JP3528364B2 - レーザビーム合成装置及び合成方法並びにレーザ製版装置及びレーザ製版方法 - Google Patents

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
版方法に関し、更に本発明はこれらに限定されずレーザ
ビーム合成装置及び合成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

〔レーザ製版装置〕最初に、本発明が関係するレーザ製
版装置について一般的な事項について説明する。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。

【０００３】従来、グラビア印刷は、印刷に使用される
刷版（凹版）に金属製版シートを用い、この金属製版シ
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
微小な凹部の集合からなる２次元の網点画像版を形成し
ていた。次の印刷段階では、この刷版をインキ溜に浸し
た後、余分なインキを掻き落とし、紙面に圧着して印刷
が出来上がる。グラビア印刷は、数百枚〜数千枚の印刷
が容易に出来るので多用されている。

【０００４】近年、刷版として樹脂製のシート使用する
電子グラビアの技術が実用化されている。このレーザ製
版装置は、図８に示すような装置であり、レーザビーム
を使用し、刷版の樹脂製シートに画像の濃淡に対応した
凹部を形成している。刷版の樹脂製シートは、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
グしてある。

【０００５】図８に示すようにレーザ製版装置は、概し
て、主走査部として軸４の周りに（Ａ方向又はＢ方向
に）回転駆動される版胴部１と、半導体レーザ（ＬＤ）
及び光学系からなるレーザブロック部１０，２１と、こ
のレーザブロック部１０，２１を版胴１の軸方向に（Ｃ
方向又はＤ方向に）直線駆動する副走査部とを備えてい
る。版胴部１には、被加工物である樹脂製シート２が巻
き付けられている。

【０００６】主走査部は、版胴部１，版胴回転駆動用モ
ータ７等よりなる。版胴部１は、複数本のタイミングベ
ルト５及び複数個のプーリ６を介して版胴回転駆動用モ
ータ７に駆動連結されており、Ａ方向又はＢ方向に回転
駆動される。

【０００７】レーザブロック部１０，２１については後
述する。

【０００８】副走査部は、レーザブロック移動用モータ
２４，このモータ２４の回転子（図示せず。）に連結さ
れ軸受部２３Ｒ，２３Ｌの間に版胴部１の軸方向に橋絡
されたボールネジ２６，このボールネジ２６に螺合され
た移動子２７等よりなり、レーザブロック移動用モータ
２４がボールネジ２６を回転駆動し、ボールネジ２６の
回転運動が移動子２７の直線運動に変換される。この直
線運動する移動子２７にアーム２９を介して連結された
（レーザブロック取付台２８上の）レーザブロック部１
０，２１は、２本のレール２２によって極めて精確に定
められた軌道を軸方向に平行に（Ｃ方向又はＤ方向に）
移動する。

【０００９】（レーザ製版装置の動作）上述のレーザ製
版装置の動作について説明する。図９は、図８のレーザ
製版装置の主要な機能のブロック図である。

【００１０】マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３２は、
レーザ製版装置全体を動作を制御する。ＣＰＵ３２に接
続されたデータＲＡＭ３８には、印刷する画像の画像デ
ータが蓄積されている。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等である。

【００１１】ＣＰＵ３２に接続されたガンマテーブル４
２は、例えばＲＯＭ等に蓄積された非線形の変換テーブ
ルである。ＣＰＵ３２は、データＲＡＭ３８に蓄積され
た画像データ４０をガンマテーブル４２と比較し、画像
データ４０に対応した形状をもつ凹部を樹脂製シート２
上に形成するに必要なレーザ強度及び発光時間の出力関
係の値を決定する。即ち、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼン
タ），Ｙ（イエロー）の各刷版の各画素のデータに対応
するレーザ強度及び発光時間の出力関係の値を決定す
る。必要に応じて、Ｂ（ブラック）の刷版データをも含
める。

【００１２】マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３２によ
り、版胴回転用ドライバ（版胴回転用駆動装置）３５に
回転制御信号が送られ、この回転制御信号より版胴回転
用ドライバ３５は版胴回転用モータ７に駆動パルス信号
を送り、版胴１はこの駆動パルスに同期して歩進的に回
転する。一方、ＣＰＵ３２は、データＲＡＭ３８に蓄積
された画像データからガンマテーブル４２に従ってレー
ザ強度及び発光時間を決定し、このデータをレーザドラ
イバ（レーザ駆動装置）４３に送る。

【００１３】レーザドライバ４３は、版胴回転用モータ
７の駆動パルスに同期して、このデータに対応したパル
ス信号を半導体レーザ１０に送って半導体レーザ１０を
発光させ、樹脂製シート２の照射スポット箇所の樹脂を
溶融飛散及び昇華させて所定の凹部を樹脂製シート２上
に形成する。半導体レーザ１０は版胴１に巻き付けられ
た樹脂製シート２の円周に沿って画像データに対応した
凹部を次々と形成する。レーザのスポット形状は、典型
的には５０〔ミクロン〕程度の角形で、画像の階調に合
わせて照射され、樹脂製シートに形成される凹部の深さ
は５〜６〔ミクロン〕程度である。

【００１４】版胴１が１回転するまで画像に対応した凹
部を形成し、１回転の終了に同期してレーザブロック部
１０，２１が１画素分だけ版胴１の軸方向に移動させる
移動制御信号をレーザブロック移動用モータドライバ３
３に送り、レーザブロック移動用モータ２４を回転駆動
して、レーザブロック部１０，２１を移動させる。

【００１５】このように版胴１を回転しながら１周分の
凹部を形成し、その後レーザブロック１０，２１を１画
素分だけ移動する動作を繰り返して、所定の面積の樹脂
製シート２に画像に対応した凹部を形成する。

【００１６】レーザ製版装置は、上述のように、版胴回
転用モータ７による版胴１の回転及びレーザブロック移
動用モータ２４によるレーザブロック部１０，２１の直
線移動を同期させながら、半導体レーザ１０を放射し樹
脂製シート２上に画像データに対応した凹部の集合を形
成する装置である。

【００１７】（従来のレーザビーム光学系）図１０は、
このようなレーザ製版装置に用いられる従来のレーザ製
版装置のレーザブロック部１０，２１に内蔵されたレー
ザビーム光学系の要部を示す図である。レーザブロック
部は、半導体レーザ１０及び光学系２１からなる。光学
系２１は、半導体レーザ１０に隣接して配置されたコリ
メータレンズ５０，アナモルフィックプリズム５１，対
物レンズ５２及びカバーガラス（ＣＧ）５３が光軸に沿
ってきょう体に順次配置されている。

【００１８】半導体レーザ１０からレーザビームが放射
され、コリメータレンズ５０によりコリメートされ、ア
ナモルフィックプリズム５１によりビーム整形され、対
物レンズ５２で集束されて、版胴部１に巻き付けられた
樹脂製シート２に所望の像を結ぶようにされる。

【００１９】図１１は、このようなレーザビーム系の実
際の構成を示す図である。半導体レーザ１０はＬＤ（la
ser diode ）ホルダ６１に保持され、コリメータレンズ
５０はコリメータレンズホルダ６０に保持され、アナモ
ルフィックプリズム５１はアナ モルフィックプリズム
ホルダ６３に保持され、対物レンズ５２は対物レンズホ
ル ダ６４に保持されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】現在、レーザ製版装置
で使用されているレーザビームは、単一のレーザビーム
源（シングルビーム）であり、例えばＡ３サイズの刷版
に凹部を形成するのに平均４０分の作業時間を必要とし
ている。このため利用者の間から、この製版時間を短縮
化することが求められている。

【００２１】この製版時間の短縮化の１つのアプローチ
として、既に本願出願人は複数個のレーザ源を版胴の周
囲に円周方向又は回転軸方向に配設したマルチビーム方
式レーザ製版装置を提案した。

【００２２】図１２は、本願出願人により既に提案され
たマルチビーム方式レーザ製版装置の全体構成を示す図
である。図１２に示すマルチビーム方式は、４個のレー
ザブロック１０Ａ及び２１Ａ，１０Ｂ及び２１Ｂ，１０
Ｃ及び２１Ｃ，１０Ｄ及び２１Ｄを同一のレーザブロッ
ク取付台２８上に固定して、レール２２に沿って一体に
移動している。ここで、レーザブロック１０Ａ及び２１
Ａは樹脂製シート２の製版エリアの一部の領域Ａを、レ
ーザブロック１０Ｂ及び２１Ｂは領域Ｂを、レーザブロ
ック１０Ｃ及び２１Ｃは領域Ｃを、レーザブロック１０
Ｄ及び２１Ｄは領域Ｄを、夫々受け持って凹部を形成す
るように構成されている。

【００２３】このマルチビーム方式は、１個当たりのレ
ーザビーム源の製版面積が減少し製版時間の短縮化には
有効であるものの、１つの版胴内で異なるレーザ源が照
射する領域の境界部（つなぎ目）の調整が非常に難しい
という問題点が生じている。即ち、各レーザヘッドの位
置調整は数ミクロン単位で行う必要があり、また各レー
ザヘッドの光学的調整及び出力調整も微妙なものを必要
としている。結果的に、現在では各レーザヘッドの形成
する凹部に微妙な差異が生じ、刷版全体に亘って均一な
仕上がりを期待出来ず、照射するエリアのつなぎ目を完
全に消すことは難しい状況にある。このようなつなぎ目
の残る刷版はグラビア印刷には使用できない。

【００２４】従って、本発明は、上述の問題点に鑑み
て、レーザ製版装置において製版時間を短縮することを
目的とする。

【００２５】更に本発明は、レーザ製版装置において製
版時間を短縮すると共に、仕上がりの刷版全体に亘り品
質的に局部的不均一が無いレーザ製版装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２６】更に本発明は、レーザ製版装置を離れて、
一般的にレーザビーム合成装置及び合成方法を提供する
ことをも目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、偏光方向に加
えて波長の相違を利用して４つのレーザビームを利用す
ることを提案する。この製版装置は、波長λ1 をもつレ
ーザビームを放射する第１及び第２の半導体レーザ装置
と、上記第１及び第２の半導体レーザ装置の各々の出射
レーザビームを夫々コリメートする第１及び第２のコリ
メータレンズと、上記第１及び第２のコリメータレンズ
の各々の出射レーザビームを夫々ビーム整形する第１及
び第２のアナモリフィックプリズムと、上記第２のアナ
モリフィックプリズムからのレーザビームの偏光面を回
転させる第１の二分の一波長板と、上記第１の上記アナ
モリフィックプリズムからのレーザビームと上記第１の
二分の一波長板からのレーザビームとを合成する第１の
偏光ビームスプリッタと、更に、波長λ2 をもつレーザ
ビームを放射する第３及び第４の半導体レーザ装置と、
上記第３及び第４の半導体レーザ装置の各々の出射レー
ザビームを夫々コリメートする第３及び第４のコリメー
タレンズと、上記第３及び第４のコリメータレンズの各
々の出射レーザビームを夫々ビーム整形する第３及び第
２のアナモリフィックプリズムと、上記第４のアナモリ
フィックプリズムからのレーザビームの偏光面を回転さ
せる第２の二分の一波長板と、上記第３の上記アナモリ
フィックプリズムからのレーザビームと上記第２の二分
の一波長板からのレーザビームとを合成する第２の偏光
ビームスプリッタと、上記第１の偏光ビームスプリッタ
から出射する波長λ1 の合成レーザビームと上記第２の
偏光ビームスプリッタから出射する波長λ2 の合成レー
ザビームとを合成するダイクロイックミラーと、上記ダ
イクロイックミラーから出射する合成レーザビームを集
束する対物レンズとを備え、この集束された合成レーザ
ビームを樹脂製シートに照射し凹部を形成して刷版を形
成する。このような構成により、偏光方向及び波長の相
違により、４つのレーザビームを利用することが出来
る。

【００２８】

【００２９】

【００３０】また本発明は、同様に製版方法の発明とし
ても把握することが出来る。更に、本発明の技術思想
は、製版装置及び製版方法から離れて、レーザの合成装
置及びレーザの合成方法としても捉えることが出来る。

【００３１】

〔レーザ製版装置の一実施例〕

（レーザビーム光学系の要部） 図１は、レーザ製版装置の一実施例のレーザビーム光学
系の要部を示す図である。本実施例は、レーザビームの
偏光方向に着目して、２個のレーザビーム源からのレー
ザビームを合成して樹脂製シートの同一箇所の凹部を形
成出来るようにし、実質的にレーザビームの出力を増大
して製版時間を短縮化すると共に、刷版全体に亘って均
一な品質の凹部を形成している。

【００３２】図に示すように、半導体レーザ１０Ａから
のレーザビームの光軸ＯＡ-Aに沿って、コリメータレン
ズ５０Ａ，アナモルフィックプリズム５１Ａ，偏光ビー
ムスプリッタ５５ＡＢ，対物レンズ５２及びカバーガラ
ス５３が、直列関係で順次配置されている。この内、偏
光ビームスプリッタ５５ＡＢを除く各光学素子は、図１
１に示した従来のレーザビーム光学系の半導体レーザ１
０，コリメータレンズ５０，アナモルフィックプリズム
５１，対物レンズ５２及びカバーガラス５３と夫々同じ
でよい。説明の都合上、これを「ルートＡ」のレーザビ
ームとし、図中の各光学素子の参照符号に「Ａ」をつけ
て識別する。

【００３３】ルートＡのレーザビームに対して直交関係
に、レーザビームのルートＢが形成される。即ち、図で
見て偏光ビームスプリッタ５５ＡＢの上方に、半導体レ
ーザ１０Ｂからのレーザビームの光軸ＯＡ-Bに沿って、
コリメータレンズ５０Ｂ，アナモルフィックプリズム５
１Ｂが直列関係で順次配置されている。このレーザビー
ムを「ルートＢ」とする。同様に、参照符号に「Ｂ」を
つけて識別する。

【００３４】図に示すように、各光学素子は、ルートＡ
のレーザビームの光軸ＯＡ-AがルートＢのレーザビーム
の光軸ＯＡ-Bに対して偏光ビームスプリッタ５５の箇所
で直交し一致する関係になるように配置されている。

【００３５】先ず、「ルートＡ」の各光学素子について
説明する。半導体レーザ１０Ａは、例えば近赤外レーザ
ダイオードであり、現在市販レベルで最高出力の２
〔Ｗ〕でＴＡＰＳ（tapared stripe）を放射し、レーザ
ビームの波長λは７８０〜８３０ｎｍの高出力半導体レ
ーザである。半導体レーザ１０Ａから放射されるレーザ
ビームはＰ偏光であり、コリメータレンズ５０Ａに入射
する。

【００３６】ここで、「Ｐ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
の法線と波面放線（ビームの進行方向）を含む面）内に
含まれる直角偏光であり、これ対する「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放線（ビームの進行方向）
を含む面）に垂直な直角偏光で有り、両者は直交する関
係にある。

【００３７】コリメータレンズ５０Ａは、所定の焦点距
離を有し、半導体レーザ１０Ａからのレーザビームの光
束を光軸ＯＡ-Aに対し夫々平行光にコリメート（視準。
ビームの全てを相互に平行光にすること。）するよう作
用する光学素子である。コリメータレンズ５０Ａは、適
当な移動手段（図示せず。）により光軸の方向に移動出
来るようになっている。

【００３８】アナモルフィックプリズム（anamorphic p
rizm 「アナモフィックプリズム」とも表記される。）
５１Ａ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。アナモル
フィックプリズム５１Ａは、材質ＢＫ−７等の２個の３
角柱状のプリズム（以下、「三角プリズム」という。）
５１Ａ-1，５１Ａ-2の底面をアルミ製ベース板に張り付
けた構成になっていて、この３角プリズムの上面と底面
は直角３角形になっている。図１から分かるように、コ
リメータレンズ５０Ａから出射されたレーザビームは、
三角プリズム５１Ａ-1の斜辺側面に入射し、屈折して高
さ側面から出射する。そして、更に三角プリズム５１Ａ
-2の斜面側面に入射し、屈折して高さ側面から出射し
て、偏光ビームスプリッタ５５ＡＢに向かう。

【００３９】偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ polarizat
ion beam splitter ）５５ＡＢ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、入射Ｐ偏光を透過し
又は入射Ｓ偏光を９０度方向に反射するよう作用する。
このため、アナモルフィックプリズム５１ＡからのＰ偏
光レーザビームは、偏光ビームスプリッタ５５ＡＢを透
過して、対物レンズ５２に向かう。

【００４０】対物レンズ５２は、所定の焦点距離を有
し、偏光ビームスプリッタ５５ＡＢからのＰ偏光のレー
ザビームの光線束を版胴１に取り巻かれた樹脂製シート
２上に集束し、所定の凹部を形成する。

【００４１】ルートＡのレーザビームの場合、図１０で
説明した従来のレーザビーム光学系と同様に作用し、偏
光ビームスプリッタ５５ＡＢは透過作用をしている。

【００４２】次に、「ルートＢ」について説明する。ル
ートＢの半導体レーザ１０Ｂ，コリメータレンズ５０Ｂ
及びアナモルフィックプリズム５１Ｂは、上述したルー
トＡの半導体レーザ１０Ａ，コリメータレンズ５０Ａ及
びアナモルフィックプリズム５１Ａと、夫々同様であ
る。

【００４３】半導体レーザ１０Ｂから放射されるレーザ
ビームは、同様に、Ｐ偏光であり、コリメータレンズ５
０Ｂに入射する。

【００４４】コリメータレンズ５０Ｂは、半導体レーザ
１０Ｂからのレーザビームの光束を光軸ＯＡ-Bに対し平
行光にするよう作用する。コリメータレンズ５０Ｂは、
適当な移動手段（図示せず。）により光軸ＯＡ-Bの方向
に移動出来る。

【００４５】アナモルフィックプリズム５１Ｂでは、コ
リメータレンズから出射されたレーザビームは、三角プ
リズム５１Ｂ-1の斜辺側面に入射し、屈折して高さ側面
から出射する。そして、更に三角プリズム５１Ｂ-2の傾
斜面側面に入射し、屈折して高さ側面から出射して、二
分の一波長板５４に向かう。

【００４６】ルートＡと異なり、ルートＢには二分の一
波長板５４が配置されている。二分の一波長板５４は、
レーザビームの偏光面を回転する電子光学的な複屈折板
からなる光学素子である。二分の一波長板５４は、アナ
モルフィックプリズム５１Ｂから入射するＰ偏光のレー
ザビームをＳ偏光に回転して、偏光ビームスプリッタ５
５ＡＢに向ける。

【００４７】上述のように、偏光ビームスプリッタ５５
ＡＢは、Ｐ偏光を透過し又はＳ偏光を９０度方向に反射
するよう作用する光学素子である。このため、二分の一
波長板５４からのＳ偏光レーザビームは、偏光ビームス
プリッタ５５で９０度方向に反射して、対物レンズ５２
に向けられる。ここで、ルートＢの光軸ＯＡ-Bがルート
Ａの光軸ＯＡ-Aと整合し、これ以降同一の光軸ＯＡABと
なるように、ルートＡ及びルートＢの各光学素子は相対
的に位置決めされている。

【００４８】同様に、対物レンズ５２は、偏光ビームス
プリッタ５５ＡＢからのＳ偏光レーザビームの光線束を
版胴１（図示せず。）に取り巻かれた樹脂製シート２
（図示せず。）に集束する。

【００４９】図１のレーザビーム光学系では、ルートＡ
の半導体レーザ１０Ａ及びルートＢの半導体レーザ１０
Ｂの両方から出射されたレーザビームが樹脂製シート２
上の同一箇所に集束する。このように、ルートＡのレー
ザビームとルートＢのレーザビームとを同一箇所に集中
することにより、図１０の従来の単一レーザビーム（ル
ートＡのみと等価である。）に比較して、一層大きい強
度のレーザビームが樹脂製シート２（被加工物）に集束
され、製版速度が速くなる。また、樹脂製シート全体に
亘って１つの合成レーザビームを用いて凹部形成するた
め、マルチビーム方式のようなつなぎ目の問題は生じな
く、常に均一な品質が確保できる。

【００５０】ルートＡのレーザビームとルートＢのレー
ザビームとを集中する態様には、次の方法がある。 （１）２つのルートのレーザビームを同じタイミングで
出射する。 （２）２つのルートのレーザビームを交互に出射する。
この方法では、半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂを交互に冷
却することが可能となり、半導体レーザの寿命を伸ばす
ことが出来る。 （３）一方のルートのレーザビームを主として用い、他
方のルートのレーザビームを従として用いる。例えば、
通常サイズの凹部は主のレーザビームを用い、比較的大
きいサイズの凹部は主と従の２つのルートのレーザビー
ムを用いる。 いずれの方式を採用するかは、グラビア印刷の要求品
質，許容作業時間等によって適宜決定される。

【００５１】（レーザビーム光学系の構成）図２は、図
１のレーザビーム光学系の実際の構成を示す図である。
半導体レーザ１０Ａ，１０Ｂは、ＬＤブロック（laser
diode block ）６２Ａ，６２Ｂにより夫々保持されてい
る。コリメータレンズ５０Ａ，５０Ｂは、コリメータレ
ンズホ ルダ６０Ａ，６０Ｂにより夫々保持されてい
る。２個のアナモルフィックプリズ ム５１Ａ，５１Ｂ
と二分の一波長板５４と偏光ビームスプリッタ５５ＡＢ
とは、 アナモルフィックプリズムホルダ６３により一
体化され保持されている。

【００５２】（レーザビーム光学系の概念）図３（１）
は、上述の実施例のレーザビーム光学系を概念的に表し
たものである。図１の実施例は、２つのレーザビームの
偏光面の相違に着目して合成している。即ち、ルートＡ
では、レーザビーム放出手段１０ＡからのＰ偏光を、偏
光ビームスプリッタからなるビーム合成手段５５ＡＢに
入射する。ルートＢでは、レーザビーム放出手段１０Ｂ
からのＰ偏光を、二分の一波長板からなる偏光面回転手
段５４でＳ偏光に変更した後、ビーム合成手段５５ＡＢ
に入射する。ビーム合成手段５５ＡＢでは、これら偏光
面の異なるこれらレーザビームを合成している。

【００５３】また、レーザビーム放射手段１０Ａ，１０
Ｂから放射されるレーザビームの特性等により、ビーム
合成手段５５ＡＢの前段には、レーザビームをコリメー
トする手段５０Ａ，５０Ｂやレーザビームをビーム整形
する手段５１Ａ，５１Ｂが夫々設けられ、また、ビーム
合成手段５５ＡＢの後段には、所望に応じて合成ビーム
を集束するビーム集束手段が設けられる。

【００５４】〔この発明によるレーザ製版装置の実施
例〕 （４つのレーザビーム光学系） 図４は、この発明によるレーザ製版装置の実施例のレー
ザビーム光学系の要部を示す図である。この実施例で
は、レーザビームを偏光方向の相違及び波長の相違に着
目して、Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤの４つのルートとし、この４
つのレーザビームを合成している。

【００５５】ここで、ルートＡ及びルートＢは波長λ1
のレーザビームを使用し、ルートＣ及びルートＤは波長
λ1 とは異なる波長λ2 のレーザビームを使用すること
により、ルートＡ，ＢとルートＣ，Ｄを波長により分け
ている。例えばルートＡ，Ｂの各波長λ1 は現在使用し
ている半導体レーザ１０の最短波長７８０ｎｍでよく、
ルートＣ，Ｄの各波長λ2 は最長波長８３０ｎｍであっ
てよい。

【００５６】図４の上半分は、レーザビームのルートＡ
及びＢを示してあり、偏光ビームスプリッタ５５ＡＢの
後段にダイクロイックミラー５６が配置されている点を
除き、図１に関連して説明した実施例のレーザビーム光
学系と同じである。

【００５７】ダイクロイックミラー５６は、波長に応じ
てレーザビームを反射し、振動面には関しない光学素子
である。ルートＡのアナモルフィックプリズム５１Ａか
らのＰ偏光レーザビーム（波長λ1 ）及びルートＢの二
分の一波長板５４ＢからのＳ偏光レーザビーム（波長λ
1 ）の合成レーザビームは、ダイクロイックミラー５６
を透過して対物レンズ５２に向かう。

【００５８】図４の下半分のレーザビームのルートＣ及
びＤについて説明する。レーザビームのルートＣ及びＤ
は、半導体レーザ１０Ｃ，１０Ｄの波長がλ2 である点
を除き、図の上半分のレーザビームのルートＡ及びＢを
９０度回転して配置したものと同じである。

【００５９】上述のようにダイクロイックミラー５６
は、波長に応じてレーザビームを反射し、振動面には関
しない光学素子であり、ルートＣのアナモルフィックプ
リズム５１ＣからのＰ偏光レーザビーム（波長λ2 ）及
びルートＤの二分の一波長板５４ＤからのＳ偏光レーザ
ビーム（波長λ2 ）は偏光ビームスプリッタ５５ＣＤで
合成レーザビームとなりダイクロイックミラー５６に向
かい、ダイクロイックミラー５６で反射して、偏光ビー
ムスプリッタ５５ＡＢからの合成レーザビームと合成さ
れて同一の光軸に沿って対物レンズ５２に向かう。

【００６０】このように、半導体レーザ１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ及び１０Ｄから出射されたレーザビームが樹
脂製シート２に集束する。ルートＡからルートＤのレー
ザビームを集束することにより、図１０の従来の単一レ
ーザビーム（ルートＡのみに相当する。）に比較して、
樹脂製シート２（被加工物）で一層大きいレーザ強度が
得られる。また、４つのレーザビーム源が樹脂製シート
２（図示せず。）上では１つの合成レーザビームとなる
ので、刷版全体に亘り均一な品質の凹部が形成され、つ
なぎ目等の問題は生じない。

【００６１】ルートＡ〜Ｄのレーザビームを集中する態
様は、次の方法がある。 （１）４つのルートのレーザビームを同じタイミングで
出射する。 （２）４つのルートのレーザビームを順次交互に又は二
つのグループに分け交互に出射する。この方法では、半
導体レーザ１０Ａ〜Ｄを冷却する時間を確保することが
可能となり、寿命を伸ばすことが出来る。 （３）いずれか１又は２以上のルートのレーザビームを
主として用い、残りのルートのレーザビームを従として
用いる。例えば、通常サイズの凹部は主のレーザビーム
を用い、比較的大きいサイズの凹部は主と従の２つのル
ートのレーザビームを用いる。 同様に、刷版の要求仕様等により、いずれかが適宜選択
される。

【００６２】（樹脂製シートの結像サイズを変える方
法）上述した実施例では、各ルートの対応する光学素子
を夫々同一のものとしている。しかしルート間の対応す
る光学素子を相違させ、例えば図１のルートＡのコリメ
ータレンズ５０Ａの焦点距離をルートＢのコリメータレ
ンズ５０Ｂに比較して相対的に長くすることにより、結
像する像の大きさをルートＡでは通常のサイズに、ルー
トＢでは比較的小さいサイズにして、図３（２）に示す
ような樹脂製シート２上に二重の像を結像させることが
出来る。これにより、ルート間の光軸調整を容易にし、
また調整の精度を下げることが出来る。同様に、図４に
示したルートＡ〜Ｄをもつ実施例の場合にも、所望によ
り各コリメータレンズ５０Ａ〜５０Ｄの焦点距離を相違
させて、像のサイズを相互に相違させることが出来る。

【００６３】（レーザビーム光学系の概念）図５は、図
４の実施例のレーザビーム光学系を概念的に表したもの
である。図４の実施例は、レーザビームの波長の相違に
着目し、更に同じ波長の中で２つのレーザビームの偏光
面の相違に着目して合成している。即ち、ルートＡ，Ｂ
では波長λ1 を使用し、ルートＣ，Ｄでは波長λ2 を使
用している。同一波長内では、図３（１）で説明したよ
うに偏光面に着目している。

【００６４】ルートＡでは、レーザビーム放出手段１０
Ａからの波長λ1 のＰ偏光を、偏光ビームスプリッタか
らなるビーム合成手段５５ＡＢに入射する。ルートＢで
は、レーザビーム放出手段１０Ｂからの波長λ1 のＰ偏
光を、二分の一波長板からなる偏光面回転手段５４Ｂで
Ｓ偏光に変更した後、ビーム合成手段５５ＡＢに入射す
る。ビーム合成手段５５ＡＢでは、これら偏光面の異な
るこれらレーザビームを合成している。

【００６５】また、ルートＣでは、レーザビーム放出手
段１０Ｃからの波長λ2 のＰ偏光を、偏光ビームスプリ
ッタからなるビーム合成手段５５ＣＤに入射する。ルー
トＤでは、レーザビーム放出手段１０Ｄからの波長λ2
のＰ偏光を、二分の一波長板からなる偏光面回転手段５
４ＤでＳ偏光に変更した後、ビーム合成手段５５ＣＤに
入射する。ビーム合成手段５５ＣＤでは、これら偏光面
の異なるこれらレーザビームを合成している。

【００６６】ビーム合成手段５５ＡＢ及びビーム合成手
段５５ＣＤからの出力は、例えばダイクロイックミラー
からなるビーム合成手段５６により合成される。

【００６７】また、各レーザビーム放射手段から放射さ
れるレーザビームの特性等により、各ビーム合成手段５
５ＡＢ，５５ＣＤの前段には、レーザビームをコリメー
トする手段やレーザビームをビーム整形する手段が夫々
設けられ、また、ビーム合成手段５６の後段には、所望
に応じて合成ビームを集束するビーム集束手段５２が設
けられる。

【００６８】〔実施例の動作等〕レーザ製版装置の動作
について説明する。図６は、図１又は図４のレーザ製版
装置の主要な機能のブロック図である。このブロック図
は、レーザドライバ４３Ａ〜Ｄ及び半導体レーザ１０Ａ
〜Ｄの組が複数組設けられている点を除き、図９の従来
のブロックと同様である。

【００６９】図６は、図４のレーザビームルートＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄをもつレーザ製版装置を示し、半導体レーザ
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ及びレーザドライバ４
３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄが設けられる。

【００７０】図４に関連して、複数のレーザビームを同
時に用いたり、交互に用いたりするような種々のレーザ
ビームを集中する態様を説明したが、これらの制御はＣ
ＰＵ３２によって行われる。

【００７１】〔実施例の効果〕上述した本実施例によ
り、従来のシングルビームのレーザ製版装置に比較し
て、２つ，４つ又はそれ以上のレーザビームを集中する
ことにより、ビーム強度を上げることが出来る。また、
複数のレーザビームを交互又は順番に使用することによ
り、レーザビームに冷却時間を設けることが出来、半導
体レーザの寿命を伸ばすことが出来る。複数のレーザビ
ーム源を使用しているが、被加工物（樹脂製シート）を
照射するときは集中して１つの合成ビームとしているの
で、従来のマルチビーム方式で問題となったつなぎ目等
の問題は生じない。各光学素子は、夫々のホルダに収容
して所定方向に移動可能な構成を採用しているので、相
互の位置調整が容易なものになっている。

【００７２】〔他への応用等〕上述したように、本実施
例をレーザ製版装置に関連して説明した。しかし、図１
及び図４で説明したレーザビーム光学系はレーザ製版装
置に特有な又は限定的な光学素子は存在しなく、このレ
ーザビーム系は他の用途、例えばレーザビームを利用す
るあらゆる測定装置，加工装置等において、レーザビー
ム強度を増加する手段として採用し得る。

【００７３】このため、本発明の技術的範囲は、レーザ
製版装置に限られず、レーザビームの合成装置又はレー
ザビーム合成方法として把握し得る。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ製版装置におい
て製版時間を短縮できる利益がある。更に本発明によれ
ば、刷版全体に亘り仕上がりが品質的に均一なレーザ製
版装置を提供することが出来る。更に本発明によれば、
一般的にレーザビーム合成装置及び合成方法を提供出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザ製版装置の一実施例のレーザビーム光学
系の要部を示す図である。

【図２】図１に示すレーザビーム光学系の構成を示す図
である。

【図３】図３（１）は、図１に示すレーザビーム光学系
の概念を説明するブロック図である。図３（２）は、樹
脂製シート上のサイズの異なる結像を示す図である。

【図４】この発明によるレーザ製版装置の実施例のレー
ザビーム光学系の要部を示す図である。

【図５】図４に示すレーザビーム光学系の概念を説明す
るブロック図である。

【図６】この発明による実施例のレーザビーム光学系を
採用したレーザ製版装置の動作を説明する図である。

【図７】図１のレーザビーム光学系を採用したレーザ製
版装置の要部を示す図である。

【図８】レーザ製版装置の全体構成を説明する図であ
る。

【図９】図８に示すレーザ製版装置の動作を説明するブ
ロック図である。

【図１０】従来のレーザ製版装置のレーザビーム光学系
の要部を示す図である。

【図１１】図１０に示すレーザビーム光学系の構成を示
す図である。

【図１２】既に提案されたマルチビーム化されたレーザ
製版装置の全体構成を示す図である。

【符号の説明】 １ 版胴部 ２ 樹脂製シート ４ 版胴の軸 ５ タイミングベルト ６ プーリ ７ 版胴回転用モータ １０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 半導体レーザ ２１ 光学系 ２２ レール ２３Ｒ，２３Ｌ 軸受 ２４ レーザブロック移動用モータ ２６ ボールネジ ２７ 移動子 ２８ レーザブロック取付台 ２９ アーム ３２ マイクロコンピュータ（ＣＰＵ） ３３ レーザブロック移動用モータドライバ ３５ 版胴回転用モータドライバ ３８ データＲＡＭ ４２ ガンマテーブル ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ レーザドライバ ５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ アナモルフィ
ックプリズム ５２ 対物レンズ ５３ カバーガラス ５４，５４Ｂ，５４Ｄ 二分の一波長板 ５５ＡＢ，５５ＣＤ 偏光ビームスプリッタ ５６ ダイクロイックミラー ６０ コリメータレンズホルダ ６１ ＬＤ（半導体レーザ）ホルダ ６２ ＬＤ（半導体レーザ）ブロック ６３ アナモルフィックプリズムホルダ ６４ 対物レンズホルダ ＯＡ-A，ＯＡ-B，ＯＡAB 光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41C 1/05 B23K 26/06 G03F 7/20 505 H01S 3/10

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長λ1 をもつ第１及び第２のレーザビ
   ーム放射手段と、 上記第２のレーザビーム放射手段からのレーザビームの
   偏光面を回転させる第１の複屈折手段と、 第１の上記レーザビーム放射手段からのレーザビームと
   上記複屈折手段からのレーザビームとを合成する第１の
   合成手段と、更に波長λ1 とは異なる波長λ2 をもつ第
   ３及び第４のレーザビーム放射手段と、 上記第４のレーザビーム放射手段からのレーザビームの
   偏光面を回転させる第２の複屈折手段と、 第３の上記レーザビーム放射手段からのレーザビームと
   上記第２の複屈折手段からのレーザビームとを合成する
   第２の合成手段と、 上記第１の合成手段から出射するレーザビームと第２の
   合成手段出射するレーザビームとを合成する第３の合成
   手段とを備えたレーザビーム合成装置。
2. 【請求項２】 波長λ1 をもつ第１及び第２のレーザビ
   ーム放射手段と、 上記第１及び第２のレーザビーム放射手段からのレーザ
   ビームを夫々コリメートする第１及び第２のコリメータ
   手段と、 上記第１及び第２のコリメータ手段からのレーザビーム
   を夫々整形する第１及び第２のビーム整形手段と、 上記第２のレーザビーム放射手段からのレーザビームの
   偏光面を回転させる第１の複屈折手段と、 上記第１のビーム整形手段からのレーザビームと上記第
   １の複屈折手段からのレーザビームとを合成する第１の
   合成手段と、更に波長λ1 とは異なる波長λ2 をもつ第
   ３及び第４のレーザビーム放射手段と、 上記第１及び第２のレーザビーム放射手段からのレーザ
   ビームを夫々コリメートする第３及び第４のコリメータ
   手段と、 上記第３及び第４のコリメータ手段からのレーザビーム
   を夫々整形する第３及び第４のビーム整形手段と、 上記第４のレーザビーム放射手段からのレーザビームの
   偏光面を回転させる第２の複屈折手段と、 第３の上記ビーム整形手段からのレーザビームと上記第
   ２の複屈折手段からのレーザビームとを合成する第２の
   合成手段と、 上記第１の合成手段から出射するレーザビームと第２の
   合成手段から出射するレーザビームとを合成する第３の
   合成手段と、 上記第３の合成手段からのレーザビームを集束するレン
   ズ手段とを備えたレーザビーム合成装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のレーザビーム合成装置
   において、 上記第１，第２，第３及び第４のレーザビーム放射手段
   の各々は、半導体装置からなり、 上記第１，第２，第３及び第４のコリメータ手段の各々
   は、コリメータレンズからなり、 上記第１，第２，第３及び第４のビーム整形手段の各々
   は、アナモルフィックプリズムからなり、 上記第１及び第２の複屈折手段の各々は、二分の一波長
   板からなり、 上記第１及び第２の合成手段の各々は、偏光ビームスプ
   リッタからなり、 上記第３の合成手段は、ダイクロイックミラーからな
   り、 上記レンズ手段は、対物レンズからなるレーザビーム合
   成装置。
4. 【請求項４】 ２つのレーザ源から夫々波長λ1 をもつ
   レーザビームを放射し、 一方のレーザビームの偏光面を回転させ、 他方のレーザビームとこの偏光面を回転させたレーザビ
   ームとを合成するレーザビーム合成し、更に２つのレー
   ザ源から夫々波長λ1 と異なる波長λ2 をもつレーザビ
   ームを放射し、 一方のレーザビームの偏光面を回転させ、 他方のレーザビームとこの偏光面を回転させたレーザビ
   ームとを合成し、 波長λ1 の合成レーザビームと波長λ2 の合成レーザビ
   ームとを更に合成する各段階を含むレーザビーム合成方
   法。
5. 【請求項５】 ２つのレーザ源から夫々波長λ1 をもつ
   レーザビームを放射し、 レーザビームの各々を夫々コリメートし、 レーザビームの各々を夫々ビーム整形し、 一方のレーザビームの偏光面を回転させ、 他方のレーザビームとこの偏光面を回転させたレーザビ
   ームとを合成し、更に２つのレーザ源から夫々波長λ1
   と異なる波長λ2 をもつレーザビームを放射し、 レーザビームの各々を夫々コリメートし、 レーザビームの各々を夫々ビーム整形し、 一方のレーザビームの偏光面を回転させ、 他方のレーザビームとこの偏光面を回転させたレーザビ
   ームとを合成し、 波長λ1 の合成レーザビームと波長λ2 の合成レーザビ
   ームとを更に合成し、 この合成レーザビームを集束する各段階を含むレーザビ
   ーム合成方法。
6. 【請求項６】 レーザ製版装置において、 各々波長λ1 をもつレーザビームを放射する第１及び第
   ２の半導体レーザ装置と、 上記第２の半導体レーザ装置からのレーザビームの偏光
   面を回転させる第１の二分の一波長板と、 上記第１の半導体レーザ装置からのレーザビームと上記
   第１の二分の一波長板からのレーザビームとを合成する
   第１の偏光ビームスプリッタと、更に各々波長λ1 と異
   なる波長λ2 をもつレーザビームを放射する第３及び第
   ４の半導体レーザ装置と、 上記第４の半導体レーザ装置からのレーザビームの偏光
   面を回転させる第２の二分の一波長板と、 上記第３の半導体レーザ装置からのレーザビームと上記
   第２の二分の一波長板からのレーザビームとを合成する
   第２の偏光ビームスプリッタとを備え、合成されたレー
   ザビームを樹脂製シートに照射し凹部を形成して刷版を
   形成するレーザ製版装置。
7. 【請求項７】 レーザ製版装置において、 波長λ1 をもつレーザビームを放射する第１及び第２の
   半導体レーザ装置と、 上記第１及び第２の半導体レーザ装置の各々の出射レー
   ザビームを夫々コリメートする第１及び第２のコリメー
   タレンズと、 上記第１及び第２のコリメータレンズの各々の出射レー
   ザビームを夫々ビーム整形する第１及び第２のアナモリ
   フィックプリズムと、 上記第２のアナモリフィックプリズムからのレーザビー
   ムの偏光面を回転させる第１の二分の一波長板と、 上記第１の上記アナモリフィックプリズムからのレーザ
   ビームと上記第１の二分の一波長板からのレーザビーム
   とを合成する第１の偏光ビームスプリッタと、更に波長
   λ2 をもつレーザビームを放射する第３及び第４の半導
   体レーザ装置と、 上記第３及び第４の半導体レーザ装置の各々の出射レー
   ザビームを夫々コリメートする第３及び第４のコリメー
   タレンズと、 上記第３及び第４のコリメータレンズの各々の出射レー
   ザビームを夫々ビーム整形する第３及び第２のアナモリ
   フィックプリズムと、 上記第４のアナモリフィックプリズムからのレーザビー
   ムの偏光面を回転させる第２の二分の一波長板と、 上記第３の上記アナモリフィックプリズムからのレーザ
   ビームと上記第２の二分の一波長板からのレーザビーム
   とを合成する第２の偏光ビームスプリッタと、 第１の偏光ビームスプリッタから出射する波長λ1 の合
   成レーザビームと第２の偏光ビームスプリッタから出射
   する波長λ2 の合成レーザビームとを合成するダイクロ
   イックミラーと、 上記ダイクロイックミラーから出射する合成レーザビー
   ムを集束する対物レンズとを備え、この集束された合成
   レーザビームを樹脂製シートに照射し凹部を形成して刷
   版を形成するレーザ製版装置。
8. 【請求項８】 レーザ製版方法において、 波長λ1 をもつ第１及び第２のレーザビームを放射し、 第２のレーザビームの偏光面を回転させ、 第１のレーザビームと偏光面を回転させたレーザビーム
   とを合成し、更に波長λ1 と異なる波長λ2 をもつ第３
   及び第４のレーザビームを放射し、 第４のレーザビームの偏光面を回転させ、 第３のレーザビームと上記偏光面を回転させたレーザビ
   ームとを合成し、 波長λ1 の合成レーザビームと波長λ2 の合成レーザビ
   ームとを更に合成し、 樹脂製シートに照射し凹部を形成して刷版を形成する各
   段階を含むレーザ製版方法。
9. 【請求項９】 レーザ製版方法において、 波長λ1 をもつ第１及び第２のレーザビームを放射し、 上記第１及び第２のレーザビームを夫々コリメートし、 上記第１及び第２のレーザビームを夫々ビーム整形し、 第２のレーザビームの偏光面を回転させ、 第１のレーザビームと偏光面を回転させたレーザビーム
   とを合成し、更に波長λ1 と異なる波長λ2 をもつ第３
   及び第４のレーザビームを放射し、 上記第３及び第４の放射レーザビームを夫々コリメート
   し、 第４のレーザビームの偏光面を回転させ、 第３のレーザビームと上記偏光面を回転させたレーザビ
   ームとを合成し、 波長λ1 の合成レーザビームと波長λ2 の合成レーザビ
   ームとを更に合成し、 この合成レーザビームを集束し、 樹脂製シートに照射し凹部を形成して刷版を形成する各
   段階を含むレーザ製版方法。