JP5078163B2 - マルチビーム露光走査方法及び装置並びに印刷版の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はマルチビーム露光走査方法及び装置に係り、特にフレキソ版などの印刷版の製造に好適なマルチビーム露光技術及びこれを適用した印刷版の製造技術に関する。

従来、複数のレーザビームを同時に照射し得るマルチビームヘッドを用いて版材の表面に凹形状を彫刻する技術が開示されている（特許文献１）。このようなマルチビーム露光によって版を彫刻する場合、隣接ビームの熱の影響により、小点や細線などの微細形状を安定に形成することは大変困難である。

かかる課題に対して、特許文献１では、版材の表面に形成されるビームスポット列における隣接ビームスポット間での相互の熱的影響を軽減するために、いわゆるインターレース露光を行う構成を提案している。即ち、特許文献１では、彫刻密度に対応する彫刻ピッチの２倍以上の間隔で版材表面に複数のレーザスポットを形成し、１回の露光走査で形成する走査線の間隔をあけ、各走査線間の走査線を２回目以降の走査で露光する方法を採用している。
特開平０９−８５９２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、隣接ビームの影響を完全に低減するには、版材の面上でビーム位置の間隔をビーム径よりも十分に離す必要があり、実際には数画素（数ライン）分の走査線間隔をあける必要がある。そのため、結像光学系に用いるレンズの収差が問題となり、正確な走査線間隔のビーム列を形成することが困難であり、光学系が複雑化するなど、実用上制限が多い。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マルチビーム露光に伴う隣接ビームの熱の影響を効果的に低減し、微細形状など所望の形状を高精度に形成し得るマルチビーム露光走査方法及び装置並びにこれを適用した印刷版の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係るマルチビーム露光走査方法は、複数の光ビームでフレキソ印刷用の版材上を走査することにより前記版材の表面を彫刻するマルチビーム露光走査方法であって、前記版材上で順次隣り合う複数の照射領域を複数のビームで露光する場合に、露光する照射領域に照射するビームの光量を、当該照射領域周辺の他の照射領域の露光状態に基づいて制御するものとし、露光する第１照射領域に隣接する領域が先に露光されていない場合に、当該露光する第１照射領域に照射する第１のビームの光量を第１光量に設定し、前記第１照射領域に隣接する第２照射領域域に対し、前記第１のビームによる前記第１照射領域の露光後に照射する第２のビームの光量を前記第１光量よりも小さい第２光量に設定し、前記第２照射領域に隣接する第３照射領域に対し、前記第２のビームによる前記第２照射領域の露光後に照射する第３のビームの光量を前記第２光量より小さい第３光量に設定し、前記版材上で順次隣り合う前記複数の照射領域のうち最後に露光が行われ、当該最後に露光される照射領域に隣接する領域に対して後続の走査で露光が行われない場合に、前記最後に露光される照射領域に照射するビームの光量を、当該最後に露光される照射領域に隣接して当該最後の照射領域よりも先に露光が行われる照射領域に照射するビームの光量よりも大きい光量に設定することを特徴とする。

なお、「照射領域」とは、単独のビームにて照射される記録媒体上の領域を意味する。

本発明によれば、先行して照射されたビームによる熱の影響を考慮して、後続の隣接ビームの光量を最適化することにより、記録媒体に所望形状を高精度に彫刻することができる。

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜マルチビーム露光走査装置の構成例＞
図１は、本発明の第1実施形態に係るマルチビーム露光走査装置を適用した製版装置の構成図である。図示の製版装置１１は、円筒形を有するドラム５０の外周面にシート状の版材Ｆ（「記録媒体」に相当）を固定し、該ドラム５０を図１中の矢印Ｒ方向（主走査方向）に回転させると共に、版材Ｆに向けてレーザ記録装置１０の露光ヘッド３０から、該版材Ｆに彫刻（記録）すべき画像の画像データに応じた複数のレーザビームを射出し、露光ヘッド３０を主走査方向と直交する副走査方向（図１矢印Ｓ方向）に所定ピッチで走査させることで、版材Ｆの表面に２次元画像を高速で彫刻（記録）するものである。ここでは、フレキソ印刷用のゴム版又は樹脂版を彫刻する場合を例に説明する。

本例の製版装置１１に用いられるレーザ記録装置１０は、複数のレーザビームを生成する光源ユニット２０と、光源ユニット２０で生成された複数のレーザビームを版材Ｆに照射する露光ヘッド３０と、露光ヘッド３０を副走査方向に沿って移動させる露光ヘッド移動部４０と、を含んで構成されている。

光源ユニット２０は、複数の半導体レーザ２１（ここでは合計３２個）を備えており、各半導体レーザ２１の光は、それぞれ個別に光ファイバー２２、７０を介して露光ヘッド３０の光ファイバーアレイ部３００へと伝送される。

本例では、半導体レーザ２１としてブロードエリア半導体レーザ（波長:９１５ｎｍ）が用いられ、これら半導体レーザ２１は光源基板２４上に並んで配置されている。各半導体レーザ２１は、それぞれ個別に光ファイバー２２の一端部にカップリングされ、光ファイバー２２の他端はそれぞれＳＣ型光コネクタ２５のアダプタに接続されている。

ＳＣ型光コネクタ２５を支持するアダプタ基板２３は、光源基板２４の一方の端部に垂直に取り付けられている。また、光源基板２４の他方の端部には、半導体レーザ２１を駆動するＬＤドライバー回路（図１中不図示、図７の符号２６）を搭載したＬＤドライバー基板２７が取り付けられている。各半導体レーザ２１は、それぞれ個別の配線部材２９を介して、対応するＬＤドライバー回路に接続されており、各々の半導体レーザ２１は個別に駆動制御される。

なお、本実施の形態では、レーザビームを高出力とするために、コア径の比較的大きな、多モード光ファイバーを光ファイバー７０に適用している。具体的には、本実施形態においては、コア径が１０５μｍの光ファイバーが用いられている。また、半導体レーザ２１には、最大出力が１０Ｗ程度のものを使用している。具体的には、例えば、ＪＤＳユニフェーズ社から販売されているコア径１０５μｍで出力10Ｗ(6398-L4)のものなどを採用することができる。

一方、露光ヘッド３０には、複数の半導体レーザ２１から射出された各レーザビームを取り纏めて射出する光ファイバーアレイ部３００が備えられている。光ファイバーアレイ部３００の光出射部（図１中不図示、図２の符号２８０）は、各半導体レーザ２１から導かれた３２本の光ファイバー７０の出射端が１列に並んで配置された構造となっている（図３参照）。

また、露光ヘッド３０内には、光ファイバーアレイ部３００の光出射部側より、コリメータレンズ３２、開口部材３３、及び結像レンズ３４が、順番に並んで配設されている。コリメータレンズ３２と結像レンズ３４の組合せによって結像光学系が構成されている。開口部材３３は、光ファイバーアレイ部３００側から見て、その開口がファーフィールド（Far Field）の位置となるように配置されている。これによって、光ファイバーアレイ部３００から射出された全てのレーザビームに対して同等の光量制限効果を与えることができる。

露光ヘッド移動部４０には、長手方向が副走査方向に沿うように配置されたボールネジ４１及び２本のレール４２が備えられており、ボールネジ４１を回転駆動する副走査モータ（図１中不図示、図７の符号４３）を作動させることによってボールネジ４１上に配置された露光ヘッド３０をレール４２に案内された状態で副走査方向に移動させることができる。また、ドラム５０は主走査モータ（図１中不図示、図７の符号５１）を作動させることによって、図１の矢印Ｒ方向に回転駆動させることができ、これによって主走査がなされる。

図２は光ファイバーアレイ部３００の構成図であり、図３はその光出射部２８０の拡大図（図２のＡ矢視図）である。図３に示すように、光ファイバーアレイ部３００の光出射部２８０は、等間隔に３２個の光を出射するコア径１０５μｍの光ファイバー７０が直線状の１列に並んで配置されている。

光ファイバーアレイ部３００は、基台（Ｖ溝基板）３０２を有し、該基台３０２には片面に半導体レーザ２１と同数、すなわち３２個のＶ字溝２８２が所定の間隔で隣接するように形成されている。基台３０２の各Ｖ字溝２８２には、光ファイバー７０の他端部の光ファイバー端部７１が１本ずつ嵌め込まれている。これにより、直線状に並んで配置された光ファイバー端部群３０１が構成されている。したがって、光ファイバーアレイ部３００の光出射部２８０からこれら複数本（３２本）のレーザビームが同時に射出される。

図４は、光ファイバーアレイ部３００の結像系の概要図である。図４に示すように、コリメータレンズ３２及び結像レンズ３４で構成される結像手段によって、光ファイバーアレイ部３００の光出射部２８０を所定の結像倍率で版材Ｆの露光面（表面）ＦＡの近傍に結像させる。本実施形態では、結像倍率は１／３倍とされており、これにより、コア径１０５μｍの光ファイバー端部７１から出射されたレーザビームＬＡのスポット径は、φ３５μｍとなる。

このような結像系を有する露光ヘッド３０において、図３で説明した光ファイバーアレイ部３００の隣接ファイバー間隔（図３中のＬ１）及び光ファイバーアレイ部３００を固定するときの光ファイバー端部群３０１の配列方向（アレイ方向）の傾斜角度（図５中の角度θ）を適宜設計することにより、図５に示すように、隣り合う位置に配置される光ファイバーから射出されるレーザビームで露光する走査線（主走査ライン）Ｋの間隔Ｐ１を１０．５８μｍ（副走査方向の解像度２４００ｄｐｉ相当）に設定することができる。

上記構成の露光ヘッド３０を用いることにより、３２ラインの範囲（１スワス分）を同時に走査して露光することができる。

図６は、図１に示した製版装置１１における走査露光系の概要を示す平面図である。露光ヘッド３０は、ピント位置変更機構６０と、副走査方向への間欠送り機構９０を備えている。

ピント位置変更機構６０は、露光ヘッド３０をドラム５０面に対して前後移動させるモータ６１とボールネジ６２を有し、モータ６１の制御により、ピント位置を約０．１秒で約３００μｍ移動させることができる。間欠送り機構９０は、図１で説明した露光ヘッド移動部４０を構成するものであり、図６に示すように、ボールネジ４１とこれを回転させる副走査モータ４３を有する。露光ヘッド３０は、ボールネジ４１上のステージ４４に固定されており、副走査モータ４３の制御により、露光ヘッド３０をドラム５０の軸線５２方向に、約０．１秒で１スワス分と隣り合うスワス分まで間欠送りできる。

なお、図６において、符号４６、４７は、ボールネジ４１を回動自在に支持するベアリングである。符号５５はドラム５０上で版材Ｆをチャックするチャック部材である。このチャック部材５５の位置は、露光ヘッド３０による露光（記録）を行わない非記録領域である。ドラム５０を回転させながら、この回転するドラム５０上の版材Ｆに対し、露光ヘッド３０から３２チャンネルのレーザビームを照射することで、３２チャンネル分（１スワス分）の露光範囲９２を隙間なく露光し、版材Ｆの表面に１スワス幅の彫刻（画像記録）を行う。そして、ドラム５０の回転により、露光ヘッド３０の前をチャック部材５５が通過するときに（版材Ｆの非記録領域のところで）、副走査方向に間欠送りを行い、次の１スワス分を露光する。このような副走査方向の間欠送りによる露光走査を繰り返すことにより、版材Ｆの全面に所望の画像を形成する。

本例では、シート状の版材Ｆ（記録媒体）を用いているが、円筒状記録媒体（スリーブタイプ）を用いることも可能である。

＜制御系の構成＞
図７は、製版装置１１の制御系の構成を示すブロック図である。図７に示すように、製版装置１１は、彫刻すべき２次元の画像データに応じて各半導体レーザ２１を駆動するＬＤドライバー回路２６と、ドラム５０を回転させる主走査モータ５１と、主走査モータ５１を駆動する主走査モータ駆動回路８１と、副走査モータ４３を駆動する副走査モータ駆動回路８２と、制御回路８０と、を備えている。制御回路８０は、ＬＤドライバー回路２６、及び各モータ駆動回路（８１、８２）を制御する。

制御回路８０には、版材Ｆに彫刻（記録）する画像を示す画像データが供給される。制御回路８０は、この画像データに基づき、主走査モータ５１及び副走査モータ４３の駆動を制御するとともに、各半導体レーザ２１について個別にその出力（オン・オフの制御並びにレーザビームのパワー制御）を制御する。なお、レーザビームの出力を制御する手段としては、半導体レーザ２１の発光量を制御する態様に限らず、これに代えて、又はこれと組み合わせて、音響光変調器（ＡＯＭ：Acoustic Optical Modulator）ユニットなどの光変調手段を用いてもよい。

＜課題の説明＞
図３で説明したアレイ配置によるマルチビーム群により版材Ｆ（記録媒体）上に副走査方向に沿った細線を彫刻する場合を例に説明する。図８に示すように、右端のチャンネルｃｈ１（第１ビーム）が最初に発光して彫刻し、次に、左隣のチャンネルｃｈ２（第２ビーム）が発光して彫刻し、以後順次隣り合うチャンネルｃｈ３〜ｃｈ３２のビームが発光してスワス幅分を彫刻する。１スワス幅の彫刻を終えたら副走査方向にスワス幅分移動して順次同様の彫刻を行うことにより、副走査方向に沿う細線を形成する。

各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３２の光量を同等に設定して上記の工程により得られた細線を詳細に観察すると、図９に示すように、１スワス幅の周期で細線１０３の幅が変動している。この現象は次のような要因で生じることが判明した。

すなわち、スワス幅内に着目すると、第１ビームでまず先に彫刻され、その余熱によって版材が暖められる。そこに次の隣のラインを彫刻する第２ビームが照射されて彫刻されることになるため、第１ビームの彫刻による余熱の影響で版材の温度高い状態で第２ビームのエネルギーが加えられることになる。このように先行する隣接ビームの彫刻による熱の影響を受けて、後続のビームによる彫刻が過度に進んでしまうという問題があることが判明した。

＜課題解決の手段＞
上記課題を解決するため、本実施形態における製版装置１１では、各ビームのチャンネル間の光パワーを制御する。図１０にその例を示す。図１０の横軸はチャンネル番号（ｃｈ）であり、縦軸はビームの光パワーを相対値で示している（ｃｈ１のパワーを１に規格化）。図１０に示すとおり、彫刻を始める書き出し部分に対応するチャンネルｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３の光パワーをｃｈ１＞ｃｈ２＞ｃｈ３のように設定し、ｃｈ３以降（中間部）の光パワーを略一定にする。そして、当該スワス内における最後（書き終わり）のチャンネル（ｃｈ３２）の光パワーを上げる（例えば、ｃｈ３２＝ｃｈ２）。

図８で説明したように、斜めに並ぶチャンネル群のビーム配列によって副走査方向に沿う細線を形成する場合、各チャンネルの発光タイミング（画素を露光するタイミング）に時間差が発生する。最初にｃｈ1のビームが発光し、露光走査しているところに、次のｃｈ２のビームが発光される。このとき、先行するｃｈ１のビームによる熱の影響によってｃｈ２のビーム位置に対応する版材Ｆの表面温度が上昇しているため、この隣接ビームによる熱の影響を考慮してｃｈ２の光パワーをｃｈ１よりも下げる。

図１０では、ｃｈ１の光パワー（規格化により１とする。）に対してｃｈ２の光パワーを０．７に設定しているが、最初に走査するビームに対して隣接するビームの光量比は、０．４〜０．９の範囲で適宜設定される。

ｃｈ３についても同様に、先行するｃｈ２、ｃｈ１のビームによる熱の蓄積を考慮して、ｃｈ３の光パワーをｃｈ２よりもさらに下げる（図１０では、０．５に設定している）。

ただし、ｃｈ３以降は、熱の条件が飽和して概ね同じ条件になるため、線の中間部では略一定の光パワーとする。これにより、図１１に示すように、副走査方向に沿う細線を略一定の線幅で直線状に形成することができる。

なお、図１０はビームのスポット径φ３５μｍ、解像度２４００ｄｐｉ（走査線間隔＝１０．６μｍ）の場合の一例に過ぎず、スポット径、スポット配置、走査速度、版材等の条件によりｃｈ間の光パワーを最適化する必要がある。例えば、条件によっては、ビーム間の光パワーの関係をｃｈ１≧ｃｈ２≒ｃｈ３≒ｃｈ４・・・としてもよいし、ｃｈ１＞ｃｈ２＞ｃｈ３＞ｃｈ４（≒ｃｈ５≒ｃｈ６・・・）のようにしてもよい。

書き出しの数画素（２〜４画素程度）の範囲でこのような光パワーの制御を行うことが効果的であり、少なくとも隣接する２画素（ｃｈ１とｃｈ２）についてビーム間の光パワー制御を行うことが効果的である。

また、最後のチャンネル（ここでは、ｃｈ３２）については、次の隣接ビームから熱の寄与が無い点で他の中間部のチャンネル（ｃｈ４〜ｃｈ３１）と異なるため、光パワーを上げてもよいし、条件によっては一つ前のチャンネル（ｃｈ３１）と同じであってもよい。

上記例示のとおり、マルチビーム露光系により記録媒体（版材Ｆ）の表面近傍をレーザで彫刻して所望の形状を形成する場合において、レーザ発光する画素周辺のビームの発光状態をもとに、当該発光する光量を制御するものとする。その光量制御は、発光するビームを中心に副走査方向に数画素、他のビームが先に発光していない場合を光量ａとし、この光量ａによるビーム（第1ビーム）により画素Ａを露光した後、ある時間をおいてその隣のビーム（第２ビーム）が画素Ａに隣接する画素Ｂを露光する場合を光量ｂとした場合に、ａ＞ｂに設定する。

＜インターレース露光の場合＞
図１０は露光走査時に画素の間隔を空けずに、１スワス内の全画素を一斉に露光するノンインターレース露光を行う例を説明したが、副走査方向に１画素間を空けるインターレース露光の場合にも同様に適用できる。

スポット径φ３５μｍ、解像度２４００ｄｐｉ（走査線間隔＝１０．６μｍ）の条件下で１画素間を空けるインターレース露光を行う場合のチャンネル間の光パワーの制御例を図１２に示す。

インターレース露光においても隣接ビームの熱の影響を受けるため、ｃｈ１の光パワー（規格化により１とする。）に対して、ｃｈ２以降の光パワーを下げる。同図ではｃｈ２の光パワーを「０．７」に設定しているが、これに限定されず、最初に走査するビームに対して隣接するビームの光量比は０．５〜０．９の範囲で適宜設定される。

なお、インターレース露光の場合、ノンインターレース露光に比べてビームの密度が低く（疎）、また、ｃｈ１のビームを発光してからｃｈ２のビームを発光するまでの時間間隔がノンインターレース露光に比べて長いため、隣接ビーム間の熱の影響はノンインターレース露光の場合よりも小さくなる。このため、ノンインターレース露光（図１０）の場合と比較して、インターレース露光（図１２）におけるｃｈ２以降の光パワーの低減量は少ないものとなっている。

＜第２実施形態＞
上記の第１実施形態では、図３で説明した１列の光ファイバーアレイ配置を持つ露光ヘッド３０によって、３２ライン（１スワス）のビームが斜め方向に１列に並ぶビーム配置を例示したが、本発明の実施に際して、ビーム配置はかかる１列の配置形態に限定されない。

図１３に、他の光ファイバーアレイユニット光源の例を示す。図示の光ファイバーアレイユニット光源５００は、４段に組み合わされた光ファイバーアレイユニット５０１、５０２、５０３、５０４で構成されている。各段のアレイには、コア径１０５μｍの光ファイバー７０がそれぞれ１６個、直線状に一列に配置されており、４段合計で６４個の光ファイバー７０が斜めのマトリクス状に配置される構造となっている。

図１３のように、最上段（第１段）の光ファイバーアレイユニット５０１に属するチャンネルの番号を右端から４Ｍ＋１（Ｍ＝０,１,２・・・）、第２段（符号５０２）に属するチャンネルの番号を右端から４Ｍ＋２、第３段（符号５０３）に属するチャンネルの番号を右端から４Ｍ＋３、最下段の第４段（符号５０３）に属するチャンネルの番号を右端から４Ｍ＋４とするとき、Ｍの値を共通にする４つのチャンネルからなるブロックが１６列並んだ構成となっている。

各段の光ファイバーアレイユニット５０１、５０２、５０３、５０４の列内における隣接ファイバー間隔（図１３中のＬ１）及び各段の間隔（Ｌ２）、及び列方向の相対位置（図１３中のＬ３）、更にアレイユニットの傾斜角度を適宜設計することにより、図１４に示すように、隣り合うチャンネルの光ファイバーで露光する走査線（主走査ライン）Ｋの間隔Ｐ１と、４チャンネルからなるブロックの右端のチャンネル（アレイ上段に属するチャンネル）と、これに隣接するブロックの左端のチャンネル（アレイ下段に属するチャンネル）とで露光する走査線の間隔Ｐ２をそれぞれ等しく１０．５８μｍ（副走査方向の解像度２４００ｄｐｉ相当）に設定することができる。

上記の構成により、４ラインを繰り返し単位として合計６４ラインの１スワス分を走査して露光することができる。

このようなビーム配置によって、副走査方向に沿った細線を彫刻する場合、各ビームのチャンネル間の光パワーを例えば図１５に示すように制御する。

図１５の横軸はチャンネル番号、縦軸は光パワー（ｃｈ１を１に規格化したもの）を示している。図示のように、４ライン単位のスワスブロックの繰り返しに対応して、この繰り返し単位内で各チャンネル間の光パワーをｃｈ（４Ｍ＋１）＞ｃｈ（４Ｍ＋２）＞ｃｈ（４Ｍ＋３）＞ｃｈ（４Ｍ＋４）のように設定する。

これにより、図１１で説明したように副走査方向に沿う細線を略一定の線幅で直線状に形成することができる。なお、上記の説明では、副走査方向の細線を例に説明したが、これに限らず、斜め方向の細線を形成する場合も同様である。

また、光ファイバーアレイユニット光源の形態は図１３で説明した例に限らず、図１３と同様の方法で任意のアレイ段数、スワスブロックの繰り返し数を実現でき、適宜の二次元配列を実現できる。

＜変形例＞
図６で説明した副走査方向の間欠送りによる走査露光方式に限らず、ドラム回転中に副走査方向に一定速度で露光ヘッド３０を移動させて版材Ｆの表面をスパイラル（らせん）状に走査するスパイラル露光方式を採用してもよい。

間欠送りの方式は、ドラムの回転速度が比較的遅い場合に有効である。一方、スパイラル露光方式は、ドラムの回転速度が比較的速い場合に有効である。

＜フレキソ版の製造工程について＞
次に、マルチビーム露光系によって印刷版を製造する際の露光走査工程について説明する。

図１６に製版工程の概要を示す。レーザ彫刻による製版に用いる生版７００は、基板７０２の上に彫刻層７０４（ゴム層又は樹脂層）を有し、該彫刻層７０４の上に保護用のカバーフィルム７０６が貼着されている。製版加工時には、図１６（ａ）に示すように、カバーフィルム７０６を剥離して彫刻層７０４を露出させ、該彫刻層７０４にレーザ光を照射することにより、彫刻層７０４の一部を除去して所望の３次元形状を形成する（図１６（ｂ）参照）。具体的なレーザ彫刻の方法については、図１〜図１５で説明したとおりである。なお、レーザ彫刻中に発生するダストは、不図示の吸引装置によって吸引して回収する。

彫刻工程が終了した後は、図１６（ｃ）に示すように、洗浄装置７１０による水洗浄を行い（洗浄工程）、その後、乾燥工程（不図示）を経てフレキソ版が完成する。

このように、版自体を直接にレーザ彫刻する製版方式をダイレクト彫刻方式という。本実施形態に係るマルチビーム露光走査装置を適用した製版装置は、ＣＯ２レーザを用いるレーザ彫刻機に比べて低価格を実現できる。また、マルチビーム化によって、加工速度の向上を達成でき、印刷版の生産性が向上する。

＜他の応用例＞
フレキソ版の製造に限らず、他の凸印刷版、或いは、凹印刷版の製造についても本発明を適用することができる。また、印刷版の製造に限らず、他の様々な用途の描画記録装置、彫刻装置について本発明を適用することができる。

＜付記＞
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。

（発明１）：複数の光ビームで記録媒体上を走査することにより前記記録媒体の表面を彫刻するマルチビーム露光走査方法であって、露光する照射領域に照射するビームの光量を、当該照射領域周辺の他の照射領域の露光状態に基づいて制御するものとし、露光する照射領域の周辺近傍の照射領域が先に露光されていない場合に、当該露光する照射領域に対して第１光量のビームを照射し、露光する照射領域の周辺近傍の照射領域が先に露光されている場合に、前記第１光量よりも小さい第２光量のビームを当該露光する照射領域に対して照射することを特徴とするマルチビーム露光走査方法。

本発明によれば、時間差を持って照射される隣接ビーム間の熱の影響を考慮してビーム光量を適正に制御するため、隣接ビームの熱干渉による彫刻形状の不均一さを抑制することができ、記録媒体に所望形状を高精度に彫刻することができる。

（発明２）：発明１に記載のマルチビーム露光走査方法において、露光する第１画素に隣接する照射領域が先に露光されていない場合に前記第１画素を第１光量の第１ビームで露光し、前記第１照射領域の露光から所定時間後に、前記第１照射領域に隣接する第２照射領域を第２ビームで露光する場合に当該第２ビームの光量を前記第１光量よりも小さい第２光量とすることを特徴とするマルチビーム露光走査方法。

かかる態様により、連続して並ぶ第１画素及び第２画素について均一な形状を形成することが可能となる。

（発明３）：発明２に記載のマルチビーム露光走査方法において、前記第２光量は、前記第１光量の０．４倍〜０．９倍の範囲内に設定されることを特徴とするマルチビーム露光走査方法。

ノンインターレース露光の場合、先行するビームに対して、後続の隣接ビームの光量比を０．４〜０．９に設定し、インターレース露光の場合は、０．５〜０．９に設定する態様が好ましい。

（発明４）：発明２又は３に記載のマルチビーム露光走査方法において、前記第２照射領域に隣接する第３照射領域を露光する第３ビームの光量を前記第２光量と同等又はこれよりも小さい第３光量とすることを特徴とするマルチビーム露光走査方法。

条件によっては、連続３照射領域の範囲でビーム光量を制御することにより均一な彫刻形状を得ることも可能である。

（発明５）：発明２乃至４のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査方法において、前記第２照射領域に隣接する第３照射領域から更に順次隣り合う照射領域列を露光する場合に、前記第３照射領域以降の前記照射領域列を露光する各ビームの光量を略一定にすることを特徴とするマルチビーム露光走査方法。

先行して照射されたビームによる熱の影響が概ね一定となる画素位置を露光するビームの光量は略一定とすることが好ましい。

（発明６）：記録媒体に向けて複数の光ビームを照射し、前記記録媒体の表面を彫刻する露光ヘッドと、前記記録媒体と露光ヘッドとを相対移動させる走査手段と、露光する照射領域に照射するビームの光量を、当該照射領域周辺の他の照射領域の露光状態に基づいて制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、露光する照射領域の周辺近傍の照射領域が先に露光されていない場合に、当該露光する照射領域に対して照射するビームを第１光量とする制御を行う一方、露光する照射領域の周辺近傍の照射領域が先に露光されている場合に、当該露光する照射領域に対して照射するビームを前記第１光量よりも小さい第２光量とする制御を行うことを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

本発明によれば、時間差を持って照射される隣接ビーム間の熱の影響を考慮してビーム光量を適正に制御するため、隣接ビームの熱干渉による過剰な彫刻進行を抑え、記録媒体に所望形状を高精度に彫刻することができる。

（発明７）：発明６に記載のマルチビーム露光走査装置において、前記制御手段は、露光する第１照射領域に隣接する照射領域が先に露光されていない場合に前記第１照射領域を露光する第１ビームを第１光量に設定し、前記第１照射領域に隣接する第２照射領域を前記第１照射領域の露光から所定時間後に露光する第２ビームを前記第１光量よりも小さい第２光量に設定することを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

（発明８）：発明７に記載のマルチビーム露光走査装置において、前記第２光量は、前記第１光量の０．４倍〜０．９倍の範囲内に設定されることを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

（発明９）：発明７又は８に記載のマルチビーム露光走査装置において、前記制御手段は、前記第２照射領域に隣接する第３照射領域を露光する第３ビームの光量を前記第２光量と同等又はこれよりも小さい第３光量とする制御を行うことを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

（発明１０）：発明７乃至９のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査装置において、前記制御手段は、前記第２照射領域に隣接する第３照射領域から更に順次隣り合う照射領域列を露光する場合に、前記第３照射領域以降の前記照射領域列を露光する各ビームの光量を略一定とする制御を行うことを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

（発明１１）：発明６乃至１０のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査装置において、前記走査手段は、前記記録媒体を外周面に保持して回転するドラムと、前記ドラムの軸線方向に沿って前記露光ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、を含んで構成されることを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

ドラムの回転によって主走査方向の走査を行い、ドラムの軸線方向への露光ヘッドの移動によって副走査方向の走査を行う装置構成とする態様が可能である。

（発明１２）：請求項６乃至１１のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査装置において、前記露光ヘッドには、光ファイバーアレイが用いられ、前記記録媒体上で副走査方向に対して斜めの方向に沿って複数のチャンネルのビーム位置が並ぶビーム配置となっていることを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

（発明１３）：発明１２に記載のマルチビーム露光走査装置において、前記ビーム配置による１スワス内で最初に露光を開始する最端のビーム位置の第１チャンネルを前記第１光量に制御し、これに隣接する第２チャンネルを前記第２光量に制御することを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

（発明１４）：発明１乃至５のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査方法によって、前記記録媒体に相当する版材の表面を彫刻することによって印刷版を得ることを特徴とする印刷版の製造方法。

本発明によれば、高速かつ高精度に印刷版を製造することができ、生産性の向上、低コスト化を実現できる。

本発明の実施形態に係るマルチビーム露光走査装置を適用した製版装置の構成図 露光ヘッド内に配置される光ファイバーアレイ部の構成図 光ファイバーアレイ部の光出射部の拡大図 光ファイバーアレイ部の結像光学系の概要図 光ファイバーアレイ部における光ファイバーの配置例と走査線の関係を示す説明図 本例の製版装置における走査露光系の概要を示す平面図 本例の製版装置における制御系の構成を示すブロック図 副走査方向の細線を形成する場合の説明図 従来の露光走査方法により形成された細線の平面図 本実施形態によるビームの光量制御例を示すグラフ 本実施形態により形成された細線の平面図 インターレース露光の場合の光量制御例を示すグラフ 第２実施形態に係る光ファイバーアレイ光源の構成例を示す模式図 第２実施形態により副走査方向の細線を形成する場合の説明図 第２実施形態によるビームの光量制御例を示すグラフ フレキソ版の製版工程の概要を示す説明図

符号の説明

１０…レーザ記録装置、１１…製版装置、２０…光源ユニット、２１…半導体レーザ、２２，７０…光ファイバー、３０…露光ヘッド、４０…露光ヘッド移動部、５０…ドラム、８０…制御回路、３００…光ファイバーアレイ部、Ｆ…版材、Ｋ…走査線

Claims (10)

1. 複数の光ビームでフレキソ印刷用の版材上を走査することにより前記版材の表面を彫刻するマルチビーム露光走査方法であって、
   前記版材上で順次隣り合う複数の照射領域を複数のビームで露光する場合に、露光する照射領域に照射するビームの光量を、当該照射領域周辺の他の照射領域の露光状態に基づいて制御するものとし、
   露光する第１照射領域に隣接する領域が先に露光されていない場合に、当該露光する第１照射領域に照射する第１のビームの光量を第１光量に設定し、
   前記第１照射領域に隣接する第２照射領域域に対し、前記第１のビームによる前記第１照射領域の露光後に照射する第２のビームの光量を前記第１光量よりも小さい第２光量に設定し、
   前記第２照射領域に隣接する第３照射領域に対し、前記第２のビームによる前記第２照射領域の露光後に照射する第３のビームの光量を前記第２光量より小さい第３光量に設定し、
   前記版材上で順次隣り合う前記複数の照射領域のうち最後に露光が行われ、当該最後に露光される照射領域に隣接する領域に対して後続の走査で露光が行われない場合に、前記最後に露光される照射領域に照射するビームの光量を、当該最後に露光される照射領域に隣接して当該最後の照射領域よりも先に露光が行われる照射領域に照射するビームの光量よりも大きい光量に設定することを特徴とするマルチビーム露光走査方法。
2. 請求項１に記載のマルチビーム露光走査方法において、
   前記第２光量は、前記第１光量の０．４倍〜０．９倍の範囲内に設定されることを特徴とするマルチビーム露光走査方法。
3. 請求項１又は２に記載のマルチビーム露光走査方法において、
   前記第２照射領域に隣接する第３照射領域から更に順次隣り合う照射領域列を露光する場合に、前記最後に露光される照射領域を除き前記第３照射領域以降の前記照射領域列を露光する各ビームの光量を略一定にすることを特徴とするマルチビーム露光走査方法。
4. フレキソ印刷用の版材に向けて複数の光ビームを照射し、前記版材の表面を彫刻する露光ヘッドと、
   前記版材と露光ヘッドとを相対移動させる走査手段と、
   前記版材上で順次隣り合う複数の照射領域を複数のビームで露光する場合に、露光する照射領域に照射するビームの光量を、当該照射領域周辺の他の照射領域の露光状態に基づいて制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   露光する第１照射領域に隣接する領域が先に露光されていない場合に、当該露光する第１照射領域に照射する第１のビームの光量を第１光量に設定し、
   前記第１照射領域に隣接する第２照射領域域に対し、前記第１のビームによる前記第１照射領域の露光後に照射する第２のビームの光量を前記第１光量よりも小さい第２光量に設定し、
   前記第２照射領域に隣接する第３照射領域に対し、前記第２のビームによる前記第２照射領域の露光後に照射する第３のビームの光量を前記第２光量より小さい第３光量に設定し、
   前記版材上で順次隣り合う前記複数の照射領域のうち最後に露光が行われ、当該最後に露光される照射領域に隣接する領域に対して後続の走査で露光が行われない場合に、前記最後に露光される照射領域に照射するビームの光量を、当該最後に露光される照射領域に隣接して当該最後の照射領域よりも先に露光が行われる照射領域に照射するビームの光量よりも大きい光量に設定することを特徴とするマルチビーム露光走査装置。
5. 請求項４に記載のマルチビーム露光走査装置において、
   前記第２光量は、前記第１光量の０．４倍〜０．９倍の範囲内に設定されることを特徴とするマルチビーム露光走査装置。
6. 請求項４又は５に記載のマルチビーム露光走査装置において、
   前記制御手段は、前記第２照射領域に隣接する第３照射領域から更に順次隣り合う照射領域列を露光する場合に、前記最後に露光される領域を除き前記第３照射領域以降の前記照射領域列を露光する各ビームの光量を略一定とする制御を行うことを特徴とするマルチビーム露光走査装置。
7. 請求項４乃至６のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査装置において、
   前記走査手段は、前記フレキソ印刷用の版材を外周面に保持して回転するドラムと、前記ドラムの軸線方向に沿って前記露光ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、を含んで構成されることを特徴とするマルチビーム露光走査装置。
8. 請求項４乃至７のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査装置において、
   前記露光ヘッドには、光ファイバーアレイが用いられ、前記フレキソ印刷用の版材上で副走査方向に対して斜めの方向に沿って複数のチャンネルのビーム位置が並ぶビーム配置となっていることを特徴とするマルチビーム露光走査装置。
9. 請求項８に記載のマルチビーム露光走査装置において、
   前記ビーム配置による１スワス内で最初に露光を開始する最端のビーム位置の第１チャンネルを前記第１光量に制御し、これに隣接する第２チャンネルを前記第２光量に制御し、第２チャンネルに隣接する第３チャンネルを前記第３光量に制御することを特徴とするマルチビーム露光走査装置。
10. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマルチビーム露光走査方法によって、前記版材の表面を彫刻することによってフレキソ印刷用の印刷版を得ることを特徴とする印刷版の製造方法。

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