JP2015145926A

JP2015145926A - レーザ露光装置

Info

Publication number: JP2015145926A
Application number: JP2014018045A
Authority: JP
Inventors: 悟山崎; Satoru Yamazaki
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-13

Abstract

【課題】光を増幅して大きい強度のパルスレーザ光を出力するレーザ装置を備えたレーザ露光装置であって、露光対象物の所定位置に１画素ずつ所望の濃度でレーザ露光を行う。【解決手段】レーザ露光装置１は、励起用発光部１１、反射光学系（１２，１３）、レーザ媒質１４を備え、励起用発光部１１から出力された励起光を反射光学系内で増幅したのち所定強度のパルスレーザ光を出射するレーザ装置１０と、パルスレーザ光を画像データに応じた露光対象物の所定位置に１画素ずつ照射させる露光光学系２０と、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光を検出する検出部４０と、露光する各画素毎に、励起用発光部１１から励起光を出力させ、検出部４０による、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光の検出回数が所定回数となった場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させる処理を行う制御部３１と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ露光装置に関するものである。

感光フィルムなどにレーザービームを照射してドット状のマーキングパターンを形成するマーキング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、大きい強度のパルスレーザ光を出射可能なレーザ装置を備え、樹脂製カードなどの露光対象物にパルスレーザ光を照射し、ドット状のマーキングパターンを形成するマーキング装置が知られている。大きい強度のパルスレーザ光を出射可能なパルスレーザ装置としては、パッシブ型Ｑスイッチレーザ装置が知られている。

このパッシブ型Ｑスイッチレーザ装置は、共振器としての一対のミラーの間にレーザ媒質を備え、共振器内を小さいＱ値とした状態（発振抑制状態）で励起光によりレーザ媒質中の多数の原子を励起状態（反転分布状態）とした後、共振器内を大きいＱ値の状態にすることで、大きい強度のパルスレーザ光を一方のミラー側から出射する。Ｑ値はレーザ媒質に蓄積されたエネルギーを、レーザ媒質から外部に失われるエネルギー（損失）で割った値である。

一般的なパッシブ型Ｑスイッチレーザ装置を有するレーザ露光装置（比較例）は、露光対象物へ画素毎にパルスレーザ光を照射して、各画素毎に所望の濃度となるようにレーザ露光を行う。図８は比較例のレーザ露光装置の動作を示すタイミングチャートである。詳細には、図８（ａ）はレーザＯＮ信号Ｓａの一例を示す図、図８（ｂ）はレーザ装置のレーザ照射状態の一例を示す図である。

時間Ｔ１において、励起用発光部としてのＬＥＤにハイレベルのレーザＯＮ信号Ｓａを入力した場合、励起用発光部としてのＬＥＤからレーザ媒質に励起光が出射される。一対のミラー間に配置されたレーザ媒質の原子は励起状態となる。レーザＯＮ信号Ｓａがハイレベルとなってから時間Ｔａ経過後、レーザ媒質中の多数の原子が励起状態（反転分布状態）となり、出射側のミラーから所定値以上の強度のパルスレーザ光Ｐが出射され、露光光学系により露光対象物の所定の画素位置にレーザ露光が行われる。最初のパルスレーザ光Ｐの出射後、時間Ｔｅ経過後、次のパルスレーザ光Ｐが出射され、露光対象物上の同一画素にレーザ露光が行われる。

そして、レーザＯＮ信号Ｓａをローレベルとして（時間Ｔ２）、露光対象物上の次の画素にレーザ露光を行うように露光光学系を設定する。

次に、時間Ｔ３において、励起用発光部としてのＬＥＤにハイレベルのレーザＯＮ信号Ｓａを入力した場合、所定時間Ｔｂ後、ＬＥＤからレーザ媒質に励起光が出射される。レーザＯＮ信号Ｓａがハイレベルとなってから時間Ｔｂ経過後、レーザ媒質中の多数の原子が励起状態となり、出射側のミラーから所定値以上の強度のパルスレーザ光Ｐが出射され、露光光学系により露光対象物の所定の画素位置にレーザ露光が行われる。そして、時間Ｔｅ経過後、次のパルスレーザ光Ｐが出射され、さらに、時間Ｔｅ経過後、次のパルスレーザ光Ｐが出射され、一つの露光対象物上の同一画素にレーザ露光が行われる。
その後、レーザＯＮ信号Ｓａをローレベルとする。

特開２００４−４２０７２号公報

上述したパッシブ型Ｑスイッチレーザ装置を有するレーザ露光装置では、レーザＯＮ信号Ｓａをローレベル（ＯＦＦ）からハイレベル（ＯＮ）とした場合に、パルスレーザ光Ｐが出射される時間Ｔａと時間Ｔｂの長さが異なる。これは、レーザＯＮ信号Ｓａをローレベル（ＯＦＦ）からハイレベル（ＯＮ）とした場合に、一対のミラー間に配置されたレーザ媒質の複数の原子の励起状態が異なるからである。このため、レーザＯＮ信号ＳａのＯＮおよびＯＦＦのパターンによって、パルスレーザ光Ｐが照射されるまでの時間が異なり、露光対象物上の同一画素に照射されるパルスレーザ光Ｐの数にばらつきが生じ、印画濃度（露光濃度）が所望の濃度（一定値）とならない場合があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。光を増幅して大きい強度のパルスレーザ光を出力するレーザ装置を備えたレーザ露光装置であって、露光対象物の所定位置に１画素ずつ所望の濃度でレーザ露光を行うことができるレーザ露光装置を提供すること、などを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明によるレーザ露光装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
画像データに基づいてパルスレーザ光を露光対象物の所定位置に１画素ずつ露光を行うレーザ露光装置であって、励起用発光部、反射光学系、該反射光学系内に配置されたレーザ媒質を備え、前記励起用発光部から出力された励起光を前記反射光学系内で増幅したのち所定強度のパルスレーザ光を出射するレーザ装置と、前記パルスレーザ光を前記画像データに応じた前記露光対象物の所定位置に１画素ずつ照射させる露光光学系と、前記レーザ装置から出射されたパルスレーザ光を検出する検出部と、露光する各画素毎に、前記励起用発光部から励起光を出力させ、前記検出部による、前記レーザ装置から出射されたパルスレーザ光の検出回数が所定回数となった場合、前記励起用発光部による励起光の出力を停止させる処理を行う制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、光を増幅して大きい強度のパルスレーザ光を出力するレーザ装置を備えたレーザ露光装置であって、露光対象物の所定位置に１画素ずつ所望の濃度でレーザ露光することができるレーザ露光装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るレーザ露光装置の一例を示す透過側面図。本発明の実施形態に係るレーザ露光装置の一例を示す透過正面図。本発明の実施形態に係るレーザ露光装置の一例を示す斜視図。本発明の実施形態に係るレーザ露光装置の一例を示す機能ブロック図。レーザ露光装置のレーザＯＮ信号とレーザ照射状態の一例を示すタイミングチャート、（ａ）は１画素に１つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザオン信号の一例を示す図、（ｂ）は１画素に１つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザ照射状態の一例を示す図、（ｃ）は１画素に２つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザオン信号の一例を示す図、（ｄ）は１画素に２つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザ照射状態の一例を示す図。本発明の実施形態に係るレーザ露光装置の動作の一例を示す図、（ａ）はプリントスタート信号の一例を示す図、（ｂ）はデータリクエスト信号の一例を示す図、（ｃ）は記憶部の動作の一例を示す図、（ｄ）はガルバノ座標データの一例を示す図、（ｅ）はレーザＯＮ信号の一例を示す図、（ｆ）はレーザ照射状態の一例を示す図、（ｇ）は検出部による検出状態の一例を示す図。本発明の実施形態に係るレーザ露光装置の動作の一例を示すフローチャート。比較例のレーザ露光装置の動作を示すタイミングチャート、（ａ）はレーザＯＮ信号の一例を示す図、（ｂ）はレーザ装置のレーザ照射状態の一例を示す図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態は図示の内容を含むが、これのみに限定されるものではない。なお、以後の各図の説明で、既に説明した部位と共通する部分は同一符号を付して重複説明を一部省略する。

図１は本発明の実施形態に係るレーザ露光装置１の一例を示す透過側面図である。図２はレーザ露光装置１の一例を示す透過正面図である。図３はレーザ露光装置１の一例を示す斜視図である。図４はレーザ露光装置１の一例を示す機能ブロック図である。

レーザ露光装置１は、画像データなどに基づいてパルスレーザ光を露光対象物７の所定位置に１画素ずつレーザ露光を行う。露光対象物７としては、カーボン含有の樹脂製カードなどの所定の部材を採用することができる。

レーザ露光装置１は、レーザ装置１０と、露光光学系２０と、コントロール部３０と、検出部４０と、などを有する。レーザ露光装置１は、筐体内にレーザ装置１０、露光光学系２０、コントロール部３０、検出部４０などが収容されている。筐部は底部１ａとケース１ｂなどにより構成されている。図３においてケース１ｂは図示していない。尚、コントロール部３０は、筐体外に設けられていてもよい。

レーザ装置１０は、光を増幅して大きい強度のパルスレーザ光を出力する。本実施形態ではレーザ装置１０としては、パッシブ型Ｑスイッチレーザ装置を採用する。具体的には、レーザ装置１０としてＮｄ：ＹＡＧレーザ装置などを採用してもよい。レーザ装置１０は、励起用発光部１１と、共振器としての反射光学系１２，１３と、レーザ媒質１４と、Ｑスイッチ１５と、などを有する。

反射光学系１２，１３は、一対の平行配置されたミラーなどで構成されている。本実施形態では、レーザ出射側のミラー（反射光学系１３）から所定強度以上のパルスレーザ光のみ外部に出射するように構成されている。
レーザ媒質１４は、反射光学系１２，１３の間に配置されている。本実施形態では、レーザ媒質１４としてＮｄ：ＹＡＧ（Ｙ、Ａｌ、Ｇａｒｎｅｔの結晶（Ｎｄを含む））などを採用する。

励起用発光部１１は、ＬＥＤなどの発光装置で構成され、コントロール部３０からのレーザＯＮ信号Ｓａに応じて発光または非発光となる。発光時、励起用発光部１１は、励起光をレーザ媒質１４に照射し、レーザ媒質１４を励起状態とするように構成されている。

Ｑスイッチ１５は、共振器としての反射光学系１２，１３内のＱ値を低い状態または高い状態に切り替える機能を有する。Ｑ値はレーザ媒質１４に蓄積されたエネルギーを、レーザ媒質１４から外部に失われるエネルギー（損失）で割った値である。共振器内を小さいＱ値とした状態（発振抑制状態）で励起光によりレーザ媒質１４中の多数の原子を励起状態（反転分布状態）とした後、共振器内を大きいＱ値の状態にすることで、大きい強度のパルスレーザ光を一方のミラー（反射光学系１３）から出射する。

本実施形態では、Ｑスイッチ１５として、可飽和吸収体（ＳＡ：ＳａｔｕｒａｂｌｅＡｂｓｏｒｂｅｒ）などのパッシブ型Ｑスイッチを採用する。可飽和吸収体は、所定値より小さい強度の光に対しては吸収体として機能し、所定値以上の大きい強度の光に対しては吸収能力が飽和し透明体として機能する。可飽和吸収体は半導体などの物質で構成されている。つまり、共振器内で、先ず所定値より小さい強度の光に対しては低いＱ値の状態とし、この状態で励起用発光部１１からの励起光により、レーザ媒質１４中の多数の原子（詳細には原子中の電子）が励起されて反転分布状態となり、同じ波長の光がレーザ媒質１４に照射されると、所定値より大きい強度の光を出力して、大きいＱ値の状態となり、大きい強度のパルスレーザ光を一方のミラー（反射光学系１３）から出射する。
尚、Ｑスイッチ１５と出射側ミラーである反射光学系１３とを一体化した部材を、レーザ装置１０の構成要素として用いてもよい。こうすることでレーザ装置１０の部品数を低減し、簡単な構造とすることができる。

露光光学系２０は、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光を、画像データに基づいて、樹脂製カードなどの露光対象物７の所定位置に１画素ずつ照射させる。

露光光学系２０は、コリメートレンズなどの光学系２１と、ガルバノスキャナとして一つまたは複数のガルバノミラー２２と、ｆθレンズ２５と、などを有する。
ガルバノミラー２２は、例えば、Ｘ軸走査用ガルバノミラーやＹ軸走査用ガルバノミラーを有し、そのガルバノミラーはガルバノミラー駆動部２３としての駆動モータ２３１，２３２などにより角度制御される。また、ガルバノミラー２２の角度を検出するセンサ（不図示）などが設けられていてもよい。

ｆθレンズ２５は、ガルバノミラー２２で反射されたパルスレーザ光を、露光対象物７上に集光させるように構成されている。例えば、ｆθレンズ２５は、ガルバノミラー２２などにより、所定角度ずつ走査されたパルスレーザ光を、露光対象物７の結像面上で所定のピッチで走査させるように構成されている。

尚、本実施形態では、露光対象物７上を走査する走査光学系としてガルバノミラー２２とｆθレンズ２５を用いたが、この形態に限られるものではなく、例えば、ガルバノミラー２２の代わりにポリゴンミラーなどを用いてもよい。

また、本実施形態では、レーザ露光装置１は、画像データに応じて各画素毎に露光対象物７上を走査しながらレーザ露光を行うが、走査時に、レーザ露光を行う必要のない画素をスキップし、レーザ露光を行う必要のある次の画素まで移動させるようにガルバノミラーを移動制御する。

レーザ露光装置１の筐体に、カードなどの露光対象物７を挿入する開口部１ｃが設けられている。露光対象物７は搬送部２７により、ｆθレンズ２５による集光範囲の所定位置に移動され、レーザ露光された後、所定の排出口などに搬送される。尚、レーザ露光装置１は、複数の露光対象物７を収容部に収容し、搬送部２７により露光対象物７を一つずつ搬送するように構成されていてもよい。

搬送部２７は、露光対象物７を露光範囲などに搬送するように構成されている。本実施形態では、搬送部２７は、駆動モータ２７１、ローラ２７２、無端ベルト２７３、などを有する。駆動モータ２７１によりローラ２７２を回転駆動することにより、無端ベルト２７３上に載置された露光対象物７を移動させるように構成されている。搬送部２７は、コントロール部３０により制御される。尚、搬送部２７は、この形態に限られるものではない。

検出部４０は、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光を検出する。検出部４０は検出結果を示す信号をコントロール部３０に出力する。本実施形態では、検出部４０は、パルスレーザ光が露光対象物７に照射され、その露光対象物７からの反射光を検出する。こうすることで、露光対象物７にパルスレーザ光が照射されて、レーザ露光されたことを容易に確認することができる。また、検出部４０は、ｆθレンズ２５と搬送部２７上の露光対象物７との間に配置されている。検出部４０の検出範囲は、露光対象物７の載置された範囲と略同じ、または、それよりも僅かに大きいエリアに設定されている。

尚、検出部４０は、レーザ装置１０から出射され、露光光学系２０のガルバノミラーにいたるまでのパルスレーザ光を検出してもよい。こうすることで、露光対象物７の有無に関わらずレーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光を検出することができる。

コントロール部３０は、レーザ露光装置１の各構成要素を統括的に制御する。コントロール部３０は、制御部３１（ＣＰＵ）と、通信部３２と、表示部３３と、入力部３４と、インタフェース３５（ＩＦ）と、記憶部３６と、などを有する。コントロール部３０の各構成要素はバスなどの通信線などでデータ通信可能に接続されている。

制御部３１（ＣＰＵ）は、コントロール部３０およびレーザ露光装置１の各構成要素を統括的に制御する。制御部３１は、記憶部３６に記憶されているプログラム（ＰＲＧ）を実行することにより、本発明に係る機能をレーザ露光装置１に実現する。制御部３１の詳細な動作を後述する。

通信部３２は、制御部３１の制御により、有線式または無線式の通信路を介して外部のコンピュータ５０（ＰＣ）などとデータ通信を行う。この外部のコンピュータ５０は、ユーザの操作などにより画像データを作成することができる。

表示部３３は、液晶パネル表示装置などの表示装置であり、制御部３１の制御により、本発明に係る情報を表示する。
入力部３４は、各種操作スイッチやボタンなどの操作入力装置であり、ユーザの操作に応じた信号を制御部３１に出力する。
インタフェース３５（ＩＦ）は、ガルバノミラー駆動部２３、搬送部２７などに電気的に接続されている。制御部３１は、インタフェース３５を介してガルバノミラー駆動部２３や搬送部２７を駆動制御する。

記憶部３６は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶装置であり、本実施形態では、印画データ記憶部３７、ラインメモリなどを有する。

印画データ記憶部３７は、画像データ、各種パラメータなどを記憶する。印画データ記憶部３７は、例えば、外部のコンピュータ５０などから送信された画像データを記憶してもよい。

ラインメモリは、動作時、制御部３１の制御により、印画データ記憶部３７から読み出された、画像データの一ライン分の画素の座標データや照射の有無を示すデータなどを記憶する。このラインメモリのデータはガルバノミラー駆動部２３を駆動する際に参照される。本実施形態では、ラインメモリＡ３８、ラインメモリＢ３９が設けられており、画像データの一ライン分の画素の座標データなどが、いずれか一方のラインメモリＡ３８、ラインメモリＢ３９に交互に記憶され、必要に応じて読み出されるように構成されている。

制御部３１は、露光する各画素毎に、励起用発光部１１から励起光を出力させ、検出部４０によるレーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光の検出回数が所定回数となった場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させる処理を行う。

図５はレーザ露光装置１のレーザＯＮ信号Ｓａとレーザ照射状態の一例を示すタイミングチャートである。詳細には、図５（ａ）は１画素に１つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザオン信号の一例を示す図であり、図５（ｂ）は１画素に１つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザ照射状態の一例を示す図である。

図５（ａ），図５（ｂ）に示した例では、時間Ｔ１において、ＬＥＤなどの励起用発光部１１にハイレベルのレーザＯＮ信号Ｓａを入力した場合、励起用発光部１１からレーザ媒質１４に励起光が出射される。反射光学系１２，１３の間に配置されたレーザ媒質１４の原子は励起状態となる。レーザＯＮ信号Ｓａがハイレベルとなってから時間Ｔａ経過後、レーザ媒質１４中の多数の原子が励起状態（反転分布状態）となり、出射側の反射光学系１３（ミラー）から所定値以上の強度のパルスレーザ光Ｐが出射され、露光光学系２０により露光対象物７の所定の画素位置にレーザ露光が行われる。
検出部４０は、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光Ｐを検出し、その検出結果を示す信号をコントロール部３０に出力する。制御部３１は、検出部４０によりパルスレーザ光Ｐを所定回数、この例では１回、検出した場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させる処理を行う。詳細には、制御部３１は、レーザＯＮ信号Ｓａを０などのローレベル（オフ）とすることで、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させる。尚、パルスレーザ光Ｐを検出してからレーザＯＮ信号Ｓａをオフとするまでの時間ＴＰｄは非常に僅かな時間であってもよいし、パルスレーザ光Ｐの立下りＰｄの場合であってもよい。

そして、所定時間Ｔ２、レーザＯＮ信号Ｓａをローレベルとし、露光対象物上の次の画素にレーザ露光を行うように露光光学系２０を設定する。
そして、時間Ｔ３において、ＬＥＤなどの励起用発光部１１にハイレベルのレーザＯＮ信号Ｓａを入力した場合、励起用発光部１１からレーザ媒質１４に励起光が出射される。反射光学系１２，１３の間に配置されたレーザ媒質１４の原子は励起状態となる。レーザＯＮ信号Ｓａがハイレベルとなってから時間Ｔｂ経過後、レーザ媒質１４中の多数の原子が励起状態（反転分布状態）となり、出射側の反射光学系１３（ミラー）から所定値以上の強度のパルスレーザ光Ｐが出射され、露光光学系２０により露光対象物７の所定の画素位置にレーザ露光が行われる。
検出部４０は、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光Ｐを検出し、その検出結果を示す信号をコントロール部３０に出力する。制御部３１は、検出部４０によりパルスレーザ光Ｐを所定回数、この例では１回、検出した場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させる処理を行う。
このように、レーザＯＮ信号Ｓａをローレベル（ＯＦＦ）からハイレベル（ＯＮ）としたとき、レーザ媒質１４の複数の原子の励起状態により、パルスレーザ光Ｐが照射されるまでの時間が異なる場合であっても、検出部４０によりパルスレーザ光Ｐを所定回数検出したとき、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させるので、レーザ媒質１４をそれ以上励起させることがなく、パルスレーザ光が出射されない。このため、露光対象物７の所定位置に１画素ずつ所望の濃度でレーザ露光を行うことができる。

次に、１画素に２つのパルスレーザ光を照射させる場合について説明する。
図５（ｃ）は１画素に２つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザオン信号の一例を示す図であり、図５（ｄ）は１画素に２つのパルスレーザ光を照射させる場合のレーザ照射状態の一例を示す図である。
図５（ｃ），図５（ｄ）に示した例では、時間Ｔ１において、ＬＥＤなどの励起用発光部１１にハイレベルのレーザＯＮ信号Ｓａを入力した場合、励起用発光部１１からレーザ媒質１４に励起光が出射される。反射光学系１２，１３の間に配置されたレーザ媒質１４の原子は励起状態となる。レーザＯＮ信号Ｓａがハイレベルとなってから時間Ｔａ１経過後、レーザ媒質１４中の多数の原子が励起状態（反転分布状態）となり、出射側の反射光学系１３（ミラー）から所定値以上の強度のパルスレーザ光Ｐが出射され、露光光学系２０により露光対象物７の所定の画素位置にレーザ露光が行われる。
そして、励起用発光部１１からレーザ媒質１４に励起光が出射された状態で、所定時間Ｔｅ経過後（レーザＯＮ信号Ｓａがハイレベルとなってから時間Ｔａ２経過後）、出射側の反射光学系１３（ミラー）から所定値以上の強度のパルスレーザ光Ｐが出射され、露光光学系２０により露光対象物７の所定の画素位置にレーザ露光が行われる。
検出部４０は、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光Ｐを検出し、その検出結果を示す信号をコントロール部３０に出力する。制御部３１は、検出部４０によりパルスレーザ光Ｐを所定回数、この例では２回、検出した場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させる処理を行う。

そして、所定時間Ｔ２、レーザＯＮ信号Ｓａをローレベルとし、露光対象物上の次の画素にレーザ露光を行うように露光光学系２０を設定する。その後、レーザ露光装置１の動作は、同様なので説明を省略する。
このように、検出部４０によりパルスレーザ光Ｐを所定回数、この例では２回検出したとき、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させるので、レーザ媒質１４をそれ以上励起させることがなく、パルスレーザ光が出射されない。このため、露光対象物７の所定位置に１画素ずつ所望の濃度でレーザ露光を行うことができる。

図６は本発明の実施形態に係るレーザ露光装置１の動作の一例を示す図である。詳細には、図６（ａ）はプリントスタート信号の一例を示す図である。図６（ｂ）はデータリクエスト信号の一例を示す図、図６（ｃ）は記憶部の動作の一例を示す図、図６（ｄ）はガルバノ座標データの一例を示す図、図６（ｅ）はレーザＯＮ信号Ｓａの一例を示す図、図６（ｆ）はレーザ照射状態の一例を示す図、図６（ｇ）は検出部による検出状態の一例を示す図である。図６において、横軸に時間を示す。
図７はレーザ露光装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
図６、図７、および図１〜５などを参照しながら、レーザ露光装置１などの動作の一例を説明する。

ステップＳＴ１１において、制御部３１は、スタートボタン（プリントスタートボタン）が操作されたか（押下されたか）否かを判別し、スタートボタンが操作されていない場合、ステップＳＴ１１の処理を繰り返し、スタートボタンが操作されている場合にステップＳＴ１２の処理に進む。
図６（ａ）に示した例では、スタートボタンが操作されていない場合、制御部３１は入力部３４からハイレベルの信号を受信し、スタートボタンが操作された場合（押下された場合）、入力部３４からローレベルの信号を受信するように構成されている。尚、スタートボタンが外部のコンピュータ５０（ＰＣ）に設けられている場合、制御部３１は、通信部３２を介して、コンピュータ５０からスタートボタンのオン／オフを示す信号に基づいて上記処理を行う。

ステップＳＴ１２において、制御部３１は、画像データとパラメータなどを印画データ記憶部３７に記憶する処理を行う。この画像データやパラメータなどは、外部のコンピュータ５０（ＰＣ）から通信部３２を介して受信してもよいし、予め印画データ記憶部３７に記憶されていてもよい。

ステップＳＴ１３において、制御部３１は、データリクエスト信号をオン（ローレベル）とする。初期状態では、データリクエスト信号はオフ（ハイレベル）に設定されている。

ステップＳＴ１４において、制御部３１は、画像データなどに基づいて、１ライン分の画素の座標データ、各画素への照射の有無を示すデータなどのパラメータを、ラインメモリに記憶する。この場合、制御部３１は、ラインメモリＡ３８、ラインメモリＢ３９のうち何れか一方に、１ライン分のデータやパラメータを記憶させる。前回使用していないラインメモリに記憶させることが好ましい。

ステップＳＴ１５において、制御部３１は、データリクエスト信号をオフ（ローレベル）とする。

ステップＳＴ１６において、制御部３１は、ラインメモリ内の１画素目の座標データに応じて、ガルバノミラー２２をガルバノミラー駆動部２３により駆動する。

ステップＳＴ１７において、制御部３１は、レーザＯＮ信号Ｓａをオン（ハイレベル）とする。励起用発光部１１が発光する。

ステップＳＴ１８において、励起用発光部１１からの励起光により、レーザ媒質１４の多数の原子（電子）が励起状態（反転分布状態）とする。光が増幅され、所定強度以上となったときにパルスレーザ光が出射される。

ステップＳＴ１９において、制御部３１は、検出部４０からの信号によりパルスレーザ光を所定回数検出されたか否かを判別し、パルスレーザ光を所定回数検出していない場合にステップＳＴ１７の処理に進み、パルスレーザ光を所定回数検出した場合にステップＳＴ２０の処理に進む。

ステップＳＴ２０において、パルスレーザにより、露光対象物７の所定位置に１画素ずつ所望の濃度でレーザ露光が行われる。
ステップＳＴ２１において、制御部３１は、検出部４０にて、パルスレーザ光を所定回数検出された場合、レーザＯＮ信号Ｓａをオフ（ローレベル）とし、励起用発光部１１を非発光状態とする。

ステップＳＴ２２において、制御部３１は、次のラインのデータの準備を行う。詳細には、本実施形態では、現在のラインを印画している間に、データリクエスト信号をオン状態（ローレベル）として、露光処理に使用していないラインメモリに、次のラインの座標データと照射有無データを記憶させる。こうすることで、次のラインの露光処理の開始時間を短縮することができる。

ステップＳＴ２３において、制御部３１は、１ライン分のレーザ露光処理を終了したか否かを判別し、終了していない場合、ステップＳＴ１６の処理に進み、次の画素に関するレーザ露光処理を行い、１ライン分のレーザ露光処理が終了した場合にステップＳＴ２４の処理に進む。

ステップＳＴ２４において、制御部３１は、ステップＳＴ１６〜ステップＳＴ２３と同様の処理により、次のラインに関するレーザ露光処理（印画処理）を行う。

ステップＳＴ２５において、制御部３１は、全てのラインのレーザ露光処理（印画処理）を終了したか否かを判別し、終了していない場合、ステップＳＴ２４の処理に進み、終了している場合、レーザ露光処理を終了する処理を行う。

制御部３１は、搬送部２７を駆動して、レーザ露光された露光対象物７を所定の排出口へ搬送するとともに、次の露光対象物７を、露光範囲に搬送する処理を行う。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係るレーザ露光装置１は、画像データに基づいてパルスレーザ光を露光対象物の所定位置に１画素ずつ露光を行う。
レーザ露光装置１は、ＬＥＤなどの励起用発光部１１、反射光学系（１２，１３）、反射光学系（１２，１３）内に配置されたレーザ媒質１４を備え、励起用発光部１１から出力された励起光を反射光学系（１２，１３）内で増幅したのち所定強度のパルスレーザ光を出射するレーザ装置１０を有する。本実施形態では、レーザ装置１０として、Ｑスイッチ１５を備えたパッシブ型Ｑスイッチレーザ装置を採用する。
また、レーザ露光装置１は、パルスレーザ光を画像データに応じた露光対象物の所定位置に１画素ずつ照射させる露光光学系２０と、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光を検出する検出部４０と、露光する各画素毎に、励起用発光部１１から励起光を出力させ、検出部４０による、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光の検出回数が所定回数となった場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させる処理を行う制御部３１（コントロール部３０）と、を有する。
すなわち、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光の検出回数が所定回数となった場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させるので、レーザ媒質１４をそれ以上励起させることがなく、パルスレーザ光が出射されない。このため、露光対象物７の所定位置に１画素ずつ所望の濃度でレーザ露光を行うことが可能なレーザ露光装置１を提供することができる。

また、本発明の実施形態に係るレーザ露光装置１のレーザ装置１０として、Ｑスイッチ１５を備えたパッシブ型Ｑスイッチレーザ装置を採用している。このため、共振器内を小さいＱ値とした状態（発振抑制状態）で励起光によりレーザ媒質１４中の多数の原子を励起状態（反転分布状態）とした後、共振器内を大きいＱ値の状態にすることで、大きい強度のパルスレーザ光を一方のミラー（反射光学系１３）から出射することができる。また、上述したように、制御部３１が、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザ光の検出回数が所定回数となった場合、励起用発光部１１による励起光の出力を停止させるので、パルスレーザ光の出射を所定回数に簡単に制御することができる。
また、本実施形態では、Ｑスイッチ１５として、可飽和吸収体などのパッシブ型Ｑスイッチを採用し、出射側ミラーである反射光学系１３と一体化した部材を用いているので、レーザ装置１０の部品数を低減し、簡単な構造とすることができる。

また、本実施形態では、検出部４０は、パルスレーザ光が露光対象物７に照射され、その露光対象物７からの反射光を検出する。こうすることで、露光対象物７にパルスレーザ光が照射されて、レーザ露光されたことを容易に確実に確認することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１…レーザ露光装置、７…露光対象物、１１…励起用発光部、１２，１３…ミラー（反射光学系）、１４…レーザ媒質、２０…露光光学系、２５…ｆθレンズ、２７…搬送部、３０…コントロール部、３１…制御部、３６…記憶部、３７…印画データ記憶部、４０…検出部（センサ）。

Claims

画像データに基づいてパルスレーザ光を露光対象物の所定位置に１画素ずつ露光を行うレーザ露光装置であって、
励起用発光部、反射光学系、該反射光学系内に配置されたレーザ媒質を備え、前記励起用発光部から出力された励起光を前記反射光学系内で増幅したのち所定強度のパルスレーザ光を出射するレーザ装置と、
前記パルスレーザ光を前記画像データに応じた前記露光対象物の所定位置に１画素ずつ照射させる露光光学系と、
前記レーザ装置から出射されたパルスレーザ光を検出する検出部と、
露光する各画素毎に、前記励起用発光部から励起光を出力させ、前記検出部による、前記レーザ装置から出射されたパルスレーザ光の検出回数が所定回数となった場合に、前記励起用発光部による励起光の出力を停止させる処理を行う制御部と、を有することを特徴とする
レーザ露光装置。
前記検出部は、前記露光対象物からの反射光を検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ露光装置。
前記検出部は、前記レーザ装置から出射され前記露光光学系のミラーにいたるまでのパルスレーザ光を検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ露光装置。