JPH0547152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばプリント配線基板製造用のレ
ーザプロツタや製版用カラースキヤナ、あるいは
レーザプリンタなどの画像走査記録装置に適用さ
れるレーザ露光方法に関し、さらに詳しくは複数
のレーザ光ビームにより画像記録面を走査するレ
ーザ露光方法に関するものである。

（従来技術） この種のものは複数のレーザ光ビームを同一ピ
ツチで直列状に整列させ、この直列状に整列させ
た複数のレーザ光ビームを記録ビーム列として画
像記録面に投影して直列状の記録ビームスポツト
列を形成し、この直列状の記録ビームスポツト列
をそのスポツト列方向と交差する方向に相対走査
させることにより記録媒体に帯状走査線を露光記
録するようになつている。

ところで、単一のレーザ光源から射出するレー
ザ光ビームを相互に重ね合わせると干渉により、
記録ビームが乱れる。このため、従来より記録ビ
ームを相互に重ねることはしなかつた。

また、レーザ光源から射出されるレーザ光ビー
ムの光強度分布は一様でなく、例えば第９図に示
すように、下記（）式で表されるガウス分布Ｇ
を有している。

Iy＝I₀exp〔−２（ｙ／ω）²〕……（） ただし、Iyはパワー密度 ｙはビーム中心よりの距離 ωはビーム半径（パワー密度が中心のパワー密
度I₀に対し1/e²となる半径） 即ち、ビームの周縁部では光強度が極度に低下
している。

なお、ビームスポツト径Ｄ（＝2ω）はガウス分
布をなすレーザ光ビームの場合、レーザ光ビーム
の中心部の光強度に対し、1/e²（約13.5％）の光
強度分布に相当するビーム直径で規定する。

ビームスポツト径Ｄが重なり合うことをもつて
ビームが重なつたと言えるし、干渉が発生した場
合も重なつたと言える。

従つて、このような記録ビームを複数本相互に
連接して帯状走査線を露光記録すると、ビーム間
の光強度分布の谷間に相当する部分の濃度が十分
高くならず、均一濃度であるべき記録パターンが
走査線によつて分解されて見える現象（以下「走
査線ワレ」と称する）が生じることになる。

そこで、このような不都合を解消するものとし
て、例えば、特開昭52−118302号、特開昭53−
69701号、あるいは特開昭60−203071号公報には
次のような技術が提案されている。

即ち、直列状ビームスポツト列を走査方向と一
定の角度で傾斜させて配列し、記録後の状態にお
いては隣り合う走査線が相互に一部重なり合つた
状態とすることで、上記走査線ワレを解消するよ
うにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、上記従来例のものは直列状ビームス
ポツト列が走査方向と一定の角度で傾斜して配列
されているため、各記録ビームの画像信号出力タ
イミングを同一にすると、その傾斜角度に応じて
歪んだ画像になる。そこで、各記録ビームの画像
信号出力タイミングをその傾斜角度に対応させて
制御する遅延回路が必要になるが、それは記録ビ
ームの本数に応じて必要であり、回路が複雑化す
る。

一方、例えば、画像記録面が主走査方向を円周
方向とした回転記録シリンダの円筒面で形成され
る場合には、第１０図に誇張して示すように、記
録ビーム列B₁₃の方向が記録シリンダ２５の軸線
方向と斜めに交差するため、円筒記録面を照射す
る各記録ビームの射影（ビームスポツト）B₁₄の
形状が変形する。これは光強度分布に別の歪みを
与えることになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、上
記従来例のような画像信号出力タイミングを制御
するための遅延回路をなくし、かつ、円筒記録面
での不都合をなくすことをその目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために前記従来の
レーザ露光方法を次のように改良したものであ
る。

即ち、複数のレーザ光ビームを画像記録面に直
列状に投影して直列状の記録ビームスポツト列を
形成し、 この直列状の記録ビームスポツト列をそのスポ
ツト列方向と交差する方向に相対走査させること
により記録媒体に露光記録する画像走査記録装置
のレーザ露光方法において、 上記直列状の記録ビームスポツト列を２群のビ
ームスポツト列により構成し、これら２群の各ビ
ームスポツト列は、互いに異なるレーザ光源から
のレーザ光ビームを同一ピツチで直列状に整列し
た２群の記録ビーム列により形成し、 上記２群のビームスポツト列を、上記走査方向
と直交する方向で、かつ、一方の群のビームスポ
ツト列の各ビームスポツトが他方の群のビームス
ポツト列の各ビームスポツトの中間に位置する状
態で整列させ、一方の群のビームスポツトと他方
の群のビームスポツトとを相互に一部重ね合わせ
ることにより、上記直列状の記録ビームスポツト
列を構成したことを特徴とする画像走査記録装置
のレーザ露光方法である。

（作用） 本発明のレーザ露光方法によれば、以下のよう
に作用する。

直列状の記録ビームスポツト列を構成する互い
に同一ピツチの２群のビームスポツト列は、走査
方向と直交する方向で、かつ、一方の群のビーム
スポツト列の各ビームスポツトが他方の群のビー
ムスポツト列の各ビームスポツトの中間に位置す
る状態で整列されており、この状態では、一方の
群のビームスポツトは他方の群のビームスポツト
と相互に一部重なり合う。

この際上記２群のビームスポツト列は、互いに
異なるレーザ光源からの２群の記録ビーム列によ
り形成されるので、一方の群のビームスポツトと
他方の群のビームスポツトとが相互に重なつても
干渉することはない。

これにより、ビームスポツト相互の干渉による
画像品質の低下を回避しつつ、光強度分布を均一
化し、記録感材の感度の閾値にばらつきがあつた
場合においても、走査線ワレを防止することがで
きる。さらに、中間調フイルム等のようにγ値の
低い軟調な感光フイルムを使用した場合でも、本
願発明によれば、走査線ワレが生じにくくなる。
つまり、隣り合う記録ビームを別々のレーザ光源
から発生させ、相互に一部重ね合わせることで帯
状走査線に走査線ワレが生じるのを防ぎ、かつ、
主走査方向と直行する方向ヘビームスポツト列を
配列することで、各記録ビームの画像信号は同時
に出力させればよく、出力タイミングの制御は不
必要となる。

（実施例） 以下、本方法発明に係る実施例装置を図面に基
づいて説明する。

第１図は本発明に係る実施例装置の概要を示す
斜視図、第８図は本発明を適用しうる画像走査記
録装置として例示したレーザプロツタの斜視図で
ある。

このレーザプロツタは、コンソール部２１と磁
気テープ等の記憶媒体を介して入力したデータを
演算処理するデータ処理部２３と、データ処理部
２３で処理されたデータを所要の記録信号に変換
するデータ変換生成部２２と、記録信号に基づい
て記録シリンダ２５上の感光フイルムに画像を走
査記録する記録部２４とを具備して成り、プリン
ト配線板等の高精度のマスターパターンを高速で
露光記録するようにしたものである。

そして露光記録の際には、記録シリンダ２５を
回転させると共に、後述する第１図のレーザ露光
装置を記録シリンダ２５に対して副走査（矢印
Ｂ）方向へ相対的に移動させて露光を行うように
構成されている。

本発明に係る実施例装置は第１図に示すような
レーザ露光装置１として構成される。

このレーザ露光装置１の基本構成は２つのレー
ザ光源２，３と、複数ビーム分割器５，６と、多
チヤンネル型光変調器７，８と、ビーム合成器１
０と、ビーム縮小光学系１１とから成り、記録シ
リンダ２５の軸線方向へ第３図に示すような直列
状の記録ビームスポツト列B₁₂を形成するように
構成されている。なお、M₁，M₂はミラーであ
る。

複数ビーム分割器５，６はそれぞれ単一ビーム
B₄，B₃を分割して複数の平行ビームとなし、平
行ビーム列B₅，B₆として射出するもので、この
複数ビーム分割器５，６は例えば、特開昭52−
122135号公報や特開昭60−19101号公報に記載さ
れているように、平行平面を有するガラス板の多
重内反射を利用して単一の入射ビームを複数の平
行ビームに分割するもので、一方の平面には完全
反射面を形成するコーテイングが施され、他方の
面にはその平面から射出する平行ビーム列B₅，
B₆の各ビームの光量がほぼ均一となるように透
過率を段階的に変化させるようなコーテイングが
施されている。

多チヤンネル型光変調器７，８は音響光学変調
器や電気光学変調器等が用いられ、平行ビーム列
B₅，B₆の個々のビームについてそれぞれ独立に
変調して画像記録用の記録ビーム列B₇，B₈を射
出するものである。ちなみに、多チヤンネル型音
響光学変調器７，８は、例えば特開昭58−10742
号公報や特開昭58−14135号公報に記載されてい
るように複数個の超音波励振部材が単一の音響光
学媒体上に付着せしめられ、当該励振部材に対応
する音響光学媒体部分に平行ビーム列B₅，B₆を
入射させ、パターン信号に基づいて発せられる制
御信号により入射した各レーザ光ビームをそれぞ
れ独立に変調し、平行な記録ビーム列B₇，B₈を
射出するように構成されている。

ビーム合成器１０は、通常のビーム分割器を逆
向きにビーム合成用として配置したもので、上記
変調器７，８によつて変調された記録ビーム列
B₇，B₈をそれぞれ直交する２方向から入射させ、
第２図に示すように方向を揃えて記録ビーム列
B₁₀を射出するように構成されている。この際、
記録ビーム列B₇およびB₈に所属するビームが交
互に整列する（すなわちB₇およびB₈に所属する
ビームが順次隣接し合う）ようにビーム列の合成
が行われる。

ビーム合成器１０によつて合成された記録ビー
ム列B₁₀はビーム縮小光学系によつて縮小され、
記録シリンダ２５に装着された感光フイルム２６
面に照射されて第３図に示すような直列状の記録
ビームスポツト例B₁₂を形成する。

即ち、この直列状記録ビームスポツト列B₁₂
は、第３図に示すように、互いに同一のピツチＱ
で直列状に整列した２群のビームスポツト列B_a，
B_bによつて構成される。これら２群のビームス
ポツト列B_a，B_bは、上記のように互いに異なる
レーザ光源からの２群の記録ビーム列B₇，B₈に
よつて形成される。

また、上記各群のビームスポツト列B_a，B_bは、
主走査方向（第１図矢印Ａ方向）と直交する福走
査方向（第１図矢印Ｂ方向）で、一方の群のビー
ムスポツト列B_aの各ビームスポツトａが他方の
群のビームスポツト列B_bの各ビームスポツトｂ
の中間に位置する状態で整列される。そしてこの
状態では、上記記録ビームスポツト列B₁₂のビー
ムスポツト間ピツチＰは、各ビームスポツトａ，
ｂの直径Ｄの1/2になつており、一方の群のビー
ムスポツトａと他方の群のビームスポツトｂとが
相互に干渉することなく一部重なり合う。なお、
具体的にはレーザ光源２、複数ビーム分割器５、
多チヤンネル型光変調器７より成る光学系の光軸
を調整することにより、上記記録ビームスポツト
列B₁₂の直列状の配列が設定される。

従つて、上記構成によれば記録ビームスポツト
列B₁₂を構成する各ビームスポツトａ，ｂの相互
の干渉をなくし、隣り合うビームスポツトａ，ｂ
を相互に重ね合わせることが可能になる。上記の
ようにビーム直径の1/2づつ重ね合わせた直列状
のビームスポツト列B₁₂で帯状走査線を記録した
場合には、この光量分布は第４図の実線Ｃのよう
に平坦になる。これによりビームスポツトａ，ｂ
の相互の干渉による画像品質の低下を回避しつ
つ、走査線ウレを防止することができる。さら
に、中間調フイルム等のようにγ値の低い軟調な
感光フイルムを使用した場合でも、走査線ワレが
生じにくくなる。

第５図のＣは隣り合うビームスポツト間ピツチ
Ｐとビーム径Ｄの関係をＰ＝0.6Dにした場合の
光量分布を例示したものである。この場合でも、
硬調な感光フイルムを選択使用することにより走
査線ワレを生ずることはない。

なお、ビーム合成器１０は第６図ａに示すよう
に、互いのなす角度が直角から外れた２方向から
記録ビーム列B₇，B₈を入射させ、ビーム縮小光
学系１１を介して記録面上で直列状記録ビームス
ポツト列B₁₂を形成する使い方をしてもよい。

また、第２図及び第６図ａはキユーブタイプの
ビーム分割器をビーム合成手段として使用したも
のであるが、ハーフミラーを用いた平面型のビー
ム分解器やペリクルタイプのビーム分割器も同様
に使用しうる。

また、上述したビーム合成手段として、特に、
偏光タイプのビーム分割器（偏光ビームスプリツ
タ）を使用した場合には、レーザビームのエネル
ギ損失を最小にすることができる。偏光ビームス
プリツタは傾斜面に誘電体偏光膜を被着形成した
もので、この傾斜面にＰ偏光であるレーザビーム
を入射させると約98％は透過し、Ｓ偏光であるレ
ーザビームを入射させると約98％が反射する。従
つて、第１図に示した装置において、ビーム合成
器１０として偏光ビームスプリツタを使用すると
共に、レーザ光源２，３の回転方向の位置を調整
するか、あるいは２分の１波長板等を使用し、記
録ビーム列B₇をＰ偏向に、記録ビーム列B₈をＳ
偏光にした状態でビーム合成器１０に入射するこ
とにより、レーザ光源２，３のエネルギ損失をご
くわずかの量とすることができる。

さらには、ビーム合成器１０を使用せず、第６
図ｂに示したようにミラーM₇を有する光学系を
ビーム合成手段として使用し、直列状記録ビーム
スポツト列B₁₂を形成してもよい。

第７図は本発明の別実施例を示す第１図相当図
である。この別実施例装置は、第１図のレーザ光
源２，３及び複数ビーム分割器５，６に代えて、
複数の出射端を有するアレイ状半導体レーザ１
２，１３を用いた点、及びミラーM₀を矢印Ｅ方
向に微調節可能に設けた点が先の実施例装置と異
なる。また、半導体レーザは周知の如く、その素
子自体に変調機能を有するため、この別実施例装
置においては第１図に示した多チヤンネル型光変
調器７，８はこれを省略することができる。な
お、１４はコリメータレンズである。

なお、この別実施例装置においてはミラーM₀
で直角反転されビーム合成器１０に入射される一
方の記録ビーム列B₇は、ミラーM₀をＥ方向に所
要のピツチＰだけ移動調節することで、他方の記
録ビーム列B₈と整列したまま相互に所要ピツチ
Ｐだけずれる。

なお、本発明は上記実施例に限らず、多様な変
形を加えて実施しうる。

さらに、上述した実施例は、記録シリンダ上に
記録媒体としての感光フイルムを装着し、該感光
フイルム上に記録をおこなう装置に関するもので
あるが、記録媒体として感光ドラムを使用した装
置にも、同様に適用しうる。

また、上述した実施例は、本発明を、記録シリ
ンダを回転させることにより走査露光をおこなう
回転シリンダ方式の画像記録装置に適用したもの
であるが、本発明を、例えば特開昭56−67277号
公報に記載されているように、回転ポリゴンミラ
ーやガルバノミラー等を使用し、レーザビームを
記録媒体上において往復走行させるフライングス
ポツト方式の画像記録装置に適用することもでき
る。

（発明の効果） 本発明によれば、隣り合うビームスポツトを干
渉させないで相互に一部重ね合わせ、走査方向と
直交する方向へ記録ビームスポツト列を配列した
ので、ビームスポツトの相互の干渉による画像品
質の低下を回避しつつ、走査線ワレを防止するこ
とができる。さらに、中間調フイルム等のように
γ値の低い軟調な感光フイルムを使用した場合で
も、走査線ワレが生じにくくなる。しかも、各記
録ビームの画像信号は同時に出力させればよく、
従来例のように各記録ビーム毎の出力タイミング
を制御する遅延回路をなくすことができる。

また、円筒式記録面の場合でも、従来例のよう
に各ビームスポツトの照射面の形状が変形すると
いう不都合を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例装置の概要を示す
斜視図、第２図はその要部の側面図、第３図はビ
ームスポツト列の配置図、第４図及び第５図はそ
れぞれビーム間ピツチが異なる帯状走査線の光量
分布を示す図、第６図ａ及び第６図ｂはビームを
合成する手段の別実施例を示す第２図相当図、第
７図は本発明に係る別の実施例装置を示す第１図
相当図、第８図はレーザプロツタの斜視図、第９
図はレーザ光ビームの光強度分布図、第１０図は
記録ビーム列を円筒記録面に照射した場合のビー
ムスポツトの射影態様を例示する斜視図である。 ２，３……レーザ光源、５，６……複数ビーム
分割器、７，８……多チヤンネル型光変調器、１
０……ビーム合成器、１１……ビーム縮小光学
系、１２，１３……アレイ状半導体レーザ、Ａ…
…主走査方向、Ｂ……副走査方向、B₇，B₈……
記録ビーム列、B₁₂……記録ビームスポツト列、
B_a，B_b……各群のビームスポツト列、ａ，ｂ…
…ビームスポツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のレーザ光ビームを画像記録面に直列状
   に投影して直列状の記録ビームスポツト列を形成
   し、 この直列状の記録ビームスポツト列をそのスポ
   ツト列方向と交差する方向に相対走査させること
   により記録媒体に露光記録する画像走査記録装置
   のレーザ露光方法において、 上記直列状の記録ビームスポツト列を２群のビ
   ームスポツト列により構成し、これら２群の各ビ
   ームスポツト列は、互いに異なるレーザ光源から
   のレーザ光ビームを同一ピツチで直列状に整列し
   た２群の記録ビーム列により形成し、 上記２群のビームスポツト列を、上記走査方向
   と直交する方向で、かつ、一方の群のビームスポ
   ツト列の各ビームスポツトが他方の群のビームス
   ポツト列の各ビームスポツトの中間に位置する状
   態で整列させ、一方の群のビームスポツトと他方
   の群のビームスポツトとを相互に一部重ね合わせ
   ることにより、上記直列状の記録ビームスポツト
   列を構成したことを特徴とする画像走査記録装置
   のレーザ露光方法。 ２ 記録ビームスポツト列のビームスポツト間ピ
   ツチＰをビームスポツト径Ｄの0.5乃至0.6倍とし
   た特許請求の範囲第１項に記載の画像走査記録装
   置のレーザ露光方法。