(57)【要約】      （修正有）【課題】厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画するシステム及び対応する方法を提供する。【解決手段】システム４０は、薄い材料４２の表面４８に画像を描画するプロッタユニット４６と、描画を行うためにプロッタユニット４６を制御する制御ユニット５０と、薄い材料４２の厚さ４４を測定する厚さ測定デバイス５２とを備える。制御ユニット５０は、厚さ測定デバイス５２から測定厚さ値を受け取り、プロッタユニット４６によって画像の描画を調整するために測定厚さ値を用いて、薄い材料４２の厚さ４４のばらつきを補償する。【選択図】図３
2008040481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画するシステムであって、
前記薄い材料の表面への画像の描画に適したプロッタユニットと、
描画を行うための前記プロッタユニットの制御に適した制御ユニットと、
前記薄い材料の厚さの測定に適した厚さ測定デバイスと
を備え、前記制御ユニットは、前記厚さ測定デバイスから測定厚さ値を受け取り、前記プロッタユニットによって画像の描画を調整するために前記測定厚さ値を用いて、前記薄い材料の厚さのばらつきを補償するように動作することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記プロッタユニットはフォトプロッタであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記フォトプロッタは、レーザプロッタ及びＬＥＤプロッタを含む群の中の一つであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロッタユニットは、円筒（ドラム）型若しくはフラットベッド型のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記円筒（ドラム）型のプロッタユニットは、内面ドラムプロッタユニット若しくは外面ドラムプロッタユニットのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記プロッタユニットの少なくとも１つの描画パラメータを制御することによって、前記表面への画像の描画を制御するように動作することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの描画パラメータは、描画スケーリング係数、描画タイミング係数、画像サイズパラメータ、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されたものであることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記描画タイミング係数は、前記プロッタユニットが、前記描画サブユニットのタイミング移動、前記プロッタユニットの薄い材料支持要素のタイミング移動、前記薄い材料の前記表面への画像のタイミング画像形成、及びそれらの組み合わせモードから成る群から選択されるモードに従う描画のために使用可能であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記厚さ測定デバイスは前記プロッタユニットに内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記厚さ測定デバイスは、前記薄い材料のマップを生成するように動作するマップ生成装置を含み、前記マップは、前記薄い材料の表面にわたる厚さのばらつきを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記厚さ測定デバイスは、前記薄い材料の厚さの測定を光学的に行う光学ベースのセンサ、前記薄い材料の厚さの測定を機械的に行う機械ベースのセンサ、前記薄い材料の厚さの測定を容量的に行うコンデンサベースのセンサ、前記厚さを超音波により測定する超音波センサ、及びそれらの組み合わせセンサから成る群から選択される一種のセンサを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記厚さ測定デバイスは、２つ以上の薄い材料の複数のシートに対してシート毎に測定厚さ値の生成を行うように動作することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記制御ユニットは、前記プロッタユニットの少なくとも１つの描画パラメータを調整することによって、画像の描画の補償を行うように動作することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの描画パラメータは、描画スケーリング係数、描画タイミング係数、画像サイズパラメータ、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記描画パラメータは、前記プロッタユニットが、前記プロッタユニットの描画サブユニットのタイミング移動、前記プロッタユニットの薄い材料支持要素のタイミング移動、前記薄い材料の前記表面への画像のタイミング画像形成、及びそれらの組み合わせモードから成る群から選択されるモードに従う描画のために使用する前記描画タイミング係数であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロッタは、フィルムである薄い材料に画像の描画を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記フィルムは感光性フィルムであることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記感光性フィルムは感光性ハロゲン化銀フィルムであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記画像が前記表面に描画された前記感光性フィルムはＰＣＢマスクであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する方法であって、
前記薄い材料の厚さを測定し、
前記薄い材料の測定厚さ値を生成し、
前記描画を行うためにプロッタユニットを制御し、
前記薄い材料の表面に前記画像を描画し、
前記プロッタユニットを制御する工程は、前記画像の描画を調整するために前記測定厚さ値を用いて前記薄い材料の厚さのばらつきを補償するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記プロッタユニットを前記制御する工程は、前記プロッタユニットの少なくとも１つの描画パラメータを制御することにより行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの描画パラメータは、描画スケーリング係数、描画タイミング係数、画像サイズパラメータ、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記描画パラメータは、前記プロッタユニットが、前記プロッタユニットの描画サブユニットのタイミング移動、前記プロッタユニットの薄い材料支持要素のタイミング移動、前記薄い材料の前記表面への前記画像のタイミング画像形成、及びそれらの組み合わせモードから成る群から選択されるモードに従う前記描画のために使用する前記描画タイミング係数であることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記薄い材料の厚さを前記測定する工程は、前記プロッタユニットに内蔵される前記厚さ測定デバイスにより行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記薄い材料の厚さを測定する工程は、前記薄い材料のマップを生成する工程と、前記薄い材料の厚さのばらつきを前記マップに１次元として含める工程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記薄い材料の厚さを前記測定する工程は、前記薄い材料の厚さを測定することを光学的に行う光学ベースの検知、前記薄い材料の厚さを測定することを機械的に行う機械ベースの検知、前記薄い材料の厚さを測定することを容量的に行う容量ベースの検知、超音波検知、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される検知のタイプに従って行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
厚さを測定する工程は、１枚より多い薄い材料の複数のシートに対してシート毎に行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記画像の描画を調整する工程は、前記プロッタユニットの少なくとも１つの描画パラメータを調整することによって行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの描画パラメータは、描画スケーリング係数、描画タイミング係数、画像サイズパラメータ、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記描画パラメータは、前記プロッタユニットが、前記プロッタユニットの描画サブユニットのタイミング移動、前記プロッタユニットの薄い材料支持要素のタイミング移動、前記薄い材料の表面への前記画像のタイミング画像形成、及びそれらの組み合わせモードから成る群から選択されるモードに従う描画のために使用する前記描画タイミング係数であることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
フィルムである薄い材料に対して前記画像の描画を行うことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記フィルムは感光性フィルムであることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記感光性フィルムは感光性ハロゲン化銀フィルムであることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
描画は、ＰＣＢマスクを形成するために行われることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄い材料への画像の自動描画（書き込み、印刷）技術に関し、特に、厚さに予測不可能なばらつき又は不均一性のある薄い材料に対して、材料厚さを測定し、必要に応じて描画を調整して厚さのばらつきを補償することにより画像を描画するシステム及び方法に関する。本発明は特に、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのマスクとして使用可能な（例示的な薄い材料としての）フィルムへの画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が要求される電子機器、超小型電子機器、及び半導体製造の分野に適用可能であるが、これに限定されない。本発明はまた特に、薄い材料（グラフィックアートの書き込み又は印刷媒体等）への画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が要求される特殊用途のための特殊グラフィックアート分野に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
薄い材料（フィルム等）、薄い材料への画像の描画（書き込み、印刷）、このような描画を行うために用いられるプロッタ（ライタ、プリンタ）、フィルム上に画像を描画（書き込み、印刷）することで作成されるＰＣＢマスク、及びプリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのＰＣＢマスクの使用の原理、理論、及びその実施、並びに関係及び関連する応用及び主題は従来技術において既知であり教示されている。本発明の範囲、意味、応用分野又は領域を確率する目的で、以下の背景は、本発明の開示に特に関係があり使用される用語の選択された定義及び例示的な使用を含む。
【０００３】
薄い材料及びフィルム
本明細書中において、本発明の分野及び技術の文脈で、「薄い材料」という語句は通常、その他の寸法のうちの１つと比べて極めて大きさの小さい厚さを持つ材料を指す。本願明細書で定義される「薄い材料」とは、あるいは本願明細書でいるワークとは、一般に、その厚さが比較的小さく、例えば、ミクロン単位である（又はそれよりも小さい）ものを指す。ただし、厚さが比較的大きく、例えばメートル単位（又はそれより大きい）であってもよい。一般に、薄い材料は、実質的に何らかの単一物質であるか、有機物若しくは／及び無機物から成る物質の組み合わせから成る。
【０００４】
薄い材料の例示的なものはフィルムであり、厚さが他の寸法のうちの１つと比べて極めて小さい材料の（薄い）ストリップ又はシートである。例えば、ＰＣＢの作製は通常、一般に約５０ミクロン（μｍ）〜約５００ミクロン（μｍ）の範囲の厚さであり、「標準」厚さが約１８０ミクロン（μｍ）であるフィルムの形態の薄い材料から作成されるＰＣＢマスクの使用を伴う。別の例として、特殊グラフィックアートにおいて用いられる薄い材料（フィルム等）は「標準」厚さが約１００ミクロン（μｍ）である。一般に、薄い材料の厚さがミクロン程度である必要はない。
【０００５】
薄い材料への画像の描画（書き込み又は印刷）
本明細書中で、薄い材料への画像の描画（書き込み又は印刷）とは、（本明細書中上記で定義したような）薄い材料の表面に、典型的に描画（書き込み又は印刷）を行う全体的なシステムの一部として含まれるプロッタ等の機構、デバイス又は装置を通常は用いることにより画像を生成、作成、形成、又は作製することを指す。「描画」という用語は、「書き込み」及び「印刷」という用語と同義である。また、「描画」という用語の、「描画する」、及び「プロッタ」のような文法上の変形は、「書き込み」という用語の、「書き込む」、及び「ライタ」のような対応する文法上の変形とそれぞれ同義であり、また、「印刷」という用語の、「印刷する」、及び「プリンタ」のような対応する文法上の変形とそれぞれ同義である。明確にし且つ一貫性を保つために、「描画」という用語が本明細書を通じて主に用いられる。したがって、例えば、「薄い材料への画像の描画」という語句は、「薄い材料への画像の書き込み」又は「薄い材料への画像の印刷」という対応する語句と同義であり、「描画ヘッド」という語句は、「書き込みヘッド」又は「印刷ヘッド」（電子機器、超小型電子機器、及び半導体製造の分野の技術文献で一般に用いられ、特にＰＣＢの作製に用いられるＰＣＢマスクの作成に関連する）という対応する語句と同義である。
【０００６】
プロッタ及びその種類
本明細書中、「プロッタ」という用語は通常、（上記で定義したような）薄い材料上に画像を描画するために用いられる全体的なシステムの一部として典型的に含まれる機構、デバイス又は装置を指す。２つの異なる一般的な主なタイプのプロッタが、ドラムプロッタ及び平面プロッタとして知られており、これらは主に、画像が描画される薄い材料を支持及び保持し、おそらくは移動させるために用いられる支持要素（本明細書中では薄い材料支持要素とも呼ぶ）の全体的な幾何学的形状（それぞれドラム又は平面）により異なる。さらに、２つの異なる一般的な主なタイプのドラムプロッタが、外面ドラムプロッタ及び内面ドラムプロッタとして知られており、これらは主に、支持要素上に置かれる薄い材料の場所（それぞれ外面又は内面）により、また薄い材料への画像の描画中の支持要素に対する描画ヘッドの動作の場所により異なる。
【０００７】
外面ドラムプロッタは、（薄い材料支持要素としての）外面が、画像が描画される薄い材料を支持及び保持し、移動させるように機能するドラムを含む。ドラムは、その長軸（本明細書中ではドラム軸と呼ぶ）を中心として制御可能に回転可能である。外面ドラムプロッタもまた、ドラムの外面（外側）に位置し動作する描画ヘッドを含む。描画ヘッドは、ドラム軸に沿った描画ヘッドの制御可能な移動を可能にする描画ヘッド移動機構に接続される。動作中、薄い材料（フィルム等）は、ドラムの外面上に位置決めされ、ドラムが回転され、描画ヘッドが移動し、薄い材料上に画像を描画する。
【０００８】
内面ドラムプロッタは、画像が描画される薄い材料を支持及び保持すると共に移動させるように機能する（薄い材料支持要素としての）ドラムを含む。ドラムは、固定されているか、又はその長軸（ドラム軸）を中心に制御可能に回転可能である。内面ドラムプロッタはまた、ドラムの内面（内側）に位置し動作する描画ヘッドを含む。描画ヘッドは、描画ヘッドのドラム軸に沿った制御可能な移動及び同時に描画ヘッドの自軸を中心とする回転を可能にする描画ヘッド移動機構に接続される。動作中、薄い材料（フィルム等）がドラムの内面上に位置決めされ、ドラムは固定されるか又は回転させられ、描画ヘッドは、ドラム軸に沿って移動すると共に自軸を中心に回転することによって移動し、薄い材料上に画像を描画する。
【０００９】
平面プロッタは、画像が描画される薄い材料を支持及び保持すると共におそらくは移動させるように機能する（薄い材料支持要素としての）平坦な（ベッド型の）表面を含む。平面プロッタはまた、平面上に位置し動作する描画ヘッドを含む。平面及び／又は描画ヘッドは、描画ヘッドに対する平面の制御可能な移動を可能にする１つ又は複数の移動機構に接続される。動作中、薄い材料（フィルム等）が平面上に位置決めされ、平面及び描画ヘッドが互いに対して移動し、描画ヘッドが薄い材料上に画像を描画する。
【００１０】
フォトプロッタ
一般に、構造及び機能（動作）が光学素子及び光源の使用に基づき、（感光性）写真媒体の一種（写真フィルム等）である薄い材料上に画像を描画する上記の一般的な主なタイプのプロッタ（すなわち、外面ドラムプロッタ、内面ドラムプロッタ、又は平面プロッタ）はいずれも、フォトプロッタ（すなわち、原板処理により画像を写真描画する機構、デバイス、又は装置）と考えられる。したがって、このような構造及び機能を有する外面ドラムプロッタ、内面ドラムプロッタ、又は平面プロッタはそれぞれ、外面ドラムフォトプロッタ、内面ドラムフォトプロッタ、及び平面フォトプロッタとして知られている。２つの異なる一般的な主なタイプのフォトプロッタが、レーザ（又はレーザベースの）フォトプロッタ及び発光ダイオード又はＬＥＤベースのフォトプロッタとして知られ、主に、フォトプロッタが薄い材料への画像の写真描画中に原板処理を行うために用いる特定のタイプの光源（すなわち、それぞれレーザビーム光又はダイオード光）により異なる。写真描画だけでなく、本発明は、電子ビーム、Ｘ線、インクジェット及び他のタイプの非写真描画にも適用可能である。
【００１１】
フォトプロッタは、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのマスクとして使用可能な（例示的な薄い材料としての）フィルムへの画像の非常に正確で再現可能な描画が要求される電子機器、超小型電子機器及び半導体製造の分野で広く用いられている。フォトプロッタはまた、（フィルム等の）薄い材料への画像の非常に正確で再現可能な描画が要求される特殊用途のための特殊グラフィックアートの分野に適用可能である。
【００１２】
ＰＣＢ作製のための写真描画
従来技術の教示（例えば、Michael flat著「プリント回路基板の基礎」第３版（Miller Freeman Books, ISBN 0-89730-486-3, 1997））からよく知られているように、簡潔に言えば、一般に、ＰＣＢは、少なくとも１つの導電層及び少なくとも１つの絶縁層を含む基板から成る。ＰＣＢの作製は、後に基板に追加される電子部品間の電気相互接続を提供するための導電層におけるトラックの作成を含む。電子機器及びＰＣＢのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）、並びにボード基板のコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）に従って、トラックを作成するために選択された最終的な版下が、ラスタ（デジタル）画像に変換され、プロッタ（通常はフォトプロッタ）に送られる。フォトプロッタは、フィルムに白黒画像を描画し、このフィルムが次に、ＰＣＢ上に所望のパターンを形成するプロセス中にＰＣＢマスクとして用いられる。
【００１３】
厚さにばらつきのある薄い材料への画像の描画に伴う大きな問題
応用分野に関係なく、しかし特に、薄い材料（フィルム又はグラフィックアートの書き込み又は印刷媒体等）への画像の非常に正確で再現可能な描画が要求される電子機器、超小型電子機器及び半導体製造、並びに特殊グラフィックアートの分野では、厚さに（予測不可能な）ばらつき又は不均一性のある薄い材料に画像を描画する必要がある場合に大きな問題が生じる。
【００１４】
一般に、薄い材料への画像の描画の精度及び再現性に影響を与える要因には少なくとも３つの主なカテゴリー、すなわち、（１）プロッタの機構、（２）プロッタの環境、及び（３）薄い材料の厚さが考えられる。
【００１５】
プロッタの機構のカテゴリーの中で考えられるいくつかの要因の中で、プロッタの、特に画像が描画される薄い材料の支持及び保持、並びにおそらくは移動に用いられる薄い材料の保持要素（例えば、ドラム又は平面プロッタのそれぞれドラム又は平面）の表面寸法の構造的（幾何学的）な不完全さ、欠陥、又は不規則性が存在し得る。このような構造的な効果は、薄い材料支持要素、したがって画像を描画する薄い材料と、薄い材料の表面への画像の実際の描画を行うプロッタの描画ヘッドとの間の距離及び相対移動、特に並進速度の望ましくない「揺れ」又はずれを生じ得る。
【００１６】
例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのマスクとして使用可能な（例示的な薄い材料としての）フィルムへの画像の非常に正確で再現可能な写真印刷が要求される、例えば電子機器、超小型電子機器及び半導体製造の分野では、ドラムプロッタ、特に外面ドラムフォトプロッタ又は内面ドラムフォトプロッタが、ＰＣＢマスクの作成のためのフォトツールを作成するために用いられる。これらのフォトツールは、ＰＣＢマスクとして使用される場合に、高い、好ましくは５００ミリメートル（ｍｍ）を超えるマスクサイズに対して１０ミクロン（μｍ）未満の（特徴間（ＦＴＦ）又は特徴−グリッド間（ＦＴＧ））寸法精度を必要とする。ドラムフォトプロッタは、ドラムフォトプロッタのドラムの回転軸に対するフィルムの描画面の高さの均一な微小のばらつきを生じ得る構造的効果に対する感度が非常に高い。（例えば、露光ビームのストロボ周波数を調整することにより）描画タイミングの測定を行い調整し、ドラムフォトプロッタのそのような構造的（幾何学的）不完全さ、欠陥、又は不規則さを補償するドラムフォトプロッタが入手可能である（例えば、オーボテック社（イスラエル）製のドラムフォトプロッタモデルＬＰ−７００８（商標）及びＬＰ−９００８（商標））。
【００１７】
プロッタの環境のカテゴリーは主に、描画手順中のプロッタ又は／及び薄い材料の特性に望ましくない影響を与える描画手順中にプロッタ又は／及び薄い材料を取り巻くすなわち包含する直接的すなわち局所的な環境の温度、圧力、又は／及び湿度のばらつき等の環境的要因に関連する。
【００１８】
薄い材料の厚さのカテゴリーは特に、薄い材料の表面に画像を描画する実際の又は現実の条件に通常存在する薄い材料の厚さの（予測不可能な）ばらつき又は不規則性に関する。上述の構造的効果とは別に、又はそれに加えて、所与のプロッタは、薄い材料の厚さのそのようなばらつきに非常に敏感である場合があり、これは、薄い材料支持要素、したがって画像が描画される薄い材料と、薄い材料の表面への画像の実際の描画を行うプロッタの描画ヘッドとの間の距離及び相対移動（すなわち、相対的な接線速度又は並進速度）の望ましくないずれも生じ得る。
【００１９】
本発明は、第３の主なカテゴリーに、特に厚さに（予測不可能な）ばらつき又は不規則性のある薄い材料への画像の正確且つ再現可能な描画に関連する要因に関して焦点を当てる。厚さに（予測不可能な）ばらつき又は不規則性のある薄い材料への画像の描画に関する上記の重要な問題をについて、図１及び図２も参照しながら以下更に説明する。
【００２０】
図１（従来技術）は、（例えば、外面ドラムプロッタ又はフォトプロッタの一部としての）ドラム１２の外面上に位置決めされる薄い材料１０の断面を示す概略図である。薄い材料１０は、基本長さ１４、及び薄い材料厚さ１６を特徴とする。薄い材料１０への画像の描画は薄い材料表面１８に対して、例えば外面ドラムプロッタの動作により行われる。理想的な条件において、薄い材料１０は一定の厚さ１６を有する。外面ドラムプロッタの動作中、ドラム１２が（図１の平面の上面から下面へ貫通して延びるものとして理解される）ドラム軸２２を中心として特定の速度で（移動方向２０により示されるように）回転するに従い、ドラム１０を含むプロッタは、薄い材料１０の表面１８に所望の画像を描画する。
【００２１】
しかし、現実の条件では、薄い材料１０の厚さ１６に（予測不可能な）ばらつき又は不規則性がある場合に大きな問題が生じる。薄い材料１０の厚さ１６のこのようなばらつきの大きさは極めて小さく、例えば数ミクロンほどである場合がある。ドラム１２の回転により、薄い材料１０の薄い材料厚さ１６のばらつきは（微小のばらつきでさえ）表面１８の期待接線速度とは異なる表面１８の実際の接線速度を生じる。このような挙動は、薄い材料表面１８の「有効」基本長さと「理想的な」基本長さ１４との間の差となり、これが薄い材料１０に描画される画像の１つ又は複数の寸法、及び／又は内容（例えば、計画された場所とずれた描画画素）に影響を与える場合がある。
【００２２】
図２は、画像の描画中の薄い材料表面、例えば図１に示す薄い材料１０の薄い材料表面１８の速度の変化から得られる描画の場所を（グリッドマップにより）示す概略図である。図１と共に図２において、薄い材料表面１８のグリッドマップ２４は、移動方向２０に沿って移動する薄い材料表面１８に関して、薄い材料表面１８上の描画画像２６の場所を示す。描画画像２６の分解図は、描画画像２６が実際には、例示的なスワス分離距離３０だけ互いに分離したスワス（帯）２８から成ることを示す。スワス２８は描画ヘッドがアクティブ（描画）モードにある時に形成され、スワス分離距離３０は描画ヘッドが非アクティブ（描画）モードにある時に現れる。グリッドマップ２４で示すように、掃引距離３４は描画ヘッドにより選択された時間内に掃引される薄い材料表面１８に沿った距離に対応する。
【００２３】
理想的な条件において、薄い材料１０は一定の厚さ１６（図１）を有するため、回転速度が与えられれば、薄い材料表面１８の接線速度は薄い材料表面１８にわたって一定である。このような場合、掃引距離３４もまた薄い材料表面１８にわたって一定であり、それは、スワス分離距離３０が均一である所望の画像が薄い材料表面１８に描画できることを意味する。このような挙動は、グリッドの掃引距離が一定な薄い材料表面１８のグリッドマップとなる。しかし、現実の条件では、薄い材料１０は厚さ１６にばらつきがあり、局所的な半径が異なる薄い材料表面１８の可変の並進速度又は接線速度につながり、グリッドマップ２４に示すように掃引距離３４にばらつきを生じる。掃引距離３４のばらつきはスワス分離距離３０のばらつき及びスワス２８の位置ずれを生じ、薄い材料１０の薄い材料表面１８上の描画画像２４が、所望の描画画像とは異なる１つ又は複数の寸法及び／又は内容（例えば、計画された場所とずれた描画画素）を有することになる。
【００２４】
薄い材料厚さのばらつきは、同じ１枚の薄い材料内に又は薄い材料の同じバッチ若しくは異なるバッチ中の複数枚の薄い材料間に見られる。フィルムタイプの薄い材料の場合、厚さのばらつきの大きさは通常、厚さに（公差による）ばらつきのある薄い材料（フィルム等）を支持又は保持するドラムプロッタの精度の限界の計算を（描画寸法誤差に関して）示す以下の数字例に示すようにミクロン程度である。
【００２５】
上述し、図１及び図２に示したような、画像又はパターンが描画される表面高さが変化する薄い材料厚さと描画寸法との間の関係は、一般に以下の式により説明され得る。
Ｐｄｅ＝（ＦｉＬｅ／ＤｒＣｒ）＊（ΔＦｉＴｈ）・２・π
ここで、
Ｐｄｅ＝描画寸法誤差、
ＦｉＬｅ＝薄い材料の（ドラム半径に対して垂直又は接線方向のドラム外周に沿った）基本長さ、
ＤｒＣｒ＝ドラム外周、
ＦｉＴｈ＝（例えばフィルムの）薄い材料厚さ、及び
ΔＦｉＴｈ＝薄い材料厚さの（公差による）デルタである。
【００２６】
例えば、以下の描画条件、すなわち、
ドラム外周：７１１０００ミクロン（μｍ）（２８インチドラム）、
薄い材料厚さ：１８０μｍ（７ｍｉｌ）、
薄い材料の基本長さ：６６００００ミクロン（μｍ）（２６インチの薄い材料）、及び
（薄い材料に沿った又はバッチ間の）薄い材料厚さ変化：±３ミクロン（μｍ）（１．７％公差に相当）
に関して、描画寸法のばらつき（描画寸法誤差）は
Ｐｄｅ＝（６６６０００／７１１０００）２・π・３＝１７．５μｍ
となる。
【００２７】
したがって、上記の描画条件によれば、ドラムプロッタの精度は１７．５ミクロン（μｍ）に制限される。
【００２８】
上述のように、ドラムプロッタ内のドラムの回転により、薄い材料の薄い材料厚さのばらつきが（数ミクロンほどの微小のばらつきでさえ）、半径の局所的な変化により薄い材料表面の期待並進速度と異なる薄い材料表面の実際の並進速度を生じる。このような挙動は、薄い材料表面の「有効」基本長さと「理想的な」基本長さとの差となり、これが、薄い材料に描画される画像の１つ又は複数の寸法及び／又は内容（例えば、画素のずれ）に影響を及ぼし得る。
【００２９】
フィルムタイプの薄い材料の厚さのばらつきの大きさはミクロンほどであり得るが、上記の数字の例を考慮すると、そのような微小のばらつきでさえフィルム表面の接線速度に影響を与える可能性があり、これが、プロッタ用途において典型的に用いられるようなドラムユニットの（薄い材料支持要素としての）外面又は内面にフィルムが載置された時に、フィルムに描画される画像の寸法に影響を与える場合がある。
【００３０】
薄い材料の厚さのばらつきの存在は、薄い材料への１つ又は複数の画像の描画に、薄い材料全体にわたって影響を与えるか、又は薄い材料の１つ又は複数の比較的小さな部分、若しくは１つの場所に局所化される場合がある。また、薄い材料厚さのばらつきは、同じ１枚の薄い材料内に、又は薄い材料の同じバッチ若しくは異なるバッチの複数枚の薄い材料間に存在する場合がある。
【００３１】
薄い材料への画像の描画に望ましくない影響を与える薄い材料の厚さのばらつきの大きな問題を、フィルムの寸法を有する薄い材料への画像の描画に用いられるドラム型プロッタに関して図示により説明及び例示してきた。この問題は本質的に、描画が薄い材料支持要素、したがって画像が描画される薄い材料と、薄い材料の表面への画像の実際の描画を行うプロッタの描画ヘッドとの間の距離及び相対移動、特に並進速度を特徴とする、非フィルム寸法を有する薄い材料への画像の描画に用いられるあらゆるタイプのプロッタ（例えば、外面ドラムプロッタ又は内面ドラムプロッタ、平面プロッタ、フォトプロッタ）に関係があることが明確に理解される。
【００３２】
様々なタイプ又は種類の材料の厚さを測定すると共に、材料と別の物体との間の距離を測定するために用いられる技法（方法、デバイス、装置、システム）に関して広範な従来技術の教示がある。このような教示のいくつかの例を以下に示す。
【００３３】
「厚さ測定デバイスを較正する方法、及び層、テープ、箔等の厚さを測定又は監視するデバイス」と題するWisspeinter等の米国特許第５，４８５，０８２号公報には、渦電流センサと誘導型測定スキャナとの組み合わせにより厚さを測定する方法が開示されている。この公報中には、このような厚さセンサを較正する方法も開示されている。「少なくとも１つのコイルを有する非接触型デバイス測定システム及び渦電流に基づいて又はインダクタンスにより動作する非接触式距離測定方法」と題するMednikov等の米国特許第５，６２９，６１９号公報には、渦電流又はインダクタンスにより距離を測定するシステム及び方法が開示されている。「非接触型位置測定システム」と題するMednikov等の米国特許出願公開第２００６−０２０２６８２号公報には、材料の位置を測定するシステムが開示されている。
【００３４】
また、例えば「プロッタドラム」と題するMenard等の米国特許第５，２７５，４６５号公報及び「プロッタドラムを作製する方法」と題するMenard等の米国特許第５，４２１，９３７号公報に開示されているように、従来は、例えば投光デバイスを用い、ドラムプロッタのドラム表面の不規則性を機械的に補償することによる検出を行っている。
【００３５】
しかし、これらの従来技術には、薄い材料への画像の描画に望ましくない影響を与える薄い材料の厚さのばらつきという大きな問題に対する解決策が何ら提示されていない。
【００３６】
したがって、厚さに（予測不可能な）ばらつき又は不均一性のある薄い材料に画像を描画するシステム及び方法が必要とされており、それがあれば有用であろう。また、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのマスクとして使用可能な（例示的な薄い材料としての）フィルムへの画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が要求される超小型電子機器及び半導体製造の分野に特に適用可能であるがこれに限定されない発明が必要とされている。また同様に、薄い材料（グラフィックアートの書き込み又は印刷媒体）への画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が必要とされる特殊用途のための特殊グラフィックアートの分野に特に適用可能である発明が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
本発明は、薄い材料への画像の自動描画（書き込み、印刷）技法に関し、特に、厚さに予測不可能なばらつき又は不均一性のある薄い材料に、薄い材料厚さを測定し、必要に応じて描画を調整して厚さのばらつきを補償することにより画像を描画するシステム及び方法に関する。本発明は特に、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのマスクとして使用可能な（例示的な薄い材料としての）フィルムへの画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が要求される電子機器、超小型電子機器及び半導体製造の分野に適用可能であるが、これに限定されない。本発明はまた、薄い材料への画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が要求される特殊用途（グラフィックアートの書き込み、印刷媒体又はＸ線画像の印刷等）のための特殊グラフィックアートの分野に特に適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
したがって、本発明によれば、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画するシステムであって、前記薄い材料の表面への画像の描画に適したプロッタユニットと、描画を行うための前記プロッタユニットの制御に適した制御ユニットと、前記薄い材料の厚さの測定に適した厚さ測定デバイスとを備え、前記制御ユニットは、前記厚さ測定デバイスから測定厚さ値を受け取り、前記プロッタユニットによって画像の描画を調整するために前記測定厚さ値を用いて、前記薄い材料の厚さのばらつきを補償するように動作することを特徴とするシステムが提供される。
【００３９】
本発明の別の態様によれば、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する方法であって、
前記薄い材料の厚さを測定し、
前記薄い材料の測定厚さ値を生成し、
前記描画を行うためにプロッタユニットを制御し、
前記薄い材料の表面に前記画像を描画し、
前記プロッタユニットを制御する工程は、前記画像の描画を調整するために前記測定厚さ値を用いて前記薄い材料の厚さのばらつきを補償するようにしたことを特徴とする方法が提供される。
【００４０】
添付図面を参照した以下の説明は本発明の例を示したものである。図面に示された詳細かつ具体的な内容は、本発明の好ましい実施形態の説明のみを目的としたものであり、これは本発明の原理及び概念的な側面の最も有用で容易に理解しうると考えられるものである。この点で、本発明の構造的な細部を、本発明の基本的な理解に必要であるよりも詳細に示そうとはしておらず、図面と共に説明を解釈すれば、本発明のいくつかの形態が実際にどのように実施されるかが当業者には明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
厚さに予測不可能なばらつき又は不均一性のある薄い材料への画像の描画に伴う大きな問題は、本明細書において上記で、図１及び図２を参照して図示により説明し、数字により例示した。上述のように、例えば、ドラムプロッタのドラムの回転により、薄い材料の薄い材料厚さのばらつきが（数ミクロンほどの微小のばらつきでさえ）、半径の局所的な変化により薄い材料表面の期待並進速度とは異なる薄い材料表面の実際の並進速度を生じる。このような挙動は、薄い材料表面の「有効」基本長さと「理想的な」基本長さとの差となり、これが、薄い材料に描画される画像の１つ又は複数の寸法、及び／又は内容（例えば画素のずれ）に影響を与え得る。フィルムタイプの薄い材料の厚さのばらつきの大きさはミクロン程度である可能性があるが、上記の数字例を考慮すると、そのような微小のばらつきでさえフィルム表面の並進速度又は接線速度に影響を与える可能性があり、これが、プロッタ用途において典型的に用いられるようなドラムユニットの（薄い材料支持要素としての）外面又は内面にフィルムが載置された時に、フィルムに描画される画像の寸法に影響を与える場合がある。
【００４２】
例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのマスクとして使用可能な（例示的な薄い材料としての）フィルムへの画像の非常に正確で再現可能な写真描画が要求される例えば超小型電子機器及び半導体製造の分野では、ドラムプロッタ、特に外面ドラムフォトプロッタ又は内面ドラムフォトプロッタが、ＰＣＢマスクを作成するためのフォトツールを作成するために用いられる。これらのフォトツールは、ＰＣＢマスクとして使用される場合に、高い、好ましくは５００ミリメートル（ｍｍ）を超えるマスクサイズに対して１０ミクロン（μｍ）未満の寸法精度を必要とする。
【００４３】
本実施形態は、薄い材料への画像の自動描画（書き込み、印刷）技法に関し、特に、厚さに（予測不可能な）ばらつき又は不均一性のある薄い材料に、薄い材料厚さを測定し、必要に応じて描画を調整して厚さのばらつきを補償することにより画像を描画するシステム及び方法に関する。本実施形態は特に、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を作製するためのマスクとして使用可能な（例示的な薄い材料としての）フィルムへの画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が要求される超小型電子機器及び半導体製造の分野に適用可能であるが、これに限定されない。本実施形態はまた、薄い材料（グラフィックアートの書き込み又は印刷媒体等）への画像の非常に正確で再現可能な描画（書き込み、印刷）が要求される特殊用途のための特殊グラフィックアートの分野に特に適用可能である。
【００４４】
厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画するシステムの例示的な一般的実施形態は、以下の主な部品及びその機能、すなわち、薄い材料の表面に画像を描画するプロッタユニットと、プロッタユニットを制御すると共に描画を行うための制御ユニットと、薄い材料の厚さを測定する厚さ測定デバイスとを含む。システムの例示的な一般的実施形態において、制御ユニットは、厚さ測定デバイスから測定厚さ値を受け取り、測定厚さ値を用いてプロッタユニットによる画像の描画を調整し、薄い材料の厚さのばらつきを補償する。
【００４５】
厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する方法の例示的な一般的実施形態は、以下の主なステップ又は手順、並びにそれを達成する部品及び機能からなる。すなわち、プロッタユニットにより薄い材料の表面に画像を描画し、描画を行うためにプロッタユニットを制御し、薄い材料の厚さの測定厚さ値を生成するために薄い材料の厚さを測定し、そして、画像の描画を調整するために測定厚さ値を用い、それによって、薄い材料の厚さのばらつきを補償する。
【００４６】
本発明による、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画するシステム及び方法の一般化された具体的な実施形態は、以下の例示的な説明及び添付図面を参照してより良く理解される。以下の例示的な説明及び添付図面を通じて、同じ参照符号及び用語（すなわち、数字、文字、及び／又は記号）は同じ部品、要素、又は／及びパラメータを指す。
【００４７】
図面を参照して、図３は、厚さ４４にばらつきのある薄い材料４２に画像を描画するシステム（ここではシステム４０と呼ぶ）の例示的な一般化された実施形態を示す概略図である。図３に示すように、システム４０は以下の主な部品及びその機能、すなわち、薄い材料４２の表面４８に画像を描画するプロッタユニット４６と、描画を行うためにプロッタユニット４６を制御する制御ユニット５０と、薄い材料４２の厚さ４４を測定する厚さ測定デバイス５２とを備える。システム４０の例示的な一般化された実施形態において、制御ユニット５０は、厚さ測定デバイス５２から測定厚さ値を受け取り、この測定厚さ値を用いてプロッタユニット４６による画像の描画を調整し、薄い材料４２の厚さ４４のばらつきを補償する。
【００４８】
図４は、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する方法の例示的な一般化された実施形態の流れ図である。図４に示すように、図３に示すシステム４０も参照して、本方法は以下の主なステップ又は手順、並びにそれを達成する部品及び機能からなる。すなわち、（ａ）薄い材料４２の厚さ４４を測定し、（ｂ）薄い材料４２の厚さ値を生成すると共に厚さ値のマップを作成し、（ｃ）画像の描画を調整するために測定厚さ値を用いて、それによって、薄い材料４２の厚さ４４のばらつきを補償し、（ｄ）プロッタユニット４６により薄い材料４２の表面４８に画像を（補償して）描画する。
【００４９】
（システムの）図３に示すように、（対応する方法の）図４も参照して、システム４０において、プロッタユニット４６は、プロッタ制御サブユニット５４と、描画サブユニット５６と、薄い材料４２が載置される薄い材料支持要素５８とを備える。厚さ測定デバイス５２は、薄い材料４２の表面４８において厚さを測定し、結果として得られた厚さ測定値を制御ユニット５０へ送る。制御ユニット５０は、厚さ測定値を受け取り、事前にプログラムされたアルゴリズムに従って１つ又は複数の描画パラメータを調整する。制御ユニット５０からの描画パラメータの調整データは、プロッタユニット４６により受け取られ、処理のためにプロッタ制御サブユニット５４へ送られ、薄い材料４２の厚さ４４のばらつきが補償される。プロッタ制御サブユニット５４は次に処理データを、描画ヘッドを含む描画サブユニット５６へ送り、この描画ヘッドが薄い材料４２の表面４８に画像を描画する。
【００５０】
プロッタユニット
プロッタユニット４６は、互いに相対的に移動することができる、薄い材料４２を支持する薄い材料支持要素５８及び描画サブユニット５６を備える。プロッタユニット４６はまた、薄い材料支持要素５８と描画サブユニット５６との間の相対移動、並びに描画サブユニット５６の描画のタイミングを調整するプロッタ制御サブユニット５４を含む。プロッタユニット４６はさらに、送られてくる入力データに従って補償パラメータを計算する制御ユニット５０を備え、この補償パラメータはプロッタ制御サブユニット５４へ送られる。ＰＣＢマスクの作製において一般的に用いられる例示的なタイプのプロッタユニットは、容易に商業的に入手可能であるドラムフォトプロッタ（例えば、オーボテック社（イスラエル）製のドラムフォトプロッタモデルＬＰ−７００８（商標）及びＬＰ−９００８（商標））である。
【００５１】
薄い材料支持要素
薄い材料支持要素５８は、画像が描画される薄い材料４２を支持及び保持し、おそらくは移動させるためのものである。薄い材料支持要素５８は固定であっても可動であってもよい。例えば、本明細書において以下で図８に示すように、薄い材料支持要素１０４が可動である場合、薄い材料支持要素１０４は支持要素移動機構１１８により制御可能に移動可能である。このような実施形態では、支持要素移動機構１１８の移動の信号がエンコーダ読み取りヘッド１２０へ送られ、このエンコーダ読み取りヘッド１２０が、薄い材料支持要素１０４の位置を示す信号を同期コントローラ１０６へ送出する。エンコーダ読み取りヘッド１２０は、プロッタ制御サブユニット５４へデータを送り、それにより、支持要素移動機構１１８が同期コントローラ１０６により制御可能となる。薄い材料支持要素１０４は、例えば、外面ドラムプロッタのドラムローラの外面、内面ドラムプロッタのドラムローラの内面、又は平面プロッタの平面であり得る。
【００５２】
プロッタ制御サブユニット
プロッタ制御サブユニット５４は、薄い材料支持要素５８とプロッタユニット４６の描画サブユニット５６との間の相対移動、並びに描画サブユニット５６による描画の速度及びタイミングを調整する。ＰＣＢフォトツール製造のためのプロッタの中には、ドラム表面の速度変化を生じるドラム（薄い材料支持要素）の幾何学的寸法の不正確さ及び揺れを測定し、例えば露光ビームのストロボ周波数を調整することにより描画タイミングを調整し、これらの不正確さを補償するものもある。この補償機構は、現時点で好ましい実施形態に従って、画像又はパターンが描画される表面４８の速度変化を同様に生じる薄い材料４２の厚さ４４のばらつきを、描画タイミングをオンザフライで（例えばプロッタユニット４６のリアルタイム動作中に）さらに調整することによってさらに補償するように改良することができる。
【００５３】
描画サブユニット
描画サブユニット５６の動作はプロッタ制御サブユニット５４により制御される。図８に示す本発明の例示的な具体的実施形態において、描画サブユニット５６は、プロッタサブユニット５６の移動を行う描画ヘッド移動機構１１２と、描画ヘッド１１４とを備え、それにより、描画ヘッド１１４が薄い材料４２の表面１１６に画像を直接描画する。描画ヘッド１１４の例は、特定の波長の光を発するレーザ又はダイオードである。
【００５４】
厚さ測定デバイス
厚さ測定デバイス５２は、非接触式の測定プロセスに従って動作することが好ましい。厚さ測定デバイス５２は、三角測量法又は干渉分光法等の適切な光測定方法を用いる光センサ、適切な機械プローブを用いる機械センサ、薄い材料４２の誘電特性に基づいて測定を行うコンデンサベースのセンサ、又はＸ線ベース、超音波ベース、及び焦点深度ベースのセンサがあるがこれに限定されない任意の他のタイプのセンサを備えてもよい。厚さ測定デバイス５２は以下のように、すなわち、プロッタユニット４６上に装填する前又は後の薄い材料４２の厚さ４４を測定するために外面に位置決めされるか、又は代替的にプロッタユニット４６内部に埋め込まれてもよい。
【００５５】
厚さ測定デバイス５２により行われる薄い材料の厚さの測定は、描画プロセス中の薄い材料４２の厚さ４４のオンラインサンプリング、及び描画プロセス前の薄い材料４２の３次元グリッドマップのオフライン生成を含むが、これに限定されない。厚さ測定は、画像の描画前に薄い材料のバッチ毎に、若しくは１枚ずつ、又は適切な定期的品質管理サンプリングスケジュールに従って行われてもよい。
【００５６】
本発明を実施するために、例示的な適切な厚さ測定デバイス５２は、Micro-Epsilon社（ドイツ、オルテンブルグ）から入手可能なＣｏｍｂｉｓｅｎｓｏｒ（商標）である。
【００５７】
制御ユニット
制御ユニット５０は、厚さ測定デバイス５２から厚さ測定値を受け取り、事前にプログラムされたアルゴリズムに従って少なくとも１つの描画パラメータを調整する計算サブユニットを含む。制御ユニット５０は、送信されてくるデータを、上述のように厚さ測定デバイス５２の特定の動作モードに応じてオンライン（すなわち描画プロセス中にリアルタイムで）、及びオフラインの両方で（描画プロセスの前又はそれに先立って）処理する。
【００５８】
本発明の例示的な特定の実施形態において、システム及び方法は、フィルムへの描画に最適化される。フィルムは感光性であり得る。感光性フィルムの非限定的な例はハロゲン化銀である。感光性ハロゲン化銀フィルムの非限定的な例は、（アルゴンイオンレーザからの）４８８ｎｍ、（ヘリウムネオンレーザからの）５３２ｎｍ、５４３ｎｍ、５６５ｎｍ、６３３ｎｍ、及び（赤色レーザダイオードからの）６７０ｎｍの波長の光に対して感受性を示すＫｏｄａｋ  ＡＣＣＵＭＡＸ（商標）フィルムファミリーである。
【００５９】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、プロッタユニットはフォトプロッタである。フォトプロッタの描画サブユニットは、ＬＥＤ又はレーザに基づくことができるが、これに限定されない。
【００６０】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、プロッタユニットは、外面ドラム、内面ドラム、又は平面に対応する薄い材料支持表面を含む。
【００６１】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、厚さ測定デバイスはプロッタユニット内蔵されるか、又はプロッタユニットの一部である。
【００６２】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、厚さ測定デバイスは、プロッタユニットの外側又は外面に位置し、薄い材料がプロッタに挿入される前の薄い材料の厚さのばらつきの、薄い材料の（ｘ，ｙ）位置又は場所の関数としての３次元マップを生成するマップ生成装置を含む。この実施形態は、描画を遅くする場合があるが、薄い材料の表面への画像の描画精度を高めることができる。
【００６３】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、厚さ測定デバイスは、以下の特徴、すなわち、薄い材料の厚さを求める光センサ、薄い材料の厚さを求める機械プローブ、及び薄い材料の少なくとも１つの誘電特性を測定すると共に、そこから薄い材料の少なくとも１つの厚さ値を計算するコンデンサベースのセンサのうちの１つ又は複数を含む。
【００６４】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、厚さを補償するために調整される描画パラメータは、以下のパラメータ、すなわち、プロッタスケーリング係数、プロッタタイミング係数、及び画像サイズパラメータのうちの１つ又は複数であり得る。
【００６５】
プロッタスケーリング係数は、元の画像寸法と描画される画像寸法との間のスケーリングを定義する一組のパラメータである。プロッタタイミング係数は、（ｉ）薄い材料支持要素の速度、又は／及び（ｉｉ）描画ヘッド移動機構の速度、又は／並びに（ｉｉｉ）描画速度若しくは／及び描画タイミングに基づく。画像サイズパラメータは、描画画像の物理的なサイズに対応する一組の数値データである。
【００６６】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、上記方法の測定ステップは、複数の厚さ材料シートの各々に対してシート毎に複数の厚さ値を生成することを含む。
【００６７】
本発明のさらなる例示的な特定の実施形態において、測定ステップは、複数の薄い材料バッチの各々に対してバッチ毎に少なくとも１つの厚さ値を生成することを含む。
【００６８】
したがって、本実施形態は、薄い材料の可変厚さの補償を可能にする、制御ユニットを含むプロッタユニットと厚さ測定デバイスとの組み合わせを提供する。補償は、２通りの方法、すなわちリアルタイム及びオフラインで行われ得る。オフライン補償モードでは、薄い材料がプロッタユニット内に供給される前に薄い材料の厚さが測定され、補正テーブルが後の描画中に使用するためにオフラインで計算される。リアルタイム補償モードでは、薄い材料がプロッタユニット内にあり描画されている間に、薄い材料の厚さが測定され補償される。
【００６９】
上記実施形態の使用は、描画が行われる薄い材料の可変厚さの補償のために、描画において比較的向上したレベルの精度を提供し得る。
【００７０】
本実施形態の１つの特徴は、厚さ測定と補償後の描画との間に経過する時間が短く、「オンザフライ」での動的な補償を可能にすることである。より具体的には、補償プロセスは十分に高速であり、プロッタユニットの（スループットに関する）性能の劣化を生じない。
【００７１】
図５は、厚さ７８にばらつきのある薄い材料４２に画像を描画する、プロッタユニット７２が外面ドラムプロッタである、図３に示すシステム４０（ここでは図５においてシステム７０と呼ぶ）の例示的な特定の好ましい実施形態を示す概略図である。図５に示すように、プロッタユニット７２は外面ドラムプロッタである。プロッタユニット７２は、プロッタ制御サブユニット５４と、描画サブユニット５６と、ドラム７４とを備える。ドラムは、自軸を中心に回転することができる（図５の７６で示す）薄い材料支持要素に対応する。薄い材料４２がドラム７４の外面上に位置決めされる。厚さ測定デバイス５２が、薄い材料４２の表面７９において薄い材料４２の厚さ７８を測定し、厚さ測定値を制御ユニット５０へ送る。制御ユニット５０は、この厚さ測定値を受け取り、事前にプログラムされたアルゴリズムに従って１つ又は複数の描画パラメータを調整する。制御ユニット５０から送られるパラメータの調整データはプロッタ制御サブユニット５４により受け取られ、このプロッタ制御サブユニット５４は、調整されたパラメータに従って、ドラム７４及び描画サブユニット５６への接続により描画を調整する。描画サブユニット５６は、プロッタ制御サブユニット５４から受け取る命令に従って薄い材料４２の表面７９に画像を描画する。
【００７２】
図６は、厚さ８８にばらつきのある薄い材料４２に画像を描画する、プロッタユニット８２が内面ドラムプロッタである、図３に示されるシステム４０（ここでは図６においてシステム８０と呼ぶ）の別の例示的な特定の好ましい実施形態を示す概略図である。プロッタユニット８２は、プロッタ制御サブユニット５４と、描画サブユニット５６と、ドラム８４とを備える。ドラム８４は、通常は固定されており回転又は並進できない薄い材料支持要素に対応する。特定の実施形態において、ドラム８４は、自軸を中心に回転してもよい（図６の８６で示す）。薄い材料４２がドラム８４の内面上に位置決めされる。厚さ測定デバイス５２が、薄い材料４２の厚さ８８を測定し、厚さ測定値を制御ユニット５０へ送る。
【００７３】
制御ユニット５０は、厚さ測定値を受け取り、事前にプログラムされたアルゴリズムに従って１つ又は複数の描画パラメータを調整する。制御ユニット５０から送られるパラメータの調整データはプロッタ制御サブユニット５４により受け取られ、このプロッタ制御サブユニット５４は、調整されたパラメータに従って描画サブユニット５６への接続により描画を調整する。描画サブユニット５６は、プロッタ制御サブユニット５４から受け取る命令に従って薄い材料４２の表面８９に画像を描画する。ドラム８４が回転可能である場合、プロッタ制御サブユニット５４はドラム８４にも接続される（図６では、プロッタ制御サブユニット５４とドラム８４との間の破線により示される）。
【００７４】
図７は、厚さ９６にばらつきのある薄い材料４２に画像を描画する、プロッタユニット９２が平面型プロッタである、図３に示すシステム４０（ここでは図７においてシステム９０と呼ぶ）の別の例示的な特定の好ましい実施形態を示す概略図である。プロッタユニット９２は、プロッタ制御サブユニット５４と、描画サブユニット５６と、平坦な薄い材料支持要素９４とを備える。薄い材料支持要素９４は固定であるか、制御可能に移動可能であってもよい。薄い材料４２が薄い材料支持要素９４の表面上に位置決めされる。厚さ測定デバイス５２が、薄い材料４２の表面９８において厚さ９６を測定し、厚さ測定値を制御ユニット５０へ送る。
【００７５】
制御ユニット５０は、厚さ測定値を受け取り、事前にプログラムされたアルゴリズムに従って１つ又は複数の描画パラメータを調整する。調整されたパラメータは、描画速度及び／又は描画タイミング、描画ヘッドの移動、並びに薄い材料支持要素の速度であってもよいが、これに限定されない。
【００７６】
固定された薄い材料支持要素９４の場合、制御ユニット５０からの調整データはプロッタ制御サブユニット５４により受け取られ、このプロッタ制御サブユニット５４は、描画サブユニット５６への接続により調整を行う。描画サブユニット５６は、プロッタ制御サブユニット５４から受け取る命令に従って、薄い材料４２の表面９８に画像を描画する。
【００７７】
移動可能な薄い材料支持要素９４の場合、プロッタ制御サブユニット５４は、薄い材料支持要素９４にも接続される（図７では、プロッタ制御サブユニット５４と薄い材料支持要素９４との間の破線により示される）。プロッタ制御サブユニット５４はしたがって、薄い材料支持要素９４に対して、薄い材料支持要素９４の移動を調整することによりさらなる調整を行うことができる。
【００７８】
図８は、厚さ１２２にばらつきのある薄い材料４２に画像を描画するシステム（ここでは図８においてシステム１００と呼ぶ）の別の例示的な実施形態を、例えば図３、図５（外面ドラムプロッタ）、図６（内面ドラムプロッタ）、又は図７（平面プロッタ）に示すシステム４０、７０、８０、又は９０のいずれかの一部としてのプロッタユニット１０２の部品に焦点を当てて示す概略図である。図８は、薄い材料４２、薄い材料支持要素１０４、制御ユニット５０、プロッタ制御サブユニット５４、描画サブユニット５６、及び厚さ測定デバイス５２の一体型レイアウト及び動作を特に示す。プロッタ制御サブユニット５４は、同期コントローラ１０６と、描画ヘッド移動機構コントローラ１０８と、描画ヘッドコントローラ１１０とを備える。描画サブユニット５６は、プロッタサブユニット５６の移動を行う描画ヘッド移動機構１１２と、描画ヘッド１１４とを備え、それにより、描画ヘッド１１４が薄い材料４２の表面１１６に画像を直接描画する。
【００７９】
薄い材料支持要素１０４は、例えば、外面ドラムプロッタのドラムローラの外面、内面ドラムプロッタのドラムローラの内面、又は平面プロッタの平面であり得る。薄い材料支持要素１０４は固定であっても可動であってもよい。例えば、図８に示すように、薄い材料支持要素１０４が移動可能である場合、薄い材料支持要素１０４は、支持要素移動機構１１８により制御可能に移動可能である。このような一実施形態では、支持要素移動機構１１８の移動の信号がエンコーダ読み取りヘッド１２０に送られ、このエンコーダ読み取りヘッド１２０が、薄い材料支持要素１１４の位置を示す信号を同期コントローラ１０６へ送出する。エンコーダ読み取りヘッド１２０は、プロッタ制御サブユニット５４へデータを送り、それにより、支持要素移動機構１１８が同期コントローラ１０６により制御可能となる。
【００８０】
厚さ測定デバイス５２による薄い材料４２の厚さ１２２の測定、及び制御ユニット５０による補償パラメータの計算の後、同期コントローラ１０６は、制御ユニット５０から補償パラメータを受け取る。薄い材料支持要素１０４が可動である場合、同期コントローラ１０６は、支持要素移動機構１１８への接続により薄い材料支持要素１０４の移動を制御する。同期コントローラ１０６はさらに、エンコーダ読み取りヘッド１２０により送信される信号を受け取ることにより、薄い材料支持要素１０４の位置を検証する。描画ヘッド移動機構コントローラ１０８が、描画ヘッド移動機構１１２の移動を制御する。描画ヘッドコントローラ１１０が、描画ヘッド１１４の描画速度及び描画タイミングを制御する。同期コントローラ１０６はまた、描画ヘッド移動機構コントローラ１０８から描画ヘッド移動機構１１２へ、また描画ヘッドコントローラ１１０から描画ヘッド１１４へ命令を伝達するタイミングを調整する。
【００８１】
図９は、図８に示すシステム１００の例示的な詳細な実施形態（ここでは図９において実施形態１３０と呼ぶ）を示し、特に外面ドラムフォトプロッタの一種である（図８の）プロッタユニット１０２の構造及び機能（動作）を示す概略図である。図９において、実施形態１３０は、例えば外面式ドラムフォトプロッタの回転ドラム１３２を含み、このドラム１３２は毎分約９００回転（ｒｐｍ）の例示的な回転速度で回転する。実施形態１３０はまた、描画サブユニット５６（図８）の一部として内蔵される厚さ測定デバイス５２を含む。実施形態１３０はまた、ドラム１３２の回転を監視するエンコーダ読み取りヘッド１２０へ信号を送るドラムエンコーダ１３４を含む。エンコーダ読み取りヘッド１２０は、ドラム１３２の接線速度に応じてエンコーダパルス１３６及びエンコーダインデックスパルス１３８を生成する。
【００８２】
エンコーダパルス１３６は、分解能の向上した（通常は５０ＭＨｚの）パルス１４２を生成する位相ロックループ機構（ＰＬＬ）１４０へ送られる。典型的なエンコーダパルス１３６の周波数は、回転速度及びエンコーダカウントの数に応じて０．７５ＭＨｚである。ＰＬＬ出力パルス１４２は、Ｙシンセサイザ１４４及びＸシンセサイザ１４６へ送られる。Ｙシンセサイザ１４４は、描画ヘッド移動機構１１２の動作を描画ヘッド移動機構コントローラ（ＰＨＭＭＣ）１０８により調整する。Ｘシンセサイザ１４６は、ラスタデータ１４８に従って描画ヘッド１１４をオンオフするタイミングを調整する。エンコーダ読み取りヘッド１２０は、２つの目的、すなわち、（１）画像スライス描画の開始位置の基準点を設定する目的、及び（２）ドラム１３２が正しい位置にあることを検証する目的を果たすエンコーダインデックスパルス１３８を生成する。Ｘシンセサイザ１４６及びＹシンセサイザ１４４は、それぞれＸスケール較正参照テーブル（ＬＵＴ）１５０及びＹスケール較正参照テーブル（ＬＵＴ）１５２により周波数が決定される出力信号を生成する。
【００８３】
このような参照テーブルは、（背景のセクションで上述したように環境要因及び機械要因により求められる）一定の（繰り返し）幾何学的歪みを測定することによってプロッタの較正中に事前に準備される。描画ヘッド１１４と同じ描画ヘッド移動機構１１２上に取り付けられる厚さ測定デバイス５２は、薄い材料厚さ測定データ及び情報１５４をＸシンセサイザ１４６、Ｙシンセサイザ１４４、及びデータユニット１５６へ送る。フィルム厚さ情報１５４は、薄い材料４２に沿った特定の場所における薄い材料４２の厚さに従って、描画ヘッド移動機構１１２のタイミング及び描画ヘッド１１４をオンオフするタイミングの付加的な調整タイプの補正を生成するために用いられる。
【００８４】
薄い材料厚さの測定は、描画前に事前に（プロッタ外部、すなわち「オフライン」で厚さ測定を行うオプションを含む）、又は代替的に、薄い材料４２への画像のリアルタイム描画中に「オンザフライ」で行うことができる。「オンザフライ」（リアルタイム）の実施形態の場合、厚さ測定デバイス５２は、描画ヘッド１１４が薄い材料４２の表面に画像を描画する少し前に薄い材料４２の厚さを測定する。このような同期は、フィルム厚さ情報１５４の信号がＹシンセサイザ１４４、Ｘシンセサイザ１４６、及びデータユニット１５６により処理されるために必要な時間、並びにＹシンセサイザ１４４からの出力信号が描画ヘッド移動機構コントローラ（ＰＨＭＭＣ）１０８を介して描画ヘッド移動機構１１２により受け取られるための時間を提供する。このような同期はまた、Ｘシンセサイザ１４６からの出力信号がデータユニット１５６及び描画ヘッド移動機構コントローラ（ＰＨＭＭＣ）１０８を介して描画ヘッド１１４により受け取られるために必要な時間を提供する。描画ヘッド１１４により受け取られる先ほど説明した「補償」信号に基づき、次に、描画ヘッド１１４は薄い材料４２への画像の描画を行う。
【００８５】
図９の実施形態１３０の部品は、図８のシステム１００の対応する部品上に以下のようにマッピングすることができる。ＸスケールＬＵＴ１５０、ＹスケールＬＵＴ１５２、及びデータユニット１５６は制御ユニット５０の一部である。Ｙシンセサイザ１４４及びＸシンセサイザ１４６は、制御ユニット５０と同期コントローラ１０６との間で共有される要素である。
【００８６】
明確にするために別個の実施形態の文脈で説明された本発明の特定の態様及び特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡単にするために単一の実施形態の文脈で説明された本発明の様々な態様及び特徴は、別個に又は任意の適切な小結合で設けられてもよい。
【００８７】
本発明を特定の実施形態及びその例に関連して説明してきたが、多くの代替形態、修正形態、及び変形形態が当業者には自明であろうことは明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲にはそのような代替形態、修正形態、及び変形形態を含めるよう意図している。
【００８８】
本明細書中で引用又は参照された全ての特許、特許出願、及び刊行物は、個々の特許、特許出願又は刊行物が参照により本明細書に援用されるよう具体的且つ個別に示される場合と同程度に参照により全体が本明細書中に援用される。また、本出願中のいずれの参考文献の引用及び特定も、そのような参考文献が本発明の先行技術として利用可能であることを認めるものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】（従来技術）（例えば外面ドラムプロッタの一部としての）ドラムの外面上に位置決めされる薄い材料の断面を示す概略図である。
【図２】薄い材料の表面への画像の描画中に薄い材料表面、例えば、図１に示す薄い材料の薄い材料表面の速度の変化から生じる描画の場所を（グリッドマップにより）示す概略図である。
【図３】本発明による、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画するシステムの例示的な一般化された実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明による、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する方法の例示的な一般化された実施形態の流れ図である。
【図５】本発明による、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する、プロッタユニットが外面ドラムプロッタの一種であるシステムの例示的な具体的実施形態を示す概略図である。
【図６】本発明による、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する、プロッタが内面ドラムプロッタの一種であるシステムの例示的な具体的実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明による、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画する、プロッタユニットが平面プロッタの一種であるシステムの例示的な具体的実施形態を示す概略図である。
【図８】本発明による、厚さにばらつきのある薄い材料に画像を描画するシステムの、例えば図３、図５、図６、又は図７に示すシステムの一部としてのプロッタユニットの部品に焦点を当てた別の例示的な実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明による、図８に示すシステムの例示的な詳細な実施形態を示す、特に外面ドラムフォトプロッタの一種である（図８の）プロッタユニットの構造及び機能（動作）を示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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