JP4322564B2 - Pixel position specifying method, image shift correcting method, and image forming apparatus - Google Patents

Pixel position specifying method, image shift correcting method, and image forming apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素位置特定方法、画像ずれ補正方法および画像形成装置に関し、特に、複数の露光ヘッドを備え、前記露光ヘッドのぞれぞれに空間変調素子を設けた画像形成装置において、露光ヘッド間の相対位置が変化しても、前記露光ヘッドにおける繋ぎ画素の位置を高精度で特定できる画素位置特定方法、つなぎ目の目立たない高品質の画像が形成できる画像ずれ補正方法、および前記画像ずれ補正方法により露光ヘッド間の画像のずれを補正する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、画像記録装置の一例として、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)等の空間光変調素子(SLM)を利用し、画像データに応じて変調された光ビームで画像露光を行う露光装置が種々提案されている(たとえば、非特許文献1および2を参照)。このDMDは、たとえばSRAMの各メモリセル上に多数の微小なマイクロミラーを設けることにより構成され、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。実際に描画を行うときには、各SRAMに画像データを書き込んだ状態で各マイクロミラーをリセットして所定角度とし、光の反射方向を所望の方向とする。
【0003】
前記露光装置の応用分野の1つとして、たとえば液晶ディスプレーなどのパネルの製造がある。
【0004】
パネル製造用の露光装置としては、露光範囲を広げる目的で、前記DMDを有する露光ヘッドを、前記基板などの感光材料の送り方向に交差する方向に沿って複数配列したマルチヘッド露光装置がある。
【0005】
前記マルチヘッド露光装置においては、各ヘッド間の相対位置は、つなぎ目が実用上問題にならない程度に高精度に調整されている。
【0006】
【非特許文献1】
Larry J. Hornbeck, Digital Light Processing and MEMS: reflecting the digital display needs of the networked society, THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, Proceedings of SPIE Volume: 2783, 8/1996, P.2-13
【非特許文献2】
W.E.Nelson and Robit L Bhuva,. Digital micromirror device imaging bar for hard copy, THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, Proceedings of SPIE Volume: 2413, 4/1995, P.58-65
【特許文献1】
特開平10−31170号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、基板の集積度が高くなるにつれて、さらに高い解像度が要求されるようになってきたので、各露光ヘッドに対応する画像の相対位置のずれの許容値が小さくなってきた。
【0008】
さらに、前記露光ヘッドにおいては、光源から結像面にいたるまでに数多くの光学部材や機構部材などが使用されているので、温度変化による各部材の熱膨張や熱収縮、および長期間使用による経時変化の蓄積により、前記画像の各画像ヘッドのつなぎ目の部分に無視できない程度のずれや重なりが生じ、画像品質が低下するという問題もあった。
【0009】
前記マルチヘッド露光装置と同様の目的に使用されるマルチビーム露光装置においては、PSD(position-sensing device、位置検出装置)や4分割ディテクタなどの位置検出素子によって各ビームの位置を検出し、各ビームによって形成される画像間のずれを補正する方法が提案されている(特許文献1)。
【0010】
しかしながら、マルチヘッド露光装置においては、露光ヘッドの間隔は、隣接ビームの間隔に比べて圧倒的に大きいので、前記特許文献1に記載の方法をマルチヘッド露光装置に適用することは困難である。
【0011】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、前記マルチヘッド露光装置などの画像形成装置において、各露光ヘッドの露光ビームの位置から前記露光ビームに対応する画素の位置を特定できる画素位置特定方法、各露光ヘッドの繋ぎ目の部分における画像のずれや重なりを極めて小さくできる画像ずれ補正方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、複数の画素を選択的にon/off可能な複数の露光ヘッドを一定方向に走査して画像を形成する画像形成装置において、各露光ヘッドの露光ビームの位置を測定して前記露光ヘッドの繋ぎ目の画素位置を特定する画素位置特定方法であって、前記露光ビームの位置の測定に、前記走査方向に対して平行なY軸方向に沿って基準面上を移動可能なビーム位置検出手段を用いると共に、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素をonし、前記ビーム位置検出手段が備える受光面上のxy座標における露光ビームの位置を検出する第1露光ビーム位置検出ステップと、第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素をonするとともに、前記ビーム位置検出手段をY軸方向に移動させ、前記受光面上のxy座標における露光ビームの位置を検出する第2露光ビーム位置検出ステップと、前記ビーム位置検出手段のY軸方向の移動量と、第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドの前記受光面上における露光ビームの位置とから前記第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する繋ぎ画素位置特定ステップとを有することを特徴とする画素位置特定方法に関する。
【0013】
前記ビーム検出手段の受光面におけるx軸およびy軸は、それぞれ基準面のX軸およびY軸に対して平行である。
【0014】
前記露光ヘッドから照射される露光ビームは互いに平行であり、前記基準面に対して垂直であるから、前記露光ヘッドにおいては、前記第1露光ビーム位置検出ステップおよび前記第2露光ビーム位置検出ステップにおいて検出した露光ビーム位置は、それぞれ第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素の位置に相当する。
【0015】
そして、前記画素位置特定方法においては、前記第1露光ビーム位置検出ステップにおいて第1の露光ヘッドの露光ビームを検出した後、第2露光ビーム位置検出ステップにおいて前記ビーム検出手段をY軸方向に沿って移動させて第2の露光ヘッドの露光ビームを検出している。
【0016】
したがって、前記第1露光ビーム位置検出ステップおよび第2露光ビーム位置検出ステップにおける露光ビームのx軸方向の位置の差は、第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素のX軸方向の相対的な位置の差に相当する。
【0017】
そして、第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素のY軸方向の相対的な位置の差は、前記第1露光ビーム位置検出ステップおよび第2露光ビーム位置検出ステップにおける露光ビームのy軸方向の位置の差と第2露光ビーム位置検出ステップにおける前記ビーム検出手段の移動量との和である。
【0018】
したがって、請求項1の画素位置特定方法によれば、第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとの露光ビームの照射位置を測定するだけで、前記第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素との相対的な位置の差が特定できる。
【0019】
ここで、前記第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとの間のずれや重なりを補正するには、前記第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素との相対的な位置の差が判れば充分である。
【0020】
故に、前記画素位置特定方法によって前記第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素との相対的な位置の差を特定し、特定された相対的な位置の差に基いて第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとに入力される画像データを補正すれば、前記第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとが当初の位置からずれた場合においても、前記ずれに起因する露光ヘッドの繋ぎ目部分における画像のずれや重なりの発生を防止できる。
【0021】
請求項2に記載の発明は、複数の画素を選択的にon/off可能に形成されてなるとともに、走査方向に対して斜めに配置された複数の露光ヘッドで画像形成する画像形成装置において、各露光ヘッドの露光ビーム位置を測定して前記露光ヘッドの繋ぎ目の画素位置を特定する画素位置特定方法であって、前記露光ビームの位置の測定に、前記走査方向に対して平行なY軸方向に沿って基準面上を移動可能なビーム位置検出手段を用いるとともに、前記第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近に位置する画素を順次onし、基準面を、前記走査方向に対して平行なY軸方向に沿って移動可能なビーム位置検出手段の受光面上のxy座標上においてx=0に最も近い位置に入射した露光ビームに対応する画素を第1の繋ぎ画素とする第1画素特定ステップと、前記第1の繋ぎ画素指定ステップで指定された第1の繋ぎ画素をonして前記ビーム位置検出手段をY軸方向に沿って移動し、前記第1の露光ヘッドの露光ビームが前記受光面上のxy座標の原点を照射したときの前記ビーム位置検出手段の基準面上の位置である第1ビーム位置を検出する第1ビーム位置検出ステップと、前記第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近に位置する画素を順次onし、前記ビーム位置検出手段の受光面上のxy座標上においてx=0に最も近い位置に入射した露光ビームに対応する画素を第2の繋ぎ画素とする第2画素特定ステップと、前記第2の繋ぎ画素指定ステップで指定された第2の繋ぎ画素をonして前記ビーム位置検出手段をY軸方向に沿って移動し、前記第2の露光ヘッドの露光ビームが前記受光面上のxy座標の原点を照射したときの前記ビーム位置検出手段の基準面上の位置である第2ビーム位置を検出する第2ビーム位置検出ステップと、前記第1ビーム位置と前記第2ビーム位置とに基づいて前記第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する画素位置特定ステップとを有することを特徴とする画素位置特定方法に関する。
【0022】
画素位置特定方法によれば、前記第1ビーム位置検出ステップで第1ビーム位置を検出したあと、前記ビーム位置検出手段をY軸方向に移動させて第2ビーム位置を検出している。したがって、第1ビーム位置と第2ビーム位置とは、同一のX座標上にある。ここで、第1ビーム位置と第2ビーム位置とは、それぞれ第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素に対応する露光ビームの照射位置であるから、前記画素位置特定方法で特定される第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素ともまた、同一のX座標上にある。そして、前記第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素とは、前述のように、それぞれ第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドのつなぎ目の部分に存在する。故に、前記画素位置特定方法で特定される第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素とで画像を繋ぐことにより、X軸方向に沿って切れ目の無い画像を形成できる。また、第1ビーム位置と第2ビーム位置との間の距離、即ち第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素とのY軸方向の距離と露光ヘッドの走査方向とに基いて各露光ヘッド間の露光タイミングを調節することにより、Y軸方向に沿ってずれや重なりのない画像が形成できる。
【0023】
請求項3に記載の発明は、複数の画素を選択的にon/off可能な複数の露光ヘッドを一定方向に走査して画像形成する画像形成装置において、各露光ヘッドの露光ビーム位置を測定して前記露光ヘッドの繋ぎ目の画素位置を特定する画素位置特定方法であって、前記露光ビームの測定に、前記走査方向に対して平行なY軸方向および前記Y軸方向に対して直交するX軸方向に沿って基準面上を移動可能なビーム位置検出手段を用いるとともに、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素をonし、前記ビーム位置検出手段をX軸およびY軸方向に沿って移動させ、前記ビーム位置検出手段の受光面における原点(x=0,y=0)を露光ビームが照射したときの前記基準面上における前記ビーム位置検出手段の位置である第1ビーム位置(X1,Y1)を検出する第1ビーム位置検出ステップと、第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素をonし、前記ビーム位置検出手段をX軸およびY軸方向に沿って移動させ、前記ビーム位置検出手段の受光面における前記原点を露光ビームが照射したときの前記基準面上における前記ビーム位置検出手段の位置である第2ビーム位置(X2,Y2)を検出する第2ビーム位置検出ステップと、前記第1ビーム位置と前記第2ビーム位置とに基づいて前記第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する画素位置特定ステップとを有することを特徴とする画素位置特定方法に関する。
【0024】
前述のように、露光ヘッドから照射される露光ビームは互いに平行であり、前記基準面に対して垂直であるから、前記第1ビーム位置と前記第2ビーム位置とは、それぞれ前記第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素の基準面上の位置である。
【0025】
前記画素位置特定方法においては、第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素の検出に、X軸およびY軸方向に沿って移動できるビーム位置検出手段を用いている。そして、第1の繋ぎ画素からの露光ビームが前記ビーム位置検出手段の原点を照射したときの前記ビーム位置検出手段のXY座標上の位置を第1ビーム位置とし、第2の繋ぎ画素からの露光ビームが前記ビーム位置検出手段の原点を照射したときの前記ビーム位置検出手段のXY座標上の位置を第2ビーム位置としている。
【0026】
前記画素位置特定方法においては、ビーム位置検出手段は、露光ビームの位置を特定できる範囲はそれほど広くなくてもよいから、小型の検出素子を使用できる。
【0027】
請求項4に記載の発明は、前記ビーム位置検出手段が2次元PSD、4分割フォトディテクタ、2次元CCD、および2次元CMOSのいずれかである画素位置特定方法に関する。
【0028】
2次元PSD、4分割フォトディテクタ、2次元CCD、および2次元CMOSは、いずれも、前記露光ヘッドによりon、offされる画素のようなスポット光の位置を2次元で特定できる。したがって、ビーム位置検出手段において第1および第2の繋ぎ画素の位置を2次元で特定するのに単一の素子で済むから好ましい。
【0029】
請求項5に記載の発明は、前記露光ヘッドが、入力された画像データに応じて光源からの光を変調する空間変調素子によって複数の画素を選択的にon/offする画素位置特定方法に関する。
【0030】
前記画素位置特定方法によれば、入力された画像データに応じて光源からの光を変調する空間変調素子によって複数の画素を選択的にon/offする形態の露光ヘッドにおいて、繋ぎ画素の位置を高精度で特定できるから、何らかの理由で露光ヘッドが当初の位置からずれた場合においても、露光ヘッド間のずれや重なりの発生を防止できる。
【0031】
請求項6に記載の発明は、複数の画素を選択的にon/off可能な複数の露光ヘッドを一定方向に走査して画像を形成する画像形成装置において、各露光ヘッド間の画像のずれおよび重なりを補正する画像ずれ補正方法であって、請求項1〜5の何れか1項に記載の画素位置特定方法により、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素および第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する画素位置特定ステップと、前記画素位置特定ステップで特定された前記第1の繋ぎ画素および前記第2の繋ぎ画素の位置に基き、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素とで画像が繋がるように前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正する画像データ補正ステップとを有することを特徴とする画像ずれ補正方法に関する。
【0032】
前記画像ずれ補正方法においては、画素位置特定ステップにおいて、第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとの露光ビームの照射位置を測定するだけで、前記第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素との相対的な位置の差を特定する。
【0033】
そして、画像データ補正ステップにおいては、前記画素位置特定ステップで特定された前記第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素との相対的な位置の差に基き、前記第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素とで画像が繋がるように前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正する。
【0034】
したがって、前記画素位置特定方法によれば、第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとが何らかの理由によって当初の位置からずれた場合においても、前記ずれに起因する露光ヘッドの繋ぎ目部分における画像のずれや重なりの発生を防止できる。
【0035】
請求項7に記載の発明は、 請求項1〜5の何れか1項に記載の画素位置特定方法により、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素および第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する画素位置特定ステップと、前記画素位置特定ステップで特定された前記第1の繋ぎ画素および前記第2の繋ぎ画素の位置に基き、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素とで画像が繋がるように前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正する画像データ補正ステップとを有し、前記画像データ補正ステップにおいて、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素との間のY軸方向のずれについては、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素との間のY軸方向の距離と前記露光ヘッドの走査速度とに応じて前記第1の露光ヘッドと前記第2の露光ヘッドとの露光タイミングを設定することにより除去するとともに、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素との間のX軸方向のずれについては、前記第1の繋ぎ画素と前記第2画素とにおいて画像データが重なるように前記第1の露光ヘッドと前記第2の露光ヘッドとに画像データを入力することにより除去する画像ずれ補正方法に関する。
【0036】
請求項1〜5の画素位置特定方法においては、第1の繋ぎ画素を検出したビーム検出手段をY軸方向に移動させて第2画素を検出しているから、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素は、Y座標上の位置は異なるものの、X座標上の位置はほぼ等しい。
【0037】
したがって、前記第1の繋ぎ画素と前記第2画素とにおいて画像データが重なるように前記第1の露光ヘッドと前記第2の露光ヘッドとに画像データを入力するとと同時に、Y軸方向のずれが生じないように第1の露光ヘッドと前記第2の露光ヘッドとの露光タイミングを設定すれば、前記第1の繋ぎ画素と前記第2画素との画像のずれや重なりを無くすることができる。
【0038】
請求項8に記載の発明は、3以上の露光ヘッドについても、前記画素位置特定ステップによってそれぞれの画像ヘッドにおける繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定し、前記繋ぎ画素で画像が繋がるように、前記画素位置特定ステップによって特定された繋ぎ画素の位置に基いて前記露光ヘッドのそれぞれに入力される画像データを補正する画像ずれ補正方法に関する。
【0039】
多数の露光ヘッドを有する画像形成装置においても、一の露光ヘッドと、前記一の露光ヘッドに画像が繋げられる他の露光ヘッドとの間で、請求項6または7に記載の画像ずれ補正方法で画像のずれや重なりを補正することにより、露光ヘッド間におけるずれや重なりのない良質な画像が形成される。
【0040】
請求項9の発明は、複数の画素を選択的にon/off可能な複数の露光ヘッドを備え、前記露光ヘッドによって画像形成面を一定方向に走査しつつ露光して画像を形成する露光手段と、前記露光ビームの位置の測定に、前記走査方向に対して平行なY軸方向に沿って基準面上を移動可能なビーム位置検出手段により、前記露光手段が備える各露光ヘッドの露光ビームの位置を測定することにより、前記露光ヘッドの画素の位置を特定する画素位置特定手段と、前記ビーム位置検出手段における画素位置の検出結果に基づいて前記露光ヘッドを制御する露光制御手段とを備えてなり、前記ビーム位置検出手段は、請求項1〜4の何れか1項に記載の画素位置特定方法により、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素および第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定し、前記露光制御手段は、前記画素位置特定手段で特定された前記第1の繋ぎ画素および前記第2の繋ぎ画素の位置に基き、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素とで画像が繋がるように前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正することを特徴とする画像形成装置に関する。
【0041】
前記画像形成装置においては、請求項1〜5の何れか1項に記載の画素位置特定方法により、第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素の相対的な位置関係を特定し、前記相対的な位置関係に基いて前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正して前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素とで画像を繋げている。
【0042】
したがって、何らかの理由で露光ヘッドの位置がずれた場合にも、露光ヘッド間の画像のずれや重なりは自動的に補正されるから、前記画像のずれや重なりが生じることはない。
【0043】
請求項10に記載の発明は、前記画素位置特定手段が、前記ビーム位置検出手段として2次元PSD、4分割フォトディテクタ、2次元CCD、および2次元CMOS選択される画素位置検出素子を備える画像形成装置に関する。
【0044】
2次元PSD、4分割フォトディテクタ、2次元CCD、および2次元CMOSは、いずれも、前記露光ヘッドによりon、offされる画素のようなスポット光の位置を2次元で特定できる。したがって、ビーム位置検出手段において第1および第2の繋ぎ画素の位置を2次元で特定するのに単一の素子で済むから好ましい。
【0045】
また、これらの画素位置検出素子は何れも感度が高いから、第1の繋ぎ画素と第2の繋ぎ画素との相対的な位置関係を特定して露光ヘッド間の画像のずれや重なりを補正するときは、前記露光ヘッドの光量を小さくし、画像を形成するときは、前記露光ヘッドの光量を大きくするなどの操作が可能である。
【0046】
請求項11に記載の発明は、前記露光ヘッドは、入力された画像データに応じて光源からの光を変調する空間光変調素子を備え、前記空間変調素子によって複数の画素を選択的にon/offする画像形成装置に関する。
【0047】
前記画像形成装置は、請求項9に記載の画像形成装置において、露光ヘッドとして所謂SLM露光ヘッドを用いた例である。
【0048】
請求項12に記載の発明は、前記空間変調素子は、前記走査方向に対して傾斜して配置された複数の画素を有する画像形成装置に関する。
【0049】
前記画像形成装置によれば、露光ヘッド間に隙間ができないように画像を形成することが容易である。また、請求項1〜5に記載の画素位置特定方法を特に好適に適用できる。
【0050】
請求項13に記載の発明は、前記空間変調素子の画素が2次元に配置されてなる画像形成装置に関する。
【0051】
画素が2次元に配置された空間変調素子が設けられた露光ヘッドを複数使用して露光する画像形成装置は、液晶ディスプレーなどの製造に広く使用されているが、前記請求項13の画像形成装置においては、本発明の画像ずれ補正方法によって露光ヘッド間の画像のずれを補正しているから、多数の露光ヘッドを用いて大面積の画像を形成する場合においても露光ヘッド間でずれや重なりが生じることがない。
【0052】
【発明の実施の形態】
1.実施形態1
本発明の画像形成装置に包含される露光装置の一例について、構成の全体を図1に示す。
【0053】
実施形態1に係る露光装置は、いわゆるフラットベッド型であり、図1に示すように、シート状の感光材料150を表面に吸着して保持する平板状のステージ152を備えている。ステージ152の感光材料150を吸着保持する側の面、および感光材料150の露光面は、本発明の画像形成装置における画像形成面に相当する。
【0054】
前記露光装置は、4本の脚部154に支持された厚い板状の設置台156と、設置台156の上面に、図1において矢印で示すステージ移動方向に沿って設けられた2本のガイド158を備えている。ステージ152は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド158によって往復移動可能に支持されている。ステージ152は、駆動装置(図示せず。)により、ガイド158に沿って移動する。
【0055】
設置台156の中央部には、ステージ152の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート160が設けられている。コ字状のゲート160の各端部は、設置台156の両側面に固定されている。このゲート160を挟んで一方の側にはスキャナ162が設けられ、他方の側には感光材料150の先端及び後端を検知する複数(例えば、2個)の検知センサ164が設けられている。スキャナ162及び検知センサ164はゲート160に各々取り付けられて、ステージ152の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ162及び検知センサ164は、これらを制御するコントローラ100に接続されており、後述するように、露光ヘッド166によって露光する際に所定のタイミングで露光するように制御される。
【0056】
ステージ152におけるステージ移動方向に沿って下流側の端縁部には、送り装置182によってステージ移動方向に対して直角な方向、即ち後述するX方向に沿って移動する面ディテクター180が設けられている。面ディテクター180は、露光ビームの照射位置を2次元で特定できるディテクターであり、本発明に係る画素位置特定方法、画像ずれ補正方法、画像形成装置におけるビーム位置検出手段に相当する。また、ステージ152の表面は、前記画素位置特定方法および画像ずれ補正方法における基準面に相当する。面ディテクター180として具体的にはPSDや四分割フォトディテクターなどが使用できる。また、送り装置182としては、ボールねじやリニアガイドを使用したベルト駆動機構など、リニアな送り装置であればどのようなものも使用できる。
【0057】
スキャナ162は、本発明に係る画像形成装置における露光手段に相当し、図2及び図3の(B)に示すように、m行n列(例えば、2行5列)の略マトリックス状に配列された複数の露光ヘッド166を備えている。
【0058】
露光ヘッド166で露光される領域である露光エリア168は、図2に示すように、短辺が走査方向に沿った矩形状であり、走査方向に対し、所定の傾斜角θで傾斜している。そして、ステージ152の移動に伴い、感光材料150には露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。なお、図1および図2に示すように、走査方向は、ステージ移動方向とは向きが反対である。
【0059】
図3において(A)及び(B)に示すように、露光ヘッド166はライン状に配列されている上に、帯状の露光済み領域170のそれぞれが、隣接する露光済み領域170と部分的に重なるように、配列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍、本実施の形態では1倍)ずらして配置されている。露光ヘッド166は、本発明の画像形成装置におけるSLM露光ヘッドに相当する。
【0060】
実施形態1に係る露光装置には、図1に示すように、さらに、ステージ152の送りおよび各露光ヘッド166における露光などを制御するコントローラ100が接続されている。コントローラ100は、本発明に係る画像形成装置の備える露光制御手段に相当する。
【0061】
露光ヘッド166A〜166Jの各々は、図4、および図5の(A)、(B)に示すように、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SLMとして、DMD50を備えている。このDMD50は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えたコントローラ(図示せず。)に接続されている。前記コントローラ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166毎にDMD50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。
【0062】
また、ミラー駆動制御部では、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166毎にDMD50の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。
【0063】
DMD50の光入射側には、光ファイバの出射端部(発光点)が露光エリア168の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源66、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光を補正してDMD上に集光させるレンズ系67、レンズ系67を透過したレーザ光をDMD50に向けて反射する反射鏡69がこの順に配置されている。
【0064】
レンズ系67は、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光を平行光化する1対の組合せレンズ71、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する1対の組合せレンズ73、及び光量分布が補正されたレーザ光をDMD上に集光する集光レンズ75で構成されている。組合せレンズ73は、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
【0065】
また、DMD50の光反射側には、DMD50で反射されたレーザ光を感光材料150の走査面(被露光面)56上に結像するレンズ系54、58が配置されている。レンズ系54及び58は、DMD50と被露光面56とが共役な関係となるように配置されている。
【0066】
本実施形態では、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光は、DMD50上の画素を均一に照射するように成形された後、各画素がこれらのレンズ系54、58によって約5倍に拡大されるように設定されている。
【0067】
DMD50は、図6に示すように、SRAMセル(メモリセル)60上に、微小ミラー(マイクロミラー)62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、ピッチ13.68μm、1024個×768個)の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。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62が設けられており、マイクロミラー62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。なお、マイクロミラー62の反射率は90%以上である。また、マイクロミラー62の直下には、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60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。
【0068】
DMD50のSRAMセル60に、マイクロミラー60の傾斜状態(変調状態)を示すデジタル信号が書き込まれ、さらにSRAMセル60からマイクロミラー62にデジタル信号が出力されると、支柱に支えられたマイクロミラー62が、対角線を中心としてDMD50が配置された基板側に対して±α度(例えば±10度)の範囲で傾けられる。図7において(A)は、マイクロミラー62がオン状態である+α度に傾いた状態を示し、図7において(B)は、マイクロミラー62がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、DMD50の各ピクセルにおけるマイクロミラー62の傾きを、図6に示すように制御することによって、DMD50に入射された光はそれぞれのマイクロミラー62の傾き方向へ反射される。
【0069】
なお、図7には、DMD50の一部を拡大し、マイクロミラー62が+α度又は−α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62のオンオフ制御は、DMD50に接続された図示しないコントローラによって行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー62により光ビームが反射される方向には、光吸収体(図示せず)が配置されている。
【0070】
前述のように、スキャナ162においては、図3において(A)および(B)に示すように、露光ヘッド166A〜166Jは、1行目と2行目とが、列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍、本実施の形態では1倍)右方向にずらして配置されている。
【0071】
したがって、たとえば、1行目の最も左側に位置する露光エリア168Aと、露光エリア168Aの右隣に位置する露光エリア168Cとの間の露光されない部分は、露光エリア168Aの右下方に位置する露光エリア168Bにより露光される。同様に、露光エリア168Bと、露光エリア168Bに隣接する露光エリア168Dとの間の露光されない部分は、露光エリア168Bの右上方に位置する露光エリア168Cによって露光される。以下同様である。このように、露光ヘッド166A〜166Jによって感光材料150の表面に1つの連続した画像を形成する場合には、それぞれの露光エリアの右側に位置する露光エリアとの間で画像を繋げる必要がある。以下、露光エリア168Aと露光エリア168Bとの間で画像を繋げる場合を例にとって図8を用いて説明する。以下、感光材料150の搬送方向をY軸方向とし、前記搬送方向に対して直交する方向をX軸方向とする。
【0072】
先ず、ディテクター180が露光エリア168Aに位置するようにステージ152を移動させ、送り装置82によってディテクター180を移動させる。
【0073】
次に、露光ヘッド166Aからの露光ビームによって露光エリア168Aに形成される画素であって露光エリア168Bで形成される画像に繋げる繋ぎ画素P1を選択し、点灯させる。繋ぎ画素P1の個数は1個のみであってもよく、2個以上であってもよい。繋ぎ画素P1は、本発明における第1の繋ぎ画素に相当する。
【0074】
そして、ディテクター180によって繋ぎ画素P1を検出する。このステップは、本発明の画素位置特定方法における第1露光ビーム位置検出ステップに相当する。ディテクター180によって繋ぎ画素P1を検出したときの、繋ぎ画素P1のディテクター180上の位置を(x1,y1)とする。
【0075】
次に、露光ヘッド166Bにおいて、露光エリア168Aに繋げられる可能性のある画素Pを選択して点灯させる。そして、前記画素の何れか1個を検出するまで、ステージ152を移動させ、言い替えればディテクター180をY軸方向に沿って移動させる。このステップは、本発明の画素位置特定方法における第2露光ビーム位置検出ステップに相当する。露光エリア168Bにおいて前記画素を検出したときのステージ152の移動量、即ちディテクター180の移動量をY0とする。
【0076】
ディテクター180によって検出された露光ヘッド166Bの画素Pのうち、繋ぎ画素P1との間のX方向の距離が最も小さいものを繋ぎ画素P2として選択する。繋ぎ画素P2のディテクター180上の座標を(x2,y2)とする。
【0077】
前述のように、繋ぎ画素P1(x1,y1)を検出したあと、ディでクター180をY軸方向に移動させて繋ぎ画素P2(x2,y2)を検出したのであるから、繋ぎ画素P1(x1,y1)を検出したときと、繋ぎ画素P2(x2,y2)を検出したときとのディテクター180のX座標は同一である。また、ディテクター上のx軸およびy軸は、図9に示すようにそれぞれX軸およびY軸に対して平行である。したがって、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とのX軸方向の距離は、x座標上の位置の差x2−x1で与えられる。一方、X軸方向の距離は、y座標上の位置の差y2−y1にディテクター180のY軸方向の移動距離Y0を足したもの、即ちy2−y1+Y0で与えられる。
【0078】
そこで、コントローラ100は、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2との間で画像のずれが最小になるように、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2との間の距離(x2−x1,y2−y1+Y0)と感光材料150の搬送速度即ちステージ152の移動速度Vとに応じて露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとの露光タイミングを設定し、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とで画像が重なるように露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとに画像データを入力すると共に、必要に応じて、入力される画像データに対して画像データシフト、画像回転、倍率変換などの補正を行う。
【0079】
露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとの露光タイミングを前述のように設定したときに、感光材料150に形成される画像を図9に示す。図9において画像169Aは、露光ヘッド166Aによって感光材料150に形成される画像であり、画像169Bは、露光ヘッド166Bによって感光材料150に形成される画像である。
【0080】
図9から明らかなように、画像169Aと画像169Bとを繋ぐ繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とは、X方向の位置が殆ど等しい上、露光ヘッド166Aおよび露光ヘッド166Bの露光タイミングの補正等により、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2との間にY方向のずれや重なりが生じることもない。したがって、画像169Aと画像169Bとは、繋ぎ目で、ずれや重なりが生じることは殆どない。
【0081】
次に、ディテクター180を送り装置182によって駆動し、露光ヘッド166Bと露光ヘッド166Cとの継ぎ目に移動し、同様の手順で、露光ヘッド166Bと露光ヘッド166Cとのそれぞれにおいて形成される画像169Bおよび画像169Cの繋ぎ画素を特定する。この手順を順次繰り返すことによって吸光装置の全ての露光ヘッド166巻の繋ぎ画素を特定し、繋ぎ画素において画像が重なるように、各露光ヘッド166に入力される画像データに対して画像データシフト、画像回転、倍率変換などの補正を行うことにより、露光領域全体に渡って継ぎ目におけるずれや重なりの少ない画像を形成できる。
【0082】
このように、実施形態1に係る露光装置においては、温度変化による各部材の熱膨張や熱収縮、および長期間使用による経時変化の蓄積により、露光ヘッド166A〜露光ヘッド166J相互間の位置が変化した場合においても、露光ヘッド166A〜露光ヘッド166Jにより形成される画像169A〜画像169Jのつなぎ目における画像のずれや重なりを最小限に押えることができるから、大面積の画像を作成する場合であっても、継ぎ目やずれの目立たない良質な画像が得られる。
【0083】
したがって、感光材料150が大面積の場合にも品質の高い画像を形成できるから、前記露光装置を、大面積のプリント配線基板、TFT,液晶表示装置のカラーフィルタ、およびプラズマディスプレーパネルの製造に適用した場合においても、露光ヘッド166間の画像のずれによる不良品の発生を効果的に防止できる。
【0084】
2.実施形態2
本発明の画像形成装置に包含される露光装置の他の例について、構成の全体を図10に示す。
【0085】
実施形態2に係る露光装置もまた、実施形態1に係る露光装置と同様、いわゆるフラットベッド型であり、図10に示すように、シート状の感光材料150を表面に吸着して保持する平板状のステージ152を備えている。
【0086】
但し、ステージ152におけるステージ移動方向に沿って下流側の端縁部には、実施形態1に係る露光装置の備えるディテクター180に代えて6個の面ディテクター184a〜184fがX軸方向に沿って固定されている。面ディテクター184もまた、本発明におけるビーム位置検出手段に相当する。面ディテクター184は、実施形態1における面ディテクター180と同様である。また、面ディテクター184の検出面上のx軸およびy軸は、それぞれ露光装置のX軸およびY軸に対して平行である。したがって、露光ヘッド166の画素は、面ディテクター184のx軸およびy軸に対して斜めに配列されている。
【0087】
これ以外の構成については、実施形態2に係る露光装置は、実施形態1に係る露光装置と同様である。また、実施形態1と同一の符号は、原則として同一の構成要素を意味する。
【0088】
以下、露光エリア168Aと露光エリア168Bとにおいて繋ぎ画素P1および繋ぎ画素P2を選択する手順を説明する。
【0089】
先ず、ステージ152を移動させ、露光エリア168の下方に面ディテクター184を位置させる。
【0090】
次いで、露光エリア168Aにおいて露光ヘッド166Aの画素を順次点灯し、図11において(A)に示すように、面ディテクター184a〜184fのいずれかで前記画素を検出する。以下、簡略のため、面ディテクター184aで前記画素を検出した場合を例にとって説明する。
【0091】
面ディテクター184aで前記画素を検出したら、前記画素のうち、面ディテクター184のx=0の位置に最も近い画素を繋ぎ画素P1(a,b)とする。なお、(a,b)は、繋ぎ画素P1のxy平面上の位置である。
【0092】
次に、ステージ152を移動させ、言い替えれば面ディテクター184をY軸方向に移動させて繋ぎ画素P1をディテクター184aのy=0の線上に位置させ、このときのステージ152の移動量Y1を検出する。前記Y1は、ディテクター184を移動する前の繋ぎ画素P1のy座標bに相当する。したがって、繋ぎ画素P1のxy座標は(a,Y1)と特定される。
【0093】
繋ぎ画素P1のxy座標が設定されたら、P1のときと同様に、露光ヘッド166Bの画素を順次点灯し、露光エリア168Bにおいてディテクター184aのx=0の位置に最も近い画素を繋ぎ画素P2(c,d)とする。なお、(c,d)は繋ぎ画素P2のxy平面上の位置である。
【0094】
次いで、ステージ152を移動させて繋ぎ画素P2をディテクター184aの原点(0,0)上に位置させ、このときのステージ152の移動量Y2を検出する。前記Y2は、ディテクター184aを移動する前の繋ぎ画素P2のy座標dに相当する。したがって、繋ぎ画素P2のxy座標は(b,Y2)と特定される。
【0095】
ここで、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とは同一の面ディテクター184aのx=0の位置に最も近い画素であるから、x軸方向の距離、即ちX軸方向の距離は殆ど0である。
【0096】
したがって、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とが選定され、xy座標が特定されたら、コントローラ100は、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2との間のY方向の距離(Y2−Y1)と感光材料150の搬送速度即ちステージ152の移動速度Vとに応じ、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とにおいてY軸方向に画像が重なるように露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとの露光タイミングを設定する。同時に、X軸方向においては、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とで同一の画像が形成されるように、露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとに画像データを入力する。
【0097】
これにより、図9に示すように、画像169Aと画像169Bとの間のずれや重なりを防止できる。
【0098】
実施形態2に係る露光装置においては、X方向の位置が実質的に等しい繋ぎ画素P1およびP2を繋ぎ画素として選択し、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とにおいて画像が重なり合うように画像データの変換を行っているから、実施形態2に係る露光装置よりもさらに、画像の繋ぎ目におけるずれや重なりの少ない画像を形成できる。
【0099】
次に、同様の手順で、露光ヘッド166Bと露光ヘッド166Cとのそれぞれによって形成される画像169Bと画像169Cとの繋ぎ画素をディテクター184bによって特定する。この手順を順次繰り返すことにより、露光装置の全ての露光ヘッド間の繋ぎ画素を特定し、繋ぎ画素において画像が重なるように、各露光ヘッド166に入力される画像データに対して画像データシフト、画像回転、倍率変換などの補正を行うことにより、露光領域全体に亘って繋ぎ目におけるずれや重なりの少ない画像を形成できる。
【0100】
したがって、前記露光装置を、大面積のプリント配線基板、TFT,液晶表示装置のカラーフィルタ、およびプラズマディスプレーパネルの製造に適用した場合に、露光ヘッド166間の画像のずれによる不良品の発生をさらに効果的に防止できる。
【0101】
3.実施形態3
本発明の画像形成装置に包含される露光装置のさらに別の例について、構成の全体を図12に示す。
【0102】
実施形態3に係る露光装置もまた、実施形態1に係る露光装置と同様、いわゆるフラットベッド型であり、図12に示すように、シート状の感光材料150を表面に吸着して保持する平板状のステージ152を備えている。
【0103】
但し、ステージ152におけるステージ移動方向に沿って下流側の端縁部には、高精度な送り装置187によってX軸方向に沿って移動可能な面ディテクター186が設けられている。図13に示すように、ステージ152の下流側の端縁部には、X軸方向に沿って溝185が全幅に亘って設けられ、面ディテクター186は、溝185の内側を摺動する。溝185には、更に、面ディテクター186のX軸方向の位置を検出するリニアエンコーダ188が設けられ、面ディテクター186を送る送り装置187が、リニアエンコーダ188を挟むように2本設けられている。送り装置187としては、ボールねじやリニアモータなどが使用できる。送り装置187としてボールねじを用いる場合において、ボールねじの駆動にパルスモータを使用すれば、パルスモータに送ったパルスの個数と、パルス1個当りの面ディテクター186の移動距離とから、面ディテクター186の位置が特定できるから、リニアエンコーダ188が不要になる。
【0104】
実施形態3に係る露光装置において繋ぎ画素の位置を特定する手順について図14を用いて説明する。
【0105】
まず、露光ヘッド166Aの画素のうち、露光エリア168Bに繋げようとする画素を選択して繋ぎ画素P1に指定し、点灯させる。繋ぎ画素P1は1個であっても2個以上であってもよい。
【0106】
次に、送り装置187によって面ディテクター186をX軸方向に移動させると同時にステージ152を移動させて面ディテクター186をY軸方向に移動させ、繋ぎ画素P1からの露光ビームが面ディテクター186の原点(0,0)に入射したところで面ディテクター186を停止させる。このときのリニアエンコーダ188で検出した面ディテクター186の位置、およびステージ152の移動量から求めたステージ152の位置から、繋ぎ画素P1のXY面上の位置(X1,Y1)が求められる。
【0107】
次に、露光ヘッド166Bの画素のうち、露光エリア168Aに繋げようとする画素を選択してこれらの画素を全て点灯させる。そして繋ぎ画素P1のところで述べたのと同様の手順により、前記画素のXY座標を求める。そして、前記画素のうち、X座標が、繋ぎ画素P1のX座標X1に最も近いものを繋ぎ画素P2(X2,Y2)とする。
【0108】
露光エリア168Aの繋ぎ画素P1(X1,Y1)と露光エリア168Bの繋ぎ画素P2(X2,Y2)とが求められたら、コントローラ100は、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2との間で画像のずれが最小になるように、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2との間のY軸方向の距離(Y2−Y1)と感光材料150の搬送速度即ちステージ152の移動速度Vとに応じて露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとの露光タイミングを設定する。また、露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとにおいては、必要に応じて、画像データシフト、画像回転、倍率変換などの補正を行い、図9に示すような画像169Aおよび画像169Bを得る。
【0109】
実施形態3に係る露光ヘッドにおいては、面ディテクター186をY軸方向だけでなくX軸方向にも移動させて繋ぎ画素P1および繋ぎ画素P2の位置を求めている。
【0110】
したがって、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とが、X軸方向の距離が大きな場合においても、繋ぎ画素P1と繋ぎ画素P2とのXY面上の実際の位置を特定できる。そして、前記実際の位置に基いて露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとの画像信号入力を制御することにより、露光ヘッド166Aと露光ヘッド166Bとの間に画像のずれや重なりが形成されることを防止できる。
【0111】
次に、ディテクター180を、送り装置187によって露光ヘッド166Bと露光ヘッド166Cとの繋ぎ目に移動し、同様の手順に従って、露光ヘッド166Bと露光ヘッド166Cとのそれぞれによって形成される画像169Bと画像169Cとの繋ぎ画素を特定する。この手順を順次繰り返すことにより、露光装置の全ての露光ヘッド166間の繋ぎ画素を特定し、繋ぎ画素において画像が重なるように、露光ヘッド166に入力される画像データに対して画像データシフト、画像回転、倍率変換などの補正を施すことにより、露光領域全体に亘って繋ぎ目におけるずれや重なりの少ない画像が形成できる。
【0112】
このように、実施形態3の露光装置を使用すれば、多数の露光ヘッド166を用いて大面積の感光材料150をを露光する場合においても、感光材料150上に、露光エリア168の間のずれや隙間、重なりがなく、連続した大きな画像を形成できる。
【0113】
したがって、前記露光装置を、大面積のプリント配線基板、TFT,液晶表示装置のカラーフィルタ、およびプラズマディスプレーパネルの製造に適用した場合に、露光ヘッド166間の画像のずれによる不良品の発生を特に効果的に防止できる。
【0114】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、前記マルチヘッド露光装置において、各露光ヘッドによって露光される露光エリア間のずれが極めて小さく、連続した大きな画像が形成できる画像形成装置および画像ずれ補正方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施形態1に係る露光装置の構成を示す斜視図である。
【図2】図2は、実施形態1に係る露光装置の備えるスキャナの構成を示す斜視図である。
【図3】図3は、感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図および各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す概略図である。
【図4】図4は、実施形態1に係る露光装置の備える露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図5】図5は、図4に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った走査方向の断面図である。
【図6】図6は、図4に示す露光ヘッドの備えるDMDの構成を示す部分拡大図である。
【図7】図7は、図6に示すDMDの動作を示す説明図である。
【図8】図8は、実施形態1に係る露光装置の備える露光ヘッドに置ける画素から繋ぎ画素を選択し、画像を繋げる手順を示す平面図である。
【図9】図9は、図8に示す手順で繋げられた画像の一例を示す平面図である。
【図10】図10は、実施形態2に係る露光装置の構成を示す斜視図である。
【図11】図11は、実施形態2に係る露光装置の備える露光ヘッドにおける画素から繋ぎ画素を選択し、画像を繋げる手順を示す平面図である。
【図12】図12は、実施形態3に係る露光装置の構成を示す斜視図である。
【図13】図13は、実施形態3に係る露光装置の備える面ディテクターおよびその周辺の構成の詳細を示す拡大平面図である。
【図14】図14は、面ディテクターで繋ぎ画素P1およびP2の位置を特定する手順を示す該略平面図である。
【符号の説明】
50 DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス、空間光変調素子)
53 反射光像(露光ビーム)
54、58 レンズ系
56 走査面(被露光面)
64 レーザモジュール
66 ファイバアレイ光源
68 レーザ出射部
73 組合せレンズ
150 感光材料
152 ステージ(移動手段)
162 スキャナ
166 露光ヘッド
170 露光済み領域
180 面ディテクター
182 送り装置
184 面ディテクター
186 面ディテクター
188 リニアエンコーダ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pixel position specifying method, an image misalignment correction method, and an image forming apparatus, and more particularly to an exposure head in an image forming apparatus that includes a plurality of exposure heads and includes a spatial modulation element in each of the exposure heads. A pixel position specifying method capable of specifying the position of the joint pixel in the exposure head with high accuracy even if the relative position between them changes, an image misalignment correcting method capable of forming a high-quality image with inconspicuous joints, and the image misalignment correction The present invention relates to an image forming apparatus that corrects an image shift between exposure heads by a method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an example of an image recording apparatus, there has been an exposure apparatus that uses a spatial light modulation element (SLM) such as a digital micromirror device (DMD) and performs image exposure with a light beam modulated according to image data. Various proposals have been made (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2). This DMD is configured, for example, by providing a large number of minute micromirrors on each memory cell of the SRAM, and changes the angle of the reflection surface of the micromirror by the electrostatic force caused by the charge stored in each memory cell. When actual drawing is performed, each micromirror is reset to a predetermined angle while image data is written in each SRAM, and the light reflection direction is set to a desired direction.
[0003]
One application field of the exposure apparatus is, for example, manufacturing a panel such as a liquid crystal display.
[0004]
As an exposure apparatus for manufacturing a panel, there is a multi-head exposure apparatus in which a plurality of exposure heads having the DMD are arranged along a direction intersecting a feeding direction of a photosensitive material such as the substrate for the purpose of expanding an exposure range.
[0005]
In the multi-head exposure apparatus, the relative positions between the heads are adjusted with high accuracy to such an extent that the joints do not become a practical problem.
[0006]
[Non-Patent Document 1]
Larry J. Hornbeck, Digital Light Processing and MEMS: reflecting the digital display needs of the networked society, THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, Proceedings of SPIE Volume: 2783, 8/1996, P.2-13
[Non-Patent Document 2]
WENelson and Robit L Bhuva, .Digital micromirror device imaging bar for hard copy, THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, Proceedings of SPIE Volume: 2413, 4/1995, P.58-65
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-31170
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, as the degree of integration of the substrates has increased, higher resolution has been required, so that the allowable value of the relative position shift of the image corresponding to each exposure head has decreased.
[0008]
Furthermore, in the exposure head, since many optical members and mechanism members are used from the light source to the imaging surface, the thermal expansion and contraction of each member due to temperature change, and the aging due to long-term use. Due to the accumulation of changes, there is a problem in that image quality deteriorates due to non-negligible shifts and overlaps at the joints of the image heads of the image.
[0009]
In a multi-beam exposure apparatus used for the same purpose as the multi-head exposure apparatus, the position of each beam is detected by a position detection element such as a PSD (position-sensing device) or a quadrant detector, A method for correcting a shift between images formed by a beam has been proposed (Patent Document 1).
[0010]
However, in the multi-head exposure apparatus, the interval between exposure heads is overwhelmingly larger than the interval between adjacent beams, so it is difficult to apply the method described in Patent Document 1 to the multi-head exposure apparatus.
[0011]
The present invention has been made to solve the above problem, and in an image forming apparatus such as the multi-head exposure apparatus, a pixel capable of specifying the position of a pixel corresponding to the exposure beam from the position of the exposure beam of each exposure head. It is an object of the present invention to provide a position specifying method, an image misalignment correction method and an image forming apparatus capable of extremely minimizing image misalignment and overlap at a joint portion of each exposure head.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the image forming apparatus for forming an image by scanning a plurality of exposure heads capable of selectively turning on / off a plurality of pixels in a certain direction, the position of the exposure beam of each exposure head is determined. A pixel position specifying method for measuring and specifying a pixel position of a joint of the exposure head, wherein the exposure beam position is measured on a reference plane along a Y-axis direction parallel to the scanning direction. The movable beam position detecting means is used, and the first joint pixel in the vicinity of the joint of the first exposure head is turned on to detect the position of the exposure beam at the xy coordinates on the light receiving surface of the beam position detecting means. The first exposure beam position detecting step and the second joint pixel in the vicinity of the joint of the second exposure head are turned on, the beam position detecting means is moved in the Y-axis direction, and the xy position on the light receiving surface is A second exposure beam position detecting step for detecting the position of the exposure beam in the beam, a movement amount of the beam position detecting means in the Y-axis direction, and an exposure beam on the light receiving surface of the first exposure head and the second exposure head. And a connecting pixel position specifying step for specifying the positions on the reference plane of the first connecting pixel and the second connecting pixel from the position of the pixel.
[0013]
The x axis and the y axis on the light receiving surface of the beam detecting means are parallel to the X axis and the Y axis of the reference surface, respectively.
[0014]
Since the exposure beams emitted from the exposure head are parallel to each other and perpendicular to the reference plane, in the exposure head, in the first exposure beam position detection step and the second exposure beam position detection step. The detected exposure beam positions correspond to the positions of the first connection pixel and the second connection pixel, respectively.
[0015]
In the pixel position specifying method, after the exposure beam of the first exposure head is detected in the first exposure beam position detection step, the beam detection means is moved along the Y-axis direction in the second exposure beam position detection step. And the exposure beam of the second exposure head is detected.
[0016]
Therefore, the difference in the position of the exposure beam in the x-axis direction in the first exposure beam position detection step and the second exposure beam position detection step is relative to the first connection pixel and the second connection pixel in the X-axis direction. This corresponds to the difference in position.
[0017]
Then, the relative position difference in the Y-axis direction between the first joint pixel and the second joint pixel is determined in the y-axis direction of the exposure beam in the first exposure beam position detection step and the second exposure beam position detection step. This is the sum of the position difference and the amount of movement of the beam detection means in the second exposure beam position detection step.
[0018]
Therefore, according to the pixel position specifying method of the first aspect, the first connection pixel and the second connection pixel can be obtained only by measuring the irradiation position of the exposure beam between the first exposure head and the second exposure head. The relative position difference can be specified.
[0019]
Here, in order to correct the shift or overlap between the first exposure head and the second exposure head, the relative position difference between the first connection pixel and the second connection pixel can be determined. Is enough.
[0020]
Therefore, the relative position difference between the first connection pixel and the second connection pixel is specified by the pixel position specifying method, and the first exposure head is based on the specified relative position difference. If the image data input to the second exposure head is corrected, even if the first exposure head and the second exposure head are displaced from their original positions, the connection of the exposure heads caused by the displacement. It is possible to prevent the image from shifting or overlapping in the eye portion.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus in which a plurality of pixels are formed so as to be selectively turned on / off, and an image is formed by a plurality of exposure heads arranged obliquely with respect to the scanning direction. A pixel position specifying method for measuring an exposure beam position of each exposure head to specify a pixel position of a joint of the exposure heads, wherein a Y axis parallel to the scanning direction is used to measure the position of the exposure beam The beam position detecting means that can move on the reference plane along the direction is used, pixels located near the joint of the first exposure head are sequentially turned on, and the reference plane is parallel to the scanning direction. The first pixel specifying the pixel corresponding to the exposure beam incident at the position closest to x = 0 on the xy coordinates on the light receiving surface of the beam position detecting means movable along the Y-axis direction as the first connecting pixel Ste And the first joint pixel designated in the first joint pixel designation step is turned on to move the beam position detecting means along the Y-axis direction, and the exposure beam of the first exposure head is A first beam position detecting step for detecting a first beam position which is a position on the reference plane of the beam position detecting means when the origin of the xy coordinates on the light receiving surface is irradiated, and a joint between the second exposure heads Pixels located in the vicinity are sequentially turned on, and a pixel corresponding to the exposure beam incident at a position closest to x = 0 on the xy coordinates on the light receiving surface of the beam position detecting means is used as a second connecting pixel. The second connecting pixel specified in the pixel specifying step and the second connecting pixel specifying step is turned on to move the beam position detecting means along the Y-axis direction, and the exposure beam of the second exposure head Is the light reception A second beam position detecting step for detecting a second beam position which is a position on a reference plane of the beam position detecting means when the origin of the upper xy coordinates is irradiated; and the first beam position and the second beam position. And a pixel position specifying step for specifying the positions of the first and second connection pixels on the reference plane based on the above.
[0022]
According to the pixel position specifying method, after the first beam position is detected in the first beam position detecting step, the beam position detecting means is moved in the Y-axis direction to detect the second beam position. Therefore, the first beam position and the second beam position are on the same X coordinate. Here, the first beam position and the second beam position are exposure beam irradiation positions corresponding to the first connecting pixel and the second connecting pixel, respectively. Therefore, the first beam position is specified by the pixel position specifying method. The second connection pixel and the second connection pixel are also on the same X coordinate. Then, as described above, the first joint pixel and the second joint pixel exist at the joint portions of the first exposure head and the second exposure head, respectively. Therefore, a continuous image can be formed along the X-axis direction by connecting the images with the first connecting pixel and the second connecting pixel specified by the pixel position specifying method. Further, the distance between each exposure head based on the distance between the first beam position and the second beam position, that is, the distance between the first connecting pixel and the second connecting pixel in the Y-axis direction and the scanning direction of the exposure head. By adjusting the exposure timing, it is possible to form an image with no shift or overlap along the Y-axis direction.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, in an image forming apparatus that forms an image by scanning a plurality of exposure heads capable of selectively turning on / off a plurality of pixels in a certain direction, the exposure beam position of each exposure head is measured. A pixel position specifying method for specifying a pixel position of a joint of the exposure heads, wherein the measurement of the exposure beam includes a Y-axis direction parallel to the scanning direction and an X-axis orthogonal to the Y-axis direction. The beam position detecting means that can move on the reference plane along the axial direction is used, the first connecting pixel near the joint of the first exposure head is turned on, and the beam position detecting means is set to the X and Y axes. A first position which is a position of the beam position detecting means on the reference plane when the exposure beam is irradiated on the origin (x = 0, y = 0) on the light receiving surface of the beam position detecting means. Bee A first beam position detecting step for detecting the position (X1, Y1) and a second connecting pixel in the vicinity of the joint of the second exposure head are turned on, and the beam position detecting means is moved along the X-axis and Y-axis directions. And a second beam position (X2, Y2) which is the position of the beam position detecting means on the reference surface when the exposure beam is irradiated on the origin on the light receiving surface of the beam position detecting means. A two-beam position detecting step, and a pixel position specifying step of specifying positions of the first connecting pixel and the second connecting pixel on the reference plane based on the first beam position and the second beam position. The present invention relates to a method for specifying a pixel position.
[0024]
As described above, since the exposure beams emitted from the exposure head are parallel to each other and perpendicular to the reference plane, the first beam position and the second beam position are respectively connected to the first connection. This is the position of the pixel and the second connecting pixel on the reference plane.
[0025]
In the pixel position specifying method, beam position detection means that can move along the X-axis and Y-axis directions is used for detection of the first connection pixel and the second connection pixel. Then, the position on the XY coordinate of the beam position detection means when the exposure beam from the first connection pixel irradiates the origin of the beam position detection means is the first beam position, and exposure from the second connection pixel is performed. The position on the XY coordinates of the beam position detecting means when the beam irradiates the origin of the beam position detecting means is set as the second beam position.
[0026]
In the pixel position specifying method, the beam position detecting unit may use a small detecting element because the range in which the position of the exposure beam can be specified does not have to be so wide.
[0027]
The invention according to claim 4 relates to a pixel position specifying method in which the beam position detecting means is any one of a two-dimensional PSD, a four-division photodetector, a two-dimensional CCD, and a two-dimensional CMOS.
[0028]
The two-dimensional PSD, the four-division photodetector, the two-dimensional CCD, and the two-dimensional CMOS can all specify the position of spot light such as a pixel that is turned on and off by the exposure head in two dimensions. Therefore, it is preferable that a single element is sufficient for specifying the positions of the first and second connecting pixels in two dimensions in the beam position detecting means.
[0029]
A fifth aspect of the present invention relates to a pixel position specifying method in which the exposure head selectively turns on / off a plurality of pixels by a spatial modulation element that modulates light from a light source according to input image data.
[0030]
According to the pixel position specifying method, in an exposure head in which a plurality of pixels are selectively turned on / off by a spatial modulation element that modulates light from a light source according to input image data, the position of the connecting pixels is determined. Since it can be specified with high accuracy, even when the exposure heads deviate from their original positions for some reason, it is possible to prevent deviations between the exposure heads and occurrence of overlap.
[0031]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus that forms an image by scanning a plurality of exposure heads capable of selectively turning on / off a plurality of pixels in a predetermined direction. An image shift correction method for correcting overlap, wherein the first joint pixel and the second joint near the joint of the first exposure head are obtained by the pixel position specifying method according to any one of claims 1 to 5. A pixel position specifying step for specifying a position on the reference plane of a second connecting pixel in the vicinity of the joint of the exposure head; and the first connecting pixel and the second connecting pixel specified in the pixel position specifying step. An image data correction step of correcting image data input to the first exposure head and the second exposure head so that an image is connected between the first connection pixel and the second connection pixel based on the position of And have An image shift correction method comprising Rukoto.
[0032]
In the image shift correction method, in the pixel position specifying step, the first connection pixel and the second connection pixel are simply measured by measuring the exposure beam irradiation positions of the first exposure head and the second exposure head. The relative position difference is specified.
[0033]
In the image data correction step, the first connection pixel and the second connection pixel are determined based on a relative position difference between the first connection pixel and the second connection pixel specified in the pixel position specifying step. The image data input to the first exposure head and the second exposure head is corrected so that the image is connected to the connected pixels.
[0034]
Therefore, according to the pixel position specifying method, even when the first exposure head and the second exposure head are deviated from their original positions for some reason, the image at the joint portion of the exposure head caused by the deviation. It is possible to prevent the occurrence of deviation and overlap.
[0035]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the pixel position specifying method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first joint pixel and the second exposure head near the joint of the first exposure head. A pixel position specifying step of specifying a position on the reference plane of a second connecting pixel in the vicinity of the joint; and the positions of the first connecting pixel and the second connecting pixel specified in the pixel position specifying step. And an image data correction step for correcting image data input to the first exposure head and the second exposure head so that an image is connected between the first connection pixel and the second connection pixel. In the image data correction step, regarding the shift in the Y-axis direction between the first joint pixel and the second joint pixel, between the first joint pixel and the second joint pixel. Distance in the Y-axis direction and the exposure distance The first exposure head and the second exposure head to set the exposure timing according to the scanning speed of the screen, and the first connection pixel and the second connection pixel. As for the shift in the X-axis direction, the image data is input to the first exposure head and the second exposure head so that the image data overlaps the first connecting pixel and the second pixel. The present invention relates to an image shift correction method to be removed by the above.
[0036]
In the pixel position specifying method according to any one of claims 1 to 5, since the second pixel is detected by moving the beam detection unit that detects the first connection pixel in the Y-axis direction, the first connection pixel and the The second connecting pixels have substantially the same position on the X coordinate although the positions on the Y coordinate are different.
[0037]
Therefore, when the image data is input to the first exposure head and the second exposure head so that the image data overlaps with each other in the first connection pixel and the second pixel, a shift in the Y-axis direction is caused. If the exposure timings of the first exposure head and the second exposure head are set so as not to occur, it is possible to eliminate image shift and overlap between the first joint pixel and the second pixel.
[0038]
According to an eighth aspect of the present invention, for three or more exposure heads, the position of the connection pixel in each image head on the reference plane is specified by the pixel position specifying step, and the image is connected by the connection pixel. The present invention relates to an image shift correction method for correcting image data input to each of the exposure heads based on the position of a connected pixel specified by the pixel position specifying step.
[0039]
The image shift correction method according to claim 6 or 7, wherein an image forming apparatus having a plurality of exposure heads is used to correct an image misalignment between one exposure head and another exposure head connected to the one exposure head. By correcting image misalignment and overlap, a high-quality image without misalignment or overlap between exposure heads is formed.
[0040]
An invention according to claim 9 is provided with an exposure means comprising a plurality of exposure heads capable of selectively turning on / off a plurality of pixels, and exposing the image forming surface while scanning the image forming surface in a certain direction to form an image. In the measurement of the position of the exposure beam, the position of the exposure beam of each exposure head provided in the exposure means by the beam position detection means capable of moving on the reference plane along the Y-axis direction parallel to the scanning direction. A pixel position specifying means for specifying the position of the pixel of the exposure head, and an exposure control means for controlling the exposure head based on the detection result of the pixel position in the beam position detecting means. The beam position detecting means uses the pixel position specifying method according to any one of claims 1 to 4 to perform a first joint pixel and a second exposure near a joint of the first exposure head. A position of a second joint pixel in the vicinity of the joint of the grid is specified on the reference plane, and the exposure control unit is configured to specify the first joint pixel and the second joint specified by the pixel position specifying unit. Based on pixel positions, image data input to the first exposure head and the second exposure head is corrected so that an image is connected between the first connection pixel and the second connection pixel. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0041]
In the image forming apparatus, the relative positional relationship between the first connection pixel and the second connection pixel is specified by the pixel position specifying method according to any one of claims 1 to 5, and the relative position is determined. Based on this positional relationship, image data input to the first exposure head and the second exposure head is corrected to connect the first connecting pixel and the second connecting pixel.
[0042]
Therefore, even if the position of the exposure head is shifted for some reason, the image shift or overlap between the exposure heads is automatically corrected, so that the image shift or overlap does not occur.
[0043]
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the pixel position specifying means includes a two-dimensional PSD, a four-division photodetector, a two-dimensional CCD, and a two-dimensional CMOS pixel position detecting element as the beam position detecting means. About.
[0044]
The two-dimensional PSD, the four-division photodetector, the two-dimensional CCD, and the two-dimensional CMOS can all specify the position of spot light such as a pixel that is turned on and off by the exposure head in two dimensions. Therefore, it is preferable that a single element is sufficient for specifying the positions of the first and second connecting pixels in two dimensions in the beam position detecting means.
[0045]
In addition, since these pixel position detecting elements have high sensitivity, the relative positional relationship between the first connecting pixel and the second connecting pixel is specified to correct image misalignment and overlap between the exposure heads. In some cases, it is possible to reduce the light amount of the exposure head and to increase the light amount of the exposure head when forming an image.
[0046]
According to an eleventh aspect of the present invention, the exposure head includes a spatial light modulation element that modulates light from a light source in accordance with input image data, and a plurality of pixels are selectively turned on / off by the spatial modulation element. The present invention relates to an off-image forming apparatus.
[0047]
The image forming apparatus is an example in which a so-called SLM exposure head is used as the exposure head in the image forming apparatus according to claim 9.
[0048]
The invention according to claim 12 relates to an image forming apparatus in which the spatial modulation element has a plurality of pixels arranged to be inclined with respect to the scanning direction.
[0049]
According to the image forming apparatus, it is easy to form an image so that there is no gap between the exposure heads. In addition, the pixel position specifying method according to claims 1 to 5 can be particularly preferably applied.
[0050]
A thirteenth aspect of the present invention relates to an image forming apparatus in which pixels of the spatial modulation element are two-dimensionally arranged.
[0051]
14. The image forming apparatus according to claim 13, wherein an image forming apparatus that performs exposure using a plurality of exposure heads provided with spatial modulation elements in which pixels are arranged two-dimensionally is widely used in the manufacture of liquid crystal displays and the like. Since the image misalignment correction method of the present invention corrects the image misalignment between the exposure heads, even when a large area image is formed using a large number of exposure heads, the misalignment or overlap between the exposure heads occurs. It does not occur.
[0052]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. Embodiment 1
FIG. 1 shows the entire configuration of an example of an exposure apparatus included in the image forming apparatus of the present invention.
[0053]
The exposure apparatus according to the first embodiment is a so-called flat bed type, and includes a flat stage 152 that adsorbs and holds a sheet-like photosensitive material 150 on the surface, as shown in FIG. The surface of the stage 152 that holds the photosensitive material 150 by suction and the exposed surface of the photosensitive material 150 correspond to the image forming surface in the image forming apparatus of the present invention.
[0054]
The exposure apparatus includes a thick plate-like installation table 156 supported by four legs 154, and two guides provided on the upper surface of the installation table 156 along the stage moving direction indicated by arrows in FIG. 158. The stage 152 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by a guide 158 so as to be reciprocally movable. The stage 152 moves along the guide 158 by a driving device (not shown).
[0055]
A U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the stage 152. Each end of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 156. A scanner 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) detection sensors 164 for detecting the front and rear ends of the photosensitive material 150 are provided on the other side. The scanner 162 and the detection sensor 164 are respectively attached to the gate 160 and fixedly arranged above the moving path of the stage 152. Note that the scanner 162 and the detection sensor 164 are connected to the controller 100 that controls them, and are controlled so that exposure is performed at a predetermined timing when exposure is performed by the exposure head 166, as will be described later.
[0056]
A surface detector 180 that moves along the direction perpendicular to the stage moving direction by the feeding device 182, that is, the X direction to be described later, is provided at the downstream edge of the stage 152 along the stage moving direction. . The surface detector 180 is a detector that can specify the irradiation position of the exposure beam in two dimensions, and corresponds to a pixel position specifying method, an image shift correcting method, and a beam position detecting unit in the image forming apparatus according to the present invention. The surface of the stage 152 corresponds to a reference plane in the pixel position specifying method and the image shift correction method. Specifically, a PSD, a quadrant photo detector, or the like can be used as the surface detector 180. As the feeding device 182, any linear feeding device such as a belt drive mechanism using a ball screw or a linear guide can be used.
[0057]
The scanner 162 corresponds to an exposure unit in the image forming apparatus according to the present invention, and is arranged in a substantially matrix form of m rows and n columns (for example, 2 rows and 5 columns) as shown in FIG. 2 and FIG. A plurality of exposure heads 166 are provided.
[0058]
As shown in FIG. 2, the exposure area 168 that is an area exposed by the exposure head 166 has a rectangular shape with a short side along the scanning direction, and is inclined at a predetermined inclination angle θ with respect to the scanning direction. . As the stage 152 moves, a strip-shaped exposed area 170 is formed for each exposure head 166 in the photosensitive material 150. As shown in FIGS. 1 and 2, the scanning direction is opposite to the stage moving direction.
[0059]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the exposure heads 166 are arranged in a line, and each of the strip-shaped exposed areas 170 partially overlaps the adjacent exposed areas 170. In this way, they are arranged in the arrangement direction so as to be shifted by a predetermined interval (a natural number times the long side of the exposure area, 1 time in the present embodiment). The exposure head 166 corresponds to the SLM exposure head in the image forming apparatus of the present invention.
[0060]
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus according to the first embodiment is further connected to a controller 100 that controls the feed of the stage 152 and the exposure of each exposure head 166. The controller 100 corresponds to an exposure control unit included in the image forming apparatus according to the present invention.
[0061]
Each of the exposure heads 166A to 166J has a DMD 50 as an SLM that modulates an incident light beam for each pixel in accordance with image data, as shown in FIGS. 4 and 5A and 5B. I have. The DMD 50 is connected to a controller (not shown) that includes a data processing unit and a mirror drive control unit. The data processing unit of the controller generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the region to be controlled by the DMD 50 for each exposure head 166 based on the input image data.
[0062]
The mirror drive control unit controls the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 50 for each exposure head 166 based on the control signal generated by the image data processing unit. The control of the angle of the reflecting surface will be described later.
[0063]
On the light incident side of the DMD 50, a fiber array light source 66 including a laser emitting section in which emission ends (light emitting points) of an optical fiber are arranged in a line along a direction corresponding to the long side direction of the exposure area 168, a fiber A lens system 67 for correcting the laser light emitted from the array light source 66 and condensing it on the DMD, and a reflecting mirror 69 for reflecting the laser light transmitted through the lens system 67 toward the DMD 50 are arranged in this order.
[0064]
The lens system 67 includes a pair of combination lenses 71 that collimate the laser light emitted from the fiber array light source 66 and a pair of combination lenses that correct the light quantity distribution of the collimated laser light to be uniform. 73 and a condensing lens 75 that condenses the laser light whose light quantity distribution is corrected on the DMD. With respect to the arrangement direction of the laser emitting ends, the combination lens 73 spreads the light beam at a portion close to the optical axis of the lens and contracts the light beam at a portion away from the optical axis, and with respect to a direction orthogonal to the arrangement direction. Has a function of allowing light to pass through as it is, and corrects the laser light so that the light quantity distribution is uniform.
[0065]
Further, on the light reflection side of the DMD 50, lens systems 54 and 58 for forming an image of the laser light reflected by the DMD 50 on the scanning surface (exposed surface) 56 of the photosensitive material 150 are arranged. The lens systems 54 and 58 are arranged so that the DMD 50 and the exposed surface 56 are in a conjugate relationship.
[0066]
In the present embodiment, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is shaped so as to uniformly irradiate the pixels on the DMD 50, and then each pixel is magnified about 5 times by these lens systems 54 and 58. Is set to
[0067]
As shown in FIG. 6, the DMD 50 is configured such that a micromirror (micromirror) 62 is supported by a support on an SRAM cell (memory cell) 60, and a large number of (pixels) (pixels) are formed. For example, it is a mirror device configured by arranging micromirrors with a pitch of 13.68 μm, 1024 × 768) in a grid pattern. Each pixel is provided with a micromirror 62 supported by a support column at the top, and a material having a high reflectance such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 62. The reflectance of the micromirror 62 is 90% or more. A silicon gate CMOS SRAM cell 60 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line is disposed directly below the micromirror 62 via a support including a hinge and a yoke, and is entirely monolithic (integrated type). ).
[0068]
When a digital signal indicating the tilt state (modulation state) of the micromirror 60 is written in the SRAM cell 60 of the DMD 50 and further the digital signal is output from the SRAM cell 60 to the micromirror 62, the micromirror 62 supported by the support column. However, it is tilted in a range of ± α degrees (for example, ± 10 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 50 is disposed with the diagonal line as the center. 7A shows a state where the micromirror 62 is tilted to + α degrees when the micromirror 62 is in an on state, and FIG. 7B shows a state where the micromirror 62 is tilted to −α degrees when the micromirror 62 is in an off state. . Therefore, by controlling the inclination of the micromirror 62 in each pixel of the DMD 50 as shown in FIG. 6 according to the image signal, the light incident on the DMD 50 is reflected in the inclination direction of each micromirror 62. .
[0069]
FIG. 7 shows an example of a state in which a part of the DMD 50 is enlarged and the micromirror 62 is controlled to + α degrees or −α degrees. On / off control of each micromirror 62 is performed by a controller (not shown) connected to the DMD 50. A light absorber (not shown) is arranged in the direction in which the light beam is reflected by the micromirror 62 in the off state.
[0070]
As described above, in the scanner 162, as shown in FIGS. 3A and 3B, the exposure heads 166A to 166J have a predetermined interval (exposure area) between the first row and the second row in the column direction. The natural number is multiplied by a natural number of the long side, and is multiplied by 1 in the present embodiment).
[0071]
Therefore, for example, an unexposed portion between the exposure area 168A located on the leftmost side of the first row and the exposure area 168C located right next to the exposure area 168A is an exposure area located on the lower right side of the exposure area 168A. It is exposed by 168B. Similarly, the non-exposed portion between the exposure area 168B and the exposure area 168D adjacent to the exposure area 168B is exposed by the exposure area 168C located on the upper right side of the exposure area 168B. The same applies hereinafter. As described above, when one continuous image is formed on the surface of the photosensitive material 150 by the exposure heads 166A to 166J, it is necessary to connect the images to the exposure area located on the right side of each exposure area. Hereinafter, an example in which images are connected between the exposure area 168A and the exposure area 168B will be described with reference to FIG. Hereinafter, the conveyance direction of the photosensitive material 150 is defined as the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the conveyance direction is defined as the X-axis direction.
[0072]
First, the stage 152 is moved so that the detector 180 is positioned in the exposure area 168 </ b> A, and the detector 180 is moved by the feeding device 82.
[0073]
Next, the pixel P1 that is formed in the exposure area 168A by the exposure beam from the exposure head 166A and is connected to the image formed in the exposure area 168B is selected and lit. The number of connecting pixels P1 may be only one, or may be two or more. The connection pixel P1 corresponds to the first connection pixel in the present invention.
[0074]
Then, the connecting pixel P1 is detected by the detector 180. This step corresponds to the first exposure beam position detecting step in the pixel position specifying method of the present invention. The position of the connection pixel P1 on the detector 180 when the connection pixel P1 is detected by the detector 180 is defined as (x1, y1).
[0075]
Next, in the exposure head 166B, the pixel P that may be connected to the exposure area 168A is selected and lit. Then, the stage 152 is moved until any one of the pixels is detected, in other words, the detector 180 is moved along the Y-axis direction. This step corresponds to the second exposure beam position detecting step in the pixel position specifying method of the present invention. The amount of movement of the stage 152 when the pixel is detected in the exposure area 168B, that is, the amount of movement of the detector 180 is Y0.
[0076]
Among the pixels P of the exposure head 166B detected by the detector 180, the pixel having the smallest distance in the X direction from the connection pixel P1 is selected as the connection pixel P2. The coordinates of the connecting pixel P2 on the detector 180 are (x2, y2).
[0077]
As described above, after detecting the connection pixel P1 (x1, y1), the detector 180 is moved in the Y-axis direction to detect the connection pixel P2 (x2, y2). Therefore, the connection pixel P1 (x1 , Y1) is detected and the X coordinate of the detector 180 is the same when the joint pixel P2 (x2, y2) is detected. Further, the x axis and the y axis on the detector are parallel to the X axis and the Y axis, respectively, as shown in FIG. Therefore, the distance in the X-axis direction between the connection pixel P1 and the connection pixel P2 is given by the position difference x2-x1 on the x coordinate. On the other hand, the distance in the X-axis direction is given by the position difference y2-y1 on the y-coordinate plus the movement distance Y0 of the detector 180 in the Y-axis direction, that is, y2-y1 + Y0.
[0078]
Therefore, the controller 100 detects the distance (x2−x1, y2−y1 + Y0) between the connection pixel P1 and the connection pixel P2 and the photosensitivity so that the image shift between the connection pixel P1 and the connection pixel P2 is minimized. The exposure timing of the exposure head 166A and the exposure head 166B is set according to the conveyance speed of the material 150, that is, the moving speed V of the stage 152, and the exposure head 166A and the exposure head 166A are exposed so that the images overlap at the connection pixel P1 and the connection pixel P2. The image data is input to the head 166B, and corrections such as image data shift, image rotation, and magnification conversion are performed on the input image data as necessary.
[0079]
FIG. 9 shows an image formed on the photosensitive material 150 when the exposure timings of the exposure head 166A and the exposure head 166B are set as described above. In FIG. 9, an image 169A is an image formed on the photosensitive material 150 by the exposure head 166A, and an image 169B is an image formed on the photosensitive material 150 by the exposure head 166B.
[0080]
As is apparent from FIG. 9, the connecting pixel P1 and the connecting pixel P2 that connect the image 169A and the image 169B have almost the same position in the X direction, and the exposure timing of the exposure head 166A and the exposure head 166B is corrected. There is no occurrence of a shift or overlap in the Y direction between the connection pixel P1 and the connection pixel P2. Therefore, the image 169A and the image 169B are joined at the joint, and are hardly displaced or overlapped.
[0081]
Next, the detector 180 is driven by the feeding device 182 and moved to the joint between the exposure head 166B and the exposure head 166C, and the image 169B and the image formed on the exposure head 166B and the exposure head 166C, respectively, in the same procedure. The connecting pixel of 169C is specified. By repeating this procedure in sequence, the connection pixels of all the exposure heads 166 of the light absorption device are specified, and image data shift and image data are input to the image data input to each exposure head 166 so that the images overlap at the connection pixels. By performing corrections such as rotation and magnification conversion, it is possible to form an image with little misalignment or overlap in the seam over the entire exposure area.
[0082]
As described above, in the exposure apparatus according to the first embodiment, the position between the exposure heads 166A to 166J changes due to the thermal expansion and contraction of each member due to a temperature change and the accumulation of temporal changes due to long-term use. Even in this case, since the shift and overlap of the images at the joints of the images 169A to 169J formed by the exposure head 166A to the exposure head 166J can be suppressed to a minimum, an image with a large area can be created. However, it is possible to obtain a high-quality image with no noticeable joints or shifts.
[0083]
Therefore, since a high-quality image can be formed even when the photosensitive material 150 has a large area, the exposure apparatus is applied to the manufacture of large-area printed wiring boards, TFTs, color filters for liquid crystal display devices, and plasma display panels. Even in this case, it is possible to effectively prevent the generation of defective products due to the image shift between the exposure heads 166.
[0084]
2. Embodiment 2
FIG. 10 shows the entire configuration of another example of the exposure apparatus included in the image forming apparatus of the present invention.
[0085]
Similarly to the exposure apparatus according to the first embodiment, the exposure apparatus according to the second embodiment is also a so-called flatbed type, and as shown in FIG. 10, a flat plate shape that adsorbs and holds the sheet-like photosensitive material 150 on the surface. Stage 152 is provided.
[0086]
However, instead of the detector 180 provided in the exposure apparatus according to the first embodiment, six surface detectors 184a to 184f are fixed along the X-axis direction at the downstream edge of the stage 152 in the stage moving direction. Has been. The surface detector 184 also corresponds to the beam position detecting means in the present invention. The surface detector 184 is the same as the surface detector 180 in the first embodiment. Further, the x axis and the y axis on the detection surface of the surface detector 184 are parallel to the X axis and the Y axis of the exposure apparatus, respectively. Therefore, the pixels of the exposure head 166 are arranged obliquely with respect to the x-axis and the y-axis of the surface detector 184.
[0087]
For other configurations, the exposure apparatus according to the second embodiment is the same as the exposure apparatus according to the first embodiment. Further, the same reference numerals as those in the first embodiment mean the same constituent elements in principle.
[0088]
Hereinafter, a procedure for selecting the connection pixel P1 and the connection pixel P2 in the exposure area 168A and the exposure area 168B will be described.
[0089]
First, the stage 152 is moved, and the surface detector 184 is positioned below the exposure area 168.
[0090]
Next, the pixels of the exposure head 166A are sequentially turned on in the exposure area 168A, and the pixels are detected by any of the surface detectors 184a to 184f as shown in FIG. Hereinafter, for the sake of simplicity, the case where the pixel is detected by the surface detector 184a will be described as an example.
[0091]
When the pixel is detected by the surface detector 184a, the pixel closest to the position x = 0 of the surface detector 184 among the pixels is connected as a pixel P1 (a, b). Note that (a, b) is the position of the connecting pixel P1 on the xy plane.
[0092]
Next, the stage 152 is moved, in other words, the surface detector 184 is moved in the Y-axis direction so that the connecting pixel P1 is positioned on the line y = 0 of the detector 184a, and the amount of movement Y1 of the stage 152 at this time is detected. . Y1 corresponds to the y coordinate b of the connection pixel P1 before the detector 184 is moved. Therefore, the xy coordinate of the connection pixel P1 is specified as (a, Y1).
[0093]
When the xy coordinates of the connection pixel P1 are set, the pixels of the exposure head 166B are sequentially turned on similarly to the case of P1, and the pixel closest to the position of x = 0 of the detector 184a in the exposure area 168B is connected. , D). Note that (c, d) is the position of the connecting pixel P2 on the xy plane.
[0094]
Next, the stage 152 is moved so that the connecting pixel P2 is positioned on the origin (0, 0) of the detector 184a, and the moving amount Y2 of the stage 152 at this time is detected. Y2 corresponds to the y coordinate d of the connecting pixel P2 before moving the detector 184a. Therefore, the xy coordinate of the connection pixel P2 is specified as (b, Y2).
[0095]
Here, since the connecting pixel P1 and the connecting pixel P2 are pixels closest to the position of x = 0 in the same surface detector 184a, the distance in the x-axis direction, that is, the distance in the X-axis direction is almost zero.
[0096]
Therefore, when the connection pixel P1 and the connection pixel P2 are selected and the xy coordinates are specified, the controller 100 determines the distance in the Y direction (Y2−Y1) between the connection pixel P1 and the connection pixel P2 and the photosensitive material 150. The exposure timings of the exposure head 166A and the exposure head 166B are set so that the images overlap in the Y-axis direction at the connecting pixel P1 and the connecting pixel P2 according to the transport speed, that is, the moving speed V of the stage 152. At the same time, in the X-axis direction, image data is input to the exposure head 166A and the exposure head 166B so that the same image is formed by the connecting pixel P1 and the connecting pixel P2.
[0097]
Thereby, as shown in FIG. 9, the shift | offset | difference and overlap between the image 169A and the image 169B can be prevented.
[0098]
In the exposure apparatus according to the second embodiment, the connection pixels P1 and P2 whose positions in the X direction are substantially equal are selected as connection pixels, and image data is converted so that the images overlap at the connection pixels P1 and P2. As a result, it is possible to form an image with less shift and overlap at the joints of the images than in the exposure apparatus according to the second embodiment.
[0099]
Next, in the same procedure, the detector 184b identifies the connecting pixel between the image 169B and the image 169C formed by the exposure head 166B and the exposure head 166C, respectively. By repeating this procedure sequentially, the connection pixels between all the exposure heads of the exposure apparatus are specified, and the image data shift and the image data are input to the image data input to each exposure head 166 so that the images overlap at the connection pixels. By performing corrections such as rotation and magnification conversion, it is possible to form an image with little misalignment or overlapping at the joints over the entire exposure region.
[0100]
Therefore, when the exposure apparatus is applied to the manufacture of large-area printed wiring boards, TFTs, color filters of liquid crystal display devices, and plasma display panels, the occurrence of defective products due to image misalignment between the exposure heads 166 is further increased. It can be effectively prevented.
[0101]
3. Embodiment 3
FIG. 12 shows the overall configuration of still another example of the exposure apparatus included in the image forming apparatus of the present invention.
[0102]
Similarly to the exposure apparatus according to the first embodiment, the exposure apparatus according to the third embodiment is also a so-called flatbed type, and as shown in FIG. 12, a flat plate shape that adsorbs and holds the sheet-like photosensitive material 150 on the surface. Stage 152 is provided.
[0103]
However, a surface detector 186 that can be moved along the X-axis direction by a high-precision feeder 187 is provided at the downstream edge of the stage 152 in the stage moving direction. As shown in FIG. 13, a groove 185 is provided across the entire width along the X-axis direction at the downstream edge of the stage 152, and the surface detector 186 slides inside the groove 185. The groove 185 is further provided with a linear encoder 188 for detecting the position of the surface detector 186 in the X-axis direction, and two feeding devices 187 for feeding the surface detector 186 are provided so as to sandwich the linear encoder 188 therebetween. As the feeding device 187, a ball screw or a linear motor can be used. When a ball screw is used as the feeding device 187, if a pulse motor is used to drive the ball screw, the surface detector 186 is calculated from the number of pulses sent to the pulse motor and the movement distance of the surface detector 186 per pulse. Can be specified, the linear encoder 188 becomes unnecessary.
[0104]
A procedure for specifying the position of the connecting pixel in the exposure apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
[0105]
First, among the pixels of the exposure head 166A, a pixel to be connected to the exposure area 168B is selected, designated as the connection pixel P1, and lit. The number of connecting pixels P1 may be one or two or more.
[0106]
Next, the surface detector 186 is moved in the X-axis direction by the feeding device 187 and at the same time, the stage 152 is moved to move the surface detector 186 in the Y-axis direction, and the exposure beam from the connecting pixel P1 is moved to the origin ( The surface detector 186 is stopped at the point of incidence on (0, 0). From the position of the surface detector 186 detected by the linear encoder 188 at this time and the position of the stage 152 determined from the amount of movement of the stage 152, the position (X1, Y1) of the connecting pixel P1 on the XY plane is determined.
[0107]
Next, of the pixels of the exposure head 166B, the pixels to be connected to the exposure area 168A are selected and all these pixels are lit. Then, the XY coordinates of the pixel are obtained by the same procedure as described in connection pixel P1. Of the pixels, the pixel whose X coordinate is closest to the X coordinate X1 of the connection pixel P1 is defined as a connection pixel P2 (X2, Y2).
[0108]
When the connection pixel P1 (X1, Y1) in the exposure area 168A and the connection pixel P2 (X2, Y2) in the exposure area 168B are obtained, the controller 100 causes an image shift between the connection pixel P1 and the connection pixel P2. In order to minimize the exposure head 166A and the exposure according to the distance (Y2-Y1) in the Y-axis direction between the connecting pixel P1 and the connecting pixel P2 and the conveyance speed of the photosensitive material 150, that is, the moving speed V of the stage 152. The exposure timing with the head 166B is set. In addition, the exposure head 166A and the exposure head 166B perform corrections such as image data shift, image rotation, and magnification conversion as necessary to obtain an image 169A and an image 169B as shown in FIG.
[0109]
In the exposure head according to the third embodiment, the position of the connecting pixel P1 and the connecting pixel P2 is obtained by moving the surface detector 186 not only in the Y-axis direction but also in the X-axis direction.
[0110]
Therefore, even when the distance between the connection pixel P1 and the connection pixel P2 is large in the X-axis direction, the actual position on the XY plane between the connection pixel P1 and the connection pixel P2 can be specified. Then, by controlling the image signal input between the exposure head 166A and the exposure head 166B based on the actual position, it is possible to prevent the image from being shifted or overlapped between the exposure head 166A and the exposure head 166B. it can.
[0111]
Next, the detector 180 is moved to the joint between the exposure head 166B and the exposure head 166C by the feeding device 187, and an image 169B and an image 169C formed by the exposure head 166B and the exposure head 166C, respectively, according to the same procedure. The connecting pixel is specified. By repeating this procedure in sequence, the connection pixels between all the exposure heads 166 of the exposure apparatus are specified, and the image data shift and the image data are input to the image data input to the exposure head 166 so that the images overlap at the connection pixels. By performing corrections such as rotation and magnification conversion, it is possible to form an image with little misalignment or overlapping at the joints over the entire exposure region.
[0112]
As described above, when the exposure apparatus according to the third embodiment is used, even when the photosensitive material 150 having a large area is exposed by using a large number of exposure heads 166, the deviation between the exposure areas 168 on the photosensitive material 150. Continuous large images can be formed without gaps or gaps.
[0113]
Therefore, when the exposure apparatus is applied to the manufacture of large-area printed wiring boards, TFTs, color filters of liquid crystal display devices, and plasma display panels, the generation of defective products due to image misalignment between the exposure heads 166 is particularly serious. It can be effectively prevented.
[0114]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the multi-head exposure apparatus, an image forming apparatus and an image shift correction method capable of forming a continuous large image with a very small shift between exposure areas exposed by each exposure head. Is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the arrangement of an exposure apparatus according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a scanner provided in the exposure apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing an exposed area formed on a photosensitive material, and a schematic view showing an arrangement of exposure areas by each exposure head.
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure head provided in the exposure apparatus according to the first embodiment.
5 is a cross-sectional view in the scanning direction along the optical axis showing the configuration of the exposure head shown in FIG. 4. FIG.
6 is a partially enlarged view showing the structure of a DMD provided in the exposure head shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation of the DMD shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a plan view showing a procedure for selecting a connecting pixel from pixels that can be placed on an exposure head included in the exposure apparatus according to Embodiment 1 and connecting images;
FIG. 9 is a plan view showing an example of images connected by the procedure shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a perspective view showing the arrangement of an exposure apparatus according to the second embodiment.
FIG. 11 is a plan view showing a procedure for selecting connected pixels from pixels in an exposure head included in an exposure apparatus according to Embodiment 2 and connecting images;
FIG. 12 is a perspective view showing the arrangement of an exposure apparatus according to the third embodiment.
FIG. 13 is an enlarged plan view showing details of a configuration of a surface detector provided in the exposure apparatus according to the third embodiment and its periphery.
FIG. 14 is a schematic plan view showing a procedure for specifying positions of pixels P1 and P2 connected by a surface detector.
[Explanation of symbols]
50 DMD (Digital Micromirror Device, Spatial Light Modulator)
53 Reflected light image (exposure beam)
54, 58 Lens system
56 Scanning surface (exposed surface)
64 laser module
66 Fiber array light source
68 Laser emitting part
73 Combination lens
150 Photosensitive material
152 stage (moving means)
162 Scanner
166 Exposure head
170 Exposed area
180-side detector
182 Feeder
184 face detector
186 face detector
188 linear encoder

Claims (11)

複数の画素を選択的にon/off可能に形成されてなるとともに、走査方向に対して斜めに配置された複数の露光ヘッドを一定方向に走査して画像形成する画像形成装置において、各露光ヘッドの露光ビーム位置を測定して前記露光ヘッドの繋ぎ目の画素位置を特定する画素位置特定方法であって、
前記露光ビームの位置の測定に、前記走査方向に対して平行なY軸方向に沿って基準面上を移動可能なビーム位置検出手段を用いると共に、
第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近に位置する画素を順次onし、前記走査方向に対して平行なY軸方向に沿って基準面上を移動可能なビーム位置検出手段の受光面上のxy座標上においてy軸に最も近い位置に入射した露光ビームに対応する画素を第1の繋ぎ画素とする第1繋ぎ画素指定ステップと、
前記第1の繋ぎ画素指定ステップで指定された第1の繋ぎ画素をonして前記ビーム位置検出手段をY軸方向に沿って移動し、前記第1の露光ヘッドの露光ビームが前記受光面上のxy座標の原点を照射したときの前記ビーム位置検出手段の基準面上の位置である第1ビーム位置を検出する第1ビーム位置検出ステップと、
第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近に位置する画素を順次onし、前記ビーム位置検出手段の受光面上のxy座標上においてy軸に最も近い位置に入射した露光ビームに対応する画素を第2の繋ぎ画素とする第2繋ぎ画素指定ステップと、
前記第2の繋ぎ画素指定ステップで指定された第2の繋ぎ画素をonして前記ビーム位置検出手段をY軸方向に沿って移動し、前記第2の露光ヘッドの露光ビームが前記受光面上のxy座標の原点を照射したときの前記ビーム位置検出手段の基準面上の位置である第2ビーム位置を検出する第2ビーム位置検出ステップと、
前記第1ビーム位置と前記第2ビーム位置とに基づいて前記第1の繋ぎ画素および第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する画素位置特定ステップとを
有することを特徴とする画素位置特定方法。
In an image forming apparatus in which a plurality of pixels are formed so as to be selectively on / off, and a plurality of exposure heads arranged obliquely with respect to the scanning direction are scanned in a fixed direction, each exposure head A pixel position specifying method for measuring the exposure beam position and specifying a pixel position of a joint of the exposure heads,
For the measurement of the position of the exposure beam, a beam position detection means capable of moving on a reference plane along the Y-axis direction parallel to the scanning direction is used.
The pixels located in the vicinity of the joint of the first exposure head are sequentially turned on, and the xy coordinates on the light receiving surface of the beam position detecting means capable of moving on the reference surface along the Y-axis direction parallel to the scanning direction. A first connecting pixel specifying step in which a pixel corresponding to the exposure beam incident on the position closest to the y-axis is a first connecting pixel;
The first joint pixel designated in the first joint pixel designation step is turned on to move the beam position detecting means along the Y-axis direction, so that the exposure beam of the first exposure head is on the light receiving surface. A first beam position detecting step of detecting a first beam position which is a position on a reference plane of the beam position detecting means when irradiating the origin of the xy coordinates of
The pixels located near the joint of the second exposure head are sequentially turned on, and the pixel corresponding to the exposure beam incident on the position closest to the y-axis on the xy coordinate on the light receiving surface of the beam position detecting means is set to the second. A second connecting pixel designating step as a connecting pixel of
The second joint pixel designated in the second joint pixel designation step is turned on to move the beam position detecting means along the Y-axis direction, so that the exposure beam of the second exposure head is on the light receiving surface. A second beam position detecting step of detecting a second beam position which is a position on a reference plane of the beam position detecting means when the origin of the xy coordinates of
A pixel position specifying step of specifying positions of the first connecting pixel and the second connecting pixel on the reference plane based on the first beam position and the second beam position; Location method.
前記ビーム位置検出手段は、2次元PSD、4分割フォトディテクタ、2次元CCD、および2次元CMOSのいずれかである画素位置検出素子である請求項1に記載の画素位置特定方法。2. The pixel position specifying method according to claim 1 , wherein the beam position detecting means is a pixel position detecting element that is one of a two-dimensional PSD, a four-division photodetector, a two-dimensional CCD, and a two-dimensional CMOS. 前記露光ヘッドは、入力された画像データに応じて光源からの光を変調する空間変調素子によって複数の画素を選択的にon/offする請求項1または2に記載の画素位置特定方法。The pixel position specifying method according to claim 1 , wherein the exposure head selectively turns on / off a plurality of pixels by a spatial modulation element that modulates light from a light source according to input image data. 複数の画素を選択的にon/off可能な複数の露光ヘッドを一定方向に走査して画像を形成する画像形成装置において、各露光ヘッド間の画像のずれおよび重なりを補正する画像ずれ補正方法であって、
請求項1に記載の画素位置特定方法により、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素および第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する画素位置特定ステップと、
前記画素位置特定ステップで特定された前記第1の繋ぎ画素および前記第2の繋ぎ画素の位置に基き、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素とで画像が繋がるように前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正する画像データ補正ステップとを
有することを特徴とする画像ずれ補正方法。
In an image forming apparatus that forms images by scanning a plurality of exposure heads that can selectively turn on / off a plurality of pixels in a fixed direction, an image displacement correction method that corrects image displacement and overlap between the exposure heads. There,
The pixel position specifying method according to claim 1, position on the reference surface of the second connecting pixels in the vicinity of the joint of the first connecting pixel and the second exposure head around the joint of the first exposure head A pixel position specifying step for specifying
Based on the positions of the first connection pixel and the second connection pixel specified in the pixel position specifying step, the first connection pixel and the second connection pixel are connected so that an image is connected to the first connection pixel. And an image data correction step of correcting image data input to the second exposure head and the second exposure head.
請求項1〜3の何れか1項に記載の画素位置特定方法により、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素および第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定する画素位置特定ステップと、
前記画素位置特定ステップで特定された前記第1の繋ぎ画素および前記第2の繋ぎ画素の位置に基き、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素とで画像が繋がるように前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正する画像データ補正ステップとを
有し、前記画像データ補正ステップにおいて、
前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素との間のY軸方向のずれについては、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素との間のY軸方向の距離と前記露光ヘッドの走査速度とに応じて前記第1の露光ヘッドと前記第2の露光ヘッドとの露光タイミングを設定することにより除去するとともに、
前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素との間のX軸方向のずれについては、前記第1の繋ぎ画素と前記第2画素とにおいて画像データが重なるように前記第1の露光ヘッドと前記第2の露光ヘッドとに画像データを入力することにより除去する
請求項4に記載の画像ずれ補正方法。
The pixel position specifying method according to any one of claims 1 to 3, the second connecting pixels of the joint near the first connecting pixel and the second exposure head around the joint of the first exposure head A pixel position specifying step of specifying a position on the reference plane of
Based on the positions of the first connection pixel and the second connection pixel specified in the pixel position specifying step, the first connection pixel and the second connection pixel are connected so that an image is connected to the first connection pixel. An image data correction step for correcting image data input to the exposure head and the second exposure head, and in the image data correction step,
Regarding the displacement in the Y-axis direction between the first connection pixel and the second connection pixel, the distance in the Y-axis direction between the first connection pixel and the second connection pixel and the exposure. Removing by setting the exposure timing of the first exposure head and the second exposure head according to the scanning speed of the head,
Regarding the shift in the X-axis direction between the first joint pixel and the second joint pixel, the first exposure head is configured such that image data overlaps between the first joint pixel and the second pixel. And by inputting image data to the second exposure head
The image shift correction method according to claim 4 .
3以上の露光ヘッドについても、
前記画素位置特定ステップによってそれぞれの画像ヘッドにおける繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定し、
前記繋ぎ画素で画像が繋がるように、前記画素位置特定ステップによって特定された繋ぎ画素の位置に基いて前記露光ヘッドのそれぞれに入力される画像データを補正する
請求項4または5に記載の画像ずれ補正方法。
For 3 or more exposure heads,
Specifying the position on the reference plane of the connecting pixels in each image head by the pixel position specifying step;
Image data input to each of the exposure heads is corrected based on the position of the connection pixel specified by the pixel position specifying step so that the image is connected by the connection pixel.
The image shift correction method according to claim 4 or 5 .
複数の画素を選択的にon/off可能な複数の露光ヘッドを備え、前記露光ヘッドによって画像形成面を一定方向に走査しつつ露光して画像を形成する露光手段と、
前記露光ビームの位置の測定に、前記走査方向に対して平行なY軸方向に沿って基準面上を移動可能なビーム位置検出手段を用いることにより、前記露光手段が備える各露光ヘッドの露光ビームの位置を測定することにより、前記露光ヘッドの画素の位置を特定する画素位置特定手段と、
前記ビーム位置検出手段における画素位置の検出結果に基づいて前記露光ヘッドを制御する露光制御手段と、を備えてなり、
前記ビーム位置検出手段は、請求項1〜3の何れか1項に記載の画素位置特定方法により、第1の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第1の繋ぎ画素および第2の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第2の繋ぎ画素の前記基準面上の位置を特定し、
前記露光制御手段は、前記画素位置特定手段で特定された前記第1の繋ぎ画素および前記第2の繋ぎ画素の位置に基き、前記第1の繋ぎ画素と前記第2の繋ぎ画素とで画像が繋がるように前記第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに入力される画像データを補正する
ことを特徴とする画像形成装置。
An exposure unit comprising a plurality of exposure heads capable of selectively turning on / off a plurality of pixels, and exposing the image forming surface while scanning the image forming surface in a fixed direction;
For the measurement of the position of the exposure beam, a beam position detection unit capable of moving on a reference plane along a Y-axis direction parallel to the scanning direction is used. A pixel position specifying means for specifying the position of the pixel of the exposure head by measuring the position of
Exposure control means for controlling the exposure head based on the detection result of the pixel position in the beam position detection means,
The beam position detecting means uses the pixel position specifying method according to any one of claims 1 to 3 to connect a first joint pixel in the vicinity of a joint of the first exposure head and a joint of the second exposure head. Identifying the position of the second connected pixel in the vicinity on the reference plane;
The exposure control unit is configured to generate an image between the first connection pixel and the second connection pixel based on the positions of the first connection pixel and the second connection pixel specified by the pixel position specifying unit. An image forming apparatus for correcting image data input to the first exposure head and the second exposure head so as to be connected.
前記画素位置特定手段は、前記ビーム位置検出手段として2次元PSD、4分割フォトディテクタ、2次元CCD、および2次元CMOSから選択される画素位置検出素子を備える請求項7に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 7 , wherein the pixel position specifying unit includes a pixel position detecting element selected from a two-dimensional PSD, a four-division photodetector, a two-dimensional CCD, and a two-dimensional CMOS as the beam position detecting unit. 前記露光ヘッドは、入力された画像データに応じて光源からの光を変調する空間光変調素子を備え、前記空間変調素子によって複数の画素を選択的にon/offする請求項7または8に記載の画像形成装置。The exposure head according to claim 7 or 8 comprising a spatial light modulator, selectively on / off the plurality of pixels by the spatial modulation element for modulating light from a light source in accordance with input image data Image forming apparatus. 前記空間変調素子は、前記走査方向に対して傾斜して配置された複数の画素を有する請求項9に記載の画素形成装置。The pixel forming apparatus according to claim 9 , wherein the spatial modulation element includes a plurality of pixels arranged to be inclined with respect to the scanning direction. 前記空間変調素子の画素は2次元に配置されてなる請求項10に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 10 , wherein the pixels of the spatial modulation element are two-dimensionally arranged.
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