JPH10164322A - 走査露光装置 - Google Patents

走査露光装置

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JPH10164322A
JPH10164322A JP8313812A JP31381296A JPH10164322A JP H10164322 A JPH10164322 A JP H10164322A JP 8313812 A JP8313812 A JP 8313812A JP 31381296 A JP31381296 A JP 31381296A JP H10164322 A JPH10164322 A JP H10164322A
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JP
Japan
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scanning
deflector
exposure
plane
exposure apparatus
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JP8313812A
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English (en)
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Yoshiharu Okino
美晴 沖野
Atsushi Uejima
敦 上島
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平面偏光器を用い、かつ補正用の光学系を用
いずに、良好な結像特性を実現する。 【解決手段】 ３色素の走査露光は、１主走査の間に行
われ、かつ重複して走査露光がないように、入射角及び
各半導体レーザ１０間の挟角が定められており、これに
より、制御装置１４での変調を行うための回路を単一と
することができる。ポリゴンミラー１８の平面鏡２０に
よる光ビームの最大振り角に対して、振り幅の中央振り
分けで約１／５程度の振り角で実際に感光材料２４上が
画像を記録（走査露光）したため、結像点の位置ずれや
速度変動を極力抑えることができ、ピントや濃度等を許
容範囲に収めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームを平面偏
向器に入射させ、その反射光を走査平面上に走査露光す
る走査露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にレーザを用いた走査装置において
は、光ビームを平面偏向器（例えば、回転多面鏡等）で
走査し、偏向器より下流に結像レンズを配置し、平面上
に結像させる、所謂プリオブジェクティブタイプの光学
系が周知である。
【０００３】この場合、光軸方向の結像位置及び走査方
向の結像ビーム位置精度を考慮した光学系を必要とす
る。その代表的なものとしてｆθレンズが一般的に用い
られる。
【０００４】このｆθレンズを用いたプリオブジェクテ
ィブタイプの光学系は、結像位置精度、ビーム径の均一
性等の性能は優れているが、レンズが大きく、また高精
度が要求されるため、高価となる欠点を有している。ま
た、波長の異なる複数のビームを単一のｆθレンズを用
いて結像させカラー画像を露光しようとすると、均一な
結像性能を得ることが困難であるばかりでなく、振り角
によって波長毎に透過率が異なり、所謂シェーディング
と呼ばれる振り角によって色味が変わる現象が起こり、
画像の品質を低下させてしまう。
【０００５】一方、ｆθレンズを用いない走査光学系と
して、偏向器より上流に結像レンズを配置する、所謂ポ
ストオブジェクティブタイプの光学系が知られている。
【０００６】このポストオブジェクティブタイプの光学
系は、結像レンズが小型でよいため、安価である利点が
あるが、結像位置が円弧状となり、等角速度で走査され
るため、平面状の感光材料をポストオブジェクティブタ
イプの光学系で露光すると、ビーム径の均一性、走査位
置の精度、走査速度の均一性等が、ｆθレンズを用いる
方式より一般的に劣る。
【０００７】このため、ポストオブジェクティブタイプ
の光学系では、偏向器に曲率をもたせたり、結像特性を
補正するための特殊なレンズを持たせたりして、上記特
性劣化を補正している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、偏向器
に曲率を持たせるためには、曲面ミラーを切削するため
の特殊な加工機械、技術が必要で、高価なものとなる。
【０００９】一方、補正のためのレンズを介在させる場
合、良好な結果を得るためには、大型の非球面レンズが
必要となり、装置の大型化、コストアップを招いてい
た。
【００１０】本発明は上記事実を考慮し、平面偏向器を
用い、かつ補正のための光学系を必要としないで、良好
な結像特性を実現できる画像走査装置を得ることが目的
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光源と平面偏向器の間に結像素子を有する露光装置
において、偏向器が１若しくは複数の鏡面を備えた回転
鏡であり、以下の（１）式を満たすことを特徴としてい
る。
【００１２】θ≦３３°・・・（１） ここで、θは、偏向器による走査振り角（走査中心から
走査端末に対応する振り角度）である。
【００１３】請求項１に記載の発明によれば、結像素子
を光源と平面偏向器の間に配置しているため、高価なｆ
θレンズを用いる必要がない。また、走査振り角を３３
°以下に設定することにより、感光材料上の走査速度の
均一性が良好で濃度の均一性も良好であり、かつビーム
径の均一性も良好な露光が可能となる。
【００１４】請求項２に記載の発明は、光源と平面偏向
器の間に結像素子を有する露光装置において、偏向器が
１若しくは複数の鏡面を備えた回転鏡であり、以下の
（２）式を満たすことを特徴としている。
【００１５】θ≦１７°・・・（２） ここで、θは、偏向器による走査振り角（走査中心から
走査端末に対応する振り角度）である。
【００１６】請求項２に記載の発明によれば、さらに走
査振り角を１７°以下に設定することにより、感光材料
上の走査速度の均一性がさらに良好で濃度の均一性もさ
らに良好となり、かつビーム径の均一性もさらに良好な
露光が可能となる。
【００１７】請求項３に記載の発明は、光源と平面偏向
器の間に結像素子を有する露光装置において、偏向器が
１若しくは複数の鏡面を備えた回転鏡であって、露光平
面が、像高ゼロでのビームウエスト位置から、最大像高
でのビームウエスト位置までの間に位置することを特徴
としている。
【００１８】請求項３に記載の発明によれば、円弧状に
結像するビームに対して、露光平面を、走査中央でのビ
ームウエスト位置と、走査端部でのビームウエスト位置
との間に置くことにより、感光材料面上でのビーム径変
動量を、感光材料面を走査中央でのビームウエスト位置
におく場合に対して、ほぼ１／２に低減することができ
る。
【００１９】請求項４に記載の発明は、光源と平面偏向
器の間に結像素子を有する露光装置において、偏向器が
１若しくは複数の鏡面を備えた回転鏡であって、以下の
（３）式を満たすことを特徴としている。
【００２０】 cos2θ＋（２λＬ（１−cos θ）／（πω0 2））2 ≦1.44・・・（３） ここで、λは光ビームの波長、ω0 は露光面内での最小
ビーム径、Ｌは偏向器の光ビームが反射する点から露光
面の走査中央までの距離、θは偏向器による走査振り角
（像高ゼロから最大までに対応する角度）である。
【００２１】請求項４に記載の発明によれば、（３）式
を満たすようにビームの波長と、ビーム径と、偏向器と
露光面の距離と、走査振り角を設定するとにより、ビー
ム径変動が５０％以下の小さく、シャープネスの良好な
画像を露光することができる。
【００２２】請求項５に記載の発明は、前記請求項３の
走査露光装置において、以下の（４）式を満たすことを
特徴としている。
【００２３】 cos2θ＋（２λＬ（１−cos θ）／（πω0 2））2 ≦1.44・・・（４） ここで、λは光ビームの波長、ω0 は露光面内での最小
ビーム径、Ｌは偏向器の光ビームが反射する点から露光
面の走査中央までの距離、θは偏向器による走査振り角
（像高ゼロから最大までに対応する角度）である。
【００２４】請求項５に記載の発明によれば、（４）式
を満たすようにビームの波長と、ビーム径と、偏向器と
露光面の距離と、走査振り角を設定するとにより、ビー
ム径変動が小さく、さらに、露光平面を走査中央でのビ
ームウエスト位置と、走査端部でのビームウエスト位置
との間に置くことにより、感光材料面上でのビーム径変
動量を、さらにほぼ１／２に低減することができると共
にシャープネスの良好な画像を露光することができる。
【００２５】請求項６に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、光源と平面偏向器の間に結像素子を有す
る露光装置において、偏向器が１若しくは複数の鏡面を
備えた回転鏡であり、偏向器には、互いに入射角が異な
り、かつ波長の異なる複数の光ビームが入射されること
を特徴としている。
【００２６】請求項６に記載の発明によれば、回転偏向
器に互いに入射角が異なり、また、波長が異なる複数の
光ビームが入射するように構成しているため、カラー画
像を露光するにあたり、部品点数が少なく、低コスト、
小型な装置で実現することができ、かつビームの走査速
度が安定で、ビーム径変動も少ない、良好な画像品質を
得ることができる。
【００２７】請求項７に記載の発明は、請求項６記載の
発明において、前記複数の光ビームの各々が、以下の
（５）式及び（６）式を満たすことを特徴としている。
【００２８】 θ≦１７°・・・（５） cos2θ＋（２λＬ（１−cos θ）／（πω0 2））2 ≦1.44・・・（６） ここで、λは光ビームの波長、ω0 は露光面内での最小
ビーム径、Ｌは偏向器の光ビームが反射する点から露光
面の走査中央までの距離、θは偏向器による走査振り角
（像高ゼロから最大までに対応する角度）である。
【００２９】請求項７に記載の発明によれば、回転偏向
器に互いに入射角が異なり、また波長が異なる複数の光
ビームが入射するように構成し、かつ（５）式及び
（６）式を満たすように構成しているため、カラー画像
を露光するにあたり、部品点数が少なく、低コスト、小
型な装置で実現することができ、かつビームの走査速度
がさらに安定で、ビーム径変動もさらに少ない、さらに
良好な画質品質を得ることができる。
【００３０】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記複数の光ビームの波長の最大値と
最小値の差が１００ｎｍ以上であることを特徴としてい
る。
【００３１】請求項８に記載の発明によれば、カラー画
像を露光する走査ビームの波長が１００ｎｍ以上である
ため、通常のｆθレンズを用いると走査速度の均一性
や、ビーム径変動が大きくなり、良好な画像を得ること
が困難な場合でも、部品点数が少なく、低コスト、小型
な装置で実現することができ、かつビームの走査速度が
安定で、ビーム径変動も少ない、良好な画像品質を得る
ことができる。
【００３２】請求項９に記載の発明は、前記複数の光ビ
ームは平面偏向器の各面で複数のビームが順次同一露光
面上で走査されるように各光ビームの偏向器への入射角
並びに互いの挟角が定められ、単一の変調手段で各光ビ
ームを順次変調しながら露光することを特徴とする請求
項６記載の走査露光装置。
【００３３】請求項９に記載の発明によれば、さらに各
光ビームの偏向器への入射角の挟角が、同時に複数のビ
ームが感光材料上に結像しないように設定されているた
め、光ビームを画像信号にしたがって変調するにあた
り、単一の変調手段を用いて複数色を順次変調すること
ができるため、回路が簡単で、低コスト、小型な装置で
良好な走査露光を行うことができる。
【００３４】請求項１０に記載の発明は、請求項６に記
載の発明によいて、前記複数の光ビームに対して、偏向
器より光源側と、偏向器より露光面側に、それぞれ感光
材料搬送方向にのみパワーを有する光学部材を配したこ
とを特徴としている。
【００３５】請求項１０に記載の発明によれば、さらに
偏向器より光源側と、偏向器より露光面側それぞれに、
ビーム走査方向と直交方向、すなわち、感光材料搬送方
向にのみパワーをもつ光学部材を配することにより、複
数の反射面を有する偏向器を用いて走査露光するにあた
り、各反射面の面倒れによる走査線ピッチむらを低減
し、むらの少ない、良好な画像を感光材料に露光するこ
とが可能となる。（本発明（各請求項）の原理）平面偏
向器を用いたポストオブジェクティブタイプの無補正走
査では、図１に示すように偏向器と露光面の距離をＬ、
走査幅の半値をＸ、振り角の半値をθとすると、走査速
度Ｖは、以下の式で表される。
【００３６】Ｘ＝Ｌtan θ・・・（７） Ｖ＝ｄＸ／ｄｔ＝Ｌ／cos2θ・・・（８） ここで、走査速度と露光量の関係は逆比例しており、こ
のように光ビームが露光面上を不等速で走査することに
より、感光材料の露光にあたっては露光量、すなわち濃
度が不均一となる。図１で、走査線中央部、すなわち振
り角０での走査速度をＶ0 としたときの振り角θの時の
速度Ｖを求めると、 Ｖ／Ｖ0 ＝（Ｌ／cos2θ）／Ｌ＝１／cos2θ・・・（９） となり、図２の実線で示すように、振り角が大きいほ
ど、速度変動が大きくなる。これを露光量log Ｅの変動
量として表すと、 Δlog Ｅ＝log （Ｖ／Ｖ0 ）＝−log （cos2θ）・・・（１０） となり、図２の破線で示すように、振り角が大きいほ
ど、露光量変動が大きくなる。
【００３７】ところで、露光量変動に伴う濃度変動ΔＤ
が画像として許容される限界を実験的に求めた結果、低
品位の画像の場合は、 ΔＤ≦0.4 ・・・（１１） まで許容されるが、特に高品質の画像では、 ΔＤ≦0.1 ・・・（１２） までしか許容されないことが明らかになった。
【００３８】ここで、感光材料のガンマ値をγとしたと
き、 ΔＤ＝γ・Δlog Ｅ・・・（１３ であり、通常の銀塩感光材料を走査ビームで露光する場
合、濃度変動が視認されやすい濃度域のγは、２．５倍
程度であるため、低品位画像での露光量変動許容量は、 log Ｅ＝ΔＤ／γ≦≦0.4 ／2.5 ＝0.04／2.5 ＝0.16・・・（１４） また、高品質画像での露光変動許容量は、 Δlog Ｅ≦0.1 ／１／12.5＝0.04・・・（１５） となる。
【００３９】ここでθとΔlog Ｅの関係は表１に示すよ
うになり、これから判るように低品位画像での振り角の
許容限界は３３°、高品位画像では１７°であることが
条件である。
【００４０】
【表１】
【００４１】以上は、速度変動に伴う濃度変動に関する
制約であるが、さらに画像のシャープネスを均一にする
ためにはビーム径の均一性に関しても考慮する必要があ
る。
【００４２】ｆθレンズを用いたプリオブジェクション
タイプの光学系では、露光面と、結像位置、すなわちビ
ームウエストの位置がほぼ一致するよう、設計されてい
る。
【００４３】これに対して、ポストオブジェクションタ
イプの光学系では、ビームウエストは図３に示すように
円弧状になるため、露光面とビームウエストの位置が一
致せず、露光面上のビーム系が振り角により変化し、画
像のシャープネスに変動きたすことになる。
【００４４】ここで、ビームウエストでのビーム径をω
0 、光ビームの波長をλ、偏向器の光ビームが反射する
点から露光面の走査中央までの距離をＬとしたとき、ま
ず、図３に示すように、走査中央でビームウエストと露
光面を一致させたとすると、振り角θのときの、露光面
のビームウエストとの距離Ｘ1 は、 Ｘ1 ＝Ｌ（（１／cos θ）−１）・・・（１６） となる。
【００４５】このときの光軸に垂直な面でのビーム径ω
1 は、 ω1 ＝ω0 （１＋（４λＸ1 ／（πω0 2））2)1/2 ・・・（１７） であるが、さらに露光面でのビーム径ωは、光軸が角度
θで入射するため、 ω＝ω0 （１＋（４λＸ1 ／（πω0 2））2)1/2 ／cos θ・・・（１８） となる。
【００４６】例えば、ω0 ＝８０ｎｍの場合、ωとθと
の関係は図４のようになる。従って、露光面を走査中央
でのビームウエストに一致させると、上記のような変動
となるが、図５に示すように、露光面を走査中央のビー
ムウエストと走査端部のビームウエストの間に置き、走
査中央でのビーム径と走査端部でのビーム径がほぼ同等
となるようにすれば、ビームウエスト位置と露光面位置
の差Ｘ1 は、ほぼ半分に抑えることが可能となる。
【００４７】ここで、ビーム径の変動が画像のシャープ
ネス変動としてどの程度まで許容できるかについて実験
的に調べた結果、低品位画像では約５０％、高品位画像
では約２０％が限界であることが明らかとなった。
【００４８】図５のような位置に露光面を配置する場
合、低品位画像での許容限界は、 ω／ω0 ＝（１＋（２λＸ1 ／（πω0 2）)2)1/2／cos θ≦1.5 ・・・（19) となる。
【００４９】以上より、 （cos2θ＋(2λＬ(1−cos θ)/（πω0 2）)2)1/2≦1.5 ・・・（20) （cos2θ＋(2λＬ(1−cos θ)/（πω0 2）)2≦2.25・・・（21) また、高品位画像での許容限界は、 （cos2θ＋(2λＬ(1−cos θ)/（πω0 2）)2≦1.44・・・（22) となる。
【００５０】また、複数の互いに異なる波長のビーム、
特にカラー画像を得るために３波長のビームを同一光学
系により偏向することにより、低いコストで高品位のカ
ラー画像を得ることができる。これらのビームは、例え
ばダイクロイックミラー等を用いて光軸をほぼ一致させ
て偏向することも可能であるが、この場合、合波のため
のダイクロイックミラー等の光学部品が必要となるこ
と、合波部品の位置変動、角度変動等は、色ずれを発生
させることになるため、これらの部品を１μｍより更に
微細な精度で固定保持する必要があり、環境変動等に対
してこの品質を保持することが非常に困難である。ま
た、合波のための光路が必要となるため、装置が大型と
なる欠点を有している。
【００５１】偏向器のミラー面上のほぼ同一の位置に複
数のビームが入射するように構成することがすでに公知
であるが、本発明のようなｆθレンズを用いない光学系
にこの技術を用いることにより、さらに低いコストかつ
装置も小型で、高品位なカラー画像を露光することがで
可能となる。
【００５２】また、互いに異なる波長のビームの波長間
隔が大きい場合、特に波長間隔が１００ｎｍ以上を超え
るような場合、従来のｆθレンズでは色収差により結像
位置が波長毎に異なってくると共に、速度の均一性も低
下する。また、レンズのコーティング性能に関しては、
透過率が波長と入射角に依存しているため、特に波長差
が１００ｎｍ以上の複数波長のビームは像高位置により
波長毎の露光量が異なり、カラー画像の露光では、色味
の変動をもたらしてしまう。このように、波長差の大き
い複数のビームに対しては本発明のようにｆθレンズを
用いない光学系で走査することが特に好ましい。
【００５３】本発明は、複数のビームのそれぞれの挟角
の和が、ミラー面数より決まる偏向可能な最大振り角を
超えないように設定されると共に、同一ミラー面により
１走査線を形成するにあたり、複数のビームが順次露光
面上に走査されるように構成される。このように構成す
ることにより、複数のビームが同時に感光材料上を走査
されることがないため、各々のビームを変調する変調回
路を共通化することが可能となる。すなわち、１つの変
調回路により、複数のビームを順次変調しながら露光面
上を走査させるように構成される。
【００５４】
【発明の実施の形態】図６には、３個の半導体レーザ１
０を用いた、走査露光装置１２の概略が示されている。
半導体レーザ１０は、制御装置１４に接続され、所定の
波長及び所定の光量のレーザビームを出力すると共に制
御装置１４内のメモリに記憶された画像データに基づい
て変調されるようになっている。なお、この変調はパル
ス幅変調であり、デューティ制御によって後述する感光
材料への露光量を制御している。本実施の形態では、第
１の半導体レーザの波長λ1 が８１０ｎｍ（Ｃ）、第２
の半導体レーザの波長λ2 が７５０ｎｍ（Ｍ）、第３の
半導体レーザ１０の波長λ3 が６８０ｎｍ（Ｙ）とされ
ている。
【００５５】半導体レーザ１０の下流側には、集光レン
ズ１６を介してポリゴンミラー１８が配設されている。
ポリゴンミラー１８は、複数の平面鏡２０を外周に備
え、制御装置１４に接続されたモータ２１の駆動により
高速で回転する平面偏向器である。半導体レーザ１０か
ら出力された光ビームは、ポリゴンミラー１８が回転す
ることによって１平面鏡内で入射角及び反射角が順次変
更され、反射された光ビームは直線状に移動することに
なる（主走査）。この主走査は、各平面鏡２０で順次行
われるようになっている。
【００５６】ポリゴンミラー１８の平面鏡２０で反射さ
れた光ビームは、平面的に配置された感光材料２４上へ
到達するようになっている。
【００５７】感光材料２４は、前記主走査方向を軸線と
する複数対のローラ２６（図４では一対のみ図示）によ
って挟持されており、これらのローラ２６は、制御装置
１４に接続されたモータ２７の駆動力によって等速度回
転している。これにより、感光材料２４は、主走査方向
と直交する方向に等速度移動することになる（副走
査）。
【００５８】このような構成において、制御装置１４内
のメモリに記憶された画像データに基づいて変調された
光ビームが感光材料２４上を走査することによって、画
像を露光することができる。なお、光ビームが走査され
るラインの先頭側に対応して、スタート信号検出センサ
２９が配設され、このスタート信号検出センサ２９が光
ビームの光を検出することにより、画像データの出力タ
イミングを得ている。実際には、スタート信号検出セン
サ２９が光を検出してから所定時間後に変調が開始され
る。
【００５９】ところで、図３に示される如く、従来、一
般に適用される走査露光系では、ポリゴンミラー１８に
よって走査（主走査）される光ビームは、結像点がポリ
ゴンミラー１８の平面鏡２０から同一の光路長であるた
め、円弧状となる。従って、主走査の振り幅の中央の結
像点を感光材料２４上とすると、感光材料２４の幅方向
（主走査方向）両端部にいくに従い、結像点と感光材料
２４との間が離れていくことになる。また、感光材料２
４上を主走査する光ビームの速度も、光ビームが等角速
度運動であるため、感光材料２４の幅方向両端部が最も
速く、中央部が最も遅くなる。
【００６０】そこで、ポリゴンミラー１８の平面鏡２０
による最大振り角の一部を有効振り角として適用し、上
記結像点の変位、速度の差を極力抑えている。
【００６１】すなわち、理論的には、感光材料２４の幅
寸法（主走査に必要な長さ）の数倍の振り幅が可能であ
るが、本実施の形態では、はがきサイズの感光材料２４
を最大サイズとする走査露光装置１２となっている。具
体的な数値は、３個の半導体レーザ１０間の挟角がそれ
ぞれ１３°、ポリゴンミラー１８の平面鏡２０から感光
材料２４までの最短距離が２５０ｍｍ、感光材料２４の
主走査方向の長さが１０５ｍｍ、各半導体レーザ１０の
有効振り角が２４．８°となっている。なお、ポリゴン
ミラー１８の回転による最大振り角は１平面鏡２０で１
２０°である。
【００６２】ここで、ポリゴンミラー１８の回転状態
で、最も平面鏡２０への入射角が浅い第１の半導体レー
ザ１０からの光ビームが最先に感光材料２４の主走査開
始位置に到達し、主走査が開始される。この第１の半導
体レーザ１０による主走査が終了した後、２番目に入射
角が浅い第２の半導体レーザ１０の光ビームが感光材料
の主走査開始位置（前記第１の半導体レーザ１０により
書き込まれた位置と同一）に到達し、主走査が開始され
る。第２の半導体レーザ１０による主走査が終了した
後、最も入射角が深い第３の半導体レーザ１０の光ビー
ムが感光材料の主走査開始位置（前記第１の半導体レー
ザ１０により書き込まれた位置と同一）に到達し、主走
査が開始される。このように、本実施の形態では、３個
の半導体レーザ１０が、同時に走査されず、順次走査さ
れる配置となっている。このため、各半導体レーザ１０
の独立して変調する場合に、それぞれの半導体レーザ１
０に対して変調制御回路を設けることなく、単一の変調
制御回路があればよいことなる（図７参照）。
【００６３】以下に本実施の形態の作用を説明する。制
御装置１４のメモリに画像データが記録されると、この
画像データに基づいて感光材料２４への走査露光が開始
される。
【００６４】ポリゴンミラー１８が高速回転している状
態で、複数対のローラ２６を回転駆動させて感光材料２
４を走査露光位置へ送り込むと共に半導体レーザ１０か
ら光ビームを出力する。この感光材料２４の移動は副走
査とされ、等速度で移動する。ここで、スタート信号検
出センサ２９による光ビームの検出によって、主走査開
始を認識し、所定時間後に露光開始位置であることを確
認すると、半導体レーザ１０からの光ビームを画像デー
タに基づいて変調する。この光ビームは、高速回転され
ているポリゴンミラー１８の平面鏡２０で反射して、感
光材料２４方向へ到達するが、その物理的に可能な最大
振り角（６０°）に対して、感光材料２４上となる有効
振り角（１２．４°）は、約１／５程度となっている。
【００６５】制御装置１４では、最先に感光材料２４の
画像記録領域に到達する第１の半導体レーザ１０からの
光ビームを変調する。この変調によって、Ｃ色素の画像
が感光材料２４上に露光される。
【００６６】次に、第１の半導体レーザ１０による走査
露光終了後、第２の半導体レーザ１０（入射角が第１の
半導体レーザ１０よりも深いもの）が画像記録領域に到
達し、制御装置１４では、第２の半導体レーザ１０から
の光ビームを変調する。この変調によって、Ｍ色素の画
像が感光材料２４上に露光される。
【００６７】同様に、第２の半導体レーザ１０による走
査露光終了後、第３の半導体レーザ１０（入射角が最も
深いもの）が画像記録領域に到達し、制御装置１４で
は、第３の半導体レーザ１０からの光ビームを変調す
る。この変調によって、Ｙ色素の画像が感光材料２４上
に露光される。
【００６８】３色素の走査露光は、１主走査の間に行わ
れ、かつ重複して走査露光がないように、入射角及び各
半導体レーザ１０間の挟角が定められており、これによ
り、制御装置１４での変調を行うための回路を単一とす
ることができる。
【００６９】ここで、結像ビームのウエストは、図３に
示すように円弧状となるため、露光面上のビーム径は、
ビームウエストからの距離が大きくなるにつれて増大す
る。
【００７０】ビームウエストと露光面の位置は図３のよ
うに画像の中央部で一致させてもよいし、図５に示す他
の実施の形態のように、中央と両端の間の適当な位置で
位置させるようにしてもよい。
【００７１】前者の場合、ビーム径は中央が最小で、両
端が最大となり、後者の場合、中央と両者で最大、その
間の適当な位置で最小となる。後者の方がビーム径変動
を前者の約１／２に抑えることができ、好ましい。
【００７２】前者の場合、振り角θのときの露光面のビ
ームウエストとの距離Ｘ1 は、 Ｘ1 ＝Ｌ（（１／cos θ）−１）・・・（23） となる。
【００７３】このときの光軸に垂直な面でのビーム径ω
1 は、 ω1 ＝ω0 （１＋（４λＸ1 ／（πω0 2））2)1/2 ・・・（24） であるが、さらに露光面でのビーム径ωは、光軸が角度
θで入射するため、 ω＝ω0 （１＋（４λＸ1 ／（πω0 2））2)1/2 ／cos θ・・・（25） となる。
【００７４】本実施の形態の場合、図５の構成にてビー
ムウエストのビーム径を８５μｍとしたときに、最大ビ
ーム径を９１μｍ程度にすることができる。これは、約
７％のビーム径増大であるが、低品位画像では約５０％
の変動、高品位画像では約２０％の変動が許容限界であ
り、上記実施の形態は、画質上十分な性能を有してい
る。
【００７５】また、振り角12.4°での、露光面中央と周
辺での速度差は図2 より、５％程度であり、これに伴う
露光量変動量は約２％である。感光材料のγが約2.5 の
場合、中央と周辺との濃度差は約５％であり、高画質画
像として十分許容できる。
【００７６】このように、ポリゴンミラー１８の平面鏡
２０による光ビームの振り角を12.4°で記録するため、
結像点の位置ずれや、速度変動を小さく抑えることがで
き、ピントや濃度変動等を許容範囲に収めることができ
る。
【００７７】なお、本実施の形態では、カラー画像を得
るための３個の半導体レーザを用いたが、各々の半導体
レーザは波長のばらつきを持つため、８１０ｎｍは最長
８２０ｎｍ最短８００ｎｍ、６８０ｎｍは最長６９０ｎ
ｍ最短６７０ｎｍとなる可能性があり、波長差は１１０
ｎｍから１５０ｎｍの間でばらつく。波長差が百十ｎｍ
以上もあると、ｆθレンズの結像性能として、色収差に
よる３色の色ずれ、走査速度差が発生する。また、ｆθ
レンズのコティングが波長依存性及び入射角依存線を有
するために、振り角によって、すなわち、画像の中心と
端部で、また波長によって、透過率の変動が起こり、カ
ラー画像での色味変動となる。この点でも、本実施の形
態のように、ｆθレンズを用いることなく走査すること
により、これらの問題が発生することなく、良好な画像
を露光することができる。
【００７８】多面鏡を用いた走査にあたっては、角面の
回転軸に対する平行度の誤差に伴う倒れがあるため、各
面に対応する走査線の結像位置が感光材料搬送方向に変
化し、走査線の間隔むらとなる。これを補正するための
技術として多面鏡の反射面上に感光材料搬送方向に光源
と、反射面と、露光面とが互いに共役な関係とあんるよ
うに、光源と偏向器の間に、反射面上に線状結像したビ
ームを露光面上に再度結像させるためのシリンドリカル
レンズ又はシリンドリカルミラーを配することにより、
偏向器の倒れにほる走査線ピッチむらを低減し、良好な
がぞう終えることができる。
【００７９】カラー画像の露光にあたっては、上記実施
の形態の波長のほか、７８０ｎｍ、６８０ｎｍ、６３５
ｎｍの波長を用いてもよいし、さらに可視の３色のレー
ザすなわち、赤の半導体レーザ、緑・青の固体レーザを
用いることも可能である。この場合、赤は６９０ｎｍか
ら６７０ｎｍ、緑は５３２ｎｍ、青は４７３ｎｍの波長
で露光を行うが、３色のビームの波長差は約２２０ｎｍ
にも達し、通常のｆθレンズで良好な結像性能を得るた
めには、枚数が多くなり、コストが高くなるだけでな
く、前記のように中央と端部での色味変動がさらに大き
くなり、画質が大きく劣化する。このような場合は更に
本実施の形態の適用が効果的である。
【００８０】なお、本実施の形態では、カラー画像の露
光のため３つのレーザビームを用いたが、白黒であれ
ば、レーザを１ビームでよいことは言うまでもない。
【００８１】また、本実施の形態では、制御装置１４内
の変調のための回路を単一とすべく、各半導体レーザの
相対位置を設定したが、変調のための回路を各半導体レ
ーザ毎に設ければ、複数個の半導体レンザから出力され
る光ビームを時間的に重複させて走査露光することもで
きる。
【００８２】また、本実施の形態では、平面偏向器とし
て回転多面鏡（ポリゴンミラー）を適用しがが、表裏両
方又は一方が鏡面である平板上の平面偏向器を用いても
よく、さらに、これを連続ではなく、ステップ回転させ
るようにしてもよい。
【００８３】
【発明の効果】以上説明した如く本発明発明に係る走査
露光装置は、平面偏向器を用い、かつ補正のための光学
系を必要としないで、良好な結像特性を実現できるとい
う優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の走査露光系の概略図である。
【図２】振り幅中央の速度に対する各走査角度での相対
速度と振り幅中央の露光量に対する相対露光量を表す特
性図である。
【図３】本発明に係る走査光学系の概略図である。
【図４】本実施の形態に係り走査角度に対する感光材料
上でのビーム径と、振り幅中央に対するビーム径比を表
す特性図である。
【図５】他の実施の形態に係る走査光学系の概略図であ
る。
【図６】本実施の形態に係る走査露光装置の平面図であ
る。
【図７】半導体レーザの出力、変調回路の動作タイミン
グチャートである。
【符号の説明】
１０ 半導体レーザ １２ 走査露光装置 １４ 制御装置 １８ ポリゴンミラー（平面偏向器） ２４ 感光材料（走査平面）

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と平面偏向器の間に結像素子を有す
    る露光装置において、偏向器が１若しくは複数の鏡面を
    備えた回転鏡であり、以下の（１）式を満たすことを特
    徴とする走査露光装置。 θ≦３３°・・・（１） ここで、θは、偏向器による走査振り角（走査中心から
    走査端末に対応する振り角度）である。
  2. 【請求項２】 光源と平面偏向器の間に結像素子を有す
    る露光装置において、偏向器が１若しくは複数の鏡面を
    備えた回転鏡であり、以下の（２）式を満たすことを特
    徴とする走査露光装置。 θ≦１７°・・・（２） ここで、θは、偏向器による走査振り角（走査中心から
    走査端末に対応する振り角度）である。
  3. 【請求項３】 光源と平面偏向器の間に結像素子を有す
    る露光装置において、偏向器が１若しくは複数の鏡面を
    備えた回転鏡であって、露光平面が、像高ゼロでのビー
    ムウエスト位置から、最大像高でのビームウエスト位置
    までの間に位置することを特徴とする走査露光装置。
  4. 【請求項４】 光源と平面偏向器の間に結像素子を有す
    る露光装置において、偏向器が１若しくは複数の鏡面を
    備えた回転鏡であって、以下の（３）式を満たすことを
    特徴とする走査露光装置。 cos2θ＋（２λＬ（１−cos θ）／（πω0 2））2 ≦1.44・・・（３） ここで、λは光ビームの波長、ω0 は露光面内での最小
    ビーム径、Ｌは偏向器の光ビームが反射する点から露光
    面の走査中央までの距離、θは偏向器による走査振り角
    （像高ゼロから最大までに対応する角度）である。
  5. 【請求項５】 前記請求項３の走査露光装置において、
    以下の（４）式を満たすことを特徴とする走査露光装
    置。 cos2θ＋（２λＬ（１−cos θ）／（πω0 2））2 ≦1.44・・・（４） ここで、λは光ビームの波長、ω0 は露光面内での最小
    ビーム径、Ｌは偏向器の光ビームが反射する点から露光
    面の走査中央までの距離、θは偏向器による走査振り角
    （像高ゼロから最大までに対応する角度）である。
  6. 【請求項６】 光源と平面偏向器の間に結像素子を有す
    る露光装置において、偏向器が１若しくは複数の鏡面を
    備えた回転鏡であり、偏向器には、互いに入射角が異な
    り、かつ波長の異なる複数の光ビームが入射されること
    を特徴とする請求項１記載の走査露光装置。
  7. 【請求項７】 前記複数の光ビームの各々が、以下の
    （５）式及び（６）式を満たすことを特徴とする請求項
    ６記載の走査露光装置。 θ≦１７°・・・（５） cos2θ＋（２λＬ（１−cos θ）／（πω0 2））2 ≦1.44・・・（６） ここで、λは光ビームの波長、ω0 は露光面内での最小
    ビーム径、Ｌは偏向器の光ビームが反射する点から露光
    面の走査中央までの距離、θは偏向器による走査振り角
    （像高ゼロから最大までに対応する角度）である。
  8. 【請求項８】 前記複数の光ビームの波長の最大値と最
    小値の差が１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求
    項６記載の走査露光装置。
  9. 【請求項９】 前記複数の光ビームは平面偏向器の各面
    で複数のビームが順次同一露光面上で走査されるように
    各光ビームの偏向器への入射角並びに互いの挟角が定め
    られ、単一の変調手段で各光ビームを順次変調しながら
    露光することを特徴とする請求項６記載の走査露光装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記複数の光ビームに対して、偏向器
    より光源側と、偏向器より露光面側に、それぞれ感光材
    料搬送方向にのみパワーを有する光学部材を配したこと
    を特徴とする請求項６記載の走査露光装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW404114B (en) * 1999-01-29 2000-09-01 Microtek Int Inc Image scanner with image correction function
US6511184B2 (en) 2000-04-05 2003-01-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Color image display apparatus
US6568811B2 (en) * 2000-06-12 2003-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Color image display device and projection-type image display apparatus
JP2001356286A (ja) 2000-06-12 2001-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 投射型画像表示装置
EP1202550B1 (en) * 2000-10-31 2006-05-31 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Laser irradiation device and image recorder
JP4401631B2 (ja) * 2002-07-25 2010-01-20 キヤノン株式会社 走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
JP2006517340A (ja) * 2003-01-23 2006-07-20 オーボテック リミテッド 高輝度照明を提供するためのシステムおよび方法
US7273281B2 (en) * 2003-12-31 2007-09-25 Symbol Technologies, Inc. Method and apparatus for aligning a plurality of lasers in an electronic display device
JP4921159B2 (ja) * 2006-12-28 2012-04-25 キヤノン株式会社 光ビーム走査装置
US20090161705A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Etienne Almoric Laser projection utilizing beam misalignment
US8976423B2 (en) * 2013-03-15 2015-03-10 Lexmark International, Inc. Optical scanning system and imaging apparatus for using same
JP6278761B2 (ja) * 2014-03-11 2018-02-14 キヤノン株式会社 読取制御装置、および、読取制御方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05346549A (ja) * 1992-04-17 1993-12-27 Canon Inc 走査光学装置
JP3233497B2 (ja) * 1993-06-21 2001-11-26 富士写真フイルム株式会社 感光材料露光方法及び装置
JP3222023B2 (ja) * 1994-11-09 2001-10-22 株式会社東芝 光走査装置
US5781325A (en) * 1994-12-19 1998-07-14 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical scanning apparatus

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