JP3868606B2 - Pattern exposure device for plate-making roll - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は被製版ロールへのパターン露光装置に関し、特に、同一の被製版ロールに対して複数回の露光を行うのに適したパターン露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
グラビア印刷用の刷版やエンボス加工用のエンボス版は、通常、円柱状の被製版ロールの外面に凹凸構造を形成することにより作成される。凹凸構造の形成方法としては、打刻針やレーザ光などで彫刻する彫刻方式と、エッチング液を用いて腐食する腐食方式とが、広く利用されている。後者の腐食方式を採る場合、パターン露光装置を用いた露光が行われる。すなわち、被製版ロールの製版面(ロールの外周面)に感光性レジスト層をコーティングし、このレジスト層上に所定のパターンを焼き付け、現像を行った後にエッチング液を作用させ、所定のパターンに応じた部分のみを腐食除去する工程が行われる。
【0003】
被製版ロールの製版面にパターンを焼き付ける方法として、フィルムを用いた方法が古くから行われている。この方法では、所定のパターンが二値画像として描かれたフィルムを、レジスト層をコーティングした被製版ロールの外周面に巻き付け、フィルムごしに光を照射することになる。一方、フィルムを用いずに、ビーム走査により直接露光を行う方法も近年盛んに行われている。この方法では、焼き付けるパターンをデジタルデータの形式で用意し、このデジタルデータに基づいて、レーザ光などのビームを走査するとともに照射/非照射を制御し、製版面上に所望のパターンを描くことになる。このようなビームを用いた直接露光に利用されるパターン露光装置には、デジタルパターンデータに基づいて、ビームを走査する機構が備わっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
グラビア印刷用の刷版やエンボス加工用のエンボス版には、平面的な二次元パターンを表現するための凹凸構造が形成されるのが一般的である。しかしながら、最近は、三次元の情報をもったパターンを凹凸構造として形成し、製品の品質をより高めようとする提案がなされている。たとえば、特許協力条約に基づく国際公開第WO95/21060号公報には、木目模様の壁紙に、木目導管溝の凹凸構造をエンボス加工により表現する手法が開示されている。この手法によると、深部ほど径が小さくなるような導管溝がエンボス加工により形成される。このような三次元形状をもった導管溝用のエンボス版を腐食方式で作成するには、複数枚のパターンを用意し、個々のパターンごとに焼き付け、現像、腐食といった工程を繰り返す多重露光を行う必要がある。そのため、複数のパターン間での位置合わせが必要になる。
【0005】
パターンを焼き付ける際に、上述したフィルムを用いる方法を採る場合、被製版ロールの外周面にフィルムを巻き付けるときに、パターンの位置合わせを行うことが可能である。すなわち、既に第1枚目のパターンが形成された被製版ロール上に、第2枚目のパターンが描かれたフィルムを巻き付ける場合、肉眼で両パターンの位置関係を把握しながら、フィルムを正しい位置に合わせることが可能である。ところが、ビーム走査により直接露光を行う方法を採る場合、従来のパターン露光装置では、両パターンの位置合わせ作業が非常に困難である。従来の一般的なパターン露光装置は、もともと、同一の被製版ロール上に複数枚のパターンを重複露光させるような利用形態を想定していないため、第1回目の露光時の被製版ロールの位置(特に、軸回りの回転位置)と第2回目の露光時の被製版ロールの位置とを正確に合わせる機構をもちあわせていない。すなわち、既に第1枚目のパターンが形成された被製版ロール上に、第2枚目のパターンをビームによって描画する場合、第1枚目のパターンは肉眼で確認することができる物理的なパターンであるのに対し、第2枚目のパターンは、デジタルデータとして用意されたパターンであるので、両者を肉眼で位置合わせすることはできない。
【0006】
このような事情から、ビーム走査による直接露光を行うパターン露光装置を用いて多重露光を行う際には、筆記具などを用いて被製版ロール上に目安線を描いておき、この目安線に基づいて大まかな位置合わせを行っている。しかしながら、木目導管溝のように、10μm〜100μmのオーダーをもった細かなパターンについての多重露光を行う場合、このような目安線に基づく位置合わせでは、十分な精度は到底得ることができない。もちろん、被製版ロールによっては、パターン露光装置側のチャックに設けられたキー溝に嵌合するキーが形成されているタイプのものがあり、このようなタイプの被製版ロールを用いれば、被製版ロール側のキーを、チャック側のキー溝に嵌合させた状態で取り付けることにより、正確な位置合わせは可能である。ただ、キーとキー溝の組み合わせには種々の規格があり、実際には、キーなしタイプの被製版ロールが多数利用されているのが現状である。
【0007】
そこで本発明は、ビーム走査による直接多重露光を行う際に、正確な位置合わせが可能な被製版ロールへのパターン露光装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1) 本発明の第1の態様は、露光対象となる被製版ロールの製版面にビームを照射して所定のパターンを多重露光する被製版ロールへのパターン露光装置において、
被製版ロールの軸を把持固定するチャックと、
このチャックを被製版ロールの軸まわりに回転させる回転駆動手段と、
被製版ロールの製版面に照射する露光用のビームを発生するビーム発生部と、発生したビームを被製版ロールの軸方向に走査するビーム走査部と、を有する露光ビーム照射手段と、
露光すべき複数のパターンを示す複数枚分のパターンデータを格納したパターンデータ格納手段と、
チャックの回転位置を検出するロータリエンコーダと、
被製版ロール上に設けられた指標を所定位置にて検出する指標検出手段と、
この指標検出手段の検出信号と、ロータリエンコーダの検出信号とに基づいて、チャックの基準回転位置に対する指標の回転角度変位量を求める変位量検出手段と、
回転駆動手段に対して回転制御信号を与えるとともに、複数枚分のパターンデータの中から順次選択された1枚分のパターンデータに基づいて露光ビーム照射手段にパターン描画信号を与える機能を有し、変位量検出手段が求めた回転角度変位量に応じて、パターン描画信号を与えるタイミングを調節する機能を有する制御手段と、
を設けるようにしたものである。
【0009】
(2) 本発明の第2の態様は、上述の第1の態様に係る被製版ロールへのパターン露光装置において、
指標検出手段が、被製版ロールの回転円周軌道面上の固定位置からの反射光強度を光学的に検出する装置を有するようにしたものである。
【0010】
(3) 本発明の第3の態様は、上述の第1または第2の態様に係る被製版ロールへのパターン露光装置において、
パターンデータ格納手段内に格納する個々の1枚分のパターンデータを、ラスターデータの形式で用意しておき、
ロータリエンコーダの示すチャックの回転位置が、変位量検出手段によって求められた回転角度変位量に一致したタイミングで、ラスターデータの先頭を露光ビーム照射手段へ供給開始するようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態に係る被製版ロールへのパターン露光装置の基本構成を示すブロック図である。この装置は、露光対象となる被製版ロール100の製版面110にビームを照射して所定のパターンを露光する機能を有する。製版面110は、通常、銅や鉄などの金属から構成されており、表面に感光性のレジスト層(以下、単にレジスト層と呼ぶ)がコーティングされた状態になっている。このパターン露光装置は、製版面110上のレジスト層にビームを照射し、露光部と非露光部とからなるパターンを形成する露光処理を行うことになる。この露光処理が完了した被製版ロール100は、別の現像装置において現像され、レジスト層のうちの露光部(ポジ型レジストの場合)もしくは非露光部(ネガ型レジストの場合)が除去されることになる。その後、製版面110に腐食液を作用させると、レジスト層が除去されて露出した金属面が腐食を受けて窪み、露光したパターンに応じた凹凸構造が形成されることになる。
【0012】
このパターン露光装置の基本構成要素は、図1に示されているとおり、チャック10と、回転駆動手段20と、露光ビーム照射手段30と、ロータリエンコーダ40と、指標検出手段50と、変位量検出手段60と、パターンデータ格納手段70と、制御手段80とである。なお、図1では、各構成要素間における電気信号の伝達経路を実線の矢印で示し、機械的な動力の伝達経路を白抜きの太矢印で示し、光学的なビームや信号の伝達経路を破線の矢印で示してある。
【0013】
チャック10は、被製版ロール100の軸を把持固定する機能をもった構成要素であり、図示のとおり被製版ロール100の両端にそれぞれ設けられている。被製版ロール100は、図に一点鎖線で示す回転軸Aを中心軸として、この軸回りに回転駆動させられる円柱状のシリンダーであり、その両端には、円柱状の軸芯部120および軸端部130が設けられている。チャック10は、3組の把持爪11を備えており、この3組の把持爪11によって、軸端部130を把持固定することができる。図2は、チャック10による軸端部130の固定状態を示す図であり、図1に示すチャック10を、回転軸Aに沿った方向からみた図に相当する。図の中央に描かれた円は、軸端部130の位置を示すものである。3組の把持爪11は、チャック10の半径方向に摺動可能になっており、それぞれを中心方向に摺動させ、内端面を軸端部130の外周面に当接した状態で固定することにより、軸端部130をしっかりと把持固定することができる。
【0014】
もっとも、図示したチャック10は、現在、一般的に利用されているチャックの一形態の構造を例として示したものであり、この他にも種々の形態のチャックを用いてかまわない。たとえば、被製版ロール100によっては、軸芯部120および軸端部130を有しておらず、単なる中空の円筒シリンダー状のタイプもある。このようなタイプの被製版ロールについては、別途用意した軸芯部120および軸端部130に相当するホルダー部品を両端に嵌合させた後、チャック10に固定することになる。
【0015】
回転駆動手段20は、チャック10を回転軸Aまわりに回転駆動させる手段であり、この実施形態では、電動モータを内蔵した駆動装置により構成されている。制御手段80から与えられる回転制御信号Cに基づいて、回転駆動手段20は、所定の回転速度でチャック10を回転駆動させる機能を有する。なお、図示の例では、一対のチャック10のうち、右側のチャック10に対してのみ回転駆動手段20からの動力が伝達され、左側のチャック10は、単に、被製版ロール100を把持固定する機能のみを有する。
【0016】
露光ビーム照射手段30は、被製版ロール100の製版面110に照射する露光用のビームB(この例では、レーザ光ビームを用いているが、電子線ビームなど他の荷電粒子や電磁波のビームを用いてもかまわない)を発生するビーム発生部31と、発生したビームBを被製版ロール100の軸方向に走査するビーム走査部32と、を有する。回転駆動手段20によって、製版面110を回転させると、露光用のビームBを製版面110の円周方向に走査させることができるが、ビーム走査部32によってビーム発生部31を軸方向に移動させれば、露光用のビームBを製版面110の回転軸A方向に走査させることができる。こうして、露光ビーム照射手段30は、制御手段80から与えられるパターン描画信号Sに基づいて、製版面110の全面をビーム走査により露光する処理を行う。。
【0017】
ロータリエンコーダ40は、チャック10の回転位置を電気信号として検出する機能を有する。この例では、ロータリエンコーダ40は、図の右側のチャック10の回転角度を0°〜360°の範囲内の回転角度信号θとして出力する機能を有する。この回転角度信号θは、図の右側のチャック10の絶対的な回転角度位置を示すものであるが、被製版ロール100の絶対的な回転角度位置を示すものではない。なぜなら、被製版ロール100とチャック10との相対的な回転角度位置は、常に一定ではなく、チャック10への取り付け作業を行うたびに変動するからである。すなわち、図2に示すように、軸端部130を把持爪11によって把持固定した状態では、被製版ロール100とチャック10との相対的な回転位置は固定されるが、把持爪11を緩め、被製版ロール100をチャック10から取り外してしまうと、両者の相対的な回転位置関係は失われてしまう。次に述べる指標検出手段50および変位量検出手段60は、被製版ロール100とチャック10との相対的な回転位置関係を記録する機能を果たす。
【0018】
まず、指標検出手段50は、被製版ロール100上に設けられた指標Mを所定位置にて検出する機能を有する。指標Mは、図示の例では、製版面110上に形成された十字状のマークになっているが、パターン形成の邪魔にならない位置であれば、被製版ロール100の任意の位置に設けるようにしてかまわない。また、指標Mの形状も任意の形状でよい。被製版ロール100が回転駆動させられると、この指標Mは所定の円周軌道上を移動することになる。指標検出手段50は、指標Mがこの円周軌道上の所定位置に到来したことを検出することができれば、どのような手段で構成してもかまわない。この例では、指標検出手段50は、被製版ロール100の回転円周軌道面上の固定位置からの反射光強度を光学的に検出する装置によって構成されている。すなわち、被製版ロール100の回転によって指標Mが到来することになる所定の固定位置に、光ビームを照射し、この固定位置からの反射光の強度を半導体感光素子によって電気信号として検出するようにしている。指標検出手段50からの検出信号Dは、変位量検出手段60に与えられる。
【0019】
変位量検出手段60は、指標検出手段50から与えられる検出信号Dと、ロータリエンコーダ40から与えられる回転角度信号θとに基づいて、チャック10の基準回転位置に対する指標Mの回転角度変位量Δθを求める機能を有する。図3は、この変位量検出手段60による回転角度変位量Δθの検出原理を示すグラフである。グラフの上段には、指標検出手段50から与えられる検出信号Dの信号波形が示されている。すなわち、横軸に時間軸tをとり、縦軸に信号Dの強度をとると、指標Mが所定の固定位置に到来した時点において、反射光強度が低下するため、信号Dの強度が低下していることがわかる。一方、グラフの下段には、ロータリエンコーダ40から与えられる回転角度信号θのとるべき範囲である0°〜360°の目盛りが横軸上に示されている。被製版ロール100を回転させると、ロータリエンコーダ40からは、その時点での回転角度信号θの値がリアルタイムで与えられることになる。したがって、変位量検出手段60は、指標検出手段50から与えられる検出信号Dと、ロータリエンコーダ40から与えられる回転角度信号θとに基づいて、チャック10の基準回転位置に対する指標Mの回転角度変位量Δθを求めることができる。図示の例では、ロータリエンコーダ40からの回転角度信号θが0°のときのチャック10の回転位置を基準回転位置と定め、検出信号Dの信号強度が最低となった時点において、ロータリエンコーダ40から与えられた回転角度信号θの値をそのまま回転角度変位量Δθとして取り扱えるようにしている。具体的には、図示の例の場合、回転角度変位量Δθ=120°となっている。
【0020】
パターンデータ格納手段70は、製版面110上に露光すべきパターンを示すパターンデータを格納している。通常、パターンデータは、縦横に配列された多数の画素からなるラスターデータの形式で用意されており、個々の画素ごとに、描画/非描画のいずれかを示す画素値が定義されている。
【0021】
制御手段80は、回転駆動手段20に対して回転制御信号Cを与えるとともに、このパターンデータに基づいて露光ビーム照射手段30にパターン描画信号Sを与える機能を有する。パターン描画信号Sは、ビーム発生部31に対して、ビームの照射/非照射を指示するとともに、ビーム走査部32に対して走査指示を与える信号である。制御手段80は、回転駆動手段20の回転速度およびビーム走査部32による走査速度を考慮して、製版面110上における露光用のビームBの走査位置を認識し、パターンデータ格納手段70内のパターンデータを参照した上で、当該走査位置に対して、露光用のビームBを照射すべきか、非照射とすべきかを判断することになる。パターン描画信号Sは、このような照射/非照射を示すビット列を含む信号になる。
【0022】
本発明の重要な特徴は、制御手段80が、変位量検出手段60が求めた回転角度変位量Δθに応じて、パターン描画信号Sを与えるタイミングを調節する機能を有する点である。具体的には、ロータリエンコーダ40の示すチャック10の回転位置が、変位量検出手段60によって求められた回転角度変位量Δθに一致したタイミングで、パターンデータ格納手段70内にパターンデータとして用意されているラスターデータの先頭を、露光ビーム照射手段30へ供給する作業を開始する処理が行われる。たとえば、図3のグラフに示されている例のように、回転角度変位量Δθが120°であった場合、ロータリエンコーダ40から与えられる回転角度信号θの値が120°になったタイミングに合わせて、パターン描画信号Sが露光ビーム照射手段30に与えられることになり、パターンは、指標Mに対して一定の位置関係をもった位置から、製版面110上に描画されることになる。
【0023】
本発明に係るパターン露光装置は、このような機能を有しているため、被製版ロール100に対して多重露光を行った場合であっても、毎回の露光時に個々のパターンを正確に位置合わせすることが可能になる。たとえば、上述した手順に従って、製版面110上に所定のパターンを露光し、ここで、被製版ロール100を、一旦、チャック10から取り外し、再びチャック10に装着して再度露光を行った場合を考えてみよう。この場合、被製版ロール100とチャック10との相対的な回転位置は、1回目の露光時と2回目の露光時とでは異なってしまう。それにもかかわらず、2回のパターン露光は、常に、同一の指標Mに対して一定の位置関係をもった位置を起点として行われるため、合計2回のパターン露光によって製版面110上に形成された2つのパターンは、正確に位置合わせがなされたものになる。
【0024】
ここでは、このような多重露光を利用したエンボス製品を製造するプロセスに、本発明に係るパターン露光装置を利用した適用例を述べておく。たとえば、図4に側断面図を示すような木目柄の壁紙シート200を考える。この壁紙シート200の表面には、木目導管溝を模した溝がエンボス加工により形成されており、図示の例では、第1段目の溝201と第2段目の溝202とによって、疑似的な木目導管溝が形成されている。このような段差構造をもった疑似的な木目導管溝は、天然木の木目導管溝に近い構造を有しているため、壁紙シート200の表面などに形成すると、より自然な風合いを表現することができる。
【0025】
このような段差構造をもった溝を壁紙シート200上に形成するためには、段差構造をもったエンボス版を作成する必要がある。段差構造をもったエンボス版を作成する手法には、いくつかの方法が知られているが、最も単純な方法は、複数のパターンを用いて複数回の腐食工程を繰り返す方法である。たとえば、図5の平面図に示すような第1枚目のパターンP1(木目導管溝の平面図に相当)を用意し、このパターンP1に基づいて、製版面110を腐食すれば、図6の側断面図に示すように、第1の段差部111を形成することができる。続いて、図7の平面図に示すような第2枚目のパターンP2(第1枚目のパターンP1と相似形で、面積はより小さい)を用意し、このパターンP2に基づいて、図6に示す製版面110に対して再度の腐食を行えば、図8の側断面図に示すように、第1の段差部111上に第2の段差部112が形成された段差構造を得ることができる。この図8に示すような段差構造をもったエンボス版を用いてエンボス加工を行えば、図4に示すような壁紙シート200を製造することができる。
【0026】
ところが、壁紙シート200上に形成される疑似的な木目導管溝は、幅が数10μm〜500μm程度、長さが数100μm〜数mm程度と、比較的小さな寸法をもった模様である。このため、2枚のパターンP1,P2の位置合わせ誤差を、少なくとも500μm以下に抑えなければ、実用上、利用することはできない。本発明に係るパターン露光装置は、このような位置合わせ誤差の条件を十分に満たしており、実用上十分な位置精度をもったエンボス版を作成することが可能になる。
【0027】
図9は、図8に示すような段差構造をもったエンボス版を、本発明に係るパターン露光装置を利用して作成する手順を示す流れ図である。まず、ステップS1において、n枚分のパターンデータを作成する。たとえば、n=2の場合であれば、図5および図7に示すような2枚のパターンP1,P2(図には1つの導管溝しか示されていないが、実際には、多数の導管溝が並べられたパターンを用いる)をラスターデータとして用意し、パターンデータ格納手段70内に格納しておけばよい。続いて、ステップS2において、被製版ロール100の端部に指標Mを形成する。指標Mは、たとえば、鋭利な刃物の先端部を利用して、けがき線として製版面110の端部に形成すればよい。そして、ステップS3において、繰り返しパラメータi=1に設定し、ステップS4〜S10までの工程をn回分だけ繰り返せばよい。
【0028】
まず、ステップS4において、被製版ロール100の外周面にレジスト層をコーティングする。続いて、ステップS5で、この被製版ロール100のチャッキングを行う。すなわち、両側の軸端部130をチャック10によって把持固定する。このとき、作業者は、チャック10に対する被製版ロール100の相対的な回転方向に関する位置に留意する必要はない。ただし、軸方向に関する相対的な位置関係は、常に一定となるようにする必要がある。もっとも、一般的なチャック10では、把持爪11の端面と軸芯部120の端面とを当接させることにより、両者の軸方向に関する位置関係が常に一定になるように配慮されており、作業者は、通常のチャッキング作業を行うだけで十分である。
【0029】
続いて、ステップS6において、回転角度変位量Δθの検出を行う。すなわち、被製版ロール100を回転させることにより、指標検出手段50から検出信号Dを得るとともに、ロータリエンコーダ40から回転角度信号θを得るようにし、図3のグラフで説明した原理に基づいて、回転角度変位量Δθ1を求める処理を行う。そして、ステップS7において、i枚目(i=1)のパターンの露光処理を行う。すなわち、パターンデータ格納手段70内に格納されている1枚目のパターンP1のラスターデータを、露光ビーム照射手段30に与えて露光を行うが、このとき、回転角度変位量Δθ1に応じたタイミングで、ラスターデータが与えられることになる。
【0030】
こうして、製版面110への1枚目のパターン露光が完了したら、被製版ロール100をチャック10から取り外し、ステップS8において、被製版ロール100に対する現像を行い、ステップS9において、被製版ロール100に対する腐食を行い、ステップS10において、被製版ロール100に対する洗浄を行うことになる。これにより、製版面110には、図6に示すような第1の段差部111が形成されることになる。
【0031】
続いて、ステップS11からステップS12へと進み、パラメータiの値を2に更新した後、再びステップS4へと戻り、被製版ロール100の外周面にレジスト層をコーティングする作業が行われる。この場合、図6に示すような段差構造が形成された製版面110の上に、更にレジスト層が形成されることになる。そして、ステップS5で、この被製版ロール100のチャッキングを行う。このときも、作業者は、チャック10に対する被製版ロール100の相対的な回転位置に留意する必要はない。そして、ステップS6において、新たな回転角度変位量Δθ2の検出を行い、ステップS7において、2枚目のパターンの露光処理を行う。すなわち、パターンデータ格納手段70内に格納されている2枚目のパターンP2のラスターデータを、露光ビーム照射手段30に与えて露光を行うが、このときも、直前に検出された新たな回転角度変位量Δθ2に応じたタイミングで、ラスターデータが与えられることになる。したがって、2枚目のパターンは、1枚目のパターンに対して、正確に位置合わせされた状態で多重露光されることになる。
【0032】
こうして、製版面110への2枚目のパターン露光が完了したら、被製版ロール100をチャック10から取り外し、ステップS8において、被製版ロール100に対する現像を行い、ステップS9において、被製版ロール100に対する腐食を行い、ステップS10において、被製版ロール100に対する洗浄を行うことになる。これにより、製版面110には、図8に示すような第2の段差部112が形成されることになる。最後に、ステップS11からステップS13へと進み、必要に応じて、サンドブラスト処理やクロムメッキ処理などの後処理を行えば、エンボス版の作成作業は完了する。
【0033】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る被製版ロールへのパターン露光装置によれば、被製版ロール上の指標を基準とした位置合わせを行うことができるため、ビーム走査による直接多重露光を行う際にも、正確な位置合わせが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施形態に係る被製版ロールへのパターン露光装置の基本構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すパターン露光装置におけるチャック10による軸端部130の固定状態を示す図であり、図1に示すチャック10を、回転軸Aに沿った方向からみた図である。
【図3】図1に示すパターン露光装置における変位量検出手段60による回転角度変位量Δθの検出原理を示すグラフである。
【図4】本発明に係るパターン露光装置を用いて作成した木目柄の壁紙シート200の側断面図である。
【図5】図4に示す壁紙シート200のエンボス加工に用いるエンボス版を作成するために用いた第1枚目のパターンP1の平面図である。
【図6】図5に示す第1枚目のパターンP1を用いて、製版面110上に第1の段差部111を形成した状態を示す側断面図である。
【図7】図4に示す壁紙シート200のエンボス加工に用いるエンボス版を作成するために用いた第2枚目のパターンP2の平面図である。
【図8】図7に示す第2枚目のパターンP2を用いて、製版面110上に第2の段差部112を形成した状態を示す側断面図である。
【図9】図8に示すような段差構造をもったエンボス版を、本発明に係るパターン露光装置を利用して作成する手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
10…チャック
11…把持爪
20…回転駆動手段
30…露光ビーム照射手段
31…ビーム発生部
32…ビーム走査部
40…ロータリエンコーダ
50…指標検出手段
60…変位量検出手段
70…パターンデータ格納手段
80…制御手段
100…被製版ロール
110…製版面
111…第1の段差部
112…第2の段差部
120…軸芯部
130…軸端部
200…壁紙シート
201…第1段目の溝
202…第2段目の溝
A…回転軸
B…露光用のビーム
C…回転制御信号
D…指標の検出信号
M…指標
S…パターン描画信号
P,P1,P2…露光用のパターン
θ…回転角度信号
Δθ…回転角度変位量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pattern exposure apparatus for a plate-making roll, and more particularly to a pattern exposure apparatus suitable for performing a plurality of exposures on the same plate-making roll.
[0002]
[Prior art]
A printing plate for gravure printing and an embossing plate for embossing are usually formed by forming a concavo-convex structure on the outer surface of a cylindrical plate-making roll. As a method for forming the concavo-convex structure, an engraving method for engraving with an embossing needle or a laser beam and a corrosion method for corroding with an etching solution are widely used. When the latter corrosion method is adopted, exposure using a pattern exposure apparatus is performed. That is, a photosensitive resist layer is coated on the plate-making surface of the plate-making roll (the outer peripheral surface of the roll), a predetermined pattern is baked on the resist layer, development is performed, and then an etching solution is acted on. A process of removing only the damaged portion by corrosion is performed.
[0003]
As a method for baking a pattern on a plate making surface of a plate making roll, a method using a film has been performed for a long time. In this method, a film on which a predetermined pattern is drawn as a binary image is wound around the outer peripheral surface of a plate-making roll coated with a resist layer, and light is irradiated to the film. On the other hand, a method of performing direct exposure by beam scanning without using a film has been actively performed in recent years. In this method, a pattern to be printed is prepared in the form of digital data, and based on this digital data, a beam such as a laser beam is scanned and irradiation / non-irradiation is controlled to draw a desired pattern on the plate-making surface. Become. A pattern exposure apparatus used for direct exposure using such a beam has a mechanism for scanning the beam based on digital pattern data.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, an uneven structure for expressing a planar two-dimensional pattern is formed on a printing plate for gravure printing or an embossing plate for embossing. However, recently, a proposal has been made to further improve the quality of products by forming a pattern having three-dimensional information as an uneven structure. For example, International Publication No. WO95 / 21060 based on the Patent Cooperation Treaty discloses a technique for expressing an uneven structure of a wood grain conduit groove on a wood grain wallpaper by embossing. According to this method, a conduit groove having a smaller diameter as the deeper part is formed by embossing. In order to create an embossed plate for a conduit groove having such a three-dimensional shape by a corrosion method, multiple patterns are prepared, and multiple exposure is performed by repeating processes such as printing, development, and corrosion for each pattern. There is a need. Therefore, alignment between a plurality of patterns is necessary.
[0005]
When baking the pattern, when the method using the film described above is employed, the pattern can be aligned when the film is wound around the outer peripheral surface of the plate-making roll. That is, when a film on which a second pattern is drawn is wound on a plate-making roll on which a first pattern has already been formed, the film is correctly positioned while grasping the positional relationship between both patterns with the naked eye. It is possible to match. However, when the method of performing direct exposure by beam scanning is employed, it is very difficult to align both patterns with a conventional pattern exposure apparatus. Since the conventional general pattern exposure apparatus originally does not assume a use form in which a plurality of patterns are exposed repeatedly on the same plate-making roll, the position of the plate-making roll at the time of the first exposure In particular, there is no mechanism for accurately aligning (in particular, the rotational position around the axis) and the position of the plate-making roll at the time of the second exposure. That is, when the second pattern is drawn with a beam on the plate-making roll on which the first pattern has already been formed, the first pattern can be confirmed with the naked eye. On the other hand, since the second pattern is a pattern prepared as digital data, the two cannot be aligned with the naked eye.
[0006]
For this reason, when performing multiple exposure using a pattern exposure apparatus that performs direct exposure by beam scanning, a reference line is drawn on the plate-making roll using a writing tool, and the like. Rough alignment is performed. However, when performing multiple exposure on a fine pattern having an order of 10 μm to 100 μm, such as a wood grain conduit groove, sufficient alignment cannot be obtained with such alignment based on the reference line. Of course, depending on the plate-making roll, there is a type in which a key that fits into a key groove provided in the chuck on the pattern exposure apparatus side is formed. If such a plate-making roll is used, the plate-making roll is used. Accurate alignment is possible by attaching the key on the roll side while being fitted in the key groove on the chuck side. However, there are various standards for combinations of keys and key grooves, and in reality, many keyless type plate-making rolls are currently used.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a pattern exposure apparatus for a plate-making roll capable of accurate alignment when performing direct multiple exposure by beam scanning.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) In the first aspect of the present invention, a predetermined pattern is formed by irradiating a beam onto a plate-making surface of a plate-making roll to be exposed. Multiple exposure In a pattern exposure apparatus for a plate roll to be made,
A chuck for gripping and fixing the axis of the plate-making roll;
A rotation driving means for rotating the chuck around the axis of the plate-making roll;
An exposure beam irradiating means having a beam generating unit for generating an exposure beam to be irradiated to the plate making surface of the plate making roll, and a beam scanning unit for scanning the generated beam in the axial direction of the plate making roll;
Should be exposed plural Show pattern Multiple sheets Pattern data storage means for storing pattern data;
A rotary encoder that detects the rotational position of the chuck;
Index detecting means for detecting an index provided on the plate-making roll at a predetermined position;
Based on the detection signal of the index detection means and the detection signal of the rotary encoder, a displacement amount detection means for obtaining a rotation angle displacement amount of the index with respect to the reference rotation position of the chuck;
While giving a rotation control signal to the rotation drive means, One sheet of pattern data selected sequentially from multiple sheets of pattern data A control means having a function of giving a pattern drawing signal to the exposure beam irradiation means based on the above, and a function of adjusting the timing of giving the pattern drawing signal according to the rotation angle displacement amount obtained by the displacement amount detection means;
Is provided.
[0009]
(2) According to a second aspect of the present invention, in the pattern exposure apparatus for the plate-making roll according to the first aspect described above,
The index detecting means has a device for optically detecting the intensity of reflected light from a fixed position on the rotational circumferential track surface of the plate making roll.
[0010]
(3) A third aspect of the present invention is the pattern exposure apparatus for the plate-making roll according to the first or second aspect described above,
Store in pattern data storage means For one piece Prepare pattern data in raster data format,
The head of the raster data is started to be supplied to the exposure beam irradiating means at the timing when the rotational position of the chuck indicated by the rotary encoder coincides with the rotational angular displacement obtained by the displacement detecting means.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a pattern exposure apparatus for a plate-making roll according to an embodiment of the present invention. This apparatus has a function of exposing a predetermined pattern by irradiating the plate-making
[0012]
As shown in FIG. 1, the basic components of this pattern exposure apparatus are a
[0013]
The
[0014]
However, the illustrated
[0015]
The rotation driving means 20 is means for rotating the
[0016]
The exposure beam irradiating means 30 is an exposure beam B that irradiates the
[0017]
The
[0018]
First, the index detection means 50 has a function of detecting the index M provided on the plate making roll 100 at a predetermined position. The index M is a cross-shaped mark formed on the plate-making
[0019]
Based on the detection signal D given from the index detection means 50 and the rotation angle signal θ given from the
[0020]
The pattern data storage means 70 stores pattern data indicating a pattern to be exposed on the
[0021]
The control means 80 has a function of giving a rotation control signal C to the rotation driving means 20 and giving a pattern drawing signal S to the exposure beam irradiation means 30 based on this pattern data. The pattern drawing signal S is a signal for instructing the
[0022]
An important feature of the present invention is that the
[0023]
Since the pattern exposure apparatus according to the present invention has such a function, even when multiple exposure is performed on the plate making roll 100, each pattern is accurately aligned at each exposure. It becomes possible to do. For example, consider a case where a predetermined pattern is exposed on the plate-making
[0024]
Here, an application example using the pattern exposure apparatus according to the present invention will be described in the process of manufacturing an embossed product using such multiple exposure. For example, consider a
[0025]
In order to form a groove having such a step structure on the
[0026]
However, the pseudo-wooden conduit groove formed on the
[0027]
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for creating an embossed plate having a step structure as shown in FIG. 8 by using the pattern exposure apparatus according to the present invention. First, in step S1, n pieces of pattern data are created. For example, in the case of n = 2, two patterns P1 and P2 as shown in FIGS. 5 and 7 (only one conduit groove is shown in the figure, but in practice, a large number of conduit grooves are shown. Are used as raster data and stored in the pattern data storage means 70. Subsequently, in step S <b> 2, an index M is formed at the end of the plate making roll 100. The index M may be formed at the end of the plate-making
[0028]
First, in step S <b> 4, a resist layer is coated on the outer peripheral surface of the plate making roll 100. Subsequently, in step S5, the plate making roll 100 is chucked. That is, the
[0029]
Subsequently, in step S6, the rotational angle displacement amount Δθ is detected. That is, by rotating the plate-making roll 100, the detection signal D is obtained from the index detection means 50, and the rotation angle signal θ is obtained from the
[0030]
Thus, when the first pattern exposure on the plate-making
[0031]
Subsequently, the process proceeds from step S11 to step S12, the value of parameter i is updated to 2, and then the process returns to step S4 again, and the work of coating the outer peripheral surface of the plate-making roll 100 with a resist layer is performed. In this case, a resist layer is further formed on the plate-making
[0032]
In this way, when the second pattern exposure on the plate-making
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the pattern exposure apparatus for a plate-making roll according to the present invention, since it is possible to perform alignment based on the index on the plate-making roll, even when performing direct multiple exposure by beam scanning. , Accurate alignment becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a pattern exposure apparatus for a plate-making roll according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a fixed state of the
3 is a graph showing the principle of detection of the rotational angle displacement amount Δθ by the displacement amount detection means 60 in the pattern exposure apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a side sectional view of a
5 is a plan view of a first pattern P1 used to create an embossed plate used for embossing the
6 is a side sectional view showing a state where a
7 is a plan view of a second pattern P2 used to create an embossed plate used for embossing the
8 is a side sectional view showing a state in which a second stepped
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for creating an embossed plate having a step structure as shown in FIG. 8 using the pattern exposure apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 ... Chuck
11 ... gripping claws
20: Rotation drive means
30: Exposure beam irradiation means
31 ... Beam generator
32 ... Beam scanning section
40. Rotary encoder
50. Indicator detecting means
60: Displacement amount detection means
70: Pattern data storage means
80 ... Control means
100: Plate making roll
110: Plate making surface
111 ... 1st level | step-difference part
112 ... Second step portion
120 ... shaft core part
130 ... shaft end
200 ... Wallpaper sheet
201 ... 1st stage groove
202 ... the second groove
A ... Rotation axis
B ... Beam for exposure
C ... Rotation control signal
D: Indicator detection signal
M ... Indicator
S: Pattern drawing signal
P, P1, P2 ... pattern for exposure
θ ... Rotation angle signal
Δθ: Rotational angular displacement
Claims (3)
被製版ロールの軸を把持固定するチャックと、
このチャックを前記被製版ロールの軸まわりに回転させる回転駆動手段と、
前記被製版ロールの製版面に照射する露光用のビームを発生するビーム発生部と、発生したビームを前記被製版ロールの軸方向に走査するビーム走査部と、を有する露光ビーム照射手段と、
露光すべき複数のパターンを示す複数枚分のパターンデータを格納したパターンデータ格納手段と、
前記チャックの回転位置を検出するロータリエンコーダと、
前記被製版ロール上に設けられた指標を所定位置において検出する指標検出手段と、
前記指標検出手段の検出信号と、前記ロータリエンコーダの検出信号とに基づいて、前記チャックの基準回転位置に対する前記指標の回転角度変位量を求める変位量検出手段と、
前記回転駆動手段に対して回転制御信号を与えるとともに、前記複数枚分のパターンデータの中から順次選択された1枚分のパターンデータに基づいて前記露光ビーム照射手段にパターン描画信号を与える機能を有し、前記変位量検出手段が求めた回転角度変位量に応じて、前記パターン描画信号を与えるタイミングを調節する機能を有する制御手段と、
を備えることを特徴とする被製版ロールへのパターン露光装置。A pattern exposure apparatus that performs multiple exposure of a plurality of patterns by irradiating a plate-making surface of a plate-making roll to be exposed with a beam,
A chuck for gripping and fixing the axis of the plate-making roll;
Rotation driving means for rotating the chuck around the axis of the plate-making roll;
An exposure beam irradiating means comprising: a beam generating unit that generates an exposure beam that irradiates the plate-making surface of the plate-making roll; and a beam scanning unit that scans the generated beam in the axial direction of the plate-making roll;
Pattern data storage means for storing a plurality of pattern data indicating a plurality of patterns to be exposed;
A rotary encoder for detecting the rotational position of the chuck;
Index detecting means for detecting an index provided on the plate making roll at a predetermined position;
A displacement amount detection means for obtaining a rotation angle displacement amount of the index with respect to a reference rotation position of the chuck based on a detection signal of the index detection means and a detection signal of the rotary encoder;
A function of giving a rotation control signal to the rotation driving means and giving a pattern drawing signal to the exposure beam irradiating means on the basis of one piece of pattern data sequentially selected from the plurality of pieces of pattern data. Control means having a function of adjusting the timing of applying the pattern drawing signal according to the rotational angle displacement amount obtained by the displacement amount detection means;
A pattern exposure apparatus for a plate-making roll, comprising:
指標検出手段が、被製版ロールの回転円周軌道面上の固定位置からの反射光強度を光学的に検出する装置を有することを特徴とする被製版ロールへのパターン露光装置。The pattern exposure apparatus according to claim 1,
A pattern exposure apparatus for a plate-making roll, wherein the index detection means has a device for optically detecting the intensity of reflected light from a fixed position on the rotational circumferential track surface of the plate-making roll.
パターンデータ格納手段内に格納する個々の1枚分のパターンデータを、ラスターデータの形式で用意しておき、
ロータリエンコーダの示すチャックの回転位置が、変位量検出手段によって求められた回転角度変位量に一致したタイミングで、前記ラスターデータの先頭を露光ビーム照射手段へ供給開始することを特徴とする被製版ロールへのパターン露光装置。In the pattern exposure apparatus according to claim 1 or 2,
Prepare the pattern data for each piece stored in the pattern data storage means in the form of raster data,
A plate-making roll characterized in that the start of the raster data is started to be supplied to the exposure beam irradiating means at a timing at which the rotational position of the chuck indicated by the rotary encoder coincides with the rotational angular displacement obtained by the displacement detecting means Pattern exposure equipment.
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