JP2017001297A - 印刷版へのインク塗布方法と版印刷装置及び品質管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷版へ均質にインクを供給、塗布することで、版検査における仮印刷を精度よくできるインク塗布装置、及び版印刷装置を提供すること。
【解決手段】インクを供給するインク供給部と、インク供給部からインクを供給されるインク保持部と、インク保持部からインクを受けるドラムと、ドラムからインクを受ける、被対象物を有する被対象物保持部と、を含み、ドラムには、版が配置され、版が、インクを受け、インク供給部は、インクを非接触で、インク保持部へ塗布する版印刷装置を用いる。
また、版をドラムに配置する配置工程と、インクをインク保持部に非接触で塗布する塗布工程と、インク保持部のインクをドラムの版の凸部に転写する第１転写工程と、被対象部保持部に被対象物を配置し、凸部の前記インクを、被対象物へ転写する第２転写工程と、を含む印刷版へのインク塗布方法を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷版へのインク塗布方法と版印刷装置及び品質管理方法とに関する。

現在、印刷版、特に、フレキソ印刷版（ダンボールなどへの印刷するための版）の品質検査（版の凹凸高さのムラ、版下データとの照合）は、仮印刷（ゲラ印刷）をし、版の出荷前にその印刷物を目視確認する事で行っている。仮印刷の場合、印刷版へのインク塗布は人手で行われている。

レーザーで版を検査する方法（特許文献１）もあるが、時間がかかる点、印刷状態の形状を測定できない等のため、実用化されていない。
従来の方法を図５の断面図で説明する。作製された印刷版（版２０）には、目的のパターンの凸部２６がある。作製した版２０（印刷版）をドラム２１の外周にセットする。版２０上、版２０の全体にインク２９を人がゴムローラー１０などを用いて塗布する。ドラム２１を回転させながら、ステージ２７を移動させる。ステージ２７上の被対象物２８（ゲラ紙）に、版２０の凸部２６上のインク２９を転写する。この被対象物２８上に転写されたインク２９（すなわち印刷物）を目視で確認することで、版２０の品質検査をしている。

なお、図５では、説明のため、凸部２６を大きく図に示している。しかし、実際は、凸部２６は、小さい。他の図でも同様である。

特開２０１０−２１４９４４号公報

しかし、この従来の仮印刷方法ではインク２９を版２０の凸部２６上に塗布する工程は人が行っているので、人手がかかり、また作業毎のインク塗布量にばらつきがあり、仮印刷した場合、印刷ムラが見られ、版２０の凹凸等の欠点検査が正確にできなかった。
インキ色についても単色は対応できたが、特色の対応は色目の再現等が発生して困難であった。

この発明では、版へのインク塗布工程において人の手を介さず、機械的に行うことで、インク塗布量を均質化し、版の検査精度を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するために、インクを供給するインク供給部と、インク供給部からインクを供給されるインク保持部と、インク保持部からインクを受けるドラムと、ドラムからインクを受ける、被対象物を有する被対象物保持部と、を含み、ドラムには、版が配置され、版が、インクを受け、インク供給部は、インクを非接触で、インク保持部へ塗布する版印刷装置を用いる。

また、版をドラムに配置する配置工程と、インクをインク保持部に非接触で塗布する塗布工程と、インク保持部のインクをドラムの版の凸部に転写する第１転写工程と、被対象部保持部に被対象物を配置し、凸部の前記インクを、被対象物へ転写する第２転写工程と、を含む印刷版へのインク塗布方法を用いる。

作製した版と、その版で上記版印刷機で仮印刷した被対象物と、をセットとして、第３者へ納品する版の品質管理方法、または、作製した版と、その版で上記版検査方法で被対象物に仮印刷したものと、をセットとして、第３者へ版を納品する版の品質管理方法を用いる。

本発明によれば、版へのインク供給に、ドラム、または、インク供給部（インクジェットノズル）、または、中間シート、またはこれらを組み合わせたものを用いる。これらによりインクを均質に供給することで、被対象物（ゲラ紙）上に均質なインク転写が可能となり、鮮明な仮印刷が実現し、インクジェットにより多様な色を再現することが可能となり、版の検査の精度が向上する。また、インク塗布作業において人手が必要無くなり、版検査コストの削減ができる。

（ａ）実施の形態１の検査装置の断面図、（ｂ）（ａ）のインク供給部とドラムの側面図、（ｃ）（ａ）のドラムの平面図 （ａ）〜（ｃ）実施の形態１のドラム表面でのインクの変化を示すドラムの平面図 （ａ）実施の形態２のインク供給部とドラムの側面図、（ｂ）〜（ｃ）実施の形態２のインク供給部とドラムの側面図 実施の形態３のインク供給部とドラムの断面図 従来の印刷版の検査装置の断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１：インクジェット）
実施の形態１のインク塗布装置及び版印刷装置を、図１を用いて説明する。

図１（ａ）は、印刷機１００の断面図である。図１（ｂ）は、ドラム１２とインク供給部１５との側面図である。図１（ｃ）はドラム１１の平面図である。
＜構成＞
印刷機１００は、インク供給部１５と、ドラム１２と、スクレバー１３と、ドラム１１とステージ１７とを含む。

インク供給部１５は、第１塗布ノズル５１を含み、第１塗布ノズル５１により、インク１９を非接触でドラム１２へ塗布する。ドラム１２上へ均質にインク１９を塗布する。インクジェット式のノズルが好ましい。
インクジェットによる印刷は、印刷対象物に接触させずに印刷でき、少量多品種の可変印刷に優れている。代表的なインクジェット印刷方式としては、ピエゾ式とサーマル式があり、ピエゾ式は、ピエゾ圧電素子を用いて圧力によってヘッドノズルからインクを吐出させる方式であり、サーマル式は、ヒ−タ部材を用いてインクに瞬時に熱を加えてインクの膜沸騰による気泡成長によってヘッドノズルからインクを吐出させる方式である。この違いのため、ピエゾ式の方がインクに使用できる原料の制限がサーマル式よりも少なく、様々な原料を選択することができる。

インク供給部１５にインクジェット方式のノズルを用いることで、均質な塗布量でインク１９を版３０に塗布でき、版３０から被対象物１８へ、インク１９を均質に転写印刷できる。被対象物１８を検査する。水系あるいは溶剤系で構成されるインク１９を吐出する場合は、ピエゾ圧電素子により加圧してインクを吐出するインクジェットが、好ましい。

スプレーでなく、１つの孔から１つのインクが吐出するものがよい。デイスペンサー的なもので、ノズルが複数あるものでもよい。この場合、インクは空中を飛んでもよい。この例では、インクをパターンとして塗布せず、均質な膜とするため、ノズルの開口（インク吐出口）は、小さい必要はない。

非接触の意味は、ノズルが、ドラムに接触しないことを意味する。ノズルとドラムとインクが連続して接触しないことである。
なお、インクジェットの場合は、インクが、空間を飛んで、ドラムに供給される。

ドラム１２は、円柱形状で、円筒の中心軸周りで、自転することでインク１９をドラム１１側へ転写する。ドラム１２、ドラム１１は金属ででき、円柱状、または、円筒形状である。
スクレバー１３は、ドラム１２上のインク１９の内、ドラム１１側へ転写されなかったインク１９を回収する。スクレバー１３は、板状の形状である。スクレバー１３は、弾性を有し、ドラム１１の表面に密着し、インク１９を取り除く。スクレバー１３は、金属板にシリコンゴムなどを張り付けたものである。

ドラム１１は、その表面に、版３０が配置される。版３０は、検査される印刷版である。ドラム１２からのインク１９をこの版３０で受け取る。版３０の表面の凸部１６で受け取る。版３０は、フレキソ印刷用に使用される樹脂凸版等の印刷版である。版３０は、ウレタン系樹脂やスチレンブタジエンゴム系樹脂からなる。

ステージ１７は、インク１９が転写される被対象物１８を移動させる台である。
なお、版３０の表面の凸部１６は、印刷パターンである。版３０ごとで異なる。被対象物１８は、紙、ダンボール、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の合成樹脂フィルムなどシート状のもので、インク１９をその上に保持できるものである。

＜プロセス＞
（１）検査すべき版３０をドラム１１へ、留め具６１（図１（ｃ））で設置する。版３０には、印刷すべきパターンである凸部１６がある。留め具６１でなく、ドラム１１の凹部へ版３０の端部を挿入し固定してもよい。版３０の両端をドラム１１へ固定する。

（２）ドラム１２の表面に、インク１９をインク供給部１５から、非接触で供給する。
（３）ドラム１２、ドラム１１を回転させ、インク１９を版３０の凸部１６へ転写する。
（４）ドラム１１を回転に合わせて、ステージ１７を移動させ、凸部１６のインク１９を被対象物１８へ転写する。

（５）被対象物１８に転写されたインク１９により、版３０の検査をする。被対象物１８上のインク１９のパターンが、目的とするパターンであれば合格である。ここで、この印刷は、仮印刷である。版３０の画像再現を検査するための印刷である。以下同じである。
ここで、ドラム１２の表面の変化を図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す。図２（ａ）〜図２（ｃ）は、ドラム１２の表面の平面図である。

＜ドラム１２上のインク１９の変化＞
最初、ドラム１２の表面には、図２（ａ）のように、インク１９はない。次に、インク供給部１５により、インク１９が、ドラム１２の表面に塗布される。次に、そのインク１９が、凸部１６で、一部取り除かれる。除かれた部分は、空地３１となる。その後、スクレバー１３で、インク１９が除かれ、図２（ａ）に戻る。

インク１９を、空地３１に塗布するのでなく、残ったインク１９を取り除いてから、インク１９を塗布する。残ったインクを使用しない理由は、以下である。残ったインク１９は、すでに、乾燥の程度が進んでいる。このため、新しく塗布されるインク１９との間で、分離や乗り上げなどが生じる。結果、インク１９が均質に塗布できない。

＜インク供給部１５＞
図１（ｂ）は、インク供給部１５とドラム１２の側面図である。インク供給部１５からインク１９は、非接触で、ドラム１２へ塗布される。
第１塗布ノズル５１は、レール３２にあり、レール３２上で移動できる。第１塗布ノズル５１はレール３２上を移動し、インク１９をドラム１１へ均質に塗布する。

塗布は、パターンでなく均質なベタな膜である。ドラム１２の版３０に相当する領域にインク１９が塗布される。
インク１９は、顔料もしくは染料、樹脂、有機溶剤で主に構成されている。また、ピエゾ式インクジェットプリンタでの吐出を安定させるためや、良好な印刷品質を得るためにこれら顔料、樹脂、有機溶剤以外に各種添加剤を使用してもよい。なお、各種添加剤としては、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤、分散剤、防腐剤、防カビ剤、表面張力調整剤、加水分解防止剤などが挙げられる。

なお、インク１９は、非接触で塗布させるので、低粘度のものを使用する。
ピエゾ式インクジェットプリンタに適したインク粘度は、２０〜２５℃の環境において、２ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ以下の範囲であり、２．５ｍＰａ・ｓ以上８ｍＰａ・ｓ以下の範囲がより好ましい。

また、インクの表面張力は、２０〜２５℃の環境において、２５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下の範囲であり、２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下の範囲がより好ましい。
これらの物性になるように、顔料、樹脂、有機溶剤および添加剤などの混合割合を調整するものである。

また、インクは、脂肪族、芳香族溶剤等の溶剤を用いないものが好ましい。これらの溶剤を使用したインクの場合、版３０の表面が化学的に影響を受けてしまう。さらに、版３０の洗浄において、付着したインクが取れ難いことや、人体に対する影響もあるためである。従って、インク１９は水系のインク、もしくは、版３０を溶剤浸食しないアルコール系インクが好ましい。

＜ドラム１１＞
図１（ｃ）は、ドラム１１の平面図である。ドラム１１の表面に版３０が、留め具６１により固定される。留め具６１は、ドラム１１の表面上にでないように、ドラム１１の凹部に配置されている。版３０には、その表面に凸部１６がある。

＜効果＞
（１）インク１９は、第１塗布ノズル５１で、非接触でドラム１１へ塗布される。このことで、インクの均質性が確保できる。従来では、接触式でインクを供給していた。この場合、ドラム１２の表面性、ドラムの寸法誤差などにより、インク１９の付着量に変化があった。インク１９を非接触で塗布するので、第１塗布ノズル５１の塗布性能のみに、インク１９の量が影響される。

（２）インク１９は、スクレバー１３で取り除かれる。インク１９は、ドラム１２の２回転目には、取り除かれる。
インク１９は、ドラム１２上に残ると、インクが乾燥し、インクの状態が変化する。また、乾燥し粘度が上がると、インク量が均質にならない。また、インクが、乾燥すると塗膜化してしまうため、凸部１６への付着性も変化する。

実施の形態では、インク１９は、ドラム１２が１周する間に取り除かれる。新しいインク１９で、均質にドラム１２へ塗布される。
（３）インク１９の粘度は低くしている。粘度が低いので、レベンリング性に優れ、インク１９の均質性が高い。

（４）インク１９を塗布ノズルで塗布するので、従来のゴムローラーでの供給と比べて、インク１９の量が少なくてよい。インク１９の乾燥など経時変化が少ない。
（実施の形態２：インク供給部）
図３（ａ）は、実施の形態１のインク供給部１５周辺である。図３（ｂ）、図３（ｃ）は、実施の形態２のインク供給部１５周辺である。記載しない事項は、実施の形態１と同様である。

図３（ａ）では、インク供給部１５では、第１塗布ノズル５１のみであった。
図３（ｂ）では、第１塗布ノズル５１、第２塗布ノズル５２、第３塗布ノズル５３および第４塗布ノズル５４の４つのノズルを有する。例えば、フレキソ印刷版の仮印刷用としては、プロセスカラーであるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の４種のインク１９が塗布でき、色ごとの検査ができる。塗布ノズルは４つ以上あっても良い。 複数の塗布ノズルがあることでいろいろな応用がある。

（１）複数の色のインクを供給できる。または、複数の種類のインクを供給できる。
（２）同時期に複数ノズルを使用できるので、インク供給の時間を短時間でできる。
（３）同時期に複数ノズルで重ねて塗布できるので、インク供給量（インク１９の厚み）を多くできる。

ノズルは、１つのレール３２上であるが、ノズルごとに、レール３２を複数設けてもよい。
図３（ｃ）では、さらに、洗浄ノズル５５がある。洗浄ノズル５５には洗浄液があり、洗浄液を塗布する。インク１９が水系なら水系の洗浄液、アルコール系ならアルコール系の洗浄液となる。

ドラム１２上のインク１９を洗浄し取り除く。版３０の検査終了時に、洗浄ノズル５５から、洗浄液をドラム１２へ塗布し、スクレバー１３で、ドラム１２を清掃できる。
または、異なるインク１９を使用する時に、洗浄を行う。

洗浄液は、インク１９のインク系に応じた溶媒を使用できる。
（実施の形態３：インク供給部）
図４は、実施の形態３の印刷機３００である。印刷機３００では、インク供給部１５を上記例と大きく変更している。その他、記載しない事項は、実施の形態１，２と同様である。

＜構成＞
インク供給部１５は、回収ロール７２と、供給ロール７３と、第１ロール８１、第２ロール８２と、第１塗布ノズル５１、中間シート７１を含む。
回収ロール７２は、中間シート７１を外周に巻くことで中間シート７１を回収するロールである。定期的に取り外され、中間シート７１は、廃棄される。中間シート７１の清掃は不要である。

供給ロール７３は、新しい中間シート７１を供給するロールである。供給ロール７３には、中間シート７１が、その外周に巻かれている。中間シート７１が無くなれば、新しいものと交換する。
第１ロール８１と、第２ロール８２とは、中間シート７１をその側面に接触させ、送るためのロールである。中間シート７１にテンションをかけられるように、それぞれ移動調整できる。

ドラム１１は上記例と同じである。ドラム２２は、上記例と異なる。ドラム２２の側面に被対象物１８をセットする。ドラム２２は、ドラム１１と合わせて回転する。結果、凸部１６上のインク１９が、被対象物１８に付着する。被対象物１８のインク１９を見て、版３０の評価をする。

なお、ドラム２２の代わりに、実施の形態１のステージ１７を用いることもできる。上方に設置する点から平板のステージよりドラムが好ましい。
インク供給部１５をドラム１１の下方に配置したことで、被対象物１８をドラム１１の上部へ配置した。このため、ドラム２２を用いて、その下面で、凸部１６のインク１９を被対象物１８に付着させるようにした。

＜動作＞
供給ロール７３と回収ロール７２とドラム１１とドラム２２を回転させる。それぞれ、速度は調整可能である。ただし、回収ロール７２を回転させることで、供給ロール７３がそれに従い回転する方式でよい。

第１塗布ノズル５１から、インク１９を中間シート７１へ均質塗布する。
中間シート７１のインク１９は、中間シート７１の移動により移動し、ドラム１１の下にくる。インク１９は、中間シート７１から凸部１６へ移動（転写）される。

インク１９が付着した凸部１６は、ドラム１１の回転で、ドラム１１の上方へ移動する。
インク１９は、凸部１６から被対象物１８へ転写印刷（仮印刷）される。
上記動作は、版３０の長さ分回転するまで続ける。その後、被対象物１８をドラム２２から取り外し、被対象物１８上のインク１９の状態を確認することで、版３０の検査を行う。

第１塗布ノズル５１は、インク１９を中間シート７１へ塗布するノズルである。
なお、検査では、元の凸部１６のパターンをデジタル化しておき、被対象物１８上のインクのパターンをデジタル化して、両者を比較するとよい。デジタル的に差分をとるとさらによい。

なお、ドラム、ロールは、円筒、または、円柱状である。金属、または、樹脂材料で作製される。
中間シート７１は、紙、プラスチックフィルム、金属ベルト、板金シートなど用いることができる。インク１９は、色ごとに、中間シート７１に均質塗布でき、色替えが簡易にできる。

中間シート７１が巻かれた供給ロール７３が取り付けられ、回収ロール７２は、中間シート７１を巻きとり出され、最終、廃棄される。
インク１９の洗浄が不要である。

中間シート７１は、回収ロール７２、供給ロール７３、第１ロール８１、第２ロール８２により、テンションがかけられる。その表面が平坦にされている。中間シート７１は、インク１９を均質に保持できる材質が選択される。
第１塗布ノズル５１と中間シート７１との間の距離が重要である。インク１９を精度よく一定量塗布する必要があるためである。そのため、中間シート７１の上面を基準に、ドラム１１、ドラム２２との位置が調整される。ドラム１１とドラム２２とは、それぞれ上下に正確に微細な位置調整が可能である。

この例では、第１塗布ノズル５１のみであるが、上記例のように複数のノズルを用いてもよい。版３０の洗浄用に、洗浄液を版３０へ塗布するノズル（スプレー式ノズルでもよい）を別途、ドラム１１の周辺に設けてもよい。
（なお書き）
なお、上記実施の形態は組み合わせができる。

また、版を作製、上記装置、方法で版を検査し、版と上記被対象物１８とを、依頼主（第３者）へ提供できる。検査結果がついた版として提供できる。
また、上記例では、中間シート７１、ドラム１２に一端、インク１９を塗布したが、ドラム１１の版に直接、塗布してもよい。また、被対象物１８も、ステージ、ドラム以外の対象物保持部に保持させてもよい。

結果、実施の形態の装置は、インクを供給するインク供給部と、インク供給部からインクを供給されるインク保持部と、インク保持部からインクを受けるドラムと、ドラムからインクを受ける、被対象物を有する被対象物保持部と、を含み、ドラムには、版が配置され、版が、インクを受け、インク供給部は、インクを非接触で、インク保持部へ塗布する版印刷機である。

また、実施の形態の方法は、版をドラムに配置する配置工程と、インクをインク保持部に非接触で塗布する塗布工程と、インク保持部の前記インクをドラムの版の凸部に転写する第１転写工程と、被対象物保持部に被対象物を配置し、凸部の前記インクを、被対象物へ転写する第２転写工程と、を含む版検査方法である。

本願発明は、版検査時の仮印刷に広く利用される。版は、フレキソ印刷版用樹脂凸版だけでなく、各種の版の仮印刷に利用できる。

１０ ゴムローラー
１１ ドラム
１２ ドラム
１３ スクレバー
１５ インク供給部
１６ 凸部
１７ ステージ
１８ 被対象物
１９ インク
２０ 版
２１ ドラム
２２ ドラム
２６ 凸部
２７ ステージ
２８ 被対象物
２９ インク
３０ 版
３１ 空地
３２ レール
５１ 第１塗布ノズル
５２ 第２塗布ノズル
５３ 第３塗布ノズル
５４ 第４塗布ノズル
５５ 洗浄ノズル
６１ 留め具
１００ 印刷機
３００ 印刷機

Claims (9)

1. インクを供給するインク供給部と、
   前記インク供給部から前記インクが供給されるインク保持部と、
   前記インク保持部から前記インクを受けるドラムと、
   前記ドラムから前記インクを受ける、被対象物を有する被対象物保持部と、を含み、
   前記ドラムには、版が配置され、前記版が、前記インクを受け、
   前記インク供給部は、前記インクを非接触で、前記インク保持部へ塗布する版印刷装置。
2. インクを供給するインク供給部と、
   前記インク供給部から前記インクが供給される中間シートと、
   前記中間シートから前記インクを受ける、第１ドラムと、
   前記第１ドラムから前記インクを受ける、被対象物を有する第２ドラムと、を含み、
   前記第１ドラムには、版が配置され、前記版が、前記インクを受け、
   前記インク供給部は、前記インクを非接触で、前記中間シートへ塗布する版印刷装置。
3. インクを供給するインク供給部と、
   前記インク供給部からインクを供給される第１ドラムと、
   前記第１ドラムから前記インクを受ける第２ドラムと、
   前記第２ドラムから前記インクを転写される被対象物するステージと、を含み、
   前記第２ドラムには、版が配置され、前記版が、前記第１ドラムの前記インクを受け、
   前記インク供給部は、前記インクを非接触で、前記第１ドラムへ塗布する版印刷装置。
4. 前記インク供給部には、インクジェット方式のノズルである請求項１から３のいずれか１項に記載の版印刷装置。
5. 前記インク供給部は、少なくとも１つ以上のインクジェット方式のノズルを有する請求項１から４のいずれか１項に記載の版印刷装置。
6. 版をドラムに配置する配置工程と、
   インクをインク保持部に非接触で塗布する塗布工程と、
   前記インク保持部の前記インクを前記ドラムの前記版の凸部に転写する第１転写工程と、
   被対象部保持部に被対象物を配置し、前記凸部の前記インクを、前記被対象物へ転写する第２転写工程と、
   を含む印刷版へのインク塗布方法。
7. 版を第１ドラムに配置する配置工程と、
   インクを中間シートに非接触で塗布する塗布工程と、
   前記中間シートの前記インクを前記第１ドラムの前記版の凸部に転写する第１転写工程と、
   第２ドラムに被対象物を配置し、前記凸部の前記インクを、前記被対象物へ転写する第２転写工程と、
   を含む印刷版へのインク塗布方法。
8. 版を第２ドラムに配置する配置工程と、
   インクを第１ドラムに非接触で塗布する塗布工程と、
   前記第１ドラムと前記第２ドラムを回転させ、前記インクを前記版の表面の凸部に転写する第１転写工程と、
   前記第２ドラムを回転させ、前記凸部から前記インクを被対象物に転写する第２転写工程と、
   を含む印刷版へのインク塗布方法。
9. 作製した版と、前記請求項１〜５のいずれか１項記載の版印刷機の前記被対象物、または、前記版を前記請求項６から８のいずれか１項に記載の版検査方法の前記被対象物、とをセットとして、第３者へ納品する版の品質管理方法。
   

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