JP4437493B2 - 感光性樹脂凸版の現像方法及び現像装置 - Google Patents
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Description
この感光性樹脂の1つであるAPR(商標名、旭化成製)は液状感光性樹脂として最も代表的な商品であり、この樹脂を用いた製版装置としてALF、AWF、ASF(いずれも商標名、全て旭化成製)などが市販されている。それらを用いた製版プロセスとしては、先ず透明なキャリアフィルム上に感光性樹脂液が一様な厚みで塗布され、その上にベースフィルムが積層された後、該積層構造体上に、予め別のシステムで作製された紫外光を選択的に透過するネガフィルムなどの透明画像担体を介して、紫外光を照射することにより、露光された感光性樹脂液分のみを部分的に光硬化させてレリーフ画像を形成せしめ、次いで未硬化樹脂をゴムブレードなどで除去、回収し、最後にレリーフ画面上に残った未硬化樹脂を洗浄液(現像液)で完全に洗い落とし、その後必要な後処理を施すことによって印刷に供給される感光性樹脂凸版を製造するという方法が採られている。
また、現在一般的に、現像工程後に後露光工程を行っている。この後露光工程とは、現像工程によって得られた硬化版の内部及び表面の未反応物を硬化させることにより機械的強度を向上させるための工程であり、また印刷版にさらに活性光線を照射することにより硬化版の表面粘着性を減じるための工程である。この後露光工程では、感光性樹脂層表面の重合反応を促進するために、感光性樹脂版を液体中に浸して空気中の酸素から遮断し、液体中にて活性光線を照射している。しかし、液体中で後露光工程を行うということは、製版装置周りが汚濁し、作業性が低下することを意味し、作業環境の著しい低下という問題点が提起されている。
一方、現像工程については、特許文献1(株式会社関西新技術研究所「パターン形成方法および感光性樹脂組成物」)に、現像対象物の感光層に向けて高圧力を加えた水性現像液をスプレーノズルから噴射する現像方法の例が記載されている。この現像方法で用いる現像液は水性現像液で、実質的に水である。従来の現像法においては現像液に含まれる界面活性剤による化学的作用を応用して未硬化樹脂を分解、除去しているのに対し、この特許文献1の、実質的に界面活性剤等の化学成分が含まれていない現像液を用いて未硬化樹脂を洗い落とす現像方法は、現像液を高圧に噴射することによってレリーフ面に大きな物理的エネルギーを与え、未硬化樹脂を飛散させ、除去する。
以上のような現状から、使用済み現像液の処分コストを低減し、かつ従来の界面活性剤を用いた現像方法と同程度の現像時間で鮮明な印刷結果が得られる感光性樹脂凸版を現像する方法の開発が強く要望されている。
即ち、本発明は、
(1)露光後の感光性樹脂凸版に対して40℃以上の水性現像液を1MPa以上30MPa以下の圧力で噴射する工程を含む感光性樹脂凸版の現像方法であって、該水性現像液が感光性水素引抜き剤を含み、かつ該水性現像液中の界面活性剤含有量が0.5wt%以下であり、水性現像液を循環使用することを特徴とする感光性樹脂凸版の現像方法、
(2)水性現像液が55〜65℃であることを特徴とする上記(1)記載の感光性樹脂凸版の現像方法、
である。
図1は本発明に係る現像方法が適用された現像装置の一例の模式図である。同図に示すように、この本発明に係る現像装置は、高圧スプレー現像、並びにその後のリンス処理及び後露光処理を行うための版処理部200と、現像液を貯蔵、加熱する溶液タンク部210と、現像液の高圧化を行う高圧ジェットポンプ101とから構成されている。
層には、現像液内に混入した液状樹脂を濾過するために、必要に応じてオイル吸着マット、不織布フィルター、紙フィルターなどのフィルター105を設置する。
高圧ジェットポンプ101は、この現像装置の圧力源を構成する。高圧ジェットポンプ101の入力側には、ホース110を介して溶液タンク210が接続されている。一方、高圧ジェットポンプ101の出力側には、高圧専用ホース109を介して高圧の現像液を吹き付けるノズル112が1個又は複数個配列されているノズルヘッダー102が接続されている。
本発明では水性現像液を用いる。ここでいう水性現像液とは、除去すべき未硬化感光性樹脂に対する溶解度又は乳化作用が十分に低く、現像廃液をろ過等の比較的簡単な方法で処理することにより容易に現像液を再生することが可能となる現像液のことであり、例えば、現像すべき印刷版の感光性樹脂の種類にもよるが、界面活性剤含有量が0.5wt%以下の水を主成分とするものが挙げられる。この水性現像液は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない程度に水以外の他の成分、例えば、少量の界面活性剤、アルコール、有機溶剤、表面処理剤等を含んでいてもよい。
なお、水性現像液中に現像工程で混入する樹脂の量として、現像液100重量部に対して樹脂混入量が4.0重量部以下であれば、充分な現像効果を維持することができる。
本発明においては、水性現像液中の樹脂成分を分離、除去するために装置の適当な箇所にフィルター類を設置することにより、上記現像液の寿命をさらに延長させることもできる。例えば、現像液を感光性樹脂印刷版に噴射後、使用済み現像液が貯蔵される溶液タンク(図1、210)の表層に、オイル吸着マット、不織布フィルター、紙フィルターなどのフィルター類(図1、105)を設置する。現像液がそれらフィルター類を通過して、溶液タンクに戻ることによって、現像液中の大半の未硬化樹脂がフィルターで濾過され、水性現像液をリサイクルすることができる。
本発明の水性現像液は、現像工程後の版表面に残る粘着性を除去することを目的とした後露光工程のために、感光性水素引抜剤を適量含んでいてもよい。本発明に用いる感光性水素引抜剤としては、例えば特開平9−288356号公報に記載されている感光性水素引抜剤のように、活性光線照射によって励起された状態で他の化合物の水素原子を引き抜くことが可能な有機カルボニル化合物が望ましい。この場合、該水素引抜剤が、光励起状態のカルボニル基に起因する他の反応、特に、ノリッシュ(Norrish)1型反応、すなわちカルボニル化合物が光照射下でそのα位開裂をする反応、又は同2型反応、すなわちカルボニル基のγ位に引き抜かれる水素を持ったケトンが光照射下でオレフィンと低分子ケトン化合物に開裂する自己開裂反応に比べ、同程度かそれ以上の水素引き抜き反応性を示す有機カルボニル化合物が適している。
アセトフェノン、4’−メチルアセトフェノン、2’,4’−又は3’,5’−ジメチルアセトフェノン、4’−メトキシアセトフェノン、2−クロロ−2−フェニルアセトフェノン、3’,4’−ジクロロアセトフェノン、4’−ヒドロキシアセトフェノン等の置換又は無置換アセトフェノン類;
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイソブチルエーテル等の置換又は無置換芳香族ケトン類;
1,4−ベンゾキノン、2,6−ジメチル−1,4−ベンゾキノン、2,6−ジクロロ−1,4−ベンゾキノン、アントラキノン、2−クロロアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン等の各種o,p−キノン化合物類;
チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントンといった置換又は無置換チオキサントン類など各種の有機カルボニル化合物が発明の感光性水素引抜剤として用いることができる。
感光性水素引抜剤を現像工程で印刷版に充分含浸させるためには、水性現像液中に感光性水素引抜剤が溶解していることが最適であるが、懸濁状態として均一分散していても充分な効果が発現される。この均一分散状態とは、現像中に必要量の感光性水素引抜剤が沈殿しないで溶解、浮遊している状態を示す。現像液中で感光性水素引抜剤が均一分散していない状態では、例えば、現像装置の溶液タンク(図1、210)内に樹脂硬化部の表面層への付着含浸に関与しない感光性水素引抜剤が沈殿、滞留するなどして、後露光工程後に充分な粘着性除去効果が得られなくなる場合がある。またスプレーノズル部(図1、112)で結晶化した感光性水素引抜剤が詰まることによりスプレー圧の低下が生じ、さらには装置故障の原因ともなり得る。
光性水素引抜剤の含有量、樹脂硬化部表面層に与える高圧スプレー現像液の衝突力等を調整することにより、感光性水素引抜剤含浸量を制御することができる。
現像液中の感光性水素引抜剤の含有量については、感光性樹脂組成物の種類、感光性水素引抜剤の種類、現像液温度、現像時間、現像液水圧、ノズル噴射流量、ノズルと印刷版の距離、ノズルの形状等により最適含有量は異なるが、十分な表面粘着性除去効果を得るためには、現像液100重量部に対して感光性水素引抜剤0.01〜10重量部であり、好ましくは0.05〜10重量部である。0.01重量部以下の含有量では表面粘着性除去効果は十分ではなく、10重量部を超えた含有量では表面粘着性除去効果の増大が見られない。
上記現像工程を実施するための典型的な現像装置は、1MPa以上30Mpa以下の圧力で現像液を噴射するノズルを1個以上有するノズルヘッダーと、1MPa以上30MPa以下の圧力で現像液を吐出することができるポンプから構成されている。現像工程において、現像液の噴射又は噴出方向は、未硬化樹脂を除去可能な限り特に制限されず、樹脂硬化部表面に対して若干斜め方向であってもよいが、通常は樹脂硬化部表面に対してほぼ垂直方向(例えば表面の法線に対して0〜15°程度)である。水性現像液の噴射は、単一又は複数のノズル(例えば、並列に配されたノズル群など)を用いて行うことができ、ノズルを移動させながら、水性現像液を噴霧状又はスリット状に噴射する。また高圧スプレー現像において、圧力は一定であってもよく、異なる圧力で複数回現像してもよい。また、複数回現像する場合には、例えば、一度目は水単一による現像液、二度目には感光性水素引抜剤を含有した水性現像液等というように現像液の種類を変化させてもよい。
なお、現像液を高圧で噴射するノズルは気体を現像液に混入して噴射するものでもよい。気体を現像液に混入することによって現像液の衝突力、つまり現像力を向上させるノズルとしては、例えば、マルチ洗浄機MUC1000型(澁谷工業(株)製)のガンタイプ吐出部の先端に取り付けられているノズルなどが挙げられる。
なり、リンス水が現像液に混入しても、現像液中の界面活性剤量の割合が減少することにより現像効果が低下し、現像廃液の交換時期を早めるというおそれはない。
十分な表面粘着性除去効果を得るための適正露光量は硬化樹脂板の樹脂組成、感光性水素引抜剤の種類、樹脂組成に対する感光性水素引抜剤の含浸量により異なるが、少なくとも500mJ/cm2 を必要とし、通常1000〜3000mJ/cm2 の範囲で露光することが好ましい。5000mJ/cm2 以上の露光量では、版表面に微妙なクラックが生じるので好ましくない。
次に実施例及び比較例により本発明の水性現像液が、化学活性の高い従来の現像液に劣らない、又はこれを上回る現像性能を有することををさらに詳細に説明する。なお、本発明の技術範囲及び実施態様はこの実施例に限定されるものではない。
感光性樹脂組成物F−320(旭化成(株)製、以後液状感光性樹脂Aと記載)ALF−II型製版機(旭化成(株)製)を用いて露光工程まで終了した7mm版を作成した。露光量はレリーフ深度2mm、シェルフ層5mm、バック析出層1mm、また45LPI/5%のハイライト形成が可能となる適正露光条件とした。
ALF−400W型現像機(ドラム回転スプレー式、旭化成(株)製)の現像液層100Lに、液状感光性樹脂Aを乳化し得るAPR(登録商標)ウォッシュアウト剤を1.5%、表面処理剤AX−10(旭化成(株)製。感光性水素引抜剤)を0.5%、消泡剤SH−4(シリコーン混和物、旭化成(株)製)を0.3%溶解し、現像液を調合した。
件では単位面積当たりの現像時間は1640sec/m2 となる。ついで現像した版を水道水で現像液による泡立ちが認められなくなる程度にまでリンスした後、AL−200UP型後露光機(旭化成(株))で紫外線蛍光灯を1000mJ/cm2 、殺菌灯を2000mJ/cm2 の露光量で用いて空中後露光を行った。その後ALF−100P型乾燥機(旭化成(株)製)で版表面の水分がなくなるまで約30分乾燥を行った後、常温にて半日放置して印刷版を観察した。
感光性樹脂組成物F−320(旭化成(株)製、以後液状感光性樹脂Aと記載)ALF−II型製版機(旭化成(株)製)を用いて露光工程まで終了した7mm版を作成した。露光量はレリーフ深度2mm、シェルフ層5mm、バック析出層1mm、また45LPI/5%のハイライト形成が可能となる適正露光条件とした。
水に表面処理剤AX−10(旭化成(株)製感光性水素引抜剤)を0.5%溶解し、現像液を調製した。高圧スプレー現像用実験機の溶液タンク層(容量;70L)に前記現像液を投入した。予め、60℃に保った現像液を用いて、露光工程まで終了した液状感光性樹脂Aからなる7mm印刷版を、高圧均等扇形ノズルVNP−1/8M−6549(いけうち製)を並列に複数個配列したノズルにより、吐出水圧8.0MPa、ノズルと印刷版表面の距離100mm、各ノズル間の距離100mm、ノズルヘッダーの移動速度6.28mm/sec、ノズルヘッダーのパス回数1回の条件で現像した。この現像条件では単位面積当たりの現像時間は1590sec/m2 となる。次いで現像した版を水道水で現像液による泡立ちが認められなくなる程度にまでリンスし、さらにリンスした版の表面に残ったリンス水を気体ガンで吹き飛ばした。その後AL−200UP型後露光機(旭化成(株))で紫外線蛍光灯を1000mJ/cm2 、及び殺菌灯を2000mJ/cm2 の露光量で用いて空中後露光を行った。その後30分ほど常温にて放置して印刷版を見た。
また500μm線幅独立線の印画部線幅は531μmであった(図3A)。次に500μm線幅白抜き線の線幅と深度を測定し、線幅は478μm、深度は270μmであった(図3B)。また45LPI/5%網点の面積率は5.1%(図3C)、次いで65LPI/30%網点の面積率は33.7%であり(図3D)、ネガフィルムのデザインに非常に忠実な値となった。さらに45LPI/5%網点のドット根本部の形成状態を顕微鏡にて確認したが、特に大きな損傷や現像不足は見られず、かなりドット間深度が深い傾向が確認できた。上記現像方法によって液状感光性樹脂A印刷版の測定部の拡大図を図3に示す。
実施例1と同様の条件で液状感光性樹脂Aを作成した。
予め、60℃に保った水を用いて、露光工程まで終了した液状感光性樹脂Aからなる7mm印刷版を、気体を高圧水に混入する機構を有するガンタイプ型のノズル1口を持つマルチ洗浄機MUC1000C型(澁谷工業(株)製)により、吐出水圧10MPa、吐出水量10L/min、吐出気体圧0.3MPa、吐出気体量1.6m3 /min、ノズルと印刷版表面の距離150mm、XYテーブル移動速度でのX方向移動速度320mm/sec、Y方向移動ピッチ5mm、ノズルヘッダーのパス回数1回の条件で現像した。この現像条件では単位面積当たりの現像時間は625sec/m2 となる。次いで現像した版を水道水でリンスし、さらにリンスした版の表面に残ったリンス水を気体ガンで吹き飛ばした。その後AL−200UP型後露光機(旭化成(株))で紫外線蛍光灯を1000mJ/cm2 、及び殺菌灯を2000mJ/cm2 の露光量で用いて空中後露光を行った。その後30分ほど常温にて放置して印刷版を見た。
得られた液状感光性樹脂A印刷版の外観を評価したが、特に大きな損傷、また未硬化樹脂の残留物は見られなかった。また500μm線幅白抜き線の深度は約230μmであった。また100LPI/90%網点の面積率は約90%であった。さらに45LPI/5%網点のドット根本部の形成状態を顕微鏡にて確認したが、特に大きな損傷又は現像不足は見られなかった。
実施例1と同様の条件で液状感光性樹脂Aを作成した。
水を現像液とし、高圧スプレー現像用実験機の溶液タンク層(容量;70L)に前記現像液を投入した。予め、40℃に保った現像液を用いて、露光工程まで終了した液状感光性樹脂Aからなる7mm印刷版を、高圧均等扇形ノズルVNP−1/8M−6549(いけうち製)を並列に複数個配列したノズルにより、吐出水圧8.0MPa、ノズルと印刷版表面の距離100mm、各ノズル間の距離100mm、ノズルヘッダーの移動速度6.28mm/sec、ノズルヘッダーのパス回数1回の条件で現像した。この現像条件では単位面積当たりの現像時間は1590sec/m2 となる。次いで現像した版を水道水で現像液による泡立ちが認められなくなる程度にまでリンスした。その後AL−200UP型後露光機(旭化成(株))で紫外線蛍光灯を1000mJ/cm2 、及び殺菌灯を2000mJ/cm2 の露光量で用いて水中後露光を行った。その後30分ほど常温にて放置して印刷版を見た。
得られた液状感光性樹脂A印刷版を確認したが、版表面の外観としては、透明度があり、やや光沢があるようであった。また500μm線幅独立線の印画部線幅は537μmであった(図4A)。次に500μm線幅白抜き線の線幅と深度を測定し、線幅は478μm、深度は240μmであった(図4B)。また45LPI/5%網点の面積率は7.4%(図4C)、次いで65LPI/30%網点の面積率は37.0%であった(図4D)。さらに45LPI/5%網点のドット根本部の形成状態を顕微鏡にて確認したが、特に大きな損傷や現像不足は見られなかった。上記現像方法によって液状感光性樹脂A印刷版の測定部拡大図を図4に示す。
実施例1と同様の条件で液状感光性樹脂Aを作成した。
水を現像液とし、高圧スプレー現像用実験機の溶液タンク層(容量;70L)に前記現像液を投入した。与め、60℃に保った現像液を用いて、露光工程まで終了した液状感光性樹脂Aからなる7mm印刷を、高圧均等扇形ノズルVNP−1/8M−6549(いけうち製)を並列に複数個配列したノズルにより、吐出水圧8.0MPa、ノズルと印刷版表面の距離100mm、各ノズル間の距離100mm、ノズルヘッダーの移動速度6.28mm/sec、ノズルヘッダーのパス回数1回の条件で現像した。この現像条件では単位面積当たりの現像時間は1590sec/m2 となる。ついで現像した版を水道水で現像液による泡立ちが認められなくなる程度にまでリンスした。その後AL−200UP型後露光機(旭化成(株))で紫外線蛍光灯を1000mJ/cm2 、及び殺菌灯を2000mJ/cm2 の露光量で用いて水中後露光を行った。その後30分ほど常温にて放置して印刷版を見た。
得られた液状感光性樹脂A印刷版を確認したが、版表面の外観としては、透明度があり、やや光沢があるようであった。また500μm線幅独立線の印画部線幅は535μmであった。次に500μm線幅白抜き線の線幅と深度を測定し、線幅は458μm、深度は270μmであった。また45LPI/5%網点の面積率は5.4%、次いで65LPI/30%網点の面積率は30.3%であった。さらに45LPI/5%網点のドット根本部の形成状態を顕微鏡にて確認したが、特に大きな損傷や現像不足は見られなかった。
実施例1と同様の条件で液状感光性樹脂Aを作成した。
水を現像液とし、高圧スプレー現像用実験機の溶液タンク層(容量;70L)に前記現像液を投入した。予め、20℃に保った現像液を用いて、露光工程まで終了した液状感光性樹脂Aからなる7mm印刷版を、高圧均等扇形ノズルVNP−1/8M−6549(いけうち製)を並列に複数個配列したノズルにより、吐出水圧8.0MPa、ノズルと印刷版表面の距離100mm、各ノズル間の距離100mm、ノズルヘッダーの移動速度6.28mm/sec、ノズルヘッダーのパス回数1回の条件で現像した。この現像条件では単位面積当たりの現像時間は1590sec/m2 となる。次いで現像した版を水道水で現像液による泡立ちが認められなくなる程度にまでリンスした。その後AL−200UP型後露光機(旭化成(株))で紫外線蛍光灯を1000mJ/cm2 、及び殺菌灯を2000mJ/cm2 の露光量で用いて水中後露光を行った。その後30分ほど常温にて放置して印刷版を見た。
Claims (2)
- 露光後の感光性樹脂凸版に対して40℃以上の水性現像液を1MPa以上30MPa以下の圧力で噴射する工程を含む感光性樹脂凸版の現像方法であって、該水性現像液が感光性水素引抜き剤を含み、かつ該水性現像液中の界面活性剤含有量が0.5wt%以下であり、水性現像液を循環使用することを特徴とする感光性樹脂凸版の現像方法。
- 水性現像液が55〜65℃であることを特徴とする請求項1記載の感光性樹脂凸版の現像方法。
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