JP2003015077A

JP2003015077A - 画像露光装置

Info

Publication number: JP2003015077A
Application number: JP2001203316A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sunakawa; 寛砂川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】画像露光装置の光源ランプの安定性を妨げるこ
となく、２次元空間光変調素子の寿命を改善する。【解決手段】感光材料の分光感度に応じた光源から射出
された照明光を二次元空間光変調素子で変調した光によ
って感光材料を露光する画像露光装置であって、非画像
露光時に前記照明光が前記二次元空間光変調素子を照射
しないようにする光学系を備えたことを特徴とする画像
露光装置を提供することにより前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元的に配列さ
れたアレイ状の光源あるいはＤＭＤ等の２次元空間光変
調素子を用いた画像露光装置の技術分野に属し、特に、
２次元空間光変調素子が照明光で劣化するのを防ぐよう
にした画像露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のプリンタ等で利用されているデジ
タルの画像露光系においては、レーザビームを主走査方
向に偏向すると共に、記録媒体と光学系とを主走査方向
と直交する副走査方向に相対的に移動することにより、
記録画像に応じて変調したレーザビームで記録媒体を二
次元的に露光する、いわゆるレーザビーム走査露光（ラ
スタスキャン）が主流である。

【０００３】これに対し、近年、ディスプレイやモニタ
等における表示手段として利用されている液晶ディスプ
レイ（以下、ＬＣＤとする。）やデジタルマイクロミラ
ーデバイス（以下、ＤＭＤとする。）等の二次元の空間
光変調素子を用いるデジタルの画像露光系が各種提案さ
れている。この露光系においては、基本的に、二次元の
空間光変調素子による表示画像を、記録媒体に結像する
ことにより、記録媒体を露光する。特に、２次元の空間
光変調素子の中でも、ＤＭＤはＬＣＤに比して、変調速
度（応答速度）が千倍近く早く、しかも光の利用効率も
高いので、高速での露光に有利である。

【０００４】このような空間光変調素子を用いたデジタ
ル露光装置として、例えば、大サイズのコンベンショナ
ルＰＳ版等を高速かつ高精度にデジタル露光する装置が
提案されている。具体的には、この露光装置は、感材の
分光感度に適した光源により、ＤＭＤやＬＣＤ等の２次
元空間光変調素子を照明し、光学系により変調素子の像
を、外面ドラムに保持された感光材料の面上に露光する
ものである。その際、ドラム外面上の感材を回転走査さ
せながら、その走査に同期させてＤＭＤの像を走査させ
ることにより、多重露光を行うようにしているため、こ
の画像露光装置は、光量均一性に優れ、光利用効率も確
保することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような２次元空間光変調素子を用いた画像露光装置
で、例えば、コンベンショナルＰＳ版を高速（１〜２
分）でデジタル露光する場合には、これらＤＭＤ等の２
次元空間光変調素子上に３５０〜４５０ｎｍの波長の近
紫外光を１０Ｗ程度照射することとなる。

【０００６】また、このような高出力の近紫外光の光源
としては、超高圧水銀灯などの放電ランプを使うことが
多いが、これらの放電ランプは、一旦ランプの電源をオ
フにすると、再度オンにしても光量が安定するまでに
は、数分から数十分かかってしまうということが知られ
ている。従って、露光装置の使用状況からランプが安定
化するまでは待てないため、ランプを常時点灯しておく
こととなり、ＤＭＤ等の２次元空間光変調素子には、常
に１０Ｗ以上の近紫外光が照射されることとなる。

【０００７】その結果、ＤＭＤやＬＣＤ等の２次元空間
光変調素子は、長時間の近紫外光の照射により、故障頻
度が上がり、また素子寿命も短くなるという問題があ
る。これに対し、２次元空間光変調素子の寿命を延ばす
ためには、例えば感材露光時以外は、紫外光の光源をオ
フにする事も考えられるが、実際には、上述したように
一旦電源をオフにすると次にオンにしたときにランプが
安定するまでに長時間を要するためそれはできない。従
って、ランプの安定化を確保しつつ、素子寿命の短縮を
も防止するという問題の解決が待たれていた。

【０００８】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、２次元空間光変調素子を用いた画像露光
装置において、光源ランプの安定性を妨げることなく、
かつ照明光により２次元空間光変調素子が劣化するのを
防止し、その寿命を改善して、故障が少なく信頼性の高
い画像露光を実現することのできる画像露光装置を提供
することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、感光材料の分光感度に応じた光源から射
出された照明光を二次元空間光変調素子で変調した光に
よって感光材料を露光する画像露光装置であって、非画
像露光時に前記照明光が前記二次元空間光変調素子を照
射しないようにする光学系を備えたことを特徴とする画
像露光装置を提供する。

【００１０】また、前記非画像露光時に前記照明光が前
記二次元空間光変調素子を照射しないようにする光学系
が、シャッタであることが好ましい。

【００１１】また、前記非画像露光時に前記照明光が前
記二次元空間光変調素子を照射しないようにする光学系
が、光路切り換え手段であることが好ましい。

【００１２】さらに、前記光路切り換え手段により切り
換えられた光路上に、光パワーを吸収し、放熱する機能
を有する素子を備えたことが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像露光装置
について、添付の図面に示される好適実施形態を基に、
詳細に説明する。

【００１４】図１に、本発明に係る画像露光装置の一例
を概念的に示す。図示例の画像露光装置１０は、二次元
空間光変調素子であるＤＭＤ（デジタルマイクロミラー
デバイス）と、いわゆるエクスターナルドラム（外面ド
ラム）を用いて、感光材料を２次元的に走査露光する装
置であり、基本的に、光源部１２と、均一照射光学系１
４と、コリメータレンズ（光コリメータ）１６と、可動
ミラーシャッタ（回転可能な反射ミラー）１８と、ＤＭ
Ｄ２０と、結像光学系２２と、エクスターナルドラム２
４（以下、単にドラム２４とする。）と、副走査駆動系
（図示省略）を有する。

【００１５】光源部１２は、ドラム２４の外面に巻き付
けられた感光材料を露光する照明光を射出するもので、
光源２６とリフレクタ２８とを有して構成される。光源
２６としては、十分な光量の光を射出できるものであれ
ば、対象となる感光材料の分光感度に応じた各種の光源
が利用可能である。例えば、感光材料が、紫外線による
露光が可能な、通常に用いられるＰＳ版（コンベンショ
ナルＰＳ版）であれば、超高圧水銀灯やメタルハライド
ランプ等の紫外線ランプを用いればよい。リフレクタ２
８は、光源２６を内包し、内面が光反射層となっている
回転楕円面で、光源２６から射出された照明光を反射し
て、その焦点位置に集光する。

【００１６】光源部１２から射出された光は、次いで、
均一照射光学系１４に入射する。均一照射光学系１４
は、ＤＭＤ２０に入射する光（光量分布）を、ＤＭＤ２
０の面方向（２次元的な画素配列方向）で均一にするも
ので、図示例においては、コリメータレンズ３０とフラ
イアイレンズ３２を有して構成される。均一照射光学系
１４は、リフレクタ２８による集光位置のすぐ下流（光
の進行方向の下流）に配置され、光源部１２から射出さ
れた照明光をコリメータレンズ３０で平行光にした後、
矩形形状のフライアイレンズ３２で拡散することによ
り、ＤＭＤ２０に入射する光を、ＤＭＤ２０の画素配列
に対応する矩形で、かつ、その光量分布が均一な光とす
る。

【００１７】均一照射光学系１４で拡散された照射光
は、コリメータレンズ１６によって平行光とされた後、
画像露光時は、可動ミラーシャッタ１８により所定方向
に反射され、反射光はＤＭＤに入射する。可動ミラーシ
ャッタ１８は、符号１８ａで示す位置と符号１８ｂで示
す位置との間を回動可能となっている。通常の画像露光
時は、可動ミラーシャッタ１８は符号１８ａで示す位置
にあり、ＤＭＤ２０におけるマイクロミラーの回転角を
±θとした際に、ＤＭＤ２０（水平位置のマイクロミラ
ー）への入射角が２θとなるように、前記平行光を反射
する。例えば、マイクロミラーの回転角が±１０°であ
れば、可動ミラーシャッタ１８は、ＤＭＤ２０への入射
角が２０°となるように、平行光とされた光源部１２か
らの照明光を反射する。また、可動ミラーシャッタ１８
は、非画像露光時には、符号１８ｂで示す位置まで回転
させられ、照明光がＤＭＤ２０に入射されないように反
射するが、これについては後述する。

【００１８】ＤＭＤ２０は、所定の回転軸を中心に所定
角度回転（揺動）可能な矩形のマイクロミラーを、２次
元的に配列してなる二次元空間光変調素子で、静電的に
マイクロミラーを回転することにより、各マイクロミラ
ー（＝画素）毎に露光をオン／オフして、光を変調す
る。このようなＤＭＤ２０は、半導体装置の製造プロセ
スを応用したマイクロマシン技術によってシリコンチッ
プ上に作成される。例えば、前述のように、マイクロミ
ラーの回転角が±１０°とすると、露光オンであれば、
マイクロミラーの回転角は＋１０°となり、入射角２０
°で入射した光は、ＤＭＤ２０（水平位置のマイクロミ
ラー）の法線方向に反射されて画像を担持する光として
結像光学系２２を経てドラム２４に入射し、結像する。
逆に、露光オフであれば、マイクロミラーの回転角は−
１０°となり、入射角２０°で入射した光は、図に破線
の矢印で示すように、ＤＭＤ２０（水平位置のマイクロ
ミラー）の法線方向に対して４０°の角度で反射され、
結像光学系２２には入射しない。

【００１９】図示例の露光装置１０においては、一例と
して画素間隔が１７μｍで、１２８０画素×１０２４画
素のＤＭＤ２０を用いている。また、ドラム２４の回転
方向とＤＭＤ２０の１０２４画素の画素列方向とが光学
的に一致し（この方向を主走査方向と言う）かつドラム
２４の軸線方向とＤＭＤ２０の１２８０画素の画素列方
向とが光学的に一致（この方向を副走査方向と言う）す
るように、各部材が配置される。

【００２０】なお、本実施形態では、二次元空間光変調
素子は図示例のようなＤＭＤ２０には限定されず、液晶
表示装置（ＬＣＤ）、強誘電性液晶による空間光変調素
子等、公知の各種の二次元空間光変調素子が各種利用可
能である。中でも、変調速度が速く、光の利用効率が高
い等の点で、ＤＭＤが最も好ましい。

【００２１】画像露光時に、ＤＭＤ２０によって（水平
位置のマイクロミラー）の法線方向に反射された画像を
担持する光（すなわちＤＭＤ２０によって形成される画
像）は、結像光学系２２によって、ドラム２４の表面
（そこに保持された感光材料の表面）に結像する。ＤＭ
Ｄ２０の中心画素は結像光学系２２の光軸に一致してお
り、また、この光軸は、ドラム２４の接線に直交するよ
うに各部位が配置されている。図示例の露光装置１０
は、一例として、２４００ｄｐｉの画像を露光する。従
って、露光面上における画素間隔は１０．５８μｍであ
るので、結像光学系２２は、０．６２３倍の倍率でＤＭ
Ｄ２０によって変調・反射された画像を担持する光をド
ラム２４に結像する。すなわち、露光面上における露光
エリアは最大で、１３．５ｍｍ×１０．８ｍｍとなる。

【００２２】ドラム２４は、外面に感光材料を装着し
て、軸線を中心に回転する円筒である。本実施形態の露
光装置１０においては、光源部１２から結像光学系２２
に至る系は、図中に点線で示されるように、一体的にユ
ニット化されており（以下、光学系ユニット２６とす
る。）、公知の方法で副走査方向に所定速度で移動する
ように構成されている。露光装置１０は、いわゆるドラ
ムスキャナで、感光材料の露光時には、記録する画像に
応じて変調した光をドラム２４（の外面上の感光材料）
に入射して、ドラム２４を回転しながら、副走査方向に
光学系ユニット２６を移動する。これにより、画像を担
持する光によって感光材料を２次元的に走査露光して、
画像を記録し、例えば、コンベンショナルＰＳ版が製版
される。

【００２３】前述のように、この露光装置１０において
は、露光面上における副走査方向の露光エリアは最大で
１３．５ｍｍであるので、例えば、ドラム２４が一回転
すると光学系ユニット２６が１３．５ｍｍだけ副走査方
向に移動する。また、ＤＭＤ２０は、副走査方向に１２
８０画素を有するので、露光装置１０においては、１２
８０画素を多重露光することが可能である。

【００２４】本実施形態の露光装置１０においては、こ
のような露光時に、ドラム２４の回転（主走査）に同期
してＤＭＤ２０が形成する画像（ＤＭＤ２０における変
調）も主走査方向に走査（移動）することにより、多重
露光を行う。すなわち、ドラム２４が１画素（１０．５
８μｍ分）回転したら、ＤＭＤ２０による形成画像も、
１画素、主走査方向に移動する。従って、図示例であれ
ば、最大で、１０２４回の多重露光が行われる。

【００２５】このような多重露光を行うことにより、光
の利用効率を高くして、十分な光量で感光材料を露光す
ることができ、例えば、超高圧水銀灯等の一般的な紫外
線ランプを用いて、コンベンショナルＰＳ版を露光し
て、製版を行うことが可能となる。あるいは、階調画像
を記録する場合であれば、主走査方向の画素数を十分に
利用して目的とする分解能の階調画像を記録できる。特
に、図示例のようなＤＭＤ２０は、ＬＣＤ等に比べて光
の利用効率が高いので、より好適な画像露光が可能であ
る。

【００２６】ところで、前述したように、画像露光装置
１０においては、光源部１２を一度電源オフにすると、
再度オンにしたときに光量が安定するまでに時間が掛か
るため、画像露光のオン／オフにかかわりなく、常に光
源部１２はつけっぱなしにして、ＤＭＤ２０に対して、
照明光を照射し続けている。従って、ＤＭＤ２０は、照
明光、特に、近紫外光の照射を受け続けているため、故
障頻度が上がり、二次元空間光変調素子の寿命が短くな
るという問題がある。そこで、本発明に係る画像露光装
置１０においては、非画像露光時には、照明光が二次元
空間光変調素子を照射しないようにする光学系を備える
ようにしている。すなわち、本実施形態では、通常、光
源部１２からの照明光をＤＭＤ２０に向けて反射する反
射ミラーを、可動ミラーシャッタ１８として、回転可能
とし、照明光の反射方向を変えて、非画像露光時には、
照明光がＤＭＤ２０に入射しないようにしている。

【００２７】可動ミラーシャッタ１８は、感光材料への
画像記録制御と同期をとりながら、符号１８ａで示すＤ
ＭＤ２０に照明光を入射させるように反射する位置と、
符号１８ｂで示すＤＭＤ２０に照明光を入射させないよ
うに反射する位置との間を回動する。そして、非画像露
光時には、可動ミラーシャッタ１８を符号１８ｂの位置
まではね上げて照明光を光源部１２の近くへ反射して、
反射光がＤＭＤ２０へ入射しないようにする。

【００２８】このとき、光源部１２の近くに光吸収板３
４を設けておき、そこへ向けて照明光を戻すようにし
て、さらに光吸収板３４で吸収した光パワーをヒートシ
ンク等で放熱するようにするとよい。このように、非画
像露光時においてはＤＭＤ２０に照明光（近紫外光）が
照射されないようにすることで、光源部１２をオフする
必要もないため、光源を安定させたまま、二次元空間光
変調素子の寿命を向上させることができる。

【００２９】なお、非画像露光時に、照明光が二次元空
間光変調素子を照射しないようにする光学系としては、
いま説明した可動ミラーシャッタ１８に限定されるもの
ではなく、ＤＭＤ２０に照明光を入射させないようにす
るものであればさまざまなものが利用可能である。例え
ば、上記実施形態で用いた可動ミラーシャッタ１８を、
通常の固定された反射ミラー１８とし、図の符号１８ｂ
の位置に別の反射ミラーを非画像露光時にのみ挿入する
ようにしてもよい。すなわち、画像露光時には、反射ミ
ラー１８でＤＭＤ２０に向けて照明光を所定角度で反射
し、非画像露光時には、反射ミラー１８とは別の反射ミ
ラーを符号１８ｂの位置に挿入して、照明光を光吸収板
３４に向けて反射するようにする。

【００３０】あるいは、その他、可動ミラーシャッタ１
８を通常の固定された反射ミラー１８とし、符号１８ｂ
の位置に反射ミラーの代わりにシャッタ（遮光板）を挿
入して光を遮って、照明光がＤＭＤ２０に入射しないよ
うにしてもよい。または、符号１８ｂの位置にいわゆる
シャッタを設けて、画像露光時には、シャッタを開放
し、非画像露光時には、シャッタを閉じるようにして、
照明光を遮るようにしてもよい。このように、シャッタ
で照明光を遮るようにした場合には、前記光吸収板３４
は不要である。

【００３１】また、上で説明した画像露光装置は、二次
元空間光変調素子を用いて多重露光して感光材料に画像
を記録するものであったが、画像を露光する方式は、こ
のような多重露光方式に限定されるものではなく、ステ
ップアンドリピート露光方式や、ドラムの動きと同期を
取りながら、記録媒体上に結像されるべき画像を移動し
て、記録媒体上において画像を相対的に静止させて画像
露光を行ういわゆる追随走査露光方式でもよいのはもち
ろんである。また、画像露光装置に用いられる光源も、
放電ランプばかりでなく、ハロゲンランプのように、オ
ンしてから安定するまでに時間のかかる光源を用いる場
合にも、本発明は好適に利用可能である。

【００３２】以上、本発明の画像露光装置について詳細
に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変
更を行ってもよいのはもちろんである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、２
次元空間光変調素子を用いた画像露光装置において、光
源ランプがオンしてから安定するまで時間がかかるよう
な場合であっても、光源ランプの安定性を妨げることな
く、かつ照明光により二次元空間光変調素子が劣化する
のを防止し、その寿命を改善して、故障が少なく信頼性
の高い画像露光を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像露光装置の一例を示す概念
図である。

【符号の説明】

１０画像露光装置１２光源部１４均一照射光学系１６、３０コリメータレンズ１８可動ミラーシャッタ１８ａ、１８ｂ可動ミラーシャッタが回動する位置２０ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）２２結像光学系２４（エクスターナル）ドラム２６光学系ユニット２８リフレクタ３２フライアイレンズ３４光吸収板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光材料の分光感度に応じた光源から射出
された照明光を二次元空間光変調素子で変調した光によ
って感光材料を露光する画像露光装置であって、非画像露光時に前記照明光が前記二次元空間光変調素子
を照射しないようにする光学系を備えたことを特徴とす
る画像露光装置。
【請求項２】前記非画像露光時に前記照明光が前記二次
元空間光変調素子を照射しないようにする光学系が、シ
ャッタである請求項１に記載の画像露光装置。
【請求項３】前記非画像露光時に前記照明光が前記二次
元空間光変調素子を照射しないようにする光学系が、光
路切り換え手段である請求項１に記載の画像露光装置。
【請求項４】前記光路切り換え手段により切り換えられ
た光路上に、光パワーを吸収し、放熱する機能を有する
素子を備えた請求項３に記載の画像露光装置。