(57)【要約】【課題】マルチヘッド露光装置において、各露光ヘッドによって形成される画像間のずれを小さくする。【解決手段】第１の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第１特定画素をｏｎし、ビーム位置検出手段をＹ軸方向に沿って移動させ、受光面上の露光ビームのｘｙ座標位置を検出し、第２の露光ヘッドの繋ぎ目付近の第２特定画素をｏｎし、前記ビーム位置検出手段をＹ軸方向に移動させ、前記受光面上の露光ビームのｘｙ座標位置を検出し、前記ビーム位置検出手段のＹ軸方向の移動量と、前記受光面上における第１の露光ヘッドおよび第２の露光ヘッドの露光ビーム位置とから前記第１および第２特定画素の位置を特定する画素位置特定方法、画像ずれ補正方法、画像形成装置。【選択図】        図８
2005001153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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、
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、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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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１〜３の何れか１項に記載の画素位置特定方法。
【請求項５】
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１〜４の何れか１項に記載の画素位置特定方法。
【請求項６】
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。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか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６に記載の画像ずれ補正方法。
【請求項８】
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６または７に記載の画像ずれ補正方法。
【請求項９】
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１〜５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。
【請求項１０】
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９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
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９または１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
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１１に記載の画素形成装置。
【請求項１３】
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１２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【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】
【００５３】
【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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
【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
【図１】
2005001153.tif 000003
【図２】
2005001153.tif 000004
【図３】
2005001153.tif 000005
【図４】
2005001153.tif 000006
【図５】
2005001153.tif 000007
【図６】
2005001153.tif 000008
【図７】
2005001153.tif 000009
【図８】
2005001153.tif 000010
【図９】
2005001153.tif 000011
【図１０】
2005001153.tif 000012
【図１１】
2005001153.tif 000013
【図１２】
2005001153.tif 000014
【図１３】
2005001153.tif 000015
【図１４】
2005001153.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月18日(2003.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【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。