(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工面（２５）上に配置される感光性樹脂（２０）を硬化する工程において硬化用放射線源（３０）と前記加工面（２５）とを組み合せて使用されるコリメータ（１０）であって、前記加工面（２５）が、前記コリメータ（１０）に対して縦方向（ＭＤ）に移動するように構成されると共に配置され、且つ前記縦方向（ＭＤ）に対して垂直な横方向（ＣＤ）を有し、前記硬化用放射線源（３０）からの硬化用放射線が、前記縦方向（ＭＤ）については平行に角度が揃えられているが前記横方向（ＣＤ）については平行に角度が揃えられておらず、前記コリメータ（１０）が、前記硬化用放射線が前記感光性樹脂（２０）に到達することができて前記感光性樹脂（２０）を硬化させるために通過する開放区域の中に相互に前記横方向（ＣＤ）に離間して配置された複数の個別のコリメーティング要素（１１）を含み、前記コリメーティング要素（１１）の各々が、前記加工面（２５）に対して垂直であり、
ここで、少なくとも１組の相互に隣接するコリメーティング要素（１１）が、前記１組の相互に隣接するコリメーティング要素（１１）の間に縦方向間隙（Ａ）と横方向間隙（Ｂ）とを形成し、前記縦方向間隙（Ａ）が、前記横方向間隙（Ｂ）より大であり、前記コリメーティング要素（１１）と前記縦方向（ＭＤ）とが、これらの間に１゜乃至４４゜の鋭角λを形成することを特徴とするコリメータ（１０）。
【請求項２】
前記コリメーティング要素（１１）と前記縦方向（ＭＤ）との間の前記角度λが、５゜乃至３０゜であることを特徴とする、請求項１に記載のコリメータ（１０）。
【請求項３】
前記コリメーティング要素（１１）と前記縦方向（ＭＤ）との間の前記角度λが、１０゜乃至２０゜であることを特徴とする、請求項２に記載のコリメータ（１０）。
【請求項４】
加工面（２５）上に配置される感光性樹脂（２０）を硬化する工程において硬化用放射線源（３０）と前記加工面（２５）とを組み合せて使用されるコリメータ（１０）であって、前記加工面（２５）が、縦方向（ＭＤ）に移動するように構成されると共に配置され、且つ前記縦方向（ＭＤ）に対して垂直な横方向（ＣＤ）を有し、前記硬化用放射線源（３０）からの硬化用放射線が、前記縦方向（ＭＤ）については平行に角度が揃えられているが前記横方向（ＣＤ）については平行に角度が揃えられておらず、前記コリメータ（１０）が、前記硬化用放射線が前記感光性樹脂（２０）に到達することができて前記感光性樹脂（２０）を硬化させるために通過する開放区域の中に相互に前記横方向（ＣＤ）に離間して配置された複数の相互に平行なコリメーティング要素（１１）を含み、前記コリメーティング要素（１１）の各々が、前記加工面（２５）に対して垂直であり、
ここで、各組の相互に隣接するコリメーティング要素（１１）が、２つの相互に隣接するコリメーティング要素（１１）の間に縦方向間隙（Ａ）と横方向間隙（Ｂ）とを形成し、前記縦方向間隙（Ａ）が、前記横方向間隙（Ｂ）より大であり、前記コリメーティング要素（１１）と前記縦方向（ＭＤ）とが、これらの間に角度λを形成し、前記角度λが、４５°未満であることを特徴とするコリメータ（１０）。
【請求項５】
前記コリメーティング要素（１１）が、前記横方向（ＣＤ）において等間隔に間隔を置いて配置されることを特徴とする、請求項４に記載のコリメータ（１０）。
【請求項６】
前記開放区域を通る任意の縦方向線が、前記コリメーティング要素（１１）のそれぞれ等しい合成縦方向投影厚さを横切ることを特徴とする、請求項５に記載のコリメータ（１０）。
【請求項７】
前記複数の相互に平行なコリメーティング要素（１１）を支承するフレームを含むことを特徴とする、請求項１又は４のいずれか１項に記載のコリメータ（１０）。
【請求項８】
加工面（２５）上に配置される感光性樹脂（２０）を硬化する工程において硬化用放射線源（３０）と前記加工面（２５）とを組み合せて使用されるコリメータ（１０）であって、前記加工面（２５）が、縦方向（ＭＤ）に連続的に走行するように構成されると共に配置され、且つ前記縦方向（ＭＤ）に対して垂直な横方向（ＣＤ）を有し、前記硬化用放射線源（３０）からの硬化用放射線が、前記縦方向（ＭＤ）については平行に角度が揃えられているが前記横方向（ＣＤ）については平行に角度が揃えられておらず、前記コリメータ（１０）が、
前記放射線源（３０）からの前記硬化用放射線が前記感光性樹脂（２０）に到達することができて前記感光性樹脂（２０）を硬化させるために通過する開放区域を画定するフレームと；
前記開放区域の中に相互に前記横方向（ＣＤ）に離間して続けて配置された複数の相互に平行なコリメーティング要素（１１）と、前記コリメーティング要素（１１）の各々が、第１末端（１２）と前記第１末端（１２）に反対側の第２末端（１３）とを有し、一方の前記コリメーティング要素（１１）の第１末端（１２）が他方のコリメーティング要素（１１）の第２末端（１３）と前記縦方向（ＭＤ）において整列されるように前記複数のコリメーティング要素（１１）が前記開放区域の中に配向され；
を備え、
前記コリメーティング要素（１１）が、前記横方向（ＣＤ）において相互にピッチＰで等間隔に間隔をおいて配置され、前記第１末端（１２）が、前記縦方向（ＭＤ）において前記第２末端（１３）から前記縦方向（ＭＤ）の間隔Ｈで間隔を置いて配置され、
前記縦方向（ＭＤ）と前記コリメーティング要素（１１）との間に形成される角度λが、アークタンジェントｎＰ／Ｈに等しく、ここにｎが、整数であり、前記角度λが、４５°未満であることを特徴とするコリメータ（１０）。
【請求項９】
一方のコリメーティング要素（１１）の前記第１末端（１２）が、隣接コリメーティング要素（１１）の前記第２末端（１３）と前記縦方向（ＭＤ）において整列されることを特徴とする、請求項８に記載のコリメータ（１０）。
【請求項１０】
一方の前記コリメーティング要素（１１）の第１末端（１２）が、前記横方向（ＣＤ）において前記一方のコリメーティング要素（１１）から間隔を置いて離れて配置される第２のコリメーティング要素（１１）の第２末端（１３）と前記縦方向（ＭＤ）において整列されることを特徴とする、請求項８に記載のコリメータ（１０）。
【請求項１１】
前記複数のコリメーティング要素（１１）の少なくとも１つが、非平面構造を有することを特徴とする、請求項１、４、又は８のいずれか１項に記載のコリメータ（１０）。
【請求項１２】
前記開放区域内の任意の縦方向線が、前記コリメーティング要素（１１）のそれぞれ等しい合成縦方向投影厚さを横切ることを特徴とする、請求項１、４、又は８のいずれか１項に記載のコリメータ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は樹脂枠組を含む抄紙ベルトの製造方法および製造装置に関するものである。さらに詳しくは本発明は、このような樹脂枠組を製造するために感光性樹脂を硬化するために使用される減算コリメータに関するものである。
【０００２】
発明の背景
一般に抄紙工程は数段階を含む。抄紙繊維の水性分散体は、初期脱水と繊維再配置が起きる長網式ワイヤ、または２枚ワイヤ抄紙機のような多孔性部材上で初期ウエブの形に形成される。
【０００３】
通気空気乾燥法においては、初期脱水の後に、初期ウエブが、通気性偏向用部材を含む通気空気乾燥ベルトに移送される。偏向用部材（以下、偏向部材ともいう。）は、複数の偏向用導管（以下、偏向導管ともいう。）を有するパタン付き樹脂枠組を含み、これらの偏向導管を通して空気が差圧のもとに流れる。樹脂枠組は織成強化構造体に対して接合され、この強化構造体から外側に延在する。初期ウエブ中の抄紙用繊維が偏向導管の中に偏向され、これらの偏向導管を通して水が除去されて中間ウエブが形成される。次に、得られた中間ウエブを最終乾燥段階で乾燥し、この最終乾燥段階において樹脂枠組と整合したウエブの部分が刻印されて多区域構造体を形成する。
【０００４】
強化構造体と樹脂枠組とを備えた通気空気乾燥抄紙ベルトは１９８５年４月３０日発行のジョンソン等の米国特許第４，５１４，３４５号明細書、１９８５年７月９日発行のトロクハンの米国特許第４，５２８，２３９号明細書、１９８５年７月１６日発行のトロクハンの米国特許第４，５２９，４８０号明細書、１９８７年１月２０日発行のトロクハンの米国特許第４６３７．８５９号明細書、１９９４年８月２日発行のトロクハン等の米国特許第５，３３４，２８９号明細書に記載されている。通気空気乾燥抄紙ベルトの好ましい構造体を示す目的で前記の各特許を参照として本明細書を取込んでいる。このようなベルトは、バウンティ（Bounty）（登録商標）紙タオルおよびチャーミン・ウルトラ（Charmin Ultra)（登録商標）トイレ・ティシュなどの商業的に成功した製品の製造に使用され、これらの両製品は本譲り受け人によって製造され市販されている。
【０００５】
現在、通気空気乾燥式抄紙ベルトの樹脂枠組は、感光性樹脂を所望のパタンに従ってＵＶ放射によって硬化する段階を含む方法によって製造される。ここに引例とする１９９６年５月７日発行のトロクハン等の米国特許第５，５１４，５２３号明細書は、光透過差技術を使用して抄紙ベルトを製造する方法を開示している。このようなベルトを製造するために、液状感光性樹脂のコーティングが強化構造体に対して加えられる。次に、不透明区域と透明区域が所定のパタンを画成するようにしたマスクが塗被物とＵＶ光線などの放射線源との間に配置される。この放射線源からマスクを通してＵＶ放射線に液状感光性樹脂の塗被物を暴露することによって硬化が実施される。代表的には、硬化用放射は、放射線源からの直接放射と、断面方向に見た場合に楕円形および／または放物線形またはその他の形状を有する反射面からの反射放射とを含む。マスクの透過性区域を通過する硬化用ＵＶ放射線が、暴露区域中の樹脂を硬化し（すなわち固化）して、強化構造体から突出したナックルを形成する。マスクの不透明区域に対応する非暴露区域は硬化されないままで（すなわち液状に）留まり、次に除去される。
【０００６】
放射線の入射角度は、抄紙ベルトの導管の壁体のテーパの有無に対して大きな影響を与える。放射線が大きな平行性を有するほど、導管の壁体のテーパが小さくなる（またはさらに垂直に近くなる）。導管が垂直になるほど、より大きなテーパの壁体を有する抄紙ベルトと比較して、その抄紙ベルトの与えられたナックル区域における通気度が高くなる。
【０００７】
代表的には、硬化用放射線の入射角を制御して、所望区域における光感光性樹脂の硬化を促進しまた仕上がり抄紙ベルトの壁体の中に所望のテーパ角度を得るため、硬化用放射線がコリメートされる。放射線の入射角度を制御する１つの手段は減算コリメータである。減算コリメータは実際上、所望の方向以外の方向のＵＶ放射線を阻止する角度分配フィルタである。先に引用しここに引例とする米国特許第５，５１４，５２３号明細書は減算コリメータを使用する抄紙ベルトの製造法を開示している。先行技術の一般的減算コリメータは、硬化用放射線が所望方向に通過することのできる複数のチャンネル系列を備えた暗色で非反射性で好ましくは黒色の構造体を有す。先行技術のコリメータのチャンネルは縦方向と横方向において比較可能のサイズを有し、また縦方向と横方向において個々別々である。
【０００８】
先行技術の減算コリメータは放射線を所望の方向に配向するのに役立つが、硬化される感光性樹脂に到達する放射線エネルギー全体が、減算コリメータにおけるこのエネルギーの損失の故に減少される。ところで、このような損失、特に縦方向におけるコリメーション硬化用放射線の損失を低減できることが発見された。抄紙ベルトが製造工程中に縦方向に移動されるのであるから、硬化用放射線が感光性樹脂に到達するとき通過するアパーチュアの縦方向サイズを制御することにより、硬化用放射線を縦方向においてコリメートすることが実現可能である。さらに、反射面の楕円形または放物面の全体形状は硬化用放射線の少なくとも反射部分を縦方向において十分高度にコリメートすることが可能である。しかし横方向における硬化用放射線のコリメーションはアパーチュアの横方向サイズの調整によって制御できない。これは単に、アパーチュアの横方向サイズが製造されるベルトの幅以上でなければならないことによる。また楕円形および放物面の反射面は、横方向ではなく主として縦方向において硬化用（反射）放射線の角度分布を変更するように設計されている。従って、横方向におけるコリメーションの必要レベルを保持しながら縦方向における放射線のコリメーションに起因する放射線損失を低減させることによって、ベルト製造全工程の硬化用放射線出力と効率が著しく増大される。
【０００９】
従って、本発明の目的は樹脂枠組を有する抄紙ベルトを製造するため感光性樹脂を硬化する方法において使用される新規な減算コリメータにおいて、硬化エネルギーの損失を著しく低減させるコリメータを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、縦方向における硬化用放射線のコリメーションを横方向における硬化用放射線のコリメーションと切り離すように設計された新規なスラット付きコリメータを提供することである。
【００１１】
また本発明の目的は、本発明のこのようなスラット付きコリメータを使用して感光性樹脂を硬化する改良法を提供することである。
【００１２】
発明の概要
本発明の減算スラット付きコリメータは、縦方向における硬化用放射線の減算コリメーションを減少させながら横方向における硬化用放射線の減算コリメーションの必要程度を保持して、硬化エネルギーの損失を実質的に低減させることを可能とする。
【００１３】
本発明の代表的実施例においては、幅を有する樹脂状塗被物の形の液状感光性樹脂が縦方向とこの縦方向に対して垂直な横方向とを有する加工面の上に支承される。液状感光性樹脂の硬化を引き起す波長範囲内に主としてある放射線を提供するべく硬化用放射線源が選択される。コリメータがこの硬化用放射線源と硬化される感光性樹脂との間に配置される。好ましくは感光性樹脂のコーティングが縦方向に走行する。
【００１４】
好ましい実施態様において、本発明のコリメータはフレームと、このフレームによって支承された複数の相互に平行なコリメーティング要素またはスラットとを含む。好ましくは各コリメーティング要素は均一厚さを有し、またフレームによって画成される開放区域の中においてすべてのコリメータ要素が同一厚さを有する。フレームによって画成される開放区域の中においてコリメーティング要素は横方向に、好ましくは相互に一定間隔で離間される。相互に平行なまた横方向において等間隔のコリメーティング要素が好ましいが、本発明は相互に平行でなくまた／あるいは横方向において等間隔に配置されていないコリメーティング要素を考慮する。
【００１５】
フレームは、硬化用放射線が所定のパタンに従って感光性樹脂を硬化するため硬化用放射線が通過して感光性樹脂に到達することのできる開口区域（以下、開放区域ともいう。）を画成する。フレームにより画成されるこの開放区域は（横方向に測定される）幅と（縦方向に測定される）長さとを有する。好ましくは、開放区域の幅は硬化される樹脂状塗被物の幅と同等またはこれ以上とする。好ましくは、複数のコリメーティング要素がそれぞれ樹脂状塗被物の表面に対して実質的に垂直となるように開放区域の中に配置される。本明細書においてコリメーティング要素は、平面図に見てフレームによって画成される開放区域の中において所定の１方向に配向され実質的に硬化用放射線を吸収するように設計された個別要素と定義される。好ましくは各コリメーティング要素は樹脂状塗被物の面に対して実質的に垂直にその形状と位置を保持することができる比較的薄い、放射線非透過性のまた実質的に非反射性のシートからなる。
【００１６】
２つずつの相互隣接コリメーティング要素がそれらの間に縦方向間隙と横方向間隙とを有する。２つの隣接コリメーティング要素が横方向に離間されるピッチは、これらのコリメーティング要素の横方向間隙と、各コリメーティング要素の厚さの横方向への投影との合計である（この横方向投影は本明細書でコリメーティング要素の「横方向厚さ」と定義される）。２つの相互に隣接するコリメーティング要素の間の縦方向間隙はこれらの同一の横方向隣接コリメーティング要素間の横方向間隙より大である。コリメーティング要素と縦方向は相互に鋭角を成し、この鋭角は４５゜以下である。好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、すべてのコリメーティング要素は縦方向と同一角度を成す。しかし、相異なるコリメーティング要素が縦方向との間に相異なる鋭角を成す実施態様も可能である。好ましくはコリメーティング要素と縦方向との間に形成される鋭角は１゜乃至４４゜の範囲内とする。さらに好ましくはこの鋭角は５゜乃至３０゜の範囲内である。最も好ましくは、この鋭角は１０゜乃至２０゜の範囲内である。
【００１７】
好ましい実施態様において、ベルトの製造工程中に樹脂塗被物が縦方向に走行する間に、樹脂塗被物の全幅に渡って分布されたすべての差のある縦方向マイクロ区域（すなわち、縦方向に走行する差のあるマイクロ区域）が同一量の硬化用放射線を受けるようにコリメーティング要素が配置される。そのために、樹脂塗被物が硬化用放射線の下を縦方向に一定速度で移動する際に、硬化されている各縦方向マイクロ区域が、同一時間、コリメーティング要素によって硬化性放射線から遮断される。
【００１８】
各コリメーティング要素は第１末端とこの第１末端の反対側の第２末端とを有する。第１末端と第２末端はフレームに隣接し、また好ましくはフレームがこれらの末端を支承することによって各コリメーティング要素を支承する。好ましい実施態様において、１つのコリメーティング要素の第１末端が縦方向において他のコリメーティング要素の第２末端と整列するように、これらのコリメーティング要素が開放区域の中に配置される。好ましい実施態様においては、コリメーティング要素と縦方向との間に形成される鋭角と、開放区域の長さと、コリメーティング要素が横方向において相互に離間されるピッチとの間の相互関係は全体として下記の等式によって表わされる：鋭角のタンジェント＝ピッチ×整数÷開放区域の長さ。
【００１９】
本発明のコリメータは、硬化用放射線の縦方向コリメーションより大きな横方向コリメーションを与える。本発明のコリメータは、縦方向と横方向の硬化用放射線の示差コリメーションを成すことによって、縦方向コリメーションと横方向コリメーションを効果的に切離す。
【００２０】
本発明の詳細な説明
本発明のコリメータ１０は抄紙ベルトの製造工程において感光性樹脂を硬化させるために効果的に使用することができる。このような抄紙ベルトは「発明の背景」において引用された二、三の特許に記載されている。
【００２１】
図１は感光性樹脂を含有する抄紙ベルトの本発明による製造工程の一部を概略図示する。図１において樹脂塗被物の形の液状感光性樹脂２０が加工面２５によって支承されている。加工面２５は実質的に平坦な形状（図示されていない）を有することができる。あるいはまた加工面２５は図１に図示のように湾曲させることができる。ここに引用する米国特許第４，５１４，３４５号、第５，０９８，５２２号、第５，２７５，７００号および第５，３６４，５０４号は補強構造体の上にまた補強構造体を通して感光性樹脂を流延し次にマスクを通して樹脂を硬化用放射線に暴露することによって抄紙ベルトを製造する工程を記載している。図１において、補強構造体２６が成形ユニットによって支承され、この成形ユニットは円筒形加工面２５を有するドラム２４を含む。ドラム２４は、業界公知の従って図示されていない通常手段によって回転させられる。ドラム２４の加工面２５が樹脂２０によって汚されることを防止するため、この加工面２５をバリヤフィルムによって被覆することができる。透明区域と不透明区域とを有するマスク２８が樹脂状塗被物２０に近接配置（以下、並置ともいう。）されて、マスク２８の透明区域に対応し従って硬化用放射線から遮蔽されない樹脂２０の部分のみを硬化させる。図１に図示の実施態様において、バリヤフィルム２７，補強構造体２６，感光性樹脂状塗被物２０およびマスク２８全体が縦方向に一緒に走行する単位体を成す。本明細書において、用語「縦方向」（付図においてＭＤで示される）は抄紙機によって形成されている抄紙ベルトの流れに対して平行な方向を言う。横方向（付図においてＣＤで示される）は縦方向に対して垂直で、形成されるベルトの全体面に対して平行な方向を言う。同様に、本明細書において「縦方向」と定義される要素（方向、サイズなど）は縦方向に対して平行な要素（方向、サイズなど）を意味し、また本明細書において「横方向」と定義される要素（方向、サイズなど）は横方向に対して平行な要素（方向、サイズなど）を意味する。
【００２２】
硬化用放射線源３０は、一般に液状感光性樹脂２０の硬化を引き起す波長範囲内に主としてある放射線を出すように選定される。水銀アーク灯、パルス・キセノン灯、無電極ランプ、および蛍光灯など、任意適当な放射線源を使用することができる。放射線の強さおよびその持続時間は暴露区域において必要とされる硬化度に依存する。１９９７年５月１４日出願のトロクハンの同時係属出願番号第０８／７９９，８５２号、「感光性樹脂の硬化のために平行放射線を発生する装置」；１９９７年５月１９日出願のトロクハン等の第０８／８５８，３３４号、「感光性樹脂の硬化のための制御された放射線の発生装置」、および１９９７年１０月２４日出願のトロクハン等のその継続出願、「感光性樹脂の硬化のための制御された放射線の発生装置」をここに引用する。これらの出願は硬化用放射線を実質的に特定方向に指向することのできる装置を開示している。
【００２３】
硬化用放射線の強さと硬化用放射線の入射角度は成形されている抄紙ベルトの樹脂枠組の品質にとって重要な作用を及ぼす。本明細書において使用される用語硬化用放射線の「入射角度」は硬化用放射線の方向と硬化されている樹脂表面に対する垂線との成す角度を言う。もし例えば偏向導管を有する抄紙ベルトが成形されている場合、入射角度はこれらの導管の壁体において正確なテーパを形成するために重要である。偏向導管を有する抄紙ベルトは二、三の特許および先の引用特許に開示されている。
【００２４】
入射角度は導管の壁体のテーパに対して作用するのみならず、抄紙ベルトの硬化した枠組の通気度に影響する。当業者には明らかなように、硬化用放射線の高度のコリメーションはテーパ度の低い、すなわち「垂直」な壁体を有する導管の形成を容易する。テーパ度の低い導管壁体を有するベルトは、他のすべてのベルト特性を同等として、より大きなテーパ度の導管壁体を有する類似のベルトと比較して通気度が高い。これは与えられた導管面積と樹脂厚さにおいて、比較的小さいテーパ壁体を備えた導管を有するベルトにおいては空気が流れることができるベルトの面積全体がより大になる。
【００２５】
工業規模のベルト製造工程においては、樹脂状塗被物２０は図１に図示のようにまた前述のように縦方向に走行する。樹脂状塗被物２０の縦方向の運動は、縦方向における硬化用放射線の強さの変動を均一化する傾向がある。しかし横方向においては硬化用放射線の強さの均一化は生じない。これは単に感光性樹脂状塗被物が横方向に進行しないことによる。また、硬化用放射線が感光性樹脂に達するために通るアパーチュア４０の縦方向サイズは硬化用放射線を縦方向においてコリメートするように効率的に制御することができる。さらに、硬化用放射線の少なくとも反射された部分のコリメーション度を縦方向において制御するため、放射線源３０の楕円形または放物線形状の反射面を使用することもできる。
【００２６】
従って理論に拘泥するつもりはないが、出願人は縦方向において本発明の減算コリメータを使用して硬化用放射線の縦方向のコリメーションを減少することにより先行技術の減算コリメータを使用する方法と比較して、著しくエネルギーを節約しまた／あるいは硬化用放射線の強さの損失を低減させることができるものと考える。図５と図６に概略図示する先行技術の減算コリメータは全体として複数の区画５０を含み、これらの区画は縦方向と横方向において個別でありまた縦方向および横方向において放射線に対して開かれた実質的に同一サイズの面積を有する。従って、先行技術のコリメータは硬化用放射線を縦方向と横方向とにおいて比較的同等にコリメートする。これに対して本発明のコリメータ１０は硬化用放射線の縦方向コリメーションを減少させると同時に、必要程度の横方向コリメーションを保持する。
【００２７】
図２と図３において概略的に平面図で図示された好ましいコリメータ１０は、複数の相互に平行に配置されたコリメーティング要素１１を支承するフレーム１５を含む。本明細書において、用語「コリメーティング要素」１１は、硬化用放射線を少なくとも部分的に吸収するように設計され、図２、図３および図４に図示のようにフレーム１５の中に一定方向に配向された個別の要素を指す。フレーム１５は図２と図３において長方形構造として示されているが、所望ならば他の形状を有することができる。フレーム１５の主な機能はコリメーティング要素１１を下記に説明する位置に支承するにある。図２と図３においてフレーム１５は硬化用放射線が感光性樹脂２０に到達してこの樹脂２０を所定のパタンで硬化させるための開放区域を画成している。フレーム１５によって画成される開放区域は横方向幅Ｗ１と縦方向間隔Ｈとを有する。好ましくは幅Ｗ１は樹脂状塗被物２０の幅Ｗ２と同等（図示されていない）またはこれより大（図２および図３）とする。
【００２８】
フレーム１５によって形成される開放区域の中に複数のコリメーティング要素１１が配置される。各コリメーティング要素１１は樹脂状塗被物２０の面に対して実質的に垂直である。好ましくは各コリメーティング要素１１は約３７．８°Ｃ及至２６０°Ｃ（約１００゜Ｆ乃至約５００゜Ｆ）の温度のもとに樹脂状塗被物２０の面に対して垂直にその形状を保持することのできる比較的薄い放射線不透過性シートからなる。これらのコリメーティング要素１１は硬化用放射線による加熱によって引き起こされる熱膨張を収容するように片寄らされ、緊張されまたは自由直立することができる。また、これらのコリメーティング要素１１は、その緊張、片寄りまたはその他の目的からフレーム１５のサイズを越えてまた開放区域のサイズを越えて延在することができる。好ましくはこれらの要素１１は放射線エネルギーを最大限吸収するため非反射性黒色に塗装する。
【００２９】
図２、図３および図４に図示のように、コリメーティング要素１１はフレーム１５によって形成される開放区域の中に横方向に相互に離間して順次に配置されている。各コリメーティング要素１１は１つの特定方向に配向されている。好ましくは、フレーム１５によって画成される開放区域の中において任意の隣接の２つのコリメーティング要素が相互に当接しない。各コリメーティング要素１１は第１末端１２とこの第１末端と反対側の第２末端１３とを有する。この場合、第１末端１２は縦方向において第２末端よりも先方に配置されている。第１末端と第２末端１２、１３はフレーム１５に対して隣接し、好ましくはフレーム１５はこれらのコリメーティング要素１１の末端１２、１３の支承体を成すことによって支承する。所望ならば、これらのコリメーティング要素１１は開放区域とフレーム１５を越えて延在することができる。従ってこれらの末端１２と１３は、さらに一般的に、硬化用放射線が感光性樹脂２０に達する開放区域の境界とコリメーティング要素１１が交差する幾何学的点と定義することができよう。図２と図３に図示の好ましい実施態様において、コリメーティング要素１１はフレーム１５によって形成される開放区域の中に、一方のコリメーティング要素１１の第１末端が下記に詳細に説明するように他のコリメーティング要素１１の第２末端１３と縦方向において整列するように配置される。
【００３０】
図２と図３に示すように、好ましくはコリメーティング要素１１は相互に等間隔で離間される。相互に隣接する２つごとのコリメーティング要素１１は相互間に縦方向間隙Ａと横方向間隙Ｂとを有する。本明細書において、用語「縦方向間隙」とは、フレーム１５の内部において２つの隣接コリメーティング要素１１の間の縦方向に測定された間隔を意味する。また用語「横方向間隙」とは、フレーム１５の中の２つの隣接コリメーティング要素１１の間において横方向に測定された間隔を意味する。フレーム１５の中において相互に平行に等間隔で配置されたコリメーティング要素１１を収容する図２と図３に図示のコリメータ１０の好ましい実施態様において、横方向間隔Ｂは一定である。しかし本発明は下記に詳細に説明するように相互に不等間隔で離間されまたは相互に平行でないように配置されたコリメーティング要素１１を有するコリメータ１０を考慮することができる。相互に平行でない２つのコリメーティング要素間の横方向間隔は、図４について説明すれば、２つの隣接不平行コリメーティング要素１１の第１末端１２の間の第１間隔Ｂ１２と、同一の隣接不平行コリメーティング要素１１の第２末端１３の間の第２間隔Ｂ１３との計算平均値と定義される（図４においてはコリメーティング要素１１ａと１１ｂおよびコリメーティング要素１１ｃと１１ｄの末端間の間隔として表示）。
【００３１】
本発明によれば、フレーム１５の中において縦方向間隔Ａは横方向間隔Ｂより大である。コリメーティング要素１１と縦方向は相互に鋭角λをなし、この鋭角λは４５゜以下である。この構造の硬化用放射線のコリメーティング度は横方向よりも縦方向において大である。縦方向と横方向における硬化用放射線のコリメーション度が相違することにより、本発明のコリメータ１０は縦方向コリメーションを横方向コリメーションから効果的に分離することができる。
【００３２】
コリメーティング要素は図２と図３に図示のように平坦である必要はないことを注意しよう。本発明は、図４に図示のような湾曲したコリメーティング要素１１ｃを使用する場合を含む。湾曲コリメーティング要素１１ｃは、この湾曲コリメーティング要素の第１末端１２と第２末端１３とを結ぶ線に対して平行な方向に配向される。湾曲コリメーティング要素の場合、鋭角λは縦方向と、この湾曲コリメーティング要素の第１末端１２と第２末端１３とを結ぶ線との成す角度（図４においてλｃ）と定義される。
【００３３】
図２と図３に示す本発明のコリメータ１０の好ましい実施態様において、塗被物２０の幅Ｗ２全体に分布されたこの樹脂状塗被物２０のすべてのマイクロ区域（すなわち、縦方向マイクロ区域）がベルトの製造工程中に樹脂状塗被物２０が縦方向に走行する際にすべて同等の硬化用放射線を受けるように、コリメーティング要素１１が配置されている。これを説明するために図２と図３においては、ダッシュ線Ｌ１は樹脂状塗被物２０の任意に選定されたマイクロ区域の一例を示し、またダッシュ線Ｌ２は樹脂状塗被物２０の任意に選定されたマイクロ区域の他の例を示す。これらの別々の２つのマイクロ区域Ｌ１とＬ２は相互に平行であって横方向に離間している。樹脂状塗被物２０が縦方向に移動する場合、各線Ｌ１とＬ２は同一回数だけコリメーティング要素１１を切る。図２において、各線Ｌ１とＬ２は要素１１を２回ずつ切る。また図３において、各線Ｌ１とＬ２は要素１１を一回切る。樹脂状塗被物２０の速度が一定ですべてのコリメーティング要素１１が同一厚さｈを有する場合（図３）、塗被物２０のマイクロ区域Ｌ１はマイクロ区域Ｌ２と同一時間だけ硬化用放射線から遮蔽される。従って、樹脂状塗被物２０が同一速度で縦方向に移動する場合、両方のマイクロ区域Ｌ１とＬ２はコリメータ２０の開放区域中において同一量の硬化用放射線を受ける。同様に当業者には明かなように、樹脂状塗被物２０が縦方向に一定速度で進行する際に、樹脂状塗被物２０の幅Ｗ２全体に横方向に配置された任意数のマイクロ区域がそれぞれコリメータ１０の開放区域の中で同一量の放射線を受ける。
【００３４】
図２において、コリメーティング要素１１の第１端部１２は、横方向に離間された２つ目のコリメーティング要素１１の第２末端１３と縦方向に整列する。図３において、コリメーティング要素１１の第１末端１２は、横方向に離間された隣接コリメーティング要素１１の第２末端と縦方向に整列する。これら２つの構造の差違をさらに包括的に説明すれば、図２と図３において線Ｌ３が図示されている。線Ｌ３は、２つの別々のコリメーティング要素１１の相互に縦方向に整列した２つの反対側末端１２，１３を相互に連結して１つの縦方向マイクロ区域を代表する縦方向「境界線」である。コリメーティング要素１１の厚さｈはフレーム１５の全体サイズＷ１およびＨと比較して小であるので、線Ｌ３はその両端１２，１３において要素１１を切る時、各線Ｌ１とＬ２が硬化用放射線から遮蔽されるのと同様に、切られたコリメーティング要素１１の等しい合成縦方向投影厚さによって硬化用放射線から遮蔽される。本発明の好ましい実施態様において、開放区域を通して走る任意の縦方向線はコリメーティング要素１１の等しい合成縦方向投影厚さと交わる。樹脂状塗被物２０が一定速度で縦方向に走行する際に、マイクロ区域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって受けられる硬化用放射線の合成量は樹脂状塗被物２０の幅Ｗ２全体において同等である。従って、この好ましい実施態様において、コリメーティング要素１１の厚さｈは横方向における硬化用放射線の同等分布には実際上影響しない。
【００３５】
図３Ａは好適なコリメータ１０の拡大断面を概略図示し、コリメーティング要素１１の「合成縦方向投影厚さ」が意味するものを説明する。図３Ａにおいて、コリメーティング要素１１は相互に平行に等間隔で配置されている。本明細書において「縦方向投影厚さ」とは、コリメーティング要素１１の厚さｈの縦方向への投影を意味する。言い換えれば縦方向において測定されたコリメーティング要素１１の厚さを意味する。同様に、用語「横方向投影厚さ」とは、横方向への厚さｈの投影、即ち横方向において測定されたコリメーティング要素１１の厚さを言う。図３Ａにおいて、各コリメーティング要素は均一な厚さｈを有し、コリメーティング要素１１の縦方向投影厚さはｆで示され、またコリメーティング要素１１の横方向投影厚さはｇで示される。図３Ａにおいて、コリメーティング要素１１の第１端部１２は隣接コリメーティング要素１１の第２端部１３と縦方向において整列するので、一方のコリメーティング要素１１の第１端部１２の横方向投影厚さは他方のコリメーティング要素１１の第２端部１３の横方向投影厚さと整列する。従ってコリメーティング要素１１は相互にピッチＰ＝Ｂ＋ｇで同等に離間されている。当業者には明かなように、縦方向投影厚さｆは厚さｈを各λのサインによって割った値に等しい。すなわちｆ＝ｈ／ｓｉｎλ。また横方向投影厚さｇは厚さｈを角度λのコサインによって割った値に等しい。すなわちｇ＝ｈ／ｃｏｓλ。
【００３６】
図３Ａにおいて、線Ｌ４は縦方向において２つの隣接コリメーティング要素１１と交わる縦方向マイクロ区域を代表し、この際に縦方向投影厚さｆの２つの部分、すなわち一方のコリメーティング要素１１の部分ｆ１と、他方のコリメーティング要素１１の部分ｆ２とを画定する。部分の合計ｆ１＋ｆ２はコリメーティング要素１１の合成縦方向投影厚さを画定する。線Ｌ５は縦方向において厚さｈの１つのコリメーティング要素１１のみを切る縦方向マイクロ区域を代表する。図３Ａにおいて、線Ｌ４とＬ５はそれぞれ同一の合成縦方向投影厚さと交わり、この投影厚さは単一のコリメーティング要素１１の縦方向投影厚さｆに等しい。図３Ａに図示の実施態様において合成縦方向投影厚さは単一のコリメーティング要素１１の縦方向投影厚さｆに等しいが、当業者には明かなように他の実施態様においてはこの合成縦方向投影厚さは単一のコリメーティング要素１１の縦方向投影厚さｆより小（図示されていない）である場合またはより大（図２）である場合がある。例えば図２の実施態様において、合成縦方向投影厚さは縦方向投影厚さの倍、即ち２ｆに等しい。樹脂状塗被物２０の幅Ｗ２全体にわたって合成縦方向投影厚さが相異なる実施態様も可能である。例えば１つのコリメーティング要素１１の第１末端１２が他のコリメーティング要素１１の第２末端１３と整列しない場合、または単数または複数のコリメーティング要素１１が不均一厚さを有する場合には、横方向全体にそって合成縦方向投影厚さが相違するが、これらのいずれの場合も本発明によって考慮される。
【００３７】
１つのコリメーティング要素１１の第１末端１２が隣接コリメーティング要素１１の第２末端１３と整列させられた図３および図３Ａに図示の実施態様においては、角度λ、開放区域の縦方向間隔Ｈおよび横方向間隙Ｂの間の相互関係は下記の式によって表わされる：ｔａｎλ＝（Ｂ＋ｇ）／Ｈ、ここに「ｔａｎλ」は角度λのタンジェントである。コリメーティング要素１１の第１末端１２が２つ目ごとのコリメーティング要素１１の第２末端１３と整列された図２の実施態様において、角度λ、開放区域の縦方向間隔Ｈおよび横方向間隙Ｂの間の相互関係はｔａｎλ＝２（Ｂ＋ｇ）／Ｈとして表わされる。また当業者には明かなように、コリメーティング要素１１の第１末端１２が３つ目ごとのコリメーティング要素１１の第２末端１３と整列された実施態様（図示されていない）においては、同一の依存関係はｔａｎλ＝３（Ｂ＋ｇ）／Ｈとして表わされる。従って、隣接コリメーティング要素１１間の角度λ、開放区域の縦方向間隔Ｈおよび横方向間隙Ｂの相互関係は下記の式によって表わされる：ｔａｎλ＝ｎ（Ｂ＋ｇ）／Ｈ、ここにｎは整数である。従って角度λはｎ（Ｂ＋ｇ）／Ｈのアークタンジェントに等しい。好ましい角度λは１゜乃至４４゜の範囲内にある。さらに好ましい角度λは５゜乃至３０゜の範囲内にある。最も好ましい角度λは１０゜乃至２０゜の範囲内にある。
【００３８】
図２と図３に図示のコリメータ１０の実施態様が好ましいが、フレーム１５中のコリメータ要素１１の他の構造も可能である。例えばコリメータ要素１１の第１および第２末端１２，１３が縦方向に整列しないことが可能である（図示されていない）。さらに後者の実施態様はなおも、縦方向コリメーションと横方向コリメーションとを分離する利点を与え、また特に好ましいコリメータ要素１１の厚さがフレーム１５の形成する開放区域のサイズと比較して無視できるほどに小さい場合には、縦方向コリメーションを減少させることによってエネルギーを節約できる利点がある。従って、不整列末端１２，１３の相互干渉による硬化用放射線の強さの変動は樹脂２０の表面全体の硬化用放射線の横方向分布に対して著しく影響しないものと考えられる。
【００３９】
整列末端１２，１３を有するコリメーティング要素１１を備えたコリメータ１０の他の実施態様が可能である。例えば、コリメーティング要素１１の一方の末端が横方向に相互に離間された三つ目ごと（四つ目ごと、五つ目ごとなどの）コリメーティング要素１１の他方の末端と整列されたコリメータ１０（図示されていない）を当業者は容易に想到することができよう。また図２と図３に図示のような平坦なコリメータ要素１１が好ましいが、図４に図示のような非平面構造のコリメータ要素をコリメータ１０の中に使用することができる。図２と図３の好ましい実施態様においては個別の相互に当接しないコリメーティング要素１１以外のコリメーティング要素は備えられていないが、コリメータ１０はフレーム１５によって画成される開放区域の中に少なくとも１つの追加的な（例えば横方向の）コリメータ要素（図示されていない）を含むことができることを理解されたい。所望ならば、このような追加的コリメータ要素は他のコリメーティング要素１１の中間支持体を成しまたはコリメータ１０全体を安定させることができる。もちろんこのような追加的コリメーティング要素でなく、例えば横方向ワイヤまたはロッドなどの他の中間支承手段を使用する事もできる。同様に、所望ならば、他のコリメーティング要素１１に対して一定角度（例えば垂直）に配置された１つまたは複数のコリメーティング要素を配置する事もできる。コリメータ１０の中においてコリメーティング要素１１以外のものが使用された場合、相互に縦方向に隣接するコリメーティング要素の縦方向間隔は横方向に相互に隣接するコリメーティング要素間の横方向間隔より大でなければならない。これは本発明により横方向のコリメーション・レベルを高めるためである。
【００４０】
前述のように、図２，図３および図３Ａに示されたコリメータの実施態様が好ましいのであるが、本発明においてはコリメーティング要素１１が相互間に不均一な間隔を有し、また／あるいはコリメーティング要素１１と縦方向との間の角度λが相違する実施態様も含まれる。さらに、コリメーティング要素１１は湾曲させることができる。一例として、図４は相異なる２つの型のコリメーティング要素１１を有するコリメータ１０の一部を示し、この場合、平坦なコリメーティング要素１１ａ，１１ｂ、１１ｄと、湾曲コリメーティング要素１１ｃとが使用される。コリメーティング要素１１ａはその間に横方向間隙Ｂａを有し、コリメーティング要素１１ｂはその間に横方向間隙Ｂｂを有し、コリメーティング要素１１ｃはその間に横方向間隙Ｂｃを有し、またコリメーティング要素１１ｄはその間に横方向間隙Ｂｄを有する。角度λａ、λｂ、λｃおよびλｄはそれぞれ縦方向とコリメーティング要素１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄとの間に形成される。図４において、角度λａ、λｂ、λｃおよびλｄは等しくない。また図４において、Ｂ１２は隣接不平行コリメーティング要素の第１末端１２間の横方向間隔を示し、Ｂ１３は隣接不平行コリメーティング要素の第１末端１３間の横方向間隔を示す。前述のように、２つの隣接不平行コリメーティング要素の間の（すなわち、１１ａと１１ｂ、および１１ｃと１１ｄの間の）横方向間隙は間隔Ｂ１２と間隔Ｂ１３の平均値として計算される。本発明によれば、縦方向間隙Ａ（例えば図４においてＡａ，Ａａｂ，Ａｂ，Ａｂｃ，ＡｃおよびＡｄ）は同一ペアのコリメーティング要素１１の間の対応の横方向間隙より大である。相異なる縦方向区域を有する抄紙ベルトの製造のためには、不等間隔のまた／あるいは不平行コリメーティング要素を有するコリメータ１０を使用することが望ましい場合がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のスラット付きコリメータを使用する本発明の方法を示す概略側面図。
【図２】  図１の２−２線に沿って取られまた本発明のスラット付きコリメータの好ましい実施態様を示す概略平面図。
【図３】  本発明のスラット付きコリメータの他の好ましい実施態様の概略平面図。
【図３Ａ】  図３の実施態様の概略部分図。
【図４】  本発明のスラット付きコリメータのさらに他の実施態様の概略平面図。
【図５】  複数の個別チャンネルを含む従来技術の減算コリメータの実施態様の概略平面図。
【図６】  複数の個別チャンネルを含む従来技術の減算コリメータの他の実施態様の概略平面図。
【図１】
0004536256.tif 000002
【図２】
0004536256.tif 000003
【図３】
0004536256.tif 000004
【図３ａ】
0004536256.tif 000005
【図４】
0004536256.tif 000006
【図５】
0004536256.tif 000007
【図６】
0004536256.tif 000008