JP2006349945A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の画素を選択的に変調する手段側から出射された各ビームによって露光して描画するときの描画画素位置を補正して高精度で描画可能とした、構成が簡素で廉価な露光装置を提供する。
【解決手段】 制御ユニットのメモリに記憶した、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータに基づいて、各描画画素に割り与える画像を調整し、露光ヘッドに設置された複数の描画画素を、調整された画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ１４に載置された被露光部材１１上に照射する状態で、ステージ１４と露光ヘッドとを相対的に移動して所定のパターンで走査露光をすることで、所定の描画形状を得るようにする。
【選択図】 図１５

Description

この発明は、露光ヘッドに設置された空間光変調素子等の複数の画素を画像データ（パターンデータ）に基づいて選択的に変調する手段から出射された各ビームを、レンズアレイ等の光学素子により１画素毎に集光させて照射することにより、所定のパターンで露光する露光装置に関する。

近年、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）といった空間光変調素子等をパターンジェネレータとして利用して、画像データに応じて変調された光ビームにより、被露光部材上に画像露光を行うデジタル露光装置（マルチビーム露光装置）が実用化されている。

このＤＭＤは、例えば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をシリコン等の半導体基板上に２次元的に配列したミラーデバイスであり、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よう構成されている。

従来のＤＭＤを用いたデジタル露光装置では、例えば、レーザビームを出射する光源から出射されたレーザビームをレンズ系でコリメートし、このレンズ系の略焦点位置に配置されたＤＭＤの複数のマイクロミラーでそれぞれレーザビームを反射して複数のビーム出射口から各ビームを出射する露光ヘッドを用い、さらに露光ヘッドのビーム出射口から出射された各ビームを１画素毎に１つのレンズで集光させるマイクロレンズアレイ等の光学素子を持つレンズ系により感光材料（被露光部材）の露光面上にスポット径を小さくして結像し、解像度の高い画像露光を行う。

このようなデジタル露光装置では、画像データ等に応じて生成した制御信号に基づいてＤＭＤのマイクロミラーの各々を制御装置でオンオフ（ＯＮ／０ＦＦ）制御してレーザビームを変調（偏向）し、変調されたレーザビームを露光面（記録面）上に照射して露光する。

このデジタル露光装置では、一対のガイドレールに沿って移動する描画テーブル上に被描画体としてのフォトレジスト層を持つ感光材料を設置し、この描画テーブルの上方に複数の露光ユニットを配置し、描画テーブルを移動しながら各露光ユニットのＤＭＤを画像データに応じて変調して感光材料上にレーザビームを照射することにより、ビームスポットの位置を感光材料に対して相対的に移動させて、感光材料上にパターン露光する走査露光処理を実行可能に構成されている。

このようなデジタル露光装置では、例えば基板上に高精度に回路パターンを露光する走査露光処理に利用する場合に、露光ヘッドの照明光学系や結像光学系に用いられるレンズがディストーションと呼ばれる固有の歪み特性を有しているため、ＤＭＤの全マイクロミラーにより構成された反射面と、露光面上における投影像とが正確な相似の関係にならず、露光面上の投影像がディストーションにより変形して、描画画素位置の位置ずれを生じ設計された回路パターンに厳密に一致しない場合がある。

そこで従来の露光装置では、ディストーションを補正する手段が提案されている。このディストーションを補正する手段では、露光ユニットによって描画面上に投影される全面露光領域の所定位置に原点を設定し、所定のマイクロミラーによる光学像の相対位置（露光点）を描画前に専用の機器により測定し、この実測値を露光点座標データとしてシステムコントロール回路のＲＯＭに予め格納している。描画する際には、この実測値が露光点座標データとして露光点座標データメモリに出力される。

これにより露光データメモリには、実質的にディストーション補正された回路パターンのビットデータが保持されることになる。よって、各マイクロミラーに与えられる露光データはディストーションが考慮された値であるので、露光ユニットの光学要素がディストーションを有していたとしても、高精度に回路パターンを描画できるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

このような露光装置や、従来の一般の露光装置では、走査露光処理を行うため描画テーブルを移動すると、この描画テーブルが蛇行して移動するため、走査露光に付随する描画画素位置に誤差を生じる。

そこで、この走査露光に付随する誤差を修正するため、一対のガイドレールに沿って移動する描画テーブルを、例えば走査方向に微動調整操作する手段と、走査方向に直交する方向に微動調整操作する手段と、描画テーブルを回転する方向に微動調整操作する手段とを設け、これらを同時に制御装置で高度な制御を行うことによって、描画テーブルが走査方向に沿った直線上を移動するように構成することが考えられる。

しかし、このような露光装置では、描画テーブルに、走査方向に微動調整操作する手段、走査方向に直交する方向に微動調整操作する手段、及び描画テーブルを回転する方向に微動調整操作する手段と、これらを制御する制御装置を設け、走査露光に付随する誤差を修正するよう構成すると、露光装置が大型化し、構造が複雑になって、高価になるという問題がある。
特開２００３−５７８３４

本発明は、上述した問題に鑑み、複数の画素を選択的に変調する手段側から出射された各ビームによって露光して描画するときの描画画素位置を補正して高精度で描画可能とした、構成が簡素で廉価な露光装置を新たに提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の露光装置は、露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータをメモリに記憶した制御ユニットと、制御ユニットに記憶された補正用のデータに基づいて、各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の露光装置は、露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、ステージ上の被露光部材上に露光ヘッドから照射される、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の位置を検出するためのビーム位置検出手段と、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させたときの、ステージと露光ヘッドとの相対的な位置関係を検出する移動位置検出手段と、ビーム位置検出手段による検出データと、移動位置検出手段による検出データとから得られた、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータをメモリに記憶した制御ユニットと、制御ユニットに記憶された補正用のデータに基づいて、各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の露光装置は、露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、ステージ上の被露光部材上に露光ヘッドから照射される、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の位置を検出し、露光エリア内における描画の単一の歪み状態を求めるビーム位置検出手段と、ステージと露光ヘッドとを相対的に走査移動させたときのベクトルデータを検出する移動位置検出手段と、ビーム位置検出手段による単一の歪み状態と、位置検出手段により検出された走査移動時のベクトルデータとから得られた、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータをメモリに記憶した制御ユニットと、制御ユニットに記憶された補正用のデータに基づいて、各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、を有することを特徴とする。

前述のように構成することにより、制御ユニットのメモリに記憶されている少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータに基づいて、描画位置補正手段が各描画画素に割り与える画像を調整することで、複数の画素を選択的に変調する手段側から出射された各ビームによって露光して描画するときの描画画素位置を補正して高精度で描画を行って高品質の露光画像を形成できる。しかも、描画画素位置を補正するために移動ステージと露光ヘッドとの相対的な位置を微細に移動制御する構造が複雑で高価な装置を用いることなく、構成が簡素で廉価な露光装置を得られる。

本発明の請求項４に記載の露光装置は、露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、ステージ上に被描画媒体を載置し、露光ヘッドの露光エリアにおける代表点として点灯された所定複数の露光ビームにより画素を露光している状態で、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させて走査させることにより、各描画画素位置の軌跡を描画した画像を形成し、被描画媒体上に描かれた各描画画素位置の軌跡を測定して走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを求め、この求めた走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データをメモリに記憶した制御ユニットと、制御ユニットに記憶された軌跡データに基づいて、各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、被露光部材上に描かれた各描画画素位置の軌跡を測定して走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを求めるので、露光装置に各描画画素位置の軌跡データを求めるための構成を設けないで済むから、露光装置自体の構成を簡素化できる。さらに、制御ユニットのメモリに記憶されている少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータに基づいて、描画位置補正手段が各描画画素に割り与える画像を調整することで、複数の画素を選択的に変調する手段側から出射された各ビームによって露光して描画するときの描画画素位置を補正して高精度で描画を行って高品質の露光画像を形成できる。しかも、描画画素位置を補正するために移動ステージと露光ヘッドとの相対的な位置を微細に移動制御する構造が複雑で高価な装置を用いることなく、構成が簡素で廉価な露光装置を得られる。

本発明の請求項５に記載の露光装置は、露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、ステージ上に２次的な測定エリアをもつ描画画素位置の測定装置を載置し、露光ヘッドの露光エリアにおける代表点として点灯された所定複数の露光ビームにより画素を露光している状態で、ステージと露光ヘッドとを相対的に移動させて走査させることにより、描画画素位置の測定装置により走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡を測定して、走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを求め、この求めた走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データをメモリに記憶した制御ユニットと、制御ユニットに記憶された軌跡データに基づいて、各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、移動ステージ上に載置された移動ステージ上に２次的な測定エリアをもつ描画画素位置の測定装置によって、走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを容易に求めることができるので、露光装置に各描画画素位置の軌跡データを求めるための構成を設けないで済むから、露光装置自体の構成を簡素化できる。さらに、制御ユニットのメモリに記憶されている少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータに基づいて、描画位置補正手段が各描画画素に割り与える画像を調整することで、複数の画素を選択的に変調する手段側から出射された各ビームによって露光して描画するときの描画画素位置を補正して高精度で描画を行って高品質の露光画像を形成できる。しかも、描画画素位置を補正するために移動ステージと露光ヘッドとの相対的な位置を微細に移動制御する構造が複雑で高価な装置を用いることなく、構成が簡素で廉価な露光装置を得られる。

本発明に係る露光装置によれば、複数の画素を選択的に変調する手段側から出射された各ビームによって露光して描画するときの描画画素位置を補正して高精度で描画を行って高品質の露光画像を形成可能とした、構成が簡素で廉価な装置を得られるという効果がある。

本発明の露光装置に関する実施の形態について、図１乃至図１７を参照しながら説明する。
［画像形成装置の構成］
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る露光装置として構成された画像形成装置１０は、いわゆるフラットベッド型に構成したものであり、４本の脚部材１２Ａに支持された基台１２と、この基台１２上に設けられた図中Ｙ方向に移動し、例えばプリント基板（ＰＣＢ）、カラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）といったガラス基板の表面に感光材料を形成したもの等である感光材料を載置固定して移動する移動ステージ１４と、紫外波長領域を含む、一方向に延在したマルチビームをレーザ光として射出する光源ユニット１６と、このマルチビームを、所望の画像データに基づきマルチビームの位置に応じて空間変調し、マルチビームの波長領域に感度を有する感光材料に、この変調されたマルチビームを露光ビームとして照射する露光ヘッドユニット１８と、移動ステージ１４の移動に伴って露光ヘッドユニット１８に供給する変調信号を画像データから生成する制御ユニット２０とを主に有して構成される。

この画像形成装置１０では、移動ステージ１４の上方に感光材料を露光するための露光ヘッドユニット１８を配置する。この露光ヘッドユニット１８には、複数の露光ヘッド２６を設置する。各露光ヘッド２６には、光源ユニット１６からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ２８を接続する。

この画像形成装置１０には、基台１２を跨ぐように門型フレーム２２を設け、その両面にそれぞれ一対の位置検出センサ２４を取り付ける。この位置検出センサ２４は、移動ステージ１４の通過を検知したときの検出信号を制御ユニット２０に供給する。

この画像形成装置１０では、基台１２の上面に、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド３０を設置する。この２本のガイド３０上には、移動ステージ１４を往復移動可能に装着する。この移動ステージ１４は、図示しないリニアモータによって、例えば、１０００ｍｍの移動量を４０ｍｍ／秒といった比較的低速の一定速度で移動されるよう構成する。

この画像形成装置１０では、固定された露光ヘッドユニット１８に対して、移動ステージ１４に載置された被露光部材である感光材料（基板）１１を移動しながら、走査露光する。

図２に示すように、露光ヘッドユニット１８の内部にはｍ行ｎ列（例えば、２行４列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば、８個）の露光ヘッド２６を設置する。

露光ヘッド２６による露光エリア３２は、例えば走査方向を短辺とする矩形状に構成する。この場合、感光材料１１には、その走査露光の移動動作に伴って露光ヘッド２６毎に帯状の露光済み領域３４が形成される。

また、図２に示すように、帯状の露光済み領域３４が走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド２６の各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍）ずらして配置されている。このため、例えば第１行目の露光エリア３２と第２行目の露光エリア３２との間の露光できない部分は、第２行目の露光エリア３２により露光する。

図４に示すように、各露光ヘッド２６は、それぞれ入射された光ビームを画像データに応じて画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３６を備えている。このＤＭＤ３６は、データ処理手段とミラー駆動制御手段を備えた制御ユニット（制御手段）２０に接続されている。

この制御ユニット２０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２６毎にＤＭＤ３６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。また、ＤＭＤコントローラとしてのミラー駆動制御手段では、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２６毎にＤＭＤ３６における各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、この反射面の角度の制御に付いては後述する。

各露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光入射側には、前述した図１に示すように、紫外波長領域を含む一方向に延在したマルチビームをレーザ光として射出する照明装置である光源ユニット１６からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ２８が接続される。

光源ユニット１６は、図示しないがその内部に、複数の半導体レーザチップから射出されたレーザ光を合波して光ファイバに入力する合波モジュールが複数個設置されている。各合波モジュールから延びる光ファイバは、合波したレーザ光を伝搬する合波光ファイバであって、複数の光ファイバが１つに束ねられてバンドル状の光ファイバ２８として形成される。

図４に示すように、各露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光入射側には、バンドル状光ファイバ２８の接続端部から出射されたレーザ光をＤＭＤ３６に向けて反射するミラー４２が配置されている。

このＤＭＤ３６は、図６に示すように、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーであるマイクロミラー３７を格子状に配列したミラーデバイスとして全体がモノリシック（一体型）に構成されている。

各ピクセルの最上部に配設されるマイクロミラー３７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。また、各マイクロミラー３７の下面中央には、支柱３５が突設されている。

このＤＭＤ３６は、各ピクセルに対応して、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３８上にそれぞれ設けられたヒンジ４０に、マイクロミラー３７に突設された支柱３５の基端部を取り付けて、ヒンジ４０を軸としてマイクロミラー３７を対角線方向に±ａ度（±１０度）傾斜可能に装着して構成する。

また、このＤＭＤ３６では、ＳＲＡＭセル３８上のマイクロミラー３７が傾斜する対角線方向の両端部にそれぞれ構成された各ミラー アドレス エレクトロード（Ｍｉｒｒｏｒ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）４１の一方側又は他方側に蓄えた電荷による静電気力を利用して、マイクロミラー３７がオン状態である＋ａ度に傾いた状態又はマイクロミラー３７がオフ状態である−ａ度に傾いた状態に駆動制御可能に構成されている。

このように構成されたＤＭＤ３６では、ＳＲＡＭセル３８にデジタル信号が書き込まれると、画像信号に応じて、ＤＭＤ３６の各ピクセルにおけるマイクロミラー３７が、それぞれ対角線を中心としてＤＭＤ３６が配置された基板側に対してオン状態である＋ａ度に傾いた状態又はオフ状態である−ａ度に傾いた状態となるように制御され、ＤＭＤ３６に入射された光をそれぞれのマイクロミラー３７の傾き方向へ反射させる。

このオン状態のマイクロミラー３７により反射された光は露光状態に変調され、ＤＭＤ３６の光出射側に設けられた投影光学系（図４参照）へ入射する。またオフ状態のマイクロミラー３７により反射された光は非露光状態に変調され、光吸収体（図示省略）に入射する。

また、ＤＭＤ３６は、その短辺方向が走査方向と所定角度（例えば、角度０．１°〜０．５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図５（Ａ）はＤＭＤ３６を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）４８の走査軌跡を示し、図５（Ｂ）はＤＭＤ３６を傾斜させた場合の露光ビーム４８の走査軌跡を示している。

ＤＭＤ３６には、長手方向（行方向）に沿ってマイクロミラー３７が多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図５（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ３６を傾斜させることにより、各マイクロミラー３７による露光ビーム４８の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ３６の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ３６を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。

また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上における略同一の位置（ドット）が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、走査方向に配列された複数の露光ヘッド間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。

なお、ＤＭＤ３６を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。

次に、露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光反射側に設けられる投影光学系（結像光学系）について説明する。図４に示すように、各露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の光反射側に設けられる投影光学系は、ＤＭＤ３６の光反射側の露光面にある感光材料１１上に光源像を投影するため、ＤＭＤ３６の側から感光材料１１へ向って順に、レンズ系５０，５２、マイクロレンズアレイ５４、対物レンズ系５６，５８の各露光用の光学部材を配置して構成する。

ここで、レンズ系５０，５２は拡大光学系として構成されており、ＤＭＤ３６により反射される光線束の断面積を拡大することで、感光材料１１上のＤＭＤ３６により反射された光線束による露光エリア３２（図２に図示）の面積を所要の大きさに拡大している。

図４に示すように、マイクロレンズアレイ５４は、光源ユニット１６から各光ファイバ２８を通じて照射されたレーザ光を反射するＤＭＤ３６の各マイクロミラー３７に１対１で対応する複数のマイクロレンズ６０が一体的に成形されたものであり、各マイクロレンズ６０は、それぞれレンズ系５０，５２を透過した各レーザビームの光軸上にそれぞれ配置されている。

このマイクロレンズアレイ５４は、矩形平板状に形成され、各マイクロレンズ６０を形成した部分には、それぞれアパーチャ６２を一体的に配置する。このアパーチャ６２は、各マイクロレンズ６０に１対１で対応して配置された開口絞りとして構成する。

図４に示すように、対物レンズ系５６，５８は、例えば、等倍光学系として構成されている。また感光材料１１は、対物レンズ系５６，５８の後方焦点位置に配置される。なお、投影光学系における各レンズ系５０，５２，対物レンズ系５６，５８は、図４においてそれぞれ１枚のレンズとして示されているが、複数枚のレンズ（例えば、凸レンズと凹レンズ）を組み合せたものであっても良い。

上述のように構成された画像形成装置１０では、露光ヘッド２６の投影光学系における各レンズ系５０，５２や対物レンズ系５６，５８等が有するディストーションや、露光ヘッド２６で露光処理する際に種々の要因で経時変化する描画の歪み量を、適宜検出するための描画の歪み量検出手段を設ける。

この描画の歪み量検出手段の一部として図３及び図７に示すように、この画像形成装置１０には、その移動ステージ１４の搬送方向上流側に、照射されたビーム位置を検出するためのビーム位置検出手段を配置する。

このビーム位置検出手段は、移動ステージ１４における搬送方向（走査方向）に沿って上流側の端縁部に一体的に取り付けたスリット板７０と、このスリット板７０の裏側に配置した光検知手段（ディテクタ）としてのフォトセンサ７２とを有する。

このスリット板７０は、移動ステージ１４の幅方向全長の長さを持つ矩形長板状の石英ガラス板に遮光用の薄いクロム膜（クロムマスク、エマルジョンマスク）を形成し、このクロム膜の所定複数位置に、それぞれレーザビーム（光ビーム）を通過（透過）させるようＸ軸方向に向かって直角に開く「く」の字型部分のクロム膜をエッチング加工（例えばクロム膜にマスクしてスリットをパターニングし、エッチング液でクロム膜のスリット部分を溶出させる加工）により除去して形成した検出用スリット７４（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等）を穿設する。

このように構成したスリット板７０は、石英ガラス製のため、温度変化による誤差を生じにくく、また遮光用の薄いクロム膜を利用することにより、ビーム位置を高精度で検出できる。

図７及び図１０（Ａ）に示すように、「く」の字型の検出用スリット７４は、その搬送方向上流側に位置する所定長さを持つ直線状の第１スリット部７４ａと搬送方向下流側に位置する所定長さを持つ直線状の第２スリット部７４ｂとをそれぞれの一端部で直角に接続した形状の一組にして形成する。すなわち、第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとは互いに直交するとともに、Ｙ軸（走行方向）に対して第１スリット部７４ａは１３５度、第２スリット部７４ｂは４５度の角度を有するように構成する。なお、本実施の形態では、走査方向をＹ軸にとり、これに直交する方向（露光ヘッド２６の配列方向）をＸ軸にとる。

なお、第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとは、相互に所定の角度をなすように配置するものであれば良く、両者が交差する構成以外に、別々に離れて配置される構成であっても良い。

なお、検出用スリット７４における第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとは、走査方向に対して４５度の角度を成すように形成したものを図示したが、これら第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとを、露光ヘッド２６の画素配列に対して傾斜すると同時に、走査方向、即ちステージ移動方向に対して傾斜する状態（お互いが平行でないように配置した状態）とできれば、走査方向に対する角度を任意に設定し、又はハの字状に構成しても良い。

各検出用スリット７４直下の各所定位置には、それぞれ露光ヘッド２６からの光を検出するフォトセンサ７２（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ又はフォトディテクタ等でも良い）を配置する。

図１及び図２に示すように、この画像形成装置１０に設けるビーム位置検出手段では、移動ステージ１４の搬送方向に沿った一方の側部に、移動ステージ１４の位置を検出するための移動位置検出手段であるリニヤエンコーダ７６を配置する。

このリニヤエンコーダ７６は、一般に市販されているリニヤエンコーダを利用できる。このリニヤエンコーダ７６は、移動ステージ１４における搬送方向（走査方向）に沿った側部に一体的に取り付けた、光を透過する微細なスリット状の目盛りを等間隔で平面部分に形成した目盛り板７８と、この目盛り板７８を挟むように、基台１２に設けた図示しない固定フレームに固着された投光器８０及び受光器８２とを有する。

このリニヤエンコーダ７６は、投光器８０から測定用のビームを出射し、目盛り板７８の微細なスリット状の目盛りを透過した測定用のビームを裏側に配置された受光器８２で検出し、その検出信号を制御ユニット２０へ送信するように構成する。

このリニヤエンコーダ７６では、初期位置にある移動ステージ１４を移動操作したときに、移動ステージ１４と一体に移動する目盛り板７８によって投光器８０から出射された測定用のビームが断続的に遮断されて受光器８２へ入射される。

よって、この画像形成装置１０では、受光器８２で受光した回数を制御ユニット２０がカウントすることにより、移動ステージ１４の移動位置を制御ユニット２０が認識可能に構成する。

この画像形成装置１０では、制御手段である制御ユニット２０に、歪み量検出手段の一部となる電気系の構成を設ける。

この制御ユニット２０は使用者が指令を入力するためのスイッチ類を有する指示入力手段を持つと共に、図示しないが、歪み量演算手段の一部を兼ねる制御装置としてのＣＰＵ及びメモリを有する。この制御装置は、ＤＭＤ３６における各々のマイクロミラー３７を駆動制御可能に構成されている。

また、この制御装置は、リニヤエンコーダ７６の受光器８２の出力信号を受信し、各フォトセンサ７２からの出力信号を受信し、移動ステージ１４の位置とフォトセンサ７２からの出力状態とを関連付けた情報に基づき、画像データに対して歪み補正処理を行って、適切な制御信号を生成してＤＭＤ３６を制御すると共に、感光材料１１が載置された移動ステージ１４を走査方向に駆動制御する。

さらに、制御装置は、画像形成装置１０で露光処理する際に必要となる光源ユニット１６といった画像形成装置１０の露光処理動作全般に係わる各種装置の制御を行う。

次に、この画像形成装置１０に設けた描画の歪み量検出手段において、検出用スリット７４とリニヤエンコーダ７６とを利用してビーム位置を検出する手段について説明する。

まず、この画像形成装置１０において、被測定画素である一つの特定画素Ｚ１を点灯したときの露光面上に実際に照射された位置を、検出用スリット７４とリニヤエンコーダ７６とを利用して特定するときの手段について説明する。

この場合に制御装置は、移動ステージ１４を移動操作してスリット板７０の所定露光ヘッド２６用の所定検出用スリット７４を露光ヘッドユニット１８の下方に位置させる。

次に制御装置は、所定のＤＭＤ３６における特定画素Ｚ１だけをオン状態（点灯状態）とするよう制御する。

さらに制御装置は、移動ステージ１４を移動制御することにより、図１０（Ａ）に実線で示すように、検出用スリット７４が露光エリア３２上の所要位置（例えば原点とすべき位置）となるように移動させる。このとき、制御装置は、第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ０）と認識し、メモリに記憶する。なお図１０（Ａ）では、Ｙ軸から反時計方向に回転する方向を正の角とする。

次に、制御装置は、移動ステージ１４を移動制御することにより、検出用スリット７４をＹ軸に沿って図１０（Ａ）に向かって右方へ移動を開始させる。

そして、制御装置は、図１０（Ａ）に向かって右方の想像線で示した位置を通過する際に図１０（Ｂ）に例示するように点灯している特定画素Ｚ１からの光が第１スリット部７４ａを透過してフォトセンサ７２で検出されたときの出力信号の推移と、移動ステージ１４の移動位置との関係から特定画素Ｚ１の位置情報を演算処理し、このときの第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ１１）として認識し、メモリに記憶する。

このビーム位置検出手段では、検出用スリット７４のスリット幅を、ビームスポットＢＳ径よりも十分に幅広に形成しているので、図１１に示すように、フォトセンサ７２の検出値が最大の位置が、ある範囲に渡って広がってしまうので、フォトセンサ７２の検出値が最大となったときの位置を、特定画素Ｚ１の位置とすることができない。

そこで、制御装置は、フォトセンサ７２が検出した最大値の半分の値である半値を算出する。そしてこの制御装置は、移動ステージ１４を連続的に移動しながらフォトセンサ７２の出力が半値となったときの２箇所の位置（移動ステージ１４の移動位置）を、それぞれリニヤエンコーダ７６の検出値から求める。

次に、制御装置は、フォトセンサ７２の出力が半値となったときの第１の位置と、第２の位置との中央の位置を算出する。そして制御装置は、この算出した中央の位置を、特定画素Ｚ１の位置情報（第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ１１））としてメモリに記憶する。これにより、ビームスポットＢＳの中心位置を特定画素Ｚ１の位置として求めることができる。

また、この制御装置では、フォトセンサ７２の出力が半値となったときの２箇所の位置（移動ステージ１４の移動位置）を、いわゆる移動平均（いわゆるフィルタ処理）をとってより正確に求めることが望ましい。これにより制御装置では、ノイズ成分を除去して、より正確な特定画素Ｚ１の位置情報を得ることができる。

この制御装置では、リニヤエンコーダ７６で検出した所定数Ｎの各位置情報に対応したフォトセンサ７２の各出力値であるサンプリング値を、全て加算してから、所定数Ｎで割り算することにより、リニヤエンコーダ７６で検出した所定数Ｎの範囲における中央位置の移動平均を求めることにより、誤差を少なくする。

次に、制御装置は、移動ステージ１４を移動操作し、検出用スリット７４をＹ軸に沿って図１０（Ａ）に向かって左方へ移動を開始させる。そして、制御装置は、図１０（Ａ）に向かって左方の想像線で示した位置で、図１０（Ｂ）に例示するように点灯している特定画素Ｚ１からの光が第１スリット部７４ａを透過してフォトセンサ７２で検出されたときの出力信号の推移と、移動ステージ１４の移動位置との関係から、前述した図１１で説明したのと同じ手法で特定画素Ｚ１の位置情報を演算処理し、このときの第１スリット部７４ａと、第２スリット部７４ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ１２）として認識し、メモリに記憶する。

次に、制御装置は、メモリに記憶した、座標（Ｘ０，Ｙ１１）と（Ｘ０，Ｙ１２）とを読み出して、特定画素Ｚ１の座標を求め、実際の位置を特定するため下記式で演算を行う。ここで、特定画素Ｚ１の座標を（Ｘ１，Ｙ１）とすると、Ｘ１＝Ｘ０＋（Ｙ１１−Ｙ１２）／２で表され、Ｙ１＝（Ｙ１１＋Ｙ１２）／２で表される。

なお、上述のように第１スリット部７４ａと交差する第２スリット部７４ｂを有する検出用スリット７４と、フォトセンサ７２とを組み合わせて用いる場合には、フォトセンサ７２が、第１スリット部７４ａ又は第２スリット部７４ｂを通過する所定範囲の光だけを検出することになる。よって、フォトセンサ７２は、第１スリット部７４ａ又は第２スリット部７４ｂに対応する狭い範囲だけの光量を検出する微細で特別な構成とすること無く、市販の廉価なもの等を利用できる。

次に、この画像形成装置１０において、一つの露光ヘッド２６によって露光面上に像を投影可能な露光エリア（全面露光領域）３２の描画の歪み量を検出するための手段について説明する。

全面露光領域としての露光エリア３２の歪み量を検出するため、この画像形成装置１０では、図３に示すように、一つの露光エリア３２に対して複数、本実施の形態では、例えば５個の検出用スリット７４が同時に位置検出するよう構成する。

このため、一つの露光ヘッド２６による露光エリア３２内には、測定対象となる露光エリア内で平均的に分散して点在する複数の被測定画素を設定する。本実施の形態では、被測定画素を５組み設定する。これら複数の被測定画素は、露光エリア３２の中心に対して対象位置に設定する。図７に示す露光エリア３２では、その長手方向中央位置に配置した一組（ここでは被測定画素３個で一組）の被測定画素Ｚｃ１、Ｚｃ２、Ｚｃ３に対して、左右対称に２組づつの被測定画素Ｚａ１、Ｚａ２、Ｚａ３、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３のペアと、Ｚｄ１、Ｚｄ２、Ｚｄ３、Ｚｅ１、Ｚｅ２、Ｚｅ３ペアとを設定する。

また図７に示すように、スリット板７０には、各被測定画素の組みを検出可能にそれぞれ対応する位置に、５個の検出用スリット７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ及び７４Ｅを配置する。

さらに、予めスリット板７０に形成した５個の検出用スリット７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ及び７４Ｅ間の加工誤差を調整するときの演算を容易にするため、第１スリット部７４ａと第２スリット部７４ｂとの交点の相対的座標位置の関係を求める。例えば図８に示すスリット板７０では、第１の検出用スリット７４Ａの座標（Ｘ１、Ｙ１）を基準とすると、第２の検出用スリット７４Ｂの座標が（Ｘ１＋ｌ１、Ｙ１）、第３の検出用スリット７４Ｃの座標が（Ｘ１＋ｌ１＋ｌ２、Ｙ１）、第４の検出用スリット７４Ｄの座標が（Ｘ１＋ｌ１＋ｌ２＋ｌ３、Ｙ１＋ｍ１）、第５の検出用スリット７４Ｅ（Ｘ１＋ｌ１＋ｌ２＋ｌ３＋ｌ４、Ｙ１）となる。

次に前述した条件を基にして、制御装置が露光エリア３２の歪み量を検出する場合には、制御装置がＤＭＤ３６を制御して、所定一群の被測定画素（Ｚａ１、Ｚａ２、Ｚａ３、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３、Ｚｃ１、Ｚｃ２、Ｚｃ３、Ｚｄ１、Ｚｄ２、Ｚｄ３、Ｚｅ１、Ｚｅ２、Ｚｅ３）をオン状態としてスリット板７０を設置した移動ステージ１４を各露光ヘッド２６の直下で移動させることにより、これら被測定画素の各々に対して、それぞれ対応する検出用スリット７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ及び７４Ｅを利用して座標を求める。その際、所定一群の被測定画素は個々にオン状態としても良く、また全てをオン状態として検出しても良い。

次に、制御装置は、ＤＭＤ３６における各被測定画素に対応した所定マイクロミラー３７の反射面の位置情報と、検出用スリット７４とリニヤエンコーダ７６とを利用して検出された所定マイクロミラー３７から露光面（露光エリア３２）に投射された所定光ビームの露光点位置情報とから、これらの相対的な位置ずれをそれぞれ演算することにより、図９に例示するような露光エリア３２内における描画の歪み量（歪み状態）を求める。

図１２には、１ヘッド内における描画の歪みと補正方法、画像への影響を示す。

図１２（ａ）に示すように、光学系や感光材料に歪みのない状態であれば、ＤＭＤ３６に入力される画像データは図１２（ｂ）のように特に補正されず、そのまま感光材料１１上に出力されることで図１２（ａ）のように理想的な画像が描画される。

しかし出射されたビームにより露光処理する際に温度や振動といった要因で変化する描画の歪みを１ヘッド内の画像において生じるような場合には、露光エリア３２に露光された画像９９は（補正しない画像をそのままＤＭＤ３６に入力すれば）図１２（ｃ）のように変形してしまい、このため補正が必要となる。

そこで図１２（ｆ）のように、ＤＭＤ３６に入力される画像データを補正し、感光材料１１上に出力される画像そのものをビーム位置検出手段で検出した位置情報から、歪み量演算手段により描画の歪み量を求め、この検出した描画の歪み量に対応して適切に補正すれば、最終的に歪みのない正しい画像９９’が得られる。

この画像形成装置１０では、前述のような描画の歪み量検出手段で検出した描画の歪み量（歪み状態）に基づいて、この画像形成装置１０に適用可能な画像データ又は露光点座標データ等に対する補正処理（例えば従来のディストーションを補正するときの、実測値〔歪み量から演算された値〕を露光点座標データとして利用する補正の手段）を施して適切な修正を行い、ＤＭＤ３６を制御して、高精度で描画パターンを露光処理し、感光材料上にパターン露光する処理の品質を向上する。

なお、前述した画像形成装置１０では、スリット板７０に複数の検出用スリット７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ及び７４Ｅを形成し、各々に対応してフォトセンサ７２を設けたものについて説明したが、単一の検出用スリット７４と単一のフォトセンサ７２とを組み合わせたものを、移動ステージ１４に対してＸ軸方向に移動して各被測定画素の組み毎に位置検出を行うように構成しても良い。

この場合には、単一の検出用スリット７４と単一のフォトセンサ７２とを組み合わせたもののＸ軸方向に対する移動位置情報と、被測定画素を点灯したときの露光面上に実際に照射された露光点位置情報とを演算して、描画の歪み量（歪み状態）を求める。

この画像形成装置１０では、移動ステージ１４を移動走査したときに、走査に付随する位置誤差を補正するために、移動ステージ１４の位置を検出する手段を用意する。この移動ステージ１４の位置検出手段は、画像形成装置１０の製造時の調整作業等の移動ステージ１４の移動状態が変動するときに利用するものであるから、画像形成装置１０の本体と別途設けるようにする。なお、この移動ステージ１４の位置検出手段は、画像形成装置１０と一体に構成しても良い。

図１５に示すように、この移動ステージ１４の位置検出手段は、移動ステージ１４の走査方向に沿った一方の側面と、搬送方向後端の側面（スリット板７０を配置した側面）とに対応して配置する。

この移動ステージ１４の位置検出手段では、移動ステージ１４の走査方向に沿った一側面に、レーザビーム反射用のミラー部材１０２を一体的に設置し、このミラー部材１０２に対向して所定間隔を開けた２箇所にそれぞれ距離測定手段としてのレーザビーム距離測定器１０４、１０６を配置する。

これら２個のレーザビーム距離測定器１０４、１０６は、各々が移動ステージ１４の走査方向に直交する方向（図に矢印Ｙで示す方向）に対する距離を計測可能に構成する。

これと共に、所定間隔を開けて配置された２個のレーザビーム距離測定器１０４、１０６は、それぞれが検出したミラー部材１０２との間の各距離の差から移動ステージ１４の移動走査時に回転したときの回転角度を計測可能に構成する。

また、この移動ステージ１４の位置検出手段では、移動ステージ１４の走査方向に直交する方向に沿った他側面（スリット板７０を配置した側面）の所定箇所に、レーザビーム反射用のミラー部材１０８を一体的に設置し、このミラー部材１０８に対向した所定位置に距離測定手段としてのレーザビーム距離測定器１１０を配置する。

このレーザビーム距離測定器１１０は、移動ステージ１４の走査方向に対する距離を計測可能に構成する。なお、このレーザビーム距離測定器１１０は、十分な精度が得られる場合には、移動ステージ１４に設置するリニヤエンコーダ７６で代用することができる。

このように構成した移動ステージ１４の位置検出手段で移動ステージ１４の位置を計測する場合には、例えば画像形成装置１０のアライメント等の際に、移動ステージ１４を走査方向の最も上流側に移動させた位置から走査方向の最下流側位置に移動させる動作を行いながら、逐次各レーザビーム距離測定器１０４、１０６及びレーザビーム距離測定器１１０で移動ステージ１４の位置を測定して、移動ステージ１４の移動軌跡及び回転変動状態を検出する。

すなわち、この移動ステージ１４の位置検出手段では、移動ステージ１４の搬送方向への移動位置をレーザビーム距離測定器１１０で検出し、各測定位置において各レーザビーム距離測定器１０４、１０６でそれぞれの位置を検出する動作を行う。

これによりこの移動ステージ１４の位置検出手段では、移動ステージ１４における、走査方向（図に矢印Ｙで示す方向）の各測定位置に対応した、移動ステージ１４の走査方向に直交する方向（図に矢印Ｙで示す方向）に対する距離の計測値のデータ群を、制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶する。

また、この移動ステージ１４の位置検出手段では、検出した距離の計測値のデータ群を演算修理して、移動ステージ１４の走査方向への移動軌跡データと、移動ステージ１４の回転変化の推移データとを求め、この求められた結果を制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶するようにしても良い。

さらに、この移動ステージ１４の位置検出手段では、検出した距離の計測値のデータ群を演算修理して、移動ステージ１４の走査移動時のベクトルデータを求め、この求められたベクトルデータを制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶するようにしても良い。

上述のようにして制御ユニット２０の走査状態テーブルに記憶された、移動ステージ１４の移動走査に係わるデータは、画像形成装置１０で感光材料１１上へ走査露光する際に、例えば図１６（Ａ）に示すような移動ステージ１４の蛇行を補正する場合、又は図１６（Ｂ）に示すようなヨーイングも考慮した補正を行う場合に利用することができる。なお、ヨーイングとは、図１６（Ａ）に示すような移動ステージ１４の蛇行に移動ステージ１４の回転が加わったものである。

このような移動ステージ１４のヨーイングが起こる場合には、移動ステージ１４の回転により、移動ステージ１４に載置した感光材料１１上の各マイクロミラー３７による露光ビーム４８の像の位置が変化するとともに、所定の露光タイミングピッチにおける移動ステージ１４の走査方向への移動距離が変化することになる。すなわち、ヨーイングが生じる場合には、移動ステージ１４が回転することにより局所的速度変動が生じるので、露光ビーム４８の像の位置変動および速度変動情報に応じて露光点データの数を変化させるように補正すればよい。なお、蛇行成分を０として回転成分のみを考慮してもよい。

次に、このデジタル露光装置である画像形成装置１０により、各露光ヘッド２６による歪み誤差と、移動ステージ１４の移動走査に付随する位置誤差を補正する為に、各描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡を測定し、その位置の軌跡データ（情報）を制御ユニット２０のメモリに保持して、図１３に例示する如く、描画形状が所定の形状になるように、その位置の軌跡情報から各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得る描画位置補正手段について説明する。

この描画位置補正手段では、画像形成装置１０の制御ユニット２０内のメモリにおける所定領域に設定した走査状態テーブルに予め記憶させておいた所要の補正用データに基づいて、所定の描画形状を得る描画位置補正を実行する。

第１の描画位置補正手段として、この画像形成装置１０では、例えば図１４に示すように、露光ヘッド２６における平均的に分散して露光エリア３２の各画素を補正するときの代表点として点灯された露光ビーム４８である所定複数の画素４８Ａ（この所定複数の画素４８Ａは、露光ヘッド２６におけるＤＭＤ３６の各マイクロミラー３７を制御するために利用されるもので、描画の要求精度を保証できるサンプリング点等の特定点となるものでも良い）の位置の座標を、それぞれ前述した図１乃至図３及び図７乃至図１１に示す露光ビーム位置である描画画素位置の検出手段としての検出用スリット７４を利用して検出する。このとき、画像形成装置１０では、所定複数の画素４８Ａの位置の座標を測定した特定の走査位置での移動ステージ１４の位置の座標を図１乃至図３に示すリニヤエンコーダ７６を利用し又は図１４に示すミラー部材１０８とレーザビーム距離測定器１１０を利用して検出する。

そして、この画像形成装置１０では、特定の走査位置における所定複数の画素４８Ａの各位置の座標に、特定の走査位置での移動ステージ１４の位置の座標を対応させた位置データを生成し、これを制御ユニット２０のメモリにおける図示しないメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶する。

次に、この画像形成装置１０では、移動ステージ１４を次の特定走査位置へ所定計測距離移動して所定複数の画素４８Ａの位置の座標を、それぞれ前述した図１乃至図３及び図７乃至図１１に示す描画画素位置の検出手段としての検出用スリット７４を利用して検出し、さらに今回所定複数の画素４８Ａの位置の座標を測定した特定の走査位置での移動ステージ１４の位置の座標を図１乃至図３に示すリニヤエンコーダ７６を利用し又は図１４に示すミラー部材１０８とレーザビーム距離測定器１１０を利用して検出する。

そして、この画像形成装置１０では、次の特定の走査位置における所定複数の画素４８Ａの各位置の座標に、次の特定走査位置における移動ステージ１４の位置の座標を対応させた位置データを生成し、これを制御ユニット２０のメモリにおける図示しないメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶する。

この画像形成装置１０では、上述のようにして検出した各特定走査位置における位置データを順次、制御ユニット２０のメモリのメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶することにより、移動ステージ１４を移動走査して露光処理する際の全ての露光範囲内に対応した一群の位置データを、制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに蓄積して保持する。

なお、この画像形成装置１０では、検出した所定複数の画素４８Ａの位置に対応した位置データに基づいて、未検出の各画素の位置を一般に用いられている補間法により算出する演算処理を行い、算出された未検出の各画素の位置を含めた全ての画素の位置を制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに蓄積して保持するようにしても良い。

第２の描画位置補正手段として、この画像形成装置１０では、例えば図１５に示すように、露光エリア３２内における描画の歪み量（図９に例示するような単一の歪み状態）を求めこれを制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶すると共に、この移動ステージ１４の位置検出手段により移動ステージ１４の走査移動時のベクトルデータを求め、この求められたベクトルデータを制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶しておく。

そして、この画像形成装置１０では、描画動作時に、単一の露光エリア３２内における描画の歪み量と、移動ステージ１４の走査移動時のベクトルデータとから、移動ステージ１４が移動したときの各走査位置において実際に各画素が描画する際の各描画画素位置の軌跡を演算して求め、この検出した各描画画素位置の軌跡に対応し描画の歪みや走査時の位置ずれ状態を解消するように補正してＤＭＤ３６を駆動制御することにより、最終的に歪みのない正しい画像を得る。

すなわち、この第２の描画位置補正手段を備えた画像形成装置１０では、移動ステージ１４を所定の検出位置にした状態で、前述した図１乃至図３及び図７乃至図１１に示す描画画素位置の検出手段としての検出用スリット７４を利用して検出し、制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶しておく。

さらに、この第２の描画位置補正手段を備えた画像形成装置１０では、移動ステージ１４の位置検出手段であるミラー部材１０２及びレーザビーム距離測定器１０４、１０６とミラー部材１０８及びレーザビーム距離測定器１１０とを利用して検出した距離の計測値のデータを演算処理して、移動ステージ１４の走査移動時のベクトルデータを求め、この求められたベクトルデータを制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶しておく。

次に、第３の描画位置補正手段として、この画像形成装置１０では、例えば移動ステージ１４上に被描画媒体である感光材料１１を載置し、露光ヘッド２６の露光エリア３２における代表点として点灯された所定複数の露光ビームにより画素を露光している状態で、移動ステージ１４を走査させることにより、各描画画素位置の軌跡を描画した画像を実際に形成する。

そして、感光材料１１上に描かれた描画画像である各描画画素位置の軌跡を、別途用意した位置測定装置で測定することで、走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを求める。このようにして求めた走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データは、画像形成装置１０の制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶しておく。

そして、この画像形成装置１０では、描画動作時に、制御ユニット２０がメモリ領域に設定した走査状態テーブルから読み出した走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データに基づいて、描画の歪み状態や走査時の位置ずれを解消するように補正してＤＭＤ３６を駆動制御することにより、最終的に歪みのない正しい画像を得る。

次に、第４の描画位置補正手段として、この画像形成装置１０では、例えば移動ステージ１４上に、２次的な測定エリアをもつ描画画素位置の測定装置（例えば大面積のＣＣＤ）を載置し、露光ヘッド２６の露光エリア３２における代表点として点灯された所定複数の露光ビームを投射している状態で、移動ステージ１４を走査させる動作を行うことにより、描画画素位置の測定装置により走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡を測定して、走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを求める。このようにして求めた走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データは、画像形成装置１０の制御ユニット２０のメモリ領域に設定した走査状態テーブルに記憶しておく。

そして、この画像形成装置１０では、描画動作時に、制御ユニット２０がメモリ領域に設定した走査状態テーブルから読み出した走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データに基づいて、描画の歪み状態や走査時の位置ずれを解消するように補正してＤＭＤ３６を駆動制御することにより、最終的に歪みのない正しい画像を得る。

次に、前述した第１乃至第４の描画位置補正手段で説明した、制御ユニット２０のメモリに保持されている各露光ヘッド２６による歪み誤差と移動ステージ１４の移動走査に付随する位置誤差を補正するための各描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡等に係わる各種データに基づいて、このデジタル露光装置である画像形成装置１０により、この補正をデジタル的に画像ないし画像への割り当て方で補正し、高精度な所定の描画形状を安価に得る手段について説明する。

この画像形成装置１０では、例えば、特願２００５−１０３７８７に開示されたビーム追跡法と呼ぶ方法で補正することができる。例えば、この画像形成装置１０では、図１７に示すように、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）ステーションを有するデータ作成装置２４０から出力された、露光すべき画像（例えば、配線パターン等）を表わすベクトルデータを受け付け、このベクトルデータをラスターデータ（ビットマップデータ）に変換するラスター変換処理部２５０と、制御ユニット２０のメモリに保持されている各描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡等に係わる各種データに基づいて、実際の露光の際における感光材料１１上の各マイクロミラー３７の露光軌跡の情報を取得する露光軌跡情報取得手段２５４と、露光軌跡情報取得手段２５４により取得されたマイクロミラー３７毎の露光軌跡情報とラスター変換処理部２５０から出力されたラスターデータの露光画像データに基づいて、マイクロミラー３７毎の露光点データを取得する露光点データ取得手段２５６と、露光点データ取得手段２５６により取得されたマイクロミラー３７毎の露光点データに基づいて露光ヘッド２６のＤＭＤ３６により露光されるよう露光ヘッド２６を制御する露光ヘッド制御部２５８と、移動ステージ１４をステージ移動方向へ移動させる移動機構２６０と、この画像形成装置全体を制御するコントローラ２７０とを設ける。

この画像形成装置１０では、描画動作時に、まず、データ作成装置２４０において、感光材料１１に露光すべき描画パターンを表すベクトルデータが作成される。そして、そのベクトルデータはラスター変換処理部２５０に入力され、ラスター変換処理部２５０においてラスターデータに変換されて露光点データ取得手段２５６に出力され、露光点データ取得手段２５６によって一時記憶される。

一方、上記のようにしてベクトルデータがラスター変換処理部２５０に入力されると、画像形成装置１０全体の動作を制御する制御ユニット２０が移動機構２６０に制御信号を出力し、移動機構２６０はその制御信号に応じて移動ステージ１４をガイド３０に沿って一旦走査方向上流側の所定の初期位置まで移動させた後、下流側に向けて所定の速度で移動させる。

また、露光軌跡情報取得手段２５４は、制御ユニット２０のメモリに保持されている各描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡等に係わる各種データに基づいて、実際の露光の際における感光材料１１上のマイクロミラー３７毎の露光軌跡の情報を取得する。

次に、露光軌跡情報取得手段２５４でマイクロミラー３７毎に求められた露光軌跡情報は、露光点データ取得手段２５６に入力される。

露光点データ取得手段２５６には、前述したようにラスターデータである露光画像データが一時記憶されている。露光点データ取得手段２５６は、入力された露光軌跡情報に基づいて、露光画像データからマイクロミラー３７毎の露光点データを取得する。

そして、上述したのと同様にして露光点データ取得手段２５６には、各マイクロミラー３７について複数の露光点データがそれぞれ取得され、その各マイクロミラー３７の露光点データが露光ヘッド制御部２５８に出力される。

一方、上述のように各マイクロミラー３７の露光点データが露光ヘッド制御部２５８に出力されるとともに、移動ステージ１４が、再び上流側に所定の速度で復帰操作される。

そして、感光材料１１の先端が露光開始位置にきたことが位置検出センサ２４ (図１に図示)により検出されると露光が開始される。具体的には、露光ヘッド制御部２５８から各露光ヘッド２６のＤＭＤ３６に露光点データに基づいた制御信号が出力され、露光ヘッド２６が入力された制御信号に基づいてＤＭＤ３６のマイクロミラーをＯＮ／０ＦＦさせて感光材料１１を露光する。

そして、移動ステージ１４の移動にともなって順次各露光ヘッド２６に制御信号が出力されて露光が行われ、感光材料１１の後端が位置検出センサ２４により検出されると露光が終了する。

また、この画像形成装置１０では、描画画素位置の軌跡データ等から各描画画素に割り与える画像を調整する方法として、上述の手段の他に例えば、特開２００３−５７８３４に開示されたいわゆるデータマッピング法で補正することができる。さらに、この画像形成装置１０では、描画画素位置の軌跡データ等から各描画画素に割り与える画像を調整する方法として、前述の手段の他に例えば、適正な画像に対応するよう予め描画する画像を歪ませておき、実際に露光したときに適正な画像が露光されるようにする、いわゆる画像補正法で補正することもできる。
［画像形成装置の動作］
次に、上述のように構成した画像形成装置１０の動作の概略について説明する。

この画像形成装置１０に設けるファイバアレイ光源である光源ユニット１６は、図示しないが、レーザ発光素子の各々から発散光状態で出射した紫外線等のレーザビームをコリメータレンズによって平行光化して集光レンズによって集光し、マルチモード光ファイバのコアの入射端面から入射させて光ファイバ内を伝搬させ、レーザ出射部で１本のレーザビームに合波させてマルチモード光ファイバの出射端部に結合させた光ファイバ２８から出射する。

この画像形成装置１０では、露光パターンに応じた画像データが、ＤＭＤ３６に接続された制御ユニット２０に入力され、制御ユニット２０内のメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。この画像データは、制御ユニット２０がメモリ領域に設定した走査状態テーブルから読み出した走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データ等に基づいて、各描画画素に割り与える画像を調整する手段等により適切に補正される。

感光材料１１を表面に吸着した移動ステージ１４は、図示しない駆動装置により、ガイド３０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。移動ステージ１４が門型フレーム２２の下を通過する際に、門型フレーム２２に取り付けられた位置検出センサ２４により感光材料１１の先端が検出されると、メモリに記憶された描画の歪み量検出手段で検出した描画の歪み量に基づいて補正済みの画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部としての制御装置で読み出された補正済みの画像データに基づいて露光ヘッド２６毎に制御信号が生成される。

そして、この画像形成装置１０では、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド２６毎に空間光変調素子（ＤＭＤ）３６のマイクロミラーの各々をＯＮ／０ＦＦ制御する。

光源ユニット１６から空間光変調素子（ＤＭＤ）３６にレーザ光が照射されると、ＤＭＤ３６のマイクロミラーがＯＮ状態のときに反射されたレーザ光は、適正に補正された描画のための露光位置に結像される。このようにして、光源ユニット１６から出射されたレーザ光が画素毎にＯＮ／０ＦＦされて、感光材料１１が露光処理される。

また、感光材料１１が移動ステージ１４と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１１が露光ヘッドユニット１８によりステージ移動方向と反対の方向に走査され、各露光ヘッド２６毎に帯状の露光済み領域３４（図２に図示）が形成される。

露光ヘッドユニット１８による感光材料１１の走査が終了し、位置検出センサ２４で感光材料１１の後端が検出されると、移動ステージ１４は、図示しない駆動装置により、ガイド３０に沿って搬送方向最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド３０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動される。

また、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、露光ヘッド２６に用いる空間光変調素子としてＤＭＤを用いたが、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐｅｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）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、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子をＤＭＤに代えて用いることができる。また、階調を表現できる空間光変調素子を用いても良い。

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。

また、本実施形態に係る画像形成装置１０では、露光ヘッド２６に用いる空間光変調素子（ＤＭＤ）１４を、複数の画素を選択的にＯＮ／０ＦＦする手段（複数の画素を選択的に変調する手段）に置き換えて構成しても良い。この複数の画素を選択的にＯＮ／０ＦＦする手段は、例えば、各画素に対応したレーザビームを選択的にＯＮ／０ＦＦして出射可能にしたレーザ光源で構成し、または、各微小レーザ発光面を各画素に対応して配置することにより面発光レーザ素子を形成し、各微小レーザ発光面を選択的にＯＮ／０ＦＦして発光可能にしたレーザ光源で構成することができる。

また、上述した実施の形態に係る露光装置として構成された画像形成装置１０では、感光材料を載置した移動ステージ１４を移動させながら、所定位置に固定された露光ヘッドユニット１８から露光ビームを照射して露光処理する構成について説明したが、移動ステージ１４を所定位置に固定し、露光ヘッドユニット１８を移動させながら露光ビームを照射させて露光処理するように構成し、又は感光材料を載置した移動ステージ１４を移動させると共に、露光ヘッドユニット１８を移動させながら露光ビームを照射させて露光処理するように構成しても良い。

この場合には、ステージと露光ヘッドとの相対的な位置関係を、一般に用いられている相対的な位置関係を検出可能なセンサ等を利用した移動位置検出手段で検出するように構成する。

なお、本発明の露光装置は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。

本発明の実施の形態に係る、露光装置である画像形成装置の全体概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に設けた露光ヘッドユニットの各露光ヘッドによって感光材料に露光する状態を示す要部概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に設けた露光ヘッドユニットにおける一つの露光ヘッドによって感光材料に露光する状態を示す要部拡大概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置の露光ヘッドに関する光学系の概略構成図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態に係る露光装置における、ＤＭＤを傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）の走査軌跡を示す要部平面図、（Ｂ）はＤＭＤを傾斜させた場合の露光ビームの走査軌跡を示す要部平面図である。 本発明の実施の形態に係る、露光装置の露光ヘッドに用いるＤＭＤの概略構成を示す要部拡大斜視図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関する複数の検出用スリットを利用して所定複数点灯している特定画素を検出する状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関する、スリット板上に形成された複数の検出用スリットの相対的な位置関係の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関する描画の歪み量検出手段で検出した描画の歪み量（歪み状態）を例示する説明図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態に係る露光装置の検出用スリットを利用して点灯している特定画素の位置を検出する状態を示す説明図、（Ｂ）は、点灯している特定画素をフォトセンサが検知したときの信号を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関する検出用スリットを利用して点灯している特定画素を検出する手段を示す説明図である。 （ａ）乃至（f）は、それぞれ本発明の実施の形態に係る露光装置に関する描画の歪み量検出手段で検出した描画の歪み補正を例示する説明図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関する描画位置補正手段によって描画形状が所定の形状になるように、各描画画素に割り与える画像を調整して描画する状態を例示する説明図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関する他の描画位置補正手段の概要を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関するさらに他の描画位置補正手段の概要を示す説明図である。 （Ａ）と（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る露光装置で移動ステージが蛇行する状態と、ヨーイングする状態とを例示する説明図である。 本発明の実施の形態に係る露光装置に関する電気制御系の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ 感光材料
１４ 移動ステージ
１８ 露光ヘッドユニット
２０ 制御ユニット
２４ 位置検出センサ
２６ 露光ヘッド
３２ 露光エリア
３７ マイクロミラー
３７ マイクロミラー
４８ 露光ビーム
４８Ａ 画素
７０ スリット板
７２ フォトセンサ
７４ 検出用スリット
７６ リニヤエンコーダ
７８ 目盛り板
８０ 投光器
８２ 受光器
１０２ ミラー部材
１０４ レーザビーム距離測定器
１０６ レーザビーム距離測定器
１０８ ミラー部材
１１０ レーザビーム距離測定器

Claims (5)

1. 露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、
   少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータをメモリに記憶した制御ユニットと、
   前記制御ユニットに記憶された前記補正用のデータに基づいて、前記各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、
   前記ステージ上の被露光部材上に前記露光ヘッドから照射される、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の位置を検出するためのビーム位置検出手段と、
   前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させたときの、前記ステージと前記露光ヘッドとの相対的な位置関係を検出する移動位置検出手段と、
   前記ビーム位置検出手段による検出データと、前記移動位置検出手段による検出データとから得られた、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータをメモリに記憶した制御ユニットと、
   前記制御ユニットに記憶された前記補正用のデータに基づいて、前記各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。
3. 露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、
   前記ステージ上の被露光部材上に前記露光ヘッドから照射される、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の位置を検出し、露光エリア内における描画の単一の歪み状態を求めるビーム位置検出手段と、
   前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に走査移動させたときのベクトルデータを検出する移動位置検出手段と、
   前記ビーム位置検出手段による単一の歪み状態と、前記位置検出手段により検出された走査移動時のベクトルデータとから得られた、少なくとも補正に必要となる所定描画画素の走査位置に応じた描画画素位置の軌跡に関係する補正用のデータをメモリに記憶した制御ユニットと、
   前記制御ユニットに記憶された前記補正用のデータに基づいて、前記各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。
4. 露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、
   前記ステージ上に被描画媒体を載置し、前記露光ヘッドの露光エリアにおける代表点として点灯された所定複数の露光ビームにより画素を露光している状態で、前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させて走査させることにより、各描画画素位置の軌跡を描画した画像を形成し、前記被描画媒体上に描かれた各描画画素位置の軌跡を測定して走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを求め、この求めた走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データをメモリに記憶した制御ユニットと、
   前記制御ユニットに記憶された前記軌跡データに基づいて、前記各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。
5. 露光ヘッドに設置された複数の描画画素を画像データに基づいて選択的に変調する手段から出射された各光ビームをステージ上に載置された被露光部材上に照射する状態で、前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させて所定のパターンで露光を行う露光装置において、
   前記ステージ上に２次的な測定エリアをもつ描画画素位置の測定装置を載置し、前記露光ヘッドの露光エリアにおける代表点として点灯された所定複数の露光ビームにより画素を露光している状態で、前記ステージと前記露光ヘッドとを相対的に移動させて走査させることにより、前記描画画素位置の測定装置により走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡を測定して、走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データを求め、この求めた走査位置に応じた各描画画素位置の軌跡データをメモリに記憶した制御ユニットと、
   前記制御ユニットに記憶された前記軌跡データに基づいて、前記各描画画素に割り与える画像を調整することで、所定の描画形状を得るようにする描画位置補正手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。

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