CN1578375A - 图像记录方法及图像记录装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用在与扫描方向交叉的方向排列多个记录元件单元而构成的记录头记录图像时，即使在各记录元件单元的光学倍率上产生误差，也不用机械的调整机构，就能修正图像记录位置的偏移的图像记录方法及装置。由于利用光量监视器(50)的计测，预先识别记录元件单元(166)的光学系统的物理上的机械误差、组装时的误差、环境温度或湿度的时效所引起的光学倍率的变动，根据该变位量，在扫描方向上修正图像记录开始定时，在与扫描方向正交的方向上变更分辨率，而维持标准倍率时的图像的位置，所以不具有旋转移动调整记录元件单元(166)的复杂调整机构，就可以消除相对感光材料(150)的图像记录位置偏移。
Description
技术领域
本发明涉及通过将在与扫描方向交叉的方向排列多个记录元件单元而构成的记录头沿着所述图像记录面进行扫描，从而利用点图案(dotpattern)在该图像记录面上记录图像的图像记录方法及图像记录装置。
背景技术
以往，提出各种利用数字微反射镜器件(DMD)等空间光调制元件(记录元件)，使用照射根据图像数据调制过的光束的记录头，以向记录介质记录图像(例如，向感光材料的图像曝光)的图像记录装置(参照专利文献1)。
例如，DMD是反射面角度根据控制信号变化的多个微反射镜在硅等半导体衬底上排列为L行×M列的二维形状的反射镜器件，通过对该DMD照射单一的光源，从而可以独立调制控制与DMD的分辨率相应的多个光。
一般，DMD等记录元件配置为格子状(矩阵状)，以使各行的排列方向和各列的排列方向正交，但是通过相对于扫描方向倾斜地配置该记录元件，从而在扫描时扫描线的间隔变密，可以提高分辨率。
可是，在包含所述DMD的光学系统中，有时发生光学倍率的误差。如果发生该光学倍率的误差，则点图案的记录位置偏移，在记录的图像上发生位置偏移。
为了解决该问题，有必要设置调整光学倍率的机构(参照专利文献2)。然而，光学倍率调整机构非常复杂，在有必要对应于时效进行调整时，操作非常复杂，导致操作性下降。
此外，考虑到使二维排列的记录头平面地旋转，以调整各点间的间隔尺寸。由此，可以使与扫描方向正交的方向的点间的间隔尺寸匹配。而且，可以在扫描方向上，通过变更扫描速度，来吸收误差。
[专利文献1]
美国专利第005132723号
[专利文献2]
美国专利第020092993号
可是，所述调整在将多个记录元件单元排列在与扫描方向交叉的方向上而构成记录头的结构中，相对各记录元件单元必须设置旋转调整机构，在各记录元件单元间变为不同光学倍率时无法对应。
发明内容
本发明考虑所述事实，其目的在于，提供一种在利用通过在与扫描方向交叉的方向排列多个记录元件而构成的记录头来进行记录图像时，即使在各记录元件单元的光学倍率中产生误差，也不使用机械调整机构，就可以修正图像记录装置的偏移的图像记录方法及图像记录装置。
方案1所述的发明是一种图像记录方法，其中通过将多个记录元件单元排列在与扫描方向交叉的方向上而构成的记录头沿着所述图像记录面进行扫描，从而利用点图案，在该图像记录面上记录图像，所述记录元件单元具备：光源；和用来接收来自该光源的光而形成二维排列的光束，并将该光束向图像记录面上成像的光学系统，其特征在于，计测由于所述光学系统的光学倍率变化而产生的所述图像记录面上的光束点的位置变位量，根据所述扫描方向的变位量，变更该扫描方向开始时的发光定时，根据与所述扫描方向交叉的方向的变位量，变更与该扫描方向交叉的方向的分辨率。
根据方案1所述的发明，从光源向所述图像记录面照射的光束通过光学系统而被引导。因此，有时由于物理上的机械误差、组装状态或环境温度·湿度等原因，光学系统的倍率(光学倍率)变化。这种情况下，在二维排列的记录元件单元中，由于该光学倍率的变动而导致点图案的位置变动。
因此，计测由于光学系统的光学倍率变化而产生的图像记录面上的光束点的位置的变位量。
根据所计测的变位量中的扫描方向变位量，变更扫描开始时的发光定时。
此外，根据所计测的变位量中、与扫描方向交叉的方向的变位量，变更与扫描方向交叉的方向的分辨率。
由此，不需要在机械上对记录元件单元进行位置调整的调整机构，即使存在光学倍率的变位，也不会引起位置偏移。
方案2所述的发明，其特征在于，在方案1所述的发明中，与所述扫描方向交叉的方向的分辨率的变更是变更点图案数，以便成为与以标准的光学倍率记录的与扫描方向交叉的方向的所定线宽相同的线宽。
根据方案2所述的发明，例如当光学倍率的变位是扩大一侧时，如果用与为了以标准光学倍率记录所定宽度尺寸的线(线宽)而设定的与扫描方向交叉的方向的点图案数相同的点图案数进行记录，则线宽扩大。因此，通过根据扩大的变位量来减少点图案数(即降低分辨率)，从而可以使线宽与标准的光学倍率同等。而且，当光学倍率的变位是缩小一侧时，可以提高分辨率。
为了使这种记录图像的分辨率变更不比原图像的分辨率低，以输出图像相对于原图像预先提高分辨率为前提。
方案3所述的发明是一种图像记录装置，其中通过将多个记录元件单元排列在与扫描方向交叉的方向上而构成的记录头沿着所述图像记录面进行扫描，从而利用点图案，在该图像记录面上记录图像，所述记录元件单元具备：光源；和用来接收来自该光源的光而形成二维排列的光束，并将该光束向图像记录面上成像的光学系统，其特征在于，具有：计测由于所述光学系统的光学倍率变化而产生的所述图像记录面上的光束点的位置变位量的变位量计测机构；根据所述扫描方向的变位量，变更该扫描方向开始时的发光定时的发光定时变更机构；和根据与所述扫描方向交叉的方向的变位量，变更分辨率，以便成为与标准倍率时所记录的所定线宽相同的线宽的分辨率变更机构。
根据方案3所述的发明，从光源向所述图像记录面照射的光束通过光学系统而被引导。因此，有时由于物理上的机械误差、组装状态或环境温度·湿度等原因，光学系统的倍率(光学倍率)变化。这种情况下，在二维排列的记录元件单元中，由于该光学倍率的变动而导致点图案的位置变动。
因此，在变位量计测机构中，计测由于光学系统的光学倍率变化而产生的图像记录面上的光束点的位置的变位量。
在发光定时变更机构中，根据由所述变位量计测机构所计测的变位量中的扫描方向变位量，变更扫描开始时的发光定时。
此外，在分辨率变更机构中，根据由所述变位量计测机构计测的变位量中的与扫描方向交叉的方向的变位量，变更与扫描方向交叉的方向的分辨率。即变更分辨率，以便成为与标准倍率时所记录的所定线宽相同的线宽。
由此，不需要对记录元件单元进行机械的位置调整的调整机构，即使存在光学倍率的变位，也不会引起位置偏移。
而且，调制控制能对应于接通/断开调制控制，脉冲宽度调制控制，面积调制控制等各种调制控制，并不局限于调制控制方法。
附图说明
图1是表示本实施方式的图像记录装置的外观的立体图。
图2是表示本实施方式的图像记录装置的记录头的结构的立体图。
图3(A)是表示形成在感光材料上的曝光完毕区域的俯视图，(B)是表示各曝光头的曝光区的排列的图。
图4是表示记录元件单元的点排列状态的俯视图。
图5是表示本实施方式的图像数据修正用的控制系统的控制框图。
图6(A)是重叠表示标准倍率时和放大倍率时的点图案的俯视图，(B)是放大倍率时的点图案的俯视图。
图中：10-图像数据输入部，12-帧存储器，14-分辨率变换部，50-光量监视器(变位量计测机构)，52-点图案位置数据输入部，54-变位量运算部，56-标准倍率时的点图案位置数据存储器，58-“倍率修正用”分辨率变换部(分辨率变更机构)，60-扫描正交方向变位量读出部，62-输出控制部，64-图像记录开始定时运算部(发光定时变更机构)，66-扫描方向变位量读出部，100-图像记录装置，150-感光材料，152-台面，162-记录头；166-记录元件单元。
具体实施方式
图1表示本实施方式的平台类型的图像记录装置100。
图像记录装置100具备由四个脚部154支撑的厚板状的设置台156，通过沿着台面移动方向延伸的2根导轨158，备有平板状的台面152。台面152具有将薄板状的感光材料150吸附保持在表面上的功能。
台面152将长度方向作为台面移动方向，由导轨158引导，以能往返移动(扫描)的方式而被支撑。而且，在该曝光装置100中，设置用于沿着导轨158驱动台面152的未图示的驱动装置，由未图示的控制器驱动控制为扫描方向上的与所需倍率对应的移动速度(扫描速度)。
在设置台156的中央部，跨越台面152的移动路线设有コ字状的门160。コ字状的门160的端部分别固定在设置台156的两侧面上。夹持该门160，在一方设置记录头162，在另一方设置检测感光材料150的前端及后端的多个(例如2个)检测传感器164。
如图2所示，记录头162备有多个记录元件单元166，在所定的定时内将从各记录元件单元166照射的多个光束向所述台面152上的感光材料150照射的同时，移动台面152(扫描)，从而将感光材料150曝光。
如图2和图3所示，构成记录头162的记录元件单元166排列为m行n列(例如2行5列)的大致矩阵状，这些记录元件单元166排列在与扫描方向正交的方向上。在本实施方式中，根据与感光材料150的宽度的关系，为2行合计10个记录元件单元166。
这里，基于记录元件单元166的曝光区168是以扫描方向为短边的矩形，并且相对扫描方向以所定倾角倾斜，伴随着台面152的移动，在感光材料150，按每个记录元件单元166形成带状的曝光完毕区域170。
记录元件单元分别通过空间光调制元件即未图示的数字微反射镜(DMD)，以点为单位控制入射的光束，在感光材料150上将点图案曝光，由这多个点图案表现1个象素的浓度。
如图4所示，所述的带状曝光完毕区域170(一个记录元件单元166)是由二维排列(4×5)的20个点(参照图4的实线)形成的。
另外，通过使所述二维排列的点图案相对扫描方向倾斜，从而排列在扫描方向上的各点通过排列在与扫描方向交叉的方向上的点之间，可以达到高分辨率的目的。再有，如上所述，记录元件单元166的倾斜根据装置的标准分辨率的设定，有时在同一扫描线上重复多个点图案。这种情况下，可以使与任意一方的点图案(在图4中，为斜线的点图案)对应的DMD总为不工作状态，设定不使用的点图案。
然而，在包含所述DMD的光学系统中设定标准倍率，但是有时由于光学系统的物理上的机械误差、组装状态、或环境温度·湿度等时效，光学倍率变化。
在光学倍率向大的一方变化时，如图4的点划线所示，其点图案的位置变化。即，如果就这样以放大过的倍率进行图像的记录，则在扫描方向上，由于倍率误差而导致记录开始位置偏移，在与扫描方向交叉的方向上，图像尺寸扩大。
此外，当光学倍率变为比标准倍率还小时，也发生扫描开始位置偏移、图像尺寸缩小等同样的现象。
因此，在本实施方式中，在图像记录前预先计测点图案的位置，运算标准倍率时的点图案位置，根据算出的变位量，进行扫描方向的修正(扫描开始定时的变更)和与扫描方向交叉的方向的修正(分辨率的变更)。
图5表示光学倍率变化时的用于输入图像数据修正控制的功能框图。
在图像记录装置100的台面152上，将光量监视器50配置在与感光材料150等价的位置上。在该光量监视器50中设置能以点为单位计测光量的小孔(aperture)，以便可以识别各记录元件单元166的二维排列的点图案的位置。
在这种状态下，全部点亮记录元件单元166(使DMD全部为工作状态)，通过使光量监视器向与扫描方向交叉的方向移动，从而可以识别峰值光量的位置(各点图案的位置)。
光量监视器50连接在点图案位置数据输入部52上，将各点图案的位置信息输入到该点图案位置数据输入部52中。
点图案位置数据输入部52连接在变位量运算部54上。在该变位量运算部54上连接有标准倍率时点图案位置数据存储器56。在标准倍率时点图案位置数据存储器56中预先存储标准倍率时的点图案位置数据，在变位量运算部54中，读出该标准倍率时的点图案位置数据，运算与从所述点图案位置数据输入部52送出的目前点图案位置数据之差即变位量。
另一方面，图像数据输入到图像数据输入部10中，并存储在帧存储器12中。
将存储到帧存储器12中的图像数据发送给分辨率变换部14，进行高分辨率变换。此外，在本实施方式中，在进行高分辨率化的同时，用多个点图案表现1个象素。
在分辨率变换部14上连接有倍率修正用的分辨率变换部58。
在该倍率修正用的分辨率变换部58中，根据由所述变位量运算部54算出的点图案的变位量，来变更分辨率。
即由扫描正交方向变位量读出部60从变位量运算部54中读出与扫描方向正交的方向的变位量，根据该与扫描方向正交的方向的变位量，来变更分辨率。
例如，如图6(A)和(B)所示，当光学倍率向大的一侧变动时，相对于标准倍率时的分辨率X0，扩大倍率时的分辨率变化为X，根据该差分(|X-X0|)，减去与扫描方向正交的方向的点图案数。即，使线宽一致以便将在标准倍率时应该用4行存储的地方用3行记录。
将在倍率修正用的分辨率变换部58中执行过倍率修正用的分辨率变更的图像数据发送给数据生成部32，生成成为最终图像数据的各记录元件单元的数据，并向输出控制部62送出。
在该输出控制部62中，输入由图像记录开始定时运算部64算过的记录开始定时，并根据该记录开始定时，开始数据的输出。
在图像记录开始定时运算部64中，输入由扫描方向变位量读出部66从变位量运算部54中读出的扫描方向的变位量，根据该变位量来运算记录开始定时。
即如图6(A)所示，如果光学倍率向比标准倍率大的一侧变化，则由于该倍率误差，在记录开始定时上产生偏移。因此，为了抵消该偏移，可以变更数据的输出定时。如上所述，在光学倍率向大的一侧变化时，可以使图像记录开始定时提前，当向小的一侧变化时，可以推迟图像记录开始定时。
而且，成为扫描方向分辨率的各点图案的照射定时(标准倍率时为y0，扩大倍率时为y)都与倍率变化无关，可以在同一定时内执行(参照图6(A)和图6(B))。
下面说明本实施方式的作用。
(点图案变化量的生成)
在通常的图像记录中，将感光材料150定位在台面152上，但在取得点图案的变位量时，在成为该感光材料150位置的等价的位置上设置光量监视器。
在该状态下，记录头162全部工作，即使从各记录元件单元166照射的全部点的DMD所进行的调制为工作状态。
通过在光量监视器50上设置小孔，从而测定各点的位置。
这样取得的点图案位置数据，与向图像数据输入部10输入的图像数据同步，输入到点图案位置数据输入部52中，在变位量运算部54中，与存储在标准倍率时点图案位置数据存储器56中的标准倍率时的点图案位置数据比较，运算其变位量。
输入到所述图像数据输入部10中的图像数据暂时存储在帧存储器12中，按每行(与扫描方向正交的方向的同时记录区域)读出，在分辨率变换部14中执行高分辨率化。
接着，将该图像数据发送给倍率修正用的分辨率变换部58，根据在所述变位量运算部54算出的变位量中、与扫描方向正交的方向的变位量(扫描方向变位量读出部60的读出)，来变更分辨率。
即当倍率向比标准倍率大的一侧变化时，通过降低分辨率，而防止与扫描方向正交的方向的图像的放大。
此外，当倍率向比标准倍率小的一侧变化时，通过提高分辨率，而防止与扫描方向正交的方向的图像的缩小。
将进行过所述倍率修正的图像数据向数据生成部32发送，生成DMD的数据，并向输出控制部62送出。
在这里，在输出控制部62中，根据为了修正光学倍率变化所引起的图像记录开始位置的偏移，而由图像记录开始定时运算部64算出的图像记录开始定时，来控制输出。
即根据用所述变位量运算部54计算的变位量中、扫描方向的变位量(扫描方向变位量读出部66的读出)，在图像记录开始定时运算部64中，运算用于抵消图像记录开始时的偏移的定时。
当光学倍率向比标准倍率大的一侧变化时，由于最初记录的点图案向扫描方向前进，故比标准倍率时的定时还早。因此，根据前进量和扫描速度，推迟图像记录的开始。此外，当光学倍率向比标准倍率小的一侧变化时，由于最初记录的点图案向扫描方向相反的方向推迟，故比标准倍率时的定时还晚。因此，根据推迟量和扫描速度，将图像记录的开始提前。
(图像记录的流程)
表面上吸附了感光材料150的台面152由未图示的驱动装置驱动为，沿着导轨158，以一定速度从门160的上游一侧向下游一侧移动。当台面152通过门160下面时，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，则根据所述生成的数据，由每个记录元件单元166控制DMD的各微反射镜。
即如果激光照射DMD，则在DMD的微反射镜为工作状态时反射的激光通过光学系统向感光材料150引导，成像在该感光材料150上。
在以上所说明的本实施方式中，由于通过用光量监视器50的计测来预先识别：搭载在记录头162上的多个记录元件单元166中的光学系统的物理上的机械误差、组装时的误差、环境温度或湿度的时效(物理位置和物理特性变化)所引起的光学倍率的变动，根据该变位量，在扫描方向上修正图像记录开始定时，在与扫描方向正交的方向上变更分辨率，从而维持标准倍率时的图像的位置，所以不具有旋转移动调整记录元件单元166的复杂调整机构，就可以消除相对感光材料150的图像记录位置的偏移。
而且，在本实施方式中，通过使用DMD作为空间调制元件，使工作时间恒定，工作/不工作，来生成点图案，但也可以进行基于工作时间比(占空比)控制的脉冲宽度调制。此外，可以使1次的工作时间为极短时间，利用工作次数，来生成点图案。
在本实施方式中，对具有DMD作为空间光调制元件的记录元件单元166进行了说明，但是除了这种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 ElectroMechanical Systems)类型的空间光调制元件(SLM；Spacial LightModulator)、利用电光效应来调制透射光的光学元件(PLZT元件)或液晶光闸(FLC)等的液晶光闸阵列等MEMS类型以外的空间光调制元件。此外，MEMS是将以IC制造工艺为基础的显微机械加工技术的微尺寸的传感器、驱动器(actuator)以及控制电路集成化的微细系统的总称，MEMS类型的空间光调制元件意味着由利用静电力的电力机械动作而驱动的空间光调制元件。再有，也可以使用排列多个光栅光阀(GLV，Grating LightValve)而构成二维形状的器件。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，除了上述激光器以外，也能使用灯等作为光源。
此外，作为所述实施方式中的光源，能使用具有多个复合波激光光源的光纤阵列光源、具备将从具有一个发光点的单一半导体激光器入射的激光出射的一条光纤的光纤光源阵列化的光纤阵列光源、将多个发光点排列为二维形状的光源(例如LD阵列、有机EL阵列等)。
还有，本实施方式的图像记录装置100例如适用于印刷电路板(PWB：Printed Wiring Board)的制造工序中的干膜抗蚀剂(DFR：Dry Film Resist)的曝光、液晶显示装置(LCD)的制造工序中的滤色器的形成、TFT的制造工序中的DFR的曝光、等离子体显示器面板(PDP)的制造工序中的DFR曝光等用途。
此外，在所述图像记录装置100中，可以使用通过曝光而记录直接信息的光子模式感光材料、以通过曝光产生的热记录信息的热模式感光材料的任意一种。在使用光子模式感光材料时，对激光装置使用GaN类半导体激光器、波长变换固体激光器等，在使用热模式感光材料时，对激光装置使用AlGaAs类半导体激光器(红外激光器)、固体激光器。
(发明的效果)
在以上所说明的本发明中，在利用在与扫描方向交叉的方向排列多个记录元件单元而构成的记录头记录图像时，即使在各记录元件单元的光学倍率上产生误差，也不用机械的调整机构就可以修正图像记录位置的偏移。
Claims (3)
1.一种图像记录方法，其中通过将多个记录元件单元排列在与扫描方向交叉的方向上而构成的记录头沿着所述图像记录面进行扫描，从而利用点图案，在该图像记录面上记录图像，所述记录元件单元具备：光源；和用来接收来自该光源的光而形成二维排列的光束，并将该光束向图像记录面上成像的光学系统，其特征在于，
计测由于所述光学系统的光学倍率变化而产生的所述图像记录面上的光束点的位置变位量，
根据所述扫描方向的变位量，变更该扫描方向开始时的发光定时，
根据与所述扫描方向交叉的方向的变位量，变更与该扫描方向交叉的方向的分辨率。
2.根据权利要求1所述的图像记录方法，其特征在于，与所述扫描方向交叉的方向的分辨率的变更是变更点图案数，以便成为与以标准的光学倍率记录的与扫描方向交叉的方向的所定线宽相同的线宽。
3.一种图像记录装置，其中通过将多个记录元件单元排列在与扫描方向交叉的方向上而构成的记录头沿着所述图像记录面进行扫描，从而利用点图案，在该图像记录面上记录图像，所述记录元件单元具备：光源；和用来接收来自该光源的光而形成二维排列的光束，并将该光束向图像记录面上成像的光学系统，其特征在于，具有：
计测由于所述光学系统的光学倍率变化而产生的所述图像记录面上的光束点的位置变位量的变位量计测机构；
根据所述扫描方向的变位量，变更该扫描方向开始时的发光定时的发光定时变更机构；和
根据与所述扫描方向交叉的方向的变位量，变更分辨率，以便成为与标准倍率时所记录的所定线宽相同的线宽的分辨率变更机构。
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