JP2004157219A - 露光ヘッドおよび露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプ光源を用いても安価に形成され、またランプ寿命も長く確保され、そして消費電力も低く抑えられる露光ヘッドおよび露光装置を得る。
【解決手段】露光面５６に対して所定方向と交差する方向に移動される露光ヘッドを、照射された光を各々制御信号に応じて変調する多数の画素部が２次元状に配列されてなる複数の空間光変調素子５０と、これらの空間光変調素子５０の１つに対して１個ずつ設けられた複数のランプ光源６６と、該ランプ光源６６から発せられた光を空間光変調素子５０に照射させる照射光学系６７と、複数の空間光変調素子５０によって空間変調された光が担う像を露光面５６上に結像させる結像光学系５１とから露光ヘッドを構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光ヘッド、特に詳細には画像データに応じて空間光変調素子により変調された光で感光材料を露光する露光ヘッド、および、そのような露光ヘッドを備えた露光装置とに関するものである。
【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露光装置が種々提案されている。
【０００３】
なお上記のＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度を変化させる多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列されてなるミラーデバイスである。このＤＭＤを用いた露光装置は基本的に、例えば図９に示すように、レーザ光を照射する光源１、光源１から照射されたレーザ光をコリメートするレンズ系２、レンズ系２の略焦点位置に配置されたＤＭＤ３、およびこのＤＭＤ３で反射されたレーザ光を走査面（感光材料）５上において収束させて、該レーザ光が担う像を結像させるレンズ系４、６からなる露光ヘッドと、この露光ヘッドを走査面５に対して相対移動させる移動手段（図示せず）とから構成されるものである。なお図９は、光学的な関係を説明するために展開図として示してある。
【０００４】
この種の露光装置では、ＤＭＤ３のマイクロミラーの各々が、画像データ等に応じて生成した制御信号に基づいて図示外の制御装置によりオンオフ制御され、こうして変調されたレーザ光が走査面５である感光材料に照射されるとともに、上記の相対移動つまりレーザ光の副走査がなされて、感光材料に画像が露光される。
【０００５】
なお非特許文献１および本出願人による特願２００２−１４９８８６号明細書には、上記構成を有する露光装置の例が示されている。
【０００６】
【非特許文献１】
石川明人”マスクレス露光による開発短縮と量産適用化”、「エレクロトニクス実装技術」、株式会社技術調査会、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．６、２００２年、ｐ．７４−７９
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ＤＭＤや液晶シャッタアレイ等の空間光変調素子の画素数は、通常数百×数百程度であるので、大きなサイズの画像を露光可能とする場合には、上述した露光ヘッドが上記相対移動の方向と交差する方向に複数並設され、この並設方向（主走査方向）の露光幅が大きく確保される。
【０００８】
他方、上記構成の露光ヘッドにおいては、光源としてレーザのみならず、ハロゲンランプ等のランプ光源を適用することも考えられている。従来、上記のように複数の露光ヘッドを適用した上で、このランプ光源を用いる場合には、１つのランプ光源から発せられた光をファイバーバンドルに入射させ、該ファイバーバンドルを構成する複数のファイバーの各々をＤＭＤ等の空間光変調素子に接続することが考えられて来た。つまりこの場合は、１つのランプ光源から発せられた光が複数のファイバーで分岐されて、複数の空間光変調素子の各々に照射される。
【０００９】
しかしこのような構成の露光ヘッドにおいては、特に数多くの空間光変調素子が適用される際には、１つのランプ光源として非常に大出力のものを用いる必要があるため、ランプ光源の価格が高いことから露光ヘッドが大幅にコストアップするという問題や、ランプ寿命が短いという問題が認められる。また、ランプ光源から発せられた光のファイバーへの結合効率が低いことから、消費電力が大きいという問題も認められる。
【００１０】
他方、通常使用されているＤＭＤは、基板上に、主走査方向に約８００個、副走査方向に約６００個のマイクロミラーを２次元状に配列して構成されており、１画素に相当する１つのマイクロミラーで光を変調するのに１００〜２００μｓ（マイクロ・秒）の時間を必要とする。
【００１１】
このため、例えば、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドを副走査方向に連続的に移動させながら、１主走査ライン当たり２００μｓで変調し、その間に露光ヘッドを副走査方向に２μｍ移動させる場合、５００ｍｍ^２の領域を露光するのに５０秒程度の時間を要していた。すなわち、ＤＭＤは変調速度が遅いので、空間光変調素子としてＤＭＤを用いた露光ヘッドでは高速の露光が困難である、という問題があった。
【００１２】
本発明は上記の問題を解決するために成されたものであり、ランプ光源を用いても安価に形成され、またランプ寿命も長く確保され、そして消費電力も低く抑えられる露光ヘッドおよび露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
その上で本発明はさらに、高速露光を可能にする露光ヘッドおよび露光装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による露光ヘッドは、
露光面に対して所定方向と交差する方向に移動される露光ヘッドであって、
照射された光を各々制御信号に応じて変調する多数の画素部が２次元状に配列されてなる複数の空間光変調素子と、
これらの空間光変調素子の１つに対して１個ずつ設けられた複数のランプ光源と、
該ランプ光源から発せられた光を前記空間光変調素子に照射させる照射光学系と、
前記複数の空間光変調素子によって空間変調された光が担う像を前記露光面上に結像させる結像光学系とからなることを特徴とするものである。
【００１５】
なお上記空間光変調素子としては、例えば先に説明したＤＭＤや、各々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基板上に２次元状に配列されてなる液晶シャッターアレイ等を用いることができる。
【００１６】
また上記構成を有する本発明の露光ヘッドは、前記画素部の全個数より少ない個数の複数の画素部の各々を、露光情報に応じて生成した制御信号に基づいて制御する制御手段を備えていることが望ましい。
【００１７】
そしてその場合、前記制御手段により制御される画素部は、前記所定方向に対応する方向の長さが前記所定方向と交差する方向の長さより長い領域に含まれる画素部であることが好ましい。
【００１８】
また上記構成を有する本発明の露光ヘッドは、ランプ光源と空間光変調素子との間に、ランプ光源から発せられた光の光量分布を該空間光変調素子上で略均一になるように補正する光量分布補正光学系を備えていることが望ましい。
【００１９】
一方、本発明による露光装置は、上述のような本発明による露光ヘッドと、該露光ヘッドを露光面に対して所定方向と交差する方向に相対移動させる移動手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【００２０】
なお本発明においては、より大光量の光を空間光変調素子に照射させるために、ランプ光源に、本出願人が特願２００１−２５２４９７号で提案した偏光合成をする照明装置の構成を適用することもできる。この特願２００１−２５２４９７号の照明装置の１つは、
無偏光光を発する２つの光源と、
前記各光源に対し、それぞれ、その光路上に配置され、少なくとも１次元方向に延び、その後側焦点面の近傍に線または点のアレイを生成する第一のレンズアレイ板と、
前記線または点のアレイのピッチに略等しいピッチを持ち、前記第一のレンズアレイ板の後側焦点面の近傍に配置され、入射された光をＰ偏光のみ、またはＳ偏光のみの光束に変換する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子のピッチの略１／２のピッチを持ち、その前側焦点面が、前記第一のレンズアレイ板の後側焦点面に略一致するように配置され、略平行光束を射出する第二のレンズアレイ板と、
前記第一のレンズアレイ板、前記偏光変換素子および前記第二のレンズアレイ板の組みから成る光学系により、前記各光源からの無偏光の光束から、それぞれＰ偏光のみの光束およびＳ偏光のみの光束とされた、２つの光束を偏光合波する偏光素子と、
を有することを特徴とするものである。
【００２１】
また、ここで提案されている別の照明装置は、
ｎを３以上の整数とし、
ｎ個の光源と、
２つの光を偏光合波するｎ−１個の偏光素子と、
請求項１に記載の、第一のレンズアレイ板、偏光変換素子及び第二のレンズアレイ板の組から成る光学系を少なくとも２ｎ−２組有し、
前記ｎ個の光源のうち２個の光源からの光を、それぞれ前記光学系により、Ｐ偏光またはＳ偏光のみの光とし、前記偏光素子により偏光合波し、
前記偏光合波された光、あるいは他の光源からの光に対し、同様にして偏光合波を繰り返すことにより、前記ｎ個の光源からの光を合波することを特徴とするものである。
【００２２】
上記の「光源」としてランプを適用することにより、本発明の露光ヘッドで使用するランプ光源を構成することができ、そのようなランプ光源は、偏光合成されたより大光量の光を空間光変調素子に照射できるものとなる。
【００２３】
なお以上の通りであるから、本発明において「空間光変調素子の１つに対して１個ずつ設けられるランプ光源」は、１個が上記のように複数のランプから構成されてもよいものとする。
【００２４】
また本発明の露光ヘッドは、本出願人が特願２００１−２５１２６９号で提案した照明光学系に組み込むこともできる。この照明光学系は、空間光変調素子を有する照明光学系において、入射光量を向上させ、オン光およびオフ光を明確に分離して画像のコントラスト低下を防止するようにしたものであり、そのうちの１つは、
照明光源と、この照明光源からの入射光を反射して射出光を形成するとともに、この射出光の主光線の偏向方向を第１の偏向方向と第２の偏向方向の少なくとも２方向に自在に切り換える素子を複数配列した空間光変調素子とを有する照明光学系であって、
前記入射光の主光線の入射方向と前記第１の偏向方向との間の角度が、前記第１の偏向方向と前記第２の偏向方向との間の角度と略等しくなるように設定されたことを特徴とするものである。
【００２５】
また、ここで提案された別の照明光学系は、
照明光源と、この照明光源からの入射光を反射して射出光を形成するとともに、この射出光の主光線の偏向方向を第１の偏向方向と第２の偏向方向の少なくとも２方向に自在に切り換える素子を複数配列した空間光変調素子とを有する照明光学系であって、
前記射出光の主光線の偏向方向が、いずれも前記空間光変調素子の素子配列面の法線方向に対して傾斜していることを特徴とするものである。
【００２６】
上で述べている「照明光源」および「空間光変調素子」として本発明の露光ヘッドにおけるランプ光源および空間光変調素子をそれぞれ適用することができ、そのような組合せによる照明光学系も、所期の目的を達成可能である。
【００２７】
さらに本発明の露光ヘッドは、より大光量の光を空間光変調素子に照射させるために、ランプ光源に、本出願人が特願２０００−３７７０２２号で提案した偏光合成をする照明光学系の構成を適用することもできる。この照明光学系の第１のものは、
非偏光光を発する２つの光源と、
前記各光源からの光を、それぞれ、Ｐ偏光およびＳ偏光に変換する偏光変換素子と、
前記変換されたＰ偏光およびＳ偏光の両方の光を偏光合波する偏光素子と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００２８】
また、ここで提案された第２の照明光学系は、
非偏光光を発する３個以上の光源と、
前記光源のうち、２個の光源からの光を、前記第１の照明光学系により合波し、該合波した光をＰ偏光またはＳ偏光に変換する偏光変換光学系と、
前記３個以上の光源のうち、前記２個の光源以外の他の１つの光源からの光をＳ偏光またはＰ偏光に変換する偏光変換光学系と、
前記他の１つの光源からの光を変換した偏光との両方の光を再度偏光合波する偏光素子と、
さらに、他の光源が存在する場合には、該他の光源からの光をＰ偏光またはＳ偏光に変換する偏光変換光学系と、前記再度偏光合波された光をＳ偏光またはＰ偏光に変換する偏光変換光学系と、これらの変換された光を偏光合波する偏光素子とを有し、同様にして偏光合波を繰り返すことにより、３重以上の多重合波を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
上記の「光源」としてランプを適用することにより、本発明の露光ヘッドで使用するランプ光源を構成することができ、そのようなランプ光源は、偏光合成されたより大光量の光を空間光変調素子に照射できるものとなる。
【００３０】
また本発明の露光装置は、ランプ光源の光量調整を可能にするために、本出願人が特願２００１−２１３５１９号で提案した画像記録装置の構成を採用することもできる。ここで提案されている画像記録装置は、ランプ光源としての放電ランプと、空間光変調素子と、前記放電ランプから出射され、前記空間光変調素子によって変調された画像を担持する光を、所定の画像記録位置に結像させる結像光学系と、前記放電ランプから画像記録位置に至る光路中に挿入自在な光量調整手段とを有することを特徴とするものである。
【００３１】
なお上記の構成においては、光量調整手段が、透過率の異なる複数のフィルタ、もしくは、反射率の異なる複数のミラーであるのが好ましく、また、この光量調整手段よりも放電ランプ側の光路中に、所定波長域の光以外を除去する波長選択手段が配置されるのが好ましい。
【００３２】
さらに本発明の露光装置は、簡易な構成で、露光に不要な光を除去可能とするために、本出願人が上記特願２００１−２１３５１９号で提案した画像記録装置の構成を採用することもできる。ここで提案されている画像記録装置は、ランプ光源としての放電ランプと、空間光変調素子と、前記放電ランプから出射され、前記空間光変調素子によって変調された画像を担持する光を、所定の画像記録位置に結像させる結像光学系と、前記放電ランプから画像記録位置に至る光路中に配置される、所定波長域の光以外を除去する波長選択手段とを有することを特徴とするものである。
【００３３】
なお上記の構成において、前記光量調整手段および波長選択手段は、誘電体多層膜を利用するものであるのが好ましく、さらに、前記放電ランプは、超高圧放電ランプまたはメタルハライドランプであるのが好ましい。
【００３４】
また本発明の露光ヘッドにおいては、ランプ光源として、本出願人が特願２００１−２１４８２９号で画像記録装置における使用を提案したショートアーク超高圧放電ランプを適用するのが好ましい。そしてそのようなショートアーク超高圧放電ランプとしては、特に点灯時の水銀蒸気圧が８×１０^６Ｐａ以上、および、電極間距離が２．５ｍｍ以下の少なくとも一方を満たすものを用いるのが望ましい。
【００３５】
上記のショートアーク超高圧放電ランプを用いる場合、本発明による露光装置は、
該ショートアーク超高圧放電ランプの個々の総点灯時間をモニタする機能を有し、
モニタの結果、総点灯時間が予め設定された第１の所定時間を超えたショートアーク型超高圧放電ランプについては、その旨を出力し、さらに、総点灯時間が予め設定された第２の所定時間を超えたショートアーク型超高圧放電ランプについては、点灯を不可能にする構成を備えることが望ましい。
【００３６】
さらには、前記ショートアーク超高圧放電ランプの点灯時に、個々のショートアーク超高圧放電ランプの点灯状態をモニタする機能を有し、
モニタの結果、不点灯であることが確認されたショートアーク超高圧放電ランプについては、該当するショートアーク超高圧放電ランプを消灯状態とし、かつ、このショートアーク超高圧放電ランプが不点灯である旨を出力する構成を採用することも好ましい。
【００３７】
さらに本発明の露光装置においては、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を目的として、本出願人が特願２００１−２０３３１６号で提案した構成を採用することもできる。この構成は、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において、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ものである。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による露光ヘッドは、複数の空間光変調素子の１つに対して１個ずつランプ光源を設けてなるものであるので、前述したように複数の空間光変調素子に対して共通の１個のランプ光源を設けた従来の露光ヘッドと、全露光量は互いに同じという前提の下に比較すると、各ランプ光源としてより低出力のものを利用可能となる。それにより本発明の露光ヘッドは、上記従来の露光ヘッドと比べてより安価に形成され、またランプ寿命も長く確保できるものとなる。
【００３９】
以上の点をより具体的に説明する。水銀ランプを例に挙げると、２００Ｗの水銀ランプは現状数千円〜１万円程度で市販されている。５ｋＷの出力が望まれる場合に、この２００Ｗの水銀ランプを２５個使用するものとすると、全体のランプ費用は高くても２５万円となる。それに対して、５ｋＷの高出力水銀ランプの市販価格は現状３０万円程度であり、本発明におけるように低出力のランプ光源を複数使用する方が、露光ヘッドを低コストで作製可能となる。この傾向は、所望出力が高いとより顕著になる。例えば、１０ｋＷの出力が望まれる場合に上記２００Ｗの水銀ランプを５０個使用すれば、全体のランプ費用は高くても５０万円となる。それに対して、１０ｋＷの高出力水銀ランプの市販価格は現状８０万円程度もする。
【００４０】
一方、上記２００Ｗの水銀ランプの寿命（出力が半分になる使用時間として定義する）は５０００時間程度であるのに対し、５ｋＷ、１０ｋＷの高出力水銀ランプの寿命はそれぞれ１０００時間、５００時間程度であり、本発明におけるように低出力のランプ光源を複数使用する方が、ランプ寿命の点でも有利であることが明らかである。
【００４１】
また本発明の露光ヘッドは、前述のファイバーバンドルを用いる場合と異なって、ランプ光源から発せられた光のファイバーへの結合効率は問題にならず、よって、ランプ光源から発せられた光をより有効に利用して、消費電力を少なく抑えることができる。
【００４２】
そして、特に本発明の露光ヘッドが、前記画素部の全個数より少ない個数の複数の画素部の各々を、露光情報に応じて生成した制御信号に基づいて制御する制御手段を備えている場合には、制御する画素部の個数が少なくなり、制御信号の転送速度が全画素部の制御信号を転送する場合より短くなる。これにより、光変調速度を上げることができ、高速露光が可能になる。
【００４３】
上記の露光ヘッドは、露光面に対して所定方向と交差する方向（副走査方向）に相対移動されるが、制御手段により制御される画素部が、上記所定方向に対応する方向の長さが該所定方向と交差する方向の長さより長い領域に含まれる画素部であれば、使用する露光ヘッドの数をより少なくすることができる。
【００４４】
また本発明の露光ヘッドが特に、ランプ光源と空間光変調素子との間に、ランプ光源から発せられた光の光量分布を該空間光変調素子上で略均一になるように補正する光量分布補正光学系を備えている場合には、光の利用効率を低下させずに、光量分布が略均一の光で空間光変調素子を照明することができる。これにより、露光ムラの発生を防止して、高画質の画像露光が可能になる。
【００４５】
本発明による露光装置は、以上説明した本発明による露光ヘッドを用いるものであるから、安価に形成され、またランプ寿命も長く確保され、そして消費電力も低く抑えられるという効果をそのまま奏するものとなる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４７】
［露光装置の構成］
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の斜視形状を示すものである。
図示のようにこの露光装置は、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。また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いる。
【００４８】
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の先端およ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および検知センサ１６４は各々ゲート１６０に取り付けられて、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および検知センサ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いる。
【００４９】
スキャナ１６２は、図２および図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（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６が配置されている。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１６６_ｍｎと表記する。
【００５０】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には各露光ヘッド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１６８_ｍｎと表記する。
【００５１】
また、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施の形態では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８_１１と露光エリア１６８_１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８_２１と３行目の露光エリア１６８_３１とにより露光することができる。
【００５２】
露光ヘッド１６６_１１〜１６６_ｍｎの各々は、図４、図５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各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。この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、各露光ヘッド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。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド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。なお、反射面の角度の制御については後述する。
【００５３】
ＤＭＤ５０の光入射側には、１個の水銀ランプ６６、この水銀ランプ６６から発せられた光を光量分布補正した上でＤＭＤ５０上に集光するレンズ系６７、このレンズ系６７を通過した光をＤＭＤ５０に向けて反射させるミラー６９がこの順に配置されている。なお図４では、レンズ系６７を概略的に示してある。
【００５４】
上記レンズ系６７は、図５に示すように、水銀ランプ６６のフィラメント６６ａから出射してリフレクター６６ｂにより前方側に集められた光を平行光化するコリメーターレンズ７１、このコリメーターレンズ７１を通過した光の光路に挿入されたマイクロフライアイレンズ７２、このマイクロフライアイレンズ７２と向かい合う状態に配設された別のマイクロフライアイレンズ７３、およびこのマイクロフライアイレンズ７３の前方つまりミラー６９側に配置されたフィールドレンズ７４から構成されている。マイクロフライアイレンズ７２および７３は、微小レンズセルが縦横に多数配置されてなるものであり、それらの微小レンズセルの各々を通過した光がそれぞれＤＭＤ５０に互いに重なる状態で入射するので、該ＤＭＤ５０を照射する光の光量分布が均一化される。
【００５５】
またＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射した光を感光材料１５０の走査面（被露光面）５６上に結像するレンズ系５１が配置されている。レンズ系５１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。このレンズ系５１は、図４では概略的に示してあるが、図５に詳細を示すように、２枚のレンズ５２，５４からなる拡大結像光学系と、２枚のレンズ５７，５８からなる結像光学系と、これらの光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。上記のマイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが配置されてなるものである。またアパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ５９ａが形成されてなるものである。
【００５６】
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、６００個×８００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、ヒンジおよ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プロセス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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。なお、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。
【００５９】
またＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜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。図８（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
【００６０】
ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図８（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ_１が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ_１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。なお、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ_１と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ_２とは略同一である。
【００６１】
また、異なるマイクロミラー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。このように、多重露光されることで、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、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００６２】
なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副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。
【００６３】
［露光装置の動作］
次に、上記露光装置の動作について説明する。
【００６４】
図４および５に示す水銀ランプ６６から発せられた例えば波長３６０〜４２０ｎｍ帯の光は、前述のようにレンズ系６７を通して、光量分布が均一化された上でＤＭＤ５０に照射される。このＤＭＤ５０に接続された図示外のコントローラには、露光パターンに応じた画像データが入力され、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。
【００６５】
また、図１に示す感光材料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、上記フレームメモリに記憶されている画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、この読み出された画像データに基づいてデータ処理部で各露光ヘッド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。
【００６６】
水銀ランプ６６からの光がＤＭＤ５０に照射されているとき、ＤＭＤ５０のオン状態のマイクロミラーで反射した光は、レンズ系５１により集光されて、感光材料１５０の被露光面５６上で集束する。このようにして、水銀ランプ６６から出射した光がＤＭＤ５０の各マイクロミラー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。また、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副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００６７】
ここで図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、ＤＭＤ５０には、主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列されているが、本実施の形態では、コントローラにより一部のマイクロミラー列（例えば、８００個×２００列）だけが駆動されるように制御がなされる。
【００６８】
その際、図１０（Ａ）に示すように、ＤＭＤ５０の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、図１０（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０の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。
【００６９】
ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。
【００７０】
例えば、６００組のマイクロミラー列の内、３００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り２倍速く変調することができる。また、６００組のマイクロミラー列の内、２００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り３倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を１７秒で露光できる。更に、１００組だけ使用する場合には、１ライン当り６倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を９秒で露光できる。
【００７１】
使用するマイクロミラー列の数、即ち、副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数は、１０以上で且つ３００以下が好ましく、１０以上で且つ２００以下がより好ましい。１画素に相当するマイクロミラー１個当りの面積は１５μｍ×１５μｍであるから、ＤＭＤ５０の使用領域に換算すると、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×４．５ｍｍ以下の領域が好ましく、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×３ｍｍ以下の領域がより好ましい。
【００７２】
使用するマイクロミラー列の数が上記範囲にあれば、水銀ランプ６６から出射した光をレンズ系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光利用効率が低下する。
【００７３】
一方、ＤＭＤ５０上に集光させる光ビームの副走査方向の径を、レンズ系６７により副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数に応じて小さくする必要があるが、使用するマイクロミラー列の数が１０未満であると、ＤＭＤ５０に入射する光束の角度が大きくなり、走査面５６における光ビームの焦点深度が浅くなるので好ましくない。また、使用するマイクロミラー列の数が２００以下が変調速度の観点から好ましい。
【００７４】
スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、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。
【００７５】
以上説明した通り、本実施の形態の露光装置は、複数のＤＭＤ５０の１つに対して１個ずつ水銀ランプ６６を設けてなるものであるので、複数のＤＭＤ５０に対して共通の１個の水銀ランプ６６を設ける露光装置と、全露光量は互いに同じという前提の下に比較すると、各水銀ランプ６６としてより低出力のものを利用可能となる。それにより本実施の形態の露光装置は、より安価に形成され、またランプ寿命も長く確保できるものとなる。その詳しい理由は、先に述べた通りである。
【００７６】
また本実施の形態の露光装置は、前述のファイバーバンドルを用いる場合と異なって、ランプ光源から発せられた光のファイバーへの結合効率は問題にならず、よって、ランプ光源から発せられた光をより有効に利用して、消費電力を少なく抑えることができる。
【００７７】
さらに本実施の形態の露光装置は、主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列されたＤＭＤ５０を備えているが、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御するので、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、１ライン当りの変調速度が速くなる。これにより高速での露光が可能になる。
【００７８】
また本実施の形態では、図５に示したように２枚のレンズ５２，５４からなる拡大結像光学系と、マイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とを用いていることにより、以下の効果も得られる。
【００７９】
すなわちこの構成においては、ＤＭＤ５０によりオン方向に反射した光束線の断面積が、レンズ５２，５４からなる拡大結像光学系により数倍（例えば、２倍）に拡大される。この拡大結像光学系を通過した光は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａによりＤＭＤ５０の各画素に対応して集光され、アパーチャアレイ５９の対応するアパーチャ５９ａを通過する。アパーチャ５９を通過した光は、レンズ５７，５８により被露光面５６上で集束し、この光による像が該被露光面５６に結像される。
【００８０】
この結像光学系では、ＤＭＤ５０により反射した光が、レンズ５２，５４により数倍に拡大されて被露光面５６に投影されるので、全体の画像領域が広くなる。このとき、マイクロレンズアレイ５５およびアパーチャアレイ５９が配置されていなければ、図１３（Ａ）に示すように、被露光面５６に投影される各ビームスポットＢＳの１画素サイズ（スポットサイズ）が露光エリア４６８のサイズに応じて大きなものとなり、露光エリア４６８のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性、つまりは露光画像の鮮鋭度が低下する。
【００８１】
これに対して、マイクロレンズアレイ５５およびアパーチャアレイ５９を配置した本実施の形態では、ＤＭＤ５０により反射された光は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａによりＤＭＤ５０の各画素に対応して集光される。これにより、図１３（Ｂ）に示すように、露光エリアが拡大された場合でも、各ビームスポットＢＳのスポットサイズを所望の大きさ（例えば、１０μｍ×１０μｍ）に縮小することができ、ＭＴＦ特性の低下を防止して高精細な露光を行うことができる。なお、露光エリア４６８が傾いているのは、画素間の隙間を無くす為にＤＭＤ５０を傾けて配置しているからである。
【００８２】
また、マイクロレンズ５５ａの収差によるビームの太りがあっても、アパーチャ５９ａによって被露光面５６上でのスポットサイズが一定の大きさになるようにビームを整形することができると共に、各画素に対応して設けられたアパーチャ５９ａを通過させることにより、隣接する画素間でのクロストークを防止することができる。
【００８３】
次に、以上説明した露光装置の変形例等について説明する。
【００８４】
［露光装置の用途］
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。
【００８５】
なお、ＴＦＴのパターニングに使用される液体レジストやカラーフィルタをパターニングするために使用される液体レジストを露光する場合には、酸素阻害による感度低下（減感）を無くすために、窒素雰囲気下で被露光材料を露光することが好ましい。窒素雰囲気下で露光することで光重合反応の酸素阻害が抑制されてレジストが高感度化し、高速露光が可能となる。
【００８６】
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。
【００８７】
［他の空間光変調素子］
上記の実施の形態では、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、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、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることもできる。
【００８８】
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。
【００８９】
［他の露光方式］
上記実施の形態では、図１１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の全面を露光しているが、図１２（Ａ）および（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。なお、この例では、スキャナ１６２は１８個の露光ヘッド１６６を備えている。
【００９０】
［その他の実施の形態］
ここで、図４および５に示した水銀ランプ６６に代えて用いられるランプ光源の例について、図１４を参照して説明する。同図に示すように、本例のランプ光源３１０は、第一の光源３２０および第二の光源３３０からの光を、偏光素子である偏光ビームスプリッタ３４０で合波するものである。
【００９１】
上記第一の光源３２０から偏光ビームスプリッタ３４０に至る光路には、光源３２０側から順に、第一のレンズアレイ板３２４、第一の光源３２０からの光を全てＰ偏光に変換する偏光変換素子３２６、および偏光変換素子３２６によって偏光光とされた光を平行光束とする第二のレンズアレイ板３２８が配置されている。
【００９２】
また、同様に、第二の光源３３０から偏光ビームスプリッタ３４０に至る光路には、光源３３０側から順に、第一のレンズアレイ板３３４、第二の光源３３０からの光を全てＳ偏光に変換する偏光変換素子３３６、および偏光変換素子３３６によって偏光光とされた光を平行光束とする第二のレンズアレイ板３３８が配置されている。
【００９３】
第一の光源３２０および第二の光源３３０は、それぞれ、放射状の光線を射出するランプ３２１および３３１と、ランプ３２１および３３１から射出された放射光を略平行な光線束として射出するリフレクタ（凹面鏡）３２２および３３２とを有している。
【００９４】
ランプ３２１および３３１としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプまたは紫外線ランプや水銀ランプ等の放電ランプが用いられる。また、リフレクタ３２２および３３２としては、放物面鏡を用いることが好ましいが、放物面鏡に限定されるものではなく、楕円面鏡や球面鏡等を用いることもできる。
【００９５】
第一のレンズアレイ板３２４、３３４は、それぞれ、少なくとも１次元方向に延びるレンズアレイであり、図１４に示すように、それぞれ光源３２０および３３０から射出された無偏光の光（ランダム偏光）から、その後側焦点面の近傍に線状または点状のアレイを生成するものである。レンズアレイ板３２４、３３４は、例えば、略矩形形状の輪郭を有する平凸状の小レンズを、１次元方向に、または２次元方向にマトリクス状に配置して構成される。
【００９６】
上記第一の光源３２０からの光の光路中に配置された偏光変換素子３２６は、前記第一のレンズアレイ板３２４によってその後側焦点面近傍に生成される線状または点状のアレイのピッチに略等しいピッチを有し、前記焦点面近傍に配置されて、該第一の光源３２０から射出された光を、全てＰ偏光に変換するものである。
【００９７】
図１５に、偏光変換素子３２６の一部を拡大して、その構成を示す。同図に示すように、偏光変換素子３２６は、Ｐ偏光とＳ偏光を分離する誘電体多層膜をコーティングした偏光分離面３２６ａおよび全反射面３２６ｂとλ／２波長板３２６ｃを有して構成される。図１５において、両方向きの矢印の記号および白丸の中に点を打った記号は、それぞれの光の偏光方向を表したものである。すなわち、両方向きの矢印記号は、図の左右方向の偏光を表し、白丸の中に点を打った記号は、図の紙面に垂直な方向の偏光を表している。
【００９８】
第一のレンズアレイ板３２４を透過して偏光変換素子３２６に入射した光束３５０は、偏光分離面３２６ａで、それぞれ互いに直交する２つの直線偏光成分の光束に分離される。すなわち、光束３５０のうち、Ｐ偏光３５１は偏光分離面３２６ａを通過し、Ｓ偏光３５２は偏光分離面３２６ａで反射される。
【００９９】
偏光分離面３２６ａを透過したＰ偏光３５１は、そのまま偏光変換素子３２６から射出される。また、偏光分離面３２６ａで反射されたＳ偏光３５２は、反射面３２６ｂで反射された後、λ／２波長板３２６ｃを通過することにより、Ｐ偏光に変換されて偏光変換素子３２６から射出される。したがって、偏光変換素子３２６に入射される光束３５０は、全てＰ偏光に変換されて射出されることとなる。
【０１００】
また、第二の光源３３０からの光の光路中に配置された偏光変換素子３３６は、前記第一のレンズアレイ板３３４によって、その後側焦点面近傍に生成される線状または点状のアレイのピッチに略等しいピッチを有し、前記焦点面近傍に配置されて、第二の光源３３０から射出された光を、全てＳ偏光に変換するものである。
【０１０１】
図１６に、偏光変換素子３３６の一部を拡大して、その構成を示す。同図に示すように、偏光変換素子３３６は、Ｐ偏光とＳ偏光を分離する誘電体多層膜をコーティングした偏光分離面３３６ａおよび反射面３３６ｂとλ／２波長板３３６ｃを有して構成される。図１６における、両方向きの矢印の記号および白丸の中に点を打った記号は、図１５と同様に、それぞれの光の偏光方向を表したものである。
【０１０２】
第一のレンズアレイ板３３４を透過して偏光変換素子３３６に入射した光束３６０は、偏光分離面３３６ａで、それぞれ互いに直交する２つの直線偏光成分の光束に分離される。すなわち、光束３６０のうち、偏光分離面３３６ａを通過したＰ偏光３６１は、その後λ／２波長板３３６ｃを通過することにより、Ｓ偏光に変換されて偏光変換素子３３６から射出される。
【０１０３】
一方、偏光分離面３３６ａで反射されたＳ偏光３６２は、全反射面３３６ｂで全反射され、そのまま偏光変換素子３３６から射出される。従って、偏光変換素子３３６に入射される光束３６０は、全てＳ偏光に変換されて射出されることとなる。
【０１０４】
図１５および図１６で説明したように、第一のレンズアレイ板と偏光変換素子の位相をずらすことにより、Ｐ偏光光およびＳ偏光光を選択的に生成することができる。
【０１０５】
再び、図１４にもどり、第一の光源３２０からの光の光路中に配置された第二のレンズアレイ板３２８は、偏光変換素子３２６のピッチの約１／２のピッチを持ち、その前側焦点面が前記第一のレンズアレイ板３２４の後側焦点面に略一致するように配置されている。これにより、第二のレンズアレイ板３２８からの射出光束が略平行光となり、この平行光束が偏光ビームスプリッタ３４０に入射される。
【０１０６】
また、同様に第二の光源３３０からの光の光路中に配置された第二のレンズアレイ板３３８は、偏光変換素子３３６のピッチの約１／２のピッチを持ち、その前側焦点面が前記第一のレンズアレイ板３３４の後側焦点面に略一致するように配置され、第二のレンズアレイ板３２８からの射出光束が略平行光束として偏光ビームスプリッタ３４０に入射される。
【０１０７】
偏光ビームスプリッタ３４０は、光量ロスを抑制した合波を行う偏光素子であり、第一の光源３２０から射出され偏光変換素子３２６によりＰ偏光光に変換された光と、第二の光源３３０から射出され偏光変換素子３３６によりＳ偏光光に変換された光とを合波する。
【０１０８】
偏光ビームスプリッタ３４０はＳ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過させる光学特性を有する偏光分離面３４０ａを有している。従って、第一の光源３２０側から偏光ビームスプリッタ３４０に入射したＰ偏光光は、偏光分離面３４０ａを透過して、そのまま射出される。また、第二の光源３３０側から偏光ビームスプリッタ３４０に入射したＳ偏光光は、偏光分離面３４０ａで反射され、前記Ｐ偏光と同方向に射出され、これにより両偏光光が合波される。
【０１０９】
このようにして合波された光束は、図５に示した構成において、照射レンズ系６７に入射せしめられる。それにより、ＤＭＤ５０に大光量の光が照射されるようになる。
【０１１０】
なお、第二のレンズアレイ板３２８および３３８については、図１７に示すように、焦点距離の長いレンズ３２８ａ（３３８ａ）と焦点距離の短いレンズ３２８ｂ（３３８ｂ）とを交互に並べるようにして、一個置きに焦点距離が異なるように構成することが好ましい。このようにすることで、偏光変換素子３２６あるいは３３６を通過する光の光路長の差を補正することができ、第二のレンズアレイ板３２８あるいは３３８からの射出光の平行度が良好になるため、合波効率が向上し、特に、この後述べる３個以上の光源からの光を合波する多重合波の場合に効果がある。
【０１１１】
また、光源からの光を偏光光に変換して偏光ビームスプリッタに入射する光学系を、図１８に示すように、第一のレンズアレイ板３４２、偏光変換素子３４４および第二のレンズアレイ板３４６を、例えば接着等により一体化して構成するようにしてもよい。
【０１１２】
これは、レンズアレイ板への入射光束の角度変化、あるいは、温度や経時等に起因する第一および第二レンズアレイ板および偏光変換素子の相対位置変化等の変化により合波効率が変化するからである。例えば、第一レンズアレイ板と偏光変換素子の位相がずれると、Ｐ偏光がＳ偏光となってしまい、予期していたような合波ができない場合がある。また、第一レンズアレイ板および第二レンズアレイ板の位相がずれると、第二レンズアレイ板からの射出光束の射出方向がずれてしまい、やはりうまく合波ができない場合がある。
【０１１３】
そこで、上記のように偏光変換素子等を一体型の構成とすることにより、合波効率の変化を抑制することができ、光量や光量分布について安定した照明光を得ることができる。
【０１１４】
次に、３つの光源からの光を合波する場合について説明する。図１９に、３つの光源からの光を合波する構成を示す。同図に示すように、本例の３波を合波する照明装置４００は、３つの光源４２０、４３０及び４５０と、２つの偏光ビームスプリッタ４４０及び４６０を有しており、まず第一の光源４２０からの光と、第二の光源４３０からの光を第一の偏光ビームスプリッタ４４０で合波し、次に、今合波された光と、第三の光源４５０からの光を第二の偏光ビームスプリッタ４６０で合波するものである。
【０１１５】
第一の光源４２０からの光と第二の光源４３０からの光を第一の偏光ビームスプリッタ４４０で合波する部分については、前記図１４の例と同様である。
【０１１６】
すなわち、第一の光源４２０は、ランプ４２１とリフレクタ４２２を有し、第一の光源１２０から射出された光は、第一のレンズアレイ板１２４を介し、偏光変換素子１２６で例えばＰ偏光光に変換され、第二のレンズアレイ板４２８で平行光束とされ第一の偏光ビームスプリッタ４４０に入射される。
【０１１７】
一方、第二の光源４３０は、ランプ４３１とリフレクタ４３２を有し、第二の光源４３０から射出された光は、第一のレンズアレイ板４３４を介し、偏光変換素子４３６で例えばＳ偏光光に変換され、第二のレンズアレイ板４３８で平行光束とされ、前記第一の光源４２０からの光とは略直交する方向から第一の偏光ビームスプリッタ４４０に入射される。
【０１１８】
第一の偏光ビームスプリッタ４４０は、Ｐ偏光光は透過させ、Ｓ偏光光は反射する特性を有する偏光分離面４４０ａを有している。従って、第一の偏光ビームスプリッタ４４０は、第一光源４２０からのＰ偏光光はそのまま透過させ、第二光源４３０からのＳ偏光光は、偏光分離面４４０ａで反射して、前記Ｐ偏光光と同方向に射出することにより、これらの両偏光を合波する。
【０１１９】
第一の偏光ビームスプリッタ４４０から射出された光は、第一のレンズアレイ板４４４、偏光変換素子４４６および第二のレンズアレイ板４４８を透過することにより、再びＰ偏光の光束に変換され、第二の偏光ビームスプリッタ４６０に入射される。
【０１２０】
また、第三の光源４５０は、ランプ４５１とリフレクタ４５２を有し、第三の光源４５０から射出された光は、第一のレンズアレイ板４５４を介し、偏光変換素子４５６で例えばＳ偏光光に変換され、第二のレンズアレイ板４５８で平行光束とされ、前記第一の偏光ビームスプリッタ４４０から射出された光とは略直交する方向から第二の偏光ビームスプリッタ４６０に入射される。
【０１２１】
第二の偏光ビームスプリッタ４６０は、Ｐ偏光光は透過させ、Ｓ偏光光は反射する特性を有する偏光分離面４６０ａを有している。従って、第二の偏光ビームスプリッタ４６０は、第一の偏光ビームスプリッタ４４０からのＰ偏光光はそのまま透過させ、第三光源４５０からのＳ偏光光は、偏光分離面４６０ａで反射して、前記Ｐ偏光光と同方向に射出することにより、これらの両偏光光を合波する。以上により、３つの光源からの光が合波される。
【０１２２】
合波されて、第二の偏光ビームスプリッタ４６０から射出された光は、レンズアレイ板４６２および４６４からなる通常のインテグレータ光学系を介して、例えば図５に示した照射レンズ系６７に入射される。それにより、ＤＭＤ５０に大光量の光が照射されるようになる。
【０１２３】
上記照明装置４００において、各第二のレンズアレイ板４２８、４３８、４４８および４５８は、いずれも図１７に示すような、個々のレンズの焦点距離を一個置きに異なるものとした構成であり、その射出光の平行度が良好になるようにされているため、光束が広がることが少なく、合波を繰り返しても、合波効率が良好に保たれる。
【０１２４】
次に、４つの光源からの光を合波する照明装置について説明する。図２０に示すように、本例の照明装置２００は、４つの光源２１０、２２０、２３０、２４０と、３つの偏光ビームスプリッタ２５０、２６０、２７０とを有している。また、各符号２１２、２２２、２３２、２４２、２５２および２８２は、いずれも第一のレンズアレイ板、偏光変換素子及び第二のレンズアレイ板から成る光学系であり、それぞれ入射光をＰ偏光またはＳ偏光の平行光束に変換して射出するものである。
【０１２５】
第一の偏光ビームスプリッタ２５０は、第一の光源２１０から射出され、光学系２１２により、例えばＰ偏光の平行光束に変換された光と、第二の光源２２０から射出され、光学系２２２により、例えばＳ偏光の平行光束に変換された光とを合波する。
【０１２６】
また、第二の偏光ビームスプリッタ２６０は、第三の光源２３０から射出され、光学系２３２により、例えばＰ偏光の平行光束に変換された光と、第四の光源２４０から射出され、光学系２４２により、例えばＳ偏光の平行光束に変換された光とを合波する。
【０１２７】
第三の偏光ビームスプリッタ２７０は、第一の偏光ビームスプリッタ２５０で合波された光を光学系２５２で、例えばＳ偏光の平行光束に変換した光と、第二の偏光ビームスプリッタ２６０で合波された光を光学系２６２で、例えばＰ偏光の平行光束に変換した光とを合波する。
【０１２８】
以上の偏光合波装置において、それぞれ第一光源〜第四光源から、第三の偏光ビームスプリッタ２７０までの光路長はすべて等しくなるように設定されているものとする。
【０１２９】
以上のようにして、最終的に４つの光源からの光が合波される。このように合波を繰り返すことにより、一般に、ｎ重（ｎ≧３）の合波を行うことが可能となる。
【０１３０】
しかも、偏光変換素子で偏光光となった光を、一つ置きに焦点距離の異なるレンズを配列したレンズアレイ板を用いて平行光束とすることにより、平行度を良好にすることができ、合波効率を向上させることができる。
【０１３１】
次に、本発明の別の実施の形態による画像露光装置について、図２１を参照して説明する。この画像露光装置５０１は、二次元的に配列された光源群として、照明光束によって照射される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）で生成された反射光点列と、いわゆるエクスターナルドラム（外面ドラム）を用いて記録媒体を二次元的に走査露光して画像を記録する装置である。
【０１３２】
図２１（ａ）および（ｂ）において画像露光装置５０１は、照明光源（ランプ光源）５１０と、照明光源５１０から射出される照明光束を受けるＤＭＤ５１２と、コリメーターレンズ光学系５１４と、光偏向器（デフレクタ）５１６と、フォーカシングレンズ光学系５１８と、副走査駆動系５２０と、エクスターナルドラム（アウタードラム）５２２（以下、単にドラム５２２とする。）を有している。また、ドラム５２２の外面には記録媒体５２４が巻き付けられている。
【０１３３】
照明光源５１０は、ランプ５１０ａとリフレクタ５１０ｂとを有し、ランプ５１０ａとしては、対象となる記録媒体の分光感度に応じた各種のランプが利用可能である。例えば、記録媒体として可視光や紫外光に感度をもつ製版用フィルムやコンベンショナルＰＳ版であれば、超高圧水銀灯やメタルハライドランプ等を用いればよい。
【０１３４】
またその他に、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等も記録媒体にあわせて用いることができる。
【０１３５】
照明光源５１０から射出された照明光は、レンズ群５３０を通過してミラー３２で反射されてＤＭＤ５１２の入射光Ｌ_ｉｎとなる。なお上記レンズ群５３０は概略的に示してあるが、詳細には、例えば図５に示したレンズ系６７等を適用すればよい。
【０１３６】
ＤＭＤ５１２は、前述したように、マイクロミラーを回転角度＋１０度あるいは−１０度の状態に自在に切り換えることができ、２つの偏向方向の射出光Ｌ_ｏｎ（オン光）、Ｌ_ｏｆｆ （オフ光）を射出することができる。マイクロミラーの回転角度の切り換えは、静電力を用いて行われ、各マイクロミラー毎に露光をオン／オフして光を変調し、画像を担持する射出光を生成する。つまり、ＤＭＤ５１２の各マイクロミラーが、形成される画像の画素に対応し、各マイクロミラーの配置間隔が、光源群によって形成される画像の画素ピッチに対応する。従って、ＤＭＤ５１２を構成するマイクロミラーはＤＭＤ５１２のミラー配列面上の画素ということができる。
【０１３７】
図示例の画像露光装置５０１においては、例えば、画素ピッチが１７μｍで、１０２４画素×１２８０画素のＤＭＤ５１２を用いる。また、後述するドラム５２２の回転方向（図中矢印Ｔで示す。）と記録媒体５２４上に結像する１０２４画素の画素列方向とが光学的に一致し（以下、図中矢印Ｍで示すこの方向を主走査方向とする。）、かつ、ドラム５２２の回転軸方向と記録媒体５２４上に結像する１２８０画素の画素列方向とが光学的に一致（図中矢印Ｓで示すこの方向を副走査方向とする。）するように、各部材が配置される。
【０１３８】
なお、ここで用いられる空間光変調素子としては、図示例のようなＤＭＤ５１２には限定されず、この他、反射−回折型素子（ＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ））等が利用可能である。反射−回折型素子とは、反射面が複数の微細なリボン状素子で形成され、各素子が反射面垂直方向に変位することによって、複数のリボン状素子から反射される反射光によって回折を起こさせ、特定方向の射出光を形成するデバイスであり、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。
【０１３９】
コリメーターレンズ光学系５１４は、ＤＭＤ５１２によって反射された光を平行光として、光偏向器５１６に入射させるものである。
【０１４０】
光偏向器５１６は、コリメーターレンズ光学系５１４を介して入射された光を、ドラム５２２の回転に応じて主走査方向Ｍに偏向するものである。すなわち、光偏向器５１６は、図２１（ａ）では図示を省略した駆動手段（光偏向器ドライバ）によって駆動され、ドラム５２２の回転に応じて光の向きを変えるようにし、ドラム５２２が回転しても、画像が記録媒体５２４の同じ位置に結像されるようにするものである。光偏向器５１６としては、ガルバノスキャナ、ポリゴナルミラー、ピエゾシステム等様々なものが好適に例示される。
【０１４１】
また、フォーカシングレンズ光学系５１８は、光偏向器５１６で偏向された光をドラム５２２に巻き付けられた記録媒体５２４上に結像させ、記録媒体５２４を露光させるものである。
【０１４２】
ここで、ＤＭＤ５１２がコリメーターレンズ光学系５１４の前側焦点位置に配されるように、コリメーターレンズ光学系５１４が配され、記録媒体５２４の露光部分がフォーカシングレンズ光学系５１８の後側焦点位置に配されるように、フォーカシングレンズ光学系５１８が配されて、記録媒体５２４上に画像が結像するように構成されている。
【０１４３】
ＤＭＤ５１２によって反射された平行光は最終的にドラム５２２の表面に保持された記録媒体５２４上に結像する。記録媒体５２４としては、例えば、光モード感材や熱モード感材等が例示される。また、記録媒体には、特に限定はなく、フィルムやプレートでもよい。
【０１４４】
（エクスターナル）ドラム５２２は、外側面に記録媒体５２４を保持して、ドラム回転軸を中心として、図に矢印Ｔで示す方向に回転する円筒状ドラムである。
【０１４５】
照明光源からＤＭＤ５１２、コリメーターレンズ光学系５１４、光偏向器５１６、フォーカシングレンズ光学系５１８に至る光学系は、一体的にユニット化されており、副走査駆動系５２０により、副走査方向（図中矢印Ｓ方向）に所定速度で移動するように構成されている。
【０１４６】
ここで画像露光装置５０１における画像を形成するために用いられる照明光学系は、照明光源５１０、レンズ群５３０、ミラー５３２およびＤＭＤ５１２を有して構成される。ここで、ＤＭＤ５１２に入射される入射光Ｌ_ｉｎは、図２２に示すように、ＤＭＤ５１２のマイクロミラー配列面の法線方向に対して主光線が３０度傾斜するようにミラー５３２等が調整されている。そして、マイクロミラーの回転角度が＋１０度の状態で、ミラー配列面の法線方向に−１０度傾斜した方向Ａに主光線を持つ射出光Ｌ_ｏｎが射出され、マイクロミラーの回転角度が−１０度の状態で、マイクロミラー配列面の法線方向に−５０度傾斜した方向Ｂに主光線を持つ射出光Ｌ_ｏｆｆ が射出される。射出光Ｌ_ｏｎがコリメーターレンズ光学系５１４を通過して、最終的に記録媒体５２４上に集束する。
【０１４７】
上述したようにＤＭＤ５１２に対する入射光Ｌ_ｉｎの傾斜角度を３０度とするのは、入射光Ｌ_ｉｎの主光線の入射方向と射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向（方向Ａ）の間の角度を、射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向と射出光Ｌ_ｏｆｆ の主光線の偏向方向（方向Ｂ）の間の角度とを略等しくさせるためである。ここで、角度を略等しくさせるとは、お互いの角度差を１０度以内とすることを意味する。
【０１４８】
これにより、入射光Ｌ_ｉｎの光束角度を最大４０度まで広げることができ、光束角度４０度ではＦ１．３７となり、入射光Ｌ_ｉｎの光量を十分に増大させることができる。
【０１４９】
このようにマイクロミラーの回転角度が＋１０度および−１０度に設定されたＤＭＤに対して、射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向をミラー配列面の法線方向に傾斜させるように入射光Ｌ_ｉｎを設定することで、入射光Ｌ_ｉｎの主光線の入射方向と射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向との角度を、射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向と射出光Ｌ_ｏｆｆ の主光線の偏向方向との角度に略等しくすることができる。
【０１５０】
なお、図２２に示す入射光Ｌ_ｉｎの主光線の入射角度の例は、ＤＭＤ５１２のマイクロミラーの回転角度が＋１０度および−１０度であることを前提としたものであるが、これに限定されることなく、射出光の主光線の偏向方向を少なくとも２方向に自在に切り換える素子を持つ空間光変調素子を用い、入射光の主光線の入射方向と射出光の主光線の第１の偏向方向の間の角度を、射出光の主光線の第１の偏向方向と射出光の主光線の第２の偏向方向の間の角度とを略等しくさせるように、空間光変調素子に応じて入射光の入射角度を設定すればよい。
【０１５１】
このようにして射出光Ｌ_ｏｎは、光偏向器５１６に至り、偏向角度に応じて偏向されて、フォーカシングレンズ光学系５１８に到る。ここで、コリメーターレンズ光学系５１４は、図２３に示すように、ＤＭＤ５１２のマイクロミラー配列面に平行に配するのが好ましい。射出光Ｌ_ｏｎの主光線は、上述したようにＤＭＤ５１２のマイクロミラー配列面に垂直方向でないため、射出光Ｌ_ｏｎの主光線は、コリメーターレンズ光学系５１４の光軸に傾斜した角度でコリメーターレンズ光学系５１４を通過するが、このような状態において、コリメーターレンズ光学系５１４をＤＭＤ５１２のマイクロミラー配列面に平行に配することで、記録媒体５２４上に良好な画像を結像させることができるからである。
【０１５２】
なお、本実施の形態では、入射光Ｌ_ｉｎの光束角度を、入射光Ｌ_ｉｎの主光線の入射方向と射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向の間の角度と同等としたが、本発明では、この角度より小さくてしてもよい。しかし、より大きな光量を確保するためには、入射光Ｌ_ｉｎの光束角度を、入射光Ｌ_ｉｎの主光線の入射方向と射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向の間の角度と同等とするのがよい。
【０１５３】
本実施の形態では、入射光Ｌ_ｉｎの主光線の入射方向と射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向（方向Ａ）の間の角度を、射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向と射出光Ｌ_ｏｆｆ の主光線の偏向方向（方向Ｂ）の間の角度とを略等しくさせるように、入射光Ｌ_ｉｎの入射角を設定するものであるが、このような設定は、下記に示すように、ＤＭＤ５１２のマイクロミラー配列面の前面に全反射プリズムを配置し、この全反射プリズムを利用して、図２２に示す入射光Ｌ_ｉｎと射出光Ｌ_ｏｎあるいは、射出光Ｌ_ｏｎと射出光Ｌ_ｏｆｆ を分離してもよい。
【０１５４】
例えば、図２４には、所定の臨界角を境にして入射した光の全反射、透過の作用を行なう境界面５４０及び５４１を持つ多角形状を成した全反射プリズム５４２が示されている。
【０１５５】
全反射プリズム５４２は、図２４に示すように、境界面５４０において入射光Ｌ_ｉｎを全反射させ、射出光Ｌ_ｏｎを透過させるとともに、境界面５４１において、射出光Ｌ_ｏｎを透過させ、射出光Ｌ_ｏｆｆ を全反射させる光学素子であり、空気ギャップを面状に設けて境界面５４０、５４１が形成されたものである。
【０１５６】
すなわち、入射光Ｌ_ｉｎと射出光Ｌ_ｏｎの分離が可能なように、入射光Ｌ_ｉｎと射出光Ｌ_ｏｎの分離線５４６と境界面５４０の法線５４３との成す角度φを境界面５４０における臨界角とする。同様に、射出光Ｌ_ｏｎと射出光Ｌ_ｏｆｆ の分離が可能なように、射出光Ｌ_ｏｎと射出光Ｌ_ｏｆｆ の分離線５４７と境界面５４１の法線５４４との成す角度φ’を境界面５４１における臨界角とする。
【０１５７】
このような臨界角の設定により、たとえ光束角度がθ_１ を越えた入射光Ｌ_ｉｎであっても、射出光Ｌ_ｏｎを分離線５４６と５４７で囲まれた範囲に制限することができる。
【０１５８】
このように、境界面５４０、５４１の全反射と透過を用いることで、入射光Ｌ_ｉｎの光束角度を可能な限り広くすることができるとともに、入射光Ｌ_ｉｎと射出光Ｌ_ｏｎの光路および射出光Ｌ_ｏｆｆ と射出光Ｌ_ｏｎの光路をお互いに遠ざけることができ、各光を完全に分離することができる。従って、射出光Ｌ_ｏｎによって作られる画像は明るくなるほか、画像のコントラストも低下しない。
【０１５９】
また、光束の広い入射光であっても全反射プリズム４２を用いることで、分離線４６および４７に挟まれた範囲に制限された射出光Ｌ_ｏｎが得られるので、全反射プリズム４２に入射される入射光Ｌ_ｉｎの光束角度は特に制限されない。しかし、光束角度を可能な限り、入射光Ｌ_ｉｎの主光線の入射方向と射出光Ｌ_ｏｎの主光線の偏向方向の間の角度と同等、あるいは、この角度より小さいことが、照明光源の照射エネルギーを有効に利用する点から好ましい。
【０１６０】
次に、図２１の画像露光装置５０１の作用を説明する。本実施の形態では、１枚の記録媒体に記録される画像全体を露光して記録するのに、この画像全体を小部分に分割し、この小部分をここでは１コマの画像ということにする。この１コマの画像の大きさは、ＤＭＤ５１２の有するマイクロミラーの配列数、すなわち、ＤＭＤ５１２によって形成される画像の画素数によって決まる。前述したように、本実施形態のＤＭＤ５１２は、１０２４画素×１２８０画素であり、この場合、これが１コマの画像のサイズとなる。
【０１６１】
露光記録にあたり、１コマの画像データが図示されないＤＭＤ５１２の変調信号発生器からＤＭＤ５１２に送られ、このデータに応じてＤＭＤ５１２の各マイクロミラーのオン／オフが制御される。ここに入射光Ｌ_ｉｎが当たると、反射による射出光Ｌ_ｏｎが得られる。射出光Ｌ_ｏｎは、入射光Ｌ_ｉｎの光束角度が、例えば４０度であるので、この光束角度で射出される。
【０１６２】
射出光Ｌ_ｏｎを、コリメーターレンズ光学系５１４、光偏向器５１６、フォーカシングレンズ光学系５１８を介して、回転するドラム５２２の表面に保持された記録媒体５２４上に結像させる。
【０１６３】
ドラム５２２は、図中矢印Ｔで示した方向に一定の速度で回転している。この回転速度に合わせて、図示されない光偏向器ドライバにより光偏向器５１６を駆動して、光を主走査方向Ｍとは逆方向に偏向して、記録媒体５２４上に結像している１コマの画像が流れることなく、記録媒体５２４上で静止するようにする。
そして、ドラム５２２が、１コマ分すなわち主走査方向とは逆方向に１０２４画素分、あるいはそれ未満の画素数分回転する間、この１コマの画像の記録（露光）を行う。
【０１６４】
本実施の形態では、光偏向器５１６が、記録媒体５２４の移動に応じて射出光Ｌ_ｏｎを偏向することによって、記録媒体５２４の移動に画像を追随させて、記録媒体５２４上で結像される画像を記録媒体５２４に対して静止させる、いわゆる、画像の追随走査方式が採用されているが、本発明で適用する照明光学系は、これに限定されるものではなく、ＤＭＤ５１２の複数のマイクロミラーへ画像データを複数回変更して送り、各マイクロミラーにより複数回露光するようにＤＭＤ５１２を制御し、記録媒体５２４の動きに同期させて画像を移動させ、記録媒体５２４上で画像を静止させる、いわゆる多重露光方式に適用してもよい。
【０１６５】
次に、本発明のさらに別の実施の形態である露光装置について、図２５を参照して説明する。この図２５の露光装置６０３で用いられている照明光学系６０１は、非偏光光を発する２つの光源６１０および６２０からの光をそれぞれ偏光変換素子６１５および６２５によりＰ偏光またはＳ偏光に変換した後、２つの偏光光を偏光合波する偏光素子である偏光ビームスプリッタ６３０によって偏光合波するものである。
【０１６６】
光源６１０および６２０は、それぞれ、放射状の非偏光光を発する放射光源としてのランプ６１１および６２１と、ランプ６１１および６２１から射出された放射光を略平行な光線束として射出するリフレクタ（凹面鏡）６１２および６２２とを有している。ランプ６１１および６２１としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプまたは水銀ランプ等の放電ランプが用いられる。また、リフレクタ６１２および６２２としては、放物面鏡を用いることが好ましいが、放物面鏡に限定されるものではなく、楕円面鏡を用いることもできる。
【０１６７】
光源６１０および６２０から射出された非偏光の光（ランダム偏光）が、それぞれ偏光変換され、偏光ビームスプリッタ６３０によって合波されるまでの行程は互いに同じである。
【０１６８】
光源６１０から射出された光は、インテグレータ光学系を構成する第一のレンズアレイ板６１３および第二のレンズアレイ板６１４を通過した後、偏光変換素子６１５でＰ偏光に変換される。偏光変換素子６１５でＰ偏光に変換された光は、レンズ６１６および６１７を透過した後、偏光ビームスプリッタ６３０に入射する。
【０１６９】
一方、光源６２０から射出された光は、インテグレータ光学系を構成する第一のレンズアレイ板６２３および第二のレンズアレイ板６２４を通過した後、偏光変換素子６２５でＳ偏光に変換され、レンズ６２６およびレンズ６２７を透過した後、偏光ビームスプリッタ６３０に入射する。
【０１７０】
なお、レンズアレイ板は、略同一の開口形状のレンズを１次元的または２次元的に配列して構成されるものである。例えば、略矩形形状の輪郭を有する平凸状の小レンズを、１次元方向に、あるいは２次元方向にマトリクス状に配置して構成される。
【０１７１】
図２６に、偏光変換素子６１５の概略構成をその一部を拡大して示す。この偏光変換素子６１５は、Ｐ偏光とＳ偏光を分離する誘電体多層膜をコーティングした偏光分離面６１５ａおよび全反射面６１５ｂとλ／２波長板６１５ｃを有して構成されている。このように、偏光変換素子６１５は、Ｐ偏光とＳ偏光を分離する偏光分離面および全反射面（または複屈折材料でもよい）からなる分離部と、λ／２波長板（またはλ／４波長板でもよい）からなる変換部とからなっている。レンズアレイ板６１３、６１４を通過して偏光変換素子６１５に入射した光束６５０は、偏光分離面６１５ａで、それぞれ互いに直交する２つの直線偏光成分の光束に分離される。すなわち、光束６５０のうち、Ｐ偏光６５１は偏光分離面６１５ａを通過し、Ｓ偏光６５２は偏光分離面６１５ａで反射される。
【０１７２】
なお図２６において、両方向きの矢印の記号および白丸の中に点を打った記号は、それぞれの光の偏光方向を表したものである。すなわち、両方向きの矢印記号は、図の左右方向の偏光を表し、白丸の中に点を打った記号は、図の紙面に垂直な方向の偏光を表している。
【０１７３】
偏光分離面６１５ａを透過したＰ偏光６５１は、そのまま偏光変換素子６１５から射出される。また、偏光分離面６１５ａで反射されたＳ偏光６５２は、全反射面６１５ｂで全反射された後、λ／２波長板６１５ｃを通過することにより、Ｐ偏光に変換されて、偏光変換素子６１５から射出される。
【０１７４】
従って、偏光変換素子６１５に入射される光束６５０は、全てＰ偏光の光に変換されて射出されることとなる。
【０１７５】
図２７に、偏光変換素子６２５の概略構成をその一部を拡大して示す。この偏光変換素子６２５も前記偏光変換素子６１５と同様に、Ｐ偏光とＳ偏光を分離する誘電体多層膜をコーティングした偏光分離面６２５ａおよび全反射面６２５ｂとλ／２波長板６２５ｃを有して構成されているが、λ／２波長板６２５ｃの設置位置が前記偏光変換素子６１５とは異なっている。レンズアレイ板６２３、６２４を通過して偏光変換素子６２５に入射した光束６６０は、偏光分離面６２５ａで、それぞれ互いに直交する２つの直線偏光成分の光束に分離される。すなわち、光束６６０のうち、Ｐ偏光６６１は偏光分離面６２５ａを通過し、Ｓ偏光６６２は偏光分離面６２５ａで反射される。偏光分離面６２５ａを透過したＰ偏光６６１は、λ／２波長板６２５ｃを通過することにより、Ｓ偏光に変換されて、偏光変換素子６２５から射出される。また、偏光分離面６２５ａで反射されたＳ偏光６６２は、全反射面６２５ｂで全反射され、そのまま偏光変換素子６２５から射出される。
【０１７６】
従って、偏光変換素子６２５に入射される光束６６０は、全てＳ偏光の光に変換されて射出されることとなる。
【０１７７】
再び図２５にもどり、光源６１０から射出され偏光変換素子６１５でＰ偏光に変換された光、および光源６２０から射出され偏光変換素子６２５でＳ偏光に変換された光は、ともに偏光ビームスプリッタ６３０に入射される。
【０１７８】
光源６１０からのＰ偏光となった光は、偏光ビームスプリッタ６３０をそのまま透過し、光源６２０からのＳ偏光となった光は、偏光ビームスプリッタ６３０で反射されて、ともに偏光ビームスプリッタ６３０を出た後、ミラー６３１で反射され所定の角度で、被照明体であるＤＭＤ６３２に入射される。
【０１７９】
従って、ＤＭＤ６３２は、光源６１０からの光と、光源６２０からの光の両方の光で照明されることとなる。本実施形態では、ＤＭＤ６３２を照明する照明光は、ＤＭＤ６３２に略テレセントリックに入射するように設計されており、偏光ビームスプリッタ６３０での合波効率が低下しないようになされている。
【０１８０】
上記ＤＭＤ６３２には、図示しない制御手段により、画像を表す変調データが供給され、ＤＭＤ６３２によって反射された画像を担持する光が、コリメータレンズ６３５およびフォーカシングレンズ６３６を介して、回転ドラム６３７の外面に装着された記録媒体６３８を露光して画像を記録する。
【０１８１】
回転ドラム６３７は、円筒状をしており、その中心軸の周りに所定速度で回転している。図２５では回転ドラム６３７をその回転軸の方向から見た状態を表しており、図の紙面に垂直な方向に回転軸が延在している。ＤＭＤ６３２やレンズ６３５、６３６を含む照明光学系６０１は、前記回転軸に沿って、図の紙面に垂直な方向に移動可能になっている。照明光学系６０１により、回転ドラム６３７の回転方向に主走査するとともに、これと略直交する回転軸に平行な方向に副走査を行い、記録媒体６３８を２次元的に走査露光し、画像を記録する。
【０１８２】
なお、記録媒体６３８としては、特に限定はなく、感光材料、フィルム、ＰＳ版等が用いられる。
【０１８３】
なお、上記実施形態における照明光学系６０１においては、インテグレータ照明光学系としてのレンズアレイ板が２枚用いられていたが、このレンズアレイ板は１枚でもよい。また、一対のレンズアレイ板の後方（光源に対して）に偏光変換素子を設けていたが（例えば、レンズアレイ板６１３および６１４の後方に偏光変換素子６１５を設置）、この一対のレンズアレイ板の間に偏光変換素子を設けるようにしてもよい。さらに、偏光変換素子をレンズアレイ板の極近傍に（例えば図２４で偏光変換素子６１５をレンズアレイ板６１４のすぐ後方に設けたように）設けるようにしてもよい。
【０１８４】
次に、本発明において用いられるランプ光源の別の例について、図２８を参照して説明する。この光源は、３つのランプからの光を合波するものであり、一般に、ｎ個の光源からの光を合波する原理を示すものである。
【０１８５】
同図に示すように、このランプ光源からなる照明光学系６７０は、非偏光光を発する３つの光源６８０、６９０、７００を有している。また、同図において、符号６８２、６９２、６９６、７０２で示すブロックは、いずれも、インテグレータ光学系と偏光変換素子の組み合わせを表しており、例えば図２５における一対のレンズアレイ板６１３、６１４および偏光変換素子６１５およびレンズ６１６、６１７等の組み合わせからなる光学系である。また、符号６９４および７０４はいずれも２つの光の合波を行う偏光ビームスプリッタである。
【０１８６】
この構成では、まず光源６８０からの光を光学系６８２により例えばＰ偏光に変換し、光源６９０からの光を光学系６９２により例えばＳ偏光に変換して、図２５の構成で説明したように、これら２つの偏光を偏光ビームスプリッタ６９４で偏光合波する。
【０１８７】
この偏光合波された光を再び光学系６９６で、例えばＰ偏光に変換し、一方光源７００からの光を光学系７０２で例えばＳ偏光に変換して、これら２つの光を上と同様に、偏光ビームスプリッタ７０４により偏光合波して射出する。
【０１８８】
このようにして、光源がいくつあっても偏光合波を繰り返すことにより光量を増大させることができ、一般にｎ重の合波が可能である。また、このように照明光を合波することにより、低ワット数の光源でも光量を増加させることが可能であるとともに、光源を２個以上用いるため、万一一つの光源が何らかの原因で使用不能となった場合でも、光量は低下するが、装置としては、使用を続行することが可能である。
【０１８９】
次に図２９を参照して、本発明の別の実施の形態である画像露光装置について説明する。この図２９に示される画像露光装置７１０（以下、露光装置７１０とする）は、感光材料Ｐとして、印刷製版分野において通常に使用されているコンベンショナルＰＳ版を用い、これを像様露光して画像（潜像）を記録する、いわゆるＵＶ−ＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｏ Ｐｌａｔｅ）である。このＣＴＰは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などを用いて編集作業等を行い、作成した各ページの（デジタル）画像データを生成して、この画像データに応じて変調した記録光でＰＳ版を露光することにより、ＰＣ等からＰＳ版に、直接、製版を行うものである。
【０１９０】
この露光装置７１０は基本的に、光源部７１２と、インテグレータ部７１４と、波長選択手段７１６と、光量調整手段７１８と、空間光変調素子であるデジタルマイクロミーデバイス７２０（以下、ＤＭＤ７２０称する）と、結像光学系７２２と、ドラム７２４と、露光装置７１０の駆動制御手段（図示省略）等を有して構成されている。
【０１９１】
後に詳述するが、図示例の露光装置７１０は、アウタードラム（外面ドラム）を用いるドラムスキャナであって、ドラム７２４の側面に感光材料Ｐを巻回／保持して、ドラム７２４を回転しつつ、光学系とドラム７２４とを、ドラム７２４の軸線方向に相対的に移動することにより、ＤＭＤ７２０によって変調された画像を担持する光によって、感光材料Ｐを二次元的に露光する。
【０１９２】
この露光装置７１０において、光源部７１２は、放電ランプ７２６と、放電ランプ７２６から出射された光を集光して、所定の方向に反射するリフレクタ７２８とから構成されている。
【０１９３】
ランプ光源としての放電ランプ７２６は、感光材料Ｐの分光感度特性に対応する光を十分な光量で出射できるものであれば、キセノンランプ、水銀ランプ、高圧水銀ランプ等の各種の放電ランプが利用可能であるが、好ましくは、超高圧放電ランプおよびメタルハライドランプが利用される。
【０１９４】
なお、超高圧放電ランプとは、具体的には、点灯時の水銀蒸気圧が８×１０^６ Ｐａ（約８０気圧）以上で、より好ましくは電極間距離が２．５ｍｍ以下の放電ランプである。このような超高圧放電ランプは、例えば、特許第２８２９３３９号、同２９８０８８２号、特開平６−５２８３０号、同１１−１１１２２６号、同１１−１７６３８５号、特開２０００−２９４１９９号等の各公報に開示されている。
【０１９５】
このような超高圧放電ランプは、電極間距離（アーク長）が短い、いわゆるショートアーク型であるため、点光源に近く、ＤＭＤ７２０のような受光面が小さい空間光変調素子でも効率よく照明することができ、通常の高圧水銀ランプ等に比して、光の利用効率を大幅に向上できる。しかも、水銀蒸気圧が高いので、ｉ線、ｈ線、およびｇ線等の水銀の輝線スペクトル以外にも、広い波長域にわたって連続するスペクトル出射するので、露光のための紫外線の光量が稼げ、感光材料Ｐ露光時間を短縮して、生産性を向上できる。また、メタルハライドランプも、同様の点で好適である。
【０１９６】
インテグレータ部７１４は、光源部７１２から出射された光を、ムラなく、かつ、効率良くＤＭＤ７２０に照射するためのものであり、第１レンズアレイ板７３０、第２レンズアレイ板７３２、第１フィールドレンズ７３４、および、第２フィールドレンズ７３６を有して構成されている。
【０１９７】
第１レンズアレイ板７３０および第２レンズアレイ板７３２は、小さな多数のレンズを配列してなるフライアイレンズである。第１レンズアレイ板７３０は、放電ランプ７２６からの光を空間分割して、第２レンズアレイ板７３２に集光する。また、第２レンズアレイ板７３２は、第１レンズアレイ板７３０の個々のフライアレイレンズ像を、第１フィールドレンズ７３４および第２フィールドレンズ７３６を介してＤＭＤ７２０上に結像する（ケーラ照明）。さらに、第１フィールドレンズ７３４および第２フィールドレンズ７３６は、個々のフライアレイレンズ像をＤＭＤ７２０上で合成する。
【０１９８】
このようなインテグレータ部７１４を有することにより、放電ランプ７２６からの光を、ＤＭＤ７２０上において矩形化および均一化して照明することができる。
【０１９９】
インテグレータ部７１４を通過した光は、次いで、波長選択手段７１６に入射する。波長選択手段７１６は、波長選択ミラーで、感光材料Ｐの分光感度特性と一致する波長域の光を所定の光路に反射して、それ以外の波長域の光（不要光）を透過することにより、これ以降（下流側）の光学系に不要光が入射するのを防止するものである。図示例の露光装置７１０は、一例として、感光材料Ｐとして、波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの光（以下、単に紫外光とする）に分光感度を有するコンベンショナルＰＳ版を用いるので、波長選択手段７１６は、この紫外光を光路に反射して、それ以外の不要光を透過する。
【０２００】
放電ランプ、特に、本発明の露光装置７１０に好適に用いられる超高圧放電ランプやメタルハライドランプは、広範囲にわたる波長の光を出射するのは、前述の通りである。また、ＵＶ−ＣＴＰ等に利用される露光装置７１０は、感光材料Ｐの分光感度特性に対応して最適設計されており、不要光が存在すると、光学部材の発熱の悪影響を受ける場合がある。
【０２０１】
これに対し、本実施の形態の露光装置７１０においては、波長選択手段７１６を配置することにより、ここで不要光を除去して、ＤＭＤ７２０、結像光学系７２２、感光材料Ｐ等に不要光が入射するのを防止して、これによる悪影響を排除した、好適な感光材料Ｐの露光を行うことができる。
【０２０２】
波長選択手段７１６には、特に限定はなく、露光対象となる感光材料Ｐに応じて、必要な波長域の光とそれ以外の不要光をと分離（波長選択）できるものであれば、各種の手段等が利用可能である。中でも、光吸収による発熱に起因する破損を好適に防止できる等の点で、誘電体多層膜を利用する波長選択手段は好ましく利用される。
【０２０３】
また、図示例においては、必要な光を反射する波長選択ミラーを用いているが、逆に、紫外光を所定の光路に透過して、不要光を光路外に反射する、透過型の波長選択フィルタであってもよい。
【０２０４】
また波長選択手段７１６の設置位置にも、特に限定はなく、光学系の構成や用いる波長選択手段等に応じて適宜決定すればよいが、好ましくは、図示例のように、後述するＤＭＤ７２０（空間変調素子）よりも上流側（光源側）に配置する。
【０２０５】
この露光装置７１０においては、分離された不要光の進行先である波長選択手段７１６の裏面側に、不要光を吸収し、かつ、放熱する吸収手段７３８が配置される。これにより、不要光による悪影響を、より好適に防止でき、好ましい。
【０２０６】
吸収手段７３８としては、不要光を確実に吸収して、かつ、光吸収によって生じた熱を好適に放熱できるものであれば、各種のものが利用可能である。一例として、光を吸収する黒板と、この黒板に接触する放熱フィンや冷却風を当てるファンとの組み合わせ等が例示される。
【０２０７】
波長選択手段７１６で反射された紫外光は、次いで、光量調整手段７１８に入射して、光量を調整される。本例における光量調整手段７１８は、ターレット７４０と、回転駆動源７４２と、選択部７４４と、ミラー７４６とを有して構成されている。
【０２０８】
ターレット７４０は、図３０に概念的に示されるように、８枚の光量調整ミラー７４８（７４８ａ〜７４８ｈ）を有してなる円形のターレットである。
【０２０９】
また回転駆動源７４２は、中心軸７４０ａを回転することにより、ターレット７４０を回転するものである。図示例の露光装置７１０においては、このターレット７４０の回転によって、選択された一枚の光量調整ミラー７４８を波長選択手段７１６からの紫外光の光路に挿入する。
【０２１０】
上記光量調整ミラー７４８は、それぞれ、紫外光の反射率が異なるミラーであり、一例として、光量調整ミラー７４８ａが最も反射率が低く、光量調整ミラー７４８ｈに向かって、順次、反射率が高くなる。従って、光路に挿入する光量調整ミラー７４８を選択することにより、紫外光の反射光量、すなわちＤＭＤ７２０に入射する紫外光の光量を調整できる。
【０２１１】
なお、光量調整ミラー７４８で反射されずに透過した紫外光の進行先には、好ましい態様として、前述の吸収手段７３８と同様の吸収手段７５０が配置される。
【０２１２】
ＵＶ−ＣＴＰである本露光装置７１０で用いる光源としては、空間変調素子の照射効率や、コンベンショナルＰＳ版の露光に必要な紫外光の光量等の点で、放電ランプ、中でも特に、超高圧放電ランプやメタルハライドランプ等が好適である。その反面、これらの放電ランプは、光源で光量調整ができず、代わりに、画像データの処理が光量調整も兼ねており、階調等との兼ね合いで調整に限界がある、画像データの演算処理に手間がかかる等の問題がある。
【０２１３】
これに対して本実施の形態では、光量調整手段により、感光材料Ｐを露光する光の光量調整を行う。そのため、光量の調整範囲を大幅に広げることができ、簡易な構成および操作で、適正な光量で感光材料Ｐの露光を行うことができる。また、画像データ処理にかかる光量調整分の負担を大幅に低減できるので、画像データの補正演算量を低減して、画像データ補正やＤＭＤ７２０の制御部の負担やコストを大幅に低減できる。
【０２１４】
本実施の形態の露光装置７１０において、光量調整手段には特に限定はなく、必要な波長域の光（図示例では紫外光）の光量調整を行えるものであれば、各種のものが利用可能である。また、図示例にような、反射光を利用するミラーにも限定はされず、必要な波長域の光を透過することで光量調整を行う、透過型のいわゆるＮＤフィルタでもよい。
【０２１５】
中でも特に、誘電体多層膜を利用するミラーやフィルタは、好適に利用される。誘電体多層膜は、光の吸収が少なく、熱による損傷や他の部材への悪影響を防止できる。従って、超高圧放電ランプやメタルハライドランプのように高光量の光源を好適に利用するＵＶ−ＣＴＰ等には、特に好適である。なお、誘電体多層膜を用いるミラーやフィルタは、公知のダイクロイックミラー（ダイクロイックフィルタ）等と同様にして作成することができる。
【０２１６】
光量調整ミラー７４８の数、すなわち光量調整の段階数にも特に限定は無く、感光材料Ｐの特性、放電ランプ７２６の光量や想定される光量変動量、感光材料Ｐを処理する現像装置等の性能や安定性、ＤＭＤ７２０等の階調分解能（光源の光量変動に対する補正能力）等に応じて、適宜、決定すればよい。
【０２１７】
当然のことであるが、光量調整ミラー７４８の数が多くなるほど、広い光量範囲に対応でき、また、細かい光量調整を行うことができ、さらに、画像データの処理にかかる負担も低減することができる。しかしながら、光量調整ミラー７４８の数が多いほど、コスト的には不利である。本発明者の検討によれば、このような点を考慮して、十分な調整範囲および調整分解能を確保するためには、光量調整ミラー７４８の数は５〜１０枚程度とするのが好ましい。
【０２１８】
紫外光の光路に挿入する光量調整ミラー７４８の選択、および回転駆動源７４２の回転駆動の制御は、放電ランプ７２６の光量測定の結果に応じて、選択部７４４によって行われる。
【０２１９】
前述のように、光量調整手段７１８はミラー７４６を有している。このミラー７４６は、結像光学系７２２とドラム７２４との間の紫外光光路に公知の手段で挿入／退避可能に構成されている。また、選択部７４４は、光路に挿入されたミラー７４６によって反射された紫外光を測光する光量センサを有している。さらに、選択部７４４には、光量センサによって測定された紫外光の光量と、使用すべき光量調整ミラー７４８との関係が、例えば、テーブル化されて設定されている。
【０２２０】
光路に挿入する光量調整ミラー７４８を選択する際には、例えば点灯時間によって放電ランプ７２６が安定していること確認した後に、ＤＭＤ７２０が所定の状態に変調駆動（例えば、全画素（ミラー）がｏｎ）され、ミラー７４６が光路に挿入される。
【０２２１】
ミラー７４６によって反射された紫外光は、選択部７４４の光量センサによって測定される。選択部７４４は、この紫外光の光量から、前述のテーブルを用いて使用する光量調整ミラー７４８を選択し、それに応じて、回転駆動源７４２を駆動してターレット７４０を回転させ、選択した光量調整ミラー７４８を紫外光の光路に挿入する。
【０２２２】
このような光量調整ミラー７４８の選択は、例えば、放電ランプ７２６やミラー等の光学部材を変更した場合、感光材料Ｐのロットが変わった場合、露光装置７１０の起動時、１回の画像記録毎等、適宜、設定したタイミングで行えばよい。
【０２２３】
また、画像記録の結果（図示例のように、感光材料ＰがコンベンショナルＰＳ版である場合には、得られた印刷物の状態）に対応して、使用する光量調整ミラー７４８は、外部からの入力指示等に応じて切り換え可能に構成してもよいのは、もちろんである。
【０２２４】
放電ランプ７２６の光量測定は、上記方法に限定はされず、各種の方法が利用可能である。例えば、ドラム７２４を移動可能にすると共に、前記記録位置に移動可能な光量センサを設置して、光量測定を行ってもよく、あるいは、後述する光学系ユニットの移動を利用して、光学系を所定位置まで軸線方向に移動して、この位置に光量センサを配置して、光量測定を行ってもよい。
【０２２５】
光量調整手段７１８を構成する光量調整ミラー７４８の配置位置には特に限定はなく、光学系や光量調整手段７１８の構成等に応じて、適宜決定すればよいが、画質等の点で、図示例のように、ＤＭＤ７２０よりも上流とするのが好ましい。また、波長選択手段７１６を有する場合には、各光量調整ミラー７４８の設計の容易性や光量精度等の点で、これよりも下流に配置するのが好ましい。
【０２２６】
さらに、光量調整ミラー７４８の切り換えも、図示例のようなターレット７４０を用いる構成には限定されず、例えば、複数の光量調整ミラーを直線状に保持するスライド板を用いる方法、個々の光量調整ミラーに光路への挿入／退避手段を設ける方法等、各種の方法が利用可能である。
【０２２７】
図示例においては、波長選択手段７１６と光量調整のための光量調整ミラー７４８とを別々にしているが、本発明はこれに限定はされず、光量調整手段（あるいは波長選択手段）に波長選択と光量調整の２つの機能を持たせてもよい。
【０２２８】
但し、露光装置７１０等においては、装置（光学系）の小型化等の目的で複数の折り返しミラーが入るのが通常であり、また、波長選択と光量調整という２つの機能を高精度に有するフィルタは、設計が大変で、かつ、コストもかかる。従って、設計や装置コスト、精度等を考慮すると、図示例のように、波長選択手段と光量調整手段とは、別部材とする方が有利である。
【０２２９】
光量調整手段７１８の光量調整ミラー７４８に反射され、光量調整された紫外光は、光路調整用のミラー７５２によって所定の方向に反射され、所定の角度でＤＭＤ７２０の入射面に入射する。
【０２３０】
周知のように、ＤＭＤ７２０は、所定の角度で個々に揺動（ｏｎ／ｏｆｆ）されるマイクロミラーを２次元的に、多数（例えば、ＳＸＧＡであれば１２８０画素×１０２４画素）、配列してなるものであり、記録画像に応じて変調駆動されることにより、各マイクロミラーを個々に揺動して、入射した光を反射／変調して、画像を担持する投影光として出射する。
【０２３１】
なお空間光変調素子は、図示例のＤＭＤ７２０には限定はされず、液晶シャッタアレイ等の各種の空間光変調素子が利用可能である。また、空間変調素子は、一次元でもよい。
【０２３２】
前述の光量調整手段７１８による光量調整は、段階的であるので、必要に応じて、ＤＭＤ７２０を駆動する画像データを補正することにより、ＤＭＤ７２０による変調に紫外光の光量調整の作用を持たせてもよい。
【０２３３】
なお、本実施の形態の露光装置７１０においては、先に光量調整手段７１８において紫外光の光量調整を行っているので、画像データの補正を行っても、従来の装置に比して、演算量等を大幅に低減でき、ＤＭＤ７２０の制御部や画像データ処理部にかかる負担を大幅に低減できる。
【０２３４】
ＤＭＤ７２０で変調された、画像を担持する投影光は、結像光学系７２２によって、所定の画像記録位置に結像される。また、この画像記録位置には、ドラム７２４によって、感光材料Ｐが保持されている。
【０２３５】
なお結像光学系７２２は、複数のレンズを組み合わせてなる、公知の結像光学系である。
【０２３６】
ドラム７２４は、画像記録時に、外面に感光材料Ｐを巻き付けて回転する円筒であり、保持した感光材料Ｐ表面が前記画像記録位置となるように、軸線をＤＭＤ７２０の画素（マイクロミラー）配列方向の一方向に、回転方向を同画素配列方向の他方向に、光学的に一致して配置される。
【０２３７】
また、図示例においては、光源部７１２から結像光学系７２２に至る光学系は、一体的にユニット化されている。この光学系ユニットは、画像記録時に、公知の方法でドラム７２４の軸線方向に移動される（あるいは、ドラム７２４が回転しつつ、軸線方向に移動してもよい）。
【０２３８】
前述のように、図示例の露光装置７１０は、いわゆるドラムスキャナであって、このドラム７２４の回転（主走査）と、光学系ユニットの軸線方向への移動（副走査）とにより、光学系とドラム７２４とを相対的に移動し、画像を担持するＤＭＤ７２０の投影光によって、ドラム７２４に保持されている感光材料Ｐの全面を二次元的に照射し、画像を露光記録する。
【０２３９】
このような画像記録は、空間光変調素子とドラムスキャナとを用いた、公知の方法で行えばよい。具体的には、米国特許第５０４９９０１号明細書や欧州特許第０９９２３５０Ａ１号公報等に開示される画像記録のように、ドラム７２４の回転（感光材料Ｐの移動速度）に同期して、ＤＭＤ７２０上に形成する画像を光学的に同方向にシフト（移動）させることにより、この画像を感光材料Ｐ上に追従／静止させて、画像を露光する。この画像露光を、前述の光学系とドラム７２４の二次元的な相対移動と共に行うことにより、感光材料Ｐの全面に画像記録を行うことができる。
【０２４０】
あるいは、ＤＭＤ７２０と結像光学系７２２との間に光偏向器を配置して、ドラムの回転に同期して、ＤＭＤ７２０からの投影光をこの回転方向に偏向することにより、ＤＭＤ７２０からの投影光を回転される感光材料Ｐに追従させ、ＤＭＤ７２０の１画面の画像を所定の記録時間（露光時間）だけ感光材料Ｐ上の一定位置に静止させて、画像を記録してもよい。この画像記録を、前述の光学系とドラム７２４の二次元的な相対移動と共に行うことにより、前記ＤＭＤ７２０の１画面の画像を感光材料Ｐ上に二次元的に配列して、感光材料Ｐの全面に画像記録を行うことができる。
【０２４１】
この画像記録方法は、本出願人による特願２０００−３１６６２２号や同２００１−１１６４７０号の明細書に詳述されている。
【０２４２】
なお、図示例の画像露光装置７１０は、いわゆるアウタードラムを利用するドラムスキャナであったが、本発明の露光装置はこれに限定せず、放電ランプと空間光変調素子とを組み合わせたものであれば、円筒内面に感光材料を保持する、いわゆるインナードラムを用いるものであってもよく、あるいは、平面状に感光材料を保持して光学系と相対的に移動することで二次元的な露光を行う、いわゆるフラットベッドを用いるものであってもよい。
【０２４３】
また、図示例の露光装置７１０は、好ましい態様として、波長選択手段と光量調整手段との両者を有しているが、これに限らず、いずれか一方のみを有するものであってもよい。
【０２４４】
次に図３１を参照して、本発明のさらに別の実施の形態による露光装置について説明する。この図３１に示される画像露光装置８１０（以下、露光装置８１０とする）は、感光材料Ｐとして、印刷製版分野において通常に使用されている、波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの光（以下、紫外光とする）に分光感度特性を有するＰＳ版（以下、コンベンショナルＰＳ版とする）を用い、これを像様露光して画像（潜像）を記録する、いわゆるＵＶ−ＣＴＰである。
【０２４５】
このような露光装置８１０は基本的に、光源部８１２と、インテグレータ部８１４と、光路変更用のミラー８１６（８１６ａ，８１６ｂ，８１６ｃ）と、空間光変調素子であるデジタルマイクロミラーデバイス８１８（以下、ＤＭＤ８１８とする）と、結像光学系８２０と、ドラム８２２と、露光装置８１０の駆動制御手段（図示省略）等を有して構成される。
【０２４６】
後に詳述するが、図示例の露光装置８１０は、アウタードラム（外面ドラム）を用いるドラムスキャナであって、ドラム８２２の側面に感光材料Ｐを巻回／保持して、ドラム８２２を回転しつつ、光学系とドラム８２２とを、ドラム８２２の軸線方向に相対的に移動することにより、ＤＭＤ８１８によって変調された画像を担持する投影光によって、感光材料Ｐを二次元的に露光する。
【０２４７】
なお、本発明において、対象とする感光材料Ｐには特に限定はないが、後述するショートアーク超高圧放電ランプを光源として用いる本発明においては、高光量の紫外光で露光を行うことができる。従って、効率の良い露光を行うために高光量の紫外光が必要な、図示例のようなコンベンショナルＰＳ版は、特に好適に利用される。
【０２４８】
露光装置８１０において、光源部８１２は、２つのランプ８２４（８２４ａおよび８２４ｂ）と、各ランプ８２４に対応するリフレクタ８２６（８２６ａおよび８２６ｂ）とからなる光源８２８と、両ランプ８２４の状態をモニタするモニタ部８３０とを有して構成されている。
【０２４９】
本装置においては、露光光源となるランプ８２４として、ショートアーク超高圧放電ランプが用いられる。
【０２５０】
ショートアーク超高圧放電ランプとは、通常の高圧水銀ランプ等に比して、電極間の距離（アーク長）が短く、かつ、点灯時における水銀蒸気圧よりも高圧のランプである。好ましくは、点灯時の水銀蒸気圧が８×１０^６ Ｐａ（約８０気圧）以上、および、電極間距離が２．５ｍｍ以下の少なくとも一方、より好ましくは、両者を満たすランプが利用される。このようなショートアーク超高圧放電ランプについては、特許第２８２９３３９号、同２９８０８８２号、特開平６−５２８３０号、同１１−１１１２２６号、同１１−１７６３８５号、特開２０００−２９４１９９号の各公報等に詳述されている。
【０２５１】
このようなショートアーク超高圧放電ランプは、主にプロジェクタ等の可視光用途に用いられているが、本発明者らの検討によれば、このランプは、電極間距離が短いため点光源に近く、ＤＭＤ８１８のような受光面が小さい空間光変調素子でも効率よく照明することができる。しかも、水銀蒸気圧が高いので、ｉ線、ｈ線、およびｇ線等の水銀の輝線スペクトル以外にも、広い波長域にわたって連続的なスペクトルを出射し、コンベンショナルＰＳ版の分光感度特性に対応する紫外光を、高光量で出射する。
【０２５２】
すなわち、このショートアーク超高圧水銀ランプは、コンベンショナルＰＳ版のように、効率のよい露光を行うためには、高光量の紫外線が必要な感光材料の露光光源として最適であり、本実施の形態の露光装置８１０は、ショートアーク型超高圧放電ランプを用いることにより、高光量の紫外光を高い利用効率で用い、すなわち露光光量を高くして、コンベンショナルＰＳ版の露光時間を短縮し、生産性の良好なＵＶ−ＣＴＰを実現している。
【０２５３】
図示例の露光装置８１０は、ランプ８２４を２つ用いているが、これに限定はされず、ランプ８２４の数は、１つでもよく、あるいは、３つ以上でもよく、ランプ８２４が出射する紫外光の光量、要求される生産性（露光時間）、感光材料Ｐの感度等に応じて、十分な光量を得られる数を、適宜、選択すればよい。
【０２５４】
光源部８１２において、このようなランプ８２４は、露光装置８１０が起動されると点灯して、ランプ交換のための消灯など特別な指示が出された場合を除いて、基本的に、装置の稼働終了まで点灯している。
【０２５５】
ここで、図示例の露光装置８１０は、好ましい態様として、ランプ８２４の点灯中に、ランプ８２４ａおよび８２４ｂ毎の総点灯時間、ならびに、ランプ８２４ａおよび８２４ｂ毎の点灯状態（点灯か不点灯か）をモニタし、その結果に応じて、各種の警告やランプ交換指示などの出力、ランプ８２４の消灯処理等を行う、モニタ部８３０を有している。なお、ランプ８２４の点灯時間および点灯状態のモニタは、各種の光学装置で行われている公知方法によればよい。
【０２５６】
前述のように、本発明でランプ８２４として用いられるショートアーク超高圧放電ランプは、ＵＶ−ＣＴＰの露光光源として最適であるが、その反面、一般的に破裂し易く、さらに、総点灯時間が或る時間（ランプの種類によって異なる）を超えると、破裂する確率が高くなるという特徴がある。
【０２５７】
これに対し、図示例の露光装置８１０は、個々のランプ８２４の総点灯時間および点灯状態をモニタし、それに応じて、ランプ交換の警告やランプの強制的な消灯処理を行う。これにより、ランプ８２４の破裂等を好適に防止して、十分な安全性を確保し、さらに、故障や破裂等によるランプ８２４の不点灯が生じた場合でも、状態を迅速に把握して、速やかな交換等の処理を可能にして、露光装置１０の安定した稼働を実現している。
【０２５８】
以下、図３２のフローチャートを参照して、モニタ部８３０について、より詳細に説明する。
【０２５９】
なお図示例の露光装置８１０は、二つのランプ８２４ａおよび８２４ｂを有するものであるが、図３２においては、総点灯時間のモニタについては、１つのランプ８２４（例えば、ランプ８２４ａ）に対応するフローのみを示す。しかしながら、他方のランプ８２４についても、全く同様のフロー（「電源ＯＮ」〜「メッセージの表示」までの、図３２中下方に向かうフロー）に応じて、総点灯時間のモニタが行われているのは、言うまでもない。
【０２６０】
また、図示例においては、好ましい態様として、総点灯時間と点灯状態の両者をモニタしているが、モニタするのは、いずれか一方のみでもよい。
【０２６１】
露光装置８１０においては、装置が起動（電源ｏｎ）されるとランプ８２４が点灯されるが、ランプ８２４が点灯している状態では、モニタ部８３０は、ランプ８２４ａおよびランプ８２４ｂの個々について、常時、総点灯時間（露光装置８１０に装着されてからの点灯時間の合計）をモニタして、チェックしている。
【０２６２】
また、モニタ部８３０には、ランプ８２４の破裂を防止し、露光装置８１０の安全性を確保するための第１の所定時間および第２の所定時間が設定されている。この第１の所定時間および第２の所定時間は、装着するランプ８２４の仕様や保証点灯時間等に応じて、適宜、決定すればよい。図示例においては、一例として、第１の所定時間として１５００時間（１５００ｈ）が、第２の所定時間として２０００時間（２０００ｈ）が、それぞれ設定されている。
【０２６３】
モニタ部８３０が各ランプ８２４の総点灯時間をチェックして、その結果、総点灯時間が１５００時間未満（Ｎ）であれば、このランプ８２４は、ＯＮ（点灯継続または点灯開始）となる。
【０２６４】
これに対し、総点灯時間が１５００時間以上（Ｙ）のランプ８２４については、さらに、総点灯時間が２０００時間以上か否かがチェックされる。
【０２６５】
チェックの結果、総点灯時間が２０００時間未満（Ｎ）である場合には、モニタ部８３０は、該当するランプ８２４の総点灯時間が１５００時間を超えた旨を示すメッセージを出力すると共に、ランプ８２４をＯＮとする。
【０２６６】
この際におけるメッセージの内容には、特に限定はなく、ランプ８２４の総点灯時間が１５００時間が超えたことの報告、ランプ８２４の寿命が近いことの警告、早めの交換を促す内容等が例示される。図示例においては、一例として、「ランプＮｏ．ｘが間もなく寿命です。 出来る限り早く交換して下さい。 ランプが寿命になると点灯出来なくなり、製版が出来なくなります。」とメッセージが出力される。
【０２６７】
メッセージの出力方法にも特に限定はなく、各種の出力方法が可能である。例えば、露光装置８１０に設けられたディスプレイへの表示、音声出力、メッセージを記録したハードコピーの出力、これらの２以上の組み合わせ、等が例示される。なお、この点に関しては、他のメッセージも同様である。
【０２６８】
一方、ランプ８２４の総点灯時間が２０００時間以上である場合、モニタ部８３０は、このランプ８２４を強制的に消灯すると共に、このランプ８２４の交換を指示する旨を示すメッセージを出力する。
【０２６９】
ランプ８２４の総点灯時間が２０００時間以上の場合のメッセージの内容には、特に限定は無く、ランプが寿命である旨の警告、ランプ８２４の交換の指示、ランプ８２４を点灯出来ないことの警告等が例示される。図示例においては、一例として、ランプ８２４の総点灯時間が２０００時間以上となった場合には、「Ｎｏ．ｘのランプが寿命です。 ランプを点灯することが出来ません。 直ちにランプを交換して下さい。」とのメッセージが出力される。
【０２７０】
一方、前述のように、ランプ８２４の総点灯時間が２０００時間未満である場合には、該当するランプ８２４はＯＮとなるが、ランプ８２４が点灯している状態では、モニタ部８３０は、各ランプ８２４毎の総点灯時間とは別に、常時、各ランプ８２４毎に点灯状態（点灯か、不点灯か）をモニタし、チェックしている。
【０２７１】
モニタ部８３０が各ランプ８２４の点灯状態をチェックした結果、全てのランプ８２４が点灯（Ｙ）していれば、露光装置８１０が露光中（感光材料Ｐの画像記録中）か否かが確認される。その結果、露光中（Ｙ）であれば、露光が継続され、露光中（Ｎ）ではなければ、露光待機状態（露光指示待ち）となる。
【０２７２】
一方、モニタ部８３０が各ランプ８２４の点灯状態を確認した結果、不点灯のランプ８２４が有る（Ｎ）場合にも、同様に、露光装置８１０が露光中か否かが確認され、露光中（Ｙ）であれば、露光が中断される。
【０２７３】
また、不点灯のランプ８２４がある場合には、露光中であっても（Ｙ）、露光中ではなくても（Ｎ）、モニタ部８３０は不点灯のランプ８２４を消灯状態とし、さらに、このランプ８２４が不点灯である旨を示すメッセージを出力する。なお、露光装置８１０においては、好ましい態様として、不点灯のランプ８２４が存在しても、露光速度を遅く（すなわち、露光時間を長くする）することにより、露光が可能なように構成されている。
【０２７４】
メッセージの内容には、特に限定は無く、不点灯のランプがある旨の警告、不点灯のランプ８２４の番号、不点灯のランプ８２４の交換の指示、露光時間が遅くなる旨の警告等が例示される。図示例においては、不点灯のランプ８２４が存在する場合には、「Ｎｏ．ｘのランプが点灯していません。 直ちにランプを交換して下さい。 このまま記録することもできますが、記録時間が長くなります。」とのメッセージが出力される。
【０２７５】
このような光源部８１２（その光源８２８）から出射された光は、インテグレータ部８１４に入射する。インテグレータ部８１４は、光源８２８から出射された光を、ムラなく、かつ、効率良くＤＭＤ８１８に照射するためのものであり、第１レンズアレイ板８３８、第２レンズアレイ板８４０、第１フィールドレンズ８４２、および、第２フィールドレンズ８４４を有して構成されている。
【０２７６】
第１レンズアレイ板８３８および第２レンズアレイ板８４０は、小さな多数のレンズを配列してなるフライアイレンズである。第１レンズアレイ板８３８は、ランプ８２４からの光を空間分割して、第２レンズアレイ板８４０に集光する。第２レンズアレイ板８４０は、第１レンズアレイ板８３８の個々のフライアレイレンズ像を、第１フィールドレンズ８４２および第２フィールドレンズ８４４を介してＤＭＤ８１８上に結像する（ケーラ照明）。さらに、第１フィールドレンズ８４２および第２フィールドレンズ８４４は個々のフライアレイレンズ像をＤＭＤ８１８上で合成する。
【０２７７】
このようなインテグレータ部８１４を有することにより、ランプ８２４からの光を、ＤＭＤ８１８上において矩形化および均一化して照明することができる。
【０２７８】
インテグレータ部８１４を通過した光は、次いで、光路変更用のミラー８１６ａ、８１６ｂおよび８１６ｃで反射され、空間光変調素子であるＤＭＤ８１８の受光面に所定の角度で入射する。
【０２７９】
なお、露光に不要な光を除去するために、３枚のミラー８１６の１枚は、感光材料Ｐの分光感度特性に対応する紫外光のみを所定の光路に反射し、他の波長の光（不要光）透過する、波長選択ミラーとなっているのが好ましい。
【０２８０】
ＤＭＤ８１８は、所定の角度で個々に揺動（ｏｎ／ｏｆｆ）されるマイクロミラーを２次元的に、多数（例えば、ＳＸＧＡであれば１２８０画素×１０２４画素）、配列してなるものであり、記録画像に応じて変調駆動されることにより、各マイクロミラーを個々に揺動して、入射した光を反射／変調して、画像を担持する投影光として出射する。
【０２８１】
なお、光源部８１２のモニタ部８３０によって不点灯のランプ８２４が有ることが確認されたにも関わらず、露光を行う場合には、ＤＭＤ８１８による変調の周波数は、不点灯のランプ８２４の数に応じて低減される。
【０２８２】
なお空間光変調素子は、図示例のＤＭＤ８１８には限定されず、液晶シャッタアレイ、等の各種の空間光変調素子が利用可能である。
【０２８３】
ＤＭＤ８１８で変調された、画像を担持する投影光は、結像光学系８２０によって、所定の画像記録位置に結像される。また、この画像記録位置には、ドラム８２２によって、感光材料Ｐが保持されている。
【０２８４】
なお、結像光学系８２０は、複数のレンズを組み合わせてなる、公知の結像光学系である。ドラム８２２は、画像記録時に、外面に感光材料Ｐを巻き付けて回転する円筒であり、保持した感光材料Ｐ表面が前記画像記録位置となるように、軸線をＤＭＤ１８の画素（マイクロミラー）配列方向の一方向に、回転方向を同画素配列方向の他方向に、光学的に一致して配置される。
【０２８５】
また、図示例においては、光源８２８から結像光学系８２０に至る光学系は、一体的にユニット化されている。この光学系ユニットは、画像記録時に、公知の方法でドラム８２２の軸線方向に移動される（あるいは、ドラム８２２が回転しつつ、軸線方向に移動してもよい）。
【０２８６】
前述のように、図示例の露光装置８１０は、いわゆるドラムスキャナであって、このドラム８２２の回転（主走査）と、光学系ユニットの軸線方向への移動（副走査）とにより、光学系とドラム８２２とを相対的に移動し、画像を担持するＤＭＤ８１８の投影光を、ドラム８２２に保持される感光材料Ｐに二次元的に照射し、全面に画像を記録する。
【０２８７】
なお、光源部８１２のモニタ部８３０によって不点灯のランプ８２４が有ることが確認されたにも関わらず、露光を行う場合には、このドラム８２２の回転速度は、不点灯のランプ８２４の数に応じて、低下される。
【０２８８】
本装置においては、このような画像記録は、空間光変調素子とドラムスキャナとを用いた、公知の方法で行えばよい。その具体的な方法としては、図２９に示した装置の説明中で挙げた方法が同様に適用可能である。
【０２８９】
次に図３３を参照して、本発明の露光装置のさらに異なる実施の形態について説明する。この図３３に概略構成を示す画像露光装置９１０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９１２と、均一照射光学系９１４と、コリメーターレンズ９１６と、可動ミラーシャッタ（回転可能な反射ミラー）９１８と、ＤＭＤ９２０と、結像光学系９２２と、エクスターナルドラム９２４（以下、単にドラム９２４とする。）と、副走査駆動系（図示省略）とを有する。
【０２９０】
ランプ光源部９１２は、ドラム９２４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、ランプ９２６とリフレクタ９２８とを有して構成されている。
【０２９１】
ランプ９２６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ランプが利用可能である。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。
【０２９２】
リフレクタ９２８は、ランプ９２６を内包し、内面が光反射層となっている回転楕円面で、ランプ９２６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。
【０２９３】
光源部９１２から射出された光は、次いで、均一照射光学系９１４に入射する。この均一照射光学系９１４は、ＤＭＤ９２０に入射する光（光量分布）を、ＤＭＤ９２０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、コリメーターレンズ９３０とフライアイレンズ９３２とを有して構成されている。
【０２９４】
均一照射光学系９１４は、リフレクタ９２８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９１２から射出された照明光をコリメーターレンズ９３０で平行光にした後、矩形形状のフライアイレンズ９３２で拡散することにより、ＤＭＤ９２０に入射する光を、ＤＭＤ９２０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。
【０２９５】
均一照射光学系９１４で拡散された照射光は、コリメーターレンズ９１６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９１８により所定方向に反射され、反射光はＤＭＤ９２０に入射する。
【０２９６】
可動ミラーシャッタ９１８は、符号９１８ａで示す位置と符号９１８ｂ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９１８は符号９１８ａで示す位置にあり、ＤＭＤ９２０におけるマイクロミラーの回転角を±θとした際に、ＤＭＤ９２０（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９１８は、ＤＭＤ９２０への入射角が２０°となるように、平行光とされた光源部９１２からの照明光を反射する。
【０２９７】
また、可動ミラーシャッタ９１８は、非画像露光時には、符号９１８ｂで示す位置まで回転させられ、照明光がＤＭＤ９２０に入射しないように反射するが、これについては後述する。
【０２９８】
ＤＭＤ９２０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。
【０２９９】
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、ＤＭＤ９２０（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９２２を経てドラム９２４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、ＤＭＤ９２０（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９２２には入射しない。
【０３００】
図示例の露光装置９１０においては、一例として画素間隔が１７μｍで、１２８０画素×１０２４画素のＤＭＤ９２０を用いている。
【０３０１】
また、ドラム９２４の回転方向とＤＭＤ９２０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９２４の軸線方向とＤＭＤ９２０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。
【０３０２】
なお本実施の形態では、二次元空間光変調素子は図示例のようなＤＭＤ９２０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。しかし、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。
【０３０３】
画像露光時に、ＤＭＤ９２０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ＤＭＤ９２０によって形成される画像）は、結像光学系９２２によって、ドラム９２４の表面（そこに保持された感光材料の表面）に結像する。ＤＭＤ９２０の中心画素は結像光学系９２２の光軸に一致しており、またこの光軸は、ドラム９２４の接線に直交するように各部位が配置されている。
【０３０４】
図示例の露光装置９１０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９２２は、０．６２３倍の倍率でＤＭＤ９２０によって変調・反射された画像を担持する光をドラム９２４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。
【０３０５】
ドラム９２４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９１０においては、光源部９１２から結像光学系９２２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９５６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。
【０３０６】
露光装置９１０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９２４（の外面上の感光材料）に入射して、ドラム９２４を回転しながら、副走査方向に光学系ユニット９５６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。
【０３０７】
前述のように、この露光装置９１０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９２４が一回転すると光学系ユニット９５６が１３．５ｍｍだけ副走査方向に移動する。またＤＭＤ９２０は、副走査方向に１２８０画素を有するので、露光装置９１０においては、１２８０画素を多重露光することが可能である。
【０３０８】
本実施形態の露光装置９１０においては、このような露光時に、ドラム９２４の回転（主走査）に同期してＤＭＤ９２０が形成する画像（ＤＭＤ９２０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９２４が１画素（１０．５８μｍ分）回転すると、ＤＭＤ９２０による形成画像も、１画素分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。
【０３０９】
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ＤＭＤ９２０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。
【０３１０】
ところで、この画像露光装置９１０においては、光源部９１２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９１２は点灯し放しにして、ＤＭＤ９２０に対して、照明光を照射し続けている。従って、ＤＭＤ９２０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。
【０３１１】
そこで、この画像露光装置９１０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９１２からの照明光をＤＭＤ９２０に向けて反射する反射ミラーを、可動ミラーシャッタ９１８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ＤＭＤ９２０に入射しないようにしている。
【０３１２】
可動ミラーシャッタ９１８は、感光材料への画像記録制御と同期をとりながら、符号９１８ａで示すＤＭＤ９２０に照明光を入射させるように反射する位置と、符号９１８ｂで示すＤＭＤ９２０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。
【０３１３】
そして、非画像露光時には、可動ミラーシャッタ９１８を符号９１８ｂの位置まではね上げて照明光を光源部９１２の近くへ反射して、反射光がＤＭＤ９２０へ入射しないようにする。
【０３１４】
このとき、光源部９１２の近くに光吸収板９３４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９３４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。
【０３１５】
このように、非画像露光時においてはＤＭＤ９２０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９１２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。
【０３１６】
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、上で説明した可動ミラーシャッタ９１８に限定されるものではなく、ＤＭＤ９２０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。
【０３１７】
例えば、上記実施形態で用いた可動ミラーシャッタ９１８を、通常の固定された反射ミラー９１８とし、図の符号９１８ｂ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９１８でＤＭＤ９２０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９１８とは別の反射ミラーを符号９１８ｂの位置に挿入して、照明光を光吸収板９３４に向けて反射するようにする。
【０３１８】
あるいは、その他、可動ミラーシャッタ９１８を通常の固定された反射ミラー９１８とし、符号９１８ｂの位置に反射ミラーの代わりにシャッタ（遮光板）を挿入して光を遮り、照明光がＤＭＤ９２０に入射しないようにしてもよい。または、符号９１８ｂ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。
【０３１９】
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９３４は不要である。
【０３２０】
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るが、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。
【０３２１】
また光源も、放電ランプに限らず、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による露光装置の外観を示す斜視図
【図２】図１の露光装置に用いられたスキャナを示す斜視図
【図３】感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図（Ａ）と、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図（Ｂ）
【図４】図１の露光装置における露光ヘッドの概略構成を示す斜視図
【図５】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
【図６】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の部分拡大図
【図７】上記ＤＭＤの動作を説明する説明図
【図８】ＤＭＤを傾斜配置しない場合（Ａ）と、傾斜配置する場合（Ｂ）とにおける露光ビームの配置および走査線を比較して示す説明図
【図９】従来の露光ヘッドの一例を示す側面図
【図１０】ＤＭＤの使用領域の例を示す説明図
【図１１】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概略図
【図１２】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概略図
【図１３】マイクロレンズアレイ等を使用しない場合に被露光面に投影される光像を示す平面図（Ａ）と、マイクロレンズアレイ等を使用した場合に被露光面に投影される光像を示す平面図（Ｂ）
【図１４】本発明に用いられるランプ光源の別の例を示す概略構成図
【図１５】図１４のランプ光源に用いられた偏光変換素子を示す概略構成図
【図１６】図１４のランプ光源に用いられた別の偏光変換素子を示す概略構成図
【図１７】図１４のランプ光源に用いられた第二のレンズアレイ板の構成を示す説明図
【図１８】第一および第二のレンズアレイ板と偏光変換素子を一体化した構成を示す説明図
【図１９】本発明に用いられるランプ光源のさらに別の例を示す概略構成図
【図２０】本発明に用いられるランプ光源のさらに別の例を示す概略構成図
【図２１】本発明の別の実施の形態による画像露光装置を示す概略構成図（ａ）と、その一部を示す概略図（ｂ）
【図２２】図２１（ａ）の画像露光装置における照明光学系の一例を説明する説明図
【図２３】図２１（ａ）の画像露光装置におけるレンズ光学系の配置の一例を説明する説明図
【図２４】図２１（ａ）の画像露光装置に全反射プリズムを適用した際の光の作用を説明する説明図
【図２５】本発明のさらに別の実施の形態による画像露光装置を示す概略構成図
【図２６】図２５の画像露光装置に用いられた偏光変換素子を示す概略構成図
【図２７】図２５の画像露光装置に用いられた別の偏光変換素子を示す概略構成図
【図２８】本発明に用いられるさらに別のランプ光源を示すブロック図
【図２９】本発明のさらに別の実施の形態による画像露光装置を示す概略構成図
【図３０】図２９に示される画像露光装置に配置される光量調整手段のターレットの概念図
【図３１】本発明のさらに別の実施の形態による画像露光装置を示す概略構成図
【図３２】図３１に示される画像露光装置におけるランプのモニタを説明するためのフローチャート
【図３３】本発明のさらに別の実施の形態による画像露光装置を示す概略構成図
【符号の説明】
５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５２，５４，５７，５８ 結像光学系のレンズ
５５ マイクロレンズアレイ
５６ 被露光面
５９ アパーチャアレイ
６６ 水銀ランプ
６７ 照射レンズ系
７１ コリメーターレンズ
７２，７３ マイクロフライアイレンズ
７４ フィールドレンズ
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域
２１０，２２０，２３０，２４０ 光源
２５０，２６０，２７０ 偏光ビームスプリッタ
２１２，２２２，２３２，２４２，２５２，２８２ 第一のレンズアレイ板、偏光変換素子及び第二のレンズアレイ板から成る光学系
３２０ 第一の光源
３２１，３３１ ランプ
３２２，３３２ リフレクタ
３２４，３３４ 第一のレンズアレイ板
３２６，３３６ 偏光変換素子
３２６ａ，３３６ａ 偏光分離面
３２６ｂ，３３６ｂ 全反射面
３２６ｃ，３３６ｃ λ／２波長板
３２８，３３８ 第二のレンズアレイ板
３３０ 第二の光源
３４０ 偏光ビームスプリッタ（偏光素子）
３４０ａ 偏光分離面
５１０ 照明光源
５１０ａ ランプ
５１２ デジタルマイクロミラーデバイス
５１４ コリメーターレンズ光学系
５１６ 光偏向器
５１８ フォーカシングレンズ光学系
５２０ 副走査駆動系
５２２ エクスターナルドラム
５２４ 記録媒体
５３０ レンズ群
５４０，５４１ 境界面
５４２ 全反射プリズム
５４３，５４４ 法線
５４６，５４７ 分離線
６１０，６２０ 光源
６１１，６１２ ランプ
６１２，６２２ リフレクタ
６１３，６２３ 第一のレンズアレイ板
６１４，６２４ 第二のレンズアレイ板
６１５，６２５ 偏光変換素子
６１５ａ，６２５ａ 偏光分離面
６１５ｂ，６２５ｂ 全反射面
６１５ｃ，６２５ｃ λ／２波長板
６１６，６１７，６２６，６２７ レンズ
６３０ 偏光ビームスプリッタ
６３１ ミラー
６３２ ＤＭＤ
６３６ フォーカシングレンズ
６３７ 回転ドラム
６３８ 記録媒体
６８０，６９０，７００ ランプ光源
６８２，６９２，６９６，７０２ （偏光変換素子等を含む）光学系
６９４，７０４ 偏光ビームスプリッタ
７１０ 露光装置
７１２ 光源部
７１４ インテグレータ部
７１６ 波長選択手段
７１８ 光量調整手段
７２０ ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）
７２２ 結像光学系
７２４ ドラム
７２６ 放電ランプ
７２８ リフレクタ
７３０ 第１レンズアレイ板
７３２ 第２レンズアレイ板
７３４ 第１フィールドレンズ
７３６ 第２フィールドレンズ
７３８，７５０ 吸収手段
７４０ ターレット
７４２ 回転駆動源
７４４ 選択部
７４６，７５２ ミラー
７４８（７４８ａ〜７４８ｈ） 光量調整ミラー
８１０ （画像）露光装置
８１２ 光源部
８１４ インテグレータ部
８１６（８１６ａ，８１６ｂ，８１６ｃ） ミラー
８１８ ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）
８２０ 結像光学系
８２２ ドラム
８２４（８２４ａ，８２４ｂ） ランプ
８２６（８２６ａ，８２６ｂ） リフレクタ
８２８ 光源
８３０ モニタ部
８３８ 第１レンズアレイ板
８４０ 第２レンズアレイ板
８４２ 第１フィールドレンズ
８４４ 第２フィールドレンズ
９１０ 画像露光装置
９１２ 光源部
９１４ 均一照射光学系
９１６，９３０ コリメーターレンズ
９１８ 可動ミラーシャッタ
９１８ａ，９１８ｂ 可動ミラーシャッタが回動する位置
９２０ ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）
９２２ 結像光学系
９２４ （エクスターナル）ドラム
９２６ ランプ
９２８ リフレクタ
９３２ フライアイレンズ
９３４ 光吸収板
９５６ 光学系ユニット

Claims (5)

1. 露光面に対して所定方向と交差する方向に移動される露光ヘッドであって、
   照射された光を各々制御信号に応じて変調する多数の画素部が２次元状に配列されてなる複数の空間光変調素子と、
   これらの空間光変調素子の１つに対して１個ずつ設けられた複数のランプ光源と、
   該ランプ光源から発せられた光を前記空間光変調素子に照射させる照射光学系と、
   前記複数の空間光変調素子によって空間変調された光が担う像を前記露光面上に結像させる結像光学系とからなる露光ヘッド。
2. 前記画素部の全個数より少ない個数の複数の画素部の各々を、露光情報に応じて生成した制御信号に基づいて制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の露光ヘッド。
3. 前記制御手段により制御される画素部は、前記所定方向に対応する方向の長さが前記所定方向と交差する方向の長さより長い領域に含まれる画素部であることを特徴とする請求項２記載の露光ヘッド。
4. 前記ランプ光源と前記空間光変調素子との間に、ランプ光源から発せられた光の光量分布を該空間光変調素子上で略均一になるように補正する光量分布補正光学系を備えたことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の露光ヘッド。
5. 請求項１から４いずれか１項に記載の露光ヘッドと、
   該露光ヘッドを露光面に対して所定方向と交差する方向に相対移動させる移動手段とを備えてなる露光装置。

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