JP3653910B2

JP3653910B2 - Laser exposure apparatus and laser modulation apparatus

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Publication number: JP3653910B2
Application number: JP531397A
Authority: JP
Inventors: 篤大石; 庸生澤住; 光晴北村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: JPH10193682A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光材料に対してレーザビームで露光する装置や電子写真法レーザビームプリンタなどのレーザ露光装置、及び、レーザ露光装置や光通信装置や光走査装置などに用いられるレーザ変調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
〔第一、第二の発明に対する従来技術〕
従来、レーザ露光装置では、レーザ露光の露光強度の再現性が問題となっていた。そこで、従来のレーザ露光装置では、レーザ発光素子毎にレーザ光の発光強度をモニタする光電変換素子を設け、レーザ発光素子毎のレーザ光の発光強度を監視し、自動的に露光強度を制御していた。また、レーザ発光素子のレーザ光の発光強度をモニタする光電変換素子は、半導体レーザの場合、レーザ発光素子の後方への発光を受光するように設けられた半導体レーザチップに内蔵された光電変換素子を用いることが一般的であり、また、半導体レーザの一部や気体レーザの場合、レーザの直線偏光の方向とビームサンプリングプレートの方向との関係を考慮せずに、レーザ発光素子によりレーザ光を発光させ、このレーザ光をビームサンプリングプレートに入射させ、入射したレーザ光の一部を、入射角３０〜４５度に設けられたビームサンプリングプレートにより反射させ、反射したレーザ光を受光するように設けることが一般的である。
【０００３】
〔第三の発明に対する従来技術〕
半導体レーザによるレーザ光の強度の変調は、半導体レーザへの駆動電流を変えることにより行っていた。
【０００４】
また、気体レーザによるレーザ光の強度の変調は音響光学素子又は電気光学素子により行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
〔第一・第二の発明が解決しようとする課題〕
レーザ発光素子の後方への発光を受光するように光電変換素子を設けると、半導体レーザの後方光と前方光との相関性が低い場合もあり、精度の高い露光強度の制御ができない問題がある。
【０００６】
レーザの直線偏光の方向とビームサンプリングプレートの方向との関係を考慮せずに、レーザ発光素子によりレーザ光を発光させ、このレーザ光をビームサンプリングプレートに入射させ、入射したレーザ光の一部を入射角３０〜４５度に設けられたビームサンプリングプレートにより反射させ、反射したレーザ光を受光するように光電変換素子を設けると、発光強度によって偏光状態が変化する場合、偏光状態によって反射率が相違するので、精度の高い露光強度の制御ができない問題がある。
【０００７】
特に、半導体レーザでは、図１に示すように、駆動電流の低いときは自然発光域にあたり、偏光状態がランダム偏光であるのに対して、駆動電流が高くなるとレーザ光発振域にあたり、偏光状態が直線偏光になる。そして、このような偏光状態の変化によって、ビームサンプリングプレートからの反射率が相違することが判った。なお、図１は、駆動電流に対する発光強度を示すグラフであり、横軸が駆動電流、縦軸が発光強度である。
【０００８】
また、ビームサンプリングプレートが平行平板であると、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間で干渉現象が発生し、反射率が大幅に変動してしまう。
【０００９】
また、ビームサンプリングプレートの表面又は裏面に反射防止膜を形成することで、干渉現象の発生を防止することも考えられるが、反射防止膜で、複数の波長に対して完全に反射を防止することは不可能である。
【００１０】
第一・第二の発明の目的は、発光強度によって偏光状態が変化する場合であっても、精度の高い露光強度の制御ができるようにすることである。
【００１１】
また、第一の発明の別の目的は、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間で干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、さらに、精度の高い露光強度の制御ができるようにすることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、特許請求の範囲の各請求項に記載の発明を特定するための事項の全てにより達成される。以下、各請求項について説明する。但し引用項の説明と重複する事項は省略することがある。
【００１６】
〔請求項１の説明〕『所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換する変換手段と、
１又は複数のレーザ発光素子により、前記発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光するレーザ発光手段と、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射するビームサンプリングプレートと、
前記ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する光電変換素子と、
前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記変換手段の変換条件を校正する変換条件校正手段と、
を有し、
前記レーザ発光素子の少なくとも１つが半導体レーザであり、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するレーザ露光装置において、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートへの入射角θ（°）が以下の式を満足することを特徴とするレーザ露光装置。
【００１７】
０＜ θ ≦ １０』
は、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子によりレーザ光を発光し、ビームサンプリングプレートにより、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射し、光電変換素子が、このビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力し、変換条件校正手段が、この光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、変換手段の変換条件を校正し、変換手段が、この変換条件校正手段により校正される所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換し、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子により、この変換手段により得られた発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光させ、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するものである。
【００１８】
これにより、レーザ光のビームサンプリングプレートへの入射角が１０°以下であると、レーザ光の偏光状態による反射率の変化は殆どないので、発光強度によって偏光状態が変化する場合であっても、また、異なる偏光状態の複数のレーザ発光素子を用いる場合であっても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光の強度とビームサンプリングプレートを透過したレーザ光の強度との比）が略一定であるので、ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光の一部を用いた校正によって、精度の高い露光強度の制御ができる。また、レーザ光の光軸が何らかの原因でずれて、ビームサンプリングプレートへの入射角や、ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ω（ω＝０°でＰ偏光、ω＝９０°でＳ偏光である）が、若干変動しても、ビームサンプリング強度があまり変化しないので、安定して精度の高い露光強度の制御ができる。
【００１９】
以下、図２及び図３に基づいて、具体的に説明する。図２及び図３は、入射角（°）に対する直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）を示すグラフで、横軸が入射角（°）、縦軸が直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）である。そして、図３は、入射角０°〜２０°の領域を拡大したものである。そして、図２及び図３に示すように、入射角（°）が増加するに従って、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）が大きくなる。
【００２０】
さて、人間の識別できる濃度の相違ΔＤは、おおよそ０．０４であり、感光材料のγが２であるとすると、濃度の相違が識別されない程度にレーザ光の発光強度Ｅの校正の精度を保とうとすると、ΔｌｏｇＥは０．０２以下にしなければならず、従って、レーザ露光装置は、レーザ光の発光強度の校正の精度を少なくとも５％以内にする必要がある。そして、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を精度５％以内で検知しようとすると、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が５％以内でなければならない。
【００２１】
従って、レーザ光のビームサンプリングプレートへの入射角が１０°以下であると、図２・図３に示す曲線から判るように、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が５％以内となる。従って、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を精度５％以内で検知でき、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２２】
なお、レーザ露光装置によっては、レーザ光の発光強度の校正の精度を少なくとも１％以内にする必要があるものもある。そして、図２・図３に示す曲線から判るように、入射角を５°以下にすると、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が１％以内となる。従って、入射角を５°以下にすると、上述と同様の理由により、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を精度１％以内で検知でき、さらに精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２３】
また、レーザ光の光軸が何らかの原因でずれてビームサンプリングプレートへの入射角が１０°以下であるときに、この入射角や、ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ω（ω＝０°でＰ偏光、ω＝９０°でＳ偏光である）が、若干変動しても、ビームサンプリング強度があまり変化しないので、安定して精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２４】
〔請求項２の説明〕『所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換する変換手段と、
１又は複数のレーザ発光素子により、前記発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光するレーザ発光手段と、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射するビームサンプリングプレートと、
前記ビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する光電変換素子と、
前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記変換手段の変換条件を校正する変換条件校正手段と、
を有し、
前記レーザ発光素子の少なくとも１つが半導体レーザであり、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するレーザ露光装置において、
前記ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ωが略半直角であることを特徴とするレーザ露光装置。』
は、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子によりレーザ光を発光し、ビームサンプリングプレートが、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部を反射し、光電変換素子が、このビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力し、変換条件校正手段が、この光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、変換手段の変換条件を校正し、変換手段が、この変換条件校正手段により校正される所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換し、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子により、この変換手段により得られた発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光させ、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するものである。
【００２５】
これにより、前記ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ωが略半直角であると、レーザ光の偏光状態が直線偏光でもランダム偏光でも反射率は殆ど変わらないので、発光強度によって直線偏光又はランダム偏光に偏光状態が変化する場合であっても、ビームサンプリング強度が略一定であるので、ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光を用いた校正によって、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２６】
以下、図２及び図３に基づいて、具体的に説明する。そして、図２及び図３に示すように、入射角（°）が増加するに従って、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）が大きくなるが、４５°偏光では、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が０％で全く変わらない。従って、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を極めて高い精度で検知でき、精度の極めて高い露光強度の制御ができる。
【００２７】
なお、「ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ωが略半直角である」の略半直角として、レーザ光の入射角が３０°以下の場合、４０°以上（特に４４°以上）であることが好ましく、また、５０°以下（特に４６°以下）であることが好ましく、レーザ光の入射角が３０°を越える場合、４３°以上（特に４４°以上）であることが好ましく、また、４７°以下（特に４６°以下）であることが好ましい。角度ωが４０°以上５０°以下であれば、レーザ露光装置のレーザ光の発光強度の校正の精度が、大体、５％以内になり、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を、大体、精度５％以内で検知でき、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２８】
〔請求項３の説明〕ハロゲン化銀写真感光材料は特に階調再現性の良い材料であり、精度の高い露光強度の制御を行わないと、本来の階調再現性の良さを活かしきれない。
【００２９】
『前記感光材料がハロゲン化銀写真感光材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ露光装置。』
により、請求項１又は２に記載のレーザ露光装置であるので、精度の高い露光強度の制御ができ、階調再現性の非常に良い画像を得ることができる。
【００３０】
〔請求項４の説明〕『前記ビームサンプリングプレートがウエッジ角を有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。』
により、ビームサンプリングプレートがウエッジ角を有するので、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が殆ど発生せず、従って、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００３１】
なお、ビームサンプリングプレートのウエッジ角としては、０度を越える角度であればよいが、特に、１度以上が表面反射光と裏面反射光との空間的分離を短い光路で行うことができる点で好ましく、また、５度以下が光軸の傾きを抑え、光学系を簡素化する点で好ましい。
【００３２】
〔請求項５の説明〕『前記レーザ発光手段が、複数のレーザ発光素子により、複数の異なる波長のレーザ光を発光するものであることを特徴とする請求項４に記載のレーザ露光装置。』
により、ビームサンプリングプレートがウエッジ角を有するから、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が発生しないので、複数の異なる波長のレーザ光のいずれの波長のレーザ光に対しても、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動がなく、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００３３】
〔請求項６の説明〕ビームサンプリングプレートにより多重反射したレーザ光の強度は予測が難しい。従って、この多重反射光が光電変換素子に入射すると、精度の高い露光強度の制御が難しくなる。また、この多重反射光が露光側に漏れると、良好な露光ができなくなる。
【００３４】
『前記ビームサンプリングプレートにより多重反射したレーザ光を遮光する遮光手段を有することを特徴とする請求項４又は５に記載のレーザ露光装置。』
により、多重反射の反射光が遮光されているので、上述のような問題がなく、精度の高い露光強度の制御ができ、また、良好な露光ができる。
【００３５】
〔請求項７の説明〕『前記ビームサンプリングプレートのレーザ光が透過する面の１面に反射防止コート層が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。』
により、ビームサンプリングプレートの表面反射光及び裏面反射光の一方の強度が低くなるので、表面反射光及び裏面反射光の強度が低い方の影響がかなり小さくなり、表面反射光及び裏面反射光の一方で露光強度の制御を行うことになり、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００３６】
〔請求項８の説明〕『前記レーザ発光手段が、複数のレーザ発光素子により、複数のレーザ光を発光するものであり、
前記変換手段が、前記レーザ発光素子毎の所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換するものであり、
前記光電変換素子が、前記複数のレーザ発光素子により発光され、前記ビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光できるものであり、
前記変換条件校正手段は、前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記複数のレーザ発光素子の各々の前記変換手段の変換条件を校正するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。』
により、１つの光電変換素子と１つの変換条件校正手段により、複数のレーザ発光素子の変換条件の校正ができ、コストを抑えることができる。
【００３７】
〔請求項９の説明〕『前記変換条件校正手段による前記変換条件の校正は、前記感光材料への入力信号に基づく露光の前に、各レーザ発光素子毎に行うことを特徴とする請求項８に記載のレーザ露光装置。』
により、変換条件校正手段による前記変換条件の校正を前記感光材料への入力信号に基づく露光の前に行うので、光電変換素子や変換条件校正手段の時定数の大きい安価なものであっても、また、レーザ発光手段が高速に光量を変動させて記録するものであっても、制御速度の問題がなく、かつ、変換条件校正手段による変換条件の校正を各レーザ発光素子毎に行うので、各レーザ発光素子に応じた良好な校正ができ、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００３８】
〔請求項１０の説明〕『レーザ露光用感光材料を評価するための露光装置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。』
により、精度の高い露光強度の制御ができるので、レーザ露光用感光材料を評価することに用いても、より正しくレーザ露光用感光材料を評価することができる。
【００５０】
〔用語その他の説明〕
レーザとしては、気体レーザ、液体レーザ、固体レーザ、半導体レーザなどが挙げられる。そして、気体レーザ発光素子としては、ヘリウムネオンレーザやアルゴンイオンレーザなどが挙げられる。
【００５１】
ビームサンプリングプレートとは、ガラスなどの透明光学媒体のプレートで、光ビームの一部を表面又は裏面で反射させて、光ビームを分割するものである。
【００５２】
レーザ露光用感光材料とは、レーザ露光により潛像を形成して、現像処理により露光像が得られる感光材料である。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に関する具体例の一例を実施形態として示すが、本発明はこれらに限定されない。また、実施形態には、用語等に対する断定的な表現があるが、本発明の好ましい例を示すもので、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００５４】
実施形態
本実施形態のレーザ露光装置は、入力信号に応じた画像の露光をレーザ光により行う装置である。図２に本実施形態のレーザ露光装置の概略構成図を示す。以下、本実施形態のレーザ露光装置について図４に基づいて説明する。
【００５５】
各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２毎に、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７と、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７に接続されているドライブ回路７１、７２、７３、８１とが設けられている。そして、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７は全て演算制御部９３に接続されている。演算制御部９３は、本発明の変換手段と変換条件校正手段とを兼ねるものであり、各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２毎に対応した所定の変換条件に基づいて、各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２に対応し入力された入力デジタル信号から発光強度制御デジタル信号に変換し、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７に入力させる。なお、発光強度制御デジタル信号は１２ｂｉｔ階調の発光強度信号である。従って、変換条件は、入力デジタル信号から１２ｂｉｔ階調の発光強度制御デジタル信号を得る条件である。そして、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７は、Ｄ／Ａ変換することで、１２ｂｉｔ階調の発光強度制御デジタル信号を発光強度制御アナログ信号に変換する。そして、ドライブ回路７１、７２、７３、８１は、発光強度制御アナログ信号から発光ドライブ信号に変換する。
【００５６】
本実施形態の気体レーザ発光素子８２は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ発光素子（波長６３３ｎｍ）であり、一定の発光強度のレーザ光を発光する。そして、レンズ８３は気体レーザ発光素子８２により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。そして、強度変調部１は、ドライブ回路８１により発光強度制御信号に応じて得られた発光ドライブ信号により、レンズ８３を通過し、ビーム形状調整光学系２に導かれている一定の発光強度のレーザ光から、発光強度制御信号に応じた発光強度のレーザ光だけをビーム形状調整光学系２に通過させる。
【００５７】
半導体レーザ発光素子７４は、ドライブ回路７１により得られた発光ドライブ信号によって、発光強度制御信号に応じた発光強度の波長６７０ｎｍのレーザ光を発光する。そして、レンズ７７は半導体レーザ発光素子７４により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。
【００５８】
半導体レーザ発光素子７５は、ドライブ回路７２により得られた発光ドライブ信号によって、発光強度制御信号に応じた発光強度の波長７８０ｎｍのレーザ光を発光する。そして、レンズ７８は半導体レーザ発光素子７５により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。
【００５９】
半導体レーザ発光素子７６は、ドライブ回路７３により得られた発光ドライブ信号によって、発光強度制御信号に応じた発光強度の波長８２０ｎｍのレーザ光を発光する。そして、レンズ７９は半導体レーザ発光素子７６により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。
【００６０】
ビーム形状調整光学系２は、気体レーザ発光素子８２で発光し強度変調部１を通過したレーザ光と、半導体レーザ発光素子７４で発光しレンズ７７を通過したレーザ光と、半導体レーザ発光素子７５で発光しレンズ７８を通過したレーザ光と、半導体レーザ発光素子７６で発光しレンズ７９を通過したレーザ光のそれぞれのビーム形状を、所定の形状に整形する光学系である。そして、ビーム形状調整光学系２で整形されたレーザ光は、ビームサンプリング部３のビームサンプリングプレート３０（図３に示す）の所定の位置を照射する。
【００６１】
ビームサンプリング部３は、ビームサンプリングプレート３０（図３に示す）が、ビーム形状調整光学系２からのレーザ光の一部を反射し、大部分を通過させる。ビームサンプリング部３を通過したビーム形状調整光学系２からのレーザ光の大部分は、ビーム走査部４に入る。
【００６２】
ビーム走査部４はビームサンプリング部３を通過したレーザ光を露光部５にあるレーザ露光用感光材料上で所定の速度で主走査させる。露光部５はレーザ露光用感光材料を保持しながら所定の搬送速度で搬送して副走査させる。なお、レーザ露光用感光材料は、ハロゲン化銀写真感光材料であることが好ましい。これにより、本実施形態のレーザ露光装置は後述するように、精度の高い露光強度の制御ができるので、階調再現性の非常に良い画像を得ることができる。
【００６３】
また、ビームサンプリング部３で反射したレーザ光の一部は光電変換素子６に入射する。光電変換素子６は、ビームサンプリング部３のビームサンプリングプレート３０により反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する。光電変換素子６はフォトダイオードであり、フォトダイオードの出力は温度依存性があるので、一定の温度に温度制御されている。
【００６４】
光電変換素子６により出力された受光光量信号は低ドリフト増幅回路９１に送られ、低ドリフト増幅回路９１は光電変換素子６により出力された受光光量信号を増幅する。そして、増幅された受光光量信号がＡ／Ｄ変換器９２に送られる。そして、Ａ／Ｄ変換器９２は、光電変換素子６により出力され低ドリフト増幅回路９１により増幅された受光光量信号を受光光量デジタル信号に変換する。そして、受光光量デジタル信号を演算制御部９３に送る。そして、演算制御部９３は、受光光量デジタル信号に基づいて、各レーザ発光素子８２、７４、７５、７６に対応する変換条件を校正する。
【００６５】
各レーザ発光素子８２、７４、７５、７６に対応する変換条件の校正は、各レーザ発光素子８２、７４、７５、７６毎に順番に行う。そして、これらの変換条件の校正は、共通の１つの光電変換素子６と１つの変換条件校正部９２により行うため、コストを抑えることができる。変換条件の校正時には、演算制御部９３で、１２ｂｉｔの発光強度制御デジタル信号を、０から各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２の許容できる最大強度の信号まで、所定の強度間隔で、所定の時間間隔で出力する。すると、所定の時間間隔で変化する受光光量デジタル信号が演算制御部９３に入力される。そして、この受光光量デジタル信号と発光強度制御デジタル信号との対応から、入力信号から入力信号の発光強度を実現する１２ｂｉｔ階調の発光強度デジタル信号に変換する変換条件を求める。そして、求めた変換条件を演算制御部９３にセットする。
【００６６】
また、この演算制御部９３による変換条件の校正は、レーザ露光用感光材料への入力信号に基づく画像の露光の前に、各レーザ発光素子毎に行うので、光電変換素子６や演算制御部９３が時定数の大きい安価なものであっても、また、レーザ露光が高速に発光強度を変動させて記録するものであっても、制御速度の問題がなく、かつ、各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２に応じた良好な校正ができ、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００６７】
次に、ビームサンプリング部３について、ビームサンプリング部３の概略断面図である図５に基づいて、説明する。ビームサンプリング部３には、ビームサンプリングプレート３０が、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６のビームサンプリングプレート３０への入射角θが５°であるように設けられている。図５では、参考のために、ビームサンプリングプレート３０の表面３１の垂線３９を一点鎖線で示す。ビームサンプリングプレート３０への入射角θは、入射レーザ光３６とビームサンプリングプレート３０の表面３１の垂線３９との間の角度である。そして、ビームサンプリングプレート３０の表面３１は、反射防止膜が形成されておらず、約４％の反射率を持ち、ビームサンプリングプレート３０の表面３１で入射レーザ光３６の一部が反射する。そして、入射レーザ光３６の反射光３８が光電変換素子６（フォトダイオード）に入射する。
【００６８】
また、ビームサンプリングプレート３０はウエッジ角φを有するものであり、ウエッジ角φは１度である。これにより、ビームサンプリングプレートがウエッジ角φを有するので、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が発生せず、従って、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。なお、図５において表面３１と平行な面３３が裏面に対して角度φを有することを示す。
【００６９】
また、ビームサンプリングプレート３０の裏面に反射防止層３２が設けられている。そして、反射防止層３２により、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の強度をかなり小さくしている。これにより、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の影響がかなり小さくなり、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００７０】
しかし、反射防止層３２は、複数の異なる波長（６３３ｎｍ、６７０ｎｍ、７８０ｎｍ、８２０ｎｍ）のレーザ光の全てのレーザ光の反射を完全に防止できるものではない。だが、ビームサンプリングプレート３０はウエッジ角φを有するものであるので、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、いずれの波長のレーザ光に対しても精度の高い露光強度の制御ができる。
【００７１】
また、このビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光は完全には無くならないので、このようなビームサンプリングプレート３０の出射面での入射レーザ光３６の反射光や多重反射光を遮光板３４、３５で遮光している。
【００７２】
そして、ビームサンプリングプレート３０の出射面を通過したレーザ光３７が、レーザ光の大部分であり、ビーム走査部４に入る。これにより、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６の入射角θが５°であるので、発光強度によって偏光状態が変化する場合であっても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８の強度とビームサンプリングプレートを透過したレーザ光３７の強度との比）が略一定であるので、ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８を用いた校正によって、課題を解決するための手段欄で図２及び図３に基づいて説明したように、精度の高い露光強度の制御ができる。また、何らかの原因で、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６の入射角θや、ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ω（ω＝０°でＰ偏光、ω＝９０°でＳ偏光である）が、若干変動しても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８の強度とビームサンプリングプレート３０を透過したレーザ光３７の強度との比）があまり変動しないので、安定して精度の高い露光強度の制御ができる。
【００７３】
次に、ビームサンプリング部３の別の例について、ビームサンプリング部３の別の例の概略断面図である図６に基づいて、説明する。ビームサンプリング部３には、ビームサンプリングプレート３０が、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６のビームサンプリングプレート３０への入射角θは任意の角度であるが、ビームサンプリングプレート３０に入射するレーザ光の電場の振動面２４が入射面２１となす角度ωが４５°であるように設けられている。図６では、参考のために、ビームサンプリングプレート３０の入射面２１をハッチングで示す。なお、入射面２１とは、言うまでもなく、ビームサンプリングプレート３０の表面３１の法線と入射レーザ光３６を含む面のことであり、ビームサンプリングプレート３０の表面３１の法線と反射レーザ光３８を含む面である反射面と一致する。また、参考のためにＳ偏光とＰ偏光について説明すると、Ｓ偏光とは、Ｓ偏光のレーザ光の電場の振動面２２が入射面２１に対して垂直となる偏光のことであり、Ｐ偏光とは、Ｐ偏光のレーザ光の電場の振動面２３は入射面２１内である偏光のことである。
【００７４】
そして、ビームサンプリングプレート３０の表面３１は、反射防止膜が形成されておらず、約４％の反射率を持ち、ビームサンプリングプレート３０の表面３１で入射レーザ光３６の一部が反射する。そして、入射レーザ光３６の反射光３８が光電変換素子６（フォトダイオード）に入射する。
【００７５】
また、ビームサンプリングプレート３０は、図示しないが、ウエッジ角φを有するものであり、ウエッジ角φは１度である。これにより、ビームサンプリングプレートがウエッジ角φを有するので、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が発生せず、従って、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００７６】
また、ビームサンプリングプレート３０の裏面に反射防止層３２が設けられている。そして、反射防止層３２により、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の強度をかなり小さくしている。これにより、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の影響がかなり小さくなり、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００７７】
しかし、反射防止層３２は、複数の異なる波長（６３３ｎｍ、６７０ｎｍ、７８０ｎｍ、８２０ｎｍ）のレーザ光の全てのレーザ光の反射を完全に防止できるものではない。だが、ビームサンプリングプレート３０はウエッジ角φを有するものであるので、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、いずれの波長のレーザ光に対しても精度の高い露光強度の制御ができる。
【００７８】
また、このビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光は完全には無くならないので、このようなビームサンプリングプレート３０の出射面での入射レーザ光３６の反射光や多重反射光を図示しない遮光板で遮光している。
【００７９】
そして、ビームサンプリングプレート３０の出射面を通過したレーザ光３７が、レーザ光の大部分であり、ビーム走査部４に入る。これにより、ビームサンプリングプレート３０に入射するレーザ光の電場の振動面２４が入射面２１となす角度ωが４５°であるので、発光強度によって直線偏光又はランダム偏光と偏光状態が変化する場合であっても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８の強度とビームサンプリングプレートを透過したレーザ光３７の強度との比）が一定であるので、ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８を用いた校正によって、課題を解決するための手段欄で図２及び図３に基づいて説明したように、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００８０】
次に、強度変調部１について、強度変調部１の説明図である図７に基づいて、説明する。強度変調部１は、制御信号に応じてレーザ光の強度を変調するものである。変調用光学素子１０は、音響光学素子であり、制御信号に応じて回折レーザ光の強度を変化させるものである。例えば、変調用光学素子１０の変調により、図７の第一スリット１１の左側に、実線１３０で示したような強度分布の１次回折レーザ光１３と破線１４０で示したような強度分布の０次回折レーザ光１４が生じる。
【００８１】
そして、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３を通過させる位置にスリット１１１が設けられた第一スリット１１が設けられている。そして、第一スリット１１が、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３を回折させる。この第一スリット１１のスリット１１１により、図４の第二スリット１２の左側に、実線１５０で示したような強度分布の１次回折レーザ光１３の回折レーザ光と破線１６０で示したような強度分布の０次回折レーザ光１４の回折レーザ光が生じる。
【００８２】
そして、第一スリット１１による１次回折レーザ光１３の０次回折レーザ光１５を通過させる位置にスリット１２１が設けられた第二スリット１２が設けられている。そして、第二スリット１２を通過した０次回折レーザ光１７が出力され、ビーム形状調整光学系２に送られる。この際に、第一スリット１１を通過してしまった変調用光学素子１０の０次回折レーザ光１４の一部成分１６の主たる成分は第二スリット１２を通過できない。
【００８３】
これにより、変調用光学素子１０により制御信号に応じたレーザ光の強度の変調ができるので、変調が容易であり、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３の主たる成分１７を出力しつつ、第一スリット１１を通過してしまった変調用光学素子１０の０次回折レーザ光１４の主たる成分１６の通過を第二スリット１２が防止できるので、精度の高い変調ができ、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、変調用光学素子１０が音響光学素子であるので、レーザ光の強度の変調は、従来の消光比が１０００：１程度であったのが、本実施形態の強度変調部１により、消光比が１０００００：１程度に改善される。
【００８５】
また、第一スリット１１のスリット幅Ｗ１は、０．２５ｍｍであり、第一スリット１１で回折させる１次回折レーザ光１３のビーム直径Ｄ１は、０．５ｍｍであり、第二スリット１２のスリット幅Ｗ２は、３ｍｍであり、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３の第一スリット１１による０次回折レーザ光１５のビーム直径Ｄ２は、２．５ｍｍであるので、第一スリット１１で、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３と０次回折レーザ光１４とを充分に回折させることができ、そして、第二スリット１２で、この第一スリット１１を通過してしまった変調用光学素子１０の０次回折レーザ光１４の主たる成分１６の通過を良好に防止できるので、精度の高い変調ができ、かつ、よりダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができる。また、第二スリット１２から、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３の第一スリット１１による０次回折レーザ光１５だけを出力することになるので、レーザ光の強度分布が滑らかな形状になり、美しい露光ができる。また、レーザ変調装置が、精度の高い変調ができ、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができるので、精度の高い、ダイナミックレンジの広い露光ができる。
【００８６】
なお、レーザ光のビーム直径Ｄ１、Ｄ２は、レーザ光のビーム強度の分布から求まり、ビーム強度の最大値に対して１３．５％の強度を持つところの直径のことである。
【００８７】
以上のような特徴を持つので、本レーザ露光装置は、精度の高い露光強度の制御ができるので、レーザ露光用感光材料を評価するための露光装置として用いてもよい。これにより、より正しくレーザ露光用感光材料を評価することができる。
【００８８】
変形形態
実施形態の気体レーザ発光素子８２と、レンズ８３と、強度変調部１と、ドライブ回路８１だけを用いて、光通信装置の送信部として用いてもよい。これにより、ダイナミックレンジの広いレーザ光強度の変調ができ、良好な通信が可能となる。
【００８９】
【発明の効果】
第一・第二の発明の効果は、発光強度によって偏光状態が変化する場合であっても、精度の高い露光強度の制御ができることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体レーザの駆動電流に対する発光強度を示すグラフ。
【図２】ビームサンプリングプレートにおける入射角（°）に対する直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）を示すグラフ。
【図３】ビームサンプリングプレートにおける入射角（°）に対する直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）を示すグラフ（入射角０°〜２０°の領域を拡大したもの）。
【図４】実施形態のレーザ露光装置の概略構成図。
【図５】実施形態のビームサンプリング部３の概略断面図。
【図６】実施形態のビームサンプリング部３の別の例の概略断面図。
【図７】実施形態の強度変調部１の説明図。
【符号の説明】
１強度変調部
２ビーム形状調整光学系
３ビームサンプリング部
４ビーム走査部
５露光部
６光電変換素子
１０変調用光学素子
１１第一スリット
１２第二スリット
１３１次回折レーザ光
１４０次回折レーザ光
３０ビームサンプリングプレート
３１（ビームサンプリングプレートの）表面
３２（ビームサンプリングプレートの）反射防止層
３４，３５遮光板
７１，７２，７３，８１ドライブ回路
７４，７５，７６（半導体）レーザ発光素子
７７，７８，７９，８３レンズ
８２（気体）レーザ発光素子
９１低ドリフト増幅回路
９２Ａ／Ｄ変換器
９３演算制御部
９４，９５，９６，９７Ｄ／Ａ変換器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser exposure apparatus such as an apparatus for exposing a photosensitive material with a laser beam or an electrophotographic laser beam printer, and a laser modulation apparatus used in a laser exposure apparatus, an optical communication apparatus, an optical scanning apparatus, or the like. It is.
[0002]
[Prior art]
[Prior art to the first and second inventions]
Conventionally, in a laser exposure apparatus, the reproducibility of the exposure intensity of laser exposure has been a problem. Therefore, in the conventional laser exposure apparatus, a photoelectric conversion element for monitoring the emission intensity of the laser beam is provided for each laser emission element, the emission intensity of the laser beam for each laser emission element is monitored, and the exposure intensity is automatically controlled. It was. In the case of a semiconductor laser, the photoelectric conversion element that monitors the emission intensity of the laser light from the laser light emitting element is a photoelectric conversion element built in a semiconductor laser chip provided to receive light emitted backward from the laser light emitting element. In the case of a part of a semiconductor laser or a gas laser, laser light is emitted by a laser light emitting element without considering the relationship between the direction of linear polarization of the laser and the direction of the beam sampling plate. Light is emitted, this laser beam is incident on the beam sampling plate, a part of the incident laser beam is reflected by the beam sampling plate provided at an incident angle of 30 to 45 degrees, and the reflected laser beam is received. It is common.
[0003]
[Prior art to the third invention]
The modulation of the laser beam intensity by the semiconductor laser is performed by changing the drive current to the semiconductor laser.
[0004]
Further, the modulation of the intensity of the laser beam by the gas laser is performed by an acousto-optic element or an electro-optic element.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
[Problems to be solved by the first and second inventions]
When a photoelectric conversion element is provided so as to receive light emitted backward from the laser light emitting element, there is a case where the correlation between the backward light and the forward light of the semiconductor laser is low, and there is a problem that the exposure intensity cannot be controlled with high accuracy. .
[0006]
Without considering the relationship between the direction of linearly polarized light of the laser and the direction of the beam sampling plate, the laser light is emitted by the laser light emitting element, and this laser light is incident on the beam sampling plate. When a photoelectric conversion element is provided so that it is reflected by a beam sampling plate provided at an incident angle of 30 to 45 degrees and receives the reflected laser light, the reflectance varies depending on the polarization state when the polarization state changes depending on the emission intensity. Therefore, there is a problem that the exposure intensity cannot be controlled with high accuracy.
[0007]
In particular, in a semiconductor laser, as shown in FIG. 1, when the driving current is low, the light emission region is a spontaneous emission region, and the polarization state is random polarization, whereas when the driving current is high, the laser light oscillation region is reached and the polarization state is It becomes linearly polarized light. It was found that the reflectance from the beam sampling plate is different depending on the change in the polarization state. FIG. 1 is a graph showing the light emission intensity with respect to the drive current, where the horizontal axis represents the drive current and the vertical axis represents the light emission intensity.
[0008]
Further, if the beam sampling plate is a parallel plate, an interference phenomenon occurs between the front surface reflected light and the back surface reflected light of the beam sampling plate, and the reflectivity varies greatly.
[0009]
In addition, it may be possible to prevent the occurrence of interference by forming an antireflection film on the front or back surface of the beam sampling plate. However, the antireflection film should completely prevent reflection at multiple wavelengths. Is impossible.
[0010]
An object of the first and second inventions is to enable accurate control of exposure intensity even when the polarization state changes depending on the emission intensity.
[0011]
Another object of the first aspect of the invention is to prevent a significant fluctuation in reflectance due to the occurrence of interference between the front surface reflected light and the back surface reflected light of the beam sampling plate, and to control exposure intensity with high accuracy. Is to be able to.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The above-described object of the present invention can be achieved by all the matters for specifying the invention described in each claim. Each claim will be described below. However, items that overlap with the explanation in the cited paragraph may be omitted.
[0016]
[Description of Claim 1] “Conversion means for converting an input signal into a light emission intensity control signal based on a predetermined conversion condition;
Laser light emitting means for emitting a laser beam having a light amount corresponding to the light emission intensity control signal by one or a plurality of laser light emitting elements;
A beam sampling plate that reflects a part of the laser light emitted by the laser light emitting means;
A photoelectric conversion element that receives the laser beam reflected by the beam sampling plate and outputs a received light amount signal corresponding to the received light amount;
Conversion condition calibration means for calibrating the conversion condition of the conversion means based on the received light amount signal output by the photoelectric conversion element;
Have
At least one of the laser light emitting elements is a semiconductor laser;
In a laser exposure apparatus that exposes a photosensitive material with laser light transmitted through the beam sampling plate of laser light emitted by the laser light emitting means,
An laser exposure apparatus characterized in that an incident angle θ (°) of the laser light emitted by the laser light emitting means to the beam sampling plate satisfies the following expression.
[0017]
0 <θ ≦ 10 ”
The laser light emitting means emits laser light by one or a plurality of laser light emitting elements, and a part of the laser light emitted by the laser light emitting means is reflected by the beam sampling plate, and the photoelectric conversion element The laser beam reflected by the sampling plate is received and a received light amount signal corresponding to the received light amount is output, and the conversion condition calibrating means determines the conversion condition of the converting means based on the received light amount signal output by the photoelectric conversion element. The conversion means converts the input signal to the emission intensity control signal based on the predetermined conversion condition calibrated by the conversion condition calibration means, and the laser emission means uses the one or more laser emission elements to A laser beam having a light amount corresponding to the emission intensity control signal obtained by the converting unit is emitted, and the laser beam emitted by the laser emitting unit is emitted. The laser beam transmitted through the serial beam sampling plate is to expose the photosensitive material.
[0018]
Thereby, when the incident angle of the laser beam to the beam sampling plate is 10 ° or less, there is almost no change in reflectance due to the polarization state of the laser beam, so even if the polarization state changes depending on the emission intensity, Even when a plurality of laser light emitting elements having different polarization states are used, the beam sampling intensity (ratio of the intensity of the laser beam reflected by the beam sampling plate and the intensity of the laser beam transmitted through the beam sampling plate) is substantially the same. Since it is constant, exposure intensity can be controlled with high accuracy by calibration using a part of the laser light reflected by the beam sampling plate. In addition, the optical axis of the laser beam is deviated for some reason, and the incident angle to the beam sampling plate or the angle ω (ω = 0 ° at which the vibration plane of the electric field of the laser beam incident on the beam sampling plate makes the incident surface P Polarization, ω = 90 ° and S-polarization), but even if it fluctuates slightly, the beam sampling intensity does not change so much, so that the exposure intensity can be controlled stably and accurately.
[0019]
Hereinafter, a specific description will be given based on FIG. 2 and FIG. 2 and 3 are graphs showing the fluctuation rate (%) of the beam sampling intensity when the linearly polarized light is changed to random polarized light with respect to the incident angle (°), the horizontal axis is the incident angle (°), and the vertical axis is the straight line. It is a variation rate (%) of the beam sampling intensity when the polarization is changed to random polarization. FIG. 3 is an enlarged view of an incident angle range of 0 ° to 20 °. As shown in FIGS. 2 and 3, as the incident angle (°) increases, the fluctuation rate (%) of the beam sampling intensity when the linearly polarized light is changed to random polarized light increases.
[0020]
The density difference ΔD that can be identified by humans is approximately 0.04. If γ of the photosensitive material is 2, the accuracy of calibration of the light emission intensity E of the laser beam is maintained to such an extent that the density difference is not identified. At last, ΔlogE must be 0.02 or less. Therefore, the laser exposure apparatus needs to have the accuracy of calibration of the emission intensity of the laser light within at least 5%. If the light intensity emitted by the laser light emitting element is detected within 5% with the reflected light from the beam sampling plate regardless of the polarization state, the fluctuation rate of the beam sampling intensity when the linearly polarized light is changed to random polarized light is 5%. Must be within.
[0021]
Therefore, if the incident angle of the laser beam to the beam sampling plate is 10 ° or less, as can be seen from the curves shown in FIGS. 2 and 3, the fluctuation rate of the beam sampling intensity when the linearly polarized light is changed to the randomly polarized light is Within 5%. Therefore, regardless of the polarization state, the light emission intensity by the laser light emitting element can be detected within 5% by the reflected light from the beam sampling plate, and the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0022]
Some laser exposure apparatuses require the calibration accuracy of the emission intensity of laser light to be at least within 1%. As can be seen from the curves shown in FIGS. 2 and 3, when the incident angle is set to 5 ° or less, the fluctuation rate of the beam sampling intensity when the linearly polarized light is changed to random polarized light is within 1%. Therefore, when the incident angle is set to 5 ° or less, for the same reason as described above, the light emission intensity by the laser light emitting element can be detected within 1% by the reflected light from the beam sampling plate regardless of the polarization state, and the exposure is more accurate. Strength can be controlled.
[0023]
Further, when the optical axis of the laser beam is deviated for some reason and the incident angle to the beam sampling plate is 10 ° or less, the incident surface and the vibration surface of the electric field of the laser beam incident on the beam sampling plate are Even if the angle ω (P-polarized light at ω = 0 ° and S-polarized light at ω = 90 °) varies slightly, the beam sampling intensity does not change so much, so that the exposure intensity can be controlled stably and accurately. Can do.
[0024]
[Description of Claim 2] “Conversion means for converting an input signal into a light emission intensity control signal based on a predetermined conversion condition;
Laser light emitting means for emitting a laser beam having a light amount corresponding to the light emission intensity control signal by one or a plurality of laser light emitting elements;
A beam sampling plate that reflects a part of the laser light emitted by the laser light emitting means;
A photoelectric conversion element that receives the laser beam reflected by the beam sampling plate and outputs a received light amount signal corresponding to the received light amount;
Conversion condition calibration means for calibrating the conversion condition of the conversion means based on the received light amount signal output by the photoelectric conversion element;
Have
At least one of the laser light emitting elements is a semiconductor laser;
In a laser exposure apparatus that exposes a photosensitive material with laser light transmitted through the beam sampling plate of laser light emitted by the laser light emitting means,
The laser exposure apparatus characterized in that the angle ω formed by the vibration surface of the electric field of the laser light incident on the beam sampling plate and the incident surface is substantially a half right angle. 』
The laser light emitting means emits laser light by one or a plurality of laser light emitting elements, the beam sampling plate reflects a part of the laser light emitted by the laser light emitting means, and the photoelectric conversion element The laser beam reflected by the sampling plate is received and a received light amount signal corresponding to the received light amount is output, and the conversion condition calibrating means determines the conversion condition of the converting means based on the received light amount signal output by the photoelectric conversion element. The conversion means converts the input signal to the emission intensity control signal based on the predetermined conversion condition calibrated by the conversion condition calibration means, and the laser emission means uses the one or more laser emission elements to A laser beam having a light amount corresponding to the emission intensity control signal obtained by the converting unit is emitted, and the laser beam emitted by the laser emitting unit is emitted from the laser beam. It is intended for exposing a photosensitive material with a laser beam transmitted through the over-time sampling plate.
[0025]
As a result, when the angle ω formed by the vibration surface of the electric field of the laser light incident on the beam sampling plate and the incident surface is substantially a half right angle, the reflectivity is almost the same regardless of whether the laser light is polarized or linearly polarized. Therefore, even when the polarization state changes to linearly polarized light or random polarized light depending on the light emission intensity, the beam sampling intensity is substantially constant. Therefore, high-precision exposure is achieved by calibration using the laser light reflected by the beam sampling plate. Strength can be controlled.
[0026]
Hereinafter, a specific description will be given based on FIG. 2 and FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, as the incident angle (°) increases, the fluctuation rate (%) of the beam sampling intensity when the linearly polarized light is changed to random polarized light increases. When the linearly polarized light is changed to random polarized light, the fluctuation rate of the beam sampling intensity is 0% and does not change at all. Therefore, regardless of the polarization state, the light emission intensity by the laser light emitting element can be detected with extremely high accuracy by the reflected light from the beam sampling plate, and the exposure intensity can be controlled with very high accuracy.
[0027]
In addition, when the incident angle of the laser beam is 30 ° or less as an approximately half-right angle of “the angle ω between the vibration surface of the electric field of the laser beam incident on the beam sampling plate and the incident surface is approximately a half-right angle”, 40 ° Or more (especially 44 ° or more), preferably 50 ° or less (especially 46 ° or less), and 43 ° or more (especially 44 ° or more) when the incident angle of the laser beam exceeds 30 °. And is preferably 47 ° or less (particularly 46 ° or less). If the angle ω is 40 ° or more and 50 ° or less, the accuracy of calibration of the laser beam emission intensity of the laser exposure apparatus is approximately within 5%, and the laser beam is emitted by the reflected light from the beam sampling plate regardless of the polarization state. The light emission intensity by the element can be detected with accuracy within 5%, and the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0028]
[Explanation of Claim 3] The silver halide photographic light-sensitive material is a material having particularly good gradation reproducibility, and unless the exposure intensity is controlled with high accuracy, the original good gradation reproducibility cannot be fully utilized.
[0029]
3. The laser exposure apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive material is a silver halide photographic photosensitive material. 』
Accordingly, since the laser exposure apparatus according to claim 1 or 2, the exposure intensity can be controlled with high accuracy, and an image with very good gradation reproducibility can be obtained.
[0030]
[Explanation of Claim 4] “The laser exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the beam sampling plate has a wedge angle. 』
Therefore, since the beam sampling plate has a wedge angle, there is almost no interference phenomenon between the front surface reflected light and the back surface reflected light of the beam sampling plate, and therefore, the reflectance varies greatly due to the occurrence of the interference phenomenon. In addition, the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0031]
Note that the wedge angle of the beam sampling plate may be an angle exceeding 0 degree, but in particular, 1 degree or more can perform spatial separation between the front surface reflected light and the back surface reflected light with a short optical path. Moreover, 5 degrees or less is preferable in terms of suppressing the inclination of the optical axis and simplifying the optical system.
[0032]
[Explanation of Claim 5] “Laser exposure apparatus according to claim 4, wherein the laser light emitting means emits a plurality of laser beams having different wavelengths by a plurality of laser light emitting elements. 』
Therefore, since the beam sampling plate has a wedge angle, no interference phenomenon occurs between the front surface reflected light and the back surface reflected light of the beam sampling plate. On the other hand, there is no significant fluctuation of the reflectance due to the occurrence of the interference phenomenon, and the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0033]
[Explanation of claim 6] It is difficult to predict the intensity of the laser beam reflected by the beam sampling plate. Therefore, when this multiple reflected light enters the photoelectric conversion element, it becomes difficult to control the exposure intensity with high accuracy. If this multiple reflected light leaks to the exposure side, good exposure cannot be performed.
[0034]
6. The laser exposure apparatus according to claim 4, further comprising a light-shielding unit configured to shield the laser light that is multiple-reflected by the beam sampling plate. 』
Thus, the reflected light of the multiple reflection is shielded, so that there is no problem as described above, the exposure intensity can be controlled with high accuracy, and good exposure can be performed.
[0035]
[Explanation of Claim 7] “An antireflection coating layer is provided on one surface of the beam sampling plate through which laser light is transmitted. Laser exposure device. 』
As a result, the intensity of one of the front surface reflected light and the back surface reflected light of the beam sampling plate is reduced, so that the influence of the lower intensity of the front surface reflected light and the back surface reflected light is considerably reduced, and one of the front surface reflected light and the back surface reflected light is reduced. Thus, the exposure intensity is controlled, and the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0036]
[Explanation of Claim 8] “The laser light emitting means emits a plurality of laser beams by a plurality of laser light emitting elements,
The conversion means converts an input signal to a light emission intensity control signal based on a predetermined conversion condition for each laser light emitting element,
The photoelectric conversion element can receive laser light emitted by the plurality of laser light emitting elements and reflected by the beam sampling plate,
The conversion condition calibration unit calibrates the conversion condition of the conversion unit of each of the plurality of laser light emitting elements based on a received light amount signal output by the photoelectric conversion element. The laser exposure apparatus according to any one of 1 to 7. 』
Accordingly, the conversion conditions of the plurality of laser light emitting elements can be calibrated by one photoelectric conversion element and one conversion condition calibration means, and the cost can be suppressed.
[0037]
[Explanation of Claim 9] “Calibration of the conversion condition by the conversion condition calibration means is performed for each laser light emitting element before exposure based on an input signal to the photosensitive material. The laser exposure apparatus described in 1. 』
Thus, since the conversion condition calibration by the conversion condition calibration means is performed before exposure based on the input signal to the photosensitive material, even if the photoelectric conversion element and the conversion condition calibration means have a large time constant and an inexpensive one, Also, even if the laser light emitting means records the light amount at high speed, there is no problem of the control speed, and the conversion condition calibration by the conversion condition calibration means is performed for each laser light emitting element. Good calibration according to the laser light emitting element can be performed, and the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0038]
[Explanation of Claim 10] “The laser exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8, which is an exposure apparatus for evaluating a photosensitive material for laser exposure. 』
Thus, the exposure intensity can be controlled with high accuracy, so that the laser exposure photosensitive material can be more correctly evaluated even when used for evaluating the laser exposure photosensitive material.
[0050]
[Terminology and other explanations]
Examples of the laser include a gas laser, a liquid laser, a solid laser, and a semiconductor laser. Examples of the gas laser light emitting element include a helium neon laser and an argon ion laser.
[0051]
The beam sampling plate is a plate of a transparent optical medium such as glass, and a part of the light beam is reflected on the front surface or the back surface to divide the light beam.
[0052]
The photosensitive material for laser exposure is a photosensitive material that forms a latent image by laser exposure and obtains an exposure image by development processing.
[0053]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Although the example of the specific example regarding this invention is shown as embodiment below, this invention is not limited to these. Moreover, although there are assertive expressions for terms and the like in the embodiments, they show preferred examples of the present invention and do not limit the meaning and technical scope of the terms of the present invention.
[0054]
Embodiment
The laser exposure apparatus of the present embodiment is an apparatus that performs exposure of an image according to an input signal using laser light. FIG. 2 shows a schematic block diagram of the laser exposure apparatus of this embodiment. Hereinafter, the laser exposure apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0055]
For each laser emitting element 74, 75, 76, 82, D / A converters 94, 95, 96, 97 and drive circuits 71, 72 connected to the D / A converters 94, 95, 96, 97 are provided. 73, 81 are provided. The D / A converters 94, 95, 96 and 97 are all connected to the arithmetic control unit 93. The arithmetic control unit 93 serves as both the conversion means and the conversion condition calibration means of the present invention. The input digital signal input corresponding to 74, 75, 76, 82 is converted into a light emission intensity control digital signal and input to the D / A converters 94, 95, 96, 97. Note that the emission intensity control digital signal is a 12-bit gradation emission intensity signal. Therefore, the conversion condition is a condition for obtaining a 12-bit gradation emission intensity control digital signal from the input digital signal. The D / A converters 94, 95, 96, and 97 convert the 12-bit grayscale emission intensity control digital signal into the emission intensity control analog signal by performing D / A conversion. Then, the drive circuits 71, 72, 73, 81 convert the light emission intensity control analog signal into a light emission drive signal.
[0056]
The gas laser light-emitting element 82 of this embodiment is a He—Ne laser light-emitting element (wavelength 633 nm), and emits laser light having a constant light emission intensity. The lens 83 shapes the laser light emitted by the gas laser light emitting element 82 and guides it to the beam shape adjusting optical system 2. Then, the intensity modulation unit 1 is a laser having a certain emission intensity that is passed through the lens 83 and guided to the beam shape adjusting optical system 2 by the emission drive signal obtained according to the emission intensity control signal by the drive circuit 81. From the light, only the laser beam having the emission intensity corresponding to the emission intensity control signal is passed through the beam shape adjusting optical system 2.
[0057]
The semiconductor laser light emitting element 74 emits a laser beam having a wavelength of 670 nm according to the light emission intensity control signal according to the light emission drive signal obtained by the drive circuit 71. The lens 77 shapes the laser light emitted by the semiconductor laser light emitting element 74 and guides it to the beam shape adjusting optical system 2.
[0058]
The semiconductor laser light emitting element 75 emits a laser beam having a wavelength of 780 nm with an emission intensity corresponding to the emission intensity control signal in accordance with the emission drive signal obtained by the drive circuit 72. The lens 78 shapes the laser light emitted by the semiconductor laser light emitting element 75 and guides it to the beam shape adjusting optical system 2.
[0059]
The semiconductor laser light emitting element 76 emits a laser beam having a wavelength of 820 nm with an emission intensity corresponding to the emission intensity control signal in accordance with the emission drive signal obtained by the drive circuit 73. The lens 79 shapes the laser light emitted by the semiconductor laser light emitting element 76 and guides it to the beam shape adjusting optical system 2.
[0060]
The beam shape adjusting optical system 2 includes laser light emitted from the gas laser light emitting element 82 and passed through the intensity modulator 1, laser light emitted from the semiconductor laser light emitting element 74 and passed through the lens 77, and a semiconductor laser light emitting element 75. This is an optical system that shapes the beam shapes of the laser light emitted and passed through the lens 78 and the laser light emitted from the semiconductor laser light emitting element 76 and passed through the lens 79 into a predetermined shape. The laser light shaped by the beam shape adjusting optical system 2 irradiates a predetermined position of the beam sampling plate 30 (shown in FIG. 3) of the beam sampling unit 3.
[0061]
In the beam sampling unit 3, a beam sampling plate 30 (shown in FIG. 3) reflects part of the laser light from the beam shape adjusting optical system 2 and allows most of it to pass. Most of the laser light from the beam shape adjusting optical system 2 that has passed through the beam sampling unit 3 enters the beam scanning unit 4.
[0062]
The beam scanning unit 4 main-scans the laser light that has passed through the beam sampling unit 3 on the laser exposure photosensitive material in the exposure unit 5 at a predetermined speed. The exposure unit 5 carries the sub-scan by carrying it at a predetermined carrying speed while holding the photosensitive material for laser exposure. The photosensitive material for laser exposure is preferably a silver halide photographic material. As a result, the laser exposure apparatus of the present embodiment can control the exposure intensity with high accuracy, as will be described later, so that an image with very good gradation reproducibility can be obtained.
[0063]
A part of the laser light reflected by the beam sampling unit 3 enters the photoelectric conversion element 6. The photoelectric conversion element 6 receives the laser beam reflected by the beam sampling plate 30 of the beam sampling unit 3 and outputs a received light amount signal corresponding to the received light amount. The photoelectric conversion element 6 is a photodiode, and the output of the photodiode is temperature-dependent, so the temperature is controlled to a constant temperature.
[0064]
The received light amount signal output from the photoelectric conversion element 6 is sent to the low drift amplification circuit 91, and the low drift amplification circuit 91 amplifies the received light amount signal output from the photoelectric conversion element 6. Then, the amplified received light amount signal is sent to the A / D converter 92. The A / D converter 92 converts the received light amount signal output from the photoelectric conversion element 6 and amplified by the low drift amplifier circuit 91 into a received light amount digital signal. Then, the received light quantity digital signal is sent to the arithmetic control unit 93. Then, the arithmetic control unit 93 calibrates the conversion conditions corresponding to the laser light emitting elements 82, 74, 75, and 76 based on the received light quantity digital signal.
[0065]
Calibration of conversion conditions corresponding to the laser light emitting elements 82, 74, 75, and 76 is performed in order for each laser light emitting element 82, 74, 75, and 76. Since the conversion conditions are calibrated by one common photoelectric conversion element 6 and one conversion condition calibration unit 92, the cost can be reduced. At the time of calibrating the conversion conditions, the arithmetic control unit 93 applies a 12-bit light intensity control digital signal at a predetermined intensity interval from 0 to a signal with the maximum allowable intensity of each laser light emitting element 74, 75, 76, 82. Is output at the time interval. Then, a received light quantity digital signal that changes at predetermined time intervals is input to the arithmetic control unit 93. Then, from the correspondence between the received light quantity digital signal and the emission intensity control digital signal, a conversion condition for converting the input signal into the 12-bit gradation emission intensity digital signal that realizes the emission intensity of the input signal is obtained. Then, the obtained conversion condition is set in the calculation control unit 93.
[0066]
Further, the calibration of the conversion conditions by the calculation control unit 93 is performed for each laser light emitting element before the image exposure based on the input signal to the photosensitive material for laser exposure, and thus the photoelectric conversion element 6 and the calculation control unit 93. Even if the laser light source has a large time constant, or the laser exposure is performed by changing the light emission intensity at a high speed, there is no problem of the control speed, and each of the laser light emitting elements 74 and 75 , 76 and 82 can be calibrated and exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0067]
Next, the beam sampling unit 3 will be described based on FIG. 5 which is a schematic sectional view of the beam sampling unit 3. In the beam sampling unit 3, the beam sampling plate 30 is provided so that the incident angle θ of the incident laser beam 36 to the beam sampling plate 30 to the beam sampling plate 30 is 5 °. In FIG. 5, the perpendicular line 39 of the surface 31 of the beam sampling plate 30 is indicated by a one-dot chain line for reference. The incident angle θ to the beam sampling plate 30 is an angle between the incident laser light 36 and the normal line 39 of the surface 31 of the beam sampling plate 30. The surface 31 of the beam sampling plate 30 is not formed with an antireflection film, has a reflectivity of about 4%, and a part of the incident laser light 36 is reflected by the surface 31 of the beam sampling plate 30. Then, the reflected light 38 of the incident laser light 36 enters the photoelectric conversion element 6 (photodiode).
[0068]
The beam sampling plate 30 has a wedge angle φ, and the wedge angle φ is 1 degree. Thereby, since the beam sampling plate has a wedge angle φ, the interference phenomenon between the front surface reflected light and the back surface reflected light of the beam sampling plate does not occur, and therefore, the reflectance varies greatly due to the occurrence of the interference phenomenon. In addition, the exposure intensity can be controlled with high accuracy. 5 shows that the surface 33 parallel to the front surface 31 has an angle φ with respect to the back surface.
[0069]
An antireflection layer 32 is provided on the back surface of the beam sampling plate 30. The antireflection layer 32 considerably reduces the intensity of the reflected light of the incident laser light 36 on the back surface of the beam sampling plate 30. Thereby, the influence of the reflected light of the incident laser beam 36 on the back surface of the beam sampling plate 30 is considerably reduced, and the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0070]
However, the antireflection layer 32 cannot completely prevent reflection of all laser beams of a plurality of different wavelengths (633 nm, 670 nm, 780 nm, 820 nm). However, since the beam sampling plate 30 has a wedge angle φ, it is possible to prevent a significant fluctuation in reflectance due to the occurrence of an interference phenomenon, and to control the exposure intensity with high accuracy for laser light of any wavelength. .
[0071]
Further, since the reflected light of the incident laser beam 36 on the back surface of the beam sampling plate 30 is not completely lost, the reflected light or the multiple reflected light of the incident laser beam 36 on the exit surface of the beam sampling plate 30 is not changed. The light shielding plates 34 and 35 shield the light.
[0072]
The laser beam 37 that has passed through the emission surface of the beam sampling plate 30 is the majority of the laser beam and enters the beam scanning unit 4. Thus, since the incident angle θ of the incident laser beam 36 to the beam sampling plate 30 is 5 °, even if the polarization state changes depending on the emission intensity, the beam sampling intensity (the laser reflected by the beam sampling plate 30). Since the ratio of the intensity of the light 38 and the intensity of the laser light 37 transmitted through the beam sampling plate is substantially constant, means for solving the problem by calibration using the laser light 38 reflected by the beam sampling plate 30. As described with reference to FIGS. 2 and 3 in the column, the exposure intensity can be controlled with high accuracy. Further, for some reason, the incident angle θ of the incident laser beam 36 to the beam sampling plate 30 or the angle ω (ω = 0 ° at which the vibration plane of the electric field of the laser beam incident on the beam sampling plate forms the incident plane is P-polarized light. , Ω = 90 ° and S-polarized light), even if slightly fluctuated, the beam sampling intensity (the intensity of the laser beam 38 reflected by the beam sampling plate 30 and the intensity of the laser beam 37 transmitted through the beam sampling plate 30) Ratio) does not fluctuate so much, and the exposure intensity can be controlled stably and accurately.
[0073]
Next, another example of the beam sampling unit 3 will be described based on FIG. 6 which is a schematic sectional view of another example of the beam sampling unit 3. The beam sampling unit 3 includes a beam sampling plate 30, and an incident angle θ of the incident laser light 36 to the beam sampling plate 30 to the beam sampling plate 30 is an arbitrary angle. The angle ω formed by the vibration surface 24 of the electric field and the incident surface 21 is 45 °. In FIG. 6, the incident surface 21 of the beam sampling plate 30 is indicated by hatching for reference. Needless to say, the incident surface 21 is a surface including the normal line of the surface 31 of the beam sampling plate 30 and the incident laser light 36, and the normal line of the surface 31 of the beam sampling plate 30 and the reflected laser light 38. It coincides with the reflective surface that is the containing surface. For reference, the S-polarized light and the P-polarized light will be described. The S-polarized light is polarized light in which the vibration surface 22 of the electric field of the S-polarized laser light is perpendicular to the incident surface 21. Is the polarized light whose vibration surface 23 of the electric field of the P-polarized laser light is in the incident surface 21.
[0074]
The surface 31 of the beam sampling plate 30 is not formed with an antireflection film, has a reflectance of about 4%, and a part of the incident laser light 36 is reflected by the surface 31 of the beam sampling plate 30. Then, the reflected light 38 of the incident laser light 36 enters the photoelectric conversion element 6 (photodiode).
[0075]
Although not shown, the beam sampling plate 30 has a wedge angle φ, and the wedge angle φ is 1 degree. Thereby, since the beam sampling plate has a wedge angle φ, the interference phenomenon between the front surface reflected light and the back surface reflected light of the beam sampling plate does not occur, and therefore, the reflectance varies greatly due to the occurrence of the interference phenomenon. In addition, the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0076]
An antireflection layer 32 is provided on the back surface of the beam sampling plate 30. The antireflection layer 32 considerably reduces the intensity of the reflected light of the incident laser light 36 on the back surface of the beam sampling plate 30. Thereby, the influence of the reflected light of the incident laser beam 36 on the back surface of the beam sampling plate 30 is considerably reduced, and the exposure intensity can be controlled with high accuracy.
[0077]
However, the antireflection layer 32 cannot completely prevent reflection of all laser beams of a plurality of different wavelengths (633 nm, 670 nm, 780 nm, 820 nm). However, since the beam sampling plate 30 has a wedge angle φ, it is possible to prevent a significant fluctuation in reflectance due to the occurrence of an interference phenomenon, and to control the exposure intensity with high accuracy for laser light of any wavelength. .
[0078]
Further, since the reflected light of the incident laser beam 36 on the back surface of the beam sampling plate 30 is not completely lost, the reflected light or the multiple reflected light of the incident laser beam 36 on the exit surface of the beam sampling plate 30 is not changed. Light is shielded by a light shielding plate (not shown).
[0079]
The laser beam 37 that has passed through the emission surface of the beam sampling plate 30 is the majority of the laser beam and enters the beam scanning unit 4. As a result, the angle ω formed by the vibration surface 24 of the electric field of the laser light incident on the beam sampling plate 30 and the incident surface 21 is 45 °. Therefore, the polarization state changes between linearly polarized light or random polarized light and the polarization state. However, since the beam sampling intensity (ratio between the intensity of the laser beam 38 reflected by the beam sampling plate 30 and the intensity of the laser beam 37 transmitted through the beam sampling plate) is constant, the laser beam reflected by the beam sampling plate 30 is constant. As described with reference to FIG. 2 and FIG. 3 in the section for solving the problem, the exposure intensity can be controlled with high accuracy by the calibration using 38.
[0080]
Next, the intensity modulation unit 1 will be described based on FIG. 7, which is an explanatory diagram of the intensity modulation unit 1. The intensity modulator 1 modulates the intensity of the laser light in accordance with the control signal. The modulation optical element 10 is an acousto-optic element and changes the intensity of the diffracted laser light in accordance with a control signal. For example, the first-order diffracted laser beam 13 having the intensity distribution as indicated by the solid line 130 and the intensity distribution 0 as indicated by the broken line 140 are formed on the left side of the first slit 11 in FIG. Next diffraction laser beam 14 is generated.
[0081]
A first slit 11 provided with a slit 111 is provided at a position where the first-order diffracted laser beam 13 of the modulation optical element 10 passes. The first slit 11 diffracts the first-order diffracted laser beam 13 of the modulation optical element 10. Due to the slit 111 of the first slit 11, the diffracted laser beam of the first-order diffracted laser beam 13 having the intensity distribution as shown by the solid line 150 and the intensity as shown by the broken line 160 are placed on the left side of the second slit 12 in FIG. A diffracted laser beam of zero-order diffracted laser beam 14 is generated.
[0082]
And the 2nd slit 12 in which the slit 121 was provided in the position which passes the 0th-order diffracted laser beam 15 of the 1st-order diffracted laser beam 13 by the 1st slit 11 is provided. Then, the 0th-order diffracted laser beam 17 that has passed through the second slit 12 is output and sent to the beam shape adjusting optical system 2. At this time, the main component of the partial component 16 of the zero-order diffracted laser beam 14 of the modulation optical element 10 that has passed through the first slit 11 cannot pass through the second slit 12.
[0083]
Thereby, the modulation optical element 10 can modulate the intensity of the laser light in accordance with the control signal, so that the modulation is easy and the main component 17 of the first-order diffracted laser beam 13 of the modulation optical element 10 is being output. Since the second slit 12 can prevent the main component 16 of the zero-order diffracted laser beam 14 of the modulation optical element 10 that has passed through the first slit 11 from passing, the modulation can be performed with high accuracy and the dynamic range. It is possible to modulate the intensity of a wide laser beam.
[0084]
In the present embodiment, since the modulation optical element 10 is an acousto-optic element, the intensity modulation unit of the present embodiment is used to modulate the intensity of the laser light, while the conventional extinction ratio is about 1000: 1. 1, the extinction ratio is improved to about 100,000: 1.
[0085]
The slit width W1 of the first slit 11 is 0.25 mm, the beam diameter D1 of the first-order diffracted laser beam 13 diffracted by the first slit 11 is 0.5 mm, and the slit width of the second slit 12 W2 is 3 mm, and the beam diameter D2 of the zero-order diffracted laser beam 15 by the first slit 11 of the first-order diffracted laser beam 13 of the modulation optical element 10 is 2.5 mm. The first-order diffracted laser beam 13 and the zero-order diffracted laser beam 14 of the modulation optical element 10 can be sufficiently diffracted, and the second slit 12 passes through the first slit 11 for modulation. Since it is possible to satisfactorily prevent the main component 16 of the zero-order diffracted laser beam 14 from passing through the optical element 10, it is possible to perform modulation with high accuracy and to modulate the intensity of the laser beam with a wider dynamic range. It can be. Further, since only the 0th-order diffracted laser beam 15 from the first slit 11 of the first-order diffracted laser beam 13 of the modulation optical element 10 is output from the second slit 12, the shape of the laser beam having a smooth intensity distribution And beautiful exposure is possible. In addition, since the laser modulator can modulate with high accuracy and can modulate the intensity of laser light with a wide dynamic range, exposure with high accuracy and wide dynamic range can be performed.
[0086]
The beam diameters D1 and D2 of the laser light are obtained from the distribution of the beam intensity of the laser light and are diameters having an intensity of 13.5% with respect to the maximum value of the beam intensity.
[0087]
Since the present laser exposure apparatus can control the exposure intensity with high accuracy, it may be used as an exposure apparatus for evaluating a photosensitive material for laser exposure. Thereby, the photosensitive material for laser exposure can be more correctly evaluated.
[0088]
Deformation
The gas laser light emitting element 82, the lens 83, the intensity modulation unit 1, and the drive circuit 81 of the embodiment may be used as a transmission unit of the optical communication apparatus. As a result, laser light intensity having a wide dynamic range can be modulated, and good communication can be performed.
[0089]
【The invention's effect】
The effect of the first and second inventions is that the exposure intensity can be controlled with high accuracy even when the polarization state changes depending on the emission intensity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing light emission intensity with respect to a driving current of a semiconductor laser.
FIG. 2 is a graph showing a variation rate (%) of beam sampling intensity when linearly polarized light is changed to random polarized light with respect to an incident angle (°) in the beam sampling plate.
FIG. 3 is a graph showing the variation rate (%) of the beam sampling intensity when linearly polarized light is changed to random polarized light with respect to the incident angle (°) in the beam sampling plate (enlarged region of the incident angle of 0 ° to 20 °). ).
FIG. 4 is a schematic block diagram of a laser exposure apparatus according to an embodiment.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a beam sampling unit 3 according to the embodiment.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of another example of the beam sampling unit 3 according to the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an intensity modulation unit 1 according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Intensity modulation section
2 Beam shape adjustment optical system
3 Beam sampling unit
4 beam scanning section
5 Exposure section
6 photoelectric conversion elements
10 Modulating optical element
11 First slit
12 Second slit
13 First-order diffracted laser light
14 0th order diffracted laser beam
30 Beam sampling plate
31 Surface (of the beam sampling plate)
32 Antireflection layer (of the beam sampling plate)
34, 35 Shading plate
71, 72, 73, 81 Drive circuit
74, 75, 76 (semiconductor) laser light emitting device
77, 78, 79, 83 lenses
82 (Gas) Laser light emitting device
91 Low drift amplifier circuit
92 A / D converter
93 Operation control unit
94, 95, 96, 97 D / A converter

Claims

所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換する変換手段と、
１又は複数のレーザ発光素子により、前記発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光するレーザ発光手段と、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射するビームサンプリングプレートと、
前記ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する光電変換素子と、
前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記変換手段の変換条件を校正する変換条件校正手段と、
を有し、
前記レーザ発光素子の少なくとも１つが半導体レーザであり、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するレーザ露光装置において、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートの、透過光と前記光電変換素子への反射光に分割する表面への入射角θ（°）が以下の式を満足することを特徴とするレーザ露光装置。
０＜ θ ≦ １０Conversion means for converting an input signal into a light emission intensity control signal based on a predetermined conversion condition;
Laser light emitting means for emitting a laser beam having a light amount corresponding to the light emission intensity control signal by one or a plurality of laser light emitting elements;
A beam sampling plate that reflects a part of the laser light emitted by the laser light emitting means;
A photoelectric conversion element that receives the laser beam reflected by the beam sampling plate and outputs a received light amount signal corresponding to the received light amount;
Conversion condition calibration means for calibrating the conversion condition of the conversion means based on the received light amount signal output by the photoelectric conversion element;
Have
At least one of the laser light emitting elements is a semiconductor laser;
In a laser exposure apparatus that exposes a photosensitive material with laser light transmitted through the beam sampling plate of laser light emitted by the laser light emitting means,
An incident angle θ (°) to the surface of the beam sampling plate of the laser light emitted by the laser light emitting unit that is divided into transmitted light and reflected light to the photoelectric conversion element satisfies the following expression: A laser exposure apparatus.
0 <θ ≦ 10

所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換する変換手段と、
１又は複数のレーザ発光素子により、前記発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光するレーザ発光手段と、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射するビームサンプリングプレートと、
前記ビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する光電変換素子と、
前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記変換手段の変換条件を校正する変換条件校正手段と、
を有し、
前記レーザ発光素子の少なくとも１つが半導体レーザであり、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するレーザ露光装置において、
前記ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ωが４０°以上５０°以下であることを特徴とするレーザ露光装置。Conversion means for converting an input signal into a light emission intensity control signal based on a predetermined conversion condition;
Laser light emitting means for emitting a laser beam having a light amount corresponding to the light emission intensity control signal by one or a plurality of laser light emitting elements;
A beam sampling plate that reflects a part of the laser light emitted by the laser light emitting means;
A photoelectric conversion element that receives the laser beam reflected by the beam sampling plate and outputs a received light amount signal corresponding to the received light amount;
Conversion condition calibration means for calibrating the conversion condition of the conversion means based on the received light amount signal output by the photoelectric conversion element;
Have
At least one of the laser light emitting elements is a semiconductor laser;
In a laser exposure apparatus that exposes a photosensitive material with laser light transmitted through the beam sampling plate of laser light emitted by the laser light emitting means,
An laser exposure apparatus characterized in that an angle ω formed by a vibration surface of an electric field of laser light incident on the beam sampling plate and an incident surface is 40 ° or more and 50 ° or less .

前記感光材料がハロゲン化銀写真感光材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ露光装置。 3. The laser exposure apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive material is a silver halide photographic photosensitive material.

前記ビームサンプリングプレートがウエッジ角を有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。 The laser exposure apparatus according to claim 1, wherein the beam sampling plate has a wedge angle.

前記レーザ発光手段が、複数のレーザ発光素子により、複数の異なる波長のレーザ光を発光するものであることを特徴とする請求項４に記載のレーザ露光装置。 5. The laser exposure apparatus according to claim 4, wherein the laser light emitting means emits a plurality of laser beams having different wavelengths by a plurality of laser light emitting elements.

前記ビームサンプリングプレートにより多重反射したレーザ光を遮光する遮光手段を有することを特徴とする請求項４又は５に記載のレーザ露光装置。 6. The laser exposure apparatus according to claim 4, further comprising a light shielding unit configured to shield the laser light that has been multiply reflected by the beam sampling plate.

前記ビームサンプリングプレートのレーザ光が透過する面の少なくとも１面に反射防止コート層が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。 The laser exposure apparatus according to claim 1, wherein an antireflection coating layer is provided on at least one surface of the beam sampling plate through which laser light is transmitted.

前記レーザ発光手段が、複数のレーザ発光素子により、複数のレーザ光を発光するものであり、
前記変換手段が、前記レーザ発光素子毎の所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換するものであり、
前記光電変換素子が、前記複数のレーザ発光素子により発光され、前記ビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光できるものであり、
前記変換条件校正手段は、前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記複数のレーザ発光素子の各々の前記変換手段の変換条件を校正するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。The laser light emitting means emits a plurality of laser beams by a plurality of laser light emitting elements,
The conversion means converts an input signal to a light emission intensity control signal based on a predetermined conversion condition for each laser light emitting element,
The photoelectric conversion element can receive laser light emitted by the plurality of laser light emitting elements and reflected by the beam sampling plate,
The conversion condition calibration unit calibrates the conversion condition of the conversion unit of each of the plurality of laser light emitting elements based on a received light amount signal output by the photoelectric conversion element. The laser exposure apparatus according to any one of 1 to 7.

前記変換条件校正手段による前記変換条件の校正は、前記感光材料への入力信号に基づく露光の前に、各レーザ発光素子毎に行うことを特徴とする請求項８に記載のレーザ露光装置。 9. The laser exposure apparatus according to claim 8, wherein the conversion condition calibration by the conversion condition calibration unit is performed for each laser light emitting element before exposure based on an input signal to the photosensitive material.

レーザ露光用感光材料を評価するための露光装置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。 The laser exposure apparatus according to claim 1, which is an exposure apparatus for evaluating a photosensitive material for laser exposure.