JP6438558B2 - 凹版印刷版コーティング装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、セキュリティ文書の製造に使用される凹版印刷版（intaglio printing plates）をコーティングするための凹版印刷版コーティング装置に関する。より詳細には、本発明は、クロムに限定されるわけではないが、そのような耐摩耗コーティング材料の物理的気相成長法（ＰＶＤ）により凹版印刷版のコーティングを行うことができる凹版印刷版コーティング装置に関するものである。

偽造防止印刷において、紙幣のようなセキュリティ文書は、典型的には、凹版印刷版（または同様の印刷媒体）を利用するいわゆる凹版印刷オペレーションを伴い、凹版印刷版は、その表面に刻まれた複雑な曲線パターンを有する（例えば、国際公開番号ＷＯ０３／１０３９６２Ａ１、ＷＯ２００７／１１９２０３Ａ１およびＷＯ２００９／１３８９０１Ａ１を参照されたい。これらはすべて引用により本明細書に援用されるものである）。

最近では、セキュリティ文書の製造用の凹版印刷版は、典型的には、ポリマ前駆物質版のレーザ彫刻（例えば、ＷＯ０３／１０３９６２Ａ１を参照）または金属版の直接レーザ彫刻（例えば、ＷＯ０３／１０３９６２Ａ１およびＷＯ２００９／１３８９０１Ａ１を参照）により製造される。代替的な方法は、回転チゼルなどを使用する金属版の直接機械彫刻、またはフォトリソグラフィー技術により適当な耐エッチマスクが最初に与えられる金属版のエッチングを含む。何れの場合も、凹版印刷版の表面硬度を増加させてその耐摩耗性および耐腐食性を高める目的で、凹版印刷機で使用される前に、凹版印刷版に、通常はクロムの耐摩耗コーティングが最初に施される。

これまで、凹版印刷版は、電気めっき（または“クロムめっき”）により、すなわち、コーティングされていない凹版印刷版をクロム浴内でガルバニ処理に曝すことにより、一般にクロムめっきが施されている。しかしながら、クロムめっきは、適切な処理と慎重な操作が要求される六価クロム（または“クロム（ＶＩ）”）化合物を生じるため、健康の観点から潜在的に問題がある。

クロムめっきの潜在的な代替物は、物理的気相成長（ＰＶＤ）技術によるクロム（または同様の耐摩耗コーティング）の蒸着である。ＰＶＤは、一般に、真空環境内におけるイオンまたは原子照射により、固体ターゲット物質から原子を放出させて所望の基板上に蒸着させるプロセスである。

印刷媒体、特に彫り込まれた印刷媒体上への耐摩耗コーティング材料の蒸着は、従来より既に知られている。例えば、米国特許ＵＳ５，２５２，３６０（および対応欧州特許ＥＰ０４４６７６２Ｂ１）は、例えばグラビア印刷のための彫り込まれたロールまたは版を保護するプロセスを開示しており、このプロセスでは、彫り込まれたロールまたは版の耐摩耗性および耐腐食性を高めるために、表面に彫り込まれたセルが設けられた金属の基体が、金属または金属化合物の少なくとも１の層でコーティングされる。ＵＳ５，２５２，３６０によれば、彫り込まれたロールまたは版の表面上に、約１０乃至１５ミクロンの厚さおよび少なくとも８５０ＨＶのビッカース硬度を有する金属含有化合物またはセラミック含有化合物の高密度の中間層が、最初に与えられる。この中間層は、例えば、吹き付けまたは電解により与えられる。この中間層の表面は、その後、磨かれて洗浄された後、真空に曝される。真空下で保持される間、基体は、少なくとも１時間、最大約４時間、焼き戻し目的のために、少なくとも２４０℃乃至約４８０℃の温度に加熱される。その後、焼き戻し期間の最後に、中間層を有する焼き戻されて彫り込まれた基体が連続的に真空に曝されて２００℃と４８０℃との間の温度に加熱された状態で保持される間、約４乃至８ミクロンの厚さで物理的気相成長により、少なくとも２０００ＨＶのビッカース硬度を有する金属化合物の耐摩耗層が形成され、この蒸着された耐摩耗層が最後に磨き上げられる。

ＵＳ５，２５２，３６０は、耐摩耗材料のＰＶＤ蒸着を実行する特定の種類のコーティング装置について具体的に開示または言及していない。

独特許公開ＤＥ１９５１６８８３Ａ１は、同様に、グラビア印刷用の彫り込まれた印刷媒体を開示しており、その印刷媒体には、耐摩耗コーティング材料の薄層が設けられている。ＤＥ１９５１６８８３Ａ１は、耐摩耗コーティング材料の蒸着を実行する真空コーティング装置の使用についての曖昧な言及を含むが、関連する真空コーティング装置の明確な記載はない。

ＰＶＤコーティング装置は、従来より、印刷版のコーティング以外の用途で知られている。しかしながら、それらの装置は、セキュリティ文書の製造のための凹版印刷版の処理に直接適したものではない。既知のＰＶＤコーティング装置は、一般的に小さすぎるか大きすぎ、且つ、凹版印刷版の製造との関係で必要とされる所望の特性および厚さのコーティングを蒸着させることができない。例えば、そのようなＰＶＤコーティング装置が、米国特許ＵＳ４，８９２，４５１に開示され、この特許は、特に、ＣＤおよび磁気ディスクのようなデータ記憶ディスク、半導体ウェハ、光学および／または電子回路目的の板形態の同様の基板の処理に関するものである。

同様に、米国特許公開ＵＳ２０１１／０１３９２４６Ａ１に開示されるコーティング方法は、特に、光起電装置に使用するための基板上への薄膜透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層の蒸着に適用され、その方法は、セキュリティ文書の製造用の凹版印刷版のコーティングに直接置き換え可能なものではない。

このため、改善策が求められている。

したがって、本発明の全体的な目的は、従来既に知られている解決策と比較して改良されたコーティング装置であって、偽造防止印刷に使用される凹版印刷版のコーティングにより適したコーティング装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、耐摩耗コーティング材料の層を有する凹版印刷版のコーティングを確実に効率良く可能にすることができる、そのようなコーティング装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、簡単に動作させることができ且つメンテナンス動作が容易なそのようなコーティング装置を提供することにある。

これらの目的は、請求項に規定された凹版印刷版コーティング装置によって達成される。

本発明によれば、凹版印刷版コーティング装置が提供され、この装置が、コーティングされる少なくとも１つの凹版印刷版を受け入れるように構成された内部空間を有する真空チャンバと、前記真空チャンバの内部空間に真空を作り出すために前記真空チャンバに連結された真空システムと、真空下で前記凹版印刷版の被彫刻面（engraved surface）上に耐摩耗コーティング材料を蒸着するための物理的気相成長（ＰＶＤ）システムとを備え、前記物理的気相成長システムは、前記凹版印刷版の被彫刻面上に蒸着される耐摩耗コーティング材料の供給源を含む少なくとも１つのコーティング材料ターゲットを備える。前記真空チャンバは、コーティングされる前記凹版印刷版の被彫刻面が前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットを向く状態で前記凹版印刷版が前記真空チャンバの内部空間にほぼ鉛直に置かれるように、配置されている。凹版印刷版コーティング装置はさらに、前記真空チャンバの内部空間に配置される可動キャリアを備え、この可動キャリアは、前記凹版印刷版を支持して、前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットの正面とそれを過ぎた位置に前記凹版印刷版を循環的に移動させるように構成されている。

本発明によれば、凹版印刷版に耐摩耗材料のコーティングを適切に与えることができる。凹版印刷版を支持する可動キャリアの循環運動に関連する真空チャンバの構成により、凹版印刷版の被彫刻面上に高品質コーティングを確実に形成することができる。この構成はさらに、コーティング装置の全体構成をかなりコンパクトにすることを可能にする。真空チャンバを垂直にすることは、凹版印刷版の被彫刻面上に不純物等が落ちる危険性を大幅に低減する点において、さらに有利である。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記物理的気相成長システムはスパッタリングシステムであり、このスパッタリングシステムは、前記コーティング材料ターゲットとして機能するマグネトロンの形式の少なくとも１つのスパッタリングターゲットと、前記真空チャンバの内部空間にスパッタリングガスを供給するスパッタリングガス供給部と、前記少なくとも１つのスパッタリングターゲットの耐摩耗コーティング材料のスパッタリングと、スパッタされた耐摩耗コーティング材料の前記凹版印刷版の被彫刻面への蒸着とを引き起こすイオン化システムとを備える。この構成において、前記スパッタリングシステムは、有利には、少なくとも２つのスパッタリングターゲットを含むことができ、その各々が、純クロムまたはチタンのようなスパッタされる耐摩耗コーティング材料の供給源を含む。本発明においては、スパッタリングが、凹版印刷版のコーティングによく適合する特に適したＰＶＤコーティング手法として実証されている。

有利な実施形態においては、コーティングされる前記凹版印刷版が後方に傾くように、前記真空チャンバおよび可動キャリアが配置されており、前記凹版印刷版の被彫刻面と鉛直面との間の傾斜角度は２０度を超えないことが好ましい。

更なる実施形態によれば、前記可動キャリアは、前記真空チャンバの内部空間内を行き来するように、前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットの正面とそれを過ぎた位置にある移動経路に沿って、前記凹版印刷版を平行移動させるように構成されている。なお、本発明においては、凹版印刷版の循環運動は、例えば、回転軸を中心とする回転または揺動によるものなど、平行移動とは異なる方法によって生じるものであってもよい。しかしながら、平行移動運動は、真空チャンバひいてはコーティング装置全体の構成を非常に簡素化する点において、好ましい。

上記実施形態において、前記真空チャンバは、有利には、前記可動キャリアの移動経路の両端に第１および第２端部を有する細長い形状を有することができ、前記真空チャンバの第１端部に第１シールドアが設けられ、前記第１シールドアは、前記真空チャンバの内部空間へのアクセスを提供して、コーティングする凹版印刷版のローディングまたはコーティングした凹版印刷版のアンローディングを可能にする。前記真空チャンバの第１端部は、有利には、クリーンルームに接続することができ、このクリーンルームから前記真空チャンバへの前記凹版印刷版のローディング、または前記真空チャンバから前記クリーンルームへの凹版印刷版のアンローディングが行われる。さらに、前記真空チャンバの第２端部に第２シールドアを設けることができ、この第２シールドアは、前記真空チャンバの内部空間へのメンテナンス目的の更なるアクセスを提供する。

有利な実施形態によれば、取り外し可能な保護パネルが、前記可動キャリアの後方の前記真空チャンバの少なくとも後側内壁に設けられる。これらの取り外し可能な保護パネルは、メンテナンス操作を行うのに都合良く、メンテナンス操作を容易にするように設計されている。

更に別の実施形態において、前記可動キャリアは、凹版印刷版支持部を受け入れるように構成され、前記凹版印刷版支持部上に前記凹版印刷版が載置され、前記凹版印刷版支持部は、前記凹版印刷版とともに前記可動キャリアから取り外し可能である。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記真空チャンバは、前記真空チャンバの内部空間と連通し格納式シールパネルを収容する正面開口部を有し、前記格納式シールパネル上には、前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットが配置され、前記格納式シールパネルは、前記正面開口部を介して前記真空チャンバの内部空間へのアクセスを提供するメンテナンス操作中の後退位置と、作動位置との間で移動可能であり、前記作動位置においては、前記正面開口部が前記格納式シールパネルにより密封式に閉鎖され、それにより、前記正面開口部内の動作位置に前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットを移動させる。

この具体的な構成において、前記格納式シールパネルは、有利には、一端を軸にして前記真空チャンバに対して回動させることができ、前記後退位置において、前記格納式シールパネルは、前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットの表面が上方を向く状態で、ほぼ水平に置かれることが望ましい。

より好ましくは、凹版印刷版コーティング装置は、前記真空チャンバの内部空間と、前記格納式シールパネル上に配置される前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットとの間に分離を選択的に作り出すシャッタ機構をさらに備える。

さらに、前記コーティング材料ターゲットとして機能するマグネトロンの形式の少なくとも１つのスパッタリングターゲットを含み、前記物理的気相成長システムとして機能するスパッタリングシステムにおいては、コーティング装置はさらに、前記マグネトロンの磁場を成形する手段を備えることができる。そのような手段は、特に、電気巻線を含み、この電気巻線は、前記正面開口部を取り囲むとともに、前記動作位置に移動されたときに前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットの近傍に配置され、前記電気巻線は、スパッタリング動作中にエネルギーが与えられる。

更なる実施形態において、前記真空システムは、主ポンプシステムと、少なくとも１つのターボ分子真空ポンプとを含み、前記ターボ分子真空ポンプが、好ましくは、制御ゲートバルブを介して前記真空チャンバの内部空間に連結される。

本発明のさらに有利な実施形態は、従属請求項の発明主題を形成し、これについては、以下に述べることとする。

本発明のその他の特徴および利点は、もっぱら非限定的な実施例により提示されて次の添付図面により例示される以下の本発明の実施形態の詳細な説明を読むことにより、より明確になるであろう。
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る凹版印刷版コーティング装置の斜視図である。 図２は、図１の凹版印刷版コーティング装置の正面図である。 図３は、図１の凹版印刷版コーティング装置の側面図である。 図４は、図１の凹版印刷版コーティング装置の平面図である。 図５は、図１の凹版印刷版コーティング装置の更なる機能的な構成要素を概略的に示す当該装置の模式図である。 図６は、凹版印刷版コーティング装置の真空チャンバの概略図であり、コーティングされる凹版印刷版を支持する可動キャリアの平行移動運動を示している。 図７Ａ乃至図７Ｃは、真空チャンバに連結される真空システムの可能性のある動作を示す概略図であり、それにより真空チャンバの内部空間に真空が作られる。 図８は、クリーンルームに一端が連結された凹版印刷版コーティング装置を概略的に示しており、ここでは、コーティング動作の前にコーティングされる凹版印刷版が準備され、コーティング操作の後に、コーティングされた凹版印刷版が処理されている。

本発明において、“凹版印刷版”という語は、特に、紙幣などのセキュリティ文書の製造に使用される彫り込まれた印刷版を示している。そのような“凹版印刷版”は、雑誌や包装の製造のためのグラビア印刷に使用されるグラビア印刷媒体とは区別されるものである。グラビア印刷においては、印刷媒体としていわゆるグラビアシリンダが典型的に使用され、グラビアシリンダには、一般に、様々なサイズおよび／または深さの複数のインク保持セルが設けられ、セルは、グラビアシリンダの外周上に均一で規則的なパターンに従って分散されている。これに対して、偽造防止印刷の技術分野で使用されている凹版印刷版には、複雑で入り組んだ曲線パターンが設けられ、それらが印刷版の表面に彫り込まれている（偽造防止印刷用途の凹版印刷版の製造に関する国際公開番号ＷＯ０３／１０３９６２Ａ１、ＷＯ２００７／１１９２０３Ａ１およびＷＯ２００９／１３８９０１Ａ１を再び参照されたい）。

本発明においては、“スパッタ蒸着”として知られている物理的気相成長（ＰＶＤ）技術に言及する。スパッタ蒸着（または“スパッタリング”）は、スパッタリングにより、すなわち、コーティング材料の固体源を含むスパッタリングターゲットからコーティング材料の原子を、コーティングされる所望の基板上に放出させることにより、コーティング材料を蒸着するＰＶＤ法である。スパッタリングターゲットからの原子の放出（またはスパッタリング）は、一般に、不活性ガス（アルゴンなど）を使用して、真空下でスパッタリングターゲットの原子またはイオンの照射により実行され、不活性ガスは、スパッタリングターゲットの近傍でイオン（特に、アルゴンイオンＡｒ^＋）へとイオン化され、それらイオンは、スパッタリングターゲットに対して高エネルギーで発射され、それにより、コーティング材料の原子のスパッタリングによる放出を引き起こし、それらは、その後、コーティングされる基板上に弾き飛ばされる。高エネルギーイオンは、一般に、適当な磁場によりスパッタリングターゲットの近傍に閉じ込められたプラズマにより生成される。また、反応性ガス（窒素など）を、スパッタリングプロセス中に真空チャンバ内にさらに投入して、スパッタされた原子と反応性ガスとの組合せによりコーティングされる基板の表面上に化合物を生成することもできる。

図１は、発明の好ましい実施形態に係る凹版印刷版コーティング装置の斜視図であり、このコーティング装置は、全体的に符号１で示されている。図２乃至４は、図１の凹版印刷版コーティング装置１のそれぞれ正面図、側面図および平面図である。図５乃至８は、凹版印刷版コーティング装置１の更なる説明図および模式図である。

凹版印刷版コーティング装置１は、基本的に、真空チャンバ３を支持する枠体２を備え、真空チャンバ３が、４つの垂直支持部材２１により、ほぼ垂直な姿勢で支持されている。より詳細には、真空チャンバ３は、内部空間３０（図３、５、６、７Ａ−７Ｃも参照）を有し、この内部空間は、コーティングされる一つの凹版印刷版１０を受け入れるように構成され、符号１０ａで示される被彫刻面が当該装置１の正面部分を向く状態で、コーティングされる凹版印刷版１０が真空チャンバ３の内部空間３０にほぼ鉛直に置かれるように、真空チャンバ３が配置され、当該装置の正面部分には、動作位置にあるときに、物理的気相成長（ＰＶＤ）システム５の少なくとも１のコーティング材料ターゲットが配置される（例えば、図５および６を参照）。この例では、符号５１および５２により示されるそのような２つのコーティング材料ターゲットが設けられている。ＰＶＤシステム５は、凹版印刷版１０の被彫刻面１０ａ上に耐摩耗コーティング材料の蒸着を真空下で実行することが意図され、各コーティング材料ターゲット５１，５２が、純クロムまたはチタン（またはＰＶＤ蒸着に適した同様のコーティング材料）のような、蒸着される所望の耐摩耗性材料の供給源を含む。

この好ましい実施形態によれば、ＰＶＤシステム５は、コーティング材料ターゲットとして機能するマグネトロンの形式の少なくとも１つのスパッタリングターゲット（この場合には、ターゲット５１，５２として機能するそのような２つのマグネトロンが設けられている）と、真空チャンバ３の内部空間３０にスパッタリングガス（アルゴンなど）を供給するスパッタリングガス供給部（そのようなスパッタリングガス供給部は図５において構成要素５５として概略的に示されている）と、ターゲット５１，５２の耐摩耗コーティング材料のスパッタリングおよび凹版印刷版１０の被彫刻面１０ａ上へのスパッタされた耐摩耗コーティング材料の蒸着を引き起こすイオン化システムとを備えるスパッタリングシステムである。この例では、コーティング材料ターゲット５１，５２が、先行技術において一般的なように、スパッタリングシステム５のカソードを形成する。

この好ましい例において、真空チャンバ３は、正面開口部３５ａを含み、この開口部が、真空チャンバ３の内部空間３０と連通するとともに、格納式シールパネル３５を収容し、このシールパネル上に、ＰＶＤシステム５のコーティング材料ターゲット５１，５２が配置される。この格納式シールパネル３５は、正面開口部３５ａを介して真空チャンバ３の内部空間３０へのアクセスを提供するメンテナンス動作中の後退位置（図１乃至４および８に示すような）と、作動位置（図５乃至７Ａ−７Ｃ）との間で移動させることができ、この作動位置では、正面開口部３５ａが格納式シールパネル３５により密閉状態で閉鎖されて、コーティング材料ターゲット５１，５２が正面開口部３５ａ内の動作位置に移動される。

図示のように、格納式シールパネル３５は、有利には、その一端（すなわち、下端）を軸にして真空チャンバ３に対して回動される。図１乃至４に更に示すように、格納式パネルは、好ましくは、後退位置において、コーティング材料ターゲット５１，５２の表面を上に向けた状態で、ほぼ水平に置かれ、それにより、コーティング材料ターゲット５１，５２の何れか一方を新しいターゲットに交換する等のメンテナンス操作が容易となっている。作動位置から後退位置への格納式シールパネル３５の動作およびその反対の動作は、モータ駆動作動機構のような適当な作動機構によって行うことができる。

さらに可動キャリア６が設けられ、真空チャンバ３の内部空間３０に配置されている。可動キャリア６は、コーティング材料ターゲット５１，５２の正面と過ぎた位置で凹版印刷版１０を支持して循環的に移動させるように構成されている。例えば、この場合、コーティングされる凹版印刷版１０が後方に傾けられるように、真空チャンバ３および可動キャリア６が配置され（図３を参照）、凹版印刷版１０の被彫刻面１０ａと鉛直面との間の傾斜角度は、２０度を越えないことが望ましい。

例示の実施形態では、図５および６に概略的に示すように、可動キャリア６は、真空チャンバ３の内部空間３０内を往復するように、コーティング材料ターゲット５１，５２の正面とそれを過ぎた位置にある移動経路Ｔに沿って、凹版印刷版１０を平行移動させるように構成されている。このため、真空チャンバ３は、可動キャリア６の移動経路Ｔの両端にあるＩおよびＩＩにより全体的に示される第１および第２端部を有する細長い形状を示すように構成されている。

また、可動キャリア６は、有利には、凹版印刷版支持部６５（図２、３、５、６を参照）を受け入れるように構成され、凹版印刷版支持部の上に凹版印刷版１０が載置され、凹版印刷版支持部６５は、凹版印刷版１０とともに可動キャリア６から取り外し可能となっている。キャリア６それ自体は、上下のガイドレール６１，６２（図３を参照）によって移動経路Ｔに沿って案内され、それらガイドレールは、真空チャンバ３の上部および下部内壁に固定されている。移動経路Ｔに沿う可動キャリア６の動作は、可動キャリア６の後側に位置するラック６３（図３において見ることができる）と噛み合って相互作用するギア（図示省略）を駆動するモータのような適当な作動機構によって、実行される。

図１乃至３に更に示されるように、取り外し可能な保護パネル３７が、可動キャリア６の後方の真空チャンバ３の少なくとも後側内壁３７ａに設けられている。これらの取り外し可能な保護パネル３７は、クリーニング動作およびコーティングプロセスの残留物の除去を容易にするように設計されている。

第１シールドア３１は、真空チャンバ３の第１端部Ｉに設けられ、この第１シールドア３１が、符号３１ａで示される、真空チャンバ３の内部空間３０へのアクセスを提供し、それにより、コーティングする凹版印刷版１０の投入、またはコーティングした凹版印刷版１０の取出しが可能となっている。図８に概略的に示されるように、真空チャンバ３の第１端部Ｉは、真空チャンバ３に対する凹版印刷版１０のローディングまたはアンローディングが行われるクリーンルーム１００に接続されることが好ましい。これは、コーティング装置１全体をクリーンルーム１００内に配置する必要性を回避しながらも、コーティング動作の前後に、制御環境下で凹版印刷版１０を適切に処理することを可能にし、クリーンルーム１００内のオペレータに、第１シールドア３１を介したコーティング装置１へのアクセスと、真空チャンバ３の内部空間３０へのアクセス３１ａとを与える。

さらに第２シールドア３２を真空チャンバ３の第２端部ＩＩに設けることができ、この第２シールドア３２は、符号３２ａによって示される、真空チャンバの内部空間３０に対するメンテナンス目的の更なるアクセスを与える。

コーティング動作中、真空チャンバ３の内部空間３０は、密封式に閉鎖され、格納式シールパネル３５およびシールドア３１，３２は、閉じられて真空チャンバ３の主枠に固定されている。真空チャンバの内部空間３０に真空を形成するために、適当な真空システム４が真空チャンバ３に連結されている。真空システム４の幾つかの構成要素は図１乃至４において見ることができ、それには、いわゆるターボ分子真空ポンプ４５（例えば、Ｏｅｒｌｉｋｏｎ Ｌｅｙｂｏｌｄ Ｖａｃｕｕｍ社により提供される−www.oerlikon.com/leyboldvacuum）と、真空チャンバ３の正面に直接取り付けられる関連する制御ゲートバルブ４６（例えば、ＶＡＴ Ｖａｋｕｕｍｖｅｎｔｉｌｅ社により提供される−www.vatvalve.com）とが含まれる。

図５は、本発明の好ましい実施形態において使用される真空システム４の概要を示す模式図である。この真空システム４は、直列に連結された第１真空ポンプ４１および第２真空ポンプ４２（例えば、Ｏｅｒｌｉｋｏｎ Ｌｅｙｂｏｌｄ Ｖａｃｕｕｍ社により提供されるいわゆるルーツポンプ−www.oerlikon.com/leyboldvacuum）を含む主真空ポンプシステム４０を備える。図５に示すように、主真空ポンプシステム４０は、第１バルブ４０１を有する管路を介して真空チャンバ３の内部空間３０に動作可能に連結されている。主真空ポンプシステム４０はさらに、ターボ分子ポンプ４５と、更なるバルブ４０２を有する管路とを介して、真空チャンバ３の内部空間３０に連結されている。また、補助ポンプ４３も設けられ、この補助ポンプ４３は、第３バルブ４０３を有する管路を介して、ターボ分子ポンプ４５に連結されている。また、排出バルブ４０５も設けられ、この排出バルブ４０５は、コーティングプロセスの最後に解除されて、真空チャンバ３の内部空間３０の圧力が大気圧に戻るのを可能にする。図５に更に示すように、スパッタリングガス供給部５５は、バルブ４５５を有する管路を介して、真空チャンバ３の内部空間３０に連結されており、必要とされるスパッタリングガス（アルゴンなど）の注入が可能となっている。なお、２以上のスパッタリングガス供給部や、例えば、反応性ガス（窒素など）の更なる供給部を必要に応じて設けることも可能である。

図７Ａ乃至７Ｃは、真空システム４の可能性のある動作を示す模式図であり、その動作によって、真空チャンバ３の内部空間３０に真空が作り出される。図７Ａに示すように、最初の段階においては、主真空ポンプシステム４０の第１真空ポンプ４１によって、バルブ４０１を有する管路を介して、真空チャンバ３の内部空間３０から空気が送り出される（この最初の段階では、第２真空ポンプ４２は使用されない）。ターボ分子ポンプ４５（これは作動している）は、最初の段階では、真空チャンバ３の内部空間３０に連結されておらず、また、主真空ポンプシステム４０からも切り離されている（バルブ４０２は閉鎖されている）。しかしながら、ターボ分子ポンプ４５の下流の管路における低圧力を維持するために、補助ポンプ４３（および関連するバルブ４０３）は動作している。第２段階では、図７Ｂに示すように、真空チャンバ３の内部空間３０からより多くの量の空気を送り出すために、第２真空ポンプ４２が作動し始める。真空チャンバ３の内部空間３０内の圧力が、ターボ分子ポンプ４５を利用できる設定レベルに達すると、バルブ４０１および４０３が連続して閉じる一方で、バルブ４０２が開放される。同時に、ターボ分子ポンプ４５を真空チャンバ３の内部空間３０に連結するために、制御ゲートバルブ４６が開放され、それにより、ターボ分子ポンプ４５および主真空ポンプシステム４０を介して空気を送り出すことが可能になる。制御ゲートバルブ４６は、真空チャンバ３内の真空レベルの適切な制御および調節を可能にするために、いわゆる“絞り”モードで動作させることができる。

真空チャンバ３の内部空間３０に十分な真空レベルが作り出されると、上述したスパッタリングシステムを使用してＰＶＤコーティング動作を開始することができる。コーティング動作中、スパッタリングガス（例えば、アルゴン）が真空チャンバ３内に注入され、そのスパッタリングガスがイオン化されて、高エネルギーイオン（例えば、アルゴンイオンＡｒ^＋など）を生じ、それが、コーティング材料ターゲット５１，５２上に発射され、凹版印刷版１０の被彫刻面１０ａ上への、コーティング材料のスパッタリングと、スパッタされたコーティング材料の再蒸着とが引き起こされる。このプロセス中、図５および６に示すように、ターゲット５１，５２の前とそれを過ぎた位置に凹版印刷版１０を循環的に移動させるように、可動キャリア６が作動される。このプロセスは、数分から最大数時間かかることがあり、それは、凹版印刷版１０の被彫刻面１０ａに蒸着させることを望むコーティング材料の好ましい厚さに依存し、その厚さは、典型的には数ミクロン程度である。

上述した好ましい実施形態の改良点は、コーティング材料ターゲット５１，５２として使用されるマグネトロンの磁場を成形する手段をさらに提供することにある。実際に、マグネトロンによりもたらされる磁場の成形が蒸着プロセスおよび／またはコーティング材料ターゲットの使用に肯定的な影響を与えることを、テストが実証している。マグネトロンの磁場を成形するそのような手段は、例えば、動作位置に移動されたときに、正面開口部３５ａを取り囲み（図５および６を参照）、かつコーティング材料ターゲット５１，５２の近傍に配置される電気巻線５３を含むことができ、この電気巻線５３は、スパッタリング動作中にエネルギーが与えられる。電気巻線５３により生じる電磁場は、マグネトロン５１，５２により生じる磁場を成形する効果を有し、必要に応じて調節することができる。

上述した好ましい実施形態の更なる改良点は、真空チャンバ３の内部空間３０と、格納式シールパネル３５上に位置するコーティング材料ターゲット５１，５２との間に分離を選択的に形成するシャッタ機構３６（図５および６を参照）を提供することにある。このシャッタ機構３６は、コーティング動作の品質に影響を与えることなく、凹版印刷版１０の表面とコーティング材料ターゲット５１，５２の表面の別々の洗浄を実行するのを可能にする点で有利である。より詳細には、シャッタ機構３６を閉じることにより、スパッタリングシステム５は、コーティング材料ターゲット５１，５２の表面からコーティング材料の小さい層を除去するように動作させることができ、凹版印刷版１０の表面１０ａへの蒸着をもたらすことなく、コーティング材料ターゲットの表面を、周囲空気にターゲット５１，５２を曝すことにより酸化させることができる。同様に、キャリア６および凹版印刷版１０を、カソードとして機能する電位に一時的に置くことができ、スパッタリングガスを真空チャンバ３の内部空間３０に注入して、コーティング材料ターゲット５１，５２に悪影響を与えることなく、印刷版１０の表面１０ａとの相互作用と、凹版印刷版１０の表面１０ａ上に残留する望ましくない任意の残留物または不純物の除去とを引き起こすことができる。

添付の請求項によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正および／または改善を上述した実施形態に加えることができる。例えば、上述した望ましい実施形態においてはスパッタ蒸着について説明したが、潜在的には、電子ビーム蒸着を含むその他のＰＶＤコーティング方法を適用することができる。しかしながら、本発明においては、依然としてスパッタリングは好ましく、ＰＶＤコーティング方法は特に有利である。

また、同時に２以上の凹版印刷版を収容するように真空チャンバを構成することも可能である。

１ 凹版印刷版コーティング装置
２ 真空チャンバ３を支持する枠体
３ コーティングされる（少なくとも）１つの凹版印刷版を受け入れるように構成された内部空間を有する真空チャンバ
４ 真空チャンバ３の内部空間３０に真空を作り出すために真空チャンバ３に連結された真空システム
５ 凹版印刷版の被彫刻面上に耐摩耗コーティング材料をスパッタリングにより蒸着するためのスパッタリングシステム
６ コーティングされる凹版印刷版１０を支持する可動キャリア
１０ 凹版印刷版
１０ａ 凹版印刷版の被彫刻面（コーティングされる面）
２１ 真空チャンバ３を支持する枠体２の垂直支持部材
３０ 真空チャンバ３の内部空間
３１ Ｉ側のシールドア（凹版印刷版のローディング／アンローディング）
３１ａ 凹版印刷版のローディング／アンローディングのための真空チャンバ３の内部空間３０へのアクセス
３２ シールドア（ＩＩ側）
３２ａ 真空チャンバ３の内部空間３０へのアクセス（例えば、メンテナンス操作用）
３５ スパッタリングターゲット５１，５２を保持する格納式シールパネル
３５ａ 真空チャンバ３の内部空間３０に連通する正面開口部（格納式シールパネル３５が作動位置にあるときに閉鎖され、真空チャンバ３に接続される）
３６ シャッタ機構
３７ 取り外し可能な保護パネル
３７ａ 真空チャンバ３の後側内壁
４０ 主真空ポンプシステム（例えば、ルーツポンプ）
４１ 第１真空ポンプ
４２ 第２真空ポンプ
４３ 補助ポンプ
４５ ターボ分子真空ポンプ
４６ 制御ゲートバルブ
５１ スパッタされる耐摩耗コーティング材料の供給源を有する（第１）スパッタリングターゲット（クロムマグネトロンなど）
５２ スパッタされる耐摩耗コーティング材料の供給源を有する（第２）スパッタリングターゲット（クロムマグネトロンなど）
５３ 正面開口部３５ａを取り囲む電気巻線
５５ 真空チャンバ３の内部空間にスパッタリングガス（アルゴンなど）を供給するためのスパッタリングガス供給部
６１ 可動キャリア６の下側ガイドレール
６２ 可動キャリア６の上側ガイドレール
６３ 可動キャリア６の移動用ラック
６５ 凹版印刷版支持部
１００ クリーンルーム
４０１ 主真空ポンプシステム４０と真空チャンバ３の内部空間３０との間のバルブ
４０２ 主真空ポンプシステム４０とターボ分子真空ポンプ４５との間のバルブ
４０３ 補助ポンプ４３とターボ分子真空ポンプ４５との間のバルブ
４０５ 排気バルブ
４５５ スパッタリングガス供給部５５と真空チャンバ３の内部空間３０との間のバルブ
Ｉ 真空チャンバ３の第１端部（凹版印刷版コーティング装置１のローディング／アンローディング側）
ＩＩ 真空チャンバ３の第２端部（Ｉ側の反対）
Ｔ キャリア６の移動経路

Claims (19)

1. 凹版印刷版コーティング装置（１）であって、
   コーティングされる少なくとも１つの凹版印刷版（１０）を受け入れるように構成された内部空間（３０）を有する真空チャンバ（３）と、
   前記真空チャンバ（３）に連結され、前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）に真空を作り出すように構成された真空システム（４）と、
   真空下で前記凹版印刷版（１０）の被彫刻面（１０ａ）上への耐摩耗コーティング材料の蒸着を行うように構成された物理的気相成長（ＰＶＤ）システム（５）とを備え、
   前記物理的気相成長システム（５）は、前記凹版印刷版（１０）の被彫刻面（１０ａ）上に蒸着される耐摩耗コーティング材料の供給源を有する少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）を含み、
   前記真空チャンバ（３）は、コーティングされる前記凹版印刷版（１０）の被彫刻面（１０ａ）が前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）を向く状態で前記凹版印刷版が前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）にほぼ鉛直に置かれるように、配置され、
   当該凹版印刷版コーティング装置（１）はさらに、前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）に配置される可動キャリアであって、前記凹版印刷版（１０）を支持して前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）の正面とそれを過ぎた位置を反復して移動させるように構成された可動キャリア（６）を備え、
   前記可動キャリア（６）が、前記凹版印刷版（１０）を前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）内で往復させて、移動経路（Ｔ）に沿って、少なくとも１つの前記コーティング材料ターゲットの（５１，５２）の正面とこれを通り過ぎた位置を移動させるように構成されており、
   前記可動キャリア（６）が、上下のガイドレール（６１，６２）により前記移動経路（Ｔ）に沿って案内されており、前記上下のガイドレール（６１，６２）が前記真空チャンバ（３）の上下の内壁に固定されていることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
2. 請求項１に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   前記物理的気相成長システム（５）がスパッタリングシステムであり、このスパッタリングシステムは、
   前記コーティング材料ターゲット（５１，５２）として機能するマグネトロンの形式の少なくとも１つのスパッタリングターゲットと、
   前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）にスパッタリングガスを供給するように構成されたスパッタリングガス供給部（５５）と、
   前記少なくとも１つのスパッタリングターゲットの耐摩耗コーティング材料のスパッタリングと、スパッタされた耐摩耗コーティング材料の前記凹版印刷版（１０）の被彫刻面（１０ａ）への蒸着とを引き起こすように構成されたイオン化システムとを備えることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
3. 請求項２に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   前記スパッタリングシステムは、少なくとも２つのスパッタリングターゲット（５１，５２）を含み、各スパッタリングターゲットが、スパッタされる耐摩耗コーティング材料の供給源を含むことを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
4. 請求項３に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   前記スパッタされる耐摩耗コーティング材料の供給源が、純クロムであることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   コーティングされる前記凹版印刷版（１０）がその被彫刻面（１０ａ）とともにわずかに上側に傾くように、前記真空チャンバ（３）および可動キャリア（６）が配置されていることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
6. 請求項５に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   前記凹版印刷版（１０）の被彫刻面（１０ａ）と鉛直面との間の傾斜角度が２０度を超えないことを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   前記真空チャンバ（３）は、前記可動キャリア（６）の移動経路（Ｔ）の両端に第１および第２端部（Ｉ，ＩＩ）を有する細長い形状を呈し、前記真空チャンバ（３）の第１端部（Ｉ）に第１シールドア（３１）が設けられ、前記第１シールドア（３１）は、前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）へのアクセス（３１ａ）を提供して、コーティングする凹版印刷版（１０）のローディングまたはコーティングした凹版印刷版（１０）のアンローディングを可能にすることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
8. 請求項７に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   前記真空チャンバ（３）の第１端部（Ｉ）は、クリーンルーム（１００）に接続され、このクリーンルームから前記真空チャンバ（３）への前記凹版印刷版（１０）のローディング、または前記真空チャンバから前記クリーンルームへの凹版印刷版のアンローディングが行われることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
9. 請求項７または８に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
   前記真空チャンバ（３）の第２端部（ＩＩ）に第２シールドア（３２）が設けられ、前記第２シールドア（３２）は、前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）へのメンテナンス目的の更なるアクセス（３２ａ）を提供することを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    取り外し可能な保護パネル（３７）が、前記可動キャリア（６）の後方の前記真空チャンバ（３）の少なくとも後側内壁（３７ａ）に設けられていることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記可動キャリア（６）は、凹版印刷版支持部（６５）を受け入れるように構成され、前記凹版印刷版支持部上に前記凹版印刷版（１０）が載置され、前記凹版印刷版支持部（６５）は、前記凹版印刷版（１０）とともに前記可動キャリア（６）から取り外し可能であることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記真空チャンバ（３）は、前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）と連通し格納式シールパネル（３５）を収容する正面開口部（３５ａ）を有し、前記格納式シールパネル上には、前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）が配置され、前記格納式シールパネル（３５）は、前記正面開口部（３５ａ）を介して前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）へのアクセスを提供するメンテナンス動作中の後退位置（図１乃至４、８）と、作動位置（図５乃至７Ａ−７Ｃ）との間で移動可能であり、前記作動位置においては、前記正面開口部（３５ａ）が前記格納式シールパネル（３５）により密封式に閉鎖され、それにより、前記正面開口部（３５ａ）内の動作位置に前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）を移動させることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
13. 請求項１２に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記格納式シールパネル（３５）は、一端を軸にして前記真空チャンバ（３）に対して回動されることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
14. 請求項１３に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記後退位置において、前記格納式シールパネル（３５）は、前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）の表面が上方を向く状態で、ほぼ水平に置かれることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
15. 請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）と、前記格納式シールパネル（３５）上に配置される前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）との間の分離を選択的に作り出すように構成されたシャッタ機構（３６）をさらに備えることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
16. 請求項１２乃至１５の何れか一項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記物理的気相成長システム（５）がスパッタリングシステムであり、このスパッタリングシステムは、前記コーティング材料ターゲット（５１，５２）として機能するマグネトロンの形式の少なくとも１つのスパッタリングターゲットを含み、
    当該凹版印刷版コーティング装置（１）はさらに、前記マグネトロンの磁場を成形するように構成された手段を備えることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
17. 請求項１６に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記マグネトロンの磁場を成形するように構成された手段は、電気巻線（５３）を含み、この電気巻線は、前記正面開口部（３５ａ）を取り囲むとともに、前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲットが前記動作位置に移動されたときに前記少なくとも１つのコーティング材料ターゲット（５１，５２）の近傍に配置され、前記電気巻線（５３）は、スパッタリング動作中にエネルギーが与えられることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
18. 請求項１乃至１７の何れか一項に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記真空システム（４）は、主ポンプシステム（４１）と、少なくとも１つのターボ分子真空ポンプ（４５）とを含むことを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
19. 請求項１８に記載の凹版印刷版コーティング装置（１）において、
    前記ターボ分子真空ポンプ（４５）が、制御ゲートバルブ（４６）を介して前記真空チャンバ（３）の内部空間（３０）に連結されることを特徴とする凹版印刷版コーティング装置。
    

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