(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する複数の光源と、
前記複数の光源から射出された光をそれぞれ導光して所定方向に沿って所定間隔でそれぞれ射出する複数の光ファイバと、
前記複数の光ファイバから射出された光を記録媒体上に集光する集光光学系と、
前記光を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する偏光分離素子と、
前記光源と前記偏光分離素子との間に配置されると共に、前記偏光分離素子により分離される光の偏光方向に対して前記１／２波長板の結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように配置された偏光方向制御素子と、
を備えた露光装置。
【請求項２】
前記偏向方向制御素子は、前記１／２波長板の前記光が入射される領域と、前記１／２波長板に入射されない前記光の領域との面積比が略１対１となるように構成された
請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記偏向方向制御素子は、前記１／２波長板の前記光が入射される領域と、前記１／２波長板に入射されない前記光の領域との面積比を、前記偏光分離素子によって得られる前記２つの光の各々の光量が略同一となるように構成された
請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記偏向方向制御素子は、複数の１／２波長板を前記光の全入射領域において各々所定間隔毎に配置して構成された
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の露光装置。
【請求項５】
前記偏向方向制御素子は、透過された前記光と透過されなかった前記光の光量が略同一となるように１／２波長板を配置して構成された
請求項１記載の露光装置。
【請求項６】
前記偏向方向制御素子は、透明平行板に前記１／２波長板を取り付けて構成された
請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の露光装置。
【請求項７】
前記偏光分離素子を、前記光を常光線と異常光線の２つの光に分離するものとした
請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の露光装置。
【請求項８】
前記偏光分離素子を、前記光が略平行光束となる部位に配設し、前記２つの光を異なる角度で出射するものとした
請求項６又は請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記偏光分離素子を、前記光が発散する部位又は集光する部位に配設し、前記２つの光を当該偏光分離素子による光の分離方向に対する異なる位置から出射するものとした
請求項６又は請求項７記載の露光装置。
【請求項１０】
前記偏光分離素子が前記光の光軸上に挿抜されるように当該偏光分離素子を移動させる移動手段
を更に備えた請求項６乃至請求項９の何れか１項記載の露光装置。
【請求項１１】
前記偏光方向制御素子及び前記偏光分離素子が同時に前記光の光軸上に挿抜されるように当該偏光方向制御素子及び偏光分離素子を移動させる移動手段
を更に備えた請求項６乃至請求項９の何れか１項記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に係り、特に、光源から射出された光により記録媒体を走査して画像を形成する露光記録装置において用いられる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外周面に感光材料（記録媒体）が装着されたドラムを主走査方向に回転させると共に、上記感光材料に記録すべき画像の画像データに応じて変調されたレーザビームを上記主走査方向と直交する副走査方向に走査させることで、２次元画像を上記感光材料に記録するようにした露光記録装置が用いられている。
【０００３】
この種の露光記録装置において、解像度を低くして画像を記録するためには、感光材料表面におけるレーザビームのスポット径を拡大すると共に、副走査方向に対する記録ピッチを大きくするか、又はスポット径の大きさ及び記録ピッチは変更せずに、同一の画像データからなる画素を解像度を低くした分だけ繰り返し記録する方法が採られている。一方、解像度を高くして画像を記録する場合は、これと逆の方法が採られている。
【０００４】
しかしながら、このようにしてレーザビームのスポット径を拡大、ないし縮小するためには、駆動機構を用いて光学系のレンズ等を駆動する必要があることから、装置が大型化すると共に、コストが上昇する、という問題点があった。また、同一の画像データからなる画素を解像度を低くした分だけ繰り返し記録することで解像度を低くする場合には、副走査方向に対する記録ピッチが一定であるため、記録速度を向上できない、という問題点があった。
【０００５】
そこで、この問題点を解消するために、本発明の出願人による特開２０００−２８４２０６号公報に記載の技術では、光源から射出された光を複数に分割し、集光光学系による記録媒体上での集光点を、当該記録媒体の副走査方向に対して複数生成する複数集光点生成手段と、解像度に応じて副走査方向の記録間隔を制御する副走査制御手段と、を備えておき、光源から射出された光を集光光学系を介して記録媒体上に集光させて画像を記録する際に、記録画像の解像度に応じて、複数集光点生成手段により副走査方向に分割して生成される集光点の数を制御することでビームスポットの大きさを調整すると共に、副走査方向のビームスポットの記録間隔を調整することにより、解像度に応じた画像を効率的に記録することを可能としていた。
【０００６】
ところで、記録速度の向上を目的として、複数の光源から射出された各レーザビームを各々光ファイバーで単一の露光ヘッドに案内すると共に、当該露光ヘッドにおいて各光ファイバーにおけるレーザビームの出射口端部を副走査方向に並べて配置しておき、上記複数の光源から射出された複数のレーザビームによる露光を同時に行う露光記録装置がある。
【０００７】
この種の露光記録装置に対して、前述の特開２０００−２８４２０６号公報に記載の技術を適用した場合、１つのレーザビームを複数に分割して露光することができるため、記録速度の更なる向上が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光ファイバーを用いた露光記録装置では、図１４に示すように、光ファイバーに加えられる外力変位（振動変位、圧力変位、ねじれ変位、温度変位等）によって光ファイバーから出射される光の偏光方向が時々刻々と変化する場合があり、この場合には複数に分割された光の光量が競合してしまい、集光スポットが不安定な形状となってしまうため、記録画像の画質が劣化する、という問題点があった。
【０００９】
すなわち、一例として図１５（Ａ）に示すように、中心光強度が高く、中心から離れるに従って光強度が徐々に低くなる強度分布からなる半導体レーザを光源として用い、前述の複数集光点生成手段によって２つの集光点を生成する場合には、当該２つの集光点に対応する２つの分割光の強度分布が図１５（Ｂ）に示すように同一の状態となることが画質の点で理想的である。
【００１０】
しかしながら、レーザビームの偏光方向が上記のように時間的に変化する場合、当該変化に応じて図１５（Ｃ）に示すように各集光点に対応する２つの分割光の強度が大きく異なった分布状態となる事態が発生するため、記録画像の画質が劣化するのである。本発明の発明者による実験により、ある光ファイバーカップルド半導体レーザ光源の場合、水平偏光と垂直偏光の偏光比（水平偏光：垂直偏光）が、１：４から４：１までの範囲内で変動することも見出されている。
【００１１】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、記録画像の画質を向上することができる露光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１記載の露光装置は、光を射出する複数の光源と、前記複数の光源から射出された光をそれぞれ導光して所定方向に沿って所定間隔でそれぞれ射出する複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバから射出された光を記録媒体上に集光する集光光学系と、前記光を偏光方向が互いに直交する２つの光に分離する偏光分離素子と、前記光源と前記偏光分離素子との間に配置されると共に、前記偏光分離素子により分離される光の偏光方向に対して前記１／２波長板の結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように配置された偏光方向制御素子と、を備えたものである。なお、上記結晶光軸は「光学軸」とも呼ばれているものであるが、本明細書では、「結晶光軸」と統一して記載する。更に、上記４５度を含む所定範囲の角度は、理想的には４５度であるが、当該偏光方向制御素子の製造上許容される範囲内の角度、当該偏光方向制御素子が適用される装置において許容される範囲内の角度等の各種許容範囲内の角度を意味するものである。
【００１３】
ここで、図１３を参照して、本発明の原理について説明する。なお、ここでは、本発明の偏光方向制御素子を、１／２波長板と、透過する光の偏光方向に大きな影響を与えない透明平行板と、を組み合わせて構成した場合について説明する。
【００１４】
同図に示すように、偏光分離素子により分離する光の偏光方向を（ｘ，ｙ）としたとき、偏光方向制御素子における１／２波長板の結晶光軸の方向が（ｘ，ｙ）に対して４５度傾斜される方向となるように偏光方向制御素子を配置するものとする。なお、このときの１／２波長板における結晶光軸の座標系を（Ｘ，Ｙ）とする。また、ここでは、偏光方向制御素子における透明平行板と１／２波長板の光透過率の差がないか、無視できるほど小さいことを前提として、１／２波長板に入射する光の光量と、入射しない光の光量との比が１：１となるように光量分配される位置に偏光方向制御素子を配置するものとする。
【００１５】
偏光方向制御素子に入射される光の電界ベクトルαをα＝（ａ，ｂ）として、１／２波長板に入射する光を考えた場合、（ｘ，ｙ）座標系を４５度回転させるための行列をＡ、Ｙ座標の光を１／２波長位相を遅らせる行列をＢ、−４５度回転させて元の（ｘ，ｙ）座標系に戻す行列をＣとすると、それぞれは次のように表わされる。
【００１６】
【数１】
0004185264.tif 000002
【００１７】
従って、１／２波長板を通過した後の光の電界ベクトルβは次のように表わされる。
【００１８】
【数２】
0004185264.tif 000003
【００１９】
αとβは、光量分配として１：１に配分されるように設定されていることから、それぞれの光量Ｉα、Ｉβは次のように表わされる。
【００２０】
【数３】
0004185264.tif 000004
【００２１】
従って、それぞれの光を足し合わせたときの光量Ｉは次のようになる。
【００２２】
【数４】
0004185264.tif 000005
【００２３】
この結果は、１／２波長板を通過した光と、通過しなかった光とを足し合わせた場合、偏光分離素子でｘとｙの各偏光方向に分離された光は、等光量で分離されることを示している。
【００２４】
なお、ここで偏光方向制御素子に設けた透明平行板は必ずしも必要なものではなく、入射された光の偏光方向に大きな影響を与えない他の部材（例えば、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ）を透明平行板に代えて適用することもでき、これらの部材を設けずに、何もない素通しの状態とすることもできる。
【００２５】
以上の原理に基づき、請求項１に記載の露光装置の偏光方向制御素子は、偏光分離素子と組み合わせて用いた場合に当該偏光分離素子により光を等光量で分離することが可能となり、偏光分離素子を用いた露光記録装置における記録画像の画質を向上することができる。
【００２６】
なお、上記のように偏光分離素子により光を等光量で分離させるためには、偏光方向制御素子における透明平行板（又は透明平行板に代る前述のＮＤフィルター等の部材、又は何もない素通しの部分）と１／２波長板の光透過率の差がないか、無視できるほど小さいという条件下において、１／２波長板に入射する光の光量と、入射しない光の光量との比が１：１となるように光量分配されることが必要である。
【００２７】
そこで、請求項１記載の偏光方向制御素子は、請求項２記載の発明のように、前記１／２波長板の前記光が入射される領域と、前記１／２波長板に入射されない前記光の領域との面積比が略１対１となるように構成することが、分離された光の強度分布の均一化の点で有利である。なお、ここでいう「前記１／２波長板に入射されない前記光の領域」は、前述の透明平行板の前記光が入射される領域、又は当該透明平行板に代るＮＤフィルター等の部材の前記光が入射される領域、又は何もない素通しの部分の前記光が入射される領域に相当する。
【００２８】
ところで、請求項２記載の発明は、偏光方向制御素子における透明平行板（又は透明平行板に代る前述のＮＤフィルター等の部材、又は何もない素通しの部分）と１／２波長板の光透過率の差がないか、無視できるほど小さいという条件下では、分離された光の強度分布の均一化の点で有利であるが、上記光透過率の差が無視できない程度である場合には、分離された光の強度分布を均一化することは難しい。
【００２９】
そこで、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記１／２波長板の前記光が入射される領域と、前記１／２波長板に入射されない前記光の領域との面積比を、前記偏光分離素子によって得られる前記２つの光の各々の光量が略同一となるように構成するものである。これによって、分離された光の強度分布を確実に均一化することができる。なお、ここでいう「前記１／２波長板に入射されない前記光の領域」も、前述の透明平行板の前記光が入射される領域、又は当該透明平行板に代るＮＤフィルター等の部材の前記光が入射される領域、又は何もない素通しの部分の前記光が入射される領域に相当する。
【００３０】
なお、請求項３記載の発明の具体的な実現例としては、１／２波長板と、１／２波長板に入射されない光の通過領域（前述の透明平行板、又は当該透明平行板に代るＮＤフィルター等の部材、又は何もない素通しの部分）の、偏光分離素子により分離される光の偏光方向に対する光透過率比が（１／２波長板：１／２波長板に入射されない光の通過領域）＝１：ηである場合、１／２波長板の前記光が入射される領域の面積Ｈと、当該１／２波長板に入射されない光の領域の面積Ｓと、の比を次の（１）式によって示される比となるように設定することが例示できる。
【００３１】
（Ｈ：Ｓ）＝η：１        ・・・（１）
また、本発明に係る偏光方向制御素子は、請求項４記載の発明のように、複数の１／２波長板を前記光の全入射領域において各々所定間隔毎に配置して構成する形態を適用することができる。
【００３２】
また、本発明の偏光方向制御素子は、請求項５記載の発明のように、入射された光の偏光方向を制御する偏光方向制御素子であって、透過された前記光と透過されなかった前記光の光量が略同一となるように１／２波長板を配置して構成することもできる。
【００３３】
なお、この際の、光量を略同一とする具体的な実現例としては、１／２波長板の光が入射される領域と、１／２波長板に入射されない光の領域との面積比を調整することの他、１／２波長板を透過した光と透過しなかった光の光量を、ＡＲコート（Antireflection coating：反射防止膜）、及びＮＤフィルターの少なくとも一方を用いて調整すること等を例示することができる。
【００３４】
更に、以上の請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の露光装置の偏光方向制御素子は、請求項６記載の発明のように、透明平行板に前記１／２波長板を取り付けて構成する形態を採ることができる。
【００３５】
なお、上記透明平行板は、入射された光の偏光方向を大きく変化させないようなものであれば、必ずしも完全に透明である必要はなく、光透過率が１００％である必要もない。
【００３７】
請求項１に記載の露光装置によれば、光源から射出された光が集光光学系によって記録媒体上に集光される際に、当該光が偏光分離素子によって偏光方向が互いに直交する２つの光に分離される。なお、上記光源には、各種半導体レーザが含まれる。また、上記偏光分離素子には、ローションプリズム（Rochon Prism）、ウォラストンプリズム（WollastonPrism）等の各種プリズムが含まれる。
【００３８】
ここで、請求項１に記載の発明では、本発明に係る偏光方向制御素子が、光源と偏光分離素子との間に、偏光分離素子により分離される光の偏光方向に対して１／２波長板の結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように配置される。なお、上記４５度を含む所定範囲の角度は、理想的には４５度であるが、本発明の露光装置において許容される範囲内の角度等の各種許容範囲内の角度を意味するものである。
【００３９】
このように、請求項１に記載の露光装置によれば、本発明の偏光方向制御素子を、光源と偏光分離素子との間に、偏光分離素子により分離される光の偏光方向に対して１／２波長板の結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように配置しているので、偏光分離素子により光を等光量で分離することが可能となり、分離された光により記録媒体に画像を記録する際の当該画像の画質を向上することができる。
【００４０】
なお、請求項７記載の露光装置のように、請求項１記載の発明における前記偏光分離素子は、前記光を常光線と異常光線の２つの光に分離するものとすることができる。
【００４１】
ここで、請求項８記載の露光装置のように、前記偏光分離素子を、前記光が略平行光束となる部位に配設し、前記２つの光を異なる角度で出射するものとすることで前記光を分離することができる。
【００４２】
また、請求項９記載の発明のように、前記偏光分離素子を、前記光が発散する部位又は集光する部位に配設し、前記２つの光を当該偏光分離素子による光の分離方向に対する異なる位置から出射するものとすることで前記光を分離することもできる。
【００４３】
更に、請求項１０記載の発明のように、前記偏光分離素子が前記光の光軸上に挿抜されるように当該偏光分離素子を移動させる移動手段を更に備えることにより、当該移動手段により偏光分離素子を光路上に挿抜することによって、記録媒体に画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
【００４４】
また、請求項１１記載の発明のように、前記偏光方向制御素子及び前記偏光分離素子が同時に前記光の光軸上に挿抜されるように当該偏光方向制御素子及び偏光分離素子を移動させる移動手段を更に備えることによっても、当該移動手段により偏光方向制御素子及び偏光分離素子を光路上に挿抜することによって、記録媒体に画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明の偏光方向制御素子及び露光装置をレーザ記録装置に適用した場合について説明する。
【００４６】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの構成について説明する。同図に示すように、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａは、各々レーザビームを射出する３以上の奇数個（本実施の形態では、７個）の半導体レーザＬＤと、各半導体レーザＬＤから射出された各レーザビームを集光する露光ヘッド１２と、画像が記録される記録フィルムＦが装着されかつ当該記録フィルムＦが主走査方向に移動するように回転駆動されるドラム１４と、ボールネジ１８を回転駆動させることによってボールネジ１８上に配置された露光ヘッド１２を上記主走査方向に直交する方向である副走査方向に移動させる副走査モータ１６と、を含んで構成されている。なお、本実施の形態では、半導体レーザＬＤとして、図１５（Ａ）に示される強度分布からなる光ファイバーカップルド半導体レーザを適用している。
【００４７】
一方、露光ヘッド１２には、上記奇数個の半導体レーザＬＤから導波された各レーザビームを取り纏めて出射するファイバーアレイ部３０が備えられており、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームは、各々光ファイバー２０によってファイバーアレイ部３０まで案内される。なお、本実施の形態では、レーザビームを高出力とするために、コア径の比較的大きな多モード光ファイバーを光ファイバー２０として用いている。
【００４８】
図２には、ファイバーアレイ部３０の図１矢印Ｂ方向に見た場合の構成が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係るファイバーアレイ部３０には、上面に半導体レーザＬＤと同数のＶ字溝が副走査方向に沿って隣接するように設けられた基台３０Ａが備えられると共に、各Ｖ字溝に対して光ファイバー２０が１本ずつ嵌め込まれて構成されている。従って、ファイバーアレイ部３０からは、各半導体レーザＬＤから射出された複数のレーザビームＬが、副走査方向に沿った所定間隔毎に出射されることになる。
【００４９】
また、露光ヘッド１２には、ファイバーアレイ部３０側より、コリメータレンズ３２、偏光方向制御素子３４、偏光分離素子３６、及び集光レンズ３８が順に配列されている。
【００５０】
更に、露光ヘッド１２には、回転軸が図１矢印Ａ方向に回転することにより、偏光分離素子３６をレーザビームＬの光路上に挿抜することができる素子移動モータ４０が備えられている。
【００５１】
本実施の形態に係る偏光分離素子３６は、図３に示すように、結晶光軸が互いに直交する２つの一軸性結晶３６Ａ、３６Ｂを張り合わせて構成した、レーザビームＬを記録フィルムＦの副走査方向に対して常光線及び異常光線に分離するローションプリズムであり、例えば、レーザビームＬの入射側に配置される一軸性結晶３６Ａの結晶光軸がレーザビームＬの光軸に平行に設定され、レーザビームＬの出射側に配置される一軸性結晶３６Ｂの結晶光軸がレーザビームＬの光軸及び副走査方向と直交する方向に設定される。この場合、常光線は偏光分離素子３６を直進し、異常光線は偏光分離素子３６によって副走査方向に屈折される。
【００５２】
なお、偏光分離素子３６としては、一軸性結晶３６Ａの結晶光軸がレーザビームＬの光軸に直交すると共に副走査方向に平行に設定され、一軸性結晶３６Ｂの結晶光軸がレーザビームＬの光軸及び副走査方向と直交する方向に設定されるウォラストンプリズムを適用してもよい。
【００５３】
また、偏光分離素子３６は、レーザビームＬを必ずしも常光線と異常光線とに分離させる必要はなく、偏光方向の異なる２つの光に分離するものであればよい。
【００５４】
一方、本実施の形態に係る偏光方向制御素子３４は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、ガラス板３４Ｂを基台とし、偏光分離素子３６の光軸方向上流側に設けられた際に、レーザビームＬの一部が透過されると共に、偏光分離素子３６により分離される光の偏光方向に対して結晶光軸が略４５度傾斜するように１／２波長板３４Ａを配置して構成したものである。また、ここでは、１／２波長板３４Ａ及びガラス板３４Ｂの光が入射される領域の面積比が略１対１となるように、複数の１／２波長板３４Ａを、所定間隔毎に各々の両端部（レーザビームＬが通過しない部位）をガラス板３４Ｂに接着して構成したものである。
【００５５】
ここで、本実施の形態に係る偏光方向制御素子３４は、光ファイバー２０としてコア径が５０μｍ〜６０μｍ程度のものを想定すると共に、光入射面におけるレーザビームＬのビーム径が約２０ｍｍであることを想定し、１／２波長板３４Ａとガラス板３４Ｂの光入射面における配列ピッチ間隔Ｄ（図４（Ａ）の側面図参照）を約２ｍｍであるものとしている。これにより、１／２波長板３４Ａに入射するレーザビームの光量とガラス板３４Ｂに直接入射するレーザビームの光量を略同一とすることができる。
【００５６】
このように、本実施の形態に係る偏光方向制御素子３４は、１／２波長板３４ＡのレーザビームＬが入射される領域と、当該１／２波長板３４Ａに入射されないレーザビームＬの領域、すなわち、ガラス板３４ＢのレーザビームＬが入射される領域との面積比が略１対１となるように、複数の１／２波長板３４ＡをレーザビームＬの全入射領域において各々所定間隔Ｄ毎に配置して構成したものであるが、レーザ記録装置１０Ａの装置仕様等に基づいて、１／２波長板３４Ａ及びガラス板３４ＢのレーザビームＬが入射される領域の面積比が、偏光分離素子３６によって得られる２つのレーザビームの各々の光量が略同一となるように構成するものとすることもできる。また、１／２波長板３４Ａを透過したレーザビームＬと、透過しなかったレーザビームＬ（すなわち、ガラス板３４Ｂのみを透過したレーザビームＬ）の光量が略同一となるように１／２波長板３４Ａの配置位置を調整して構成するものとすることもできる。なお、これらの偏光方向制御素子の構成は、図４に示されるものと略同一であるので、これらの偏光方向制御素子の他の図示は省略する。
【００５７】
ここで、以上のように構成された偏光方向制御素子３４を用いない場合と、偏光方向制御素子３４を用いた場合の、偏光分離素子３６によるレーザビームの分離状態について説明する。まず、図５を参照して、偏光方向制御素子３４を用いない場合のレーザビームの分離状態について説明する。
【００５８】
図５（Ａ）に示すように、例えば、偏光がｅ１＋ｅ２のレーザビーム（偏光ｅ１に対して４５度傾斜した偏光のレーザビーム）が偏光分離素子３６に入射した場合は、均等に２つの偏光ｅ１及び偏光ｅ２に分離される。
【００５９】
一方、図５（Ｂ）に示すように、偏光ｅ１のレーザビームが偏光分離素子３６に入射した場合には、偏光ｅ１のレーザビームしか偏光分離素子３６から出射されない。従って、この場合は、均等に２つのレーザビームに分離することは困難である。
【００６０】
次に、図６を参照して、偏光方向制御素子３４を用いた場合のレーザビームの分離状態について説明する。
【００６１】
図６（Ａ）に示すように、偏光がｅ１＋ｅ２のレーザビーム（偏光ｅ１に対して４５度傾斜した偏光のレーザビーム）がガラス板３４Ｂに入射した場合は、偏光方向が変化することなく透過し、このレーザビームが偏光分離素子３６に入射して、均等に２つの偏光ｅ１及び偏光ｅ２に分離される。これに対し、偏光がｅ１＋ｅ２のレーザビームが１／２波長板３４Ａに入射した場合は、結晶光軸が偏光ｅ１に対して４５度傾斜しているため、偏光方向が変化することなく透過し、このレーザビームが偏光分離素子３６に入射して、均等に２つの偏光ｅ１及び偏光ｅ２に分離される。
【００６２】
一方、図６（Ｂ）に示すように、偏光ｅ１のレーザビームがガラス板３４Ｂに入射した場合は、偏光方向が変化することなく透過し、このレーザビームが偏光分離素子３６に入射して、偏光ｅ１のみのレーザビームを出射する。これに対し、偏光ｅ１のレーザビームが１／２波長板３４Ａに入射した場合は、結晶光軸が偏光ｅ１に対して４５度傾斜しているため、偏光ｅ１に直交する偏光ｅ２となって出射され、このレーザビームが偏光分離素子３６に入射して、偏光ｅ２のみのレーザビームを出射する。従って、空間的には異なる位置となるが、総合的にみてレーザビームを均等に分割することができる。
【００６３】
次に、図７を参照して、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ａの制御系の構成について説明する。同図に示すように、当該制御系は、画像データに応じて半導体レーザＬＤを駆動するＬＤ駆動回路５４と、素子移動モータ４０を駆動する素子移動モータ駆動回路５６と、副走査モータ１６を駆動する副走査モータ駆動回路５８と、ＬＤ駆動回路５４、素子移動モータ駆動回路５６及び副走査モータ駆動回路５８を制御する制御回路５２と、を備えている。ここで、制御回路５２には、記録フィルムＦに記録する画像を示す画像データ、及び画像記録の解像度を示す解像度データが供給される。
【００６４】
ガラス板３４Ｂが本発明の透明平行板に、半導体レーザＬＤが本発明の光源に、コリメータレンズ３２及び集光レンズ３８が本発明の集光光学系に、素子移動モータ４０が本発明の移動手段に、各々相当する。
【００６５】
次に、以上のように構成されたレーザ記録装置１０Ａの作用について、図８に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、ここでは、偏光分離素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させない場合の、すなわちレーザビームＬを分離させない場合の各レーザビームＬによる記録フィルムＦ上の高解像度側での副走査方向の走査線ピッチ間隔をεとした場合、ビームスポットの間隔が２・εに設定されており、偏光分離素子３６により分離された２つのレーザビームの記録フィルムＦ上の偏光分離素子３６によるビームスポットのずらし量がεに設定されていることを前提に説明する。
【００６６】
まず、作業者は、レーザ記録装置１０Ａに対して記録する画像の解像度を示す解像度データを入力する（ステップ１００）。この解像度データ、及び記録すべき画像の画像データは制御回路５２に供給され、制御回路５２は、これらのデータに基づいて調整された信号をＬＤ駆動回路５４、素子移動モータ駆動回路５６及び副走査モータ駆動回路５８に供給する。なお、本実施の形態では、上記解像度としてＲ（ｄｐｉ）と２・Ｒ（ｄｐｉ）の２種類の解像度で画像を記録できるものとして以下の説明を行う。
【００６７】
作業者によって入力された解像度が２・Ｒ（ｄｐｉ）である場合（ステップ１０２で肯定判定された場合）、素子移動モータ駆動回路５６は素子移動モータ４０を駆動し、偏光分離素子３６がレーザビームＬの光路上に位置しないように偏光分離素子３６を移動させる（ステップ１０４）。また、この場合、副走査モータ駆動回路５８は副走査モータ１６による露光ヘッド１２の副走査方向に対する送り間隔Ｗを次のように設定する（ステップ１０６）。
【００６８】
【数５】
0004185264.tif 000006
【００６９】
但し、Ｎは半導体レーザＬＤの数（本実施の形態では‘７’）である。
【００７０】
すなわち、解像度が２・Ｒ（ｄｐｉ）である場合、偏光分離素子３６をレーザビームＬの光路上から外すことによって、レーザビームＬを副走査方向に２つのレーザビーム（常光線及び異常光線）に分離しないようにしており、これによってレーザビームＬを分離する場合の２倍の解像度を実現している。
【００７１】
上述のように偏光分離素子３６の移動及び副走査方向に対する送り間隔の設定が終了すると、ＬＤ駆動回路５４は、画像データに応じて各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１０８）。
【００７２】
各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、偏光方向制御素子３４に入射する。偏光方向制御素子３４に入射したレーザビームＬは、ガラス板３４Ｂに入射したレーザビームについては偏光方向が変更されることなく出射される。また、１／２波長板３４Ａに入射したレーザビームについては、偏光方向が１／２波長板３４Ａの結晶光軸に一致する偏光は偏光方向が変更されることなく、偏光方向が上記結晶光軸に一致しない偏光は当該偏光方向と上記結晶光軸とのなす角度に応じた方向に偏光方向が変更されて出射される。
【００７３】
そして、この偏光方向制御素子３４から出射されたレーザビームＬは、集光レンズ３８を介してドラム１４の記録フィルムＦに集光される。
【００７４】
この場合、記録フィルムＦ上には、各々図１５（Ａ）に示す強度分布からなるビームスポットＳ１〜Ｓ７（図９（Ａ））が形成される。このビームスポットＳ１〜Ｓ７は、図９（Ａ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗのピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度が２・Ｒ（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される（ステップ１１０）。
【００７５】
次に、解像度が２・Ｒ（ｄｐｉ）からＲ（ｄｐｉ）に変更された場合（ステップ１０２で否定判定された場合）について説明する。この場合、素子移動モータ駆動回路５６は素子移動モータ４０を駆動し、偏光分離素子３６がレーザビームＬの光路上に位置するように偏光分離素子３６を移動させる（ステップ１１２）。また、この場合、副走査モータ駆動回路５８は副走査モータ１６による露光ヘッド１２の副走査方向に対する送り間隔Ｗ’を次のように設定する（ステップ１１４）。
【００７６】
【数６】
0004185264.tif 000007
【００７７】
すなわち、解像度がＲ（ｄｐｉ）である場合、偏光分離素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させることによって、偏光分離素子３６に入射されたレーザビームＬを副走査方向に２つのレーザビーム（常光線及び異常光線）に分離するようにしており、これによってレーザビームＬを分離しない場合の２分の１の解像度を実現している。
【００７８】
上述のように偏光分離素子３６の移動及び副走査方向に対する送り間隔の設定が終了すると、ＬＤ駆動回路５４は、画像データに応じて各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１０８）。
【００７９】
各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ３２によって平行光束とされた後、偏光方向制御素子３４に入射する。偏光方向制御素子３４に入射したレーザビームＬは、ガラス板３４Ｂに入射したレーザビームについては偏光方向が変更されることなく出射される。また、１／２波長板３４Ａに入射したレーザビームについては、偏光方向が１／２波長板３４Ａの結晶光軸に一致する偏光は偏光方向が変更されることなく、偏光方向が上記結晶光軸に一致しない偏光は当該偏光方向と上記結晶光軸とのなす角度に応じた方向に偏光方向が変更されて出射される。
【００８０】
偏光方向制御素子３４から出射されたレーザビームＬは偏光分離素子３６に供給され、常光線及び異常光線の双方が透過する。そして、この常光線及び異常光線は、集光レンズ３８を介してドラム１４の記録フィルムＦに集光される。
【００８１】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１５（Ｂ）に示す２つの強度分布、すなわち常光線による強度分布と異常光線による強度分布とが副走査方向に合成された状態の強度分布からなるビームスポットＳ１’〜Ｓ７’（図９（Ｂ））が形成される。
【００８２】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ７’は、図９（Ｂ）に示すように、露光ヘッド１２が副走査方向に送り間隔Ｗ’のピッチで送られると共に、ドラム１４が主走査方向に回転されることにより、解像度がＲ（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される（ステップ１１０）。
【００８３】
このように、記録画像の解像度を２・Ｒ（ｄｐｉ）からＲ（ｄｐｉ）に変更した場合、偏光分離素子３６をレーザビームＬの光路上に挿入するだけでビームスポットＳ１〜Ｓ７をビームスポットＳ１’〜Ｓ７’に容易に拡大することができ、しかも、副走査速度が高速化されるので、高速で画像記録を行うことが可能となる。
【００８４】
同様にして、解像度をＲ（ｄｐｉ）から２・Ｒ（ｄｐｉ）に変更することができる。
【００８５】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、本発明の偏光分離素子を光が略平行光束となる部位に配設し、２つの光を異なる角度で出射するものとした場合の一形態について説明したが、本第２実施形態では、偏光分離素子を光が発散する部位に配設し、２つの光を当該偏光分離素子による光の分離方向に対する異なる位置から出射するものとした場合の一形態について説明する。
【００８６】
まず、図１０を参照して、第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの構成について説明する。なお、同図における図１に示されるレーザ記録装置１０Ａと同一の構成要素には図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８７】
同図に示すように、本第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂは、偏光分離素子３６に代えて一軸性結晶からなる偏光分離素子３６’を用いている点と、偏光方向制御素子３４及び偏光分離素子３６’をファイバーアレイ部３０とコリメータレンズ３２との間のレーザビームＬの発散する部位に配設した点のみが、上記第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａと相違している。この場合、偏光分離素子３６’の結晶光軸の方向は、レーザビームＬの光軸方向と副走査方向との間となるように設定される。
【００８８】
解像度をＲ（ｄｐｉ）に設定した場合において、偏光方向制御素子３４により偏光方向が制御されたレーザビームＬは、図１１に示すように偏光分離素子３６’によって常光線及び異常光線に分離される。この場合、常光線に対する偏光分離素子３６’の屈折率は、結晶光軸の方向によらず一定であるため、レーザビームＬの光軸上の仮想発光点Ｐｏから射出されてコリメータレンズ３２に導かれる。一方、異常光線に対する偏光分離素子３６’の屈折率は、レーザビームＬの入射方向と結晶光軸の方向とによって異なり、結晶光軸がレーザビームＬの光軸方向と副走査方向との間に設定されているため、レーザビームＬの光軸から副走査方向に所定量変位した仮想発光点Ｐｅより射出されてコリメータレンズ３２に導かれる。
【００８９】
この結果、常光線及び異常光線はコリメータレンズ３２、及び集光レンズ３８を介して記録フィルムＦ上の副走査方向に所定量ずれた位置に各々集光されることにより、図９（Ｂ）に示すビームスポットＳ１’〜Ｓ７’が得られる。これによって、解像度がＲ（ｄｐｉ）の画像を形成することができる。
【００９０】
一方、解像度が２・Ｒ（ｄｐｉ）の画像を形成する場合は、偏光分離素子３６’をレーザビームＬの光路上に位置しないように移動させ、図９（Ａ）に示すビームスポットＳ１〜Ｓ７を得るように制御すればよい。
【００９１】
以上詳細に説明したように、上記各実施形態に係る偏光方向制御素子３４は、レーザビームＬを偏光方向が互いに直交する２つのレーザビームに分離する偏光分離素子３６のレーザビームＬの光軸方向上流側に設けられる偏光方向制御素子であって、偏光分離素子３６の光軸方向上流側に設けられた際に、レーザビームＬの一部が透過されると共に、偏光分離素子３６により分離される光の偏光方向に対して結晶光軸が略４５度傾斜するように１／２波長板３４Ａを配置して構成しているので、偏光分離素子３６と組み合わせて用いた場合に当該偏光分離素子３６によりレーザビームＬを等光量で分離することが可能となり、偏光分離素子３６を用いたレーザ記録装置における記録画像の画質を向上することができる
また、上記各実施形態に係る偏光方向制御素子３４は、１／２波長板３４ＡのレーザビームＬが入射される領域と、１／２波長板３４Ａに入射されないレーザビームＬの領域、すなわち、ガラス板３４ＢのレーザビームＬが直接入射される領域との面積比が略１対１となるように構成されているので、分離されたレーザビームの強度分布を均一化することができる。
【００９２】
また、上記各実施形態に係る偏光方向制御素子３４は、複数の１／２波長板３４ＡをレーザビームＬの全入射領域において各々所定間隔毎に配置して構成しているので、容易に作成することができる。
【００９３】
また、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、以上のような偏光方向制御素子３４を、半導体レーザＬＤと偏光分離素子３６との間に、偏光分離素子３６により分離されるレーザビームＬの偏光方向に対して１／２波長板３４Ａの結晶光軸が略４５度傾斜するように配置しているので、偏光分離素子３６によりレーザビームＬを等光量で分離することが可能となり、分離されたレーザビームＬにより記録フィルムＦに画像を記録する際の当該画像の画質を向上することができる。
【００９４】
また、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、偏光分離素子３６がレーザビームＬの光軸上に挿抜されるように当該偏光分離素子３６を移動させる素子移動モータ４０を備えているので、当該素子移動モータ４０により偏光分離素子３６を光路上に挿抜することによって、記録フィルムＦに画像を記録する際の解像度を容易に変更することができる。
【００９５】
なお、上記各実施形態では、本発明の偏光方向制御素子として、ガラス板３４Ｂに複数の平板状の１／２波長板３４Ａを所定間隔で貼り付けることによって構成した偏光方向制御素子３４（図４（Ａ）参照）を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１２（Ａ）に示すように、円柱状のガラス板に対して、結晶光軸が偏光分離素子により分離される光の偏光方向に対して略４５度傾斜しており、かつ径が異なる複数の円筒状の１／２波長板を上記ガラス板の同心円上に貼り付けて構成する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９６】
また、上記各実施形態では、偏光方向制御素子３４を複数の１／２波長板３４Ａの配列方向が副走査方向となるように配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１２（Ｂ）に示すように上記配列方向が副走査方向に直交する方向となるように配設する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９７】
また、上記各実施形態では、本発明をマルチビームスキャンを行うレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光源が１つの半導体レーザで構成されたシングルビームスキャンを行うレーザ記録装置に適用することもできる。この場合も、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９８】
また、上記各実施の形態では、素子移動モータ４０を偏光分離素子３６のみをレーザビームＬの光路上に挿抜することができるものとして構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、素子移動モータ４０を偏光方向制御素子３４及び偏光分離素子３６を同時にレーザビームＬの光路上に挿抜することができるものとして構成することもできる。この場合の素子移動モータ４０が請求項１２記載の発明の移動手段に相当する。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９９】
また、上記第２実施形態では、偏光分離素子３６’をレーザビームが発散する部位に配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザビームが集光する部位、すなわち、集光レンズ３８と記録フィルムＦの間に配設する形態とすることもできる。この場合も、上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明に係る露光装置によれば、本発明の偏光方向制御素子を、光源と偏光分離素子との間に、偏光分離素子により分離される光の偏光方向に対して１／２波長板の結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように配置しているので、偏光分離素子により光を等光量で分離することが可能となり、分離された光により記録媒体に画像を記録する際の当該画像の画質を向上することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの概略構成図（平面図）である。
【図２】実施の形態に係るファイバーアレイ部３０の概略構成図（側面図）である。
【図３】第１実施形態に係る偏光分離素子３６の構成及び作用の説明に供する概略図（平面図）である。
【図４】（Ａ）は実施の形態に係る偏光方向制御素子３４の概略構成図（正面図及び側面図）であり、（Ｂ）は偏光方向制御素子３４の結晶光軸の方向を示す概略図である。
【図５】実施の形態に係るレーザ記録装置１０において偏光方向制御素子３４を用いない場合の偏光分離素子３６によるレーザビームの分離状態を示す概略図である。
【図６】実施の形態に係るレーザ記録装置１０において偏光方向制御素子３４を用いた場合の偏光分離素子３６によるレーザビームの分離状態を示す概略図である。
【図７】実施の形態に係るレーザ記録装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】解像度に応じて画像記録を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態に係るレーザ記録装置１０による記録フィルムＦ上でのビームスポットの状態を示す概略図である。
【図１０】第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの概略構成図（平面図）である。
【図１１】第２実施形態に係る偏光分離素子３６’の作用の説明に供する概略図（平面図）である。
【図１２】（Ａ）は本発明の偏光方向制御素子の他の構成例を示す概略構成図（正面図）であり、（Ｂ）は偏光方向制御素子の他の配置状態を示す概略図である。
【図１３】本発明の原理の説明に供する概略図である。
【図１４】従来技術の問題点の説明に供する概略図である。
【図１５】集光点におけるレーザビームの強度分布の状態例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ    レーザ記録装置
１２    露光ヘッド
１４    ドラム
１６    副走査モータ
２０    光ファイバー
３０    ファイバーアレイ部
３２    コリメータレンズ（集光光学系）
３４    偏光方向制御素子
３４Ａ    １／２波長板
３４Ｂ    ガラス板（透明平行板）
３６    偏光分離素子
３６’    偏光分離素子
３８    集光レンズ（集光光学系）
４０    素子移動モータ（移動手段）
Ｌ    レーザビーム
ＬＤ    半導体レーザ（光源）
Ｆ    記録フィルム
【図１】
0004185264.tif 000008
【図２】
0004185264.tif 000009
【図３】
0004185264.tif 000010
【図４】
0004185264.tif 000011
【図５】
0004185264.tif 000012
【図６】
0004185264.tif 000013
【図７】
0004185264.tif 000014
【図８】
0004185264.tif 000015
【図９】
0004185264.tif 000016
【図１０】
0004185264.tif 000017
【図１１】
0004185264.tif 000018
【図１２】
0004185264.tif 000019
【図１３】
0004185264.tif 000020
【図１４】
0004185264.tif 000021
【図１５】
0004185264.tif 000022