CN1520152A - 绘图头单元、绘图装置及绘图方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及绘图单元、绘图装置及绘图方法。课题在于用多个绘图头能消除扫描方向的放大率误差，而且获得还能进行扫描方向的总体放大率变换的绘图头单元、绘图装置及绘图方法。至少沿扫描方向配置多个曝光头166，构成曝光头单元165。通过对每个曝光头166变更像素的更新时序，修正曝光头166之间的扫描方向的放大率误差。

Description

绘图头单元、绘图装置及绘图方法

技术领域

本发明涉及绘图头单元、绘图装置及绘图方法，特别是涉及对绘图面进行绘图时，沿着该绘图面的规定方向相对移动的绘图头单元、备有该绘图头的绘图装置、以及使用该绘图头的绘图方法。

背景技术

迄今，作为绘图装置的一例，设计出了利用数字微反射镜装置(DMD)等空间光调制元件(绘图元件)，根据图像数据对光进行调制，用调制了的光束进行图像曝光的各种曝光装置。DMD是一种根据控制信号，使反射面的角度变化的多个微反射镜在硅等半导体基板上排列成L行×M列的二维状的反射装置，使DMD沿曝光面的一定方向扫描，进行实际的曝光。

一般说来，DMD微反射镜这样排列，即各行的排列方向和各列的排列方向正交。相对于扫描方向倾斜地配置这样的DMD，扫描时扫描线的间隔变密，能提高分辨率。例如，在专利文献1中，记载了在将光引导到备有多个光阀的子区域(空间调制元件)上的照明系统中，使子区域相对于扫描线上的投影倾斜，能提高分辨率。

另外，在专利文献2中，记载了通过使生成像素用的像素平面旋转，修正与扫描方向垂直的方向的误差，通过变更扫描速度，进行扫描方向的放大率变换的换算方法。

可是，实际上，有时构成沿使用绘图元件的绘图头扫描方向排列多个所谓的行头。在这样的行头中，在绘图头之间有放大率误差的情况下，由于不能对每个头变更扫描速度，所以不能消除放大率误差。

[专利文献1]

特表2001-521672号公报

[专利文献2]

美国专利第2002/0092993说明书

本发明考虑了上述事实，将获得能用多个绘图头修正扫描方向的放大率误差、而且还能进行扫描方向的总体的放大率变换的绘图头单元、以及绘图装置及绘图方法。

发明内容

为了解决上述课题，发明的第一方面是一种对绘图面沿着至少与扫描方向交叉的方向配置了多个沿着该绘图面上规定的扫描方向相对移动的绘图头的绘图头单元，其特征在于：对每个绘图头至少能变更上述扫描方向上的绘图头的像素更新时序。

在该绘图头单元中，绘图头沿绘图面上规定的扫描方向相对移动，用各自的绘图头在绘图面上进行绘图(图像记录)。

绘图头至少能分别变更扫描方向上的像素更新时序。因此，能用所有的绘图头同样地变更像素更新时序，从而能进行扫描方向上的放大率变换。

另外，能用不同的像素更新时序对每个绘图头更新像素。即使绘图头之间产生放大率误差，也能根据它变更像素更新时序，消除放大率误差。

如发明的第二方面所述，能通过使绘图时序延迟或超前由上述扫描方向上的绘图元件之间的距离差和扫描速度的比决定的时间，进行像素更新时序的变更。这里，“绘图元件之间的距离差”，例如既可以设定成为基准的绘图元件，根据到该基准绘图元件的距离来计算，也可以根据绘图元件之间的相对位置计算。

发明的第三方面的特征在于：在发明的第一方面或第二方面中，在实际上与上述绘图面平行的面内呈二维状配置多个绘图元件，构成上述绘图头，能以绘图面的法线为中心旋转。

这样，通过使呈二维状排列的绘图元件旋转，而使与扫描方向垂直的方向上的各像素的间隔变密，能提高分辨率。另外，通过调整旋转角度，能进行与扫描方向垂直的方向上的放大率变换。

发明的第四方面的特征在于：在发明的第一方面至第三方面中，能变更沿上述扫描方向的扫描速度。

因此，即使变更扫描速度，也能进行扫描方向的放大率变更。即，能用扫描方向的像素更新时序的变更和扫描速度的变更两者中的某一者或两者，进行扫描方向的放大率变更。

作为构成本发明的绘图头单元的绘图头，虽然可以是根据图像信息，将墨滴喷射到绘图面上的喷墨记录头，但如发明的第五方面所述，上述绘图头也可以是根据图像信息，将对每个像素调制的光照射在作为绘图面的曝光面上的作为调制光照射装置的绘图头。用该绘图头，使根据图像信息对每个像素调制的光，从调制光照射装置照射在作为绘图面的曝光面上。而且，这些备有多个绘图头的绘图头单元对曝光面沿着曝光面的方向相对移动，在曝光面上绘图二维图像。

作为该调制光照射装置，例如能举出多个点光源呈二维状排列的二维排列光源。在该结构中，这些点光源根据图像信息射出光。根据需要，用高亮度光导纤维等导光构件，将该光引导到规定位置，再根据需要，用透镜和反射镜等的光学系统进行整形等，照射曝光面。

作为调制光照射装置，如发明的第六方面所述，能包括照射激光的激光装置；根据各种控制信号改变光调制状态的多个绘图元件部呈二维状排列，对从上述激光装置照射的激光进行调制的空间光调制元件；以及利用根据曝光信息生产的控制信号，控制上述绘图元件部的控制单元构成。在该结构中，利用控制单元改变空间光调制元件的各绘图元件部的光调制状态，照射在空间光调制元件上的激光被调制后，照射在曝光面上。当然，根据需要，也可以使用高亮度光导纤维等导光构件、或透镜、反射镜等的光学系统。

作为空间光调制元件，如发明的第七方面所述，能使用根据各种控制信号，能变更反射面的角度的多个微反射镜呈二维状排列构成的微反射装置，或者如发明的第八方面所述，能使用根据各种控制信号，能遮挡透射光的多个液晶单元呈二维状排列构成的液晶快门阵列。

发明的第九方面的特征在于：有发明的第一方面至第八方面任意一方面中所述的绘图头单元；以及使上述绘图头单元至少沿上述扫描方向相对移动的移动单元。

因此，由绘图头单元一边对绘图面进行曝光或喷墨等的处理，一边使绘图头单元与绘图面相对移动，在绘图面上进行绘图。在该绘图装置中，由于有发明的第一方面至第八方面任意一方面中所述的绘图头单元，所以能进行扫描方向的放大率变换，还能消除放大率误差。

发明的第十方面是一种使用发明的第一方面至第八方面任意一方面中所述的绘图头单元，使构成该绘图头单元的绘图单元沿着绘图面上规定的扫描方向相对移动，进行绘图的绘图方法，其特征在于：根据每个绘图头单元的放大率误差，变更上述像素更新时序，至少进行上述扫描方向的绘图放大率的变更。

因此，一边使绘图头单元沿着绘图面上规定的扫描方向相对移动，一边用构成绘图头单元的多个绘图头在绘图面上进行绘图。在该绘图方法中，由于使用发明的第一方面至第八方面任意一方面中所述的绘图头单元，所以能进行扫描方向的放大率变换，还能消除放大率误差。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施形态的曝光装置的外观的斜视图。

图2是表示本发明的第一实施形态的曝光装置的扫描器的结构的斜视图。

图3(A)是表示在感光材料上形成的曝光过的区域的平面图，(B)是表示曝光头的曝光区的排列的图。

图4是表示本发明的第一实施形态的曝光头的简略结构的斜视图。

图5(A)是表示图4所示的曝光头的结构沿光轴的副扫描方向的剖面图，(B)是(A)的侧视图。

图6是表示本发明的第一实施形态的曝光头的数字微反射装置(DMD)的结构的局部放大图。

图7(A)及(B)是说明本发明的第一实施形态的曝光头的DMD的工作用的说明图。

图8是表示在本发明的第一实施形态的曝光头中，由倾斜配置的DMD产生的曝光束的位置及列间间距的说明图。

图9是表示在本发明的第一实施形态的曝光头中，由倾斜配置的DMD产生扫描方向重叠在曝光束上的情况的说明图。

图10(A)是表示光导纤维阵列光源的结构的斜视图，(B)是(A)的部分的放大图，(C)及(D)是表示激光出射部中的发光点的排列的平面图。

图11是表示本发明的第一实施形态的合成波激光光源的结构的平面图。

图12是表示本发明的第一实施形态的激光模块的结构的平面图。

图13是表示图12所示的激光模块的结构的侧视图。

图14是表示图12所示的激光模块的结构的局部侧视图。

图15是表示变更扫描速度、进行扫描方向的放大率变换时的时间和扫描位置的关系的曲线图。

图16(A)、(B)都是表示变更数据更新时序、进行扫描方向的放大率变换时的时间和扫描位置的关系的曲线图。

图17是表示在本发明的第一实施形态的曝光头中，由倾斜配置的DMD在曝光束上产生扫描方向的位置差的情况的说明图。

图18是表示在本发明的第一实施形态的曝光头中，消除由倾斜配置的DMD在曝光束上产生扫描方向的位置差时的时间和扫描位置的关系的曲线图。

图19是说明通过扫描器的一次扫描对感光材料进行曝光的曝光方式用的平面图。

图20(A)及(B)是说明通过扫描器的多次扫描对感光材料进行曝光的曝光方式用的平面图。

具体实施方式

本发明的实施形态的绘图装置被作成所谓的平板型的曝光装置，如图1所示，备有将薄片状的感光材料150吸附在表面上保持的平板状的台152。沿台移动方向延伸的两条导轨158设置在被支撑在四条腿部154上的厚板状的设置台156的上表面上。台152的纵向沿着台移动方向配置，同时能利用导轨158往复移动地支撑着。另外，在该曝光装置中，设有沿导轨158对台152进行驱动用的图中未示出的驱动装置，如后面所述，利用图中未示出的控制器进行驱动控制，以便达到与扫描方向上所希望的放大率对应的移动速度(扫描速度)。

在设置台156的中央部、横跨台152的移动路径设有呈日文コ字形的门160。呈日文コ字形的门160的各端部被固定在设置台156的两侧面上。在将该门160夹在中间的一侧上设有扫描器162，在另一侧上设有检测感光材料150的前端及后端的多个(例如两个)检测传感器164。扫描器162及检测传感器164分别被安装在门160上，固定配置在台152的移动路径的上方。另外，扫描器162及检测传感器164连接在控制它们的图中未示出的控制器上，如后面所述，由曝光头166进行曝光时，按照规定的时序控制曝光。

如图2及图3(B)所示，扫描器162备有m行n列(例如3行5列)大致呈矩阵状排列的多个曝光头166，这些多个曝光头166排列起来构成曝光头单元165。特别是在本实施形态中，至少沿着与扫描方向正交的方向排列多个曝光头166(以下，将与扫描方向正交的方向称为“头排列方向”)。在该例中，在与感光材料150的宽度的关系中，在第一行及第二行中配置5个曝光头，在第三行中配置4个曝光头，总共配置了14个。另外，在表示在第m行的第n列中排列的各个曝光头的情况下，表记为曝光头166_mn。

在图2中，曝光头166的曝光区168呈将扫描方向作为短边的矩形，而且，以规定的角度相对于头排列方向倾斜。而且，伴随台152的移动，每个曝光头166在感光材料150上形成带状的曝光过的区域170。另外，在表示在第m行的第n列中排列的各个曝光头的曝光区的情况下，表记为曝光区168_mn。

另外，如图3(A)及(B)所示，排列成行状的各行的各个曝光头沿头排列方向错开规定间隔配置。因此，第一行的曝光区168₁₁和曝光区168₁₂之间的不能曝光的部分，不能由第二行的曝光区168₂₁和第三行的曝光区168₃₁进行曝光。

如图4、图5(A)及(B)所示，各个曝光头166₁₁～166_mn备有数字微反射装置(DMD)50，作为根据图像数据对每个像素调制输入的光束的空间光调制元件。该DMD50连接在备有数据处理部和反射镜驱动控制部的图中未示出的控制器上。在控制器的数据处理部中，根据输入的图像数据，生成对每个曝光头166中应控制DMD50的区域内的各微反射镜进行驱动控制的控制信号。这里，控制器具有使列方向的分辨率比原图像高的图像数据变换功能。这样通过提高分辨率，能以更高的精度进行对图像数据的各种处理或修正。如后面所述，在根据DMD50的倾斜角，变更使用像素数，修正列间间距的情况下，能以更高的精度进行修正。该图像数据的变换可以是包含图像数据的放大或缩小的变换。

另外，在反射镜驱动控制部中，根据图像数据处理部中生成的控制信号，对每个曝光头166控制DMD50的各微反射镜的发射面的角度。

在DMD50的光入射侧依次配置着：备有光导纤维的出射端部(发光点)沿着与曝光区168的长边方向对应的方向排列成一列的激光出射部的光导纤维阵列光源66；修正从光导纤维阵列光源66出射的激光，并会聚在DMD上的透镜系统67；将透过了透镜系统67的激光朝向DMD50反射的反射镜69。

透镜系统67由以下部分构成：使从光导纤维阵列光源66出射的激光成为平行光的一对组合透镜71；将变成了平行光的激光的光量分布修正得均匀的一对组合透镜73；以及将光量分布被修正了的激光会聚在DMD上的聚光透镜75。组合透镜73对于激光出射端的排列方向来说，透镜上接近光轴的部分具有使光束扩散、而且远离光轴的部分使光束会聚，而且对于与该排列方向正交的方向来说，具有使光直接通过的功能，将激光修正得使光量分布均匀。

另外，在DMD50的光反射侧配置着使在DMD50上反射的激光在感光材料150的扫描面(被曝光面)56上成像的透镜系统54、58。透镜系统54及58配置得使DMD50和被曝光面56呈共轭关系。

在本实施形态中，设定得从光导纤维阵列光源66出射的激光实际上被放大5倍后，各像素利用这些透镜系统54、58，被缩小到约5微米。

如图6所示，DMD50是微小反射镜(微反射镜)62用支柱支撑着配置在SRAM单元(存储单元)60上的，是将构成像素的多个(例如间距为13.68微米，1024×768个)微小反射镜排列成栅格状构成的反射装置。在各像素中，用支柱支撑的微反射镜62被设置在最上部，在微反射镜62的表面上蒸镀了铝等反射率大的材料。另外，微反射镜62的反射率为90％以上。另外，在微反射镜62的正下方，通过包括合叶及轭的支柱，配置着用通常的半导体存储器的生产线制造的硅栅极CMOS的SRAM单元60，总体用单晶硅(一体型)构成。

一旦数字信号被写入DMD50的SRAM单元60中，则用支柱支撑的微反射镜62以对角线为中心，相对于配置了DMD50的基板侧，在±α度(例如±10度)的范围内倾斜。图7(A)表示微反射镜62倾斜呈导通状态的+α度状态，图7(B)表示微反射镜62倾斜呈截止状态的-α度状态。因此，根据图像信号，如图6所示控制DMD50的各单元中的微反射镜62的倾斜，使入射到DMD50上的光被朝向各个微反射镜62的倾斜方向反射。

另外，图6中示出了将DMD50的一部分放大，微反射镜62被控制成+α度或-α度的状态的一例。由连接在DMD50上的图中未示出的控制器进行各个微反射镜62的导通截止控制。在用呈截止状态的微反射镜62反射光束的方向上，配置光吸收体(图中未示出)。

图8中示出了从与扫描方向正交的方向测定，从以规定的倾斜角φ(或φ-θ)倾斜的曝光区168取出任意的一列三个像素部分。这样，将DMD50倾斜配置，以便曝光区168以规定的倾斜角倾斜，使得各微反射镜反射的曝光束53的扫描轨迹(扫描线)的列间间距d变小(在本实施形态中约为0.27微米)，变得比不使曝光区168倾斜时的扫描线的列间间距或图像数据本身的分辨率(2微米)窄，所以能提高分辨率。

而且，从图8可知，在本实施形态中，还使倾斜角φ旋转角度θ，使上述的列间间距从d变更为d’，能变换放大率。在图8所示的例中，对本来的倾斜角φ来说，再使它旋转，使倾斜角φ为φ-θ。以下，用符号53表示旋转前(倾斜角φ)的曝光束像(像素)，用符号53’表示旋转后(倾斜角φ-θ)的曝光束像(像素)。旋转后的列间间距d’为

[式1]

$d^{\′}=d\frac{\cos (\mathrm{\φ}-\mathrm{\θ})}{\cos \mathrm{\φ}}-----\left(1\right)$

图9中示出了这样处理后使DMD50旋转后的曝光束像(像素)沿扫描方向取出4个，沿头排列方向取出3个。从该图9可知，沿扫描方向看，左列最上方的曝光束像53’(用黑圈表示)与下一列的最下方的曝光束像53’重合。在这样的情况下，这些曝光束像53’的列间间距变得近似于旋转后的本来的列间间距d’，变更各列的使用像素数即可。在图9所示的例中，用黑圈表示的曝光束像53’不使用，旋转前沿列方向使用4个像素，与此不同，旋转后使用3个像素。另外，在使DMD50的旋转角度相反的情况下，有时在这些曝光束像53’中产生间隙。考虑这样的情况，通过使列方向的像素数预先具有余裕，增加列方向的使用像素数，能消除该间隙。

另外，例如，如果记录特定的取样图像，进行这样的使用像素数的变更，以便消除从该取样图像的观察结果获得的列间间距的偏移，则能以低成本将使用像素数确定为适当的数。当然，如果能准确地测定实际的倾斜角，也可以根据该测定结果确定使用像素数。

图10(A)中示出了光导纤维阵列光源66的结构。光导纤维阵列光源66备有多个(例如6个)激光模块64，多模光导纤维30的一端结合在各激光模块64上。心子直径与多模光导纤维30相同而且包皮直径比多模光导纤维30小的光导纤维31结合在多模光导纤维30的另一端上，如图10(C)所示，沿着与副扫描方向正交的主扫描方向排列一列光导纤维31的出射端部(发光点)，构成激光出射部68。另外，如图10(D)所示，也可以沿主扫描方向排列两列发光点。

如图10(B)所示，光导纤维31的出射端部被夹在表面平坦的两个支持板65中固定。另外，为了保护光导纤维31的端面，在光导纤维31的光出射侧配置玻璃等透明的保护板63。保护板63也可以与光导纤维31的端面紧密接触配置，还可以将光导纤维31的端面密封起来配置。光导纤维31的出射端部虽然光密度高、容易集尘、容易劣化，但通过配置保护板63，能防止尘埃附着在端面上，同时能延迟劣化。

作为多模光导纤维30及光导纤维31，可以是阶跃折射型光导纤维、渐变折射型光导纤维、以及复合型光导纤维中的任意一种。例如，能使用三菱电线工业株式会社制的阶跃折射型光导纤维。

由图11所示的合成波激光光源(光导纤维光源)构成激光模块64。该合成波激光光源由以下部分构成：排列并固定在发热部件10上的多个(例如7个)芯片状的横多模或单模GaN系列半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6及LD7、以及对应于各个GaN系列半导体激光器LD1～LD7设置的准直透镜11、12、13、14、15、16、及17、一个会聚透镜20、以及一条多模光导纤维30。另外，半导体激光器的个数不限定于7个。

GaN系列半导体激光器LD1～LD7的振荡波长总共为(例如405nm)，最大功率总共为(例如，在多模激光器的情况下为100mW，在单模激光器的情况下为30mW)。另外，作为GaN系列半导体激光器LD1～LD7，也可以在350nm～450nm的波长范围内，使用具有上述的405nm以外的振荡波长的激光器。

如图12及图13所示，上述的合成波激光光源与其他光学要素一起被收容在上方开口的箱形封装体40内。封装体40备有将其开口关闭作成的封装体盖41，脱气处理后导入封装气体，通过用封装体盖41将封装体40的开口关闭，能将上述合成波激光光源气密地封装在由封装体40和封装体盖41形成的闭合空间(封装空间)内。

底板42被固定在封装体40的底面上，在该底板42的上表面上安装着：上述发热部件10、保持会聚透镜20的会聚透镜保持器45、以及保持多模光导纤维30的入射端部的光导纤维保持器46。多模光导纤维30的出射端部从在封装体40的壁面上形成的开口引出到封装体外部。

另外，准直透镜保持器44安装在发热部件10的侧面，保持准直透镜11～17。在封装体40的横壁面上形成开口，将驱动电流供给GaN系列半导体激光器LD1～LD7的布线47通过该开口引出到封装体外部。

另外，在图13中，为了避免图的复杂化，多个GaN系列半导体激光器中只在GaN系列半导体激光器LD7上标以编号，多个准直透镜中只在准直透镜17上标以编号。

图14中示出了上述准直透镜11～17的安装部分的正面形状。在平行平面上将备有非球面的圆形透镜的光轴切成细长的形状，形成各个准直透镜11～17。例如通过将树脂或光学玻璃模制成形，能形成该细长形状的准直透镜。使准直透镜11～17的长度方向与GaN系列半导体激光器LD1～LD7的发光点的排列方向(图14的左右方向)正交地沿上述发光点的排列方向紧密接触配置。

另一方面，作为GaN系列半导体激光器LD1～LD7，采用备有发光幅度为2微米的激活层、在与激活层平行的方向及垂直的方向的扩散角分别为例如10°、30°的状态下，发生各激光束B1～B7的激光器。使发光点沿着与激活层平行的方向排列成一列，配置这些GaN系列半导体激光器LD1～LD7。

因此，如上所述，从各发光点发出的激光束B1～B7以扩散角度大的方向与长度方向一致、扩散角度小的方向与宽度方向(与长度方向正交的方向)一致的状态，入射到细长形状的各准直透镜11～17中。

这样形成会聚透镜20：在平行平面上将备有非球面的圆形透镜的光轴切成细长的形状，且其形状沿准直透镜11～17的排列方向、即沿水平方向长，沿着与其垂直的方向短。作为该会聚透镜20，例如能采用焦距f₂＝23mm、NA＝0.2的透镜。例如，通过将树脂或光学玻璃模制成形，能形成该会聚透镜20。

其次，说明上述曝光装置的工作。

在扫描器162的各曝光头166中，从构成光导纤维阵列光源66的合成波激光光源的各个GaN系列半导体激光器LD1～LD7在发散光状态下出射的各激光光束B1、B2、B3、B4、B5、B6及B7利用对应的准直透镜11～17而变成平行光。呈平行光的激光光束B1～B7利用会聚透镜20进行会聚，而会聚在多模光导纤维30的心子30a的入射端面上。在本例中，由准直透镜11～17及会聚透镜20构成会聚光学系统，由该会聚光学系统和多模光导纤维30构成合成波光学系统。即，如上所述由会聚透镜20会聚的激光光束B1～B7入射到该多模光导纤维30的心子30a上，在光导纤维内传播，合成为一条激光光束从结合在多模光导纤维30的出射端部上的光导纤维31射出。

在光导纤维阵列光源66的激光出射部68中，这种高亮度的发光点沿主扫描方向排列成一列。由于使来自单一的半导体激光器的激光耦合在一条光导纤维中的现有的光导纤维光源的功率低，所以如果不排列多条，就不能获得所希望的功率，可是本实施形态中使用的合成波激光光源的功率大，所以即使列数少、例如一列，也能获得所希望的功率。

对应于曝光图形的图像数据被输入连接在DMD50的图中未示出的控制器中，暂时存储在控制器内的帧存储器中。该图像数据是用双值(点记录的有无)表示构成图像的各像素的浓度的数据。

将感光材料150吸附在表面上的台152利用图中未示出的驱动装置，以一定的速度沿导轨158从门160的上游侧移动到下游侧。台152通过门160时，如果由安装在门160上的检测传感器164检测到感光材料150的前端，便依次读出各多行部分的存储在帧存储器中的图像数据，在数据处理部中根据读出的图像数据，对每个曝光头166生成控制信号。然后，由反射镜驱动控制部根据所生成的控制信号，对每个曝光头166进行DMD50的各个微反射镜的导通截止控制。

如果激光从光导纤维阵列光源66照射在DMD50上，则DMD50的微反射镜呈导通状态时反射的激光利用透镜系统54、58，在感光材料150的被曝光面56上成像。这样处理后，从光导纤维阵列光源66出射的激光对每个像素导通截止，感光材料150与DMD50的使用像素数大致相同数量的像素单位(曝光区168)被曝光。

这里，在本实施形态中，由于倾斜配置DMD50，所以曝光区168相对于头排列方向倾斜规定的倾斜角。因此，如图8所示，由各微反射镜产生的曝光束53的扫描轨迹(扫描线)的列间间距比不使曝光区168倾斜时的扫描线的间距窄，能以高分辨率记录图像。

然后，感光材料150与台152一起以一定速度移动，感光材料150利用扫描器162沿着与台移动方向相反的方向扫描，由每个曝光头160形成带状的曝光过的区域170。

这时，在本实施形态中，通过变更台152的移动速度(扫描速度)，能使扫描方向的图像的放大率为所希望的放大率。即，如图15中的曲线所示，假设变更前的扫描速度为v，变更后的扫描速度为v’(＝αv)，则经过时间t时的扫描位置分别为

[式2]

y＝vt                        (2)

[式3]

y’＝v’t                    (3)

这里，

[式4]

$\frac{y^{\′}}{y}=\frac{v^{\′}t}{\mathrm{vt}}=\frac{v^{\′}}{v}-----\left(4\right)$

通过将扫描速度变更为v’后进行扫描，与变更前相比，能沿扫描方向进行α倍的放大率变换。

这样处理后，在本实施形态中，能对图像全体将扫描方向的放大率变换成所希望的放大率，而且还能通过对构成曝光头单元165的多个曝光头166中的每一个变更像素的更新时序，能修正曝光头166之间的扫描方向的放大率误差。即，如图16(A)所示，假设更新时序变更前的更新时间间隔为Δt，变更后的更新时间间隔为Δt’(＝αt)，则第n(n为自然数)的更新时序各自的扫描位置y、y’分别为

[式5]

y＝vΔtn                            (5)

[式6]

y’＝vΔt’n                        (6)

这里，

[式7]

$\frac{y^{\′}}{y}=\frac{\mathrm{v\Δ}{t}^{\′}n}{\mathrm{v\Δtn}}=\frac{{\mathrm{\Δt}}^{\′}}{\mathrm{\Δt}}----\left(7\right)$

通过使像素更新时序为n倍，与变更前相比，对每个曝光头166沿扫描方向进行n倍的放大率变换，能修正曝光头166之间的放大率误差。

另外，上述的α值虽然没有限制，但实际上如果考虑扫描方向的变换放大率，则从实际进行图像记录的点开始，作为其数值范围，最好为0.95以上、1.05以下。

另外，由于用所有的曝光头166共同进行DMD50的数据更新时序的变更，所以还能对图像全体变换扫描方向的放大率。

与图9相同，图17中示出了来自DMD50的曝光束像(像素)沿扫描方向取出4个、沿头排列方向取出3个的情况。这里，曝光束像53A和曝光束像53B沿扫描方向离开距离Dy，所以如图18所示，曝光束像53B有必要相对于曝光束像53A用延迟Dt＝Dy/v的时序进行扫描。

一般说来，在本实施形态的曝光头166等绘图头中，设定能对每个头指定的数据更新的基准时间Δt，多半情况下与其同步地更新多个绘图元件(在本实施形态中为DMD50)。在此情况下，用相对于曝光束像53A延迟了[式8]所示的时序，描绘曝光束像53B。

[式8]

$\mathrm{int}[\frac{\mathrm{Dy}/v}{\mathrm{\Δt}}+0.5]\mathrm{\Δt}----\left(8\right)$

式中，int[ ]是通过舍入而使[ ]内的数值整数化的函数。

这样处理后，由扫描器162进行的感光材料150的扫描结束，如果用检测传感器164检测到感光材料150的后端，则台152利用图中未示出的驱动装置，沿导轨158返回门160的最上游侧的原点，再次沿导轨158从门160的上游侧以一定的速度移动到下游侧。

另外，如本实施形态所示，在进行多重曝光的结构中，与不进行多重曝光的结构相比，能照射DMD50的更大的区域。因此，能使曝光束53的焦深长。例如，使用15微米间距的DMD50，假设L＝20，则对应于一个分割区178D的DMD50的长度(行方向的长度)为15微米×20＝0.3mm。为了使光照射在这样窄的区上，例如利用图5所示的透镜系统67，有必要使照射DMD50的激光光束的扩散角大，所以曝光束53的焦深短。与此不同，在照射DMD50的更大的区域的情况下，由于照射在DMD50上的激光光束的扩散角度小，所以曝光束53的焦深长。

以上，作为空间光调制元件，虽然说明了备有DMD的曝光头，但除了这样的反射型空间光调制元件以外，也能使用透射型空间光调制元件(LCD)。例如，能使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)型的空间光调制元件(SLM：Spacial Light Modulator)、或利用电光效应对透射光进行调制的光学元件(PLZT元件)或液晶光快门(FLC)等液晶快门阵列等MEMS型以外的空间光调制元件。另外，所谓MEMS，是采用以IC制造工艺为基础的微机械加工技术制造的微尺寸的传感器、传动机构、以及将控制电路集成化了的微细系统的总称，所谓MEMS型的空间光调制元件，意味着利用静电力的电气机械动作进行驱动的空间光调制元件。另外，能使用排列多个Grating Light Valve(GLV)构成二维状的结构。在使用这些反射型空间光调制元件(GLV)或透射型空间光调制元件(LCD)的结构中，除了上述的激光器以外，也能使用灯等作为光源。

另外，在上述的实施形态中，虽然说明了使用备有多个合成波激光光源的光导纤维阵列光源的例，但激光装置不限定于将合成波激光光源阵列化了的光导纤维阵列光源。例如，能使用将备有一条光导纤维的光导纤维光源阵列化了的光导纤维阵列光源，该一条光导纤维将从有一个发光点的单一的半导体激光器入射的激光射出。

另外，也能使用多个发光点排列成二维状的光源(例如，LD阵列、有机EL阵列等)。在使用这些光源的结构中，使各个发光点对应于像素，能省略上述的空间调制措施。

如图19所示，在上述的实施形态中，虽然说明了由扫描器162进行的沿X方向扫描一次，使感光材料150的全部表面曝光的例，但如图20(A)及(B)所示，也可以由扫描器162沿X方向对感光材料150进行扫描后，使扫描器162沿Y方向移动一步，再沿X方向进行扫描，反复进行扫描和移动，通过多次扫描使感光材料150的全部表面曝光。

另外，在上述的实施形态中，虽然举出了所谓的平板型的曝光装置的例，但作为本发明的曝光装置，也可以是有卷绕感光材料的滚筒的所谓的外滚筒型的曝光装置。

上述的曝光装置例如能适用于印刷电路布线板(PWB：Printed WiringBoard)的制造工序中的干式薄膜抗蚀剂(DFR：Dry Film Resist)的曝光、液晶显示装置(LCD)的制造工序中的滤色片的形成、TFT制造工序中的DFR的曝光、等离子体显示面板(PDP)的制造工序中的DFR的曝光等用途。

另外，在上述的曝光装置中，能使用通过曝光直接记录信息的光子模式感光材料、利用由曝光发生的热记录信息的热模式感光材料中的任何一种。在使用光子模式感光材料的情况下，激光装置采用GaN系列半导体激光器、波长变换固体激光器等，在使用热模式感光材料的情况下，激光装置采用AlGaAs系列半导体激光器(红外激光器)、固体激光器。

另外，在本发明中，不限于曝光装置，例如在喷墨记录头中能采用同样的结构。即，一般说来，在喷墨记录头中，虽然在与记录媒体(例如记录纸或OHP薄片等)相对的喷嘴面上形成喷出墨滴的喷嘴，但在喷墨记录头中，也可以呈栅格状地配置多个该喷嘴，使头本身相对于扫描方向倾斜，能用高分辨率记录图像。在采用了这样的二维排列的喷墨记录头中，各喷墨记录头之间即使产生扫描方向的放大率误差，也能修正它。

本发明由于如上构成，所以能用多个绘图头修正扫描方向的放大率误差，而且能进行扫描方向的总体放大率变换。

Claims (10)

1.一种绘图头单元，它是对绘图面沿着至少与扫描方向交叉的方向配置了多个沿着该绘图面上规定的扫描方向相对移动的绘图头的绘图头单元，其特征在于：

对每个绘图头至少能变更上述扫描方向上的绘图头的像素更新时序。

2.根据权利要求1所述的绘图头单元，其特征在于：通过使绘图时序延迟或超前由上述扫描方向上的绘图元件之间的距离差和扫描速度的比决定的时间，进行上述像素更新时序的变更。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的绘图头单元，其特征在于：在实际上与上述绘图面平行的面内呈二维状配置多个绘图元件，构成上述绘图头，能以绘图面的法线为中心旋转。

4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的绘图头单元，其特征在于：能变更沿上述扫描方向的扫描速度。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任意一项所述的绘图头单元，其特征在于：上述绘图头是根据图像信息，将对每个像素调制的光照射在作为绘图面的曝光面上的调制光照射装置。

6.根据权利要求5所述的绘图头单元，其特征在于：上述调制光照射装置包括

照射激光的激光装置；

根据各种控制信号改变光调制状态的多个绘图元件部呈二维状排列，对从上述激光装置照射的激光进行调制的空间光调制元件；以及

利用根据曝光信息生产的控制信号，控制上述绘图元件部的控制单元。

7.根据权利要求6所述的绘图头单元，其特征在于：用根据各种控制信号能变更反射面的角度的多个微反射镜呈二维状排列构成的微反射装置，构成上述空间光调制元件。

8.根据权利要求6所述的绘图头单元，其特征在于：用根据各种控制信号能遮挡透射光的多个液晶单元呈二维状排列构成的液晶快门阵列，构成上述空间光调制元件。

9.一种绘图装置，其特征在于：有权利要求1至权利要求8中的任意一项所述的绘图头单元；以及

使上述绘图头单元至少沿上述扫描方向相对移动的移动单元。

10.一种绘图方法，它是使用权利要求1至权利要求8中的任意一项所述的绘图头单元，使构成该绘图头单元的绘图单元沿着绘图面上规定的扫描方向相对移动，进行绘图的绘图方法，其特征在于：

根据每个绘图头单元的放大率误差，变更上述像素更新时序，至少进行上述扫描方向的绘图放大率的变更。

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