JP2007011032A - 走査露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成時において、露光面上を走査して画像を形成する光ビームが光路上で屈折することを防止し、画像不良が発生しない適正な露光処理を行うことができる露光装置を提供する。
【解決手段】光源から出射される光ビームを偏向し、露光面上を走査して画像形成を行う露光手段と、露光手段を覆うハウジングと、そのハウジングの外部から外気をハウジング内へ供給する給気手段と、画像形成時において外気の給気量を制御する風量調整手段とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源から出射されたレーザビームを光偏向器で偏向し、露光面上を走査して画像を形成して印刷版を製版する走査露光装置に関する。

一般に、オフセット印刷には、感光性印刷版（いわゆるＰＳ版）が利用されている。また、この平版印刷の分野では、未露光の感光性印刷版の供給を受けて、この感光性印刷版に対しコンピュータ等のデジタルデータに基づいて、走査露光装置である内面ドラム型画像形成装置を利用してレーザ露光処理をし、自動現像機で感光性印刷版上に形成された潜像を顕像に変換する現像処理をして直接印刷版を製版するＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｏ Ｐｌａｔｅ）システムが汎用化されている。
この走査露光装置としての内面ドラム型画像形成装置では、画像情報に基づいて変調される光ビームを、光偏向器の回転軸に配置したスピナーミラーによって偏向させると共に、光偏向器の回転軸を回転駆動することによってスピナーミラーをレーザビームの光軸回りに定速回転させて内面ドラムのラジアル方向に主走査すると共に、光軸（内面ドラムの中心軸方向）に沿って、スピナーミラーを装着した光偏向器を定速移動させて副走査し、内面ドラムの内周面に装着されたシート状の記録媒体に対して画像を形成する。
この内面ドラム型画像形成装置では、光偏向器（スピナーミラー装置）がスピナーミラーを装着した回転軸を高速回転する際に発熱し、その熱でスピナーミラー周囲の空気等の気体に温度勾配ができる。このスピナーミラー周囲では、温度の異なる空気等の気体の屈折率差によって光ビームの一部又は全部が屈折するため、画像不良が発生する場合がある（以下、この画像不良の原因を風ムラという）。
そこで、従来の光偏向器を備えた画像形成装置では、送風ファンによって、光偏向器に吹き付けられる冷却風の気流を作り、光偏向器を冷却すると共に、スピナーミラー周囲の空気の温度分布を均一化しようとする技術が提案されている（例えば、特許文献1参照。）。
米国特許 ＵＳ６７３５００３ Ｂ１

しかしながら、この送風ファンによって、光偏向器に吹き付けられる冷却風の気流を作る方法では、画像形成装置外部の空気を送風ファンによって光偏向器に吹き付けるときの冷却風の温度と、画像形成装置内部の空気の温度との温度差が大きいと、反ってスピナーミラー周囲など、光ビームの光路上で温度勾配を生じ、この温度の異なる空気の屈折率差によって光ビームの一部又は全部が屈折し、画像不良を発生する虞がある。
また、画像形成装置内部には、多くの発熱源が存在し、これらを冷却するために、画像形成装置外部から空気を吸入し冷却する場合がある。この場合にも、この冷却用の画像形成装置外部の空気が光ビームの光路に流れ込み、光ビームの一部又は全部が屈折し、風ムラを発生する虞がある。

これら複雑な状況下において、風ムラを排除することは従来の送風ファンを備えた画像形成装置では困難であった。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、光ビームの光路上で温度勾配が生じ、光ビームの一部又は全部が屈折することを防止し、画像不良が発生しない適正な露光処理を可能とする走査露光装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、光源から出射される光ビームを偏向し、露光面上を走査して画像形成を行う露光手段と、前記露光手段を覆うハウジングと、前記ハウジングの外部から外気を前記ハウジング内へ供給する給気手段と、前記画像形成時において外気の給気量を制御する風量調整手段とを備える露光装置を提供する。
前記風量調整手段は、画像形成時において、外気の給気量を減少または外気の供給を停止するように制御することが好ましい。
また、本発明は、前記光ビームの光路近傍の温度、および前記外気の温度を測定する温度検出手段をさらに備え、前記風量調整手段は、前記光路近傍の温度と前記外気の温度との温度差に応じて、外気の給気量を制御することが好ましい。

本発明の露光装置によれば、画像形成時において、ハウジング内へ供給する外気の給気量を制御するため、露光面上を走査して画像を形成する光ビームが光路上で屈折することを防止し、画像不良が発生しない適正な露光処理を行うことができるという優れた効果を奏する。

本発明の走査露光装置に関する実施の形態について、図１乃至図７の図面を参照して説明する。本発明に係わる走査露光装置は、オフセット印刷用の感光性平版印刷版（いわゆるＰＳ版）を記録媒体とし、コンピュータ等のデジタルデータに基づいてレーザ露光処理をし、自動現像機で感光性平版印刷版上に形成された潜像を顕像に変換する現像処理をして直接印刷版を製版するＣＴＰシステムに好適に用いることができる。
図１は、本実施の形態に係る、走査露光装置としての内面ドラム型画像形成装置（インナードラム式露光装置）を備えたＣＴＰシステムの概略構成を示す。また、図２は、図１に示すＣＴＰシステムの内部構成を模式的に示す。
このＣＴＰシステムは、印刷版供給用カセット２０の自動送給装置１０と、印刷版供給用カセット内の感光性平版印刷版であるＰＳ版（記録媒体）２２を１枚ごと分離して供給する枚葉供給装置１２と、インナードラム式露光装置１４と、バッファ装置１６と、現像処理装置１８とを備える。
このＣＴＰシステムでは、露光処理の対象とする記録媒体として、例えば、薄いアルミニウム板である支持体上に感光材料を含有する画像記録層を形成したＰＳ版、若しくはフォトポリマー版、又は銀塩タイプの感光材料等を用いることができる。

図２に示すように、ＣＴＰシステムにおける自動送給装置１０は、外部から作業員が搬入した複数の印刷版供給用カセット２０をそれぞれ保管棚２４上に保管し、所要の印刷版供給用カセット２０を枚葉供給装置１２へ供給する。
枚葉供給装置１２は、供給された印刷版供給用カセット２０の蓋を開放し、内部に収納されているＰＳ版２２の束を引き上げ機構２６で引き上げながら、分離ローラ２８で１枚づつ分離してインナードラム式露光装置１４へ供給する。なお、この枚葉供給装置１２は、重ねられたＰＳ版２２の間に感光面を保護するために挟み込まれた合紙３０を分離してストックする合紙除去部３２を備える。

ここで、図３を参照して、インナードラム式露光装置について詳細に説明する。図３は、図２に示すインナードラム式露光装置の要部を示す図である。
ＣＴＰシステムにおけるインナードラム式露光装置１４は、円弧内周面形状（円筒内周面の一部を構成する形状）の内面ドラム３４を母体として構成されており、この内面ドラム３４の内周面に沿ってＰＳ版２２を支持する。
インナードラム式露光装置１４では、図示しない真空吸着手投によって、未記録の記録媒体であるＰＳ版２２を内面ドラム３４の内周面に確実に密着させて沿わせた状態に保持してから露光処理を行う。

このインナードラム式露光装置１４では、内面ドラム３４の円弧中心位置に、光ビーム偏向器としてのスピナーミラー装置３６を配設する。このスピナーミラー装置３６は、回転軸４０の先端に反射面（スピナーミラー）３８を構成する。なお、この反射面３８は、反射鏡部材である、プリズム部材（三角柱状の直角プリズム、又はキューピックプリズム、若しくはいわゆるボールプリズム等）で構成してもよい。
このスピナーミラー装置３６では、反射面３８が設けられた回転軸４０を、制御装置で制御される駆動源としてのモータ４２によって高速回転（例えば１０，０００ｒｐｍ以上）可能に構成する。このスピナーミラー装置３６では、回転軸４０の画転中心軸を内面ドラム３４の円弧中心軸と一致するように配置する。
このスピナーミラー装置３６では、光源側の光学系から投射された光ビームを、回動する反射面３８に反射させてＰＳ版２２の感光面に対して主走査方向への走査露光を行う。
このスピナーミラー装置３６は、副走査移動手段によって、内面ドラム３４の円弧中心軸の軸線方向（図２中、表面から裏面に貫通する方向）に等速度で移動制御されることにより副走査する。
このため、スピナーミラー装置３６は、図示しない制御装置のスピナードライバによってそのモータの回転制御がされると共に、副走査移動手段により副走査方向に移動制御されるように構成される。

この副走査移動手段は、図３に示すように、スピナーミラー装置３６を内面ドラム３４の円弧中心軸の軸線方向（副走査方向）に移動させる副走査ガイド機構と、このスピナーミラー装置３６が移動中に、反射面３８の回転中心を内面ドラム３４の円弧中心軸に一致させるように移動調整の制御をする位置制御手段とを有する。

このスピナーミラー装置３６の副走査ガイド機構は、リニアガイド機構５０と、ボールねじ送り機構５２とを具備する。
このリニアガイド機構５０は、インナードラム式露光装置１４の内面ドラム３４における断面半円弧の円弧中心軸に沿った長手方向両端部に、それぞれ平行となるように配置する。
これら平行に配置されたリニアガイド機構５０には、スピナーミラー装置３６を中間に配置した支持フレーム５４を、橋渡すように装着し、支持フレーム５４に配置したスピナーミラー装置３６が、内面ドラム３４の円弧中心軸に沿って移動自在となるように構成する。
また、スピナーミラー装置３６を配置した支持フレーム５４は、その一端部を一方のリニアガイド機構５０から延出して、ボールねじ送り機構５２に接続する。このボールねじ送り機構５２は、送りねじ棒部材５６に移動子５８を螺挿し、送りねじ棒部材５６を図示しない回動制御機構によって回動操作することにより、移動子５８を移動操作するよう構成する。

このように構成されたスピナーミラー装置３６は、光源側の光学系から投射され画像情報に応じて変調された光ビームを、回動する反射面３８に反射させて主走査方向への走査露光を行いながら、スピナーミラー装置３６を副走査方向へ移動することによって、ＰＳ版２２の記録面（感光面）全面に対して２次元の画像を記録する処理を行う。

図２に示すように、ＣＴＰシステムに設けるバッファ装置１６は、インナードラム式露光装置１４で露光処理されたＰＳ版２２を、搬送速度を調整することによって所要のタイミングで現像処理装置１８へ搬入する機能を有する。

現像処理装置１８は、搬入されて来た露光済のＰＳ版２２に対する現像処理を行って潜像を顕像化し、印刷版の製版を完了する。

図４は、光源やスピナーミラー装置などを収容したハウジングに外気導入部が接続されている構成を示す。
ＣＴＰシステムにおける露光装置１４は、光源７６やスピナーミラー装置３６などをハウジング６０内に収容し、内部の空気等の気体を加圧状態に保持できるよう構成する。この加圧状態は、外気導入部から外気をハウジング６０内にダクト６８を介して供給することによって、ハウジング６０内の空気等の気体を加圧することで保持される。そうすることにより、枚葉供給装置１２側から空気と共に塵等が流入したり、現像処理装置１８から空気と共に塵や現像用の薬品成分等が流入するのを防止し、光学機器に塵が付着したり現像用の薬品成分で害されないようにしている。

また、このインナードラム式露光装置１４では、ハウジング６０内に、光源７６から出射された光ビームをミラー７８とミラー８０とでそれぞれ反射することによりスピナーミラー装置３６の反射面３８へ導いて反射面３８で偏向することによりＰＳ版２２の露光面上を走査する、光ビームの光路が設定されるので、この光路近傍における要所に空気等の気体の温度を測定する第１温度検出手段８２を配置する。
第１温度検出手段８２によって測定された温度に関する情報は、機内温度として風量制御装置６４に送られ、ハウジングへ送気する風量を制御するために用いられる。

ハウジング６０に設ける外気導入部は、ハウジング内における走査露光用の光ビームの光路近傍へ外部から気体を送気するため、ダクト６８等で構成された送風路であって、外部から気体を取り込む吸気装置６２と、ハウジング内に送気する風量を調整する風量制御装置６４とを有して構成する。
この吸気装置６２は、外気を吸気するためのもので、ケーシングに形成した吸気口６２Ａから外気を吸入可能に構成する。また、この吸気装置６２は、図示しないが、その内部にエアフィルタと吸気ファン（送風機）とを備え、この吸気ファンを駆動することにより、吸気口６２Ａから導入した空気等の気体を、エアフィルタを通して浄化してから、風量制御装置６４を介してハウジング６０へ送気するよう構成する。

吸気装置６２側のダクト６８には、吸気装置から取り込んだ外気の温度を測定する第２温度検出手段８４を配置する。第２温度検出手段８４によって測定された温度に関する情報は、外気温度として風量制御装置６４に送られ、ハウジングへ送気する風量を制御するために用いられる。

ハウジング６０内には、光源７６やスピナーミラー装置３６など発熱源が存在しており、光ビームの光路上で温度勾配を生じ、温度の異なる空気による屈折率差によって光ビームの一部又は全部が屈折し、画像不良を発生する虞がある。そこで、これらを冷却するために装置外部から空気を送気するために外気導入部が設けられる。

風量制御装置６４は、開度を変えることにより送風量を調整するための羽７２と、機内温度と外気温度に基づいて羽の開度を調整して送風量を制御する制御演算部７０とを有して構成する。
制御演算部７０は、第１温度検出手段８２で測定された機内温度と、第２温度検出手段８４で測定された外気温度とから温度差を算出し、その温度差に基づいてハウジング６０内に送気する風量を制御する。
すなわち、制御演算部７０は、機内温度から外気温度を減算して温度差を求め、例えば、温度差と送風量の設定テーブルを参照して算出される所定の風量を確保するため、羽７２の開度を制御する。なお、羽７２の開度は開度センサ（図示せず）により検出することが好ましい。

図５は、温度差と送風量の設定テーブルの一例を示す。
図５（ａ）は送風量を温度差に反比例させた補正テーブルであり、縦軸にハウジング内へ送気する風量を示し、横軸に機内温度と吸気温度の温度差を示す。制御演算部７０がこの設定テーブルを参照してハウジング６０内に送気する風量を制御すると、温度差が大きくなるにつれて風量を反比例するように減少させ、温度差が所定の閾値を超えるとハウジング内への送気を停止するように制御する。
図５（ｂ）は、送風量を温度差の逆数に比例させた補正テーブルであり、縦軸にハウジング内へ送気する風量を示し、横軸に機内温度と吸気温度の温度差を示す。制御演算部７０がこの設定テーブルを参照してハウジング６０内に送気する風量を制御すると、温度差が大きくなるにつれて風量を逆数に比例するように減少させるように制御する。

この設定テーブルは、ハウジング内部には、多くの発熱源が存在し、これらを冷却するために、吸入する外気の風量を制御する際に用いられる。
多くの外気をハウジング内に供給すれば、ハウジング内は冷却されるが、外気温度と機内温度との温度差が大きい場合に、多くの外気をハウジング内に供給すれば、光ビームの光路上で温度勾配を生じるおそれが高くなり、風ムラが発生する可能性が高くなる。
そこで、温度差と送風量の設定テーブルは、図５に示したように温度差が大きくなるにつれて、送風量は少なくなるように設計される。

図６を参照して、ハウジングへ送気する風量を制御する処理の流れを説明する。図６は、風量制御処理の流れの一例を示すフロー図である。
走査露光装置にデータを転送する（ステップＳ１０１）。インナードラム式露光装置１４を利用してＰＳ版２２に対してレーザ露光処理を行うために、コンピュータ等のデジタルデータをインナードラム式露光装置１４に転送する。インナードラム式露光装置１４は、転送されたデジタルデータのサイズと予め設定されたプレートサイズから、画像がプレート内に入ることを確認した後、プレートを装填する。なお、露光処理を行う前の状態では、ハウジング内へ送気する風量は、吸気ファンの最大風量である。
機内温度と外気温度の温度差を検出する（ステップＳ１０２）。制御演算部７０は、第１温度検出手段８２で測定された機内温度から、第２温度検出手段８４で測定された外気温度を減算し温度差を検出する。なお、ここで検出された温度差に関する情報は、制御演算部７０に送られ、ハウジングへ送気する風量を制御する際に用いられる。

ステップＳ１０２で算出された温度差に基づいてハウジング６０内に送気する外気の風量を制御する（ステップＳ１０３）。制御演算部７０は、温度差と送風量の設定テーブルを参照して算出される所定の風量を確保するため羽７２の開度を制御する。外気の風量は、吸気ファンの最大風量から温度差に応じた所定の風量に制御される。温度差と送風量の設定テーブルは、図５に示したように温度差が大きくなるにつれて、送風量は少なくなるように設計される。

光源から出射された光ビームを、回動する反射面３８に反射させてＰＳ版２２の感光面に走査露光を行う（ステップＳ１０４）。
スピナーミラー装置３６は、画像情報に応じて変調された光ビームを、回動する反射面３８に反射させて主走査方向への走査露光を行いながら、スピナーミラー装置３６を副走査方向へ移動することによって、ＰＳ版２２の記録面（感光面）全面に対して２次元の画像を記録する処理を行う。

ハウジング６０内に送気する外気の風量を制御する（ステップＳ１０５）。制御演算部７０は、ハウジング６０内に送気される風量を最大にするため、羽７２を所定の開度に制御する。
露光処理されたプレート（ＰＳ版２２）を排出する（ステップＳ１０６）。記録面（感光面）全面に対して２次元の画像が記録されたＰＳ版２２をバッファ装置１６へ搬出する。

図７を参照して、ハウジングへ送気する風量を制御する処理を説明する。図７は、風量制御処理の流れの一例を示すタイミング図である。
走査露光処理が行われる前はハウジング内に送気される風量は最大である。走査露光処理を行うためのデジタルデータが露光装置１４に転送され、プレートが装填されると、温度差検出信号が伝送される。この温度差に基づいてハウジング６０内に送気する外気量を制御する。
温度差検出信号を受信すると風量制御信号が羽７２に伝送される。羽７２は所定の風量を確保するため所定の開度に制御される。

風量制御処理が開始されると、ハウジング６０内に送気する風量は最大風量から目標風量に変化する。
制御信号が伝送されハウジング６０内に送気する風量が目標風量に達すると、露光信号が走査露光装置１４に伝送される。露光信号を受信すると走査露光装置１４は、光源から出射される光ビームを、回動する反射面３８に反射させて主走査方向へ走査露光しながら、スピナーミラー装置３６を副走査方向へ移動することによって、ＰＳ版２２の記録面全面に画像を形成する。

露光処理が終了すると、プレート排出信号が伝達され、記録面に画像が形成されたＰＳ版２２をバッファ装置１６へ搬出するとともに、風量制御信号が伝達され、ハウジング６０内に送気される風量を最大にするため、羽７２を所定の開度に制御する。風量制御処理が開始すると、ハウジング６０内に送気される風量は再び最大風量に変化する。また、ＰＳ版２２がバッファ装置１６へ搬出されると、１回目の露光シーケンスが終了する。

さらに、露光処理を行う場合には、２回目の露光シーケンスに従って風量制御が行われる。この場合には、１回目の露光シーケンスにおいて、ハウジング６０内に外気が供給されるとともに、露光によって光源やスピナー装置などの熱源が発熱しているため、目標風量が異なってくる。その他の信号については１回目の露光シーケンスと同様である。

本発明の露光装置１４によれば、ハウジング６０内へ送気される外気は、機内の空気と温度差が大きい場合には、風量制御装置６４により抑えられるので、光ビームの光路に流れ込む可能性は極めて低くなり、光ビームの光路に流れ込み光ビームの光路上で温度勾配を生じ、光ビームの一部又は全部が屈折することが原因で生じる画像不良の発生を抑制することができる。

また、風量制御装置６４は、走査露光装置１４が画像形成を行っていると判断したとき、外気の給気量を減少または停止するように制御する。
光源から出射された光ビームを光偏向器で偏向し露光面上を走査して画像を形成する際に、機内に供給する外気の給気量を減少、または停止するので、画像形成時に外気が光ビーム上の光路に流れ込むことを防止することができ、画像不良が発生しない適正な露光処理を行うことができる。

以上より、本発明によれば、光源から出射された光ビームを光偏向器で偏向し露光面上を走査して画像を形成する際に、光ビームの光路上で屈折することを防止し、画像不良が発生しない適正な露光処理を行うことができる。

以上、本発明の走査露光装置に関する実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

本実施形態に係る走査露光装置を備えたＣＴＰシステムの概略構成図である。 図１に示すＣＴＰシステムの内部構成を示す模式図である。 図２に示すインナードラム式露光装置の要部を示す図である。 ハウジングに外気導入部が接続された露光装置１４を示す図である。 温度差と送風量の設定テーブルの一例を示す図である。 風量制御処理の流れの一例を示すフロー図である。 風量制御処理の流れの一例を示すタイミング図である。

符号の説明

１０ 自動送給装置
１２ 枚葉供給装置
１４ インナードラム式露光装置
１６ バッファ装置
１８ 現像処理装置
２０ 印刷版供給用カセット
２２ 感光性印刷版
３４ 内面ドラム
３６ スピナーミラー装置
３８ 反射面
４０ 回転軸
６０ ハウジング
６２ 吸気装置
６４ 風量制御装置
６８ ダクト
７６ 光源
８２ 第１温度検出手段
８４ 第２温度検出手段

Claims (3)

1. 光源から出射される光ビームを偏向し、露光面上を走査して画像形成を行う露光手段と、
   前記露光手段を覆うハウジングと、
   前記ハウジングの外部から外気を前記ハウジング内へ供給する給気手段と、
   前記画像形成時において外気の給気量を制御する風量調整手段とを備える露光装置。
2. 前記風量調整手段は、画像形成時において、外気の給気量を減少または外気の供給を停止するように制御する請求項１に記載の露光装置。
3. 前記光ビームの光路近傍の温度、および前記外気の温度を測定する温度検出手段をさらに備え、
   前記風量調整手段は、前記光路近傍の温度と前記外気の温度との温度差に応じて、外気の給気量を制御する請求項１または２に記載の露光装置。

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