JP2003089180A - レーザモジュールの照射位置調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【解決手段】 製版装置は、ドラム型の版胴２と、この
版胴の軸方向に沿って設けられる多数のレーザモジュー
ル４を備えており、このレーザモジュールから出射され
たレーザ光Ｌで版胴に巻回した版を加工している。そし
て、上記レーザモジュールを構成し、かつＬＤを搭載す
るマウント部材１０は、容易に弾性変形可能な形状に形
成した取付け部を介して同様にレーザモジュールを構成
するベース部材５に連結されるとともに、この取付け部
を弾性変形させる２つの変形手段でレーザ光Ｌの光軸に
対する直交方向に変位されるようになっている。 【効果】 従来に比較してレーザ光Ｌの照射位置の調節
作業の労力を軽減することができるとともにそれに要す
る時間を短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ発振素子から
出射されるレーザ光を被照射物に照射するレーザモジュ
ールの照射位置調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、製版装置として、回転自在に設け
たドラム型の版胴と、この版胴の外周面に取付けられた
版に向けてレーザ光を出射するレーザモジュールとを備
え、このレーザモジュールを版胴の軸方向に移動させる
ように構成し、レーザ光により版を所定のパターンに製
版する製版装置は知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザモジ
ュールのレーザ光の照射位置は、製造誤差によるズレが
あるため、レーザモジュールを版胴の軸方向に移動可能
に設けられるテーブルに取付ける際や保守交換の際にレ
ーザ光の照射位置が所望の位置になるように調節してい
る。しかしながら、レーザ光の照射位置を調節しながら
の取付けは煩雑であり、特に、多数のレーザモジュール
を有する製版装置では、照射位置の調節作業に非常な労
力と時間を要していた。上述した事情に鑑み、本発明
は、従来に比較してレーザモジュールのレーザ光の照射
位置を容易に調節することができる照射位置調節装置を
提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明では、レ
ーザ発振素子から出射されるレーザ光を被照射物に照射
するレーザモジュールにおいて、上記レーザ発振素子を
搭載するマウント部材と、このマウント部材を支持する
ベース部材とを設けるとともに、上記ベース部材とマウ
ント部材とを容易に弾性変形可能な形状に形成した取付
け部を介して連結し、また、上記取付け部を弾性変形さ
せてマウント部材をベース部材に対して変位させて、被
照射物におけるレーザ光の照射位置を調節する変形手段
を設けたものである。

【０００５】上述した構成によれば、変形手段により取
付け部を変形させることで、マウント部材をベース部材
に対して変位させることができるので、作業者はレーザ
モジュールの取付けが終了した後でも変形手段でマウン
ト部材を変位させながらレーザ光の照射位置を所望の位
置に調節することができる。したがって、従来に比較し
てレーザ光の照射位置の調節作業を精密かつ容易に行う
ことができるし、それに要する時間も短縮することがで
きる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例について本発明
を説明すると、図１、図２において、１はドラム型の版
胴２を有するレーザ製版装置であり、この製版装置１で
は、軸を中心として版胴２を定速回転させつつその外周
面に巻き付けた樹脂製の版３の表面をレーザモジュール
４から出射したレーザ光Ｌで所定パターンに加工してい
る。レーザモジュール４は、版胴２の軸方向であるＸ方
向およびレーザ光Ｌの光軸方向であるＺ方向に移動可能
に設けたＸ・Ｚテーブル２９（図２参照）上に設けられ
ている。また、レーザモジュール４は、版胴２の軸方向
と平行するＸ方向に伸びるベース部材５と、このベース
部材５上に１０ｍｍの間隔を開けて１２８台設けられた
レーザ発振素子(以下ＬＤ)１４を搭載するマウント部材
１０（右端から３台目まで図示）を備え、このレーザモ
ジュール４は、上記Ｘ・Ｚテーブル２９によってＸ方向
およびＺ方向に移動可能となっている。このような構成
のレーザ製版装置１では、レーザモジュール４をＸ・Ｚ
テーブル２９でＸ方向に移動させながら１２８等分した
加工エリアＥの加工区間ＰをそれぞれのＬＤ１４のレー
ザ光Ｌにより加工するようになっている。具体的には、
レーザモジュール４のレーザ光Ｌをそれぞれの加工区間
Ｐの左側の縁部に照射されるようにベース部材５が位置
合せされる（図１参照）。なお本実施例では、後述する
ようにビームスポットを矩形としてあり、このときのビ
ームスポットの各辺を１０μｍに設定してある。以上の
状態が整ったら、レーザモジュール４の各ＬＤ１４から
一斉にレーザ光Ｌの出射を開始し、また版胴２が図面上
における矢印Ａ方向に向けて回転を開始する。これによ
り版３の加工エリアＥを下端から上端にかけて１２８本
のレーザ光Ｌで加工する。そして、版３の加工エリアＥ
の上端の縁部にレーザ光Ｌが達して１ピッチ目の加工が
終了したら、レーザモジュール４を版３のブランクエリ
アが通過する間にＸ・Ｚテーブル２９によってレーザ光
Ｌの照射幅である１０μｍだけＸ方向における右方に移
動させる。そして、この移動が完了し、かつレーザモジ
ュール４のレーザ光Ｌの照射位置に版３の加工エリアＥ
が達すると、１ピッチ目の加工に連続させてその右側に
レーザ光Ｌが照射されて２ピッチ目となる加工が行われ
る。そして、これ以降、３ピッチ目… … ｎピッチ目
と１０μｍ刻みで徐々に加工範囲が増加して一斉に加工
区間Ｐの加工が終了すると、それまで断続的であった１
２８個の加工区間Ｐが連続して加工エリアＥの加工が終
了する。ところで、レーザモジュールのレーザ光の照射
位置は、製造誤差によるズレがある。このため、レーザ
発振素子をステージに取付けるときや保守交換時に、作
業者が各レーザ発振素子からのレーザ光の照射位置を調
節している。このため、本実施例のように１２８台もの
レーザ発振素子１４を有する製版装置１では、各レーザ
光Ｌの照射位置の調節に多大な労力と時間を要すること
になる。

【０００７】しかして、本実施例では、照射位置の調節
にかかる労力の軽減と時間を短縮することができる照射
位置調節装置を備えたレーザモジュール４を提供するも
のである。すなわち、照射位置調節装置は、照射位置調
節時の図である図３、図４、図５に示すように本実施例
のマウント部材１０は、ボルト１１により先端をベース
部材５に連結されるとともに上記Ｘ方向と水平に直交す
るＺ方向に伸びる取付け部１２と、この取付け部１２の
末端に一体に連設されたマウント本体１３とを備えてい
る。そして、このマウント本体１３にＬＤ１４と、また
集光系光学部品としてのロッドレンズ１５と非球面レン
ズ１６を搭載している。上記マウント本体１３は、取付
け部１２の末端からこれと同方向に伸びる下側壁部１３
Ａと、この下側壁部１３Ａの先端から鉛直方向上方に伸
びる正面側壁部１３Ｂと、上記下側壁部１３Ａの左端か
ら鉛直方向上方に伸びる右側壁部１３Ｄと、正面側壁部
１３Ｂの上端と右側壁部１３Ｄの上端に連設されて下側
壁部１３Ａと平行する上側壁部１３Ｃとを備えており、
これら各壁部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄで形成さ
れる凹部１３Ｅ内にＬＤ１４が取付けられたヒートシン
ク１７を収容している。上記ヒートシンク１７は、前記
凹部１３Ｅの上側壁部１３Ｃ側内面に形成した凹部１３
ｃに弾装されて円弧状となったＹ方向板ばね２０によっ
て下側壁部１３Ａに当接する位置に保持されるととも
に、末端がマウント部材１０の正面側壁部１３Ｂに絶縁
部材２７を介在させて連結されるとともに先端がＬＤ１
４に当接するＸ方向板ばね２１によって右側壁部１３Ｄ
に当接する位置に保持され、さらに末端を下側壁部１３
Ａの端部に設けたピン２２を支点とし、かつその先端を
ローレット付きネジ２３により上側壁部１３Ｃの端部に
取付けた円弧形状のＺ方向板ばね２４によって正面側壁
部１３Ｂに当接する位置に保持されており、これらＸ・
Ｙ・Ｚ方向板ばね２１，２０，２４によってヒートシン
ク１７はマウント部材１０内における図示した位置に位
置決めされている。これにより、ＬＤ１４と一体のヒー
トシンク１７は、ローレット付きネジ２３を取外してＺ
方向板ばね２４を開放させることで容易に脱着自在とな
っており、保守交換時の利便性を図ってある。なお、上
記Ｘ方向板ばね２１の末端は、図示しない電線を介して
図示しない給電手段に接続される一方、その先端はＬＤ
１４に当接させてあり、この導電性を有するＸ方向板ば
ね２１を介してＬＤ１４に通電して発光させるようにな
っている。

【０００８】また、上記マウント本体１３の正面側壁部
１３Ｂには、上記ＬＤ１４から発振されたレーザ光Ｌを
外部に向けて通過させる横方向貫通孔２５と、この横方
向貫通孔２５の同心上に形成した大径の段部２６が形成
されており、この段部２６内に上記非球面レンズ１６が
嵌め込まれるとともにその外周面を接着剤でマウント本
体１３に接着されている。さらに、上記マウント本体１
３の上側壁部１３Ｃと正面側壁部１３Ｂには、これら上
側壁部１３Ｃと正面側壁部１３Ｂにわたって鉛直方向に
伸びるとともに、上記横方向貫通孔２５を通過して下方
に伸びる段付縦孔２８が形成されている。そして、この
段付縦孔２８の小径部２８Ａ内に上記ロッドレンズ１５
が嵌合されるとともに、その軸方向における中間部分が
横方向貫通孔２５内に露出している。このロッドレンズ
１５も接着剤によりマウント本体１３に接着されてい
る。これにより、ＬＤ１４からのレーザ光Ｌは、横方向
貫通孔２５内に入ると先ずロッドレンズ１５に入射し、
このロッドレンズ１５によって横方向貫通孔２５よりも
広がることを防止されつつＸ方向の広がりを集光されな
がら進行して次に非球面レンズ１６に入射する。そし
て、この非球面レンズ１６を通過したレーザ光Ｌは、集
光されて焦点位置で版３の表面に照射される。ところ
で、本実施例では、上記非球面レンズ１６の表面上に矩
形アパチャとしてコーティングを施してあり、このコー
ティングにより強度分布が円形のレーザ光Ｌの外周部を
カットして矩形のビームスポットとしている。これによ
り、円形のビームスポットをパルス発振する場合、レー
ザモジュールをスポット径と同じピッチでＸ方向へ移動
させるとすると、ビームスポットの外周部の一部分が接
するだけで未加工部分（菱形の近似形状）が生じるよう
になるが、本実施例のように矩形であれば、スポットの
幅と同じピッチでＸ方向に移動させても未加工部分は殆
ど生じない。その結果、円形のビームスポットの場合に
比較してきめの細かい印刷が可能となる。

【０００９】次に、上記取付け部１２は、ベース部材５
の前方側壁５Ａの所定位置に等間隔で形成した嵌合凹部
５ａ内に嵌合されるとともにボルト１１でベース部材５
に連結される高剛性部１２Ａと、後に詳述する２組の変
形手段ＸＫ，ＹＫによって変形される低剛性部１２Ｂと
を備えている。上記高剛性部１２Ａの各側面は、嵌合凹
部５ａの各側面に密着しており、これにより各マウント
部材１０は、嵌合凹部５ａの拘束を受けて一様に同一の
状態でベース部材５に取付けられることになる。なお、
本実施例では、Ｚ方向の位置決めにあたっては、高剛性
部１２Ａの前面を嵌合凹部５ａの前面に当接させるだけ
でそれ以上の精度は必要ないことから特別な調節は行っ
ていない。なお、Ｚ方向における焦点深度を深くするた
めに長焦点レンズを用いてもよい。また、上記低剛性部
１２Ｂの中心位置には、鉛直方向に貫通する真円状スリ
ット１２ｂが設けられる一方、低剛性部１２Ｂの両側面
には、鉛直方向に向けて切欠いた半円弧状スリット１２
ｂｂが形成されており、これら真円状スリット１２ｂと
半円弧状スリット１２ｂｂで低剛性部１２Ｂの肉厚を薄
くすることで剛性を低下させている。なお、レーザ光Ｌ
は、後に照射位置調節装置９を構成する２組の変形手段
ＸＫ，ＹＫによる調節を行うことから、変形手段ＸＫ，
ＹＫによる調節前の段階では、位置合せすべきセンター
位置Ｃよりも極僅かにＸ方向における上方側（図３紙面
上）で、かつＹ方向における上方側の位置（図４紙面
上）に照射されるようになっている。

【００１０】上記低剛性部１２Ｂを変形させる一方の変
形手段ＸＫは、マウント本体１３（ＬＤ１４，ロッドレ
ンズ１５，非球面レンズ１６）を版胴２の軸方向である
Ｘ方向に変位させるものであり、また他方の変形手段Ｙ
Ｋは、マウント本体１３（ＬＤ１４，ロッドレンズ１
５，非球面レンズ１６）を版胴２の円周方向であるＹ方
向に変位させるものである。先ず、変形手段ＸＫは、ベ
ース部材５の後方側壁５Ｂの上端面にマウント部材１０
の左側に位置するように形成される突出壁部５ｂと、こ
の突出壁部５ｂに螺合されるＸ方向調節ネジ３０と、こ
のＸ方向調節ネジ３０の進退方向に対して斜めにマウン
ト部材１０の下側壁部１３Ａの後端部に形成されてＸ方
向調節ネジ３０の先端に当接するテーパ面１３Ｘとから
構成されており、Ｘ方向調節ネジ３０の突出量を調節す
ることでマウント本体１３（ＬＤ１４，ロッドレンズ１
５，非球面レンズ１６）をＸ方向に変位させることがで
きるようになっている。他方、変形手段ＹＫは、ベース
部材５の短手方向における後方側寄りに形成されてＸ方
向に連続して伸びる広くて深い溝部５Ｃと、この溝部５
Ｃ内における前方寄りで前方側壁５Ａの側面に当接する
弾性部材としてのウレタン３２と、このウレタン３２の
後方に配置されたくさび部材３３と、このくさび部材３
３の上端面に形成されて前下がりとなったテーパ面３３
Ｙと、上記マウント部材１０の下側壁部１３Ａの下端面
に形成されて前記テーパ面３３Ｙと当接するテーパ面１
３Ｙと、ベース部材５の後方側壁５Ｂに螺合されるとと
もにその先端をくさび部材３３に連動させたＹ方向調節
ネジ３５とから構成されており、このＹ方向調節ネジ３
５でくさび部材３３の挿入量を調節することで、マウン
ト本体１３（ＬＤ１４，ロッドレンズ１５，非球面レン
ズ１６）をＹ方向に変位させることができるようになっ
ている。

【００１１】以上の構成を有するレーザモジュール４を
備えたレーザ製版装置１において、レーザ光Ｌの照射位
置の調節をする際には、先ずＺ方向にＸ・Ｚテーブル２
９を大きく後退させ、その状態で、丁度版３と同じ間隔
となる位置にレーザ光Ｌの計測手段としての１台のＣＣ
Ｄカメラ４０(以下カメラ４０)がＸ方向に移動可能に配
置される。そして、一方の側から順にカメラ４０で撮像
された映像を図示しないモニタに映し出し、このモニタ
を見ながら作業者が調節ネジ３０と調節ネジ３５で照射
位置を調節するものである。なお、調節前の段階では、
各レーザ光Ｌは、本来照射されるべき位置からＸ方向に
おける上方側(図３参照)およびＹ方向における上方側に
僅かにずれている(図４参照)。具体的には、先ず、マウ
ント部材１０のテーパ面１３Ｘと接触しない位置に後退
させてあるＸ方向調節ネジ３０を正転させて前進させて
この先端部を該テーパ面１３Ｘに当接させるとともに、
Ｘ方向調節ネジ３０の先端部がテーパ面１３Ｘに当接し
た後もＸ方向調節ネジ３０の前進を継続させてマウント
本体１３に対して図面上における上方側への力を加え
る。すると、剛性の低い取付け部１２の低剛性部１２Ｂ
が弾性変形しながらマウント本体１３（ＬＤ１４，ロッ
ドレンズ１５，非球面レンズ１６）後部が徐々に図面上
における上方に変位するようになるので、レーザ光Ｌは
これとは逆の実線で示す矢印の方向に水平に移動してＸ
方向においてセンター位置Ｃとなる。このとき、レーザ
光Ｌがセンター位置Ｃより行き過ぎた場合には、Ｘ方向
調節ネジ３０を逆転させて後退させる。すると、低剛性
部１２Ｂは自己の弾性により復帰するので、マウント本
体１３はＸ方向調節ネジ３０の後退に追動して下方に変
位するようになる。このようにして、Ｘ方向調節ネジ３
０を正逆回転させて最適な位置に位置合わせする。

【００１２】このようにＸ方向の調節が終了したら、次
にＹ方向の調節を行う。このＹ方向の調節もＸ方向の調
節と基本的に同じである。先ずテーパ面３３Ｙがマウン
ト本体１３のテーパ面１３Ｙに当接しない位置に後退さ
せてあるくさび部材３３をこれに先端部を当接させたＹ
方向調節ネジ３５を正転させることで前進させてウレタ
ン３２に抗して前進させる。そして、このくさび部材３
３のテーパ面３３Ｙがマウント本体１３のテーパ面１３
Ｙに当接した後も前進を継続させてくさび部材３３でマ
ウント本体１３に対して図面上における上方への力を加
える。すると、剛性の低い取付け部１２の低剛性部１２
Ｂが弾性変形しながらマウント本体１３の後部は徐々に
上方に変位するようになるので、レーザ光Ｌはこれとは
逆に実線で示す矢印の下方に垂直に移動してセンター位
置Ｃとなる。このとき、レーザ光Ｌがセンター位置Ｃよ
り行き過ぎた場合には、Ｙ方向調節ネジ３５を逆転させ
て後退させると、ウレタン３２の伸張によりくさび部材
３５がＹ方向調節ネジ３５に追動して押し戻されるとと
もに、このくさび部材３３の後退に伴なって低剛性部１
２Ｂが自己の弾性により復帰するようになるので、マウ
ント部材１０はＹ方向調節ネジ３５の後退に追動して下
方に変位するようになる。このようにして、Ｙ方向調節
ネジ３５を正逆回転させて最適な位置に位置合わせす
る。これにより、１つのレーザ光Ｌの照射位置の調節が
終了する。調節が終了したら作業者はカメラ４０を隣の
レーザ光Ｌの光軸上に移動させ、上述した作業手順で順
次隣のレーザ光Ｌの照射位置の調節を行ない、以後これ
を繰り返し行って１２８本の全てのレーザ光Ｌについて
照射位置の調節を行なう。

【００１３】以上のように、本実施例のレーザモジュー
ル４によれば、カメラ４０で撮像したレーザ光Ｌをモニ
タで確認しながらＸ方向調節ネジ３０とＹ方向調節ネジ
３５を回転させるだけで、レーザ光Ｌの照射位置の調節
を容易に高精度に行なうことができるので、従来に比較
して調節に要する労力の軽減と時間の短縮を図ることが
できる。

【００１４】なお、弾性変形する取付け部１２(マウン
ト部材１０を含む)の素材としては、ＬＤ１４の冷却を
考慮して熱伝導効率に優れた真鍮等が好適である。ま
た、取付け部１２をマウント部材１０に一体設けていた
がこれに限定されるものではなく、ベース部材５に一体
に設けるようにしてもよいし、或いはマウント部材１０
とベース部材５と別体としてもよい。

【００１５】また、本実施例では、共通のベース部材５
に１２８個のマウント部材１０を支持させていたがこれ
に限定されるものではなく、図示しないがマウント部材
を個々に支持する同数のベース部材であってもよい。

【００１６】さらに、本実施例では、Ｘ方向の調節を行
った後に、Ｙ方向の調節を行っていたがこれに限定され
るものではなく逆であってもよい。

【００１７】さらにまた、本実施例では、Ｘ方向の変形
手段ＸＫとＹ方向の変形手段ＹＫを異なる構成としてい
たが、いずれか一方の構成に統一してもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、従来に比較してレーザ
モジュールの照射位置の調節作業に要する労力の軽減と
時間の短縮を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すレーザ製版装置１の平
面図。

【図２】製版装置１の側面図

【図３】レーザモジュール４の要部の拡大平面図。

【図４】図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。

【図５】図４に示すＶ−Ｖ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１…レーザ製版装置 ２…版胴 ４…レーザモジュール ５…ベース部材 １０…マウント部材 １２…取付け部 １３Ｘ…テーパ面 ３０…Ｘ方向
調節ネジ ３３…くさび部材 ３３Ｙ…テーパ面 ３５…Ｙ方向調節ネジ ＸＫ，ＹＫ…変形手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振素子から出射されるレーザ光
   を被照射物に照射するレーザモジュールにおいて、 上記レーザ発振素子を搭載するマウント部材と、このマ
   ウント部材を支持するベース部材とを設けるとともに、
   上記ベース部材とマウント部材とを容易に弾性変形可能
   な形状に形成した取付け部を介して連結し、 また、上記取付け部を弾性変形させてマウント部材をベ
   ース部材に対して変位させて、被照射物におけるレーザ
   光の照射位置を調節する変形手段を設けたことを特徴と
   するレーザモジュールの照射位置調節装置。
2. 【請求項２】 上記取付け部は、マウント部材とベース
   部材とのいずれか一方に一体的に設けられていることを
   特徴とする請求項１に記載のレーザモジュールの照射位
   置調節装置。
3. 【請求項３】 上記変形手段は、ベース部材とマウント
   部材との間に挿入されるくさび部材と、ベース部材に螺
   合されるとともにその先端をくさび部材に連動させた調
   節ネジとを備えており、この調節ネジでくさび部材の挿
   入量を調節することでマウント部材をレーザ光の光軸に
   対する直交方向へ変位させることを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載のレーザモジュールの照射位置調節
   装置。
4. 【請求項４】 上記変形手段は、ベース部材に螺合した
   調節ネジと、この調節ネジの進退方向に対して斜めにマ
   ウント部材に形成されて該調節ネジの先端部が当接され
   るテーパ面とを備えており、調節ネジの突出量を調節す
   ることでマウント部材をレーザ光の光軸に対する直交方
   向へ変位させることを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載のレーザモジュールの照射位置調節装置。
5. 【請求項５】 上記変形手段は２組設けられ、一方の変
   形手段は取付け部を弾性変形させてレーザ光の照射位置
   をＸ方向に調節し、他方の変形手段は取付け部を弾性変
   形させてレーザ光の照射位置を上記Ｘ方向と直交するＹ
   方向に調節することを特徴とする請求項１ないし請求項
   ４のいずれかに記載のレーザモジュールの照射位置調節
   装置。
6. 【請求項６】 レーザ製版装置の版胴に対向し、かつ版
   胴の軸方向に移動可能にベース部材を設け、そのベース
   部材を共通として複数のマウント部材を上記版胴の軸方
   向に沿って複数個並設してあり、一方の変形手段はレー
   ザ光の照射位置を版胴の軸方向に、他方の変形手段はレ
   ーザ光の照射位置を版胴の円周方向に調節することを特
   徴とする請求項５に記載のレーザモジュールの照射位置
   調節装置。