(57)【要約】  【課題】半導体発光光源の温度上昇を抑制することにより、高度に安定な光ビームを得、これを用いて感光材料に高精度の画像を記録することが可能な画像記録装置を提供すること。  【解決手段】光ビームを用いて感光材料に画像を記録する画像記録装置であって、前記光ビームの各発生源として、２個の半導体発光装置を並列接続して用い、前記２個の半導体発光装置の一方に記録すべき画像に係る信号を入力するとともに、他方にこれと逆位相の信号を入力する構成とし、さらに、前記逆位相の信号を入力された半導体発光装置からの発光光が前記感光材料に到達しないようにする光遮断手段と、前記２個の半導体発光装置に近接して設けられた当該２個の半導体発光装置の冷却手段とを有することを特徴とする画像記録装置。【選択図】図３
2005181796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを用いて感光材料に画像を記録する画像記録装置であって、
前記光ビームの各発生源として、２個の半導体発光装置を並列接続して用い、
前記２個の半導体発光装置の一方に記録すべき画像に係る信号を入力するとともに、他方にこれと逆位相の信号を入力する構成とし、
さらに、前記逆位相の信号を入力された半導体発光装置からの発光光が前記感光材料に到達しないようにする光遮断手段と、
前記２個の半導体発光装置に近接して設けられた当該２個の半導体発光装置の冷却手段とを有することを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記半導体発光装置がレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記冷却手段としてペルチェ素子を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを用いて感光材料に画像を記録する画像記録装置に関し、より具体的には、高度に安定な光ビームを用いて、感光材料に高精度の画像を記録することが可能な画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ技術の進歩に伴って、製版技術の分野においても、いわゆるＣＴＰ（Ｃomputer to Ｐlate ）、すなわち、製版時にフィルムを介在させずに直接、感光性を有する刷版用材料（以下、単に感材ともいう）に画像（イメージ）記録を行う技術が確立されている。
【０００３】
この技術では、露光用光源から照射される光ビームの点灯状態を、記録すべき原画像の画像データに基づいて生成された２値化画像信号（以下、単に画像信号という）によって制御し、露光用光源と感材とを相対的に移動させることによって上記光ビームを感材上で２次元的に走査させ、感材上に所望の画像が記録される。
周知のように、製版用の画像は、いわゆる網点を用いる網点諧調画像であり、各網点は、解像度に応じて決定される所定のサイズを有する光ビームを用いる走査露光により形成される、多数のドットの集合により記録される。
【０００４】
このような光ビームによる走査露光方式の画像記録装置としては、回転するドラムの表面に感材を保持しながら、前述の画像信号に応じて露光用光源を変調して露光を行い、画像の記録が行われる。ここで、上述の露光用光源としては、通常、レーザダイオード等の半導体発光光源が用いられる。
ここで、記録速度を向上させるために出力の大きな発光光源が用いられるようになるにつれて、当然のことながら、この発光光源の温度上昇が大きくなる。
【０００５】
ところで、上述のレーザダイオード等の半導体発光光源は、一般に、温度が上昇すると定格光量が低下し、発光量が低下するのみならず、寿命も短くなるという、基本的な問題点を有するものである。そこで、通常は、これらの半導体発光光源に対しては、各種の冷却手段（ヒートシンクとファンの組み合わせ，ペルチェ素子等が用いられる）により冷却されている。
【０００６】
また、これとは別に、光信号伝達システム等に利用されるレーザ光発生装置において、２個のレーザダイオード（以下、ＬＤという）を１セットにして、半導体レーザの発振信号のジッタ，立ち上がり・立ち下がり時間の短い光を発生させることにより、光信号を安定的に出力させるようにしたレーザ光発生装置（例えば、特許文献１を参照）が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２３３５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の、特許文献１に開示された技術においては、ＬＤを２個セットで用い、これらのＬＤの一方に元データを、他方にこれと逆位相のデータを入力するようにしているが、ここでは、これにより光信号を安定的に出力させることが考慮されているだけで、この組み合わせ方式を、ＬＤの発熱による温度上昇の抑制に利用するという点に関しては、全く考慮はなされていない。
【０００９】
すなわち、画像の高精細記録化，記録速度の向上が要求されるに従って、発光光源として用いられるＬＤとしても大出力のものが用いられるようになり、このため、ＬＤ自体の発熱量も増加する傾向にあるが、これに対する冷却手段として、前述のような従来の手段を用いた場合には、ＬＤの動作（ＯＮ）時，非動作（ＯＦＦ）時における温度変動に左右される部分については、十分に対応することができないという問題が解消できず、未解決のまま残されていたのであるが、それに対する配慮は全くなされていなかった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来技術における上述のような問題点を解消した、半導体発光光源の温度上昇を抑制することにより、高度に安定な光ビームを得、これを用いて感材に高精度の画像を記録することが可能な画像記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像記録装置は、光ビームを用いて感材に画像を記録する画像記録装置であって、前記光ビームの各発生源として、２個の半導体発光装置を並列接続して用い、前記２個の半導体発光装置の一方に記録すべき画像に係る信号を入力するとともに、他方にこれと逆位相の信号を入力する構成とし、さらに、前記逆位相の信号を入力された半導体発光装置からの発光光が前記前記感材に到達しないようにする光遮断手段と、前記２個の半導体発光装置に近接して設けられた当該２個の半導体発光装置の冷却手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記半導体発光装置はレーザダイオードであることが好ましい。また、前記冷却手段としては、ペルチェ素子を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２個の半導体発光光源を並列接続し、これらの半導体発光光源に互いに逆位相の信号を入力するように構成したことにより、その温度上昇を平均化して抑制し易くすることを可能にし、半導体発光光源の発光ビームを高度に安定化させることで、これを用いる画像記録装置における感材への高精度の画像記録が可能になるという顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の好適実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る画像記録装置を模式的に示す概略斜視図である。
図１に示す画像記録装置１０は、副走査方向に所定の間隔を空けて配置される所定数のマルチビームを射出する光源部１２と、この所定数のマルチビームによって露光記録される感材Ａを主走査部１４と、上述の光源部１２から射出される所定数のマルチビームを主走査部１４の感材Ａ上に結像する結像光学系１６と、少なくとも上記結像光学系１６を含む結像ユニット３４を、上記主走査部１４のドラム３２と直交する副走査方向に移動させる副走査機構３６とを有する。
【００１６】
また、光源部１２は、所定数（ｉ本）のマルチビームをそれぞれ出射するＬＤを含む所定数（ｉ個）の、ＬＤ／ファイバー結合ユニット（以下、ＬＤ／ＦＣユニットという）２０（２０ａ，２０ｂ，……，２０ｉ）と、これらの各ＬＤ／ＦＣユニット２０（２０ａ，２０ｂ，……，２０ｉ）において、それぞれの入射端面が結合されている所定長の光ファイバー２２（２２ａ，２２ｂ，……，２２ｉ）と、これらの各各ＬＤ／ＦＣユニット２０（２０ａ，２０ｂ，……，２０ｉ）を所定温度に保持するためのヒートシンク２４とを備えている。
【００１７】
前述の通り、本発明に係る画像記録装置は、上述のＬＤ／ＦＣユニット２０を構成するＬＤを効率的に冷却することにより、感材に高精度の画像を記録可能としたことを特徴とするものであるが、この点の詳細については後述する。
【００１８】
前述の光源部１２は、さらに、光ファイバー２２ａ，２２ｂ，……，２２ｉをその途中で支持板２７によりまとめたコネクタアレイ２８と、上記光ファイバー２２ａ，２２ｂ，……，２２ｉの出射端面から射出される所定数のマルチビームが感材Ａ上で副走査方向に所定の間隔を空けて配置されるように、光ファイバー２２ａ，２２ｂ，……，２２ｉの出射端面を副走査方向に所定の間隔を空けて支持板２９に配置したファイバーアレイ３０とを有する。
【００１９】
ここで、上述の各ＬＤ／ＦＣユニット２０は、それぞれのＬＤとこのＬＤが射出するレーザビームを各光ファイバー２２ａ，２２ｂ，……，２２ｉの入射端面のコアに結像する図示されていないレンズと、上記各光ファイバー２２ａ，２２ｂ，……，２２ｉとの結合部からなっている。
【００２０】
また、本実施形態に係るＬＤ／ＦＣユニット２０において用いるＬＤとしては、特に制限はなく、シングルモードＬＤ，マルチモードＬＤ，ブロードエリアＬＤ等、公知の各種のＬＤを用いることができる。さらに、ＬＤ自体にコリメータレンズやアパーチャを有するものであってもよい。なお、光ファイバー２２も、特に制限はなく、十分な光を誘導できるものであればできるだけ細い方がよい。
【００２１】
ＬＤ／ＦＣユニット２０を搭載するヒートシンク２４も、特に制限はなく、例えば、アルミニウム板等の金属板でもよいが、後述するように、ここでは、ペルチェ素子を用いるものとしている。なお、コネクタアレイ２８の支持板２７や、ファイバーアレイ３０の支持板２９にも特に制限はなく、公知のものを用いることができる。
【００２２】
図１中の主走査部１４は、いわゆるアウタードラム方式の露光記録を行うものであり、その外周面に感材Ａを装着して主走査方向に回転するドラム３２と、このドラム３２を回転駆動する図示されていない駆動源とを有している。
【００２３】
また、副走査機構３６は、少なくとも前記結像光学系１６を含む結像ユニット３４を、前記主走査方向と直交する副走査方向に移動させるものである。なお、ここでは、結像ユニット３４を、ドラム３２と直交する副走査方向に移動させる（矢印ｃ参照）ものとしているが、逆に、上記ドラム３２を含む主走査部１４を、結像ユニット３４に対して移動させるように構成してもよいことはいうまでもない。
【００２４】
なお、図１に示すように、結像ユニット３４をドラム３２に対して副走査方向に移動させる（矢印ｃ参照）場合には、結像ユニット３４としては、少なくとも前記光源部１２のファイバーアレイ３０および結像光学系１６を一体化して、１つの移動支持台３３に固定するのが好ましい。
【００２５】
ここで、上記副走査機構３６の移動支持台３３は、本実施形態に係る画像記録装置の主走査部１４以外の部分全体を支持する基台３７にも受けられた溝３７ａ内を摺動可能に構成されている。すなわち、移動支持台３３は、ドラム３２の回転軸に平行な上述の矢印ｃで示される方向（副走査方向）に延在する下方に向いた突状部３３ａを有しており、この内部には（図示されていないが）雌ねじが形成されている。
【００２６】
一方、上述の基台３７の溝３７ａ内には、図示されていない支持・駆動手段に接続されているボールねじ（駆動ねじ）３５が配置されている。そして、このボールねじ（駆動ねじ）３５と上記移動支持台３３の突状部３３ａ内の雌ねじとが螺合しており、ボールねじ（駆動ねじ）３５の回転に同期して、移動支持台３３の移動が実現される。
【００２７】
なお、上記移動支持台３３の突状部３３ａの形状は、図示されている三角形状に限定されるものではなく、どのような形状でもよい。また、移動手段も、ボールねじ３５と螺合する雌ねじには限定されず、移動支持台３３を平行移動させることができる機構であれば、どのようなものでもよい。
【００２８】
感材Ａは、特に限定されるものではないが、例えば、光モード（フォトンモード）等の中程度のパワーを持つレーザによる露光記録、あるいは露光現像によって露光部が光化学反応して硬化（ポリマー化）等の現象により、感光層がインク受容性または水溶性となる感材や、ヒートモード等の比較的大パワーのレーザによる露光での熱エネルギーによって、露光部がインク受容性または水溶性となる感材等が、広範に用い得る。なお、ドラム３２自体が感光性を有するものであってもよい。
【００２９】
次に、結像光学系１６は、光源部１２から射出されたマルチビームを最終的に所定のスポットサイズで結像させる縮小光学系であって、ファイバーアレイ３０の光の進行方向下流側に配置されており、上記ファイバーアレイ３０の全ての光ビームに作用してコリメート光（平行光）とするコリメータレンズ３８と、このコリメータレンズ３８とドラム３２の外周の感材Ａとの間に配置され、主走査部１４上の感材Ａ上に光ビームを結像する結像レンズ４０とを備えているものである。
【００３０】
なお、この結像光学系１６についても、図示例のものに限定されるものではなく、光源部１２から射出されたマルチビームを最終的に所定のスポットサイズで結像できる縮小光学系であれば、どのようなものでもよい。また、複数段の縮小光学系を組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００３１】
以下、図２，図３に基づいて、本実施形態に係る画像記録装置の特徴である、感材への高精度の画像記録を可能とした、ＬＤ／ＦＣユニット２０を構成するＬＤを効率的に冷却するための特徴的構成およびその作用を説明する。
ここで、図２は、図１中のＬＤ／ＦＣユニット２０の一部を拡大した詳細図であり、合わせてその作用である、感材Ａへの露光を行う状況を示している。また、図３は、図２中の各信号線内を流れる信号の波形を模式的に示す図である。
【００３２】
まず、図２に基づいて、ＬＤ／ＦＣユニット２０の特徴的構成を説明する。
図２は、本実施形態に係る画像記録装置におけるＬＤ／ＦＣユニット２０を構成する１個のＬＤを示しているものであるが、図から明らかなように、本実施形態に係る画像記録装置においては、１個のＬＤをＬＤ１とＬＤ２との２個のＬＤを組み合わせたペアＬＤで構成した点に第１の特徴がある。
【００３３】
すなわち、本実施形態に係る画像記録装置におけるＬＤ／ＦＣユニット２０は、ＬＤ冷却手段としてのヒートシンク２４（ここでは、ペルチェ素子を用いている）上に、２個のＬＤ（本来の感材露光用のＬＤである露光用の信号が入力されるＬＤ１と、この露光用の信号とは逆位相の信号が入力されるいわばダミーのＬＤであるＬＤ２）を組み合わせて１個の発光光源としているものである。
【００３４】
より具体的には、上記本来の感材露光用のＬＤであるＬＤ１には、動作時には画像信号が入力され、このとき、他方のダミーのＬＤであるＬＤ２には、上記画像信号を反転させた信号が入力される。そして、ＬＤ１からの発光光は感材Ａへの露光を行うために感材Ａ上の所定の位置に照射され、ＬＤ２からの発光光は感材Ａに影響を与えないように、例えば、これを遮断する処置をとる。
【００３５】
上述の、ダミーのＬＤであるＬＤ２からの発光光を遮断する処置としては、ＬＤ２からの発光光を感材Ａに影響を与えない位置（方向）に導く光導波路を設ける等の方法によってもよい。ここでは、上述の光の通路上に、光遮断手段４２を配置して、ＬＤ２からの発光光による感材Ａへの露光が実質的に行われないようにしている。なお、上述の光遮断手段４２を用いる場合には、発生する熱の影響が感材Ａとヒートシンク２４，ＬＤ／ＦＣユニット２０に及ばないようにするために、感材Ａとの間の距離を大きくとるようにすることと、ヒートシンク２４，ＬＤ／ＦＣユニット２０との間の距離を大きくとるようにするのがよい。
【００３６】
なお、上述の、ＬＤ１からの発光光は、具体的には、ＬＤ／ＦＣユニット２０を出たあと、コネクタアレイ２８とファイバーアレイ３０、さらには、コリメータレンズ３８，結像レンズ４０を経て、ドラム３２上の感材Ａに結像・露光される。
【００３７】
ところで、図２に示すように、例示したような画像信号ＩＮが入力されると、この信号は、当該信号（ＯＵＴ１）とこれを反転させた信号（ＯＵＴ２）の２つの信号として、それぞれＬＤ１，ＬＤ２に入力される。ＬＤ１，ＬＤ２では、入力された位相の異なる信号に従って、発光・消光を繰り返すが、前述の通り、このうちのＬＤ１からの発光光のみが感材Ａの露光に供される。
【００３８】
図３に、この間の各部の動作タイミングを示している。図３中には、上方から、画像信号ＩＮ，これから生成されるＯＵＴ１およびＯＵＴ２，ＬＤ１およびＬＤ２における発熱量（発光量にも対応する）ＰＬＤ１およびＰＬＤ２，これらを加算した総発熱量（ＰＬＤ１＋ＰＬＤ２）の位相の変化の状況が示されている。
【００３９】
図３から明らかなように、ＬＤ１，ＬＤ２にそれぞれ、逆位相の信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２が印加されると、これに従って、ＬＤ１，ＬＤ２が交互に発光するが、その際、この発光に伴って熱も発生する（その量が、ＰＬＤ１およびＰＬＤ２で示されている）。この図の要点は、最下段の総発熱量（ＰＬＤ１＋ＰＬＤ２）の値が、実質的に直線状、すなわち変動幅が極めて小さくなることを示している点にある。
【００４０】
次に、図２，図３を用いて、本実施形態に係る画像記録装置における露光用ＬＤの安定性向上の作用を説明する。
（１）：画像信号ＩＮが入力されると、この画像信号ＩＮと同相の信号ＯＵＴ１と、逆送の信号ＯＵＴ２が発生する。
（２）：上記信号ＯＵＴ１と信号ＯＵＴ２に基づき、相補関係にあるＬＤ１，ＬＤ２が発光する。この発光のうち、ＬＤ２側の光は遮断し、ＬＤ１側の画像信号ＩＮと同相の信号に基づく光のみを感材Ａへの露光に使用する。
【００４１】
（３）：ＬＤ１，ＬＤ２での発光に際して、熱も発生する（ＰＬＤ１，ＰＬＤ２）。
（４）：上記（３）で発生する熱の総量（ＰＬＤ１＋ＰＬＤ２）は、画像信号用のＬＤ１のＯＮ／ＯＦＦに拘わらず、ＬＤ全体としては一定となる（安定する）。
（５）：上記（４）の作用を利用して、発熱量を安定させながら、ヒートシンクによりＬＤ１，ＬＤ２を冷却する。
【００４２】
（６）：上記（５）の作用によりＬＤの発熱量が安定し、ペアＬＤ（ＬＤ１，ＬＤ２）の温度変化が安定する。
（７）：上記（１）〜（６）の作用により、温度変化によるＬＤの定格光量変化が解消されるので、高度に安定な光ビームが得られ、これを用いることで、感材Ａに高精度の画像を記録することが可能になる。
【００４３】
すなわち、上記実施形態に係る画像記録装置によれば、温度変化によるＬＤの定格光量変化を解消することができるので、結果的に高度に安定した光ビームが得られ、これを用いて画像記録を行うようにすることで、感材Ａに高精度な画像記録を行うことが可能になる。
【００４４】
なお、上記実施形態は、本発明の一例を示したものであり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更や改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【００４５】
例えば、本質的なところでは、上記実施形態に示した画像記録装置においては、ＬＤの発熱を平均化して安定させるために、２個のＬＤ（ペアＬＤ）を用いているが、ＬＤの発熱を平均化して安定させるためには、ダミーとして使うものは必ずしもＬＤに限る必要はない。すなわち、発熱特性の近似した抵抗体のようなもので代用させることも不可能ではない。なお、この場合には、遮断しなければならない発光の処置が不要になるという利点がえられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る画像記録装置を模式的に示す概略斜視図である。
【図２】図１中のＬＤ／ＦＣユニット２０の一部を拡大した詳細図である。
【図３】図２中の各信号線内を流れる信号の波形を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  画像記録装置
１２  光源部
１４  主走査部
１６  結像光学系
２０（２０ａ，２０ｂ，……，２０ｉ）  ＬＤ／ＦＣユニット
２２（２２ａ，２２ｂ，……，２２ｉ）  光ファイバー
２４  ヒートシンク
２８  コネクタアレイ
３０  ファイバーアレイ
３２  ドラム
３３  移動支持台
３３ａ  突状部
３４  結像ユニット
３５  ボールねじ（駆動ねじ）
３６  副走査機構
３７  基台
３７ａ  溝
３８  コリメータレンズ
４０  結像レンズ
４２  光遮断手段
Ａ  感材
【図１】
2005181796.tif 000003
【図２】
2005181796.tif 000004
【図３】
2005181796.tif 000005