【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像データに対応して駆動制御される空間光変調素子により変調された光ビームで感光材料を露光する描画装置、又は画像データに対応して駆動制御されるアレイ状液体吐出素子によりパターン記録する吐出描画装置等のアレイ状記録素子を具備する描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を利用して、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描画装置が種々提案されている。
【０００３】
このＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーを、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列して構成したミラーデバイスである。
【０００４】
このようなＤＭＤを利用した描画装置では、図８に例示するようなマルチチャンネルの描画素子の単位ユニットを、露光面の幅に対応して複数隙間無く列状に配置して構成されている。
【０００５】
この描画装置におけるマルチチャンネルの描画素子の単位ユニットは、その照明光学系１０の図示しないレーザ光の光源から照射したレーザ光を、レンズ系でコリメートしてから照明光学系１０の略焦点位置に配置されたＤＭＤ１２で反射させ、結像用のレンズ系１４を通して露光面１６（感光材料の露光面等）上に結像する。
【０００６】
この描画装置では、描画対象となる画像データ等に応じて生成した制御信号によって、複数隙間無く列状に配置したマルチチャンネルの描画素子の各単位ユニットにおけるＤＭＤ１２のマイクロミラーの各々を図示しない制御装置でオンオフ制御してレーザ光の反射方向を変更することにより変調した光ビームを、露光面１６上に照射して露光面１６における幅方向（主走査方向に交差する方向）の全幅に渡って画像露光処理を実行しつつ、描画装置と露光面１６とを相対的に主走査方向に移動することによって、露光面１６の全面に対する画像描画処理を実行する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような描画装置は、液晶パネルの２枚のガラス板（ガラス板とプラスチック板、ガラス板とフィルム等の組み合わせでも良い）の間隔を一定に保つためのスペーサ（柱状構造）、若しくはＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）の電界針構造、若しくはＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）の画素列間の壁材、又はタッチパネルのスペーサ等における製造工程の一部の工程で使われることがある。
【０００８】
ここで、上述の描画装置を利用して液晶パネルのスペーサを作る場合には、例えば、描画装置の解像度を２μｍとし、描画パターンにおける各スペーサ構造のサイズを一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状とし、間隔が２ｍｍの格子を描く線の各交点上に各スペーサ構造を配置するように描画する。
【０００９】
このように描画装置を利用して液晶パネルのスペーサを作る場合には、露光面１６における幅方向（主走査方向に交差する方向）の全幅に渡って対応するよう複数隙間無く列状に配置したマルチチャンネルの描画素子の各単位ユニットにおける、描画パターンにおける各スペーサ構造に対応したものだけを利用して画像描画処理を実行する。
【００１０】
このため、従来の描画装置では、露光面１６における幅方向の全幅に渡って複数隙間無く列状に配置したマルチチャンネルの描画素子のうち、大多数の描画素子を使用しないことになる。
【００１１】
よって、描画装置に多数の描画素子を設置しても、使用しない描画素子が多くなって描画素子の利用率が低くなり、かつ光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率が極めて低くなり、非常に無駄が多くなると共に、描画速度の高速化、描画装置の低電力化、描画装置の低コスト化を図る上で好ましくないという問題がある。
【００１２】
本発明は上述の点を考慮し、描画装置に設置する記録素子数を削減して構成を簡素化すると共に、省電力化を図り、間隔の空いた描画パターンに対応して必要な部分に記録する描画装置を新たに提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の描画装置は、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された被記録部分に対応して、複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されていることを特徴とする。
【００１４】
上述のように構成することにより、部分的に被記録部分が設定されている記録パターンに対する記録処理を行なう場合に、大多数のマルチチャンネルの記録素子を使用して、記録素子の利用率を高くし、例えば光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率を高くして無駄を削減し、記録速度の高速化、描画装置の低電力化を図り、描画装置に設置する素子数を削減して構成を簡素化し描画装置の低コスト化を図ることができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の描画装置は、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された各々の被記録部分の範囲よりも相対走査方向に直交する方向に広い範囲に記録可能なように複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されると共に、各マルチチャンネルの記録素子アレイのうち、各被記録部分の位置や幅に対応する部分の記録素子を利用して、各被記録部分を記録することを特徴とする。
【００１６】
上述のように構成することにより、この描画装置では、各マルチチャンネルの記録素子による記録範囲を、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に対して移動調整できる。よって、被記録媒体上の各被記録部分の位置や幅に誤差を生じた場合に、各マルチチャンネルの記録素子における記録範囲を適宜調整して使用することにより、この誤差を修正して各被記録部分に適合した適切な範囲に記録できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る描画装置について、図１乃至図５を参照しながら説明する。この描画装置は、液晶パネルの２枚の平板材（２枚のガラス板、ガラス板とプラスチック板、ガラス板とフィルム等の組み合わせ）の間隔を一定に保つためのスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置に利用可能なように構成されている。
【００１８】
本実施の形態に係る描画装置を備えた製造装置は、図１に示すように、例えば、幅方向（主走査方向である相対走査方向に直交する方向）の長さを５１０ｍｍに形成したシート状の平板材（被露光媒体、又は被記録媒体）２０を表面に吸着して保持する平面のステージ２２を備えている。このステージ２２は、例えば幅方向（主走査方向である相対走査方向に直交する方向）の長さを６２０ｍｍとする。このステージ２２の一方の側部（図１に向かって左側の側部）には、ヘッド移動操作装置２４を配置する。
【００１９】
このヘッド移動操作装置２４には、描画装置（露光ヘッド）２６と、吐出ヘッド２８とを、それぞれ主走査方向である相対走査方向（図１の矢印Ａ方向）に沿って往復移動操作可能に装着する。
【００２０】
このヘッド移動操作装置２４は、制御部で駆動制御されることにより、描画装置２６と、吐出ヘッド２８とを、それぞれ同期して又は独立して主走査方向である相対走査方向に微細に往復移動操作可能なように構成する。
【００２１】
この描画装置２６は、その解像度を２μｍに設定する。これと共に、図４に示す描画装置２６では、その露光幅（記録幅）を５１０ｍｍに設定する。
【００２２】
この描画装置２６は、図２及び図３に示すように、被描画媒体である平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状のスペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２を配置する描画パターンを描画可能に構成する。すなわち、この描画装置２６は、被描画媒体である平板材２０の相対走査方向に直交する方向に、複数に分かれて配置された被露光部分（被記録部分）３２を露光（記録）可能なように対応して構成する。
【００２３】
この描画パターンは、１０ｃｍ角以上の大面積に数百μ以下の微小なパターンが面積率２０％以下で低頻度に存在する部分的描画パターンとなっている。
【００２４】
この描画装置２６は、このような部分的描画パターンに対する描画処理を行なう場合に、大多数のマルチチャンネルの記録素子アレイ（露光素子）における各単位ユニット３０を使用して単位ユニット３０の利用率を高くし、かつ照明光学系３４の比較的高価な光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率を高くして無駄を削減し、描画速度の高速化、描画装置の低電力化及び低コスト化を図り、描画装置に設置する素子数を削減して構成を簡素化し描画装置の低コスト化を図り、コストパフォマンスが高くなって好適となるように構成する。
【００２５】
すなわち、描画装置２６が描画する幅方向の全長に渡って均等に描画素子（露光素子又は記録素子）を配置する場合には、例えば、被描画媒体が１ｍ角の正方形の場合に、幅２μｍ解像度とすると５０万素子必要となる。しかし、部分的な描画パターンに対応した所にだけ描画素子（露光素子又は記録素子）を配置する場合には、同じ解像度（幅２μｍの解像度）なら７５００素子で済み、さらに、０．２μｍの解像度にしても７５万素子で済むから、描画素子（露光素子又は記録素子）の総数を削減して構成を簡素化できる。
【００２６】
このため描画装置２６には、平板材２０の幅方向（主走査方向である相対走査方向に直交する方向）に並ぶ各スペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２に対応した各所定位置に、それぞれマルチチャンネルの記録素子アレイ（露光素子又は記録素子）の各単位ユニット３０を配置する。
【００２７】
ここで言うアレイとは、素子が複数配列したものを言い、１次元、２次元、３次元配列されたものを含むものとする。ここで言うアレイとしては、例えば、素子が千鳥状に複数列配列されたもの、素子が縦横のマトリックスに配列されたもの、隣接する素子同士が各自の傾動動作を妨げないように段違いとなるような配列（高さ方向に凸凹となるような配列）のものでも良い。
【００２８】
各マルチチャンネルの記録素子アレイ（露光素子又は記録素子）の各単位ユニット３０は、前述した図８に示すマルチチャンネルの描画素子の単位ユニットと同様に構成するもので、その照明光学系３４の図示しないレーザ光の光源から照射したレーザ光を、レンズ系でコリメートしてから照明光学系３４の略焦点位置に配置したＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）３６で反射させ、結像用のレンズ系３８を通して平板材２０の表面である露光面（記録面）上に結像するよう構成する。
【００２９】
この照明光学系３４は、光源波長を３５０〜４５０ｎｍに設定する。（なお、ヒートモードの場合の光源波長は３５０〜９５０ｎｍに波長範囲が広がる。また、レーザ光源の他にランプ、ＬＥＤ等の光源を利用しても良い）
このＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）３６は、その反射面側へ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構成する。このＤＭＤ３６は、図４に示すように、各画素（ピクセル）を構成する微小なミラーであるマイクロミラー４２を複数格子状に配列したミラーデバイスとして構成する。
【００３０】
このＤＭＤ３６は、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（メモリセル）４０上に、図示しない各ピクセルにそれぞれ配置されたヒンジ及びヨークを含む傾動操作用の支柱を設置し、各支柱の先端部に各マイクロミラー４２を設置して、全体をモノリシック（一体型）に構成する。
【００３１】
ＤＭＤ３６の各ピクセルのマイクロミラー４２は、その表面にアルミニウム等の反射率の高い材料を蒸着して、反射率が９０％以上の鏡部材となるように構成する。
【００３２】
このＤＭＤ３６では、そのＳＲＡＭセル４０にデジタル信号が書き込まれると、傾動操作用の支柱に支持されたマイクロミラー４２が、例えば、対角線を中心としてＤＭＤ３６が配置された基板側に対し、±α度（例えば±１０度）の範囲で傾動操作されるように構成する。図５は、マイクロミラー４２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示す。図６は、マイクロミラー４２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。
【００３３】
このＤＭＤ３６では、その各ピクセルにおけるマイクロミラー４２の傾きを図４に例示するように動作制御することによって、ＤＭＤ３６に入射された光を各ピクセルのマイクロミラー４２の傾き方向へ反射させる。
【００３４】
なお図４は、ＤＭＤ３６の一部を拡大して例示するもので、所要のマイクロミラー４２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４２のオンオフ制御は、ＤＭＤ３６に接続された図示しない制御部によって行う。なお、オフ状態のマイクロミラー４２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）を配置して、余分な光が外部へ漏れるのを防止する。
【００３５】
また、ＤＭＤ３６は、図３に各マイクロミラー４２による反射光像（露光ビーム）の走査軌跡を示すように、主走査方向と所定角度（例えば、１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。
【００３６】
これは、図３に示すようにＤＭＤ３６を傾斜させることにより、各マイクロミラー４２による露光ビームの走査軌跡（走査線）のピッチを、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査線のピッチよりも狭くして、解像度を大幅に向上させることができるためである。
【００３７】
なお、ＤＭＤ３６の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ３６を傾斜させた場合の走査幅と、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査幅とは略同一である。さらに、異なるマイクロミラー４２列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになるから、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、ＤＭＤ３６を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー４２列を主走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００３８】
また、相隣接するＤＭＤ３６同士の間に対応する平板材２０の表面には、露光ビームが照射されないので、露光されない。
【００３９】
このマルチチャンネルの描画素子（露光素子又は記録素子）の各単位ユニット３０では、そのＤＭＤ３６の光入射側に配置する照明光学系３４を、図示しないが、光ファイバの出射端部（発光点）を露光エリアの一辺の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と、このファイバアレイ光源から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ３６の反射面上に集光させるレンズ系とを順に配置して構成する。
【００４０】
この照明光学系３４のレンズ系は、ファイバアレイ光源から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズと、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対の組合せレンズと、光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ３６上に集光する集光レンズとで構成されている。組合せレンズは、レーザ出射端の配列方向に対しレンズの光軸に近い部分の光束を広げ、かつ光軸から離れた部分の光束を縮め、さらに配列方向と直交する方向に対しての光をそのまま通過させる機能を有し、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
【００４１】
また、マルチチャンネルの描画素子（露光素子）の各単位ユニット３０では、そのＤＭＤ３６の光反射側に配置するレンズ系３８を、図示しないが、ＤＭＤ３６と被描画面となる平板材２０とが共役な関係となるように配置する。
【００４２】
ファイバアレイ光源は、図示しないが例えば、複数のレーザモジュールを備えており、各レーザモジュールには、マルチモード光ファイバの一端が結合されている。マルチモード光ファイバの他端には、コア径がマルチモード光ファイバと同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい光ファイバが結合され、光ファイバの出射端部（発光点）が所定の走査方向に沿って１列に配列されてレーザ出射部が構成されている。なお、発光点を所定の走査方向に沿って２列に配列することもできる。
【００４３】
レーザモジュールは、図示しないが、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、ヒートブロック上に配列固定された複数のチップ状の横マルチモード、又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザと、ＧａＮ系半導体レーザの各々に対応して設けられたコリメータレンズと、１つの集光レンズと、１本のマルチモード光ファイバと、から構成されている。
【００４４】
ＧａＮ系半導体レーザは、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系半導体レーザとしては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲で、前述した４０５ｎｍ以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。
【００４５】
ファイバアレイ光源にＧａＮ系半導体レーザを用いた場合には、レーザ加工に好適に使用することができる。すなわち、ＧａＮ系半導体レーザは短パルス駆動が可能であり、レーザアブレーション等にも十分なパワーを得ることができる。また、半導体レーザであるため、駆動速度が遅い固体レーザと異なり、繰り返し周波数１０ＭＨｚ程度での高速駆動が可能であり、高速露光が可能である。さらに、金属は波長４００ｎｍ付近のレーザ光の光吸収率が大きく、熱エネルギーへの変換が容易であるため、レーザアブレーション等を高速に行うことができる。
【００４６】
なお、光源としては、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源（合波レーザ光源をアレイ化したファイバアレイ光源）の他に、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。
【００４７】
また、複数の発光点を備えた光源としては、ヒートブロック上に、複数（例えば、７個）のチップ状の半導体レーザを配列したレーザアレイや、複数（例えば、５個）の発光点が所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザを用いることができる。このマルチキャビティレーザは、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザビームを合波し易い。
【００４８】
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。例えば、複数（例えば、３個）の発光点を有するチップ状のマルチキャビティレーザを備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザと、１本のマルチモード光ファイバと、集光レンズと、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザは、例えば、発振波長が４０５ｎｍのＧａＮ系レーザダイオードで構成することができる。
【００４９】
上述の構成では、マルチキャビティレーザの複数の発光点における各々から出射したレーザビームの各々は、集光レンズによって集光され、マルチモード光ファイバのコアに入射する。コアに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
【００５０】
マルチキャビテイレーザの複数の発光点を、マルチモード光ファイバのコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズとして、マルチモード光ファイバのコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザからの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザビームのマルチモード光ファイバへの結合効率を上げることができる。
【００５１】
また、複数（例えば、３個）の発光点を備えたマルチキャビティレーザを用い、ヒートブロック上に複数（例えば、９個）のマルチキャビティレーザが互いに等間隔で配列されたレーザアレイを備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキヤビティレーザは、各チップの発光点の配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。
【００５２】
この合波レーザ光源は、レーザアレイと、各マルチキヤピティレーザに対応させて配置した複数のレンズアレイと、レーザアレイと複数のレンズアレイとの間に配置された１本のロッドレンズと、１本のマルチモード光ファイバと、集光レンズと、を備えて構成されている。レンズアレイは、マルチキヤピティレーザの発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。
【００５３】
上述の構成では、複数のマルチキヤビティレーザにおける複数の発光点の各々から出射したレーザビームの各々は、ロッドレンズにより所定方向に集光された後、レンズアレイの各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザビームは、集光レンズによって集光され、マルチモード光フアイバのコアに入射する。コアに入射したレーザ光は、光フアイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
【００５４】
なお、上記の各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバの出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。
【００５５】
このようなマルチチャンネルの描画素子（露光素子）の各単位ユニット３０を備えた描画装置２６は、ミラー駆動制御用の制御部に接続し、ＤＭＤ３６における各マイクロミラー４２の反射面の角度を制御可能に構成する。
【００５６】
図１に示すように、ヘッド移動操作装置２４に装着される吐出ヘッド２８は、例えば、マルチチャンネル液吐出素子としてのインクジェットヘッドで構成することができる。このインクジェットヘッドは、オンデマンドノズルタイプ（ピエゾ素子方式、静電メンブレム方式、サーマル方式等）若しくはコンティニュアスタイプ（電界偏向方式、熱偏向方式等）又はオンデマンドノズルレスタイプ（超音波方式、静電吐出方式等）で構成することができる。このヘッド移動操作装置２４で吐出する材料は、光に反応して硬化する光硬化液である。
【００５７】
また、この吐出ヘッド２８は、描画装置２６と同様に、平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状のスペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２を配置する描画パターンに対応して光硬化液を塗布可能に構成する。
【００５８】
このため吐出ヘッド２８は、平板材２０の幅方向（主走査方向に直交する方向）に並ぶ各スペーサ構造である被露光部分（被記録部分）３２に対応した各所定位置に、それぞれ光硬化液を吐出するノズル（マルチチャンネルの記録素子アレイ）を設けて構成することができる。
【００５９】
この吐出ヘッド２８は、前述した図２及び図３に示す描画装置２６と同様に、被描画媒体である平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状のスペーサ構造である被塗布部分３２を配置する描画パターンを描画可能に構成する。すなわち、この吐出ヘッド２８は、被描画媒体である平板材２０の相対走査方向に直交する方向に、複数に分かれて配置された被露光部分（被記録部分）３２に光硬化液を塗布可能なように、光硬化液の塗布ヘッドを配置して構成する。
【００６０】
図１に示すように、液晶パネルのスペーサ製造用の描画装置を備えた製造装置は、制御部により、ヘッド移動操作装置２４、描画装置２６及び吐出ヘッド２８を駆動制御してステージ２２上に載置した平板材２０上に図２に示す如き描画パターンのスペーサ構造を作る。
【００６１】
この製造装置の制御部は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）４４を具備し、このＣＰＵ４４に、使用者からの作業指令が図示しない入力装置から入力されると、その制御動作を開始する。
【００６２】
このＣＰＵ４４は、使用者が入力した描画装置２６の搬送速度等の作業条件に対応してレーザエネルギのレベル等の制御内容を決定するため、ＣＰＵ４４に接続されたメモリに格納されている記録条件とヘッド送り速度との関係を記録したテーブル４６から、作業条件に適合したレーザエネルギのレベル等の設定値を読み取る。
【００６３】
次に、ＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて吐出ヘッド２８を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８へ伝達する。
【００６４】
この吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８は、ヘッド移動操作装置２４へ吐出ヘッド２８を移動操作する制御信号を送って吐出ヘッド２８を主走査方向へ搬送する制御を実行する。これと共に吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８は、制御信号を記録同期信号発生回路４９へ送る。
【００６５】
記録同期信号発生回路４９では、吐出ヘッド２８用の主走査ドライバ４８で生成した制御信号に同期信号をのせて吐出素子ドライバ５０へ伝達する。
【００６６】
次にＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取った光硬化液に関する設定値に基づいて吐出ヘッド２８を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている記録条件設定回路５３へ伝達する。この記録条件設定回路５３は、光硬化液に関する設定値を含めた制御信号を、吐出素子ドライバ５０へ伝達する。
【００６７】
吐出素子ドライバ５０は、ＣＰＵ４４に使用者が入力した情報をメモリに記憶している記録データ５１から、描画パターンの記録情報を読み出して、この描画パターンの記録情報と、記録条件設定回路５３で設定した光硬化液に関する設定値を含めた制御信号とに基づき、ヘッド移動操作装置２４による吐出ヘッド２８が所定移動位置に移動した際に吐出ヘッド２８の所定の吐出素子を駆動制御することにより、平板材２０上に図２に示すような描画パターンで光硬化液を塗布する作業を実行する。
【００６８】
次にＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて描画装置２６を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている記録条件設定回路５８へ伝達する。この記録条件設定回路５８は、レーザエネルギに関する設定値を含めた制御信号を、記録レーザドライバ６０へ伝達する。
【００６９】
この記録レーザドライバ６０は、描画装置２６へ制御信号を送って描画装置２６の照明光学系３４におけるレーザ光源を駆動しレーザ光を発光させる制御を実行する。
【００７０】
またＣＰＵ４４は、テーブル４６から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて描画装置２６を制御するための制御信号を、このＣＰＵ４４に接続されている描画装置２６用の主走査ドライバ５２へ伝達する。
【００７１】
この描画装置２６用の主走査ドライバ５２は、ヘッド移動操作装置２４へ描画装置２６を移動操作する制御信号を送って描画装置２６を主走査方向へ搬送する制御を実行する。これと共に描画装置２６用の主走査ドライバ５２は、制御信号を記録同期信号発生回路５４へ送る。
【００７２】
記録同期信号発生回路５４では、描画装置２６用の主走査ドライバ５２で生成した制御信号に同期信号をのせて変調素子ドライバ５６へ伝達する。
【００７３】
この変調素子ドライバ５６は、ＣＰＵ４４に使用者が入力した情報をメモリに記憶している記録データ６２から、描画パターンの記録情報を読み出して、この描画パターンの記録情報に基づいて、描画装置２６における各単位ユニット３０のＤＭＤ３６にある、各マイクロミラー４２の反射面の角度を制御することにより、平板材２０上に図２に示すような描画パターンで塗布されている光硬化液部分にレーザ光を照射して硬化する作業を実行する。
【００７４】
ここで図３に例示するように、描画装置２６における各単位ユニット３０のＤＭＤ３６を、図で横方向に１０画素（ピクセル）配置し、図で縦方向に１５画素（ピクセル）配置し、０．２μｍの解像度に構成した場合には、このＤＭＤ３６による露光幅は、０．２μｍ×（１０画素×１５画素）＝３０μｍとなる。なお図３では、図面の記載が煩雑になるので、縦、横ともに５画素（ピクセル）だけ配置されているＤＭＤ３６の一部分の構成を示す一部省略した記載としている。
【００７５】
そこで、この描画装置２６では、各単位ユニット３０のＤＭＤ３６の露光幅が２０μｍとなるように、１００画素（ピクセル）に相当するマイクロミラー４２を駆動制御してレーザ光を、それぞれ２０μｍ角で塗布されている光硬化液部分に照射して硬化する作業を実行する。
【００７６】
この描画装置２６では、各単位ユニット３０のＤＭＤ３６における露光幅を２０μｍとする１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２を、露光幅が３０μｍの範囲から任意に設定することができる。すなわち、ＤＭＤ３６の幅方向（主走査方向に直交する方向）に並んだ１５０画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２の範囲内で、連続する１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２を自由に選んで使用できる。よって、連続する１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２の選択範囲を幅方向に５０画素（ピクセル）分だけ任意に移動させることができる。
【００７７】
そこで、図２に例示する２ｍｍの間隔の描画パターンで塗布されている相隣接する光硬化液部分の距離が平板材２０の熱膨張等で変化して誤差を生じた場合には、各ＤＭＤ３６における連続する１００画素（ピクセル）分のマイクロミラー４２の範囲を適宜選択して使用することにより、この誤差を修正して光硬化液部分に適合した適切な範囲にレーザ光を照射して光硬化する作業を実行できる。
【００７８】
すなわち、各被露光部分３２に対して相対走査方向に直交する方向に広い範囲に露光可能なように複数のマルチチャンネルの露光素子であるＤＭＤ３６が間隔を開けて配置されると共に、各マルチチャンネルの露光素子であるＤＭＤ３６における複数の画素（ピクセル）のうち、各被描画部分の位置や幅に対応した複数の画素（ピクセル）を利用して、光硬化液部分に適合した適切な範囲にレーザ光を照射して光硬化する作業を実行できる。
【００７９】
なお、上述した各ＤＭＤ３６では、連続する１００画素（ピクセル）の他に、幅方向に対する両側に５０画素（ピクセル）分の余裕をもたせることができるので、この両側の５０画素（ピクセル）分の余裕部分に当たる一部の画素（ピクセル）に欠陥があっても、これを避けて使用できるから、ＤＭＤ３６を製造する際の歩留まりを向上できる。また、ＤＭＤ３６を製品に組み付けて使用している際に５０画素（ピクセル）分の余裕部分に当たる一部の画素（ピクセル）に欠陥を生じても、この欠陥を生じた画素を避けて使用することにより、ＤＭＤ３６の使用寿命を長くさせることができる。
【００８０】
次に、上述のように構成した図１に例示する描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置の作用及び動作について説明する。
【００８１】
この描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置は、使用者の指 令がＣＰＵ４４に入力されると、その指令に基づいて自動的に描画装置を制御してスペーサを製造する動作を実行する。
【００８２】
このスペーサを製造する動作では、ＣＰＵ４４を含む制御部によって、吐出ヘッド２８を主走査方向（矢印Ａ方向）へ走査させながら、平板材２０の描画パターンに対応した、平板材２０の表面上で想定した間隔が２ｍｍの格子線の各交点上に、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状な部分に光硬化液を塗布する。
【００８３】
次に、制御部は、吐出ヘッド２８の動作に同期して追従し又は独立して追従するように描画装置２６を駆動制御することによって、平板材２０の表面に間隔が２ｍｍの格子状に並んで塗布された、それぞれ一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状に塗布された光硬化液部分だけに各単位ユニット３０からレーザ光を照射して露光することによって、光硬化液を光硬化させて、固体のスペーサ部分を形成する。
【００８４】
この図１に示す描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置では、吐出ヘッド２８及び描画装置２６が平板材２０の全幅に対応しているため、一度の走査動作によって、平板材２０の全面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作する。
【００８５】
ここで例えば図７に示すように、描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置における、吐出ヘッド２８及び描画装置２６を平板材２０の半分の幅（描画装置２６の露光幅２６０ｍｍ、吐出ヘッド２８の塗布幅２６０ｍｍ）に対応して構成した場合には、初めに平板材２０の半分の面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作し、描画装置２６と吐出ヘッド２８とを矢印Ｂ方向へ移動操作してから、再び平板材２０の他の半分の面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作することによって、平板材２０の全面に渡って図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作する。
【００８６】
また、図１及び図７に示す描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置で、平板材２０の上へ図２に例示するような描画パターンのスペーサ群を製作する際に、一度の走査動作で形成される一辺が２０μｍの平面視微小な正方形状な部分の高さがスペーサの高さとして低い場合には、前述した走査動作を繰り返すことによって積み重ねて、所定高さのスペーサを形成する立体造形を行う。
【００８７】
さらに、図１及び図７に示す描画装置を備えた製造装置の構成は、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）の電界針構造の製造、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）の画素列間の壁材の製造又は、タッチパネルのスペーサーの製造等に利用できる。
【００８８】
なお、前述した描画装置を備えたスペーサを製造するための製造装置の構成は、
例えば、吐出ヘッド２８から吐出する吐出材料として、光反応液、微粒子分散液（樹脂、誘電体、導電材、熱結晶化材料、感熱材料、熱溶融材料、分子拡散材料（いわゆる昇華型熱転写材料）、触媒、酵素、バクテリア、ＤＮＡ、化学反応薬品、等と、それらのカプセル構造粒子）、熱溶融液（ＷＡＸ等）、化学反応液、触媒溶液、表面改質液、等とすることもできる。
【００８９】
また、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、その露光（記録）する対象となる感光性材料を、フォトレジスト、ジアゾ、フォトポリマー、微粒子分散材料（樹脂、誘電体、導電材、それらのカプセル構造粒子）、熱結晶化材料、感熱材料、熱転写材料、分子拡散材料（いわゆる昇華型熱転写材料）、等とすることができる。
【００９０】
さらに、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、その露光（記録）する対象となる感光性材料形態として、フィルム、基板、微粒子製（液状、固体、微粒子若しくは微粒子分散液）膜フィルム（基板）、等とすることができる。
【００９１】
これと共に、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、２次元描画システムとして構成し、パタニング（エッチングマスク、メッキマスク、接水親水部分の形成、凹凸部分の形成、熱アニール処理、熱転写処理、熱反応処理、アブレーシヨン処理）に利用できる。さらに、本実施の形態に係わる描画装置２６の構成は、３次元描画システムとして構成し、（２次元の処理を複数回実行して処理する）立体造形（光硬化、粉末燒結、熱溶融又は熱硬化を利用した処理）の処理を実行するのに利用できる。
【００９２】
なお、この製造装置では、描画装置２６の単位ユニット３０における変調素子であるＤＭＤ３６の代わりにＧＬＶ（Ｇｌａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）、液晶等の他の変調素子を利用して構成しても良い。さらに、この製造装置は、少なくとも１方向に相対走査できる複数チャネルの変調素子を有する描画ヘッド（露光ヘッド）が搭載された描画装置２６を用いて、走査中に変調素子をＯＮ／ＯＦＦ変調して、被描画媒体上に部分的に配置された構造を作ることを可能とした種々の構成を採り得ることは勿論である。
【００９３】
また、露光装置２６は、次のような構成をとることができる。例えば、通常用いられている８００×６００素子の２次元光変調素子アレイに対して、所定の１０×１５素子にのみ光を照射して使用する構成とすることができる。例えば、通常用いられている８００×６００素子の２次元光変調素子アレイで、１素子サイズが１５μｍピッチで配列している場合には、８００素子で１２ｍｍサイズとなるため、２ｍｍピッチの照射部を、１個のアレイ内に６箇所設けることができる。
【００９４】
すなわち、通常用いられている８００×６００素子の２次元光変調素子アレイでは、その幅方向（８００素子並んだ方向）の列状の所定範囲に、２ｍｍ間隔で、１０×１５素子の光を照射して使用する部分である照射部を、６個設定して構成することができる。
【００９５】
このように、被記録パターンのピッチよりも光変調素子アレイのサイズを大きく構成した場合には、被記録パターン上の必要な所定部分のみに光を照射して使用することができる。
【００９６】
また、被記録パターンのピッチよりも、光変調素子アレイのサイズが大きい場合には、光変調素子アレイ上における複数に分けて設定された被記録パターンに該当する所定部分および、若干の周辺部分のみに光を照射して利用することができる。この場合には、光変調素子に対する制御部からの駆動信号を、被記録パターンに該当する所定部分（光の当たる部分）のみに転送して駆動することで、信号転送速度を向上でき、効率的にかつ迅速に光変調素子を駆動制御可能となる。
【００９７】
すなわち、光変調素子における被記録パターンに該当する所定部分（光の当たる部分）のみを、制御部で駆動制御して、効率的にかつ迅速に光変調素子を駆動させることができる。
【００９８】
これにより、光変調素子における被記録パターンに該当する所定部分のみに光を照射するように構成して、光源が照射する光量を少なくし、エネルギの節約を図り、光が当たる光変調素子の温度上昇を防止できる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の描画装置は、第１に、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された被記録部分に対応して、複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されていることを特徴とする。
【０１００】
このように構成することにより、部分的に被記録部分が設定されている記録パターンに対する記録処理を行なう場合に、大多数のマルチチャンネルの記録素子を使用して、記録素子の利用率を高くし、かつ光源で発光する光量に対する露光処理に利用される光量の割合としての利用効率を高くして無駄を削減し、記録速度の高速化、描画装置の低電力化を図り、描画装置に設置する素子数を削減して構成を簡素化し描画装置の低コスト化を図ることができるという効果がある。
【０１０１】
本発明は第２に、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に複数に分かれて配置された各々の被記録部分の範囲よりも相対走査方向に直交する方向に広い範囲に記録可能なように複数のマルチチャンネルの記録素子アレイが間隔を開けて配置されると共に、各マルチチャンネルの記録素子アレイのうち、各被記録部分の位置や幅に対応する部分の記録素子を利用して、各被記録部分を記録することを特徴とする。
【０１０２】
このように構成することにより、この描画装置では、各マルチチャンネルの記録素子による記録範囲を、被記録媒体の相対走査方向に直交する方向に対して移動調整できる。よって、被記録媒体上の各被記録部分の位置や幅に誤差を生じた場合に、各マルチチャンネルの記録素子における記録範囲を適宜調整して使用することにより、この誤差を修正して各被記録部分に適合した適切な範囲に記録処理をできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の要部概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置で平板材上へ露光処理を実行している状態を示す要部概略説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置におけるＤＭＤを装着した要部を取り出して示す概略説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置における、ＤＭＤのマイクロミラーの動作状態を示す要部拡大斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置における、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態である＋α度に傾いた状態を取り出して示す要部拡大斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の描画装置における、ＤＭＤのマイクロミラーがオフ状態である−α度に傾いた状態を取り出して示す要部拡大斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る描画装置を備えたスペーサ（柱状構造）を製造するための製造装置の他の構成例を示す要部概略構成説明図である。
【図８】従来の描画装置を例示する概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０照明光学系
１４レンズ系
１６露光面
２０平板材
２２ステージ
２４ヘッド移動操作装置
２６描画装置
２８吐出ヘッド
３０単位ユニット
３２被露光部分（被記録部分）
３４照明光学系
３８レンズ系
４０ＳＲＡＭセル（メモリセル）
４２マイクロミラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a drawing apparatus that exposes a photosensitive material with a light beam modulated by a spatial light modulation element that is driven and controlled in accordance with image data, or an array-like liquid ejection element that is driven and controlled in accordance with image data. The present invention relates to a drawing apparatus having an array-like recording element such as a discharge drawing apparatus for pattern recording.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various drawing apparatuses that perform image exposure using a light beam modulated in accordance with image data using a spatial light modulation element such as a digital micromirror device (DMD) have been proposed.
[0003]
This DMD is a mirror device in which a large number of micromirrors whose reflection surfaces change in response to control signals are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate such as silicon.
[0004]
In such a drawing apparatus using DMD, unit units of multi-channel drawing elements as illustrated in FIG. 8 are arranged in a line without a plurality of gaps corresponding to the width of the exposure surface.
[0005]
The unit unit of the multi-channel drawing element in this drawing apparatus is arranged at a substantially focal position of the illumination optical system 10 after collimating the laser light emitted from the laser light source (not shown) of the illumination optical system 10 with the lens system. The image is reflected by the DMD 12 and formed on an exposure surface 16 (such as an exposure surface of a photosensitive material) through an imaging lens system 14.
[0006]
In this drawing apparatus, each of the micromirrors of the DMD 12 in each unit unit of multi-channel drawing elements arranged in a line without a plurality of gaps by a control signal generated according to image data to be drawn is not shown. A light beam modulated by changing the reflection direction of the laser beam by controlling on / off at, is irradiated onto the exposure surface 16 and an image is formed over the entire width of the exposure surface 16 in the width direction (direction intersecting the main scanning direction). While performing the exposure process, the image drawing process is performed on the entire exposure surface 16 by relatively moving the drawing apparatus and the exposure surface 16 in the main scanning direction.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The drawing apparatus as described above is a spacer (columnar structure) for maintaining a constant distance between two glass plates of a liquid crystal panel (a combination of a glass plate and a plastic plate, or a glass plate and a film), or an FED ( It may be used in a part of the manufacturing process of a field emission display (Field Emission Display) electric field needle structure, a wall material between PDP (Plasma Display Panel) pixel rows, a touch panel spacer, or the like.
[0008]
Here, when making a spacer of a liquid crystal panel using the above-described drawing apparatus, for example, the resolution of the drawing apparatus is 2 μm, and the size of each spacer structure in the drawing pattern is a small square shape in plan view with a side of 20 μm. Then, drawing is performed so that each spacer structure is arranged on each intersection of lines that draw a grid with a spacing of 2 mm.
[0009]
When liquid crystal panel spacers are made using a drawing apparatus in this way, they are arranged in a row without a plurality of gaps so as to cover the entire width of the exposure surface 16 in the width direction (direction intersecting the main scanning direction). The image drawing process is executed using only the unit corresponding to each spacer structure in the drawing pattern in each unit unit of the multi-channel drawing element.
[0010]
For this reason, the conventional drawing apparatus does not use a large number of drawing elements among the multi-channel drawing elements arranged in a line without a plurality of gaps over the entire width of the exposure surface 16 in the width direction.
[0011]
Therefore, even if a large number of drawing elements are installed in the drawing apparatus, the number of drawing elements that are not used increases and the usage rate of the drawing elements decreases, and the ratio of the amount of light used for the exposure process to the amount of light emitted by the light source The utilization efficiency is extremely low and waste is increased, and there is a problem that it is not preferable for increasing the drawing speed, reducing the power of the drawing apparatus, and reducing the cost of the drawing apparatus.
[0012]
In consideration of the above-described points, the present invention simplifies the configuration by reducing the number of recording elements installed in the drawing apparatus, saves power, and records in necessary portions corresponding to spaced drawing patterns. An object of the present invention is to provide a new drawing apparatus.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a drawing apparatus in which a plurality of multi-channel recording element arrays are arranged at intervals corresponding to recording portions arranged in a plurality of directions in a direction orthogonal to the relative scanning direction of the recording medium. It is characterized by being opened.
[0014]
By configuring as described above, when performing a recording process on a recording pattern in which a part to be recorded is partially set, a large number of multi-channel recording elements are used to increase the usage rate of the recording elements. For example, use efficiency as a ratio of the amount of light used in the exposure process to the amount of light emitted by the light source reduces waste, increases the recording speed, lowers the power of the drawing device, and installs it in the drawing device The number of elements to be reduced can be reduced to simplify the configuration and to reduce the cost of the drawing apparatus.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, the drawing apparatus is wider in the direction perpendicular to the relative scanning direction than the range of each recording portion arranged in a plurality in the direction perpendicular to the relative scanning direction of the recording medium. A plurality of multi-channel recording element arrays are arranged at intervals so as to be recordable in a range, and the recording elements of the portions corresponding to the position and width of each recording portion of each multi-channel recording element array Is used to record each recorded portion.
[0016]
By configuring as described above, this drawing apparatus can adjust the movement of the recording range of each multi-channel recording element with respect to the direction orthogonal to the relative scanning direction of the recording medium. Therefore, when an error occurs in the position or width of each recording portion on the recording medium, the error is corrected by appropriately adjusting the recording range in each multi-channel recording element, thereby correcting each error. It can be recorded in an appropriate range suitable for the recorded part.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A drawing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This drawing apparatus manufactures a spacer (columnar structure) for keeping the distance between two flat plates of a liquid crystal panel (a combination of two glass plates, a glass plate and a plastic plate, a glass plate and a film). It is comprised so that it can utilize for the manufacturing apparatus for.
[0018]
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus provided with the drawing apparatus according to the present embodiment is, for example, a sheet shape in which the length in the width direction (the direction perpendicular to the relative scanning direction which is the main scanning direction) is 510 mm. The flat plate 22 (the medium to be exposed or the medium to be recorded) 20 is provided with a flat stage 22 that adsorbs and holds the flat plate member 20 on the surface. The stage 22 has a length of, for example, 620 mm in the width direction (a direction perpendicular to the relative scanning direction which is the main scanning direction). A head moving operation device 24 is disposed on one side of the stage 22 (the left side as viewed in FIG. 1).
[0019]
The head moving operation device 24 is equipped with a drawing device (exposure head) 26 and an ejection head 28 so that they can be reciprocated along the relative scanning direction (direction of arrow A in FIG. 1), which is the main scanning direction. To do.
[0020]
The head moving operation device 24 is finely reciprocated in the relative scanning direction, which is the main scanning direction, synchronously or independently with the drawing device 26 and the ejection head 28 by being driven and controlled by the control unit. Configure to be operable.
[0021]
The drawing device 26 sets the resolution to 2 μm. At the same time, in the drawing apparatus 26 shown in FIG. 4, the exposure width (recording width) is set to 510 mm.
[0022]
As shown in FIGS. 2 and 3, the drawing device 26 is a microscopic plan view having a side of 20 μm on each intersection of grid lines with an assumed interval of 2 mm on the surface of the flat plate material 20 as a drawing medium. A drawing pattern in which a portion to be exposed (recorded portion) 32 having a square spacer structure is arranged to be drawable. That is, the drawing device 26 can expose (record) a portion to be exposed (recorded portion) 32 that is divided into a plurality of portions in a direction orthogonal to the relative scanning direction of the flat plate material 20 as a drawing medium. Configure to correspond to.
[0023]
This drawing pattern is a partial drawing pattern in which a minute pattern of several hundreds μm or less exists at a low frequency with an area ratio of 20% or less in a large area of 10 cm square or more.
[0024]
When performing drawing processing on such a partial drawing pattern, the drawing device 26 uses the unit units 30 in the majority of multi-channel recording element arrays (exposure elements) to increase the utilization rate of the unit units 30. The use efficiency as the ratio of the light quantity used for the exposure process with respect to the light quantity emitted by the relatively expensive light source of the illumination optical system 34 is increased to reduce waste, increase the drawing speed, The power consumption and the cost are reduced, the number of elements installed in the drawing apparatus is reduced, the configuration is simplified, the cost of the drawing apparatus is reduced, and the cost performance is increased to be suitable.
[0025]
That is, when the drawing elements (exposure elements or recording elements) are arranged uniformly over the entire length in the width direction drawn by the drawing device 26, for example, when the drawing medium is a 1 m square, the resolution is 2 μm in width. Then, 500,000 elements are required. However, in the case where the drawing element (exposure element or recording element) is arranged only in a location corresponding to a partial drawing pattern, 7500 elements are sufficient for the same resolution (2 μm width), and 0.2 μm resolution. However, since 750,000 elements are sufficient, the total number of drawing elements (exposure elements or recording elements) can be reduced and the configuration can be simplified.
[0026]
Therefore, the drawing device 26 has predetermined positions corresponding to exposed portions (recorded portions) 32 that are spacer structures arranged in the width direction of the flat plate 20 (direction orthogonal to the relative scanning direction, which is the main scanning direction). In addition, each unit unit 30 of a multi-channel recording element array (exposure element or recording element) is arranged.
[0027]
The array here refers to an array of a plurality of elements, and includes one-dimensional, two-dimensional, and three-dimensional arrays. As the array here, for example, a plurality of elements arranged in a staggered pattern, an element arranged in a vertical and horizontal matrix, and adjacent elements may be stepped so as not to disturb their tilting operations. A simple arrangement (an arrangement that is uneven in the height direction) may be used.
[0028]
Each unit unit 30 of each multi-channel recording element array (exposure element or recording element) is configured in the same manner as the unit unit of the multi-channel drawing element shown in FIG. 8, and the illumination optical system 34 is illustrated. The laser light emitted from the laser light source not collimated is reflected by a DMD (digital micromirror device) 36 disposed at a substantially focal position of the illumination optical system 34 after being collimated by a lens system, and formed into an imaging lens system. An image is formed on the exposure surface (recording surface) which is the surface of the flat plate member 20 through 38.
[0029]
The illumination optical system 34 sets the light source wavelength to 350 to 450 nm. (Note that the wavelength range of the light source in the heat mode extends to 350 to 950 nm. In addition to the laser light source, a light source such as a lamp or LED may be used.)
The DMD (digital micromirror device) 36 is configured as a spatial light modulation element that modulates the light beam incident on the reflection surface side for each pixel in accordance with image data. As shown in FIG. 4, the DMD 36 is configured as a mirror device in which micromirrors 42, which are minute mirrors constituting each pixel (pixel), are arranged in a plurality of grids.
[0030]
The DMD 36 includes tilting operation columns including hinges and yokes arranged in respective pixels (not shown) on a silicon gate CMOS SRAM cell (memory cell) 40 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line. The micromirrors 42 are installed at the tips of the columns, and the whole is configured monolithically (integrated).
[0031]
The micromirror 42 of each pixel of the DMD 36 is configured to be a mirror member having a reflectance of 90% or more by vapor-depositing a material having high reflectance such as aluminum on the surface thereof.
[0032]
In the DMD 36, when a digital signal is written in the SRAM cell 40, the micromirror 42 supported by the column for tilting operation is, for example, ± α degrees (with respect to the substrate side on which the DMD 36 is disposed with the diagonal line as the center ( For example, the tilting operation is performed within a range of ± 10 degrees. FIG. 5 shows a state in which the micromirror 42 is tilted to + α degrees in the on state. FIG. 6 shows a state in which the micromirror 42 is tilted to −α degrees in the off state.
[0033]
In the DMD 36, the operation of the inclination of the micromirror 42 in each pixel is controlled as illustrated in FIG. 4 to reflect the light incident on the DMD 36 in the inclination direction of the micromirror 42 in each pixel.
[0034]
FIG. 4 is an enlarged view of a part of the DMD 36, and shows an example of a state in which the required micromirror 42 is controlled to + α degrees or −α degrees. On / off control of each micromirror 42 is performed by a control unit (not shown) connected to the DMD 36. Note that a light absorber (not shown) is disposed in the direction in which the light beam is reflected by the micromirror 42 in the off state, thereby preventing excess light from leaking to the outside.
[0035]
Further, the DMD 36 is slightly inclined so as to form a predetermined angle (for example, 1 ° to 5 °) with the main scanning direction, as shown in FIG. 3 where the scanning trajectory of the reflected light image (exposure beam) by each micromirror 42 is shown. It is preferable to arrange them.
[0036]
As shown in FIG. 3, by tilting the DMD 36, the pitch of the scanning trajectory (scanning line) of the exposure beam by each micromirror 42 is made narrower than the pitch of the scanning line when the DMD 36 is not tilted. This is because the resolution can be greatly improved.
[0037]
Since the tilt angle of the DMD 36 is very small, the scan width when the DMD 36 is tilted and the scan width when the DMD 36 is not tilted are substantially the same. Furthermore, since the same scanning line is overlapped and exposed (multiple exposure) by different micromirror 42 rows, a very small amount of exposure position can be controlled, and high-definition exposure can be realized. Further, instead of inclining the DMD 36, the same effect can be obtained by arranging the micromirrors 42 in a staggered manner with a predetermined interval shifted in a direction orthogonal to the main scanning direction.
[0038]
Moreover, since the exposure beam is not irradiated to the surface of the flat plate material 20 corresponding between adjacent DMDs 36, it is not exposed.
[0039]
In each unit unit 30 of the multi-channel drawing element (exposure element or recording element), the illumination optical system 34 disposed on the light incident side of the DMD 36 is not shown, but the emission end (light emitting point) of the optical fiber is not shown. A fiber array light source having laser emitting units arranged in a line along a direction corresponding to the direction of one side of the exposure area, and correcting the laser light emitted from the fiber array light source and collecting it on the reflecting surface of the DMD 36. A lens system that emits light is arranged in order.
[0040]
The lens system of the illumination optical system 34 corrects the pair of combination lenses that collimate the laser light emitted from the fiber array light source and the light quantity distribution of the collimated laser light 1. It is composed of a pair of combination lenses and a condensing lens that condenses the laser light with the corrected light quantity distribution on the DMD 36. The combination lens spreads the light flux near the optical axis of the lens with respect to the arrangement direction of the laser emission ends, contracts the light flux away from the optical axis, and further directs the light in the direction orthogonal to the arrangement direction. The laser beam is corrected so that it has a function of passing and the light quantity distribution is uniform.
[0041]
In each unit unit 30 of the multi-channel drawing element (exposure element), a lens system 38 disposed on the light reflection side of the DMD 36 is not shown, but the DMD 36 and the flat plate material 20 serving as a drawing surface are conjugate. Arrange them in a relationship.
[0042]
Although not shown, the fiber array light source includes, for example, a plurality of laser modules, and one end of a multimode optical fiber is coupled to each laser module. The other end of the multimode optical fiber is coupled with an optical fiber having the same core diameter as that of the multimode optical fiber and a cladding diameter smaller than that of the multimode optical fiber. Laser emitting units are arranged in a line along the direction. The light emitting points can be arranged in two rows along a predetermined scanning direction.
[0043]
Although not shown, the laser module is configured by a combined laser light source (fiber light source). The combined laser light source includes a plurality of chip-like lateral multimode or single mode GaN semiconductor lasers arrayed and fixed on a heat block, and a collimator lens provided corresponding to each of the GaN semiconductor lasers. It is comprised from one condensing lens and one multimode optical fiber.
[0044]
The GaN semiconductor lasers all have a common oscillation wavelength (for example, 405 nm), and all the maximum outputs are also common (for example, 100 mW for a multimode laser and 30 mW for a single mode laser). As the GaN-based semiconductor laser, a laser having an oscillation wavelength other than 405 nm described above in the wavelength range of 350 nm to 450 nm may be used.
[0045]
When a GaN-based semiconductor laser is used as the fiber array light source, it can be suitably used for laser processing. That is, the GaN-based semiconductor laser can be driven with a short pulse, and sufficient power can be obtained for laser ablation and the like. In addition, since it is a semiconductor laser, it can be driven at a high repetition rate of about 10 MHz unlike a solid-state laser having a low driving speed, and high-speed exposure is possible. Furthermore, since metal has a large light absorption rate of laser light having a wavelength of around 400 nm and can be easily converted into thermal energy, laser ablation and the like can be performed at high speed.
[0046]
In addition to the fiber array light source (fiber array light source in which the combined laser light sources are arrayed) including a plurality of combined laser light sources, for example, the light source is incident from a single semiconductor laser having one light emitting point It is possible to use a fiber array light source in which fiber light sources each including one optical fiber that emits the laser beam thus formed are arrayed.
[0047]
As a light source having a plurality of light emitting points, a laser array in which a plurality of (for example, seven) chip-shaped semiconductor lasers are arranged on a heat block, or a plurality of (for example, five) light emitting points are predetermined. Chip-shaped multicavity lasers arranged in a direction can be used. In this multi-cavity laser, the light emitting points can be arranged with higher positional accuracy than in the case where chip-shaped semiconductor lasers are arranged, so that laser beams emitted from the respective light emitting points can be easily combined.
[0048]
The combined laser light source is not limited to one that combines laser beams emitted from a plurality of chip-shaped semiconductor lasers. For example, a combined laser light source including a chip-shaped multicavity laser having a plurality of (for example, three) emission points can be used. The combined laser light source includes a multi-cavity laser, one multi-mode optical fiber, and a condenser lens. The multicavity laser can be composed of, for example, a GaN-based laser diode having an oscillation wavelength of 405 nm.
[0049]
In the above-described configuration, each of the laser beams emitted from each of the plurality of emission points of the multicavity laser is collected by the condenser lens and enters the core of the multimode optical fiber. The laser light incident on the core propagates through the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
[0050]
A plurality of emission points of the multi-cavity laser are arranged in parallel within a width substantially equal to the core diameter of the multi-mode optical fiber, and as a condenser lens, a convex lens having a focal length substantially equal to the core diameter of the multi-mode optical fiber, By using a rod lens that collimates the emitted beam from the cavity laser only in a plane perpendicular to the active layer, the coupling efficiency of the laser beam to the multimode optical fiber can be increased.
[0051]
Further, a multi-cavity laser having a plurality of (for example, three) emission points is used, and a combination of a laser array in which a plurality of (for example, nine) multi-cavity lasers are arranged at equal intervals on the heat block. A wave laser light source can be used. The plurality of multi-cavity lasers are arranged and fixed in the same direction as the arrangement direction of the light emitting points of each chip.
[0052]
The combined laser light source includes a laser array, a plurality of lens arrays arranged corresponding to each multi-capacity laser, a single rod lens arranged between the laser array and the plurality of lens arrays, A multi-mode optical fiber and a condensing lens are provided. The lens array includes a plurality of microlenses corresponding to the emission points of the multi-capability laser.
[0053]
In the above-described configuration, each of the laser beams emitted from each of the plurality of light emitting points in the plurality of multi-cavity lasers is condensed in a predetermined direction by the rod lens and then collimated by each microlens of the lens array. The The collimated laser beam is collected by a condenser lens and enters the core of the multimode optical fiber. The laser light incident on the core propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
[0054]
A laser module in which each of the above combined laser light sources is housed in a casing and the emission end of the multimode optical fiber is pulled out of the casing can be configured.
[0055]
The drawing device 26 provided with each unit unit 30 of such a multi-channel drawing element (exposure element) is connected to a control unit for mirror drive control, and can control the angle of the reflection surface of each micromirror 42 in the DMD 36. Configure.
[0056]
As shown in FIG. 1, the ejection head 28 attached to the head moving operation device 24 can be constituted by, for example, an inkjet head as a multi-channel liquid ejection element. This inkjet head can be either an on-demand nozzle type (piezo element method, electrostatic membrane method, thermal method, etc.) or continuous type (electric field deflection method, thermal deflection method, etc.) or on-demand nozzleless type (ultrasonic method, static method, etc.). For example, an electric discharge method). The material discharged by the head moving operation device 24 is a photo-curing liquid that cures in response to light.
[0057]
Further, like the drawing device 26, the ejection head 28 has a small square spacer structure in plan view with a side of 20 μm on each intersection of grid lines having a spacing of 2 mm assumed on the surface of the flat plate 20. The photocurable liquid can be applied in correspondence with the drawing pattern in which the exposed portion (recorded portion) 32 is arranged.
[0058]
For this reason, the ejection head 28 is provided with a photo-curing liquid at each predetermined position corresponding to an exposed portion (recorded portion) 32 having a spacer structure arranged in the width direction of the flat plate 20 (direction orthogonal to the main scanning direction). And a nozzle (multi-channel recording element array) for discharging the ink.
[0059]
As with the drawing device 26 shown in FIG. 2 and FIG. 3 described above, the discharge head 28 has one side on each intersection of grid lines with a spacing assumed to be 2 mm on the surface of the flat plate material 20 as a drawing medium. Is configured so as to be able to draw a drawing pattern in which the portion to be coated 32 having a square spacer structure having a minute square shape in plan view of 20 μm. That is, the discharge head 28 can apply a photo-curing liquid to an exposed portion (recorded portion) 32 arranged in a plurality of directions in a direction orthogonal to the relative scanning direction of the flat plate material 20 as a drawing medium. In this way, a photo-curing liquid coating head is arranged.
[0060]
As shown in FIG. 1, a manufacturing apparatus having a drawing apparatus for manufacturing a spacer for a liquid crystal panel is mounted on a stage 22 by controlling the head movement operation device 24, the drawing apparatus 26, and the ejection head 28 by a control unit. A spacer structure having a drawing pattern as shown in FIG. 2 is formed on the flat plate 20 placed.
[0061]
The control unit of the manufacturing apparatus includes a CPU (Central Processing Unit) 44, and starts a control operation when an operation command from a user is input to the CPU 44 from an input device (not shown).
[0062]
This CPU 44 determines the recording contents stored in the memory connected to the CPU 44 in order to determine the control content such as the laser energy level in accordance with the work conditions such as the conveyance speed of the drawing device 26 input by the user. A set value such as a laser energy level suitable for the working conditions is read from a table 46 that records the relationship with the head feed speed.
[0063]
Next, the CPU 44 sends a control signal for controlling the ejection head 28 based on a set value such as the laser energy level read from the table 46 to the main scanning driver 48 for the ejection head 28 connected to the CPU 44. To communicate.
[0064]
The main scanning driver 48 for the ejection head 28 executes a control for conveying the ejection head 28 in the main scanning direction by sending a control signal for moving the ejection head 28 to the head moving operation device 24. At the same time, the main scanning driver 48 for the ejection head 28 sends a control signal to the recording synchronization signal generation circuit 49.
[0065]
In the recording synchronization signal generation circuit 49, a synchronization signal is added to the control signal generated by the main scanning driver 48 for the ejection head 28 and transmitted to the ejection element driver 50.
[0066]
Next, the CPU 44 transmits a control signal for controlling the discharge head 28 to the recording condition setting circuit 53 connected to the CPU 44 on the basis of the set value relating to the photocuring liquid read from the table 46. The recording condition setting circuit 53 transmits a control signal including setting values related to the photocuring liquid to the ejection element driver 50.
[0067]
The ejection element driver 50 reads the drawing pattern recording information from the recording data 51 stored in the memory of the information input by the user to the CPU 44, and sets the drawing pattern recording information and the recording condition setting circuit 53. Based on the control signal including the set value related to the photocuring liquid, when the ejection head 28 is moved to the predetermined movement position by the head moving operation device 24, the predetermined ejection element of the ejection head 28 is driven and controlled, thereby An operation of applying a photocurable liquid on the material 20 in a drawing pattern as shown in FIG. 2 is executed.
[0068]
Next, the CPU 44 transmits a control signal for controlling the drawing device 26 to the recording condition setting circuit 58 connected to the CPU 44 based on the set value such as the laser energy level read from the table 46. The recording condition setting circuit 58 transmits a control signal including a setting value related to laser energy to the recording laser driver 60.
[0069]
The recording laser driver 60 sends a control signal to the drawing device 26 to drive the laser light source in the illumination optical system 34 of the drawing device 26 and execute control to emit laser light.
[0070]
Further, the CPU 44 transmits a control signal for controlling the drawing device 26 based on a set value such as a laser energy level read from the table 46 to the main scanning driver 52 for the drawing device 26 connected to the CPU 44. To do.
[0071]
The main scanning driver 52 for the drawing apparatus 26 sends a control signal for moving the drawing apparatus 26 to the head moving operation device 24 to execute control for conveying the drawing apparatus 26 in the main scanning direction. At the same time, the main scanning driver 52 for the drawing device 26 sends a control signal to the recording synchronization signal generating circuit 54.
[0072]
In the recording synchronization signal generation circuit 54, a synchronization signal is added to the control signal generated by the main scanning driver 52 for the drawing device 26 and transmitted to the modulation element driver 56.
[0073]
The modulation element driver 56 reads the recording information of the drawing pattern from the recording data 62 stored in the memory with the information input by the user to the CPU 44, and in the drawing device 26 based on the recording information of the drawing pattern. By controlling the angle of the reflection surface of each micromirror 42 in the DMD 36 of each unit unit 30, laser light is applied to the portion of the photocuring liquid applied in a drawing pattern as shown in FIG. Perform the work of curing by irradiation.
[0074]
Here, as illustrated in FIG. 3, the DMD 36 of each unit unit 30 in the drawing device 26 is arranged with 10 pixels (pixels) in the horizontal direction in the drawing, and 15 pixels (pixels) in the vertical direction in the drawing. When the resolution is 2 μm, the exposure width by the DMD 36 is 0.2 μm × (10 pixels × 15 pixels) = 30 μm. In FIG. 3, since the description of the drawing becomes complicated, a part of the configuration of the DMD 36 in which only five pixels (pixels) are arranged in both the vertical and horizontal directions is omitted.
[0075]
Therefore, in the drawing device 26, the micromirror 42 corresponding to 100 pixels (pixels) is driven and controlled so that the exposure width of the DMD 36 of each unit unit 30 is 20 μm, and laser light is applied in a 20 μm square. The work of irradiating and curing the light curable liquid portion is executed.
[0076]
In this drawing device 26, the micromirrors 42 for 100 pixels (pixels) having an exposure width of 20 μm in the DMD 36 of each unit unit 30 can be arbitrarily set from the range of the exposure width of 30 μm. That is, the micromirrors 42 for 100 pixels (pixels) that are continuous within the range of the micromirrors 42 for 150 pixels (pixels) arranged in the width direction (direction orthogonal to the main scanning direction) of the DMD 36 are freely selected. Can be used. Therefore, it is possible to arbitrarily move the selection range of the micromirrors 42 corresponding to 100 pixels (pixels) in the width direction by 50 pixels (pixels).
[0077]
Therefore, in the case where an error occurs due to a change in the thermal expansion of the flat plate 20 or the like between the adjacent photo-curing liquid portions applied in a drawing pattern having an interval of 2 mm illustrated in FIG. By appropriately selecting and using a range of micromirrors 42 for 100 consecutive pixels (pixels), this error is corrected and light curing is performed by irradiating a laser beam to an appropriate range suitable for the photocuring liquid portion. Can perform work.
[0078]
That is, a plurality of multi-channel exposure elements DMD 36 are arranged at intervals so that exposure can be performed over a wide range in the direction orthogonal to the relative scanning direction with respect to each exposed portion 32, and Of the plurality of pixels (pixels) in the DMD 36 that is an exposure element, a plurality of pixels (pixels) corresponding to the position and width of each drawing target portion are used, and laser light is applied to an appropriate range suitable for the photocuring liquid portion. It is possible to carry out a photo-curing operation by irradiating.
[0079]
In each DMD 36 described above, in addition to 100 consecutive pixels (pixels), a margin of 50 pixels (pixels) can be provided on both sides in the width direction. Even if there is a defect in a part of pixels (pixels) corresponding to the part, it can be used avoiding this, so that the yield in manufacturing the DMD 36 can be improved. Further, even if a defect occurs in a part of pixels (pixels) corresponding to a margin of 50 pixels (pixels) when the DMD 36 is assembled in a product, it should be used avoiding the defective pixels. As a result, the service life of the DMD 36 can be extended.
[0080]
Next, the operation and operation of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer including the drawing apparatus illustrated in FIG. 1 configured as described above will be described.
[0081]
When a user command is input to the CPU 44, a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer equipped with this drawing apparatus automatically controls the drawing apparatus based on the command and executes an operation for manufacturing the spacer. To do.
[0082]
In the operation of manufacturing the spacer, the control unit including the CPU 44 is assumed on the surface of the flat plate 20 corresponding to the drawing pattern of the flat plate 20 while the ejection head 28 is scanned in the main scanning direction (arrow A direction). A photo-curing liquid is applied to each of the intersecting points of the grid lines having a distance of 2 mm on a small square portion having a side of 20 μm in plan view.
[0083]
Next, the control unit drives and controls the drawing device 26 so as to follow in synchronization with the operation of the ejection head 28 or independently, thereby arranging them on the surface of the flat plate 20 in a grid pattern with a spacing of 2 mm. The photocuring liquid is photocured by irradiating and exposing only the photocuring liquid parts coated in a square shape with a side of 20 μm on each side, which are applied in the above, by irradiating laser light from each unit unit 30. Forming a solid spacer portion.
[0084]
In the manufacturing apparatus for manufacturing the spacer having the drawing apparatus shown in FIG. 1, since the ejection head 28 and the drawing apparatus 26 correspond to the full width of the flat plate material 20, the flat plate material 20 is scanned by one scanning operation. A spacer group having a drawing pattern as illustrated in FIG. 2 is manufactured over the entire surface.
[0085]
Here, for example, as shown in FIG. 7, in the manufacturing apparatus for manufacturing the spacer provided with the drawing apparatus, the discharge head 28 and the drawing apparatus 26 are set to a half width of the flat plate 20 (the exposure width of the drawing apparatus 26 is 260 mm, the discharge In the case of the configuration corresponding to the coating width 260 mm of the head 28, first, a spacer group of a drawing pattern as illustrated in FIG. After moving the head 28 in the direction of arrow B, a spacer group having a drawing pattern as illustrated in FIG. 2 is manufactured over the other half of the flat plate 20 again. Then, a spacer group having a drawing pattern as illustrated in FIG. 2 is manufactured.
[0086]
1 and FIG. 7 is a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer, and when a spacer group having a drawing pattern as illustrated in FIG. When the height of the square portion with a side of 20 μm formed by the scanning operation is small as the spacer is low, the spacer is stacked by repeating the above-described scanning operation to form a spacer having a predetermined height. 3D modeling is performed.
[0087]
Furthermore, the configuration of the manufacturing apparatus including the drawing apparatus shown in FIGS. 1 and 7 includes the manufacture of an electric field needle structure of FED (Field Emission Display), the manufacture of wall material between pixel rows of PDP (Plasma Display Panel), or It can be used for manufacturing touch panel spacers.
[0088]
In addition, the structure of the manufacturing apparatus for manufacturing the spacer provided with the drawing apparatus mentioned above is as follows.
For example, as a discharge material discharged from the discharge head 28, a photoreaction liquid, a fine particle dispersion (resin, dielectric, conductive material, thermal crystallization material, thermal material, thermal melting material, molecular diffusion material (so-called sublimation type thermal transfer material)) , Catalysts, enzymes, bacteria, DNA, chemical reaction chemicals, etc., and their capsule structure particles), hot melts (WAX, etc.), chemical reaction liquids, catalyst solutions, surface modification liquids, and the like.
[0089]
Further, the configuration of the drawing apparatus 26 according to the present embodiment is such that the photosensitive material to be exposed (recorded) is photoresist, diazo, photopolymer, fine particle dispersed material (resin, dielectric, conductive material, these Capsule structure particles), thermal crystallization materials, thermal materials, thermal transfer materials, molecular diffusion materials (so-called sublimation type thermal transfer materials), and the like.
[0090]
Furthermore, the configuration of the drawing apparatus 26 according to the present embodiment is a film, substrate, fine particle (liquid, solid, fine particle, or fine particle dispersion) film film (photosensitive material form to be exposed (recorded)). Substrate), and the like.
[0091]
At the same time, the configuration of the drawing apparatus 26 according to the present embodiment is configured as a two-dimensional drawing system, and patterning (formation of etching mask, plating mask, wetted hydrophilic portion, formation of uneven portions, thermal annealing treatment, thermal transfer treatment) , Thermal reaction treatment, abrasion treatment). Furthermore, the configuration of the drawing apparatus 26 according to the present embodiment is configured as a three-dimensional drawing system, and is formed by three-dimensional modeling (photocuring, powder sintering, heat melting, or heat). It can be used to execute the process of the process using curing.
[0092]
Note that this manufacturing apparatus may be configured using other modulation elements such as GLV (Grating Light Valve) and liquid crystal instead of the DMD 36 which is the modulation element in the unit unit 30 of the drawing apparatus 26. Further, this manufacturing apparatus uses a drawing device 26 equipped with a drawing head (exposure head) having a modulation element of a plurality of channels that can be relatively scanned in at least one direction, and modulates the modulation element ON / OFF during scanning. Of course, it is possible to adopt various configurations that make it possible to create a structure partially arranged on the drawing medium.
[0093]
Further, the exposure apparatus 26 can have the following configuration. For example, it is possible to use a two-dimensional light modulation element array of 800 × 600 elements that is normally used by irradiating only predetermined 10 × 15 elements with light. For example, in the case of a normally used 800 × 600 element two-dimensional light modulation element array in which one element size is arranged at a pitch of 15 μm, the 800 mm element has a size of 12 mm. Six locations can be provided in one array.
[0094]
That is, in an ordinary 800 × 600 element two-dimensional light modulation element array, light of 10 × 15 elements is irradiated at predetermined intervals in the width direction (direction in which 800 elements are arranged) at intervals of 2 mm. Thus, it is possible to configure by setting six irradiation units that are used.
[0095]
As described above, when the size of the light modulation element array is configured to be larger than the pitch of the recording pattern, it is possible to use it by irradiating only a predetermined portion on the recording pattern with light.
[0096]
Further, when the size of the light modulation element array is larger than the pitch of the recording pattern, only a predetermined portion corresponding to the recording pattern set in plural on the light modulation element array and only some peripheral portions Can be used by irradiating light. In this case, the drive signal from the control unit for the light modulation element is transferred and driven only to a predetermined portion corresponding to the pattern to be recorded (lighted portion), so that the signal transfer speed can be improved and efficient. In addition, the light modulation element can be driven and controlled quickly.
[0097]
That is, it is possible to drive the light modulation element efficiently and quickly by driving and controlling only a predetermined portion (a portion exposed to light) corresponding to the recording pattern in the light modulation element.
[0098]
Thereby, it is configured to irradiate only a predetermined portion corresponding to the recording pattern in the light modulation element, thereby reducing the amount of light emitted by the light source, saving energy, and the temperature of the light modulation element to which the light hits. The rise can be prevented.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, the drawing apparatus of the present invention firstly has a plurality of multi-channel recording elements corresponding to the recording portions arranged in a plurality of directions in a direction orthogonal to the relative scanning direction of the recording medium. The arrays are arranged at intervals.
[0100]
With this configuration, when performing a recording process for a recording pattern in which a part to be recorded is partially set, the majority of multi-channel recording elements are used to increase the usage rate of the recording elements. In addition, the use efficiency as the ratio of the amount of light used for the exposure process with respect to the amount of light emitted from the light source is reduced to reduce waste, increase the recording speed, reduce the power of the drawing device, and install in the drawing device. There is an effect that the number of elements can be reduced, the configuration can be simplified, and the cost of the drawing apparatus can be reduced.
[0101]
Secondly, according to the present invention, it is possible to record in a wider range in the direction perpendicular to the relative scanning direction than the range of each recording portion arranged in a plurality in the direction perpendicular to the relative scanning direction of the recording medium. A plurality of multi-channel recording element arrays are arranged at intervals, and among each multi-channel recording element array, each of the recording elements corresponding to the position and width of each recording portion is used, The recording portion is recorded.
[0102]
With this configuration, in this drawing apparatus, the recording range of each multi-channel recording element can be moved and adjusted with respect to the direction perpendicular to the relative scanning direction of the recording medium. Therefore, when an error occurs in the position or width of each recording portion on the recording medium, the error is corrected by appropriately adjusting the recording range in each multi-channel recording element, thereby correcting each error. There is an effect that the recording process can be performed in an appropriate range suitable for the recording portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory diagram of a main part of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer (columnar structure) provided with a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a main part showing a state in which an exposure process is performed on a flat plate material by a drawing apparatus of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer (columnar structure) provided with a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention; It is explanatory drawing.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a main part equipped with a DMD in a drawing apparatus of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer (columnar structure) provided with a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a main part enlarged perspective view showing an operating state of a DMD micromirror in a drawing apparatus of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer (columnar structure) provided with a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention; .
FIG. 5 shows a state in which a DMD micromirror is tilted to + α degrees in a drawing apparatus of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer (columnar structure) provided with a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a principal part expansion perspective view taken out and shown.
FIG. 6 is a drawing apparatus of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer (columnar structure) provided with a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention; a DMD micromirror is in an off state, and is tilted to −α degrees. It is a principal part expansion perspective view which takes out and shows.
FIG. 7 is a main part schematic configuration explanatory view showing another configuration example of a manufacturing apparatus for manufacturing a spacer (columnar structure) including a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration explanatory diagram illustrating a conventional drawing apparatus.
[Explanation of symbols]
10 illumination optical system
14 lens system
16 exposure surfaces
20 flat plate
22 stages
24-head moving operation device
26 drawing device
28 discharge head
30 unit units
32 exposed part (recorded part)
34 illumination optical system
38 lens system
40 SRAM cell (memory cell)
42 micro mirror
