JP2004295085A - 描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガス吸引効率をさらに向上させた描画装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 刷版の露光により刷版からガスが発生する。ガス拡散吸引ユニットのエア噴出口１２から吹き出すエアが、レーザ光の照射により刷版から発生したガスを拡散し、エアにより拡散されたガスはガス拡散吸引ユニットのガス吸引口１３からエアとともに吸引される。このとき、吸引風速は噴出風速の１．２倍以上となるように設定することにより、効率よくガス／エアを吸引することが可能となる。また、吸引風量を噴出風量の３０倍以上となるように設定することにより、効率よくガス／エアを吸引することが可能となる。
【選択図】 図７

Description

この発明は、ドラムの外周面に装着された感光材料に描画を行う描画装置に関する。

感光材料にレーザー光を照射し、感光材料の表面から感光材料の成分をガスとして蒸発させることにより描画を行う描画装置においては、感光材料から発生したガスが露光ヘッド内に侵入して露光ヘッドの内部が汚染される。このため、特許文献１に記載されるようなガスの吸引手段を設けた描画装置が提案されている。
特許２８８６０８７号公報

このような描画装置は、ガスの吸引口を感光材料表面上に近接させることにより、ガスの吸引効率を向上させることが可能であることは一般的に知られている。

しかし、このような描画装置において回転するドラムの外周面に刷版を装着するための手段として、刷版の端部をクランプするためのクランプ機構を使用する場合には、クランプ機構が一定の大きさを有することから吸引口をドラムに近接させることは困難となる。このため、ガスを吸引するために大きな風量が必要となる。換言すると、単位時間当たりの気体の吸引体積を大きくする必要がある。このため、特許文献２に記載されるように、刷版表面上に生じたガスをドラム上に気体を吹き付けて剥がしつつ吸引することにより、ガスの吸引効率を向上させた描画装置も提案されているが、感光材料から発生したガスを完全にかつ効率的に吸引するには至っていないのが実情である。
特開２０００−５６４００号公報 この発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ガス吸引効率をさらに向上させた描画装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、その外周面上に感光材料が装着されるドラムと、前記ドラムをその軸芯周りで回転させる回転駆動手段と、前記ドラムの外周面に装着された感光材料に描画を行う描画手段とを備えた描画装置において、前記描画手段は、光ビームを前記ドラム上の感光材料に照射する光照射手段と、前記ドラムの回転方向において前記光照射手段よりも上流側に配置された噴出口を有し、前記光照射手段による光の照射により発生したガスを拡散させるための気体を噴出する噴出手段と、前記ドラムの回転方向において前記光照射手段よりも下流側に配置された前記噴出口の口径より大きな口径を有する吸引口を有し、前記噴出手段により拡散されたガスを吸引する吸引手段とを備え、前記吸引手段により吸引される気体の風速を前記噴出手段により噴出される気体の風速よりも大きくするとともに、前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積を、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積よりも大きくしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置において、前記吸引手段により吸引される気体の風速は、前記噴出手段により噴出される気体の風速の１．２倍以上である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の描画装置において、前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積は、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積の３０倍以上である。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の描画装置において、前記噴出口より噴出される気体の噴出方向と前記ドラムの外周面に立てた法線とは、４０度乃至５０度の角度で交差する。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の描画装置において、前記感光材料は、前記ドラムの外周面に配設されたクランプ機構により前記ドラムの外周面に装着される。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の描画装置において、前記回転駆動手段は、前記ドラムを４．５ｍ／ｓｅｃ乃至６ｍ／ｓｅｃで回転させる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の描画装置において、前記吸引手段により吸引される気体の風速は、前記噴出手段により噴出される気体の風速の１．８倍以下である。

請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の描画装置において、前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積は、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積の４５倍以下である。

請求項９に記載の発明は、請求項３に記載の描画装置において、前記回転駆動手段は、前記ドラムを１０ｍ／ｓｅｃ乃至１２ｍ／ｓｅｃで回転させる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の描画装置において、前記吸引手段により吸引される気体の風速は、前記噴出手段により噴出される気体の３．５倍以下である。

請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の描画装置において、前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積は、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積の８７倍以下である。

請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置において、前記吸引手段により吸引される気体の風速が７０ｍ／ｓｅｃ以下である。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の描画装置において、前記回転駆動手段は、前記ドラムを１０ｍ／ｓｅｃ乃至１２ｍ／ｓｅｃで回転させる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の描画装置において、前記噴出口または前記吸引口と前記ドラムに装着された感光材料との間隔が１０乃至２０ｍｍとした。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の描画装置において、前記噴出手段により噴出される気体の噴出風速を１９ｍ／ｓｅｃ以下としている。

請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の描画装置において、前記噴出手段により噴出される気体の風量を５．５ｌ／ｍｉｎ以下としている。

請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置において、前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１５ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、前記噴出手段により噴出される気体の風速を２１ｍ／ｓｅｃ以下としている。

請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の描画装置において、前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１０ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、前記噴出手段により噴出される気体の風速を１８ｍ／ｓｅｃ以下としている。

請求項１９に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置において、前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１５ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、前記噴出機構により噴出される気体の風量を６ｌ／ｍｉｎ以下としている。

請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の描画装置において、前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１０ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、前記噴出手段により噴出される気体の風量を５ｌ／ｍｉｎ以下としている。

請求項２１に記載の発明は、請求項１７乃至請求項２０にいずれかに記載の描画装置において、前記噴出口または前記吸引口と前記ドラムに装着された感光材料との間隔が１４ｍｍ以下としている。

請求項１に記載の発明は、ドラムの回転方向において光照射手段よりも下流側に配置された噴出口の口径より大きな口径を有する吸引口を有し噴出手段により拡散されたガスを吸引する吸引手段とを備え、吸引手段により吸引される気体の風速を噴出手段により噴出される気体の風速よりも大きくするとともに、吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積は、噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積よりも大きくすることから、レーザー光の照射により感光材料の表面から発生するガスの吸引効率を向上させることが可能となる。

請求項２乃至請求項４、請求項６および請求項９のいずれかに記載の発明によれば、さらに好適にレーザー光の照射により感光材料の表面から発生するガスの吸引効率を向上させることが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、感光材料を装着するためのクランプ機構がドラムの外周面に配設されるために、噴出口および吸引口と感光材料との距離が大きくなる場合においても好適にレーザー光の照射により感光材料の表面から発生するガスの吸引効率を向上させることが可能となる。

請求項７、請求項８、請求項１０乃至請求項２１のいずれかに記載の発明によれば、吸引手段と噴出手段との関係を限定することから、レーザー光の照射により感光材料の表面から発生するガスの吸引効率を向上させるとともに、適切な吸引手段および噴出手段を選択することができ、無駄な資源を節約することが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る描画装置の側面概要図であり、図２はその正面概要図である。

図１および図２において、この描画装置は、円筒状の記録ドラム１を備える。記録ドラム１は、回転駆動装置４により回転軸１ａの周りで矢印Ａ方向（主走査方向）に回転駆動される。記録ドラム１の外周面には、感光材料としてアルミニウム製の刷版４０が装着される。刷版４０の一端は複数の先端クランプ２により記録ドラム１の外周面に固定され、刷版４０の他端は複数の後端クランプ３により記録ドラム１の外周面に固定されている。

記録ドラム１の前方側には、複数のレーザーダイオードを備えた露光ヘッド８が配設されている。露光ヘッド８は、ガイド１７（図２参照）に移動可能に取り付けられ、記録ドラム１の回転に同期して図２に示す矢印Ｂ方向（副走査方向）へ移動する。

露光ヘッド８の複数のレーザダイオードは、レーザダイオード駆動回路部４１により駆動される。レーザダイオード駆動回路部４１は、画像信号発生回路４２が発生した画像信号に応答して露光ヘッド８の複数のレーザダイオードを駆動する。これらのレーザダイオードから出射された光ビームは、露光ヘッド８より刷版４０に照射される。

図１に示すように、記録ドラム１の後方側には、クランプ駆動装置５が設けられている。クランプ駆動装置５は、記録ドラム１上への後端クランプ３の取り付け、記録ドラム１からの後端クランプ３の取り外し、および記録ドラム１上の先端クランプ２の解除を行うために用いられる。

クランプ駆動装置５は、図１に示す矢印Ｃ方向に揺動可能な一対のクランプアーム６を備える。一対のクランプアーム６間には、駆動バー６０が取り付けられ、駆動バー６０に複数の第１駆動装置７が取り付けられている。これらの第１駆動装置７には、後端クランプ３の固定および開放を行うための駆動ピン６１、後端クランプ３を保持する２つの保持ピン６２、および刷版４０の取り付け時に先端クランプ２を解除する解除ピン６３が設けられている。また、クランプ駆動装置５は、刷版４０の取り外し時に先端クランプ２を解除する第２駆動装置（図示せず）を備える。

また、図１に示すように、記録ドラム１の上方には、搬送ユニット９が図１に示す矢印Ｒ方向に揺動可能に配設されている。搬送ユニット９は、刷版搬入用の第１の搬送路９１および刷版搬出用の第２の搬送路９２を有する。刷版４０の搬入時には、搬送ユニット９の第１の搬送路９１を通して刷版４０を記録ドラム１上に供給する。また、刷版４０の搬出時には、記録ドラム１から取り外された刷版４０を搬送ユニット９の第２の搬送路９２を通して外部に搬出する。

搬送ユニット９の先端側には、刷版４０に位置決め孔を開けるためのパンチ装置１０が配設されている。刷版４０は、記録ドラム１上への供給前に、搬送ユニット９の第１の搬送路９１を通してパンチ装置１０に供給され、刷版４０の周縁部に位置決め孔が形成される。刷版４０の位置決め孔は、記録ドラム１の外周面に設けられた位置決めピン（図示せず）に係合する。

図１の制御部５６は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、入力インターフェース等からなり、描画装置の各部を制御する。この制御部５６には、作業者が各種情報（例えば、記録ドラム１の回転速度、使用される刷版４０の種類・サイズ・一度に記録ドラム１に固定される枚数、刷版４０から発生するガスの種類・量、エア噴出口１２（後述）からの気体の噴出風速・風量、ガス吸引口１３（後述）からのガスの吸引風速・風量など）および各種指令を入力するための操作パネル７０が接続されている。

図３は、この発明に係る描画装置における露光ヘッド８の斜視図である。ここでは、水平面内の互いに直行する２つの方向をそれぞれＸ方向およびＺ方向とし、鉛直方向をＹ方向とする。図３において、主ベース２１上に、レーザダイオードアレイ２２、複数のシリンドリカルレンズ２３、スリット板２４、放射面鏡２５、立体射影レンズ２６、レンズ２７、折り返しミラー２８、ズームレンズ系３０およびガス拡散吸引ユニット１１が配置される。

主ベース２１の側部には、レーザダイオードドライバ等が搭載された基板を収納する収納ケース８０が取り付けられている。

レーザダイオードアレイ２２は複数のレーザダイオードを有し、各レーザダイオードの先端にはコリメートレンズが装着されている。コリメートレンズは、レーザダイオードから出射されたレーザ光をＹ方向に集光する。

複数のシリンドリカルレンズ２３はＹ方向に延び、Ｘ方向に並列に配列されている。これらのシリンドリカルレンズ２３は、レーザダイオードアレイ２２から出射されるレーザ光をＸ方向に集光する。

スリット板２４は、シリンドリカルレンズ２３を通過したレーザ光のビーム整形を行う。スリット板２４を通過したレーザ光は放射面鏡２５により反射され、立体射影レンズ２６に入射する。放射面鏡２５および立体射影レンズ２６が第１段目の縮小光学系を構成する。

立体射影レンズ２６を透過したレーザ光は、さらにレンズ２７を透過した後、折り返しミラー２８により反射され、ズームレンズ系３０に入射する。ズームレンズ系３０は、焦点合わせ用のモータおよびズーム用のモータを備える。レンズ２７、折り返しミラー２８およびズームレンズ系３０が第２段目の縮小光学系を構成する。ズームレンズ系３０は、ガス拡散吸引ユニット１１に設けられた対物レンズを通してレーザ光を記録ドラム１上の刷版４０に集光させる。

図４はこの発明に係る描画装置における露光ヘッド８のガス拡散ユニット１１を示す斜視図であり、図５はその正面図、また、図６はその縦断面図である。

図４乃至図６において、ガス拡散吸引ユニット１１は、上部ブロック１１ａおよび下部ブロック１１ｂにより構成される。上部ブロック１１ａと下部ブロック１１ｂとの連結部に円形のレンズ孔１１ｃが設けられている。このレンズ孔１１ｃに対物レンズ１６が装着される。上部ブロック１１ａと下部ブロック１１ｂとは容易に分離可能となっており、対物レンズ１６は簡易に調整・清掃・交換が行える。

下部ブロック１１ｂの前面には、エア噴出口１２が設けられている。エア噴出口１２は、下部ブロック１１ｂの側面に設けられたエア供給口１４に連通している。これらのエア噴出口１２は、記録ドラム１の回転方向（矢印Ａの方向）の上流側にエア噴出口１２より噴出される気体の噴出方向と記録ドラム１の外周面に立てた法線とのなす角度が４５度となるように配置され、対物レンズ１６による記録ドラム１上のレーザ光の照射位置を向いている。これにより、レーザ光の照射により発生したガスがエア（空気）により拡散される。

上部ブロック１１ａの前面には、エア噴出口１２の２５倍の面積を有するガス吸引口１３が設けられている。このガス吸引口１３は、記録ドラム１の回転方向（矢印Ａの方向）の下流側に配置され、対物レンズ１６による記録ドラム１上のレーザ光のほぼ照射位置を向いている。ガス吸引口１３は、上部ブロック１１ａの上面に設けられたガス排出口１５に連通している。これにより、レーザ光の照射により発生したガスがエアとともに吸引される。

図７はこの発明に係る描画装置におけるガス拡散吸引ユニット１１の吸気系および排気系を示すブロック図である。

図７において、ガス拡散吸引ユニット１１のエア供給口１４は、フィルタ５１を介して圧縮機（コンプレッサ）５０に接続されている。圧縮機５０の下流側には減圧弁５２が接続されている。

ガス拡散吸引ユニット１１のガス排出口１５は、フィルタ５３を介して送風機（ブロア）５４に接続されている。送風機５４の上流側には減圧弁５５が接続されている。

圧縮機５０からフィルタ５１を介してガス拡散吸引ユニット１１のエア供給口１４に清浄なエアが供給される。それにより、ガス拡散吸引ユニット１１のエア噴出口１２から記録ドラム１の外周面上にエアが吹き付けられる。露光時に発生したガスは、エアとともにガス拡散吸引ユニット１１のガス吸引口１３から吸引され、ガス排出口１５からフィルタ５３を通して送風機５４に送られる。

減圧弁５２，５５は、制御部５６により制御される。減圧弁５２を制御することによりガス拡散吸引ユニット１１のエア噴出口１２からの噴出風速および噴出風量（単位時間当たりに噴出される気体の体積）を調整することができる。また、減圧弁５５を制御することによりガス拡散吸引ユニット１１のガス吸引口１３からの吸引風速および吸引風量（単位時間当たりに吸引される気体の体積）を調整することができる。

図８はこの発明の描画装置における露光時の記録ドラム１および露光ヘッド８の側面図である。図８において、記録ドラム１の外周面に刷版４０が装着され、刷版４０の先端が先端クランプ２により固定され、刷版４０の後端が後端クランプ３により固定されている。この状態で、記録ドラム１が矢印Ａの方向に回転する。

露光ヘッド８は、対物レンズ１６を通してレーザ光を回転する記録ドラム１上の刷版４０に照射する。刷版４０の露光により刷版４０からガスが発生する。このとき、ガス拡散吸引ユニット１１のエア噴出口１２から吹き出すエアが、記録ドラム１の回転方向の上流側からレーザ光の照射位置の近くに吹き付けられる。レーザ光の照射により刷版４０から発生したガスは、エアにより拡散され、主として記録ドラム１の回転方向の下流側に吹き飛ばされる。エアにより拡散されたガスは、ガス拡散吸引ユニット１１のガス吸引口１３からエアとともに吸引される。なお、エア噴出口１２から吹き出す気体の噴出方向は記録ドラム１の外周面に立てた法線に対して４０度乃至５０度の角度で交差する方向としたときに前記ガスを良好に吹き飛ばすことができる。

ところで、このような構成を有する描画装置においては、刷版４０を記録ドラム１上に装着するための機構として、先端クランプ２や後端クランプ３を備えたクランプ機構が採用されている。このようなクランプ機構を利用して刷版４０を記録ドラム１上に装着した場合においては、刷版４０を真空吸着等により記録ドラム１上にする場合に比べ、刷版４０をより強固に記録ドラム１上に装着しうるという利点がある。

しかしながら、その一方で、ガス拡散吸引ユニット１１と先端クランプ２や後端クランプ３との干渉を避けるため、ガス拡散吸引ユニット１１と記録ドラム１とを一定の距離だけ離隔させて配置する必要が生ずる。従って、図８に示すように、ガス拡散吸引ユニット１１におけるエア噴出口１２やガス吸引口１３の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗを、少なくとも５ｍｍ程度確保することが必要となる。このように、ガス拡散吸引ユニット１１におけるエア噴出口１２やガス吸引口１３の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗが大きくなった場合には、刷版４０から発生したガスを完全に、かつ、効率的に吸引することが困難となる。

このため、この発明に係る描画装置においては、エア噴出口１２とガス吸引口１３の口径比やエア噴出口１２からの噴出風速および噴出風量とガス吸引口１３からの吸引風速および吸引風量との関係を所定値に設定することにより、ガス拡散吸引ユニット１１におけるエア噴出口１２やガス吸引口１３の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗが大きくなった場合にも、刷版４０から発生したガスを完全に、かつ、効率的に吸引することができるようにしている。

図９および図１２は、エア噴出口１２からの噴出風速および噴出風量と吸引効率、ガス吸引口１３からの吸引風速および吸引風量と吸引効率との関係を示すグラフである。

図９はこの発明に係る描画装置におけるガス拡散吸引ユニット１１の吸引効率と吸引風速を噴出風速で除した値との関係、および、この発明に係る描画装置におけるガス拡散吸引ユニット１１の吸引効率と吸引風量を噴出風量で除した値との関係を示すグラフである。なお、このグラフにおいては、吸引風速と噴出風速との比が１：１であるときの吸引効率を１としている。

また、この実験を行った際のドラム回転速度は、５．６５ｍ／ｓｅｃであった。また、ガス拡散吸引ユニット１１におけるエア噴出口１２やガス吸引口１３の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗは、１４ｍｍであった。なお、ドラム回転速度が４．５ｍ／ｓｅｃ乃至６ｍ／ｓｅｃの範囲内においては、同様の結果を得ることができる。

図９に示すように、ガス吸引口１３からの吸引風速がエア噴出口１２からの噴出風速の１．２倍となるときの吸引効率は、吸引風速と噴出風速とが１：１であるときの吸引効率の約２倍となり、吸引風速が噴出風速の１．２倍以上となると吸引効率が上昇する傾向にあることがわかる。したがって、ガス吸引口１３からの吸引風速をエア噴出口１２からの噴出風速の１．２倍以上となるように設定することにより、効率よくガス／エアを吸引することが可能となる。

また、この実施例においては、ガス吸引口１３は、その口径がエア噴出口１４の口径の２５倍となるものを使用しており、吸引風速とガス吸引口１３の口径との積を吸引風量とし、噴出風速とエア噴出口１２の口径との積を噴出風量として計算したものと吸引効率との関係を図９において点線で示している。そして、吸引風速と噴出風速との比が１：１であるとき、すなわち、吸引風量と噴出風量との比が２５：１であるときの吸引効率を１としている。図９に示すように、ガス吸引口１３からの吸引風量がエア噴出口１２からの噴出風量の３０倍となるとき、吸引効率は２倍となり、吸引風量が噴出風量の３０倍以上となると吸引効率が上昇する傾向にあることがわかる。したがって、ガス吸引口１３からの吸引風量をエア噴出口１２からの噴出風量の３０倍以上となるように設定することにより、効率よくガス／エアを吸引することが可能となる。

また、図９から明らかなように吸引風速／噴出風速比が約１．８以上、または、吸引風量／噴出風量の比が約４５を上回ると、吸引効率の上昇傾向が低下した。噴出風速および噴出風量が一定であるとすると、吸引風速／噴出風速の比や吸引風量／噴出風量の比を拡大するには送風機５４による吸引風速または吸引風量を増加させる必要があるが、これには、送風機５４の出力を増大させなければならない。吸引効率の上昇傾向が低下する限度が予め分かっていれば、送風機の出力を無理に増大させる必要がなくなるので、好都合である。

したがって、ドラム回転速度が４．５ｍ／ｓｅｃ乃至６ｍ／ｓｅｃに設定されている場合には、吸引風速／噴出風速の比を１．８以下、または、吸引風量／噴出風量の比を４５以下にすることが望ましい。

次に、図１２は、ドラム回転速度を１１．３ｍ／ｓｅｃに設定したときの、この発明に係る描画装置におけるガス拡散吸引ユニット１１の吸引効率と吸引風速／噴出風速比との関係、および吸引効率と吸引風量／噴出風量比との関係を示すグラフである。ガス吸引ユニット１１におけるエア噴出口１２やガス吸引口１３の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗは、１４ｍｍである。

図１２に示すように、ガス吸引口１３からの吸引風速がエア噴出口１２からの噴出風速の１．８倍となるときの吸引効率は、吸引風速と噴出風速とが１：１であるときの吸引効率の約２倍となり、吸引風速１．８倍以上となると吸引効率が上昇する傾向にあることがわかる。したがって、ガス吸引口１３からの吸引風速をエア噴出口１２からの噴出風速の１．８倍以上となるように設定することにより、効率よくガス／エアを吸引することが可能となる。

また、この実施形態においても、ガス吸引口１３は、その口径がエア噴出口１２の口径の２５倍となるものを使用しており、吸引風速とガス吸引口１３との積を吸引風量とし、噴出風速とエア噴出口１２の口径との積を噴出風量として計算したものと吸引効率との関係を図１２において点線で示している。そして、吸引風速と噴出風速との比が１：１であるとき、すなわち、吸引風量と噴出風量との比が２５：１であるときの吸引効率を１としている。図１２に示すように、ガス吸引口１３からの吸引風量がエア噴出口１２からの噴出風量の４５倍となるとき、吸引効率は２倍となり、吸引風量が噴出風量の４５倍以上となると吸引効率が上昇する傾向にあることがわかる。ガス吸引口１３からの吸引風量をエア噴出口１２からの噴出風量の４５倍以上となるように設定することにより、効率よくガス／エアを吸引することが可能となる。

また、図１２から明らかなように吸引風速／噴出風速の比が約３．５、または、吸引風量／噴出風量の比が約８７を上回ると、吸引効率の上昇傾向が低下している。噴出風速および噴出風量が一定であるとすると、吸引風速／噴出風速の比や吸引風量／噴出風量の比を拡大するためには、送風機５４による吸引風速または吸引風量を増加させる必要があり、そのためには、送風機５４の出力を増大させなければならない。吸引効率の上昇傾向が低下する限度が予め分かっていれば、送風機５４の出力を無駄に増大させる必要がなくなるので、好都合である。なお、ドラム回転速度が１０ｍ／ｓｅｃ乃至１２ｍ／ｓｅｃの範囲内においては、同様の結果を得ることができる。

したがって、ドラム回転速度が１０ｍ／ｓｅｃ乃至１２ｍ／ｓｅｃの範囲内に設定されている場合には、吸引風速／噴出風速の比を３．５以下、または、吸引風量／噴出風量の比を８７以下にすることが望ましい。

図１３は、ドラム回転速度を５ｍ／ｓｅｃ乃至１１ｍ／ｓｅｃの範囲で設定した場合において、吸引効率を容易に改善することが可能な風速比および風量比の領域を示すグラフである。なお、間隔Ｗは１４ｍｍに固定される。

図１３から明らかなように、ドラム回転速度が５ｍ／ｓｅｃ乃至１１ｍ／ｓｅｃの範囲に設定される場合には、少なくとも風速比を１．２、あるいは、風量比を３０以上とすれば、吸引効率を容易に改善することができる。すなわち、吸引風速または吸引風量を少しあげるだけで、吸引効率を大きく改善することができる。

また、図１３から明らかなように、ドラム回転速度が５ｍ／ｓｅｃ乃至１１ｍ／ｓｅｃの範囲に設定される場合には、風速比を３．５、あるいは、風量比を８７以上とする必要がないことが分かる。風速比あるいは風量比が上記値以上になった場合には、吸引風速または吸引風量の増強に対する吸引効率の改善の度合いが小さいためである。

図１０は、この発明に係る描画装置において必要とされる噴出風速および噴出風量を、記録ドラム１の回転速度毎に求めるためのシミュレーション結果を説明するグラフである。実際には、刷版４０から発生するガスを吸収するために必要な噴出風速と噴出風量とを記録ドラム１の回転速度毎に求める必要がある。しかし、刷版４０から発生するガスの量を予測し定量化することは困難である。そこで、記録ドラム１上に一定量のトナーを撒き、この状態で記録ドラム１を回転させて、トナーを人為的に飛散させる。そして、トナーを所定の値以上の割合で記録ドラム１表面から剥離させることができるかどうかを、噴出風速と噴出風量とを適宜変更しながら、記録ドラム１の回転速度毎に試験する。図１０は、このような試験結果に基づいて作成した、記録ドラム１の回転速度と、エア噴出口１２からの噴出風速および噴出風量との関係を示すグラフである。なお、ガス拡散吸引ユニット１１におけるエア噴出口１２の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗは、１４ｍｍに固定されている。

図１０において、記録ドラム１の回転速度と噴出風速との関係を実線で、記録ドラム１の回転速度と噴出風量との関係を点線で示している。記録ドラム１の回転速度が上昇すると、記録ドラム１の周面上に粘性流が発生し、トナー（実際にはガス）を剥離することが困難となる。このため、所定量のトナー（実際にはガス）を剥離するためには、図１０に示すとおり、記録ドラム１の回転速度の上昇に伴い、噴出風速および噴出風量を上昇させる必要がある。なお、図１０のグラフから明らかなように、ガス拡散吸引ユニット１１におけるエア噴出口１２の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗを１４ｍｍとし、かつ記録ドラム１を５ｍ／ｓｅｃで回転させるときには噴出風速を１４ｍ／ｓｅｃとし、かつ噴出風量を４．０ｌ／ｍｉｎとすると刷版表面からトナー（実際にはガス）を十分に剥離させることができることが分かる。したがって、上記条件で画像記録を行う際には、噴出風速を約１４ｍ／ｓｅｃ、噴出風量を約４．０ｌ／ｍｉｎに設定すれば十分であり、原則として噴出風速および噴出風量をこれらの値以上に設定する必要がない。

また、前記距離Ｗを１４ｍｍとし、かつ、記録ドラム１を１０ｍ／ｓｅｃで回転させるときには、噴出風速を１８ｍ／ｓｅｃとし、かつ、５．０ｌ／ｍｉｎとすると、刷版表面からトナー（実際にはガス）を十分に剥離させることができることが分かる。したがって、上記条件で、画像記録を行う際には、噴出風速を約１８ｍ／ｓｅｃ、噴出風量を約５．０ｌ／ｍｉｎに設定すれば十分であり、原則として噴出風速および噴出風量をこれらの値以上に設定する必要がない。

さらに、前記距離Ｗを１４ｍｍとし、かつ、記録ドラム１を１５ｍ／ｓｅｃで回転させるときには、噴出風速を２１ｍ／ｓｅｃとし、かつ、噴出風量を６．０ｌ／ｍｉｎとすると刷版表面からトナー（実際にはガス）を十分に剥離することができることが分かる。

したがって、上記条件で画像記録を行う際には、噴出風速を約２１ｍ／ｓｅｃ、噴出風量を約６．０ｌ／ｍｉｎに設定すれば十分であり、原則として噴出風速および噴出風量をこれらの値以上に設定する必要がない。

図１１はこの発明に係る描画装置におけるガス拡散吸引ユニット１１の吸引効率と吸引風速との関係を示すグラフである。

図１１では、ガス拡散吸収ユニット１１におけるエア噴出口１２の設置面と刷版４０の表面との距離Ｗを１４ｍｍに固定すると共に、記録ドラム１を１１．３ｍ／ｓｅｃで回転させた場合であって、吸引風速が３３ｍ／ｓｅｃ乃至１１３ｍ／ｓｅｃとなる範囲における吸引効率を５ｍ／ｓｅｃ毎に実測した値を示している。噴出風速および噴出風量は、記録ドラム１の回転速度１１．３ｍ／ｓｅｃを図１０のグラフに適用して得られた値に設定した。すなわち、噴出風速および噴出風量は、それぞれ、約１９ｍ／ｓｅｃ、約５．５ｌ／ｍｉｎである。図１１に示すように、吸引風速が約７０ｍ／ｓｅｃ以上となると、吸引効率の伸びは小さくなる。ここで、吸引効率とは、ガス排出口１５付近に設けられるフィルターに付着するトナー量により決定されるものである。図１１においては、記録ドラム１の回転速度を１１．３ｍ／ｓｅｃとした場合の吸引風速を３３ｍ／ｓｅｃとしたときの吸引効率を１と設定している。

上記説明から明らかなように、吸引風速が７０ｍ／ｓｅｃ以上になると吸引風速の増大に対する吸引効率の改善の度合いが鈍くなる。したがって、少なくとも前記した画像記録条件（前記距離Ｗ、記録ドラム１の回転速度、噴出風速／風量等）が図１１の場合よりも改善する場合には、すなわち、前記距離Ｗを１４ｍｍ以下、記録ドラム１の回転速度を１１．３ｍ／ｓｅｃ以下、噴出風速を１９ｍ／ｓｅｃ以上、あるいは、噴出風量を５．５ｌ／ｍｉｎ以上に設定する場合には、吸引風速を７０ｍ／ｓｅｃ以上にする必要性が低いことが分かる。この情報を用いれば、送風機５４等の性能を適切に決定できるようになるので、好都合である。

これらの図９乃至図１１に示される実測値の結果を用いて、制御部５６は記録ドラム１の回転数や刷版４０の種類に応じてガス拡散吸引ユニット１１のエア噴出口１２からの噴出風速／風量およびガス吸引口１３からの吸引風速／風量をそれぞれ最適な流量に調整することができる。

また、描画効率を向上させるためにレーザダイオードアレイ２２に塔載された複数のレーザダイオードの個々の光量を増減したり、稼動させるレーザダイオードの数を調整することがある。このような場合にも、刷版４０からのガス発生量が変化するので、制御部５６はそれに応じて噴出風速／風量および吸引風速／風量を調整してもよい。

あるいは、刷版４０に描画される画像に応じて、噴出風速／風量および吸引風速／風量を調整してもよい。すなわち、刷版４０に形成される画像の種類（レーザダイオードからの単位時間あたりの照射光量が多く必要な画像か、そうではない画像か）に応じてガス発生量が変化すると考えられるからである。

このように、この実施例の描画装置においては、刷版４０の露光時に発生したガスがガス拡散吸引ユニット１１のエア噴出口１２から吹き出すエアにより拡散され、拡散されたエアがガス拡散吸引ユニット１１のガス吸引口１３から効率よく吸引されるので、ガスが露光ヘッド８内に侵入して露光ヘッド８の内部を汚染することや、ガスが対物レンズ１６に付着して対物レンズ１６を曇らせることを効果的に防止することができる。したがって、ガスによる露光光学系の汚染に起因する画質の劣化を効果的に防止することができる。

この発明に係る描画装置の概略側面図である。 この発明に係る描画装置の概略正面図である。 この発明に係る描画装置における露光ヘッド８の斜視図である。 この発明に係る描画装置における露光ヘッド８のガス拡散ユニット１１を示す斜視図である。 この発明に係る描画装置における露光ヘッド８のガス拡散ユニット１１を示す正面図である。 この発明に係る描画装置における露光ヘッド８のガス拡散ユニット１１を示す縦断面図である。 この発明に係る描画装置におけるガス拡散吸引ユニット１１の吸気系および排気系を示すブロック図である。 この発明の描画装置における露光時の記録ドラム１および露光ヘッド８の側面図である。 この発明に係る描画装置におけるガス拡散吸収ユニット１１の吸引効率と吸引風速／噴出風速比との関係、および吸引効率と吸引風量／噴出風量比との関係を、ドラム回転速度を５．６５ｍ／ｓに設定した場合を示すグラフである。 この発明に係る描画装置において必要とされる噴出風速および噴出風量を、記録ドラム１の回転速度毎に求めるためのシミュレーション結果を説明するグラフである。 この発明に係る描画装置における記録ドラム１の回転速度を１１．３ｍ／ｓｅｃとしたときの吸引風速とガス拡散吸引ユニット１１の吸引効率との関係を示すグラフである。 ドラム回転速度を１１．３ｍ／ｓｅｃに設定したときの、風速比および風量比とガス拡散吸引ユニット１１の吸引効率との関係を示すグラフである。 ドラム回転速度を５ｍ／ｓｅｃ乃至１１ｍ／ｓｅｃの範囲で設定した場合において、ガス拡散吸引ユニット１１の吸引効率を容易に改善することが可能な風速比および風量比の領域を示すグラフである。

符号の説明

１ 記録ドラム
１ａ 回転軸
２ 先端クランプ
３ 後端クランプ
４ 回転駆動装置
５ クランプ駆動装置
６ クランプアーム
７ 第１駆動装置
８ 露光ヘッド
９ 搬送ユニット
１０ パンチ装置
１１ ガス拡散吸引ユニット
１１ａ 上部ブロック
１１ｂ 下部ブロック
１１ｃ レンズ孔
１２ エア噴出口
１３ ガス吸引口
１４ エア供給口
１５ ガス排出口
１６ 対物レンズ
１７ ガイド
２１ 主ベース
２２ レーザダイオードアレイ
２３ シリンドリカルレンズ
２４ スリット板
２５ 放射面鏡
２６ 立体射影レンズ
２７ レンズ
２８ 折り返しミラー
３０ ズームレンズ系
４０ 刷版
４１ レーザダイオード駆動回路部
４２ 画像信号発生回路
５０ 圧縮機
５１ フィルタ
５２ 減圧弁
５３ フィルタ
５４ 送風機
５５ 減圧弁
５６ 制御部
６０ 駆動バー
６１ 駆動ピン
６２ 保持ピン
６３ 解除ピン
７０ 操作パネル
８０ 収納ケース
９１ 第１の搬送路
９２ 第２の搬送路

Claims (21)

1. その外周面上に感光材料が装着されるドラムと、前記ドラムをその軸芯周りで回転させる回転駆動手段と、前記ドラムの外周面に装着された感光材料に描画を行う描画手段とを備えた描画装置において、
   前記描画手段は、
   光ビームを前記ドラム上の感光材料に照射する光照射手段と、
   前記ドラムの回転方向において前記光照射手段よりも上流側に配置された噴出口を有し、前記光照射手段による光の照射により発生したガスを拡散させるための気体を噴出する噴出手段と、
   前記ドラムの回転方向において前記光照射手段よりも下流側に配置された前記噴出口の口径より大きな口径を有する吸引口を有し、前記噴出手段により拡散されたガスを吸引する吸引手段とを備え、
   前記吸引手段により吸引される気体の風速を前記噴出手段により噴出される気体の風速よりも大きくするとともに、前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積を、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積よりも大きくしたことを特徴とする描画装置。
2. 請求項１に記載の描画装置において、
   前記吸引手段により吸引される気体の風速は、前記噴出手段により噴出される気体の風速の１．２倍以上である描画装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の描画装置において、
   前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積は、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積の３０倍以上である描画装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の描画装置において、
   前記噴出口より噴出される気体の噴出方向と前記ドラムの外周面に立てた法線とは、４０度乃至５０度の角度で交差する描画装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の描画装置において、
   前記感光材料は、前記ドラムの外周面に配設されたクランプ機構により前記ドラムの外周面に装着される描画装置。
6. 請求項３に記載の描画装置において、
   前記回転駆動手段は、前記ドラムを４．５ｍ／ｓｅｃ乃至６ｍ／ｓｅｃで回転させる描画装置。
7. 請求項６に記載の描画装置において、
   前記吸引手段により吸引される気体の風速は、前記噴出手段により噴出される気体の風速の１．８倍以下である描画装置。
8. 請求項６に記載の描画装置において、
   前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積は、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積の４５倍以下である描画装置。
9. 請求項３に記載の描画装置において、
   前記回転駆動手段は、前記ドラムを１０ｍ／ｓｅｃ乃至１２ｍ／ｓｅｃで回転させる描画装置。
10. 請求項９に記載の描画装置において、
    前記吸引手段により吸引される気体の風速は、前記噴出手段により噴出される気体の３．５倍以下である描画装置。
11. 請求項９に記載の描画装置において、
    前記吸引手段により吸引される単位時間当たりの気体の体積は、前記噴出手段により噴出される単位時間当たりの気体の体積の８７倍以下である描画装置。
12. 請求項１に記載の描画装置において、
    前記吸引手段により吸引される気体の風速が７０ｍ／ｓｅｃ以下である描画装置。
13. 請求項１２に記載の描画装置において、
    前記回転駆動手段は、前記ドラムを１０ｍ／ｓｅｃ乃至１２ｍ／ｓｅｃで回転させる描画装置。
14. 請求項１３に記載の描画装置において、
    前記噴出口または前記吸引口と前記ドラムに装着された感光材料との間隔が１０乃至２０ｍｍとした描画装置。
15. 請求項１４に記載の描画装置において、
    前記噴出手段により噴出される気体の噴出風速を１９ｍ／ｓｅｃ以下とした描画装置。
16. 請求項１４に記載の描画装置において、
    前記噴出手段により噴出される気体の風量を５．５ｌ／ｍｉｎ以下とした描画装置。
17. 請求項１に記載の描画装置において、
    前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１５ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、
    前記噴出手段により噴出される気体の風速を２１ｍ／ｓｅｃ以下とした描画装置。
18. 請求項１７に記載の描画装置において、
    前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１０ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、
    前記噴出手段により噴出される気体の風速を１８ｍ／ｓｅｃ以下とした描画装置。
19. 請求項１に記載の描画装置において、
    前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１５ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、
    前記噴出機構により噴出される気体の風量を６ｌ／ｍｉｎ以下とした描画装置。
20. 請求項１９に記載の描画装置において、
    前記回転駆動手段は、前記ドラムを５ｍ／ｓｅｃ乃至１０ｍ／ｓｅｃで回転させるとともに、
    前記噴出手段により噴出される気体の風量を５ｌ／ｍｉｎ以下とした描画装置。
21. 請求項１７乃至請求項２０にいずれかに記載の描画装置において、
    前記噴出口または前記吸引口と前記ドラムに装着された感光材料との間隔が１４ｍｍ以下とした描画装置。
    

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