JP2001154369A

JP2001154369A - 液状フォトポリマ刷版用の露光システム

Info

Publication number: JP2001154369A
Application number: JP32826099A
Authority: JP
Inventors: Daniel Gelbart; ゲルバートダニエル
Original assignee: CLEO Srl
Current assignee: CLEO Srl
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】厚みの大きなガラス板を用いることなく均一な
厚さを有するフォトポリマ刷版を製造する。【解決手段】液状フォトポリマ（５）を露光することに
よる刷版の製造において、液状ポリマ（５）から刷版を
形成する際に用いられる水平に置かれたガラスプレート
（１）の重量を相殺するうえで空気圧を利用する。光学
センサ（１８）と制御システム（１９，２０）とを用
い、プレート（１）の下に置かれるケース（２）内の空
気圧を制御することによりプレート（１）を平面に保
つ。露光システムは位置決め要素（９）に取り付けられ
るとともにコリメートされた小型の光源（８）を有し、
これによりプレート（１）の特定の領域を走査すること
が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水平な面上に液状
ポリマを流すことにより液状ポリマからポリマ刷版を製
造するための装置及び方法に関する。本発明はフォトポ
リマフレキソ刷版を製造するうえで特に有用である。

【０００２】

【従来の技術】多くの産業分野において、液状ポリマを
平板かつ水平な面上に流して水平状態にて硬化させるこ
とにより（またはポリマが溶融状態にて流される場合に
はそれ自体で硬化させることにより）、ポリマのソリッ
ドプレート（シートとも呼ばれる）を形成することが行
われている。この液状の「ポリマ」は、字義通りのポリ
マ（重合体）ではなく、重合可能な材料のことを指す場
合もある。こうした材料は通常選択的に固化させられ
る。

【０００３】ポリマの中には紫外線（UV）などの化学線
照射によって硬化するものがある。紫外線によって硬化
が行われる場合、このポリマをフォトポリマと呼ぶ。フ
ォトポリマは、液状ポリマ層の下にフィルムを置いてポ
リマ層の下方から光を照射し、フィルム上の画像を利用
してポリマの異なる部位に照射される光量を制御するこ
とによって選択的に硬化させられる。フレキソ刷版及び
凸版印刷用のポリマ刷版をこうした方法で製造すること
が可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のシステムでは面
積かつ厚みの大きなガラス板をポリマを流すための基板
として用いている。ポリマを硬化させるための露光光源
はこのガラス板の下方に置かれる。大面積のガラス板は
その辺縁において保持される場合、中央部に撓みを生じ
る。ガラス板の面積が大きい場合、この撓みのため、仕
上がった刷版は中央部において他の部分よりも厚みが大
きくなる。これは、ポリマの上面は液面が水平となるこ
とにより常に平面であるのに対し、ポリマの下面はガラ
ス板の形状によって規定されるためである。数平方メー
トルの面積にわたって、例えば約２５ミクロン（０．０
０１インチ）の均一な厚さを得るためには、ガラスの重
量を支持するための特別な手段を講じなければならな
い。厚みの大きなガラス板（通常１５ｍｍ以上の厚み）
では、フォトポリマが用いられる場合に別の問題を生じ
る。すなわち厚みの大きなガラス板はポリマの硬化に必
要な紫外線の大半を吸収してしまう点である。

【０００５】本発明は上記課題を解消するためになされ
たものであって、その目的とするところは、厚みの大き
なガラス板を用いることなく均一な厚さを有するフレキ
ソ印刷及び凸版印刷用のポリマ刷版の製造を可能とする
装置及び方法の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に基づくフォトポリマを硬化させるための装
置においては、比較的厚さの小さいガラス板が水平に保
持され、このガラス板がケースの上側面を形成する。ケ
ース内の空気はガラス板及びポリマの重量を相殺するた
めに若干加圧される。ケース内の空気圧を制御する（圧
力ゲージを用いるか光学的にガラス板の平面度を監視す
る）ことによりガラス板は平面に保たれる。この構成で
はガラス板を支持するための支持要素を必要としないた
め従来の紫外線光源を移動可能なコリメートされた光源
に置き換えることが可能である。コリメートされた光に
よりフィルム上の画像はより鮮明な陰影を形成するた
め、この構成によって従来よりも鮮明なフレクソ印刷用
の刷版の製造が可能である。本発明の好ましい実施形態
では、光源のコリメーションを調整して刷版の画像形成
された領域の辺縁の形状を制御することが可能である。
小型のポリマ刷版が製造される場合、光源はガラス板よ
りも小さい面積の領域を走査することが可能である。こ
れにより効率が向上する。

【０００７】本発明は液状ポリマから任意のソリッドポ
リマ刷版を製造するうえで用いることが可能であるが、
好ましい実施形態はフレキソ印刷用刷版の製造に関して
述べたものである。

【０００８】本発明により従来技術で必要とされるもの
よりも厚みの小さいガラス板を使用することが可能であ
る。これによりコスト低減を図るとともにポリマに達す
る光量を増大させることが可能である。

【０００９】本発明に基づく第１の態様は、ポリマシー
トを形成するための方法を提供するものである。この方
法は、重合可能な液体を水平なプレート上に流す工程
と、プレートの上面を平面に保つためにプレートの下面
に大気圧よりも大きな圧力を作用させる工程と、液体を
電磁波に露光させて硬化させる工程とを含む。

【００１０】この場合において、プレートは電磁波に対
する透過性を有し、プレートの下面に入射する電磁波に
液体を露光させる工程を含むことが好ましい。また、液
体の下にマスキングフィルムを配置する工程と、該マス
キングフィルムを透過した電磁波に該液体を露光させる
工程とを含むことも可能である。

【００１１】更に、プレートの下面に大気圧よりも大き
な圧力を作用させる前述の工程は、プレートによりその
上側面が形成されるケースを与える工程と、該ケース内
に空気を送り込む工程とを含むことが可能である。

【００１２】更にまた、プレートの上面の平面度を平面
度センサにより監視する工程と、該平面度センサからの
出力を所望の値に維持するためにプレートの下面に作用
する空気圧を自動制御する工程とを含むことも可能であ
る。

【００１３】この平面度センサはプレートの上面にて反
射されるレーザ光線と該反射レーザ光線の径を検出する
検出器とを含むことが可能である。また、上記プレート
はガラス製のプレートを含むことが可能である。

【００１４】ここで、液体を電磁波に露光させる前述の
工程は、位置決め要素に取り付けられた紫外線光源を与
える工程と、プレートに対して前記光源を動かすことに
よりプレートの下面の特定の領域を光源からの紫外線に
均一に露光させるために前記位置決め要素を制御する工
程とを含むことが好ましい。

【００１５】ここで更に上記の位置決め要素を制御する
工程を含むことが可能であり、その場合、均一に露光さ
れる領域はマスキングフィルムに接する領域である。そ
の場合、均一に露光されるこの領域の外側にあたるプレ
ートの下面の領域は均一に露光される領域の内側にあた
るプレートの下面の領域よりも露光量が小さい。

【００１６】また、上記の光源のコリメーションは可変
であり、光源のコリメーションを調整することが可能で
あるように構成することも可能である。また、形成され
るポリマシートの用途としては刷版が含まれる。

【００１７】本発明の更なる別の一態様に基づけば、ポ
リマシートを形成するために液体を硬化させるための装
置が提供される。この装置は、上側面に水平な上面を有
するプレートが含まれるケースと、プレートの下面を照
射し、かつプレートを透過してプレート上の液体を重合
させる波長の電磁波を放射する光源と、ケース内の空気
圧を増大させるための手段とを備える。

【００１８】ケース内の空気圧を増大させるための上記
の手段としてはエアブロワが含まれる。また、装置はプ
レートの上面の平面度を表す信号を発生する平面度セン
サを備えることも可能であり、その場合、上記のブロワ
は平面度センサからの信号に応じてコントローラによっ
て制御されてプレートの上面を自動的に平面に保つ。

【００１９】更に、この装置は、ケースの内部と外部と
の間の圧力差を測定するための圧力ゲージと、ケース内
の空気圧を調整するための手動手段とを含むことも可能
である。

【００２０】上記の平面度センサとしては光学的平面度
センサが含まれる。またプレートとしてはガラス製プレ
ートを用いることが可能である。更に、光源は位置決め
要素上に配置することが可能であり、その場合、装置
は、位置決め要素によって光源が動かされて光源が露光
されるべき液体の特定部分の下にあたるプレートの領域
を走査することによりこの領域の露光量がほぼ均一とな
るように位置コントローラを備える。

【００２１】ここで位置コントローラ及び位置決め要素
は、プレートの下面の選択された方形領域の露光量がほ
ぼ均一となるように光源を走査させるように調整するこ
とが可能である。方形領域はプレートの下面よりも小さ
い。

【００２２】また、光源のコリメーションは可変である
ことが好ましい。この装置は更に、プレートの上面に置
かれる刷版を露光して画像形成するためのコリメートさ
れた露光システムを備えることが可能である。コリメー
トされた露光システムは、コリメートされた光源と、こ
の光源を刷版の上記の特定領域にわたって走査させる位
置決め要素とを備えることが好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明を図１乃至図３に基づいて
以下に詳細に説明する。図１を参照すると、ケース２の
上にプレート１が置かれている。プレート１は、ポリマ
を露光するために用いられる化学線照射に対して透過性
を有する様々な材料にて形成することが可能であるが、
好ましい材料の１つとしてガラスがある。プレート１は
フォトポリマ５を露光するために用いられる紫外線など
の化学線を透過する。

【００２４】ケース２の内部は、ガラス製のプレート１
及びプレート１によって支持されるポリマ５の薄層の重
量が相殺されるようにエアブロワ３によって若干加圧さ
れている。ケース２内部の加圧量は極めて小さくともよ
く、その値は以下の数式から容易に求めることが可能で
ある。すなわち、Ｐ＝２．７×ＴＧ＋１．２×ＴＰ式中、Ｐは、ケース２の内外の圧力差を水柱ｍｍで表し
たもの、ＴＧはプレート１に用いられるガラスの厚さ、
ＴＰはポリマ層の厚さをｍｍで表したものである。ここ
で（水に対する）ガラスの密度を２．７、ポリマの密度
を１．２としている。密度の異なる材料の場合、これに
応じた数値を用いなければならない。

【００２５】例として、厚さ６ｍｍのガラスプレート及
び厚さ３ｍｍのポリマ層の場合、この重量を補償するた
めの圧力は、２．７×６＋１．２×３＝１９．８（水柱
ｍｍ）（ただし１９．８水柱ｍｍ＝１９．８×９．８Ｐ
ａ／水柱ｍｍ＝１９４．０Ｐａ）となる。この圧力は大
気圧（約１０，０００水柱ｍｍ）（約９８，０００Ｐ
ａ）の０．２％に過ぎない。このような低い陽圧は小型
のブロワ（ヘアドライヤに用いられるブロワに似たも
の）を用いて得ることが可能である。ケース２は、ブロ
ワが若干の空気の漏れを補償するだけの性能を有する場
合、厳密に密封される必要はない。

【００２６】ケース２内の気圧は圧力ゲージ４によって
監視される。バルク重合（非選択的重合化）を行う場
合、紫外線、熱、触媒などの様々な方法を用いて液状ポ
リマ層を重合化する。選択的重合（画像形成を行う）を
行う場合には、どの部位を紫外線によって露光するかが
フィルムによって制御される。重合化されない部分のポ
リマは後に現像工程において洗い流される。

【００２７】境界６によりポリマ５がこぼれ出ることが
防止される。選択的な光化学的重合を行うためプレート
１上にマスキングフィルム７が置かれる。フィルム７
は、ほぼ不透明の部分とフォトポリマ５へ光を透過する
透過性の部分とを有する。フィルム７は通常、露光、現
像した写真フィルムである。極めて薄い透明カバーを用
いてフィルム７がポリマ５に付着することを防止する場
合もある。

【００２８】プレート１はプレートの下方からの照射を
伴う用途の全てにおいて紫外線に対する透過性を有さな
ければならない。プレート１の材料としては、紫外線に
対する透過性が高い石英ガラスが最も好ましいが、若干
の光損失（通常３０〜６０％）が許容される場合、一般
的なガラスを用いることも可能である。本発明では、従
来の同様な装置で必要とされる厚みの大きいガラスと比
較してより多くの紫外線を透過する薄いガラスを使用す
ることが可能である。

【００２９】ケース２内の空気圧は手動または自動制御
することが可能である。手動制御を行う場合、図２に示
される圧力ゲージ４の値を見ながら、適当な手動制御手
段（図に示されていない）によりブロワ３の速度を調整
して上記数式に基づく適正な気圧を得る。ブロワ３の速
度を調整する代りにケース２の空気流入口または流出口
の大きさを調整してケース２内の空気圧を変化させるこ
とが可能である。ポリマの厚さが変えられない限り、ブ
ロワの設定を変える必要はない。良好な感度を得るため
には、Ｕ字形のマノメータ圧力ゲージ（図２に示される
ような、Ｕ字形に折曲された透明な管であり、水などの
液体で満たされる）を使用することが最も好ましい。ブ
ロワを調整して、管４の２本の腕の間の液面の高さの差
（ｈ）が上記数式によって得られる所定の値に等しくな
るように設定する。

【００３０】この調整はよく知られた制御システムの原
理を用いて自動化することも可能である。例として、圧
力ゲージ４を電気的な出力を行うゲージに置き換え、こ
の出力をフィードバック回路１１を介してフィードバッ
クすることによりブロワの速度を予め選択された所定の
値に制御することが可能である。好適なフィードバック
システムは従来技術においてよく知られたものであり、
その構成要素は、例としてオメガエンジニアリング社
（ＯｍｅｇａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）（コネチカット
州、スタンフォード、米国）から市販されている。

【００３１】更なる改良例が図３に示されている。図３
に示した装置では、空気圧を測定する代りにプレート１
の平面度を測定し、この測定値を用いてブロワ３（可変
流量規制手段）を制御する。プレート１の平面度は市販
の光学平面度センサの任意のものを用いて監視すること
が可能である。光学センサの利点の一つは、プレート１
の下方に配置した光学センサによってプレート１の上面
の平面度を監視することが可能な点である。これを行う
ためにはプレート１の上面が正確に形成されていればよ
い。プレート１の平面度が測定されることにより、プレ
ート１の上面を平面に保つためのコントローラによって
ポリマの厚さとは無関係にブロワ３を直接制御すること
が可能である（ポリマ５の密度や厚さを求める必要がな
い）。反射されるコリメートされたレーザ光線をプレー
ト１の平面度の測定手段として用いた制御回路の一例を
示した。

【００３２】図３では、ガラス製プレート１上に露光、
現像された写真フィルム７及び液状ポリマ５が置かれて
いる。レーザダイオード１２が光線１４を発生し、光線
１４はレンズ１３を透過する。ダイオード１２、レンズ
１３、及び光線１４は、レーザポインタに一般的に用い
られているような種類のものまたはこれに類するものを
使用することが可能である。光線１４はほぼコリメート
されるが、このコリメーションは完全である必要はな
い。光線１４は、プレート１の上面及び下面の両面にて
反射される。プレート１の下面からの反射光１５は光遮
断要素１６によって遮断される。プレート１の上面から
の反射光１７は反射光線の径を測定する検出器１８に入
射する。システムを較正して、プレートが平面である場
合の光線１７の径を求める。

【００３３】検出器１８からの信号は増幅器１９によっ
て増幅され、従来のフィードバック制御回路内に置かれ
たブロワ３の速度を調整するコントローラ２０に与えら
れる。参照符合１'にて示されるようにプレート１に撓
みが生じる場合、光線１７の径は参照符合１７'にて示
されるように大きくなる。光線１７'のため検出器１８
からの信号の値は大きくなる。これによりプレート１の
撓みが無くなって信号が元の値に戻るまでコントローラ
２０によってブロワ３の速度が増大させられる。検出器
１８としては、例として、位置検出器またはＣＣＤビデ
オカメラを用いることが可能である。ビデオカメラ上の
光スポットの大きさを測定するためのシステムはよく知
られたものであり、ここでその詳細を述べることはしな
いが、例としてデータトランスレーション社（Ｄａｔａ
Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）（メーン州、マルボロ、米
国）から市販されているものなどがある。

【００３４】図１のシステムを平版または凸版の刷版の
製造に用いる場合、好ましい実施形態ではフォトポリマ
５をコリメートした光線にて露光する。コリメート光線
露光システムではフォトポリマ５及びコリメートされた
小型のハロゲン化金属灯または水銀アーク灯光源８を用
いる（図１）。多くの販売元から好適な光源を入手する
ことが可能であるが、例としてエレクトロライト社（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏ−ＬｉｔｅＣｏｒｐ）（コネティカット
州、ダンベリー、米国）がある。光源８のコリメーショ
ンは可変であることが好ましい。光源８はモータ１０に
よって駆動されるモータ軌道９に取り付けられる。光源
８はプレート１の全体にわたって、好ましくは蛇行径路
を辿るように走査される。モータ軌道９は多くの販売元
から市販されているが、こうした販売元の例としてニュ
ーポート社（ＮｅｗｐｏｒｔＣｏｒｐ）（カリフォルニ
ア州、アーバイン、米国）がある。モータ軌道９の代り
にＸ−Ｙ位置決め要素を用いることも可能である。この
露光システムの利点の一つは大型の光学要素を必要とし
ない点であり、更なる利点としては光源８の動きをコン
ピュータ制御してフィルム７だけに光を集中させること
が可能である点がある。したがって、フィルム７の大き
さが変わる場合、必要とされる以上の面積を照射するこ
とがないため露光工程の短縮化を図ることが可能であ
る。フィルム７はプレート１のごく一部分しか覆わない
場合がある。好ましい一実施形態においては、ブロワ、
露光システムなどの発明の主たる構成要素を全てコンピ
ュータ制御することが可能である。こうした要素のコン
ピュータ制御は当業者にはよく知られたものであり、こ
こでの説明は省略する。

【００３５】以上の開示に鑑みれば当業者にとっては自
明であるが、本発明の実施に際しては、発明の精神及び
範囲から逸脱することなく多くの変更及び改変が可能で
ある。したがって、発明の範囲は請求の範囲において定
義される実質に基づいて解釈されるべきものである。

【００３６】

【発明の効果】本発明に基づく装置及び方法により、従
来と比較して厚みの小さいガラス板を用いて均一な厚さ
を有する刷版を製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく装置の概観を示す斜視図。

【図２】圧力ゲージを用いた空気圧の調節を示す図１の
装置の断面図。

【図３】光学平面度センサを用いた空気圧の調節を示
す、本発明に基づく装置の断面図。

【符号の説明】

１…プレート、２…ケース、３…エアブロワ、４…圧力
ゲージ、５…液状ポリマ、７…フィルム、８…光源、９
…モータ軌道、１０…モータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリマシートを形成するための方法であ
って、ａ）重合可能な液体を水平なプレート上に流す工程と、ｂ）前記プレートの上面を平面に保つためにプレートの
下面に大気圧よりも大きな圧力を作用させる工程と、ｃ）前記液体を電磁波に露光させて硬化させる工程とを
含む方法。
【請求項２】前記プレートは電磁波に対する透過性を
有し、プレートの下面に入射する電磁波に前記液体を露
光させる工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記液体の下にマスキングフィルムを配
置する工程と、該マスキングフィルムを透過した電磁波
に該液体を露光させる工程とを含む請求項２に記載の方
法。
【請求項４】プレートの下面に大気圧よりも大きな圧
力を作用させる前記工程は、プレートによりその上側面
が形成されるケースを与える工程と、該ケース内に空気
を送り込む工程とを含む請求項１乃至３のいずれか１項
に記載の方法。
【請求項５】前記プレートの上面の平面度を平面度セ
ンサにより監視する工程と、該平面度センサからの出力
を所望の値に維持するためにプレートの下面に作用する
空気圧を自動制御する工程とを含む請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項６】前記平面度センサは前記プレートの上面に
て反射されるレーザ光線と該反射レーザ光線の径を検出
する検出器とを含むことを特徴とする請求項５に記載の
方法。
【請求項７】前記プレートはガラス製のプレートを含む
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載
の方法。
【請求項８】液体を電磁波に露光させる前記工程は、位
置決め要素に取り付けられた紫外線光源を与える工程
と、プレートに対して前記光源を動かすことによりプレ
ートの下面の特定の領域を光源からの紫外線に均一に露
光させるために前記位置決め要素を制御する工程とを含
む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】前記位置決め要素を制御する工程を含み、
前記均一に露光される領域はマスキングフィルムに接す
る領域であることと、プレートの下面の領域であって該
均一に露光される領域の外側の領域はプレートの下面の
領域であって該均一に露光される領域の内側の領域より
も露光量が小さいことを特徴とする請求項８に記載の方
法。
【請求項１０】前記光源のコリメーションは可変であ
り、該光源のコリメーションを調整する工程を含む請求
項８に記載の方法。
【請求項１１】前記ポリマシートは刷版を含むことを特
徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項１２】ポリマシートを形成するために液体を硬
化させるための装置であって、ａ）ケースであって、その上側面は水平な上面を有する
プレートを含むケースと、ｂ）前記プレートの下面を照射する光源であって、該プ
レートを透過してプレート上の液体を重合させる波長の
電磁波を放射する光源と、ｃ）前記ケース内の空気圧を増大させるための手段とを
備えることを特徴とする装置。
【請求項１３】ケース内の空気圧を増大させるための前
記手段はエアブロワを含むことを特徴とする請求項１２
に記載の装置。
【請求項１４】前記プレートと共に使用される平面度セ
ンサであってプレートの上面の平面度を表す信号を発生
する平面度センサを備え、前記ブロワは平面度センサか
らの前記信号に応じてコントローラによって制御されて
プレートの上面を自動的に平面に保つことを特徴とする
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】前記ケースの内部と外部との間の圧力差
を測定するための圧力ゲージと、ケース内の空気圧を調
整するための手動手段とを含むことを特徴とする請求項
１２または１３に記載の装置。
【請求項１６】前記平面度センサは光学的平面度センサ
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】前記プレートはガラス製プレートである
ことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に
記載の装置。
【請求項１８】前記光源は位置決め要素上に配置される
ことと、位置コントローラであって、これにより前記位
置決め要素が光源を動かして該光源が露光されるべき液
体の特定部分の下に位置するプレートの領域を走査する
ことにより該領域の露光量がほぼ均一となる位置コント
ローラを備えることとを特徴とする請求項１２乃至１７
のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】前記位置コントローラ及び位置決め要素
はプレートの下面の選択された方形領域の露光量がほぼ
均一となるように光源を走査させるように調整され、該
方形領域はプレートの下面よりも小さいことを特徴とす
る請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】前記光源は可変コリメータを備えること
を特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載
の装置。
【請求項２１】前記プレートの上面に置かれる刷版を露
光して画像形成するためのコリメートされた露光システ
ムを備え、該コリメートされた露光システムはコリメー
トされた光源と該光源を前記刷版の特定領域にわたって
走査させる位置決め要素とを備えることを特徴とする請
求項１２に記載の装置。