印刷版的製版方法以及印刷版的製版裝置的製作方法
2023-08-09 08:26:16 5
專利名稱：印刷版的製版方法以及印刷版的製版裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對例如柔性版等的凸版印刷版、凹版等的凹版印刷版等印刷版進行製版的印刷版的製版方法以及印刷版的製版裝置。
背景技術：
目前，作為這樣的印刷版的製版裝置，公知有例如美國專利第5327167號說明書中記載的雷射雕刻機。該雷射雕刻機通過利用從雷射光源射出的雷射束掃描記錄材料，從而對記錄材料的表面進行雕刻而製造凸版印刷版，具有雷射光源；用來調製從該雷射光源射出的雷射束的調製器(modulator)；在其外周部安裝有記錄材料而進行旋轉的記錄鼓；以能夠沿著與該記錄鼓的軸心平行的方向移動的形式構成的、對安裝在記錄鼓的外周部的記錄材料照射從雷射光源射出的雷射束的記錄光頭。
在這種凸版印刷版的製版裝置中，基於雷射光源的功率和記錄材料的感度，雷射束的掃描速度、即記錄鼓的旋轉速度被設定為能夠得到的所需最大雕刻深度的值。而比最大雕刻深度淺的雕刻部分，以使照射記錄材料的雷射束的功率降低的狀態進行雕刻。
這時，由於在雷射束進行的記錄材料的雕刻中，需要比較大的功率，所以存在印刷版的製版需要較長的時間的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠通過有效使用雷射束來縮短製版時間的印刷版的製版方法以及印刷版的製版裝置。
上述發明的目的，是由下述方法實現的，即，一種印刷版的製版方法，通過利用從雷射光源射出的、對應於圖像信號而被調製的雷射束掃描記錄材料，從而對記錄材料的表面進行雕刻而製造印刷版，其特徵在於，包括第一雕刻工序，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度；第二雕刻工序，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
根據這樣的製版方法，通過有效使用雷射束而能夠縮短製版時間。
而且，也可以代替使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度，反之使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，使用具有比上述第一束徑小的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距小的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度淺的第二深度。
在一個較佳的實施形式中，在使用小的束徑的雷射束的雕刻工序中，由調製器調製雷射束，在使用大的束徑的雷射束的雕刻工序中，使雷射光源脈衝振蕩。
在另一個較佳的實施形式中，在使用小的束徑的雷射束的雕刻工序中，使雷射光源連續振蕩或者模擬連續振蕩，在使用大的束徑的雷射束的雕刻工序中，用上述雷射光源自身來調製雷射束。
另外，在另一個較佳的實施形式中，在使用大的束徑的雷射束的雕刻工序中，將上述記錄材料預備加到比使用小的束徑的雷射束的雕刻工序高的溫度。
從本發明的其他觀點出發，本發明是一種印刷版的製版裝置，通過利用從雷射光源射出的雷射束對記錄材料進行掃描，從而對記錄材料的表面進行雕刻而製造印刷版，其特徵在於，包括調製器，其用於調製從上述雷射光源射出的雷射束；記錄鼓，在其外周部安裝有記錄材料；旋轉電機，其使上述記錄鼓旋轉；記錄光頭，其以能夠沿著與上述記錄鼓的軸心平行的方向移動的形式構成，對安裝在上述記錄鼓的外周部上的記錄材料照射從上述雷射光源射出的雷射束；移動電機，其用於使上述記錄光頭沿著與上述記錄鼓的軸心平行的方向移動；束徑變更機構，其改變從上述記錄光頭射出的雷射束的束徑；控制部，其通過控制上述調製器、上述旋轉電機、上述移動電機以及上述束徑變更機構，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
從本發明的其他觀點出發，本發明還具有對安裝在上述記錄鼓上的記錄材料進行加熱的加熱機構，上述控制部，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，在由上述加熱機構預備加熱了記錄材料的狀態下，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
圖1是表示雷射雕刻機的概要的方框圖。
圖2是表示記錄光頭和記錄鼓的示意圖。
圖3是表示AOM(acoustooptical modulator聲光調製器)單元的示意圖。
圖4是示意性表示柔性感光材料表面的形狀的說明圖。
圖5是表示浮凸形狀的說明圖。
圖6是表示製版工序的流程圖。
圖7是表示製版工序流程圖。
圖8是表示雕刻感度Y和由雷射束加工的凹部的S/V比之間的關係的圖。
圖9是示意性表示浮凸數據的作成方法的說明圖。
圖10是表示基於現有的雕刻方法的雕刻狀態的示意圖。
圖11是表示基於本發明的雕刻方法的雕刻狀態的示意圖。
圖12是表示基於本發明的雕刻方法的雕刻狀態的示意圖。
圖13是示意性表示凹版印刷版的形狀的說明圖。
圖14是表示精密雕刻工序的記錄光束等的說明圖。
圖15是表示第一實施形式的粗雕刻工序的記錄光束的說明圖。
圖16是表示第二實施形式的粗雕刻工序的記錄光束的說明圖。
圖17是表示第三實施形式的粗雕刻工序的記錄光束的說明圖。
圖18是示意性表示柔性感光材料表面的形狀的說明圖。
具體實施例方式
下面基於附圖對本發明的實施形式進行說明。
在以下的說明中，首先，針對通過使用精密雕刻光束L1並以精密雕刻像素間距pp照射柔性感光材料10而進行雕刻直到最大深度dp的精密雕刻工序、和使用粗光束L2並以粗雕刻像素間距pc照射柔性感光材料10而進行雕刻直到浮凸深度d的粗雕刻工序這兩個工序而執行雕刻，從而縮短製版時間的本發明的第一特徵進行說明，接著，針對通過有效使用雷射束而在保持高的製版精度的狀態下縮短製版時間的本發明的第二個特徵進行說明。
圖1是表示作為本發明的凸版印刷版的製版裝置的雷射雕刻機的概要的方框圖。
該雷射雕刻機具有記錄鼓11，其外周部安裝有作為凸版印刷版用的記錄材料的柔性直接感光材料(以下稱為「柔性感光材料」)10；記錄光頭12，其以能夠沿著與該記錄鼓11的軸心平行的方向移動的形式而構成；個人電腦13，其作為輸入輸出部及顯示部；由氣體雷射器構成的雷射光源14；控制裝置整體的控制部15。
記錄鼓11與旋轉電機21連接，以軸22為中心進行旋轉。該旋轉電機21和電機驅動器23連接。該電機驅動器23，從控制部15接受旋轉速度指令，來控制旋轉電機21的旋轉。旋轉電機21的旋轉速度以及通過旋轉電機21而進行旋轉的記錄鼓11的旋轉角度位置，由編碼器24測定，並把該信息發送給控制部15。
記錄光頭12通過由未圖示的引導裝置進行引導，可以沿著與記錄鼓11的軸心平行的方向移動。而且，該記錄光頭12被設置為與記錄鼓11的軸心相平行，受到通過移動電機31而旋轉的滾珠絲槓32的驅動，在與記錄鼓11的軸心平行的方向上往復移動。該移動電機31與電機驅動器33連接。該電機驅動器33從控制部15接受旋轉速度指令，控制移動電機31的旋轉。移動電機31的旋轉速度以及通過移動電機31而移動的記錄光頭12的位置，由編碼器34測定，並把該信息發送給控制部15。
圖2是表示記錄光頭12和記錄鼓11的示意圖。
在該記錄光頭12內，設置有物鏡46和預備加熱機構71。該預備加熱機構71用於將安裝在記錄鼓11的外周部的柔性感光材料10預備加熱。該預備加熱機構71，例如是由向安裝在記錄鼓11的外周部上的柔性感光材料10噴射熱風的熱風噴出裝置、或向安裝在記錄鼓11的外周部上的記錄材料10照射紅外線的滷素燈、或者誘導加熱裝置構成的。
再參照圖1，在雷射光源14的後段，配備了在其內部內置有AOM(聲光調製器)72(參照圖3)的AOM單元41。該AOM單元41，通過AOM驅動器42以及切換電路65，從控制部15接受圖像信號。從雷射光源14射出的雷射束，在AOM單元41被調製後，通過可變式光束擴展器51、固定在裝置上的一對反光鏡43、44、固定在記錄光頭12上的反光鏡45以及物鏡46，對安裝在記錄鼓11的外周部上的柔性感光材料10上。
AOM單元41，通過電機61的驅動，可以在可調製雷射束的調製位置和退避位置之間移動。該電機61通過電機驅動器62與控制部15連接。
圖3是表示AOM單元41的示意圖。
該AOM單元41，在其內部配置有AOM72和平行平面板73。該AOM單元41在不通過AOM72進行雷射束的調製時，配置在圖3中實線所示的退避位置。當需要通過AOM72進行調製時，通過電機61的驅動，AOM72移動到被配置在圖3中假想線所示的位置的調製位置。該調製位置是AOM72被配置於雷射束的光路中的位置。
而且，平行平面板73在AOM單元41被配置於退避位置時，被配置於雷射束的光路中。該平行平面板73用於在AOM單元41被配置於退避位置時，使雷射束產生與在雷射束通過AOM72時產生的雷射束光路的偏移相同的偏移。
再參照圖1，可變式光束擴展器51，用於通過改變從雷射光源14射出的雷射束的束徑，從而改變照射在柔性感光材料10上的雷射束的束徑。該可變式光束擴展器51具有構成光束擴展器的3對透鏡52、53、54；支承這些透鏡對52、53、54的支承構件55；用於通過使支承構件55移動，從而使透鏡對52、53、54中的任意的透鏡對配置於與AOM單元41的射出端相對向的位置的具有電機等的移動機構56。該移動機構56與電機驅動器57連接。該電機驅動器57從控制部15接受指令，使透鏡對52、53、54中最適於雕刻的透鏡對配置於與AOM單元41的射出端相對向的位置。
雷射光源14，通過驅動器63以及雷射光源控制部64與控制部15相連接。雷射光源控制部64從控制部15接受後述的連續振蕩或脈衝振蕩的指示信號。另外，雷射光源控制部64通過切換電路65從控制部15接受圖像信號。並且，切換電路65從控制部15接受把圖像信號發送給雷射光源控制部64、或者是發送給上述AOM驅動器42的切換信號。
在該雷射雕刻機中，從雷射光源14射出的雷射束，在AOM單元41的AOM72被調製，通過可變式光束擴展器51而改變束徑後，通過反光鏡43、44、45以及物鏡46而從記錄光頭12射出。並且，在其外周部安裝有柔性感光材料10的記錄鼓11處於旋轉的狀態下，通過使記錄光頭12沿著與記錄鼓11的軸心平行的方向移動，從而雷射束對柔性感光材料10進行掃描，進行雕刻，在柔性感光材料10上形成浮凸。但如後述那樣，在不使用AOM72的情況下，雷射束可由雷射光源14自身調製。
這時，在該雷射雕刻機中，通過使用具有小的束徑的精密雕刻光束L1並以精密雕刻像素間距pp照射柔性感光材料10而進行雕刻直到精密雕刻光束L1所能達到的最大深度dp的精密雕刻工序、和使用具有大的束徑的粗光束L2並以比精密雕刻像素間距pp大的粗雕刻像素間距pc(與網點間距相等)照射柔性感光材料10而進行雕刻直到浮凸深度d的粗雕刻工序這兩個工序執行雕刻，從而縮短了製版時間。
圖4是示意性表示使用該雷射雕刻機進行雕刻之後的柔性感光材料10表面的形狀的說明圖。另外，圖4中(a)是在柔性感光材料10上形成在主掃描方向上的7個浮凸的平面圖，圖4中(b)是其截面圖。還有，在該圖中，為了方便說明，示出了從圖的左側開始形成網點面積率分別是0％、1％、1％、2％、2％、0％、0％的7個浮凸的情況。
如該圖所示，在精密雕刻工序中，使用具有小的束徑的精密雕刻光束L1。而且，將該精密雕刻光束L1以精密雕刻像素間距pp照射在柔性感光材料10上，對柔性感光材料10從其表面開始直到最大深度dp進行雕刻。
該最大深度dp，在非常小的網點面積率的浮凸彼此相鄰時，使這些浮凸的邊界部分的雕刻深度一致。該最大深度dp比此小時，不能很好的表現微小的網點。該最大深度dp比其大也是可能的，但在這種情況下，雕刻效率惡化。在該實施形式中，將網點面積率為1％的浮凸彼此相鄰時的、這些浮凸的邊界部分的雕刻深度設定為最大深度dp。
在該精密雕刻工序中，執行從柔性感光材料10的表面到最大深度dp的、對網點的形狀有直接影響的部分的雕刻。因此，作為這時的雕刻像素間距，採用比較小的精密雕刻像素間距pp，像圖4中(c)示意性表示的那樣，執行微小單位下的雕刻。這時的精密雕刻光束L1的束徑，採用能夠進行精密雕刻像素間距pp下的雕刻的小的束徑。
在精密雕刻工序後，進行粗雕刻工序。在該粗雕刻工序中，使用具有大的束徑的粗雕刻光束L2。並且，將該粗雕刻光束L2以粗雕刻像素間距pc而照射在柔性感光材料10上，對柔性感光材料10從上述最大深度dp到浮凸深度d為止進行雕刻。這樣，因為在精密雕刻工序中被雕刻的區域由粗雕刻工序再次雕刻，所以從執行粗雕刻工序後的柔性感光材料10表面開始的雕刻深度d，比精密雕刻的雕刻深度dp大。在該粗雕刻工序中，由於執行了對網點形狀不直接影響的部分的雕刻，所以可以增大粗雕刻像素間距pc。
作為這時的粗雕刻像素間距pc，可以採用網點間距w。該粗雕刻像素間距pc可以在上述的精密雕刻像素間距pp以上、到網點間距w以下的範圍內任意設定。但是，越使其接近網點間距w，雕刻效率越高。
圖5是更準確表示形成在柔性感光材料10上的浮凸形狀的說明圖。
作為表示浮凸形狀的參數，有浮凸角度θ、浮凸深度d、用於構成頂部T的臺階dt以及坪面wt。浮凸角度θ是在全部浮凸中共通的值。浮凸深度d是網點百分比為零的部分中的雕刻深度。還有，臺階dt是為了改善網點擴大而設置的，坪面wt是為了增強浮凸的機械強度而設置的，而在不形成頂部T自身時，臺階dt以及坪面wt的值是零。在上述的說明中，針對省略臺階dt以及坪面wt的情況進行說明。
另外，在採用圖4所示的浮凸形狀時，上述的最大深度dp可由下式(1)計算。
dp＝(21/2·pc/2-wt)tan(θπ/180)+dt···(1)還有，在不形成頂部T自身時，對臺階dt以及坪面w代入零即可。
下面，針對使用該雷射雕刻機對柔性感光材料10進行雕刻的柔性印刷版的製版工序進行說明。圖6以及圖7表示製版工序的流程。
進行柔性印刷版的製版時，首先，由操作者指定浮凸形狀和屏幕線數(步驟S1)。該浮凸形狀和屏幕線數從個人電腦13被輸入，而發送到控制部15。
接著，根據預先指定的屏幕線數，確定網點間距w(步驟S2)。該網點間距w是屏幕線數的倒數。
接著，運算精密雕刻工序的最大深度(步驟S3)。使用上述式(1)進行該運算。
接著，操作者指定析像度(步驟S4)。該析像度例如從1200dpi、2400dpi、4000dpi中選擇。
接著，根據所指定的析像度，確定精密雕刻像素間距pp(步驟S5)。並且，調整精密雕刻光束L1的副掃描方向的寬度，使得精密雕刻像素間距pp與精密雕刻光束L1的副掃描方向的寬度幾乎一致。
接著，確定精密雕刻時的掃描速度v1(步驟S6)。該掃描速度v1是基於精密雕刻像素間距pp、最大深度dp、柔性感光材料10的雕刻感度Y、從雷射光源14射出並照射到柔性感光材料10上的雷射束的功率P，通過下述式(2)而確定的。
pp·dp·v1·Y＝P ···(2)這裡，雕刻感度Y是用雷射束的能量E除以通過雷射束而被雕刻的體積V所得的值。還有，雷射束的能量E是從雷射光源14射出並照射在柔性感光材料10上的雷射束的功率和照射時間相乘所得的值。
圖8是表示上述雕刻感度Y、和用通過雷射束而被雕刻的凹部的表面積除以體積所得的S/V比之間的關係的圖。
在該圖中，橫軸表示用通過雷射束而被雕刻的凹部的表面積除以體積所得的S/V比，縱軸表示由實驗求得的雕刻感度。
從該圖可以明確，與S/V大致成比例而雕刻感度的值增大(也就是感度變差)。這是因為S/V比越大，相對於體積的放熱量的比率就越大，就不能有效的把所提供的能量用於雕刻。因此，為了有效進行雕刻，使用S/V比小的區域是有效的。
另外，在圖8所示的圖中，將雕刻感度設為Y，將S/V比設為X的情況下，下述近似式(3)成立。
Y＝3.21748+0.0577759X···(3)再參照圖6及圖7，接著，計算粗雕刻工序的雕刻深度dc(步驟S7)。該雕刻深度dc是從浮凸深度d減去精密雕刻時的最大深度dp所得的值。
接著，確定進行粗雕刻時的粗雕刻像素間距pc(步驟S8)。該粗雕刻像素間距pc，如上所述，與網點間距w一致。
接著，確定粗雕刻時的掃描速度v2(步驟S9)。該掃描速度V2與掃描速度v1的情況相同，基於粗雕刻像素間距pc、雕刻深度dc、柔性感光材料10的雕刻感度Y、從雷射光源14射出並照射在柔性感光材料10上的雷射束的功率P，由下述式(4)確定。
pc·dc·v2·Y＝P···(4)接著，根據在柔性感光材料10上應當形成的圖像數據，作成表示應雕刻的浮凸形狀的浮凸數據(步驟S10)。成為基礎的圖像數據通過在線、或者通過離線而經由個人電腦13被轉送到控制部15。基於該圖像數據，作成浮凸數據。
該浮凸數據是使各浮凸的數據重疊的數據，在互相重複的區域中，使深度更淺的數據優先。
圖9是示意性表示浮凸數據的作成方法的說明圖。
該圖表示形成浮凸1和浮凸2的狀態。浮凸1和浮凸2的傾斜部接觸的部位的浮凸1側的區域使用浮凸1的浮凸數據，浮凸1和浮凸2的傾斜部接觸的部位的浮凸2側的區域使用浮凸2的浮凸數據。
接著，根據浮凸數據作成精密雕刻用的多值數據(步驟S11)。該多值數據是相對於網點面積率為0％的區域執行直到最大深度dp的雕刻的多值數據。該多值數據在網點面積率為0％～100％的區域中，被作成為能夠在如圖4中(c)所示的階梯狀上形成浮凸的傾斜部的數據。
接著，根據浮凸數據作成粗雕刻用的多值數據(步驟S12)。該多值數據是通過相對於網點面積率為0％的區域，考慮到浮凸角度θ的基礎上，以雕刻深度dc進行雕刻，從而最終進行浮凸深度d的雕刻這樣的多值數據。
接著，通過控制部15的控制而控制移動機構56，選擇通過了可變式光束擴展器51的雷射束成為作為精密雕刻光束L1所需要的束徑這樣的透鏡對52、53、54(步驟S13)。由此，調整精密雕刻光束L1的副掃描方向的寬度，使得精密雕刻像素間距pp和精密雕刻光束L1的副掃描方向的寬度基本一致。
接下來進行精密雕刻(步驟14)。這時，控制部15通過控制電機驅動器23、33，來控制記錄鼓11的旋轉速度和記錄光頭12的移動速度，使得精密雕刻光束L1以上述的掃描速度v1對柔性感光材料10進行掃描。另外，控制部15通過控制AOM驅動器42，進行直到最大深度dp的傾斜面等的雕刻。
該精密雕刻時，如後所述，AOM單元41被配置於調製位置，雷射光源14通過雷射光源控制部64的控制而連續振蕩。
接著，通過控制部15的控制而控制移動機構56，選擇通過了可變式光束擴展器51的雷射束成為作為粗雕刻光束L2所需要的束徑這樣的透鏡對52、53、54(步驟S15)。由此，調整粗雕刻光束L2的副掃描方向的寬度，使得粗雕刻像素間距pc和粗雕刻光束L2的副掃描方向的寬度基本一致。
接下來進行粗雕刻(步驟S16)。這時，控制部15通過控制電機驅動器23、33，來控制記錄鼓11的旋轉速度和記錄光頭12的移動速度，使得粗雕刻光束L2以上述的掃描速度v2在柔性感光材料10上進行掃描。另外，控制部15通過控制AOM驅動器42或驅動器13，進行從最大深度dp到浮凸深度d的傾斜面等的雕刻。通過以上的工序，完成圖4所示的浮凸的雕刻。
該粗雕刻時，如後所述，可採用以下任意的方式。
(1)使雷射光源14脈衝振蕩，將AOM單元41配置於退避位置。
(2)使雷射光源14脈衝振蕩，將AOM單元41配置於調製位置。
(3)使雷射光源14連續振蕩，將AOM單元41配置於退避位置。
另外，該粗雕刻時，通過預備加熱機構71將柔性感光材料10預備加熱。
接著，比較現有的製版方法和本發明的製版方法的雕刻時間。但是，以下的比較是使雷射光源14連續振蕩，不進行預備加熱，通過AOM72進行調製的情況。
現有的雕刻方法例如，如圖10所示，使用具有和精密雕刻光束L1相同的束徑的雷射束，以掃描速度L(mm/s)雕刻了寬21.2μm、深500μm的凹部時的S及V用下式表示，S/V比約為98。
S＝(0.5×2+0.0212×2)·L＝1.0424LV＝0.5·0.0212·L＝0.0106·L
而將S/V比98代入上式(3)的X時，雕刻感度Y成為9.86(J/mm3)。這時，當設定雕刻區域的面積為A、最大雕刻深度(浮凸深度)為d時，雕刻全區域所需的能量成為A·d·Y＝9.86·A·d，當設定從雷射光源14射出並照射在柔性感光材料10上的雷射束的功率為P時，雕刻時間te由下式表示。
te＝9.86·A·d/P當使雕刻面積A為1000000(mm2)、浮凸深度d為0.5(mm)、從雷射光源14射出並照射在柔性感光材料10上的雷射束的功率P為200(W)時，雕刻時間te約為6.8小時。
關於本發明的雕刻方法首先，為了進行精密雕刻，如圖11所示，使用精密雕刻光束L1，以掃描速度L(mm/s)雕刻了寬21.2μm、深119.7μm的凹部時的S及V由下式表示，S/V比約為111。而且，作為雕刻深度的119.7μm是由上述式(1)運算所得的。
S＝(0.1197×2+0.0212×2)·L＝0.2818LV＝0.1197·0.0212·L＝0.00253764·L而把S/V比111輸入到上式(3)的X時，雕刻感度Y成為10.7(J/mm3)。這時，當設定雕刻區域的面積為A，最大深度為dp時，則雕刻整個區域所需的能量成為A·dp·Y＝10.7·A·dp，當設定從雷射光源14射出並照射在柔性感光材料10上的雷射束的功率為P時，雕刻時間t1由下式表示。
t1＝10.7·A·dp/P當使雕刻面積A為1000000(mm2)、最大深度dp為0.1197(mm)、雷射光源14的功率P為200(W)時，雕刻時間t1約為1.7789小時。
接著，為了執行粗雕刻，如圖12所示，使用粗雕刻光束L2，以掃描速度L(mm/s)雕刻了寬84.7μm、深308.3μm的凹部時的S及V由下式表示，S/V比約為28.9。而且，作為雕刻深度的308.3μm是從浮凸深度d減去最大深度dp所得的，作為雕刻寬度的84.7μm是基於粗雕刻像素間距pc確定的。
S＝(03803×2+0.0847×2·L＝0.93L
V＝0.3803·0.0854/·L＝0.032211·L而當把S/V比28.9輸入上式(3)的X時，雕刻感度Y成為5.18(J/mm3)。這時，當設定雕刻區域的面積為A，雕刻深度為dc時，雕刻整個區域所需的能量為A·dc·Y＝5.18·A·dc，當設定從雷射光源14射出並照射在柔性感光材料10上的雷射束的功率為P時，雕刻時間t2由下式表示。
t1＝5.18·A·dc/P若使雕刻面積A為1000000(mm2)、最大深度dp為0.3803(mm)、從雷射光源14射出並照射在柔性感光材料10上的雷射束的功率P為200(W)時，雕刻時間t2約為2.7361小時。
從而上述精密雕刻時間t1與粗雕刻時間t2相加所得的雕刻時間t為4.515小時。該雕刻時間t，相比於現有的雕刻時間te(6.8小時)，成為大幅縮短了的時間。
此外，雖在上述的實施形式中將作為凸版印刷版之一的柔性感光材料作為記錄材料來使用，但對於凹版等的凹版印刷版，即使對記錄材料通過雷射雕刻而形成凹部的情況下本發明也能適用。
圖13是示意性表示這種實施形式的凹板印刷版的形狀的說明圖。
如該圖所示，在進行凹版印刷版的製版時，也是在精密雕刻工序中使用具有小的束徑的精密雕刻光束L1。從而將該精密雕刻光束L1以精密雕刻像素間距pp照射在凹版印刷版上，從其表面到深度dp對凹版印刷版進行雕刻。
另外，在粗雕刻工序中，使用具有大的束徑的粗雕刻光束L2。從而將該粗雕刻光束L2以粗雕刻像素間距pc照射在凹版印刷版上，從上述深度dp到深度d而對凹版印刷版進行雕刻。這樣，因為由精密雕刻工序雕刻過的區域通過粗雕刻工序而被再次雕刻，所以粗雕刻工序執行後的從凹板印刷版表面開始的雕刻深度d，比精密雕刻的雕刻深度dp大。在該粗雕刻工序中，因為對不直接影響單元形狀的部分進行雕刻，所以可以增大粗雕刻像素間距pc。
下面，針對通過有效使用雷射光源而在保持高的製版精度的狀態下縮短製版時間的本發明的第二個特徵進行說明。
首先，針對雷射光源14的波形進行研究。
一般的雷射光源，可以切換連續振蕩和脈衝振蕩。而脈衝振蕩時的峰值功率比連續振蕩時的峰值功率大。例如在碳酸氣體雷射的情況下，脈衝振蕩時的峰值功率是連續振蕩時的峰值功率的數倍乃至10倍的程度，在YAG雷射的情況下，脈衝振蕩時的峰值功率是連續振蕩時的峰值功率的100倍左右。而在雕刻印刷版時，峰值功率越大，越能防止熱量的發散而有效進行雕刻。
另一方面，脈衝振蕩時的最大頻率是100kHz左右。該頻率若是上述的粗雕刻工序就足夠了，但要進行精密雕刻工序則不足。因此，在粗雕刻工序中使雷射光源14脈衝振蕩而進行雕刻，在精密雕刻工序中，在使雷射光源14連續振蕩的同時，通過其他的調製器調製雷射束而進行雕刻。由此，能夠有效使用雷射束，在保持高的製版精度的情況下可以縮短製版時間。
下面，針對調製器的有無進行研究。
例如，AOM72可進行1MHz程度的高速調製，可是AOM72所使用的鍺，雷射束的透射率差，雷射束在AOM72中產生百分之幾的損失。因此，當在粗雕刻工序中利用雷射光源14自身調製雷射束而進行雕刻，而在精密雕刻工序中通過調製器進行調製而進行雕刻時，能夠有效使用雷射束，在保持高的製版精度的情況下，可以縮短製版時間。
另外，也可在進行精密雕刻工序時，使雷射光源14模擬連續振蕩。則使從該雷射光源14射出的雷射束通過AOM72而調製。
作為使雷射光源14模擬連續振蕩的方式可考慮下面這樣的方式。
例如，當從驅動器63向雷射光源14供給高於應答速度程度的高頻的驅動信號時，雖然雷射光源14脈衝振蕩，但看上去是射出連續的雷射束。或者，在驅動器63對雷射光源14供給高功率(デユ一テイ)的驅動信號時，也是雖然雷射光源14脈衝振蕩，但看上去是射出連續的雷射束。這樣，使雷射光源14模擬連續振蕩，同時從切換電路65向AOM驅動器42提供圖像信號來調製雷射束，對柔性感光材料10進行精密雕刻。
下面針對預備加熱進行研究。
例如，公知使用了柔性感光材料10時，預先將柔性感光材料10加熱到攝氏100度的話，提高30％左右雷射束的加工效率。因此，若進行這樣預備加熱，就能夠有效進行雕刻。但是進行了預備加熱的情況下，柔性感光材料10熱膨脹，其尺寸精度惡化。另外，在加熱溫度不均時，浮凸深度會產生偏差。因此，在粗雕刻工序中，進行預備加熱而進行雕刻，在精密雕刻工序中，不進行預備加熱，或者以比粗雕刻工序低的溫度進行預備加熱而進行雕刻時，能夠在保持高的製版精度的情況下縮短製版時間。
基於以上前提，就對圖4所示的柔性感光材料10的製版工序的實施形式進行說明。
首先，關於精密雕刻工序進行說明。圖14是表示精密雕刻工序的記錄光束等的說明圖。
在精密雕刻工序中，如上所述，因為雕刻深度比較淺，所以掃描速度快，並且，由於像素間距小，需要提高調製頻率。因此，在精密雕刻工序中，將AOM單元41配置於調製位置。另外，通過雷射光源控制部64的控制，使雷射光源14連續振蕩或模擬連續振蕩。並且，通過切換電路65，使圖像信號輸入到AOM驅動器42中。在這種情況下，如圖14所示，能夠把連續振蕩的雷射束，通過經AOM72而使調製效率變化的調製信號而調製，形成記錄光束。於是在精密雕刻工序中，為了得到高的雕刻精度，不進行預備加熱。
下面，就粗雕刻工序的第一實施形式進行說明。圖15是表示第一實施形式的粗雕刻工序的記錄光束地說明圖。
在粗雕刻工序中，因為雕刻深度比較深，所以掃描速度慢，並且，由於像素間距大，所以調製速度慢也可以。因此，在該第一實施形式的粗雕刻工序中，使AOM單元41移動至退避位置。另外，通過雷射光源控制部64的控制使雷射光源14脈衝振蕩。並且，通過切換電路65，使圖像信號輸入到雷射光源控制部64。進而，通過預備加熱機構71預備加熱柔性感光材料10。在這種情況下，如圖15所示，雷射束由雷射光源14本身調製。通過這樣，能夠從雷射光源14射出峰值功率大的脈衝振蕩的雷射束。於是，因為用雷射光源14本身調製雷射束，所以不會發生因AOM72導致的雷射束的光量損失。而且，因為柔性感光材料10被預備加熱，所以能有效進行雕刻。因此，能夠縮短製版時間。
下面，針對粗雕刻工序的第二實施形式進行說明。圖16是表示第二實施形式的粗雕刻工序的記錄光束的說明圖。
在該第二實施形式的粗雕刻工序中，使AOM單元41移動至調製位置。另外，通過雷射光源控制部64的控制使雷射光源14以一定強度脈衝振蕩。並且，通過切換電路65，使圖像信號輸入到AOM驅動器42中。進而，通過預備加熱機構71預備加熱柔性感光材料10。在這種情況下，如圖16所示，能夠通過經AOM72而使調製效率變化了的調製信號來調製以一定的輸出脈衝振蕩的雷射束，形成記錄光束。這種情況下，能夠從雷射光源14射出峰值功率大的脈衝振蕩的雷射束。而且，因為柔性感光材料10被預備加熱了，所以能夠有效進行雕刻。所以能夠縮短製版時間。另外，因為使用了AOM72的調製信號進行調製，所以能夠正確調製。
下面，針對粗雕刻工序的第三實施形式進行說明。圖17是表示第三實施形式的粗雕刻工序的記錄光束的說明圖。
在該第三實施形式的粗雕刻工序中，使AOM單元41移動至退避位置。另外，通過雷射光源控制部64的控制，使雷射光源14連續振蕩。並且，通過切換電路65，使圖像信號輸入到雷射光源控制部64中。進而，通過預備加熱機構71預備加熱柔性感光材料10。在這種情況下，如圖17所示，雷射束由雷射光源本身調製。這時，來自雷射光源14的雷射束的峰值功率雖然小，但是因為用雷射光源14自身來調製雷射束，所以不會發生因AOM72導致的雷射束的光量損失。而且，因為柔性感光材料10被預備加熱，所以能夠有效進行雕刻。所以能夠縮短製版時間。
而且，在上述的實施形式中，在精密雕刻工序中，為了得到高的雕刻精度而中止預備加熱。可是，在精密雕刻工序中，通過進行比粗雕刻工序溫度低的預備加熱，也可以在保持高的精度的情況下有效進行雕刻。
然而，在粗雕刻工序中預備加熱也不是必須的。
此外，在上述的實施形式中，通過將AOM72移動到退避位置，AOM72就不位於從雷射光源14射出的雷射的光路上。可是，不使AOM72本身移動，而通過設定適當的迂迴光路，也可使從雷射光源14射出的雷射不經由AOM72，而入射到可變式光束擴展器51的透鏡對52、53、54中的任意一個透鏡對中。
而且，上述實施形式中，雖然舉例說明了對卷在記錄鼓11上的片狀的記錄材料的雕刻，但也可以在使例如凹版缸那樣的圓筒狀的記錄材料旋轉的同時，對該記錄材料表面對應於圖像信號實施直接雕刻。
此外，在上述的實施形式中，在精密雕刻工序中射出的雷射束，具有作為第一束徑的小的束徑，用於以作為第一像素間距的精密雕刻像素間距pp，進行雕刻直到作為第一深度的最大深度dp，在粗雕刻工序中射出的雷射束，具有作為第二束徑的大的束徑，用於以作為第二像素間距的粗雕刻像素間距pc，進行雕刻直到作為第二深度的浮凸深度d。
而且，上述的實施形式中是在精密雕刻之後進行粗雕刻。可是，雕刻的順序並不限定於此。也可以最先進行粗雕刻然後進行精密雕刻。在這種情況下，也能比只通過精密雕刻進行圖像記錄的情況縮短掃描時間。用圖18來說明。
圖18是示意性說明和先前使用圖4說明的同樣的柔性感光材料10表面的形狀的說明圖。另外，圖18中(a)是在柔性感光材料10上形成在主掃描方向上的7個浮凸的平面圖，圖18中(b)是對柔性感光材料10進行粗雕刻之後的截面圖，圖18中(c)是對進行粗雕刻之後的柔性感光材料10又進行精密雕刻之後的截面圖。還有，在圖18中，為了方便說明，示出了從圖的左側開始形成網點面積率分別是0％、1％、1％、2％、2％、0％、0％的7個浮凸的情況。
在如圖18中(b)所示的粗雕刻工序中，對應該只利用精密雕刻而進行雕刻的區域(即對網點形狀有直接影響的區域)之外的區域進行雕刻。即通過將粗雕刻光束L2以粗雕刻像素間距pc(與網點間距相等)照射到柔性感光材料10，從而除去圖中的陰影部分。由此形成對各浮凸的網點形狀沒有直接影響的傾斜面等。
這個階段進行的雕刻的最大深度ddc，與先前用圖4說明的雕刻深度dc大致相等。
另外，在該粗雕刻工序中，因為對不直接影響網點形狀的部分進行雕刻，所以可以增大粗雕刻像素間距pc。
而且，在進行該粗雕刻時，如先前說明的那樣，可以採用以下任意方式。
(1)使雷射光源14脈衝振蕩，把AOM單元41配置於退避位置。
(2)使雷射光源14脈衝振蕩，把AOM單元41配置於調製位置。
(3)使雷射光源14連續振蕩，把AOM單元41配置於退避位置。
另外，該粗雕刻時，通過預備加熱機構71將柔性感光材料10預備加熱。
粗雕刻工序完成之後，接著將精密雕刻光束L1以比粗雕刻像素間距pc小的精密雕刻像素間距pp照射到柔性感光材料10來實施精密雕刻。這個階段如圖18中(c)所示，對於對網點形狀有直接影響的區域(陰影部分a)、以及對網點形狀沒有影響的、通過先前的粗雕刻沒有達到期望的浮凸深度d的區域(陰影部分b)實施雕刻。這樣，因為經粗雕刻工序雕刻過的區域通過精密雕刻而被再次雕刻，所以進行精密雕刻工序後的從柔性感光材料10表面開始的雕刻深度d，比粗雕刻的雕刻深度ddc大。而且，精密雕刻工序中的區域b的雕刻深度ddp與最大雕刻深度dp大致相等。另外，在精密雕刻中使雷射光源14連續振蕩或模擬連續振蕩如前述那樣。
這樣在粗雕刻之後進行精密雕刻的情況也能夠形成適當的浮凸形狀。這時，在粗雕刻工序中射出的雷射束，具有作為第一束徑的大的束徑，用於以作為第一像素間距的粗雕刻像素間距pc，進行雕刻直到作為第一深度的浮凸深度d，在精密雕刻工序中射出的雷射束，具有作為第二束徑的小的束徑，用於以作為第二像素間距的精密雕刻像素間距pp，進行雕刻直到作為第二深度的最大深度dp。
權利要求
1.一種印刷版的製版方法，通過利用從雷射光源射出的、對應於圖像信號而被調製的雷射束掃描記錄材料，從而對記錄材料的表面進行雕刻而製造印刷版，其特徵在於，包括第一雕刻工序，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度；第二雕刻工序，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
2.如權利要求1所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，上述印刷版是凸版印刷版。
3.如權利要求2所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，上述第一深度是網點百分比大致為零的浮凸彼此相鄰時的這些浮凸的邊界部分的雕刻深度。
4.如權利要求1所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，上述印刷版是凹版印刷版。
5.如權利要求1所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，根據上述第一像素間距、上述第一深度、記錄材料的感度、上述雷射光源的功率來確定上述第一雕刻工序的掃描速度。
6.如權利要求1所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，根據上述第二像素間距、上述第二深度、記錄材料的感度、上述雷射光源的功率來確定上述第二雕刻工序的掃描速度。
7.如權利要求1所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，在上述第一雕刻工序中，使上述雷射光源連續振蕩或者模擬連續振蕩，在上述第二雕刻工序中，使上述雷射光源脈衝振蕩。
8.如權利要求1所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，在上述第一雕刻工序中，由調製器調製雷射束，在上述第二雕刻工序中，由上述雷射光源自身調製雷射束。
9.如權利要求1所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，在上述第二雕刻工序中，將上述記錄材料預備加熱到比上述第一雕刻工序高的溫度。
10.一種印刷版的製版方法，通過利用從雷射光源射出的、對應於圖像信號而被調製的雷射束掃描記錄材料，從而對記錄材料的表面進行雕刻而製造印刷版，其特徵在於，包括第一雕刻工序，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度；第二雕刻工序，使用具有比上述第一束徑小的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距小的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度淺的第二深度。
11.如權利要求10所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，上述印刷版是凸版印刷版。
12.如權利要求11所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，上述第二深度是網點百分比大致為零的浮凸彼此相鄰時的這些浮凸的邊界部分的雕刻深度。
13.如權利要求10所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，上述印刷版是凹版印刷版。
14.如權利要求10所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，根據上述第一像素間距、上述第一深度、記錄材料的感度、上述雷射光源的功率來確定上述第一雕刻工序的掃描速度。
15.如權利要求10所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，根據上述第二像素間距、上述第二深度、記錄材料的感度、上述雷射光源的功率來確定上述第二雕刻工序的掃描速度。
16.如權利要求10所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，在上述第一雕刻工序中，使上述雷射光源脈衝振蕩，在上述第二雕刻工序中，使上述雷射光源連續振蕩或者模擬連續振蕩。
17.如權利要求10所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，在上述第一雕刻工序中，由上述雷射光源自身調製雷射束，在上述第二雕刻工序中，由調製器調製雷射束。
18.如權利要求10所述的印刷版的製版方法，其特徵在於，在上述第一雕刻工序中，將上述記錄材料預備加熱到比上述第二雕刻工序高的溫度。
19.一種印刷版的製版裝置，通過利用從雷射光源射出的雷射束對記錄材料進行掃描，從而對記錄材料的表面進行雕刻而製造印刷版，其特徵在於，包括調製器，其用於調製從上述雷射光源射出的雷射束；記錄鼓，在其外周部安裝有記錄材料；旋轉電機，其使上述記錄鼓旋轉；記錄光頭，其以能夠沿著與上述記錄鼓的軸心平行的方向移動的形式構成，對安裝在上述記錄鼓的外周部上的記錄材料照射從上述雷射光源射出的雷射束；移動電機，其用於使上述記錄光頭沿著與上述記錄鼓的軸心平行的方向移動；束徑變更機構，其改變從上述記錄光頭射出的雷射束的束徑；控制部，其通過控制上述調製器、上述旋轉電機、上述移動電機以及上述束徑變更機構，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
20.如權利要求19所述的印刷版的製版裝置，其特徵在於，還具有使上述雷射光源脈衝振蕩及連續振蕩的雷射光源控制部，上述控制部，在使上述雷射光源連續振蕩或模擬連續振蕩的狀態下，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，在使上述雷射光源脈衝振蕩的狀態下，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
21.如權利要求19所述的印刷版的製版裝置，其特徵在於，還具有用於調製從上述雷射光源射出的雷射束的調製器；使上述調製器在可調製雷射束的調製位置和退避位置之間移動的調製器移動機構，上述控制部，在將上述調製器配置於調製位置的狀態下，使用具有第一束徑的雷射束，通過由上述調製器調製後的雷射束而以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，在將上述調製器配置於退避位置的狀態下，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，通過由上述雷射光源自身調製後的雷射束而以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
22.如權利要求19所述的印刷版的製版裝置，其特徵在於，還具有對安裝在上述記錄鼓上的記錄材料進行加熱的加熱機構，上述控制部，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，在由上述加熱機構預備加熱了記錄材料的狀態下，使用具有比上述第一束徑大的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
23.一種印刷版的製版裝置，通過利用從雷射光源射出的雷射束對記錄材料進行掃描，從而對記錄材料的表面進行雕刻而製造印刷版，其特徵在於，包括調製器，其用於調製從上述雷射光源射出的雷射束；記錄鼓，在其外周部安裝有記錄材料；旋轉電機，其使上述記錄鼓旋轉；記錄光頭，其以能夠沿著與上述記錄鼓的軸心平行的方向移動的形式構成，對安裝在上述記錄鼓的外周部上的記錄材料照射從上述雷射光源射出的雷射束；移動電機，其用於使上述記錄光頭沿著與上述記錄鼓的軸心平行的方向移動；束徑變更機構，其改變從上述記錄光頭射出的雷射束的束徑；控制部，其通過控制上述調製器、上述旋轉電機、上述移動電機以及上述束徑變更機構，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，使用具有比上述第一束徑小的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距小的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
24.如權利要求23所述的印刷版的製版裝置，其特徵在於，還具有使上述雷射光源脈衝振蕩及連續振蕩的雷射光源控制部，上述控制部，在使上述雷射光源脈衝振蕩的狀態下，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，在使上述雷射光源連續振蕩或模擬連續振蕩的狀態下，使用具有比上述第一束徑小的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距小的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
25.如權利要求23所述的印刷版的製版裝置，其特徵在於，還具有使上述調製器在可調製雷射束的調製位置和退避位置之間移動的調製器移動機構，上述控制部，在將上述調製器配置於上述退避位置的狀態下，使用具有第一束徑的雷射束，通過由上述雷射光源自身調製後的雷射束而以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，在將上述調製器配置於調製位置的狀態下，使用具有比上述第一束徑小的第二束徑的雷射束，通過由上述調製器調製後的雷射束而以比上述第一像素間距小的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
26.如權利要求23所述的印刷版的製版裝置，其特徵在於，還具有對安裝在上述記錄鼓上的記錄材料進行加熱的加熱機構，上述控制部，在由上述加熱機構高溫預備加熱了記錄材料的狀態下，使用具有第一束徑的雷射束，以第一像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到第一深度之後，對比未由上述加熱機構進行加熱溫度低的記錄材料，使用具有比上述第一束徑小的第二束徑的雷射束，以比上述第一像素間距小的第二像素間距照射記錄材料，進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度。
全文摘要
本發明提供一種印刷版的製版方法以及印刷版的製版裝置，通過精密雕刻工序和粗雕刻工序這兩個工序執行雕刻，該精密雕刻工序是使用具有小的束徑的精密雕刻光束，以精密雕刻像素間距照射柔性感光材料，進行雕刻直到精密雕刻光束所能達到的最大深度，該粗雕刻工序是使用具有大的束徑的粗雕刻光束，以比精密雕刻像素間距大的粗雕刻像素間距照射柔性感光材料，進行雕刻直到浮凸深度。
文檔編號B41J29/38GK1754694SQ2005101076
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月29日 優先權日2004年9月30日
發明者小川秀明 申請人:大日本網目版製造株式會社