JP2005294373A - Multi-beam exposing apparatus - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control an exposing head through adjustment to draw a pattern with higher accuracy on a recording surface in scanning and exposing with a multi-beam emitted from a means for selectively turning ON/OFF a plurality of pixels. <P>SOLUTION: The multi-beam exposing apparatus 10 is provided with a two-dimensional light detecting means 100 for simultaneously measuring, on the recording surface, position, shape, and amount of light of each optical beam irradiated from the means for selectively turning ON/OFF a plurality of pixels. Accordingly, at the time of exposing process with the beam emitted from the side of the means for selectively turning ON/OFF a plurality of pixels, a high quality exposed image can be obtained through high precision exposing process by adequately controlling the drive of the means for selectively turning ON/OFF a plurality of pixels, on the basis of the data about position of light beam, shape and amount of light of the light beam obtained with measurement on the recording surface with the two-dimensional light detecting means 100. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、露光ヘッドに設置された空間光変調素子等の複数の画素を画像データ(パターンデータ)に基づいて選択的にon/offする手段から出射されたマルチビーム各々の、位置、形状及び光量のデータを測定可能に構成したマルチビーム露光装置に関する。   The present invention relates to the position, shape, and position of each multi-beam emitted from a means for selectively turning on / off a plurality of pixels such as a spatial light modulation element installed in an exposure head based on image data (pattern data). The present invention relates to a multi-beam exposure apparatus configured to be able to measure light quantity data.

近年、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)といった空間光変調素子をパターンジェネレータとして利用して、画像データに応じて変調された光ビームにより、被露光部材上に画像露光を行うマルチビーム露光装置の開発が進められている。   In recent years, a multi-beam exposure apparatus that uses a spatial light modulation element such as a digital micromirror device (DMD) as a pattern generator to perform image exposure on a member to be exposed by a light beam modulated according to image data. Development is underway.

このDMDは、例えば制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーをシリコン等の半導体基板上に2次元的に配列したミラーデバイスであり、各メモリセルに蓄えた電荷による静電気力でマイクロミラーの反射面の角度を変化させるよう構成されている。   This DMD is a mirror device in which a large number of micromirrors whose reflecting surfaces change in response to a control signal, for example, are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate such as silicon, and the electrostatic force generated by charges stored in each memory cell. Thus, the angle of the reflection surface of the micromirror is changed.

従来のDMDを用いたマルチビーム露光装置では、例えば、レーザビームを出射する光源から出射されたレーザビームをレンズ系でコリメートし、このレンズ系の略焦点位置に配置されたDMDの複数のマイクロミラーでそれぞれレーザビームを反射して複数のビーム出射口から各ビームを出射する露光ヘッドを用いる。   In a conventional multi-beam exposure apparatus using a DMD, for example, a laser beam emitted from a light source that emits a laser beam is collimated by a lens system, and a plurality of DMD micromirrors arranged at a substantially focal position of the lens system. An exposure head that reflects each laser beam and emits each beam from a plurality of beam exits is used.

このマルチビーム露光装置には、露光ヘッドのビーム出射口から出射された各ビームを1画素(ピクセル)毎に1つのレンズで集光させるマイクロレンズアレイ等の光学素子を持つレンズ系により感光材料(被露光部材)の露光面上にスポット径を小さくして結像し、解像度の高い画像露光を行うものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   This multi-beam exposure apparatus uses a lens system having an optical element such as a microlens array for condensing each beam emitted from a beam emission port of an exposure head with one lens for each pixel (pixel). There has been proposed one that forms an image with a reduced spot diameter on the exposure surface of a member to be exposed and performs image exposure with high resolution (for example, see Patent Document 1).

このようなマルチビーム露光装置では、画像データ等に応じて生成した制御信号に基づいてDMDのマイクロミラーの各々を図示しない制御装置でオンオフ(on/off)制御してレーザビームを変調(偏向)し、変調されたレーザビームを露光面(記録面)上に照射して露光する。   In such a multi-beam exposure apparatus, each of the DMD micromirrors is controlled on / off by a control device (not shown) based on a control signal generated according to image data or the like to modulate (deflect) the laser beam. Then, exposure is performed by irradiating the exposure surface (recording surface) with the modulated laser beam.

このマルチビーム露光装置は、記録面に感光材料(フォトレジスト等)を配置し、複数の露光ヘッドからそれぞれ感光材料上にレーザビームが照射されて結像されたビームスポットの位置を感光材料に対して相対的に移動させながら、各々のDMDを画像データに応じて変調することにより、感光材料上に高精細なパターンを短時間で露光する処理を実行可能に構成されている。   In this multi-beam exposure apparatus, a photosensitive material (photoresist, etc.) is arranged on the recording surface, and a laser beam is irradiated onto each photosensitive material from a plurality of exposure heads so that the positions of the imaged beam spots are relative to the photosensitive material. Thus, each DMD is modulated in accordance with image data while being relatively moved, so that processing for exposing a high-definition pattern on the photosensitive material in a short time can be executed.

このようなマルチビーム露光装置によって高精度な露光処理を行うためには、露光ヘッドから投射される各光ビームの位置、形状及び光量のデータを、記録面上において正確に測定し、その測定結果に基づいて、感光材料上に適正な描画がなされるように露光ヘッドを調整して制御することが必要である。   In order to perform high-precision exposure processing with such a multi-beam exposure apparatus, the position, shape and light quantity data of each light beam projected from the exposure head is accurately measured on the recording surface, and the measurement result Based on the above, it is necessary to adjust and control the exposure head so that proper drawing is performed on the photosensitive material.

しかし、従来のマルチビーム露光装置には、各光ビームの位置、形状及び光量のデータを記録面上で同時に測定できるものがなかった。
特表2002−520840
However, there is no conventional multi-beam exposure apparatus that can simultaneously measure the position, shape and light quantity data of each light beam on the recording surface.
Special table 2002-520840

本発明は、上述した事情に鑑み、露光ヘッドに設置された空間光変調素子等の複数の画素を選択的にon/offする手段から出射されたマルチビームで走査露光する際に、記録面上に高精度で適正な描画をするように露光ヘッドを調整して制御するため、各光ビームの位置、形状及び光量のデータを記録面上で同時に検出可能な手段を備えたマルチビーム露光装置を新たに提供することを目的とする。   In view of the above-described circumstances, the present invention provides an image on a recording surface when scanning exposure with a multi-beam emitted from means for selectively turning on / off a plurality of pixels such as a spatial light modulation element installed in an exposure head. A multi-beam exposure apparatus equipped with means capable of simultaneously detecting the position, shape and light quantity data of each light beam on the recording surface in order to adjust and control the exposure head so as to perform accurate and appropriate drawing. The purpose is to provide a new one.

本発明の請求項1に記載のマルチビーム露光装置は、複数の画素を選択的にon/offする手段を有する露光ヘッドを備えたマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にon/offする手段から照射された各光ビームの位置、形状及び光量を同時に、記録面上で測定する二次元的な光の検出手段を設けたことを特徴とする。   A multi-beam exposure apparatus according to claim 1 of the present invention is a multi-beam exposure apparatus having an exposure head having means for selectively turning on / off a plurality of pixels, and selectively turning on / off the plurality of pixels. And a two-dimensional light detecting means for simultaneously measuring the position, shape and light quantity of each light beam emitted from the means for carrying out on the recording surface.

上述のように構成することにより、露光ヘッドの複数の画素を選択的にon/offする手段側から出射されたビームにより露光処理する際に、2次元的な光検出手段により記録面上で測定して得られた、光ビームの位置、光ビームの形状と光量とに関するデータに基づいて複数の画素を選択的にon/offする手段を適切に駆動制御することにより、高精度な露光処理を行って高品質の露光画像を得られるようにできる。   By configuring as described above, when performing exposure processing with a beam emitted from the means side for selectively turning on / off a plurality of pixels of the exposure head, measurement is performed on the recording surface by a two-dimensional light detection means. By appropriately driving and controlling the means for selectively turning on / off a plurality of pixels based on the data relating to the position of the light beam, the shape of the light beam, and the amount of light obtained, high-precision exposure processing can be performed. So that a high-quality exposure image can be obtained.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のマルチビーム露光装置において、複数の画素を選択的にon/offする手段の各画素に1対1で対応する複数のマイクロレンズが一体的に成形されたマイクロレンズアレイを有し、複数の画素を選択的にon/offする手段で所定の画素を点灯して二次元的な光の検出手段によって複数の光ビームが検出されたときに、各々の光ビームの位置と光量とを検出して点灯された画素によるON光ビームと迷光による子光ビームとを判別すると共に、複数の画素を選択的にon/offする手段とマイクロレンズアレイとの相対的な位置関係を求め、この位置関係に基づいて位置調整手段を駆動制御することにより迷光を削除するよう複数の画素を選択的にon/offする手段とマイクロレンズアレイとの相対的な位置を調整することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the multi-beam exposure apparatus according to the first aspect, a plurality of microlenses corresponding one-to-one to each pixel of the means for selectively turning on / off the plurality of pixels are integrated. When a predetermined pixel is turned on by means for selectively turning on / off a plurality of pixels and a plurality of light beams are detected by a two-dimensional light detection means Detecting the position and light quantity of each light beam to discriminate between an ON light beam by a lit pixel and a child light beam by stray light, and a means for selectively turning on / off a plurality of pixels and a microlens array And a means for selectively turning on / off a plurality of pixels so as to eliminate stray light by driving and controlling the position adjusting means based on the positional relation. And adjusting the relative positions of the b.

上述のように構成することにより、請求項1に記載の発明の作用、効果に加えて、迷光を削減し、より高精度な描画を行って高品質の露光画像を得られるようにできる。   With the configuration described above, in addition to the operation and effect of the invention of the first aspect, stray light can be reduced, and high-quality exposure images can be obtained by drawing with higher accuracy.

本発明の請求項3に記載のマルチビーム露光装置は、レーザ光を射出する光源ユニットと、光源ユニットから照射されたレーザ光を、所望の画像データに基づき空間変調し、この変調されたレーザ光を露光ビームとして記録面上にある感光材料に照射するための空間光変調素子と、空間光変調素子から照射された記録面上での光量分布を測定する二次元的な光の検出手段と、2次元的な光検出手段により検出した記録面上での光量分布にむらがある場合に、空間光変調素子上での光の強度分布を調整して記録面上での光量分布を均一化する光量分布調整手段と、を有することを特徴とする。   A multi-beam exposure apparatus according to a third aspect of the present invention includes a light source unit that emits laser light, and spatially modulates the laser light emitted from the light source unit based on desired image data, and the modulated laser light. A spatial light modulation element for irradiating the photosensitive material on the recording surface as an exposure beam, and a two-dimensional light detection means for measuring a light amount distribution on the recording surface irradiated from the spatial light modulation element, When the light amount distribution on the recording surface detected by the two-dimensional light detection means is uneven, the light intensity distribution on the spatial light modulator is adjusted to make the light amount distribution on the recording surface uniform. And a light amount distribution adjusting means.

上述のように構成することにより、2次元的な光検出手段によって、記録面上での光量分布を検出し、このときに光量分布にむらがある場合には、光量分布調整手段により光源ユニットと空間光変調素子との間の光路の相対的な位置を移動して空間光変調素子に入射する光の空間分布を調整し、記録面上での光量分布を均一化するので、高精度な露光処理を行って高品質の露光画像を得られるようにできる。   With the configuration described above, the light quantity distribution on the recording surface is detected by the two-dimensional light detection means, and if the light quantity distribution is uneven at this time, the light quantity distribution adjustment means The relative position of the optical path to the spatial light modulation element is moved to adjust the spatial distribution of the light incident on the spatial light modulation element, and the light quantity distribution on the recording surface is made uniform, so high-precision exposure Processing can be performed to obtain a high-quality exposure image.

本発明に係るマルチビーム露光装置によれば、露光ヘッドに設置された空間光変調素子等の複数の画素を選択的にon/offする手段から出射されたマルチビームで走査露光する際に、各光ビームの位置、形状及び光量のデータを記録面上で同時に検出したデータに基づいて適切に露光ヘッドを調整して制御することにより、高精度な描画を行って高品質の露光画像を得られるという効果がある。   According to the multi-beam exposure apparatus according to the present invention, each of the plurality of pixels such as a spatial light modulation element installed in the exposure head is subjected to scanning exposure with a multi-beam emitted from a unit that selectively turns on / off. By appropriately adjusting and controlling the exposure head based on the data simultaneously detected on the recording surface, the position, shape, and light quantity of the light beam, high-quality exposure images can be obtained by performing high-precision drawing. There is an effect.

本発明のマルチビーム露光装置に関する実施の形態について、図1乃至図23を参照しながら説明する。
[画像形成装置の構成]
図1に示すように、本発明の実施の形態に係るマルチビーム露光装置として構成された画像形成装置10は、いわゆるフラットベッド型に構成したものであり、4本の脚部材12Aに支持された基台12と、この基台12上に設けられた図中Y方向に移動し、例えばプリント基板(PCB)、カラーの液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマ・ディスプレイ・パネル(PDP)といったガラス基板の表面に感光材料を形成したもの等である感光材料11を載置固定して移動する移動ステージ14と、紫外波長領域を含む、一方向に延在したマルチビームをレーザ光として射出する光源ユニット16と、このマルチビームを、所望の画像データに基づきマルチビームの位置に応じて空間変調し、マルチビームの波長領域に感度を有する感光材料に、この変調されたマルチビームを露光ビームとして照射する露光ヘッドユニット18と、移動ステージ14の移動に伴って露光ヘッドユニット18に供給する変調信号を画像データから生成する制御ユニット20とを主に有して構成される。
Embodiments relating to the multi-beam exposure apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
[Configuration of Image Forming Apparatus]
As shown in FIG. 1, an image forming apparatus 10 configured as a multi-beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention is configured as a so-called flat bed type, and is supported by four leg members 12A. A base 12 and a surface of a glass substrate such as a printed circuit board (PCB), a color liquid crystal display (LCD), or a plasma display panel (PDP) that moves in the Y direction in the figure provided on the base 12 A moving stage 14 on which a photosensitive material 11 such as a photosensitive material formed thereon is fixed and moved; and a light source unit 16 that emits a multi-beam including a UV wavelength region extending in one direction as a laser beam; This multi-beam is spatially modulated according to the position of the multi-beam based on the desired image data, and the photosensitive material has sensitivity in the multi-beam wavelength region The exposure head unit 18 irradiates the modulated multi-beam as an exposure beam, and the control unit 20 generates a modulation signal to be supplied to the exposure head unit 18 from the image data as the moving stage 14 moves. Configured.

この画像形成装置10では、移動ステージ14の上方に感光材料を露光するための露光ヘッドユニット18を配置する。この露光ヘッドユニット18には、複数の露光ヘッド26を設置する。各露光ヘッド26には、光源ユニット16からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ28を接続する。   In the image forming apparatus 10, an exposure head unit 18 for exposing a photosensitive material is disposed above the moving stage 14. The exposure head unit 18 is provided with a plurality of exposure heads 26. Each exposure head 26 is connected with a bundled optical fiber 28 drawn from the light source unit 16.

この画像形成装置10には、基台12を跨ぐように門型フレーム22を設け、その両面にそれぞれ一対の位置検出センサ24を取り付ける。この位置検出センサ24は、移動ステージ14の通過を検知したときの検出信号を制御ユニット20に供給する。   The image forming apparatus 10 is provided with a portal frame 22 so as to straddle the base 12, and a pair of position detection sensors 24 are attached to both sides thereof. The position detection sensor 24 supplies a detection signal when the passage of the moving stage 14 is detected to the control unit 20.

この画像形成装置10では、基台12の上面に、ステージ移動方向に沿って延びた2本のガイド30を設置する。この2本のガイド30上には、移動ステージ14を往復移動可能に装着する。この移動ステージ14は、図示しないリニアモータによって、例えば、1000mmの移動量を40mm/秒といった比較的低速の一定速度で移動されるよう構成する。   In this image forming apparatus 10, two guides 30 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the base 12. The moving stage 14 is mounted on the two guides 30 so as to be able to reciprocate. The moving stage 14 is configured to be moved by a linear motor (not shown) at a relatively low constant speed such as a moving amount of 1000 mm, for example, 40 mm / second.

この画像形成装置10では、固定された露光ヘッドユニット18に対して、移動ステージ14に載置された感光材料(基板)を移動しながら、走査露光する。   In the image forming apparatus 10, scanning exposure is performed while moving the photosensitive material (substrate) placed on the moving stage 14 with respect to the fixed exposure head unit 18.

図2に示すように、露光ヘッドユニット18の内部にはm行n列(例えば、2行4列)の略マトリックス状に配列された複数(例えば、8個)の露光ヘッド26を設置する。   As shown in FIG. 2, a plurality of (for example, eight) exposure heads 26 arranged in a substantially matrix of m rows and n columns (for example, 2 rows and 4 columns) are installed inside the exposure head unit 18.

露光ヘッド26による露光エリア32は、例えば走査方向を短辺とする矩形状に構成する。この場合、感光材料11には、その走査露光の移動動作に伴って露光ヘッド26毎に帯状の露光済み領域34が形成される。   The exposure area 32 by the exposure head 26 is configured in a rectangular shape having a short side in the scanning direction, for example. In this case, a strip-shaped exposed region 34 is formed for each exposure head 26 in the photosensitive material 11 along with the scanning exposure moving operation.

また、図2に示すように、帯状の露光済み領域34が走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド26の各々は、配列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍)ずらして配置されている。このため、例えば第1行目の露光エリア32と第2行目の露光エリア32との間の露光できない部分は、第2行目の露光エリア32により露光することができる。   Further, as shown in FIG. 2, each of the exposure heads 26 in each row arranged in a line is arranged at a predetermined interval (in the arrangement direction) so that the strip-shaped exposed regions 34 are arranged without gaps in the direction orthogonal to the scanning direction. The exposure area is shifted by a natural number times the long side). For this reason, for example, a portion that cannot be exposed between the exposure area 32 of the first row and the exposure area 32 of the second row can be exposed by the exposure area 32 of the second row.

図3に示すように、各露光ヘッド26は、それぞれ入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)36を備えている。このDMD36は、データ処理手段とミラー駆動制御手段を備えた制御ユニット(制御手段)20に接続されている。   As shown in FIG. 3, each exposure head 26 includes a digital micromirror device (DMD) 36 as a spatial light modulation element that modulates an incident light beam for each pixel according to image data. Yes. The DMD 36 is connected to a control unit (control means) 20 having data processing means and mirror drive control means.

この制御ユニット20のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド26毎にDMD36の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。また、DMDコントローラとしてのミラー駆動制御手段では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド26毎にDMD36における各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。   The data processing unit of the control unit 20 generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the region to be controlled by the DMD 36 for each exposure head 26 based on the input image data. Further, the mirror drive control means as the DMD controller controls the angle of the reflection surface of each micromirror in the DMD 36 for each exposure head 26 based on the control signal generated by the image data processing unit.

各露光ヘッド26におけるDMD36の光入射側には、図1に示すように、紫外波長領域を含む一方向に延在したマルチビームをレーザ光として射出する照明装置である光源ユニット16からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ28が接続される。   As shown in FIG. 1, each exposure head 26 is led out from a light source unit 16, which is an illumination device that emits a multi-beam extending in one direction including an ultraviolet wavelength region as laser light. The bundled optical fiber 28 is connected.

光源ユニット16は、図示しないがその内部に、複数の半導体レーザチップから射出されたレーザ光を合波して光ファイバに入力する合波モジュールが複数個設置されている。各合波モジュールから延びる光ファイバは、合波したレーザ光を伝搬する合波光ファイバであって、複数の光ファイバが1つに束ねられてバンドル状の光ファイバ28として形成される。   Although not shown, the light source unit 16 is provided with a plurality of multiplexing modules that combine laser beams emitted from a plurality of semiconductor laser chips and input them to the optical fiber. The optical fiber extending from each multiplexing module is a multiplexing optical fiber that propagates the combined laser beam, and a plurality of optical fibers are bundled into one to form a bundle-like optical fiber 28.

DMD36は、図4に示すように、SRAMセル(メモリセル)44上に、微小ミラー(マイクロミラー)46が支柱により支持されて配置されたものであり、画素(ピクセル)を構成する多数の(例えば、600個×800個)の微小ミラーを格子状に配列したミラーデバイスとして構成されている。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー46が設けられており、マイクロミラー46の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。   As shown in FIG. 4, the DMD 36 is configured such that a micromirror (micromirror) 46 is supported on a SRAM cell (memory cell) 44 by a support column, and a large number of (pixels) (pixels) are formed. For example, it is configured as a mirror device in which 600 × 800) micromirrors are arranged in a lattice pattern. Each pixel is provided with a micromirror 46 supported by a support column at the top, and a material having high reflectance such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 46.

また、各マイクロミラー46の直下には、図示しないヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのCMOSのSRAMセル44が配置されており、全体はモノリシック(一体型)に構成されている。   Directly below each micromirror 46 is disposed a silicon gate CMOS SRAM cell 44 manufactured on a normal semiconductor memory manufacturing line via a post including a hinge and a yoke (not shown), and the whole is monolithic. (Integrated type).

DMD36のSRAMセル44にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー46が、対角線を中心としてDMD36が配置された基板側に対して±a度(例えば±10度)の範囲で傾けられる。図5(A)は、マイクロミラー46がオン状態である+a度に傾いた状態を示し、図5(B)は、マイクロミラー46がオフ状態である−a度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、DMD36の各ピクセルにおけるマイクロミラー46の傾きを、図4に示すように制御することによって、DMD36に入射された光はそれぞれのマイクロミラー46の傾き方向へ反射される。   When a digital signal is written to the SRAM cell 44 of the DMD 36, the micromirror 46 supported by the support is tilted in a range of ± a degrees (for example, ± 10 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 36 is disposed with the diagonal line as the center. It is done. FIG. 5A shows a state in which the micromirror 46 is tilted to + a degrees in the on state, and FIG. 5B shows a state in which the micromirror 46 is tilted to −a degrees in the off state. Therefore, by controlling the inclination of the micromirror 46 in each pixel of the DMD 36 as shown in FIG. 4 in accordance with the image signal, the light incident on the DMD 36 is reflected in the inclination direction of each micromirror 46. .

なお、図4には、DMD36の一部を拡大し、マイクロミラー46が+a度又は−a度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー46のオンオフ(on/off)制御は、DMD36に接続された制御ユニット20によって行われるもので、オン状態のマイクロミラー46により反射された光は露光状態に変調され、DMD36の光出射側に設けられた投影光学系(図3参照)へ入射する。またオフ状態のマイクロミラー46により反射された光は非露光状態に変調され、光吸収体(図示省略)に入射する。   FIG. 4 shows an example of a state in which a part of the DMD 36 is enlarged and the micromirror 46 is controlled to + a degree or −a degree. The on / off control of each micromirror 46 is performed by the control unit 20 connected to the DMD 36, and the light reflected by the on-state micromirror 46 is modulated into an exposure state, and the light of the DMD 36 The light enters the projection optical system (see FIG. 3) provided on the exit side. The light reflected by the micromirror 46 in the off state is modulated into a non-exposure state and is incident on a light absorber (not shown).

また、DMD36は、その短辺方向が走査方向と所定角度(例えば、0.1°〜0.5°)を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図6(A)はDMD36を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像(露光ビーム)48の走査軌跡を示し、図6(B)はDMD36を傾斜させた場合の露光ビーム48の走査軌跡を示している。   Further, it is preferable that the DMD 36 is disposed slightly inclined so that the short side direction forms a predetermined angle (for example, 0.1 ° to 0.5 °) with the scanning direction. 6A shows the scanning trajectory of the reflected light image (exposure beam) 48 by each micromirror when the DMD 36 is not tilted, and FIG. 6B shows the scanning trajectory of the exposure beam 48 when the DMD 36 is tilted. Show.

DMD36には、長手方向(行方向)に沿ってマイクロミラー46が多数個(例えば、800個)配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組(例えば、600組)配列されているが、図6(B)に示すように、DMD36を傾斜させることにより、各マイクロミラー46による露光ビーム48の走査軌跡(走査線)のピッチP2が、DMD36を傾斜させない場合の走査線のピッチP1より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、DMD36の傾斜角は微小であるので、DMD36を傾斜させた場合の走査幅W2と、DMD36を傾斜させない場合の走査幅W1とは略同一である。 In the DMD 36, a number of micromirror arrays in which a large number (for example, 800) of micromirrors 46 are arranged along the longitudinal direction (row direction) are arranged in a short direction (for example, 600 sets). 6B, by tilting the DMD 36, the pitch P 2 of the scanning trajectory (scanning line) of the exposure beam 48 by each micromirror 46 becomes the pitch P of the scanning line when the DMD 36 is not tilted. Narrower than 1 and can greatly improve the resolution. On the other hand, since the tilt angle of the DMD 36 is very small, the scan width W 2 when the DMD 36 is tilted and the scan width W 1 when the DMD 36 is not tilted are substantially the same.

また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上における略同一の位置(ドット)が重ねて露光(多重露光)されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、走査方向に配列された複数の露光ヘッド間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。   Further, substantially the same position (dot) on the same scanning line is overlapped and exposed (multiple exposure) by different micromirror rows. In this way, by performing multiple exposure, it is possible to control a minute amount of the exposure position and to realize high-definition exposure. Further, the joints between the plurality of exposure heads arranged in the scanning direction can be connected without any step by controlling a very small amount of exposure position.

なお、DMD36を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。   Note that the same effect can be obtained by arranging the micromirror rows in a staggered manner at a predetermined interval in the direction orthogonal to the scanning direction instead of inclining the DMD 36.

次に、露光ヘッド26におけるDMD36の光反射側に設けられる投影光学系(結像光学系)について説明する。図3に示すように、各露光ヘッド26におけるDMD36の光反射側に設けられる投影光学系は、DMD36の光反射側の露光面にある感光材料11上に光源像を投影するため、DMD36の側から感光材料11へ向って順に、レンズ系50,52、マイクロレンズアレイ54、対物レンズ系56,58の各露光用の光学部材が配置されて構成されている。   Next, a projection optical system (imaging optical system) provided on the light reflection side of the DMD 36 in the exposure head 26 will be described. As shown in FIG. 3, the projection optical system provided on the light reflection side of the DMD 36 in each exposure head 26 projects the light source image onto the photosensitive material 11 on the exposure surface on the light reflection side of the DMD 36, so The optical members for exposure of the lens systems 50 and 52, the microlens array 54, and the objective lens systems 56 and 58 are arranged in this order from 1 to the photosensitive material 11.

ここで、レンズ系50,52は拡大光学系として構成されており、DMD36により反射される光線束の断面積を拡大することで、感光材料11上のDMD36により反射された光線束による露光エリア32(図2に図示)の面積を所要の大きさに拡大している。   Here, the lens systems 50 and 52 are configured as magnifying optical systems, and the exposure area 32 by the light beam reflected by the DMD 36 on the photosensitive material 11 is enlarged by enlarging the cross-sectional area of the light beam reflected by the DMD 36. The area (shown in FIG. 2) is enlarged to the required size.

図3に示すように、マイクロレンズアレイ54は、光源ユニット16から各光ファイバ28を通じて照射されたレーザ光を反射するDMD36の各マイクロミラー46に1対1で対応する複数のマイクロレンズ60が一体的に成形されたものであり、各マイクロレンズ60は、それぞれレンズ系50,52を透過した各レーザビームの光軸上にそれぞれ配置されている。   As shown in FIG. 3, in the microlens array 54, a plurality of microlenses 60 corresponding to the micromirrors 46 of the DMD 36 that reflect the laser light emitted from the light source unit 16 through the optical fibers 28 are integrated. Each microlens 60 is arranged on the optical axis of each laser beam transmitted through the lens systems 50 and 52, respectively.

このマイクロレンズアレイ54は、矩形平板状に形成され、各マイクロレンズ60を形成した部分には、それぞれアパーチャ62を一体的に配置する。このアパーチャ62は、各マイクロレンズ60に1対1で対応して配置された開口絞りとして構成する。   The microlens array 54 is formed in a rectangular flat plate shape, and an aperture 62 is integrally disposed in a portion where each microlens 60 is formed. The aperture 62 is configured as an aperture stop disposed in a one-to-one correspondence with each microlens 60.

図3に示すように、対物レンズ系56,58は、例えば、等倍光学系として構成されている。また感光材料11は、対物レンズ系56,58の後方焦点位置に配置される。なお、投影光学系における各レンズ系50,52,対物レンズ系56,58は、図3においてそれぞれ1枚のレンズとして示されているが、複数枚のレンズ(例えば、凸レンズと凹レンズ)を組み合せたものであっても良い。   As shown in FIG. 3, the objective lens systems 56 and 58 are configured as, for example, an equal magnification optical system. The photosensitive material 11 is disposed at the rear focal position of the objective lens systems 56 and 58. The lens systems 50 and 52 and the objective lens systems 56 and 58 in the projection optical system are shown as one lens in FIG. 3, but a plurality of lenses (for example, a convex lens and a concave lens) are combined. It may be a thing.

上述のように構成された画像形成装置10には、各露光ヘッド26から照射される各光ビームの位置、形状及び光量のデータを記録面上で同時に測定可能とした、2次元的な光検出手段を設ける。   In the image forming apparatus 10 configured as described above, the two-dimensional light detection enables the data of the position, shape and light amount of each light beam irradiated from each exposure head 26 to be measured simultaneously on the recording surface. Means are provided.

この2次元的な光検出手段の一部として図1乃至図3に示すように、この画像形成装置10には、その移動ステージ14の搬送方向上流側に、記録面像拡大用の光学レンズ機器である対物レンズ102を有するCCD(電荷結合デバイス)カメラ100を配置する。この対物レンズ102を有するCCDカメラ100は、必要に応じて単数又は複数設置する。なお、本実施の形態では、3個横並びに配置した構成を採用する。   As shown in FIGS. 1 to 3 as a part of the two-dimensional light detection means, the image forming apparatus 10 includes an optical lens device for enlarging the recording surface image on the upstream side in the transport direction of the moving stage 14. A CCD (charge coupled device) camera 100 having an objective lens 102 is disposed. One or a plurality of CCD cameras 100 having the objective lens 102 are installed as necessary. In the present embodiment, a configuration in which three are arranged side by side is employed.

これらのCCDカメラ100は、それぞれリード線で制御手段である制御ユニット20に接続され、撮影した画像データを制御ユニット20へ送信するように構成されいる。   Each of these CCD cameras 100 is connected to a control unit 20 which is a control means via a lead wire, and is configured to transmit photographed image data to the control unit 20.

この対物レンズ102付きのCCDカメラ100は、移動操作機構104を介して、移動ステージ14における搬送方向(走査方向)に沿って上流側の端縁部に一体的に装着する。   The CCD camera 100 with the objective lens 102 is integrally attached to the upstream edge portion along the transport direction (scanning direction) of the moving stage 14 via the moving operation mechanism 104.

この移動操作機構104は、ガイドレール部材106上を移動ブロック部材108が移動可能に構成する。このガイドレール部材106は、移動ステージ14の幅方向全長の長さを持つレール状に形成し、移動ステージ14の側端部に設置する。   The moving operation mechanism 104 is configured such that the moving block member 108 can move on the guide rail member 106. The guide rail member 106 is formed in a rail shape having the entire length in the width direction of the moving stage 14 and is installed at the side end of the moving stage 14.

また、移動ブロック部材108は,制御手段である制御ユニット20によって制御される図示しない駆動モータを有する移動機構等によって、ガイドレール部材106上を自力で移動し、精密に位置決めして所要の位置に停止可能に構成する。さらに、移動ブロック部材108は、図示しない移動操作機構等によって、CCDカメラ100を、移動ステージ14の平面(XY平面)に垂直なZ方向に移動して所要の位置に停止可能に構成する。なお、移動ブロック部材108にZ方向の移動操作機構を設ける代わりに、移動ステージ14をZ方向に移動操作する図示しない高さ調整機構を利用しても良い。   The moving block member 108 is moved by itself on the guide rail member 106 by a moving mechanism having a drive motor (not shown) controlled by the control unit 20 that is a control means, and is precisely positioned to a required position. Configure to be stoppable. Further, the moving block member 108 is configured such that the CCD camera 100 can be moved in the Z direction perpendicular to the plane (XY plane) of the moving stage 14 and stopped at a required position by a moving operation mechanism or the like (not shown). Instead of providing the movement block member 108 with a movement operation mechanism in the Z direction, a height adjustment mechanism (not shown) that moves the movement stage 14 in the Z direction may be used.

次に、露光ヘッド26に設ける露光面での光量分布を調整するための構造について説明する。   Next, a structure for adjusting the light amount distribution on the exposure surface provided in the exposure head 26 will be described.

図3に示すように、各露光ヘッド26には、露光面(露光エリア32)での光量分布むらを改善するための光量分布調整手段を装着する。この光量分布調整手段は、各露光ヘッド26において、DMD36に入射する光源側の光路位置を微少量移動して調整する微小移動調整機構として構成する。   As shown in FIG. 3, each exposure head 26 is equipped with a light amount distribution adjusting means for improving unevenness of the light amount distribution on the exposure surface (exposure area 32). This light amount distribution adjusting means is configured as a fine movement adjusting mechanism for adjusting the light path position on the light source side incident on the DMD 36 by a small amount in each exposure head 26.

この光量分布調整手段を構成する微小移動調整機構は、露光ヘッド26に接続された、光源ユニット16から引き出されたバンドル状光ファイバ28の端部に設置する。この微小移動調整機構は、露光ヘッド26のケーシング110とバンドル状光ファイバ28の一方の側部との間に圧縮コイルばねである与圧ばね112を架設して付勢すると共に、バンドル状光ファイバ28の他方の側部(与圧ばね112を配置したのと反対側の側部)に電気機械変換素子(ピエゾ圧電素子等)114を配置して構成する。   The fine movement adjusting mechanism constituting the light amount distribution adjusting means is installed at the end of the bundle-like optical fiber 28 that is connected to the exposure head 26 and drawn from the light source unit 16. This fine movement adjusting mechanism urges a pressurizing spring 112, which is a compression coil spring, between the casing 110 of the exposure head 26 and one side of the bundle-like optical fiber 28 and urges it. An electromechanical conversion element (piezoelectric piezoelectric element or the like) 114 is arranged on the other side part of 28 (the side part opposite to the side where the pressurizing spring 112 is arranged).

この電気機械変換素子114は、制御ユニット20により制御されてピエゾ圧電素子の全長を所要量伸縮させることにより、バンドル状光ファイバ28を光路と直角に交わる方向に移動調整する操作を行う。なお、図3では、微小移動調整機構を一つ設けた構成を示したが、この微小移動調整機構を、走査方向(矢印Y方向)と、走査方向に直交する方向(矢印X方向)とのそれぞれに対応して設け、2次元的に移動調整可能に構成しても良い。   The electromechanical transducer 114 is controlled by the control unit 20 to expand and contract the entire length of the piezoelectric element by a required amount, thereby performing an operation of moving and adjusting the bundle-like optical fiber 28 in a direction perpendicular to the optical path. FIG. 3 shows a configuration in which one minute movement adjustment mechanism is provided. However, this minute movement adjustment mechanism has a scanning direction (arrow Y direction) and a direction orthogonal to the scanning direction (arrow X direction). It may be provided corresponding to each and configured to be capable of two-dimensional movement adjustment.

次に、露光ヘッド26に設ける、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係を調整するための構造について説明する。   Next, a structure for adjusting the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 provided in the exposure head 26 will be described.

各露光ヘッド26には、図16及び図17に示すような、マイクロレンズアレイ54の位置調整手段を装着する。この位置調整手段は、マイクロレンズアレイ54を光路に直交する平面上で二次元的に調整するため、互いに直交する例えばX方向とY方向とにそれぞれ移動調整するXY調整機構と、DMD36から照射される光ビームの光路の略中心に当たる中心軸(露光エリア32の略中心を直角に貫く中心軸)回りに回動調整する回動調整機構とを有する。   Each exposure head 26 is provided with a position adjusting means for the microlens array 54 as shown in FIGS. This position adjustment means is irradiated from the DMD 36 and an XY adjustment mechanism that moves and adjusts the microlens array 54 in a two-dimensional manner on a plane orthogonal to the optical path, for example, in the X direction and the Y direction orthogonal to each other And a rotation adjusting mechanism that adjusts the rotation around a central axis (a central axis that passes through the approximate center of the exposure area 32 at a right angle) corresponding to the approximate center of the optical path of the light beam.

この回動調整機構は、矩形平板状に形成したマイクロレンズアレイ54を設置するリング状の被動台座部材116と、この被動台座部材116を回動可能に支受する支受台座部材118と、被動台座部材116と支受台座部材118との相互間で相対的回動操作する微小回動調整機構とを有する。   This rotation adjusting mechanism includes a ring-shaped driven base member 116 on which a microlens array 54 formed in a rectangular flat plate shape is installed, a support base member 118 that rotatably supports the driven base member 116, and a driven A micro-rotation adjustment mechanism that performs a relative rotation operation between the base member 116 and the support base member 118 is provided.

この支受台座部材118は、被動台座部材116と略同一形状のリング状に形成する。また、支受台座部材118は、被動台座部材116を同芯上で回動可能に支受するため、図示しないが、例えば支受台座部材118のリング穴に筒状の軸部材を嵌合し、この筒状の軸部材の周囲に被動台座部材116のリング穴が回動自由に支受されるように組み付けて、支受台座部材118の上で被動台座部材116が回動自由となるように構成する。   The support base member 118 is formed in a ring shape having substantially the same shape as the driven base member 116. Further, since the support base member 118 rotatably supports the driven base member 116 on the same core, although not shown, for example, a cylindrical shaft member is fitted into the ring hole of the support base member 118. The ring hole of the driven base member 116 is assembled around the cylindrical shaft member so that the ring hole of the driven base member 116 can freely rotate, so that the driven base member 116 can freely rotate on the receiving base member 118. Configure.

また、微小回動調整機構を構成するため、支受台座部材118には、その外周面から鉤型に突出する2個の四角柱状の支持部材120、122を、所定間隔を開けて配設する。また、被動台座部材116の外周面には、ラジアル方向(放射線方向)に突出する四角柱状の操作突部材124を突設する。そして、支受台座部材118の一対の支持部材120、122の間に、被動台座部材116の操作突部材124が位置する状態に両者を組み立てる。   In addition, in order to constitute a minute rotation adjusting mechanism, the support base member 118 is provided with two quadrangular columnar support members 120 and 122 projecting in a bowl shape from the outer peripheral surface thereof at a predetermined interval. . Further, on the outer peripheral surface of the driven base member 116, a quadrangular columnar operation projecting member 124 projecting in the radial direction (radiation direction) is projected. Then, both are assembled in a state where the operation projecting member 124 of the driven base member 116 is positioned between the pair of support members 120, 122 of the support base member 118.

さらに、一方の支持部材120と操作突部材124との間に圧縮コイルばねである与圧ばね126を架設して付勢すると共に、他方の支持部材122に電気機械変換素子(ピエゾ圧電素子等)128を配置して微小移動調整機構を構成する。   Further, a pressurizing spring 126, which is a compression coil spring, is installed between one support member 120 and the operation projecting member 124 and biased, and an electromechanical conversion element (piezoelectric piezoelectric element or the like) is applied to the other support member 122. 128 is arranged to constitute a minute movement adjustment mechanism.

この電気機械変換素子128は、図示しない信号線で接続された制御ユニット20により制御されてピエゾ圧電素子の全長を所要量伸縮させることにより、操作突部材124を移動操作して支受台座部材118に対し、被動台座部材116と一体のマイクロレンズアレイ54を同芯軸上で回動調整する操作を行う。   The electromechanical conversion element 128 is controlled by the control unit 20 connected by a signal line (not shown) and expands and contracts the entire length of the piezoelectric element by a required amount, thereby moving and operating the operation projecting member 124 and the support base member 118. On the other hand, an operation of rotating and adjusting the microlens array 54 integrated with the driven base member 116 on the concentric shaft is performed.

また、このマイクロレンズアレイ54の位置調整手段では、上述のように構成した回動調整機構を、マイクロレンズアレイ54の位置調整手段におけるXY調整機構の上に設置して一体的に構成する。   Further, in the position adjusting means of the microlens array 54, the rotation adjusting mechanism configured as described above is installed on the XY adjusting mechanism in the position adjusting means of the microlens array 54 so as to be integrally configured.

このため、XY調整機構の被動テーブル部材130上には、回動調整機構の支受台座部材118を固着する。なお、被動テーブル部材130と支受台座部材118とを一体構造に形成しても良い。   For this reason, the support base member 118 of the rotation adjustment mechanism is fixed on the driven table member 130 of the XY adjustment mechanism. The driven table member 130 and the support base member 118 may be formed in an integral structure.

この被動テーブル部材130は、マイクロレンズアレイ54に対応した部分に開口を穿設した矩形板状に形成し、同じくマイクロレンズアレイ54に対応した部分に開口を穿設した一回り大きく形成した矩形板状のベッド部材132の平面上に開口を合致させる状態で、摺動自在に取付る。   The driven table member 130 is formed in a rectangular plate shape having an opening formed in a portion corresponding to the microlens array 54, and a rectangular plate formed in the same size and having an opening formed in a portion corresponding to the microlens array 54. In the state where the opening is matched with the plane of the bed member 132 in the form of a plate, it is slidably attached.

また、被動テーブル部材130は、その相対向する2組の側面における、それぞれ一方の側面中央部に電気機械変換素子(ピエゾ圧電素子等)134X、134Yの操作用端部の先端面が摺動自在に当接され、それぞれ他方の側面中央部に圧縮コイルばねである与圧ばね136の付勢用端部が摺動自在に圧接(なお、移動量が少ないので、与圧ばね136の付勢用端部を被動テーブル部材130に固定しても良い)されて、被動テーブル部材130が各電気機械変換素子134X、134Yに同時に圧接される状態(被動テーブル部材130が各電気機械変換素子134X、134Yに対して各与圧ばね136により弾性的に圧接されて挟持された状態)に装着される。   In addition, the driven table member 130 has two sets of opposing side surfaces, and the front end surfaces of the operation end portions of the electromechanical conversion elements (piezoelectric elements, etc.) 134X and 134Y are slidable at the center of one of the side surfaces. The urging end of the pressurizing spring 136, which is a compression coil spring, is slidably slidably contacted with the center of the other side surface (the amount of movement is small, so that the urging end of the pressurizing spring 136 is urged). The end portion may be fixed to the driven table member 130), and the driven table member 130 is in pressure contact with the electromechanical conversion elements 134X and 134Y simultaneously (the driven table member 130 is in contact with the electromechanical conversion elements 134X and 134Y). In a state in which the pressure springs 136 are elastically pressed against each other by the pressurizing springs 136.

各電気機械変換素子(ピエゾ圧電素子等)134X、134Yは、それぞれ制御ユニット20に図示しない信号線で接続されており、制御ユニット20で駆動制御可能に構成されている。   Each electromechanical conversion element (piezo piezoelectric element or the like) 134X, 134Y is connected to the control unit 20 via a signal line (not shown), and is configured to be drive-controllable by the control unit 20.

このように構成されたマイクロレンズアレイ54の位置調整手段におけるXY調整機構では、制御ユニット20で各電気機械変換素子134X、134Yをそれぞれ駆動制御することにより、マイクロレンズアレイ54を設置した回動調整機構が載っている被動テーブル部材130が、ベッド部材132にガイドされて図16のXY方向にそれぞれ所要調整距離だけ移動操作されて2次元的に位置調整が可能となる。なお、ここでは、走査方向をY軸にとり、これに直交する方向をX軸にとる。   In the XY adjustment mechanism in the position adjusting means of the microlens array 54 configured in this way, the control unit 20 drives and controls the electromechanical conversion elements 134X and 134Y, respectively, thereby rotating the microlens array 54 installed. The driven table member 130 on which the mechanism is mounted is guided by the bed member 132 and moved in the XY directions in FIG. 16 by a necessary adjustment distance, thereby enabling two-dimensional position adjustment. Here, the scanning direction is taken as the Y axis, and the direction orthogonal to this is taken as the X axis.

次に、画像形成装置10に設けた、露光ヘッド26から照射される各光ビームの位置、形状及び光量のデータを記録面上で同時に測定する2次元的な光検出手段としての対物レンズ102付きのCCDカメラ100を利用した露光面検出方法を説明する。なお、この露光面検出方法は、CCDカメラ100が接続された制御ユニット20により画像処理及び演算処理を行うものであり、制御ユニット20の備え付けのモニタ画面に映し出されたCCDカメラ100で撮影した画像又は画像処理したデータを、作業者が見ながら作業を行うことができる。   Next, with the objective lens 102 provided in the image forming apparatus 10 as a two-dimensional light detecting means for simultaneously measuring the position, shape and light quantity data of each light beam irradiated from the exposure head 26 on the recording surface. An exposure surface detection method using the CCD camera 100 will be described. In this exposure surface detection method, image processing and arithmetic processing are performed by the control unit 20 to which the CCD camera 100 is connected, and an image photographed by the CCD camera 100 displayed on the monitor screen provided in the control unit 20. Alternatively, the operator can work while viewing the image-processed data.

まず、このCCDカメラ100が撮影した画像から、光ビーム位置を検出する場合について説明する。   First, a case where the light beam position is detected from an image taken by the CCD camera 100 will be described.

この場合には、制御ユニット20が移動操作機構104を駆動制御して3個一組のCCDカメラ100の位置を、測定対象となる露光ヘッド26の露光エリア32に合わせた位置に移動してセットする。このとき、CCDカメラ100の走査方向に直交するx方向の位置は、ガイドレール部材106上を移動ブロック部材108が移動した送り量から導出する。また、CCDカメラ100の走査方向であるy方向の位置は、移動ステージ14の走査方向への送り量から導出する。以上から、CCDカメラ100の位置が決まる。   In this case, the control unit 20 drives and controls the movement operation mechanism 104 to move and set the position of a set of three CCD cameras 100 to a position that matches the exposure area 32 of the exposure head 26 to be measured. To do. At this time, the position in the x direction orthogonal to the scanning direction of the CCD camera 100 is derived from the feed amount that the moving block member 108 has moved on the guide rail member 106. The position in the y direction, which is the scanning direction of the CCD camera 100, is derived from the feed amount of the moving stage 14 in the scanning direction. From the above, the position of the CCD camera 100 is determined.

ここで、DMD36における測定対象となる特定の画素(ピクセル)を点灯したときの光ビームが、CCDカメラ100で撮影したときに図7に例示するように写っている場合には、例えば点灯している光ビームONB1が第1のCCDカメラ100で撮影した画像NO1のどのピクセルに写っているかで、その光ビームの撮像素子に対する相対位置を求める。なお、第2、第3のCCDカメラ100でも同様に、点灯している光ビームONB2、ONB3の各位置をそれぞれ撮影した画像NO2、NO3のどのピクセルに写っているかで、その光ビームの撮像素子に対する相対位置を求める。原理的には、上述したようにして、ある特定の光ビームの位置を測定できる。   Here, when a light beam when a specific pixel (pixel) to be measured in the DMD 36 is turned on, as shown in FIG. The relative position of the light beam with respect to the image sensor is determined by which pixel of the image NO1 photographed by the first CCD camera 100 the light beam ONB1 that is present. Similarly, in the second and third CCD cameras 100, the image sensor of the light beam depends on which pixel of the image NO2 or NO3 the respective positions of the lit light beams ONB2 and ONB3 are captured. Find the relative position with respect to. In principle, the position of a particular light beam can be measured as described above.

次に、CCDカメラ100で撮像した画像を、制御ユニット20により自動的に処理して、写っている光ビームのピクセル位置を導出する方法について説明する。   Next, a method for automatically processing an image captured by the CCD camera 100 by the control unit 20 and deriving the pixel position of the reflected light beam will be described.

ここで、CCDカメラ100が撮影した画像が、例えば図8に示すものであるとする。この例では、写っている2個の光ビームB1、B2のうち、図に向かって右側の光ビームB1は、強度が強いON光ビームであり、図に向かって左側の光ビームB2は強度が弱いもので、DMD36とマイクロレンズアレイ54との間の位置ずれで発生する迷光による子光ビームB2であるとする。   Here, it is assumed that the image taken by the CCD camera 100 is, for example, as shown in FIG. In this example, of the two reflected light beams B1 and B2, the right light beam B1 in the drawing is a strong ON light beam, and the left light beam B2 in the drawing has a strength. It is assumed that the light beam B2 is weak and is a stray light beam B2 caused by stray light generated by a positional shift between the DMD 36 and the micro lens array 54.

このCCDカメラ100は、各撮像単位に対して強度データを検出できるので、検出した強度分布を等高線D1、D2、D3で表示すると、図9に例示するようになる。そこで、一般的に用いられている画像処理技術によって、画像上のノイズなどを取り除く意味を含め、画像の強度データに対して、しきい値を定め、そのしきい値を超える強度データを持つピクセル位置の強度を1とし、しきい値以下の強度データを0とする、二値化の画像処理を行う。ここで、等高線でのD1とD2の境目をしきい値とすると、画像処理後のデータは、図10に例示するようになる。   Since this CCD camera 100 can detect intensity data for each imaging unit, when the detected intensity distribution is displayed with contour lines D1, D2, and D3, it is as illustrated in FIG. Therefore, a pixel with intensity data that exceeds the threshold value is set for the intensity data of the image, including the meaning of removing noise on the image, using commonly used image processing technology. Binarized image processing is performed in which the intensity of the position is 1 and the intensity data below the threshold is 0. Here, assuming that the boundary between D1 and D2 on the contour line is a threshold value, the data after image processing is as illustrated in FIG.

この図10中でB1、B2の位置のみが強度値を持ち、あとの位置では強度はゼロとなる。この図10に示すように画像処理された状態では、光ビームB1、B2が存在する場所以外に有意義なデータが存在しない状態となったので、図10の2つの領域がそれぞれ独立した光ビームB1、B2であると自動認識ができることになる。   In FIG. 10, only the positions B1 and B2 have intensity values, and the intensity is zero at the later positions. In the state where the image processing is performed as shown in FIG. 10, since there is no significant data other than the place where the light beams B1 and B2 exist, the two regions in FIG. 10 are independent light beams B1. , B2 can be automatically recognized.

そこで、この後の処理では、光ビームB1、B2に対応する2つの領域のそれぞれについて独立して別々に処理を行う。例えば図11に示すように、光ビームB1だけについて、光ビームB1の中心位置を求める場合には、光ビームB1の領域内に含まれる任意の点の画素を(x_i,y_i)とし、光ビームB1の領域内に含まれる画素の総数をSとすると、下記の式により、光ビームB1の中心の位置座標が計算で求められる。
x_c=(Σx_i)÷S
y_c=(Σy_i)÷S
なお、図示しないが、迷光の光ビームB2に関しても同様にして中心の位置座標が計算で求められる。
Therefore, in the subsequent processing, each of the two areas corresponding to the light beams B1 and B2 is processed independently. For example, as shown in FIG. 11, when the center position of the light beam B1 is obtained only for the light beam B1, a pixel at an arbitrary point included in the region of the light beam B1 is (x_i, y_i), and the light beam Assuming that the total number of pixels included in the area of B1 is S, the position coordinate of the center of the light beam B1 is obtained by calculation according to the following equation.
x_c = (Σx_i) ÷ S
y_c = (Σy_i) ÷ S
Although not shown in the figure, the center position coordinate is similarly calculated for the stray light beam B2.

次に、CCDカメラ100により取得した画像データから、自動的に光ビームの光量を取得する光量検出方法について述べる。   Next, a light amount detection method for automatically acquiring the light amount of the light beam from the image data acquired by the CCD camera 100 will be described.

まず、前述した光ビーム位置を検出する方法により、CCDカメラ100で撮影した画像を処理して得られた取得データから、光ビームの中心位置を自動的に算出する。   First, the center position of the light beam is automatically calculated from the acquired data obtained by processing the image captured by the CCD camera 100 by the method for detecting the light beam position described above.

例えば、前述した図8に示すように2個の光ビームB1、B2が写っている場合に、各光ビームB1、B2についての位置情報が図12に示す如く(x_c1,y_c1)、(x_c2,y_c2)と算出されたとする。   For example, when two light beams B1 and B2 are shown as shown in FIG. 8, the position information about each of the light beams B1 and B2 is (x_c1, y_c1), (x_c2,) as shown in FIG. It is assumed that y_c2) is calculated.

この計算で位置情報を求めた後にもとの取得データに戻り、図13に示すように(x_c1,y_c1)と(x_c2,y_c2)とを中心とした2個の光ビームB1、B2について、それぞれの一定の画像領域全部に渡って強度値を積分し、各光ビームB1、B2の光量に相当するデータを得る。   After obtaining the position information by this calculation, it returns to the original acquired data, and as shown in FIG. 13, for the two light beams B1 and B2 centered on (x_c1, y_c1) and (x_c2, y_c2), respectively. Intensity values are integrated over the entire fixed image area to obtain data corresponding to the light amounts of the light beams B1 and B2.

次に、CCDカメラ100により取得した画像データから、自動的にON画素の光ビームB1と子ビームB2の強度比を自動算出する方法について述べる。   Next, a method for automatically calculating the intensity ratio between the light beam B1 and the child beam B2 of the ON pixel from the image data acquired by the CCD camera 100 will be described.

この場合には、前述したCCDカメラ100により取得した画像データを処理し演算することによって、光ビームの位置と光量とを自動的に算出する。この後、写っている2個の光ビームB1、B2のうち、どちらがDMD36におけるON画素の光ビームB1で、どちらが迷光による子ビームB2なのかを判別するため、例えば、図10で説明したように、しきい値を取って二値化した画像データに関して、画像データ上に残った各領域の面積の大小を比較して、ON光ビームと子ビームとを判別する。   In this case, the position and the amount of light beam are automatically calculated by processing and calculating the image data acquired by the CCD camera 100 described above. After that, in order to determine which of the two reflected light beams B1 and B2 is the ON pixel light beam B1 in the DMD 36 and which is the child beam B2 caused by stray light, for example, as described in FIG. With respect to the image data binarized by taking the threshold value, the size of the area of each region remaining on the image data is compared to determine the ON light beam and the child beam.

そして、ON光ビームと子ビームとの判別結果に基づいて、ON光ビームの光量と、子ビームである迷光の光量から強度比を算出する。   Based on the discrimination result between the ON light beam and the child beam, the intensity ratio is calculated from the light amount of the ON light beam and the light amount of stray light that is the child beam.

次に、CCDカメラ100により取得した画像データから、自動的にビーム形状を算出する方法について述べる。   Next, a method for automatically calculating the beam shape from the image data acquired by the CCD camera 100 will be described.

例えば、CCDカメラ100で撮影したときに、図14に示すように、形状がいびつになっている光ビームB1が撮像されたとする。   For example, it is assumed that when the image is taken by the CCD camera 100, a light beam B1 having an irregular shape is captured as shown in FIG.

この場合には、前述した二値化の画像処理を行って得られた画像データから、撮像された光ビームB1が楕円ビームとなっていることが検出される。これと共に、図15に示す、処理後の画像で残った領域内の位置座標のうち、xの最大値と、最小値とから楕円ビームの短軸の長さを求めることができ、さらに、yの最大値と、最小値とから楕円ビームの長軸の長さを求めることができる。このようにして求めた、楕円ビームの短軸の長さと長軸の長さとは、光ビーム形状を現すパラメータとして利用される。   In this case, it is detected from the image data obtained by performing the above-described binarized image processing that the captured light beam B1 is an elliptical beam. At the same time, the length of the minor axis of the elliptical beam can be obtained from the maximum value and the minimum value of x among the position coordinates in the region remaining in the processed image shown in FIG. The long axis length of the elliptical beam can be obtained from the maximum value and the minimum value. The short axis length and the long axis length of the elliptical beam thus obtained are used as parameters representing the light beam shape.

次に、画像形成装置10に設けたCCDカメラ100を用いた露光面検出方法により、露光ヘッド26に設ける、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係を調整する方法について説明する。なお、この調整方法の実施に当たっては、図16及び図17に示す、マイクロレンズアレイ54の位置調整手段を利用する。   Next, a method for adjusting the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 provided in the exposure head 26 by the exposure surface detection method using the CCD camera 100 provided in the image forming apparatus 10 will be described. To do. In carrying out this adjustment method, position adjusting means for the microlens array 54 shown in FIGS. 16 and 17 is used.

このマイクロレンズアレイの調整方法では、3個のCCDカメラ100で露光面を撮像したときの、それぞれのCCDカメラ100の視野と露光面の位置関係が図7に例示したようになるものとする。すなわち、第1乃至第3のCCDカメラ100の検出領域は、露光システムの描画単位を3掛ける3の9画素以上をカバーするものとする。   In this microlens array adjustment method, the positional relationship between the field of view and the exposure surface of each CCD camera 100 when the exposure surfaces are imaged by the three CCD cameras 100 is as illustrated in FIG. In other words, the detection area of the first to third CCD cameras 100 covers three nine pixels or more by multiplying the drawing unit of the exposure system by three.

初めに、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係が平行移動してずれている場合の調整方法について説明する。   First, an adjustment method in the case where the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 is shifted due to translation is described.

この調整方法では、DMD36を制御して、各CCDカメラ100の検出領域中心の画素を点灯(ON状態)させる。   In this adjustment method, the DMD 36 is controlled so that the pixel at the center of the detection area of each CCD camera 100 is lit (ON state).

ここで、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係が、図7の矢印X方向に平行移動してずれている場合には、第1乃至第3の各CCDカメラ100の取得データ(NO1、NO2、NO3)が図18に示すようになる。   Here, when the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 is shifted in the direction of the arrow X in FIG. The acquired data (NO1, NO2, NO3) is as shown in FIG.

そこで、制御ユニット20は、前述した光ビーム位置を検出する方法により、CCDカメラ100で撮影した画像を処理して得られた取得データから、光ビームの中心位置を算出する。さらに、制御ユニット20は、この計算で求めた位置情報に基づき、2個の光ビームB1、B2について、それぞれの一定の画像領域全部に渡って強度値を積分し、各光ビームB1、B2の光量に相当するデータを導出する。   Therefore, the control unit 20 calculates the center position of the light beam from the acquired data obtained by processing the image captured by the CCD camera 100 by the above-described method of detecting the light beam position. Furthermore, the control unit 20 integrates the intensity values over the entire fixed image areas of the two light beams B1 and B2 based on the position information obtained by this calculation, and the light beams B1 and B2 Data corresponding to the amount of light is derived.

そして、制御ユニット20は、各CCDカメラ100の取得データ(NO1、NO2、NO3)から、それぞれのON光ビームB1の光量(ON画素の光量)と、子ビームである迷光B2の光量を計算して、ON画素B1の光量の平均値P_oと、迷光B2の光量の平均値P_aとを求める。   Then, the control unit 20 calculates the light quantity of each ON light beam B1 (light quantity of the ON pixel) and the light quantity of the stray light B2 that is the child beam from the acquired data (NO1, NO2, NO3) of each CCD camera 100. Thus, an average value P_o of the light amount of the ON pixel B1 and an average value P_a of the light amount of the stray light B2 are obtained.

ここで、マイクロレンズアレイ54に配置したマイクロレンズ60のピッチをSとすると、図16及び図17に示すマイクロレンズアレイ54の位置調整手段によりマイクロレンズアレイ54を以下の式から求められる移動量だけ移動させて、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係を改善する。
移動量=((P_o−P_a)/(P_o+P_a))×S
なお、迷光B2がON画素B1に対して図に向かって右に出ている場合は、図7の矢印Xと逆方向に移動する。あるいは迷光B2がON画素B1に対して図に向かって下に出ている場合には、マイクロレンズアレイ54を矢印Y方向に移動させてDMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係を改善する。
Here, when the pitch of the microlenses 60 arranged in the microlens array 54 is S, the microlens array 54 is moved by the amount of movement obtained from the following equation by the position adjusting means of the microlens array 54 shown in FIGS. It is moved to improve the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54.
Movement amount = ((P_o−P_a) / (P_o + P_a)) × S
In addition, when the stray light B2 comes out to the right with respect to the figure with respect to ON pixel B1, it moves to the reverse direction to the arrow X of FIG. Alternatively, when the stray light B2 appears downward with respect to the ON pixel B1, the relative position between the DMD 36 and the microlens array 54 is moved by moving the microlens array 54 in the arrow Y direction. Improve relationships.

次に、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係が回転移動してずれている場合の調整方法について説明する。   Next, an adjustment method in the case where the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 is shifted due to rotational movement will be described.

この場合には、第1乃至第3の各CCDカメラ100の取得データ(NO1、NO2、NO3)が図19に示すようになる。   In this case, the acquired data (NO1, NO2, NO3) of the first to third CCD cameras 100 are as shown in FIG.

そこで、制御ユニット20は、前述した光ビーム位置を検出する方法により、CCDカメラ100で撮影した画像を処理して得られた取得データから、光ビームの中心位置を算出する。さらに、制御ユニット20は、この計算で求めた位置情報に基づき、2個の光ビームB1、B2について、それぞれの一定の画像領域全部に渡って強度値を積分し、各光ビームB1、B2の光量に相当するデータを導出する。   Therefore, the control unit 20 calculates the center position of the light beam from the acquired data obtained by processing the image captured by the CCD camera 100 by the above-described method of detecting the light beam position. Furthermore, the control unit 20 integrates the intensity values over the entire fixed image areas of the two light beams B1 and B2 based on the position information obtained by this calculation, and the light beams B1 and B2 Data corresponding to the amount of light is derived.

そして、制御ユニット20は、各CCDカメラ100の取得データ(NO1、NO2、NO3)から、それぞれのON光ビームB1の光量(ON画素の光量)と、子ビームである迷光B2の光量を計算して、ON画素B1の光量の平均値P_oと、迷光B2の光量の平均値P_aとを求める。   Then, the control unit 20 calculates the light quantity of each ON light beam B1 (light quantity of the ON pixel) and the light quantity of the stray light B2 that is the child beam from the acquired data (NO1, NO2, NO3) of each CCD camera 100. Thus, an average value P_o of the light amount of the ON pixel B1 and an average value P_a of the light amount of the stray light B2 are obtained.

ここで、マイクロレンズアレイ54に配置したマイクロレンズ60のピッチをSとし、第1CCDカメラ100(NO1)と第3CCDカメラ100(NO3)とのON画素の距離をLとすると、図16及び図17に示すマイクロレンズアレイ54の位置調整手段によりマイクロレンズアレイ54を以下の式から求められる回転量θだけ移動させて、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係を改善する。
Tanθ=((P_o−P_a)/(P_o+P_a))×(S/L)
この回転量θだけマイクロレンズアレイ54を微小回転させる。
Here, if the pitch of the microlenses 60 arranged in the microlens array 54 is S, and the distance of the ON pixel between the first CCD camera 100 (NO1) and the third CCD camera 100 (NO3) is L, FIGS. The relative position relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 is improved by moving the microlens array 54 by the rotation amount θ obtained from the following equation by the position adjusting means of the microlens array 54 shown in FIG.
Tanθ = ((P_o−P_a) / (P_o + P_a)) × (S / L)
The microlens array 54 is slightly rotated by the rotation amount θ.

次に、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係が平行移動と回転移動とが混在してずれている場合の調整方法について説明する。   Next, an adjustment method when the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 is shifted due to a mixture of parallel movement and rotational movement will be described.

この場合には、第1乃至第3の各CCDカメラ100の取得データ(NO1、NO2、NO3)が図20に示すようになる。   In this case, the acquired data (NO1, NO2, NO3) of the first to third CCD cameras 100 are as shown in FIG.

このような場合には、まずマイクロレンズアレイ54の中心位置に対応する第2CCDカメラ100のデータから平行移動量を計算して、ずれの平行成分を取り除く。なお、このときの平行移動量は、前述した図18で説明した方法と同様である。この後、前述した図19で説明した回転移動してずれている場合の改善方法と同様にして回転量θを求め、マイクロレンズアレイ54の位置調整手段によりマイクロレンズアレイ54を回転量θだけ移動させて、DMD36と、マイクロレンズアレイ54との間の相対的な位置関係を改善する。   In such a case, first, the parallel movement amount is calculated from the data of the second CCD camera 100 corresponding to the center position of the microlens array 54, and the parallel component of the deviation is removed. The amount of parallel movement at this time is the same as the method described with reference to FIG. Thereafter, the rotation amount θ is obtained in the same manner as the improvement method in the case of the rotational movement described above with reference to FIG. Thus, the relative positional relationship between the DMD 36 and the microlens array 54 is improved.

次に、画像形成装置10に設けたCCDカメラ100を用いた露光面検出方法により、露光ヘッド26における光量分布調整方法について説明する。なお、この光量分布調整方法の実施に当たっては、図3に示す、光量分布調整手段を構成する微小移動調整機構を利用する。   Next, a light amount distribution adjusting method in the exposure head 26 by the exposure surface detection method using the CCD camera 100 provided in the image forming apparatus 10 will be described. In carrying out this light quantity distribution adjusting method, a fine movement adjusting mechanism constituting the light quantity distribution adjusting means shown in FIG. 3 is used.

測定対象の一本の露光ヘッド26についての露光面における光量分布が図21に示すような状態となっていた場合には、露光面における光量が、第1CCDカメラ100側に比して第3CCDカメラ100側の光量が低いことになる。第1(NO1)、第2(NO2)、第3(NO3)の各CCDカメラ100位置に投影される光は、DMD36面上において、位置A、B、Cに対応するものとする。   When the light amount distribution on the exposure surface of one exposure head 26 to be measured is in a state as shown in FIG. 21, the light amount on the exposure surface is the third CCD camera compared to the first CCD camera 100 side. The amount of light on the 100 side is low. The light projected onto the first (NO1), second (NO2), and third (NO3) CCD camera 100 positions corresponds to positions A, B, and C on the DMD 36 surface.

すなわち、露光面において図21に示すような光量分布になっている場合には、露光ヘッド26の光源側の光量分布がDMD36面上において、図22のようになっていると想定される。   That is, when the exposure surface has a light amount distribution as shown in FIG. 21, the light amount distribution on the light source side of the exposure head 26 is assumed to be as shown in FIG. 22 on the DMD 36 surface.

このように想定される場合には、光源ユニット16から各バンドル状光ファイバ28を通じて照射される光の空間分布と、DMD36の位置関係がずれており、結果的に光量を損失していることになる。   In such a case, the spatial distribution of the light irradiated from the light source unit 16 through each bundled optical fiber 28 and the positional relationship of the DMD 36 are shifted, resulting in a loss of light quantity. Become.

そこで、光源ユニット16から引き出されたバンドル状光ファイバ28の出射口の位置を、微小移動調整機構の電気機械変換素子114を駆動制御して移動調整することで、露光面での光量分布むらを改善する。例えば、図23に示す場合には、電気機械変換素子114によりバンドル状光ファイバ28の出射端部の位置を調整して、DMD36上での光量分布を、点線から実線のように変化させる。   Therefore, the position of the exit of the bundle-like optical fiber 28 drawn out from the light source unit 16 is moved and adjusted by driving and controlling the electromechanical conversion element 114 of the minute movement adjustment mechanism, so that the unevenness of the light amount distribution on the exposure surface can be reduced. Improve. For example, in the case shown in FIG. 23, the position of the emission end of the bundle-like optical fiber 28 is adjusted by the electromechanical conversion element 114, and the light quantity distribution on the DMD 36 is changed from a dotted line to a solid line.

このように光源側の位置を移動調整した場合には、DMD36面上での光量分布がより均一化され、露光面での光量分布も改善される。
[画像形成装置の動作]
次に、上述のように構成した画像形成装置10の動作について説明する。
When the position on the light source side is moved and adjusted in this way, the light amount distribution on the DMD 36 surface is made more uniform, and the light amount distribution on the exposure surface is also improved.
[Operation of Image Forming Apparatus]
Next, the operation of the image forming apparatus 10 configured as described above will be described.

この画像形成装置10に設けるファイバアレイ光源である光源ユニット16は、図示しないが、レーザ発光素子の各々から発散光状態で出射した紫外線等のレーザビームをコリメータレンズによって平行光化して集光レンズによって集光し、マルチモード光ファイバのコアの入射端面から入射して光ファイバ内を伝搬させ、レーザ出射部で1本のレーザビームに合波させてマルチモード光ファイバの出射端部に結合させた光ファイバ28から出射する。   A light source unit 16 that is a fiber array light source provided in the image forming apparatus 10 is not shown, but collimates a laser beam such as ultraviolet light emitted from each of the laser light emitting elements in a divergent light state by a collimator lens and uses a condensing lens. Condensed light, incident from the incident end face of the core of the multimode optical fiber, propagated in the optical fiber, combined with one laser beam at the laser output portion, and coupled to the output end portion of the multimode optical fiber The light is emitted from the optical fiber 28.

この画像形成装置10では、露光パターンに応じた画像データが、DMD36に接続された制御ユニット20に入力され、制御ユニット20内のメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を2値(ドットの記録の有無)で表したデータである。この画像データは、制御装置により、前述した描画の歪み量検出手段で検出した描画の歪み量(歪み状態)に基づいて、適切に補正される。   In the image forming apparatus 10, image data corresponding to the exposure pattern is input to the control unit 20 connected to the DMD 36 and temporarily stored in a memory in the control unit 20. This image data is data representing the density of each pixel constituting the image by binary values (whether or not dots are recorded). This image data is appropriately corrected by the control device based on the drawing distortion amount (distortion state) detected by the drawing distortion amount detecting means described above.

感光材料11を表面に吸着した移動ステージ14は、図示しない駆動装置により、ガイド30に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。移動ステージ14が門型フレーム22の下を通過する際に、門型フレーム22に取り付けられた位置検出センサ24により感光材料11の先端が検出されると、メモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部としての制御装置で各露光ヘッド26毎に制御信号が生成される。そして、この生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド26毎に空間光変調素子(DMD)36のマイクロミラーの各々をオンオフ制御する。   The moving stage 14 that has adsorbed the photosensitive material 11 to the surface is moved at a constant speed from the upstream side to the downstream side in the transport direction along the guide 30 by a driving device (not shown). When the leading end of the photosensitive material 11 is detected by the position detection sensor 24 attached to the portal frame 22 when the moving stage 14 passes under the portal frame 22, a plurality of lines of image data stored in the memory are obtained. The data is sequentially read out in minutes, and a control signal is generated for each exposure head 26 by a control device as a data processing unit. Based on the generated control signal, each of the micromirrors of the spatial light modulator (DMD) 36 is on / off controlled for each exposure head 26.

光源ユニット16から空間光変調素子(DMD)36にレーザ光が照射されると、DMD36のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、描画のための露光位置に結像される。このようにして、光源ユニット16から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料11が露光処理される。   When the spatial light modulator (DMD) 36 is irradiated with laser light from the light source unit 16, the laser light reflected when the micromirror of the DMD 36 is on is imaged at an exposure position for drawing. In this manner, the laser light emitted from the light source unit 16 is turned on / off for each pixel, and the photosensitive material 11 is exposed.

また、感光材料11が移動ステージ14と共に一定速度で移動されることにより、感光材料11が露光ヘッドユニット18によりステージ移動方向と反対の方向に走査され、各露光ヘッド26毎に帯状の露光済み領域34(図2に図示)が形成される。   Further, when the photosensitive material 11 is moved at a constant speed together with the moving stage 14, the photosensitive material 11 is scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the exposure head unit 18, and a strip-shaped exposed region is provided for each exposure head 26. 34 (shown in FIG. 2) is formed.

露光ヘッドユニット18による感光材料11の走査が終了し、位置検出センサ24で感光材料11の後端が検出されると、移動ステージ14は、図示しない駆動装置により、ガイド30に沿って搬送方向最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド30に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。   When the scanning of the photosensitive material 11 by the exposure head unit 18 is completed and the rear end of the photosensitive material 11 is detected by the position detection sensor 24, the moving stage 14 is moved along the guide 30 by the driving device (not shown) in the conveyance direction. It returns to the origin on the upstream side, and again moves along the guide 30 from the upstream side in the transport direction to the downstream side at a constant speed.

また、本実施の形態に係る画像形成装置10では、露光ヘッド26に用いる空間光変調素子としてDMDを用いたが、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)タイプの空間光変調素子(SLM;Special Light Modulator)や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子(PLZT素子)や液晶光シャッタ(FLC)等、MEMSタイプ以外の空間光変調素子をDMDに代えて用いることができる。   In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, the DMD is used as the spatial light modulation element used in the exposure head 26. For example, a micro electro mechanical systems (SMEM) type spatial light modulation element (SLM) is used. A spatial light modulator other than the MEMS type, such as a modulator, an optical element (PLZT element) that modulates transmitted light by an electro-optic effect, or a liquid crystal light shutter (FLC) can be used in place of the DMD.

なお、MEMSとは、IC製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、MEMSタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。   Note that MEMS is a general term for a micro system that integrates micro-sized sensors, actuators, and control circuits based on a micro-machining technology based on an IC manufacturing process. A MEMS-type spatial light modulator is an electrostatic force. It means a spatial light modulation element driven by an electromechanical operation using

また、本実施形態に係る画像形成装置10では、露光ヘッド26に用いる空間光変調素子(DMD)14を、複数の画素を選択的にon/offする手段に置き換えて構成しても良い。この複数の画素を選択的にon/offする手段は、例えば、各画素に対応したレーザビームを選択的にon/offして出射可能にしたレーザ光源で構成し、または、各微小レーザ発光面を各画素に対応して配置することにより面発光レーザ素子を形成し、各微小レーザ発光面を選択的にon/offして発光可能にしたレーザ光源で構成することができる。   In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, the spatial light modulation element (DMD) 14 used for the exposure head 26 may be replaced with a unit that selectively turns on / off a plurality of pixels. The means for selectively turning on / off the plurality of pixels includes, for example, a laser light source that can selectively emit on / off a laser beam corresponding to each pixel, or each minute laser emission surface. Is arranged corresponding to each pixel to form a surface-emitting laser element, and each micro-laser light-emitting surface can be selectively turned on / off so as to be able to emit light.

なお、本発明のマルチビーム露光装置は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。   It should be noted that the multi-beam exposure apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

本発明のマルチビーム露光装置の実施の形態に係る、画像形成装置の全体概略斜視図である。1 is an overall schematic perspective view of an image forming apparatus according to an embodiment of a multi-beam exposure apparatus of the present invention. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けた露光ヘッドユニットの各露光ヘッドによって感光材料に露光する状態を示す要部概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a main part showing a state in which a photosensitive material is exposed by each exposure head of an exposure head unit provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに関する光学系の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an optical system related to an exposure head of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるDMDの構成を示す要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view which shows the structure of DMD used for the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention. (A)及び(B)は、本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるDMDの動作を説明するための説明図である。(A) And (B) is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of DMD used for the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention. (A)は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における、DMDを傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像(露光ビーム)の走査軌跡を示す要部平面図、(B)はDMDを傾斜させた場合の露光ビームの走査軌跡を示す要部平面図である。(A) is a principal part top view which shows the scanning locus | trajectory of the reflected light image (exposure beam) by each micromirror in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention, when DMD is not inclined, (B) is DMD. It is a principal part top view which shows the scanning trace of the exposure beam at the time of making it incline. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで露光エリアを撮影するときの状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a state when image | photographing an exposure area with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した、ON光ビームと迷光による子光ビームとが写った画像を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image which image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention, and showed the child light beam by a stray light. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影したON光ビームと迷光による子光ビームとの強度分布を等高線で表示した画像を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image which displayed the intensity distribution of the ON light beam and the child light beam by a stray light which were image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention by the contour line. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した、ON光ビームと迷光による子光ビームとの画像を、二値化の画像処理を行ったときの画像を示す説明図である。Explanatory drawing which shows the image when the image of the ON light beam and the child light beam by the stray light imaged with the CCD camera provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention is binarized. It is. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影したON光ビームの画像を二値化の画像処理を行い、その中心位置を求める場合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the case where the image processing of the ON light beam image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention is binarized, and the center position is calculated | required. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した、ON光ビームと迷光による子光ビームとの画像を画像処理して位置情報を求める状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which image-processes the image of the ON light beam and the child light beam by a stray light image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention, and calculates | requires positional information. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した、ON光ビームと迷光による子光ビームとの画像を画像処理して、光ビームB1、B2の光量に相当するデータを得る状態を示す説明図である。The image of the ON light beam and the child light beam caused by stray light, which is captured by the CCD camera provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, is subjected to image processing, and data corresponding to the light amounts of the light beams B1 and B2 is obtained. It is explanatory drawing which shows the state obtained. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影したON光ビームの形状がいびつになって撮像された状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state imaged with the shape of the ON light beam image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention becoming distorted. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影したON光ビームの形状がいびつになった画像を、二値化の画像処理を行ったときの状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state when the image which the shape of the ON light beam image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention became distorted performs the image processing of binarization. . 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに設けるマイクロレンズアレイの位置調整手段を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a microlens array position adjusting means provided in the exposure head of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の露光ヘッドに設けるマイクロレンズアレイの位置調整手段の要部を示す概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing a main part of a position adjusting unit of a microlens array provided in an exposure head of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した、DMDとマイクロレンズアレイとの相対的な位置関係が平行移動してずれている場合における各CCDカメラの取得データを示す説明図である。The acquired data of each CCD camera in the case where the relative positional relationship between the DMD and the microlens array taken by the CCD camera provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention is shifted by translation is shown. It is explanatory drawing. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した、DMDとマイクロレンズアレイとの相対的な位置関係が回転移動してずれている場合における各CCDカメラの取得データを示す説明図である。The acquired data of each CCD camera in the case where the relative positional relationship between the DMD and the microlens array taken by the CCD camera provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention is rotated and shifted is shown. It is explanatory drawing. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した、DMDとマイクロレンズアレイとの相対的な位置関係が平行移動と回転移動とが混在してずれている場合における各CCDカメラの取得データを示す説明図である。Each CCD imaged by the CCD camera provided in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention in the case where the relative positional relationship between the DMD and the microlens array is shifted due to a mixture of parallel movement and rotational movement. It is explanatory drawing which shows the acquisition data of a camera. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した露光ヘッドについての露光面における光量分布の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the light quantity distribution in the exposure surface about the exposure head image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した露光ヘッドについてのDMD面での光量分布の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the light quantity distribution in DMD surface about the exposure head image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けたCCDカメラで撮影した露光ヘッドについての光源位置調整前後のDMD面での、光量分布の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of light quantity distribution in the DMD surface before and behind light source position adjustment about the exposure head image | photographed with the CCD camera provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像形成装置
11 感光材料
14 移動ステージ
16 光源ユニット
20 制御ユニット
26 露光ヘッド
28 バンドル状光ファイバ
32 露光エリア
46 マイクロミラー
48 露光ビーム
54 マイクロレンズアレイ
60 マイクロレンズ
100 カメラ
102 対物レンズ
104 移動操作機構
106 ガイドレール部材
108 移動ブロック部材
114 電気機械変換素子
116 被動台座部材
118 支受台座部材
120 支持部材
122 支持部材
124 操作突部材
128 電気機械変換素子
130 被動テーブル部材
132 ベッド部材
134X 電気機械変換素子
134Y 電気機械変換素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 11 Photosensitive material 14 Moving stage 16 Light source unit 20 Control unit 26 Exposure head 28 Bundled optical fiber 32 Exposure area 46 Micro mirror 48 Exposure beam 54 Micro lens array 60 Micro lens 100 Camera 102 Objective lens 104 Moving operation mechanism 106 Guide rail member 108 Moving block member 114 Electromechanical conversion element 116 Driven base member 118 Support base member 120 Support member 122 Support member 124 Operation protrusion member 128 Electromechanical conversion element 130 Driven table member 132 Bed member 134X Electromechanical conversion element 134Y Electricity Mechanical conversion element

Claims (3)

複数の画素を選択的にon/offする手段を有する露光ヘッドを備えたマルチビーム露光装置において、
複数の画素を選択的にon/offする手段から照射された各光ビームの位置、形状及び光量を同時に、記録面上で測定する二次元的な光の検出手段を設けたことを特徴とするマルチビーム露光装置。
In a multi-beam exposure apparatus provided with an exposure head having means for selectively turning on / off a plurality of pixels,
A two-dimensional light detection means for simultaneously measuring the position, shape, and light amount of each light beam emitted from the means for selectively turning on / off a plurality of pixels on the recording surface is provided. Multi-beam exposure system.
前記複数の画素を選択的にon/offする手段の各画素に1対1で対応する複数のマイクロレンズが一体的に成形されたマイクロレンズアレイを有し、前記複数の画素を選択的にon/offする手段で所定の画素を点灯して前記二次元的な光の検出手段によって複数の光ビームが検出されたときに、各々の光ビームの位置と光量とを検出して点灯された画素によるON光ビームと迷光による子光ビームとを判別すると共に、前記複数の画素を選択的にon/offする手段と前記マイクロレンズアレイとの相対的な位置関係を求め、この位置関係に基づいて位置調整手段を駆動制御することにより迷光を削除するよう前記複数の画素を選択的にon/offする手段とマイクロレンズアレイとの相対的な位置を調整することを特徴とする請求項1に記載のマルチビーム露光装置。 A microlens array in which a plurality of microlenses corresponding to each pixel of the means for selectively turning on / off the plurality of pixels is formed integrally is formed, and the plurality of pixels are selectively turned on. When a predetermined pixel is turned on by the off / off means and a plurality of light beams are detected by the two-dimensional light detection means, the lighted pixel is detected by detecting the position and light amount of each light beam. And determining the relative positional relationship between the microlens array and the means for selectively turning on / off the plurality of pixels, based on the positional relationship. The relative position of the means for selectively turning on / off the plurality of pixels and the microlens array is adjusted so as to eliminate the stray light by driving and controlling the position adjusting means. Multi-beam exposure apparatus according to Motomeko 1. レーザ光を射出する光源ユニットと、
前記光源ユニットから照射されたレーザ光を、所望の画像データに基づき空間変調し、この変調されたレーザ光を露光ビームとして記録面上にある感光材料に照射するための空間光変調素子と、
前記空間光変調素子から照射された記録面上での光量分布を測定する二次元的な光の検出手段と、
前記2次元的な光検出手段により検出した記録面上での光量分布にむらがある場合に、前記空間光変調素子上での光の強度分布を調整して記録面上での光量分布を均一化する光量分布調整手段と、
を有することを特徴とするマルチビーム露光装置。
A light source unit that emits laser light;
A spatial light modulation element for spatially modulating the laser light emitted from the light source unit based on desired image data and irradiating the photosensitive material on the recording surface with the modulated laser light as an exposure beam;
Two-dimensional light detection means for measuring the light amount distribution on the recording surface irradiated from the spatial light modulator;
If the light intensity distribution on the recording surface detected by the two-dimensional light detection means is uneven, the light intensity distribution on the recording surface is made uniform by adjusting the light intensity distribution on the spatial light modulator. Light intensity distribution adjusting means to
A multi-beam exposure apparatus comprising:
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104168A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Fujifilm Corporation Image recording method and device
WO2006104171A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Fujifilm Corporation Image recording method and device
JP2007317744A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Disco Abrasive Syst Ltd Aligner, and self-diagnosis method of aligner
JP2008152010A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Fujifilm Corp Method for manufacturing sharpening element
JP2010262000A (en) * 2009-04-30 2010-11-18 Orc Mfg Co Ltd Drawing apparatus
JP2011507292A (en) * 2007-12-21 2011-03-03 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Illumination system for mask illumination of microlithography exposure equipment
JP2012123127A (en) * 2010-12-07 2012-06-28 Hitachi High-Technologies Corp Exposure device, exposure method, and manufacturing method for display panel substrate
US8339560B2 (en) 2009-06-29 2012-12-25 Hitachi Displays, Ltd. Method for manufacturing display device and liquid crystal display device
CN104977811A (en) * 2014-04-11 2015-10-14 优志旺电机株式会社 Exposure device and fixing method thereof
JP2015191132A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社Screenホールディングス Luminance distribution measurement device, drawing device, and luminance distribution measurement method

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104171A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Fujifilm Corporation Image recording method and device
WO2006104168A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Fujifilm Corporation Image recording method and device
JP2007317744A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Disco Abrasive Syst Ltd Aligner, and self-diagnosis method of aligner
JP2008152010A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Fujifilm Corp Method for manufacturing sharpening element
JP2011507292A (en) * 2007-12-21 2011-03-03 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Illumination system for mask illumination of microlithography exposure equipment
JP2010262000A (en) * 2009-04-30 2010-11-18 Orc Mfg Co Ltd Drawing apparatus
US8339560B2 (en) 2009-06-29 2012-12-25 Hitachi Displays, Ltd. Method for manufacturing display device and liquid crystal display device
JP2012123127A (en) * 2010-12-07 2012-06-28 Hitachi High-Technologies Corp Exposure device, exposure method, and manufacturing method for display panel substrate
JP2015191132A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社Screenホールディングス Luminance distribution measurement device, drawing device, and luminance distribution measurement method
CN104977811A (en) * 2014-04-11 2015-10-14 优志旺电机株式会社 Exposure device and fixing method thereof
KR20150118017A (en) * 2014-04-11 2015-10-21 우시오덴키 가부시키가이샤 Exposing apparatus and method for fixing the same
JP2015204320A (en) * 2014-04-11 2015-11-16 ウシオ電機株式会社 Exposure device and method for fixing the same
TWI641916B (en) * 2014-04-11 2018-11-21 日商牛尾電機股份有限公司 Exposure device and fixing method
KR102033059B1 (en) * 2014-04-11 2019-10-16 우시오덴키 가부시키가이샤 Exposing apparatus and method for fixing the same

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