JP2007264064A - 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】傾斜して配置されるλ／４波長板によって楕円偏光の光ビームを生成し、この楕円偏向の光ビームを、少なくとも１枚の反射ミラーによって所定の光路で主走査手段に光ビームを入射させる光ビーム光学系に入射させることにより、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、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少なくとも１つの反射ミラーで偏向して所定の光路で前記主走査手段に入射させる光ビーム光学系とを有し、かつ、前記光源部は、前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°の角度の直線偏光の光ビームを出射する光ビーム出射部、および、結晶光軸方向を前記光ビーム光学系におけるＳ偏光方向もしくはＰ偏光方向と一致し、かつ、一方の結晶光軸方向あるいはこれと直交する方向を軸に、光ビームの光軸に対して傾斜して配置される、前記光ビーム出射部が出射した直線偏光の光ビームを楕円偏光の光ビームに変換する１／４波長板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、前記光ビーム出射部は、直線偏光の光ビームを出射する光ビーム光源を、直線偏光の方向が前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°となるように配置したものであるのが好ましく、もしくは、前記光ビーム出射部は、直線偏光の光ビームを出射する光ビーム光源、および、前記光ビーム光源を反射して、前記光ビーム光源が出射した光ビームを偏向して、この光ビーム直線偏光方向を前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°とする、少なくとも１枚の反射ミラーが配置された反射光学系を有するのが好ましく、もしくは、前記光ビーム出射部は、直線偏光の光ビームを出射する光ビーム光源、および、前記光ビーム光源が出射した光ビームの直線偏光方向を回転して、前記前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°とする１／２波長板を有するのが好ましい。
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、光ビームを所定の光路で主走査手段に入射する光ビーム光学系に対応して、この光ビーム光学系におけるＰ偏光方向（すなわちＳ偏光方向）に対して４５°の偏光方向を有する直線偏光の光ビームを、一方の結晶軸方向、あるいは、この結晶軸方向と直交する方向を軸に、傾斜して配置される１／４波長板で楕円偏光に変換して、この楕円偏光の光ビームを光ビーム光学系に入射する。そのため、光ビーム光学系における反射ミラーでの光路偏向で生じる、光ビームのＰ偏光成分とＳ偏光成分とに位相差によって、楕円偏向の光ビームを円偏光に変換でき、適正な円偏光の光ビームを光の偏光を利用して光ビームを分離する主走査手段に入射できる。
従って、本発明のインナードラム露光装置によれば、位相差を無くすための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反射板などの高価な光学部品を用いることなく、適正な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、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。

ここで、図示例の露光装置１０において、レーザ光源２０が、光源部における光ビーム出射部を形成する。
本発明において、光ビーム出射部は、主走査手段に所定の光路で光ビームを入射する、光ビーム光学系におけるにＰ偏光方向（およびＳ偏光方向）に対して、４５°の角度の偏光方向の直線偏向の光ビームを出射して、１／４波長板２２に入射する。

図示例においては、レーザ光源２０を自身が出射する光ビームＬの光軸を回転軸として回転して、出射する光ビームＬの直線偏光の方向の角度を調整して配置することにより、光路偏向手段２６（反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂ）のＰ偏光方向に対して４５°の角度の偏光方向の直線偏光の光ビームＬを出射する。
なお、本例においては、光ビーム出射部は、レーザ光源２０（光ビーム光源）のみで構成されるのに限定はされず、必要に応じて、光路偏向用の反射ミラー、ビームエクスパンダ、光変調手段等の各種光学素子を有してもよい。この際には、光ビーム出射部（１／４波長板２２よりも上流）全体を回転して、光路偏向手段２６のＰ偏光方向に対して４５°の直線偏光の光ビームＬを出射すればよい。

また、本発明において、光路偏光手段２６（光ビーム光学系の反射ミラー）のＰ偏光方向に対して４５°の偏光方向の直線偏光の光ビームＬを出射する光ビーム出射部は、光軸を中心に光ビーム出射部を回転して、直線偏光方向の角度を調整する、図示例に限定はされず、各種の構成が利用可能である。

好適な一例として、少なくとも１枚の反射ミラーによる偏向によって偏光方向を変える反射光学系を用いて、レーザ光源２０（光ビーム光源）が出射した直線偏光の光ビームの偏光方向を調整して、光路偏向手段２６のＰ偏光方向に対して４５°の偏光方向の直線偏光の光ビームＬを出射する光ビーム出射部が例示される。
また、別の好適な例として、光ビーム出射部（１／４波長板２２よりも上流）に１／２波長板（λ／２板）を配置して、光ビームＬの直線偏光の方向を回転調整して、光路偏向手段２６のＰ偏光方向に対して４５°の偏光方向の直線偏光の光ビームＬを出射する光ビーム出射部も利用可能である。

レーザ光源２０が出射した光ビームＬは、次いで、１／４波長板２２に入射する。図示例においては、レーザ光源２０と１／４波長板２２とで、光源部が形成される。

１／４波長板２２は、結晶光軸の方向（ｏ(ordinary）およびｅｏ(extra ordinary)）を光ビーム光学系の光路偏向手段２６（反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂ）のＰ偏光方向およびＳ偏光方向と一致し、かつ、結晶光軸（図示例では、Ｓ偏光方向と一致する結晶光軸方向）を軸に傾斜して配置される。なお、本発明において、１／４波長板２２が傾斜するとは、光ビームＬの光軸（以下、ビーム光軸とする）と直交する面に対して傾斜する（言い換えれば、１／４波長板２２の法線とビーム光軸とが角度を有する）ことを示すものである。また、１／４波長板２２は、結晶光軸ではなく、結晶光軸と直交する方向を軸に傾斜してもよい。
前述のように、レーザ光源２０（光ビーム出射部）Ｌは、光路偏向手段２６のＰ偏光方向に対して４５°の偏光方向を有する直線偏光の光ビームを出射する。すなわち、１／４波長板２２の結晶光軸は、この偏光方向に対して４５°の角度となる。従って、ビーム光軸に対して傾けて配置された１／４波長板２２に入射した光ビームＬは、ここで、楕円偏光の光ビームＬに変換される。
前記レーザ光源２０が出射する光ビームの直線偏光の方向、および、１／４波長板２２に関しては、後に詳述する。

１／４波長板２２で変換された光ビームは、次いで、光路偏向手段２６に入射する。
図示例の露光装置１０においては、この光路偏向手段２６と集光レンズ２８とで、所定の光路で光ビームＬを主走査手段３０に入射する光ビーム光学系が形成される。

光路偏向手段２６は、対を成す２枚の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂから構成される。この光路偏向手段２６において、反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂは、共に光ビームＬの光軸に対して４５°で、互いの反射面を対面して反射面の延長面が成す角度が９０°となるように配置される。従って、光ビームＬは、この光路偏向手段２６の２枚の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂにって、９０°ずつ光路を偏向されることにより、光路を１８０°折り返され、入射前とは逆の方向に進行する。
この光路偏向手段２６は、前述のように光ビームＬの光路を１８０°折り返して、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。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。
この光路偏向手段２６の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂによる反射によって、楕円偏光の光ビームＬは、円偏光の光ビームＬに変換される。この点に関しては、後に詳述する。

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、前述のように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う利点を有する。
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、光偏向器であるスピナミラー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。なお、この副走査手段は、スピナドライバ１８からの指示に応じて、主走査手段３０および集光レンズ２８の副走査を行なうのは、前述の通りである。
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。

前述のように、光の偏光を利用して光ビームを分離するインナードラム型の露光装置では、主走査方向の位置によらず常に適正な光ビームの分離を行なうためには、光ビームを分離する分離素子（その一軸性結晶）の結晶軸方向、光ビームの偏光方向、および光ビームを主走査する偏光素子の位置関係を常に一定とする必要が有る。そのため、このような露光装置では、分離素子と偏光素子とを一体的にした主走査手段３０を用い、この主走査手段に円偏光の光ビームを入射する。

ところが、インナードラム型の露光装置では、例えば１／４波長板で円偏光とした光ビームを、直接、主走査手段に入射できることは稀である。すなわち、小型化や設計上の都合等により、通常は、光路偏向用の反射ミラーによって、光ビームの光路を何回か偏向し、その後、中心線を進む所定の光路で主走査手段に入射する。
図示例の露光装置１０においても、１／４波長板２２で変換した光ビーム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１８０°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による偏光方向（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、前述のように、光源部が、光ビーム光学系を構成する光路偏向手段２６（反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂ）におけるＰ偏光方向（およびＳ偏光方向）に対して、４５°の偏光方向を有する直線偏光の光ビームＬを出射するレーザ光源２０（光ビーム出射部）と、結晶光軸が光路偏光手段２６におけるＰ偏光方向およびＳ偏光方向と一致し、かつ結晶光軸（図示例では、Ｓ偏光方向と一致する結晶光軸）を軸に傾けて配置される、１／４波長板２２とを有する。

前述のように、露光装置１０において、光路偏光手段２６は、光ビームＬの光路を９０°偏向する反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂによって、光ビームＬの光路を１８０°折り返す、前記図７と同様の光学系である。
すなわち、反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂは、Ｐ偏光方向およびＳ偏光方向が一致しており、かつ、円偏光の光ビームＬが入射されると、前述のように、位相シフトによって、Ｐ偏光方向（およびＳ偏光方向）に対して４５°の角度で長軸（および短軸）を有する楕円偏光に変換される。

露光装置１０においては、図４（Ａ）に模式的に示すように、レーザ光源２０（光ビーム出射部）は、矢印ａで示すように、光路偏向手段２６（反射ミラー２６ａのみを示す）のＰ偏光方向に対して４５°の偏光方向を有する直線偏光の光ビームＬを出射する。従って、光路偏向手段２６のＰ偏向方向およびＳ偏向方向と一致する１／４波長板２２の結晶光軸（ｏおよびｅｏ）は、この偏光方向に対して４５°の角度となる。
さらに、１／４波長板２２は、Ｓ偏光方向を軸にして、Ｐ偏光方向と対応する結晶光軸とが平行にならない方向に角度θで傾けて配置されている。

直線偏光の光ビームが、偏光方向とが４５°の結晶光軸を有し、かつ、ビーム光軸と法線とを一致して配置される１／４波長板を通過すると、円偏光の光ビームに変換される。
しかしながら、露光装置１０では、１／４波長板２２が傾斜して配置されている。そのため、レーザ光源２０から出射された、光路偏光手段２６のＰ偏光方向（および１／４波長板２２の結晶光軸）に対して４５°の直線偏光の光ビームＬは、この１／４波長板２２を通過することで、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分に光路偏向手段２６とは逆の位相差を生じ、図４（Ｂ）に示すように、光路偏向手段２６で生じる楕円偏光化（前記図７参照）とは逆に傾斜する楕円偏光の光ビームＬとなる。
さらに、この角度θを調整することにより、楕円偏向の傾斜角度（Ｐ偏向方向に対する傾斜角度）を調整することができる。

従って、１／４波長板２２によって楕円偏光に変換された光ビームＬは、光路偏向手段２６の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂによって反射されて光路を偏向されることで、前述のようにＰ偏光方向およびＳ偏光方向に１／４波長板２２とは逆の位相差を生じて、図４（Ｂ）に示すように、楕円偏向から円偏光に変換される。

そのため、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。

前述のように、図示例の露光装置１０では、光ビーム光学系を構成する光路偏光手段２６の反射ミラー２６ａおよび２６ｂは、Ｐ偏光方向とＳ偏光方向とが一致している。そのため、レーザ光源２０は、このＰ偏光方向に対して４５°の偏光方向の直線偏光の光ビームを出射し、かつ、１／４波長板２２は、このＰ偏光方向およびＳ偏光方向に結晶光軸を合わせて配置すればよい。
しかしながら、露光装置の構成や設計上の制約等によっては、主走査手段３０に光ビームを入射させる光ビーム光学系に配置される反射ミラーのＰ偏光方向およびＳ偏光方向が、各反射ミラーで異なる場合も有る。
このような場合には、位相シフトが複雑になるものの、結果的には、楕円偏光の長軸方向の傾斜角度と楕円率が変わるだけであるので、各反射ミラー２６を通過した後の楕円偏光の長軸方向に対して４５°傾斜する方向を、光ビーム光学系におけるＰ偏向方向と見なして、光ビームの偏光や１／４波長板２２の結晶光軸の方向を設定すればよい。

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６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）とする。
ここで、露光装置５０においては、光路偏向手段２６（反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂ）のＰ偏光方向に対して、偏光方向が４５°の直線偏光の合成ビームＬｃとなるように、合成ビームＬｃのビーム光軸に対して回転するように角度を調整して、光源２１０〜偏光ビームスプリッタ２２０までの光学系が配置される。すなわち、図５に示す露光装置５０においては、光源２１０〜偏光ビームスプリッタ２２０までの光学系が、光ビーム出射部となる。

偏光ビームスプリッタ２２０で合波された合成ビームＬｃは、結晶光軸の方向を光路偏向手段２６（反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂ）のＰ偏光方向およびＳ偏光方向と一致し、かつ、Ｓ偏光方向と一致する結晶光軸方向を軸に傾斜して配置される１／４波長板２２６を通過して、互いに、傾斜方向および回転方向（進行方向に対して右回転と左回転）が異なる、楕円偏光の光ビームに変換される。

このような光源部２０４（１／４波長板２２６）から出射された楕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、この楕円偏光の合成ビームＬｃは、この光路偏向手段２６の反射ミラー２６ａおよび反射ミラー２６ｂによって反射されて光路を偏向されることで、前述のようにＰ偏光方向およびＳ偏光方向に１／４波長板２２６とは逆の位相差を生じて、楕円偏向から円偏光に変換される。

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合成ビームＬｃは、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、光ビームを平行に分離するビームディスプレイサ等、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。 （Ａ）および（Ｂ）は、本図１に示すインナードラム露光装置の光学平面板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 (6)

1. 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少なくとも１つの反射ミラーで偏向して所定の光路で前記主走査手段に入射させる光ビーム光学系とを有し、
   かつ、前記光源部は、前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°の角度の直線偏光の光ビームを出射する光ビーム出射部、および、結晶光軸方向を前記光ビーム光学系におけるＳ偏光方向もしくはＰ偏光方向と一致し、かつ、一方の結晶光軸方向あるいはこれと直交する方向を軸に、光ビームの光軸に対して傾斜して配置される、前記光ビーム出射部が出射した直線偏光の光ビームを楕円偏光の光ビームに変換する１／４波長板を有することを特徴とするインナードラム露光装置。
2. 前記光ビーム出射部は、直線偏光の光ビームを出射する光ビーム光源を、直線偏光の方向が前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°となるように配置し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. 前記光ビーム出射部は、直線偏光の光ビームを出射する光ビーム光源、および、前記光ビーム光源を反射して、前記光ビーム光源が出射した光ビームを偏向して、この光ビーム直線偏光方向を前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°とする、少なくとも１枚の反射ミラーが配置された反射光学系を有する請求項１に記載のインナードラム露光装置。
4. 前記光ビーム出射部は、直線偏光の光ビームを出射する光ビーム光源、および、前記光ビーム光源が出射した光ビームの直線偏光方向を回転して、前記前記光ビーム光学系におけるＰ偏光方向に対して４５°とする１／２波長板を有する請求項１に記載のインナードラム露光装置。
5. 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１〜４のいずれかに記載のインナードラム露光装置。
6. 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１〜４のいずれかに記載のインナードラム露光装置。

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