JPH1020507A - レーザ露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ露光装置における超精密位置決めが実
現でき、特に、ロールに感光膜をコーティングしレーザ
露光装置によりレーザ露光し現像しエッチングしレジス
ト剥離する工程を複数回繰り返して段丘状である凹部を
形成するエンボスロールの製作に有用であるレーザ露光
方法。 【構成】 レーザ露光ヘッド８を移動しかつマーク検出
手段１５により被製版ロールＲの端縁に付けられた円周
線Ｘを検出して、円周線アの検出位置を軸方向原点位置
として扱う。また、レーザ露光ヘッド８を位置決めして
被製版ロールＲを一回転してマーク検出手段１５により
被製版ロールＲに付けられた短直線Ｙを検出して、短直
線を検出したときの周方向原点位置からの到達角度を周
方向原点位置として扱う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光膜を塗布した被製
版ロールを両端チャックして回転するとともに、レーザ
露光ヘッドを被製版ロールに沿って移動制御し、かつレ
ーザ露光ヘッドよりレーザを発振して被製版ロールに照
射し、画像を焼き付けるレーザ露光方法に関し、特に、
繰り返し位置決めを超精密に実現できてエンボスロール
の製作に有用なレーザ露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンボスロールは、紙、ビニールクロ
ス、レザークロス、合成皮革あるいはクッションタイル
に様々な幾何学的模様や不規則な凹凸や、印刷模様に一
致させた凹条部をプレス形成するために使用される。従
来、エンボスロールの製作は、専ら熟練工による彫金に
頼っており日数と高額な費用を要し、また熟練工の確保
が大変であった。そこで、本願出願人は、ロールに感光
膜をコーティングしレーザ露光し現像しエッチングしレ
ジスト剥離する工程を複数回繰り返し、その際、後の工
程の未露光部分を、先の工程の未露光部分に一致するよ
うに、かつ先の工程の未露光部分よりも未露光域が少な
くなるようにして、側壁部がエッヂのある段丘状である
溝または穴を形成し、次いで、ロール全面にエッチン
グ、サンドブラストまたは液体ホーニングを施して側壁
部がエッヂのない段丘状である凹部を形成するエンボス
ロールの製作方法（特願平４−２０４１０号）を発明
し、また、ロールに感光膜をコーティングしレーザ露光
し現像しエッチングしレジスト剥離する工程を複数回繰
り返し、その際、後の工程の未露光部分を、先の工程の
未露光部分に一致するように、かつ先の工程の未露光部
分よりも未露光域が大きくなるようにして、側壁部が滑
らかな段丘状である凹部を形成することを特徴とするエ
ンボスロールの製作方法（特願平４−２１８４４号）を
発明した。しかしながら、従来のレーザ露光装置は、精
密な繰り返し位置決め精度を確保できなかった。詳述す
ると、エンボスロール用の被製版ロールを両端チャック
してレーザ露光ヘッドを被製版ロールに沿って移動し、
レーザ露光ヘッドの側方に付設された近接センサーの信
号を軸方向位置決め制御回路に入力して被製版ロールの
端面を検出しレーザ露光ヘッドの移動を停止し、次い
で、被製版ロールを回転させるとともにレーザ露光ヘッ
ドの移動して、製版すべき画像のロール版面に対する露
光位置にレーザ露光ヘッドが到達したらレーザを発振し
て被製版ロールに照射し画像の焼き付けを行っていた。
被製版ロールの回転駆動は汎用の定速回転モータで行っ
ており、被製版ロールの回転に比例したレーザ露光ヘッ
ドの軸方向移動制御は、レーザ露光ヘッドを搭載してい
る二次元移動テーブルの軸方向移動用のパルス制御モー
タのモータドライバーに前記チャック軸に設けたロータ
リーエンコーダのパルスを入力することにより行ってお
り、被製版ロールに対する画像の焼き付け位置の軸方向
の位置決めは、被製版ロールの端面から何ｍｍという数
値をコントローラへ人的に入力しており、被製版ロール
に対する画像の焼き付け位置の周方向の位置決めは、前
記ロータリーエンコーダのパルスを回転角度計算回路に
入力して毎回の原点信号パルスを検出してカウントしな
おすようにして一回転当たりのパルス数に対する比を算
出して到達角度を演算し、この信号をレーザ露光ヘッド
に対して点滅信号を与える画像信号出力回路に入力して
画像データを見当させて出力するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、同一の被製
版ロールを何回も両端チャックする場合、軸方向の位置
決め精度は、チャックする度に数十ミクロン〜百数十ミ
クロンの誤差が生じることに加えて、近接センサーによ
り被製版ロールの端面を検出する方法では位置決め精度
が粗すぎて、上記の二つの発明に係るエンボスロールの
製作方法が実現に必要な超精密な繰り返し位置決め精度
は到底得られないことが判明した。また上記のように、
被製版ロールの端面から何ｍｍという数値をコントロー
ラへ人的に入力することは面倒であり、数値を間違えて
入力してしまうと、不良品を出してしまい、それ以前の
作業が全て徒労に終わってしまう。また、同一の被製版
ロールを何回も両端チャックする場合、周方向の位置決
め精度についてもチャックする度に軸方向に数十ミクロ
ンの誤差が生じるので、このことからも上記の二つの発
明に係るエンボスロールの製作方法が実現に必要な超精
密な繰り返し位置決め精度は到底得られないことが判明
した。

【０００４】本発明は、上述した点に鑑み案出したもの
で、レーザ露光装置における繰り返し位置決めを超精密
に実現でき、特に、ロールに感光膜をコーティングしレ
ーザ露光装置によりレーザ露光し現像しエッチングしレ
ジスト剥離する工程を複数回繰り返して段丘状である凹
部を形成するエンボスロールの製作に有用であるレーザ
露光方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の課題
を解決するための手段として、感光膜を塗布した被製版
ロールを両端チャックして回転するとともに、レーザ露
光ヘッドを被製版ロールに沿って移動制御し、かつレー
ザ露光ヘッドよりレーザを発振して被製版ロールに照射
し、画像を焼き付けるレーザ露光方法において、前記レ
ーザ露光ヘッドを移動しかつ前記レーザ露光ヘッドの側
方に備えた非接触でマークを検出するマーク検出手段に
より前記被製版ロールの端縁に付けられた周方向に一周
する円周線を検出して、前記円周線の検出位置を軸方向
原点位置として扱うとともに、前記レーザ露光ヘッドを
位置決めして前記被製版ロールを一回転して前記マーク
検出手段により被製版ロールに付けられた軸方向に伸び
た短直線を検出して、短直線を検出した位置を周方向原
点位置として扱うことを特徴とするレーザ露光方法を提
供するものである。

【０００６】好ましくは、本願発明は、感光膜を塗布し
た被製版ロールを両端チャックして回転するとともに、
軸方向位置決め制御回路によりレーザ露光ヘッドを被製
版ロールに沿って移動制御し、回転角度計算回路により
レーザ露光ヘッドよりレーザを発振して被製版ロールに
照射し、画像を焼き付けるレーザ露光方法において、マ
ーク検出手段を前記レーザ露光ヘッドと一体に移動する
ように前記レーザ露光ヘッドの側方に備えて、マーク検
出手段と前記レーザ露光ヘッドとの偏差を前記軸方向位
置決め制御回路に入力しておき、前記マーク検出手段に
より前記被製版ロールの端縁に付けられた周方向に一周
する円周線を検出して、前記軸方向位置決め制御回路に
おいて、前記偏差と円周線検出位置から所要の演算を行
うことにより、前記円周線の検出位置を軸方向原点位置
として扱うとともに、前記レーザ露光ヘッドを位置決め
して前記マーク検出手段により前記円周線からずらた位
置を照射し前記被製版ロールを一回転して前記マーク検
出手段により被製版ロールに付けられた軸方向に伸びた
短直線を検出して、短直線を検出した位置を前記回転角
度計算回路に入力し所要の演算を行うことにより、短直
線を検出した位置を周方向原点として扱うことを特徴と
するレーザ露光方法を提供するものである。

【０００７】さらに好ましくは、本願発明は、感光膜を
塗布した被製版ロールを両端チャックして回転するとと
もに、被製版ロールの回転に比例したレーザ露光ヘッド
の軸方向移動制御は、レーザ露光ヘッドを搭載している
二次元移動テーブルの軸方向移動用の制御用モータのモ
ータドライバーに制御信号を出力する位置決め制御回路
に対して、チャック軸に設けたロータリーエンコーダの
パルスを入力することにより、レーザ露光ヘッドを被製
版ロールに沿って移動制御し、また前記ロータリーエン
コーダのパルスを回転角度計算回路に入力して毎回の原
点信号パルスを検出してカウントしなおすようにして一
回転当たりのパルス数に対する比を算出して到達角度を
演算し、この信号をレーザ露光ヘッドに対して点滅信号
を与える画像信号出力回路に入力して画像データと見当
させてレーザ露光ヘッドに対して信号出力を行いレーザ
露光ヘッドからレーザを発振して被製版ロールに照射
し、画像を焼き付けるレーザ露光方法において、マーク
検出用レーザを前記被製版ロールに照射して反射光の変
化によりマークを検出するマーク検出手段を前記レーザ
露光ヘッドと一体に移動するように前記レーザ露光ヘッ
ドの側方に備えて、マーク検出用レーザと前記レーザ露
光ヘッドから照射されるレーザとのレーザビーム間距離
を予め測定してこの距離を前記位置決め制御回路に入力
しておき、前記レーザ露光ヘッドを前記被製版ロールの
軸方向に移動しかつ前記マーク検出手段により前記被製
版ロールの端縁に付けられた周方向に一周する円周線を
検出して、前記位置決め制御回路において、円周線検出
位置とレーザビーム間距離から所要の演算を行って軸方
向原点位置補正信号を前記画像信号出力回路に入力し、
画像信号出力回路において前記円周線の検出位置を軸方
向原点位置として扱うとともに、前記レーザ露光ヘッド
を位置決めして前記マーク検出手段によりマーク検出用
レーザを前記円周線からずらして照射し前記被製版ロー
ルを一回転して前記マーク検出手段により被製版ロール
に付けられた軸方向に伸びた短直線を検出して、前記回
転角度計算回路において短直線を検出したときの到達角
度を演算しさらに到達角度分だけ周方向原点位置をずら
すように演算して周方向原点位置補正信号を前記画像信
号出力回路に入力し、画像信号出力回路において短直線
を検出した位置を周方向原点位置として扱うことを特徴
とするレーザ露光方法を提供するものである。

【０００８】

【実施の形態】図１は、本願発明の実施の形態のレーザ
露光方法を示す。この実施の形態では、感光膜を塗布し
たエンボスロール用の被製版ロールＲを、汎用の定速モ
ータ１により回転される回転駆動側チャック２とスライ
ドブロック３に回転自在かつ軸方向移動自在に支持され
シリンダ装置４により軸方向移動自在な移動チャック５
により両端チャックして回転するとともに、回転駆動側
チャック２のチャック軸６に設けたロータリーエンコー
ダ７のパルスをレーザ露光ヘッド８を搭載している二次
元移動テーブル９の軸方向移動用の制御用モータ１０の
モータドライバー１１に制御信号を出力する位置決め制
御回路１２に対して入力することにより被製版ロールＲ
の回転に比例したレーザ露光ヘッド８の軸方向移動制御
を行い、また前記ロータリーエンコーダ７のパルスを回
転角度計算回路１３に入力して毎回の原点信号パルスを
検出してカウントしなおすようにして一回転当たりのパ
ルス数に対する比を算出して到達角度を演算し、この信
号をレーザ露光ヘッド８に対して点滅信号を与える画像
信号出力回路１４に入力して画像データと見当させてレ
ーザ露光ヘッド８に対して信号出力を行いレーザ露光ヘ
ッド８からレーザを発振して被製版ロールＲに照射し、
画像を焼き付けるものであり、画像の焼き付けに先立っ
て、軸方向原点位置の補正及び周方向原点位置の補正を
行うものである。。

【０００９】軸方向原点位置の補正及び周方向原点位置
の補正の方法は、マーク検出手段１５をレーザ露光ヘッ
ド８と一体に移動するようにレーザ露光ヘッド８の側方
に備え、該マーク検出手段１４により被製版ロールＲの
端縁に付けられた周方向に一周する円周線Ｘと、該円周
線Ｘに対して直交している短直線Ｙを検出し、円周線Ｘ
が軸方向原点位置となるように補正するとともに、短直
線Ｙが周方向原点位置となるように補正することにより
達成している。円周線Ｘと短直線Ｙはロール面に傷を付
けるのが極細線が得られて好ましいが、ボールペン等に
よりマーキングしても良い。該マーク検出手段１５は、
半導体レーザ１５ａから発振されるマーク検出用レーザ
をレンズ１５ｂで光径５ミクロン位に絞って被製版ロー
ルＲに照射して反射光の方向をプリズム１５ｃにより９
０°替えて該反射光を二次元ＣＣＤ１５ｄで受光してマ
ーク検出用レーザがマークに照射したとき光の吸収もし
くは散乱により反射光に変化を生じて該反射光の変化を
二次元ＣＣＤ１５ｄのアナログ電流の変化としてマーク
を検出するように構成されている。そして、前記ロータ
リーエンコーダ７のパルスを位置決め制御回路１２に入
力してレーザ露光ヘッド８から照射されるレーザが回転
駆動側チャック２の円錐面の中途付近に位置しかつ一つ
の原点信号パルスを入力したときの位置を軸方向原点位
置Ｐ₀ と決めて位置決め制御回路１２に記憶しておき、
さらに、軸方向原点位置Ｐ₀ にマーク検出用レーザMLを
照射するようにしたときのレーザ露光ヘッド８の軸方向
原点位置Ｐ₀ からの変位ａ（＝マーク検出用レーザとレ
ーザー露光ヘッド８から照射されるレーザとのレーザビ
ーム間距離）を、前記ロータリーエンコーダ７のパルス
をカウントすることにより算出して位置決め制御回路１
２に記憶しておく。そうして、被製版ロールＲを回転さ
せないでレーザ露光ヘッド８を被製版ロールＲに沿って
移動してマーク検出手段１５により被製版ロールＲの端
縁に付けられた円周線Ｘを検出し、その検出位置を位置
決め制御回路１２に入力し、該位置決め制御回路１２に
おいて、円周線検出位置と予め設定された軸方向原点位
置Ｐ₀ と前記レーザビーム間距離ａから所要の演算を行
って位置決め制御回路１２から画像信号出力回路１４に
軸方向原点位置補正信号を出力し、画像信号出力回路１
４において、円周線検出位置を軸方向原点位置として扱
うように補正する。次いで、マーク検出用レーザMLを円
周線Ｘから数ｍｍずらして照射するようにレーザ露光ヘ
ッド８を位置決めし、マーク検出手段１５によりマーク
検出用レーザMLを被製版ロールＲに照射し被製版ロール
Ｒを一回転し、前記ロータリーエンコーダ７のパルスを
回転角度計算回路１３に入力して原点信号パルスを検出
してからパルスをカウント開始しマーク検出手段１５に
より被製版ロールＲに付けられた軸方向に伸びた短直線
Ｙを検出した信号を回転角度計算回路１２に入力し該回
転角度計算回路１２において短直線Ｙを検出した信号を
入力したときにカウントしたパルス数から、周方向原点
位置から短直線Ｙまでの回転角度を到達角度として演算
しさらに到達角度分だけ周方向原点位置をずらすように
演算して到達角度分の補正信号を前記画像信号出力回路
１４に出力し、画像信号出力回路１４において、短直線
検出位置を周方向原点位置として扱うように補正する。
上記のように原点位置を補正することにより、繰り返し
位置決め精度を５ミクロン〜１０ミクロンとすることが
できる。

【００１０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本願発明のレ
ーザ露光方法によれば、被製版ロールＲにマークした円
周線Ｘと短直線Ｙをレーザ露光ヘッドに並べて設けるマ
ーク検出手段により検出して軸方向原点位置及び周方向
原点位置を円周線Ｘと短直線Ｙの位置にシフトするもの
であるから、同一の被製版ロールを何回も両端チャック
する場合、軸方向の位置決め精度は、チャックする度に
数十ミクロン〜百数十ミクロンの誤差が生じ、また、周
方向の位置決め精度についてもチャックする度に軸方向
に数十ミクロンの誤差が生じるが、このような誤差に関
係なく軸方向原点位置及び周方向原点位置を正確に決定
することができ、もって、レーザ露光装置における繰り
返し位置決めを超精密に実現できるから、特に、ロール
に感光膜をコーティングしレーザ露光装置によりレーザ
露光し現像しエッチングしレジスト剥離する工程を複数
回繰り返して段丘状である凹部を形成するエンボスロー
ルの製作に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係るレーザ露光方法の
説明図であり、（ａ）は、全体図、（ｂ）は部分図。

【符号の説明】

Ｒ ・・・被製版ロール ６ ・・・チャック軸 ７ ・・・ロータリーエンコーダ ８ ・・・レーザ露光ヘッド ９ ・・・二次元移動テーブル １０ ・・・制御用モータ １１ ・・・モータドライバー １２ ・・・位置決め制御回路 １３ ・・・回転角度計算回路 １４ ・・・画像信号出力回路 １５ ・・・マーク検出手段

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【手続補正書】

【提出日】平成８年８月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光膜を塗布した被製版ロールを両端チ
   ャックして回転するとともに、レーザ露光ヘッドを被製
   版ロールに沿って移動制御し、かつレーザ露光ヘッドよ
   りレーザを発振して被製版ロールに照射し、画像を焼き
   付けるレーザ露光方法において、 前記レーザ露光ヘッドを移動しかつ前記レーザ露光ヘッ
   ドの側方に備えた非接触でマークを検出するマーク検出
   手段により前記被製版ロールの端縁に付けられた周方向
   に一周する円周線を検出して、前記円周線の検出位置を
   軸方向原点位置として扱うとともに、 前記レーザ露光ヘッドを位置決めして前記被製版ロール
   を一回転して前記マーク検出手段により被製版ロールに
   付けられた軸方向に伸びた短直線を検出して、短直線を
   検出した位置を周方向原点位置として扱うことを特徴と
   するレーザ露光方法。
2. 【請求項２】 感光膜を塗布した被製版ロールを両端チ
   ャックして回転するとともに、軸方向位置決め制御回路
   によりレーザ露光ヘッドを被製版ロールに沿って移動制
   御し、回転角度計算回路によりレーザ露光ヘッドよりレ
   ーザを発振して被製版ロールに照射し、画像を焼き付け
   るレーザ露光方法において、 マーク検出手段を前記レーザ露光ヘッドと一体に移動す
   るように前記レーザ露光ヘッドの側方に備えて、マーク
   検出手段と前記レーザ露光ヘッドとの偏差を前記軸方向
   位置決め制御回路に入力しておき、 前記マーク検出手段により前記被製版ロールの端縁に付
   けられた周方向に一周する円周線を検出して、前記軸方
   向位置決め制御回路において、前記偏差と円周線検出位
   置から所要の演算を行うことにより、前記円周線の検出
   位置を軸方向原点位置として扱うとともに、 前記レーザ露光ヘッドを位置決めして前記マーク検出手
   段により前記円周線からずらた位置を照射し前記被製版
   ロールを一回転して前記マーク検出手段により被製版ロ
   ールに付けられた軸方向に伸びた短直線を検出して、短
   直線を検出した位置を前記回転角度計算回路に入力し所
   要の演算を行うことにより、短直線を検出した位置を周
   方向原点として扱うことを特徴とするレーザ露光方法。
3. 【請求項３】 感光膜を塗布した被製版ロールを両端チ
   ャックして回転するとともに、被製版ロールの回転に比
   例したレーザ露光ヘッドの軸方向移動制御は、レーザ露
   光ヘッドを搭載している二次元移動テーブルの軸方向移
   動用の制御用モータのモータドライバーに制御信号を出
   力する位置決め制御回路に対して、チャック軸に設けた
   ロータリーエンコーダのパルスを入力することにより、
   レーザ露光ヘッドを被製版ロールに沿って移動制御し、
   また前記ロータリーエンコーダのパルスを回転角度計算
   回路に入力して毎回の原点信号パルスを検出してカウン
   トしなおすようにして一回転当たりのパルス数に対する
   比を算出して到達角度を演算し、この信号をレーザ露光
   ヘッドに対して点滅信号を与える画像信号出力回路に入
   力して画像データと見当させてレーザ露光ヘッドに対し
   て信号出力を行いレーザ露光ヘッドからレーザを発振し
   て被製版ロールに照射し、画像を焼き付けるレーザ露光
   方法において、 マーク検出用レーザを前記被製版ロールに照射して反射
   光の変化によりマークを検出するマーク検出手段を前記
   レーザ露光ヘッドと一体に移動するように前記レーザ露
   光ヘッドの側方に備えて、マーク検出用レーザと前記レ
   ーザ露光ヘッドから照射されるレーザとのレーザビーム
   間距離を予め測定してこの距離を前記位置決め制御回路
   に入力しておき、 前記レーザ露光ヘッドを前記被製版ロールの軸方向に移
   動しかつ前記マーク検出手段により前記被製版ロールの
   端縁に付けられた周方向に一周する円周線を検出して、
   前記位置決め制御回路において、円周線検出位置とレー
   ザビーム間距離から所要の演算を行って軸方向原点位置
   補正信号を前記画像信号出力回路に入力し、画像信号出
   力回路において前記円周線の検出位置を軸方向原点位置
   として扱うとともに、 前記レーザ露光ヘッドを位置決めして前記マーク検出手
   段によりマーク検出用レーザを前記円周線からずらして
   照射し前記被製版ロールを一回転して前記マーク検出手
   段により被製版ロールに付けられた軸方向に伸びた短直
   線を検出して、前記回転角度計算回路において短直線を
   検出したときの到達角度を演算しさらに到達角度分だけ
   周方向原点位置をずらすように演算して周方向原点位置
   補正信号を前記画像信号出力回路に入力し、画像信号出
   力回路において短直線を検出した位置を周方向原点位置
   として扱うことを特徴とするレーザ露光方法。