JPH03144604A - 画像走査記録装置のレーザ露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えばプリント配線基板製造用のレーザブロ
ックや製版用カラースキャナ、あるいはレーザプリンタ
など、画像記録装置に適用されるレーザ露光装置に関し
、更に詳しくは複数のレーザ記録ビームにより画像記録
面を並列走査するレーザ露光装置に関するものである。

く背景技術〉 この種のものは複数のレーザ記録ビームを画像記録面に
照射して直列状のビームスポット列を形成し、レーザ記
録ビームをスポット列方向と交差する方向に相対走査さ
せることにより記録媒体に帯状走査線を露光記録するよ
うになっている。

ところで、単一のレーザ光源から射出するレーザ光ビー
ムを相互に重ね合わせると干渉により、記録ビームが乱
れる。このため、以前より記録ビームを相互に重ね合わ
せることはしなかった。

また、レーザ光源から射出されるレーザ光ビームの光強
度分布は一様でなく、例えば第２６図に示すように、次
式で表されるガウス分布Ｇを有している。

Ｉ、＝　Ｉ　ｏｅｘｐ　（−２（ｙ／ｕ）”）ただし、
■、はパワー密度 ｙはビーム中心よりの距離 ωはビーム半径（パワー密度が、 中心のパワー密度Ｉ。に対し １／ｅ！となる半径） 即ち、ビームの周縁部では光強度が極度に低下している
。

なお、ビームスポット径Ｄ（＝２ω）はガウス分布をな
すレーザ光ビームの場合、レーザ光ビームの中心部の光
強度に対しｌ／ｅ”（約１３．５％）の光強度分布に相
当するビーム直径で規定する。

ビームスポット径りが重なり合うことをもってビームが
重なったと言える。

従って、このような記録ビームを複数本相互に連続して
帯状走査線を露光記録すると、ビーム間の光強度分布の
谷間に相当する部分の濃度が十分高くならず、均一濃度
であるべき記録パターンが走査線によって分割されて見
える現像（以下、走査線ワレと称する）が生じることに
なる。

そこで、このような不都合を解消するものとして例えば
、特開昭５２−１１８３０２号、特開昭５３−６９７０
１号、あるいは特開昭６０−２０３０７１号公報には次
のような技術が提案されている。

即ち、直列状ビームスポット列を走査方向と一定の角度
で傾斜させて配列し、記録後の状態においては隣り合う
走査線が相互に一部重なり合った状態とすることで、上
記走査線ワレを解消するようにしたものである。

しかるに、上記のものは直列状ビームスボｙ）列が走査
方向と一定の角度で傾斜して配列されているため、各記
録ビームの画像信号出力タイミングを同一にすると、そ
の傾斜角度に応じて歪んだ画像になる。そこで各記録ビ
ームの画像信号出力タイミングをその傾斜角度に対応さ
せて制御する遅延回路が必要になるが、それは記録ビー
ムの本数に応じて必要であり、回路が複雑化する。

一方、例えば画像記録面が主走査方向を円周方向とした
回転記録シリンダの円筒面で形成される場合には、第２
７図に誇張して示すように、記録ビーム列Ｂ、の方向が
記録シリンダ２５の軸線方向と斜めに交差するため、円
筒記録面を照射する各記録ビームの照射面でのビームス
ポットＢ　１４の形状が変形する。これは光強度分布に
別の歪みを与えることになる。

〈従来の技術〉 そこで、本出願人は先に特開昭６４−２７３６２号公報
に示すもの（以下従来例１という）、あるいは特開昭６
４−２７３６１号公報に示すものく以下従来例２という
）を提案した。

従来例１は、レーザ光源の光路前段に光路分割器を配置
してレーザ光ビームを２つのビーム光路に分割し、光路
分割器の前方または後方にビーム分割器を配置して複数
のレーザ光ビームに分割するとともに、各光路に多チャ
ンネル型光変調器を配置してそれぞれ複数のレーザ光ビ
ームを独立ニ変調し、一方の光路に非干渉化手段として
光路差形成手段を配置し、一方の光路のレーザ光ビーム
と他方の光路のレーザ光ビームとをビーム合成手段で合
成することにより、両光路の複数のレーザ光ビームを走
査方向と交差する方向へ交互に直列状に整列させ、隣り
合うレーザ光ビームを非干渉状態で相互に一部重ね合わ
せ、光学系を介して画像記録面に照射して直列状のビー
ムスポット列を形成し、レーザ光ビームをスポット列方
向と交差する方向に相対走査させ、記録媒体に画像を露
光記録するように構成したものである。

また、従来例２は、上記従来例１において、レーザ光源
を２個並置するすることにより、隣り合うレーザ光ビー
ムを非干渉状態で相互に一部重ね合わせるように構成し
たものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来例１及び従来例２は、ともに隣り合うレーザ光
ビームの干渉による弊害と走査線割れを防ぎつつ、前記
難点をも解消できる点で優れているが、なお下記の点で
改良の余地がある。

一般に記録画像の解像度を向上させるには、レーザ光ビ
ームのビーム径をある程度ＭＪ　＜　して、レーザ光ビ
ームの重ね量を減らすのが望ましく、逆に記録画像のエ
ツジラフネスを小さくするにはビーム径を大きくして重
ね量を増やすのがよいとされている。なお工、ジラフネ
スとは記録画像の輪郭のがたつきの事をいう。

しかるに上記従来例のものは、レーザ光源から射出した
レーザ光ビームのビーム径を、前記ビーム径Ｄ＝２ωで
規定し、ビーム径を変更できるようには構成されていな
かった。

このため、原画の内容に応じてシャープな記録画像を要
求される場合や、これとは逆にソフトな記録画像を要求
される場合に、かかる要求に応えることがで出来ず、画
一的な画像品質のものしか得られないという難点があっ
た。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記
従来例の長所を確保しつつ、必要に応じて画像品質の解
像度とエツジラフネスとの関係を適宜選択可能にするこ
とを技術課題とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記課題を解決するものとして以下のように構
成される。

即ち、前記従来例１・２と実質的に同様の基本的な構造
を備える画像走査記録装置のレーザ露光装置において、
レーザ光源の光路前段にビーム径変換手段を配置し、ビ
ーム径を変倍可能に構成したことを特徴とするものであ
る。

なお、レーザ光ビームの干渉を防止するための非干渉化
手段としては、従来例１の光路差形成手段の他に、一方
の光路のレーザ光ビームが他方の光路のレーザ光ビーム
に対して、直交偏光の対をなすように構成した直交偏光
手段を含む。

く作用〉 本発明では、レーザ光源の光路前段に配置したビーム径
変換手段で、ビーム径を適宜拡大・縮小した後、ビーム
分割器でその変倍ビームを複数のレーザ光ビームに分割
する。つまり、複数のレーザ光ビームの整列ピッチを所
定値に維持したまま、ビーム径のみを適宜変更して、隣
り合うレーザ光ビームの重ね量を加減することにより、
記録画像の解像度とエツジラフネスとの関係を適宜選択
し得る。

また、従来例と実質的に同様の基本構造を備える故、重
なり合うレーザ光ビームの干渉による弊害及び走査線割
れの問題も生じない。

〈実施例〉 まず、画像走査記録装置について説明する。

第２５図は本発明を適用し得る画像走査記録装置として
例示したレーザブロックの斜視図である。

このレーザプロッタは、コンソール部２１と磁気テープ
等の記憶媒体を介して入力したデータを演算処理するデ
ータ処理部２３と、データ処理部２３で処理されたデー
タを所要の記録信号に変換するデータ変換生成部２２と
、記録信号に基づいて記録シリンダ２５上の感光フィル
ムに画像を走査記録する記録部２４とを具備して成り、
プリント配線板等の高精度のマスターパターンを高速で
露光記録するようにしたものである。

そして露光記録の際には、記録シリンダ２５を回転させ
るとともに、後述する第１図又は第１０〜２１図のレー
ザ露光装置を記録シリンダ２５に対して副走査（矢印Ｂ
）方向へ相対的に移動させて露光を行うように構成され
ている。

次に、本発明に係る実施例装置について説明する。

まず、レーザ光ビームの干渉を防止するための非干渉化
手段が直交偏光の対をなす直交偏光手段を利用した実施
例装置について説明する。

まず、直交偏光の対について説明する。

光の偏光状態は、光の振動ベクトル（レーザ光の場合に
は通常電気ベクトル）の軌跡の状態により規定され、こ
の軌跡は、下記の条件により一般的には楕円で表現され
る。

（１）楕円長軸方位角ｅ　　　［０’≦ｅ＜１８０°〕
楕円の長軸が、ある基準軸に対してなす角度（２）楕円
率角β　［−４５°≦β≦４５°］楕円の長軸ｇと短軸
　との比を正接とする角度。即ちβ・±ｔａｎ−’　（
ｍ／１２）なお、楕円率角βにおける符号の正負は、極
性、即ち右楕円偏光（正の場合）であるか左楕円偏光（
負の場合）であるかを表す。

上記の条件は、−膜内な楕円偏光を表すものであるが、
上記条件でβ＝±４５°の場合、光の振動ベクトルの軌
跡が円となり、この状態を円偏光と称する。また上記条
件でβ＝０６の場合、光の振動ベクトルの軌跡が直線と
なり、これを直線偏光と称する。

上述した偏光状態を表示する方法としては、第２４図に
示したポアンカレ球表示が一般的に利用されている。［
例えば、昭和５９年８月２７日森下出版（株）発行応用
物理学会光学懇話金線「結晶光学」第１４６ページ、及
び昭和５５年２月１５日共立出版（株）発行石黒浩三著
「光学ｊ第２０ページ等］。ポアンカレ球表示は、地球
儀をモデルとした球面上の一点が特定の偏光状態に対応
すると約束したものであり、第２４図に示した任意の点
Ｓの緯度Ｌａが楕円率角βの２倍を、また経度Ｌｂが楕
円長軸方位角Ｏの２倍を表す。

ポアンカレ球表示においては、北半球には正の楕円率角
に対応する右回りの偏光が、また南半球には負の楕円率
角に対応する左回りの偏光が配置される。また、赤道上
には楕円率角β＝＝０すなわち直線偏光が、上下両極に
は右円偏光と左円偏光が配置される。

以上の条件において、楕円長軸方位差が９０゜で、楕円
率角の絶対値が等しく、その極性が逆となる関係にある
偏光の対を直交偏光と呼ぶ。これは、ポアンカレ球表示
では、経度差が１８０°で緯度は絶対値が等しく正負が
逆の位置にある二つの偏光の対を指す、従って−ポアン
カレ球表示において、点Ｏに対し点対称の位置にある二
つの偏光は、直交偏光の対をなす。この直交偏光の対は
、楕円偏光においては、その長軸が互いに直交し、ふく
らみが等しく、極性が逆の二つの楕円偏光の対であり、
円偏光においては、その極圧が逆の二つの円偏光の対で
あり、また直線偏光においては、その偏光面が互いに直
交する二つの直線偏光の対である。

そして、レーザ光ビームのように、可干渉性のある光の
場合には、直交偏光の対をなす光を互いに重ね合わせて
も、干渉はおこらない。

第１図は、上述した直交偏光の対として、偏光面が互い
に直交するレーザ光ビームを利用するレーザ露光装置を
示す斜視図である。

このレーザ露光装置゛の基本構造は、レーザ光源１と、
その光路前段に配置したビーム径変換器２と、ビーム分
割器５と、光路分割器３と、多チャンネル型光変調器７
・８と、一方の光路に配置したビームシフタ４と、他方
の光路に配置した２分の１武毘埒ｑシ　ビーＬ合成巽１
ｎふ　Ｖ−ム泊小光学系１１とから成り、第８図に示す
ように、複数のレーザ記録ビームを走査方向と交差する
方向へ交互に直列状に整列させ、隣り合うレーザ光ビー
ムを非干渉状態で相互に一部重ね合わせ、光学系を介し
て画像記録面に照射して直列状のビームスポット列を形
成し、レーザ光ビームをスポット列方向と交差する方向
に相対走査させ、記録媒体に画像を露光記録するように
構成されている。

なお、Ｍ、〜Ｍ、はミラーである。

レーザ光源１は、例えばアルゴンレーザ、ヘリウム・ネ
オンレーザ、半導体レーザ等であり、直交偏光のレーザ
光ビームＢ１を射出する。

ビーム径変換器２は、アフォーカルな変倍光学系をなす
ズームレンズが用いられており、第２図に示すように駆
動モータ２×でズームレンズ２１を操作することにより
、レーザ光ビームＢ、のビーム径を第８図中（Ａ）〜（
Ｃ）に示すように適宜変倍し得るように構成されている
。

第３図は、ビーム径変換器２の別の実施例を示し、この
ビーム径変換器は変倍率の異なる複数のアフォーカル光
学系２ｂ〜２ｅを１組の回転フランジで還択可能に保持
し、駆動モータ２イで適宜選択することにより、ビーム
径を変倍し得るように構成されている。

複数ビーム分割器５は、単一ビームＢ、を分割して多数
の平行ビーム列Ｂ、を射出するもので、この複数ビーム
分割器５は例えば、特開昭５２−１２２１３５号公報や
特開昭６０−１９１０１号公報に記載されているように
、平行平面を有するガラス板の多重内面反射を利用して
単一の入射ビームを複数の平行ビームに分割するもので
、一方の平面には完全反射面を形成するコーティングが
施され、他方の面にはその平面から射出する平行ビーム
列Ｂ、内の各ビームの光量がほぼ均一となるように透過
率を段階的に変化させるようなコーティングが施されて
いる。

光路分割器３は、ビーム分割器５からの平行ビーム列Ｂ
３を直進ビーム列Ｂ４と、これに直角な方向のビーム列
Ｂ８とに光路を２分割するもので、通常のビームスプリ
ッタが用いられる。

多チャンネル型光変調器７・８は音響光学変調器や電気
光学変調器等が用いられ、平行ビーム列Ｂ４・Ｂ７の個
々のビームについてそれぞれ独立に変調して画像記録用
の記録ビーム列Ｂ、・Ｂ、を射出するものである。ちな
みに、多チャンネル型音響光学変調器７・８は、例えば
特開昭５８−１０７４２号公報や特開昭５８−１４１３
５号公報に記載されているように複数個の超音波励振部
材が単一の音響光学媒体上に付着され、当該励振部材に
対応する音響光学媒体部分に平行ビーム列Ｂ４・Ｂ、を
入射させ、パターン信号に基づいて発せられる制御信号
により入射した各レーザ光ビームをそれぞれ独立変調し
、平行な記録ビーム列Ｂ、・Ｂ８を射出するように構成
されている。

上記ビーム７フタ４は第４図に示すような透明な平行平
面板で構成され、その平面の法線Ｎとレーザ光ビームＢ
、とのなす角Ｏ３を次式で規定する角度に設定すること
により所要のピッチＰ（ここではＤ／２）だけその射出
光Ｂ０を平行にずらすようにしたものである。

Ｐ　＝　ｔ　・（１−ｃｏｏＪ／　７了ｎ’Ｌ）・５ｉ
ｎｏ＋（ただし、を及びｎはそれぞれ平行平面板４の厚
み及び屈折率） 一方、前記２分の１波長板９は、第８図のビームスポッ
ト列Ｂ、の重なり合うビームスポット相互間で干渉によ
る記録ビームの乱れが生じないようにするためのもので
、一方の記録ビーム列Ｂ。

の各レーザ光ビームの偏光面を他方の記録ビーム列Ｂ６
の各レーザ光ビームの偏光面に対してほぼ９０°回転さ
せた記録ビーム列Ｂ、を射出するようになっている。

即ち、２分の１波長板９は、第２４図に示したポアンカ
レ球表面上の任意の偏光を、赤道と点０とを通るある軸
を中心として１８０’回転させた位置にある偏光に変換
するものであり、また、その中心となる軸は、２分の１
波長板９の回転位置により決定される。そのため、２分
の１波長板９の回転位置を調整することにより、ポアン
カレ球上の任意の偏光は、点Ｏに対して対称位置にある
偏光に変換することができる。従って、２分の１波長板
９の回転位置調整により、ポアンカレ球の赤道上に位置
する直線偏光は、点Ｏに関して対称位置にある直線偏光
、すなわちその直線偏光と偏光面が直交する直線偏光に
変換することができるなお、後述する図中において、レ
ーザ光ビームに付した↓印は直線偏光ビームの偏光方向
を示しまた、■印はビーム偏光面が紙面に対して垂直方
向であることを示す。

ビーム合成器１０は、前記の光路分割器を逆向きにビー
ム合成用として配置したもので、上記ビーム列Ｂ６・Ｂ
ｏをそれぞれ直交する２方向から入射させ、第５図に示
すように方向を揃えて記録ビーム列８１Ｇを射出するよ
うに構成されている。この際、ビーム列Ｂ＃及びＢ、に
所属するビームを交互に順次隣接させて整列するように
ビーム列の合成が行われる。

ビーム合成１１１０によって合成された記録ビーム列Ｂ
１゜はビーム縮小光学系１１によって縮小され、記録シ
リンダ２５に装着された感光フィルム２６面に照射され
て第８図に示すような直列状のビームスポット列Ｂ、を
形成する。

即ち、このビームスポット列Ｂｌｔは、前記ビームシフ
タ４によって隣り合うビームスポットを相互にスポット
径りの２分の１だけずらすとともに、上記ビーム合成器
１０によって隣り合うビームスポｙ）を主走査（矢印Ａ
）方向と直交する副走査（矢印Ｂ）方向へ整列させるこ
とによって形成される。

なお、ビーム合成器１０は第６図に示すように、互いの
なす角度が直角から外れた２方向から記録ビーム列Ｂ７
・Ｂ８を入射させ、ビーム縮小光学系■１を介して記録
面上で直列状ビームスポット列Ｂ、を形成するようにし
てもよく、また、上記ビーム合Ｆｙ、器１０に代えて、
第７図に示すようにミラーＭを有する光学系をビーム合
成手段として使用し、直列状ビームスポット列Ｂ　ｌｆ
ｆ１を形成してもよい。

上記のようにビーム合成器１０としては、ビームスプリ
ッタ、ハーフミラ−ペリクルビームスプリッタ等の各種
のビーム分割器を使用することができるが、特に偏光ビ
ームスプリッタで構成するのが望ましい。

偏光ビームスプリッタは、傾斜面に誘電体偏光膜を被着
形成したもので、この斜面にＰ偏光であるビームＢ７を
入射させると約９８％は透過し、Ｓ偏光であるビームＢ
、を入射させると約９８％が反射する。

また、仮にＰ偏光ビームの偏光面とＳ偏光ビームの偏光
面とが、正確に直交していない状態のまま、この偏光ビ
ームスプリッタに入射した場合でも、誘電体偏光膜を有
する傾斜面を透過したＰｆ扁先光ビームび反射したＳ偏
光ビームはそれぞれ正確な偏光面となって射出するので
両ビームの偏光面は正確に直交したものとなっている。

従って、偏光ビームスプリッタを用いることにより偏光
面を正確に直交させるための角度調節機構は不要となり
、かつ、レーザビームの合成に際して、そのエネルギ損
失を極度に抑制することが可能になる。

なお、ローションプリズム等の複屈折性結晶を使ったプ
リズムも、偏光ビームスプリブタと均等に使用しうる。

ビーム縮小光学系１１は、前段に配置された対物レンズ
群１２・１３・１４と、その後段に配置されたズームレ
ンズ１５を含み、前記ビーム列Ｂ１゜を所要の倍率で縮
小して回転記録シリンダ２５上の感材２６上に集光する
ように構成されている。

即ち、駆動モータ１Ｇで、ズームレンズ１５を操作する
ことにより、ビーム列１２全体を所要の倍率に設定し得
るようになっている。

上記実施例装置によれば、複数のレーザ光ビームの整列
ピッチを所定値に維持したままで、ビーム径のみを適宜
変更して隣り合うレーザ光ビームの重ね量を加減するこ
とにより、記録画像の解像度とエツジラフネスとを適宜
選択することができる。また、隣り合う記録ビームの偏
光面を相互に直交させることＩこより干渉をなくし、隣
り合う記録ビームを相互に重ね合わせることが可能とな
る。

そして、第８図（Ａ）のようにビーム直径りの２分の１
ずつ重ね合わせたビームスボッ１−列Ｂ、で帯状走査線
を記録した場合には、その光量分布は第９図の実線Ｃの
ように平坦になる。

なお、第８図（Ｂ）のように、ビーム径りを小さく設定
した場合には解像度が向上し、しかも、硬調な感光フィ
ルムを選択使用することにより走査線割れを生ずるおそ
れはない。

第１Ｏ図は上記第１図の実施例装置と実質的に同等の模
式的斜視図であり、一方の光路にシフタ４と２分の１　
？＆長板９を配置している点が異なる。

第１１図は第１図または第２図の変形例を示し、２個の
ビーム分割器５・６を別々の光路の多チャンネル型光変
調器７・８の手前に配置した点が異なり、上記実施例装
置と実質的に同等の構成である。

第１２図は本発明の別実施例装置を示す模式的斜視図で
ある。この別実施例装置は第１図のビームシフタ４に代
えて、ミラーＭ４を矢印Ｅ方向に微調節可能に設けた点
、及び第１図の２分のｌ波長板９に代えて２枚のミラー
Ｍ、・Ｍ６から成る偏光面直交手段９′を設けた点が先
の実施例装置と異なる。

つまり、ミラーＭ４で直角反転されビーム合成器１０に
入射される一方の記録ビームＢ、は、ミラーＭ４をＥ方
向に所要のピッチＰだけ移動調節することで、他方の記
録ビーム列Ｂ、と整列したまま相互に所要ピッチＰだけ
ずれる。。

また、ビーム分割器３で分割されたビームＢ、・Ｂ、は
いずれも平行な直線偏光であるが、一方のビームＢ、は
２枚のミラーＭ、−Ｍ、から成る偏光面直交手段９゛を
介して異なる平面内へ反転させることにより、その偏光
面が他方のビームＢ、の偏光面と直交するようになって
いる。

なお、上記実施例に代えて第１３図に示すように、複数
ビーム分割器５・６を別々の光路の多チャンネル型光変
調器７・８の手前に配置してもよい。　また、上述の実
施例は、重なり合う記録ビームの偏光面の一方を主走査
方向とし他方を副走査方向とした場合について述べたが
、それらを共に主走査方向（あるいは副走査方向）から
４５°傾斜させた状態で直交させる構成としてもよい。

以上の実施例はいずれも、直交偏光の対とじて互いに偏
光面が直交する直線偏光の対を利用したものであるが、
第１４図ないし第１８図に示す実施例装置のように、二
つの円もしくは楕円偏光による直交偏光の対を利用する
ことも可能である。

第１４図に示した装置は、第１Ｏ図に示した実施例装置
において、２分のｌ波長板９を省略するとともに、多チ
ャンネル型光変調器７・８とビーム合成器１０との間に
各々直線偏光のビームＢ７・ＢＩｌを直交偏光の対をな
す円偏光のビームＢ　ｓｘ・Ｂ、４に変換するための４
分の１波長板３２・３４を配設したものである。

すなわち、４分の１波長板３２・３４は、第２４図に示
したポアンカレ球表面上の任意の偏光を、赤道と点Ｏと
を通るある軸を中心に９０”回転させた位置にある偏光
に変換するものであり、またその中心となる軸は４分の
１波長板３２・３４の回転位置により決定される。従っ
て、４分の１波長板３２・３４の回転位置を調節するこ
とにより、ポアンカレ球の赤道上に位置する全ての直線
偏光は、ポアンカレ球の両極に位置する右円偏光あるい
は左円偏光のいずれにも変換することができる。

この実施例装置においては、変調器７によって変調され
たビームＢ７を４分のｌ波長板３２により右円偏光のビ
ームＢ、ｔに変換するとともに、変調器８によって変調
されたビームＢ６を４分の１波長板３４により左円偏光
のビームＢ３４に変換し、各々のビームＢ、・８．４を
ビーム合成器１０により合成する。このとき右円偏光の
ビームＢ　３１と左円偏光ビームＢ　３４とは、直交偏
光の対を威すため、それらを重ね合わせた場合にも干渉
が生ずることはない。なお、右円偏光と左円偏光とを逆
にしてもよいことは言うまでもない。

第１５図に示した装置は、第１３図に示した実施例装置
において、光変調器７・８とビーム合成器１０との間に
４分の１波長板３２・３４を配設したものであり、上記
第１４図に示した実施例装置と同様、互いに逆の極性を
有する円偏光のビームＢ３ｆ’Ｂ３４を干渉なく重ね合
わせることが可能である。

また、この実施例装置においては、４分の１波長板３２
・３４に入射するビームＢ、・Ｂ、の偏光面が互いに直
交しているため、ビームＢ３ｔ’Ｂｆｉ４を互いに直交
偏光の対をむす楕円偏光とすることも可能である。すな
わち、ポアンカレ球表示において、赤道上で点Ｏに関し
て対称位置にある二つの偏光を、二つの４分のＩ波長板
３２・３４により、点Ｏを通りそれらを結ぶ軸と直交す
る軸を中心に、一方を北極方向に、他方を南極方向に、
各々９００回転させた場合にはそれらの偏光は右円偏光
と左円偏光となり、赤道と点０を通る。上記軸とは異な
る軸を中心に、一方を北極方向に、他方を南極方向に、
各々９００回転させた場合には、それらの偏光は互いに
直交偏光の対をなす二つの楕円偏光となる。

第１６図に示した装置は、第１５図に示した実施例装置
と同様、偏光面が直交する直線偏光のビームＢ、・Ｂ、
を４分の１波長板３２・３４に入射し、それらを互いに
直交偏光の対をなす円もしくは楕円偏光のビームＢ　ｓ
ｔ”　Ｂ　３４に変換するものであるが、偏光面が互い
に直交するビームＢ７・Ｂ、の作り方が第１５図に示し
た実施例装置とは異なる。

すなわち、この実施例装置においては、分割器として偏
光ビームスプリッタ３０を使用するとともに、予めレー
ザ光源２の回転位置を調整しておき、ビームＢ、の偏光
面を基準面に対して４５°傾けた状態で偏光ビームスプ
リッタ３０に入射させる。

すると、偏光ビームスプリッタ３０により、ビームＢ、
は、互いに偏光面が直交するＳ偏光のビームＢ！とＰ偏
光のビームＢ、に、光量損失をおこすことなく分離する
ことができる。従って、４分の！波長板３２・３４に入
射するビームＢ７・Ｂｌｌの偏光面は、第１５図に示し
た実施例装置と同様、直交した状態となる。

なお、この実施例装置において、４分の１波長板３２・
３４を省略した場合には、第１図等に示した実施例装置
と同様、重なり合う記録ビームの偏光面が互いに直交し
た直線偏光とすることができる。

第１７図に示した装置は、第１６図に示した実施例装置
に替えて、ビーム合成器１０とビーム縮小光学系１１と
の間に４分の１波長板３６を配設したものである。この
実施例装置においては、ビーム合成器１０より射出する
ビームＢ、。の互いに重なり合うものは、それらの偏光
面が直交する状態となっているため、このビームＢ、。

を、一つの４分の１波長板３６により、互いに重なり合
うものが直交偏光の対をなす円偏光あるいは楕円偏光の
ビームＢ、６に変換することができる。

すなわち、ポアンカレ球表示において、赤道上で点Ｏに
関して対称の位置にある二つの偏光を、一つの４分の１
波長板３６により、点Ｏを通り、それらを結ぶ軸と直交
する軸を中心に９０°回転させた場合には、それらの偏
光は右円偏光及び左円偏光になり、赤道と点Ｏを通る。

上記軸とは異なる軸を中心に９０°回転させた場合には
、それらの偏光は直交偏光の対をなす二つの楕円偏光と
なる。この実施例装置においては、前記第１４図ないし
第１６図の装置とは異なり、ビーム合成器１０として偏
光ビームスプリッタを使用することにより、光ｆｆｉ　
ｔｊｆｆｌ失を低減することができる。

第１８図に示した装置は、第１０図に示した実施例装置
において、光路分割器３の前方に４分の１波長板３８を
配設したものである。この実施例装置においては、レー
ザ光源２よりのビームを４分の１波長板３８によって円
偏光もしくは楕円偏光に変換した後、光路分割器３で分
割することにより、同一の偏光状態を有するビームＢ、
・Ｂ８を得る。そして２分の１波長板９を調整し、一方
のビームＢ、をポアンカレ球における点対称位置の円偏
光もしくは楕円偏光に変換することにより、ビームＢ７
と直交偏光の対をなすビームＢ８を得ることができる。

なお、一定の偏光状態を有するレーザ光ビームを射出す
るレーザ光源は、通常、直線偏光レーザであるため、上
述した実施例では、レーザ光源より射出されるレーザ光
ビームを、すべて直線偏光として説明したが、円もしく
は楕円偏光のレーザ光ビームを射出するレーザ光源があ
れば、例えば第１８図に示した実施例における４分の１
波長板３８は、これを省略することができる。

つぎに、非干渉化手段が可干渉距離以上の光路差を形成
する光路差形成手段を利用した実施例装置について説明
する。たお、前述した実施例装置と同一の部材について
は同一符号を付して説明を省略する。

この実施例に係るレーザ露光装置の基本構成は、第１９
図に示したように、レーザ光源ｌと、ビーム径変換手段
２と、ビーム分割器３と、ビームシフタ４と、複数ビー
ム分割器５・６と、多チャンネル型光変調器７・８と、
直角プリズム４０と、ビーム合成器１０と、ビーム縮小
光学系１１とから戊り、記録シリンダ２５の軸線方向へ
第８図に示すような直列状のビームスポット列ｔ３＋ｔ
を形成するように構成されている。そしてこのビームス
ポット列Ｂ、は、前述した実施例装置と同様、ビームＳ
ｔ及びビームＢ８よりのビームスポットが交互に整列す
ることにより形成される。なお、Ｍ。

はミラーである。

前記直角プリズム４０は迂回光路Ｆに設けられ、直進光
路Ｅと迂回光路Ｆとの光路差しを所要の可干渉距離以上
に調整するためのものである。なお、光路差りは第１９
図のほぼＬｌとし、とり、との和であって、直角プリズ
ム４０を矢印Ｈ方向に移動させることによって光路差し
を調整することができる。ちなみに、可干渉距離は次式
で表され、−膜内には、Ｈｅ−Ｎｅｔｚ−ザでは約ＩＱ
　　、Ａｒレーザでは数　と言われている。

ｉ２　＝Ｃ／Δν ただし、　ｅは可干渉距離 Δνはレーザの線幅 Ｃは光速度 当然ながらり、の２倍がほぼ光路差りであり、可干渉距
離以上であればプリズム４０を省略し、第２０図に示す
ように、ビーム光路をＦからＢ。

へと変えるようミラーＭ、の位置を変えるようにしても
よい。

従って、上記構成によれば隣り合う記録ビーム相互間に
可干渉距離以上の光路差しを設けることで干渉をなくし
、隣り合う記録ビームを相互に重ね合わせることが可能
となる。

なお、前述した光路差りは、通常、可干渉距離４以上で
あればよいが、光路差りをさらに大きく取った場合には
、再びレーザ光が互いに干渉する場合がある。前述した
光路差しは、このような距離には設定しないことはいう
までもない。

また、第１９図に示した実施例装置において、直角プリ
ズム４０の代わりに複数のミラーを使用し、それらによ
って可干渉距離以上の光路差しを得るようにしてもよい
。

また、光路Ｅ−Ｆのいずれか一方をさらに２分割し、そ
れら３つの光路間にそれぞれ可干渉距離以上の光路差し
を設け、それらを順に重ね合わせるようにしてもよい。

つぎに、非干渉化手段に代えて、別々のレーザ光源から
のレーザビームを利用した実施例装置について説明する
。なお、前述した実施例装置と同一部材については同一
符号を付して説明を省略する。

この実施例に係るレーザ露光装置１の基本構成は、第２
１図に示すように、２つのレーザ光源１・１と、レーザ
光源１−１の光路前段に配置したビーム径変換手段２・
２と、複数ビーム分割器５・６と、多チャンネル型光変
調器７・８と、ビーム合成器１０と、ビーム縮小光学系
１１とから成り、記録シリンダ２５の軸線方向へ第８図
に示すような直列状のビームスポット列Ｂ、を形成する
ように構成されている。そして、このビームスポット列
Ｂ、は前述した実施例装置と同様、ビームＢ。

及びビームＢ、よりのビームスポットが交互に整列する
ことにより形成される。

上記構成によれば隣り合う記録ビームを別々のレーザ光
源から放射させることにより干渉をなくし、隣り合う記
録ビームを相互に重ね合わせることが可能となる。

なお、第２１図におけるビーム合成器１０として、前記
した実施例装置の場合と同様、偏光ビームスプリッタを
使用することにより、レーザ光ビームのエネルギー損失
を最小にすることが可能である。

上述した全ての実施例装置は、各ピームスポットを一列
に整列させて直列状のビームスポット列Ｂ１１を形成し
たものであるが、例えば第１図に示した実施例装置にお
いて、ビーム合成器１０として、ビームスプリッタ、偏
光ビームスプリッタ、ハーフミラ−等を使用するととも
に、このビーム合成器１０を第２２図の矢印Ｅ方向へ移
動させることにより、第２３図に示したような千鳥状の
ビームスポット列Ｂ、を得ることもできる。

この千鳥状配列のビームスポット列Ｅ３＋ｔは走査方向
く矢印Ａ方向）に向かって前方に位置する前方スポット
列Ｂ　１４と前方スポット列Ｂ　１４の後方に位置する
後方スポット列Ｂ　１３とから戊り、第２２図に示すよ
うにそれぞれ記録ビーム列Ｂ７・Ｂ、をビーム合成手段
１０を介して千鳥状配列の記録ビーム列Ｂ１゜として射
出することにより形成される。

つまり、後方スポット列８１３は前方スポット列Ｂ　１
４との重なりを回避するため所要の間隔Ｌ１を有すると
ともに、両スポット列Ｂ　Ｉｊｌ・Ｂ　１４は主走査方
向と直交する副走査（矢印Ｂ）方向へ相互に所定ピッチ
Ｐｌ（ここではスポット径りの２分の１）だけずらしで
ある。

上記間隔Ｌ１は第２２図における間隔Ｌ０をビーム合成
手段１０又はミラーＭ、を矢印Ｅ方向へ位置調節するこ
とによって設定することができる。

このような構成にした場合には、第２３図に示した前方
スポット列Ｂ　１４と後方スポット列Ｂ１３とは重なっ
ていないため、第１図における２分の１波長板９を省略
した場合にも干渉が発生することはない。また、２分の
１波長板９を採用し、かつビーム合成手段１０として偏
光ビームスブリ０．夕を使用した場合には、ビームの合
成に際してそのエネルギー損失をごく僅かな量とするこ
とができる。この場合には、前方スポット列Ｂ　１４と
後方スポット列Ｂ、とが重なりあってもレーザ光ビーム
の干渉は生じないから、第２３図におけるし、はもっと
小さくすることができる。なお、ビームスポット列を千
鳥状に配列する構成は、第１図に示した実施例装置のみ
でなく、他の実施例装置の場合にも適用することが可能
である。

本発明は、前述した種々の実施例に限らず、多様な変形
を加えて実施し得る。

例えば、前述した実施例において、複数ビーム分割器５
・６を使用せず、２本のビームで記録する方式としても
よい。

さらに、上述した実施例は、記録シリンダ上に記録媒体
としての感光フィルムを装着し、その感光フィルム上に
記録を行う装置に関するものであるが、記録媒体として
他の感光材料を使用した装置にも同様に適用し得る。

また、上述した実施例は、本発明を記録シリンダを回転
させることにより走査露光を行う回転シリンダ方式の画
像記録装置に適用したものであるが、本発明を例えば、
特開昭５６−６７２７７号公報に記載されているように
、回転ポリゴンミラーやガルバノミラ−等を使用し、レ
ーザ光ビームを記録媒体上において往復走行させるフラ
イングスポット方式の画像記録装置に適用することもで
きる。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明では、前記従来例
と実質的に同様の基本的構成を備えるレーザ露光装置に
おいて、レーザ光源の光路前段にビーム径変換手段を配
置し、ビーム径を変倍可能に構成したので、複数のレー
ザ光ビームの整列ピッチを所定値に維持したまま、ビー
ム径のみを適宜変更して、記録画像の解像度とエツジラ
フネスとの関係を適宜選択することができる。もとより
、ＩＲなり合うレーザ光ビームの干渉による弊害及び走
査線割れの問題も生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例装置の概要を示す斜視図、
第２図及び第３図はそれぞれビーム径変換手段の斜視図
、第４図はビームシフタの作用説明図、第５図〜第７図
はそれぞれビーム合成手段の別実施例を示す側面図、第
８図はビームスポット列の態様を例示する図、第９図は
ビームスポット列の光范分布図、第１０図〜第２１図は
それぞれ本発明に係る別の実施例装置を示す模式的斜視
図、第２２図は千鳥状ビームスポット列を合成する際の
ビーム合成手段の拡大斜視図、第２３図（よそのビーム
スポット列の配置図、第２４図はポアンカレ球表示を示
す概要図、第２５図はレーザプロッタの斜視図、第２６
図はレーザ光ビームの光強度分布図、第２７ｒｙＪは記
録ビーム列を円筒記録面に照射した場合のビームスポッ
トの射影態様を例示する斜視図である。 ｌ・・・レーザ光源、２・・・ビーム径変換手段、３・
・・光路分割器、−５・・・ビーム分割器、７・８・・
・多チャンネル型光変調器、９・３２・３４・・・直交
偏光手段（非干渉化手段）、９゛　・４０・・・光路差
形成手段（非干渉化手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光源の光路前段にビーム径変換手段を配置し
   てビーム径を変倍し、変倍ビームを光路分割器で２つの
   ビーム光路に分割し、光路分割器の前方または後方にビ
   ーム分割器を配置して複数のレーザ光ビームに分割する
   とともに、各光路に多チャンネル型光変調器を配置して
   それぞれ複数のレーザ光ビームを独立に変調し、少なく
   ともいずれか一方の光路に非干渉化手段を配置し、一方
   の光路のレーザ光ビームと他方の光路のレーザ光ビーム
   とをビーム合成手段で合成することにより、両光路の複
   数のレーザ光ビームを走査方向と交差する方向へ交互に
   直列状に整列させ、隣り合うレーザ光ビームを非干渉状
   態で相互に一部重ね合わせ、光学系を介して画像記録面
   に照射して直列状のビームスポット列を形成し、レーザ
   光ビームをスポット列方向と交差する方向に相対走査さ
   せ、記録媒体に画像を露光記録するように構成した画像
   走査記録装置のレーザ露光装置 ２、非干渉化手段は直交偏光手段から成り、一方の光路
   のレーザ光ビームが他方の光路のレーザ光ビームに対し
   て、直交偏光の対をなすように構成した請求項１に記載
   した画像走査記録装置のレーザ露光装置 ３、非干渉化手段は光路差形成手段から成り、重なり合
   うレーザ記録ビームが相互に非干渉の光路差となるよう
   に構成した請求項１に記載した画像走査記録装置のレー
   ザ露光装置 ４、２つのレーザ光源の光路前段にそれぞれビーム径変
   換手段を配置してビーム径を変倍し、変倍ビームをビー
   ム分割器で複数のレーザ光ビームに分割し、各光路に多
   チャンネル型光変調器を配置してそれぞれ複数のレーザ
   記録ビームを独立に変調し、一方の光路のレーザ光ビー
   ムと他方の光路のレーザ光ビームとをビーム合成手段で
   合成することにより、両光路の複数のレーザ記録ビーム
   を走査方向と交差する方向へ交互に直列状に整列させ、
   隣り合うレーザ光ビームを非干渉状態で相互に一部重ね
   合わせ、光学系を介して画像記録面に照射して直列状の
   ビームスポット列を形成し、レーザ光ビームをスポット
   列方向と交差する方向に相対走査させ、記録媒体に画像
   を露光記録するように構成した画像走査記録装置のレー
   ザ露光装置