JPH0766146B2 - 版ロ−ル用レ−ザ−露光装置のフオ−カスレンズの位置制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、フォーカスレンズ駆動手段（いわゆるフォー
カスサーボ）を版ロールの変位に高速でほぼ同調させて
フォーカスレンズと版ロールとの距離をレンズの焦点深
度の範囲内に保つ版ロール用レーザー露光装置のフォー
カスレンズの位置制御方法に関する。

＜従来技術＞ 本願出願人は、定盤上に両端チャック回転手段とＸ−Ｙ
テーブル光学装置とアルゴンレーザー発振器を設け、Ｘ
−Ｙテーブル上に光学装置を設けてなる版ロール用レー
ザー露光装置を試作した。該両端チャック回転手段は、
感光膜がコーティングされたグラビア製版用の版ロール
を両端チャックして高速で回転走査するようになってい
る。光学装置は、アルゴンレーザを複数本に分光してそ
の一本一本を変調制御自在で横一列に密着して並べて回
転走査する版ロールに対して照射するようになってい
る。

露光を行い版画像をチェックした所、セルが求める大き
さよりも大き過ぎたり、ドテが欠落している画像部分が
ロールの周方向の一箇所に面長方向に渡って存在してい
た。

そこで、その原因を詳しく調べることとした。まず、版
ロールの振れ、すなわち真円度を精密に測定したとこ
ろ、版ロールに大きな振れがあることが分かり、種々の
ロールを測定したところでは、最大で140μｍも振れが
生じることが分った。そうして、フォーカスレンズの焦
点合わせをロール半径が大きな所で行い露光・現像して
エッチングし検版したところすると、反対側のロール半
径が小さな所にセルが求める大きさよりもかなり大きな
画像部分が生じており、また、焦点合わせをロール半径
が小さな所で行い露光するとロール半径が大きな所にセ
ルが求める大きさよりもかなり大きな画像部分が生じて
いることが分った。そして、濃淡部の画像はドテが欠落
している部分があった。さらに、版ロールの径の平行度
を精密測定したところ、一般的に10〜20μｍの中ふくら
みや中へこみまたはテーパになっているものが様々にあ
りかつそれが殆どであることが分かり、これらに対応す
るように、各ロールにより、セルが求める大きさよりも
大き過ぎる画像部分が生じていることが分った。

こうしたことから、版ロールにフォーカスレンズの焦点
深度（＝10〜12μｍ）よりも大きな振れがあると、フォ
ーカスレンズの焦点合わせが不良となり、これが、上記
したようなセルが求める大きさよりも大きな画像部分が
生じさせている原因と考えられる。

従って、このような画像不良をなくすには、フォーカス
レンズ駆動手段（フォーカスサーボ）を版ロールの振れ
に高速でほぼ同調させてフォーカスレンズと版ロールと
の距離をレンズの焦点深度の範囲内に保つようにしなけ
ればならない。しかしながら、版ロールは1,200r.p.m.
の高速回転をさせるようになっており、従って、版ロー
ルは、1/40秒で180゜回転し、この間にフォーカスレン
ズに対して最大140μｍ接近し、次の半回転でフォーカ
スレンズに対して140μｍ後退する。このような大きな
振れ量に対応してフォーカスレンズ駆動手段を高速で同
調させるのは至難である。

＜発明の目的＞ 本発明は、上記した点に鑑み案出したもので、フォーカ
スレンズ駆動手段を版ロールの変位に高速でほぼ同調さ
せてフォーカスレンズと版ロールとの距離をレンズの焦
点深度の範囲内に保ち、版ロールの周方向及び面長方向
に画像不良が生ずることがない版ロール用レーザー露光
装置のフォーカスレンズの位置制御方法に関する。

＜上記目的を達成するための手段＞ 本発明の版ロール用レーザー露光装置のフォーカスレン
ズの位置制御方法は、 回転走査される版ロールに対してレーザー光をロール面
長方向に移動走査しつつ照射し所望のイメージを露光書
き込みする版ロール用レーザー露光装置において、 フォーカスレンズと版ロールのギャップを焦点距離にな
るように光学装置を位置決めするとともに、ロール振れ
量検出センサーをフォーカスレンズよりも回転方向手前
に接近離隔自在かつ首振自在に設けて該センサーを首振
り調整するとともに接近離隔調整して、版ロールの中心
に対向させかつ一定距離に接近させて位置固定し、 しかる後、露光を行い、このとき、ロール振れ量検出セ
ンサーにより、版ロールの各露光位置の回転振れを露光
に先立って直前に予め検出してフォーカスレンズ駆動手
段を制御し、フォーカスレンズを版ロールに同調して振
れさせ版ロールとの距離をレンズの焦点に一致させる
か、焦点深度の範囲内に抑制することを特徴とするもの
である。

上記ロール振れ量検出センサーは、版ロールとの距離を
ミクロンオーダーの微小寸法単位で検出し得るものが使
用され、露光箇所よりも回転方向所要角度異なる回転方
向手前に版ロールに対向して、接近離隔自在かつロール
断面方向に首振自在に設けられる。

該ロール振れ量検出センサーは、フォーカスレンズを版
ロールに対し一定距離に接近させて位置固定した後に、
センシングに誤差が生じないようにするため、首振り調
整を行い次いで接近調整させるもので、これにより、版
ロールの径が大小種々に異なってもその向きが版ロール
の中心に完全に一致し、かつ版ロールとの距離が常に一
定となる。

上記ロール振れ量検出センサーによれば、版ロールの径
が種々にかつ大きく異なっても版ロールとの距離を、フ
ォーカスレンズと版ロールとのギャップ＝レンズ焦点距
離と等しくなるように露光に先立ってセットすることが
でき、その上で版ロールの振れ量を予め検出するので、
版ロールがいかに高速回転されてもフォーカスレンズの
駆動の時間ずれを解消でき、また特に検出量に補正を加
えないでフォーカスレンズ駆動手段を駆動できる。従っ
て、露光を正確に行えて、版ロールの周方向及び面長方
向に画像不良が生じない。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

先ず、版ロール用レーザー露光装置の構成について説明
する。

第１図において、符号１は定盤であり、架台２の上に防
震装置３を介して載置されている。定盤１の上には、両
端チャック回転手段４とこれにチャックされる版ロール
Ｒに平行移動するＸテーブル51と版ロールＲに直交移動
するＹテーブル52とアルゴンレーザー発振器６が設置さ
れている。Ｙテーブル52には光学装置７が設置されてい
る。さらに光学装置７の上に割出盤８が設置され、該割
出盤８にリニア・アクチュエータ９が垂直面内を旋回自
在に支持され、該リニア・アクチュエータ９の先端に版
ロールＲとの距離をμｍ単位で検出する距離センサー10
が設けられている。ロール振れ量検出センサー10は、割
出盤８とリニア・アクチュエータ９により版ロールＲに
対して接近離隔自在かつロール断面方向に首振自在であ
る。

版ロールＲはグラビア製版用ロールであり、アルゴンレ
ーザーに対して感光性を有する感光膜がコーティングさ
れている。

光学装置７は、アルゴンレーザー発振器６から発振する
アルゴンレーザを10μｍ位の径の絞り込んでから八本に
分光してその一本一本を光変調器で変調制御自在とした
後、横一列に密着して並べ、レイアウトスキャナーやカ
ラースキャナーで得られた色分解画像データの入力信号
に対応した点滅照射を回転する版ロールに対して行うよ
うになっている。

そして、該光学装置７は、フォーカスレンズ駆動手段71
によって駆動されるフォーカスレンズ72を有している。
また、フォーカスレンズ72と同じ高さに距離センサー73
が付設されている。距離センサー73は、フォーカスレン
ズ駆動手段71によりフォーカスレンズ72を両端チャック
回転手段４により両端チャックされた版ロールＲに向い
接近させていったとき、版ロールＲとの距離を検出する
ようになっていて、これにより、フォーカスレンズ72と
版ロールＲとの距離をフォーカスレンズ72の焦点距離
（図中の一定寸法Ａ）に一致するようにセンシングする
役目を果している。

次に、フォーカスレンズの位置制御方法について説明す
る。

先ず、Ｙテーブル52が移動して光学装置７を版ロールＲ
に接近させていき、距離センサー73により、フォーカス
レンズ72と版ロールＲとの距離がフォーカスレンズ72の
焦点距離（図中の一定寸法Ａ）に一致したところで、Ｙ
テーブル52が移動停止する。

すると、ロール振れ量検出センサー10は10′の位置に移
動することになる。この位置において、該センサー10
は、版ロールＲの方向に斜目下向きになっているが、版
ロールＲの中心に完全に一致しているとは限らず、ほと
んどの場合不一致になっている。そこで、割出盤８が旋
回してロール振れ量検出センサー10を一回宛上下に首振
りさせ、その際にセンサー信号が最大値となる下向き角
度θを選択して旋回停止する。

従って、版ロールＲの径が大小いかようであってもロー
ル振れ量検出センサー10が版ロールＲの中心に完全に一
致する。この状態では、ロール振れ量検出センサー10と
版ロールＲとの距離は図中寸法Ｂと大きく離れている。
そこで、リニア・アクチュエータ９が伸張ストロークし
てロール振れ量検出センサー10を版ロールＲに接近さ
せ、ロール振れ量検出センサー10と版ロールＲとの距離
をＡにする。

従って、この距離は、上記したフォーカスレンズ72と版
ロールＲとのセット距離＝フォーカスレンズ72の焦点距
離＝寸法Ａに等しくなる。

以上により露光前のセットが完了する。以後、露光を行
う。

先ず、両端チャック回転手段４により版ロールＲが回転
（主走査）されるとともに、Ｘテーブル51により光学装
置７がロール面長方向に移動（副走査）され、そして、
アルゴンレーザ発振器６より発振されるアルゴンレーザ
を10μｍ位の径の絞り込んでから八本に分光してその一
本一本を光変調器で変調制御自在とした後、横一列に密
着して並べ、レイアウトスキャナーやカラースキャナー
で得られた色分解画像データの入力信号に対応した点滅
照射を回転する版ロールに対して行う。

この露光の際には、ロール振れ量検出センサー10によ
り、版ロールＲが真円精度や平行精度が悪いことに起因
して、フォーカスレンズ72の方向への振れが予め検出さ
れる。該検出された振れ量をコントローラが入力してフ
ォーカスレンズ駆動手段71を駆動制御終了までには微小
な時間を要するが、該駆動時間に対応して、ロール振れ
量検出センサー10の下向き角度θが決められ、振れ量の
検出がフォーカスレンズ72よりも回転方向手前で行うも
のであるから、センサーによる検出と駆動との時間ずれ
は解消される。従って、版ロールＲの振れにフォーカス
レンズ72を高速で完全同調させて前後に振れさせること
ができ、版ロールＲとの距離をレンズの焦点深度の範囲
内に保たせることができる。

この場合、（ロール振れ量検出センサー10と版ロールＲ
との距離）＝（フォーカスレンズ72と版ロールＲとの距
離）＝（フォーカスレンズ72の焦点距離）＝寸法Ａ としたので、コントローラにおいてセンサー10の検出電
気量に何らの補正を加えることなくフォーカスレンズ駆
動手段71を駆動制御してフォーカスレンズ72と版ロール
Ｒとの距離をフォーカスレンズ72の焦点距離となるよう
に超高速位置決めできる。

従って、露光を正確に行えて、版ロールの周方向及び面
長方向に画像不良が生じない。

続いて上記実施例に関連して変形例を説明する。

（１）距離センサー73を設ける必要はない。例えば、ロ
ール径をその都度コンピュータにデータ入力してやるこ
とで、フォーカスレンズ72と版ロールＲとの距離をフォ
ーカスレズ72の焦点距離に一致するようにＹテーブル52
を移動制御できるからである。

（２）フォーカスレンズ72と版ロールＲとの距離をフォ
ーカスレンズ72の焦点距離に一致させるようにセットす
る必要があるが、ロール振れ量検出センサー10と版ロー
ルＲとの距離をフォーカスレンズ72の焦点距離に一致さ
せる必要はない。コンピュータによる補正が可能だから
である。

（３）ロール振れ量検出センサー10の下向き角度θは、
フォーカスレンズの駆動の時間ずれに対応するように決
めるが、多少の相違があっても差支えない。なぜなら
ば、レンズの焦点深度が10〜12μｍと大きいからであ
る。

（４）コントローラにおいて、センサー10の検出電気量
を入力してフォーカスレンズ駆動手段71を駆動制御する
場合、アナログ制御、デジタル制御のいずれでも良い。
フォーカスレンズ駆動手段71は、数ミリグラムのフォー
カスレンズと数十ミリグラムのレンズホルダーを回転数
1,200r.p.m.で回転する版ロールの振れに同調して連続
的にシフトするか、または500〜1,000ヘルツの高速で段
階的にシフトすることで足りる。

（５）フォーカスレンズ駆動手段71は、ボイスコイルモ
ータを使用することに限定されず、圧電アクチュエータ
もしくは電歪アクチュエータを採用しても良い。

＜発明の効果＞ 以上説明してきたように、本発明の版ロール用レーザー
露光装置のフォーカスレンズの位置制御方法は、 回転走査される版ロールに対してレーザー光をロール面
長方向に移動走査しつつ照射し所望のイメージを露光書
き込みする版ロール用レーザー露光装置において、 フォーカスレンズと版ロールのギャップを焦点距離にな
るように光学装置を位置決めするとともに、ロール振れ
量検出センサーをフォーカスレンズよりも回転方向手前
に接近離隔自在かつ首振自在に設けて該センサーによ
り、版ロールの回転振れを予め検出しフォーカスレンズ
駆動手段を制御し、フォーカスレンズを版ロールに同調
して振れさせ版ロールとの距離をレンズの焦点に一致さ
せるか、焦点深度の範囲内に抑制する構成である。

従って、本発明によれば、 この露光の際に、ロール振れ量検出センサー10により版
ロールＲの各露光箇所の回転振れが露光の直前において
予め検出され、コントローラを介してフォーカスレンズ
駆動手段71が駆動し、センサーによる検出と駆動との時
間ずれが解消され、版ロールＲの振れにフォーカスレン
ズ72を高速で完全同調させて前後に振れさせることがで
き、版ロールＲとの距離をレンズの焦点深度の範囲内に
保たせることができ、レーザー露光が正確に行えて、版
ロールの周方向及び面長方向に画像不良が生じることが
なく、版ロール用レーザー露光装置の実用化に大きく前
進する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の版ロール用レーザー露光装置のフォ
ーカスレンズの位置制御方法の実施例にかかり、同装置
を概念的に表した正面図である。 Ｒ……版ロール、 １……定盤、 ２……架台、 ３……防震装置、 ４……両端チャック回転手段、 51……Ｘテーブル、 52……Ｙテーブル、 ６……アルゴンレーザー発振器、 ７……光学装置、 71……フォーカスレンズ駆動手段、 72……フォーカスレンズ、 73……距離センサー、 ８……割出盤、 ９……リニア・アクチュエータ、 10……ロール振れ量検出センサー、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転走査される版ロールに対してレーザー
   光をロール面長方向に移動走査しつつ照射し所望のイメ
   ージを露光書き込みする版ロール用レーザー露光装置に
   おいて、 フォーカスレンズと版ロールのギャップを焦点距離にな
   るように光学装置を位置決めするとともに、ロール振れ
   量検出センサーをフォーカスレンズよりも回転方向手前
   に接近離隔自在かつ首振自在に設けて該センサーを首振
   り調整するとともに接近離隔調整して、版ロールの中心
   に対向させかつ一定距離に接近させて位置固定し、 しかる後、露光を行い、このとき、ロール振れ量検出セ
   ンサーにより、版ロールの各露光位置の回転振れを露光
   に先立って直前に予め検出してフォーカスレンズ駆動手
   段を制御し、フォーカスレンズを版ロールに同調して振
   れさせ版ロールとの距離をレンズの焦点に一致させる
   か、焦点深度の範囲内に制御することを特徴とする版ロ
   ール用レーザー露光装置のフォーカスレンズの位置制御
   方法。