JP4015633B2 - 版板露光器に設けられた露光ヘッドのフォーカス調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子的な複写技術分野に関連するものであり、版板に印刷原図を記録するための露光器に設けられた露光ヘッドのフォーカス調整装置に関する。

複写技術において、テキスト、グラフィック及び画像等の印刷しようとするあらゆる要素を含む印刷ページのための印刷原図が形成される。カラー印刷に関しては、各印刷インキ毎に別個の印刷原図が形成され、この印刷原図はその時々の色で印刷される全ての要素を含んでいる。４色印刷用の印刷インキはシアン、マゼンタ、黄及び墨（ＣＭＹＫ）である。印刷インキに応じて分離された印刷原図は、色分解とも呼ばれる。印刷原図は一般に網点化（ラスター化）されて（gerastet）露光器によりフィルムに露光され、これらのフィルムを用いて部数の多い印刷物のための版板を製作する。択一的に、印刷原図は特別な露光機器においてすぐに版板に露光されてもよいか、又はデジタルデータとしてデジタル印刷機に直接引き渡される。この場合、デジタル印刷機では、印刷原図データが例えば印刷機に組み込まれた露光ユニットにより版板に露光されてから、すぐに表刷りが始まる。

今日の従来技術に基づいて、印刷原図は電子的に複写される。この場合、画像はカラースキャナでスキャンされ、デジタルデータの形でメモリされる。テキストは、テキスト処理プログラムによって形成され、グラフィックは記号プログラムによって形成される。レイアウトプログラムにより、画像要素、テキスト要素及びグラフィック要素が１印刷ページにまとめられる。複数の印刷ページのデータは、色見当マーク、カットマーク、折畳みマーク及び印刷制御フィールド等の別の要素のデータと共に、１枚の印刷枚葉紙のための印刷原図にまとめられる。印刷原図を描くためのデータフォーマットとしては、今日概ねページ記述言語、即ちポストスクリプト及びＰＤＦ（Portable Document Format) が使用される。ポストスクリプトデータ若しくはＰＤＦデータは、印刷原図を描く前に、ラスタイメージプロセッサ（ＲＩＰ）において網点化された色分解ＣＭＹＫに換算される。

印刷原図及び印刷版の露光に使用される記録機器では、例えばレーザビームがレーザダイオードによって生ぜしめられて光学的な手段により成形され、記録材料に対してフォーカスされ、更に変向システムによって点的及び線的に記録材料に亘って変向される。露光速度増大のために、例えば１つ若しくは複数のレーザダイオードアレイを用いて記録材料を擦過する度毎に、印刷版の複数の画線を同時に露光する、１本又は複数本のレーザビーム束を生ぜしめる記録機器もある。記録材料はドラム上に位置している（アウタドラム露光器）か、円筒形のトラフ内に位置している（インナドラム露光器）か、又は平面上に位置していてよい（フラットベッド露光器）。アウタドラム露光器の場合、露光しようとする材料はフィルム又は版板の形で回転可能に支承されたドラムに組み付けられる。ドラムの回転中に、露光ヘッドが比較的短い間隔をおいて、軸方向でドラムに沿って運動される。露光ヘッドは１本又は複数本のレーザビームをドラム表面に対してフォーカスし、これらのレーザビームはドラム表面を密集したつるまき線の形で擦過する。

版板用のアウタドラム露光器におけるレーザビームの被写体深度範囲は約０．１ｍｍである。版板はそれぞれ約０．１〜０．３ｍｍの範囲内で異なる厚さを有していてよいので、レーザビームのフォーカスを版板の厚さに合うように調整することのできる装置が必要とされる。更に、レーザビームの光学的な像を移動させる装置又はレーザビームを発生させる露光ヘッドを半径方向で露光ドラムに向かって若しくは露光ドラムから離反する方向でシフトさせる公知の装置は、構造的に手間がかかり且つ大きなコストと結びついている。このことは特に、版板を多数のレーザビームによって又は複数の露光ヘッドによって同時に露光しようとする場合に云える。

本発明の課題は、版板に印刷原図を記録するための露光器に設けられた、廉価で信頼性のある、簡単に実現されるべきレーザビームのフォーカス調整装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明では、複数の露光ヘッドが配置されていてよく且つこれらの露光ヘッドを一緒に軸方向で露光ドラムに沿って運動させる露光ヘッド支持体に、傾動運動を行わせる装置が設けられているようにした。前記傾動運動によって、全ての露光ヘッドが一度に同じ分だけ、半径方向で露光ドラムに向かって若しくはこの露光ドラムから離反する方向で運動される。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１にはアウタドラム露光器の原理的な構成が示されている。露光ドラム１は、回転可能に支承されており且つ回転駆動装置（図示せず）によって回転方向矢印２の方向で一様に回転運動させられる。露光ドラム１には、未露光の方形の版板３が張設されている。この版板３は、前縁部４が当接ピン８に接触するように張設されており、これらの当接ピン８は、露光ドラム１と不動に結合されており且つ露光ドラム１の表面を越えて突出している。更に、緊締条片９が前縁部４を露光ドラム１の表面に対して不動に押圧しており、これにより、版板３の前縁部４を位置固定している。版板３は、ドラム表面に設けられた複数の孔を介して版板３を吸い込む真空装置（図２では図示せず）により、ドラム表面において面状に保持され、これにより、版板３は回転時の遠心力によっては解離されなくなる。付加的に、版板３の後縁部７は複数の制限部材１０によって露光ドラム１からの持上がりを防止される。

露光ドラム１が回転する間、１つの露光ヘッド１１又は共通の露光ヘッド支持体１６に配置された複数の露光ヘッド１１は、比較的短い間隔をおいて軸方向で露光ドラム１に沿って運動される。各露光ヘッド１１は１本又は複数本のレーザビーム１２をドラム表面に対してフォーカスし、前記レーザビーム１２はドラム表面を密集したつるまき線の形で擦過する。このようにして、ドラムが１回転する毎に、１つ又は複数の画線グループが周方向ｘで記録材料上に露光される。露光ヘッド支持体１６は、送り方向ｙで送りスピンドル１３によって運動され且つこの送りスピンドル１３と形状接続的に結合されており、送りスピンドル１３は、送り駆動装置１４によって回転運動させられる。

複数の露光ヘッド１１を使用することにより生産性が高まる、つまり、版板３は短時間で露光され得る。図１には例として２つの露光ヘッド１１を備えた露光器が示されており、これらの露光ヘッド１１は、軸方向で間隔Ａをあけて配置されており且つ各１束のレーザビーム１２を版板３に対してフォーカスしている。これにより、印刷原図１５は、軸方向の間隔Ａをあけてドラム表面を擦過する２つのつるまき線グループによって同時に露光される。

図２には、本発明による露光ヘッド１１のフォーカス調整装置が斜視図で示されている。露光ヘッド支持体１６は２つの部分、つまり露光ヘッド１１が組み込まれた支持体板２０と、ガイドレール２２上を走行し且つ送りスピンドル１３により前記支持体板２０と一緒にｙ方向で露光ドラム１に沿って軸方向で運動される支持体基底部２１とから成っている。これらの支持体板２０と支持体基底部２１とは、露光ドラム１に面した側において、回転軸線がｙ方向で延びるヒンジ２３によって結合されている。このヒンジ２３は、支持体板２０のヒンジ２３の回転軸線を中心とした傾動運動を可能にし、これにより、支持体板２０に組み込まれた露光ヘッド１１が、矢印２４の方向で露光ドラム１に向かって若しくは露光ドラム１から離反する方向で運動させられる。支持体板２０の傾動運動は、例えば露光ドラム１とは反対の側の、支持体板２０の後部背面側を矢印２５の方向で昇降させる駆動装置によって実施される。この傾動運動により、レーザビーム１２のフォーカスは全ての露光ヘッド１１に関して共通して、露光前に露光しようとする版板３のその時々の厚さに対して最適に調整される。

傾動運動用の駆動装置としては、種々様々な構成を用いることができる。図２には、この駆動装置のための有利な１実施形態が示されている。偏心軸２６は、支持アーム２７を介して支持体板２０の背面側と結合されている。更に、偏心軸２６は支持アーム２７に回転可能に支承されている。更に、偏心軸２６は両端部に各１本の偏心的に配置されたピン２８を有しており、このピン２８は、支持体基底部２１上で転動する各１つのローラ２９を支持している。このことは、図３ａ及び図３ｂにおいて偏心軸の一方の端部が拡大されて示されている。偏心軸２６が規定された角度だけ回動されると、当該偏心軸２６は偏心的なピン２８によって昇降される。これにより、支持アーム２７も昇降されるので、支持体板２０がヒンジ２３の軸線を中心として傾動される。図３ａでは、偏心軸２６が最も低い位置で示されており、図３ｂでは、偏心軸２６が最も高い位置で示されている。高度差Ｈは、ヒンジ２３の軸線の両側に対するてこの長さを考慮して、露光ヘッド１１が十分に大きな範囲内で露光ドラム１に対して半径方向で移動され得るように設定される。

偏心軸２６に関する回転駆動は、例えばステップモータ３０により歯付きベルト３１を介して行われる（図２）。有利には、偏心軸２６はこの偏心軸２６の０角度位置を検出するための装置（図２では図示せず）とも結合されており、この装置は例えばスリットの設けられたディスクとライトバリアとから成っていてよい。０角度検出器は、偏心軸２６が０角度位置にある場合に露光ヘッド１１が半径方向の送り範囲の中間位置に位置しているように調節することができる。所要の半径方向の送り範囲は例えば０．５ｍｍであり、露光ヘッド１１の送りは再現可能に極めて少ないステップで行う必要がある。ステップモータ３０の規定されたサイクルステップ数だけ偏心軸２６が回転されることにより、回転方向に応じて露光ヘッド１１が正確に規定された区間だけ、露光ドラム１に向かって若しくは露光ドラム１から離反するように運動される。所要のサイクルステップ数は、傾動駆動のてこ比に基づいて予め算出可能である。択一的に、半径方向の送りをサイクルステップ数に関連して１回で測定して、露光器のデータメモリにメモリすることができ、このデータメモリから、当該の半径方向の送りを後で露光器の運転に際して調整値として供与することができる。これにより、同時に傾動駆動のあらゆる機械的な誤差が一緒に検出され且つ考慮されている。ヒンジ２３の軸線を中心とした傾動運動に基づき、露光ヘッド１１は露光ドラム１に対して半径方向で見て真っ直ぐな線に沿って運動するのではなく、円弧部分に沿って運動する。これにより、レーザビーム１２が版板３に当たるポイントが、露光ドラム１の周方向でややシフトする。しかし、このシフトは画線の露光が始まる時間サイクルの対応するシフトによって補償することができるので、露光ヘッド１１の可能な半径方向の各送り毎に、印刷原図の露光は常に同一間隔をおいて版板３の前縁部４から始まる。

図４には、傾動駆動装置のための択一的な１実施形態が示されている。支持体基底部２１には、引張スピンドル４１を回転可能に駆動するステップモータ４０が組み込まれている。前記引張スピンドル４１にはナットセグメント４２が形状接続的に係合しており、これにより、このナットセグメント４２は引張スピンドル４１の回転時に水平方向で往復運動することができる。ナットセグメント４２には、このナットセグメント４２の水平方向運動に際して支持体基底部２１上を転動するローラ４３が固定されている。更に、ナットセグメント４２には傾動レバー４４が回転可能に取り付けられており、この傾動レバー４４の他方の端部は支持体板２０の背面側と回転可能に結合されている。傾動レバー４４の長さは、ナットセグメント４２の水平方向運動が支持体板２０の背面側の垂直方向運動に変換されるように設定されている。

図５には、ヒンジ２３のための有利な１実施形態が、露光ヘッド支持体１６の端面側の拡大横断面図で示されている。支持体板２０と支持体基底部２１とは、露光ドラム１に面した側において細長いギャップ５０によって分離されている。このギャップ５０に亘って板ばね５１が設けられており、この板ばね５１は支持体板２０と支持体基底部２１とに２つの緊締レール５２及びねじを介して不動に緊締される。支持体板２０が矢印５３の方向で傾動運動すると、板ばね５１はギャップ５０内で曲げられる。板ばね５１は弾性的な材料、有利にはばね鋼から成っている。傾動角度は数分の１度しかないので、曲げ負荷は極めて小さい。板ばね５１は、露光ヘッド支持体１６の軸方向の全長に亘って延びるように構成されてよい。但し有利には、露光ヘッド支持体１６の軸方向長さに亘って複数の板ばね５１が設けられており、これにより、１つの板ばね５１が折れたとしても、ヒンジ２３の機能は引き続き維持されるようになっている。ヒンジ２３の別の構成も考えられる。露光ヘッド１１の半径方向の送り運動の所要の精度及び再現性に基づいて、ヒンジ２３は遊び無しで働く必要がある。

アウタドラム露光器の構成を示した図である。

露光ヘッド支持体のための傾動装置を示した図である。

偏心軸を備えた傾動駆動装置を示した図である。

傾動レバーを備えた傾動駆動装置を示した図である。

板ばねを備えたヒンジを示した図である。

符号の説明

１ 露光ドラム、 ２ 回転方向矢印、 ３ 版板、 ４ 前縁部、 ７ 後縁部、 ８ 当接ピン、 ９ 緊締条片、 １０ 制限部材、 １１ 露光ヘッド、 １２ レーザビーム、 １３ 送りスピンドル、 １４ 送り駆動装置、 １５ 印刷原図、 １６ 露光ヘッド支持体、 ２０ 支持体板、 ２１ 支持体基底部、 ２２ ガイドレール、 ２３ ヒンジ、 ２４，２５ 矢印、 ２６ 偏心軸、 ２７ 支持アーム、 ２８ ピン、 ２９，４３ ローラ、 ３０，４０ ステップモータ、 ３１ 歯付きベルト、 ４１ 引張スピンドル、 ４２ ナットセグメント、 ４４ 傾動レバー、 ５０ ギャップ、 ５１ 板ばね、 ５２ 緊締レール、 ５３ 矢印

Claims (5)

1. 版板（３）を取り付けるための露光ドラム（１）を備えた、印刷原図（１５）を記録するための露光器に設けられた、記録材料に対する少なくとも１つの露光ヘッド（１１）のフォーカス調整装置において、
   露光ヘッド（１１）を取り付けるための支持体板（２０）と支持体基底部（２１）とから成る露光ヘッド支持体（１６）が設けられており、支持体板（２０）と支持体基底部（２１）とを可動に結合するヒンジ（２３）が設けられており、該ヒンジ（２３）の不動の回転軸線が、この回転軸線を中心とした支持体板（２０）の傾動運動を可能にし、支持体板（２０）のこの傾動運動を介して、露光ヘッド（１１）がフォーカス調整のために露光ドラムに向かって移動させられ且つ該露光ドラムから離反するように移動させられ、ヒンジ（２３）が、露光ドラム（１）に面した露光ヘッド支持体（１６）の前側に配置されていることを特徴とする、版板露光器に設けられた露光ヘッドのフォーカス調整装置。
2. 前記回転軸線を中心として支持体板（２０）を旋回させるために、露光ドラム（１）とは反対の側の、支持体板（２０）の背面側を昇降させる傾動駆動装置が設けられている、請求項１記載の装置。
3. 回転可能に駆動される偏心軸（２６）が設けられており、該偏心軸が支持アーム（２７）を介して支持体板（２０）の背面側と結合されており、これにより、偏心軸（２６）の回動に基づき支持体板（２０）が前記回転軸線を中心として傾動される、請求項２記載の装置。
4. ヒンジ（２３）が少なくとも１つの板ばね（５１）から形成される、請求項１記載の装置。
5. 支持体板（２０）の傾動運動によって、複数の露光ヘッド（１１）が一緒に、露光ドラム（１）に関してほぼ半径方向で露光ドラム（１）に向かって運動されるか、又は露光ドラム（１）から離反するように運動される、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。

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