JP4392779B2 - 広い面積部分の全面印刷のための凹版印刷方法 - Google Patents

広い面積部分の全面印刷のための凹版印刷方法 Download PDF

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Description

【0001】
本発明は、凹版印刷による、広い面積部分の全面印刷のための印刷板に関し、また、この印刷板の製造方法に関し、さらに、凹版印刷によって製造され広い面積部分を備えた画像を有するデータキャリアに関する。
【0002】
凹版印刷において、平面表示は、近接して彫刻されたラインによって生成するものとして知られており、通常、彫刻された各ラインの幅はわずか1mmであり、これらのラインは彫刻されていない部分によって離間している。
【0003】
印刷動作では、印刷板上に彫刻されたラインにインキが充填される。払拭シリンダまたはドクターブレードによって、余分なインキが印刷板から除去され、これにより、彫刻ラインの縁まで一杯にインキが満たされる。同時に、彫刻ラインを分割する部分がこの動作で清掃される。
【0004】
印刷中に、印刷すべきデータキャリア、つまり一般には紙が、表面が弾性を有する圧力シリンダによって、印刷板上に高圧下で押圧される。これにより、データキャリアは、印刷板のインキが充填された彫刻ライン内に押圧され、インキと接触する。データキャリアが彫刻ラインから離される際に、彫刻ラインの凹部からインキを引き出す。こうして印刷された画像は印刷ラインを備え、この印刷ラインは、彫刻の深さによって変わるインキ層の厚さにより変化する。
【0005】
凹版印刷に透明インキを使用する場合、白いデータキャリアに薄いインキ層で印刷すると明るい色調が得られ、厚いインキ層で印刷すると、より暗い色調が得られる。
【0006】
他の通常の印刷法と比較すると、凹版印刷法は、非常に厚みのあるインキ層の印刷画像を生成することができる。彫刻の深さが十分であれば、印刷された印刷画像は肉眼でも確認することができる。従って、微細な彫刻を用いれば、極細でシャープな印刷ラインを得ることができる。
【0007】
凹版印刷は、ライン構造に区分された非常に高品質な印刷画像を提供することができるが、広い面積部分、つまり約1mmおよびこれ以上の幅のラインに連続して印刷することができないという欠点を抱えている。これは、インキを充填した印刷板が払拭される際に、広い彫刻領域において、余分なインキだけでなく、彫刻領域内からもインキが除去されてしまうためである。これにより、該彫刻領域においてはインキ表面が印刷板表面のレベルよりも低くなってしまう。印刷板の彫刻領域内に押圧される紙はどの部分においてもインキ表面に到達できないため、印刷された画像には隙間ができ、その印刷物は使い物にならなくなる
【0008】
そこで、本発明の課題は、見る側に均一なインクの印象をもたらす、凹版印刷によって広い面積の印刷画像領域の全面に印刷できる方法を提供することにある。
【0009】
この課題は、本発明の独立請求項の特徴により解決することができる。従属請求項はその発展である
【0010】
本発明は、印刷板彫刻部内に充填されたインキに対する払拭シリンダの作用を阻止または最小化するための所謂パーティションを彫刻部内に設けることによって、印刷シリンダまたは印刷板を払拭する際に、彫刻領域からインキが払拭されることを防止できることを認識することから始まる。払拭の最中に、払拭シリンダによって印刷板表面上に押し流された余分なインキの波が、流体力学効果により彫刻部内のインキも取り去ってしまうことが予想される。パーティションは、彫刻部内のインキが全体量のインキと共に移動して払拭シリンダのインキの波と一緒に運び去られることを確実に阻止する。そのため、パーティションは、広い領域にわたる彫刻部を、印刷中にインキを印刷板表面と垂直な方向に取り出すことができるが、印刷板表面に対して平行な払拭時にはインキを取り去ることはできない、隣接した「区画」またはに分割する。
【0011】
パーティションは、印刷シリンダの回転方向に対して横方向に配設されることが好ましい。この配列であれば、払拭工程中にインキの波が分断されるため、印刷板表面上で起こっている払拭工程から彫刻部内のインキが流体動力学的に分離される。
【0012】
パーティションを払拭方向に対して横方向に配置することが不可能な場合は、インキの払拭に関して微細構造彫刻部が持つのと同様の機能をパーティションに付与すれば、パーティションは広い面積の彫刻部の少なくとも一部に影響を与えることができる。
【0013】
基本的な本発明のアイディアを最良の形態において斟酌した場合、彫刻領域に、払拭方向に対して横方向にパーティションを設けることが好ましい。払拭方向に沿って延びる彫刻ラインは、このパーティションにより、彫刻ラインを隣接した個々の部分に区分することができる。払拭方向に対して横方向または斜め方向に延びる彫刻部が、彫刻部のに平行に延びるのが好ましいパーティションにより、彫刻ラインの少なくとも長さ方向において分割される。
【0014】
彫刻部が非常に幅広い彫刻ラインを構成するだけでなく、x、yの方向に向かって同じようにのびる、広い領域にわたって彫刻された要素を含んでいる場合には、さらに、パーティションをスクリーンとして機能させることができる。つまり、例えば、払拭方向に対して縦または横方向にのびる交差パーティションを提供することができる。またさらに、ハニカム形態などの同心円形のパーティションを提供することが可能である。このようなパーティションの形態では、払拭方向から独立したパーティションの機能を保証する上であらゆる場合において有利なだけでなく、パーティションが優れた機械安定性を備えているという面でも有利である。
【0015】
本発明が提供する、凹版印刷板の彫刻部内に設けたパーティションは、0.5mmよりもい幅を持つ彫刻ラインであれば特に有利であることが既に証明されている。また、1mmあるいはそれ以上の幅の彫刻ラインについては、ほとんど必須であることが証明されている
【0016】
パーティションの高さは、試験で示されているように、比較的大きな幅で変えることが可能である。パーティションが印刷板表面の高さで終端している場合には、断面で見た際にパーティションの形状が確実にくさび形に傾斜するようにしなければならない。これにより、彫刻部が、一方で最良の形態の個別のまたは区画に分割され、他方で鋭角の先端を持つパーティションが印刷を中断することがなくなる。
【0017】
パーティションの上端を印刷板表面のレベルよりも下に下げた場合、パーティションの断面形状はくさび形から逸脱して、台形、丸みを帯びた形状、またはその他の形状とすることができる。この場合には、パーティションの上端は常に印刷板表面のレベルの下に配置され、常にインキで覆われているため、いかなる場合にも、連続した印刷領域を確実に生成させることができる。
【0018】
印刷板表面のレベルに上端が正確に終端しているパーティションを使用すると、払拭シリンダの表面が比較的早く損耗してしまうことがわかっている。この問題は、上端を少なくとも2〜5μm下げることで解決される。この理由から、こうした最小限の下げどのような場合においても推奨できるものである。
【0019】
さらに、試験によって、パーティションの上端をより大きく下げることが可能なことがわかっている。従って、彫刻部の深さにより、端部を印刷板表面のレベルよりも最大で約50%下げることも可能である。
【0020】
パーティションが、彫刻部の深さを基準にして50%以上の高さ(以降の説明では振幅とも呼んでいる)を有する場合には、生成された印刷領域上のインキ層表面に「刻み目」を形成する。このような広い面積にわたる彫刻部によって生成された印刷領域は、インキで連続的に印刷されるため、パーティションによる表面レリーフが生じる。表面レリーフは、パーティション振幅を彫刻部の深さ75〜100%の範囲で選択した場合に特に発生する。例えば60%の範囲といった低い振幅では、この表面レリーフは弱くなってゆき、最終的には約50%の振幅で完全に消滅してしまう。50%未満の値では、特に深い彫刻部を使用する際に、印刷物を不良にしてしまう隙間や中断といった印刷エラーの発生が増加することを予期しなければならない。
【0021】
試験は、5μmから約150μmまでの彫刻部の深さが本発明に適用するのに最適であることを最終的に示した。一般の印刷画像に最も適していることが証明された好ましい彫刻部の深さは10〜60μmであった。従来の凹版印刷インキを使用して、かなり透明色効果を持ったインキ層が得られ、また、彫刻部の深さを若干変更することにより、見てわかる色調の変化を容易に導くことができる。飽和した不透明なインキによってインキ層を印刷する場合には、約60〜100μmの範囲の深さの彫刻部が特に適当である。当然のことながら、正確な値は扱われるインキの色が明るいか暗いかによって変化する。
【0022】
触って容易にわかるレリーフを備えたインキ層構造の生成には、深さが100μmおよびそれ以上の彫刻部が特に適当である。
【0023】
表面レリーフが示す印刷のさらに細かい微細構造は、補助手段(拡大鏡)なしで見た場合にはわかりにくい。これは少なくとも、約20〜150μmの間隔を有するくさび形のパーティションによる微細構造とみなされる。150μm〜約400μmの間隔を有するパーティションは肉眼でも認識することができるが、印刷されたインキ面の平坦な印象を全く損なわない。くさび形ではなく断面が台形のパーティションを使用した場合、表面レリーフの刻み目がより広く、つまり平らになる。パーティションによって形成されたスクリーンは創造的な要素でもあるため、このような構造によって、印刷上に創造的な影響を与えることが可能になる。パーティションがスクリーンではなく、文字や記号などの形状に彫刻部内に形成されている場合には、これらの文字や記号もやはり印刷上に認識することができる。
【0024】
パーティションの間隔を500μmよりも拡大すると、インキの隙間、中断しみといった上述の印刷エラーの発生が増加する。
【0025】
凹版印刷板の製造が最も費用のかかる印刷板製造方法の1つであることを考えると、彫刻部内にパーティションを追加することにより、問題増大させてしまうことが容易にわかる。これは、本発明の機能にはパーティションの形態度、振幅、配置のみでなく、ミクロン領域の精密性も必要であることからも一層である。このような印刷板の製造は、手作業またはエッチングの手段では不可能である。そこで、本発明の印刷方法および印刷板は、偽造および模造に対して高い安全性を確実に提供する。
【0026】
しかし、このような印刷板は、同一出願人による国際特許出願公開第97/48555号で説明された彫刻装置により製造が可能である。この装置は、コンピュータ制御により凹版印刷板を工作することができる。2次元線画のラインがコンピュータで検出され、各ラインの領域が正確に定義される。回転彫刻刀またはレーザビームのような彫刻工具を用いて、まずこれら領域の輪郭を彫刻して領域の境界を明確にする。次に、同一のまたは別の彫刻工具を使って、この境界付けた領域を取り除き、線画に対応する全体のラインを正確に彫刻する。彫刻工具の特性と制御により、彫刻部の底部特定の凹凸(平滑な表面の代わりに)も、任意の振幅、異なるフランク角、または精密な断面形状を備えた本発明によるパーティションも作成することができる。上述したように、本発明の機能からすれば、パーティションの最小限の振幅を彫刻部の深さの約50%程度にすることが重要である。この値に明らかに満たない値の場合、インキは平滑な彫刻部の底部よりもよく付着するが、広い面積の彫刻要素に上述した印刷エラーが発生することは避けられない。
【0027】
本発明によれば全く新しい凹版印刷板の設計の可能性が提供される。広い面積を印刷する彫刻部を用いることで、1mmから10mm以上の幅と、40μm以上のインキ層の厚さとを備えた彫刻ラインの製造が可能になる。また、凹版印刷により、大きさ数cmの連続した幾何学的領域を問題なく印刷することができる。
【0028】
印刷の微細構造は、スクリーン形状、または文字や記号形状の両方に形成することが可能である。最も粗い微細構造選択された場合でも(パーティション間隔は約500μm)、印刷されたデータキャリアに対応する偽造印刷を増大させてしまう周知の印刷法で模倣することは不可能である。従って、この微細構造は、既にそれ自体が高品質な凹版印刷の使用だけでなく、前記国際公開第97/48555号に記載されている、高額なため偽造が不可能な彫刻装置の使用が有効であることを証明するものである。
【0029】
本発明のさらなる利点が、以降の実施の形態の説明から明らかになるであろう。
【0030】
図1は、表面2に、インキを受容するべく所与の深さtで彫刻部分3を形成した印刷板1の詳細を示す。断面図で示すこれらの彫刻部分は、紙面に対して垂直に、直線的に延びており、また、平行に延びる凹部の間にパーティションを設けるように形成され、パーティションの上縁5は印刷板表面2と同じレベルに並んでいる。パーティション4は、一方で、彫刻部3形成された凹部からインキが払拭されることを防止し、他方で、サブストレートに転写されるインキ層を形成する。サブストレートの印刷は、彫刻領域全体にインキを塗布して行う。
【0031】
平行に延びる彫刻部3に関する詰まり具合は、パーティションの上縁5の間隔dに対応する。凹部3を彫刻する最中における彫刻工具の移動ピッチがパーティション上縁間隔dに対応する図1〜図3に示す場合において、間隔dは20〜150μmの範囲にあることが好ましく、また、補助手段なしでは認識不可能な微細構造を作成するためには約50μmの間隔が特に好ましい。
【0032】
パーティションにより生じるインキ層の厚さの変化により、印刷されるインキ層内に、肉眼で普通に見た状態では確認できない微細構造が形成され、この変化が、電子写真技術またはその他の印刷のいずれによっても複製不可能な隠れた安全機能として働く。
【0033】
印刷されるインキ層の微細構造にも関わらず、人間の眼には一様な色の印象を呈する色の印象または感知した色調の強度は平均的なインキ層の厚さによって変わり、また所定のフランク角αにおける彫りの深さtによって調整することができる。
【0034】
図2は、より淡い色調を作る薄いインキ層を印刷するための印刷板を断面図で示している。図1、図2に示す印刷板上に彫刻を施した領域広さは等しく、彫刻部3のフラン角αも同一である。図2に示す彫刻部の深さtは図1よりも浅いため、彫刻されたラインのオフセットに関しより狭い間隔d選択される。連続したインキ面を印刷するために、彫りの深さtとパーティション上縁5の間隔dを、印刷板表面2のレベルの平坦な水平部分が彫刻領域内に生じないように、フラン角αを考慮して選択することが必須である。
【0035】
図3は、彫刻領域の広さは図1、図2の例と同じである。彫刻部の深さt図1と同一である。パーティション4は異なるフランク角βを有するが、図3による印刷板で転写されたインキ層の平均層厚さは、図1による印刷板で印刷したものと同じである。図1と図3の印刷板は、パーティション5の間隔dが異なるために違った微細構造を有するにも関わらず、これらの印刷板で同じ色調の領域が印刷される。
【0036】
しかし、図2、図3の印刷板は同じパーティション間隔dを持ち、同一周期性を持った微細構造を形成するが、フランク角(α、β)が同じでないため、異なる平均厚さと色調のインキ層が得られる。
【0037】
彫刻部3は、彫刻刀の中心線から計った先端角度が彫刻部のフランク角に対応する彫刻刀を回転させて形成することが好ましい。フランク角は15〜60°の範囲内にあることが好ましく、また、この範囲が30〜50°であれば特に好ましい。好ましい先端角度を持った機械彫刻工具は他のものよりも寿命が長い。望ましいフランク角を持つ印刷板は、鋳造技術を用いることでより簡単に複製することができ、さらに、特に望ましい印刷特性が得られる。パーティション形状(断面図)はくさび形の形状であることが好ましい。しかし、これ以外の形状、特に波形や正弦形の形状を用いることも可能である。パーティション4の断面形状は、彫刻工具の形状設計の可能性によってのみ制限される。
【0038】
微細構造のラインから隣接するラインまでの移行領域におけるインキ層の厚さをゼロでない限られた値に減じる場合には、図4、図5に示す構造を利用することが適切である。
【0039】
図4に示すエンボ板は、微細構造を形成する凹部を彫刻した後に、パーティションの外に向いている先端部を除去して作成する。あるいは、まず彫刻する領域全体を深さaだけ切除し、次に、凹部を彫刻して微細構造を形成してもよい。したがって、パーティションの外向きの先端印刷板表面2からaだけ下っている。以下の説明で、パーティションの残存する高さを振幅bと呼び、これは、彫刻部の深さtとパーティションの下り量aとの差から生じる。このような印刷板で印刷したサブストレートが、最大振幅bを持つ微細構造で調整された、厚さaを持ったインキ層を装備する彫刻領域の全体に亘って設けられている。この例において台地状に形成されたパーティション上端部は、印刷画像中に微細な光のラインを生じさせる。パーティション4を形成する彫刻ラインの対応する振舞いにより、台形のパーティション4によって印刷画像中に明るい線模様、文字、および記号を再現することができる。
【0040】
図5に示す実施の形態によれば、パーティション上縁5が印刷板表面2のレベルよりも下になるように、所定のフランク角αと所定の彫刻深さtにおいて、各々の彫刻ライン間のピッチを非常に小さくするべく選択することで、距離aだけ下ったパーティションを得ることができる。
【0041】
パーティションを下げることは、払拭シリンダのプラスチック表面がパーティションの4の尖端と直接接触することを防止し、それにより、払拭シリンダと印刷板の微細な彫刻構造との両方の消耗を減少できるため有益である。パーティションの下げ量aは、印刷板表面2のレベルから2〜5μmであることが好ましい。転写されたインキ層の微細構造として整った彫刻部分を確実に得るには、振幅bを彫りの深さtの50%よりも大きくするべきである。
【0042】
図6は、本発明のパーティションで補された彫刻部の応用形を示す。この実施の形態では、パーティション4はより広い間隔dで配置されている。図1〜図5の実施の形態とは反対に、ここでは、パーティション間隔dは、凹部を彫刻する際の彫刻工具の移動ピッチとは関係ない。間隔dは500μmよりも狭いことが好ましい。パーティション4の間には彫刻部の水平底面6が形成されており、この底面6は、インキの粘着性を向上するために表面の粗さを選択的に調整してある。表面の粗さは、彫刻工具の尖端角度と尖端半径の形状を選択することにより、また、彫刻された2本のライン間の、彫刻方向に対して横方向のピッチに適切な値を設定することにより調整される。
【0043】
本発明の好ましい実施の形態によれば、彫刻部3は、彫刻された領域において彫りの深さが一定でなく、1方向に沿って連続して増加または減少するように印刷板表面2に組み込まれている(図7a、7b)。各彫刻ラインの最深点が印刷板表面に対して傾斜した平面上に来るようにした彫刻部の深さの応用形を用いることも好ましい。印刷板の断面平面上にある最深点が、例えば放物線や双曲線によって示される曲線上に並ぶように彫刻部の深さを変更することも可能である。彫刻部の深さを変更することにより、特に、5〜60μmの間で深さを変更する場合には、連続して印刷された1つのインキ面内で感知される色調を変えることができる。
【0044】
図7aの実施の形態では、全ての彫刻部を通してパーティションの間隔dと高さは一定であるが、図7bの応用形では、パーティションの間隔と高さの深さと共に増加している(d>d)。
【0045】
1枚の印刷板上で、異なるタイプおよび形状の彫刻部と異なるパーティション形状を組み合わせることが可能である。さらに、異なるタイプの彫刻部またはパーティション形状を相互に接続して領域を形成し、これに対応する応用形を完成した彫刻領域において実施することもできる。また、第1彫刻部上に第2彫刻部を重ねることもできる。第1彫刻部と第2彫刻部を同様に、平行する、好ましくは直線の彫刻ラインに形成した場合、いわゆる網目スクリーンが得られる。第1、第2彫刻部のラインが互いに20〜90°の角度、特に40〜70°の角度をなす場合は、彫刻部のインキ粘着性が特に優れたものとなり、同様に彫刻された印刷板の印刷特性に有益に働く。さらに、これに印刷されるインキ層の色調は非常に一定したものとなる。
【0046】
第1彫刻部とこれに重ねる第2彫刻部は、形状、深さおよび/またはラインピッチの異なる彫刻工具を使って形成することができる。好ましい網目スクリーンの場合、これらの工具を用いると周期的に中断したパーティションが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 印刷板の彫刻を施した部分を詳細に示す断面図
【図2】 印刷板の彫刻を施した部分を詳細に示す断面図
【図3】 印刷板の彫刻を施した部分を詳細に示す断面図
【図4】 印刷板の彫刻を施した部分を詳細に示す断面図
【図5】 印刷板の彫刻を施した部分を詳細に示す断面図
【図6】 印刷板の彫刻を施した部分を詳細に示す断面図
【図7】 印刷板の彫刻を施した部分を詳細に示す断面図

Claims (3)

  1. 印刷画像が彫刻部(3)の形で印刷板表面(2)に刻まれている、連続する印刷画像領域の全面印刷のための凹版印刷板(1)であって、
    彫刻されたインキ受容領域には、該彫刻された領域を部分領域に分割するパーティション(4)が設けられており、該パーティション(4)は、前記印刷板表面(2)のレベルにはいかなる面も残らないように構成されており、
    前記パーティション(4)が、前記印刷板表面(2)に対して垂直な面に関し15〜60°の範囲内のフランク角(α)を備えたフランクを有し、
    前記パーティション(4)の高さ(b)が、3〜150μmの範囲内であり、
    前記パーティションの高さ(b)と彫りの深さ(t)との比率(b:t)が、0.5〜1の範囲内にあり、
    前記彫刻領域の長さも幅も1mmよりも大きく、
    前記パーティション(4)および/またはパーティション配列の形態の相違によって識別される少なくとも1つの第1の彫刻領域と第2の彫刻領域とが設けられており、
    a)前記第1の彫刻領域内のパーティション(4)が、前記第2の彫刻領域内のパーティション(4)とは異なる方向を示している、
    b)前記第1の彫刻領域は、前記第2の彫刻領域とは異なる彫りの深さ(t)を有する、
    c)前記第1の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)は、前記第2の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)よりも広い相互間隔(d)有する、
    d)前記印刷板表面からの前記第2の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)の距離(a)が、前記印刷板表面からの前記第1の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)の距離よりも長い、
    とのa)からd)のうちの少なくとも1つの特性を有することを特徴とする凹版印刷板。
  2. 請求項記載の印刷板を用いて凹版印刷法で生成される印刷画像を有し、かつインキ層と1mmよりも広い面積部分とを備えた少なくとも1つの印刷画像領域を含み、該印刷画像領域の前記インキ層が前記印刷画像領域全体を覆うデータキャリアにおいて、
    前記広い面積部分の長さおよび幅といった横方向寸法が0.5mmよりも長く、かつ前記インキ層が、施されたインキ層の厚さが最も薄い少なくとも1つの刻み目を1方向に沿って備えていることを特徴とするデータキャリア。
  3. 凹版印刷法による広い面積部分の全面印刷のための凹版印刷板(1)の製造方法であって、
    印刷板表面(2)を備えた印刷板を提供し、かつ
    前記印刷されるべき広い面積部分に対応する彫刻領域の少なくとも一部に、前記彫刻領域内に隆起しかつ該彫刻領域を部分領域に分割するパーティション(4)が残存するように彫刻工具によって彫刻を施す工程を含み、
    前記パーティション(4)は、前記印刷板表面(2)のレベルにはいかなる面をも残さないように構成されており、
    前記パーティション(4)が、前記印刷板表面(2)に対して垂直な面に関し15〜60°の範囲内のフランク角(α)をもって形成され
    前記パーティション(4)の高さ(b)を、3〜150μmの範囲内に形成し、
    前記パーティションの高さ(b)と彫りの深さ(t)との比率(b:t)を、0.5〜1の範囲内に形成し、
    前記彫刻領域の長さも幅も1mmよりも大きく形成し、
    前記パーティション(4)および/またはパーティション配列の形態の相違によって識別される少なくとも1つの第1の彫刻領域と第2の彫刻領域とを設け、
    a)前記第1の彫刻領域内のパーティション(4)を、前記第2の彫刻領域内のパーティション(4)とは異なる方向に形成する、
    b)前記第1の彫刻領域を、前記第2の彫刻領域とは異なる彫りの深さ(t)に形成する、
    c)前記第1の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)を、前記第2の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)よりも広い相互間隔(d)をもって配置する、
    d)前記印刷板表面からの前記第2の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)の距離(a)を、前記印刷板表面からの前記第1の彫刻領域内のパーティションの上縁(5)の距離よりも長く形成する、
    とのa)からd)のうちの少なくとも1つの工程を有することを特徴とする凹版印刷板の製造方法。
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