JP4025097B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に係り、特に、走査露光によって記録媒体上に画像を形成す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た。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た。
【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、これら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】
なお、この技術では、上記複数集光点生成手段として、一軸性結晶により構成された偏光光学素子、又は偏角プリズムを適用していた。
【０００７】
しかしながら、上記特開２０００−２８４２０６号公報に記載の技術において複数集光点生成手段として一軸性結晶により構成された偏光光学素子を適用した場合には、一軸性結晶は高価であるため高コストとなってしまう、という問題点があった。
【０００８】
また、同公報に記載の技術において複数集光点生成手段として偏角プリズムを適用した場合には、記録画像の画質が悪くなる場合がある、という問題点があった。
【０００９】
すなわち、同公報に記載の技術において複数集光点生成手段として偏角プリズムを適用した場合には、偏角プリズムで分割され集光レンズで集光されたレーザビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置におけるレーザビームのボケ方が光軸方向に対して非対称となる。
【００１０】
これは、偏角プリズムにより分割した光を各々焦点位置の分割方向における異なる位置に集光レンズによって集光しているため、焦点位置から光の入射側を見たときには分割された光が互いに離れていく状態となり、焦点位置から光の出射側を見たときには分割された光が接近して交差した後に離れていく状態となって生じる現象であり、この現象によって深度方向に対する記録媒体の配置位置の許容範囲が少なくなり、当該配置位置の深度方向へのずれが僅かであっても、記録媒体への記録画像の画質が悪化する場合があるのである。
【００１１】
そこで、これらの問題点を解消するために、本発明の出願人による特願２００１−３１０５３７号に記載の技術では、走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であって、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源から射出された光ビームを上記記録媒体上に集光する集光光学系と、有する露光装置に、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成したアレイ屈折素子を、上記光ビームの分割方向が上記光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように配置していた。
【００１２】
これにより、アレイ屈折素子のアレイ対により２つに分割された光ビームは、各々アレイ対の数分の光で構成される。従って、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、分割された光ビームを集光レンズによって焦点位置で２つずつ集光スポットをずらして重ね合わせた場合、焦点位置から光ビームの入射側を見たときと、焦点位置から光ビームの出射側を見たときとで、各光ビームのボケ方が光軸方向に対して対称となり、この結果として記録画像の画質を向上することができる。
【００１３】
また、このアレイ屈折素子は、光ビームを２つに分割することができるものであれば如何なる材質の材料でも構成することができるので、光ビームを偏光方向に応じて分離する場合に必要となる一軸性結晶を必ずしも用いる必要がなく、低コストに構成することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、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レーザビーム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レーザビーム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。
【００１７】
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願２００１−２０１４０７号に記載の技術では、光を射出する光源と、当該光源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、上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、を備えた露光装置に、上記光源と上記偏光分離素子との間に、当該偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を上記光ビーム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た偏光方向制御素子を配置していた。
【００１８】
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。
【００１９】
ここで、図２８を参照して、本技術の原理について簡単に説明する。なお、ここでは、本技術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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
【数１】

【００２２】
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。
【００２３】
【数２】

【００２４】
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。
【００２５】
【数３】

【００２６】
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。
【００２７】
【数４】

【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
以上の原理に基づき、特願２００１−２０１４０７号に記載の技術における偏光方向制御素子は、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の上記光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、上記偏光分離素子の光軸方向上流側に設けられた際に、上記光の一部が透過されると共に、上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１／２波長板を配置して構成しているので、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。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特願２００１−３１０５３７号の技術では、アレイ屈折素子における光ビームの分割部分において回折光が発生するため、この影響によって光ビームの記録媒体上における集光スポットの形状が悪くなり、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質が悪化する、という問題点があった。
【００３２】
また、上記特願２００１−２０１４０７号の技術でも、偏光方向制御素子を構成する１／２波長板のエッジ部において回折光が発生するため、この影響によって光ビームの記録媒体上における集光スポットの形状が悪くなり、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質が悪化する、という問題点があった。
【００３３】
ここで、上記回折光の発生メカニズムについて説明する。なお、ここでは、光ビームを分割するための屈折部材対を複数周期的に並べた場合の回折光について説明する。
【００３４】
この場合、複数対の屈折部材で光ビームは２方向に屈折されるので、このうちの一方向に出射される光ビームだけを考えると、屈折部材を透過する光ビームは図２９に示すような周期的な開口格子を通過した場合と同様の特性を示す。
【００３５】
従って、この周期開口格子を光が通過したときの回折式を解けばよいことになる。一様な光が周期開口格子に入射した場合の回折光の強度分布Ｉ（ｐ）は次の（１）式で示される。また、ｎ次回折光の回折角度ｐｎ（ｒａｄ）は次の（２）式で示される。
【００３６】
【数５】

【００３７】
【数６】

【００３８】
ただし、Ｎは周期開口格子（屈折部材）の数、ｋは光の波数、ｄは周期開口格子（屈折部材）の幅（ｍｍ）、ｓは開口幅（ｍｍ）、ｐは回折角度（ｒａｄ）、ｎは回折光の次数、λは入射光の波長（ｍｍ）である。
【００３９】
ここで、一例として、次の条件について解いた場合のグラフを図３０に示す。なお、同図における横軸は回折角度ｐで、縦軸は光強度Ｉ（ｐ）である。
【００４０】
（条件）
周期開口格子の幅ｄ＝３（ｍｍ）、開口幅ｓ＝１．５（ｍｍ）、光の波長λ＝０．８３（μｍ）
また、このときの一次回折光の回折角度ｐ１は次のようになる。
【００４１】
ｐ１＝２．８×１０^-4（ｒａｄ）
図３０に示されるように、この場合の一次回折光の光強度Ｉは０次光に対して約４０％もの大きさとなっており、他の次数の回折光に比較して集光スポットへの影響が著しく大きいことがわかる。従って、集光スポットと一次回折光との間のずれ量が大きい場合には、記録媒体上に形成される画像の品質が著しく悪化することになる。
【００４２】
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、記録媒体上に形成される画像の品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。
【００４３】
【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記載の露光装置は、走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、前記光ビームの分割方向が前記光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えた露光装置であって、前記第２レンズの焦点距離ｆと前記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを前記屈折部材における前記光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように前記焦点距離ｆ、前記波長λ、及び前記幅ｄを決定したことを特徴とする。
【００４４】
ここで、図面を参照して、本発明の原理について説明する。図２５には、ブロードな発光面を有する光源から射出された光ビームを前述の周期開口格子（図２９も参照）を通した後に焦点距離がｆとされた集光レンズで再結像した場合の概略図が示されている。この場合、同図に示すように、光ビームの集光スポットと一次回折光の各々の中心位置のずれ量はｐ１×ｆで表される。
【００４５】
一次回折光の回折角度ｐ１は上記（２）式から次の（３）式で表される。
【００４６】
【数７】

【００４７】
従って、集光スポットと一次回折光の各々の中心位置のずれ量は次の（４）式で表される。
【００４８】
【数８】

【００４９】
このずれ量が大きい場合には、一例として図２６（Ａ）に示されるように一次回折光の視認性が大きいため、記録媒体上に形成される画像の品質が著しく劣化することになり、逆に当該ずれ量が小さい場合には、一例として図２６（Ｂ）に示されるように一次回折光の視認性が小さいため、上記ずれ量が大きい場合に比較して記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【００５０】
従って、集光スポットと一次回折光とのずれ量を小さくすることが画質の面では好ましいが、このためには（４）式の右辺で表される値が小さくなるように、焦点距離ｆ、波長λ、及び周期開口格子の幅ｄを決定すればよい。なお、ここでいう周期開口格子の幅ｄは、本発明の屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄに相当するものである。
【００５１】
以上のような原理に基づき、請求項１に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源から射出された光ビームが、集光光学系により、第１レンズによって略平行光束とされた後、第２レンズによって記録媒体上に集光される際に、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成されると共に光ビームの分割方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように上記第１レンズと上記第２レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子によって当該光ビームのブロードエリア方向、すなわち副走査方向に分割される。なお、上記光源には、各種半導体レーザが含まれる。また、上記第１レンズには、各種コリメータレンズが、上記第２レンズには各種集光レンズが、各々含まれる。
【００５２】
ここで、請求項１に記載の発明では、上記第２レンズの焦点距離ｆと上記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを、アレイ屈折素子を構成する屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び幅ｄが決定される。
【００５３】
このように、請求項１に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、光ビームの分割方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように第１レンズと第２レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えると共に、上記第２レンズの焦点距離ｆと上記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを上記屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【００５４】
一方、上記目的を達成するために、請求項２記載の露光装置は、走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、前記光ビームの分割方向が前記光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように前記第２レンズと前記記録媒体との間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えた露光装置であって、前記アレイ屈折素子と前記記録媒体との間の距離Ｒと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｒ×λを前記屈折部材における前記光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｒ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように前記距離Ｒ、前記波長λ、及び前記幅ｄを決定したことを特徴とする。
【００５５】
すなわち、請求項２に記載の露光装置は、請求項１記載の露光装置と略同様の構成とされており、アレイ屈折素子が第２レンズと記録媒体との間に配置されている点のみが請求項１に記載の発明と異なっている。
【００５６】
この場合、一次回折光の回折角度ｐ１は（３）式と同様であるが、集光スポットと一次回折光の各々の中心位置のずれ量は次の（５）式で表される。
【００５７】
【数９】

【００５８】
従って、集光スポットと一次回折光とのずれ量を小さくするためには、（５）式の右辺で表される値が小さくなるように、距離Ｒ、波長λ、及び幅ｄを決定すればよいことになり、請求項２に記載の露光装置では、距離Ｒと波長λとの乗算値Ｒ×λを幅ｄで除算して得られる値（Ｒ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように距離Ｒ、波長λ、及び幅ｄが決定される。
【００５９】
なお、本発明の光源には各種半導体レーザが、本発明の第１レンズには各種コリメータレンズが、本発明の第２レンズには各種集光レンズが、各々含まれる。
【００６０】
このように、請求項２に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、光ビームの分割方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように第２レンズと記録媒体との間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えると共に、アレイ屈折素子と記録媒体との間の距離Ｒと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｒ×λを上記屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｒ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように距離Ｒ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【００６１】
ところで、本発明の発明者による実験により、集光スポットと一次回折光のずれ量が、一例として図２７に示される集光スポットの半値半幅を超えると一次回折光の集光スポットに対する影響が大きくなり、画質的にも問題となることが見出された。
【００６２】
そこで、請求項１又は請求項２記載の発明における上記所定値は、前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの半値半幅としている。
【００６３】
これによって、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【００６４】
なお、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録媒体上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値は上記半値半幅とすることに限らず、当該半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）とすることもできる。
【００６５】
一方、上記目的を達成するために、請求項３記載の露光装置は、走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、前記光ビームの分割方向が前記光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように前記光源と前記第１レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えた露光装置であって、前記光源と前記アレイ屈折素子との間の距離Ｓと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｓ×λを前記屈折部材における前記光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｓ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように前記距離Ｓ、前記波長λ、及び前記幅ｄを決定したことを特徴とする。
【００６６】
すなわち、請求項３に記載の露光装置は、請求項１記載の露光装置と略同様の構成とされており、アレイ屈折素子が光源と第１レンズとの間に配置されている点のみが請求項１に記載の発明と異なっている。
【００６７】
この場合、一次回折光の回折角度ｐ１は（３）式と同様であるが、集光スポットと一次回折光の各々の中心位置のずれ量は次の（６）式で表される。
【００６８】
【数１０】

【００６９】
従って、集光スポットと一次回折光とのずれ量を小さくするためには、（６）式の右辺で表される値が小さくなるように、距離Ｓ、波長λ、及び幅ｄを決定すればよいことになり、請求項３に記載の露光装置では、距離Ｓと波長λとの乗算値Ｓ×λを幅ｄで除算して得られる値（Ｓ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように距離Ｓ、波長λ、及び幅ｄが決定される。
【００７０】
なお、本発明の光源には各種半導体レーザが、本発明の第１レンズには各種コリメータレンズが、本発明の第２レンズには各種集光レンズが、各々含まれる。
【００７１】
このように、請求項３に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、光ビームの分割方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように光源と第１レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えると共に、光源とアレイ屈折素子との間の距離Ｓと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｓ×λを上記屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｓ×λ）／ｄが後述する所定値以下となるように距離Ｓ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【００７２】
ところで、本発明の発明者による実験により、集光スポットと一次回折光のずれ量が、光ビームの出射位置での半値半幅を超えると一次回折光の集光スポットに対する影響が大きくなり、画質的にも問題となることが見出された。
【００７３】
そこで、請求項３記載の発明における上記所定値は、前記光ビームの出射位置での半値半幅としている。
【００７４】
これによって、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【００７５】
なお、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録媒体上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値は上記半値半幅とすることに限らず、当該半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）とすることもできる。
【００７６】
なお、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の露光装置は、走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記アレイ屈折素子が前記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動させる移動手段と、を更に備えることが好ましい。
【００７７】
これにより、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報が入力手段によって入力され、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に本発明のアレイ屈折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子が移動手段によって移動される。
【００７８】
従って、このように、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合にアレイ屈折素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、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。
【００７９】
更に、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の露光装置は、前記光源を前記光ビームの分割方向に沿って複数配置し、各光源から射出された光ビームを各々アレイ屈折素子によって分割して記録媒体に導くように構成すれば、記録画像の画質を向上できるばかりでなく、画像を高速に記録することができる。
【００８０】
一方、上記目的を達成するために、請求項４記載の露光装置は、走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置されると共に前記光ビーム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、前記偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を前記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成すると共に前記第１レンズと前記偏光分離素子との間に配置された偏光方向制御素子と、を備えた露光装置であって、前記第２レンズの焦点距離ｆと前記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを前記所定間隔ｃで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように前記焦点距離ｆ、前記波長λ、及び前記所定間隔ｃを決定したことを特徴とする。
【００８１】
請求項４に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源から射出された光ビームが、集光光学系により、第１レンズによって略平行光束とされた後、第２レンズによって記録媒体上に集光される際に、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、本発明の光源には各種半導体レーザが、本発明の第１レンズには各種コリメータレンズが、本発明の第２レンズには各種集光レンズが、各々含まれる。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（Wollaston Prism）等の各種プリズムが含まれる。
【００８２】
ここで、請求項４に記載の発明では、上記偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を、上記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成した偏光方向制御素子が、上記第１レンズと上記偏光分離素子との間に配置される。
【００８３】
このように構成することにより、請求項４に記載の露光装置では、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品質を向上することができる。
【００８４】
このように構成された露光装置の場合、図２９に示される周期開口格子の幅ｄが本発明の所定間隔ｃに相当するため、偏光方向制御素子において発生する一次回折光の回折角度ｐ１は上記（２）式から次の（７）式で表される。
【００８５】
【数１１】

【００８６】
従って、集光スポットと一次回折光の各々の中心位置のずれ量は次の（８）式で表される。
【００８７】
【数１２】

【００８８】
従って、集光スポットと一次回折光とのずれ量を小さくするためには、（８）式の右辺で表される値が小さくなるように、焦点距離ｆ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定すればよいことになり、請求項４に記載の露光装置では、焦点距離ｆと波長λとの乗算値ｆ×λを所定間隔ｃで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び所定間隔ｃが決定される。
【００８９】
このように、請求項４に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、上記光ビーム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、当該偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を、上記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成した偏光方向制御素子と、を備えると共に、上記第２レンズの焦点距離ｆと上記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを上記所定間隔ｃで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【００９０】
一方、上記目的を達成するために、請求項５記載の露光装置は、走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、前記第２レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビーム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、前記偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を前記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成すると共に前記第２レンズと前記偏光分離素子との間に配置された偏光方向制御素子と、を備えた露光装置であって、前記偏光方向制御素子と前記記録媒体との間の距離Ｑと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｑ×λを前記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｑ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように前記距離Ｑ、前記波長λ、及び前記所定間隔ｃを決定したことを特徴とする。
【００９１】
すなわち、請求項５に記載の露光装置は、請求項４記載の露光装置と略同様の構成とされており、偏光方向制御素子及び偏光分離素子が第２レンズと記録媒体との間に配置されている点のみが請求項４に記載の発明と異なっている。
【００９２】
この場合、一次回折光の回折角度ｐ１は（７）式と同様であるが、集光スポットと一次回折光の各々の中心位置のずれ量は次の（９）式で表される。
【００９３】
【数１３】

【００９４】
従って、集光スポットと一次回折光とのずれ量を小さくするためには、（９）式の右辺で表される値が小さくなるように、距離Ｑ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定すればよいことになり、請求項５に記載の露光装置では、距離Ｑと波長λとの乗算値Ｑ×λを所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｑ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように距離Ｑ、波長λ、及び所定間隔ｃが決定される。
【００９５】
なお、本発明の光源には各種半導体レーザが、本発明の第１レンズには各種コリメータレンズが、本発明の第２レンズには各種集光レンズが、各々含まれる。また、上記偏光分離素子には、ローションプリズム、ウォラストンプリズム等の各種プリズムが含まれる。
【００９６】
このように、請求項５に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、上記光ビーム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、当該偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を、上記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成した偏光方向制御素子と、を備えると共に、偏光方向制御素子と記録媒体との間の距離Ｑと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｑ×λを上記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｑ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように距離Ｑ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【００９７】
なお、前述のように、本発明の発明者による実験により、集光スポットと一次回折光のずれ量が集光スポットの半値半幅を超えると一次回折光の集光スポットに対する影響が大きくなり、画質的にも問題となることが見出されているので、請求項４又は請求項５記載の発明における上記所定値は、前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの半値半幅としている。
【００９８】
これによって、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【００９９】
なお、この場合にも、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録媒体上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値は上記半値半幅とすることに限らず、当該半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）とすることもできる。
【０１００】
一方、上記目的を達成するために、請求項６記載の露光装置は、走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、前記光源と前記第１レンズとの間に配置されると共に前記光ビーム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、前記偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を前記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成すると共に前記光源と前記偏光分離素子との間に配置された偏光方向制御素子と、を備えた露光装置であって、前記光源と前記偏光方向制御素子との間の距離Ｔと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｔ×λを前記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｔ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように前記距離Ｔ、前記波長λ、及び前記所定間隔ｃを決定したことを特徴とする。
【０１０１】
すなわち、請求項６に記載の露光装置は、請求項４記載の露光装置と略同様の構成とされており、偏光方向制御素子及び偏光分離素子が光源と第１レンズとの間に配置されている点のみが請求項４に記載の発明と異なっている。
【０１０２】
この場合、一次回折光の回折角度ｐ１は（７）式と同様であるが、集光スポットと一次回折光の各々の中心位置のずれ量は次の（１０）式で表される。
【０１０３】
【数１４】

【０１０４】
従って、集光スポットと一次回折光とのずれ量を小さくするためには、（１０）式の右辺で表される値が小さくなるように、距離Ｔ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定すればよいことになり、請求項６に記載の露光装置では、距離Ｔと波長λとの乗算値Ｔ×λを、所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｔ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように距離Ｔ、波長λ、及び所定間隔ｃが決定される。
【０１０５】
なお、本発明の光源には各種半導体レーザが、本発明の第１レンズには各種コリメータレンズが、本発明の第２レンズには各種集光レンズが、各々含まれる。また、上記偏光分離素子には、ローションプリズム、ウォラストンプリズム等の各種プリズムが含まれる。
【０１０６】
このように、請求項６に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、上記光ビーム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、当該偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を上記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成した偏光方向制御素子と、を備えると共に、上記光源と上記偏光方向制御素子との間の距離Ｔと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｔ×λを上記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｔ×λ）／ｃが後述する所定値以下となるように距離Ｔ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【０１０７】
なお、前述のように、本発明の発明者による実験により、集光スポットと一次回折光のずれ量が、光ビームの出射位置での半値半幅を超えると一次回折光の集光スポットに対する影響が大きくなり、画質的にも問題となることが見出されているので、請求項６記載の発明における上記所定値は、前記光ビームの出射位置での半値半幅としている。
【０１０８】
これによって、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【０１０９】
なお、この場合も、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録媒体上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値は上記半値半幅とすることに限らず、当該半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）とすることもできる。
【０１１０】
また、請求項４乃至請求項６の何れか１項記載の露光装置は、走査露光によって前記記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力する入力手段と、前記解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に前記偏光分離素子が前記光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、前記解像度情報によって示される解像度が前記第１解像度より低い第２解像度である場合に前記偏光分離素子が前記光軸上に位置されるように当該偏光分離素子を移動させる移動手段と、を更に備えることが好ましい。
【０１１１】
これにより、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報が入力手段によって入力され、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に本発明の偏光分離素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合に偏光分離素子が上記光軸上に位置されるように当該偏光分離素子が移動手段によって移動される。
【０１１２】
従って、このように、走査露光によって記録媒体上に形成される画像の解像度を示す解像度情報を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度である場合に偏光分離素子が光源から射出された光ビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度である場合に偏光分離素子が上記光軸上に位置されるように当該偏光分離素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、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。
【０１１３】
更に、請求項４乃至請求項６の何れか１項記載の露光装置は、前記光源を前記偏光分離素子による前記光ビームの分離方向に沿って複数配置し、各光源から射出された光ビームを各々偏光分離素子によって分離して記録媒体に導くように構成すれば、記録画像の画質を向上できるばかりでなく、画像を高速に記録することができる。
【０１１４】
【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。
【０１１５】
〔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、１５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１１（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。
【０１１６】
一方、露光ヘッド１２には、上記複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横多モードの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、各々横多モードの光ファイバー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。
【０１１７】
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、対向する面に複数の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一対の基台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、主走査方向に２列で、かつ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。
【０１１８】
なお、光源として各半導体レーザＬＤは一方向についてブロードバンドエリアで発光するものを用いてもよい。このときには、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬのブロードバンドエリア方向が副走査方向に一致するように配置する。
【０１１９】
また、図１に示すように、露光ヘッド１２には、ファイバーアレイ部３０側より、ファイバーアレイ部３０から射出されたレーザビームＬを略平行光束とするコリメータレンズ３２、アレイ屈折素子３６、及びレーザビームＬを記録フィルムＦ上に集光する集光レンズ３８が順に配列されている。
【０１２０】
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、アレイ屈折素子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。
【０１２１】
本実施の形態に係るアレイ屈折素子３６は、図３に示すように、各々入射されたレーザビームＬを２つに分割する単位表面形状とされた凹レンズ状の偏角プリズム３６Ａ及び偏角プリズム３６Ｂを、各々のレーザビームＬの分割方向が一致し、かつ各々分割方向に沿うように直線状に一対配置して構成したものであり、レーザビームＬの分割方向が副走査方向に一致し、かつコリメータレンズ３２によるファーフィールドパターンができる位置に挿抜可能なように素子移動モータ４０によって位置決めされる。
【０１２２】
図４（Ａ）にはアレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させない場合に記録フィルムＦ上に形成される集光スポットの状態が、図４（Ｂ）にはアレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させた場合に記録フィルムＦ上に形成される集光スポットの状態が、各々示されている。
【０１２３】
図４（Ａ）に示すように、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させない場合には、各光ファイバー２０から出射されたレーザビームＬは各々分割されることなく記録フィルムＦ上に集光スポットを形成するが、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させた場合には、図４（Ｂ）に示すように、各レーザビームＬが副走査方向に沿って２つに分割されることになり、記録フィルムＦ上には各レーザビームＬ毎に２つの集光スポットを形成することになる。
【０１２４】
すなわち、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ａでは、アレイ屈折素子３６をレーザビームＬの光路上に位置させるか否かを選択的に切り替えることによって、記録フィルムＦに記録する画像を所定解像度とするか、当該所定解像度より高い解像度とするかを切り替えるようにしている。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、アレイ屈折素子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、高解像度側で画像形成を行う場合の副走査方向に隣接する集光スポットの間隔を４・εとし、当該副走査方向に隣接する集光スポット間の副走査方向の中心位置に他列の集光スポットが形成されるように関係各部が構成されている。これにより、１回の主走査で走査線ピッチ間隔が２・εの画像を記録フィルムＦ上に記録することができる。
【０１２６】
また、図４（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、アレイ屈折素子３６により分離された２つのレーザビームに対応する記録フィルムＦ上の集光スポットのずらし量がεとなるように関係各部が設定されている。
【０１２７】
ところで、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ａは、図５に示される集光レンズ３８の焦点距離ｆとレーザビームＬの波長λとの乗算値ｆ×λを、アレイ屈折素子３６を構成する屈折部材（偏角プリズム３６Ａ及び偏角プリズム３６Ｂ）におけるレーザビームＬの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｄが所定値（本実施の形態では、レーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの光強度の半値半幅（図２７も参照））以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び幅ｄを決定している。
【０１２８】
なお、幅ｄはアレイ屈折素子を構成する屈折部材におけるレーザビームＬの分割領域の分割方向に対する幅であるが、図５に示されるアレイ屈折素子の場合、屈折部材が一対しか存在せず、屈折部材の上記幅ｄが明確でないため、便宜上、各屈折部材の凹部頂点間の幅として決定している。
【０１２９】
本実施の形態では、レーザビームＬの波長λと集光レンズ３８の焦点距離ｆをレーザ記録装置１０Ａの製造コスト、寸法等の設計条件に応じて予め決定しておき、上記（ｆ×λ）／ｄが集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように幅ｄを決定してアレイ屈折素子３６を作製するようにしているが、これに限らず、例えば、アレイ屈折素子３６を製造コスト等の製造上の条件に応じて幅ｄを予め決定して作製し、上記（ｆ×λ）／ｄが上記半値半幅以下となるようにレーザビームＬの波長λと集光レンズ３８の焦点距離ｆの少なくとも一方を決定する形態とすることもできる。
【０１３０】
次に、図６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。
【０１３１】
アレイ屈折素子３６が本発明のアレイ屈折素子に、半導体レーザＬＤが本発明の光源に、コリメータレンズ３２が本発明の第１レンズに、集光レンズ３８が本発明の第２レンズに、素子移動モータ４０が「課題を解決するための手段」に記載の移動手段に、記録フィルムＦが本発明の記録媒体に、各々相当する。
【０１３２】
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７に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【０１３３】
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Ｓ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ＳとしてＫ０（ｄｐｉ）と２・Ｋ０（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。
【０１３４】
作業者によって入力された解像度が２・Ｋ０（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、アレイ屈折素子３６がレーザビームＬの光路上に位置しないようにアレイ屈折素子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）。
【０１３５】
【数１５】

【０１３６】
但し、Ｎは半導体レーザＬＤの数（本実施の形態では‘１５’）である。
【０１３７】
すなわち、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）である場合、アレイ屈折素子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を副走査方向に分割しないようにしており、これによってレーザビームＬを分割する場合の２倍の解像度を実現している。
【０１３８】
上述のようにアレイ屈折素子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、画像データに基づき、記録濃度に合わせて設定されたデータに応じた発光量となるように各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１０８）。
【０１３９】
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によって略平行光束とされた後、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。
【０１４０】
この場合、記録フィルムＦ上には、各々図１１（Ａ）に示す強度分布からなるビームスポットＳ１〜Ｓ１５（図８（Ａ））が形成される。このビームスポットＳ１〜Ｓ１５は、図８（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・Ｋ０（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）。
【０１４１】
次に、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）からＫ０（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、アレイ屈折素子３６がレーザビームＬの光路上に位置するようにアレイ屈折素子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）。
【０１４２】
【数１６】

【０１４３】
すなわち、解像度がＫ０（ｄｐｉ）である場合、アレイ屈折素子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、アレイ屈折素子３６に入射されたレーザビームＬを副走査方向に複数（本実施の形態では‘２’）のレーザビームに分割するようにしており、これによってレーザビームＬを分割しない場合の２分の１の解像度を実現している。
【０１４４】
上述のようにアレイ屈折素子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、画像データに基づき、記録濃度に合わせて設定されたデータに応じた発光量となるように各半導体レーザＬＤの駆動を制御する（ステップ１１６）。
【０１４５】
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によって略平行光束とされた後、アレイ屈折素子３６に供給され、各レーザビームＬ毎に副走査方向に４つに分割（ビームシェアリング）される。そして、この４分割されたレーザビームは、集光レンズ３８を介してドラム１４の記録フィルムＦに、各レーザビーム毎に２つに分割された状態で集光される。
【０１４６】
すなわち、図９（Ａ）に示すように、各レーザビームＬの光軸上のレーザビームＬが略平行光束となる位置で、かつファーフィールドパターンのできる位置近傍にアレイ屈折素子３６を配置した場合、図９（Ｂ）に示すように、各レーザビームＬはアレイ屈折素子３６によって一旦４つに分割され、図９（Ａ）に示すように、アレイ屈折素子３６により４つに分割された各レーザビームが集光レンズ３８で集光されることによって、被走査面上で副走査方向に２つずつ重ね合わされ、結果的に２つに分割された状態になる。
【０１４７】
このとき、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、焦点位置からレーザビームの入射側を見たときと、焦点位置からレーザビームの出射側を見たときとで、各レーザビームのボケ方が光軸方向に対して対称となり、この結果としてレーザ記録装置１０Ａにおける記録画像の画質を向上することができる。
【０１４８】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１１（Ｂ）に示す２つの強度分布、すなわち２つに分割されたレーザビームの各強度分布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’〜Ｓ１５’（図８（Ｂ））が形成される。
【０１４９】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ１５’は、図８（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Ｋ０（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）。
【０１５０】
このように、記録画像の解像度を２・Ｋ０（ｄｐｉ）からＫ０（ｄｐｉ）に変更した場合、アレイ屈折素子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〜Ｓ１５をビームスポットＳ１’〜Ｓ１５’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。
【０１５１】
同様にして、解像度をＫ０（ｄｐｉ）から２・Ｋ０（ｄｐｉ）に変更することができる。
【０１５２】
上記ステップ１００の処理が「課題を解決するための手段」に記載の入力手段に相当する。
【０１５３】
以上詳細に説明したように、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａでは、集光レンズ３８の焦点距離ｆとレーザビームＬの波長λとの乗算値ｆ×λをアレイ屈折素子を構成する屈折部材におけるレーザビームＬの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｄが所定値以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、レーザビームＬの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録フィルムＦ上に形成される画像の品質を向上することができる。
【０１５４】
また、本第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａでは、上記所定値としてレーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの半値半幅としているので、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【０１５５】
なお、本実施の形態では、アレイ屈折素子３６として、各々凹レンズ状の偏角プリズム３６Ａ及び偏角プリズム３６Ｂを配置して構成したもの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、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶような形状とされているものであれば、如何なるものも適用することができる。
【０１５６】
図１０には、本実施の形態で示したアレイ屈折素子３６以外の形状とされたアレイ屈折素子の形態例（平面図）が示されている。図１０（Ａ）に示したアレイ屈折素子は、レーザビームの出射側に対して凸形状となる単位表面形状を、副走査方向に沿った直線状に一対形成して構成したものである。また、図１０（Ｂ）に示したアレイ屈折素子は、レーザビームの入射側に対してレーザビームの光軸方向に平行となるように形成された面と、当該面のレーザビーム入射側の一端部からレーザビームの光軸方向に対して傾斜するように形成された面と、の各面の組み合わせとされた単位表面形状を、副走査方向に沿った直線状に一対形成して構成したものである。更に、図１０（Ｃ）に示したアレイ屈折素子は、レーザビームの出射側に対してレーザビームの光軸方向に平行となるように形成された面と、当該面のレーザビーム入射側の一端部からレーザビームの光軸方向に対して傾斜するように形成された面と、の各面の組み合わせとされた単位表面形状を、副走査方向に沿った直線状に一対形成して構成したものである。なお、図１０（Ｂ）に示されるアレイ屈折素子では、上記単位表面形状がレーザビーム入射側に対して凸形状とされており、図１０（Ｃ）に示されるアレイ屈折素子では、上記単位表面形状がレーザビーム出射側に対して凹形状とされている。
【０１５７】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すアレイ屈折素子では２つの凸部の頂点間の距離が、図１０（Ｃ）に示すアレイ屈折素子では２つの凹部の頂点間の距離が、各々本発明の幅ｄに相当することになる。
【０１５８】
また、本実施の形態に係るアレイ屈折素子３６と同様の形状となるように一体形成されたアレイ屈折素子も適用することができることは言うまでもない。
【０１５９】
これらのアレイ屈折素子を適用した場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１６０】
更に、本実施の形態では、上記所定値としてレーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの半値半幅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、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録フィルムＦ上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値として上記半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）を適用することもできる。この場合も、本実施の形態とほぼ同様の効果を奏することができる。
【０１６１】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、本発明のアレイ屈折素子を光が略平行光束となる部位に配設し、入射光を互いに異なる角度に分割して出射するものとした場合の形態について説明したが、本第２実施形態では、アレイ屈折素子を光が収束する部位に配設し、入射光を互いに略平行となるように分割して出射するものとした場合の形態について説明する。
【０１６２】
まず、図１２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。
【０１６３】
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、アレイ屈折素子３６に代えてアレイ屈折素子３６’を用いている点と、アレイ屈折素子３６’を集光レンズ３８と記録フィルムＦとの間のレーザビームＬの収束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。
【０１６４】
本第２実施形態に係るアレイ屈折素子３６’は、図１３（Ｂ）に示すように、各々入射されたレーザビームＬを２つに分割し、かつ分割された２つのレーザビームを互いに略平行となるように出射する単位表面形状を有する屈折部材を、各々のレーザビームＬの分割方向が一致し、かつ各々当該分割方向に沿うように直線状に一対形成して構成したものであり、レーザビームＬの分割方向が副走査方向に一致するように素子移動モータ４０によって位置決めされる。
【０１６５】
また、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ｂは、図１４に示されるアレイ屈折素子３６’と記録フィルムＦとの間の距離ＲとレーザビームＬの波長λとの乗算値Ｒ×λを、アレイ屈折素子３６’を構成する屈折部材におけるレーザビームＬの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｒ×λ）／ｄが所定値（本実施の形態では、レーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの光強度の半値半幅（図２７も参照））以下となるように距離Ｒ、波長λ、及び幅ｄを決定している。
【０１６６】
なお、幅ｄはアレイ屈折素子を構成する屈折部材におけるレーザビームＬの分割領域の分割方向に対する幅であるが、図１４に示されるアレイ屈折素子の場合、屈折部材が一対しか存在せず、各屈折部材の上記幅ｄが明確でないため、便宜上、各屈折部材のレーザビーム入射面における凹部頂点間の幅として決定している。
【０１６７】
本実施の形態では、波長λと距離Ｒをレーザ記録装置１０Ｂの製造コスト、寸法等の設計条件に応じて予め決定しておき、上記（Ｒ×λ）／ｄが集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように幅ｄを決定してアレイ屈折素子３６’を作製するようにしているが、これに限らず、例えば、アレイ屈折素子３６’を製造コスト等の製造上の条件に応じて幅ｄを予め決定して作製し、上記（Ｒ×λ）／ｄが上記半値半幅以下となるように波長λと距離Ｒの少なくとも一方を決定する形態とすることもできる。
【０１６８】
解像度をＫ０（ｄｐｉ）に設定した場合において、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によって略平行光束とされた後、図１３（Ａ）に示すように集光レンズ３８に供給されて集光される。
【０１６９】
集光レンズ３８によって集光されたレーザビームＬは、各々アレイ屈折素子３６’に供給され、図１３（Ｂ）に示すように各レーザビームＬ毎に副走査方向に４つに分割（ビームシェアリング）されると共に、アレイ屈折素子３６’の単位表面形状に対応する一対の部位の各々から、分割された２つのレーザビームが互いに平行となるように出射される。そして、この４分割されたレーザビームは、ドラム１４に設けられた記録フィルムＦの被走査面上で副走査方向に２つずつ重ね合わされ、結果的に各レーザビームＬ毎に２つに分割された状態で集光される。
【０１７０】
このとき、アレイ対の数の集光ビームで１つの集光スポットを構成するので、焦点位置からレーザビームの入射側を見たときと、焦点位置からレーザビームの出射側を見たときとで、各レーザビームのボケ方が光軸方向に対して対称となり、この結果としてレーザ記録装置１０Ｂにおける記録画像の画質を向上することができる。
【０１７１】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１１（Ｂ）に示す２つの強度分布、すなわち２つに分割されたレーザビームの各強度分布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’〜Ｓ１５’（図８（Ｂ））が形成される。
【０１７２】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ１５’は、図８（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Ｋ０（ｄｐｉ）となる２次元画像が記録フィルムＦ上に形成される。
【０１７３】
一方、解像度が２・Ｋ０（ｄｐｉ）の画像を形成する場合は、アレイ屈折素子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８（Ａ）に示すビームスポットＳ１〜Ｓ１５を得るように制御すればよい。
【０１７４】
以上詳細に説明したように、本第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂでは、アレイ屈折素子３６’と記録フィルムＦとの間の距離ＲとレーザビームＬの波長λとの乗算値Ｒ×λをアレイ屈折素子３６’を構成する屈折部材におけるレーザビームＬの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｒ×λ）／ｄが所定値以下となるように距離Ｒ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、レーザビームＬの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる。
【０１７５】
また、本第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂでは、上記所定値としてレーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの半値半幅としているので、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【０１７６】
一方、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、アレイ屈折素子を、ファイバーアレイ部３０と記録フィルムＦとの間で、かつレーザビームの分割方向が当該レーザビームのブロードエリア方向と平行となるように配置しているので、当該レーザビームの焦点位置から光軸方向（深度方向）前後にずれた位置における当該レーザビームのボケ方が光軸方向に対して対称となるようにでき、この結果として記録画像の画質を向上することができると共に、アレイ屈折素子は、一軸性結晶を用いる場合に比較して低コストで構成することができるので、この結果として装置を低コストで構成することができる。
【０１７７】
また、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、アレイ屈折素子を、レーザビームのファーフィールドパターンができる位置に配置しているので、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬの全てに対して、アレイ屈折素子を同様に作用させることができる。
【０１７８】
更に、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、走査露光によって記録フィルムＦ上に形成される画像の解像度を示す解像度情報（上記各実施形態の「解像度データ」に相当。）を入力し、当該解像度情報によって示される解像度が予め定められた第１解像度（上記各実施形態では、２・Ｋ０（ｄｐｉ））である場合にアレイ屈折素子が半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームの光軸上から退避され、当該解像度情報によって示される解像度が第１解像度より低い第２解像度（上記各実施形態では、Ｋ０（ｄｐｉ））である場合にアレイ屈折素子が上記光軸上に位置されるように当該アレイ屈折素子を移動しているので、解像度情報を入力するのみによって、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。
【０１７９】
なお、上記第２実施形態では、アレイ屈折素子３６’をレーザビームが集光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、レーザビームが発散する部位、すなわち、ファイバーアレイ部３０とコリメータレンズ３２との間に配設する形態とすることもできる。
【０１８０】
図１５には、この場合のレーザ記録装置の概略構成図（平面図）が示されている。この場合は、ファイバーアレイ部３０のレーザビームＬの出射位置とアレイ屈折素子３６’との間の距離ＳとレーザビームＬの波長λとの乗算値Ｓ×λを、アレイ屈折素子３６’を構成する屈折部材におけるレーザビームＬの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｓ×λ）／ｄが所定値以下となるように距離Ｓ、波長λ、及び幅ｄを決定すればよい。
【０１８１】
このとき、上記所定値をレーザビームＬの出射位置での光強度の半値半幅とすることにより、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【０１８２】
また、この場合も、波長λと距離Ｓをレーザ記録装置の製造コスト、寸法等の設計条件に応じて予め決定しておき、上記（Ｓ×λ）／ｄがレーザビームＬの出射位置での光強度の半値半幅以下となるように幅ｄを決定してアレイ屈折素子３６’を作製する形態や、アレイ屈折素子３６’を製造コスト等の製造上の条件に応じて幅ｄを予め決定して作製し、上記（Ｓ×λ）／ｄが上記半値半幅以下となるように波長λと距離Ｓの少なくとも一方を決定する形態等を適用することができる。
【０１８３】
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。
【０１８４】
更に、本実施の形態では、上記所定値としてレーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの半値半幅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、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録フィルムＦ上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値として上記半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）を適用することもできる。この場合も、本実施の形態とほぼ同様の効果を奏することができる。
【０１８５】
〔第３実施形態〕
まず、図１６を参照して、第３実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃ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。
【０１８６】
同図に示すように、本第３実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃは、アレイ屈折素子３６に代えて偏光方向制御素子３４及び偏光分離素子３７を用いている点のみが、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。
【０１８７】
本実施の形態に係る偏光分離素子３７は、図１７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３７Ａ、３７Ｂ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３７Ａ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３７Ｂ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３７を直進し、異常光線は偏光分離素子３７によって副走査方向に屈折される。
【０１８８】
なお、偏光分離素子３７としては、一軸性結晶３７Ａ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３７Ｂ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。
【０１８９】
また、偏光分離素子３７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。
【０１９０】
一方、本実施の形態に係る偏光方向制御素子３４は、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、ガラス板３４Ｂを基台とし、偏光分離素子３７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３７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Ｄ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。
【０１９１】
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１０Ｃ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３７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１８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。
【０１９２】
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３７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１９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。
【０１９３】
図１９（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３７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。
【０１９４】
一方、図１９（Ｂ）に示すように、偏光ｅ１のレーザビームが偏光分離素子３７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３７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。
【０１９５】
次に、図２０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。
【０１９６】
図２０（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３７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３７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。
【０１９７】
一方、図２０（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３７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３７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。
【０１９８】
ところで、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ｃは、図１６に示される集光レンズ３８の焦点距離ｆとレーザビームＬの波長λとの乗算値ｆ×λを図１８に示される間隔ｃ（１／２波長板３４Ａの配置周期間隔）で除算して得られる値（ｆ×λ）／ｃが所定値（本実施の形態では、レーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの光強度の半値半幅（図２７も参照））以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び間隔ｃを決定している。
【０１９９】
本実施の形態では、レーザビームＬの波長λと集光レンズ３８の焦点距離ｆをレーザ記録装置１０Ｃの製造コスト、寸法等の設計条件に応じて予め決定しておき、上記（ｆ×λ）／ｃが集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように間隔ｃを決定して偏光方向制御素子３４を作製するようにしているが、これに限らず、例えば、偏光方向制御素子３４を製造コスト等の製造上の条件に応じて間隔ｃを予め決定して作製し、上記（ｆ×λ）／ｃが上記半値半幅以下となるようにレーザビームＬの波長λと集光レンズ３８の焦点距離ｆの少なくとも一方を決定する形態とすることもできる。
【０２００】
なお、本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ｃの制御系の構成は、上記第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａと同様（図６参照）であるので、ここでの説明は省略する。
【０２０１】
次に、以上のように構成されたレーザ記録装置１０Ｃの作用について、図２１に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【０２０２】
まず、作業者は、レーザ記録装置１０Ｃ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２００）。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。
【０２０３】
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２０２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３７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３７を移動させる（ステップ２０４）。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を上記（１１）式のように設定する（ステップ２０６）。
【０２０４】
すなわち、解像度が２・Ｒ（ｄｐｉ）である場合、偏光分離素子３７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。
【０２０５】
上述のように偏光分離素子３７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２０８）。
【０２０６】
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によって略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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
この場合、記録フィルムＦ上には、各々図１１（Ａ）に示す強度分布からなるビームスポットＳ１〜Ｓ１５（図８（Ａ））が形成される。このビームスポットＳ１〜Ｓ１５は、図８（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２１０）。
【０２０９】
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２０２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３７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３７を移動させる（ステップ２１２）。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’を上記（１２）式のように設定する（ステップ２１４）。
【０２１０】
すなわち、解像度がＲ（ｄｐｉ）である場合、偏光分離素子３７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３７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。
【０２１１】
上述のように偏光分離素子３７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２０８）。
【０２１２】
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によって略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。
【０２１３】
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３７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。
【０２１４】
この場合、記録フィルムＦ上には、図１１（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’〜Ｓ１５’（図８（Ｂ））が形成される。
【０２１５】
このビームスポットＳ１’〜Ｓ１５’は、図８（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２１０）。
【０２１６】
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３７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〜Ｓ１５をビームスポットＳ１’〜Ｓ１５’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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
上記ステップ２００の処理が「課題を解決するための手段」に記載の入力手段に相当する。
【０２１９】
以上詳細に説明したように、本第３実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃでは、集光レンズ３８の焦点距離ｆとレーザビームＬの波長λとの乗算値ｆ×λを間隔ｃで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｃが所定値以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び間隔ｃを決定しているので、レーザビームＬの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録フィルムＦ上に形成される画像の品質を向上することができる。
【０２２０】
また、本第３実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃでは、上記所定値としてレーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの半値半幅としているので、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【０２２１】
なお、本実施の形態では、上記所定値としてレーザビームＬの記録フィルムＦ上での集光スポットの半値半幅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、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録フィルムＦ上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値として上記半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）を適用することもできる。この場合も、本実施の形態とほぼ同様の効果を奏することができる。
【０２２２】
〔第４実施形態〕
上記第３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４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。
【０２２３】
まず、図２２を参照して、第４実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｄの構成について説明する。なお、同図における図１６に示されるレーザ記録装置１０Ｃと同一の構成要素には図１６と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０２２４】
同図に示すように、本第４実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｄは、偏光分離素子３７に代えて一軸性結晶からなる偏光分離素子３７’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３７’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３実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃと相違している。この場合、偏光分離素子３７’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。
【０２２５】
本実施の形態に係るレーザ記録装置１０Ｄでは、図２２に示されるファイバーアレイ部３０のレーザビームＬの出射位置と偏光方向制御素子３４との間の距離ＴとレーザビームＬの波長λとの乗算値Ｔ×λを図１８に示される間隔ｃ（１／２波長板３４Ａの配置周期間隔）で除算して得られる値（Ｔ×λ）／ｃが所定値（本実施の形態では、ファイバーアレイ部３０の出射位置でのレーザビームＬの光強度の半値半幅）以下となるように距離Ｔ、波長λ、及び間隔ｃを決定している。
【０２２６】
本実施の形態では、レーザビームＬの波長λと距離Ｔをレーザ記録装置１０Ｄの製造コスト、寸法等の設計条件に応じて予め決定しておき、上記（Ｔ×λ）／ｃが上記半値半幅以下となるように間隔ｃを決定して偏光方向制御素子３４を作製するようにしているが、これに限らず、例えば、偏光方向制御素子３４を製造コスト等の製造上の条件に応じて間隔ｃを予め決定して作製し、上記（Ｔ×λ）／ｃが上記半値半幅以下となるようにレーザビームＬの波長λと距離Ｔの少なくとも一方を決定する形態とすることもできる。
【０２２７】
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２３に示すように偏光分離素子３７’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３７’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３７’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。
【０２２８】
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８（Ｂ）に示すビームスポットＳ１’〜Ｓ１５’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。
【０２２９】
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３７’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８（Ａ）に示すビームスポットＳ１〜Ｓ１５を得るように制御すればよい。
【０２３０】
以上詳細に説明したように、本第４実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｄでは、ファイバーアレイ部３０と偏光方向制御素子３４との間の距離ＴとレーザビームＬの波長λとの乗算値Ｔ×λを間隔ｃで除算して得られる値（Ｔ×λ）／ｃが所定値以下となるように距離Ｔ、波長λ、及び間隔ｃを決定しているので、レーザビームＬの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録フィルムＦ上に形成される画像の画質を向上することができる。
【０２３１】
また、本第４実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｄでは、上記所定値をレーザビームＬの出射位置での光強度の半値半幅としているので、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【０２３２】
また、上記第３、第４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３７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３７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３７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３７と組み合わせて用いた場合に当該偏光分離素子３７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３７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。
【０２３３】
また、上記第３、第４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。
【０２３４】
また、上記第３、第４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。
【０２３５】
また、上記第３、第４実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃ、１０Ｄ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３７との間に、偏光分離素子３７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３７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。
【０２３６】
また、上記第３、第４実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃ、１０Ｄでは、偏光分離素子３７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３７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３７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。
【０２３７】
更に、上記各実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａ〜１０Ｄでは、半導体レーザＬＤをアレイ屈折素子又は偏光分離素子によるレーザビームＬの分割（分離）方向に沿って複数配置し、各半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬを各々アレイ屈折素子又は偏光分離素子によって分割（分離）して記録フィルムＦに導くように構成しているので、画像を高速に記録することができる。
【０２３８】
なお、上記第４実施形態では、偏光方向制御素子３４及び偏光分離素子３７’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、レーザビームが収束する部位、すなわち、集光レンズ３８と記録フィルムＦとの間に配設する形態とすることもできる。
【０２３９】
図２４には、この場合のレーザ記録装置の概略構成図（平面図）が示されている。この場合は、偏光方向制御素子３４と記録フィルムＦとの間の距離Ｑとレーザビームの波長λとの乗算値Ｑ×λを間隔ｃで除算して得られる値（Ｑ×λ）／ｃが所定値以下となるように距離Ｑ、波長λ、及び間隔ｃを決定すればよい。
【０２４０】
このとき、上記所定値をレーザビームＬの集光スポットでの光強度の半値半幅とすることにより、一次回折光の影響による画質の劣化を確実に防止することができる。
【０２４１】
また、この場合も、波長λと距離Ｑをレーザ記録装置の製造コスト、寸法等の設計条件に応じて予め決定しておき、上記（Ｑ×λ）／ｃがレーザビームＬの出射位置での光強度の半値半幅以下となるように間隔ｃを決定して偏光方向制御素子３４を作製する形態や、偏光方向制御素子３４を製造コスト等の製造上の条件に応じて間隔ｃを予め決定して作製し、上記（Ｑ×λ）／ｃが上記半値半幅以下となるように波長λと距離Ｑの少なくとも一方を決定する形態等を適用することができる。
【０２４２】
この場合も、上記第４実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０２４３】
また、上記第４実施形態では、上記所定値としてレーザビームＬの出射位置での光強度の半値半幅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、集光スポットと一次回折光のずれの画質に対する影響は、記録フィルムＦ上に形成される画像の解像度等によってもある程度左右されるし、要求される画質も一定とは限らないので、上記所定値として上記半値半幅の近傍の値（例えば、当該半値半幅の±１０％の値）を適用することもできる。この場合も、本実施の形態とほぼ同様の効果を奏することができる。
【０２４４】
また、上記第３、第４実施形態では、素子移動モータ４０を偏光分離素子３７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３７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。この場合も、上記第３、第４実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０２４５】
更に、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〜１０Ｄ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。
【０２４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、光ビームの分割方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように第１レンズと第２レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えると共に、上記第２レンズの焦点距離ｆと上記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを上記屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｄが前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる、という効果が得られる。
【０２４７】
また、請求項２に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、光ビームの分割方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように第２レンズと記録媒体との間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えると共に、アレイ屈折素子と記録媒体との間の距離Ｒと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｒ×λを上記屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｒ×λ）／ｄが前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように距離Ｒ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる、という効果が得られる。
【０２４８】
また、請求項３に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、１本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、光ビームの分割方向が光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように光源と第１レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、を備えると共に、光源とアレイ屈折素子との間の距離Ｓと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｓ×λを上記屈折部材における光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｓ×λ）／ｄが前記光ビームの出射位置での光強度の半値半幅以下となるように距離Ｓ、波長λ、及び幅ｄを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる、という効果が得られる。
【０２４９】
また、請求項４に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、上記光ビーム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、当該偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を、上記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成した偏光方向制御素子と、を備えると共に、上記第２レンズの焦点距離ｆと上記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを上記所定間隔ｃで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｃが前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように焦点距離ｆ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる、という効果が得られる。
【０２５０】
また、請求項５に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、上記光ビーム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、当該偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を、上記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成した偏光方向制御素子と、を備えると共に、偏光方向制御素子と記録媒体との間の距離Ｑと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｑ×λを上記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｑ×λ）／ｃが前記光ビームの集光スポットでの光強度の半値半幅以下となるように距離Ｑ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品質を向上することができる、という効果が得られる。
【０２５１】
更に、請求項６に記載の露光装置によれば、少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、当該光源と記録媒体との間に配置されると共に当該光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと記録媒体との間に配置されると共に上記光ビームを記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、上記光ビーム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、当該偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を上記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成した偏光方向制御素子と、を備えると共に、上記光源と上記偏光方向制御素子との間の距離Ｔと上記光ビームの波長λとの乗算値Ｔ×λを上記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｔ×λ）／ｃが前記光ビームの出射位置での光強度の半値半幅以下となるように距離Ｔ、波長λ、及び所定間隔ｃを決定しているので、上記光ビームの集光スポットと一次回折光との間のずれ量を小さくすることができ、この結果として記録媒体上に形成される画像の品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実施形態に係るアレイ屈折素子３６の構成を示す概略構成図（平面図）である。
【図４】実施の形態に係るレーザ記録装置における集光スポットの状態を示す図であり、（Ａ）はアレイ屈折素子又は偏光分離素子をレーザビームＬの光路上に位置させない場合に記録フィルムＦ上に形成される集光スポットの状態を、（Ｂ）はアレイ屈折素子又は偏光分離素子をレーザビームＬの光路上に位置させた場合に記録フィルムＦ上に形成される集光スポットの状態を、各々示す概略図である。
【図５】第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの各種パラメータを示す概略図（平面図）である。
【図６】実施の形態に係るレーザ記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】第１、第２実施形態に係るレーザ記録装置において、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８】実施の形態に係るレーザ記録装置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９】第１実施形態に係るレーザ記録装置１０Ａの作用の説明に供する概略図（平面図）である。
【図１０】本発明のアレイ屈折素子の他の構成例を示す概略構成図（平面図）である。
【図１１】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。
【図１２】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１３】（Ａ）は第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの作用の説明に供する概略図（平面図）であり、（Ｂ）は第２実施形態に係るアレイ屈折素子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１４】第２実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｂの各種パラメータを示す概略図（平面図）である。
【図１５】他のレーザ記録装置の構成及び各種パラメータを示す概略図（平面図）である。
【図１６】第３実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｃの概略構成図（平面図）である。
【図１７】第３実施形態に係る偏光分離素子３７の構成及び作用の説明に供する概略図（平面図）である。
【図１８】（Ａ）は第３、第４実施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１９】第３、第４実施形態に係るレーザ記録装置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３７によるレーザビームの分離状態を示す概略図である。
【図２０】第３、第４実施形態に係るレーザ記録装置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３７によるレーザビームの分離状態を示す概略図である。
【図２１】第３、第４実施形態に係るレーザ記録装置において、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２２】第４実施形態に係るレーザ記録装置１０Ｄの概略構成図（平面図）である。
【図２３】第４実施形態に係る偏光分離素子３７’の作用の説明に供する概略図（平面図）である。
【図２４】他のレーザ記録装置の構成及び各種パラメータを示す概略図（平面図）である。
【図２５】本発明の原理の説明に供する概略図である。
【図２６】本発明の効果の説明に供する概略図である。
【図２７】集光スポットの半値半幅を示すグラフである。
【図２８】従来技術の原理の説明に供する概略図である。
【図２９】回折光の発生メカニズムの説明に供する概略図である。
【図３０】回折光の発生メカニズムの説明に供するグラフである。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 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（第１レンズ）
３４ 偏光方向制御素子
３４Ａ １／２波長板
３４Ｂ ガラス板
３６ アレイ屈折素子
３６Ａ、３６Ｂ 偏角プリズム
３６’ アレイ屈折素子
３７ 偏光分離素子
３７’ 偏光分離素子
３８ 集光レンズ（第２レンズ）
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（記録媒体）

Claims (6)

1. 走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、
   少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、
   前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、
   １本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、前記光ビームの分割方向が前記光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、
   を備えた露光装置であって、
   前記第２レンズの焦点距離ｆと前記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを前記屈折部材における前記光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｄが前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように前記焦点距離ｆ、前記波長λ、及び前記幅ｄを決定した
   ことを特徴とする露光装置。
2. 走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、
   少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、
   前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、
   １本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、前記光ビームの分割方向が前記光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように前記第２レンズと前記記録媒体との間に配置されたアレイ屈折素子と、
   を備えた露光装置であって、
   前記アレイ屈折素子と前記記録媒体との間の距離Ｒと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｒ×λを前記屈折部材における前記光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｒ×λ）／ｄが前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように前記距離Ｒ、前記波長λ、及び前記幅ｄを決定した
   ことを特徴とする露光装置。
3. 走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、
   少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、
   前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、
   １本の光ビームを２つに分割する単位表面形状を有する屈折部材が対単位でアレイ状に並ぶように構成すると共に、前記光ビームの分割方向が前記光源から射出された光ビームのブロードエリア方向と略平行となるように前記光源と前記第１レンズとの間に配置されたアレイ屈折素子と、
   を備えた露光装置であって、
   前記光源と前記アレイ屈折素子との間の距離Ｓと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｓ×λを前記屈折部材における前記光ビームの分割領域の分割方向に対する幅ｄで除算して得られる値（Ｓ×λ）／ｄが前記光ビームの出射位置での光強度の半値半幅以下となるように前記距離Ｓ、前記波長λ、及び前記幅ｄを決定した
   ことを特徴とする露光装置。
4. 走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、
   少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、
   前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、
   前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置されると共に前記光ビーム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、
   前記偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を前記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成すると共に前記第１レンズと前記偏光分離素子との間に配置された偏光方向制御素子と、
   を備えた露光装置であって、
   前記第２レンズの焦点距離ｆと前記光ビームの波長λとの乗算値ｆ×λを前記所定間隔ｃで除算して得られる値（ｆ×λ）／ｃが前記光ビームの前記記録媒体上での集光スポットの光強度の半値半幅以下となるように前記焦点距離ｆ、前記波長λ、及び前記所定間隔ｃを決定した
   ことを特徴とする露光装置。
5. 走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、
   少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、
   前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、
   前記第２レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビーム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、
   前記偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を前記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成すると共に前記第２レンズと前記偏光分離素子との間に配置された偏光方向制御素子と、
   を備えた露光装置であって、
   前記偏光方向制御素子と前記記録媒体との間の距離Ｑと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｑ×λを前記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｑ×λ）／ｃが前記光ビームの集光スポットでの光強度の半値半幅以下となるように前記距離Ｑ、前記波長λ、及び前記所定間隔ｃを決定した
   ことを特徴とする露光装置。
6. 走査露光によって記録媒体上に画像を形成する露光装置であり、
   少なくとも副走査方向についてはブロードエリアで発光する光ビームを射出する光源と、
   前記光源と前記記録媒体との間に配置されると共に前記光源から射出された光ビームを略平行光束とする第１レンズ、及び該第１レンズと前記記録媒体との間に配置されると共に前記光ビームを前記記録媒体上に集光する第２レンズを含んで構成された集光光学系と、
   前記光源と前記第１レンズとの間に配置されると共に前記光ビーム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、
   前記偏光分離素子により分離される光ビームの偏光方向に対して結晶光軸が４５度を含む所定範囲の角度で傾斜するように複数の１／２波長板を前記光ビームの全入射領域において各々所定間隔ｃを１周期として配置して構成すると共に前記光源と前記偏光分離素子との間に配置された偏光方向制御素子と、
   を備えた露光装置であって、
   前記光源と前記偏光方向制御素子との間の距離Ｔと前記光ビームの波長λとの乗算値Ｔ×λを前記所定間隔ｃで除算して得られる値（Ｔ×λ）／ｃが前記光ビームの出射位置での光強度の半値半幅以下となるように前記距離Ｔ、前記波長λ、及び前記所定間隔ｃを決定した
   ことを特徴とする露光装置。

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