JP4444211B2 - シームレス印刷用凸版材の製造方法及びシームレス印刷用凸版材の製造装置 - Google Patents
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Description
このフレキソ印刷に用いられる印刷版は、一般的に感光性樹脂が用いられることが多く、液状の樹脂、或いはシート状に成型された固体樹脂版があり、液状或いは固体版専用の製版装置を使用し、ネガフィルムを介してレリーフ画像が形成された感光性樹脂凸版印刷版が得られ、印刷機の版胴に直接貼り込むか、或いは一旦キャリアシートや印刷用スリーブに貼り込み、そのキャリアシートや印刷用スリーブを版胴に装着して印刷する。
グラビア版の製版は、銅シリンダへの感光液の塗布・露光・現像・エッチング・剥膜・クロムメッキなどの一連の複雑な工程を長時間かけて行うため、製版コストが非常に高く、更にセル深度の調整のためにエッチング条件では、非常に微妙なコントロールが要求されるため熟練者の勘に頼る操作に加え、製版工程ではエッチングやメッキなどの操作もあり、廃液公害の発生源となる恐れがある。
しかし、加硫されたゴムは浸蝕性が強い溶剤とともに使用でき、更に良好なインキ転写性、高い弾力性、高い圧縮性を併せ持つとされ、最近ではディジタル画像処理技術やレーザー彫刻技術の進歩により、手彫りに代わり、ディジタル画像信号に基づいて赤外線レーザーで直接ゴムロールを彫刻して凸版印刷版を得ることが可能となっている。
スリーブ上に印刷版を設ける方法として、溶剤で希釈した液状感光材樹脂を用いた継ぎ目なし(シームレス)の連続印刷パターンが印刷可能な版材を製造する方法が知られている(特許文献3)。この特許文献3では、エンドレス状の素材を回転させ、当該回転表面に液状感光性樹脂を供給し、ドクターで平滑化する製造方法を提示している。
また、液状感光性樹脂の代わりに、感光性樹脂固体版を応用した数多くのシームレス印刷用凸版の製造方法及び装置も数多く提案されている。
例えば、特許文献5では、複数枚の熱可塑性感光性フィルムをシリンダに重ね合わせて巻き付け、加圧・加熱にて得られた一体化した感光性フィルムを正確な寸法にした後、機械的な圧縮、研削或いは研磨による整形処理を施し、カレンダー仕上げする製造方法を提示している。
また、液状感光性樹脂を用いた継ぎ目なし(シームレス)の連続印刷パターンが印刷可能な版材を製造する方法も、本出願人による出願により知られている(特許文献7)。
即ち、先ず液体アプリケータにて放射性硬化性ポリマーを塗布し、任意の表面仕上げ器で樹脂液表面を平滑化した後に、放射線(好ましくは紫外線)露光によりポリマー硬化層を形成させ、望むならばスクレパー、平削り装置及び研磨装置の何れかを使用してポリマー硬化層を平滑化した後に、所望長にてベーススリーブを切断する製造装置及び方法を提示している。
(2)所望長にてベーススリーブを切断する機構を備えている。
この特許文献8の実施例では、ベーススリーブを回転と線形移動させ、スプレー機構によりスパイラル態様で放射性硬化性ポリマーを塗布し、次に第一段の丸形平滑化ステーションで平滑化した後に、紫外線光源による露光にてポリマー硬化層を形成させ、また、第一段と同様な第二段の丸型平滑化ステーションにてポリマー硬化層を平滑化した後に、更に当該ポリマー硬化層上に第二のスプレー機構にて第二ポリマー層を積層させる工程が図示してある。
上記特許文献3及び4においては、何れも塗布前に感光性樹脂を溶剤で希釈し、塗布後に溶剤を蒸散させて感光性樹脂層を硬化させているため臭気や公害の問題、或いは真空吸引を使わずネガフィルムを単に圧接させただけで露光しているため、ネガフィルムと感光性樹脂層との密着不良による画像の太りによる再現性の問題、或いは液状樹脂の宿命である気泡の巻き込み、シームレス印刷版としてのトータル精度が実用域に収まらないなど液状樹脂成型上の問題から実用化までには至っていない。
この他にも、塗布された液状樹脂の先端が上記ステーションと接触する時に気泡を巻き込むなどの問題を抱えており、実用化に至らないと推定できる。また、露光に関しても、高強度紫外線により光硬化された樹脂層が凸版印刷用として印刷適正の向上に寄与しているという具体的な記載はない。これらのように、レーザー彫刻用シームレス印刷原版とオフセット印刷用ブランケットとの用途違いにより使用する液状感光性樹脂が異なるため、製造方法及び装置が異なることは明白である。
さらに、樹脂受けプレートは少なくとも一端が前記ワークの軸心方向に線形移動可能な樹脂流動防止可動堰を有している。
これによって、可動堰を適宜移動させることにより任意の塗布幅に設定することができる。
これによって、感光性樹脂硬化層の表面を整形するので、高精度な厚みと、印刷に好適な表面平滑性を有するシームレス印刷用凸版材(シームレス印刷用原版ともいう)が容易に製造可能となる。
また、本発明の請求の範囲第5項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法は、請求の範囲第1項から第4項の何れか1項において、前記成型工程において、前記樹脂受けプレートを前記ワークの軸心に対して鉛直方向に移動させ、当該樹脂受けプレートの先端刃先と前記ワークの外周面との隙間を徐々に広げながら前記ワークの外周面に所望厚みの液状感光性樹脂を塗布することを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第6項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法は、請求の範囲第1項から第5項の何れか1項において、前記供給工程の処理を、複数回行うことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第7項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法は、請求の範囲第1項から第6項の何れか1項において、前記整形工程と並行及び前記整形工程の後の何れかにおいて、前記露光工程にて所望幅を越えて光硬化された余分な感光性樹脂硬化層を、所望の厚みまで除去する第1の除去工程を更に含むことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第8項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法は、請求の範囲第1項から第7項の何れか1項において、前記整形工程及び前記第1の除去工程の何れか一方の後に、ディジタル画像記録信号による制御に基づき、前記ワークの外周面の感光性樹脂硬化層に彫刻を行うためのレーザー彫刻手段を、前記ワークの軸心方向に線形移動させながら前記ワークを回転させ、当該レーザー彫刻手段から照射される少なくとも1ビーム以上の赤外線レーザービームを、前記感光性樹脂硬化層で合焦させて当該感光性樹脂硬化層を融除する彫刻工程を更に含むことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第9項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法は、請求の範囲第8項において、前記整形工程と並行及び前記整形工程の後の何れかにおいて、前記彫刻工程における前記レリーフ画像の形成が不要な領域の感光性樹脂硬化層を、所望の厚みまで除去する第2の除去工程を更に含むことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第11項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法は、請求の範囲第8項から第10項の何れか1項において、前記彫刻工程及び前記除去行程及び前記整形行程の何れかの後に、圧力が0.2MPa以上30MPa以下、且つ温度が40℃以上140℃以下の洗浄液を吹き付ける洗浄手段により、前記感光性樹脂硬化層を洗浄する清浄工程を更に含むことを特徴としている。
これによって、ワークのレリーフ画像層の凸版印刷版としての物性向上及び表面粘着性除去を行うことができる。
これによって、後露光工程でワークのレリーフ画像層の凸版印刷版としての十分な物性向上及び表面粘着性除去効果が得られなかった場合に、それらの物性向上及び表面粘着性除去を行うことができる。
これによって、表面改質処理工程の時間短縮を図ることができる。
また、本発明の請求の範囲第15項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、液状感光性樹脂を用いてシームレス印刷用凸版材を製造するシームレス印刷用凸版材の製造装置であって、前記液状感光性樹脂を外周面に塗布するためのワークを、一体に連結して回転できる構造となっているワーク連結回転駆動機構と、前記液状感光性樹脂を収容する容器と一体になった樹脂供給ノズルを有して前記ワークの軸心方向への線形移動が可能な第1の樹脂供給機構、及び前記液状感光性樹脂を収容する容器と配管連結された樹脂供給ヘッダに所望塗布幅に応じて少なくとも1個以上の樹脂供給ノズルを備えた第2の樹脂供給機構の何れか一方による樹脂供給機構と、前記ワークと対向した位置に、先端がドクターブレード形状の樹脂受けプレートを有し、当該樹脂受けプレートは、前記ワークの軸心に対して鉛直方向に線形移動と傾斜角度調整が可能な構造である樹脂塗布平滑化機構と、前記ワークの外周面に塗布されて平滑化された液状感光性樹脂に、高強度な紫外線を照射し、この照射手段を当該ワークの軸心に対して鉛直方向に線形移動が可能な露光機構と、少なくとも片端にワークの軸心方向への線形移動が可能な樹脂流動防止可動堰と、を備え、前記液状感光性樹脂の粘度は、20℃において6Pa・s以上で50kPa・s以下であることを特徴としている。
これによって、所望に応じて塗布幅を簡単に変えることができる。
また、本発明の請求の範囲第16項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第15項において、加工用工具の保持台を前記ワークの軸心方向へ線形移動可能な加工用工具保持台機構を更に備え、前記保持台で固定された前記加工用工具を、前記ワークの軸心に対して鉛直方向に線形移動可能な切削加工機構、研削加工機構及び研磨機構の少なくとも1つを更に備えたことを特徴としている。
度の表面厚みと表面平滑性とを得ることができる。
また、本発明の請求の範囲第17項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第15項または第16項において、前記樹脂供給機構と、前記樹脂塗布平滑化機構と、前記露光機構と、前記加工用工具保持台機構と、前記切削加工機構、研削加工機構及び研磨機構の少なくとも1つの機構とに、前記線形移動の際の移動位置検知が可能な移動位置検知機構を備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第18項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第15項から第17項の何れか1項において、前記ワークの回転角度を検出することにより当該ワークの回転位置や回転周速度を制御する回転駆動制御機構を更に備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第19項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第15項から第18項の何れか1項において、前記第1の樹脂供給機構は、単位時間当たりの定量供給性を有するディスペンサー方式及びシリンジ方式の何れか一方の樹脂供給機構であり、前記液状感光性樹脂を収容する容器は、蛇腹式カートリッジ容器及び裏蓋押し込み式カートリッジ容器の何れか一方であることを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第20項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第15項から第19項の何れか1項において、前記第2の樹脂供給機構は、前記液状感光性樹脂を移送する樹脂移送手段を有した収容容器及び貯蔵装置の何れか一方と連結された少なくとも1個以上の樹脂供給遮断制御機構を有する樹脂供給ノズルであり、前記樹脂供給手段は、単位時間当たりの定量供給性を有する定量圧送ポンプであり、前記収容容器及び前記貯蔵装置の何れか一方と前記樹脂供給ノズルとの間に、前記液状感光性樹脂の内部の気泡を除去するための機構を備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第21項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第15項から第20項の何れか1項において、ディジタル画像記録信号を受信して記憶し、この記憶された信号を赤外線レーザービームの光変調制御信号に変換する信号変換機構と、1以上の赤外線レーザービームを発生させるレーザー発生機構と、前記赤外線レーザービーム毎に、赤外線強度と照射時間とを独立して設定する制御機構と、前記保持台で固定されて前記赤外線レーザービームを、前記ワークの外周面において液状感光性樹脂を硬化させた感光性樹脂硬化層の表面で合焦させる光学系手段を有するレーザー彫刻ヘッド機構とを更に備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第22項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第15項から第21項の何れか1項において、前記赤外線レーザービームによって前記感光性樹脂硬化層にレーザー彫刻されたレリーフ画像を清浄化するためのウオータージェット洗浄装置及び温水高圧洗浄装置の何れか一方を更に備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第23項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第21項または第22項において、レーザー彫刻されたレリーフ画像に、当該レリーフ画像の表面を改質する表面改質剤の噴霧及び塗布の何れか一方を行う表面改質処理機構を更に備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求の範囲第24項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置は、請求の範囲第23項において、前記表面改質処理機構により前記レリーフ画像に塗布された前記表面改質剤を強制加熱乾燥させる加熱機構を更に備えたことを特徴としている。
但し、本発明のシームレス印刷用凸版材の製造方法が容易に実施可能な製造装置を、図面に基づいて言及しながら、本発明のシームレス印刷用凸版材の製造装置の一実施の形態を説明する。
図1及び図2には、本発明の一実施の形態に係り、印刷用シリンダ及び、マンドレル(金属心棒)に一体に支持された印刷用スリーブの何れか一方を用いたワークの外周面に、均一な厚みで、且つ気泡などの欠陥が生じないように液状感光性樹脂を塗布し、高強度の紫外線露光により樹脂を光硬化させて樹脂硬化層の印刷適正を向上させ、切削及び研削又は研磨加工処理した後に、樹脂硬化層をレーザー彫刻してレリーフ画像を形成させ、後処理することにより、シームレス印刷用凸版材を製造するための本製造装置の説明図である。なお、図1は側面図、図2は正面図である。
図6は、レーザー彫刻工程に関連した機構のみをピックアップした概略構成を示した説明図であり、本実施の形態ではレーザー彫刻機構を本製造装置に搭載しているが、既に市販されているレーザー彫刻専用機(例えばZED−Miniシリーズ)などを使用することも可能である。
図8は、液状感光性樹脂供給ノズルが定位置方式の一例であり、図1及び図3で示した可動ノズル方式の樹脂供給ユニットとは異なる構成となる樹脂供給ユニットの概略構成を示した説明図である。
図11は、本製造装置の電子制御機構の概略構成を示したコンピュータ構成図である。
図12は本製造方法の動作を説明するためのフローチャートである。
図13及び図14は、整形機構を備えた温水高圧洗浄ユニットと後露光ユニットが一体となった後処理装置の一例であり、図7とは異なる構成となる後処理装置の概略構成を示した説明図である。なお、図13は側面図、図14は正面図である。
但し、図8に示すように液状感光性樹脂収容タンク610と、液状感光性樹脂10を定量移送する定量圧送ポンプ620と、液状感光性樹脂10に含まれている気泡の泡抜きを行う脱泡機構630と、樹脂供給ヘッダ640と、液状感光性樹脂10の供給及び停止を制御する開閉電磁弁650とを備え、上記の樹脂供給ノズルが可動しないタイプの液状感光性樹脂供給ユニット600で代用することも可能である。また、上記のタンク610には、レベルセンサにより収容している液状感光性樹脂10の容量計測が可能であり、当該タンク610から樹脂供給ノズルまでの液状感光性樹脂10の供給経路には、液状感光性樹脂10の温度を安定(最終目的は粘度の安定)させるための温度制御機構が装備してあることが好ましい。
加工工具保持台180は、サーボモータとサーボモータの回転運動を線形運動に変換する機構(ボールネジ及びリニア走行ガイド)を組み合わせてワーク軸心方向への線形移動が可能で且つ移動位置が検知可能な加工工具保持台用線形移動及び移動位置検知機構181を備えていることが好ましい。
図6に示すように、レーザー彫刻ヘッド300は、赤外線レーザービーム40を反射するミラー310と、レンズ支持機構330と、赤外線レーザービーム40を樹脂硬化層20上で合焦させるレンズ320と、電子制御機構900から送信される制御信号を受信して、レンズ支持機構330をワーク70軸心に対して鉛直に移動させる駆動手段を備えた赤外線レーザービーム焦点補正機構340と、樹脂硬化層20が赤外線レーザービーム40で融除される時に発生するデブリーを外部へと排出するために、フィルタを介して真空ポンプと接続した配管で連結される真空吸引機構350とを備えて構成されている。
この温水高圧洗浄装置400は、ワーク70を保持して回転可能なモータを備えたワーク保持・回転機構450と、開閉扉420と、温水高圧の洗浄液50噴射とその後の圧気水切り処理を連続して行う処理槽410と、洗浄液50を収容し加熱するヒーター440を備えた洗浄液タンク430と、洗浄液50の高圧化を行う高圧プランジャーポンプ460と、その高圧化された洗浄液50を更に加熱する高圧水加熱ヒーター510とを備えて構成されている。
そのノズルヘッダ470の入力側は、耐温性や耐圧性に優れた高温・高圧専用配管500や高圧水加熱ヒーター510を介して高圧プランジャーポンプ460と接続され、この高圧プランジャーポンプ460の入力側には、供給配管490を介して洗浄液タンク430が接続されている。
洗浄液タンク430には、洗浄液を所定の温度まで加熱、或いは所定の温度で保温する加熱ヒーター440が設けられており、更に洗浄液タンク430内に収容されている洗浄液50の表層には、洗浄液50内に混入したレーザー彫刻にて発生した溶融樹脂滓を濾過するために、溶融樹脂滓の濾過特性に応じて不織布フィルタ、ペーパーフィルタ、金網ストレナー、濾過マットの何れか、或いはそれらを組み合わせた複合フィルタが設置されることが好ましい。ここでは一例として不織布フィルタ560が設けられている。そして、不織布ロール巻き原反供給機構550と不織布巻き取り機構570、及びロール群を備えることにより所定数のワーク70を清浄化処理した後に、濾過面積に応じて不織布フィルタ560を所定長さ巻き取る構造となっている。
CPU901では、情報取得部902において外部センサ等からの情報を取得可能であり、この取得情報に従って、電子制御部903において公知のインターフェース機能を介して外部機器を制御する。本構成については公知である。また、入力及び出力制御信号は代表的な数種類のみを例示している。
この後処理装置には、本製造装置と同様にワーク70を容易に回転連結機構2030・2040・2050に装着するためのワークセット台2020を備えており、ワークセット台2020は心押し台2040がスライド可能な構造となっており、手動操作でワーク70の装着位置まで押し込むことが出来る。図13及び図14では、既にワーク70が旋盤装置と同様な回転連結機構である主軸台2030と心押し台2040で連結され、エンコーダを備えた回転駆動及び回転制御機構2050と一体になっている状態を示している。
また、温水高圧(スチーム)洗浄ユニット2000は、開閉扉2010と、温水高圧(スチーム)発生器2080から生成される温水高圧(スチーム)を噴射する温水高圧(スチーム)ノズル2090と圧気を噴射する圧気水切りノズル2100を備えており、噴射された温水はフィルター2120を介して樹脂滓が除去されて回収水タンク2130に収容され、温水蒸気やミストは排気ダクト2140を介して装置外に排出される構造となっている。また、温水高圧(スチーム)ノズル2090及び圧気水切りノズル2100及び整形機構2070は、図14の矢印で示されるようにノズル及び整形ユニット搬送機構2110に連結されてワーク70の軸心方向へ移動可能な構造となっている。
高強度な紫外線を発生する後露光ユニット2200は、図13に示すように、メタルハライドランプ2220を内蔵しているランプ照射器2210と、開閉可能な遮蔽シャッター2230とを備えて構成されている。
このような構成の本製造装置を用いたシームレス印刷用凸版材の製造方法を、図12に示す主要製造工程に対応するフローチャートを参照して説明する。
図12に示すように、ステップS1において、電子制御機構900によるパラメータ設定が行われた後、ステップS2において、ワーク70装着が行われ、ステップS3において、RIPサーバ1000による画像データ処理の準備工程が完了する。ここで、製造開始スタート釦(押釦904)を押すと本製造装置による製造が自動的に開始される。
更に、ステップS17のワーク70の取出を経て、ステップS18において、レリーフ画像の温水高圧清浄化が終了後、ステップS19において、再度ワーク70を本製造装置に装着するワーク70再装着を経て、ステップS20において、レリーフ画像への後露光が行われ、ステップS21において、レリーフ画像の表面改質処理及び乾燥迄が自動化されており、ステップS22において、ワーク取出が行われ、本シームレス印刷用凸版材の製造が終了する。
ステップS1のパラメータ設定の工程においては、ワーク70の大凡の幅や外径と、液状感光性樹脂10の有効塗布幅や塗布厚みと、液状感光性樹脂10の制御温度、露光量及び後露光量などの情報を、電子制御機構900においてタッチパネルモニタ906から操作入力する。
図3に示すように、製造開始前にワーク70をワークセット台90に載置しておき、ワークセット台90をスライドさせて装着位置まで移動させる。
次に、ステップS3のRIPサーバ1000による画像データ処理の工程について説明する。
また、外周長の測定と同時に表面温度センサ214にてワーク70外表面の温度を計測して、表面温度センサ214からの表面温度測定情報(温度測定値)913を電子制御機構900に取り込み、その温度測定値に基づいて演算処理する。この演算処理手段によって、ステップS8の樹脂塗布及び平滑化の工程における樹脂受けプレート151のワーク70外表面からの相対移動距離を温度補正制御することが好ましい。
次に、本実施の形態の工程は、ステップS6の液状感光性樹脂10を収容しているカートリッジ容器(700又は800)の重量計測の工程に進む。
プレポリマー:ポリカーボネート系ポリウレタン末端メタクリレート。
モノマー:ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ブトキシジエチレングリコールモノメタクリレート。
添加剤:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2−メトキシ−2−フェニルアセトフェノン。
光重合開始剤:ベンゾフェノン。
図9及び図10に示すように、液状感光性樹脂10はカートリッジ容器700(蛇腹タイプ)又は800(裏蓋押し込みタイプ)の何れかに収容されて温度制御機構720を備えたカートリッジ組み込みシリンダ710に装填された待機状態にある。
次に、ステップS7の液状感光性樹脂供給の工程に進む。
次に、ステップS8の液状感光性樹脂10の塗布及び平滑化の工程に進む。
電子制御機構900からワーク回転制御信号922が、回転駆動及び回転制御機構120へ出力されると、当該機構120は、ワーク70を図1の矢印A方向へと回転(回転速度は使用される液状感光性樹脂の粘度やチキソトロピー性、及び塗布厚みに応じて異なるが、標準回転周速度は数mm〜数十mm/秒である)させながら、樹脂受けプレート151を徐々に(0.005mm〜0.5mm/ワーク1回転)ワーク70の鉛直方向に後退させてワーク70外周面と樹脂受けプレート151との隙間を広げ、所定塗布厚(所望塗布厚でないのは、次の整形ステップ11における切削及び研削或いは研磨加工での加工代を見込んで所望塗布厚より少し厚く塗布しているため)に到達した時点で、樹脂受けプレート151の後退移動を停止させ、ワーク70が所定回数分回転した時点で停止させる。
ワーク70の回転開始前の樹脂受けプレート151とワーク70の隙間は、可能な限り狭い(好ましくは0.1mm以下)方が好ましい。この理由は、液状樹脂10がワーク70外周面と初めて接触する直前に巻き込まれる気泡(以後、接触開始点気泡と呼ぶ)が少なく、且つ当該気泡が塗布樹脂層の最下部に閉じこめられて、樹脂硬化層表面では欠損を発生させないため好ましいからである。
また、樹脂受けプレート151で保持する液状感光性樹脂10は、必要最小量が継ぎ目気泡に対して有効であるため、当該工程中においては所定塗布厚みに応じて、ステップS7の液状感光性樹脂10の供給を、少なくとも1回以上繰り返すことが好ましい。また、温度制御機構160により塗布される液状感光性樹脂10の温度(粘度)が安定していることが、塗布厚み精度を良好にするため好ましい。
電子制御機構900から、ワーク回転制御信号922が回転駆動及び回転制御機構120へ出力されることによって当該機構120によって、ワーク70が一定速度(ステップS8の塗布及び平滑工程での標準回転周速度と同じ速度)で回転を開始する。且つ露光開始制御信号(図示せず)が露光ユニット用線形移動及び移動位置検知機構173へ出力されることによって、待機位置へと復帰した液状感光性樹脂供給ユニット140及び樹脂塗布平滑化ユニット150を紫外線の暴露から守るために、紫外光遮蔽シャッターユニット177が閉まる。
露光量は、紫外線積算光量計174又は、紫外線強度計174と露光時間で制御されることが好ましい。また、波長域200〜400nmの紫外線で、且つ紫外線強度が10mW/cm2以上、より好ましくは50mW/cm2以上、更に好ましくは100mW/cm2以上である高強度な紫外線を照射することによって印刷適正を向上させた感光性樹脂硬化層20を形成し、当該感光性樹脂硬化層20が波長域0.7〜15マイクロメーターの赤外線レーザーにて彫刻可能となることが好ましい。上記のように、高強度な紫外線を照射することによって感光性樹脂硬化層20の印刷適正を向上させると、低強度の蛍光灯型紫外線光源と比較して耐ノッチ性が約2倍向上して欠けにくくなると共に、ショアAで約5度硬度が低下してベタのインクの載りが改良される。
この工程は、上記ステップS5と同じであるため説明は省略するが、当該計測外周値と当該計測表面温度に基づいて演算処理し、次のステップS11の感光性樹脂硬化層20の整形の工程で、切削量及び研削量或いは研磨量を制御することが好ましい。
次に、ステップS11の感光性樹脂硬化層20の整形の工程に進む。
また、切削加工ユニット190は、ワーク軸心方向にワーク1回転当たりの所定送り速度がワーク70外周長に応じて、荒切削での送り速度が大凡0.5〜2.5mm/r、仕上げ切削での送り速度が大凡0.1〜0.5mm/rで移動しながら、切削加工ユニット用真空吸引機構192及び切削加工ユニット用切削油注入機構193が作動することが好ましい。
次に、ステップS12のワーク外周長及び表面温度計測の工程に進む。
透明内部覗き窓260にてワーク70の回転が完全に停止していることを確認したら、安全カバー(図示せず)を開き、手動操作にてワーク70を間欠回転させながら整形加工された樹脂硬化層20を目視にて欠陥がないか十分にチェックする。これによって、仮に感光性樹脂硬化層20の表面に気泡などの欠陥を発見したら、目盛り(図示せず)にて、その欠陥位置をタッチパネルモニタ906にて入力する。この後、欠陥修復ステップとして次のステップS14の感光性樹脂硬化層20の除去工程にて、欠陥を有する樹脂硬化層20を除去した後に、再度、上記ステップS7の液状感光性樹脂10の供給工程から上記ステップS11の感光性樹脂硬化層20の整形工程を繰り返すことが好ましい。
ワーク70を所定回転速度(ワーク外径が250mmφの場合で600〜1300rpm)で回転させ、上記ステップS3のRIP画像データ処理工程にて算出されたレーザー彫刻不要領域データや、上記ステップS4のエッジ検出工程にて計測され、メモリ905に記憶されているワーク70両端エッジ位置や、上記ステップS12のワーク外周長及び表面温度の計測工程で計測された整形完了後のワーク外周長と、所望塗布幅を基に、電子制御機構900から除去開始制御信号(図示せず)が、加工工具保持台用線形移動及び移動位置検知機構181へと出力される。
更に、少なくとも1種類以上の異なる液状感光性樹脂10を使用して、相当する液状感光性樹脂供給ユニット140を装備して、上記ステップS7の液状感光性樹脂10の供給工程から上記ステップS8の液状感光性樹脂10の塗布及び平滑化工程まで、或いは上記ステップS8の液状感光性樹脂10の露光工程まで、或いは上記ステップS11の感光性樹脂硬化層20の整形工程までを複数回繰り返し、複数の感光性樹脂硬化層20を積層させることが好ましい。
また、上記ステップS7の樹脂供給工程の前、及び上記ステップS8の樹脂塗布及び平滑化工程の終了後の少なくとも一方において、樹脂受けプレート151の先端刃先に付着している液状感光性樹脂10を樹脂掻き取りブレードユニット220にて拭き取ることが好ましい。
この工程は、感光性樹脂硬化層20の表面が汚れている場合のみに追加される工程であり、手動操作でワーク70を間欠回転させながら、洗浄液又は溶剤(エタノールもしくはアセトンなど)を含ませた不織布、ウエス、スポンジなどの保水(溶剤)性のある材料で、感光性樹脂硬化層20の表面を手作業で拭くことが好ましい。
次に、ステップS16のレーザー彫刻の工程に進む。
レーザー彫刻ヘッド300は、ワーク70の1回転毎における感光性樹脂硬化層20の融除幅と同じ距離だけ一定速度でワーク70軸心方向に沿って移動することにより、感光性樹脂硬化層20には螺旋的態様でレリーフ画像が形成されることになる。
かくして樹脂硬化層20の全面にレリーフ画像が形成されると、レーザー彫刻ヘッド300は待機位置に復帰する。上記のレーザー彫刻操作中には真空ポンプ(図示せず)を作動させて、真空経路にフィルタを有する真空吸引機構350から融除ガス(デブリー)が外部へ排出されていることが好ましい。
また、上記のレーザー彫刻の走査方式の説明では、レーザー彫刻ヘッド300がワーク1回転毎に、感光性樹脂硬化層20の融除幅と同じ距離だけ一定速度でワーク70の軸心方向に移動しながら螺旋態様でレリーフ画像を形成させる定速度線形移動走査方式を例示しているが、これと異なる方式として、融除幅と同じ距離だけ該彫刻ヘッド300をワーク70軸心方向へ移動させた後に停止させ、停止した状態にてレーザー彫刻を行うことにより輪切り態様でレリーフ画像を形成させるステップを反復させる間欠移動走査方式を使用することも可能である。
先ず、樹脂硬化層20に投下される赤外線レーザービーム40のエネルギー量を調整する方法がある。例えばエネルギー量を増やす場合にはワーク70の回転速度を落とす、反対にエネルギー量を減らす場合には回転速度を上げるなどワーク70の回転速度を制御して行う方法が一般的であるが、赤外線レーザー発生装置360のレーザー駆動電源を直接に制御して照射される赤外線レーザービーム40の強度を制御することも可能である。
例えば、複数回サイクルの場合は、1回目のレーザー彫刻サイクル終了後に、待機位置へと復帰したレーザー彫刻ヘッド300上の焦点補正機構340にて、所定距離だけレンズ支持機構330がワーク70外周面に向かって前進移動し、レンズ320がワーク70外周面へと近づくことにより赤外線レーザービーム40の焦点位置が樹脂硬化層20の内部に移動することになる。この後に、1回目と同様なレーザー彫刻サイクルが繰り返されることにより、1回目に重ねて2回目のレリーフ画像が形成されるためレリーフ深度を深くすることが可能となる。
ワーク70の取出は、装着と逆の操作であり、ワークセット台90をスライドさせてワーク70の装着位置まで押し込んでおき、心押し台110を移動させてワーク70のシャフトの一方を解放する。次に主軸台100のチャックを解除してワーク70は回転駆動及び回転制御機構120から外されてワークセット台90に載置された状態になり、当該セット台90を引き出すことにより工程が完了する。
本製造装置から取り外されたワーク70は、温水高圧洗浄装置400のワーク保持・回転機構450に装着され、図7に示す矢印A方向へ回転を開始すると、高圧プランジャーポンプ460が運転を開始する。洗浄液タンク430内で所定の温度まで加熱された洗浄液50は、高圧プランジャーポンプ460で吸引されて高圧力が加えられた状態で高圧水加熱ヒーター510を通過しながら、必要に応じて100℃を越える温度まで加温されてノズルヘッダ470へと供給される。
特に、粘凋性のある液状滓は、温水或いはスチームにより樹脂硬化層20表面から浮き上がらせることが可能なので効果的である。温水或いはスチームの圧力が0.2MPa以上あれば、粉末状滓の除去が十分であり、30MPa以下であれば微細な画像パターンを破壊することなく滓を除去することが可能である。
また、洗浄効率を上げるために洗浄液50に気体、或いは研磨剤が混入されていることが好ましい。
次に、ステップS20のレリーフ画像の後露光の工程に進む。
後露光工程は、ワーク70のレリーフ画像層の凸版印刷版としての物性向上及び表面粘着性除去のために行われるもので、この後露光工程は上記ステップS9の露光工程と同様に、露光ユニット170を用いた同じ方法にて処理される。しかし、十分な表面粘着性除去効果を得るための適正後露光量は、感光性樹脂組成、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有量により異なるので、少なくとも500mJ/cm2以上を必要とし、通常1000〜10000mJ/cm2の範囲で後露光することが好ましい。10000mJ/cm2以上の過剰な後露光量では、版表面に微妙なクラックが生じるので好ましくない。
この工程は、上記ステップS20の後露光工程で十分な物性向上及び表面粘着性除去効果が得られなかった場合のオプション工程であり、感光性樹脂組成、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有量などを最適に設計すれば省略される工程である。
次に、ステップS22のワーク取出の工程に進むが、上記ステップS17のワーク取出工程と同じことを繰り返すので、説明を省略する。
従って、高精度な厚みと印刷に好適な表面平滑性による印刷適正が高く且つ完全に継ぎ目のないシームレス印刷用凸版材を製造することができ、従来のネガフィルム作製工程や溶液現像液工程を不要とすることによる作業性の向上、省資源化及び環境保全を図ることができる。
Claims (24)
- 液状感光性樹脂を用いたシームレス印刷用凸版材の製造方法において、
印刷用シリンダ及び、金属心棒に一体に支持された印刷用スリーブの何れか一方を用いたワークを、当該ワークを保持して回転させる保持回転手段に装着する装着工程と、
所定の傾斜角度を有し、且つ先端がドクターブレード形状の樹脂受けプレートに、重力及び回転による遠心力に影響されず塗布形状を保持可能な粘度であり且つ20℃において6Pa・s以上で50kPa・s以下の粘度である液状感光性樹脂を、樹脂供給手段で、所望塗布幅で線形態様にて供給する供給工程と、
前記ワークを回転させながら前記樹脂受けプレートに供給された前記液状感光性樹脂を、前記ワークの外周面に所望塗布幅で塗布しながら前記樹脂受けプレートの先端刃先で所定の塗布厚みに成型する成型工程と、
前記ワークを回転させながら前記ワークの外周面に塗布された前記液状感光性樹脂に、高強度の紫外線を照射することにより当該液状感光性樹脂を、赤外線レーザーにて彫刻可能なように光硬化させて感光性樹脂硬化層を形成する露光工程と
を含み、
前記樹脂受けプレートは、少なくとも一端が前記ワークの軸心方向に線形移動可能な樹脂流動防止可動堰を有することを特徴とするシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記感光性樹脂硬化層の表面を整形する整形工程
を更に含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記露光工程の紫外線は、波長域200〜400nmで且つ紫外線強度が10mW/cm2以上である
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記供給工程において、前記樹脂供給手段を前記ワークの軸心方向へ線形移動させることによって、樹脂容器に収容した前記液状感光性樹脂を線形態様にて前記樹脂受けプレートに供給する第1の供給、及び前記所望塗布幅に設けられた前記樹脂供給手段の少なくとも1個以上の樹脂供給ノズルから線形態様にて液状感光性樹脂を前記樹脂受けプレートに供給する第2の供給の何れか一方を行う
ことを特徴とする請求の範囲第1項から第3項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記成型工程において、前記樹脂受けプレートを前記ワークの軸心に対して鉛直方向に移動させ、当該樹脂受けプレートの先端刃先と前記ワークの外周面との隙間を徐々に広げながら前記ワークの外周面に所望厚みの液状感光性樹脂を塗布する
ことを特徴とする請求の範囲第1項から第4項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記供給工程の処理を、複数回行う
ことを特徴とする請求の範囲第1項から第5項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記整形工程と並行及び前記整形工程の後の何れかにおいて、前記露光工程にて所望幅を越えて光硬化された余分な感光性樹脂硬化層を、所望の厚みまで除去する第1の除去工程
を更に含むことを特徴とする請求の範囲第1項から第6項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記整形工程及び前記第1の除去工程の何れか一方の後に、ディジタル画像記録信号による制御に基づき、前記ワークの外周面の感光性樹脂硬化層に彫刻を行うためのレーザー彫刻手段を、前記ワークの軸心方向に線形移動させながら前記ワークを回転させ、当該レーザー彫刻手段から照射される少なくとも1ビーム以上の赤外線レーザービームを、前記感光性樹脂硬化層で合焦させて当該感光性樹脂硬化層を融除する彫刻工程を
を更に含むことを特徴とする請求の範囲第1項から第7項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記整形工程と並行及び前記整形工程の後の何れかにおいて、前記彫刻工程における前記レリーフ画像の形成が不要な領域の感光性樹脂硬化層を、所望の厚みまで除去する第2の除去工程
を更に含むことを特徴とする請求の範囲第8項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記第2の除去工程において、前記レリーフ画像の形成が不要な領域の感光性樹脂硬化層が所望厚み迄除去されている場合、前記彫刻工程では、当該画像不要領域において前記レーザー彫刻手段を高速移動させる飛び越し走査を行い、レリーフ画像形成領域のみをレーザー彫刻する
ことを特徴とする請求の範囲第9項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記彫刻工程及び前記除去行程及び前記整形行程の何れかの後に、圧力が0.2MPa以上30MPa以下、且つ温度が40℃以上140℃以下の洗浄液を吹き付ける洗浄手段により、前記感光性樹脂硬化層を洗浄する清浄工程
を更に含むことを特徴とする請求の範囲第8項から第10項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記彫刻工程及び前記清浄工程の何れかの後に、前記ワークを回転させながら当該ワークの外周面のレリーフ画像層に紫外線を照射する後露光工程
を更に含むことを特徴とする請求の範囲第8項から第11項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記後露光工程の後に、前記ワークを回転させながら当該ワークのレリーフ画像層の表面を改質する表面改質剤を、前記レリーフ画像層に塗布して乾燥させる表面改質処理工程
を更に含むことを特徴とする請求の範囲第12項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 前記表面改質処理工程において、前記レリーフ画像層に前記表面改質剤を塗布しながら強制加熱乾燥を行う
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造方法。 - 液状感光性樹脂を用いてシームレス印刷用凸版材を製造するシームレス印刷用凸版材の製造装置において、
前記液状感光性樹脂を外周面に塗布するためのワークを、一体に連結して回転できる構造となっているワーク連結回転駆動機構と、
前記液状感光性樹脂を収容する容器と一体になった樹脂供給ノズルを有して前記ワークの軸心方向への線形移動が可能な第1の樹脂供給機構、及び前記液状感光性樹脂を収容する容器と配管連結された樹脂供給ヘッダに所望塗布幅に応じて少なくとも1個以上の樹脂供給ノズルを備えた第2の樹脂供給機構の何れか一方による樹脂供給機構と、
前記ワークと対向した位置に、先端がドクターブレード形状の樹脂受けプレートを有し、当該樹脂受けプレートは、前記ワークの軸心に対して鉛直方向に線形移動と傾斜角度調整が可能な構造である樹脂塗布平滑化機構と、
前記ワークの外周面に塗布されて平滑化された液状感光性樹脂に、高強度な紫外線を照射し、この照射手段を当該ワークの軸心に対して鉛直方向に線形移動が可能な露光機構と、
少なくとも片端にワークの軸心方向への線形移動が可能な樹脂流動防止可動堰と、
を備え、
前記液状感光性樹脂の粘度は、20℃において6Pa・s以上で50kPa・s以下である
ことを特徴とするシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - 加工用工具の保持台を前記ワークの軸心方向へ線形移動可能な加工用工具保持台機構を更に備え、
前記保持台で固定された前記加工用工具を、前記ワークの軸心に対して鉛直方向に線形移動可能な切削加工機構、研削加工機構及び研磨機構の少なくとも1つを更に備えたことを特徴とする請求の範囲第15項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - 前記樹脂供給機構と、前記樹脂塗布平滑化機構と、前記露光機構と、前記加工用工具保持台機構と、前記切削加工機構、研削加工機構及び研磨機構の少なくとも1つの機構とに、前記線形移動の際の移動位置検知が可能な移動位置検知機構
を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第15項または第16項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - 前記ワークの回転角度を検出することにより当該ワークの回転位置や回転周速度を制御する回転駆動制御機構
を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第15項から第17項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - 前記第1の樹脂供給機構は、単位時間当たりの定量供給性を有するディスペンサー方式及びシリンジ方式の何れか一方の樹脂供給機構であり、前記液状感光性樹脂を収容する容器は、蛇腹式カートリッジ容器及び裏蓋押し込み式カートリッジ容器の何れか一方である
ことを特徴とする請求の範囲第15項から第18項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - 前記第2の樹脂供給機構は、前記液状感光性樹脂を移送する樹脂移送手段を有した収容容器及び貯蔵装置の何れか一方と連結された少なくとも1個以上の樹脂供給遮断制御機構を有する樹脂供給ノズルであり、
前記樹脂供給手段は、単位時間当たりの定量供給性を有する定量圧送ポンプであり、
前記収容容器及び前記貯蔵装置の何れか一方と前記樹脂供給ノズルとの間に、前記液状感光性樹脂の内部の気泡を除去するための機構
を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第15項から第19項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - ディジタル画像記録信号を受信して記憶し、この記憶された信号を赤外線レーザービームの光変調制御信号に変換する信号変換機構と、
1以上の赤外線レーザービームを発生させるレーザー発生機構と、
前記赤外線レーザービーム毎に、赤外線強度と照射時間とを独立して設定する制御機構と、
前記保持台で固定されて前記赤外線レーザービームを、前記ワークの外周面において液状感光性樹脂を硬化させた感光性樹脂硬化層の表面で合焦させる光学系手段を有するレーザー彫刻ヘッド機構と
を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第15項から第20項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - 前記赤外線レーザービームによって前記感光性樹脂硬化層にレーザー彫刻されたレリーフ画像を清浄化するためのウオータージェット洗浄装置及び温水高圧洗浄装置の何れか一方
を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第15項から第21項の何れか1項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - レーザー彫刻されたレリーフ画像に、当該レリーフ画像の表面を改質する表面改質剤の噴霧及び塗布の何れか一方を行う表面改質処理機構
を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第21項または第22項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。 - 前記表面改質処理機構により前記レリーフ画像に塗布された前記表面改質剤を強制加熱乾燥させる加熱機構
を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第23項に記載のシームレス印刷用凸版材の製造装置。
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