CN1324731A - 模板及其生产的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种穿孔图形,它装配一种模板,该穿孔图形在穿孔构形不规则性方面减少并具有足够的穿孔尺寸。模板通过用加热装置选择性地加热薄膜,由具有热收缩薄膜的热敏蜡纸生产,以便形成对应于薄膜中图象的独立点状穿孔,并且每个穿孔都具有一个通孔和一个围绕通孔和在薄膜的加热侧上凸起的轮圈,并且轮圈具有一个高度,该高度满足下列公式(1)和(2):h≤4(μm) (1)和h≤(2),式中:h表示高度(μm)以加热前薄膜的表面为基准,px和py分别表示在加热装置的主扫描方向和副扫描方向上的行距(μm)。

Description

模板及其生产的方法和装置
本发明涉及一种方法和装置,并且还涉及一种由该方法和装置得到的模板,上述方法和装置通过用加热装置如热能头给薄膜穿孔,来用具有薄膜的热敏蜡纸生产一种模板。本发明尤其涉及一种穿孔图形,在该穿孔图形中保持穿孔的尺寸满足要求而不用在制造模板的装置中加上大的能量或高温或降低传热效率。穿孔图形还减少了没有规律地或视象图而定局部产生的穿孔构形不规则性,并且进一步防止了薄膜的熔化树脂粘附到热能头的加热元件上。
热敏蜡纸具有一种热塑性树脂薄膜(以后也只是叫做“薄膜”),该薄膜具有通过用加热装置如热能头或激光可以形成透过油墨的穿孔的性质。当用蜡纸印刷时,油墨通过穿孔并转印到纸上。迄今为止已推荐了各种各样的材料用于薄膜。例如,JP-A-41-7623推荐聚丙酰、聚酰胺、聚乙烯、和氯乙烯偏二氯乙烯共聚物;JP-A-47-1184推荐丙烯共聚物;JP-A-47-1185推荐氯化聚氯乙烯;JP-A-47-1186推荐高结晶聚氯乙烯;JP-A-49-6566推荐丙烯-α-烯烃共聚物;JP-A-49-10860推荐乙烯乙酸乙烯酯共聚物;JP-A-51-2512推荐丙烯腈树脂;JP-A-51-2513推荐聚对苯二甲酸乙酯;日本专利No.1,669,893推荐聚偏氟乙烯;和日本专利No.2,030,681推荐聚对苯二甲酸乙酯共聚物。在它们之中,目前在市场上用于热敏蜡纸的薄膜是通过双轴式伸展聚对苯二甲酸乙酯薄膜或1,1-二氯乙烯共聚物薄膜所得到的热收缩薄膜,主要是由于穿孔灵敏性(亦即,用小量热产生足够大穿孔的性能)和机器适用性(亦即,当蜡纸生产成一种模板并用于印刷时,不可能引起起皱,松散,伸长和变形)的原因。尤其是对于可以自动地生产模板并进行印刷的模板印刷机来说,主要采用聚对苯二甲酸乙酯薄膜。
可供选择地,为了用热形成穿孔,可以用通过浇铸具有低熔点的树脂所得到的薄膜代替伸展的热收缩薄膜。例如,日本专利No.1,668,117和JP-A-62-173296推荐通过浇铸合成树脂溶液或乳剂所得到的薄膜,而JP-A-4-78590推荐一种含有硅酮油的铸型用热塑性树脂薄膜。在铸型薄膜情况下,它不热收缩,但因为它是用熔点低的树脂制造,所以它可以在受热部分熔化来形成穿孔(以后把这种薄膜叫做“热熔薄膜”)。
然而,在目前,热熔薄膜在市场上没有实际上用作热敏蜡纸。主要原因认为是供印刷用的低穿孔灵敏性、穿孔构形不规则性和低的机械强度。
目前在市场上供模板印刷机使用的热敏蜡纸热收缩膜厚度约为1.5-3μm,并且与如日本专利No.1,668,117及类似专利中所公开的厚度为10μm或小于10μm的热熔薄膜相反,它们在稳定成形和层压时未遇到困难。
在穿孔的变化过程和熔化树脂的移动方面,热熔薄膜只依靠表面张力,而热收缩薄膜依靠足以比表面张力更大的热收缩应力。因此,热收缩薄膜具有这样更高的灵敏性,以致用比具有同样厚度和熔体粘度的热熔薄膜更少的热量,就能得到足够大的穿孔。
热收缩薄膜的热收缩应力显然取决于温度,并因此对例如用热能头的加热元件在薄膜上形成的温度分布图(pattern)可以精确地得到穿孔。另一方面,在热熔薄膜受热并由于表面张力而穿孔的情况下,加热元件的温度分布图不能被穿孔构形准确地反映出来。原因在于:当由于熔化而粘度降低的树脂按照表面张力移动时,它不总是朝远离每个加热元件中心的低温部分移动,但可以集中在基底的纤维附近,或者可以由于通过它相对于加热元件运动所引起的剪力而不规则地流动。因此,即使将一种采用热熔薄膜的热敏蜡纸加工成具有开口比适合印刷条件的模板,也几乎得不到均匀的穿孔。也就是说,在微观上,大的穿孔和小的穿孔一起存在,并且例如在图象的实体印刷部分中,难以得到均匀的密度。
而且,尽管热熔薄膜由低熔点的树脂组成,但它们必须用加热元件加热到比热收缩薄膜高很多的温度,以便足够在很小面积(比如,象素密度为300-600点/英寸(dpi)和很短时间(比如,副扫描周期范围为2-4ms)内使树脂用表面张力移动,它们是安装在现行模板印刷机中制造模板装置的普通制造模板的条件。这使加热元件由于过热而退化变质(deteriorated)。
此外,在印刷期间,热敏蜡纸由于在印刷鼓的旋转方向上与印刷纸剪切而产生应力。具有一种铸型热熔薄膜的热敏蜡纸在弹性模数和断裂强度上一般都比具有一种伸展式热收缩薄膜的热敏蜡纸要低。因此,与具有热收缩薄膜的热敏蜡纸相比,具有热熔薄膜的热敏蜡纸更可能引起印刷图象变形,并且,视情况而定,更可能断开而产生玷污的图象。
由于上述原因,可以说,热收缩薄膜现在和将来都主要用作热敏蜡纸的薄膜。由此,以后将涉及热敏蜡纸的讨论限于采用一种热收缩薄膜的热敏蜡纸。
热敏蜡纸通常是通过将上述薄膜层压在一种多孔基底上来制备,以便赋予一种必需的强度,来避免由于当将蜡纸安装到印刷机上并用于印刷时起作用的力所引起的伸长,起皱(它使印刷的图象失真)和断裂(它玷污印刷的图象)。多孔基底提供具有强度的热敏蜡纸,并且在蜡纸已加工成模板之后能让油墨透过穿孔。已知用于多孔基底的材料包括:(1)用天然纤维如Broussonetia Kazinoki,EdgeworthiaChrysantha和Manila大麻制造的所谓日本纸,(2)用人造丝、维尼纶、聚酯、尼龙等的再生纤维或合成纤维制造的纸状薄片,(3)通过将(1)的天然纤维与(2)的再生纤维或合成纤维混合制造的混合纸,和(4)通过热轧一种薄而软的薄片制造的所谓聚酯纸,上述薄而软的聚酯薄片用聚酯纤维与用作粘结剂纤维的非伸展的聚酯纤维的混合物制造。
通过层压如上所述的薄膜和多孔基底所制得的热敏蜡纸,具有足够强度,以便忍受由印刷机印刷作用所产生的力,但当油墨穿过热敏蜡纸,特别是穿过薄膜中所形成的穿孔时,可能偶然会发生油墨视多孔基底中纤维的分散而定不均匀地通过,同时造成印刷的图象在密度的均匀性方面变差。为了避免这种情况,推荐用单层薄膜制造的热敏蜡纸。
用于给热敏蜡纸的薄膜穿孔来得到模板的方法包括下列方法:(1)使热敏蜡纸的薄膜保持与具有由碳组成的图象区的原件接触,并用红外光照射,以便通过从图象区产生的热量将薄膜穿孔;(2)使热敏蜡纸的薄膜保持与热能头接触,并且当在加热元件对应于原图的部分处使热能头产生热量时作相对运动,以便在薄膜中进行穿孔;和(3)按照原图调制激光束来扫描热敏蜡纸的薄膜,以便在薄膜中进行穿孔。在上述方法中,采用红外光的方法在原件的种类上受到限制,并且不能用于文件和图象的资料编辑。采用激光的方法在实际上没有应用,主要是由于制造模板的时间太长。因此,在目前,主要是采用使用热能头的方法。
在使用热能头制造模板的方法中,是形成许多在主扫描方向和副扫描方向上平面式排列的穿孔。在这种情况下,最理想的是将穿孔制造得在形状上几乎相等,以便达到适用于印刷条件的开口比。如果穿孔形状均匀,则使微观油墨转印状态在印刷的图象区中,尤其是在实体印刷部分中也均匀,以便达到密度均匀性。相反,如果穿孔形状不均匀,则使油墨转印状态不均匀,并且可能偶而会发生细线条变模糊,在实体印刷部分中产生密度不规则性,及形成过大的穿孔,这种情况造成局部过量转印,因此蹭脏(set-off)。因此,为了用有关的加热元件得到形状均匀的穿孔,推荐了具有各种不同形状的加热元件。日本专利No.2,732,532推荐一种方法,它是保持在主扫描方向上的行距与副扫描方向上的行距相等,保持加热元件在主扫描方向上的长度比在副扫描方向上的长度短,和保持加热元件在副扫描方向上的长度比在副扫描方向上的行距短,来在主扫描方向和副扫描方向二者上得到独立的穿孔。JP-A-4-314552推荐一种方法,它是通过在主扫描方向上相邻的加热元件之间设置具有大热导率的材料的冷却件,来防止相邻的穿孔在主扫描方向上相互熔合。JP-A-6-115042推荐一种方法,它是采用热能头将只包括热塑性树脂薄膜的热敏蜡纸加工成模板,其中,使加热元件在主扫描方向上的长度保持在主扫描方向上行距的15-75%范围内,同时使加热元件在副扫描方向上的长度保持在副扫描方向上行距的15-75%范围内。
关于穿孔图形,仅仅讨论了穿孔的平面形状(如直径、纵横比和面积)和统计状态(如平均值和偏差),而产生所希望的油墨转印状态的穿孔轮圈构形只能在下面的专利申请中看到。日本专利No.2,638,390推一种方法,它是通过确定四项指标之间的关系来在主扫描方向和副扫描方向二者上得到独立的穿孔,这四项指标是:加热元件在主扫描方向上的长度,加热元件在副扫描方向上的长度,穿孔在主扫描方向上的长度和穿孔在副扫描方向上的长度。该专利说明穿孔具有轮圈。JP-A-6-320700推荐一种穿孔方法,它包括用第一热能头从主要是由薄膜构成的热敏蜡纸的一侧将其加热,和随后用第二热能头从其另一侧将它加热的步骤。该专利说明穿孔具有剖面图。JP-A-8-20123推荐一种用热敏蜡纸制造模板的方法,该热敏蜡纸基本上只由3.5μm或更厚的热塑性树脂薄膜构成,在该方法中,将穿孔制成剖面形状为锥形,同时锥形部分的尺寸用与主扫描方向上行距的关系确定,以便消除由热敏蜡纸的基底所引起的穿孔形状不规则性。
上述日本专利No.2,732,532,JP-A-4-314552,JP-A-6-115042对防止由于相邻穿孔熔合所引起的穿孔扩张及对使穿孔形状均匀可能是有用的,因此获得所希望的油墨转印状态。然而,因为蜡纸的穿孔变化过程取决于薄膜的物理性质,所以不能说它们是用各种不同热收缩薄膜控制穿孔形状的最佳方法。
而且,尽管上述日本专利No.2,638,390和JP-A-6-320700论及穿孔的轮圈和剖面图,但它们简单地涉及穿孔这些特点的存在,而没有提出任何轮圈和穿孔剖面图对穿孔构形的影响,或任何阻止传热效率下降的方法,或达到穿孔均匀性的方法。
此外,如上所述,在上述JP-A-8-20123中所说明的制造模板的方法确定了锥形剖面的尺寸与主扫描方向上行距之间的关系,但它是一种用只由厚热塑性树脂薄膜构成而没有任何多孔基材的热敏蜡纸制造模板的方法。然而,这种热敏蜡纸目前不能作为商品使用,并且除了形状不规则性之外还有各种其它问题。而且,文件在其中所形成的穿孔剖面形状方面,未涉及通用的热敏蜡纸,并且没有公开轮圈的剖面形状和高度影响传热效率和穿孔构形不规则的任何资料,上述通用的热敏蜡纸包括由热塑性树脂薄膜和多孔基材构成的常用类型。
在打算在蜡纸中形成具有一定尺寸的通孔情况下,待用热能头穿孔的每个部分中的树脂都移动到包围每个通孔的轮圈部分上,但偶而可能会发生下述情况,即例如,视热敏蜡纸薄膜的热物理性质和热能头加热元件的加热条件而定,积聚在轮圈部分中的树脂经常从薄膜的加热表面中形成为大的凸起。
凸起部分保持在薄膜的加热表面和热能头的加热元件之间,并起到保持薄膜的加热表面和加热元件彼此远离的作用。结果,从加热元件到薄膜的传热效率大大降低,同时使它难以形成具有所希望尺寸的通孔。在通孔尺寸未达到所希望值的情况下,印刷品变得密度不够。如果试图通过增强加到热能头加热元件上的能量来达到所希望的尺寸,则加热元件可能损坏。
另一方面,由所形成的凸起所必需的薄膜加热表面和加热元件之间的距离,在具有许多穿孔的实体印刷区和靠近没有穿孔的无图象区的区域之间是不同的。这样,上述传热效率的下降取决于图象率(imagerate),并造成印刷品中密度不规则性。而且,因为轮圈的凸起部分保持与热能头的加热元件处于压力接触并在剪切时转移,所以穿孔轮圈的平面形状,亦即,通孔的形状变形,因而造成微观密度不规则性,并且降低了图形如印刷品中的字符的可复制性。在通孔形状显著变形的情况下,相邻穿孔的通孔相互熔合,并且从这样形成的大通孔中,将过量油墨转印到纸上,从而造成蹭脏或类似情况。
此外,也可能偶而发生因上述剪切而变形的薄膜树脂掉落而沉积在热能头加热元件下游的位置处,并且沉积物使加热元件和薄膜仍保持相互远离,因而大大降低了制造模板的效能。
已知这些不希望有的现象可归因于例如薄膜的热物理性质和热能头加热元件的加热条件,但它们与围绕穿孔的通孔凸起的轮圈高度的关系一点也没有讨论。此外,有关决定穿孔形状的一些因素,其中包括每个穿孔的轮圈,必需的试验及误差,未得到特别的资料。
本发明解决了这个问题。本发明的目的是:提供一种穿孔图形,它能保持足够的穿孔尺寸,而不需要在制造模板的装置中加上大的能量和高温,同时阻止由于轮圈的影响而引起的传热效率降低;减少无规律或视象图而定局部产生的穿孔构形不规则性;和进一步防止薄膜的树脂粘附到加热元件上。
为达到上述目的,发明人充分研究了热敏蜡纸的穿孔变化过程,而结果发现,如果形成穿孔来保证轮圈的高度相对于相邻穿孔之间的行距符合一定条件,则可以阻止穿孔构形的不规则性来提供优质印刷品,而与薄膜的厚度和熔点无关。
按照本发明的第一方面,提供有一种生产模板的方法,该方法包括提供具有热收缩膜的热敏蜡纸,并用加热装置选择性地加热上述薄膜,以便形成对应于上述薄膜中图象的独立点状穿孔,因此每个上述穿孔都具有一个通孔和一个包围上述通孔及上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有一高度,该高度满足下列公式(1)和(2):
h≤4(μm)                                   (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示上述高度(μm)以加热之前薄膜的表面为基准,px表示在上述加热装置主扫描方向上的行距(μm),而py表示在上述加热装置副扫描方向上的行距(μm)。
按照本发明的第二方面,提供有一种用具有热收缩薄膜的热敏蜡纸生产模板的装置,它包括一个加热装置,该加热装置选择性地加热上述薄膜,以便形成对应于上述薄膜中图象的独立点状穿孔,因此每个上述穿孔都具有一个通孔及一个包围上述通孔和上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有一个高度,该高度满足下列公式(1)和(2):
h≤4(μm)                      (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示上述高度(μm)以加热之前薄膜的表面为基准,px表示在上述加热装置主扫描方向上的行距(μm),而py表示在上述加热装置副扫描方向上的行距(μm)。
按照本发明的第三方面,提供有一种模板,该模板包括一种具有对应于一个图象的独立点状穿孔的热收缩薄膜,上述穿孔通过用一加热装置选择性地加热上述薄膜而形成,其中每个上述穿孔都具有一个通孔及包围上述通孔和在上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有一个高度,该高度满足下列公式(1)和(2):
h≤4(μm)                                  (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示上述高度(μm)以加热之前薄膜的表面为基准,px表示在上述加热装置主扫描方向上的行距(μm),而py表示在上述加热装置副扫描方向上的行距(μm)。
按照本发明的第四方面,提供有一种模板,它包括一种热收缩薄膜,该热收缩薄膜通过用一加热装置选择性地加热上述薄膜,而具有对应于一个图象的独立点状穿孔,因此每个上述穿孔都具有一个通孔及包围上述通孔和在上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有一个高度,该高度满足下列公式(1)和(2):
h≤4(μm)                          (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示所述高度(μm)以受热之前薄膜的表面为基准,px表示在上述加热装置主扫描方向上的行距(μm);而py表示在上述加热装置副扫描方向上的行距。
下面,将参照附图详细说明本发明,其中:
图1A和1B分别是在热敏蜡纸的热收缩薄膜中所形成的穿孔典型平面图及沿着图1A中线段IB-IB的剖视图,
图2是示出热能头加热元件的温度分布的曲线图,
图3是示出用热能头的加热元件加热的薄膜温度分布的曲线图,
图4是示出温度与热敏蜡纸热收缩薄膜的热收缩应力之间关系的曲线图,
图5是一个典型平面图,它示出当热敏蜡纸的热收缩薄膜用加热穿孔时树脂移动的方向,和
图6是一个典型平面图,用于图示出在一种热敏蜡纸的热收缩薄膜热收缩和热熔体情况下的穿孔变化过程。
如前所述,热敏蜡纸在构造上看包括两种;一种结构其中薄膜和多孔基材层压在一起,而一种单层结构基本上由薄膜构成。下面的讨论不依赖于热敏蜡纸结构上的不同,而是涉及:欲在热敏蜡纸的薄膜中形成合乎需要穿孔的构形特点;一种用于生产具有这种构形特点的穿孔的模板的方法和装置;一种热敏蜡纸;及由其生产的模板的性质。以后,热敏蜡纸意思是指薄膜和多孔基材层压在一起的结构和基本上由薄膜构成的单层结构二者,而不是特别地区分这两种结构。实际上,本发明可以应用于两种结构的热敏蜡纸。而且,以后把欲用于模板印刷的穿孔热敏蜡纸叫做“模板”。
通常,在热敏蜡纸的热收缩薄膜中所形成的每个穿孔1,都如图1A和1B所示,包括一个贯通部分2和围绕该贯通部分2所形成的变形部分3。以后把这个贯通部分叫做“通孔”。围绕通孔2所形成的变形部分3与还没有加工成模板的薄膜相比,在厚度上有改变。变形部分3一般由一部分4和视情况而定一薄的薄膜部分5构成,上述部分4剖面形状是椭圆形(在本说明书中把这部分叫做“轮圈”),而上述薄膜部分5与部分4的内部接触。薄的薄膜部分5的体积与轮圈4的体积相比是很小的。根据所用薄膜和制造模板的条件,可能偶而会发生不形成薄的薄膜部分5。轮圈4变得比还未加工成模板的薄膜厚度或未被制造模板变形部分的厚度更厚。在本说明书中,把在待用加热装置加热的一侧上还未被加工成模板或未被制造模板过程变形的这部分薄膜表面叫做“基准面”。在本说明书中,把在加热装置方向上轮圈的凸起距基准面的最大高度7定义为“高度”。而且,在本说明书中,把包括通孔2和变形部分3的整体部分叫做“穿孔”。在本说明书中,把形成穿孔的工作叫做“打孔”或“穿孔”。
在关于本发明的研究中,发明人发现了一种用新的观点评价穿孔现象的方法。也就是说,在用热能头给热收缩薄膜穿孔的现象中,利用能在微秒(μs)数量级的高速下照相的装置,在微米(μm)数量级的显微场视图(microscopic view of field)中,观察到了随时间推移每个穿孔在薄膜中形成和扩展的变化过程,上述热能头是在用于将热敏蜡纸加工成模板的方法中,目前最普遍采用的方法。结果,发现可以将一连串的穿孔变化过程分成下述四个阶段。
在第一阶段,将电压加到加热元件上,以便产生Joule热。结果,如图2所示,热能头的每个加热元件都具有一个温度分布,并将薄膜加热,其中在中央部分处温度最高,而随从中央部分向四周的距离增加温度下降。因此,如图3所示,薄膜在与加热元件中央接触的这部分中,具有最高的温度,而随着与这部分距离的增加温度下降。当然,加热元件的温度分布与薄膜的温度分布二者随时间推移而改变。
如图4所示,如果薄膜超过在其处收缩开始的温度8(以后把这个温度叫做“收缩起始温度;该收缩起始温度8超过薄膜的玻璃转变温度),则在薄膜的平面方向上产生一个用于缩短相互距离的力(亦即,热收缩应力)。这样,在高于收缩起始温度8的温区各处,都产生张力。合力的方向几乎(如果热收缩是各向同性的,则完全)垂直于薄膜上的等温线。另一方面,在薄膜温度低于玻璃转变温度的地方,薄膜的树脂不流动,而在树脂温度高于玻璃转变温度的地方,变形更可能在较高温度部分处发生。这样,薄膜的树脂从最高温度部分向四周部分移动,好象沿着图3的斜坡向下滑动。在图5中,当靠近主扫描方向上的加热元件发热时所产生的薄膜温度分布(等温线)以实线表示,而其中温度垂直于等温线下降的方向用虚线箭头表示。也就是说,薄膜的树脂在图5的虚线方向上移动。
在第二阶段,在薄膜的每个最高温度部分附近,都形成一第一小通孔。这是形成穿孔的开始。
在第三阶段,形成的小通孔的外周边被张力从外周边的外部朝外向着四周部分拉。这是由于热收缩而增大穿孔。通孔外周边的四周部分向外扩张,同时接受途中存在的树脂,以便增加它的体积,因此形成一个轮圈。轮圈的剖面形状由于表面张力而接近圆形或椭圆形。
通常,如果将热收缩薄膜保持在显示热收缩变化过程的温度范围内,则薄膜最终也不再显示热收缩变化过程。在穿孔增大阶段,应该认为轮圈由熔化或软化的树脂构成,并且已完成了热收缩。因此,在如实体印刷部分中那样有相邻象素穿孔的情况下,如果相邻穿孔的轮圈由于穿孔增大而相互接触熔合,则不再有任何朝外拉轮圈的部分,也就是说,不再有任何未完成热受缩的部分。这样,轮圈不再能用热收缩增大穿孔。
然而,例如,在穿过仅通过热受缩而扩张的最大通孔转印到纸上的图象点不够大的情况下,也就是说,在点增益(dot gain)小的情况下,通孔必须进一步扩大,以便得到在象素之间没有任何间隙的印刷品,而对这种场合,实际做法是进一步继续加热。在这种情况下,尽管穿孔不随热收缩增大,但轮圈被充分加热和软化,并且由于表面张力而产生移动。这种现象在图6中示出。由于表面张力而引起的移动从低粘度部分(亦即,位于相邻通孔之间的高温部分)向高粘度部分(亦即,位于对角相邻通孔之间的低温部分)进行。这是用表面张力增大穿孔。因为在对角相邻的通孔之间,有薄膜热收缩未完成的部分,所以由于热收缩而使通孔进一步朝对角相邻的通孔扩张。见图6中带开口的粗箭头。
在第四阶段,在终止向加热元件加能量的情况下,加热元件的温度下降,而随后,薄膜的温度也下降。结果,轮圈和轮圈外面部分的温度变得低于收缩起始温度8,并且不将轮圈朝四周部分拉。而且,轮圈的温度下降使粘度增高,并且使由于表面张力而引起的移动停止。因此,穿孔的构形被固定。这是穿孔完成的情况。
目前在市场上供应给热敏模板印刷机的标准热敏蜡纸的薄膜表面的表面粗糙度,按算术平均的粗糙度Ra约为1-1.5μm,而按10点平均的粗糙度Rz约为3.5-5μm。这些数值是采用一种非接触式三维形式测量仪器,即由Mitaka Koki K.K.生产的NH-3(商品名称),在2.5mm的截止波长下,以30μm的纵向行距和横向行矩,测量面积为10mm×10mm的热敏蜡纸敞开(无压力)的薄膜表面而得到的,上述热敏蜡纸敞开的薄膜表面张紧在一个平面上,而不是在制造模板过程中实际上夹在热能头和压印辊之间的蜡纸。应该认为,夹住的热敏蜡纸的薄膜,其表面粗糙度比处于敞开状态的表面粗糙度小,但在目前,任何用于直接测量或估计夹住状态下粗糙度的合理方法都不可用。
目前普遍用于模板印刷机制造模板装置的热能头是用喷涂(sputteving)形成的薄膜式。有关在薄膜式热能头的加热元件附近结构的特点是:加热元件的表面从相邻设置在副扫描方向上的电极部分表面退后约1μm。热能头电极部分的表面最接近热敏蜡纸的薄膜侧,并具有约为0.1μm或小于0.1μm的算术平均粗糙度Ra,和约为0.2μm的10点平均粗糙度Rz
夹住而无穿孔的热敏蜡纸的薄膜表面与热能头加热元件的表面之间的距离d0[μm],可以(尽管不合理)根据加热元件表面的退后深度h,靠近热能头加热元件的电极部分表面的10点平均粗糙度Rzt和热敏蜡纸薄膜表面的10点平均粗糙度Rzf按下式估计:
h≤d0≤h+Rzt+Rzf按照这种估计,将d0表示成
1≤d0≤(4.5~6)
在夹在热能头和平压辊之间部分中的热敏蜡纸的薄膜一点也没有穿孔的情况下,轮圈的高度为零。因此,在这部分中形成第一个穿孔之前,直接在薄膜表面亦即基准面与同其接触的加热元件表面之间的距离d0[μm],取决于夹住时基准面和加热元件表面二者的形状或表面粗糙度,并且可以大致估计成
1≤d0≤(4.5~6)正如已经说明的那样。
如果在制造模板过程中将薄膜穿孔,则穿孔在上述穿孔变化过程的第三阶段中增大,而同时,穿孔的轮圈形成并且横截面积变得更大。也就是说,轮圈凸起。轮圈的凸起部分变更接近加热元件。因此,轮圈的凸起部分保持在基准面和加热元件之间。
而且,在加热元件存在于刚好在副扫描方向上图象区结束之后的那部分中薄膜上的情况下,也就是说,在热敏蜡纸的薄膜已经在刚好通过加热元件的那部分中穿孔,并夹在热能头和平压辊之间的情况下,在已经穿孔的部分中穿孔的凸起轮圈保持在基准面和加热元件的邻接区之间。
这些作用表现为下述两种现象的其中之一或二者。
作为第一种现象,向外拉轮圈的部分变得远离加热元件一段距离,该距离对应于轮圈的高度,此高度相当于轮圈的最凸起部分。
为了更准确地进行说明,如前所述,轮圈在穿孔增大阶段包括熔化或软化的树脂。这样,它可以被压缩压力(nip pressure)压碎到某种程度。如果用显微镜观察穿了孔的热敏蜡纸,则可以证实穿孔的压碎和变形的轮圈。按照这种观察,可能偶而会发生在图象区中薄膜的上述表面粗糙度的伸出部分处,穿孔的轮圈变形,上述图象区具有基底纤维,该基材纤维与伸出部分的背部接触。变形的轮圈高度不总是为零,并且其高度分散在变形前高度的0-100%的很宽范围内。在轮圈变形中的不规则性可以假定是:作用在变形部分上的压力不规则;和穿孔的轮圈具有某种硬度,来防止高度在压力作用下不变成零。
而且,在通过了加热元件的薄膜已穿孔部分中,轮圈迅速冷却和硬化,并且在此之后,即使压缩压力作用于轮圈上,轮圈在高度上再也不会变形。当在副扫描方向上每个轮圈和对应加热元件之间的距离在约100μm的范围内时,防止了加热元件的表面和待用加热元件穿孔的薄膜表面,亦即基准面之间的接触。
因此,在图象区的大多数穿孔部分中,加热元件的表面和基准面之间距离的最小值变得大于一段距离,该距离相当于轮圈的高度。如果轮圈的高度为α[μm],则基准面与加热元件表面之间的距离d[μm]可以近似估计如下:
1+α≤d≤(4.5~6)+β式中:β[μm]表示由于轮圈变形而产生的加热元件表面与基准面之间距离最大值的增量。应该认为,α和β具有下列关系:
0≤β<α。向外拉每个轮圈的这部分温度低于假定设有轮圈高度影响情况下的温度。也就是说,出现传热效率下降的问题。如果轮圈的高度越高,则下降的程度越显著。因此,第三穿孔阶段早在停止穿孔增大之前就完成了。
如果不能以低传热效率把足够的加热值传到处于高轮圈状态下的加热元件上,则穿孔的尺寸达不到所希望的值,并且印刷品的密度水平下降。
如果以低传热效率把足够的加热值传到处于高轮圈状态下的加热元件上,来形成具有所希望尺寸的穿孔,则在制造模板过程中的能耗增加。而且,如果将加能量的时间调到越长,则制造模板的时间一般也变得越长。此外,在制造模板过程中将加热元件的温度调到高温范围情况下,则用于使加热元件达到比某一温度高所花的时间变得更长,并且加热元件可能退化变质。在制造热敏蜡纸过程中广泛地用热能头作加热装置的情况下,因为加热温度范围(300-400℃)很接近临界使用温度(400℃),所以这种趋势更显薯。
而且,如前所述,即使压缩压力作用在穿孔的轮圈上,已通过加热元件的穿孔轮圈也不变形,并且当每个轮圈与副扫描方向上对应加热元件之间的距离在约100μm范围内时,则防止加热元件的表面与待用加热元件穿孔的薄膜表面亦即基准面接触来降低传热效率。这种现象在图象中不均匀地产生,而是视图象而定。也就是说,在各个低象率(image rate)部分,如:在副扫描方向上图象区的顶部,实体印刷部分的内部;细字符部分和区域层次的灰色部分;直接在副扫描方向上前面轮圈的位置中形成的每个轮圈的高度,及每个轮圈经受压缩压力的区域各部分之间很不同,并且如果每个所形成的轮圈高度高,则加热元件的表面与基准面之间的距离各部分之间有很大不同。因此,视图象上位置而定,穿孔变得在尺寸上不规则,而印刷品的密度局部变得不规则。因此,这种不希望有的现象不能通过调节油墨粘度或着色料的混合比例,或是通过调节印刷压力来调节油墨转印的量或密度的平均值来补偿。
作为第二种现象,因为应该认为,保持在基准面和加热元件之间轮圈的凸起树脂部分已完成热收缩并在加热下处于一种熔化或软化状态,所以它们被制造模板过程中起作用的压力破碎,并且被用加热元件起作用的剪切应力进一步变形。
轮圈的破碎的凸起树脂部分由于下述原因而变形不同。对应于各个象素或穿孔的加热元件的加热状态不完全是均匀的,和薄膜的表面粗糙度产生不同的传热距离。而且,分散的基材纤维热收缩性能和热容的不规则性是有影响的,上述不规则性与在薄膜中的位置有很大关系。这些使穿孔构形产生不规则性,同时造成轮圈在体积和硬度上不同,并产生不同的剪切应力作用到轮圈上。在轮圈高的情况下,轮圈变形中,亦即最终穿孔构形中的不规则性是显著的,并且可能会偶而发生轮圈部分部分掉落而造成相邻的穿孔相互熔合,或者发生破碎的轮圈树脂部分部分地或完全地闭合在主扫描方向和副扫描方向上相邻的穿孔。如果用这种模板印刷,则图象区中油墨转印不规则性变大。尤其是实体印刷部分有一种密度均匀性降低的粗略感觉。同时,一些细字符变模糊和闭合。而且,在油墨转印量大的印刷部分,产生蹭脏和渗透(seep-through)。
当轮圈凸起的树脂部分破碎和变形时,可能偶而会发生薄膜的树脂、用来接合薄膜和多孔基材及类似物的粘结剂成分固定(或上胶)在加热元件上。薄膜通常涂敷一种防粘剂,用于防止固定在加热元件上。然而,如果轮圈高,则增加加热元件的加热值,以便形成具有预定尺寸的通孔。这样,加热元件的温度变高。而且,因为轮圈高,所以薄膜有力地接触加热元件并由于剪切而产生应力。由于这些现象,所以轮圈部分的树脂和轮圈部分中所含的粘结剂成分很可能固定在加热元件上。
如果轮圈部分的树脂和粘结剂成分本来就固定在加热元件上,则意味着加热元件加热值下降,和穿孔尺寸变小或者穿孔也许会变得不可能。在这种情况下所得到的印刷品变得在不渗的穿孔部分处密度不够,或者在未能穿孔的部分处图象中产生空隙。而且,在固定区大的情况下,一个很宽的薄膜区域从基材中脱落,而结果,可能偶而会发生玷污印刷品,好象在图象区的下游区域乱涂似的;亦即发生所谓的粘附(Sticking)。当然,这造成蹭脏和渗透。
即使轮圈部分的树脂和粘结剂成分未固定在加热元件自身上,但可能偶而会发生它们一点一点地沉积在加热元件下游热能头的表面上。沉积的树脂是粘稠的,并且尽管在开始阶段它未造成任何问题,但沉积物可以随着时间的推移而形成。结果,可能会偶而发生沉积物堵住直接在加热元件之后位置处薄膜表面的污物和灰尘,和沉积物变得很大以保持加热元件远离薄膜,同时造成穿孔尺寸小或由于传热不够而使穿孔工作失败。在这种情况下所得到的印刷品也变得在不完全穿孔的部分处密度不够并在穿孔失败的这部分处的图象中产生空隙。
如前所述,当用热能头将热敏蜡纸加工成模板时,将电压加到加热元件上以便产生Joule热。结果,如图2所示,当加热薄膜时,加热头的每个加热元件都具有一个温度分布,其中中央部分具有最高温度,同时温度朝四周方向降低。因此,如图3所示,薄膜在与加热元件的中心接触的部分中具有最高温度,而随着与那部分距离的增加温度降低。当然,加热元件的温度分布和薄膜的温度分布二者随时间推移而改变。
薄膜热能头的加热元件目前一般用作模板印刷机中的制造模板装置,该加热元件与副扫描方向上的铝制电极,作为底材(在与热敏蜡纸相对的这侧上)的陶瓷制绝热层和作为表层(在面向热敏蜡纸的这侧上)的玻璃制保护层接触。因为保护层的厚度薄达几微米,所以其热容与电极和绝热层的热容相比是很小的。从保护层的表面(在本说明书中把这个表面叫做“加热元件的表面”;除非另有说明,下面也将在这种意义上采用这种表达方式),将热通过空气层传送到薄膜上,该空气层具有下列公式所表明的近似厚度d[μm]:
1+α≤d≤(4.5~6)+β式中:α表示轮圈的高度,而β表示由于轮圈变形而引起的加热元件表面和基准面之间距离的最大值增量,并且应该认为,它们有下列关系:
0≤β<α
按照文献“科学年表(日文),1988年版”(由NationalAstronomical Observatory编辑和由Maruzen出版),接触加热元件的上述材料的导热率[W m-1K-1]分别是:铝为230-240,陶瓷(瓷器)为1.5,和玻璃(石英玻璃)为1-2,而相反,空气的导热率极小,达0.02-0.07。也就是说,如果将空气层的厚度d由于α而制得即使稍微大一点,薄膜的温度也大大降低,并且如前所述,传热效率降低。为了避免它,必须将空气层的厚度,亦即加热元件表面与基准面之间的距离保持尽可能的小。
为了保持空气层的厚度 d小,必须保持轮圈的高度α小。
轮圈高度α的容许上限值已经用实验考察过了。在实验中,将具有厚度为α的薄膜作为一种隔离物粘附在靠近热能头加热元件但不影响穿孔分布的位置处,用于制造模板。将它这样配置,以便在制造模板过程中所形成的穿孔轮圈不影响压缩区域中的隔离膜。结果,发现如果隔离膜的厚度α超过4μm,则穿孔构形的质量(通孔尺寸的平均值和分散布及形状的散布)与印刷品的图象质量(在图象区中的密度平均值和布散及变模糊),与在相同的热能头电调节(setting)下省去隔离膜相比大大恶化变质。相反,当增加加到热能头上的能量,以便让穿孔的通孔尺寸平均值与不粘附隔离膜所得到的穿孔通孔尺寸平均值一致时,改善了穿孔的通孔尺寸平均值和印刷品图象区中密度平均值,但最终使其它的穿孔构形质量(通孔尺寸的散布和形状的散布)及印刷品的其它图象质量(图象区中密度的散布)退化变质,同时进一步使蹭脏和渗透恶化。
而且,现已发现,开始影响穿孔构形质量和印刷品图象质量的隔离膜厚度α取决于制造模板装置的分辨力(resolution)。在300dpi处,α约为4μm,在400dpi处,约为3.2μm,在600dpi处,约为2.2μm。而且,当在主扫描方向上的分辨力为300dpi而在副扫描方向上的分辨力为400dpi时,α1约为3.7μm。α1值等于主扫描方向上行距和副扫描方向上行距的几何平均数的约5%。现已发现,当热敏蜡纸很好调整时,也就是说,当薄膜表面的表面粗糙度小,及当隔离膜的厚度α不大于上述每种分辨率的α1时,在相同的热能头电调节下,可以得到与不粘附隔离膜所得到的几乎相同的穿孔构形质量和图象质量。
从上面所述,发明人发现,如果轮圈的高度调整到在不超过4μm的范围内,并进一步调整到在不超过主扫描方向上的行距和副扫描方向上的行距二者几何平均数的5%范围内,那么就可以达到本发明的目的。
为了调整如本发明权利要求书中所述的穿孔图形,必须将轮圈的高度优化,并且可以采用任选的方法用于这个目的。轮圈的高度取决于轮圈部分中树脂的体积和轮圈剖面形状的扁率。轮圈部分中树脂的体积取决于在穿孔之前通孔位置处存在的树脂体积。也就是说,如果在保持通孔区的情况下选择薄膜的厚度,则轮圈部分中树脂的体积可以改变,并因此可以选择轮圈的高度。而且,如果按照温度的空间分布(例如,加热元件的形状或加到热能头上的能量)和温度的暂时改变(例如,加到热能头上的电力与施加时间相结合)选择加热装置,则轮圈剖面形状的扁率可以改变,并因此可以选择轮圈的高度。
在上述说明中,常常把热能头的加热元件叫做加热装置,但因为本发明一般可应用于用热给热收缩薄膜穿孔的现象,所以加热装置不限于热能头。在本发明中,激光束源,活化能源(altive energy source)及许多其它装置都可以用作加热装置。实例
下面以实例和对照例为基础说明本发明。在表1中列出在各个实例和对照例中制造模板的条件,穿孔构形的测得值,穿孔的评价和印刷品的评价。表1中所列的用于测量物理性质的方法如下。模板评价条件
在这些实例和对照例中,每个模板都用实验用制造模板的装置和热敏蜡纸制备,它们分别满足表1中所列的各个条件(亦即,分辨率、行距、加热元件尺寸、所加能量、周期、薄膜的物理性质)。热敏蜡纸的其它通用条件如下。关于材料,将各种混合比不同的聚酯树脂双轴式定向,以便形成具有表1中所列厚度和熔点的薄膜。将每张薄膜和35 μ m厚的混合纸与保持在它们之间的0.5g/m2的聚乙酸乙烯酯层压在一起,并且薄膜表面涂敷有0.1g/m2的硅酮树脂,来制备一种热敏蜡纸,上述混合纸具有单位重量为10g/m2,它由Manila大麻和聚酯纤维组成作为一种多孔基材。环境温度为室温。最小{4,0.05
Figure A0111924800221
(Px2.Py)}值
这表明公式(1)右边或公式(2)右边更小的数值。在本发明中,特别优选的是轮圈的高度不大于这个数值。热敏蜡纸薄膜表面的表面粗糙度
作为热敏蜡纸薄膜表面的表面粗糙度,利用一种非接触式三维形式测量仪器,即由Mitaka Koki K.K生产的NH-3(商品名称),通过在2.5mm的截止波长下,以30μm的纵向行距和横向行距,测量一面积为10mm×10mm、张紧在一平面上热敏蜡纸的敞开(无压力)薄膜表面,得到算术平均粗糙度Ra和10点平均粗糙度Rz。算术平均粗糙度Ra和10点平均粗糙度Rz如JIS B 0601“表面粗糙度-定义和表示”中所述。通孔直径,轮圈高度
制备具有实体图形的模板。用扫描式激光显微镜,即由Laser TecK.K.生产的1LM21(商品名称),测量与热量随时间变化状态相同的区域(特别是,在副扫描方向上制板起始线下游5mm-15mm内的区域)中模板穿孔的表面粗糙度,并得到在主扫描方向和副扫描方向上通孔的直径和穿孔的高度作为20个穿孔的平均值。通孔面积的信号-噪声(SN)比
制备具有实体图形的模板。用光学显微镜从电荷耦合器件(CCD)摄象机所摄的与热量随时间变化状态相同区域(特别是,在副扫描方向上,从制板起始线下游5mm-15mm内的区域)的模板图象中,用MitaniShoji K.K.生产的Image Analyzer Package MacSCOPE(商品名称)按照二元法(binarization)切开100个通孔的通孔,并由其得到通孔面积的SN比。
通孔面积的SN比是以“指标最好”为基础。如果该数值越大,则穿孔的面积不规则越小。穿孔的面积SN比取决于测量条件并且难以简单地评价。凭经验发明人认为,为了在从各个穿孔转印状态下得到均匀性,10分贝(db)或高于10db实际上是必要的,并且13db或高于13db是所希望的,而小于10db的SN比是麻烦的。印刷品评价条件
在实例和实施例中,将所得到的模板用人工围绕印刷鼓安装,供用模板印刷机印刷,该模板印刷是由Riso Kagaku Corporation在标准条件下(亦即,接通电源时错误调整(default setting)生产的Risograph(注用商标)GR 377和Risograph Ink GR-HD(商品名称,由Riso Kagaku生产)。环境温度为室温(25℃)。实体印刷部分的均匀性
关于实体印刷部分的均匀性,主观上按照下列判据对实体印刷部分中由穿孔构形不规则性所引起的显微位置(以约1mm或小于1mm的间隔)中密度不规则性程度进行评价:◎:密度不规则性一点也感觉不到。○:密度不规则性稍微观察到,但字符的实体转印率和照片的色调转印率是在实用水平上。△:字符的实体转印率在实用水平上,但照片阴暗部分的色调转印率差。×:密度不规则性显著,并且字符的实体转印率和照片的色调转印率二者都差。细字符变模糊
关于细字符变模糊,主观上按照下列判据对印刷品细字符部分中由穿孔构形不规则性所引起的变模糊(比如,局部没有连续线)的程度进行评价:◎:变模糊一点也感觉不到。○:观察到轻微的变模糊,但细字符(白色背景上的黑色字符)的转印率和照片明亮部分的色调转印二者都在实用水平上。△:细字符(白色背景上的黑色字符)的转印率在实用水平上,但照片明亮部分的色调转印率差。×:变模糊显著,并且细字符C白色背景上的黑色字符)的转印率和照片明亮部分的色调转印率二者都差。细字符的闭合
关于细字符的闭合,主观上按照下列判据对由穿孔构形不规则性所引起的闭合(在接近的两条字符线之间局部没有应该存在的空白)程度进行评价:◎:闭合一点也感觉不到。○:观察到轻微的闭合,但细字符(白色背景上的黑色字符)转印率和照片阴暗部分的色调转印率二者都在实用水平上。△:细字符(黑色背景上的白色字符)的转印率在实用水平上,但照片阴暗部分的色调转印率差。×:细字符(黑色背景上的白色字符)的转印率和照片阴暗部分的色调转印率二者都差。蹭脏
关于蹭脏,主观上按照下列判据对由油墨从一个印刷品的印刷表面转印到印刷之后直接放在该印刷品上的另一个印刷品背面所引起的玷污程度进行评价:◎:蹭脏一点也感觉不到。○:观察到轻微的蹭脏,但从具有大的实体印刷部分,因此油墨转印量大的原型(original)得到的印刷品是在实用水平上,并且它们可用作正式印刷品。△:在油墨转印量小的部分,如细字符(白色背景上的黑色部分)和明亮部分处印刷品是在实用水平上,但在油墨转印量大的部分,如大的实体印刷部分处,玷污显著。这些印刷品可用作非正式的印刷品,但不可用作正式印刷品。×:蹭污显著,在几乎所有的印刷部分处玷污都显著。这些印刷品甚至不可用作非正式印刷品。对热能头的影响
对热能头的影响涉及薄膜的树脂和粘结剂成分靠近加热元件固定或上胶的程度,及由于过多施加能量及加热元件过热而引起的加热元件恶化变质(亦即,热容下降)的程度。得到五百个具有B4尺寸的试验图形图象率为33%的图象并用于印刷,来评价模板的状态和印刷品的质量。而且,用光学显微镜观察加热元件附近热能头的状态。判据如下:◎:在开始试验和第500次试验之间的模板状态、印刷品质量和热能头状态方面没有改变。○:在加热元件附近观察到一些沉积物,但很轻微,并且未发现在开始试验和第500次试验之间模板的状态和印刷品质量有改变。△:在加热元件附近观察到沉积物,并且发现第500次试验和开始试验时相比,模板和印刷品质量变差。×:在加热元件附近观察到许多沉积物,或者加热元件变差到使热容降低,并且发现第500次试验和开始试验时相比,模板的状态和印刷品质量显著变差。对照例1
在主扫描方向和副扫描方向二者上以300dpi的分辨力将热敏蜡纸加工成模板,该模板在主扫描方向和副扫描方向二者上通孔的指标内径为60μm,并将该模板用于印刷。
在这种情况下,轮圈的高度大于公式(1)的数值,并且既不满足公式(1),也不满足公式(2)。例1
如对照例1所述制备模板并用于印刷,只是将薄膜的厚度制成和对照例1的4.5μm相比更薄,达3.5μm,并且相应地使所加的能量更小。结果,在每个通孔位置中存在的树脂体积减少,并且轮圈的高度减少。
在这种情况下,轮圈的高度满足公式(1)和公式(2)二者。例2
如对照例1所述制备模板并用于印刷,只是将薄膜的厚度制成和对照例的4.5μm相比更薄,达1.7μm,并且相应地使所加能量更小。结果,在每个通孔位置处存在的树脂体积减少,并且轮圈的高度减少。
在这种情况下,轮圈的高度满足公式(1)和(2)二者。对照例2
在主扫描方向上以300dpi的分辨力,在副扫描方向上以400dpi的分辨力,同时在主扫描方向上通孔的目标直径为59μm和在副扫描方向上通孔的目标直径为44μm,将热敏蜡纸加工成模板,并将该模板用于印刷。
在这种情况下,在主扫描方向上轮圈的高度大于公式(2)的数值,并且不满足公式(2)。例3
如对照例2所述制备模板并用于印刷,只是将薄膜的厚度制成比对照例2的4μm更薄,达1.7μm,并且相应地使所加的能量更小。结果,在每个通孔的位置中存在的树脂量减少,并且轮圈的高度减少。
在这种情况下,轮圈的高度满足公式(1)和(2)二者。对照例3
在主扫描方向和副扫描方向二者上以400dip的分辨力将热敏蜡纸加工成一种模板,该模板在主扫描方向和副扫描方向二者上通孔的指标直径为42.5μm,并将该模板用于印刷。
在这种情况下,在主扫描方向上轮圈的高度大于公式(2)的数值,并且不满足公式(2)。例4
如对照例3所述制备模板并用于印刷,只是将薄膜的厚度制成比对照例的4μm更小,达2.5μm,并且相应地使所加的能量更小。结果,在每个通孔位置中存在的树脂体积减少,并且轮圈的高度减少。
在这种情况下,轮圈的高度满足公式(1)和(2)二者。例5
如对照例3所述制备模板并用于印刷,只是将薄膜的厚度制成比对照例3的4μm更小,达1.7μm,并且相应地使所加的能量更小。结果,在每个通孔位置中存在的树脂体积减少,并且轮圈的高度减少。
在这种情况下,轮圈的高度满足公式(1)和(2)二者。对照例4
在主扫描方向和副扫描方向二者上,以600dpi的分辨力将热敏蜡纸加工成模板,该模板在主扫描方向和副扫描方向二者上通孔的指标内径为26μm,并将该模板用于印刷。
在这种情况下,在主扫描方向上轮圈的高度大于公式(2)的数值,并且不满足公式(2)。例6
如对照例4所述制备模板并用于印刷,只是将薄膜的厚度制成比对照例4的3.5μm更小,达1.7μm,并且相应地使所加的能量更小。结果,在每个通孔的位置中存在的树脂体积减少,并且轮圈的高度减少。
在这种情况下,轮圈的高度满足公式(1)和(2)二者。
表1
对照例1 例1 例2 对照例2 例3 对照例3 例4 例5 对照例4 例6
主扫描方向 分辨力 dpi 300 300 300 300 300 400 400 400 600 600
行距 px μm 84.7 84.7 84.7 84.7 84.7 63.5 63.5 63.5 42.3 42.3
通孔直径1 μm 61.7 58.6 61.2 57.2 61 43.8 43 43.9 26.5 26.4
轮圈高度1,2 μm 4.17 2.84 1.91 3.74 1.89 3.29 2.15 1.65 2.32 1.27
副扫描方向 分辩力 dpi 300 300 300 400 400 400 400 400 600 600
行距 py μm 84.7 84.7 84.7 63.5 63.5 63.5 63.5 63.5 42.3 42.3
通孔直径1 μm 60.8 59.2 59.8 42.9 44.4 42.7 41 41.9 26.9 25.8
轮圈高度1,2 μm 4.12 2.88 1.89 3.25 1.6 3.25 2.08 1.59 2.32 1.27
权利要求的数值 最小{4,0.05_(pxpy)} 4 4 4 3.67 3.67 3.18 3.18 3.18 2.12 2.12
热敏蜡纸的条件 薄膜厚度 μm 4.5 3.5 1.7 4 1.7 4 2.5 1.7 3.5 1.7
薄膜表面的算术平均粗糙度 Ra μm 1.41 1.37 1.42 1.2 1.45 1.5 1.11 1.27 1.02 1.47
薄膜表面的10点平均粗糙度 Rz μm 4.83 4.44 4.89 3.79 4.67 4.68 3.65 4.05 3.56 4.57
制造模板的条件 加热元件的尺寸3 μm 45×60 45×60 45×60 45×45 45×45 30×40 30×40 30×40 20×25 20×25
功率 mW 190 190 200 160 170 110 115 120 72 76
应用时间 μm 685 580 360 720 400 730 520 400 555 340
所加能量 μJ 130.2 110.2 72 115.2 68 80.3 59.8 48 40 25.8
周期 ms 4 3.5 2.5 4 2.5 4 3 2.5 3.5 2
穿孔的评价 通孔面积的SN比 db 8.3 10.6 13.6 8 13.2 7.7 10.5 13 6.8 12.2
印刷品的评价 实体印刷部分的均匀性 × × × ×
细字符的变模糊 ×
细字符的闭合 × ×
蹭脏 × × ×
对热能头的影响 × ×
注1:平均值注2:在没有相邻穿孔的一侧上数值注3:主扫描方向X副扫描方向
按照本发明,利用一种加热装置如热能头或激光束,以这种方式将热敏蜡纸的薄膜穿孔用于印刷,以致不要求加热装置具有高能或高温,但防止传热效率下降,改善制造模板的条件(比如,提供较低的能耗,缩短制造模板的时间和防止加热元件退化变质),及减少穿孔构形不规则性而同时保持足够的穿孔尺寸。因此,本发明给薄膜提供一种穿孔图形,该穿孔图形改善印刷图象的质量(比如,减少实体印刷部分的密度不规则性,减少细字符的变模糊和闭合,及减少蹭脏和渗透),并防止薄膜的熔化树脂沉积在热能头的加热元件上。

Claims (4)

1.一种生产模板的方法,该方法包括:提供一种具有热收缩膜的热敏蜡纸,和用一种加热装置选择性地加热上述薄膜,以便在形成对应于上述薄膜中图象的独立点状穿孔,因此每个上述穿孔都具有一个通孔和一个围绕上述穿孔并在上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有满足下列公式(1)和(2)的高度:
h≤4(μm)                             (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示以加热前薄膜的表面为基准的上述高度(μm),px表示在上述加热装置主扫描方向上的行距(μm),和py表示在上述加热装置副扫描方向上的行距(μm)。
2.用于由具有热收缩薄膜的热敏蜡纸生产模板的装置,包括一种加热装置,该加热装置选择性地加热上述薄膜,以便形成对应于上述薄膜中图象的独立点状穿孔,因此每个穿孔都具有一个通孔和一个围绕上述通孔并在上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有一个高度,该高度满足下列公式(1)和(2):
h≤4(μm)                            (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示以加热前薄膜表面的基准的上述高度(μm),px表示在上述加热装置主扫描方向上的行距(μm),在py表示在上述加热装置副扫描方向上的行距(μm)。
3.一种模板,它包括一种热收缩薄膜,该热收缩薄膜具有对应于一个图象的独立点状穿孔,上述穿孔通过用加热装置选择性地加热上述薄膜形成,其中每个穿孔都具有一个通孔和一个围绕上述通孔和在上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有一个高度,该高度满足下列公式(1)和(2):
h≤4(μm)                             (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示以加热前薄膜的表面为基准的上述高度(μm),px表示主扫描方向上的行距,而py表示副扫描方向上的行距。
4.一种蜡纸,它包括一种热收缩薄膜,该热收缩薄膜通过用加热装置选择性地加热上述薄膜而具有对应于一个图象的独立点状穿孔,因此每个上述穿孔都具有一个通孔和一个围绕上述通孔和在上述薄膜加热侧上凸起的轮圈,并且上述轮圈具有一个高度,该高度满足下列方程(1)和(2):
h≤4(μm)                                  (1) h ≤ 0.05 ( p x p y ) ( μm ) - - - - ( 2 ) 式中:h表示以加热前薄膜的表面为基准的上述高度(μm),px表示主扫描方向上的行距,和py表示在副扫描方向上的行距。
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