(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ法により、３次元にパターン化された面（９）を有する印刷または浮彫り用シリンダーを製造する方法であって、
シリンダー（１０）の面（９）を形成する照射反応層上に像形成もしくは投影される露光ビーム（２）により、当該反応層が、所望のパターンに従い、ドット単位で照射され、領域単位で除去もしくは融除され、前記シリンダー（１０）の前記面（９）がパターン化されるものであり、
前記照射ドット（１１）が、前記シリンダーの回転に従って前記シリンダーの前記面（９）の移動に同期して移動するものであって、
前記照射ドット（１１）が、前記所望のパターンに従い、当該照射ドット（１１）内の当該照射ドット（１１）よりもさらに細かい高精細な構造を形成するビーム形成素子（５）により、前記シリンダー（１０）の前記面（９）に照射する前に修正されたビーム（２Ａ、２Ｂ）により生成され、
前記高精細な構造を有する照射ドットが、その後、当該構造を１つのドットのパターンとして、前記シリンダーの前記面（９）に投影または像形成され、
前記シリンダーの前記面に投影または像形成された前記各々の照射ドットのパターンが、前記シリンダーの回転に従って前記シリンダーの前記面（９）の移動に同期して移動することを特徴とする印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項２】
前記ビーム形成素子（５）が、ビーム回折素子であり、さらには回折グレーティングもしくは回折グレーティングに相当する作用を有する素子であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項３】
前記ビーム形成素子（５）が、形成される前記ビーム内で位相シフトを発生させることにより干渉パターンを発生させる構造を有するものであることを特徴とする請求の範囲第１項および第２項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項４】
前記ビーム形成素子（５）として位相Ｒｏｎｃｈｉ型構造を使用することを特徴とする請求の範囲第３項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項５】
前記各照射ドット（１１）を形成する前記投影もしくは像形成ビーム（２Ａ，２Ｂ）を移動させるため、前記ビーム形成素子（５）を前記シリンダーの面（９）の移動に対して同期させて移動させることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項６】
前記ビーム形成素子（５）のビーム形成特性が変化することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項７】
前記ビーム形成素子（５）が、音響光学トランスジューサーを使用するものであることを特徴とする請求の範囲第６項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項８】
前記ビーム形成素子（５）が、シリンダーの面（９）の回転移動に対して同期して、前記ドットのパターン移動を発生させるように動作することを特徴とする請求の範囲第６項または第７項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項９】
前記所望のパターンを生成するため、前記シリンダー（１０）の前記面（９）を、ライン状（１４）にまたはらせん状（１５）に前記照射ドット（１１）により照射することを特徴とする請求の範囲第１項から第８項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項１０】
隣接するライン（１４）またはらせん状ライン（１５）における前記照射ドット（１１）が、互いにわずかにずれて配置されることを特徴とする請求の範囲第９項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項１１】
相互に隣接する前記照射ドット（１１）が、該照射ドット（１１）の規則的な配列に相当する参照位置（ｘ）に対して、裸眼の解像度以下の寸法で互いにずれて配置され、前記照射ドットの前記ずれが、多数の照射ドット（１１）を有する前記シリンダーの比較的大きな面の一部にわたり変則的な方法で提供されることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項１２】
全ての前記照射ドット（１１）について、各々対応するパターンが個々の照射ドット（１１）のパターンの中心位置である参照位置（ｘ）に対してずらして配置されることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項１３】
異なるパターンが異なる照射ドット（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ）と関連することを特徴とする請求の範囲第１項から第１２項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項１４】
前記シリンダー（１０）上の前記照射反応層が、光照射により露光される感光層であることを特徴とする請求の範囲第１項から第１３項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【請求項１５】
レーザ照射光（１，２）が、前記シリンダーの面（９）の照射光として使用されることを特徴とする請求の範囲第１項から第１４項記載の印刷または浮彫り用シリンダー製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、リソグラフィ方法を用いて、シリンダーの面を形成する感光層が、露光ビームによりその層に像形成もしくは投影される所望のパターンに従ってドット単位で光が放射された後に面で除去され、それゆえシリンダーの面がパターン化される、３次元にパターン化された面を有する印刷または浮彫り用シリンダー製造方法に関するものである。
従来技術
印刷シリンダーの面を、いわゆるレーザリソグラフィによってパターン化することが知られている。その作業においては、フォトレジストでコーティングされた金属シリンダーが、所望のパターンでドット単位でレーザにより露光される。露光作業の後、フォトレジストは化学現像槽において露光箇所が剥離される。印刷シリンダーの面を形成する金属は、それゆえ剥離箇所においては表面が露出する。その金属面はその後、適当なパターン、例えば印刷画像をシリンダー面にエッチングするために、適当な薬品、例えば酸溶液に浸される。公知の方法においては、５μｍから５０μｍのドットサイズが使用される。そのようなドットサイズでは、約１ｍ長の約１ｍの外周長のローラーの前面を露光する作業においては、約１〜２時間もかかってしまう。通常使用される１５μｍのラスタードットサイズを使用し、例えば光スイッチとして露光ビームの光路に挿入される音響光学変調器を使用すると、露光周波数は計算上約５００ｋＨｚ〜１ＭＨｚとなる。もし約３５０ｎｍの波長を有するＵＶレーザを使用するなら、集光点において約１Ｗのレーザパワーが必要とされ、その場合印刷シリンダーは露光作業において１６００ｒｐｍ以上で回転させなければならない。
公知の方法によれば、印刷シリンダー面を形成するのに容易に使用することができ、約５μｍから約５０μｍのオーダーの構造物においては、適当な品質の像を得るには十分である。しかしながら、ある使用領域、例えば回折効果もしくは干渉光学効果を使用して形成される面構造物、例えば装飾用途もしくはセキュリティ用途で使用されるようなものは、より高精細な構造物が必要とされる。例えば、照明や視野角度の変化により色が変化するといった外観が変化するようなセキュリティ素子のレリーフ構造を形成するには、１μｍ以下の回折格子定数となってしまう。そのような高精細な構造物を形成可能にするには、公知の方法では０．５μｍ以下のドットサイズを用いて行う必要がある。そのような小さなドットサイズで作業可能にするには、一方では露光ビームを極めて高精度にポジショニングする必要があるが公知の方法では不可能であり、露光周波数およびシリンダーの回転周波数の点において必要とされる極めて正確な同期化のために高額な装置が必要となる。さらに、全露光時間を同じままにするならば、ドットあたり１００〜１０００分の１の露光時間に短縮することになり、それによりまた極めて高額な測定装置を使用して構成しなければならない。したがって、各ドットに対して通常の露光時間にすると、１００〜１０００倍に全露光時間が増加してしまう。どちらの場合も、露光手段は非常に高価なものとなり不経済なものとなってしまう。
それゆえ、本明細書の冒頭で上述したように、十分実行可能な露光時間で所望の構造物を形成するのに十分に正確な照射ドットのポジショニングが可能であり、その一方で、適当な光の回折や干渉や反射効果が必要とされる特定の構造物において、シリンダー面に従来の構造物よりもさらに高精度な構造物を形成する方法を提供する必要がある。
多数の像のドットもしくは像のピクセルからなる高精度な構造物、特にホログラフィック回折の構造物を形成する方法が米国特許第５，２９１，３１７号に記載されており、それによれば、ビーム形成素子を使用することにより自己的に各ドットが高精度に照射基板上に構成される。しかしながら、その方法では、照射工程すなわち各ピクセルの形成工程の前に、基板を正確に調整して、照射工程中は絶対に動かすことはできない。そのような工程は、印刷シリンダーを構築する場合には加速すべき各々の塊が大きすぎるので、作業不可能である。さらに、シリンダーが露光作業中に止まらない場合には、１０００ｒｐｍ回転の通常の面速度で約１μＳの通常の露光時間では、像形成もしくは投影されるビームの鮮明度や解像度が欠如することになり、ある状況においては、そのビームの鮮明度や解像度の欠如の度合いが、構造物の精度例えば構造物を形成するグレーティングラインのスペースよりも大きくなってしまう。それゆえ、米国特許第５，２９１，３１７号の方法によれば、回転シリンダー上に個々が高精度に構築されたピクセルからなる面パターンを形成するには使用することはできない。
本発明の目的は、非常に高精度に構築された多数のピクチャードットを有し連続回転するシリンダーの面にパターニングすることが可能な方法で、一般的な従来の露光時間で、結果的に通常の光源パワー出力で作業が実行可能な方法を提供することにある。
発明の開示
その目的を達成する本発明の形態によれば、一方では、米国特許第５，２９１，３１７号のように、各照射ドット内の高精度な構造物を形成する所望のパターンに従ってビーム形成素子によりシリンダーの面に照射する前に修正された後にシリンダーの面へと投影もしくは像形成するビームにより照射ドットが形成され、また一方では、さらにシリンダーの面に投影もしくは像形成する各照射ドットのパターンを、シリンダー面の回転と同期させて移動させることにより、上述した従来の方法を改良させた方法を提案するものである。
米国特許第５，２９１，３１７号のように、各露光作業の前に正確に基板をセットして露光作業中は静止状態にしなければならない必然性があることとは対照的に、本発明の方法によれば、印刷シリンダーを連続的に回転させることが可能である。それにもかかわらず、シリンダーの面上の構造物を形成する各像ドットもしくは像ピクセルのパターンをシリンダーの面の回転に対して同期させる、すなわち同じ方向に同じ速度で移動させることにより、露光作業中はシリンダーの面に対してはパターンが静止して現れるようになる。それにより、鮮明度や解像度を欠如させることなく、約１０μｍ〜２０μｍの通常の径のドットやピクセルを用いて作業することが可能となる。反対に、もし「トラッキング調整効果」が実行できないならば、１μｍよりも高精細な像、すなわち可視光用に設計されたグレーティングの回折パターンよりも高精細な像を形成する際には鮮明度や解像度が欠如してしまうことになる。しかしながら、約１０μｍ〜２０μｍの像のドットやピクセルの径においては、通常の露光周波数や通常のレーザー出力パワーレベル、通常の工程時間で使用することも可能であり、そのため現行のシステムを若干改良するだけでよい。
ビーム形成素子に関しては多数のオプションがある。しかしながら、多数の面構造物を扱う場合には、使用するビーム形成素子がビーム回折素子のような形態である場合には、そのビーム回折素子は回折グレーティングもしくは回折グレーティングと同等な動作をする素子であることが望ましい。
本発明によって提供されるように、もし使用するビーム形成素子が、生成されたビーム内で位相シフトを発生して結果的に干渉パターンを発生させる構造物を形成するものであるならば、従来の像形成手法と比較して、４倍ほど被写界深度や鮮明度を向上させることができる。その場合、使用されるビーム形成素子は、位相Ｒｏｎｃｈｉ型構造物であることが望ましい。例えば位相Ｒｏｎｃｈｉ型グレーティングなどの位相Ｒｏｎｃｈｉ型構造物という言葉は、矩形形状の面レリーフを有した構造物を表すものとして用いられ、通常は、凹部とそれに隣接する凸部の幅は等しい（グレーティングの場合）。位相Ｒｏｎｃｈｉ型グレーティング（位相Ｒｏｎｃｈｉ型構造物）の厚みは、凸部とそれに隣接する凹部との局所的な位相遅延がほぼ正確に１８０°に相当するように選択される。その場合、透過モードおよび反射モードともに作用が効果的となる。線形的な位相Ｒｏｎｃｈｉ型構造物は、例えば線形グレーティングを形成するために必要とされる。クロスビームスプリッタや４重ビームスプリッタには、相応のチェスボード型レリーフが必要になる。そのようなビーム形成素子によって、露光装置の集光点において干渉パターンを形成することができ、その場合、従来の像形成作業と比較して半分の開口数だけ必要とされる。それはすなわち、ビーム形成素子としてそのような素子を使用する場合は、開口数の２乗に関係する被写体深度や鮮明度が４倍も向上させることが可能となることを意味する。例えば、回折格子定数が０．７μｍのグレーティングにおいて、波長３５０ｎｍの光源を使用する場合には、少なくとも６μｍの被写体深度を得ることができ、その場合、計算上では少なくとも±５μｍの被写体深度がさらに得ることが可能であると示されている。約１０μｍの被写体深度は、シリンダーの面上に簡単に集光できる可能であるため、かなりの利点を有することになる。
もし音響光学トランジューサーをビーム形成素子として使用するなら、同じように位相Ｒｏｎｃｈｉ型グレーティングを使用する場合と同様に被写体深度を向上させることができ、位相Ｒｏｎｃｈｉ型グレーティングを使用する場合のように、ブラッグ作用のシステム内の音響光学トランスジューサーによりビーム形成が効果的となる。
像ドットもしくは像ピクセルのパターンを同期させて移動させるには、様々な方法がある。例えば、各照射ドットを形成する像形成ビームまたは投影ビームの移動を行うために、シリンダーの面の移動に対して同期させてビーム形成素子を移動させる方法がある。像形成ビームまたは投影ビームの移動は一般的に、例えばガルバノメータミラーや、回転ポリゴンミラーや、音響光学偏向器などを使用することにより行うことができる。この結合においては、通常ビームはのこぎり状に移動させなければならず、さらにはシリンダーの面の移動方向には比較的ゆっくり移動して、その反対方向には非常に素早く移動させて再び戻さなければならない。ビームがカバーする角度範囲は、ジグザグ状に移動する周波数に従い、小さく保持することができる。このことはまた、鮮明度の適用範囲を保持しなければならないことから必要なことである。
また、使用するビーム形成素子がそのビーム形成特性が変化可能であるならばさらに望ましく、その場合、音響光学トランスジューサーをビーム形成素子として使用することが望ましい。その点において、特性が変化するビーム形成素子を使用することにより多数の利点が生じる。一方で、その種のビーム形成素子を使用すると、一つのドットごとまたはドットのグループごとに、個々の照射ドットの構造物を変化可能なものとすることができ、それにより比較的低コストで印刷シリンダーの面の構造物を変化させることができる。
しかしながら本発明によれば、特に、ビーム形成素子として音響光学トランスジューサーを使用するだけでなく、シリンダーの面の回転移動に対して同期させて発生するパターンの移動を行うように操作され制御されたビーム形成素子を使用することも可能で、印刷シリンダーの面上の照射ドットを願わしく静止して配置することが、非常に簡単な方法で達成することができる。
もし、所望のパターンを形成するために、シリンダーの面に照射ドットをライン状に放射すると、非常になめらかできれいな規則正しい構築効果をもたらすことが可能となる。しかしながら、使用状況の大部分においては、本発明がさらに提供するように、所望のパターンを生成するために、シリンダーの面は照射ドットをらせん形状に放射されることが望ましく、その場合には、シリンダーの面を実質的につなぎ目のない構造にすることが可能となる。また、上述のライン配置とらせん配置を適当に組み合わすことが可能であることが望ましい。
らせん状の放射を行う時には、適用する手段として、隣接するラインまたはらせん状ラインの中の照射ドットを互いにわずかにずらして配置するようにする。このことには、隣接する照射ドットが実質的に互いに正確には整列されていないために照射ドットの位置に関する一定の不規則性により問題や擾乱が生じない利点がある。照射ドットは実際には非常に小さく明らかに人間の目の解像度以下であるため、上述の不規則性は見てもわからない。しかしながら、ドット位置にさらなる不規則性をもたせると、目には見えないが結果的に擾乱が発生してしまうことになる。
該して、本発明による方法の場合には、相互に隣接する照射ドットを裸眼の解像度以下の寸法で、照射ドットの規則的な配置に相当するターゲット位置もしくは参照位置に対して、互いにずらして配置するような作業手段であり、多数の照射ドットを有するシリンダーの比較的大きな面の部分にわたって変則的な方法により照射ドットをずらすことができる。この場合、参照位置またはターゲット位置（各照射ドットのパターンの中心配置）に対してそれに対応するパターンがずれるように、全ての照射ドットを配置することが望ましい。もしそのような方法で作業を行うならば、見る人にはこのパターン効果に関するわずかな不正確性を見出すことはできない。反対に、全体の像には、鮮明度や解像度が非常にわずかに不足しているが、各照射ドットの位置に関する不規則性は確実にカバーしている。
本発明のさらなる提案によれば、異なる照射ドットを異なるパターンに関連さると、印刷シリンダーの非常に多様なパターニングが達成でき、特にビーム形成特性が変化可能なビーム形成素子を用いることにより容易に達成できる。
非常に広く様々なビーム形成素子を使用することができる。例えばもしシリンダーの面がグレーティング構造物を有するならば、使用するビーム形成素子は、露光ビームの光に対して相応のスプリット効果を発生するような素子となり、スプリット効果によりシリンダーの面上にグレーティングを形成するようになる。例えば、回折効果によってビーム形成素子が異なる回折次数の光ビームを生成して、その二つを集光点すなわちシリンダー面において結合させて、干渉効果によりシリンダーの面でストライプ構造を生成するといった手段により、グレーティングをシリンダーの面上に形成することができる。適当なグレーティングとしては、例えば上述した位相Ｒｏｎｃｈｉ型グレーティングが挙げられる。
ビーム形成特性が変化するビーム形成素子は、様々な方法により形成することができる。例えば、機械的に移動する構造物を使用することが可能である。もし例えば集光点において干渉効果により発生するパターンを移動することができる手段であれば、相応じて移動するビームスプリッタグレーティングを使用することができる。例えば、放射線状のアームを有する位相Ｒｏｎｃｈｉ型グレーティングの形態であるスター型グレーティングを使用することができ、その場合、光ビーム径が小さければ外周領域においてほぼ平行にグレーティングラインが広がり、中心軸に対して相応じて回転する。ビームが中心の外にスター型グレーティングを通過するときには、回転速度に比例した周波数シフトを伴ってスプリッタ効果が生じる。回転位相グレーティングにおける回折の場合には、移動方向に回折する回折次数の光の周波数はドップラー周波数により増加し、移動方向の反対方向に回折する次数の光の周波数はドップラー周波数により減少する。これらのビームが集光点において結合すると、正の方向にシフトされた一部のビームの位相が負にシフトした一部のビームの位相を引き、それにより集光点において干渉パターンの移動をもたらす。異なる方向に同じ分だけ各々ドップラーシフトされたビームの干渉効果によってドップラー周波数の2倍のレベルの差分周波数がもたらさせると、的確なトラッキング効果を達成するためには、回転グレーティングの移動スピードをシリンダーの移動スピードの半分にだけすればよい。
パターン構造物の変化と特にその移動作用の両方を、様々な音響光学トランスジューサーや変調器により達成することができる。
通常、音響光学トランスジューサーの場合には、結晶（ＴｅＯ2または他の材料）に音波を結合させることにより音響光学効果が発生する。伝搬する音波により結晶内で密度の周期的な揺らぎが発生し、その結果屈折率の周期的な変化が発生する。光が音響的に励起された結晶中を通過すると、光は密度の周期的な揺らぎに従って回折され、干渉効果により発生した像が音響光学トランスジューサーの様々な領域における屈折率変化に従い変化する（音響光学トランスジューサーの設計に関しては、具体的に例えばYarivおよびYehによるOptical Waves in Crystals第９章および１０章、３１８ページに示されている。）
使用する音響光学トランスジューサーは、ブラッグ条件において動作するような十分に厚みのあるものが望ましい。そのようなセルにブラッグ角で入射すると、体積回折効果により大きな回折効果が達成され、通常は０次の通過ビームと１次の回折ビームの二つのみの出力ビームが発生し、二つのビームの周波数が互いに干渉しそれらのビームが集光点において結合すると高精細な干渉パターンを形成する。もしビーム形成素子が位相Ｒｏｎｃｈｉ型グレーティングである場合には（その場合機械的な移動のみが可能）、＋１次および−１次の回折次数のビームを使用するようにビームを導き通過させることになる。もし正確な深さの位相Ｒｏｎｃｈｉ型回折格子を使用するならば、０次の回折次数のビームは含まれない。その場合には、二つの１次回折光は、入射エネルギーの約８０％を受け取ることになる。残りの２０％がより高次の光が有し、その高次の光は通常光学照明システムを通過しないような回折角度を有しており、そのためそれら高次の回折光をカットするための適当な開口手段もしくはスクリーニング手段を使用する必要はない。
ブラッグセルの代わりに、いわゆるＳＡＷセル（表面音波）を使用することもでき、それはより薄いもので、正弦状の表面歪を発生することで伝搬表面構造を発生し、通常多数の回折次数光を発生する（ラマン−ナス領域で作用する薄いブラッグセルと同様）。その場合には、より高次の回折光は、各所望パターンに従って除去しなければならない。
一方向（ｘ方向）だけでなくそれに直交する方向（ｙ方向）にもセルの光学特性の変化を発生することが可能な音響光学トランスジューサーにより、ある状況下においては、より複雑なパターン移動を行うこともできる。そのような音響光学トランスジューサーを使用すれば、パターン自体は移動させずに、シリンダーの面に投影または像形成する全てのスポットを移動することが可能となる。
シリンダー面の照射反応層を構成する材料に加え、様々な露光システムにより作業することが可能である。例えば、露光ビームとして比較的エネルギーの大きなＸ線や電子ビームを使用することも可能である。しかしながら本発明によれば、それに含まれる手段は、シリンダー上の照射反応層が光放射により露光される感光層であり、非常に明瞭に集光されシリンダーの面上の感光層にきれいで高精細な構造物を構築する露光効果を果たす高いエネルギー容量を有するようなレーザ放射を、シリンダーの面に放射するために使用されることが望ましい。
図の簡単な説明
本発明のさらなる特徴や詳細や利点は、本発明による方法の例を示した以下の記述から明らかになるであろう。
図１は、本発明による方法を実現する構成を示した概略図である。
図２は、二つのビームの干渉によりグレーティング構造物が形成されるときの、集光領域におけるビーム光路を示した概略図である。
図３は、印刷シリンダーの面のドット形式の露光を達成するための二つの方法を示した概略図である。
図４は、印刷シリンダーの面の一部を示した概略図である。
図５は、照射ドットの相互のずれを表した概略図である。
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明による方法を実施するときに使用可能な形態を示したものである。図示した具体的形態においては、作業はレーザ照射によるもので、シリンダーの面上の感光層に照射することを仮定している。
図１に示した配置においては、レーザ１は例えばＵＶレーザで、約３５０ｎｍの波長を有し、約１Ｗの出力パワーを有する。レーザ１から出射されたレーザビーム２は音響光学変調器３を通過するが、音響光学変調器３は実質的に光スイッチの機能のみを有し、所望の露光サイクル周波数に従ってレーザビーム２をオンオフのスイッチングを行う。またレンズ４により、例えばビームスプリッタグレーティングなどのビーム形成素子５の上に、所定の所望サイズの照射ドットを形成する。
回折によって、ビーム形成素子５はビームを多数のビームに分割し、図示した具体的実施の形態によれば、ビーム形成素子５は、ビーム２から、例えば＋１次および−１次の回折ビームの二つのビーム２Ａおよび２Ｂを発生する。これらのビーム２Ａおよび２Ｂは、図２に示すように、レンズ６および７からなる光学システムにより再び結合される。このとき、例えばグレーティング構造物の干渉パターンを有した照射ドット１１は、印刷シリンダー１０の面９上の集光点において形成される。この点において、干渉パターンの形は、例えばビームスプリッタグレーティングなどのビーム形式素子５の性質および形態に依存する。
さらに、図１に示すように、ビーム形成素子５は制御装置１２に接続されており、それにより、ビーム形成素子５が例えば制御装置１２への適当な同期信号に依存して移動可能または光学特性が変化可能であり、そのため照射ドット１１の構築パターンまたは位置が変化可能となる、もしくは照射ドット１１がシリンダー面の移動に対して同期してシリンダー面にわたり移動可能となるようになっている。
ビーム形成素子５は、適当な構造の音響光学トランスジューサーにより形成されていることが望ましく、例えば、図１の矢印の方向に、ビーム形成素子５の面に沿って、印刷シリンダー１０の回転移動に対して同期させてビーム形成素子５を作動し制御することにより、グレーティング構造を形成することが可能である。
図２は、グレーティングライン１３により示されるような構造を有する照射ポイント１１が、印刷シリンダー１０の面９上の集光点８においてどのように発生するかを概略的に示したものである。
そこで、例えばビームスプリッタグレーティングなどのビーム形成素子５により回折され発生し相応の周波数シフトを有する二つの光ビーム２Ａおよび２Ｂは、集光点８において重畳され、それゆえグレーティングストライプ１３の形状を有して干渉構造を形成する。
集光点８におけるグレーティングストライプ１３の周期ｐは、以下の式により決定される。
ｐ＝λ／（２＊Sinα）
例えば使用するレーザの波長が３５０ｎｍであれば、照射ドット１１のグレーティング構造の周期ｐは、上述の式のαの値が約１５°または開口数Sinαが０．２５であると考慮すると、０．７μｍとなる。
パターニングされるシリンダーの回転の正確性や径または同一中心に関するある程度の不規則性を保証するために、十分な被写界深度や鮮明度をもって作業を実行することはさらに重要である。
その場合、照射ドットの径ｄが１５μｍで開口数が０．２５とすると、被写体深度もしくは鮮明度ｚは計算上少なくとも±５μｍとなり、これは通常十分許容範囲に入るものである。
シリンダー１０の面９は、ここではドット形式で露光され、すなわちある一つの照射ドット１１の像は他の像がシリンダー１０の面９上に形成された後形成される、またはある一つの照射ドット１１が他のドットが面９に投影された後に形成される。
露光作業の後、シリンダー１０の面９上の感光層は、例えば溶解手段により、非露光領域においては完全に表面層を除去し、露光領域においては所望の構造を形成するように処置することが可能である。これは、シリンダーの実際の面を形成するために、通常の方法でシリンダー１０の面９をエッチングすることにより達成される。
図１を参照した具体的実施の形態によれば、レーザ光を用いた作業でのみ可能というわけではない。シリンダー１０の面９上に適当なコーティングを使用すれば、他の種類の露光ビーム、例えばX線や電子線などを使用することも可能であり、その場合、グレーティング構造を形成する際にさらに精密に達成できる。本発明による方法はまた、基本的に、シリンダーの面の除去領域または融除領域を含む場合のみに使用可能であるものではない。例えばシリンダー１０の面９を覆う層の転写により、材料を、照射効果に対応してシリンダーの面９に適用するように、本発明の方法を実施することも考えられる。
照射ドット１１を有するシリンダー１０の面９のパターニングは、様々な方法により達成できる。
例えば、図３の右側の図に概略的に示すように、点線１４に沿って、ライン１４の一つを他のラインを「描写」した後に描写するように、ライン形式で照射ドットを提供することができる。
特に、起こり得る不正確性を考慮して工程時間を短縮するために、図３の左側に概略的に示すように印刷シリンダー１０をパターニングすることが望ましい。すなわち、照射ドット１１はらせんライン１５に沿って配置され、ここで図示した具体的形態においては、らせんライン１５はまた付加的に互いに重ねあわされることを仮定している。
原理的に、本発明によるシリンダー１０の面９の構築の際には、全ての照射ドット１１が同じ構造で、照射ドット１１を有する領域と放射効果の生じていない、すなわちシリンダー１０の面９が変化していない領域１６とのみが区別されるように作動させることが可能である。
図４は、個々の照射ドット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが各々、図４のハッチ線で示すように異なる構造を有するならば、シリンダー１０の面９の構造がさらに変化可能であることを示しており、その場合、全ての直接隣接する照射ドット１１は各々異なって構築されるが、並んで配置された同じパターニングを有した照射ドット（例えば図４の１１Ｂ、１１Ｄ）により、同じ方法でより大きな領域を構築できる可能性もある。
本発明により生成されたパターンが高精度であることとともに、各照射ドットごとにビーム形成素子５を置きかえることは不可能であるので、ここで含まれる手段には、制御装置１２を通じて変化可能であることにより生成された構造を有するビーム形成素子５を使用することに利点がある。ここで、例えば生成されるグレーティング周期を変化させることが可能な適当な音響光学トランスジューサーがある。しかしながら、適当なトランスジューサーと適当な動作制御を使用すると、回転移動やトランスジューサー５により生成されたパターン歪を発生する可能性もあり、その場合様々な照射ドット１１のパターンが変化することになる。
最後に、図５は、隣接する照射ドット１１のパターンを、図５のｘで示されるように、各照射ドット１１の実際の中心に対して各ドットごとにずらすことがさらに望ましいことを示したものであり、ここでは各照射ドット１１のパターンの実際の中心点は図５の小さな点で示されている。
このように中心ｘに対して隣接する照射ドット１１のパターンを意図的にずらすことにより、照射ドット１１によってシリンダー１０の面上に生成された全体の像の鮮明度および解像度がある程度欠落することになり、それゆえ、製作上起こり得る不正確性が通常の人には見えなくなる。このことは、これらのずれが人間の目の通常の解像度に相当する寸法以下の場合、例えば規則的で相対的なグレーティング構造のずれは、見る人に受容されたものであることが実験的に示されているため必然性のあることである。
図５はまた、相互に隣接する照射ドットのずべてのドットの各々において異なる様子で、照射ドット１１の中心ｘに対するパターンのずれが効果的であることを示しており、このことは、隣接する照射ドットのパターンの多数の均一的なずれにより、光学的な擾乱効果の発生を妨げるために重要である。
各中心ｘに対する照射ドット１１のパターンのずれは、適当なトランスジューサー５の適切な作動および制御により達成することもできる。
【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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