JP2007256778A - インナードラム露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主走査手段において光ビームを分割して、複数の光ビームで走査露光を行なうインナードラム型の露光装置において、適正な円偏光の光ビームを主走査手段に入射できる露光装置を提供する。
【解決手段】主走査手段に所定の光路で光ビームを入射する光ビーム光学系が、Ｓ偏光方向とＰ偏光方向とが互いに異なる１対の反射ミラーを少なくとも１組有することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図４

Description

本発明は、円弧の内周面に記録媒体等の被走査体を保持するインナードラム型の露光装置に関し、詳しくは、合波された光ビームもしくは１本の光ビームを分離して、複数の光ビームによって走査を行なうインナードラム露光装置において、いずれの光ビームも適正な状態で被走査体に入射できるインナードラム露光装置に関する。

円弧状の内周面に記録媒体を支持して、前記円弧の中心線を中心に反射面を回転するスピナー（光偏向器）によって円弧の周方向に主走査した光ビームで記録媒体を２次元的に走査露光する、インナードラム露光装置（円筒内面走査型露光装置）が知られてる。
また、このようなインナードラム露光装置において、例えば、互いに独立して変調した光ビームを合波してスピナーに入射し、偏向／走査する共に合波した光ビームを分離して、マルチビーム化して露光を行なう装置が提案されている。

一例として、特許文献１には、図６に模式的に示すインナードラム露光装置が開示されている。
このインナードラム露光装置２００は、円弧状の内周面を有する円筒状の支持体２０２の内面に保持した記録媒体を、２本の光ビームＬ１およびＬ２によって二次元的に走査露光するものであって、前記支持体２０２と、光源部２０４と、主走査手段２０６と、光ビーム光学系２０８とを有して構成される。

インナードラム露光装置２００（以下、露光装置２００とする）において、光源部２０４は、例えば後述するミラー２２２に対してＰ偏光の直線偏向の光ビームを出射する光源２１０（例えば、半導体レーザやアルゴンレーザ等）から出射した光ビームを、ハーフプリズム２１２によって２本の光ビームＬ１およびＬ２に分割し、それぞれの光ビームをＡＯＭ（音響光学変調器）などの変調器２１４（Ｌ１）および変調器２１６（Ｌ２）によって、記録画像に応じて独立して変調する。

変調器２１６によって変調された光ビームＬ２は、ミラー２１８によって所定方向に反射されて、偏光ビームスプリッタ２２０に入射する。
他方、変調器２１４によって変調された光ビームＬ１は、ミラー２２２によって所定方向に反射されて、１／２波長板２２４によって、偏光方向（偏光面）を９０°回転された後、偏光ビームスプリッタ２２０に入射する。この１／２波長板２２４による光ビームＬ１の偏光方向の回転により、２本の光ビーム（Ｌ１とＬ２）は、互いに直交する偏光方向（例えば、Ｐ偏光とＳ偏光）を有する直線偏光の光ビームとなる。
偏光ビームスプリッタ２２０は、互いに直交する偏光方向を有する２本の直線偏光の光ビームを合波して、光軸が一致する見かけ上１本の光ビーム（合成ビームＬｃ）とする。

合成ビームＬｃは、次いで、１／４波長板２２６に入射する。この１／４波長板２２６は、結晶光軸が、光ビームの偏光方向に対して４５°傾いた状態で配置される。そのため、この１／４波長板２２６に入射／通過した合成ビームＬｃの各光ビームは、互いに異なる回転方向（進行方向に対して右回転と左回転）の円偏光の光ビームとなる。

このような光源部２０４（１／４波長板２２６）から出射された円偏光の合成ビームＬｃは、次いで、光ビーム光学系２０８において、ビームエクスパンダ２３０によって広径されて、ある程度の太さの光ビームとされ、次いで、光ビームを集光する集光レンズ２３２を経て、主走査手段２０６に入射する。
ここで、光ビーム光学系２０８は、前記支持体２０２の内周面の中心線（以下、単に中心線とする）を進行する所定の光路で、合成ビームＬｃを主走査手段２０６に入射する。

主走査手段２０６は、スピナミラー２３４と、１／４波長板２３６と、ウォラストンプリズム２３８とを有して構成される。
スピナミラー２３４は、スピナー（光偏向器）として作用するミラーで、反射面の中心を中心線上に位置して、中心線に対して４５°の角度で配置され、光軸を進行してきた合成ビームＬｃを直角に偏向して、支持体２０２の内周面に向けて反射する。

１／４波長板２３６およびウォラストンプリズム２３８は、スピナミラー２３４によって反射される合成ビームＬｃの光路上に配置される。
スピナミラー２３４によって反射された合成ビームＬｃは、まず、１／４波長板２３６によって直線偏光の光ビームに変換される。ここで、前述のように、合成ビームＬｃは、互いに回転方向の異なる光ビームＬ１とＬ２を合波（合成）してなる光ビームであるので、１／４波長板２３６で変換された光ビームＬ１とＬ２は、互いに直交する偏光方向を有する直線偏光の光ビームとなる。
次いで、合成ビームＬｃは、ウォラストンプリズム２３８によって個々の光ビームＬ１と光ビームＬ２とに分離され、支持体２０２の内周面（此処に保持された記録媒体）に入射する。

主走査手段２０６は、スピナミラー２３４、１／４波長板２３６、および、ウォラストンプリズム２３８を一体的にしたものであり、前述の様にスピナミラー２３４を中心線上に位置して、図示しない駆動源によって中心線を中心に回転する。これにより、中心線上の光路を進行してスピナミラー２３４によって反射され、ウォラストンプリズム２３８によって分離された光ビームＬ１およびＬ２は、支持体２０２内面の周方向（主走査方向）に偏向／主走査される。
また、露光装置２００においては、図示は省略するが、集光レンズ２３２と主走査手段２０６とを一体的に中心線方向に移動（副走査）する副走査手段を有する。
従って、この主走査手段２０６による光ビームの主走査、および、副走査手段による主走査手段２０６（集光レンズ２３２）の副走査によって、支持体２０２の内周面に保持された記録媒体は、光ビームＬ１およびＬ２によって２次元的に全面を走査露光される。

前述のように、光ビームＬ１およびＬ２は、光源部２０４において、互いに独立して記録画像に応じて変調されている。
また、主走査手段２０６においては、ウォラストンプリズム２３８によって分離された光ビームＬ１およびＬ２が、主走査方向に同位置で、かつ、副走査方向に異なる位置に入射するように、それぞれの結晶光軸を設定して１／２波長板２３６およびウォラストンプリズム２３８が配置される。
これにより、露光装置２００は、２本の光ビーム（マルチビーム）よる露光での画像記録を行なっている。

特許第２７９１５５１号公報

このような光の偏光を利用して光ビームを分離する露光装置において、走査位置によらず、所定位置に光ビームを入射するためには、ウォラストンプリズム２３８などの光ビームを分離する素子（分離素子とする）と、スピナミラー２３４などのスピナーとの位置関係を、常に一定にしておく必要がある。また、適正な光ビームの分離を行なうためには、分離素子に入射する光ビームの偏光方向を、常に、分離素子に対して常に一定にする必要がある。そのため、このような露光装置では、分離素子とスピナーとを一体的に構成した主走査手段を用い、この主走査手段に円偏光の光ビームを入射する。
さらに、光ビームを適正に分離するためには、楕円偏光ではなく、適正な円偏光の光ビームを主走査手段に入射する必要がある。

ここで、図６は模式図であるので、光ビーム光学系２０８は、光源部２０４から一直線の光路で合成ビームＬｃを主走査手段２０６に入射している。
しかしながら、実際の露光装置では、このような単純な光ビーム光路を設定できることは、極めて稀である。すなわち、露光装置では、各種の部品との位置関係などの設計上の制約や、装置の小型化のため、光路偏向用の反射ミラーを、複数、設け、何回か光ビームの光路を折り曲げて、所定の光路で主走査手段に光ビームを入射するのが、通常である。

ところが、反射ミラーで円偏光の光ビームを反射すると、Ｓ偏光の成分とＰ偏光の成分とで位相シフト（リタデーション）が発生して、楕円偏光の光ビームになってしまう。例えば、図７に示すように、光ビームＬの光路を９０°偏向する２枚の反射ミラーで，光ビームＬの光路を１８０°折り返すと、円偏光であった光ビームＬは、Ｓ偏光方向およびＰ偏光方向に対して４５°の方向に長軸を有する楕円偏光の光ビームＬとなってしまう。
この位相シフトが５°生じると、円偏光の光ビームが、長軸と短軸の比が最大で１：０．８の楕円偏光の光ビームとなる。前述のように、通常の露光装置では、複数枚の反射ミラーが配置されるので、この比率は増大する。

前述のような偏光を利用して光ビームを分離して走査露光を行なう露光装置において、楕円偏光の光ビームが主走査手段に入射されると、光ビームの分離を適正に行なうことができず、従って、目的とする露光を適正に行なうことができない。
例えば、前記図６に示す露光装置２００であれば、楕円偏光の合成ビームＬｃが主走査手段２０６に入射されると、１／４波長板２３６で完全な直線偏向の光ビームに戻すことができず、ウォラストンプリズム２３８で分離した光ビームに迷光が生じてしまう。その結果、光ビームＬ１に光ビームＬ２の迷光が乗ってしまう等、一方の光ビームに、他方の光ビームの迷光が乗ってしまい、消光比が低下してしまう。

このような問題点を解決するためには、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とで位相差を生じないようにコーティングを施した反射ミラーが必要になる。しかしながら、位相差を完全に無くすのは非常に困難であり、しかも、反射ミラーのコストも非常に高くなってしまう。
また、主走査手段の上流に１／４波長板を配置して、楕円偏光を円偏光にすることも考えられる。ここで、主走査手段に入射する時点では、光ビームもある程度の太さであるのが通常であり、また、図６の露光装置２００にも配置されるように、主走査手段２０４に入射する光ビームは、ビームエクスパンダで広径されている場合も多い。そのため、広い領域で高い透過波面精度を有する高価な１／４波長板を用いる必要があり、その結果、露光装置のコストが非常に高くなってしまう。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、１本の光ビームを等光量に分離して一部が重なる合成スポットとすることにより高画質化を図る露光装置や、独立変調して合波した複数の光ビームを主走査手段に入射して、分離することでマルチビーム露光を行なう露光装置など、光の偏光を利用して光ビームを分離して走査露光を行なうインナードラム露光装置において、適正な円偏光の光ビームを主走査手段に入射することができ、これにより、適正に分離した複数の光ビームによって高画質な画像記録を行なうことができるインナードラム露光装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のインナードラム露光装置は、円偏光の光ビームを出射する光源部と、円弧状の内周面を有し、この内周面に記録媒体を保持する支持体と、前記光ビームを前記支持体の内周面に向けて反射する偏向面を有し、この偏向面を前記支持体の内周面の中心線を中心に回転することにより、前記光ビームを前記支持体の内周面の周方向と一致する主走査方向に走査する偏向素子、および、前記偏向素子と一体的に回転する、前記光ビームを複数に分離する分離素子を有する主走査手段と、前記主走査手段および支持体を、前記支持体の内周面の中心線方向と一致する副走査方向に相対的に移動する副走査手段と、前記光源部から出射された光ビームを前記主走査手段に入射させる、Ｓ偏光方向とＰ偏光方向とが互いに反対となる１対の反射ミラーを少なくとも１組有する光ビーム光学系とを有することを特徴とするインナードラム露光装置を提供する。

このような本発明のインナードラム露光装置において、前記１対の反射ミラーが、同じ反射コートが成されたものであるのが好ましい。
また、前記分離素子が、１軸性結晶を用い、前記光ビームを、等光量かつ平行で、さらにビームスポットの一部を重ねる、前記主走査方向に同位置で副走査方向に分離した常光線および異常光線とするものであるのが好ましく、もしくは、前記光源部が、互いに独立して変調され互いに回転方向が異なる円偏光の２本の光ビームを合波して出射するものであり、前記主走査手段が、さらに、偏向素子および分離素子と一体的に回転する、円偏光の光ビームを直線偏光の光ビームとする１／４波長板を有し、前記分離素子が、前記１／４波長板によって直線偏光とされた２本の光ビームを、互いに異なる角度であるいは平行に進行して、前記主走査方向に同位置で副走査方向に分離した２本の光ビームとするのが好ましい。

上記構成を有する本発明によれば、光の偏光を利用して光ビームを分離して走査露光を行なうインナードラム露光装置において、スピナー（光偏向素子）と光ビームの分離素子とが一体化された主走査手段に、所定の光路で円偏光の光ビームを入射させる光ビーム光学系が、反射面におけるＳ偏光方向とＰ偏光方向とが互いに反対となる１対の反射ミラーを、少なくとも１組有する。
これにより、この１対の反射ミラーにおいて、１つの反射ミラーによる反射の際に生じるＳ偏光方向とＰ偏光方向との位相シフトによって円偏光の光ビームが楕円偏光になってしまっても、この反射ミラーとはＳ偏光方向とＰ偏光方向とが逆になる対を成す反射ミラーによって、光ビームに先の反射ミラーとは逆の位相シフトを生じさせることができるので、楕円偏光となった光ビームを円偏光に戻すことができる。すなわち、１つの反射ミラーで生じた位相差を、対を成す反射ミラーで相殺（補正）することができる。

そのため、本発明のインナードラム露光装置によれば、位相差を無くすコーティングを施した反射ミラーや、楕円偏光を円偏光にするための１／４波長板などの高価な光学部品を用いることなく、適正な円偏光の光ビームを主走査手段に入射することができ、適正に分離した複数の光ビームによって高画質な画像記録を行なうことができる。

以下、本発明のインナードラム露光装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。

図１に、本発明のインナードラム露光装置の一例の概念図を示す。
図１に示すインナードラム露光装置１０（以下、露光装置１０とする）は、感光材料Ａを円弧状（円筒内面状）に保持して、この円弧の内側から周方向に走査した光ビームＬによって感光材料Ａを走査露光するものである。
このような露光装置１０は、基本的に、図中に想像線（二点鎖線）で示す支持体１２と、中央制御手段１４と、レーザドライバ１６と、スピナドライバ１８と、レーザ光源２０と、１／４波長板（λ／４板）２２と、対を成す反射ミラー２６ａおよび２６ｂからなる光路偏向手段２６と、集光レンズ２８と、主走査手段３０とを有して構成される。

中央制御手段１４は、ＣＰＵ等を有して構成されるもので、露光装置１０全体の駆動や動作を制御する。また、中央制御手段１４は、レーザドライバ１６に、記録する画像に応じたレーザ光源２０の駆動信号を供給し、さらに、スピナドライバ１８に、主走査手段３０におけるスピナミラー３６の回転および副走査の指示を出す。
レーザドライバ１６は、レーザ光源２０に応じた公知のレーザドライバであり、中央制御手段１４から供給された駆動信号に応じて、レーザ光源２０を駆動して、記録する画像に応じて変調した光ビームＬを出射させる。
後述するが、露光装置１０では、主走査手段３０は、スピナミラー３６を回転しつつ支持体１２の円弧状の内周面の中心線方向に移動する（副走査方向に副走査する）。スピナドライバ１８は、中央制御手段１４からの指示に応じて、主走査手段３０のモータ３８を回転させ、また、副走査させる。

支持体（ドラム）１２は、円弧状の内周面（円筒内面状の内面）を有するもので、この内周面に、感光材料Ａを密着させて保持する。
なお、支持体１２における感光材料Ａの保持（固定）は、吸引を利用する方法、静電気を利用する方法、磁石や嵌合等を利用する固定部材を用いる方法など、インナードラム型（円筒内面走査型）の露光装置で利用されている公知の方法によればよい。また、支持体１２への感光材料Ａの供給および排出は、手動で行なっても、インナードラム型の露光装置で利用されている公知の方法を用いて自動で行なってもよい。

レーザ光源２０は、直線偏光のレーザ光を出射するレーザ光源であって、レーザドライバ１６によって変調駆動され、記録する画像に応じて変調した光ビームＬを出射する。
レーザ光源２０としては、直線偏光の光ビームＬを出射できる各種のレーザ光源が利用可能である。一例として、中心光強度が高く、中心から離れるにしたがって光強度が漸減する光強度分布を有する、単一横モード半導体レーザが例示される。

１／４波長板２２は、レーザ光源２０が出射する光ビームＬの直線偏光方向に対して、結晶光軸を４５°傾けて配置されている。露光装置１０においては、レーザ光源２０が射出した直線偏光の光ビームＬは、１／４波長板２２を通過して、円偏光の光ビームに変換される。

図示例においては、レーザ光源２０と１／４波長板２２とで光源部が構成される。但し、本発明は、これに限定はされず、レーザ光源２０が円偏光の光ビームを出射する光ビーム光源である場合には、１／４波長板２２は不要である。

光路偏向手段２６は、対を成す反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂの２枚の反射ミラーから構成されるものであり、１／４波長板２２によって円偏光とした光ビームＬを反射して、光路を偏向し、支持体１２の円弧状の内周面の中心線（円筒の中心線）を進行する所定の光路として集光レンズ２８を経て主走査手段３０に入射させる。なお、以下の説明では、この円弧状の内周面の中心線を、単に「中心線」とする。
光路偏向手段２６の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂは、本発明の露光装置１０の光ビーム光学系における対を成す反射ミラーであり、反射面におけるＳ偏光方向とＰ偏光方向とが互いに反対となるように配置され、光ビームＬを所定の光路に反射する。

反射面におけるＳ偏光方向とＰ偏光方向とが互いに反対である、対を成す反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂとしては、公知の各種の反射ミラーが利用可能であるが、同じ反射コーティングを施してなる反射ミラーであるのが好ましく、特に、同種の反射ミラーに、同じ反射コーティングを施してなる、同じ反射ミラーであるのが好ましい。
これにより、後に詳述するＰ偏光方向とＳ偏光方向との位相差を好適に相殺して、より確実に、円偏光の光ビームＬを主走査手段３０に入射できる。

集光レンズ２８は、光路偏向手段２６と共に露光装置１０の光ビーム光学系を構成するものである。
集光レンズ２８は、中心線に光軸を合わせて配置され、光路偏光手段２６によって反射されて中心線上を進行する光ビームＬを集光して、支持体１２の内周面において所定サイズのビームスポットとする。

集光レンズ２８によって集光された光ビームＬは、中心線上を進行して、次いで、主走査手段３０に入射する。
図２に、主走査手段３０の概略図を示す。主走査手段３０は、ビームディスプレイサ３４と、スピナーミラー３６と、モータ３８と、ホルダ４０とから構成されるものである。

ビームディスプレイサ３４は、一軸性結晶からなるプリズム等を用いて、光の偏光を利用して、図３に模式的に示すように、円偏光の光ビームＬを、等光量でかつ平行な、常光線Ｐｏと異常光線Ｐｅとの２本の光ビームに分割する光学素子である。
また、図示例において、ビームディスプレイサ３４は、常光線Ｐｏと異常光線Ｐｅの２本の光ビームスポット（感光材料上におけるスポット）を、一部、重ねるように、光ビームＬを常光線Ｐｏと異常光線Ｐｅとに分割する。図示例の露光装置１０においては、これにより、感光材料Ａに入射する光ビームを、ビームスポットのエッジ部における光量の立ち上がりが急峻で、かつ、２本の光ビームによる矩形に近い形状を有する合成ビームスポットとして、より高画質な画像記録を可能にしている。

一例として、光ビームの波長が４０５ｎｍで、シフト量（常光線Ｐｏと異常光線Ｐｅとの分割幅）を５．５μｍとする場合には、ビームディスプレイサ３４の一軸性結晶として水晶を利用し、その厚みを約０．９０４ｍｍとすればよい。水晶は、材料的に安定で低コストであり、円の直径が３０ｍｍの大きさにも対応可能であるとい利点を有する。
例えば光ビームＬとして半値幅が５μｍのガウスビームを用い、上記条件で光ビームＬを等光量かつ平行な常光線Ｐｏと異常光線Ｐｅの２本の光ビームに分割することにより、半値幅が５μｍの光ビームを分割して一方を５．５μｍシフトして、２つの光ビームの一部を重ねた状態とでき、これにより、矩形に近い合成ビームスポット形状を有し、かつ、エッジ部における光量の立ち上がりが急峻なビームスポットを得ることができる。
なお、本発明において、ビームディスプレイサ３４は上記の物に限定はされず、露光装置において目的とする光ビームの分離に応じた各種の公知のものが利用可能である。

また、図示例においては、主走査手段３０は、図３に示すように、スピナミラー３６に光ビームＬが入射する面と、ビームディスプレイサ３４の一軸性結晶における結晶光軸と、法線とを含む平面が、同一面となるように、ビームディスプレイサ３４の一軸性結晶を配置する。言い換えれば、スピナミラー３６に入射する光ビームＬの光軸とスピナミラー３６によって反射された光ビームＬの光軸とが成す面内に、結晶光軸が存在するようにビームディスプレイサ３４の一軸性結晶を配置する。
これにより、光ビームＬを、中心線の方向（副走査方向）に常光線Ｐｏと異常光線Ｐｅとを分離した２つの光ビームとできる。これにより、ビームスポットを副走査方向に長尺な矩形（長方形）状の形状とでき、副走査方向に走査線が離間してしまうことによる画質劣化等を確実に防止して、より高画質な画像記録が可能になる。

ビームディスプレイサ３４で分割された２本の光ビームは、次いで、スピナミラー３６に入射して、偏向／走査される。
スピナミラー３６は、反射面の一部（図示例では反射面の中心位置）を前記中心線に位置して、中心線に対して４５°の角度でモータ３８の回転軸３８ａの先端に固定される。モータ３８は、中心線を中心に、回転軸３８ａを回転する。
従って、スピナミラー３６に入射した光ビームは、スピナミラー３６によって支持体の内周面に反射され、図中矢印ｂで示す、この内周面の周方向に走査される（主走査方向に主走査される）。

図中に想像線（二点鎖線）で示すホルダ４０は、モータ３８の回転軸３８ａに固定される筒状の物であり、上流側にビームディスプレイサ３４を保持している。従って、ビームディスプレイサ３４とスピナミラー３６とは一体的に回転され、互いの位置関係が変わることはない。そのため、２本の光ビームは常に副走査方向に分離される。
なお、ホルダ４０のスピナミラー３６による光ビームＬの反射方向（分離された２本の光ビームの光路）には、光ビームＬが通過するための開口４０ａが形成される。

また、図示は省略するが、露光装置１０には、主走査手段３０および集光レンズ２８を一体的にして、図中矢印ｃで示す中心線の延在方向（副走査方向）に移動する副走査手段が配置される。
前述のように、光ビームは、スピナミラー３６（主走査手段３０）によって、支持体１２の内周面の周方向に主走査されているので、この副走査手段による中心線方向への副走査により、支持体１２の内周面に保持された感光材料Ａの全面を二次元的に走査露光することができる。
なお、副走査手段には、特に限定はなく、ネジ伝動による方法等、公知の直線移動方法が各種利用可能である。

前述のように、図示例の露光装置１０は、ビームディスプレイサ３４によって光ビームＬを副走査方向に分離して、一部を重ねた２本の光ビームとする。露光装置１０は、この光ビームの分離により、エッジ部での光量の立ち上がりが急峻で、副走査方向に長尺な矩形に近い形状の合成ビームスポットによって、より高画質な画像記録を可能にしている。

ここで、図示例の露光装置１０においては、１／４波長板２２で円偏光にした光ビームＬを、２枚の反射ミラー２６ａおよび２６ｂからなる光路偏向手段２６によって光路を折り返して、中心線を進む所定の光路で光ビームＬを主走査手段３０（および集光レンズ２８）に入射させる。
ところが、前述のように、円偏光の光ビームを反射ミラーで反射させると、Ｓ偏光の成分とＰ偏光の成分とで位相差（リタデーション）を生じるため、光ビームが楕円偏光に変換されてしまう。

図示例の露光装置１０において、円偏光ではなくて楕円偏光の光ビームＬが主走査手段３０のビームディスプレイサ３４に入射すると、ビームディスプレイサ３４を構成する一軸性結晶の結晶光軸と、光ビームの偏光方向との関係が一定にならない。
その結果、主走査手段３０による偏向方向（光ビームの主走査方向の位置）によって、ビームディスプレイサ３４によって分割される２つの光ビーム（常光線Ｐｏと異常光線Ｐｅ）の光量が等光量にならず、一部を重ねる２本の光ビームによって形成される合成ビームスポットに不適正な光量分布が生じてしまい、画質劣化の原因となってしまう。

また、前述の図６に示す、個々に変調された直線偏光の光ビームを合波／円偏光化して、ウォラストンプリズム等で個々の光ビームに分離してマルチビームの露光を行なう露光装置２００では、ウォラストンプリズム等で分離した光ビームに、他方の光ビームの迷光が乗ってしまい、消光比が悪くなってしまうのは、前述のとおりである。

本発明のインナードラム露光装置は、このような不都合を解消するために、反射面におけるＰ偏光方向とＳ偏光方向とが互いに反対になる１対の反射ミラーの組を少なくとも１組有する。
図示例の露光装置１０においては、対を成す反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂからなる光路偏向手段２６を有し、この反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂは、図４に模式的に示すように、反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂ示すように、反射面におけるＰ偏光の方向とＳ偏光の方向が、互いに反対になっている。

すなわち、光ビームＬの進行方向と直交する面において互いに直交するｘ方向とｙ方向を想定した際に、反射ミラー２６ａに入射する時点では、ｙ方向が、反射ミラー２６ａの反射面におけるＰ偏光方向と一致しており、ｘ方向が、同Ｓ偏光方向と一致している。
反射ミラー２６ａで反射された光ビームＬは、次いで、反射ミラー２６ｂに入射する。この反射ミラー２６ｂは、上流の反射ミラー２６ａとは、Ｐ偏光の方向とＳ偏光の方向が反対になっている。すなわち、図４に示すように、反射ミラー２６ｂは、Ｓ偏光方向が光ビームＬのｙ方向と、Ｐ偏光方向が光ビームＬのｘ方向と一致するように配置される。

従って、最初の反射ミラー２６ａでの反射によって、光ビームＬのＳ偏光の成分とＰ偏光の成分とで位相差が生じて円偏光から楕円偏光に変換されても、Ｐ偏光方向とＳ偏光方向が反対の反射ミラー２６ｂにおいて、光ビームＬに先とは逆の位相差が生じるので、位相差が相殺されて、楕円偏光から円偏光に戻すことができる。
言い換えれば、この一対の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂから成る光路偏向手段２６では、光ビームの光軸との直交面における直交する２方向を見た際に、この２方向の成分が、Ｓ偏光で反射ミラーに入射する回数と、Ｐ偏光で反射ミラーに入射する回数とが等しい。そのため、それぞれの偏光方向で生じる位相差が相殺されて、最初に入射した反射ミラー２６ａで光ビームＬが楕円偏光となっても、対を成す反射ミラー２６ｂで円偏光に戻すことができる。

従って、本発明の露光装置１０によれば、適正な円偏光の光ビームＬを主走査手段３０に入射することができ、適正に分割された２本の光ビームによって、高画質な画像を記録することができる。
なお、本発明において、反射ミラーの反射角には特に限定はなく、装置構成に応じた各種の角度が利用可能である。また、対を成す反射ミラーの反射角は、一致しているのが好ましいが、本発明は、これに限定はされず、位相差が所望の値以下に相殺できれ、完全に一致している必要は無い。

本発明において、円偏光の光ビームＬを主走査手段に入射する光ビーム光学系に配置される互いにＰ偏光方向とＳ偏光方向とが反対の一対の反射ミラーは、図示例の１組に限定はされず、複数組を有してもよい。
また、この際においては、光路中に、対を成す反射ミラーの組が光路中に連続して配置されるのに限定はされず、対を成す反射ミラーの間に、他の対を成す反射ミラーや光学部材が配置されてもよい。例えば、光ビーム光学系が、Ｐ偏光方向とＳ偏光方向とが反対の反射ミラーＡ１およびＡ２と、同反射ミラーＢ１およびＢ２の、２組の対を成す反射ミラーを有している場合に、光路中に「反射ミラーＡ１→反射ミラーＢ１→反射ミラーＡ２→反射ミラーＢ２」の順番で反射ミラーが配置されてもよい。

さらに、本発明において、光ビーム光学系に配置される光路偏向用の反射ミラーは、全てをＰ偏光方向とＳ偏光方向とが反対の対を成す反射ミラーとするのが好ましい。しかしながら、要求画質等に応じて、問題にならなければ、対を成す反射ミラー以外の反射ミラーが配置されてもよい。
すなわち、本発明においては、Ｐ偏光方向とＳ偏光方向とが反対の対を成す反射ミラーが、円偏光の光ビームＬを主走査手段に入射する光ビーム光学系に１組以上配置されていればよい。

本発明は、図１に示すような、１本の光ビームを分離した２本の光ビームで合成ビームスポットを構成して、高画質化を図る露光装置１０に限定はされず、偏向によって光ビームを分離して露光を行なう、各種のインナードラム型の露光装置に利用可能である。
例えば、前述の特許文献１に開示される、個々に変調された直線偏光の光ビームを合波／円偏光化して、主走査手段のウォラストンプリズム等で個々の光ビームに分離してマルチビームの露光を行なう露光装置にも、好適に利用可能である。

図５に、その一例を示す。なお、図５に示す例は、先と同様の光路偏向手段２６を有する以外は、前記図６の露光装置２００と同様であるので、同じ部材には、同じ符号を付し、説明は、異なる部分を主に行なう。

図５に示すインナードラム露光装置５０において、前述のように、光源部２０４は、光源２１０から出射して、ハーフプリズム２１２で分割した直線偏光の光ビームＬ１およびＬ２を、変調器２１４および２１６で独立して変調した後に、１／２波長板２２４によって光ビームＬ１の偏光方向を変換して、互いに直交する偏光方向を有する直線偏光の２本の光ビームとする。次いで、この２本の光ビームを偏光ビームスプリッタ２２０で合波して光軸が一致する見かけ上１本の光ビーム（合成ビームＬｃ）とし、さらに、１／４波長板２２６によって、互いに異なる回転方向（進行方向に対して右回転と左回転）の円偏光の光ビームとする。

このような光源部２０４（１／４波長板２２６）から出射された円偏光の合成ビームＬｃは、次いで、光ビーム光学系５２において、まず、ビームエクスパンダ２３０によって広径され、次いで、光路偏向手段２６によって光路を偏向され、支持体２０２の中心線を進行する所定の光路とされる。
ここで、光路偏向手段２６は、前述のように、互いに反射面のＳ偏光方向とＰ偏光方向が反対の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂによって構成される。従って、最初の反射ミラー２６ａにおいてＰ偏光の成分とＳ偏光の成分とに位相差が生じて、円偏光の合成ビームＬｃが楕円偏光になってしまっても、次の反射ミラー２６ｂでの反射において逆の位相差が相殺されて、合成ビームＬｃを楕円偏光から円偏光に戻すことができる。

光路偏向手段２６によって支持体２０２の中心線を進行する所定の光路とされた円偏光の合成ビームＬｃは、光ビームを集光する集光レンズ２３２を経て、主走査手段２０６に入射する。主走査手段２０６に入射した合成ビームＬｃは、スピナミラー２３４によって支持体２０２の内面に向けて反射され、１／４波長板２３６によって円偏光から直線偏向の光ビームに変換されて、ウォラストンプリズム２３８によって合成ビームＬｃから個々の光ビームＬ１および光ビームＬ２に分離されて、支持体２０２に保持された感光材料Ａに入射する。なお、図示例においては、ウォラストンプリズム２３８は、光ビームＬ１および光ビームＬ２を分離して互いに異なる角度で進行させるが、本発明は、これに限定はされず、分離素子は、合成ビームＬｃから分離した個々の光ビームＬ１および光ビームＬ２を平行に進行させるものであってもよい。

ここで、主走査手段２０６は、図示しない駆動源によって中心線を中心に回転するので、スピナミラー２３４で反射された光ビームは支持体２０２の内周面の周方向（主走査方向）に主走査され、かつ、走査手段２０６および集光レンズ２３２は、図示しない副走査手段によって中心線方向（副走査方向）に副走査されるので、感光材料Ａは光ビームＬ１および光ビームＬ２によって、二次元的に全面を走査される。

また、この露光装置５０においても、適正な円偏光の合成ビームＬｃを主走査手段２０６に入射できるので、１／４波長板２３６で合成ビームＬｃを適正な直線偏光に変換して、ウォラストンプリズム２３８で迷光を生じることなく適正に光ビームＬ１および光ビームＬ２に分離することができるので、良好な消光比でマルチビーム露光を行なって、高画質な画像を記録することができる。

以上、本発明のインナードラム露光装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
例えば、図５に示す露光装置は、光ビーム（合成ビーム）の分離素子としてウォラストンプリズムを用いているが、本発明は、これに限定はされず、ロションプリズムやセナルモンプリズム等、光ビームを複数に分離する公知の各種の光ビームの分離素子が利用可能である。

本発明のインナードラム露光装置の一例の概念図である。 図１に示すインナードラム露光装置の主走査手段の概略図である。 図２に示す主走査手段に配置されるビームディスプレイサの作用を説明するための概念図である。 図１に示すインナードラム露光装置に配置される光路偏向手段を説明するための概念図である。 本発明のインナードラム露光装置の別の例の概念図である。 従来のインナードラム露光装置の一例の概念図である。 反射による光ビームの変化を説明するための概念図である。

符号の説明

１０，５０，２００ （インナードラム）露光装置
１２，２０２ 支持体
１４ 中央制御手段
１６ レーザドライバ
１８ スピナドライバ
２０，２１０ 光源
２２，２２６，２３８ １／４波長板
２６ 光路偏向手段
２６ａ，２６ｂ，２１８，２２２ 反射ミラー
２８，２３２ 集光レンズ
３０，２０６ 主走査手段
３４ ビームディスプレイサ
３６，２３４ スピナミラー
３８ モータ
４０ ホルダ
５２，２０８ 光ビーム光学系
２０４ 光源部
２１２ ハーフプリズム
２１４，２１６ 変調器
２２０ 偏光ビームスプリッタ
２２４ １／２波長板
２３０ ビームエクスパンダ
２３８ ウォラストンプリズム

Claims (4)

1. 円偏光の光ビームを出射する光源部と、
   円弧状の内周面を有し、この内周面に記録媒体を保持する支持体と、
   前記光ビームを前記支持体の内周面に向けて反射する偏向面を有し、この偏向面を前記支持体の内周面の中心線を中心に回転することにより、前記光ビームを前記支持体の内周面の周方向と一致する主走査方向に走査する偏向素子、および、前記偏向素子と一体的に回転する、前記光ビームを複数に分離する分離素子を有する主走査手段と、
   前記主走査手段および支持体を、前記支持体の内周面の中心線方向と一致する副走査方向に相対的に移動する副走査手段と、
   前記光源部から出射された光ビームを前記主走査手段に入射させる、Ｓ偏光方向とＰ偏光方向とが互いに反対となる１対の反射ミラーを少なくとも１組有する光ビーム光学系とを有することを特徴とするインナードラム露光装置。
2. 前記１対の反射ミラーが、同じ反射コートが成されたものである請求項１に記載のインナードラム露光装置。
3. 前記分離素子が、１軸性結晶を用い、前記光ビームを、等光量かつ平行で、さらにビームスポットの一部を重ねる、前記主走査方向に同位置で副走査方向に分離した常光線および異常光線とするものである請求項１または２に記載のインナードラム露光装置。
4. 前記光源部が、互いに独立して変調され互いに回転方向が異なる円偏光の２本の光ビームを合波して出射するものであり、
   前記主走査手段が、さらに、偏向素子および分離素子と一体的に回転する、円偏光の光ビームを直線偏光の光ビームとする１／４波長板を有し、前記分離素子が、前記１／４波長板によって直線偏光とされた２本の光ビームを、互いに異なる角度であるいは平行に進行して、前記主走査方向に同位置で副走査方向に分離した２本の光ビームとする請求項１または２に記載のインナードラム露光装置。

Images