WO2007108353A1

WO2007108353A1 - 描画装置及び描画方法

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Publication number: WO2007108353A1
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Abstract

　感光材料（１２）に対するレーザ光のビーム軌跡情報に従い、感光材料（１２）の各領域での露光点数を同一とし、あるいは、各領域間での露光点数の差を小さくするためのマスクデータがマスクデータ作成部（８２）において作成される。画像データ記憶部（７６）から読み出されたラスタ画像データは、ミラーデータ作成部（７８）においてミラーデータに変換され、次いで、このミラーデータがフレームデータ作成部（８０）においてフレームデータに変換される。そして、マスクデータ作成部（８２）で作成されたマスクデータによってフレームデータに対するマスキング処理が施され、露光ヘッド（３０）を駆動して感光材料（１２）に画像が露光記録される。

Description

明細書

描画装置及び描画方法

技術分野

[0001] 本発明は、複数の描画素子を有する描画ヘッドを描画面の走査方向に相対移動させ、前記描画素子を描画データに従って制御することで描画を行う描画装置及び描画方法に関する。

背景技術

[0002] 従来から、描画装置の一例として、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。 DMDは、制御信号に応じて反射面の角度を変化させる多数のマイクロミラーをシリコン等の半導体基板上に二次元状に配列したミラーデバイスであり、この DMDを備えた露光ヘッドを露光面に沿った走査方向に相対移動させることで、画像を露光面に迅速に記録することができる。

[0003] し力しながら、単一の露光ヘッドを用いて十分な大きさの露光面積をカバーすることは困難である。

[0004] そこで、複数の露光ヘッドを走査方向と直交する方向に配列して構成した露光装置が提案されている（特開 2004— 9595号公報参照)。そして、この露光装置では、走査方向と直交する方向に対する解像度を向上させるため、マイクロミラーが格子状に配列された各 DMDを走査方向に対して傾斜させて配置している。この際、 DMD の繋ぎ部分が互いに補完し合うよう、隣接する DMDによる露光範囲が重畳するように設定している。

[0005] し力しながら、露光ヘッド間の相対位置や相対取付角度の微調整は極めて難しぐ理想の相対位置及び相対取付角度力わずかにずれることが多ぐこれらに起因して露光むらの発生するおそれがある。また、 DMDに光ビームを導く光学系の各種収差、 DMD自体の歪み、個々のマイクロミラーの位置ずれ等の影響によっても、露光むらが発生する。

[0006] 同様の問題は、露光装置に限られるものではなぐ例えば、インクを描画面に向けて吐出して描画を行うインクジェット記録ヘッドを備えたプリンタ等においても生じ得る発明の開示

[0007] 本発明の目的は、描画ヘッドの設定状態、描画面に対する走査状態等に起因する描画むらの発生を極めて容易に回避できるとともに、画像を高精度に描画することのできる描画装置及び描画方法を提供することにある。

[0008] 本発明の描画装置及び描画方法によれば、描画面を複数の領域に分割し、各領域に描画される描画点の数の領域間での差、あるいは、各領域に付与される描画工ネルギの領域間での差力 S小さくなるように、描画素子を選択的に非描画状態とするマスクデータを設定することにより、描画ヘッドの傾斜角度、複数の描画ヘッド間の相対位置等の設定状態、光学系の各種収差、個々の描画素子の位置ずれ、走査状態の変動等に起因する描画むらの発生を極めて容易に回避し、所望の画像を高精度に描画することができる。

[0009] 添付した図面と協同する次の好適な実施の形態例の説明から、上記の目的及び他の目的、特徴及び利点がより明らかになるだろう。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]図 1は、本発明の描画装置の一実施形態である露光装置の外観を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1の露光装置のスキャナの構成を示す斜視図である。

[図 3]図 3Aは、感光材料の露光面上に形成される露光済み領域を示す平面図である。図 3Bは、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す平面図である。

[図 4]図 4は、図 1の露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。

[図 5]図 5Aは、図 1の露光装置の露光ヘッドの詳細な構成を示す上面図である。図 5

Bは、図 1の露光装置の露光ヘッドの詳細な構成を示す側面図である。

[図 6]図 6は、図 1の露光装置の DMDの構成を示す部分拡大図である。

[図 7]図 7Aは、 DMDのオン状態の動作を説明するための斜視図である。図 7Bは、オフ状態の動作を説明するための斜視図である。

[図 8]図 8は、ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図である。 [図 9]図 9は、ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図である。

[図 10]図 10は、図 1に示す露光装置の制御回路ブロック図である。

[図 11]図 11は、図 1に示す露光装置における処理フローチャートである。

[図 12]図 12は、 1つの DMDによる露光エリアと、対応するスリットとの位置関係を示した上面図である。

[図 13]図 13は、露光面上の光点の位置を、スリットを用いて測定する手法を説明するための上面図である。

[図 14]図 14は、 DMDによる直線状のビーム軌跡と、感光材料に設定した集計エリアとの関係説明図である。

[図 15]図 15は、図 14に示す関係から求めた露光点数ヒストグラムの説明図である。

[図 16]図 16は、図 15に示す露光点数ヒストグラムを均一化するために設定したマスクデータの説明図である。

[図 17]図 17は、図 15に示す露光点数ヒストグラムを均一化するために設定したマスクデータの説明図である。

[図 18]図 18は、 DMDによる蛇行状態のビーム軌跡と、感光材料に設定した集計エリァとの関係説明図である。

[図 19]図 19は、図 18に示す関係から求めた露光点数ヒストグラムの説明図である。

[図 20]図 20は、図 18に示す関係から求めた露光点数ヒストグラムの説明図である。

[図 21]図 21は、図 18に示す関係から求めた露光点数ヒストグラムの説明図である。

[図 22]図 22は、図 18に示す関係から求めた露光点数ヒストグラムの説明図である。

[図 23]図 23は、図 19〜図 22に示す露光点数ヒストグラムを均一化するために設定したマスクデータの説明図である。

[図 24]図 24は、図 19〜図 22に示す露光点数ヒストグラムを均一化するために設定したマスクデータの説明図である。

[図 25]図 25は、ラスタ画像データと DMDを構成するマイクロミラーとの関係説明図である。

[図 26]図 26は、ミラーデータの説明図である。 [図 27]図 27は、フレームデータの説明図である。

[図 28]図 28は、フレームデータに対するマスキング処理の説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 本実施形態に係る露光装置 10は、図 1に示すように、シート状の感光材料 12が貼着された基板を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ 14を備えてヽる。 4 本の脚部 16に支持された厚い板状の設置台 18の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた 2本のガイド 20が設置されている。移動ステージ 14は、その長手方向力 Sステージ移動方向を向くように配置されるとともに、ガイド 20によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置 10には、移動ステージ 14をガイド 20に沿つて駆動するステージ駆動装置（図示せず)が設けられて、る。

[0012] 設置台 18の中央部には、移動ステージ 14の移動経路を跨ぐように、門形状のゲート 22が設けられている。ゲート 22の端部の各々は、設置台 18の両側面に固定されている。このゲート 22を挟んで一方の側にはスキャナ 24が設けられ、他方の側には設置台 18に対する感光材料 12の位置を検出する複数 (例えば、 2個）の CCDカメラ 26 が設けられて、る。スキャナ 24及び CCDカメラ 26はゲート 22に各々取り付けられて、移動ステージ 14の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ 24及び CCDカメラ 26は、後述する制御回路に接続されている。ここで、説明のため、移動ステージ 14の表面と平行な平面内に、図 1に示すように、互いに直交する X方向及び Y方向を規定する。

[0013] 移動ステージ 14の走査方向に沿って上流側（以下、単に「上流側」ということがある。）の端縁部には、—X方向に向力つて開く「く」形状に形成されたスリット 28が、等間隔で 10本形成されている。各スリット 28は、上流側に位置するスリット 28aと下流側に位置するスリット 28bと力もなつている。スリット 28aとスリット 28bとは互いに直交するとともに、 X方向に対してスリット 28aは一 45度、スリット 28bは +45度の角度を有している。移動ステージ 14内部の各スリット 28の下方の位置には、それぞれ単一セル型の後述する光検出器が組み込まれて、る。

[0014] スキャナ 24は、図 2及び図 3Bに示すように、 2行 5列の略マトリックス状に配列された 10個の露光ヘッド 30を備えている。なお、以下において、 m行目の n列目に配列された個々の露光ヘッド 30を示す場合は、露光ヘッド 30 と表記する。

mn

[0015] 各露光ヘッド 30は、後述する内部のデジタル 'マイクロミラ一'デバイス（DMD) 36 の素子列方向が矢印 X方向と所定の設定傾斜角度 Θをなすように、スキャナ 24に取り付けられている。したがって、各露光ヘッド 30による露光エリア 32は、走査方向に対して傾斜した矩形状のエリアとなる。移動ステージ 14の移動に伴い、感光材料 12 には露光ヘッド 30ごとに帯状の露光済み領域 34が形成される。なお、以下において、 m行目の n列目に配列された個々の露光ヘッド 30による露光エリア 32を示す場合は、露光エリア 32 と表記する。

mn

[0016] また、図 3A及び図 3Bに示すように、帯状の露光済み領域 34のそれぞれが、隣接する露光済み領域 34と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光へッド 30の各々は、その配列方向に所定間隔 (露光エリア 32の長辺の自然数倍、本実施形態では 2倍)ずらして配置されている。このため、 1行目の露光エリア 32 と露光

11 エリア 32 との間の露光できない部分は、 2行目の露光エリア 32 により露光すること

12 21 ができる。

[0017] なお、各露光ヘッド 30の中心位置は、上記の 10個のスリット 28の位置と略一致させられている。また、各スリット 28の大きさは、対応する露光ヘッド 30による露光エリァ 32の幅を十分覆う大きさとされている。

[0018] 露光ヘッド 30の各々は、図 4、図 5A、図 5Bに示すように、入射された光を画像データに応じて露光エリア 32ごとに変調する空間光変調素子として、米国テキサス 'ィンスツルメンッ社製の DMD36を備えている。 DMD36は、入力された画像データに基づ、て、各マイクロミラーの反射面の角度が制御される。

[0019] 図 4に示すように、 DMD36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 32の長辺方向と一致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 38、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光を補正して DMD36上に集光させるレンズ系 40、このレンズ系 40を透過したレーザ光を D MD36に向けて反射するミラー 42がこの順に配置されている。なお、図 4では、レンズ系 40を概略的に示してある。

[0020] レンズ系 40は、図 5A、図 5Bに詳しく示すように、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光を平行光化する一対の組合せレンズ 44、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一対の組合せレンズ 46、及び光量分布が補正されたレーザ光を DMD36上に集光する集光レンズ 48で構成されている。

[0021] また、 DMD36の光反射側には、 DMD36で反射されたレーザ光を感光材料 12の露光面上に結像するレンズ系 50が配置されている。レンズ系 50は、 DMD36と感光材料 12の露光面とが共役な関係となるように配置された、 2枚のレンズ 52及び 54からなる。

[0022] 本実施形態では、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光は、実質的に 5倍に拡大された後、 DMD36上の各マイクロミラーからの光線が上記のレンズ系 50によつて約 5 μ mに絞られるように設定されて!、る。

[0023] レンズ系 50と感光材料 12との間には、一対のくさび形プリズム 53a、 53bが配設されている。一方のくさび形プリズム 53bは、ピエゾ素子 55により他方のくさび形プリズム 53aに対してレーザ光の光軸と直交する方向に変位可能に構成されている。くさび形プリズム 53a、 53bの相対的な位置関係をピエゾ素子 55によって変更することで、レーザ光の感光材料 12に対する焦点位置を調整することができる。

[0024] DMD36は、図 6に示すように、 SRAMセル (メモリセル） 56上に、描画素子を構成する多数のマイクロミラー 58が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各マイクロミラー 58は支柱に支えられており、そ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、本実施形態では、各マイクロミラー 58の反射率は 90 %以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向ともに 13. である。 SRAMセル 56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のものであり、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。

[0025] DMD36の SRAMセル 56〖こ、所望の二次元パターンを構成する各点の濃度を 2 値で表した画像信号が書き込まれると、支柱に支えられた各マイクロミラー 58が、対角線を中心として DMD36が配置された基板側に対して ± α度 (例えば、 ± 10度）のいずれかに傾く。図 7Αは、マイクロミラー 58がオン状態である + α度に傾いた状態を示し、図 7Βは、マイクロミラー 58がオフ状態である— α度に傾いた状態を示す。従って、画像データに応じて、 DMD36の各ピクセルにおけるマイクロミラー 58の傾きを、図 6に示すように制御することによって、 DMD36に入射したレーザ光 Bはそれぞれのマイクロミラー 58の傾き方向へ反射される。なお、図 6に、 DMD36の一部を拡大し、各マイクロミラー 58が + α度又は— α度に制御されている状態の一例を示す。

[0026] ファイバアレイ光源 38は、図 8に示すように、複数（例えば、 14個）のレーザモジュール 60を備えており、各レーザモジュール 60には、マルチモード光ファイバ 62の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ 62の他端には、マルチモード光フアイバ 62より小さ、クラッド径を有するマルチモード光ファイノく 64が結合されて、る。図 9 に詳しく示すように、マルチモード光ファイノく 64のマルチモード光ファイバ 62と反対側の端部は走査方向と直交する方向に沿って 7個並べられ、それが 2列に配列されてレーザ出射部 66が構成されてヽる。

[0027] マルチモード光ファイバ 64の端部で構成されるレーザ出射部 66は、図 9に示すように、表面が平坦な 2枚の支持板 68に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ 64の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ 64の光出射端面は、光密度が高いため集塵しやすく劣化しやすいが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。

[0028] 図 10は、露光装置 10の制御回路 70を中心とした要部構成ブロック図である。 CA D装置 72は、感光材料 12に露光記録するための二次元画像をベクトルデータとして作成する。ラスタイメージプロセッササーバ（RIPサーバ） 74は、 CAD装置 72から供給されたベクトルデータをビットマップデータであるラスタ画像データに変換し、必要に応じて圧縮して露光装置 10に供給する。

[0029] 制御回路 70は、 RIPサーバ 74から供給されたラスタ画像データを記憶する画像データ記憶部 76と、画像データ記憶部 76から読み出したラスタ画像データ力 DMD3 6を構成するマイクロミラー 58毎の時系列データであるミラーデータを作成するミラーデータ作成部 78と、ミラーデータから DMD36を構成するマイクロミラー 58の配列に従ったフレームデータを作成するフレームデータ作成部 80と、 DMD36の設定状態、感光材料 12の搬送状態等に従い、 DMD36を構成するマイクロミラー 58の一部を非駆動状態とするためのマスクデータを作成するマスクデータ作成部 82 (描画点数算出部）と、マスクデータによってマスキングされたフレームデータに従って DMD36 を駆動し、感光材料 12に所望の二次元画像を露光記録する露光ヘッド 30とを備える。

[0030] また、制御回路 70は、設置台 18に対する DMD36の各マイクロミラー 58の配置情報を取得するミラー配置情報取得部 84 (描画点位置算出部）と、移動ステージ 14に設置された感光材料 12の配置、矢印 Y方向への搬送によって生じる感光材料 12の蛇行状態、感光材料 12の圧縮、伸張等による変形等をアラインメント情報として取得するアラインメント情報取得部 86と、ミラー配置情報及びアラインメント情報に基づき、感光材料 12に各露光点を形成するレーザ光 Bによるビーム軌跡情報を作成するビーム軌跡情報作成部 88とを備える。

[0031] なお、ミラー配置情報は、移動ステージ 14に形成されたスリット 28を通過したレーザ光 Bを光検出器 90により検出し、そのときの移動ステージ 14の位置力も得ることができる。また、アラインメント情報は、 CCDカメラ 26を用いて感光材料 12を撮像し、あるいは、感光材料 12が貼着されている基板に形成されたアラインメントマークを撮像することで得られる。

[0032] ミラーデータ作成部 78は、ビーム軌跡情報作成部 88により作成されたビーム軌跡情報に従、、画像データ記憶部 76に記憶された画像データ力ミラーデータを作成する。

[0033] マスクデータ作成部 82は、エンコーダ 92によって検出した感光材料 12の走査位置情報を走査位置情報取得部 94によって取得し、その走査位置情報と、ビーム軌跡情報作成部 88によって作成されたビーム軌跡情報とに従! ヽ、マスクデータを作成する。なお、マスクデータ作成部 82 (描画エネルギ算出部）は、 DMD36を構成する各マイクロミラー 58からのレーザ光 Bの光量を光量検出器 95 (描画エネルギ取得部）によって検出し、その光量に基づ、てマスクデータを作成することも可能である。

[0034] マスクデータ作成部 82によって作成されたマスクデータは、後述する領域毎のマスクデータとしてマスクデータ記憶部 96に記憶される。また、マスクデータ記憶部 96に記憶されたマスクデータは、マスクデータ選択部 98により、走査位置情報取得部 94 からの走査位置情報に従って選択され、マスキング処理部 99に供給される。マスキング処理部 99は、フレームデータ作成部 80から供給されるフレームデータに対して、マスクデータ選択部 98から供給されるマスクデータによりマスキング処理を行い、露光ヘッド 30に供給する。

[0035] 本実施形態の露光装置 10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果につき、図 11に示すフローチャートに基づいて説明する。

[0036] 先ず、感光材料 12が貼着された基板を移動ステージ 14の所定位置にセットする（ステップ Sl)。

[0037] 次いで、移動ステージ 14を図 1のスキャナ 24側に移動させながら、 CCDカメラ 26 により感光材料 12を撮像し、アラインメント情報取得部 86によりアラインメント情報を取得する (ステップ S2)。この場合、アラインメント情報は、例えば、感光材料 12のェッジ部分、あるいは、感光材料 12が貼着された基板に形成されているアラインメントマークを CCDカメラ 26で読み取り、エンコーダ 92を介して走査位置情報取得部 94 によって取得した感光材料 12の走査位置に対するエッジ部分又はアラインメントマークの位置情報として求めることができる。なお、このアラインメント情報には、感光材料 12を搬送する移動ステージ 14が設置台 18に対し蛇行して移動することによる蛇行情報も含まれる。

[0038] 次に、移動ステージ 14に形成したスリット 28をスキャナ 24の下部に移動させた後、各露光ヘッド 30を構成する DMD36を制御し、各 DMD36のマイクロミラー 58を介してレーザ光 Bをスリット 28に導くことにより、各マイクロミラー 58の設置台 18に対するミラー配置情報を取得する (ステップ S3)。

[0039] 図 12及び図 13を用いて、スリット 28及び光検出器 90により各マイクロミラー 58のミラー配置情報を取得する方法を具体的に説明する。なお、以下の説明において、露光エリア 32における第 m行、第 n列のマイクロミラー 58による光点を P (m, n)と表記するものとする。

[0040] 図 12は、 2つの DMD36の露光エリア 32 及び 32 と、対応するスリット 28との位置関係を示した上面図である。すでに述べたように、スリット 28の大きさは、露光エリア 3 2の幅を十分覆う大きさとされて、る。

[0041] 図 13は、一例として、露光エリア 32 の光点 P (256, 512)の位置を検出する際の

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検出手法を説明した上面図である。先ず、光点 P (256, 512)を点灯させた状態で、移動ステージ 14をゆっくり移動させてスリット 28を Y軸方向に沿って相対移動させ、光点 P (256, 512)が上流側のスリット 28aと下流側のスリット 28bの間に来るような任意の位置に、スリット 28を位置させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標を (XO, YO)とする。この座標 (XO, YO)の値は、移動ステージ 14に与えられた駆動信号が示す上記の位置までの移動ステージ 14の移動距離 (例えば、ェンコ一ダ 92を介して走査位置情報取得部 94により取得することができる。）、及び、既知であるスリット 28の X方向位置力も決定され、記録される。

[0042] 次に、移動ステージ 14を移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 13における右方に相対移動させる。そして、図 13において二点鎖線で示すように、光点 P (256, 512) の光が左側のスリット 28bを通過して光検出器 90で検出されたところで移動ステージ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標を (XO, Y1)として記録する。

[0043] 今度は移動ステージ 14を反対方向に移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 13における左方に相対移動させる。そして、図 13において二点鎖線で示すように、光点 P (256, 512)の光が右側のスリット 28aを通過して光検出器 90で検出されたところで移動ステージ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標を（ XO, Y2)として記録する。

[0044] 以上の測定結果から、光点 P (256, 512)の座標（X, Y)を、 X=XO+ (Yl— Y2) Z2、 Y= (Υ1 +Υ2)Ζ2の計算により決定する。全ての露光ヘッド 30を構成する D MD36の各マイクロミラー 58によって形成される光点 P (m, n)の座標であるミラー配置情報が同様にして取得される。

[0045] 次に、アラインメント情報取得部 86によって取得したアラインメント情報と、ミラー配置情報取得部 84によって取得したミラー配置情報とに基づき、各マイクロミラー 58によって形成される各光点 P (m, n)が感光材料 12を走査して二次元画像を露光記録する際の感光材料 12に対するビーム軌跡情報を作成する (ステップ S4)。この場合、ビーム軌跡情報は、アラインメント情報力も得られる感光材料 12の移動ステージ 14 に対する設置位置のずれ、設置台 18に対する移動ステージ 14の蛇行状態、感光材料 12の伸縮による変形、ミラー配置情報力も得られるマイクロミラー 58の位置ずれ等の情報が含まれる。

[0046] ビーム軌跡情報が作成された後、マスクデータの作成に先立ち、感光材料 12の露光面を複数の領域に分割して、露光点数ヒストグラムを算出するための集計エリアを設定する (ステップ S 5)。

[0047] 図 14は、ビーム軌跡情報が移動ステージ 14の蛇行情報を含んでおらず、感光材料 12に対する各マイクロミラー 58のビーム軌跡 100が直線に設定された場合を示す。ノ、ツチングで示す各集計エリア A1〜A10は、感光材料 12の走査方向と直交する方向に分割された所定の面積を有した方形状の領域として設定される。

[0048] マスクデータ作成部 82は、ビーム軌跡情報作成部 88によって作成されたビーム軌跡情報に基づき、各集計エリア A1〜A10に対応するビーム軌跡 100上の光点 P (m , n)の数を露光点数ヒストグラムとして算出する (ステップ S6)。なお、各集計エリア A 1〜A10にプロットされる光点 P (m, n)の数は、ビーム軌跡 100と、マイクロミラー 58 から感光材料 12に導かれるレーザ光 Bによる画像の記録速度と、感光材料 12の走查方向に対する移動速度とに依存する。

[0049] 図 15は、算出された各集計エリア A1〜A10の露光点数の例を示す。 DMD— 1及び DMD - 2による露光領域が重畳して、る範囲では、双方のマイクロミラー 58によるビーム軌跡 100が同一の集計エリア A1〜A10を通過するため、露光点数が大きくなる。

[0050] そこで、各集計エリア A1〜A10における露光点数が同一となるように、あるいは、各集計エリア A1〜A10間での露光点数の差が小さくなるように、 DMD- 1及び DM D— 2を構成する特定のマイクロミラー 58を非描画状態に設定するマスクデータを作成する (ステップ S 7)。

[0051] 例えば、露光点数を同一にする場合、図 15に示す露光点数ヒストグラムにおいて、露光点数の基準値を 3とすると、集計エリア A4の露光点数を 1、集計エリア A5の露光点数を 2、集計エリア A6の露光点数を 3、集計エリア A7の露光点数を 2だけ減らすように、非描画状態のマイクロミラー 58を設定すればよい。この場合、各 DMD— 1 及び DMD— 2を構成するマイクロミラー 58のミラー番号 ml〜m20の位置を図 14に示すように定義すると、図 16及び図 17に示すように、 DMD—1及びDMD— 2の非描画状態に設定されるマイクロミラー 58が「0」、描画データに従って駆動されるマイクロミラー 58力「l」となるマスクデータ 104A及び 106Aが作成される。なお、これらのマスクデータ 104A及び 106Aによって非描画状態に設定されるマイクロミラー 58の概念を図 14に參で例示する。

[0052] 一方、図 18は、ビーム軌跡情報が移動ステージ 14の蛇行情報を含んでおり、感光材料 12に対する各マイクロミラー 58のビーム軌跡 102が蛇行して設定された場合を示す。この場合、 DMD— 1と DMD— 2は、感光材料 12の走査方向に対する位置が異なっているため、 DMD— 1が感光材料 12を走査する位置と、 DMD— 2が感光材料 12を走査する位置とが走査方向に異なることになる。

[0053] そこで、感光材料 12の露光面を走査方向の複数の領域 A〜Dに分割し、各領域 A 〜Dにおいて、走査方向と直交する方向にそれぞれ集計エリア A1〜A10、 B1〜B1 0、 C1〜C10、 D1〜D10を設定し (ステップ S5)、各集計エリア A1〜A10、 B1〜： B 10、 C1〜C10、 D1〜D10に対応するビーム軌跡 102上の光点 P (m, n)の数を露光点数ヒストグラムとして算出する (ステップ S6)。

[0054] 図 19〜図 22は、算出された各集計エリア A1〜A10、 B1〜： B10、 C1〜C10、 Dl 〜D10の露光点数の例を示す。この場合、露光点数には、感光材料 12の搬送速度の変動による影響が含まれる。

[0055] そこで、各集計エリア A1〜A10、 B1〜： B10、 C1〜C10、 D1〜D10における露光点数が同一となるように、あるいは、各集計エリア A1〜A10、 B1〜B10、 C1〜C10 、 D1〜D10間での露光点数の差力 S小さくなるように、 DMD— 1及び DMD— 2を構成する特定のマイクロミラー 58を非描画状態に設定するマスクデータを作成する (ステツプ S7)。この場合、図 23及び図 24に示すように、各領域 A〜Dに対してマスクデータ 108A〜108D及び 110A〜110Dが作成される。マスクデータ 108A及び 110 Aによって非描画状態に設定されるマイクロミラー 58の概念を図 18に參で例示する [0056] なお、蛇行するビーム軌跡 102をベクトルデータとして作成し、このベクトルデータの向きの変化が大き、部分では走査方向に対する領域の分割幅を小さく設定し、ベタトルデータの向きの変化が小さい部分では走査方向に対する領域の分割幅を大きく設定することにより、露光装置 10の設定状態に応じた最適なマスクデータを作成することができる。また、感光材料 12の搬送速度の変化に応じて、走査方向に対する領域の分割幅を設定するようにしてもよい。

[0057] 以上のようにして作成されたマスクデータは、マスクデータ記憶部 96に記憶される（ステップ S8)。

[0058] 以上の準備作業が終了した後、移動ステージ 14を CCDカメラ 26側に移動させ、スキヤナ 24による本露光が開始される。

[0059] この場合、 CAD装置 72は、感光材料 12に露光記録する二次元画像をベクトルデータとして作成し、 RIPサーバ 74に供給する。 RIPサーバ 74は、供給されたベクトルデータをビットマップデータであるラスタ画像データに変換する。ラスタ画像データは、必要に応じて圧縮され、露光装置 10の制御回路 70に送信されて画像データ記憶部 76に記憶される。

[0060] なお、図 25は、画像データ記憶部 76に記憶されるラスタ画像データの説明図である。同図では、説明を分力りやすくするため、圧縮されていない状態のラスタ画像データを示している。ラスタ画像データの範囲は、ハッチングを付した範囲であり、その範囲に数字の「2」の画像が含まれている。丸付数字 1〜8は、ラスタ画像データに対する DMD36を構成する 8枚のマイクロミラー 58の配置を示す。画像データ記憶部 7 6には、アドレス連続方向が矢印で示す各マイクロミラー 58の走査方向と同じ方向となる状態でラスタ画像データが記憶される。

[0061] そこで、ミラーデータ作成部 78は、画像データ記憶部 76からラスタ画像データをァドレス連続方向に従って読み取り（ステップ S9)、ビーム軌跡情報作成部 88から供給されるビーム軌跡情報に従ってラスタ画像データを露光する時系列的にトレースして得られる描画データをミラーデータとして作成する (ステップ S 10)。

[0062] 図 26は、感光材料 12が蛇行しておらず、各マイクロミラー 58によるビーム軌跡が直線であると仮定した図 25に示すラスタ画像データから作成されたミラーデータを示す。この場合、フレームとは、 1つの DMD36を構成する各マイクロミラー 58に略同時に供給されるミラーデータの組を表す。

[0063] 実際の系では、感光材料 12の移動ステージ 14に対する設置位置のずれ、移動ステージ 14の移動に伴う蛇行の影響、移動ステージ 14の搬送速度のむら等の影響を考慮して算出されたビーム軌跡情報、例えば、図 18に示すビーム軌跡 102に従い、該当するラスタ画像データをトレースすることにより、ミラーデータが作成される。

[0064] 次いで、ミラーデータは、 DMD36を構成する各マイクロミラー 58に供給されて略同時に露光記録されるフレームデータに変換される (ステップ Sl l)。この場合、フレームデータは、例えば、図 26及び図 27に示すように、ミラーデータの行と列を転置処理することで、容易に作成することができる。

[0065] 作成されたフレームデータは、マスキング処理部 99に供給され、マスクデータ選択部 98によって選択されたマスクデータに従ってマスキング処理が行われる (ステップ S12) ₀

[0066] 図 28は、図 15に示す露光点数ヒストグラムに基づいて作成された図 16に示すマスクデータ 104Aを用いて、 DMD—1のフレームデータのマスキング処理を行う場合の説明図である。この場合、マスクデータ 104Aとフレームデータとの論理積として、マスキングされたフレームデータが作成される。 DMD— 2のフレームデータも同様にして作成される。

[0067] また、図 18に示すように、ビーム軌跡 102が蛇行している場合、あるいは、感光材料 12の搬送速度にむらがある場合、走査位置情報取得部 94によって取得した感光材料 12の走査位置情報に従ヽ、各領域 A〜Dに対応するマスクデータがマスクデータ選択部 98によってマスクデータ記憶部 96から選択されてマスキング処理部 99に供給され、フレームデータに対するマスキング処理が各領域 A〜Dに応じ切り替えられて行われる。

[0068] マスキング処理されたフレームデータが露光ヘッド 30に供給されると、各露光ヘッド 30を構成する DMD36のマイクロミラー 58がマスキング処理されたフレームデータによってオンオフ制御され、レーザ光 Bが感光材料 12に照射されて画像が露光記録される（ステップ SI 3)。

[0069] 以上のようにして、感光材料 12に対して、マスキング処理されたフレームデータによる露光記録が行われる。この場合、感光材料 12の分割された各集計エリア A1〜A1 0 (図 14)又は各集計エリア A1〜A10、 B1〜： B10、 C1〜C10、 D1〜D10 (図 18) における露光点数が同一となるように設定され、あるいは、各集計エリア A1〜A10間又は各集計エリア A1〜A10、 B1〜： B10、 C1〜C10、 D1〜D10間での露光点数の差が小さくなるように設定されているため、 DMD36の傾斜角度のずれ、 DMD36を構成するマイクロミラー 58の設置位置の誤差、隣接する DMD36同士の重畳範囲の設定誤差等に起因する画像の濃度むらの発生が回避される。

[0070] なお、上述した実施形態では、例えば、集計エリア A1〜A10における露光点数が同一となるように、あるいは、集計エリア A1〜A10間での露光点数の差が小さくなるようにマスクデータを作成している力露光量が同一、あるいは、露光量の差が小さくなるようにマスクデータを作成するようにしてもょ、。

[0071] 例えば、 DMD36を構成する各マイクロミラー 58から感光材料 12に導かれるレーザ光 Bの光量を光量検出器 95によって予め検出しておき、各集計エリア A1〜A10 に導かれるレーザ光 Bの光量の総和が各集計エリア A1〜A10間で同一となるように、あるいは、集計エリア A1〜A10間での前記総和の差が小さくなるように、非描画状態とするマイクロミラー 58を設定するマスクデータを作成し、このマスクデータを用いてフレームデータを処理することにより、露光むらのない画像を感光材料 12に記録することができる。

[0072] また、上記の実施形態では、光ビームを画素ごとに変調する DMDを画素アレイとして用いたが、これに限られず、 DMD以外の液晶アレイ等の光変調素子や、光源ァレィ (例えば、 LDアレイ、有機 ELアレイ等）を使用してもよい。

[0073] また、上記の実施形態の動作形態は、露光ヘッドを常に移動させながら連続的に露光を行う形態であってもよいし、露光ヘッドを段階的に移動させながら、各移動先の位置で露光ヘッドを静止させて露光動作を行う形態であってもよい。

[0074] さらに、本発明は、露光装置及び露光方法に限られるものではなぐ例えば、インクジェットプリンタやインクジェット方式のプリント方法にも適用可能である。以上、本発明の実施形態ついて詳細に述べたが、これらの実施形態は例示的なものに過ぎず、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲のみによって定められるべきものであることは言うまでもない。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の描画素子（58)を有する描画ヘッド（36)を描画面（12)の走査方向に相対移動させ、前記描画素子（58)を描画データに従って制御することで描画を行う描画装置（10)において、

前記描画面（12)に対する前記描画素子 (58)による描画点の位置を算出する描画点位置算出部 (84)と、

前記描画面（12)を複数の領域に分割し、算出された前記描画点の位置に基づき、前記各領域に含まれる前記描画点の描画点数を算出する描画点数算出部 (82)と前記各領域間での前記描画点数の差を所定以下にすべぐ非描画状態とする前記描画素子を設定するマスクデータを作成するマスクデータ作成部（82)と、を備え、前記マスクデータにより非描画状態に設定された前記描画素子（58)を除く描画素子を描画データに従って制御することで描画を行うことを特徴とする描画装置。

[2] 請求項 1記載の装置において、

前記マスクデータ作成部（82)は、前記描画面（12)を前記走査方向及び前記走査方向と直交する方向に分割した前記各領域に対して前記マスクデータを作成することを特徴とする描画装置。

[3] 請求項 2記載の装置において、

前記走査方向に分割した前記各領域の前記マスクデータを記憶するマスクデータ記憶部（96)と、

前記描画素子（58)の前記走査方向に対する走査位置の情報を取得する走査位置情報取得部 (94)と、

取得した前記走査位置の情報に応じた前記マスクデータを前記マスクデータ記憶部（96)より選択するマスクデータ選択部（98)と、

を備え、選択した前記マスクデータにより前記描画素子（58)の一部を非描画状態に設定することを特徴とする描画装置。

[4] 請求項 1記載の装置において、前記走査方向と直交する方向に配列され、描画範囲が相互に重畳して設定される複数の前記描画ヘッド (36)を備え、

前記マスクデータ作成部（82)は、前記描画面を前記走査方向と直交する方向に分割した前記各領域に対して前記マスクデータを作成することを特徴とする描画装置。

[5] 複数の描画素子（58)を有する描画ヘッド（36)を描画面（12)の走査方向に相対移動させ、前記描画素子（58)を描画データに従って制御することで描画を行う描画装置（10)において、

前記各描画素子（58)によって前記描画面（12)に付与される描画エネルギを取得する描画エネルギ取得部（95)と、

前記描画面（12)を複数の領域に分割し、算出された前記描画点の位置と、取得した前記描画点の前記描画エネルギとに基づき、前記各領域に含まれる前記描画点により付与される前記描画エネルギの総和を前記各領域毎に算出する描画エネルギ算出部 (82)と、

前記各領域間での前記描画エネルギの総和の差を小さくすべぐ非描画状態とする前記描画素子（58)を設定するマスクデータを作成するマスクデータ作成部（82)とを備え、前記マスクデータにより非描画状態に設定された前記描画素子（58)を除く描画素子（58)を描画データに従って制御することで描画を行うことを特徴とする描画装置。

[6] 請求項 5記載の装置において、

[7] 請求項 6記載の装置において、

[8] 請求項 5記載の装置において、

前記走査方向と直交する方向に配列され、描画範囲が相互に重畳して設定される複数の前記描画ヘッド (36)を備え、

[9] 複数の描画素子（58)を有する描画ヘッド（36)を描画面（12)の走査方向に相対移動させ、前記描画素子（58)を描画データに従って制御することで描画を行う描画方法において、

前記描画面（12)に対する前記描画素子（58)による描画点の位置を算出するステップと、

前記描画面（12)を複数の領域に分割し、算出された前記描画点の位置に基づき、前記各領域に含まれる前記描画点の描画点数を算出するステップと、

前記各領域間での前記描画点数の差を所定以下にすべぐ非描画状態とする前記描画素子（58)を設定するマスクデータを作成するステップと、

前記マスクデータにより非描画状態に設定された前記描画素子 (58)を除く描画素子を描画データに従って制御するステップと、

を有することを特徴とする描画方法。

[10] 請求項 9記載の方法において、

前記描画点の位置は、前記描画ヘッド（36)を前記走査方向に相対移動させた際に得られる前記各領域における位置として算出することを特徴とする描画方法。

[11] 請求項 9記載の方法において、

前記描画面（ 12)を前記走査方向及び前記走査方向と直交する方向に分割した前記各領域に対する前記マスクデータを作成するステップと、

前記描画素子（58)の前記走査方向に対する走査位置の情報を取得するステップと、

取得した前記走査位置の情報に応じた前記マスクデータを選択するステップと、選択した前記マスクデータにより前記描画素子（58)の一部を非描画状態に設定し

、描画処理を行うステップと、

を有することを特徴とする描画方法。

[12] 複数の描画素子（58)を有する描画ヘッド（36)を描画面の走査方向に相対移動させ、前記描画素子（58)を描画データに従って制御することで描画を行う描画方法において、

前記各描画素子（58)によって前記描画面（12)に付与される描画エネルギを取得するステップと、

前記描画面（12)を複数の領域に分割し、算出された前記描画点の位置と、取得した前記描画点の前記描画エネルギとに基づき、前記各領域に含まれる前記描画点により付与される前記描画エネルギの総和を前記各領域毎に算出するステップと、前記各領域間での前記描画エネルギの総和の差を所定以下にすべぐ非描画状態とする前記描画素子（58)を設定するマスクデータを作成するステップと、

前記マスクデータにより非描画状態に設定された前記描画素子 (58)を除く描画素子（58)を描画データに従って制御するステップと、

を有することを特徴とする描画方法。

[13] 請求項 12記載の方法において、

[14] 請求項 12記載の方法において、前記描画面（ 12)を前記走査方向及び前記走査方向と直交する方向に分割した前記各領域に対する前記マスクデータを作成するステップと、

取得した前記走査位置の情報に応じた前記マスクデータを選択するステップと、選択した前記マスクデータにより前記描画素子（58)の一部を非描画状態に設定し、描画処理を行うステップと、

を有することを特徴とする描画方法。