JPH08169100A - 印刷用ステンシル作製装置 - Google Patents

印刷用ステンシル作製装置

Info

Publication number
JPH08169100A
JPH08169100A JP7216214A JP21621495A JPH08169100A JP H08169100 A JPH08169100 A JP H08169100A JP 7216214 A JP7216214 A JP 7216214A JP 21621495 A JP21621495 A JP 21621495A JP H08169100 A JPH08169100 A JP H08169100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
printing
diaphragm
stencil
mirror diaphragm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7216214A
Other languages
English (en)
Inventor
Siegfried Rueckl
ジークフリート リュックル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schablonentechnik Kufstein GmbH
Original Assignee
Schablonentechnik Kufstein GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schablonentechnik Kufstein GmbH filed Critical Schablonentechnik Kufstein GmbH
Publication of JPH08169100A publication Critical patent/JPH08169100A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0652—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/02—Engraving; Heads therefor
    • B41C1/04—Engraving; Heads therefor using heads controlled by an electric information signal
    • B41C1/05—Heat-generating engraving heads, e.g. laser beam, electron beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/14—Forme preparation for stencil-printing or silk-screen printing
    • B41C1/145—Forme preparation for stencil-printing or silk-screen printing by perforation using an energetic radiation beam, e.g. a laser
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザビームのビームのくびれ部分を、印刷
用ステンシルの表面に対し垂直な方向に、極めて迅速
に、移動することを可能にする印刷用のステンシル作製
装置を提供する。 【解決手段】 回転自在に支持された印刷用シリンダ１
２と、印刷用シリンダ１２上を照射する印刷用シリンダ
１２の長手方向へ移動可能なレーザビーム１を発生する
ためのレーザと、レーザビーム１を印刷用シリンダの表
面１１上へ集束させるための集束光学装置１０と、を有
し、集束光学装置１０は弾性変形可能なミラーダイアフ
ラム４を有する少なくとも１つの偏向ミラーを備え、ミ
ラーダイアフラム４の曲率を駆動信号の関数として調整
する駆動手段があり、少なくとも１つの検知器がそれ自
身と印刷用ステンシルの表面１１との間の距離を測定す
るために備わっていて、駆動信号発生機は、測定された
距離の関数として駆動信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷用ステンシル
作製装置に関し、特にスクリーン印刷用ステンシル作製
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このタイプの装置は、既に一般に知られ
ているものであり、回転自在に支持された印刷用シリン
ダと、この印刷用シリンダ上を照射し、印刷用シリンダ
の長手方向に移動可能なレーザビームを発生させるため
のレーザと、レーザビームをこの印刷用シリンダの表面
上へ集束させるための集束光学装置と、を含む。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザビームの助けを
かりて、印刷用ステンシルを彫る場合、ビームのくびれ
部分の位置が、印刷用ステンシル、つまりワークピース
のわずなズレに迅速に追従できるようにする必要があ
る。これは、ワークピースの表面にビームの最大エネル
ギ位置を常に集中するようにし、特に、この表面が所定
のコースに関し位置のズレがある時でも、それを可能に
するために必要なのである。
【０００４】この類いのズレの場合には、一枚または二
枚以上のレンズからなるレンズ機構をズレに応じ適度に
動かす手法で調整する旨が既に提案されている。しか
し、このような補正運動が起こる所要時間は、表面のズ
レが比較的大きくて急に発生するような場合、大抵は長
くかかり過ぎる。表面の位置のズレ１ミリメートルをこ
うして補正するには、レンズ機構も１ミリメートル単位
で調整する必要があり、これには比較的長い時間を要す
る。
【０００５】本発明の目的は、当初から述べたタイプの
装置を更に発展させ、レーザビームのビームのくびれ部
分を、そのビーム軸方向にもっと更に迅速に、移動可能
にすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる装置は、弾性変形可能なミラーダ
イアフラムを有する少なくとも１つの偏向ミラーを備え
た集束光学装置と、このミラーダイアフラムの曲率を駆
動信号の関数として調整する駆動手段と、それ自身と印
刷用ステンシルの表面との間の距離を測定する少なくと
も１つのセンサと、測定された距離の関数として駆動信
号を発生する駆動信号発生機、とを有している。
【０００７】本発明による装置を使うと、目標となる表
面のズレに対して、制御変位量は相当に減らし得るの
で、レーザビームの集束位置の調整、もしくはレーザビ
ーム照射点領域でのフォーカルスポット直径の変更は、
非常に短時間に可能である。
【０００８】ミラーダイアフラムの変位は、好ましく
は、圧電、もしくは磁気ひずみ駆動手段を使って行うこ
とができ、そして、こうした手段は、実質的に慣性を伴
わずに、作動し、変位速度を非常に高速化することがで
きる。
【０００９】既に上で述べたように、ミラーダイアフラ
ムは円形状でよいが、長円形、もしくは楕円形でも構わ
ない。特に大きな入射角の場合の比較的大きな写像誤差
を、長円形や楕円形とすれば回避できるが、このことに
関しては、後程更に論じる。
【００１０】駆動手段は、好ましくはミラーダイアフラ
ムの中央後部にだけ作用する。こうすれば偏向ミラーの
構造は簡単になる。駆動手段は、環状刃を介し、ミラー
ダイアフラムへ背面上、もしくはその他に作用すること
もできる。この環状刃へ複数の駆動手段が作用すること
も可能であり、例えば３つの駆動手段で、それらが環状
周縁部上で、互いに一様な間隔をとる。
【００１１】この発明の改良によると、ミラーダイアフ
ラムは、背面を適切に形成した結果、縁より中心のほう
が厚い。
【００１２】駆動手段の作用の結果、ミラーダイアフラ
ムの反射面は、独特の手法で変形される。その目的は、
ミラーダイアフラムで反射されるビームが常に一点で交
わることである。しかし、ミラーダイアフラムのこうし
た変形を可能にするには、極めて限定した曲率をその背
面に対し維持しなければならないが、それには、半径方
向においてミラーダイアフラムの前述のような厚さの変
化が必要である。この配置では、ダイアフラム厚は、外
部ダイアフラム偏向領域から半径方向の内側に向かって
連続的に増加させることが可能である。加えて、背面の
中心と縁との間には少なくとも一つの変曲点が存在し得
る。背面中心部には、縁に環状刃が位置を占める台地状
部分（プラトー）を設けることもできる。
【００１３】ミラーダイアフラムの縁は、例えば、駆動
手段のハウジングに一体に形成されて接続させるか、も
しくは駆動手段のハウジング部の２つの部分間へ締め込
むようにすることが可能である。この場合、ミラーダイ
アフラムの背面外部周縁に沿って比較的深い溝があり、
ダイアフラム偏向領域を形成する。
【００１４】本発明のもう一つの有利な改良によれば、
駆動手段の駆動ヘッドの位置を検知して、ミラーダイア
フラムの位置を決定することができる。駆動ヘッドはミ
ラーダイアフラムの中央領域へ作用するのだが、この駆
動ヘッドの位置を、現在位置として制御ループへ伝える
ことができる。制御ループは、例えば、所望の位置に従
い、信号電圧を駆動手段へ送る。その結果、更にもっと
正確にミラーダイアフラムの変位を行うことが可能であ
る。
【００１５】駆動ヘッドの位置は、そこで反射される光
ビームともう一つの光ビームとの干渉により、詳細に検
知可能であるため、その過程で作られる干渉縞を評価す
ることで、非常に高度の分解能可能出力が達成される。
【００１６】本発明の更に進んだ改良によると、変位可
能なダイアフラムを備えた複数の偏向ミラーをレーザビ
ーム経路に配置することができる。その結果、比較的大
きな位置のズレでさえ補正が可能になる。この場合、個
々のミラーの変位量は、大きくなり過ぎることがない
し、一定の状況下では、ミラーダイアフラムの許容可能
な最大強度の振幅範囲、もしくは延長限界範囲を越える
こともない。その上、複数のそうした偏向ミラーの作動
の結果、位置偏向の補正に要する駆動時間を更に短縮で
きる。
【００１７】本発明の別の非常に有利な更に進んだ発展
結果により、この複数の偏向ミラーは異なる平面に配置
される。その結果、特に、第２子午面と第１子午面の焦
点距離のズレの誤差を更に減少させることができる。
【００１８】加えて、もし集束光学装置が集束レンズシ
ステムを含めば、レンズおよびミラー組合わせシステム
の焦点合計に関し、
【数１】 の関係が出てくる。ここで焦点距離ｆmirrorは、偏向ミ
ラーの凹面曲率半径に対しては正、凸面曲率半径に対し
ては負にする。ここでのレンズシステムとしては、常
に、集光レンズシステム、または少なくとも全体で集光
レンズシステムとして機能するシステムから、選択がな
される。よって、焦点距離ｆlensは常に正である。ビー
ム広がりが少ないレーザビームのくびれ部分は、ビーム
がレンズシステム通過すると、レンズシステムの焦点付
近に形成される。この場合、偏向ミラーおよびレンズシ
ステムは、好ましくは、互いに上の関係（１）を満足す
るような距離をとり、配置される。
【００１９】もし、例えば、単独レンズをレンズシステ
ムとして選択し、更に、この単独レンズの焦点距離を５
０ｍｍとして、この単独レンズで構成されるシステムと
偏向ミラーとの焦点距離合計を５０ないし４９ｍｍに調
整できると仮定すると、焦点距離合計が５０ｍｍの場
合、偏向ミラーは、完全に平面でなければならない。焦
点距離合計が４９ｍｍの場合は、２４５０ｍｍの焦点距
離を持たねばならない。この焦点距離は、２倍の大きさ
のミラーの曲率半径を要し、即ち、ここでは約４９００
ｍｍである。もし、円形のディスク形ダイアフラムが、
縁で回転自在に支持されていて、その背面に作用する力
で、今度は屈曲されるとすると、それぞれの経線断面で
屈曲線が作り出されるが、それは、円形に屈曲された凹
面鏡へかなり近似した形と一致する。中心から縁まで、
ダイアフラム厚の変化を相応に形成することにより、屈
曲線の形を、所望のいかなる曲線変化にも一致させるこ
とが可能である。
【００２０】球状に曲がった円形膜の屈曲と、球半径と
の関係には、次の式が得られる。
【００２１】
【数２】 ここで、ｂは屈曲、Ｒは球半径、ｄは円形ダイアフラム
の直径を表わす。
【００２２】前記作動目的に普通に使用されるレーザビ
ームは、レーザ共振器の出口を出た位置で、約１５ｍｍ
の直径を有する。直径２５ｍｍの反射円形ダイアフラム
が使用されていて、これを４９００ｍｍの曲率半径を確
立するよう屈曲させたいと望むなら、これには、いま述
べた関係により、約１６μｍの屈曲が必要である。ダイ
アフラム直径のビーム直径に対する比の関係（２５／１
５）は、レーザ技術の次のような既知の要件から来る。
即ち、ビーム限界は、作動結果に好ましくない影響を及
ぼすことになる回折現象を避けるために、ビームエッジ
１／ｅ2 のほぼ１．７倍でなければならぬということが
ある。
【００２３】次に、ミラーダイアフラムでの駆動運動に
対する、ビームのくびれ部分の移動関係は、１０００／
１６＝６２．５に対応する。それ故、ミラーとして使用
されるダイアフラムを、ビームのくびれ部分の移動運動
の僅か６２．５分の１だけ屈曲しなければならない。も
し、ダイアフラムを厚く設計し、熱の消散を保証する程
度にする必要があると考えるなら（誘電性多重層コーテ
ィングを施したミラー上で、１ｋＷレーザビームの場
合、約５Ｗのパワーロスが生じやすい）、レンズおよび
関連の保持装置を動かさねばならない場合に比して、動
かす質量も遥かに小さいということが分かる。従って、
本発明による装置の固有の機械的周波数は非常に高く、
レーザビームのくびれ部分の、印刷用ステンシル、もし
くはワークピースの表面に対する垂直な方向追従は、そ
れ故、極めて迅速に行うことができる。
【００２４】集束光学装置、もしくはレンズシステム、
および、少なくとも１つの偏向ミラーが、共通のスライ
ド上に都合よく配置してあって、このスライドを、印刷
用ステンシル、もしくはスクリーン印刷用ステンシル、
もしくはワークピースに対し、相対的に移動することが
可能である。例えば、中空円筒状のデザインをしたスク
リーン印刷用ステンシルがあって、それが、表面上に感
光性ラッカー層を有し、前記ステンシル長手方向の軸の
回りを回転するとすると、前記スライドを、スクリーン
印刷用ステンシルがその長手方向の軸の回りを回転する
間、この長手方向の軸と平行に移動することが可能であ
る。これは、スクリーン印刷用ステンシルまたはその上
にあるラッカー層を、領域毎に、あるいは点毎に感光す
るために行う。そうする内に、スクリーン印刷用ステン
シルの、理想形からのズレが生じることがある。この理
想形は周縁部に配置してある検出器を使い決定できる。
こうした場合、その理想的位置に関する、スクリーン印
刷用ステンシルの壁の現在位置を、この検出器の出力信
号を使いレーザビームの照射点領域において算出するこ
とができ、その位置から、駆動信号を発生させることが
可能である。これは、レーザビームのビームのくびれ部
分を、スクリーン印刷用ステンシルの表面領域に再度位
置するようなビーム方向に調整する目的で行うのであ
る。類似のプロセスは、ヨーロッパ特許出願第９４１０
６４９８．２で述べてあり、ここまでの範囲では、本出
願の題材となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明によるレーザビーム集束装
置の典型的な第一実施形態は、図１に示してある。直径
約１５ｍｍのレーザビーム１は上方から入り、スライド
２に固定した第一偏向ミラー３に入射し、この第一偏向
ミラー３により偏向され、ミラーダイアフラム、もしく
は凹面鏡ダイアフラム４に向かう。今述べたビームの直
径は、強度が１／ｅ2 部分、即ち、ビーム平均強度の１
３．５３％に減少するビーム直径に関連する。ミラーダ
イアフラム４の鏡面曲率半径は、圧電素子５を使って変
えることが可能である。こうした目的のため、電気的な
駆動信号を使い圧電素子５を駆動する。いわゆる圧電多
層素子の場合は、これに対しては、１００Ｖのオーダの
電圧信号で十分である。圧電素子５は、一方の端をハウ
ジングベース６で支持され、ハウジングベース６は、環
状部７を介し、凹面鏡ダイアフラム４と連結されてい
る。環状部７と凹面鏡ダイアフラム４との間の連結は、
ここでは一体形成によって為されている。環状部７と凹
面鏡ダイアフラム４との間の移行点には、旋削溝８によ
り、非常に薄い壁部分が形成されていて、これが周縁方
向に伸びている。これをダイアフラム偏向領域と称する
ことができるのだが、この結果、凹面鏡ダイアフラム４
は実質上、縁で回転自在に支持された板のように動く。
レーザビーム１は、凹面鏡ダイアフラム４で反射された
後、２４５０ｍｍという非常に大きな焦点距離のため
に、初めはごく弱く集束される。そして、更に偏向ミラ
ー９で反射され、集束レンズ１０を通過する。その際、
レンズ１０は、レーザビーム１をワークピースの表面１
１上へ最終的に集束する。本件のワークピース１２は、
ラッカーをコートしたステンシル、例えば、中空円筒形
のスクリーン印刷用ステンシルであり、長手方向の円筒
軸を有する。この軸に対しスライド２は、平行に移動す
る。この件の場合、集束されたレーザビーム１は、半径
方向からスクリーン印刷用ステンシル上を照射する。こ
こに示すビーム経路の場合は、入射角１３が小さいの
で、写像上の誤差（非点収差またはコマ）を修正するた
めにそれ以上の処置を講ずる必要はない。
【００２６】凹面鏡ダイアフラム４の製作は、例えば次
のように行うことができる。調整用ネジボルトを圧電素
子５の代わりにハウジングベース６ヘ差し込む。この調
整用ネジボルトにより、予め作製した凹面鏡ダイアグラ
ム４を外向きに、例えば１６μｍ屈曲する。そして、こ
の状態で、凹面鏡ダイアフラム４を平らに削り、平らに
磨く。この製作作業が終了した後、調整用ネジボルトを
外すと、凹面鏡ダイアフラム４は１６μｍ弾性によって
戻り、そこで、応力が取り除かれた状態となって、凹面
鏡が出来上がる。
【００２７】この凹面鏡は、圧電素子５を伸長すること
により変形可能である。例えば、圧電素子を１６μｍ伸
長したとき、機械加工の間形成されていた二次元面に再
度達する。例えば、直径２５ｍｍのダイアフラムに対し
て１ｍｍの厚さを選び、材料にはＡｌＣｕＭｇ合金を選
ぶと、１６μｍ屈曲させるためには１４Ｎの力を必要と
し、ダイアフラムの中心には２２５Ｎ／ｍｍ2 の応力が
発生する。このことから分かるように、必要な屈曲過程
は完全弾性領域で行われ、また、それゆえに、この過程
は逆向きにも可能である。今予測した例の場合のよう
に、ダイアフラムの材料として、当然、材料の選択がな
される。ダイアフラムの材料は、例えば、銅を加えたア
ルミニウム合金（硬い）、もしくは硬化ばね鋼のように
広い弾性領域を有している。こうした材料には、０．９
９８及びそれ以上の反射率を達成するため、誘電性物質
製の反射性多重層を提供することができる。
【００２８】選択可能な電気的駆動信号が圧電素子５に
使用されるが、この電気的駆動信号により、圧電素子の
伸びは適正な方法で調整可能であり、これに応じて、凹
面鏡ダイアフラム４の焦点距離も調整できる。
【００２９】図２及び図３では、図１と同じ構成要素に
は同じ参照符号を与えてある。ここでは、レーザビーム
１のもう少々簡単な光路が描かれているが、集束装置の
光学的補正に関しては、この光路から、更に高度な要求
が出される。レーザビーム１を集束するための光学的構
成要素をその上に配備したスライド２が２本のガイド１
４の上を走る。この２本のガイドは、互いに間隔をおい
て平行に設置してあり、スクリーン印刷用シリンダの円
筒軸に対しても平行になっている。ここで、スクリーン
印刷用シリンダには参照符号１２が与えてある。その表
面１１は、彫り込みヘッドの領域のところで理想的位置
から外れているのが図３から見取ることができる。この
理想位置は、細い破線で記してある。レーザビーム１の
ビームくびれ部分をシリンダ表面１１に向う方向に移動
可能にするため、圧電素子５は適当な半径方向駆動信号
を使い駆動する。この駆動信号の発生については、既に
触れたヨーロッパ特許出願第９４１０６４９８．２に大
筋が述べられている。
【００３０】レンズ１０と機械加工する表面１１との間
には、更に保護ノズル１５がある。これはレンズ取付け
台１６にかぶせねじ込んであり、レンズ取付け台１６は
集束レンズ１０を収納する。何も表示はないが、保護ノ
ズル１５にガスを供給することにより、保護ガスあるい
はエアが、ノズルの内部空間１７に導入され、そこから
ノズル開口１８を介し、流出する。既に強度に集束され
たレーザビーム１も、保護ノズル１５から同じノズル開
口１８を介し、出てくる。このガスの流れは、粒子が集
束レンズ１０に近付くのを阻止し、レンズに害を与えな
いようにする不可欠な要素としての役割を果たす。
【００３１】レーザビーム１のビーム誘導は、ここでは
ごく簡単に形成してあり、凹面鏡構成要素４に関し、非
常に大きな入射角を許容している。だが、この大きな入
射角１３のため、比較的大きな写像誤差の危険性があ
る。このことについては、次に続く図４の等角投影図を
使い、更に詳しく述べる。そこで使用する名称について
次のことは述べておく必要がある。即ち、図２に示した
保護ノズル１５の断面を第１子午面と記し、これに対し
て垂直な面で光軸１９を含む面を第２子午面と記す。
【００３２】図４では、凹面鏡ダイアフラムは、また参
照符号を４とする。第１子午面は、図示される周辺光線
（エッジ・レイ）２１によってその境界が示されてお
り、第２子午面は周辺光線２３によってその境界が示さ
れている。大きな入射角１３のために、レーザビームに
照射される凹面鏡ダイアフラム４は、第１子午面におけ
る交差曲線２０に沿う断面の方が第２子午面における交
差曲線２２に沿う断面より長くなる。交差曲線２０と２
２の曲率半径が同じ場合は、ビーム焦点における第２子
午面内の断面幅は、第１子午面内の断面幅より大きい。
これら２つの断面幅は、こうした前提条件下では、ファ
クターｃｏｓαだけ差異が生じる。ここでαは、レーザ
ビーム１の入射角１３の大きさであり、凹面鏡ダイアフ
ラム４の頂点２６に立てた法線２７に関する入射角であ
る。
【００３３】それゆえ、本発明の更に進歩した実施形態
によると、交差曲線２０（第１子午面）の曲率半径３０
は、交差曲線２２（第２子午面）の曲率半径３１より遥
かに大きくなるよう選んであるので、第１子午面の断面
幅と第２子午面の断面幅は同一である。焦点は参照符号
２４で、軸直径は参照符号２８と２９である。これらの
曲率半径は、前の方でも述べたように、もともと、凹面
鏡ダイアフラム４の中心に力を加え屈曲することで形成
したのであるから、凹面鏡ダイアフラムは、もはや円形
ではなくて、楕円形、もしくは長円形の形状である。
【００３４】本発明の典型的な第三実施形態は、図５に
示してあり、調整可能な凹面鏡ダイアフラム４を備えた
凹面鏡が２つある。こうした配置を選ぶのは次のような
場合である。即ち、再調整するズレが非常に大きくて、
必要な駆動量が、反射層を含め凹面鏡ダイアフラム４に
用いる材料の許容可能な最大振幅強度、もしくは最大限
界強度を越えてしまう場合、または、駆動回数をもっと
ずっと減らそうとする場合である。原則として、複合光
学ユニットの焦点距離の逆数は、合計すると、総焦点距
離の逆数と一致するので、圧電制御の焦点距離も、凹面
鏡ダイアグラムを２個配置することにより半減する。そ
して、その結果、再調整量を増加することができる。全
く同様にして、こうした凹面鏡ダイアフラムの配置をｎ
倍にすると、再調整量もｎ倍に増加することが可能であ
る。
【００３５】もちろん、ここに示す集束装置を使えば、
フォーカルスポットの大きさを制御することも、ビーム
のくびれ部分を移動することにより実行可能である。こ
のように何かステンシルの彫り込みに焦点横断面の異な
る直径が必要であれば、ビームのくびれ部分の移動を、
圧電配置の場合に普通の駆動回数以内に行うことで、こ
れを得ることができる。このような応用は、例えば、ハ
ーフトーン技術の分野でも必要とされる。
【００３６】図５による典型的な第三実施形態の場合、
入射角（光軸とミラーダイアフラム面に立てた法線とが
作る角）と出射角とを保持することも可能である。この
ように、凹面鏡ダイアフラムで反射を行う間の光路全体
のズレは比較的小さい。結果として、第２子午面の焦点
と第１子午面の焦点との間に生じる誤差の総計は非常に
小さく抑えることができるので、これはもはや障害には
ならない。もちろん、これに対する許容度は、それぞれ
の応用内容によるし、また特に、所望するフォーカルス
ポットの直径にもよるのである。
【００３７】本発明の典型的な第四実施形態は、図６に
示してある。これは、凹面鏡ダイアフラム４を２個使用
した場合、光路を更に修正して、第２子午面と第１子午
面とにおける焦点距離のズレの誤差をもっと減少させる
ことが可能であることを示している。ここでは、レーザ
ビームは、もはや平面を走るのではなくて、三次元的偏
向を受ける。ここでの基本的コンセプトは次のようにな
る。即ち、２個の凹面鏡ダイアフラム４を三次元的に移
動し、その法線もそれに応じて傾く。その結果、光軸面
であって、元来互いに垂直な２つの平面――例えば、第
２子午面と第１子午面――における周辺光線は同じ大き
さの偏向を受ける。それで、こうした光路の焦点距離の
ズレはもはや生じないのである。このことは、凹面鏡ダ
イアフラム４を２個あるいはそれよりも多くを、三次元
的に配列することによっても達成可能である。
【００３８】図７は、回転対称な構造を持つミラー装置
の軸方向断面図を示す。一方、図８は、図７のミラー装
置の概略図を示す。凹面鏡ダイアフラム４の曲率は、一
般には非常に小さい（最高時の高さは１５μｍないし２
０μｍ）ので、幾何学的関係を正確に表わしている断面
図においては、直線で表わされるにすぎない。圧電素子
５の作用の結果として、凹面鏡ダイアフラムの反射面は
一定の形状に変形されねばならない。軸３９に対する反
射面の個々の部分の法線の傾斜角は、この軸３９からの
半径の増加に従って線形に増加するはずである。しか
し、凹面鏡ダイアフラム４の壁３５をこのように変形す
るためには、壁３５の下側３６に対し極度に限定した曲
線形状を維持せねばならない。前記曲線形状は、例え
ば、ＦＥＭ解析により、数値を決定することが可能であ
り、図７に他の部分と同じ縮尺で示してある。圧力部３
７を接続した圧電素子５が調整ネジ３８によって、印加
電圧作用のない状態で、壁３５に対して凹面鏡として形
成された本来の円形状が直線となるまで調整してあるか
否か、あるいは、圧電素子５がこの壁３５に軽く押しつ
けてあるだけであり、凹面鏡ダイアフラム４の円形状が
この場合僅かに減少しているだけか否か、こうしたこと
は使用する圧電素子５に左右される。この圧電素子が印
加電圧の下で伸長するか、あるいは収縮するか、それ
は、この圧電素子にとって有利な方に決まる。圧電素子
５が収縮するものである場合、壁３５に対し圧電素子
に、凹面鏡ダイアフラム４が直線の形状を示すまで調整
が行われる。電圧を印加することにより圧電素子５はそ
の後収縮して、凹面鏡ダイアフラム４は最終的には、最
大電圧時に、本来の形状に達する。もちろん、どの場合
でも僅かな機械的な初期荷重は残り得る。これによっ
て、圧力部３７を端部に接続した圧電素子５は、壁３５
と調整ネジ３８との間にかかる十分な力により常時保持
されている。圧電素子５と密閉用蓋４１の間の空洞４０
は、弾性樹脂で充填できる。レーザ放射を吸収する結果
として、また圧電素子５の容量性発熱作用の結果として
も、この装置の温度は上昇する。これがために、冷却媒
体（空気、シリコン、オイルなど）を供給し、また密閉
用蓋４１に開けた穴４２を介し、これを除去することが
可能である。この冷却媒体が液体であれば、機械的な減
衰効果も、迅速な駆動運動の場合、壁３５上に持続的に
作用し得る。圧電素子５の電気接続部４３は、穴４４を
介して引き出し、この穴４４は密閉用蓋４１とハウジン
グカバー４５とを貫く。液体の冷却媒体の場合は、この
穴４４も同様に、弾性樹脂か、またはキャスト・コンパ
ウンド（cast compound ）で密封する。
【００３９】凹面鏡ダイアフラム４とハウジングカバー
４５とは、ここでは互いに一体的に接続してあり、一種
の円筒形の壺の形をしている。この配置では、凹面鏡ダ
イアフラム４はこの壺の底になる。壺は、密閉蓋４１の
助けを借り、厳密には、ネジ３２の助けも借りて密閉し
てある。このネジ３２は、密閉蓋４１の外部周縁にある
開口部３３を貫いて突き出し、めくらネジ穴３４にねじ
込んであり、めくらネジ穴３４はハウジングカバー４５
の壁に位置している。
【００４０】圧電素子５は、壺の中心軸３９と同軸の位
置にあって、その長さ方向に伸長する。穴４２の軸とネ
ジ３２の軸とは、圧電素子５と平行に走る。圧電素子５
の圧力部３７は、凹面鏡ダイアフラム４の背面へ作用
し、同様にまた、中心軸３９上へ作用する。凹面鏡ダイ
アフラム４は、中心軸３９の箇所で最大厚を有し、壺の
内部に最大限に広がる。凹面鏡ダイアフラム４の厚み
は、中心軸３９から半径が増加する方向において所定の
形状に従い、当初は急激に減少し、その後、当初に比し
てゆるやかに減少しつつ変曲点を通過し、再度急激な減
少傾向をたどり、ついには、旋削溝８の厚みへと至る。
旋削溝８は、既に述べたが、壺底の内部周縁を巡ってい
る。
【００４１】図９と図１０とは、磁気ひずみ変位素子を
有するミラー装置を示す。この場合、図９は、ミラー装
置の軸方向断面図であるが、図１０は、軸に直交する方
向の断面図である。ここでもミラー装置はまた回転対称
な構造をしていて、その他の点では、図７及び図８と同
じ参照符号を付している。ここでは、純粋なニッケルの
薄い金属板を螺旋状に巻いて、凹面でほぼ円筒形のコア
部４６を形成し、このコア部４６はコイル４７が取り囲
む。コイル４７は、中心軸３９を同軸的に巻いていて、
その巻線は電気接続部４３に接続し、通孔４４を介し外
側に引き出してある。電圧をこれら電気接続部４３に印
加すると、コイル４７の巻線を介し電流が流れ、そのた
め、形成される磁界の影響を受ける結果、コア部４６が
収縮する。
【００４２】この中空円筒形コア部４６は、既に述べた
ように、円筒軸を有し、ミラー装置の中心軸３９と同軸
を有する位置にある。この配置では、圧力部３７はコア
部の頂部にしっかりと差し込んである。底部では、コア
部はもう一方の端を連結部３７ａ上に据えていて、この
連結部にはその一部に、調整ネジ３８が作用する。コイ
ル４７は、コア部４６の外側で、このコア部、もしくは
中心軸３９と同軸を有する位置にあって、その巻線はコ
ア部４６の回りを巡っている。その他の点では、図９と
１０によるミラー本体の構造は、図７と８によるミラー
本体の構造と一致する。
【００４３】図１１、１２、１３はミラー装置を示す。
このミラー装置は、輪郭が楕円形の凹面鏡ダイアフラム
４を備えている。凹面鏡ダイアフラム４は、屈曲性に優
れたダイアフラムとして作用する領域において、異なる
径５１、５２を有する。これらの径は、２つの互いに垂
直であって中心軸５０を通る断面における径である。製
造の点から見て、中空の本体内部にこのようなダイアフ
ラムの形状を作ることは困難であるので、ダイアフラム
は薄片として形成され、また、変形解析に基づき、背面
を機械加工して、その正しい形状を得る。壁３５の背面
３６も、ここでまた壁の厚さは、半径の増加につれ減少
する特有な形状を示す。しかし、この背面３６の等高線
５５は、ここでは円形ではなくて、楕円形、もしくは長
円形である。このことが一番よく分かるのは図１３にお
いてである。凹面鏡ダイアフラム４は、最終的に外部環
状部５６と台枠５７との間にはさみ込まれる。密閉用蓋
４１は、前のように圧電素子５を収納する。今回の場
合、ネジ４８は、密閉用蓋４１の周辺通路開口部を貫い
て押し込まれ、更に、台枠５７のフランジにある周辺通
路開口部４９を貫いて押し込まれ、そして、合致するネ
ジ穴５３にねじ込まれる。ネジ穴５３は外部環状部５６
の壁の領域に位置する。この外部環状部５６は、内部フ
ランジ５４を有し、内部フランジ５４の内側には凹面鏡
ダイアフラム４が据えてある。凹面鏡ダイアフラム４
は、台枠５７の助けを借りてこの内部フランジに押しつ
けられている。この配置では、台枠５７は、中心軸５０
と同軸を有し、中空円筒５８を備える。中空円筒５８
は、押し込み嵌合いで外部環状部５６に取り付けてあ
り、その端を凹面鏡ダイアフラム４の周縁部５９に押し
つけている。凹面鏡ダイアフラム４の周縁部５９は、旋
削溝８の半径方向外側に位置する。密閉用蓋４１は、前
と同様、圧電素子５を収納する。圧電素子５と密閉用蓋
４１との間の空間４０は、また適当なキャスト・コンパ
ウンドを充填できる。その他の点では、図７から図１０
までと同じ名称を当ててある。
【００４４】図１４は、圧電駆動ミラー装置を示す。こ
の装置では、発生した実際の位置変化は、干渉測定装置
によって確認できる。圧電素子は小形の環状ディスク群
６０で構成してあり、それらは、中心軸３９と同軸を有
する位置にある中空円筒を形成する。圧力部３７は、端
部をこの中空円筒の頂部に差し込んであり、背面に光学
ミラー６１を有し、それが中空円筒の内部へ向いてい
る。半導体レーザ６２は、光束を、レンズ６３（色消し
レンズ）を介してビーム分割器６４へ送り出す。ビーム
分割器６４は、光度の５０％を、レンズ６５（色消しレ
ンズ）を介して圧力部３７の背面にあるミラー６１へ集
束させ、そして、残りの光度５０％を、レンズ６７を介
して静止ミラー面へ入射する。ミラー６１から、および
ミラー６６から反射したビームは再びビーム分割器６４
を通り、各々からの光度５０％はそれぞれ更に先にある
レンズ６８を介してフォトダイオード６９へ集束する。
圧力部３７の位置が変化する場合、フォトダイオード６
９の表面に干渉が生じ、この干渉に応じて、変位するダ
イオード電流が誘起される。これは、増幅回路７０によ
り、評価論理回路へ回すことが可能な程度まで予め増幅
するが、評価論理回路に関しては、まだなにも説明して
いない。この評価論理回路は、本質的に分かるような手
段で、例えば、明暗事象を数えることによって伝えられ
る情報を評価し、必要があれば、もっと明快な解答を得
るために更に電圧の測定を行う。圧電素子５は、セラミ
ックディスク７１により金属製ハウジング７２から絶縁
してある。この金属製ハウジング７２は、底になる端部
側に、光ビームが通過してミラー６１へ向うための中央
通路開口部を有している。金属製ハウジング７２の頂
部、つまりもう一方の端部側は、端部ダイアフラム７３
によって閉鎖してあり、端部ダイアフラム７３は、ハウ
ジング７２の頂部外部ネジ（即ち、雄ネジ）へかぶせね
じ込んである。端部ダイアフラム７３は、圧力部３７を
取り付けるための中央通路開口部を有している。このよ
うにして、圧電素子５は、ハウジング７２と端部ダイア
フラム７３とによって囲ってある。この端部ダイアフラ
ム７３は、ハウジング７２の長手方向の膨脹を可能な限
り小さく抑えるために、比較的薄手のデザインになって
いる。
【００４５】端部ダイアフラム７３には、凹面鏡ダイア
フラム４用のハウジグカバー４５が、内部周縁ネジ（即
ち、雌ネジ）とそれが嵌まる外部周縁ネジとによってね
じ込まれかぶせられる。ハウジングカバー４５は、ここ
でも凹面鏡ダイアフラム４と不可欠な要素として接続し
ていて、凹面鏡ダイアフラム４は、その中央部連結装置
で圧力部３７と接触する。ハウジング７２は、もう一方
の端部をキャリアハウジング７２ａへ差し込むかもしく
はねじ込むかしてある。前に述べた光学要素６３、６
４、６５、６６、６７、６８はこのキャリアハウジング
７２ａ中の各々の光学経路に位置し、半導体レーザ６２
とフォトダイオード６９もこのキャリアハウジング７２
ａへ取り付けてある。前記フォトダイオード６９は増幅
回路７０と接続してあり、増幅回路７０はハウジング部
７２ａ中に位置し、ハウジング部７２ｂはハウジング部
７２ａへ接続している。
【００４６】図１５は、概ね図１４と同じ装置を示す
が、今度は磁気ひずみ駆動素子がある。内部の中空円筒
７４は、薄手のニッケル金属板ストリップを使って形成
するが、ストリップは螺旋状に巻き、エポキシ樹脂で接
着する。この中空円筒７４は、巻線アセンブリ７５で囲
い、更にそれを外部の中空円筒７６で囲う。この外部の
中空円筒７６は、内部の中空円筒７４と同じ方法で組立
てることができる。ハウジング端部ディスク７７、７８
は、両端で、中空円筒７４、７６及び巻線アセンブリ７
５と樹脂接着するかまたは鋳込み結合する。この配置で
は、ハウジング端部ディスク７７は、圧力部３７を取り
付けるための中央通路開口部を有し、圧力部３７はその
下部にミラー６１を有し、ミラー６１は中空円筒７４の
内部へ向いている。ハウジング端部ディスク７８には中
央通路開口部が備えてあり、ここを介しビームがミラー
６１へ入射する。この場合、ハウジング端部ディスク７
８は、適合する周縁外部ネジをによって、キャリアハウ
ジング７２ａへねじ込む。ハウジング壁４５には、凹面
鏡ダイアフラム４が不可欠な要素として接続してある
が、このハウジング壁４５を、順次、上部ハウジング端
部ディスク７７へかぶせねじ込む。
【００４７】巻線アセンブリ７５を介して流れる比較的
強い、もしくは比較的弱い電流の影響の結果、または、
相応の磁界の影響の結果、中空円筒７４および７６は、
伸長しもしくは収縮し、こうして、凹面鏡ダイアフラム
４を変位させる。
【００４８】本発明にかかる装置の全体構造は、例え
ば、スクリーン印刷用ステンシルの製作に使用するが、
この全体構造に関し以下に図１６ないし図１８によっ
て、より詳しく述べる。
【００４９】スクリーン印刷用ステンシルは参照符号７
９によって示されている。一方、中空シリンダは参照符
号８０によって示されている。中空シリンダ８０上に
は、ステンシルパタン８１が、厳密にいえばラッカー層
８２の範囲内にあって、ラッカー層８２は、中空シリン
ダ８０の外部周縁面上に存在する。この場合、中空シリ
ンダ８０は、例えば、均一に穿孔を施したニッケル製の
シリンダである。
【００５０】スクリーン印刷用ステンシル７９は、互い
に向かい合う両端を、それぞれの場合、締付けヘッド８
３、８４によって保持され、締付けヘッド８３、８４は
センタリングフランジとして設計してある。これらの締
付けヘッド８３、８４は、それぞれの場合、軸受けセル
８６、８５で回転自在に支持されている。軸受けセル８
５、８６はマシンベッド８７上に支持されていて、マシ
ンベッド８７は装置８８、８９を支持することを特徴と
する。
【００５１】支持装置８９は、マシンベッド８７から取
外し、もしくはこれと相対的にスクリーン印刷用シリン
ダ７９の長さ方向に移動することができる。こうすれ
ば、スクリーン印刷用シリンダを締付けヘッド８４およ
び８３の間にもっと容易に配置することが可能であり、
あるいは、そこからまた取外すことが可能である。
【００５２】中空軸部９０は、左手側の締付けヘッド８
４と接続していて、軸受けセル８５の中へ伸長し、そこ
で回転自在に支持してある。この中空軸部９０は、動力
伝達経路を介して回転し、動力伝達経路は、支持装置８
８を介し駆動モータまで通じており、駆動モータはマシ
ンベッド中に配置してある。中空軸部９０が回転する
と、締付けヘッド８４もこれにより共に回転するので、
スクリーン印刷用ステンシル７９も結果として回転す
る。もう一方の締付けヘッド８３は自由に回転し、か
つ、中空軸部９１を介し、軸受けセル８６中で支持して
ある。
【００５３】中空軸部９０、９１は双方とも、それぞれ
締付けヘッド８４、８３の領域で終っていて、つまり、
スクリーン印刷用ステンシル７９の中へは伸長していな
い。そして、双方ともまた、締付けヘッド８４、８３と
は逆方向に面する端部で、密閉する形で導風路９２、９
３へ接続している。
【００５４】中空軸部９０の固定していない端部へ接続
している角度エンコーダ９４は、制御ライン９５を介
し、付属モニタ９７を備えたコンピュータ９６へ、スク
リーン印刷用ステンシル７９のそれぞれの回転位置を伝
える。処理中、コンピュータ９６は、制御ライン９９を
介して、相応するスイッチオン、もしくはスイッチオフ
・パルスをレーザ９８へ出力する。レーザ９８からのレ
ーザビーム１００は、こうしたスイッチオンおよびスイ
ッチオフ・パルスに従い、放射されたり、もしくは放射
されなかったりする。レーザビーム１００は、第一偏向
ミラー１０１を介し、第二偏向ミラー１０２へ送られ
る。第二偏向ミラー１０２は、集束レンズ１０３と共に
光学スライド１０４上へ搭載され、光学スライド１０４
は移動できるように移動式スライド１０５上へ配置され
る。移動式スライド１０５は、更に後述するように、間
接的にマシンベッド８７に支持してあり、マシンベッド
８７は、例えば床の上に位置するが、それは、第一偏向
ミラー１０１を保持するためのスタンド１０６とまさに
同様である。
【００５５】第一偏向ミラー１０１および第二偏向ミラ
ー１０２との間の領域では、レーザビーム１００は、ス
クリーン印刷用ステンシル７９のシリンダ軸１０７と平
行に走り、それから、第二偏向ミラー１０２により、少
なくともほぼ半径方向に中空シリンダ８０へ向かって走
るよう偏向される。そうする中で、レーザビーム１００
は、集束レンズ１０３により、ラッカー層８２の上へ集
束される。
【００５６】移動式スライド１０５は、スクリーン印刷
用ステンシル７９のシリンダ軸１０７の方向へ移動が可
能である。この移動は、スピンドル１０８およびこのス
ピンドルを駆動するモータ１０９によって、実行され
る。円筒状ガイド１１１ａおよび角柱状ガイド１１１ｂ
は、スクリーン印刷用ステンシル７９のシリンダ軸１０
７と完全に平行な、移動式スライド１０５の運動を保証
する。この配置では、角柱状のガイド１１１ｂは、マシ
ンベッド８７の上部表面上に位置するが、一方、スピン
ドル１０８および円筒状ガイド１１１ａは、マシンベッ
ド８７の正面上に互いに平行に配置してある。
【００５７】マシンベッド８７の内部にはガス送風装置
があり、その一つは、それぞれの場合、導風路９２およ
び９３の一つに接続している。これらのガス運搬装置に
より、導風路９２、９３、中空軸部９０、９１、およ
び、締付けヘッド８４、８３を介し、圧搾ガスをスクリ
ーン印刷用ステンシル７９の内部へ吹込むことが可能で
ある。密閉手段も、ガスを使ってスクリーン印刷用シリ
ンダ７９の内部へ吹込むことが可能である。これは、ラ
ッカー層を外された中空シリンダ８０の開口部を内部か
ら、必要があれば密閉するために行う。密閉手段は、例
えば廃材、例えば紙屑あるいはプラスチックの小片など
であって、反射面を有するものでもよい。
【００５８】スピンドル１０８を駆動するためのモータ
１０９は、好ましくは、直流モータ（ステッピングモー
タ）であり、こうすると、中空シリンダ８０上を照射す
るレーザビーム１００の軸の位置も、直流モータ１０９
用の駆動パルスを使い決定可能である。
【００５９】移動式スライド１０５に接続しているの
は、例えば、一体となったブラケット１１２であり、こ
れは、スクリーン印刷用ステンシル７９の下側に位置
し、ある距離をおいて、これを部分円、もしくは半円状
に取り囲む。スライド１０５がシリンダ軸１０７の方向
へ移動されると、ブラケット１１２も相応じて共にその
ように移動される。ブラケット１１２へ固定、あるいは
これに嵌め込んであるのは、距離センサ１１３である。
この距離センサ１１３は、スクリーン印刷用ステンシル
７９に関し、半径方向に向くよう位置調整してあって、
それ自身とスクリーン印刷用ステンシル表面もしくは中
空シリンダ８０表面との距離を測定する。距離測定信号
は、ライン１１４を介し、コンピュータ９６へ伝わる。
この距離センサ１１３を使って、一定の測定位置で、中
空シリンダ８０の壁の現在位置の理想位置からの半径方
向のズレが、中空シリンダ８０が回転する際その周辺の
様々な位置に対して、測定される。その後、それぞれの
測定信号はコンピュータ９６で処理されるが、これは、
センサと中空シリンダ表面との間の測定された距離か
ら、レーザビーム１００の中空シリンダ上の照射点位置
における半径方向の位置のズレを、特に、センサとレー
ザビーム照射点との間の回転角を考慮して、決定するた
めに行う。これから駆動信号を得て、レーザビーム１０
０の焦点をラッカー層８２の領域に常に置くために、そ
れを使用する。このことは、ミラー１０２の相応する変
位により、実行される。ミラー１０２を変位するための
駆動信号は、ライン１１５を介し、コンピュータ９６が
ミラー１０２へ送るが、コンピュータ９６もデータメモ
リ１１６、例えば、カセットを装備している。このデー
タメモリ中に記憶されるのは、ミラー１０２の光学機械
上の数値であり、例えば、様々な焦点位置に対する表形
式になっているので、相応する駆動信号は、センサによ
り決定された距離が指示されていれば、これらの表を使
用して、決定もしくは計算することが可能である。
【００６０】残念ながら、壁の薄いスクリーン用ステン
シルは、本体が理想的な丸い円筒状ではない。丸い円筒
の理想形から、長手方向の大きさにおいても、また横断
面においてもズレを示す。このために、パタンを正確に
適合させる仕方での応用が妨げられおり、そしてまた、
これら回転のズレを、例えば、測定手段と適する修正方
法とを導入することにより、その効果に関し、損害を及
ぼさないものにすることが必要となる。
【００６１】典型的なレーザ彫り込み装置の場合には、
スクリーン印刷用シリンダは、毎分約１２００回転で回
転し、即ち、１５ないし２０Ｈｚの角周波数を持つ。発
生する回転ブレをフーリエ解析した場合、もし１００次
以上の項を無視するには、レーザビーム１００の焦点の
再調整は２ｋＨｚまでの周波数で行う必要がある。こう
したことは、本発明による偏向ミラーを使い難なく実行
可能であって、これが、図１６の偏向ミラー１０２であ
る。その作動周波数は６ｋＨｚまで容易に増加すること
ができる。もちろん、偏向ミラー１０２と図１６に示し
た集束レンズ１０３との組み合わせも、前述のレンズと
偏向ミラーの組み合わせのうちの、どれか他のと置き換
えることができる。この配置では、ミラーとレンズシス
テム間の距離は、それぞれの焦点距離のオーダの範囲に
あるから、レンズとミラーの組み合わせシステムの焦点
距離合計につき、前述の関係（１）を満足する。標準の
入射角は、好ましくは、５から４５度の範囲にある。
【００６２】図１７は、典型的実施形態を示すが、そこ
では、ミラーダイアフラム４の壁の背面３６上には中央
駆動力は、もはや作用しない。この駆動力は、ここでは
むしろ歪みのない半径１２１を有する円上に作用する。
こうするために、環状刃１２２が壁の下側３６に作用す
るのであるが、この環状刃１２２は圧力部３７の上に構
築される。この半径１２１より大きい壁３５には、壁内
部へ作用する横向きの力が掛からないので、下側３６
は、半径１２１と比較し、これより大きな半径に対する
のとは異なる、これより小さな半径に対する等高線コー
スを有していなければならない。半径１２１内の壁３５
の等高線を正しく形成するには、前で既に述べてあるよ
うに、ＦＥＭ解析を使い決定することができる。
【００６３】図１８は、レーザ集束光学装置のデザイン
を示す。この光学装置は、専ら、サフェース（表面）ミ
ラーを使用する。レーザビーム１は、初めに、既に説明
済みの圧電制御凹面鏡ダイアフラム４により偏向され、
凹面鏡１２０へ送られる。凹面鏡１２０は、反射面が凹
面鏡ダイアフラムよりずっと大きな曲率を有する。凹面
鏡１２０の場合、大きな入射角と、そのための激しい非
点収差とを避けるため、その先の偏向ミラー９を備え
る。この偏向ミラー９は、二次元のデザインであり、既
にステンシル１２上へ集束済みのレーザビームの偏向を
保証する。ここでのレーザビーム１の方向は、この最終
的偏向の後、不可欠の要素として、ステンシル１２上の
彫り込み点を垂直に通る面に沿って走る。しかし、特別
な場合は、この方向も、別な選択が可能である。例え
ば、ステンシル軸方向におけるのとは異なる彫り込み幅
を、ステンシル周方向で所望するとすれば、それに対
し、レーザビーム１は、ステンシル上への異なる照射方
向を部分的に取ることも可能である。もちろん、凹面鏡
１２０も、その内部に配置される被制御圧電素子の力に
より曲率の変化を受けるような設計にすることも可能で
ある。その際、この凹面鏡１２０の曲率半径は、圧電素
子の駆動運動が小さい場合は、ごく僅かな変化を受ける
だけである。凹面鏡２６、１２０の双方が、異なる平面
に位置することも可能であるが、それは、既に図６の関
連で述べた通りである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の典型的な第一実施形態による、集束
装置の平面図である。
【図２】 本発明の典型的な第二実施形態による、集束
装置の平面図である。
【図３】 図２による集束装置の側面図である。
【図４】 楕円形、もしくは長円形をした偏向ミラーに
おける関係を説明する図である。
【図５】 本発明の典型的な第三実施形態による、集束
装置の平面図である。
【図６】 本発明の典型的な第四実施形態による、集束
装置の概略図である。
【図７】 回転対称な構造をしていて、圧電素子を有す
る偏向ミラーの軸方向断面図である。
【図８】 図７による、偏向ミラーの概略図である。
【図９】 回転対称な構造をしていて、磁気ひずみ素子
を有する偏向ミラーの、軸方向断面図である。
【図１０】 図９による偏向ミラーの軸直交断面図であ
る。
【図１１】 楕円形のミラーダイアグラムを有する偏向
ミラーの、楕円長軸に沿った断面図である。
【図１２】 図１１による偏向ミラーの、楕円短軸に沿
った断面図である。
【図１３】 図１１及び１２による偏向ミラーの平面図
である。
【図１４】 光学位置検知装置を有する、圧電駆動偏向
ミラーの軸方向断面図である。
【図１５】 光学位置検知装置を有する、磁気ひずみ駆
動偏向ミラーの軸方向断面図である。
【図１６】 本発明によるレーザビーム集束装置を備え
た、レーザ彫り込み装置の全体構造の概略図である。
【図１７】 環状刃を有する偏向ミラーの断面図であ
る。
【図１８】 本発明による、更に進歩した集束装置の斜
視図である。
【符号の説明】
１ レーザビーム、２ スライド、３ 第一偏向ミラ
ー、４ ミラーダイアフラム、５ 圧電素子、６ ハウ
ジングベース、７ 環状部、８ 施削溝、９ 偏向ミラ
ー、１０ 集束レンズ、１１ ワークピース表面、１２
ワークピース。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転自在に支持された印刷用シリンダ
    と、 印刷用シリンダ上を照射する印刷用シリンダの長手方向
    に移動可能なレーザビームを発生するためのレーザと、 レーザビームを印刷用シリンダの表面上へ集束させるた
    めの集束光学装置と、 を有する印刷用ステンシル、特にスクリーン印刷用ステ
    ンシル作製装置であって、 弾性変形可能なミラーダイアフラムを有する少なくとも
    １つの偏向ミラーを備えた集束光学装置と、 ミラーダイアフラムの曲率を駆動信号の関数として調整
    する駆動手段と、 それ自身と印刷用ステンシルの表面との間の距離を測定
    する少なくとも１つのセンサと、 測定された距離の関数として駆動信号を発生する駆動信
    号発生機と、 を有することを特徴とする印刷用ステンシル、特にスク
    リーン印刷用ステンシル作製装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、駆動手
    段は圧電駆動手段であることを特徴とする印刷用ステン
    シル作製装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、駆動手
    段は磁気ひずみ駆動手段であることを特徴とする印刷用
    ステンシル作製装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の装置
    において、ミラーダイアフラムは円形状であることを特
    徴とする印刷用ステンシル作製装置。
  5. 【請求項５】 請求項１から３のいずれかに記載の装置
    において、ミラーダイアフラムは長円形、もしくは楕円
    形であることを特徴とする印刷用ステンシル作製装置。
  6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の装置
    において、駆動手段はミラーダイアフラムの背面中央部
    へ作用することを特徴とする印刷用ステンシル作製装
    置。
  7. 【請求項７】 請求項１から５のいずれかに記載の装置
    において、駆動手段は環状刃を介し、ミラーダイアフラ
    ムの背面部へ作用することを特徴とする印刷用ステンシ
    ル作製装置。
  8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載の装置
    において、ミラーダイアフラムはその背面の適切な形状
    の結果として、縁における厚みより中心における厚みの
    ほうが厚いことを特徴とする印刷用ステンシル作製装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の装置において、ミラー
    ダイアフラムの背面はその縁とその中心との間に少なく
    とも一つの変曲点を有することを特徴とする印刷用ステ
    ンシル作製装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかに記載の装
    置において、ミラーダイアフラムの縁は、駆動手段ハウ
    ジングと一体形成されて、接続されていることを特徴と
    する印刷用ステンシル作製装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１から９のいずれかに記載の装
    置において、ミラーダイアフラムの縁は、駆動手段のハ
    ウジング部品の間ヘ締め込まれる厚みを付けた周縁部と
    一体となっていることを特徴とする印刷用ステンシル作
    製装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかに記載の
    装置において、駆動ヘッドの位置はミラーダイアフラム
    の位置を決定するために検出可能であることを特徴とす
    る印刷用ステンシル作製装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置において、駆
    動ヘッドの位置は、そこで反射される光ビームの、もう
    一つの光ビームとの干渉により検出可能であることを特
    徴とする印刷用ステンシル作製装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれかに記載の
    装置において、変位可能なミラーダイアフラムを備えた
    複数の偏向ミラーがレーザビーム経路に配置されること
    を特徴とする印刷用ステンシル作製装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の装置において、前
    記複数の偏向ミラーが異なる平面に配置されることを特
    徴とする印刷用ステンシル作製装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１から１５のいずれかに記載の
    装置において、集束光学装置は集束レンズシステムをさ
    らに含むことを特徴とする印刷用ステンシル作製装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１から１６のいずれかに記載の
    装置において、集束光学装置は可動スライド上に配置さ
    れることを特徴とする印刷用ステンシル作製装置。
JP7216214A 1994-08-24 1995-08-24 印刷用ステンシル作製装置 Pending JPH08169100A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE94113224.3 1994-08-24
EP94113224A EP0710551B1 (de) 1994-08-24 1994-08-24 Vorrichtung zur Herstellung einer Druckschablone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08169100A true JPH08169100A (ja) 1996-07-02

Family

ID=8216229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7216214A Pending JPH08169100A (ja) 1994-08-24 1995-08-24 印刷用ステンシル作製装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5754219A (ja)
EP (1) EP0710551B1 (ja)
JP (1) JPH08169100A (ja)
CN (1) CN1053861C (ja)
AT (1) ATE150364T1 (ja)
DE (1) DE59402170D1 (ja)
ES (1) ES2101409T3 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19906407A1 (de) * 1999-02-16 2000-08-17 Heidelberger Druckmasch Ag Gravier- oder Belichtungssystem mit Laserstrahl
JP3219072B2 (ja) 1999-02-17 2001-10-15 住友電気工業株式会社 レーザビーム用形状可変鏡
US6469729B1 (en) 1999-10-15 2002-10-22 Videojet Technologies Inc. Laser marking device and method for marking arcuate surfaces
DE10001900B4 (de) * 2000-01-19 2004-02-26 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Deformierbarer Spiegel
TW504425B (en) 2000-03-30 2002-10-01 Electro Scient Ind Inc Laser system and method for single pass micromachining of multilayer workpieces
DE10052249A1 (de) * 2000-10-21 2002-04-25 Lt Ultra Prec Technology Gmbh Deformierbarer Spiegel, insbesondere adaptiver Spiegel
DE10052250A1 (de) * 2000-10-21 2002-04-25 Lt Ultra Prec Technology Gmbh Spiegel, insbesondere adaptiver Spiegel
JP3867706B2 (ja) * 2004-01-05 2007-01-10 船井電機株式会社 光ピックアップ装置
WO2006014376A1 (en) * 2004-07-02 2006-02-09 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Naval Research Laboratory Deformable mirror apparatus
US7284484B2 (en) 2005-06-02 2007-10-23 Van Denend Mark E Laser ablating of printing plates and/or printing rollers to decrease taper and TIR
JP2007304123A (ja) * 2006-05-08 2007-11-22 Sony Corp 変形可能ミラー装置
JP2008310925A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Sony Corp 変形可能ミラー装置、光ピックアップ、光学ドライブ装置
US20090101034A1 (en) * 2007-10-17 2009-04-23 David Aviel Creating a uniform imaging surface
US8284229B2 (en) * 2009-09-08 2012-10-09 Eastman Kodak Company Imaging head for 3D imaging
DE102010027638B4 (de) * 2010-07-19 2012-04-12 Christoph Deininger Vorrichtung zum Bearbeiten von Rohren mittels eines Laserstrahls
DE102011081837B4 (de) * 2011-08-30 2021-08-05 Christian Koenen Gmbh Druckschablone für den technischen Druck
WO2013187259A1 (ja) 2012-06-15 2013-12-19 三菱電機株式会社 レーザ加工装置
EP2708308A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-19 Trumpf Laser Marking Systems AG Laserbearbeitungsvorrichtung
DE102013008647B4 (de) * 2013-05-21 2019-02-21 Lt-Ultra Precision Technology Gmbh Laserbearbeitungsvorrichtung mit zwei adaptiven Spiegeln
DE102018116570B3 (de) 2017-08-02 2018-10-18 Jenoptik Optical Systems Gmbh Vorrichtung zur variierbaren Beeinflussung der Wellenfront eines Strahlenbündels mit einer über deren Rückseite deformierbaren Planoptik
CN108155550B (zh) * 2017-12-19 2019-12-13 北京理工大学 一种可获得高重复频率注入锁定单频脉冲的环形振荡器
CN115815794B (zh) * 2022-11-17 2024-09-20 华中科技大学 一种基于压电陶瓷弯曲片的可变双焦点激光加工装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02110413A (ja) * 1988-06-17 1990-04-23 Schablonentechnik Kufstein Gmbh スポット処理装置
JPH0396913A (ja) * 1989-09-08 1991-04-22 Brother Ind Ltd 画像表示装置
JPH03174995A (ja) * 1989-12-01 1991-07-30 Amada Co Ltd レーザ加工装置の加工ヘッド
JPH05337672A (ja) * 1992-06-09 1993-12-21 Fujitsu Ltd レーザ反射ミラー

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2584824B1 (fr) * 1985-07-10 1987-09-25 Commissariat Energie Atomique Miroir deformable
DE4123052A1 (de) * 1990-09-13 1992-03-19 Messerschmitt Boelkow Blohm Integriertes sensor- und stellelement fuer die brennpunktlageregelung von hochleistungslasern
IT1251412B (it) * 1990-09-13 1995-05-09 Messerschmitt Boelkow Blohm Elemento sensore e di impostazione integrato per regolare il fascio dilaser ad alta potenza
JPH04194814A (ja) * 1990-11-22 1992-07-14 Minolta Camera Co Ltd 光ビーム走査光学系
US5223971A (en) * 1991-12-31 1993-06-29 Texas Instruments Incorporated Light beam steering with deformable membrane device
US5331338A (en) * 1992-01-30 1994-07-19 Printware, Inc. Web steering for an image recorder
DE59202409D1 (de) * 1992-03-27 1995-07-06 Kufstein Schablonentech Gmbh Vorrichtung zum Bearbeiten dünnwandiger Hohlzylinder mittels eines Laserstrahls.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02110413A (ja) * 1988-06-17 1990-04-23 Schablonentechnik Kufstein Gmbh スポット処理装置
JPH0396913A (ja) * 1989-09-08 1991-04-22 Brother Ind Ltd 画像表示装置
JPH03174995A (ja) * 1989-12-01 1991-07-30 Amada Co Ltd レーザ加工装置の加工ヘッド
JPH05337672A (ja) * 1992-06-09 1993-12-21 Fujitsu Ltd レーザ反射ミラー

Also Published As

Publication number Publication date
CN1053861C (zh) 2000-06-28
DE59402170D1 (de) 1997-04-24
ATE150364T1 (de) 1997-04-15
EP0710551B1 (de) 1997-03-19
EP0710551A1 (de) 1996-05-08
ES2101409T3 (es) 1997-07-01
CN1125660A (zh) 1996-07-03
US5754219A (en) 1998-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08169100A (ja) 印刷用ステンシル作製装置
CN100479973C (zh) 用于生成旋转激光束的设备
JP3990289B2 (ja) 移動レンズを有するリソグラフ及び記憶媒体にデジタルホログラムを生成する方法
US6531680B2 (en) Cube corner laser beam retroreflector apparatus for a laser equipped machine tool
JPS63238988A (ja) ミクロビームレーザ機械
CN112630960A (zh) 双轴谐振扫描反射镜
JP3365388B2 (ja) レーザ加工光学装置
KR100762805B1 (ko) 2개 이상의 반구면 렌즈를 구비한 광학 렌즈계
EP2093760B1 (en) Objective lens driving device
CN116021174A (zh) 一种激光光斑的动态控制方法和激光切割装置
CN120233541A (zh) 一种产生点环光的旋转镜扫描光路系统及其控制方法
CN118268702B (zh) 调节装置和激光加工设备
JPH03179420A (ja) 光学装置
KR100650922B1 (ko) 레이저 용접장치
KR20060088278A (ko) 레이저빔의 광폭이 제어되는 레이저와 비전의 동축가공장치
Hafez et al. Fast-steering two-axis tilt mirror for laser pointing and scanning
JP4614763B2 (ja) センターリング装置およびセンターリング方法
JP5103890B2 (ja) モータの製造方法、および、該方法で製造されたモータを備える記録ディスク駆動装置
EP0427302B1 (en) Master optical disk recording apparatus
JP2006082125A (ja) 像転写式レーザー加工装置およびその加工方法
JP2004209542A (ja) 電子部品のレーザ加工装置
Böttnera et al. Active mirrors for plane field correction in laser material processing
JPH11170472A (ja) グラビアシリンダ、グラビアシリンダ用版材、グラビアシリンダの製造方法およびグラビアシリンダの製造装置
JPH0466289A (ja) レーザ加工装置
CN120828200A (zh) 一种激光加工头及激光加工装置