(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される制御信号に応じてレーザ光の強度を変調するレーザ変調装置において、
前記制御信号に応じて回折レーザ光の強度を変化させる変調用光学素子と、
前記変調用光学素子の前記回折レーザ光を回折させる第一スリットと、
前記第一スリットによる回折レーザ光の０次回折レーザ光を通過させる第二スリットと、
を有し、
前記第二スリットを通過した前記０次回折レーザ光を出力することを特徴とするレーザ変調装置。
【請求項２】
前記第一スリットで回折する前記回折レーザ光は前記変調用光学素子の１次回折レーザ光又は−１次回折レーザ光であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ変調装置。
【請求項３】
前記変調用光学素子が音響光学素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ変調装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ変調装置と、
前記レーザ変調装置に入射するレーザ光を発光するレーザ発光素子と、
前記レーザ変調装置に露光量に応じて前記制御信号を入力する露光制御手段と、
を有し、
前記第二スリットを通過した前記０次回折レーザ光により露光することを特徴とするレーザ露光装置。
【請求項５】
前記レーザ発光素子が気体レーザ発光素子であることを特徴とする請求項４に記載のレーザ露光装置。
【請求項６】
ハロゲン化銀写真感光材料を露光するものであることを特徴とする請求項４又は５に記載のレーザ露光装置。
【請求項７】
レーザ露光用感光材料を評価するための露光装置であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光材料に対してレーザビームで露光する装置や電子写真法レーザビームプリンタなどのレーザ露光装置、及び、レーザ露光装置や光通信装置や光走査装置などに用いられるレーザ変調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザによるレーザ光の強度の変調は、半導体レーザへの駆動電流を変えることにより行っていた。
【０００３】
また、気体レーザによるレーザ光の強度の変調は音響光学素子又は電気光学素子により行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体レーザへの駆動電流を変えることによるレーザ光の強度の変調は、図１に示すように、駆動電流−レーザ発光強度特性は非線型性があり、精度の高い変調が技術的に難しい。なお、図１は、駆動電流に対する発光強度を示すグラフであり、横軸が駆動電流、縦軸が発光強度である。
【０００５】
また、音響光学素子によるレーザ光の強度の変調は、消光比が１０００：１程度であり、完全に消光することができず、また、ダイナミックレンジの限界があった。そのため、例えば、ハロゲン化銀写真感光材料を露光するのに用いると、ハロゲン化銀写真感光材料で本来できるダイナミックレンジの広い画像記録ができなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、精度の高い変調が容易にでき、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、特許請求の範囲の各請求項に記載の発明を特定するための事項の全てにより達成される。以下、各請求項について説明する。但し引用項の説明と重複する事項は省略することがある。
〔請求項１の説明〕音響光学素子によるレーザ光の強度の変調は、消光比が１０００：１程度であり、完全に消光することができず、また、ダイナミックレンジの限界があった原因が、音響光学素子などの変調用光学素子による回折レーザ光の中に、変調用光学素子の非回折レーザ光である０次回折レーザ光が紛れ込んでしまうことであることが判った。
『入力される制御信号に応じてレーザ光の強度を変調するレーザ変調装置において、
前記制御信号に応じて回折レーザ光の強度を変化させる変調用光学素子と、
前記変調用光学素子の前記回折レーザ光を回折させる第一スリットと、
前記第一スリットによる回折レーザ光の０次回折レーザ光を通過させる第二スリットと、
を有し、
前記第二スリットを通過した前記０次回折レーザ光を出力することを特徴とするレーザ変調装置。』
では、変調用光学素子が制御信号に応じて強度を変調した回折レーザ光を生じさせ、第一スリットが、この変調用光学素子の回折レーザ光を回折させ、第二スリットが、第一スリットを通過した変調用光学素子の回折レーザ光の主たる成分である、この第一スリットによる変調用光学素子の回折レーザ光の０次回折レーザ光を、通過させる。この際に、第一スリットを通過してしまった変調用光学素子の０次回折レーザ光の一部成分の主たる成分は第二スリットを通過できない。
【０００８】
これにより、変調用光学素子により制御信号に応じたレーザ光の強度の変調ができるので、変調が容易であり、変調用光学素子の回折レーザ光の主たる成分を出力しつつ、第一スリットを通過してしまった変調用光学素子の０次回折レーザ光の主たる成分の通過を防止できるので、精度の高い変調ができ、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができる。
【０００９】
また、さらに、回折レーザ光の０次回折レーザ光だけを出力することにより、レーザ光の強度分布が滑らかな形状になり、美しい露光ができる。
〔請求項２の説明〕『前記第一スリットで回折する前記回折レーザ光は前記変調用光学素子の１次回折レーザ光又は−１次回折レーザ光であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ変調装置。』
により、変調用光学素子の回折レーザ光は、１次又は−１次、２次又は−２次、３次又は−３次・・・というように、次数が多くなるほど強度が小さくなるが、第一スリットで回折させる回折レーザ光が１次回折レーザ光又は−１次回折レーザ光であるので、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができ、かつ、充分な強度のレーザ光を出力しやすい。
〔請求項３の説明〕『前記変調用光学素子が音響光学素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ変調装置。』
により、よりダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができる。
〔請求項４の説明〕『請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ変調装置と、
前記レーザ変調装置に入射するレーザ光を発光するレーザ発光素子と、
前記レーザ変調装置に露光量に応じて前記制御信号を入力する露光制御手段と、
を有し、
前記第二スリットを通過した前記０次回折レーザ光により露光することを特徴とするレーザ露光装置。』
では、レーザ発光素子がレーザ光を発光させ、露光制御手段がレーザ変調装置に所望の露光量に応じて制御信号をレーザ変調装置に入力し、レーザ変調装置が入力された制御信号に応じて、レーザ光の強度を変調し出力し、出力された第二スリットを通過した０次回折レーザ光により露光する。
【００１０】
これにより、レーザ変調装置が、精度の高い変調ができ、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができるので、精度の高い、ダイナミックレンジの広い露光ができる。
〔請求項５の説明〕『前記レーザ発光素子が気体レーザ発光素子であることを特徴とする請求項４に記載のレーザ露光装置。』
により、充分な光量の精度の高い、ダイナミックレンジの広い露光ができる。
〔請求項６の説明〕『ハロゲン化銀写真感光材料を露光するものであることを特徴とする請求項４又は５に記載のレーザ露光装置。』
により、精度の高い露光強度の制御ができるので、階調再現性の非常に良い画像を得ることができる。
〔請求項７の説明〕『レーザ露光用感光材料を評価するための露光装置であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のレーザ露光装置。』
により、精度の高い露光強度の制御ができるので、レーザ露光用感光材料を評価することに用いても、より正しくレーザ露光用感光材料を評価することができる。
〔用語その他の説明〕
レーザとしては、気体レーザ、液体レーザ、固体レーザ、半導体レーザなどが挙げられる。そして、気体レーザ発光素子としては、ヘリウムネオンレーザやアルゴンイオンレーザなどが挙げられる。
【００１１】
ビームサンプリングプレートとは、ガラスなどの透明光学媒体のプレートで、光ビームの一部を表面又は裏面で反射させて、光ビームを分割するものである。
【００１２】
レーザ露光用感光材料とは、レーザ露光により潛像を形成して、現像処理により露光像が得られる感光材料である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果は、精度の高い変調が容易にでき、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明に関する具体例の一例を実施形態として示すが、本発明はこれらに限定されない。また、実施形態には、用語等に対する断定的な表現があるが、本発明の好ましい例を示すもので、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
最初に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
『所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換する変換手段と、
１又は複数のレーザ発光素子により、前記発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光するレーザ発光手段と、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射するビームサンプリングプレートと、
前記ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する光電変換素子と、
前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記変換手段の変換条件を校正する変換条件校正手段と、
を有し、
前記レーザ発光素子の少なくとも１つが半導体レーザであり、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するレーザ露光装置において、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートへの入射角θ（°）が以下の式を満足することを特徴とするレーザ露光装置。
【００１７】
０  ＜  θ  ≦  １０』
は、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子によりレーザ光を発光し、ビームサンプリングプレートにより、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射し、光電変換素子が、このビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力し、変換条件校正手段が、この光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、変換手段の変換条件を校正し、変換手段が、この変換条件校正手段により校正される所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換し、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子により、この変換手段により得られた発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光させ、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するものである。
【００１８】
これにより、レーザ光のビームサンプリングプレートへの入射角が１０°以下であると、レーザ光の偏光状態による反射率の変化は殆どないので、発光強度によって偏光状態が変化する場合であっても、また、異なる偏光状態の複数のレーザ発光素子を用いる場合であっても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光の強度とビームサンプリングプレートを透過したレーザ光の強度との比）が略一定であるので、ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光の一部を用いた校正によって、精度の高い露光強度の制御ができる。また、レーザ光の光軸が何らかの原因でずれて、ビームサンプリングプレートへの入射角や、ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ω（ω＝０°でＰ偏光、ω＝９０°でＳ偏光である）が、若干変動しても、ビームサンプリング強度があまり変化しないので、安定して精度の高い露光強度の制御ができる。
【００１９】
以下、図２及び図３に基づいて、具体的に説明する。図２及び図３は、入射角（°）に対する直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）を示すグラフで、横軸が入射角（°）、縦軸が直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）である。そして、図３は、入射角０°〜２０°の領域を拡大したものである。そして、図２及び図３に示すように、入射角（°）が増加するに従って、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）が大きくなる。
【００２０】
さて、人間の識別できる濃度の相違ΔＤは、おおよそ０．０４であり、感光材料のγが２であるとすると、濃度の相違が識別されない程度にレーザ光の発光強度Ｅの校正の精度を保とうとすると、ΔｌｏｇＥは０．０２以下にしなければならず、従って、レーザ露光装置は、レーザ光の発光強度の校正の精度を少なくとも５％以内にする必要がある。そして、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を精度５％以内で検知しようとすると、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が５％以内でなければならない。
【００２１】
従って、レーザ光のビームサンプリングプレートへの入射角が１０°以下であると、図２・図３に示す曲線から判るように、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が５％以内となる。従って、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を精度５％以内で検知でき、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２２】
なお、レーザ露光装置によっては、レーザ光の発光強度の校正の精度を少なくとも１％以内にする必要があるものもある。そして、図２、図３に示す曲線から判るように、入射角を５°以下にすると、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が１％以内となる。従って、入射角を５°以下にすると、上述と同様の理由により、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を精度１％以内で検知でき、さらに精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２３】
また、レーザ光の光軸が何らかの原因でずれてビームサンプリングプレートへの入射角が１０°以下であるときに、この入射角や、ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ω（ω＝０°でＰ偏光、ω＝９０°でＳ偏光である）が、若干変動しても、ビームサンプリング強度があまり変化しないので、安定して精度の高い露光強度の制御ができる。
〔第２の実施の形態〕
『所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換する変換手段と、
１又は複数のレーザ発光素子により、前記発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光するレーザ発光手段と、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部が反射するビームサンプリングプレートと、
前記ビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する光電変換素子と、
前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記変換手段の変換条件を校正する変換条件校正手段と、
を有し、
前記レーザ発光素子の少なくとも１つが半導体レーザであり、
前記レーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するレーザ露光装置において、
前記ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ωが略半直角であることを特徴とするレーザ露光装置。』
は、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子によりレーザ光を発光し、ビームサンプリングプレートが、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の一部を反射し、光電変換素子が、このビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力し、変換条件校正手段が、この光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、変換手段の変換条件を校正し、変換手段が、この変換条件校正手段により校正される所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換し、レーザ発光手段が、１又は複数のレーザ発光素子により、この変換手段により得られた発光強度制御信号に応じた光量のレーザ光を発光させ、このレーザ発光手段により発光されたレーザ光の前記ビームサンプリングプレートを透過したレーザ光により感光材料を露光するものである。
【００２４】
これにより、前記ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ωが略半直角であると、レーザ光の偏光状態が直線偏光でもランダム偏光でも反射率は殆ど変わらないので、発光強度によって直線偏光又はランダム偏光に偏光状態が変化する場合であっても、ビームサンプリング強度が略一定であるので、ビームサンプリングプレートで反射したレーザ光を用いた校正によって、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２５】
以下、図２及び図３に基づいて、具体的に説明する。そして、図２及び図３に示すように、入射角（°）が増加するに従って、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）が大きくなるが、４５°偏光では、直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率が０％で全く変わらない。従って、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を極めて高い精度で検知でき、精度の極めて高い露光強度の制御ができる。
【００２６】
なお、「ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ωが略半直角である」の略半直角として、レーザ光の入射角が３０°以下の場合、４０°以上（特に４４°以上）であることが好ましく、また、５０°以下（特に４６°以下）であることが好ましく、レーザ光の入射角が３０°を越える場合、４３°以上（特に４４°以上）であることが好ましく、また、４７°以下（特に４６°以下）であることが好ましい。角度ωが４０°以上５０°以下であれば、レーザ露光装置のレーザ光の発光強度の校正の精度が、大体、５％以内になり、偏光状態に係わらずビームサンプリングプレートによる反射光でレーザ発光素子による発光強度を、大体、精度５％以内で検知でき、精度の高い露光強度の制御ができる。
〔第３の実施の形態〕
ハロゲン化銀写真感光材料は特に階調再現性の良い材料であり、精度の高い露光強度の制御を行わないと、本来の階調再現性の良さを活かしきれない。
『前記感光材料がハロゲン化銀写真感光材料であることを特徴とする前記第１の実施の形態又は前記第２の実施の形態に係るレーザ露光装置。』
により、請求項１又は２に記載のレーザ露光装置であるので、精度の高い露光強度の制御ができ、階調再現性の非常に良い画像を得ることができる。
〔第４の実施の形態〕
『前記ビームサンプリングプレートがウエッジ角を有するものであることを特徴とする前記第１〜３のの実施の形態のいずれか１に係るレーザ露光装置。』
により、ビームサンプリングプレートがウエッジ角を有するので、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が殆ど発生せず、従って、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００２７】
なお、ビームサンプリングプレートのウエッジ角としては、０度を越える角度であればよいが、特に、１度以上が表面反射光と裏面反射光との空間的分離を短い光路で行うことができる点で好ましく、また、５度以下が光軸の傾きを抑え、光学系を簡素化する点で好ましい。
〔第５の実施の形態〕
『前記レーザ発光手段が、複数のレーザ発光素子により、複数の異なる波長のレーザ光を発光するものであることを特徴とする前記第４の実施の形態に係るレーザ露光装置。』
により、ビームサンプリングプレートがウエッジ角を有するから、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が発生しないので、複数の異なる波長のレーザ光のいずれの波長のレーザ光に対しても、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動がなく、精度の高い露光強度の制御ができる。
〔第６の実施の形態〕
ビームサンプリングプレートにより多重反射したレーザ光の強度は予測が難しい。従って、この多重反射光が光電変換素子に入射すると、精度の高い露光強度の制御が難しくなる。また、この多重反射光が露光側に漏れると、良好な露光ができなくなる。
『前記ビームサンプリングプレートにより多重反射したレーザ光を遮光する遮光手段を有することを特徴とする前記第４又は第５の実施の形態に係るレーザ露光装置。』
により、多重反射の反射光が遮光されているので、上述のような問題がなく、精度の高い露光強度の制御ができ、また、良好な露光ができる。
〔第７の実施の形態〕
『前記ビームサンプリングプレートのレーザ光が透過する面の１面に反射防止コート層が設けられていることを特徴とする前記第１〜６のいずれか１に係るレーザ露光装置。』
により、ビームサンプリングプレートの表面反射光及び裏面反射光の一方の強度が低くなるので、表面反射光及び裏面反射光の強度が低い方の影響がかなり小さくなり、表面反射光及び裏面反射光の一方で露光強度の制御を行うことになり、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
〔第８の実施の形態〕
『前記レーザ発光手段が、複数のレーザ発光素子により、複数のレーザ光を発光するものであり、
前記変換手段が、前記レーザ発光素子毎の所定の変換条件に基づいて、入力信号から発光強度制御信号に変換するものであり、
前記光電変換素子が、前記複数のレーザ発光素子により発光され、前記ビームサンプリングプレートにより反射したレーザ光を受光できるものであり、
前記変換条件校正手段は、前記光電変換素子により出力された受光光量信号に基づいて、前記複数のレーザ発光素子の各々の前記変換手段の変換条件を校正するものであることを特徴とする前記第１〜７のいずれか１に係るレーザ露光装置。』
により、１つの光電変換素子と１つの変換条件校正手段により、複数のレーザ発光素子の変換条件の校正ができ、コストを抑えることができる。
〔第９の実施の形態〕
『前記変換条件校正手段による前記変換条件の校正は、前記感光材料への入力信号に基づく露光の前に、各レーザ発光素子毎に行うことを特徴とする前記第８の実施の形態に係るレーザ露光装置。』
により、変換条件校正手段による前記変換条件の校正を前記感光材料への入力信号に基づく露光の前に行うので、光電変換素子や変換条件校正手段の時定数の大きい安価なものであっても、また、レーザ発光手段が高速に光量を変動させて記録するものであっても、制御速度の問題がなく、かつ、変換条件校正手段による変換条件の校正を各レーザ発光素子毎に行うので、各レーザ発光素子に応じた良好な校正ができ、精度の高い露光強度の制御ができる。
〔第１０の実施の形態〕『レーザ露光用感光材料を評価するための露光装置であることを特徴とする前記第１〜８のいずれか１に係るレーザ露光装置。』
により、精度の高い露光強度の制御ができるので、レーザ露光用感光材料を評価することに用いても、より正しくレーザ露光用感光材料を評価することができる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係るレーザ露光装置について、図４に基づいて説明する。
【００２９】
各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２毎に、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７と、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７に接続されているドライブ回路７１、７２、７３、８１とが設けられている。そして、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７は全て演算制御部９３に接続されている。演算制御部９３は、本発明の変換手段と変換条件校正手段とを兼ねるものであり、各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２毎に対応した所定の変換条件に基づいて、各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２に対応し入力された入力デジタル信号から発光強度制御デジタル信号に変換し、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７に入力させる。なお、発光強度制御デジタル信号は１２ｂｉｔ階調の発光強度信号である。従って、変換条件は、入力デジタル信号から１２ｂｉｔ階調の発光強度制御デジタル信号を得る条件である。そして、Ｄ／Ａ変換器９４、９５、９６、９７は、Ｄ／Ａ変換することで、１２ｂｉｔ階調の発光強度制御デジタル信号を発光強度制御アナログ信号に変換する。そして、ドライブ回路７１、７２、７３、８１は、発光強度制御アナログ信号から発光ドライブ信号に変換する。
【００３０】
本実施形態の気体レーザ発光素子８２は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ発光素子（波長６３３ｎｍ）であり、一定の発光強度のレーザ光を発光する。そして、レンズ８３は気体レーザ発光素子８２により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。そして、強度変調部１は、ドライブ回路８１により発光強度制御信号に応じて得られた発光ドライブ信号により、レンズ８３を通過し、ビーム形状調整光学系２に導かれている一定の発光強度のレーザ光から、発光強度制御信号に応じた発光強度のレーザ光だけをビーム形状調整光学系２に通過させる。
【００３１】
半導体レーザ発光素子７４は、ドライブ回路７１により得られた発光ドライブ信号によって、発光強度制御信号に応じた発光強度の波長６７０ｎｍのレーザ光を発光する。そして、レンズ７７は半導体レーザ発光素子７４により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。
【００３２】
半導体レーザ発光素子７５は、ドライブ回路７２により得られた発光ドライブ信号によって、発光強度制御信号に応じた発光強度の波長７８０ｎｍのレーザ光を発光する。そして、レンズ７８は半導体レーザ発光素子７５により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。
【００３３】
半導体レーザ発光素子７６は、ドライブ回路７３により得られた発光ドライブ信号によって、発光強度制御信号に応じた発光強度の波長８２０ｎｍのレーザ光を発光する。そして、レンズ７９は半導体レーザ発光素子７６により発光されたレーザ光を整形し、ビーム形状調整光学系２に導く。
【００３４】
ビーム形状調整光学系２は、気体レーザ発光素子８２で発光し強度変調部１を通過したレーザ光と、半導体レーザ発光素子７４で発光しレンズ７７を通過したレーザ光と、半導体レーザ発光素子７５で発光しレンズ７８を通過したレーザ光と、半導体レーザ発光素子７６で発光しレンズ７９を通過したレーザ光のそれぞれのビーム形状を、所定の形状に整形する光学系である。そして、ビーム形状調整光学系２で整形されたレーザ光は、ビームサンプリング部３のビームサンプリングプレート３０（図３に示す）の所定の位置を照射する。
【００３５】
ビームサンプリング部３は、ビームサンプリングプレート３０（図３に示す）が、ビーム形状調整光学系２からのレーザ光の一部を反射し、大部分を通過させる。ビームサンプリング部３を通過したビーム形状調整光学系２からのレーザ光の大部分は、ビーム走査部４に入る。
【００３６】
ビーム走査部４はビームサンプリング部３を通過したレーザ光を露光部５にあるレーザ露光用感光材料上で所定の速度で主走査させる。露光部５はレーザ露光用感光材料を保持しながら所定の搬送速度で搬送して副走査させる。なお、レーザ露光用感光材料は、ハロゲン化銀写真感光材料であることが好ましい。これにより、本実施形態のレーザ露光装置は後述するように、精度の高い露光強度の制御ができるので、階調再現性の非常に良い画像を得ることができる。
【００３７】
また、ビームサンプリング部３で反射したレーザ光の一部は光電変換素子６に入射する。光電変換素子６は、ビームサンプリング部３のビームサンプリングプレート３０により反射したレーザ光を受光して受光量に応じた受光光量信号を出力する。光電変換素子６はフォトダイオードであり、フォトダイオードの出力は温度依存性があるので、一定の温度に温度制御されている。
【００３８】
光電変換素子６により出力された受光光量信号は低ドリフト増幅回路９１に送られ、低ドリフト増幅回路９１は光電変換素子６により出力された受光光量信号を増幅する。そして、増幅された受光光量信号がＡ／Ｄ変換器９２に送られる。そして、Ａ／Ｄ変換器９２は、光電変換素子６により出力され低ドリフト増幅回路９１により増幅された受光光量信号を受光光量デジタル信号に変換する。そして、受光光量デジタル信号を演算制御部９３に送る。そして、演算制御部９３は、受光光量デジタル信号に基づいて、各レーザ発光素子８２、７４、７５、７６に対応する変換条件を校正する。
【００３９】
各レーザ発光素子８２、７４、７５、７６に対応する変換条件の校正は、各レーザ発光素子８２、７４、７５、７６毎に順番に行う。そして、これらの変換条件の校正は、共通の１つの光電変換素子６と１つの変換条件校正部９２により行うため、コストを抑えることができる。変換条件の校正時には、演算制御部９３で、１２ｂｉｔの発光強度制御デジタル信号を、０から各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２の許容できる最大強度の信号まで、所定の強度間隔で、所定の時間間隔で出力する。すると、所定の時間間隔で変化する受光光量デジタル信号が演算制御部９３に入力される。そして、この受光光量デジタル信号と発光強度制御デジタル信号との対応から、入力信号から入力信号の発光強度を実現する１２ｂｉｔ階調の発光強度デジタル信号に変換する変換条件を求める。そして、求めた変換条件を演算制御部９３にセットする。
【００４０】
また、この演算制御部９３による変換条件の校正は、レーザ露光用感光材料への入力信号に基づく画像の露光の前に、各レーザ発光素子毎に行うので、光電変換素子６や演算制御部９３が時定数の大きい安価なものであっても、また、レーザ露光が高速に発光強度を変動させて記録するものであっても、制御速度の問題がなく、かつ、各レーザ発光素子７４、７５、７６、８２に応じた良好な校正ができ、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００４１】
次に、ビームサンプリング部３について、ビームサンプリング部３の概略断面図である図５に基づいて、説明する。ビームサンプリング部３には、ビームサンプリングプレート３０が、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６のビームサンプリングプレート３０への入射角θが５°であるように設けられている。図５では、参考のために、ビームサンプリングプレート３０の表面３１の垂線３９を一点鎖線で示す。ビームサンプリングプレート３０への入射角θは、入射レーザ光３６とビームサンプリングプレート３０の表面３１の垂線３９との間の角度である。そして、ビームサンプリングプレート３０の表面３１は、反射防止膜が形成されておらず、約４％の反射率を持ち、ビームサンプリングプレート３０の表面３１で入射レーザ光３６の一部が反射する。そして、入射レーザ光３６の反射光３８が光電変換素子６（フォトダイオード）に入射する。
【００４２】
また、ビームサンプリングプレート３０はウエッジ角φを有するものであり、ウエッジ角φは１度である。これにより、ビームサンプリングプレートがウエッジ角φを有するので、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が発生せず、従って、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。なお、図５において表面３１と平行な面３３が裏面に対して角度φを有することを示す。
【００４３】
また、ビームサンプリングプレート３０の裏面に反射防止層３２が設けられている。そして、反射防止層３２により、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の強度をかなり小さくしている。これにより、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の影響がかなり小さくなり、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００４４】
しかし、反射防止層３２は、複数の異なる波長（６３３ｎｍ、６７０ｎｍ、７８０ｎｍ、８２０ｎｍ）のレーザ光の全てのレーザ光の反射を完全に防止できるものではない。だが、ビームサンプリングプレート３０はウエッジ角φを有するものであるので、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、いずれの波長のレーザ光に対しても精度の高い露光強度の制御ができる。
【００４５】
また、このビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光は完全には無くならないので、このようなビームサンプリングプレート３０の出射面での入射レーザ光３６の反射光や多重反射光を遮光板３４、３５で遮光している。
【００４６】
そして、ビームサンプリングプレート３０の出射面を通過したレーザ光３７が、レーザ光の大部分であり、ビーム走査部４に入る。これにより、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６の入射角θが５°であるので、発光強度によって偏光状態が変化する場合であっても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８の強度とビームサンプリングプレートを透過したレーザ光３７の強度との比）が略一定であるので、ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８を用いた校正によって、課題を解決するための手段欄で図２及び図３に基づいて説明したように、精度の高い露光強度の制御ができる。また、何らかの原因で、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６の入射角θや、ビームサンプリングプレートに入射するレーザ光の電場の振動面が入射面となす角度ω（ω＝０°でＰ偏光、ω＝９０°でＳ偏光である）が、若干変動しても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８の強度とビームサンプリングプレート３０を透過したレーザ光３７の強度との比）があまり変動しないので、安定して精度の高い露光強度の制御ができる。
【００４７】
次に、ビームサンプリング部３の別の例について、ビームサンプリング部３の別の例の概略断面図である図６に基づいて、説明する。ビームサンプリング部３には、ビームサンプリングプレート３０が、ビームサンプリングプレート３０への入射レーザ光３６のビームサンプリングプレート３０への入射角θは任意の角度であるが、ビームサンプリングプレート３０に入射するレーザ光の電場の振動面２４が入射面２１となす角度ωが４５°であるように設けられている。図６では、参考のために、ビームサンプリングプレート３０の入射面２１をハッチングで示す。なお、入射面２１とは、言うまでもなく、ビームサンプリングプレート３０の表面３１の法線と入射レーザ光３６を含む面のことであり、ビームサンプリングプレート３０の表面３１の法線と反射レーザ光３８を含む面である反射面と一致する。また、参考のためにＳ偏光とＰ偏光について説明すると、Ｓ偏光とは、Ｓ偏光のレーザ光の電場の振動面２２が入射面２１に対して垂直となる偏光のことであり、Ｐ偏光とは、Ｐ偏光のレーザ光の電場の振動面２３は入射面２１内である偏光のことである。
【００４８】
そして、ビームサンプリングプレート３０の表面３１は、反射防止膜が形成されておらず、約４％の反射率を持ち、ビームサンプリングプレート３０の表面３１で入射レーザ光３６の一部が反射する。そして、入射レーザ光３６の反射光３８が光電変換素子６（フォトダイオード）に入射する。
【００４９】
また、ビームサンプリングプレート３０は、図示しないが、ウエッジ角φを有するものであり、ウエッジ角φは１度である。これにより、ビームサンプリングプレートがウエッジ角φを有するので、ビームサンプリングプレートの表面反射光と裏面反射光との間での干渉現象が発生せず、従って、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００５０】
また、ビームサンプリングプレート３０の裏面に反射防止層３２が設けられている。そして、反射防止層３２により、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の強度をかなり小さくしている。これにより、ビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光の影響がかなり小さくなり、さらに、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００５１】
しかし、反射防止層３２は、複数の異なる波長（６３３ｎｍ、６７０ｎｍ、７８０ｎｍ、８２０ｎｍ）のレーザ光の全てのレーザ光の反射を完全に防止できるものではない。だが、ビームサンプリングプレート３０はウエッジ角φを有するものであるので、干渉現象の発生による反射率の大幅な変動を防ぎ、いずれの波長のレーザ光に対しても精度の高い露光強度の制御ができる。
【００５２】
また、このビームサンプリングプレート３０の裏面での入射レーザ光３６の反射光は完全には無くならないので、このようなビームサンプリングプレート３０の出射面での入射レーザ光３６の反射光や多重反射光を図示しない遮光板で遮光している。
【００５３】
そして、ビームサンプリングプレート３０の出射面を通過したレーザ光３７が、レーザ光の大部分であり、ビーム走査部４に入る。これにより、ビームサンプリングプレート３０に入射するレーザ光の電場の振動面２４が入射面２１となす角度ωが４５°であるので、発光強度によって直線偏光又はランダム偏光と偏光状態が変化する場合であっても、ビームサンプリング強度（ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８の強度とビームサンプリングプレートを透過したレーザ光３７の強度との比）が一定であるので、ビームサンプリングプレート３０で反射したレーザ光３８を用いた校正によって、課題を解決するための手段欄で図２及び図３に基づいて説明したように、精度の高い露光強度の制御ができる。
【００５４】
次に、強度変調部１について、強度変調部１の説明図である図７に基づいて、説明する。強度変調部１は、制御信号に応じてレーザ光の強度を変調するものである。変調用光学素子１０は、音響光学素子であり、制御信号に応じて回折レーザ光の強度を変化させるものである。例えば、変調用光学素子１０の変調により、図７の第一スリット１１の左側に、実線１３０で示したような強度分布の１次回折レーザ光１３と破線１４０で示したような強度分布の０次回折レーザ光１４が生じる。
【００５５】
そして、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３を通過させる位置にスリット１１１が設けられた第一スリット１１が設けられている。そして、第一スリット１１が、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３を回折させる。この第一スリット１１のスリット１１１により、図４の第二スリット１２の左側に、実線１５０で示したような強度分布の１次回折レーザ光１３の回折レーザ光と破線１６０で示したような強度分布の０次回折レーザ光１４の回折レーザ光が生じる。
【００５６】
そして、第一スリット１１による１次回折レーザ光１３の０次回折レーザ光１５を通過させる位置にスリット１２１が設けられた第二スリット１２が設けられている。そして、第二スリット１２を通過した０次回折レーザ光１７が出力され、ビーム形状調整光学系２に送られる。この際に、第一スリット１１を通過してしまった変調用光学素子１０の０次回折レーザ光１４の一部成分１６の主たる成分は第二スリット１２を通過できない。
【００５７】
これにより、変調用光学素子１０により制御信号に応じたレーザ光の強度の変調ができるので、変調が容易であり、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３の主たる成分１７を出力しつつ、第一スリット１１を通過してしまった変調用光学素子１０の０次回折レーザ光１４の主たる成分１６の通過を第二スリット１２が防止できるので、精度の高い変調ができ、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、変調用光学素子１０が音響光学素子であるので、レーザ光の強度の変調は、従来の消光比が１０００：１程度であったのが、本実施形態の強度変調部１により、消光比が１０００００：１程度に改善される。
【００５９】
また、第一スリット１１のスリット幅Ｗ１は、０．２５ｍｍであり、第一スリット１１で回折させる１次回折レーザ光１３のビーム直径Ｄ１は、０．５ｍｍであり、第二スリット１２のスリット幅Ｗ２は、３ｍｍであり、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３の第一スリット１１による０次回折レーザ光１５のビーム直径Ｄ２は、２．５ｍｍであるので、第一スリット１１で、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３と０次回折レーザ光１４とを充分に回折させることができ、そして、第二スリット１２で、この第一スリット１１を通過してしまった変調用光学素子１０の０次回折レーザ光１４の主たる成分１６の通過を良好に防止できるので、精度の高い変調ができ、かつ、よりダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができる。また、第二スリット１２から、変調用光学素子１０の１次回折レーザ光１３の第一スリット１１による０次回折レーザ光１５だけを出力することになるので、レーザ光の強度分布が滑らかな形状になり、美しい露光ができる。また、レーザ変調装置が、精度の高い変調ができ、かつ、ダイナミックレンジの広いレーザ光の強度の変調ができるので、精度の高い、ダイナミックレンジの広い露光ができる。
【００６０】
なお、レーザ光のビーム直径Ｄ１、Ｄ２は、レーザ光のビーム強度の分布から求まり、ビーム強度の最大値に対して１３．５％の強度を持つところの直径のことである。
【００６１】
以上のような特徴を持つので、本レーザ露光装置は、精度の高い露光強度の制御ができるので、レーザ露光用感光材料を評価するための露光装置として用いてもよい。これにより、より正しくレーザ露光用感光材料を評価することができる。
変形形態
実施形態の気体レーザ発光素子８２と、レンズ８３と、強度変調部１と、ドライブ回路８１だけを用いて、光通信装置の送信部として用いてもよい。これにより、ダイナミックレンジの広いレーザ光強度の変調ができ、良好な通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】半導体レーザの駆動電流に対する発光強度を示すグラフ。
【図２】ビームサンプリングプレートにおける入射角（°）に対する直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）を示すグラフ。
【図３】ビームサンプリングプレートにおける入射角（°）に対する直線偏光がランダム偏光に変わったときのビームサンプリング強度の変動率（％）を示すグラフ（入射角０°〜２０°の領域を拡大したもの）。
【図４】実施形態のレーザ露光装置の概略構成図。
【図５】実施形態のビームサンプリング部３の概略断面図。
【図６】実施形態のビームサンプリング部３の別の例の概略断面図。
【図７】実施形態の強度変調部１の説明図。
【符号の説明】
【００６３】
１  強度変調部
２  ビーム形状調整光学系
３  ビームサンプリング部
４  ビーム走査部
５  露光部
６  光電変換素子
１０  変調用光学素子
１１  第一スリット
１２  第二スリット
１３  １次回折レーザ光
１４  ０次回折レーザ光
３０  ビームサンプリングプレート
３１  （ビームサンプリングプレートの）表面
３２  （ビームサンプリングプレートの）反射防止層
３４，３５  遮光板
７１，７２，７３，８１  ドライブ回路
７４，７５，７６  （半導体）レーザ発光素子
７７，７８，７９，８３  レンズ
８２  （気体）レーザ発光素子
９１  低ドリフト増幅回路
９２  Ａ／Ｄ変換器
９３  演算制御部
９４，９５，９６，９７  Ｄ／Ａ変換器
【図１】
0003659255.tif 000002
【図２】
0003659255.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003659255.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003659255.tif 000007
【図７】
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