JPH07261376A

JPH07261376A - グラビア円筒の彫刻方法

Info

Publication number: JPH07261376A
Application number: JP7036859A
Authority: JP
Inventors: David W Walters; ワンダーウォルターズデビッド; Rukmini B Lobo; ベツバルアロボルクミニ
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1995-10-13
Also published as: EP0671260A1; EP0671260B1; DE69501008D1; US5426588A; DE69501008T2

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の経験的な方法に頼るよりもむしろ測定
可能なパラメータに従って、グラビア円筒を彫刻する方
法を提供する。【構成】所望する液体組成物の被覆量を決定し、刃先
角および圧縮角を含むパラメータを選定することを含む
グラビア円筒の彫刻方法。スクリーン目幅に対する溝幅
およびスクリーン目幅に対する壁幅を指定し、スクリー
ン目幅、溝幅および壁幅を計算する。前記刃先角、圧縮
角、壁幅、溝幅およびスクリーン目幅によりグラビア円
筒を彫刻する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機械的な円筒彫刻
を制御して、特定のコーティングニーズの円筒を仕立て
る方法である。特に、本発明は、コーティング品質およ
び予測精度を改良するグラビア円筒を彫刻する方法を提
供する。

【０００２】

【従来の技術】移動する支持体上に液体組成物を被覆す
るためにグラビア円筒を用いる。グラビア円筒により付
着される液体の量は、その円筒表面のくぼんだスクリー
ン目の関数である。グラビア円筒彫刻の設計のための伝
統的な方法は、異なる彫刻スクリーン目パターン、サイ
ズおよび形状を持つ、完成された円筒の膨大な在庫目録
に頼っている。前記液体コーティング組成物の適当なレ
イダウン（lay down）は、いくつかの円筒を試すか、以
前に実施した円筒を用いるかすることにより経験的に決
定される。新しいコーティング組成物の必要なレイダウ
ンを達成するための試験では、典型的に技術者は、彫版
工に円筒のタイプを指定し、『〜以外は、この円筒のよ
うに、それを作って欲しい』と言うであろう。いくらか
はうまく行くけれども、この方法の欠点は、経験的な試
作に頼ることであり、それを「もう一つ別の円筒のよう
に」作る、単独の情報源の彫版工のサービス能力に頼る
ことである。彫版工は、コーティング品質に影響を与え
るスクリーン目構造に最小限の関心をはらって、流体の
付着レイダウンを増加もしくは減少させてるために、ス
クリーン目深さを経験的に変えるであろう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
解決する方法である。本発明は、所望するコーティング
被覆量を与える円筒を彫刻するのに必要な適切なパラメ
ータを、刻版機に指定することを可能にする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持体上に液
体組成物をコーティングするための、円周Ｃを有するグ
ラビア円筒の彫刻方法である。この方法は、支持体上の
液体組成物の被覆量ＶＡを決定することを含む。刃先角
θおよび圧縮角（Compression angle ）αを選択する。
スクリーン目幅に対する溝幅の比（Ｗ_C／Ｗ_O）を指定
する。スクリーン目幅に対する壁幅の比（Ｗ_W／Ｗ_O）
を指定する。スクリーン目幅を、次式：Ｘ＝Ｗ_O＋Ｗ_C＋２Ｗ_X （式中、Ｘは、水平方向の反復長さである）、および

【０００５】

【数７】

【０００６】によって計算する。そして、溝幅Ｗ_Cおよ
び壁幅Ｗ_Wを計算する。そして、θ、α、Ｗ_C、Ｗ_Wお
よびＷ_Oに従って、グラビア円筒を彫刻する。オハイオ
刻版機（Ohio engravingmachine）の場合、水平方向ス
クリーン値ＨＳは、次式から決められる：

【０００７】

【数８】

【０００８】実スクリーン値を、次式に従って計算す
る：

【０００９】

【数９】

【００１０】垂直方向スクリーン値を、次式に従って計
算する：

【００１１】

【数１０】

【００１２】次式から刻版機垂直設定値Ｎ₂ を決定す
る：

【００１３】

【数１１】

【００１４】そして、円筒をＮ₂ およびθに従って彫刻
する（オハイオ刻版機）。本発明は、経験的な方法に頼
るよりもむしろ測定可能なパラメータに従って、グラビ
ア円筒を彫刻することを可能にする。

【００１５】

【具体的な態様】電子機械式刻版機は、その最も簡単な
形態では、三つの基本的な部分；走査ヘッド、コントロ
ールパネル／プロセッシングユニットおよび電源、並び
に彫刻ヘッドおよび円筒ステーションを有する。刻版す
るためには、写真プリントを走査ドラム上に取付け、簡
単なパターンを直接にコンピュータプログラミングする
ことができ、何も刻まれてない銅メッキして磨かれた円
筒を、刻版ステーション上に置く。この刻版する円筒
は、走査ドラムと同期させたスピードで回転する。彫刻
ヘッドは、走査ヘッドと一緒に連続的に円筒全体を移動
する。走査ヘッドは、写真プリント上の情報を読取り、
その信号を変更して彫刻ヘッドに転送する中央演算ユニ
ットにその情報を伝送する。ピラミッド形状ダイヤモン
ド針を軟質銅に押し付けることにより、彫刻ヘッドが応
答して、慎重にスクリーン目を彫刻する。電子機器およ
びダイヤモンド針の寸法によって、スクリーン目サイズ
ををコントロールする。ダイヤモンドの先を細くすれば
するほど、刃先角は小さくなる。彫刻ヘッドに送られる
信号強度を変調することにより、スクリーン目深さ変化
をコントロールする。ダイヤモンド針それ自身は、一定
の速度および振幅で振動する。電流を変えることによ
り、この信号が、銅表面の中および外に針装置を動か
し、信号電圧に比例した深さにくぼんだスクリーン目を
彫刻する。ダイヤモンドカッティング針を完全に引っ込
めないで、個々のスクリーン目間の連鎖を形成すること
により、溝を形成する。

【００１６】最近のソフトウェアおよび内部電子回路部
品の改良により、スクリーン目彫刻をディジタル的に制
御することが可能である。スクリーン目特性は、マシン
上にプログラム可能であり、ブランクのベース円筒材料
（典型的に、銅）と無関係であるので、ディジタル化し
た信号が彫刻するための全ての情報を含んでいることが
重要である。彫刻後、この円筒をバリ取りして、バフ磨
きする。そして、この円筒をクロムメッキし、平行線模
様をつけて磨く。最終スクリーン目体積に影響を及ぼす
可能性があり、そして多分影響を及ぼす唯一の作業変数
を、クロムメッキが有することに留意すべきである。

【００１７】彫刻プロセスは、重要でありかつ複雑であ
るので、スクリーン目構造特性が彫刻プロセス仕様およ
びコントロールパラメータに依存することを記述する、
経験的な関係を確立する努力は完成されている。スクリ
ーン目体積モデルは、簡単な幾何数学の式により導か
れ、そして電子機械式刻版機へのディジタル化した入力
をコントロールすることにより表わされる。このモデル
は、彫刻後の円筒処理工程は説明しない。しかし、相対
的な計算体積は、観察されるカラーハードコピー供与色
素流体およびプリント作成流体付着濃度と非常に良く一
致する。スクリーン目形状特性は、コーティング品質の
均一性に劇的な影響を与える。

【００１８】電子機械式刻版機は、高品質のグラビア円
筒を製造する。電子機械式刻版機に由来する彫刻された
正常なスクリーン目を、図１に示す。単一のスクリーン
目を、スクリーン目の内壁で測定されるスクリーン目幅
（Ｗ_O）およびスクリーン目高さ（Ｖ_O）の寸法によっ
て特徴付ける。単一のスクリーン目は、連絡溝（Ｗ_C）
以外は、幅（Ｗ_W）を有する連続壁によって完全に仕切
られている。個々のスクリーン目は、たいてい軸方向の
溝によって連絡されている。単独のスクリーン目は、通
常、規則正しいアレイ中に入れ子状になって、非常に大
きなスクリーン目集団密集を形成する。点線によって示
されるように、個々のスクリーン目の回りに仮想の仕切
を描くことによりアレイ中のスクリーン目数を定義する
ことが、伝統的に維持されている。

【００１９】最初に、電子機械刻版の単位面積当りの体
積を導いた。その導出を以下に示す。計算を単純化する
ために、菱形を用いて、電子的に彫刻したスクリーン目
の壁境界を近似する。得られる単純化したスクリーン目
の簡単な幾何学的特徴を図２に表わす。高さは、１／
（Ｖ）（線／μｍ）としての、彫刻されたスクリーン目
の垂直方向線スクリーン（ＶＳ）寸法の関数である。

【００２０】単純化したスクリーン目をその軸方向に線
３−３に沿って二等分したものを図３に表わす。図３
は、銅に深さＤまで切り込み、刃先角θを有する彫刻ダ
イヤモンド針を表わす。彫刻する方向の垂直方向線スク
リーンの中心点に沿って、スクリーン目の回りにカット
し、側面からスクリーン目を見ると、図４は、ｙ方向に
彫刻する、彫刻針の中および外の行程を表わす。円筒表
面から入り込む針の最大深さは、Ｄである。前記ダイヤ
モンド針を不完全に引っ込めて、溝を形成する。中心点
の溝から中心点の溝（即ち、高さ）のスクリーン目に対
応する彫刻の一周期は、１／（ＶＳ）である。

【００２１】彫刻に沿ういずれの軸点でのスクリーン目
幅は、Ｗ（ｙ）＝２Ｄｔａｎθ／２であり、従って、最
大スクリーン目幅は、２ｄｔａｎθ／２である。ここ
で、

【００２２】

【数１２】

【００２３】である。連絡溝は、それの深さＤ₀ におい
て前記スクリーン目と同じ形状を有するが、スクリーン
目よりも浅く切り込まれる。最小溝幅は、２Ｄ₀ ｔａｎ
θ／２である。スクリーン目の正面に面した三角形面積
は、面積＝１／２（ｄ）（２ｄｔａｎθ／２）＝ｄ² ｔａｎθ／２である。

【００２４】４５゜に等しい圧縮角αを有する個々の正
常なスクリーン目の体積を、垂直方向線スクリーンに沿
って、機械刻版方向（ｙ）に積分することにより得る。

【００２５】

【数１３】

【００２６】この関係式は、代数を用いると次のように
なる：

【００２７】

【数１４】

【００２８】水平方向の反復長さＸは、スクリーン目
幅、二つの壁幅および溝幅からなる一つの電子機械式ス
クリーン目を横切る幅である。Ｘ＝Ｗ₀ ＋Ｗ_C＋２Ｗ_W （２）水平および垂直方向スクリーン値（ＨＳおよびＶＳ）
を、以下のように定義する：

【００２９】

【数１５】

【００３０】しかし、オハイオ刻版機の定義によると、
式（３）に定義する水平および垂直方向スクリーン値
を、両方共√２倍する。実スクリーン値（ＡＳ）は、単
位スクリーン目当りの面積の逆数の平方根である（スク
リーン集団）。

【００３１】

【数１６】

【００３２】水平および垂直方向反復を、圧縮角αによ
って関連づける。あるいは、水平および垂直方向スクリ
ーン値を、次式を用いて実スクリーン値および圧縮角か
ら計算にすることもできる：

【００３３】

【数１７】

【００３４】なぜなら、

【００３５】

【数１８】

【００３６】であるからである。式１を式８に代入し
て、平方インチに変換すると式（９）を得る：

【００３７】

【数１９】

【００３８】この時点で、刃先角θ、圧縮角α、スクリ
ーン目幅Ｗ_O、溝幅Ｗ_Cおよび壁幅Ｗ_Wに従って、刻版
機により、グラビア円筒を製造できる。いずれの刻版機
設定もこれらの５種類のパラメータから決定することが
できる。例えば、刻版機の垂直設定値（即ち、オハイオ
刻版機の場合に指定される）は、変更可能である。オハ
イオ刻版機の場合、刻版機の垂直設定値（Ｎ₂ ）を、次
式（１０）によって計算できる。

【００３９】

【数２０】

【００４０】（７．５は、オハイオ刻版機の定数であ
る）この刻版機のものは、通常、実際の垂直方向および水平
方向スクリーン値に√２を掛けることにより、垂直方向
および水平方向スクリーン値を定義する。故に、式（１
０）の右辺を√２で割ることにより、Ｎ₂ を計算する。
グラビア円筒の彫刻を規定する手順は、以下の通りであ
る：製品の濃度仕様に基づいて、必要被覆量（ｃｃ／ｆ
ｔ² ）を決定すること。レイダウン換算に対する標準濃
度が、通常、利用可能である。典型的な彫刻は、彫刻し
た体積の約５０〜５８％を配布すると予想される。

【００４１】１１０〜１４０゜の彫刻刃先角θを選択す
る。与えられた単位面積当りの体積において、針が小さ
いほど、彫刻するのに長くかかり、従ってより高価であ
る、より細かいスクリーンカウントを意味することに留
意されたい。圧縮角αを選択する。実験的研究では、圧
縮角が小さくなるほどより均一に、（特に溶剤溶液を用
いると）塗布されることを示している。しかし、３８゜
より小さい圧縮角で行う刻版は、彫刻が困難であり、通
常あまり均一でない。

【００４２】スクリーン目幅に対する溝幅の比（Ｗ_C／
Ｗ_O）を規定する。４０゜圧縮角の場合、この比は、１
６％より大きく２０％より小さい方が良い。３６゜圧縮
角の場合、この比の領域は、１０％〜１５％になると予
想される。多くの用途では、この比は、１５％〜３０％
になると予想される。この比の境界は、二種類の異なる
タイプのコーティング欠陥によって規定される。下限よ
り下の比で彫刻すると、黒い斑点を有する粒状のきずを
伴ってコーティングし、さらに、斜め方向の粒子のを生
じる傾向が有る。上記の上限より上の比で彫刻すると、
ギア目および粒子の糸をコーティングする。

【００４３】スクリーン目幅に対する壁幅の比（Ｗ_W／
Ｗ_O）を規定する。この比の範囲は、おおよそ１０％〜
２０％である。１０％より小さいと、非常に薄い壁がで
き、パンクを生じる可能性がある。２５％より大きい
と、スクリーン目パターンの印刷を生じる（特に、約４
０センチポアズより高い粘度を有する溶液を用いる場
合）。推奨される値は、約１５％である。

【００４４】スクリーン目幅に対する溝幅、およびスク
リーン目幅に対する壁幅の比を水平方向の反復長さ（式
２）に代入することによりスクリーン目幅を計算する。
刃先角および彫刻体積と一緒に反復長さに対するスクリ
ーン目幅の関係を、体積式（式９）に代入する。溝幅お
よび壁幅を、上記規定の比およびスクリーン目幅から計
算する。この時点で、刻版機設定を、θ、α、Ｗ_O、Ｗ
_C、およびＷ_Wからプログラミングすることができる。
オハイオ刻版機の場合、操作は次の通りである：式２を
用いて、水平方向反復長さを計算する。

【００４５】この水平方向反復長さの値を式３に代入し
て水平方向スクリーンカウントを計算する。そして、実
スクリーンカウントを、式６を整理して、水平方向スク
リーンカウントおよび圧縮角から計算する。式５を用い
て、垂直方向反復長さを、水平方向スクリーン長さおよ
び圧縮角から計算する。

【００４６】そして、式３を用いて、垂直方向スクリー
ン値を垂直方向反復長さから計算する。式１０を用い
て、刻版機垂直方向設定を、与えられた円筒円周から計
算する。

【００４７】

【実施例】必要なレイダウン仕様に適合する、被覆必要
量７．５ｍｌ／ｍ² （０．７ｃｃ／ｆｔ² ）の場合の計
算。１．５０％の転移効率と仮定すると、彫刻される体積
は、１５．０ｍｌ／ｍ²（１．４ｃｃ／ｆｔ² ）となる
であろう。

【００４８】２．１２０゜の刃先角を選択する。３．４０゜の圧縮角を選択する。４．４０゜の圧縮角において、スクリーン目幅に対する
溝幅比（Ｗ_C／Ｗ_O）１８％は、手順の４番目に規定す
る推奨範囲内である。５．推奨される、スクリーン目幅に対する壁幅比（Ｗ_W
／Ｗ_O）は、１５％である。

【００４９】６．この時点で、式９を用いてスクリーン
目幅を計算することができる。（溝幅および壁幅を、上
記の比を用いてスクリーン目幅によって記載することが
できる）式２より、Ｘ＝Ｗ＋０．１８Ｗ＋２×０．１５Ｗ＝１．４８Ｗこの値を式９に代入すると、

【００５０】

【数２１】

【００５１】Ｗ＝１７８μｍ７．そして、スクリーン目幅の比として規定される溝幅
および壁幅を決定する。Ｗ_C＝０．１８×１７８＝３２μｍＷ_W＝０．１５×１７８＝２７μｍ８．水平方向反復長さ（式２から）は、Ｘ＝１．４８×１７８＝２６３μｍ９．水平方向スクリーン値（式３から）は、

【００５２】

【数２２】

【００５３】（ｌｐｉは、１インチ当りの線数、即ち
２．５４ｃｍ当りの線数である）（注：オハイオ刻版機の水平方向スクリーン値＝√２×
９７＝１３７ｌｐｉ）１０．式６を用いて、実スクリーン値もしくは線スクリ
ーン値を計算することができる。

【００５４】

【数２３】

【００５５】１１．式５を用いて、垂直方向反復長さを
計算することができる。Ｖ＝２６３×ｔａｎ４０＝２２０μｍ１２．垂直方向スクリーン値（式３）は、

【００５６】

【数２４】

【００５７】（注：刻版機の垂直方向スクリーン値＝√
２×１１５＝１６３ｌｐｉ）１３．そして、直径２５．４ｃｍ（１０インチ）の円筒
の場合の、刻版機の垂直設定（Ｎ₂ ）を決定する。

【００５８】

【数２５】

【００５９】彫刻寸法仕様を与える上記設計ガイドライ
ンを用いて、円筒を彫刻すると、製品歩留りを著しく改
善した。円筒彫刻設計を改善することによりコーティン
グ欠陥が減少し、かつ材料歩留りの改善が実現された。
この方法により製造した円筒はすべて良好に機能したの
で、円筒歩留りの改善が達成された。従来技術の方法に
よると、良好に機能しない円筒を高い比率で製造した。

【００６０】いくつかのサンプル彫刻をテストして、被
覆性に関する彫刻変動の影響を測定した。これらの結果
を以下に概括する。溶液の粘度は、きずのタイプおよび
サイズに大きな影響を与える。低粘度コーティングは、
彫刻寸法、特に、粒状欠陥に関する影響を、一般的に増
幅する。低粘度コーティング組成物に関しては、粒状パ
ターンが、よりはっきりとかつ連続して出現するが、標
準粘度では、粒状は、同じくらい一様には連続していな
い。斜め方向の粒子の糸を生成する傾向は、溝幅および
彫刻の圧縮角への強い依存性を示した。濃密斑点に沿う
粒子の斜め方向の糸は、溝が無いか、もしくは大きい圧
縮角での彫刻に見られた。この意味は、より大きな溝
が、圧縮されたスクリーン目よりも、引き延ばされたス
クリーン目のために必要であるということである。溝お
よび圧縮角の影響は、多くの円筒に置いて観察されてい
る。小さい溝（２５μｍ未満）を持つ、もしくは溝が無
いスクリーン目は、より多くの粒状きずを表わしたが、
より大きな溝（２５μｍを越える）を持つスクリーン目
は、ほとんどきずを表わさなかった。大きな溝幅（３５
μｍを越える）ほど、より多くの斑点タイプパターンを
表わした。このことは、斑点タイプの欠陥から離れるた
めには、理想的な溝幅が、２５μｍ付近であり、３５μ
ｍより下であることを示している。

【００６１】本発明の他の好ましい態様を請求項との関
連において、次ぎに記載する。（態様１）圧縮角αが３８゜より大きい請求項１に記載
の方法。（態様２）第一の比が０．１５〜０．３０である請求項
１に記載の方法。（態様３）第二の比が０．１０〜０．２５である請求項
１に記載の方法。（態様６）圧縮角αが３８゜より大きい請求項２に記載
の方法。（態様７）第一の比が０．１５〜０．３０である請求項
１に記載の方法。（態様８）第二の比が０．１０〜０．２５である請求項
１に記載の方法。

【００６２】本発明の好ましい態様を特に詳細に記載し
たが、添付した請求項によって規定される本発明の範囲
から外れることなく、その範囲内で種々の変更および改
造が可能であることは、当業者にとって明かであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子機械式刻版機により作られる彫刻パターン
である。

【図２】電子機械式刻版機により彫刻されるスクリーン
目を単純化したものである。

【図３】図２の３−３の線での断面である。

【図４】電子機械式刻版機により彫刻されるスクリーン
目の側面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上の液体組成物の被覆量ＶＡを決
定すること；刃先角θを選択すること；圧縮角αを選択
すること；スクリーン目幅Ｗ_Oに対する溝幅Ｗ_Cの第一
の比を指定すること；スクリーン目幅Ｗ_Oに対する壁幅
Ｗ_Wの第二の比を指定すること；Ｘ＝Ｗ_O＋Ｗ_C＋２Ｗ_W （式中、Ｘは、水平方向反復長さである）、および【数１】に従ってスクリーン目幅を計算すること；前記第一の比
により溝幅Ｗ_Cを計算すること；そして前記第二の比に
より壁幅Ｗ_Wを計算すること；からなる、支持体上に液
体組成物をコーティングするための、円周Ｃを有するグ
ラビア円筒の彫刻方法。
【請求項２】支持体上の液体組成物の被覆量ＶＡを決
定すること；刃先角θを選択すること；圧縮角αを選択
すること；スクリーン目幅Ｗ_Oに対する溝幅Ｗ_Cの第一
の比を指定すること；スクリーン目幅Ｗ_Oに対する壁幅
Ｗ_Wの第二の比を指定すること；Ｘ＝Ｗ_O＋Ｗ_C＋２Ｗ_W （式中、Ｘは、水平方向反復長さである）、および【数２】に従ってスクリーン目幅を計算すること；前記第一の比
により溝幅Ｗ_Cを計算すること；前記第二の比により壁
幅Ｗ_Wを計算すること；Ｘ＝Ｗ_O＋Ｗ_C＋２Ｗ_W に従って、水平方向反復長さＸを計算すること；【数３】に従って、水平方向スクリーン値（ＨＳ）を計算するこ
と；【数４】に従って、線スクリーン値を計算すること；【数５】に従って、垂直方向スクリーン値（ＶＳ）カウントを計
算すること；【数６】に従って、刻版機垂直方向設定Ｎ₂ を計算すること；Ｎ
₂ およびθに従って、グラビア円筒を彫刻すること；か
らなる、支持体上に液体組成物をコーティングするため
の、円周Ｃを有するグラビア円筒の彫刻方法。