JP2008265149A - 露光装置およびレーザー制御部用回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリブレーションセンサーを設けなくとも、レーザー光の光量を所定値に調整することが出来る露光装置を提供する。
【解決手段】独立して交換可能な回路基板によって構成されてなり、装置全体の動作を統括制御する主制御部からの制御を受けて、レーザー光を発光するレーザー発光部からのレーザー光の発光を制御するレーザー制御部を備える露光装置において、回路基板についてあらかじめ取得された、回路基板の回路誤差に起因する制御因子のずれを調整するための誤差調整情報を、回路基板を露光装置に搭載するに先立ってレーザー制御部に備わるメモリに記憶させる。レーザー制御部は、所定の光量でレーザー光を発光させる旨の制御指示が主制御部から与えられると、メモリに記憶された誤差調整情報に基づいてレーザー光の発光条件を決定し、発光条件に従ってレーザー発光部にレーザー光を発光させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、露光用のレーザー光の光量を調整する技術に関する。

刷版に対して直接に画像を形成するＣＴＰ（Computer To Plate）装置として、露光ヘッド（光源）にレーザーダイオード（ＬＤ）を用いたＣＴＰ装置が従来より広く知られている。係るＣＴＰ装置では、ＬＤの前にキャリブレーションセンサーを設け、該キャリブレーションセンサーによってレーザー光の光量を測定し、その測定値に基づいてＬＤに流す電流の電流値を調整することで、あらかじめ定められた光量でレーザー光を出力することができるようになっている。このキャリブレーションセンサーを用いたキャリブレーションは、通常、ＬＤの制御基板やＬＤ自体を交換するたびに行われる。また、ＬＤの劣化の有無を確認すべく定期的に行うことも一般的である。

なお、ＣＴＰ装置の露光方式としては、複数のレーザーダイオードから同時に光を照射して露光を行うマルチビーム方式が広く採用されている。例えば、一方向に連設された複数のレーザーダイオードと、これら複数のレーザーダイオードから照射されたレーザー光を露光位置に結像させるレンズとを備える露光ヘッドを有するＣＴＰ装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。また、複数のレーザーダイオードを所定間隔で離散的に配置し、それぞれのレーザーダイオードからの光によって直接に複数の部分領域を並行して露光することで、全体領域の露光を行うＣＴＰ装置も公知である（例えば、特許文献２参照）。

一方、新規の取り付けまたは交換作業を容易に行えるＬＥＤ照明装置も公知である（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−４３３１７号公報 特開２００３−８９１８０号公報 特開２００５−３１７５８６号公報

特許文献１に開示されているようなＣＴＰ装置の場合、レーザーダイオードは一つの箇所に集中して設けられているため、キャリブレーションセンサーはその配置場所に対応して設ければよい。

これに対して、特許文献２に開示されているＣＴＰ装置の場合は、複数のレーザーダイオードが離散的に配置されているため、少なくともキャリブレーションの実行時に、キャリブレーションセンサーが各レーザーダイオードの前に配置できるように構成されていることが要求される。例えば、１つのキャリブレーションセンサーで全てのレーザーダイオードについてのキャリブレーションを実行出来るようにする場合であれば、該キャリブレーションセンサーを移動させるための機構部品を備えることが必要となるが、これは、ＣＴＰ装置の装置コストを増大させる要因となる。そうであるからといって、全てのレーザーダイオードに対応させてキャリブレーションセンサーを設けるようにすることも、装置コストの増大につながることは言うまでもない。

また、そもそも、レーザーダイオードの数が多いほど、キャリブレーションに必要な時間が長くなるということもあり、装置の稼働率を高めるという観点からは、キャリブレーション自体をできるだけ簡単に行えることが望ましい。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、キャリブレーションセンサーを設けなくとも、露光用のレーザー光の光量を所定値に調整することが出来る露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、レーザー光によって被露光体を露光する露光装置であって、装置全体の動作を統括制御する主制御部と、レーザー光を発光するレーザー発光部と、独立して交換可能な回路基板として構成されてなり、前記主制御部からの制御指示を受けて、前記レーザー発光部からのレーザー光の発光を制御するレーザー制御部と、を備え、前記回路基板について前記露光装置に搭載するに先立ってあらかじめ取得された、前記回路基板の回路誤差に起因する制御因子のずれを調整するための誤差調整情報が、前記レーザー制御部に備わるメモリに記憶されてなり、前記レーザー制御部は、所定の光量でレーザー光を発光させる旨の制御指示が前記主制御部から与えられると、前記メモリに記憶された前記誤差調整情報に基づいてレーザー光の発光条件を決定し、前記発光条件に従って前記レーザー発光部にレーザー光を発光させる、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の露光装置であって、レーザー制御部が、前記主制御部から要求される発光光量に応じた制御電流を前記レーザー発光部に与えることによって前記レーザー発光部における前記レーザー光の発光を制御するように構成されてなり、
前記誤差調整情報が、前記制御電流を前記回路誤差に基づいて調整するための情報である、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の露光装置であって、レーザー制御部が、印加電圧に応じた電流値の前記制御電流を出力するドライバーを備えており、前記誤差調整情報が、前記ドライバーへの印加電圧と前記制御電流との比例関係を特定する情報である、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の露光装置であって、前記レーザー発光部が、前記レーザー発光部で発光したレーザー光を検知し、検知した前記レーザー光の光量に応じた電流値のモニター電流を出力する光電変換素子を備えており、前記レーザー制御部が、前記光電変換素子から与えられる前記モニター電流の電流値に基づいて前記レーザー発光部の発光を制御するフィードバック制御を実行可能に構成されてなり、前記誤差調整情報が、前記フィードバック制御における基準情報を前記回路誤差に基づいて調整するための情報である、ことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４に記載の露光装置であって、前記レーザー制御部が、前記モニター電流の電流値を電圧値に変換して出力する調整回路と、前記フィードバック制御の基準となる基準電圧を出力する基準電圧出力手段と、前記調整回路から出力される電圧値と、前記基準電圧とを比較し、その結果に基づくフィードバック信号を出力する比較回路と、を備え、前記誤差調整情報が、前記回路誤差がない場合の理想値に対する前記基準電圧の比を特定するための情報である、ことを特徴とする。

請求項６の発明は、レーザー光を発光するレーザー光発光装置に搭載された場合に、前記レーザー光発光装置において、装置全体の動作を統括制御する主制御部からの制御指示を受けてレーザー発光部からのレーザー光の発光を制御するレーザー制御部として機能するレーザー制御部用の回路基板であって、あらかじめ取得された、前記回路基板が前記レーザー制御部として機能する場合に前記レーザー光発光装置において前記回路基板の回路誤差に起因する制御因子のずれを調整するための誤差調整情報を記憶したメモリを備え、前記回路基板を搭載した前記レーザー光発光装置においては、前記レーザー制御部は、所定の光量でレーザー光を発光させる旨の制御指示が前記主制御部から与えられると、前記メモリに記憶された前記誤差調整情報に基づいてレーザー光の発光条件を決定し、前記発光条件に従って前記レーザー発光部にレーザー光を発光させる、ことを特徴とする。

請求項１ないし請求項６の発明によれば、露光装置においてレーザー制御部として機能する回路基板を交換したとしても、キャリブレーションセンサーを用いたキャリブレーションを行うことなく、レーザー発光部において、露光に必要とされる所定の光量でレーザー光を発光させることができる。

＜装置概要＞
図１は、本実施の形態に係るＣＴＰ装置１００の主たる動作部分を示す斜視図である。ＣＴＰ装置１００は、ドラム１の側面に配設された被露光体としての刷版Ｐの表面に、露光ヘッド５に備わるレーザー光源から、所定の露光データに基づく画素単位でのｏｎ／ｏｆｆを行いつつレーザー光を照射することによって、被露光体としての刷版Ｐの表面の感光材料を感光させて、露光画像を形成する装置である。すなわち、ＣＴＰ装置は、露光装置としての機能を有する装置である。

ドラム１は、ドラム駆動手段６（例えば駆動モーター）によって駆動されることで回転軸ＡＸを中心に回転する円筒形の部材である。

露光ヘッド５は、多数のＬＤユニット３０が回転軸ＡＸに平行な方向に沿って一定の間隔ｗで離散的に配置された構造を有する。それぞれのＬＤユニット３０はレーザー光源としてのレーザーダイオード（ＬＤ）３１を備えている。なお、本実施の形態に係るＣＴＰ装置１００では、レーザーダイオード３１とドラム１（あるいはその側面に配設される刷版Ｐ）との間にキャリブレーションセンサーは設けられてはいない。すなわち、レーザーダイオード３１から出射した光が直接に刷版Ｐに照射されるようになっている。また、露光ヘッド５は、ヘッド移動用ボールネジ３およびヘッド移動用モーター４の動作によって、図示しないガイドに沿って案内されるようになっている。

また、図２は、ＣＴＰ装置１００の動作制御に係る要素を模式的に示すブロック図である。ＣＴＰ装置１００は、例えば図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され、ＣＴＰ装置１００の全体の動作を統括制御する主制御手段１１と、露光の際のレーザー光のｏｎ／ｏｆｆ情報（つまりは露光画像の２値化情報に相当）を画素単位で記述した露光データを取得する露光データ入力手段１２と、ドラム駆動手段６によるドラムの回転動作を制御するドラム駆動制御手段１３と、ヘッド移動用ボールネジ３やヘッド移動用モーター４の動作を制御するヘッド駆動制御手段１４と、レーザーダイオード３１によるレーザー光のｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するＬＤ制御手段２１とを、さらに備える。

露光データ入力手段１２としては、例えば、可搬性の記憶媒体の記憶内容を読み取り可能な図示しないメディアリーダーや、あるいはＣＴＰ装置１００とＬＡＮ等の通信ネットワークによって接続された外部装置にアクセス可能な通信インタフェースなどが該当する。前者の場合は、記憶媒体に記憶されている露光データが露光データ入力手段１２によって取得される。後者の場合は、例えばハードディスクやデータベースサーバーなどの外部の記憶装置に記憶されている露光データが露光データ入力手段１２によって取得される。

ＣＴＰ装置１００においては、露光データ入力手段１２によって取得された露光データの記述内容に従って主制御手段１１が各制御手段に与えた制御信号に基づき、各制御手段がその制御対象たる構成要素の動作を制御することによって、刷版Ｐへの露光画像の形成が実現される。

具体的には、ドラム駆動制御手段１３の制御によってドラム駆動手段６によりドラム１を所定の回転速度で回転させながら、ＬＤ制御手段２１の制御によってそれぞれのレーザーダイオード３１からレーザー光を照射しつつヘッド駆動制御手段１４の制御によって露光ヘッド５を回転軸ＡＸと平行に移動させることで、各レーザーダイオード３１が、所望する露光画像の所定部分を同時並行的に形成する。このような露光を、露光ヘッド５を間隔ｗに相当する距離だけ移動させつつ行うことで、各部分露光画像が連続した露光画像が形成されることになる。

＜レーザー光の発光制御の原理＞
次に、ＣＴＰ装置１００におけるレーザー光の発光制御の基本的原理について説明する。ＣＴＰ装置１００は、係るレーザー光の発光制御に係る構成要素として、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）２２と、ＬＤドライバー２３と、ゲイン調整回路２４と、ＰＤ出力比較回路２５と、ＤＡコンバータ２６と、メモリ２７とを主として備える。なお、これらの構成要素とＬＤ制御手段２１とは、ＬＤ制御基板２０に設けられてなるものとする。また、ＣＴＰ装置１００は、このＬＤ制御基板２０を交換可能に構成されてなる。一方、ＬＤユニット３０は、レーザーダイオード３１の他に、フォトダイオード（ＰＤ）３２を備えている。

なお、上述のように、ＣＴＰ装置１００においては多数のＬＤユニット３０が配設され、それぞれに備わるレーザーダイオード３１においてレーザー光の発光が生じるが、それぞれのレーザーダイオード３１における発光制御の態様は同じであるので、以下の説明は、それぞれのレーザーダイオード３１についてあてはまるものである。

また、本実施の形態においては、一のＬＤ制御基板２０に備わるＬＤ制御手段２１その他の構成要素が全てのレーザーダイオード３１における発光を制御する場合を前提として説明を行うが、複数のＬＤ制御基板２０が設けられ、各レーザーダイオード３１から発光が異なるＬＤ制御手段２１によって制御される場合（例えば、レーザーダイオード３１のそれぞれに対応してＬＤ制御基板２０が設けられる場合など）であっても、制御の実質的態様は同様である。

＜第１基本制御態様＞
ＣＴＰ装置１００においては、主制御手段１１から受けた所定の制御信号に応答したＬＤ制御手段２１が、ＤＡコンバータ２２を介して所定の電圧値のＬＤパワー電圧Ｖ１をＬＤドライバー２３に印加すると、ＬＤドライバー２３からレーザーダイオード３１に対して該電圧値に応じたオペレーション電流Ｉ_opが流れ、該オペレーション電流Ｉ_opの大きさに応じた光量でレーザーダイオード３１がレーザー光を発光（照射）する。

通常、露光画像の形成に必要な光量は全てのレーザーダイオード３１について一定であるので、この一定値に応じたオペレーション電流Ｉ_opが流れるように印加されるＬＤパワー電圧Ｖ１の電圧値を各レーザーダイオード３１についてあらかじめ特定しておき、露光画像のｏｎ／ｏｆｆ状態に対応させて当該電圧値のＬＤパワー電圧Ｖ１が印加されるようにすれば、各レーザーダイオード３１が同一の光量で発光することになる。これにより、露光画像全体として一定の光量での露光が実現されることになる。係る場合のレーザー光の発光制御の態様を「第１基本制御態様」と称することとする。

第１基本制御態様に基づく露光画像の形成を実現するためには、露光に用いるレーザー光の光量と、該光量での発光を実現するためのオペレーション電流Ｉ_opとの関係を示す情報が必要となる。これらの関係は、それぞれのＬＤユニット３０に（より具体的にはそれぞれのレーザーダイオード３１に）固有のものである。本実施の形態においては、ＬＤユニット３０を露光ヘッド５に配設するに先立って（ＬＤユニット３０の製造時などに）オペレーション電流Ｉ_opと光量との関係があらかじめ特定され、該配設時に併せて主制御手段１１に記憶保持するようにされる。

よって、第１基本制御態様の場合は、それぞれのレーザーダイオード３１において、主制御手段１１において記憶保持されている値でオペレーション電流Ｉ_opが流れるように、主制御手段１１からＬＤ制御手段２１に制御信号が与えられ、ＬＤ制御手段２１が、該オペレーション電流Ｉ_opに見合うＬＤパワー電圧Ｖ１をＬＤドライバー２３に印加することで、所定光量での露光が実現されることになる。

＜第２基本制御態様＞
第１基本制御態様に代えて、ＬＤユニット３０に設けられている、光電変換素子の一種であるフォトダイオード（ＰＤ）３２によって、レーザーダイオード３１における発光を検知し、その発光光量に基づいて、ＬＤドライバー２３に印加するＬＤパワー電圧Ｖ１の値を制御することで、レーザーダイオード３１から一定の光量でレーザー光が照射されるようにする、フィードバック制御を行うようにしてもよい。

具体的には、所定のパワー電圧を印加することでレーザーダイオード３１における発光を生じさせる一方で、フォトダイオード３２から発光光量に応じて流れるモニター電流Ｉ_mをゲイン調整回路２４に与えて電圧値（被検電圧Ｖｓ）に変換し、ＰＤ出力比較回路２５においてこの被検電圧ＶｓをＬＤ制御手段２１からＤＡコンバータ２６を介して与えられる基準電圧であるＡＰＣ電圧Ｖａと比較し、その結果に応じたフィードバック信号をＬＤ制御手段２１に帰還させて、ＬＤ制御手段２１からのパワー電圧の印加を調整するようにする。すなわち、露光画像の形成に必要な光量に相当するモニター電流Ｉ_mが流れるとき、被検電圧Ｖｓ＝ＡＰＣ電圧Ｖａとなる。係るレーザー光の発光制御の態様を「第２基本制御態様」と称することとする。

第２基本制御態様に基づく露光画像の形成を実現するためには、露光に用いるレーザー光の光量と、該光量に応じて流れるモニター電流Ｉ_mとの関係を示す情報があらかじめ特定されている必要がある。この場合のモニター電流Ｉ_mの値は、被検電圧ＶｓがＡＰＣ電圧Ｖａと釣り合う場合の値である。これらの関係は、それぞれのＬＤユニット３０に（より具体的にはレーザーダイオード３１とフォトダイオード３２の組に）固有のものであるので、第１基本制御態様に係るオペレーション電流Ｉ_opと同様に、ＬＤユニット３０を露光ヘッド５に配設するに先立ってあらかじめ特定され、該配設時に併せて主制御手段１１に記憶保持するようにされる。

よって、第２基本制御態様の場合は、主制御手段１１においてある発光光量（もしくはモニター電流Ｉ_m）に見合うＡＰＣ電圧Ｖａがあらかじめ把握されており、実際のモニター電流Ｉ_mに基づく被検電圧ＶｓとＡＰＣ電圧Ｖａとの差異に基づいて、ＬＤ制御手段２１によるＬＤドライバー２３へのＬＤパワー電圧Ｖ１の印加を制御するフィードバック制御を行うことで、所定光量での露光が実現されることになる。

＜実際の発光制御＞
ＣＴＰ装置１００においては、上述したように、主制御手段１１が、露光に必要な所定光量でのレーザー光の発光を実現するために必要な、オペレーション電流Ｉ_opと該光量との関係、あるいは発光光量（もしくはモニター電流Ｉ_m）とＡＰＣ電圧との関係を特定する情報を保持している。従って、理想的には、係る関係に基づいて一定のＬＤパワー電圧Ｖ１がＬＤドライバー２３に印加されるようにすれば、原理的には、第１基本制御態様であれ第２基本制御態様であれ、常に所定光量での発光が実現されるはずである。

しかしながら、一般に、ＬＤ制御基板２０には、設計誤差等に起因した個体差（回路誤差）がある。そのため、ＬＤ制御基板２０を交換すると、交換前後で、同じ光量でのレーザー光の発光を生じさせるのに要するＬＤパワー電圧Ｖ１の値に違いが生じ得る。例えば、第１基本制御態様の場合であれば、あるＬＤ制御基板２０が搭載されている状況であるオペレーション電流Ｉ_opを流すために印加するＬＤパワー電圧Ｖ１を、異なるＬＤ制御基板２０を搭載した場合にそのまま印加した場合に、交換前と同じ値のオペレーション電流Ｉ_opが得られるとは限らず、レーザー光の光量が所望された値からずれてしまう、といった状況が起こり得る。

従来より、ＬＤ制御基板２０を交換する都度、キャリブレーションセンサーを用いてレーザー光の光量のキャリブレーションが行っているのは、このような、光量のずれを補正するためである。係るキャリブレーションにおいては、光量が所定の値に保たれるように、ＬＤパワー電圧Ｖ１が調整される。

ところが、上述の第１および第２基本制御態様からわかるように、ＬＤ制御基板２０の個体差が影響するのは、第１基本制御態様の場合であれば、ＬＤ制御手段２１からＬＤドライバー２３に印加するＬＤパワー電圧Ｖ１とＬＤドライバー２３から出力されるオペレーション電流Ｉ_opとの関係である。第２基本制御態様の場合であれば、フォトダイオード３２から出力されるモニター電流Ｉ_mと、ＬＤ制御手段２１から印加されるＡＰＣ電圧Ｖａとの関係である（なお、フィードバック信号の値によってＬＤパワー電圧Ｖ１が制御されるので、結果的にはモニター電流Ｉ_mとＬＤパワー電圧Ｖ１の関係が影響を受けることになる）。これらに対して、オペレーション電流Ｉ_opおよびモニター電流Ｉ_mとレーザー光の光量の関係は、それぞれのレーザーダイオード３１において固有のものであるので、オペレーション電流Ｉ_opあるいはモニター電流Ｉ_mが同じであれば、ＬＤ制御基板２０に個体差があったとしても、レーザー光の光量は同じとなる。

従って、第１基本制御態様においては、ＬＤ制御基板２０が異なっても同じオペレーション電流Ｉ_opが出力されるようにしておけば、第２基本制御態様においては、ＬＤ制御基板２０が異なっても同じ値のモニター電流Ｉ_mが流れるときにフィードバック信号がゼロ値となるようにＡＰＣ電圧を調整しておけば、ＬＤ制御基板２０の交換に伴うキャリブレーションは不要となる。

本実施の形態においては、係る点に着目し、ＬＤ制御基板２０に備わるメモリ２７に、該ＬＤ制御基板２０におけるＬＤパワー電圧Ｖ１とオペレーション電流Ｉ_opとの関係、およびモニター電流Ｉ_mとＡＰＣ電圧Ｖａとの関係を特定するための情報を、あらかじめ記憶させておくようになっている。これらの情報を、誤差調整情報と称することとする。ＣＴＰ装置１００においては、ＬＤ制御基板２０が交換されたとしても、ＬＤ制御手段２１がメモリ２７に記憶されている誤差調整情報を参照した制御を行うことで、キャリブレーションセンサーによるキャリブレーションを行うことなく、露光に必要な光量でのレーザー発光を行えるようになっている。

以下、ＬＤ制御基板２０にあらかじめ記憶されている誤差調整情報を参照して行う、第１および第２基本制御態様に対応する実効的な制御態様をそれぞれ、「第１実効制御態様」および「第２実効制御態様」と特に称することとする。これらの制御態様について順次に説明する。

＜第１実効制御態様＞
第１実効制御態様の場合、主制御手段１１からある電流値のオペレーション電流Ｉ_opを流すことによるレーザー発光が要求されると、この電流値を実現するＬＤパワー電圧Ｖ１がＬＤドライバー２３に正しく印加されることが必要となる。すなわち、ＬＤ制御手段２１からＬＤドライバー２３に印加するＬＤパワー電圧Ｖ１とＬＤドライバー２３から出力されるオペレーション電流Ｉ_opとの関係を一義的に特定できることが必要となる。ＬＤドライバー２３においては、印加されるＬＤパワー電圧Ｖ１と、オペレーション電流Ｉ_opとの間には次の（式１）に示すような比例関係がある。よって、この係数α（α＞０）を一義的に定めることができる情報が、第１誤差調整情報としてメモリ２７にＣＴＰ装置１００への搭載前に（例えば出荷時などに）あらかじめ記憶される。

Ｉ_op＝α・Ｖ１ （式１）

図３は、ＣＴＰ装置１００への搭載前に、ＬＤ制御基板２０について第１誤差調整情報を取得する方法を説明するための図である。まず、ＬＤ制御基板２０のＬＤドライバー２３に抵抗値Ｒ_αが既知（図３においては７．５Ω）の抵抗４１を接続し、ＬＤ制御手段２１よりＤＡコンバータ２２を介して、ＬＤドライバー２３に対し既知の電圧Ｖ１_αを印加する（図３においては３．１Ｖ）。この状態で、抵抗４１の両端の電位差ΔＶを電圧計４２で測定する。そして、このとき抵抗に流れる電流の電流値Ｉ_αを、次の（式２）によって求める。

Ｉ_α＝ΔＶ／Ｒ_α （式２）

この電流値Ｉ_αは、ＬＤドライバー２３に電圧値Ｖ１_αのＬＤパワー電圧が印加されたときのオペレーション電流Ｉ_opの値に相当することになる。このときの電圧値Ｖ１_αを第１基準電圧値と称し、電流値Ｉ_αを第１基準電流値と称する。両者の間には、（式１）より、次の（式３）の関係が成り立つ。

Ｉ_α＝α・Ｖ１_α （式３）

係数αは、（式３）を変形すれば一義的に特定されることから、基準ＬＤパワー電圧値Ｖ１_αと基準オペレーション電流値Ｉ_αの値が第１誤差調整情報としてメモリ２７に記憶される。これらの値を用いて、所望するオペレーション電流Ｉ_opを出力するために必要なＬＤパワー電圧Ｖ１の値が求められることになる。換言すれば、第１誤差調整情報は、ＬＤパワー電圧とオペレーション電流との比例関係を特定する情報であるともいえる。実際には、係数αそのものを算出せずとも、次の（式４）によってＬＤパワー電圧Ｖ１の値は求められる。

Ｖ１＝（Ｉ_op／Ｉ_α）・Ｖ１_α （式４）

図３に例示する場合において、Ｉ_α＝２８０ｍＡであり、オペレーション電流Ｉ_opとして１４０ｍＡを流すことが要求されている場合は、（式４）より、
Ｖ１＝（１４０／２８０）×３．１＝１．５５Ｖ
となる。もちろん、露光内容に応じて露光に用いる発光光量が何段階かに分けて設定される場合は、それぞれに対応する第１誤差調整情報が特定され、メモリ２７に記憶される。

すなわち、第１実効制御態様の場合、主制御手段１１は、ＬＤ制御手段２１に対して、メモリ２７にあらかじめ記憶されている第１基準電圧値と第１基準電流値とを読み取らせ、（式４）から求まるＬＤパワー電圧を印加させるようにする。これにより、たとえＬＤ制御基板２０が交換されたとしても、そのＬＤ制御基板２０のメモリ２７に記憶されている第１基準電圧値と第１基準電流値とを読み出して（式４）に基づく演算を行えば、該ＬＤ制御基板２０について設定すべきＬＤパワー電圧の値が求められる。すなわち、キャリブレーションセンサーを用いたキャリブレーションを行うことなく、適切なオペレーション電流Ｉ_opを流すことにより露光に必要とされる所定の光量でレーザー光を発光させることができる。

＜第２実効制御態様＞
第２実効制御態様の場合、フォトダイオード３２から流れるモニター電流Ｉ_mがゲイン調整回路２４によって変換されることで得られる被検電圧Ｖｓが、ＬＤ制御手段２１からＤＡコンバータ２６を介して印加されるＡＰＣ電圧Ｖａと釣り合う状態（フィードバック信号がゼロ値となる状態）が実現されている状況のもとで、所望する発光光量でのレーザー発光が起こっている必要がある。すなわち、発光光量に過不足がある状態で、フィードバック信号がゼロ値となることがないように、フィードバック制御が行われることが必要となる。

まず、ゲイン調整回路２４においては、次の（式５）に示す関係に従って被検電圧Ｖｓが得られる。ただし、Ｋ₀がゲイン調整回路２４において真のゲインを与える係数（Ｋ₀＞０）であり、βが回路誤差を表す係数（回路誤差係数、β＞０）であるとする。

Ｖｓ＝β・Ｋ₀・Ｉ_m （式５）

係数Ｋ₀は、回路設計時より既知の値であり、あらかじめ主制御手段１１において保持される値であるが、回路誤差係数βはＬＤ制御基板２０に依存する値である。よって、同じ値のモニター電流Ｉ_mが流れたとしても、回路誤差係数βが異なれば、被検電圧Ｖｓの値は異なることになる。

ここで、モニター電流Ｉ_mが値Ｉ_maであるときに、被検電圧ＶｓがＡＰＣ電圧Ｖａと釣り合うとすると、（式５）から、次の（式６）が成り立つことになる。

Ｖａ＝β・Ｋ₀・Ｉ_ma （式６）

なお、仮にゲイン調整回路２４に回路誤差がない場合は、β＝１とおける。モニター電流Ｉ_mが値Ｉ_maであるときに、この回路誤差がない場合の被検電圧Ｖｓの値がＶｓ_iであるすると、（式５）より、次の（式７）の関係が成り立つ。

Ｖｓ_i＝Ｋ₀・Ｉ_ma （式７）

そして、（式６）と（式７）より次の（式８）の関係が成り立つ。

Ｖａ＝β・Ｖｓ_i （式８）

（式８）は、被検電圧Ｖｓと釣り合うＡＰＣ電圧Ｖａが、回路誤差がない場合の被検電圧Ｖｓの値Ｖｓ_iに回路誤差係数βを乗じることで求められることを意味している。

Ｖｓ_iはモニター電流Ｉ_mの値Ｉ_maが既知であれば（式７）より求められる値である。よって、この回路誤差係数βを一義的に定めることができる情報が、ＣＴＰ装置１００への搭載前に（例えば出荷時などに）第２誤差調整情報としてＬＤ制御基板２０のメモリ２７にあらかじめ記憶される。換言すれば、第２誤差調整情報は、回路誤差がない場合の理想値に対する実際のＡＰＣ電圧Ｖａ電圧の比を特定するための情報である、ともいえる。

図４は、ＣＴＰ装置１００への搭載前に、ＬＤ制御基板２０について第２誤差調整情報を取得する方法を説明するための図である。

まず、ＬＤ制御基板２０のゲイン調整回路２４に、抵抗値が既知の抵抗５１を接続したうえで、ゲイン調整回路２４に既知が既知の定電流（図４においては電流値Ｉ_ex）を流すことにより、ゲイン調整回路２４からＰＤ出力比較回路２５に対してある電圧値Ｖ_exの被検電圧Ｖｓが与えられるようにする。この時点では、電圧値Ｖ_exは未知である。

同時に、ＬＤ制御手段２１に、ＰＤ出力比較回路２５からのフィードバック信号を監視させながら、ＤＡコンバータ２６に対しＤＡＣ設定信号を与えることによって、ＡＰＣ電圧Ｖａの電圧値を漸次に増大させるフィードバック制御を行わせる。そうするとやがて、フィードバック信号がゼロ値となり、ＡＰＣ電圧Ｖａの値と、被検電圧Ｖｓ（＝Ｖ_ex）の値とが釣り合う状態に達する。係る時点においてＤＡコンバータ２６から印加されたＡＰＣ電圧Ｖａの値が、電圧値Ｖ_exということになる。このとき流した定電流の電流値Ｉ_exを第２基準電流値と称し、ＡＰＣ電圧Ｖａの電圧値Ｖ_exを第２基準電圧値と称する。両者の間には、（式５）より、
Ｖ_ex＝β・Ｋ₀・Ｉ_ex （式９）
が成り立つ。回路誤差係数βは、（式９）を変形すれば一義的に特定されることから、第２基準電圧値Ｖ_exと第２基準電流値Ｉ_exとが第２誤差調整情報としてメモリ２７に記憶される。これらの値を用いて、ある発光光量で（ある値のモニター電流Ｉ_mで）レーザー発光を行う場合の所望するＡＰＣ電圧Ｖａの値が求められることになる。実際には、回路誤差係数βそのものを算出せずとも、次の（式１０）によってＡＰＣ電圧Ｖａの値は求められる。

Ｖａ＝（Ｖ_ex・Ｖｓ_i）／（Ｋ₀・Ｉ_ex） （式１０）

例えば、ゲイン調整回路２４がＫ₀＝４８００となるように設計されてなり、Ｖｓ_i＝２Ｖが理想的な被検電圧の値である場合に、あるＬＤ制御基板２０においてＩ_ex＝０．５ｍＡ、Ｖ_ex＝１．８Ｖという値が第２誤差調整情報としてメモリ２７に記憶されていた場合であれば、そのＡＰＣ電圧Ｖａは、
Ｖａ＝（１．８×２）／（４８００×０．５×１０^-3）＝１．５Ｖ
となる。

あるいは、ＬＤ制御基板２０においてＩ_ex＝０．４８ｍＡ、Ｖ_ex＝１．７Ｖという値が第２誤差調整情報としてメモリ２７に記憶されていた場合であれば、そのＡＰＣ電圧Ｖａは、
Ｖａ＝（１．７×２）／（４８００×０．４８×１０^-3）＝１．４７６Ｖ
となる。もちろん、露光内容に応じて露光に用いる発光光量が何段階かに分けて設定される場合は、それぞれに対応する第２誤差調整情報が特定され、メモリ２７に記憶される。

すなわち、第２実効制御態様の場合、主制御手段１１は、ＬＤ制御手段２１に対し、メモリ２７にあらかじめ記憶されている第２基準電圧値と第２基準電流値とを読み取らせ、（式１０）から求まるＡＰＣ電圧をＰＤ出力比較回路２５に与えるようにする。これにより、たとえＬＤ制御基板２０が交換されたとしても、そのＬＤ制御基板２０のメモリ２７に記憶されている第２基準電圧値と第２基準電流値とを読み出して（式１０）に基づく演算を行えば、該ＬＤ制御基板２０について設定すべきＡＰＣ電圧の値が求められる。すなわち、キャリブレーションセンサーを用いたキャリブレーションを行わなくとも、所望の発光光量でレーザー光の発光が生じている場合にフィードバック信号がゼロ値となる、というフィードバック制御が実現される。すなわち、露光に必要とされる所定の光量でレーザー光を発光させることができる。

＜変形例＞
上述の実施の形態において実現される、ＬＤ制御基板の個体差の修正に起因する誤差の修正は、ＣＴＰ装置１００のような、レーザーダイオードが離散的に配置されたＣＴＰ装置に限られず、ＬＤ制御基板２０と同様の制御回路によってレーザーダイオードの発光制御を行う露光装置一般において、同様に適用可能である。

なお、上述の実施の形態においては、ドラム１の表面に設けた刷版Ｐが露光対象となっているが、これに代わり、ドラム１の表面自体が被露光体とされ、該表面に形成された像が所定の被転写物に転写されることで像形成が行える態様であってもよい。

なお、ＣＴＰ装置１００への刷版Ｐの搬入・搬出、およびドラム１への刷版Ｐの着脱などが、図示しない所定の装置によって行われる態様であってもよい。係る場合、これらの処理を制御する制御手段も別途備わることになる。

ＣＴＰ装置１００の主たる動作部分を示す斜視図である。 ＣＴＰ装置１００の動作制御に係る要素を模式的に示すブロック図である。 ＬＤ制御基板２０について第１誤差調整情報を取得する方法を説明するための図である。 ＬＤ制御基板２０について第２誤差調整情報を取得する方法を説明するための図である。

符号の説明

１ ドラム
３ ヘッド移動用ボールネジ
４ ヘッド移動用モーター
５ 露光ヘッド
６ ドラム駆動手段
１１ 主制御手段
１２ 露光データ入力手段
１３ ドラム駆動制御手段
１４ ヘッド駆動制御手段
２０ ＬＤ制御基板
２１ ＬＤ制御手段
２２、２６ ＤＡコンバータ
２３ ＬＤドライバー
２４ ゲイン調整回路
２５ ＰＤ出力比較回路
２７ メモリ
３１ レーザーダイオード
３２ フォトダイオード
４１、５１ 抵抗
４２ 電圧計
１００ ＣＴＰ装置
ＡＸ （ドラム１の）回転軸
Ｐ 刷版

Claims (6)

1. レーザー光によって被露光体を露光する露光装置であって、
   装置全体の動作を統括制御する主制御部と、
   レーザー光を発光するレーザー発光部と、
   独立して交換可能な回路基板として構成されてなり、前記主制御部からの制御指示を受けて、前記レーザー発光部からのレーザー光の発光を制御するレーザー制御部と、
   を備え、
   前記回路基板について前記露光装置に搭載するに先立ってあらかじめ取得された、前記回路基板の回路誤差に起因する制御因子のずれを調整するための誤差調整情報が、前記レーザー制御部に備わるメモリに記憶されてなり、
   前記レーザー制御部は、所定の光量でレーザー光を発光させる旨の制御指示が前記主制御部から与えられると、前記メモリに記憶された前記誤差調整情報に基づいてレーザー光の発光条件を決定し、前記発光条件に従って前記レーザー発光部にレーザー光を発光させる、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置であって、
   レーザー制御部が、前記主制御部から要求される発光光量に応じた制御電流を前記レーザー発光部に与えることによって前記レーザー発光部における前記レーザー光の発光を制御するように構成されてなり、
   前記誤差調整情報が、前記制御電流を前記回路誤差に基づいて調整するための情報である、
   ことを特徴とする露光装置。
3. 請求項２に記載の露光装置であって、
   レーザー制御部が、印加電圧に応じた電流値の前記制御電流を出力するドライバーを備えており、
   前記誤差調整情報が、前記ドライバーへの印加電圧と前記制御電流との比例関係を特定する情報である、
   ことを特徴とする露光装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の露光装置であって、
   前記レーザー発光部が、
   前記レーザー発光部で発光したレーザー光を検知し、検知した前記レーザー光の光量に応じた電流値のモニター電流を出力する光電変換素子、
   を備えており、
   前記レーザー制御部が、前記光電変換素子から与えられる前記モニター電流の電流値に基づいて前記レーザー発光部の発光を制御するフィードバック制御を実行可能に構成されてなり、
   前記誤差調整情報が、前記フィードバック制御における基準情報を前記回路誤差に基づいて調整するための情報である、
   ことを特徴とする露光装置。
5. 請求項４に記載の露光装置であって、
   前記レーザー制御部が、
   前記モニター電流の電流値を電圧値に変換して出力する調整回路と、
   前記フィードバック制御の基準となる基準電圧を出力する基準電圧出力手段と、
   前記調整回路から出力される電圧値と、前記基準電圧とを比較し、その結果に基づくフィードバック信号を出力する比較回路と、
   を備え、
   前記誤差調整情報が、前記回路誤差がない場合の理想値に対する前記基準電圧の比を特定するための情報である、
   ことを特徴とする露光装置。
6. レーザー光を発光するレーザー光発光装置に搭載された場合に、前記レーザー光発光装置において、装置全体の動作を統括制御する主制御部からの制御指示を受けてレーザー発光部からのレーザー光の発光を制御するレーザー制御部として機能するレーザー制御部用の回路基板であって、
   あらかじめ取得された、前記回路基板が前記レーザー制御部として機能する場合に前記レーザー光発光装置において前記回路基板の回路誤差に起因する制御因子のずれを調整するための誤差調整情報を記憶したメモリを備え、
   前記回路基板を搭載した前記レーザー光発光装置においては、前記レーザー制御部は、所定の光量でレーザー光を発光させる旨の制御指示が前記主制御部から与えられると、前記メモリに記憶された前記誤差調整情報に基づいてレーザー光の発光条件を決定し、前記発光条件に従って前記レーザー発光部にレーザー光を発光させる、
   ことを特徴とするレーザー制御部用回路基板。

Images