(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ビームを射出する光源と、前記光源の光ビーム射出側に設けられた第１レンズと、
前記第１レンズの光ビーム射出側に設けられ、前記光ビームを被照射面に結像させる第２レンズと、
予め定めた結像倍率に対する前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズの位置を基準位置として、前記光源から前記第１レンズまでの第１距離の変位量及び前記第１レンズから前記第２レンズまでの第２距離の変位量に対応する結像倍率を表す結像特性に基づいて定められた所定の結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動可能に支持する支持手段と、
を備えた露光装置。
【請求項２】
焦点位置を調整するための、前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズ全体を同時に移動可能に支持する焦点位置調整用支持手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
結像倍率を入力するための入力手段と、
前記結像特性を記憶する記憶手段と、
前記結像特性に基づいて、入力された結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量を求める演算手段と、
前記演算手段の演算結果の変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動させる移動手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
結像倍率を入力するための入力手段と、
前記結像特性として、前記第１距離及び前記第２距離の変位量と結像倍率との対応関係を表すテーブルデータを記憶する記憶手段と、
前記テーブルデータから求められた、入力された結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動させる移動手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記焦点位置調整用の焦点位置調整用データをさらに記憶し、
前記焦点位置調整用データに対応する変位量に対応する位置に、前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズ全体を同時に移動させる焦点位置調整用移動手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の露光装置。
【請求項６】
前記記憶手段は、前記結像倍率の誤差データをさらに記憶し、
前記誤差データに対応する変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズの少なくとも１つを移動させる誤差調整用移動手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１レンズからの光ビームが結像倍率に拘わらず発散又は収束するように、前記光源及び前記第１レンズが配置されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記光ビームの端に位置するビームの結像特性は、前記光ビームの光軸に対する主光線の傾きが０．０１ｒａｄ以下となる特性であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１レンズと前記第２レンズとの間に、前記光ビームの光束の一部を透過する開口を有するアパーチャーをさらに設けたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
複数の光ビームを射出する光源と、前記光源の光ビーム射出側に設けられた第１レンズと、前記第１レンズの光ビーム射出側に設けられ、前記光ビームを被照射面に結像させる第２レンズと、を備えた露光装置の結像倍率調整方法であって、
結像倍率を入力させ、
予め定めた結像倍率に対する前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズの位置を基準位置として、前記光源から前記第１レンズまでの第１距離及び前記第１レンズから前記第２レンズまでの第２距離の変位量に対応する結像倍率を表す結像特性に基づいて、入力された結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量を求め、
求めた変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動させる
ことを特徴とする結像倍率調整方法。
【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、画像記録装置等に用いられる露光装置及び結像倍率調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定方向（主走査方向）に回転する感光体ドラム上を、画像に応じて変調された光ビームを前記所定方向と略直交する方向（副走査方向）に走査させることで画像を記録する画像記録装置が知られている。
【０００３】
このような画像記録装置では、画像を高速に記録するため等の理由により、副走査方向に所定間隔で配置された複数の発光点から光ビームを各々射出するマルチビーム光源と光ビームを感光体ドラム上に集光するためのレンズ群とを含んで構成された露光装置を用いる場合がある。
【０００４】
また、近年では、マルチビーム光源を用いた露光装置において、例えば２４００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）、２４３８ｄｐｉ、２５４０ｄｐｉ等、複数の解像度に対応させて光ビームの結像倍率を切り換えられるようにすることが望まれている。
【０００５】
従来では、露光装置のレンズを増やし、解像度に応じてレンズを移動させることにより結像倍率の切換を行っていた。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、レンズの枚数を増やさなければならないため、装置が大型化すると共に高価になる、という問題があった。
【０００７】
これを解決するため、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、マルチビーム光源としての光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８で構成された露光装置において、第１レンズ１６、第２レンズ１８を固定にし、光ファイバーアレイ１４のみを移動させることにより結像倍率を変化させる技術がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバーアレイ１４のみを移動させることにより結像倍率を変化させた場合、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、光ビーム１１の結像位置がずれてしまう。また、第１レンズ１６を透過した光ビーム１１が発散光になったり、平行光になったり、収束光になったりするため、レンズ設計が困難になる、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、レンズを増加させることなく、かつレンズ性能を劣化させることなく結像倍率を切り換えることができる露光装置及び結像倍率調整方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明の露光装置は、複数の光ビームを射出する光源と、前記光源の光ビーム射出側に設けられた第１レンズと、前記第１レンズの光ビーム射出側に設けられ、前記光ビームを被照射面に結像させる第２レンズと、予め定めた結像倍率に対する前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズの位置を基準位置として、前記光源から前記第１レンズまでの第１距離の変位量及び前記第１レンズから前記第２レンズまでの第２距離の変位量に対応する結像倍率を表す結像特性に基づいて定められた所定の結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動可能に支持する支持手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
光源は、複数の光ビームを射出する。この光源には、例えばレーザビームを射出する光ファイバーを所定方向に沿って複数個配置した光ファイバーアレイを用いることができる。光源の光ビーム射出側には、第１レンズが設けられる。第１レンズの光ビーム射出側には、光源から射出され、第１レンズを透過した光ビームを被照射面に結像させるための第２レンズが設けられる。
【００１２】
支持手段は、予め定めた結像倍率に対する光源、第１レンズ、及び第２レンズの位置を基準位置として、光源から第１レンズまでの第１距離の変位量及び第１レンズから第２レンズまでの第２距離の変位量に対応する結像倍率を表す結像特性に基づいて定められた所定の結像倍率に対応する第１距離及び第２距離の変位量に対応する位置に、光源及び第１レンズを基準位置から移動可能に支持している。
【００１３】
ここで、結像倍率とは、光源から射出される複数の光ビームの隣接する光ビームの射出位置間隔に対する、被照射面に結像される前記隣接する光ビームの結像位置間隔の比をいう。
【００１４】
基準位置は、例えば光源、第１レンズ、及び第２レンズがテレセントリック光学系を構成する位置に定めることができる。この場合、第１レンズと第２レンズとの間の距離は、第１レンズの焦点距離と第２レンズの焦点距離との和となる。なお、基準位置はこれに限らず、任意の位置に定めることができる。
【００１５】
結像特性は、光源から第１レンズまでの第１距離の変位量、すなわち光源の移動量、及び第１レンズから第２レンズまでの第２距離の変位量、すなわち第１レンズの移動量に対応する結像倍率を表している。なお、この結像特性は、第２レンズと被照射面との間の距離が略一定となる特性である。
【００１６】
光源及び第１レンズは、それぞれ、この結像特性に基づいて定められた所定の結像倍率に対応する第１距離及び第２距離の変位量に対応する位置に、基準位置から各々独立して移動可能に支持されている。
【００１７】
すなわち、光源及び第１レンズを、予め定めた結像倍率に対応する位置へ各々移動させることができるため、レンズを増加させることなく結像倍率の変更を容易に行うことができる。
【００１８】
また、請求項２に記載したように、焦点位置を調整するための、前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズ全体を同時に移動可能に支持する焦点位置調整用支持手段をさらに備えてもよい。これにより、結像特性に基づいて光源、第１レンズを移動し、焦点位置がずれた場合でも、焦点位置を調整することができ、精度よく結像倍率を切り替えることができる、
請求項３記載の発明は、結像倍率を入力するための入力手段と、前記結像特性を記憶する記憶手段と、前記結像特性に基づいて、入力された結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量を求める演算手段と、前記演算手段の演算結果の変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動させる移動手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
入力手段は、結像倍率を入力するためのものである。記憶手段には、結像特性が記憶されている。
【００２０】
結像特性は、第１距離及び第２距離の変位量と結像倍率との対応関係を表すテーブルデータでもよいし、前記対応関係を示す数式等でもよい。
【００２１】
演算手段は、記憶手段に記憶された結像特性に基づいて、入力された結像倍率に対応する第１距離及び第２距離の変位量、すなわち光源及び第１レンズの移動量を各々求める。
【００２２】
移動手段は、演算手段の演算結果の変位量に対応する位置に、光源及び第１レンズを基準位置から移動させる。すなわち、演算手段で演算した光源の移動量に対応する位置に光源を移動させると共に、演算した第１レンズの移動量に対応する位置に第１レンズを移動させる。これにより、結像倍率を所望の倍率に自動的に調整することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、結像倍率を入力するための入力手段と、前記結像特性として、前記第１距離及び前記第２距離の変位量と結像倍率との対応関係を表すテーブルデータを記憶する記憶手段と、前記テーブルデータから求められた、入力された結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動させる移動手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、入力された結像倍率に対応する第１距離及び第２距離の変位量がテーブルデータから求められるため、速やかに各変位量を求めることができ、装置を高速化することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載したように、前記記憶手段は、前記焦点位置調整用の焦点位置調整用データをさらに記憶し、前記焦点位置調整用データに対応する変位量に対応する位置に、前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズ全体を同時に移動させる焦点位置調整用移動手段をさらに備えてもよい。これにより、焦点位置調整用を自動的に行うことができる。なお、焦点位置調整用データは、一定の値でもよいし、結像倍率と焦点位置との対応関係を表すテーブルデータとしてもよい。
【００２６】
また、請求項６に記載したように、前記記憶手段は、前記結像倍率の誤差データをさらに記憶し、前記誤差データに対応する変位量に対応する位置に、前記光源及び前記第１レンズ及び前記第２レンズの少なくとも１つを移動させる誤差調整用移動手段をさらに備えてもよい。
【００２７】
これにより、誤差調整を自動的に行うことができる。なお、誤差調整用データは、一定の値でもよいし、結像倍率と誤差との対応関係を表すテーブルデータとしてもよい。
【００２８】
また、請求項７に記載したように、前記第１レンズからの光ビームが結像倍率に拘わらず発散又は収束するように、前記光源及び前記第１レンズが配置されることが好ましい。これにより、レンズ設計がしやすくなる。
【００２９】
また、請求項８に記載したように、前記光ビームの端に位置するビームの結像特性は、前記光ビームの光軸に対する主光線の傾きが０．０１ｒａｄ以下となる特性であることが好ましい。これにより、結像面がずれた場合でも、画像むらを許容範囲内とすることができる。
【００３０】
また、請求項９に記載したように、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に、前記光ビームの光束の一部を透過する開口を有するアパーチャーをさらに設けてもよい。これにより、より深度をとることができる。
【００３１】
請求項１０記載の発明の結像倍率調整方法は、複数の光ビームを射出する光源と、前記光源の光ビーム射出側に設けられた第１レンズと、前記第１レンズの光ビーム射出側に設けられ、前記光ビームを被照射面に結像させる第２レンズと、を備えた露光装置の結像倍率調整方法であって、結像倍率を入力させ、予め定めた結像倍率に対する前記光源、前記第１レンズ、及び前記第２レンズの位置を基準位置として、前記光源から前記第１レンズまでの第１距離及び前記第１レンズから前記第２レンズまでの第２距離の変位量に対応する結像倍率を表す結像特性に基づいて、入力された結像倍率に対応する前記第１距離及び前記第２距離の変位量を求め、求めた変位量に対応する位置に前記光源及び前記第１レンズを前記基準位置から移動させることを特徴とする。
【００３２】
このような方法で結像倍率を調整することにより、レンズを増加させることなく、かつレンズ性能を劣化させることなく結像倍率を切り換えることが可能となる。
【００３３】
【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の一例を詳細に説明する。図１（Ａ）には、本実施の形態に係る露光装置１０の光学系の上面図を、図１（Ｂ）には、図１（Ａ）の側面図をそれぞれ示した。
【００３４】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、露光装置１０は、所定方向（主走査方向）に回転する感光体ドラム１２上に、画像に応じて変調された光ビーム１１を前記所定方向と略直交する方向（副走査方向）に走査させることで画像を記録する画像に応じて変調された光ビームを照射する。
【００３５】
露光装置１０は、図示しない複数の光ファイバが副走査方向に沿って所定間隔で配置された光ファイバーアレイ１４、光ファイバーアレイ１４の光ビーム射出側に設けられた第１レンズ１６、及び第１レンズ１６の光ビーム射出側に設けられた第２レンズ（結像レンズ）１８を含んでいる。
【００３６】
光ファイバーアレイ１４は、台座２０に取り付けられ、台座２０は、光ファイバーアレイ１４から射出される光ビーム（レーザビーム）の光軸方向（図中矢印Ａ方向）に沿って移動可能にレール２４上に支持されている。
【００３７】
また、第１レンズ１６は、ケーシング２６内に取り付けられ、該ケーシング２６は台座２８に取り付けられた支持部材２９により支持されている。台座２８は、図中矢印Ａ方向に沿って移動可能にレール３０上に支持されている。
【００３８】
また、第２レンズ１８は、ケーシング３１内に取り付けられ、該ケーシング３１は台座３２に取り付けられた支持部材３３により支持されている。
【００３９】
レール２４及びレール３０は台座３２に取り付けられており、台座３２は、台座３４に取り付けられたレール３６上に、矢印Ａ方向に移動可能に支持されている。
【００４０】
このように、光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を、各々独立して矢印Ａ方向に移動させることができると共に、光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８を、矢印Ａ方向に同時に移動させることができる。すなわち、露光装置１０は、光ファイバーアレイ１４と第１レンズ１６との間の距離及び第１レンズ１６と第２レンズ１８との間の距離を調整することができると共に、第２レンズ１８と感光体ドラム１２との間の距離を調整することができる構成となっている。詳細は後述するが、光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を各々独立して移動させることにより結像倍率を切り替えることができると共に、例えば切り替え後の結像倍率に誤差が生じる場合には、更に誤差分の移動量で光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を移動させる。この時に生じたピント位置のずれを光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８全体を移動させることによりピント位置を調整（補正）して精度良く結像倍率を切り替えることができる。
【００４１】
図２には、露光装置１０の概略ブロック図を示した。図２に示すように、露光装置１０は、制御装置４０を備えており、該制御装置４０には、台座２０、２８、３２を駆動するための駆動装置４２、解像度を入力するための入力装置４４、及び後述するプログラムや入力された解像度に対応する光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６の移動量を求めるための移動量テーブル、結像倍率の誤差を調整するための誤差データ、焦点位置を調整するための焦点位置調整用データ等が記憶された記憶装置４６が接続されている。オペレータは、この入力装置４４により複数の解像度、例えば２４００ｄｐｉ、２４３８ｄｐｉ、２５４０ｄｐｉの解像度の中から所望の解像度を入力（選択）することが可能である。
【００４２】
また、露光装置１０の光学系は、第１レンズ１６と第２レンズ１８との間の距離が第１レンズ１６の焦点距離ｆ１と第２レンズ１８の焦点距離ｆ２との和になるように第１レンズ１６及び第２レンズ１８が配置された場合に、主光線が光軸に対して平行となる所謂テレセントリック光学系となる。
【００４３】
このテレセントリック光学系では、結像倍率ｍは、焦点距離ｆ１と焦点距離ｆ２との比で定めることができ、結像倍率を切り換えることは出来ない。なお、ここでは、結像倍率は、光ファイバーアレイ１４の各光ファイバの配置間隔Δｘに対する感光体ドラム１２上の結像位置の間隔Δｙの比（Δｙ／Δｘ）をいう（図３参照）。
【００４４】
本実施の形態では、光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を光軸方向に移動させ、許容範囲内でテレセントリック光学系の配置からずらすことにより解像度を切り換える。
【００４５】
図３に示すように、光ファイバーアレイ１４の基準位置Ｋ０（第１レンズ１６からの距離がｆ１−Δｓ１ｃである位置）からの光軸方向の移動量をΔｓ１、第１レンズ１６の基準位置Ｋ１（第２レンズ１８からの距離が（ｆ１＋ｆ２）である位置）からの光軸方向の移動量をΔｄとすると、結像倍率ｍは次式で示される。
【００４６】
ｍ＝（ｆ１・ｆ２）／（ｆ１2＋Δｓ１・Δｄ）    …（１）
上記（１）式より、テレセントリック光学系となるように光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８が配置されている場合、すなわちΔｄ＝０の場合、前述したように結像倍率ｍは、焦点距離ｆ１と焦点距離ｆ２との比（ｆ２／ｆ１）となる。なお、Δｓ１は、光ファイバーアレイ１４が基準位置Ｋ０よりも右側にある場合に正の値となり、基準位置Ｋ０よりも左側にある場合に負の値となる。同様に、Δｄは、第１レンズ１６が基準位置Ｋ１よりも右側にある場合に正の値となり、基準位置Ｋ１よりも左側にある場合に負の値となる。
【００４７】
また、テレセントリック光学系となるように光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８が配置されている場合、第２レンズ１８を透過して感光体ドラム１２へ到達する全光ビームの主光線は、光軸と平行となる。
【００４８】
ここで、図４に示すように、第２レンズ１８を透過して感光体ドラム１２へ到達する光ビーム１１の主光線１１Ａ（光ビーム１１の端に位置するビーム）と光軸５０と平行な線（図中点線で示す線）とが成す角度、すなわち主光線１１Ａの光軸からの傾きをα（ｒａｄ）とすると、αは次式で示される。
【００４９】
α≒ｈ・Δｄ／（ｆ１・ｆ２）      …（２）
このαは、主光線１１Ａと光軸との平行度、すなわちテレセントリック性を表す。傾きαは、例えば１０ｍｒａｄ以下となるようにするのが好ましい。傾きαが１０ｍｒａｄ以下、すなわち０．０１ｒａｄ以下であれば、例えば感光体ドラム１２の振動により像面がずれた場合でも、画像むらを許容範囲内とすることができる。
【００５０】
なお、ｈは図４に示すように光軸５０から光ファイバーアレイ１４の出射端までの像高を表す。また、図３に示すように第２レンズ１８の基準位置Ｋ２（感光体ドラム１２からの距離がｆ２である位置）からの光軸方向の移動量をΔｓ２とすると、Δｓ２は次式で示される。
【００５１】
Δｓ２＝（ｆ２2・Δｓ１）／（ｆ１2＋Δｓ１・Δｄ）    …（３）
なお、Δｓ２は、第２レンズ１８が基準位置Ｋ２よりも右側にある場合に正の値となり、基準位置Ｋ２よりも左側にある場合に負の値となる。
【００５２】
ここで、テレセントリック光学系の場合の結像倍率をｍt（＝ｆ２／ｆ１）、結像倍率ｍtに対する結像倍率の増加分の比率（以下、結像倍率因子という）をａとすると、結像倍率ｍは次式で示される。
【００５３】
ｍ＝ｍt・（１＋ａ）    …（４）
上記（１）、（２）、（４）式から、上記（３）式は、次式で示される。
【００５４】
Δｓ２＝ｍt・ｈ・（ａ／α）    …（５）
上記（５）式から明らかなように、Δｓ２は、実質的に結像倍率因子ａ、傾きαの２つのパラメータにより決定される。
【００５５】
ここで、一例として、光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６を光軸方向へ移動させることにより結像倍率を変化させた場合でも、感光体ドラム１２上における光ビームの結像位置が変化しないようにΔｓ２が常に一定となるようにすることが好ましい。上記（５）式より、Δｓ２が一定となるには、次式で示すように結像倍率因子ａ、傾きαが比例関係にあればよい。
【００５６】
α＝ｃ０・ａ    …（６）
ただし、ｃ０は定数。上記（２）、（６）式より次式が導き出される。
【００５７】
Δｄ＝ｆ１・ｆ２・ａ・ｃ０／ｈ    …（７）
また、上記（１）、（４）、（７）式より次式が導き出される。
【００５８】
Δｓ１＝ｆ１・ｈ／（（１＋ａ）・ｃ０・ｆ２）    …（８）
上記（７）式、上記（８）式に従って光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を光軸方向に各々移動させることにより、Δｓ２を一定に保持したままで結像倍率ｍを変化させることができる。
【００５９】
ここで、第１レンズ１６の焦点距離ｆ１が１１５（ｍｍ）、第２レンズ１８の焦点距離ｆ２が３４．５（ｍｍ）とすると、テレセントリック光学系の場合の結像倍率ｍtは０．３となる。
【００６０】
そして、前述したように、傾きαが０．０１ｒａｄ以下であれば、感光体ドラム１２の偏心により像面がずれた場合でも、画像むらを許容範囲内とすることができるため、本実施形態では、傾きαが０．０１ｒａｄ以下となるように光学系を構成し、結像倍率ｍを切り換えられる範囲を０．２８〜０．３２とした。
【００６１】
ｍ＝０．２８の場合は、上記（４）式より、ａ＝−０．００６６７となり、ｍ＝０．３２の場合は、上記（４）式より、ａ＝０．０６６７となる。そして、ｍ＝０．３２（ａ＝０．０６６７）の場合にαが０．０１ｒａｄとなるから、定数ｃ０は、上記（６）式より、０．１５（＝０．０１／０．０６６７）となる。
【００６２】
そして、焦点距離ｆ１、焦点距離ｆ２、定数ｃ０を上記の値とし、像高ｈを例えば２．９（ｍｍ）とし、これらのパラメータを上記（７）式、上記（８）式に代入することにより、次式が得られる。
【００６３】
Δｄ＝２０５．２×ａ    …（９）
Δｓ１＝６４．４／（１＋ａ）    …（１０）
すなわち、Δｄはａに比例し、Δｓ１は１／（１＋ａ）に比例する。上記（９）式、（１０）式について、ａが−０．０６６７（ｍ＝０．２８）〜０．０６６７（ｍ＝０．３２）の範囲のグラフを図５、６にそれぞれ示す。なお、図５，６に示すグラフが本発明の結像特性に対応する。
【００６４】
結像倍率ｍを結像倍率ｍt（＝０．３）よりも小さくしたい場合（解像度を高くしたい場合）には、図５に示すように、Δｄが小さくなるように第１レンズ１６を移動させると共に、図６に示すように、Δｓ１が大きくなるように光ファイバーアレイ１４を移動させる。
【００６５】
一方、結像倍率ｍを結像倍率ｍtよりも大きくしたい場合（解像度を低くしたい場合）には、図５に示すように、Δｄが大きくなるように第１レンズ１６を移動させると共に、図６に示すように、Δｓ１が小さくなるように光ファイバーアレイ１４を移動させる。
【００６６】
このように、上記（９）式、（１０）式に従って光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を同時に移動させることにより、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、Δｓ２を一定に保持したままで結像倍率ｍを変更することができる。Δｓ２が一定であるので、像面湾曲の発生や感光体ドラム１２上に結像される光ビームのスポット形状がくずれるのを防ぐことができる。
【００６７】
また、図６に示すように、Δｓ１は、結像倍率ｍが０．２８〜０．３２の範囲において、何れも正の値となる。すなわち、光ファイバーアレイ１４が第１レンズ１６の焦点距離ｆ１よりも内側に配置されることとなるため、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、結像倍率ｍを変化させた場合でも、第１レンズ１６から射出される光ビーム１１は何れも発散光となる。このため、レンズ設計がしやすくなる、という利点もある。
【００６８】
これに対し、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、従来のように、第１レンズ１６、第２レンズ１８を固定にし、光ファイバーアレイ１４のみを移動させることにより結像倍率を変化させようとした場合には、光ビーム１１の結像位置がずれてしまう。また、第１レンズ１６から射出される光ビーム１１が発散光になったり、平行光になったり、収束光になったりするため、レンズ設計が困難になる、という欠点がある。
【００６９】
なお、本実施の形態では、光ファイバーアレイ１４の基準位置Ｋ０を第１レンズ１６からの距離がｆ１−Δｓ１ｃである位置、第１レンズ１６の基準位置Ｋ１を第２レンズ１８からの距離が（ｆ１＋ｆ２）である位置、第２レンズ１８の基準位置Ｋ２を感光体ドラム１２からの距離がｆ２である位置、すなわち結像倍率ｍが０．３の時の光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８の位置を基準位置としたが、これに限らず、他の位置を基準位置としてもよい。
【００７０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００７１】
図９には、制御装置４０で実行される制御ルーチンのフローチャートを示した。この制御ルーチンは、所定時間毎に実行される。なお、記憶装置４６には、図５に示すような結像倍率因子ａに対応する解像度と第１レンズ１６の移動量Δｄとの対応関係を示す移動量テーブルと、図６に示すような結像倍率因子ａに対応する解像度と光ファイバーアレイ１４の移動量Δｓ１との対応関係を示す移動量テーブルと、結像倍率を調整するための誤差データと、焦点位置を調整するための焦点位置調整用データが記憶されている。なお、誤差データや焦点位置調整用データは実測などにより予め求められる。
【００７２】
図９に示すように、ステップ１００では、入力装置４４により解像度が入力されたか否かを判断する。解像度が入力されていない場合には、ステップ１００で否定され、本ルーチンを終了する。
【００７３】
一方、解像度が入力された場合には、ステップ１００で肯定され、次のステップ１０２で、記憶装置４６に記憶された移動量テーブルを参照し、入力された解像度に対応するΔｄ、Δｓ１を読み出す。
【００７４】
そして、次のステップ１０４で、読み出したΔｄ、Δｓ１を駆動装置４２に出力することにより第１レンズ１６、光ファイバーアレイ１４の光軸方向の基準位置からの移動量を設定する。
【００７５】
これにより、駆動装置４２は、基準位置Ｋ１からΔｄ離間した位置に第１レンズ１６が位置するように台座２８を駆動して第１レンズ１６を移動させると共に、基準位置Ｋ０からΔｓ１離間した位置に光ファイバーアレイ１４が位置するように台座２０を駆動して光ファイバーアレイ１４を移動させる。
【００７６】
次に、ステップ１０６で記憶装置４６から誤差データ及び焦点位置調整用データを読み出し、次のステップ１０８で誤差データ及び焦点位置調整用データを駆動装置４２に出力することにより、誤差データ分の光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６の移動量、焦点位置調整用データ分の光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８全体の移動量を設定する。
【００７７】
これにより、駆動装置４２は、設定された誤差データ分の移動量で、光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６を移動させる。そして、焦点位置調整用データ分の移動量で、光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８全体を光軸方向に移動するように台座３２を駆動する。なお、誤差や焦点位置のずれがない場合には、ステップ１０６、１０８の処理は省略することができる。
【００７８】
このように、第１レンズ１６及び光ファイバーアレイ１４を移動させて結像倍率を切り替えた後、誤差がある場合には、光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を誤差データ分移動させて誤差を補正し、さらに光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８全体を移動させて焦点位置のずれを調整する。これにより精度良く結像倍率を切り替えることができる。
【００７９】
なお、誤差データや焦点位置調整用データを移動量テーブルに予め含めておいてもよい。すなわち、誤差データや焦点位置調整用データを含んだ形で移動量データを作成しておく。これにより、１回の移動で速やかに結像倍率を切り替えることができる。
【００８０】
また、本実施形態では、テーブルデータに基づいて自動的に結像倍率を切り替える場合について説明したが、複数の予め定めた結像倍率に対応する位置に光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を移動して設定できるように構成し、手動で光ファイバーアレイ１４及び第１レンズ１６を前記位置にセットできるように構成してもよい。また、光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８全体を手動で移動できるように構成してもよい。これにより、製造ライン等において検査等において、容易に光ファイバーアレイ１４、第１レンズ１６、及び第２レンズ１８を移動させることができる。
【００８１】
また、結像倍率を高くすると、感光体ドラム１２上に集光する光ビームの集光角度が大きくなり、露光に許容される焦点深度が浅くなってしまう場合がある。そこで、図１０に示すように、第１レンズ１６と第２レンズ１８との間に、光ビーム１１の光束の一部を透過する開口を有するアパーチャー４８をさらに設けてもよい。
【００８２】
アパーチャ−４８は、例えば図１１（Ａ）に示すように、矩形の遮蔽板状に形成され、その中央部に円形の開口部５０が設けられている。この開口部５０の軸心と光ビーム１１の光束の光軸とは一致しており、また、開口部５０は、光束の領域よりも若干小さく形成されている。なお、アパーチャー４８の開口部５０は、円形に限らず、図１１（Ｂ）に示すような矩形状であってよいし、他の多角形であってもよい。
【００８３】
開口部５０は、光束の領域よりも若干小さく形成されているため、開口部５０の周縁により、光束の一部（裾部分）がアパーチャー４８によって遮られることになる。すなわち、第２レンズ１８へ至る光束の領域は、低解像度、高解像度のいずれであっても、同一となり、この第２レンズ１８による感光体ドラム１２上への集光角度が一定となる。
【００８４】
このように、集光角度が大きくなる分の光束の領域をアパーチャー５０によって遮り、第２レンズ１８へ至る光束が結像倍率に拘わらず、すなわち解像度に拘わらずほぼ同一になるため、集光角度が大きくなることがなく、結像倍率を切り替えた場合でも同等の焦点深度を得ることができる。
【００８５】
また、光束の一部を遮る場合、光量低下が問題となるが、アパーチャー５０の配置位置におけるレーザビームＬの強度分布は、例えば、図１２に示すように、中央が最も強度が高く、四方に向かって、それぞれ二次元的に強度が低下する山型の特性となっている。従って、アパーチャー５０によって遮られる領域は、この強度分布の裾部分であり、このため、周縁部をアパーチャー５０によって遮っても、全体の光量が遮った面積に比例して低下することはなく、特に問題はない。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レンズを増加させることなく、結像倍率を予め定めた結像倍率から入力手段により入力された結像倍率へ調整することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）は本発明の実施の形態に係る露光装置の概略平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る露光装置の概略ブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係る露光装置の光学系について説明するための図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係る露光装置の光学系について説明するための図である。
【図５】  結像倍率因子と第１レンズの移動量との関係を示す線図である。
【図６】  結像倍率因子と光ファイバーアレイの移動量との関係を示す線図である。
【図７】  本発明の実施の形態に係る露光装置の光ビームの結像位置について説明するための図である。
【図８】  従来における露光装置の光ビームの結像位置について説明するための図である。
【図９】  制御装置で実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図１０】  アパーチャーを用いた場合の露光装置の光学系を示す図である。
【図１１】  （Ａ）はアパーチャーの正面図、（Ｂ）は変形例に係るアパーチャーの正面図である。
【図１２】  光強度分布の三次元モデル図である。
【符号の説明】
１０ 露光装置
１１ 光ビーム
１１Ａ    主光線
１２ 感光体ドラム（被照射面）
１４ 光ファイバーアレイ（光源）
１６ 第１レンズ
１８ 第２レンズ
２０、２８、３２    台座（支持手段）
３４ 台座（焦点調整用支持手段）
２４、３０     レール（支持手段）
３６ レール（誤差調整用支持手段）
２６、３１     ケーシング
２９、３３     支持部材
４０ 制御装置（演算手段）
４２ 駆動装置（移動手段、焦点調整用移動手段、誤差調整用移動手段）
４４ 入力装置（入力手段）
４６ 記憶装置
【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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