JP2008250058A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源が副走査方向に離散的に配置された記録ヘッドを用いた画像記録装置において安価な焦点調整機構を提供すること。
【解決手段】記録ヘッド部２Ａは副走査方向Ｙに移動可能な可動ベース２３と、可動ベース２３上に配置された光源ホルダ２７とを有する。光源ホルダ２７には副走査方向Ｙに離散的に配置された複数の光源ａが固定されている。光源ホルダ２７を回転軸３５中心に回転させることで光源ａから出射する光ビームＬを傾斜させると共に光路長を変化させて焦点調整が実行できる。
【選択図】 図４

Description

この発明は画像記録装置に関する。

画像信号に応じて光ビームを照射する記録ヘッドを記録材料が装着された記録ドラムに対向させ、記録ドラムを回転させながら記録ヘッドを記録ドラム回転軸方向に移動させることにより記録材料上に二次元画像を記録する画像記録装置は周知である。このような画像記録装置において良好な画像を形成するためには、光源から出射する光ビームが記録材料上で焦点が合うように光学系等を調整しなければならない。

ところで、１つの記録ヘッド上に複数の光源を副走査方向について離散的に配置するとともに、これら複数の離散的光源それぞれによって、主走査方向に長尺な複数の小画像を並行して形成する画像記録装置が採用され始めている（たとえば特許文献１）。複数の小画像は副走査方向において互いに隣接するように記録されるので、結果として、複数の小画像からなる大画像が記録材料上に形成される。
特開２００３−８９１８０号

図１を用いて説明する。この画像記録方式では軸ＡＸを中心にＸ１方向に回転する記録ドラム１に対して記録ヘッド２を対向させて配置する。記録ヘッド２には記録ドラム１の回転軸方向に多数の光源ａ１乃至ａ４を等ピッチｄで離散的に配置する。

この状態で、記録ドラム１の回転に同期させながら記録ヘッド２を記録ドラム１の１回転につきｙだけ移動するような速度で副走査方向に移動させる。各光源ａ１乃至ａ４からは記録ドラム１の回転および記録ヘッド２の移動に同期したタイミングで光ビームｂ１乃至ｂ４を出射する。これにより各光源ａ１乃至ａ４が走査線ピッチｙの走査線を順次記録し、小画像ｉｍ１乃至ｉｍ４を順次形成していく。記録ヘッド２が副走査方向原点位置Ｙ０から（ｄ−ｙ）だけ移動したときに画像記録を終了する。すると、図２に示すように、副走査方向Ｙに互いに隣接する複数の小画像ｉｍ１乃至ｉｍ４からなる大画像ＩＭの画像記録が完了する。なお、各小画像ｉｍ中の走査線ピッチｙが、副走査上流側の小画像ｉｍの最終走査線と副走査下流側の小画像ｉｍの走査線との間隔と一致するように、光源ピッチｄおよび走査線ピッチｙが設定されているので、小画像ｉｍ間の隙間は認識できず大画像ＩＭ内で各小画像ｉｍを判別することはできない。

本発明は、このような画像記録装置において簡易な機構で焦点調整が可能な画像記録装置とを提供することをその目的とする。

請求項１に記載の発明は、その表面に記録材料が装着される記録ドラムと、前記記録ドラムの回転軸方向に離散的に配列された複数の光源を前記記録ドラムに対向させて保持する記録ヘッドと、前記記録ドラムを回転させることで前記光源から出射する光ビームを前記記録材料上で主走査させる回転手段と、前記記録ヘッドを前記記録ドラムの回転軸方向に移動させることで前記光源から出射する光ビームを前記記録材料上で副走査させる記録ヘッド移動手段と、前記複数の光源から出射し前記記録材料に照射される前記光ビームの光路長を変更する光路長変更手段とを備えた画像記録装置であって、前記光路長変更手段が、前記光ビームの記録材料表面における照射位置を記録ドラム円周方向に変更する照射位置変更手段で構成されることを特徴とする画像記録装置である。

請求項２に記載の発明は、前記照射位置変更手段は、前記光源を記録ドラム回転軸方向に平行な軸を中心に回動させることで前記光源の光ビームの傾斜角を回動させる回動機構を有することを特徴とする請求項１記載の画像記録装置である。

請求項３記載の発明は、前記記録ヘッドは、複数の光源を保持する光源保持部と該光源保持部に連結された基部と、前記基部底面に配置された回転軸とを備え、前記回動機構は、前記回転軸を保持する軸受けと、前記基部を上下動させるモータとを含むことを特徴とする請求項２記載の画像記録装置である。

請求項１乃至請求項３に記載の発明によると、簡易な構成で焦点調整が可能な画像記録装置が提供できる。

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３は、この発明を適用する画像記録装置の概要図である。また、図４は後述する記録ヘッド部２Ａの側面図である。
この画像記録装置はたとえば印刷版に対して画像を直接記録するＣＴＰ（コンピュータ・トゥ・プレート）である。

この画像記録装置は記録材料１０がその表面に装着されるとともに図示しないモータにより回転軸ＡＸ中心に回転する記録ドラム１と、記録ドラム１に対向配置された記録ヘッド部２Ａとを有している。記録材料１０としては、例えば、刷版、刷版作成用のフィルム等の感光材料が用いられる。記録ドラム１としては無版印刷用の感光ドラムが用いられてもよく、この場合、記録材料１０は感光ドラムの表面に相当し、記録ドラム１に記録材料１０が一体的に装着されていると捉えることができる。

記録ヘッド部２Ａは、ベース２１と、ガイド２２ａ、２２ｂによりベース２１上で記録ドラム１の回転軸ＡＸ方向に平行な副走査方向Ｙに移動可能に配置された可動ベース２３と、連結部２８を介して可動ベース２３に連結されるボールナット２４と、該ナット２４に螺合するボールねじ２５と、ボールねじ２５を回転駆動することで可動ベース２３を副走査方向Ｙに移動させるモータ２６と、可動ベース２３上に配置された光源ホルダ２７と、光源ホルダ２７を副走査方向Ｙを平行な軸を中心に回動させる回動機構３０とを有している。

光源ホルダ２７は、基部２７ａと光源保持部２７ｂとがＬ字状に組み合わされて構成されており副走査方向Ｙについて長尺である。光源保持部２７ｂには副走査方向Ｙに均一ピッチで配置されたｎ個の光源ａ１乃至ａｎが固定されている。ｎは２以上の整数でありたとえば３２である。各光源ａはレーザ光等の光ビームを発生する図示しない発光部と該光ビームを記録ドラム１に装着された記録材料１０表面に結像させる結像光学系とを有している。各光源ａの図示しない発光部は供給される画像信号に応じて点滅する。

各光源ａから出射する光ビームを記録材料１０に照射しつつ記録ドラム１０を回転させることで光ビームによる記録材料１０の主走査が実行され、記録ドラム１０の回転に同期させて記録ヘッド部２Ａを副走査方向Ｙに移動させることにより光ビームによる記録材料１０の副走査が実行される。

光源ホルダ２７の基部２７ａの底面には回転軸３５、３５が配置される。一方、可動ベース２３の上面には回転軸３５、３５を回転可能に保持する軸受け３６、３６が固定される。

回動機構３０は、光源ホルダ２７の基部２７ａの記録ドラム１とは対向しない側の端部に連結されたレバー３１と、レバー３１を下方に可動ベース２３に向けて付勢するバネ３２と、レバー３１を押し上げるカム３３と、カム３３を回転させるモータ３４とを含む。カム３３はモータ３４に対して偏心状態で取り付けられており、カム３３をモータ３４により回転することによりカム３３に接触するレバー３１を上下させることができる。

この画像記録装置では、各光源ａから出射される光ビームＬの記録材料１０までの光路長を調整することで、該光ビームＬが記録材料１０表面で合焦するように調整する機構（光路長調整機構という）を有している。具体的には、モータ３４によりカム３３を回転させることでレバー３１により光源ホルダ２７を回転軸３５中心に回転させる。これにより、光源保持部２７ｂが傾斜して、光源保持部２７ｂに保持された各光源ａから出射される光ビームＬの照射位置が記録ドラム１の円周方向に変位するとともに光ビームＬの光軸が傾斜する。

図５は光ビームＬの変化を説明する模式図である。焦点調整を実施する前の初期状態においては、光ビームＬは記録ドラム１の半径方向ｒと一致する方向に出射されている。この初期状態から、前記した回動機構３０により光源保持部２７ｂを回転軸３５中心に回転させて焦点調整を実施すると、光源ａの位置が符号ａ’で示す位置に、光ビームＬの位置が符号Ｌ’で示す位置に移動する。

このように、光源ａの位置を記録ドラム１の円周方向に沿って移動させることで光ビームＬの照射位置Ｓを記録ドラム円周方向に沿って照射位置Ｓ’まで移動させるとともに、光ビームＬの光路長Ｄを光路長Ｄ’に変更している。この光路長変化によりビームスポットＳの合焦状態を変化させることができ、光源ａから出射する光ビームＬの焦点調整を実行することができる。

なお、光ビームＬが傾斜することで、記録材料１０表面への光ビームＬの入射角も変化する。このため、図６に示すように、光ビームＬが記録材料１０上に形成するビームスポットＳの形状も変化する（変化後のビームスポットに符号Ｓ’を付している）。図６はビームスポットＳの形状変化を説明するための模式図である。

本実施形態では、光ビームＬは記録ドラム１の円周方向に移動するのみで記録ドラム１の回転軸方向には移動しないのでビームスポットＳの形状は記録ドラム１の円周方向に変化するのみである。すなわち、ビームスポットＳの形状は主走査方向については微小量変化するが（ｈ≒ｈ’）副走査方向Ｙに関しては変化しない（ｗ＝ｗ’）。

以下は数値例である。

記録ドラム１の曲率：１００
初期状態における光ビームＬの光路長Ｄ：５０ｍｍ
焦点調整に必要な光源保持部２７ｂの回転角θ：２度
焦点調整に必要な回転角θだけ光源保持部２７ｂを回転させた後の光路長Ｄ’：５０．５５ｍｍ
初期状態におけるビームスポットｓの主走査方向サイズｗ：２０μｍ（半値）
焦点調整後におけるビームスポットｓの主走査方向サイズｗ’：２０．０５μｍ（半値）

このように上記実施例においては、ビームスポット径ｗの変化量は初期状態におけるビームスポット径ｗの±０．１２パーセントに収まる。発明者によるとこの程度の変化量は画像記録を実行する上で問題にならなることはない。

また、図６に示すように、焦点調整後の照射位置は主走査方向に距離Ｅだけ移動している。この移動距離Ｅは描画タイミングを調整することで容易に補正することができる。

なお、記録ヘッド部全体を記録ドラムの半径方向に前後させることにより光ビームの光路長を調整する技術は公知である。しかし、本画像記録装置で使用されている光源ホルダ２７のような、記録ドラム回転軸方向に長尺な部材を高精度に水平移動させるには高価なガイドやボールネジ等が必要になる。これに対し本発明では、光源ホルダ２７を微小量回動させる回動機構３０を備えるだけで焦点調整を実行することができるので、焦点調整機構を安価に構成することができる。

画像記録方式を説明するための模式図である。 画像記録方式を説明するための模式図である。 画像記録装置の斜視図である。 記録ヘッド部２Ａの側面図である。 本発明にかかる光路長変更作業を説明するための説明図である。 本発明にかかる光路長変更前後でのビームスポット形状の変化を説明する図である。

符号の説明

１ 記録ドラム
２ 記録ヘッド
２Ａ 記録ヘッド部
１０ 記録材料
２１ ベース
２２a ガイド
２２b ガイド
２３ 可動ベース
２４ ボールナット
２５ ボールねじ
２６ モータ
２７ 光源ホルダ
２７ａ 基部
２７ｂ 光源保持部
３０ 回動機構
３１ レバー
３２ バネ
３３ カム
３４ モータ
３５ 回転軸
３６ 軸受け
ａ 光源
Ｌ 光ビーム
Ｙ 副走査方向
ｉｍ 小画像
ＩＭ 大画像

Claims (3)

1. その表面に記録材料が装着される記録ドラムと、
   前記記録ドラムの回転軸方向に離散的に配列された複数の光源を前記記録ドラムに対向させて保持する記録ヘッドと、
   前記記録ドラムを回転させることで前記光源から出射する光ビームを前記記録材料上で主走査させる回転手段と、
   前記記録ヘッドを前記記録ドラムの回転軸方向に移動させることで前記光源から出射する光ビームを前記記録材料上で副走査させる記録ヘッド移動手段と、
   前記複数の光源から出射し前記記録材料に照射される前記光ビームの光路長を変更する光路長変更手段とを備えた画像記録装置であって、
   前記光路長変更手段が、前記光ビームの記録材料表面における照射位置を記録ドラム円周方向に変更する照射位置変更手段で構成されることを特徴とする画像記録装置。
2. 前記照射位置変更手段は、前記光源を記録ドラム回転軸方向に平行な軸を中心に回動させることで前記光源の光ビームの傾斜角を回動させる回動機構を有することを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
3. 前記記録ヘッドは、複数の光源を保持する光源保持部と該光源保持部に連結された基部と、前記基部底面に配置された回転軸とを備え、前記回動機構は、前記回転軸を保持する軸受けと、前記基部を上下動させるモータとを含むことを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。

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