JP2011011532A - グラビア印刷版 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、かつ縦スジ、泳ぎ、ムラなどの印刷欠陥の何れかを完全に防止することが可能なグラビア印刷版を提供することを目的とする。
【解決手段】円柱の側面に、凹状のセル１３が配列された凹版面１１ａを有したグラビア印刷版１である。この凹版面１１ａには、移動方向ｘとは異なる方向に延設されたブレード１００が当接される。各セル１３の開口形状は、同一の菱形で構成されている。この菱形は、円柱の回転による凹版面１１ａの移動方向ｘに対して、４５°を特異点として除き、かつ３０°より大きく６０°より小さい角度範囲で延設された４本の土手１７（４辺）で構成されている。４本の土手１７（４辺）は、移動方向ｘに対して同一角度で延設されている。
【選択図】図１

Description

本発明はグラビア印刷版に関し、特には印刷塗料のムラを防止可能なグラビア印刷版に関する。

グラビア印刷とは、複数のセルが規則的に配列された凹版を用いた印刷方式であり、写真画像などの高品質の印刷物を形成する際に広く利用されている。この印刷方式では、凹版に印刷塗料を付着させた後、ドクターブレードにて、凹版上に残存した余分な印刷塗料を掻き落とし、セルの中に充填された印刷塗料を被転写物に転移させることにより印刷物が得られる。転写の際には、非転写体上に転写された印刷塗料の各ドットがごく短い間に連結して平坦化され、塗膜を形成していく。

このため、得られる印刷物の塗料被膜の厚さが確保され、熱転写プリンター用インクリボンの作製のような、熱転写型塗料を基材フィルム上に所望の厚みを持ち、かつ均一にベタ印刷する場合に好適である。またグラビア印刷は、印刷塗料を選択する幅が広く、熱転写プリンター用インクリボンの作製のような。使用時に必要な特性を持たせた特殊な性質を有する塗料を使用することも可能である。また被転写物の選択幅も紙、プラスチックなどと広いために、様々な用途の印刷に用いられている。

以上のようなグラビア印刷においては、印刷物上における印刷塗料のムラを防止するために、凹版表面に形成されるセルの形状や配列の構成に関する様々な提案がなされている。例えば、菱形のセルの４辺が、凹版表面に圧接されるドクターブレードと６０°以上の角度をなすとともに、菱形の４辺のうち鋭角を形成する２辺が互いに対して３０°以上の角度をなす構成が提案されている（特許文献１）。また、隣り合うセル同士の形状が異なっており不規則に配列されている不定形セルの構成が提案されている（特許文献２）。

特開平１−１８７５６５号公報 特開２００７−１５２６４５号公報

しかしながら、以上のような構成のグラビア印刷版であっても、印刷物上における印刷塗料のムラを完全に防止することはできず、縦スジ、泳ぎ、ムラなどに類別される印刷欠陥が発生する。また特に特許文献２の構成は、セル設計が煩雑でコストがかかる問題もある。

そこで本発明は、低コストで、かつ縦スジ、泳ぎ、ムラなどの印刷欠陥の何れかを完全に防止することが可能なグラビア印刷版を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明のグラビア印刷版は、凹状のセルが配列された凹版面を有している。特に各セルの開口形状は、一の方向に対して４５°を除きかつ３０°より大きく６０°より小さい角度範囲で延設された４辺からなる同一の菱形で構成されている。なお、凹版面は、例えば一の方向を円周方向にした円柱側面に設けられている。また、凹版面は、一の方向とは異なる方向に延設されたブレードが当接され、当該ブレードに対して一の方向に相対的に移動する。

このような構成のグラビア印刷版を用いた印刷では、後述する実施例で明らかなように、縦スジ、泳ぎ、ムラなどの欠陥の何れかを完全に防止した印刷が行われることが確認された。またこのグラビア印刷版には、同一の菱形の開口形状を有するセルが設けられている。このためセル設計が容易である。

以上説明したように本発明によれば、低コストで設計されたグラビア印刷版を用いて、縦スジ、泳ぎ、ムラなどの印刷欠陥の何れかを完全に防止した印刷を行うことが可能になる。

実施形態のグラビア印刷版の構成を示す図である。 実施形態のグラビア印刷版における凹版面の要部拡大図である。 実施形態のグラビア印刷版におけるセルの容量形状を示す図である。 実施形態のグラビア印刷版を用いた印刷を説明する図である。

以下本発明のグラビア印刷版について、図面を用いて詳細に説明する。

≪グラビア印刷版の構成≫
図１は、本発明のグラビア印刷方式に用いられるグラビア印刷版の一例を示す図である。この図に示すように、グラビア印刷版１は、円柱１１の側面に凹状のセル１３を配列した凹版面１１ａを備えると共に、円柱１１における２つの円形底面の中心を貫く回転軸Φを備えたいわゆるグラビアロール構成である。本発明においては、このような構成のグラビア印刷版１におけるセル１３の形状および配列状態が特徴的である。

すなわち、各セル１３は、凹版面１１ａを法線方向から見た平面視的な開口形状が同一の菱形（いわゆる斜方形）である。この菱形は、凹版面１１ａに配置された凸条の土手１７で４辺が構成されている。各土手１７は、一の方向ｘに対して異なる２方向に延設されており、これらの土手１７のうちの４本の土手で囲まれた各菱形の部分が各セル１３となる。このため、各セル１３は、土手１７の延設方向に沿った２方向に直線的に配列されている。

ここで、本実施形態において一の方向ｘとは、円柱１１の回転による凹版面１１ａの移動方向ｘであり、円柱１１の円周方向に一致する。また本実施形態においては、円柱１１の回転によって移動する凹版面１１ａに対して、回転軸Φ方向にわたってブレード１００（いわゆるドクターブレード）が当接される。これにより、凹版面１１ａは、ブレード１００に対して相対的に移動方向ｘ（すなわち一の方向ｘ）に移動する構成となっている。

図２（１）および図２（２）には、凹版面１１ａの要部拡大図を示す。これらの図に示すように、各セル１３を構成する土手１７の延設方向は、移動方向ｘに対して同一角度を保って延設されている。つまり、各セル１３を構成する４条の土手１７と移動方向ｘとのなす角度θは同一である。これにより、全てのセル１３の菱形の対角は、移動方向ｘ上に位置する構成となっている。

以上の構成において、移動方向ｘと各セル１３を構成する４条の土手１７とのなす角度θは、４５°を特異点として除いた３０°より大きく６０°より小さい角度範囲である。すなわち角度θは、図２（１）に示すように３０°＜θ＜４５°であるか、または図２（２）に示すように４５°＜θ＜６０°である。

また好ましい角度θの範囲としては、４５°を特異点として除く３９°≦θ≦５１°の範囲であり、特に好ましい角度θは、θ＝３９°またはθ＝５１°である。

以上のような菱形の平面形状で構成された各セル１３は、印刷される画像に応じた深さを有するように形成されており、それぞれ画像に応じた量の塗料が充填される容積に構成されていることとする。

また、各セル１３の開口形状の大きさは、上記容積を達成する範囲で、平行に配置された土手１７間の間隔ｐが、ｐ＝２５．４μｍ（すなわち１インチ）÷ライン数（土手１７の数）であり、また、そのライン数が１００ラインから３００ラインまでの間であれば、特に限定されるものではない。

各セル１３の容積部分の形状（容積形状）は、例えば図３（１）に示すように、四角柱の内形形状であり、底部の形状が開口形状と略同一であることが好ましい。このような容積形状のセル１３は、例えばレーザ加工や、レジストパターンをマスクに用いた異方性エッチングによって形成されるが、セルの形成方法が限定されることはない。また他の例としては、例えば図３（２）に示すように、錐形の内径形状であり、底面に向かって開口形状が縮小される形状であっても良い。このような容積形状のセル１３は、例えばレジストパターンをマスクに用いたウェットエッチングのような等方性エッチングによって形成されるが、セルの形成方法が限定されることはない。

≪グラビア印刷版を用いた印刷方法≫
図４に、実施形態のグラビア印刷版１を用いた印刷装置、および印刷方法を説明するための図であり、円柱１１を円形底面の方向から見た図である。この図に示すように、グラビア印刷版１を備えた印刷装置には、ブレード１００と、インク液Ｌを収容するインク槽１０１と、円柱形状のガイド１０３とが設けられている。

グラビア印刷版１は、回転軸Φを水平に保った状態で、インク槽１０１内に収容されたインク液Ｌ１０１に一部を浸漬させる状態で配置される。ブレード１００は、インク槽１０１の上方において、グラビア印刷版１の凹版面１１ａの回転軸Φ方向にわたって加圧状態で当接されるように設けられている。尚、このブレード１００は、例えば回転軸Φ方向に沿って配置される。また、ガイド１０３は、グラビア印刷版１の回転方向におけるブレード１００の当接位置の下流側において、グラビア印刷版１の凹版面１１ａの回転軸Φ方向にわたって加圧状態で当接されるように設けられている。

以上のように構成された印刷装置を用いた印刷においては、グラビア印刷版１を回転させることにより、ガイド１０３を回転させた状態とし、これらの間に印刷対象物となるシート基材Ｓを挿入する。この際、移動方向ｘへの移動速度、すなわちグラビア印刷版１の回転速度に対応する塗布速度は、１００ｍ／ｍｉｎ．〜３００ｍ／ｍｉｎ．の範囲内であれば特に限定されるものではない。

これにより、インク槽１０１内のインク液Ｌに浸漬された凹版面１１ａ部分のセル１３にインク液Ｌが充填される。また、ブレード１００によって、凹版面１１ａ上の余分なインク液Ｌが掻き取られて除去される。そして、円柱状のガイド１０３によって凹版面１１ａに圧接されたシート基材Ｓ上に、セル１３内に残されたインク液Ｌが転写される。各セル１３からシート基材Ｓ上に転写されたインク液Ｌは、シート基材Ｓ上において流動して相互に連結する。これにより、シート基材Ｓ上にインク塗膜Ｌａが形成される。

以上のような実施形態のグラビア印刷版１を用いた印刷により、後述する実施例で明らかなように、縦スジ、泳ぎ、ムラの何れかの欠陥が防止されたインク塗膜Ｌａが形成できることが確認された。「縦スジ」とは印刷方向（移動方向ｘ）に沿って現れる印刷ムラであり、「泳ぎ」とは梨地状の印刷ムラであり、「ムラ」とはインクドットが印刷方向（移動方向ｘ）と垂直な横方向に連結しやすいことから来る横方向の濃淡ムラのことである。

これは、３０°＜θ＜４５°の範囲では、移動方向ｘと垂直な方向（回転軸Φ方向）に隣接するセル１３の中心間距離が、近すぎない範囲の程よい近さに保たれる。このため、基材シートＳ上に転写されたインク液Ｌがレベリングされる過程で、移動方向ｘと垂直な方向にインク液Ｌが程よく連結し易くなる。一方、θ≦３０°の範囲では、移動方向ｘと垂直な方向に偏ってインク液Ｌが連結し易くなるため、インク塗膜Ｌａにムラが発生するのである。

４５°＜θ＜６０°の範囲では、移動方向ｘに隣接するセル１３の中心間距離が、近すぎない範囲の程よい近さに保たれる。このため、基材シートＳ上に転写されたインク液Ｌがレベリングされる過程で、移動方向ｘにインク液Ｌが程よく連結し易くなる。一方、６０°≦θの範囲では、移動方向ｘに偏ってインク液Ｌが連結し易くなるため、インク塗膜Ｌａに縦スジが発生するのである。

またこのグラビア印刷版１には、同一の菱形の開口形状を有するセル１３が設けられている。このためセル設計が容易である。この結果、低コストで設計されたグラビア印刷版１を用いて、縦スジ、泳ぎ、ムラなどの印刷欠陥が完全に防止された印刷を行うことが可能になる。

尚、以上説明した実施形態においては、セル１３が配置された凹版面１１ａを円柱１１の側壁に設けた構成を説明した。しかしながら、凹版面１１ａは平面に設けられていても良い。この場合、凹版面１１ａはブレード１００が当接され、ブレード１００が当接された方向とは異なる方向に凹版面１１ａが相対的に移動する構成で有ることは同様である。ただし、この移動は、凹版面１１ａの面内での移動または凹版面１１ａ上においてのブレード１００の移動による。このような構成において、移動方向ｘを一の方向とし、この移動方向ｘに対するセル１３の開口形状を、上述した第１実施形態と同様に設定すれば良く、同様の効果が見込まれる。

尚、本発明のグラビア印刷版を用いた印刷方法は、ベタ膜状のインク塗膜Ｌａの形成に適用可能である他、インクリボンのように各色のインク塗膜および保護膜を面順次に形成する場合にも適用可能である。ベタ膜状のインク塗膜Ｌａを印刷形成する場合であれば、グラビア印刷版１における凹版面１１ａの全面にセル１３を設ける。そして、印刷対象物となるシート基材Ｓを介して、円柱１に対して常時ガイド１０３を加圧させて印刷を行う。一方、インクリボンのように各色のインク塗膜および保護膜を面順次に形成する場合であれば、例えばグラビア印刷版１における凹版面１１ａには、移動方向ｘと垂直方向にセル１３のない領域を延設しておく。またこれと組み合わせて、印刷対象物となるシート基材Ｓを介しての円柱１に対するガイド１０３の加圧と、加圧の解除とを繰り返し行うようにしても良い。これにより、移動方向ｘと垂直方向に延設された帯状のインク塗膜ＬａをシートＳ上に所定間隔で配列形成する。以上のような印刷を、インク塗膜および保護膜の種類毎に、面順時に繰り返し行えば良い。

次に、実施例１〜６および比較例１〜４において各構成のグラビア印刷版を作製し、これらのグラビア印刷版を用いて印刷を行った結果を説明する。

＜グラビア印刷版＞
図１および図２を用いて説明した実施形態の構成において、凹版面１１ａの移動方向ｘと菱形のセル１３を構成する辺（土手）の延設方向とのなす角度θをそれぞれに設定した実施例１〜６および比較例１〜４の各グラビア印刷版を作製した。尚、各セル１３の容積形状は、図３（１）を用いて説明したように、角柱形状に類似した形状であり、底部の形状が開口形状と略同一とした。また、平行に配置された土手１７間の間隔が１００μｍ程度、すなわちライン数では２５０ラインとした。さらに全セル１３の深さは３０μｍとした。

＜グラビア印刷版を用いた印刷＞
作製した各グラビア印刷版を用い、図４を用いて説明したと同様の構成により、インク液Ｌをシート基材Ｓ上に印刷してベタ膜状のインク塗膜Ｌａを形成した。この際、インク液Ｌとしては、下記組成で調整したインクリボン用のインク液を用いることで、熱転写型のインクからなるインク塗膜Ｌａを形成した。尚、インク液の粘度は、５［ｍＰａ・ｓ］から２００［ｍＰａ・ｓ］の間であれば良く、ここで用いたインク液の粘度は４０ｍＰａ・ｓ］である。
染料（Yellow、Magenta、Cyanインク）
ポリビニルブチラール
メチルエチルケトン
トルエン

また、シート基材Ｓとしては、三菱樹脂性ＰＥＴフィルム（Ｋ６０４Ｅ４．５Ｗ）を用いた。さらに、塗布速度（移動方向ｘへの移動速度）は、１５０ｍ／ｍｉｎ．とした。

＜評価結果＞
実施例１〜６および比較例１〜４のグラビア印刷版を用いて印刷されたベタ膜状のインク塗膜Ｌａについて、均一な塗工面が形成されているか否かを縦スジ、泳ぎ、ムラの各項目に関して比較した。この結果を角度θと共に、下記の表１に示す。尚、上述したように、「縦スジ」とは印刷方向（移動方向ｘ）に沿って現れる印刷ムラであり、「泳ぎ」とは梨地状の印刷ムラであり、「ムラ」とは印刷方向（移動方向ｘ）に垂直な横方向にはいる濃淡のムラである。

表１に示すように、本発明を適用し、角度θが４５°を特異点として除く３０°＜θ＜６０°に設定された実施例１〜６のグラビア印刷版を用い印刷物では、縦スジ、泳ぎ、ムラの少なくとも１つは完全に防止され、本発明の効果が確認された。これに対して、本発明が適用されていない比較例１〜４のグラビア印刷版を用い印刷物では、縦スジ、泳ぎ、ムラの全てが発生した。

また特に、角度θが４５°を特異点として除く３９°≦θ≦５１°に設定された実施例２〜５のグラビア印刷版を用い印刷物では、縦スジおよび泳ぎの両方を完全に防止できることが確認された。さらに角度θ＝３９°または角度θ＝５１°に設定された実施例２，５のグラビア印刷版を用い印刷物では、縦スジ、泳ぎ、ムラの全てを完全に防止できることが確認された。

以上のように本発明によれば、熱転写プリンター用インクリボンのように使用時に必要な特性を持たせた特殊な性質を有する熱転写型のインク塗膜Ｌａを、基材フィルムＳ上に所望の厚みを持ち、かつ均一にベタ印刷する場合であっても、縦スジ、泳ぎ、ムラなどの欠陥の少なくとも１つを完全に防止できることが確認された。

１…グラビア印刷版、１１…円柱、１１ａ…凹版面、１３…セル、ｘ…移動方向（一の方向）、１００…ブレード、θ…角度

Claims (6)

1. 凹状のセルが配列された凹版面を有し、
   前記各セルの開口形状は、一の方向に対して４５°を除きかつ３０°より大きく６０°より小さい角度範囲で延設された４辺からなる同一の菱形で構成されている
   グラビア印刷版。
2. 前記角度範囲は、前記一の方向に対して４５°を除きかつ３９°以上で５１°以下である
   請求項１に記載のグラビア印刷版。
3. 前記凹版面は、前記一の方向とは異なる方向に延設されたブレードが当接され、当該ブレードに対して前記一の方向に相対的に移動する
   請求項１または２に記載のグラビア印刷版。
4. 前記菱形を構成する４辺は、前記一の方向に対して同一角度で延設されている
   請求項１〜３の何れかに記載のグラビア印刷版。
5. 前記凹版面は、円柱の側面に前記一の方向を円周方向にして設けられている
   請求項１〜４の何れかに記載のグラビア印刷版。
6. 前記各セルの底部の形状は前記開口形状と略同一である
   請求項１〜５の何れかに記載のグラビア印刷版。

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