JP4512325B2 - 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、露光装置に係り、特に、光源から射出された光ビームにより記録媒体を走査して画像を形成する露光記録装置において解像度を切り換え可能な露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外周面に感光材料（記録媒体）が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、上記感光材料に記録すべき画像の画像データに応じて変調されたレーザビームを上記主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を上記感光材料に記録するようにした露光記録装置が用いられている。
【０００３】
この種の露光記録装置において、解像度を低くして画像を記録するためには、感光材料表面におけるレーザビームのスポット径を拡大すると共に、副走査方向に対する記録ピッチを大きくするか、又はスポット径の大きさ及び記録ピッチは変更せずに、同一の画像データからなる画素を解像度を低くした分だけ繰り返し記録する方法が採られている。一方、解像度を高くして画像を記録する場合は、これと逆の方法が採られている。
【０００４】
しかしながら、このようにしてレーザビームのスポット径を拡大、ないし縮小するためには、駆動機構を用いて光学系のレンズ等を駆動する必要があることから、装置が大型化すると共に、コストが上昇する、という問題点があった。また、同一の画像データからなる画素を解像度を低くした分だけ繰り返し記録することで解像度を低くする場合には、副走査方向に対する記録ピッチが一定であるため、記録速度を向上できない、という問題点があった。
【０００５】
そこで、これらの問題点を解消するために、本発明の出願人による特許文献１に記載の技術では、光源から射出された光を複数に分割し、集光光学系による記録媒体上での集光点を、当該記録媒体の副走査方向に対して複数生成する複数集光点生成手段と、解像度に応じて副走査方向の記録間隔を制御する副走査制御手段と、を備えておき、光源から射出された光を集光光学系を介して記録媒体上に集光させて画像を記録する際に、記録画像の解像度に応じて、複数集光点生成手段により副走査方向に分割して生成される集光点の数を制御することでビームスポットの大きさを調整すると共に、副走査方向のビームスポットの記録間隔を調整することにより、解像度に応じた画像を効率的に記録することを可能としていた。
【０００６】
なお、この技術では、上記複数集光点生成手段として、一軸性結晶により構成された偏光光学素子、又は偏角プリズムを適用していた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２８４２０６公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術において複数集光点生成手段として一軸性結晶により構成された偏光光学素子を適用した場合には、一軸性結晶は高価であるため高コストとなってしまう、という問題点があった。
【０００９】
また、特許文献１に記載の技術において複数集光点生成手段として偏角プリズムを適用した場合には、記録画像の画質が悪くなる場合がある、という問題点があった。
【００１０】
すなわち、特許文献１に記載の技術において複数集光点生成手段として偏角プリズムを適用した場合には、一例として図１４に示すように、偏角プリズムで分割され集光レンズで集光されたレーザビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置におけるレーザビームのボケ方が光軸方向に対して非対称となる。
【００１１】
これは、偏角プリズムにより分割した光を各々焦点位置の分割方向における異なる位置に集光レンズによって集光しているため、例えば焦点位置から光の入射側を見たときには分割された光が互いに離れていく状態となり、焦点位置から光の出射側を見たときには分割された光が接近して交差した後に離れていく状態となって生じる現象であり、この現象によって深度方向に対する記録媒体の配置位置の許容範囲が少なくなり、当該配置位置の深度方向へのずれが僅かであっても、記録媒体への記録画像の画質が悪化する場合があるのである。
【００１２】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、アレイ屈折素子又はアレイ回折素子を用いて、記録画像の画質を低コストで向上させることができる露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の露光装置は、外周面に記録媒体が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、前記記録媒体に記録すべき画像の画像データに応じて変調された光ビームを集光する露光ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を当該記録媒体に記録する露光装置であって、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光し、前記画像データに応じて変調された前記光ビームを射出する光源と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源から射出された前記光ビームを前記記録媒体上に集光する集光光学系と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ屈折素子と、を備えたものである。
請求項１に記載の露光装置によれば、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源から射出された光ビームが集光光学系によって記録媒体上に集光される際に、当該光ビームが本発明のアレイ屈折素子によって副走査方向に分割される。なお、上記光源には、各種半導体レーザが含まれる。また、上記２つの屈折部材は、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することができるものであれば、必ずしも双方とも入射された光ビームを屈折させるものでなくてもよく、何れか一方は入射された光ビームの進行方向を変化させないものとすることもできる。
【００１４】
このようにアレイ屈折素子を構成することによって、当該アレイ屈折素子を露光記録装置で用いたときに、各々２つに分割された光ビームは、各々アレイ対の数分の光で構成される。従って、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ集光スポットをずらして重ね合わせた場合、アレイ方向に対して焦点位置から光ビームの入射側を見たときと、焦点位置から光ビームの出射側を見たときとで、各光ビームのボケ方が光軸方向に対して略対称となり、この結果として上記露光記録装置における記録画像の画質を向上することができるようにしている。
【００１５】
また、本発明のアレイ屈折素子は、光ビームを２つに分割することができるものであれば如何なる材質の材料でも構成することができるので、光ビームを偏光方向に応じて分離する場合に必要となる一軸性結晶を必ずしも用いる必要がなく、低コストに構成することができる。なお、本発明のアレイ屈折素子は、例えば板状部材に対する切削やエッチング等により一体整形することもできるし、本発明の屈折部材を光学用接着剤でアレイ状に接合することによって製作することもできる。
【００１６】
このように、請求項１に記載の露光装置によれば、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ屈折素子を備えているので、集光位置でも点光源のときより広がったスポット径となり、アレイ状に形成された各単位表面形状の対から回折される強度の強い光スポットのずれを相対的に小さくできる。これにより、前記回折によって生成された当該光スポットも画像形成用に利用することができ、光ビームを効率よく利用することができる。また、上記回折光は主走査方向にずれた状態で出現するためシャープな線画像を形成することができ、この結果として記録画像の画質を向上させることができると共に、本発明のアレイ屈折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる。
【００１７】
なお、本発明の露光装置にアレイ屈折素子を用いる場合において、前述のように当該アレイ屈折素子の各単位表面形状により各々２つに分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ重ね合わせるようにするためには、当該アレイ屈折素子を、分割対象とする光ビーム（露光光）が略平行光束となる部位に配置するときには、分割後の光ビームを互いに異なる角度方向に出射する必要があり、当該光ビームが発散する部位又は収束する部位に配置するときには、分割後の光ビームを光軸が分割前の光ビームの光軸と平行となるようにする必要がある。
【００１８】
そこで、本発明の露光装置は、請求項２記載の発明のように、前記単位表面形状を、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状とするか、又は入射された１本の前記光ビームを光軸が当該光ビームの光軸と平行となるように分割して出射する形状とする形態とすることが好ましい。これによって、本発明の露光装置のアレイ屈折素子を、分割対象とする光ビームが略平行光束となる部位に対応できるようにすることや、分割対象とする光ビームが発散する部位又は収束する部位に対応できるようにすることができる。
ところで、光源から射出された光ビームは、集光光学系によりファーフィールドパターン（Far Field Pattern）のできる位置で一旦重なる。
そこで、請求項３記載の露光装置のように、本発明における前記アレイ屈折素子を、前記光源から射出された前記光ビームのファーフィールドパターンができる位置に配置することが好ましい。これによって、光源から射出された光ビームに対して、本発明のアレイ屈折素子を同様に作用させることができる。
さらに、請求項４記載の露光装置は、本発明の露光装置に対し、走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動させる移動手段と、を更に備えたものである。
請求項４に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報が入力手段によって入力され、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ屈折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子が移動手段によって移動される。
このように、請求項４に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ屈折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、記録媒体に画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
なお、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の露光装置の好適な態様として、前記光源を、前記光ビームの分割方向に沿って複数配置するものを挙げることができる。このように、本発明の光源を前記分割方向に沿って複数配置し、各光源から射出された光ビームを各々アレイ屈折素子によって分割して記録媒体に導くように構成すれば、記録画像の画質を向上できるばかりでなく、画像を高速に記録することができる。
【００１９】
一方、上記目的を達成するために、請求項５記載の露光装置は、外周面に記録媒体が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、前記記録媒体に記録すべき画像の画像データに応じて変調された光ビームを集光する露光ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を当該記録媒体に記録する露光装置であって、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光し、前記画像データに応じて変調された前記光ビームを射出する光源と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源から射出された前記光ビームを前記記録媒体上に集光する集光光学系と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する、少なくとも１つが回折部材とされた２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ回折素子と、を備えたものである。
請求項５に記載の露光装置によれば、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光する、画像データに応じて変調された光ビームを射出する光源から射出された光ビームが集光光学系によって記録媒体上に集光される際に、当該光ビームが本発明のアレイ回折素子によって副走査方向に分割される。なお、上記光源には、各種半導体レーザが含まれる。なお、上記アレイ回折素子を構成する上記２つの屈折部材は、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することができるものであれば、必ずしも双方とも入射された光ビームを屈折させるものでなくてもよく、何れか一方は入射された光ビームの進行方向を変化させないものとすることもできる。
【００２０】
このようにアレイ回折素子を構成することによって、当該アレイ回折素子を露光記録装置で用いたときに、各々２つに分割された光ビームは、各々アレイ対の数分の光で構成される。従って、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ集光スポットをずらして重ね合わせた場合、アレイ方向に対して焦点位置から光ビームの入射側を見たときと、焦点位置から光ビームの出射側を見たときとで、各光ビームのボケ方が光軸方向に対して略対称となり、この結果として上記露光記録装置における記録画像の画質を向上することができるようにしている。
【００２１】
また、本発明のアレイ回折素子は、光ビームを２つに分割することができるものであれば如何なる材質の材料でも構成することができるので、光ビームを偏光方向に応じて分離する場合に必要となる一軸性結晶を必ずしも用いる必要がなく、低コストに構成することができる。なお、本発明のアレイ回折素子は、例えば板状部材に対する切削やエッチング等により一体整形することもできるし、本発明の屈折部材を光学用接着剤でアレイ状に接合することによって製作することもできる。
【００２２】
このように、請求項５に記載の露光装置によれば、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する、少なくとも１つが回折部材とされた２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ回折素子を備えているので、集光位置でも点光源のときより広がったスポット径となり、アレイ状に形成された各単位表面形状の対から回折される強度の強い光スポットのずれを相対的に小さくできる。これにより、前記回折によって生成された当該光スポットも画像形成用に利用することができ、光ビームを効率よく利用することができる。また、上記回折光は主走査方向にずれた状態で出現するためシャープな線画像を形成することができ、この結果として記録画像の画質を向上させることができると共に、本発明のアレイ回折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる。
【００２３】
なお、本発明の露光装置にアレイ回折素子を用いる場合において、前述のように当該アレイ回折素子の各単位表面形状により各々２つに分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ重ね合わせるようにするためには、当該アレイ回折素子を、分割対象とする光ビーム（露光光）が略平行光束となる部位に配置するときには、分割後の光ビームを互いに異なる角度方向に出射する必要がある。
【００２４】
そこで、本発明の露光装置は、請求項６記載の発明のように、前記単位表面形状を、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状とする形態とすることが好ましい。これによって、本発明の露光装置のアレイ回折素子を、分割対象とする光ビームが略平行光束となる部位に対応できるようにすることができる。
【００２９】
また、請求項７記載の露光装置のように、本発明における前記アレイ回折素子を、前記光源から射出された前記光ビームのファーフィールドパターンができる位置に配置することが好ましい。これによって、光源から射出された光ビームに対して、本発明のアレイ回折素子を同様に作用させることができる。
【００３０】
一方、請求項８記載の露光装置は、本発明の露光装置に対し、走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記アレイ回折素子が前記光源から射出された前記光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記アレイ回折素子が前記光軸上に位置されるように当該アレイ回折素子を移動させる移動手段と、を更に備えたものである。
【００３１】
請求項８に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報が入力手段によって入力され、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ回折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ回折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ回折素子が移動手段によって移動される。
【００３２】
このように、請求項８に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ回折素子が光源から射出された前記光ビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ回折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ回折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、記録媒体に画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
【００３３】
なお、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の露光装置の好適な態様として、前記光源を、前記光ビームの分割方向に沿って複数配置するものを挙げることができる。このように、本発明の光源を前記分割方向に沿って複数配置し、各光源から射出された光ビームを各々アレイ回折素子によって分割して記録媒体に導くように構成すれば、記録画像の画質を向上できるばかりでなく、画像を高速に記録することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明のアレイ屈折素子及び露光装置をレーザ記録装置に適用した場合について説明する。
【００３５】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの構成について説明する。同図に示すように、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａは、各々レーザビームを射出する３以上の奇数個（本実施の形態では、７個）の半導体レーザＬＤと、各半導体レーザＬＤから射出された各レーザビームを集光する露光ヘッド１２と、画像が記録される記録フィルムＦが装着されかつ当該記録フィルムＦが主走査方向に移動するように回転駆動されるドラム１４と、ボールネジ１８を回転駆動させることによってボールネジ１８上に配置された露光ヘッド１２を上記主走査方向に直交する方向である副走査方向に移動させる副走査モータ１６と、を含んで構成されている。なお、本実施の形態では、半導体レーザＬＤとして、図１３（Ａ）に示される強度分布からなる光ファイバーカップルド半導体レーザを適用している。
【００３６】
一方、露光ヘッド１２には、上記奇数個の半導体レーザＬＤから導波された各レーザビームを取り纏めて出射する横多モードのファイバーアレイ部３０が備えられており、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームは、各々横多モードの光ファイバー２０によってファイバーアレイ部３０まで案内される。なお、本実施の形態では、レーザビームを高出力とするために、コア径の比較的大きな多モード光ファイバーを光ファイバー２０として用いている。
【００３７】
図２には、ファイバーアレイ部３０の図１矢印Ｂ方向に見た場合の構成が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係るファイバーアレイ部３０には、上面に半導体レーザＬＤと同数のＶ字溝が副走査方向に沿って隣接するように設けられた基台３０Ａが備えられると共に、各Ｖ字溝に対して光ファイバー２０が１本ずつ嵌め込まれて構成されている。従って、ファイバーアレイ部３０からは、各半導体レーザＬＤから射出された複数のレーザビームＬが、副走査方向に沿った所定間隔毎に出射されることになる。
【００３８】
なお、光源として各半導体レーザＬＤは一方向についてブロードバンドエリアで発光するものを用いてもよい。このときには、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬのブロードバンドエリア方向が主走査方向に一致するように配置する。
【００３９】
また、露光ヘッド１２には、ファイバーアレイ部３０側より、コリメータレンズ３２、アレイ屈折素子３６、及び集光レンズ３８が順に配列されている。
【００４０】
更に、露光ヘッド１２には、回転軸が図１矢印Ａ方向に回転することにより、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に挿抜することができる素子移動モータ４０が備えられている。
【００４１】
本実施の形態に係るアレイ屈折素子３６は、図３及び図７（Ｂ）に示すように、各々入射されたレーザビームＬを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該レーザビームＬを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材ａ１及び屈折部材ｂ１を、レーザビームＬの分割方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に対単位でアレイ状に２組並べた形状となるように構成したものであり、レーザビームＬの分割方向が副走査方向に一致し、かつコリメータレンズ３２によるファーフィールドパターンができる位置に挿抜可能なように素子移動モータ４０によって位置決めされる。なお、本実施の形態では、アレイ屈折素子３６を光学硝子を用いて構成している。
【００４２】
次に、図４を参照して、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ａの制御系の構成について説明する。同図に示すように、当該制御系は、画像データに応じて半導体レーザＬＤを駆動するＬＤ駆動回路５４と、素子移動モータ４０を駆動する素子移動モータ駆動回路５６と、副走査モータ１６を駆動する副走査モータ駆動回路５８と、ＬＤ駆動回路５４、素子移動モータ駆動回路５６及び副走査モータ駆動回路５８を制御する制御回路５２と、を備えている。ここで、制御回路５２には、記録フィルムＦに記録する画像を示す画像データ、及び画像記録の解像度を示す解像度データが供給される。
【００４３】
アレイ屈折素子３６が本発明のアレイ屈折素子に、半導体レーザＬＤが本発明の光源に、コリメータレンズ３２及び集光レンズ３８が本発明の集光光学系に、素子移動モータ４０が本発明の移動手段に、記録フィルムＦが本発明の記録媒体に、各々相当する。
【００４４】
次に、以上のように構成されたレーザ記録装置１０Ａの作用について、図５に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、ここでは、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させない場合の、すなわちレーザビームＬを分割させない場合の各レーザビームＬによる記録フィルムＦ上の高解像度側での副走査方向の走査線ピッチ間隔をεとした場合、ビームスポットの間隔が２・εに設定されており、アレイ屈折素子３６により分離された２つのレーザビームの記録フィルムＦ上のアレイ屈折素子３６によるビームスポットのずらし量がεに設定されていることを前提に説明する。
【００４５】
まず、作業者は、レーザ記録装置１０Ａに対して記録する画像の解像度Ｓを示す解像度データを入力する（ステップ１００）。この解像度データ、及び記録すべき画像の画像データは制御回路５２に供給され、制御回路５２は、これらのデータに基づいて調整された信号をＬＤ駆動回路５４、素子移動モータ駆動回路５６及び副走査モータ駆動回路５８に供給する。なお、本実施の形態では、上記解像度ＳとしてＫ０（ｄｐｉ）と２・Ｋ０（ｄｐｉ）の２種類の解像度で画像を記録できるものとして以下の説明を行う。
【００４６】
作業者によって入力された解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）である場合（ステップ１０２で肯定判定された場合）、素子移動モータ駆動回路５６は素子移動モータ４０を駆動し、アレイ屈折素子３６がレーザビームＬの光路上に位置しないようにアレイ屈折素子３６を移動させる（ステップ１０４）。また、この場合、副走査モータ駆動回路５８は副走査モータ１６による露光ヘッド１２の副走査方向に対する送り間隔Ｗを次のように設定する（ステップ１０６）。
【００４７】
【数１】
【００４８】
但し、Ｎは半導体レーザＬＤの数（本実施の形態では‘７’）である。
【００４９】
すなわち、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）である場合、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上から外すことによって、レーザビームＬを副走査方向に分割しないようにしており、これによってレーザビームＬを分割する場合の２倍の解像度を実現している。
【００５０】
上述のようにアレイ屈折素子３６の移動及び副走査方向に対する送り間隔の設定が終了すると、ＬＤ駆動回路５４は、画像データに基づき、記録濃度に合わせて設定されたデータに応じた発光量となるように各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１０８）。
【００５１】
各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、集光レンズ３８を介してドラム１４の記録フィルムＦに集光される。
【００５２】
この場合、記録フィルムＦ上には、各々図１３（Ａ）に示す強度分布からなるビームスポットＳ１〜Ｓ７（図６（Ａ））が形成される。このビームスポットＳ１〜Ｓ７は、図６（Ａ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗのピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される（ステップ１１０）。
【００５３】
次に、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）からＫ０（ｄｐｉ）に変更された場合（ステップ１０２で否定判定された場合）について説明する。この場合、素子移動モータ駆動回路５６は素子移動モータ４０を駆動し、アレイ屈折素子３６がレーザビームＬの光路上に位置するようにアレイ屈折素子３６を移動させる（ステップ１１２）。また、この場合、副走査モータ駆動回路５８は副走査モータ１６による露光ヘッド１２の副走査方向に対する送り間隔Ｗ’を次のように設定する（ステップ１１４）。
【００５４】
【数２】
【００５５】
すなわち、解像度がＫ０（ｄｐｉ）である場合、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させることによって、アレイ屈折素子３６に入射されたレーザビームＬを副走査方向に複数（本実施の形態では‘２’）のレーザビームに分割するようにしており、これによってレーザビームＬを分割しない場合の２分の１の解像度を実現している。
【００５６】
上述のようにアレイ屈折素子３６の移動及び副走査方向に対する送り間隔の設定が終了すると、ＬＤ駆動回路５４は、画像データに基づき、記録濃度に合わせて設定されたデータに応じた発光量となるように各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１１６）。
【００５７】
各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、アレイ屈折素子３６に供給され、各レーザビームＬ毎に主走査方向に４つに分割（ビームシェアリング）される。そして、この４分割されたレーザビームは、集光レンズ３８を介してドラム１４の記録フィルムＦに、各レーザビーム毎に副走査方向に２つに分割された状態で集光される。
【００５８】
すなわち、図７（Ａ）に示すように、各レーザビームＬの光軸上のレーザビームＬが平行光束となる位置で、かつファーフィールドパターンのできる位置近傍にアレイ屈折素子３６を配置した場合、図７（Ｂ）に示すように、各レーザビームＬはアレイ屈折素子３６によって一旦４つに分割され、図７（Ａ）に示すように、アレイ屈折素子３６により４つに分割された各レーザビームが集光レンズ３８で集光されることによって、被走査面上で副走査方向に２つずつ重ね合わされ、結果的に２つに分割された状態になる。
【００５９】
このとき、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、主走査方向に対して焦点位置からレーザビームの入射側を見たときと、焦点位置からレーザビームの出射側を見たときとで、各レーザビームのボケ方が光軸方向に対して略対称となり、この結果としてレーザ記録装置１０Ａにおける記録画像の画質を向上することができる。
【００６０】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１３（Ｂ）に示す２つの強度分布、すなわち２つに分割されたレーザビームの各強度分布が副走査方向に合成された状態の強度分布からなるビームスポットＳ１’〜Ｓ７’（図６（Ｂ））が形成される。
【００６１】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ７’は、図６（Ｂ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗ’のピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度がＫ０（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される（ステップ１１０）。
【００６２】
このように、記録画像の解像度を２・Ｋ０（ｄｐｉ）からＫ０（ｄｐｉ）に変更した場合、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に挿入するだけでビームスポットＳ１〜Ｓ７をビームスポットＳ１’〜Ｓ７’に容易に拡大することができ、しかも、副走査速度が高速化されるので、高速で画像記録を行うことが可能となる。
【００６３】
同様にして、解像度をＫ０（ｄｐｉ）から２・Ｋ０（ｄｐｉ）に変更することができる。
【００６４】
上記ステップ１００の処理が本発明の入力手段に相当する。
【００６５】
以上詳細に説明したように、本第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６は、各々入射された１本のレーザビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本のレーザビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材ａ１及びｂ１を、上記レーザビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、レーザ記録装置１０Ａで用いられた際における記録画像の画質を低コストで向上させることができる。
【００６６】
また、本第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６は、本発明の単位表面形状として、入射された１本のレーザビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状を適用しているので、アレイ屈折素子３６を、分割対象とするレーザビームが略平行光束となる部位に対応できるようにすることができる。
【００６７】
更に、本第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６は、光学硝子によって構成しているので、当該アレイ屈折素子３６を一軸性結晶により構成する場合に比較して格段に低コスト化することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、アレイ屈折素子３６として、図８（Ａ）に示すように、平面視長方形状の屈折部材ａ１及びレーザビームの入射側に副走査方向の一端部から他端部にかけて直線状の傾斜面を有する屈折部材ｂ１を、レーザビームの分割方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成されたものを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、上記光ビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成されているものであれば、如何なるものも適用することができる。
【００６９】
図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）には、本実施の形態で示したアレイ屈折素子３６と同様に適用できるアレイ屈折素子又はアレイ回折素子の形状を規定する２つの屈折部材の形状例（平面図）が示されている。図８（Ｂ）に示したものは、レーザビームの入射側に副走査方向の一端部から他端部にかけて直線状の傾斜面を有する屈折部材ａ２、及びレーザビームの入射側に副走査方向の他端部から一端部にかけて直線状の傾斜面（傾斜方向が屈折部材ａ２の傾斜面とは逆となる傾斜面）を有する屈折部材ｂ２の例であり、これらの屈折部材を主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成することにより本発明のアレイ屈折素子を得ることができる。このアレイ屈折素子によれば、入射されたレーザビームを、当該レーザビームの光軸に対して対象となる方向に分割して射出することができる。
【００７０】
また、図８（Ｃ）に示したものは、レーザビームの入射側に副走査方向の一端部側から他端部側に向けた直線状の傾斜面を複数有する屈折部材ａ３、及びレーザビームの入射側に副走査方向の他端部側から一端部側に向けた直線状の傾斜面（傾斜方向が屈折部材ａ３の傾斜面とは逆となる傾斜面）を複数有する屈折部材ｂ３の例であり、これらの屈折部材を主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成することによっても本発明のアレイ屈折素子を得ることができる。このアレイ屈折素子によれば、図８（Ｂ）に示したアレイ屈折素子と同様に、入射されたレーザビームを、当該レーザビームの光軸に対して対象となる方向に分割して射出することができる。
【００７１】
更に、図８（Ｄ）に示したものは、レーザビームの入射側に副走査方向の他端部側から一端部側に向けた直線状の傾斜面を多数有する回折部材ａ４、及び平面視長方形状の屈折部材ｂ４の例であり、これらの回折部材及び屈折部材を主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成することによっても本発明のアレイ回折素子を得ることができる。但し、各段差の高さは、回折部材の屈折率をｎ、空気の屈折率を１、光の波長をλとしたとき、λ／（ｎ−１）の整数倍になるようにする。このアレイ回折素子によれば、入射されたレーザビームを、当該レーザビームの光軸方向と平行となる方向と、当該光軸から副走査方向に徐々に離間する方向とに分割して射出することができる。
【００７２】
なお、ここでは、アレイ回折素子を、回折部材及び屈折部材の双方を用いて構成した場合について説明したが、屈折部材ｂ４を回折部材にすることにより回折部材のみで構成することもできるし、回折部材ａ４を屈折部材にすると共に、屈折部材ｂ４を回折部材として構成することもできる。
【００７３】
また、図８に示した例では、屈折部材又は回折部材の傾斜面を全てレーザビームの入射側に設けた場合について示したが、同様の傾斜面をレーザビームの出射側に設ける形態とすることもできる。これらのアレイ屈折素子やアレイ回折素子でも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００７４】
ここで、本実施の形態に係るアレイ屈折素子又はアレイ回折素子の製造方法の具体例について説明する。当該アレイ屈折素子又はアレイ回折素子の製造方法としては、板状の光学硝子に対して図８に示されるような傾斜面を切削により形成することによって製造する方法や、当該傾斜面を板状の光学硝子に対してバイナリ・オプティクスと呼ばれる手法により形成することによって製造する方法等を例示することができる。ここでは、アレイ回折素子をバイナリ・オプティクスにより製造する方法について、図９を参照しつつ説明する。また、図９では、一例として、図８（Ｄ）に示される形状の回折部材をレーザビームの分割方向と直交する方向にアレイ状に並べた形状となるように構成されたアレイ回折素子を製造する場合について図示している。
【００７５】
まず、図９（Ａ）に示すように、所定板厚の板状硝子ＧＬの一方の表面（以下、「加工面」という。）全域をマスクし、次に、図９（Ｂ）に示すように、当該マスクの一部領域に光を照射して、光の照射された当該領域のマスクを除去し、次に、図９（Ｃ）に示すように、当該領域をエッチングによって板厚方向に所定深さだけ掘り下げて凹部を形成し、更に、図９（Ｄ）に示すように、板状硝子ＧＬの加工面全域に残されたマスクを全て除去する。
【００７６】
その後、図９（Ｅ）に示すように、板状硝子ＧＬの加工面とエッチングにより形成された凹部の底面とをマスクし、次に、図９（Ｆ）に示すように、各マスクの同一側端部（図９の場合は左端部）から当該マスクの中心位置までの領域に光を照射して光の照射された領域を除去し、次に、図９（Ｇ）に示すように、当該領域をエッチングによって板厚方向に所定深さだけ掘り下げ、更に、図９（Ｈ）に示すように、板状硝子ＧＬの加工面全域に残されたマスクを全て除去する。
【００７７】
以上の工程により、板状硝子ＧＬの加工面には断面視階段状の凹部を形成することができ、以下、図９（Ｅ）〜図９（Ｈ）に示される工程を繰り返し行うことによって、当該加工面に傾斜面を形成することができる。
【００７８】
このようなバイナリ・オプティクスにより形成される階段状の凹部の段数をレベル（図９（Ｈ）に示される状態は４レベル。）と呼んでいるが、理論的に、当該凹部に形成された傾斜面により所望の方向に回折される光の割合は、８レベルの傾斜面の場合で約９５％、１６レベルの傾斜面の場合で約９８．７％となる。従って、１６レベル程度の加工でも、十分実用に耐え得るアレイ回折素子を製造することができると考えられる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、光学硝子を用いてアレイ屈折素子を一体整形する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に各々示される形状の屈折部材ａ１〜ａ３或いは回折部材ａ４、及び屈折部材ｂ１〜ｂ４を対単位でアレイ状に並べて接着することによりアレイ屈折素子又はアレイ回折素子を構成する形態とすることができることは言うまでもない。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、本発明のアレイ屈折素子を光が略平行光束となる部位に配設し、入射光を互いに異なる角度に分割して出射するものとした場合の形態について説明したが、本第２実施形態では、アレイ屈折素子を光が収束する部位に配設し、入射光を光軸が当該入射光の光軸と平行となるように分割して出射するものとした場合の形態について説明する。
【００８１】
まず、図１０を参照して、第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの構成について説明する。なお、同図における図１に示されるレーザ記録装置１０Ａと同一の構成要素には図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
同図に示すように、本第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂは、アレイ屈折素子３６に代えてアレイ屈折素子３６’を用いている点と、アレイ屈折素子３６’を集光レンズ３８と記録フィルムＦとの間のレーザビームＬの収束する部位に配設した点のみが、上記第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａと相違している。
【００８３】
本第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’は、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示すように、各々入射されたレーザビームＬを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該レーザビームＬを２つに分割する単位表面形状を有する２枚の屈折部材ｃ（本実施の形態では、板状の光学硝子。）を、レーザビームＬの分割方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に対単位でアレイ状に２組並べた形状となるように構成したものであり、レーザビームＬの分割方向が副走査方向に一致するように素子移動モータ４０によって位置決めされる。
【００８４】
なお、本実施の形態に係るアレイ屈折素子３６’は、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示すように、所定板厚の４枚の光学硝子を、各々所定方向（同図では、副走査方向）に対して一方向及び当該一方向と逆方向に交互に所定角度傾斜するように、各々の上記所定方向中心位置で光学用接着剤を用いて接着することにより構成されている。ここで、上記光学用接着剤としては、バルサム、エポキシ系接着剤、シリコン系接着剤等を用いることができる。また、一例として、分割されたレーザビームＬの被走査面におけるビームスポットの間隔を１１．６（μｍ）とし、上記光学硝子の板厚が０．１５（ｍｍ）である場合の上記所定角度は６°である。
【００８５】
解像度をＫ０（ｄｐｉ）に設定した場合において、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、図１１（Ａ）に示すように集光レンズ３８に供給されて集光される。
【００８６】
集光レンズ３８によって集光されたレーザビームＬは、アレイ屈折素子３６’に供給され、図１１（Ｃ）に示すように主走査方向に４つに分割（ビームシェアリング）されると共に、アレイ屈折素子３６’の単位表面形状に対応する一対の部位の各々から、分割された２つのレーザビームＤ１、Ｄ２の光軸がレーザビームＬの光軸と平行となるように出射される。そして、この４分割されたレーザビームは、ドラム１４に設けられた記録フィルムＦの被走査面上で副走査方向に２つずつ重ね合わされ、結果的に各レーザビームＬ毎に副走査方向に２つに分割された状態で集光される。
【００８７】
このとき、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、主走査方向に対して焦点位置からレーザビームの入射側を見たときと、焦点位置からレーザビームの出射側を見たときとで、各レーザビームのボケ方が光軸方向に対して対称となり、この結果としてレーザ記録装置１０Ｂにおける記録画像の画質を向上することができる。
【００８８】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１３（Ｂ）に示す２つの強度分布、すなわち２つに分割されたレーザビームの各強度分布が副走査方向に合成された状態の強度分布からなるビームスポットＳ１’〜Ｓ７’（図６（Ｂ））が形成される。
【００８９】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ７’は、図６（Ｂ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗ’のピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度がＫ０（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される。
【００９０】
一方、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）の画像を形成する場合は、アレイ屈折素子３６’をレーザビームＬの光路上に位置しないように移動させ、図６（Ａ）に示すビームスポットＳ１〜Ｓ７を得るように制御すればよい。
【００９１】
以上詳細に説明したように、本第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’は、各々入射された１本のレーザビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本のレーザビームを２つに分割する単位表面形状を有する２枚の屈折部材ｃを、上記レーザビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、レーザ記録装置１０Ｂで用いられた際における記録画像の画質を低コストで向上させることができる。
【００９２】
また、本第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’は、上記単位表面形状を、入射された１本のレーザビームを光軸が当該レーザビームの光軸と平行となるように分割して出射する形状としているので、分割対象とするレーザビームが発散する部位又は収束する部位に対応することができる。
【００９３】
更に、上記各実施形態に係るアレイ屈折素子３６、３６’は、屈折部材を主走査方向にアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、屈折部材を副走査方向に並べた形状となるように構成した場合に比較して、形成される画像の画質を向上させることができると共に、レーザビームを効率よく利用することができる。
【００９４】
すなわち、屈折部材或いは回折部材をアレイ状に並べた形状では、各部材の接合部において回折光が発生する。一例として、図１２（Ａ）に示す実施形態にかかわるアレイ屈折素子では、屈折部材をアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、上記接合部において回折される光は、理論的には、０次光の光強度に対して一次回折光は約４０％もの光強度を有する。この場合、図１２（Ｂ）に示すように、光源のブロードエリア方向を少なくとも主走査方向にとることにより、被走査面での主走査方向の０次のスポット径に対し前記主走査方向に一次で回折される光のスポット位置のずれを相対的に小さくすることができるため、これにより、当該回折光を主走査方向の画像形成用に利用することができ、レーザービームを効率よく利用することができる。この回折光を利用できることは非常に効果的である。
【００９５】
また、この場合の被走査面での副走査方向の光強度分布は、一例として図１２（Ｂ）の下図に示すものとなるのに対し、屈折部材を副走査方向に並べた形状となるようにアレイ屈折素子を構成した場合の回折光は、ビームスポットの位置から副走査方向にずれた状態で出現するため、図１２（Ｂ）に示す状態のような副走査方向の光強度分布両端のエッジ部をシャープなままに維持することができない。これに対し、主走査方向にアレイ状に並べた形状となるようにアレイ屈折素子を構成することでシャープな線画像を形成することができ、当該線画像の線幅が変動しにくくなり、この結果として画質を向上させることができる。
【００９６】
一方、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、アレイ屈折素子を、ファイバーアレイ部３０と記録フィルムＦとの間で、かつアレイ方向が当該レーザビームのブロードエリア方向と平行となるように配置しているので、当該レーザビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置における当該レーザビームのボケ方が光軸方向に対して対称となるようにでき、この結果として記録画像の画質を向上することができると共に、アレイ屈折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる。
【００９７】
また、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、アレイ屈折素子を、レーザビームのファーフィールドパターンができる位置に配置しているので、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬの全てに対して、アレイ屈折素子を同様に作用させることができる。
【００９８】
また、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、走査露光によって記録フィルムＦ上に形成される画像の解像度を示す解像度情報（上記各実施形態の「解像度データ」に相当。）を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度（上記各実施形態では、２・Ｋ０（ｄｐｉ））である場合にアレイ屈折素子が半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度（上記各実施形態では、Ｋ０（ｄｐｉ））である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、記録フィルムＦに画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
【００９９】
更に、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、半導体レーザＬＤをアレイ屈折素子によるレーザビームＬの分割方向に沿って複数配置し、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬを各々アレイ屈折素子によって分割して記録フィルムＦに導くように構成しているので、画像を高速に記録することができる。
【０１００】
なお、上記第２実施形態では、アレイ屈折素子３６’をレーザビームが集光する部位に配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザビームが発散する部位、すなわち、ファイバーアレイ部３０とコリメータレンズ３２との間に配設する形態とすることもできる。この場合も、上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０１】
また、上記各実施形態では、本発明をマルチビームスキャンを行うレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光源が１つの半導体レーザで構成されたシングルビームスキャンを行うレーザ記録装置に適用することもできる。この場合も、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るアレイ屈折素子及びアレイ回折素子によれば、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、上記光ビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、露光記録装置で用いられた際における記録画像の画質を低コストで向上させることができる、という効果が得られる。
【０１０３】
また、本発明に係る露光装置によれば、本発明のアレイ屈折素子又はアレイ回折素子を、光源と記録媒体との間で、かつアレイ方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように配置しているので、当該光ビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置における当該光ビームのボケ方が光軸方向に対して対称となるようにでき、この結果として記録画像の画質を向上させることができると共に、本発明のアレイ屈折素子及びアレイ回折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの概略構成図（平面図）である。
【図２】実施の形態に係るファイバーアレイ部３０の概略構成図（側面図）である。
【図３】第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６の構成を示す概略構成図（平面図）である。
【図４】実施の形態に係るレーザ記録装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】解像度に応じて画像記録を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態に係るレーザ記録装置１０による記録フィルムＦ上でのビームスポットの状態を示す概略図である。
【図７】第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの作用及びアレイ屈折素子３６の構成の説明に供する概略図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は斜視図である。
【図８】本発明のアレイ屈折素子又はアレイ回折素子の形状を規定する２つの屈折部材の形状例を示す平面図である。
【図９】本発明のアレイ回折素子のバイナリ・オプティクスによる製造方法の説明に供する断面図である。
【図１０】第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの概略構成図（平面図）である。
【図１１】（Ａ）は第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの作用の説明に供する概略図（平面図）であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’の構成及び作用の説明に供する概略図（（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図）である。
【図１２】各実施の形態に係るアレイ屈折素子の効果の説明に供する説明図である。
【図１３】集光点におけるレーザビームの強度分布の状態例を示すグラフである。
【図１４】従来技術の問題点の説明に供する概略図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ レーザ記録装置
１２ 露光ヘッド
１４ ドラム
１６ 副走査モータ
２０ 光ファイバー
３０ ファイバーアレイ部
３２ コリメータレンズ（集光光学系）
３６、３６’ アレイ屈折素子
３８ 集光レンズ（集光光学系）
４０ 素子移動モータ（移動手段）
Ｌ レーザビーム
ＬＤ 半導体レーザ（光源）
Ｆ 記録フィルム（記録媒体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に係り、特に、光源から射出された光ビームにより記録媒体を走査して画像を形成する露光記録装置において解像度を切り換え可能な露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外周面に感光材料（記録媒体）が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、上記感光材料に記録すべき画像の画像データに応じて変調されたレーザビームを上記主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を上記感光材料に記録するようにした露光記録装置が用いられている。
【０００３】
この種の露光記録装置において、解像度を低くして画像を記録するためには、感光材料表面におけるレーザビームのスポット径を拡大すると共に、副走査方向に対する記録ピッチを大きくするか、又はスポット径の大きさ及び記録ピッチは変更せずに、同一の画像データからなる画素を解像度を低くした分だけ繰り返し記録する方法が採られている。一方、解像度を高くして画像を記録する場合は、これと逆の方法が採られている。
【０００４】
しかしながら、このようにしてレーザビームのスポット径を拡大、ないし縮小するためには、駆動機構を用いて光学系のレンズ等を駆動する必要があることから、装置が大型化すると共に、コストが上昇する、という問題点があった。また、同一の画像データからなる画素を解像度を低くした分だけ繰り返し記録することで解像度を低くする場合には、副走査方向に対する記録ピッチが一定であるため、記録速度を向上できない、という問題点があった。
【０００５】
そこで、これらの問題点を解消するために、本発明の出願人による特許文献１に記載の技術では、光源から射出された光を複数に分割し、集光光学系による記録媒体上での集光点を、当該記録媒体の副走査方向に対して複数生成する複数集光点生成手段と、解像度に応じて副走査方向の記録間隔を制御する副走査制御手段と、を備えておき、光源から射出された光を集光光学系を介して記録媒体上に集光させて画像を記録する際に、記録画像の解像度に応じて、複数集光点生成手段により副走査方向に分割して生成される集光点の数を制御することでビームスポットの大きさを調整すると共に、副走査方向のビームスポットの記録間隔を調整することにより、解像度に応じた画像を効率的に記録することを可能としていた。
【０００６】
なお、この技術では、上記複数集光点生成手段として、一軸性結晶により構成された偏光光学素子、又は偏角プリズムを適用していた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２８４２０６公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術において複数集光点生成手段として一軸性結晶により構成された偏光光学素子を適用した場合には、一軸性結晶は高価であるため高コストとなってしまう、という問題点があった。
【０００９】
また、特許文献１に記載の技術において複数集光点生成手段として偏角プリズムを適用した場合には、記録画像の画質が悪くなる場合がある、という問題点があった。
【００１０】
すなわち、特許文献１に記載の技術において複数集光点生成手段として偏角プリズムを適用した場合には、一例として図１４に示すように、偏角プリズムで分割され集光レンズで集光されたレーザビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置におけるレーザビームのボケ方が光軸方向に対して非対称となる。
【００１１】
これは、偏角プリズムにより分割した光を各々焦点位置の分割方向における異なる位置に集光レンズによって集光しているため、例えば焦点位置から光の入射側を見たときには分割された光が互いに離れていく状態となり、焦点位置から光の出射側を見たときには分割された光が接近して交差した後に離れていく状態となって生じる現象であり、この現象によって深度方向に対する記録媒体の配置位置の許容範囲が少なくなり、当該配置位置の深度方向へのずれが僅かであっても、記録媒体への記録画像の画質が悪化する場合があるのである。
【００１２】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、アレイ屈折素子又はアレイ回折素子を用いて、記録画像の画質を低コストで向上させることができる露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の露光装置は、外周面に記録媒体が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、前記記録媒体に記録すべき画像の画像データに応じて変調された光ビームを集光する露光ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を当該記録媒体に記録する露光装置であって、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光し、前記画像データに応じて変調された前記光ビームを射出する光源と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源から射出された前記光ビームを前記記録媒体上に集光する集光光学系と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ屈折素子と、を備えたものである。
請求項１に記載の露光装置によれば、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源から射出された光ビームが集光光学系によって記録媒体上に集光される際に、当該光ビームが本発明のアレイ屈折素子によって副走査方向に分割される。なお、上記光源には、各種半導体レーザが含まれる。また、上記２つの屈折部材は、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することができるものであれば、必ずしも双方とも入射された光ビームを屈折させるものでなくてもよく、何れか一方は入射された光ビームの進行方向を変化させないものとすることもできる。
【００１４】
このようにアレイ屈折素子を構成することによって、当該アレイ屈折素子を露光記録装置で用いたときに、各々２つに分割された光ビームは、各々アレイ対の数分の光で構成される。従って、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ集光スポットをずらして重ね合わせた場合、アレイ方向に対して焦点位置から光ビームの入射側を見たときと、焦点位置から光ビームの出射側を見たときとで、各光ビームのボケ方が光軸方向に対して略対称となり、この結果として上記露光記録装置における記録画像の画質を向上することができるようにしている。
【００１５】
また、本発明のアレイ屈折素子は、光ビームを２つに分割することができるものであれば如何なる材質の材料でも構成することができるので、光ビームを偏光方向に応じて分離する場合に必要となる一軸性結晶を必ずしも用いる必要がなく、低コストに構成することができる。なお、本発明のアレイ屈折素子は、例えば板状部材に対する切削やエッチング等により一体整形することもできるし、本発明の屈折部材を光学用接着剤でアレイ状に接合することによって製作することもできる。
【００１６】
このように、請求項１に記載の露光装置によれば、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ屈折素子を備えているので、集光位置でも点光源のときより広がったスポット径となり、アレイ状に形成された各単位表面形状の対から回折される強度の強い光スポットのずれを相対的に小さくできる。これにより、前記回折によって生成された当該光スポットも画像形成用に利用することができ、光ビームを効率よく利用することができる。また、上記回折光は主走査方向にずれた状態で出現するためシャープな線画像を形成することができ、この結果として記録画像の画質を向上させることができると共に、本発明のアレイ屈折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる。
【００１７】
なお、本発明の露光装置にアレイ屈折素子を用いる場合において、前述のように当該アレイ屈折素子の各単位表面形状により各々２つに分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ重ね合わせるようにするためには、当該アレイ屈折素子を、分割対象とする光ビーム（露光光）が略平行光束となる部位に配置するときには、分割後の光ビームを互いに異なる角度方向に出射する必要があり、当該光ビームが発散する部位又は収束する部位に配置するときには、分割後の光ビームを光軸が分割前の光ビームの光軸と平行となるようにする必要がある。
【００１８】
そこで、本発明の露光装置は、請求項２記載の発明のように、前記単位表面形状を、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状とするか、又は入射された１本の前記光ビームを光軸が当該光ビームの光軸と平行となるように分割して出射する形状とする形態とすることが好ましい。これによって、本発明の露光装置のアレイ屈折素子を、分割対象とする光ビームが略平行光束となる部位に対応できるようにすることや、分割対象とする光ビームが発散する部位又は収束する部位に対応できるようにすることができる。
ところで、光源から射出された光ビームは、集光光学系によりファーフィールドパターン（Far Field Pattern）のできる位置で一旦重なる。
そこで、請求項３記載の露光装置のように、本発明における前記アレイ屈折素子を、前記光源から射出された前記光ビームのファーフィールドパターンができる位置に配置することが好ましい。これによって、光源から射出された光ビームに対して、本発明のアレイ屈折素子を同様に作用させることができる。
さらに、請求項４記載の露光装置は、本発明の露光装置に対し、走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動させる移動手段と、を更に備えたものである。
請求項４に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報が入力手段によって入力され、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ屈折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子が移動手段によって移動される。
このように、請求項４に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ屈折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、記録媒体に画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
なお、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の露光装置の好適な態様として、前記光源を、前記光ビームの分割方向に沿って複数配置するものを挙げることができる。このように、本発明の光源を前記分割方向に沿って複数配置し、各光源から射出された光ビームを各々アレイ屈折素子によって分割して記録媒体に導くように構成すれば、記録画像の画質を向上できるばかりでなく、画像を高速に記録することができる。
【００１９】
一方、上記目的を達成するために、請求項５記載の露光装置は、外周面に記録媒体が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、前記記録媒体に記録すべき画像の画像データに応じて変調された光ビームを集光する露光ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を当該記録媒体に記録する露光装置であって、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光し、前記画像データに応じて変調された前記光ビームを射出する光源と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源から射出された前記光ビームを前記記録媒体上に集光する集光光学系と、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する、少なくとも１つが回折部材とされた２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ回折素子と、を備えたものである。
請求項５に記載の露光装置によれば、少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光する、画像データに応じて変調された光ビームを射出する光源から射出された光ビームが集光光学系によって記録媒体上に集光される際に、当該光ビームが本発明のアレイ回折素子によって副走査方向に分割される。なお、上記光源には、各種半導体レーザが含まれる。なお、上記アレイ回折素子を構成する上記２つの屈折部材は、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することができるものであれば、必ずしも双方とも入射された光ビームを屈折させるものでなくてもよく、何れか一方は入射された光ビームの進行方向を変化させないものとすることもできる。
【００２０】
このようにアレイ回折素子を構成することによって、当該アレイ回折素子を露光記録装置で用いたときに、各々２つに分割された光ビームは、各々アレイ対の数分の光で構成される。従って、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ集光スポットをずらして重ね合わせた場合、アレイ方向に対して焦点位置から光ビームの入射側を見たときと、焦点位置から光ビームの出射側を見たときとで、各光ビームのボケ方が光軸方向に対して略対称となり、この結果として上記露光記録装置における記録画像の画質を向上することができるようにしている。
【００２１】
また、本発明のアレイ回折素子は、光ビームを２つに分割することができるものであれば如何なる材質の材料でも構成することができるので、光ビームを偏光方向に応じて分離する場合に必要となる一軸性結晶を必ずしも用いる必要がなく、低コストに構成することができる。なお、本発明のアレイ回折素子は、例えば板状部材に対する切削やエッチング等により一体整形することもできるし、本発明の屈折部材を光学用接着剤でアレイ状に接合することによって製作することもできる。
【００２２】
このように、請求項５に記載の露光装置によれば、前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する、少なくとも１つが回折部材とされた２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ回折素子を備えているので、集光位置でも点光源のときより広がったスポット径となり、アレイ状に形成された各単位表面形状の対から回折される強度の強い光スポットのずれを相対的に小さくできる。これにより、前記回折によって生成された当該光スポットも画像形成用に利用することができ、光ビームを効率よく利用することができる。また、上記回折光は主走査方向にずれた状態で出現するためシャープな線画像を形成することができ、この結果として記録画像の画質を向上させることができると共に、本発明のアレイ回折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる。
【００２３】
なお、本発明の露光装置にアレイ回折素子を用いる場合において、前述のように当該アレイ回折素子の各単位表面形状により各々２つに分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置でアレイ対の数ずつ重ね合わせるようにするためには、当該アレイ回折素子を、分割対象とする光ビーム（露光光）が略平行光束となる部位に配置するときには、分割後の光ビームを互いに異なる角度方向に出射する必要がある。
【００２４】
そこで、本発明の露光装置は、請求項６記載の発明のように、前記単位表面形状を、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状とする形態とすることが好ましい。これによって、本発明の露光装置のアレイ回折素子を、分割対象とする光ビームが略平行光束となる部位に対応できるようにすることができる。
【００２９】
また、請求項７記載の露光装置のように、本発明における前記アレイ回折素子を、前記光源から射出された前記光ビームのファーフィールドパターンができる位置に配置することが好ましい。これによって、光源から射出された光ビームに対して、本発明のアレイ回折素子を同様に作用させることができる。
【００３０】
一方、請求項８記載の露光装置は、本発明の露光装置に対し、走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記アレイ回折素子が前記光源から射出された前記光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記アレイ回折素子が前記光軸上に位置されるように当該アレイ回折素子を移動させる移動手段と、を更に備えたものである。
【００３１】
請求項８に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報が入力手段によって入力され、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ回折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ回折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ回折素子が移動手段によって移動される。
【００３２】
このように、請求項８に記載の露光装置によれば、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ回折素子が光源から射出された前記光ビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ回折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ回折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、記録媒体に画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
【００３３】
なお、請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の露光装置の好適な態様として、前記光源を、前記光ビームの分割方向に沿って複数配置するものを挙げることができる。このように、本発明の光源を前記分割方向に沿って複数配置し、各光源から射出された光ビームを各々アレイ回折素子によって分割して記録媒体に導くように構成すれば、記録画像の画質を向上できるばかりでなく、画像を高速に記録することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明のアレイ屈折素子及び露光装置をレーザ記録装置に適用した場合について説明する。
【００３５】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの構成について説明する。同図に示すように、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａは、各々レーザビームを射出する３以上の奇数個（本実施の形態では、７個）の半導体レーザＬＤと、各半導体レーザＬＤから射出された各レーザビームを集光する露光ヘッド１２と、画像が記録される記録フィルムＦが装着されかつ当該記録フィルムＦが主走査方向に移動するように回転駆動されるドラム１４と、ボールネジ１８を回転駆動させることによってボールネジ１８上に配置された露光ヘッド１２を上記主走査方向に直交する方向である副走査方向に移動させる副走査モータ１６と、を含んで構成されている。なお、本実施の形態では、半導体レーザＬＤとして、図１３（Ａ）に示される強度分布からなる光ファイバーカップルド半導体レーザを適用している。
【００３６】
一方、露光ヘッド１２には、上記奇数個の半導体レーザＬＤから導波された各レーザビームを取り纏めて出射する横多モードのファイバーアレイ部３０が備えられており、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームは、各々横多モードの光ファイバー２０によってファイバーアレイ部３０まで案内される。なお、本実施の形態では、レーザビームを高出力とするために、コア径の比較的大きな多モード光ファイバーを光ファイバー２０として用いている。
【００３７】
図２には、ファイバーアレイ部３０の図１矢印Ｂ方向に見た場合の構成が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係るファイバーアレイ部３０には、上面に半導体レーザＬＤと同数のＶ字溝が副走査方向に沿って隣接するように設けられた基台３０Ａが備えられると共に、各Ｖ字溝に対して光ファイバー２０が１本ずつ嵌め込まれて構成されている。従って、ファイバーアレイ部３０からは、各半導体レーザＬＤから射出された複数のレーザビームＬが、副走査方向に沿った所定間隔毎に出射されることになる。
【００３８】
なお、光源として各半導体レーザＬＤは一方向についてブロードバンドエリアで発光するものを用いてもよい。このときには、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬのブロードバンドエリア方向が主走査方向に一致するように配置する。
【００３９】
また、露光ヘッド１２には、ファイバーアレイ部３０側より、コリメータレンズ３２、アレイ屈折素子３６、及び集光レンズ３８が順に配列されている。
【００４０】
更に、露光ヘッド１２には、回転軸が図１矢印Ａ方向に回転することにより、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に挿抜することができる素子移動モータ４０が備えられている。
【００４１】
本実施の形態に係るアレイ屈折素子３６は、図３及び図７（Ｂ）に示すように、各々入射されたレーザビームＬを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該レーザビームＬを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材ａ１及び屈折部材ｂ１を、レーザビームＬの分割方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に対単位でアレイ状に２組並べた形状となるように構成したものであり、レーザビームＬの分割方向が副走査方向に一致し、かつコリメータレンズ３２によるファーフィールドパターンができる位置に挿抜可能なように素子移動モータ４０によって位置決めされる。なお、本実施の形態では、アレイ屈折素子３６を光学硝子を用いて構成している。
【００４２】
次に、図４を参照して、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ａの制御系の構成について説明する。同図に示すように、当該制御系は、画像データに応じて半導体レーザＬＤを駆動するＬＤ駆動回路５４と、素子移動モータ４０を駆動する素子移動モータ駆動回路５６と、副走査モータ１６を駆動する副走査モータ駆動回路５８と、ＬＤ駆動回路５４、素子移動モータ駆動回路５６及び副走査モータ駆動回路５８を制御する制御回路５２と、を備えている。ここで、制御回路５２には、記録フィルムＦに記録する画像を示す画像データ、及び画像記録の解像度を示す解像度データが供給される。
【００４３】
アレイ屈折素子３６が本発明のアレイ屈折素子に、半導体レーザＬＤが本発明の光源に、コリメータレンズ３２及び集光レンズ３８が本発明の集光光学系に、素子移動モータ４０が本発明の移動手段に、記録フィルムＦが本発明の記録媒体に、各々相当する。
【００４４】
次に、以上のように構成されたレーザ記録装置１０Ａの作用について、図５に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、ここでは、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させない場合の、すなわちレーザビームＬを分割させない場合の各レーザビームＬによる記録フィルムＦ上の高解像度側での副走査方向の走査線ピッチ間隔をεとした場合、ビームスポットの間隔が２・εに設定されており、アレイ屈折素子３６により分離された２つのレーザビームの記録フィルムＦ上のアレイ屈折素子３６によるビームスポットのずらし量がεに設定されていることを前提に説明する。
【００４５】
まず、作業者は、レーザ記録装置１０Ａに対して記録する画像の解像度Ｓを示す解像度データを入力する（ステップ１００）。この解像度データ、及び記録すべき画像の画像データは制御回路５２に供給され、制御回路５２は、これらのデータに基づいて調整された信号をＬＤ駆動回路５４、素子移動モータ駆動回路５６及び副走査モータ駆動回路５８に供給する。なお、本実施の形態では、上記解像度ＳとしてＫ０（ｄｐｉ）と２・Ｋ０（ｄｐｉ）の２種類の解像度で画像を記録できるものとして以下の説明を行う。
【００４６】
作業者によって入力された解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）である場合（ステップ１０２で肯定判定された場合）、素子移動モータ駆動回路５６は素子移動モータ４０を駆動し、アレイ屈折素子３６がレーザビームＬの光路上に位置しないようにアレイ屈折素子３６を移動させる（ステップ１０４）。また、この場合、副走査モータ駆動回路５８は副走査モータ１６による露光ヘッド１２の副走査方向に対する送り間隔Ｗを次のように設定する（ステップ１０６）。
【００４７】
【数１】
但し、Ｎは半導体レーザＬＤの数（本実施の形態では‘７’）である。
【００４９】
すなわち、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）である場合、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上から外すことによって、レーザビームＬを副走査方向に分割しないようにしており、これによってレーザビームＬを分割する場合の２倍の解像度を実現している。
【００５０】
上述のようにアレイ屈折素子３６の移動及び副走査方向に対する送り間隔の設定が終了すると、ＬＤ駆動回路５４は、画像データに基づき、記録濃度に合わせて設定されたデータに応じた発光量となるように各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１０８）。
【００５１】
各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、集光レンズ３８を介してドラム１４の記録フィルムＦに集光される。
【００５２】
この場合、記録フィルムＦ上には、各々図１３（Ａ）に示す強度分布からなるビームスポットＳ１〜Ｓ７（図６（Ａ））が形成される。このビームスポットＳ１〜Ｓ７は、図６（Ａ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗのピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される（ステップ１１０）。
【００５３】
次に、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）からＫ０（ｄｐｉ）に変更された場合（ステップ１０２で否定判定された場合）について説明する。この場合、素子移動モータ駆動回路５６は素子移動モータ４０を駆動し、アレイ屈折素子３６がレーザビームＬの光路上に位置するようにアレイ屈折素子３６を移動させる（ステップ１１２）。また、この場合、副走査モータ駆動回路５８は副走査モータ１６による露光ヘッド１２の副走査方向に対する送り間隔Ｗ’を次のように設定する（ステップ１１４）。
【００５４】
【数２】
すなわち、解像度がＫ０（ｄｐｉ）である場合、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させることによって、アレイ屈折素子３６に入射されたレーザビームＬを副走査方向に複数（本実施の形態では‘２’）のレーザビームに分割するようにしており、これによってレーザビームＬを分割しない場合の２分の１の解像度を実現している。
【００５６】
上述のようにアレイ屈折素子３６の移動及び副走査方向に対する送り間隔の設定が終了すると、ＬＤ駆動回路５４は、画像データに基づき、記録濃度に合わせて設定されたデータに応じた発光量となるように各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１１６）。
【００５７】
各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、アレイ屈折素子３６に供給され、各レーザビームＬ毎に主走査方向に４つに分割（ビームシェアリング）される。そして、この４分割されたレーザビームは、集光レンズ３８を介してドラム１４の記録フィルムＦに、各レーザビーム毎に副走査方向に２つに分割された状態で集光される。
【００５８】
すなわち、図７（Ａ）に示すように、各レーザビームＬの光軸上のレーザビームＬが平行光束となる位置で、かつファーフィールドパターンのできる位置近傍にアレイ屈折素子３６を配置した場合、図７（Ｂ）に示すように、各レーザビームＬはアレイ屈折素子３６によって一旦４つに分割され、図７（Ａ）に示すように、アレイ屈折素子３６により４つに分割された各レーザビームが集光レンズ３８で集光されることによって、被走査面上で副走査方向に２つずつ重ね合わされ、結果的に２つに分割された状態になる。
【００５９】
このとき、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、主走査方向に対して焦点位置からレーザビームの入射側を見たときと、焦点位置からレーザビームの出射側を見たときとで、各レーザビームのボケ方が光軸方向に対して略対称となり、この結果としてレーザ記録装置１０Ａにおける記録画像の画質を向上することができる。
【００６０】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１３（Ｂ）に示す２つの強度分布、すなわち２つに分割されたレーザビームの各強度分布が副走査方向に合成された状態の強度分布からなるビームスポットＳ１’〜Ｓ７’（図６（Ｂ））が形成される。
【００６１】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ７’は、図６（Ｂ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗ’のピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度がＫ０（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される（ステップ１１０）。
【００６２】
このように、記録画像の解像度を２・Ｋ０（ｄｐｉ）からＫ０（ｄｐｉ）に変更した場合、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に挿入するだけでビームスポットＳ１〜Ｓ７をビームスポットＳ１’〜Ｓ７’に容易に拡大することができ、しかも、副走査速度が高速化されるので、高速で画像記録を行うことが可能となる。
【００６３】
同様にして、解像度をＫ０（ｄｐｉ）から２・Ｋ０（ｄｐｉ）に変更することができる。
【００６４】
上記ステップ１００の処理が本発明の入力手段に相当する。
【００６５】
以上詳細に説明したように、本第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６は、各々入射された１本のレーザビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本のレーザビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材ａ１及びｂ１を、上記レーザビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、レーザ記録装置１０Ａで用いられた際における記録画像の画質を低コストで向上させることができる。
【００６６】
また、本第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６は、本発明の単位表面形状として、入射された１本のレーザビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状を適用しているので、アレイ屈折素子３６を、分割対象とするレーザビームが略平行光束となる部位に対応できるようにすることができる。
【００６７】
更に、本第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６は、光学硝子によって構成しているので、当該アレイ屈折素子３６を一軸性結晶により構成する場合に比較して格段に低コスト化することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、アレイ屈折素子３６として、図８（Ａ）に示すように、平面視長方形状の屈折部材ａ１及びレーザビームの入射側に副走査方向の一端部から他端部にかけて直線状の傾斜面を有する屈折部材ｂ１を、レーザビームの分割方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成されたものを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、上記光ビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成されているものであれば、如何なるものも適用することができる。
【００６９】
図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）には、本実施の形態で示したアレイ屈折素子３６と同様に適用できるアレイ屈折素子又はアレイ回折素子の形状を規定する２つの屈折部材の形状例（平面図）が示されている。図８（Ｂ）に示したものは、レーザビームの入射側に副走査方向の一端部から他端部にかけて直線状の傾斜面を有する屈折部材ａ２、及びレーザビームの入射側に副走査方向の他端部から一端部にかけて直線状の傾斜面（傾斜方向が屈折部材ａ２の傾斜面とは逆となる傾斜面）を有する屈折部材ｂ２の例であり、これらの屈折部材を主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成することにより本発明のアレイ屈折素子を得ることができる。このアレイ屈折素子によれば、入射されたレーザビームを、当該レーザビームの光軸に対して対象となる方向に分割して射出することができる。
【００７０】
また、図８（Ｃ）に示したものは、レーザビームの入射側に副走査方向の一端部側から他端部側に向けた直線状の傾斜面を複数有する屈折部材ａ３、及びレーザビームの入射側に副走査方向の他端部側から一端部側に向けた直線状の傾斜面（傾斜方向が屈折部材ａ３の傾斜面とは逆となる傾斜面）を複数有する屈折部材ｂ３の例であり、これらの屈折部材を主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成することによっても本発明のアレイ屈折素子を得ることができる。このアレイ屈折素子によれば、図８（Ｂ）に示したアレイ屈折素子と同様に、入射されたレーザビームを、当該レーザビームの光軸に対して対象となる方向に分割して射出することができる。
【００７１】
更に、図８（Ｄ）に示したものは、レーザビームの入射側に副走査方向の他端部側から一端部側に向けた直線状の傾斜面を多数有する回折部材ａ４、及び平面視長方形状の屈折部材ｂ４の例であり、これらの回折部材及び屈折部材を主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成することによっても本発明のアレイ回折素子を得ることができる。但し、各段差の高さは、回折部材の屈折率をｎ、空気の屈折率を１、光の波長をλとしたとき、λ／（ｎ−１）の整数倍になるようにする。このアレイ回折素子によれば、入射されたレーザビームを、当該レーザビームの光軸方向と平行となる方向と、当該光軸から副走査方向に徐々に離間する方向とに分割して射出することができる。
【００７２】
なお、ここでは、アレイ回折素子を、回折部材及び屈折部材の双方を用いて構成した場合について説明したが、屈折部材ｂ４を回折部材にすることにより回折部材のみで構成することもできるし、回折部材ａ４を屈折部材にすると共に、屈折部材ｂ４を回折部材として構成することもできる。
【００７３】
また、図８に示した例では、屈折部材又は回折部材の傾斜面を全てレーザビームの入射側に設けた場合について示したが、同様の傾斜面をレーザビームの出射側に設ける形態とすることもできる。これらのアレイ屈折素子やアレイ回折素子でも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００７４】
ここで、本実施の形態に係るアレイ屈折素子又はアレイ回折素子の製造方法の具体例について説明する。当該アレイ屈折素子又はアレイ回折素子の製造方法としては、板状の光学硝子に対して図８に示されるような傾斜面を切削により形成することによって製造する方法や、当該傾斜面を板状の光学硝子に対してバイナリ・オプティクスと呼ばれる手法により形成することによって製造する方法等を例示することができる。ここでは、アレイ回折素子をバイナリ・オプティクスにより製造する方法について、図９を参照しつつ説明する。また、図９では、一例として、図８（Ｄ）に示される形状の回折部材をレーザビームの分割方向と直交する方向にアレイ状に並べた形状となるように構成されたアレイ回折素子を製造する場合について図示している。
【００７５】
まず、図９（Ａ）に示すように、所定板厚の板状硝子ＧＬの一方の表面（以下、「加工面」という。）全域をマスクし、次に、図９（Ｂ）に示すように、当該マスクの一部領域に光を照射して、光の照射された当該領域のマスクを除去し、次に、図９（Ｃ）に示すように、当該領域をエッチングによって板厚方向に所定深さだけ掘り下げて凹部を形成し、更に、図９（Ｄ）に示すように、板状硝子ＧＬの加工面全域に残されたマスクを全て除去する。
【００７６】
その後、図９（Ｅ）に示すように、板状硝子ＧＬの加工面とエッチングにより形成された凹部の底面とをマスクし、次に、図９（Ｆ）に示すように、各マスクの同一側端部（図９の場合は左端部）から当該マスクの中心位置までの領域に光を照射して光の照射された領域を除去し、次に、図９（Ｇ）に示すように、当該領域をエッチングによって板厚方向に所定深さだけ掘り下げ、更に、図９（Ｈ）に示すように、板状硝子ＧＬの加工面全域に残されたマスクを全て除去する。
【００７７】
以上の工程により、板状硝子ＧＬの加工面には断面視階段状の凹部を形成することができ、以下、図９（Ｅ）〜図９（Ｈ）に示される工程を繰り返し行うことによって、当該加工面に傾斜面を形成することができる。
【００７８】
このようなバイナリ・オプティクスにより形成される階段状の凹部の段数をレベル（図９（Ｈ）に示される状態は４レベル。）と呼んでいるが、理論的に、当該凹部に形成された傾斜面により所望の方向に回折される光の割合は、８レベルの傾斜面の場合で約９５％、１６レベルの傾斜面の場合で約９８．７％となる。従って、１６レベル程度の加工でも、十分実用に耐え得るアレイ回折素子を製造することができると考えられる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、光学硝子を用いてアレイ屈折素子を一体整形する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に各々示される形状の屈折部材ａ１〜ａ３或いは回折部材ａ４、及び屈折部材ｂ１〜ｂ４を対単位でアレイ状に並べて接着することによりアレイ屈折素子又はアレイ回折素子を構成する形態とすることができることは言うまでもない。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、本発明のアレイ屈折素子を光が略平行光束となる部位に配設し、入射光を互いに異なる角度に分割して出射するものとした場合の形態について説明したが、本第２実施形態では、アレイ屈折素子を光が収束する部位に配設し、入射光を光軸が当該入射光の光軸と平行となるように分割して出射するものとした場合の形態について説明する。
【００８１】
まず、図１０を参照して、第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの構成について説明する。なお、同図における図１に示されるレーザ記録装置１０Ａと同一の構成要素には図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
同図に示すように、本第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂは、アレイ屈折素子３６に代えてアレイ屈折素子３６’を用いている点と、アレイ屈折素子３６’を集光レンズ３８と記録フィルムＦとの間のレーザビームＬの収束する部位に配設した点のみが、上記第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａと相違している。
【００８３】
本第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’は、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示すように、各々入射されたレーザビームＬを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該レーザビームＬを２つに分割する単位表面形状を有する２枚の屈折部材ｃ（本実施の形態では、板状の光学硝子。）を、レーザビームＬの分割方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に対単位でアレイ状に２組並べた形状となるように構成したものであり、レーザビームＬの分割方向が副走査方向に一致するように素子移動モータ４０によって位置決めされる。
【００８４】
なお、本実施の形態に係るアレイ屈折素子３６’は、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示すように、所定板厚の４枚の光学硝子を、各々所定方向（同図では、副走査方向）に対して一方向及び当該一方向と逆方向に交互に所定角度傾斜するように、各々の上記所定方向中心位置で光学用接着剤を用いて接着することにより構成されている。ここで、上記光学用接着剤としては、バルサム、エポキシ系接着剤、シリコン系接着剤等を用いることができる。また、一例として、分割されたレーザビームＬの被走査面におけるビームスポットの間隔を１１．６（μｍ）とし、上記光学硝子の板厚が０．１５（ｍｍ）である場合の上記所定角度は６°である。
【００８５】
解像度をＫ０（ｄｐｉ）に設定した場合において、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、図１１（Ａ）に示すように集光レンズ３８に供給されて集光される。
【００８６】
集光レンズ３８によって集光されたレーザビームＬは、アレイ屈折素子３６’に供給され、図１１（Ｃ）に示すように主走査方向に４つに分割（ビームシェアリング）されると共に、アレイ屈折素子３６’の単位表面形状に対応する一対の部位の各々から、分割された２つのレーザビームＤ１、Ｄ２の光軸がレーザビームＬの光軸と平行となるように出射される。そして、この４分割されたレーザビームは、ドラム１４に設けられた記録フィルムＦの被走査面上で副走査方向に２つずつ重ね合わされ、結果的に各レーザビームＬ毎に副走査方向に２つに分割された状態で集光される。
【００８７】
このとき、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、主走査方向に対して焦点位置からレーザビームの入射側を見たときと、焦点位置からレーザビームの出射側を見たときとで、各レーザビームのボケ方が光軸方向に対して対称となり、この結果としてレーザ記録装置１０Ｂにおける記録画像の画質を向上することができる。
【００８８】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１３（Ｂ）に示す２つの強度分布、すなわち２つに分割されたレーザビームの各強度分布が副走査方向に合成された状態の強度分布からなるビームスポットＳ１’〜Ｓ７’（図６（Ｂ））が形成される。
【００８９】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ７’は、図６（Ｂ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗ’のピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度がＫ０（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される。
【００９０】
一方、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）の画像を形成する場合は、アレイ屈折素子３６’をレーザビームＬの光路上に位置しないように移動させ、図６（Ａ）に示すビームスポットＳ１〜Ｓ７を得るように制御すればよい。
【００９１】
以上詳細に説明したように、本第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’は、各々入射された１本のレーザビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本のレーザビームを２つに分割する単位表面形状を有する２枚の屈折部材ｃを、上記レーザビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、レーザ記録装置１０Ｂで用いられた際における記録画像の画質を低コストで向上させることができる。
【００９２】
また、本第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’は、上記単位表面形状を、入射された１本のレーザビームを光軸が当該レーザビームの光軸と平行となるように分割して出射する形状としているので、分割対象とするレーザビームが発散する部位又は収束する部位に対応することができる。
【００９３】
更に、上記各実施形態に係るアレイ屈折素子３６、３６’は、屈折部材を主走査方向にアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、屈折部材を副走査方向に並べた形状となるように構成した場合に比較して、形成される画像の画質を向上させることができると共に、レーザビームを効率よく利用することができる。
【００９４】
すなわち、屈折部材或いは回折部材をアレイ状に並べた形状では、各部材の接合部において回折光が発生する。一例として、図１２（Ａ）に示す実施形態にかかわるアレイ屈折素子では、屈折部材をアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、上記接合部において回折される光は、理論的には、０次光の光強度に対して一次回折光は約４０％もの光強度を有する。この場合、図１２（Ｂ）に示すように、光源のブロードエリア方向を少なくとも主走査方向にとることにより、被走査面での主走査方向の０次のスポット径に対し前記主走査方向に一次で回折される光のスポット位置のずれを相対的に小さくすることができるため、これにより、当該回折光を主走査方向の画像形成用に利用することができ、レーザービームを効率よく利用することができる。この回折光を利用できることは非常に効果的である。
【００９５】
また、この場合の被走査面での副走査方向の光強度分布は、一例として図１２（Ｂ）の下図に示すものとなるのに対し、屈折部材を副走査方向に並べた形状となるようにアレイ屈折素子を構成した場合の回折光は、ビームスポットの位置から副走査方向にずれた状態で出現するため、図１２（Ｂ）に示す状態のような副走査方向の光強度分布両端のエッジ部をシャープなままに維持することができない。これに対し、主走査方向にアレイ状に並べた形状となるようにアレイ屈折素子を構成することでシャープな線画像を形成することができ、当該線画像の線幅が変動しにくくなり、この結果として画質を向上させることができる。
【００９６】
一方、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、アレイ屈折素子を、ファイバーアレイ部３０と記録フィルムＦとの間で、かつアレイ方向が当該レーザビームのブロードエリア方向と平行となるように配置しているので、当該レーザビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置における当該レーザビームのボケ方が光軸方向に対して対称となるようにでき、この結果として記録画像の画質を向上することができると共に、アレイ屈折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる。
【００９７】
また、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、アレイ屈折素子を、レーザビームのファーフィールドパターンができる位置に配置しているので、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬの全てに対して、アレイ屈折素子を同様に作用させることができる。
【００９８】
また、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、走査露光によって記録フィルムＦ上に形成される画像の解像度を示す解像度情報（上記各実施形態の「解像度データ」に相当。）を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度（上記各実施形態では、２・Ｋ０（ｄｐｉ））である場合にアレイ屈折素子が半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度（上記各実施形態では、Ｋ０（ｄｐｉ））である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、記録フィルムＦに画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
【００９９】
更に、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、半導体レーザＬＤをアレイ屈折素子によるレーザビームＬの分割方向に沿って複数配置し、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬを各々アレイ屈折素子によって分割して記録フィルムＦに導くように構成しているので、画像を高速に記録することができる。
【０１００】
なお、上記第２実施形態では、アレイ屈折素子３６’をレーザビームが集光する部位に配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザビームが発散する部位、すなわち、ファイバーアレイ部３０とコリメータレンズ３２との間に配設する形態とすることもできる。この場合も、上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０１】
また、上記各実施形態では、本発明をマルチビームスキャンを行うレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光源が１つの半導体レーザで構成されたシングルビームスキャンを行うレーザ記録装置に適用することもできる。この場合も、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るアレイ屈折素子及びアレイ回折素子によれば、各々入射された１本の光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、上記光ビームの分割方向と直交する方向に対単位でアレイ状に並べた形状となるように構成しているので、露光記録装置で用いられた際における記録画像の画質を低コストで向上させることができる、という効果が得られる。
【０１０３】
また、本発明に係る露光装置によれば、本発明のアレイ屈折素子又はアレイ回折素子を、光源と記録媒体との間で、かつアレイ方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように配置しているので、当該光ビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置における当該光ビームのボケ方が光軸方向に対して対称となるようにでき、この結果として記録画像の画質を向上させることができると共に、本発明のアレイ屈折素子及びアレイ回折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの概略構成図（平面図）である。
【図２】実施の形態に係るファイバーアレイ部３０の概略構成図（側面図）である。
【図３】第１実施形態に係るアレイ屈折素子３６の構成を示す概略構成図（平面図）である。
【図４】実施の形態に係るレーザ記録装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】解像度に応じて画像記録を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態に係るレーザ記録装置１０による記録フィルムＦ上でのビームスポットの状態を示す概略図である。
【図７】第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの作用及びアレイ屈折素子３６の構成の説明に供する概略図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は斜視図である。
【図８】本発明のアレイ屈折素子又はアレイ回折素子の形状を規定する２つの屈折部材の形状例を示す平面図である。
【図９】本発明のアレイ回折素子のバイナリ・オプティクスによる製造方法の説明に供する断面図である。
【図１０】第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの概略構成図（平面図）である。
【図１１】（Ａ）は第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの作用の説明に供する概略図（平面図）であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’の構成及び作用の説明に供する概略図（（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図）である。
【図１２】各実施の形態に係るアレイ屈折素子の効果の説明に供する説明図である。
【図１３】集光点におけるレーザビームの強度分布の状態例を示すグラフである。
【図１４】従来技術の問題点の説明に供する概略図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ レーザ記録装置
１２ 露光ヘッド
１４ ドラム
１６ 副走査モータ
２０ 光ファイバー
３０ ファイバーアレイ部
３２ コリメータレンズ（集光光学系）
３６、３６’ アレイ屈折素子
３８ 集光レンズ（集光光学系）
４０ 素子移動モータ（移動手段）
Ｌ レーザビーム
ＬＤ 半導体レーザ（光源）
Ｆ 記録フィルム（記録媒体）
Claims (8)
- 外周面に記録媒体が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、前記記録媒体に記録すべき画像の画像データに応じて変調された光ビームを集光する露光ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を当該記録媒体に記録する露光装置であって、
少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光し、前記画像データに応じて変調された前記光ビームを射出する光源と、
前記露光ヘッドに設けられ、前記光源から射出された前記光ビームを前記記録媒体上に集光する集光光学系と、
前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ屈折素子と、
を備えた露光装置。 - 前記単位表面形状を、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状とするか、又は入射された１本の前記光ビームを光軸が当該光ビームの光軸と平行となるように分割して出射する形状とした
請求項１記載の露光装置。 - 前記アレイ屈折素子を、前記光源から射出された前記光ビームのファーフィールドパターンができる位置に配置した
請求項１又は２記載の露光装置。 - 走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、
前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光源から射出された前記光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動させる移動手段と、
を更に備えた請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の露光装置。 - 外周面に記録媒体が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、前記記録媒体に記録すべき画像の画像データに応じて変調された光ビームを集光する露光ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を当該記録媒体に記録する露光装置であって、
少なくとも主走査方向についてはブロードエリアで発光し、前記画像データに応じて変調された前記光ビームを射出する光源と、
前記露光ヘッドに設けられ、前記光源から射出された前記光ビームを前記記録媒体上に集光する集光光学系と、
前記露光ヘッドに設けられ、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる位置に向けて出射することにより当該１本の前記光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する、少なくとも１つが回折部材とされた２つの屈折部材を、前記光ビームの分割方向が副走査方向となるように、当該副走査方向に直交する主走査方向に対単位でアレイ状に並べた形状に構成されたアレイ回折素子と、
を備えた露光装置。 - 前記単位表面形状を、入射された１本の前記光ビームを互いに異なる角度方向に分割して出射する形状とした
請求項５記載の露光装置。 - 前記アレイ回折素子を、前記光源から射出された前記光ビームのファーフィールドパターンができる位置に配置した
請求項５又は請求項６記載の露光装置。 - 走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、
前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記アレイ回折素子が前記光源から射出された前記光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記アレイ回折素子が前記光軸上に位置されるように当該アレイ回折素子を移動させる移動手段と、
を更に備えた請求項５乃至請求項７の何れか１項記載の露光装置。
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