JPH10315533A

JPH10315533A - イメージング装置およびイメージング方法ならびに印刷装置

Info

Publication number: JPH10315533A
Application number: JP12389197A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Iwao; 浩明岩生; Yoshinori Inoue; 良規井上
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ビーム照射源のイメージングデータ無しの状態
からイメージングデータ有りの状態への変化に要する時
間を大きく短縮して、イメージング速度の向上を可能す
るイメージング装置を提供すること。【解決手段】イメージング動作時には常にビーム照射源
をオン状態に保持し、イメージングデータ有りの時には
イメージング媒体のイメージングされるべき領域に照射
される照射エネルギー密度がイメージング媒体の感度し
きい値より大きくなるようなエネルギービームとなり、
イメージングデータ無しの時にはイメージング媒体に照
射される照射エネルギー密度がイメージング媒体の感度
しきい値より小さくなるようなエネルギービームとなる
ようにビーム照射源をスイッチングすることを特徴とす
るイメージング装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光源などに代
表されるビーム照射源を用いたイメージング装置に関
し、より好ましくはデジタル的に制御されたレーザ光を
用いてイメージングフィルム、イメージングプレート等
のイメージング媒体にイメージングデータに対応したイ
メージング特性の変化を生じさせる装置および方法に関
するものである。またかかるイメージング装置を用いた
印刷装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビーム照射源として最も一般的なレーザ
光源を用いたイメージング装置の例を図４に示す。この
イメージング装置９は、特開平6-186750号公報に記載さ
れているようにイメージング媒体９８を外表面に巻き付
けるための媒体支持ドラム９１、レーザ光源とそのレー
ザ光源から出射されるレーザ光を集光させるための光学
系を含むイメージングヘッド９２、レーザ光源制御ユニ
ット９６、イメージングヘッド９２とレーザ光源制御ユ
ニット９６を接続するケーブル９５を備えている。さら
に、イメージングヘッド９２は媒体支持ドラム９１の軸
方向に対して平行移動を実現するリニアステージ９４の
上に固定されている。また、イメージングヘッド９２と
イメージング媒体９８の間隔は、イメージング媒体表面
にレーザ光が集光されるように調整される。また、レー
ザ光源の出力はイメージング媒体９８のレーザ光の照射
部と非照射部でイメージング特性の変化を生じさせるに
十分な出力となるように調整されている。そして、イメ
ージングを実施する際にはイメージング媒体９８を巻き
付けた媒体支持ドラム９１をパルスモータなどのモータ
９３を用いて図中の矢印Ｒ方向に回転させるとともに、
リニアステージ９４上に固定されたイメージングヘッド
９２を媒体支持ドラムの軸に平行な図中の矢印Ｓ方向に
動かしながら、イメージングデータに対応するようにレ
ーザ光源をスイッチングさせることにより、イメージン
グ媒体表面に２次元のイメージングデータに対応したイ
メージング特性の変化を生じさせる。一般に媒体支持ド
ラム９１の回転によりイメージングされるラインの方向
を主走査方向、イメージングヘッド９２が平行移動する
ことによりイメージングされるラインの方向を副走査方
向と定義する。

【０００３】このようなイメージング装置のイメージン
グ性能の向上のために、独立に駆動可能な複数のレーザ
光源が使用される。ここでいうイメージング装置の性能
向上とはイメージング速度の向上および解像度の向上を
意味しており、イメージング速度と解像度はトレードオ
フの関係にある。ここで解像度とは、単位長あたりにい
くらのドットが形成できるかを示すもので、その単位は
一般にdpi（dots perinch）が用いられる。たとえば、2
540dpiは100dots/mmに対応する。一例として、レーザ光
源がｉ個設けられたイメージングヘッドを用いてｉ個の
レーザ光源により同時に主走査方向に連続したｉ本のラ
インをイメージングすることを考える。このとき、所定
の解像度ｒを実現するドット間隔ｄ_pは１／ｒである。
そして主走査方向に一周分のイメージングが終了した後
に、イメージングヘッドが所定の距離だけ移動する。こ
の所定の距離はイメージング媒体上のドット間隔ｄ_pの
ｉ倍である。その後、次のｉ本のラインをイメージング
し、これらの一連の動作を繰り返して、イメージング領
域全面のイメージングを完了する。レーザ光源をｉ個に
することで、イメージングに要する時間は解像度が同じ
場合で１／ｉに短縮される。また解像度をｊ倍にするに
は、ドット間隔をｄ_p／ｊにし、イメージングヘッドの
移動距離をｄ_pｉ／ｊにする必要があり、イメージング
に要する時間はｊ／ｉ倍となる。

【０００４】複数のレーザ光源を使用する方法のひとつ
にレーザダイオードアレイがある。その一般的な外観図
を図６に示す。このレーザダイオードアレイ８は１つの
チップの中に独立に駆動可能な８個のレーザダイオード
を含んでおり、その各々にレーザ光出射端８１ａ〜８１
ｈと駆動側電極８２ａ〜８２ｈおよび、全レーザダイオ
ードに共通の裏面コモン電極８３がある。この駆動側電
極８２ａ〜８２ｈに所定の電流を流すことにより、対応
したレーザ光出射端８１ａ〜８１ｈからレーザ光が出射
される。ここで所定の電流とは、レーザダイオードがレ
ーザ発振を開始するしきい値以上の電流値を意味する。

【０００５】複数のレーザ光源を使用する別の方法にフ
ァイバアレイがある。図７にファイバ出力のレーザ装置
の外形図を示す。このレーザ装置６は少なくとも１つの
発光端を有するレーザダイオードチップ、ダイオードチ
ップの電極と外部との電気的な接触を実現するための導
電性部材、ダイオードチップからの発熱を外部に逃がす
ための熱伝導部材およびレーザダイオードからレーザ光
を光ファイバに入射させるための光学系により構成され
たパッケージ部６１とレーザ光を外部に導く光ファイバ
６２により構成されている。そして、ファイバの出射端
６３よりレーザ光が出射される。さらに、ファイバの出
射端を図８に示す。出射端６３は、コア部６４とクラッ
ド部６５により構成され、レーザ光はコア部６４より出
力される。そして複数のファイバ出力のレーザ装置のフ
ァイバの出射端６３をアレイ状に配列し固定したものが
ファイバアレイである。なお、ファイバアレイをレーザ
光源として使った場合のレーザ光源の間隔の最小値はク
ラッド部６５の外形寸法により制限される。

【０００６】レーザダイオードアレイ、ファイバアレイ
のいずれの方法にしてもレーザ光源、すなわち、それぞ
れの出射端を隙間なく近接して配置することは不可能で
あることが多いため、イメージング媒体のイメージング
範囲に隙間なくイメージングするためには、光源アレイ
を図９のように副走査方向Ｓに対して所定の角度θだけ
傾ける必要がある。この光源アレイ７は７１ａ〜７１ｈ
の８個のレーザ光源から構成されており、その傾き角θ
は、次式で規定させる角度である。

【０００７】

【数１】ここで、ａはレーザ光源の間隔であり、光源面ドット間
隔ｄ_sは副走査方向Ｓの所定の解像度を得るために形成
されるべきドットの中心間隔をレーザ光源面での寸法に
換算したものであり、媒体面ドット間隔ｄ_pを光学系の
倍率で除したものである。たとえば、解像度が2540dpi
のときｄ_p＝10μmで光学系の倍率が１／４の場合ｄ_s＝4
0μmとなる。なお、この時のビーム径は、イメージング
領域全面を完全にイメージング可能とするためにドット
間隔ｄ_pより大きく、好ましくは√２倍程度に設定され
ている。

【０００８】さらに、このようなイメージング装置にお
いて、レーザ光源の応答性を改善してイメージング速度
を向上させる方法として特開平5-16320号公報に示した
ようにレーザ光源をイメージングデータ無しの時にレー
ザ光源が発振するしきい値近傍まで電流を流しておき、
レーザ光源がイメージングデータ無しの状態からイメー
ジングデータ有りの状態になる時間を短縮する方法があ
る。図５にレーザダイオードの電流−光出力特性の一例
を示す。この図に示したように光出力が立ち上がり始め
る電流値がしきい値電流Ｉ_thであり、実際にイメージン
グを実施する時の電流値が動作電流Ｉ_onであり、このと
きレーザ光源から出射される光出力Ｐ_onは、イメージン
グ媒体のレーザ光の照射部と非照射部でイメージング特
性の変化を生じさせるに十分な出力である。イメージン
グ動作時に、レーザ光源制御ユニット内のレーザ光源駆
動回路よりレーザダイオードに伝達される制御信号およ
びレーザダイオードに流れる電流値、レーザ光源より出
射される光出力の変化の様子を図１０に示す。また、特
開平5-16320号公報にはイメージングデータ無しの時の
電流値を半導体レーザのしきい値電流程度にする方法が
開示されているが、同明細書にはイメージングデータ無
しの時に版に窪みができなければよいのであって、窪み
ができない程度のレーザパワーであれば半導体レーザを
発振させてもかまわないとの記述もある。しかし、実際
に許容される範囲がどの程度までという具体的な数値の
記述はない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにイメージングデータ無しの時にレーザ光源が発振す
るしきい値近傍まで電流を流すようにした従来のイメー
ジング装置においても、レーザ光源が発振するしきい値
電流値Ｉ_thはイメージング媒体に物理的形状の変化また
は溶媒に対する可溶性の変化などといったイメージング
特性の変化を生じさせるに十分な出力を得るための動作
電流Ｉ_onに比較するとかなり小さいため、スイッチング
時間の短縮は大きくは望めないという問題がある。ま
た、特開平5-16320号公報にあるようにイメージングデ
ータ無しの時にもイメージング媒体の感度に達しない程
度の露光エネルギーとなるように大きな電流値を設定す
れば大きな改善が得られるものと考えられるが、この方
法により複数のレーザ光源を用いて隣接する複数の主走
査方向のラインを同時にイメージングする際には、最近
接のラインがイメージングデータ有りの場合には、隣接
するレーザ光源の照射エリアの重なりのためにイメージ
ング媒体の感度にかなり近い露光エネルギーに設定する
とイメージングデータ無しの部分であっても誤ってイメ
ージングされてしまうおそれがある。

【００１０】本発明の目的は、独立に駆動可能な複数の
ビーム照射源を用いてイメージングを行うイメージング
装置において、ビーム照射源のイメージングデータ無し
の状態からイメージングデータ有りの状態への変化に要
する時間を大きく短縮して、イメージング速度の向上を
可能とするイメージング装置および方法を提供すること
にある。

【００１１】また、本発明の第２の目的は、隣接するレ
ーザ光源の照射エリアの重なりのためにイメージング媒
体の感度にかなり近い露光エネルギーに設定することに
よるイメージングデータ無しの部分における誤ったイメ
ージングの問題が発生しにくいイメージング装置および
イメージング方法を提供することである。

【００１２】また、本発明の第３の目的は、前記イメー
ジング装置によりイメージングしたイメージング媒体を
用いて記録媒体に印刷を行う印刷装置を提供することで
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、独立に駆動可能な複数のビーム照射
源を用いてイメージング媒体上にイメージングデータに
応じたイメージング特性の変化を生じさせるイメージン
グ装置において、イメージング動作時には常にビーム照
射源をオン状態に保持し、イメージングデータ有りの部
分には照射エネルギー密度がイメージング媒体の感度し
きい値より大きいエネルギービームを照射し、イメージ
ングデータ無しの部分には照射エネルギー密度がイメー
ジング媒体の感度しきい値より小さいエネルギービーム
を照射するようにビーム照射源を制御するビーム照射源
制御装置と、前記イメージング動作時に最近接の主走査
方向のラインを同時にはイメージングしないように副走
査手段またはビーム照射源を制御する副走査制御装置を
有することを特徴とするイメージング装置が提供され
る。

【００１４】また、本発明の好ましい態様によれば、独
立に駆動可能な複数のビーム照射源を用いてイメージン
グ媒体上にイメージングデータに応じたイメージング特
性の変化を生じさせるイメージング装置において、イメ
ージング動作時には常にビーム照射源をオン状態に保持
し、イメージングデータ有りの部分には照射エネルギー
密度がイメージング媒体の感度しきい値の1.5倍〜2.5倍
となるエネルギービームを照射し、イメージングデータ
無しの部分には照射エネルギー密度がイメージング媒体
の感度しきい値の70％〜90％のエネルギービームを照射
するようにビーム照射源を制御するビーム照射源制御装
置を有することを特徴とするイメージング装置が提供さ
れる。

【００１５】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記イメージング動作の開始以前にイメージング領域外の
待機位置においてビーム照射源をオン状態にし、イメー
ジング媒体支持ドラムの回転速度がイメージング動作時
の安定した回転速度に達した後にイメージングヘッドを
イメージング領域内に移動させるように制御するイメー
ジング装置が提供される。

【００１６】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記待機位置では、前記ビーム照射源のビーム照射可能部
位内であって、照射エネルギー密度が焦点位置の照射エ
ネルギー密度の1/10以下となる位置にエネルギービーム
放熱体を設けたイメージング装置が提供される。

【００１７】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記イメージング動作の開始以前にイメージングヘッドを
イメージング領域内に移動させ、イメージング媒体支持
ドラムの回転速度がイメージング動作時の安定した回転
速度に達した後にイメージング領域内でビーム照射源を
オン状態にするように制御するイメージング装置が提供
される。

【００１８】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記ビーム照射源が化合物半導体により形成されたレーザ
装置の出射端であるイメージング装置が提供される。

【００１９】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記ビーム照射源が光ファイバの出射端であるイメージン
グ装置が提供される。

【００２０】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記イメージング装置を用いてイメージング媒体上にイメ
ージングデータに対応したイメージング特性の変化を生
じさせるイメージング方法が提供される。

【００２１】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記イメージング装置によりイメージングしたイメージン
グ媒体を用いて記録媒体に印刷を行う印刷装置が提供さ
れる。

【００２２】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記イメージング装置を内部に包含し、イメージング動作
を装置内部で実施し、その後前記イメージング媒体を用
いて装置内部で印刷を行う印刷装置が提供される。

【００２３】本発明においてイメージング媒体とは、レ
ーザ光源などのビーム照射源の照射に対して特定の反応
を示す層を含む多層構造のフィルム又はプレート等をさ
す。その反応の違いにより、大半の場合はフォトンモー
ドとヒートモードとのいずれかに分類される。フォトン
モードの場合には、その層すなわち感光層は特定の溶剤
に対する可溶性などのイメージング特性がビームの光エ
ネルギーにより変化する。すなわち、たとえば、可溶性
であったものが不溶性に変化するか、あるいは不溶性で
あったものが可溶性に変化する。また、光透過率や表面
の特定液体との親和性といった特性の変化をもたらすも
のもあり得る。そして、イメージングプロセスの後にこ
の特定の溶媒による現像処理を施すことにより、原版フ
ィルムあるいは刷版が形成される。一方、ヒートモード
の場合には、その層すなわち感熱層がビームの熱エネル
ギーにより除去されるか、あるいは除去されやすくな
る。ビームによる照射だけで完全に除去されない場合に
は、その後の物理的な後処理により完全に除去される。
このようにしてイメージング媒体表面に物理的な凹凸が
生じ、刷版が形成される。このほか、イメージング媒体
としては印刷用の刷版、原版フィルムに限らず、たとえ
ば、最終的に印刷したい記録媒体（たとえば、印画紙な
ど）そのものであってもよいし、電子写真プリンタ等の
感光体など、画像を一旦形成し、これを最終の記録媒体
に転写するためのものであってもよい。また、表示素子
などであってもよい。なお、印刷用の刷版としては、上
記特開平6-186750号公報に記載されているような、基板
と、その上に形成された感熱層（または感光層）と、こ
の感熱層の上に形成された表面層とを備え、感熱層と表
面層とがインキまたはインキ反撥性の液（湿し水）等の
印刷用液体に対して異なる親和性を有しているものが好
ましく用いられる。また、感熱層（感光層）と基板との
間にプライマ層等を設け、このプライマ層と表面層との
間に上記のような親和性の差異を与えてもよい。ヒート
モード用の感熱層としては、ニトロセルロースにカーボ
ンブラックを分散させたものや、チタンなどの金属膜が
好ましく用いられる。上記のように、イメージング媒体
におけるビーム照射を受けた部分と受けなかった部分と
のあいだで形状、化学的親和性、光透過率等の光学特性
といった特性を本明細書ではイメージング媒体のイメー
ジング特性という。

【００２４】本発明において、「ビーム照射源」とはレ
ーザビームのような光（紫外線、可視光、赤外線等の電
磁波をすべて含む）のビームを発生させるもののほか、
電子線等の粒子ビーム等の発生源も含む。また、明確に
指向性を有するビーム以外に、静電プリンタ等に用いら
れるスタイラス電極等の放電等により、結果的にイメー
ジング媒体の微小部位に上記のようなイメージング特性
の変化を起こさせることのできるものは、すべて本発明
における「ビーム照射源」に含まれる。なお、最も好適
なビーム照射源は、レーザ光源や光源の出射端に光ファ
イバを接続して結合させたその光ファイバの出射端など
である。装置を小型化するためには、ビーム照射源とし
て半導体レーザを用いるのが好ましく、大きなパワーを
得たいときには、アルゴンイオンレーザや炭酸ガスレー
ザのようなガスレーザあるいはYAGレーザといった固体
レーザが好ましく用いられる。

【００２５】また、本明細書においてイメージング特性
の変化を生じさせるべきイメージング媒体の部分をイメ
ージングデータ有りの部分、イメージング特性の変化を
生じさせるべきではないイメージング媒体の部分をイメ
ージングデータ無しの部分と称する。なお、イメージン
グ媒体上のイメージング特性の変化が生じた部分が紙な
どのような最終的な記録媒体においてもイメージングド
ットとなる場合が多いが、イメージング媒体のインキ又
はインキ反撥性の液などとの親和性の違い等により、逆
に、イメージング特性の変化が生じていない部分が最終
的な記録媒体ではイメージングドットとなる場合もあり
得る。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明のイメージング装置の実施
態様のイメージング動作時の、レーザ光源制御ユニット
内のレーザ光源駆動回路よりレーザダイオードに伝達さ
れる制御信号およびレーザダイオードに流れる電流値、
レーザ光源より出射される光出力の変化の様子を図３に
示す。

【００２７】図１１に示したように、時刻ｔ＝０におけ
るビーム２１ａの中心位置を原点、副走査方向をｘ軸、
主走査方向をｙ軸とした座標系を導入し、イメージング
媒体上で半径がｒ[m]となるように集光された光出力Ｐ
[W]のレーザ光がイメージング媒体上を速度ｖ[m/s]で移
動する場合を考える。この時、１イメージングドットに
対応するレーザの点灯時間をΔｔとすると、時刻ｔ＝Δ
ｔのビーム２１ｂは主走査方向Ｒ（ｙ軸の正方向）にｖ
Δｔだけ移動している。このとき、イメージング媒体上
の単位面積当たりの露光エネルギーＥ(x,y)は、この間
の光出力の時間積分であるため、次式で表される。

【００２８】

【数２】ここで、Ｉ(x,y)[W/m²]は、光出力の分布関数であり、
レーザ光源および光学系の特性により決定される。レー
ザ光源がレーザダイオードの出射端の場合には、この分
布は通常はガウス分布となることが多いため、その場合
には次式のよう表される。

【００２９】

【数３】また、ヒートモードのイメージングに用いられる１Ｗ程
度の高出力レーザダイオードはほとんどマルチモードで
あり、ビーム内の光出力の空間分布は平坦となることが
多く、ビーム内のパワー分布がほぼ等しくなり、次式の
ようなステップ関数的な分布となる。また、レーザ光源
にマルチモードのファイバ出力のレーザの出射端を用
い、一様な縮小あるいは拡大光学系を用いた場合にも同
様である。

【００３０】

【数４】そして、図３に示したように、イメージング動作時には
常にレーザダイオードのしきい値Ｉ_th以上の電流を流す
ことによりレーザ光源をオン状態に保持し、イメージン
グデータ有りの時には所望のイメージング領域内の露光
エネルギー密度がイメージング媒体の感度しきい値Ｅ_th
より大きくなるような光出力Ｐ_onとなり、イメージング
データ無しの時にはレーザ照射領域全面にわたって露光
エネルギー密度がイメージング媒体の感度しきい値Ｅ_th
より小さくなるような光出力Ｐ_of _fとなるようにレーザ
光源を制御する。

【００３１】上記光出力の意味を明確に説明するため
に、光出力の分布関数が（式４）に示したようなステッ
プ関数的なものであり、ビームの移動速度ｖがｒ／Δｔ
である場合を考える。このとき、図１１に示した時刻ｔ
＝０のビーム２１ａと時刻ｔ＝Δｔのビーム２１ｂとの
交わり部分２２には、Ｐ／πｒ²の光出力が常時照射さ
れるため、レーザビームが照射される部分の中でこの部
分の露光エネルギー密度は最大となり、（式２）よりそ
の露光エネルギー密度は、ＰΔｔ／πｒ²となる。そし
て、イメージングデータ無しのときにはＰ＝Ｐ_offであ
るが、イメージングされない条件はＰ_offΔｔ／πｒ²＜
Ｅ_th、すなわち、Ｐ_off＜Ｅ_thπｒ²／Δｔとなる。一
方、イメージングデータ有りのときにはＰ＝Ｐ_onである
が、Ｐ_onΔｔ／πｒ²≧Ｅ_thであれば、交わり部分２２
のサイズ以上のイメージング領域が形成される。ここ
で、Ｐ_onΔｔ／πｒ²＝αＥ_th（1.5≦α≦2.5）すなわ
ちＰ_on＝αＥ_thπｒ²／Δｔとすると、図１２に示した
ようなレーザビームとほぼ等しいサイズのイメージング
領域が形成される。ここで、レーザビームが移動しない
場合にΔｔの時間でイメージング媒体にイメージング領
域が形成される光出力をＰ₀とすると、Ｐ₀＝Ｅ_thπｒ²
／Δｔとなるので、上記条件はＰ_on＝αＰ₀（1.5≦α≦
2.5）、Ｐ_off＜Ｐ₀と表すことができる。

【００３２】本実施態様のレーザ光源の配置例を図１３
（Ａ）に示す。この光源配置は２列のｋ個のレーザ光源
を副走査方向と平行になるように配置するものであり、
図１３（Ａ）では、ｋ＝８のレーザ光源７１ａ〜７１ｐ
を配列している。このときのレーザ光源の間隔ａは、所
望の解像度を得るために必要なドット間隔の２倍に設定
されている。そして、図１３（Ｂ）に示したように最初
のイメージング媒体支持ドラム１回転のうちのイメージ
ングヘッドがイメージング媒体に対向している時間に２
ｋ本（図では１６本）の奇数番目の主走査方向ライン
（図では７２ａ〜７２ｐ）を同時にイメージングする。
その時のイメージング媒体支持ドラムの１回転のうちの
イメージングヘッドがイメージング媒体に対向していな
い時間、すなわち、ブランキング時間に副走査手段によ
りａ／２だけイメージングヘッドを移動させる。その
後、図１３（ｃ）に示したように、次のイメージング媒
体支持ドラム１回転のうちのイメージングヘッドがイメ
ージング媒体に対向している時間に２ｋ本（図では１６
本）の偶数番目の主走査方向ライン（図では７３ａ〜７
３ｐ）を同時にイメージングする。その時のイメージン
グ媒体支持ドラムの１回転のうちのブランキング時間に
副走査手段により（４ｋ−１）ａ／２だけイメージング
ヘッドを移動させる。ｋ＝８のときにはこの移動量は３
１ａ／２となる。これらの一連の動作を繰り返すことに
よりイメージング媒体全面のイメージングを実施する。
図９に示したような従来の光源配置で最近接の主走査方
向のラインを同時にイメージングする場合には、Ｐ_off
をＰ₀の近傍に設定すると最近接の主走査方向のライン
がイメージングデータ有りの場合には、実際にはイメー
ジングデータ無しの位置にもかかわらず誤ってイメージ
ングされるおそれがあるが、本実施態様のイメージング
装置では、最近接の主走査方向のラインはイメージング
媒体支持ドラムの１回転分に対応する時間だけ間隔をあ
けてイメージングされることになるのでＰ_off＝βＰ
₀（0.7≦β≦0.9）程度のしきい値に近い値に設定して
も誤ってイメージングされることはない。なお、本実施
態様ではレーザ光源の配列を８個の２列で説明を行った
が、イメージング装置の性能向上のためにもっと多くの
レーザ光源を使うこと、コストダウンためにレーザ光源
の数をもっと少なくすることもある。

【００３３】また、最近接の主走査方向のラインを同時
にはイメージングしないようにする手段として、隣り合
うビーム照射源の照射タイミングをずらす方法がある。
すなわち、副走査手段の移動をイメージング媒体支持ド
ラムの２回の回転の間停止し、１回転目にはたとえば奇
数番目の主走査方向ラインについてイメージングし、２
回転目に偶数番目の主走査方向のラインについてイメー
ジングするようにする。この場合には、前記の方法より
も副走査方向のビーム照射源の実質的な間隔を半分にし
なければならないものの、同一の目的を達成することが
できる。

【００３４】

【実施例】次にドラム外面記録方式のイメージング装置
で本発明の具体的な実施例を示す。本実施例のイメージ
ング装置はイメージング領域のサイズがＡ３対応、解像
度は2540dpiである。イメージング領域のＡ３対応とは
紙などの最終記録媒体のサイズ297mm×420mmに印刷可能
な刷版を作成可能という意味であるため、位置合わせ等
に用いるトンボの作成などを考慮すると最終記録媒体の
サイズより大きめのイメージング領域が必要になる。本
実施例では、イメージング領域を330mm×460mmとして説
明する。図１に本実施例のイメージング装置の概略図を
示す。なお、この図には図４に示した従来技術と同じ部
分には同じ記号を付している。このイメージング装置９
は、イメージング媒体９８を外表面に巻き付けるための
190mmφの媒体支持ドラム９１、レーザ光源とそのレー
ザ光源から出射されるレーザ光を集光させるための光学
系を含むイメージングヘッド９２、レーザ光源駆動装置
を備えたレーザ光源制御ユニット９６、イメージングヘ
ッド９２とレーザ光源制御ユニット９６を接続するケー
ブル９５を備えている。感度しきい値がＥ_th[J/m²]であ
るイメージング媒体９８は、自動脱着装置あるいは手動
の治具等を利用して媒体支持ドラム９１に備えられたク
ランプ手段（図示せず）により、長手方向が副走査方向
に一致するように巻き付けられて固定される。ヒートモ
ードのイメージング媒体の感度しきい値Ｅ_thは2000〜60
00[J/m²]（200〜600[μJ/cm²]）程度であるのが好まし
い。イメージング媒体支持ドラム９１にはブランキング
部分、すなわち、イメージングされない部分が周方向の
長さで267mmだけ用意されている。また、イメージング
ヘッド内部には個別に駆動することが可能なｎ個のレー
ザ光源が実装されている。これらのレーザ光源はファイ
バ出力のレーザ装置のファイバ出射端であり、ファイバ
出射端において最大光出力はＰmax[W]、波長はλ[nm]、
ビーム径はｌ_s[μm]である。ヒートモードのイメージン
グ媒体をイメージングする場合には光出力は400〜2000m
W程度、波長は760〜1100nmといった近赤外領域、ビーム
径は20〜80μm程度であることが好ましい。また、ファ
イバ出射端は図１３（Ａ）に示したものと同様にｋ個×
２列のファイバアレイとなっており、ｋ個のレーザ光源
の列が副走査方向と平行になっている。また、出射端で
の光源間隔はｄ_s[μm]である。さらに、これらのレーザ
光源から出射されるビームを集光させるための光学系
は、倍率がｓ、透過率はｔで、すべてのビームを同様に
イメージング媒体上に集光可能となるように配置、調整
されている。ゆえに、イメージング媒体上では、ビーム
径ｌ_s＝ｓｌ_s[μm]、光源間隔はａ＝ｓｄ_s[μm]、最大
光出力はｔＰmax[W]となる。ファイバ出射端でのビーム
径が60μmである時にイメージング媒体上のビーム径を2
0μm程度に集光するためには倍率は1/3程度にすればよ
い。このとき出射端のビーム間隔を120μmとするとイメ
ージング媒体上でのビーム間隔は40μmとなる。また、
ファイバ出射端での最大光出力600mWとすると透過率は9
0％程度なのでイメージング媒体上の最大出力は540mW程
度となる。また、媒体支持ドラム９１はイメージング装
置のフレームに支持され、標準的なモータ９３により図
中の矢印Ｒの方向に回転し、その角度位置はエンコーダ
（図示せず）により常時モニタされる。さらに、イメー
ジングヘッド９２は平行移動を実現する標準的なリニア
ステージ９４の上に固定され、図中の矢印Ｓの方向に平
行移動する。また、イメージング装置のブロック図を図
２に示す。このイメージング装置１は、主制御装置１
１、データ保存用メモリ１２、２ｋ個のレーザ光源駆動
装置１３、２ｋ個のレーザ光源１４、主走査方向制御装
置１５、媒体支持ドラムを回転させ主走査を実現するモ
ータ９３、副走査方向制御装置１６、イメージングヘッ
ドを平行移動させ副走査を実現するリニアステージ９４
により構成されている。主制御装置１１にはイメージン
グデータ保存用記憶装置１２、２ｋ個のレーザ光源駆動
装置１３、主走査方向制御装置１５、副走査方向制御装
置１６が接続されており、主制御装置１１から各ユニッ
トに対して制御信号が伝達される。さらに、個々のレー
ザ光源駆動装置１３には対応するレーザ光源１４が、主
走査方向制御装置１５にはモータ９３が、副走査方向制
御装置１６にはリニアステージ９４が接続されており、
それぞれのデバイスを駆動するための信号が伝達され
る。

【００３５】本実施例のイメージング装置の実際の動作
を説明する。電源を投入すると、イメージングヘッド９
２を搭載したリニアステージ９４は媒体支持ドラム９１
にイメージング媒体を巻き付けた際の焦点距離に相等し
い位置に設置された受光素子９７にビームを集束できる
位置まで移動する。この受光素子９７はビームを受けて
その光出力に対応した信号を主制御装置１１に対して出
力する。まず、主制御装置１１からレーザ光源駆動装置
１３にレーザ光源を制御する信号が伝達され、レーザ光
源を１個ずつ点灯させ、そのときに受光素子９７の信号
を参照してすべてのレーザ光源の光出力が調整される。
この調整では２段階の光出力を設定する。一方はイメー
ジングデータ有りに対応する、イメージングされるべき
領域の露光エネルギー密度がイメージング媒体の感度し
きい値Ｅ_thより大きくなるような光出力Ｐ_onであり、他
方はイメージングデータ無しに対応する、レーザ照射領
域全面にわたって露光エネルギー密度がイメージング媒
体の感度しきい値Ｅ_thより小さくなるような光出力Ｐ
_offである。また、Ｐ_onはイメージング媒体表面に２次
元のイメージングデータに対応したイメージング特性の
変化を生じさせるに十分な出力であり、Ｐ_offはイメー
ジング媒体表面に２次元のイメージングデータに対応し
たイメージング特性の変化を生じさせない出力である。

【００３６】実際のＰ_onおよびＰ_offの設定の仕方につ
いて説明する。まず、図１１に示したように、時刻ｔ＝
０におけるビーム２１ａの中心位置を原点、副走査方向
をｘ軸、主走査方向をｙ軸とした座標系を導入する。イ
メージング媒体上での光出力をＰ[W]、ビーム半径をｒ
[m]、ビームの移動速度をｖ[m/s]、１イメージングドッ
トに対応するのレーザの点灯時間をΔｔ[s]とすると、
時刻ｔ＝Δｔ[s]のビーム２１ｂは主走査方向Ｒ（ｙ軸
の正方向）にｖΔｔ[m]だけ移動している。この移動距
離が10μmとなる場合に、主走査方向の解像度が2540dpi
になる。この条件を満たす具体的な数値の一例としてｒ
＝10μm、Δｔ＝５μs、ｖ＝２m/sが挙げられる。ま
た、光出力の分布関数が（式４）に示したようなステッ
プ関数的なものである場合、図１１に示した時刻ｔ＝０
のビーム２１ａと時刻ｔ＝Δｔ[s]のビーム２１ｂとの
交わり部分２２には、Ｐ／πｒ²[W/m²]の光出力が常時
照射されるため、レーザビームが照射される部分の中で
露光エネルギー密度は最大となり、（式２）よりその露
光エネルギー密度は、ＰΔｔ／πｒ² [J/m²]となる。そ
して、イメージングデータ無しのときにはＰ＝Ｐ_offで
あり、イメージングされない条件はｒ＝10μm、Δｔ＝
５μsのとき1.6×10⁴Ｐ_off＜Ｅ_thとなり、Ｅ_th＝4000[J
/m²]（400[μJ/cm²]）の場合には、Ｐ_off＜250mWとな
る。また、イメージングデータ有りのときにはＰ＝Ｐ_on
であり、ｒ＝10μm、Δｔ＝５μsのとき1.6×10⁴Ｐ_on≧
Ｅ_thであれば、交わり部分２２のサイズ以上のイメージ
ング領域が形成される。ここで、1.6×10⁴Ｐ_on＝αＥ_th
（1.5≦α≦2.5）とすると、図１２に示したようなレー
ザビームとほぼ等しいサイズのイメージング領域が形成
される。Ｅ_th＝4000[J/m²]の場合にはＰ_on＝375〜625mW
である。ここで、レーザビームが移動しない場合にΔｔ
の時間でイメージング媒体がイメージングされる光出力
をＰ₀とすると、Ｐ₀＝Ｅ_thπｒ²／Δｔとなるので、上
記条件はＰ_on＝αＰ₀（1.5≦α≦2.5）、Ｐ_off＜Ｐ₀、
と表すことができる。Δｔ＝５μs、Ｅ_th＝4000[J/m²]
の場合には、Ｐ₀＝250mWである。最近接の主走査方向ラ
インを同時にイメージングする従来のイメージング装置
では、Ｐ_offをＰ₀の近傍に設定すると最近接のイメージ
ングデータありの場合には実際にはイメージングデータ
無しの位置にもかかわらず誤ってイメージングされるお
それがあるが、本実施例のイメージング装置では、最近
接の主走査方向のラインはイメージング媒体支持ドラム
の１回転分に対応する時間だけ間隔をあけてイメージン
グされることになるので、Ｐ_off＝βＰ₀（0.7≦β≦0.
9）程度のＰ₀近傍に設定することが可能である。Ｐ₀＝2
50mWのときにはＰ_offは175〜225mWである。また、この
場合のそれぞれの光出力に対応する電流値は図５に示し
た光出力−電流特性より、Ｉ_on＝1.0 A、Ｉ_off＝0.6 A
であり、オン／オフでの電流値の差は0.4 Aとなり、ス
イッチングに要する時間δｔは従来のイメージング装置
の１／２程度に短縮できる。一方、図３に示した従来の
イメージングの装置では光出力がＰ_on＝500mWおよびＰ
_off＝0mW、それに対応する電流値はＩ_on＝1.0 A、Ｉ_off
＝0.3 Aであり、その差は0.7Aである。

【００３７】以上のような初期出力調整動作が終了する
とイメージングヘッドは図１に破線で示された待機位置
に移動する。そして、イメージング開始の命令が主制御
装置に入力されると、まず、媒体支持ドラム９１の回転
が開始され、イメージング状態に必要な安定した所定の
回転速度になった後に、全レーザをＰ_offの光出力とな
るように点灯させる。もしも、イメージング状態に必要
な安定した所定の回転速度になる前にレーザを点灯する
と回転速度が遅い状態は相対的に露光エネルギーが高い
状態に対応するため、この状態でレーザ光がイメージン
グ媒体を照射すると意図しない部分がイメージングされ
るおそれがあるためである。このとき、主走査方向のレ
ーザ光の移動速度を2m/sとすると、190mmφの媒体支持
ドラムが１回転するのに要する時間は0.298sであり、所
定の回転速度は約201rpmとなる。また、媒体支持ドラム
１回転のうちブランキング部分は267mmであるため、ブ
ランキング時間は0.134sとなる。この待機位置は、前記
ビーム照射源のビーム照射可能部位内であって、照射エ
ネルギー密度が焦点位置の照射エネルギー密度の1/10以
下となる位置にエネルギービーム放熱体９９が設けられ
ており、この位置でレーザが点灯させても問題はない。
そして、リニアステージ９４によりイメージングヘッド
をイメージング開始位置に移動させる。そして、レーザ
光源のイメージングする主走査方向のラインの主走査方
向の位置が揃うように、イメージングのタイミングをエ
ンコーダより出力される主走査方向の基準位置信号を基
準にして、各レーザ光源ごとに調整して、イメージング
動作を実施する。このとき、主制御装置１１はイメージ
ングデータ保存用メモリ１２に保存されているイメージ
ングデータを参照して、レーザ光源駆動装置１３に各レ
ーザ光源をイメージングデータに対応してスイッチング
するための信号を伝達する。このスイッチングの様子を
図３に示す。制御信号のオン／オフに対応して電流値が
Ｉ_on／Ｉ_offと変化し、それに伴い光出力がＰ_on／Ｐ_off
と変化して、イメージングデータに対応したイメージン
グ特性の変化が生じる。この動作によりまず主走査方向
の２ｋ本分のイメージングが完了する。そして、ブラン
キング時間0.134sの間にイメージングヘッドを搭載した
リニアステージが図中の矢印Ｓ方向に次の２ｋ本分のイ
メージングが実行できる位置に移動する。本実施例のレ
ーザ光源の配置は図１３（Ａ）に示したものと同様で、
２列のｋ個のレーザ光源を副走査方向と平行になるよう
に配置されている。このときのレーザ光源の間隔ａは、
所望の解像度を得るために必要なドット間隔の２倍とな
っている。解像度が2540dpiであれば、ａ＝20μmであ
る。この時の移動距離は、奇数番目の回転時は副走査方
向のドット間隔ａの半分であり、偶数番目の回転時は副
走査方向のドット間隔ａの２ｋ倍から奇数番目の移動量
ａ／２を引いた値、すなわち、（４ｋ−１）ａ／２であ
る。ｋ＝20、ａ＝20μmの場合、奇数番目の移動量が10
μm、偶数番目の移動量が790μmである。これらの一連
の動作がイメージングヘッドがイメージング領域の副走
査方向の端に達するまで繰り返される。このイメージン
グ動作の結果としてイメージング媒体上のイメージング
領域内に２次元のイメージングデータに対応したイメー
ジング特性の変化が生じる。なお、本実施例のイメージ
ング装置においては、副走査方向のイメージング長さが
460mmであるため、ｋ＝20、ａ＝20μmの場合、575回の
一連の動作（媒体支持ドラムの回転は1150回）により、
全イメージング領域のイメージングが実施され、その時
間は約343sである。イメージング動作が終了した後、全
レーザ光源を完全にオフし、媒体支持ドラムの回転を停
止させる。なお、イメージング媒体の自動脱着装置が備
わっている場合には、所定の回転数に減速した後に自動
脱着装置によりイメージング媒体を媒体支持ドラムより
外して停止させる。その後、イメージング媒体は必要に
応じて洗浄機などの後処理装置に送られる。

【００３８】また、最初レーザ光源を点灯させる別の手
順として、まず、イメージング動作の開始以前にイメー
ジングヘッドをイメージング領域内に移動させ、次にイ
メージング媒体支持ドラムの回転速度をイメージング動
作時の回転速度に安定化させ、その後にイメージング領
域内においてレーザ光源をオン状態にするという手順で
も良い。

【００３９】なお、本実施例では、イメージングヘッド
が単一のものについて説明したが、イメージング速度向
上のために複数のイメージングヘッドを使用する構成と
してもよい。

【００４０】なお、本発明のイメージング装置を内部に
包含し、印刷手段をも備える印刷装置としては、たとえ
ば、特公平２−８５８５号公報に記載の自動給排版装置
付きの平版印刷機や特公平５−３７１１２号公報に記載
の平版印刷機の版胴を上記実施例における媒体支持ドラ
ム９１として利用し、その周囲に、上記実施例における
イメージングヘッドや走査手段を設けることにより実現
する。かかる装置は、自動給排版装置により未処理の刷
版を版胴に巻装し、イメージングヘッドによりイメージ
ングを行い、必要に応じて版の表面に残った表面層のカ
スなどをウェス等の拭き取り手段により拭き取ったり、
ブラシ等のカス取手段により除去したりする。このよう
にして形成されたイメージング処理済み刷版にインキユ
ニットよりインキを供給し、以下は通常の平版印刷機の
ごとく使用すればよい。印刷後は版を上記自動給排版装
置により取り除く。この場合、印刷機上での版の位置合
わせ（見当合わせ）が必要なくなるか大幅に簡単になる
ため、印刷の段取り時間を大幅に低減できる。

【００４１】

【発明の効果】本発明のイメージング装置によれば、ビ
ーム照射源のイメージングデータ無しの状態からイメー
ジングデータ有りの状態への変化に要する時間を大きく
短縮して、イメージング速度の向上を図ることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイメージング装置の一実施態様の概略
図である。

【図２】本発明のイメージング装置の一実施態様のブロ
ック図である。

【図３】本発明のイメージング装置の一実施態様のスイ
ッチング波形を示す図である。

【図４】従来技術のイメージング装置の概略図である。

【図５】本発明のイメージング装置の一実施態様のレー
ザダイオードの光出力−電流特性を示す図である。

【図６】本発明のイメージング装置の一実施態様のレー
ザダイオードアレイの外観図である。

【図７】本発明のイメージング装置の一実施態様のファ
イバ出力レーザダイオードの外観図である。

【図８】本発明のイメージング装置の一実施態様のファ
イバ出力レーザの出射端の外観図である。

【図９】従来技術のイメージング装置の一実施態様のレ
ーザ光源の傾斜実装を示す配置図である。

【図１０】従来技術のスイッチング波形を示す図であ
る。

【図１１】本発明のイメージング装置の一実施態様のレ
ーザビームの主走査方向の移動を示すである。

【図１２】本発明のイメージング装置の一実施態様のイ
メージングドットの形成を示す図である。

【図１３】本発明のイメージング装置の一実施態様のレ
ーザ光源の配置とその光源によりイメージングされる主
走査方向のラインを示す概略図である。

【符号の説明】

１イメージング装置１１主制御装置１２イメージングデータ保存用メモリ１３レーザ光源駆動装置１４レーザ光源１５主走査方向制御装置１６副走査方向制御装置６レーザ装置６１パッケージ部６２光ファイバ６３ファイバの出射端６４コア部６５クラッド部７アレイ７１ａ〜７１ｈレーザ光源８レーザダイオードアレイ８１ａ〜８１ｈレーザ光出射端８２ａ〜８２ｈ駆動側電極８３裏面コモン電極９イメージング装置９１媒体支持ドラム９２イメージングヘッド９３モータ９４リニアステージ９５ケーブル９６レーザ光源制御ユニット９７受光素子９８イメージング媒体９９エネルギービーム放熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立に駆動可能な複数のビーム照射源を用
いてイメージング媒体上にイメージングデータに応じた
イメージング特性の変化を生じさせるイメージング装置
において、イメージング動作時には常にビーム照射源を
オン状態に保持し、イメージングデータ有りの部分には
照射エネルギー密度がイメージング媒体の感度しきい値
より大きいエネルギービームを照射し、イメージングデ
ータ無しの部分には照射エネルギー密度がイメージング
媒体の感度しきい値より小さいエネルギービームを照射
するようにビーム照射源を制御するビーム照射源制御装
置と、前記イメージング動作時に最近接の主走査方向の
ラインを同時にはイメージングしないように副走査手段
またはビーム照射源を制御する副走査制御装置を有する
ことを特徴とするイメージング装置。
【請求項２】独立に駆動可能な複数のビーム照射源を用
いてイメージング媒体上にイメージングデータに応じた
イメージング特性の変化を生じさせるイメージング装置
において、イメージング動作時には常にビーム照射源を
オン状態に保持し、イメージングデータ有りの部分には
照射エネルギー密度がイメージング媒体の感度しきい値
の1.5倍〜2.5倍となるエネルギービームを照射し、イメ
ージングデータ無しの部分には照射エネルギー密度がイ
メージング媒体の感度しきい値の70％〜90％のエネルギ
ービームを照射するようにビーム照射源を制御するビー
ム照射源制御装置を有することを特徴とするイメージン
グ装置。
【請求項３】前記イメージング動作の開始以前にイメー
ジング領域外の待機位置においてビーム照射源をオン状
態にし、イメージング媒体支持ドラムの回転速度がイメ
ージング動作時の安定した回転速度に達した後にイメー
ジングヘッドをイメージング領域内に移動させるように
制御する請求項１または２に記載のイメージング装置。
【請求項４】前記待機位置では、前記ビーム照射源のビ
ーム照射可能部位内であって、照射エネルギー密度が焦
点位置の照射エネルギー密度の1/10以下となる位置にエ
ネルギービーム放熱体を設けた請求項３に記載のイメー
ジング装置。
【請求項５】前記イメージング動作の開始以前にイメー
ジングヘッドをイメージング領域内に移動させ、イメー
ジング媒体支持ドラムの回転速度がイメージング動作時
の安定した回転速度に達した後にイメージング領域内で
ビーム照射源をオン状態にするように制御する請求項１
または２に記載のイメージング装置。
【請求項６】前記ビーム照射源が化合物半導体により形
成されたレーザ装置の出射端である請求項１〜５のいず
れかに記載のイメージング装置。
【請求項７】前記ビーム照射源が光ファイバの出射端で
ある請求項１〜５のいずれかに記載のイメージング装
置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載のイメージ
ング装置を用いてイメージング媒体上にイメージングデ
ータに対応したイメージング特性の変化を生じさせるイ
メージング方法。
【請求項９】請求項１〜７のいずれかに記載のイメージ
ング装置によりイメージングしたイメージング媒体を用
いて記録媒体に印刷を行う印刷装置。
【請求項１０】前記イメージング装置を内部に包含し、
イメージング動作を装置内部で実施し、その後前記イメ
ージング媒体を用いて装置内部で印刷を行う請求項９に
記載の印刷装置。