JP5042580B2 - 半導体レーザ光源ユニット - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザ光源ユニットから出射された光ビームを集光した時に現れるサイドローブを低減することのできる半導体レーザ光源ユニットに関し、詳しくは、半導体レーザ光源から出射された光ビームをコリメータレンズで略平行光にするときに、コリメータレンズの端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みなどによるサイドローブを低減することができ、特に、インナードラム露光装置（内面走査型光ビーム走査露光装置）等に好適に用いることのできる半導体レーザ光源ユニットに関する。

一般に、オフセット印刷（平版印刷）には、感光性平版印刷版（以下、ＰＳ版、という）が利用されている。この平版印刷の分野では、コンピュータ等のデジタルデータに基づいてレーザ露光処理を行い、自動現像機でＰＳ版上に形成された潜像を顕像に変換する現像処理をして直接印刷版を製版するＣＴＰ（Computer to Plate）システムが実用化されている。
このようなＣＴＰシステムでは、ドラムの内周面上に配置した記録媒体であるＰＳ版の感光面にレーザ等の光ビームを導いて走査露光処理を行う、いわゆるインナードラム露光装置（内面走査型光ビーム走査露光装置）が広く用いられている。

このインナードラム露光装置は、一般に、光源ユニットと、集光レンズと、モノゴンと、副走査移動手段と、記録媒体であるＰＳ版を配置するドラムとを備える。
光源ユニットは、半導体レーザ（ＬＤ）光源が出射した光ビームをコリメータレンズ等を含む光学系で略平行光にする。
集光レンズは、この光ビームを集光して、モノゴンに向け照射する。
モノゴンは、ＬＤ光源からの集光ビームを入射させ反射させる反射鏡とスピナとを備え、この反射鏡を高速で回転させるものである。副走査移動手段は、モノゴン自体をドラムの円弧中心軸の軸線方向に移動させるものである。モノゴンは、高速で回転駆動される反射鏡に、ＬＤ光源からの集光ビームを入射、反射させて、ドラムの内周面に配置されたＰＳ版の感光面を主走査方向に露光するとともに、副走査移動手段によってドラムの円弧中心軸の軸線方向に等速度で移動（副走査）し、ＰＳ版の感光面の全面を露光する。

ところで、一般的に、半導体レーザ光源から出射された光ビームは、進行方向に沿って所定の角度で放射されるため、コリメータレンズで略平行光にされる（特許文献１参照）。
ここで、特許文献１は、本出願人の出願に係るものであるが、図８に示すように、半導体レーザ光源１００から出射された光ビーム１０２の中央部分の光ビーム１０４のみを通過させる開口部１０６を有する光量調整板（開口板）１０８をコリメータレンズ１１０と集光レンズ１１２の間に挿入することにより、光ビーム１０２が拡がりの大きい低出力領域の自然発光光ビームの場合やレーザ発振光ビームであるが拡がりに若干のばらつきがある場合にも、それらの影響を回避して集束スポット径を常に一定にできることが開示されている。

一方、高出力ではあるが、ストライプ状の発光部を有し、ニアフィールドパターンに強度むらがある半導体レーザ光源を光ディスクの媒体面の初期化に用いるために、半導体レーザ光源から出射される光ビームの強度分布（むら）を低減させる試みが提案されている（特許文献２参照）。
この特許文献２は、図９（ａ）に示すように、ストライプ状の発光部を有する半導体レーザ光源から出射された、強度分布（むら）を持つ光ビームに対し、図９（ｂ）に示すような光ビームの強度分布（むら）と対応する、すなわち比例する濃度分布を持つフィルタをコリメータレンズの下流側の光路中に配置することにより、図９（ｃ）に示すような強度分布（むら）の無い光ビームを得ることができ、この強度分布（むら）の無い光ビームを用いて、光ディスクの媒体面の初期化を行う光ディスクの初期化装置を開示している。

特開昭６３−５１６８７号公報 特開平１０−３１８２０号公報

ところで、半導体レーザ光源から出射された光ビームを集光すると、前記光源の放射角度の大きい方向にサイドローブが生じる。
このサイドローブの発生は、以下のように考えられる。
半導体レーザ光源から出射された光ビームをコリメータレンズで略平行光にする時に、コリメータレンズの端で、けられによる回折光が発生し、コリメータレンズの端部近くで生じた歪みによる波面歪みなどによって光ビームの波面が歪む。このように回折光が発生した光ビームや波面が歪んだ光ビームを集光すると、回折光や波面の歪みにより集光スポットの脇にサイドローブが生じる。

近年、平版印刷の分野では、高画質化への要望からＦＭスクリーンでムラなく記録できることが望まれている。しかし、フォトポリマ感材のようなフォトンモード感材は、集光スポットのすそ近くに感材の記録閾値があるため、サイドローブ量によって非露光部が記録されたり、光路中の空気の揺らぎによっても集光スポットのすそ近くの光量が変動を受けやすいことから、これによって記録画像内にむらができやすいという問題があった。特に、上述したインナードラム露光装置のように、反射鏡をモノゴンが高速回転するものでは、光路中に空気の揺らぎが発生するので、記録画像内のサイドローブによるむらは、大きな問題となる。

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、コリメータレンズの回折光を低減して、結果的にサイドローブを低減することができるが、限定的であり、コリメータレンズ内部の歪みやコマ収差等で生じた波面歪みなどを低減することについては、何ら開示するものでも示唆するものでもない。

また、特許文献２に開示の技術は、図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、ストライプ状の発光部を有する半導体レーザ光源から出射された主たる光ビームが必然的に持つ強度分布（むら）を、これに対応する濃度分布を持つフィルタで無くすことを開示しているものの、半導体レーザ光源からの出射光ビームをコリメータレンズで略平行光にする際に主たる光ビームにサイドローブ、その原因となるコリメータレンズ端でのけられによる回折光や、コリメータレンズ内部の歪み等で生じた波面歪みなどが発生することについて全く認識していないし、その示唆すらなく、ましてや、これらを低減することなど、全く開示するものでも示唆するものでもない。

このため、従来は、このサイドローブを抑えるために、半導体レーザ光源とコリメータレンズとを組立調整する際に、半導体レーザ光源とコリメータレンズとの間にくさび部材を試行錯誤で選定して挿入したり、開口数（ＮＡ）の大きいコリメータレンズを使用していたりしていたが、サイドローブを十分に抑えることはできなかった。
このようにしても、半導体レーザ光源およびコリメータレンズには、それぞれの固体ばらつきがあるし、組立調整による調整には限界があり、このサイドローブの大きさはばらついてしまい、例えば、ピーク強度を１００％とすると、１０％近くサイドローブが発生する場合もあり、これらを抑えることはできなかった。

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、半導体レーザ光源から出射された光ビームをコリメータレンズで略平行光にするときに、コリメータレンズの端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みなどを低減し、従って、半導体レーザ光源ユニットから出射された光ビームを集光した時に現れるサイドローブを低減することのできる半導体レーザ光源ユニットを提供することにある。
また、本発明の他の課題は、上記課題に加え、光路中に使用される光学部材による戻り光などのフレアを含まず、ビーム形状に歪みがなく略円形のビーム径を持ち、カットされる光量が少ない光ビームを出射することのできる半導体レーザ光源ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、一方向に放射角度が大きい光ビームを出射する半導体レーザ光源と、この光源から出射された光ビームを略コリメートするためのコリメータレンズと、前記コリメータレンズの前記光ビームの進行方向の下流側に配置され、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームの光軸中心から前記一方向に向かって濃度が次第に高くなるように設定された濃度分布を持ち、前記コリメータレンズの回折光を所定値まで低減するために、濃度分布フィルタを前記光軸および前記一方向に対して直交する方向を軸に回転調整する機構を有することを特徴とする半導体レーザ光源ユニットを提供するものである。なお、ここで、「一方向」とは、半導体レーザ光源が出射した光ビームの放射角度の大きい方向を意味する。また、「回転調整」とは、濃度分布フィルタ等の傾斜角度を調整することを意味する。

ここで、前記濃度分布フィルタは、さらに、前記コリメータレンズの開口近傍で生じる波面歪みをも低減するためのものであるのが好ましい。
また、前記濃度分布フィルタは、前記コリメータレンズの開口で生じる前記回折光および前記波面歪みを１／２以下に低減するためのものであるのが好ましい。

また、さらに、前記濃度分布フィルタの前記光ビームの進行方向の下流側に配置された略円形の開口を備える第１開口板を有するのが好ましい。
また、さらに、この第１開口板を、前記光軸および前記濃度分布フィルタの回転軸と直交する軸を中心に回転調整する機構を有するのが好ましい。

また、さらに、前記コリメータレンズと前記濃度分布フィルタの間に配置され、前記光ビームを前記濃度分布フィルタ透過後で所定のビーム径の略円形の光ビームにするビーム整形光学系を有し、前記濃度分布フィルタは、前記ビーム整形光学系に対して、前記コリメータレンズの位置と略共役な位置に配置されるものであるのが好ましい。
ここで、所定のビーム径とは、光ビームを集光レンズ系により、集光し結像させて走査露光に用いる場合に、集光レンズに入射させるのに適したビーム径をいう。
また、前記ビーム整形光学系は、前記コリメータレンズの「けられ」部の共役像を作るためのものであり、前記濃度分布フィルタは、前記ビーム整形光学系に対して、前記コリメータレンズの「けられ」位置と略共役な位置に設置されるものであるのが好ましい。
また、前記ビーム整形光学系は、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームを、一旦集光し、その後、発散させるものであるのが好ましい。

また、前記ビーム整形光学系は、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームを一旦集光する集光レンズと、この集光レンズで集光、発散された位置に前記一方向に前記所定のビーム径にする第１のシリンドリカルレンズと、前記集光レンズで集光、発散された位置に前記一方向と直交する方向に、前記所定のビーム径にする第２のシリンドリカルレンズとを有し、前記第１および第２のシリンドリカルレンズを透過した光ビームを、前記濃度分布フィルタ透過後で前記所定のビーム径の略円形の光ビームにするものであるのが好ましい。
また、前記ビーム整形光学系は、リレーレンズであるのが好ましい。

また、前記ビーム整形光学系の間に設置され、前記光源から出射された光ビームのみを通し、前記濃度分布フィルタで反射された戻り光をカットするための開口を備える第２開口板を有するのが好ましい。
また、前記第２開口板は、前記ビーム整形光学系が、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームを、一旦集光し、その後、発散させて、前記所定のビーム径の略円形の光ビームにするものであるとき、前記光ビームが最も集光された位置に配置されるのが好ましい。

また、本発明は、一方向に放射角度が大きい光ビームを出射する半導体レーザ光源と、この光源から出射された光ビームを略コリメートするためのコリメータレンズと、前記コリメータレンズの前記光ビームの進行方向の下流側に配置され、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームの光軸中心から前記一方向に向かって濃度が次第に高くなるように設定された濃度分布を持つ濃度分布フィルタであって、前記光軸および前記一方向に対して直交する方向を軸に傾けて配置された濃度分布フィルタとを有することを特徴とする半導体レーザ光源ユニットを提供するものである。

また、本発明は、一方向に放射角度が大きい光ビームを出射する半導体レーザ光源から出射された、コリメータレンズにより略コリメートされた光ビームを集光した時に生じるサイドローブを低減させる方法であって、前記コリメータレンズの前記光ビームの進行方向の下流側に配置され、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームの光軸中心から前記一方向に向かって濃度が次第に高くなるように設定された濃度分布を持つ濃度分布フィルタの前記光軸および前記一方向に対して直交する方向を軸とする濃度分布フィルタの回転調整を、光ビームが含むサイドローブの大きさを確認しつつ行うことを特徴とする光ビームのサイドローブの低減方法を提供するものである。

また、前記濃度分布フィルタの前記光ビームの進行方向の下流側に配置された略円形の開口を備える前記第１開口板を、前記光軸および前記濃度分布フィルタの回転軸と直交する軸を中心に回転調整することが好ましい。

本発明は、上述の構成により、半導体レーザ光源から出射された光ビームをコリメータレンズで略平行光にするときに、コリメータレンズの端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪を低減し、従って半導体レーザ光源ユニットから出射された光ビームを集光した時に現れるサイドローブを低減することのできる半導体レーザ光源ユニットを提供することができる。
さらに、本発明は、光路中に使用される光学部材による戻り光などのフレアを含まず、ビーム形状に歪みがなく略円形のビーム径を持ち、カットされる光量が少ない光ビームを出射することのできる半導体レーザ光源ユニットを提供することができる。

本発明の半導体レーザ光源ユニットは、半導体レーザ光源（以下、単に、レーザ光源または光源という）から出射された光ビームの進行方向に沿って、コリメータレンズの下流側に、濃度分布フィルタを備える。また、濃度分布フィルタは、光ビームの光軸中心から放射角度が大きい方向に沿って濃度が次第に高くなるように設定された濃度分布を持ち、光ビームの光軸および光ビームの放射角度が大きい方向に対して直交する方向を軸に回転調整する機構により支持される。濃度分布フィルタを回転調整することにより、コリメータレンズの端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みなどにより、レーザ光源ユニットから出射された光ビームを集光する時に現れるサイドローブを低減することができる。

また、本発明において、第１開口板を配置し、この開口板を回転調整する機構を持つものでは、この開口板を回転調整することにより、濃度分布フィルタを通過した光ビームの光軸に対する放射角度の大きい方向に直交する小さい方向のビーム径を調整して、濃度分布フィルタを通過した光ビームの形状を略円形に整形することができる。

また、本発明において、リレーレンズ系などのビーム整形光学系を備えるものでは、コリメータレンズの端部の共役像、すなわち、端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みなどを濃度分布フィルタの位置に作ることができるので、濃度分布フィルタによって回折光や波面歪みなどをより十分に、効率よく低減でき、その結果、サイドローブをより十分に低減できる。また、濃度分布フィルタに入射する光ビームの形状を略円形に整形することができ、その結果、十分にサイドローブが低減され、その形状が略円形に整形された露光に適切な光ビームとすることができる。
さらに、本発明において、このビーム整形光学系内に第２開口板を配置するものでは、濃度分布フィルタの表面で反射され、レーザ光源に戻る反射光をカットできるので、戻り光ノイズを防ぐことができる。
また、以上のような効果を持つ半導体レーザ光源ユニットをインナードラム露光装置に適用した場合には、レーザ光源の出力を上げても、サイドローブが低減された光ビームによってＰＳ版等の記録媒体を露光できる。このため、集光スポットのすそ近くに感材の記録閾値があるフォトポリマ感材のようなフォトンモード感材においても、ＰＳ版上の所望しない部分が露光されることがなく、適切な網点画像が形成された高品質の印刷版を作成することができ、その結果、画質劣化のない高画質、高品質の印刷物を得ることができる。

本発明に係る半導体レーザ光源ユニット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。
なお、以下では、本発明に係るサイドローブ低減手段を備えた半導体レーザ光源ユニットをオフセット印刷用のＰＳ版にレーザ露光を行うインナードラム露光装置に適用する場合を代表例に挙げて説明する。

図１は、本発明の半導体レーザ光源ユニットを適用するインナードラム露光装置の一実施形態を示す模式的な説明図である。
同図に示すインナードラム露光装置４０は、本発明の半導体レーザ光源ユニット（以下、単に光源ユニットという）１０と、集光レンズ系２２と、モノゴン４２と、ＰＳ版５０等を載置するドラム４８とから構成されている。

光源ユニット１０は、本発明の最も特徴とする部分であり、レーザ光源から出射され、回折光や波面歪みなどによるサイドローブが低減された光ビーム２４を出射するものである。光源ユニット１０についての詳細は後述する。
集光レンズ系２２は、本発明の光源ユニット１０から出射されたサイドローブが低減された光ビーム２４を集光し、ドラム４８の凹面上に載置されたＰＳ版５０上に結像させるための集光結像レンズであり、図示例では、代表例として１枚の凸レンズで表されているが、これに限定されず、複数の種々のレンズ、または、複数の種々のレンズおよび種々の光学部材を組み合わせたレンズ光学系であっても良いし、１組の組レンズであっても良いし、１組または複数の組レンズを含むレンズ光学系であっても良い。
集光レンズ２２で集光された光ビーム２４は、モノゴン４２に入射される。

モノゴン４２は、インナードラム露光装置４０のドラム４８の凹面を形成する略半円筒内周面の中心軸位置に配設されており、４５°傾斜された反射鏡面４４ａをその頂面に備える反射鏡部材４４が取り付けられたスピナ４６と、スピナ４６を高速で回転させるモータなどの駆動源（図示せず）とを有する。スピナ４６は、図示しない制御装置のスピナドライバ（図示せず）によって回転制御がなされる駆動源によって高速回転（例えば、１０，０００ｒｐｍ以上）される。このスピナ４６の回転中心軸は、ドラム４８の凹面の中心軸と一致するように構成されている。

こうして、モノゴン４２は、光源ユニット１０から出射され、集光レンズ２２で集光され、サイドローブが低減された光ビーム２４を、反射鏡部材４４の反射鏡面４４ａで反射させて、９０°偏向させ、ＰＳ版５０の感光面（記録面）を露光するとともに、反射鏡面４４ａを高速回転させることにより、反射鏡部材４４で偏向させられた光ビーム２４によってＰＳ版５０の感光面の主走査を行う。
また、モノゴン４２は、図示しない副走査移動手段によって、ドラム４８の凹面の中心軸に沿ってその軸線方向（図１の矢印ａ方向）に等速度で副走査移動される。この副走査移動手段（図示せず）によるモノゴン４２の副走査方向（図１中の矢印ａ方向）への移動は、スピナドライバなどをも制御する制御装置（図示せず）によって制御される。

インナードラム露光装置４０は、凹面を形成するドラム４８を母体として構成されており、ドラム４８の凹面は、略半円筒の円弧状内周面によって形成されており、この内周面に沿ってＰＳ版５０を載置するようになっている。
インナードラム露光装置４０では、図示しない真空吸着手段によって、記録媒体である未使用のＰＳ版５０をドラム４８の内周面に確実に密着させて沿わせた状態に載置してから上述した走査露光を行う。

こうして、モノゴン４２は、光源ユニット１０から出射される、画像情報に応じて変調された光ビーム２４を、高速回転する反射鏡部材４４の反射鏡面４４ａで反射させて主走査方向への走査露光を行いながら、モノゴン４２を副走査方向へ移動することによって、ドラム４８の内周面に載置されたＰＳ版５０の記録面を２次元的に走査し、ＰＳ版５０の記録面全面に対して２次元画像を記録する。

次に、本発明の光源ユニットについて説明する。
図２は、本発明の光源ユニットの一実施形態に用いる露光光学系および各部における光ビームの形状（強度分布形状）を模式的に示す説明図である。
図示例の光源ユニット１０およびこれを用いる露光光学系は、図１に示すインナードラム露光装置４０に用いられるもので、光源ユニット１０は、基本的に、レーザ光源１２と、コリメータレンズ１４と、濃度分布フィルタ１８とを有する。
ここで、光源ユニット１０は、レーザ光源１２から出射され、コリメータレンズ１４で略平行光とされる光ビーム２４を濃度分布フィルタ１８に入射させることにより、略平行光とする時にコリメータレンズ１４で生じる回折光や波面歪みなどにより現れるサイドローブを低減し、サイドローブが低減され、記録媒体の露光に適した光ビーム２４を出射するものである。

半導体レーザ（ＬＤ）光源１２は、ＰＳ版５０などの記録媒体を露光可能な所定の波長を持つコヒーレントなレーザ発振光ビームを出射するものであり、出射された光ビーム２４は、光ビームの進行方向に直交する方向に所定の放射角度で拡がりながら進行していくものである。なお、一般に、出射光ビーム２４の進行方向に対する放射角度は、進行方向に直交する面内において、一方向において大きく、この方向に直交する方向において小さい（つまり、進行方向に直交する面内で、略楕円形状をなしている）。
本発明に用いられるレーザ光源１２としては、このような記録媒体を露光可能な所定波長のレーザ発振光を出射できればどのような半導体レーザ光源であっても良く、半導体レーザ（ＬＤ）素子を用いる光源であれば良い。

コリメータレンズ１４は、レーザ光源１２から出射され、拡散された光ビーム２４を略平行な光ビームとするもので、レーザ光源１２の近傍で、かつ光ビーム出射側に、その中心を光源１２から出射された光ビーム２４の光軸中心と一致させて配置される。コリメータレンズ１４と光源１２との位置関係は、コリメータレンズ１４の中心に対する光源１２の出射面位置がコリメータレンズ１４の焦点位置となるように設定されるのが好ましい。

濃度分布フィルタ１８は、本発明の特徴的な部分であり、レーザ光源１２から出射された光ビーム２４が、コリメータレンズ１４で略平行光とされる時にコリメータレンズ１４の端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みや、レーザ光源１２の半導体レーザ素子自体の波面歪みなどによるサイドローブ６０ａを低減するものである。
濃度分布フィルタ１８は、コリメータレンズ１４に対して光ビーム進行方向下流側に、その中心をコリメータレンズ１４の光軸中心と一致させて、光ビーム２４の光軸および光ビーム２４の進行方向に対する放射角度が大きい方向（図２中のｃ方向：ファスト軸方向）に対して直交する軸（以下、スロー軸という）を中心に回転調整する回転調整アッシイを用いて、光ビーム２４に対する傾きが調整、すなわち所定の角度に位置決めされ固定される。なお、濃度分布フィルタ１８は、コリメータレンズ１４の回折光および波面歪みなどによるサイドローブ６０ａが最小になるように、スロー軸を中心に図２中の矢印ｅ方向に回転調整され、光軸に対して傾斜するように配置される。
複数の光源ユニットの濃度分布フィルタ１８の回転調整は、濃度分布フィルタ通過後の光ビーム６２に含まれるサイドローブ６０ａの大きさを確認しつつ、濃度分布フィルタ１８が光ビーム２４の光軸と直交する状態から行われた。いずれの場合も、濃度分布フィルタ１８を上記状態から２０〜３０度回転調整したところ、サイドローブ６０ａの大きさを光ビーム６２の大きさの１％以下とすることができた。
以上に、本実施形態の半導体レーザ光源ユニット１０の基本構成および効果を説明した。以下に、この発明の特徴である濃度分布フィルタについて説明し、次に回転調整アッシイについて説明する。

本実施形態の特徴である濃度分布フィルタ１８の詳細について説明する。濃度分布フィルタ１８は、例えば、図３（ａ）に示すよう中心位置から一方向の両側に向かって濃度が徐々に高くなるように、すなわち光透過率が徐々に低下するように構成されている。濃度分布フィルタ１８としては、例えば、図３（ｂ）に示すような光透過率を有するものを挙げることができる。

上述した位置に濃度分布フィルタ１８を配置することにより、コリメータレンズの端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みなどにより、レーザ光源から出射された光ビームを集光した時に現れるサイドローブを低減することができる。また、光源ユニット毎に濃度分布フィルタ１８の回転位置を調整することにより、サイドローブをレーザ光源およびコリメータレンズそれぞれの固体ばらつきによらず低減することができる。
このとき、コリメータレンズの端で生じる回折光は、濃度分布フィルタ１８の濃度が高い部分に入射させられ、所定値まで低減される。また、コリメータレンズの端部近く（開口近傍）で生じる波面歪みも、濃度分布フィルタ１８の濃度が高い部分に入射させられ、所定値まで低減される。

図３（ａ）および（ｂ）に示す濃度分布フィルタ１８においては、一方向、すなわち図３（ａ）中左右方向では、その中央部分は、光透過率が高く、外縁部分では光透過率が低く、中央部分から外縁部分への光透過率の変化はなだらかであり、これに直交する方向、すなわち図３中上下方向では、光透過率は変化しない。
本発明においては、濃度分布フィルタ１８は、光源１２から出射される光ビーム２４の放射角度が大きい方向（図２中のｃ方向）とその光透過率が変化する方向とが一致するように、すなわち、光ビーム２４の放射角度が大きい方向と濃度分布フィルタ１８の図３（ａ）中左右方向とを一致させるように配置される。
なお、本発明においては、光ビーム２４に付随するサイドローブを所望の値まで低下させるために、濃度分布フィルタ１８を回転調整している。このとき、濃度分布フィルタ１８自体によって、サイドローブが生じないように、濃度分布フィルタ１８の光透過率分布は、後述する第１および第２開口板２０および３２の開口２０ａおよび３２ａとは異なり、緩い変化を持たせておく、すなわち、緩く変化するようにしておくのが好ましい。

したがって、濃度分布フィルタ１８の光源１２から出射される光ビーム２４の放射角度が大きい方向の光透過率は、濃度分布フィルタ１８透過前の光ビーム２４の形状および所望の濃度分布フィルタ１８透過後の光ビーム２４の形状とから設計することができる。例えば、本実施形態では、濃度分布フィルタ１８透過前の光ビーム２４のｃ方向の１／ｅ^２幅、１．４ｍｍに対し、濃度分布フィルタ１８透過後の光ビーム２４のｃ方向の１／ｅ^２幅が１．０ｍｍになるように設計してもよい。

本発明に用いられる濃度分布フィルタ１８は、例えば、図３（ｂ）に示すグラフ中の曲線６４で示される光透過率を持ち、濃度分布フィルタ１８の中心線（例えば、図３中の中心線ｍ）に対称に形成されている明確なエッジを形成しないような複数の線状の光吸収型遮光被膜によって実現されている。濃度分布フィルタ１８としては、これに限るものではなく、例えば、線状の遮光被膜に代えて、大きさまたは密度を異ならせたドットの集合により形成した遮光被膜を用いることもできる。
濃度分布フィルタ１８の構成方法としては、この他にも、上述のような光透過率の分布を持たせる際に、所定の光透過率を有する材料（光吸収型遮光被膜材料）に厚みの差を持たせる方法、さらには、濃度分布フィルタ１８の表面の光反射特性に分布を持たせる方法（光反射型遮光被膜材料を用いる方法）等も採用することが可能である。

濃度分布フィルタ１８は、濃度分布フィルタ透過前の光ビーム６０のサイドローブ６０ａを低減させることができる（図２参照）。これは、サイドローブ６０ａが、濃度分布フィルタ１８の外縁部分の光透過率が低い部分に入射して減衰し、濃度分布フィルタ透過前の光ビーム６０が、サイドローブ６０ａが低減された濃度分布フィルタ透過後の光ビーム６２となるからである。
すなわち、図４に示すように、濃度分布フィルタ１８の透過前の光ビーム６０を、中央部分は光透過率が高く外縁部分では光透過率が低い濃度分布フィルタ１８に入射させると、濃度分布フィルタ１８の中央に近い、光透過率が高い部分に入射した部分の光ビームはほとんど減衰せず、濃度分布フィルタ１８の外縁部分の光透過率が低い部分に入射したサイドローブ６０ａは減衰し、濃度分布フィルタ透過後の光ビーム６２は、サイドローブ６０ａが低減されたものとなる。

本実施形態に係る光源ユニット１０は、このような濃度分布フィルタ１８を用いることにより、サイドローブ６０ａを１／２以下にできるので、このような効果を持つ光源ユニット１０をインナードラム露光装置４０に適用した場合には、レーザ光源の出力を上げても、サイドローブが１／２以下に低減された光ビームによってＰＳ版等の記録媒体を露光できるので、ＰＳ版上の所望しない部分が露光されることがなく、適切な網点画像が形成された高品質の印刷版を作成することができ、その結果、画質劣化のない高画質、高品質の印刷物を得ることができる。

本実施形態において、濃度分布フィルタ１８の光ビーム２４に対する傾きを調整、すなわち所定の角度に位置決めし固定する回転調整アッシイ７０について説明する。図５は、図２に示す光源ユニットにおいて、濃度分布フィルタの傾きを調整する回転調整アッシイ７０を説明する斜視図であり、図５の光ビーム２４の矢印およびファスト軸方向を表わす矢印ｃは、それぞれ、図２の光ビーム２４の矢印およびファスト軸方向を表わす矢印ｃに対応している。

回転調整アッシイ７０は、図５に示すように架台７２とホルダ７４とピン７６とネジ７８と平ワッシャ８０とから構成され、光ビーム２４に略平行に配置されているレーザ光源ユニット１０の側壁８４にネジ８２により取り付けられている。

架台７２は、ホルダ７４を吊下るための部材であり、垂直方向の平板部７２ａと水平方向の平板部７２ｂとを繋げたＬ字型の形状の部材である。平板部７２ｂは、光ビーム２４に対するホルダ７４の傾き調整（回転調整）の軸となるピン７６が貫通するピン穴７２ｃ、および、ホルダ７４を傾き位置に固定するネジ７８が貫通する、ピン穴７２ｃを中心とする円弧状の長穴７２ｄを備えている。

ホルダ７４は濃度分布フィルタ１８または第１開口板２０を保持し、光ビーム２４に対する傾きを調整するための部材である。また、ホルダ７４は、垂直方向の平板部７４ａと水平方向の平板部７４ｂとを繋げたＬ字型の形状の部材であり、平板部７４ｂを平板部７２ｂの直下に接触させて配置されている。平板部７４ａは、濃度分布フィルタ１８または第１開口板２０を保持するための窓部７４ｅを備えている。本実施形態では、濃度分布フィルタ１８は窓部７４ｅに接着されている。平板部７４ｂは、平板部７２ｂに対向した面のみが開口しているピン７６を挿入するピン穴７４ｃと、ネジ７８と螺合するネジ穴７４ｄとを備えている。平板部７４ｂの面内でのピン穴７４ｃの位置は、濃度分布フィルタ１８等の中心位置と一致している。

ピン７６はホルダ７４および濃度分布フィルタ１８等の回転中心を定めるための部材であり、架台７２のピン穴７２ｃを貫通し、ホルダ７４のピン穴７４ｃに挿入されている。
ネジ７８はホルダ７４を架台７２に固定するための部材であり、頭部７８ａと、ホルダ７４のネジ穴７４ｄと螺合するネジ部７８ｂとを有している。また、ネジ７８は、頭部７８ａを架台７２側として、平ワッシャ８０を頭部７８ａと架台７２との間に挟み、ホルダ７４のネジ穴７４ｄと螺合している。

このネジ７８を緩めるとホルダ７４が回転可能となり、ホルダ７４および濃度分布フィルタ１８等の光ビーム２４に対する傾きを調整することができる。また、ネジ７８を締めることにより、ホルダ７４および濃度分布フィルタ１８等の光ビーム２４に対する傾きを固定することができる。
本発明に用いられる回転調整アッシイは、光ビーム２４に対する濃度分布フィルタ１８等の傾きを調整し固定できるものであれば、いずれの構成を有するものでも良く、公知の回転調整機構であるレンズ支持台を用いて光ビーム２４に対する傾きを調整した後、接着剤等により固定されるものであっても良い。

後述するように、濃度分布フィルタ１８を透過した光ビーム２４の形状を整形するための略円形の開口を備えた第１開口板と、第１開口板を光ビーム２４の光軸および濃度分布フィルタ１８の回転軸と直交する軸（以下、ファスト軸という）を中心に回転調整する回転調整機構とを、濃度分布フィルタ１８の下流側に、第１開口板の開口を濃度分布フィルタ１８を透過した光ビーム２４と一致させて配置してもよい。

次に、本発明に係る光源ユニットの他の実施形態について説明する。
図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光源ユニットの他の実施形態を模式的に示すファスト軸と光軸とを含む面の説明図およびスロー軸と光軸とを含む面の説明図である。
本実施形態の光源ユニット１０ａは、光ビーム２４のサイドローブの低減に加えて、戻り光ノイズを防ぎ、濃度分布フィルタ１８透過後の光ビーム２４を、整形された所定のビーム径の光ビームにしようとするものである。

なお、図６（ａ）および（ｂ）に示す光源ユニット１０ａは、図２に示す光源ユニット１０に比して、ビーム整形光学系１６と、第１開口板２０とを有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図示例の光源ユニット１０ａは、基本的に、レーザ光源１２と、コリメータレンズ１４と、ビーム整形光学系１６と、濃度分布フィルタ１８と、第１開口板２０とを有する。

ここで、光源ユニット１０ａ内では、レーザ光源１２から出射され、コリメータレンズ１４で略平行光とされた光ビーム２４を、ビーム整形光学系１６において、集光させ、発散させ、その後ビーム形状およびビーム径を調整する。次いで、光ビーム２４を、濃度分布フィルタ１８に入射させ、コリメータレンズ１４の端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みなどによるサイドローブを低減させる。サイドローブが低減された光ビームを第１開口板２０に入射させ、光ビーム２４の形状およびビーム径を調整する。このようにして、光源ユニット１０ａは、サイドローブが低減され、整形された所定（記録媒体の露光に適した）のビーム径の光ビーム２４を出射する。

本実施形態では、レーザ光源１２から出射され、コリメータレンズ１４で略平行光とされた光ビーム２４は、図２に示す実施形態と異なり、濃度分布フィルタ１８に入射される前に、ビーム整形光学系１６に入射される。
ビーム整形光学系１６は、光ビーム２４を一旦集光し、その後発散させて、所定のビーム径の略円形に調整して濃度分布フィルタ１８に入射させるためのものであり、上流側レンズ２６と、第１のシリンドリカルレンズ２８と、第２のシリンドリカルレンズ３０と、第２開口板３２とを有する。
上流側レンズ２６は、コリメータレンズ１４に対して光ビームの進行方向下流側（以下、単に下流側という）に配置され、コリメータレンズ１４を透過した略平行光を集光するために用いられる凸レンズである。上流側レンズ２６の光軸とコリメータレンズ１４の光軸とが一致するように配置されるのはもちろんである。

第１のシリンドリカルレンズ２８は、上流側レンズ２６の下流側に両光軸を一致させて配置され、図６（ａ）に示すファスト軸方向（矢印ｃ方向）のみに光ビームを集光するレンズパワーを持ち、図６（ｂ）に示すスロー軸方向（矢印ｄ方向）にはレンズパワーのないレンズである。第１のシリンドリカルレンズ２８は、上流側レンズ２６を透過し、一旦集光されて再び発散された光ビーム２４を、そのビーム径が、ファスト軸方向にのみ所定のビーム径となる平行光になるように作用する。第１のシリンドリカルレンズ２８および上流側レンズ２６は、両者の間の距離が、両者の焦点距離の合計となるように配置されても良い。

第２のシリンドリカルレンズ３０は、第１のシリンドリカルレンズ２８の下流側に両光軸を一致させて配置され、図６（ｂ）に示すスロー軸方向のみに光ビームを集光するレンズパワーを持ち、図６（ａ）に示すファスト軸方向にはレンズパワーのないレンズである。第２のシリンドリカルレンズ３０は、上流側レンズ２６を透過し、一旦集光されて再び発散され、第１のシリンドリカルレンズ２８を透過し、ファスト軸方向のみ所定のビーム径の平行光とされた光ビーム２４を、そのビーム径が、スロー軸方向にのみ所定のビーム径となる平行光にするように作用する。第２のシリンドリカルレンズ３０は、上流側レンズ２６との間の距離が、両者の焦点距離の合計となるように配置されても良い。
こうして、第１および第２のシリンドリカルレンズ２８および３０を透過した光ビーム２４は、ファスト軸およびこれに直交するスロー軸の両方向においてそのビーム径が所定のビーム径となる略円形の平行光に調整される。この後、略円形に整形された光ビーム２４は、濃度分布フィルタ１８に入射する。

このように、コリメータレンズ１４を透過した光ビーム２４を、ビーム整形光学系１６を透過させることにより、濃度分布フィルタ１８に入射する光ビーム２４を略円形に整形することができる。
なお、本実施形態では、第１および第２のシリンドリカルレンズ２８および３０によって、ファスト軸およびスロー軸の両方向において、光ビーム２４のビーム径を独立に調整できる。このため、ビーム整形光学系１６に入射する光ビーム２４が略円形からのずれが大きい楕円形状であっても、略円形のビーム形状と、所定のビーム径とを持つ光ビームに調整することができる。

第２開口板３２は、集光された光ビーム２４を通過させる大きさの開口３２ａを備える部材である。開口３２ａは、上流側レンズ２６を透過した光ビーム２４が最も集光される位置に配置される。第２開口板３２は、レーザ光源１２から濃度分布フィルタ１８に向かう光ビーム２４を通過させ、濃度分布フィルタ１８の表面によって反射された光ビーム２４の反射光、すなわち、図中点線で示される、レーザ光源１２側への戻り光２４ａをカットする。このようにして、戻り光２４ａがレーザ光源１２に戻り、レーザ光源１２に悪影響を与える戻り光ノイズを防止することができる。

こうして、ビーム整形光学系１６を透過し、略円形に整形された光ビーム２４は、濃度分布フイルタ１８に入射される。図２に示す実施形態と同様に、コリメータレンズ１４により略平行光とされる時に回折光や波面歪みなどにより現れるサイドローブを低減させることができる。
ここで、本実施形態では、コリメータレンズ１４と濃度分布フィルタ１８とを、ビーム整形光学系１６に対して共役な位置に配置しても良い。この配置により、コリメータレンズ１４端でのけられによる回折光や端部近くの応力歪みによる波面歪みなどを、濃度分布フィルタ１８の位置において作ることができるので、濃度分布フィルタ１８によって、回折光や波面歪みなどによるサイドローブをより低減させることができる。

また、本実施形態においても、濃度分布フイルタ１８は、前述したスロー軸を中心に回転調整する回転調整アッシイ７０を用いて、光ビーム２４に対する傾きが調整される。この傾き調整により、濃度分布フイルタ１８はサイドローブを低減させることができる。
なお、本実施形態においては、上述したように、ビーム整形光学系１６に第２開口板３２を備えているので、スロー軸を中心に回転調整され、所定角度傾斜させられた濃度分布フイルタ１８の表面で反射され、レーザ光源１２の側に向かう戻り光２４ａを第２開口板３２の非開口部にてカットし、戻り光ノイズを防止することもできる。

こうして、濃度分布フイルタ１８を透過した光ビーム２４は、コリメータレンズ１４により略平行光とされる時に回折光や波面歪みなどにより現れるサイドローブが十分に低減された状態で、第１開口板２０に入射する。
第１開口板２０は、傾斜された濃度分布フィルタ１８を透過した光ビーム２４のファスト軸方向のビーム径とスロー軸方向のビーム径を略均等、好ましくはできるだけ均等となるように調整するために、濃度分布フィルタ１８で調整されていないスロー軸方向のビーム径を調整するための円形の開口２０ａを備えるものである。また、第１開口板２０は、濃度分布フィルタ１８の下流側に、光ビーム２４に略円形の開口２０ａを一致させ、光ビーム２４の光軸および光ビーム２４の進行方向に対する放射角度が小さい方向（図６（ｂ）中のｄ方向）に対して直交する軸（以下、ファスト軸という）を中心に回転調整する回転調アッシイを用いて、光ビーム２４に対する傾きが調整される。
ここで、光は第一開口板によってけられるために回折光が生じることが懸念される。しかしこの回折によって生じるサイドローブは集光位置で円環状となるため、ファスト軸方向に強くでるサイドローブとは違って記録上問題となり難い。

ここで、濃度分布フィルタ１８で、ファスト軸方向のサイドローブが低減された光ビーム２４は細くなるが、スロー軸方向のビーム径は、濃度分布フィルタ１８では調整されされないので、スロー軸方向のビーム径がファスト軸方向のビーム径より大きい楕円形状の光ビームとなってしまう場合がある。そこで、第１開口板２０の円形の開口２０ａによってスロー軸方向のビーム端部をカットし、スロー軸方向のビーム径を調整することにより、第１開口板２０の円形の開口２０ａを通過した光ビーム２４のビーム径をファスト軸およびスロー軸の両方向に略均等な略円形とすることができる。
複数の光源ユニットの第１開口板２０の回転調整は、第１開口板２０を通過した光ビーム２４の形状を確認しつつ、第１開口板２０が光ビーム２４の光軸と直交する状態から行われた。いずれの場合も、第１開口板２０を上記状態から回転調整したところ、第１開口板２０を通過した光ビーム２４のビーム径をファスト軸およびスロー軸の両方向に略均等な略円形とすることができた。

前述したように、濃度分布フィルタ１８のスロー軸を中心とする回転調整により、濃度分布フィルタ１８を透過する光ビーム２４のビーム形状は、スロー軸方向に長い楕円となる。第１開口板２０の円形の開口２０ａをファスト軸を中心として回転調整することにより、スロー軸方向の光ビーム２４の通過幅を調整できるので、通過光ビーム２４のビーム径を、細かく調整することができ、略円形とすることができる。

なお、第１開口板２０の開口２０ａの直径は、実用上、開口２０ａでのけられが問題とならない所定の大きさならば良く、どのような大きさでも良いが、例えば、開口２０ａ透過時の光ビーム２４のｄ方向の１／ｅ^２幅が１．０ｍｍである場合には、開口２０ａの直径を１．０〜２．０ｍｍとすることができる。

こうして、本実施形態においては、濃度分布フィルタ１８を透過した光ビーム２４の形状が、上述したように、略円形からずれて楕円形になっている場合であっても、第１開口板２０の開口２０ａによって、楕円形となった光ビームの一部をカットして、略円形の光ビーム２４として通過させることができるので、第１開口板２０を配置しておくのが好ましい。
なお、本実施形態では、ビーム整形光学系１６によって濃度分布フィルタ１８に入射する光ビーム２４の形状を予め、略円形に整形している。このため、濃度分布フィルタ１８を透過した光ビーム２４の形状の円形からのずれは小さく、第１開口板２０によってカットされる部分を少なく、もしくは、無くすことができ、レーザ光源１２から出射された光ビーム２４を効率よく、光源ユニット１０ａから出射することができる。

このように、光源ユニット１０ａに、ビーム整形光学系１６を配置する場合には、光ビーム２４の形状の円形からのずれは小さいので、傾斜した濃度分布フィルタ１８による透過光ビーム２４の楕円化が少ない場合には、第１開口板２０の回転調整手段を設けなくても良く、さらには、第１開口板２０を配置しなくても良い。しかし、第１開口板２０を配置したとしても、第１開口板２０によってカットされる部分が無いまたは少ないので、第１開口板２０を配置するのが好ましい。なお、図２に示す実施形態においても、濃度分布フィルタ１８の下流側に第１開口板２０を配置するのが好ましいのはもちろんである。
本実施形態の光源ユニット１０ａは、基本的に以上のように構成される。
本実施形態の光源ユニット１０ａは、光ビーム２４のサイドローブの低減に加えて、戻り光ノイズを防ぎ、濃度分布フィルタ１８透過後の光ビーム２４を、整形された所定のビーム径の光ビームにできる。

なお、図６（ａ）および（ｂ）に示す光源ユニット１０ａにおいては、ビーム整形光学系１６を、上流側レンズ２６と、第１および第２のシリンドリカルレンズ２８および３０と、第２開口板３２とからなるレンズ光学系によって構成しているが、本発明はこれには限定されず、図７（ａ）および（ｂ）に示す光源ユニット１０ｂのように、光源側レンズ３６と、反光源側レンズ３８と、第２開口板３２とからなるリレーレンズ系３４によって構成しても良い。
図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光源ユニットのさらに他の実施形態を模式的に示すファスト軸と光軸とを含む面の説明図およびスロー軸と光軸とを含む面の説明図である。
本実施形態の光源ユニット１０ｂは、光源ユニット１０ａに比して簡易な構成により、光ビーム２４のサイドローブの低減に加えて、戻り光ノイズを防ごうとするものである。

なお、図７（ａ）および（ｂ）に示す光源ユニット１０ｂは、図６（ａ）および（ｂ）に示す光源ユニット１０ａに比して、ビーム整形光学系１６の代わりにリレーレンズ系３４を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図示例の光源ユニット１０ｂは、基本的に、レーザ光源１２と、コリメータレンズ１４と、リレーレンズ系３４と、濃度分布フィルタ１８と、第１開口板２０とを有し、上述したように、リレーレンズ系３４は、光源側レンズ３６と、反光源側レンズ３８と、第２開口板３２とを有する。

ここで、光源ユニット１０ｂ内では、図６（ａ）および（ｂ）に示す光源ユニット１０ａと同様に、レーザ光源１２から出射され、コリメータレンズ１４で略平行光とされた光ビーム２４を、リレーレンズ系３４において、集光させ、発散させ、その後ビーム形状およびビーム径を調整する。次いで、光ビーム２４を濃度分布フィルタ１８に入射させ、コリメータレンズ１４の端で生じる回折光や端部近くで生じる波面歪みなどによるサイドローブを低減させる。サイドローブが低減された光ビームを第１開口板２０に入射させ、光ビーム２４の形状およびビーム径を調整する。このようにして、サイドローブが低減され、整形された所定（記録媒体の露光に適した）のビーム径の光ビーム２４を出射する。

リレーレンズ系３４の光源側レンズ３６は、図６に示すビーム整形光学系１６の上流側レンズ２６と同様の機能を有し、同様の位置に配置されるものである。
一方、反光源側レンズ３８は、光源側レンズ３６と同じ焦点距離を持ち、図７（ａ）に示すファスト軸方向および図７（ｂ）に示すスロー軸方向に対しても、同様に、すなわち、光ビームの中心である光軸に直交する面の全半径方向に対してレンズパワーを持つ凸レンズであり、光源側レンズ３６を透過し、一旦集光されて再び発散された光ビーム２４を、平行光とするものである。光源側レンズ３６および反光源側レンズ３８は、両者の光軸が一致するように配置されるのはもちろんである。また、光源側レンズ３６および反光源側レンズ３８は、両者の間の距離が、両者の焦点距離の合計となるように配置されても良い。

リレーレンズ系３４においても、図６に示すビーム整形光学系１６と同様に、コリメータレンズ１４と濃度分布フィルタ１８とを、リレーレンズ系３４に対して共役な位置に配置するのが好ましい。

第２開口板３２は、図６に示すビーム整形光学系１６の開口板と同様のものであり、光ビーム２４が光源側レンズ３６を透過した後、最も集光される位置に、開口３２ａが配置されるのが好ましい。
第２開口板３２は、レーザ光源１２から濃度分布フィルタ１８に向かう光ビーム２４を透過させ、濃度分布フィルタ１８の表面によって反射された光ビーム２４の反射光、すなわち、図中点線で示される、レーザ光源１２側への戻り光２４ａをカットする。このようにして、、戻り光２４ａがレーザ光源１２に戻り、レーザ光源１２に悪影響を与える戻り光ノイズを防止することができる。
本実施形態の光源ユニット１０ｂは、光源ユニット１０ａに比して簡易な構成により、光ビーム２４のサイドローブの低減に加えて、戻り光ノイズを防ぐことができる。

以上、本発明の光源ユニットについて、種々の実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更および改良を行っても良いのはもちろんである。

本発明の半導体レーザ光源ユニットを適用するインナードラム露光装置の一実施形態を示す模式的な説明図である。 図１に示すインナードラム露光装置において、本発明の光源ユニットの一実施形態に用いる露光光学系および各部における光ビームの形状（強度分布形状）を模式的に示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図２に示す光源ユニットに用いられる濃度分布フィルタの模式的な正面図およびその光透過率を示すグラフである。 図３に示す濃度分布フィルタの分布、これに入射／透過する光ビームの形状、および回折光がこの濃度分布フィルタに照射される位置関係を示すグラフである。 図２に示す光源ユニットにおいて、濃度分布フィルタの傾きを調整する回転調整アッシイ７０を説明する斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すインナードラム露光装置に用いる本発明の光源ユニットの他の実施形態を模式的に示すファスト軸と光軸とを含む面の説明図およびスロー軸と光軸とを含む面の説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すインナードラム露光装置に用いる本発明の光源ユニットのさらに他の実施形態を模式的に示すファスト軸と光軸とを含む面の説明図およびスロー軸と光軸とを含む面の説明図である。 従来の半導体レーザ光源ユニットを用いる光学系を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ従来の光ビームの強度分布のむらの除去を説明する説明図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ 半導体レーザ光源ユニット（光源ユニット）
１２ 半導体レーザ光源（レーザ光源）
１４ コリメータレンズ
１６ ビーム整形光学系
１８ 濃度分布フィルタ
２０ 第１開口板
２０ａ 開口
２２ 集光レンズ
２４ 光ビーム
２４ａ 戻り光
２６ 上流側レンズ
２８ 第１のシリンドリカルレンズ
３０ 第２のシリンドリカルレンズ
３２ 第２開口板
３２ａ 開口
３４ リレーレンズ系
３６ 光源側レンズ
３８ 反光源側レンズ
４０ インナードラム露光装置
４２ モノゴン
４４ 反射鏡部材
４４ａ 反射鏡面
４６ スピナ
４８ ドラム
５０ ＰＳ版
６０ 濃度分布フィルタ透過前の光ビーム
６０ａ サイドローブ
６２ 濃度分布フィルタ透過後の光ビーム
６４ 濃度分布フィルタの光透過率（光源から出射された光ビームの放射角の広い方向）
６８ 回折光照射位置
７０ 回転調整アッシイ
７２ 架台
７２ａ、７２ｂ、７４ａ、７４ｂ 平板部
７２ｃ、７４ｃ ピン穴
７２ｄ 長穴
７４ ホルダ
７４ｄ ネジ穴
７４ｅ 窓部
７６ ピン
７８、８２ ネジ
７８ａ 頭部
７８ｂ ネジ部
８０ 平ワッシャ
８４ 側面

Claims (14)

1. 一方向に放射角度が大きい光ビームを出射する半導体レーザ光源と、
   この光源から出射された光ビームを略コリメートするためのコリメータレンズと、
   前記コリメータレンズの前記光ビームの進行方向の下流側に配置され、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームの光軸中心から前記一方向に向かって濃度が次第に高くなるように設定された濃度分布を持つ濃度分布フィルタと、
   前記濃度分布フィルタを、前記光軸および前記一方向に対して直交する方向を軸に回転調整する機構と、
   前記コリメータレンズと濃度分布フィルタとの間に配置される、前記光ビームを、所定のビーム径の略円形の光ビームに整形するビーム整形光学系とを有することを特徴とする半導体レーザ光源ユニット。
2. 前記コリメータレンズおよび濃度分布フィルタが、前記ビーム整形光学系に対して共役な位置に配置される請求項１に記載の半導体レーザ光源ユニット。
3. さらに、前記ビーム整形光学系の中に、前記光源から出射された光ビームが通過する開口を備える、前記濃度分布フィルタで反射された戻り光をカットするための開口板が配置される請求項１または２に記載の半導体レーザ光源ユニット。
4. 前記濃度分布フィルタは、前記コリメータレンズの端部で生じる回折光および波面歪みを１／２以下に低減するためのものである請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ光源ユニット。
5. さらに、前記濃度分布フィルタの前記光ビームの進行方向の下流側に配置された、円形の開口を備える開口板を有する請求項１〜４のいずれかに記載の半導体レーザ光源ユニット。
6. さらに、前記濃度分布フィルタの前記光ビームの進行方向の下流側に配置された開口板を、前記光軸および前記濃度分布フィルタの回転軸と直交する軸を中心に回転調整する機構を有する請求項５に記載の半導体レーザ光源ユニット。
7. 前記ビーム整形光学系は、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームを、一旦集光し、その後、発散させるものである請求項１〜６のいずれかに記載の半導体レーザ光源ユニット。
8. 前記ビーム整形光学系は、
   前記コリメータレンズを透過した前記光ビームを一旦集光し、その後、発散させる集光レンズと、
   前記集光レンズを透過した光ビームを、前記一方向に集光して、この一方向に略平行で前記所定のビーム径にする第１のシリンドリカルレンズと、
   前記第１のシリンドリカルレンズを透過した光ビームを、前記一方向と直交する方向に集光して、この一方向と直交する方向に略平行で前記所定のビーム径にする第２のシリンドリカルレンズとを有するものである請求項１〜７のいずれかに記載の半導体レーザ光源ユニット。
9. 前記ビーム整形光学系は、リレーレンズである請求項１〜７のいずれかに記載の半導体レーザ光源ユニット。
10. 前記ビーム整形光学系の中に配置される開口板は、前記光ビーム整形光学系において、前記光ビームが最も集光された位置に配置される請求項３〜９のいずれかに記載の半導体レーザユニット。
11. 一方向に放射角度が大きい光ビームを出射する半導体レーザ光源から出射され、コリメータレンズにより略コリメートされた光ビームを集光した時に生じるサイドローブを低減させる方法であって、
    前記コリメータレンズの前記光ビームの進行方向の下流側に、前記コリメータレンズを透過した前記光ビームの光軸中心から前記一方向に向かって濃度が次第に高くなるように設定された濃度分布を持つ濃度分布フィルタを配置し、
    前記コリメータレンズと濃度分布フィルタとの間に、前記光ビームを、所定のビーム径の略円形の光ビームに整形するビーム整形光学系を配置し、
    前記濃度分布フィルタを、前記光軸および前記一方向に対して直交する方向を軸として回転する回転調整を、光ビームが含むサイドローブの大きさを確認しつつ行うことを特徴とする光ビームのサイドローブの低減方法。
12. 前記コリメータレンズおよび濃度分布フィルタを、前記ビーム整形光学系に対して共役な位置に配置する請求項１１に記載の光ビームのサイドローブの低減方法。
13. さらに、前記ビーム整形光学系の中に、前記光源から出射された光ビームが通過する開口を備える、前記濃度分布フィルタで反射された戻り光をカットするための開口板を配置する請求項１１または１２に記載の光ビームのサイドローブの低減方法。
14. さらに、前記濃度分布フィルタの前記光ビームの進行方向の下流側に、円形の開口を備える開口板を配置し、
    前記濃度分布フィルタの前記光ビームの進行方向の下流側に配置された開口板を、前記光軸および前記濃度分布フィルタの回転軸と直交する軸を中心に回転する回転調整を行う請求項１１〜１３のいずれかに記載の光ビームのサイドローブの低減方法。
    

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