JPH1024546A - レーザ製版装置及びレーザ製版方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ製版装置にオートフォーカス機能の導
入に伴いフォーカスサーボをＯＮ／ＯＦＦ制御するため
発生する問題点を解決し、オートフォーカス機能が連続
的に且つ円滑に機能することを目的とする。 【解決手段】 フォーカス付きレーザ製版装置が、版胴
に巻かれれた樹脂製シートにセルを形成する比較的高出
力のレーザビームを発する手段と、比較的低出力のオー
トフォーカス用レーザビームを発する手段と、オートフ
ォーカス用ビームを高出力レーザビームに合成する手段
と、合成された両レーザビームを集光するレンズ手段
と、オートフォーカス用ビームの樹脂製シートによる反
射光を利用してフォーカスエラー量を検出する手段と、
レンズ手段の位置を検出するレンズ位置検出手段と、版
胴の一回転の内、第１の期間にはフォーカスエラー量に
対応してフォーカス調整する手段と、版胴の一回転の
内、第２の期間にはレンズ位置検出手段により検出され
たレンズ位置に対応してフォーカス調整する手段とを備
え、版胴の一回転の期間に亘って連続的にフォーカスサ
ーボが機能している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グラビア印刷時に
使用される刷版を作成するレーザ製版装置及びレーザ製
版方法に関する。

【０００２】本出願は、相前後して出願する「オートフ
ォーカス機能を備えたレーザ製版装置及びオートフォー
カス検出用レーザの外乱を除去する方法」（出願人同
一，発明者同一）と技術的に関連する。両出願の関係
は、本出願が、レンズ位置センサを備えてフォーカスサ
ーボを連続的に行う技術的事項に関して権利化すること
を目的とし、一方、関連出願である「オートフォーカス
機能を備えたレーザ製版装置及びオートフォーカス検出
用レーザの外乱を除去する方法」が、オートフォーカス
機能付きレーザ製版装置及びオートフォーカス戻りビー
ムに混入する外乱除去に関する技術的事項に関して権利
化することを目的とする。

【０００３】

【従来の技術】

［レーザ製版装置］ （構成の概要）本発明が対象とするレーザ製版装置の一
般的な事項に付いて簡単に説明する。レーザ製版装置
は、電子グラビアシステム製版装置とも呼ばれ、グラビ
ア印刷時に使用される刷版（凹版）を作成する装置であ
る。

【０００４】従来、グラビア印刷では、印刷に使用され
る刷版（凹版）として、例えば銅製からなる金属製版シ
ートを用い、この金属シートに画像の濃淡を写真製版し
エッチング技術を用いて微小な凹部（「セル」ともい
う。）の集合からなる２次元の網点画像板を形成してい
た。次の印刷段階では、この刷版をインク溜に浸した
後、ドクターブレードと呼ばれる刃状部材で余分なイン
クを掻き落とし、紙面に圧着して、印刷が仕上がる。現
在、グラビア印刷は、数百枚〜数千枚の印刷が容易に出
来るため多用されている。

【０００５】このような電子グラビアシステム製版装置
において、近年、金属製の刷版の代わりに、樹脂製シー
トを使用する電子グラビア技術が実用化されている。こ
のタイプの製版装置は、製版のためレーザビームを使用
し、樹脂製シートに画像の濃淡に対応した凹部（セル）
の集合を形成している。樹脂製シートとしては、例え
ば、表面層に変性ポリエステル等の熱可塑性樹脂がコー
ティングしたものが用いられている。

【０００６】図９に、このような樹脂シートを製版する
レーザ製版装置の概略斜視図を示す。なお、以下の説明
において、図９に示す版胴１の回転方向Ａ又はＢを「主
走査方向」とし、レール２２の延在方向（即ち、版胴１
の軸方向）Ｃ又はＤを「副走査方向」として定義する。
図９に示すように、レーザ製版装置は、樹脂製の版シー
ト２を巻き付けて回転駆動する版胴１と、レーザブロッ
ク２１と、レーザブロック２１を副走査方向に駆動する
副走査方向駆動部８とを備えている。レーザブロック２
１は、その内部に高出力半導体レーザ，光学系，オート
フォーカス検出光学系，対物レンズ駆動系等を有する。
副走査方向駆動部８は、レーザブロック移動用モータ２
４，レール２２，ボールネジ２６，移動子２７等を有す
る。

【０００７】（レーザ製版装置の動作）版胴１は、版胴
回転用モータ７の軸に接続されたプーリ６と版胴１の軸
とにベルト掛けされたタイミングベルト５を介して、版
胴回転用モータ７に駆動連結され、主走査方向Ａ又はＢ
に回転運動する。レーザブロック２１は、副走査方向駆
動部８によって副走査方向に直線運動する。即ち、副走
査方向駆動部８では、レーザブロック移動用モータ２４
の回転軸にボールネジ２６が軸連結され、このボールネ
ジの回転運動はボールネジに螺合された移動子２７の直
線運動に変換される。この移動子２７はレール２２によ
って精確に軌道を規定されており、移動子２７上にはレ
ーザブロック２１が配置されている。従って、レーザブ
ロック移動用モータ２４の回転運動に対応して、レーザ
ブロック２１がレール２２に沿って副走査方向Ｃ又はＤ
に精確に直線運動する。

【０００８】（製版動作）このようなレーザ製版装置に
よる製版動作は、先ず、樹脂製の版シート２を版胴１の
周囲に巻き付ける。版胴回転用モータ７により版胴１を
主走査方向に１回転しながら、レーザブロック２１から
版シート２に向かって所定の画素（ドット）位置にレー
ザを照射して、照射スポット箇所の樹脂を溶融飛散及び
昇華させて、版シート２に凹部（セル）を形成する。

【０００９】版胴１が１回転して樹脂シート２に一周に
亘って凹部が形成された後、副走査方向駆動部によりレ
ーザブロック２１を１画素分だけ副走査方向に移動す
る。再び、版胴１を主走査方向に回転しながら、レーザ
ブロック２１により版シート２に向かって所定の画素位
置にレーザを照射して版シート２に凹部を一周に亘って
形成する。以下、所定の副走査方向に至るまで、この動
作を繰り返して、所望の面積にわたり、画像データに対
応したセルの集合を形成する。

【００１０】レーザ製版装置は、このように、版胴回転
用モータ７による版胴１の回転と、レーザブロック移動
用モータ２４によるレーザブロック２１の直線運動とを
同期させながら、レーザブロック２１から樹脂製の版シ
ート２に向かって版加工用レーザビームを照射し、版シ
ート２上に印刷すべき画像に対応する凹部（セル）の集
合を形成する装置である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このようなレーザ製版
装置において、本発明者等は、レーザブロック２１から
版シート２に向けて発せられる版加工用レーザビームの
焦点合わせのために、レーザ製版装置にオートフォーカ
ス（ＡＦ）機能を導入することを検討してきた。また、
オートフォーカス機能の導入を具体的に検討し始める
と、幾つかの問題点が発生することも分かった。

【００１２】本発明は、オートフォーカス機能の導入を
検討した際に摘出されたフォーカスサーボをＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御する際に発生する問題点を解決し、版加工時に、
オートフォーカス機能が連続的に且つ円滑に機能するレ
ーザ製版装置及びレーザ製版方法を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るオートフォ
ーカス付きレーザ製版装置は、版胴の一回転の期間の
内、第１の期間はフォーカスエラー量に基づきフォーカ
スサーボをかけ、第２の期間は予め検出されたレンズ位
置に基づきフォーカスサーボをかけて、上記版胴の一回
転の期間を通して連続的にサーボ制御を行っている。

【００１４】更に、本発明に係るオートフォーカス付き
レーザ製版装置は、版胴に巻かれれた樹脂製シートにセ
ルを形成する比較的高出力のレーザビームを発する手段
と、比較的低出力のオートフォーカス用レーザビームを
発する手段と、上記オートフォーカス用ビームを上記高
出力レーザビームに合成する手段と、合成された両レー
ザビームを集光するレンズ手段と、上記オートフォーカ
ス用ビームの上記樹脂製シートによる反射光を利用して
フォーカスエラー量を検出する手段と、上記レンズ手段
の位置を検出するレンズ位置検出手段と、上記版胴の一
回転の内、第１の期間には上記フォーカスエラー量に対
応して上記レンズ手段のフォーカスを調整する手段と、
上記版胴の一回転の内、第２の期間には上記レンズ位置
検出手段により検出されたレンズ位置に対応して上記レ
ンズ手段のフォーカスを調整する手段とを備え、上記版
胴の一回転の期間に亘って連続的にフォーカスサーボが
機能している。

【００１５】更に、本発明に係るレーザ製版方法は、比
較的高出力のレーザビームを使用して版胴に巻かれれた
樹脂製シートにセルを形成するレーザ製版方法におい
て、比較的低出力のオートフォーカス用レーザビームを
発し、上記オートフォーカス用ビームを上記高出力レー
ザビームに合成し、合成された両レーザビームを集光し
てレンズ手段に向け、上記オートフォーカス用ビームの
上記樹脂製シートによる反射光を利用してフォーカスエ
ラー量を検出し、製版動作中の上記レンズ手段の位置を
検出し、上記版胴の一回転の内、第１の期間には上記フ
ォーカスエラー量に対応して上記レンズ手段のフォーカ
スを調整し、上記版胴の一回転の内、残りの第２の期間
には上記レンズ位置検出手段により検出されたレンズ位
置に基づいて上記レンズ手段のフォーカスを調整する諸
段階を含んでいる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ製版装
置の実施例に付き、添付の図面を参照しながら詳細に説
明する。なお、図面で示す同一の要素には同じ符号を付
して、重複した説明を省略する。

【００１７】この実施例の説明では、最初に、本発明者
等が開発したオートフォーカス機能を備えたレーザ製版
装置を第１の実施例として説明する。次に、このレーザ
製版装置を種々の状態で試運転した結果摘出されたオー
トフォーカス機能が有する問題点を説明し、次の実施例
して、この問題点を解決した改良型オートフォーカス機
能を備えたレーザ製版装置を第２の実施例として説明す
る。

【００１８】［第１の実施例のレーザ製版装置のブロッ
ク図］ （構成） （図９との関係）図１は、第１の本実施例に係るオート
フォーカス機能を備えたレーザ製版装置のブロック図で
ある。このレーザ製版装置は、外観的に見ると図９に示
したレーザ製版装置とほぼ同様である。図９との関連に
おいて、図１の各ブロックを説明すると、版胴１の周囲
に版シート２が巻かれている。版シート１の上端部及び
下端部は、版胴１のチャッキングプレート３によって係
止されている。

【００１９】版胴１には、版胴回転用モータ７が連結さ
れ、このモータによって主走査方向に回転駆動される。
版胴１の回転軸には主走査エンコーダ４が配置され、版
胴１の回転にしたがって回転角度信号をチャッキングプ
レート検出回路１８に送る。チャッキングプレート検出
回路１８は、チャッキングプレート３がレーザビーム照
射領域を通過する期間を表すチャッキングプレート検出
信号を、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）
制御回路４０に送る。ＤＳＰ制御回路４０は、マイクロ
コンピュータに類似するもので、種々のディジタル信号
を高速で処理し得る制御装置である。

【００２０】版胴１の版シート２に向けてレーザビーム
を発するレーザブロック２１が配置されている。このレ
ーザブロック２１は、レーザブロック移動用モータ２４
により副走査方向に直線的に移動される。レーザブロッ
ク２１には副走査エンコーダ２３が備えられ、レーザブ
ロック２１の副走査方向位置信号を、マイクロコンピュ
ータ（ＣＰＵ）３０に送る。以上が、図１で示した要素
と関連する図２のブロック要素である。

【００２１】（画像データ）図１に示すレーザ製版装置
に付いて改めて説明する。このレーザ製版装置全体の動
作を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３０が備
えられている。ＣＰＵ３０には、製版すべき画像データ
が蓄積されたデータＲＡＭ３２と、このデータＲＡＭか
ら読み出された画像データに基づいて、画素毎にレーザ
照射時間及びレーザ強度等を決定する非線形変換テーブ
ルが内蔵されたガンマテーブル３４とが接続されてい
る。データＲＡＭ３２に蓄積された画像データは、カラ
ー印刷の場合は、例えば、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼン
タ），Ｙ（イエロー），ＢＫ（ブラック）のディジタル
画像データである。レーザ製版装置は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂ
Ｋの各色毎に、版シート２を作成する。ＣＰＵ３０は、
データＲＡＭ３２より画像データを読み取り、ガンマテ
ーブル３４によりレーザビーム照射時間及びレーザビー
ム強度の画像データに変換し、これら画像データを高出
力ＬＤＡＰＣ（レーザダイオード・オートマティック・
コントロール）回路３６に送る。

【００２２】（主走査方向制御関係ブロック）主走査方
向制御関係のブロック要素として、ＣＰＵ３０に接続さ
れた版胴回転用モータドライバ（モータ駆動装置）３８
と、この版胴回転用モータドライバに接続された版胴回
転用モータ７と、版胴１の軸に接続された主走査エンコ
ーダ４と、チャッキングプレート検出回路１８と、主走
査エンコーダに接続されたＤＳＰ制御回路４０等とを有
する。ＣＰＵ３０から版胴回転用モータドライバ３８に
対して版胴回転パルスが送られ、版胴回転用モータドラ
イバ３８は版胴回転用モータ７に対して主走査方向回転
信号を出力して、版胴回転用モータ７を回転する。版胴
１が回転するにつれて、版胴１の回転角度が主走査エン
コーダ４により検出され、この角度検出信号がチャッキ
ングプレート検出回路１８に送られる。

【００２３】チャッキングプレート検出回路１８は、キ
ャッチングプレート３がレーザビーム照射領域（焦点位
置）を通過する期間を表すチャッキングプレート検出信
号をＤＳＰ制御回路４０に送る。同時に、主走査エンコ
ーダ４は、版胴１の主走査方向の角度信号をレーザブロ
ック移動用モータドライバ４２及びＣＰＵ３０に送って
いる。

【００２４】（副走査方向制御関係ブロック）副走査方
向制御関係のブロック要素として、レーザブロック移動
用モータドライバ（モータ駆動装置）４２と、レーザブ
ロック移動用モータ２４と、副走査エンコーダ２３等と
を有している。ＣＰＵ３０からレーザブロック移動用モ
ータドライバ（モータ駆動装置）に対して、版胴１が１
回転する毎にレーザブロック移動パルスが送られ、レー
ザブロック移動用モータドライバ４２はレーザブロック
移動用モータ２４に副走査方向移動信号を出力して、レ
ーザブロック２１を副走査方向に１画素分だけ移動す
る。レーザブロック２１の副走査位置は、ボールネジ２
６に接続した副走査エンコーダ２３（図１参照）により
検出され、副走査エンコーダ２３からレーザブロック位
置信号がＣＰＵ３０に送り返される。

【００２５】このレーザ製版装置では、版シート２加工
用の高出力レーザビームと、この高出力レーザビームの
自動焦点合わせのために採用された比較的低出力のオー
トフォーカス用レーザビームとの２つのレーザビーム源
が用いられている。これら２つのレーザビームは、ＡＦ
駆動ブロック１４内のＰＢＳ５５において合成されてい
る。

【００２６】（版加工用レーザ関係ブロック）版加工用
レーザ関係のブロック要素として、高出力ＬＤＡＰＣ
（レーザダイオード自動出力制御）回路３６と、レーザ
ブロック２１の内の製版ＬＤ（レーザダイオード）ブロ
ック１２と、同じくＡＦ（オートフォーカス）駆動ブロ
ック１４等とを有する。ＣＰＵ３０からの版加工用レー
ザビーム発光パルスが高出力ＬＤＡＰＣ回路３６に送ら
れ、高出力ＬＤＡＰＣ回路３６からのレーザ発光信号が
製版ＬＤブロック１２に送られ、製版ＬＤブロック１２
から発せられる版加工用高出力レーザがＡＦ駆動ブロッ
ク１４を通って版胴１に巻かれた版シート２に向かって
照射される。

【００２７】版加工用高出力レーザビームの出力調整用
として、製版ＬＤブロック１２内に高出力ＬＤ（レーザ
ダイオード）用ＦＭ（フロントモニタ）のＰＤ（フォト
ダイオード）５４が設けられ、版加工用レーザビームの
一部が高出力ＬＤＡＰＣ回路３６にフィードバックさ
れ、高出力ＬＤＡＰＣ回路３はレーザビームの出力を一
定又は所定の調整する。

【００２８】（オートフォーカス関係ブロック）オート
フォーカス関係のブロック要素として、レーザブロック
２１の内のＡＦ（オートフォーカス）駆動ブロック１４
と、同じくＡＦ（オートフォーカス）検出ブロック１６
と、Ｉ−Ｖ変換器４５と、非点収差マトリクス回路４４
と、ＤＳＰ制御回路４０と、検出用ＬＤＡＰＣ（レーザ
ダイオード自動出力制御）回路４６と、高周波変調回路
４８等とを有している。ＡＦ検出ブロック１４の検出用
ＬＤ（レーザダイオード）５６から発せられたオートフ
ォーカス用レーザビームは、ＡＦ駆動ブロック１４を通
って、版胴１に巻かれた版シート２に到達して、ここで
反射して同じルートを戻ってＡＦ検出ブロック１６のＮ
ＰＢＳ（非偏光ビームスプリッタ）５８に戻る。

【００２９】オートフォーカス用ビームとして、レーザ
ビームの一部はＮＰＢＳ５８で反射して非点収差マトリ
クス回路４４で、ＦＥ（フォーカスエラー）信号及びＲ
Ｆ（レファレンス）信号を算出し、これらの信号がＤＳ
Ｐ制御回路４０に送られる。ＤＳＰ制御回路４０は、こ
れらの信号に基づきフォーカスエラー量を算出し、これ
に基づきレンズ位置移動信号をレンズ駆動回路２０に送
り、レンズ位置駆動回路２０はレンズ位置移動信号に対
応してムービングコイル（ＭＣ）７１を付勢して、ＯＬ
（対物レンズ）５２のレンズ位置をジャストフォーカス
の位置に調整する。これが対物レンズのフォーカスサー
ボ系である。

【００３０】また、オートフォーカス用レーザビームの
出力強度調整用として、ＡＦ検出ブロック１６内の検出
ＬＤ用ＦＭ（フロントモニタ）のＰＤ（フォトダイオー
ド）５９が設けられ、検出されたオートフォーカス用レ
ーザビームの一部がＮＰＢＳ５８で反射して、ＰＤ５９
で検出されて、オートフォーカスビーム強度検出信号が
検出用ＬＤＡＰＣ回路４６に送られる。検出用ＬＤＡＰ
Ｃ回路４６は、オートフォーカス用ビーム制御信号を、
高周波変調回路４８を介して、検出用ＬＤ５６に送り、
検出用ＬＤ５６から発せられるオートフォーカス用レー
ザビームの出力調整を行っている。

【００３１】高周波変調回路４８は、検出用ＬＤ５６の
発振信号を例えば４００ＭＨｚで変調する回路で、オー
トフォーカス検出用ビームがＮＰＢＳ５８から検出用Ｌ
Ｄ５６に戻ってくる（戻り光量の）ために生じる検出用
ＬＤ５６の戻り光雑音を抑えるためのものであり、本発
明に直接には関係ない。

【００３２】（レーザブロック）次に、レーザブロック
２１内部の各要素に関して説明する。レーザブロック２
１は、大別して、製版ＬＤ（レーザダイオード）ブロッ
クと、ＡＦ（オートフォーカス）駆動ブロック１４と、
ＡＦ（オートフォーカス）検出ブロック１６とを有す
る。版加工用高出力レーザビームは、製版ＬＤブロック
１２及びＡＦ駆動ブロック１４に含まれる光学要素を利
用し、オートフォーカス用レーザビームは、ＡＦ検出ブ
ロック１６及びＡＦ駆動ブロック１４に含まれる光学要
素を利用している。

【００３３】（製版ＬＤブロック）製版ＬＤブロック２
１は、加工用高出力レーザを発する高出力ＬＤ（レーザ
ダイオード）１０と、ＣＬ（コリメータレンズ）５０
と、ＡＮＭ（アナモルフィックプリズム）５１と、高出
力ＬＤ用フロントモニタ用のＰＤ５４とを有している。

【００３４】高出力ＬＤ１０が、Ｐ偏光の版加工用高出
力レーザビームを放射し、レーザビームはＣＬ５０に入
射する。高出力ＬＤブロック２１は、例えば高出力半導
体レーザ、例えば近赤外レーザダイオードであり、現在
市販されている中でも比較的高出力の２〔Ｗ〕で、波長
λは例えば約８００〔ｎｍ〕で、ＴＡＰＳ（taperedstr
ipe）のレーザビームを放射する。

【００３５】ここで、「Ｐ偏光」とは、一般に試料面に
入射する電気ベクトルの振動方向が入射面（試料面の法
線と波面法線（ビームの進行方向）を含む面）内に含ま
れる直線偏光であり、これに対する「Ｓ偏光」とは、一
般に試料面に入射する光の電気ベクトルの振動方向が入
射面（試料面の法線と波面法線（ビームの進行方向）を
含む面）に垂直な直線偏光であり、両者は直交する関係
にある。

【００３６】ＣＬ（コリメータレンズ）５０は、所定の
焦点距離を有し、高出力ＬＤ１０からのレーザビームの
光束を光軸に対して平行光にコリメート（「視準」とも
いう。）するよう作用する光学素子である。

【００３７】ＣＬ５０でコリメートされたレーザビーム
は、ＡＮＭ（アナモルフィックプリズム）５１に入射す
る。

【００３８】ＡＮＭ（「アナモフィックプリズム」とも
表記される。）５１は、ビーム形状を整形するための光
学素子であり、このため像面上で垂直方向と水平方向の
倍率が異なる像を生ずるように作用する光学素子であ
る。ＡＮＭ５１は、例えば２個の３角柱状プリズムを組
み合わせた構造を持ち、一方の３角柱状プリズムの斜面
側面に入射し屈折して底面から出射して、他方の３角柱
状プリズムの斜面側面に入射し屈折して高さ側面から出
射して、ＡＦ駆動ブロック１４内のＰＢＳ５５に向か
う。

【００３９】なお、一部のビームは、他方の３角柱状プ
リズムの斜面側面で反射して、高出力ＬＤ用ＦＭのＰＤ
（フォトダイオード）５４でビーム強度が検出され、検
出ビーム強度信号が高出力ＬＤＡＰＣ回路３６にフィー
ドバックされ、一定の又は所定のビーム強度になるよう
にビーム強度が制御される。

【００４０】ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）５５は、
複屈折性結晶を用いて二光線束に分離する光学素子であ
り、入射Ｐ偏光を透過し又は入射Ｓ偏光を角度９０度方
向に反射するよう作用する。このため、ＡＮＭ５１から
のＰ偏光レーザビームはＰＢＳ５５を透過して、ＯＬ５
２に向かう。

【００４１】ＯＬ（対物レンズ）５２は、所定の焦点距
離を有し、ＰＢＳ５５からのＰ偏光レーザビームの光線
束をＣＧ（カバーガラス）５３を通って、版胴１に取り
巻かれた版シート２上に収束して、版シート２に所定の
凹部（セル）を形成する。

【００４２】（ＡＦ駆動ブロック及びＡＦ検出ブロッ
ク）ＡＦ（オートフォーカス）駆動ブロック１４は、Ｐ
ＢＳ（偏光ビームスプリッタ）５５と、ＯＬ（対物レン
ズ）５２と、ＣＧ（カバーガラス）５３と、ＯＬ（対物
レンズ）５２と、ＣＧ（カバーガラス）５３を版方向に
遠近方向に駆動するＭＣ（移動用コイル）７１とを有し
ている。

【００４３】ＡＦ（オートフォーカス）検出ブロック１
６は、オートフォーカス用レーザビームを発する検出用
ＬＤ（レーザダイオード）５６と、ＣＬ（カバーレン
ズ）５７と、ＮＰＢＳ（非偏光ビームスプリッタ）５８
と、オートフォーカス検出用ビームを処理する非点収差
光学系ＤＬ，ＭＬ及び４分割ＰＤ（フォトダイオード）
６２と、Ｉ−Ｖ変換器４５と、検出ＬＤ（レーザダイオ
ード）用ＦＭ（フロントモニタ）として機能するＰＤ
（フォトダイオード）５９とを有している。非点収差光
学系は、集光作用を奏するＤＬ（複合レンズ）６０及び
ビーム整形作用を有するシリンドリカルレンズからなる
ＭＬ（マルチレンズ）６１を持っている。ＮＰＢＳ（非
偏光ビームスプリッタ）５８は、偏光に関係なく、一定
の方向からの入射ビームを或る一定の割合で角度９０度
方向に反射する光学要素である。

【００４４】検出用ＬＤ５６から約１０〔ｍＷ〕と比較
的低出力のＳ偏光のオートフォーカス用レーザビームが
発せられる。このレーザビームは、ＣＬ５７を通ってコ
リメートされ、ＮＰＢＳ５８をそのまま通過し、ＡＦ駆
動ブロック１４内のＰＢＳ５５に入射する。Ｓ偏光であ
るビームは、角度９０度反射して、版加工用高出力レー
ザビームに並進して（又は合成されて）ＯＬ５２とＣＧ
５３を通って版シート２に達する。オートフォーカス検
出用ビームは版シート２で反射した後、ＰＢＳ５５に戻
り、角度９０度反射して、ＡＦ検出ブロック１６に向か
い、ＮＰＢＳ５８に達する。ＮＰＢＳ５８で角度９０度
反射して、ＤＬ６０で集光され、次いでＭＬ６１でビー
ム整形されて、４分割ＰＤ６２に達する。

【００４５】この４分割ＰＤ６２は、通常の光ディスク
の分野でフォーカスエラー信号を得る非点収差法として
知られる方法で用いられるものと同じでよい。簡単に説
明すると、４分割ＰＤ６２は上下左右に配置された４つ
の受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを持ち、ジャストフォーカス状
態の時、受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの分割線中心にビームが
入射して円形の照射面を形成して、ビームが各受光面に
均等に且つ平均的に入射する。このため、ジャストフォ
ーカス状態の時、次式（１）及び（２）で求めるフォー
カスエラー（ＦＥ）信号はゼロになる。また、レファレ
ンス（ＲＦ）信号は、所定の基準値となる。

【００４６】 ＦＥ（フォーカスエラー信号）＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）………（１） ＲＦ（レファレンス信号）＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ………（２）

【００４７】しかし、アンダーフォーカス状態又はオー
バフォーカス状態になると、ビームの照射面は長径が角
度約＋４５度又は約−４５度方向に傾いた楕円形状とな
り、対角線上にある受光面Ａ，Ｃ又はＢ，Ｄのいずれか
一方に相対的に大きいビームが入射し、他方に相対的に
小さいビームが入射することになり、この結果、フォー
カスエラー（ＦＥ）信号は、正又は負の値をとり、また
レファレンス（ＲＦ）信号も所定の基準値から外れるこ
とになる。このため、４分割ＰＤ６２は、ジャストフォ
ーカス状態，アンダーフォーカス状態又はオーバフォー
カス状態がその程度を含めて検出できる。

【００４８】４分割ＰＤ６２の受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄか
らの各信号が、Ｉ−Ｖ変換器４５でＩ−Ｖ変換されて、
非収差マトリクス回路４４に送られる。非収差マトリク
ス回路４４では、上式（１）及び（２）にしたがって、
ＦＥ信号及びＲＦ信号が算出される。これらＦＥ信号及
びＲＦ信号が、ＤＳＰ制御回路４０に送られる。ＤＳＰ
制御回路４０は、レンズ駆動回路２０にレンズ移動パル
スを送り、ＦＥ信号がゼロになり、ＲＦ信号が所定の基
準値になるようにＯＬ５２を移動してフォーカス調整す
る。レンズ駆動回路２０は、レンズ移動パルスに対応し
てレンズ移動信号をＭＣ（ムービングコイル）７１に送
り、これを付勢してＯＬ５２をジャストフォーカス位置
に調整する。

【００４９】（ＭＣによる対物レンズＯＬの位置調整の
詳細）対物レンズＯＬ５２は、版胴１に巻かれた版シー
ト２に対する距離を遠近調整することにより、フォーカ
ス調整される。図２は、このフォーカス調整機構の詳細
を説明する図である。対物レンズＯＬ５２は、例えばＰ
ＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）のような樹脂製の
円筒状部材のボビン７０の一方の開口端に固定されてい
る。ボビン７０は、その周囲がハウジング７５から伸縮
性且つ可撓性をもつダンパ（例えば、板バネ）７２によ
って吊り下げられている。実際には、ダンパ７２は、ハ
ウジング７５からボビン７０に向かって延在する渦巻き
板バネであってよい。このため、ボビン７０は、外部要
因による何らかの力が加わらない限り中立位置に静止す
るが、何らかの外力が加わるとその程度に応じて図で見
て左又は右に移動する。

【００５０】ボビン７０の他方の開放端近傍の周囲に
は、ＭＣ（ムービングコイル）７１が巻回されている。
このＭＣ（ムービングコイル）７１は、スピーカの分野
で使用されているボイスコイルモータと同じ原理の部材
であり、マグネット７３を備えた断面形状が略Ｃ字状の
ヨーク７４の間隙の中に位置する。このような構成を採
用することにより、ＭＣ７１に流れる電流の方向と大き
さによって、ボビン７０及び対物レンズＯＬ５２は、版
シート２の方向に向かってその距離が遠近移動される。

【００５１】（レーザ製版装置の製版動作）再び図１を
参照すると、ＣＰＵ３０は、版胴１の１回転に対してレ
ーザブロック２１が１画素分だけ副走査方向に同期して
移動するように、主走査方向移動パルスを版胴回転用モ
ータドライバ３８に対して出力し、また、副走査方向移
動パルスをレーザブロック移動用モータドライバ４２に
対し出力し、夫々版胴回転用モータ７及びレーザブロッ
ク移動用モータ２４を回転駆動し、版胴１の１回転終了
毎にレーザブロック２１を版胴１に対して副走査方向に
同期移動させる。

【００５２】また、ＣＰＵ３０は、データＲＡＭ３２に
蓄積された画像データを逐次読み出して、ガンマテーブ
ル３４と比較して、読み出された画像データに対応した
形状の凹部（セル）を版シート２上に形成するに必要な
レーザ強度及び発光時間の値を決定する。このレーザ強
度データ及び発光時間データを、高出力ＬＤＡＰＣ回路
３６に送り、この高出力ＬＤ１０を発光させる。

【００５３】版加工用の高出力レーザビームは、ＣＰＵ
３０からのパルスにしたがって、高出力ＬＤＡＰＣ回路
３６が高出力ＬＤ１０を駆動し、高出力ＬＤが版加工用
高出力レーザビームを発し、このレーザビームは、順
次、ＣＬ５０，ＡＮＭ５１，ＰＢＳ５５，ＯＬ５２，Ｃ
Ｇ５３を通過して、版シート２上に収束され、版シート
２に凹部を形成する。版加工用の高出力レーザビームの
出力調整は、高出力ＬＤ用ＦＭであるＰＤ５４から高出
力ＬＤＡＰＣ回路３６に検出信号をフィードバックする
ことにより行っている。

【００５４】一方、オートフォーカス用レーザビーム
は、検出用ＬＤ５６から発せられ、このレーザビーム
は、順次、ＣＬ５７，ＮＰＢＳ５８，ＰＢＳ５５，ＯＬ
５２，ＣＧ５３を通過して、版シート２で反射し、同一
経路を、順次、ＣＧ５３，ＯＬ５２，ＰＢＳ５５，ＮＰ
ＢＳ５５，ＮＰＢＳ５８に達し、ここで角度９０度反射
して、ＤＬ６０，ＭＬ６１を通って、４分割ＰＤ６２に
達する。４分割ＰＤ６２空の信号により、非点収差マト
リクス回路４４はＦＥ信号及びＲＦ信号を発生して、Ｄ
ＰＰ制御回路４０に送る。ＤＳＰ制御回路でＯＬ５２の
オートフォーカスのコントロール量を算出して、このコ
ントロール量をレンズ駆動回路２０に送り、レンズ駆動
回路２０はＭＣ７１によりＯＬ５２を移動する。こうし
て、加工用高出力レーザビームが版シート２に対してジ
ャストフォーカス状態になるように、フォーカスサーボ
機能を果たしている。オートフォーカス用レーザビーム
の出力調整は、検出ＬＤ用ＦＭであるＰＤ５９から検出
ＬＤＡＰＣ回路４６に検出信号をフィードバックするこ
とにより行っている。

【００５５】（チャッキングプレート通過時のオートフ
ォーカスのＯＮ／ＯＦＦ制御）図３を用いて、チャッキ
ングプレート通過時のオートフォーカス機能のＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御に付いて説明する。版シート２は版胴１の周囲
に巻き付けられ、その上端部及び下端部をチャッキング
プレート３により係止されている。版シート２とカバー
ガラスＣＧ５３を介して対抗する位置に、対物レンズ５
２がある。チャッキングプレート３は、版胴１の周面上
で版シート２より半径方向に突出した形状となってい
る。そのため、チャッキングプレート通過時にもオート
フォーカス機能を働かせると、対物レンズ５２の位置制
御範囲を外れてしまう。このため、チャッキングプレー
ト３がレーザビーム照射位置（焦点位置）を通過する期
間は、オートフォーカスサーボをＯＦＦにする必要があ
る。

【００５６】図３Ａは、静止状態の対物レンズ５２の位
置を示す図である。対物レンズ５２は、ダンパ７２で定
まる中立位置にある。

【００５７】図３Ｂは、版胴１が回転を開始し、製版動
作が開始された状態を示している。製版動作中は、上述
したオートフォーカス機能が働き、加工用高出力レーザ
ビームは版シート２上にジャストフォーカス状態に維持
されている。

【００５８】図３Ｃは、着版状態が悪く、版シート２に
版胴１からの浮きがある状態を示している。このような
状態でも、オートフォーカスサーボが働き、ジャストフ
ォーカス状態が維持される。

【００５９】図３Ｄも、着版状態が悪く、版シート２に
版胴１からの浮きがある。このような状態でも、オート
フォーカスサーボが働き、ジャストフォーカス状態が維
持される。また、たとえ、版胴１に偏心があっても、同
様に、ジャストフォーカス状態が維持される。更に図３
Ｄは、チャッキングプレート３が、レーザビーム照射位
置（焦点位置）に入る直前である。この時点で、版胴１
に接続された主走査エンコーダ４（図１及び２参照）か
らの角度信号により、チャッキングプレート検出回路１
８がチャッキングプレート３の通過開始を検出し、ＤＳ
Ｐ制御回路４０に対してチャッキングプレート検出信号
を送る。ＤＳＰ制御回路４０は、レンズ駆動回路２０に
対するレンズ位置駆動信号を送ることを停止する。即
ち、オートフォーカス機能を停止する。

【００６０】図３Ｅは、オートフォーカスサーボが停止
されたため、ダンパ７２に吊り下げられた対物レンズ５
２が、減衰振動をしながらダンパ７２で定まる中立位置
まで復帰（又は移動）する。

【００６１】再び図３Ｂの状態に戻り、版胴１に接続さ
れた主走査エンコーダ４（図１及び２参照）からの角度
信号により、チャッキングプレート検出回路１８がチャ
ッキングプレート３の通過終了を検出し、ＤＳＰ制御回
路４０に対してチャッキングプレート検出信号を送る。
実施例では、このチャッキングプレート通過期間は約３
０〔ｍｓｅｃ〕と非常に短い。ＤＳＰ制御回路４０は、
レンズ駆動回路２０に対するレンズ位置駆動信号の送出
を開始する。即ち、オートフォーカス機能が再開され
る。これ以降、版胴１の１回転毎に、図３Ｂ乃至図３Ｅ
に示す動作を繰り返す。

【００６２】（実施例の効果）上述したレーザ製版装置
によれば、版胴１の偏心，着版状態不良（版シートの浮
き，版シート裏のゴミ等）に影響されず、常時、版加工
用高出力レーザビームを版シート２に対してジャストフ
ォーカス状態を保持することが出来る。即ち、版加工用
高出力レーザ光が通過するＰＢＳ５５，ＯＬ５２，ＣＧ
５３の区間は、同時に、オートフォーカス検出光学系に
よるオートフォーカス用レーザビームが並進して通過
し、オートフォーカスビームによりフォーカス状態が感
知され、ＯＬ５２の位置を調整してジャストフォーカス
状態が保持される。

【００６３】こうして、高出力レーザビームは版シート
２上に確実に結像して、版胴１の偏心，版シートの浮
き，版シート裏のゴミ等による着版状態不良が有ったと
してもこれに影響されず、版シート２に対しジャストフ
ォーカス状態を保持して安定した凹部を形成することが
出来る。

【００６４】［第１の実施例の問題点］上述した第１の
実施例のレーザ製版装置を種々の製版に使用したとこ
ろ、幾つかの問題点が生じる可能性があることが判明し
た。

【００６５】（オートフォーカス検出用ビームに外乱の
混入）再び図１のレーザ製版装置のブロック図を参照さ
れたい。高出力レーザダイオード１０から出力された版
加工用レーザビームが、偏光ビームスプリッタ５５，対
物レンズ５２及びカバーレンズ５３を介して、版シート
２上に収束される。一方、検出用レーザダイオード５６
から出力されたオートフォーカス用レーザビームが、偏
光ビームスプリッタ５５，対物レンズ５２及びカバーレ
ンズ５３を介して、版シート２上に収束され、反射し、
同じルートを戻る。

【００６６】従って、版加工用レーザビームとオートフ
ォーカス用レーザビームは、偏光ビームスプリッタ５５
から版シート２の区間において、同一の光学素子を通過
し、版シート２上で非常に接近した位置に夫々の焦点を
結んでいる。ここで、各光学素子はいずれも無反射（Ｎ
Ｒ）コーティング処理を施して反射の影響を極力抑えて
いる。しかし、版加工用の高出力レーザが対物レンズ後
の出力約２〔Ｗ〕であるのに対して、オートフォーカス
検出用のレーザは出力約１０〔ｍＷ〕であり、版加工用
レーザに対して０．５％と相対的に非常に低い値であ
る。このために、版加工用高出力レーザの僅か１％以下
の反射光でもオートフォーカス機能に影響を与える可能
性がある。

【００６７】また、版シート２上の２つのビーム焦点
は、オートフォーカス機能を充分達成するために、極め
て接近させることが要求されるが、版加工の際のセル形
成時に発生する版シート２の燃焼光が、オートフォーカ
ス検出用ビームが版シート２の面で反射して戻るのと同
じ経路を辿って、結局４分割ＰＤ６２に入射して、検出
用ビームに対する外乱（ノイズ）として進入して、オー
トフォーカスのサーボ機能を乱してしまう可能性もあ
る。このような外乱を効果的に排除する必要がある。

【００６８】（対物レンズ位置制御の喪失）再び図３を
参照願いたい。図３Ｅから図３Ｂに戻った時の図３Ｂ示
すチャッキングプレート通過後のオートフォーカス開始
動作は、具体的には、対物レンズ５２をジャストフォー
カス位置に駆動する動作、即ち「引き込み動作」であ
る。この時、対物レンズＯＬ５２のデ・フォーカス距離
（対物レンズの焦点と版面までの距離）の検出可能な範
囲（「引き込み範囲」ともいう。）は、対物レンズＯＬ
５２とＡＦ検出ブロック１６の非点収差光学系（ＤＬ６
０，ＭＬ６１）で決定される。第１の実施例に示したレ
ーザ製版装置では、この引き込み範囲は約±４５〔μ
ｍ〕である。例えば、図３Ｅに示すように、チャッキン
グプレート直前に版シート２の浮きがあると、この引き
込み範囲を容易に越えてしまう。従って、この引き込み
範囲を越えて対物レンズＯＬ５２がデ・フォーカス（焦
点外れ）している場合には、引き込み動作に失敗し、対
物レンＯＬ５２の位置制御機能が喪失してしまうことに
なる。

【００６９】また、製版動作の際、版シート２は版胴１
に巻き付けられその端部をチャッキングプレート３で係
止している。版胴１が１回転してレーザブロック２１が
このチャッキングプレート３にかかる直前に、主走査エ
ンコーダ４からチャッキンングプレート検出信号をＤＳ
Ｐ制御回路４０に送り、ＤＳＰ制御回路４０は、制御遮
断信号をレンズ駆動回路２０に送ってオートフォーカス
機能をＯＦＦにして、チャッキングプレエート３が通過
した直後に再びオートフォーカス機能をＯＮにする走査
を繰り返している。

【００７０】こうした場合、チャッキングプレート３で
オートフォーカスをＯＦＦにすると、対物レンズＯＬ５
２の制御はフリー（自由）になり、その直前の位置から
ダンパ（板バネ）７２の作用によりその中立位置に向か
って自由減衰運動する。チャッキングプレート３を通過
する時間、即ちオートフォーカス機能がＯＦＦになる時
間は約３０〔ｍｓｅｃ〕と短い。このため自由減衰運動
が収束しない状態、即ち振動中に、次のオートフォーカ
ス機能がＯＮになり、オートフォーカス動作が再開され
る。オートフォーカスの距離検出の戻り光学系は、引き
込み範囲が９０〔μｍ〕であるため、例えば、版シート
２が版胴１に対し着版状態が悪くオートフォーカス直前
の版シートの浮きが大きい場合（図３Ｅ参照）等は、チ
ャッキングプレート３の通過中の対物レンズの振動の振
幅が大きくなり、直後にオートフォーカス機能がＯＮに
なってもこの引き込み範囲を越えた状態にあるため、オ
ートフォーカス機能が働かないという問題を引き起こす
可能性がある。

【００７１】更に、版胴１とレール２２（図９参照）の
平行度がずれている場合や、版シート２の版胴１に対す
る着版状態が悪い場合には、チャッキングプレート３通
過時のオートフォーカス機能のＯＦＦ時に対物レンズＯ
Ｌ５２の振動が発生しなくても、引き込み範囲から外れ
ればオートフォーカス機能が働かず引き込み動作に失敗
する。このような事態の発生も、効果的に排除する必要
がある。以上の問題点に対処し得る改良型のレーザ製版
装置を、第２の実施例として説明する。

【００７２】［第２の実施例に係るレーザ製版装置］ （レーザ製版装置の構成）図４は、第２の実施例に係る
レーザ製版装置の構成を示すブロック図である。このレ
ーザ製版装置は、図１に示した第１に実施例に係るレー
ザ製版装置と比較すると、以下の点で相違する。

【００７３】上述したオートフォーカスビームに外乱が
混入する問題点に対処するため、オートフォーカス検出
用ビームの戻り通路である４分割ＰＤ６２から、非点収
差マトリクス４０の間に、Ｉ−Ｖ変換器４５と、４５５
ｋＨｚＢＰＦ（帯域フィルタ）４７と、同期検波回路４
９とを設けている。更に、オートフォーカスビーム強度
調整用の通路である検出ＬＤＡＰＣ回路４６から４００
ＭＨｚ高調波変調回路４８の間に、４５５ｋＨｚ変調回
路を設けている。これら同期検波回路４９と高調波変調
回路４８とに対し、４５５ｋＨｚ発振器４６が接続され
ている。

【００７４】ＡＦ検出ブロック１６の４分割ＰＤ６２か
らの出力信号がＩ−Ｖ変換器４５を通って電圧信号に変
換され、４５５ｋＨｚ帯域フィルタ（ＢＰＦ）４７を通
って、４５５ｋＨｚ発振器４６に接続された同期検波回
路４９を通って非点収差マトリクス回路４０に送られ
る。また、検出用ＬＤＡＰＣ回路４６から高周波変調回
路４８に送られる信号が、４５５ｋＨｚ発振器４６に接
続された４５５ｋＨｚ変調回路４４を通って変調されて
高周波変調回路４８に送られる。

【００７５】更に、上述した対物レンズ位置制御の喪失
の問題点に対処するため、オートフォーカス（ＡＦ）駆
動ブロック１４内に、対物レンズ５２の位置を検出する
レンズ位置センサ８０が配置されている。このレンズ位
置センサ８０によって検出されたレンズ位置信号が、Ｄ
ＳＰ制御回路４０に送られる。

【００７６】これ以外のブロック構成に関しては、図４
のレーザ製版装置は、図１で説明したレーザ製版装置と
同様である。

【００７７】（外乱の混入の問題点に対処する動作）本
発明者等は、オートフォーカス用検出ビームに混入す
る、反射光，燃焼光等に起因する外乱の特性に関して調
査した。この結果を図８に示す。図８は、横軸に４分割
ＰＤ６２（図１参照）の箇所で測定したオートフォーカ
ス検出用ビーム（戻りビーム）の周波数を単位〔Ｈｚ〕
で示し、縦軸に戻り光量を単位〔Ｗ〕で示している。図
８に示すように、外乱成分の周波数は、数ｋＨｚ以下の
比較的低い周波数に集中して発生していることが判明し
た。版シート２の燃焼によって発生する光は直流的なも
のであり、たとえ或る周波数を持っていても版シート２
に形成されるセルは一定のパターンを有しているため、
一定の限定された周波数である。従って、検出用ビーム
を、この低い周波数の外乱成分を含まない比較的高い周
波数にする必要があり、更に、オートフォーカスサーボ
に必要な周波数範囲をカバーできるものが要求されるこ
とになる。

【００７８】外乱の影響を低減するため、具体的には、
検出用ＬＤを外乱の周波数と離れた或る特定周波数（実
施例では４５５ｋＨｚ）で変調し、オートフォーカス用
検出ビームの周波数スペクトルを外乱の周波数成分とは
異なる周波数領域に移動させることにより、外乱の影響
を低減させる手段を設けることにした。この特定周波数
は、必ずしも４５５ｋＨｚに限られないが、周波数４５
５ｋＨｚはＡＭラジオで使用されている周波数であり、
使用部品が容易に安価に入手できるため、特定周波数と
して周波数４５５ｋＨｚを採用した。

【００７９】図４を参照すると、オートフォーカス検出
用レーザビームは、検出用ＬＤ５６からＣＬ５７により
ビーム方向が整合され平行光にされ、ＮＰＢＳ５８によ
り一部のビームが検出ＬＤ用フロントモニタ（ＦＭ）の
ＰＤ５９により光量検出され、検出用ＬＤ自動出力制御
（ＡＰＣ）回路４６にフィードバックされる。検出用Ｌ
ＤＡＰＣ回路４６からの出力は、４５５ｋＨｚ発振器４
６に接続された４５５ｋＨｚ変調回路４４で変調されて
（実際の回路ではＯＮ／ＯＦＦするスイッチング回路と
なる。）、図１にも示した高周波変調回路４８を介し
て、検出用ＬＤ５６に送られこれを駆動する。この結
果、オートフォーカス用検出用信号は、４５５ｋＨｚの
キャリアの変調信号となる。但し、ＯＮ／ＯＦＦ変調に
よる高調波信号も含まれている。

【００８０】オートフォーカス用レーザビームは版シー
ト２の表面で反射された後、ＣＧ５３，ＯＬ５２，ＰＢ
Ｓ５５を経て、ＮＰＢＳ５８の反射面で反射し、ＤＬ６
０，ＭＬ６１を経て、４分割ＰＤ６２に達する。この４
分割ＰＤ６２の出力信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは４５５〔ｋＨ
ｚ〕で変調された形で出力され、Ｉ−Ｖ変換器４５で電
圧変換し、４５５ｋＨｚＢＰＦ回路４７でサーボ帯域の
み通過させた後、同期検波回路４９によって同期検波に
よるゼロ周波数へのダウンコンバートを行う。この時、
４５５ｋＨｚＢＰＦ回路４７の作用で、低周波数の反射
光，燃焼光等による外乱は排除され、その後同期検波回
路４９によって、ラジオの分野でヘテロダイン検波とし
て知られる作用と同様な検波作用により、元の周波数へ
移動させている。

【００８１】以上の操作で得られた検出信号（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）を非点収差マトリクス回路４０で用いることに
より、外乱の影響を低減したフォーカスエラー（ＦＥ）
信号及びリファレンス（ＲＦ）信号を得ることが可能と
なった。

【００８２】（対物レンズ位置制御の喪失に対処する動
作）上述した対物レンズ位置制御の喪失の問題点に対処
するため、オートフォーカス（ＡＦ）駆動ブロック１４
内にレンズ位置センサ８０が追加されている。

【００８３】図５を用いて、レンズ位置センサ８０の詳
細に付いて説明する。図２と比較すると、図５に示すボ
ビン７０と、対物レンズ（ＯＬ）５２と、ＭＣ（ムービ
ングコイル）７１と、ハウジングと、ダンパ７２と、マ
グネット７３とに関しては、図３の対応する各要素と実
質的に同様である。即ち、オートフォーカス駆動ブロッ
クには、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）
のような樹脂製の円筒状のボビン７０が配置され、この
一方の開口端に対物レンズ（ＯＬ）５２が配置されてい
る。図で見てボビン７０の左半分の周囲には、ＭＣ（ム
ービングコイル）７１が巻回されている。ボビン７０
は、その周囲を取り囲む概して円筒形ハウジングの内周
から、ダンパ７２によって吊り下げられている。このた
め、マグネット７３から発せられる磁束がヨーク７４を
介してコイル７１を通過する。コイル７１に流れる電流
の向きと大きさによって、ボビン７０がＸ方向に移動さ
れ、対物レンズ５２と版シート２の間の距離が制御され
る。対物レンズ５２の位置が、常時、レンズ位置センサ
８０によって検出されている。

【００８４】レンズ位置センサ８０は、光ディスクやカ
メラの分野で一般的に使用されているＰＳＤ（position
sensitive detector ）センサと呼ばれるものである。
図７に示すように、ＰＳＤセンサは、フォトダイオード
と組み合わせて使用され、ＰＳＤは或る一方向（Ｘ方
向）のどの部分に受光したか又はどの部分が遮光されて
いるかを検出し得る位置センサである。非点収差法によ
る位置検出（±４５μｍ）より遥かに大きい位置偏差を
検出し得る。

【００８５】図４に示すように、このレンズ位置センサ
８０からのレンズ位置信号がＤＳＰ制御回路４０に送ら
れ、ＤＳＰ制御回路４０は、レンズ駆動回路２０にレン
ズ移動信号を送り、レンズ駆動回路２０は電磁石作用を
奏するムービングコイル（ＭＣ）７１を付勢する。ムー
ビングコイル７１の作用により、対物レンズ５２が移動
する。こうして、ＤＳＰ制御回路４０により対物レンズ
を、レンズ位置センサ８０で検出したレンズ位置に保持
することが出来る。

【００８６】第１の実施例で採用した方法は、チャッキ
ングプレート３の通過直前で対物レンズ５２の位置制御
を外し（切り）、通過直後に再び位置制御を再開する方
法であった。制御系でみると、チャッキングプレート通
過時以外は、ＦＥ信号をＤＳＰ制御回路４０に入力しサ
ーボをかけ、チャッキングプレート通過時は、主走査エ
ンコーダ４からの信号によってチャッキングプレート検
出回路１８がＤＳＰ制御回路４０にチャッキングプレー
ト検出信号を送り、ＤＳＰ制御回路４０がホールド信号
をレンズ駆動回路２０に送って、レンズ駆動回路２０に
よるレンズ位置の制御を切ってサーボ系を外していた。

【００８７】この場合には、位置制御が外れた時点で、
対物レンズ５２はダンパ７２によって移動自在に吊られ
ているので中立位置に戻ろうとして減衰振動が発生す
る。チャッキングプレート通過時間は、実際には約３０
〔ｍｓｅｃ〕と非常に短く、その直後の位置制御再開時
点で、減衰振動の状態によっては、位置制御可能範囲
（引き込み範囲）を越えていることがある。

【００８８】しかし、この第２の実施例では、チャッキ
ングプレート３の通過時に、レンズ位置センサ８０によ
り、その時点での対物レンズ５２の位置を検出して、レ
ンズ位置センサ８０からＤＳＰ制御回路４０に送られた
レンズ位置検出信号を利用することが出来る。このた
め、ＤＳＰ制御回路４０は記憶手段（例えば、ＲＡＭ）
をもって、このレンズ位置センサ８０のレンズ位置出力
を記憶する。チャッキングプレート通過期間中、ＤＳＰ
制御回路４０は、対物レンズ５２の位置の制御を外すこ
と無く、レンズ位置をＲＡＭに記憶された「予め定めら
れた位置」に保持するサーボをかけることが出来る。こ
のため、上述のような対物レンズ５２の振動は発生しな
い。

【００８９】この時、対物レンズ５２を保持する「予め
定められたレンズ位置」としては、チャッキングプレー
ト通過直前のレンズ位置センサ８０の出力が示すレンズ
位置であってよい。或いは、前回のチャッキングプレー
ト通過直後（即ち、前ライン開始時）のレンズ位置セン
サ８０の出力が示すレンズ位置であってもよい。後者の
場合、毎周のチャッキングプレート通過直後の引き込み
位置の変化量は（副走査方向に１画素分しか移動してい
ないため）非常に僅かであり、前ライン開始位置にレン
ズが保持されば、確実に引き込み動作を行うことが出来
る。いずれのレンズ位置に保持するかは、オートフォー
カス機能の連続的且つ円滑な動作を確保するため、その
レーザ製版装置の性能によって定まり、何回かの試行を
通じて決定されることになる。

【００９０】いずれにしても、チャッキングプレート通
過時に、フォーカスサーボ制御をＯＦＦにすること無
く、ＦＥ信号によるフォーカスサーボをレンズ位置セン
サ８０からのレンズ位置信号によるフォーカスサーボに
切り換え、再び戻すことで連続的に行っているため、対
物レンズ５２の位置は必ず引き込み範囲であることが保
証される。このため、フォーカスサーボのＯＮ／ＯＦＦ
にともなって生じる減衰振動は発生せず、チャッキング
プレート通過直後のレンズ位置制御が容易に且つ円滑に
再開される。

【００９１】（チャッキングプレート通過時のオートフ
ォーカス制御）図６を用いて、チャッキングプレート通
過時のオートフォーカス機能の動作に付いて説明する。
図６は、第１の実施例の図３に関連する。図に示すよう
に、版シート２は版胴１の周囲に巻き付けられ、後端部
をチャッキングプレート３により係止されている。版シ
ート２と、カバーガラスＣＧ５３を介して対抗する位置
に、対物レンズ５２がある。図２と異なり、図７で説明
したように下側のダンパ７２にレンズ位置センサ８０が
設けられ、常時、対物レンズ位置が検出可能になってい
る。

【００９２】図６Ａは、静止状態の対物レンズ５２の位
置を示す図である。対物レンズ５２は、ダンパ７２で定
まる中立位置にある。

【００９３】図６Ｂは、版胴１が回転を開始し、製版動
作が開始された状態を示している。製版動作中は、上述
したオートフォーカス機能が働き、加工用高出力レーザ
ビームは版シート２上にジャストフォーカス状態に維持
されている。

【００９４】図６Ｃは、着版状態が悪く、版シート２に
版胴１からの浮きがある状態を示している。このような
状態でも、オートフォーカス機能が働き、ジャストフォ
ーカス状態が維持される。

【００９５】図６Ｄも、着版状態が悪く、版シート２に
版胴１からの浮きがある。更に、チャッキングプレート
３が、レーザビーム照射位置（焦点位置）に入る直前で
ある。この時点で、版胴１に接続された主走査エンコー
ダ４（図１及び２参照）からの角度信号により、チャッ
キングプレート検出回路１８がチャッキングプレート３
の通過開始を検出し、ＤＳＰ制御回路４０に対してチャ
ッキングプレート検出信号を送る。ＤＳＰ制御回路４０
は、チャッキングプレート検出信号に応答して、それま
でのＦＥ信号，ＲＦ信号に基づくレンズ位置駆動信号か
ら、レンズ位置センサ８０によって検出したレンズ位置
に駆動するレンズ位置駆動信号に切り換えて、対物レン
ズ５２の位置を所定の保持する。このレンズ位置は、上
述したように、例えば、チャッキングプレート通過直前
のレンズ位置又は前回のチャッキングプレート通過直後
のレンズ位置であってよい。

【００９６】図６Ｅでは、対物レンズ５２の位置を所定
の保持されている、第１の実施例の図４Ｅで説明したよ
うな対物レンズ５２の減衰振動は発生せず、依然として
フォーカスサーボが機能している。

【００９７】再び図６Ｂの状態に戻り、版胴１に接続さ
れた主走査エンコーダ４（図１及び２参照）からの角度
信号により、チャッキングプレート検出回路１８がチャ
ッキングプレート３の通過終了を検出し、ＤＳＰ制御回
路４０に対してチャッキングプレート検出信号を送る。
ＤＳＰ制御回路４０は、チャッキングプレート検出信号
に応答して、それまでのレンズ位置センサ８０によって
検出したレンズ位置に駆動するレンズ位置駆動信号か
ら、ＦＥ信号，ＲＦ信号に基づくレンズ位置駆動信号に
切り換えて、対物レンズ５２の位置を制御する。

【００９８】（実施例の効果）第２の実施例に係るレー
ザ製版装置によれば、第１の実施例のレーザ製版装置に
関連して指摘したオートフォーカス検出用ビームに混入
する、反射光，燃焼光等に起因する外乱の問題点を効果
的に排除することが出来る。

【００９９】更に、第２の実施例に係るレーザ製版装置
によれば、第１の実施例のレーザ製版装置に関連して指
摘した対物レンズ位置制御の喪失の問題点を効果的に排
除することが出来る。

【０１００】

【発明の効果】更に、本発明によれば、オートフォーカ
ス機能の導入を検討した際に摘出された問題点を解決
し、版加工時に、オートフォーカス機能が連続的に且つ
円滑に機能するレーザ製版装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係るレーザ製版装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す第１の実施例に係るレーザ製版装置
のオートフォーカス（ＡＦ）駆動ブロックの詳細を示す
図である。

【図３】図１に示す第１の実施例に係るレーザ製版装置
のオートフォーカス機能のＯＮ／ＯＦＦ制御を、版胴１
回転に亘って説明する図である。

【図４】実施例２に係る改良型レーザ製版装置の構成を
示すブロック図である。

【図５】図４に示す第２の実施例に係るレーザ製版装置
のオートフォーカス（ＡＦ）駆動ブロックの詳細を示す
図である。

【図６】図４に示す第２の実施例に係るレーザ製版装置
のオートフォーカス機能の制御を、版胴１回転に亘って
説明する図である。

【図７】図４に示す第２の実施例に係るレーザ製版装置
のレンズ位置センサの詳細を示す図である。

【図８】図１に示す第１の実施例に係るレーザ製版装置
において、フォーカス検出信号に混入する可能性がある
外乱の周波数及びこれを排除するため周波数移動を説明
する図である。

【図９】従来のレーザ製版装置を説明する図である。

【符号の説明】

１ 版胴、２ 版シート、３ チャッキングプレート、
４ 主走査エンコーダ、５ タイミングベルト、６ プ
ーリ、７ 版胴回転用モータ、８ 副走査方向駆動部、
１０ 光出力レーザダイオード（ＬＤ）、１２ 製版Ｌ
Ｄ（レーザダイオード）ブロック、１４ ＡＦ（オート
フォーカス）駆動ブロック、１６ ＡＦ（オートフォー
カス）検出ブロック、１８ チャッキングプレート検出
回路、２０ レンズ駆動回路、２１ レーザブロック、
２２ レール、２３ 副走査エンコーダ、２４ レーザ
ブロック移動用モータ、２６ ボールネジ、２７ 移動
子、３０ マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、３２ デ
ータ・ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、３４ ガン
マテーブル、３６ 高出力レーザダイオード自動出力制
御（ＬＤＡＰＣ）回路、３８ 版胴回転用モータドライ
バ（モータ駆動装置）、４０ ＤＳＰ（Digital Signal
Processor）制御回路、４２ レーザブロック移動用モ
ータドライバ（モータ駆動装置）、４４ ４５５ｋＨｚ
変調回路、４５ Ｉ−Ｖ変換器、４６ ４５５ｋＨｚ発
振器、４７ ４５５ｋＨｚＢＰＦ（帯域フィルタ）回
路、４８ 高周波変調回路（４００ＭＨｚ）、４９ 同
期検波回路、５０ カバーレンズ（ＣＬ）、５１ アナ
モルフィックプリズム（ＡＮＭanamorphic prizm）、５
２ 対物レンズ（ＯＬ）、５３ カバーレンズ（Ｃ
Ｇ）、５４ フォトダイオード（ＰＤ）、５５ 偏光ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ Polarization Beam Splitte
r）、５６ 検出用レーザダイオード（ＬＤ）、５７カ
バーレンズ（ＣＬ）、５８ 非偏光ビームスプリッタ
（ＮＰＢＳ）、５９ フォトダイオード（ＰＤ）、６０
ＤＬ（複合レンズ doublet ）、６１ マルチレンズ
（ＭＬ）、６２ ４分割フォトダイオード（ＰＤ）、７
０ ボビン、７１ＭＣ（Moving Coil 移動用コイル）、
７２ ダンパ（板バネ）、７３ マグネット、７４ ヨ
ーク、７５ ハウジング、８０ レンズ位置センサ、８
２ ＬＥＤ、８４ ＰＳＤ（Position Sensitive Detec
ter 位置感知器）、８６ 遮光板、８８ 検出回路、
Ａ，Ｂ 主走査方向、Ｃ，Ｄ 副走査方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 晋次 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 福岡 敏美 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 朏島 秀樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 堀井 実 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オートフォーカス付きレーザ製版装置に
   おいて、 版胴の一回転の期間の内、第１の期間はフォーカスエラ
   ー量に基づきフォーカスサーボをかけ、第２の期間は予
   め検出されたレンズ位置に基づきフォーカスサーボをか
   けて、上記版胴の一回転の期間を通して連続的にサーボ
   制御を行うオートフォーカス付きレーザ製版装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のレーザ製版装置におい
   て、 上記第１の期間と上記第２の期間とは、上記版胴に接続
   された主走査エンコーダからの回転角検出信号により切
   り換えているオートフォーカス付きレーザ製版装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のレーザ製版装置におい
   て、 上記第１の期間は、版胴に巻かれた樹脂製シートに対し
   版加工用高出力レーザビームを照射してセルの集合を形
   成する期間であり、 上記第２の期間は、上記版加工用高出力レーザビームの
   照射を停止して、上記版胴に樹脂製シートを係止するチ
   ャッキングプレートが上記版加工用高出力レーザビーム
   の照射領域を通過する期間であるオートフォーカス付き
   レーザ製版装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のレーザ製版装置におい
   て、上記第１の期間のサーボ制御は、 上記オートフォーカス用ビームの上記樹脂製シートによ
   る反射光を使用してフォーカスエラー量を検出する手段
   と、 上記フォーカスエラー量に対応してフォーカス調整する
   手段とを備えて、サーボ制御を行うオートフォーカス機
   能付きレーザ製版装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のレーザ製版装置におい
   て、上記第２の期間のサーボ制御は、 レンズ位置検出手段を備え、検出されたレンズ位置に基
   づいてサーボ制御を行うオートフォーカス機能付きレー
   ザ製版装置。
6. 【請求項６】 版胴に巻かれれた樹脂製シートにセルの
   集合を形成する比較的高出力のレーザビームを発する手
   段と、 比較的低出力のオートフォーカス用レーザビームを発す
   る手段と、 上記オートフォーカス用ビームを上記高出力レーザビー
   ムに合成する手段と、 合成された両レーザビームを集光するレンズ手段と、 上記オートフォーカス用ビームの上記樹脂製シートによ
   る反射光を利用してフォーカスエラー量を検出する手段
   と、 上記レンズ手段の位置を検出するレンズ位置検出手段
   と、 上記版胴の一回転の内、第１の期間には上記フォーカス
   エラー量に対応して上記レンズ手段のフォーカスを調整
   する手段と、 上記版胴の一回転の内、第２の期間には上記レンズ位置
   検出手段により検出されたレンズ位置に対応して上記レ
   ンズ手段のフォーカスを調整する手段とを備え、上記版
   胴の一回転の期間に亘って連続的にフォーカスサーボが
   機能することを特徴とするオートフォーカス機能付きレ
   ーザ製版装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のレーザ製版装置におい
   て、 上記第１の期間は、上記版胴に巻かれた樹脂製シートに
   対し上記版加工用高出力レーザビームを照射してセルを
   形成する期間であり、 上記第２の期間は、上記版胴に樹脂製シートを係止する
   チャッキングプレートが上記版加工用高出力レーザビー
   ムの照射領域を通過する期間であるオートフォーカス付
   きレーザ製版装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載のレーザ製版装置におい
   て、 上記第１の期間と上記第２の期間とを、上記版胴に接続
   された主走査エンコーダからの回転角検出信号により切
   り換えてフォーカス調整するオートフォーカス付きレー
   ザ製版装置。
9. 【請求項９】 請求項６に記載のオートフォーカス機能
   付きレーザ製版装置において、 上記オートフォーカス用ビームを上記高出力レーザビー
   ムに合成する手段は、偏光ビームスプリッタを有するオ
   ートフォーカス機能付きレーザ製版装置。
10. 【請求項１０】 請求項６に記載のオートフォーカス機
    能付きレーザ製版装置において、 上記オートフォーカス用ビームの上記樹脂製シートによ
    る反射光を利用してフォーカスエラー量を検出する手段
    は、４分割フォトダイオードを有して非点収差法により
    上記フォーカスエラー量を検出しているオートフォーカ
    ス機能付きレーザ製版装置。
11. 【請求項１１】 請求項６に記載のオートフォーカス機
    能付きレーザ製版装置において、上記レンズ手段の位置
    を検出するレンズ位置検出手段は、 フォトダイオードとレンズ位置検出器との組み合わせを
    有するオートフォーカス機能付きレーザ製版装置。
12. 【請求項１２】 請求項６に記載のオートフォーカス機
    能付きレーザ製版装置において、更に、上記版胴に接続
    された主走査エンコーダと、ディジタル・シグナル・プ
    ロセッサ制御手段とを備え、 該ディジタル・シグナル・プロセッサ制御手段は、レン
    ズ駆動手段に接続されており、 上記第１の期間には、上記フォーカスエラー量に対応し
    て上記レンズ手段を位置決めし、 上記第２の期間には、上記検出されたレンズ手段の位置
    に基づいて上記レンズ手段を位置決めするオートフォー
    カス機能付きレーザ製版装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のオートフォーカス
    機能付きレーザ製版装置において、 上記ディジタル・シグナル・プロセッサ制御手段は記憶
    手段を有しており、上記第２の期間に、予め検出された
    所定レンズ手段の位置に基づいて上記レンズ手段を位置
    決めするオートフォーカス機能付きレーザ製版装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２に記載のオートフォーカス
    機能付きレーザ製版装置において、 上記ディジタル・シグナル・プロセッサ制御手段は記憶
    手段を有しており、上記第２の期間に、上記検出された
    上記第１の期間の最後のレンズ手段の位置に基づいて上
    記レンズ手段を保持するオートフォーカス機能付きレー
    ザ製版装置。
15. 【請求項１５】 請求項１２に記載のオートフォーカス
    機能付きレーザ製版装置において、 上記ディジタル・シグナル・プロセッサ制御手段は記憶
    手段を有しており、上記第２の期間に、上記検出された
    前回の上記第１の期間の最初のレンズ手段の位置に基づ
    いて上記レンズ手段を保持するオートフォーカス機能付
    きレーザ製版装置。
16. 【請求項１６】 比較的高出力のレーザビームを使用し
    て版胴に巻かれれた樹脂製シートにセルの集合を形成す
    るレーザ製版方法において、 比較的低出力のオートフォーカス用レーザビームを発
    し、 上記オートフォーカス用ビームを上記高出力レーザビー
    ムに合成し、 合成された両レーザビームを集光してレンズ手段に向
    け、 上記オートフォーカス用ビームの上記樹脂製シートによ
    る反射光を利用してフォーカスエラー量を検出し、 製版動作中の上記レンズ手段の位置を検出し、 上記版胴の一回転の内、第１の期間には上記フォーカス
    エラー量に対応して上記レンズ手段のフォーカスを調整
    し、 上記版胴の一回転の内、残りの第２の期間には上記レン
    ズ位置検出手段により検出されたレンズ位置に基づいて
    上記レンズ手段のフォーカスを調整する諸段階を含むレ
    ーザ製版方法。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載のレーザ製版方法に
    おいて、 上記第２の期間は、上記樹脂製シートを上記版胴に係止
    するチャッキングプレートがレーザビームの照射領域を
    通過する期間であり、 該第２の期間、レンズ手段を上記第１の期間の最後に位
    置するレンズ位置に保持することを特徴とするレーザ製
    版方法。
18. 【請求項１８】 請求項１６に記載のレーザ製版方法に
    おいて、 上記第２の期間は、上記樹脂製シートを上記版胴に係止
    するチャッキングプレートがレーザビームの照射領域を
    通過する期間であり、 該第２の期間、レンズ手段を前回の上記第１の期間の最
    初に位置するレンズ位置に保持することを特徴とするレ
    ーザ製版方法。