DE69723370T2

DE69723370T2 - Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung

Info

Publication number: DE69723370T2
Application number: DE69723370T
Authority: DE
Inventors: Takashi 1-1 Shibaura 1-chome Shiraishi; Masao 1-1 Shibaura 1-chome Yamaguchi; Yasuyuki 1-1 Shibaura 1-chome Fukutome
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2017-07-30
Also published as: EP0822707A3; EP0822707B1; US6100912A; EP0822707A2; US20020051054A1; CN1154341C; JPH1048550A; DE69723370D1; JP3771328B2; CN1175011A; US6657652B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung, die in einem Farbdruckergerät eines Typs mit mehreren Trommeln, einem Farbkopiergerät eines Typs mit mehreren Trommeln, einem Mehrfarbdrucker, einem Mehrfarbkopiergerät, einem Monochromhochgeschwindigkeitslaserdrucker, einem Monochromhochgeschwindigkeitsdigitalkopiergerät verwendet wird, um mit einer Mehrzahl von Strahlen abzutasten.
In einer Bildausbildungsvorrichtung, beispielsweise einem Farbdrucker oder einem Farbkopiergerät, werden beispielsweise eine Mehrzahl von Bildausbildungseinheiten verwendet, eine Laserlbelichtungseinheit oder eine optische Abtastvorrichtung, die Bilddaten liefert, die Farbkomponenten entsprechen, die farbgetrennt sind, also eine Mehrzahl von Laserstrahlen für die Bildausbildungseinheiten.
Die Belichtungseinrichtung hat eine erste Linsengruppe, einen optischen Ablenker, und eine zweite Linsengruppe. Die erste Linsengruppe reduziert einen Strahlquerschnittsdurchmesser eines Laserstrahls, der von einem Halbleiterelement ausgesendet worden ist, auf eine vorbestimmte Größe. Der optische Ablenker wird verwendet, um den Laserstrahl, der von der ersten Linsengruppe reduziert worden ist, kontinuierlich in eine Richtung abzulenken, die senkrecht zu einer Richtung ist, in der ein Aufzeichnungsmedium übertragen wird. Die zweite Linsengruppe wird zur Bildausbildung des Laserstrahls verwendet, der von dem optischen Ablenker an eine vorbestimmte Position des Aufzeichnungsmediums abgelenkt worden ist. In vielen Fällen ist eine Richtung, in der der Laserstrahl durch den optischen Ablenker abgelenkt wird, als eine Hauptabtastrichtung gezeigt. Die Richtung, in der das Aufzeichnungsmedium übertragen wird, also eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptabtastrichtung ist, ist dann als eine Nebenabtastrichtung gezeigt.
Für einen derartigen Typ der Belichtungseinrichtung sind folgende Beispiele bekannt:
Eine Mehrzahl von optischen Abtastvorrichtungen ist insbesondere angeordnet, um den jeweiligen Bildausbildungsabschnitten zu entsprechen, um die Bildausbildungsvorrichtung, die zu verwenden ist, einzustellen. Auch die Mehrstrahlbelichtungseinrichtung, die gebildet ist, um eine Mehrzahl von Laserstrahlen liefern zu können.
In der folgenden Erklärung wird die Richtung der Drehachse des Ablenkers als Nebenabtastrichtung bezeichnet. Ebenso wird die Richtung, die senkrecht zu der Richtung der optischen Achse und der der Drehachse des Ablenkers ist, als eine Hauptabtastrichtung bezeichnet. In der Bildausbildungsvorrichtung entspricht die Nebenabtastrichtung des optischen Systems der Übertragungsrichtung des Übertragungsmaterials. Die Hauptabtastrichtung zeigt die Richtung, die senkrecht zu der Übertragungsrichtung in der Oberfläche des Übertragungsmaterials ist. In der folgenden Erklärung ist die Bildfläche eine Übertragungsmaterialfläche, und die Bildausgebildete Fläche ist eine Oberfläche, auf der der Strahl tatsächlich gebildet ist.
Es gibt beispielsweise ein optisches System mit M-Sätzen von Lichtquellen, einem optischen Vorablenkungssystem, das als ein erstes optisches Mittel dient, und einem optischen Nachablenkungssystem, das als ein zweites optisches Mittel dient. Die Lichtquellen senden Ni Lichtstrahlen aus, und mindestens ein Satz der Lichtquellen erfüllt Ni ≥ 2. Das optische Vorablenkungssystem enthält eine Mehrzahl von finiten Fokuslinsen, einen Halbspiegel, der
erste synthetische Reflexionsspiegel ist, eine Zylinderlinse, die gleich M-Sätze von optischen Materialien und M-1 zweite synthetische Reflexionsspiegel ist. Die finiten Fokuslinsen wandeln Licht, das von der Lichtquelle ausgesendet wird, in konvergentes Licht. Der Halbspiegel führt Emissionslicht von den jeweiligen finiten Fokuslinsen zu einen Lichtstrahl zusammen, wobei das Emissionslicht im wesentlichen aufeinander überlagert wird. Dann wird ein Lichtstrahl synthesiert, um M Strahlgruppen zu sein. Der Halbspiegel reflektiert einen vorbestimmten Prozentsatz des einfallenden Lichts und überträgt einen vorbestimmten Prozentsatz des einfallenden Lichts. Um die Lichtstrahlen, die synthesiert worden sind, um die M Strahlgruppen in der Nebenabtastrichtung zu sein, weiter zu konvergieren, ist eine zylindrische Linse mit einer positiven Eigenschaft gebildet, die einen absoluten Wert aufweist, der größer als in der Hauptabtastrichtung ist. Die zweiten synthetischen Reflexionsspiegel reflektieren M Strahlgruppen von der zylindrischen Linse, um im wesentlichen in der ersten Richtung aufeinander überlagert zu sein.
Das optische Nachablenkungssystem enthält einen Polygonspiegel, der als ein Ablenkungsmittel dient, und ein Paar von fθ-Linsen. Der Polygonspiegel hat reflektierte Oberflächen, die gebildet sind, um drehbar zu sein und das Licht in eine vorbestimmte Richtung abzulenken.
Die fθ-Linse bildet
Strahlen, die von dem Polygonspiegel (Ablenkungsmittel) abgelenkt worden sind, auf eine vorbestimmte Bildfläche ab, die mit einer gleichen Geschwindigkeit abzutasten ist, und korrigiert den Einfluss, der durch eine Differenz zwischen Neigungen der jeweiligen Reflexionsoberflächen des Polygonspiegels verursacht wird.
Damit der konvergente Lichtstrahl schräg auf den Halbspiegel einfällt, erzeugt der Strahl, der durch den ersten synthetischen Reflexionsspiegel übertragen wird, eine Änderung der Fokuslänge, der sphärischen Aberration, der Koma-Aberration und des Astigmatismus.

Wenn die Dicke des Halbspiegels, ein Brechungsindex und ein Einfallswinkel jeweils t, n und u sind, kann das Ausmaß der Änderung einer Fokuslänge, einer sphärischen Aberration, einer Koma-Aberration und eines Astigmatismus wie folgt ausgedrückt werden:

Variation der Fokuslänge:	(t × (1 – 1/n))
Sphärische Aberration:	Bi = –t × u⁴ × (n² – 1)/n³
Koma-Aberration:	Fi = –t × u³ × (n²– 1)/n³
Astigmatismus:	Ci = –t × u² × (n²– 1)/n²

In diesem Fall kann die Änderung der Fokuslänge vollständig beseitigt werden, indem eine Länge eines optisches Weges zwischen der finiten Linse und einer Hybridzylinderlinse um t × (1 – 1/n) erhöht wird.
Was die sphärische Aberration angeht, sind der Abstand zwischen der finiten Linse und der zylindrischen Linse und die Länge des optischen Weges zwischen der zylindrischen Linse und dem Polygonspiegelreflexionspunkt derart geeignet eingestellt, dass die Bildfläche zum Zentrum der Position bewegt werden kann, wo der periphere Lichtstrahl der entsprechenden Hauptabtastrichtung und der Nebenabtastrichtung den Hauptlichtstrahl kreuzen. Dadurch kann ein Einfluss, der durch die sphärische Aberration erzeugt wird, reduziert werden.
Bezüglich des Astigmatismus werden die Länge des optischen Weges zwischen der finiten Linse und der zylindrischen Linse und die Länge des optischen Weges zwischen der Zylinderlänge und dem Polygonspiegel reflektierten Punkt geeignet eingestellt, so dass der Astigmatismus komplett beseitigt werden kann.
Bezüglich der Koma-Aberration wird bisher kein Korrekturverfahren vorgeschlagen, und der Einfluss wirkt sich auf die Eigenschaft der Bildausbildung auf der Bildfläche aus.
In dem optischen System, das keine Aberration aufweist, wenn der Laserstrahl mit einem Strahlmittelteildurchmesser von ω0 um z defokussiert ist, kann der Strahlmittelteildurchmesser ω durch die folgende Gleichung erhalten werden: ω = ω0(1 + (λz/(πω0 2))2)1/2 (A)wobei λ die Wellenlänge ist.
Wenn das Ausmaß der Defokussierung z ist, ändert sich mit anderen Worten der Strahldurchmesser von ω₀ auf ω. Aufgrund der Änderung des Strahldurchmessers werden die Dicke der Zeilen des Bildes und die Bilddichte geändert.
Es sei angenommen, dass die fθ-Linse aus einer Plastiklinse separat von der oben genannten Struktur gebildet wird.
In diesem Fall, wenn die Linse von der Bildfläche getrennt ist, um die Größe des optischen Systems selbst zu reduzieren, wird das Ausmaß der Defokussierung der Nebenabtastrichtung durch die Änderung der Temperatur und der Feuchtigkeit geändert. In diesem Fall wird die Strahlposition der Hauptabtastrichtung geändert.
Die JP 8-136 840 (A) offenbart eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Lichtquellen, eine für jede Farbe, ein optisches Vorablenkungssystem, ein Ablenkungsmittel und ein optisches Nachablenkungssystem zur Bildausbildung des Lichtes, das von dem Ablenkungsmittel abgelenkt wird, um auf eine vorbestimmte Bildfläche mit gleichförmiger Geschwindigkeit abgetastet zu werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Reduzierung des Einflusses der Koma-Aberration einer Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung, die mit einer Mehrzahl von Strahlen abtastet.
Diese Aufgabe wird durch eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß Anspruch 7 wird der Einfluss der Aberration einer Belichtungseinrichtung reduziert.
Die Erfindung kann durch folgende detaillierte Beschreibungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden. Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht einer Bildausbildungsvorrichtung, in der eine Mehrstrahlbelichtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
2 eine schematische Draufsicht einer Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung, die in eine Bildausbildungsvorrichtung gemäß 1 eingearbeitet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schematische Querschnittsansicht, die zeigt, dass ein Laserstrahl, der von einem optischen Ablenker abgelenkt wird, mit einem minimalen Abstand in der optischen Abtastvorrichtung gemäß 2 abgebildet wird;
4 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einem Graph, der die Beziehung zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung verdeutlicht, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LYa;
5 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LYa;
6 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Ausmaß einer Aufhellung in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem maximalen Ausmaß der Aufhellung in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LYa;
7 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert wird, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LMa;
8 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LMa;
9 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Ausmaß an Aufhellung in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem maximalen Ausmaß an Aufhellung in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LMa;
10 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtereinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LCa;
11 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtereinheit gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LCa;
12 einen Graphen, der einen Zustand erklärt, bei dem eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert ist, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Ausmaß an Aufhellung in der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem maximalen Ausmaß der Aufhellung in der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LCa;
13 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß an Defokussierung (Ausmaß der Positionsänderung der Bildausbildung) der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, bei einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Verbindung mit den Laserstrahlen LY in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 weggelassen ist (LYa und LYb sind mit einem vorbestimmten Abstand in einer vorbestimmten Nebenabtastrichtung angeordnet);
14 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Verbindung mit den Laserstrahlen LY in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 demontiert ist;
15 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz aufweist zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit den Laserstrahlen LY in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3;
16 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Verbindung mit den Laserstrahlen LM in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 demontiert ist;
17 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Hauptabtastrichtung und der Position der Nebenabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Verbindung mit den Laserstrahlen LM in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 demontiert ist;
18 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung aufweist, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit den Laserstrahlen LM in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3;
19 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß der Defokussierung der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Verbindung mit den Laserstrahlen LC in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 demontiert ist;
20 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß der Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse demontiert ist, in Verbindung mit den Laserstrahlen LC in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3;
21 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung aufweist, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit den Laserstrahlen LC von der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3;
22 eine schematische Draufsicht, die eine erste Modifikation des optischen Vorablenkungssystems der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 zeigt;
23A und 23B Graphen, die jeweils zeigen, dass die Bildausbildungsposition nahe dem Hauptstrahl und die Bildausbildungsposition nahe dem äußersten Strahl in einem Zustand, bei dem die erste und die zweite finite Fokuslinse der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß 22 basierend auf einer sphärischen Aberration gemäß Tabelle 3 geschätzt werden, so dass die Position der Bildfläche (Fläche der photoempfindlichen Trommel) auf Null gesetzt wird;
24A und 24B Graphen, die jeweils eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm auf den zweiten Grad zu minimieren; die 25A und 25B Graphen, die jeweils eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm auf den vierten Grad zu minimieren;
26A und 26B Graphen, die jeweils eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 nun auf den sechsten Grad zu minimieren;
27A und 27B Graphen, die jeweils eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm auf den achten Grad zu minimieren;
28A und 28B Graphen, die jeweils eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes an Defokussierung von ± 2,9 mm auf den zehnten Grad zu minimieren;
29A und 29B Graphen, die jeweils eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm auf den zwölften Grad zu minimieren;
30A und 30B Graphen, die eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes der Fokussierung von ± 2,9 mm sphärischer Aberration gemäß Tabelle 3 auf den vierzehnten Grad zu minimieren;
31A und 31B Graphen, die jeweils eine Form einer Wellenoberflächenaberration und eines entsprechenden Ausmaßes an Defokussierung zeigen, wenn die sphärische Aberration optimiert ist, um den maximalen Strahldurchmesser innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm auf den sechzehnten Grad zu minimieren;
32 einen Graphen, der einen maximalen Strahldurchmesser in einer vorbestimmten Defokussierung zum Zeitpunkt jedes Strahlmittelteils zeigt, für einen Fall, bei dem die erste und die zweite finite Fokuslinse der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß 22 nicht basierend auf der sphärischen Aberration geschätzt sind;
33 eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel zeigt, bei dem die finite Linse, die in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß 22 verwendet wird, für die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung für eine Nichtfarbe verwendet wird;
34 eine schematische Querschnittsansicht des optischen Nachablenkungssystems der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß 33;
35 eine schematische Querschnittsansicht des optischen Vorablenkungssystems der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß 33;
36 eine schematische Draufsicht, die eine zweite Modifikation des optischen Vorablenkungssystems der optischen Abtastvorrichtung gemäß den 2 und 3 zeigt;
37 eine schematische Draufsicht, die eine dritte Modifikation des optischen Vorablenkungssystems der optischen Abtastvorrichtung gemäß den 2 und 3 zeigt;
38 eine schematische Draufsicht, die eine zweite Modifikation des optischen Vorablenkungssystems der optischen Abtastvorrichtung gemäß den 2 und 3 zeigt;
39 eine schematische Draufsicht, die ein zweites Ausführungsbeispiel des optischen Vorablenkungssystems der optischen Abtastvorrichtung gemäß den 2 und 3 zeigt;
40 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Zusammenhang mit den Laserstrahlen LM in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung demontiert ist, in der das optische Nachablenkungssystem, das unter Verwendung der Tabellen 4 und 5 beschrieben ist, mit der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 kombiniert ist;
41 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß der Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Zusammenhang mit den Laserstrahlen LM in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung demontiert ist, in der das optische Nachablenkungssystem, das unter Verwendung der Tabellen 4 und 5 beschrieben ist, mit der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 kombiniert ist;
42 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz aufweist zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung, und die Position der Hauptabtastrichtung in Zusammenhang mit Laserstrahlen LM, wobei das optische Nachablenkungssystem, das unter Verwendung der Tabellen 4 und 5 beschrieben ist, mit der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 kombiniert ist;
43 eine schematische Draufsicht, die eine zweite Modifikation der optischen Abtastvorrichtung gemäß 39 zeigt;
44 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Zusammenhang mit den Laserstrahlen LM in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung demontiert ist, in der das optische Nachablenkungssystem, das unter Verwendung der Tabellen 6 und 7 beschrieben ist, mit der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 kombiniert ist;
45 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse in Zusammenhang mit dem Laserstrahl LM in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung demontiert ist, in der das optische Nachablenkungssystem, das unter Verwendung der Tabellen 6 und 7 beschrieben ist, mit der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 kombiniert ist; und
46 einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz aufweist zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung, und die Position der Hauptabtastrichtung in Zusammenhang mit dem Laserstrahl LM, wobei das optische Nachablenkungssystem, das unter Verwendung der Tabellen 6 und 7 beschrieben ist, mit der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 kombiniert ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Farbbildausbildungsvorrichtung, bei der eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. Bei dieser Art einer Farbbildausbildungsvorrichtung werden vier Arten von Bilddaten verwendet, die in Farbkomponenten Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und B (Schwarz) farbgetrennt sind, und vier Sätze von verschiedenen Vorrichtungen zum Bilden eines Bildes entsprechend jeder der Farbkomponenten. In der folgenden Erklärung sind die Zeichen Y, M, C und B den entsprechenden Bezugsziffern hinzugefügt, um eine Unterscheidung zwischen Bilddaten jeder Farbkomponente und der entsprechenden Vorrichtung vorzunehmen.
Wie in 1 gezeigt, hat eine Bildausbildungsvorrichtung 100 erste bis vierte Bildausbildungseinheiten 50Y, 50M, 50C und 50B zum Bilden eines Bildes jeder der Komponenten, die in Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und B (Schwarz) farbgetrennt sind.
Die entsprechenden Bildausbildungseinheiten 50 (Y, M, C, B) sind unterhalb einer Laserbelichtungseinrichtung 1 in Reihe gebildet, in der Reihenfolge 50Y, 50M, 50C und 50B, um der Position zu entsprechen, bei der die Laserstrahlen LY, LM, LC und LB, die den jeweiligen Farbkomponenten entsprechen, über die entsprechenden Spiegel 37B, 37Y, 37M und 37C ausgesendet werden.
Ein Übertragungsgurt 52 ist auf eine Gurtantriebsrolle 56, die in Richtung eines Pfeils gedreht wird, und eine Spannungsrolle 54 gespannt. Der Übertragungsgurt 52 wird in eine Richtung gedreht, in die die Gurtantriebsrolle 56 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angetrieben wird.
Die entsprechenden Bildausbildungseinheiten 50Y, 50M, 50C und 50B weisen photoempfindliche Trommeln 58Y, 58M, 58C und 58B auf.
Jede der photoempfindlichen Trommeln ist zylindrisch geformt, um in eine Richtung eines Pfeils drehbar zu sein, und bildet ein elektrostatisches latentes Bild, das dem Bild entspricht, das durch die Belichtungseinrichtung 1 belichtet worden ist.
Es sind Ladeeinheiten 60 (Y, M, C, B), Entwicklungseinheiten 62 (Y, M, C, B), Übertragungseinheiten 64 (Y, M, C, B), Reiniger 66 (Y, M, C, B), Entladeeinheiten 68 (Y, M, C, B) um die photoempfindlichen Trommeln 58 (Y, M, C, B) entlang der Richtung angeordnet, in die die photoempfindlichen Trommeln 58 (Y, M, C, B) gedreht werden.
Jede der Ladeeinheiten 60 liefert eine vorbestimmte Spannung an die Oberfläche jeder entsprechenden photoempfindlichen Trommel 58 (Y, M, C, B).
Jede der Entwicklungseinheiten 62 entwickelt das charakteristische latente Bild auf der Oberfläche jeder photoempfindlichen Trommel 58 (Y, M, C, B) mit Toner, an die die entsprechende Farbe geliefert wird.
Jede der Übertragungseinheiten 64 überträgt ein Tonerbild, das auf jeder der photoempfindlichen Trommeln 58 gebildet ist, auf ein Aufzeichnungsmedium, das über den Übernagungsgurt 52 übertragen wird, in einem Zustand, bei dem der Übertragungsgurt 52 zwischen jeder photoempfindlichen Trommel 58 und jeder Übertragungseinheit 64 angeordnet ist, um der photempfindlichen Trommel 58 gegenüberzuliegen.
Jeder der Reiniger 66 entfernt restlichen Toner, der auf jeder der photoempfindlichen Trommeln 58 zurückbleibt, nachdem jedes Tonerbild durch jede der Übertragungseinheiten 64 übertragen worden ist.
Jede der Entladeeinheiten 68 entfernt restliche Spannung, die auf jeder der photoempfindlichen Trommeln zurückbleibt, nachdem jedes Tonerbild durch jede der Übertragungseinheiten 64 übertragen worden ist.
Die Strahlung der Laserstrahlen LY, LM, LC und LB, die jeweils auf die photoempfindlichen Trommeln 58 durch entsprechende Spiegel 37Y, 37M, 37C und 33B gelenkt werden, ist zwischen jeder der Ladeeinheiten 60 (Y, M, C, B) und jeder der Entwicklungseinheiten 62 (Y, M, C, B) gebildet.
Eine Papierkassette 70 ist unter dem Übertragungsgurt 62 bereitgestellt, um das Aufzeichnungsmedium zur Übertragung des Bildes aufzunehmen, das auf jeder Bildausbildungseinheiten 50 (Y, M, C, B) gebildet ist, also Papier P.
Eine Zuführungsrolle 72, die einen Halbkreisquerschnitt aufweist, ist an der Position gebildet, die einen Randbereich der Papierkassette 70 bildet, und einen Bereich nahe der Spannungsrolle 54, um das Papier P, das in der Papierkassette 70 enthalten ist, nacheinander von dem obersten Abschnitt an aufzunehmen.
Eine Widerstandsrolle 74 ist zwischen der Zuführungsrolle 72 und der Spannungsrolle 54 gebildet. Die Widerstandsrolle 74 wird verwendet, um das obere Ende eines Papiers P, das aus der Kassette 70 aufgenommen worden ist, mit dem oberen Ende jedes Tonerbildes, das auf den entsprechenden Bildausbildungseinheiten 50 gebildet ist, in Übereinstimmung zu bringen, insbesondere mit dem Tonerbild, das auf der photoempfindlichen Trommel 58 durch die Bildausbildungseinheit 50 gebildet ist.
Eine Absorptionsrolle 76 ist an einer Position gebildet, zwischen der Widerstandsrolle 74 und der ersten Bildausbildungseinheit 50Y, also einer Position nahe der Spannungsrolle 54, im wesentlichen auf einer äußeren Peripherie der Spannungsrolle 54. Die Absorptionsrolle 76 liefert eine vorbestimmte elektrostatische Absorption auf ein Papier P, das zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durch die Widerstandsrolle 72 übertragen wird.
Widerstandssensoren 78 und 80 sind an einer Position gebildet, die einen Randbereich des Übertragungsgurts 52 bildet, und nahe der Gurtantriebsrolle 56, im wesentlichen auf einer äußeren Perpherie der Gurtantriebsrolle 56, um einen vorbestimmten Abstand in Axialrichtung der Gurtantriebsrolle 56 aufzuweisen. Die Widerstandssensoren 78 und 80 detektieren die Position des Bildes, das auf dem Übertragungsgurt 52 gebildet ist (1 ist die Frontquerschnittsansicht, die nur den hinteren Sensor 80 zeigt).
Ein Übertragungsgurtreiniger 82 ist auf dem Übertragungsgurt 52 gebildet, entsprechend der äußeren Peripherie der Gurtantriebsrolle 56. Der Übernagungsgurneiniger 82 entfernt Toner, der auf dem Übertragungsgurt 52 haftet, oder Papierstaub von dem Papier P.
Eine Fixierungseinheit 84 ist in einer Richtung gebildet, in der Papier P, das durch den Übertragungsgurt 52 übertragen worden ist, von der Gurtantriebsrolle 56 losgelöst ist, und wird weiter übertragen. Die Fixierungseinheit 84 wird verwendet, um das Tonerbild, das auf das Papier P übertragen worden ist, auf dem Papier P zu fixieren.
Die 2 und 3 zeigen eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung, die in der Bildausbildungsvorrichtung gemäß 1 verwendet wird. In der Farbbildausbildungsvorrichtung gemäß 1 werden vier Arten von Bilddaten verwendet, die in Farbkomponenten Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und B (Schwarz) farbgetrennt sind, und vier Sätze von verschiedenen Vorrichtungen zum Bilden eines Bildes entsprechend jeder der Farbkomponenten. In der folgenden Erklärung werden den Zeichen Y, M, C und B den entsprechenden Bezugsziffern hinzugefügt, um eine Unterscheidung zwischen Bilddaten jeder Farbkomponente und der entsprechenden Vorrichtung vorzunehmen.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, hat die Mehrstrahl-Belichtungsvorrichtung 1 nur eine Polygonspiegeleinheit 5 als Ablenkungsmittel zum Ablenken der Laserstrahlen. Die Polygonspie geleinheit 5 lenkt jeden der Laserstrahlen, der von jedem der Laserelemente ausgesendet wird, die als Lichtquelle dienen, an eine vorbestimmte Position jeder der Bildflächen, also an jede photoempfindliche Trommel 58 (Y, M, C, B) des ersten bis vierten Bildausbildungsabschnittes 50 (Y, M, C, B) mit einer vorbestimmten linearen Geschwindigkeit. In diesem Fall wird eine Richtung, in der der Laserstrahl durch jede der Reflexionsflächen der Polygonspiegeleinheit 5 abgelenkt wird, im folgenden als eine Hauptabtastrichtung bezeichnet. Darüber hinaus wird eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptabtastrichtung und parallel zu jeder Reflexionsoberfläche eines Polygonspiegelkörpers 5a ist, als eine Nebenabtastrichtung bezeichnet.
Die Polygonspiegeleinheit 5 hat einen Polygonspiegelkörper 5a, in welchem acht Flächenebenenreflektoren (Oberflächen) gebildet sind, in einer Form eines regulären Polygons, und einen Motor 5b, der den Polygonspiegelkörper 5a in einer Hauptabtastrichtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht.
Der Polygonspiegelkörper 5a ist beispielsweise aus Aluminium gebildet. Jede der Reflexionsflächen des Polygonspiegelkörpers 5a ist entlang der Oberfläche geschnitten, die eine Richtung aufweist, in der der Polygonspiegelkörper 5a gedreht wird, also entlang der Oberfläche senkrecht zu der Hauptabtastrichtung. Mit anderen Worten, nachdem die Oberfläche entlang der Nebenabtastrichtung geschnitten ist, und eine Oberflächenschutzschicht, beispielsweise ein Siliziumoxid (SiO₂) auf die Schnittfläche aufgebracht worden ist.
Ein optisches Nachablenkungssystem 21 ist zwischen der Polygonspiegeleinheit 5 und der Bildfläche gebildet, um eine vorbestimmte optische Eigenschaft für jeden der Laserstrahlen L (Y, M, C, B) zu liefern, die in einer vorbestimmten Richtung durch jede der Reflexionsflächen der Polygonspiegeleinheit 5 abgelenkt worden sind.
Zur Einstellung der horizontalen Synchronisation jedes entsprechenden Laserstrahls L (Y, M, C und B), die von der Polygonspiegeleinheit 5 abgelenkt werden, weist das optische Nachablenkungssystem 21 einen horizontalen Synchronisationsdetektor 23, einen Spiegel 25 zur horizontalen Synchronisation, eine Bildausbildungslinse 30 enthaltend eine erste und zweite Bildausbildungslinse 30a und 30b, eine Mehrzahl von Spiegeln 33Y (erstes Gelb), 35Y (zweites Gelb), 37Y (drittes Gelb), 33M (erstes Magenta), 35M (zweites Magenta), 37M (drittes Magenta), 33C (erstes Cyan), 35C (zweites Cyan), 37C (drittes Cyan), und 33B (für Schwarz), und Staubverhinderungsgläser 39 (Y, M, C, M) auf.
Der horizontale Synchronisationsdetektor 23 detektiert jeden Laserstrahl L. Der Spiegel 25 wird verwendet, um jeden Laserstrahl L auf den Detektor 23 zu reflektieren. Die Bildausbildungslinse 30 wird verwendet, um die Form und die Position eines Strahlspots auf der Bildfläche (photoempfindliche Trommel 58 gemäß 1) jedes Laserstrahls L (Y, M, C, M) zu optimieren, der von jeder Reflexionsfläche des Polygonspiegelkörpers 5a abgelenkt worden ist. Die Mehrzahl der Spiegel wird zur Führung jedes Laserstrahls L (Y, M, C und B) verwendet, der von der zweiten Bildausbildungslinse 30b an jede photoempfindliche Trommel 58 (Y, M, C, B) entsprechend jedem Laserstrahl ausgesendet wird. Die Staubverhinderungsgläser 39 werden verwendet, um die Laserbelichtungseinrichtung 1 vor Verunreinigung zu schützen.
Im folgenden wird das optische Vorablenkungssystem zwischen der Lichtquelle (Laserelement) und der Polygonspiegeleinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Laserbelichtungseinrichtung 1 hat eine erste bis vierte Lichtquelle 3Y, 3M, 3C und 3B (M, M = positive Integralzahl, 4 in diesem Fall), die erste und zweite (Ni = N1 = N2 = N3 = N4 = 2) (für Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz) Laserelemente aufweisen, die Ni ≥ 2 erfüllen. Die erste bis vierte Lichtquelle erzeugt dann den Laserstrahl entsprechend den Bilddaten, die in Farbkomponenten farbgetrennt sind.
Die ersten bis vierten Lichtquellen 3Y, 3M, 3C und 3B weisen erste und zweite Gelblaser 3Ya und 3Yb auf, um Laserstrahlen auszusenden, die gelben Bildern entsprechen, erste und zweite Magentalaser 3Ma und 3Mb zur Aussendung von Laserstrahlen, die Bildern in der Farbe Magenta entsprechen, erste und zweite Cyanlaser 3Ca und 3Cb zum Aussenden von Laserstrahlen, die Bildern in der Farbe Cyan entsprechen, und erste und zweite Schwarzlaser 3Ma und 3Mb zum Aussenden von Laserstrahlen, die schwarzen Bildern entsprechen. In diesem Fall werden erste bis vierte Laserstrahlen, also gepaarte LYa und LYb, LMa und LMb, LCa und LCb und LBa und LBb von jedem der Laserelemente ausgesendet.
Vier Paare von optischen Vorablenkungssystemen 7 (Y, M, C, B) sind zwischen den entsprechenden Laserstrahlelementen 3Ya, 3Ma, 3Ca, 3Ba und der Polygonspiegeleinheit 5a angeordnet. Die entsprechenden optischen Vorablenkungssysteme 7 werden verwendet, um eine vorbestimmte Form eines Querschnittsstrahlspots jedes Laserstrahls LYa, LMa, LCa und LBa zu liefern, die von jeder der Lichtquellen 3Ya, 3Ma, 3Ca und 3Ba ausgesendet worden sind.
Im folgenden werden Eigenschaften von Halbspiegeln 11B und einer zylindrischen Linse 12B des optischen Vorablenkungssystem 7 erklärt, in welchem der Laserstrahl LBa der an die Polygonspiegeleinheit 5 von dem ersten Schwarzlaser 3Ba geführt wird und der Laserstrahl LBb, der an die Polygonspiegeleinheit 5 von dem zweiten Schwarzlaser 3Bb geführt wird, als ein typisches Beispiel gezeigt.
Eine vorbestimmte Konvergenz wird für den zerstreuten Laserstrahl LBa geliefert, der von dem ersten Schwarzlaser 3Ba ausgesendet wird, durch eine finite Fokuslinse 8Ba. Der Laserstrahl LBa wird auf den Halbspiegel 11B durch den Spiegel 9Ba reflektiert. Der Laserstrahl LBa, der von dem Spiegel 9Ba reflektiert worden ist, verläuft durch den Halbspiegel 11B, um auf die zylindrische Linse 12B zu fallen. Der Laserstrahl LBa, der auf die zylindrische Linse 12B fällt, wird ferner nur in Nebenabtastrichtung durch die Linse 12 derart konvergiert, dass er zu der Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt wird.
In ähnlicher Weise wird eine vorbestimmte Konvergenz für den zerstreuten Laserstrahl LBa geliefert, der von dem zweiten Schwarzlaser 3Bb ausgesendet wird, durch eine finite Fokuslinse 8Bb. Der Laserstrahl LBb wird an den Halbspiegel 11B durch den Spiegel 9Bb reflektiert. Der Laserstrahl LBb, der von dem Spiegel 9Bb reflektiert wird, fällt auf die Oberfläche, die der Oberfläche gegenüberliegt, auf die der Laserstrahl LBa von dem ersten Schwarzlaser 3Ba einfällt, um einen vorbestimmten Strahlabstand zwischen den Laserstrahlen LBa und LBb in Nebenabtastrichtung zu erhalten. Der Laserstrahl LBb wird ferner durch den Halbspiegel 11B abgelenkt, um auf die zylindrische Linse 12B einzufallen.
Der Laserstrahl LBb, der auf die zylindrische Linse 12B einfällt, wird ferner nur in Nebenabtastrichtung durch die Linse 12B konvergiert, um an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt zu werden.
Die finiten Fokuslinsen 8Ba und 8Bb verwenden eine Einzellinse, die durch Ankleben einer asphärischen Plastiklinse (nicht gezeigt) auf eine asphärische Glaslinse gebildet wird, oder eine einzelne asphärische Glaslinse. Als eine plastikasphärische Glaslinse wird vorzugsweise eine UV-gehärtete asphärische Plastiklinse verwendet, die durch Bestrahlung mit UV- Strahlung gehärtet ist. Im wesentlichen werden die gleichen Eigenschaften für jede der finiten Fokuslinsen 8Ba und 8Bb geliefert.
Als Spiegel 9Ba und 9Bb dient ein motorangetriebener Spiegel (Galvanospiegel), der derart gebildet ist, dass der Winkel der Reflexionsflächen (nicht gezeigt) in einen willkürlichen Winkel durch einen Galvanomotor oder eine Schwingspule geändert werden kann, in einem Zustand, bei dem als eine Rotationsachse die Hauptabtastrichtung und die Nebenabtastrichtung verwendet werden. Der Halbspiegel 11B ist gebildet, um eine Dicke tm von 5 mm aufzuweisen, durch Aufbringen eines Metallfilms auf eine Oberfläche der parallelen ebenen Gläser, die die gleiche Dicke und das gleiche Material aufweisen, so dass ein Verhältnis zwischen dem Durchlass und der Reflexion auf einen vorbestimmten Wert gesteuert werden kann.
Die zylindrische Linse 12B ist eine Hybridlinse, die erhalten wird, indem eine zylindrische Plastiklinse, die aus PMMA gebildet ist, und eine zylindrische Glaslinse, die aus FD 60 gebildet ist, miteinander gebondet werden, oder indem diese Linsen auf ein Positionierungselement (nicht gezeigt) von einer vorbestimmten Richtung aufgepresst werden, um miteinander integral zu sein. In diesem Fall ist die Krümmung der Oberfläche, wo die zylindrische Plastiklinse und die zylindrische Glaslinse miteinander in Kontakt sind, in Nebenabtastrichtung gleich. Darüber hinaus ist die zylindrische Plastiklinse integral mit der zylindrischen Glaslinse ausgebildet. In der zylindrischen Plastiklinse ist der Querschnitt in Nebenabtastrichtung auf einem Teil der zylindrischen Oberfläche derart gebildet, dass die Oberfläche, die Luft kontaktiert, eine Eigenschaft in der Nebenabtastrichtung hat.
Die Positionen der Laserstrahlen LBa und LBb, die durch die zylindrische Linse 12B verlaufen, liegen außerhalb der optischen Achse der zylindrischen Linse 12B. Die Laserstrahlen LBa und LBb sind mit anderen Worten dezentriert und in Nebenabtastrichtung geneigt, um auf die zylindrische Linse 12B zu fallen. Die Laserstrahlen LBa und LBb, die auf die Polygonspiegeleinheit 5 gerichtet sind, von dem Halbspiegel 11B, sind derart angeordnet, dass die Koma-Aberration beseitigt wird, die erzeugt wird, wenn die Laserstrahlen LBa und LBb durch die erste und zweite Bildausbildungslinse 30a und 30b verlaufen. Der Laserstrahl LBb fällt ein, um asymmetrisch zu sein zu dem Laserstrahl LBa in Bezug auf die optische Achse der zylindrischen Linse.
Die entsprechenden Laserstrahlen LBa und LBb werden als im wesentlichen ein Laserstrahl kombiniert, der einen vorbestimmten Strahlabstand in Nebenabtastrichtung durch den Halbspiegel 11B aufweist. Die Laserstrahlen LBa und LBb verlaufen durch einen NichtReflexionsbereich eines Lasersynchronisationsspiegel 13, also einen vorbestimmten Bereich des Spiegels 13, der keinen Spiegelbereich aufweist, der gebildet ist, um an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt zu werden.
Die Laserstrahlen LBa und LBb, die an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt werden, sind im wesentlichen linear fokussiert, nahe jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a. Die Laserstrahlen LBa und LBb fallen schräg auf die Einfallfläche der ersten Bildausbildungslinse 30a, die in der Bildausbildungslinse 30 des optischen Nachablenkungssystems 21 enthalten ist, unter einem vorbestimmten Winkel.
Die vorbestimmte Konvergenz- und Richtungscharakteristik sind den Laserstrahlen LBa und LBb durch die zweite Bildausbildungslinse 30b gegeben, um eine vorbestimmte Form und Größe des Strahlspots auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 58B zu haben. Die Laserstrahlen LBa und LBb werden unter einem vorbestimmten Winkel durch den Spiegel 33B reflektiert, und verlaufen durch das Staubverhinderungsglas 39B. Die photoempfindliche Trommel 58 wird dann mit den Laserstrahlen LBa und LBb bestrahlt.
Das Folgende erklärt die Charakteristik der Halbspiegel 11 (Y, M, C und B).
Die Laserstrahlen LYa, LMa, LCa und LBa, die von den Laserelementen 3Ya, 3Ma, 3Ca und 3Ba ausgesendet werden, werden durch die Halbspiegel 11 (Y, M, C und B) jeweils übertragen. Die Laserstrahlen LYb, LMb, LCb und LBb, die von den Laserelementen 3Yb, 3Mb, 3Cb und 3Bb ausgesendet worden sind, werden von den Spiegeln 11 (Y, M, C, B) jeweils reflektiert. Da die Anzahl der jeweiligen Lichtquellen 3 (Y, M, C, B) gleich Ni ist (Ni = positive integrale Zahl, in diesem Fall N1 = N2 = N3 = N4 = 2), ist es überflüssig zu erwähnen dass (Ni – 1) = 1 Halbspiegel 11 (Y, M, C und B) für jede Lichtquelle verwendet wird.
Die Anzahl der Übertragungszeitpunkte der Laserstrahlen L (Ya, Yb, Ma, Mb, Ca, Cb, Ba, Bb) durch die Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) ist jeweils 1 oder 0. Spezieller verlaufen LBa, LMa, LCa und LYa nur einmal durch die Halbspiegel 11 (Y, M, C und B). Die anderen Laserstrahlen LBb, LMb, LCb und LYb werden durch die Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) jeweils reflektiert. Die jeweiligen Halbspiegel 11 (Y, M; C, B) sind in gleicher Richtung geneigt, und unter dem gleichen Winkel in Bezug auf die Laserstrahlen LBa, LMa, LCa und LYa, die zu der Polygonspiegeleinheit 5 durch die jeweiligen Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) gerichtet sind. In diesem Fall ist ein Winkel jedes Halbspiegels 11 (Y, M, C, B) um 45° geneigt. Ebenso ist eine Dicke tm jedes Halbspiegels 11 (Y, M, C, B) auf 5 mm eingestellt.
Wenn das Verhältnis zwischen dem Durchlass und der Reflexion der jeweiligen Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) auf 1 : 1 eingestellt ist, können die Ausgänge der Laserelemente 3Ya und 3Yb, 3Ma und 3Mb, 3Ca und 3Cb, und 3Ba und 3Bb der jeweiligen Lichtquellen 3 (Y, M, C, B) im wesentlichen auf die gleiche Eigenschaft eingestellt werden. Dadurch können die Ausgangssignale auf die Bildausbildungsfläche gleich eingestellt werden, und die Bildausbildungseigenschaften der Laserstrahlen L (Ya, Yb, Ma, Mb, Ca, Cb, Ba und Bb) können einfach abgeglichen werden.
Es sind ein Halteelement 15, das gebildet ist, um integral mit einem Einheitsgehäuse als ein Fixierungselement zu sein, und eine Abdeckplatte 15a zur Abdeckung des Halteelements 15, um die Polygonspiegeleinheit 5 herum gebildet, um den Polygonspiegelkörper 5a abzudichten.
In einem vorbestimmten Bereich des Halteelements 15, welches in der Umgebung der Linie positioniert ist, die die Polygonspiegeleinheit 5 und den Lasersynchronisationsspiegel 13 verbindet, ist ein Staubverhinderungsglas 14 gebildet. Das Staubverhinderungsglas 14 wird zusammen mit dem Halteelement 15 verwendet. Dadurch wird der Polygonspiegelkörper 5a abgedichtet, und die jeweiligen Laserstrahlen L (Ya, Yb, Ma, Mb, Ca, Cb, Ba und Bb) werden an die jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegelkörpers 5a übertragen.
In einem vorbestimmten Bereich des Halteelements 15, an einer Position in eine Richtung, wo die Laserstrahlen L (Ya, Yb, Ma, Mb, Ca, Cb, Ba und Bb) durch die jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegelkörpers 5a abgelenkt werden, ist eine Abdeckung 16 gebildet. Die Abdeckung 16 ist aus einem Material gebildet, das die gleiche optische Eigenschaft aufweist, wie das Staubverhinderungsglas 14. Die Abdeckung 16 wird zusammen mit dem Halteelement 15 verwendet. Dadurch wird der Polygonspiegelkörper 5a abgedichtet, und die jeweiligen Laserstrahlen L (Ya, Yb, Ma, Mb, Ca, Cb, Ba, Bb), die auf die entsprechenden Reflexionsoberflächen abgelenkt werden, verlaufen durch die Abdeckung 16.
Das Halteelement 15, die Abdeckplatte 15a, das Staubverhinderungsglas 14 und die Abdeckung 16 reduzieren Rauschen; das erzeugt wird, wenn der Polygonspiegelkörper 5a mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, Windverluste der jeweiligen Reflexionsoberflächen des Polygonspiegelkörpers 5a, und Staubhaftung auf einem Lager des Haltebereichs des Polygonspiegelkörpers 5a.
Als Staubverhinderungsglas 14 wird eine parallele Platte verwendet, die aus dem gleichen Material gebildet ist, wie der Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) (BK 7 in diesem Fall). In dem in 2 gezeigten Beispiel ist die Dicke tg des Staubverhinderungsglases 14 auf 5 mm eingestellt. Das Staubverhinderungsglas 14 wird dann in eine Richtung platziert, die jedem Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) gegenüberliegt, um die optische Achse in Bezug auf die Richtung sandwichartig einzuschließen, wo die jeweiligen Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) geneigt sind, also 22,5°. In einem Fall, bei dem die Richtung der Neigung jedes Halbspiegels 11 positiv ist (+), ist das Staubverhinderungsglas 14 um –22,5° geneigt. Wenn das Staubverhinderungsglas 14 um –45° geneigt ist, ist es möglich, die Aberrationskomponente zu beseitigen, die jedem der Laserstrahlen LBa, LMa, LCa, LYa gegeben ist, die durch jeden der Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) durch jeden der Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) übertragen worden ist. Eine neue Aberrationskomponente wird jedoch den Laserstrahlen LBb, LMb, LCb und LYb gegeben, die von den jeweiligen Halbspiegeln 11 (Y, M, C und B) reflektiert werden. Ein Neigungswinkel ug, unter dem das Staubverhinderungsglas 14 geneigt ist, ist folglich auf –22,5° eingestellt, so dass die Aberrationskomponenten, die den Laserstrahlen LBa, LMa, LCa und LYa durch die jeweiligen Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) gegeben werden, und die Aberrationskomponenten, die den Laserstrahlen LBb, LMb, LCb und LYb durch das Staubverhinderungsglas 14 gegeben werden, auf minimale Werte eingestellt werden (das Zeichen "-" zeigt die Richtung, die entgegengesetzt ist zu der Richtung der Neigung des Halbspiegels). Das Stauverhinderungsglas 14 kann leicht in Nebenabtastrichtung geneigt sein, um zu verhindern, dass Streulicht (nicht gezeigt), das durch die Reflexion der jeweiligen Laserstrahlen aufgrund der ersten und zweiten Bildausbildungslinse 30a und 30b erzeugt wird, zur Polygonspiegeleinheit 5 zurückkehrt. Oder es kann eine Teilplatte verwendet werden, deren Neigungs- und Emissionsflächen Neigungen in Nebenabtastrichtung aufweisen.
In der Mehrstrahl-Belichtungseinheit gemäß den 2 und 3 fallen die Laserstrahlen LBa, LMa, LCa und LYa, die durch die Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) jeweils übertragen werden, schräg auf die Einfalloberflächen der Halbspiegel 11 (Y, M, C, B). Aufgrund dieser Tatsache ist bekannt, dass die sphärische Aberration B, die Koma-Aberration F, der Astigmatismus C und Variationen der Fokuslänge Δf erzeugt werden. Wenn die Beziehung zwischen der Neigung des Halbspiegels 11 und der des Staubverhinderungsglases 14 evaluiert wird, können die sphärische Aberration Σ Bi, die Koma-Aberration Σ Fi, der Astigmatismus Σ Ci und Variationen der Fokuslänge Δf durch folgende Gleichungen (1) bis (4) ausgedrückt werden: Σ Bi = –ti × ui4 × (ni2 – 1)/ni3 (1) Σ Fi = –ti × ui3 × (ni2 – 1)/ni3 (2) Σ Ci = –ti × ui2 × (ni2 – 1)/ni3 (3) Δf = Σ(ti × (1 – 1 /ni)) (4)wobei die Reihenfolge der Anordnung der Halbspiegel und des Staubverhinderungsglases gleich i ist, die Dicke des Halbspiegels gleich t ist, die Reflexion gleich n ist, und der Einfallwinkel gleich u ist.
Die Änderung der Fokuslänge Δf kann vollständig beseitigt werden, indem die Länge des optischen Weges um Σ (ti × (1 – 1-/ni)) erhöht wird. In diesem Fall ist die Länge des optischen Weges gleich dem Abstand zwischen den finiten Linsen (8Ya, 8Ma, 8Ca, 8Ba) und den entsprechenden zylindrischen Linsen 11 (Y, M, C, B).
Die Koma-Aberration Σ Fi kann beseitigt werden, indem das Zeichen ui umgekehrt gesetzt wird, also ui "* -ui, wie aus der Gleichung (2) offensichtlich. Folglich werden die Komponenten, die die Koma-Aberration erzeugen, die das umgekehrte Zeichen aufweist, derart angeordnet, dass der absolute Wert der Summe der Aberrationen, die durch die Halbspiegel 11 und das Staubverhinderungsglas 14 erzeugt wird, ein Minimum wird. Mit anderen Worten, wenn der Winkel, der durch das Staubverhinderungsglas 39 und den Einfallslaserstrahl gebildet wird, gleich 45° ist, wird das Staubverhinderungsglas 39 in entgegengesetzte Richtung in Bezug zu dem Winkel geneigt, der durch den Halbspiegel 11 und den Laserstrahl gebildet wird, der durch den Halbspiegel 11 verläuft. Folglich kann der absolute Wert der gesamten Koma-Aberration reduziert werden. Es sei angenommen, dass die Koma-Aberration, die erzeugt wird, wenn ein bestimmter Strahl durch den i-ten Halbspiegel verläuft, Fi ist. Wenn der Strahl, der durch a (i = 1 bis a) Halbspiegel insgesamt verläuft, kann eine Dicke tg einer Korrekturplatte g (entsprechend dem Staubverhinderungsglas 14 in dieser Anmeldung allgemein als parallele Ebenenplatte verwendet) zur Einbringung in den optischen Weg zur Beseitigung der Koma-Aberration, und ein Neigungswinkel ug basierend auf der folgenden Gleichung (5) eingestellt werden: –tg × ug3 × (ng2 – 1)/ng3 = –(F1 + F2 + ... + Fa) (5)
Damit die Anzahl der Korrekturplatten (parallele Ebenenplatten) minimal wird, kann ein Verfahren in Betracht gezogen werden, bei welchem die Absolutwerte der Koma-Aberration des Laserstrahls, dessen Koma-Aberration ein Maximum ist, und des Laserstrahls, dessen Koma-Aberration ein Minimum ist, gleichgesetzt werden.
Es sei beispielsweise angenommen, dass der Laserstrahl, dessen Koma-Aberration ein Maximum ist, durch (F1 + F2 + ... Fa) dargestellt wird, wie in Gleichung (5) gezeigt, und die Koma-Aberration des Laserstrahls, dessen Koma-Aberration minus ist gleich 0 ist (es gibt den Laserstrahl, der nicht durch die parallele Platte überträgt).
Die Dicke tg der Korrekturplatte g ist eingestellt, um die folgende Gleichung (6) zu erfüllen, und die Korrekturplatte g ist derart platziert, dass der Winkel, der durch den einfallenden Laserstrahl und die Korrekturplatte g gebildet wird, gleich ug wird: –tg × ug3 × (ng2 – 1)/ng3 = –(F1 + F2 + ...+ Fa)/2 (6)
Als ein Ergebnis kann der maximale absolute Wert der Koma-Aberration auf (F1 + F2 + ... Fa)/2 eingestellt werden, also auf die Hälfte des Falles, bei dem keine Korrekturplatte g vorhanden ist.
In der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 werden nur Halbspiegel verwendet. Es sei angenommen, dass die Koma-Aberration, die von dem Halbspiegel 11 erzeugt wird, gleich F1 ist.
Die Korrekturplatte (parallele Ebenenplatte) mit der Dicke tg, die die folgende Gleichung (7) erfüllt, ist derart platziert, dass der Winkel ug, der durch den einfallenden Laserstrahl und die Korrekturplatte g gebildet wird, gleich ug wird. –tg × ug3 × (ng2 – 1)/ng3 = –F1/2 (7)
Als ein Ergebnis kann der maximale absolute Wert der Koma-Aberration auf ½ von F1 gesetzt werden. Dies ist konform zum Neigungswinkel des Staubverhinderungsglases 14.
Im folgenden wird speziell der Vorteil beschrieben, der durch das Staubverhinderungsglas 14 erhalten wird.
Die 4 bis 6, die 7 bis 9 und die 10 bis 12 zeigen Graphen, die jeweils die Eigenschaft des Laserstrahls zeigen, der von der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung an die entsprechende photoempfindliche Trommel geleitet wird.
4 zeigt einen Graphen, der einen Zustand erklärt, dass eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert wird, also einen Graphen, der die Beziehung zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Huaptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in der Huaptabtastrichtung unter der Position der Huaptabtastrichtung zeigt, wenn eine Position der Bildfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LYa. 5 zeigt einen Graphen, der einen Zustand erklärt, dass eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert wird, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Strahldurchmesser in der Nebenabtastrichtung und der Position der Huaptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem minimalen Strahldurchmesser in Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildoberfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LYa. 6 zeigt einen Graphen, der einen Zustand erklärt, dass eine Eigenschaft einer Bildausbildung des Laserstrahls durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 verbessert wird, also einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem maximalen Ausmaß an Ausleuchtung in Hauptabtastrichtung und der Position der Huaptabtastrichtung und die Beziehung zwischen einem maximalen Ausmaß an Aufhellung in Nebenabtastrichtung unter der Position der Hauptabtastrichtung, wenn eine Position der Bildoberfläche um ± 2 mm von einem Designwert abweicht, in Verbindung mit dem Laserstrahl LYa.
In den 4 bis 6 zeigen die Kurven DYMAXa und DYMAXp die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Huaptabtastrichtung, die Kurven DYMINa und DYMINp zeigen die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Huaptabtastrichtung. Die Kurven DZMAXa und DZMAXp zeigen die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung, die Kurven DZMINa und DZMINp zeigen die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Die Kurven FLRYMAXa und FLRYMAXp zeigen die Änderung des maximalen Ausmaßes der Aufhellung der Huaptabtastrichtung, und die Kurven FLRZMAXa und FLRZMAXp zeigen die Änderung des maximalen Ausmaßes der Aufhellung der Nebenabtastrichtung. Ein Index p, der der Anzeige jeder Kurve hinzugefügt ist, zeigt die Eigenschaft des Falles, bei dem das Staubverhinderungsglas (Korrekturplatte) 14 der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gebildet ist. Ein Index a zeigt zum Vergleich den Zustand, bei dem das Staubverhinderungsglas 14 weggelassen ist. Der Index f, der Index g und der Index h zeigen, dass die Eigenschaften, die durch die Modifikation erfolgen, wie später beschrieben wird, im gleichen Maßstab angezeigt werden.
Die 7 bis 9 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LMa von dem ersten Magentalaser 3Ma unter der gleichen Bedingung, wie gemäß den 4 bis 6. Da die Zeichen der Kurven dieser Figuren gleich sind, wie in den Fällen der 4 bis 6, erfolgt keine spezielle Erklärung.
Die 10 bis 12 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LCa von dem ersten Cyanlaser 3Ma unter der gleichen Bedingung, wie gemäß den 4 bis 6. Da die Zeichen der Kurven dieser Figuren gleich sind, wie für die Fälle gemäß den 4 bis 6, erfolgt keine spezielle Erklärung.
Da der Laserstrahl LBa, der von dem ersten Schwarzlaser 3Ba ausgesendet wird, im wesentlichen die gleiche Eigenschaft aufweist, wie der Laserstrahl LYa von dem ersten Gelblaser 3Ya, erfolgt keine spezielle Erklärung für den Laserstrahl LBa.
In dem optischen Vorablenkungssystem 7 werden die Koma-Aberrationskomponenten, die nur in den Laserstrahlen LYa, LMa, LCa und LBa erzeugt werden, die durch die Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) verlaufen, derart gesetzt, dass sie eine minimale Differenz des absoluten Wertes zwischen der oben genannten Koma-Aberration und der Koma-Aberration zwischen den Laserstrahlen LYb, LMb, LCb, LBb aufweisen, die ohne durch die Halbspiegel 11 (Y, M, C, B) zu verlaufen reflektiert werden, durch das Staubverhinderungsglas 14 (parallele Ebeneplatte). Das Staubverhinderungsglas 14 ist unter dem Winkel angeordnet, der dem halben Winkel des Halbspiegels 11 entspricht, geneigt in Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der jeder Halbspiegel 11 bezüglich der optischen Achse geneigt ist. Dadurch kann die Variation des Strahldurchmessers der Huaptabtastrichtung und die des Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung reduziert werden. Man hat erkannt, dass das Ausmaß der Aufhellung verbessert werden kann, sowohl in der Huaptabtastrichtung als auch in der Nebenabtastrichtung.
Im folgenden wird speziell das optische Nachablenkungssystem zwischen der Polygonspiegeleinheit und der Bildoberfläche gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung erklärt.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, hat das optische Nachablenkungssystem 21 einen Satz von Bildausbildungslinsen 30, die eine erste und eine zweite Bildausbildungslinse 30a und 30b aufweisen. Unter Verwendung der Tabellen 1 und 2 unter der Gleichung (8) sind die folgenden optischen Eigenschaften und die Form gegeben. Jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b ist an einer vorbestimmten Position platziert, die derart definiert ist, dass der Abstand von dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegels kleiner wird, als der Abstand von der Bildoberfläche.
Die Formen, wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, und die Gleichung (8) gelten für die erste und zweite Bildausbildungslinse 30a und 30b, so dass die Positionsverschiebung des Strahls auf die Bildoberfläche in Nebenabtastrichtung, die durch die Neigung der Reflexionsoberfläche des Polygonspiegels verursacht wird, auf 3 μm gesteuert werden kann. Das optische Nachablenkungssystem hat mit anderen Worten eine Funktion zur Korrektur der Positionsverschiebung des Strahls, die unter dem Einfluss erzeugt wird, der durch die Differenz verursacht wird zwischen den Neigungen der jeweiligen Reflexionsoberflächen des Polygonspiegels. Folglich ist die Form, die die Interpolationsbeziehung in Nebenabtastrichtung erfüllt, für die erste und zweite Bildausbildungslinse 30a und 30b über den gesamten Abtastbereich gegeben. Als ein Ergebnis, verglichen mit dem Fall, bei dem keine Funktion zur Korrektur der Positionsverschiebung erfolgt, also 192 μm, kann die Positionsverschiebung des Strahls auf der Bildoberfläche in Nebenabtastrichtung auf 3 μm gesteuert werden, eine Korrekturvergröße rung beträgt 1/64 (in dem Fall, bei dem die Neigung jedes Reflexionsspiegels des Polygonspiegelkörpers 5a eine Minute beträgt (1/60 Grad)). In dem Fall, bei dem das optische Nachablenkungssystem keine Funktion zur Korrektur der Positionsverschiebung aufweist, ist die obere Grenze eines erlaubten Werts der Neigung jedes Reflexionsspiegels des Polygonspiegelkörpers 5a ungefähr eine Sekunde (1/3600 Grad). In diesem Fall, um den erlaubten Wert der Neigung nur durch Genauigkeit der Arbeit des Polygonspiegelkörpers 5a zu erfüllen, ist die Arbeit extrem kompliziert, so dass die Ausbeute schlecht wird. Selbst wenn der erlaubte Wert erfüllt wird, erhöhen sich die Herstellungskosten stark.
Die 13 bis 15 und die 16 bis 18 und die 19 bis 21 zeigen Graphen, die jeweils die optische Funktion jeder Bildausbildungslinse 30a und 30b verdeutlicht, um den Zustand zu erklären, dass die Laserstrahlen, die die Eigenschaften aufweisen, wie unter Verwendung der 4 bis 6, 7 bis 9 und 10 bis 12 erklärt, in einem Zustand, bei dem die erste Bildausbildungslinse 30a oder die zweite Bildausbildungslinse 30b demontiert sind.
13 zeigt die Beziehung zwischen dem Ausmaß einer Defokussierung der Hauptabtastrichtung (Ausmaß der Änderung in der Position der Bildausbildung) und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinse 30 in Verbindung mit den Laserstrahlen LY (LYa und LYb mit einem vorbestimmten Abstand in einer vorbestimmten Nebenabtastrichtung) demontiert ist. Eine Kurve FSY0 zeigt einen Zustand, bei dem jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 30a und 30b demontiert ist. Eine Kur ve FSY1 zeigt einen Zustand, bei dem nur die zweite Bildausbildungslinse 30b demontiert ist (nur die erste Bildausbildungslinse 30a ist gesetzt). Eine Kurve FSY2 entspricht einem Zustand, bei dem jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b gesetzt ist.
14 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß der Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b in Verbindung mit den Laserstrahlen LY demontiert ist. Eine Kurve FSZ0 zeigt einen Zustand, bei dem jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 30a und 30b demontiert ist. Eine Kurve FSZ1 zeigt einen Zustand, bei dem nur die zweite Bildausbildungslinse 30b demontiert ist (nur die erste Bildausbildungslinse 30a ist gesetzt). Eine Kurve FSZ2 entspricht einem Zustand, bei dem die Bildausbildungslinsen 30a und 30b gesetzt sind.
15 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz aufweist zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit den Laserstrahlen LY. Eine Kurve Y0 zeigt einen Zustand, bei dem jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 30a und 30b demontiert ist. Eine Kurve Y1 zeigt einen Zustand, bei dem nur die zweite Bildausbildungslinse 30b demontiert ist (nur die erste Bildausbildungslinse 30a ist gesetzt). Eine Kurve Y2 entspricht einem Zustand, bei dem jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b gesetzt ist.
16 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b in Verbindung mit den Laserstrahlen LMa demontiert ist.
17 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b in Verbindung mit den Laserstrahlen LMa demontiert ist.
18 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz aufweist zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit dem Laserstrahl LMa.
19 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b demontiert ist, in Verbindung mit dem Laserstrahl LCa.
20 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand, bei dem jede der Bildausbildungslinsen 30a und 30b losgelöst ist, in Verbindung mit dem Laserstrahl LCa.
21 zeigt die Beziehung zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz aufweist zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit dem Laserstrahl LCa.
Der Laserstrahl LBa, der von dem ersten Schwarzlaser 3Ba ausgesendet wird, hat im wesentlichen die gleichen Eigenschaft, wie der Laserstrahl LYa, der von dem ersten Gelblaser 3Ya ausgesendet wird. Aus diesem Grund erfolgt keine spezielle Erklärung des Laserstrahls LBa.
Wie in den 13, 16 und 19 gezeigt, wenn die Bildausbildungslinse der optischen Nachablenkungslinse absichtlich weggelassen wird, werden die Laserstrahlen L (Y, M, C, B), die von den Lichtquellen 3 (Y, M, C, B) ausgesendet werden, auf den Bereich abgebildet, der weiter ist, als die Bildoberfläche in Bezug auf die Hauptabtastrichtung, durch Konvergenz, die von dem optischen Vorablenkungssystem 7 geliefert wird (FSY0).
Wenn nur die erste Bildausbildungslinse 30a eingeführt wird, wird der Laserstrahl, der durch das Zentrum der Linse verläuft, auf einer Minusseite abgebildet, also einem Bereich nahe der Polygonspiegeleinheit 5. Dagegen wird der Laserstrahl, der durch den Linsenrandbereich verläuft, auf eine Plusseite abgebildet, also eine Richtung entgegengesetzt zu der Polygonspiegeleinheit 5. Mit anderen Worten, die erste Bildausbildungslinse 30a hat eine Eigenschaft mit der die Bildausbildungsposition der Hauptabtastrichtung zu der Seite der Polygonspiegeleinheit am zentralen Bereich der Linse bewegt werden kann. Die zweite Bildausbildungslinse 30a hat auch eine Funktion zur Bewegung der Bildausbildungsposition zu der Seite, die der Polygonspiegeleinheit an dem Bereich nahe dem Linsenrandbereich gegenüberliegt (FSY 1). Darüber hinaus, wenn die zweite Bildausbildungslinse 30b gesetzt ist, werden der Laserstrahl, der durch das Zentrum der ersten Bildausbildungslinse verläuft, und der Laserstrahl, der durch den Randbereich verläuft, im wesentlichen linear auf eine vorbestimmte Bildfläche jeweils abgebildet. Mit anderen Worten, die zweite Bildausbildungslinse 30a hat eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Hauptabtastrichtung zu der Richtung, die der Polygonspiegeleinheit gegenüberliegt, bewegt werden kann, an dem zentralen Bereich der Linse. Ebenso hat die zweite Bildausbildungslinse 30b eine Funktion zur Bewegung der Bildausbildungsposition zu der Polygonspiegeleinheit an dem Bereich, der nahe dem Randbereich liegt. Die zweite Bildausbildungslinse 30b ist also derart geformt, dass sie eine Eigenschaft aufweist, die sich verbessert, wenn die Linse 30b vom Zentrum der Linse in Bezug auf die Hauptabtastrichtung weg ist (FSY2). Selbst wenn die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit geändert werden, kann das optische Bildausbildungssystem (das optische Nachablenkungssystem) mit geringer Änderung der Bildausbildungsposition gebildet werden.
Wie in den 14, 17 und 20 gezeigt, wenn die erste und zweite Bildausbildungslinsen 30a und 30b des optischen Nachablenkungssystems absichtlich weggelassen werden, werden die Laserstrahlen L (Y, M, C, B), die von den Lichtquellen 3 (Y, M, C, B) ausgesendet werden, auf einen Bereich abgebildet, der nahe dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a ist, in Bezug auf die Nebenabtastrichtung, die senkrecht zu der Hauptabtastrichtung ist, durch das optische Vorablenkungssystem 7 (FSZ0). Zu diesem Zeitpunkt, wenn nur die erste Bildausbildungslinse 30a eingeführt ist, ist der Laserstrahl, der im wesentlichen durch das Zentrum der Linse verläuft, auf die Minusseite abgebildet, also einen Bereich sehr viel näher an den optischen Vorablenkungssystemen 7 (Y, M, C, B), als der Reflexionspunkt von jeder der Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a. Mit anderen Worten, die erste Bildausbildungslinse 30a hat eine Funktion zur Bewegung der Bildausbildungsposition der Nebenabtastrichtung in die Richtung, die weiter ist, als die Bildfläche. Das Ausmaß der Bewegung der Bildausbildungsposition der Nebenabtastrichtung wird groß an dem zentralen Bereich der Linse, verglichen mit dem Randbereich der Linse (FSZ1). Durch das Einführen der zweiten Bildausbildungslinse 30b wird darüber hinaus der Laserstrahl, der durch das Zentrum der ersten Bildausbildungslinse verläuft, und der Laserstrahl, der durch den Randbereich der Linse verläuft, im wesentlichen linear auf eine vorbestimmte Bildfläche abgebildet. Die zweite Bildlinse 30b hat mit anderen Worten eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Nebenabtastrichtung zu der Bildoberflächenseite in dem gesamten Bereich der Hauptabtastrichtung der Linse bewegt werden kann. Die Eigenschaft der zweiten Bildausbildungslinse 30b der Nebenabtastrichtung in dem zentralen Bereich der Lin se ist kleiner eingestellt, als im Linsenrandbereich (FSZ2). Selbst wenn das Ausmaß der Neigungskorrektur jeder Reflexionsfläche des Polygonspiegelkörpers 5a groß ist, und die Temperatur und die Feuchtigkeit sich ändern, kann ein optisches Nachablenkungssystem mit wenig Änderung der Bildausbildungsposition bereitgestellt werden.
Wie in den 15, 18 und 21 gezeigt, wenn die erste und zweite Bildausbildungslinsen 30a und 30b des optischen Nachablenkungssystems absichtlich weggelassen werden, werden die Laserstrahlen L (Y, M, C, B), die von den Lichtquellen 3 (Y, M, C, B) ausgesendet werden, und die durch die Position verlaufen, die dem Zentrum der Linse entspricht, in einem Fall, bei dem die Bildausbildungslinse 30 vorhanden ist, auf eine vorbestimmte Bildfläche (Y0) abgebildet. In diesem Fall, wenn nur die erste Bildausbildungslinse 30a eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der durch das Zentrum der Linse verläuft, im wesentlichen an der gleichen Position bezüglich der Huaptabtastrichtung der Linse abgebildet. Der Laserstrahl, der durch den Linsenrandbereich verläuft, wird dann zum Zentrum der Linse verschoben, so dass er im Verhältnis zu dem Abstand zwischen der Position der Huaptabtastrichtung, wo die Laserstrahlen verlaufen, und dem Zentrum der Huaptabtastrichtung der Linse (Y1) abgebildet wird. Wenn ferner die zweite Bildausbildungslinse 30b eingeführt wird, wird der Laserstrahl, der durch das Zentrum der Linse verläuft, im wesentlichen an der gleichen Position in Bezug auf die Huaptabtastrichtung der Linse abgebildet. Der Laserstrahl, der durch den Linsenrandbereich verläuft, wird weiter zum Zentrum der Linse verschoben, um im Verhältnis zum Abstand zwischen der Position der Huaptabtastrichtung, wo die Laserstrahlen verlaufen, und dem Zentrum der Huaptabtastrichtung der Linse (Y2) abgebildet zu werden. Mit anderen Worten, die erste und zweite Bildausbildungslinse 30a und 30b haben eine Funktion zur Bewegung des Laserstrahls zum Zentrum der Huaptabtastrichtung in Bezug auf die Huaptabtastrichtung, wenn der Abstand der Huaptabtastrichtung von dem Zentrum der Linse erhöht wird. Die Funktion zur Bewegung des Laserstrahls wird verbessert durch eine vorbestimmte Funktion, wenn der Abstand der Huaptabtastrichtung von dem Zentrum der Linse erhöht wird. Folglich kann eine gute konstante Ablenkungsgeschwindigkeit des Laserstrahls in Huaptabtastrichtung erhalten werden. Die Änderung der Position der Huaptabtastrichtung, die durch die Änderung der Temperatur und der Feuchtigkeit hervorgerufen wird, kann reduziert werden.
Wie oben beschrieben, werden optische Eigenschaften gemäß 1 der Bildausbildungslinse 30 der Mehrstrahl-Belichtungseinheit gemäß den 2 und 3 gegeben. Wie unter Bezugnahme auf 13 bis 21 erklärt, kann folglich das optische Nachablenkungssystem geschaffen werden, bei welchem das Ausmaß der Defokussierung der Hauptabtastrichtung, das der Nebenabtastrichtung, und die Position des Laserstrahls der Hauptabtastrichtung nicht geändert werden, aufgrund von einer Abhängigkeit von Änderungen der Temperatur und der Feuchtigkeit, selbst wenn zwei Plastiklinsen verwendet werden.
Die erste und zweite Bildausbildungslinse 30a und 30b werden an der Position angeordnet, die derart definiert ist, dass der Abstand von dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a kleiner ist, als der Abstand von der Bildfläche, also der Bereich nahe der Polygonspiegeleinheit 5, als das Zentrum von dem Abstand zwischen jedem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a und der Bildoberfläche. Als Ergebnis kann die Größe der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung reduziert werden.
Im folgenden wird die erste Modifikation des optischen Vorablenkungssystems des ersten Ausführungsbeispiels zwischen der Lichtquelle (Laserelement) und der Polygonspiegeleinheit erklärt.
Die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 101 weist erste bis vierte Lichtquellen 103Y, 103M, 103C und 103B auf, zur Erzeugung des Laserstrahls entsprechend den Bilddaten, die in Farbkomponenten farbgetrennt sind. Jede der vier Lichtquellen weist zwei Laserelemente für jede Farbe auf (Gelb, Magenta, Cyan, Schwarz). Zur einfacheren Erklärung wird im folgenden der Aufbau des Laserstrahls LB (Schwarz) erklärt. In diesem Fall werden gleiche Bezugsziffern der gleichen Struktur hinzugefügt, wie bei der Struktur gemäß 2 und 3, und es erfolgt keine spezielle Erklärung. Da die Anzahl der jeweiligen Lichtquellen 103 (Y, M, C, B) gleich Ni (Ni = positive Integralzahl, in diesem Fall N1 = N2 = N3 = N4 = 2, i = 1 + Om, M = Anzahl der Farben) =
es ist überflüssig zu erwähnen, dass (Ni – 1) = 1 Halbspiegel 111 (Y, M, C und B) =
für jede Lichtquelle verwendet wird.
Wie in 22 gezeigt, weist die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 101 Lichtquellen auf, also einen ersten und einen zweiten Laser 103Ba und 103Bb, eine Polygonspiegeleinheit 5, optische Vorablenkungssysteme 107Ba und 107Bb, eine erste und zweite finite Fokuslinse 108Ba, 108Bb und einen Halbspiegel 111B. Das optische Vorablenkungssystem 107Ba wird zwischen dem ersten Schwarzlaser 103Ba und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet, um den Strahlspotquerschnitt des Laserstrahls LBa von dem Laser 103Ba auf eine vorbestimmte Form zu setzen. Das optische Vorablenkungssystem 107Bb ist zwischen dem zweiten Schwarzlaser 103Bb und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet, um den Querschnittsstrahlspot des Laserstrahls LBb von dem Laser 103Bb auf eine vorbestimmte Form einzustellen. Jede der ersten und zweiten finiten Fokuslinsen 108Ba und 108Bb, die positioniert ist, um mit jedem der Laser 103Ba und 103Bb integral zu sein, liefert eine vorbestimmte Konvergenz zu jedem Laserstrahl LBa und LBb, der von jedem Laser ausgesendet wird. Der Halbspiegel 111B wird verwendet, um zusammen mit den Laserstrahlen LBa und LBb als einen Laserstrahl zusammen verwendet zu werden. Die optischen Vorablenkungssysteme 107Ba und 107Bb können unterschieden werden, durch Überprüfung, ob die jeweiligen optischen Vorablenkungssysteme 107Ba und 107Bb durch einen Halbspiegel 111B übertragen worden sind, oder ob die jeweiligen optischen Vorablenkungssysteme 107Ba und 107Bb durch den Halbspiegel 111B abgelenkt worden sind.
Jeder der Spiegel 109Ba und 109Bb ist zwischen jeder der ersten und zweiten finiten Fokuslinse 108Ba und 108Bb und dem Halbspiegel 111B gebildet. Die Spiegel 109Ba und 109Bb reflektieren Laserstrahlen LBa und LBb, für die die vorbestimmte Konvergenz durch die finiten Fokuslinsen 108Ba und 108Bb gegeben ist, zu dem Halbspiegel 111B, Die Zylinderlinse 112B, das Halteelement 115, und das Staubverhinderungsglas 114 sind zwischen dem Halbspiegel 111B und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet. Die zylindrische Linse 112B konvergiert weiter den Laserstrahl LB, der durch den Halbspiegel 111B synchronisiert ist, nur in die Nebenabtastrichtung. Das Halteelement 115 ist von der Polygonspiegeleinheit 5 umgeben. Das Staubverhinderungsglas 114 wird zusammen mit dem Halteelement 115 verwendet. Folglich ist der Polygonspiegelkörper 5a abgedichtet, und die jeweiligen Laserstrahlen LBa und Bb werden an die jeweiligen Reflexionsoberflächen des Polygonspiegelkörpers 5a übertragen.
Die sphärische Aberration, die von dem optischen System erzeugt wird, wie in Tabelle 3 gezeigt, ist durch die erste und die zweite finite Fokuslinse 108Ba und 108Bb gegeben, um eine Bildausbildungseigenschaft zu liefern, wie in den 23A und 23B gezeigt. Mit anderen Worten, wird die sphärische Aberration verwendet, um die Eigenschaft der Hauptabtastrichtung als Teil der Eigenschaft der Nebenabtastrichtung zu verbessern, die durch das erste Ausführungsbeispiel geändert worden ist. In diesem Fall zeigt die Gleichung (9) die Formen der ersten und der zweiten finiten Fokuslinsenoberflächen 108Ba und 108Bb.
Tabelle 3

cc = 0.13371600000000
ad = –8.377423603344442D-007
ae = 1.592401449469098D-008
af = 9.787118666580858D-010
ag = –9.475692204982494D-013

23A und 23B zeigen Graphen, die jeweils zeigen, dass die Bildausbildungsposition nahe dem Hauptstrahl und die Bildausbildungsposition nahe dem äußersten Strahl in einem Zustand, bei dem die erste und die zweite finite Fokuslinse der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß 22 geschätzt werden, basierend auf der sphärischen Aberration, die von dem System gemäß Tabelle 3 erzeugt wird, so dass die Position der Bildoberfläche (Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 58) auf 0 eingestellt ist. 23A zeigt die Änderung der Bildausbildungsposition (Ausmaß der Defokussierung) der Komponente der Hauptabtastrichtung des Laserstrahls LB. 23B zeigt die Änderung der Bildausbildungsposition der Komponente der Nebenabtastrichtung des Laserstrahls LB. Eine Kurve a ist die Bildausbildungsposition nahe dem Hauptstrahl und eine Kurve b ist die Bildausbildungs position nahe dem äußersten Strahl. Bezüglich des Ausmaßes der Defokussierung ist ein Bereich nahe der Lichtquelle 103B (Polygonspiegeleinheit 5) negativ (–).
Bezüglich des Bildausbildungszustandes der Hauptabtastrichtung, wie in 23A gezeigt, ist in dem gesamten Bereich der Hauptabtastrichtung die Bildausbildungsposition nahe dem äußerten Strahl positiv gesetzt, und die Bildausbildungsposition nahe dem Hauptstrahl ist negativ eingestellt. Mit anderen Worten, in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 101 gemäß 22 ist die horizontale Vergrößerung der Hauptabtastrichtung, die durch die Kombination des optischen Vorablenkungssystems 1 und des optischen Nachablenkungssystems 21 erhalten wird, negativ eingestellt, und die der Nebenabtastrichtung ist positiv eingestellt. Ein Bildoberflächenbereich (der gesamte Bereich in diesem Fall) und eine Richtung (die Hauptabtastrichtung in diesem Fall) sind für das optische System bereitgestellt, einschließlich den Lichtquellen 103Ba und 103Bb, dem optischen Vorablenkungssystem 107 und der Bildausbildungslinse 30 (optisches Nachablenkungssystem 21). In diesem Fall sind der Bildoberflächenbereich und die Richtung derart eingestellt, dass die Bildausbildungsposition nahe dem Hauptstrahl auf der Lichtquellenseite platziert ist (außerhalb der photoempfindlichen Trommel 58), als die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 58 (Bildfläche), und dass die Bildausbildungsposition nahe dem äußersten Strahl auf der gegenüberliegenden Seite der Lichtquelle platziert ist (innere Seite der photoempfindlichen Trommel 58), als die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 58 (Bildfläche). Folglich ist verglichen mit der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3 die Eigenschaft der Nebenabtastrichtung leicht geändert, jedoch wird die Eigenschaft der Hauptabtastrichtung verbessert.
Die Dicke tm des Halbspiegels 111B ist auf 5 mm eingestellt. Der Halbspiegel 111b ist um 30° geneigt, zu der Axialrichtung des Laserstrahls LB.
Als Staubverhinderungsglas 114 wird eine parallele Platte verwendet, die das gleiche Material wie der Halbspiegel 111B (BK7) und eine Dicke tg von 2,5 mm aufweist. In der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 101 gemäß 22, wenn die Richtung, in die der Halbspiegel 111B geneigt ist, + ist, ergibt sich die Richtung, in der das Staubverhinderungsglas 114 und der Wert minus 30° sind, aus Gleichung (6). Mit anderen Worten, das Staubverhinderungsglas 114 ist 30° zu der Richtung angeordnet, die zu der Richtung entgegengesetzt ist, in die der Halbspiegel 111B geneigt ist. Eine Keilplatte, deren Neigungsoberfläche und Emissionsoberfläche nicht parallel zueinander sind, bezüglich der Nebenabtastrichtung, kann als Staubver hinderungsglas 114 verwendet werden, um Streulicht (nicht gezeigt) zu verschieben, welches durch die Neigungsoberfläche und die Emissionsoberfläche erzeugt wird, in Nebenabtastrichtung.
Im folgenden wird der Vorteil erklärt, der durch das Staubverhinderungsglas 114 mitgebracht wird. Zu Vergleichszwecken sind die Bildausbildungseigenschaften gemäß dieser ersten Modifikation im gleichem Maßstab in jedem der Graphen gemäß den 4 bis 6, 7 bis 9 und 10 bis 12 gezeigt, die die Bildausbildungseigenschaften gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen.
In jeder der 4 bis 6 (die Bildausbildungseigenschaft des Laserstrahls LYa von dem ersten Gelblaser 3Ya ist gezeigt, und der Emissionslaserstrahl LBa von dem ersten Schwarzlaser 3Ba hat die Eigenschaft, die im wesentlichen gleich dem ersten Gelblaser 3Ya ist), zeigt eine Kurve DYMAXf die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Huaptabtastrichtung. Eine Kurve DYMINf zeigt die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve DZMAXf zeigt die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve DZMINf zeigt die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve FLRYMAXf zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes an Aufhellung der Huaptabtastrichtung. Eine Kurve FLRZMAXf zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes der Aufhellung der Nebenabtastrichtung. Die 7 bis 9 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LMa von dem ersten Magentalaser 3Ma, der in 22 weggelassen ist, unter der gleichen Bedingung, wie in den 4 bis 6. Die 10 bis 12 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LCa von dem ersten Cyanlaser 3Ca, der in 22 weggelassen ist, unter der gleichen Bedingung, wie in den 4 bis 6. Da die Zeichen der Kurven dieser Figuren gleich sind, wie in den Fällen der 4 bis 6, folgt keine spezielle Erklärung.
Wie aus den 4 bis 6, 7 bis 9 und 10 bis 12 offensichtlich, ist die sphärische Aberration für die finiten Linsen 8Ba und 8Bb gebildet, um finite Fokuslinsen 108Ba, 108Bb zu bilden (erste Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels). Die Bildausbildungseigenschaft der Hauptabtastrichtung, die Raum für eine Verbesserung bietet, kann folglich verbessert werden. Mit anderen Worten, die Breitenvariation der Nebenabtastrichtung, die ursprünglich gering ist, ist unverändert, und die Breitenvariation der Huaptabtastrichtung, die ursprünglich groß ist, ist reduziert. Das Ausmaß der Aufhellung kann in Huaptabtastrichtung verbessert werden.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Optimierung des Ausmaßes der sphärischen Aberrationen der finiten Fokuslinsen 108Ba und 108Bb erklärt, die in die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 101 gemäß 22 eingearbeitet sind, von einer Wellenoberflächenaberration.
Es sei angenommen, dass die Position 170 mm von der Bildoberfläche entfernt eine Emissionspupille in Verbindung mit dem Laserstrahl ist, der eine Gauß'sche Verteilung aufweist, bei der der e^– ²-Strahldurchmesser auf der Bildoberfläche gleich 50 μm ist. Jede der 24A, 25A, 26A, 27A, 28A, 29A, 30A und 31A zeigt einen Wellenoberflächenaberrationskoeffizienten, und den Zustand der Wellenoberflächenaberration, wenn die optimierte Wellenoberflächenaberration zu der Dichteverteilung und dem Wellenoberflächenkoeffizienten auf der Emissionspupille hinzuaddiert ist. In den 24B, 25B, 26B, 27B, 28B, 29B, 30B und 31B ist jede Wellenoberflächenaberration durch das Ausmaß der Defokussierung ersetzt.
In diesem Fall kann die Wellenoberflächenaberration ausgedrückt werden durch: c1x2 + c2x4 + c3x6 + c4x8 + ... + c8x16 (rad) (10)wobei X ein Wert ist, der erhalten wird, indem der Abstand von dem Hauptstrahl an der Emissionspupille durch e ²-Strahldurchmesser definiert wird, und ein kontrahierter Durchmesser gleich e^–2-Strahlradius ist.
Der minimale und der maximale Strahldurchmesser werden für jede Wellenoberflächenaberration berechnet, wie in den 24A, 25A, 26A, 27A, 28A, 29A, 30A und 31A gezeigt, innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm.
Im Falle gemäß 24A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 52,60 bis 60,94 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den zweiten Grad gesetzt ist (x²). In dem Falle gemäß 25A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 60,30 bis 64,00 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den vierten Grad gesetzt ist (x⁴). Im Falle gemäß 26A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 62,20 bis 64,00 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den sechsten Grad gesetzt ist (x⁶). Im Falle gemäß 27A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 61,50 bis 63,20 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den achten Grad gesetzt ist (x⁸). Im Falle gemäß 28A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 61,20 bis 63,00 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den zehnten Grad gesetzt ist (x¹⁰). Im Falle gemäß 29A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 61,10 bis 62,90 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den zwölften Grad gesetzt ist (x¹²). Im Falle gemäß 30A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 60,70 bis 62,70 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den vierzehnten Grad gesetzt ist (x¹⁴). Im Falle gemäß 31A liegen der minimale und der maximale Strahldurchmesser bei 60,50 bis 62,60 μm, wenn der Grad der Wellenoberflächenaberration auf den sechzehnten Grad gesetzt ist (x¹⁶).
In den 24A und 24B, c₁ = 0,00587777012848 Kurve P_i in 24A kann aus der Gleichung (9) wie folgt erhalten werden: P1 = {(c1x2), (x, –1, 1)}
In den 25A und 25B, c₁ und c₂ sind wie folgt: c₁ = –4.680959835990669
c₂ = 6.524161634311780
Kurve P₂ in 25A kann aus der Gleichung (9) wie folgt erhalten werden: P2 = {(c1x2 + c2x4), (x, –1, 1)}
In den 26A und 26B sind c₁, c₂, c₃ wie folgt gezeigt:
c₁ = –2.326913380539070
c₂ = –0.184605948401750
c₃ = 5.216107608502032 Die Kurve P₃ in 26A kann aus der Gleichung (9) wie folgt erhalten werden: P3 = {(c1x2 + c2x4 + c3x6), (x, –1, 1)}
In den 27A und 27B sind c₁, c₂, c₃ und ca wie folgt gezeigt:
c₁ = –0.558659050233116
c₂ = –1.171632940388197
c₃ = –0.989319620337984
c₄ = 6.039418148065442
Die Kurve P₄ in 27A kann wie folgt erhalten werden: P4 = {(c1x2 + c2x4 + c3x6+ c4x8), (x, –1, 1)}
In den 28A und 28B sind c₁, c₂, c₃, c₄ und c₅ wie folgt gezeigt:
c₁ = –0.668726579771422
c₂ = –0.307726562086162
c₃ = –0.699563088118124
c₄ = 1.774129048350784
c₅ = 3.206003854830932
Die Kurve P₅ in 28A kann wie folgt erhalten werden: P5 = {(c1x2 + c2x4 + c3x6+ c4x8 + c5x10), (x, –1, 1)}
In den 29A und 29B sind c₁, c₂, c₃, c₄, c₅ und c₆ wie folgt:
c₁ = –0.519076679796795
c₂ = –0.831509074620663
c₃ = 0.553755848546272
c₄ = 1.014426983095962
c₅ = 1.313237340598540
c₆ = 1.770200577167844
Die Kurve P₆ in 29A kann wie folgt erhalten werden: P6 = {(c1x2 = c2x4 + c3x6 + c4x8 + c5x10 + c6x12), (x, –1, 1)}
In den 30A und 30B sind c₁, c₂, c₃, c₄, c₅, c₆ und c₇ wie folgt:
c₁ = –0.507800431424249
c₂ = –0.388376123162095
c₃ = 0.366157207180402 20
c₄ = 0.433944380660281
c₅ = 0.655750585204756
c₆ = 1.104614195605661
c₇ = 1.615135888818497
Die Kurve P₇ in 30A kann wie folgt erhalten werden: P7 = {(c1x2 + c2x4 + c3x6 + c4x8 + c5x10 + c6x1 2+ c7x14), (x, –1, 1)}
In den 31A und 31B sind c₁, c₂, c₃, c₄, c₅, c₆ und c₇ wie folgt:
c₁ = –0.422615757350724 30
c₂ = –0.346786191715331
c₃ = 0.322282923310823
c₄ = 0.396397953991157
c₅ = 0.392181124779868
c₆ = 0.639157455530054
c₇ = 0.968726875224168
c₈ = 1.311991087479074
Die Kurve P₈ in 31A kann wie folgt erhalten werden: P8 = {(c1x2 = c2x4 + c3x6 + c4x8 + c5x10 + c6x12 + c7x14 + c8x16), (x, –1, 1)}
Von jedem Graphen wird die Wellenoberflächenaberration kleiner, wenn die Wellenoberflächenaberration von dem zentralen Bereich getrennt ist, und die Oberwellenoberflächenaberration nimmt allmählich zu am peripheren Bereich, um einen großen Wert zu erhalten.
Die Beziehung zwischen einer geometrischen Aberration und der Wellenoberflächenaberration erfüllt die vorliegende Gleichung:
Der oben genannte Punkt zeigt folglich, dass die Bildausbildungsposition (Wellenoberflächenaberration) des Strahls nahe dem Hauptstrahl am Objektpunkt definiert ist, als Bildoberfläche, und dass die Bildausbildungsposition (Wellenoberflächenaberration) des Strahls nahe dem äußersten Strahl in dem Bildoberflächenbereich definiert ist, und der Richtung, die dem Objektpunkt gegenüberliegt (+ Seite zeigt die Richtung des Objekts).
Wenn eine vorbestimmte sphärische Aberration, beispielsweise x¹⁶ (sechzehntes) der finiten Linse gegeben wird, wie oben beschrieben, kann der maximale Strahldurchmesser auf 62,60 μm innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm gesteuert werden.
32 zeigt, dass der Strahlmittelteildurchmesser des Gaußschen (Verteilungs)-Strahls, der keine Aberration aufweist, geändert wird, um die Abweichung des maximalen Strahldurchmessers innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung um ± 2,9 mm zu erhalten.
Wie aus 32 offensichtlich, kann in dem Gaußschen (Verteilungs)-Strahl, der keine Aberration aufweist, der maximale Strhldurchmessers auf weniger als 100 μm innerhalb des Ausmaßes der Defokussierung von ± 2,9 mm gesteuert werden.
Wie bei der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung, die unter Bezugnahme auf 22 erklärt wurde, ist die optimierte Wellenoberflächenaberration der finiten Linse gegeben, um eine vorbestimmte Konvergenz für den Laserstrahl von dem Laser bereitzustellen. Es kann folglich verhindert werden, dass sich der Strahldurchmesser zum Defokussierungszeitpunkt vergrößert.
Die 33 bis 35 zeigen ein Beispiel, bei dem die finiten Linsen, die in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß 22 verwendet werden, für den Mehrstrahl-Belichter für eine einzelne Farbe (Monochrom) angewendet wird. In diesem Fall ist i (Anzahl der Laserstrahlen in der Lichtquelle) = 2 und M (Anzahl der Lichtquellen) = 1. Die gleichen Referenzziffern werden der gleichen Struktur hinzuaddiert, wie der Struktur gemäß den 2 und 3 oder der 22, und es erfolgt keine spezielle Erklärung.
Wie in den 33 bis 35 gezeigt, weist die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 201 nur ein erstes und ein zweites Schwarzlaserelement 203Ba und 203Bb und eine Lichtquelle 203 für Monochrom auf.
Die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 201 weist ferner ein optisches Vorablenkungssystem 207a auf, ein optisches Nachablenkungssystem 21, eine erste und eine zweite finite Fokuslinse 208Ba, 208Bb und einen Halbspiegel 211. Das optische Vorablenkungssystem 207a ist zwischen dem ersten Laser 203Ba und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet, um die Querschnittsstrahlform des Laserstrahls LBa von dem Laser 203Ba auf eine vorbestimmte Form einzustellen. Das optische Vorablenkungssystem 207a ist zwischen dem zweiten Laser 203Bb und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet, um die Querschnittsstrahlform des Laserstrahls LBb von dem Laser 203Bb auf eine vorbestimmte Form zu setzen. Jede der ersten und zweiten finiten Fokuslinse 208Ba und 208Bb, die positioniert ist, um mit jedem Laser 203Ba und 203Bb integral zu sein, liefert eine vorbestimmte Konvergenz für jeden der Laserstrahlen LBa und LBb, die von jedem Laser ausgesendet werden. Der Halbspiegel 211 wird verwendet, um die Laserstrahlen LBa und LBb zu einem Lichtstrahl zusammenzuführen. Die optischen Vorablenkungssysteme 207Ba und 207Bb können unterschieden werden, indem überprüft wird, ob die jeweiligen optischen Vorablenkungssysteme 207Ba und 207Bb durch einen Halbspiegel 211 übertragen werden können, oder ob die jeweiligen optischen Vorablenkungssysteme 207Ba und 207Bb durch den Halbspiegel 211 reflektiert werden.
Die zylindrische Linse 12B, das Halteelement 15 und das Staubverhinderungsglas 214 sind zwischen dem Halbspiegel 211 und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet. Die zylindrische Linse 12B konvergiert weiter den Laserstrahl LB, der von dem Halbspiegel 211 synchronisiert wurde, nur in Nebenabtastrichtung. Das Halteelement 15 ist um die Polygonspiegeleinheit 5 ausgebildet. Das Staubverhinderungsglas 214 wird zusammen mit dem Halteelement 15 verwendet. Der Polygonspiegelkörper 5a ist folglich abgedichtet, und die entsprechenden Laserstrahlen LBa und Bb werden an die entsprechenden Reflexionsoberflächen des Polygonspiegelkörpers 5a übertragen.
Als Staubverhinderungsglas 214 wird eine parallele Platte, die aus dem gleichen Material gebildet ist, wie der Halbspiegel 211 (BK8) und eine Dicke tg von 2,5 mm aufweist, verwendet. In der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 201, wenn die Richtung, in die der Halbspiegel 211 geneigt ist, gleich + ist, die Richtung, wo das Staubverhinderungsglas 214 und der Wert gleich –30° aus der Gleichung (6).
Ähnlich zu der Erklärung gemäß den 2 und 3 und der 22 kann das Staubverhinderungsglas 214 derart eingestellt sein, dass der Einfallwinkel und die Emissionsoberfläche unter einem vorbestimmten Winkel zur Nebenabtastrichtung geneigt sind.
Im folgenden wird eine zweite Modifikation des optischen Vorablenkungssystems erklärt, zwischen der Lichtquelle (Laserstrahl) und der Polygonspiegeleinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 36.
Wie in den 2 und 3 erklärt, hat eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 301 drei Sätze von zwei Laserelementen für jede der drei Farben (Gelb, Magenta, Cyan), und M Sätze von Laserelementen für Schwarz. Die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 301 hat also erste bis vierte Lichtquellen 303Y (die erste und zweite Gelblaser 303Ya, 303Yb aufweisen), 303M (die erste und zweite Magentalaser 303Ma, 303Mb aufweisen), 303C (die erste und zweite Cyanlaser 303Ca, 303Cb aufweisen), und 303B (die erste bis vierte Schwarzlaser 303Ba, 303Bb, 303Bc, 303Bd aufweisen). Für eine einfachere Erklärung wird im folgenden die Struktur der Laserstrahlen LB (schwarz) beschrieben. In diesem Fall wird die spezielle Erklärung der gleichen Struktur, wie die Struktur gemäß in 2 und 3 weggelassen. In diesem Fall sind die finiten Linsen im wesentlichen gleich, wie im Falle gemäß 22, und ein optisches Nachablenkungssystem 321 ist im wesentlichen gleich dem Fall gemäß den 2 und 3. Daher wird eine spezielle Erklärung weggelassen.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBa von dem ersten Schwarzlaser 303Ba durch eine finite Fokuslinse 308Ba eines optischen Vorablenkungssystems 307Ba. Der Laserstrahl LBa wird von einem Spiegel 309Ba reflektiert, verläuft durch einen ersten Halbspiegel 311B-1 und eine Zylinderlinse 312B, und wird an jeden Reflexionsspiegel des Polygonspiegelkörpers 5a geführt.
Der Laserstrahl LBb, der an den zweiten Halbspiegel 311B-2 geführt ist, verläuft durch den Spiegel 311B-2, wird von dem ersten Halbspiegel 311B-1 reflektiert und verläuft durch die Zylinderlinse 312B.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBc von dem dritten Schwarzlaser 303Bc durch eine finite Fokuslinse 308Bc eines optischen Vorablenkungssystems 307Bc. Der Laserstrahl LBc wird von einem Spiegel 309Bc reflektiert und an einen dritten Halbspiegel 311B-3 geführt.
Der Laserstrahl LBc, der an den dritten Halbspiegel 311B-3 geführt ist, verläuft durch den Spiegel 311B-3, wird von dem zweiten Halbspiegel 311B-2 dem ersten Halbspiegel 311B-1 in dieser Reihenfolge reflektiert und verläuft durch eine Zylinderlinse 312B.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBd von dem vierten Schwarzlaser 303Bd durch eine finite Fokuslinse 308Bd eines optischen Vorablenkungssystems 307Bd. Der Laserstrahl LBd wird von einem Spiegel 309Bd reflektiert und an einen dritten Halbspiegel 311B-3 geführt. In diesem Fall wird der Laserstrahl LBd nur durch den Halbspiegel reflektiert, und der übertragene Strahl fällt nicht auf die Polygonspiegeleinheit 5. Eine Koma-Aberrationskompensationsplatte 317 ist an einem willkürlichen Bereich gebildet, zwischen dem dritten Halbspiegel 311B-3 und der finiten Fokuslinse 308Bd, beispielsweise an einer Position zwischen der finiten Fokuslinse 309Bd und dem Spiegel 309Bd. Die Koma-Aberrationskompensationsplatte 317 erzeugt die gleiche Koma-Aberration, wie die Koma-Aberrationseigenschaft, die erzeugt wird, wenn jeder der Laserstrahlen LBa, LBb und LBc. Der Laserstrahl LBd, der zu dem dritten Halbspiegel 311B-3 geführt ist, verläuft durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 317 und wird von dem dritten Halbspiegel 311B-3 reflektiert.
Der Laserstrahl LBd, der von dem Halbspiegel 311B-3 reflektiert wird, wird von dem Spiegel 311B-3 reflektiert. Der Laserstrahl LBd wird weiter an den zweiten Halbspiegel 311B-2 geführt und an den ersten Halbspiegel 311B-1.
Der Laserstrahl LBd, der an den ersten Halbspiegel 311B-1 geführt ist, wird weiter von dem Spiegel 311B-1 reflektiert und an die Zylinderlinse 312B geführt.
Ein Halteelement 315 und ein Staubverhinderungsglas 314 sind zwischen der Zylinderlinse 312B und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet. Das Halteelement 315 umgibt die Polygonspiegeleinheit 5. Das Staubverhinderungsglas 314 wird zusammen mit dem Halteelement 315 verwendet. Folglich ist der Polygonspiegelkörper 5a abgedichtet, und alle Laserstrahlen LBa, Bb, LBc und LBd, LYa, LYb, LMa, LMb, LCa und LCb werden an die jeweiligen Reflexionsoberflächen des Polygonspiegelkörpers 5a übertragen. Die jeweiligen Laserstrahlen, für die Konvergenz nur in Nebenabtastrichtung durch die Zylinderlinse 312B bereitgestellt ist, verlaufen durch das Staubverhinderungsglas 314 und werden an jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a geführt.
Im folgenden werden die Halbspiegel 311B-1, 311B-2, 311B-3, das Staubverhinderungsglas 314 und die Koma-Aberrationskompensationsplatte 317 erklärt.
Der erste Halbspiegel 311B-1 ist gebildet, um eine Dicke tm-1 von 5 mm aufzuweisen. Der erste Halbspiegel 311B-1 ist platziert, um 30° derart geneigt zu sein, dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie des Laserstrahls LBa gezeigt ist, spät einfällt, verglichen mit einer senkrechten Einfallzeit.
Der zweite Halbspiegel 311B-2 ist gebildet, um eine Dicke tm-2 von 5 mm aufzuweisen. Der zweite Halbspiegel 311B-2 ist angeordnet, um 30° in die gleiche Richtung geneigt zu sein, wie die Richtung ist, in die der Halbspiegel 311B-1 geneigt ist, von dem Strahl aus gesehen, der durch den Halbspiegel 311B-2 verläuft, so dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBb spät einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallzeitpunkt.
Der dritte Halbspiegel 311B-3 ist gebildet, um eine Dicke tm-3 von 5 mm aufzuweisen. Der dritte Halbspiegel 311B-3 ist angeordnet, um 30° im wesentlichen in die gleiche Richtung geneigt zu sein, wie die Richtung ist, in die der Halbspiegel 311B-1 geneigt ist, von dem Strahl aus gesehen, der durch den Halbspiegel 311B-3 verläuft, so dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBc spät einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallzeitpunkt.
Mit anderen Worten, die Phasen der Strahle, die durch die Halbspiegel 311B-2 und 311B-3 verlaufen, sind zum Zentrum des Strahls symmetrisch. Der Strahl, der durch den Halbspiegel 311B-3 verläuft, wird von dem Halbspiegel 311B-2 reflektiert und weiter reflektiert von dem Halbspiegel 311B-1, um auf den Strahl überlagert zu werden, der durch den Halbspiegel 311B-1 verläuft. Der Strahl, der durch den Halbspiegel 311B-2 verläuft, wird nur von dem Halbspiegel 311B-1 reflektiert, um auf den Strahl überlagert zu werden, der durch den Halbspiegel 311B-1 verläuft. Der Strahl, der durch den Halbspiegel 311B-2 verläuft, muss also platziert sein, um eine entgegengesetzte Phase zu dem Strahl aufzuweisen, der durch den Halbspiegel 311B-3 verläuft.
Die Koma-Aberrationskompensationsplatte 317 ist im wesentlichen aus dem gleichen Material gebildet, wie jeder der Halbspiegel 311B, beispielsweise mit einer Dicke tp von 5 nun (BK7). Die Koma-Aberrationskompensationsplatte 317 ist angeordnet, um mit 30° geneigt zu sein, so dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie des Laserstrahls LBd gekennzeichnet ist, spät geneigt ist, verglichen mit einem senkrechten Einfallzeitpunkt. Mit anderen Worten, die jeweiligen ersten bis dritten Laserstrahlen LBa, LBb und LBc verlaufen durch den Halbspiegel nur einmal, bis sie auf die Zylinderlinse 312 einfallen. Der vierte Laserstrahl LBd wird an die Zylinderlinse 312 geführt, ohne durch die parallele Platte zu verlaufen. Folglich wird der vierte Laserstrahl LBd durch die parallele Platte übernagen, die die Eigenschaft aufweist, die dem Halbspiegel entspricht, um die Koma-Aberration zu liefern, die gleich der Koma-Aberration ist, die für jeden der ersten bis dritten Laserstrahlen LBa, LBb, LBc von jedem der Halbspiegel geliefert wird. Folglich sind alle Koma-Aberrationen gleich.
Das Staubverhinderungsglas 314 ist aus einem Material gebildet, das gleich dem Material jedes Halbspiegels ist (beispielsweise BK7), um eine Dicke tg von 5 mm aufzuweisen. Das Staubverhinderungsglas 314 ist angeordnet, um mit 30° derart geneigt zu sein, dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie des Laserstrahls verdeutlicht ist, früher einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt. Das Staubverhinderungsglas 314 kann aus einer Keilplatte gebildet sein, die leicht in Nebenabtastrichtung geneigt ist, wie in den anderen erklärten Beispielen.
Im folgenden wird der Vorteil erklärt, den das Staubverhinderungsglas 314 mit sich bringt. In diesem Fall, lediglich für einen Vergleich, sind die Bildausbildungseigenschaften gemäß dieser ersten Modifikation im gleichen Maßstab gezeigt, wie in jedem der Graphen gemäß den 4 bis 6, 7 bis 9 und 10 bis 12, die Bildausbildungseigenschaften gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen.
In jeder der 4 bis 6 (die Bildausbildungseigenschaft des Laserstrahls LYa von dem ersten Gelblaser 3Ya ist gezeigt, und der Emissionslaserstrahl LBa von dem ersten Schwarzlaser 3Ba hat die Eigenschaft, die im wesentlichen gleich dem ersten Gelblaser 3YA ist), zeigt eine Kurve DYMAXg die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Huaptabtastrichtung. Eine Kurve DYMINg zeigt die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve DZMAXg zeigt die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve DZMINg zeigt die Änderung des minimalen Strahldurch messers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve FLRYMAXg zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes an Aufhellung der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve FLRZMAXg zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes an Aufhellung der Nebenabtastrichtung. Die 7 bis 9 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LMa von dem ersten Magentalaser 303Ma, der in Figur weggelassen ist, bei der gleichen Bedingung, wie in den 4 bis 6. Die 10 bis 12 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LCa von dem ersten Cyanlaser 303Ca, der in 36 weggelassen ist, bei der gleichen Bedingung, wie in den 4 bis 6. Da die Zeichen der Kurven dieser Figuren gleich sind, wie in den Fällen der 4 bis 6, erfolgt keine spezielle Erklärung.
Wie aus den 4 bis 6, 7 bis 9 und 10 bis 12 offensichtlich, kann gemäß der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 301 gemäß 36 die Bildausbildungseigenschaft der Hauptabtastrichtung, die Raum für eine Verbesserung in dem ersten Ausführungsbeispiel bietet, wie folgt (2 und 3) verbessert werden. Ebenso kann das Ausmaß an Aufhellung insgesamt in beiden Richtungen, der Hauptabtastrichtung und Nebenabtastrichtung verbessert werden.
Im folgenden wird eine dritte Modifikation des optischen Vorablenkungssystems zwischen der Lichtquelle (Laserstrahl) und der Polygonspiegeleinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 37 erklärt.
Wie in den 2 und 3 erklärt, hat eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 401 drei Sätze von zwei Laserelementen für jede der drei Farben (Gelb, Magenta, Cyan), und M Sätze von Laserelementen für Schwarz. Die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 401 hat erste bis vierte Lichtquellen 403Y (die erste und zweite Gelblaser 403Ya, 403Yb aufweisen), 403M (die erste und zweite Magentalaser 403Ma, 403Mb aufweisen), 403C (die erste und zweite Cyanlaser 403Ca, 403Cb aufweisen), und 403B (die erste bis vierte Schwarzlaser 403Ba, 403Bb, 403Bc, 403Bd aufweisen). Zur einfacheren Erklärung beschreibt das folgende die Struktur der Laserstrahlen LB (schwarz). In diesem Fall wird die spezielle Erklärung der gleichen Struktur, wie die Struktur gemäß den 2 und 3, 22 und 36 weggelassen. In diesem Fall sind die finiten Linsen im wesentlichen gleich, wie für den Fall gemäß 22, und ein optisches Nachablenkungssystem 321 ist im wesentlichen gleich, wie im Fall gemäß den 2 und 3. Daher erfolgt keine spezielle Erklärung.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBa von dem ersten Schwarzlaser 403Ba durch eine finite Fokuslinse 408Ba eines optischen Vorablenkungssystems 407Ba. Der Laserstrahl LBa verläuft durch eine Koma-Aberrationskompensationsplatte 417-1, und wird an einen Spiegel 409Ba geführt. Der Laser, der an den Spiegel 409Ba geführt wird, verläuft durch einen ersten Halbspiegel 411B-1 und eine Zylinderlinse 412B, und wird an jeden Reflexionsspiegel des Polygonspiegelkörpers 5a geführt.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geliefert für den Laserstrahl LBb, von dem zweiten Schwarzlaser 403Bb durch eine finite Fokuslinse 408Bb eines optischen Vorablenkungssystems 407Bb. Der Laserstrahl LBb verläuft durch eine Koma-Aberrationskompensationsplatte 417-2, und ist an den Spiegel 409Bb geführt. Der Laserstrahl Bb, der an den Spiegel 409Bb geführt ist, wird von dem Spiegel 409Bb reflektiert und an einen zweiten Halbspiegel 311B-2 geleitet.
Der Laserstrahl LBb, der an den zweiten Halbspiegel 411B-2 geleitet ist, verläuft durch den Spiegel 411B-2, wird von dem ersten Halbspiegel 411B-1 reflektiert und verläuft durch eine Zylinderlinse 412B.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geliefert für den Laserstrahl LBc von dem dritten Schwarzlaser 403Bc durch eine finite Fokuslinse 408Bc eines optischen Vorablenkungssystems 407Bc. Der Laserstrahl LBc verläuft durch eine Koma-Aberrationskompensationsplatte 417-3 und wird von einem Spiegel 409Bc reflektiert, und an einen dritten Halbspiegel 411B-3 geleitet.
Der Laserstrahl LBc, der an den dritten Halbspiegel 411B-3 geleitet ist, verläuft durch den Spiegel 411B-3, wird von dem zweiten Halbspiegel 411B-2 und dem ersten Halbspiegel 411B-1 in der Reihenfolge reflektiert, und verläuft durch eine Zylinderlinse 412B.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBd von dem vierten Schwarzlaser 403Bd mit einer finiten Fokuslinse 408Bd eines optischen Vorablenkungssystems 407Bd. Der Laserstrahl LBd wird von dem Spiegel 409Bd reflektiert, dem dritten Halbspiegel 411B-3, dem zweiten Halbspiegel 411B-2 und dem ersten Halbspiegel 411B-1, um auf die Zylinderlinse 412 einzufallen. Der Laserstrahl LBd von dem Laser 403Bd wird folglich an die Polygonspiegeleinheit 5 geleitet, ohne durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte und den Halbspiegel zu verlaufen.
Das Folgende erklärt speziell die Koma-Aberrationskompensationsplatten 417B-1, 417B-2, 417B-3, und die Halbspiegel 411B-1, 411B-2 und 411B-3.
Die erste Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-1 ist gebildet, um eine Dicke tp-1 von 5 mm aufzuweisen. Die erste Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-1 ist platziert, um mit 30° zu einer Richtung geneigt zu sein, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBa früher einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt.
Die zweite Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-2 ist gebildet, um eine Dicke tp-2 von 5 mm aufzuweisen. Die zweite Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-2 ist platziert, um mit 30° in eine Richtung geneigt zu sein, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBb früher einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt, also in die gleiche Richtung, wie die Richtung ist, in die die erste Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-1 geneigt ist, von dem Übertragungsstrahl aus gesehen.
Die dritte Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 ist gebildet, um eine Dicke tp-3 von 5 mm aufzuweisen. Die dritte Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 ist platziert, um zu einer Richtung mit 30° geneigt zu sein, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBc früher einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt, also zu der gleichen Richtung, wie die Richtung ist, in die die erste Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-1 geneigt ist.
Der erste Halbspiegel 411B-1 ist gebildet, um eine Dicke tm-1 von 5 mm aufzuweisen. Der erste Halbspiegel 411B-1 ist platziert, um zu einer Richtung mit 30° geneigt zu sein, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls Lba, der hindurch verläuft, später einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt. Der Laserstrahl LBa, der von dem Laser 403Ba ausgesendet wird, wird folglich durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-1 und den Halbspiegel 411B-1 übertragen, die entgegengesetzt zueinander geneigt sind, und an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt. In diesem Fall, um die Neigung der Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-1 und des Halbspie gels 411B-1 klarzustellen, ist der Strahl, der durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-1 verläuft, als gerade Linie durch eine gestrichelte Linie in einem Zustand gezeigt, bei dem der Spiegel 409Ba weggelassen ist.
Der zweite Halbspiegel 411B-2 ist gebildet, um eine Dicke tm-2 von 5 mm aufzuweisen. Der erste Halbspiegel 411B-1 ist platziert, um zu einer Richtung mit 30° geneigt zu sein, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie des Laserstrahls LBb gezeigt ist, später einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt, also zu der gleichen Richtung, wie die Richtung ist, in die der erste Halbspiegel 411B-1 geneigt ist.
Folglich wird der Laserstrahl LBb, der von dem Laser 403Bb ausgesendet wird, durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-2 und den Halbspiegel 411 B-2 übertragen, die entgegengesetzt zueinander geneigt sind, und an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt. In diesem Fall, um die Neigung der Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-2 und des Halbspiegels 411B-2 zu klären, ist der Strahl, der durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-2 verläuft, als gerade Linie durch eine gestrichelte Linie in einem Zustand gezeigt, bei dem der Spiegel 409Bb weggelassen ist.
Der zweite Halbspiegel 411B-3 ist gebildet, um eine Dicke tm-3 von 5 mm aufzuweisen. Der erste Halbspiegel 411B-1 ist platziert, um zu einer Richtung mit 30° geneigt zu sein, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie des Laserstrahls LBc gezeigt ist, später einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt, also zu der gleichen Richtung, wie die Richtung ist, in die der erste Halbspiegel 411B-1 geneigt ist. Der Laserstrahl LBc, der von dem Laser 403Bc ausgesendet wird, wird folglich durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 und den Halbspiegel 411B-3 übertragen, die entgegengesetzt zueinander geneigt sind, und an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt. In diesem Fall, um die Neigung der Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 und des Halbspiegels 411B-3 zu klären, ist der Strahl, der durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 verläuft, als gerade Linie durch eine gestrichelte Linie in einem Zustand gezeigt, bei dem der Spiegel 409Bc weggelassen ist.
Der zweite Halbspiegel 411B-3 ist gebildet, um eine Dicke tm-3 von 5 mm aufzuweisen. Der erste Halbspiegel 411B-3 ist angeordnet, um mit 30° in eine Richtung geneigt zu sein, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBc spät einfällt, ver glichen mit einem senkrechten Einfallzeitpunkt, also in die gleiche Richtung, wie die Richtung ist, in die der erste Halbspiegel 411B-1 geneigt ist. Der Laserstrahl LBc, der von dem Laser 403Bc ausgesendet wird, wird durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 und dem Halbspiegel 411B-3 übertragen, die entgegengesetzt zueinander geneigt sind, und an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt. In diesem Fall, um die Neigung der Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 und des Halbspiegels 411B-3 klarzustellen, ist der Strahl, der durch die Koma-Aberrationskompensationsplatte 417B-3 verläuft, als eine gerade Linie durch eine gestrichelte Linie in einem Zustand gezeigt, bei dem der Spiegel 409Bc weggelassen ist.
Das Folgende erklärt speziell den Vorteil, den die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 401 gemäß 37 mit sich bringt.
Gemäß der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 401 verlaufen die jeweiligen Laserstrahlen, die an die Polygonspiegeleinheit 5 gelenkt sind, durch jede Koma-Aberrationskompensationsplatte und jeden Halbspiegel, die entgegengesetzt zueinander geneigt sind. Die Bildausbildungseigenschaft der Hauptabtastrichtung, die Raum für eine Verbesserung des ersten Ausführungsbeispiels (2 und 3) bietet, kann verbessert werden. Das Ausmaß der Aufhellung kann ferner in beide Richtungen, die Hauptabtastrichtung und die Nebenabtastrichtung, verbessert werden. In diesem Fall, lediglich für Vergleichszwecke, sind die Bildausbildungseigenschaften gemäß dieser ersten Modifikation im gleichen Maßstab in jedem der Graphen gemäß der 4 bis 6, 7 bis 9 und 10 bis 12 gezeigt, die Bildausbildungseigenschaften des ersten Ausführungsbeispiels zeigen.
In jedem der 4 bis 6 (die Bildausbildungseigenschaft des Laserstrahls LYa von dem ersten Gelblaser 3YA ist gezeigt, und der Emissionslaserstrahl LBa von dem ersten Schwarzlaser 3Ba hat die Eigenschaft, die im wesentlichen gleich dem ersten Gelblaser 3Ba ist), zeigt eine Kurve DYMAXh die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve DYMINh zeigt die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve DZMAXh zeigt die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve DZMINh zeigt die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve FLRYMAXh zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes an Aufhellung der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve FLRZMAXh zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes an Aufhellung der Nebenabtastrichtung. Die 7 bis 9 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LMa von dem ersten Magentalaser 3Ma, der in Figur weggelassen ist, unter der gleichen Bedingung, wie in den 4 bis 6. Die 10 bis 12 zeigen die Eigenschaft des Laserstrahls LCa von dem ersten Cyanlaser 3Ca, der in 37 weggelassen ist, unter der gleichen Bedingung, wie in den 4 bis 6. Da die Zeichen der Kurven in diesen Figuren gleich sind, wie in den Fällen der 4 bis 6, erfolgt keine spezielle Erklärung.
Das Folgende erklärt eine vierte Modifikation des optischen Vorablenkungssystems zwischen der Lichtquelle (Laserstrahl) und der Polygonspiegeleinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 38.
Wie in den 2 und 3 erklärt, hat eine Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 501 drei Sätze von zwei Laserelementen für jede der drei Farben (Gelb, Magenta, Cyan), und M Sätze von Laserelementen für Schwarz. Die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 501 hat also erste bis vierte Lichtquellen 503Y (die erste und zweite Gelblaser 503Ya, 503Yb aufweisen), 503M (die erste und zweite Magentalaser 503Ma, 503Mb aufweisen), 503C (die erste und zweite Cyanlaser 503Ca, 503Cb aufweisen), und 503B (die erste bis vierte Schwarzlaser 503Ba, 503Bb, 503Bc, 503Bd aufweisen). Lediglich zur Vereinfachung der Erklärung beschreibt das folgende die Struktur der Laserstrahlen LB (schwarz). In diesem Fall wird eine spezielle Erklärung der gleichen Struktur, wie die Struktur der 2 und 3, 22 weggelassen. In diesem Fall sind die finiten Linsen im wesentlichen gleich, wie in dem Fall gemäß 22, und ein optisches Nachablenkungssystem 321 ist im wesentlichen gleich, wie in dem Fall gemäß den 2 und 3. Daher erfolgt keine spezielle Erklärung.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBa von dem dritten Schwarzlaser 503Ba durch eine finite Fokuslinse 508Ba eines optischen Vorablenkungssystems 507Ba. Der Laserstrahl LBa wird von dem Spiegel 509Ba reflektiert, verläuft durch einen ersten Halbspiegel 511B-1 und eine Zylinderlinse 512B, und wird an jeden Reflexionsspiegel des Polygonspiegelkörpers 5a gelenkt.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBb, von dem zweiten Schwarzlaser 503Bb durch eine finite Fokuslinse 508Bb eines optischen Vorablenkungssystems 507Bb. Der Laserstrahl LBb wird von dem Spiegel 509Bb reflektiert, und an einen zweiten Halbspiegel 511B-2 gelenkt. Der Laserstrahl LBb, der an den zweiten Halb spiegel 511B-2 gelenkt wird, verläuft durch den Spiegel 511B-2, wird von dem ersten Halbspiegel 511B-1 reflektiert und verläuft durch die Zylinderlinse 512B.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geschaffen für den Laserstrahl LBc, von dem dritten Schwarzlaser 503Bc durch eine finite Fokuslinse 508Bc eines optischen Vorablenkungssystems 507Bc. Der Laserstrahl LBc wird von dem Spiegel 509Bc reflektiert, und an einen dritten Halbspiegel 511B-3 gelenkt. Der Laserstrahl LBc, der an den dritten Halbspiegel 511B-3 gelenkt ist, verläuft durch den Spiegel 511B-3, wird von dem zweiten Halbspiegel 511B-2 und dem ersten Halbspiegel 511B-1 in der Reihenfolge reflektiert, und verläuft durch die Zylinderlinse 512B.
Eine vorbestimmte Konvergenzeigenschaft wird geliefert für den Laserstrahl LBb, von dem vierten Schwarzlaser 503Bd mit einer finiten Fokuslinse 508Bd eines optischen Vorablenkungssystems 507Bd. Der Laserstrahl LBd wird von dem Spiegel 509Bd reflektiert, und an den dritten Halbspiegel 511B-3 gelenkt. Der Laserstrahl LBd, der an den dritten Halbspiegel 511B-3 gelenkt wird, wird von dem Spiegel 511B-3 reflektiert, und weiter von dem zweiten Halbspiegel 511B-2 reflektiert und an den ersten Halbspiegel 511B-1 gelenkt.
Der Laserstrahl LBd, der an den ersten Halbspiegel 511B-1 gelenkt wird, wird von dem Spiegel 511B-1 reflektiert, um auf die Zylinderlinse 512B einzufallen.
Ein Halteelement 515 und ein Staubverhinderungsglas 514 sind zwischen der Zylinderlinse 512B und der Polygonspiegeleinheit 5 gebildet. Das Halteelement 515 ist um eine Polygonspiegeleinheit 5 gebildet. Das Staubverhinderungsglas 514 wird zusammen mit dem Halteelement 515 verwendet. Der Polygonspiegelkörper 5a ist folglich abgedichtet, und alle Laserstrahlen LBa, Bb, LBc und LBd, LYa, LYb, LMa, LMb, LCa und LCb werden an jeweilige Reflexionsoberflächen des Polygonspiegelkörpers 5a übertragen. Für die jeweiligen Laserstrahlen, für die die Konvergenz nur in Nebenabtastrichtung durch die Zylinderlinse 512B geliefert ist, verlaufen durch das Staubverhinderungsglas 514 und sind an jede Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a gelenkt.
Das Folgende erklärt speziell die Halbspiegel 511B-1, 511B-2, 511B-3 und das Staubverhinderungsglas 514.
Der erste Halbspiegel 511B-1 ist gebildet, um eine Dicke tm-1 von 5 mm aufzuweisen. Der erste Halbspiegel 511B-1 ist platziert, um mit 30° geneigt zu sein, so dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBa später einfällt, verglichen mit einer senkrechten Einfallzeitpunkt.
Der zweite Halbspiegel 511B-2 ist gebildet, um eine Dicke tm-2 von 5 mm aufzuweisen. Der zweite Halbspiegel 511B-2 ist platziert, um in gleicher Richtung mit 30° geneigt zu sein, wie die Richtung ist, in die der Halbspiegel 511B-1 geneigt ist, so dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBb später einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallzeitpunkt.
Der dritte Halbspiegel 511B-3 ist gebildet, um eine Dicke tm-3 von 5 mm aufzuweisen. Der dritte Halbspiegel 511B-3 ist unter 30° geneigt, im wesentlichen in gleicher Richtung, wie die Richtung ist, in die der Halbspiegel 511B-1 geneigt ist, so dass ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls LBc später einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallzeitpunkt.
Das Staubverhinderungsglas 514 ist aus einem Material gebildet, das gleich dem Material jedes Halbspiegels 5118-1, 5118-2, 5118-3 (beispielsweise BK7) ist, um eine Dicke tg von 2,5 mm aufzuweisen. Das Staubverhinderungsglas 514 ist mit 30° in die Richtung geneigt, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die der erste Halbspiegel 5118-1 geneigt ist, also die Richtung, wo ein Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, des Laserstrahls früher einfällt, verglichen mit einem senkrechten Einfallszeitpunkt. Mit anderen Worten, das Staubverhinderungsglas 514 ist zwischen dem Polygonspiegelkörper 5a und der zylindrischen Linse 512 gebildet, um die Gleichung (6) zu erfüllen. Das Staubverhinderungsglas 514 kann durch eine Keilplatte gebildet sein, die leicht in Nebenabtastrichtung geneigt ist, wie in den anderen erklärten Beispielen.
Die Bildausbildungseigenschaft, die durch das Staubverhinderungsglas 514 erhalten wird, ist im wesentlichen gleich der Bildausbildungseigenschaft, die durch die Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 301 gemäß 36 erhalten wird. Daher erfolgt keine spezielle Erklärung. In den 4 bis 6, 7 bis 9 und 10 bis 12 zeigt speziell eine Kurve DYMAXhg die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve DYMINg zeigt die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve DZMAXg zeigt die Änderung des maximalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve DZMINg zeigt die Änderung des minimalen Strahldurchmessers der Nebenabtastrichtung. Eine Kurve FLRYMAXg zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes der Aufhellung der Hauptabtastrichtung. Eine Kurve FLRZMAXg zeigt die Änderung des maximalen Ausmaßes der Aufhellung der Nebenabtastrichtung.
Das Folgende erklärt speziell eine erste Modifikation des optischen Nachablenkungssystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 39. In diesem Fall zeigen die Tabellen 4 und 5 spezielle Eigenschaften.
Wie in 39 gezeigt, hat ein optisches Nachablenkungssystem einer Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 601 einen Satz von Bildausbildungslinsen 630, die erste und zweite Bildausbildungslinsen 630a und 630b aufweisen, und die optische Eigenschaften und Formen aufweisen, wie in den folgenden Tabellen 4 und 5 und der Gleichung (8) gezeigt. Jede der Bildausbildungslinsen 630a und 630b ist an einer vorbestimmten Position gebildet, die derart definiert ist, dass der Abstand von dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers kleiner ist als der Abstand von der Bildoberfläche.
40 bis 42 zeigen Graphen, die einen Zustand zeigen, bei dem der Laserstrahl LC durch ein optisches Nachabbildungssystem 621 abgebildet wird, für das die optischen Eigenschaften gemäß den Tabellen 4 und 5 bereitgestellt sind. Ähnlich zu dem Fall, der in den 10 bis 12 erklärt wurde, zeigte jeder Graph, dass die erste Bildausbildungslinse 630a oder die zweite Bildausbildungslinse 630b, oder beide Linsen absichtlich weggelassen sind, so dass die Bildausbildungseigenschaft verbessert wird. Die spezielle Erklärung jedes Laserstrahls LB, LY und LM wird weggelassen, da die Ergebnisse, die ähnlich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel sind, wie in den 13 bis 15 und den 16 bis 18 gezeigt, erhalten werden können.
40 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen einem Ausmaß an Defokussierung (Änderung der Bildausbildungsposition) der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand zeigt, bei dem die Bildausbildungslinsen 630 weggelassen sind, in Verbindung mit den Laserstrahlen LM (LMa und LMb sind angeordnet, um einen vorbestimmten Abstand in Nebenabtastrichtung aufzuweisen). In diesem Fall zeigt eine Kurve FSY0, dass jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 630a und 630b demontiert ist. Eine Kurve FSY1 zeigt, dass nur die zweite Bildausbildungslinse 630b weggelassen ist (nur die erste Bildausbildungslinse 630a wird verwendet). Eine Kurve FSY2 entspricht einem Zustand, bei dem jede der ersten und zweiten Linse 630a und 630b gesetzt ist.
41 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Ausmaß an Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Huaptabtastrichtung in einem Zustand zeigt, bei dem die Bildausbildungslinse weggelassen ist, in Verbindung mit den Laserstrahlen LM.
In diesem Fall zeigt eine Kurve FSZ0, dass jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 630a und 630b weggelassen ist. Eine Kurve FSZ1 zeigt, dass nur die zweite Bildausbildungslinse 630b weggelassen ist (nur die erste Bildausbildungslinse 630a wird verwendet). Eine Kurve FSZ2 entspricht einem Zustand, bei dem jede der ersten und zweiten Linsen 630a und 630b gesetzt ist.
42 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildungen der Huaptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung aufweist, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit den Laserstrahlen LM. In diesem Fall zeigt eine Kurve Y0, dass jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 630a und 630b weggelassen ist. Eine Kurve Y1 zeigt, dass nur die zweite Bildausbildungslinse 630b weggelassen ist (nur die erste Bildausbildungslinse 630a wird verwendet). Eine Kurve Y2 entspricht einem Zustand, bei dem die erste und zweite Linse 630a und 630b gesetzt sind.
Wie in 40 gezeigt, wenn jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 630a und 630b demontiert ist, wird der Laserstrahl, der von der Lichtquelle ausgesendet wird, auf einen Bereich abgebildet, weiter als die Bildoberfläche bezüglich der Huaptabtastrichtung durch das optische Vorablenkungssystem 607 (FSY0). Wenn nur die erste Bildausbildungslinse 630a eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Zentrum der Bildausbildungslinse 630a ist, auf einen Bereich nahe der Polygonspiegeleinheit 5 abgebildet, als FY0. Der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Randbereich der Bildausbildungslinse 630a verläuft, wird auf einen Bereich abgebildet, der der Polygonspiegeleinheit 5 gegenüberliegt, als FSY0. Mit anderen Worten, an dem Bereich, der nahe dem Zentrum der Linse liegt, hat die erste Bildausbildungslinse 630a eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Huaptabtastrichtung zu der Polygonspiegeleinheit bewegt werden kann. An dem Bereich nahe dem Randbereich der Linse hat die erste Bildausbildungslinse 630a eine Funktion zum Bewegen der Bildausbildungsposition zu dem Bereich, der der Polygonspiegeleinheit (FSY1) gegenüberliegt.
Wenn die zweite Bildausbildungslinse 630b gesetzt ist, werden der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Zentrum der Bildausbildungslinse 630a verläuft, und der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Randbereich der Bildausbildungslinse 630a verläuft, im wesentlichen linear auf eine vorbestimmte Bildoberfläche jeweils abgebildet. Mit anderen Worten, an dem Bereich nahe dem Zentrum der Linse, hat die zweite Bildausbildungslinse 630b eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Huaptabtastrichtung zu einem Bereich zu der Polygonspiegeleinheit bewegt werden kann. An dem Bereich nahe dem Randbereich der Linse hat die erste Bildausbildungslinse 630b eine größere Funktion der Bewegung der Bildausbildungsposition zu der Polygonspiegeleinheit. Mit anderen Worten, die zweite Bildausbildungslinse 630b ist gebildet, eine Eigenschaft aufzuweisen, die sich verbessert, wenn die Linse 630b von dem Zentrum der Linse entfernt ist, in Bezug auf die Hauptabtastrichtung (FSY2). Selbst wenn die Temperatur und die Feuchtigkeit geändert werden, kann folglich ein optisches Nachablenkungssystem bereitgestellt werden, welches wenig Änderung bezüglich der Bildausbildungsposition aufweist.
Wie in 41 gezeigt, wenn die erste und zweite Ausbildungslinse 630a und 630b des optischen Nachablenkungssystems 621 absichtlich weggelassen sind, werden die Laserstrahlen, die von den Lichtquellen 3 ausgesendet werden, auf einen Bereich nahe dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a abgebildet, in Bezug auf die Nebenabtastrichtung senkrecht zu der Abtastrichtung (FSZ0). Zu diesem Zeitpunkt, wenn nur die erste Bildausbildungslinse 630a eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der im wesentlichen durch das Zentrum der Linse verläuft, auf einen Bereich sehr viel näher zu dem optischen Vorablenkungssystem abgebildet, als der Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a. Mit anderen Worten, die erste Bildausbildungslinse 630a hat eine Funktion zum Bewegen der Bildausbildungsposition zu der Richtung, die weiter ist als die Bildoberfläche. Das Ausmaß der Bewegung der Bildausbildungsposition der Nebenabtastrichtung wird groß am zentralen Bereich der Linse, verglichen mit dem Randbereich der Linse (FSZ1). Durch die Einführung der zweiten Bildausbildungslinse 630b werden der Laserstrahl, der durch das Zentrum der ersten Bildausbildungslinse verläuft, und der Laserstrahl, der durch den Randbereich der Linse verläuft, im wesentlichen linear auf eine vorbestimmte Bildoberfläche jeweils abgebildet. Mit anderen Worten, die zweite Bildlinse 630b hat eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Nebenabtastrichtung zu der Bildoberflächenseite in dem gesamten Bereich der Hauptabtastrichtung der Linse bewegt werden kann. Die Eigenschaft der zweiten Bildausbildungslinse 630b der Nebenabtastrichtung in dem Zentralbereich der Linse ist eingestellt, um kleiner zu sein, als der Linsenrandbereich (FSZ2). Selbst wenn das Ausmaß der Korrektur der Neigung jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a groß ist, und die Temperatur und die Feuchtigkeit sich ändern, kann ein optisches Nachablenkungssystem mit wenig Änderung der Bildausbildungsposition geschaffen werden.
Wie in 42 gezeigt, wenn die erste und die zweite Bildausbildungslinse 630a und 630b des optischen Nachablenkungssystems absichtlich weggelassen sind, werden die Laserstrahlen, die von der Lichtquelle ausgesendet werden, und die durch die Position verlaufen, die dem Zentrum der Linse entspricht, in dem Fall, in welchem die Bildausbildungslinse 630 vorhanden ist, auf eine vorbestimmte Bildoberfläche (Y0) abgebildet. In diesem Fall, wenn nur die erste Bildausbildungslinse 630a eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der durch das Zentrum der Linse verläuft, im wesentlichen an der gleichen Position bezüglich der Hauptabtastrichtung der Linse abgebildet. Der Laserstrahl, der durch den Linsenrandbereich verläuft, wird dann zum Zentrum der Linse verschoben, um im Verhältnis zum Abstand zwischen der Position der Huaptabtastrichtung, wo die Laserstrahlen verlaufen, unter dem Zentrum der Hauptabtastrichtung der Linse (Y1) abgebildet. Wenn die zweite Bildausbildungslinse 630b weiter eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der durch das Zentrum der Linse verläuft, im wesentlichen an der gleichen Position bezüglich der Huaptabtastrichtung der Linse abgebildet. Der Laserstrahl, der durch den Linsenrandbereich verläuft, wird weiter zum Zentrum der Linse verschoben, um im Verhältnis zum Abstand abgebildet zu werden zwischen der Position der Huaptabtastrichtung, wo die Laserstrahlen verlaufen unter dem Zentrum der Hauptabtastrichtung der Linse (Y2). Mit anderen Worten, die erste und zweite Bildausbildungslinse 630a und 630b haben eine Funktion zur Bewegung des Laserstrahls zum Zentrum der Hauptabtastrichtung in Bezug auf die Hauptabtastrichtung, wenn der Abstand der Huaptabtastrichtung vom Zentrum der Linse vergrößert wird. Die Funktion der Bewegung des Laserstrahls wird verbessert durch eine vorbestimmte Funktion, wenn der Abstand der Huaptabtastrichtung vom Zentrum der Linse vergrößert wird. Folglich kann eine gute konstante Ablenkgeschwindigkeit des Laserstrahls in Huaptabtastrichtung erhalten werden. Die Abweichung der Position der Huaptabtastrichtung, die durch die Änderung der Temperatur und der Feuchtigkeit verursacht wird, kann reduziert werden.
Wie oben erklärt, sind der Bildausbildungslinse 630 der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 601, die die optischen Elemente aufweist, die ähnlich sind wie bei der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3, die optischen Eigenschaften gemäß den Tabellen 4 und 5 gegeben. Wie unter Bezugnahme auf die 39 bis 41 erklärt, kann folglich das optische Nachablenkungssystem geschaffen werden, bei welchem das Ausmaß der Defokussierung der Huaptabtastrichtung, das der Nebenabtastrichtung, und der Position des Laserstrahls der Huaptabtastrichtung nicht in Abhängigkeit von Abweichungen der Temperatur und der Feuchtigkeit geändert werden, selbst wenn zwei Plastiklinsen verwendet werden.
Die erste und die zweite Bildausbildungslinse 630a und 630b sind an der Position platziert, die derart definiert ist, dass der Abstand von dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a kleiner ist, als der Abstand von der Bildoberfläche, also dem Bereich nahe der Polygonspiegeleinheit 5 als das Zentrum des Abstandes zwischen jedem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a und der Bildoberfläche. Als ein Ergebnis kann die Größe der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung reduziert werden.
Das Folgende erklärt speziell eine zweite Modifikation des optischen Nachablenkungssystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 43. In diesem Fall zeigen die Tabellen 6 und 7 die spezifischen Eigenschaften.
Wie in 43 gezeigt, hat das optische Nachablenkungssystem einer Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 701 einen Satz von Bildausbildungslinsen 730, die erste und zweite Bildausbildungslinsen 730a und 730b aufweisen, und die optische Eigenschaften und Formen aufweisen, wie in den folgenden Tabellen 6 und 7 und der Gleichung (8) gezeigt. Jede der Bildausbildungslinsen 730a und 730b ist an einer vorbestimmten Position angeordnet, die derart definiert ist, dass der Abstand von dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers kleiner ist, als der Abstand von der Bildoberfläche.
Die 44 bis 46 zeigen Graphen, die einen Zustand zeigen, bei dem die Laserstrahlen LM durch ein optisches Nachablenkungssystem 721 abgebildet werden, für das die optischen Eigenschaften gemäß den Tabellen 6 und 7 bereitgestellt sind. Ähnlich wie in dem Fall, der in den 10 bis 12 erklärt wurde, zeigt jeder Graph, dass die erste Bildausbildungslinse 730a oder die zweite Bildausbildungslinse 730b, oder beide Linsen absichtlich weggelassen sind, so dass die Bildausbildungseigenschaft verbessert wird. Die spezielle Erklärung jedes Laserstrahls LB, LY und LC erfolgt nicht, da die Ergebnisse, die ähnlich zu denen des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß den 13 bis 15 und 16 bis 18 sind, erhalten werden können.
44 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen einem Ausmaß an Defokussierung (Änderung der Bildausbildungsposition) der Hauptabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand zeigt, bei dem die Bildausbildungslinsen 730 weggelassen sind, in Verbindung mit den Laserstrahlen LM (LMa und LMb sind angeordnet, um einen vorbestimmten Abstand in Nebenabtastrichtung aufzuweisen). In diesem Fall zeigt eine Kurve FSY0, dass jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 730a und 730b weggelassen ist. Eine Kurve FSY1 zeigt, dass nur die zweite Bildausbildungslinse 630b weggelassen ist (nur die erste Bildausbildungslinse 730a wird verwendet). Eine Kurve FSY2 entspricht einem Zustand, bei dem jede der ersten und zweiten Linsen 730a und 730b gesetzt ist.
45 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen einem Ausmaß an Defokussierung der Nebenabtastrichtung und der Position der Hauptabtastrichtung in einem Zustand zeigt, bei dem die Bildausbildungslinse weggelassen ist, in Verbindung mit den Laserstrahlen LM.
In diesem Fall zeigt eine Kurve FSZ0, dass jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 730a und 730b weggelassen ist. Eine Kurve FSZ1 zeigt, dass nur die zweite Bildausbildungslinse 730b weggelassen ist (nur die erste Bildausbildungslinse 730a wird verwendet). Eine Kurve FSZ2 entspricht einem Zustand, bei dem die erste und zweite Linse 730a und 730b gesetzt sind.
46 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zeigt zwischen einem Ausmaß einer Strahlpositionskorrektur, die eine Differenz aufweist zwischen einer tatsächlichen Position der Bildausbildung in der Hauptabtastrichtung und einer logischen Position der Bildausbildung, und die Position der Hauptabtastrichtung in Verbindung mit den Laserstrahlen LY. In diesem Fall zeigt eine Kurve Y0, dass jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 730a und 730b weggelassen ist. Eine Kurve Y1 zeigt, dass nur die zweite Bildausbildungslinse 730b weggelassen ist (nur die erste Bildausbildungslinse 730a wird verwendet). Eine Kurve Y2 entspricht einem Zustand, bei dem die erste und zweite Linse 730a und 730b gesetzt sind.
Wie in 44 gezeigt, wenn jede der ersten und zweiten Bildausbildungslinsen 730a und 730b weggelassen ist, wird der Laserstrahl, der von der Lichtquelle ausgesendet wird, auf eine Position abgebildet, die weiter ist, als die Bildoberfläche in Bezug auf die Hauptabtastrichtung durch das optische Vorablenkungssystem 707 (FSY0). Wenn nur die erste Bildausbildungslinse 730a eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Zentrum der Bildausbildungslinse 730a verläuft, auf einen Bereich nahe der Polygonspiegeleinheit 5 als FY0 abgebildet. Der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Randbereich der Bildausbildungslinse 730a verläuft, wird auf einen Bereich abgebildet, der der Polygonspiegeleinheit 5 gegenüberliegt, als FSY0. Mit anderen Worten, an dem Bereich nahe dem Zentrum der Linse hat die erste Bildausbildungslinse 730a eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Hauptabtastrichtung zu der Polygonspiegeleinheit bewegt werden kann. An dem Bereich nahe dem Randbereich der Linse hat die erste Bildausbildungslinse 730a eine Funktion zum Bewegen der Bildausbildungsposition zu dem Bereich, der der Polygonspiegeleinheit (FSY1) gegenüberliegt.
Wenn die zweite Bildausbildungslinse 730b gesetzt ist, werden der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Zentrum der Bildausbildungslinse 730a verläuft, und der Laserstrahl, der durch einen Bereich nahe dem Randbereich der Bildausbildungslinse 730a verläuft, im wesentlichen linear auf eine vorbestimmte Bildoberfläche jeweils ausgebildet. Mit anderen Worten, an dem Bereich nahe dem Zentrum der Linse, hat die zweite Bildausbildungslinse 730b eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Hauptabtastrichtung zu einem Bereich der Polygonspiegeleinheit bewegt werden kann. An dem Bereich nahe dem Randbereich der Linse hat die zweite Bildausbildungslinse 730b eine größere Funktion zur Bewegung der Bildausbildungsposition zu der Polygonspiegeleinheit. Mit anderen Worten, die zweite Bildausbildungslinse 730b wird ausgebildet, um eine Eigenschaft aufzuweisen, die verbessert wird, wenn die Linse 730b vom Zentrum der Linse in Bezug zur Hauptabtastrichtung (FSY2) weg ist. Selbst wenn die Temperatur und die Feuchtigkeit geändert werden, kann folglich das optisches Nachablenkungssystem geschaffen werden, welches wenig Änderung der Bildausbildungsposition aufweist.
Wie in 45 gezeigt, wenn die erste und zweite Bildausbildungslinse 730a und 730b des optischen Nachablenkungssystems 721 absichtlich weggelassen werden, werden die Laserstrahlen, die von den Lichtquellen ausgesendet werden, an einem Bereich nahe dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a bezüglich der Nebenabtastrichtung senkrecht zu der Hauptabtastrichtung (FSZ0) abgebildet. Zu diesem Zeitpunkt, wenn nur die erste Bildausbildungslinse 730a eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der im wesentlichen durch das Zentrum der Linse verläuft, auf einen Bereich abgebildet, der sehr viel näher zu dem optischen Vorablenkungssystem ist, als der Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a. Mit anderen Worten, die erste Bildausbildungslinse 730a hat eine Funktion zum Bewegen der Bildausbildungsposition in die Richtung, weiter als die Bildoberfläche. Das Ausmaß der Bewegung der Bildausbildungsposition der Nebenabtastrichtung wird am zentralen Bereich der Linse groß, verglichen mit dem Randbereich der Linse (FSZ1). Durch das Einführung der zweiten Bildausbildungslinse 730b werden darüber hinaus der Laserstrahl, der durch das Zentrum der ersten Bildausbildungslinse verläuft, und der Laserstrahl, der durch den Randbereich der Linse verläuft, im wesentlichen linear auf eine vorbestimmte Bildoberfläche jeweils abgebildet. Mit anderen Worten, die zweite Bildlinse 730b hat eine Eigenschaft, mit der die Bildausbildungsposition der Nebenabtastrichtung zu der Bildoberflächenseite in dem gesamten Bereich der Hauptabtastrichtung der Linse bewegt werden kann. Die Eigenschaft der zweiten Bildausbildungslinse 730b der Nebenabtastrichtung in dem zentralen Bereich der Linse ist also eingestellt, um kleiner zu sein, als der Linsenrandbereich (FSZ2). Selbst wenn das Ausmaß der Neigungskorrektur jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a groß ist, und die Temperatur und die Feuchtigkeit sich ändern, kann das optisches Nachablenkungssystem geschaffen werden, welches wenig Änderung der Bildausbildungsposition aufweist.
Wie in 46 gezeigt, wenn die erste und die zweite Bildausbildungslinse 730a und 730b des optischen Nachablenkungssystems absichtlich weggelassen werden, werden die Laserstrahlen, die von den Lichtquellen ausgesendet werden, und die durch die Position verlaufen, die dem Zentrum der Linse entspricht, in dem Fall, bei dem die Bildausbildungslinse 730 vorhanden ist, auf eine vorbestimmte Bildoberfläche (Y0) abgebildet. In diesem Fall, wenn nur die erste Bildausbildungslinse 730a eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der durch das Zentrum der Linse verläuft, an der im wesentlichen gleichen Position bezüglich der Hauptabtastrichtung der Linse abgebildet. Der Laserstrahl, der durch den Linsenrandbereich verläuft, wird zum Zentrum der Linse verschoben, um im Verhältnis zum Abstand abgebildet zu werden zwischen der Position der Hauptabtastrichtung, wo die Laserstrahlen verlaufen, unter dem Zentrum der Hauptabtastrichtung der Linse (Y1). Wenn die zweite Bildausbildungslinse 730b weiter eingeführt ist, wird der Laserstrahl, der durch das Zentrum der Linse verläuft, im wesentlichen an der gleichen Position bezüglich der Huaptabtastrichtung der Linse abgebildet. Wenn der Laserstrahl, der durch den Linsenrandbereich verläuft, weiter zum Zentrum der Linse verschoben wird, um im Verhältnis zum Abstand zwischen der Position der Hauptabtastrichtung, wo die Laserstrahlen verlaufen, unter dem Zentrum der Hauptabtastrichtung der Linse (Y2) abgebildet. Mit anderen Worten, die erste und die zweite Bildausbildungslinse 730a und 730b haben eine Funktion zur Bewegung des Laserstrahls zum Zentrum der Hauptabtastrichtung in Bezug auf die Hauptabtastrichtung, wenn der Abstand der Hauptabtastrichtung vom Zentrum der Linse vergrößert ist. Die Funktion zur Bewegung des Laserstrahls wird durch eine vorbestimmte Funktion verbessert, wenn der Abstand der Hauptabtastrichtung von dem Zentrum der Linse vergrößert wird. Folglich kann eine gute konstante Ablenkungsgeschwindigkeit des Laserstrahls in Hauptabtastrichtung erhalten werden. Die Abweichung der Position der Hauptabtastrichtung, die durch die Änderung der Temperatur und der Feuchtigkeit erzeugt wird, kann reduziert werden.
Wie oben erklärt, ist der Bildausbildungslinse 730 der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung 701, die optische Elemente aufweist, die ähnlich sind wie in der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß den 2 und 3, die optischen Eigenschaften gemäß den Tabellen 6 und 7 gegeben. Folglich, wie unter Bezugnahme auf die 44 bis 46 erklärt, kann das optische Nachablenkungssystem geschaffen werden, in welchem das Ausmaß an Defokussierung der Hauptabtastrichtung, der Nebenabtastrichtung, und der Position des Laserstrahls der Hauptabtastrichtung nicht geändert werden, in Abhängigkeit von Abweichungen der Temperatur und der Feuchtigkeit, selbst wenn zwei Plastiklinsen verwendet werden.
Die erste und die zweite Bildausbildungslinsen 730a und 730b sind an der Position platziert; die definiert ist, dass der Abstand von dem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a kleiner ist, als der Abstand von der Bildoberfläche, also dem Bereich nahe der Polygonspiegeleinheit 5, als das Zentrum des Abstandes zwischen jedem Reflexionspunkt jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegelkörpers 5a und der Bildoberfläche. Als ein Ergebnis kann die Größe der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung reduziert werden.
Wie oben erklärt, kann gemäß der Mehrstrahl-Belichtungseinrichtung gemäß der Erfindung der absolute Wert der Koma-Aberration, die durch den Halbspiegel erzeugt wird, durch Anordnung einer parallelen Platte reduziert werden, die geneigt ist, um entgegengesetzt zur Richtung zu sein, in der der Halbspiegel geneigt ist, in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem optischen Weg des Polygonspiegels. Mit anderen Worten, es sei angenommen, dass die Koma-Aberration, die erzeugt wird, wenn ein bestimmter Strahl durch einen i-ten Halbspiegel verläuft, Fi ist, und dass der Strahl, der durch a (i = 1 bis a) Halbspiegel insgesamt verläuft.
Der Strahl fällt auf die parallele Platte mit einer Dicke tg, die die folgende Gleichung erfüllt, bei einem Einfallwinkel ug. –tg × ug3 × (ng2 – 1)/ng3 = –(F1 + F2 + ... Fa)
Die Koma-Aberration kann folglich beseitigt werden.
Für die Anzahl der parallelen Platten kann dagegen ein Verfahren in Betracht gezogen werden, bei welchem die absoluten Werte der Koma-Aberration des Laserstrahls, dessen Koma-Aberration ein Maximum ist, und des Laserstrahls, dessen Koma-Aberration ein Minimum ist, gleichgesetzt werden.
Es sei beispielsweise angenommen, dass der Laserstrahl, dessen Koma-Aberration ein Maximum ist, gezeigt ist durch (F1 + F2 + ... + Fa), und dass die Koma-Aberration des Laserstrahls, dessen Koma-Aberration ein Minimum ist, gleich 0 ist.
Der Strahl fällt auf die parallele Platte mit einer Dicke tg, die die folgende Gleichung erfüllt, unter einem Einfallwinkel ug. –tg × ug3 × (ng2 – 1)/ng3 = –(F1 + F2 + ... Fa)/2
Wie von dem maximalen absoluten Wert der Koma-Aberration von (F1 + F2 + ... Fa)/2 offensichtlich, kann dieser auf die Hälfte eingestellt werden, für den Fall, bei dem keine parallele Platte vorhanden ist.
Es sei angenommen, dass die Koma-Aberration, die von dem Halbspiegel erzeugt wird, gleich groß F1 ist.
Der Strahl fällt auf die parallele Platte mit einer Dicke tg, die die folgende Gleichung erfüllt, unter einem Einfallwinkel ug. –tg × ug3 × (ng2 –1)/ng2 = –F1/2
Wie von dem maximalen absoluten Wert der Koma-Aberration von F1/2 offensichtlich, kann dieser auf die Hälfte des Falles gesetzt werden, bei dem keine parallele Platte vorhanden ist.
Die parallele Platte ist gebildet, um mit dem Staubverhinderungsglas integral zu sein, welches verhindert, dass Staub um den Polygonspiegel herum haftet. Als ein Ergebnis kann der Windverlust jeder Reflexionsoberfläche des Polygonspiegels, die Erzeugung von Rauschen und das Haften von unerwünschtem Staub auf jeder Reflexionsoberfläche verhindert werden.

Claims

Mehrstrahl-Belichtungseinheit (1) mit: Lichtquellen (3Ya, 3Yb, 3Ma, 3Mb, 3Ca, 3Cb, 3Ba, 3Bb) zum Aussenden mehrerer Lichtstrahlen, einem ersten optischen Mittel (7), das eine Mehrzahl von Linsen (8) mit endlichem Brennpunkt aufweist, um Lichtstrahlen, die von den jeweiligen Lichtquellen ausgesendet werden, in konvergentes Licht umzuformen, einem ersten Synthesereflexionsspiegel (11), der angeordnet ist, um einen vorbestimmten Einfallwinkel relativ zu dem Weg des Einfallichtes aufzuweisen und einen vorbestimmten Anteil von Einfallicht zu reflektieren und einen vorbestimmten Anteil des Einfallichtes zu übertragen, um die Lichtstrahlen, die durch die Linsen mit endlichem Brennpunkt verlaufen, zu einem Strahl zu synthesieren, und ein optisches Element (12), das verglichen mit einem Fall einer Hauptabtastrichtung eine positive Energie mit einem großen absoluten Wert aufweist, um den Strahl in einer Nebenabtastrichtung weiter umzuformen, einem Ablenkmittel (5), das Reflexionsoberflächen aufweist, die drehbar gebildet sind, um Licht in eine vorbestimmte Richtung abzulenken, einem zweiten optischen Mittel (21), das Linsen aufweist, um die mehreren Strahlen in ein Bild auf einer vorbestimmten Bildoberfläche mit gleicher Geschwindigkeit zu bilden, und einer parallelen Platte, die in einem optischen Weg zwischen den Lichtquellen und dem Ablenkmittel unter einem vorbestimmten Einfallwinkel relativ zu dem Weg des Einfallichtes derart angeordnet ist, dass der Einfallwinkel auf der gegenüberliegenden Seite der Senkrechten zu dem Einfallwinkel des ersten Synthesereflexionsspiegels (11) liegt, bei einer Betrachtung von dem Lichtstrahl aus, der durch den ersten Synthesereflexionsspiegel übertragen wird.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit (1) nach Anspruch 1, mit: M-Sätzen von Lichtquellen (3Ya, 3Yb, 3Ma, 3Mb, 3Ca, 3Cb, 3Ba, 3Bb) zum Aussenden von Lichtstrahlen, wobei die M-Sätze die Lichtquellen in einer Anzahl aufweisen, dass der i-te Satz Ni Lichtquellen aufweist, i = 1,2, ..., M, und mindestens ein Satz (i = j) die Bedingung Ni ≥ 2 erfüllt; einem ersten optischen Mittel (7), das eine Mehrzahl von Linsen (8) mit einem endlichen Brennpunkt aufweist, um Lichtstrahlen, die von den jeweiligen Lichtquellen ausgesendet werden, in konvergentes Licht umzuformen, (Ni – 1) von ersten Synthesereflexionsspiegeln (11) für die Lichtstrahlen, die von dem i-ten Satz der Lichtquellen ausgesendet werden, die jeweils einen vorbestimmten Anteil des Einfallichtes reflektieren und einen vorbestimmten Anteil des Einfallichtes übertragen, wodurch die Ni Lichtstrahlen, die von dem i-ten Satz ausgesendet werden und durch die jeweiligen Linsen mit endlichem Brennpunkt verlaufen, zu einem Strahl kombiniert werden, um die Lichtstrahlen, die durch die Linsen mit endlichem Brennpunkt verlaufen, zu M Gruppen von Strahlen zu synthesieren, M-Sätze von optischen Elementen (12), die verglichen mit einem Fall der Hauptabtastrichtung eine positive Energie mit einem großen absoluten Wert aufweisen, um den Strahl in der Nebenabtastrichtung weiter umzuformen, und (M – 1) zweite Synthesereflexionsspiegel (13), um die (M – 1) Gruppen der M Gruppen von Strahlen von den M-Sätzen der optischen Elemente zu reflektieren, um im wesentlichen in einer ersten Richtung miteinander überlagert zu werden; einem Ablenkmittel (5), das Reflexionsoberflächen aufweist, die drehbar gebildet sind, um Licht in eine vorbestimmte Richtung abzulenken; einem zweiten optischen Mittel (21) zum Bildformen der
Strahlen auf eine vorbestimmte Bildoberfläche und Abtasten mit gleicher Geschwindigkeit, und zum Korrigieren der Inklinationen; und einer parallelen Platte (14), die in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem Ablenkmittel bereitgestellt ist, um zu der dem ersten Synthesereflexionsspiegel gegenüberliegenden Seite geneigt zu sein, betrachtet von dem Lichtstrahl aus, der durch den ersten Synthesereflexionsspiegel übertragen wird.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Platte (14) in dem optischen Weg der Strahlen mittels eines Fixierungselements derart fixiert ist, dass die Inklination der parallelen Platte zu der des ersten Synthesereflexionsspiegels entgegengesetzt ist, betrachtet von dem Strahl aus, der durch den ersten Synthesereflexionsspiegel übertragen wird, bei einer Bedingung, dass ein Maximalwert von Ni der Strahlen gleich 2 ist, und die parallele Platte das Ablenkmittel zusammen mit dem Fixierungsmittel abdichtet.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Platte (14) in dem optischen Weg zwischen dem ersten Synthesereflexionsspiegel, der auf der Seite des Ablenkmittels positioniert ist und dem Ablenkmittel derart bereitgestellt ist, dass die Anzahl von Zeitpunkten zu denen jeder Strahl durch den ersten Synthesereflexionsspiegel übertragen wird, gleich 1 oder 0 ist, bei einer Bedingung, dass ein Maximalwert von Ni der Strahlen gleich 3 oder größer ist.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert von M gleich 2 oder größer ist, und die parallele Platte (14) in dem optischen Weg zwischen dem ersten Synthesereflexionsspiegel und dem Ablenkmittel derart bereitgestellt ist, dass die Anzahl von Zeitpunkten, zu denen jeder Strahl durch den ersten Synthesereflexionsspiegel übertragen wird, gleich 1 oder 0 ist.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Platte (417) an einer höheren Strahlseite auf dem optischen Weg positioniert ist, als der erste Synthesereflexionsspiegel (411), der auf der Seite der Lichtquelle positioniert ist, derart, dass die Anzahl von Zeitpunkten, zu denen jeder Strahl durch den ersten Synthesereflexionsspiegel oder die parallele Platte übertragen wird, gleich 0 oder 2 ist.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite parallele Platte (317) an einer höheren Strahlseite auf dem optischen Weg positioniert ist, als der erste Synthesereflexionsspiegel (311), der auf der Seite der Lichtquelle positioniert ist, und die erste parallele Platte (314) in dem optischen Weg zwischen dem ersten Synthesereflexionsspiegel (311), der auf der Seite des Ablenkmittels (5) positioniert ist, und dem Ablenkmittel derart bereitgestellt ist, dass die Anzahl von Zeitpunkten, zu denen jeder Strahl durch den ersten Synthesereflexionsspiegel oder die zweite parallele Platte (317) übertragen wird, gleich 1 ist.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das zweite optische Mittel (21) zwei Plastiklinsen (30a, 30b) aufweist, zur Bildbildung von
Strahlen auf der vorbestimmten Bildoberfläche mit gleicher Geschwindigkeit, und zum Korrigieren einer Inklination des Ablenkmittels, wobei jede der zwei Plastiklinsen derart positioniert ist, dass ein Abstand von jedem Reflexionspunkt auf dem Ablenkmittel kleiner ist, als ein Abstand von der Bildoberfläche, wobei eine Plastiklinse (30a), die auf der Seite der Ablenkmittelseite plaziert ist, eine Funktion aufweist, um eine Bildbildungsposition zu der Seite des Ablenkmittels (5) zu bewegen, bei einem Bereich nahe dem Zentrum der Linse, und um die Bildbildungsposition der Hauptabtastrichtung zu einer Seite zu bewegen, die dem Ablenkmittel gegenüberliegt, bei einem Bereich nahe dem Linsenendbereich.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das zweite optische Mittel (21) zwei Plastiklinsen (30a, 30b) aufweist, zur Bildbildung von
Strahlen auf einer vorbestimmten Bildoberfläche mit gleicher Geschwindigkeit, und zum Korrigieren einer Inklination des Ablenkmittels, wobei jede der zwei Plastiklinsen derart positioniert ist, dass ein Abstand von einem Reflexionspunkt auf dem Ablenkmittel kleiner ist, als ein Abstand von der Bildoberfläche, wobei eine Plastiklinse (30a), die auf der Seite der Ablenkmittelseite plaziert ist, eine Funktion aufweist, um eine Bildbildungsposition einer Abtastrichtung und eine Bildbildungsposition der Nebenabtastrichtung zu der Seite des Ablenkmittels zu bewegen, betrachtet von der Bildoberfläche, bei einem Bereich nahe dem Zentrum der Linse.
Mehrstrahl-Belichtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das zweite optische Mittel (21) zwei Plastiklinsen (30a, 30b) aufweist, zur Bildbildung von
Strahlen auf einer vorbestimmten Bildoberfläche mit gleicher Geschwindigkeit, und zum Korrigieren einer Inklination des Ablenkmittels, wobei jede der zwei Plastiklinsen derart positioniert ist, dass ein Abstand von einem Reflexionspunkt auf dem Ablenkmittel kleiner ist, als ein Abstand von der Bildoberfläche, wobei eine Plastiklinse (30a), die auf der Seite der Ablenkmittelseite plaziert ist, eine Funktion aufweist, um eine Strahlposition der Hauptabtastrichtung zu einer optische Achse zu bewegen, bei einem Bereich nahe einem Linsenendbereich, und die andere Linse (30b), die auf der Seite der Bildoberfläche plaziert ist, eine Funktion aufweist, um die Strahlposition der Hauptabtastrichtung weiter zu der optischen Achse zu bewegen, bei einem Bereich nahe dem Linsenendbereich.