JP5318166B2 - 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を彫刻し、凹凸の形状を形成することが行われている。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。

上記問題を解決するために、特許文献１には、深彫り領域は全ビーム発光させ、表面部分のエッジ近傍の領域は近接ビームの熱の影響を軽減するためＮライン置きのインターレースで露光し、間のラインをＮ回露光走査して全ラインを露光する技術が開示されている。

特開２０１０―１３４２９２号公報

特許文献１の露光により、近接ビームの熱の影響を大幅に軽減することができる。しかしながら、それでも網点形成領域では僅かな熱の影響を受け、マルチビーム露光に伴う周期的なスジムラが視認されやすいという欠点があった。

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周期的なスジムラを更に低減することができる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を提案する。

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、所定の走査線間隔で記録媒体に向けて複数のビームを同時に照射し、同一走査線を複数回露光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において、前記記録媒体の露光表面に残すべき目的の平面形状の領域の周囲領域である第１領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とするビーム群を用いたインターレース露光をＮ×ｍ回（ｍは２以上の整数）繰り返し行うことで各走査線をｍ回露光し、前記第１領域の外側である第２領域に対しては、隣接ビームの間隔が走査線間隔と等しいビーム群を用いたノンインターレース露光を行うことを特徴とする。

本発明によれば、第２領域については効率よく彫刻することができると共に、第１領域については精密に彫刻することができるので、周期的なスジムラを低減することができる。

本発明によれば、周期的なスジムラを低減することができる。

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 精密彫刻領域及び粗彫刻領域を示す図 １回目の露光走査について示した図 ２回目の露光走査について示した図 ３回目の露光走査について示した図 ４回目の露光走査について示した図 露光走査順の変形例を示す図 ４回の主走査毎に３２ｃｈ分移動する副走査送りを示す図 ４回の主走査毎に２９ｃｈ分移動する副走査送りを示す図 １回の主走査毎に８ｃｈ分移動する副走査送りを示す図 １回の主走査毎に７ｃｈ分又は９ｃｈ分移動する副走査送りを示す図 フレキソ版の製版工程の概要を示す説明図

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ＦＣ型光コネクタ２５のアダプタに接続されている。

ＦＣ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個の光を出射するグラッド径１２５μｍ、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３３９μｍ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（２４００ｄｐｉの場合、１０．５８μｍ×６４ｃ＝６７７．３μｍ）の間欠送りができる。

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。

＜彫刻領域におけるビーム制御＞
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。ここで、図８に示すように、版材Ｆの表面に残すべき平面形状（印刷面）２００に対し、その周辺部（周囲領域）を精密彫刻領域（第１領域）２０２、さらにその周辺部（外側）を粗彫刻領域（第２領域）２０４とする。

本実施形態においては、図３に示す光ファイバーアレイ部３００を有する露光ヘッド３０を用いて、各副走査位置で（露光ヘッド３０を移動させずに）４回ずつ主走査（露光走査）を行う。また、精密彫刻領域２０２は走査線間隔の２倍の間隔のビームを用いてインターレース露光し、粗彫刻領域２０４は全ビームを用いて同時に露光する。

図９〜図１２は、それぞれ同一副走査位置における１〜４回目の露光走査について示した図である。各図（ａ）は彫刻された版材Ｆの断面を示しており、各図（ｂ）は、各走査線１１０Ａ〜１１０Ｂに対して各光ファイバー端部７１Ａ〜７１Ｈから射出されるレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈの露光制御を示している。ここでは、説明のためレーザビームの数を減じて示しており、また、版材Ｆに対して各レーザビーム１００Ａ〜１００Ｈが相対的に図の上方向に主走査される形態で例示している。

また図９〜図１２においては、各図（ａ）に示す版材Ｆの断面は、厳密にはレーザビーム１００Ａ〜１００Ｄのどの走査線における断面かによって彫刻深さの程度が異なってくるが、ここでは各走査線における断面の平均的な彫刻深さを示すものとする。

まず、当該副走査位置における１回目の主走査は、図９（ｂ）に示すように、粗彫刻領域に対してレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈの全てを用いてノンインターレース露光を行い、各走査線１１０Ａ〜１１０Ｈを彫刻する。斜め方向に配列された複数のビームにより露光すると、先に走査したビームの熱により、次に走査されるビームによる彫刻の深さの比率が大きくなる。したがって、このように彫刻することで、近接ビームの熱の流入を促進し、彫刻効率の向上を図ることができる。

また、粗彫刻領域において、精密彫刻領域に近づくほどレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈの出力を線形に下げるように制御することにより、精密彫刻領域への熱の流入による不必要な彫刻を防止している。

さらに、精密彫刻領域においては、隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用いてインターレース露光することで、１列おきの走査線を彫刻する。ここでは図９（ｂ）に示すように、各光ファイバー端部７１Ａ〜７１Ｈから射出されるレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈのうち、１００Ｂ、１００Ｄ、１００Ｆ、１００Ｈ（第１のビーム群）を用いて露光走査することで、走査線１１０Ｂ、１１０Ｄ、１１０Ｆ、１１０Ｈを彫刻する。

このように制御することで近接ビームが先に通過して生じた熱の影響を緩和できるので、精密彫刻領域においてレーザビーム１００Ｂ、１００Ｄ、１００Ｆ、１００Ｈで露光した走査線１１０Ｂ、１１０Ｄ、１１０Ｆ、１１０Ｈだけを精密に彫刻することができる。

精密彫刻領域に対して射出するレーザビーム１００Ｂ、１００Ｄ、１００Ｆ、１００Ｈの出力は、粗彫刻領域に対して射出した際の出力よりも高くすることが望ましい。すなわち、副走査方向に配列された複数のビームだけで同時に露光する際には、斜め方向に配列された複数のビームで同時に露光することにより向上する彫刻効率の分だけレーザビームのパワーを上げることにより、一度の主走査において彫刻される彫刻深さと彫刻幅をどちらの場合も同様にすることができ、精密彫刻領域と粗彫刻領域の連続性を保つことができる。

また、精密彫刻領域においても、印刷面に近づくほどレーザビーム１００Ｂ、１００Ｄ、１００Ｆ、１００Ｈの出力を線形に下げるように制御する。このように制御することにより近接ビームが先に通過して生じた熱の影響を緩和できるので、印刷面への熱の流入による不必要な彫刻を防止する。

その結果、図９（ａ）に示すように版材Ｆの表面が彫刻される。すなわち、粗彫刻領域は、精密彫刻領域に近づくにつれて彫刻深さが浅くなっている。精密彫刻領域は、走査線１１０Ｂ、１１０Ｄ、１１０Ｆ、１１０Ｈだけが彫刻される。

２回目の主走査は、図１０（ｂ）に示すように、粗彫刻領域においてはレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈの全てを用いてノンインターレース露光を行い、近接ビームの熱の流入を促進して彫刻効率の向上を図りながら、走査線１１０Ａ〜１１０Ｈを彫刻する。また、１回目の主走査と同様に、精密彫刻領域に近づくほどレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈの出力を線形に下げるように制御する。

さらに、精密彫刻領域においては、隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、１回目に使用されていなかったビーム群を用いてインターレース露光することで、１回目に彫刻されていない走査線を彫刻する。即ち、図１０（ｂ）に示すように、各光ファイバー端部７１Ａ〜７１Ｈから射出されるレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈのうち、１００Ａ、１００Ｃ、１００Ｅ、１００Ｇ（第２のビーム群）を用いて露光走査することで、走査線１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｅ、１１０Ｇを彫刻する。このように制御することで近接ビームが先に通過して生じた熱の影響を緩和できるので、精密彫刻領域においてレーザビーム１００Ａ、１００Ｃ、１００Ｅ、１００Ｇで露光した走査線１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｅ、１１０Ｇだけを精密に彫刻することができる。

１回目の主走査と同様に、精密彫刻領域に対して射出するレーザビーム１００Ａ、１００Ｃ、１００Ｅ、１００Ｇの出力は、粗彫刻領域に対して射出した際の出力よりも高くすることが望ましい。これにより、一度の主走査において彫刻される彫刻深さと彫刻幅をどちらの場合も同様にすることができ、精密彫刻領域と粗彫刻領域の連続性を保つことができる。

また、精密彫刻領域においても、印刷面に近づくほどレーザビーム１００Ｄの出力を線形に下げるように制御する。このように制御することにより、印刷面への熱の流入による不必要な彫刻を防止する。

その結果、図１０（ａ）に示すように版材Ｆの表面が彫刻される。即ち、粗彫刻領域は１回目の断面よりも深く彫刻され、精密彫刻領域に近づくにつれて彫刻深さが浅くなっている。また、精密彫刻領域は、１回目に彫刻された走査線１１０Ｂ、１１０Ｄ、１１０Ｆ、１１０Ｈと、２回目に彫刻された走査線１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｅ、１１０Ｇが彫刻されている。即ち、この２回の露光により、副走査位置の全ての走査線が均等に彫刻される。また、粗彫刻領域と同様に、印刷面に近づくにつれて彫刻深さが浅くなっている。

３回目の主走査は、図１１（ｂ）に示すように、粗彫刻領域においては１回目、２回目と同様にレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈによりノンインターレース露光を行い、走査線１１０Ａ〜１１０Ｈを彫刻する。また、精密彫刻領域においては、隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用いてインターレース露光（重ね露光）をすることで、１列おきの走査線を彫刻する。ここでは図１１（ｂ）に示すように、１回目の露光走査と同じ第１のビーム群を用いて露光走査することで、走査線１１０Ｂ、１１０Ｄ、１１０Ｆ、１１０Ｈを彫刻する。

その結果、図１１（ａ）に示すように版材Ｆの表面が彫刻される。すなわち、粗彫刻領域は２回目の断面よりもさらに深く彫刻され、精密彫刻領域は第１のビーム群で走査した走査線１１０Ｂ、１１０Ｄ、１１０Ｆ、１１０Ｈが、深く彫刻される。

同様に、４回目の主走査は、図１２（ｂ）に示すように、粗彫刻領域においてはレーザビーム１００Ａ〜１００Ｈにより４回目のノンインターレース露光を行い、走査線１１０Ａ〜１１０Ｈを彫刻する。また、精密彫刻領域においては、隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、３回目に使用されていなかったビーム群を用いてインターレース露光（重ね露光）することで、３回目に彫刻されていない走査線を彫刻する。ここでは図１２（ｂ）に示すように、２回目の主走査と同じ第２のビーム群だけを用いて露光走査することで、走査線１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｅ、１１０Ｇを彫刻する。

その結果、図１２（ａ）に示すように版材Ｆの表面が彫刻される。すなわち、粗彫刻領域は３回目の断面よりもさらに深く彫刻され、精密彫刻領域に近づくにつれて彫刻深さが浅くなっている。また、精密彫刻領域は、３回目の主走査及び４回目の主走査により副走査位置の全ての走査線が均等に彫刻される。さらに精密彫刻領域は、最終的には印刷面に対して急峻なエッジ部分が形成されるように彫刻される。

このようにドラム５０の４回転で１スワス分の彫刻を完成させた後、非記録領域たるチャック部材５５が露光ヘッド３０の前を横切るときに、露光ヘッド３０を副走査方向（図６において右方向）に間欠送りし、隣接する次の１スワス分の彫刻を行う位置に移動させる。そして、当該位置において、図９〜図１２で示した露光走査を同様に行う。以後、上記の工程を繰り返し、版材Ｆ上の全面を露光する。

以上のように、最終的に凸平面部として残す表面形状に対し、その周辺部（精密彫刻領域）においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用い、複数回の走査により露光する走査線を異ならせて露光済み走査線の間の未露光走査線を順次露光する。

このインターレース露光を４回繰り返して重ね露光を繰り返すことで、重ね露光前に生じた近接ビームの熱の影響や、ドラム回転時の主走査方向と副走査方向の振動、露光ヘッドの位置静定精度や副走査の送り精度、アレイの副走査方向のピッチ間隔誤差に伴う誤差などによる周期ムラ、振動ムラを低減することが可能となり、目的の平面形状とその周囲の傾斜部の形状を適切に彫刻することができる。

さらにその周辺部（粗密彫刻領域）においては全ての段の出射口列から同時にビームを射出することで近接ビームの熱の流入を促進させることにより彫刻効率を向上させることができる。

ここでは、精密彫刻領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用いたインターレース露光を４回繰り返し行うことで各走査線を２回ずつ露光し、粗彫刻領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔と同じとするビーム群を用いてノンインターレース露光を４回行ったが、これらの数値は適宜決めることができる。即ち、精密彫刻領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とするビーム群を用いたインターレース露光をＮ×ｍ回（ｍは２以上の整数）繰り返し行うことで各走査線をｍ回ずつ露光し、粗彫刻領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔と等しいビーム群を用いたノンインターレース露光をＮ×ｍ回行うように構成すればよい。このＮとｍは、それぞれ２以上の整数であれば、所望の数字を適宜組み合わせることができる。

また、インターレース露光の順序は、図９〜図１２で示した露光走査の順でなくてもよい。例えば、図１３に示すように、１回目の主走査における露光を第１のビーム群で行い（図１３（ａ））、次に２回目の主走査における露光を第２のビーム群で行う（図１３（ｂ））。その後、３回目の主走査における露光を再び第２のビーム群で行い（図１３（ｃ））、４回目の主走査における露光を第１のビーム群で行ってもよい（図１３（ｄ））。このように、インターレース露光は必ずしも交互に行う形態に限られない。また、第１のビーム群と第２ビーム群を入れ替えた順序でもよいことは言うまでもない。

＜露光ヘッドの副走査送り＞
〔４回の主走査毎に３２ｃｈ分移動〕
図９〜図１２を用いて説明した露光走査は、ドラム５０の４回転（４回の主走査）で１スワス分の彫刻を完成させた後、露光ヘッド３０を副走査方向に１スワス分（３２ｃｈ分＝走査線間隔×３２）移動させた。

図１４は、この様子を模式的に示す図である。同図において、各マス目は露光ヘッド３０の各光ファイバー端部７１を示している。また各光ファイバー端部７１のうち、ハッチング部分は粗彫刻領域におけるレーザビーム出力を行うことを示しており、黒丸印部分は精密彫刻領域におけるレーザビーム出力を行うことを示している。

同図に示すように、１回目の露光は、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用いて露光する。

２回目の露光は、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、１回目とは異なるビーム群を用いて露光する。

３回目の露光は、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、１回目と同じビーム群を用いて露光する。

４回目の露光は、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、２回目と同じビーム群を用いて露光する。

この４回の主走査で、１スワス分（３２ｃｈ）の露光が全て終了する。次に露光ヘッド３０を、副走査方向（図１４において右方向）に３２ｃｈ分移動させる。そして、この位置において４回の露光を行い、同様に３２ｃｈ分の露光を行う。

このように、図９〜図１２で説明した例では、各走査線を同じビームで露光している。また、ここでは露光ヘッド３０の有する全ビーム数に相当する３２ｃｈ分の副走査送りを行っている。即ち、全ビーム数と走査線幅との積に等しい量だけ副走査送りを行っている。

〔４回の主走査毎に２９ｃｈ分移動〕
副走査の送り方は、図１４に示す例に限定されるものではない。上記のヘッド３０の有する全ビーム数に相当する副走査送りでは、スワス間の彫刻残りが発生することがある。これを防止するために、ビーム群を重複させる領域を設けて副走査送りしてもよい。

図１５は、４回の走査後に２９ｃｈ分だけ副走査送りをする場合を模式的に示す図である。同図に示すように、１〜４回目の露光は、左から３ｃｈ分のビーム群は使用しない。それ以外の制御については、図１４に示した露光と同様である。

したがって、４回の主走査で、１スワス分（２９ｃｈ）の露光が全て終了する。次に露光ヘッド３０を、副走査方向（図１５において右方向）に２９ｃｈ分移動させる。

次の４回の主走査では、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光する。即ち、版材Ｆの左から３０、３１、３２ライン目は、１〜４回目の主走査においてヘッド３０の右から３ｃｈ分のビームによって露光され、さらに５〜８回目の主走査においてヘッド３０の左から３ｃｈ分のビームによって露光される。このように露光することで、スワス間の彫刻残りを抑制することができる。

また、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用いて露光するが、５〜８回目の主走査時には、左から３ｃｈ分のビーム群は必要に応じて露光すればよい。

このように、各走査線を同じビームで露光するとともに、ビーム群を重複させる領域を設けて副走査送りをすることも可能である。即ち、全ビーム数と走査線幅との積よりも所定量だけ小さい量だけ副走査送りを行ってもよい。

〔１回の主走査毎に８ｃｈ分移動〕
図１４、図１５に示す例では、各副走査位置で４回ずつ主走査を行ったが、各副走査位置で１回だけ主走査を行う態様も可能である。図１６は、１回の主走査毎に８ｃｈ分の副走査送りをする場合を模式的に示す図である。

同図に示すように、露光画像の開始ラインを２５ライン目に設定し、１回目の露光は、左から２４ｃｈ分のビーム群は使用しない。そして、粗彫刻領域においては残りの全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用いて露光する。

次に、８ｃｈ分（走査線間隔×８）の副走査送りを行い、２回目の露光を行う。２回目の露光は、左から１６ｃｈ分のビーム群は使用しない。そして、粗彫刻領域においては残りの全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、１回目とは異なるビーム群を用いて露光する。

次に、８ｃｈ分の副走査送りを行い、３回目の露光を行う。３回目の露光は、左から８ｃｈ分のビーム群は使用しない。そして、粗彫刻領域においては残りの全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、１回目と同じビーム群を用いて露光する。

さらに、８ｃｈ分の副走査を行い、４回目の露光を行う。４回目の露光は、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、２回目と同じビーム群を用いて露光する。

この４回の主走査で、版材Ｆの左から２５〜３２ライン目の露光が全て終了する。

次に、８ｃｈ分の副走査を行い、５回目の露光を行う。５回目の露光は、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、１回目と同じビーム群を用いて露光する。

２回目〜５回目の４回の主走査で、版材Ｆの左から３３〜４０ライン目の露光が全て終了する。以下、同様に、１回の主走査と８ｃｈ分の副走査とを繰り返す。

このように、１回の主走査毎に等間隔に副走査をさせてもよい。ここでは８ｃｈ分の副走査送りを行っているが、副走査の送り数は、ビーム数（３２ｃｈ）の約数であればよい。即ち、ビーム数と走査線幅の積の約数と等しい量だけ副走査送りを行えばよい。

また、間欠送りではなく、ドラム５０の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。

〔１回の走査毎に７ｃｈ分又は９ｃｈ分移動〕
図１６に示した例では、１回の主走査毎に等間隔に副走査送りをしているが、１回の主走査毎に非等間隔で副走査送りをしてもよい。図１７は、１回の走査毎に７ｃｈ分又は９ｃｈ分の副走査送りをする場合を模式的に示す図である。

同図に示すように、１回目の露光は、左から２３ｃｈ分のビーム群は使用しない。そして、粗彫刻領域においては残りの全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群を用いて露光する。

次に、７ｃｈ分の副走査送りを行い、２回目の露光を行う。２回目の露光は、左から１６ｃｈ分のビーム群は使用しない。そして、粗彫刻領域においては残りの全ビーム群を用いて露光する。

また、精密彫刻領域においては、１回目の露光では、版材Ｆの左から２５、２７、２９、３１ライン目を露光しているので、今回の露光では、版材Ｆの左から２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８ライン目の露光を行う。ここでは副走査送りが奇数ｃｈ分であるため、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、１回目と同じビーム群を用いて露光することになる。

次に、９ｃｈ分の副走査送りを行い、３回目の露光を行う。３回目の露光は、左から７ｃｈ分のビーム群は使用しない。そして、粗彫刻領域においては残りの全ビーム群を用いて露光する。

また、精密彫刻領域においては、２回目の露光では、版材Ｆの左から２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８ライン目を露光しているので、今回の露光では、版材Ｆの左から２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１、４３、４５、４７ライン目の露光を行う。ここでは副走査送りが奇数ｃｈ分であるため、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、２回目と同じビーム群を用いて露光する。

次に、７ｃｈ分の副走査を行い、４回目の露光を行う。４回目の露光は、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光する。また、精密彫刻領域においては、これまでと同様に隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、３回目と同じビーム群を用いて露光する。

この４回の走査で、版材Ｆの左から２４〜３２ライン目の９ラインの露光が全て終了する。

さらに、９ｃｈ分の副走査を行い、５回目の露光を行う。５回目の露光についても、粗彫刻領域においては全ビーム群を用いて露光し、精密彫刻領域においては隣接ビームの間隔を走査線間隔の２倍とするビーム群であって、これまでと同じビーム群を用いて露光する。

２回目〜５回目の４回の走査で、版材Ｆの左から３３〜３９ライン目の７ラインの露光が全て終了する。

以下、同様に、１回の主走査と７ｃｈ分又は９ｃｈ分の副走査とを繰り返す。

このように非等間隔、即ち複数の送り量で順次副走査送りをすることで、スワス間の彫刻残りを低減することができる。なお、ここでは３２本のレーザビームが同時に射出されるヘッドを例に説明したが、ビーム数と副走査送り量は適宜決めることができる。

＜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１８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１８（ｂ）参照）。具体的なレーザ彫刻の方法については、図１〜図１７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１８（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）
所定の走査線間隔で記録媒体に向けて複数のビームを同時に照射し、同一走査線を複数回露光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において、前記記録媒体の露光表面に残すべき目的の平面形状の領域の周囲領域である第１領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とするビーム群を用いたインターレース露光をＮ×ｍ回（ｍは２以上の整数）繰り返し行うことで各走査線をｍ回露光し、前記第１領域の外側である第２領域に対しては、隣接ビームの間隔が走査線間隔と等しいビーム群を用いたノンインターレース露光を行うことを特徴とするマルチビーム露光走査方法。

これにより、周期的なスジムラを低減することができる。

（発明２）
発明１のマルチビーム露光走査方法において、前記第２領域に対してノンインターレース露光をＮ×ｍ回繰り返し行う。

これにより、第２領域を深く彫刻することができる。

（発明３）
発明１のマルチビーム露光走査方法において、前記記録媒体の露光表面に残すべき目的の平面形状の領域に近づくほどビームの出力を下げることで前記目的の平面形状の周囲の傾斜部の形状を彫刻する。

これにより、適切に目的の平面形状の周囲の傾斜部の形状を彫刻することができる。

（発明４）
記録媒体に向けて複数のビームを同時に照射し、前記記録媒体の表面を彫刻する露光ヘッドと、前記記録媒体と前記露光ヘッドとを主走査方向に相対移動させて同一走査線を複数回露光走査させる主走査手段と、前記記録媒体の露光表面に残すべき目的の平面形状の領域の周囲領域である第１領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とするビーム群を用いたインターレース露光をＮ×ｍ回（ｍは２以上の整数）繰り返し行うことで各走査線をｍ回露光し、前記第１領域の外側である第２領域に対しては、隣接ビームの間隔が走査線間隔と等しいビーム群を用いたノンインターレース露光を行うように前記露光ヘッド及び前記主走査手段を制御する露光走査制御手段とを備えたことを特徴とするマルチビーム露光走査装置。

これにより、周期的なスジムラを低減することができる。

（発明５）
発明４のマルチビーム露光走査装置において、前記第２領域に対してノンインターレース露光をＮ×ｍ回繰り返し行う。

これにより、第２領域を深く彫刻することができる。

（発明６）
発明４又は５のマルチビーム露光走査装置において、前記露光ヘッドを前記記録媒体に対して前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に副走査させる副走査手段を備え、前記副走査手段は、前記主走査手段による主走査に対して間欠的に所定量だけ副走査させる。

これにより、記録媒体全体を彫刻することができる。

（発明７）
発明６のマルチビーム露光走査装置において、前記副走査手段は、前記主走査手段によるＮ×ｍ回の主走査毎に所定量だけ副走査させる。

これにより、適切に副走査させることができる。

（発明８）
発明７のマルチビーム露光走査装置において、前記所定量は、前記露光ヘッドの照射可能なビームの数と走査線間隔との積に等しい。

これにより、適切に副走査させることができる。

（発明９）
発明７のマルチビーム露光走査装置において、前記所定量は、前記露光ヘッドの照射可能なビームの数と走査線間隔との積より小さい。

これにより、適切に副走査させることができる。

（発明１０）
発明６のマルチビーム露光走査装置において、前記副走査手段は、前記主走査手段による１回の主走査毎に所定量だけ副走査させる。

これにより、適切に副走査させることができる。

（発明１１）
発明１０のマルチビーム露光走査装置において、前記所定量が前記露光ヘッドの照射可能なビームの数と走査線間隔の積の約数と等しい。

これにより、適切に副走査させることができる。

（発明１２）
発明１０のマルチビーム露光走査装置において、前記所定量が複数の値を有する。

これにより、適切に副走査させることができる。

（発明１３）
発明４のマルチビーム露光走査装置において、前記主走査手段は、前記記録媒体を外周面に保持して回転するドラムを有し、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副走査手段を備え、前記ドラムの軸線方向と平行な副走査送りを連続送りとするスパイラル露光走査を行う。

これにより、適切に副走査させることができる。

（発明１４）
発明１から３のいずれか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。

これにより、周期的なスジムラを低減した印刷版を得ることができる。

１０…レーザ記録装置、１１…製版装置、２０…光源ユニット、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ…半導体レーザ、２２Ａ〜２２Ｄ，７０Ａ〜７０Ｄ…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、１００Ａ〜１００Ｈ…レーザビーム、１１０Ａ〜１１０Ｈ…走査線、２００…残すべき平面形状、２０２…精密彫刻領域、２０４…粗彫刻領域、Ｆ…版材、Ｋ…走査線

Claims (14)

1. 所定の走査線間隔で記録媒体に向けて複数のビームを同時に照射し、同一走査線を複数回露光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において、
   前記記録媒体の露光表面に残すべき目的の平面形状の領域の周囲領域である第１領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とするビーム群を用いたインターレース露光をＮ×ｍ回（ｍは２以上の整数）繰り返し行うことで各走査線をｍ回露光し、
   前記第１領域の外側である第２領域に対しては、隣接ビームの間隔が走査線間隔と等しいビーム群を用いたノンインターレース露光を行うことを特徴とするマルチビーム露光走査方法。
2. 前記第２領域に対してノンインターレース露光をＮ×ｍ回繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム露光走査方法。
3. 前記記録媒体の露光表面に残すべき目的の平面形状の領域に近づくほどビームの出力を下げることで前記目的の平面形状の周囲の傾斜部の形状を彫刻することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチビーム露光走査方法。
4. 記録媒体に向けて複数のビームを同時に照射し、前記記録媒体の表面を彫刻する露光ヘッドと、
   前記記録媒体と前記露光ヘッドとを主走査方向に相対移動させて同一走査線を複数回露光走査させる主走査手段と、
   前記記録媒体の露光表面に残すべき目的の平面形状の領域の周囲領域である第１領域に対しては、隣接ビームの間隔を走査線間隔のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とするビーム群を用いたインターレース露光をＮ×ｍ回（ｍは２以上の整数）繰り返し行うことで各走査線をｍ回露光し、前記第１領域の外側である第２領域に対しては、隣接ビームの間隔が走査線間隔と等しいビーム群を用いたノンインターレース露光を行うように前記露光ヘッド及び前記主走査手段を制御する露光走査制御手段と、
   を備えたことを特徴とするマルチビーム露光走査装置。
5. 前記第２領域に対してノンインターレース露光をＮ×ｍ回繰り返し行うことを特徴とする請求項４に記載のマルチビーム露光走査装置。
6. 前記露光ヘッドを前記記録媒体に対して前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に副走査させる副走査手段を備え、
   前記副走査手段は、前記主走査手段による主走査に対して間欠的に所定量だけ副走査させることを特徴とする請求項４又は５に記載のマルチビーム露光走査装置。
7. 前記副走査手段は、前記主走査手段によるＮ×ｍ回の主走査毎に所定量だけ副走査させることを特徴とする請求項６に記載のマルチビーム露光走査装置。
8. 前記所定量は、前記露光ヘッドの照射可能なビームの数と走査線間隔との積に等しいことを特徴とする請求項７に記載のマルチビーム露光走査装置。
9. 前記所定量は、前記露光ヘッドの照射可能なビームの数と走査線間隔との積より小さいことを特徴とする請求項７に記載のマルチビーム露光走査装置。
10. 前記副走査手段は、前記主走査手段による１回の主走査毎に所定量だけ副走査させることを特徴とする請求項６に記載のマルチビーム露光走査装置。
11. 前記所定量が前記露光ヘッドの照射可能なビームの数と走査線間隔の積の約数と等しいことを特徴とする請求項１０に記載のマルチビーム露光走査装置。
12. 前記所定量が複数の値を有することを特徴とする請求項１０に記載のマルチビーム露光走査装置。
13. 前記主走査手段は、前記記録媒体を外周面に保持して回転するドラムを有し、
    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副走査手段を備え、
    前記ドラムの軸線方向と平行な副走査送りを連続送りとするスパイラル露光走査を行うことを特徴とする請求項４に記載のマルチビーム露光走査装置。
14. 請求項１から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。

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