專利名稱：印刷版的制版裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對例如柔性印刷版等凸版印刷版和凹版等凹版印刷版等的印刷版進行制版的印刷版的制版裝置。
背景技術：
一直以來，作為這種印刷版的制版裝置，公知有例如在美國專利第5327167號說明書記載的激光雕刻機。該激光雕刻機是通過用從激光光源射出的激光束掃描記錄材料來雕刻記錄材料的表面，從而對凸版印刷版進行制版的雕刻機，其具有激光光源；調制器，其用于調制從該激光光源射出的激光束；記錄滾筒，在其外周部安裝記錄材料并使該記錄材料旋轉；記錄頭，其在與該記錄滾筒的軸線平行的方向可自由移動地構成，并向安裝在記錄滾筒外周部的記錄材料照射從激光光源射出的激光束。
在這種印刷版的制版裝置中，基于激光光源的功率和記錄材料的感光度，將激光束的主掃面速度、即記錄滾筒的旋轉速度設定成能夠獲得所需要的最大雕刻深度的值。并且，比最大雕刻深度淺的雕刻區(qū)域在減小了照射在記錄材料的激光束的功率的狀態(tài)下執(zhí)行雕刻。此時，存在如下問題由于由激光束進行的激光材料的雕刻需要比較大的能量，所以印刷版的制版需要比較長的時間。
在日本專利第3556204號公報公開了如下的印刷塊的制造方法，即將多個激光束同時照射在記錄材料上來制作浮雕(relief)的印刷塊的制造方法。
另外，本發(fā)明人提出了如下的印刷版的制版裝置即，使用具有第一光束直徑的激光束并以第一像素間距照射記錄材料來進行雕刻之后，使用具有和上述第一光束直徑不同的第二光束直徑的激光束并以和第一像素間距不同的第二像素間距照射記錄材料來進行雕刻(特愿2004-286175、特愿2004-357586)。根據這種制版裝置，可以通過有效地使用激光束而縮短制版時間。
在上述日本專利第3556204號公報記載的印刷塊的制造方法中，可以將多個激光束同時照射在記錄材料上而能夠有效地制作浮雕，但是由于各激光束的像素間距保持一定，所以難以執(zhí)行精密的雕刻。另一方面，使用具有第一光束直徑的激光束并以第一像素間距照射記錄材料來進行雕刻之后，在使用具有和上述第一光束直徑不同的第二光束直徑的激光束并以和第一像素間距不同的第二像素間距照射記錄材料來進行雕刻時，可以有效地執(zhí)行精密的雕刻，但是由于在雕刻完成之前需要兩道工序，所以期望進一步提高雕刻工序的效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供可高速地雕刻精密的圖像的印刷版的制版裝置。
上述本發(fā)明的目的通過如下技術特征來實現印刷版的制版裝置具有，在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；第一照射機構，其射出第一激光束，該第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并用于以第一像素間距照射記錄材料，來進行截止到第一深度為止的雕刻；第二照射機構，其射出第二激光束，該第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑還大的第二光束直徑，并用于以比上述第一像素間距還大的第二像素間距照射記錄材料，來進行截止到比上述第一深度還深的第二深度為止的雕刻；第一掃描機構，其使從上述第一照射機構照射的第一激光束和從上述第二照射機構照射的第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描；第二掃描機構，其使從上述第一照射機構照射的第一激光束在記錄材料上以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描。
通過這種印刷版的制版裝置，可以高速地雕刻精密的圖像。
在一個優(yōu)選的實施方式中，在將上述第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向的掃描頻率設為F1、將上述第二調制機構的調制頻率設為F2、將上述第一像素間距設為pp、將上述第二像素間距設為pc時，印刷版的制版裝置滿足下面的公式。
F1＝F2·(pc/pp)。
進而，本發(fā)明從其它觀點來看，印刷版的制版裝置具有在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；第一激光光源，其射出第一激光束，該第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并用于以第一像素間距照射記錄材料，來進行截止到第一深度為止的雕刻；第二激光光源，其射出第二激光束，該第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑還大的第二光束直徑，并用于以比上述第一像素間距還大的第二像素間距照射記錄材料，來進行截止到比上述第一深度還深的第二深度為止的雕刻；第一調制機構，其調制第一激光束；偏轉器，其使由上述第一調制機構調制的第一激光束在記錄材料上以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描；第二調制機構，其調制由上述第二激光光源射出的第二激光束；合成機構，其合成由上述偏轉器偏轉的第一激光束和由上述第二調制機構調制的第二激光束；光學系統(tǒng)，其將由上述合成機構合成的第一激光束和第二激光束聚光在記錄材料上；掃描機構，其使通過上述光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第一激光束和第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描。
有關本發(fā)明的技術特征、效果等，可以通過以下的詳細說明進一步了解。


圖1是激光雕刻機的概要圖。
圖2是表示激光雕刻機的要部的方框圖。
圖3A是示意性地表示柔性感光材料10表面的形狀的說明圖。
圖3B是示意性地表示柔性感光材料10表面的形狀的說明圖。
圖3C是示意性地表示柔性感光材料10表面的形狀的說明圖。
圖4是表示浮雕形狀的說明圖。
圖5是表示精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2的掃描所使用的信號的說明圖。
圖6是表示精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2的掃描所使用的信號的說明圖。
圖7是表示制版工序的流程圖。
圖8是說明步驟S7所包含的工序的流程圖。
圖9是示意性地表示雕刻的狀況的立體圖。
圖10是示意性地表示雕刻的狀況的說明圖。
圖11是示意性地表示浮雕數據的做成方法的說明圖。
圖12是本發(fā)明第二實施方式的激光雕刻機的概要圖。
圖13是本發(fā)明第二實施方式的激光雕刻機的概要圖。
具體實施例方式
下面，基于

本發(fā)明實施方式。圖1是作為本發(fā)明所述印刷版的制版裝置的激光雕刻機的概要圖，圖2是表示其要部的方框圖。
該激光雕刻機具有記錄滾筒11和記錄頭20，在記錄滾筒11的外周部安裝作為凸版印刷版用記錄材料的柔性直接感光材料(以下稱為“柔性感光材料”)10；記錄頭20在與該記錄滾筒11的軸線平行的方向可自由移動地構成。
記錄頭20具有第一激光光源21，其射出作為第一激光束的精密雕刻光束L1；作為第一調制機構的AOM(聲光調制器)22，其用于調制該精密雕刻光束L1；AOD(聲光偏轉器)23，其使由AOM22調制的精密雕刻光束L1在記錄滾筒11的軸線方向上進行掃描；第二激光光源24，其射出作為第二激光束的粗雕刻光束L2；作為第二調制機構的AOM25，其用于調制粗雕刻光束L2；光束合成器27，其合成精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2；光學系統(tǒng)26，其使由光束合成器27合成的精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2聚光在柔性感光材料10上。此外，AOM22和AOD23也可以由1個元件構成。
該記錄頭20由未圖示的引導機構引導，由此相對記錄滾筒11，能夠在與記錄滾筒11的軸心平行的方向上自由移動。并且，該記錄頭20受到通過未圖示的移動馬達而旋轉的未圖示的滾珠絲杠的驅動，在與記錄滾筒10的軸心平行的方向往復移動。上述移動馬達從控制部70接受旋轉速度指令而進行旋轉。通過移動馬達而移動的記錄頭20的移動速度以及移動位置由與移動馬達連接的未圖示的編碼器測定，該信息被傳送到控制部70。
作為第一激光光源21，采用具有最合適作為精密雕刻光束L1的光束直徑的光源，作為第二激光光源24，采用具有最合適作為粗雕刻光束L2的光束直徑的光源。但是也可以使用光束擴展器等，而將從第一、第二激光光源射出的激光束的光束直徑變更為最合適的值。
作為光束合成器27，可以使用利用了第一激光光源21和第二激光光源24的波長的差異的分色鏡、或者利用了第一激光光源21和第二激光光源24的偏振方向的差異的偏振分光器。此外，在激光束的輸出有余量時，可以使用半透半反鏡等作為光束合成器27。
如圖2所示，該激光雕刻機具有控制整個裝置的控制部70。該控制部70與作為輸入輸出部以及顯示部的個人計算機71連接。
圖1所示的記錄滾筒11和圖2所示的旋轉馬達72連接，并以其軸線為中心旋轉。該旋轉馬達72從控制部70接受旋轉速度指令并旋轉。旋轉馬達72的旋轉速度以及通過旋轉馬達72而旋轉的記錄滾筒11的旋轉角度位置由編碼器73測定，該信息被傳送到控制部70。
圖1所示的記錄頭20由未圖示的引導機構引導，由此在和記錄滾筒11的軸線平行的方向上可自由移動。并且，該記錄頭20與記錄滾筒11的軸線平行地設置，并受到通過圖2所示的移動馬達74而旋轉的未圖示的滾珠絲杠的驅動，并且在與記錄滾筒11的軸線平行的方向上往復移動。該移動馬達74從控制部70接受旋轉速度指令來進行旋轉。移動馬達74的旋轉速度以及通過移動馬達74而移動的記錄頭20的位置由編碼器75測定，該信息發(fā)送到控制部70。
第一激光光源21經由激光驅動器61與控制部70連接。另外，AOM22經由AOM驅動器62與控制部70連接。進而，AOD23經由AOD驅動器63與控制部70連接。同樣，第二激光光源24經由激光驅動器64與控制部70連接。另外，AOM25經由AOM驅動器66與控制部70連接。
在該激光雕刻機中，從第一激光光源21射出的精密雕刻光束L1在AOM22被調制，在AOD23沿著記錄滾筒11的軸線方向被掃描后，入射到激光合成器27。另一方面，從第二激光光源24射出的粗雕刻光束L2在AOM25被調制后，入射到光束合成器27。并且，精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2在光束合成器27被合成之后，經由光學系統(tǒng)26聚光在柔性感光材料10上。
并且，通過移動馬達74的驅動而使記錄頭20在和記錄滾筒11的軸線平行的方向上移動，使通過光學系統(tǒng)26而聚光到柔性感光材料10上的精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2在記錄滾筒11的軸線方向同步掃描，來執(zhí)行印刷版的雕刻。
此時，在該激光雕刻機中，同時執(zhí)行精密雕刻，其使用具有較小光束直徑的精密雕刻光束L1，以精密雕刻像素間距pp照射柔性感光材料10，來進行雕刻，直到精密雕刻光束L1的最大深度dp為止；粗雕刻，其使用具有較大光束直徑的粗雕刻光束L2，以比精密雕刻像素間距pp大的粗雕刻像素間距pc(等于網點間距)照射柔性感光材料10，來進行雕刻，直到浮雕深度d為止。由此，縮短制版時間。
此外，作為第一激光光源21，可以使用照射近紅外線的YAG激光器和光纖激光器等。作為第一激光光源21，在使用這種激光光源時，由于激光束的波長為1μm左右，所以可以使雕刻時的激光束的最終光斑直徑極小。此時，為了執(zhí)行雕刻到最大深度dp為止的精密雕刻，無需非常大的能量，而不需要使用高輸出的光源作為第一激光光源21，所以第一激光光源21的價格不會變得很高。
作為第二激光光源24，使用例如二氧化碳激光器。作為第二激光光源24，在使用這種激光光源時，激光光源的價格比較便宜，更能夠得到高輸出激光束。此時，為了執(zhí)行雕刻到浮雕深度d的粗雕刻，由于可以使用比較大的光束直徑的激光束，所以不會產生不能進行高解析度的雕刻的問題。
圖3A、圖3B、圖3C是示意性地表示使用該激光雕刻機執(zhí)行雕刻后的柔性感光材料10表面的形狀的說明圖。此外，圖3A是在柔性感光材料10上沿著主掃描方向形成的7個浮雕的俯視圖，圖3B是其剖面圖。此外，在該圖中，為了便于說明，表示形成從該圖的左側開始網點面積率為0％、1％、1％、2％、2％、0％、0％的7個浮雕的情況。
加該圖所示，為了精密雕刻，使用具有較小的光束直徑的精密雕刻光束L1。并且，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，將柔性感光材料10從其表面開始雕刻到最大深度dp為止。
在網點面積率非常小的浮雕彼此鄰接時，該最大深度dp與這些浮雕的邊界部分的雕刻深度一致。在該最大深度dp比邊界部分的雕刻深度小時，不能較好地表現微小的網點?？梢允乖撟畲笊疃萪p比邊界部分的雕刻深度大，但是雕刻效率惡化。在該實施方式中，在網點面積率為1％的浮雕彼此連接時，將這些浮雕邊界部分的雕刻深度設定為最大深度dp。
在該精密雕刻中，執(zhí)行從柔性感光材料10表面到最大深度dp為止的、對網點的形狀直接給予影響的部分的雕刻。因此，作為此時的雕刻像素間距，采用比較小的精密雕刻像素間距pp，如在圖3C示意性地表示，執(zhí)行微小的單位的雕刻。此時的精密雕刻光束L1的光束直徑采用可以進行精密雕刻像素間距pp的雕刻的較小的光束直徑。
與精密雕刻同時，執(zhí)行粗雕刻。在該粗雕刻中，使用具有較大光束直徑的粗雕刻光束L2。并且，將該粗雕刻光束L2以粗雕刻像素間距pc照射在柔性感光材料10上，將柔性感光材料10從上述最大深度dp開始雕刻到浮雕深度d為止。這樣，由于在精密雕刻所雕刻的區(qū)域通過粗雕刻再次被雕刻，所以執(zhí)行精密雕刻和粗雕刻之后的從柔性感光材料10開始的浮雕深度d比精密雕刻的最大深度dp大。在該粗雕刻中，由于執(zhí)行對網點的形狀不直接給予影響的部分的雕刻，所以可以將粗雕刻像素間距pc做成較大的間距。這在反過來考慮精密雕刻和粗雕刻的順序時也同樣。
作為此時的粗雕刻像素間距pc，可以采用網點間距w。該粗雕刻像素間距pc在大于等于上述的精密雕刻像素間距pp、小于等于網點間距w的范圍內可以任意地設定。其中，越將粗雕刻像素間距pc接近網點間距w就越能提高效率。
圖4是更準確地表示柔性感光材料10所形成的浮雕形狀的說明圖。
作為表示浮雕形狀的參數，有浮雕角度θ、浮雕深度d、用于構成縮頂部T的節(jié)距dt以及水平部wt。浮雕角度θ在所有的浮雕中為共用的值。浮雕深度d是在網點百分比為零的區(qū)域的雕刻深度。此外，節(jié)距dt為了改善網點補正(dot gain)而設置，水平部wt為了增加浮雕的機械強度而設置，在沒有形成縮頂部T本身時，節(jié)距dt以及水平部wt的值為0。在上述說明中，針對省略了節(jié)距dt以及水平部wt的情況進行說明。
此外，在使用圖4所示的浮雕形狀時，上述的最大深度dp可以用下面的公式(1)計算出。
dp＝(21/2·pc/2-wt)tan(θπ/180)+dt…(1)此外，在沒有形成縮頂部T自身時，可以在節(jié)距dt以及水平部wt代入零。
但是，在同時執(zhí)行精密雕刻和粗雕刻時，需要在上述的精密雕刻中以精密雕刻像素間距pp進行雕刻，在粗雕刻中以粗雕刻像素間距pc進行雕刻。但是，在采用通過使記錄頭20移動，使精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2同步在記錄滾筒11的軸線方向掃描的結構時，通常在記錄滾筒11的軸線方向，雕刻像素間距一定相同。因此，在本發(fā)明的激光雕刻機中，采用如下結構使精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2同步在主掃描方向(記錄滾筒11的圓周方向)掃描，同時使精密雕刻光束L1在柔性感光材料10上以粗雕刻像素間距pc在副掃描方向(記錄滾筒11的軸線方向)掃描。
下面針對該結構進行說明。圖5以及圖6是表示在精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2的掃描所使用的信號的說明圖。此外。圖6為放大表示圖5的一部分的放大圖。
在這里，圖5以及圖6所示的箭頭s1表示主掃描方向。精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2伴隨著記錄滾筒11的旋轉，在沿著記錄滾筒11的圓周面的主掃描方向s1進行掃描。另外，圖5所示的箭頭s2表示副掃描方向。精密雕刻光束L1通過AOD23偏轉，在朝向記錄滾筒11的軸線方向的副掃描方向s2進行掃描。另外，在這些圖中，pc表示上述粗雕刻像素間距，pp表示精密雕刻像素間距，另外，t表示AOD23的偏轉周期。
在這些圖所示的偏轉信號是在通過AOD23偏轉精密雕刻光束L1時所使用的信號。精密雕刻光束L1通過該調制信號在柔性感光材料10上以精密雕刻像素間距pp在副掃描方向s2進行掃描。此時，在將第一調制信號的調制頻率設為F2時，該偏轉信號的頻率F1滿足下面的公式。
F1＝F2·(pc/pp)另外，在這些圖所示的第一調制信號是為了粗雕刻而用于通過AOM25調制粗雕刻光束L2的信號。粗雕刻光束L2通過該第一調制信號變更開、關和其強度。同樣，這些圖所示的第二調制信號是用于通過AOM22調制精密雕刻光束L1的信號。精密雕刻光束L1通過該第二調制信號變更開、關和其強度。
在采用這種結構時，精密雕刻光束L1在伴隨著記錄滾筒11的旋轉而在向主掃描方向s1的掃描中以精密雕刻像素間距pp執(zhí)行雕刻，同時伴隨著AOD23的偏轉動作，在柔性感光材料10上，在粗雕刻像素間距pc的范圍內，在向副掃描方向s2的掃描中以精密雕刻像素間距pp執(zhí)行雕刻。另一方面，粗雕刻光束L2伴隨著記錄滾筒11的旋轉，在向主掃描方向s1的掃描中以粗雕刻像素間距pc執(zhí)行雕刻。
由此，即使在采用通過使記錄頭20移動而使精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2同步在記錄滾筒11的軸線方向掃描的結構時，精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2也能夠分別以必要的像素間距執(zhí)行雕刻，可以高速地雕刻精密的圖像。
接著，針對使用該激光雕刻機來雕刻柔性感光材料10的柔性感光材料10的制版工序進行說明。圖7是表示制版工序的流程圖。
在進行柔性印刷版的制版時，最初操作員指定浮雕形狀和網線數(步驟S1)，該浮雕形狀和網線數從個人計算機13被輸入，并傳送到控制部15。
接著，從預先指定的網線數決定網點間距w(步驟S2)。該網點間距為網線數的倒數。
接著，運算精密雕刻的最大深度dp和粗雕刻的最大深度dc(步驟S3)。該運算使用上述的公式(1)來執(zhí)行。
接著，操作員指定解析度(步驟S4)。該解析度從例如1200dpi、2400dpi、4000dpi中選擇。
接著，從指定的解析度來決定精密雕刻像素間距pp(步驟S5)。此外，調整精密雕刻光束L1的光束光斑尺寸，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接近一致。
另外，決定執(zhí)行粗雕刻時的粗雕刻像素間距pc(步驟S6)。該粗雕刻像素間距pc如上所述與網點間距w一致。
接著，決定雕刻時的掃描速度(步驟S7)。
在分別進行精密雕刻工序和粗雕刻工序時，可以基于通過激光束的光束直徑而變動的雕刻靈敏度、在各雕刻的像素間距和對應在各雕刻中所雕刻的浮雕形狀的雕刻深度以及所給予的激光束功率，決定在各雕刻工序的掃描速度。
相對于此，在本實施方式中，同時進行精密雕刻工序和粗雕刻工序，同時使精密雕刻光束L1的掃描和粗雕刻光束L2的掃描同步。因此在本實施方式中，根據這些激光束，首先決定可進行同步掃描的激光束功率比。并且，將粗雕刻光束的激光束功率作為所給予條件，從上述激光束功率比來決定精密雕刻光束的激光束功率。
接著，決定可進行同步掃描的精密雕刻和粗雕刻的掃描速度比。并且，基于粗雕刻光束L2的激光束功率、對應于粗雕刻光束L2的光束直徑的雕刻靈敏度、需要在標準時間內通過粗雕刻來除去的柔性感光材料的體積，來計算出粗雕刻光束L2在沿著主掃描方向S1的方向的掃描速度。
并且，通過將該粗雕刻光束L2在沿著主掃描方向S1的方向的掃描速度v2使用于上述掃描速度比，來計算出精密雕刻光束L1在沿著副掃描方向S2的方向的掃描速度v1。
下面，使用圖8的流程圖進行更詳細地說明。此外，圖8是更詳細地說明圖7的步驟7所包含的各工序的流程圖。
首先，計算出對應于精密雕刻光束L1的光束直徑的雕刻靈敏度sp(步驟S7-1)。在此，雕刻靈敏度sp是用由激光束雕刻的體積V除以激光束的能量E的值。另外，激光束的能量E是激光光源21的功率和照射時間相乘的值。雕刻柔性感光材料10時的雕刻靈敏度根據光束直徑變動。因此，通過實驗預先制作與各個激光束的光束直徑一一對應的雕刻靈敏度的表格或者求出從光束直徑求取雕刻靈敏度的計算式，通過將精密雕刻光束L1的光束直徑適用于該表格或者計算式中，來取得雕刻靈敏度sp。
同樣，取得對應于粗雕刻光束L2的光束直徑的雕刻靈敏度sc(步驟S7-2)。
接著，計算在將四邊為粗雕刻像素間距pc的矩形區(qū)域雕刻到精密雕刻時的最大深度dp為止時所雕刻的柔性感光材料體積vp(步驟S7-3)。四邊為粗雕刻像素間距pc的矩形區(qū)域作為決定激光束功率比以及掃描速度比時的基準面積來使用。圖9是示意性地表示雕刻的狀況的立體圖。從該圖9可以清楚，通過精密雕刻光束L1而雕刻的柔性感光材料體積vp為pc*pc*dp。
同樣，計算出將四邊為粗雕刻像素間距pc的矩形區(qū)域雕刻到粗雕刻時的最大深度dc為止時的柔性感光材料體積vp(步驟S7-4)。柔性感光材料體積vc為pc*pc*(d-dp)。
接著，計算出用精密雕刻光束L1雕刻相當于在步驟S7-3所求取的柔性感光材料體積vp的柔性感光材料10時所需要的能量(步驟S7-5)。這等于柔性感光材料體積vp乘以精密雕刻時的雕刻靈敏度sp的值。
同樣，計算出用粗雕刻光束L2雕刻相當于在步驟S7-4所求取的柔性感光材料體積vc的柔性感光材料10時所需要的能量(步驟S7-6)。這等于柔性感光材料體積vc乘以粗雕刻時的雕刻靈敏度sc的值。
但是，由激光束施加在被照射物的能量等于激光束的光束功率和激光束的照射時間的積。即E1＝PW1*t1 …(2)E2＝PW2*t2 …(3)其中，E1是精密雕刻光束L1的能量值，E2是粗雕刻光束L2的能量值，PW1是精密雕刻光束L1的激光功率，PW2是粗雕刻光束L2的激光功率，t1是掃描基準面積所需要的時間，t2是掃描基準面積所需要的時間。
在本實施方式中，由于同步執(zhí)行精密雕刻和粗雕刻，所以精密雕刻光束L1掃描基準面積所需要的時間t1和粗雕刻光束L2掃描基準面積所需要的時間t2相等。
因此，可以將公式(2)和公式(3)重寫為如下的公式(4)。
E1/PW1＝E2/PW2＝t1＝t2 …(4)另外，當將上述基準面積看作四邊為粗雕刻像素間距pc的矩形區(qū)域時，由于E1＝vp*sp，E2＝vc*sc，進而公式(4)可以進一步重寫成公式(5)。
vp*sp/PW1＝vc*sc/PW2 …(5)另外，將精密雕刻光束L1的光束功率PW1和粗雕刻光束L2的光束功率PW2之和作為總激光功率并設為pw。
由以上所述，精密雕刻光束L1的光束功率PW1變?yōu)楣?6)。
PW1＝pw*vp*sp/(vp*sp+vc*sc)…(6)另外，粗雕刻光束L2的光束功率PW2變?yōu)楣?7)。
PW2＝pw*vc*sc/(vp*sp+vc*sc)…(7)此外，在基于公式(1)計算出精密雕刻時的最大深度dp時，可以將公式(6)變換為以下的公式(8)。在此，在以下的公式(8)、(9)中，將(2d·α+4·pc·α+d·pc·β)設為A。
PW1=]]>{pc·pw·[4·dt·α+4·pp·α+2·dt·β+(2·pd-2·wt)·(2·α+pp·β)·Tan(π·θ180)]}{2·[2·dt·(pc-pp)·α+pp·A+(pc-pp)·(2·pd-2·wt)·α·Tan(π·θ180)]}---(8)]]>同樣，可以將公式(7)如下地變換成公式(9)。
PW2=]]>-⟨{pc·pw·[4·dt·α+4·pp·α+2·dt·β+(2·pd-2·wt)·(2·α+pp·β)·Tan(π·θ180)]}{2·[2·dt·(pc-pp)·α+pp·A+(pc-pp)·(2·pd-2·wt)·α·Tan(π·θ180)]}⟩---(9)]]>由以上公式決定PW1和PW2。
接著，決定粗雕刻光束L2沿著主掃描方向S1的掃描速度v2和精密雕刻光束L1沿著副掃描方向S2的掃描速度v1的比(步驟S7-8)。
考慮精密雕刻光束L1掃描基準面積即四邊為粗雕刻像素間距pc的矩形區(qū)域所需要的時間t1(參照圖10)。在該時間t1期間，精密雕刻光束L1由于需要掃描(pc/pp)條長度為pc的掃描線，所以時間t1可以用下面的公式(10)表示。
t1＝(pc*pc/pp)/v1 …(10)另一方面，粗雕刻光束L2掃描基準面積即四邊為粗雕刻像素間距pc的矩形區(qū)域所需要的時間t2如下。
t2＝pc/v2 …(11)由于精密雕刻和粗雕刻同步執(zhí)行，所以t1＝t2。因此，將公式(10)和公式(11)如下地進行變形，來決定掃描速度比。
v1/v2＝pc/pp …(12)接著，通過將粗雕刻光束L2的光束功率PW2代入下面的公式(13)，從而決定粗雕刻光束L2的掃描速度v2(步驟S7-9)。
V2＝PW2/vc*sc …(13)并且，通過將由上式決定的掃描速度v2使用于公式(12)，來決定精密雕刻光束L1的掃描速度v1(步驟S7-10)。
接著，從在柔性感光材料10上應形成的圖像數據制作表示應雕刻的浮雕形狀的浮雕數據(步驟S8)。作為基礎的圖像數據可以通過在線、或者通過脫機由個人計算機13轉送到控制部15。基于該圖像數據，做成浮雕數據。該浮雕數據是使該浮雕數據重疊的數據，在相互重復的區(qū)域，使深度較淺的數據更優(yōu)先。
圖11是示意性地表示浮雕數據的制作方法的說明圖。
該圖表示形成浮雕1和浮雕2的狀態(tài)。從浮雕1和浮雕2的傾斜部接觸的地方開始，浮雕1側的區(qū)域使用浮雕1的浮雕數據，從浮雕1和浮雕2的傾斜部接觸的地方開始，浮雕2側的區(qū)域使用浮雕2的浮雕數據。
接著，從浮雕數據制作精密雕刻用的多值數據(步驟S9)。該多值數據是對網點面積率為0％的區(qū)域執(zhí)行到最大深度dp為止的雕刻的多值數據。該多值數據在網點面積率為0％～100％的區(qū)域，被制作成如圖3所示的可臺階狀地形成浮雕的傾斜部的數據。
接著，由浮雕數據制作粗雕刻用的多值數據(步驟S10)。該多值數據是通過在考慮了浮雕角度θ的基礎上對網點面積率為0％的區(qū)域以雕刻深度dc進行雕刻，從而最終執(zhí)行浮雕深度d的雕刻的多值數據。
并且，執(zhí)行雕刻(步驟S11)。此時，控制部70根據掃描速度v1控制AOD23，同時根據掃描速度v2控制旋轉馬達72。同時以對應于上述各掃描速度v1以及v2的頻率來控制AOM22、25。另外，控制部70以對應于光束功率PW1的功率點亮第一激光光源21，同時，以對應于光束功率PW2的功率點亮第二激光光源24。進而，控制部70以與記錄滾筒11的旋轉速度同步的速度使記錄頭12在副掃描方向移動。另外，通過控制部15控制AOD23，使精密雕刻光束L1在副掃描方向掃描。并且，通過控制部70控制AOM驅動器66、62，來執(zhí)行必要的雕刻。
如上所述，根據本實施方式的激光雕刻機，精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2分別能夠以必要的像素間距執(zhí)行雕刻，可以高速地雕刻精密的圖像。另外，共用光學系統(tǒng)26可以減少裝置的成本。
接著，針對本發(fā)明的其他實施方式進行說明。圖12是本發(fā)明第二實施方式的印刷版的制版裝置即激光雕刻機的概要圖。
該激光雕刻機具有在與記錄滾筒11的軸線平行的方向可自由移動地構成的記錄頭30。
該記錄頭30具有單一的激光光源31；分光器41，其將從該激光光源31射出的激光束分離成第一激光束L1和第二激光束L2；AOM32，其調制第一激光束；AOD33，其使由AOM32調制的第一激光束在記錄滾筒11的軸線方向掃描；AOM34，其調制第二激光束；光束直徑變更機構36，其變更由AOM34調制的第二激光束的光束直徑；一對折疊反射鏡42、43；合成機構44，其合成由AOD33偏轉的第一激光束和由AOD34調制的第二激光束；光學系統(tǒng)35，其使由合成機構44合成的第一、第二激光束聚光在柔性感光材料10上。其他結構和上述的第一實施方式的激光雕刻機相同。
在該激光雕刻機中，也通過采用使精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2同步在主掃描方向進行掃描，同時使精密雕刻光束L1在副掃描方向掃描的結構，從而精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2分別能夠以必要的像素間距執(zhí)行雕刻，可以高速地雕刻精密的圖像。另外，通過使用單一的激光光源31，可以降低裝置的成本。
接著，針對本發(fā)明的其他實施方式進行說明。圖13是本發(fā)明第三實施方式的印刷版裝置即激光雕刻機的概要圖。
該激光雕刻機具有在與記錄滾筒11的軸線平行的方向可自由移動地構成的記錄頭50。
記錄頭50具有第一激光光源51，其射出第一激光束；AOM52，其調制第一激光束；AOD53，其使由AOM52調制的第一激光束在記錄滾筒11的軸線方向掃描；光學系統(tǒng)54，其使由AOD53偏轉的第一激光束聚光在柔性感光材料10上；第二激光光源55，其射出第二激光束；光學系統(tǒng)56，其使第二激光束聚光在柔性感光材料10上。
此外，在本實施方式中，在由第一激光束雕刻時，通過連續(xù)點亮第二激光束，而可以使柔性感光材料10帶有余熱。此時，能夠促進由第一激光束進行的雕刻。
在該第三實施方式的激光雕刻機中，采用如下結構第一激光束由AOM52調制，但是對第二激光束不使用AOM，通過控制第二激光光源55，從第二激光光源55射出被調制的第二激光束。
AOM一般地可進行1MHz左右的高速調制，但是AOM所使用的鍺的激光束的透過率惡化，激光束在AOM中產生百分之幾左右的損失。因此，在不需要高速調制的粗雕刻中，在第二激光光源55自身調制激光束進行雕刻，若在精密雕刻中，由AOM52調制從第一激光光源51連續(xù)射出的激光束而進行雕刻，則能夠在粗雕刻時有效地使用激光束。這對上述的第一實施方式1也同樣。
在該激光雕刻機中，也通過采用使精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2同步在主掃描方向掃描，同時使精密雕刻光束L1在副掃描方向掃描的結構，從而精密雕刻光束L1和粗雕刻光束L2分別能夠以必要的像素間距執(zhí)行雕刻，可以高速地雕刻精密的圖像。另外，可以對應各激光光源，選擇適當的光學系統(tǒng)54、56。
此外，在上述的實施方式中，將各激光光源配置在各記錄頭上，但也可以通過將激光光源配置在裝置主體，將從激光光源射出的激光束照射在配置在記錄頭上的折疊反射鏡等，從而使記錄頭小型化。
另外，在上述的實施方式中，任一個實施方式都可以使用凸版印刷版之一即柔性感光材料作為記錄材料。但本發(fā)明也可適用于通過激光雕刻對凹版等凹版印刷版的記錄材料形成凹部時的情況。
上述實施例僅用于說明本發(fā)明的較佳實施例，而非用于限定本發(fā)明，本領域人員可以根據本發(fā)明的公開，進行適當的變更的替換，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內，均包含在本發(fā)明所述的保護范圍。
權利要求
1.一種印刷版的制版裝置，其特征在于，具有在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；第一照射機構，其射出第一激光束，該第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并以第一像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到第一深度為止；第二照射機構，其射出第二激光束，該第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑大的第二光束直徑，并以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度為止；第一掃描機構，其使從上述第一照射機構照射的第一激光束和從上述第二照射機構照射的第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描；第二掃描機構，其使從上述第一照射機構照射的第一激光束在記錄材料上，以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描。
2.如權利要求1所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，在將上述第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向的掃描頻率設為F1、將上述第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向的掃描頻率設為F2、將上述第一像素間距設為pp、將上述第二像素間距設為pc時，滿足下面的公式F1＝F2·(pc/pp)。
3.一種印刷版的制版裝置，其特征在于，具有在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；第一激光光源，其射出第一激光束，該第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并以第一像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到第一深度為止；第二激光光源，其射出第二激光束，該第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑大的第二光束直徑，并以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度為止；第一調制機構，其調制上述第一激光束；偏轉器，其使由上述第一調制機構調制的第一激光束在記錄材料上以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描；第二調制機構，其調制由上述第二激光光源射出的第二激光束；合成機構，其合成由上述偏轉器偏轉的第一激光束和由上述第二調制機構調制的第二激光束；光學系統(tǒng)，其將由上述合成機構合成的第一激光束和第二激光束聚光在記錄材料上；掃描機構，其使通過上述光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第一激光束和第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描。
4.如權利要求3所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構以及上述第二調制機構為調制器。
5.如權利要求3所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構為調制器，上述第二調制機構是通過控制第二激光光源而使第二激光光源射出被調制了的第二激光束的機構。
6.如權利要求3所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，在將上述第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向的掃描頻率設為F1、將上述第二調制機構的調制頻率設為F2、將上述第一像素間距設為pp、將上述第二像素間距設為pc時，滿足下面的公式F1＝F2·(pc/pp)。
7.一種印刷版的制版裝置，其特征在于，具有在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；第一激光光源，其射出第一激光束；第二激光光源，其射出第二激光束；第一調制機構，其用于調制上述第一激光束；偏轉器，其使由上述第一調制機構調制的第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描；第二調制機構，其用于調制第二激光束；合成機構，其合成由上述偏轉器偏轉的第一激光束和由上述第二調制機構調制的第二激光束；光學系統(tǒng)，其使由上述合成機構合成的第一激光束和第二激光束聚光在記錄材料上；掃描機構，其使通過上述光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第一激光束和第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描，從而，上述第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并以第一像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到第一深度為止；上述第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑大的第二光束直徑，并以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度為止，上述偏轉器使上述第一激光束在記錄材料上以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描。
8.如權利要求7所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構和上述第二調制機構為調制器。
9.如權利要求7所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構為調制器，上述第二調制機構是通過控制第二激光光源而使第二激光光源射出被調制了的第二激光束的機構。
10.如權利要求7所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，在將上述第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向的掃描頻率設為F1、將上述第二調制機構的調制頻率設為F2、將上述第一像素間距設為pp、將上述第二像素間距設為pc時，滿足下面的公式F1＝F2·(pc/pp)。
11.一種印刷版的制版裝置，其特征在于，具有在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；激光光源；分光器，其將從上述激光光源射出的激光束分離成第一激光束和第二激光束；光束直徑變更機構，其變更上述第一激光束或者上述第二激光束中的至少一個激光束的光束直徑；第一調制機構，其調制上述第一激光束；偏轉器，其使由上述第一調制機構調制的第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描；第二調制機構，其調制第二激光束；合成機構，其合成由上述偏轉器偏轉的第一激光束和由上述第二調制機構調制的第二激光束；光學系統(tǒng)，其使由上述合成機構合成的第一激光束和第二激光束聚光在記錄材料上；掃描機構，其使通過上述光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第一激光束和第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描，從而，上述第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并以第一像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到第一深度為止；上述第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑大的第二光束直徑，并以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度為止，上述偏轉器使上述第一激光束在記錄材料上以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描。
12.如權利要求11所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構和上述第二調制機構為調制器。
13.如權利要求11所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構為調制器，上述第二調制機構是通過控制第二激光光源而使第二激光光源射出被調制了的第二激光束的機構。
14.如權利要求11所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，在將上述第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向的掃描頻率設為F1、將上述第二調制機構的調制頻率設為F2、將上述第一像素間距設為pp、將上述第二像素間距設為pc時，滿足下面的公式F1＝F2·(pc/pp)。
15.一種印刷版的制版裝置，其特征在于，具有在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；第一激光光源，其射出第一激光束，該第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并以第一像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到第一深度為止；第二激光光源，其射出第二激光束，該第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑大的第二光束直徑，并以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度為止；偏轉器，其使由上述第一調制機構調制的第一激光束在記錄材料上以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描；第一光學系統(tǒng)，其使由上述偏轉器變更的第一激光束聚光在記錄材料上；第二調制機構，其調制由上述第二激光光源射出的第二激光束；第二光學系統(tǒng)，其使由上述第二調制機構調制了的第二激光束聚光在記錄材料上；掃描機構，其使通過上述第一光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第一激光束和通過上述第二光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描。
16.如權利要求15所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構以及上述第二調制機構為調制器。
17.如權利要求15所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構為調制器，上述第二調制機構是通過控制第二激光光源而使第二激光光源射出被調制了的第二激光束的機構。
18.如權利要求15所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，在將上述第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向的掃描頻率設為F1、將上述第二調制機構的調制頻率設為F2、將上述第一像素間距設為pp、將上述第二像素間距設為pc時，滿足下面的公式F1＝F2·(pc/pp)。
19.一種印刷版的制版裝置，其特征在于，具有在其外周部安裝記錄材料并進行旋轉的記錄滾筒；第一激光光源，其射出第一激光束；第二激光光源，其射出第二激光束；第一調制機構，其調制上述第一激光束；偏轉器，其使由上述第一調制機構調制的第一激光束在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描；第一光學系統(tǒng)，其使由上述偏轉器變更了的第一激光束聚光在記錄材料上；第二調制機構，其調制上述第二激光束；第二光學系統(tǒng)，其使由上述第二調制機構調制了的第二激光束聚光在記錄材料上；掃描機構，其使通過上述第一光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第一激光束和通過上述第二光學系統(tǒng)而聚光在記錄材料上的第二激光束在上述記錄滾筒的軸線方向同步掃描，從而，上述第一激光束在記錄材料上具有第一光束直徑，并以第一像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到第一深度為止；上述第二激光束在記錄材料上具有比上述第一光束直徑大的第二光束直徑，并以比上述第一像素間距大的第二像素間距照射記錄材料，來進行雕刻直到比上述第一深度深的第二深度為止；上述偏轉器使上述第一激光束在記錄材料上以上述第二像素間距在上述記錄滾筒的軸線方向進行掃描。
20.如權利要求19所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構以及上述第二調制機構為調制器。
21.如權利要求19所述的印刷版的制版裝置，其特征在于，上述第一調制機構為調制器，上述第二調制機構是通過控制第二激光光源而使第二激光光源射出被調制了的第二激光束的機構。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光雕刻機，其具有在其外周部安裝柔性感光材料(10)并進行旋轉的記錄滾筒(11)和在與該記錄滾筒(11)的軸線平行的方向可自由移動地構成的記錄頭(20)。記錄頭(20)具有第一激光光源(21)，其射出精密雕刻光束(L1)；第二激光光源(24)，其射出粗雕刻光束(L2)；AOM(22)，其用于調制精密雕刻光束(L1)；AOD(23)，其使精密雕刻光束(L1)在記錄滾筒(11)的軸線方向進行掃描；AOM(25)，其調制粗雕刻光束(L2)；合成機構(27)；光學系統(tǒng)(26)，其使由合成機構(27)合成的精密雕刻光束(L1)和粗雕刻光束(L2)聚光在柔性感光材料(10)上。
文檔編號B41J2/455GK1830664SQ20061005888
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權日2005年3月8日
發(fā)明者小川秀明 申請人:大日本網目版制造株式會社