説明

小型結像ヘッド、高速マルチヘッドレーザ結像アセンブリ、および高速マルチヘッドレーザ結像方法

【課題】従来のCTPシステムの制限および欠点を、それらの生産性を向上させることによって克服する。
【解決手段】複数の発光体を有するレーザダイオードアレイと、印加電界に従ってアレイからの光線を回折することができるTIR変調器と、アレイからのエネルギービームを等化することができる光学ミキサと、レーザアレイからのエネルギー光線を成形してミキサに向けることができる、第1光学構成要素群と、ミキサから出る光線を変調器に向けることができる第2光学構成要素群と、変調器から出る光線を、望ましくない回折光線を除去することができる当り部材に対して収束させることができるレンズと、当り部材から出た光線を放射線感応媒体に対して収束させることにより像を生成することができる結像対物アセンブリであって、変調器からの光線の発散を像幅に影響を与える選択した値に調節する手段を含む光学アセンブリと、を備える光学投射ヘッド。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、小型結像ヘッド、このようなヘッドを複数含む高速マルチヘッドレーザ結像アセンブリ、およびこのアセンブリを使用して感熱性または感光性媒体を画像形成すなわちイメージングする方法に関する。特に、このアセンブリは、一斉に動作してレーザ発光体群からの放射を変調器に向けて送る小型結像ヘッド(言い替えることができる場合にはモジュールとも呼ぶ)を複数含む。本発明のアセンブリおよび方法は、各モジュールが生成した放射エネルギーを、印刷プレートなどの感熱性または感光性媒体をイメージングするために方向付けることができる。
【背景技術】
【0002】
熱オフセット印刷プレート業界の現在の傾向のいくつかは、特にそれらがいわゆる「Computer to Plate」(CTP)システムに関係がある場合には、生産性の向上にある。しかし、従来のシステムには、特に熱オフセットプレートに関係のあるものである場合には、現在のところ制限がある。従来の内部ドラム形システムでは、例えば、ミラーのスピン速度、(例えばYAGレーザ、赤色およびUVレーザダイオード、ならびに光ファイバレーザを備えた音響光学変調器の)レーザビームのコミュテーション(commutation)のオン/オフ、およびレーザ源のパワーなどに関する制限がある。ダイオードなどのレーザ源を複数有する従来の外部ドラム形システムでは、例えば、それぞれの回転速度、それぞれのダイオードの数、ダイオードが発生させる全パワーなどに関する制限がある。空間変調器を利用する従来の外部ドラムにも、パワー制限ならびにそれが生成するスポット数に関する制限がある。従来の平台システムには、「プレート幅」の制限、解像度の制限、ならびに走査速度、変調周波数および各レーザ源のパワーの制限がある。
【0003】
レーザビームを一方向に拡大して、相当数の電気光学ゲートのアレイをカバーする(それにより隣接するスポットを多数形成し、「ワイドブラシ」を構成することができる)従来のシステムが、参考文献として本明細書に援用する従来技術文献に記載されている。この特許は、特に、ゲートによってビームを複数の潜在スポット形成ビームに分割することを開示している。結像のために各ビームを感光性表面に伝播させることを所定のパターンまたはプログラムによって選択的に禁止しながら、これらのビームを感光性表面に対して掃引して文字その他の像を形成する(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
しかし、この特許に記載されているブラシのスポット数は、光学収差によって制限されることがある。さらに、感熱プレートは感度が低いので、単一のレーザ源が発生させることができるパワーにより、感熱プレートの結像速度が制限される。単一のレーザ源を備えた空間変調器の性能も制限される可能性がある。一般に電気光学強誘電性セラミック(PLZT)変調器、全反射(TIR)変調器、マイクロミラーなどの空間変調器を使用する従来の「ブラシ」システムも、同様の制限を受ける。
【0005】
LiNBO結晶を用いることを基礎とするTIR変調器は、それらの転流速度のために特に関心を持たれている。このタイプの変調器は、上記文献およびいくつかの特許、例えば参考文献として本明細書に援用する別の従来技術文献に記載されている。ただし、高レベルのエネルギーを必要とする感熱プレートのイメージングでは、結晶は、変調器の動作に悪影響を及ぼす光屈折効果を引き起こす強いエネルギー密度にさらされる。「光損傷」「DCドリフト」などと呼ばれるこれらの効果は、扱うことができるエネルギーの量を制限する(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
レーザエネルギー源と、関連する光学部品と、線分または「ブラシ」を生成することができる変調器とを含む結像「ヘッド」が、参考文献として本明細書に援用する、同じ譲受人に譲渡されたまた別の従来技術文献に記載されている。このモジュールまたはヘッドは、通常は、幅5.2mmの細い(すなわち12ミクロン)線分またはブラシ(すなわち256画素線分)を投射する。このように線分のサイズが小さいことにより、結像システムの結像生産性が制限されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第4,746,942号明細書
【特許文献2】米国特許第4,281,904号明細書
【特許文献3】米国特許第6,137,631号明細書
【特許文献4】国際特許出願第00/49463号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的の1つは、上述した従来のCTPシステムの制限および欠点を、それらの生産性を向上させることによって克服することである。本発明の別の目的は、複数の小型結像ヘッドが生成するブラシを各ヘッドが数百の光スポットを発生するように並置することにより、レーザビームを用いて発生させるスポットの数を増加させることである。従って、従来のCTPシステムの有効パワーおよび画素レートを、本発明のアセンブリおよび方法で実現されるヘッドの数だけ増倍させることができる。本発明の別の目的は、本発明のシステムを、上述のように内部ドラム形システムおよび外部ドラム形システムで、またその全ての開示を参考文献として本明細書に援用するさらにまた別の従来技術文献に記載のものなどの平台プレートセッタシステムで利用することである。本発明の別の目的は、本発明のアセンブリおよび方法で利用することができる小型結像ヘッド(「モジュール」と呼ぶこともある)を提供することである(例えば、特許文献4参照)。
【0009】
本発明の1つの特徴は、ヘッドアセンブリ内の各モジュールが生成する光のブラシを制御して、各ヘッドから発出される個々のブラシの集合体である連続的な走査線を形成し、それにより結像に利用する走査線全体で隙間が形成されないようにすることである。本発明の別の特徴は、各ブラシの幅、配向、形状、パワーおよびタイミングを制御して、個々のブラシの集合体を連続的な走査線として使用できるようにすることである。したがって、本発明のシステムおよび方法は、通常は小さな(例えば256画素)線分に制限される制限される既存の「単一ヘッド」システムの制限を克服することができるので有利である。本発明のシステムおよび方法のその他の目的、特徴および利点は、当業者には明らかである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
いくつかの光学ヘッドを、感光性印刷プレートを走査するようになされた共通のキャリッジに取り付ける。各ヘッドは、レーザ源、変調器および投射光学部品を備え、複数の画素を含む変調器の活性領域の像(すなわち「ブラシ」)を投射することができる。ヘッドの幅を短くするように、各ヘッド中のビームの光路は、数回折り返される。キャリッジがプレートの一方の縁部から他方の縁部に移動すると、ブラシで描いたように、画素の帯状列(swath)が投射される。各ヘッドは、それが生成するブラシの高さ、空間位置、配向および強度を調節する手段を含む。キャリッジを1回掃引する間に少なくとも2本の隣接する帯状列が投射されてより幅の広い帯状列が生成されるように、各ヘッドはキャリッジ上で正確に位置決めされる。キャリッジは、プレートの縁部の位置に対するキャリッジの位置を示すパルスを生成する。各ヘッドは、ブラシの投射のタイミングをとるための信号を受信することができる。キャリッジと感光性プレートの間の相対移動は、電子手段によって制御される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1A】個別モジュールのアセンブリを示す図である。
【図1B】個別モジュールのアセンブリを示す図である。
【図1C】本発明の一実施形態によるモジュラ結像アセンブリを示す図である。
【図1D】本発明の一実施形態による別のモジュラアセンブリを示す図である。
【図1E】本発明の説明で使用する様々な用語の定義を示す図である。
【図2A】本発明の一実施形態による小型結像モジュールの正面図である。
【図2B】本発明の一実施形態による小型結像モジュールの側面図である。
【図2C】ヘッドの主要な光学構成要素を示す概略分解図である。
【図2D】遅軸線光線に影響を及ぼす図2Cの構成要素を示す概略分解図である。
【図3A】異なる平面上に位置する3つの部分に分割した図2Aおよび図2Bの結像モジュールを示す分解図である。
【図3B】異なる平面上に位置する3つの部分に分割した図2Aおよび図2Bの結像モジュールを示す分解図である。
【図3C】異なる平面上に位置する3つの部分に分割した図2Aおよび図2Bの結像モジュールを示す分解図である。
【図3D】本発明における光学要素の調整に用いられる要素を示す図である。
【図3E】本発明における光学要素の調整に用いられる要素を示す図である。
【図3F】本発明における光学要素の調整に用いられる要素を示す図である。
【図4A】位置合わせされていないレーザ発光体が変調器上での速軸線光線の合焦に及ぼす影響を示す図である。
【図4B】位置合わせされていないレーザ発光体が変調器上での速軸線光線の合焦に及ぼす影響を示す図である。
【図4C】位置合わせされていないレーザ発光体が変調器上での速軸線光線の合焦に及ぼす影響を示す図である。
【図4D】ビームを折り返すように結晶を切断する方法を示す図である。
【図5】レーザバーの「スマイル」を示す図である。
【図6】本発明の結像アセンブリの一実施形態における各結像モジュール内のレーザダイオードのパワーの調整を説明する概略図である。
【図7】結像アセンブリが4つの結像モジュールを含む本発明の一実施形態を示す図である。
【図8】本発明の一実施形態によるバンドの交互露光を用いた印刷プレートのイメージングを示す概略図である。
【図9】本発明の別の実施形態による結像ヘッドを示す分解図である。
【図10】図9の結像ヘッドの外観図である。
【図11】光学経路の末端に位置する本発明で利用する構成要素と、それらの調節方法とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明およびその様々な実施形態は、以下の詳細な説明を読み、添付の図面を詳細に参照すれば明らかになるであろう。
【0013】
小型結像モジュール
図2Aおよび図2Bは、本発明のアセンブリおよび方法で使用することができる例示的な小型結像モジュールまたはヘッド36の拡大側面図である。図3Aから図3Cは、それぞれ異なる平面上の、図2Aおよび図2Bに示すモジュール36の様々な部分の展開正面図である。このモジュール36は、支持装置(図2Aおよび図2Bには図示せず)に取り付けられた、光束5(図2A参照)を発し、その上に配置されたレーザ源10(通常は複数の発光体を含むレーザバーまたはダイオードアレイ)を有する。本明細書に記載のレーザ源10は、マイクロチャネルを流れる液体によって冷却される。このようなレーザ源としては、Jenoptik Laserdiode社から入手することができるJOLD-32-CAFC-1L(出力32ワット)がある。本明細書に記載のこの特定のレーザ源10は、長さ1センチメートルで19個の発光体を含むバーであるが、その他のレーザ源を使用することもできる。
【0014】
視準レンズ20は、レーザ源10から出るレーザ光線の速軸線を視準するように位置決めされる。この実施形態では、視準レンズ20は、LiMo-LissotschenkoMicrooptik社から入手できるFAC-859Dレンズであるが、その他のレンズを使用することもできる。このレンズを通して光束5を投射すると、屈折率の高いガラスと組み合わせた視準レンズ20の非球面円筒形プロフィルにより、回折限界に近いビームが生じる。このビームの遅軸線に沿った発散は、モジュール36内に設けられた円筒形レンズ30のアレイ(図2Aでは単一のレンズとして示す)によって低減される。
【0015】
モジュール36内に設けられた円筒形レンズ30は、それぞれがレーザ源10の1つの発光体と対応していることが好ましい。円筒形レンズ30から出たビームは、偏光ミラー40によって反射され、結像(半波)ブレード50に到達する。半波ブレード50は、ビームがそこから出た直後に、そのビームの偏光面を変調器15(やはりモジュール36内に設けられる)の効率が最適となる方向に位置決めすることを可能にする。2つで1群とする円筒形レンズ60および70を利用して、レンズ60と70の間の距離を調節することによって、速軸線に沿ったビームの発散を制御または調節する。このレンズ60と70の間の距離調整は、プレート位置400におけるビーム出力の幅に影響を及ぼす。このようにして、未調整状態では様々なビーム幅を有するビームを生成するモジュール36のビーム出力を調節することができる。さらに、モジュール36が出力しているビームのビーム特性が劣化または変化している(例えば、モジュールの特定の結像構成要素の欠陥によるビーム幅の変化など)と判定された場合には、上述した2つの円筒形レンズ60および70の調節機能を使用して、モジュール36内の構成要素のある種の不整を補償することができる。
【0016】
円筒形レンズ60および70を出たビームは、別のレンズ80を通して投射され、ミラー90および100で反射され、レンズ110および120に向けられる(図3A参照)。ミラー90および100が存在することにより、モジュール36のサイズを縮小することができる。これは、少なくとも部分的には、ミラー90および100によってビームを反射する、すなわち折り返すことによって実現することができる。ビーム路「折り返す」ことによってモジュールをさらに小型化することについて、以下でさらに詳細に論じる。レンズ80,110および120は、モジュール36のレーザ源10から出るビームを視準するテレセントリック対物構成に配列される。これらのレンズ80,110および120は、そこに入るビームの特性を修正して、レーザ源の遅軸線に沿った光学ミキサ(ここではミキシングブレード130)の入力面において発光体の像を形成する。光学ミキサは、レーザダイオードアレイから受けたエネルギービームを等化することができる。上述のように、光学構成要素20,30および80の群または組合せは、レーザ源10からのエネルギー光線を成形し、光学ミキサの入力に向けて送ることができる。
【0017】
その後、ビームは、ブレード130の出力端から一群の円筒形レンズ140および150に入射し(すなわちレンズ140,150を直接通り)、図示のようにミラー160および170で反射または折り返され、最終的にレンズ180に入射する。ミラー160および170は、ビームを再度反射または折り返すように、結像光路中に(すなわちビーム経路に沿って)位置することが好ましく、このようにすることによってモジュール36の小型化は促進される。その結果生じた、円筒形レンズ140,150および180から出る遅軸線ビームは、変調器15の中心210においてミキサブレードの出口面の像を形成する。レンズ140および150の組合せまたは群は、光学ミキサ130の出力から出る遅軸線光線を方向付けしてレンズ180の焦点500に収束させることができ、レンズ180は遅軸線光線を焦点500から変調器15に方向付けすることができる。この円筒形レンズ140,150および180の配列は、遅軸線に沿ったテレセントリック特性も有する。したがって、像について、変調器15上で一様な光の分布を生成することができる。この一様な光分布を用いた変調器15は、参考文献としてその全ての開示を本明細書に援用する、同じ譲受人に譲渡された米国特許第6,137,631号明細書にも記載されている。
【0018】
変調器に到達する前に、ビームは、速軸線のビームを変調器15の活性領域に対して収束させ、方向付ける別の円筒形レンズ190に向けられる。その結果生じるビーム(例えば、光束)の幅は、変調器15の入口で、例えば、特定の機械要素200(例えば、当り部材)によって制限される。1つの例示的な変調器15は、4つのドライバ350によって制御される一列に並んだ256個の能動素子を有する活性領域を有するTIR型変調器である(例えば米国カリフォルニア州SunnyvaleのSupertex社製のSUPERTEX INC HV57708など)。個々の光ブラシを投射する(以下で述べる)ための光の変調ならびに変調光の投射は、例えば参照によりその全てを本明細書に組み込む米国特許第4,746,942号明細書および6,137,631号明細書に記載されている変調および投射の技術および機器を用いて実施することができる。その全ての開示を参考文献として本明細書に援用する同時係属の米国特許第6,222,666号明細書に図示および記載されるように、変調器15は、256個のスポットおよび横方向領域の列をイメージングするための1つまたは複数のドライバによって制御される活性結像中心領域に分割することができる。これらのドライバ(例えばドライバ350)は、結晶220に直接取り付けることができ、また耐衝撃性を高めるためにカプセル封じすることもできる。変調器15は、「明視野」と呼ばれるモードで動作することが好ましい。こうして、ビームは、ドライバ350および機械要素200を用いてそれらのビームを修正または構成する変調器15に向けて送られる。
【0019】
特に、光ビーム5''は、結晶220の平面の法線に対して5°傾いた結晶面230を通って結晶220に入射する。したがって、これらのビームは結晶220内で偏向し、小さな入射角では変調器15の活性領域内で全反射される。修正後のビーム5'''は、結晶220のプリズム面240でもう一度反射された後で、結晶220の平面と直交する方向に結晶220を出る。結晶220の組成は、高エネルギー密度での光屈折効果(例えばイメージング損傷(例えば、イメージング損傷(imaging damage)やDCドリフトなど)を避けるように選択されることが好ましい。好ましい結晶組成は、MgOを約5mol%またはZnを約7mol%含むLiNbOである。特に好ましい実施形態では、変調器は、光線を90°偏向させることができるプリズムエッジを少なくとも1つ有する全反射結晶を含むTIR変調器である。
【0020】
その後、図3Bに示すように、ビーム5'''は、別のミラー250を介してレンズ260に到達する。レンズ260は、活性領域から出た光線を集光して当り部材(270)上に像(500')を形成することができる。当り部材は、望ましくない光線を除去することができる。ミラー250は、当技術分野では周知のように回折次数のより大きな光線を阻止するためにレンズ260の焦点におけるフーリエ変換平面に近接して位置することが好ましい当り部材270にビームを向け直す。当り部材270の較正済みの開口またはスリットは、未回折の光線が、通過して次の光学要素に向かって進むことを許す。本発明の一実施形態では、当り部材は要素280,290,300,310および320を含む対物群から独立している。レーザバーが使用する水回路と同じ循環冷媒を使用して熱安定性を確保することができる。この像の高さは、球面レンズ260と当り部材270の間の距離を変化させることによって調節される。当り部材の開口上に像340'の中心を正確に位置合わせすることは、レンズ180を横方向に変位させることによって達成される。部材270の開口から出る光線は、結像レンズ群280,290,300,310,320および330に入射する。これらのレンズは、変調器220の出口面240の像340'を、プレート400の感光面まで中継する。この感光面では、この像は340で示される。対物レンズアセンブリのレンズ320を使用して、像340のサイズに影響を与えずに焦点面を修正することができる。
【0021】
本発明の別の目的は、図2Cに概略的に表すようにビームを折り返し、図2Aおよび図2Bに示すように光学構成要素をほぼ同一平面内に配置することによって、各ヘッドのサイズを縮小することである。このようにして、ヘッドの高さは大幅に短縮され、ヘッドの幅(図7にWで示す)は最小値に保たれる。折り返しビームによって表される平面は、ブラシ像340に対して直交することが好ましい。こうして、高さが短縮され、幅が最小限に抑えられた(W=30mm)小型モジュールを製造することができる。
【0022】
対物アセンブリは、石英で構成した任意選択の保護カバー330を備えることもできる。支持要素(図示せず)を対物アセンブリに取り付けて、像340を形成する収束した光束(またはビーム)のずれの関数として、対物アセンブリの軸線を正確にある程度変位させることができる。このような調節により、結像アセンブリ内の全ての結像モジュールについて同一であることが好ましい収束ビームの、特定の基準点に対する空間位置を得ることが可能になる。
【0023】
本発明の別の実施形態では、本発明のアセンブリおよび方法で利用することができる小型結像モジュールまたはヘッド波、図9および図10に示すようなものである。図9は、図2Aから2Bおよび図3Aから3Cに関連して前述したように通常はレーザダイオードであるレーザ源510および510'を含む2重結像ヘッドの構成要素を示す内部図である。レーザ源510からのビームは、対応する第1のセットの光学配列に向けて送られる。この第1のセットの光学配列は、レンズ560および570と、半波ブレード550と、偏光キューブ540とレンズ580とを含む。同様に、レーザ源510'からのビームは、レンズ560'および570'と、半波ブレード550および550'と、偏光キューブ540'(図示せず)とレンズ580'(図示せず)とを含む対応する光学配列に向けて送られる。対応する第1の光学配列から出たビームは、この実施形態ではミラー600Aとレンズ610Aおよび620Aとを含む第1の共通光学配列に向けて送られる。レーザ源510および510'からの発光体の像は、レンズ620Aを通って第1の共通光学配列を出て、この実施形態では図示のように結像ブレード630および630'を含む第2の対応する光学配列の入力面においてレーザ源の像をそれぞれ形成する。ビームは、ミキシングブレード630および630'から出て、この実施形態ではレンズ640Aおよび650Aとミラー660Aおよび670Aとを含む第2の共通光学配列に向けて送られる。次いで、ビームは、レンズ680および690(レーザ源510用)とレンズ680'(図示せず)および690'(レーザ源510'用)とを含む第3の対応する光学配列に向けてそれぞれ送られる。ビームは第3の対応する光学配列を出て、対応する速軸線のビームは、それぞれ変調器720および720'の活性領域に向けて送られる。これらの変調器は、図2Aから2Bおよび図3Aから3Cに関連して前述した変調器と同様の構成を有し、それらと同様に動作する。ビームは、変調器720および720'から出て、図9に示すようにそれぞれ対応する第4の光学配列に向けて送られる。第4の光学配列は、レンズ760と、ミラー740および750と、結像レンズ群G(以上レーザ源510用)、ならびにレンズ760'と、ミラー740'および750'と、結像レンズ群G'(以上レーザ源510'用)とを含む。また、図9に示すように、結像レンズ群GおよびG'は、本明細書でさらに説明するように、走査しているキャリッジの進行経路に対して直交する方向に位置がずれている。この位置ずれは、本明細書で述べる図1Cに51で示す位置ずれに相当する。ビームは、結像レンズ群GおよびG'によって、イメージングしようとする結像可能媒体に投射される。
【0024】
図10は、図9の結像アセンブリの外観図である。図10では、ハウジング1000が、図9に関連して前述した各要素を収容しており、このハウジングは、本明細書でさらに説明するように、キャリッジに脱着可能に、または固定して取り付けることができる。
【0025】
本発明のさらに別の実施形態では、本発明で使用する結像モジュールまたはヘッドは、参考文献として本明細書に援用する米国特許第6,169,565号明細書に記載の光学要素を損なうこともできる。
【0026】
モジュラ結像アセンブリ
本発明によるモジュラ結像アセンブリとは、共通のキャリッジに脱着可能に結合または搭載される、モジュールと呼ばれる相互交換可能な同じ結像ヘッドのアセンブリを指す。図1A、図1B、図1Cおよび図1Dは、本発明の様々な実施形態を概略的に示す図である。本発明の目的の1つは、印刷プレートおよび結像光学部品を互いに相対移動させて連続した画素のバンドを生成して印刷プレートをイメージングすることができるプレートセッタの生産速度を高めることである。このようなシステムは、例えば、全て参考文献として本明細書に援用する、米国特許第4,746,942号明細書および第4,819,018号明細書ならびに国際特許出願第00/49463号パンフレットに記載されている。単一の結像モジュールが生成および投射してバンド状にすることができる画素の数は、上記で論じた理由により制限されている。理論的には、ブラシの幅(例えば画素256個分)以下の結像モジュールまたはヘッドを製造することができる場合には、いくつかのヘッド44を共通のキャリッジ上に向き合わせて取り付けることによって、キャリッジの1回のエクスカーション(excursion)すなわち偏位運動で結像のためにプレート上で掃引することができる画素の数を増やすこともできる。しかし、このような配列は、現況技術では不可能である。20ミクロンの画素256個からなる隣接するブラシを生成するためには、各ヘッドの幅は、ブラシの幅、例えば5.2mmに制限されることになる。それぞれブラシ1つ分の幅を有するこのような理論ヘッドを4つ備えたアセンブリを、図1Aに示す。
【0027】
図1Bは、本発明以前に当業者が利用できる技術を用いて共通キャリッジ上に並べて搭載した4つのモジュールまたはヘッド38のアセンブリを示す図である。例えば、各ヘッドは、当技術分野で周知のようにピンによってその上で正確に位置決めすることができるキャリッジに、磁気的に脱着可能に取り付けることができる。図1Bに示すように、この配列は、各画素バンドまたはブラシ34'の間に隙間45が残るので、許容することはできない。このような隙間をなくすことは、本発明の重要な目的である。
【0028】
この本発明の目的は、国際特許出願第00/49463号パンフレットに詳細に記載されているものなどの平台プレートセッタの様々な構成要素を概略的に示している図1Cに概略的に示す本発明の結像アセンブリによって達成される。レール52上を滑動する結像キャリッジ37は、プレート42の一方の縁部から他方の縁部まで連続的に移動または横断し、感光性または感熱性媒体上に画素の帯状列を投射してそれらを結像する。それぞれ画素256個分の幅を有する4本の接合するバンド(すなわち34-1',34-2',34-3'および34-4')が、キャリッジ37の左から右への、またその逆の1回のエクスカーションで投射される。その結果、キャリッジの1回のエクスカーションで画素1024個分の幅を有する帯状列46が投射される。この結果は、図1Cの左側に示すように、個々の結像モジュールまたはヘッドM-1からM-4(それぞれ画素ブラシ34-1,34-2,34-3および34-4を投射してバンド34-1',34-2',34-3'および34-4'を生成する)を、キャリッジの異なるレベル38-1,38-2,38-3および38-4に位置づけることによって得られる。これらのレベルは、連続した画素ブラシ34-1,34-2,34-3および34-4が正確に位置合わせされるように精密に決定され、1つのブラシの底部が図1Cおよび図1Dの配向に従って隣のブラシの上部と正確に接するようになっている。このようにして、これら複数のモジュールが各像ごとに(imagewise)各モジュールが生成する個々の光ブラシを合成したレーザ光を生成するように、モジュールは互いに位置合わせされる。この位置合わせは、以下で述べるようにして達成される各ブラシ像または帯状列を像ごとに投射する際の遅延と組み合わせて、上述したモジュールの階段状配列を用いることによって達成される。
【0029】
上述した図1Cに示すシステムの動作では、適当な差動タイミングおよび各バンドの投射の補償が必要であることは当業者には明らかであろう。国際特許出願第00/49463号パンフレットに記載の同様のキャリッジの動作を参照すると、キャリッジ37は、図1Cの左側に示す末端位置(すなわち結像領域の近位側)から右側に(矢印F2)移動するので、キャリッジ37は、55で示す平面の結像領域の縁部に対するキャリッジ37の位置を(図示しない検出器などを介して)電子制御装置(図示せず)に連続的に知らせるパルスを生成する信号生成器と結合されたエッジ検出器を含む。エッジ検出器はヘッドに取り付けられる。利用するエッジ検出器は、例えば、国際特許出願第00/49463号パンフレット、特にその図11に記載され、言及されているプレートエッジ検出器でもよい。プレートを幅方向に横切るキャリッジが横断する長さおよび位置の制御は、例えば、国際特許出願第00/49463号パンフレットに記載のエンコーダを前述のようにパルスを生成する信号生成器と合わせて使用することによって行うことができる。第1のモジュールM-4から出た「潜在」ブラシ像34-4(すなわち本明細書で述べるように、モジュールから発出されたが、実際に結像はしていないレーザエネルギー)が距離56だけ移動したとき、この「潜在」ブラシ像は、好ましくは国際特許出願第00/49463号パンフレットに記載のようにヘッドに取り付けられたエッジ検出器で検出される像領域の境界55を横切り、モジュールが起動されて第1の結像帯状列またはブラシ34-4'の投射を開始する。モジュールM-3からの第2の帯状列またはブラシ34-3'の投射は、潜在ブラシ像34-3が各モジュールを走査方向に隔てる距離50に相当する画素数だけ移動したことを示す入力信号を、キャリッジ37が信号受信機を介して制御装置に対して生成した直後に開始されることになる。したがって、第2の帯状列34-3'の投射を遅らせると、モジュールM-3に対するモジュールM-4の垂直方向の位置ずれ52が補償され、帯状列34-4'と正確に位置合わせされた第2の帯状列が生じることになる。キャリッジ37が右方向に移動し続けると、その後の潜在ブラシ像は同数のパルスだけ遅れ、その後に次の帯状列の投射が行われ、以下同様に続いていく。キャリッジが結像領域の片側にあるプレートの縁部の先にあるその末端位置に到達した後で、隣接する帯状列の合計幅に相当する距離46だけプレート42を上方に移動させる。キャリッジおよびプレート送りの運動を逆転させるのに必要な短時間の遅延の後で、キャリッジ37(37'と示す)は左方向に戻り、モジュールM-1(エッジ検出器を備えることが好ましい)が最初に結像境界を横切ることを除けば上記と同じシーケンスが行われる。プレート送りは、国際特許出願第00/49463号パンフレットに記載のものなど、当業者には周知のプレート送り技術および機器を利用して段階的に移動させて行うことができる。したがって、モジュールのサイズに対応するために必要なモジュールの機械的な位置ずれは、適当な電子回路によって補償されることが分かる。このことは、当業者なら理解されよう。各ブラシ像または帯状列を像ごとに投射する際のタイミングまたは遅延は、連続的に移動するキャリッジ37がプレート42の縁部からある距離だけ移動して、新しい走査の像をその前の走査と位置合わせして配置するように、連続ブラシ投射の像生成を遅らせることによって実施される。これは、例えば、国際特許出願第00/49463号パンフレットに記載のエンコーダシステムを利用して実施することができる。このようにして、上述の差動タイミングまたは補償は達成される。
【0030】
本発明は、例えば米国特許第4,819,018号明細書に示すように、イメージングしようとする印刷プレートがドラムに取り付けられたシステムとともに用いられる形態にも等しく適用することができる。この実施形態について、図1Dに関連して説明する。図1Dでは、上述と同様のモジュールが参照符N1からN4で示してある。これらは、キャリッジ49がドラム54の軸線57と平行な方向に滑動することができるようにレール53で支持されたキャリッジ49に取り付けられる。また、これらのモジュールは、図1Cに関連して述べたのと同じ距離だけ位置がずれている。1つの動作モードでは、キャリッジを静止させた状態で、ドラム54が一回転して、4本の帯状列の合成投射を表す46で示す1つの画素帯状列を生成する。この手続きは、モジュールに対する結像領域の位置を示すパルスを生成するのがキャリッジではなくドラム54であることを除けば、図1Cに関連して上述した手続きと同様である。キャリッジが静止状態であるので、第2の画素バンドの投射は、ドラム54の表面が第2のモジュールの位置ずれ51'に相当する距離だけ移動するまで遅れ、バンドの投射は図1Cに関連して上述したように進行する。ドラム54が完全に一回転すると、幅広の合成バンドが生成され、キャリッジ49はこのバンドの幅と等しい距離だけ下方に移動する。別の動作モードでは、キャリッジ49は、米国特許第4,819,018号明細書に記載のようにドラムの連続回転と同期して連続的に移動し、各回転の間に4本の画素バンドが投射される。この配列では、生成速度を向上させる、またはドラムの速度を低下させる、あるいはその両方を行うことができる。これは、回転するドラム54の遠心力が取り付けられたプレートに及ぼす悪影響を軽減するために望ましいことがあるからである。
【0031】
ビーム幅の調整
ビーム(例えば図2Bでは340)の幅は、レーザ源10の速軸線のための変調器のレベルにおけるビームの幅の像である。モジュールが相互交換可能である本発明の好ましい実施形態では、異なるモジュールから出てプレートの結像位置に収束するブラシ形成ビームの各光束の幅は、形状およびパワーが同じでなければならない。このために、本発明では、これらの光束の不可避の特徴の差異を補償するために、各光束の幅、高さおよび空間位置の調節、ならびにレーザ発光体バーの有効パワーの等化を含むこともできる。そのような特徴としては、偏光、スマイル(smile)、速軸線視準レンズの品質および位置精度、発光パワー、ならびに異なるレーザ源(例えばダイオード)のエージングなどが挙げられる。
【0032】
図4A、図4Bおよび図4Cは、図示しないその他の構成要素を除外したときの速軸線に影響を及ぼす光学構成要素を示す概略図である。これらの図では、レンズ190の焦点面は変調器の活性領域に対応する。当業者には周知のように、レーザバーの発光体は完全に整列しているわけではなく、抑制が困難な製造時の欠陥により曲がって位置している。レーザバーの形状の直線からの偏位をレーザバーの「スマイル」と呼び、これは例えば米国特許第6,166,759号明細書に記載されている。図5は、レーザバーの「スマイル」を示す図である。E1やE2などの発光体の位置は、速軸線用の視準レンズ20の結像軸線の周りに広がっている。位置のばらつきは、レンズ190の焦点面501'において強く増幅され、したがって、対物系O(図3E参照)が501'の像を形成する結像平面400においても強く増幅される。
【0033】
米国特許第6,166,759号明細書で論じているように、スマイルは、レーザダイオードアレイなどの発光体アレイのアレイ間位置エラーを引き起こす。米国特許第6,166,759号明細書は、スマイルを補正する機械装置を開示している。これとは異なり、本発明では、スマイルが合焦に与える影響を補正する光学的方法を利用する。
【0034】
位置のばらつきの影響は、発光体E1およびE2がE1'およびE2'に投射される図4Aにも示されている。例えば、1つの発光体が結像軸線から1ミクロン偏位すると、平面400のレベルでは35ミクロンの偏位が生じる。したがって、ビーム幅は、レーザダイオードの本質的に可変なスマイルによって決まる。ビームの幅は、回折限界の値、したがってレンズ190上の光線の幅および分布によっても与えられる。後者は、発光体に対する視準レンズ20の位置決めの精度、およびレンズ60と70の間の間隔によって決まる。視準レンズの理想位置からわずかにずらすと、ビームの発散状態が有意に変化し、平面400のレベルにおける「回折限界」ビームの幅に影響を及ぼすことになる。例えば、発光体と視準レンズ20の間の距離を、ビームが完全に視準されるその理論位置から1ミクロン短縮すると、ビームの拡散が増大し、それによりレンズ190上でのビームの幅および「回折限界」スポットの幅が42ミクロンから28ミクロンに変化する。このようにして、視準レンズ20の位置の変化により、平面400のレベルでのビームの幅が変化することになる。
【0035】
上記のことから、スマイルを増大させるとビームの幅が増大し、発散を増大させるとビーム幅が減少することが分かる。目標は、これら2つの効果の兼ね合いを計り、全てのモジュールに対して一定幅のビームを得ることである。ダイオードのスマイルが小さいときには、発散を低減させて回折によって幅を拡大する。この発散の低減は、レンズ60と70(図4C)の間隔を広げることによって達成する。しかし、スマイルがより重要な場合には、レンズ60と70の間隔を縮小して発散を増大させる。レンズ60と70の間隔を調節することによって発散を調節し、書込みビームが収束する位置であり、かつ印刷プレートの感光面の位置でもある平面400のレベルの像位置において一定幅のビームを得ることができる。したがって、例えば、一実施形態では、レンズ60は負レンズであって、F=−40mmで光束が発散し、レンズ70は正レンズであって、F=+50mmで光線が収束する。これらのレンズの間隔を調節することにより、異なるレーザダイオードの発散のばらつきを補償することができる。理論的には、発散の調節による補償の原理は、レンズ60および70がなくても、視準レンズ20の位置のみの調整で実施することができる。このようにして、図4Aから4Cに示し、本明細書で述べるように、光線の発散は調節することができる。
【0036】
モジュールのパワー調節
図6に示すように、各モジュール36-1,36-2,36-3,36-4のパワーを調節するために、各モジュール(例えば図2A、2Bおよび図3Aから3Cに示す例示的なモジュール)ごとに処理装置600(例えばパーソナルコンピュータ(PC))によって制御された別個の電源を利用して、所定のパワーを生成することができる。ただし、このような実施形態では、キャリッジ(図7)は、モジュール36-1,36-2,36-3,36-4それぞれについて、2本の50アンペアケーブルの末端を引かなければならない。
【0037】
本発明の一実施形態によれば、各モジュール36-1,36-2,36-3および36-4のレーザ源(例えばダイオード)を直列に接続することができる。したがって、モジュール36-1,36-2,36-3および36-4に給電するのに1つの電源だけで済み、キャリッジ37はモジュール36-1,36-2,36-3および36-4の全てに電力を供給するのに2本のケーブルの末端のみを引けばよい。しかし、この場合には、発光パワーは各モジュール36-1,36-2,36-3および36-4ごとに異なることになる。図6に示すように、インピーダンス回路は、処理装置600によって制御することができる。この実施形態では、各モジュールの各レーザ源は分流器を介して分流することができる。したがって、各モジュールに給電するのに必要な電流の何分の1かを分路のダイオードに印加して、動作性の良好なモジュールを駆動するのに必要なパワーを減少させることができ、これにより各モジュールは、動作性の良好なモジュールと動作性の低いモジュールの性能を一様にする。分流器は、逆反応(Counter‐reaction)ループを備えたMOSFET回路(米国カリフォルニア州EI SegundoのInternational Rectifiers社から入手可能なものなど)をベースとしており、モジュール36-1,36-2,36-3および36-4それぞれの出力で測定されたパワー値に従って処理装置600(例えばPCカード)によって制御される。例えば、逆反応ループを備えたMOSFET回路は、各モジュールの出力で測定されたパワー値に従ってPCカードが生成した信号によって制御することができる。
【0038】
モジュールの位置決め
本発明による4つの結像モジュール36-1,36-2,36-3および36-4を有するアセンブリを、図7に例示する。これらの各モジュールはキャリッジ37から取り外すことができ、したがって故障状態および/または使用不能状態になった場合には容易に交換できる。図7に示すように、モジュール36-1,36-2,36-3および36-4はそれぞれ、取外しおよび交換を迅速に行うことができるように、キャリッジ37に磁気によって取り付けることができる。例えば、これらのモジュール36-1,36-2,36-3および36-4は、異なるバンドの位置を突き止めることでほぼ正確に並置することができるように、キャリッジ37上で(高い精度で)位置決めすることができる。しかし、他の実施形態では、モジュールは、脱着可能にキャリッジに結合することも、キャリッジに堅く固定することもできる。
【0039】
本発明の別の実施形態では、モジュールがX軸線(キャリッジの経路の方向)に沿って、またY方向(プレートが動く方向)に離間するように、前述の小型結像モジュールを複数キャリッジに結合することができる。結像バンド間の間隔はバンド幅の1つまたは数個分にすることができる。例えば、一実施形態では、2つのモジュール(本明細書ではモジュールAおよびモジュールBと呼ぶ)をキャリッジに結合し、結像可能プレートを、当業者なら理解できるように漸進的にまたは段階的に移動するように配置する。図8に示すように、キャリッジが、プレートを横切る第1のキャリッジ「掃引」において、X方向に第1の位置X1から第2の位置X2に移動する際に、バンド1がモジュールAによってプレート上に生成され、バンド3がモジュールBによってプレート上に生成される。その後、プレートをバンド幅1つ分だけY方向に移動させ、キャリッジを位置X2から位置X1に戻す。これにより、キャリッジが位置X2から位置X1への第2の掃引を行う際に、モジュールAによってバンド2が生成され、モジュールBによってバンド4が生成される。次いで、プレートをバンド幅3つ分だけY方向に移動させて、キャリッジが位置X1から位置X2に第3の掃引を行う際に、モジュールAによってバンド5を生成し、モジュールBによってバンド7を生成する。次いで、プレートをバンド幅1つ分だけY方向に移動させ、キャリッジが位置X2から位置X1に第4の掃引を行って、モジュールAによってバンド6が生成され、モジュールBによってバンド8が生成される。この手続きは、プレートが所望の通りに完全にイメージングされるまで繰り返すことができる。その他のかたちでモジュール同士の離間を行うことを含むその他の構成は、当業者には明らかであろう。
【0040】
構成要素の調整
図3D、図3Eおよび図3Fでは、「白抜き」矢印内の参照番号明細書および以下の記述で括弧内に示す参照番号明細書は、図3A、図3Bおよび図3Cの構成要素に対応する主要な構成要素の変位を表すものとする。「黒」矢印の中の番号明細書は、白矢印と関連付けた構成要素の変位の影響を表す。一部は「当り部材」部材270における変位であり、その他はプレートレベルにおける変位である。図示のように、レーザ源10が傾斜(1)すると、ビーム5''''が部材270の入口においてX軸線に沿って移動する。レンズ180の横方向変位(2)を利用して、Y軸線に沿って当り部材プレート270の開口にビーム5''''の中心を合わせる。レンズ60の垂直方向変位(3)を利用して、3で表すように最終的な像に影響を及ぼすビームの発散を調整する。レンズ320の垂直方向変位(4)を利用して像を移動させ、ブラシの高さ「h」に影響を与えることなく、4で示すようにプレートの平面に正確に位置決めする。レンズ190を回転(5)させることによって、5で示すように最終的な像を正確に配向することができる。レンズ260の上下の変位(6)を利用して、ブラシの高さを調節する。レンズ190の変位(7)を利用して、変調器15の活性領域にビームを心合せする。上述の調節可能な構成要素はそれぞれ、正確な位置決めを可能にするロック機構で支持体に取り付けることができる。好ましい一実施形態では、各モジュールは、止めねじなど、各モジュールブラシをX,Y,Z座標で位置決めできるように各モジュールを治具上で独立して調節できるようにする調節可能な位置決め要素を備える。これらは、以下で説明するような目視観測を必要とする。
【0041】
目視観測
1.当り部材プレート上でのビームの心合せ(1)および(2)
心合せ調整を容易にするために、当り部材270は、ダイオードならびにそれに関連する光学要素、すなわちレンズ、ミラーおよび変調器と同じ支持体に取り付けられる。対物アセンブリOは、当り部材から独立しており、到着するビーム(図3E参照)に影響を及ぼすことなく取り外すことができる。これは、目視観測のために、当り部材上のビームを視覚化するための適当な光学部品を備えたIRカメラで置き換えることもできる。このカメラは、当り部材のスリット(開口)を出る光線を「見る」。1つの調整(2)は、ゼロ次の光線を、ダイオードの遅軸線Yに沿って当り部材のスリットの中心に正確に位置決めするものである(図3E参照)。この調整は、最良の回折次数の分離、したがって最良のコントラストを得るために重要である。
【0042】
もう一方の軸線(X)でも、光学収差を最小限に抑えるために心合せは重要である。その結果は、アセンブリレーザダイオード視準レンズから出るビームの角度を速軸線について調節することによって得られる。この調節は、レンズ60または70の光学軸線を変位させることによって行うこともできる。
【0043】
2.ビームの調節:幅(3)、偏光(4)および配向(5)
観察および測定は、顕微鏡の対物系を備えたIRカメラを援用して行うこともできる。対物系O(図3B)を適所に配置すれば、ビームの像は露光平面400に形成される。
【0044】
(X)に沿ったビーム幅の調整は、レンズ60と70の間の間隔を調節することによって行うことができる(3)。この調節により、速軸線(X)についてレンズ70を出るビームの発散が修正される。これにより、この軸線の対物系におけるビームの幅が変化し、回折の法則に従って焦点面400におけるビームの幅が変化することになる。しかし、発散が変化することにより、レンズ190の焦点面の位置が変化することになる。この平面は、光の伝播する方向に従って、変調器の活性領域の中心にとどまっていなければならず、これはレンズ190の平行移動(3')によって達成することができる。これは、投射光学部品が、変調器の活性領域にビームの像を再生するからである。遅軸線(Y)については、これは変調器のゲートの物理的像であり、軸線(X)については、レンズ190の合焦領域である。最良の画素像は、一方の軸線に沿った最良のゲート像と、もう一方の軸線に沿った最良の合焦とを一致させることによって得られる。
【0045】
プレートの理論平面上での収束ビーム5''''の位置決めは、レンズ320の位置を調節することによって行う。レンズ320の垂直方向変位(4)は、結像ビームの幅には影響を与えず、結像ビームのプレート(4)に対する垂直方向位置のみに影響を与える。
【0046】
ビームの配向(5)は、レンズ190を伝播軸線Zの周りで回転(5)させることによって行う。
【0047】
3.ブラシ高さの調節
ブラシ高さの調節は、レンズ260を変位(6)させることによって行う。この寸法は、カメラおよびマイクロメータテーブルを援用しても測定される。
【0048】
4.変調器の活性領域上でのビームの心合せ(7)
ビームに含まれる全てのエネルギーを、変調器の電極領域で反射しなければならない。そのためには、レンズ190によって合焦させたビームの熱的影響を精密かつ安定に制御する必要がある。このレンズハレーザバーの像を形成するので、像の位置は、バーが発出する光線の角度ドリフトの影響を受けない。しかし、製造公差によって生じる誤差を補償するために調節(6)が必要である。
【0049】
5.エネルギー光線の分布の調節
ブレード130の出力において一様な分布を得るためには、ビームは、良好な角度対称性でブレードに入射しなければならない。角度対称性は、レンズ30,80,110および120の位置に大きく左右される。完全に一様な分布を得るためには、機械的および光学的公差を補償するための調整が必要である。レンズ80を平行移動させてこの調整を行うことが好ましい。また、平行移動レンズ30,110および120によって行うこともできる。当業者なら理解するであろうが、この調整は、測定機器を用いて検査することができる。
【0050】
6.レーザの発光強度の調整
この強度は、国際特許出願第00/49463号パンフレットに示されるようにスリットおよびフォトダイオードを用いた較正セルで測定される。コンピュータで、ダイオードと並列なMOSFETである分流器に与えられる電流を調整して、測定値と指定値を等しくする。
【0051】
7.ブラシ像のXおよびY方向の位置決めの調整
モジュラ配列の場合のようにブラシが複数ある場合には、ブラシ間の距離を厳密に考慮し、安定に保たなければならない。そのために、対物系Oを、その光学軸線を変位させることができる支持体に取り付ける。これにより、出射ビームをX軸線およびY軸線に対して精密に位置決めすることができる(図11参照)。
【0052】
上記の調整により、同一の特性および一様な強度分布を有するブラシを生成するヘッドまたはモジュールを製造することが可能となる。このようにして、バンディング(banding)現象を回避することができ、再調整を行わずにヘッドまたはモジュールを相互交換することが可能となる。
【0053】
好ましい実施形態に関連して本発明について述べたが、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更を加えることができることは当業者なら理解されよう。例えば、平台プレートセッタシステムで使用する場合について、本発明の例示的な実施形態について上述したが、それらの実施形態は、参考文献としてその全ての開示を本明細書に援用する米国特許第4,819,018号明細書に記載のシステムなど、回転ドラムシステムに適用することもできる。さらに、本明細書に記載の本発明のアセンブリおよび方法は、共通のキャリアに取り付けた独立かつ相互交換可能な小型結像モジュールが協働して受光器上に線分を投射する実施形態に関するものであったが、適時連続的に投射した隣接する個々の線分からなる連続的な直線状のレーザエネルギーを生成するように受光器に対して相対的に移動する任意の結像アセンブリも、本発明の範囲に含まれることを理解されたい。
【符号の説明】
【0054】
3 バンド
5 光束
5'' 光ビーム
5''' 修正後の光ビーム
5'''' ビーム
6,7,8 バンド
10 レーザ源
15 変調器
20 視準レンズ
30 円筒形レンズ、平行移動レンズ
34-1,34-2,34-3,34-4 画素ブラシ
36 小型結像モジュールまたはヘッド
37 キャリッジ
38 モジュールまたはヘッド
38-1,38-2,38-3,38-4 キャリッジの異なるレベル
40 偏光ミラー
42 プレート
44 ヘッド
45 隙間
46 距離
49 キャリッジ
50 結像ブレード
51,51' 位置ずれ
52 レール
54 ドラム
55 平面の結像領域の縁部
57 軸線
60,70 円筒形レンズ
110,120 平行移動レンズ
90,100 ミラー
130 ミキシングブレード
140,150,180,190 円筒形レンズ
160,170 ミラー
200 機械要素
210 中心
220 結晶
230 結晶面
240 プリズム面
250 別のミラー
260 レンズ
270 当り部材
280,290,300,310,320,330 結像レンズ群
340 ブラシ像
340’ 像
350 ドライバ
400 プレート位置、結像平面
500 焦点
501’ 焦点面
510,510’ レーザ源
540,540’ 偏光キューブ
550,550’ 半波ブレード
560,560',570,570',580,580' レンズ
600A ミラー
610A,620A レンズ
630,630’ 結像ブレード
640A,650A レンズ
660A,670A ミラー
680,680',690,690' レンズ
720,720’ 変調器
740,740',750,750’ ミラー
760,760' レンズ
1000 ハウジング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学投射ヘッドであって、
複数の発光体を有するレーザダイオードアレイと、
印加電界に従ってアレイからの光線を回折することができるTIR変調器と、
アレイからのエネルギービームを等化することができる光学ミキサと、
レーザアレイからのエネルギー光線を成形してミキサに向けることができる、第1光学構成要素群と、
ミキサから出る光線を変調器に向けることができる第2光学構成要素群と、
変調器から出る光線を、望ましくない回折光線を除去することができる当り部材に対して収束させることができるレンズと、
当り部材から出た光線を放射線感応媒体に対して収束させることにより像を生成することができる結像対物アセンブリであって、変調器からの光線の発散を像幅に影響を与える選択した値に調節する手段を含む光学アセンブリと、を備える光学投射ヘッド。
【請求項2】
光学投射ヘッドであって、
互いに直交する遅軸線および速軸線に沿ってエネルギー光線を生成することができる複数の発光体を有するレーザダイオードアレイと、
アレイからのエネルギー光線を印加電界に従って回折させることができるTIR変調器と、
アレイからのエネルギービームを等化することができる光学ミキサと、
レーザアレイからのエネルギー光線を成形してミキサの入力に向けることができる、第1光学構成要素群と、
ミキサの出力から出る遅軸線光線を、その焦点からの遅軸線光線を変調器に向けることができる円筒形レンズの焦点に向けて送り、収束させることができる円筒形レンズユニットと、
速軸線光線を、変調器の活性領域に向けて送り、そこに集中させることができるレンズと、
活性領域から出る光線を集光して、望ましくない光線を除去することができる当り部材上に点の像を形成することができるレンズと、
感光性表面上に像を投射することができる対物アセンブリと、を備える光学投射ヘッド。
【請求項3】
調節手段が一対のレンズを備える、請求項1に記載のヘッド。
【請求項4】
光学ヘッドであって、
入力端におけるビームおよび出力端における像形成ビームのレーザ源と、
入力端と出力端の間に前記ビームに沿って位置する、ビームから像を得るための複数の光学構成要素とを含み、ビームは、入力端と出力端の間で反射表面によって複数回折り返される、光学ヘッド。
【請求項5】
折り返されたビームが、複数の平行な表面内に位置する、請求項4に記載のヘッド。
【請求項6】
変調器が、約5mol.%のMgOまたは約7mol.%のZnを有するLiNBO結晶を備える、請求項1に記載のヘッド。
【請求項7】
変調器が、約5mol.%のMgOまたは約7mol.%のZnを有するLiNBO結晶を備える、請求項2に記載のヘッド。
【請求項8】
変調器が、1つまたは複数のドライバを有するTIR変調器である、請求項1に記載のヘッド。
【請求項9】
変調器が、1つまたは複数のドライバを有するTIR変調器である、請求項2に記載のヘッド。
【請求項10】
変調器のドライバが、変調器の結晶に、直接、取り付けられる、請求項8に記載のヘッド。
【請求項11】
変調器のドライバが、変調器の結晶に、直接、取り付けられる、請求項9に記載のヘッド。
【請求項12】
結晶およびドライバがカプセルに入れられた、請求項10に記載のヘッド。
【請求項13】
結晶およびドライバがカプセルに入れられた、請求項11に記載のヘッド。
【請求項14】
レーザダイオードおよび当り部材が、循環冷媒によって冷却される、請求項1に記載のヘッド。
【請求項15】
レーザダイオードおよび当り部材が、循環冷媒によって冷却される、請求項2に記載のヘッド。
【請求項16】
変調器が、光線を90°偏向させることができる少なくとも1つのプリズムエッジを有する全反射結晶を備える、請求項1に記載のヘッド。
【請求項17】
変調器が、光線を90°偏向させることができる少なくとも1つのプリズムエッジを有する全反射結晶を備える、請求項2に記載のヘッド。
【請求項18】
対物アセンブリがX軸線およびY軸線に沿って移動することができ、それにより対物アセンブリが当り部材のスリット上で心合せされる、請求項1に記載のヘッド。
【請求項19】
対物アセンブリがX軸線およびY軸線に沿って移動することができ、それにより対物アセンブリが当り部材のスリット上で心合せされる、請求項2に記載のヘッド。
【請求項20】
結像ヘッドであって、
複数のレーザ光エネルギー源と、
対応するレーザ光エネルギー源からのレーザ光を第2の光学配列に向けて送る複数の第1光学配列と、
第2光学配列からのレーザ光を受光する複数の第3光学配列と、
複数の前記第3光学配列からのレーザ光を受光する第4光学配列と、
第4光学配列からのレーザ光を受光する複数の第5光学配列と、
複数の前記第5光学配列からのレーザ光を対応して受光する複数の変調器と、
複数の前記変調器からのレーザ光を対応して受光する複数の第6光学配列と、を備える結像ヘッド。
【請求項21】
レーザ光源が、それぞれ複数の発光体を有するレーザダイオードである、請求項20に記載の結像ヘッド。
【請求項22】
第1光学配列がそれぞれ、第1レンズ、第2レンズ、半波ブレード、偏光キューブおよび第3レンズを備える、請求項20に記載の結像ヘッド。
【請求項23】
第2光学配列が第1共通光学配列である、請求項20に記載の結像ヘッド。
【請求項24】
第1共通光学配列が、ミラー、第1レンズ、および第2レンズを備える、請求項23に記載の結像ヘッド。
【請求項25】
第3光学配列が、それぞれミキシングブレードを備える、請求項20に記載の結像ヘッド。
【請求項26】
第4光学配列が第2共通光学配列である、請求項20に記載の結像ヘッド。
【請求項27】
第2共通光学配列が、第1レンズ、第2レンズ、第1ミラーおよび第2ミラーを備える、請求項26に記載の結像ヘッド。
【請求項28】
第5光学配列が、それぞれ第1レンズおよび第2レンズを備える、請求項26に記載の結像ヘッド。
【請求項29】
変調器が全反射変調器である、請求項26に記載の結像ヘッド。
【請求項30】
第6の光学配列が、それぞれ第1レンズと、第1および第2のミラーと、結像レンズ群と、を備える、請求項26に記載の結像ヘッド。
【請求項31】
2つのレーザ光エネルギー源と、レーザ光エネルギー源からのレーザ光を対応して受光する2つの第1光学配列と、第1光学配列からのレーザ光を受光する第1共通光学配列と、第1共通光学配列からのレーザ光を受光する2つの第2光学配列と、第2光学配列からのレーザ光を受光する第2共通光学配列と、第2共通光学配列からのレーザ光を受光する2つの第3光学配列と、第3光学配列からのレーザ光に対応して受光する2つの変調器と、変調器からのレーザ光を対応して受光する2つの第4の光学配列とを含む、請求項13に記載の結像ヘッド。

【図1A】
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【図1B】
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【図1C】
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【図1D】
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【図1E】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図2D】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図3D】
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【図3E】
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【図3F】
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【図4A】
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【図4B】
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【図4C】
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【図4D】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2013−20251(P2013−20251A)
【公開日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−148344(P2012−148344)
【出願日】平成24年7月2日(2012.7.2)
【分割の表示】特願2010−204345(P2010−204345)の分割
【原出願日】平成14年5月10日(2002.5.10)
【出願人】(506164833)コダック・ポリクロウム・グラフィックス・ゲーエムベーハー (2)
【Fターム(参考)】