(57)【要約】【課題】  ２次元光変調器等の複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段を用いて、ＦＭスクリーンを用い安定して中間調を記録できるマルチビーム露光装置を提供する。【解決手段】  露光ヘッドに設置した光源から記録媒体の露光面上に至る光路上におけるレンズ系の結像位置と略共役関係となる位置で光路上の平行光束となる位置に、小径化手段を配置し、露光ビームスポットＢＳを走査方向に扁平となる如く小形化する。これによって、１ドットを形成する各ビームスポットＢＳにおける走査方向両側の露光量分布のエッジ部をシャープ（急峻）にし、このエッジ部の長手方向両側を走査方向に沿う状態で露光処理を行う。この露光ヘッドでは、記録媒体の発色閾値の変動やレーザビームの強度変動等の影響を受けないようにして走査方向と直交する方向に対する画像むらが好適に抑制し、ＦＭスクリーンを用い安定して中間調を表現するよう記録できる。【選択図】  図８
2006085072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の露光面上を、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段で変調された複数の露光ビームスポットを投影して走査する露光ヘッドにより露光するマルチビーム露光装置において、
前記露光ヘッドに設置した光源から前記記録媒体の露光面上に至る光路上におけるレンズ系の結像位置と略共役関係となる位置で光路上の平行光束となる位置に配置された、露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段を設けたことを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項２】
記録媒体の露光面上を、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段で変調された複数の露光ビームスポットを投影して走査する露光ヘッドにより露光するマルチビーム露光装置において、
前記露光ヘッドに設置した光源から前記記録媒体の露光面上に至る光路上におけるレンズ系の結像位置と略共役関係となる位置で光路上の平行光束となる位置に配置された、露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段と、
前記複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から２次元的に配列されるよう出射された複数の露光ビームを露光面上に結像させる光学系上に配置されると共に、前記２次元的に配列される複数の露光ビームを走査方向に対して複数のブロック毎に分けると共に、当該ブロック相互間の相対的な位置を走査方向と直交する方向にシフトさせて前記露光面上に投影させることにより、少なくとも一方の前記ブロックによって露光面上に投影される走査方向と直交する方向に隣接する前記露光ビームスポットで露光される間位置を、他方の前記ブロックによって露光面上に投影される前記露光ビームスポットで露光させる一部画素シフト部材と、
を有することを特徴とするマルチビーム露光装置。
【請求項３】
前記小径化手段を、ビームリデューサーで構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマルチビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、露光ヘッドに設置された複数の画素を画像データ（パターンデータ）に基づいて選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段である空間光変調素子（２次元光変調器）等から出射された各光ビームを光学素子により１画素毎に集光させて記録媒体に照射することにより所定のパターンで露光するマルチビーム露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）といった空間光変調素子（２次元光変調器）をパターンジェネレータとして利用して、画像データに応じて変調された光ビームにより、平板印刷版等の記録媒体上に画像露光を行うマルチビーム露光装置の開発が進められている。この空間光変調素子（２次元光変調器）は、入射した光を変調する画素を２次元的に配列した構成を有するため、空間的にインコヒーレントな光源、いわゆるランプなどでも使用できるというメリットを有している。また、空間光変調素子（２次元光変調器）は、使用の方法により１次元に並んだ１次元光変調器よりも単位画素あたりに照射する光パワーも低減でき、空間光変調素子（２次元光変調器）の寿命を延命させることができるので、マルチビーム露光装置へ広く利用されることが期待されている。
【０００３】
このＤＭＤは、例えば制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーをシリコン等の半導体基板上に２次元的に配列したミラーデバイスであり、各メモリセルに蓄えた電荷による静電気力でマイクロミラーの反射面の角度を変化させるよう構成されている。
【０００４】
このようなＤＭＤを用いたマルチビーム露光装置では、例えば、レーザビームを出射する光源から出射されたレーザビームをレンズ系でコリメートし、このレンズ系の略焦点位置に配置されたＤＭＤの複数のマイクロミラーでレーザビームを反射することにより２次元的に変調して出射された各ビームを、レンズ系により１画素毎に集光させて感光材料である記録媒体（平板印刷版）の露光面上にスポット径を小さくして結像し画像露光を行う。
【０００５】
すなわち、このマルチビーム露光装置では、画像データ等に応じて生成した制御信号に基づいてＤＭＤのマイクロミラーの各々を図示しない制御装置でオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）制御してレーザビームを変調（偏向）し、変調されたレーザビームを露光面（記録面）上に照射して露光する。
【０００６】
このマルチビーム露光装置は、記録面に平板印刷版等を配置し、露光装置に設けた複数の露光ヘッドからそれぞれ平板印刷版等の上にレーザビームが照射されて結像されたビームスポットの位置を平板印刷版等に対して相対的に移動させながら、各々のＤＭＤを画像データに応じて変調することにより、平板印刷版等の上にパターン露光する処理を実行可能に構成されている。なお、画像が露光記録された平板印刷版等の記録媒体は、必要に応じて自動現像機にかけられて、平板印刷版等の記録媒体上に形成された潜像が顕像に変換される。
【０００７】
従来、このようなマルチビーム露光装置に用いられるＤＭＤは、走査方向にｍ行、走査方向と直交する方向にｎ列配列するよう構成されている。さらに、このＤＭＤは、その画素の行を、露光ヘッドの走査方向に対して所定角度傾けるように配置され、走査方向に時間をずらしてＮ回多重露光することで、走査線の間にｍ／Ｎ−１のドットを形成することができる。このように、走査方向の多重露光回数を調整することで、ドットピッチを変え、走査方向と直交する方向の分解能（Ａｄｄｒｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ）を上げることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかし、このようなマルチビーム露光装置でＤＭＤの画素の行を露光ヘッドの走査方向に対して所定角度傾けるように配置し走査方向に時間をずらしてＮ回多重露光する方式で記録する場合には、主走査ラインに対して斜めに傾いた画素で時間をずらして複数回露光し平板印刷版上に１ドットを形成することになる。このとき平板印刷版上に１ドットを記録するため多重露光される各ビームスポットの位置は、副走査方向にずれる。このため、記録されるドットにおける露光量分布が副走査方向に広がって、記録されたドットが副走査方向にいわゆるボケた形状となってしまう。
【０００９】
また、従来の平板印刷版に画像露光を行うマルチビーム露光装置では、平板印刷版に露光処理して中間調を表現する場合に、ＡＭスクリーン（網点画像により濃淡画像を形成する手法）を利用して網形状（いわゆる極小の市松模様状）で中間調を表現するのが普通である。すなわち、ＡＭスクリーンでは、最小単位の網点画像が、一例として１４（水平方向ドット数）×１４（垂直方向ドット数）の合計１９６ドット等、比較的多数のドットで構成されており、この網点画像を２次元平面状に並べて記録することにより濃淡画像を記録するようにしている。ただ、このＡＭスクリーンを利用して中間調を表現する場合には、モアレ縞を生じたり、またトーンジャンプが発生することがある。
【００１０】
また、網点画像により濃淡画像を形成する手法として、ＦＭスクリーン（FM Screen）と呼ばれる手法がある。このＦＭスクリーンは、規則性を持たない不定形ドットの集合密度によって記録画像の濃淡を表現するものであり、例えば、２×２の合計４ドット等、比較的少数のドットで構成された画像を２次元平面状に分散させて階調表現を行う。このＦＭスクリーンでは、原理的にモアレ縞の発生等を抑制することができるという利点がある。
【００１１】
そこで、平板印刷版等の記録媒体に画像露光を行うマルチビーム露光装置では、ＦＭスクリーンを使って、小さな網形状で中間調を形成することが望まれている。
【００１２】
しかし、マルチビーム露光装置において、ＤＭＤの画素の行を露光ヘッドの走査方向に対して所定角度傾けるように配置し走査方向に時間をずらしてＮ回多重露光する方式で記録する場合には、平板印刷版等の記録媒体上に１ドットを記録するため多重露光した際、この１ドットとなる同一露光点に対し多重露光される複数のビームスポットの位置が相互に副走査方向にずれ、記録されるドットにおける露光量分布が副走査方向に広がって、記録された１ドットが副走査方向にいわゆるボケた形状となってしまう場合がある。
【００１３】
このように記録される１ドットが副走査方向にボケた形状となり、いわゆるエッジをシャープに保つことができない状態で露光してＦＭスクリーンを記録したときの画像は、光パワー変動や刷り枚数といった記録条件や、自動現像機の現像の度合いといった現像条件等によって記録画素の周長が少しでも変わると網点画像の割合（網点面積率特性）が急激に変わり易いから濃度変動を起こし易い。このため従来の、ＤＭＤの画素の行を露光ヘッドの走査方向に対して所定角度傾けるように配置し走査方向に時間をずらしてＮ回多重露光する方式のマルチビーム露光装置では、ＦＭスクリーンを利用することが困難であるという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−６２１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述した問題に鑑み、２次元光変調器等の複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段を用いて、ＦＭスクリーンを利用し安定した中間調の表現を記録できるマルチビーム露光装置を新たに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１に記載のマルチビーム露光装置は、記録媒体の露光面上を、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段で変調された複数の露光ビームスポットを投影して走査する露光ヘッドにより露光するマルチビーム露光装置において、露光ヘッドに設置した光源から記録媒体の露光面上に至る光路上におけるレンズ系の結像位置と略共役関係となる位置で光路上の平行光束となる位置に配置された、露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
上述のように構成することにより、露光ヘッドに設置した光源から記録媒体の露光面上に至る光路上を通る各光ビームを小径化手段で各々扁平な光束に細め、記録媒体の露光面上で各ビームスポットの形状を、走査方向に短く、かつ走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む扁平なビームスポット形状）に形成することによって、１ドットを形成する各ビームスポットにおける走査方向両側の露光量分布のエッジ部をシャープ（急峻）にすることができる。よって、この露光ヘッドでは、扁平に細らせて長円形状にされたビームスポットが、その長円形状のビームスポットにおけるエッジ部が急峻となった長手方向両側を走査方向に沿う状態で露光処理を行う。すなわち、この露光ヘッドでは、記録媒体上における各ビームスポットの強度分布が走査方向と直交する方向に長円形状となり集光点の走査方向両側部のエッジがシャープとなるため、記録媒体の発色閾値の変動やレーザビームの強度変動等の影響を受けることが殆どなく、走査方向と直交する方向に対する画像むらが好適に抑制される。よって、ＦＭスクリーンを記録したときの画像が、光パワー変動や刷り枚数といった記録条件や、自動現像機の現像の度合いといった現像条件等によって記録画素の周長が少しも変動しないようにして網点画像の割合（網点面積率特性）が急激に変ることを防止し濃度変動を起こし難くして、ＦＭスクリーンを用い安定して中間調を表現するよう記録できる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載のマルチビーム露光装置は、記録媒体の露光面上を、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段で変調された複数の露光ビームスポットを投影して走査する露光ヘッドにより露光するマルチビーム露光装置において、露光ヘッドに設置した光源から記録媒体の露光面上に至る光路上におけるレンズ系の結像位置と略共役関係となる位置で光路上の平行光束となる位置に配置された、露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段と、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から２次元的に配列されるよう出射された複数の露光ビームを露光面上に結像させる光学系上に配置されると共に、２次元的に配列される複数の露光ビームを走査方向に対して複数のブロック毎に分けると共に、当該ブロック相互間の相対的な位置を走査方向と直交する方向にシフトさせて露光面上に投影させることにより、少なくとも一方のブロックによって露光面上に投影される走査方向と直交する方向に隣接する露光ビームスポットで露光される間位置を、他方のブロックによって露光面上に投影される露光ビームスポットで露光させる一部画素シフト部材と、を有することを特徴とする。
【００１８】
上述のように構成することにより、露光ヘッドに設置した光源から記録媒体の露光面上に至る光路上を通る各光ビームを小径化手段で各々扁平な光束に細め、記録媒体の露光面上で各ビームスポットの形状を、走査方向に短く、かつ走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む扁平なビームスポット形状）に形成することによって、１ドットを形成する各ビームスポットにおける走査方向両側の露光量分布のエッジ部をシャープ（急峻）にすることができる。よって、この露光ヘッドでは、扁平に細らせて長円形状にされたビームスポットが、その長円形状のビームスポットにおけるエッジ部が急峻となった長手方向両側を走査方向に沿う状態で露光処理を行う。すなわち、この露光ヘッドでは、記録媒体上における各ビームスポットの強度分布が走査方向と直交する方向に長円形状となり集光点の走査方向両側部のエッジがシャープとなるため、記録媒体の発色閾値の変動やレーザビームの強度変動等の影響を受けることが殆どなく、走査方向と直交する方向に対する画像むらが好適に抑制される。よって、ＦＭスクリーンを記録したときの画像が、光パワー変動や刷り枚数といった記録条件や、自動現像機の現像の度合いといった現像条件等によって記録画素の周長が少しも変動しないようにして網点画像の割合（網点面積率特性）が急激に変ることを防止し濃度変動を起こし難くして、ＦＭスクリーンを用い安定して中間調を表現するよう記録できる。また、このマルチビーム露光装置では、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段から出射されたマルチビームを一部画素シフト部材によって、走査方向に対して複数のブロックに分け、ブロック相互を走査方向と直交する方向にシフトさせて露光面上に投影させ、露光することにより、一つのブロックで露光する走査方向に並んだ複数行の露光ビームスポット各々により、各行毎に多重露光して２次元的に各ドットを記録できる。よって、各ドットを記録するため多重露光される各ビームスポットの位置を正確に一致させて各ドットにおける露光量分布の広がりを防止し、記録されたドットの形状のエッジをシャープに保ちながらＦＭスクリーンを記録できる。しかも、走査方向と直交する方向に対して一度に露光可能なドットの数（ビームスポットの数）を増加できる。このため、このマルチビーム露光装置では、例えば、拡大光学系を利用し、２次元光変調器により露光面上にビームスポットを投影したときの露光エリアの面積を拡大し、記録媒体に対する走査処理の速度を向上させて、露光処理の能率を向上できる。またこのマルチビーム露光装置では、例えば、２次元光変調器により露光面上にビームスポットを投影したときの走査方向と直交する方向に隣接するビームスポット間のピッチが縮小された状態で露光処理すれば、いわゆる分解能（位置分解能）を向上させることができる。
【００１９】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載のマルチビーム露光装置において、小径化手段を、ビームリデューサーで構成したことを特徴とする。
【００２０】
上述のように構成することにより、前述した請求項１又は請求項２に記載の発明における作用、効果に加えて、光源から記録媒体の露光面上に至る光路上の所定位置に、ビームリデューサーを配置するだけで構成できるので、構成を簡素化し、廉価に製造できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のマルチビーム露光装置によれば、２次元光変調器等の複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段を用い、ＦＭスクリーンを利用して安定した中間調の表現を記録できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態について、図１乃至図１１を参照しながら説明する。
【００２３】
本発明の第１実施の形態に係るマルチビーム露光装置としの画像形成装置は、図示しないが、例えば、制御ユニットで駆動制御されるいわゆるフラットベッド型の画像形成装置（セッタ）に構成し、図１１に示すように、移動ステージ１０上に平板印刷版（ＰＳ版）等である記録媒体１２を載置し、この移動ステージ１０により記録媒体１２を主走査方向に移動しながら、露光ヘッド１４により、制御ユニットで画像データから生成した変調信号に基づき光源側から出射されたマルチビームを空間変調して記録媒体１２上に照射することにより露光処理を行うように構成する。
【００２４】
露光ヘッド１４による露光エリア１６は、例えば送り方向（主走査方向）を短辺とする矩形状に構成する。この場合、記録媒体１２には、その走査露光の移動動作に伴って帯状の露光済み領域１８が形成される。なお、画像形成装置（セッタ）では、複数の露光ヘッド１４を、ｍ行ｎ列（例えば、２行４列）の略マトリックス状に配列して複数（例えば、８個）の露光ヘッド１４で同時に露光処理を行うように構成しても良い。
【００２５】
図１に示すように、この露光ヘッド１４は、それぞれ入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子（２次元光変調器）として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）２０を備えている。この２次元光変調器であるＤＭＤ２０は、データ処理手段とミラー駆動制御手段を備えた制御ユニット（制御手段）２２により駆動制御される。
【００２６】
この制御ユニット２２のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、露光ヘッド１４にＤＭＤ２０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御（各マイクロミラー反射面の角度の制御）するための制御信号を生成する。
【００２７】
露光ヘッド１４におけるＤＭＤ２０の光入射側には、マルチビームをレーザ光として射出する照明装置である光源ユニット２４からそれぞれ引き出されたバンドル状光ファイバ２８が接続される。
【００２８】
光源ユニット２４は、複数の半導体レーザチップから射出された紫外線等のレーザ光を合波して光ファイバに入力する合波モジュール２６が複数個設置されている。各合波モジュール２６から延びる光ファイバは、合波したレーザ光を伝搬する合波光ファイバであって、複数の光ファイバが１つに束ねられてバンドル状の光ファイバ（ファイババンドル）２８として形成され、出射するレーザ光の強度を向上するよう構成されている。
【００２９】
この露光ヘッド１４におけるＤＭＤ２０の光入射側には、バンドル状光ファイバ２８の接続端部から出射されたレーザ光を、ロッドレンズ等を有する光学レンズを通しＤＭＤ２０に向けて反射するミラー３２とを備えた照明光学系を配置する。
【００３０】
このＤＭＤ２０は、図１０に示すように、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーであるマイクロミラー３６を格子状に配列したミラーデバイスとして全体がモノリシック（一体型）に構成されている。
【００３１】
各ピクセルの最上部に配設されるマイクロミラー３６の表面には、アルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。また、各マイクロミラー３６の下面中央には、支柱３４が突設されている。
【００３２】
このＤＭＤ２０は、各ピクセルに対応して、通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル３８上にそれぞれ設けられたヒンジ４０に、マイクロミラー３６に突設された支柱３４の基端部を取り付けて、ヒンジ４０を軸としてマイクロミラー３６を対角線方向に±ａ度（±１０度）傾斜可能に装着して構成する。
【００３３】
また、このＤＭＤ２０では、ＳＲＡＭセル３８上のマイクロミラー３６が傾斜する対角線方向の両端部にそれぞれ構成された各ミラー  アドレス  エレクトロード（Ｍｉｒｒｏｒ  Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）４２の一方側又は他方側に蓄えた電荷による静電気力を利用して、マイクロミラー３６がオン状態である＋ａ度に傾いた状態又はマイクロミラー３６がオフ状態である−ａ度に傾いた状態に駆動制御可能に構成されている。
【００３４】
このように構成されたＤＭＤ２０では、ＳＲＡＭセル３８にデジタル信号が書き込まれると、画像信号に応じて、ＤＭＤ２０の各ピクセルにおけるマイクロミラー３６が、それぞれ対角線を中心としてＤＭＤ２０が配置された基板側に対してオン状態である＋ａ度に傾いた状態又はオフ状態である−ａ度に傾いた状態となるように制御され、ＤＭＤ２０に入射された光をそれぞれのマイクロミラー３６の傾き方向へ反射させる。
【００３５】
このオン状態のマイクロミラー３６により反射された光は露光状態に変調され、ＤＭＤ２０の光出射側に設けられた投影光学系（図１参照）へ入射する。またオフ状態のマイクロミラー３６により反射された光は非露光状態に変調され、光吸収体（図示省略）に入射する。
【００３６】
次に、露光ヘッド１４におけるＤＭＤ２０の光反射側に設けられる投影光学系（結像光学系）について説明する。図１に示すように、露光ヘッド１４におけるＤＭＤ２０の光反射側に設けられる投影光学系（結像光学系）は、ＤＭＤ２０の光反射側の露光面にある記録媒体１２上に結像するため、ＤＭＤ２０の側から記録媒体１２へ向って順に、第１の結像光学レンズ系４４，４６、中間結像部であるマイクロレンズアレイ４８、このマイクロレンズアレイ４８より光路上の後方近傍位置に配置した一部画素シフト部材５０と、第２の結像光学レンズ系５２，５４及びオートフォーカス用のプリズムペア５６との各露光用の光学部材が配置されて構成されている。なお、この露光ヘッド１４では、図示しないが、マイクロレンズアレイ４８の光路上の前後近傍位置に、それぞれアパーチャアレイを配置して構成しても良い。
【００３７】
この投影光学系では、第１の結像光学レンズ系４４，４６に、記録媒体１２上の露光面に結像するビームスポットの形状を走査方向に短く走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む形状）に成形するためのビームリデューサー６１（露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段）を配置する。
【００３８】
このため、第１の結像光学レンズ系４４，４６は、光源側のレンズ系４４と、記録媒体側のレンズ系４６との間の光路上で、平行光束となるように構成する。
【００３９】
この第１の結像光学レンズ系４４，４６では、光源側のレンズ系４４と、記録媒体側のレンズ系４６との間の光路上に、光束変換用レンズであるビームリデューサー６１を配置する。この露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段してのビームリデューサー６１は、ビームエキスパンダーと逆の光学特性を有する光学素子として構成する。すなわち、このビームリデューサー６１は、太い平行光束を、露光面上におけるビームスポットの形状が走査方向に短く、かつ走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む扁平なビームスポット形状）となるように細めた、細い平行光束に縮小する機能を有するものとして構成する。
【００４０】
また、この露光ヘッド１４では、マイクロレンズアレイ４８のマイクロレンズによって集光される位置（結像位置）と、ビームリデューサー６１により扁平なビームのできる位置とを略共役関係となるように構成し、各々のマイクロレンズで集光されたビームスポット形状が走査方向（主走査方向）に絞られた扁平なビーム形状（扁平な光束）となるように構成する。
【００４１】
さらに、この露光ヘッド１４では、光源ユニット２４からＤＭＤ２０へ至るまでの光入射側の光学系（露光ヘッド１４の照明光学系も含まれる）におけるＤＭＤ２０のマイクロミラー３６に集光される位置（第１の結像光学レンズ系４４，４６、第２の結像光学レンズ系５２，５４、マイクロレンズアレイ４８等の各レンズ系の結像位置を含む）と略共役関係となる位置にビームリデューサー６１を配置しても良い。
【００４２】
このように、光源ユニット２４から記録媒体１２の記録面上の集光点に至る光路上における所定位置（例えば、集光される位置と略共役関係となる各位置）にビームリデューサー６１を配置した場合には、この光路上を通る各光ビームをビームリデューサー６１で各々扁平な光束に細め、記録媒体１２の露光面上で各ビームスポットの形状を、図８に示すように、走査方向に短く、かつ走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む扁平なビームスポット形状）に形成することによって、１ドットを形成する各ビームスポットにおける走査方向（主走査方向）両側の露光量分布のエッジ部をシャープ（急峻）にすることができる。
【００４３】
よって、この露光ヘッド１４では、扁平に細らせて長円形状にされたビームスポットが、その長円形状のビームスポットにおけるエッジ部が急峻となった長手方向両側を走査方向（副走査方向に直交する方向）に沿う状態で露光処理を行う。すなわち、この露光ヘッド１４では、記録媒体１２上における各ビームスポットの強度分布が副走査方向に長円形状となり集光点の走査方向両側部のエッジがシャープとなるため、記録媒体１２の発色閾値の変動やレーザビームの強度変動等の影響を受けることが殆どなく、副走査方向に対する画像むらが好適に抑制される。よって、ＦＭスクリーンを記録したときの画像が、光パワー変動や刷り枚数といった記録条件や、自動現像機の現像の度合いといった現像条件等によって記録画素の周長が少しも変動しないようにして網点画像の割合（網点面積率特性）が急激に変ることを防止し濃度変動を起こし難くして、ＦＭスクリーンを用い安定して中間調を表現するよう記録できる。
【００４４】
なお、この露光ヘッド１４では、ビームリデューサー６１を利用する代わりに、図示しないが、露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段を、ビームエキスパンダーを利用して構成することもできる。このビームエキスパンダーを利用して露光ビームスポットを走査方向に扁平となる如く小形化する小径化手段を構成する場合には、平行光束をビームエキスパンダーで扁平光束に引き延ばすことによって、露光面上に投影される各ビームスポットの形状を走査方向と直交する方向（副走査方向）に引き延ばして、長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む扁平なビームスポット形状）に形成し、走査方向（主走査方向）両側の露光量分布のエッジ部をシャープ（急峻）にするよう構成しても良い。また、この場合には、マイクロレンズアレイ４８のマイクロレンズ等によって、ビームエキスパンダーにより副走査方向に引き延ばされたビームスポットを所要の大きさまで縮小するように構成しても良い。
【００４５】
この露光ヘッド１４の投影光学系で用いる中間結像部であるマイクロレンズアレイ４８は、光源ユニット２４から光ファイバ２８を通じて照射されたレーザ光を反射するＤＭＤ２０の各マイクロミラー３６に１対１で対応する複数のマイクロレンズが一体的に成形されたものであり、各マイクロレンズは、それぞれ第１の結像光学レンズ系４４，４６を透過した各レーザビームの光軸上にそれぞれ配置されている。なお、この露光ヘッド１４では、マイクロレンズアレイ４８を省略し、図１に示すマイクロレンズアレイ４８の配置位置に一部画素シフト部材５０を配置して構成しても良い。
【００４６】
この画像形成装置の露光ヘッド１４に用いられる一部画素シフト部材５０は、ＤＭＤ２０を用いて露光処理する際に、走査方向と直交する方向に対して一度に露光可能なドットの数（ビームスポットの数であるチャンネル数）を、ＤＭＤ２０の縦方向の画素を有効活用することによって増加し、かつ、ビームリデューサー６１と相俟ってＦＭスクリーンを用い安定した中間調の表現を良好に記録可能とするための光学部材である。
【００４７】
この一部画素シフト部材５０は、ＤＭＤ２０における２次元上でＭ行Ｎ列の格子状に配列されたマイクロミラー３６群から露光面（記録媒体１２の表面）上に投影される複数の露光ビームスポットの位置を露光面上で走査方向（送り方向である主走査方向）に対して複数のブロック毎に分け、これらブロック相互間の相対的な位置を走査方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）に所定量シフトさせて、一つのブロックで露光する複数の露光ビームスポットの位置における送り方向の間隙を他のブロックにおける複数の露光ビームスポットで露光するようにして、ＤＭＤ２０を用いて露光処理する際に走査方向と直交する方向に対して一度に露光可能なドットの数（ビームスポットの数であるチャンネル数）を増加させる。
【００４８】
なお、露光ヘッド１４から露光面上に投影される露光ビームスポットの位置を露光面上で複数のブロックに分けて走査方向と直交する方向にシフトさせることにより、一度に露光可能なドットの数（ビームスポットの数であるチャンネル数）を増加させるときの、露光可能なドットの数（ビームスポットの数であるチャンネル数）の増加率は、ブロックに分けて、ブロック毎の露光位置が相互に重ならないようにシフト（例えば均等な間隔にシフト）されたブロックの分割数に比例するので、要求される露光可能なドットの数（ビームスポットの数であるチャンネル数）の増加率は、分割数とシフト量を適切に調整して選定することで設定することができる。
【００４９】
この一部画素シフト部材５０は、光の屈折を利用した光学素子若しくは光の回折を利用した光学素子又は光の偏光を利用した光学素子として構成してもよい。光の回折を利用する素子としては、ホログラムやバイナリー・オプティカル・エレメントをブレーズ化したもの等がある。
【００５０】
この一部画素シフト部材５０を光の屈折を利用した光学素子として構成する場合には、例えば、図２、図３及び図８に示すように構成するもので、透明な平板状の光学部材（同じ厚みの平面部材に形成された光学ガラス等の光学材料）を複数（この図２、図３及び図８に示す一部画素シフト部材５０では３枚であるが、１枚に一体的に構成しても良い）用いて構成する。すなわち、図２に示すように、一部画素シフト部材５０は、屈折利用の第１光学部材５０Ａと、第２光学部材５０Ｂと、第３光学部材５０Ｃとを、光路上における走査方向（送り方向）に対して３つが隙間なく連なるように配置し、かつ第２光学部材５０Ｂを光軸と直交するよう配置し、第１光学部材５０Ａを光軸に対して一方に所定角度傾斜させて配置し、第３光学部材５０Ｃを光軸に対して他方に所定角度傾斜させて配置する。すなわち、この一部画素シフト部材５０は、光路上の上段、中段、下段にそれぞれ位置する場所に屈折利用の第１光学部材５０Ａと、第２光学部材５０Ｂと、第３光学部材５０Ｃとを設置し、上段、下段の第１光学部材５０Ａと、第３光学部材５０Ｃとを、走査方向を軸として所定角度回転させた状態（図３に図示）に設置して構成する。
【００５１】
また、第２光学部材５０Ｂは、その走査方向（送り方向）に対する長さ（第１光学部材５０Ａと第３光学部材５０Ｃとの間の距離）を、一部画素シフト部材５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面（記録媒体１２の表面）に至る光路の走査方向（送り方向）に対応した光路幅を３等分した長さに設定する。さらに、第２光学部材５０Ｂは、その走査方向に対する長さの中央位置が、一部画素シフト部材５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面に至る光路の走査方向に対応した光路幅の中央位置に一致するように配置する。
【００５２】
このように配置構成することにより、この一部画素シフト部材５０は、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を、露光面上で走査方向に対して３等分（走査方向に対するビームスポットの数が等しくなる３つに分割）し、図８に例示するように均等に分割された３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３を設定することができる。
【００５３】
また、光の屈折を利用した光学素子として構成した一部画素シフト部材５０では、第１光学部材５０Ａを光軸に対して一方に傾斜させる角度を適切に調整して設定することにより図３に示すようにレーザ光のマルチビームを屈折させて、図８に示すように、第１のブロックＧ１のビームスポット群ＢＳ１が、第２のブロックＧ２におけるビームスポット群ＢＳ２の走査方向と直交する方向に隣接して並ぶ相互間の１／３の距離だけ一方にシフト（例えば図２に向かって左に１／３ピッチシフト）するよう構成する。
【００５４】
さらに、この一部画素シフト部材５０では、第３光学部材５０Ｃを光軸に対して他方に傾斜させる角度を適切に調整して設定することにより図３に示すようにレーザ光のマルチビームを屈折させて、第３のブロックＧ３のビームスポット群ＢＳ３が、第２のブロックＧ２におけるビームスポット群ＢＳ２の走査方向と直交する方向に隣接して並ぶ相互間の１／３の距離だけ他方にシフト（例えば図２に向かって右に１／３ピッチシフト）するよう構成する。
【００５５】
このように一部画素シフト部材５０を配置構成することにより、この画像形成装置の露光ヘッド１４では、走査方向と直交する方向に対して、第２のブロックＧ２におけるビームスポットＢＳ２の各隣接相互間に、第１のブロックＧ１の各ビームスポットＢＳ１と、第３のブロックＧ３における各ビームスポットＢＳ３とが、それぞれ等間隔で配置された状態により露光処理できる。よって、このように一部画素シフト部材５０を配置構成した露光ヘッド１４では、図８に示すように露光面に走査露光した結果、走査方向と直交する方向のある一直線上の位置に対して一度に露光可能なドットの数（ビームスポットの数であるチャンネル数）を３倍に増加させる（隣接するビームスポット間のピッチが１／３になり、いわゆる分解能（位置分解能）が３倍に向上した状態にさせる）ことができる。
【００５６】
また、一部画素シフト部材５０で相互にシフトした３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３を設定する露光ヘッド１４では、第２の結像光学レンズ系５２，５４を、例えば拡大光学系として構成し、ＤＭＤ２０により反射される光線束の断面積を拡大することで記録媒体１２上のＤＭＤ２０により反射された光線束による露光エリア３２（図１１に図示）の面積を、ＤＭＤ２０の多数のマイクロミラー３６が格子状に配列されて構成された光反射面の面積の３倍に拡大するよう構成しても良い。
【００５７】
なお、第２の結像光学レンズ系５２，５４を、拡大光学系として構成する等の場合には、例えばマイクロレンズアレイ又はその他の光学部材を利用して、記録媒体１２の露光面上に結像される各ビームスポットが所定のビームスポット径となるように縮小して結像するよう集光させても良い。
【００５８】
さらに、この露光ヘッド１４では、第２の結像光学レンズ系５２，５４から投射された光ビームを、プリズムペア５６のオートフォーカス機能によって露光面上に置かれた記録媒体１２上に焦点を合わせて結像させるよう構成する。なお、投影光学系における各第１の結像光学レンズ系４４，４６、第２の結像光学レンズ系５２，５４は、図１においてそれぞれ１枚のレンズとして示されているが、複数枚のレンズ（例えば、凸レンズと凹レンズ）を組み合せたものであっても良い。
【００５９】
前述のように露光ヘッド１４を構成した場合には、走査方向の送り速度が同じであるという条件の下で、記録媒体１２の露光面上における走査方向と直交する方向に対して一回で走査露光できる範囲を、図９に示すＤＭＤ２０の走査方向と直交する方向に並んでいる所定個数のマイクロミラー３６だけで走査露光する場合（ＤＭＤ２０を走査方向に傾斜させて露光処理しない場合）である比較例の３倍にできる。
【００６０】
よって、同じ数の露光ヘッド１４を利用して記録媒体１２を複数回走査方向に往復移動させながら記録媒体１２の露光面全体に対する露光処理を行う場合には、走査処理の速度（同じ数の露光ヘッド１４を利用して、一枚の記録媒体１２に対する露光処理を開始してから完了するまでの速度）を向上させて、露光処理の能率を向上できる。
【００６１】
また、一部画素シフト部材５０で相互にシフトした複数（ここでは３つ）のブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３を設定する露光ヘッド１４では、第２の結像光学レンズ系５２，５４を、シフトしたブロックの数未満の拡大率（ここでは３倍未満の拡大率）をもつ光学系として構成し、図９に示すＤＭＤ２０の走査方向と直交する方向に並んでいる所定個数のマイクロミラー３６だけで走査露光する場合の比較例で露光処理する場合よりも、走査方向と直交する方向に隣接するビームスポット間のピッチを縮小し、いわゆる分解能（位置分解能）を向上させるように構成しても良いことは勿論である。
【００６２】
また、一部画素シフト部材５０で相互にシフトした複数（ここでは３つ）のブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３を設定する露光ヘッド１４では、記録媒体１２の露光面上で、３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３の境目で画素同士を明確に区別して露光処理すること（３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３の境目で画素同士をくっきりと切り分けて露光処理すること）ができず、３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３の境目で画素同士にクロストークを生じる場合がある。このような場合には、クロストークを減ずるために、その境目に当たるＤＭＤ２０上の画素を使わないこととして対応することができる。
【００６３】
なお、一部画素シフト部材５０は、第１光学部材５０Ａ若しくは第３光学部材５０Ｃと、第２光学部材５０Ｂとの組み合わせで２つのブロックに分割してシフトさせるよう構成し、又は一部画素シフト部材５０を、第１光学部材５０Ａと、第３光学部材５０Ｃとの組み合わせで２つのブロックに分割してシフトさせるよう構成しても良い。
【００６４】
次に、前述した一部画素シフト部材５０を、光の回折を利用した光学素子として構成する構成例について、図４乃至図６により説明する。
【００６５】
図４に示す光の回折を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材５０は、透明で同じ厚みの平面部材に形成された光学ガラス等である一枚の平面プレートを走査方向（主走査方向）に対して上段、中段、下段の３つのエリア（部分）に分け、上段を第１回折部５０Ｄとし、中段を第２透過部５０Ｅとし、下段を第３回折部５０Ｆとする。
【００６６】
また、第２透過部５０Ｅは、光ビームを直線の光路に沿って透過させるよう構成され、その走査方向（送り方向）に対する長さ（第１回折部５０Ｄと第３回折部５０Ｆとの間の距離）を、一部画素シフト部材５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面（記録媒体１２の表面）に至る光路の走査方向（送り方向）に対応した光路幅を３等分した長さに設定する。さらに、第２透過部５０Ｅは、その走査方向に対する長さの中央位置が、一部画素シフト部材５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面に至る光路の走査方向に対応した光路幅の中央位置に一致するように配置する。
【００６７】
このように配置構成することにより、この一部画素シフト部材５０は、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を、露光面上で走査方向に対して３等分（走査方向に対するビームスポットの数が等しくなる３つに分割）し、図８に例示するように均等に分割された３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３を設定することができる。
【００６８】
この光の回折を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材５０では、その第１回折部５０Ｄの表裏両面を図５に示すように光ビームを回折して走査方向と直交する方向の一方にビームスポットを所定量シフトさせる作用を奏する第１ＢＯＥ（バイナリー・オプティクス・エレメント）５１に構成する。
【００６９】
また、第３回折部５０Ｆの表裏両面を図６に示すように光ビームを回折して走査方向と直交する方向の他方にビームスポットを所定量シフトさせる作用を奏する第２ＢＯＥ（バイナリー・オプティクス・エレメント）５３に構成する。
【００７０】
これら第１ＢＯＥ５１と、第２ＢＯＥ５３とは、一般に利用されているバイナリー・オプティクス・エレメントとして加工形成されるもので、例えば、一部画素シフト部材５０全体を形成する板状の光学ガラスにおける第１回折部５０Ｄと第３回折部５０Ｆとの表裏両面部分にそれぞれ断面視微細な傾斜面（実際には、いわゆるエッチング加工を繰り返して凹部に微細な階段状の傾斜を形成したもの）を加工して構成することができる。
【００７１】
これら第１ＢＯＥ５１と、第２ＢＯＥ５３とは、それぞれ第１回折部５０Ｄと第３回折部５０Ｆとの表裏両面における走査方向と直交する方向の一方端部から他方の端部に向けて直線状に伸びる微細な略断面三角形の斜面として構成する。これら第１ＢＯＥ５１と、第２ＢＯＥ５３とは、微細な略断面三角形の高さ（段差の高さ）が回折部材の屈折率をｎ、空気の屈折率を１、光の波長をλ、段差の数をNとしたとき、次式の整数倍となるように形成する。
【００７２】
式
【００７３】
【数１】
2006085072.tif 000003
これら第１ＢＯＥ５１と、第２ＢＯＥ５３とは、理論的に、それぞれの凹部内の傾斜に形成された微細な階段部分の段数（レベル）が８レベルの傾斜面の場合に、第１ＢＯＥ５１と、第２ＢＯＥ５３とで所定の方向に回折される光の割合が約９５％となり、１６レベルの傾斜面の場合に約９８．７％，３２レベルで９９．５％となる。従って、第１ＢＯＥ５１と、第２ＢＯＥ５３とは、露光面上での迷光限界に応じて１６レベルあるいは３２レベル程度に加工することで、十分実用に耐え得るものとなる。
【００７４】
また、これら第１ＢＯＥ５１を設けた第１回折部５０Ｄと、第２ＢＯＥ５３を設けた第３回折部５０Ｆとは、図５と図６とを対比して見ると分かるように、バイナリー・オプティクス・エレメントの傾斜の方向が逆となるように構成し、第１ＢＯＥ５１で光ビームを回折してビームスポットの位置をシフトさせる方向と、第２ＢＯＥ５３で光ビームを回折してビームスポットの位置をシフトさせる方向とが逆方向となるように構成する。
【００７５】
さらに、これら第１ＢＯＥ５１を設けた第１回折部５０Ｄと、第２ＢＯＥ５３を設けた第３回折部５０Ｆとは、それぞれの厚さを変更調整することによって記録媒体１２の露光面上に照射されるビームスポットの位置のシフト量を所定量に設定することができる。
【００７６】
なお、マルチビーム露光装置の露光ヘッド１４に設ける一部画素シフト部材５０を、光の回折を利用した光学素子として構成したものは、前述した一部画素シフト部材５０を、光の屈折を利用した光学素子として構成したものと、同様な作用、効果を得ることができる。
【００７７】
また、一部画素シフト部材５０は、第１回折部５０Ｄ若しくは第３回折部５０Ｆと、第２透過部５０Ｅとの組み合わせで２つのブロックに分割してシフトさせるよう構成し、又は一部画素シフト部材５０を、第１回折部５０Ｄと、第３回折部５０Ｆとの組み合わせで２つのブロックに分割してシフトさせるよう構成しても良い。
【００７８】
次に、前述した一部画素シフト部材５０を、光の偏光を利用した光学素子として構成する構成例について、図７により説明する。
【００７９】
図７に示す光の偏光を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材５０は、透明で同じ厚みの平面プレートに形成され、その走査方向（主走査方向）に対して上段、中段、下段の３つのエリア（部分）に分けられた、上段を第１偏光部５０Ｇとし、中段を第２透過部５０Ｈとし、下段を第３偏光部５０Ｉに構成する。
【００８０】
また、第２透過部５０Ｈは、光ビームを直線の光路で透過させるよう構成され、その走査方向（送り方向）に対する長さ（第１偏光部５０Ｇと第３偏光部５０Ｉとの間の距離）を、一部画素シフト部材５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面（記録媒体１２の表面）に至る光路の走査方向（送り方向）に対応した光路幅を３等分した長さに設定する。さらに、第２透過部５０Ｈは、その走査方向に対する長さの中央位置が、一部画素シフト部材５０の配置位置におけるＤＭＤ２０の全マイクロミラー３６群から露光面に至る光路の走査方向に対応した光路幅の中央位置に一致するように配置する。
【００８１】
このように配置構成することにより、この一部画素シフト部材５０は、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を、露光面上で走査方向に対して３等分（走査方向に対するビームスポットの数が等しくなる３つに分割）し、図８に例示するように均等に分割された３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３を設定することができる。
【００８２】
以下、シフト方向と平行な偏光方向を有する光が、一部画素シフト部材に入射する場合を考える。
【００８３】
この光の偏光を利用した光学素子として構成された一部画素シフト部材５０では、その第１偏光部５０Ｇを、一般に用いられているビームディスプレイサーで形成し、このビームディスプレイサーに光線（光ビーム）を透過させることによって生じる異常光線の出射方向を、走査方向と直交する方向の一方にシフトさせる作用を奏するように構成する。ビームディスプレイサーは、入射面法線に対して、ビームをシフトする方向に４５°結晶光軸が傾斜するよう構成されたものである
また、第３偏光部５０Ｉを、一般に用いられているビームディスプレイサーで形成し、このビームディスプレイサーに光線（光ビーム）を透過させることによって生じる異常光線の出射方向を、走査方向と直交する方向の他方にシフトさせる作用を奏するように構成する。すなわち、第１偏光部５０Ｇで光ビームを偏光して露光面上に投影されるビームスポットの位置をシフトさせる方向と、第３偏光部５０Ｉで光ビームを偏光して露光面上に投影されるビームスポットの位置をシフトさせる方向とが逆方向となるように構成する。さらに、これら第１偏光部５０Ｇと、第３偏光部５０Ｉとは、それぞれの厚さを変更調整することによって記録媒体１２の露光面上に投影されるビームスポットの位置のシフト量を所定量に設定することができる。
【００８４】
シフト方向に対して光の偏光方向が平行になるようにする方法としては種々の方法が考えられるが、例えば、５０に入射する前に偏光版５８を設置してもよい。
【００８５】
なお、マルチビーム露光装置の露光ヘッド１４に設ける一部画素シフト部材５０を、光の偏光を利用した光学素子として構成したものは、前述した一部画素シフト部材５０を、光の屈折を利用した光学素子として構成したものと、同様な作用、効果を得ることができる。
【００８６】
また、一部画素シフト部材５０は、第１偏光部５０Ｇ若しくは第３偏光部５０Ｉと、第２透過部５０Ｈとの組み合わせで２つのブロックに分割してシフトさせるよう構成し、又は一部画素シフト部材５０を、第１偏光部５０Ｇと、第３偏光部５０Ｉとの組み合わせで２つのブロックに分割してシフトさせるよう構成しても良い。
【００８７】
次に、露光ヘッド１４にマイクロミラー３６群の格子状の配列方向を走査方向及び走査方向と直交する方向に一致させて配置し、前述した一部画素シフト部材５０を設けて、ＤＭＤ２０の２次元的に配置されたマイクロミラー３６群を露光面上で走査方向に対して３等分し、図８に例示するように均等に分割された３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３を設定して記録媒体１２上に露光処理する場合の、作用、効果について説明する。
【００８８】
図８に例示するように、この露光ヘッド１４で走査方向と直交する方向に並んだある第１の露光点位置を露光する場合には、ブロックＧ１に属する３個のビームスポット群ＢＳ１で多重露光する。また、この第１の露光点位置に隣接する第２の露光点位置（図８に向かって右隣の位置）を露光する場合には、ブロックＧ２に属する３個のビームスポット群ＢＳ２で多重露光する。さらに、第２の露光点位置に隣接する第３の露光点位置（図８に向かって右隣の位置）を露光する場合には、ブロックＧ３に属する３個のビームスポット群ＢＳ３で多重露光する。このように連続して走査方向と直交する方向に並んだ所定複数の露光点を、それぞれ選択して多重露光すると共に、記録媒体１２を走査方向へ移動することによって、記録媒体１２の露光範囲の全体に対して露光処理を行う。
【００８９】
よって、上述のマイクロミラー３６群の格子状配列を走査方向に一致させて配置し、一部画素シフト部材５０を備えた露光ヘッド１４により記録媒体１２上に露光処理する場合には、主走査ラインに沿って配置された画素で時間をずらして複数回露光し記録媒体１２上に１ドットを形成することになる。このとき記録媒体１２に１ドットを記録するため多重露光される各ビームスポットの位置を正確に一致（同一の位置に一致）させることができるから、記録される１ドットにおける露光量分布が副走査方向に広がることはなく、記録されたドットの形状のエッジをシャープに保つことができる。このため、この露光ヘッド１４では、前述したビームリデューサー６１でビームスポットの形状を走査方向に短く走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む形状）に形成したことによる作用及び効果と相俟って、同一位置に多重露光されることによりエッジがシャープにされたドットでＦＭスクリーンを記録できるので、光パワー変動や刷り枚数といった記録条件や、自動現像機の現像の度合いといった現像条件等によって、記録画素の周長が変わり網点画像の割合（網点面積率特性）が急激に変わって濃度変動を起こすことを防止し、ＦＭスクリーンを用い安定した中間調の表現を記録できる。
【００９０】
次に、上述のように構成したマルチビーム露光装置の露光ヘッドの動作について説明する。
【００９１】
このマルチビーム露光装置では、露光パターンに応じた画像データが、ＤＭＤ２０に接続された制御ユニット２２に入力され、制御ユニット２２内のメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【００９２】
記録媒体１２は、図示しない移動ステージの表面に吸着された状態で走査方向の上流側から下流側に露光ヘッドが１走査した後（走査中は移動ステージは止まっている）移動される。移動ステージ上の記録媒体１２が露光ヘッド１４の下を通過する際に、メモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部としての制御装置によって、この読み出した画像データに基づいて、露光ビームスポットの２次元配置が複数のブロックに分割されて相互間で走査方向と直交する方向に所定距離シフトした配置となっていることに対応した制御信号（制御データ）が生成される。
【００９３】
そして、この生成された制御信号に基づいて露光ヘッド１４に設置されたＤＭＤ２０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。光源ユニット２４から制御ユニット２２にレーザ光が照射されると、ＤＭＤ２０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、所要の露光ビームスポット位置に長円形状となって結像され露光される。
【００９４】
また、記録媒体１２が移動ステージと共に露光ヘッドが１走査した後、移動されることを繰り返すことにより、記録媒体１２が露光ヘッド１４により二次元的に露光される。
【００９５】
また、本第１実施の形態に係るマルチビーム露光装置では、露光ヘッド１４に用いる空間光変調素子としてＤＭＤを用いたが、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Special Light Modulator）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や、液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子をＤＭＤに代えて用いることができる。
【００９６】
また、ｏｎ／ｏｆｆ状態のみを取る空間光変調素子に限らず、ｏｎ／ｏｆｆ状態に加え複数の中間値を取り、階調を表現できる空間光変調素子を用いても良い。
【００９７】
なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。
【００９８】
また、本実施形態に係るマルチビーム露光装置では、露光ヘッド１４に用いる空間光変調素子であるＤＭＤ２０を、複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段に置き換えて構成しても良い。この複数の画素を選択的にｏｎ／ｏｆｆする手段は、例えば、各画素に対応したレーザビームを選択的にｏｎ／ｏｆｆして出射可能にしたレーザ光源で構成し、または、各微小レーザ発光面を各画素に対応して配置することにより面発光レーザ素子を形成し、各微小レーザ発光面を選択的にｏｎ／ｏｆｆして発光可能にしたレーザ光源で構成することができる。
【００９９】
次に、本発明の第２実施の形態について、図１２乃至図１５により説明する。本第２実施の形態に係る露光ヘッドは、ビームリデューサー６１を設けただけで、一部画素シフト部材を設けていないものである。
【０１００】
図１２に示す露光ヘッド１４では、制御ユニット（制御手段）２２により駆動制御される、空間光変調素子（２次元光変調器）としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）２０を備えている。
【０１０１】
さらに、露光ヘッド１４には、ＤＭＤ２０の光入射側に、照明装置である光源ユニット２４から出射されたレーザ光をＤＭＤ２０に向けて射出するための照明光学レンズ系６３、６５を備える。
【０１０２】
また、露光ヘッド１４には、ＤＭＤ２０の光反射側に、投影光学系（結像光学系）を設ける。この投影光学系（結像光学系）は、ＤＭＤ２０の光反射側の露光面にある記録媒体１２上に結像するため、ＤＭＤ２０の側から記録媒体１２へ向って順に、第１の結像光学レンズ系４４，４６、中間結像部であるマイクロレンズアレイ４８、第２の結像光学レンズ系５２，５４及びオートフォーカス用のプリズムペア（図示省略）との各露光用の光学部材が配置されて構成されている。  さらに、この投影光学系では、第１の結像光学レンズ系４４，４６に、記録媒体１２上の露光面に結像するビームスポットの形状を走査方向に短く走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む形状）に成形するためのビームリデューサー６１を配置する。
【０１０３】
このため、第１の結像光学レンズ系４４，４６は、光源側のレンズ系４４と、記録媒体側のレンズ系４６との間の光路上で、平行光束となるように構成する。
【０１０４】
さらに、この第１の結像光学レンズ系４４，４６では、光源側のレンズ系４４と、記録媒体側のレンズ系４６との間の光路上に、光束変換用レンズであるビームリデューサー６１を配置する。このビームリデューサー６１は、ビームエキスパンダーと逆の光学特性を有する光学素子として構成する。すなわち、このビームリデューサー６１は、太い平行光束を、露光面上におけるビームスポットの形状が走査方向に短く、かつ走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む扁平なビームスポット形状）となるように細めた、細い平行光束に縮小する機能を有するものとして構成する。
【０１０５】
また、この露光ヘッド１４では、マイクロレンズアレイ４８のマイクロレンズによって記録媒体１２上に集光される位置と、ビームリデューサー６１により扁平なビームのできる位置とを略共役関係となるように構成し、図１４に示すように各々のマイクロレンズで集光されたビームスポット形状が走査方向（主走査方向）に絞られた扁平なビーム形状（扁平な光束）となって、記録媒体１２上の露光面に投影されるように構成する。
【０１０６】
また、本第２実施の形態に係わる露光ヘッド１４では、図１３に示すように、光源ユニット２４からＤＭＤ２０へ至るまでの光入射側の光学系（露光ヘッド１４の照明光学系も含まれる）におけるＤＭＤ２０のマイクロミラー３６に集光される位置（第１の結像光学レンズ系４４，４６、第２の結像光学レンズ系５２，５４、マイクロレンズアレイ４８等の各レンズ系の結像位置を含む）と略共役関係となる位置にビームリデューサー６１を配置しても良い。この場合には、照明光学レンズ系６３、６５は、光源側のレンズ系６３と、記録媒体側のレンズ系６５との間の光路上で、平行光束となるように構成する。
【０１０７】
前述のように、光源ユニット２４から記録媒体１２の記録面上の集光点に至る光路上における所定位置（例えば、集光される位置と略共役関係となる各所定位置）にビームリデューサー６１を配置した場合には、この光路上を通る各光ビームをビームリデューサー６１で各々扁平な光束に細め、記録媒体１２の露光面上で各ビームスポットの形状を、図１４に示すように、走査方向に短く、かつ走査方向と直交する方向に長い長円形状（楕円形又は矩形に近い形状等を含む扁平なビームスポット形状）に形成することによって、１ドットを形成する各ビームスポットにおける走査方向（主走査方向）両側の露光量分布のエッジ部をシャープ（急峻）にすることができる。これは、図１５に示す比較例と比較すると、１ドットを形成する各ビームスポットにおける走査方向（主走査方向）両側の露光量分布の相違が明白である。また、露光ヘッド１４にビームリデューサー６１を設置した図１４に示す場合には、図１５の比較例と比較して、記録媒体１２の露光面上に走査方向と直交する方向に記録されるライン状の画像を、走査方向の幅が狭く走査方向と直交する方向に連続するように形成できる。
【０１０８】
よって、この露光ヘッド１４では、扁平に細らせて長円形状にされたビームスポットが、その長円形状のビームスポットにおけるエッジ部が急峻となった長手方向両側を走査方向（副走査方向に直交する方向）に沿う状態で露光処理を行う。すなわち、この露光ヘッド１４では、記録媒体１２上における各ビームスポットの強度分布が副走査方向に長円形状となり集光点の走査方向両側部のエッジがシャープとなるため、記録媒体１２の発色閾値の変動やレーザビームの強度変動等の影響を受けることが殆どなく、副走査方向に対する画像むらが好適に抑制される。よって、ＦＭスクリーンを記録したときの画像が、光パワー変動や刷り枚数といった記録条件や、自動現像機の現像の度合いといった現像条件等によって記録画素の周長が少しも変動しないようにして網点画像の割合（網点面積率特性）が急激に変ることを防止し濃度変動を起こし難くして、ＦＭスクリーンを用い安定して中間調を表現するよう記録できる。
【０１０９】
また、この露光ヘッド１４では、ビームリデューサー６１を利用する代わりに、図示しないが、ビームエキスパンダーを利用して構成しても良い。
【０１１０】
さらに、この露光ヘッド１４で露光処理するときに、記録媒体１２上における各ビームスポットが図１４に示すように副走査方向に長円形状となり、走査方向に並んだ各列の間隔が開いて画像を形成する上で不都合を生じる場合には、ＤＭＤ２０を傾斜させた構成とすることにより、記録媒体１２の露光面上で各列間に空白ができないように露光処理しても良い。
【０１１１】
本第２実施の形態における以上説明した以外の構成、作用、及び効果は前述した第１実施の形態と同様であるので、第１実施の形態と同一部材には同一符号を付すこととし、その説明を省略する。
【０１１２】
なお、本発明のマルチビーム露光装置は、前述した各実施の形態に限定されるものではなく、ＰＳ版の露光用セッタとして構成するのに好適で、また本発明の要旨を逸脱しない範囲において、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッド部分を示す概略構成図である。
【図２】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドに用いる光の屈折を利用した一部画素シフト部材を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図３】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドに用いる光の屈折を利用した一部画素シフト部材の作用を示す概略説明図である。
【図４】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドに用いる光の回折を利用した一部画素シフト部材を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図５】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドに用いる光の回折を利用した一部画素シフト部材における第１回折部の作用を示す概略説明図である。
【図６】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドに用いる光の回折を利用した一部画素シフト部材における第３回折部の作用を示す概略説明図である。
【図７】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドに用いる光の偏光を利用した一部画素シフト部材を取り出して示す概略構成斜視図である。
【図８】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドで露光する際に露光面に投影されるビームスポットの状態を示す概略説明図である。
【図９】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドで露光下際の効果を比較説明するための、露光面に投影されるビームスポットの状態の比較例を示す概略説明図である。
【図１０】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドに用いるＤＭＤの概略構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明のマルチビーム露光装置に関する第１実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドで露光処理している状態を示す要部の斜視図である。
【図１２】本発明のマルチビーム露光装置に関する第２実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッド部分を示す概略構成図である。
【図１３】本発明のマルチビーム露光装置に関する第２実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッド部分に係わる他の構成例を示す概略構成図である。
【図１４】本発明のマルチビーム露光装置に関する第２実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドから露光面に投影されるビームスポットの状態を示す概略説明図である。
【図１５】本発明のマルチビーム露光装置に関する第２実施の形態に係る、マルチビーム露光装置の露光ヘッドから投影されるビームスポットと比較するための、ビームリデューサーを用いないで露光面に投影されるビームスポット形状の比較例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１２  記録媒体
１４  露光ヘッド
２４  光源ユニット
４４  第１の結像光学レンズ系
４６  第１の結像光学レンズ系
５０  一部画素シフト部材
５２  第２の結像光学レンズ系
５４  第２の結像光学レンズ系
６１  ビームリデューサー
６３  照明光学レンズ系
６５  照明光学レンズ系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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