JP2006337719A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空間光変調素子の長寿命化が可能であり、かつ空間光変調素子の破損の影響が小さい画像記録装置を提供する。
【解決手段】光束を照射する光源と、被露光材おける同一画素中の互いに異なる微小領域Ｒに対して光源からの光束を反射するか否かのＯＮ／ＯＦＦの切替が可能な複数のマイクロミラー５１を有するＤＭデバイスと、被露光材Ｈを主走査方向Ｘに沿って移動させる主走査モータと、光源及びＤＭデバイスを含む露光装置を副走査方向Ｙに沿って走査させる副走査モータと、ＤＭデバイスと主走査モータと副走査モータとを制御する制御部とを備えており、制御部は被露光材における画像記録領域に相当する画像記録ミラー列５６とその主走査方向上流側の予備露光ミラー列５７とをＯＮ状態に切替えさせるように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、被露光材に対して露光を行うことにより画像を記録する画像記録装置に関する。

従来、被露光材に対して露光を行うことにより画像を記録する画像記録装置がある。そして、画像記録装置は複数の光チャネルを有するのが一般的であり、その光チャネル毎にそれぞれ点灯制御が可能な光源が備えられている。

一方、ＬＣＤ（液晶表示素子）やデジタルマイクロミラーデバイスなどの２次元空間光変調素子を備えることにより、一つの光源からの導光を調整する画像記録装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開２００５−３２９０９号公報

しかしながら、従来の画像記録装置においては、空間光変調素子に照射される光量の低減ができずに長寿命化が困難であるという問題があった。

また、空間光変調素子としてのデジタルマイクロミラーデバイスには複数のマイクロミラーが備えられており、光源から照射される光束の軸に対する角度を変更することで被露光材への導光を調整するようになっている。そして、デジタルマイクロミラーデバイスにおいては、各マイクロミラーの反射する光は被露光材における１画素をそれぞれ記録するものである。従って、マイクロミラーのうち一つでも破損すると走査毎に記録されない画素が発生してしまうため、画質の低下が著しくデジタルマイクロミラーデバイスそのものを交換しなければならないという問題もあった。

そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、光源から照射する光量を低減させて空間光変調素子の長寿命化が可能であり、かつ空間光変調素子の破損の影響が小さい画像記録装置の提供を目的とするものである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像記録装置において、
光束を照射する光源と、
被露光材における互いに異なる微小領域に対して前記光源からの光束を反射するか否かのＯＮ／ＯＦＦの切替が可能な複数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロミラーデバイスと、
前記被露光材を主走査方向に沿って移動させる主走査機構と、
前記光源及び前記デジタルマイクロミラーデバイスを含む露光装置を副走査方向に沿って移動させる副走査機構と、
前記デジタルマイクロミラーデバイスと前記主走査機構と前記副走査機構とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記被露光材における画像記録領域に相当する分のマイクロミラーと当該マイクロミラーより主走査方向上流側のマイクロミラーとをＯＮ状態に切替えさせるように制御することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、制御部は、各走査において、被露光材における画像記録領域に相当する分のマイクロミラーとそれより主走査方向上流側のマイクロミラーとにより、光源から照射された光束を被露光材に対して反射させるようになっている。つまり、各走査において画像記録領域に光束が照射されて露光による記録が行われるとともに、その主走査方向上流側の領域にも光束が照射されて予備露光が行われるようになっている。

ここで、マイクロミラーのＯＮ状態とは、マイクロミラーが空間光変調素子の基板に対して＋α度傾いた状態のことであり、光源から照射された光束を被露光材に向けて反射するようになっている。

請求項２に記載の発明は、画像記録装置において、
光束を照射する光源と、
被露光材における同一画素中の互いに異なる微小領域に対して前記光源からの光束を反射するか否かのＯＮ／ＯＦＦの切替が可能な複数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロミラーデバイスと、
前記被露光材を主走査方向に沿って移動させる主走査機構と、
前記光源及び前記デジタルマイクロミラーデバイスを含む露光装置を副走査方向に沿って移動させる副走査機構と、
前記デジタルマイクロミラーデバイスと前記主走査機構と前記副走査機構とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
複数の前記マイクロミラーにより前記被露光材における１画素を記録させるように制御していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、制御部は、複数のマイクロミラーによって被露光材における１画素を記録させるようになっているので、一部のマイクロミラーが破損した場合であっても、被露光材における１画素を構成する光量の変動を小さく抑えるようになっている。また、被露光材に向けて反射する入射光の形状や光束径を精密に調整するようになっている。

請求項３に記載の発明は、画像記録装置において、
光束を照射する光源と、
被露光材における同一画素中の互いに異なる微小領域に対して前記光源からの光束を反射するか否かのＯＮ／ＯＦＦの切替が可能な複数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロミラーデバイスと、
前記被露光材を主走査方向に沿って移動させる主走査機構と、
前記光源及び前記デジタルマイクロミラーデバイスを含む露光装置を副走査方向に沿って移動させる副走査機構と、
前記デジタルマイクロミラーデバイスと前記主走査機構と前記副走査機構とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
複数の前記マイクロミラーにより前記被露光材における１画素を記録させるとともに、前記被露光材における画像記録領域に相当する分のマイクロミラーと当該マイクロミラーより主走査方向上流側のマイクロミラーとをＯＮ状態に切替えさせるように制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、一つのマイクロミラー群によって被露光材における１画素を記録させるようになっており、また、各走査において画像記録領域に光束が照射されて露光による記録が行われるとともに、その主走査方向上流側の領域にも光束が照射されて予備露光が行われるようになっている。

請求項１に記載の発明によれば、各走査において被露光材における画像記録領域に対して光束が反射されて露光による画像の記録が行われるとともに、その主走査方向上流側の領域にも光束が反射されて予備露光が行われるようになっている。従って、一つの光源と一つの空間光変調素子とを用いて、各走査の度に被露光材への予備露光と露光による画像記録とを行うことが可能である。また、予備露光用の光源や装置を別途備える必要が無いので、装置全体の小型化やコストの削減が可能である。さらに、予備露光を行わない場合に比べると一走査においてマイクロミラーに照射する光量を低減させることが可能であり、デジタルマイクロミラーデバイスの長寿命化が可能である。

請求項２に記載の発明によれば、デジタルマイクロミラーデバイスは複数のマイクロミラーにより被露光材の１画素を記録するので、一部のマイクロミラーが故障した場合でも被露光材に記録される画質の低下は小さく、デジタルマイクロミラーデバイス全体の交換をすることなく画像を記録しつづけることが可能である。また、被露光材への入射光の精密な調整が可能であるので、より高精細な画像記録を行うことが可能である。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１と請求項２に記載の発明と同様の効果が得られる。

以下、本発明に係る画像記録装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態においては、画像記録装置を外面ドラムタイプのものとして説明する。

図１は本発明に係る画像記録装置１を示す側面図である。この図に示すように、画像記録装置１は、主走査機構としての主走査モータ２０（図５参照）の駆動によって主走査方向Ｘに回転するドラム２を備えている。

ドラム２の外周面には、感光材料や感熱材料から形成された被露光材Ｈがクランプ（図示せず）等によって保持されており、ドラム２と一体的に主走査方向Ｘに回転するようになっている。この被露光材Ｈは、網点画像が露光記録された後にオフセット印刷の印刷用版として用いられるようになっている。また、被露光材Ｈとして機上現像タイプのもの、つまり、露光後に現像処理を施されることなくそのまま印刷用版となるものが用いられている。このような被露光材Ｈとしては、例えばコニカミノルタ株式会社製の「SimplatePro」（製品名）用の版材や、日本アグフア・ゲバルト株式会社製の「Azura」（製品名）など、従来より公知のものが挙げられる。

ドラム２の側方には、ネジシャフト３０及びガイドシャフト３１が配設されている。
ネジシャフト３０及びガイドシャフト３１はドラム２の軸方向（以下、副走査方向Ｙとする）に延在しており、ネジシャフト３０は副走査機構としての副走査モータ３２（図５参照）の駆動によって回転するようになっている。これらネジシャフト３０及びガイドシャフト３１には、ベース３３が支持されている。

ベース３３はネジシャフト３０の回転によって副走査方向Ｙに移動可能となっており、この移動はガイドシャフト３１によってガイドされている。ベース３３には、被露光材Ｈを露光して画像を記録する露光装置４が搭載されている。

露光装置４は、図２に示すように、半導体レーザ等の光源４０を備えている。この光源４０は、所定の波長、例えば３９０〜４２０ｎｍまたは７９０〜８５０ｎｍの波長の光束を出射するようになっている。なお、感熱材料から形成された被露光材Ｈを用いる場合には、感光材料から形成された被露光材Ｈを用いる場合と比較して、光源４０のパワーが大きい方が好ましい。

光源４０から出射される光束の光軸方向には、整形光学系４１、反射光学系５及び結像光学系４２が順に並んで配されている。

整形光学系４１は、光源４０から出射される光束を整形するとともに光束の断面内で光強度を均一化するものであり、例えばオプティカルインテグレータやコリメータレンズ、シリンドリカルレンズ等、従来より公知の光学素子を備えている。

反射光学系５は、整形光学系４１から出射される光束を屈折させて結像光学系４２に導光するものであり、図３に示すようなデジタルマイクロミラーデバイス（以下、ＤＭデバイスとする）５０を備えている。
ＤＭデバイス５０は全体として方形状又は矩形状に形成されており、平板状のシリコン基板５８を備えている。シリコン基板５８の整形光学系４１に対向する面には、図４に示すように、複数のマイクロミラー５１，…がマトリクス状に配設されている。なお、図３においてはマイクロミラー５１を簡略化して記載した。

これらマイクロミラー５１，…はマトリックス状に配列され、図５に示すように、１つの画素Ｇ内の互いに異なる微小な領域、本実施の形態においては画素Ｇを５×５に分割した微小領域Ｒ，…に対して光源４０からの光束を反射可能となっており、対応する画素Ｇごとにマイクロミラー群５５を構成している。つまり、各マイクロミラー群５５は、１つの画素Ｇに対応する５×５個のマイクロミラー５１，…を備えている。

各マイクロミラー５１は、デジタル制御で駆動されることにより、シリコン基板５８に対する傾きが調整可能となっている。ＤＭデバイス５０は、マイクロミラー５１の前記傾きを調整して、光源４０からの光束を被露光材Ｈの画素Ｇ（図５参照）に向けて反射する状態（以下、ＯＮ状態とする）と、被露光材Ｈと異なる方向に反射する状態（以下、ＯＦＦ状態とする）との切替が可能になっている。
詳しくは、マイクロミラー５１の「ＯＮ状態」とは、マイクロミラー５１がシリコン基板５８に対して＋α度傾いた状態のことであり、光源４０から照射された光を結像光学系４２を介して被露光材Ｈに向けて反射するようになっている。一方、マイクロミラー５１の「ＯＦＦ状態」とは、マイクロミラー５１がシリコン基板５８に対して−α度傾いた状態のことであり、光源４０から照射された光を光吸収体（図示省略）に向けて反射するようになっている。

なお、本実施の形態においては、以上のＤＭデバイス５０として、Texas Instruments社製のものが用いられている。

ＤＭデバイス５０の側方には、マイクロレンズアレイ５２が配設されている。このマイクロレンズアレイ５２は微小なマイクロレンズ５３，…をマトリックス状に配列したものであり、各マイクロレンズ５３は、対応するマイクロミラー５１からの反射光の拡散を防止するようになっている。

結像光学系４２は、ＯＮ状態のマイクロミラー５１から出射される光を被露光材Ｈの表面に集光するものであり、結像レンズ等を備えている。

以上の主走査モータ２０、副走査モータ３２、光源４０及びＤＭデバイス５０には、図６に示すように、制御部７が接続されている。
制御部７は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されており、画像記録装置１の各部を制御するようになっている。そして、制御部７は、所定の画像データや光源４０のパワーなどに基づいて、ＤＭデバイス５０のマイクロミラー５１のＯＮ／ＯＦＦの切替を制御するようになっている。具体的には、一つのマイクロミラー群５５によって被露光材Ｈにおける一つの画素Ｇを記録させるように制御している。また、各走査において、被露光材Ｈにおける画像記録領域に相当する分のマイクロミラー（以下、「画像記録ミラー列５６」とする）とその主走査方向Ｘの上流側のマイクロミラー（以下、「予備露光ミラー列５７」とする）とをＯＮ状態になるように制御している。

ここで、画像記録ミラー列５６とは、副走査方向Ｙに平行なミラー列であり、ＤＭデバイス５０に備えられたマイクロミラー５１のうち主走査方向Ｘの下流側のミラー列であることが好ましい。さらに、予備露光ミラー列５７とは、画像記録ミラー列５６と平行でありかつそれより主走査方向Ｘの上流側のミラー列である。従って、被露光材Ｈは、まず予備露光ミラー列５７に対向し、その後ドラム２が回転すると画像記録ミラー列５６に対向するようになっている。

画像記録ミラー列５６及び予備露光ミラー列５７のミラー列数には特に制限はないが、光源４０から照射される光エネルギーに対応した値であるとともに、被露光材Ｈの移動速度に対応した値である。従って、図４における一つの四角はマイクロミラー５１を表すものとしたが、一つの四角がマトリクス状に配列された複数のマイクロミラー５１を表すものとしてもよい。また、予備露光の効果を十分に得るためには、予備露光の直後に画像を記録させる露光を行うのが好ましいため、予備露光ミラー列５７は画像記録ミラー列５６の主走査方向Ｘの上流側近傍であることが好ましい。

続いて、以上の画像記録装置１の動作について説明する。
まず、制御部７は、主走査モータ２０及び副走査モータ３２を駆動させることにより、ドラム２を主走査方向Ｘに回転させるとともに、露光装置４を副走査方向Ｙに走査させる。なお、ドラム２の回転速度や露光装置４の走査速度は、それぞれ一定であることが好ましい。

この走査の際に、まず制御部７は、予備露光ミラー列５７のマイクロミラー５１をＯＮ状態とし、それ以外のマイクロミラー５１をＯＦＦ状態とする。また、制御部７は、画像データに基づいて画像記録ミラー列５６のなかでも被記録材Ｈの記録する微小領域Ｒに対応するマイクロミラー５１のみをＯＮ状態とし、それ以外のマイクロミラー５１をＯＦＦ状態とする。

次に、制御部７は、光源４０から光束を出射させる。すると、光源４０から出射された光束は整形光学系４１を通過して反射光学系５のＤＭデバイス５０に入射する。ＤＭデバイス５０に入射した光のうち、ＯＦＦ状態のマイクロミラー５１，…に入射した光束は当該マイクロミラー５１で反射した後、被露光材Ｈを露光しないように光吸収体の方向へ向かう。一方、予備露光ミラー列５７と画像記録ミラー列５６のＯＮ状態のマイクロミラー５１，…に入射した光束はそれぞれがマイクロミラー５１で反射した後、結像光学系４２で集光されて被露光材Ｈを露光する。これにより、被露光材Ｈには画像記録ミラー列５６により反射された光束が入射して微小領域Ｒが記録されるとともに、予備露光ミラー列５７により反射された光束が入射して予備露光が行われる。

以降、副走査方向Ｙにおける被露光材Ｈの一端から他端に露光装置４が走査するまでの間、制御部７が上記の各動作を続けることにより、所望の画像が被露光材Ｈの表面に順次記録される。

以上より、本実施形態の画像記録装置１によれば、各走査において被露光材Ｈに光束が反射されて露光による微小領域Ｒの記録が行われるとともに、その主走査方向Ｘの上流側の領域にも光束が反射されて予備露光が行われるようになっている。従って、一つの光源４０と一つのＤＭデバイス５０とを用いて、各走査の度に被露光材Ｈへの予備露光と微小領域Ｒの記録とを行うことが可能である。また、予備露光用の光源や装置を別途備える必要が無いので、装置全体の小型化やコストの削減が可能である。さらに、予備露光を行わない場合に比べると一走査においてマイクロミラー５１に照射する光量を低減させることが可能であり、ＤＭデバイス５０の長寿命化が可能である。

また、ＤＭデバイス５０は一つのマイクロミラー群５５により被露光材Ｈの画素Ｇを記録するので、一部のマイクロミラー５１が故障した場合でも微小領域Ｒに記録不具合が生じるのみである。従って、マイクロミラー５１が破損しても被露光材Ｈに記録される画質の低下は小さく、画像記録を中断してＤＭデバイス５０全体の交換をすることなく、画像を記録しつづけることが可能である。また、被露光材Ｈへの入射光の精密な調整が可能であるので、より高精細な画像記録を行うことが可能である。

なお、上記の実施の形態においては、被露光材Ｈを機上現像タイプのものとして説明したが、露光後に現像処理などを施されてから印刷用版として用いられるタイプのものとしても良い。

また、ＤＭデバイス５０は１つの画素Ｇに対して露光可能なマイクロミラー５１を複数個有することとして説明したが、１個のみ有することとしても良い。

また、画像記録装置１を、被露光材Ｈがドラム２の外周面に保持される外面ドラムタイプのものとして説明したが、平板上に保持されるフラットベッドタイプのものとしても良い。
また、被露光材Ｈの被露光箇所に画像が記録されるものとして説明したが、露光されない箇所に画像が記録されるものとしても良い。

本発明に係る画像記録装置の概略構成を示す側面図である。 露光装置の概略構成を示す図である。 ＤＭデバイスを示す正面図である。 マイクロミラーを示す正面図である。 マイクロミラー群を示す正面図である。 本発明に係る画像記録装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画像記録装置
７ 制御部
４０ 光源
５０ ＤＭデバイス（デジタルマイクロミラーデバイス）
５１ マイクロミラー
５６ 画像記録ミラー列
５７ 予備露光ミラー列
Ｇ 画素
Ｈ 被露光材
Ｒ 微小領域

Claims (3)

1. 光束を照射する光源と、
   被露光材における互いに異なる微小領域に対して前記光源からの光束を反射するか否かのＯＮ／ＯＦＦの切替が可能な複数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロミラーデバイスと、
   前記被露光材を主走査方向に沿って移動させる主走査機構と、
   前記光源及び前記デジタルマイクロミラーデバイスを含む露光装置を副走査方向に沿って移動させる副走査機構と、
   前記デジタルマイクロミラーデバイスと前記主走査機構と前記副走査機構とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記被露光材における画像記録領域に相当する分のマイクロミラーと当該マイクロミラーより主走査方向上流側のマイクロミラーとをＯＮ状態に切替えさせるように制御することを特徴とする画像記録装置。
2. 光束を照射する光源と、
   被露光材における同一画素中の互いに異なる微小領域に対して前記光源からの光束を反射するか否かのＯＮ／ＯＦＦの切替が可能な複数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロミラーデバイスと、
   前記被露光材を主走査方向に沿って移動させる主走査機構と、
   前記光源及び前記デジタルマイクロミラーデバイスを含む露光装置を副走査方向に沿って移動させる副走査機構と、
   前記デジタルマイクロミラーデバイスと前記主走査機構と前記副走査機構とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   複数の前記マイクロミラーにより前記被露光材における１画素を記録させるように制御していることを特徴とする画像記録装置。
3. 光束を照射する光源と、
   被露光材における同一画素中の互いに異なる微小領域に対して前記光源からの光束を反射するか否かのＯＮ／ＯＦＦの切替が可能な複数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロミラーデバイスと、
   前記被露光材を主走査方向に沿って移動させる主走査機構と、
   前記光源及び前記デジタルマイクロミラーデバイスを含む露光装置を副走査方向に沿って移動させる副走査機構と、
   前記デジタルマイクロミラーデバイスと前記主走査機構と前記副走査機構とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   複数の前記マイクロミラーにより前記被露光材における１画素を記録させるとともに、前記被露光材における画像記録領域に相当する分のマイクロミラーと当該マイクロミラーより主走査方向上流側のマイクロミラーとをＯＮ状態に切替えさせるように制御することを特徴とする画像記録装置。

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