JP4330762B2 - マルチビーム露光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチビーム光源を用いて感光体、感光性材料や感熱性材料等の記録材料に結像して露光するマルチビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷の分野においては、ＰＳ版(Presensitized Plate）を用いた平板製版が広く行われている。例えば、カラー印刷の場合、カラー画像をスキャナでＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）およびＢ（ブルー）の３色に分解して読み取り、これらの３色の画像信号をＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＢｋ（墨）の４色の色分解網点信号に変換し、得られた各色の色分解網点信号に基づいて変調された光ビームを用いて各色毎にリスフィルムと呼ばれる感光材料に露光焼き付けして、各色のリス版を得、各色毎に得られたリス版を用いてＰＳ版に各色の網点画像を露光焼き付けして、平板印刷用のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの４色の刷版を製版している。
【０００３】
しかし、近年では、製版工程の簡素化や製版時間の短縮化のために、リスフィルムを介在させずに、スキャナシステムで得られたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの４色の色分解網点信号を用いてレーザビームなどの光ビームによって直接ＰＳ版に描画して刷版を製版するダイレクト製版やＣＴＰ(Computer to Plate）が注目されている。
ところで、一方では、印刷画像の高階調化および高品質化のために、記録密度を２４００〜２５４０ｄｐｉまで高密度化し、従って網点を形成する光ビームのスポット径を１０．０〜１０．６μｍ程度にまで微細化することが求められている。このような印刷画像の高密度化によるビームスポット径の微細化が求められる中で、さらに、製版時間の短縮化が求められており、例えば、１１００ｍｍ×９５０ｍｍのＰＳ版への描画をできるだけ短時間、例えば数分で行うことが求められている。なお、大サイズの高密度描画を短時間で行う要求は、印刷分野に限られず、多くの画像記録分野にもある。
【０００４】
しかしながら、上述した大版のＰＳ版の場合、１本の光ビームでの高密度描画では、ＰＳ版を装着して主走査回転させるドラム（イクスターナルドラム）の回転数を１００００ｒｐｍ以上にする必要があり、構造的にも、制御的にも、コスト的にも低コストで実現することは到底不可能である。
このため、１本の光ビームでの高密度描画では、時間の短縮化を図ることができないので、複数本の光ビームで数ラインを同時に描画することにより、描画時間の短縮化を図るマルチビーム露光装置が提案されている。
このようなマルチビーム露光装置は、米国特許第（ＵＳＰＮ）５，５１７，３５９号公報、特開平（ＪＰＡ）６−１８６４９０号公報、国際公開第（ＷＯ）９７／２７０６５号公報などに開示されている。
【０００５】
米国特許第５，５１７，３５９号公報に開示された多チャンネルリニアライトバルブ上にレーザダイオードからの光を結像するための装置は、略１Ｗの高出力ＢＡＬＤ（ブロードエリアレーザダイオード）の１９アレイ光を略同じピッチのレンズアレイによって、リニアライトバルブに結像させて各ＢＡＬＤの像を重ねて、合計で２０Ｗの高出力ＬＤ（レーザダイオード）アレイで、微小なリニアライトバルブを効率よく照明（結合）し、感熱材料または感光材料上に結像することにより、有効なＣＴＰを実現している。
しかし、この装置では、２０Ｗの高出力ＬＤアレイで、微小なリニアライトバルブアレイを照明するので、両者の位置関係を微細に調整する必要がある。このため結果として、まず、第１に、ＬＤ光源が故障した時、ＬＤアレイの交換が複雑な調整を必要とし、ユーザ先では調整が困難となるので、工場などに持ち帰っての交換・調整となり、修理に時間がかかるのみならず、交換費用も高価となるという問題がある。第２に、装置の信頼性を上げるために、高出力ＬＤアレイの寿命を延ばす必要があるが、そのためには、高出力ＬＤアレイの水冷が必要となり、構造が複雑かつ高価となるという問題がある。
【０００６】
また、特開平６−１８６４９０号公報に開示されたマルチビーム記録装置は、例えば各光源部が個別のＬＤとコリメータ手段とからなる複数の光源部を所定の配列パターンに配列し、その配列パターンと同一または相似配列パターンで複数のアパーチャが形成されたアパーチャ板を照明し、通過した光ビームを結像（縮小）光学系に導き、感光材料（記録面）上に結像させている。こうして、この記録装置では、個別の光源部を所定の配列パターンに高精度に位置決めする必要性をなくし、長時間の調整をなくし、簡単な調整で高品質の画像を記録することを可能にしている。
しかし、この装置では、個別のＬＤ等の個別の光源部を複数用いて、上述した大サイズのＰＳ版などの記録材料の高速記録を行う場合には、必要となる個別のＬＤ等の光源部の個数が多数、例えば数十個必要となり、また必要な多数の個別ＬＤ等の光源部を所定の配列パターンで配列するには、比較的大きなサイズの光源ユニットが必要となる。
【０００７】
このため、まず、第１に、アパーチャ板がない場合より高精度な位置決めが要求されないものの、アパーチャ板の個々のアパーチャと個々のＬＤの光ビームの射出中心との位置合わせが必要となることから、個別のＬＤの故障時にある程度高精度の位置精度が必要となり、ＬＤの交換が複雑であるという問題がある。第２に、多数の高価な高出力ＬＤを使うので、光源ユニットが、高価なものになるばかりか、装置のシステム全体としての信頼性が低くなるという問題がある。第３に、大サイズの光源ユニットからの全個別光源部からの全光ビームを受ける高精度かつ大サイズのレンズや放物面鏡等が必要となるし、これらの全光ビームを感光材料の記録面上に必要なサイズにまで縮小するための複雑な縮小（結像）光学系が必要となるため、装置が高価となるという問題がある。
【０００８】
国際公開第９７／２７０６５号公報に開示された製版材料を露光するための結像装置およびこれを用いる製版装置は、０．５〜１．０Ｗの光ファイバ結合ＬＤを複数個並べて、ファイバ出射光のパターンをテレセントリック光学系によってイクスターナルドラムに装着された製版材料（感熱材料や熱アブレーション材料）上に結像（縮小露光）することにより、ファイバ出射光の出射端面から製版材料上の記録面までの距離の変化に係わらず露光スポットの位置やサイズの精度を所定精度に確保している。
しかしながら、この装置では、上述した大サイズの製版材料を数分のオーダーで露光するには数十個のＬＤを使用する必要があるので、装置が高価となるばかりか、装置のシステム全体としての信頼性が低くなるし、逆に、使用するＬＤの数を減らして、例えば、２４個程度にすると、露光時間が長くなり、生産性が劣化するという問題がある。
【０００９】
ところで、１本のレーザビームをポリゴンミラーを用いて感光体ドラムの回転軸方向に偏向主走査して、製版装置に比べて遙に小サイズかつ低密度である通常のレーザプリンタにおいても、音響光学効果光偏向素子（ＡＯＤ）を用いてレーザビームを副走査方向（感光体ドラムの回転方向）に偏向させることにより、１回の主走査で複数の行（ラスター）を同時に記録するレーザプリンタが、実開平６１−１３７９１６号公報に提案されている。また、低密度の画像形成装置に良く見られるジャギーを目立たなくするために、上述したレーザプリンタと同じ偏向主走査方式において，ＡＯＤや電気光学効果光偏向素子（ＥＯＤ）を用いてジグザグ偏向することにより、奇数ラインと偶数ラインとを半（１／２）画素だけずらして記録して文字などの斜め線を滑らかに見えるようにした画像形成装置を特許第２７８３３２８号公報に開示している。
【００１０】
しかしながら、このレーザプリンタや画像形成装置のように、ポリゴンミラーを使ってレーザビームを偏向主走査する方式では、レーザビームを複数化（マルチ化）すると、ポリゴンミラーが大型化して安定に回転させるように制御することが困難であることから、または、レーザビームの複数化に合わせてポリゴンミラーを複数化すると複数のポリゴンミラーの制御が困難であることから、また、いずれにしても使用されるポリゴンミラーが高価となることから、上述のような大サイズの製版材料の高密度描画には適用できないという問題がある。
また、特許第２７８３３２８号公報に開示されている画像形成装置では、画素密度をあまり高密度にすることができないという問題もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、実開平６１−１３７９１６号公報や特許第２７８３３２８号公報に開示された装置のように１本の光ビームでは、１回の主走査偏向中にＡＯＤやＡＯＭ等を使って複数ライン同時に記録しても、上述の大サイズの製版材料の高密度描画には適用できないという問題があった。
また、米国特許第（ＵＳＰＮ）５，５１７，３５９号公報、特開平（ＪＰＡ）６−１８６４９０号公報、国際公開第（ＷＯ）９７／２７０６５号公報等に開示されたマルチビーム露光装置において、マルチビームの本数が少ない場合、上述の大サイズの印刷用製版材料に高密度描画を短時間で行おうとすると、短時間で露光しようとすると、主走査速度を上げなければならず、イクスターナルドラム露光方式ではドラムの回転数を高くする、例えば、２０００ｒｐｍ程度以上にする必要があるが、ドラム回転数を高くするとドラムが非常に高価となるし、装着された刷版が剥がれて飛ぶ虞もあり、危険であるという問題があった。
このため、逆に、ドラム回転数を下げると、コストを低減でき、安全ではあるが、露光時間が長くなるという問題があった。
【００１２】
一方、このようなマルチビーム露光装置において、上述の大サイズの製版材料の高密度描画に適合するようにマルチビームの本数を増やすと、上述したドラムコストや露光時間の問題は解消されるが、使用されるＬＤなどの光ビーム射出光源の数量やそれに伴う部品点数が増加し、これらによる装置コストが高くなる問題があった。
また、使用されるＬＤ等の光源の数量が増えると、その故障頻度が高くなり、例えば１０個のＬＤを同時に点灯した時、最初の１個が故障するのが１００００時間後であるとすると、１００個のＬＤを同時に点灯した時、最初の１個が故障するのが１０００時間後となり、装置の止まる時間が長くなり、サービスマンコストがかかるなどの不都合が生じるという問題があった。その結果、装置の信頼性が低下してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、マルチビーム露光によって大サイズの記録材料に高密度記録を行う場合であっても、半導体レーザなどの光源の光ビームの本数をあまり増やさず、イクスターナルドラムの回転数などの主走査速度を高速にせずに、数分（１〜３分）などの短時間露光が可能であり、かつ安全であり、また、部品点数が少なくてすみ、低コストを実現でき、さらに、半導体レーザなどの光源の故障頻度が低く、露光システムの信頼性が高く、装置停止時間が少なく、サービスマンコストもかからないマルチビーム露光装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るマルチビーム露光装置は、記録材料を主走査方向に移動させる主走査手段と、前記主走査方向および副走査方向に対して傾斜した配列方向に配置されて前記記録材料の副走査方向に対して所定間隔を空けた所定数のマルチビームを射出して前記主走査手段により主走査方向に移動される記録材料を主走査する光源と、前記光源から射出される所定数のマルチビームを、一括で前記配列方向または前記配列方向に対して直交する方向に偏向させて前記それぞれのマルチビームを前記副走査方向の所定間隔内で前記副走査方向に隣り合う画素位置に移動させることを所定回数行った後、前記偏向とは逆方向に偏向させてはじめの画素位置の前記主走査方向に隣り合う画素位置および前記副走査方向の同一画素位置に移動させることを繰り返す偏向手段とを有し、前記所定数のマルチビームのビーム間の前記副走査方向の所定間隔が、前記記録材料における前記副走査方向の画素ピッチをｐ、ｎを正の整数として、（前記所定回数＋１）×ｎ×ｐであることを特徴とするものである。
また、前記マルチビームは、前記主走査手段よる前記記録材料の主走査と、前記偏向手段の１度の偏向によって前記記録材料上の前記副走査方向に隣接する画素位置に移動される。
また、前記所定回数が１回で、前記副走査方向の所定間隔が前記画素ピッチの２倍であり、前記マルチビームは、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／２の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記はじめの画素位置に対して前記副走査方向に隣接する画素位置に移動し、さらに前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／２の主走査と、前記偏向手段による前記１回の偏向とは逆方向の偏向によって前記はじめの画素位置に対して前記主走査方向に隣接する画素位置に移動することを特徴とする。
また、前記所定回数が２回で、前記副走査方向の所定間隔が前記画素ピッチの３倍であり、前記マルチビームは、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記はじめの画素位置に対して前記副走査方向に隣接する２番目の画素位置に移動し、さらに、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記２番目の画素位置に対して前記副走査方向に隣接する３番目の画素位置に移動し、さらに、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による前記１回の偏向とは逆方向でかつ２倍の距離の偏向によって前記はじめの画素位置に対して前記主走査方向に隣接する画素位置に移動することを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記主走査手段は、前記記録材料を外周面に装着して回転するアウタードラムであるのが好ましい。
また、前記光源が、アレイ状のマルチビーム射出手段であるのが好ましい。
また、前記アレイ状マルチビーム射出手段が、前記マルチビームを射出する光ファイバーアレイであるのか、または、個々のビームを射出する複数の個別半導体レーザを有する半導体レーザアレイであるのか、もしくは、前記マルチビームを射出するモノリシック半導体レーザアレイであるのかのいずれかであるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明のマルチビーム露光装置は、上記各マルチビーム露光装置であって、さらに、前記光源と前記偏向手段との間に配置されるコリメータレンズおよび前記偏向手段と前記記録材料との間に配置される結像レンズを備えることを特徴とする。
また、本発明のマルチビーム露光装置は、上記各マルチビーム露光装置であって、さらに、前記偏向手段とコリメータレンズとの間に配置される複数段の縮小光学系を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、前記偏向手段は、音響光学効果素子を有するのが好ましい。
また、前記音響光学効果素子は、音響光学偏向器であるのか、または、音響光学変調器であるのが好ましい。また、前記音響光学変調器から出力される１次回折光の光強度と０次回折光の光強度とを等しくするのが好ましい。
また、前記音響光学効果素子による前記マルチビームの偏向方向は、前記マルチビームの配列方向と直交しているのが好ましい。
また、前記音響光学効果素子の超音波伝搬方向と、前記マルチビームの配列方向とを直交させるのが好ましい。
【００１８】
また、前記偏向手段は、電気光学効果光学素子を有するのが好ましい。
また、前記電気光学効果光学素子による前記マルチビームの偏向方向は、前記マルチビームの配列方向と一致しているか、または、前記マルチビームの配列方向と直交しているかのいずれかであるのが好ましい。
また、前記偏向手段は、前記マルチビームの各ビームの偏光方向に応じて前記各ビームを分離する偏光分離素子と、この偏光分離素子で分離されたビームの偏光方向を回転して前記偏光分離素子を通過したビームの偏光方向に合わせる第１偏光方向回転素子と、前記偏光分離素子を通過したビームと前記第１偏光方向回転素子で偏光方向が回転されたビームをそれぞれ偏向する第１および第２の前記電気光学効果光学素子と、この第１の電気光学効果光学素子で偏向されたビームの偏光方向を回転する第２偏光方向回転素子と、この第２偏光方向回転素子で偏光方向が回転されたビームと前記第２の電気光学効果光学素子で偏向されたビームとを合波する合波素子とを有するのが好ましい。
【００１９】
また、前記アレイ状のマルチビーム射出手段が、複数列配列され、１列のアレイ状のマルチビーム射出手段から射出されるマルチビーム間の記録できない画素を残り全ての列のアレイ状のマルチビーム射出手段から射出されるマルチビームで隙間なく記録するのが好ましい。
また、前記アレイ状のマルチビーム射出手段から射出される前記マルチビーム間の記録できない画素をインターレース露光を行って隙間なく記録するのが好ましい。
また、前記記録材料は、感光体、感光性材料または感熱性材料であるのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るマルチビーム露光装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るマルチビーム露光装置の一実施形態の模式的に示す概略斜視図である。
図１に示すマルチビーム露光装置（以下、単に露光装置という）１０は、副走査方向に所定間隔を空けて配置される所定数のマルチビームを射出する光源部１２と、所定数のマルチビームによって露光される記録材料Ａを主走査する主走査部１４と、光源部１２から射出される所定数のマルチビームを主走査部１４の記録材料Ａ上に結像する結像光学系１６と、所定数のマルチビームのビーム間を露光するように所定数のマルチビームを一括で主走査線上に所定偏向回数だけ微小偏向する微小偏向部１８とを有する。
【００２２】
図１において、光源部１２は、所定数（ｉ本）のマルチビームをそれぞれ射出するＬＤ（レーザダイオード）などの半導体レーザ（図示せず）を含む、所定数（ｉ個）の半導体レーザ／ファイバ結合ユニット（以下、単にＬＤ／ファイバ結合ユニットという）２０ａ，２０ｂ，…，２０ｉと、これらの各ＬＤ／ファイバ結合ユニット２０（２０ａ〜２０ｉ）においてそれぞれその入射端面が結合されている所定長の光ファイバ（以下、ファイバという）２２ａ，２２ｂ，…，２２ｉと、これらのＬＤ／ファイバ結合ユニット２０ａ〜２０ｉをそれぞれ固定し、各々のＬＤ／ファイバ結合ユニット２０ａ〜２０ｉの所定温度に保持するためのヒートシンク２４とを備え、さらに、ファイバ２２ａ〜２２ｉをその途中で支持板２７に束ねたコネクタアレイ２８と、ファイバ２２ａ〜２２ｉの出射端面から射出される所定数のマルチビームが記録材料Ａ上で副走査方向に所定間隔を空けて配置されるようにファイバ２２ａ〜２２ｉの出射端面を副走査方向に所定間隔を空けて支持板２９に配置したファイバアレイ３０とを有する。
ここで、各ＬＤ／ファイバ結合ユニット２０は、それぞれ、図示しない半導体レーザ（以下、単にＬＤという）と各ファイバ２２（２２ａ〜２２ｉ）とを結合するもので、ＬＤとこのＬＤが射出するレーザビームを各ファイバ２２の入射端面のコアに結像するレンズ（図示せず）と各ファイバ２２の結合部からなる。
また、本発明においては、後に詳述するが、主走査部１４の記録材料Ａ上で所定数のマルチビームのビーム間の所定間隔が、副走査方向の画素ピッチ（画素間隔）の（微小偏向部１８による所定微小偏向回数＋１）の整数倍である必要がある。
【００２３】
図示例の光源部１２は、ＬＤ結合光ファイバアレイ方式であるが、本発明はこれに限定されず、マルチビームを射出することができる光ビーム射出光源であればどのようなものでもよく、マルチモード光ファイバアレイやシングルモード光ファイバアレイなどの光ファイバアレイ、モノリシックＬＤアレイ、ＬＤアレイなどを含め、公知のアレイ状光源を用いることができる。
また、本発明のＬＤ／ファイバ結合ユニット２０に用いられるＬＤとしては、特に制限的ではなく、シングルモードＬＤ、マルチモードＬＤでも、ブロードエリアＬＤでもよく、公知のＬＤを用いることができる。また、ＬＤ自体にコリメータレンズやアパーチャを有するものであってもよい。
また、光ファイバ２２も、特に制限的ではなく、十分に光を誘導できればできるだけ細い方がファイバアレイ３０での光ファイバ２２の配置を近接できるので好ましい。この時でも、コア径は光ファイバ２２の全径に対してできるだけ太い方がよい。また、ＬＤ／ファイバ結合ユニット２０を載置するヒートシンク２４も、特に制限的ではなく、例えば、アルミニウム板などの金属板やペルチェ冷却素子などを用いることができる。また、コネクタアレイ２８の支持板２７やファイバアレイ３０の支持板２９にも特に制限的ではなく、公知の支持板を用いることができる。
【００２４】
主走査部１４は、いわゆるイクスターナルドラム方式の露光を行うためのもので、その外周面にＰＳ版などの記録材料Ａを装着して主走査方向に回転するドラム３２と、このドラム３２を回転駆動する駆動源（図示せず）と、少なくとも結像光学系１６を含む結像ユニット３４とドラム３２とを主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移動させる副走査機構３６とを備える。
ここで、図１に示すように、結像ユニット３４をドラム３２に対して副走査方向に移動させる場合には、結像ユニット３４としては、少なくとも光源部１２のファイバアレイ３０、結像光学系１６および微小偏向部１８を一体化して、１つの移動支持台３３に固定するのが好ましい。この時、副走査機構３６は、ドラム３２の回転軸に平行な矢印ｃで示す方向（副走査方向）に延在する線状突起３３ａおよびめねじ部３３ｂを持ち、結像ユニット３４を一体化して固定する移動支持台３３と、移動支持台３３のめねじ部３３ｂと螺合するボールねじ（駆動ねじ）３５と、移動支持台３３の線状突起３３ａと嵌合する、矢印ｃで示す副走査方向に延在する溝３７ａを持ち、ボールねじ３５の回転によって移動支持台３３を移動可能に支持する基台３７とを備える。ここで、移動支持台３３の線状突起３３ａおよびこれと嵌合する基台３７の溝３７ａの形状は、図示例の３角形に限定されず、どのような形状でもよいし、移動手段もボールねじ３５と螺合するめねじ部３３ｂを持つ移動支持台（トラベリングナット）３３に限定されず、移動支持台を平行移動させることができるものであれば、どのようなものでも良い。
【００２５】
もちろん、結像ユニット３４をドラム３２に対して副走査方向に移動させる場合にも、結像ユニット３４として、光源部１２のＬＤ／ファイバ結合ユニット２０、ファイバ２２、ヒートシンク２４およびコネクタアレイ２８などの光源部１２の全構成要素も一体化して、例えば１つの支持台に固定して、一体化したまま移動させる、例えば１つの支持台を移動させても良い。
逆に、ドラム３２を結像ユニット３４に対して副走査方向に移動させる場合には、ドラム３２を回転可能に支持する支持台（図示せず）にドラム３２の駆動源を一緒に載置するかまたは支持台と駆動源を固定するかのいずれかによって両者を一体化して移動させるのが好ましい。
【００２６】
主走査部１４において用いられる記録材料Ａは、特に制限的ではなく、ＰＳ版等のように、フォトンモードなどの中程度のパワーを持つレーザによる露光、露光・現像によって露光部が光化学反応してポリマー硬化させるなどの現象を生じてインク受容性または水受容性となる感光性材料やヒートモードなどの比較的大パワーのレーザによる露光による熱エネルギによって露光部がインク受容性または水受容性となる感光・感熱性材料や感熱性材料や熱アブレーション材料等の製版材料を始めとして、画像記録用の感光性材料、感光・感熱性材料、感光性熱現像材料、感熱性材料、熱アブレーション材料等のフォトンモードまたはヒートモードの光ビームによって画像を潜像または顕像として記録可能な公知の記録材料はいずれも使用可能である。
なお、ドラム３２自体が感光体ドラムであってもよい。
【００２７】
結像光学系１６は、光源部１２から射出されたマルチビームを最終的に所定のスポットサイズで結像する縮小光学系であって、ファイバアレイ３０の光の進行方向下流側に配置され、ファイバアレイ３０の全ての光ビームに作用してコリメート光（平行光）として微小偏向部１８に入射させるコリメータレンズ３８と、このコリメータレンズ３８とドラム３２の外周の記録面Ａとの間に配置され、主走査部１４の記録材料Ａ上に光ビームを結像する結像レンズ４０とを備える。微小偏向部１８はコリメータレンズ３８の焦点位置に配置され、結像レンズ４０は微小偏向部１８を通過した光ビームまたは微小偏向部１８で偏向された光ビームをドラム３２の外周の記録面Ａ上に所定のスポットサイズで結像するように配置される。なお、結像光学系１６は、図示例のものに限定されず、光源部１２から射出されたマルチビームを最終的に所定のスポットサイズで結像できる縮小光学系であれば、どのようなものでもよい。例えば、複数段の縮小光学系を備えていてもよい。
【００２８】
また、微小偏向部１８は、主走査中にマルチビームをその配列方向（アレイ方向）と直交する方向に一括して微小偏向するためのもので、例えば音響光学効果や電気光学効果を利用して、マルチビームをそのアレイ方向と直交する方向に一括して微小偏向する素子をあげることができる。このような音響光学効果を利用する偏向素子としては、音響光学式光偏向器(Acousto-Optical Deflector；以下、ＡＯＤという）や、音響光学変調器（Acousto-Optical Modulation；以下、ＡＯＭという）等を挙げることができ、電気光学効果を利用する偏向素子としては、電気光学式光偏向器（Electro-Optical Deflector ；以下、ＥＯＤという）等を挙げることができる。なお、本発明に用いられるＡＯＤ、ＡＯＭ、ＥＯＤ等には、特に制限はなく、公知の音響光学効果や電気光学効果を利用する偏向素子を用いることができる。
【００２９】
なお、光源部１２でマルチモードファイバアレイからマルチビームを出射させる場合には、光ビームの偏光方向が制御できないので、微小偏向部１８として、偏光方向による光ビームの分離素子、偏光方向回転素子および合波素子とＥＯＤとを組み合わせて用い、光ビームの偏光方向によって光ビームを分離し、一方の偏光方向を回転させて揃え、ＥＯＤで微小偏向した後に他方の偏光方向を回転させた後に両者を合波するようにしてもよい。
このように、本発明に用いられる微小偏向部としては、マルチビームをそのアレイ方向と直交する方向に一括して微小偏向することができれば、上述した音響光学効果や電気光学効果を利用する偏向素子に限定されず、機械式光偏向器、例えば、高速応答可能な圧電素子（ピエゾ素子）を用いたミラー光偏向器などを用いてもよい。
【００３０】
本発明の露光装置は、基本的に以上のように構成されるが、以下においては、本発明の露光装置１０に適用される結像ユニット３４について、図面に示す種々の実施形態を挙げてより詳細に説明する。
まず、図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示す露光装置１０の結像ユニット３４のファイバアレイ３０の配列方向（アレイ方向）の概略正面図（アレイ方向と直交する位置からみた図）および概略底面図（アレイ方向の位置からみた図）である。また、図３は、記録材料Ａの面（以下、単に記録面または像面Ａという）上におけるファイバアレイ３０によるマルチビームのスポット径の微小偏向動作を含む主走査動作（２画素微小偏向）の軌跡を示す説明図である。
【００３１】
ここで、図２（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット３４は、本発明の第１実施形態であって、図１に示す露光装置１０の光源部１２のファイバアレイ３０、結像光学系１６および微小偏向部１８を含む。
ファイバアレイ３０は、マルチモードファイバアレイであり、結像光学系１６は、コリメータレンズ３８および結像レンズ４０を有し、微小偏向部１８は、ＡＯＤ４２と、ＡＯＤ４２を駆動する電圧を印加する駆動電源４４とを有する。
結像光学系１６のコリメータレンズ３８は、ファイバアレイ３０から光の進行方向下流側に向かってコリメータレンズ３８の焦点距離ｆ1 の位置に配置され、ＡＯＤ４２は、コリメータレンズ３８の下流側の焦点距離ｆ1 の位置に配置される。結像レンズ４０は、ＡＯＤ４２の下流側に配置され、主走査部１４の記録材料の記録面Ａに結像する。
【００３２】
この時、コリメータレンズ３８でコリメートされて平行光となったマルチビームの各光ビームＬは、図２（ｂ）に示すように、ＡＯＤ４２の超音波と正確にブラッグ角で回折するようにＡＯＤ４２に入射させる必要がある。従って、ＡＯＤ４２が形成する面（結像光学系１６の光軸に垂直な面）内において、ファイバアレイ３０のアレイ方向とＡＯＤ４２の超音波の伝搬方向とが正確にブラッグ角となるようにファイバアレイ３０とＡＯＤ４２との位置関係を保つ必要がある。これに対し、図２（ａ）に示すように、マルチビームの各光ビームＬは、ＡＯＤ４２が形成する面内において、ＡＯＤ４２の超音波の伝搬方向と直交する方向に対して完全に垂直でなくてもよく、少し傾いていてもよい。このように、ＡＯＤ４２は、入射方向に制限の厳しい方向と、制限のゆるい方向があるので、制限のゆるい方向から多数の光ビームを入射させることができるので、マルチビームを一括して同様に偏向することができる。
また、駆動電源４４は、図２（ｂ）に示すように、発生する超音波の周波数をｆr1とｆr2との間で時系列に切り換えて、ＡＯＤ４２の屈折率の粗密によって生ずる回折格子の周期を変え、入射するマルチビームのＡＯＤ４２による偏向角を、例えば略１．０°〜３．０°程度切り換える。こうして、ＡＯＤ４２は、入射するマルチビームＬを一括して微小偏向することができる。
【００３３】
図２（ａ）および（ｂ）に示すファイバアレイ３０のＡＯＤ４２による微小偏向においては、図３に示すドラム３２の記録材料Ａ上において、まず第１に、微小偏向の方向を、ファイバアレイ３０のアレイ方向と直交させる。
次に第２に、ファイバアレイ３０のアレイ方向は、図中矢印ｂで示すドラム回転方向（主走査方向の逆方向）に垂直な副走査方向に対して傾斜しており、その傾斜角度および間隔（像面上のファイバピッチｐf ）は、図３に示すように、各ファイバによる光ビームＬの露光点が、記録材料（像面）Ａ上の画素配置（図３中の格子点）において整数画素位置（格子点）、例えば図示例では主走査方向に４画素、副走査方向に２画素離れた画素位置に存在するようにとる。
第３に、偏向方向は、露光点が所定距離、例えば図示例では主走査方向に１／２画素移動して隣接ラインに偏向した際に、整数画素位置、例えば図示例では副走査方向に１画素だけ離れた画素位置にあるようにする。
なお、各ファイバによる光ビームＬの露光点が、整数画素位置より少しずれても、本発明の露光装置１０は、記録材料を隙間なく全面露光できるが、露光点が整数画素位置から少しずれていると、網点の周期と干渉してモアレなどの好ましくない模様が、記録材料に記録されることになるので、好ましくない。
【００３４】
図示例において、画素ピッチをｐとする時、光ビームＬは、あるライン（奇数ライン）の１つの画素位置を所定スポット径で網点を露光した後（図中黒点で示す）、（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向と直交する方向に偏向して、隣のライン（偶数ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、再び（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向と直交する方向に逆偏向して、奇数ラインの始めの画素位置の主走査方向に隣り合う画素位置を露光することを繰り返す。ファイバピッチｐf （＝２√５ｐ）だけ離れた隣接する光ビームＬも、同様にして奇数ラインと偶数ラインの２ライン（２ラスター）を露光することを繰り返す。こうして、図示例の結像ユニット３４は、マルチビームによって記録材料Ａを隙間なく露光し、画像（潜像または顕像）を記録する。例えば、３２本のマルチビームであれば、１本の光ビームで２ラスター露光するので、６４ラスターを同時に記録することができる。なお、画素ピッチｐは、例えば２５４０ｄｐｉでは１０μｍであり、２４００ｄｐｉでは１０．６μｍである。
なお、図３では、見やすくするため、光ビームＬのスポット径を画素ピッチｐより小さくしているが、本発明はこれに限定されず、画素ピッチｐより大きくして、画素全体に記録できるようにするのが好ましい。
ファイバアレイのＡＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第１実施形態の結像ユニット３４は、基本的に以上のように構成される。
【００３５】
次に、図４（ａ）および（ｂ）は、ＡＯＤによる３画素微小偏向を行う本発明の第２実施形態の結像ユニット５０のアレイ方向の概略正面図および概略底面図であり、図５は、記録材料Ａの像面上におけるマルチビームのスポット径の微小偏向動作を含む主走査動作（３画素微小偏向）の軌跡を示す説明図である。
まず、図４（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット５０は、それぞれ図２（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット３４と、微小偏向部１８のＡＯＤ４２の駆動電源４４を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
図４（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット５０においては、図２（ｂ）に示す超音波の周波数をｆr1とｆr2との間で切り換える駆動電源４４の代わりに、超音波の周波数をｆr1とｆr2とｆr3との間で切り換える駆動電源５２を用いる。
駆動電源５２は、図４（ｂ）に示すように、発生する超音波の周波数をｆr1とｆr2とｆr3との間で時系列に切り換えて、ＡＯＤ４２の屈折率の粗密によって生ずる回折格子の周期を変え、入射するマルチビームのＡＯＤ４２による偏向角を切り換え、ＡＯＤ４２は、入射するマルチビームＬを一括して微小偏向する。
ファイバアレイ３０のアレイ方向の傾斜角度および間隔（像面上のファイバピッチｐf ）を、図５に示すように、各ファイバによる光ビームＬの露光点が主走査方向に９画素、副走査方向に３画素離れた画素位置に存在するようにとる。
偏向方向を、露光点が主走査方向に１／３画素移動して隣接ラインに１回偏向した際に、副走査方向に１画素だけ離れた画素位置にあるようにする。
【００３７】
図５において、画素ピッチをｐとするとき、光ビームＬは、あるライン（第１ライン）の１つの画素位置を所定スポット径で露光した後（図中黒点で示す）、ｐ／３だけ主走査方向に移動するとともに（√１０／３）ｐだけアレイ方向と直交する方向に偏向して、隣のライン（第２ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、ｐ／３だけ主走査方向に移動するとともに（√１０／３）ｐだけアレイ方向と直交する方向に偏向してさらに隣のライン（第３ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、再びｐ／３だけ主走査方向に移動するとともに２（√１０／３）ｐだけアレイ方向と直交する方向に逆偏向して、第１ラインの始めの画素位置の主走査方向に隣り合う画素位置を露光することを繰り返す。ファイバピッチｐf （＝（３√１０）ｐ）だけ離れた隣接する光ビームＬも、同様にして第１ライン、第２ライン、第３ラインの３ラインを露光することを繰り返す。こうして、図示例の結像ユニット３４は、マルチビームによって記録材料Ａを隙間なく露光し、画像（潜像または顕像）を記録する。例えば、３２本のマルチビームであれば、１本の光ビームで３ラスター露光するので、９６ラスターを同時に記録することができる。
ファイバアレイのＡＯＤによる３画素微小偏向を行う本発明の第２実施形態の結像ユニット５０は、基本的に以上のように構成される。
【００３８】
次に、図６は、ＡＯＭによる２画素微小偏向を行う本発明の第３実施形態の結像ユニット５４のファイバアレイ３０のアレイ方向と直交する方向の概略正面図であり、図７（ａ）および（ｂ）または（ｃ）は、それぞれＡＯＭの１次光（１次回折光）および０次光（０次回折光）による光ビームの微小偏向動作を説明する説明図である。
図６に示す結像ユニット５４は、図２（ｂ）に示す結像ユニット３４と、微小偏向部１８を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図６に示す結像ユニット５４においては、微小偏向部１８は、図２（ｂ）に示すＡＯＤ４２の代わりに、ＡＯＭ５６を用いるもので、ＡＯＭ５６と、ＡＯＭ５６を駆動する電圧を印加する駆動電源５８とを有する。
ＡＯＭ５６は、ＡＯＤと同一の原理および構成をもつものであり、伝搬する超音波によって生ずる屈折率の粗密（回折格子）で光が回折される音響光学効果を利用するものであるが、駆動電源５８の駆動電力を変化させることで、超音波の周波数を変えずその強度を変化させ、図示例では周波数ｆr1を、例えば８０ＭＨｚに固定し、駆動電源５８の駆動電力を変化させることで、１次回折光強度と０次回折光強度を変調する。なお、ＡＯＤを変調する時、超音波の周波数を一般的に２つの周波数ｆr1とｆr2との間で変化させればよいが、２つの周波数ｆr1とｆr2との差は、上述の８０ＭＨｚ程度にするのが好ましいが、中心周波数（ｆr1＋ｆr2）／２が高くなると、例えば画素ピッチが１０μｍ程度であると２００ＭＨｚ程度となるので、ＡＯＤが高価となり、設計が困難となることから、上述したように、ＡＯＭを用いて、超音波の周波数を８０ＭＨｚ程度に固定しておき、超音波の駆動電力を変化させて、超音波の強度を変化させるのが好ましい。
【００３９】
すなわち、図７（ａ）に示すように、例えばマルチモードファイバアレイ３０の光ビームＬの出力（ＰLD）が１０００ｍＷで、駆動電源５８から所定の駆動電力の印加（高電力）でＡＯＭ５６の１次回折光の回折効率（ηAO）が９０％となる時、ＡＯＭ５６は、入射した光ビームＬを回折させて、入射光ビームＬから偏向された、強度９００ｍＷの１次回折光（１次光、実線）を射出させることができる。この時、主走査部１４のドラム３２に装着される記録材料Ａ上にも、回折されずにＡＯＭ５６を通過する強度１００ｍＷの０次回折光（点線）も射出されるが、記録材料Ａとして、露光感度または感熱感度が９００ｍＷの光ビームでは十分に感光または感熱するが、１００ｍＷの光ビームでは感光または感熱しない記録材料を用いることにより、残りの０次回折光（点線）によって記録材料Ａが感光または感熱されることを防ぐことができる。
【００４０】
一方、図７（ｂ）に示すように、駆動電源５８による駆動電力を下げて低電力を印加することにより、回折効率１０％に落として、ＡＯＭ５６に入射した光ビームＬの９０％をそのままＡＯＭ５６を通過させて強度９００ｍＷの０次回折光（実線）を射出させ、１０％の光ビームＬを回折させて強度１００ｍＷの１次回折光（点線）も射出させてもよい。または、図７（ｃ）に示すように、駆動電源５８による駆動電力の印加を切る（オフ（ＯＦＦ）する）とともに、ファイバアレイ３０の光ビームＬの出力（ＰLD）自体を９００ｍＷに落として、入射光ビームＬをそのままＡＯＭ５６を通過させ、１次回折光を発生させずに、９００ｍＷの０次光のみを射出させるようにしてもよい。
このようにして、ＡＯＭ５６によって光ビームＬを微小偏向して、同じ強度の微小偏向光ビームを得ることができる。
【００４１】
以上のようにして、ＡＯＭ５６は、ファイバアレイ３０から射出されるマルチビームＬを一括微小偏向することができる。
なお、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じであるので、説明を省略する。
ファイバアレイのＡＯＭによる２画素微小偏向を行う本発明の第３実施形態の結像ユニット５４は、基本的に以上のように構成される。
【００４２】
次に、図８（ａ）および（ｂ）は、モノリシックＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第４実施形態の露光装置（結像ユニット）６０のアレイ方向の概略正面図およびの概略底面図であり、図９は、記録材料Ａの像面上におけるマルチビームのスポット径の微小偏向動作を含む主走査動作（２画素微小偏向）の軌跡を示す説明図である。
まず、図８（ａ）および（ｂ）に示す露光装置（結像ユニット）６０は、それぞれ図２（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット３４と、光源部１２および微小偏向部１８の構成を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
ここで、図８（ａ）および（ｂ）に示す露光装置（結像ユニット）６０は、本発明の第４実施形態であって、光源部１２、結像光学系１６および微小偏向部１８ならびに主走査部１４を含む。
露光装置６０では、図２（ａ）に示すファイバアレイ３０の代わりに光源部１２自体がモノリシックＬＤアレイ６２で構成され、結像光学系１６は、第１実施形態と同様にコリメータレンズ３８および結像レンズ４０を有し、微小偏向部１８は、ＡＯＤ４２、駆動電源４４の代わりに、それぞれＥＯＤ６４と、ＥＯＤ６４を駆動する電圧を印加する駆動電源６６とを有する。
ここで、モノリシックＬＤアレイ６２では、個々のＬＤが個別にオン・オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）可能である。
【００４４】
ＥＯＤ６４は、電気光学効果の大きい結晶、例えばＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）やＬｉＮｂＯ3 等の結晶で作製されたプリズムからなり、このプリズムに電圧を印加して結晶の屈折率を変化させ、入射する光ビームを偏向するようにしたものである。なお、ＥＯＤの応答速度はかなり速く、１００ｎｓを切るオーダーであるが、偏向角が小さい。このため、ＥＯＤ６４は、複数、図示例では６個のプリズムを互いの光学軸が逆になるようにはりあわせることで、等価的な屈折率変化を大きくして、１つのプリズムでは小さい偏向角を大きくしたものである。
本実施形態に用いられるＥＯＤは、特に制限はなく、従来公知のＥＯＤを用いることができ、例えば、IEEE Journal of Quantum electoronics,Vol.QE-9,No.8,pp791-795(1973)等に記載されたＥＯＤなどを用いることができる。
【００４５】
図示例においては、コリメータレンズ３８でコリメートされて平行光となったマルチビームの各光ビームＬは、図８（ｂ）に示すように、ＥＯＤ６４による光ビームの偏向方向と正確に直交するようにＥＯＤ６４に入射させている。
これに対し、図８（ａ）に示すように、モノリシックＬＤアレイ６２から射出されたマルチビームの各光ビームＬは、ＥＯＤ６４の各プリズムの貼り合わせ面に対しては少しずつ傾いて入射している。
なお、ＥＯＤ６４を用いる場合には、入射させるマルチビームの各光ビームＬの偏光方向が、マルチビームの配列方向、すなわちアレイ方向と一致している。
【００４６】
ここで、図示例のＥＯＤ６４による微小偏向においては、図８（ａ）に示すように、まず第１に、マルチビームの各光ビームＬの微小偏向の方向をモノリシックＬＤアレイ６２のアレイ方向と一致させる。すなわち、図９に示すように、ドラム３２の記録材料Ａ上においても、各光ビームＬの微小偏向方向は、マルチビームのアレイ方向と一致させている。
次に第２に、マルチビームのアレイ方向は、図９中矢印ｂで示すドラム回転方向（主走査方向の逆方向）に垂直な副走査方向に対して傾斜しており、その傾斜角度および間隔（像面上のＬＤアレイピッチｐf ）は、図９に示すように、各ファイバによる光ビームＬの露光点が、記録材料（像面）Ａ上の画素配置（図９中の格子点）において整数画素位置（格子点）、例えば図示例では主走査方向に１画素、副走査方向に２画素離れた画素位置に存在するようにとる。
第３に、偏向方向は、露光点が主走査方向に所定距離、例えば図示例では１／２画素移動して隣接ラインに偏向した際に、整数画素位置、例えば図示例では副走査方向に１画素だけ離れた画素位置にあるようにする。
【００４７】
図示例において、画素ピッチをｐとする時、光ビームＬは、あるライン（奇数ライン）の１つの画素位置を所定スポット径で網点を露光した後（図中黒点で示す）、（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向方向に偏向して、図３の場合とは逆方向の隣のライン（偶数ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、再び（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向に逆偏向して、奇数ラインの始めの画素位置の主走査方向に隣り合う画素位置を露光することを繰り返す。
ＬＤアレイピッチ（ファイバピッチ）ｐf （＝√５ｐ）だけ離れた隣接する光ビームＬも、同様にして奇数ラインと偶数ラインの２ラインを露光することを繰り返す。こうして、図示例の結像ユニット６０は、マルチビームによって記録材料Ａを隙間なく露光し、画像（潜像または顕像）を記録する。
【００４８】
なお、微小偏向素子として、ＥＯＤを用いる場合、ＥＯＤは、ＡＯＤやＡＯＭのように回折を利用してるわけではないので、偏向方向は、マルチビームのアレイ方向と直交する１つの方向に特定されるわけではなく、図８（ａ）および（ｂ）に示す本発明の第４実施形態のようにマルチビームのアレイ方向であってもよいし、ＡＯＤやＡＯＭのようにマルチビームのアレイ方向と直交する方向であってもよい。
図１０（ａ）および（ｂ）に、マルチビームのアレイ方向と直交する方向に対してモノリシックＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第５実施形態の露光装置（結像ユニット）６８を示す。
【００４９】
図１０（ａ）および（ｂ）に示す露光装置６８は、図８（ａ）および（ｂ）に示す露光装置６０におけるＥＯＤ６４の配置の方向を９０°回転させてＥＯＤ６４を配置するものである。このため、図１０（ａ）および（ｂ）に示す露光装置６８のＥＯＤ６４による微小偏向においては、図１０（ｂ）に示すように、マルチビームの各光ビームＬは、モノリシックＬＤアレイ６２のアレイ方向と直交する方向に微小偏向されることになる。
従って、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じとなるので、説明を省略する。
モノリシックＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第４および第５実施形態の露光装置（結像ユニット）６０および６８は、基本的に以上のように構成される。
【００５０】
次に、図１１は、個別ＬＤをアレイ状に配列したＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第６実施形態の露光装置（結像ユニット）７０のアレイ方向の概略正面図（アレイ方向と直交する方向から見た図）である。
まず、図１１に示す露光装置（結像ユニット）７０は、図８（ａ）に示す露光装置（結像ユニット）６０と、光源部１２および光学系の一部の構成を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
ここで、図１１に示す露光装置７０は、光源部１２、縮小光学系７２と結像光学系１６とからなる光学系、微小偏向部１８および主走査部１４を含む。
露光装置７０において、光源部１２は、複数個の個別のＬＤ２６ａ，２６ｂ，…，２６ｉをアレイ状に配列したＬＤアレイ７４と、各ＬＤ２６（２６ａ〜２６ｉ）の出射側にそれぞれ配置されるコリメータレンズ７６（７６ａ，７６ｂ，…，７６ｉ）と、各コリメータレンズ７６（７６ａ〜７６ｉ）にそれぞれ対応して穿孔されたアパーチャ７８（７８ａ，７８ｂ，…，７８ｉ）をもつアパーチャ板７９とを有し、図８（ａ）に示すモノリシックＬＤアレイ６２の代わりに用いられる。
本実施形態に用いられる個別ＬＤ２６は、シングルモードＬＤでも、マルチシングルモードＬＤでもよく、特に制限的ではなく、従来公知のＬＤを用いることができる。また、図示例においては、光源部１２における１つの光ビームを射出するＬＤアレイ７４、コリメータレンズ７６およびアパーチャ７８の組合わせは、どのように配置してもよく、例えば、１次元的に配置してもよいし、２次元的に配置してもよい。
【００５２】
ここで、個別ＬＤ２６は、比較的サイズが大きく、ファイバアレイ３０やモノリシックＬＤアレイ６２のように出射マルチビームを近接して配置することができず、このためアパーチャ７８のサイズも１〜３ｍｍであるので、記録材料Ａの記録面でのスポットサイズを１０〜１５μｍとすると、縮小率が１／１００〜１／２００となり、上述した図２（ａ）、図４（ａ）、図６、図８（ａ）、図１０（ａ）にそれぞれ示す結像ユニット３４、５０、５６、６０、６８のように、コリメータレンズ３８と結像レンズ４０からなる結像光学系１６のみでは、主走査部１４の記録材料Ａ上において所定のスポットサイズまで縮小できない。このため、図１１に示す光学系では結像光学系１６の前段（露光部１２と結像光学系１６の間）に、縮小光学系７２を設けている。
【００５３】
この縮小光学系７２は、コリメータレンズ８０と、結像レンズ８２とを有し、ＬＤアレイ７４の各ＬＤ２６から射出されるマルチビームの各光ビームＬを所定サイズ、ファイバアレイ３０やモノリシックＬＤアレイ６２のから射出されるマルチビームの各光ビームのサイズにまで縮小し、結像レンズ８２の結像（焦点）位置８４において結像させた後、結像光学系１６のコリメータレンズ３８に入射させている。
なお、図示例の縮小光学系７２は、コリメータレンズ８０と結像レンズ８２とを有するものであるが、本発明はこれに限定されず、この他にも種々のレンズを組み合わせてもよいし、従来公知の縮小光学系を用いてもよいし、また、複数の縮小光学系を多段に用いてもよい。また、アパーチャ板７９を光源部１２においてコリメータレンズ７６（７６ａ〜７６ｉ）の直下流に配置する代わりに、縮小光学系７２の結像レンズ８２の結像（焦点）位置８４に、アパーチャ板７９自体を、またはそのアパーチャ７８に対応するアパーチャを持つ別のアパーチャ板を配置してもよい。
【００５４】
また、本実施形態において、微小偏向部１８のＥＯＤ６４は、図１１に示すように配置し、微小偏向の方向をＬＤアレイ７４のアレイ方向とするものに限定されず、図１０（ａ），（ｂ）に示すようにＥＯＤ６４を９０°回転させて配置し、微小偏向の方向をＬＤアレイ７４のアレイ方向と直交する方向としてもよい。また、本実施形態の微小偏向部１８において、ＥＯＤ６４の代わりに、図２（ａ）や図６のように、ＡＯＤやＡＯＭを用いてもよい。
なお、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じとなるので、説明を省略する。
個別ＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第６実施形態の露光装置（結像ユニット）７０は、基本的に以上のように構成される。
【００５５】
ところで、上述したようにＥＯＤ６４を用いる場合、光源部１２に、図８（ａ）および（ｂ）や図１０のようにモノリシックＬＤアレイ６２や図１１のように個別ＬＤアレイ７４などのような射出光ビームの偏光方向が制御可能な光源を用いて、光ビームの偏光方向とマルチビームの配列（アレイ）方向とを一致させるが、光源部１２にマルチモードファイバ３０を用いると、マルチモードファイバ３０の各光ファイバ２２から射出される光ビームの偏光方向が定まらない。
このため、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、光源部１２にマルチモードファイバ３０を用いる場合には、微小偏向部１８のＥＯＤ６４の上流側で偏光方向の異なる光ビームを分離し、分離ビームの偏光方向を揃え、偏光方向が揃った各分離光ビームをＥＯＤ６４に作用させて微小偏向し、微小偏向された各分離光ビームの偏光方向の関係を戻して合波して、微小偏向部１８から微小偏向光ビームを出力するのがよい。
【００５６】
図１２（ａ）および（ｂ）は、ファイバアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第７実施形態の露光装置（結像ユニット）８６のアレイ方向の概略正面図およびの概略底面図である。
なお、図１２（ａ）および（ｂ）に示す露光装置（結像ユニット）８６は、それぞれ図８（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット６０と、光源部１２および微小偏向部１８の構成を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ここで、露光装置８６では、光源部１２が、図８（ａ）に示すモノリシックＬＤアレイ６２の代わりにファイバアレイ３０（図２（ａ），（ｂ）参照）で構成される。
また、微小偏向部１８は、第１ポーラライズドビームスプリッタ８８と、第１直角プリズム８９、第１λ／２板９０と、２個の第１ＥＯＤ６４ａおよび第２ＥＯＤ６４ｂと、第２λ／２板９２と、第２直角プリズム９３、第２ポーラライズドビームスプリッタ９４と、２個の第１ＥＯＤ６４ａおよび第２ＥＯＤ６４ｂをそれぞれ駆動する駆動電源６６とを有する。
【００５７】
露光装置８６においては、マルチモードファイバ３０から射出され、コリメートレンズ３８によってコリメートされた各平行光ビームＬは、第１ポーラライズドビームスプリッタ８８に入射する。第１ポーラライズドビームスプリッタ８８は、入射光ビームＬに作用して、所定の偏光方向の第１光ビーム成分を通過させるとともに、第１光ビーム成分の偏光方向と９０°異なる偏光方向の第２光ビーム成分を９０°反射させて分離する。分離された第２光ビーム成分は、第１直角プリズム８９に入射し、その進行方向が９０°屈曲され、第１光ビーム成分と平行とされた後、平行となった第２光ビーム成分は、第１λ／２板９０に入射し、第１λ／２板９０によって第２光ビーム成分の偏光方向が９０°回転され、第１光ビーム成分の偏光方向と揃えられる。こうして平行光となり、偏光方向が揃った第１および第２光ビーム成分は、それぞれ２個の第１および第２ＥＯＤ６４ａおよび６４ｂに入射し、共に同じように微小偏向される。
【００５８】
第１ＥＯＤ６４ａによって微小偏向された第１光ビーム成分は、第２λ／２板９２に入射し、その偏光方向が９０°回転された後、第２直角プリズム９３に入射して、その進行方向が９０°屈曲される。第２λ／２板９２でその偏光方向が９０°回転され、第２直角プリズム９３でその進行方向が９０°屈曲された第１光ビーム成分と第２ＥＯＤ６４ｂで微小偏向された第２光ビーム成分とは、第２ポーラライズドビームスプリッタ９４に入射し、互いに偏光方向が９０°異なる第１と第２光ビーム成分とが合波される。
合波された光ビームＬは、結像レンズ４０に入射し、結像レンズ４０を透過した後、主走査部１４の記録材料Ａの記録面に結像される。
なお、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じとなるので、説明を省略する。
ファイバアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第７実施形態の露光装置（結像ユニット）８６は、基本的に以上のように構成される。
【００５９】
なお、本発明に用いられるファイバアレイ（例えば図２の参照符号３０参照）を構成する１本の光ファイバは、その外径であるクラッド径がマルチモードファイバであっても、シングルモードファイバであっても同じ、または異なっていてもあまり変わらず、略８０〜１２５μｍ程度であるが、光ビームを伝送するコアの部分のコア径は、マルチモードファイバでは略５０〜１００μｍ程度であるのに対し、シングルモードファイバでは５〜１０μｍ程度である。このように、シングルモードファイバでは、コア径に対してクラッド径が大きいので、光ファイバを接触させて配列しても、隣接する光ファイバのコア間隔はクラッド径よりも近づけることができないので、記録材料Ａの像面（記録面）上においても、マルチビームの隣接する光ビームのスポット（コアに相当）を所定間隔より近接させることができない。すなわち、図１３に示すように、像面上において、光ファイバのコアに相当する小さな黒点や白抜点で表される光ビームのスポットＢspは、画素ピッチｐに対して決められたサイズが要求されるので、光ビームのスポットＢspの間隔、すなわち像面上のファイバピッチｐf は、光ファイバのクラッドに相当する大きな円で表されるクラッド（光ファイバの外形）Ｄcdの径（クラッド径）となり、これより小さくすることはできない。
【００６０】
このため、本発明においては、図１３に示すように、ファイバアレイを２次元的に配列し、１列のファイバ列では、露光することのできないライン（主走査行）を２列目のファイバ列で露光することにより、必要であれば、さらにファイバ列を加えることにより、副走査方向に隙間なくすべてのライン（主走査行）を露光走査することができる。なお、図１３に示す例は、２列のファイバ列からなる２次元ファイバアレイを用いた場合であり、各ファイバ列の隣接するスポットＢspが主走査方向に８画素離れて位置し、微小偏向回数ｍが１回であるので、副走査方向画素ピッチは２（ｍ＋１）となり、隣接するスポットＢspは副走査方向に４画素離れて位置することになる。このため、各列のファイバ列の像面上のファイバピッチｐf は、４√５ｐ（ｐは画素ピッチ）となる。この時、各ファイバ列の微小偏向は、図３に示す場合と同様に行われる、すなわち、ファイバアレイのアレイ（列）方向と直交する方向に√５ｐ／２だけ行われる。
【００６１】
図示例の場合は、２列のファイバ列によって２次元ファイバアレイを構成しているが、３列以上のファイバ列で２次元ファイバアレイを構成して、２次元マルチビームアレイで露光してもよい。
なお、このような２次元マルチビームアレイによる露光を行うための２次元ファイバアレイは、上述したシングルモードファイバアレイを２次元化したものに限定されず、マルチモードファイバアレイはもちろんのこと、モノリシックＬＤアレイや個別ＬＤアレイや、この他の種々のレーザアレイや、光源アレイなどを２次元化したものであってもよい。
図示例の場合は、２画素微小偏向を行っているが、３画素以上の微小偏向を行ってもよいことはもちろんである。
【００６２】
図１３に示す例は、１列のファイバ列からなるファイバアレイでは、所要のスポットサイズで露光できないアレイ間の隙間をファイバアレイを構成するファイバ列を多列化することで、隙間なくアレイ間の隙間を露光して埋めているが、本発明は、これに限定されず、図１４に示す例のように、ファイバアレイを２次元的に配列せずに、１列のファイバ列からなるファイバアレイを用いて、露光できないアレイ間の隙間をインターレース露光によって隙間なく露光して埋めることができる。
図１４に示す例では、図１３に示す例と同様に、１列のファイバ列によるマルチビームの２画素微小偏向によって、Ｅn で示される２ラインの組を複数組同時にｎ回目の主走査（ドラム回転）によって露光した後、ｎ回目の主走査で露光できなかったＥn で示される２ラインの組と組との間のＥn+1 で示される２ラインの組を、１列のファイバ列によるマルチビームを相対的に副走査方向（図中矢印ｃ方向）に移動させて、次の（ｎ＋１）回目の主走査で露光する。このようにインターレース露光を行うことにより、１列のファイバ列からなるファイバアレイであってもアレイ間の隙間を隙間なく露光して埋めることができる。
【００６３】
なお、図示例では、連続する２回の主走査でアレイ間の隙間を隙間なく埋めているが、本発明はこれに限定されず、アレイ間の隙間を埋める２回の主走査が連続していなくても良いし、連続または不連続の３回以上の主走査でアレイ間の隙間を隙間なく埋めても良い。
また、このようなインターレース露光を行うファイバアレイは、上述したシングルモードファイバアレイに限定されず、マルチモードファイバアレイはもちろんのこと、モノリシックＬＤアレイや個別ＬＤアレイや、この他の種々のレーザアレイや、光源アレイなどであってもよい。
図示例の場合は、２画素微小偏向を行っているが、３画素以上の微小偏向を行ってもよいことはもちろんである。
【００６４】
【実施例】
以下に、本発明に係るマルチビーム露光装置を実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例１および２）
図２（ａ）および（ｂ）ならびに図３に示す本発明の第１実施形態の結像ユニット３４を有する図１に示すマルチビーム露光装置１０を設計し、製作した。
この露光装置１０は、ファイバアレイ３０のＡＯＤ４２による２画素微小偏向を行うもので、ドラム３２の記録材料Ａ像面（記録面）上におけるファイバアレイ３０の配列（アレイ方向）の主走査方向に対する傾斜角度は３４°、光学系の効率は９０％、ＡＯＤの効率は８０％、ＡＯＤ４２は二酸化テルル（ＴｅＯ2 ）の縦モード（縦波）で、その音速（Ｖa ）は４２６０ｍ／ｓであった。
採用された露光系の仕様を表１に、その他の露光系、ファイバアレイ（ファイバ結合ＬＤアレイ）３０、ＡＯＤ４２の諸元を表２に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
（比較例１）
比較例として、特開平６−１８６４９０号公報に記載のマルチビーム記録装置を設計し、作製した。
実施例１および２と同様に光学系の効率は９０％とし、表１に示す露光系の仕様を採用し、その他の露光系やＬＤアレイの諸元を表２に示す。
表２から明らかなように、実施例１および２は、ドラム３２の回転数をあまり挙げることなく、露光時間を比較例１の４分からそれぞれ半分以下の１．８分および１．５分に短縮することができる。
【００６８】
（実施例３）
図４（ａ）および（ｂ）ならびに図５に示す本発明の第１実施形態の結像ユニット３４を有する図１に示すマルチビーム露光装置１０を設計し、製作した。
この露光装置１０は、ファイバアレイ３０のＡＯＤ４２による３画素微小偏向を行うもので、ドラム３２の記録材料Ａ像面（記録面）上におけるファイバアレイ３０の配列（アレイ方向）の主走査方向に対する傾斜角度は１８°、光学系の効率は９０％、ファイバ効率は８０％、ＡＯＤの効率は８０％、ＡＯＤ４２は二酸化テルル（ＴｅＯ2 ）の縦モード（縦波）で、その音速（Ｖa ）は４２６０ｍ／ｓであった。
採用された露光系の仕様を表３に、その他の露光系、ファイバアレイ（ファイバ結合ＬＤアレイ）３０、ＡＯＤ４２の諸元を表４に示す。
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
（比較例２）
比較例として、特開平６−１８６４９０号公報に記載のマルチビーム記録装置を設計し、作製した。
光学系の効率は３０％とし、表３に示す露光系の仕様を採用し、その他の露光系やＬＤアレイの諸元を表４に示す。
表２から明らかなように、実施例３は、ドラム３２の回転数をあまり挙げることなく、露光時間を比較例１の４．２分からそれぞれ４分以下の１．０分に短縮することができる。
【００７２】
以上、本発明のマルチビーム露光装置について種々の実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および設計の変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００７３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、マルチビーム露光によって大サイズの記録材料に高密度記録を行う場合であっても、半導体レーザなどの光源の光ビームの本数をあまり増やさず、イクスターナルドラムの回転数などの主走査速度を高速にせずに、短時間露光を達成することができる。
また、本発明によれば、ドラム回転数などの主走査速度を高速にする必要がないので安全である。
また、本発明によれば、部品点数が少なくでき、低コストを実現できる。
さらに、本発明によれば、部品点数が少なくできるので、半導体レーザなどの光源の故障頻度を低くできる。
その結果、本発明によれば、露光システムの信頼性が高く、装置停止時間が少なく、サービスマンコストもかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るマルチビーム露光装置の一実施形態の模式的に示す概略斜視図である。
【図２】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニットの一実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図３】 図２に示す結像ユニットのファイバアレイによるマルチビームの像面上における２画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【図４】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図５】 図４に示す結像ユニットのファイバアレイによるマルチビームの像面上における３画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【図６】 図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略底面図である。
【図７】 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図６に示す結像ユニットの音響光学変調器による光ビームの偏向動作を説明する説明図である。
【図８】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のＬＤアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図９】 図８に示す結像ユニットのＬＤアレイによるマルチビームの像面上における２画素微小偏向動作の別の一例を示す説明図である。
【図１０】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のＬＤアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図１１】 図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のＬＤアレイのアレイ方向の概略正面図である。
【図１２】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図１３】 図１に示すマルチビーム露光装置の２次元配置ファイバアレイの像面上の配置とこのファイバアレイによるマルチビームの像面上における２画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【図１４】 図１に示すマルチビーム露光装置のファイバアレイの像面上の配置とこのファイバアレイによるマルチビームの像面上におけるインターレース２画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ マルチビーム露光装置
１２ 光源部
１４ 主走査部
１６ 結像光学系
１８ 微小偏向部
２０，２０ａ，２０ｂ，…２０ｉ ＬＤ／ファイバ結合ユニット
２２，２２ａ，２２ｂ，…２２ｉ 光ファイバ
２４ ヒートシンク
２６，２６ａ，２６ｂ，…２６ｉ ＬＤ
２７，２９ 支持板
２８ コネクタアレイ
３０ ファイバアレイ
３２ ドラム
３３ 移動支持台
３４、５０、５４，６０，６８ 結像ユニット
３５ ボールねじ
３６ 副走査搬送機構
３７ 基台
３８，８０ コリメータレンズ
４０，８２ 結像レンズ
４２ 音響光学式光偏向器（ＡＯＤ）
４４、５２，５８，６６ 駆動電源
５６ 音響光学変調器（ＡＯＤ）
６２ モノリシック半導体（ＬＤ）レーザアレイ
６４ 電気光学式偏向器（ＥＯＤ）
７０，８６ 露光装置（結像ユニット）
７２ 縮小光学系
７４ ＬＤアレイ
７６，７６ａ，７６ｂ，…，７６ｉ コリメータレンズ
７８，７８ａ，７８ｂ，…，７８ｉ アパーチャ
７９ アパーチャ板
８４ 結像位置
８８，９４ ポーラライズドビームスプリッタ
８９，９３ 直角プリズム
９０，９２ λ／２板
Ａ 記録材料
Ｌ 光ビーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチビーム光源を用いて感光体、感光性材料や感熱性材料等の記録材料に結像して露光するマルチビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷の分野においては、ＰＳ版(Presensitized Plate）を用いた平板製版が広く行われている。例えば、カラー印刷の場合、カラー画像をスキャナでＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）およびＢ（ブルー）の３色に分解して読み取り、これらの３色の画像信号をＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＢｋ（墨）の４色の色分解網点信号に変換し、得られた各色の色分解網点信号に基づいて変調された光ビームを用いて各色毎にリスフィルムと呼ばれる感光材料に露光焼き付けして、各色のリス版を得、各色毎に得られたリス版を用いてＰＳ版に各色の網点画像を露光焼き付けして、平板印刷用のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの４色の刷版を製版している。
【０００３】
しかし、近年では、製版工程の簡素化や製版時間の短縮化のために、リスフィルムを介在させずに、スキャナシステムで得られたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの４色の色分解網点信号を用いてレーザビームなどの光ビームによって直接ＰＳ版に描画して刷版を製版するダイレクト製版やＣＴＰ(Computer to Plate）が注目されている。
ところで、一方では、印刷画像の高階調化および高品質化のために、記録密度を２４００〜２５４０ｄｐｉまで高密度化し、従って網点を形成する光ビームのスポット径を１０．０〜１０．６μｍ程度にまで微細化することが求められている。このような印刷画像の高密度化によるビームスポット径の微細化が求められる中で、さらに、製版時間の短縮化が求められており、例えば、１１００ｍｍ×９５０ｍｍのＰＳ版への描画をできるだけ短時間、例えば数分で行うことが求められている。なお、大サイズの高密度描画を短時間で行う要求は、印刷分野に限られず、多くの画像記録分野にもある。
【０００４】
しかしながら、上述した大版のＰＳ版の場合、１本の光ビームでの高密度描画では、ＰＳ版を装着して主走査回転させるドラム（イクスターナルドラム）の回転数を１００００ｒｐｍ以上にする必要があり、構造的にも、制御的にも、コスト的にも低コストで実現することは到底不可能である。
このため、１本の光ビームでの高密度描画では、時間の短縮化を図ることができないので、複数本の光ビームで数ラインを同時に描画することにより、描画時間の短縮化を図るマルチビーム露光装置が提案されている。
このようなマルチビーム露光装置は、米国特許第（ＵＳＰＮ）５，５１７，３５９号公報、特開平（ＪＰＡ）６−１８６４９０号公報、国際公開第（ＷＯ）９７／２７０６５号公報などに開示されている。
【０００５】
米国特許第５，５１７，３５９号公報に開示された多チャンネルリニアライトバルブ上にレーザダイオードからの光を結像するための装置は、略１Ｗの高出力ＢＡＬＤ（ブロードエリアレーザダイオード）の１９アレイ光を略同じピッチのレンズアレイによって、リニアライトバルブに結像させて各ＢＡＬＤの像を重ねて、合計で２０Ｗの高出力ＬＤ（レーザダイオード）アレイで、微小なリニアライトバルブを効率よく照明（結合）し、感熱材料または感光材料上に結像することにより、有効なＣＴＰを実現している。
しかし、この装置では、２０Ｗの高出力ＬＤアレイで、微小なリニアライトバルブアレイを照明するので、両者の位置関係を微細に調整する必要がある。このため結果として、まず、第１に、ＬＤ光源が故障した時、ＬＤアレイの交換が複雑な調整を必要とし、ユーザ先では調整が困難となるので、工場などに持ち帰っての交換・調整となり、修理に時間がかかるのみならず、交換費用も高価となるという問題がある。第２に、装置の信頼性を上げるために、高出力ＬＤアレイの寿命を延ばす必要があるが、そのためには、高出力ＬＤアレイの水冷が必要となり、構造が複雑かつ高価となるという問題がある。
【０００６】
また、特開平６−１８６４９０号公報に開示されたマルチビーム記録装置は、例えば各光源部が個別のＬＤとコリメータ手段とからなる複数の光源部を所定の配列パターンに配列し、その配列パターンと同一または相似配列パターンで複数のアパーチャが形成されたアパーチャ板を照明し、通過した光ビームを結像（縮小）光学系に導き、感光材料（記録面）上に結像させている。こうして、この記録装置では、個別の光源部を所定の配列パターンに高精度に位置決めする必要性をなくし、長時間の調整をなくし、簡単な調整で高品質の画像を記録することを可能にしている。
しかし、この装置では、個別のＬＤ等の個別の光源部を複数用いて、上述した大サイズのＰＳ版などの記録材料の高速記録を行う場合には、必要となる個別のＬＤ等の光源部の個数が多数、例えば数十個必要となり、また必要な多数の個別ＬＤ等の光源部を所定の配列パターンで配列するには、比較的大きなサイズの光源ユニットが必要となる。
【０００７】
このため、まず、第１に、アパーチャ板がない場合より高精度な位置決めが要求されないものの、アパーチャ板の個々のアパーチャと個々のＬＤの光ビームの射出中心との位置合わせが必要となることから、個別のＬＤの故障時にある程度高精度の位置精度が必要となり、ＬＤの交換が複雑であるという問題がある。第２に、多数の高価な高出力ＬＤを使うので、光源ユニットが、高価なものになるばかりか、装置のシステム全体としての信頼性が低くなるという問題がある。第３に、大サイズの光源ユニットからの全個別光源部からの全光ビームを受ける高精度かつ大サイズのレンズや放物面鏡等が必要となるし、これらの全光ビームを感光材料の記録面上に必要なサイズにまで縮小するための複雑な縮小（結像）光学系が必要となるため、装置が高価となるという問題がある。
【０００８】
国際公開第９７／２７０６５号公報に開示された製版材料を露光するための結像装置およびこれを用いる製版装置は、０．５〜１．０Ｗの光ファイバ結合ＬＤを複数個並べて、ファイバ出射光のパターンをテレセントリック光学系によってイクスターナルドラムに装着された製版材料（感熱材料や熱アブレーション材料）上に結像（縮小露光）することにより、ファイバ出射光の出射端面から製版材料上の記録面までの距離の変化に係わらず露光スポットの位置やサイズの精度を所定精度に確保している。
しかしながら、この装置では、上述した大サイズの製版材料を数分のオーダーで露光するには数十個のＬＤを使用する必要があるので、装置が高価となるばかりか、装置のシステム全体としての信頼性が低くなるし、逆に、使用するＬＤの数を減らして、例えば、２４個程度にすると、露光時間が長くなり、生産性が劣化するという問題がある。
【０００９】
ところで、１本のレーザビームをポリゴンミラーを用いて感光体ドラムの回転軸方向に偏向主走査して、製版装置に比べて遙に小サイズかつ低密度である通常のレーザプリンタにおいても、音響光学効果光偏向素子（ＡＯＤ）を用いてレーザビームを副走査方向（感光体ドラムの回転方向）に偏向させることにより、１回の主走査で複数の行（ラスター）を同時に記録するレーザプリンタが、実開平６１−１３７９１６号公報に提案されている。また、低密度の画像形成装置に良く見られるジャギーを目立たなくするために、上述したレーザプリンタと同じ偏向主走査方式において，ＡＯＤや電気光学効果光偏向素子（ＥＯＤ）を用いてジグザグ偏向することにより、奇数ラインと偶数ラインとを半（１／２）画素だけずらして記録して文字などの斜め線を滑らかに見えるようにした画像形成装置を特許第２７８３３２８号公報に開示している。
【００１０】
しかしながら、このレーザプリンタや画像形成装置のように、ポリゴンミラーを使ってレーザビームを偏向主走査する方式では、レーザビームを複数化（マルチ化）すると、ポリゴンミラーが大型化して安定に回転させるように制御することが困難であることから、または、レーザビームの複数化に合わせてポリゴンミラーを複数化すると複数のポリゴンミラーの制御が困難であることから、また、いずれにしても使用されるポリゴンミラーが高価となることから、上述のような大サイズの製版材料の高密度描画には適用できないという問題がある。
また、特許第２７８３３２８号公報に開示されている画像形成装置では、画素密度をあまり高密度にすることができないという問題もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、実開平６１−１３７９１６号公報や特許第２７８３３２８号公報に開示された装置のように１本の光ビームでは、１回の主走査偏向中にＡＯＤやＡＯＭ等を使って複数ライン同時に記録しても、上述の大サイズの製版材料の高密度描画には適用できないという問題があった。
また、米国特許第（ＵＳＰＮ）５，５１７，３５９号公報、特開平（ＪＰＡ）６−１８６４９０号公報、国際公開第（ＷＯ）９７／２７０６５号公報等に開示されたマルチビーム露光装置において、マルチビームの本数が少ない場合、上述の大サイズの印刷用製版材料に高密度描画を短時間で行おうとすると、短時間で露光しようとすると、主走査速度を上げなければならず、イクスターナルドラム露光方式ではドラムの回転数を高くする、例えば、２０００ｒｐｍ程度以上にする必要があるが、ドラム回転数を高くするとドラムが非常に高価となるし、装着された刷版が剥がれて飛ぶ虞もあり、危険であるという問題があった。
このため、逆に、ドラム回転数を下げると、コストを低減でき、安全ではあるが、露光時間が長くなるという問題があった。
【００１２】
一方、このようなマルチビーム露光装置において、上述の大サイズの製版材料の高密度描画に適合するようにマルチビームの本数を増やすと、上述したドラムコストや露光時間の問題は解消されるが、使用されるＬＤなどの光ビーム射出光源の数量やそれに伴う部品点数が増加し、これらによる装置コストが高くなる問題があった。
また、使用されるＬＤ等の光源の数量が増えると、その故障頻度が高くなり、例えば１０個のＬＤを同時に点灯した時、最初の１個が故障するのが１００００時間後であるとすると、１００個のＬＤを同時に点灯した時、最初の１個が故障するのが１０００時間後となり、装置の止まる時間が長くなり、サービスマンコストがかかるなどの不都合が生じるという問題があった。その結果、装置の信頼性が低下してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、マルチビーム露光によって大サイズの記録材料に高密度記録を行う場合であっても、半導体レーザなどの光源の光ビームの本数をあまり増やさず、イクスターナルドラムの回転数などの主走査速度を高速にせずに、数分（１〜３分）などの短時間露光が可能であり、かつ安全であり、また、部品点数が少なくてすみ、低コストを実現でき、さらに、半導体レーザなどの光源の故障頻度が低く、露光システムの信頼性が高く、装置停止時間が少なく、サービスマンコストもかからないマルチビーム露光装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るマルチビーム露光装置は、記録材料を主走査方向に移動させる主走査手段と、前記主走査方向および副走査方向に対して傾斜した配列方向に配置されて前記記録材料の副走査方向に対して所定間隔を空けた所定数のマルチビームを射出して前記主走査手段により主走査方向に移動される記録材料を主走査する光源と、前記光源から射出される所定数のマルチビームを、一括で前記配列方向または前記配列方向に対して直交する方向に偏向させて前記それぞれのマルチビームを前記副走査方向の所定間隔内で前記副走査方向に隣り合う画素位置に移動させることを所定回数行った後、前記偏向とは逆方向に偏向させてはじめの画素位置の前記主走査方向に隣り合う画素位置および前記副走査方向の同一画素位置に移動させることを繰り返す偏向手段とを有し、前記所定数のマルチビームのビーム間の前記副走査方向の所定間隔が、前記記録材料における前記副走査方向の画素ピッチをｐ、ｎを正の整数として、（前記所定回数＋１）×ｎ×ｐであることを特徴とするものである。
また、前記マルチビームは、前記主走査手段よる前記記録材料の主走査と、前記偏向手段の１度の偏向によって前記記録材料上の前記副走査方向に隣接する画素位置に移動される。
また、前記所定回数が１回で、前記副走査方向の所定間隔が前記画素ピッチの２倍であり、前記マルチビームは、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／２の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記はじめの画素位置に対して前記副走査方向に隣接する画素位置に移動し、さらに前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／２の主走査と、前記偏向手段による前記１回の偏向とは逆方向の偏向によって前記はじめの画素位置に対して前記主走査方向に隣接する画素位置に移動することを特徴とする。
また、前記所定回数が２回で、前記副走査方向の所定間隔が前記画素ピッチの３倍であり、前記マルチビームは、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記はじめの画素位置に対して前記副走査方向に隣接する２番目の画素位置に移動し、さらに、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記２番目の画素位置に対して前記副走査方向に隣接する３番目の画素位置に移動し、さらに、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による前記１回の偏向とは逆方向でかつ２倍の距離の偏向によって前記はじめの画素位置に対して前記主走査方向に隣接する画素位置に移動することを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記主走査手段は、前記記録材料を外周面に装着して回転するアウタードラムであるのが好ましい。
また、前記光源が、アレイ状のマルチビーム射出手段であるのが好ましい。
また、前記アレイ状マルチビーム射出手段が、前記マルチビームを射出する光ファイバーアレイであるのか、または、個々のビームを射出する複数の個別半導体レーザを有する半導体レーザアレイであるのか、もしくは、前記マルチビームを射出するモノリシック半導体レーザアレイであるのかのいずれかであるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明のマルチビーム露光装置は、上記各マルチビーム露光装置であって、さらに、前記光源と前記偏向手段との間に配置されるコリメータレンズおよび前記偏向手段と前記記録材料との間に配置される結像レンズを備えることを特徴とする。
また、本発明のマルチビーム露光装置は、上記各マルチビーム露光装置であって、さらに、前記偏向手段とコリメータレンズとの間に配置される複数段の縮小光学系を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、前記偏向手段は、音響光学効果素子を有するのが好ましい。
また、前記音響光学効果素子は、音響光学偏向器であるのか、または、音響光学変調器であるのが好ましい。また、前記音響光学変調器から出力される１次回折光の光強度と０次回折光の光強度とを等しくするのが好ましい。
また、前記音響光学効果素子による前記マルチビームの偏向方向は、前記マルチビームの配列方向と直交しているのが好ましい。
また、前記音響光学効果素子の超音波伝搬方向と、前記マルチビームの配列方向とを直交させるのが好ましい。
【００１８】
また、前記偏向手段は、電気光学効果光学素子を有するのが好ましい。
また、前記電気光学効果光学素子による前記マルチビームの偏向方向は、前記マルチビームの配列方向と一致しているか、または、前記マルチビームの配列方向と直交しているかのいずれかであるのが好ましい。
また、前記偏向手段は、前記マルチビームの各ビームの偏光方向に応じて前記各ビームを分離する偏光分離素子と、この偏光分離素子で分離されたビームの偏光方向を回転して前記偏光分離素子を通過したビームの偏光方向に合わせる第１偏光方向回転素子と、前記偏光分離素子を通過したビームと前記第１偏光方向回転素子で偏光方向が回転されたビームをそれぞれ偏向する第１および第２の前記電気光学効果光学素子と、この第１の電気光学効果光学素子で偏向されたビームの偏光方向を回転する第２偏光方向回転素子と、この第２偏光方向回転素子で偏光方向が回転されたビームと前記第２の電気光学効果光学素子で偏向されたビームとを合波する合波素子とを有するのが好ましい。
【００１９】
また、前記アレイ状のマルチビーム射出手段が、複数列配列され、１列のアレイ状のマルチビーム射出手段から射出されるマルチビーム間の記録できない画素を残り全ての列のアレイ状のマルチビーム射出手段から射出されるマルチビームで隙間なく記録するのが好ましい。
また、前記アレイ状のマルチビーム射出手段から射出される前記マルチビーム間の記録できない画素をインターレース露光を行って隙間なく記録するのが好ましい。
また、前記記録材料は、感光体、感光性材料または感熱性材料であるのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るマルチビーム露光装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るマルチビーム露光装置の一実施形態の模式的に示す概略斜視図である。
図１に示すマルチビーム露光装置（以下、単に露光装置という）１０は、副走査方向に所定間隔を空けて配置される所定数のマルチビームを射出する光源部１２と、所定数のマルチビームによって露光される記録材料Ａを主走査する主走査部１４と、光源部１２から射出される所定数のマルチビームを主走査部１４の記録材料Ａ上に結像する結像光学系１６と、所定数のマルチビームのビーム間を露光するように所定数のマルチビームを一括で主走査線上に所定偏向回数だけ微小偏向する微小偏向部１８とを有する。
【００２２】
図１において、光源部１２は、所定数（ｉ本）のマルチビームをそれぞれ射出するＬＤ（レーザダイオード）などの半導体レーザ（図示せず）を含む、所定数（ｉ個）の半導体レーザ／ファイバ結合ユニット（以下、単にＬＤ／ファイバ結合ユニットという）２０ａ，２０ｂ，…，２０ｉと、これらの各ＬＤ／ファイバ結合ユニット２０（２０ａ〜２０ｉ）においてそれぞれその入射端面が結合されている所定長の光ファイバ（以下、ファイバという）２２ａ，２２ｂ，…，２２ｉと、これらのＬＤ／ファイバ結合ユニット２０ａ〜２０ｉをそれぞれ固定し、各々のＬＤ／ファイバ結合ユニット２０ａ〜２０ｉの所定温度に保持するためのヒートシンク２４とを備え、さらに、ファイバ２２ａ〜２２ｉをその途中で支持板２７に束ねたコネクタアレイ２８と、ファイバ２２ａ〜２２ｉの出射端面から射出される所定数のマルチビームが記録材料Ａ上で副走査方向に所定間隔を空けて配置されるようにファイバ２２ａ〜２２ｉの出射端面を副走査方向に所定間隔を空けて支持板２９に配置したファイバアレイ３０とを有する。
ここで、各ＬＤ／ファイバ結合ユニット２０は、それぞれ、図示しない半導体レーザ（以下、単にＬＤという）と各ファイバ２２（２２ａ〜２２ｉ）とを結合するもので、ＬＤとこのＬＤが射出するレーザビームを各ファイバ２２の入射端面のコアに結像するレンズ（図示せず）と各ファイバ２２の結合部からなる。
また、本発明においては、後に詳述するが、主走査部１４の記録材料Ａ上で所定数のマルチビームのビーム間の所定間隔が、副走査方向の画素ピッチ（画素間隔）の（微小偏向部１８による所定微小偏向回数＋１）の整数倍である必要がある。
【００２３】
図示例の光源部１２は、ＬＤ結合光ファイバアレイ方式であるが、本発明はこれに限定されず、マルチビームを射出することができる光ビーム射出光源であればどのようなものでもよく、マルチモード光ファイバアレイやシングルモード光ファイバアレイなどの光ファイバアレイ、モノリシックＬＤアレイ、ＬＤアレイなどを含め、公知のアレイ状光源を用いることができる。
また、本発明のＬＤ／ファイバ結合ユニット２０に用いられるＬＤとしては、特に制限的ではなく、シングルモードＬＤ、マルチモードＬＤでも、ブロードエリアＬＤでもよく、公知のＬＤを用いることができる。また、ＬＤ自体にコリメータレンズやアパーチャを有するものであってもよい。
また、光ファイバ２２も、特に制限的ではなく、十分に光を誘導できればできるだけ細い方がファイバアレイ３０での光ファイバ２２の配置を近接できるので好ましい。この時でも、コア径は光ファイバ２２の全径に対してできるだけ太い方がよい。また、ＬＤ／ファイバ結合ユニット２０を載置するヒートシンク２４も、特に制限的ではなく、例えば、アルミニウム板などの金属板やペルチェ冷却素子などを用いることができる。また、コネクタアレイ２８の支持板２７やファイバアレイ３０の支持板２９にも特に制限的ではなく、公知の支持板を用いることができる。
【００２４】
主走査部１４は、いわゆるイクスターナルドラム方式の露光を行うためのもので、その外周面にＰＳ版などの記録材料Ａを装着して主走査方向に回転するドラム３２と、このドラム３２を回転駆動する駆動源（図示せず）と、少なくとも結像光学系１６を含む結像ユニット３４とドラム３２とを主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移動させる副走査機構３６とを備える。
ここで、図１に示すように、結像ユニット３４をドラム３２に対して副走査方向に移動させる場合には、結像ユニット３４としては、少なくとも光源部１２のファイバアレイ３０、結像光学系１６および微小偏向部１８を一体化して、１つの移動支持台３３に固定するのが好ましい。この時、副走査機構３６は、ドラム３２の回転軸に平行な矢印ｃで示す方向（副走査方向）に延在する線状突起３３ａおよびめねじ部３３ｂを持ち、結像ユニット３４を一体化して固定する移動支持台３３と、移動支持台３３のめねじ部３３ｂと螺合するボールねじ（駆動ねじ）３５と、移動支持台３３の線状突起３３ａと嵌合する、矢印ｃで示す副走査方向に延在する溝３７ａを持ち、ボールねじ３５の回転によって移動支持台３３を移動可能に支持する基台３７とを備える。ここで、移動支持台３３の線状突起３３ａおよびこれと嵌合する基台３７の溝３７ａの形状は、図示例の３角形に限定されず、どのような形状でもよいし、移動手段もボールねじ３５と螺合するめねじ部３３ｂを持つ移動支持台（トラベリングナット）３３に限定されず、移動支持台を平行移動させることができるものであれば、どのようなものでも良い。
【００２５】
もちろん、結像ユニット３４をドラム３２に対して副走査方向に移動させる場合にも、結像ユニット３４として、光源部１２のＬＤ／ファイバ結合ユニット２０、ファイバ２２、ヒートシンク２４およびコネクタアレイ２８などの光源部１２の全構成要素も一体化して、例えば１つの支持台に固定して、一体化したまま移動させる、例えば１つの支持台を移動させても良い。
逆に、ドラム３２を結像ユニット３４に対して副走査方向に移動させる場合には、ドラム３２を回転可能に支持する支持台（図示せず）にドラム３２の駆動源を一緒に載置するかまたは支持台と駆動源を固定するかのいずれかによって両者を一体化して移動させるのが好ましい。
【００２６】
主走査部１４において用いられる記録材料Ａは、特に制限的ではなく、ＰＳ版等のように、フォトンモードなどの中程度のパワーを持つレーザによる露光、露光・現像によって露光部が光化学反応してポリマー硬化させるなどの現象を生じてインク受容性または水受容性となる感光性材料やヒートモードなどの比較的大パワーのレーザによる露光による熱エネルギによって露光部がインク受容性または水受容性となる感光・感熱性材料や感熱性材料や熱アブレーション材料等の製版材料を始めとして、画像記録用の感光性材料、感光・感熱性材料、感光性熱現像材料、感熱性材料、熱アブレーション材料等のフォトンモードまたはヒートモードの光ビームによって画像を潜像または顕像として記録可能な公知の記録材料はいずれも使用可能である。
なお、ドラム３２自体が感光体ドラムであってもよい。
【００２７】
結像光学系１６は、光源部１２から射出されたマルチビームを最終的に所定のスポットサイズで結像する縮小光学系であって、ファイバアレイ３０の光の進行方向下流側に配置され、ファイバアレイ３０の全ての光ビームに作用してコリメート光（平行光）として微小偏向部１８に入射させるコリメータレンズ３８と、このコリメータレンズ３８とドラム３２の外周の記録面Ａとの間に配置され、主走査部１４の記録材料Ａ上に光ビームを結像する結像レンズ４０とを備える。微小偏向部１８はコリメータレンズ３８の焦点位置に配置され、結像レンズ４０は微小偏向部１８を通過した光ビームまたは微小偏向部１８で偏向された光ビームをドラム３２の外周の記録面Ａ上に所定のスポットサイズで結像するように配置される。なお、結像光学系１６は、図示例のものに限定されず、光源部１２から射出されたマルチビームを最終的に所定のスポットサイズで結像できる縮小光学系であれば、どのようなものでもよい。例えば、複数段の縮小光学系を備えていてもよい。
【００２８】
また、微小偏向部１８は、主走査中にマルチビームをその配列方向（アレイ方向）と直交する方向に一括して微小偏向するためのもので、例えば音響光学効果や電気光学効果を利用して、マルチビームをそのアレイ方向と直交する方向に一括して微小偏向する素子をあげることができる。このような音響光学効果を利用する偏向素子としては、音響光学式光偏向器(Acousto-Optical Deflector；以下、ＡＯＤという）や、音響光学変調器（Acousto-Optical Modulation；以下、ＡＯＭという）等を挙げることができ、電気光学効果を利用する偏向素子としては、電気光学式光偏向器（Electro-Optical Deflector ；以下、ＥＯＤという）等を挙げることができる。なお、本発明に用いられるＡＯＤ、ＡＯＭ、ＥＯＤ等には、特に制限はなく、公知の音響光学効果や電気光学効果を利用する偏向素子を用いることができる。
【００２９】
なお、光源部１２でマルチモードファイバアレイからマルチビームを出射させる場合には、光ビームの偏光方向が制御できないので、微小偏向部１８として、偏光方向による光ビームの分離素子、偏光方向回転素子および合波素子とＥＯＤとを組み合わせて用い、光ビームの偏光方向によって光ビームを分離し、一方の偏光方向を回転させて揃え、ＥＯＤで微小偏向した後に他方の偏光方向を回転させた後に両者を合波するようにしてもよい。
このように、本発明に用いられる微小偏向部としては、マルチビームをそのアレイ方向と直交する方向に一括して微小偏向することができれば、上述した音響光学効果や電気光学効果を利用する偏向素子に限定されず、機械式光偏向器、例えば、高速応答可能な圧電素子（ピエゾ素子）を用いたミラー光偏向器などを用いてもよい。
【００３０】
本発明の露光装置は、基本的に以上のように構成されるが、以下においては、本発明の露光装置１０に適用される結像ユニット３４について、図面に示す種々の実施形態を挙げてより詳細に説明する。
まず、図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示す露光装置１０の結像ユニット３４のファイバアレイ３０の配列方向（アレイ方向）の概略正面図（アレイ方向と直交する位置からみた図）および概略底面図（アレイ方向の位置からみた図）である。また、図３は、記録材料Ａの面（以下、単に記録面または像面Ａという）上におけるファイバアレイ３０によるマルチビームのスポット径の微小偏向動作を含む主走査動作（２画素微小偏向）の軌跡を示す説明図である。
【００３１】
ここで、図２（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット３４は、本発明の第１実施形態であって、図１に示す露光装置１０の光源部１２のファイバアレイ３０、結像光学系１６および微小偏向部１８を含む。
ファイバアレイ３０は、マルチモードファイバアレイであり、結像光学系１６は、コリメータレンズ３８および結像レンズ４０を有し、微小偏向部１８は、ＡＯＤ４２と、ＡＯＤ４２を駆動する電圧を印加する駆動電源４４とを有する。
結像光学系１６のコリメータレンズ３８は、ファイバアレイ３０から光の進行方向下流側に向かってコリメータレンズ３８の焦点距離ｆ1 の位置に配置され、ＡＯＤ４２は、コリメータレンズ３８の下流側の焦点距離ｆ1 の位置に配置される。結像レンズ４０は、ＡＯＤ４２の下流側に配置され、主走査部１４の記録材料の記録面Ａに結像する。
【００３２】
この時、コリメータレンズ３８でコリメートされて平行光となったマルチビームの各光ビームＬは、図２（ｂ）に示すように、ＡＯＤ４２の超音波と正確にブラッグ角で回折するようにＡＯＤ４２に入射させる必要がある。従って、ＡＯＤ４２が形成する面（結像光学系１６の光軸に垂直な面）内において、ファイバアレイ３０のアレイ方向とＡＯＤ４２の超音波の伝搬方向とが正確にブラッグ角となるようにファイバアレイ３０とＡＯＤ４２との位置関係を保つ必要がある。これに対し、図２（ａ）に示すように、マルチビームの各光ビームＬは、ＡＯＤ４２が形成する面内において、ＡＯＤ４２の超音波の伝搬方向と直交する方向に対して完全に垂直でなくてもよく、少し傾いていてもよい。このように、ＡＯＤ４２は、入射方向に制限の厳しい方向と、制限のゆるい方向があるので、制限のゆるい方向から多数の光ビームを入射させることができるので、マルチビームを一括して同様に偏向することができる。
また、駆動電源４４は、図２（ｂ）に示すように、発生する超音波の周波数をｆr1とｆr2との間で時系列に切り換えて、ＡＯＤ４２の屈折率の粗密によって生ずる回折格子の周期を変え、入射するマルチビームのＡＯＤ４２による偏向角を、例えば略１．０°〜３．０°程度切り換える。こうして、ＡＯＤ４２は、入射するマルチビームＬを一括して微小偏向することができる。
【００３３】
図２（ａ）および（ｂ）に示すファイバアレイ３０のＡＯＤ４２による微小偏向においては、図３に示すドラム３２の記録材料Ａ上において、まず第１に、微小偏向の方向を、ファイバアレイ３０のアレイ方向と直交させる。
次に第２に、ファイバアレイ３０のアレイ方向は、図中矢印ｂで示すドラム回転方向（主走査方向の逆方向）に垂直な副走査方向に対して傾斜しており、その傾斜角度および間隔（像面上のファイバピッチｐf ）は、図３に示すように、各ファイバによる光ビームＬの露光点が、記録材料（像面）Ａ上の画素配置（図３中の格子点）において整数画素位置（格子点）、例えば図示例では主走査方向に４画素、副走査方向に２画素離れた画素位置に存在するようにとる。
第３に、偏向方向は、露光点が所定距離、例えば図示例では主走査方向に１／２画素移動して隣接ラインに偏向した際に、整数画素位置、例えば図示例では副走査方向に１画素だけ離れた画素位置にあるようにする。
なお、各ファイバによる光ビームＬの露光点が、整数画素位置より少しずれても、本発明の露光装置１０は、記録材料を隙間なく全面露光できるが、露光点が整数画素位置から少しずれていると、網点の周期と干渉してモアレなどの好ましくない模様が、記録材料に記録されることになるので、好ましくない。
【００３４】
図示例において、画素ピッチをｐとする時、光ビームＬは、あるライン（奇数ライン）の１つの画素位置を所定スポット径で網点を露光した後（図中黒点で示す）、（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向と直交する方向に偏向して、隣のライン（偶数ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、再び（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向と直交する方向に逆偏向して、奇数ラインの始めの画素位置の主走査方向に隣り合う画素位置を露光することを繰り返す。ファイバピッチｐf （＝２√５ｐ）だけ離れた隣接する光ビームＬも、同様にして奇数ラインと偶数ラインの２ライン（２ラスター）を露光することを繰り返す。こうして、図示例の結像ユニット３４は、マルチビームによって記録材料Ａを隙間なく露光し、画像（潜像または顕像）を記録する。例えば、３２本のマルチビームであれば、１本の光ビームで２ラスター露光するので、６４ラスターを同時に記録することができる。なお、画素ピッチｐは、例えば２５４０ｄｐｉでは１０μｍであり、２４００ｄｐｉでは１０．６μｍである。
なお、図３では、見やすくするため、光ビームＬのスポット径を画素ピッチｐより小さくしているが、本発明はこれに限定されず、画素ピッチｐより大きくして、画素全体に記録できるようにするのが好ましい。
ファイバアレイのＡＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第１実施形態の結像ユニット３４は、基本的に以上のように構成される。
【００３５】
次に、図４（ａ）および（ｂ）は、ＡＯＤによる３画素微小偏向を行う本発明の第２実施形態の結像ユニット５０のアレイ方向の概略正面図および概略底面図であり、図５は、記録材料Ａの像面上におけるマルチビームのスポット径の微小偏向動作を含む主走査動作（３画素微小偏向）の軌跡を示す説明図である。
まず、図４（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット５０は、それぞれ図２（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット３４と、微小偏向部１８のＡＯＤ４２の駆動電源４４を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
図４（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット５０においては、図２（ｂ）に示す超音波の周波数をｆr1とｆr2との間で切り換える駆動電源４４の代わりに、超音波の周波数をｆr1とｆr2とｆr3との間で切り換える駆動電源５２を用いる。
駆動電源５２は、図４（ｂ）に示すように、発生する超音波の周波数をｆr1とｆr2とｆr3との間で時系列に切り換えて、ＡＯＤ４２の屈折率の粗密によって生ずる回折格子の周期を変え、入射するマルチビームのＡＯＤ４２による偏向角を切り換え、ＡＯＤ４２は、入射するマルチビームＬを一括して微小偏向する。
ファイバアレイ３０のアレイ方向の傾斜角度および間隔（像面上のファイバピッチｐf ）を、図５に示すように、各ファイバによる光ビームＬの露光点が主走査方向に９画素、副走査方向に３画素離れた画素位置に存在するようにとる。
偏向方向を、露光点が主走査方向に１／３画素移動して隣接ラインに１回偏向した際に、副走査方向に１画素だけ離れた画素位置にあるようにする。
【００３７】
図５において、画素ピッチをｐとするとき、光ビームＬは、あるライン（第１ライン）の１つの画素位置を所定スポット径で露光した後（図中黒点で示す）、ｐ／３だけ主走査方向に移動するとともに（√１０／３）ｐだけアレイ方向と直交する方向に偏向して、隣のライン（第２ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、ｐ／３だけ主走査方向に移動するとともに（√１０／３）ｐだけアレイ方向と直交する方向に偏向してさらに隣のライン（第３ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、再びｐ／３だけ主走査方向に移動するとともに２（√１０／３）ｐだけアレイ方向と直交する方向に逆偏向して、第１ラインの始めの画素位置の主走査方向に隣り合う画素位置を露光することを繰り返す。ファイバピッチｐf （＝（３√１０）ｐ）だけ離れた隣接する光ビームＬも、同様にして第１ライン、第２ライン、第３ラインの３ラインを露光することを繰り返す。こうして、図示例の結像ユニット３４は、マルチビームによって記録材料Ａを隙間なく露光し、画像（潜像または顕像）を記録する。例えば、３２本のマルチビームであれば、１本の光ビームで３ラスター露光するので、９６ラスターを同時に記録することができる。
ファイバアレイのＡＯＤによる３画素微小偏向を行う本発明の第２実施形態の結像ユニット５０は、基本的に以上のように構成される。
【００３８】
次に、図６は、ＡＯＭによる２画素微小偏向を行う本発明の第３実施形態の結像ユニット５４のファイバアレイ３０のアレイ方向と直交する方向の概略正面図であり、図７（ａ）および（ｂ）または（ｃ）は、それぞれＡＯＭの１次光（１次回折光）および０次光（０次回折光）による光ビームの微小偏向動作を説明する説明図である。
図６に示す結像ユニット５４は、図２（ｂ）に示す結像ユニット３４と、微小偏向部１８を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図６に示す結像ユニット５４においては、微小偏向部１８は、図２（ｂ）に示すＡＯＤ４２の代わりに、ＡＯＭ５６を用いるもので、ＡＯＭ５６と、ＡＯＭ５６を駆動する電圧を印加する駆動電源５８とを有する。
ＡＯＭ５６は、ＡＯＤと同一の原理および構成をもつものであり、伝搬する超音波によって生ずる屈折率の粗密（回折格子）で光が回折される音響光学効果を利用するものであるが、駆動電源５８の駆動電力を変化させることで、超音波の周波数を変えずその強度を変化させ、図示例では周波数ｆr1を、例えば８０ＭＨｚに固定し、駆動電源５８の駆動電力を変化させることで、１次回折光強度と０次回折光強度を変調する。なお、ＡＯＤを変調する時、超音波の周波数を一般的に２つの周波数ｆr1とｆr2との間で変化させればよいが、２つの周波数ｆr1とｆr2との差は、上述の８０ＭＨｚ程度にするのが好ましいが、中心周波数（ｆr1＋ｆr2）／２が高くなると、例えば画素ピッチが１０μｍ程度であると２００ＭＨｚ程度となるので、ＡＯＤが高価となり、設計が困難となることから、上述したように、ＡＯＭを用いて、超音波の周波数を８０ＭＨｚ程度に固定しておき、超音波の駆動電力を変化させて、超音波の強度を変化させるのが好ましい。
【００３９】
すなわち、図７（ａ）に示すように、例えばマルチモードファイバアレイ３０の光ビームＬの出力（ＰLD）が１０００ｍＷで、駆動電源５８から所定の駆動電力の印加（高電力）でＡＯＭ５６の１次回折光の回折効率（ηAO）が９０％となる時、ＡＯＭ５６は、入射した光ビームＬを回折させて、入射光ビームＬから偏向された、強度９００ｍＷの１次回折光（１次光、実線）を射出させることができる。この時、主走査部１４のドラム３２に装着される記録材料Ａ上にも、回折されずにＡＯＭ５６を通過する強度１００ｍＷの０次回折光（点線）も射出されるが、記録材料Ａとして、露光感度または感熱感度が９００ｍＷの光ビームでは十分に感光または感熱するが、１００ｍＷの光ビームでは感光または感熱しない記録材料を用いることにより、残りの０次回折光（点線）によって記録材料Ａが感光または感熱されることを防ぐことができる。
【００４０】
一方、図７（ｂ）に示すように、駆動電源５８による駆動電力を下げて低電力を印加することにより、回折効率１０％に落として、ＡＯＭ５６に入射した光ビームＬの９０％をそのままＡＯＭ５６を通過させて強度９００ｍＷの０次回折光（実線）を射出させ、１０％の光ビームＬを回折させて強度１００ｍＷの１次回折光（点線）も射出させてもよい。または、図７（ｃ）に示すように、駆動電源５８による駆動電力の印加を切る（オフ（ＯＦＦ）する）とともに、ファイバアレイ３０の光ビームＬの出力（ＰLD）自体を９００ｍＷに落として、入射光ビームＬをそのままＡＯＭ５６を通過させ、１次回折光を発生させずに、９００ｍＷの０次光のみを射出させるようにしてもよい。
このようにして、ＡＯＭ５６によって光ビームＬを微小偏向して、同じ強度の微小偏向光ビームを得ることができる。
【００４１】
以上のようにして、ＡＯＭ５６は、ファイバアレイ３０から射出されるマルチビームＬを一括微小偏向することができる。
なお、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じであるので、説明を省略する。
ファイバアレイのＡＯＭによる２画素微小偏向を行う本発明の第３実施形態の結像ユニット５４は、基本的に以上のように構成される。
【００４２】
次に、図８（ａ）および（ｂ）は、モノリシックＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第４実施形態の露光装置（結像ユニット）６０のアレイ方向の概略正面図およびの概略底面図であり、図９は、記録材料Ａの像面上におけるマルチビームのスポット径の微小偏向動作を含む主走査動作（２画素微小偏向）の軌跡を示す説明図である。
まず、図８（ａ）および（ｂ）に示す露光装置（結像ユニット）６０は、それぞれ図２（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット３４と、光源部１２および微小偏向部１８の構成を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
ここで、図８（ａ）および（ｂ）に示す露光装置（結像ユニット）６０は、本発明の第４実施形態であって、光源部１２、結像光学系１６および微小偏向部１８ならびに主走査部１４を含む。
露光装置６０では、図２（ａ）に示すファイバアレイ３０の代わりに光源部１２自体がモノリシックＬＤアレイ６２で構成され、結像光学系１６は、第１実施形態と同様にコリメータレンズ３８および結像レンズ４０を有し、微小偏向部１８は、ＡＯＤ４２、駆動電源４４の代わりに、それぞれＥＯＤ６４と、ＥＯＤ６４を駆動する電圧を印加する駆動電源６６とを有する。
ここで、モノリシックＬＤアレイ６２では、個々のＬＤが個別にオン・オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）可能である。
【００４４】
ＥＯＤ６４は、電気光学効果の大きい結晶、例えばＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）やＬｉＮｂＯ3 等の結晶で作製されたプリズムからなり、このプリズムに電圧を印加して結晶の屈折率を変化させ、入射する光ビームを偏向するようにしたものである。なお、ＥＯＤの応答速度はかなり速く、１００ｎｓを切るオーダーであるが、偏向角が小さい。このため、ＥＯＤ６４は、複数、図示例では６個のプリズムを互いの光学軸が逆になるようにはりあわせることで、等価的な屈折率変化を大きくして、１つのプリズムでは小さい偏向角を大きくしたものである。
本実施形態に用いられるＥＯＤは、特に制限はなく、従来公知のＥＯＤを用いることができ、例えば、IEEE Journal of Quantum electoronics,Vol.QE-9,No.8,pp791-795(1973)等に記載されたＥＯＤなどを用いることができる。
【００４５】
図示例においては、コリメータレンズ３８でコリメートされて平行光となったマルチビームの各光ビームＬは、図８（ｂ）に示すように、ＥＯＤ６４による光ビームの偏向方向と正確に直交するようにＥＯＤ６４に入射させている。
これに対し、図８（ａ）に示すように、モノリシックＬＤアレイ６２から射出されたマルチビームの各光ビームＬは、ＥＯＤ６４の各プリズムの貼り合わせ面に対しては少しずつ傾いて入射している。
なお、ＥＯＤ６４を用いる場合には、入射させるマルチビームの各光ビームＬの偏光方向が、マルチビームの配列方向、すなわちアレイ方向と一致している。
【００４６】
ここで、図示例のＥＯＤ６４による微小偏向においては、図８（ａ）に示すように、まず第１に、マルチビームの各光ビームＬの微小偏向の方向をモノリシックＬＤアレイ６２のアレイ方向と一致させる。すなわち、図９に示すように、ドラム３２の記録材料Ａ上においても、各光ビームＬの微小偏向方向は、マルチビームのアレイ方向と一致させている。
次に第２に、マルチビームのアレイ方向は、図９中矢印ｂで示すドラム回転方向（主走査方向の逆方向）に垂直な副走査方向に対して傾斜しており、その傾斜角度および間隔（像面上のＬＤアレイピッチｐf ）は、図９に示すように、各ファイバによる光ビームＬの露光点が、記録材料（像面）Ａ上の画素配置（図９中の格子点）において整数画素位置（格子点）、例えば図示例では主走査方向に１画素、副走査方向に２画素離れた画素位置に存在するようにとる。
第３に、偏向方向は、露光点が主走査方向に所定距離、例えば図示例では１／２画素移動して隣接ラインに偏向した際に、整数画素位置、例えば図示例では副走査方向に１画素だけ離れた画素位置にあるようにする。
【００４７】
図示例において、画素ピッチをｐとする時、光ビームＬは、あるライン（奇数ライン）の１つの画素位置を所定スポット径で網点を露光した後（図中黒点で示す）、（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向方向に偏向して、図３の場合とは逆方向の隣のライン（偶数ライン）の副走査方向に隣り合う画素位置を露光し、再び（１／２）ｐだけ主走査方向に移動するとともに（√５／２）ｐだけアレイ方向に逆偏向して、奇数ラインの始めの画素位置の主走査方向に隣り合う画素位置を露光することを繰り返す。
ＬＤアレイピッチ（ファイバピッチ）ｐf （＝√５ｐ）だけ離れた隣接する光ビームＬも、同様にして奇数ラインと偶数ラインの２ラインを露光することを繰り返す。こうして、図示例の結像ユニット６０は、マルチビームによって記録材料Ａを隙間なく露光し、画像（潜像または顕像）を記録する。
【００４８】
なお、微小偏向素子として、ＥＯＤを用いる場合、ＥＯＤは、ＡＯＤやＡＯＭのように回折を利用してるわけではないので、偏向方向は、マルチビームのアレイ方向と直交する１つの方向に特定されるわけではなく、図８（ａ）および（ｂ）に示す本発明の第４実施形態のようにマルチビームのアレイ方向であってもよいし、ＡＯＤやＡＯＭのようにマルチビームのアレイ方向と直交する方向であってもよい。
図１０（ａ）および（ｂ）に、マルチビームのアレイ方向と直交する方向に対してモノリシックＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第５実施形態の露光装置（結像ユニット）６８を示す。
【００４９】
図１０（ａ）および（ｂ）に示す露光装置６８は、図８（ａ）および（ｂ）に示す露光装置６０におけるＥＯＤ６４の配置の方向を９０°回転させてＥＯＤ６４を配置するものである。このため、図１０（ａ）および（ｂ）に示す露光装置６８のＥＯＤ６４による微小偏向においては、図１０（ｂ）に示すように、マルチビームの各光ビームＬは、モノリシックＬＤアレイ６２のアレイ方向と直交する方向に微小偏向されることになる。
従って、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じとなるので、説明を省略する。
モノリシックＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第４および第５実施形態の露光装置（結像ユニット）６０および６８は、基本的に以上のように構成される。
【００５０】
次に、図１１は、個別ＬＤをアレイ状に配列したＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第６実施形態の露光装置（結像ユニット）７０のアレイ方向の概略正面図（アレイ方向と直交する方向から見た図）である。
まず、図１１に示す露光装置（結像ユニット）７０は、図８（ａ）に示す露光装置（結像ユニット）６０と、光源部１２および光学系の一部の構成を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
ここで、図１１に示す露光装置７０は、光源部１２、縮小光学系７２と結像光学系１６とからなる光学系、微小偏向部１８および主走査部１４を含む。
露光装置７０において、光源部１２は、複数個の個別のＬＤ２６ａ，２６ｂ，…，２６ｉをアレイ状に配列したＬＤアレイ７４と、各ＬＤ２６（２６ａ〜２６ｉ）の出射側にそれぞれ配置されるコリメータレンズ７６（７６ａ，７６ｂ，…，７６ｉ）と、各コリメータレンズ７６（７６ａ〜７６ｉ）にそれぞれ対応して穿孔されたアパーチャ７８（７８ａ，７８ｂ，…，７８ｉ）をもつアパーチャ板７９とを有し、図８（ａ）に示すモノリシックＬＤアレイ６２の代わりに用いられる。
本実施形態に用いられる個別ＬＤ２６は、シングルモードＬＤでも、マルチシングルモードＬＤでもよく、特に制限的ではなく、従来公知のＬＤを用いることができる。また、図示例においては、光源部１２における１つの光ビームを射出するＬＤアレイ７４、コリメータレンズ７６およびアパーチャ７８の組合わせは、どのように配置してもよく、例えば、１次元的に配置してもよいし、２次元的に配置してもよい。
【００５２】
ここで、個別ＬＤ２６は、比較的サイズが大きく、ファイバアレイ３０やモノリシックＬＤアレイ６２のように出射マルチビームを近接して配置することができず、このためアパーチャ７８のサイズも１〜３ｍｍであるので、記録材料Ａの記録面でのスポットサイズを１０〜１５μｍとすると、縮小率が１／１００〜１／２００となり、上述した図２（ａ）、図４（ａ）、図６、図８（ａ）、図１０（ａ）にそれぞれ示す結像ユニット３４、５０、５６、６０、６８のように、コリメータレンズ３８と結像レンズ４０からなる結像光学系１６のみでは、主走査部１４の記録材料Ａ上において所定のスポットサイズまで縮小できない。このため、図１１に示す光学系では結像光学系１６の前段（露光部１２と結像光学系１６の間）に、縮小光学系７２を設けている。
【００５３】
この縮小光学系７２は、コリメータレンズ８０と、結像レンズ８２とを有し、ＬＤアレイ７４の各ＬＤ２６から射出されるマルチビームの各光ビームＬを所定サイズ、ファイバアレイ３０やモノリシックＬＤアレイ６２のから射出されるマルチビームの各光ビームのサイズにまで縮小し、結像レンズ８２の結像（焦点）位置８４において結像させた後、結像光学系１６のコリメータレンズ３８に入射させている。
なお、図示例の縮小光学系７２は、コリメータレンズ８０と結像レンズ８２とを有するものであるが、本発明はこれに限定されず、この他にも種々のレンズを組み合わせてもよいし、従来公知の縮小光学系を用いてもよいし、また、複数の縮小光学系を多段に用いてもよい。また、アパーチャ板７９を光源部１２においてコリメータレンズ７６（７６ａ〜７６ｉ）の直下流に配置する代わりに、縮小光学系７２の結像レンズ８２の結像（焦点）位置８４に、アパーチャ板７９自体を、またはそのアパーチャ７８に対応するアパーチャを持つ別のアパーチャ板を配置してもよい。
【００５４】
また、本実施形態において、微小偏向部１８のＥＯＤ６４は、図１１に示すように配置し、微小偏向の方向をＬＤアレイ７４のアレイ方向とするものに限定されず、図１０（ａ），（ｂ）に示すようにＥＯＤ６４を９０°回転させて配置し、微小偏向の方向をＬＤアレイ７４のアレイ方向と直交する方向としてもよい。また、本実施形態の微小偏向部１８において、ＥＯＤ６４の代わりに、図２（ａ）や図６のように、ＡＯＤやＡＯＭを用いてもよい。
なお、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じとなるので、説明を省略する。
個別ＬＤアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第６実施形態の露光装置（結像ユニット）７０は、基本的に以上のように構成される。
【００５５】
ところで、上述したようにＥＯＤ６４を用いる場合、光源部１２に、図８（ａ）および（ｂ）や図１０のようにモノリシックＬＤアレイ６２や図１１のように個別ＬＤアレイ７４などのような射出光ビームの偏光方向が制御可能な光源を用いて、光ビームの偏光方向とマルチビームの配列（アレイ）方向とを一致させるが、光源部１２にマルチモードファイバ３０を用いると、マルチモードファイバ３０の各光ファイバ２２から射出される光ビームの偏光方向が定まらない。
このため、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、光源部１２にマルチモードファイバ３０を用いる場合には、微小偏向部１８のＥＯＤ６４の上流側で偏光方向の異なる光ビームを分離し、分離ビームの偏光方向を揃え、偏光方向が揃った各分離光ビームをＥＯＤ６４に作用させて微小偏向し、微小偏向された各分離光ビームの偏光方向の関係を戻して合波して、微小偏向部１８から微小偏向光ビームを出力するのがよい。
【００５６】
図１２（ａ）および（ｂ）は、ファイバアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第７実施形態の露光装置（結像ユニット）８６のアレイ方向の概略正面図およびの概略底面図である。
なお、図１２（ａ）および（ｂ）に示す露光装置（結像ユニット）８６は、それぞれ図８（ａ）および（ｂ）に示す結像ユニット６０と、光源部１２および微小偏向部１８の構成を除いて同様の構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ここで、露光装置８６では、光源部１２が、図８（ａ）に示すモノリシックＬＤアレイ６２の代わりにファイバアレイ３０（図２（ａ），（ｂ）参照）で構成される。
また、微小偏向部１８は、第１ポーラライズドビームスプリッタ８８と、第１直角プリズム８９、第１λ／２板９０と、２個の第１ＥＯＤ６４ａおよび第２ＥＯＤ６４ｂと、第２λ／２板９２と、第２直角プリズム９３、第２ポーラライズドビームスプリッタ９４と、２個の第１ＥＯＤ６４ａおよび第２ＥＯＤ６４ｂをそれぞれ駆動する駆動電源６６とを有する。
【００５７】
露光装置８６においては、マルチモードファイバ３０から射出され、コリメートレンズ３８によってコリメートされた各平行光ビームＬは、第１ポーラライズドビームスプリッタ８８に入射する。第１ポーラライズドビームスプリッタ８８は、入射光ビームＬに作用して、所定の偏光方向の第１光ビーム成分を通過させるとともに、第１光ビーム成分の偏光方向と９０°異なる偏光方向の第２光ビーム成分を９０°反射させて分離する。分離された第２光ビーム成分は、第１直角プリズム８９に入射し、その進行方向が９０°屈曲され、第１光ビーム成分と平行とされた後、平行となった第２光ビーム成分は、第１λ／２板９０に入射し、第１λ／２板９０によって第２光ビーム成分の偏光方向が９０°回転され、第１光ビーム成分の偏光方向と揃えられる。こうして平行光となり、偏光方向が揃った第１および第２光ビーム成分は、それぞれ２個の第１および第２ＥＯＤ６４ａおよび６４ｂに入射し、共に同じように微小偏向される。
【００５８】
第１ＥＯＤ６４ａによって微小偏向された第１光ビーム成分は、第２λ／２板９２に入射し、その偏光方向が９０°回転された後、第２直角プリズム９３に入射して、その進行方向が９０°屈曲される。第２λ／２板９２でその偏光方向が９０°回転され、第２直角プリズム９３でその進行方向が９０°屈曲された第１光ビーム成分と第２ＥＯＤ６４ｂで微小偏向された第２光ビーム成分とは、第２ポーラライズドビームスプリッタ９４に入射し、互いに偏光方向が９０°異なる第１と第２光ビーム成分とが合波される。
合波された光ビームＬは、結像レンズ４０に入射し、結像レンズ４０を透過した後、主走査部１４の記録材料Ａの記録面に結像される。
なお、本実施形態におけるマルチビームの２画素微小偏向でのビームスポットの軌跡は、図３と全く同じとなるので、説明を省略する。
ファイバアレイのＥＯＤによる２画素微小偏向を行う本発明の第７実施形態の露光装置（結像ユニット）８６は、基本的に以上のように構成される。
【００５９】
なお、本発明に用いられるファイバアレイ（例えば図２の参照符号３０参照）を構成する１本の光ファイバは、その外径であるクラッド径がマルチモードファイバであっても、シングルモードファイバであっても同じ、または異なっていてもあまり変わらず、略８０〜１２５μｍ程度であるが、光ビームを伝送するコアの部分のコア径は、マルチモードファイバでは略５０〜１００μｍ程度であるのに対し、シングルモードファイバでは５〜１０μｍ程度である。このように、シングルモードファイバでは、コア径に対してクラッド径が大きいので、光ファイバを接触させて配列しても、隣接する光ファイバのコア間隔はクラッド径よりも近づけることができないので、記録材料Ａの像面（記録面）上においても、マルチビームの隣接する光ビームのスポット（コアに相当）を所定間隔より近接させることができない。すなわち、図１３に示すように、像面上において、光ファイバのコアに相当する小さな黒点や白抜点で表される光ビームのスポットＢspは、画素ピッチｐに対して決められたサイズが要求されるので、光ビームのスポットＢspの間隔、すなわち像面上のファイバピッチｐf は、光ファイバのクラッドに相当する大きな円で表されるクラッド（光ファイバの外形）Ｄcdの径（クラッド径）となり、これより小さくすることはできない。
【００６０】
このため、本発明においては、図１３に示すように、ファイバアレイを２次元的に配列し、１列のファイバ列では、露光することのできないライン（主走査行）を２列目のファイバ列で露光することにより、必要であれば、さらにファイバ列を加えることにより、副走査方向に隙間なくすべてのライン（主走査行）を露光走査することができる。なお、図１３に示す例は、２列のファイバ列からなる２次元ファイバアレイを用いた場合であり、各ファイバ列の隣接するスポットＢspが主走査方向に８画素離れて位置し、微小偏向回数ｍが１回であるので、副走査方向画素ピッチは２（ｍ＋１）となり、隣接するスポットＢspは副走査方向に４画素離れて位置することになる。このため、各列のファイバ列の像面上のファイバピッチｐf は、４√５ｐ（ｐは画素ピッチ）となる。この時、各ファイバ列の微小偏向は、図３に示す場合と同様に行われる、すなわち、ファイバアレイのアレイ（列）方向と直交する方向に√５ｐ／２だけ行われる。
【００６１】
図示例の場合は、２列のファイバ列によって２次元ファイバアレイを構成しているが、３列以上のファイバ列で２次元ファイバアレイを構成して、２次元マルチビームアレイで露光してもよい。
なお、このような２次元マルチビームアレイによる露光を行うための２次元ファイバアレイは、上述したシングルモードファイバアレイを２次元化したものに限定されず、マルチモードファイバアレイはもちろんのこと、モノリシックＬＤアレイや個別ＬＤアレイや、この他の種々のレーザアレイや、光源アレイなどを２次元化したものであってもよい。
図示例の場合は、２画素微小偏向を行っているが、３画素以上の微小偏向を行ってもよいことはもちろんである。
【００６２】
図１３に示す例は、１列のファイバ列からなるファイバアレイでは、所要のスポットサイズで露光できないアレイ間の隙間をファイバアレイを構成するファイバ列を多列化することで、隙間なくアレイ間の隙間を露光して埋めているが、本発明は、これに限定されず、図１４に示す例のように、ファイバアレイを２次元的に配列せずに、１列のファイバ列からなるファイバアレイを用いて、露光できないアレイ間の隙間をインターレース露光によって隙間なく露光して埋めることができる。
図１４に示す例では、図１３に示す例と同様に、１列のファイバ列によるマルチビームの２画素微小偏向によって、Ｅn で示される２ラインの組を複数組同時にｎ回目の主走査（ドラム回転）によって露光した後、ｎ回目の主走査で露光できなかったＥn で示される２ラインの組と組との間のＥn+1 で示される２ラインの組を、１列のファイバ列によるマルチビームを相対的に副走査方向（図中矢印ｃ方向）に移動させて、次の（ｎ＋１）回目の主走査で露光する。このようにインターレース露光を行うことにより、１列のファイバ列からなるファイバアレイであってもアレイ間の隙間を隙間なく露光して埋めることができる。
【００６３】
なお、図示例では、連続する２回の主走査でアレイ間の隙間を隙間なく埋めているが、本発明はこれに限定されず、アレイ間の隙間を埋める２回の主走査が連続していなくても良いし、連続または不連続の３回以上の主走査でアレイ間の隙間を隙間なく埋めても良い。
また、このようなインターレース露光を行うファイバアレイは、上述したシングルモードファイバアレイに限定されず、マルチモードファイバアレイはもちろんのこと、モノリシックＬＤアレイや個別ＬＤアレイや、この他の種々のレーザアレイや、光源アレイなどであってもよい。
図示例の場合は、２画素微小偏向を行っているが、３画素以上の微小偏向を行ってもよいことはもちろんである。
【００６４】
【実施例】
以下に、本発明に係るマルチビーム露光装置を実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例１および２）
図２（ａ）および（ｂ）ならびに図３に示す本発明の第１実施形態の結像ユニット３４を有する図１に示すマルチビーム露光装置１０を設計し、製作した。
この露光装置１０は、ファイバアレイ３０のＡＯＤ４２による２画素微小偏向を行うもので、ドラム３２の記録材料Ａ像面（記録面）上におけるファイバアレイ３０の配列（アレイ方向）の主走査方向に対する傾斜角度は３４°、光学系の効率は９０％、ＡＯＤの効率は８０％、ＡＯＤ４２は二酸化テルル（ＴｅＯ2 ）の縦モード（縦波）で、その音速（Ｖa ）は４２６０ｍ／ｓであった。
採用された露光系の仕様を表１に、その他の露光系、ファイバアレイ（ファイバ結合ＬＤアレイ）３０、ＡＯＤ４２の諸元を表２に示す。
【００６５】
【表１】
【表２】
（比較例１）
比較例として、特開平６−１８６４９０号公報に記載のマルチビーム記録装置を設計し、作製した。
実施例１および２と同様に光学系の効率は９０％とし、表１に示す露光系の仕様を採用し、その他の露光系やＬＤアレイの諸元を表２に示す。
表２から明らかなように、実施例１および２は、ドラム３２の回転数をあまり挙げることなく、露光時間を比較例１の４分からそれぞれ半分以下の１．８分および１．５分に短縮することができる。
【００６８】
（実施例３）
図４（ａ）および（ｂ）ならびに図５に示す本発明の第１実施形態の結像ユニット３４を有する図１に示すマルチビーム露光装置１０を設計し、製作した。
この露光装置１０は、ファイバアレイ３０のＡＯＤ４２による３画素微小偏向を行うもので、ドラム３２の記録材料Ａ像面（記録面）上におけるファイバアレイ３０の配列（アレイ方向）の主走査方向に対する傾斜角度は１８°、光学系の効率は９０％、ファイバ効率は８０％、ＡＯＤの効率は８０％、ＡＯＤ４２は二酸化テルル（ＴｅＯ2 ）の縦モード（縦波）で、その音速（Ｖa ）は４２６０ｍ／ｓであった。
採用された露光系の仕様を表３に、その他の露光系、ファイバアレイ（ファイバ結合ＬＤアレイ）３０、ＡＯＤ４２の諸元を表４に示す。
【００６９】
【表３】
【表４】
（比較例２）
比較例として、特開平６−１８６４９０号公報に記載のマルチビーム記録装置を設計し、作製した。
光学系の効率は３０％とし、表３に示す露光系の仕様を採用し、その他の露光系やＬＤアレイの諸元を表４に示す。
表２から明らかなように、実施例３は、ドラム３２の回転数をあまり挙げることなく、露光時間を比較例１の４．２分からそれぞれ４分以下の１．０分に短縮することができる。
【００７２】
以上、本発明のマルチビーム露光装置について種々の実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および設計の変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００７３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、マルチビーム露光によって大サイズの記録材料に高密度記録を行う場合であっても、半導体レーザなどの光源の光ビームの本数をあまり増やさず、イクスターナルドラムの回転数などの主走査速度を高速にせずに、短時間露光を達成することができる。
また、本発明によれば、ドラム回転数などの主走査速度を高速にする必要がないので安全である。
また、本発明によれば、部品点数が少なくでき、低コストを実現できる。
さらに、本発明によれば、部品点数が少なくできるので、半導体レーザなどの光源の故障頻度を低くできる。
その結果、本発明によれば、露光システムの信頼性が高く、装置停止時間が少なく、サービスマンコストもかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るマルチビーム露光装置の一実施形態の模式的に示す概略斜視図である。
【図２】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニットの一実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図３】 図２に示す結像ユニットのファイバアレイによるマルチビームの像面上における２画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【図４】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図５】 図４に示す結像ユニットのファイバアレイによるマルチビームの像面上における３画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【図６】 図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略底面図である。
【図７】 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図６に示す結像ユニットの音響光学変調器による光ビームの偏向動作を説明する説明図である。
【図８】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のＬＤアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図９】 図８に示す結像ユニットのＬＤアレイによるマルチビームの像面上における２画素微小偏向動作の別の一例を示す説明図である。
【図１０】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のＬＤアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図１１】 図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のＬＤアレイのアレイ方向の概略正面図である。
【図１２】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すマルチビーム露光装置の結像ユニット別の実施形態のファイバアレイのアレイ方向の概略正面図および概略底面図である。
【図１３】 図１に示すマルチビーム露光装置の２次元配置ファイバアレイの像面上の配置とこのファイバアレイによるマルチビームの像面上における２画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【図１４】 図１に示すマルチビーム露光装置のファイバアレイの像面上の配置とこのファイバアレイによるマルチビームの像面上におけるインターレース２画素微小偏向動作の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ マルチビーム露光装置
１２ 光源部
１４ 主走査部
１６ 結像光学系
１８ 微小偏向部
２０，２０ａ，２０ｂ，…２０ｉ ＬＤ／ファイバ結合ユニット
２２，２２ａ，２２ｂ，…２２ｉ 光ファイバ
２４ ヒートシンク
２６，２６ａ，２６ｂ，…２６ｉ ＬＤ
２７，２９ 支持板
２８ コネクタアレイ
３０ ファイバアレイ
３２ ドラム
３３ 移動支持台
３４、５０、５４，６０，６８ 結像ユニット
３５ ボールねじ
３６ 副走査搬送機構
３７ 基台
３８，８０ コリメータレンズ
４０，８２ 結像レンズ
４２ 音響光学式光偏向器（ＡＯＤ）
４４、５２，５８，６６ 駆動電源
５６ 音響光学変調器（ＡＯＤ）
６２ モノリシック半導体（ＬＤ）レーザアレイ
６４ 電気光学式偏向器（ＥＯＤ）
７０，８６ 露光装置（結像ユニット）
７２ 縮小光学系
７４ ＬＤアレイ
７６，７６ａ，７６ｂ，…，７６ｉ コリメータレンズ
７８，７８ａ，７８ｂ，…，７８ｉ アパーチャ
７９ アパーチャ板
８４ 結像位置
８８，９４ ポーラライズドビームスプリッタ
８９，９３ 直角プリズム
９０，９２ λ／２板
Ａ 記録材料
Ｌ 光ビーム
Claims (24)
- 記録材料を主走査方向に移動させる主走査手段と、
前記主走査方向および副走査方向に対して傾斜した配列方向に配置されて前記記録材料の副走査方向に対して所定間隔を空けた所定数のマルチビームを射出して前記主走査手段により主走査方向に移動される記録材料を主走査する光源と、
前記光源から射出される所定数のマルチビームを、一括で前記配列方向または前記配列方向に対して直交する方向に偏向させて前記それぞれのマルチビームを前記副走査方向の所定間隔内で前記副走査方向に隣り合う画素位置に移動させることを所定回数行った後、前記偏向とは逆方向に偏向させてはじめの画素位置の前記主走査方向に隣り合う画素位置および前記副走査方向の同一画素位置に移動させることを繰り返す偏向手段とを有し、
前記所定数のマルチビームのビーム間の前記副走査方向の所定間隔が、前記記録材料における前記副走査方向の画素ピッチをｐ、ｎを正の整数として、（前記所定回数＋１）×ｎ×ｐであることを特徴とするマルチビーム露光装置。 - 前記マルチビームは、前記主走査手段よる前記記録材料の主走査と、前記偏向手段の１度の偏向によって前記記録材料上の前記副走査方向に隣接する画素位置に移動される請求項１に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記所定回数が１回で、前記副走査方向の所定間隔が前記画素ピッチの２倍であり、前記マルチビームは、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／２の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記はじめの画素位置に対して前記副走査方向に隣接する画素位置に移動し、さらに前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／２の主走査と、前記偏向手段による前記１回の偏向とは逆方向の偏向によって前記はじめの画素位置に対して前記主走査方向に隣接する画素位置に移動する請求項２に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記所定回数が２回で、前記副走査方向の所定間隔が前記画素ピッチの３倍であり、前記マルチビームは、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記はじめの画素位置に対して前記副走査方向に隣接する２番目の画素位置に移動し、さらに、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による１回の偏向とによって前記２番目の画素位置に対して前記副走査方向に隣接する３番目の画素位置に移動し、さらに、前記主走査手段による前記記録材料の前記画素ピッチの１／３の主走査と、前記偏向手段による前記１回の偏向とは逆方向でかつ２倍の距離の偏向によって前記はじめの画素位置に対して前記主走査方向に隣接する画素位置に移動する請求項２に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記主走査手段は、前記記録材料を外周面に装着して回転するアウタードラムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記光源が、アレイ状のマルチビーム射出手段であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記光源が、前記マルチビームを射出する光ファイバーアレイであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記光源が、個々のビームを射出する複数の個別半導体レーザを有する半導体レーザアレイであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記光源が、前記マルチビームを射出するモノリシック半導体レーザアレイであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 請求項１〜９のいずれかに記載のマルチビーム露光装置であって、
さらに、前記光源と前記偏向手段との間に配置されるコリメータレンズおよび前記偏向手段と前記記録材料との間に配置される結像レンズを備えることを特徴とするマルチビーム露光装置。 - 請求項１０に記載のマルチビーム露光装置であって、
さらに、前記偏向手段とコリメータレンズとの間に配置される複数段の縮小光学系を備えることを特徴とするマルチビーム露光装置。 - 前記偏向手段は、音響光学効果素子を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記音響光学効果素子は、音響光学偏向器であることを特徴とする請求項１２に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記音響光学効果素子は、音響光学変調器であることを特徴とする請求項１２に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記音響光学変調器から出力される１次回折光の光強度と０次回折光の光強度とを等しくすることを特徴とする請求項１４に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記音響光学効果素子による前記マルチビームの偏向方向は、前記マルチビームの配列方向と直交していることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記音響光学効果素子の超音波伝搬方向と、前記マルチビームの配列方向とを直交させることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記偏向手段は、電気光学効果光学素子を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記電気光学効果光学素子による前記マルチビームの偏向方向は、前記マルチビームの配列方向と一致していることを特徴とする請求項１８に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記電気光学効果光学素子による前記マルチビームの偏向方向は、前記マルチビームの配列方向と直交していることを特徴とする請求項１８に記載のマルチビーム露光装置。
- 前記偏向手段は、前記マルチビームの各ビームの偏光方向に応じて前記各ビームを分離する偏光分離素子と、この偏光分離素子で分離されたビームの偏光方向を回転して前記偏光分離素子を通過したビームの偏光方向に合わせる第１偏光方向回転素子と、前記偏光分離素子を通過したビームと前記第１偏光方向回転素子で偏光方向が回転されたビームをそれぞれ偏向する第１および第２の前記電気光学効果光学素子と、この第１の電気光学効果光学素子で偏向されたビームの偏光方向を回転する第２偏光方向回転素子と、この第２偏光方向回転素子で偏光方向が回転されたビームと前記第２の電気光学効果光学素子で偏向されたビームとを合波する合波素子とを有することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記アレイ状のマルチビーム射出手段が、複数列配列され、１列のアレイ状のマルチビーム射出手段から射出されるマルチビーム間の記録できない画素を残り全ての列のアレイ状のマルチビーム射出手段から射出されるマルチビームで隙間なく記録することを特徴とする請求項６〜２１のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記アレイ状のマルチビーム射出手段から射出されるマルチビーム間の記録できない画素をインターレース露光を行って隙間なく記録することを特徴とする請求項６〜２１のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
- 前記記録材料は、感光体、感光性材料または感熱性材料であることを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載のマルチビーム露光装置。
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