JP3198540B2 - 半導体レーザ製版装置 - Google Patents

半導体レーザ製版装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザを用いて
像データの濃淡に応じた窪みの版を形成する様にした半
導体レーザ製版装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は先に特開平2−139238
号公報によって、レーザを用いて熱可塑樹脂からなる
版にレーザビームを照射し、画像の濃淡に対応した凹部
を形成する様にした凹版の版胴を得る製版装置を提案し
た。
【0003】上記公報に開示した構成の大要を図5を用
いて説明する。図5は版胴1に巻回した版2のパターン
形成方法を示す光学系の概念図であり、版胴1は金属性
の円筒であり、この版胴1の外径に沿って合成樹脂の版
2を巻付けて、皿螺子等で版胴1に穿った母螺に固定す
る。この固定方法は適宜方法のものを選択することが出
来て、例えば版2の裏面に接着剤を塗布して版胴に固定
することも出来る。
【0004】版2の材料としては比較的融点の分布範囲
が狭く、硬化時には硬さがあり、融解時には樹脂が低温
で飛散又は昇華する熱可塑性樹脂がよく、例えば、ポリ
エチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂にカ
ーボンを20%程度含有させたもの等を用いている。
又、版2の厚みは200ミクロン程度のものが選択され
る。
【0005】版胴1は後述する版胴回転モータに連結さ
れ、版胴1は矢印B方向に回転される。
【0006】図5では1W程度の半導体レーザ10を用
いて版2に窪み15を形成するための概念図を示すもの
である。
【0007】イメージスキャナー等で取り込まれた
入力信号16は半導体レーザ10に供給され、駆動電流
をPCM化した像入力信号16でオン,オフして直接
変調する。このため半導体レーザ10から放出されるレ
ーザビームは像信号に同期して点滅する。半導体レー
ザ10を出たレーザビームはコリメート光学系12で平
行光に成され、焦点レンズ13を介して版2の表面位置
に焦点を結ぶ様に照射される。
【0008】半導体レーザ10,コリメート光学系1
2,焦点レンズ13を含むレーザブロック14は始めは
版胴1の最左端側の所定位置に焦点が合せられている。
版胴1は矢印B方向に後述する版胴回転用モータで回転
される様になされているので、胴版1を1回転させると
円周に沿ってレーザビームで飛散し所定の1トラック
分の窪み15を作る。次にレーザブロック14を1画素
分版胴1の軸方向に移動させて、合成樹脂材を飛散させ
て行くと2トラック分に所定の窪み15が形成される。
この様な走査を順次版胴1の全面に亘って行えば合成樹
脂材は画像入力信号16の濃淡に対応した窪み15を形
成する。
【0009】即ち、版胴1にはレーザビームが焦点レン
ズ13を介して照射され、合成樹脂の版2表面に焦点を
結び版面を融かして合成樹脂を飛散或は昇華させる。
【0010】半導体レーザ10から出射されるレーザビ
ーム11は図6に示す様に微小な活性層領域10aから
放出され、発振領域は略矩形で、その大きさは例えば幅
200μm掛ける厚み1μm程度でありレーザブロック
14内のコリメート光学系12及び焦点レンズ13を介
して版2上に投影されるレーザビームスポット10bの
断面は略矩形でその大きさは光学系によって変わるが例
えば、幅120μm×厚さ1μm程度である。
【0011】
【作用】この様な断面矩形状のレーザビームスポット1
0b厚さ方向に移動させて、版2上に所定の画像デー
タの濃淡に応じた窪み15を形成する様になされてい
る。即ち、半導体レーザ10には上記した様に、画像入
力信号16で変調されたオン,オフ信号に基づいて図7
Aの如き電流Iが流され、オン期間t1 ,t2 ,t3
デュレーションによって、図7Bの平面図及び図7Cの
一部断面図に示す様に版2上に画像データに対応した窪
み15が所定の面積S及び所定の深さdとなる様に形成
される。
【0012】図7A,B,Cから解る様に半導体レーザ
10に流される電流は一定の電流値Iであって、オン,
オフ信号のオン時に版2に形成される窪み15の深さd
は駆動電流Iに依存し一定であり、濃淡表現は主に窪み
15の面積Sによって決定する様に成されている。
【0013】更に、図8Aに示す様に半導体レーザ10
の照射時間t1 =t2 =t3 (例えば1画素分の長さ)
を一定にし、これら各画素に対し半導体レーザ10に流
す電流値I1 ,I2 ,I3 を変化させることでレーザパ
ワを変化させ、図8B(画素平面図)及び図8C(画素
の一部側断面図)の如き画像データの濃淡に応じて深さ
1 ,d2 ,d3 の異なる窪み15を版2の表面に形成
することも、本出願人が提案している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述の半導体レーザ1
0にオン時に流す駆動電流Iは寿命を考慮して半導体レ
ーザのフルパワの7〜9割程度が出力出来る適度の電流
を流し、オフ時には全く電流を流さないか、レーザ保護
のため少量の電流を流す程度であった。この様な図7
A,B,Cに示すような駆動電流で画像データの濃淡に
応じてオン,オフ期間t1 2 ,t3 を変えると共に版
胴1を一定速度で回転させれば、画像データに対応した
面積Sの異なる窪みを形成して階調を表現することが出
来るが、版2に形成される窪み15の深さdは常に一定
であるために、深さ方向の変化が乏しく、グラビア印刷
の特徴であるインクの厚み方向による階調表現が出来な
い問題があった。
【0015】更に図8A,B,Cに示す様に半導体レー
ザに流す電流値をI1 ,I2 ,I3 と変化させ、照射時
間即ち、オン時間t1 =t2 =t3 を一定にした場合に
は深さd1 ,d2 ,d3 を変えられるが面積Sが一定で
あるためより細かい階調表現が出来ない問題があった。
【0016】本発明は叙上の如き問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところはグラビアの
版の窪みの深さ方向及び照射時間に変化を持たせ、印刷
時にインクの厚み方向と画素面積に変化を持たせて階調
表現出来る半導体レーザ製版装置を提供するにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の製版装置はその
例が図1に示されている様に半導体レーザを用いて画像
データに応じて版に窪みを形成する様にした半導体レー
ザ製版装置に於いて、半導体レーザ10で版2の窪み1
5を形成しているオン期間の電流値を画像データ41の
濃淡に応じて変換させた電流値を記憶する第1の記憶手
段44と、半導体レーザ10で版2の窪み15を形成し
ているオン期間の時間を画像データの濃淡に応じて変換
させた照射時間値を記憶する第2の記憶手段と46、第
1及び第2の記憶手段44及び46の電流値並に照射時
間値に基づき半導体レーザ10に流す電流値並に照射時
間値を設定する電流値及び照射時間値設定手段45及び
42とを具備し電流値並に照射時間値設定手段45及
び42の出力により半導体レーザ10を制御して画素分
の区間毎の電流値並に照射時間を変化させると共に、画
素分の区間内の電流値を可変させて画像データに応じた
深さ及び画素面積の異なる窪みを形成してなるものであ
る。
【0018】
【作用】本発明の半導体レーザ製版装置では版胴に巻回
した版に半導体レーザからレーザビームを照射して、版
面上にグラビア版の窪みを形成する際に、半導体レーザ
に流す駆動電流並に照射時間を変化させると共に画素分
の区間内の電流値を可変させて画像データの濃淡に応じ
て変化させて、半導体レーザパワ出力を変化させたので
濃淡に応じて深さの異なる窪みが形成されると共に面積
も照射時間が変わって変化するので、印刷物を得る時に
インクの厚み方向並に面積に変化を持たせた階調を表現
することが出来るものが得られる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の半導体レーザ製版装置を図1
乃至図4について説明する。図1で本発明を説明するに
先だち図2によって本例のレーザ製版装置の全体的な構
成を説明する。
【0020】図2は本例に用いる半導体レーザ製版装置
の斜視図を示すもので、11は半導体レーザ製版装置の
ベースで略長方形状の鋼板上に版胴回転部62及びレー
ザブロック移動部63が設けられる。版胴回転部62は
略くの字状に形成した左右側壁64L,64R間に略円
筒状の版胴1を回転自在に枢着し、右側壁64R上に配
設した版胴回転モータ7によって、駆動される様になさ
れ、レーザブロック14内には半導体レーザ10を含
み、版胴1の軸方向に沿って配設した案内部22に沿っ
て移動する様になされている。
【0021】版胴1の円筒部の外周に沿って合成樹脂の
版2を巻付けて固定する。版胴1の左右には金属製のキ
ャップ3L,3Rが嵌着され、左右キャップ3L,3R
に一体に形成した軸4L,4Rが左右側壁64L,64
Rに回動自在に枢着されている。軸4Rは複数のプーリ
6‥‥とベルト5‥‥を介して右側壁64R上に固定さ
れた版胴回転モータ7に連結されて、これらプーリ6及
びベルト5を介して版胴1に巻回した版2は矢印A或は
B方向に回転する。
【0022】レーザブロック移動部63はベース11の
左右側壁64L,64R上に形成したく字状の段部に略
矩形状のサブベース65が載置され、このサブベース6
5上に案内部22が形成されている。
【0023】更にサブベース65上には軸受部23L,
23Rが植立され、これら軸受部23L,23R間にレ
ーザブロック移動部63のボールねじ26が橋絡され、
レーザブロック移動用モータ24でボールねじ26は回
転駆動される。即ち、ボールねじ26はレーザブロック
移動用モータ24の軸とカップリング用の軸継ぎ手25
で係合され、ボールねじ26を駆動する。
【0024】ボールねじ26には移動子27が螺合さ
れ、この移動子27とレーザブロック取付台28がアー
ム29で固定され、レーザブロック取付台28上にはレ
ーザブロック14が載置され、このレーザブロック14
が案内部22に沿って版胴1の軸方向に移動すること
で、レーザブロック14内の半導体レーザ10から照射
されたレーザビーム11は版胴1に巻回した版2のX及
びY軸の全方向に対向して窪み15を形成することが出
来る。
【0025】この様な半導体レーザ製版装置を用いて、
グラビアの版2を形成する形成方法を図1の系統図を用
いて説明する。
【0026】図1で入力操作部30は停止、リセット等
のステータス信号31をマイクロコンピュータ(以下C
PUと記す)32に供給する。CPU32は正転又は逆
転パルスをレーザブロック移動用モータドライバ33と
版胴回転用モータドライバ35とに供給し、レーザブロ
ック移動用モータ24と版胴回転用モータ7とを回転駆
動させる。版胴回転用モータ7で版胴1を回転させ、半
導体レーザ10で像入力信号16のデータに対応した
窪み15を版面上に形成し、版胴1が回転したらレーザ
ブロック移動用モータ24を1画素データ分移動させ
て、版胴1の円周に沿って画素の濃淡に応じた窪み15
を作って行く様にCPU32がコントロールしている。
【0027】データRAM38にはイメージスキャナ等
で取り込んだデジタル画像データ41が格納されてい
る。CPU32は製版すべき画素の画像データ41をデ
ータRAM38より読みだし、これをグレースケール変
換回路42に送る。グレースケール変換回路42は画像
の濃淡をレーザ照射時間の長短及び半導体レーザに流す
電流の大小に変換する役割を持つ。このグレースケール
変換回路42の出力によりレーザドライバ43を介して
半導体レーザ10を駆動する。
【0028】グレースケール変換回路42には予め用意
された半導体レーザ10のオン時に流す電流値テーブル
を有する。この電流値テーブルは例えば画像データ41
の値が階調で255で表される時は1.5A、同様に1
28で表せる時には1.0A等と画像データの値に応じ
た定められた電流値がROM或はRAM等の記憶手段4
4に格納されている。
【0029】同様にグレースケール変換回路42は半導
体レーザ10の照射時間の長短に変換する照射時間テー
ブルを有するこの照射時間テーブルは例えば画像デー
タ41の値が階調で255で表されるときは200パル
ス、同様に128で表されるときには150パルス等と
画像データ41の値に応じて照射時間値(パルス数=パ
ルス幅)がROM或はRAM等の記憶手段46に格納さ
れている。
【0030】グレースケール変換回路42の出力は上述
の記憶手段44からの電流値を読み出し、この電流値を
レーザドライバ43を介して半導体レーザ10に流す様
な電流値設定回路45に供給される。即ち、電流値設定
回路45では電流値テーブルの値の半導体レーザ駆動電
流を作り出す様になされる。
【0031】又、グレースケール変換回路42からのオ
ンオフ信号は照射時間テーブル46から、例えば画像デ
ータの値が階調で255の時の1.5Aの電流値でパル
ス数が200となり、階調が128の時、1.0Aでパ
ルス数が150となる様にオン時間のパルス数が変えら
れて、レーザドライバ43に供給される。
【0032】上述の構成の系統図での本例の動作を図3
及び図4を用いて説明する。上述の1W程度のレーザパ
ワを出力するための例えば、SLD−304(ソニー製
半導体レーザ)の駆動電流(mA)とレーザワ出力
(mW)との特性曲線図は図4に示す如き特性を示して
いる。即ち駆動電流が200mA程度まではレーザパワ
出力は零であり、駆動電流250mA程度から徐々に出
力が立ち上る特性を示している。この半導体レーザの特
性曲線46から解る様に駆動電流を250mA乃至15
00〜1600mA範囲まで変化させれば、パワ出力は
0乃至1000m程度まで変化出来る。
【0033】そこで、本例ではグレースケール変換回路
42にCPU32から供給された画像データ41の濃淡
に応じて記憶手段44の電流値テーブルから、その濃淡
に対応した電流値を読み出して、電流値設定回路45に
供給する。電流値設定回路45では図3Aに示す様に、
半導体レーザ10に流す電流をI1 ,I2 ,I3 ‥‥の
様に作り出して、レーザドライバ43を介して、オン期
間の一画素分の時間t 3 ,t1 ,t2 だけ半導体レーザ
10に供給して、電流I1 ,I2 ,I3 を流すこの
1 ,I2 ,I3 の電流値に対すにオン期間のt3 ,t
1 ,t2 のデュレーションは照射時間テーブル46から
グレースケール変換回路42が読み出してレーザドライ
バ43にオン信号として供給するので、このパルス数と
この電流値に対応したパワ出力のレーザビーム11が版
胴1に巻回した版2の表面に照射されて、窪み15が図
3B及び図3Cに示す様に形成される。即ち、電流値I
3 の様に電流が大きく照射時間t2 の様に長い所では版
2に形成される窪み15の深さd2 は深く面積Sも大き
くなり、濃度の濃い階調を表現することが出来る。又、
濃度の淡い所では電流値I1 の様に電流が小さい小パワ
であるため窪み15の深さd3 も浅く且つ照射時間も短
く面積Sが小さくなる様になされるので淡い階調表現と
なる。
【0034】上述では画素毎に半導体レーザに流す電流
を変えたが1つの画素内では電流値を一定にした例を説
明したが、図3D,E,Fに示す様に1つの画素内で電
流値を変化させる様にしてもよい。例えば15Aで示す
窪み15(図3Eの平面図及び図3Fの側断面図参照)
では、図3Dに示す様に1画素内で電流I3 とI5 の様
に電流値を変化させたので、一画素分の窪み15の深さ
はd1 及びd2 と変化出来、より細かな階調表現が可能
となる。
【0035】本例の半導体レーザ製版装置によれば版2
に窪み15の深さ方向並に面積Sに変化を持たせること
が出来るため、本例で製作した版を用いてグラビア印刷
を行なった印刷物はグラビア印刷本来のインキの厚みに
変化を持たせた階調表現と面積階調表現の両方に変化を
持たせることが可能となり、より細かな多階調の印刷を
行うことが出来る。
【0036】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ製版装置によれば
製版された版の窪みの深さ及び面積の両方向に変化を持
たせることが出来るので印刷物の厚み方向と面積にに変
化を持たせて、より細かな階調を表現することの出来る
ものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体レーザ製版装置の系統図であ
る。
【図2】本発明の半導体レーザ製版装置の斜視図であ
る。
【図3】本発明の半導体レーザ製版装置の波形及び窪み
説明図である。
【図4】本発明の半導体レーザ製版装置に用いる半導体
レーザのパワ出力対電流特性図である。
【図5】従来のレーザ走査系を示す光学系の概念図であ
る。
【図6】従来の半導体レーザ製版装置に用いる半導体レ
ーザのパターン説明図である。
【図7】従来の半導体レーザ製版装置に用いる半導体レ
ーザの波形及び窪み説明図である。
【図8】従来の半導体レーザ製版装置に用いる半導体レ
ーザの波形及び窪みの他の説明図である。
【符号の説明】
1 版胴 2 版 10 半導体レーザ 43 レーザドライバ 44 電流値テーブル記憶手段 45 照射時間テーブル記憶手段 46 電流値設定回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザを用いて画像データに応じ
    て版に窪みを形成する様にした半導体レーザ製版装置に
    於いて、 上記半導体レーザで上記版の窪みを形成しているオン期
    間の電流値を画像データの濃淡に応じて変換させた電流
    値を記憶する第1の記憶手段と、 上記半導体レーザで上記版の窪みを形成しているオン期
    間の時間を画像データの濃淡に応じて変換させた照射時
    間値を記憶する第2の記憶手段と、 上記第1及び第2の記憶手段の電流値並に照射時間値に
    基づき上記半導体レーザに流す電流値並に照射時間値を
    設定する電流値及び照射時間値設定手段とを具備し、 上記電流値並に照射時間値設定手段の出力により上記半
    導体レーザを制御して画素分の区間毎電流値並に照射
    時間を変化させると共に、上記画素分の区間内の電流値
    を可変させて画像データに応じた深さ及び画素面積の異
    なる窪みを形成してなることを特徴とする半導体レーザ
    製版装置。
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