JP3798874B2 - Multi-beam recording device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、二次元に配列した複数の光源を有する光源部からの光束を投影レンズにより描画面上に投影すると共に、この光源像と描画面とを相対的に走査させることにより画像を描画するマルチビーム記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平6−186490号公報には、二次元行列として配列された半導体レーザーと対応するアパーチャーとを備える光源部を有し、このアパーチャーの像を投影光学系により描画面上にドットとして形成するマルチビーム記録装置が開示されている。この装置は、描画面とアパーチャー像とを相対的に走査させつつ半導体レーザーを制御して、走査方向に対して直交する方向に離散的に配列した各行のアパーチャー像を所定ピッチづつずらしながら複数行分重ねることにより、描画面上に二次元の画像を形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のマルチビーム記録装置は、アパーチャーのパターンを描画面上に縮小投影するために大口径の投影レンズを用いているため、レンズの周辺部での収差の発生量が比較的大きくなり、光軸から離れた周辺部のアパーチャーについては、描画面上に投影されたアパーチャーの像(ドット)の形状が歪み、あるいは、ドットの位置が予定位置からずれる。このようなアパーチャー像の歪みやズレは、形成される画像の解像度が低い場合には問題とならないが、解像度が高い場合には精密な描画を妨げるため、問題となる。
【0004】
この発明は、上記の従来技術の課題に鑑み、収差のある投影レンズを使用する場合にも精密な描画が可能なマルチビーム記録装置の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるマルチビーム記録装置は、上記の目的を達成させるため、二次元に配列した複数の光源のうち描画に使用する光源を選択することにより走査の幅を変更可能としたことを特徴とする。このような構成によれば、解像度が低い場合には全部の光源を用いて一走査で広範囲にパターンを形成できると共に、解像度が高い場合には投影光学系の光軸から離れた周辺の光源を使用せずに、収差の影響が小さい中心部の光源のみを用いて描画することにより、精度の高いパターンを形成することができる。
【0006】
すなわち、この発明にかかるマルチビーム記録装置は、有効な面積を持つ複数の光源が離散的に2次元配列された光源部と、光源から発する光束により描画面上にドットを形成する投影光学系と、描画期間中に光源部と描画面とを第1の方向に沿って相対的に直線移動させることにより描画面上に帯状の描画領域を形成する第1の移動手段と、非描画期間中に光源部と描画面とを第1の方向に対して垂直な第2の方向に沿って相対的に移動させることにより、第1の移動手段による描画領域を切り換える第2の移動手段と、光源部の光源を第1の方向と平行な境界線により複数のグループに分類し、描画に使用される光源と使用されない光源とをグループ単位で選択することにより描画領域の幅を設定すると共に、描画に使用されないグループの光源を点灯させず、入力される描画データに基づいて描画に使用されるグループの光源の発光、非発光を制御する描画制御手段と、描画領域の幅に応じて第2の移動手段による描画領域の切り換え時の移動量を変更する移動量変更手段とを備え、描画制御手段が、光源において、両方の外側にそれぞれ位置する1つ若しくは複数のグループを描画に使用しないグループとして選択することにより、投影光学系の外側の収差の影響が大きい領域を利用する光を用いずに描画を行うことを特徴とする。
【0007】
また、描画制御手段は、入力される描画データに基づいてビットマップを形成する演算処理回路と、単一の走査領域に対応する光源の全数についての制御データを記憶する画像メモリと、描画に使用されるグループの光源の制御データとしてビットマップの描画データを画像メモリに書き込むと共に、描画に使用されないグループの光源の制御データとして非発光のデータを画像メモリに書き込むデータ書き込み回路と、画像メモリに書き込まれたデータに基づいて光源部を駆動する光源駆動回路とを備えることが望ましい。
【0008】
さらに、この場合、データ書き込み回路は、1つの走査領域に含まれる制御データを光源のグループ単位で記憶する2つのバッファを備え、ビットマップのデータおよび非発光のデータの書き込みとこれらのデータのメモリへの吐き出しとを2つのバッファで交互に実行するように構成することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるマルチビーム記録装置の実施形態について説明する。図1は、実施形態のマルチビーム記録装置100の外観を示す斜視図である。実施形態のマルチビーム記録装置100は、プリント基板を作成するための、露光焼き付け用のマスクに回路パターンを記録する装置である。
【0010】
マルチビーム記録装置100は、装置本体ベース1と、回路パターンが作画される描画面としての感光フィルム3を載置し、装置本体ベース1に対してY方向にスライド可能なテーブル2と、感光フィルム3上に投影パターンを形成する光学ヘッド4と、この光学ヘッド4を本体ベース1に対してY方向に垂直なX方向にスライド可能に支持する光学ベース5とから概略構成されている。
【0011】
テーブル2は、その下面がY方向に延びる一対のレール2Rに沿ってガイドされた状態で、ボールねじ2Bを図示しないテーブル駆動モータにより回転させることによって、光学ヘッド4により形成される光源像に対して感光フィルム3をY方向に走査させる。これらのボールねじ2Bとテーブル駆動モータとにより、描画期間中に描画面である感光フィルム3を光源像に対して第1の方向であるY方向に相対的に直線移動させる第1の移動手段が構成される。
【0012】
光学ベース5は、X方向に延びる一対のガイドレール5RにガイドされてX方向に移動可能となっており、光学系駆動モータ5Mによってボールねじ5Bを回転させることにより、光学ヘッド4をX方向に移動させる。これらの光学系駆動モータ5Mとボールねじ5Bとにより、光源の像と描画面とをY方向とは異なる方向に沿って相対的に移動させる第2の移動手段が構成される。第2の移動手段は、非描画期間中に光学ヘッド4を第1の方向(Y方向)と直交する第2の方向(X方向)に直線移動させることにより、第1の移動手段による描画領域を切り換える機能を有している。
【0013】
光学ヘッド4には、装置本体ベース1に設けられた位置検出用リニアスケール5Kを検出するスケール検出ヘッド5Dが設けられており、光学系駆動モータ5Mはスケール検出ヘッド5Dの検出信号に基づいてフィードバック制御される。なお、図示していないが、テーブル2も同様の検出機構を備え、テーブル駆動モータは検出結果に基づいてフィードバック制御される。
【0014】
図2は、光学ヘッド4の光学系の概略を示す側面図である。光学ヘッド4は、有効な面積を持つ複数の光源が離散的に2次元配列された光源部と、光源の像を描画面上に形成する投影光学系とを備えている。光源部は、プリント基板41に取り付けられた発光素子であるLED(発光ダイオード)42と、各LED42に対応してその前面に位置するアパーチャーAPが形成されたアパーチャー板43とから構成される。投影光学系は、アパーチャー板43側から順に配列した第1レンズ群44、および第2レンズ群45からなる倍率1/25の縮小光学系であり、アパーチャー板43を透過したビームによりアパーチャーAPの像をドットとして感光フィルム3の表面に形成する。
【0015】
図3は、LED42およびアパーチャパネル43に形成されたアパーチャの配置を説明するための、アパーチャパネル43を光学ヘッド4の上面側から見た図(図2における上方から下方を見た図)である。なお、LED42の位置は破線で示されている。本実施形態では、2048個のLED42が、2次元に配列されている。Y方向には32個のLED42が並べられている(以下、Y方向に並んだLED42をY列のLED42と呼ぶ)。同様にY方向に配列されたLED42の列がX方向に64列配置される。X方向の一つのラインに注目すると、64個のLED42はX方向に沿って一直線に並んでいる(以下、X方向に一直線に並んだLEDをX行のLEDと呼ぶ)。LED42は感光フィルム3に平行な平面上で、最大3.8mmの直径を有している。これを互いに接触しないよう配置するため、図3に示すように、LED42はX方向、Y方向それぞれにおいて、4mmの間隔で配置される。Y列のLEDは、図3のY1〜Y32に示されるように、アパーチャAPの直径分だけずれた位置に順に配置され、アパーチャAPも同様な配置で形成されている。Y1とY33との距離は4mm、アパーチャAPの径は0.125mmとなっている。
【0016】
図4は、感光フィルム3上の各ビームに対応するドット、すなわちアパーチャパネル43の像を示す図である。図中黒点が、ビームによりフィルム3が露光されるドットである。なお、図4はドットの配置を示すための図であり、各部のサイズは正しい縮尺では図示されていない。感光フィルム3上でのドットの形成範囲は、X方向においては10.24mm、Y方向は4.96mmとなる。
【0017】
描画の際には、Y方向にテーブル2を移動しつつLEDを発光制御して感光フィルム3の表面にY方向に延びる帯状の領域に画像を形成する。これにより、あるライン(X方向に沿ったライン)に注目した場合に、一回の走査で全てのLEDビームの像(ドット)が中心間の距離5μmのピッチで一列に並ぶ。全てのLEDを描画に使用すれば、テーブルの走査により感光フィルム3上に10.24mm幅の帯状の描画領域が形成される。ただし、実施形態の装置では、この帯状の描画領域の幅を変更することができる。
【0018】
描画領域の幅を変更するため、すなわち、描画に用いられるLEDを選択するために、全てのLEDはY方向の境界線により複数のグループに分類される。分類は、処理装置が一回で処理できる描画データの最小単位である8MBを基準に、解像度に応じて変更される。実施形態の装置は、解像度を標準密度であるドット間ピッチ5μmと、その倍密度である2.5μmとの間で選択できるよう構成されている。
【0019】
標準密度の場合には、1つの帯状の領域を上記のように一回の走査で描画する。また、この場合には、Y方向についても、ドット間ピッチが5μmとなるよう各LEDの発光タイミングが定められる。標準密度では、一回の走査のデータ量は32MB(メガバイト)となり、8MBのデータ容量でY列16列分、すなわち32×16=512個のLEDを1走査分制御することができる。したがって、この場合には、LEDは4つのグループG1〜G4に分類される。これらのグループのうち、中央のグループG2,G3のいずれか一方は常に描画に使用され、外側のグループG1,G4は選択により描画に使用され、あるいは使用されない。したがって、以下の表1に示すA〜Jの10通りの組み合わせが考えられる。表1では、使用されるグループが○、使用しないグループが×で表わされており、描画に使用しない光源のグループの数が番号m,nで表される。ここで、mは描画領域の幅方向の一方の側の描画に使用されない光源のグループの数であり、外側からm番目のグループが描画に使用されない。nは同様に描画領域の幅方向の他方の側の描画に使用されない光源のグループの数である。
【0020】
【表1】
【0021】
描画幅の変更には、高い描画精度が要求される場合に、投影レンズの外側の収差の影響が大きい領域を利用する光を利用せず投影レンズの中心部を通る光のみを利用するという第1の目的と、いずれかのLEDが断線等の原因により発光不能となったときに、そのLEDを含むグループを使用せずに描画することによりドットの抜けを防止するという第2の目的とがある。第1の目的を達成するためには、幅方向の外側の領域に対応するLEDを使用せず、中央の領域に対応するLEDのみを利用して描画する必要がある。この場合には、AとFとの2通りの組み合わせが選択できれば十分である。ただし、第2の目的を達成するためには、他のB〜E,G〜Jの組み合わせも選択できることが望ましい。
【0022】
標準密度で描画する場合、感光フィルム3の描画領域のY方向における端部から他の端部まで帯状に画像が形成されると、光学ヘッド4を上記の使用されるグループの数に応じた描画幅分だけX方向に移動する。そして、光学ヘッド4の移動後にテーブル2を前回とは逆方向に(Y方向に沿って)移動することにより、同様にして、感光フィルム3にY方向に延びた帯状の画像を先に形成した領域に隣接して形成する。標準密度の場合、光学へッドはテーブルがいずれの方向に走査する場合にも走査が終了する毎に10.24−(m+n)×2.56mmX方向に送られる。
【0023】
一方、倍密度の場合には、一方向の走査の後、半ピッチ分、すなわち2.5μm分X方向にヘッドを移動させて逆向きに走査することにより、前回の走査により形成されたドットとドットとの間をドットで埋めてゆく。このように半ピッチずらしてインターレースの手法で往復走査することにより1つの帯状の領域にパターンを描画する。全てのLEDが描画に使用される場合、10.24mmの幅に対して4096ドットの密度でデータを描画できる。走査方向に対しても2.5μmピッチでドットを形成する場合、一往復の走査のデータ量は標準密度の4倍の128MBとなり、8MBのデータ容量でY列4列分、すなわち32×4=128個のLEDを往復走査分制御することができる。倍密度の記録をする場合、描画データを送る側から見ると、1回の走査で4048個のLEDを制御するのと等価であり、そのように考えると、8MBのデータ容量でY列8列分、すなわち32×8=256個のLEDを一走査分制御することとなる。
【0024】
倍密度の場合には、LEDは16のグループg1〜g16に分類される。この場合、前述の第2の目的を達成するためには、136通りの組み合わせが考えられる。ただし、光源部の中心と投影レンズの光軸とが一致していることを前提にすると、第1の目的のためには以下の表2に示すa〜hの8通りの組み合わせが選択できればよい。
【0025】
【表2】
【0026】
なお、光源部の中心と投影レンズの光軸とが一致しない場合には、不使用領域を表2に示すように左右対称(m=n)だけではなく、非対称(m≠n)に定めてもよい。例えば、m=2,n=1としてグループg1,g2,g16を使用しないよう選択することができる。
【0027】
倍密度で描画する場合、感光フィルム3の描画領域のY方向における端部から他の端部まで往復走査して帯状に画像が形成されると、光学ヘッド4を上記の使用されるグループの数に応じた描画幅分だけX方向に移動する。そして、光学ヘッド4の移動後にテーブル2をY方向に沿って移動することにより、同様にして、感光フィルム3にY方向に延びた帯状の画像を先に形成した領域に隣接して形成する。倍密度の場合、光学へッドはテーブルが一方の方向に走査する場合には走査が終了する毎に2.5μmX方向に送られ、他方の方向に走査する場合には走査が終了する毎に10.24−(m+n)×0.64mmX方向に送られる。
【0028】
図5は、実施形態の記録装置100の制御系を示すブロック図である。記録装置100は、イーサネットのネットワークによりワークステーションWSと接続されており、ワークステーションWSから送られる描画データと制御情報とにしたがって感光フイルム3上にパターンを露光、描画する。ワークステーションWSから送られる描画データはベクトルデータであり、制御情報はドット間ピッチ、すなわち解像度と描画に使用しない光源のグループの番号m,nとを含む。
【0029】
描画装置100の制御系は、イーサネットを介して入力されるワークステーションWSからのデータを受けるデータ入力インターフェイス(I/F)101と、この入力インターフェイスを介してベクトルデータとして入力される1画像分の全面の画像データが記憶される容量を持つバッファ102と、バッファ102に書き込まれたベクトルデータをビットマップのラスタデータに変換する演算処理回路103と、演算処理回路103により変換されたビットマップのデータが交互に書き込まれるそれぞれ8MBの容量を持つ2つのバッファ104a,104bを備えるデータ書き込み回路104と、感光フィルム3上に形成される画像がポジ画像かネガ画像かにより描画データのビットを非反転または反転させるビット反転処理回路105と、走査により形成される1つの帯状の領域の描画データを保持するための128MBの容量を持つ2つの画像メモリ106a,106bを備え、光学ヘッド4のLEDの発光を制御する光源制御回路106とを備えている。
【0030】
ワークステーションWSから入力される描画データの単位は、全領域をカバーする。この全領域はテーブル2を走査することにより形成される帯状の領域を複数合わせることによりカバーされる。バッファ102には、この全領域分の描画データが記憶される。
【0031】
演算処理回路103は、変換したデータを2つのバッファ104a,104bに交互に書き込み、データ書き込み回路104は、演算処理回路103からのデータの転送が完了した一方のバッファのデータを光源制御回路106に出力し、その間他方のバッファには演算回路103からのデータが転送される。演算処理回路103から出力される描画データは、例えば感光フィルム上でプリント基板の導体パターンが形成される位置に対応するドットが「1」、他の領域が「0」となるよう定義づけられたポジ画像を基準とした二値データであり、光源制御回路106は、例えばデータが「1」のドットに対してはLEDを発光させ、「0」のドットに対しては発光させない。
【0032】
ビット反転処理回路105は、形成される画像がポジ画像である場合にはデータ書き込み回路104から出力される描画データをそのままLED制御回路106に伝達し、ネガ画像である場合にはデータのビットを反転させて、すなわち、「1」のドットを「0」、「0」のドットを「1」に反転させて伝達する。
【0033】
なお、演算処理回路103は、上記のようにデータを変換する機能のみでなく、他の回路を制御するCPUとしての機能を有している。また、演算処理回路103は、グループ番号m,nに基づいて求められる走査の描画幅と、描画データに含まれる位置情報とに基づいてテーブル2と光学ヘッド4との移動量を求める機能を有しており、求められた移動量データは、移動制御回路110へ出力され、移動量制御回路110はテーブル用ACサーボ回路111と光学ヘッド用サーボ回路112とを介して光学系駆動モータ5Mとテーブル移動モータ2Mモータとを駆動して光学ヘッドとテーブルとを移動させる。駆動中は、スケール検出ヘッド5Dおよび2Dの出力が移動量制御回路110に入力されており、各モータ5M,2Mは検出される移動量に基づいてフィードバック制御される。
【0034】
図6は、上記の制御系に含まれる画像メモリ106aのメモリ空間を示す説明図である。標準密度の場合には、図6(a)に示されるように、8MBづつに分割された4つのパーティションと呼ばれる領域により一走査に用いられる32MBのバンドと呼ばれる領域が構成される。この32MBの描画データにより、標準密度における一回の走査で2048個のLEDが制御される。1つのパーティションは、512個のLEDを一走査制御するための描画データを有し、各パーティションがLEDの各グループG1〜G4に対応する。
【0035】
一方、倍密度の場合には、図6(b)に示されるように、8MBづつに分割された16のパーティションにより往復走査に用いられる128MBのバンドが構成される。この場合、1つのパーティションは128個のLEDを往復走査するために必要な描画データを保持し、各パーティションがLEDの各グループg1〜g16に対応する。
【0036】
データ書き込み回路104は、2つのバッファ104a,104bからデータを交互に出力してパーティション単位で描画データをLED制御回路106の画像メモリ106a,106bに書き込む。なお、特定のグループのLEDを描画に使用しないことは、これらのLEDにより形成され得る全ドットに対して「非発光」というデータを入力することに等しい。そこで、m,nの数値に応じ、使用されない光源のグループに対応するデータが書き込まれるパーティションには、演算処理回路103から入力される描画データではなく、「非発光」を意味する一定のデータが書き込まれる。ただし、データ書き込み回路104から出力されるデータは、形成される画像がネガ画像の場合にはビット反転回路105により反転されるため、いずれの場合にも画像メモリ106a,106bに書き込まれるデータが「非発光」を意味する「0」となるように、ポジ画像の場合には該当するパーティションに転送されるべきバッファ104a,104bの全てのビットが「0」で埋められ、ネガ画像の場合には「1」で埋められる。
【0037】
図7および図8は、1画面分のパターンを描画するための演算処理回路103による制御の手順を示すフローチヤートである。ここでは、倍密度で記録する場合、すなわち、1バンドが16パーティションで構成される場合を例にして説明する。
ステップ(図中「S.」で示す)1、2でワークステーションWSから制御情報と描画データとを受信すると、ステップ3において描画データに含まれる位置情報に基づいて光学ヘッド4およびデーブル2の初期位置を求めて移動制御回路110へ出力する。移動制御回路110は、この情報に基づいて光学系駆動モータ5Mとテーブル移動モータ2Mとを駆動する。
【0038】
ステップ4では、描画に用いられない光源のグループ数m,nを全グループ数16から差し引いて描画に用いられる光源のグループ数pを求める。標準密度の場合には、pは(4−m−n)で求められる。ステップ5〜10では、描画に用いられない一方側の光源グループに対応する画像メモリ上のm個のパーティションに「非発光」のデータが書き込まれる。「非発光」のデータは、上述のようにポジ画像を形成する場合には「0」、ネガ画像を形成する場合には「1」となるため、対応する値を書き込む。
【0039】
ステップ11〜14は、描画に用いられる光源のグループに対応する画像メモリ上のパーティションに描画データを書き込む処理である。続く図8のステップ15〜20では、描画に用いられない他方側の光源グループに対応する画像メモリ上のn個のパーティションに「非発光」のデータが書き込まれる。
【0040】
上記の処理により画像メモリ106aの128MBの領域に倍密度の往復走査分のデータが書き込まれると、ステップ21でテーブルをY方向に移動させながら各LEDを発光制御してパターンを描画する。1つの帯状の描画領域分の描画が終了すると、描画データが残っている場合にはステップ23で光学ヘッド4を移動させて図7のステップ5に戻り、次の帯状の描画領域の描画を開始する。描画データが終了すると1画面分の描画が終了する。
なお、このフローチャートでは、ステップ21の実際の描画処理とステップ5〜20の画像メモリへのデータの書き込みとが時系列的に順に実行させるように示されているが、一方の画像メモリ106aに記憶された描画データによりパターンが描画されている間に、他方の画像メモリ106bへ描画データが書き込まれる。これにより、1つの帯状の描画領域から次の領域の描画を開始するまでの時間を短縮することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、投影光学系の収差が大きく影響する光軸から離れた光源を利用せずに中心部の光源のみを用いて描画することにより、各光源からの光束により形成されるドットの位置精度を高めることができ、投影光学系の性能を高めることなく高い精度の描画が可能となる。
また、複数の光源の一部が断線等により発光不能となった場合には、その光源を含む光源のグループを使用せずに描画することができ、光学ヘッドを修理、交換するまでの間も装置を利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態にかかるマルチビーム記録装置の外観を示す斜視図である。
【図2】 光学ヘッドの構成の概略を示す側面図である。
【図3】 アパーチャパネルを光学ヘッドの上面側から見た図である。
【図4】 感光フィルム上に結像した点像のパターンを示す図である。
【図5】 実施形態の装置の制御系を示すブロック図である。
【図6】 LED制御回路に含まれる画像メモリのメモリ空間を示す説明図である。
【図7】 演算処理回路の制御の手順の前半を示すフローチヤートである。
【図8】 演算処理回路の制御の手順の後半を示すフローチヤートである。
【符号の説明】
2 テーブル
4 光学ヘッド
42 LED
43 アパーチャー板
44,45 第1、第2レンズ群(投影光学系)
100 パターン記録装置
103 演算処理回路
104 データ書き込み回路
104a,104b バッファ
106 光源制御回路
106a,106b 画像メモリ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention projects a light beam from a light source section having a plurality of light sources arranged two-dimensionally onto a drawing surface by a projection lens, and draws an image by relatively scanning the light source image and the drawing surface. The present invention relates to a multi-beam recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-186490 has a light source unit including a semiconductor laser arrayed as a two-dimensional matrix and a corresponding aperture, and an image of this aperture is formed as a dot on a drawing surface by a projection optical system. A beam recording apparatus is disclosed. This apparatus controls the semiconductor laser while relatively scanning the drawing surface and the aperture image, and shifts the aperture image of each row discretely arranged in a direction orthogonal to the scanning direction while shifting the aperture image by a predetermined pitch. By overlapping, a two-dimensional image is formed on the drawing surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since this type of multi-beam recording apparatus uses a large-diameter projection lens to reduce and project the aperture pattern onto the drawing surface, the amount of aberration generated at the periphery of the lens becomes relatively large. As for the aperture in the peripheral part away from the optical axis, the shape of the image (dot) of the aperture projected on the drawing surface is distorted, or the position of the dot deviates from the planned position. Such distortion and displacement of the aperture image do not pose a problem when the resolution of the formed image is low, but when the resolution is high, precise drawing is hindered and becomes a problem.
[0004]
An object of the present invention is to provide a multi-beam recording apparatus capable of performing precise drawing even when a projection lens having aberration is used in view of the above-described problems of the prior art.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the multi-beam recording apparatus according to the present invention is characterized in that the scanning width can be changed by selecting a light source used for drawing from a plurality of light sources arranged in two dimensions. To do. According to such a configuration, when the resolution is low, a pattern can be formed over a wide range by one scan using all the light sources, and when the resolution is high, a peripheral light source away from the optical axis of the projection optical system can be formed. A pattern with high accuracy can be formed by drawing using only the light source in the central part, which is less influenced by aberration, without using it.
[0006]
That is, a multi-beam recording apparatus according to the present invention includes a light source unit in which a plurality of light sources having an effective area are two-dimensionally arranged discretely, a projection optical system that forms dots on a drawing surface by a light beam emitted from the light source, and A first moving means for forming a strip-like drawing area on the drawing surface by relatively moving the light source unit and the drawing surface along the first direction during the drawing period; and during the non-drawing period. A second moving means for switching the drawing area by the first moving means by moving the light source part and the drawing surface relatively along a second direction perpendicular to the first direction; and the light source part The light source is classified into a plurality of groups by boundary lines parallel to the first direction, and the light source used for drawing and the light source not used are selected in units of groups to set the width of the drawing area and for drawing. Unused glue The drawing control means for controlling the light emission and non-light emission of the light sources of the group used for drawing based on the inputted drawing data without turning on the light source, and the drawing by the second moving means according to the width of the drawing area A moving amount changing unit that changes a moving amount at the time of switching the area, and the drawing control unit selects one or a plurality of groups respectively located outside both of the light sources as a group that is not used for drawing. In addition, the drawing is performed without using light using a region having a large influence of the aberration outside the projection optical system .
[0007]
The drawing control means also includes an arithmetic processing circuit that forms a bitmap based on input drawing data, an image memory that stores control data for the total number of light sources corresponding to a single scanning area, and is used for drawing. Write the bitmap drawing data to the image memory as the light source control data for the group to be written, and write to the image memory the non-light emitting data to the image memory as the control data for the light source of the group not used for drawing It is desirable to include a light source driving circuit for driving the light source unit based on the data.
[0008]
Further, in this case, the data writing circuit includes two buffers for storing the control data included in one scanning region in units of light source groups, writing bitmap data and non-light-emitting data, and a memory for these data It is possible to configure so as to alternately execute the discharging to the two buffers.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a multi-beam recording apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a
[0010]
The
[0011]
The table 2 is rotated with respect to the light source image formed by the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
FIG. 2 is a side view showing an outline of the optical system of the
[0015]
FIG. 3 is a view of the
[0016]
FIG. 4 is a diagram showing dots corresponding to each beam on the
[0017]
When drawing, the LED is controlled to emit light while moving the table 2 in the Y direction, and an image is formed on the surface of the
[0018]
In order to change the width of the drawing area, that is, to select the LEDs used for drawing, all the LEDs are classified into a plurality of groups by the boundary line in the Y direction. The classification is changed according to the resolution with reference to 8 MB, which is the minimum unit of drawing data that can be processed by the processing device at a time. The apparatus of the embodiment is configured such that the resolution can be selected between a standard dot density of 5 μm between dots and a double density of 2.5 μm.
[0019]
In the case of the standard density, one band-like region is drawn by one scan as described above. In this case, the light emission timing of each LED is also determined so that the dot pitch is 5 μm in the Y direction. At the standard density, the data amount of one scan is 32 MB (megabytes), and the data capacity of 8 MB can control 16 columns of Y columns, that is, 32 × 16 = 512 LEDs for one scan. Therefore, in this case, the LEDs are classified into four groups G1 to G4. Of these groups, one of the central groups G2 and G3 is always used for drawing, and the outer groups G1 and G4 are used for drawing by selection or not used. Therefore, 10 combinations of A to J shown in Table 1 below can be considered. In Table 1, the used group is represented by ◯, the unused group is represented by ×, and the number of light source groups not used for drawing is represented by numbers m and n. Here, m is the number of light source groups that are not used for drawing on one side in the width direction of the drawing area, and the mth group from the outside is not used for drawing. Similarly, n is the number of light source groups not used for drawing on the other side in the width direction of the drawing area.
[0020]
[Table 1]
[0021]
For changing the drawing width, when high drawing accuracy is required, only the light that passes through the center of the projection lens is used without using the light that uses the area outside the projection lens where the influence of the aberration is large. The second purpose is to prevent dot dropout by drawing without using a group including the LED when any LED becomes incapable of light emission due to disconnection or the like. is there. In order to achieve the first object, it is necessary to draw using only the LED corresponding to the central region without using the LED corresponding to the outer region in the width direction. In this case, it is sufficient if two combinations of A and F can be selected. However, in order to achieve the second object, it is desirable that other combinations of B to E and G to J can be selected.
[0022]
When drawing at a standard density, when an image is formed in a strip shape from the end in the Y direction of the drawing area of the
[0023]
On the other hand, in the case of double density, after scanning in one direction, by moving the head in the X direction by half a pitch, that is, 2.5 μm, and scanning in the reverse direction, Fill the dots with dots. In this way, a pattern is drawn in one band-like region by reciprocating scanning by an interlace method with a half pitch shift. When all LEDs are used for drawing, data can be drawn at a density of 4096 dots for a width of 10.24 mm. When dots are formed at a pitch of 2.5 μm in the scanning direction, the amount of data for one reciprocal scanning is 128 MB, which is four times the standard density, and the data capacity is 8 MB for four Y columns, that is, 32 × 4 = 128 LEDs can be controlled for reciprocal scanning. When double-density recording is performed, it is equivalent to controlling 4048 LEDs in one scan when viewed from the drawing data sending side. Considering this, 8 rows of Y columns with a data capacity of 8 MB are considered. That is, 32 × 8 = 256 LEDs are controlled for one scan.
[0024]
In the case of double density, the LEDs are classified into 16 groups g1 to g16. In this case, in order to achieve the second object, 136 combinations are conceivable. However, assuming that the center of the light source unit and the optical axis of the projection lens coincide with each other, it is only necessary to select eight combinations a to h shown in Table 2 below for the first purpose. .
[0025]
[Table 2]
[0026]
When the center of the light source unit and the optical axis of the projection lens do not coincide with each other, the unused area is determined not only to be symmetric (m = n) but also to asymmetric (m ≠ n) as shown in Table 2. Also good. For example, it is possible to select not to use the groups g1, g2, and g16 with m = 2 and n = 1.
[0027]
In the case of drawing at double density, when an image is formed in a strip shape by reciprocating scanning from the end in the Y direction of the drawing area of the
[0028]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a control system of the
[0029]
The control system of the
[0030]
The unit of drawing data input from the workstation WS covers the entire area. This entire area is covered by combining a plurality of band-like areas formed by scanning the table 2. The
[0031]
The
[0032]
When the formed image is a positive image, the bit
[0033]
Note that the
[0034]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a memory space of the
[0035]
On the other hand, in the case of double density, as shown in FIG. 6 (b), a 128 MB band used for reciprocal scanning is constituted by 16 partitions divided into 8 MB. In this case, one partition holds drawing data necessary for reciprocating scanning of 128 LEDs, and each partition corresponds to each group of LEDs g1 to g16.
[0036]
The
[0037]
7 and 8 are flowcharts showing the control procedure by the
When control information and drawing data are received from the workstation WS at steps (indicated by “S.” in the figure) 1 and 2, the initial state of the
[0038]
In
[0039]
Steps 11 to 14 are processes for writing drawing data to a partition on the image memory corresponding to a group of light sources used for drawing. In subsequent steps 15 to 20 in FIG. 8, “non-light-emitting” data is written in n partitions on the image memory corresponding to the light source group on the other side not used for drawing.
[0040]
When the double-density reciprocating scan data is written in the 128 MB area of the
In this flowchart, the actual drawing process in step 21 and the writing of data to the image memory in
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the light flux from each light source is drawn by using only the light source in the central portion without using the light source away from the optical axis that greatly affects the aberration of the projection optical system. As a result, the positional accuracy of the dots formed can be improved, and high-accuracy drawing can be performed without increasing the performance of the projection optical system.
In addition, when some of the light sources are unable to emit light due to disconnection, etc., drawing can be performed without using a group of light sources including the light source, and until the optical head is repaired or replaced. The device can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a multi-beam recording apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of an optical head.
FIG. 3 is a view of an aperture panel as viewed from the upper surface side of the optical head.
FIG. 4 is a diagram showing a pattern of point images formed on a photosensitive film.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a control system of the apparatus according to the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a memory space of an image memory included in the LED control circuit.
FIG. 7 is a flowchart showing the first half of the control procedure of the arithmetic processing circuit.
FIG. 8 is a flowchart showing the second half of the control procedure of the arithmetic processing circuit.
[Explanation of symbols]
2 Table 4
43
100
Claims (5)
該光源からの光束により描画面上にドットを形成する投影光学系と、
描画期間中に前記光源部と前記描画面とを第1の方向に沿って相対的に直線移動させて前記描画面上に帯状の描画領域を形成する第1の移動手段と、
非描画期間中に前記光源部と前記描画面とを前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に沿って相対的に移動させることにより、第1の移動手段による描画領域を切り換える第2の移動手段と、
前記光源部の光源を前記第1の方向と平行な境界線により複数のグループに分類し、描画に使用される光源と使用されない光源とを前記グループ単位で選択することにより描画領域の幅を設定すると共に、描画に使用されないグループの光源を点灯させず、入力される描画データに基づいて描画に使用されるグループの光源の発光、非発光を制御する描画制御手段と、
前記描画領域の幅に応じて前記第2の移動手段による描画領域の切り換え時の移動量を変更する移動量変更手段とを備え、
前記描画制御手段が、前記光源において、両方の外側にそれぞれ位置する1つ若しくは複数のグループを描画に使用しないグループとして選択することにより、前記投影光学系の外側の収差の影響が大きい領域を利用する光を用いずに描画を行うことを特徴とするマルチビーム記録装置。A light source unit in which a plurality of light sources having an effective area are discretely arranged two-dimensionally;
A projection optical system that forms dots on the drawing surface by the light flux from the light source;
First moving means for forming a strip-shaped drawing region on the drawing surface by relatively linearly moving the light source unit and the drawing surface along a first direction during a drawing period;
During the non-drawing period, the light source unit and the drawing surface are moved relative to each other along a second direction perpendicular to the first direction, thereby switching a drawing region by the first moving unit. Two moving means;
The light sources of the light source unit are classified into a plurality of groups by boundary lines parallel to the first direction, and the width of the drawing region is set by selecting light sources used for drawing and light sources not used for drawing in units of groups. And drawing control means for controlling the light emission and non-light emission of the light sources of the group used for drawing based on the input drawing data without turning on the light sources of the group not used for drawing,
A moving amount changing means for changing a moving amount at the time of switching the drawing area by the second moving means according to the width of the drawing area;
In the light source, the drawing control unit selects one or a plurality of groups located outside both of the light sources as a group not used for drawing, thereby using a region where the influence of the aberration outside the projection optical system is large. A multi-beam recording apparatus for performing drawing without using light to be emitted .
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