JP2001191185A - レーザビームで固体アーティクルを彫刻するための方法及び装置 - Google Patents
レーザビームで固体アーティクルを彫刻するための方法及び装置Info
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- Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 彫刻された製品の質を落とすことなく効率及
び処理量を改善する再彫刻プロセスを提供する。 【解決手段】 アーティクル36の表面の少なくとも一
部分に間隔をあけて彫刻された複数のセル12を提供す
るために、プロセス及び装置10が固体アーティクル3
6を彫刻する。前記装置はレーザビームを発生し、前記
レーザビームを少なくとも2つのビームに分離させる。
各ビームは焦点24,26を前記表面に形成する。互い
に間隔をあけられた前記焦点24,26はビームのペア
を形成し、前記ビームの各ペアは新しいセルを同時に彫
刻するために配置される。前記ビームのペアの第1の焦
点は前記新しいセルを彫刻し、第2の焦点は前に彫刻さ
れたセルを再彫刻する。前記分離は、前記レーザビーム
に、間隔をあけられた焦点を有する前記第1のビーム及
び前記第2のビームを形成するための回折光学素子20
を有する光学装置を通過させることから成る。
び処理量を改善する再彫刻プロセスを提供する。 【解決手段】 アーティクル36の表面の少なくとも一
部分に間隔をあけて彫刻された複数のセル12を提供す
るために、プロセス及び装置10が固体アーティクル3
6を彫刻する。前記装置はレーザビームを発生し、前記
レーザビームを少なくとも2つのビームに分離させる。
各ビームは焦点24,26を前記表面に形成する。互い
に間隔をあけられた前記焦点24,26はビームのペア
を形成し、前記ビームの各ペアは新しいセルを同時に彫
刻するために配置される。前記ビームのペアの第1の焦
点は前記新しいセルを彫刻し、第2の焦点は前に彫刻さ
れたセルを再彫刻する。前記分離は、前記レーザビーム
に、間隔をあけられた焦点を有する前記第1のビーム及
び前記第2のビームを形成するための回折光学素子20
を有する光学装置を通過させることから成る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は多数のレーザビーム
による固体表面の彫刻に関し、レーザビームは回折光学
デバイスを使用して単一のビーム源から形成される。
による固体表面の彫刻に関し、レーザビームは回折光学
デバイスを使用して単一のビーム源から形成される。
【0002】
【従来の技術】液体転写アーティクルは無制限に、印刷
のためのプレート若しくはロール、オフセット印刷、フ
レキソ印刷、若しくはグラビア印刷のための計量プレー
ト若しくはロール、又は液体で被覆される表面にイン
ク、ラッカー若しくは液体樹脂のような液体を塗るため
のプレート及びロールを含む多くの応用を有する。全て
の場合に、転写させられる液体又はインクは、セルの
数、サイズ、及び深さ/彫刻された表面のユニット領域
により、転写される量の液体を有するプレート又はロー
ルの表面に彫刻された複数のセルに保持される。実際に
は、セルは、セルの平行線の一定のパターンで接近して
形成される。円筒の場合には、セルは円筒状表面上で連
続的ならせんに形成されることが好ましい。彫刻された
表面がプレートの形態であり得ると同時に、飛び抜けて
一般的であり普通の形態は、表面に彫刻されたセルの連
続的ならせんを有する円筒の形態である。円筒又はロー
ルの縦軸に平行な表面線に関して全て同じ角度(通常
は、スクリーンアングルと呼ばれる)を形成するセルの
複数の平行線が生成されるようにセルのらせんは彫刻さ
れ、前記角度は約0度〜90度(例えば、30度又は6
0度、更に一般的には45度)である。
のためのプレート若しくはロール、オフセット印刷、フ
レキソ印刷、若しくはグラビア印刷のための計量プレー
ト若しくはロール、又は液体で被覆される表面にイン
ク、ラッカー若しくは液体樹脂のような液体を塗るため
のプレート及びロールを含む多くの応用を有する。全て
の場合に、転写させられる液体又はインクは、セルの
数、サイズ、及び深さ/彫刻された表面のユニット領域
により、転写される量の液体を有するプレート又はロー
ルの表面に彫刻された複数のセルに保持される。実際に
は、セルは、セルの平行線の一定のパターンで接近して
形成される。円筒の場合には、セルは円筒状表面上で連
続的ならせんに形成されることが好ましい。彫刻された
表面がプレートの形態であり得ると同時に、飛び抜けて
一般的であり普通の形態は、表面に彫刻されたセルの連
続的ならせんを有する円筒の形態である。円筒又はロー
ルの縦軸に平行な表面線に関して全て同じ角度(通常
は、スクリーンアングルと呼ばれる)を形成するセルの
複数の平行線が生成されるようにセルのらせんは彫刻さ
れ、前記角度は約0度〜90度(例えば、30度又は6
0度、更に一般的には45度)である。
【0003】その極度の硬度及びその結果として生じる
優れた耐摩耗性のために、種々の彫刻された表面は液
体、セラミック、及び金属カーバイド表面転写のために
使用される一方、一般に液体転写に使用される。しか
し、その硬度のために、そのような表面を彫刻する唯一
の実用的な方法はレーザビームによるものであった。連
続的なレーザビームも表面を彫刻するために使用される
が、パルス化されたレーザビームは彫刻された表面の個
々のセルの形成に適しているので更に一般的に利用され
る。形成されたセルは特定の直径及び深さを有し、高い
精度及び予測精度で液体を計測するために使用できる。
優れた耐摩耗性のために、種々の彫刻された表面は液
体、セラミック、及び金属カーバイド表面転写のために
使用される一方、一般に液体転写に使用される。しか
し、その硬度のために、そのような表面を彫刻する唯一
の実用的な方法はレーザビームによるものであった。連
続的なレーザビームも表面を彫刻するために使用される
が、パルス化されたレーザビームは彫刻された表面の個
々のセルの形成に適しているので更に一般的に利用され
る。形成されたセルは特定の直径及び深さを有し、高い
精度及び予測精度で液体を計測するために使用できる。
【0004】従来技術の1つの方法では、レーザビーム
の各パルスが1つのセルを生成する。しかし、セルの生
成では、パルスはまた、大体は環状であるが幅及び高さ
が不規則な各セルの外周のまわりに「リキャスト」と呼
ばれる突起(即ち、ロールの元の表面の上方に)を生成
する。レーザ光のパルスがロールの表面に焦点を合わせ
られるとき、セラミック材料は気化され、ロール表面か
ら放出される。このプロセスの間、放出された材料の一
部はセルの縁のまわりを再凝固させ、クレーターを出現
させる。この再凝固された材料の縁がリキャストであ
る。
の各パルスが1つのセルを生成する。しかし、セルの生
成では、パルスはまた、大体は環状であるが幅及び高さ
が不規則な各セルの外周のまわりに「リキャスト」と呼
ばれる突起(即ち、ロールの元の表面の上方に)を生成
する。レーザ光のパルスがロールの表面に焦点を合わせ
られるとき、セラミック材料は気化され、ロール表面か
ら放出される。このプロセスの間、放出された材料の一
部はセルの縁のまわりを再凝固させ、クレーターを出現
させる。この再凝固された材料の縁がリキャストであ
る。
【0005】リキャストは、従来の方法により、らせん
彫刻線に沿うセル間の距離を円筒状ロールの縦軸に垂直
な線に沿うセル間の距離の約2倍以下に減少させること
を不可能にする。リキャストは、彫刻されたロールの研
磨により部分的に又は全面的に除去できる。リキャスト
の高さの不規則性のために、セルの間のランドを平坦に
するためにリキャストを減少させる後研磨(after-poli
shing)又は不十分な研磨に着手されなければ、隣接す
るセルの間の液体の動きは可能である。液体に隣接する
セルの間を通過させることが可能なとき、このタイプの
構造は「オープンセル構造」と呼ばれる。元の表面以上
又は元の表面までの同じ高さのリキャストの平坦なラン
ドを生成するために十分な研磨が行われるとき、セルの
間の液体の動きがもはや可能なので、セルは閉じられ
る。これは閉じたセル構造と呼ばれ、好ましい。
彫刻線に沿うセル間の距離を円筒状ロールの縦軸に垂直
な線に沿うセル間の距離の約2倍以下に減少させること
を不可能にする。リキャストは、彫刻されたロールの研
磨により部分的に又は全面的に除去できる。リキャスト
の高さの不規則性のために、セルの間のランドを平坦に
するためにリキャストを減少させる後研磨(after-poli
shing)又は不十分な研磨に着手されなければ、隣接す
るセルの間の液体の動きは可能である。液体に隣接する
セルの間を通過させることが可能なとき、このタイプの
構造は「オープンセル構造」と呼ばれる。元の表面以上
又は元の表面までの同じ高さのリキャストの平坦なラン
ドを生成するために十分な研磨が行われるとき、セルの
間の液体の動きがもはや可能なので、セルは閉じられ
る。これは閉じたセル構造と呼ばれ、好ましい。
【0006】リキャストは通常不規則な形状であり、一
般に鋭い突出部でギザギザを付けられる。これらの特性
は、既に記載したものに加えて多くの問題の原因とな
る。例えば、印刷機では、プラスチック又は金属のブレ
ードは、プロセスの残りにインクを調節しながら供給す
る前にインクロール表面から余分なインクを除去するた
めに使用される。これらのブレードは、リキャストの不
規則性によりあまりにも早く損耗又は損傷を受け得る。
ブレード材料はまた、最後にはインクロールのセルに堆
積してしまうかもしれず、ロールからインクを調節しな
がら供給することとの矛盾の原因となる。他の問題は、
彫刻の審美的な質に関する。リキャストの不規則性は、
多くの彫刻にセルに対する粗い「未完成の」外観及び不
出来な対称性を与える。これは、彫刻されたパターンの
全体的外観が、ロール表面全体にわたって調和がとれな
い原因となる。
般に鋭い突出部でギザギザを付けられる。これらの特性
は、既に記載したものに加えて多くの問題の原因とな
る。例えば、印刷機では、プラスチック又は金属のブレ
ードは、プロセスの残りにインクを調節しながら供給す
る前にインクロール表面から余分なインクを除去するた
めに使用される。これらのブレードは、リキャストの不
規則性によりあまりにも早く損耗又は損傷を受け得る。
ブレード材料はまた、最後にはインクロールのセルに堆
積してしまうかもしれず、ロールからインクを調節しな
がら供給することとの矛盾の原因となる。他の問題は、
彫刻の審美的な質に関する。リキャストの不規則性は、
多くの彫刻にセルに対する粗い「未完成の」外観及び不
出来な対称性を与える。これは、彫刻されたパターンの
全体的外観が、ロール表面全体にわたって調和がとれな
い原因となる。
【0007】液体転写アーティクルのレーザビーム彫刻
の実施例は米国特許第4,108,659号、米国特許
第4,504,354号、米国特許第4,566,93
8号、米国特許第5,093,180号、米国特許第
5,143,178号、及び米国特許第5,236,7
63号で見られる。これら特許の開示は本明細書で参照
される。
の実施例は米国特許第4,108,659号、米国特許
第4,504,354号、米国特許第4,566,93
8号、米国特許第5,093,180号、米国特許第
5,143,178号、及び米国特許第5,236,7
63号で見られる。これら特許の開示は本明細書で参照
される。
【0008】これらの問題の多くは、既に彫刻されたロ
ールの表面の領域を再彫刻することにより回避できるこ
とがわかった。再彫刻された(少なくとも2回彫刻され
た)セルは更に対称的に作ることができ、リキャストは
平滑で曲線的にできる。これはまた、セルからセルへの
セル壁部が更に薄くかつ更に滑らかに作られることを可
能にする。セルの底部もまた更に滑らかにかつ更に開放
的になる。セルの深さは、たった1回だけレーザビーム
に「打たれた」セルより20〜30%又はそれ以上深
い。
ールの表面の領域を再彫刻することにより回避できるこ
とがわかった。再彫刻された(少なくとも2回彫刻され
た)セルは更に対称的に作ることができ、リキャストは
平滑で曲線的にできる。これはまた、セルからセルへの
セル壁部が更に薄くかつ更に滑らかに作られることを可
能にする。セルの底部もまた更に滑らかにかつ更に開放
的になる。セルの深さは、たった1回だけレーザビーム
に「打たれた」セルより20〜30%又はそれ以上深
い。
【0009】この再彫刻プロセスは、従来の1打彫刻プ
ロセスに関する多くの問題を克服する。従来技術の再彫
刻プロセスの1つは、前記米国特許第5,143,17
8号、及び米国特許第5,236,763号に記載され
ている。このプロセスでは、レーザビームのパルスは一
連の連続するグループから形成され、各グループは2つ
又はそれ以上の連続して間隔のあいたパルスから成る。
固体表面に彫刻されるパルスのグループの衝突は、個々
のセルを液体転写アーティクルに形成する。
ロセスに関する多くの問題を克服する。従来技術の再彫
刻プロセスの1つは、前記米国特許第5,143,17
8号、及び米国特許第5,236,763号に記載され
ている。このプロセスでは、レーザビームのパルスは一
連の連続するグループから形成され、各グループは2つ
又はそれ以上の連続して間隔のあいたパルスから成る。
固体表面に彫刻されるパルスのグループの衝突は、個々
のセルを液体転写アーティクルに形成する。
【0010】他の方法が再彫刻のために知られている。
1つのアプローチは最初にロールを彫刻し、次に焦点レ
ンズを最初のポイントに戻す。ロール全体は再度彫刻さ
れる。このアプローチに関する困難の1つは、第1及び
第2の彫刻の間の正しい位置合わせ又は重ね合わせを保
証することである。更に、最終的な再彫刻されたロール
を生成するために彫刻プロセスは2回繰り返されなけれ
ばならないので、プロセスは低速でコストが掛かる。
1つのアプローチは最初にロールを彫刻し、次に焦点レ
ンズを最初のポイントに戻す。ロール全体は再度彫刻さ
れる。このアプローチに関する困難の1つは、第1及び
第2の彫刻の間の正しい位置合わせ又は重ね合わせを保
証することである。更に、最終的な再彫刻されたロール
を生成するために彫刻プロセスは2回繰り返されなけれ
ばならないので、プロセスは低速でコストが掛かる。
【0011】他のアプローチは、レーザビームを各ビー
ムに対して分離した焦点を有する2つのビームに分離す
るための従来の屈折光学素子を使用する。このアプロー
チの光路で鏡面を調節することにより、第2の焦点を前
に彫刻されたセルの上に配置できる。このアプローチ
は、彫刻パターンが変化したときに鏡面を位置決めする
ためのコントローラが必要である。コントローラは一般
に、第2のビーム分配器が第2の回毎に2つのビームの
エネルギーを分離するので、エネルギーの50%の損失
を生じ得る2つのビーム分配器を使用する。殆どの商用
レーザは、液体転写ロールに対する彫刻処理スピードの
減少なしに電力の50%損失に耐える十分な電力は有さ
ない。この技術を使用して2つのレーザビームに一般の
焦点レンズを通って屈折させることはまた、彫刻された
セルが所望するような円形であるかわりにわずかに楕円
形である原因となり得るビームの形態の歪みの原因とな
り得る。このアプローチはまた非常に高価であり、レー
ザ装置に$60,000も掛かり、コントローラ及びコ
ントローラを運用するソフトウェアに$50,000も
掛かる。
ムに対して分離した焦点を有する2つのビームに分離す
るための従来の屈折光学素子を使用する。このアプロー
チの光路で鏡面を調節することにより、第2の焦点を前
に彫刻されたセルの上に配置できる。このアプローチ
は、彫刻パターンが変化したときに鏡面を位置決めする
ためのコントローラが必要である。コントローラは一般
に、第2のビーム分配器が第2の回毎に2つのビームの
エネルギーを分離するので、エネルギーの50%の損失
を生じ得る2つのビーム分配器を使用する。殆どの商用
レーザは、液体転写ロールに対する彫刻処理スピードの
減少なしに電力の50%損失に耐える十分な電力は有さ
ない。この技術を使用して2つのレーザビームに一般の
焦点レンズを通って屈折させることはまた、彫刻された
セルが所望するような円形であるかわりにわずかに楕円
形である原因となり得るビームの形態の歪みの原因とな
り得る。このアプローチはまた非常に高価であり、レー
ザ装置に$60,000も掛かり、コントローラ及びコ
ントローラを運用するソフトウェアに$50,000も
掛かる。
【0012】更に他のアプローチは、セルを再彫刻する
ためのレーザエネルギーの連続的なビームを変調する音
響光学変調器を使用する。例えば、セルはレーザビーム
により彫刻され、次にビームは、次のセルを彫刻するた
めにロール円周の次のセルの位置に偏向される。次にビ
ームは、第2の時間だけ打たれる元のセルに偏向され
る。次にプロセスは、ロール円周のまわりで繰り返され
る。このアプローチは、他のアプローチで達成できるロ
ール彫刻の所望する質を生成するとは信じられない。セ
ラミック材料は一般に(例えば)アニロックスロールに
使用され、低熱伝導体である。最初に彫刻されたセルは
冷却するための時間が必要であり、第2「打」の全長所
を取り入れるために完全に再凝固することがわかった。
このアプローチは正しい冷却のための十分な時間を供給
せず、他の再彫刻プロセスと比較して質を下げる。この
システムはまた非常に高価であり、せれぞれ$90,0
00掛かる。
ためのレーザエネルギーの連続的なビームを変調する音
響光学変調器を使用する。例えば、セルはレーザビーム
により彫刻され、次にビームは、次のセルを彫刻するた
めにロール円周の次のセルの位置に偏向される。次にビ
ームは、第2の時間だけ打たれる元のセルに偏向され
る。次にプロセスは、ロール円周のまわりで繰り返され
る。このアプローチは、他のアプローチで達成できるロ
ール彫刻の所望する質を生成するとは信じられない。セ
ラミック材料は一般に(例えば)アニロックスロールに
使用され、低熱伝導体である。最初に彫刻されたセルは
冷却するための時間が必要であり、第2「打」の全長所
を取り入れるために完全に再凝固することがわかった。
このアプローチは正しい冷却のための十分な時間を供給
せず、他の再彫刻プロセスと比較して質を下げる。この
システムはまた非常に高価であり、せれぞれ$90,0
00掛かる。
【0013】ビーム分離及びビーム変調システムはま
た、多くの既存の彫刻装置について限定された導入可能
性を有する。これら装置の物理的なサイズ及び必要なビ
ーム特性は通常、そのようなシステムを装置に導入する
ために高いコストでの装置の著しい修正を必要とする。
た、多くの既存の彫刻装置について限定された導入可能
性を有する。これら装置の物理的なサイズ及び必要なビ
ーム特性は通常、そのようなシステムを装置に導入する
ために高いコストでの装置の著しい修正を必要とする。
【0014】彫刻された製品の質の低下の無い改善され
た効率及び処理量を有する再彫刻プロセスを見つけるこ
とが非常に好ましい。以降に記載されるように、本発明
は、回折光学素子を利用する光学システムを使用するこ
とにより、従来技術アプローチよりも極めて低いコスト
でこれら改善を達成する。
た効率及び処理量を有する再彫刻プロセスを見つけるこ
とが非常に好ましい。以降に記載されるように、本発明
は、回折光学素子を利用する光学システムを使用するこ
とにより、従来技術アプローチよりも極めて低いコスト
でこれら改善を達成する。
【0015】回折光学素子又はバイナリ格子は、以下の
特許及び刊行物に記載されるように種々の応用を見出し
た。
特許及び刊行物に記載されるように種々の応用を見出し
た。
【0016】・米国特許第4,436,398号、米国
特許第5,786,560号、及び米国特許第5,91
4,814号
特許第5,786,560号、及び米国特許第5,91
4,814号
【0017】・M. R. Feldman, 「Diffractive Optics
Move Into The Commercial Arena」, PennWell Publish
ing 社, 1994
Move Into The Commercial Arena」, PennWell Publish
ing 社, 1994
【0018】・M. R. Feldman 他, Diffractive Optics
Improve Product Design, LaurinPublishing 社, 1995
Improve Product Design, LaurinPublishing 社, 1995
【0019】・G. Sharp 他, 「Laser Beam Shapes For
The Future」, PennWell Publishing 社, 1994 及び
The Future」, PennWell Publishing 社, 1994 及び
【0020】・A. Kathman, 「Binary Optics: New Dif
fractive Elements For The Designer's Tool Kit」, L
aurin Publishing 社, 1992
fractive Elements For The Designer's Tool Kit」, L
aurin Publishing 社, 1992
【0021】例えば、米国特許第4,436,398
号、米国特許第5,786,560号、及び2番目の刊
行物では特に、回折光学素子が単一のレーザビームをい
くつかの出力ビームに変換できることを指摘している。
しかし、それらは、特に液体転写アーティクルの製作に
対して彫刻及び再彫刻のための分離ビームを提供するた
めに回折光学素子を使用することを開示していない。3
つの特許及び1〜4の刊行物の開示は、回折光学素子の
製造及び応用の記載を参照することにより、本明細書に
取り入れられる。
号、米国特許第5,786,560号、及び2番目の刊
行物では特に、回折光学素子が単一のレーザビームをい
くつかの出力ビームに変換できることを指摘している。
しかし、それらは、特に液体転写アーティクルの製作に
対して彫刻及び再彫刻のための分離ビームを提供するた
めに回折光学素子を使用することを開示していない。3
つの特許及び1〜4の刊行物の開示は、回折光学素子の
製造及び応用の記載を参照することにより、本明細書に
取り入れられる。
【0022】本発明は多数のレーザビームによる固体表
面の彫刻に関し、レーザビームは回折光学デバイスを使
用して単一のレーザビーム源から形成される。
面の彫刻に関し、レーザビームは回折光学デバイスを使
用して単一のレーザビーム源から形成される。
【0023】本発明の好ましい実施例によると、アーテ
ィクルの表面の少なくとも一部分に間隔をあけて彫刻さ
れた複数のセルを提供するために固体アーティクルを彫
刻するためのプロセスが提供される。レーザビームは、
パルス化されたレーザビームとして発生するのが好まし
い。レーザビームは少なくとも2つのビームに分離し、
各ビームは焦点を表面に形成する。焦点は、互いに間隔
をあけられる。一般にビームはビームのペアを形成し、
ビームの各ペアは、ビームのペアの第1の焦点で新しい
セルを彫刻し、同時にビームのペアの第2の焦点で前に
彫刻されたセルを再彫刻するするように配置される。元
のレーザビームの分離は、レーザビームに、間隔をあけ
られた焦点を有する第1のビーム及び第2のビームを少
なくとも形成するための回折光学素子を有する光学装置
を通過させることにより達成される。プロセスは、アー
ティクルの表面に多数のセルを彫刻及び再彫刻するため
に分離ビームを利用する。
ィクルの表面の少なくとも一部分に間隔をあけて彫刻さ
れた複数のセルを提供するために固体アーティクルを彫
刻するためのプロセスが提供される。レーザビームは、
パルス化されたレーザビームとして発生するのが好まし
い。レーザビームは少なくとも2つのビームに分離し、
各ビームは焦点を表面に形成する。焦点は、互いに間隔
をあけられる。一般にビームはビームのペアを形成し、
ビームの各ペアは、ビームのペアの第1の焦点で新しい
セルを彫刻し、同時にビームのペアの第2の焦点で前に
彫刻されたセルを再彫刻するするように配置される。元
のレーザビームの分離は、レーザビームに、間隔をあけ
られた焦点を有する第1のビーム及び第2のビームを少
なくとも形成するための回折光学素子を有する光学装置
を通過させることにより達成される。プロセスは、アー
ティクルの表面に多数のセルを彫刻及び再彫刻するため
に分離ビームを利用する。
【0024】他の好ましい実施例では、新しいセルを彫
刻する全ての分離ビームに対して、前に彫刻されたセル
を再彫刻するための他の分離ビームが存在するように、
2つ以上のビームが形成される。本発明のプロセスは、
上記のように多数の応用を有する液体転写アーティクル
を作るために特に有用である。
刻する全ての分離ビームに対して、前に彫刻されたセル
を再彫刻するための他の分離ビームが存在するように、
2つ以上のビームが形成される。本発明のプロセスは、
上記のように多数の応用を有する液体転写アーティクル
を作るために特に有用である。
【0025】本発明の更に好ましい実施例では、各セル
は第1の中心軸、及び第1の軸に垂直な第2の中心軸を
有するアーティクルの表面に開口部を定め、軸は中心軸
点で交わる。この実施例では、彫刻ステップは少なくと
も2つの行に配置されたセルを彫刻することから成り、
1つの行のセルの第1の軸を通って引かれる線は隣接す
る行のセルの第1の軸を通って引かれる線に対して実質
的に平行である。行のセルの少なくとも一部、好ましく
は全ては各々、隣接する行の2つの間隔をあけられたセ
ルの第2の軸の間に配置された第2の軸を有する。第1
の軸を含む線に沿う行の2つのセルの間の彫刻されない
間隔の長さは、行のセルの1つ及び隣接する行の隣接す
るセルの間の、セルの中心軸点を含む線に沿う彫刻され
ない間隔の長さの約1〜1.3倍であることが好まし
い。また、1つの行のセルの中心軸点及び隣接する行の
隣接するセルの中心軸点を通って引かれる線が、円筒状
アーティクルの縦軸に対して平行に引かれた線に関して
約0度以上約90度以下の間の角度を形成するようにセ
ルが配列されることが好ましい。角度が約60度より大
きく約90度より小さいことが最も好都合である。
は第1の中心軸、及び第1の軸に垂直な第2の中心軸を
有するアーティクルの表面に開口部を定め、軸は中心軸
点で交わる。この実施例では、彫刻ステップは少なくと
も2つの行に配置されたセルを彫刻することから成り、
1つの行のセルの第1の軸を通って引かれる線は隣接す
る行のセルの第1の軸を通って引かれる線に対して実質
的に平行である。行のセルの少なくとも一部、好ましく
は全ては各々、隣接する行の2つの間隔をあけられたセ
ルの第2の軸の間に配置された第2の軸を有する。第1
の軸を含む線に沿う行の2つのセルの間の彫刻されない
間隔の長さは、行のセルの1つ及び隣接する行の隣接す
るセルの間の、セルの中心軸点を含む線に沿う彫刻され
ない間隔の長さの約1〜1.3倍であることが好まし
い。また、1つの行のセルの中心軸点及び隣接する行の
隣接するセルの中心軸点を通って引かれる線が、円筒状
アーティクルの縦軸に対して平行に引かれた線に関して
約0度以上約90度以下の間の角度を形成するようにセ
ルが配列されることが好ましい。角度が約60度より大
きく約90度より小さいことが最も好都合である。
【0026】特に好ましい実施例では、セルは実質的に
等しい距離で互いに配置され、第1の軸を含む線に沿う
行の2つのセルの間の彫刻されない間隔の長さは、1つ
のセル及び隣接する行の隣接するセルの間のセルの中心
軸点を含む線に沿う彫刻されない間隔の長さと実質的に
等しい。
等しい距離で互いに配置され、第1の軸を含む線に沿う
行の2つのセルの間の彫刻されない間隔の長さは、1つ
のセル及び隣接する行の隣接するセルの間のセルの中心
軸点を含む線に沿う彫刻されない間隔の長さと実質的に
等しい。
【0027】回折光学素子はレーザビームに対して透明
な材料で形成されることが好ましい。好都合なことに、
波長は約0.1〜約15マイクロメートルであり、最も
好都合なのは約1〜約15マイクロメートルである。レ
ーザビームの波長は、約l0.6マイクロメートルであ
ることが最も好ましい。
な材料で形成されることが好ましい。好都合なことに、
波長は約0.1〜約15マイクロメートルであり、最も
好都合なのは約1〜約15マイクロメートルである。レ
ーザビームの波長は、約l0.6マイクロメートルであ
ることが最も好ましい。
【0028】本発明の他の実施例によると、アーティク
ルの表面の少なくとも一部分に間隔をあけて彫刻された
複数のセルを提供するために固体アーティクルを彫刻す
るための装置が提供される。装置は、レーザビームを発
生するためのレーザビーム発生装置を含む。発生したレ
ーザビームは、パルス化されたレーザビームであること
が好ましい。レーザビームを少なくとも2つのビームに
分離するために回折光学素子を有する光学素子が提供さ
れ、各ビームは表面に焦点を形成する。回折光学素子
は、ビームを表面に焦点をもたらすために屈折レンズを
通過する少なくとも2つのビームに分離するために発生
したレーザビームの軸に沿って配置されることが好まし
い。各ビームは、他のビームから間隔をあけられること
が好ましい。一般に光学素子はビームをペアに形成し、
ビームの各ペアは、新しいセルをビームの第1のペアの
焦点で彫刻し、同時に前に彫刻されたセルをビームの第
2のペアの焦点で再彫刻するために配置される。アーテ
ィクルの表面に複数のセルを彫刻し再彫刻するために各
ビームのペアを使用する手段が提供される。アーティク
ルは液体転写アーティクルであることが好ましい。
ルの表面の少なくとも一部分に間隔をあけて彫刻された
複数のセルを提供するために固体アーティクルを彫刻す
るための装置が提供される。装置は、レーザビームを発
生するためのレーザビーム発生装置を含む。発生したレ
ーザビームは、パルス化されたレーザビームであること
が好ましい。レーザビームを少なくとも2つのビームに
分離するために回折光学素子を有する光学素子が提供さ
れ、各ビームは表面に焦点を形成する。回折光学素子
は、ビームを表面に焦点をもたらすために屈折レンズを
通過する少なくとも2つのビームに分離するために発生
したレーザビームの軸に沿って配置されることが好まし
い。各ビームは、他のビームから間隔をあけられること
が好ましい。一般に光学素子はビームをペアに形成し、
ビームの各ペアは、新しいセルをビームの第1のペアの
焦点で彫刻し、同時に前に彫刻されたセルをビームの第
2のペアの焦点で再彫刻するために配置される。アーテ
ィクルの表面に複数のセルを彫刻し再彫刻するために各
ビームのペアを使用する手段が提供される。アーティク
ルは液体転写アーティクルであることが好ましい。
【0029】光学素子が2つ以上のビームを提供し、新
しいセルを彫刻するためのどの分離ビームに対しても、
前に彫刻されたセルを再彫刻するための他の分離ビーム
が存在することが好ましい。
しいセルを彫刻するためのどの分離ビームに対しても、
前に彫刻されたセルを再彫刻するための他の分離ビーム
が存在することが好ましい。
【0030】回折光学素子はレーザビームに対して透明
な材料で形成されることが好ましい。
な材料で形成されることが好ましい。
【0031】本発明のプロセスにより製造された製品も
また、本発明の好ましい実施例を構成する。
また、本発明の好ましい実施例を構成する。
【0032】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、彫刻された製品の質を落とすことなく効率及び処理
量を改善する再彫刻プロセスを提供することである。
は、彫刻された製品の質を落とすことなく効率及び処理
量を改善する再彫刻プロセスを提供することである。
【0033】本発明の他の目的は、彫刻装置のレーザビ
ームを分離させる回折光学素子を使用するようなプロセ
スを提供することである。
ームを分離させる回折光学素子を使用するようなプロセ
スを提供することである。
【0034】本発明の他の目的は、彫刻のために使用さ
れるレーザビームを分離させる回折光学素子を使用する
再彫刻プロセスを実行するための改良された再彫刻装置
を提供することである。
れるレーザビームを分離させる回折光学素子を使用する
再彫刻プロセスを実行するための改良された再彫刻装置
を提供することである。
【0035】本発明の他の目的は、本発明のプロセスに
より製造コストを減少させて液体転写アーティクルを製
造することである。
より製造コストを減少させて液体転写アーティクルを製
造することである。
【0036】
【課題を解決するための手段】本発明は図示された実施
例を参照して記載されるが、本発明は他の実施例の多く
の形態でも実施できる。加えて、どのような適切なサイ
ズ、形状、又はどのようなタイプの材料若しくは部品も
使用できる。
例を参照して記載されるが、本発明は他の実施例の多く
の形態でも実施できる。加えて、どのような適切なサイ
ズ、形状、又はどのようなタイプの材料若しくは部品も
使用できる。
【0037】図1を参照すると、本発明は、表面14に
対する相対運動中のレーザビーム16の固体表面14へ
の衝突により、固体表面14の一連の連続的なセル12
を彫刻及び再彫刻するための方法及び装置10に関す
る。更に詳細には、本発明は、表面14において間隔を
あけられた焦点24、26を有する多数のレーザビーム
16による固体表面14の彫刻及び再彫刻に関する。間
隔をあけられた焦点24、26を有するレーザビーム1
6は、回折光学素子20及び屈折レンズ22を使用して
レーザ発生装置18により供給される単一のレーザビー
ム15から形成される。
対する相対運動中のレーザビーム16の固体表面14へ
の衝突により、固体表面14の一連の連続的なセル12
を彫刻及び再彫刻するための方法及び装置10に関す
る。更に詳細には、本発明は、表面14において間隔を
あけられた焦点24、26を有する多数のレーザビーム
16による固体表面14の彫刻及び再彫刻に関する。間
隔をあけられた焦点24、26を有するレーザビーム1
6は、回折光学素子20及び屈折レンズ22を使用して
レーザ発生装置18により供給される単一のレーザビー
ム15から形成される。
【0038】レーザビームの焦点24、26及び表面1
4の相対運動は、この技術分野で既知であるどのような
適切な従来の手段によっても提供できる。レーザ発生装
置18及び光学系30、若しくは表面14、又はそれら
の組合せは、セル12を彫刻するために必要な相対運動
を提供するために、例えば、コンピュータ制御されたサ
ーボ又はステッピング装置28、29により動かせる。
レーザビームの下で加工表面14を横断させるためのメ
カニズムは非常によく知られており、本発明の一部を形
成しない。
4の相対運動は、この技術分野で既知であるどのような
適切な従来の手段によっても提供できる。レーザ発生装
置18及び光学系30、若しくは表面14、又はそれら
の組合せは、セル12を彫刻するために必要な相対運動
を提供するために、例えば、コンピュータ制御されたサ
ーボ又はステッピング装置28、29により動かせる。
レーザビームの下で加工表面14を横断させるためのメ
カニズムは非常によく知られており、本発明の一部を形
成しない。
【0039】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施例による
と、発生したレーザビームはパルス化されたレーザビー
ムである。光学装置30は、レーザビーム15を少なく
とも2つのビーム16に分離するために回折光学素子2
0を含み、各ビーム16は焦点24、26又は同様なも
のを表面14に形成する。回折光学素子20は発生装置
18が発生したレーザビーム15の軸34に沿って配置
され、焦点24、26を提供するために、表面14にお
いて、前記ビームを屈折レンズ22を通過する少なくと
も2つのビームに分離することが好ましい。各ビーム1
6は、互いに間隔をあけることが好ましい。光学装置3
0がビーム16を複数のペアに形成することが好まし
く、ビーム16の各ペアはビーム16のペアの第1の焦
点24で新しいセル12を同時に彫刻し、ビーム16の
ペアの第2の焦点26で前に彫刻されたセル12を再彫
刻するために配置される。各ビーム16のペアを利用し
てアーティクル36の表面14の多数のセル12を彫刻
し再彫刻するための制御手段32が提供されることが好
ましい。アーティクル36は、液体転写アーティクルで
あることが好ましい。
と、発生したレーザビームはパルス化されたレーザビー
ムである。光学装置30は、レーザビーム15を少なく
とも2つのビーム16に分離するために回折光学素子2
0を含み、各ビーム16は焦点24、26又は同様なも
のを表面14に形成する。回折光学素子20は発生装置
18が発生したレーザビーム15の軸34に沿って配置
され、焦点24、26を提供するために、表面14にお
いて、前記ビームを屈折レンズ22を通過する少なくと
も2つのビームに分離することが好ましい。各ビーム1
6は、互いに間隔をあけることが好ましい。光学装置3
0がビーム16を複数のペアに形成することが好まし
く、ビーム16の各ペアはビーム16のペアの第1の焦
点24で新しいセル12を同時に彫刻し、ビーム16の
ペアの第2の焦点26で前に彫刻されたセル12を再彫
刻するために配置される。各ビーム16のペアを利用し
てアーティクル36の表面14の多数のセル12を彫刻
し再彫刻するための制御手段32が提供されることが好
ましい。アーティクル36は、液体転写アーティクルで
あることが好ましい。
【0040】回折光学素子20(回折格子又はバイナリ
格子と呼ばれることもある)は、今まで言及した特許及
び刊行物に完全に記載されている。どのような与えられ
た像平面におけるレーザビーム(15)の特性も、ビー
ム15を構成する光子の位相関係の総和として定義でき
る。回折光学素子20でビーム15の位相関係を変える
ことにより、少しの電力損失でビームは多数のビーム1
6に分離できる。何故ならば、ビーム15のエネルギー
は、基本的に生成ビーム16を提供するように再編成さ
れるからである。回折光学素子20はビーム15の光の
入射波を多くの波に分解し、多くの波は再結合して光学
素子20の反対側で複数の新しい波を形成する。複数の
新しい波は、入射光とは異なる方向に移動できる。従っ
て、回折光学素子20は、単一のビーム15をいくつか
の出力ビーム16に変換できる。回折光学素子20は、
光波又はビーム15に、一般に従来のフォトリソグラフ
ィを使用して回折素子20の表面にエッチングされた微
小なパターンを通過させることにより、光波又はビーム
15を分解する。
格子と呼ばれることもある)は、今まで言及した特許及
び刊行物に完全に記載されている。どのような与えられ
た像平面におけるレーザビーム(15)の特性も、ビー
ム15を構成する光子の位相関係の総和として定義でき
る。回折光学素子20でビーム15の位相関係を変える
ことにより、少しの電力損失でビームは多数のビーム1
6に分離できる。何故ならば、ビーム15のエネルギー
は、基本的に生成ビーム16を提供するように再編成さ
れるからである。回折光学素子20はビーム15の光の
入射波を多くの波に分解し、多くの波は再結合して光学
素子20の反対側で複数の新しい波を形成する。複数の
新しい波は、入射光とは異なる方向に移動できる。従っ
て、回折光学素子20は、単一のビーム15をいくつか
の出力ビーム16に変換できる。回折光学素子20は、
光波又はビーム15に、一般に従来のフォトリソグラフ
ィを使用して回折素子20の表面にエッチングされた微
小なパターンを通過させることにより、光波又はビーム
15を分解する。
【0041】表面14を1度横断するだけで1つの焦点
24が材料の未加工表面14のセル12を彫刻し、第2
の焦点26が前に彫刻されたセル12を再彫刻すること
を可能にするために、固定された間隔において実質的に
等しい輝度の少なくとも2つの焦点24、26を集束レ
ンズ22が生成するように、回折光学素子20は入射ビ
ーム15の位相関係を変化させるよう設計される。レン
ズ22が少なくとも2つのビーム16をレンズ22の表
面に対してある角度で補足するように、回折光学素子2
0はビーム15の位相関係を変化させる。これはレンズ
22に、受信するビーム16の数に対応する複数の焦点
24、26を生成させる。回折素子20はビーム15の
位相関係を精密に変化させることができるので、焦点2
4、26の間隔は繰り返し可能で予測可能な方法で固定
できる。
24が材料の未加工表面14のセル12を彫刻し、第2
の焦点26が前に彫刻されたセル12を再彫刻すること
を可能にするために、固定された間隔において実質的に
等しい輝度の少なくとも2つの焦点24、26を集束レ
ンズ22が生成するように、回折光学素子20は入射ビ
ーム15の位相関係を変化させるよう設計される。レン
ズ22が少なくとも2つのビーム16をレンズ22の表
面に対してある角度で補足するように、回折光学素子2
0はビーム15の位相関係を変化させる。これはレンズ
22に、受信するビーム16の数に対応する複数の焦点
24、26を生成させる。回折素子20はビーム15の
位相関係を精密に変化させることができるので、焦点2
4、26の間隔は繰り返し可能で予測可能な方法で固定
できる。
【0042】回折光学素子20の価格は数千ドルであ
る。回折光学素子20は大部分の彫刻システム10と互
換性があるので、既存の彫刻装置に後付けできる。加え
て、少なくとも約30%の彫刻/再彫刻プロセスの効率
の改善が観察された。集束レンズ20と組み合わせた回
折素子20は2つの焦点24、26に歪みを加えず、対
称性を維持する。
る。回折光学素子20は大部分の彫刻システム10と互
換性があるので、既存の彫刻装置に後付けできる。加え
て、少なくとも約30%の彫刻/再彫刻プロセスの効率
の改善が観察された。集束レンズ20と組み合わせた回
折素子20は2つの焦点24、26に歪みを加えず、対
称性を維持する。
【0043】ビーム15を多数のビーム16に分離する
ための光学装置30の中の回折光学素子20の使用によ
り提供された彫刻の質は、他の再彫刻技術と比較して著
しく改善された。光学系30を用いる再彫刻の改善され
た3つの側面は、セル12の壁部及びリキャストの平滑
化、セル12の形状の更に優れた幾何学的明確さ、及び
増加したセル12の深さである。セル12の深さは増加
する。何故ならば、表面14より下の前に彫刻されたセ
ル12で第2の焦点26が合焦するらである。加えて、
回折光学素子20で分離するビーム15は、回折光学素
子20の効率のために、従来技術の光学ビーム15の分
配器と比較してより高いエネルギーを各分離ビーム16
に提供する。これは彫刻作業のスピードを増加させ、そ
れにより生産性の著しい改善を可能にする。
ための光学装置30の中の回折光学素子20の使用によ
り提供された彫刻の質は、他の再彫刻技術と比較して著
しく改善された。光学系30を用いる再彫刻の改善され
た3つの側面は、セル12の壁部及びリキャストの平滑
化、セル12の形状の更に優れた幾何学的明確さ、及び
増加したセル12の深さである。セル12の深さは増加
する。何故ならば、表面14より下の前に彫刻されたセ
ル12で第2の焦点26が合焦するらである。加えて、
回折光学素子20で分離するビーム15は、回折光学素
子20の効率のために、従来技術の光学ビーム15の分
配器と比較してより高いエネルギーを各分離ビーム16
に提供する。これは彫刻作業のスピードを増加させ、そ
れにより生産性の著しい改善を可能にする。
【0044】回折光学素子20は、ビーム15を2つ以
上のビーム16に分離するように設計されることが好ま
しい。そのような好ましい実施例では、新しいセル12
を彫刻するための全ての分離ビーム16に対して、前に
彫刻されたセル12を再彫刻するための他の分離ビーム
16が提供される。
上のビーム16に分離するように設計されることが好ま
しい。そのような好ましい実施例では、新しいセル12
を彫刻するための全ての分離ビーム16に対して、前に
彫刻されたセル12を再彫刻するための他の分離ビーム
16が提供される。
【0045】本発明の他の好ましい実施例によると、ア
ーティクル36の表面14の少なくとも一部分に間隔を
あけて彫刻された複数のセル12を提供するために固体
アーティクルを彫刻するためのプロセスが提供される。
レーザビーム15は、パルス化されたレーザビームとし
て発生するのが好ましい。レーザビーム15は少なくと
も2つのビーム16に分離し、各ビーム16は焦点24
又は26を表面14に形成する。焦点24、26は、互
いに間隔をあけられる。一般にビーム16はビームのペ
アを形成し、ビームの各ペアは、ビーム16のペアの第
1の焦点24で新しいセル12を彫刻し、同時にビーム
16のペアの第2の焦点26で前に彫刻されたセル12
を再彫刻するするように配置される。元のレーザビーム
15の分離は、レーザビーム15に、間隔をあけられた
焦点24、26を有する第1のビーム及び第2のビーム
を少なくとも形成するための回折光学素子20を有する
光学装置30を通過させることにより達成される。プロ
セスは、アーティクルの表面に多数のセル12を彫刻及
び再彫刻するために分離ビーム16を利用する。表面1
4のまわりのセル12の所望する配列を提供するため
に、アーティクル36の表面14及びビーム16の間で
適切な相対運動が提供されるように、プロセスがコンピ
ュータ制御されることが好ましい。彫刻技術で既知であ
るどのような所望するコンピュータコントローラ及び関
連するソフトウェアも使用できる。
ーティクル36の表面14の少なくとも一部分に間隔を
あけて彫刻された複数のセル12を提供するために固体
アーティクルを彫刻するためのプロセスが提供される。
レーザビーム15は、パルス化されたレーザビームとし
て発生するのが好ましい。レーザビーム15は少なくと
も2つのビーム16に分離し、各ビーム16は焦点24
又は26を表面14に形成する。焦点24、26は、互
いに間隔をあけられる。一般にビーム16はビームのペ
アを形成し、ビームの各ペアは、ビーム16のペアの第
1の焦点24で新しいセル12を彫刻し、同時にビーム
16のペアの第2の焦点26で前に彫刻されたセル12
を再彫刻するするように配置される。元のレーザビーム
15の分離は、レーザビーム15に、間隔をあけられた
焦点24、26を有する第1のビーム及び第2のビーム
を少なくとも形成するための回折光学素子20を有する
光学装置30を通過させることにより達成される。プロ
セスは、アーティクルの表面に多数のセル12を彫刻及
び再彫刻するために分離ビーム16を利用する。表面1
4のまわりのセル12の所望する配列を提供するため
に、アーティクル36の表面14及びビーム16の間で
適切な相対運動が提供されるように、プロセスがコンピ
ュータ制御されることが好ましい。彫刻技術で既知であ
るどのような所望するコンピュータコントローラ及び関
連するソフトウェアも使用できる。
【0046】他の好ましい実施例では、新しいセルを彫
刻する全ての分離ビームに対して、前に彫刻されたセル
を再彫刻するための他の分離ビームが存在するように、
2つ以上のビーム16が形成される。本発明のプロセス
は、上記のように多数の応用を有する液体転写アーティ
クル36を作るために特に有用である。
刻する全ての分離ビームに対して、前に彫刻されたセル
を再彫刻するための他の分離ビームが存在するように、
2つ以上のビーム16が形成される。本発明のプロセス
は、上記のように多数の応用を有する液体転写アーティ
クル36を作るために特に有用である。
【0047】図2及び図3を参照すると、本発明の更に
好ましい実施例では、各セル12は第1の中心軸42、
及び第1の軸に垂直な第2の中心軸44を有するアーテ
ィクル36の表面14に開口部40を定め、軸は中心軸
点46で交わる。この実施例では、彫刻ステップは少な
くとも2つの行48に配置されたセル12を彫刻するこ
とから成り、1つの行48のセル12の第1の軸42を
通って引かれる線は隣接する行48’のセルの第1の軸
42を通って引かれる線に対して実質的に平行である。
行48のセル12の少なくとも一部、好ましくは全ては
各々、隣接する行48’の2つの間隔をあけられたセル
12の第2の軸44の間に配置された第2の軸44を有
する。
好ましい実施例では、各セル12は第1の中心軸42、
及び第1の軸に垂直な第2の中心軸44を有するアーテ
ィクル36の表面14に開口部40を定め、軸は中心軸
点46で交わる。この実施例では、彫刻ステップは少な
くとも2つの行48に配置されたセル12を彫刻するこ
とから成り、1つの行48のセル12の第1の軸42を
通って引かれる線は隣接する行48’のセルの第1の軸
42を通って引かれる線に対して実質的に平行である。
行48のセル12の少なくとも一部、好ましくは全ては
各々、隣接する行48’の2つの間隔をあけられたセル
12の第2の軸44の間に配置された第2の軸44を有
する。
【0048】第1の軸42を含む線に沿う行48又は4
8’の2つのセル12の間の彫刻されない間隔50の長
さは、行48のセル12の1つ及び隣接する行48’の
隣接するセルの間の、セル12の中心軸点46を含む線
54に沿う彫刻されない間隔52の長さの約1〜1.3
倍であることが好ましい。また、1つの行48のセル1
2の中心軸点46を通って引かれる線42、及び1つの
行48のセル及び隣接する行48’の隣接するセル12
の中心軸点46を通って引かれる線54が円筒状アーテ
ィクルの縦軸に対して平行に引かれた線に関して0度〜
90度の角度αを形成するようにセル12が配列される
ことが好ましい。角度αが約0度より大きく約90度よ
り小さいことが好都合である。角度が約60度より大き
く約90度より小さいことが最も好都合である。アーテ
ィクル36がロールであるとき、軸42はロール36の
軸に対して平行に位置する。角度αは通常スクリーンア
ングルと呼ばれる。
8’の2つのセル12の間の彫刻されない間隔50の長
さは、行48のセル12の1つ及び隣接する行48’の
隣接するセルの間の、セル12の中心軸点46を含む線
54に沿う彫刻されない間隔52の長さの約1〜1.3
倍であることが好ましい。また、1つの行48のセル1
2の中心軸点46を通って引かれる線42、及び1つの
行48のセル及び隣接する行48’の隣接するセル12
の中心軸点46を通って引かれる線54が円筒状アーテ
ィクルの縦軸に対して平行に引かれた線に関して0度〜
90度の角度αを形成するようにセル12が配列される
ことが好ましい。角度αが約0度より大きく約90度よ
り小さいことが好都合である。角度が約60度より大き
く約90度より小さいことが最も好都合である。アーテ
ィクル36がロールであるとき、軸42はロール36の
軸に対して平行に位置する。角度αは通常スクリーンア
ングルと呼ばれる。
【0049】特に好ましい実施例では、セル12は実質
的に等しい距離で互いに配置され、第1の軸42を含む
線に沿う行48の2つのセル12の間の彫刻されない間
隔50の長さは、行48の1つのセル12及び隣接する
行48’の隣接するセル12の間のセル12の中心軸点
46を含む線に沿う彫刻されない間隔52の長さと実質
的に等しい。
的に等しい距離で互いに配置され、第1の軸42を含む
線に沿う行48の2つのセル12の間の彫刻されない間
隔50の長さは、行48の1つのセル12及び隣接する
行48’の隣接するセル12の間のセル12の中心軸点
46を含む線に沿う彫刻されない間隔52の長さと実質
的に等しい。
【0050】図1から図3、特に図3を参照すると、図
示されるように線54は「A」線及び「B」線の順番に
分けられる。「B」線54は「A」線54の両側にあ
り、「A」線54は「B」線54の両側にある。4つの
焦点24又は26は、回折素子20により提供できる。
そのような回折素子は、プロセス及び装置10の他の好
ましい実施例でも正常に利用されてきた。4焦点プロセ
ス及び装置10では、2つの焦点24がセル12を彫刻
するために使用され、2つの焦点26がセル12を再彫
刻するために使用される。この好ましい実施例では、コ
ントローラ32は2つの彫刻スポット24を調整するよ
うにプログラムされ、1つは「A」線だけを彫刻し、他
方は「B」線だけを彫刻する。同様に、2つの再彫刻ス
ポット26は、1つが「A」線だけを彫刻し、他方が
「B」線だけを彫刻するために配置される。例えば、4
スポット回折素子20は、第1及び第3のスポット24
に「A」及び「B」線を彫刻させ、第2及び第4のスポ
ット26にこれらの線を再彫刻させることにより、この
形態の長所を取り入れることができる。これは彫刻プロ
セスのスピードを2倍にする長所を有し、同時に本発明
により提供された改善を維持する。レーザ発生装置18
が全ての焦点24、26に対して十分な電力を発生する
ことができると仮定すると、このアプローチを使用する
6及び8スポット回折素子20は3、4倍の彫刻スピー
ドの増加をもたらすことができる。
示されるように線54は「A」線及び「B」線の順番に
分けられる。「B」線54は「A」線54の両側にあ
り、「A」線54は「B」線54の両側にある。4つの
焦点24又は26は、回折素子20により提供できる。
そのような回折素子は、プロセス及び装置10の他の好
ましい実施例でも正常に利用されてきた。4焦点プロセ
ス及び装置10では、2つの焦点24がセル12を彫刻
するために使用され、2つの焦点26がセル12を再彫
刻するために使用される。この好ましい実施例では、コ
ントローラ32は2つの彫刻スポット24を調整するよ
うにプログラムされ、1つは「A」線だけを彫刻し、他
方は「B」線だけを彫刻する。同様に、2つの再彫刻ス
ポット26は、1つが「A」線だけを彫刻し、他方が
「B」線だけを彫刻するために配置される。例えば、4
スポット回折素子20は、第1及び第3のスポット24
に「A」及び「B」線を彫刻させ、第2及び第4のスポ
ット26にこれらの線を再彫刻させることにより、この
形態の長所を取り入れることができる。これは彫刻プロ
セスのスピードを2倍にする長所を有し、同時に本発明
により提供された改善を維持する。レーザ発生装置18
が全ての焦点24、26に対して十分な電力を発生する
ことができると仮定すると、このアプローチを使用する
6及び8スポット回折素子20は3、4倍の彫刻スピー
ドの増加をもたらすことができる。
【0051】本発明のプロセスにより生産された彫刻製
品もまた、本発明の好ましい実施例から成る。製品は液
体転写アーティクル36であることが好ましく、液体転
写ロールであることが最も好ましい。
品もまた、本発明の好ましい実施例から成る。製品は液
体転写アーティクル36であることが好ましく、液体転
写ロールであることが最も好ましい。
【0052】回折素子20は集束レンズ22に類似した
寸法を有する単一の光学素子なので、その使用のための
光学系30に対する変更は、あったとしても少ない。こ
れは回折素子20を殆どどんな既存の彫刻システム10
とも互換性があるようにし、そのようなシステムに容易
に導入できるようにする。1つの回折素子20が光学系
30で利用されるのが好ましいが、所望すれば多数の回
折素子も利用できる。回折光学素子20は、レンズ22
及びビーム発生装置18の間の集束レンズ22のちょう
ど後ろに取り付けられる。2つの焦点24、26の位置
は、共通のレンズアセンブリ(図示されない)の中で回
折光学素子20及び集束レンズ22を回転させることに
より彫刻パターンと位置合わせされる。2つの焦点2
4、26の分離は、回折素子20の設計及びレンズ22
の焦点距離に依存する。分離を計算するための方程式は
以下のようである。 H=Ftanθ ここでHは半角分離であり、Fはレンズの焦点距離であ
り、θは回折光学素子20に対して設計された回折角で
ある。
寸法を有する単一の光学素子なので、その使用のための
光学系30に対する変更は、あったとしても少ない。こ
れは回折素子20を殆どどんな既存の彫刻システム10
とも互換性があるようにし、そのようなシステムに容易
に導入できるようにする。1つの回折素子20が光学系
30で利用されるのが好ましいが、所望すれば多数の回
折素子も利用できる。回折光学素子20は、レンズ22
及びビーム発生装置18の間の集束レンズ22のちょう
ど後ろに取り付けられる。2つの焦点24、26の位置
は、共通のレンズアセンブリ(図示されない)の中で回
折光学素子20及び集束レンズ22を回転させることに
より彫刻パターンと位置合わせされる。2つの焦点2
4、26の分離は、回折素子20の設計及びレンズ22
の焦点距離に依存する。分離を計算するための方程式は
以下のようである。 H=Ftanθ ここでHは半角分離であり、Fはレンズの焦点距離であ
り、θは回折光学素子20に対して設計された回折角で
ある。
【0053】アニロックス液体転写ロール36の従来の
彫刻のために、一般に使用される3つのセル12のパタ
ーンがあり、即ち、30度、45度、及び60度に等し
いスクリーンアングルαを有するパターンである。Line
s Per Centimeter(LPC)又はスクリーンの総数は、
特定のスクリーンアングルαに沿っているセル12の数
を数えることにより決定される。コンピュータ32は、
ロール36の直径、スクリーンアングルα、及びLPC
を含む入力データに基づいて、ロール36の円周のまわ
りに適合するセル12の数を計算する。コントローラ3
2は、ロール36の円周のまわりのセル12の2つの完
全な行54のための位置を計算する。これらの行又は線
54は、前に言及したように「A」線及び「B」線であ
る。セルの第1行(「A」線)が生成されるとき、先の
「A」線の彫刻と重ならないように、コンピュータ32
は光学系30の位置をセルの次の行の位置(「B」線)
まで進める。ロール36の円周のまわりの「A」線に対
して「B」線の位置をシフトし、光学系30をセル12
の全幅より小さく進めることにより、2つの線「A」及
び「B」は、図2に示されるようにハチの巣のパターン
に類似したパターンを生成して組み合う。光学系30の
位置を進め、「A」線及び「B」線の位置の間で交番さ
せるこのプロセスは、ロール36の軸56の長さに沿っ
て繰り返される。コンピュータは、所望するLPC及び
スクリーンアングルαを生成するために、セル12の間
隔50又は52を円周のまわり及びロール36の軸56
に沿って交番させることができる。
彫刻のために、一般に使用される3つのセル12のパタ
ーンがあり、即ち、30度、45度、及び60度に等し
いスクリーンアングルαを有するパターンである。Line
s Per Centimeter(LPC)又はスクリーンの総数は、
特定のスクリーンアングルαに沿っているセル12の数
を数えることにより決定される。コンピュータ32は、
ロール36の直径、スクリーンアングルα、及びLPC
を含む入力データに基づいて、ロール36の円周のまわ
りに適合するセル12の数を計算する。コントローラ3
2は、ロール36の円周のまわりのセル12の2つの完
全な行54のための位置を計算する。これらの行又は線
54は、前に言及したように「A」線及び「B」線であ
る。セルの第1行(「A」線)が生成されるとき、先の
「A」線の彫刻と重ならないように、コンピュータ32
は光学系30の位置をセルの次の行の位置(「B」線)
まで進める。ロール36の円周のまわりの「A」線に対
して「B」線の位置をシフトし、光学系30をセル12
の全幅より小さく進めることにより、2つの線「A」及
び「B」は、図2に示されるようにハチの巣のパターン
に類似したパターンを生成して組み合う。光学系30の
位置を進め、「A」線及び「B」線の位置の間で交番さ
せるこのプロセスは、ロール36の軸56の長さに沿っ
て繰り返される。コンピュータは、所望するLPC及び
スクリーンアングルαを生成するために、セル12の間
隔50又は52を円周のまわり及びロール36の軸56
に沿って交番させることができる。
【0054】光学系30により生成された少なくとも2
つの焦点24、26を利用する本発明の好ましい実施例
によると、スポット24、26は「A」線及び「B」線
に平行に位置合わせされることが好ましく、ロール36
の軸56に平行に位置合わせされることが最も好まし
い。回折素子20により生成された2つのスポット2
4、26は、2つのスポットの間に位置する点のまわり
で回転する。2つのスポット24、26は、互いに18
0度離れて配置される。1つのスポット24が材料の未
加工表面14を彫刻し第2のスポット26が前に彫刻さ
れたセルを彫刻するように、第2の又は遅延スポット2
6を第1の又は先導スポット24により生成されたセル
12の中心に直接位置合わせしようとして、回折素子2
0は僅かに回転できる。
つの焦点24、26を利用する本発明の好ましい実施例
によると、スポット24、26は「A」線及び「B」線
に平行に位置合わせされることが好ましく、ロール36
の軸56に平行に位置合わせされることが最も好まし
い。回折素子20により生成された2つのスポット2
4、26は、2つのスポットの間に位置する点のまわり
で回転する。2つのスポット24、26は、互いに18
0度離れて配置される。1つのスポット24が材料の未
加工表面14を彫刻し第2のスポット26が前に彫刻さ
れたセルを彫刻するように、第2の又は遅延スポット2
6を第1の又は先導スポット24により生成されたセル
12の中心に直接位置合わせしようとして、回折素子2
0は僅かに回転できる。
【0055】「A」線及び「B」線にほぼ平行な2つの
スポットに対して回折素子20を2、30度回転させる
ことは、スポットをロール軸56に沿って更に動かす。
LPCを変化させることは、セル12の配置をロール3
6の円周に沿って更に動かす。回折素子20の回転及び
LPCの変化を組み合わせることにより、遅延スポット
26を前に彫刻されたセル12の中心に直接位置決めす
ることが可能であり、本発明の所望する再彫刻効果をも
たらす。
スポットに対して回折素子20を2、30度回転させる
ことは、スポットをロール軸56に沿って更に動かす。
LPCを変化させることは、セル12の配置をロール3
6の円周に沿って更に動かす。回折素子20の回転及び
LPCの変化を組み合わせることにより、遅延スポット
26を前に彫刻されたセル12の中心に直接位置決めす
ることが可能であり、本発明の所望する再彫刻効果をも
たらす。
【0056】光学系30は、液体転写ロール36の彫刻
に使用されるためのどのようなコントローラ32とも互
換性がある。何故ならば、それらは全て、所望するセル
12のパターンを生成するために類似したプロセス技術
を利用するからである。しかし、スポット24、26の
間の分離は固定されているので、セル12の配置の高い
精度と高い均質性でこれらのパターンを生成できるコン
ピュータ32が、ロール36の彫刻の間ずっと第2のス
ポット26が前に彫刻されたセル12の中心にとどまる
ことを保証することが好ましい。
に使用されるためのどのようなコントローラ32とも互
換性がある。何故ならば、それらは全て、所望するセル
12のパターンを生成するために類似したプロセス技術
を利用するからである。しかし、スポット24、26の
間の分離は固定されているので、セル12の配置の高い
精度と高い均質性でこれらのパターンを生成できるコン
ピュータ32が、ロール36の彫刻の間ずっと第2のス
ポット26が前に彫刻されたセル12の中心にとどまる
ことを保証することが好ましい。
【0057】スポット24、26がロール36の軸56
と整列することが最も好ましい。例えば、60度のスク
リーンアングルαを有する彫刻されたセル12のパター
ンに対して、ロール軸56に沿う表面14及びビーム1
6の間の相対的前進に対する線54の数の関係は、以下
のように表される。cosα=ロール36の軸56に沿
う前進の量/線の数例えば、もし彫刻がαが60度でL
PCが200のパターンなら、cos60゜=0.5で
あり、ロール軸に沿う線の数は100LPCである。そ
れは、もし彫刻が約1ミリメートルだけ分離された2つ
の焦点24、26に関して行われ、2つのスポット2
4、26が(スクリーンアングルαでなく)ロール軸5
6に沿って配置されたら、第1のスポット24は未加工
表面14を彫刻し、同時に第2のスポット26はセル1
2を10本の線44だけ第1のスポット24の後に再彫
刻し、同じパターンが続くことを意味する。前進が計算
され各角度に対して端数を切り捨てられることを仮定す
ると、2つのスポット24、26をスクリーンアングル
αではなくロール軸56に対して整列させることは、2
つのスポット24、26間の距離が全ての線54の数及
びスクリーンアングルαに対して固定されたまま維持で
きることを意味する。セル12への第1及び第2の衝突
の間の10本の線44軸方向ギャップは、セル12の審
美的効果を改善する衝突の間のセル12の冷却時間を増
加させる。
と整列することが最も好ましい。例えば、60度のスク
リーンアングルαを有する彫刻されたセル12のパター
ンに対して、ロール軸56に沿う表面14及びビーム1
6の間の相対的前進に対する線54の数の関係は、以下
のように表される。cosα=ロール36の軸56に沿
う前進の量/線の数例えば、もし彫刻がαが60度でL
PCが200のパターンなら、cos60゜=0.5で
あり、ロール軸に沿う線の数は100LPCである。そ
れは、もし彫刻が約1ミリメートルだけ分離された2つ
の焦点24、26に関して行われ、2つのスポット2
4、26が(スクリーンアングルαでなく)ロール軸5
6に沿って配置されたら、第1のスポット24は未加工
表面14を彫刻し、同時に第2のスポット26はセル1
2を10本の線44だけ第1のスポット24の後に再彫
刻し、同じパターンが続くことを意味する。前進が計算
され各角度に対して端数を切り捨てられることを仮定す
ると、2つのスポット24、26をスクリーンアングル
αではなくロール軸56に対して整列させることは、2
つのスポット24、26間の距離が全ての線54の数及
びスクリーンアングルαに対して固定されたまま維持で
きることを意味する。セル12への第1及び第2の衝突
の間の10本の線44軸方向ギャップは、セル12の審
美的効果を改善する衝突の間のセル12の冷却時間を増
加させる。
【0058】あるいは、もし彫刻がαが45度でLPC
が200のパターンなら、ロール軸56に沿う線44の
数は141.4LPC(cos45゜=0.707)で
ある。もし前進が最も近い偶数のLPC140に切り捨
てられたら、45度で機能する1ミリメートルの距離を
つくり出すための実際のLPCは198と逆算される
(誤差1%)。同じ数学的プロセスが、αが30度の彫
刻に対しても使用できる。
が200のパターンなら、ロール軸56に沿う線44の
数は141.4LPC(cos45゜=0.707)で
ある。もし前進が最も近い偶数のLPC140に切り捨
てられたら、45度で機能する1ミリメートルの距離を
つくり出すための実際のLPCは198と逆算される
(誤差1%)。同じ数学的プロセスが、αが30度の彫
刻に対しても使用できる。
【0059】好都合なことに、焦点24、26の間の距
離は約0.1ミリメートル〜約25ミリメートルであ
り、最も都合がよいのは約0.5ミリメートル〜約5ミ
リメートルである。焦点24、26の間の約1ミリメー
トルの距離がうまく機能することがわかった。第2のス
ポット26は前に彫刻されたセル12の深さを増加させ
るので、セットアップの間にテスト帯領域の結果を測定
する必要がある。約1ミリメートル又は以下の焦点2
4、26の間の距離は、必要なテスト帯の量を最小にす
る。スポット24から26への距離は焦点距離の関数で
あるから、使用されるレンズ22の各焦点距離に対して
異なる回折素子20を使用しなければならない。
離は約0.1ミリメートル〜約25ミリメートルであ
り、最も都合がよいのは約0.5ミリメートル〜約5ミ
リメートルである。焦点24、26の間の約1ミリメー
トルの距離がうまく機能することがわかった。第2のス
ポット26は前に彫刻されたセル12の深さを増加させ
るので、セットアップの間にテスト帯領域の結果を測定
する必要がある。約1ミリメートル又は以下の焦点2
4、26の間の距離は、必要なテスト帯の量を最小にす
る。スポット24から26への距離は焦点距離の関数で
あるから、使用されるレンズ22の各焦点距離に対して
異なる回折素子20を使用しなければならない。
【0060】本発明の好ましい実施例を図示するため
に、直径2.8センチメートルの回折素子20を得た。
図1に示すように、回折素子20が、ビーム15の軸3
4に沿って、3.8センチメートルの焦点距離(FL)
を有するレンズ22の後ろに配置されるとき、2つの焦
点24、26がレンズ22により発生する。回折素子2
0又はバイナリ格子は、f=3.8cmの集束レンズ2
2及び波長10.6マイクロメートルのレーザビーム1
5に対して、812±1マイクロメートルの格子周期を
有し、レーザビーム15を焦点24、26の間の距離が
0.995ミリメートルである+1及び−1次のビーム
16に変換することが好ましい。好都合なことに、レー
ザビーム15は、約0.1マイクロメートル〜約15マ
イクロメートルの間の波長を有する。格子20のスリッ
ト38のターゲット深さは、1.77±0.089マイ
クロメートル(±5%)である。この実施例では、1.
83マイクロメートルの深さが得られた。直径2.8c
mの回折素子20全体にわたるエッチングの均一性は、
約±1%である。回折素子は、10.6マイクロメート
ルでAR/AR V(反射防止)コーティングされた。
この実施例の回折素子20は、炭酸ガスレーザ発生装置
18が発生した10.6マイクロメートルの波長を有す
るレーザビームと一緒に使用するためのものである。回
折光学素子は、レーザビーム15に対して透明な材料で
形成されることが好ましい。この実施例では、この要求
を満たすために、回折格子はゲルマニウムで作られた。
この実施例により作られた回折光学素子20は80%の
効率を有し、再彫刻されたセル12の全ての特性を示す
セル12をつくり出した。
に、直径2.8センチメートルの回折素子20を得た。
図1に示すように、回折素子20が、ビーム15の軸3
4に沿って、3.8センチメートルの焦点距離(FL)
を有するレンズ22の後ろに配置されるとき、2つの焦
点24、26がレンズ22により発生する。回折素子2
0又はバイナリ格子は、f=3.8cmの集束レンズ2
2及び波長10.6マイクロメートルのレーザビーム1
5に対して、812±1マイクロメートルの格子周期を
有し、レーザビーム15を焦点24、26の間の距離が
0.995ミリメートルである+1及び−1次のビーム
16に変換することが好ましい。好都合なことに、レー
ザビーム15は、約0.1マイクロメートル〜約15マ
イクロメートルの間の波長を有する。格子20のスリッ
ト38のターゲット深さは、1.77±0.089マイ
クロメートル(±5%)である。この実施例では、1.
83マイクロメートルの深さが得られた。直径2.8c
mの回折素子20全体にわたるエッチングの均一性は、
約±1%である。回折素子は、10.6マイクロメート
ルでAR/AR V(反射防止)コーティングされた。
この実施例の回折素子20は、炭酸ガスレーザ発生装置
18が発生した10.6マイクロメートルの波長を有す
るレーザビームと一緒に使用するためのものである。回
折光学素子は、レーザビーム15に対して透明な材料で
形成されることが好ましい。この実施例では、この要求
を満たすために、回折格子はゲルマニウムで作られた。
この実施例により作られた回折光学素子20は80%の
効率を有し、再彫刻されたセル12の全ての特性を示す
セル12をつくり出した。
【0061】この実施例で使用される好ましい回折格子
20はゲルマニウムで作られる。何故ならば、結晶構造
がより稠密であるからである。この材料の微細構造はよ
り明確に定められ、それにより最初の焦点24、26に
対してより少ない散乱又は電力損失を生成する。類似の
回折構造を、セレン化亜鉛のような他の遠赤外材料にも
エッチングできる。
20はゲルマニウムで作られる。何故ならば、結晶構造
がより稠密であるからである。この材料の微細構造はよ
り明確に定められ、それにより最初の焦点24、26に
対してより少ない散乱又は電力損失を生成する。類似の
回折構造を、セレン化亜鉛のような他の遠赤外材料にも
エッチングできる。
【0062】この彫刻技術は、液体転写アーティクル3
6の彫刻で更に一般に使用されるようになっているネオ
ジウム・イットリウム・アルミニウム・ガーネット(又
はNd:YAG)レーザにも適用できる。このレーザ
は、一般に石英ガラスと呼ばれる石英又は人造石英のよ
うなこの波長に対して透明な材料で作られた回折格子2
0を必要とする1.06マイクロメートルの波長を有す
る光のビーム15を発生する。(材料表面にエッチング
されるか刻みつけられる)必要な回折構造を支持できる
適切な透明材料を見つけることを条件に、この彫刻技術
は液体転写アーティクル36を彫刻するために考えられ
るどのような所望するレーザビーム15の波長にも適用
できる。
6の彫刻で更に一般に使用されるようになっているネオ
ジウム・イットリウム・アルミニウム・ガーネット(又
はNd:YAG)レーザにも適用できる。このレーザ
は、一般に石英ガラスと呼ばれる石英又は人造石英のよ
うなこの波長に対して透明な材料で作られた回折格子2
0を必要とする1.06マイクロメートルの波長を有す
る光のビーム15を発生する。(材料表面にエッチング
されるか刻みつけられる)必要な回折構造を支持できる
適切な透明材料を見つけることを条件に、この彫刻技術
は液体転写アーティクル36を彫刻するために考えられ
るどのような所望するレーザビーム15の波長にも適用
できる。
【0063】この実施例の回折素子は、集束レンズから
2ミリメートルの間隔だけ離される。アセンブリは、1
次のスポット24、26をロール36の軸56と整列さ
せるために回転させられる。光学系30は、約995マ
イクロメートルだけ離された2つの1次の焦点24、2
6を発生する。2つの1次のスポット24、26の間の
輝度分布は、約50/50であった。
2ミリメートルの間隔だけ離される。アセンブリは、1
次のスポット24、26をロール36の軸56と整列さ
せるために回転させられる。光学系30は、約995マ
イクロメートルだけ離された2つの1次の焦点24、2
6を発生する。2つの1次のスポット24、26の間の
輝度分布は、約50/50であった。
【0064】セル12のパターン彫刻は180LPCで
生成され、優れた彫刻の質と共に減少する。図2のよう
に、再彫刻されたセル12はセル12の深さ58で約1
8%の増加を示し、それは彫刻スピードを改善する。回
折光学素子により導入された収差は無かったようであ
る。光学系30の効率は、およそ90%と測定された。
ビーム15のエネルギーのおよそ10%は、彫刻プロセ
スに関与しない2次のスポットに向けられる。
生成され、優れた彫刻の質と共に減少する。図2のよう
に、再彫刻されたセル12はセル12の深さ58で約1
8%の増加を示し、それは彫刻スピードを改善する。回
折光学素子により導入された収差は無かったようであ
る。光学系30の効率は、およそ90%と測定された。
ビーム15のエネルギーのおよそ10%は、彫刻プロセ
スに関与しない2次のスポットに向けられる。
【0065】この実施例の光学系30は、1次の焦点2
4、26を1本1本の「A」線と整列させるように設計
された。これは、線の数の組合せが奇数の倍数1、3、
5、7でなければならないことを意味する。1ミリメー
トルのスポット24、26の間の距離において、これは
60、100、140LPCのαが60度の彫刻に対し
て達成可能な線の数に相当する。スポット24、26の
間の距離を減少させることは、線の数の分解能を減少さ
せる。従って、スポット間の距離を最小にし、適切な分
解能を維持するために1ミリメートルが使用されること
が好ましかった。
4、26を1本1本の「A」線と整列させるように設計
された。これは、線の数の組合せが奇数の倍数1、3、
5、7でなければならないことを意味する。1ミリメー
トルのスポット24、26の間の距離において、これは
60、100、140LPCのαが60度の彫刻に対し
て達成可能な線の数に相当する。スポット24、26の
間の距離を減少させることは、線の数の分解能を減少さ
せる。従って、スポット間の距離を最小にし、適切な分
解能を維持するために1ミリメートルが使用されること
が好ましかった。
【0066】アーティクル36の表面14は、本発明に
より彫刻されたセラミック、金属、又はサーメットコー
ティングを有することが好ましい。耐火性酸化物、又は
金属カーバイドコーティングのような適切なセラミッ
ク、金属、及びサーメットコーティングが、ロール36
の表面に適用できる。例えば、タングステン炭化コバル
ト、タングステン炭化ニッケル、タングステン炭化コバ
ルトクロム、タングステン炭化ニッケルクロム、クロム
ニッケル、酸化アルミニウム、クロム炭化ニッケルクロ
ム、クロム炭化コバルトクロム、タングステンチタニウ
ム炭化ニッケル、コバルト合金、コバルト合金中の酸化
物分散、アルミナチタニア、銅をベースにした合金、ク
ロムをベースにした合金、酸化クロム、酸化クロムと酸
化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化チタニウムと酸
化アルミニウム、鉄をベースにした合金、鉄をベースに
した合金中の酸化物分散、ニッケル及びニッケルをベー
スにした合金、その他同種類のものが使用できる。酸化
クロム(Cr2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)、
酸化ケイ素、又はそれらの混合物がコーティング材料と
して使用できたが、酸化クロムが最も好ましい。
より彫刻されたセラミック、金属、又はサーメットコー
ティングを有することが好ましい。耐火性酸化物、又は
金属カーバイドコーティングのような適切なセラミッ
ク、金属、及びサーメットコーティングが、ロール36
の表面に適用できる。例えば、タングステン炭化コバル
ト、タングステン炭化ニッケル、タングステン炭化コバ
ルトクロム、タングステン炭化ニッケルクロム、クロム
ニッケル、酸化アルミニウム、クロム炭化ニッケルクロ
ム、クロム炭化コバルトクロム、タングステンチタニウ
ム炭化ニッケル、コバルト合金、コバルト合金中の酸化
物分散、アルミナチタニア、銅をベースにした合金、ク
ロムをベースにした合金、酸化クロム、酸化クロムと酸
化アルミニウム、酸化チタニウム、酸化チタニウムと酸
化アルミニウム、鉄をベースにした合金、鉄をベースに
した合金中の酸化物分散、ニッケル及びニッケルをベー
スにした合金、その他同種類のものが使用できる。酸化
クロム(Cr2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)、
酸化ケイ素、又はそれらの混合物がコーティング材料と
して使用できたが、酸化クロムが最も好ましい。
【0067】好ましい金属カーバイドコーティングが、
既知の技術(例えば、一般にデトネーションガン(deto
nation gun)プロセス、プラズマコーティングプロセ
ス、高速酸素燃料(oxyfuel)プロセス、又は熱スプレ
ー(thermal spray)コーティング)により、ロールの
金属表面へ適用できる。デトネーションガンプロセスは
よく知られており、米国特許第2,714,563号、
米国特許第4,173,685号、及び米国特許第4,
519,840号に十分に記載されており、その開示は
本明細書で参照される。サブストレートをコーティング
するための従来のプラズマ技術は米国特許第3,01
6,447号、米国特許第3,914,573号、米国
特許第3,958,097号、米国特許第4,173,
685号、及び米国特許第4,519,840号に記載
されており、その開示は本明細書で参照される。プロセ
ス(即ち、デトネーションガン又はプラズマ)、コーテ
ィング材料のタイプ、及びコーティングの厚さにより、
プラズマプロセス又はデトネーションガンプロセスのい
ずれかにより加えられたコーティングの厚さは約0.5
〜約100ミルの範囲であり、粗さは約50〜約100
0Rαの範囲である。
既知の技術(例えば、一般にデトネーションガン(deto
nation gun)プロセス、プラズマコーティングプロセ
ス、高速酸素燃料(oxyfuel)プロセス、又は熱スプレ
ー(thermal spray)コーティング)により、ロールの
金属表面へ適用できる。デトネーションガンプロセスは
よく知られており、米国特許第2,714,563号、
米国特許第4,173,685号、及び米国特許第4,
519,840号に十分に記載されており、その開示は
本明細書で参照される。サブストレートをコーティング
するための従来のプラズマ技術は米国特許第3,01
6,447号、米国特許第3,914,573号、米国
特許第3,958,097号、米国特許第4,173,
685号、及び米国特許第4,519,840号に記載
されており、その開示は本明細書で参照される。プロセ
ス(即ち、デトネーションガン又はプラズマ)、コーテ
ィング材料のタイプ、及びコーティングの厚さにより、
プラズマプロセス又はデトネーションガンプロセスのい
ずれかにより加えられたコーティングの厚さは約0.5
〜約100ミルの範囲であり、粗さは約50〜約100
0Rαの範囲である。
【0068】ロールのセラミック又は金属カーバイドコ
ーティングは、エポキシ充填剤のような適切なピンホー
ル充填剤で処理できることが好ましい。そのような充填
剤の1つは、Praxair Surface Technologies社から購入
できるUCAR100エポキシである(UCARはUnio
n Carbide社の商標である)。前記処理は、湿気又は他
の腐食性材料がセラミック又は金属カーバイドコーティ
ングを通り抜けてロールの下地の鉄構造を浸食して劣化
させることを防止するために、ピンホールを封止する。
ーティングは、エポキシ充填剤のような適切なピンホー
ル充填剤で処理できることが好ましい。そのような充填
剤の1つは、Praxair Surface Technologies社から購入
できるUCAR100エポキシである(UCARはUnio
n Carbide社の商標である)。前記処理は、湿気又は他
の腐食性材料がセラミック又は金属カーバイドコーティ
ングを通り抜けてロールの下地の鉄構造を浸食して劣化
させることを防止するために、ピンホールを封止する。
【0069】以上、本発明の好ましい実施例について図
示し記載したが、特許請求の範囲によって定められる本
発明の範囲から逸脱することなしに種々の変形および変
更がなし得ることは、当業者には明らかであろう。
示し記載したが、特許請求の範囲によって定められる本
発明の範囲から逸脱することなしに種々の変形および変
更がなし得ることは、当業者には明らかであろう。
【図1】本発明の好ましい実施例によるレーザ彫刻装置
の略図である。
の略図である。
【図2】提供された製品の彫刻された表面の部分的な斜
視図である。
視図である。
【図3】図1の装置の略図であり、本発明の好ましい実
施例の装置及びプロセスにより製造できる好ましいセル
パターンを示す。
施例の装置及びプロセスにより製造できる好ましいセル
パターンを示す。
10 彫刻システム 14 固体表面 15 レーザビーム 16 分離ビーム 18 レーザ発生装置 20 回折格子 22 屈折レンズ 24、26 焦点 28、29 ステッピング装置 30 光学系 32 コンピュータ 34 軸 36 アーティクル 38 スリット 40 開口部 42、44 中心軸 46 中心軸点 56 軸
Claims (3)
- 【請求項1】 固体アーティクルの表面の少なくとも一
部分に間隔をあけて彫刻された複数のセルを提供するた
めに前記アーティクルを彫刻するためのプロセスであっ
て、 レーザビームを発生し、 前記レーザビームを少なくとも2つのビームに分離し、
前記各ビームは焦点を前記表面に形成し、前記焦点は互
いに間隔をあけられ、前記ビームは一般にビームのペア
を形成し、新しいセルを前記ビームのペアの第1の前記
焦点で彫刻し同時に前に彫刻されたセルを前記ビームの
ペアの第2の前記焦点で再彫刻するために前記ビームの
各ペアが配置され、前記分離ステップは前記レーザビー
ムに、前記距離をあけられた焦点を有する前記第1のビ
ーム及び前記第2のビームを少なくとも形成するための
回折光学素子を有する光学装置を通過させることから成
り、 前記アーティクルの表面に複数のセルを彫刻し再彫刻す
る諸ステップから成ることを特徴とする前記プロセス。 - 【請求項2】 新しいセルを彫刻する全ての分離ビーム
に対して前に彫刻されたセルを再彫刻する他の分離ビー
ムが存在するように2つ以上のビームが形成され、各セ
ルは第1の中心軸及び前記第1の中心軸に垂直な第2の
中心軸を有する前記アーティクルの前記表面に開口部を
定め、前記中心軸は中心軸点で交わり、前記彫刻ステッ
プは、少なくとも2つの行に配置された前記セルを彫刻
することから成り、1つの行の前記セルの前記第1の中
心軸を通って引かれる線は隣接する行の前記セルの前記
第1の中心軸を通って引かれる線に対して実質的に平行
であり、1つの行の前記セルの少なくとも一部は各々が
隣接する行の2つの間隔をあけられたセルの前記第2の
中心軸の間に配置された第2の中心軸を有することを特
徴とする請求項1に記載のプロセス。 - 【請求項3】 固体アーティクルの表面の少なくとも一
部分に間隔をあけて彫刻された複数のセルを提供するた
めに前記アーティクルを彫刻するための装置であって、 レーザビームを発生するためのレーザビーム発生装置
と、 前記レーザビームを少なくとも2つのビームに分離する
ための回折光学素子を有する光学装置から成り、前記各
ビームは焦点を前記表面に形成し、前記ビームの前記焦
点は互いに間隔をあけられ、前記ビームは一般にビーム
のペアを形成し、新しいセルを前記ビームのペアの第1
の前記焦点で彫刻し同時に前に彫刻されたセルを前記ビ
ームのペアの第2の前記焦点で再彫刻するために前記ビ
ームの各ペアが配置されることを特徴とする前記装置。
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---|---|---|---|
US43999699A | 1999-11-15 | 1999-11-15 | |
US09/439996 | 1999-11-15 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000346486A Withdrawn JP2001191185A (ja) | 1999-11-15 | 2000-11-14 | レーザビームで固体アーティクルを彫刻するための方法及び装置 |
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AU (1) | AU7158800A (ja) |
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DE (1) | DE60025877T2 (ja) |
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GB2423053B (en) * | 2005-02-10 | 2007-06-20 | Bernard John Boyle | Visible green laser engraved liquid metering rollers |
DE102007032903A1 (de) * | 2007-07-14 | 2009-01-15 | Schepers Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Betreiben einer Lasergravureinrichtung |
TW200942413A (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-16 | Da-Jang Li | Method for manufacturing roller having precise patterns |
TW200942416A (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-16 | Da-Jang Li | Transfer roller with honeycomb patterns |
KR101120008B1 (ko) * | 2009-11-03 | 2012-03-16 | 한국기계연구원 | 레이저를 이용한 롤 표면의 미세 홈 형성 방법 |
DE102011013423A1 (de) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | abc packmedia GmbH & Co.KG | Verfahren und Einrichtung zur Modellbildung von zu prägenden Objekten und Herstellung eines Prägewerkzeugs |
RU2614502C2 (ru) | 2011-09-23 | 2017-03-28 | Бёльи-Гравюр Са | Способ и устройство для формирования рельефной поверхности на стальном тиснильном вале |
DE102014110285A1 (de) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Thyssenkrupp Ag | Einrichtung und Verfahren zum Strukturieren einer Walze durch Laserabtrag |
PL415898A1 (pl) * | 2016-01-25 | 2017-07-31 | Zakład Poligraficzny Pol-Mak P.D. Makowiak Spółka Jawna | Kałamarz farbowy oraz sposób grawerowania kałamarza farbowego |
KR102111159B1 (ko) * | 2017-03-20 | 2020-05-14 | 주식회사 에이티앤씨 | 통신단말기용 도금 안테나 캐리어의 레이저 가공 방법 |
CN109109457B (zh) * | 2018-08-03 | 2022-05-24 | 常州龙润激光科技有限公司 | 一种网纹辊及其制造方法 |
DE102018219190A1 (de) * | 2018-11-09 | 2020-05-14 | Thyssenkrupp Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Strukturierung einer Walzenoberfläche |
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---|---|---|---|---|
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JPH0494881A (ja) * | 1990-08-08 | 1992-03-26 | Nippon Denki Laser Kiki Eng Kk | レーザマーキング装置 |
DE69314791T2 (de) * | 1992-06-11 | 1998-07-09 | Zed Instr Ltd | Druckkopf |
WO1995005944A1 (en) * | 1993-08-24 | 1995-03-02 | Micracor, Inc. | A printer and a print engine therefor |
GB2313079A (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-19 | British Aerospace | Two stage drilling by laser irradiation |
-
2000
- 2000-11-14 EP EP00124847A patent/EP1101561B8/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-14 DK DK00124847T patent/DK1101561T3/da active
- 2000-11-14 JP JP2000346486A patent/JP2001191185A/ja not_active Withdrawn
- 2000-11-14 AU AU71588/00A patent/AU7158800A/en not_active Abandoned
- 2000-11-14 DE DE60025877T patent/DE60025877T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-14 ES ES00124847T patent/ES2253173T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-14 CA CA002325922A patent/CA2325922A1/en not_active Abandoned
- 2000-11-14 BR BR0005400-3A patent/BR0005400A/pt not_active Application Discontinuation
- 2000-11-14 AR ARP000105988A patent/AR026459A1/es unknown
- 2000-11-14 AT AT00124847T patent/ATE317313T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-11-14 KR KR1020000067454A patent/KR20010051678A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-11-17 TW TW089124057A patent/TW464580B/zh not_active IP Right Cessation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |