(57)【要約】【課題】  光源配列の折れ曲がりが大きなＬＤアレイを使用しても、像面でのビームピッチを均一に保つことができる露光装置及び調整方法を提供する。【解決手段】  この露光装置１０は、光学部１２のＬＤアレイ１２ａから複数の光ビームを結像光学系１２ｂにより像面に結像させるとともに走査しながら記録媒体Ｔに対し露光を行うものであり、ビームピッチ調整のために、光学部１２を回転させるモータ１７と、像面におけるビームピッチを測定する受光部１５と、ビームピッチ測定結果に基づいて光学部を像面に対しモータにより回転させるように制御する制御部１８と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に並んだ複数の光源から複数の光ビームを結像光学系により像面に結像させるとともに走査しながら記録媒体に対し露光を行う露光装置であって、
前記複数の光源及び前記結像光学系を含む光学部を回転させるための回転手段と、
前記像面におけるビームピッチを測定する手段と、
前記ビームピッチ測定結果に基づいて前記光学部を前記像面に対し前記回転手段により回転させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御部が前記ビームピッチ測定結果に基づいて演算を行い、その演算結果に応じて前記光学部の回転角度を制御する請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記複数の光源が直線状に配列され、その配列方向に少なくとも１回の折れ曲がりが存在する請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記結像光学系が倍率可変である請求項１，２または３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記制御部の演算結果に基づいて前記結像光学系の倍率を調整する請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
アレイ状に並んだ複数の光源から複数の光ビームを結像光学系により像面に結像させるとともに走査しながら記録媒体に対し露光を行う露光装置におけるビームピッチの調整方法であって、
前記複数の光ビームを像面に結像させて前記像面におけるビームピッチを測定するステップと、
前記ビームピッチの測定結果に基づいて前記複数の光源及び前記結像光学系を含む光学部を前記像面に対し回転させるステップと、を含むことを特徴とする調整方法。
【請求項７】
前記ビームピッチ測定結果に基づいて演算を行い、その演算結果に応じて前記光学部の回転角度を制御する請求項６に記載の調整方法。
【請求項８】
前記複数の光源が直線状に配列され、その配列方向に少なくとも１回の折れ曲がりが存在する請求項７に記載の調整方法。
【請求項９】
前記演算結果に基づいて前記結像光学系の倍率を調整する請求項６，７または８に記載の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ状に並んだ複数の光源から複数の光ビームを走査しながら記録媒体に対し露光を行う露光装置及びその露光装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザダイオード（ＬＤ）アレイを光源とし、インターリーブ露光を行い印刷版に画像を形成するマルチビーム露光装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このような露光装置では、ＬＤアレイにおいて配列された各光源がその配列方向に折れ曲がっている場合（スマイル効果）、光源ビームピッチに誤差が生じ、このビームピッチ誤差は光学倍率との積で像面に反映される。このため、主走査方向についてはＬＤアレイの光源配列の折れ曲がりに応じて露光タイミングを調整している。
【０００３】
ＬＤアレイの光源配列の折れ曲がりは、光源の基板材質に関係したり、また生産時に生じるので、光源の基板材質や生産歩留まりの関係上、光源折れ曲がりの許容量が小さなＬＤアレイは高コストとなっている。その一方、露光タイミングの調整だけでは副走査方向の補正ができないので、光源配列の折れ曲がりが大きいとビームピッチむらが生じ、画質が低下してしまう。
【特許文献１】特開２００４−６２２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、光源配列の折れ曲がりが大きなＬＤアレイ等を使用しても、像面でのビームピッチを均一に保つことができる露光装置及び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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、アレイ状に並んだ複数の光源から複数の光ビームを結像光学系により像面に結像させるとともに走査しながら記録媒体に対し露光を行う露光装置であって、前記複数の光源及び前記結像光学系を含む光学部を回転させるための回転手段と、前記像面におけるビームピッチを測定する手段と、前記ビームピッチ測定結果に基づいて前記光学部を前記像面に対し前記回転手段により回転させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この露光装置によれば、像面で測定したビームピッチの測定結果に基づいて光学部を像面に対し回転させることでビームピッチのばらつきを極小にできるので、光源配列の折れ曲がりが大きなレーザダイオードアレイ等のアレイ状に並んだ複数の光源を使用しても、像面でのビームピッチを均一に保つことができる。なお、上記ビームピッチの調整後に、画像信号に基づいて露光を行うことで記録媒体に画像を形成するが、像面でのビームピッチを均一に保つことができるので、画質が向上する。
【０００７】
上記露光装置において前記制御部が前記ビームピッチ測定結果に基づいて演算を行い、その演算結果に応じて前記光学部の回転角度を制御することで、ビームピッチのばらつきが極小となるように回転させることができる。
【０００８】
また、前記複数の光源が直線状に配列され、その配列方向に少なくとも１回の折れ曲がりが存在する場合、光学部を像面に対し回転させることで、折れ曲がりの前後における配列方向の副走査方向に対する角度を略同一として像面でのビームピッチを折れ曲がりの前後において略同一に調整できる。
【０００９】
また、前記結像光学系が倍率可変であることで、光源の回転に起因するビームピッチのずれを結像光学系の倍率により調整できる。この場合、前記制御部の演算結果に基づいて前記結像光学系の倍率を調整することが好ましい。
【００１０】
本発明による調整方法は、アレイ状に並んだ複数の光源から複数の光ビームを結像光学系により像面に結像させるとともに走査しながら記録媒体に対し露光を行う露光装置におけるビームピッチの調整方法であって、前記複数の光ビームを像面に結像させて前記像面におけるビームピッチを測定するステップと、前記ビームピッチの測定結果に基づいて演算を行うステップと、前記演算結果に応じて前記前記複数の光源及び前記結像光学系を含む光学部を前記測定したビームピッチのばらつきが極小となるように前記像面に対し回転させるステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
この露光装置の調整方法によれば、像面で測定したビームピッチの測定結果に基づいて演算し、その演算結果に応じて光学部を像面に対し回転させることでビームピッチのばらつきを極小にできるので、光源配列の折れ曲がりが大きなレーザダイオードアレイ等のアレイ状に並んだ複数の光源を使用しても、像面でのビームピッチを均一に保つことができる。なお、上記ビームピッチの調整後に、画像信号に基づいて露光を行うことで記録媒体に画像を形成するが、像面でのビームピッチを均一に保つことができるので、画質が向上する。
【００１２】
上記調整方法において前記複数の光源が直線状に配列され、その配列方向に少なくとも１回の折れ曲がりが存在する場合、光学部を像面に対し回転させることで、折れ曲がりの前後における配列方向の副走査方向に対する角度を略同一として像面でのビームピッチを折れ曲がりの前後において略同一に調整できる。
【００１３】
また、前記演算結果に基づいて前記結像光学系の倍率を調整することで、光源の回転に起因するビームピッチのずれを結像光学系の倍率により調整できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の露光装置及び調整方法によれば、光源配列の折れ曲がりが大きなレーザダイオードアレイ等のアレイ状に並んだ複数の光源を使用しても、像面でのビームピッチを均一に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態による露光装置を説明するための制御ブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態による露光装置１０は、回転可能な円筒ドラム１１の外面に記録媒体Ｔ（一点鎖線で示す）を巻き付けるようにして装着し保持し、円筒ドラム１１の外面上の記録媒体Ｔに対し光学部１２のレーザダイオード（ＬＤ）アレイ１２ａから結像光学系１２ｂを介してデジタル画像信号に基づいて変調された複数の光ビームＬを露光する。光学部１２は図１の横方向の副走査方向Ｈ（またはその反対方向Ｈ’）に副走査移動可能に構成されている。
【００１７】
露光装置１０は、光学部１２からの光ビームＬで円筒ドラム１１を主走査方向（円周方向）Ｒに回転させて主走査するとともに円筒ドラム１１の回転に同期して光学部１２を副走査方向ＨまたはＨ’に移動させて副走査することで、光ビームＬにより円筒ドラム１１の外面に装着された記録媒体Ｔにデジタル画像信号に基づいて露光し画像形成を行う。
【００１８】
光学部１２は、複数の光源を有し、例えば、６４チャンネルのマルチチャンネルタイプに構成され、６４チャンネル分のレーザダイオードからなるＬＤアレイ１２ａと、各ＬＤ毎に配置された結像レンズ等からなる結像光学系１２ｂとを組み合わせて構成されている。ＬＤアレイ１２ａは各チャンネルのレーザダイオード（ＬＤ）が一列にアレー状に並んでいる。光学部１２は、結像光学系１２ｂにより円筒ドラム１１の外面に対しピント調整（合焦）及び倍率調整可能になっている。
【００１９】
図１の露光装置１０は、デジタル画像信号に基づいて光学部１２の駆動信号を発生させる駆動信号発生部１４と、この駆動信号により光学部１２を発光させる光源駆動部１３と、光学部１２から出射した複数の光ビームＬを受光しビームピッチを測定可能なＣＣＤ等からなる受光部１５と、円筒ドラム１１の外面上における光ビームＬの主走査位置を検出する主走査位置検出部１６と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）からなり露光装置１０全体を制御する制御部１８と、を備える。
【００２０】
図２に図１の光学部１２の正面図を示す。図１，図２のように、光学部１２はその長方形状の出射面１２ｃが受光部１５の受光面１５ａに対し平行になるように配置されている。光学部１２は、出射面１２ｃが受光面１５ａと平行状態を保ちながら、制御部１８の制御により図２のようにモータ１７で回転軸１７ａを介し回転中心ｐを中心にして所定角度だけ回転方向ｒ、または、その反対方向ｒ’に回転するようになっている。光学部１２が例えば、図２の破線のように、回転方向ｒに回転し、光学部１２のＬＤアレイ１２ａによる略直線状のＬＤアレー列１２ｄが副走査方向Ｈに対し所定角度θだけ回転する。
【００２１】
なお、受光部１５の受光面１５ａは、円筒ドラム１１の外面の副走査方向Ｈの延長線上に位置する。
【００２２】
図３に図１のレーザダイオードアレイから出射した各光ビームが受光面に入射し出力した電気信号を模式的に示し、横軸が副走査方向位置であり、電気信号のピーク間隔がビームピッチを表す。図３に示す例は、図の左側のビームピッチが２４μｍで、右側のビームピッチが２０μｍであり、ビームピッチにむらが生じている。
【００２３】
図４は図１のレーザダイオードアレイから出射した各光ビームスポットの像面での位置の差を強調して模式的に示す部分図（調整前）である。図５は図４の状態から光学部を回転させて調整後の光ビームスポットの像面での位置を模式的に示す部分図である。
【００２４】
図４のように、図１のレーザダイオードアレイ１２ａから出射した複数の光ビームスポットｓ１〜ｓ６は、像面上において、ｓ１，ｓ２，ｓ３が比較的緩やかな勾配で傾斜して並んでおり、ｓ１〜ｓ３の各中心が副走査方向Ｈに対し傾斜角ａ１で傾斜した直線ａ上にのっている。また、ｓ４，ｓ５，ｓ６が比較的急な勾配で傾斜して並んでおり、ｓ４〜ｓ６の各中心が副走査方向Ｈに対し傾斜角ｂ１で傾斜した直線ｂ上にのっている。直線ａとｂは副走査方向Ｈに対し傾斜角ａ１，ｂ１が異なり、折れ曲がっている。直線ａ，ｂ上における各光ビームスポット間の各距離Ｍは同じであるが、光ビームスポットｓ１〜ｓ３の副走査方向ＨにおけるビームピッチＭａ及びｓ４〜ｓ６の副走査方向ＨにおけるビームピッチＭｂは、次式（１）、（２）でそれぞれ表すことができる。
【００２５】
Ｍａ＝Ｍ×ｃｏｓ（ａ１）      ・・・（１）
Ｍｂ＝Ｍ×ｃｏｓ（ｂ１）      ・・・（２）
【００２６】
ここで、０≦ａ１＜ｂ１＜９０°であるので、上記式（１）、（２）からＭａ＞Ｍｂである。このように図４では、直線ａとｂが折れ曲がっていることに起因して副走査方向Ｈにおける光ビームスポットｓ１〜ｓ３のビームピッチＭａとｓ４〜ｓ６のビームピッチＭｂとが等しくないため、図３のようなビームピッチむらが生じると考えられる。
【００２７】
次に、図４の各光ビームスポットｓ１〜ｓ６の位置が方向ｖに回転して移動するように光学部１２をモータ１７により回転させることで、各光ビームスポット位置を図４から図５のように変える。この光学部１２の回転により、図５のように、像面上において、光ビームスポットｓ１，ｓ２，ｓ３が比較的緩やかな勾配で傾斜して並び、ｓ１〜ｓ３の各中心が副走査方向Ｈに対し傾斜角ｂ２で傾斜した直線Ｂ上に載り、また、ｓ４，ｓ５，ｓ６が比較的緩やかな勾配で傾斜して並び、ｓ４〜ｓ６の各中心が副走査方向Ｈに対し傾斜角ａ２で傾斜した直線Ａ上に載る。
【００２８】
ここで、傾斜角ａ２＝傾斜角ｂ２、とすると、上記式（１）、（２）と同様の式からＭａ＝Ｍｂとなる。このように、図５のように副走査方向Ｈにおける光ビームスポットｓ１〜ｓ３のビームピッチＭａとｓ４〜ｓ６のビームピッチＭｂとが等しくなるので、図３のようなビームピッチむらを解消することができる。
【００２９】
上述のように、図４の状態から、図５のように光ビームスポットｓ１〜ｓ３の各中心を通る直線Ｂの傾斜角ｂ２と、光ビームスポットｓ４〜ｓ６の各中心を通る直線Ａの傾斜角ａ２とが等しくなるように、光学部１２をモータ１７により回転させることで、ビームピッチＭａとビームピッチＭｂとを略同一にできる。
【００３０】
なお、ＬＤアレイ１２ａは、ＬＤが６４チャンネル分アレー状に並んで構成されているが、例えば、３２チャンネル分のＬＤアレイ同士を組み合わせて生産される場合がある。この場合、図２のＬＤアレー列１２ｄにおいてＬＤアレイの組み合わせ境界で折れ曲がりが発生し、このため、光ビームスポットに図４のような折れ曲がりが生じると考えられる。
【００３１】
また、図１の制御部１８は、図３のようなビームピッチ測定結果に基づいて上記式（１）、（２）等により演算を行い、その演算結果に応じて光学部１２の回転角θ（図２）を制御してビームピッチのばらつきが極小となるように光学部１２を回転させて調整する。
【００３２】
また、光学部１２を上述のように回転させたことでビームピッチにずれが発生する場合、制御部１８は、上記演算結果に基づいて各結像光学系１２ｂの倍率を各ＬＤ毎に調整することが好ましい。
【００３３】
次に、図１，図２の露光装置１０におけるビームピッチのばらつきの調整について図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
まず、光学部１２を図２の破線位置から方向Ｈ’に移動させ（Ｓ０１）、図１の実線で示す測定位置で受光部１５の受光面１５ａに対向させる。そして、光学部１２のＬＤアレイ１２ａから各チャンネル毎に光ビームＬを順々に発光させて各結像光学系１２ｂを介して受光面１５ａに結像させ、図３のように各ビームピッチを測定する（Ｓ０２）。
【００３５】
図１の制御部１８が上記ビームピッチ測定結果に基づいてビームピッチのばらつきが大きいためビームピッチの調整が必要であると判断した場合（Ｓ０３）、上記式（１）、（２）等により演算を行い、その演算結果により光学部１２の回転角θ（図２）を求める（Ｓ０４）。
【００３６】
次に、制御部１８がモータ１７を制御し光学部１２を回転角θだけ回転させる（Ｓ０５）。そして、ステップＳ０２に戻り、各ビームピッチを再度測定し、ビームピッチのばらつきが所定値以下になり、ビームピッチの調整が不要と判断されると（Ｓ０３）、ビームピッチのばらつき調整が終了する。なお、各ビームピッチを再度測定しても、ばらつきが所定値を越えているときは再度の調整を行う。
【００３７】
以上のようにして、図１，図２の露光装置１０における像面上のビームピッチが所定値以下となるように調整を行うことができる。この調整後に、光学部１２を図１の破線で示す露光位置に戻し、デジタル画像信号に基づいて駆動信号発生部１４で駆動信号を発生させ、光源駆動部１３で駆動信号により光学部１２のＬＤアレイ１２ａを駆動し各チャンネルから結像光学系１２ｂを介して光ビームＬで円筒ドラム１１の外面上の記録媒体Ｔを露光し画像形成する。このとき、ＬＤアレイ１２ａからの各光ビームのビームピッチがほぼ等しくなっているので、ビームピッチむらが発生せず、画質低下を防止できる。
【００３８】
上述の図１，図２の露光装置１０は、ＣＴＰ等の印刷画像形成露光装置に適用して好ましい。ＣＴＰ（コンピュータツウプレート／Computer To Plate）とは、印刷用の原版である刷版をフィルムの介在なしで直接作成するための装置である。この場合、ＬＤアレイ１２ａからの各光ビームの波長は好ましくは７５０乃至１４００ｎｍの範囲内である。
【００３９】
次に、上記ＣＴＰに用いて好ましい印刷版について図７を参照して説明する。図７は図１の記録媒体Ｔとしての印刷版の層構成を模式的に示す断面図である。
【００４０】
図７のように、シート状の印刷版５は、プラスチック支持体７０上に少なくとも親水性層７１及び感熱性画像形成層７２を有する。印刷版５のプラスチック支持体７０として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、セルロースエステル類を挙げることができる。特に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルムが好ましい。
【００４１】
印刷版５の親水性層７１とは、印刷時に印刷インキを着肉しない機能を有する層であり、この親水性層７１を形成する素材としては、有機親水性ポリマーを架橋あるいは疑似架橋することにより得られる有機親水性マトリクス構造体や、ポリアルコキシシラン、チタネート、ジルコネート又はアルミネートの加水分解、縮合反応からなるゾル−ゲル変換により得られる無機親水性マトリクス構造体、金属酸化物等が好ましく用いられる。親水性層７１は、特に金属酸化物微粒子を含むことが好ましく、例えば、コロイダルシリカ、アルミナソル、チタニアゾル、その他の金属酸化物のゾルが挙げられる。
【００４２】
また、印刷版５の感熱性画像形成層７２は、加熱により画像を形成しうる層であり、熱溶融性微粒子及び／又は熱融着性微粒子を含有する。熱溶融性微粒子としては、熱可塑性素材の中でも特に溶融した際の粘度が低く、一般的にワックスとして分類される素材で形成された微粒子である。また、熱融着性微粒子としては、熱可塑性疎水性高分子重合体微粒子が挙げられ、該熱可塑性疎水性高分子重合体粒子の軟化温度に特定の上限はないが、温度は高分子重合体微粒子の分解温度より低いことが好ましい。
【００４３】
図７の印刷版５を図１の露光装置１０の円筒ドラム１１の外面に装着して印刷版５に光学部１２から光ビームＬで露光することで、印刷版５に画像を記録できる。
【００４４】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、光学部１２のチャンネル数は、６４チャンネル以外であってもよく、例えば、１６，３２，１２８，・・・のマルチチャンネルであってもよく、特に、ＬＤアレイがその生産時に２つまたはそれ以上のＬＤアレイを組み合わせた構造である場合に、本発明を適用することでビームピッチを均一に調整することができる。
【００４５】
例えば、図８のように、ＬＤアレイ３０が第１ＬＤアレイ３１，第２ＬＤアレイ３２，第３ＬＤアレイ３３の組み合わせから生産され、そのＬＤアレー列が図８のように二箇所で折れ曲がっている場合にも、図６と同様の調整を行うことで、ビームピッチをできるだけ小さく調整できる。また、第３ＬＤアレイ３３が図８の破線のように折れ曲がっている場合にも同様に調整できる。
【００４６】
また、光学部１２を回転させる手段として、モータに限定されず、例えば、光学部１２を手動で回転可能な回転機構を用いてもよい。また、複数の光源としてＬＤアレイに限定されず、例えば、ＬＥＤアレイであってもよい。
【００４７】
また、本発明は、円筒ドラムの外面に記録媒体を巻き付けて光走査する外面走査方式に限定されず、平面的な記録媒体に光走査する平面走査方式にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態による図１は本実施の形態による露光装置を説明するための制御ブロック図である。
【図２】図１の光学部１２の正面図である。
【図３】図１のレーザダイオードアレイから出射した各光ビームが受光面に入射し出力した電気信号を模式的に示す図である。
【図４】図１のレーザダイオードアレイから出射した各光ビームスポットの像面での位置の差を強調して模式的に示す部分図（調整前）である。
【図５】図４の状態から光学部を回転させて調整後の光ビームスポットの像面での位置を模式的に示す部分図である。
【図６】図１，図２の露光装置１０におけるビームピッチのばらつきの調整を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１の記録媒体Ｔとしての印刷版の層構成を模式的に示す断面図である。
【図８】図１のＬＤアレイの変形例を説明するためにＬＤアレー列の折れ曲がりを強調して示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 露光装置
１１ 円筒ドラム
１２ 光学部
１２ａ レーザダイオード（ＬＤ）アレイ
１２ｂ 結像光学系
１２ｃ 出射面
１２ｄ ＬＤアレー列
１５ 受光部（ビームピッチ測定手段）
１５ａ 受光面（像面）
１７ モータ（回転手段）
１８ 制御部（制御手段）
θ 回転角
Ｈ 副走査方向
Ｌ 光ビーム
Ｍａ，Ｍｂ ビームピッチ
Ｔ 記録媒体
５ 印刷版
ｒ、ｒ’ 光学部１２の回転方向
ｓ１〜ｓ６ 光ビームスポット
【図１】
2006350150.tif 000003
【図２】
2006350150.tif 000004
【図３】
2006350150.tif 000005
【図４】
2006350150.tif 000006
【図５】
2006350150.tif 000007
【図６】
2006350150.tif 000008
【図７】
2006350150.tif 000009
【図８】
2006350150.tif 000010