KR101204732B1 - 묘화 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

N중 묘화를 행하는 묘화 장치에서 2차원으로 배열된 사용가능한 화소의 화소열 방향, 및 묘화면(12A)에 대한 묘화 헤드(30)의 주사 방향이 소정의 설정 경사 각도를 형성하도록 묘화 헤드(30)는 설치된다. 사용 화소 설정 수단은 주사 방향에 대하여 화소열의 경사 각도의 변동에 의거하여 다수의 사용가능한 화소 사이에서 동작시키기 위해서 N중 묘화에 사용되는 사용 화소를 설정한다. 사용 화소 설정 수단은 사용 화소 지정 수단(140), 설정 변경 수단(150) 등을 포함한다. 화상은 묘화 헤드(30)를 스테이지(14)에 대하여 상대적으로 이동시키는 동안에 설정됨으로써 지정되는 사용 화소를 동작하게 함으로써 묘화면(12A) 상에 묘화된다.
묘화 장치, 묘화 헤드, 이동 수단, 사용 화소 설정 수단

Description

묘화 장치 및 방법{IMAGE DRAWING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 묘화 장치 및 묘화 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴을 다중 묘화를 행함으로써 묘화면 상에 형성하는 묘화 장치 및 묘화 방법에 관한 것이다.
종래, 화상 데이터에 의해 나타내어지는 소망의 2차원 패턴을 묘화 헤드에 의해 묘화면 상에 형성하는 묘화 장치로서 각종 묘화 장치가 알려져 있다. 그러한 묘화 장치의 대표적인 예는 노광 헤드에 의해 소망의 2차원 패턴을 감광 재료 등의 노광면 상에 형성하는 노광 장치이다. 노광 장치는 반도체기판이나 인쇄판의 제작에 사용된다. 일반적으로, 노광 장치의 노광 헤드는 광원 어레이 및 공간 광변조 소자와 같은 화소 어레이를 포함한다. 화소 어레이는 다수의 화소를 포함하고, 소망의 2차원 패턴을 형성하는 광점 그룹을 발생시킨다. 노광 장치에서 노광 헤드를 노광면에 대하여 상대 이동시키면서 노광 헤드를 동작시킴으로써 소망의 2차원 패턴이 노광면 상에 형성될 수 있다.
최근, 노광면 상의 각 점을 실질적으로 복수번 노광하는 노광 장치의 몇몇 종류가 제안되었다. 노광 장치의 노광 헤드는 해상도 등을 향상시키기 위해 화소가 2차원으로 배열되는 화소 어레이를 포함한다. 노광 장치에서 노광 헤드는 화소 어 레이에서 각 화소로부터의 방사되는 광빔의 주사선이 다른 화소로부터의 방사되는 광빔의 주사선과 일치하도록 사용된다.
예를 들면, 일본 특허 공개 2004-181723호 공보에서는 고해상도에서 고른 화상을 생산할 수 있는 노광 장치가 제안된다. 노광 장치에서 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)에서의 공간 광변조 소자(마이크로미러)의 실제 경사 각도가 고려되면서 묘화가 제어된다. 일반적으로, DMD는 다수의 마이크로가 2차원으로 배열되는 노광 헤드를 가지는 미러 디바이스이다. 마이크로미러는 L행×M열의 행렬을 형성하도록 배열되고 제어 신호에 의거하여 각 마이크로미러의 반사면의 각도를 변화한다. 실제 노광에서 노광면은 노광면을 따라 일정한 방향으로 노광 헤드로 주사된다. 일본 특허 공개 2004-181723호 공보에 개시된 장치에서 노광에 사용되는 각 묘화 화소수는 묘화열에 대하여 제어된다. 묘화 화소수는 그 설정 각도로부터 주사 방향에 대한 2차원 배열된 마이크로미러의 경사 각도의 오차에 의거하여 제어된다. 따라서, 마이크로미러에 의해 반사되는 노광 빔의 주사 궤적의 피치의 편차를 일정한 값에서 제어할 수 있다. 그 결과, 고른 화상이 생산된다.
그러나, 일본 특허 공개 2004-181723호 공보에 개시된 장치에서 각 마이크로미러의 경사 각도의 오차가 2차원 배열된 마이크로미러의 전체에서 동일하다고 가정된다. 그러므로, 노광 빔의 주사 궤적의 피치가 전체 묘화면에서 일정한 양만큼 이동된다고 가정된다. 따라서, 화상에서 형태 일그러짐이 존재하면 화상의 고르지 않음이 충분히 억제되는 것이 불가능하다. 형태 일그러짐은 묘화점 열 피치의 편차가 묘화점 열 사이에 동일하지 않은 일그러짐이다. 여기서, "묘화점 열"은 묘화점 의 열을 의미한다. "묘화점 열 피치"는 묘화점의 열 사이의 피치를 의미한다. 형태 일그러짐이 존재할 때 화상의 고르지 못함을 충분히 억제할 수 없고 고화질 화상를 묘화할 수 없다는 문제가 있다.
상술된 바와 같은 문제를 해결하기 위해서 노광 헤드의 설치 각도의 조정에서의 정밀도, 화소의 배치에서의 정밀도 및 광학계의 조정에서의 정밀도를 향상시켜야 한다. 그러나, 이러한 종류의 정밀도가 향상되기를 추구하면 장치의 제조 비용은 대단히 높아질 것이 당연하다.
상술된 바와 같은 문제는 노광 장치에서뿐만 아니라 예를 들면, 잉크젯 프린터와 같은 다른 종류의 묘화 장치에 있어서도 발생된다. 잉크젯 프린터는 묘화면에 잉크를 배출함으로써 묘화를 행하는 잉크젯 기록 헤드를 포함한 프린터이다.
상기 사정을 고려하여 본 발명의 목적은 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함이 감소된 묘화 장치 및 묘화 방법을 제공하는 것이다. 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함은 묘화 헤드의 설치 각도의 오차나 묘화 화상에서의 패턴 일그러짐에 의해 발생될 수 있다. 특히, 본 발명의 목적은 주사 방향에 대한 각 묘화점 열의 경사 각도의 값이 동일하지 않을 때, 즉 입사 각도의 값에 변동이 있을 때에도 묘화 화상에 고르지 못함을 감소시킬 수 있는 묘화 장치 및 묘화 방법을 제공하는 것이다.
보다 상세하게, 본 발명에 의한 묘화 장치는 N중 묘화(N은 1이상의 자연수)를 행함으로써 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴을 묘화면 상에 형성하는 묘화 장치이고, 장치는 화소 어레이를 각각 포함하는 1개 이상의 묘화 헤드, 묘화면에 대하여 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 주사 방향으로 상대 이동시키는 이동 수단, 및 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 주사 방향에 대한 화소 어레이 중의 화소열의 경사 각도의 변동에 의거하여 사용 화소를 설정하는 사용 화소 설정 수단을 포함하고, 1개 이상의 묘화 헤드 각각은 사용가능한 화소의 화소열 방향과 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 상대적인 주사 방향이 소정의 설정 경사 각도를 형성하도록 묘화면에 대하여 장착되고, 화소 어레이는 다수의 2차원으로 배열된 사용가능한 화소를 포함하고 화상 데이터에 의거한 2차원 패턴을 형성하는 묘화점 그룹을 발생하며, 사용 화소 설정 수단은 N중 묘화에 사용되는 사용 화소가 다수의 사용가능한 화소 사이에서 작동하도록 사용 화소를 설정한다. "사용 화소"는 사용되는 화소를 의미한다.
사용 화소 설정 수단은 묘화점 그룹에 의해 나타내어지는 묘화면 상의 실제 화소열 방향과 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도에 의거하여 사용 화소를 설정할 수 있다.
사용 화소 설정 수단은 사용 화소를 지정하는 사용 화소 지정 수단, 및 사용 화소만이 동작하도록 설정을 변경하는 설정 변경 수단을 포함할 수 있다.
본 발명에서 화소는 화소 어레이 상에 2차원으로 배열된다. 즉, 화소는 2개의 방향으로 배열된다. 본 발명에서 "화소열"은 주사 방향에 대한 더 작은 각도를 형성하는 방향에서의 화소의 배열을 말한다. "화소행"은 주사 방향에 대한 더 큰 각도를 형성하는 방향에서의 화소의 배열을 말한다. 여기서, 항상 화소가 화소 어레이에서 직사각형 격자를 형성하도록 배열될 필요는 없다. 화소는 예를 들면, 평행사변형을 형성하도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에서 "N중 묘화"는 묘화면 상의 묘화 에리어의 거의 전체 영역에서 주사 방향에 평행한 직선이 묘화면 상에 투영된 N개의 사용 화소의 화소열과 교차하는 설정에 의거한 묘화를 말한다. 여기서, 각 화소 어레이의 양측 상의 가장자리에서 주사 방향에 평행한 직선과 교차하는 사용 화소의 화소열의 수가 감소될 수 있기 때문에 "거의 전체 영역"이란 용어이 사용된다. 화소열이 경사지기 때문에 화소열의 수는 감소될 수 있다. 이러한 경우에서 복수의 묘화 헤드가 서로 접속되도록 사용되는 경우에서도 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 설치 각도의 오차, 배열 등의 오차로 인해 주사 방향에 평행한 직선과 교차하는 사용 화소의 화소열의 수는 다소 증가되거나 감소될 수 있다. 또한, 해상도 이하인 묘화 에리어의 매우 작은 부분에서 주사 방향과 직교하는 방향에서의 화소 피치가 묘화 에리어의 다른 부분에서의 화소 피치와 정확하게 동일하게 될 수 없기 때문에 "거의 전체 영역"이란 용어이 사용된다. 묘화 영역의 매우 작은 부분은 사용 화소의 화소열 사이의 접속 영역에서의 에리어다. 매우 작은 부분에서의 화소 피치는 설치 각도, 화소의 배열 등의 오차로 인해 정확하게 동일하게 될 수 없다. 화소 피치가 정확하게 동일하게 될 수 없으므로 주사 방향에 평행한 직선과 교차하는 사용 화소의 화소열의 수는 ±1의 범위에서 증가하거나 감소할 수 있다.
한편, "이상적인 N중 묘화"는 묘화면 상의 묘화 에리어의 전체 영역에서 주사 방향에 평행한 직선이 묘화면 상에 투영된 N개의 사용 화소의 화소열과 정확히 교차하는 설정에 의거한 묘화를 말한다.
이하의 설명에서 본 발명에 의한 묘화 장치 또는 묘화 방법이 노광 장치 또는 노광 방법에 적용되는 본 발명의 실시형태에에서 "N중 묘화"에 대응되는 용어로서 "N중 노광"이라는 용어가 사용될 것이다.
게다가, 본발명에서의 "사용 화소 지정 수단"은 사용 화소 또는 사용 화소의 지정을 수동으로 수신하는 수단이 될 수 있다. 대안으로서, "사용 화소 지정 수단"은 후술될 위치 검출 수단, 선택 수단 등을 포함하고 최적의 사용 화소를 자동적으로 선택하는 수단이 될 수있다. 또한, "주사 방향에 대한 화소 어레이 중의 화소열의 경사 각도의 변동"은 2차원 화소 어레이에서 각 화소열의 경사 오차가 모든 화소열 사이에서 동일하지 않은 상태를 말한다. 이 표현은 각 열에서 경사 오차가 다른 상태를 말한다. 이 표현은 복수의 열의 각 그룹의 경사 각도의 오차가 다른 그룹의 오차와 다른 상태를 말하기도 한다. 화소열의 경사 각도의 변동이 있을 때 묘화 화상에서 형태 일그러짐이 발생된다. 본 발명에서 "사용 화소 지정 수단"은 묘화에 사용되는 2차원 화소 어레이에서 화소(즉, "사용 화소")를 자동적으로 선택하는 수단이다. 대안으로서, "사용 화소 지정 수단"은 수동으로 선택된 사용 화소의 지정을 수신하는 수단이다. "사용 화소 지정 수단"은 형태 일그러짐에 의해 발생되는 묘화 화상의 고르지 못함을 억제하도록 화소 또는 화소를 자동적으로 선택하거나 그 지정을 수신한다.
또한, 상기 설명에서 "사용 화소만이 동작하도록 설정을 변경한다"는 표현은 예를 들면, 사용가능한 화소 사이에서 사용 화소 이외의 화소가 동작하지 않도록 오프하기 위해 사용 화소 이외의 화소의 설정을 변경하는 것을 말할 수 있다. 대안으로, 이 표현은 사용 화소 이외의 화소에 전송되는 화상 데이터의 부분의 상태를 오프 상태(즉, "묘화를 억제함"을 나타내는 데이터)로 변경하는 것을 말할 수 있다. 대안으로, 이 표현은 사용가능한 화소 사이에서 사용 화소 이외의 화소도 동작하지만 사용 화소 이외의 화소로부터 광빔 또는 잉크 방울 등의 묘화 매체가 묘화면에 도달하지 않도록 차단되는 설정을 변경하는 것을 말할 수 있다.
게다가, 본 발명에 의한 묘화 장치에서 설정 경사 각도(θ)는 아래의 수식을 만족시키는 것이 바람직하다.
s?p?sinθ≥Nδ
여기서, s는 사용가능한 화소의 각 화소열을 구성하는 화소의 수이고, p는 화소열 방향의 사용가능한 화소의 화소 피치이며, δ는 주사 방향과 직교하는 방향에 따른 사용가능한 화소의 화소열 피치이다. "화소열 피치"는 화소의 열 사이의 피치를 의미한다.
또한, 사용 화소 지정 수단은 묘화점 그룹에 의해 나타내어지는 묘화면 상의 각 묘화점 열의 실제 방향과 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도를 각 묘화점 열에 대하여 특정하고, 실제 경사 각도와 설정 경사 각도 사이의 각 오차를 흡수하도록 각 묘화점 열에 대하여 사용 화소를 지정할 수 있다.
또한, 사용 화소 지정 수단은 사용가능한 화소의 화소열로부터 선택된 복수의 화소열 각각에 대응하는 묘화면 상의 묘화점 열을 대표 묘화점 열로서 결정하며, 대표 묘화점 열 각각에 대하여 대표 묘화점 열의 방향과 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도를 특정하고, 상응하는 실제 경사 각도와 설정 경사 각도 사이의 각 오차가 흡수되도록 사용 화소를 지정할 수 있다.
또한, 각 실제 경사 각도는 대표 묘화점 열 및 그 근방의 묘화점 열의 각 방향과 주사 방향에 의해 설정되는 개별적인 실제 경사 각도의 평균값, 중간값, 최대값 및 최소값 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 화소 어레이는 묘화점 그룹으로서 광점 그룹을 발생할 수 있다.
묘화 장치에서 1개 이상의 묘화 헤드의 화소 어레이는 묘화점 그룹으로서 광점 그룹을 발생할 수 있고, 사용 화소 지정 수단은 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 묘화면 상의 광점 그룹을 구성하는 광점의 위치를 검출하는 위치 검출 수단, 및 선택 수단을 포함할 수 있다. 선택 수단은 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 위치 검출 수단에 의한 검출 결과에 의거하여 묘화면 상의 사용 화소의 화소열 사이의 접속 부분에 의해 형성되는 1개 이상의 묘화 부분을 각각 포함하는 복수의 대표 영역을 선택하고, 각 대표 영역에서 이상적인 상기 N중 묘화가 행해지도록 상기 사용가능한 화소 중의 불사용 화소를 특정하고, 불사용 화소 이외의 화소를 상기 사용 화소로서 선택할 수 있다. "불사용 화소"는 사용되지 않는 화소를 의미한다.
묘화 장치에서 위치 검출 수단은 복수의 화소열 각각에서 2개 이상의 광점의 위치를 검출할 수 있다. 묘화 장치에서 선택 수단은 검출 결과에 의거하여 광점에 의해 나타내어지는 묘화면 상에 투영된 각 화소열의 실제 방향과 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도를 특정하고, 실제 경사 각도에 의거하여 불사용 화소를 특정할 수 있다.
선택 수단은 화소 어레이의 사용가능한 화소 중의 복수의 화소열 각각에 대응하는 묘화면 상의 광점 열을 대표 광점 열로서 사용하고, 위치 검출 수단에 의한 대표 광점 열 및 그 근방의 광점 열을 구성하는 광점 사이에 2개 이상의 광점의 위치의 검출 결과에 의거하여 복수의 대표 광점 열 각각의 실제 경사 각도를 특정할 수 있다. "광점 열"은 광점의 열을 의미하고 "대표 광점 열"은 광점의 대표 열을 의미한다.
선택 수단은 사용가능한 화소의 복수의 화소열에 대응하는 묘화면 상의 복수의 광점 열을 대표 광점 열로서 사용하고, 대표 광점 열 및 그 근방의 광점 열 각각의 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 개별적인 실제 경사 각도를 특정하고, 개별적인 실제 경사 각도의 대표값을 상기 각 대표 광점 열의 상기 실제 경사 각도로서 간주할 수 있다.
개별적인 실제 경사 각도의 대표값은 대표 광점 열 및 그 근방의 광점 열의 개별적인 실제 경사 각도의 평균값, 중간값, 최대값 및 최소값 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 의한 묘화 장치는 N이 2 이상일 때 사용 화소 지정 수단에 의해 사용 화소를 지정하기 위해서 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 다수의 사용가능한 화소 사이로부터 그 사이에 (N-1) 열 간격을 가지는 화소열을 구성하는 화소만을 사용함으로써 참조 묘화를 행하는 참조 묘화 수단을 더 포함하는 묘화 장치일 수 있다.
대안으로, 본 발명에 의한 묘화 장치는 N이 2 이상일 때 사용 화소 지정 수단에 의해 사용 화소를 지정하기 위해서 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 다수의 사용가능한 화소 사이에 사용가능한 화소의 전체 수의 1/N에 대응하는 수의 서로 인접하는 화소행 그룹을 구성하는 화소만을 사용함으로써 참조 묘화를 행하는 참조 묘화 수단을 더 포함하는 묘화 장치일 수 있다. 여기서, 사용가능한 화소의 전체 수가 N으로 나누어지지 않으면 "사용가능한 화소의 전체 수의 1/N에 대응하는 수의 서로 인접하는 화소행 그룹을 구성하는 화소"로서 전체 화소수의 1/N에 근접한 수 등의 화소를 포함하는 그룹이 선택될 수 있다. 전체 화소수의 1/N에 근접한 수는 전체 화소수의 1/N이하의 최대 화소수 또는 전체 화소수의 1/N이상의 최소 화소수일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 묘화 장치는 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴의 소정 부분의 사이즈가 지정된 사용 화소의 사용에 의해 묘화될 수 있는 대응하는 부분과 동일하도록 화상 데이터를 변환하는 데이터 변환 수단을 더 포함하는 묘화 장치일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 묘화 장치에서 화소 어레이는 광원으로부터 방사된 광을 화상 데이터에 의거하여 각 화소에 대해서 변조하는 공간 광변조 소자일 수 있다. 여기서, "광원"은 1개 이상의 묘화 헤드(노광 헤드)의 각각의 내부에 결합된 광원일 수 있다. 대안으로, "광원"은 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 외부에 제공되는 광원일 수 있다. "광원"은 복수의 묘화 헤드에 의해 공유될 수 있다.
N은 3~7 범위의 자연수일 수 있다.
본 발명에 의한 묘화 장치는 1개 이상의 묘화 헤드 각각은 사용가능한 화소의 화소열 방향과 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 상대적인 주사 방향이 소정의 설정 경사 각도를 형성하도록 묘화면에 대하여 장착되고, 화소 어레이는 다수의 2차원으로 배열된 사용가능한 화소를 포함하고 화상 데이터에 의거한 2차원 패턴을 형성하는 묘화점 그룹을 발생하는 화소 어레이를 포함하는 상기 1개 이상의 묘화 헤드를 사용하는 묘화 방법이고, 그 방법은 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 N중 묘화(N은 1 이상의 자연수)에서 사용되는 사용 화소가 다수의 사용가능한 화소 사이에서 작동하도록 주사 방향에 대한 화소 어레이 중의 화소열의 경사 각도의 변동에 의거하여 사용 화소를 설정하는 공정, 및 묘화면에 대하여 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 주사 방향으로 상대 이동시키면서 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 동작시킴으로써 2차원 패턴을 묘화면 상에 형성하는 공정을 포함한다.
사용 화소는 묘화점 그룹에 의해 나타내어지는 묘화면 상의 실제 화소열 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도에 의거하여 설정될 수 있다.
사용 화소를 설정하는 공정은 사용 화소를 지정하는 공정와 사용 화소만이 동작되도록 설정을 변경하는 공정을 포함할 수 있다.
여기서, "묘화면에 대하여 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 주사 방향으로 상대 이동시키면서 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 동작시킴"의 표현은 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 일정하게 이동시키면서 연속적으로 묘화를 행하는 것을 말할 수 있다. 대안으로, 이 표현은 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 단계적으로 이동시키면서 묘화를 행하는 것을 말할 수 있다. 묘화 헤드를 단계적으로 이동시킬 때 각 이동 위치에서 묘화 헤드가 정지되어 묘화 동작을 행한다.
본 발명에 의한 묘화 장치 및 묘화 방법에서 묘화 소자 어레이의 경사 로컬리티에 의해 발생되는 묘화에서의 일그러짐은 더 효과적으로 보정될 수 있다. 그 결과, 고르지 못함을 더 효과적으로 보정하고, 더 고화질 화상을 묘화할 수 있다. 또한, 광학계의 조정에서의 정밀도 등을 향상시키지 않고 2차원 묘화 소자 어레이의 큰 형태 일그러짐에 대응할 수 있다. 그러므로, 제조 비용이 증가하지 않고 고화질를 가지는 화상을 묘화하는 것이 가능하다.
사용 화소 지정 수단이 위치 검출 수단 및 선택 수단을 포함하면 참조 묘화 결과 등을 시각적으로 확인하는 것과 같은 숙련된 작업자에 의한 조작없이 사용 화소가 지정될 수 있다. 그러므로, 묘화 헤드의 설치 각도의 오차나 상대적인 패턴 일그러짐의 영향이 최소한이 될 수 있는 화소수인 수의 사용 화소는 자동적으로 지정될 수 있다. 또한, 묘화 장치의 설정은 자동적으로 행해질 수 있다.
게다가, N이 2 이상일 때 그 사이에 (N-1)개의 열 간격을 가지는 화소열을 구성하는 화소만을 사용함으로써, 또는 사용가능한 화소의 전체 수의 1/N에 상당하는 서로 인접하는 화소행 그룹을 구성하는 화소만을 사용함으로써 참조 묘화는 행해질 수 있다. 이러한 방식으로 참조 묘화가 행해질 수 있을 때 다중 묘화에 의해 형성된 패턴보다 단순하고 거의 단일 묘화에 의해 형성되는 패턴을 얻을 수 있다. 그러므로, 조작자가 사용 화소를 지정하기 위해 패턴 등을 시각적으로 확인할 때 그/그녀는 적절한 사용 화소를 더 쉽게 지정할 수 있다. 따라서, 최적의 화소를 더 쉽게 설정할 수 있게 된다.
또한, 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴의 소정 부분의 사이즈가 대응하는 부분의 사이즈와 동일하게 되도록 화상 데이터가 변환되면 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴의 사이드가 지정된 사용 화소의 사용에 의해 묘화될 수 있는 소정 부분의 사이즈에 일치될 수 있다. 그러므로, 묘화면 상에 소망의 2차원 패턴과 정확하게 동일한 매우 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 묘화 장치의 실시형태인 노광 장치의 외관 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 노광 장치의 스캐너의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3A는 감광 재료의 노광면 상에 형성되는 노광된 영역을 나타내는 평면도이다.
도 3B는 노광 헤드에 의해 형성되는 노광 에리어의 배열을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 노광 장치의 노광 헤드의 구조를 나타내는 개략 사시도이다.
도 5A는 도 1에 나타낸 노광 장치의 노광 헤드의 상세한 구조를 나타내는 평면도이다.
도 5B는 도 1에 나타낸 노광 장치의 노광 헤드의 상세한 구조를 나타내는 측 면도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 노광 장치의 DMD의 구조를 나타내는 부분 확대도이다.
도 7A는 DMD의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7B는 DMD의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 파이버 어레이 광원의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9는 파이버 어레이 광원의 레이저 출사부에서 발광점의 배열을 나타내는 정면도이다.
도 10A는 경사 각도의 오차가 존재하지 않을 때 주사 방향에 대한 화소 어레이 중의 화소열의 경사 각도의 오차와 묘화 화상에서의 고르지 못함을 설명하기 위한 도식이다.
도 10B는 경사 각도가 설정 경사 각도보다 작을 때 주사 방향에 대한 화소 어레이의 화소열의 경사 각도의 오차와 묘화 화상의 고르지 못함을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10C는 경사 각도가 설정 경사 각도보다 클 때 주사 방향에 대한 화소 어레이의 화소열의 경사 각도의 오차와 묘화 화상의 고르지 못함을 설명하기 위한 설명도이다.
도 11은 주사 방향에 대한 화소 어레이의 화소열의 경사 각도의 변동이 있을 때 묘화 화상에서 생성되는 고르지 못함을 설명하는 설명도이다.
도 12는 스와스(swath) 고르지 못함이 출현하는 방법을 상세히 설명하는 설명도이다.
도 13은 DMD에 의한 노광 에리어와 노광 지역에 대응하는 슬릿 사이의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 14는 슬릿을 이용한 노광면 상의 광점의 위치의 측정을 설명하는 설명도이다.
도 15는 선택된 사용 화소만을 동작하게 함으로써 노광면 상의 패턴에서 생성되는 고르지 못함이 개선되는 상태를 설명하는 설명도이다.
도 16은 2중 노광이 행해질 때 묘화 화상에서 대표 영역에 출현하는 고르지 못함의 예를 설명하는 설명도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 대표 영역에 대하여 선택된 사용 화소만을 동작하게 하는 될 때 노광면 상의 패턴에서 생성되는 고르지 못함을 설명하는 설명도이다.
도 18은 다중 노광에서 선택된 사용 화소만을 동작하게 함으로써 노광면 상의 패턴에 생성되는 고르지 못함이 개선된 상태를 설명하는 설명도이다.
도 19A는 패턴 일그러짐이 배율비 일그러짐일 때 패턴 일그러짐의 예를 설명하는 설명도이다.
도 19B는 패턴 일그러짐이 빔 직경 일그러짐일 때 패턴 일그러짐의 예를 설명하는 설명도이다.
도 20A는 참조 노광의 예를 설명하는 설명도이다.
도 20B는 참조 노광의 예를 설명하는 설명도이다.
도 21A는 참조 노광의 예를 설명하는 설명도이다.
도 21B는 참조 노광의 예를 설명하는 설명도이다.
도 22A는 연결부에서 편차량이 얻어질 때 노광면 상에 묘화된 화소 묘화점에 의해 형성된 직선을 나타내는 도면이다.
도 22B는 연결부에서 편차량이 얻어질 때 노광면 상에 묘화된 화소 묘화점에 의해 형성된 직선을 나타내는 도면이다.
도 22C는 연결부에서 편차량이 얻어질 때 노광면 상에 묘화된 화소 묘화점에 의해 형성된 직선을 나타내는 도면이다.
도 23은 연결부에서 편차량이 얻어질 때 마이크로미러의 상태와 화소 묘화점에 의해 형성된 직선 부분 사이의 대응을 나타내는 도면이다.
도 24는 연결부에서 편차량이 얻어질 때 X축 방향으로 연장되는 직선의 일부을 나타내는 도면이다.
도 25는 레퍼런스(reference) 스케일을 나타내는 도면이다.
본 발명에 의한 묘화 장치의 실시형태인 노광 장치는 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서 노광 장치(10)는 평판의 형태를 가지는 이동 스테이지(14)를 포함한다. 이동 스테이지(14)는 흡착에 의해 시트형 감광 재료(12)를 그 표면에 유지한다. 두터운 판의 형태를 가지는 설치대(18)의 상면에 스테이지(14)의 이동 방향을 따라 연장된 2개의 가이드(20)가 제공된다. 설치대(18)는 4개의 다리(16)에 의해 지지된다. 스테이지(14)는 그 길이 방향이 스테이지(14)의 이동 방향에서 위치하도록 배치되고, 가이드(20)에 의해 지지된다. 가이 드(20)는 스테이지(14)의 전후 이동이 가능하도록 스테이지(14)를 지지한다. 게다가, 노광 장치(10)는 이동 수단인 스테이지(14)를 가이드(20)를 따라 구동하는 스테이지 구동 장치(124)를 포함한다.
설치대(18)의 중앙에서 스테이지(14)의 이동 경로에 걸터 앉듯이 U자형의 게이트(22)가 제공된다. U자형의 게이트(22)의 각 단부는 설치대(18)의 양측에 고정된다. 게이트(22)의 한 측에 스캐너(24)가 제공되고, 게이트(22)의 다른 측에 복수(예를 들면, 2개)의 센서(26)가 제공된다. 복수의 센서(26)는 감광 재료(12)의 선단 및 후단을 검지한다. 스캐너(24) 및 센서(26)의 각각은 게이트에 부착되고, 스테이지(14)의 이동 경로 위의 고정된 위치에서 배치된다. 스캐너(24), 센서(26), 스테이지 구동 장치(124) 등은 각 부의 동작 및 타이밍을 제어하는 컨트롤러(160)에 접속된다. 여기서, 설명의 목적을 위해, 도 1에 나타낸 바와 같이, 스테이지(14)의 표면과 평행한 평면에 서로 직교하는 X축 및 Y축을 규정한다.
주사 방향에 따라 상류측(이하, "상류측"이라고 함)의 스테이지(14)의 가장자리에서 10개의 "L자형"의 슬릿(28)이 규칙적인 간격으로 형성된다. 각 슬릿(28)의 L자형은 X축의 방향을 향하여 개방하는 형태이다. 각 슬릿(28)은 상류측 상의 슬릿(28a) 및 하류측 상의 슬릿(28b)을 포함한다. 슬릿(28a 및 28b)은 서로 직교한다. X축에 대하여 슬릿(28a)은 -45도의 각도를 형성하고, X축에 대하여 슬릿(28b)은 +45도의 각도를 형성한다. 단일 셀형의 광검출기(122)는 각 슬릿(28)의 아래에 제공된다. 광 검출기(122)는 스테이지(14) 내부로 통합된다. 각 광 검출기는 후술될 위치 특정부(126)에 접속된다. 위치 특정부(126)는 사용 화소를 선택하는 선택 수단이고 연산 장치(130)에 접속된다.
슬릿(28), 광 검출기(122) 및 위치 특정부(126)는 위치 검출 수단이고 위치 검출부(120)를 형성한다. 게다가, 사용 화소 지정 수단인 사용 화소 지정부(140)는 위치 검출부(120) 및 연산 장치(130)를 포함한다.
도 2 및 도 3B에 나타낸 바와 같이, 스캐너(24)는 2행×5열의 매트릭스를 실질적으로 구성하도록 배열된 10개의 노광 헤드(30)를 포함한다. 이하에서 m번째 행, n번째 열에 배열된 노광 헤드(30)는 노광 헤드(30mn)로서 나타낼 것이다.
각 노광 헤드(30)에서 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)(36)의 화소열 방향이 주사 방향에 대하여 소정의 설정 경사 각도(θ)를 형성하도록 각 노광 헤드(30)는 스캐너(24)에 설치된다(DMD는 후술될 것이다). 그러므로, 각 노광 헤드(30)에 의해 형성되는 노광 에리어(32)는 주사 방향을 향하여 경사지는 직사각형 에리어이다. 띠형 노광된 영역(34)은 스테이지(14)가 이동함에 따라 각 노광 헤드(30)에 의해 감광 재료(12) 상에 형성된다. 이하, m번째 열, n번째 행에 배열된 노광 헤드에 의해 형성된 노광 에리어(32)는 노광 에리어(32mn)로서 나타낼 것이다.
도 3B에 나타낸 바와 같이, 노광 헤드(30)는 행에서 선형으로 배열된다. 각 행에서의 노광 헤드(30)는 그 배열 방향으로 소정 간격(본 실시형태에서는 2인 자연수에 의해 노광 에리어의 장측을 곱함으로써 얻어지는 값)만큼 다른 행에서의 그것으로부터 이동된다. 도 3A에 나타낸 바와 같이, 각 띠형의 노광 에리어(34)가 인접한 띠형의 노광 에리어 또는 에리어들(34)과 부분적으로 겹쳐지도록 노광 헤 드(30)가 이동된다. 그러므로, 첫번째 행의 노광 에리어(3211) 및 노광 에리어(3212) 사이의 노광될 수 없는 에리어는 두번째 행의 노광 에리어(3221)에 의해 노광될 수 있다.
여기서, 각 노광 헤드(30)의 중심 위치는 10개의 슬릿(28) 중 하나의 위치와 실질적으로 일치한다. 각 슬릿(28)의 크기는 각 슬릿(28)에 대응되는 노광 헤드(30)에 의해 형성되는 노광 에리어(32)의 폭을 덮기에 충분히 크다.
도 4, 5A 및 5B에 나타낸 바와 같이, 각 노광 헤드(30)는 미국 Texas Instruments Incorporated에 의해 제조된 DMD(36)를 포함한다. DMD(36)는 입사된 광을 화상 데이터에 의거하여 각 화소부에 대하여 변조하는 공간 광변조 소자이다. DMD(36)는 데이터 처리부 및 미러 구동 제어부를 포함하는 컨트롤러(160)에 접속된다. 컨트롤러(160)의 데이터 처리부는 입력된 화상 데이터에 의거하여 각 노광 헤드(30)에 대하여 DMD(36)의 사용 영역에서 각 마이크로미러의 구동을 제어하는 제어 신호를 생성한다. 또한, 미러 구동 제어부는 화상 데이터 처리부에 의해 생성된 제어 신호에 의거하여 각 노광 헤드(30)에 대하여 DMD(36)에서 각 마이크로미러의 반사면의 각도를 제어한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 파이버 어레이 광원(38), 렌즈계(40) 및 미러(42)는 DMD(36)의 광 수신측에 이 순서로 배열된다. 파이버 어레이 광원(38)은 광 파이버의 광 출사 단부가 노광 에리어(32)의 길이 방향에 대응하는 방향을 따라 행에 배열되는 레이저 출사부를 포함한다. 렌즈계(40)는 파이버 어레이 광원(38)으로부 터 방사되는 레이저빔을 보정하고, DMD(36) 상에 보정된 레이저빔을 집광한다. 미러(42)는 렌즈계(40)을 투과한 레이저빔을 DMD(36)를 향하여 반사한다. 도 4에서 렌즈계(40)가 개략적으로 나타내어진다.
도 5A 및 도 5B에 상세히 나타낸 바와 같이, 렌즈계(40)는 결합 렌즈의 쌍(44), 결합 렌즈의 쌍(46) 및 집광 렌즈(48)를 포함한다. 결합 렌즈의 쌍(44)은 파이버 어레이 광원(38)으로부터 방사되는 레이저빔을 평행하게 한다. 결합 렌즈의 쌍(46)은 레이저빔의 광량이 균일하게 분포되도록 평행된 레이저빔을 보정한다. 집광 렌즈(48)는 광량의 분포가 보정된 레이저빔은 DMD(36) 상에 집광된다.
게다가, 렌즈계(50)는 DMD(36)의 광 반사측에 배치된다. 렌즈계(50)는 DMD(36)에 의해 반사된 레이저빔으로 감광 재료(12)의 묘화면인 노광면(12A)에 화상을 형성한다. 렌즈계(50)는 DMD(36) 및 감광 재료(12)의 노광면(12A)(이하, 참조 번호 12A는 생략될 것이다)이 공역 관계를 가지도록 배치되는 2개의 렌즈(52 및 54)를 포함한다.
본 실시 형태에서 파이버 어레이 광원(38)으로부터 방사된 레이저빔은 실질적으로 5배 확대된다. 레이저빔이 확대된 후에 DMD(36)의 각 마이크로미러로 인해 반사된 광빔은 렌즈계(50)에 의해 약 5㎛로 좁혀진다.
도 6에 나타낸 바와 같이, DMD(36)는 SRAM(스태틱 랜덤 엑세스 메모리) 셀(메모리 셀)(56) 상에 화소를 각각 구성하는 다수의 마이크로미러(58)가 배열되는 미러 디바이스이다. 마이크로미러(58)은 격자형으로 배열된다. 본 실시형태에서 1024열×768행의 마이크로미러(58)가 배열되는 DMD(36)가 사용된다. 그러나, 1024열×768행의 마이크로미러(58) 중에 1024열×256행의 마이크로미어만 DMD(36)에 접속된 컨트롤러(160)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 1024열×256행의 마이크로미러만이 컨트롤러(160)에 의해 사용될 수 있다. 1024열×256행의 마이크로미러는 다수의 사용가능한 화소를 포함하는 화소 어레이를 형성한다. DMD(36)의 데이터 처리 속도는 제한되고, 1라인당 변조 속도는 사용되는 마이크로미러의 수에 비례된다. 그러므로, 상술된 바와 같이 마이크로미러의 일부만이 사용되면 1라인당 변조 속도는 높아진다. 각 마이크로미러(58)는 지주에 의해 지지된다. 또한, 각 마이크로미러(58)의 표면에 알루미늄과 같은 고반사율의 재료가 증착되어있다. 본 실시형태에서 각 마이크로미러(58)의 반사율은 90%이상이고, 마이크로미러의 배열 피치는 수직 및 수평 방향 모두에서 13.7㎛이다. SRAM 셀(56)은 힌지 및 요크를 가지는 지주를 통하여 배열된다. SRAM 셀(56)은 실리콘 게이트 CMOS(상보형 금속 산화 반도체)이고 CMOS는 일반적인 반도체 메모리의 제조 라인에서 제조된다. 또한, 전체로서 SRAM 셀(56)은 모놀리식(단일 피스) 구조를 가진다.
화상 신호가 DMD(36)의 SRAM 셀(56)에서 저장되면 지주에 의해 지지되는 각 마이크로미러(58)는 각 마이크로미러(58)의 대각선에 대하여 경사진다. 화상 신호는 2진수의 값으로 소망의 2차원 패턴을 형성하는 각 점의 밀도를 나타내는 신호이다. 각 마이크로미러(58)는 DMD(36)가 배치되는 기판에 대하여 +α도 또는 -α도(예를 들면, ±10도) 중 하나로 경사진다. 도 7A에서 마이크로미러(58)는 온이고, 마이크로미러(58)은 +α도로 경사진다. 도 7B에서 마이크로미러(58)는 오프이고, 마이크로미러(58)은 -α도로 경사진다. DMD에서 DMD(36)의 각 화소에 대하여 마이 크로미러(58)의 경사 각도는 화상 신호에 의거하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제어된다. 따라서, DMD(36)에 입사된 레이저빔(B)은 각 마이크로미러(58)의 경사 각도에 대응되는 방향으로 반사된다.
도 6은 DMD(36)의 부분 확대도를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 예에서 각 마이크로미러(58)는 +α도 또는 -α도로 경사지도록 제어된다. 각 마이크로미러(58)의 온/오프는 DMD(36)에 접속된 컨트롤러(160)에 의해 제어된다. 또한, 오프인 마이크로미러(58)에 의해 반사된 레이저빔(B)의 전달 방향으로 광흡수 재료(도시되지 않음)가 배치된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 파이버 어레이 광원(38)은 복수의 레이저 모듈(60)(예를 들면, 14개의 모듈)을 포함한다. 각 레이저 모듈(60)은 멀티모드 광파이버(62)의 단부에 접속된다. 멀티모드 광파이버(62)보다 클래딩 직경이 작은 멀티모드 광파이버(64)는 멀티모드 광파이버(62)의 다른 단부에 접속된다. 도 9에 자세히 나타낸 바와 같이, 멀티모드 광파이버(62)에 접속된 그 단부와 마주보는 각 멀티모드 광파이버(64)의 단부를 배열함으로써 레이저 출사부(66)가 배치된다. 멀티모드 광파이버(64)의 7개의 단부는 주사 방향과 직교하는 방향을 따라 배열되고, 7개의 단부를 포함하는 2개의 열은 레이저 출사부(66)를 형성하기 위해 배열된다.
레이저 출사부(66)는 각 멀티모드 광파이버(64)의 단부에 의해 형성된다. 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 레이저 출사부(66)는 평평한 표면을 가지는 2개의 지지판(68) 사이에 샌드위치됨으로써 고정된다. 광 출사 단부를 보호하기 위해 유리 등의 투명한 보호판이 멀티모드 광파이버(64)의 광 출사 단부면에 제공되는 것 이 바람직하다. 각 멀티모드 광파이버(64)의 광 출사 단부에서 광밀도는 높다. 그러므로, 광 출사 단부에 의해 진애가 모이기 쉽고 광 출사 단부의 상태가 악화되는 경향이 있다. 상술된 바와 같은 보호판이 제공되면 단부면으로의 진애의 부착을 방지할 수 있다. 또한, 이것은 악화를 늦출 수 있다.
다음에, 2차원 화소 어레이의 경사 각도의 변동과 그 영향이 설명될 것이다.
도 10A는 화소 어레이에서 각 화소열의 경사 각도가 설정 경사 각도와 동일하고 경사 각도의 오차가 존재하지 않을 때 노광면 상의 화상(묘화 화상)을 나타내는 도면이다. 화소 어레이는 주사 방향에 대하여 설정 경사 각도(θ0)로 경사지도록 미리 설정된다. 실제 경사 각도가 설정 경사 각도(θ0)와 동일하면 2차원 화소 어레이에서 주사 방향으로 연장되는 열(스와스) 및 그 인접한 열(스와스) 사이의 영역(스와스 연결 영역)에서 틈이나 겹침이 발생하지 않는다. 그러므로, 묘화 화상은 고르지 못하게 되지 않는다. 한편, 도 10B에 나타낸 바와 같이, 화소 어레이의 경사 각도가 θ1(<θ0)이면 스와스 연결 영역에 틈이 발생된다. 그러므로, 묘화 화상은 고르지 못하게된다. 또한, 도 10C에 나타낸 바와 같이, 묘화 어레이의 경사 각도가 θ2(>θ0)이다. 이 경우에서 스와스 사이의 영역(스와스 연결 영역)에 겹침이 발생된다. 그러므로, 묘화 화상은 고르지 못하게 된다. 도 10B 및 도 10C에 나타낸 각 예에서 전체 화소 어레이에서 경사 각도는 동일하다. 다시 말해, 실제 경사 각도와 설정 경사 각도 사이의 차이는 전체 화소 어레이에서 동일하다.
도 10B 및 도 10C에 나타낸 예에서 화소 어레이의 경사 각도는 전체 화소 어레이에서 동일하다. 그러므로, 설정 경사 각도로부터의 실제 경사 각도의 오차는 전체 화소 어레이에서 동일하다. 그러나, 몇몇 경우에 오차는 전체 화소 어레이에서 동일하지 않다. 예를 들면, 도 11에서 화소 어레이의 경사 각도의 오차의 변동이 있다. 도 11에서 오차는 θMAX(>θ0)에서 θMIN(<θ0)까지의 범위에 있다. 오차에서의 변동이 있으면 스와스 연결 영역에서 "겹침" 또는 "틈"이 발생된다. 그러므로, 단일 묘화 화상의 고르지 못함이 발생하는 단일 요인이 특정되는 것은 불가능하다.
보다 구체적으로, 도 12에 나타낸 바와 같이, 스와스 연결 영역의 고르지 못함은 묘화 화상에서 선폭의 변동으로 나타내어진다.
상술된 것과 같은 경사 각도의 일그러짐은 DMD(36)와 노광면 사이의 광학계의 각종 수차, 얼라인먼트의 편차, DMD(36)의 분포, 그 자체, 및 마이크로미러의 배열의 오차 등의 요인에 의해 발생된다.
본 실시형태에서 단일 노광(N=1)에서 고르지 못함을 억제하는 장치 및 방법이 설명될 것이다.
각 노광 헤드(30), 즉 각 DMD(36)의 설정 경사 각도(θ)로서 각도(θideal)보다 약간 큰 각도가 채택된다고 가정된다. 각도(θideal)는 사용가능한 1024열×256행의 마이크로미러(58)를 사용함으로써 이상적인 상태에서 정확히 단일 노광이 행해지는 각도이다. 설계된 것처럼 이상적인 상태는 각 노광 헤드(30)의 설치 각도에서의 에러가 없는 상태이다. 각도(θideal)는 다음의 수식에 의해 주어진다.
s?p?sinθideal=Nδ
여기서, N중 노광의 회수는 N이고, 각 화소열을 구성하는 사용가능한 마이크로미러(58)의 수는 s이고, 사용가능한 마이크로미러(58)의 화소열 방향의 화소 피치는 p이고, 주사 방향과 직교하는 방향에서 사용가능한 마이크로미러(58)의 화소열 피치는 δ이다. "화소열 피치"는 화소의 열 사이의 피치를 의미한다. 본 실시형태에서 DMD(36)는 상술된 바와 같이 사각형 격자를 형성하도록 배열된 다수의 마이크로미러(58)를 포함한다. DMD(36)에서 수평 방향에서의 배열 피치는 수직 방향에서와 동일하다. 또한, 아래의 수식이 만족된다.
p?cosθideal=δ
그러므로, 다음의 수식이 얻어진다.
s?tanθideal=N
본 실시형태에서 처리는 상술된 노광면 상에 발생된 고르지 못함을 감소시키기 위해 행해진다. 상술된 바와 같이, 슬릿(28) 및 광 검출기(122)의 쌍과 위치 특정부(126)를 포함하는 위치 검출부(120)가 사용되어 각 노광 헤드(30)에 대하여 노광면 상에 투영되는 광점의 위치가 검출된다. 광점은 묘화면 상에 묘화된 화소 묘화점이다. 그 다음에, 위치 특정부(126)에 접속되는 연산 장치(130)는 광점, 즉 화소 묘화점을 포함하는 묘화 열의 실제 경사 각도(θ')를 특정한다. 연산 장치(130)는 실제 경사 각도(θ')에 의거하여 실제 노광 처리에 사용되는 마이크로미러를 선택하는 사용 화소 선택 처리를 행한다. 도 13 및 14를 참조하여 실제 경사 각도(θ ')를 특정하는 처리, 및 사용 화소를 선택하는 처리가 설명될 것이다.
도 13은 단일 DMD(36)에 의한 노광 에리어(32), 및 노광 에리어(32)에 대응되는 슬릿 사이의 위치 관계를 나타내는 상면도이다. 이미 설명된 바와 같이, 슬릿(28)의 사이즈는 노광 에리어(32)의 폭을 덮도록 충분히 크다.
본 실시형태에서, 3개의 묘화점 열은 대표 묘화점 열로서 선택된다. 노광 에리어(32)는 3등분한 영역으로 실질적으로 분리된다. 그 다음에, 3개의 영역의 각각에서 대략 중심(170번째 열, 512번째 열, 854번째 열)에서의 묘화점 열은 대표 묘화점 열로서 선택된다. 대표 묘화점 열로서 선택되는 묘화점 열의 수는 3인 것이 필수적인 것은 아니다. 대안으로, 노광 헤드의 화소 어레이에서의 화소열은 적당히 선택될 수 있고, 화소열에 대응되는 노광면 상의 묘화점 열은 대표 묘화점 열로서 선택될 수 있다.
여기서, 광점은 화소 어레이에서 단일 마이크로미러를 온으로 설정함으로서 노광면 상에 투영될 수 있고 광점의 위치는 "묘화점이 될 위치"로서 얻어질 수 있다. 그 다음에, 광점의 위치는 동일한 화소열 상의 다른 마이크로미러에 대하여 동일한 방식으로 얻어질 수 있다. 그 다음에, 묘화점 열은 2개의 광점을 연결하는 선인 광점 열로서 얻어질 수 있다. 노광면 상에 투영된 광점은 노광 헤드(30)에 의해 묘화면 상에 묘화된 화소 묘화점이다. 그러므로, 노광면 상에 투영된 광점에 의해 형성된 광점 열은 "묘화가 실제로 행해졌을 때 묘화점이 될 열"이다. 광점으로서 묘화점 열을 얻는 방법은 다음의 설명에서 사용될 것이다.
본 실시형태에서 상술된 바와 같이, 각 대표 묘화점 열의 방향에 의해 형성 되는 각도, 및 노광 헤드의 주사 방향은 실제 경사 각도(θ1',θ2' 또는 θ3')로서 각각 측정된다. 보다 상세하게는, DMD(36)의 첫번째 행, 170번째 열에서의 마이크로미러 및 DMD(36)의 256번째 행, 170번째 열에서의 마이크로미러는 온으로 설정된다. 그 다음에, 첫번째 행, 170번째 열에서의 마이크로미러에 대응되는 광점[PA1(1,170)]의 위치, 및 256번째 행, 170번째 열에서의 마이크로미러에 대응되는 광점[PA2(256,170)]의 위치가 검출된다. 그 다음에, 2개의 광점을 연결하는 직선, 및 주사 방향에 의해 형성되는 각도는 실제 경사 각도(θ1')로서 특정된다. 유사하게, 실제 경사 각도(θ2')는 광점[PB1(1,512)]의 위치 및 광점[PB2(256,512)]의 위치를 검출함으로써 특정된다. 유사하게, 실제 경사 각도(θ3')는 광점[PC1(1,854)]의 위치 및 광점[PC2(256,854)]의 위치를 검출함으로써 특정된다.
도 14는 광점[PB2(256, 512)]의 위치를 검출하는 방법을 설명하는 설명도이다. 먼저, 화소 어레이에서의 위치(256, 512)에서 마이크로미러는 온으로 설정되고, 스테이지(14)는 천천히 이동된다. 스테이지(14)는 스테이지 구동 장치(124)에 의해 구동된다. 그 다음에, 슬릿(28)은 Y 방향을 향하여 상대적으로 이동한다. 슬릿(28)은 광점[PB2(256, 512)]이 상류측의 슬릿(28a) 및 하류측의 슬릿(28b) 사이에 배치되도록 임의의 위치에서 위치된다. 이러한 상태에서, 슬릿(28a) 및 슬릿(28b)의 교차점의 좌표는 (XO, YO)로서 정의된다. 좌표(XO, YO)의 값은 스테이지(14)를 위해 제공되는 구동 신호에 의해 나타내어지는 상기 위치까지 스테이지(14)에 의한 이동의 거리, 및 X 방향에 대한 슬릿(28)의 위치에 의거하여 결정된다. X 방향에 대한 슬릿(28)의 위치는 이미 알고 있는 위치이다. 그 다음에 좌표(XO, YO)의 값이 기록된다.
다음에, 스테이지(14)는 이동되고 슬릿(28)은 도 14에서 Y축의 우측을 향하여 상대적으로 이동된다. 도 14에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 광점[PB2(256, 512)]으로부터의 광이 좌측 상의 슬릿(28b)을 통과하고 광검출기에 의해 검출될 때 스테이지(14)는 정지된다. 스테이지에서 슬릿(28a) 및 슬릿(28b)의 교차점의 좌표는 (XO, Y1)로서 기록된다.
다음에, 스테이지(14)는 이동되고, 슬릿(28)은 도 14에서 Y축의 좌측을 향하여 상대적으로 이동된다. 도 14에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 광점[PB2(256, 512)]으로부터의 광이 우측 상의 슬릿(28a)을 통과하고 광검출기에 의해 검출될 때 스테이지(14)는 정지된다. 스테이지에서 슬릿(28a) 및 슬릿(28b)의 교차점의 좌표는 (XO, Y2)로서 기록된다.
광점[PB2(256, 512)]의 좌표(X,Y)는 다음의 수식을 이용함으로써 계산된다.
X = XO+(Y1-Y2)/2; 및
Y = (Y1+Y2)/2
유사하게, 광점[PB1(1, 512)]의 좌표가 결정된다. 그 다음에, 광점[PBI(1, 512)] 및 광점[PB2(256, 512)]을 연결하는 직선의 방향, 및 주사 방향에 의해 형성되는 각도가 얻어진다(직선은 실제 묘화가 행해질 때 "대표 묘화점 열"이 될 광점 열이다. 그러므로, 이하, "대표 광점 열"이라고 한다.). 따라서, 실제 경사 각도(θ2')가 특정된다. 유사하게, 실제 경사 각도(θ1') 및 실제 경사 각도(θ3')도 특정된다.
여기서, 광점(PB1) 및 광점(PB2)과 같은 각 광점의 위치는 광 검출기(122)에 접속된 위치 특정부(126)에 의해 검출된다. 보다 상세하게, 위치 특정부(126)는 상술된 바와 같은 방법을 사용함으로써 각 광점의 위치를 얻는다. 위치 특정부(126)는 광 검출기가 각 광점을 검출했음을 나타내는 정보, 및 각 광점이 검출될 때 스테이지(14)의 위치를 나타내는 정보에 의거하여 위치를 얻는다. 스테이지(14)의 위치를 나타내는 정보는 컨트롤러(160)로부터 입력된다.
그 다음에, 연산 장치(130)는 각 광점의 위치를 나타내는 정보를 수신하고 실제 경사 각도(θ')를 특정한다. 게다가, 연산 장치(130)는 특정된 실제 경사 각도(θ')에 의거하여 실제 노광 처리에 실제로 사용되는 마이크로미러를 선택하는 사용 화소 선택 처리를 행한다.
위치 검출부(120)가 위치를 검출하는 처리를 수행할 때 스테이지(14)는 컨트롤러(160)에 의해 제어되는 스테이지 구동 장치(124)에 의해 구동되고 가이드(20)를 따라 이동된다. 그러므로, 스테이지 구동 장치(124), 가이드(20), 스테이지(14), 및 컨트롤러(160) 등도 위치 검출부(120)를 형성하는 구성 요소이다.
연산 장치(130)는 실제 경사 각도(θ')를 사용하고 다음의 수식을 만족하는 값(tn)에 가장 가까운 자연수(Tn)를 얻는다.
tn?tanθn'=N
예를 들면, 자연수(T2)는 실제 경사 각도(θ2')에 대하여 얻어진다. DMD(36)에서 첫번째 행부터 T번째 행까지의 마이크로미러를 선택하는 처리가 행해진다. 첫번째 행부터 T번째 행까지의 마이크로미러는 대응되는 대표 광점 열의 근방의 영역의 노광 동안에 실제로 사용되는 마이크로미러로서 선택된다. 예를 들면, 본 실시형태에서 첫번째 행부터 T2번째 행까지의 마이크로미러는 노광에서 사용되는 마이크로미러로서 선택된다. 첫번째 행부터 T2번째 행까지의 마이크로미러는 광점[PB1(1,512)] 및 광점[PB2(256,512)]을 연결하는 대표 광점 열이 중심인 영역에서 선택된다. 광점[PB1(1,512)] 및 광점[PB2(256,512)]을 연결하는 대표 광점 열이 중심인 영역은 342번째 열부터 683번째 열까지의 영역이다.
유사하게, 자연수(T1)는 실제 경사 각도(θ1')에 의거하여 얻어진다. 광점[PA1(1,170)] 및 광점[PA2(256,170)]을 연결하는 대표 광점열이 중심인 영역(첫번째 열로부터 341번째 열까지)에서 첫번째 행으로부터 T1번째 행까지의 마이크로미러는 노광에 사용되는 마이크로미러로서 선택된다
또한, 자연수(T3)는 실제 경사 각도(θ3')에 의거하여 얻어진다. 광 점[PC1(1,854)] 및 광점[PC2(256,854)]을 연결하는 대표 광점열이 중심인 영역(684번째 열로부터 1024번째 열까지)에서 첫번째 행으로부터 T3번째 행까지의 마이크로미러는 노광에 사용되는 마이크로미러로서 선택된다.
선택된 마이크로미러 이외의 마이크로미러는 노광에 사용되지 않도록 설정된다. 보다 상세하게, 사용되지 않는 마이크로미러의 각각에 마이크로미러의 경사 각도를 항상 오프로 설정하는 신호가 전송된다.
예를 들면, 본 실시형태에서 실제 경사 각도(θ1',θ2' 및 θ3')의 각각이 설정 경사 각도(θ0)와 다음의 관계를 만족하면:
θ1'>θ0;
θ2'=θ0; 및
θ3'<θ0,
도 15에 나타낸 바와 같은 영역은 불사용 화소의 영역으로서 설정된다.
보다 상세하게, 연산 장치(130)에 의해 선택되고 노광에서 실제로 사용되는 마이크로미러를 나타내는 정보는 설정 변경 수단(150)으로 입력된다.(여기서, 정보는 사용되지 않는 화소를 나타내는 정보도다.) 설정 변경 수단(150)은 실제로 사용되는 마이크로미러로서 선택된 마이크로미러만을 동작하도록 컨트롤러(160)의 설정을 변경한다. 컨트롤러(160)의 설정이 변경된 후에 설정이 변경된 컨트롤러(160)에 의해 제어됨으로써 노광이 행해진다. 따라서, 각 묘화 열의 경사 각도가 일정하지 않을 때에도 묘화 열에 대하여 사용 화소가 적절히 선택된다. 그러므로, 노광면의 일그러짐의 영향을 억제할 수 있다.
사용 화소 지정 수단(140) 및 설정 변경 수단(150)은 사용 화소 설정 수단으로서 일체식으로 될 수 있다. 사용가능한 화소 사이에 사용 화소만이 동작되도록 사용 화소 설정 수단은 설정을 행할 수 있다.
게다가, 많은 수의 대표 광점 열이 선택될 수 있고, 실제 경사 각도는 각 대표 광점 열에 대하여 특정될 수 있다. 많은 수의 대표 광점 열이 선택되면 묘화에서의 일그러짐은 더 정밀하게 보정될 수 있다.
여기서, 대표 광점 열의 실제 경사 각도는 다음의 방법을 이용함으로써 얻어질 수도 있다. 보다 상세하게, 대표 광점 열의 부근에서의 영역이 대표 영역으로서 사용될 때, 실제 경사 각도(개별적인 실제 경사 각도라고 함)는 대표 영역에서의 광점 열의 부분 또는 모두에서 각 열에 대하여 특정된다. 또한, 개별적인 실제 경사 각도의 평균값은 대표 지역의 실제 경사로서 간주된다. 각 광점 열은 각 열 상의 2개 이상의 광점의 위치를 측정함으로써 얻어질 수 있다. 대안으로, 개별적인 실제 경사 각도의 중간값, 최대값 및 최소값 중 어느 하나는 대표 영역의 실제 경사 각도로서 간주될 수 있다. 예를 들면, 개별적인 실제 경사 각도의 중간값이 대표 영역의 실제 경사 각도로서 사용되면 대표 영역에서 스와스 연결 영역에서의 틈에 의해 발생되는 고르지 못함을 더 효과적으로 억제할 수 있다. 대안으로, 개별적인 실제 경사 각도의 최대값이 대표 영역의 실제 경사 각도로서 사용되면 스와스 연결 영역에서의 겹침에 의해 발생되는 고르지 못함을 더 효과적으로 억제할 수 있 다.
상기 실시형태에서, 연산 장치(130)는 슬릿(28)과 광 검출기(122)의 쌍, 및 위치 특정부(126)의 사용에 의해 얻어지는 광점의 위치 검출 결과를 수신한다. 그 다음에, 연산 장치(130)는 복수의 실제 경사 각도를 얻는다. 또한, 연산 장치(130)는 각 실제 경사 각도에 의거하여 사용 화소를 선택한다. 상기 실시형태에서 사용 화소 지정 수단인 사용 화소 지정부(140)의 동작이 설명된다. 대안으로, 사용 화소 지정 수단은 실제 경사 각도를 얻는 것없이 사용가능한 마이크로미러 사이에 N중 묘화에 사용되는 사용 화소를 지정할 수 있다. 게다가, 그것은 사용 화소 지정 수단은 조작자에 의해 사용되는 마이크로미러를 수동으로 지정하는 수단으로서 기능하도록 본 발명의 범위 내이다. 예를 들면, 후술될 참조 노광은 사용가능한 마이크로미러를 사용함으로써 행해지고 조작자는 참조 노광의 결과를 사각적으로 확인한다. 따라서, 조작자는 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함을 확인함으로써 사용하기 위해서 마이크로미러를 지정할 수 있다.
단일(N=1) 노광이 행해졌을 때 본 발명에 의한 노광 장치의 실시형태, 및 노광 장치의 변형 예가 상세히 설명되었다. 다음에 사용 화소를 이중(N=2) 노광으로 설정하는 방법을 적용하는 것의 유익한 효과가 설명될 것이다. 또한, 소위 다중 노광에서 묘화의 고르지 못함을 효과적으로 억제하는 노광 장치의 변형 예가 설명될 것이다. 다중 노광은 N이 2 이상일 때의 노광이다. 다음의 설명에서 노광 장치(10)와 동일한 구조를 가지고 단일 노광의 설명에서 사용되는 노광 장치는 다른 설명 없이 사용될 것이다. 또한, 상기 수식에 의해 주어진 것과 같은 관계는 다중 노광 에서도 만족된다고 가정된다.
이중 노광에서, 홀수 열에 의해 형성되는 노광 패턴, 및 짝수 열에 의해 형성되는 노광 패턴은 하나를 다른 하나에 포개어 단일 묘화 화상을 형성한다.
소위 "각도 일그러짐"을 구하기 위해 마이크로미러 사이에 사용 화소를 선택하는 방법은 단일 노광의 예로 설명된다. "각도 일그러짐"은 DMD(36)에서 마이크로미러(58)의 열 방향의 경사 각도의 오차에 의해 발생되는 일그러짐이다. 사용 화소의 선택을 나타내는 예에서 3개의 대표 광점 열은 선택된다. 게다가, 3개의 대표 광점 열 각각의 실제 경사 각도는 특정된다. 그 다음에, 사용되는 화소 행은 각 대표 영역에 대하여 특정된 경사 각도에 의거하여 지정된다. 대표 영역은 각 대표 광점 열의 부근에서의 영역이다. 상술된 바와 같은 방법에서 선택된 대표 광점 열의 수가 적으면 사용 화소의 지정까지 요구되는 계산량은 작다. 그러나, 대표 광점 열의 수가 적으면 각 대표 영역에서 경사 각도의 변동에 의해 발생되는 묘화에서의 일그러짐의 영향은 몇몇 경우에서 충분히 감소되지 않을 수 있다.
예를 들면, 도 16에 나타낸 대표 영역에서 사용 화소가 지정되지 않으면 "틈" 및 "겹침"이 스와스 연결 영역에서 발생한다. 도 17에 나타낸 바와 같이, "사용 화소의 영역"이 대표 영역에 대하여 설정되면 각도 일그러짐에 의해 발생되는 묘화에서의 고르지 못함은 감소된다. 그러나, 홀수 열에 의해 형성되는 노광 패턴, 및 짝수 열에 의해 형성되는 노광 패턴의 각각에서 "노광이 부족한 부분(스와스 연결 영역에서 틈이 발생되는 영역)", 및 "노광이 과다한 부분(스와스 연결 영역에서 겹침이 발생되는 영역)"이 조금 발생된다. 도 17에 나타낸 예에서 대표 영역의 거의 중앙에서의 광점 열은 대표 광점 열로서 사용된다. 그 다음에, 사용 화소의 열의 수는 대표 광점 열의 실제 경사 각도에 의거하여 얻어진다. 또한, 사용 화소의 영역은 대표 영역에서 결정된다. 불사용 화소의 영역은 대표 영역에서의 특정 수의 행을 포함한다. 그러므로, 스와스 연결 영역에서의 고르지 못함은 그 중앙에서 광점 열로부터 벗어난 대표 영역의 각 가장자리의 부근에서 다소 발생한다(도 17에서 각 좌측의 노광 패텬 및 우측의 노광 패턴).
상술된 바와 같이, 노광이 한번만 행해지면 약간의 고르지 못함이 남을 가능성이 있다. 그러나 ,이중 노광이 행해지면 홀수 열에 의해 형성되는 노광 패턴, 및 짝수 열에 의해 형성되는 노광 패턴은 하나가 다른 하나에 포개진다. 그러므로, 홀수 열에 의해 형성되는 노광 패턴, 및 짝수 열에 의해 형성되는 노광 패턴은 서로 보완된다. 따라서, 각 노광 패턴에서의 스와스 연결 영역에서의 고르지 못함은 감소되고 그것은 눈에 띄지 않게 된다. 그러므로, 사용 화소의 선택 동안에 더 작은 수의 대표 광점 열이 선택되면 사용 화소를 선택하는 계산량을 감소시킬 수 있다. 또한, 사용 화소를 선택함으로써 고르지 못함을 감소시키는 유익한 효과를 성취할 수 있다. 추가적으로, 다중 노광에서 패턴을 포갬으로써 고르지 못함을 고르지 못함을 감소시키는 유익한 효과를 성취할 수 있다. 따라서, 고화질 화상을 묘화하는 것이 가능하다.
보다 상세하게, 다중 노광에서 형태 일그러짐이 존재하면 일그러짐의 영향은 몇몇 경우에서 충분히 억제될 수 없다(도 17). 이러한 경우에서 사용 화소가 단일 노광에서의 처리와 유사한 방식으로 실제 경사 각도에 의거하여 선택되면 더 정밀 한 화상을 얻을 수 있다. 보다 상세하게, 도 18에 나타낸 바와 같이, 실제 경사 각도가 θ1'(>θ0), θ2'(=θ0) 및 θ3'(<θ0)일 때 사용 화소의 수는 실제 경사 각도의 변동에 의거하여 선택된다. 사용 화소의 수가 이러한 방식으로 선택되면 각 위상(예를 들면, 홀수 열에 의해 형성되는 패턴, 및 짝수 열에 의해 형성되는 패턴의 각각)에서 묘화되는 화상에서 스와스 연결 영역에서의 고르지 못함의 생성 또는 틈의 생성을 억제할 수 있다. 그러므로, 각 위상에서 묘화된 화상이 하나가 다른 하나에 포개지는 다중 노광에서 더 정밀한 화상이 얻어질 수 있다.
사용 화소는 더 큰 수의 대표 광점 열을 선택함으로써 결정되고, 또한 다중 노광이 행해지면 묘화 화상의 품질은 더 높아지게 된다.
다음에, 각도 일그러짐 이외의 요인으로 인해 발생되는 묘화 화상에서의 고르지 못함의 감소가 설명될 것이다.
각도 일그러짐에 의거하여 묘화 화상의 고르지 못함은 "배율 일그러짐"에 의해 발생될 수 있다(도 19A). "배율 일그러짐"은 DMD(36)의 각 마이크로미러(58)로부터의 광빔이 서로 다른 배율비에서 노광면 상의 노광 에리어(32)에 도달하면 생성된다. 또한, 묘화 화상의 고르지 못함은 "빔 직경 로컬리티"에 의해서도 생성된다(도 19B). "빔 직경 로컬리티"는 DMD(36)의 각 마이크로미러(58)로부터의 광빔이 서로 다른 빔 직경에서 노광면에 도달하는 상태이다. 배율 일그러짐 및 빔 직경 로컬리티는 DMD(36)와 노광면 사이의 광학계의 각종 수차, 및 얼라인먼트에서의 편차에 의해 주로 발생한다. 묘화 화상의 고르지 못함은 "광량 로컬리티"에 의해서도 발생한다. "광량 로컬리티"는 DMD(36)의 각 마이크로미러로부터 방사된 광빔이 서로 다른 광량에서 노광면 상의 노광 에리어(32)에 도달하는 상태이다. 광량 로컬리티는 각종 수차 및 얼라인먼트에서의 편차에 의해 발생된다. 광량 로컬리티는 DMD(36)와 노광면 사이의 광학 요소[예를 들면, 각각 단일 렌즈인 도 5에서의 렌즈(52 및 54)]의 투과율의 위치 의존성에 의해서 발생될 수도 있다. 광량 로컬리티는 DMD(36)를 조명하는 조명의 광량의 로컬리티에 의해서 발생될 수도 있다.
그러한 종류의 일그러짐에 의해 발생된 묘화 화상에서의 고르지 못함은 사용 화소를 선택함으로써 감소될 수 있다. 추가적으로, 고르지 못함은 이중 노광을 행함으로써 노광 패턴을 포갬으로써 감소될 수 있다.
노광 장치(10)의 변형 예에서 N이 2 이상일 때 참조 노광은 사용가능한 마이크로미러 사이로부터 그 사이에 (N-1)개의 열 간격을 가지는 화소열을 구성하는 마이크로미러만 사용함으로써 행해질 수 있다. 대안으로, 전체 화소수의 1/N에 대응되는 수의 서로 인접한 화소행 그룹을 구성하는 마이크로미러만을 사용함으로써 참조 노광은 행해질 수 있다. 이상적인 단일 노광에 근접한 상태가 성취되도록 참조 노광이 행해진다. 그 다음에, 실제 노광에 사용되지 않는 마이크로미러는 참조 노광에 사용되는 마이크로미러 사이에서 특정될 수 있다. 보다 상세하게, 실제 노광에 사용되지 않는 마이크로미러가 특정되면 마이크로미러 사이에서 실제 노광에 사용되는 마이크로이러를 특정할 수 있다. 마이크로미러는 참조 노광에서 사용되는 화소이다.
도 20A 및 20B는 참조 노광의 예를 설명하는 설명도이다. 도 20A 및 도 20B 에 나타낸 예에서 N은 2 이상이고 참조 노광은 그 사이에 (N-1)개의 열 간격을 가지는 화소열을 구성하는 마이크로미러만을 사용함으로써 행해질 수 있다. 이러한 예에서 실제 노광은 이중 노광이라고 가정된다. 그러므로, N=2이다. 먼저, 참조 노광은 도 20A에서 실선으로 나타내어지는 홀수 광점 열에 대응되는 마이크로미러만을 사용함으로써 행해지고 참조 노광의 결과는 샘플로서 출력된다. 그 다음에, 조작자는 참조 노광의 출력 결과에 의거하여 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함을 시각적으로 확인한다. 조작자는 실제 경사 각도도 추정한다. 따라서, 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함이 실제 노광에서 최소화되도록 조작자는 실제 노광에 사용되는 마이크로미러를 지정할 수 있다. 예를 들면, 도 20B에서 그늘진 광점 열에 대응되는 마이크로미러 이외의 마이크로미러는 홀수 화소열을 구성하는 마이크로미러 사이에 실제 노광에 실제로 사용되는 마이크로미러로서 지정될 수 있다. 참조 노광은 실제 노광에 사용되는 마이크로미러를 지정하기 위한 유사한 방식으로 짝수 화소열에서의 마이크로미러에 개별적으로 행해질 수 있다. 대안으로, 홀수 화소열에 대해서 사용되는 패턴으로서 동일한 패턴이 짝수 열에 대해서 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 실제 노광에 사용되는 마이크로미러가 지정되므로 홀수 마이크로미러열 및 짝수 마이크로미러열 모두가 사용되는 실제 노광에서 이상적인 이중 노광에 근접한 이중 노광을 행할 수 있다. 참조 노광의 결과는 조작자에 의해 시각적으로 확인되거나 기계적으로 분석될 수 있다. "마이크로미러열"은 마이크로미러의 열을 의미한다.
도 21A 및 21B는 참조 노광의 다른 예를 설명하는 설명도이다. 도 21A 및 도 21B에 나타낸 예에서 N은 2 이상이고 참조 노광은 전체 화소수의 1/N에 대응되는 수의 서로 인접한 화소행 그룹을 구성하는 마이크로미러만을 사용함으로써 행해질 수 있다. 이러한 예에서 실제 노광은 이중 노광이라고 가정된다. 그러므로, N=2이다. 먼저, 참조 노광은 도 21A에서 실선으로 나타내어지는 첫번째 행부터 128(=256/2)번째 행까지의 광점에 대응되는 마이크로미러만을 사용함으로써 행해진다. 그 다음에, 참조 노광의 결과는 샘플로서 출력된다. 그 다음에, 조작자는 참조 노광의 출력 결과에 의거하여 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함을 시각적으로 확인한다. 조작자는 실제 경사 각도도 추정한다. 따라서, 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함이 실제 노광에서 최소화되도록 조작자는 실제 노광에 사용되는 마이크로미러를 지정할 수 있다. 예를 들면, 도 21B에서 그늘진 광점 열에 대응되는 마이크로미러 이외의 마이크로미러는 첫번째 행부터 128번째 행까지의 마이크로미러 사이에 실제 노광에 실제로 사용되는 마이크로미러로서 지정될 수 있다. 129번째 행부터 256번째 행까지의 마이크로미러에 대하여 참조 노광은 첫번째 행부터 128번째 행까지의 마이크로미러에 대하여 행해지는 참조 노광과 유사한 방식으로 실제 노광에 사용되는 마이크로미러를 지정하기 위해 개별적으로 행해질 수 있다. 대안으로, 첫번째 행부터 128번째 행까지의 마이크로미러에 대한 패턴으로서 동일한 패턴이 129번째 행부터 256번째 행까지의 마이크로미러에 대하여 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 실제 노광에 사용되는 마이크로미러가 지정되므로 모든 마이크로미러가 사용되는 실제 노광에서 이상적인 이중 노광에 근접한 이중 노광을 행할 수 있다. 참조 노광의 결과는 조작자에 의해 시각적으로 확인되거나 기계적으로 분석될 수 있다.
실시형태 및 그 변경 예의 설명에서 실제 노광은 이중 노광이다. 그러나, 실제 노광이 이중 노광인 것이 필수적이지 않다. 실제 노광은 노광의 횟수가 2 이상인 다중 노광일 수 있다. 특히, 실제 노광이 3중 노광 내지 7중 노광 중 하나 정도이면 고해상도의 성취 및 해상도 및 농도에서의 고르지 못함의 감소의 균형을 맞출 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 그 변형 예에서의 노광 장치에서 화상 데이터를 변환하기 위한 기구가 제공되는 것이 바람직하다. 화상 데이터를 변환하기 위한 기구는 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴의 소정의 부분의 사이즈가 선택된 사용 화소에 의해 형성될 수 있는 대응되는 부분과 동일하게 되도록 화상 데이터를 변환하는 기구이다. 화상 데이터가 그러한 방식으로 변환되면 노광면 상에 소망의 2차원 패턴과 정확히 동일한 고정밀도 패턴을 형성할 수 있다.
상기 실시형태의 설명에서 이동 수단과 같은 각 부의 구동 기구는 생략된다. 종래의 구동 기구가 구동 기구로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 볼 레일 시스템, 에어 슬라이드 시스템 등이 슬라이드 기구로서 채택될 수 있다. 볼 레일 시스템에서 이동 베이스는 레일 상에 이동된다. 또한, 볼 베어링, 에어 베어링 등이 회전 기구로서 채택될 수 있다. 캠 기구, 링크 기구, 랙 피니언 기구, 볼 나사/볼 부시 기구, 에어 슬라이드 기구, 피스톤 실린더 기구 등이 구동력 전달 기구로서 채택될 수 있다. 또한, 모터, 유압 엑츄에이터, 공압 엑츄에이터 등이 구동원으로서 채택될 수 있다.
노광 장치(10)는 본 발명에 의한 묘화 장치의 예이다. 본 발명에 의한 노광 장치는 묘화면에 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴을 형성하기 위한 N중(N은 2 이상의 자연수) 묘화를 행함으로써 묘화면 상에 화상을 묘화하는 묘화 장치이다. 본 발명에 의한 묘화 장치는 화소 어레이를 가지는 묘화 헤드를 포함한다. 화소 어레이는 다수의 사용가능한 화소를 포함하고, 화소는 2차원 어레이이다. 화소 어레이는 화상 데이터에 의거하여 2차원 패턴을 형성하는 묘화점 그룹을 발생한다. 즉, 화소 어레이는 묘화면 상에 2차원 패턴을 나타내는 화소 묘화점을 묘화하기 위해 사용된다. 또한, 사용가능한 화소의 화소열 방향은 묘화 헤드의 주사 방향에 대하여 소정의 설정 경사 각도를 형성한다. 묘화 장치는 이동 수단, 사용 화소 지정 수단 및 설정 변경 수단도 포함한다. 이동 수단은 묘화 헤드에 대하여 주사 방향으로 묘화면을 상대적으로 이동시킨다. 사용 화소 지정 수단은 묘화 헤드에 포함되는 다수의 사용가능한 화소 사이에서 N중 노광에 사용되는 사용 화소를 지정한다. 설정 변경 수단은 묘화 헤드에 포함되는 사용가능한 화소 사이에서 지정된 사용 화소만이 동작하도록 설정을 변경한다.
묘화점 그룹을 발생하는 화소 어레이는 DMD에서 배열되는 다수의 마이크로미러일 수 있다. 상술된 바와 같이 배열되는 다수의 마이크로미러는 각 마이크로미러의 노광 또는 비노광 상태에 의거하여 광속 그룹을 방사한다. 마이크로미러에 의해 반사되는 광속 그룹은 묘화점 그룹이다. 노광면은 광속 그룹에 의해 노광된다. 즉, 화소 묘화점은 묘화면 상에 묘화된다. 또한, 본 실시형태에서 사용되는 화소 어레이 이외의 화소 어레이가 사용된다. 예를 들면, 화소 어레이는 잉크젯 방법을 행하 기 위해 배열된 다수의 노즐을 가지는 화소 어레이일 수 있다. 상술된 바와 같이 배열된 다수의 노즐은 각 노즐의 묘화 또는 비묘화 상태에 의거하여 잉크젯 입자 그룹을 분사한다. 잉크젯 입자 그룹은 묘화점 그룹이다. 잉크젯 입자 그룹은 묘화면 상에 화상을 묘화하기 위해 다수의 노즐로부터 배출한다. 즉, 화소 묘화점이 묘화면 상에 묘화된다.
"사용가능한 화소의 화소열 방향은 묘화 헤드의 주사 방향에 대하여 소정의 설정 경사 각도를 형성한다"는 "사용가능한 화소의 화소열 방향과 묘화 헤드에 대한 묘화면의 상대적인 주사 방향이 소정의 설정 경사 각도를 형성한다"는 것을 말한다. 또한, 소정의 설정 경사 각도는 화소 묘화점 열의 연장 방향, 및 묘화 헤드에 대한 묘화면의 주사 방향에 의해 형성되는 각도에 의해 나타내어질 수 있다. 각 화소를 통하여 묘화면 상에 묘화되는 화소 묘화점은 화소 묘화점 열을 구성한다.
또한, 묘화 헤드에서 화소 어레이는 묘화면 상에 2차원 패턴을 나타내는 화소 묘화점을 묘화하는 각 광속을 방사하는 화소 어레이일 수 있다. 화소 어레이는 각 광속이 화소 어레이를 구성하는 각 화소에 대응되도록 묘화면을 향해서 각 광속을 방사한다. 이러한 경우에서 사용 화소 지정 수단은 화소 묘화점의 위치 검출 결과에 의거하여 화소 어레이에서 화소의 위치를 얻을 수 있다. 화소 묘화점은 각 광속을 방사함으로써 묘화면 상에 형성된다.
또한, 사용 화소 지정 수단은 위치 검출 수단 및 선택 수단을 포함할 수 있다. 위치 검출 수단은 설계된 것처럼 소정의 N중 묘화가 행해질 때 과다한 묘화 부분을 특정할 수 있다. 과다한 부분은 화소 어레이를 구성하는 화소열 사이의 연결 부에 대응되고 과다한 묘화가 행해지는 부분이다. 대안으로, 위치 검출은 설계된 것처럼 소정의 N중 묘화가 행해질 때 부족한 묘화 부분을 특정할 수 있다. 부족한 묘화 부분은 화소 어레이를 구성하는 화소열 사이의 연결부에 대응되고 부족한 묘화가 행해지는 부분이다. 또한, 선택 수단은 특정된 과다한 묘화 부분 및 특정된 부족한 묘화 부분에 대응되는 화소를 특정할 수 있다. 선택 수단은 과다한 묘화부분에 대응되는 화소를 제거하거나 부족한 묘화 부분에 대응되는 화소 또는 화소들을 첨가한다. 따라서, 선택 수단은 과다한 묘화 부분 및 부족한 묘화 부분이 제거되도록 화소 어레이에서 사용가능한 화소 사이에서 실제 노광에 사용되는 사용 화소를 선택할 수 있다.
또한, 과다한 묘화 부분에 대응되는 화소 묘화점의 수는 최소화되고 부족한 묘화 부분에 대응되는 화소 묘화점은 제거되도록 선택 수단은 화소 어레이에서 실제 노광에서 사용되는 사용 화소를 선택할 수 있다.
또한, 과다한 묘화 부분에 대응되는 화소 묘화점은 제거되고 부족한 묘화 부분에 대응되는 화소 묘화점은 최소화되도록 선택 수단은 화소 어레이에서 실제 노광에서 사용되는 사용 화소를 선택할 수 있다.
다음에, 사용 화소 지정 수단의 예가 설명될 것이다. 사용 화소 지정 수단은 실제 경사 각도(θ')를 얻는 것없이 사용가능한 마이크로미러 사이에서 N중 묘화에 사용되는 사용 화소를 지정한다.
이하 설명될 사용 화소 지정 수단의 예는 참조 노광을 행하기 위해 사용가능한 마이크로미러 사이로부터 그 사이에 (N-1)개의 열 간격을 가지는 화소열을 구성 하는 마이크로미러만이 사용되는 경우에 적용될 수 있다. 대안으로, 사용 화소 지정 수단의 예는 참조 노광을 행하기 위해 사용가능한 마이크로미러에서 전체 화소수의 1/N에 대응되는 수의 서로 인접한 화소행 그룹을 구성하는 마이크로미러만이 사용되는 경우에 적용될 수 있다. 참조 노광은 이상적인 단일 노광에 근접한 상태가 성취되도록 행해진다. 사용 화소 지정 수단의 예는 참조 노광에 사용되는 마이크로미러 사이에서 실제 노광에 사용되지 않는 마이크로미러가 지정되는 경우에 적용될 수 있다.
다음의 설명에서 노광면 상에 투영되고 실제 묘화가 행해질 때 묘화점이 될 광점은 화소 묘화점이라고 한다.
도 22A, 22B 및 22C는 화소 묘화점에 의해 형성되고 X 방향으로 연장되는 직선을 각각 나타내는 도면이다. 화소 묘화점은 연결부에서 편차량이 얻어질 때 노광면 상에 묘화되는 점이다. 도 22A는 연결부에서 편차량이 없는 상태를 나타내는 도면이다. 도 22B는 연결부에서 편차량이 존재하고 묘화가 과다한 상태를 나타내는 도면이다. 도 22C는 연결부에서 편차량이 존재하고 묘화가 부족한 상태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 23은 마이크로미러의 연결부에서 편차량이 얻어질 때 화소열에 의해 묘화되는 직선과 화소열의 상태 사이의 대응을 나타내는 도면이다. 마이크로미러는 화소 어레이에서 서로 인접한 화소열을 구성한다. 도 24는 연결부에서 편차량이 얻어질 때 X축 방향으로 연장되는 직선의 일부를 나타내는 도면이다. 도 25는 레퍼런스 스케일을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 23은 연결부에서 편차량이 없는 상태를 나타낸다.
사용될 마이크로미러는 실제 경사 각도(θ')를 얻는 것없이 지정될 수 있다. 이러한 방법에서 화소 어레이에서 서로 인접한 화소열 사이의 연결부는 기준으로 사용된다. 화소 어레이는 N중 노광에 사용되고 화소가 설계된 것처럼 이상적으로 배열되는 화소 어레이이다. 그 다음에, 화소열 사이의 연결부에서 실제 편차량인 연결부에서의 편차량이 얻어진다. 또한, 사용될 마이크로미러(사용 화소)는 연결부에서의 편차량에 의거하여 지정된다. 연결부에서의 편차량은 묘화가 과다한 부분의 화소 묘화점의 수에 의거하여 얻어질 수 있다. 대안으로, 연결부에서의 편차량은 묘화가 부족한 부분의 화소 묘화점의 수에 의거하여 얻어질 수 있다.
연결부에서의 편차가 얻어지면, (N-1)개의 열 간격을 가지는 화소열을 구성하는 마이크로미러만이 노광 헤드에서 화소 사이로부터 사용된다. 화소는 설계된 것처럼 N중 노광에 사용되는 화소이다. 노광면을 광에 노광시킴으로써 형성되는 화소 묘화점은 X축 방향으로 직선을 형성하도록 노광이 행해진다. X축 방향은 주사 방향(Y축 방향)과 직교하는 방향이다. 노광면을 광에 노광시킴으로써 형성되고 X축 방향으로 연장되는 직선의 두께는 하나의 화소 묘화점의 사이즈일 수 있다. 대안으로, 직선의 두께는 2개의 화소 묘화점의 사이즈 이상일 수 있다. 이하, (N-1)개의 열 간격을 가지는 화소열을 구성하는 마이크로미러만이 N중 노광에서 사용되는 노광 방법은 "씨닝(thinning) 참조 노광"이라 한다. 다음의 설명에서 씨닝 참조 노광이 행해진다고 가정된다.
게다가, 묘화가 노광 헤드에 의해 행해질 때 연결부에서의 최대 생각할 수 있는 편차량(이하, "연결부에서의 생각할 수 있는 편차량"이라 함)에 대응되는 화소 묘화점의 수를 초과하는 마이크로미러가 사용되지 않도록 노광은 행해진다. 연결부에서의 생각할 수 있는 편차량은 과다한 묘화가 수행되는 부분에 대하여 생각할 수 있는 편차량이다. 즉, 노광은 연결부에서의 생각할 수 있는 편차량에 대응되는 화소 묘화점의 수를 초과하는 마이크로미러를 비노광 상태로 설정함으로써 행해질 수 있다. 연결부에서의 생각할 수 있는 편차량에 대응되는 마이크로미러의 수는 N중 노광에 사용되는 화소에 의해 노광면 상에 주사 방향으로 한번 이상 묘화되고 서로 인접한 화소열을 구성하는 생각할 수 있는 화소 묘화점과 대응된다.
다음에 연결부에서의 실제 편차량이 서로 인접한 화소열에 의해 묘화되는 화소 묘화점에 의거하여 얻어지는 경우가 도 22A, 22B, 22C 및 23을 참조하여 설명될 것이다.
서로 다른 묘화 단위인 화소열(Sa 및 Sb) 사이의 연결부에서의 편차량이 측정될 때 공백 인접 화소[Sa(15,e) 및 Sb(1,e+1)]는 공백 화소[Sa(16,e)~Sa(20,e)]에 대하여 묘화를 행하는 것없이 묘화된다. 공백 인접 화소[Sa(15,e) 및 Sb(1,e+1)]는 공백 화소[Sa(16,e)~Sa(20,e)]의 양측에 인접한 각 화소이다. 공백 화소는 화소열을 따라 배열되고 적어도 화소열(Sa 및 Sb) 중 하나에서 화소 또는 화소들을 포함하는 소정의 수의 연속적인 화소이다. 공백 화소의 수는 이 예에서 5이다. 또한, 화소열(Sa) 및 화소열 (Sb)는 서로 인접하도록 묘화되어야 하고 화소열(Sa)의 가장자리(Fa) 및 화소열(Sb)의 가장자리(Fb)는 그 사이에 배치된다. 그 다음에 화소 묘화점[Qa(15,e) 및 Qb(1,e+1)] 사이에 삽입될 수 있고 공백 인접 화소[Sa(15,e) 및 Sb(1,e+1)]에 의해 노광면 상에 묘화되는 화소 묘화점의 수, 및 공 백 화소[Sa(16,e)~Sa(20,e)]의 수는 서로 비교된다. 따라서, 화소(Sa) 및 화소(Sb) 사이의 연결부에서의 편차량이 얻어진다.
도 22A에 나타내어지는 연결부의 상태는 도 23에 나타내어지는 연결부의 상태와 대응된다. 도 22A 및 22 모두에서 연결부에서의 편차는 존재하지 않는다. 도 22B는 과다한 묘화가 행해지고 연결부에서 편차가 존재하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 22C는 부족한 묘화가 행해지고 연결부에서 편차가 존재하는 상태를 나타내는 도면이다.
상술된 바와 같이, 공백 화소[Sa(16,e)~Sa(20,e)]는 소정의 수의 화소이다. 소정의 수는 연결부에서 생각할 수 있는 편차량보다 약간 큰 수이다. 도 23에 나타내어진 화소(Sa)에서 흰색 원으로 나타내어지는 화소는 노광면 상의 노광이 행해지지 않은 화소(마이크로미러)이다. 도 23에서 다른 화소, 즉 검은 원으로 나타내어지는 화소는 노광면 상의 노광이 행해지는 화소(마이크로미러)이다.
공백 화소 묘화점 그룹은 화소 묘화점 열(Qa)에서만 배열될 수 있다. 대안으로, 공백 화소 묘화점 그룹은 화소 묘화점 열(Qb)에서만 배열될 수 있다. 대안으로, 공백 화소 묘화점 그룹은 화소 묘화점 열(Qa) 및 화소 묘화점 열(Qb)을 걸치도록 배열될 수 있다.
상술된 바와 같이, 노광면 상에 묘화되고 X축 방향으로 연장되는 직선은 도 23의 하부 및 도 24에 나타내어진다. 직선 부분(La)은 화소 어레이에서 화소열(Sa)에 의해 광에 노광되는 영역이다. 직선 부분(Lb)은 화소 어레이에서 화소열(Sb)에 의해 광에 노광되는 영역이다. 직선 부분(Le)은 연결부에서 생각할 수 있는 편차량에 대응되는 수의 마이크로미러에 의해 광에 노광되지 않은 부분이다. 특히, 직선 부분(Le)은 공백 화소[Sa(16,e)~Sa(20,e)]에 대응되는 마이크로미러에 의해 비노광된 부분이다. 즉, 직선 부분(Le)은 도 22A, 22B 및 22C에 나타낸 공백 화소 묘화점 그룹(J)에 대응된다.
그 다음에, 연결부에서 생각할 수 있는 편차량에 대응되는 마이크로미러가 비노광 상태로 설정되는 동안에 노광면은 광에 노광된다. 또한, 도 25에 나타낸 바와 같이, 레퍼런스 스케일(Ls)은 노광면이 광에 노광됨으로써 노광 헤드에 의해 개별적으로 형성된다. 레퍼런스 스케일(Ls)은 화소 어레이에서 하나의 화소열을 구성하는 마이크로미러로 노광을 행함으로써 형성되고 X축 방향으로 연장되는 직선이다. 레퍼런스 스케일(Ls)에서 비노광 부분인 직선 부분[L(n),L(n+1),L(n+2), L(n+3),L(n-1),L(n-2), 및 L(n-3)]이 형성된다. n개의 화소(마이크로미러), (n+1)개의 화소(마이크로미러), (n+2)개의 화소(마이크로미러), (n+3)개의 화소(마이크로미러), (n-1)개의 화소(마이크로미러), (n-2)개의 화소(마이크로미러), 및 (n-3)개의 화소(마이크로미러)가 비노광 상태로 설정되고 비노광 상태의 화소에 인접한 각 화소(마이크로미러)가 노광 상태로 설정되면서 묘화가 행해짐으로써 직선 부분[(n),L(n+1),L(n+2),L(n+3),L(n-1),L(n-2), 및 L(n-3)]은 형성된다.
참조 스케일(Ls)에서 각 직선 위치[L(n)]에서의 화소 묘화점의 수(n)는 연결부에서 생각할 수 있는 편차량에 대응되는 마이크로미러의 수(이 경우에서, n=5)와 동일하게 설정된다. 그러므로, 연결부에서 편차량에 대응되는 마이크로미러의 수는 각 직선 부분(Le)과 레퍼런스 스케일(Ls)에서 각 직선 부분[L(n-3)～L(n+3)]의 길이를 비교함으로써 얻어질 수 있다.
예를 들면, 직선 부분(Le)의 길이가 직선 부분[L(n)]과 동일하면 연결부에서 편차량은 없다(0이다). 직선 부분(Le)의 길이가 직선 부분[L(n-3)]과 동일하면 연결부에서 편차량에 대응되는 마이크로미러의 수는 -3이다. 보다 상세하게, 화소열(Sa) 및 화소열(Sb)은 3개의 마이크로미러, 즉 3개의 화소에 의해 서로 중복된다. 그러므로, 화소열(Sa) 및 화소열(Sb) 사이의 연결부에서 3개의 마이크로미러가 사용되지 않도록 사용 화소를 지정함으로써 화소 묘화점 열 사이의 연결부에서 고르지 못함을 억제할 수 있다. 3개의 마이크로미러는 비노광 상태로 설정함으로써 사용되지 않는다.
또한, 예를 들면 직선 부분(Le)의 길이가 직선 부분[L(n+2)]과 동일하면 연결부에서 편차량에 대응되는 마이크로미러의 수는 +2이다. 이러한 경우에서 화소열(Sa) 및 화소열(Sb)은 2개의 마이크로미러에 의해 서로 분리되고 2개의 화소를 잃는다. 그러므로, 화소열(Sa) 및 화소열(Sb) 사이의 연결부에서 2개의 화소가 첨가되고 사용 화소로서 2개 이상의 마이크로미러를 추가적으로 지정함으로써 노광이 행해진다. 따라서, 화소 묘화점 열 사이의 연결부에서 고르지 못함을 억제할 수 있다.
상술된 바와 같이, 각 직선 부분[La(Le),Lb 및 L(n)]의 화상, 및 레퍼런스 스케일을 형성하는 각 직선 부분[L(n±1)...]의 화상이 얻어진다. 각 직선 부분의 화상은 화소열 사이의 연결부에 대응되는 묘화가 과다한 부분을 나타내는 화상, 또는 설계된 것처럼 N중 묘화를 행했을 때 묘화가 부족한 부분을 나타내는 화상이다.
그 다음에, 묘화가 과다하거나 부족한 연결부에서의 편차는 각 직선 부분의 화상을 나타내는 정보에 의거하여 얻어진다. 그 다음에, 과다한 묘화 부분 및 부족 한 묘화 부분이 보완되도록 사용가능한 화소로부터 사용 화소가 선택된다. 사용 화소는 실제 노광에 사용되는 화소 어레이에서의 화소이다. 보다 상세하게, 연결부에서 고르지 못함이 발생하지 않도록 불사용 화소는 사용가능한 화소 사이에서 특정되고, 특정된 불사용 화소 이외의 화소는 사용 화소로서 선택된다.
그 다음에, 사용 화소(불사용 화소)를 나타내는 정보에 의거하여 사용가능한 화소 사이에서 선택된 사용 화소만이 동작하도록 설정된다. 그 다음에, 설정에 의거하여 실제 노광이 행해진다.
여기서, 직선 부분(Le)의 길이 및 각 직선 부분[L(n), L(n±1)...]의 길이는 서로 시각적으로 비교될 수 있다. 대안으로, 상기 방법과 다른 방법을 사용하는 소정의 장치는 길이를 비교하기 위해 사용될 수 있다.
여기서, 상기 실시형태 및 그 변형 예에서의 노광 장치에서 광원으로부터 방사된 광을 화소마다 변조하는 DMD는 화소 어레이로서 사용된다. 그러나, DMD가 화소 어레이로서 사용되는 것이 필수적인 것은 아니다. DMD 이외의 액정 어레이 등의 광변조 소자, 광원 어레이[예를 들면, LD(레이저 다이오드) 어레이, LED(발광 다이오드) 어레이, 유기 EL(일렉트로루미네선트) 어레이 등]이 화소 어레이로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 그 변형 예에서의 노광 장치에서 노광은 노광 헤드를 지속적으로 이동시키면서 연속적으로 행해질 수 있다. 대안으로, 노광 헤드는 단계적으로 이동되고 각 이동 위치에서 노광 헤드를 정지시킴으로써 노광이 행해질 수 있다.
또한, 본 발명은 장치 또는 방법이 묘화면 상에 N중 묘화(N은 1 이상의 자연수)를 수행함으로써 묘화면 상에 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴이 형성되는 묘화 장치 및 묘화 방법인 한에서는 노광 장치 및 노광 방법 이외의 각종 장치 또는 방법에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 잉크젯 프린터 및 잉크젯 프린트 방법에 적용될 수 있다. 보다 상세하게, 잉크젯 프린터의 잉크젯 기록 헤드는 일반적으로 잉크 입자를 배출하고 기록 매체[예를 들면, 기록 용지, 0HP(오버헤드 프로젝터) 시트 등]에 마주보는 노즐면 상에 형성되는 노즐을 포함한다. 몇몇 잉크젯 프린터는 N중 묘화를 행함으로써 화상을 기록할 수 있다. 그러한 잉크젯 프린터에서 복수의 노즐은 격자를 형성하기 위해 배열되고 헤드 자체는 주사 방향에 대하여 경사진다. 상술된 바와 같이, 2차원 배열을 채택한 잉크젯 프린터에서 헤드 자체의 실제 경사 각도는 이상적인 경사 각도로부터 이동될 수 있다. 또한, 잉크젯 프린터에서 패턴 일그러짐은 노즐 자체 등의 배치 오차로 인하여 존재될 수 있다. 실제 경사 각도가 이상적인 경사 각도로부터 이동되거나 패턴 일그러짐이 존재할 때에도 본 발명을 적용함으로써 묘화에서의 고르지 못함을 감소시킬 수 있다. 고르지 못함은 실제로 사용될 노즐로서 헤드의 설치 각도 오차 또는 패턴 일그러짐의 영향을 최소화하기에 충분한 수의 노즐을 지정함으로써 감소될 수 있다. 또한, 이중 노광 등의 다중 노광이 행해지면 다른 요인에 의해 발생하는 고르지 못함은 다중 노광의 보완 효과에 의해 제거될 수 있다. 그러므로, 기록된 화상에서 해상도 또는 농도에서의 고르지 못함을 더 감소시킬 수 있다.
또한, 각 실시형태는 본 발명의 예로서 상세히 설명된다. 물론, 본 발명의 기술적인 범위는 청구항에 의해서만 규정되어야 한다.

Claims (22)

  1. N중 묘화(N은 1 이상의 자연수)를 행함으로써 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴을 묘화면 상에 형성하는 묘화 장치로서:
    화소 어레이를 각각 포함하는 1개 이상의 묘화 헤드;
    상기 묘화면에 대하여 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 주사 방향으로 상대 이동시키는 이동 유닛; 및
    상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 주사 방향에 대한 화소 어레이 중의 화소열의 경사 각도의 변동에 의거하여 사용 화소를 설정하는 사용 화소 설정 유닛을 포함하고;
    상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각은 사용가능한 화소의 화소열 방향과 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 상대적인 주사 방향이 소정의 설정 경사 각도를 형성하도록 상기 묘화면에 대하여 장착되고, 상기 화소 어레이는 다수의 2차원으로 배열된 사용가능한 화소를 포함하고 화상 데이터에 의거한 2차원 패턴을 형성하는 묘화점 그룹을 발생하며, 상기 사용 화소 설정 유닛은 상기 N중 묘화에 사용되는 사용 화소가 다수의 사용가능한 화소 사이에서 작동하도록 사용 화소를 설정하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용 화소 설정 유닛은 상기 묘화점 그룹에 의해 나타내어지는 상기 묘화면 상의 실제 화소열 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도에 의거하여 상기 사용 화소를 설정하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용 화소 설정 유닛은 상기 사용 화소를 지정하는 사용 화소 지정 유닛, 및 상기 사용 화소만이 동작하도록 설정을 변경하는 설정 변경 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 설정 경사 각도(θ)는 다음의 수식을 만족하고,
    s?p?sinθ≥Nδ,
    여기서, s는 상기 사용가능한 화소의 각 화소열을 구성하는 화소의 수이고, p는 상기 화소열 방향의 상기 사용가능한 화소의 화소 피치이며, δ는 상기 주사 방향과 직교하는 방향에 따른 상기 사용가능한 화소의 화소열 피치인 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 사용 화소 지정 유닛은 상기 묘화점 그룹에 의해 나타내어지는 상기 묘화면 상의 각 묘화점 열의 실제 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도를 각 묘화점 열에 대하여 특정하고, 실제 경사 각도와 상기 설정 경사 각도 사이의 오차를 흡수하도록 각 묘화점 열에 대하여 상기 사용 화소를 지정하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 사용 화소 지정 유닛은 상기 사용가능한 화소의 화소열로부터 선택된 복수의 화소열 각각에 대응하는 상기 묘화면 상의 묘화점 열을 대표 묘화점 열로서 결정하며, 대표 묘화점 열 각각에 대하여 대표 묘화점 열의 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도를 특정하고, 상응하는 실제 경사 각도와 상기 설정 경사 각도 사이의 각 오차가 흡수되도록 상기 사용 화소를 지정하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 대표 묘화점 열의 실제 경사 각도는 상기 대표 묘화점 열 및 그 근방의 묘화점 열의 실제 경사 각도의 평균값, 중간값, 최대값 및 최소값 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 상기 화소 어레이는 상기 묘화점 그룹으로서 광점 그룹을 발생시키는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각에서의 상기 화소 어레이는 상기 묘화점 그룹으로서 광점 그룹을 발생시키고,
    상기 사용 화소 지정 유닛은 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 상기 묘화면 상의 상기 광점 그룹을 구성하는 광점의 위치를 검출하는 위치 검출 유닛, 및 선택 유닛을 포함하고,
    상기 선택 유닛은 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 상기 위치 검출 유닛에 의한 검출 결과에 의거하여 상기 묘화면 상의 상기 사용 화소의 화소열 사이의 접속 부분에 의해 형성되는 1개 이상의 묘화 부분을 각각 포함하는 복수의 대표 영역을 선택하고, 각 대표 영역에서 이상적인 상기 N중 묘화가 행해지도록 상기 사용가능한 화소 중의 불사용 화소를 특정하고, 불사용 화소 이외의 화소를 상기 사용 화소로서 선택하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 위치 검출 유닛은 복수의 화소열 각각에서 2개 이상의 상기 광점의 위치를 검출하고, 상기 선택 유닛은 검출 결과에 의거하여 상기 광점에 의해 나타내어지는 상기 묘화면 상에 투영된 각 화소열의 실제 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도를 특정하고, 실제 경사 각도에 의거하여 상기 불사용 화소를 특정하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 선택 유닛은 상기 화소 어레이의 사용가능한 화소의 복수의 화소열 각각에 대응하는 상기 묘화면 상의 상기 광점 열을 대표 광점 열로서 사용하고, 대표 광점 열 및 그 근방의 광점 열을 구성하는 광점 사이의 2개 이상의 광점의 위치의 상기 위치 검출 유닛에 의한 검출 결과에 의거하여 복수의 대표 광점 열 각각의 실제 경사 각도를 특정하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택 유닛은 상기 사용가능한 화소의 복수의 화소열에 대응하는 상기 묘화면 상의 복수의 광점 열을 대표 광점 열로서 사용하고, 대표 광점 열 및 그 근방의 광점 열 각각의 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 개별적인 실제 경사 각도를 특정하고, 개별적인 실제 경사 각도의 대표값을 상기 각 대표 광점 열의 상기 실제 경사 각도로서 간주하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 개별적인 실제 경사 각도의 대표값은 상기 대표 광점 열 및 그 근방의 광점 열의 개별적인 실제 경사 각도의 평균값, 중간값, 최대값 및 최소값 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 사용 화소 지정 유닛에 의해 상기 사용 화소를 지정하기 위해서 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 상기 다수의 사용가능한 화소 중으로부터 N이 2 이상인 경우 (N-1) 열 간격을 가지는 화소열을 구성하는 화소만을 사용함으로써 참조 묘화를 행하는 참조 묘화 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 사용 화소 지정 유닛에 의해 상기 사용 화소를 지정하기 위해서 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 상기 다수의 사용가능한 화소 중 N이 2 이상인 경우 그 수가 사용가능한 화소의 전체 수의 1/N에 대응하고 서로 인접하는 화소행 그룹을 구성하는 화소만을 사용함으로써 참조 묘화를 행하는 참조 묘화 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상 데이터에 의해 나타내어지는 상기 2차원 패턴의 소정 부분의 사이즈가 지정된 상기 사용 화소의 사용에 의해 묘화될 수 있는 대응하는 부분의 사이즈와 동일하도록 상기 화상 데이터를 변환하는 데이터 변환 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 어레이는 광원으로부터 방사된 광을 상기 화상 데이터에 의거하여 각 화소에 대해서 변조하는 공간 광변조 소자인 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 N은 3~7 범위의 자연수인 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
  19. 1개 이상의 묘화 헤드 각각은 사용가능한 화소의 화소열 방향과 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각의 상대적인 주사 방향이 소정의 설정 경사 각도를 형성하도록 묘화면에 대하여 장착되고, 화소 어레이는 다수의 2차원으로 배열된 사용가능한 화소를 포함하고 화상 데이터에 의거하여 화상 데이터에 의해 나타내어지는 2차원 패턴을 형성하는 묘화점 그룹을 발생하는 화소 어레이를 포함하는 상기 1개 이상의 묘화 헤드를 사용하는 묘화 방법에 있어서:
    상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각에 대하여 N중 묘화(N은 1 이상의 자연수)에서 사용되는 사용 화소가 다수의 사용가능한 화소 사이에서 작동하도록 주사 방향에 대한 화소 어레이 중의 화소열의 경사 각도의 변동에 의거하여 사용 화소를 설정하는 공정; 및
    상기 묘화면에 대하여 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 상기 주사 방향으로 상대 이동시키면서 상기 1개 이상의 묘화 헤드 각각을 동작시킴으로써 상기 2차원 패턴을 상기 묘화면 상에 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 사용 화소를 설정하는 공정은 상기 묘화점 그룹에 의해 나타내어지는 상기 묘화면 상의 실제 화소열 방향과 상기 주사 방향에 의해 형성되는 실제 경사 각도에 의거하여 행하여지는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 사용 화소를 설정하는 공정은 상기 사용 화소를 지정하는 공정, 및 상기 사용 화소만이 동작되도록 설정을 변경하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
  22. 묘화면에 대하여 1개 이상의 헤드를 주사 방향으로 상대 이동시키는 공정; 및
    빔점의 열 방향과 주사 방향이 다르도록 2차원으로 배열되는 빔점을 1개 이상의 헤드에 의해 묘화면 상에 형성하는 공정으로서, 상기 묘화면이 각 열 상의 빔점에 의해 N번(N은 1 이상의 자연수) 주사되도록 상기 주사 방향과 각 열 방향 사이의 차이에 의거하여 각 열 상의 각 빔점이 선택되는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
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