JP2001071450A - 光量可変型レーザ製版装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 版板表面と書き込みヘッド間の距離が変化し
てもレーザ光源用のレンズを移動する必要がないレーザ
製版装置を提供する。 【解決手段】 版胴５０を軸心中心に回転する版胴回転
手段５２と、前記レーザの光量を調節する光量調節手段
１６と、版を加工する版胴表面へレーザ光の発光時期を
制御する照射制御手段５６と、前記レーザヘッドの加工
面位置より所定距離先行した加工面位置を測定する前記
ギャップ測定手段１３と、前記ギャップ測定手段の出力
値を前記光量調節装置の光量変換信号に変換する変換出
力手段とを備え、前記ギャップ測定手段の出力に基づい
て前記レーザヘッドの光量を調節してドット加工用のド
ット径を調節することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷時に使用され
る網点画像よりなる刷版を形成するレーザ製版装置、特
に、版板加工用のレーザヘッドと、該レーザヘッドと前
記版板の表面との間の距離を測定するギャップ測定手段
とを一体的に設けるとともに、該ギャップ測定手段の出
力によりレーザの光量を可変しつつ版板を加工する光量
可変型レーザ製版装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷機における画像形成用の版板に例え
ば樹脂性シート、アルミ性シートを使用し、これらのシ
ートに微小なドット状の凹みを持つ網点をドット加工す
る技術は公知である。

【０００３】上記装置においては、版胴上に取り付けた
版板を書き込みヘッドのレーザ光源によりドット加工し
ている。この版板は版胴上に取り付けられているので、
版胴の偏芯や書込ヘッドの取り付け具合により書込ヘッ
ドと版板面との間が書き込み中に変化し、レーザ光線の
ドット径が変動するので、版板に対する書き込みヘッド
の位置を調整可能に配置する必要がある。特開平１０−
１２８９４３号公報に開示する技術も版板面に対して書
込ヘッド位置を移動調整可能に構成したものである。

【０００４】この技術は、書き込みヘッドとギャップセ
ンサが一体で版胴の軸心と平行に移動し、ギャップセン
サにより版胴に取り付けた版板までの距離を測定し、そ
の距離に適合した位置に書き込みヘッドのレーザ光源用
のレンズを駆動して前記書き込みヘッド及びギャップセ
ンサの焦点調節を行うものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術は、書込ヘッドとギャップセンサが同じハーフミラー
を介して同じプリズムを用いて同じ版胴表面を観察する
ので、書込ヘッド用レーザの光量がハーフミラーによっ
て半減するために、発光光量の大きいレーザを用いる必
要がある。

【０００６】また、ギャップセンサによる版胴表面の観
察位置と、書込ヘッド用レーザの照射位置が同じである
ために、版胴回転中の加工ドットラインの未加工部を観
測して焦点調節を行うとともに、その未加工部に合わせ
て焦点調節を行い、その未加工部が微少回転した位置で
レーザ光線によるドット加工が行われる。ドット間距離
は狭いために、短い間で焦点調整を行う必要があり、レ
ーザ光源用のレンズを移動する移動手段の応答性に問題
があり、版胴を早い速度で回転し、短時間で製版作業を
終わらせようとする要請にはネックである。

【０００７】また、ドット加工前の第１回目のギャップ
センサによる測距はドット加工孔がないが、ドット加工
後の測距は事前に加工したドット孔を避けて行わない
と、事前に加工したドット孔の影響により測距データが
不正確となり、測距に高度な技術を必要とする。

【０００８】上述の事情に鑑み本発明は、版板表面と書
込ヘッド間の距離が変化してもレーザ光源用のレンズを
移動する必要がないレーザ製版装置を提供することを目
的とする。また、本発明の他の目的は、事前に加工した
ドット孔に影響されることがないギャップ測定手段を有
したレーザ製版装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、版板加工用の
レーザヘッドと、該レーザヘッドと前記版板の表面との
間のギャップ距離を測定するギャップ測定手段とを一体
的に設けるとともに、前記版板を取り付けた版胴の軸心
に平行に移動可能に配置し、該ギャップ測定手段の出力
によりレーザの光量を可変しつつ前記版板を加工する光
量可変型レーザ製版装置において、前記版胴を軸心中心
に回転する版胴回転手段と、前記レーザの光量を調節す
る光量調節手段と、前記版板表面へ照射するレーザ光の
発光を制御する照射制御手段と、前記レーザヘッドの加
工面位置より加工ドット間隔より大きい所定距離先行し
た加工面位置を測定する前記ギャップ測定手段と、前記
ギャップ測定手段の出力値を前記光量調節手段の光量変
換信号に変換する変換出力手段とを備え、前記ギャップ
測定手段の出力に基づいて前記レーザヘッドの光量を調
節してドット加工用のドット径を調節することを特徴と
する。

【００１０】そして、前記レーザヘッドの光量を調節す
る際には、前記レーザヘッドの射出端側に集束レンズを
配置し、該集束レンズの前記版胴側焦点位置より前方に
ドット加工用のドット径を形成し、該ドット径の単位面
積当たりの光量を略均一に制御することが望ましい。

【００１１】かかる技術手段によると、前記ギャップ測
定手段の出力に基づいて前記レーザヘッドの光量を調節
してドット加工用のドット径を調節しているので、レン
ズ移動モータを有した光学機械的焦点位置制御を行うこ
とがなく、また、前記レーザヘッドの加工面位置より加
工ドット間隔より大きい所定距離先行した加工面位置を
前記ギャップ測定手段が測距するので、レーザ光量を可
変する時間が余裕をもってとれ、結果的に応答性がよ
く、かつ、ドット加工前の版板面を広い範囲で観察して
測距でき、よって感度もよくギャップ距離を正確に測定
可能な光量可変型レーザ製版装置を提供することができ
る。

【００１２】また、事前に前記レーザヘッドに用いる少
なくともレーザ光源の性能と前記ドット加工用のドット
径を条件として、発光光量とギャップ間隔との関係を示
すＬ−δ線図を作成し、該Ｌ−δ線図により光量調節を
行うように構成することも本発明の有効な手段である。

【００１３】かかる技術手段によると、事前に用意され
た前記ギャップ距離を測定することによって、Ｌ−δ線
図を用いて容易に必要とする光量が求められ、その光量
に対応する光量調節量をレーザ光源の特性から設定する
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施の
形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に
記載される部品の形状その他の相対的配置などは特に特
定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限
定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００１５】図１は本発明の実施の形態にかかる光量可
変型レーザ製版装置の概略の構成を示すブロック図で、
図２はレーザ光源の光束とドット径との関係を示す図で
あり、（Ａ）はレーザ光源の光量とドット径との関係を
示すＬ−Ｄ線図であり、（Ｂ）はドット径とレーザ光源
と版板面とのギャップを示すＤ−δ線図であり、（Ｃ）
は、レーザ光源の光量とギャップとの関係を示すＬ−δ
線図である。

【００１６】図１に示すように本発明の実施の形態にか
かる光量可変型レーザ製版装置は、アルミ性シートより
なる版面５０ｂをその表面に巻き付け不図示のチャッキ
ングプレートにより締結係止した版胴５０と、エンコー
ダを含む伝導手段５０ａと、集束レンズ１２を含むレー
ザビーム照射部１１を搭載し図示してないリニアガイド
とボールねじ５１、サーボモータ５１ａにより版胴５０
の軸芯方向に平行に移動するレーザヘッド１０と、該レ
ーザヘッド１０に一体的構造に形成され、回転する版面
５０ｂと前記レーザヘッド１０の集束レンズ１２との間
の間隔を計測するギャップセンサ１３と、前記レーザヘ
ッド１０、サーボモータ５１ａ、版胴５０の駆動を制御
する制御部２０とより構成する。

【００１７】また、上記ギャップセンサ１３には発光部
と受光部を備え、前記発光部から発光し前記版板面に反
射して戻ってきた反射光を前記受光部で受光し、そのと
きの反射光の角度から測距する三角測量法による測長器
を使用している。そして、版板をドット加工するレーザ
ビーム照射部１１の光束が版板上に当たる位置より、ド
ット加工方向の先行した位置を観察して測長可能に配置
されている。

【００１８】尚、その観察位置は、ドット加工されたド
ット孔を避けた範囲であって、ドット加工される位置よ
り先行した位置が望ましい。そして、その位置は発光部
の発光光量、受光部の受光感度、版胴の回転速度、版板
の端部近辺のマージン部分の距離等を考慮して決定され
る。本実施の形態においては、レーザヘッドの初期位置
において、絵柄がドット加工される版板の１回転周期以
上先行した位置をギャップセンサ１３が測距するように
構成している。

【００１９】制御部２０は、ギャップセンサ１３からの
集束レンズ１２と版板５０ｂ間の距離に応じたギャップ
信号を入力として演算して前記ギャップ測定手段の出力
値を光量調節手段（光量調整部）１６の光量変換信号に
変換する変換出力手段を有するとともに、画像データ１
５、伝導手段５０ａからの版胴５０の回転位置を検出す
るエンコーダ信号を受けて演算する演算部１４と、該演
算部１４からの送出出力により、版胴５０を回転する版
胴回転手段５２、サーボモータ５１ａを駆動するレーザ
ヘッド移動手段５３、レーザヘッド１０のレーザ光源を
照射制御する照射制御手段５６よりなる。

【００２０】画像データ１５は演算部１４に導入され、
導入された画像データに基づき画素毎にレーザビーム光
の照射時間及び照射時期を演算して照射制御手段５６に
送り、レーザ光源からのレーザビーム光の照射が制御さ
れる。

【００２１】なお、版胴５０の回転状態において、レー
ザヘッド１０は図１上右方から左方に移動を開始する。
この状態において、照射制御部５６が作動し、該照射制
御手段５６の作動に同期して前記伝導手段５０ａに付設
してあるエンコーダを介して、版胴回転手段５２による
版胴５０の回転運動とレーザビーム光の間欠照射と同期
させて版胴５０の版板５０ｂ上にドット加工を螺旋状に
行う。

【００２２】ギャップセンサ１３がレーザヘッド１０の
集束レンズ１２と版板５０ｂ間の距離を検出すると、本
実施の形態ではレーザヘッド１０を移動させ版板５０ｂ
間の距離を調整することはなく、代わりにレーザ光源の
光量の調整を行う。即ち、本実施の形態では、従来の光
学機械的焦点位置制御の代わりに、レーザビーム光の光
量制御により可能としたものであって、書込用レーザビ
ーム光に光振幅分布がガウス強度分布を形成するガウス
ビームを使用した高輝度短波長パルスレーザを使用して
ある。

【００２３】図３（Ａ）は図１のレーザビーム光を形成
するガウスビームの概略の振幅分布図を示し、（Ｂ）は
間隔変動量（集束レンズの焦点位置を基準としたときの
値）δの位置にある版面上に形成される密度分布図であ
る。上記ガウスビームの場合、図３（Ａ）に示すように
ビーム径は焦点位置においてそのビーム径は既に最小ス
ポット径２ωに始まり、漸近線（ビームウエスト）ｓ上
に形成される。

【００２４】本実施の形態は、図３（Ｂ）に示すよう
に、基準網点を形成するビーム径２ω０を持つ集束レン
ズ１２の焦点位置前方の位置Ｙより、版面５０ｂがδだ
け変動した場合に形成されるビーム径２ωδの中心に２
ω０と同等の大きさと強度を持つ部位を形成させるべ
く、ガウスビームの場合の出力密度分布曲線が光軸に近
い程密になる特性を利用し、照射するレーザビーム光の
光量調整により焦点調節を可能にしたものである。

【００２５】図２（Ａ）に示すように、レーザ光源は凸
の集束レンズ１２を有しているために平行光線として照
射されるレーザ光線は焦点に向かって収束し、焦点位置
から離れるにつれて焦点位置より大きい径となる。よっ
て、図２（Ｂ）に示すようにドット径はギャップが大き
くなるにつれて大きくなる。そして、これらの関係は、
レーザ光源の性能、集束レンズ１２の形状及び適正ドッ
ト径の選定により種々異なる。

【００２６】いま、適正ドット径２ω０におけるギャッ
プδ＝０とし、最大ギャップ間隔δｍａｘへの特性が実
線５７で示すＬ−δ線図を有する光源であったとする
と、ギャップδ＝０の位置におけるドット径２ω０にお
ける光量Ｌ１は最大ギャップ間隔δｍａｘにおいてはド
ット径Ｄ１となる。

【００２７】ドット径２ω０当たりの光量Ｌ１（Ｌ１／
２ω０）が版板にドット加工する最適値とすると、ドッ
ト径Ｄ１（２ωδ）当たりの光量Ｌ１（Ｌ１／２ωδ）
は、（Ｌ１／２ω０）＞（Ｌ１／２ωδ）となり、ドッ
ト加工を行うに十分は光量を得ることはできない。

【００２８】そこで、ギャップδ＝０の位置におけるド
ット径２ω０より小さい径２ω１が最大ギャップ間隔δ
ｍａｘにおいてはドット径２ω０を取る関係を有するよ
うに、前記径２ω１を通過する光量Ｌ２をｎ倍し、 （ｎＬ２／２ω０）＝（Ｌ１／２ω０）・・・・・ （１） との関係となるようにｎを設定する。

【００２９】これは、前述したように、レーザ光源の性
能、集束レンズ１２の形状及び適正ドット径の選定によ
り種々異なるものであり、レーザヘッド１０に用いられ
るレーザ光源の性能、集束レンズ１２の形状及び適正ド
ット径を条件として、Ｌ−δ線図を用意し、該Ｌ−δ線
図を基にレーザ光源の光量調整入力値を演算部１４に記
憶しておく。

【００３０】このようにして、本実施の形態では、上記
制御部２０に光量調整部２０を設け、ギャップセンサ１
３からの間隔変動量ｆ＋δ（ｆは焦点距離を示す）を演
算部１４に導入し、回転する版面を含む版胴の偏心ない
し変位による変動値δに対するレーザビーム光の所要光
量を演算し、前記光量調整部１６を経て、照射部１１よ
り照射されるレーザビーム光の光量調整を行い照射位置
が焦点をオーバしたときでも、網点ドットの径Ｄを所要
値に保持するようにしてある。

【００３１】即ち、本実施の形態では、前記レーザヘッ
ドの射出端側に集束レンズを配置し、該集束レンズの前
記版胴側焦点位置より前方にドット加工用のドット径を
形成し、該ドット径の集束レンズ側のドット径を最短ギ
ャップ距離に、遠方側にいくにつれて長いギャップ距離
に対応するようになし、最短及び最長ギャップ間距離に
おいては、単位面積当たりの光量を略均一に制御するよ
うに構成いているので、レンズ移動モータを有した光学
機械的焦点位置制御を行うことがない。

【００３２】また、前記レーザヘッドの加工面位置より
所定距離先行した加工面位置を前記ギャップ測定手段が
測距するので、実際にドット加工する位置に測距した版
板面の部分が来るまでに十分の応答時間を得ることがで
き、ギャップ距離を正確に、かつ応答性がよい光量可変
型レーザ製版装置を提供することができる。

【００３３】

【発明の効果】上述したように本発明は、レーザビーム
光の書込対象である版面を含む版胴の高速回転体の偏心
や変位に、可動部を介在させる事無く対応でき、且つ、
高精度、高速応答を可能とする、低コストの光量可変型
レーザ製版装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態にかかる光量可変型レー
ザ製版装置の概略の構成を示すブロック図である。

【図２】 レーザ光源の光束とドット径との関係を示す
図であり、（Ａ）はレーザ光源の光量とドット径との関
係を示すＬ−Ｄ線図であり、（Ｂ）はドット径とレーザ
光源と版板面とのギャップを示すＤ−δ線図であり、
（Ｃ）は、レーザ光源の光量とギャップとの関係を示す
Ｌ−δ線図である。

【図３】 図３（Ａ）は図１のレーザビーム光を形成す
るガウスビームの概略の振幅分布図を示図であり、
（Ｂ）は間隔変動量（集束レンズの焦点位置を基準とし
たときの値）δの位置にある版面上に形成される密度分
布図である。

【符号の説明】

１０ レーザヘッド １１ 照射部 １２ 集束レンズ １３ ギャップセンサ １４ 演算部 １５ 画像データ １６ 光量調整部 ２０ 制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 版板加工用のレーザヘッドと、該レーザ
   ヘッドと前記版板の表面との間のギャップ距離を測定す
   るギャップ測定手段とを一体的に設けるとともに、前記
   版板を取り付けた版胴の軸心に平行に移動可能に配置
   し、該ギャップ測定手段の出力によりレーザの光量を可
   変しつつ前記版板を加工する光量可変型レーザ製版装置
   において、 前記版胴を軸心中心に回転する版胴回転手段と、 前記レーザの光量を調節する光量調節手段と、 前記版板表面へ照射するレーザ光の発光を制御する照射
   制御手段と、 前記レーザヘッドの加工面位置より加工ドット間隔より
   大きい所定距離先行した加工面位置を測定する前記ギャ
   ップ測定手段と、 前記ギャップ測定手段の出力値を前記光量調節手段の光
   量変換信号に変換する変換出力手段とを備え、 前記ギャップ測定手段の出力に基づいて前記レーザヘッ
   ドの光量を調節してドット加工用のドット径を調節する
   ことを特徴とする光量可変型レーザ製版装置。
2. 【請求項２】 前記レーザヘッドの射出端側に集束レン
   ズを配置し、該集束レンズの前記版胴側焦点位置より前
   方にドット加工用のドット径を形成し、該ドット径の単
   位面積当たりの光量を略均一に制御することを特徴とす
   る請求項１記載の光量可変型レーザ製版装置。
3. 【請求項３】 事前に前記レーザヘッドに用いる少なく
   ともレーザ光源の性能と前記ドット加工用のドット径を
   条件として、発光光量とギャップ間隔との関係を示すＬ
   −δ線図を作成し、該Ｌ−δ線図により光量調節を行う
   ことを特徴とする請求項２記載の光量可変型レーザ製版
   装置。