(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された画像線間隔（ａ）および設定されたレーザービームの露光速度（ｖ）で印刷原稿を記録材料（６）上に記録するために、
露光点は画像線の記録中に電力密度が最大値の５０％となる半径（ｒ）から与えられる直径（ｄ）と面積全体にわたっては不均一な電力密度分布とを有しており、
記録材料（６）はそれを超えると記録材料（６）の表面特性が変化する第１の露光閾値（Ｍ１）を有しており、
記録材料（６）を当該の第１の露光閾値（Ｍ１）よりも格段に高く、フォトポリマー層の固化が達成される第２の露光閾値（Ｍ２）の領域内のエネルギ密度（ＨＮ）で露光する、
露光機内で露光点にフォーカシングされるレーザービームが記録した画像線の線幅（ｂ）を調整する方法において、
線幅（ｂ）が線間隔（ａ）にほぼ相応するように、線幅（ｂ）を露光点の直径（ｄ）、レーザー出力（Ｐ）、第１の露光閾値（Ｍ１）および露光速度（ｖ）に依存して求め、露光点の直径（ｄ）を線間隔（ａ）よりも小さく設定する
ことを特徴とする画像線の線幅を調整する方法。
【請求項２】
記録材料（６）はフォトポリマー層を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
露光機はインナードラム露光機である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
レーザービームの露光速度（ｖ）から得られた電力密度を時間経過で積分することにより、記録された画像線の線幅（ｂ）を露光点の面積全体にわたる電力密度分布から求める、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
線幅（ｂ）がほぼ線間隔（ａ）に等しくなるように露光点の直径（ｄ）を設定する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
線幅（ｂ）を、レーザー出力（Ｐ）を変更することにより調整する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子複製技術の分野において、露光機内で露光点にフォーカシングされるレーザービームが印刷原稿（例えば印刷版）の記録のために記録した画像線の線幅を調整する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子コピー技術の分野では印刷原稿および版下を露光する記録機器が使用される。このために例えばレーザーダイオードによって形成されたレーザービームが光学手段によって成形され、記録材料へフォーカシングされ、偏向系を介して点状または線状に記録材料上へ偏向される。こうした記録機器のなかには露光速度を高めるためにレーザービームの光束を形成するものがある。これは例えば個別のレーザーダイオードで形成した各レーザービームを１つの光束として用いて記録材料を走査し、版下の複数の画像線を同時に形成することによって行われる。版下はフィルム材料上に露光されていわゆる色成分フィルムが形成され、続いてフォトグラフィックコピープロセスにより印刷版が作成される。これに代えて印刷版そのものを印刷版露光機で露光したり、ディジタルプリンタで直接に露光したりすることもできる。記録材料はローラに配置されるか（アウタードラム露光機）、円筒形のドラムに配置されるか（インナードラム露光機）、または平面に配置される（平床露光機）。
【０００３】
アウタードラム露光機では露光すべき材料はフィルムまたは印刷版のかたちで回転可能に支承されたローラに取り付けられる。ローラが回転しているあいだ、露光ヘッドは比較的短い距離をローラの軸線方向に沿って運動する。この露光ヘッドは１つまたは複数のレーザービームをローラ表面へフォーカシングし、これによりローラ表面は間隔の狭い螺旋線のかたちで走査される。このようにしてローラが回転するたびに１つまたは複数の画像線が記録材料上で露光される。
【０００４】
インナードラム露光機では露光すべき材料は一部が開口した中空円筒の内面に取り付けられ、レーザービームで露光される。このレーザービームは円筒軸線に沿って偏向装置のほうへ配向され、材料に対して垂直に反射される。偏向装置すなわちプリズムまたはミラーは駆動中に回転し、また緩慢に円筒軸線の方向で運動するので、偏向されたレーザービームは円形または螺旋形の画像線を材料上に描画する。これにより徐々に表面全体が走査される。
【０００５】
平床露光機は主として迅速に回転するポリゴンミラーにより動作し、そのミラー面によりレーザービームが記録材料を横断する方向へ偏向され、同時に記録材料がレーザービームの偏向方向に対して垂直に運動する。このようにして画像線ごとに露光が行われる。レーザービームが記録材料上を運動するときビーム路の長さが変化するので、この手法には複雑な結像光学系が必要であり、これに起因する露光点のサイズの変化を補償しなければならない。
【０００６】
インナードラム露光機は平床露光機に比べてビーム路が短く、振動減衰への対策にかかるコストが小さくて済むという利点がある。さらにビーム路の長さが一定であるので、簡単な結像光学系を設ければ充分である。可動部分が少なく運動が迅速であることにより、インナードラム露光機では高い露光速度が得られる。アウタードラム露光機では構造上の理由からそれほど高い露光速度を得ることができない。なぜなら大きな質量を運動させなければならず、ローラの回転数がフリーランニングにより制限され、高い回転数では記録材料がローラから剥離してしまうおそれもあるからである。有利にはアウタードラム露光機ではレーザーから露光点までのビーム路はきわめて短い。これによりきわめてシャープなビームプロフィルを形成する結像光学系を構成することができる。インナードラム露光機ではこれよりもビーム路が長くなるため、ビームプロフィルはガウス‐グロッケン曲線にしたがったビーム中心からビーム縁まで均一な電力密度分布にはならない。
【０００７】
レーザービームは印刷原稿の露光時には連続的に変化する信号によって変調されるのではなく、２つの値のみを有するバイナリの画像信号によってオンオフされる。このため印刷原稿はラスタ化されており、色成分の種々の階調値が相応する大きさのラスタ点により表される。ラスタ点は印刷原稿の露光時に多数の小さな露光点から、例えば１０００個（露光点）／ｃｍの分解能で形成される。こうした分解能を達成するには、画像線を例えば間隔ａ＝１０μｍで形成しなければならない。露光点の直径ｄをこの例で同様にｄ＝１０μｍに設定するか否かはレーザービームのビームプロフィルと記録材料の露光特性とに依存する。以下では直径ｄをレーザービームの電力密度がビーム中心の最大値の５０％となっている縁部の位置までの半径から得られた５０％直径とする。
【０００８】
例えばアウタードラム露光機などでシャープなビームプロフィル、すなわち露光点の面積全体にわたって均一な電力密度分布を生じるようにするには、露光点の直径１００％は線間隔ａまたはそれ以上のスケールへ調整される。この場合隣接する画像線は正確に配置されるかまたは幾らかオーバラップし、これにより隣接する画像線間の領域に露光されない個所が残らず、印刷原稿の記録が仕上がったときに障害が可視とならないことが保証される。また例えばインナードラム露光機でガウス曲線に沿ったビームプロフィルを得るには、露光点の５０％直径が画像線間隔ａに相応するように調整される。すなわち例えば１０００個（露光点）／ｃｍの分解能のケースでは、線間隔ａ＝１０μｍおよび５０％直径ｄ＝１０μｍである。露光点の直径のこうした基本設定は実際に銀ハロゲン化物から成る感光層を備えたフィルムおよび印刷版に対して有利であることが判明している。感光層は一般に特徴的な露光閾値を有する感光曲線を有している。放射されたエネルギ密度が露光閾値を超えれば材料は露光されるが、エネルギ密度が露光閾値を下回っている場合には露光されない。線幅の基本設定は露光機内で実際の駆動中にレーザービームを変更して段階的に後から微調整することにより最適化される。これにより可変の記録材料特性と現像化学特性とが補償される。このために種々の線幅で試験露光が行われ、これが評価される。隣接する画像線間で最良の線特性の得られるパラメータが露光機で設定される。
【０００９】
以前から、支持体材料とその上に配置されたフォトポリマー層とから成り、かつ銀ハロゲン化物ベースの典型的な感光層とは異なる特性を有するオフセット印刷版が使用されている。図１にはフォトポリマー印刷版に対する典型的な露光曲線の特性が示されている。横軸には印刷版を露光するときのエネルギ密度Ｈが示されており、縦軸には露光の作用度Ｗが示されている。第１の露光閾値Ｍ１が上方超過されるとフォトポリマー層内で重合がトリガされ、分子が網状化しはじめる。これにより露光領域は現像液に対して抵抗性を有するようになり、非露光領域は後のプロセスで洗浄される。ただし露光領域が露光閾値Ｍ１を超えるぎりぎりのエネルギ密度で露光された場合、プリンタ内での摩耗に対して充分な抵抗性が得られない。しかも露光および現像を経た印刷版が充分な期間にわたって保持されないと、質の高い印刷が仕上がらない。露光領域をプリンタでの摩耗プロセスに対しても抵抗性を有するように固化するためには、これを第１の露光閾値Ｍ１よりもかなり高い値で露光しなければならない。つまり第１の露光閾値Ｍ１よりも充分に高い第２の露光閾値Ｍ２からポリマーの固化が開始され、露光しつづけてもそれ以上強い固化が達成されない点まで進行する。こうした第２の露光閾値Ｍ２の領域では露光に使用されるエネルギ密度Ｈは広範囲に選定され、例えばレーザー出力の変更に関して線幅ｂが最適に設定される。ただしこのケースでは露光点または線幅の直径ｄを最適に調整する周知の手法はガウス曲線にしたがったビームプロフィルに対しては適用できない。
【００１０】
フォトポリマー印刷版を露光機内で第１の露光閾値Ｍ１に相応するエネルギ密度Ｈのみで露光し、現像後にＵＶ光を用いた再露光を行って洗浄されていないポリマー構造体を後からキュアすることもできる。ただしこの手段は付加的な時間および人的コストがかかるところが欠点である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、フォトポリマー記録材料および所定のレーザービームのプロフィルについて線幅を露光機内で最適に調整でき、隣接する画像線どうしのあいだに露光の度合の低い領域を生じないようにする方法を提供することである。さらにこうした露光は充分に高いエネルギ密度の１回の作業工程で行われるべきであり、ポリマーパターンを固化するための記録材料の再露光が必要ないようにしなければならない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題は、線幅が線間隔にほぼ相応するように、線幅を露光点の直径、レーザー出力、第１の露光閾値および露光速度に依存して求め、露光点の直径を線間隔よりも小さく設定することにより解決される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の有利な実施形態および実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１４】
【実施例】
本発明を以下に図に則して詳細に説明する。
【００１５】
図２にはインナードラム露光機の構造の概略図が示されている。露光は個別のレーザービームにより行われる。ケーシング２内には半円筒状のドラム４が設けられており、その内面に露光すべき記録材料６、例えばフィルムまたは可撓性の印刷版が置かれる。半円筒形のドラム４の軸線上にはレーザー８と、結像光学系１０と、反射面がドラム４の軸線に対して４５°傾いた反射プリズム１２と、モータ１４とが一列に配置されている。プリズム１２はドラム４の軸線に沿って延在するモータ１４の駆動軸に固定されている。レーザー８、結像光学系１０、プリズム１２およびモータ１４は図示されていないキャリッジに配置されており、このキャリッジは緩慢にドラム４の軸線の方向で運動する。レーザー８から出射されるレーザービーム１６は回転するプリズム１２から９０°偏向されて記録材料６に当たる。ここでレーザービームは円状または螺旋状の画像線１８を描画する。
【００１６】
インナードラム露光機ではレーザー８から材料６までのビーム路長がかなり長いため、材料６へフォーカシングされる露光点がその面積全体にわたって均一な分布の電力密度を有するように結像光学系１０を構成することは不可能である。露光点は電力密度の不均一な分布を有しており、ここで電力密度は中央部に最大値を有し、全ての方向で露光点の縁へ向かって低下する。フォーカシングされたレーザービームのプロフィルが図３に示されている。典型的には電力密度は２次元のガウス関数にしたがって得られる。
【００１７】
【数１】
0003962346.tif 000002
【００１８】
ここで
Ｉ０＝Ｐ／（π×ｅ１×ｅ１）                                      （２）
Ｉ０は露光点の中心の電力密度であり、ｅ１は露光点の半径、すなわち電力密度が係数１／ｅだけ低下した個所である。１／ｅの半径ｅ１は直径ｄの５０％であるから
ｅ１＝０．５×ｄ                                                  （３）
の式により計算される。
【００１９】
図４には、露光点直径ｄの５０％、式（１）に基づく電力密度プロフィル、およびｘ方向での速度ｖで記録材料６を走査したときの画像線１８の一部が示されている。画像線１８の幅ｂを求めなければならない。このために露光点の運動方向に対して垂直な定置の軸線、例えば図４のｙ軸に対して、放射されるエネルギ密度Ｈ（ｙ）を求め、このｙ軸の電力密度成分を露光点のそれぞれのｘ位置について積分する。続いてｘ位置に対する電力密度プロフィルに式ｘ＝ｖ×ｔを代入すれば、定置の軸線上の各点について電力密度の時間経過にわたる積分が得られる。
【００２０】
【数２】
0003962346.tif 000003
【００２１】
図５にはこの関数が示されている。画像線１８の幅ｂはこの曲線Ｈ（ｙ）の２つの点から得られる。ここでエネルギ密度Ｈは記録材料６の第１の露光閾値Ｍ１を上回っている。すなわちｒ＝ｂ／２で
【００２２】
【数３】
0003962346.tif 000004
【００２３】
が成り立つ。この式はｒについて解くことができ、そこからさらに画像線１８の幅ｂに対する関数がレーザー出力Ｐ、記録材料６の露光閾値Ｍ１、露光点の速度ｖおよび露光点の１／ｅ半径に依存して得られる。
【００２４】
【数４】
0003962346.tif 000005
【００２５】
関数を簡単に表すために単位Ｗｓ／ｍ２を用いた正規化エネルギ密度ＨＮを導入する。これはレーザー出力Ｐと露光速度ｖ、露光点の正規化直径ｄＮ＝１０μｍとの比から形成される。
【００２６】
【数５】
0003962346.tif 000006
【００２７】
図６には５０％直径ｄをパラメータとする一連の曲線の関係の例が示されている。ここで５０％直径ｄを式（３）により１／ｅ半径へ換算し、露光閾値Ｍ１についてはフォトポリマー印刷版に典型的な値Ｍ１＝０．３Ｗｓ／ｍ２を使用した。この曲線から例えばフォトポリマー印刷版の露光が１０００個（露光点）／ｃｍの所望の分解能、５０％直径ｄ＝１０μｍ、相応の線間隔ａ＝１０μｍ、ポリマーパターンを固化するのに充分な第２の露光閾値Ｍ２の領域のエネルギ密度ＨＮ＝０．８Ｗｓ／ｍ２で行われ、線幅ｂ＝１１．５μｍが得られたことがわかる。画像線は幅広すぎて相互に強くオーバラップしている。またこの曲線から、選択されたエネルギ密度ＨＮに対する所望の線幅ｂ＝１０μｍは５０％直径ｄ＝７．７μｍで得られることがわかる。したがってフォトポリマー印刷版を例えば銀ハロゲン化物版よりも小さな露光点で露光しなければならない。そうしないと露光が第１の露光閾値Ｍ１よりも高い値で行われていても、露光される印刷版のポリマーパターンを充分に固化させて質の高い仕上がりを達成することができなくなってしまう。
【００２８】
露光点に必要な５０％直径ｄは本発明により前述の方法で露光点の面積全体にわたる電力密度分布から定量的に求められる。５０％直径ｄは結像ジオメトリ、例えば図２のレーザー８と結像光学系１０とのあいだの距離を変更して調整することができる。式（９）および（１０）から得られるように、線幅ｂは露光点の直径ｄの５０％とレーザービームの露光速度ｖとが与えられていれば、レーザー出力Ｐを変更することによっても調整できる。線幅ｂを所望の分解能ひいては所望の線間隔ａに適合化させる手段はコスト上有利である。結像ジオメトリの位置を段階的に微調整し、エネルギ密度ＨＮを固定として直径ｄの５０％をそのつど最適に所望の分解能へ適合化することはきわめて煩雑である。別の有利な実施例として、結像ジオメトリの変更によりいったん粗く５０％の直径ｄを調整しておき、さらにレーザー出力を変更することにより線幅ｂを微調整するという２つの調整手段の組み合わせも可能である。
【００２９】
線幅ｂを計算する方法は、相応にレーザービームプロフィルの任意の形状に対して適用することができる。つまりガウス曲線にしたがわないビームプロフィルや回転対称でないビームプロフィルにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォトポリマー材料の露光曲線図である。
【図２】インナードラム露光機の概略図である。
【図３】レーザービームのビームプロフィルである。
【図４】画像線を表す図である。
【図５】レーザービームの運動方向に対して横断方向のエネルギ密度分布図である。
【図６】エネルギ密度に依存する線幅を示す図である。
【符号の説明】
２  ケーシング
４  ドラム
６  記録材料
８  レーザー
１０  結像光学系
１２  プリズム
１４  モータ
１６  レーザービーム
１８  画像線
【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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