

また、上記のように分割リセット駆動を行う場合、感光材料１５０の移動に応じて分割領域への制御信号の出力のタイミングを制御することによって、露光されるドットの位置を制御することができる。たとえば、ドットの位置を分散させるようにすることもできる。したがって、感光材料１５０上に露光されるドットが所望の配置となるように、分割領域への制御信号の出力のタイミングを制御することにより、所望の解像度の露光画像を得ることができる。上記のように制御することにより、感光材料１５０の移動速度を落とさずに解像度の向上を図ることができる。

また、上記のように分割リセット駆動を行う場合には、感光材料１５０の移動と各分割領域への制御信号の入力タイミングのずれとを考慮して制御信号を生成することが望ましい。すなわち、感光材料１５０の移動および各分割領域への制御信号の入力タイミングのずれを考慮して、露光したい画像を表す画像データから各ドットに対応する描画データを生成し、その描画データを空間変調素子への制御信号に反映することが望ましい。図２２に、感光材料１５０上へ露光したい画像と、ＤＭＤ５０に入力される制御信号との関係を説明する図を示す。なお、図２２においては、斜線四角で示されたＬの文字の部分が所望の画像であり、白丸および黒丸で示された部分がＤＭＤ５０に入力される制御信号を模式的に示したものである。白丸がＯＦＦ信号を示し、黒丸がＯＮ信号を示している。そして、図２２においては、一番左の図から順に右に向かうにつれて感光材料１５０の走査が次第に進んでいる様子を示している。また、図２２においては、２つの分割領域Ｉ，ＩＩに分割した場合における制御信号の模式図を示している。

図２２（Ａ）は、感光材料１５０の移動と各分割領域への制御信号の入力タイミングのずれとを考慮せずに生成した制御信号を模式的に示したものである。分割リセット駆動を行う場合には、各分割領域Ｉ，ＩＩへの制御信号の入力タイミングのずれの間に感光材料１５０が移動するため、図２２（Ａ）に示すような制御信号を入力したのでは、実際に感光材料１５０上に露光される画像は所望の画像とは若干ずれてしまう。これに対し、図２２（Ｂ）に示すように、各分割領域Ｉ，ＩＩへの制御信号の入力タイミングのずれの間の感光材料１５０の移動を考慮し、分割領域Ｉと分割領域ＩＩとの間が若干つまったような露光を行うような制御信号を生成して入力するようにすれば、実際には所望の画像により近い画像を露光することができる。なお、要求される解像度に応じて、上記図２２（Ａ）および（Ｂ）に示す方法のいずれかを選択すればよく、どちらの方法も採用可能である。

また、上記では空間光変調素子としてＤＭＤを備えた露光ヘッドについて説明したがこのような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなど、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることも可能である。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。さらに、Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ（ＧＬＶ）を複数ならべて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成では、上記したレーザの他にランプ等も光源として使用可能である。

また、上記の実施の形態では、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源を用いる例について説明したが、レーザ装置は、合波レーザ光源をアレイ化したファイバアレイ光源には限定されない。例えば、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。

さらに、複数の発光点が二次元状に配列された光源（たとえば、ＬＤアレイ、有機ＥＬアレイ等）を使用することもできる。これらの光源を使用する構成では、発光点のそれぞれが画素に対応するようにすることで、上記した空間変調措置を省略することも可能となる。

上記の実施形態では、図２３に示すように、スキャナ１６２によるＸ方向への１回の走査で感光材料１５０の全面を露光する例について説明したが、図２４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スキャナ１６２により感光材料１５０をＸ方向へ走査した後、スキャナ１６２をＹ方向に１ステップ移動し、Ｘ方向へ走査を行うというように、走査と移動を繰り返して、複数回の走査で感光材料１５０の全面を露光するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、いわゆるフラッドベッドタイプの露光装置を例に挙げたが、本発明の露光装置としては、感光材料が巻きつけられるドラムを有する、いわゆるアウタードラムタイプの露光装置であってもよい。

上記の露光装置は、例えば、プリント配線基板（ＰＷＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ；Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）の露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。

また、上記の露光装置には、露光により直接情報が記録されるフォトンモード感光材料、露光により発生した熱で情報が記録されるヒートモード感光材料の何れも使用することができる。フォトンモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＧａＮ系半導体レーザ、波長変換固体レーザ等が使用され、ヒートモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（赤外レーザ）、固体レーザが使用される。

また、本発明における分割リセット駆動は、インクジェット方式などのプリンタにおける描画制御にも適用することができる。たとえば、インクの吐出による描画点を、本発明と同様の方法で制御することができる。つまり、本発明における描画素子を、インクの吐出などによって描画点を打つ素子に置き換えて考慮することができる。

本発明の描画装置の一実施形態を用いた露光装置の外観を示す斜視図 図１に示す露光装置のスキャナの構成を示す斜視図 感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図（Ａ）、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図（Ｂ） 図２に示す露光ヘッドの概略構成を示す斜視図 図４に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図（Ａ）、（Ａ）の側面図（Ｂ） 図４に示す露光ヘッドにおけるデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図 図６に示すＤＭＤの動作を説明するための説明図 ＤＭＤの分割領域を示す説明図 分割リセット駆動を行う場合におけるＤＭＤへの画像データの転送時間とマイクロミラーのリセット時間とを示すタイミングチャート（Ａ）、分割リセット駆動を行わない場合におけるＤＭＤへの画像データの転送時間とマイクロミラーのリセット時間とを示すタイミングチャート（Ｂ） ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図（Ａ）、（Ａ）の部分拡大図（Ｂ）、レーザ出射部における発光点の配列を示す平面図（Ｃ）,（Ｄ） 図１に示す露光装置における合波レーザ光源の構成を示す平面図 図１１に示すレーザモジュールの構成を示す平面図 図１２に示すレーザモジュールの側面図 図１２に示すレーザモジュールの部分側面図 分割リセット駆動を行った場合の、図９（Ａ）とは異なる場合を示すタイミングチャート 分割リセット駆動を行った場合の、図９（Ａ）及び図１５とは異なる場合を示すタイミングチャート 分割領域１,２のマイクロミラー列を９６列とし、分割領域３のマイクロミラー列を４８列とした場合におけるタイミングチャート ＤＭＤを走査方向に対し傾斜させた場合における、感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図（Ａ）、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図（Ｂ） ＤＭＤのその他の実施形態を示す図 分割リセット駆動を行わずに多重露光のみを行った場合における露光領域を示す図 分割リセット駆動を行って多重露光を行った場合における露光領域を示す図 分割リセット駆動における、感光材料へ露光する所望の画像とＤＭＤに入力される制御信号との関係を説明する図 スキャナによる１回の走査で感光材料を露光する露光方式を説明するための平面図 スキャナによる複数回の走査で感光材料を露光する露光方式を説明するための平面図

符号の説明

ＬＤ１〜ＬＤ７ ＧａＮ系半導体レーザ
１０ ヒートブロック
１１〜１７ コリメータレンズ
２０ 集光レンズ
３０ マルチモード光ファイバ
５０ ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス、空間光変調素子）
５３ 反射光像（露光ビーム）
５４、５８ レンズ系（光学系）
５６ 走査面（被露光面）
６４ レーザモジュール
６６ ファイバアレイ光源
６８ レーザ出射部
１５０ 感光材料
１５２ ステージ（移動手段）
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域

Claims (30)

1. 入射された光を入力された制御信号に応じて変調する描画素子が一列に多数配置された描画素子列が多数配列された空間光変調素子を有し、該空間光変調素子により変調された光を描画面に結像する描画ヘッドを、前記描画面に沿って所定の走査方向へ相対的に移動させて描画を行う描画方法において、
   前記描画素子列のうちの一部の複数の描画素子列のみに前記制御信号を出力するとともに、該一部の複数の描画素子列を１または複数の描画素子列毎に分割し、該分割された複数の分割領域毎に前記制御信号を順次出力し、前記制御信号の入力が終了した分割領域の描画素子から順次前記変調を行わせることを特徴とする描画方法。
2. 前記空間光変調素子の前記分割領域の数ｄを、下式を満たす大きさとすることを特徴とする請求項１記載の描画方法。
   ｄ≧ｔ／（ｔ−ｕ）
   ただし、ｔ：全ての前記分割領域への前記制御信号の入力が終了するまでの時間
   ｕ：１つの前記分割領域における描画素子が前記変調を行うのに必要な時間
3. 前記複数の分割領域のうちの少なくとも１つの分割領域が有する前記描画素子列の数が、該少なくとも１つの分割領域以外の分割領域が有する前記描画素子列の数と異なる数であることを特徴とする請求項１または２記載の描画方法。
4. 前記空間光変調素子により描画される描画点が前記分割領域毎に前記走査方向について所定の間隔ずれるように描画することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の描画方法。
5. 前記描画面の相対移動速度および前記分割領域毎の前記ずれに基づいて、前記描画面の描画される画像を表す画像データから前記描画点の各々に対応する描画データを形成し、該描画データに基づいて前記制御信号を形成することを特徴とする請求項４記載の描画方法。
6. 前記描画面をＮ重描画（Ｎは２以上の自然数）により描画することを特徴とする請求項４または５記載の描画方法。
7. 前記分割領域の数を前記Ｎ重描画のＮの大きさと同じ大きさにすることを特徴とする請求項６記載の描画方法。
8. 前記空間光変調素子の使用描画素子から出射される描画光の前記描画面上への投影点が、該投影点の配列方向が前記走査方向に対して所定の傾斜角度をなすように配置されるようにすることを特徴とする請求項４から７いずれか１項記載の描画方法。
9. 前記空間光変調素子を該空間光変調素子における描画素子行が前記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように設置することを特徴とする請求項８記載の描画方法。
10. 前記空間光変調素子における描画素子を、前記空間光変調素子における描画素子行が前記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように配列させることを特徴とする請求項８項記載の描画方法。
11. 前記描画面の相対移動速度に応じて前記各分割領域への前記制御信号の出力のタイミングを調整することを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の描画方法。
12. 前記描画面に描画される描画ドットの所望の配置に応じて前記各分割領域への前記制御信号の出力のタイミングを調整することを特徴とする請求項１１記載の描画方法。
13. 前記走査方向の下流側の前記分割領域から順に前記制御信号を出力することを特徴とする請求項１から１２いずれか１項記載の描画方法。
14. 前記描画面の相対移動速度に応じて前記各描画素子に出力する制御信号を生成することを特徴とする請求項１から１３いずれか１項記載の描画方法。
15. 入力された制御信号に応じて入射された光を変調する描画素子が一列に多数配置された描画素子列が多数配列された空間光変調素子を有し、該空間光変調素子により変調された光を描画面に結像するとともに、前記描画面に沿って所定の走査方向へ相対的に移動する描画ヘッドを備えた描画装置において、
    前記描画素子列のうちの一部の複数の描画素子列のみに前記制御信号を出力するとともに、該一部の複数の描画素子列が１または複数の描画素子列毎に分割された複数の分割領域毎に前記制御信号を順次出力し、前記制御信号の入力が終了した分割領域の描画素子から順次前記変調を行わせる制御手段を備えたことを特徴とする描画装置。
16. 前記空間光変調素子の前記分割領域の数ｄが、下式を満たす大きさであることを特徴とする請求項１５記載の描画装置。
    ｄ≧ｔ／（ｔ−ｕ）
    ただし、ｔ：全ての前記分割領域への前記制御信号の入力が終了するまでの時間
    ｕ：１つの前記分割領域における描画素子が前記変調を行うのに必要な時間
17. 前記複数の分割領域のうち少なくとも１つの分割領域に含まれる前記描画素子列の数が、該少なくとも１つの分割領域以外の分割領域に含まれる前記描画素子列の数と異なる数であることを特徴とする請求項１４から１６いずれか１項記載の描画装置。
18. 前記制御手段が、前記空間光変調素子により描画される描画点が前記分割領域毎に前記走査方向について所定の間隔ずれるように前記制御信号を出力するものであることを特徴とする請求項１４から１７いずれか１項記載の描画装置。
19. 前記制御手段が、前記描画面の相対移動速度および前記分割領域毎の前記ずれに基づいて、前記描画面の描画される画像を表す画像データから前記描画点の各々に対応する描画データを形成し、該描画データに基づいて前記制御信号を形成するものであることを特徴とする請求項１８記載の描画装置。
20. 前記描画ヘッドが、前記描画面をＮ重描画（Ｎは２以上の自然数）により描画するものであることを特徴とする請求項１８または１９記載の描画装置。
21. 前記制御手段が、前記分割領域の数を前記Ｎ重描画のＮの大きさと同じ大きさにするものであることを特徴とする請求項２０記載の描画装置。
22. 前記空間光変調素子の使用描画素子から出射される描画光の前記描画面上への投影点が、該投影点の配列方向が前記走査方向に対して所定の傾斜角度をなすように配置されるように構成することを特徴とする請求項１９から２１いずれか１項記載の描画装置。
23. 前記空間光変調素子における描画素子行が前記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように前記空間光変調素子が設置されたものであることを特徴とする請求項２２記載の描画装置。
24. 前記空間光変調素子が、前記空間光変調素子における描画素子行が前記走査方向に対して所定の傾斜角度を有するように前記描画素子が配列されたものであることを特徴とする請求項２２記載の描画装置。
25. 前記空間光変調素子が、前記制御信号に応じて反射面の角度が変更可能な多数のマイクロミラーが前記描画素子として配列された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１４から２４いずれか１項記載の描画装置。
26. 前記空間光変調素子が、前記制御信号に応じて透過光を遮断することが可能な多数の液晶セルが前記描画素子として配列された液晶シャッターアレイであることを特徴とする請求項１４から２４いずれか１項記載の描画装置。
27. 前記制御手段が、前記描画面の相対移動速度に応じて前記各分割領域への前記制御信号の出力のタイミングを調整するものであることを特徴とする請求項１４から２６いずれか１項記載の描画装置。
28. 前記制御手段が、前記描画面に描画される描画ドットの所望の配置に応じて前記各分割領域への前記制御信号の出力のタイミングを調整するものであることを特徴とする請求項２７記載の描画装置。
29. 前記制御手段が、前記走査方向の下流側の前記分割領域から順に前記制御信号を出力するものであることを特徴とする請求項１４から２８いずれか１項記載の描画装置。
30. 前記制御手段が、前記描画面の相対移動速度に応じて前記各描画素子に出力する制御信号を生成するものであることを特徴とする請求項１４から２９いずれか１項記載の描画装置

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