(57)【要約】【課題】光記録ヘッドのレーザ記録手段の光軸調整を容易に行いつつ、高精度の位置を保証することができる、光記録ヘッドの調整方法を提供することを目的とする。【解決手段】マガジンに円筒形レーザ記録手段を保持した光記録ヘッドにおいて、円筒形レーザ記録手段の光軸調整を行う光記録ヘッドの調整方法であって、円筒形レーザ記録手段の基準位置を示すマスターガラスをＣＣＤによって撮像し、ＣＣＤによって円筒形レーザ記録手段の位置を撮像しつつ、撮像したマスターガラスの基準位置に基づいて円筒形レーザ記録手段を回転させることで基準位置に対する円筒形レーザ記録手段の光軸のずれを調整し、かつ円筒形レーザ記録手段から出射するレーザ光のマスターガラスにおけるスポット径が最小となるように調整する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容室にレーザ記録手段を保持した光記録ヘッドにおいて、前記レーザ記録手段の光軸調整を行う光記録ヘッドの調整方法であって、
前記レーザ記録手段の基準位置を示す調整板を撮像手段によって撮像し、前記撮像手段によって前記レーザ記録手段の位置を撮像しつつ、撮像した前記調整板の基準位置に基づいて前記レーザ記録手段を回転させることで前記基準位置に対する前記レーザ記録手段の光軸のずれを調整し、かつ前記レーザ記録手段から出射するレーザ光の前記調整板におけるスポット径が最小となるように調整することを特徴とする光記録ヘッドの調整方法。
【請求項２】
前記基準位置に対する前記レーザ記録手段の光軸のずれを調整する際、前記光記録ヘッドの副走査方向におけるずれを調整することを特徴とする請求項１記載の光記録ヘッドの調整方法。
【請求項３】
前記調整板は、前記基準位置の中心を避けて、前記基準位置を示すマークが形成されていることを特徴とする請求項１記載の光記録ヘッドの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に高解像度の画像を高速で描画することができる光記録ヘッドの調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新聞等の印刷物を印刷する印刷機には、デジタル化された画像データを、レーザビームのような指向性の高い光に変換して記録媒体へ直接書き込むことにより、印刷原版を作成するＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｔｏ  ｐｌａｔｅ）技術が採用されている。
【０００３】
このＣＴＰは、シート状の記録媒体を巻きつけたドラムを回転させて、記録媒体を主走査方向へ移動させ、また光記録ヘッドをドラムの回転方向（主走査方向）と直交する副走査方向へ移動させて、光記録ヘッドより記録媒体へレーザビームを照射することにより、記録媒体に画像を形成するようにしたものである。
【０００４】
前記ＣＴＰでドラム回転数を上げずに高生産性を得るためには、光記録ヘッドより記録媒体へ照射するレーザビームのビーム数をより多くする必要があり、従来からビーム数を増やすための改良や提案が種々行われている。
【０００５】
例えば（特許文献１）には、主走査方向へ移動される記録媒体に対し画像を形成する光記録ヘッドであって、前記光記録ヘッドには主走査方向と直交する副走査方向へ移動されるヘッド本体と、前記ヘッド本体に設けられ、かつ記録媒体に画像を形成する複数のレーザ記録手段とを備えており、前期ヘッド本体は副走査方向へ複数配置されて列を形成し、かつ列が主走査方向に複数段配列された収容室を有するマガジンを備え、前記レーザ記録手段は、円筒状のケースに設けられた半導体レーザ及び半導体レーザより射出されたレーザビームを記録媒体に照射する光学系を備え、かつ前記収容室内で回転可能に保持されている、光記録ヘッドが記載されている。
【０００６】
また前記（特許文献１）には、各円筒形レーザ記録手段の光軸調整を行う光軸調整手段として、光軸位置の基準となる位置にスリットを形成した描画マスクに対して前記レーザビームを照射し、スリットを通過したレーザビームを受光センサにより検知する手段であって、前記円筒形レーザ記録手段を前記収容室内で回転させ、これに応じて連続的に変化する受光センサの出力の極大点の位置が円筒形レーザ記録手段の所定光軸位置とみなす、円筒形レーザ記録手段の光軸調整を行う方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−２３７６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記複数のビームの許容光軸位置精度は、要求される画像の解像度にもよるが、例えば２４００ｄｐｉであれば、所定の位置に対し副走査方向で１μｍ程度の誤差範囲で配置することが必要である。しかし前記（特許文献１）の光軸調整方法では種々のばらつき要因を含み、このような高い精度に配置することは困難である。
【０００８】
例えば上記光軸調整方法では、描画マスクの各々のスリットに対し、受光センサを副走査方向に移動させて、スリットのセンターと受光センサにおける受光センターを高い精度で合わせる必要があるが、所定の位置に移動させる手段だけでは停止位置にばらつきが生じるためにリニアスケール等の位置保証手段が別途必要であり、さらに移動手段も精度の高い、高価な装置が必要となる。
【０００９】
また受光センサにおける受光センターの位置は、一般にセンサの外形センター位置とは一致していない。このためスリットのセンターと受光センサにおける受光センターを合わせるには、受光センター位置があらかじめ把握されている特別なセンサを使用することが必要となる。
【００１０】
加えて円筒形レーザ記録手段を収容部に固定した後は前記円筒形レーザ記録手段を回転させることができず、受光センサの出力の極大点を測定することができないため、組立完了後に光軸位置の精度を検証することは不可能である。
【００１１】
さらに本光記録ヘッドでは描画する対象物が円筒形状であるため、各レーザ記録手段の焦点位置はこの円筒形状に合わせておく必要があるが、それぞれを高い精度で合わせることは一般に困難である。
【００１２】
本発明はこれらの問題を解決するものであり、光記録ヘッドのレーザ記録手段の光軸調整を容易に行いつつ、高精度の位置を保証することができる、光記録ヘッドの調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
収容室にレーザ記録手段を保持した光記録ヘッドにおいて、レーザ記録手段の光軸調整を行う光記録ヘッドの調整方法であって、レーザ記録手段の基準位置を示す調整板を撮像手段によって撮像し、撮像手段によってレーザ記録手段の位置を撮像しつつ、撮像した調整板の基準位置に基づいてレーザ記録手段を回転させることで基準位置に対するレーザ記録手段の光軸のずれを調整し、かつレーザ記録手段から出射するレーザ光の調整板におけるスポット径が最小となるように調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
これにより、光記録ヘッドのレーザ記録手段の光軸調整を容易に行いつつ、高精度の位置を保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の請求項１記載の発明は、収容室にレーザ記録手段を保持した光記録ヘッドにおいて、レーザ記録手段の光軸調整を行う光記録ヘッドの調整方法であって、レーザ記録手段の基準位置を示す調整板を撮像手段によって撮像し、撮像手段によってレーザ記録手段の位置を撮像しつつ、撮像した調整板の基準位置に基づいてレーザ記録手段を回転させることで基準位置に対するレーザ記録手段の光軸のずれを調整し、かつレーザ記録手段から出射するレーザ光の調整板におけるスポット径が最小となるように調整することを特徴とする。
【００１６】
これにより、光記録ヘッドのレーザ記録手段の光軸調整を容易に行いつつ、高精度の位置を保証することができる。
【００１７】
また、基準位置に対するレーザ記録手段の光軸のずれを調整する際、光記録ヘッドの副走査方向におけるずれを調整することにより、レーザ記録手段を回転させるのみで、容易に調整を行うことができる。
【００１８】
また、調整板は、基準位置の中心を避けて、基準位置を示すマークが形成されていることにより、レーザ記録手段を調整する際、レーザ記録手段から出射するレーザ光の照射点を容易に確認することができ、光軸調整を容易に行うことができる。
【００１９】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００２０】
図１は本発明の光記録ヘッド単体の斜視図、図２は本発明の円筒形レーザ記録手段の保持を示す詳細図、図３は本発明の円筒形レーザ記録手段の光軸調整装置の概略を示す斜視図、図４は本発明のマスターガラスに描画したマスターパターンの詳細図、図５は本発明の円筒形レーザ記録手段の光軸調整装置の概略を示す側面図、図６は本発明の光軸調整に用いられる制御系のブロック図、図７は本発明の円筒形レーザ記録手段を回転させて光軸調整を行っているときのＣＣＤの撮影状態を示す説明図、図８は本発明の円筒形レーザ記録手段の光軸調整方法を示すフローチャート、図９は本発明の主走査方向に並んだ円筒形レーザ記録手段の焦点位置のずれを示す説明図、図１０は本発明の主走査方向に並んだ円筒形レーザ記録手段の焦点位置の調整方法を示す説明図である。
【００２１】
まず本発明の光軸調整方法で使用される光記録ヘッドの構成について説明する。図１に示す光記録ヘッドのヘッド本体１は、例えば印刷原版を作成する画像記録装置に装着して使用するもので、多数の円筒形レーザ記録手段２を備えている、マガジン３を有している。
【００２２】
各円筒形レーザ記録手段２が収容されたマガジン３の収容室３ａは、マガジン３のＺ軸方向に貫通していて、円筒形レーザ記録手段２は、図２に示すように例えば円筒部２箇所を収容室３ａの２つの面（Ａ面、Ｂ面）に付勢手段４にて圧接し、回転可能な状態でかつ図１に示すＺ軸方向に移動可能な状態に保持されている。
【００２３】
また円筒形レーザ記録手段２は円筒状ケース２ａと半導体レーザ２ｂを備えており、円筒状ケース２ａの外形中心Ｏと、円筒形レーザ記録手段の光軸中心である半導体レーザの中心Ｏ１とは、あらかじめ偏心量εだけ偏心している。
【００２４】
次に前記円筒形レーザの光軸を所定の位置に配列するための光軸調整装置について図３を用いて説明する。実際は円筒形レーザ記録手段２が前記マガジン３に収容された状態で光軸調整を行うが、本図においては省略している。
【００２５】
マスターガラス５は複数のレーザ記録手段の光軸位置の基準となるものであり、その表面には各円筒形レーザ記録手段２の光軸位置を示すマスターパターンが、半導体製造プロセス等によって高精度にマーキングされている。目印の位置や形状は目標とするレーザ記録手段の光軸位置が特定できればどのようなものでもよい。例えば図４に示すように目標とするレーザ記録手段の光軸位置を中心にした仮想円と、この中心を通る斜め４５度の仮想線との２箇所の交点に、四角の形状のマスターパターン５ａをマーキングしておけば、このマスターパターンからレーザ記録手段の位置の特定が可能となる。
【００２６】
ＣＣＤ６は図３に示すように、例えば副走査方向であるＸ方向、主走査方向であるＹ方向に移動可能な直動機構７ａ、７ｂに取り付けられており、マスターガラス５のそれぞれのマスターパターンを撮影することができる位置に移動させることが可能である。
【００２７】
また光軸調整装置においてマスターガラス５は固定されており、図３及び図５に示すように、このマスターガラス５を挟んで円筒形レーザ記録手段２とＣＣＤ６が対向するように配置されている。このときマスターガラス５に対し、直動機構７ａ、７ｂはＸ方向、Ｙ方向共に平行に移動できるよう取り付けられている。さらにＣＣＤ６からマスターガラス５までの距離は、ＣＣＤ６がマスターパターン５ａにピントが合う位置となっている。
【００２８】
また光軸調整装置には、図５に示すように後述するレーザ光２ｃを減光するＮＤフィルター８が備えられており、ＣＣＤ６の前面に出し入れ可能となっている。ＣＣＤ６でマスターガラス５のマスターパターン５ａを撮影する際は、ＮＤフィルター８をＣＣＤ６の前面からずらしておき、半導体レーザ２ｂから発光されるレーザ光２ｃを撮影する際は、ＮＤフィルター８をＣＣＤ６の前面に挿入させることで、ＣＣＤ６を動かすことなく両者を撮影することが可能である。
【００２９】
次に光軸の基準位置と半導体レーザの中心を算出する制御系について、先の２つのマスターパターン５ａを例にして、図６を参照しつつ説明する。
【００３０】
まずＣＣＤ６で撮影されたマスターパターン５ａ及びマスターガラス５に集光するレーザ光２ｃのデータは、それぞれ撮像画像データ記録部１０に格納される。
【００３１】
次にこの撮像画像データ記録部１０に格納されたデータをもとに、画像データ処理部１１で光軸の基準位置及び半導体レーザの中心位置を算出する。
【００３２】
光軸の基準位置を得るには、画像データ処理部１１で２つのマスターパターン５ａの撮影データからそれぞれの位置を検出し、得られた２つのマスターパターンの位置より光軸の基準位置を算出する。今回の例では、２つのマスターパターン５ａは、光軸の基準位置を中心とした円と、この中心を通る斜め４５度の線との交点であるので、２つのマスターパターンの位置から逆演算して光軸の基準位置を算出する。
【００３３】
また半導体レーザの中心位置を得るには、画像データ処理部１１でレーザ光２ｃの撮影データからレーザ光２ｃの重心を算出することで可能である。このときレーザ光２ｃのスポット径を算出することも可能である。
【００３４】
次に、得られた光軸の基準位置と半導体レーザの中心位置の差を算出して、Ｘ方向、Ｙ方向のずれ量を得る。そして光軸の基準位置、レーザの中心位置、Ｘ方向、Ｙ方向のずれ量、レーザ光のスポット径を表示用画像データ記憶部１２に格納し、表示機１３に表示させる。具体的には図７（ａ）に示すように、光軸の基準位置を通るＸ方向の副走査方向基準、Ｙ方向の主走査方向基準を描画させ、レーザの中心位置に円を描画する。また光軸の基準位置、レーザの中心位置、Ｘ方向、Ｙ方向のずれ量、レーザ光のスポット径は数値にて表示させることが可能である。これら各制御系は、図６に示す主制御部９によって制御されている。
【００３５】
次に前記光軸調整装置を用いて、円筒形レーザ記録手段の光軸調整を行う方法について図７と図８を用いて説明する。まず光軸調整を行う円筒形レーザ記録手段の光軸位置基準付近に、直動機構７ａ、７ｂによりＣＣＤ６を移動させる（Ｓ１）。移動後のＣＣＤ６の位置はそれほど高い精度が要求されず、例えば先に述べた四角の形状のマスターパターンであれば、２つのマスターパターン５ａがＣＣＤ６の認識エリアに収まっていればよい。そしてＣＣＤ６によりマスターパターン５ａを撮影し、先に述べた制御系によってマスターパターンの撮影データから、光軸の基準位置を算出する（Ｓ２）。
【００３６】
次にＣＣＤ６の前面にＮＤフィルター８を挿入し（Ｓ３）、半導体レーザを発光させる（Ｓ４）。これをＣＣＤ６により撮影し、先に述べた制御系によって半導体レーザの中心位置とレーザ光のスポット径を算出する（Ｓ５）。このときＣＣＤ６は、先に撮影したマスターパターン５ａの撮影位置から動いていない。このため、先に述べた光軸の基準位置と半導体レーザの中心位置から導かれるＸ方向、Ｙ方向のずれ量はＣＣＤ６の停止位置精度の影響を受けることがなく、リニアスケール等の位置保証手段を使用しなくても高い精度で算出することができる。
【００３７】
次に円筒形レーザ記録手段２の焦点位置の調整を行う（Ｓ６）。具体的には先に得られたレーザ光のスポット径が最小となるように、円筒形レーザ記録手段２をマガジン３に対し水平方向に前後させる。このときＣＣＤ６はマスターパターン５ａにピントが合っているので、レーザ光の焦点はマスターガラス５のマスターパターン５ａが描画されている面に合わせられることになる。
【００３８】
次に円筒形レーザ記録手段２の光軸について副走査方向の調整を行う（Ｓ７）。具体的には円筒形レーザ記録手段２を回転させて、図７（ａ）のように表示機１３に表示されるレーザ光の軌跡を、光軸基準を通る副走査方向の基準に近づけていく。最終的には副走査方向のずれである、Ｘ方向のずれ量がほぼ０になるまで回転させる。このとき円筒形レーザ記録手段２は円筒状ケース２ａの外形中心Ｏを中心に回転するが、半導体レーザの中心は外形中心Ｏからあらかじめ偏心しているので、少量の回転により半導体レーザの中心は大きく変化する。このため光軸の副走査方向の調整は、高精度に動作する調整装置を使用しなくても高い精度を得ることができる。このとき主走査方向の光軸は図７（ｂ）のように、主走査方向の基準からずれた位置にあるが、Ｙ方向のずれ量を算出しておき（Ｓ８）、実際にドラムに描画するときに正規の描画タイミングからこのずれ量分ずらしてレーザ照射することで、主走査方向についても高精度に調整することができる。
【００３９】
なお、焦点位置の調整と副走査方向の調整は、本実施の形態では、焦点位置の調整を先に行っているが、副走査方向の調整を先に行ってもよい。
【００４０】
次に円筒形レーザ記録手段２を接着剤でマガジン３に固定する（Ｓ９）。接着剤は種々のタイプが使用可能であるが、例えばＵＶ硬化性樹脂であれば短時間に硬化させることが可能である。
【００４１】
最後に、接着剤は硬化に伴い多少の収縮が発生し円筒形レーザ記録手段の位置ずれが懸念されるため、硬化後のレーザの位置が適正であるかの検査を行う（Ｓ１０）。半導体レーザを発光させた状態で、例えば焦点については所定の基準スポット径範囲内か、光軸の基準位置から半導体レーザの中心位置のＸ方向のずれ量は基準範囲以内か確認し、問題なければＯＫ判定を行う。従来の方法では接着後は円筒形レーザ記録手段を回転させることができず、受光センサの出力の極大値を求めることができないために接着後は円筒形レーザ記録手段２の光軸の位置が妥当かどうか検査が不可能であったが、本方法によれば、光軸の基準位置からのずれ量を検知しているため、接着後の精度を保証することが可能である。
【００４２】
ここまでを１つの工程として次の円筒形レーザ記録手段２に進んでいき、すべての円筒型レーザ記録手段２について調整を行う（Ｓ１１）。ここで実際に光記録ヘッドとして描画するときの対象物は図９のように円筒形状であるため、副走査方向に隣り合う円筒形レーザ記録手段２についてはレーザの焦点位置は同一であるが、主走査方向に隣り合う円筒形レーザ記録手段については、それぞれレーザの焦点位置を対象物となる円筒形状に合わせた位置に調整しておく必要がある。このため図１０に示すように次に調整する円筒形レーザ記録手段が主走査方向に隣り合う場合には、マガジン３の位置を焦点ずれ量ｓ分だけずらしておく。つまり焦点ずれ分を含んだ状態でレーザ光の焦点をマスターパターン５ａに合わせることができるので、マスターガラス５の位置及びマスターガラス５からＣＣＤ６の距離を変える必要がない。このため最小限の部品の移動でレーザの焦点位置を円筒形状に合わせることができるため、移動に伴う誤差要因を抑えることができ、簡単な構成で高い精度を確保することができる。
【００４３】
また、マガジン３を移動させることによって、焦点ずれの調整つまり、図９に示す円筒形状に合わせたレーザ記録手段２の焦点位置の調整を行っているため、マスターガラス５上で調整する場合に、上述したように、スポット径が最小となるように調整を行うのみで、容易に円筒形レーザ記録手段２の焦点位置の調整を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の光記録ヘッドの調整方法によれば、レーザ記録手段の光軸位置及び焦点位置を、簡易な調整装置を用いながら高精度に調整することが可能になるので、特に記録媒体に高解像度の画像を高速で描画することができる光記録ヘッドの組立、調整に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の光記録ヘッド単体の斜視図
【図２】本発明の円筒形レーザ記録手段の保持を示す詳細図
【図３】本発明の円筒形レーザ記録手段の光軸調整装置の概略を示す斜視図
【図４】本発明のマスターガラスに描画したマスターパターンの詳細図
【図５】本発明の円筒形レーザ記録手段の光軸調整装置の概略を示す側面図
【図６】本発明の光軸調整に用いられる制御系のブロック図
【図７】本発明の円筒形レーザ記録手段を回転させて光軸調整を行っているときのＣＣＤの撮影状態を示す説明図
【図８】本発明の円筒形レーザ記録手段の光軸調整方法を示すフローチャート
【図９】本発明の主走査方向に並んだ円筒形レーザ記録手段の焦点位置のずれを示す説明図
【図１０】本発明の主走査方向に並んだ円筒形レーザ記録手段の焦点位置の調整方法を示す説明図
【符号の説明】
【００４６】
１    ヘッド本体
２    円筒形レーザ記録手段
３    マガジン
５    マスターガラス
５ａ    マスターパターン
６    ＣＣＤ
７ａ，７ｂ    直動機構
８    ＮＤフィルター
１１    画像データ処理部
１３    表示機
【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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