JPS6255987B2 - - Google Patents

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JPS6255987B2
JPS6255987B2 JP57176440A JP17644082A JPS6255987B2 JP S6255987 B2 JPS6255987 B2 JP S6255987B2 JP 57176440 A JP57176440 A JP 57176440A JP 17644082 A JP17644082 A JP 17644082A JP S6255987 B2 JPS6255987 B2 JP S6255987B2
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JP
Japan
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electron beam
printing plate
engraving
magnetic lens
ink
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JP57176440A
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English (en)
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JPS5872450A (ja
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Baisuengaa Jiikufuriito
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DOKUTORU INGU RUDORUFU HERU GmbH
Original Assignee
DOKUTORU INGU RUDORUFU HERU GmbH
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Publication date
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Publication of JPS5872450A publication Critical patent/JPS5872450A/ja
Publication of JPS6255987B2 publication Critical patent/JPS6255987B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41CPROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00Forme preparation
    • B41C1/02Engraving; Heads therefor
    • B41C1/04Engraving; Heads therefor using heads controlled by an electric information signal
    • B41C1/05Heat-generating engraving heads, e.g. laser beam, electron beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0013Positioning or observing workpieces, e.g. with respect to the impact; Aligning, aiming or focusing electron beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/302Controlling tubes by external information, e.g. program control
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
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    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
    • H01J37/3056Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching for microworking, e. g. etching of gratings or trimming of electrical components

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  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術領域 本発明は、電子ビームを用いた版面彫刻方法、
およびこの方法を実施する装置に関する。その
際、網目スクリーンを形成する鉢状の凹み、所謂
インクセルが、電子ビームの作用により、版面、
例えばグラビア版胴の表面に、迅速かつ連続して
彫刻される。
技術水準 ドイツ連邦共和国特許出願公告第1123571号公
報、同特許第55965号明細書、同特許出願公開第
2111628号公報、および同第2458370号公報によ
り、電子ビームを用いて版面の彫刻を行なう方法
は公知である。これらの方法によれば、異なる形
状を有するインクセルを製作することができる。
その場合、ビーム強度、焦点の位置、ビーム内で
のエネルギー分布、焦点の移動、およびビームの
作用時間は、製作されるインクセルの形状に応じ
て制御される。
特に、グラビア印刷で明るい画像部分を再現す
るために用いられる、容積の小さなインクセルに
は、その製作にあたつて高い均一性が要求され
る。この場合、全く同じ形状のインクセルを、高
い精度で、しかも短い時間内(数マイクロ秒)に
連続製作する必要がある。それは電子ビーム彫刻
法が解決しなければならない最も困難な問題点の
1つである。
淡調部のインクセルを彫刻するためには、階調
に応じて電子ビームの焦点位置を版面の上方で変
動させればよいということが、実験により明らか
になつている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2458370号公報には、この種の方法の1つが記載
されている。それによれば、小さなインクセルを
彫刻する際には、比較的大きなインクセルを彫刻
する時に比べて焦点面が版面に近くなるように、
焦点位置の制御が行なわれる。この方法は、所謂
ブランキング装置により、2つの順次連続したイ
ンクセルを彫刻する間の休止期間に、常に投入接
続されている電子ビームを版面の外に偏向させる
ことを基本としている。
しかしこの方法には、電子ビームが版面上に帰
つてきた時に一種のカミングイン効果(coming
in effect)の作用を受け、それによつて彫刻が不
安定になるという欠点がある。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2947444号公
報に別の方法が開示されている。この方法では、
電子ビームを版面外に偏向させる必要はない。そ
の代りに電子ビームは、照射方向を一定に保つた
まま、2つのインクセルを彫刻する間の休止期間
に、版面に何の作用も及ぼさないような方法で、
ダイナミツク磁気レンズによつて拡散される。こ
のような拡散、再集束を行うためには、そのため
に利用できる時間が極めて短いために、付加的な
ダイナミツク形集束コイルが絶対に必要である。
このような集束コイルは、ドイツ連邦共和国特許
出願公告第2752598号公報に記載されている。
この種のコイルを用いれば、もちろん、前述の
ドイツ連邦共和国特許出願公告第2458370号公報
に記載されている通りに、形状の異なるインクセ
ルを彫刻するために、階調に依存して焦点位置を
移動させることもできる。
容積の大きなインクセルを彫刻する時には、電
子ビームの断面積の最も小さな部分が版面に照射
される。そのため、版面に照射された電子ビーム
部分は、その全域にわたつてほぼ矩形状の電流分
布を有することになる。これに対し、容積の小さ
なインクセルを彫刻する場合には、焦点は版面の
すぐ上にまで近接する。この時、版面における電
子ビームの直径は、版面で集束される場合よりも
かなり大きくなる。しかし、版面におけるビーム
の出力密度分布は、ガウス分布に類似している。
特に中央部の“ピーク”は矩形状のエネルギー分
布より高い出力密度を有している。このようなエ
ネルギー密度分布を有する電子ビームを、極めて
短い時間だけ版面に照射すると、“ピーク”部分
によりビーム中央部に直径が小さく深さも浅いイ
ンクセルができる。言うまでもなくこの場合に
は、照射加工過程の閾値特性が利用される。
しかし、実際の経験から、この閾値特性を安定
させるのは極めて困難であることが明らかになつ
ている。つまり、電子銃の作動パラメータにおけ
るわずかなドリフト現象、特に熱ドリフトのため
に、グラビア版胴に彫刻を行つている期間中、こ
の閾値特性を常に安定に保つておくのは不可能で
ある。しかも、画像の淡調部分(小さなインクセ
ル)においては、人間の目はわずかな濃淡の変化
に対しても極めて敏感なのである。
発明の開示 本発明の基本的課題は、必要とされるあらゆる
階調に対応するインクセルを、長い時間にわたつ
て一定して彫刻することができ、しかもその際
に、階調を形成するための上述の不安定な閾値特
性を伴なわない方法、およびこの方法を実施する
ための装置を提供することである。
本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第
1項および第4項記載の構成によつて解決され
る。
次に本発明を図面に基いて詳細に説明する。
実施例の説明 第1図は電子ビームの経過と磁気レンズ装置を
示している。図から明らかなように、電子ビーム
は磁気レンズによつて3段階縮小集束される。本
発明によればそのために、第1の長焦点レンズ1
が第2の短焦点レンズ2と組合わせて設けられて
いる。第3のレンズ3は長焦点レンズであり、レ
ンズ3と版面4の間の作動間隔はかなり大きい。
この長焦点レンズ3は従来公知の電子銃の主レン
ズに相当し、ドイツ連邦共和国特許出願公告第
2752598号公報に記載されているようなダイナミ
ツク・レンズ3aと組合わせて使用される。これ
と同じようなレンズ5が第1の長焦点レンズ1の
中に配置されている。レンズ5が励磁されると、
長焦点レンズ1の像距離がわずかだけ変化する。
その際、レンズ系1/5の結像倍率はほとんど変
らない。しかし、レンズ1とレンズ5の組合わせ
がつくり出した、電子ビーム源6の像は、第2の
短焦点レンズ2の物体となるので、第1の中間像
が軸方向に変位すると、レンズ2の結像倍率は大
きく変化することになる。第2の中間像の変位に
よりレンズ系3/3aの結像倍率はほんのわずか
変化する。そのために版面4における焦点位置に
誤差が生じるが、それはダイナミツク・レンズ3
aの整合の変化により補償される。
以上のことを具体的な数字を挙げて詳しく説明
する。例えば、レンズ1の縮小率が1/3で、レン
ズ5が励磁されていないとすると、レンズ2は結
像倍率が1になるように調整される。この時レン
ズ3の結像倍率が1/4であると、全体の縮小率は
1/12となる。この場合の電子ビームの経路を第1
図では実線で示してある。次に、レンズ1の中に
配置されているレンズ5が励磁されると、第1の
中間像はレンズ系1/5の方に近づき、同時に第
2の短焦点レンズ2の物体距離は大きくなる。つ
まり、レンズ5が励磁されている限り、レンズ2
は例えば結像倍率1/3を有することになる。従つ
て装置全体の縮小率は1/36になる。第1図では、
この場合のビーム経路を破線で示してある。
短焦点レンズ2の後にはアパーチヤー板7が設
けられているので、結像倍率を変えるほかに、電
子ビームのエネルギーを変化させることもでき
る。
従つて、ほぼ同じ出力密度の電子ビームで、大
小どちらのインクセルをも製作することができ
る。
電子ビームの作用点における焦点の集束特性に
ついて、大きなインクセルを製作する場合のそれ
を第2図に、小さなインクセルの場合について第
3図に示す。第2図bおよび第3図bにおいてL
は電子ビームの出力密度であり、rは作用点にお
ける半径を表わす。製作されるインクセルの大き
さが分るように、第2図a、第3図aにはおおよ
その寸法を示してある。
上述の装置は、極めて迅速に結像倍率を変化さ
せることができる。本発明の装置によれば、縮小
率を大から小に切換え、また元に戻すために必要
な調整時間は、および1μsである。
前述したように、ドイツ連邦共和国特許出願公
開第2947444号公報に記載された方法では、2つ
のインクセルを彫刻する間の休止期間にビームの
拡散が行なわれるが、この拡散過程は電磁コイル
を励磁することによつてのみ可能である。そして
本発明においても、レンズ5は、この公報記載の
電磁コイルが励磁されるのを同じ程度に励磁され
る。
産業上の応用分野 本発明は、電子ビームを用いて版面を彫刻する
際に使用すると有利である。また本発明は、溶
接、穿孔、彫刻、加熱等の、荷電キヤリア・ビー
ムを用いて材料を加工する産業分野一般にも使用
することができる。さらに、本発明を電子ビー
ム・リトグラフイーの分野に応用することも可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は磁気レンズと電子ビームの経路を表わ
す概略図、第2図aは大きなインクセルを彫刻す
る際の集束電子ビームとインクセルとの断面略
図、第2図bは電子ビームの焦点の集束特性曲線
図、第3図aは小さなインクセルを彫刻する際の
集束電子ビームとインクセルとの断面略図、第3
図bは電子ビームの焦点の集束特性曲線図であ
る。 1,2,3……磁気レンズ、3a,5……ダイ
ナミツク磁気レンズ、4……版面、6……電子ビ
ーム源、7……アパーチヤー板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 版面に指向し、かつ拡散可能な電子ビームの
    作用によつて網目スクリーンのインクセルを彫刻
    し、また電子ビームをその作業場所、または版面
    の近傍で集束して、寸法の異なるインクセルを版
    面に彫刻するための電子ビーム彫刻方法におい
    て、電子ビームの作用時間および焦点位置の他
    に、荷電キヤリア源の結像倍率をも、版面4の階
    調に依存して制御し、また、結像倍率がかなり小
    さくなる場合は、軸方向からずれた電子ビームを
    アパーチヤ板によつて遮蔽する、ことを特徴とす
    る電子ビーム彫刻方法。 2 大きなインクセルを製作する場合には荷電キ
    ヤリア源の電子光学的な縮小率を小さくし、小さ
    なインクセルを製作する時には縮小率を大きくす
    るようにした特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 大小どちらのインクセルを製作する場合に
    も、電子ビームの出力密度分布がほぼ矩形状であ
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の方
    法。 4 結像倍率の他に電子ビームの出力密度分布を
    も階調に依存して制御するようにした特許請求の
    範囲第1項記載の方法。 5 版面に指向し、かつ拡散可能な電子ビームの
    作用によつて網目スクリーンのインクセルを彫刻
    し、また電子ビームをその作業場所または版面の
    近傍で集束して、寸法の異なるインクセルを版面
    に彫刻するための電子ビーム彫刻方法において、
    電子銃のビームの経路に、主磁気レンズ系3/3
    a以外に少くとも2つの別の磁気レンズ系1/5
    および2が配置され、かつ、階調に依存して磁気
    レンズ5の励磁を変化可能にし、また磁気レンズ
    系2と主磁気レンズ系との間にアパーチヤ板7が
    配置されている、電子ビーム彫刻装置。
JP57176440A 1981-10-10 1982-10-08 電子ビ−ム−彫刻方法および装置 Granted JPS5872450A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE81108156.1 1981-10-10
EP81108156A EP0076868B1 (de) 1981-10-10 1981-10-10 Elektronenstrahl-Gravierverfahren und Einrichtung zu seiner Durchführung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5872450A JPS5872450A (ja) 1983-04-30
JPS6255987B2 true JPS6255987B2 (ja) 1987-11-24

Family

ID=8187949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57176440A Granted JPS5872450A (ja) 1981-10-10 1982-10-08 電子ビ−ム−彫刻方法および装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4471205A (ja)
EP (1) EP0076868B1 (ja)
JP (1) JPS5872450A (ja)
AT (1) ATE24985T1 (ja)
DD (1) DD204180A5 (ja)
DE (1) DE3175839D1 (ja)
DK (1) DK444082A (ja)
SU (1) SU1452471A3 (ja)

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EP0076868B1 (de) 1987-01-14
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DK444082A (da) 1983-04-11
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