JP2005022250A

JP2005022250A - Image recording method and image recording apparatus

Info

Publication number: JP2005022250A
Application number: JP2003190435A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Uemura; 隆之植村; Takeshi Fujii; 武藤井
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ease unevenness in light quantity, which occurs in a joint part between recording element units, without using a special adjusting mechanism. <P>SOLUTION: When a recording head 162 is constituted in such a manner that the recording element units 166 are arranged in a direction crossing a scanning direction, a joint exists between the units 166. An energy distribution error is caused in the joint by positional accuracy and a difference in light quantity between the units 166. To solve this problem, a dot, which is set as a normal unused dot, is used for the joint. More specifically, a dot pattern for the joint is changed; multiplex recording is performed in the joint; and light quantity allocation for each dot is performed. Thus, a scanning line pitch can be corrected, and the light quantity can be corrected, so that unevenness in density can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法及び画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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（記録素子）が利用され、画像データに応じて変調された光ビームを照射する記録ヘッドを用いて記録媒体へ画像を記録する（例えば、感光材料への画像露光）画像記録装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、ＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上にＬ行×Ｍ列の２次元状に配列されたミラーデバイスであり、単一の光源をこのＤＭＤに照射することで、ＤＭＤの分解能に応じた複数の光を独立して変調制御することができる。
【０００４】
一般に、ＤＭＤ等の記録素子は、各行の並び方向と各列の並び方向とが直交するように格子状（マトリクス状）に配列されているが、この記録素子を、走査方向に対して傾斜させて配置することで、走査時に走査線の間隔が密になり、解像度を上げることができる。また、この記録素子は、複数のユニットが走査方向と交差する方向に配列され、所謂ライン走査する構成とすることで、１回の走査によって、所定の面積の画像記録が可能となり、走査時間の短縮を図ることができる。
【０００５】
ここで、記録ヘッドを構成するために配列した複数記録素子ユニットのつなぎ目部分に注目すると、そのつなぎ目部分では、両者の記録素子ユニット間において、位置、光量、ビーム形状等の特性が異なる場合がある。これは、製造上の機差、光学系の倍率誤差、組み付け精度等に起因するものであり、このつなぎ目部分では、記録画像に濃度むらが発生する。
【０００６】
このような記録画像の濃度むらを解消するために、従来では、前記特性（位置、光量、ビーム形状等）を一致させるための調整機構が必要となる（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第０２００９２９９３３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような調整機構を設置すると、その調整作業が煩雑となる。また調整機構の設置により装置自体の部品点数が増加し、かつ複雑化するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、記録素子ユニット間のつなぎ目部分に発生する光量のむらを、特別な調整機構を用いることなく緩和することができる画像記録方法及び画像記録装置を得ることが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法であって、前記記録素子ユニットにおいて、略同一走査軌跡を持つ複数のドットに対して、画像記録として使用する使用ドットと、利用せずに常時オフ状態とする不使用ドットに分類し、前記複数の記録素子間のつなぎ目に対応するドットの位置、光量、ビーム形状を含む変位に起因する標準のエネルギーに対してエネルギー分布誤差が生じた場合に、一方の記録素子ユニットの使用ドットと略同一走査軌跡となる他方の記録素子ユニットの前記不使用ドットを用いて、多重記録を実行することで、前記エネルギー分布誤差を緩和する、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、入力される画像データの１画素を表示するために、複数のドットパターンによって表現する。
【００１２】
ここで、記録素子ユニット間では、そのつなぎ目の精度により走査方向と交差する方向のドット間ピッチがずれたり、光量が変動したりして、エネルギー分布誤差が生じる場合がある。
【００１３】
そこで、このつなぎ目における一方の記録素子ユニットの使用ドットと略同一走査軌跡となる他方の記録素子ユニットの前記不使用ドットを用いて、多重記録を実行する。これにより、エネルギー分布誤差を緩和することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記多重記録による前記エネルギー分布誤差の緩和が、前記多重記録による合成エネルギーを単一の前記使用ドットの標準エネルギーへの近似、並びに前記合成エネルギーによってエネルギー分布のピーク位置の変位であることを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、多重記録を行うことで、つなぎ目以外の領域で単一の使用ドットで得られる標準エネルギーへの近似が可能となる。また、複数ドットの合成エネルギーにより、エネルギー分布のピーク位置を移動させることができ、ドット間ピッチを変位を補正することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録装置であって、前記記録素子ユニットにおいて、略同一走査軌跡を持つ複数のドットに対して、画像記録として使用する使用ドットと、利用せずに常時オフ状態とする不使用ドットに分類し、前記使用ドットを用いて画像を記録する標準仕様記録手段と、前記複数の記録素子間のつなぎ目に対応するドットの位置、光量、ビーム形状を含む変位に起因する標準のエネルギーに対してエネルギー分布誤差が生じた場合に、一方の記録素子ユニットの使用ドットと略同一走査軌跡となる他方の記録素子ユニットの前記不使用ドットを用い、多重記録によって画像を記録するつなぎ目多重記録手段と、を有している。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、主走査方向と交差する方向に記録素子ユニットを複数配列することで記録ヘッドを構成した場合、記録素子ユニット間においてつなぎ目が存在する。
【００１８】
つなぎ目以外においては、標準仕様記録手段によって予め設定した使用ドットを用いて画像を記録するが、つなぎ目においてエネルギー分布誤差が生じている場合、濃度むら等画質が低下する。
【００１９】
そこで、つなぎ目においては、つなぎ目多重記録手段によって、前記一方の記録素子ユニットの使用ドットと、この使用ドットとほぼ同一走査軌跡となる他方の記録素子ユニットの不使用ドットと、によって多重記録を実行する。
【００２０】
この多重記録によって、光量エネルギーピーク位置のシフト、光量エネルギーの調整が可能となり、前記エネルギー分布誤差を補正することができ、つなぎ目における濃度むら等を軽減し、画質を向上させることができる。
【００２１】
なお、本発明において、変調制御は、オン／オフ変調制御、パルス幅変調制御、面積変調制御等、様々な変調制御に対応可能であり、変調制御方法に関して限定されるものではない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１には、本実施の形態に係るフラッドベッドタイプの画像記録装置１００が示されている。
【００２３】
画像記録装置１００は、４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６を備え、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８を介して、平板状のステージ１５２を備えている。ステージ１５２は、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する機能を有している。
【００２４】
ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向とされ、ガイド１５８に案内されて、往復移動（走査）可能に支持されている。なお、この露光装置１００には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられており、走査方向での所望の倍率に対応した移動速度（走査速度）となるように、図示しないコントローラによって駆動制御される。
【００２５】
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の端部の各々は、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記録ヘッド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。
【００２６】
図２に示される如く、記録ヘッド１６２は、複数の記録素子ユニット１６６を備えており、所定のタイミングでそれぞれの記録素子ユニット１６６から照射される複数の光ビームを前記ステージ１５２上の感光材料１５０へ照射すると同時にステージ１５２を移動する（走査する）ことで、感光材料１５０を露光するようになっている。
【００２７】
図２及び図３（Ｂ）に示すように、記録ヘッド１６２を構成する記録素子ユニット１６６は、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ており、これら複数の記録素子ユニット１６６が走査方向と直交する方向に配列される。本実施の形態では、感光材料１５０の幅との関係で、２行で合計１０個の記録素子ユニット１６６とした。
【００２８】
ここで、記録素子ユニット１６６による露光エリア１６８は、走査方向を短辺とする矩形状で、且つ、走査方向に対して所定の傾斜角で傾斜しており、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には記録素子ユニット１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００２９】
記録素子ユニットの各々は、入射された光ビームを空間光変調素子である図示しないデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）によって、ドット単位で制御され、感光材料１５０にはドットパターンが露光されるようになっている。
【００３０】
図４（Ａ）に示される如く、前述した帯状の露光済み領域１７０（１つの記録素子ユニット１６６）は、二次元配列（４×５）された２０個のドットによって形成される。
【００３１】
前記二次元配列のドットパターンは、走査方向に対して傾斜されていることで、走査方向に並ぶ各ドットが、走査方向と交差する方向に並ぶドット間を通過するようになっており、高解像度化を図ることができる。
【００３２】
なお、傾斜角度の調整のばらつきによって、利用しないドットが存在する場合もあり、例えば、図４（Ａ）では、黒丸としたドットを使用し（使用ドット）、白丸としたドットは使用しないドット（不使用ドット）としている。この不使用ドットに対応するＤＭＤは、常にオフ状態となる。
【００３３】
すなわち、図４（Ｂ）に示される如く、Ｎｏ．１記録素子ユニット１６６の５番、６番、９番、１０番、１３番、１４番、１７番、１８番ドットが使用ドットとなり、Ｎｏ．２記録素子ユニット１６６の１番、２番、５番、６番、９番、１０番、１３番、１４番、１７番、１８番ドットが使用ドットとなる。
【００３４】
ここで、本実施の形態では、上記記録素子ユニット１６６を走査方向と交差する方向に複数配列しており、それぞれ隣接する記録素子ユニット１６６間において、つなぎ目が存在する。
【００３５】
つなぎ目は、設計上は、図４（Ｂ）の想像線で示される如く、Ｎｏ．１記録素子１６６の５番ドットと、Ｎｏ．２記録素子ユニット１６６の１８番ドットとのピッチ寸法が、他のピッチ寸法と同一となるような相対位置関係となるが、実際には製造上の機差や組み付け精度等に起因して、図４（Ｂ）の実線及び図９で示されるように、前記Ｎｏ．１記録素子１６６の５番ドットと、Ｎｏ．２記録素子ユニット１６６の１８番ドットとのピッチ寸法が、他のピッチ寸法と異なり（図４（Ｂ）では大きい）、つなぎ目部分において濃度むらが生じる可能性がある。
【００３６】
なお、寸法精度は一致していても、Ｎｏ．１記録素子ユニット１６６の各ドットのピーク光量（ＤＭＤのオン時）と、Ｎｏ．２記録素子ユニット１６６の各ドットのピーク光量（ＤＭＤのオン時）と、の間で光量差があった場合でも、濃度むらが発生する。以下、前記走査線ピッチ誤差と、光量誤差と、を総称してエネルギー分布誤差という。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、前記エネルギー分布誤差を解消するべく、前記つなぎ目部分における不使用ドットを適用し、ほぼ同一の走査軌跡上となる使用ドットとの合成光量によって、つなぎ目の見掛け上の走査ラインのシフトを行うようにしている。また、合成する最初から使用される設定の「使用ドット」と、つなぎ目において補正のために使用される設定に変更した「不使用ドット」と、の合成光量がつねぎ目以外の光量と一致するようにドットパターン数の変更（エネルギーの調整）を行うようにしている。
【００３８】
すなわち、図４（Ｂ）及び図９に示すＮｏ．１記録素子ユニット１６６の１番ドットと２番ドット、並びにＮｏ．２記録素子ユニット１６６の１９番ドットと２０番ドットが使用される。
【００３９】
また、上記構成の記録素子ユニット１６６では、図５（Ａ）に示すように、シェーディングが発生している。これは、ＤＭＤや光学レンズ等を含む光学系に起因するものであり、例えばレンズ中央を通過した光と、レンズ端末を通過した光とでは、光量エネルギーに差が生じ、これがシェーディングとなり、図５（Ａ）に示すように、中央が上に凸となる山型の特性となる。
【００４０】
例えば、このようなシェーディングが生じている状態で、１８．５μｍの線幅のラインを６画素（走査方向と直交する方向の配列数）で記録しようとした場合、図５（Ｂ）に示すように、光量エネルギーが小さい領域では線幅１７．０μｍとなり、同一の画素数で光量エネルギーが大きい領域では、線幅が２２．５μｍになる（図５（Ｃ）参照）という不具合が生じる。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、図５（Ｄ）に示すように、光量エネルギーが小さい領域においては画素数を増やし，その合成エネルギーが１８．５μｍとなるようにし、一方、光量エネルギーが大きい領域においては画素数を間引き、その合成エネルギーが光量エネルギーが小さい領域と同等の１８．５μｍとなるようにし、線幅のシェーディングによる変動を補正するようにしている（図５（Ｅ）参照）。
【００４２】
以下、図６に、つなぎ目の光量補正、並びにシェーディングによる光量補正制御のための機能的なブロック図を示す。
【００４３】
画像データ入力部１０には、画像データが入力され、フレームメモリ１２に記憶される。
【００４４】
フレームメモリ１２に記憶された画像データは、画像データ変換部１４へ送出され、複数のドットの二値（白／黒）のパターンで表現される。
【００４５】
画像データ変換部１４には、つなぎ目画像データ読出部５０と、通常（つなぎ目以外）画像データ読出部５２とが接続されている。
【００４６】
つなぎ目画像データ読出部５０で読み出されたつなぎ目画像データは、ドットパターン変換部５４へ送出され、つなぎ目用ドットパターン変換データメモリ５６から入力されるドットパターン変更データに基づいてドットパターンが補正されるようになっている。つなぎ目用ドットパターン変換データメモリ５６には、予め光量モニタ等で測光し、つなぎ目における走査線ピッチ誤差や光量誤差であるエネルギー分布誤差を補正するドットパターン変換データが記憶されるようになっている。
【００４７】
変換されたつなぎ目のドットパターンは、エネルギー調整部５８に送出され、それぞれの記録素子１６６による多重記録時のドットのエネルギー配分がなされ、再合成部６０によって前記通常画像データ読出部５２で読み出された通常画像データと再合成される。
【００４８】
前記エネルギー調整部５８における、エネルギー配分は、図１０（Ａ）に示される如く、５０％ずつにするのが最も簡易的であるが、図１０（Ｂ）に示される如く、つなぎ目において合成エネルギーが同一となるように互いに相反するように徐々に増減させることで、より精度の高い補正が可能である。
【００４９】
再合成部６０で再合成された画像データは、比較部３０に送出されるようになっている。この比較部３０には、比較データ読出部２６によってシェーディングデータメモリ２８から読み出される走査方向と交差する方向の各位置のシェーディングデータが入力されるようになっており、走査方向と交差する方向の各位置によって設定されたシェーディングデータ（しきい値）と比較される。
【００５０】
シェーディングデータは、予め記録ヘッド１６２の記録素子ユニット１６６を全点灯状態として、例えば光量モニタにアパーチャーを設けて、記録素子ユニット１６６の各記録素子の発光によるドット単位の位置と光量とを測定することで、得ることができる。この測定は、画像記録毎に行ってもよいし、朝一番の稼働開始時等、定期的に行うようにしてもよい。
【００５１】
この比較部３０での比較結果は、データ生成部３２へ送出され、最終画像データとなる各記録素子ユニットのデータが生成されて、出力部３４から送出される。
【００５２】
出力部３４から出力されたデータは、記録ヘッド１６２の図示しない制御系において、ステージ１５２の移動に同期して、当該記録ヘッド１６２の各記録素子ユニット１６６のＤＭＤを制御し、画像記録が実行される。
【００５３】
以下に本実施の形態の作用を説明する。・
（つなぎ目ようドットパターン変換データの生成）
図４（Ａ）に示すように、各記録素子ユニット１６６間にはつなぎ目が存在しているが、このつなぎ目では、位置精度、それぞれの記録素子ユニット１６６の光量（ＤＭＤのオン時）に起因して、エネルギー分布誤差が生じることがある。
【００５４】
そこで、感光材料１５０の位置と等価となる位置に光量モニタを設置し、つなぎ目におけるそれぞれの記録素子ユニット１６６毎のドットパターンの位置及び光量を認識し、不使用ドット（図４（Ｂ）及び図９に示すように、Ｎｏ．１記録素子ユニット１６６の１番ドットと２番ドット、並びにＮｏ．２記録素子ユニット１６６の１９番ドットと２０番ドット）との多重記録を基本として、ドットパターンを設定する。すなわち、ピーク位置がずれている場合には、その光量配分によってピーク位置をシフトするようなドットパターンとする。ピーク位置のずれがなく光量差のみであれば、ドットパターンとしては変更する必要はない。
【００５５】
このようにして得たドットパターン変換データを、予めつなぎ目用ドットパターン変換データメモリ５６に記憶しておく。
（シェーディングデータの生成）
通常の画像記録では、ステージ１５２上に感光材料１５０を位置決めするが、シェーディングデータを生成する場合には、この感光材料１５０の位置と等価となる位置に光量モニタを設置する。
【００５６】
この状態で、記録ヘッド１６２を全点灯、すなわち各記録素子ユニット１６６から照射される全ドットのＤＭＤによる変調をオン状態とする。
【００５７】
光量モニタには、アパーチャーを設けることで、各ドットの光量をその位置（走査方向と交差する方向）と対応させて測定する。
【００５８】
このようにして得たシェーディングデータは、一般的に図７（Ａ）に示される如く、走査方向と交差する方向の中央が上に凸となる山型の特性となる。
【００５９】
この図７（Ａ）では、縦軸を光量エネルギーとしており、これを光エネルギー積算部３６で演算される合成エネルギー値と比較するためのしきい値に変換し、図７（Ｂ）に示される比較データが生成され、シェーディングデータメモリ２８へ記憶しておく。
（画像データのつなぎ目補正）
画像データ入力部１０に入力され、フレームメモリ１２に記憶された画像でーたからつなぎ目画像データ読出部５０によってつなぎ目の画像データを読み出す。
【００６０】
一方、つなぎ目以外の通常画像データは、通常画像データ読出部５２によって読み出しておく。
【００６１】
前記つなぎ目画像データは、ドットパターン変換部５４へ送出され、つなぎ目用ドットパターン変換データメモリ５６に記憶されたドットパターン変換データに基づいて、ドットパターンが変換され、エネルギー調整部５８へ送出される。
【００６２】
エネルギー調整部５８では、多重記録することで光量過多とならないように、隣接する各記録素子ユニット１６６毎のつなぎ目の光量を調整する。つなぎ目の光量の調整は、例えばＤＭＤの対応する素子にフィルタを介在させたり、オン時間を通常よりも短くする（ＰＷＭ）ことで可能である。
【００６３】
ここで、光量調整は図１０（Ａ）に示される如く、５０％ずつとするのが最も簡易的であり、それぞれの記録素子ユニット１６６において、つなぎ目に該当するＤＭＤのオン時間を全て１／２とすればよい。
【００６４】
一方、通常の画像データ部分とつなぎ目の画像データ部分との境界で急に光量が１／２となることで起こり得る濃度むら（理論的には、１／２の光量での多重記録であるため誤差は生じない。）を防止するため、図１０（Ｂ）に示される如く、それぞれの記録素子ユニット１６６において、互いに相反するように光量を徐々に増減させるようにしもよい。
【００６５】
すなわち、図１０（Ａ）では制御負担の軽減が可能であり、図１０（Ｂ）では画質の向上が可能であるため、ニーズに応じて何れかの調整を選択するようにしてもよい。
【００６６】
このようにして補正されたつなぎ目の画像データは、再合成部６０において通常の画像データと再合成される。
（ドットパターンデータ生成）
記録素子ユニット１６６の各ドットは、図８（Ａ）に示されるようなビームエネルギースペクトラム分布となっており、図８（Ｂ）の上段に示す９画素の中央の画素（注目画素）の光ビームは、周辺画素にも影響を及ぼすことになる（強度Ｓ_０〜Ｓ_９）。その具体的な強度分布の相対関係の例としては、図８（Ｂ）の下段に示すように、注目画素の強度Ｓ_４が最大の１０である場合に、強度Ｓ_０＝２、Ｓ_１＝３、Ｓ_２＝２、Ｓ_３＝８、Ｓ_５＝７、Ｓ_６＝２、Ｓ_７＝４、Ｓ_８＝２となる。
【００６７】
ここで、上記１つの光ビームが影響を及ぼす９ドット分を１単位として、入力画像から得られた各ドットのデータを１単位で示すと、図８（Ｃ）の上段に示すように、ドットパターンＰ０〜Ｐ８となる。これを、図８（Ｃ）の下段に示す画像領域のエッジ部分に当てはめると、図８（Ｃ）の下段における鎖線で囲まれた領域において、それぞれのドットの強度を得ることができる。
【００６８】
すなわち、図８（Ｃ）の下段における鎖線内の各画素の積算エネルギー値Ｒは、
それぞれの画素を注目画素として、オンとなる強度を積算した値となる（以下の積算式参照）。
【００６９】
Ｒ_ｎ＝（Ｐ_０×Ｓ_０）＋（Ｐ_１×Ｓ_１）＋（Ｐ_２×Ｓ_２）＋（Ｐ_３×Ｓ_３）＋（Ｐ_４×Ｓ_４）＋（Ｐ_５×Ｓ_５）＋（Ｐ_６×Ｓ_６）＋（Ｐ_７×Ｓ_７）＋（Ｐ_８×Ｓ_８）・・・（１）
（但し、ｎ＝０〜８の整数、Ｐ_０〜Ｐ_８＝１）
上記計算式（１）により、各画素の積算値Ｒｎは、図８（Ｄ）に示すように、Ｒ_０＝２、Ｒ_１＝６、Ｒ_２＝８、Ｒ_３＝９、Ｒ_４＝２３、Ｒ_５＝３３、Ｒ_６＝１１、Ｒ_７＝２８、Ｒ_８＝４０となる。
【００７０】
このようにして作成された合成積算エネルギー値を前記シェーディングデータメモリ２８に記憶したシェーディングデータから、注目画素の位置に応じたしきい値と比較され、しきい値よりも大きい場合には１（オン）、しきい値以下の場合には０（オフ）とする。
【００７１】
例えば、図８（Ｃ）の下段において鎖線で囲んだ領域をしきい値と比較する場合、当初はこの注目画素とその周辺画素の９画素の内、右下の４画素がオン、それ以外がオフであるが、この注目画素が小さいしきい値（しきい値＝８）の位置にある場合には、９画素の内の上段を除く６画素がオンとなるように補正される（図７（Ｃ）参照）。
【００７２】
一方、注目画素が大きいしきい値（しきい値＝２３）の位置にある場合には、９画素の内右下の３画素のみがオンとなるように補正される（図７（Ｄ）参照）。
【００７３】
すなわち、元画像では４画素で表現していた部分が、シェーディングによって濃度が低く線幅が細くなると判断された場合には、画像を拡大するべく、オンにする画素を増加し（４画素→６画素）、シェーディングによって濃度が高く線幅が太くなると判断された場合には、画像を縮小するべく、オンする画素を減少させる（４画素→３画素）。
【００７４】
このような画像の拡大又は縮小を行うことで、シェーディングに起因する画像の縮小又は拡大に対して相殺でき、元の画像データに忠実かつ適正な画像を記録することができる。
【００７５】
上記のように、つなぎ目の光量補正、並びにシェーディングデータに基づく補正が実行された画素データは、そのまま記録ヘッド１６２の各記録素子ユニット１６６におけるＤＭＤのデータになり得、１ライン（走査方向と交差する方向で同時に記録する領域）毎のデータが揃うと、ステージ１５２の移動に同期して、感光材料１５０への画像記録が実行される。
（画像記録の流れ）
感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、前記生成されたデータに基づいて各記録素子ユニット１６６毎にＤＭＤのマイクロミラーの各々が制御される。
【００７６】
すなわち、ＤＭＤにレーザ光が照射されると、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が光学系を介して感光材料１５０へと案内され、この感光材料１５０上に結像される。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態では、複数の記録素子ユニット１６６が走査方向と交差する方向に配列されて記録ヘッド１６２が構成されている場合、記録素子ユニット１６６間においてつなぎ目が存在する。このつなぎ目では、記録素子ユニット１６６間の位置精度や光量差によってエネルギー分布誤差が発生する。そこで、通常の不使用ドットとして設定したドットを、つなぎ目において使用するようにした。すなわち、つなぎ目でのドットパターンを変更し、かつ、このつなぎ目において多重記録を実行し、それぞれのドットの光量配分を行うことで、走査線ピッチを補正し、光量の補正が可能となり、濃度むらを防止することができる。
【００７８】
また、１画素を複数のドットで表現する場合に、周辺画素との相対位置関係に基づいて、光学系等に起因するシェーディング情報に基づいて、走査方向と交差する方向によって異なるしきい値を用いて、最終的な出力データである各ドットのデータを拡大又は縮小し、前記シェーディングによる画像の縮小又は拡大が相殺され、忠実な画像を記録することが可能となる。特に、画像のエッジ部分では、画像の拡大又は縮小が顕著に現れるため、このエッジ部分に特化して本実施の形態におけるシェーディング補正を行うことで、補正のための制御負担を軽減することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、空間変調素子としてＤＭＤを用い、点灯時間を一定にしてオン／オフすることでドットパターンを生成するようにしたが、オン時間比（デューティ）制御によるパルス幅変調を行ってもよい。また、１回の点灯時間を極めて短時間として、点灯回数によってドットパターンを生成してもよい。
【００８０】
さらに、本実施の形態では、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた記録素子ユニット１６６について説明したがこのような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；ＳｐａｃｉａｌＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなど、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることも可能である。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。さらに、ＧｒａｔｉｎｇＬｉｇｈｔＶａｌｖｅ（ＧＬＶ）を複数ならべて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成では、上記したレーザの他にランプ等も光源として使用可能である。
【００８１】
また、上記の実施の形態における光源としては、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源、複数の発光点が二次元状に配列された光源（たとえば、ＬＤアレイ、有機ＥＬアレイ等）、等が適用可能である。
【００８２】
さらに、本実施の形態の画像記録装置１００は、例えば、プリント配線基板（ＰＷＢ；ＰｒｉｎｔｅｄＷｉｒｉｎｇＢｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ；ＤｒｙＦｉｌｍＲｅｓｉｓｔ）の露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。
【００８３】
また、上記の画像記録装置１００には、露光により直接情報が記録されるフォトンモード感光材料、露光により発生した熱で情報が記録されるヒートモード感光材料の何れも使用することができる。フォトンモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＧａＮ系半導体レーザ、波長変換固体レーザ等が使用され、ヒートモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（赤外レーザ）、固体レーザが使用される。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明では、記録素子ユニット間のつなぎ目部分に発生する光量のむらを、特別な調整機構を用いることなく緩和することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の画像記録装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の画像記録装置の記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図４】（Ａ）は記録素子ユニットのドット配列状態を示す平面図、（Ｂ）は図４（Ａ）における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【図５】（Ａ）は記録ヘッドの走査方向と交差する方向におけるエネルギー分布特性図、（Ｂ）は小エネルギー領域及び大エネルギー領域におけるドット単位のエネルギー分布図、（Ｃ）は線幅を示す特性図、（Ｄ）は図５（Ｂ）のシェーディング補正後のドット単位のエネルギー分布図、（Ｅ）は補正後の小及び大エネルギー領域における線幅を示す特性図である。
【図６】本実施の形態に係るつなぎ目の画像データの補正並びにシェーディング補正するための制御系を示す制御ブロック図である。
【図７】（Ａ）は記録ヘッドの走査方向と交差する方向におけるエネルギー分布特性図、（Ｂ）は図７（Ａ）の特性図に対して、縦軸を積算エネルギー値と比較するためのしきい値に変換した場合の特性図、（Ｃ）は小エネルギー領域におけるドットパターンの状態を示す平面図、（Ｄ）は大エネルギー領域におけるドットパターンの状態を示す平面図である。
【図８】（Ａ）は光ビームスペクトラム図、（Ｂ）はビームエネルギー分布の強度の対応図とその具体的数値の相対位置関係を示す平面図、（Ｃ）は注目画素とその周辺画素との相対位置関係を示す平面図とその具体的位置を示す平面図、（Ｄ）は注目画素とその周辺が画素の積算エネルギー値を示す平面図である。
【図９】（Ａ）はつなぎ目において多重記録しない場合の各ドットの走査領域を示す平面図、（Ｂ）はつなぎ目において多重記録した場合の書くドットの走査領域を示す平面図である。
【図１０】多重記録する場合の光量配分特性を示し、（Ａ）は均等配分（５０％配分）した場合、（Ｂ）は合成光量の一定を保持しつつ互いに相反するように光量を増減させた場合を示す。
【符号の説明】
１０画像データ入力部
１２フレームメモリ
１４画像データ変換部
３０比較部
２６比較データ読出部
２８シェーディングデータメモリ
３２データ生成部
３４出力部
５０つなぎ目画像データ読出部
５２通常画像データ読出部
５４ドットパターン変換部
５６つなぎ目用ドットパターン変換データメモリ
５８エネルギー調整部
６０再合成部
１００画像記録装置
１５０感光材料
１５２ステージ
１６２記録ヘッド
１６６記録素子ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
According to the present invention, a plurality of recording element units that form a two-dimensionally arrayed light beam are arranged in a direction intersecting the scanning direction, and are scanned along the image recording surface to obtain dots. The present invention relates to an image recording method and an image recording apparatus for recording an image on the image recording surface according to a pattern.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a spatial light modulation element (recording element) such as a digital micromirror device (DMD) is used, and an image is recorded on a recording medium using a recording head that emits a light beam modulated according to image data. Various image recording apparatuses have been proposed (for example, image exposure to photosensitive material).
[0003]
For example, the DMD is a mirror device in which a large number of micromirrors whose reflection surfaces change in response to a control signal are arranged in a two-dimensional form of L rows × M columns on a semiconductor substrate such as silicon. By irradiating the DMD with this light source, it is possible to independently control and modulate a plurality of lights according to the resolution of the DMD.
[0004]
In general, recording elements such as DMDs are arranged in a grid (matrix) so that the arrangement direction of each row and the arrangement direction of each column are orthogonal to each other. However, the recording elements are inclined with respect to the scanning direction. By arranging them, the interval between the scanning lines becomes close at the time of scanning, and the resolution can be increased. In addition, the recording element has a configuration in which a plurality of units are arranged in a direction crossing the scanning direction and is so-called line scanning, so that an image of a predetermined area can be recorded by one scanning, and the scanning time can be reduced. Shortening can be achieved.
[0005]
Here, when attention is paid to a joint portion of a plurality of recording element units arranged to form a recording head, characteristics such as position, light quantity, and beam shape may be different between the two recording element units at the joint portion. . This is due to machine differences in manufacturing, magnification error of the optical system, assembly accuracy, and the like, and density unevenness occurs in the recorded image at the joint portion.
[0006]
In order to eliminate such density unevenness of the recorded image, conventionally, an adjustment mechanism for matching the above characteristics (position, light quantity, beam shape, etc.) is required (see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
US Patent No. 0200993933
[Problems to be solved by the invention]
However, when the adjustment mechanism as described above is installed, the adjustment work becomes complicated. Further, there is a problem that the number of parts of the apparatus itself increases and becomes complicated due to the installation of the adjusting mechanism.
[0009]
In view of the above facts, an object of the present invention is to provide an image recording method and an image recording apparatus that can alleviate unevenness in the amount of light generated at a joint portion between recording element units without using a special adjustment mechanism. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a recording head configured by arranging a plurality of recording element units that form two-dimensionally arranged light beams in a direction intersecting the scanning direction is scanned along the image recording surface. An image recording method for recording an image on the image recording surface by a dot pattern, wherein the recording element unit uses a plurality of dots having substantially the same scanning trajectory to be used as image recording and Categorized as unused dots that are not used and always turned off, and energy distribution with respect to standard energy caused by displacement including dot position, light quantity, beam shape corresponding to joints between the plurality of recording elements When an error occurs, the unused dots of the other recording element unit that has substantially the same scanning locus as the used dots of one recording element unit are used to By executing the recording, to mitigate the energy distribution error is characterized by.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, in order to display one pixel of the input image data, it is expressed by a plurality of dot patterns.
[0012]
Here, between the recording element units, the dot distribution pitch in the direction intersecting the scanning direction may be shifted or the amount of light may vary due to the accuracy of the joint, resulting in an energy distribution error.
[0013]
Therefore, multiplex recording is executed using the unused dots of the other recording element unit having substantially the same scanning locus as the used dots of one recording element unit at the joint. Thereby, the energy distribution error can be relaxed.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, the relaxation of the energy distribution error due to the multiple recording is an approximation of the combined energy due to the multiple recording to a standard energy of a single used dot. And the displacement of the peak position of the energy distribution by the synthetic energy.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, by performing multiple recording, it is possible to approximate the standard energy obtained with a single use dot in an area other than the joint. Further, the peak position of the energy distribution can be moved by the composite energy of a plurality of dots, and the displacement of the inter-dot pitch can be corrected.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, a recording head formed by arranging a plurality of recording element units that form two-dimensionally arranged light beams in a direction intersecting the scanning direction is scanned along the image recording surface. Thus, an image recording apparatus for recording an image on the image recording surface by a dot pattern, wherein a plurality of dots having substantially the same scanning locus in the recording element unit are used as image recording. The standard specification recording means for recording an image using the used dots, classifying the unused dots to be always in an off state without using them, and the dot positions corresponding to the joints between the plurality of recording elements, the light amount, When an energy distribution error occurs with respect to the standard energy due to the displacement including the beam shape, the scanning trajectory is almost the same as the used dot of one printing element unit. The use of a non-use dot of the other recording element unit that has a joint multiplex recording means for recording an image by multiple recording, the.
[0017]
According to the third aspect of the present invention, when a recording head is configured by arranging a plurality of recording element units in a direction crossing the main scanning direction, there is a joint between the recording element units.
[0018]
In the case other than the joint, an image is recorded using the use dots preset by the standard specification recording means. However, when an energy distribution error occurs in the joint, the image quality such as density unevenness is deteriorated.
[0019]
Therefore, at the joint, multiple recording is performed by the joint multiplex recording means using the used dots of the one recording element unit and the unused dots of the other recording element unit having the same scanning locus as the used dots. .
[0020]
This multiple recording makes it possible to shift the light amount energy peak position and adjust the light amount energy, correct the energy distribution error, reduce uneven density at the joints, and improve image quality.
[0021]
In the present invention, the modulation control can correspond to various modulation controls such as on / off modulation control, pulse width modulation control, and area modulation control, and is not limited with respect to the modulation control method.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a flood bed type image recording apparatus 100 according to the present embodiment.
[0023]
The image recording apparatus 100 includes a thick plate-shaped installation table 156 supported by four legs 154, and includes a flat plate-like stage 152 via two guides 158 extending along the stage moving direction. ing. The stage 152 has a function of adsorbing and holding the sheet-like photosensitive material 150 on the surface.
[0024]
The stage 152 has a longitudinal direction as a stage moving direction, is guided by a guide 158, and is supported so as to be able to reciprocate (scan). The exposure apparatus 100 is provided with a driving device (not shown) for driving the stage 152 along the guide 158 so as to have a moving speed (scanning speed) corresponding to a desired magnification in the scanning direction. The drive is controlled by a controller (not shown).
[0025]
A U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the stage 152. Each of the ends of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 156. A recording head 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) detection sensors 164 for detecting the front and rear ends of the photosensitive material 150 are provided on the other side. .
[0026]
As shown in FIG. 2, the recording head 162 includes a plurality of recording element units 166, and a plurality of light beams emitted from the respective recording element units 166 at a predetermined timing are applied to the photosensitive material 150 on the stage 152. The photosensitive material 150 is exposed by moving (scanning) the stage 152 simultaneously with irradiation.
[0027]
As shown in FIGS. 2 and 3B, the recording element units 166 constituting the recording head 162 are arranged in a substantially matrix of m rows and n columns (for example, 2 rows and 5 columns). The recording element units 166 are arranged in a direction orthogonal to the scanning direction. In the present embodiment, a total of ten recording element units 166 are arranged in two rows in relation to the width of the photosensitive material 150.
[0028]
Here, the exposure area 168 by the recording element unit 166 has a rectangular shape with a short side in the scanning direction and is inclined at a predetermined inclination angle with respect to the scanning direction. In 150, a strip-shaped exposed area 170 is formed for each recording element unit 166.
[0029]
Each of the recording element units controls the incident light beam in units of dots by a digital micromirror device (DMD) (not shown) which is a spatial light modulation element, so that the photosensitive material 150 is exposed to a dot pattern. It has become.
[0030]
As shown in FIG. 4A, the above-described band-shaped exposed region 170 (one recording element unit 166) is formed by 20 dots that are two-dimensionally arranged (4 × 5).
[0031]
The two-dimensional dot pattern is inclined with respect to the scanning direction so that the dots arranged in the scanning direction pass between the dots arranged in the direction intersecting the scanning direction. Can be achieved.
[0032]
Note that there may be dots that are not used due to variations in the adjustment of the tilt angle. For example, in FIG. 4A, dots that are black dots are used (used dots) and dots that are white dots are not used ( Unused dots). The DMD corresponding to this unused dot is always off.
[0033]
That is, as shown in FIG. No. 5, No. 6, No. 9, No. 10, No. 13, No. 14, No. 14, No. 17 and No. 18 dots of the recording element unit 166 are used dots. The first, second, fifth, sixth, ninth, tenth, thirteenth, fourteenth, seventeenth, and eighteenth dots of the two recording element units 166 are used dots.
[0034]
Here, in the present embodiment, a plurality of the recording element units 166 are arranged in the direction intersecting the scanning direction, and there are joints between the adjacent recording element units 166.
[0035]
As shown by the imaginary line in FIG. No. 1 dot of recording element 166, No. 1 2 The pitch dimension of the recording element unit 166 with respect to the 18th dot is the same as the other pitch dimensions. 4 (B) and as shown in FIG. No. 1 dot of recording element 166, No. 1 The pitch dimension with the 18th dot of the two recording element units 166 is different from the other pitch dimensions (large in FIG. 4B), and there is a possibility that density unevenness occurs in the joint portion.
[0036]
Even if the dimensional accuracy is the same, No. No. 1 recording element unit 166 peak light quantity of each dot (when DMD is on) Even when there is a light amount difference between the peak light amount of each dot of the 2-recording element unit 166 (when the DMD is on), uneven density occurs. Hereinafter, the scanning line pitch error and the light amount error are collectively referred to as an energy distribution error.
[0037]
Therefore, in the present embodiment, in order to eliminate the energy distribution error, the unused dots in the joint portion are applied, and the apparent scanning of the joint is performed based on the combined light amount with the used dots on the almost same scanning locus. The line is shifted. Also, the combined light amount of the setting “used dots” used from the beginning to be combined and the “unused dot” changed to the setting used for correction at the joints matches the light amount other than the joints. In this way, the number of dot patterns is changed (energy adjustment).
[0038]
That is, No. 2 shown in FIGS. No. 1 and No. 2 dots of No. 1 recording element unit 166 and No. 1 The 19th and 20th dots of the 2 printing element unit 166 are used.
[0039]
In the recording element unit 166 having the above configuration, shading occurs as shown in FIG. This is caused by an optical system including a DMD, an optical lens, and the like. For example, there is a difference in light energy between light that has passed through the center of the lens and light that has passed through the lens terminal, which results in shading. As shown to (A), it becomes the mountain-shaped characteristic which the center becomes convex upwards.
[0040]
For example, in a state where such shading has occurred, if an attempt is made to record a line having a line width of 18.5 μm with 6 pixels (the number of arrays in the direction orthogonal to the scanning direction), as shown in FIG. In addition, the line width becomes 17.0 μm in the region where the light energy is small, and the line width becomes 22.5 μm in the region where the light energy is large with the same number of pixels (see FIG. 5C).
[0041]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5D, the number of pixels is increased in the region where the light amount energy is small so that the combined energy becomes 18.5 μm, while in the region where the light amount energy is large. Thins out the number of pixels so that the combined energy is equal to 18.5 μm, which is equivalent to the region where the light energy is small, and the fluctuation due to the shading of the line width is corrected (see FIG. 5E).
[0042]
FIG. 6 shows a functional block diagram for light amount correction at the joint and light amount correction control by shading.
[0043]
Image data is input to the image data input unit 10 and stored in the frame memory 12.
[0044]
The image data stored in the frame memory 12 is sent to the image data converter 14 and is expressed by a binary (white / black) pattern of a plurality of dots.
[0045]
The image data conversion unit 14 is connected to a joint image data reading unit 50 and a normal (other than a joint) image data reading unit 52.
[0046]
The joint image data read by the joint image data reading unit 50 is sent to the dot pattern conversion unit 54, and the dot pattern is corrected based on the dot pattern change data input from the joint dot pattern conversion data memory 56. It is like that. The dot pattern conversion data memory 56 for joints stores dot pattern conversion data that is measured in advance with a light quantity monitor or the like and corrects an energy distribution error that is a scanning line pitch error or a light quantity error at the joint.
[0047]
The converted dot pattern of the joint is sent to the energy adjusting unit 58, and the energy distribution of the dots at the time of multiple recording by the respective recording elements 166 is performed, and is read out by the recombining unit 60 by the normal image data reading unit 52. Recombined with normal image data.
[0048]
As shown in FIG. 10A, the energy distribution in the energy adjusting unit 58 is most easily set to 50%. However, as shown in FIG. By increasing or decreasing gradually so as to be the same as each other, correction with higher accuracy is possible.
[0049]
The image data recombined by the recombining unit 60 is sent to the comparing unit 30. The comparison unit 30 is input with shading data at each position in the direction intersecting the scanning direction read from the shading data memory 28 by the comparison data reading unit 26, and each direction in the direction intersecting the scanning direction. It is compared with the shading data (threshold value) set by the position.
[0050]
For the shading data, the recording element unit 166 of the recording head 162 is turned on in advance, and an aperture is provided in the light amount monitor, for example, and the position and light amount of the dot unit due to light emission of each recording element of the recording element unit 166 are measured And you can get it. This measurement may be performed every time the image is recorded, or may be periodically performed such as when the first operation starts in the morning.
[0051]
The comparison result in the comparison unit 30 is sent to the data generation unit 32, and the data of each recording element unit as final image data is generated and sent from the output unit 34.
[0052]
In the control system (not shown) of the recording head 162, the data output from the output unit 34 controls the DMD of each recording element unit 166 of the recording head 162 in synchronization with the movement of the stage 152, and image recording is executed. The
[0053]
The operation of this embodiment will be described below.・
(Generation of dot pattern conversion data for joints)
As shown in FIG. 4A, there is a joint between the recording element units 166. This joint is caused by the positional accuracy and the light quantity of each recording element unit 166 (when the DMD is on). As a result, an energy distribution error may occur.
[0054]
Therefore, a light amount monitor is installed at a position equivalent to the position of the photosensitive material 150, the position and light amount of the dot pattern for each recording element unit 166 at the joint are recognized, and unused dots (FIG. 4B and FIG. As shown in FIG. 9, the dot pattern is based on the multiplex recording of No. 1 recording element unit 166 No. 1 and No. 2 dot and No. 2 recording element unit 166 No. 19 and No. 20 dot). Set. That is, when the peak position is deviated, the dot pattern is set such that the peak position is shifted by the light quantity distribution. If there is no shift in the peak position and only the light amount difference, there is no need to change the dot pattern.
[0055]
The dot pattern conversion data obtained in this way is stored in the joint dot pattern conversion data memory 56 in advance.
(Generation of shading data)
In normal image recording, the photosensitive material 150 is positioned on the stage 152. When shading data is generated, a light amount monitor is installed at a position equivalent to the position of the photosensitive material 150.
[0056]
In this state, the recording head 162 is fully turned on, that is, the modulation by DMD of all dots irradiated from each recording element unit 166 is turned on.
[0057]
By providing an aperture in the light amount monitor, the light amount of each dot is measured in correspondence with its position (direction intersecting the scanning direction).
[0058]
The shading data obtained in this way generally has a mountain-shaped characteristic in which the center in the direction intersecting the scanning direction is convex upward, as shown in FIG.
[0059]
In FIG. 7A, the vertical axis represents light energy, which is converted into a threshold value for comparison with the combined energy value calculated by the light energy integrating unit 36, and is shown in FIG. 7B. Comparison data is generated and stored in the shading data memory 28.
(Correction correction for image data)
The image data input to the image data input unit 10 and stored in the frame memory 12 is read by the joint image data reading unit 50 from the joint image data reading unit 50.
[0060]
On the other hand, normal image data other than the joints is read out by the normal image data reading unit 52.
[0061]
The joint image data is sent to the dot pattern conversion unit 54, the dot pattern is converted based on the dot pattern conversion data stored in the joint dot pattern conversion data memory 56, and sent to the energy adjustment unit 58.
[0062]
The energy adjustment unit 58 adjusts the amount of light at the joint of each adjacent recording element unit 166 so that the amount of light does not become excessive due to multiple recording. The amount of light at the joint can be adjusted, for example, by interposing a filter in the corresponding element of the DMD, or by shortening the ON time (PWM).
[0063]
Here, as shown in FIG. 10A, the light amount adjustment is most easily performed in increments of 50%. In each recording element unit 166, all the ON times of the DMDs corresponding to the joints are halved. And it is sufficient.
[0064]
On the other hand, density unevenness that may occur when the light amount suddenly becomes ½ at the boundary between the normal image data portion and the joint image data portion (theoretically, because multiple recording is performed with ½ light amount). In order to prevent the error, the light amount may be gradually increased or decreased in each of the recording element units 166 so as to conflict with each other, as shown in FIG.
[0065]
That is, since the control burden can be reduced in FIG. 10A and the image quality can be improved in FIG. 10B, any adjustment may be selected according to needs.
[0066]
The joint image data corrected in this way is recombined with normal image data in the recombining unit 60.
(Dot pattern data generation)
Each dot of the recording element unit 166 has a beam energy spectrum distribution as shown in FIG. 8A, and the light beam of the center pixel (attention pixel) of the nine pixels shown in the upper part of FIG. 8B. Will also affect the surrounding pixels (intensities S _{0 to} S ₉ ). As a specific example of the relative relationship of the intensity distribution, as shown in the lower part of FIG. 8B, when the intensity S ₄ of the target pixel is 10 at the maximum, the intensity S ₀ = 2 and S ₁ = 3, S ₂ = 2, S ₃ = 8, S ₅ = 7, S ₆ = 2, S ₇ = 4, and S ₈ = 2.
[0067]
Here, when the data of each dot obtained from the input image is expressed in one unit with the nine dots affected by the one light beam as one unit, as shown in the upper part of FIG. Patterns P0 to P8 are obtained. When this is applied to the edge portion of the image area shown in the lower part of FIG. 8C, the intensity of each dot can be obtained in the area surrounded by the chain line in the lower part of FIG.
[0068]
That is, the integrated energy value R of each pixel in the chain line in the lower part of FIG.
Each pixel is regarded as a pixel of interest, and a value obtained by integrating the intensity of turning on is obtained (see the following integration formula).
[0069]
_{_{_{R n = (P 0 × S}}} 0) + (P 1 × S 1) + (P 2 × S 2) + (P 3 × S 3) + (P 4 × S 4) + (P 5 × S 5) + (P ₆ × S ₆ ) + (P ₇ × S ₇ ) + (P ₈ × S ₈ ) (1)
(However, n = 0 to 8 integers, P _{0 to} P ₈ = 1)
According to the above calculation formula (1), the integrated value Rn of each pixel is R ₀ = 2, R ₁ = 6, R ₂ = 8, R ₃ = 9, R ₄ = 23 as shown in FIG. 8D. , R ₅ = 33, R ₆ = 11, R ₇ = 28, and R ₈ = 40.
[0070]
The composite integrated energy value created in this way is compared with the threshold value corresponding to the position of the pixel of interest from the shading data stored in the shading data memory 28. ), 0 (off) when below the threshold.
[0071]
For example, when the area surrounded by the chain line in the lower part of FIG. 8C is compared with the threshold value, initially, among the nine pixels of the target pixel and its surrounding pixels, the lower right four pixels are on, and the others are If the pixel of interest is at a small threshold value (threshold value = 8), it is corrected so that 6 pixels of the 9 pixels except the upper stage are turned on (FIG. 7). (See (C)).
[0072]
On the other hand, when the target pixel is at the position of the large threshold value (threshold value = 23), correction is performed so that only the lower right three pixels of the nine pixels are turned on (see FIG. 7D). ).
[0073]
That is, if it is determined that the density of the portion represented by 4 pixels in the original image is low due to shading and the line width is narrowed, the number of pixels to be turned on is increased to enlarge the image (4 pixels → 6 Pixels), if it is determined that the density is high and the line width is increased by shading, the number of pixels to be turned on is reduced (4 pixels → 3 pixels) in order to reduce the image.
[0074]
By performing such enlargement or reduction of the image, it is possible to cancel the reduction or enlargement of the image caused by shading, and it is possible to record an image that is faithful to the original image data and appropriate.
[0075]
As described above, the pixel data subjected to the light amount correction at the joint and the correction based on the shading data can be used as DMD data in each recording element unit 166 of the recording head 162 as it is, and is one line (crosses the scanning direction). When the data for each area (recorded simultaneously in the direction) is prepared, image recording onto the photosensitive material 150 is executed in synchronization with the movement of the stage 152.
(Image recording flow)
The stage 152 that has adsorbed the photosensitive material 150 to the surface is moved at a constant speed from the upstream side to the downstream side of the gate 160 along the guide 158 by a driving device (not shown). When the leading edge of the photosensitive material 150 is detected by the detection sensor 164 attached to the gate 160 when the stage 152 passes under the gate 160, the DMD of each recording element unit 166 is determined based on the generated data. Each of the micromirrors is controlled.
[0076]
That is, when the DMD is irradiated with laser light, the laser light reflected when the micromirror of the DMD is turned on is guided to the photosensitive material 150 through the optical system and imaged on the photosensitive material 150. The
[0077]
As described above, in the present embodiment, when the recording head 162 is configured by arranging a plurality of recording element units 166 in a direction crossing the scanning direction, there is a joint between the recording element units 166. At this joint, an energy distribution error occurs due to positional accuracy between the recording element units 166 and a light amount difference. Therefore, the dots set as normal unused dots are used at the joints. In other words, the dot pattern at the joint is changed, and multiple recording is executed at the joint, and the light quantity distribution of each dot is performed, so that the scanning line pitch can be corrected and the light quantity can be corrected. Can be prevented.
[0078]
In addition, when one pixel is expressed by a plurality of dots, a different threshold is used depending on the direction intersecting the scanning direction based on shading information caused by an optical system or the like based on a relative positional relationship with surrounding pixels. As a result, the data of each dot, which is the final output data, is enlarged or reduced, and the reduction or enlargement of the image due to the shading is canceled, and a faithful image can be recorded. In particular, since the enlargement or reduction of the image appears remarkably at the edge portion of the image, the control load for the correction can be reduced by performing the shading correction in the present embodiment specifically for this edge portion. .
[0079]
In this embodiment, a DMD is used as a spatial modulation element, and a dot pattern is generated by turning on / off at a constant lighting time. However, pulse width modulation by on-time ratio (duty) control is performed. You may go. Alternatively, the dot pattern may be generated according to the number of times of lighting, with one lighting time being extremely short.
[0080]
Further, in the present embodiment, the recording element unit 166 having the DMD as the spatial light modulation element has been described. However, in addition to such a reflective spatial light modulation element, a transmissive spatial light modulation element (LCD) is used. You can also For example, a liquid crystal shutter such as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type spatial light modulator (SLM), an optical element (PLZT element) that modulates transmitted light by an electro-optic effect, or a liquid crystal light shutter (FLC). It is also possible to use a spatial light modulation element other than the MEMS type, such as an array. Note that MEMS is a general term for a micro system that integrates micro-sized sensors, actuators, and control circuits based on a micro-machining technology based on an IC manufacturing process, and a MEMS type spatial light modulator is an electrostatic force. It means a spatial light modulation element driven by an electromechanical operation using Further, a plurality of Grafting Light Valves (GLVs) arranged in a two-dimensional shape can be used. In the configuration using these reflective spatial light modulator (GLV) and transmissive spatial light modulator (LCD), a lamp or the like can be used as a light source in addition to the laser described above.
[0081]
The light source in the above embodiment includes a fiber array light source including a plurality of combined laser light sources, and a single optical fiber that emits laser light incident from a single semiconductor laser having one light emitting point. A fiber array light source obtained by arraying fiber light sources provided with a light source (for example, an LD array, an organic EL array, etc.) in which a plurality of light emitting points are arranged in a two-dimensional manner can be applied.
[0082]
Further, the image recording apparatus 100 according to the present embodiment includes, for example, exposure of a dry film resist (DFR) in a manufacturing process of a printed wiring board (PWB) and a liquid crystal display (LCD). It can be suitably used for applications such as forming color filters in the manufacturing process, exposing DFR in the TFT manufacturing process, and exposing DFR in the plasma display panel (PDP) manufacturing process.
[0083]
The image recording apparatus 100 can use either a photon mode photosensitive material in which information is directly recorded by exposure or a heat mode photosensitive material in which information is recorded by heat generated by exposure. When using a photon mode photosensitive material, a GaN-based semiconductor laser, a wavelength conversion solid-state laser, or the like is used for the laser device. When using a heat mode photosensitive material, an AlGaAs-based semiconductor laser (infrared laser), A solid state laser is used.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has an excellent effect that unevenness in the amount of light generated at the joint portion between the recording element units can be reduced without using a special adjustment mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an image recording apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a recording head of the image recording apparatus of the present embodiment.
FIG. 3A is a plan view showing an exposed area formed on a photosensitive material, and FIG. 3B is a view showing an arrangement of exposure areas by each exposure head.
4A is a plan view showing a dot arrangement state of a recording element unit, and FIG. 4B is an enlarged view of a portion surrounded by a one-dot chain line in FIG. 4A.
5A is an energy distribution characteristic diagram in a direction crossing the scanning direction of the recording head, FIG. 5B is an energy distribution diagram of a dot unit in a small energy region and a large energy region, and FIG. 5C is a line width. (D) is an energy distribution diagram in dot units after shading correction in FIG. 5 (B), and (E) is a characteristic diagram showing line widths in the small and large energy regions after correction.
FIG. 6 is a control block diagram showing a control system for correcting image data and shading correction at a joint according to the present embodiment.
7A is an energy distribution characteristic diagram in a direction crossing the scanning direction of the recording head, and FIG. 7B is a graph for comparing the vertical axis with an integrated energy value with respect to the characteristic diagram of FIG. FIG. 4C is a characteristic diagram when converted into a threshold value, FIG. 4C is a plan view showing a state of a dot pattern in a small energy region, and FIG. 4D is a plan view showing a state of a dot pattern in a large energy region.
8A is a light beam spectrum diagram, FIG. 8B is a correspondence diagram of the intensity of the beam energy distribution, and a plan view showing the relative positional relationship of specific numerical values, and FIG. 8C is a pixel of interest and its surrounding pixels. FIG. 7D is a plan view showing the relative positional relationship between the pixel of interest and a plan view showing its specific position, and FIG.
9A is a plan view showing a scanning area of each dot when multiple recording is not performed at a joint, and FIG. 9B is a plan view showing a scanning area of written dots when multiple recording is performed at a joint.
10A and 10B show light quantity distribution characteristics in the case of multiplex recording. FIG. 10A shows a case where uniform distribution (50% distribution) is performed, and FIG. Indicates the case.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image data input part 12 Frame memory 14 Image data conversion part 30 Comparison part 26 Comparison data reading part 28 Shading data memory 32 Data generation part 34 Output part 50 Joint image data reading part 52 Normal image data reading part 54 Dot pattern conversion part 56 Joint dot pattern conversion data memory 58 Energy adjustment unit 60 Recombination unit 100 Image recording device 150 Photosensitive material 152 Stage 162 Recording head 166 Recording element unit

Claims

二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法であって、
前記記録素子ユニットにおいて、略同一走査軌跡を持つ複数のドットに対して、画像記録として使用する使用ドットと、利用せずに常時オフ状態とする不使用ドットに分類し、
前記複数の記録素子間のつなぎ目に対応するドットの位置、光量、ビーム形状を含む変位に起因する標準のエネルギーに対してエネルギー分布誤差が生じた場合に、
一方の記録素子ユニットの使用ドットと略同一走査軌跡となる他方の記録素子ユニットの前記不使用ドットを用いて、多重記録を実行することで、前記エネルギー分布誤差を緩和する、
ことを特徴とする画像記録方法。By scanning a recording head formed by arranging a plurality of recording element units forming a two-dimensionally arranged light beam in a direction crossing the scanning direction along the image recording surface, the image is formed by a dot pattern. An image recording method for recording an image on a recording surface,
In the recording element unit, for a plurality of dots having substantially the same scanning trajectory, it is classified into used dots used for image recording and unused dots that are always used without being used,
When an energy distribution error occurs with respect to the standard energy due to the displacement including the position, light amount, and beam shape of the dot corresponding to the joint between the plurality of recording elements,
By performing multiple recording using the unused dots of the other recording element unit that has substantially the same scanning trajectory as the used dots of one recording element unit, the energy distribution error is reduced.
An image recording method.

前記多重記録による前記エネルギー分布誤差の緩和が、前記多重記録による合成エネルギーを単一の前記使用ドットの標準エネルギーへの近似、並びに前記合成エネルギーによってエネルギー分布のピーク位置の変位であることを特徴とする請求項１記載の画像記録方法。The relaxation of the energy distribution error due to the multiple recording is an approximation of the combined energy due to the multiple recording to the standard energy of a single used dot, and the displacement of the peak position of the energy distribution by the combined energy. The image recording method according to claim 1.

二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録装置であって、
前記記録素子ユニットにおいて、略同一走査軌跡を持つ複数のドットに対して、画像記録として使用する使用ドットと、利用せずに常時オフ状態とする不使用ドットに分類し、前記使用ドットを用いて画像を記録する標準仕様記録手段と、
前記複数の記録素子間のつなぎ目に対応するドットの位置、光量、ビーム形状を含む変位に起因する標準のエネルギーに対してエネルギー分布誤差が生じた場合に、一方の記録素子ユニットの使用ドットと略同一走査軌跡となる他方の記録素子ユニットの前記不使用ドットを用い、多重記録によって画像を記録するつなぎ目多重記録手段と、
を有する画像記録装置。By scanning a recording head formed by arranging a plurality of recording element units forming a two-dimensionally arranged light beam in a direction crossing the scanning direction along the image recording surface, the image is formed by a dot pattern. An image recording apparatus for recording an image on a recording surface,
In the recording element unit, a plurality of dots having substantially the same scanning locus are classified into a use dot used for image recording and a non-use dot which is not used and is always turned off. A standard specification recording means for recording an image;
When an energy distribution error occurs with respect to the standard energy caused by the displacement including the position, light amount, and beam shape of the dot corresponding to the joint between the plurality of recording elements, the used dot of one recording element unit is approximately A joint multiplex recording means for recording an image by multiplex recording using the unused dots of the other recording element unit having the same scanning locus,
An image recording apparatus.