JPH0524171A - 半導体レーザ製版装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザを用いてグラビア版を製版する
際に、画像データの濃淡に合せて版の深さや面積を変え
てより細かな多階調表現出来る版胴の製版装置を得る。 【構成】 半導体レーザ１０で画像データ４１の濃淡に
合せて、版上に窪み１５を形成させる際に、濃淡に応じ
て版胴１の回転速度を変えることで深さの変化した版２
を得る。

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映
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製樹脂からなる
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６を用
いて説明する。図６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６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映像
入力信号１６は半導体レーザ１０に供給され、駆動電流
をＰＣＭ化した映像入力信号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
ーザビームは映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、版胴１を１回転させると
円周に沿った１トラック分の窪み１５がレーザビームで
飛散して所定の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映像入力信号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７に示す様に微小な活性層領域１０ａから
放出され、発光点に近い位置での光束断面は略矩形で、
その大きさは幅２００μｍ×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幅１２０μｍ×
厚さ１μｍ程度である。

【００１１】この様な断面矩形状のレーザビームスポッ
ト１０ｂを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、版２の巻回された版胴１に版胴回転モータ
で一定速度で図８Ａの特性図４８に示す様に回転され、
半導体レーザ１０には上記した様に、映像入力信号１６
で変調されたオン，オフ信号に基づいて図８Ｂの如き一
定電流Ｉが流され、オン期間ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ のデュレ
ーションによって、図８Ｃの平面図及び図８Ｄ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８Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから解る様に版胴１は
一定の回転速度で駆動され、更に半導体レーザ１０に流
される電流も一定の電流値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】

【発明が解決しようとする課題】上述の半導体レーザ１
０の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８
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ参照）一定の駆動電流で画像データの濃
淡に応じてオン期間を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１５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。

【００１４】更に版２上に大きな面積Ｓの１画素分の窪
み１５を作る場合も、小さな面積Ｓの１画素分の窪み１
５を作る場合も同じ時間を要しているため小さな窪み１
５を作る場合に製版時間の無駄が大きくなる問題があっ
た。

【００１５】本発明は叙上の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版２が巻回され
た版胴１に窪み１５を形成する際に、画像データの濃淡
に合せて上記版胴の回転速度を変化させ、濃淡に応じて
窪み１５の深さに変化を持たせた半導体レーザ製版装置
を提供するにある。

【００１６】

【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
データの濃淡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、版２を巻回した版胴１の回
転速度を１画素データ４１の濃淡に応じて変化させる様
にして多階調表現させる様にして成るものである。

【００１７】

【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、版胴を回転さ
せる版胴回転モータの回転速度を画像データの濃淡に応
じて変化させ濃度の濃い画素は深く、濃度の淡い画素は
浅い窪みとなしたので、窪みの深さ方向に変化を持たせ
て多階調表現の出来るものが得られる。

【００１８】

【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５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。

【００１９】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、ベース１１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。

【００２０】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‥‥を介してベース１１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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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に
供給し、レーザブロック移動用モータ２４を回転駆動さ
せる。更にＣＰＵ３２はパルスジェネレータ４４を介し
て無製版時に予め設定された周波数のパルスを版胴回転
用モータドライバ３５に供給することで版胴回転用モー
タ７により版胴１のオフ期間（画素無形成時）の回転速
度が規定される。

【００２６】製版すべき画素部分に来ると、ＣＰＵ３２
はデータＲＡＭ３８に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をデータＲＡＭ３８から読み出
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は予め用意された製版１の回転用
の周波数テーブルを有し、この周波数テーブルは例えば
画素データ４１の階調の値が２５５で表される時は２ｋ
Ｈｚで、同様に１２８で表せる時は４ｋＨｚ等と画像デ
ータに応じた周波数がＲＯＭ或はＲＡＭ等の記憶手段４
５に格納されている。

【００２７】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１００パルス等と
画像データ４１の値に応じた半導体レーザ１０オン時の
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。

【００２８】グレースケール変換回路４２は周波数テー
ブル４５及び照射時間テーブル４６により、例えば、画
像データの階調の値が２５５のときは版胴回転モータ７
の駆動周波数は２ｋＨｚで半導体レーザ１０のオン時の
パルスは２００パルスで、同様に画像データの階調の値
が１２８のときは版胴回転モータ７の駆動周波数は４ｋ
Ｈｚで半導体レーザ１０のオン時のパルスは１００パル
ス等である照射時間値並に周波数値をパルスジェネレー
タ４４に供給する。パルスジェネレータ４４は周波数値
及び照射時間値に基づき周波数を変えて版胴回転用モー
タ７に半導体レーザ１０の照射時間だけの制御信号を送
出する。その後、予め設定されている無製版部分の周波
数に戻される。

【００２９】更にグレースケール変換回路４２からはレ
ーザドライバ４３にオン，オフ信号が供給され、このオ
ン，オフ信号に応じて半導体レーザ１０に所定電流を流
して、レーザビームを版２に照射することで窪み１５を
形成して行き、版胴駆動用モータ７で版胴１を回転さ
せ、半導体レーザ１０で映像入力信号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１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の円周に沿って画面の濃淡に応じた窪
み１５を作って行く様にＣＰＵ３２がコントロールして
いる。

【００３０】図３Ａは縦軸に版胴１の回転速度を横軸に
時間をとったグラフであり、半導体レーザ１０に流す電
流は図３Ｂの様に一定の電流Ｉであり、半導体レーザ１
０に電流を流すオン期間の版胴１の回転速度は一画素分
毎に異なった値をとる。即ち、図３Ｃの平面図並に図３
Ｄの一部側断面図に示す様に、窪み１５のうち、濃度を
濃くしようとする画素１５Ａでは版胴１の回転速度をＳ
₁ の様に遅くしてゆっくり回し、レーザビームの照射時
間を長くし、中程度の温度の画素１５Ｂは版胴１の回転
速度をＳ₂ の様に中程度にし、濃度の淡い画素１５Ｃで
は版胴１の回転速度をＳ₃ の様に早く回してレーザビー
ムの照射時間を短くする。かくすれば回転速度（照射時
間）に対応して深い窪みｄ₁ ，中程度の窪みｄ₂ ，浅い
窪みｄ₃ を形成することが出来る。

【００３１】本発明は窪み１５に深さ方向の変化を持た
せることが出来るため印刷物にインクの厚み方向の変化
を持たせて階調表現することができるようになった。ま
た、小さな窪みをつくる際の時間の無駄を少なくするこ
とができ、例えば文字や淡い画素の多い版では製版時間
をかなり短くすることができるようになった。

【００３２】上述の実施態様では半導体レーザ１０の照
射時間を変えながら版胴１の回転速度を変えて窪み１５
の深さを変える例を説明したが、図４Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに
示す様に半導体レーザ１０の照射時間と版胴１の回転速
度の変化量を変えることで窪み１５の深さｄ₁ ，ｄ₂ ，
ｄ₃ 及び画素１５Ａ〜１５Ｃの面積Ｓの両方を変えるこ
とも出来る。

【００３３】更に図５Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに示す様に半導体
レーザ１０の電流値をＩ₁ ，Ｉ₂ ，Ｉ₃ と変化させ、半
導体レーザ１０のパワ出力を変えながら版胴１の回転速
度をＳ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ と変えることで窪み１５を形成さ
せることも出来る。例えば１画素１５Ａ及び１５Ｂの中
で深さをｄ₃ ，ｄ₄ 及びｄ₁，ｄ₂ の様に変化させて階
調表現する様にしてもよい。

【００３４】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、製版時間を短縮し得る。

【００３５】

【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
と共に淡い画素の多い版では製版時間を短縮出来るもの
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
の変化説明図である。

【図４】本発明の半導体レーザ製版装置の波形及び窪み
の変化を示す他の説明図である。

【図５】本発明の半導体レーザ製版装置の波形及び窪み
の変化を示す更に他の説明図である。

【図６】従来のレーザ走査系を示す光学系の概念図であ
る。

【図７】従来の半導体レーザ製版装置に用いる半導体レ
ーザのパターン説明図である。

【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 パルスジェネレータ ４５ 周波数テーブル記憶手段 ４６ 照射時間テーブル記憶手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザを用いて画
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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】イメージスキャナー等で取り込まれた画像
入力信号１６は半導体レーザ１０に供給され、駆動電流
をＰＣＭ化した画像入力信号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
ーザビームは画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。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【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、版胴１を１回転させると
円周に沿った１トラック分の窪み１５がレーザビームで
飛散して所定の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。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】半導体レーザ１０から出射されるレーザビ
ーム１１は図７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、その大きさはたとえば
幅２００μｍ×厚み１μｍ程度でありレーザブロック１
４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かわるがたと
えば幅１２０μｍ×厚さ１μｍ程度である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】この様な断面矩形状のレーザビームスポッ
ト１０ｂを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、版２の巻回された版胴１に版胴回転モータ
で一定速度で図８Ａの特性図４８に示す様に回転され、
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８Ｂの如き一
定電流Ｉが流され、オン期間ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ のデュレ
ーションによって、図８Ｃの平面図及び図８Ｄ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。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】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。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】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。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】製版すべき画素部分に来ると、ＣＰＵ３２
はデータＲＡＭ３８に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をデータＲＡＭ３８から読み出
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は予め用意された製版回転用の周
波数テーブルを有し、この周波数テーブルは例えば画素
データ４１の階調の値が２５５で表される時は２ｋＨｚ
で、同様に１２８で表せる時は４ｋＨｚ等と画像データ
に応じた周波数がＲＯＭ或はＲＡＭ等の記憶手段４５に
格納されている。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】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１００パルス等と
画像データ４１の値に応じた半導体レーザ１０オン時の
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。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 半導体レーザを用いて画像データの濃淡
   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、 上記版を巻回した版胴の回転速度を上記画像データの濃
   淡に応じて変化させる様にして多階調表現させる様にし
   て成ることを特徴とする半導体レーザ製版装置。