CN1220632A - 成象装置、成象方法及印刷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有可个别驱动的多个光束照射源的成象装置1、成象方法、光纤阵列装置、成象头装置及印刷装置。成象装置1具有包含k个(k为2以上的整数)光束照射源的n个(n是2以上的整数)光源块15a~15d以及可与各光源块相连接的1个以上n个以下的光束照射源驱动装置13a~13d。

Description

成象装置、成象方法及印刷装置
技术领域
本发明涉及使用以激光光源等为代表的光束照射源的成象装置及成象方法,更具体的是涉及使用数字控制的光束而在成象底片、成象底板等成象媒体上产生与成象数据对应的凹凸或针对溶媒的可溶性变化等成象特性变化(物理性变化)的装置及方法。并且涉及所述成象装置中使用的光纤阵列装置和成象头装置。还涉及使用所述成象装置的印刷装置。
背景技术
使用激光光源等光束照射源的成象装置的示例如图61所示。成象装置9如日本发明专利公开1994-186750号公报(与美国专利第5,339,737号对应)所记载的,具有在外表面卷绕成象媒体98用的媒体支承圆筒91、包括光束照射源及将从该光束照射源射出的光束聚光用的光学系统的成象头92、光束照射源控制单元96以及把成象头92与光束照射源控制单元96连接的电缆95。成象头92固定在相对媒体支承圆筒91的轴向平行移动的线性平台94上。
作为线性平台94,一般是使用线性马达直接驱动的线性马达式线性平台或使用滚珠丝杠式线性引导器的滚珠丝杠式线性平台。另外,为了使光束在成象媒体表面聚光,要调节成象头92与成象媒体98之间的间隔。而且为了在成象媒体98的光束照射部和非照射部产生物理性的凹凸或针对溶媒的可溶性变化、即成象特性的变化(物理性变化),要调节光束照射源的输出,使之成为足够大的输出。
而且在实施成象时,用脉冲马达等马达93使卷绕有成象媒体98的媒体支承圆筒向图中箭头R方向旋转,同时一边使固定在线性平台94上的成象头92沿平行于媒体支承圆筒的轴的图中箭头S方向移动,一边对应成象数据而切换光束照射源。这样,就在成象媒体表面形成与2维成象数据对应的物理性凹凸或针对溶媒的可溶性变化等成象特性的变化。
一般把通过媒体支承圆筒91的旋转而成象的行方向R定义为主扫描方向,把通过成象头92平行移动而成象的行方向S定义副扫描方向。
作为提高这种成象装置性能的方法,很容易想到使用可独立驱动的多个光束照射源。
这里所说的成象装置的性能提高是指成象速度的提高以及分辨率的提高,成象速度与分辨率处于折衷选择关系。这里的所谓分辨率是表示每一单位长度可形成多少个点,其单位一般使用dpi(dots perinch)。
譬如2540dpi相当于100dots/mm。例如考虑使用设有i个光束照射源的成象头并用i个光束照射源同时对在主扫描方向连续的i行成象。这时,实现规定分辨率r的点间隔dp是l/r。而且在使用线性马达式线性平台的场合,很多场合是在主扫描方向结束了一周的成象后,而在滚珠丝杠式线性平台的场合则在媒体支承圆筒旋转1圈的时间内,成象头移动规定的距离。该规定距离是成象媒体上的点间隔dp的i倍。
然后,对下一个i行成象,反复进行这些一连串的动作后就完成整个成象区域的成象。通过将光束照射源做成i个,成象所需的时间可以在分辨率相同的情况下缩短到l/i。
另外,要把分辨率提高到j倍时,要把点间隔设为dp/j,且要把成象头的移动距离设为dpi/j,成象所需的时间为j/i倍。
使用多个光束照射源的方法之一是激光二极管阵列,其一般外观如图39所示。
激光二极管阵列8是在1个芯片中包含可独立驱动的8个激光二极管,各自具有激光射出端81a~81h和驱动端电极82a~82h以及全体激光二极管共同的背面通用电极83。通过使规定的电流流入驱动端电极82a~82h,从对应的激光射出端81a~81h射出激光。这里所谓规定的电流意味着激光二极管开始激光振荡的临界值以上的电流值。
使用多个光束照射源的另一方法是光纤排列,图42表示光纤输出的激光装置的外形。
激光装置6由组件部61和将激光向外部引导的光纤62构成,其中组件部61由至少具有1个发光端的激光二极管芯片、实现二极管芯片的电极与外部之间电气性接触用的导电性构件、将二极管芯片的热量向外部释放用的导热构件以及把激光从激光二极管射入光纤用的光学系统构成。
从光纤的射出端63射出激光。光纤的射出端63如图58所示,由铁芯部64和包层部65构成,激光从铁芯部64输出。而且多个光纤输出的激光装置的光纤射出端63排列成阵列状后就是光纤阵列。不过,把光纤阵列作为光束照射源使用时,光束照射源间隔的最小值要受包层部65的外形尺寸限制。
无论是采用激光二极管阵列还是光纤阵列,常常不能把光束照射源、即各自的射出端无间隙地相邻设置。因此,为了在成象媒体的成象范围内无间隙地成象,如图6所示,必须将阵列7对副扫描方向S倾斜规定的角度θ。阵列7由8个光束照射源71a~71h构成,其倾斜角θ是用下式(1)规定的角度。
      cosθ=ds/as…………………(1)
式中as是光束照射源的间隔,光源面点间隔ds是把为了得到副扫描方向S的规定分辨率而应形成的点的中心间隔换算成光束照射源面上的尺寸,并用光学系统的倍率除以媒体面点间隔dp
譬如当分辨率为2540dpi时,dp=10μm,在光学倍率为1/4的场合,ds=40μm。不过,此时的光束直径为了能对整个成象区域完全成象,应设定得大于点间隔dp,最好是设定为
Figure A9880036300091
倍左右。
另外,日本发明专利公开1993-16320号公报中公开了一种在这种成象装置上改善激光光源的响应性以提高或象速度的方法。该方法是在无成象数据时预先使电流达到激光光源发生振荡的临界值附近,以缩短激光光源从无成象数据状态变成有成象数据状态的时间。
图50表示激光二极管的电流-光输出特性的一例。如该图所示,光输出开始上升的电流值是临界值电流Ith,而实际实施成象时的电流值是动作电流Ion。这时从激光光源射出的光输出Pon是足以使成象媒体的激光照射部和非照射部发生成象特性变化的输出。图62表示在作成象动作时,从激光光源控制单元内的激光驱动电路传递到激光二极管的控制信号及流到激光二极管的电流值、以及从激光光源射出的光输出的变化状态。
另外,日本发明专利公开1993-16320号公报还公开了一种把无成象数据时的电流值设定为半导体激光的临界值电流程度的方法。在其说明书中,说到在无成象数据时不在版面形成凹处也可以,且如果是不能形成凹处的激光能量,则使半导体激光振动也无妨。但是,实际的许可范围究竟如何,没有具体的数据记载。
这里,上述成象装置中所用的光纤阵列装置的制作方法之例如图63A和图63B所示。如图63A所示,是在光纤支承构件3012上设有与光纤根数对应的V字槽并在前述槽中排列光纤,用压紧构件3013从上部将光纤压紧后,在缝隙内填入粘接剂使其硬化而粘接成一体。另外,图63B所示是在光纤支承构件3012上设置宽度与光纤根数对应的光纤固定槽并在前述固定槽中排列光纤,用压紧构件3013从上部将光纤压紧后,在缝隙内填入粘接剂,使其硬化而粘接成一体。
另外,根据本发明人等的知识,这种光纤阵列装置通过改进副扫描装置并重排图象,可以将光纤阵列装置如图64A那样沿平行于副扫描方向的方向排列使用,而不是如图64B那样倾斜规定的角度。
这时所谓对副扫描装置的改进,是指在譬如设光纤射出端的个数为n个、为得到所需的分辨率所必要的点间隔为dp、已在成象媒体上投影的射出端的间隔为ap时,调节光学系统的倍率I/h,以形成ap=hdp的关系,并将副扫描的进给作为(h-1)次dp进给和1次(nap-(h-1)dp}进给的反复进行。
在实现这种规则的进给的场合,最好使用线性马达驱动平台。另外,所谓数据的重排意味着由于在实施前述副扫描进给的场合是对在副扫描方向不连续的行同时成象而进行的相应重排。不过,这种场合的光纤阵列装置的制作方法与前述方法相同,只要在将光纤阵列装置装入成象头装置中时改变角度即可。
这里,使用将上述的全部光纤射出端排列在一条直线上的光纤阵列式激光光源的成象头装置时,必须使全部激光都在成象媒体上良好地聚光。
但是,随着光纤射出端数量的增加,必须更加扩大为覆盖两端的光纤射出端而使用的光学系统的较佳图象区域,故光学系统不仅价格昂贵,且尺寸也增大。还有,在同时将激光相对副扫描方向S倾斜设置的场合,在两端的光纤射出端,对主扫描方向的同一位置的点进行成象的定时会发生很大偏差。为了使用这种成象头装置形成的点在主扫描方向的位置一致,必须对其偏移量进行电路计数,故随着排成一列的光纤射出端的数量增加,控制成象定时的电路变得复杂且价格昂贵。
为了解决这种问题,考虑将光纤射出端排列成多排(光纤多排)。光纤射出端的排列方法之例如图65A和图65B所示。图65A是交错堆积排列成2排,图65B是垂直堆积排列成3排。
这里,所谓交错堆积排列成2排,是在光纤的射出端相互以规定的间距排成一排的第1光纤排上以与第1光纤排相同的射出端间距排列第2光纤排,第1光纤排与第2光纤排之间在排列方向以规定间距的0.5倍错开。采用这种排列方法,由于光纤的形状为大致圆筒形,故一排光纤排的凸部进入另一排光纤排的凹部,使光纤排之间最紧密地接触。而所谓垂直堆积就是光纤排之间没有偏移。在作这种排列时,光纤阵列的制作方法基本与前述的方法相同。
在进行图66A的交错排列成2排的场合,在光纤支承构件3012上设置光纤固定槽,其宽度比光纤根数多出1根的量,在该固定槽中排列第1层的光纤排和假光纤3014。然后在其上排列第2层光纤排,并用压紧构件3013从上部将光纤压紧后,在缝隙内填入粘接剂,使其硬化后粘接成一体。
另一方面,在进行图66B的垂直堆积排成3排的场合,在光纤支承构件3012上设置宽度与光纤根数对应的光纤固定槽,在该固定槽中排列第1层光纤排。然后在其上隔着垫片3018排列第2层光纤排,再隔着垫片3018排列第3排光纤排。最后用压紧构件3013从上部将光纤压紧后,在缝隙内填入粘接剂,使其硬化后粘接成一体。
这里,进行交错排列时用的假光纤3014和进行垂直堆积时用的垫片3018是为了稳定光纤的位置。
然而,使用这种将多个光束照射源排列成阵列状的成象头的传统成象装置,在多个光束照射源中至少一个发生故障时,阵列全体或成象头全体在得到修理或更换之前就陷于完全不能工作的状态。而且在制作成象头时,当在同一个半导体芯片内形成多个光束照射源的场合,如果由于半导体芯片内局部缺陷而使多个光束照射源中至少1个成为次品就会导致全体报废,故成象头的成品率极低。这些问题在为了提高成象装置的性能而增加每1成象头的光束照射源数量的场合尤其突出。
另一方面,在所有光束照射源排列在一条直线上的场合,随着光束照射源的数量增加,为了将其全部良好地在成象媒体上聚光,必须更加扩大覆盖光束照射源两端用的光学系统的较佳图象区域。因此就出现光学系统价格昂贵、尺寸增大的问题。而且由于要同时将光束照射源相对副扫描方向S倾斜设置,故在两端的光束照射源,对主扫描方向同一位置上的点进行成象的定时会发生很大偏差。为了使用这种光束照射源形成的点在主扫描方向的位置一致,必须对其偏移量进行电路计数。因此,随着排列成一排的光束照射源数量的增加,对成象定时进行控制的电路也变得复杂且价格昂贵。
另外,即使是在为了改善激光光源的响应性以提高成象速度而在无成象数据时使电流值达到激光光源发生振荡的临界值附近的那种传统成象装置上,激光光源发生振荡的临界值电流Ith与得到足以在成象媒体上产生物理性形状变化或针对溶媒的可溶性变化等成象特性的变化(物理性变化)的输出的工作电流Ion相比仍相当小。因此,不可能大幅度缩短切换时间。
还有,如日本发明专利1993-16320号公报所示,考虑过如果在无成象时也设定较大的电流值,以形成尚未达到成象媒体的灵敏度程度的曝光能量,则可以得到大大的改善。然而,采用这种方法,在用多个激光光源对相邻的多个主扫描方向的行同时成象时,最接近的行在有成象数据的场合,由于相邻的激光光源的照射区域重叠,故如果设定成与成象媒体的灵敏度相当接近的曝光能量,则即使是无成象数据的部分也可能被误成象。
另外,在传统的成象装置上,包含激光光源的成象头与成象媒体的间隔调节很微妙,为了使光束在成象媒体表面良好地聚光、良好地成象,调节非常费时。该调节作业实际上是一种尝试的作业,即用放大镜等来观察成象结果,根据结果用焦点调节装置对前述间隔进行再度调节后再度成象,还有,对有的成象媒体,仅用成象结果往往还不能进行判断,而要把该成象媒体作为印版印刷后才能进行评价,在这种场合还必须进行成象后处理和印刷工序,会更加耗费成本和时间。而且在成象媒体的厚度发生变化的场合还必须对成象头和成象媒体的间隔进行再度调节。还有,所谓用1台成象装置对厚度不同的多种成象媒体进行成象,由于要频繁地进行复杂的成象头与成象媒体的间隔调节,故往往是不可能的。
另外,传统的光纤多层堆积排列有以下问题。
首先,在图65A所示的交错排列的场合,第2层(上层)的光纤的光轴在副扫描方向的位置正好位于第1层(下层)光纤的光轴的中心。因此,虽然与1排的水平排列相比,其分辨率达到2倍,但为了在成象媒体的成象范围内无间隙地成象,要将包层直径缩小到与铁芯直径接近的程度,或是仍旧如前述那样致力于改进副扫描方法,同时要重排成象数据。还有,在用交错排列法堆积第3层时,光纤的光轴在副扫描方向的位置与第1层一致,故完全失去了多层堆积的效果。
而在采用图65B所示的垂直堆积排列时,为了使光纤阵列的光轴向副扫描方向的投影间隔一定,就要将光纤阵列倾斜一定角度。然而由于各光纤排在副扫描方向的偏移量仅由该倾斜角来规定,且不能对各层的偏移分别进行规定、调节,故要制作位置精度优良的光纤阵列十分困难。
本发明的目的即在于提供一种在多个光束照射源的一部分发生故障时不会造成装置完全不能动作、而可以立即容易地作替代动作的成象装置。
本发明的又一目的在于,在制作成象头时将多个光束照射源形成在同一个半导体芯片内的场合,即使由于半导体芯片内的局部缺陷造成多个光束照射源中的一部分不良,仍可有限制地使用,以防止成品率的明显下降。
本发明的再一目的在于,提供一种不会增加光学系统的成本或尺寸、同时不会使控制成象定时的电路复杂化或增加成本、具有排列了更多光束照射源的成象头的成象装置。
本发明的再一目的在于,提供一种在使用可独立驱动的多个光束照射源进行成象的成象装置中可大大缩短光束照射源的从无成象数据状态变化到有成象数据状态所需的时间、提高成象速度的成象装置及成象方法。
本发明的再一目的在于,提供一种成象装置及成象方法,其不易因相邻的激光光源的照射区域重叠而发生因设定与成象媒体的灵敏度相当接近的曝光能量造成无成象数据部分误成象的问题。
本发明的再一目的在于,提供一种能够容易地调节成象头与成象媒体的间隔的成象装置。
本发明的再一目的在于,提供位置精度好的多层堆积的光纤阵列装置、使用该光纤阵列装置的成象头装置以及用前述成象头装置来实施成象的成象装置。
本发明的再一目的在于,提供一种采用由前述成象装置成象的成象媒体在记录媒体上进行印刷的印刷装置。
发明的公开
为了实现上述目的,本发明是一种成象装置,具有可个别驱动的多个光束照射源,其特点是,具有含k个(k为2个以上的整数)光束照射源的n个(n为2个以上的整数)光源块以及可与前述各块分别连接的1个以上n个以下的光束照射源驱动装置。
本发明的另一方案是一种成象装置,具有可个别驱动的多个光束照射源,其特点是,具有成象媒体的支承装置、含k个(k为2个以上的整数)光束照射源的n个(n为2个以上的整数)光源块、可与前述各块分别连接的至少1个以上n个以下的光束照射源驱动装置、以及可变更进给量的、前述光源块与前述支承装置之间的副扫描方向的扫描装置。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述各块包含在行上排列的多个光束照射源。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述各块排列在与块内的光束照射源排列方向相同的方向。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述各块与块内的光束照射源排列方向形成规定角度排列。
本发明的再一方案是,前述成象装置具有使用前述块内的光束照射源中至少1个正常工作、且至少1个不正常工作的光源块制作的成象头。
本发明再一方案是,在前述成象装置中,前述光束照射源是用化合物半导体形成的激光装置的射出端。
本发明再一方案是,在前述成象装置中,一个块内的光束照射源在同一个半导体芯片内形成。
本发明再一方案是,在前述成象装置中,全部的光束照射源在同一个半导体芯片内形成。
本发明较佳方案是,在前述成象装置中,前述光束照射源是光纤的射出端。
本发明再一方案是一种成象方法,是用前述成象装置使在成象媒体上产生与成象数据对应的物理特性变化。
本发明的再一方案是一种印刷装置,是利用通过前述成象装置成象的成象媒体在记录媒体上进行印刷。
本发的较佳方案是,在前述印刷装置中将前述成象装置包含在内部,在装置内部实施成象动作,然后利用成象媒体在装置内部进行印刷。
本发明再一方案提供一种光纤阵列装置,具有光纤的射出端相互以规定间距排成一排的多个光纤排和支承前述光纤排的光纤支承构件,其特点是,具有沿该光纤排而与前述光纤排紧密接触的平行部位、通过限制该光纤排在前述排列方向的移动而进行定位、以使处于对前述排列方向形成规定角度的投影方向的前述各光纤排端部的光纤光轴的相互间隔实质上成为固定值的限制部位。
本发明的再一方案是,在前述光纤阵列装置中,前述光纤支承构件上具有2个以上的平行部位,在前述各平行部位的至少一端具有限制部位。
本发明的再一方案是,在前述光纤阵列装置中,前述光纤支承构件由1个以上的光纤排列构件和前述排列构件的支承构件构成,前述平行部位中的至少1个以及限制部位中的至少1个设于前述光纤排列构件上。
本发明的再一方案是,前述光纤阵列装置还具有至少1个与同前述平行部位紧密接触的光纤排紧密接触、且光纤的射出端相互以前述规定的间距排成一排的另外的光纤排。
本发明的较佳方案是,在前述光纤阵列装置中,与前述平行部位紧密接触的光纤排与前述另外的光纤排中的至少1排之间的排列是交错排列。
本发明的再一方案是一种光纤阵列装置,具有多个由第1光纤排和第2光纤排构成的光纤复排,第1光纤排由光纤的射出端相互以规定间距排成1排形成,第2光纤排与该第1光纤排紧密接触且光纤的射出端相互以前述规定间距排成一排形成,且沿前述排列方向与前述第1光纤排错开前述规定间距0.5倍排列,其特点是,具有沿前述第1光纤排而与前述第1光纤排紧密接触的平行部位、通过限制该光纤复排在前述排列方向的移动而进行定位、以使处于对前述排列方向形成规定角度的投影方向的前述各光纤排端部的光纤光轴的相互间隔实质上成为固定值的限制部位,同时设有支承前述光纤复排的光纤支承构件。
本发明较佳方案是,在前述光纤阵列装置中,前述光纤支承构件上具有2个以上的平行部位,且在前述平行部位的至少一端设有限制部位。
本发明的较佳方案,是在前述光纤阵列装置中,前述光纤支承构件具有1个以上的光纤排列构件和前述排列构件的支承构件,且前述平行部位中的至少1个以及限制部位中的至少1个设于前述光纤排列构件上。
本发明的较佳方案提供一种光纤阵列装置,具有光纤的射出端相互以规定间距排成一排形成的多个光纤排和支承前述光纤排的光纤支承构件,其特点是,具有沿该光纤排而分别与前述光纤排的两侧紧密接触的一对平行部位、通过限制该光纤排在前述排列方向的移动而进行定位、以使处于对前述排列方向形成规定角度的投影方向的前述各光纤排端部的光纤的光轴的相互间隔实质上成为固定值的限制部位。
本发明的再一方案是一种成象头装置,具有可向前述光纤阵列装置及前述光纤阵列装置内的各光纤供给光的激光发光端和将从光纤阵列装置射出的激光进行聚光的光学系统。
本发明的再一方案是一种成象装置,是通过前述成象头装置实施成象。
本发明的再一方案是一种成象装置,是利用可独立驱动的多个光束照射源使在成象媒体上产生与成象数据对应的物理性变化,其特点是,具有:在成象区域中的成象动作时始终保持光束照射源为接通状态、并对光束照射源进行控制、以使之对有成象数据的部分照射照射能量密度大于成象媒体灵敏度临界值的能量光束、对无成象数据的部分照射照射能量密度小于成象媒体灵敏度临界值的能量光束的光束照射源控制装置;对副扫描装置或光束照射源进行控制、以使之在前述成象动作时不对最接近的主扫描方向的行同时进行成象的副扫描控制装置。
本发明的再一方案是一种成象装置,是利用可独立驱动的多个光束照射源使在成象媒体上产生与成象对应的物理性变化,其特点是,具有:在成象区域中的成象动作时始终保持光束照射源为接通状态、并控制光束照射源、使之对有成象数据的部分照射照射能量密度为成象媒体灵敏度临界值的1.5~2.5倍的能量光束、对无成象数据的部分照射照射能量密度为成象媒体灵敏度临界值的70%~90%的能量光束的光束照射源控制装置。
本发明的再一方案是,在前述成象装置上中进行在前述成象动作开始之前在成象区域以外的待机位置上将光束照射源接通、在成象媒体支承圆筒的旋转速度达到成象动作时的稳定的旋转速度后使成象头移动到成象区域内的控制。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述待机位置在前述光束照射源的可照射光束的部位内,在照射能量密度成为焦点位置照射能量密度的1/10以下的位置上设有能量光束散热体。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,进行在前述成象动作开始以前使成象头移动到成象区域内、在成象媒体支承圆筒的旋转速度达到成象动作时的稳定的旋转速度后在成象区域内将光束照射源接通的控制。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述光束照射源是用化合物半导体形成的激光装置的射出端。
本发明的较佳方案是,在前述成象装置中,前述光束照射源是光纤的射出端。
本发明的再一方案是一种成象方法,是利用前述成象装置在成象媒体上产生与成象数据对应的物理性变化。
本发明的再一方案是一种印刷装置,是利用通过前述成象装置成象的成象媒体在记录媒体上进行印刷。
本发明的再一方案是,在前述印刷装置中,将前述成象装置包含在内部,并在装置内部实施成象动作,然后利用前述成象媒体在装置内部进行印刷。
本发明的再一方案是一种成象装置,是利用光束照射源在成象媒体上生成与成象数据对应的物理性变化,其特点是,设有:成象媒体支承装置、在安装于该成象媒体支承装置上的成象媒体上照射根据成象数据而调制的能量光束的光束照射装置、对应前述成象媒体上的位置来调节设于前述成象媒体支承装置上的光束照射装置与成象媒体之间位置关系的焦点位置调节装置。
本发明的再一方案是一种成象装置,是利用光束照射源在成象媒体上生成与成象数据对应的物理性变化,其特点是,设有:成象媒体支承装置、在安装于该成象媒体支承装置上的成象媒体上照射根据成象数据而调制的能量光束的光束照射装置、具有对应前述成象媒体上的位置而设置在前述成象媒体支承装置上的、根据前述能量光束的调焦状态来变化前述能量光束通过状态的能量通路的焦点位置检测装置、对通过前述焦点检测构件的能量光束进行测量的检波器、调节光束照射装置与成象媒体之间位置关系的焦点位置调节装置。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,具有根据前述焦点位置检测装置的输出值来控制前述焦点位置调节装置的动作的焦点位置控制装置。
本发明的较佳方案是,在前述成象装置中,前述能量通路是能量通过用的基本上为矩形的开口部,在进行焦点位置调节时,前述开口部中在副扫描方向附近的那一个在副扫描方向的位置设定在与能量光束的中心轴大致相等的位置上。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述能量通路是能量通过用的圆形开口部,前述开口部的直径是焦点位置上的能量光束的光束直径的0.9~1.1倍。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述能量通路周期性地设于主扫描方向。
本发明的较佳方案是,在前述成象装置中,前述检波装置(detector)具有以能量光束的中心轴为基准在副扫描方向分开的能量检测元件,能够对射入前述能量检测元件各部分的能量光束的输出分别进行测量。
本发明的再一方案是一种成象装置,是利用光束照射源在成象媒体上生成与成象数据对应的物理性变化,其特点是,设有:成象媒体支承装置、在安装于该成象媒体支承装置上的成象媒体上照射根据成象数据调制的能量光束的光束照射装置、与前述光束照射装置一体地移动的焦点位置检测装置、调节光束照射装置与成象媒体之间位置关系的焦点位置调节装置。
本发明的较佳方案是,在前述成象装置中,前述焦点位置检测装置是激光式位移传感器。
本发明的较佳方案是,在前述成象装置中,前述焦点位置检测装置是涡流式位移传感器。
本发明的较佳方案是,在前述成象装置中,前述焦点位置检测装置是静电电容式位移传感器。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述焦点位置调节装置使光束照射装置相对固定在成象媒体支承装置上的成象媒体而在与主扫描方向和副扫描方向中的任一个正交的方向动作以调节光束照射装置与成象媒体之间的位置关系。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述焦点位置调节装置是带千分尺的X平台。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述焦点位置调节装置是由步进马达驱动的X平台。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述焦点位置调节装置是由线性马达驱动的X平台。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述媒体支承装置是圆筒。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,使用可独立驱动的多个前述光束照射源。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述光束照射源是用化合物半导体形成的激光装置的射出端。
本发明的再一方案是,在前述成象装置中,前述光束照射源是光纤的射出端。
本发明的再一方案是一种成象方法,是用前述成象装置实施成象。
本发明的再一方案是一种印刷装置,是利用通过前述成象装置成象的成象媒体进行印刷。
本发明的较佳方案是,在前述印刷装置中将前述成象装置包含在内部,并在装置内部实施成象动作。
在本发明中,所谓成象媒体是指含有对激光光源等光束照射源的照射显示特定反应的层的多层结构的底片或底板等。上述特定反应根据反应的不同,在大部分场合分属于光子模式或加热模式。
在光子模式的场合,显示特定反应的层、即感光层对于特定溶剂的可溶性等成象特性根据光束的光能量而发生变化的。即,譬如可溶性的物质变化为不溶性的,或不溶性的物质变化为可溶性的。另外,有的物质还会发生光透过率的变化或与表面的特定液体之间产生亲和性这类特性变化。而且通过在成象处理后用特定溶媒施行显影处理来形成原版底片或印版。
而在加热模式的场合,显示特定反应的层、即热敏层会被光束的热能除去,或是容易除去。当只用光束的照射不能完全除去的场合,就通过其后的物理性后处理完全地除去。这样而在成象媒体表面生成物理性凹凸,形成印版。
此外,成象媒体不限于印刷用的印版或原版底片,既可以是譬如最终要印刷的记录媒体(譬如印相纸等)本身,也可以是电子照相印刷机的感光体一类暂时形成影象、再将该影象转印到最终记录媒体上用的物体。而且也可以是显示元件等。
还有,作为印刷用的印版,最好采用如上述日本发明专利公开1994-186750号公报中所记载的那样的,具有底板、在其上形成的热敏层(或光敏层)、以及在该热敏层上形成的表面层,且热敏层和表面层对墨水或墨水排斥液(浸湿水)等印刷用液体具有不同亲和性的印板。而且可以在热敏层(感光层)与底板之间设置底层,并使该底层与表面层之间具有不同的亲和性。作为加热模式用的热敏层,最好使用在硝化棉上散布碳黑形成的物质或钛等的金属膜。
如上所述,关于在成象媒体上受光束照射的部分和未受照射的部分之间不同的形状、化学的亲和性、光透过率这类特性在本说明书中称为成象媒体的成象特性或物理特性,特别是将其变化称为物理性变化。
在本发明中,所谓“光束照射源”除了发生激光束一类光(紫外线、可视光、红外线等电磁波均包含在内)的光束外,还包括电子线等粒子束等的发生源。另外,除了明确具有指向性的光束以外,凡通过用于静电印刷机等的角针电极等的放电,结果能在成象媒体的微小部位发生上述成象特性变化的均包含在本发明的“光束照射源”中。
不过,最适宜的光束照射源是将光纤与激光光源或光源的射出端连接而结合的光纤的射出端等。为了使装置小式化,最好使用半导体激光作为光束照射源,在需要得到大功率时,最好使用氩离子激光或二氧化碳激光这类气体激光或称为YAG激光的固体激光。另外,所述“光束照射源”,包括光束照射源和把从光束照射源得到的光束照射在成象媒体上的光学系统,除了光束照射源以外,也可包括反射板、镜头系统、杆式镜头(ロツドレンズ)系统等光学导向类。
在本发明中,所述线性平台”是指“线性马达式线性平台”或“滚珠丝杠式线性平台”。线性马达式线性平台是指一种可动平台,这种平台在线性马达之类作动器与移动对象物之间不设齿轮、滚珠丝杠等必须有游隙的机械性传导机构。譬如,线性马达通过永久磁铁或电磁铁的排斥力以及吸引力而使可动平台沿线性导向部移动,以此减轻游隙的发生。由于采用这样的驱动原理,即使在作间歇驱动的场合也能得到很高的位置精度,比较容易动态地、即在作每一个驱动时变化移动距离。
而滚珠丝杠式线性平台是经过可在线性导向部内旋转的滚珠丝杠或齿轮之类不可避免游隙的机械性机构来连接可动平台,并用步进马达等使该机构旋转,以此来使可动平台移动。滚珠丝杠式线性平台由于其不可避免游隙的机械性传动机构的性质,在作间歇驱动这类反复停止和运动的动作时容易产生位置上的偏差,故通常是使用一定速度下的连续驱动。然而线性马达式线性平台由于驱动方式的复杂性需要使用高价的驱动装置和高价的永久磁铁材料等,而滚珠丝杠式线性平台的驱动装置和材料则比较价廉。
不过,用连续驱动方式对线性平台进行驱动的缺点是,在使媒体支承圆筒以一定速度连续旋转的同时使成象头沿媒体支承圆筒的旋转轴方向以一定速度连续移动的场合,会使制作的图象对成象媒体本来在成象区域的基准方向倾斜。
即,在用图59所示的成象装置9使成象媒体98向R方向(媒体支承圆筒91的旋转方向)以圆周速度Vx旋转、且使成象头92以进给速度Vy沿S方向(媒体支承圆筒91的旋转轴方向)移动的场合,理想的状态是如图60A所示,在成象媒体98的成象区域101内形成的成象点102沿成象区域101的方向排成长方形的矩阵状。
然而,成象装置9是一边使媒体支承圆筒旋转、一边使成象头沿旋转轴方向进行扫描。因此,在将成象媒体98以其成象区域的基准方向与媒体支承圆筒91的旋转轴平行的状态安装在前述媒体支承圆筒91上、且成象头的扫描方向与S方向完全一致(图中δ=0)时,成象头102成为图60B所示的平行四边形。
通常,为了避免成象媒体98上的图象成为平行四边形,在成象装置9上采用使成象头的进给方向以成象装置的可成象范围的中央为中心、预先以媒体支承圆筒91的旋转轴和光束照射源方向为轴而倾斜δ的方法。结果是如图60C所示,制作的图象相对成象媒体98本来在成象区域101的基准方向就倾斜δ。只要使用可以对成象头92的扫描进行间歇驱动的线性马达式线性平台就不会发生这种图象倾斜的问题。
在本说明书中,即使发生这种倾斜δ,除了对上述问题进行专门议论的场合外,为了方便起见,有时不去区分成象媒体支承圆筒的旋转轴方向与副扫描方向,或是实质上看成为同一方向。
在本发明中,所谓“扫描装置”是指使成象媒体和光束的指向位置相对移动的装置。作为扫描装置,除了上述的线性平台外,还可通过圆筒的旋转进行扫描,或是采用多面反射体等光束偏转装置进行扫描等。特别是在成象媒体的支承装置为圆筒的场合,最好主扫描装置利用圆筒的旋转,而副扫描装置利用线性平台,在支承平台为平板式平台的场合,最好主扫描装置除了线性平台外还使用光束偏转装置,而副扫描装置则主要使用线性平台。
在本发明中,所谓“进给量”是指在使用线性马达式线性平台的场合,在主扫描方向完成一圈的成象后平台移动的距离,并且意味着在使用滚珠丝杠式平台的场合,在媒体支承圆筒1旋转的过程中平台移动的距离。
另外,本说明中把应产生成象特性变化(物理性变化)的成象媒体的那部分称为有成象数据的部分,而把不应产生成象特性变化的成象媒体的那部分称为无成象数据的部分。而且,成象媒体上产生成象特性变化的部分即使是在纸之类最终记录媒体上也往往成为成象点,但是由于成象媒体与墨水或墨水排斥性液体等的不同亲和性等,有时也会反过来,是没有产生成象特性变化的部分在最终记录媒体上成为成象点。
在本发明中,所谓“焦点位置检测装置”是对包括光束照射源在内的成象头与成象媒体的间隔进行检测的装置。实际上是用位移传感器对成象媒体或成象媒体支承构件与变位传感头之间的距离进行测量,从位移传感器与成象头及成象媒体或成象媒体支承构件之间的位置关系算出成象头与成象媒体的间隔。
作为位移传感器的距离测量原理,有利用光干扰、脉动等的激光器的光学式、对涡流的变化进行检测的涡流式以及对静电电容的变化进行检测的静电电容式等。此外还有后述的对成象用光束对焦状态直接进行检测的、使用能量通路的方式。焦点位置检测装置既可以与成象用的光束照射源形成一体,也可以与成象媒体或其支承装置形成一体。
上述任何一种焦点位置检测装置可采用任何一种形式,但光学式、涡流式及静电电容式与光束照射源形成一体更便于使用,而使用能量通路的方式时,如果是透过式,则置于成象媒体或支承装置一侧时更便于使用,而如果是反射式,则与光束照射源形成一体时更便于使用。
在本发明中,所谓“能量通路”是用于使照射在该部分的能量光束的一部分或全部透过或反射,其时的透过能量或反射能量的大小、方向、相位等在焦点对准的状态下和焦点未对准的状态下是变化的。具体的是例子是具有开口部,它在譬如对焦的状态下使全部能量光束透过,而一旦焦点偏离,则部分能量光束的通路就偏离开口部,使能量光束的透过状态发生变化。另外,镜头或反射镜等也可作为能量通路使用。在这种场合,透过或反射的能量光束的大小和方向随着对焦状态而发生变化。
对附图的简单说明
图1是本发明成象装置一实施形态的方块图。
图2表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的配置。
图3是表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的一部分发生故障时的替代动作的方块图。
图4是表示本发明成象装置一实施形态的成象头的适用性的方块图。
图5表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的配置。
图6是本发明成象装置一实施形态的光束照射源倾斜安装的配置图。
图7表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的一部分发生故障时的状态。
图8表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的一部分发生故障时的状态。
图9是表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的一部分发生故障时的替代动作的方块图。
图10表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的配置。
图11是表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的一部分发生故障时的替代动作的方块图。
图12表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源的配置。
图13表示本发明成象装置一实施形态的切换波型。
图14表示本发明成象装置一实施形态的激光束在主扫描方向的移动。
图15表示本发明成象装置一实施形态的成象点的形成。
图16A~图16C是表示本发明成象装置一实施形态的激光光源的配置和用其光源进行成象的主扫描方向的行的示意图。
图17是本发明成象装置一实施形态的示意图。
图18是表示本发明成象装置一实施形态的焦点调节方法的示意图。
图19是表示本发明成象装置一实施形态的焦点调节方法的示意图。
图20是表示本发明成象装置一实施形态的焦点调节方法的示意图。
图21是表示本发明成象装置一实施形态的焦点调节装置的示意图。
图22是本发明成象装置一实施形态的示意图。
图23是本发明成象装置一实施形态的线性平台部的示意图。
图24是本发明光纤阵列装置一实施形态的示意图。
图25表示本发明光纤阵列装置一实施形态的光纤射出端的配置。
图26A~图26E表示本发明光纤阵列装置一实施形态的制作工序。
图27是本发明光纤阵列装置一实施形态的示意图。
图28表示本发明光纤阵列装置一实施形态的光纤射出端的配置。
图29是本发明光纤阵列装置一实施形态的示意图。
图30表示本发明光纤阵列装置一实施形态的光纤射出端的配置。
图31A~图31E表示本发明光纤阵列装置一实施形态的制作工序。
图32是本发明光纤阵列装置一实施形态的示意图。
图33表示本发明光纤阵列装置一实施形态的光纤射出端的配置。
图34A~图34E表示本发明光纤阵列装置一实施形态的制作工序。
图35是本发明光纤阵列装置一实施形态的示意图。
图36表示本发明光纤阵列装置一实施形态的光纤射出端的配置。
图37是表示本发明光纤阵列装置一实施形态的光纤支承部位的放大图。
图38是本发明成象装置一实施形态的示意图。
图39是本发明成象装置一实施形态的激光二极管阵列的外观图。
图40是本发明成象装置一实施形态的激光二极管阵列实际安装示例的外观图。
图41是本发明成象装置一实施形态的激光二极管阵列实际安装示例的外观图。
图42是本发明成象装置一实施形态的光纤输出二极管的外观图。
图43表示本发明成象装置一实施形态的光束照射源配置。
图44是本发明成象装置一实施形态的光束照射源配置的放大图。
图45表示本发明成象装置一实施形态的光纤阵列的实际安装示例。
图46表示用本发明成象装置一实施形态的光学系统排列光束照射源的方法。
图47表示本发明成象装置一实施形态的激光照射源的排列。
图48是本发明成象装置一实施形态的示意图。
图49是本发明成象装置一实施形态的方块图。
图50表示本发明成象装置一实施形态的激光二极管的光输出-电流特性。
图51是本发明成象装置一实施形态的焦点调节方法的示意图。
图52是本发明成象装置一实施形态的焦点调节方法的示意图。
图53是本发明成象装置一实施形态的焦点调节方法的示意图。
图54是本发明成象装置一实施形态的剖视图。
图55是本发明成象装置一实施形态的示意图。
图56是本发明成象装置一实施形态的剖视图。
图57是本发明成象装置一实施形态的焦点调节方法的示意图。
图58是本发明成象装置一实施形态的光纤输出激光射出端的外观图。
图59是本发明成象装置一实施形态的示意图。
图60A~图60C是用本发明的成象装置成象的区域的示意图。
图61是传统技术的成象装置的示意图。
图62表示传统技术的切换波形。
图63A、图63B表示传统技术的光纤阵列装置的制作方法。
图64A、图64B表示传统技术的光纤阵列装置的光纤射出端的排列。
图65A、图65B表示传统技术的光纤阵列装置的光纤射出端的排列。
图66A、图66B表示传统技术的光纤阵列装置的制作方法。
实施发明的最佳形态
首先说明当多个光束照射源中的一部分发生故障时装置不是完全不能工作而是立即能够容易地采用替代动作的本发明的成象装置的实施形态。
图1是本发明成象装置的实施形态一例的方块图。在成象装置1上,成象头14包括4个光源块A~D(15a~15d),各光源块包括未图示的k个(k为2以上的整数)光束照射源。各光源块以块单位与光束照射源驱动装置A~D(13a~13d)连接,各光束照射源驱动装置A~D内至少包括k个光束照射源驱动电路。各光束照射源驱动装置及成象数据保存用存储器12与主控制装置11连接。
在进行成象动作时,主控制装置11参照保存在成象数据保存用的存储器12中的成象数据,向光束照射源驱动装置A~D(13a~13d)传递根据成象数据而对各光束照射源切换用的信号。收到该信号后各光束照射源驱动装置驱动对应的光束照射源。在本实施形态中,成象头内包含的光源块的数量n为4个,但实际上只要是2个以上即可,最好是4~8个。
图2表示成象头14内光源块的配置例1,在各块内有排列在一条直线上的8个光束照射源(16a~16h、17a~17h、18a~18h、19a~19h),各光源块沿与光源块内光束照射源的排列方向相同的方向排列。
在本实施形态中,1个块内的光束照射源数量k为8个,但实际上只要是2个以上即可,最好是4~16个。
然后,如图3所示,在成象装置1中,假设块A(15a)中的1个光束照射源发生故障。
如果是传统的成象装置,只要有1个光束照射源发生故障,整个阵列或整个成象头在得到修理或更换之前完全不能工作。
但是在本发明的成象装置1中,是将块A(15a)与光束照射源驱动装置A(13a)割开,将主控制装置11的成象数据输出用软件从4个块均使用改为3个块用的,即使用块B~D(5b~15d)。这样一来,虽然成象装置1的成象速度下降到原来的3/4,但装置不会停止工作,可以持续成象动作。
一般在具有n个块的成象装置上,当两端的1个块发生故障时,虽然成象速度会降低到(n-1)/n,但装置不会停止,而是可持续成象动作。这时,装入成象头内的光学系统为了将从光束照射源射出的光束在成象媒体上聚光,能够把来自所有光源块的光束同样地聚光。故无需对光学系统进行机械性的再调节,而只需将成象动作时的线性平台进给量用软件变更为初始值的(n-1)/n倍即可。同样地,在至少有1个光源块正常工件的场合,通过准备好与该块的配置对应的成象数据输出用软件以及副扫描方向的进给量控制软件,虽然成象速度有所降低,却不必停止装置,可继续成象动作。
另外,本发明的成象头14也可用于为了降低成本而控制成象速度的成象装置上。即,如图4所示,如果为了只使用4个块中的1个(图中为块A)而只连接1台光束照射源驱动装置,成象头14仍可使用。这时,价格昂贵的光束照射源驱动装置只需1台即可,而且主控制装置11的电路及软件也可简化,因此可降低成本。
还有,如果正在使用的那个光源块的光束照射源发生故障,则通过把与光束照射源驱动装置间的连接换成与其他正常光源块的连接,就可以简单地实现同等规格的成象装置。这时,装入成象头内的光学系统为了将从光束照射源射出的光束在成象媒体上聚光而能够把来自所有光源块的光束同样地聚光。因此,只要准备了对各光束照射源位置进行补偿的软件,就不必再对光学系统进行极麻烦的机械性调节。
另外,当在成象头制作阶段发现部分光束照射源不良时,如果是传统成象装置,则成象头或阵列全体成为次品。
但是,本发明的成象装置1即使某一光源块内的1个光束照射源不良,只要其他光源块内的光束照射源是正常的,就能用于前述的为降低成本而控制成象速度的成象装置。因此原来作为次品而报废的成象头或阵列仍可有限制地加以利用,可以防止成品率降低。
图5所示为成象头14内的光源块配置示例2。在各块内有排列在一条直线上的k个(图中为8个)光束照射源,各光源块对块内的光束照射源排列方向形成规定角度φ排列。在采取这种排列方式时,最好光源块数n和光源块内的光束照射源数k数量相同,且最好是4~16个。设光源块内的光束照射源在副扫描方向的间隔设为as、各光源块在主扫描方向的间隔为b时,规定的角度φ可用下式(2)表示。
    tanφ=n·b/as…………(2)
式中的n为成象头内的光源块个数(图5中是4个)。
另外,在使用该光束照射源的排列的场合,如图6所示,能够对整个成象区域成象而不必将阵列对副扫描方向倾斜。这时的媒体面点间隔ds是在光源面点间隔ds=as/n上乘以光学系统的倍率。另外,在作这种排列的场合,与所有的光束照射源都排列在一条直线上的场合相比,光学系统所要求的较佳图象区域可以缩小到足以包含1块大小的程度即可,故可以排列更多的光束照射源而不必增加光学系统的成本或尺寸。
由于光束照射源在主扫描方向的偏离量可以缩小到(n-1)b的程度,故可以排列更多的光束照射源,而不会因偏离造成控制成象定时的电路复杂化或是高价化。本实施形态把光源块对副扫描方向的倾斜角设为0,而为了获得所需的分辨率,有时也要倾斜。即使在倾斜的场合,与全部光束照射源均排列在一条直线上的场合相比,可将其倾斜角设定得较小,而且在设计、制作光学系统及控制定时的电路方面仍是有利的。
以下假设在成象装置1中,块A(15a)中的光束照射源发生故障。
使用传统成象装置时,在光束照射源中至少有1个发生故障,则在修理或更换整个阵列或整个成象头之前,装置完全不能工作。而本发明的成象装置1可以实行下述的2个替代动作。
首先,第1替代动作是与发生故障的光束照射源的位置对应而切换成象头在副扫描方向的进给量和成象数据的输出软件。假设光束照射源的故障部位如图7所示,是在光源块A的第3个和第4个时,就将进给量切换成2ap、6ap、2ap、6ap、…2ap、6ap,且与此对应地切换成输出数据的软件。在这种场合,虽然成象速度降低为1/2,但不必停止成象装置1,可继续成象动作。
其中ap是在光源间隔as上乘以光学系统的倍率后的值,表示成象媒体面上的光束照射源间隔。另外,当光束照射源的故障部位如图8所示,是光源块A的第3个~第6个时,就将进给量切换成2ap、2ap、4ap、2ap、2ap、4ap、…2ap、2ap、4ap,并与此对应地切换成输出数据的软件。在这种场合,虽然成象速度下降到1/3,但不必停止成象装置1,可继续成象动作。
一般在1个块内的光束数为k个的成象装置上,当全部光束照射源都正常工作时,是通过反复进行进给量为ap的1次副扫描方向的进给来实施成象。而在发生故障时,则通过反复进行覆盖故障光束照射源的h次(h为2以上k以下的整数)副扫描方向的进给来实现整个区域的成象。这时各进给量为ap的整数倍,h次的进给量合计为kap,成象时间为h倍。但是,成象装置可以不停止地持续成象动作。还有,这种场合不需要对光束照射源的位置作再调节。不过,第1替代动作在使用线性马达式线性平台的场合可以实现。
第2替代动作如图9所示,是把块A(15a)与光束照射源驱动装置A(13a)割开,把块C(15c)与光束照射源驱动装置C(13c)割开,把块D(15d)与光束照射源驱动装置D(13d)割开,并且把控制装置11的成象数据输出用软件从4个块均使用切换为1个块使用,再使成象头内的光源块倾斜规定角度,只使用块B(15b)。
在这种场合,当块数为n个时,虽然成象速度下降到1/n,但成象装置1却可不停止地持续成象动作。当然,如果其他的块是正常的,则也可使用任何一块。另外,在保持相同的分辨率时,规定的角度θ为cos-1(1/n)。还有,第2替代动作在使用线性马达式平台和滚珠丝杠式线性平台中任一种线性平台时都能实现。
成象头14内的光源块配置例3如图10所示,各块内有以as的间隔排列在一条直线上的8个光束照射源,各光源块以其中包括的光束照射源的排列方向与副扫描方向平行的形式配置。而且若以光源块A(15a)的位置为基准,则光源块B(15b)在主扫描方向错开
Figure A9880036300251
3as/3、在副扫描方向错开as/2,光源块C(15c)在主扫描方向错开
Figure A9880036300252
3as/3+b、在副扫描方向错开as/4,光源块D(15d)在主扫描方向错开2 3as/3+b,在副扫描方向错开3as/4排列。
本实施形态中1个块内的光束照射源数k为8个,而实际上只要是2个以上都可以。最好是8~64个。另外,在使用这种光束照射源的排列时,如图6所示,不必使阵列对副扫描方向倾斜就可以对整个成象区域成象。
在进行这种排列的场合,与全部光束照射源排列在一条直线上的场合相比,光学系统所要求的较佳图象区域可以缩小到足以包含1块的大小的程度即可。因此,不必用高价的光学系统或是增大其尺寸就可排列更多的光束照射源。另外,光束照射源在主扫描方向的偏离量可缩小到2
Figure A9880036300262
3as/3+b。因此不会因该偏离而造成控制成象定时的电路复杂化或高价化。可排列更多的光束照射源,
以下设成象装置1的块A(15a)中的光束照射源发生故障。
如果是传统的成象装置,当光束照射源中至少有1个发生故障时,则在修理或更换整个阵列或整个成象头之前,装置完全不能工作。但是本发明的成象装置1可实行如下说明的2个替代动作。
首先,第1替代动作是与有故障的光束照射源的位置相对应来切换成象头在副扫描方向的进给量和成象数据的输出软件。这与在配置2中说明的动作一样。
第2替代动作如图11所示,是把块A(15a)与光束照射源驱动装置A(13a)割断,把块B(15b)与光束照射源驱动装置B(13b)割断,把4个块全部使用主控制装置11的成象数据输出用的软件切换为2个块使用,又如图12所示,将成象头内的光源块倾斜规定的角度θ,只使用块C和块D(15c和15d)。这样,虽然成象速度降低到1/2,但不必停止成象装置1,可继续成象动作。这时的规定角度θ为cos-1(1/2)=60°,可以保持相同的分辨率。另外,第2替代动作在使用线性马达式平台和滚珠丝杠式平台中的任何一种线性平台时都可实现。
以下说明可大幅度缩短光束照射源从无成象数据状态向有成象数据状态变化所需的时间、提高成象速度的本发明的成象装置。
图13所示为本发明成象装置实施形态的成象动作时,从激光光源控制单元内的激光光源驱动电路传输到激光二极管的控制信号以及流入激光二极管中的电流值、以及从激光光源射出的光输出的变化状态。
如图14所示,设想使用以时刻t=0时的光束1021a的中心位置为原点、以副扫描方向为x轴、以主扫描方向为y轴的座标系统,在成象媒体上聚光成半径为r[m]的光输出P[W]的激光在成象媒体上以速度v[m/s]移动。
这时,如设与1个成象点对应的激光的发光时间为Δt,则时刻t=Δt的光束1021b沿主扫描方向R(y轴的正方向)移动vΔt。而且成象媒体上每一单位面积的曝光能量E(x、y)是该时间的光输出的时间积分,故用下式(3)表示。
E(x,y)=∫o ΔtI(x,y-vt)dt[J/m2](3)
式中I(x,y)[W/m2]是光输出的分布函数,由激光光源及光学系统的特性所决定。当激光光源为激光二极管的射出端的场合,该分布通常成为高斯分布,故这种场合用下式(4〕来表示。
I(x,y)=2P/πr2·exp{-(x2+y2)/r2}…………(4)
而且用于加热模式成象的1W左右的高输出激光二极管基本上是多态的,光束内的光输出的空间分布大多平坦,光束内的功率分布基本相等。结果是,分布函数I(x,y)[W/m2]成为以下式(5)所示的分级函数式的分布。而且即使激光光源使用多态光纤输出的激光射出端、且使用一样的缩小或放大光学系统,也同样如此。
I(x,y)=P/πr2  (x2+y2≤r2时)
      =0           (x2+y2>r2时)…………(5)
如图13所示,在成象动作时是通过始终使大于激光二极管的临界值Ith的电流流过来保持激光光源的接通状态。并对激光光源作如下控制,在有成象数据时,所需成象区域内的曝光能量密度成为大于成象媒体灵敏度临界值Eth的光输出Pon,在无成象数据时,在整个激光照射区域,曝光能量成为小于成象媒体灵敏度临界值Eth的光输出Poff
为了明确地说明上述光输出的意义,设想光输出的分布函数为式(4)所示的分级函数,光束的移动速度v为r/Δt。
这时,图14所示的时刻t=0的光束1021a与时刻t=Δt的光束1021b的重叠部分1022上有p/πr2的光输出始终照射。因此,在激光光束照射的部分中,该重叠部分1022的曝光能量密度达到最大,根据式(2),其曝光能量密度成为PΔt/πr2
而且,虽然在无成象数据时P=Poff,但不成象的条件为PoffΔt/πr2<Eth,即,Poff<Ethπr2/Δt,另一方面,虽然在有成象数据时P=Pon,但如果PonΔt/πr2≥Eth,则形成大于重叠部分1022尺寸的成象区域。这里,PonΔt/πr2=αEth(1.5≤α≤2.5),即如果设Pon=αEthπr2/Δt,就形成与图15所示的激光光束大致相等尺寸的成象区域。
这里,如果设激光光束不移动的场合以Δt的时间在成象媒体上形成成象区域的光输出为Po,则Po=Ethπr2/Δt,故上述条件可以表示成Pon=αPo(1.5≤α≤2.5)、Poff<Po
本实施形态的激光的配置示例如图16所示。该光源的配置是把2排的k个激光光源与副扫描方向平行地配置,在图16A中,排列k=8的激光光源71a~71p。为了在成象媒体面上进行换算后得到所需的分辨率,将这时的激光光源间隔as设定成必要点间隔的2倍。
而且如图16B所示,在最初的成象媒体支承圆筒旋转1圈的过程中成象头与成象媒体相对的时间内,对2k根(图中为16根)光束的奇数行的主扫描方向行(图中为72a~72p)同时成象。在这时的成象媒体支承圆筒旋转1圈的过程中成象头不与成象媒体相对的时间、即空白时间内,通过副扫描装置使成象头移动as/2。
然后,如图16C所示,在下一次成象媒体支承圆筒旋转1圈的过程中成象头与成象媒体相对的时间内,对2k根(图中为16根)光束的偶数行的主扫描方向行(图中为73a~73p)同时成象。在这时的成象媒体支承圆筒旋转1圈过程中的空白时间内,通过副扫描装置使成象头移动(4k-1)as/2。当k=8时,该移动量成为31as/2。
通过反复进行这一连串的动作来对整个成象媒体实施成象。
在用图6所示的传统光源配置方式对最接近的主扫描方向的行同时实施成象时,如果把Poff设定在Po的附近,则在最接近的主扫描方向的行有成象数据时,虽然实际上是无扫描数据的位置,也有可能被误成象。而采用本实施形态的成象装置时,最接近的主扫描方向的行只在与成象媒体支承圆筒旋转1圈对应的时间内间隔地成象。因而,即使设定为Poff=βPo(0.7≤β0.9)左右的接近临界值的值,也不会被误成象。
还有,本实施形态的激光光源的排列是2排,每排8个,当然为了提高成象装置的性能,也可使用更多的激光光源,或是为降低成本而使用更少的激光光源。而且在上述实施形态中,作为线性平台是使用线性马达,但采用滚珠丝杠式的也可作本质上相同的动作。
另外,作为不对最接近的主扫描方向的行同时实施成象的方法,可以把相邻的光束照射源的照射定时错开。即,在成象媒体支承圆筒旋转2圈的过程中使副扫描装置停止移动,在旋转第1圈时,对譬如奇数行的主扫描方向行实施成象,在旋转第2圈时,对偶数行的主扫描方向行实施成象。在这种场合,虽然副扫描方向的光束照射源的实质间隔必须是前述方法的1半,但可达到相同的目的。
以下说明容易实行成象头与成象媒体的间隔调节的本发明成象装置。
图17是本发明成象装置实施形态一例的示意图。该图中凡与图61所示的传统技术相同的部分均标上相同符号并省略说明。
本实施形态的成象装置9是在传统技术的成象装置上加上具有可供能量光束通过的开口部2099且安装在媒体支承圆筒91上未卷绕成象媒体98的部位上的焦点位置检测构件2034、以及对已通过开口部2099的前述激光进行测量的测量装置(未图示)。
开口部2099与成象媒体98的位置关系如下:成象头92与开口部2099相对时开口部2099与成象头92之间的距离等于成象头92与成象媒体98相对时成象媒体98的焦点对准位置、即使用加热式成象媒体98时的热敏层位置与成象头92位置之间的距离。
本实施形态的成象装置9的焦点位置检测基本原理为一般的刀口(ナィフェツジ)法。在实际调节焦点时,成象头92如图17虚线所示,经过开口部2099移动到前述测量装置对面的位置。图18是包含这时的成象头92、焦点位置检测构件2034、前述测量装置的能量光束中心轴和媒体支承圆筒91的轴在内的面上的剖视图。
测量装置2031具有以能量光束2033的中心轴为基准在副扫描方向S分割的受光元件2032a和2032b,可以各自对分别射入的能量光束的输出进行检测。另外在该图中,开口部2099在纸面上的下端作为刀口发挥作用。图18表示焦点对准后的状态,从成象头92射出的能量光束2033通过焦点位置检测构件2034的开口部2099后大部分射入受光元件2032a及受光元件2032b。这时,从受光元件2032a的输出信号减去受光元件2032b的输出信号后的信号基本为0。以下称此信号为对焦信号。
图19表示成象头92与媒体支承圆筒91过于接近的场合。这时,开口部2099下端的刀口将能量光束2033的一部分隔断,受光元件2032a中几乎没有能量光束2033射入。这时前述对焦信号成为负值。
相反,成象头92与媒体支承圆筒91距离过远的场合则如图20所示。这时能量光束2033的一部分也被开口部2099下端的刀口隔断,受光元件2032b中几乎没有能量光束2033射入。这时前述对焦信号成为正值。
如上所述,通过对从受光元件2032a的输出信号减去受光元件2032b的输出信号后的信号、即对焦信号进行测量,可以知道焦点是否对准,或现在成象头92的位置沿哪个方向偏离焦点位置。就这样对该对焦信号进行监视并使焦点调节装置动作,为缩小该对焦信号的绝对值而进行调节。
另外,焦点调节装置是图21所示的带行千分尺的X平台2051,成象头92经过X平台2051而固定在副扫描装置、即线性平台94上。而且在进行焦点调节时,是旋转X20451的带千分尺的调节旋钮2052。由此而使成象头92沿图中箭头方向移动,调节成象头92与安装在媒体支承圆筒91上的焦点位置检测构件2034的开口部2099之间的距离。
在本实施形态中,是用手动的焦点调节装置,当然也可以在为调节焦点而使成象头移动时使用步进马达或带线性马达的X平台等进行自动调节。在装置进行初始调节时、长期不用后确认焦点位置时、更换成象头等部件后、以及改变成象媒体厚度后的再调节时等要进行该焦点调节动作。
另外,在改变了成象媒体的厚度后,要相应地更换焦点位置检测构件。当然,也可以在成象媒体支承圆筒的空白部设置焦点位置检测构件等。以在成象动作时以实时实施焦点位置调节。
本发实施形态是在图18中把下端作为刀口发挥作用,当然也可以把开口部2099的上端(纸面上)作为刀口发挥作用。不过,这时对焦信号的符号倒置。另外,如果在圆周方向设置多个开口部2099,在圆筒旋转一圈的过程中得到的对焦信号数据就多,可提高焦点调节的精度。
还有,本实施形态可以对偏心造成的周期性的对焦状态的变化进行检测。从而,通过根据其结果对成象过程中的焦点位置作周期性调节,即使在偏心的圆筒上也始终能得到良好的对焦状态。另外本实施形态中的成象媒体支承装置是圆筒式的,当然前述成象媒体支承装置也可以是平板床(フラツトベツド)式的。而即使前述媒体支承装置是平板床式的,确认对焦状态的方法也与圆筒式的场合相同。
图22为本发明成象装置另一实施形态一例的示意图。该图中凡与图61所示的传统技术相同的部分均标上相同符号并省略对共同部分的说明。
本实施形态的成象装置9是在传统技术的成象装置上,将成象头92及焦点位置检测装置2053经过X平台2051固定在线性平台94上,并与成象头92形成一体地移动。图23表示从上部看的线性平台部。
在焦点位置检测装置2053中装入了光学式、涡流式、静电电容式等位移传感器,用该位移传感器可以测量焦点位置检测装置2053和媒体支承圆筒91之间的间隔。成象头92与成象媒体98的距离可以作为如下数值计算出,即,用装入焦点位置检测装置2053中的位移传感器得到的焦点位置检测装置2053与媒体支承圆筒91之间的间隔,加上成象头92与焦点位置检测装置2053之间在主扫描方向和副扫描方向两个方向的垂直方向位置差,并减去成象媒体98的厚度。
另外,焦点调节装置就是用线性马达驱动的X平台2051,而成象头92以及焦点位置检测装置2053经过X平台2051固定在副扫描装置、即线性平台94上。
而且,在作焦点调节时,对该X平台2051的线性马达进行驱动,使成象头92及焦点位置检测装置2053沿图中箭头方向移动,调节成象头92与安装在媒体支承圆筒91上的成象媒体98之间的距离。
本实施形态中所用的是使用线性马达的自动调节装置,当然在为了调节焦点而移动成象头时既可以使用步进马达等,也可以利用带千分尺的X平台进行手动调节。
在对装置作初始调节时、长期不用后确认焦点位置时、更换成象头等部件后以及在改变了成象媒体厚度后进行再调节时等要进行上述的焦点调节动作。而且,即使是在改变了成象媒体厚度的场合,也只需将表示对焦位置的信号电平按成象媒体厚度的变化量错开即可。当然,也可以在成象过程中以适当的定时使焦点位置检测装置动作,以实时实施焦点位置调节。
以下说明本发明成象装置中所用的位置精度优良的多层堆积光纤阵列装置。图24为本发明光纤阵列装置一例。图25为其光纤射出端的排列。
光纤阵列装置3001由4个光纤排(3011a~3011d)构成,每排有10个光纤射出端排列在一条直线上。在这个排列中,由光纤排3011a和3011b形成的光纤双排3011ab以及光纤排3011c和3011d形成的光纤双排3011cd成为分别交错排列的2排排列。
在各光纤排内,具有以as为间隔排列在一条直线上的10个光纤射出端,各光纤排以其中所包含的光纤射出端的排列方向平行于副扫描方向的形式(向主扫描方向的投影方向对排列方向形成90°角)配置。
另外,如果以光纤排3011a的位置为基准,则光纤排3011b在主扫描方向错开
Figure A9880036300311
3as/2排列,在副扫描方向错开as/2排列,光纤排3011c在主扫描方向错开
Figure A9880036300312
3as/2+b排列,在副扫描方向错开as/4排列,光纤排3011d在主扫描方向错开
Figure A9880036300321
3as+b排列,在副扫描方向错开3as/4排列。b是as的3~5倍左右。本实施形态中1个光纤排内的光纤射出端的数量n为10个,但实际上只要是2个以上即可,最好是8~32个。
另外,在使用这种光纤射出端的排列时,不必将光纤阵列装置如图6那样对副扫描方向倾斜即可对整个成象区域成象。而且在作这种排列的场合,与所有的光纤射出端排列在一条直线上的场合或将光纤射出端排成2排的场合相比,光学系统所要求的较佳图象区域可以缩小到足以包含1个光纤排长度的程度即可。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸即可排列更多的光纤射出端。还有,由于光纤射出端在主扫描方向的偏移量可缩小到
Figure A9880036300322
3as+b,故不会因该偏移而造成控制成象定时的电路复杂化或高价化,可排列更多的光纤射出端。另外,在这种场合,不一定要致力于副扫描的方法和重排数据。而且在交错排列时,一排光纤排与另一排光纤排在排列方向的位置偏差可以精确地控制在光纤间距的0.5倍。
以下说明用精确的光纤射出端位置精度制作这种光纤阵列装置的方法。图26A~图26E表示制作工序。
首先,如图26A所示,准备好制作光纤支承构件的、由不锈钢等构成的圆柱形材料3019。然后如图26B所示,通过是电火花线切割加工等在上下2个方向形成其宽度可排列(n+1)根光纤的光纤固定槽后做成光纤支承构件3017。
在以下说明中,材料3019均使用相同材料。
在将光纤定位时,该光纤固定槽的底面作为平行部位3015a、3015b发挥作用,侧面作为限制部位3016a~3016d发挥作用。因此要进行精密加工,以使平行部位3015a、3015b平行,使限制部位3016a和限制部位3016c以及限制部位3016b和限制部位3016d在光纤排列方向错开3as/4。
然后如图26C所示,把由n根光纤构成的光纤排3011b和直径等同于成为光源的光纤的1根假光纤3014排列在平行部位3015a上,使位于左端的光纤与限制部位3016a紧密接触,假光纤3014a的右端与限制部位3016b紧密接触。
再在由n根光纤构成的光纤排3011b和1根假光纤3014a之上将由n根光纤构成的光纤排3011a错开排列。然后在其上压入压紧构件3013a,并如图26D那样将其上下倒置。
然后,在由n根光纤构成的光纤排3011c和1根假光纤3014b之上将由n根光纤构成的光纤排3011d与图26C同样地配置,最后如图26E所示,压入压紧构件3013b,并在缝隙内填入粘接剂,使其硬化后形成一体。
本发明的光纤阵列装置的又一例如图27所示。其光纤射出端的排列如图28所示。
光纤阵列装置3001由2个光纤排(3011a、3011b)构成,每排有20个光纤射出端排列在一条直线上。
在各光纤排内具有以as的间隔排列在一条直线上的20个光纤射出端,各光纤排以其中所包含的光纤射出端的排列方向与副扫描方向S形成规定角度θ的形式(对投影方向的排列方向形成的角度为(90°-θ))配置。角度θ是用式(1)规定的角度。
另外,一旦以光纤排3011a的位置为基准,则光纤排3011b在主扫描方向错开0、在副扫描方向错开20ds排列。本实施形态1个光纤排内的光纤射出端数量n为20个,但实际上只要是2个以上即可。最好是8~32个。
另外,在作这种排列的场合,与全部光纤射出端都排列在一条直线上的场合相比,光学系统所要求的较佳图象区域可以缩小到足以包含1个光纤排长度的程度即可。因此不必增加光学系统的成本或尺寸,就可以排列更多的光纤射出端。另外,由于光纤射出端在主扫描方向的偏离量可以缩小约一半,故不会因偏离造成控制成象定时的电路复杂化或高价化,可以排列更多的光纤射出端。
用精确的光纤射出端位置精度制作光纤阵列装置的方法基本上与图26A~图26E所示的制作工序相同,区别在于1个光纤固定槽中只设置1排光纤,以及平行部位与限制部位的关系。光纤固定槽的宽度为可以排列n根光纤的宽度。而且要进行精密加工,使平行部位的间隔为as(nsinθcosθ-1)、限制部位错开ascos2θ。
图29所示为本发明光纤装置的又一例。图30则是其光纤射出端的排列。
光纤阵列装置3001由6个光纤排(3011a~3011f)构成,每排有10个光纤射出端排列在一条直线上。
在各光纤排内具有以as的间隔排列在一条直线上的10个光纤射出端,各光纤排以其中所包含的光纤射出端的排列方向平行于副扫描方向的形式配置。
另外,如果以光纤排3011a的位置为基准,则光纤排3011b在主扫描方向错开
Figure A9880036300331
3as/2排列,在副扫描方向错开as/2排列,光纤排3011c在主扫描方向错开
Figure A9880036300332
3as/2+b排列,在副扫描方向错开as/6排列,光纤排3011d在主扫描方向错开
Figure A9880036300341
3as+b排列,在副扫描方向错开2as/3排列,光纤排3011e在主扫描方向错开 3as+2b排列,在副扫描方向错开as/3排列,光纤排3011f在主扫描方向错开3 3as/2+2b排列,在副扫描方向错开5as/6排列。b是as的1~5倍左右。
本实施形态中1个光纤排内的光纤射出端数量n为10个,但实际上只要是2个以上即可,最好是8~32个。
在使用这种光纤射出端的排列的场合,不必将光纤装置如图6那样对副扫描方向倾斜即可对整个成象区域实施成象。而且在作这种排列的场合,与全部光纤射出端排列在一条直线上的场合或将光纤射出端排成2排的场合相比,光学系统所要求的较佳图象区域可以缩小到足以包含1个光纤排长度的程度即可。故不心增加光学系统的成本和尺寸即可排列更多的光纤射出端。另外,光纤射出端在主扫描方向的偏移量可以缩小到3 3as/2+2b的程度。因此,不会因偏移造成控制成象定时的电路复杂化或高价化,可排列更多的光纤射出端。而且也不必致力于副扫描方法和重排数据。
下面说明将光纤阵列装置3001的光纤射出端的位置精度制作得更好的方法。图31A~图31E表示制作工序。
首先,如图31A所示,准备形成光纤支承构件的圆柱形的材料3019。其次,如图31B所示,通过电火花线切割加工等形成2层槽,底部宽度可配列(n+1)根光纤,开口部的宽度与光纤配列构件3017b、3017c的宽度相等,制成支承构件3017a。另外,在光纤配列构件3017b、3017c上形成宽度可配列(n+1)根光纤的光纤固定槽。
支承构件3017a与光纤配列构件3017b、3017c如后所述被做成一体,作为光纤支承构件发挥功能;配列构件的支承构件3017a的槽的底面起到平行部位3015a的功能;光纤配列构件3017b、3017c的光纤固定槽的底面起到平行部位3015b、3015c的功能;支承构件3017a的槽的侧面起到限制部位3016a、3016b的功能;光纤配列构件3017b、3017c的槽的侧面起到限制部位3016c~3016f的功能。
因此,为使平行部位3015a~3015c成为平行,将限制部位3016a、3016c、3016e及限制部位3016b、3016d、3016f的光纤配列方向的错开精密加工成间距为as/6。
接着,如图31C所示,使位于左端的光纤紧贴于限制部位3016a、假光纤3014a紧贴于限制部位3016b地将由n根光纤组成的光纤排3011a和直径与成为光源的光纤相等的1根假光纤3014a配列在平行部位3015a上。
再把由n根光纤组成的光纤排3011a与在1根假光纤3014a的上面由n根光纤组成的光纤排3011b配列成叠层。
接着,如图31D所示,在其上面压入光纤配列构件3017b,在平行部位3015b上配列由n根光纤组成的光纤排3011c和直径与成为光源的光纤相等的1根假光纤3014b,使位于左端的光纤紧贴于限制部位3016c,假光纤3014b紧贴于限制部位3016d。再在这些光纤的上面,呈叠层状配列由n根光纤组成的光纤排3011d。
然后,与图31D所示情况相同地配置光纤配列构件3017c、由n根光纤组成的光纤排3011e、1根假光纤3014c及在其上面由n根光纤组成的光纤排3011f,最后,如图31E所示,压入按压构件3013,并在缝隙内填入粘接剂,使其硬化而粘着成一体。
另外,图32表示本发明的光纤阵列装置的另一例子。而图33表示其光纤射出端的配列。
光纤阵列装置3001由10个光纤射出端配列在一直线上的4个光纤排(3011a~3011d)构成。在光纤排3011a与光纤排3011b及光纤排3011c与光纤排3011d之间,分别设有规定厚度的隔板308a及隔板3018b。
在各光纤排内,具有以as的间隔配列在一直线上的10个光纤射出端,各光纤排配列成其中所包含的光纤射出端的配列方向与副扫描方向平行。
另外,当以光纤排3011a的位置为基准时,在主扫描方向错开c、在副扫描方向错开as/2来配列光纤排3011b;在主扫描方向错开c+b、在副扫描方向错开as/4来配列光纤排3011c;在主扫描方向错开2c+b、在副扫描方向错开3as/4来配列光纤排3011d。b是as的3~5倍左右,c是光纤的包覆直径与隔板的厚度之和。
另外,在本实施形态中,将1个光纤排内的光纤射出端的数目n做成10个,但实际上只要是2个以上即可,最好是8~32个。
在使用该光纤射出端的配列的场合,如图6所示无需将光纤阵列装置3001相对副扫描方向倾斜,就可对成象区域整体进行成象。另外,在如此配列的情况下,与所有的光纤射出端被配列在一直线上的情况或将光纤射出端配列成2排的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可以狭窄到足以包含1个光纤排的长度的状态。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸,可配列更多的光纤射出端。
此外,由于光纤射出端的主扫描方向的偏移量能小到2c+b,故不会因该偏移而使控制成象定时的电路变得复杂或价格昂贵,可配列更多的光纤射出端。并且在该场合,不一定要考虑副扫描方法、重排数据。
下面说明将该光纤阵列装置的光纤射出端的位置精度制作得更好的方法。图34A~图34E表示制作工序。
首先,如图34A所示,准备形成光纤支承构件的圆柱形的材料3019。其次,如图34B所示,通过电火花线切割加工等在上下2个方向形成宽度可配列n根光纤与可配列(n+1)根光纤的2层的光纤固定槽,制成光纤支承构件3017。
此时,在光纤定位时,所述光纤固定槽的底面起到平行部位3015a、3015b的功能,第1层的侧面3016a、3016b、3016e、3016f及第2层的侧面3016c、3016d、3016g、3016h起到限制部位的功能。因此,为使平行部位3015a、3015b成为平行,将限制部位3016a、3016c、限制部位3016b、3016d、限制部位3016e、3016g及限制部位3016f、3016h的光纤配列方向的错开精密加工成间距为as/2,将限制部位3016a、3016e及限制部位3016b、3016f的光纤配列方向的错开精密加工成间距为as/4。
接着,如图34C所示,分别使位于左端的光纤紧贴于限制部位3016a、位于右端的光纤紧贴于限制部位3016b地将由n根光纤组成的光纤排3011b配列在平行部位3015a上。并且,将隔板3018a放在由n根光纤组成的光纤排3011b的上面,再在其上面,使假光纤3014a的左端紧贴于限制部位3016c、位于右端的光纤紧贴于限制部位3016地配列由n根光纤组成的光纤排3011a和直径与成为光源的光纤相等的1根假光纤3014a。
接着,在其上面压入按压构件3013a,如图34D所示,将上下翻转,然后,与图34C所示情况相同地配置由n根光纤组成的光纤排3011c、隔板3018b及在其上面由n根光纤组成的光纤排3011d和1根假光纤3014b,最后,如图34E所示压入按压构件3013b,并在缝隙内填入粘接剂,使其硬化而粘着成一体。
另外,图35表示本发明的光纤阵列装置的另一例子。而图36表示其光纤射出端的配列。
光纤阵列装置3001由4个光纤射出端配列在一直线上的10个光纤排(3011a~3011j)构成。在各光纤排内,配置有以如朝向副扫描方向的投影为as/4那样的间隔及角度配列在一直线上的4个光纤射出端。
另外,当以光纤排3011a的位置为基准时,在副扫描方向错开as来配置光纤排3011b;在副扫描方向错开2as来配置光纤排3011c;在副扫描方向错开3as来配置光纤排3011d;…;在副扫描方向错开9as来配置光纤排3011j。
在本实施形态中,将1个光纤排内的光纤射出端的数目n做成4个,但实际上实用的是2到8个,最好是4个。
另外,在使用该光纤射出端的配列的场合,如图6所示无需将光纤阵列装置3001相对副扫描方向倾斜,就可对成象区域整体进行成象。另外,在如此配列的情况下,与所有的光纤射出端被配列在一直线上的情况或将光纤射出端配列成2排的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可以狭窄到包覆直径的光纤排个数的2倍左右。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸,就可配列更多的光纤射出端。
光纤射出端的主扫描方向的偏移量能小到光纤的包覆直径的3倍以下。因此,故不会因该偏移而使控制成象定时的电路变得复杂或价格昂贵,可配列更多的光纤射出端。并且在该场合,不一定要考虑副扫描方法、重排数据。由于在上述各实施形态中可将光纤射出端的配列更小型化,故可将成为必要的透镜的较佳图像范围做成最小限度。
另外,在上述例子中,在梳状光纤支承构件的各个狭缝中插入了单排的光纤,但也可插入数排光纤。此场合,有时必须注意规定投影方向中的个光纤光轴的间隔。
下面,图37表示可将该光纤阵列装置3001的光纤射出端的位置精度制作得更好的梳状光纤支承构件3027的光纤支承部位的放大图。
如图37所示,梳状光纤支承构件3027的光纤支承部位,通过电火花线切割加工等而形成有数排的宽度可配置1根光纤的、且深度与1个光纤排内的光纤射出端的数目相对应的梳状的槽。由于在光纤定位时使该光纤固定槽的底面起到限制部位3016a、3016b、3016c、…、3016j的功能,使侧面起到平行部位3015a、3015b、3015c、…、3015t的功能,故为了平行部位3015a、3015b、3015c、…、3015t均成为平行,将限制部位3016a、3016b、3016c、…、3016j精密加工成主扫描方向的偏移为0;与副扫描方向的相邻的限制部位的距离为as;另外,槽的宽度为光纤直径的1.012~1.020倍的范围。
实际的制作方法通过如下来实现:将40根光纤紧贴配置在梳状光纤支承构件3027的光纤支承部位上,在其上面压入按压构件3013,在缝隙内填入粘接剂,使其硬化而粘接成一体。
由于梳状光纤支承构件3027可设置一对的与各光纤排的两侧实际上紧贴的平行部位,故实际上也可对与各光纤的平行部位正交的方向的位置进行限制,定位就非常容易。
另外,在本实施形态中,梳状光纤支承构件3027是一体形成的,但也可交替重叠长度不同的枝状构件,形成同样的梳状光纤支承构件。
本发明的成象头装置,被用作为具有如上述说明的光纤阵列3001的成象头92。
[实施例]
下面,用圆筒外面记录方式的成象装置表示本发明的具体实施例。
(实施例1)故障时的对策
图38表示成象装置的示意图。另外,在该图上,对于与图61所示的现有技术相同的部分标上相同的符号。
成象装置9具有:将成象媒体98卷装在外表面上用的媒体支承圆筒91;包含使光束照射源和从其光束照射源射出的光束聚光用的光学系统的成象头92;具有光束照射源驱动装置的光束照射源控制单元96;以及将成象头92与光束照射源控制单元96连接的电缆95a~95d。另外,该连接电缆可用后述的光源块单位连接。
成象媒体98由设在媒体支承圆筒91上的夹紧装置(未图示)来固定,而在媒体支承圆筒91上有未卷装成象媒体98的空白部分。另外,在成象头92的内部,分成包含8个光束照射源的4个光源块来安装可分别驱动的32个光束照射源。此外,关于这些光束照射源的详细规格及配列方法如后详述。
使从所述光束照射源射出的光束聚光用的光学系统,被配置、调整成可将所有的光束同样地聚光在成象媒体98上。并且,媒体支承圆筒91支承在成象装置9的框架上,通过标准的电动机93向图中箭头R方向旋转,其角度位置始终由编码器(未图示)监测。此外,成象头92固定在实现平行移动的标准的线性平台94的上面,向图中的箭头S方向平行移动。作为该线性平台,也可使用由线性电动机直接驱动的线性电动机型平台或使用滚珠丝杆式线性导向体的滚珠丝杆型线性平台中的任何一种。
另外,图1表示成象装置9的方框图。在图1所示的成象装置中,成象头14包含4个光源块A~D(15a~15d),各个光源块由未图示的8个光束照射源构成。并且,各光源块以块单位与光束照射源驱动装置A~D(13a~13d)连接,在各光束照射源驱动装置内包含有8个光束照射源驱动电路。再有,各光束照射源驱动装置及成象数据保存用贮存器12与主控制装置11连接。
现说明使用本实施例成象装置9的实际的成象方法。
当接通电源时,搭载了成象头92的线性平台94移动到可将光束聚光在受光元件97上的位置,受光元件97设置在与将成象媒体98卷装在媒体支承圆筒91上后的焦点距离相等的位置。受光元件97接受光束并将与该光输出对应的信号输出到主控制装置11。
这样,控制光束照射源的信号从主控制装置11传递给光束照射源驱动装置A~D,1个1个点亮光束照射源,此时,参照受光元件97的信号,所有的光束照射源的光输出被依次调整成规定的值。所谓此场合的规定值,是光输出足以在成象媒体98的表面产生与二元成象数据对应的物理性凹凸或相对于溶剂的可溶性变化等特性的变化。
当如上的初期输出调整动作结束且成象开始的指令输入到主控制装置时,首先,媒体支承圆筒91开始旋转,在成为需稳定成成象状态的旋转速度后,以由编码器输出的主扫描方向的基准位置信号为基,对每光束照射源调整成象的定时,以使各光束照射源进行成象的主扫描方向的线路的主扫描方向的位置一致。
此时,主控制装置11参照保存在成象数据保存用贮存器12中的成象数据,将与成象数据对应而切换各光束照射源用的信号传递给光束照射源驱动装置A~D(13a~13d)。由该动作来完成主扫描方向的32根光束(4块×8光束)的成象。并且,在使用线性电动机型线性平台的场合,在到下个32根光束开始成象为止的期间,即,在成象头92通过媒体支承圆筒91的空白部分的时间,在使用滚珠丝杆型线性平台的场合,且在媒体支承圆筒91旋转1次的时间,搭载了成象头92的线性平台94向图中箭头S方向移动到下一个32根光束可进行成象的位置。
重复该一系列的动作,直到成象头92到达成象区域的副扫描方向的一端。作为该成象动作的结果,在成象媒体98上,产生与二元成象数据对应的物理性凹凸或相对于溶剂的可溶性变化等特性的变化。
现揭示成象装置9的成象头92内的光束照射源配列的例子。作为实现多个光束照射源的措施,一般而言,具有激光二极管阵列和光纤阵列,故分别说明。
(a)激光二极管阵列
光束照射源形成在如图39所示的激光二极管阵列8内。激光二极管阵列8系由GaAs系化合物半导体制成在1个芯片中可独立驱动的8个激光二极管,且在其各个上面具有激光射出端81a~81h和驱动侧电极82a~82h以及与整个激光二极管共用的背面公共电极83。这些激光射出端成为光束照射源。
另外,一般将位于激光二极管芯片内的激光二极管的个数称作通道数。通过在驱动侧电极82~82h中流过规定的电流,从对应激光输出端81a~81h射出输出功率为0.4~1.0W左右、波长为780~960nm左右的红外区域的激光。这里,所谓规定的电流,指激光二极管开始激光振荡的超过阈值的电流值。具体地说,阈值电流是0.2~0.6A左右,实际动作电流是0.7~1.3A左右。另外,各激光射出端的宽度是80~120μm左右,间隔是150~250μm左右,各驱动侧电极的间隔也相同。激光射出端的宽度是为获得该高输出功率所必需的尺寸。并且,各激光射出端及各驱动侧电极的间隔是为当使激光二极管动作时选择性地通电所必需的间隔。
现再说明光束照射源代表性的配列方法。
第1配列方法是,所有的光束照射源形成在同一的半导体芯片内,光源块配列在与块内的光束照射源配列的方向相同的方向,成为如图2所示的结构。在图39的激光二极管阵列8中,虽然在1个半导体芯片中包含8个光束照射源,但在该场合,将32个光束照射源做在1个芯片内,并将其分割成4个光源块A~D(15a~15d)。此时,在1个光源块内就包含8个光束照射源。
在将该激光二极管阵列装入成象头时,如图6所示,倾斜规定的角度θ。当成象分辨率设为2540dpi时,成象媒体上的点子间隔dp为10μm,在将光学系统的倍率设为1/5的情况下,由于在光源面的点子间隔ds为50μm,且光束照射源的间隔as是200μm,故由(1)式角度θ成为75.5°。
如图3所示,当光源块A(15a)中的1个光束照射源产生故障时,将光源块A(15a)与光束照射源驱动装置A(13a)割断,且将主控制装置11的成象数据输出用的软件从4块均使用的切换到3块用的,从而使用光源块B~D(15b~15d)。由此,虽然成象速度下降到3/4,但不必停止装置,可继续成象动作。
此时,为了将由光束照射源射出的光束聚光在成象媒体上,装在成象头内的光学系统设计成同样地可将来自所有的光源块的光束聚光。因此,不必对光学系统进行机械性的再调整,只要将成象时的副扫描方向的平台的进给量从4块的320μm(10μm×32)变更到3块的240μm(10μm×24)即可。
另外,采用这种配列的成象头适用于既考虑降低成本又控制成象速度的成象装置。即如图所示,为在有4个光源块中使用块A,只要连接1台光束照射源驱动装置,成象头仍可适用。此时,仅1台高价的光束照射源驱动装置即可,且由于主控制装置的电路及软件也可简单化,故可实现成本降低。
此外,如果使用的光源块的光束照射源产生故障,通过将与光束照射源驱动装置的连接换接成另外的光源块,可简单地再现完全相同规格的成象装置。此时,为了将由光束照射源射出的光束聚光在成象媒体上,装在成象头内的光学系统设计成同样地可将来自所有的光源块的光束聚光。因此,若准备好将各个光束照射源的位置予以补偿的软件,则不必对非常花工夫的光学系统再进行机械调整。
另外,在成象头工作阶段,即使光源块内的光束照射源中的1个产生不良状态,只要其他的光源块内的光束照射源正常,对于考虑前述的为成本降低而控制成象速度的成象装置还是可以使用的。现假设1个光束照射源的合格率为90%,则具有8个光束照射源的光源块的合格率就为43%。因此,其阵列相对使用条件的出现的比率如表1,若限定使用条件,约90%可使用。
              表1
    使用状态     比率(%)
    可使用整块     3.4
    可连续使用3块     9.1
    可连续使用2块     27.1
可连续使用1块 49.9
    共计     89.5
此外,所述表的验算,是针对将激光二极管阵列内的激光二极管从一端依次有规则地进行分块的场合。但是,通过根据有缺陷的位置而灵活地设定分块,可获得更高的合格率。激光二极管阵列与光束照射源驱动装置的连接,相应于如此设定后的分块来进行。该方法说明了有效的典型例子。
考虑将16通道的激光二极管阵列分别分成4通道、4块的情况。如果第1、6、11、16号的激光二极管产生不良,则对从端部依次有规则地进行分块的方法中,所有的块就产生不良,但利用第2~5、第7~10、第12~15的激光二极管就可使用3个光源块。
第2配列方法是,以与块内的光束照射源配列的方向成规定角度来配列个光源块,成为如图5所示的结构。与图39的激光二极管阵列相同,在1个半导体芯片中包含8个光束照射源。该1个激光二极管阵列与光源块对应。在副扫描方向以光束照射源的间隔as=200μm的1/4,即依次错开仅50μm而将其安装在成象头上。关于该安装方法的一例子在后叙述述。当利用相对于间隔二极管的结合面的倍率1/5的光学系统而将该光束照射源聚光在成象媒体上时,可按分辨率2540dpi成象。
在如此的配列中,与光学系统所要求的激光二极管的结合面平行的方向的较佳图象区域可狭窄到足以包含1块大小的水平,即,可狭窄到1.6mm(光束照射源的间隔200μm×8个光束照射源),由于与所有的光束照射源配列在一直线上的6.4mm情况相比非常小,故可使光学系统成本降低和小型化。
另外,在如此配列光束照射源的场合,当块A(15a)中的光束照射源产生故障时,可实行如下说明的2个替代动作。
首先,第1替代动作是与发生故障的光束照射源的位置相对应而切换成象头的副扫描方向的进给量(一般是320μm)和成象数据的输出软件。
当假定光束照射源的故障部位是如图7所示那样在光源块A的第3个与第4个时,则将进给量切换成80μm、240μm、80μm、240μm、…、80μm、240μm,与此对应地切换成输出数据的软件。在这种场合,虽然成象速度下降为1/2,但不必停止装置,可继续成象动作。
另一方面,当光束照射源的故障部位是如图8所示那样在光源块A的第3个~第6个时,则将进给量切换成80μm、80μm、160μm、80μm、80μm、160μm、…80μm、80μm、160μm,并与此对应地切换成输出数据的软件。在这种场合,虽然成象速度下降到1/3,但不必停止装置,可继续成象动作。另外,在该情况下不需要再调整光束照射源的位置。但在使用线性电动机型线性平台的情况下可实现第1替代动作。
其次,第2替代动作如图9所示,是把块A(15a)与光束照射源驱动装置A(13a)、块C(15c)与光束照射源驱动装置C(13c)以及块D(15d)与光束照射源驱动装置D(13d)割断,且把主控制装置11的成象数据输出用的软件从4块均使用的切换成1块用的,再将成象头内的光源块倾斜规定角度,仅使用块B(15b)。由此,虽然成象速度下降到1/4,但不必停止装置,可继续成象动作。当然,若块C与块D正常,也可使用任何的块。在保持相同分辨率的场合,此时规定的角度为cos-1(1/4)=75.5°。另外,即使在使用线性电动机型线性平台与滚珠丝杆式线性平台的任一个线性平台的场合,都可实现第2替代动作。
下面说明将激光二极管阵列配列成图5所示用的安装方法。图40、图41表示安装方法的一例子。
激光二极管阵列安装单元5具有:将由激光二极管阵列所产生的热量向外部的散热装置等散发用的导热性的散热构件51;主安装板52;副安装板调整螺钉53a~53d;副安装板54a~54d;端子固定板55;电极引出端子56a~56h、57a~57h、58a~58h、59a~59h。
这里,图40是从激光光源的射出端方向看到的图,图41是从激光二极管阵列的驱动电极侧看到的图。在这些图中,仅表示处于最眼前的副安装板调整螺钉53d、副安装板54d以及电极引出端子59a~59h,而在其下方的同样位置具有副安装板调整螺钉53a~53c、副安装安54a~54c以及电极引出端子56a~56h、57a~57h、58a~58h。主安装板52如图40及图41所示,呈L字型的形状,设有用于安装副安装板54a~54d的槽,以便激光阵列内的光束照射源的主扫描方向的位置成为规定的间隔(例如是1mm),并且还安装有用于调整副安装板的副扫描方向位置的副安装板微调螺钉53a~53d。
首先,激光二极管阵列的背面公共电极被模片接合成与用导热性且导电性良好的材料做成的副安装板54a~54d电阻性接触。其次,将模片接合了激光二极管阵列的副安装板54a安装在用导热性与导电性良好的材料所做成的主安装板上。
并且,将导电性的电极引出端子56a~56h安装在绝缘性的端子固定板55上,并用导线84a~84h对激光二极管阵列8的驱动侧电极82a与电极引出端子56a、驱动侧电极82b与电极引出端子56b、…驱动侧电极82h与电极引出端子56h进行导线焊接。接着,将模片接合了激光二极管阵列的副安装板54b安装在主安装板上。
此时,由副安装板调整螺钉53b进行微调,以使副安装板54b上的光束照射源的副扫描方向的位置相对副安装板54a上的光束照射源的副扫描方向的位置成为as/4=50μm,并且,与副安装板54a相同,将驱动侧电极与电极引出端子进行导线焊接。
对于副安装板54c、副安装板54d进行同样的作业,最后,当将散热构件51安装在主安装板52上时,就制成了图41所示的激光二极管阵列安装单元5。
在本实施例中,虽然是用层叠端面的激光二极管来实现光束照射源的二元配列的,但也可用面发光激光来实现同样的二元配列。
另外,本发明的光束照射源的配列,也可利用使用了棱镜等光学零件的光学系统来实现。其一例子如图46所示。该图所示的成象头3具有:包含8个激光二极管的4个激光二极管阵列31a~31d;各个激光二极管阵列的射出光向平行光的变换及对激光位置进行微调的4个各个光学系统32a~32d;在内部具有以S偏光与P偏光使反射率及透过率的面37的偏光棱镜33;缩小光学系统34;2个散热构件35a~35b。
各激光二极管阵列31a~31d呈图39所示的结构,其内部的结构二极管的间隔是200μm。激光二极管阵列31a~31d,为在垂直于纸面方向排列各激光二极管的射出端,如图41所示,激光二极管阵列31a、31c安装在散热构件35a上,通过在各个驱动侧电极流过规定的电流,向面37射出S偏光的激光。另外,激光二极管阵列31b、31d也同样安装在散热构件35b上,通过在各个驱动侧电极流过规定的电流,向面37射出P偏光的激光。
从激光二极管阵列31a、31c射出的激光,分别利用各个光学系统32a、32c变换成平行光,从偏光棱镜33的面36a进入棱镜内部。另外,从激光二极管阵列31b、31d射出的激光分别利用各个光学系统32b、32d变换成平行光,从偏光棱镜33的面36b进入棱镜内部。所述的激光中,S偏光的激光,即从激光二极管阵列31a、31c射出的激光,由棱镜内的面37反射,另一方面,P偏光的激光,即从激光二极管阵列31b、31d射出的激光透过棱镜内的面37,最后从面36c向外部射出。图47表示该面36c的激光38a~38d的位置。
实际上对各个光学系统32a~32d进行调整,以使激光38a~38d成为如此的配置,即副扫描方向S的错开是激光二极管的间隔的1/4,也就是说,为50μm。这些激光,再通过倍率1/5的缩小光学系统34,使副扫描方向S的间隔为10μm,从而可进行2540dpi成象的成象头。
此外,再使用1种激光二极管阵列芯片、以提供规格与价格不同的一系列的成象装置的情况为例子来说明本发明的另一的效果。这就是综合协调由成象装置的用途所产生的性能与成本的制约,即包含成象区域的大小、分解能、成象时间、可靠性程度及光束照射源驱动装置的成象头的成本等要求,来选择最适当的分块与光束照射源驱动装置的数目的方法。
例如,如果是72通道的激光二极管阵列芯片,除了72通道1块外,可从36通道2块、24通道3块、18通道4块、12通道6块、9通道8块等的分块中进行选择。如此,对于一系列的成象装置通过使用1种共用的激光二极管阵列芯片,可抑制可以说是关键装置的激光二极管阵列芯片的开发成本和半导体加工成本,同时在成象装置的制造、维修等方面也有工业性优点。
(b)光纤阵列
图42表示光纤输出的激光装置6的外形图。激光装置6具有将激光从激光二极管芯片及激光二极管射入光纤用的容纳光学系统的插件部61和将激光导向外部的光纤62。激光从光纤的射出端63射出。而使用多个光纤输出的激光装置6并将多个光纤的射出端配列固定成阵列状的就是光纤阵列。本发明所说的光束照射源是指该射出端63。
下面说明光纤阵列的配列方法。
第1配列方法如图43所示。与副扫描方向S倾斜ψ配置光源块。光源块内的光纤间隔是125μm,各光源块间的间隔b是150μm,在将光纤系统的倍率做成1/3的情况下,用于实现分辨率2540dpi的ds是30μm。若看将图43局部放大的图44得知,由于有cosψ=4ds/asd的关系,故ψ约为16.3°。这里,4对应于光源块的数目。另外,光源块的偏移量s由图44得到下式(6)的关系,约为75μm。
   s=ds/cosψ+tanψ………………(6)
在这种配列的情况下,要求光学系统的较佳图象区域可狭窄到足以包含1块的大小的程度,即,可狭窄到1mm(光束照射源的间隔125μm×8个光束照射源),由于与所有的光束照射源32配列在一直线上的4mm情况相比非常小,故可使光学系统成本降低与小型化。另外,还可将用于使主扫描方向的点子位置一致的成象定时的控制用电路简单化或降低成本。
另外,在如此配列光束照射源的场合,当块A(15a)中的光束照射源产生故障时,可实行如下说明的2个替代动作。
首先,第1替代动作是与发生故障的光束照射源的位置对应而切换成象头的副扫描方向的进给量(一般是320μm)和成象数据的输出软件。
当假定光束照射源的故障部位是光源块A的第3个与第4个时,则将进给量切换成80μm、240μm、80μm、240μm、…,80μm、240μm,与此对应地切换成输出数据的软件。在这种场合,虽然成象速度下降为1/2,但不必停止装置,可继续成象动作。
另一方面,当光束照射源的故障部位如图8所示那样在光源块A的第3个~第6个时,则将进给量切换成80μm、80μm、160μm、80μm、80μm、160μm、…80μm、80μm、160μm,与此对应地切换成输出数据的软件。在这种场合,虽然成象速度下降到1/3,但不必停止装置,可继续成象动作。另外,在该情况下不需要再调整光束照射源的位置。但在使用线性电动机型线性平台的情况下可实现第1替代动作。
第2替代动作如图9所示,是把块A(15a)与光束照射源驱动装置A(13a)、块C(15c)与光束照射源驱动装置C(13c)以及块D(15d)与光束照射源驱动装置D(13d)割断,且把主控制装置11的成象数据输出用的软件从4块均使用的切换成1块用的,再将成象头内的光源块倾斜规定角度,仅使用块B(15b)。由此,虽然成象速度下降到1/4,但不必停止装置,可继续成象动作。当然,若块C与块D正常,也可使用任何的块。在保持相同分辨率的场合,此时规定的角度为cos-1(30/125)=76.1°。另外,即使在使用线性电动机型线性平台与滚珠丝杆式线性平台的任一个线性平台的场合,都可实现第2替代动作。
第2配列方法如图10所示。在各块内具有以as=120μm的间隔配列在一直线上的8个光束照射源,各光源块配列成其中所包含的光束照射源的配列方向与副扫描方向平行。另外,块B与块C的间隔b为300μm。由于ds是30μm、光学系统的倍率是1/3,故分辨率是2540dpi。当以光源块A(15a)的位置为基准时,在主扫描方向错开69μm、在副扫描方向错开60μm来配列光源块B(15b);在主扫描方向错开369μm、在副扫描方向错开30μm来配列光源块C(15c);在主扫描方向错开438μm、在副扫描方向错开90μm来配列光源块D(15d)。
在使用配列成该光纤阵列的情况下,不必如图6所示那样将阵列相对副扫描方向倾斜,就可对成象区域整体进行成象。另外,在如此配列的情况下,与所有的光束照射源配列在一直线上的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可狭窄到足以包含了1块的大小,即可狭窄到0.96mm(光束照射源的间隔120μm×8个光束照射源)程度。因此,由于与将所有32个光束照射源排列在直线上的3.84mm情况相比非常小,故可使光学系统成本降低与小型化。另外,还可将用于使主扫描方向的点子位置一致的成象定时的控制用电路简单化或降低成本。
此外,当块A(15a)中的光束照射源产生故障时,可实行如下说明的2个替代动作。
首先,第1替代动作是与发生故障的光束照射源的位置对应而切换成象头的副扫描方向的进给量(一般是320μm)和成象数据的输出软件。这与在第1配列方法中说明的动作相同。
第2替代动作如图11所示,是把块A(15a)与光束照射源驱动装置A(13a)、块B(15b)与光束照射源驱动装置B(13b)割断,且把主控制装置11的成象数据输出用的软件从4块均使用的切换成2块用的,再如图12所示,将成象头内的光源块倾斜规定的角度θ,通过仅用块C与块D(15c与15d),虽然成象速度下降到1/2,但不必停止装置,就可继续成象动作。
此时的规定角度θ是cos-1(1/2)=60°,可同样保持分辨率。另外,即使在使用线性电动机型线性平台与滚珠丝杆式线性平台的任一个线性平台的场合,都可实现第2替代动作。
下面说明将光纤阵列配列成图10所示用的光纤阵列的安装方法。图45表示安装方法的一例子。
光纤阵列安装单元4具有被光纤固定构件41a、41b夹住的16个光纤射出端。在该配列方法的情况下,用8个在纸面横方向的光纤射出端构成1个光源块。另外,光纤芯部64a的直径是50μm,包层部65a的直径是90μm。光纤固定构件41a、41b设计成:光纤射出端的间隔as为120μm,光源块的中心位置距上面或下面构件的一端为b/2=150μm、上下的光源块间隔为69μm。
光纤阵列的制作方法是,首先,在光纤固定构件41a的谷部排列、固定8个光纤射出端,其次再排列成将8个光纤射出端装入临时固定的8个光纤之间,其上载放、固定光纤固定构件41b。
由此,制成使图10的光源块A与光源块B合并的光纤阵列安装单元4。光源块C与光源块D也可与光源块A及光源块B完全相同地制作。
接着,通过错开as/4=30μm对这些光源块AB及光源块CD的2个安装单元4进行结合,实现图10所示的光纤阵列的配列。
(实施例2)成象速度的提高
本实施例的成象装置是,成象区域的尺寸与A3对应,分辨率为2540dpi。所谓成象区域对应A3,是指可在纸类的最终记录媒体的尺寸297mm×420mm上制作成可印刷的刷版。因此当考虑用于位置一致等的调头制作等时,需要稍大于最终记录媒体尺寸的成象区域。在本实施例中,以成象区域为330mm×460mm进行说明。
图48表示本实施例的成象装置的示意图。另外,在该图中,对于和图61所示的现有技术相同的部分标上相同符号。
成象装置9具有:将成象媒体98卷装在外表面上用的直径190mm的媒体支承圆筒91;包含使激光光源和从其激光光源射出的激光聚光用的光学系统内成象头92;具有激光光源驱动装置的激光光源控制单元96;将成象头92与激光光源控制单元96连接的电缆95。
灵敏度阈值为Eth[J/m2]的成象媒体98,利用自动装拆装置或手动夹具等并通过设在媒体支承圆筒91上的夹紧装置(未图示)来卷绕、固定成长度方向与副扫描方向一致。加热式成象媒体98的灵敏度阈值最好是2000~6000[J/m2](200~600[μJ/cm2])左右。
在媒体支承圆筒91上留有空白部分,即未成象的部分在周向的长度是267mm。另外,在成象头92的内部,安装有可分别驱动的n个激光光源。这些激光光源是光纤输出的激光装置的光纤射出端,在光纤射出端,最大光输出功率是Pmax[W],波长是λ[nm],光束直径是ls[μm]。当对加热式成象媒体进行成象时,最好光输出功率为400~2000mW左右,波长为760~1100nm的近红外区域,光束直径为20~80μm左右。
光纤射出端与图16A所示的相同,成为k个×2列的光纤,k个激光光源的列与副扫描方向平行。另外,在射出端的光源间隔是ds[μm]。此外,将从这些激光光源射出的光束进行聚光用的光学系统,配置、调整成倍率为m、透过率为T以及将所有的光束同样可聚光在成象媒体上。因此,在成象媒体上,光束直径ls=mls[μm]、光源间隔a=mds[μm]以及最大光输出功率为Pmax[W]。
当光纤射出端的光束直径是60μm时,为了将成象媒体上的光束直径聚光成20μm左右,倍率可做成1/3左右。此时,若将射出端的光束间隔设为120μm,则在成象媒体上的光束间隔是40μm。另外,若在光纤射出端的最大光输出功率设成600mW,则透过率为90%左右,且成象媒体上的最大输出功率是540mW左右。
另一方面,媒体支承圆筒91支承在成象装置9的框架上,靠标准电动机93向图中箭头R方向旋转,其角度位置始终由编码器(未图示)监测。成象头92固定在实现平行移动的标准线性平台94上,并向图中箭头S方向作平行移动。图49表示成象装置的方框图。
图49表示的程序装置1具有:主控制装置11;数据保存用记忆装置12;2k个激光光源驱动装置1013;2k个激光光源1014;主扫描方向控制装置1015;使媒体支承圆筒旋转而实现主扫描的电动机93;副扫描方向控制装置1016;使成象头平行移动而实现副扫描的线性平台94。
在主控制装置11上,连接有成象数据保存用记忆装置12、2k个激光光源驱动装置1013、主扫描方向控制装置1015以及副扫描方向控制装置1016,从主控制装置11将控制信号传递给各单元。并且,各个激光光源驱动装置1013上连接有对应的激光光源1014;主扫描方向控制装置1015上连接有电动机93;副扫描方向控制装置1016上连接有线性平台94,传递用于驱动各个装置的信号。
现就采用了本实施例成象装置的实际的成象方法进行说明。当接通电源时,搭载了成象头92的线性平台94,移动到可将光束聚光在受光元件97上的位置,受光元件97设置在与将成象媒体98卷装在媒体支承圆筒91上后的焦点距离相等的位置。受光元件97接受光束并将对应于该光输出的信号输出到主控制装置11。
这样,控制激光光源的信号从主控制装置11传递给激光光源驱动装置1013,使激光光源1个1个点亮,此时,参照受光元件97的信号,所有的激光光源的光输出被调整。在该调整中设定2阶段的光输出。
一方与有成象数据对应、应进行成象的区域的曝光能量密度是大于成象媒体的灵敏度阈值Eth那样的光输出Pon,另一方与无数据对应、在激光照射区域整个面曝光能量密度是小于成象媒体的灵敏度阈值Eth那样的光输出Poff。另外,光输出Pon是足以在成象媒体表面上产生与二元成象数据对应的成象特性的变化的输出,Poff是在成象媒体表面上不产生与二元成象数据对应的成象特性的变化的输出。
就实际的Pon与Poff的设定规格进行说明。首先,如图14所示,导入以时刻t=0的光束1021a的中心位置为原点、副扫描方向为x轴、主扫描方向为y轴的坐标系。若将在成象媒体上的光输出功率设为P[W],光束半径设为r[m],光束的移动速度设为v[m/s],与1个成象点子对应的激光的点亮时间设为Δt[s],则时刻t=Δt[s]的光束1021b向主扫描方向R(y轴的正方向)移动vΔt[m]。
在该移动距离为10μm的场合,主扫描方向的分辨率是2540dpi。作为满足该条件的具体数值的一例子,被列举为r=10μm、Δt=5μs和v=2ms。
另外,在光输出的分布函数是式(4)所示的阶跃函数的场合,对于图14所示的时刻t=0的光束1021a与时刻t=Δt[s]的光束1021b的重叠部分1022,始终照射P/πr2[W/m2]的光输出。因此,在照射激光光束的部分中,曝光能量密度为最大,由式(2)其曝光能量密度成为PΔt/πr2[J/m2]。
并且,当无成象数据时,P=Poff,不进行成象的条件在r=10μm、Δt=5μs时为1.6×104Poff<Eth,在Eth=4000[J/m2](400[μJ/cm2])的场合,为Poft<250mW。另一方面,在有数据时,P=Pon,若在r=10μm、Δt=5μs时为1.6×104Pon<Eth,则形成超过重叠部分1022的尺寸以上的成象区域。
这里,若设为1.6×104Pon=αEth(1.5≤α≤2.5),则形成尺寸如图15所示那样的与激光光束大致相等的成象区域1023。在Eth=4000[J/m2]的场合,Pon=375~625mW。
另外,在激光光束不移动的场合,把在Δt的时间中能将成象媒体成象的光输出设为Po,由于Po=Ethπr2/Δt,故上述条件可表示为Pon=αPo(1.5≤α≤2.5)、Poff<Po。当Δt=5μs、Eth=4000[J/m2]时,Po=250mW。
在同时对最接近的主扫描方向线路进行成象的现有的成象装置中,当Poff设定在Po的附近时,在最接近的有成象数据的场合,实际上不仅有无成象数据的位置,而且有误成象之虞。
但是,在本实施例的成象装置中,最接近的主扫描方向线路以与成象媒体支承圆筒旋转1次所对应的时间留有间隔而进行成象。因此,可设定在Poff=βPo(0.7≤β≤0.9)左右的Po附近。当Po=250mW时,Poff是175~225mW。
另外,与该场合的各个光输出对应的电流值在光输出功率-电流特性中是Ion=1.0A、Ioff=0.6A,开/关的电流值差为0.4A,转换所要的时间δt可缩短到现有成象装置的1/2左右。另一方面,在图62所示的现有的成象装置中,光输出功率是Pon=500mW及Poff=0mW,与其对应的电流值是Ion=0.3A,所述差是0.7A。
当如此的初期输出调整动作结束时,成象头92就移动到图48中虚线所示的待机位置。
并且,当成象开始的指令输入到主控制装置时,首先,媒体支承圆筒91开始旋转,在成为成象状态所必需的、稳定的规定旋转速度后,使全激光点亮,以成为Poff的光输出。如果在成为成象状态所必需的、稳定的规定旋转速度前将激光点亮,则旋转速度慢的状态相对地与曝光能量高的状态对应,因此这就是在该状态当激光照射成象媒体98时未想要的部分是有被成象之虞的缘故。
此时,将主扫描方向的激光的移动速度设为2m/s,则直径190mm的媒体支承圆筒91旋转1次所要的时间是0.298s,规定的旋转速度约为201rpm。另外,由于媒体支承圆筒91旋转1次中的空白部分是267mm,故空白时间为0.134s。该待机位置,是所述光束照射源的可照射光束部位内,并且在照射能量密度成为焦点位置的照射能量密度低于1/10的位置设有能量光束散热体99,在该位置,即使激光点亮也无问题。而且,利用线性平台94使成象头92移动到成象开始位置。
并且,为了激光光源的进行成象的主扫描方向的线路的主扫描方向位置一致,以由编码器输出成象定时的主扫描方向的基准位置信号为基准,对各激光光源进行调整,实施成象动作。此时如图49所示,主控制装置11参照由成象数据保存用记忆装置12保存的成象数据,将各激光光源与成象数据对应而把成象用的信号传递给激光光源驱动装置1013。图13表示该转换的状态。
电流值与控制信号的开/关对应而变化成Ion/Ioff,光输出随其变化成Pon/Poff,并产生与成象数据对应的成象特性的变化。靠该动作先结束主扫描方向的2k根光束的成象。并且,在空白时间0.134s期间,如图48所示,搭载了成象头92的线性平台94移动到可向图中的箭头S方向进行下一个2k根成象的位置。
本实施例的激光光源的配置,是与图16所示的相同,配置成2列的k个激光光源与副扫描方向平行。在此时的激光光源的成象媒体上经换算的间隔ap,为获得所需分辨率而成为必要的点子间隔的2倍。若分辨率是2540dpi,则ap=20μm。此时的移动距离,逢单数旋转时是副扫描方向的点子间隔ap的一半,逢偶数旋转时是从副扫描方向的点子间隔ap的2k倍减去逢单数移动量ap/2的值,即,是(4k-1)ap/2。在k=20、ap=20μm时,逢单数的移动量是10μm,逢偶数的移动量是790μm。
重复这些一系列的动作,直到成象头92到达成象区域的副扫描方向的一端。作为该成象动作的结果,在成象媒体98上的成象区域内产生与二元成象数据对应的成象特性的变化。
另外,在本实施例的成象装置9中,由于副扫描方向的成象长度是460mm,故在k=20、ap=20μm时,通过575次的一系列动作(媒体支承圆筒的旋转是1150次),进行整个成象区域的成象,其时间约是343s。成象动作结束后,将整个结果光源完全关闭,使媒体支承圆筒91的旋转停止。另外,在具备成象媒体98的自动装拆装置的场合,在减速到规定的转速后,利用自动装拆装置将成象媒体98从媒体装拆圆筒91上卸下而使其停止。然后,成象媒体98根据需要而被送到洗净机等的待处理装置。
此外,作为使最初激光光源点亮的另外的步骤,也可以是如下的步骤:首先,在成象动作开始以前,使成象头92在成象区域内移动,其次,使媒体支承圆筒91的旋转速度稳定在成象动作时的旋转速度,然后,在成象区域内,将激光光源置于打开状态。
另外,在本实施例中,就成象头92为单一的结构进行了说明,但为了提高成象速度,也可使用多个成象头的结构。
(实施例3)成象头的焦点调整
图17表示进行焦点调整的本发明的另一成象装置的示意图。在该图中,对于和图61所示的现有技术相同的部分标上相同符号,省略说明共同部分。
在本实施形态的成象装置9中,作为光束照射源,采用应用了40个光纤输出的半导体激光装置的光纤阵列。该激光光源的波长是815nm~845nm的红外区域,光输出功率在光纤射出端约为450~550mW,激光的光束直径相同、在光纤的射出端约为60μm。
成象装置9除现有技术的成象装置外具备有:激光输出调整用受光元件97;具有能通过激光的开口部2099、在成象媒体支承圆筒的未卷装成象媒体98的部分所安装的焦点位置检测构件2034;对通过开口部2099的所述激光进行测定的测定装置(未图示)。关于开口部2099的形状设计有各种结构,详细后述。
另外,与现有技术相同,成象头92通过媒体支承圆筒91和带有对成象头92的间隔可微调的测微计的X平台等的焦点调整装置(未图示)而安装在线性平台94上。成象头92与成象媒体98的间隔用后述的焦点位置调整方法进行调整,以便激光聚光在成象媒体表面上。如此,焦点调整时的光学系统与成象媒体的间隔即工作距离是10mm左右。另外,由于该光学系统的倍率是1/3,透过率是90%,故成象媒体上的激光光束的直径是20μm,光输出功率是400mW~500mW。
当实际进行焦点位置调整时,成象头92如图17中虚线所示,透过开口部2099而移动到面对所述测定装置的位置。然后,使最接近于激光光源1014内光学系统的光轴的1个点亮,对所述测定装置输出的信号进行监测,通过使带有测微计的X平台的调整捏手旋转来移动X平台,进行焦点位置的调整。由于成象头内的光学系统设计成同样将所有的激光光源聚光,故用聚光光源中的1个进行焦点调整就足够了。
下面,就使用了本实施例成象装置的实际成象方法进行说明。接通电源后的聚光光源的光输出调整作业与(实施例2)相同。输出调整后,进行焦点位置的确认。
成象头92如图17虚线所示,通过开口部2099而移动到面对所述测定装置的位置,使最接近于激光光源1014内光学系统的光轴的1个点亮,并对因所述测定装置输出的信号而产生的焦点调整进行确认。在该阶段,如果焦点不一致,则通过使带有测微计的X平台的调整捏手旋转来移动X平台,进行焦点位置的调整。
在如上所述的初期调整动作结束后,就可进行成象动作,而实际的成象方法与(实施例2)相同。
另外,所述焦点调整动作,除了上述装置始动前的调整时进行外,还在装配装置后的初期调整时、长期停止后的焦点位置确认时以及成象头等的零件更换后等进行。此时,在用任何受光元件97调整激光功率后进行。当然,在成象媒体的厚度变更后的再调整时也必须进行焦点调整,在该场合,更换成与成象媒体厚度对应的焦点位置检测构件。另外,成象媒体的厚度被限定在2~4种左右,在成象媒体的厚度变更频繁、成象媒体支承圆筒的未安装成象媒体的部分足够的情况下,若预先将对应于个成象媒体厚度的多个焦点位置检测构件均安装在成象媒体支承圆筒上,则可省却更换焦点位置检测构件的工夫。
下面说明开口部的形状及焦点调整方法。
(a)矩形开口部
首先说明具有矩形开口部的焦点位置调整构件。
开口部的尺寸,例如主扫描方向的长度是0.1~0.5mm左右,副扫描方向的长度是1~5mm左右。为了用受光元件2032a、2032b检测通过开口部的激光,开口部的主扫描方向的长度足够长即可。在加热型的成象媒体的情况下,1个点子成象所需时间是1~5μm,若分辨率设为2540dpi(1个点子是10μm),则成象媒体支承圆筒表面的移动速度是2~10m/s左右。若对于用标准的受光元件2032a、2032b检测通过开口部的激光所需的时间设为10μs,则开口部的尺寸只要将主扫描方向的长度做成0.1~0.5mm即可。
另一方面,开口部的副扫描方向的长度,为了焦点偏移时也可使激光通过开口部,其长度足够长即可,例如只要超过1mm就行,从成象媒体支承圆筒上的设置空间和焦点检测构件制作上的方便性出发,最好的范围是小于5mm左右。另外,利用该形状的开口部的焦点调整,不管是在使成象媒体支承圆筒旋转的状态下还是使其停止在适当位置的状态下的任一种场合,都可进行。
图18表示焦点停止时的成象头92、焦点位置检测构件2034、所述测定装置的激光光轴以及在包含媒体支承圆筒91的轴的面上的剖视图。
测定装置2031具有以激光光轴为基准在副扫描方向而分割的受光元件,可分别检测入射到受光元件2032a、2032b的光。另外,在该图中,在开口部2099的纸面上的下端设定成起到刀口支承的效果。图18表示焦点调整后的状态,从成象头92射出的激光2033,通过焦点位置检测构件2034的开口部2099而大部分入射到受光元件2032a、2032b。
此时,从受光元件2032a的光强度信号中减去受光元件2032b的光强度信号的信号基本为0。下面称该信号为对焦信号。
图19表示媒体支承圆筒91过分接近成象头92的情况。此时,利用开口部2099下端的刀口支承将激光2033的一部分遮住,激光就基本上不入射到受光元件2032。此时所述对焦信号为负值。相反,图20表示媒体支承圆筒91过分远离成象头92的情况。此时也利用刀口支承将激光2033的一部分遮住,激光就基本上不入射到受光元件202b。此时所述对焦信号为正值。
如上述所示,通过测定从受光元件2032a的光强度信号中减去受光元件2032b的光强度信号的信号,即对焦信号,可知道焦点是否调整好、现在的成象头92的位置是否从焦点位置向哪个方向偏移。因此,对该对焦信号进行监测,用手动或自动方式使焦点调整装置动作,从而进行调整使该对焦信号的绝对值变小。
另外,在本实施例中,虽然对激光光轴与焦点检测构件为垂直的情况进行了说明,但为了检测反射光以确认对焦状态或防止朝向激光光源的反光,也可将焦点检测构件与激光光轴垂直的方向倾斜规定角度来配置。
(b)圆形开口部
下面就具有圆形开口部的焦点位置调整构件进行说明。
开口部的直径最好做成在激光焦点位置的光束直径的0.9~1.1倍。另外,开口部的中心设定成位于激光光轴的大致中央的位置。最好使成象媒体支承圆筒停止来进行应用了该形状的开口部的焦点调整。
该焦点调整用的前期准备是:首先利用副扫描装置使成象头移动到与开口部相对的位置。其次,使激光光源点亮而使成象媒体支承圆筒旋转,并在由受光元件2032检测的激光强度为最大的位置使成象媒体支承圆筒停止。
图51表示焦点调整时的成象头92、焦点位置检测构件2034、所述测定装置的激光光轴以及在包含媒体支承圆筒91的轴的面上的剖视图。在该场合,开口部的全周起到刀口支承的效果。
测定装置2031具有可检测入射光强度的受光元件2032。图51表示焦点调整后的状态,从成象头92射出的激光2033,通过焦点位置检测构件2034的开口部2099基本上入射到受光元件2032。此时受光元件2032的光强度信号为最大。
图52表示媒体支承圆筒91过分接近于成象头92的情况。此时,利用刀口支承将激光2033的一部分遮住,减少入射到受光元件2032的激光。此时的光强度信号的绝对值,偏离焦点位置越大就越小。相反,图53表示媒体支承圆筒91过分远离成象头92的情况。此时也利用刀口支承将激光2033的一部分遮住,减少入射到受光元件2032的激光。此时的光强度信号的绝对值,偏离焦点位置越大也越小。
如上述所示,通过测定受光元件2032的光强度信号,可知道焦点是否调整好、偏离焦点位置何种程度。因此,对移动焦点调整装置时该信号怎样变化进行监测,用手动或自动方式使焦点调整装置动作并调整焦点位置,以使该信号成为最大值。
以上所示的(a)矩形(b)圆形开口部的形状是代表性例子,只要是实现同样的功能,任何形状都无关紧要。另外,也可混合使用这些形状。
下面,图54表示以包含在图17所示的位置安装焦点调整构件2034时的媒体支承圆筒的轴和激光光轴的面上的成象媒体附近的剖视图。
在本实施形态的成象装置9的媒体支承圆筒91上,固定有轴2036,轴2036旋转自如地安装在固定于框架2038的操作侧支承构件2037a及驱动侧支承构件2037b上。另外,在轴2036的驱动侧安装有圆筒驱动用的电动机(未图示)。并且在媒体支承圆筒91的未卷装成象媒体的部分(支承圆筒的操作侧一端),安装有具有开口部2099的焦点位置检测构件2034。
另一方面,在成为成象媒体91的焦点位置检测构件2034开口部2099的基部的部分,设有比开口部2099大的孔。从成象头射出的激光到达焦点位置检测构件2034的开口部2099,通过开口部2099的光到达安装在测定装置2031上的受光元件。测定装置2031与光输出调整用的受光元件97相同,利用安装件2035而固定在操作侧支承构件2037a上,即使媒体支承圆筒91旋转,由于其始终呈静止状,故难以受到因媒体支承圆筒91的旋转而带来的振动影响。
(c)实时焦点调整
下面说明在实时可进行焦点调整的结构。
图55表示在实时可进行焦点调整的成象装置实施例的示意图。
在该图中,对于和图17所示的本发明的成象装置实施形态的一例子相同的部分标上相同符号,省略说明共同部分。
在本实施形态的成象装置9中,将具有可通过激光的开口部2099的焦点位置检测构件2034安装在媒体支承圆筒91的成象媒体98的空白部分处。开口部2099最好是前述的(a)矩形形状,但是,若可实现同等的功能,也可是其它形状。
在本实施形态的场合,在成象动作中也可自动调整焦点位置。其方法是,当媒体支承圆筒91的空白部分来到面对成象头92的主扫描方向的位置时,打开与开口部2099的副扫描方向的位置对应的激光光源,并且,利用受光元件(未图示)来测定通过开口部2099的激光,并根据焦点位置的确认与需要而进行微调。此时的信号处理及其信号所产生的焦点偏移的判断,通过已在(a)陈述的开口部的形状采用适当的方法来进行。
另外,副扫描方向的开口部2099的间隔是10~50mm左右,这是能充分进行焦点确认或微调的间隔。此外,在主扫描方向还错开5~10mm左右来配置开口部2099,这是因为最好将通过开口部2099的激光导向到对对焦状态进行检测的受光元件(未图示)的缘故。
图56表示以包含在图55所示的位置安装焦点调整构件2034时的媒体支承圆筒91的轴和激光光轴的面上的成象媒体附近的剖视图,图57表示焦点位置检测构件2034来到与成象头相对的位置时从媒体支承圆筒91的成象头一侧所看到的主视图。
在本实施形态的成象装置9的媒体支承圆筒91上固定有轴2036,轴2036旋转自如地安装在固定于框架2038的操作侧支承构件2037a及驱动侧支承构件2037b上。另外,在轴2036的驱动侧,安装有圆筒驱动用的电动机(未图示)。此外,如图55及图57所示,在媒体支承圆筒91的空白部分,安装有具有开口部2099的焦点位置检测构件2034。而在成为成象媒体91的焦点位置检测构件2034开口部2099的基部的部分,设有比开口部2099大的孔,在媒体支承圆筒91的内部固定有反射镜2041a~2041f。
并且,从成象头射出的激光到达焦点位置检测构件2034的开口部2099,通过开口部2099的光由圆筒内部的反射镜反射,再通过媒体支承圆筒91的激光通过窗2043而到达安装在测定装置2031上的受光元件。
根据成象头的副扫描方向的位置来改变由哪个反射镜反射,但为了不遮住其它反射镜相互反射的激光光路,在媒体支承圆筒91的周向的距离错开5~20mm左右来配置这些反射镜2041a~2041f。测定装置2031与光输出调整用的受光元件97相同,利用安装件2035而固定在操作侧支承构件2037a上,即使媒体支承圆筒91旋转,由于其始终呈静止状,故难以受到因旋转而带来的振动影响。
在上述形态中,将测定装置2031设定为1个,且用反射镜2041a~2041f来导向光束的,但也可在每个开口部2099设置测定装置。
另外,只要成象媒体支承圆筒的空间允许,当使图17所示的焦点检测构件所作的焦点调整和图55所示的焦点检测构件所作的焦点调整一致时,即使是有偏心的圆筒,也可获得实时且良好的对焦状态。
图22表示本发明成象装置的焦点调整的第2实施例的示意图。在该图中,对于和图61所示的现有技术及第1实施例相同的部分,标上相同符号,省略说明共同部分。
在本实施例的成象装置9中,除了现有技术的成象装置外,还通过X平台2051将成象头92及焦点位置检测装置2053固定在线性平台94上,与成象头92一体地移动。图23表示从上部看到线性平台的示图。
在焦点位置检测装置2053上装入有光学式、涡电流式、静电电容式等的位移传感器,利用该位移传感器可对焦点位置检测装置53与媒体支承圆筒91之间的间隔进行测定。成象头与成象媒体之间的距离,其值可计算为:在由装入焦点位置检测装置2053的位移传感器而得到的焦点位置检测装置2053与媒体支承圆筒91之间的间隔,加上所述成象头和焦点位置检测装置2053的在与主扫描方向和副扫描方向的两方垂直的方向的位置之差5.000mm,减去成象媒体的厚度0.150mm。
在对焦状态、即成象头与成象媒体的距离为6.000mm的场合,焦点位置检测装置2053和媒体支承圆筒91的间隔是1.150mm。另外,焦点调整装置,由线性电动机驱动的X平台2051、成象头92及焦点位置检测装置2053通过X平台2051而固定在副扫描装置即线性平台94上。
并且,在焦点调整时,驱动X平台2051的线性电动机,向图中的的箭头方向移动成象头92及焦点位置检测装置2053,就可调整与安装在成象头92及媒体支承圆筒91上的成象媒体的距离。为使焦点位置检测装置的位移传感器的数值成为与1.150mm对应的值,也可由线性电动机移动X平台进行调整。
该焦点调整动作,在装置的初期调整时、长期停止后的焦点位置确认、成象头等零件的更换后以及成象媒体的厚度变更后的再调整时等进行。另外,在成象媒体的厚度变更后的场合,也可使表示对焦位置的信号电平偏移成象媒体厚度的变化量。
(实施例4)高精度光纤阵列
现揭示本发明成象装置所使用的光纤阵列装置的具体实施例。图24表示光纤阵列的第1实施例。另外,图25表示该光纤射出端的配列。
光纤阵列装置3001由10个光纤射出端配列在一直线上的4个光纤排(3011a~3011d)组成。在各光纤排内具有以125μm的间隔配列在一直线上的10个光纤射出端,各光纤排配列成其中所包含的光纤射出端的配列方向与副扫描方向平行。
另外,当以光纤排3011a的位置为基准时,在主扫描方向错开108μm、在副扫描方向错开62.5μm来配列光纤排3011b;在主扫描方向错开608μm、在副扫描方向错开31.25μm来配列光纤排3011c;在主扫描方向错开716μm、在副扫描方向错开93.75μm来配列光纤排3011d。图中的b是500μm,且是光纤射出端的间隔125μm的4倍。
通过使用光纤阵列装置3011和倍率0.32倍的光学系统,可进行2540dpi的成象。另外,在本实施例中,将1个光纤排内的光纤射出端的数目做成10个,但实际上也可是2个以上的任何数目,最好是8~32个。
在使用该光纤射出端的配列的场合,如图6所示无需将光纤阵列装置相对副扫描方向倾斜,可对成象区域整体进行成象。另外,在如此配列的情况下,与所有的光纤射出端被配列在一直线上的情况或将光纤射出端配列成2排的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可以狭窄到足以包含1个光纤排的长度左右,即可狭窄到约1.4mm。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸,就可配列更多的光纤射出端。
此外,光纤射出端的主扫描方向的偏移量能小到最大716μm左右,即光纤射出端间隔的6倍以下。故不会因该偏移而使控制成象定时的电路变得复杂或价格昂贵,可配列更多的光纤射出端。并且在该场合,不必考虑副扫描方法、重排数据。
下面说明将光纤阵列装置3001的光纤射出端的位置精度制作得更好的方法。图26A~图26E表示制作工序。
首先,如图26A所示,准备形成光纤支承构件的圆柱形的材料3019。其次,如图26B所示,通过电火花加工等,在上下2个方向形成宽度可配列11根光纤即1375μm的光纤固定槽,制成光纤支承构件3017。
这里,在光纤定位时,该光纤固定槽的底面起到平行部位3015a、3015b的作用,侧面起到限制部位3016a~3016d的作用。因此,为使平行部位3015a、3015b成为平行,将限制部位3016a、3016c以及限制部位3016b、3016d的光纤配列方向的错开精密加工成间距为93.75μm。
接着如图26C所示,分别使位于左端的光纤与限制部位3016a紧贴、假光纤3014a与限制部位3016b紧贴地将由10根光纤组成的光纤排3011b和直径与成为光源的光纤相等的1根假光纤3014a配列在平行部位3015a上。再在这些光纤上,呈叠层状配列由10根光纤组成的光纤排3011a。
在其上面压入按压构件3013a,如图26D所示,将上下翻转,然后,与图34C所示情况相同地配置由10根光纤组成的光纤排3011c和1根假光纤3014b及在其上面由10根光纤组成的光纤排3011d,最后,如图26E所示,通过压入按压构件3013b,并在缝隙内填入粘接剂使其硬化、使其粘着一体化,从而制成光纤阵列装置。
另外,图27表示光纤阵列装置的第2实施例。而图28表示其光纤射出端的配列。
光纤阵列装置3001具有将20根光纤射出端配列在一直线上的2个光纤排(3011a、3011b)。在各光纤排内具有以125μm的间隔而配列在一直线上的20个光纤射出端,各光纤排配置成其中所包含的光纤射出端的配列方向与副扫描方向成为规定的角度θ。角度θ是由式(1)规定的角度,在该场合,因光纤射出端的间隔as是125μm、光源面点子间隔ds是31.25μm,故其是75.5°。
这里,当以光纤排3011a的位置为基准时,在主扫描方向错开0、在副扫描方向错开625μm来配列光纤排3011b。通过使用这种光纤阵列装置和倍率0.32倍的光学系统,可进行2540dpi的成象。
另外,在本实施形态中,将1个光纤排内的光纤射出端的数目做成20个,但实际上也可是2个以上的任何数目,最好是8~32个。并且在如此配列的情况下,与所有的光纤射出端配列在一直线上的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可狭窄到足以包含1个光纤排的长度左右,即可狭窄到约2.9mm。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸,就可配列更多的光纤射出端。
此外,由于光纤射出端的主扫描方向的偏移量能小到约一半,故不会因该偏移而使控制成象定时的电路变得复杂或价格昂贵,可配列更多的光纤射出端。
将该光纤阵列装置的光纤射出端的位置角度制作得更好的方法基本上和光纤阵列的第1实施例所揭示的制作工序相同,不同的是,在1个光纤固定槽上仅设置1列光纤排以及平行部位与限制部位的位置关系。
光纤固定槽的宽度是可配列20根光纤的宽度,即2500μm。另外,精密加工成平行部位的间隔为480μm、限制部位的错开为156μm。
接着,图29表示光纤阵列的第3实施例。而图30表示本实施例的光纤阵列装置的光纤射出端的配列。
光纤阵列装置3001具有将10个光纤射出端配列在一直线上的6个光纤排(3011a~3011f)。在各光纤排内具有以120μm的间隔配列在一直线上的10个光纤射出端,各光纤排配列成其中所包含的光纤射出端的配列方向与副扫描方向平行。
另外,当以光纤排3011a的位置为基准时,在主扫描方向错开104μm、在副扫描方向错开60μm来配列光纤排3011b;在主扫描方向错开284μm、在副扫描方向错开20μm来配列光纤排3011c;在主扫描方向错开388μm、在副扫描方向错开80μm来配列光纤排3011d;在主扫描方向错开568μm、在副扫描方向错开40μm来配列光纤排3011e;在主扫描方向错开672μm、在副扫描方向错开100μm来配列光纤排3011f。图中的b是180μm,是光纤射出端的间隔120μm的1.5倍。
通过使用这种光纤阵列装置和倍率0.5倍的光学系统,可进行2540dpi的成象。在本实施例中,将1个光纤排内的光纤射出端的数目n做成10个,但实际上也可是2个以上的任何数目,最好是8~32个。
另外,在使用该光纤射出端的配列的场合,如图6所示无需将光纤阵列装置相对副扫描方向倾斜,就可对成象区域整体进行成象。另外,在如此配列后的情况下,与所有的光纤射出端被配列在一直线上的情况或将光纤射出端配列成2排的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可以狭窄到足以包含1个光纤排的长度左右,即可狭窄到约1.1mm。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸,就可配列更多的光纤射出端。
此外,由于光纤射出端的主扫描方向的偏移量能小到672μm左右,即光纤射出端间隔的6倍以下,故不会因该偏移而使控制成象定时的电路变得复杂或价格昂贵,可配列更多的光纤射出端。并且在该场合,不必考虑副扫描方法、重排数据。
下面说明将光纤阵列装置的光纤射出端的位置精度制作得更好的方法。图31A~图31E表示制作工序。
首先,如图31A所示,准备用于形成光纤支承构件的圆柱形的材料3019。其次,如图31B所示,通过电火花线切割加工等,形成2层槽,底部宽度可配列11根光纤即是1320μm,开口部的宽度与光纤配列构件3017b、3017c的宽度相等即为1720μm,制成支承构件3017a。另外,在光纤配列构件3017b、3017c上形成宽度可配列11根光纤的光纤固定槽。
这里,支承构件3017a与光纤配列构件3017b、3017c如后所述被一体化,起到光纤支承构件的功能,配列构件的支承构件3017a的槽的底面起到平行部位3015a的功能,光纤配列构件3017b、3017c的光纤固定槽的底面起到平行部位3015b、3015c的功能,支承构件3017a的槽的侧面起到限制部位3016a、3016b的功能,光纤配列构件3017b、3017c的槽的侧面起到限制部位3016c~3016f的功能。因此,为使平行部位3015a~3015c成为平行,限制部位3016a、3016c、3016e及限制部位3016b、3016d、3016f的光纤配列方向的错开精密加工成20μm间距。
接着,如图31C所示,分别将位于左端的光纤与限制部位3016a紧贴、将假光纤3014a与限制部位3016b紧贴地把10根光纤组成的光纤排3011a和直径与成为光源的光纤相等的1根假光纤3014a配列在平行部位3015a上。再在这些光纤上,呈叠层状配列由10根光纤组成的光纤排3011b。
接着,如图31D所示,在其上压入光纤配列构件3017b,在该光纤固定槽上,分别将位于左端的光纤与限制部位3016c紧贴、假光纤3014b与限制部位3016d紧贴地把10根光纤组成的光纤排3011c和直径与成为光源的光纤相等的1根假光纤3014b配列在平行部位3015b上。再在这些光纤上,呈叠层状配列由10根光纤组成的光纤排3011d。
然后,与图31D所示情况相同地配置光纤配列构件3017c、由10根光纤组成的光纤排3011e、1根假光纤3014c及在其上面由n根光纤组成的光纤排3011f,最后,如图31E所示,压入按压构件3013,并在缝隙内填入粘接剂,使其硬化而粘着成一体。
图32表示光纤阵列的第4实施例。图33表示该光纤射出端的配列。
光纤阵列装置3001具有将10个光纤射出端配列在一直线上的4个光纤排(3011a~3011d)。
在各光纤排内具有以125μm的间隔配列在一直线上的10个光纤射出端,各光纤排配列成其中所包含的光纤射出端的配列方向与副扫描方向平行。另外,当以光纤排3011a的位置为基准时,在主扫描方向错开175μm、在副扫描方向错开62.5μm来配列光纤排3011b;在主扫描方向错开675μm、在副扫描方向错开31.25来配列光纤排3011c;在主扫描方向错开850μm、在副扫描方向错开93.75μm来配列光纤排3011d。图中的b是500μm,是光纤射出端的的间隔125μm的4倍。c是光纤的包覆直径125μm与隔板的厚度50μm之和,是175μm。通过使用该光纤阵列装置与倍率0.32倍的光学系统,可进行2540dpj的成象。
另外,在本实施例中,将1个光纤排内的光纤射出端的数目n做成10个,但实际上也可是2个以上的任何数目,最好是8~32个。并且,在使用该光纤射出端的配列的场合,如图6所示无需将光纤阵列装置相对副扫描方向倾斜,就可对成象区域整体进行成象。另外,在如此配列的情况下,与所有的光纤射出端被配列在一直线上的情况或将光纤射出端配列成2排的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可以狭窄到足以包含1个光纤排的长度左右,即可狭窄到约1.4mm。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸,就可配列更多的光纤射出端。
此外,光纤射出端的主扫描方向的偏移量能小到850μm左右,即光纤射出端间隔的8倍以下。故不会因该偏移而使控制成象定时的电路变得复杂或价格昂贵,可配列更多的光纤射出端。并且在该场合,不一定要考虑副扫描方法、重排数据。
下面说明将光纤阵列装置的光纤射出端的位置精度制作得更好的方法。图34A~图34E表示制作工序。
首先,如图34A所示,准备形成光纤支承构件的圆柱形的材料3019。其次,如图34B所示,通过电火花线切割加工等,在上下2个方向形成宽度可配列10根光纤与可配列11根光纤的2层的光纤固定槽,制成光纤支承构件3017。
这里,在光纤定位时,所述光纤固定槽的底面起到平行部位3015a、3015b的功能,第1层的侧面3016a、3016b、3016e、3016f及第2层的侧面3016c、3016d、3016g、3016h起到限制部位的功能。因此,为使平行部位3015a、3015b成为平行,将限制部位3016a、3016c、限制部位3016b、3016d、限制部位3016e、3016g及限制部位3016f、3016h的光纤配列方向的错开精密加工成间距为62.5μm,将限制部位3016a、3016e及限制部位3016b、3016f的光纤配列方向的错开精密加工成间距为31.25μm。
接着,如图34C所示,分别使位于左端的光纤紧贴于限制部位3016a、位于右端的光纤紧贴于限制部位3016b地将由10根光纤组成的光纤排3011b配列在平行部位3015a上。
并且,将隔板3018a放在这些光纤的上面,再在其上面,使假光纤3014a紧贴于限制部位3016c、位于右端的光纤紧贴于限制部位3016地将由10根光纤组成的光纤排3011a和直径与成为光源的光纤相等的1根假光纤3014a配列在平行部位3015a上。
接着,在其上面压入按压构件3013a,如图34D所示,将上下翻转,然后,与图34C所示情况相同地配置由10根光纤组成的光纤排3011c、隔板3018b及在其上面由10根光纤组成的光纤排3011d和1根假光纤3014b,最后,如图34E所示压入按压构件3013b,并在缝隙内填入粘接剂,使其硬化而粘着成一体。
图35表示光纤阵列的第5实施例。而图36表示其光纤射出端的配列。
光纤阵列装置3001具有4个光纤射出端配列成一直线上的10个光纤排(3011a~3011j)。在各光纤排内,配置有以朝向副扫描方向的投影为50μm的间隔及角度配列在一直线上的4个光纤射出端。另外,当以光纤排3011a的位置为基准时,在副扫描方向错开200μm来配置光纤排3011b;在副扫描方向错开400μm来配置光纤排3011c;在副扫描方向错开600μm来配置光纤排3011d;…;在副扫描方向错开1800μm来配置光纤排3011j。
通过使用这种光纤阵列装置和倍率0.20倍的光学系统,可进行2540dpi的成象。在本实施形态中,将1个光纤排内的光纤射出端的数目n做成4个,但实际上实用的是2到8个,最好是4个。
另外,在使用该光纤射出端的配列的场合,如图6所示无需将光纤阵列装置3001相对副扫描方向倾斜,就可对成象区域整体进行成象。另外,在如此配列的情况下,与所有的光纤射出端被配列在一直线上的情况或将光纤射出端配列成2排的情况相比,要求光学系统的较佳图象区域可以狭窄到包覆直径的光纤排个数的2倍左右,在本实施例中,由于包覆直径是125μm、光纤排的个数是10个,故可狭窄到2.5mm左右。因此,不必增加光学系统的成本或尺寸,就可配列更多的光纤射出端。
此外,由于光纤射出端的主扫描方向的偏移量能小到光纤的包覆直径的3倍以下,即比375μm还小,故不会因该偏移而使控制成象定时的电路变得复杂或价格昂贵,可配列更多的光纤射出端。并且在该场合,不一定要考虑副扫描方法、重排数据。
下面,图37表示可将该光纤阵列装置的光纤射出端的位置精度制作得更好的梳状光纤支承构件3027的光纤支承部位的放大图。
如图37所示,通过电火花线切割加工等,形成有光纤排数目10个的宽度可配置1根光纤即127μm、且深度与1个光纤排内的光纤射出端的数目4个相对应即500μm的梳状的槽。
这里,在光纤定位时,使该光纤固定槽的底面起到限制部位3016a、3016b、3016c、…、3016j的功能,使侧面起到平行部位3015a、3015b、3015c、…、3015t的功能。因此,为了平行部位3015a、3015b、3015c、…、3015t均成为平行,将限制部位3016a、3016b、3016c、…、3016j精密加工成主扫描方向的错开为0;与副扫描方向的相邻的限制部位的距离为200μm;另外,槽的宽度为光纤直径125μm的1.012~1.020倍,即126.5~127.5μm的范围。
实际的制作方法通过如下来实现:将40根光纤紧贴配置在梳状光纤支承构件3027的光纤支承部位上,在其上面压入按压构件3013,在缝隙内填入粘接剂,使其硬化而粘接成一体。
另外,作为内部包含目前说明的本发明的成象装置、还具备印刷装置的本发明印刷装置,可通过如下来实现:将例如日本发明专利公告1990年第8585号公报所记载的带有自动给排版装置的平版印刷机和日本发明专利公告1993年第37112公报所记载的平版印刷机的版体用作为上述实施例中的媒体支承圆筒91,并在其周围设置上述实施例中的成象头和扫描装置。这种装置,利用自动给排版装置将未处理的刷版卷装在版体上,由成象头进行成象,根据需要对残留在版表面上的表面层的沉淀物等用纱头等擦拭器件擦拭,或用刷子等去渣器件予以去除。
这样,形成的成象处理后,由油墨装置将油墨供给于刷版,接下去只要按通常的平版印刷机来使用即可。印刷后,通过上述自动给排装置来取下版。
在该场合,由于在印刷机上进行版的位置对准(见当合ゎせ)变得没有必要或变得极其简单,故可大幅度降低印刷的工作时间。
工业上利用的可能性
采用本发明的成象装置、成象方法、成象头装置、印刷装置以及光纤阵列装置,当多个光束照射源一部分产生故障时,装置不会完全不能动作,而可获得替代动作。
另外,在成象头工作阶段,当多个光束照射源形成在同一半导体芯片内时,即使因半导体芯片内的局部缺陷而使多个光束照射源中一部分产生不良,也可有限制性使用,从而可防止合格率显著下降。
另外,无需将光学系统做得高价或尺寸做大,可配列更多的光束照射源。
此外,采用本发明的成象装置、成象方法、成象头装置、印刷装置以及光纤阵列装置,可大大缩短从光束照射源的无成象数据的状态到有成象数据的状态所花费的时间,并且可提高成象速度。
又,采用本发明的成象装置、成象方法、成象头装置、印刷装置以及光纤阵列装置,在现有的成象装置中对于较花费时间与工夫的进行作业的成象头与成象媒体之间的间隔调整很容易进行。
另外,即使在成象动作过程中,也可进行对焦状态的确认与微调。
另外,采用本发明的光纤阵列装置,通过使用具有平行部位与限制部位的这种定位部位的光纤支承构件,可提供位置精度优异的多层的光纤阵列装置。

Claims (56)

1.一种成象装置,具有可个别驱动的多个光束照射源,其特征在于,具有含k个(k为2个以上的整数)光束照射源的n个(n为2个以上的整数)光源块、以及可与所述各块分别连接的1个以上n个以下的光束照射源驱动装置。
2.一种成象装置,具有可个别驱动的多个光束照射源,其特征在于,具有成象媒体的支承装置、含k个(k为2个以上的整数)光束照射源的n个(n为2个以上的整数)光源块、可与所述各块分别连接的至少1个以上n个以下的光束照射源驱动装置、以及可变更进给量的、所述光源块与所述支承装置之间的副扫描方向的扫描装置。
3.根据权利要求1或2所述的成象装置,其特征在于,所述各块包含在行上排列的多个光束照射源。
4.根据权利要求3所述的成象装置,其特征在于,所述各块排列在与块内的光束照射源排列方向相同的方向。
5.根据权利要求3所述的成象装置,其特征在于,所述各块与块内的光束照射源排列方向形成规定角度排列。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的成象装置,其特征在于,具有使用所述块内的光束照射源中至少1个正常工作、且至少1个不正常工作的光源块制作的成象头。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述光束照射源是用化合物半导体形成的激光装置的射出端。
8.根据权利要求7所述的成象装置,其特征在于,一个块内的光束照射源在同一个半导体芯片内形成。
9.根据权利要求7所述的成象装置,其特征在于,全部的光束照射源在同一个半导体芯片内形成。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述光束照射源是光纤的射出端。
11.一种成象方法,其特征在于,通过权利要求1至10中任一项所述的成象装置在成象媒体上产生与成象数据对应的物理特性变化。
12.一种印刷装置,其特征在于,利用通过权利要求1至10中任一项所述的成象装置成象的成象媒体在记录媒体上进行印刷。
13.根据权利要求12所述的印刷装置,其特征在于,将所述成象装置包含在内部,在装置内部实施成象动作,然后利用成象媒体在装置内部进行印刷。
14.一种光纤阵列装置,具有光纤的射出端相互以规定间距排成一排的多个光纤排和支承所述光纤排的光纤支承构件,其特征在于,具有沿该光纤排而与所述光纤排紧密接触的平行部位、通过限制该光纤排在所述排列方向的移动而进行定位、以使处于对所述排列方向形成规定角度的投影方向的所述各光纤排端部的光纤光轴的相互间隔实质上成为固定值的限制部位。
15.根据权利要求14所述的光纤阵列装置,其特征在于,在所述光纤支承构件上具有2个以上的平行部位,在所述各平行部位的至少一端具有限制部位。
16.根据权利要求14所述的光纤阵列装置,其特征在于,所述光纤支承构件由1个以上的光纤排列构件和所述排列构件的支承构件构成,所述平行部位中的至少1个以及限制部位中的至少1个设于所述光纤排列构件上。
17.根据权利要求14所述的光纤阵列装置,其特征在于,还具有至少1个与同所述平行部位紧密接触的光纤排紧密接触、且光纤的射出端相互以所述规定的间距排成一排的另外的光纤排。
18.根据权利要求17所述的光纤阵列装置,其特征在于,与所述平行部位紧密接触的光纤排与所述另外的光纤排中的至少1排之间的排列是交错排列。
19.一种光纤阵列装置,具有多个由第1光纤排和第2光纤排构成的光纤复排,第1光纤排由光纤的射出端相互以规定间距排成1排形成,第2光纤排与该第1光纤排紧密接触且光纤的射出端相互以所述规定间距排成一排形成,且沿所述排列方向与所述第1光纤排错开所述规定间距0.5倍排列,其特征在于,具有沿所述第1光纤排而与所述第1光纤排紧密接触的平行部位、通过限制该光纤复排在所述排列方向的移动而进行定位、以使处于对所述排列方向形成规定角度的投影方向的所述各光纤排端部的光纤光轴的相互间隔实质上成为固定值的限制部位,同时设有支承所述光纤复排的光纤支承构件。
20.根据权利要求19所述的光纤阵列装置,其特征在于,所述光纤支承构件上具有2个以上的平行部位,且在所述平行部位的至少一端设有限制部位。
21.根据权利要求19所述的光纤阵列装置,其特征在于,所述光纤支承构件具有1个以上的光纤排列构件和所述排列构件的支承构件,且所述平行部位中的至少1个以及限制部位中的至少1个设于所述光纤排列构件上。
22.一种光纤阵列装置,具有光纤的射出端相互以规定间距排成一排形成的多个光纤排和支承所述光纤排的光纤支承构件,其特征在于,具有沿该光纤排而分别与所述光纤排的两侧紧密接触的一对平行部位、通过限制该光纤排在所述排列方向的移动而进行定位、以使处于对所述排列方向形成规定角度的投影方向的所述各光纤排端部的光纤的光轴的相互间隔实质上成为固定值的限制部位。
23.一种成象头装置,其特征在于,具有可向权利要求14至22中任一项所述的光纤阵列装置及所述光纤阵列装置内的各光纤供给光的激光发光端和将从光纤阵列装置射出的激光进行聚光的光学系统。
24.一种成象装置,其特征在于,通过权利要求23所述的成象头装置实施成象。
25.一种成象装置,利用可独立驱动的多个光束照射源使在成象媒体上产生与成象数据对应的物理性变化,其特征在于,具有:在成象区域中的成象动作时始终保持光束照射源为接通状态、并对光束照射源进行控制、以使之对有成象数据的部分照射照射能量密度大于成象媒体灵敏度临界值的能量光束、对无成象数据的部分照射照射能量密度小于成象媒体灵敏度临界值的能量光束的光束照射源控制装置;对副扫描装置或光束照射源进行控制、以使之在所述成象动作时不对最接近的主扫描方向的行同时进行成象的副扫描控制装置。
26.一种成象装置,利用可独立驱动的多个光束照射源使在成象媒体上产生与成象对应的物理性变化,其特征在于,具有:在成象区域中的成象动作时始终保持光束照射源为接通状态、并控制光束照射源、使之对有成象数据的部分照射照射能量密度为成象媒体灵敏度临界值的1.5~2.5倍的能量光束、对无成象数据的部分照射照射能量密度为成象媒体灵敏度临界值的70%~90%的能量光束的光束照射源控制装置。
27.根据权利要求25或26所述的成象装置,其特征在于,实行在所述成象动作开始之前在成象区域以外的待机位置上将光束照射源接通、在成象媒体支承圆筒的旋转速度达到成象动作时的稳定的旋转速度后使成象头移动到成象区域内的控制。
28.根据权利要求27所述的成象装置,其特征在于,在所述待机位置所述光束照射源的可照射光束的部位内,在照射能量密度成为焦点位置照射能量密度的1/10以下的位置上设有能量光束散热体。
29.根据权利要求25或26所述的成象装置,其特征在于,进行在所述成象动作开始以前使成象头移动到成象区域内、在成象媒体支承圆筒的旋转速度达到成象动作时的稳定的旋转速度后在成象区域内将光束照射源接通的控制。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述光束照射源是用化合物半导体形成的激光装置的射出端。
31.根据权利要求25至29中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述光束照射源是光纤的射出端。
32.一种成象方法,其特征在于,利用权利要求25至31中任一项所述的成象装置在成象媒体上产生与成象数据对应的物理性变化。
33.一种印刷装置,其特征在于,利用通过权利要求25至31中任一项所述的成象装置成象后的成象媒体在记录媒体上进行印刷。
34.根据权利要求33所述的印刷装置,其特征在于,将所述成象装置包含在内部,并在装置内部实施成象动作,然后利用所述成象媒体在装置内部进行印刷。
35.一种成象装置,利用光束照射源在成象媒体上生成与成象数据对应的物理性变化,其特征在于,设有:成象媒体支承装置、在安装于该成象媒体支承装置上的成象媒体上照射根据成象数据而调制的能量光束的光束照射装置、对应所述成象媒体上的位置来调节设于所述成象媒体支承装置上的光束照射装置与成象媒体之间位置关系的焦点位置调节装置。
36.一种成象装置,利用光束照射源在成象媒体上生成与成象数据对应的物理性变化,其特征在于,设有:成象媒体支承装置、在安装于该成象媒体支承装置上的成象媒体上照射根据成象数据而调制的能量光束的光束照射装置、具有对应所述成象媒体上的位置而设置在所述成象媒体支承装置上的、根据所述能量光束的调焦状态来变化所述能量光束通过状态的能量通路的焦点位置检测装置、对通过所述焦点检测构件的能量光束进行测量的检波器、调节光束照射装置与成象媒体之间位置关系的焦点位置调节装置。
37.根据权利要求36所述的成象装置,其特征在于,具有根据所述焦点位置检测装置的输出值来控制所述焦点位置调节装置的动作的焦点位置控制装置。
38.根据权利要求36所述的成象装置,其特征在于,所述能量通路是能量通过用的基本上为矩形的开口部,在进行焦点位置调节时,所述开口部中在副扫描方向附近的那一个在副扫描方向的位置设定在与能量光束的中心轴大致相等的位置上。
39.根据权利要求36所述的成象装置,其特征在于,所述能量通路是能量通过用的圆形开口部,所述开口部的直径是焦点位置上的能量光束的光束直径的0.9~1.1倍。
40.根据权利要求36、38或39中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述能量通路周期性地设于主扫描方向。
41.根据权利要求36、38或39中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述检波装置具有以能量光束的中心轴为基准在副扫描方向分开的能量检测元件,能够对射入所述能量检测元件各部分的能量光束的输出分别进行测量。
42.一种成象装置,利用光束照射源在成象媒体上生成与成象数据对应的物理性变化,其特征在于,设有:成象媒体支承装置、在安装于该成象媒体支承装置上的成象媒体上照射根据成象数据调制的能量光束的光束照射装置、与所述光束照射装置一体地移动的焦点位置检测装置、调节光束照射装置与成象媒体之间位置关系的焦点位置调节装置。
43.根据权利要求35或42所述的成象装置,其特征在于,所述焦点位置检测装置是激光式位移传感器。
44.根据权利要求35或42所述的成象装置,其特征在于,所述焦点位置检测装置是涡流式位移传感器。
45.根据权利要求35或42所述的成象装置,其特征在于,所述焦点位置检测装置是静电电容式位移传感器。
46.根据权利要求37至45中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述焦点位置调节装置使光束照射装置相对固定在成象媒体支承装置上的成象媒体而在与主扫描方向和副扫描方向中的任一个正交的方向动作以调节光束照射装置与成象媒体之间的位置关系。
47.根据权利要求46所述的成象装置,其特征在于,所述焦点位置调节装置是带千分尺的X平台。
48.根据权利要求46所述的成象装置,其特征在于,所述焦点位置调节装置是由步进马达驱动的X平台。
49.根据权利要求46所述的成象装置,其特征在于,所述焦点位置调节装置是由线性马达驱动的X平台。
50.根据权利要求37至49中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述媒体支承装置是圆筒。
51.根据权利要求37至51中任一项所述的成象装置,其特征在于,使用可独立驱动的多个所述光束照射源。
52.根据权利要求37至51中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述光束照射源是用化合物半导体形成的激光装置的射出端。
53.根据权利要求37至51中任一项所述的成象装置,其特征在于,所述光束照射源是光纤的射出端。
54.一种成象方法,其特征在于,用权利要求37至53中任一项所述的成象装置实施成象。
55.一种印刷装置,其特征在于,是利用通过用权利要求37至53中任一项所述的成象装置,成象后的成象媒体进行印刷。
56.根据权利要求55所述的印刷装置,其特征在于,将所述成象装置包含在内部,并在装置内部实施成象动作。
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