JP2002172815A - 画像形成装置およびマルチビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチビームで書き込みを行い画像を形成す
る画像形成装置およびそのマルチビーム露光装置におい
て、解像度（ビームピッチ）の変更を簡単な構成で、且
つ、確実に行うことのできる画像形成装置およびマルチ
ビーム露光装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザや発光レーザ等の複数の光
源を配設した回動可能な基板と、前記複数の光源から射
出されたマルチビームを集光して記録材上に結像させる
縮小光学系とを有する画像形成装置およびマルチビーム
露光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録材にマルチビ
ームで書き込みを行い画像を形成する画像形成装置およ
びマルチビーム露光装置に関し、詳しくは、解像度（ビ
ームピッチ）の変更手段に特徴を有する画像形成装置お
よびマルチビーム露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光性の記録材に光線（ビーム）を照射
して、画像形成を行う場合において、微細な画像を形成
するためには、ビーム径を縮小光学系などにより縮小し
て、該縮小したビームを記録材に照射することが望まし
い。

【０００３】また、画像形成効率を上げるためには、ビ
ームを一本でなく複数本（例えば１０本）同時に記録材
料に対して照射することが好ましいが、このような複数
のビーム（マルチビーム）によって書き込みを行う画像
形成装置またはそのマルチビーム露光装置が知られてい
る。

【０００４】マルチビームの光源としては、発光ダイオ
ードや半導体レーザ等が用いられ、これらから射出され
た光束は、横方向（副走査方向）に整列されて記録材に
結像されることになる。そして、記録材を縦方向（主走
査方向）に搬送させ、さらにマルチビーム自体を横方向
（副走査方向）に移動させることによって、記録材の面
全体を露光走査するのが一般的である。

【０００５】記録材上に書き込まれる画像の解像度は、
ビームピッチ、すなわち横方向に整列されたビームとビ
ームの距離を変更することによって行う。所謂ｄｐｉ
（ドット・パー・インチ）を上げることで行う。

【０００６】従来は、このようなビームピッチの変更
は、縮小光学系としてズームレンズを使用し、焦点距離
を変更する（レンズの光学倍率を変更する）ことによっ
て記録材上での集光度合を調整して行っていた。しか
し、焦点距離を変更するためのレンズの駆動手段と、焦
点距離の変更に伴いズームレンズの主点の絶対位置が変
わってしまうためにズームレンズ全体と記録材との距離
を調整する必要からズームレンズ全体の駆動手段と、２
つの駆動手段を設ける必要があり、機構的に複雑で調整
が困難である上に、ズームレンズ自体が高額であるとい
う問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点に鑑み、マルチビームで書き込みを行い画像を形
成する画像形成装置およびそのマルチビーム露光装置に
おいて、解像度（ビームピッチ）の変更を簡単な構成
で、且つ、確実に行うことのできる画像形成装置および
マルチビーム露光装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成により達成された。

【０００９】１．マルチビームで記録材上を走査するこ
とにより露光書き込みを行う画像形成装置において、前
記マルチビームを射出するマルチビーム露光装置と、前
記マルチビーム露光装置と前記記録材とを相対的に主走
査方向に移動させる主走査移動手段と、前記マルチビー
ム露光装置と前記記録材とを相対的に副走査方向に移動
させる副走査移動手段とを有し、前記マルチビーム露光
装置は、複数の光源を配設した回動可能な基板と、前記
複数の光源から射出されたマルチビームを集光して前記
記録材上に照射させる縮小光学系とを有することを特徴
とする画像形成装置。

【００１０】２．前記基板を回動させることにより前記
記録材上に結像されるマルチビームの前記副走査方向の
ピッチを変更する回動手段を有することを特徴とする上
記１に記載の画像形成装置。

【００１１】３．前記回動手段による前記ピッチの変更
に応じて、前記副走査移動手段による前記マルチビーム
と前記記録材との副走査方向の移動速度を変更する副走
査移動速度変更手段を有することを特徴とする上記２に
記載の画像形成装置。

【００１２】４．前記縮小光学系の光学倍率は固定され
ていることを特徴とする上記１〜３のいずれか１項に記
載の画像形成装置。

【００１３】５．前記基板がすり鉢状の円盤であること
を特徴とする上記１〜４のいずれか１項に記載の画像形
成装置。

【００１４】６．前記光源が、発光ダイオードあるいは
半導体レーザであることを特徴とする上記１〜５のいず
れか１項に記載の画像形成装置。

【００１５】７．前記記録材上に結像されるマルチビー
ムが前記副走査方向で一直線となるように、前記複数の
光源のそれぞれから射出されるビームの射出タイミング
を調整するタイミング調整手段を有することを特徴とす
る上記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【００１６】８．前記マルチビームは波長の異なる３種
のビームから構成されることを特徴とする上記１〜７の
いずれか１項に記載の画像形成装置。

【００１７】９．複数の光源を配設した回動可能な基板
と、前記複数の光源から射出されたマルチビームを集光
して記録材上に照射させる縮小光学系とを有することを
特徴とするマルチビーム露光装置。

【００１８】１０．前記基板を回動させる回動手段を有
することを特徴とする上記９に記載のマルチビーム露光
装置。

【００１９】１１．前記複数の光源のそれぞれから射出
されるビームの射出タイミングを調整するタイミング調
整手段を有することを特徴とする上記９〜１０のいずれ
か１項に記載のマルチビーム露光装置。

【００２０】１２．前記縮小光学系の光学倍率は固定さ
れていることを特徴とする上記９〜１１のいずれか１項
に記載のマルチビーム露光装置。

【００２１】１３．前記基板がすり鉢状の円盤であるこ
とを特徴とする上記１２に記載のマルチビーム露光装
置。

【００２２】１４．前記光源が、発光ダイオードあるい
は半導体レーザであることを特徴とする上記９〜１３の
いずれか１項に記載のマルチビーム露光装置。

【００２３】１５．前記マルチビームは波長の異なる３
種のビームから構成されることを特徴とする上記９〜１
４のいずれか１項に記載のマルチビーム露光装置。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。

【００２５】本実施の形態においては、本発明のマルチ
ビーム露光装置を備えた画像形成装置としてカラープル
ーフ作成装置を例に挙げる。

【００２６】カラープルーフ作成装置は、印刷物の仕上
がりを事前に確認する校正物を得るための装置である。
具体的には、カラー印刷物を作成するにあたって、原稿
フィルムの段階で色校正（カラープルーフ）を行う際、
Ｙ版、Ｍ版、Ｃ版および墨版に色分解された各分解網原
稿フィルムを使って校正物を作成し、本番の印刷版を作
成する前に、原稿フィルムのレイアウト、色、文字等に
誤りがないかを検査し、印刷物の仕上がりを事前に確認
することが一般的に行われており、かかる校正物を作成
する装置をカラープルーフ作成装置と言う。

【００２７】カラープルーフ作成装置は、網点画像デー
タ生成手段と網点画像記録手段とから校正されており、
網点画像データ生成手段から網点画像データを生成して
出力し、網点画像記録手段はこの網点画像データを基に
記録材上に画像を直接記録する。

【００２８】図１はカラープルーフ作成装置の内部構成
を示す概略図である。露光ユニットの内部は、概略、下
記構成を備える。

【００２９】２１ａ、２１ｂの一対のローラ２１および
所定長に記録材Ｐを切断するためのカッタ２２が、記録
材Ｐの感光面を外側にして巻かれたロール状で収納する
マガジン８の装填部７の直下に設けられている。

【００３０】ドラム給排紙ローラ２３は前記ローラ２１
の下側に設けられ、ドラム３１に対して接離可能であ
る。ドラム３１に記録材Ｐを給紙するときは、ドラム３
１へ押圧され、露光するときは、ドラム３１から離れ
る。

【００３１】マガジン８の引き出し口８０から、ドラム
給排紙ローラ２３に至るまでの記録材Ｐの搬送路は、略
垂直下方に延びている。

【００３２】ドラム３１は主走査移動手段である図示し
ない駆動装置により回転可能となっており、記録材Ｐを
感光面を外側にして、ドラム表面に吸着して固定し、露
光時はマルチビームで主走査できるようになっている。

【００３３】ドラム３１に対向して配置してあるのはマ
ルチビーム露光装置としての光学ユニット３２であり、
光学ユニット３２は副走査移動手段としての副走査部４
０によりドラム軸と平行に移動するようになっている。

【００３４】尚、副走査手段としての副走査部４０は、
ビームピッチの変更に伴い光学ユニット３２の副走査方
向の移動速度を変更する副走査移動速度変更手段を有し
ている（不図示）。副走査移動速度変更手段は、半導体
レーザ装置の基板の回転によりビームピッチを変更した
とき（詳細は後述する）、その回転角に連動して移動速
度を変更する制御を行う。ビームピッチが変更される
と、マルチビーム全体の副走査方向の長さが変わるの
で、記録材上を隙間無く、または重複なく副走査露光す
るために必要である。

【００３５】また、光学ユニット３２は、デジタル信号
を受けてドラム３１上の記録材Ｐにマルチビームにより
画像を露光する。

【００３６】露光ユニット内における排紙部５０は、位
置可変の剥離ガイド５１を有し、画像の露光書き込みが
終了した記録材Ｐを、ドラム３１から剥離して現像処理
ユニット４側に送り込む。

【００３７】アキュムレータ部６０は、記録材Ｐを一時
的に蓄積する。これにより、露光ユニット内での記録材
Ｐの搬送速度よりも現像処理ユニット４内での搬送速度
が遅く、その速度差による不都合が生じないように、整
合を計るための場所である。

【００３８】一方、現像処理ユニット４の内部は、概
略、下記構成を備える。即ち、露光ユニット３側から送
り込まれてくる画像を露光された記録材Ｐに一様な露光
を行う第２露光部４１、発色現像処理部４２、漂白定着
処理部４３、安定化処理部４４および乾燥部４５を備え
る。

【００３９】第２露光部４１における露光は発色現像処
理液中に記録材Ｐがある状態で行われるものであり、図
における第２露光部４１および発色現像処理部４２は実
質１つの処理漕からなっていて、その内の浅い処理部を
第２露光部４１としてある。

【００４０】第２露光部４１は、使用される記録材Ｐが
内部潜像型ダイレクトポジ感光材料である場合に必要で
あって、化学カブリ型ダイレクトポジ感光材料を用いる
場合は不要である。

【００４１】本実施の形態では、上述の現像処理ユニッ
トの構成としたが、露光書き込み後の記録材Ｐの処理方
法は、記録材Ｐの種類に応じて適宜公知の方法により画
像の顕像化を行うものであれば特に限定はない。

【００４２】次に、図２を用いて、ドラム３１および光
学ユニット３２及びその周辺について説明する。

【００４３】ドラム３１には軸部３１ａ、３１ｂが設け
られており、ドラム３１の軸部３１ａ、３１ｂは、軸受
け３３ａ、３３ｂを介して支持台３４ａ、３４ｂに回転
可能に軸支してある。

【００４４】ドラム３１の一方の軸部３１ａには駆動プ
ーリ３５ａを設けてあり、当該駆動プーリは、ドラム回
転モータＭ６の出力プーリ３５ｂとベルト３６を介して
動力的に連結している。

【００４５】ドラム３１の軸上であって、前記プーリを
配設して有る位置よりも更に外側には、ロータリーエン
コーダ３７を付設してあり、これから出力される回転パ
ルスを、ドラム回転に同期した画素クロック制御に用い
る。

【００４６】ドラム３１の他方の軸部３１ｂは、吸引ブ
ロアＡの動作によりドラム内部が減圧され、記録材Ｐを
その表面上に吸着保持出来る。

【００４７】また、ドラム３１は、軸部３１ａ側に面が
塞がった円筒形状であり、他方の円筒内面円板状の保持
板３１ｄにより回転自在に保持されていて、周面から内
部に貫通する孔を除いて、ドラム３１内部に外気が漏れ
ないような構造になっている。そして、この保持板３１
ｄに設けられた孔から、ドラム３１の内部を減圧する減
圧ポンプとしての吸引ブロアＡが管を介して接続されて
いる。そして、吸引ブロアＡが作動することにより、ド
ラム３１内部が減圧される。

【００４８】光学ユニット３２は、移動ベルト３４０上
に固定してあり、一対のガイドレール３４１、３４２に
案内されてドラム軸と平行（副走査方向）に移動出来る
ようになっている。

【００４９】移動ベルト３４０は一対のプーリ３４３、
３４４に掛け渡され、一方のプーリ３４４は副走査モー
タＭ７の出力軸３４５に連結されて駆動力を得る。

【００５０】光学ユニット３２は、図３に示すように構
成されている。青Ｂ、緑Ｇ、赤Ｒのレーザ光源としての
半導体レーザ装置１０１、１０２、１０３は（詳細は後
述）、１０個の半導体レーザを配設し、各半導体レーザ
から射出された各ビームは、前方に配置されたレンズに
より集光された後、平行光用レンズ１０５、１０６、１
０７に入射する。

【００５１】レーザビームＬｂは、平行光用レンズ１０
５により平行ビームに変換された後に、ダイクロイック
ミラーＤＭ１でレーザビームＬｇと、さらにダイクロイ
ックミラーＤＭ２でレーザビームＬｒと一体となって、
縮小光学系１０４へと入射し、縮小された状態で露光面
ＥＰに照射されるようになっている。尚、本実施の形態
においては、後述するように半導体レーザを支持する基
板の回動でビームピッチが可変であるため、縮小光学系
１０４の光学倍率は固定のものを用いている。

【００５２】レーザビームＬｇは、平行光用レンズ１０
６により平行ビームに変換された後に、ダイクロイック
ミラーＤＭ１でレーザビームＬｂと一体となり、さらに
ダイクロイックミラーＤＭ２でレーザビームＬｒと一体
となって、縮小光学系１０４へ入射する。

【００５３】レーザビームＬｒは、平行光用レンズ１０
７により平行ビームに変換された後に、ダイクロイック
ミラーＤＭ２でレーザビームＬｂ、Ｌｇと一体となり、
縮小光学系１０４へ入射する。

【００５４】尚、本実施の形態では、マルチビームを射
出する光源として、半導体レーザを用いたが、これに限
られるものではなく、発光ダイオードを用いてもよい。

【００５５】図４は、半導体レーザ装置をマルチビーム
射出面側から見た図である。ここでは図面の簡素化のた
め、半導体レーザを５個配設したものを用いて説明す
る。

【００５６】参照符号の１０１ａは、５個の半導体レー
ザを支持し回動可能な円盤状の基板である（回動する回
動手段は不図示）。ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４お
よびＬＤ５は、それぞれ光源としての半導体レーザであ
り、基板１０１ａの円中心を通過する一直線上に、等間
隔で整列して配設されている。半導体レーザＬＤ１〜Ｌ
Ｄ５の配設方法は、基板１０１ａ上に固定出来れば特に
限定はない。

【００５７】図４（ａ）において、半導体レーザＬＤ１
〜ＬＤ５は、紙面の水平方向一直線上に配列した状態で
ある。該水平方向は、記録材上の副走査方向と一致す
る。すなわち、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ５が全て同時
にビームを射出した場合に、そのまま平行光用レンズ、
ダイクロイックミラー、縮小光学系を経て、記録材上
に、副走査方向で一直線に整列したマルチビームを照射
することができる。

【００５８】この状態でレーザビームを射出する場合
は、記録材上のビームピッチは、基板１０１ａ上の隣り
合う半導体レーザの距離ｄ１と関係するものとなる。

【００５９】一方、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態か
ら矢印方向に基板１０１ａを回転した状態を示してい
る。例えば、基板１０１ａを時計回りに角度θ回転した
とすると、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ５は、水平一直線
上の整列から角度θ回転した斜め方向一直線上に整列す
ることになる。

【００６０】この状態では、半導体レーザＬＤ３を基準
位置と仮定すると、半導体レーザＬＤ２は距離ｄ１のｔ
ａｎθ成分（Ｔとする）、半導体レーザＬＤ１は距離ｄ
１の２倍のｔａｎθ成分（２Ｔとする）だけ上方へずれ
ることになる。

【００６１】同様に、半導体レーザＬＤ３を基準位置と
仮定すると、半導体レーザＬＤ４は距離ｄ１のｔａｎθ
成分、半導体レーザＬＤ１は距離ｄ１の２倍のｔａｎθ
成分だけ下方へずれることになる。

【００６２】この状態で、各半導体レーザからビームを
射出して、記録材上で副走査方向一直線に配列したマル
チビームとするには、各半導体レーザからのビームの射
出タイミングを制御する必要がある。該制御は、タイミ
ング調整手段としての遅延回路等周知の方法によって達
成出来る。つまり、記録材の主走査方向の移動速度（ド
ラムの周速）と、基板１０１ａ上の各半導体レーザの水
平方向（副走査方向）からのずれた距離に応じて、射出
タイミングを調整する。該タイミング調整手段により、
あたかも基板１０１ａ上で半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ５
が水平一直線上に整列しているようにマルチビームを形
成することにより、記録材上のビームのピッチは、距離
ｄ１のｓｉｎθ成分である距離ｄ２と関係するものとで
きる。

【００６３】すなわち、距離ｄ１で半導体レーザを水平
整列した場合より、狭い距離で半導体レーザを整列させ
たことと同等となり、最終的にはビームピッチを狭くす
ることを可能とする。

【００６４】よって、この方法によれば、高価で複雑な
制御を必要とするズームレンズを縮小光学系に用いずと
も、基板１０１ａを回転し、且つ、該回転角に応じたビ
ーム射出タイミングの調整を行うことのみで、簡単にビ
ームピッチを変更することが出来る。

【００６５】図５は、半導体レーザ装置を、マルチビー
ムで形成される面の垂直方向から見た図である。

【００６６】各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ５は、すり鉢
状の円盤の基板１０１ａ上に配設されている。曲面上に
等間隔で配列されているので、各半導体レーザから射出
されたビームの焦点ＦＰまでの距離は等しくなる。これ
は平行光用レンズへ入射されるそれぞれのビームが相互
になす角度も略等しくなるということと同等である。そ
のため平行光用レンズからの出射ビームの相互間隔も等
しくなり、ひいては記録材上のビームスポットが等間隔
に配置されることになり（ビームピッチが一定とな
り）、他に調整の必要がなく好ましい態様である。

【００６７】

【発明の効果】マルチビームで書き込みを行い画像を形
成する画像形成装置およびそのマルチビーム露光装置に
おいて、解像度（ビームピッチ）の変更を簡単な構成
で、且つ、確実に行うことのできる画像形成装置および
マルチビーム露光装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の内部構成を示す概略図である。

【図２】図１の画像形成装置のドラムおよび光学ユニッ
ト（マルチビーム露光装置）及びその周辺を示す図であ
る。

【図３】光学ユニット（マルチビーム露光装置）を示す
図である。

【図４】半導体レーザ装置をマルチビーム射出面側から
見た図である。

【図５】半導体レーザ装置を、マルチビームで形成され
る面の垂直方向から見た図である。

【符号の説明】

１ カラープルーフ作成装置 ３ 露光ユニット ４ 現像処理ユニット ７ 装填部 ８ マガジン ９ カバー ２１ ローラ ３１ ドラム ４０ 副走査部 ５０ 排紙部 ６０ アキュムレータ部 １０１、１０２、１０３ 半導体レーザ装置 １０１ａ 基板 １０４ 縮小光学系 １０５、１０６、１０７ 平行光用レンズ ＤＭ１、ＤＭ２ ダイクロイックミラー ＥＰ 露光面 ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４、ＬＤ５ 半導体レー
ザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/06 Ｆターム(参考） 2C162 AE02 AE28 AE36 AF01 AF57 FA17 FA18 FA33 FA35 FA44 FA46 FA49 2C362 AA07 AA12 AA15 AA16 AA43 BA27 BA57 BA66 BA70 BA71 BB37 BB46 CB02 CB07 CB08 CB14 CB33 2H045 AG09 BA22 BA24 BA33 CA98 5C072 AA03 CA06 DA02 HA02 HA06 JA07 MB01 MB08 XA05

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチビームで記録材上を走査すること
   により露光書き込みを行う画像形成装置において、 前記マルチビームを射出するマルチビーム露光装置と、 前記マルチビーム露光装置と前記記録材とを相対的に主
   走査方向に移動させる主走査移動手段と、 前記マルチビーム露光装置と前記記録材とを相対的に副
   走査方向に移動させる副走査移動手段とを有し、 前記マルチビーム露光装置は、複数の光源を配設した回
   動可能な基板と、前記複数の光源から射出されたマルチ
   ビームを集光して前記記録材上に照射させる縮小光学系
   とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記基板を回動させることにより前記記
   録材上に結像されるマルチビームの前記副走査方向のピ
   ッチを変更する回動手段を有することを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記回動手段による前記ピッチの変更に
   応じて、前記副走査移動手段による前記マルチビームと
   前記記録材との副走査方向の移動速度を変更する副走査
   移動速度変更手段を有することを特徴とする請求項２に
   記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記縮小光学系の光学倍率は固定されて
   いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記基板がすり鉢状の円盤であることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形
   成装置。
6. 【請求項６】 前記光源が、発光ダイオードあるいは半
   導体レーザであることを特徴とする請求項１〜５のいず
   れか１項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記記録材上に結像されるマルチビーム
   が前記副走査方向で一直線となるように、前記複数の光
   源のそれぞれから射出されるビームの射出タイミングを
   調整するタイミング調整手段を有することを特徴とする
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記マルチビームは波長の異なる３種の
   ビームから構成されることを特徴とする請求項１〜７の
   いずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 複数の光源を配設した回動可能な基板
   と、前記複数の光源から射出されたマルチビームを集光
   して記録材上に照射させる縮小光学系とを有することを
   特徴とするマルチビーム露光装置。
10. 【請求項１０】 前記基板を回動させる回動手段を有す
    ることを特徴とする請求項９に記載のマルチビーム露光
    装置。
11. 【請求項１１】 前記複数の光源のそれぞれから射出さ
    れるビームの射出タイミングを調整するタイミング調整
    手段を有することを特徴とする請求項９〜１０のいずれ
    か１項に記載のマルチビーム露光装置。
12. 【請求項１２】 前記縮小光学系の光学倍率は固定され
    ていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項
    に記載のマルチビーム露光装置。
13. 【請求項１３】 前記基板がすり鉢状の円盤であること
    を特徴とする請求項１２に記載のマルチビーム露光装
    置。
14. 【請求項１４】 前記光源が、発光ダイオードあるいは
    半導体レーザであることを特徴とする請求項９〜１３の
    いずれか１項に記載のマルチビーム露光装置。
15. 【請求項１５】 前記マルチビームは波長の異なる３種
    のビームから構成されることを特徴とする請求項９〜１
    ４のいずれか１項に記載のマルチビーム露光装置。