JP2010537848A - 印刷版の彫刻 - Google Patents

Abstract

フレキソ版に直接彫刻を行う光イメージング装置は少なくとも2つのレーザー源を有し、各レーザー源はレーザービームを放出する。ミラー又はプリズムが前記レーザー源の各々の前方に設けられ、前記レーザービームの各々の光路を変更する。前記レーザービームは前記フレキソ版を様々な深さで切断して、かつ前記フレキソ版の一部を切除する。

Description

本発明は、敏感なプリントブロックを直接彫刻(direct engraving)するための光学プリントヘッド及び方法に関する。これは、高出力レーザー光源を利用することによって実現される。

フレキソ版又はグラビアシリンダのようなプリントブロックの直接彫刻は、レーザーシステムによって直接版材料上に3次元(3D)像を彫刻することを必要とする。これは、3次元部位を作製するための後処理工程を必要とする2次元イメージング法とは顕著に異なる。

この差異は、フレキソ版用のレーザーイメージングシステムにとって複数の課題を導入することになる。それは、レーザーシステムは材料をアブレーションするのに十分な出力を有していなければならないこと、及び、レーザースポットは上質の印刷に必要とされる細かさを実現するのに十分な程度小さくなければならないこと、である。高出力かつ高密度であることはレーザー集光性とは、実用上の観点から必ずしも矛盾するというわけではないが、これらのレーザーはワット当たりのコストが高い。

図1はフレキソプリント版を図示している。図1に図示されているように、フレキソ版は印刷媒体-たとえば紙、パッケージング材料等-の上に直接押圧されるため、その印刷媒体にインクを移す領域10は、インクを移さない空き領域11よりも高い位置にある必要がある。典型的にはインクを移す領域10は、70μmの深さに彫刻する必要がある一方で、インクを移さない領域11は500-700μmの深さに彫刻する必要がある。空き領域の必要な深さとは、フレキソ版が他の表面-たとえばアニロックスロールのようなインク保持剤-に対して押圧され、その後印刷媒体上に押圧されるときに、これらの空きの領域が他の表面と接触しない状態で保持されるような深さである。

印刷時、たとえばパッケージングとして、版は他の表面に対して確実に押圧される。フレキソ版は変形可能なので、大きな空き領域によって隔てられるイメージング部位は、より強く変形する。その結果、大きな空き領域は、小さな空き領域よりも強く接触面へ向かうように押される。この様子は図2において概略的に図示されている。図2では、印加された圧力20が、大きな空き領域21を小さな空き領域22よりもより強く接触面へ向かうように押す。従って大きな空き領域は、接触面との接触を防止するのに十分な程度、小さな空き領域よりも深い深さを維持しなければならない。上記をまとめると、レーザーシステムによって彫刻される微細な空き領域の深さは、大きな領域にとって必要とされるよりも浅くて良いことが分かる。

グラフィック技術においては、大きな空き領域は、印刷されるときに大きなインクの着かない領域を生成するものとして特定される。小さな空き領域を有する領域、印刷されるときの微細領域に相当する。深さ1μmでは1cm²に相当するフレキソ版面積を彫刻するのに必要なエネルギーは約0.45ジュールである。フレキソ版のインクを移さない領域11を除去するのに必要とされる典型的な電力は1000ワットのオーダーである一方、インクを移す領域10は約200ワットを必要とする。上述の電力消費の比は、インクを移す領域10とインクを移さない領域11の深さ-たとえばインクを移す領域については70μmでインクを移さない領域11については500-700μm-に相関する。

フレキソ版作製における彫刻プロセスは多量の残骸を発生させる。このため、小さな残留粒子や気体放出からなる発生した残骸を実効的に除去する試みがなされている。これはさらなる複雑さやコストを現在のプロセスに加えることになる。上記問題は本発明によって解決される。

フレキソ版に直接彫刻を行う光イメージング装置は少なくとも2つのレーザー源を有し、各レーザー源はレーザービームを放出する。ミラー又はプリズムが前記レーザー源の各々の前方に設けられ、前記レーザービームの各々の光路を変更する。前記レーザービームは前記フレキソ版を様々な深さで切断して、かつ前記フレキソ版の一部を切除する。

本発明によるスライスシステム(“EBS”)による彫刻は、大きな中身の詰まった(solid)領域がレーザーによってある程度の深さまで彫刻される必要がある一方で、微細領域は顕著に浅く彫られるだけで良いという利点を有する。

高い位置にあるインクを移す領域と空き領域を有するフレキソ版内の彫られた部分が概略的に表されている従来技術である。 表面に対して押圧されたフレキソ版が図示されている従来技術である。大きな空き領域によって隔てられた列はより強く変形し、その結果大きな空き領域は接触面へ向かう方向に顕著に押される。 本発明によるスライスによって行われる彫刻の概略図である。 スライスを行う光学系による彫刻を表す概略図である。 2つのレーザーシステムによるスライス法による彫刻を概略的に表している。 スライスシステムによる彫刻によってフレキソ版から切除される部分を概略的に表している。 スライスシステムによる彫刻によってフレキソ版から切断される部分を概略的に表している。入射及び射出領域はレーザーパルスによってアブレーションされる（切断はされない）。 入射及び射出領域をアブレーションするための第3レーザーを有する、スライスによる彫刻を行う概略的構成図である。

本発明は、印刷ブロック-たとえばフレキソ版、グラビアシリンダ、及び活版印刷用シリンダ-を彫刻することのできるスライス用プリントヘッドによる彫刻について説明している。詳細な説明全体を通じてフレキソ版が例として用いられるが、他の種類の版が本発明によって用いられても良い。後述するように、本発明は、彫刻装置の構成に依存して複数の構成を提案する。

本発明は、図3に図示されているように、既知のレーザー彫刻手段を用いることによって、フレキソ版のインクを移す領域31のすべてを3D的に彫刻することを提案する。除去されたインクを移さない一部36と38は別な方法で処理される。レーザー出力は3D的ではなく2D的に印加される。レーザービーム34と36がフレキソ版上に印加されることで、その版は2方向で彫刻され、インクを移さない領域36がそのフレキソ版から切除される。その一方で、その版はドラム上で速い走査方向54に回転する。その際表面の運動はレーザービームに対して垂直である。レーザービームはさらに、遅い方向55において所定のデルタステップで印加されることで、図3に図示されているような他の一部が切断される。その切断は、提案した発明が2D的に彫刻を行うという制約があるため、インクを移さない一部38を切除するためにレーザービーム33と35を印加し、相対的に小さな残りの一部37を残すことによって実現される。インクを移さない一部36と38は回転ドラムから一つの部分で除去される。除去される部分では、ドラムの回転によってフレキソ版がマウントされる。

本発明は、2つの主な利点をフレキソ版の製造に導入する。1つ目は、フレキソ版の深くてインクを移さない領域-たとえば除去されたインクを移さない一部36と38-全体をアブレーションするのに必要なエネルギーを実質的に節約することである。これらの領域の彫刻におけるエネルギーの節約は90%にも到達しうる。

2つ目の利点は、3Dレーザーアブレーションプロセスによって発生する多量の小さな粒子及び放出気体とは対照的に、たとえば36や38のようなインクを移さない一部が相対的に大きな部分として除去されることである。提案した方法は、彫刻装置から残骸物を除去するプロセスを極めて単純にする。

図4及び図5は、本発明による光イメージング装置80を図示している。前記光イメージング装置80は、レーザー光源43及びミラー又はプリズム45を有する。2つの隣接する位置からレーザー光源43がレーザービーム44を放出して、該レーザービーム44が、版表面48上又は該版内部に位置する最も深い切断地点47で出会うときに、三角形状が形成される。レーザービーム44が版52へ入り込む深さを変化させるため、ガラス製の三角形ウエッジプリズム45が導入される。三角形ウエッジプリズム45が方向49に動く場合において、ビーム44が三角形ウエッジプリズム45の広い部分41に衝突するとき、レーザービーム44は回折するので光路が長くなる。よってレーザービーム44は版表面48に到達する。レーザービーム44が三角形ウエッジプリズム45と三角形ウエッジの狭い部分42で衝突するとき、レーザービーム44は伝播してフレキソ版52へ入り込み、最も深い切断地点47へ到達する。三角形のウエッジプリズム45と該プリズム45の広い部分41と狭い部分42との間で衝突するレーザービーム44は、フレキソ版52へ、版と接触する面48と最も深い切断地点47の間にまで入り込む。ビーム強度はプロセス中に調節される。材料へのビームの侵入は、1対のビームが交差する地点に到達する段階で中止される。プリズムの代わりにミラーが用いられて良いことに留意して欲しい。

三角形のウエッジプリズム45はレーザー光源43の前方に設けられている。それによりレーザービーム44がフレキソ版52へ入り込む前に三角形ウエッジの広い部分41に衝突する。レーザービーム44の入射を実現してフレキソ版52を切断するため、レーザー光源43がウエッジの狭い部分の前方に設けられるまで、そのウエッジはレーザー光源43に対して変動する。深い切断が実行されるとき、ウエッジは変動せずに、連続する大きな切断部を形成する。レーザービームが版を飛び出す段階では、三角形ウエッジの広い部分41がレーザー光源43の前方に設けられるまで、三角形のウエッジプリズム45は変動する。この動作は、ドラムの回転によって版から除去される切断部の一部46を形成する。レーザービーム44の光路を回折させるため、三角形ウエッジプリズム45に対する代替手法が、ミラーシステムによって行われて良い。係る三角形ウエッジプリズム45のような光学回折手段は一つのレーザー光源43の前方に導入されるだけで良い。他方他のレーザー版材料中の最大深さに集光される。その結果、除去される切断部の一部46の形状は様々なものとなる。例は互いに横方向に変位するプリズム又はミラーを示しているが、同様の効果を実現するために回転又は傾斜しても良いことにも留意して欲しい。ミラー又はプリズム45の変位又は回転は、当技術分野において既知であって変位手段82として概略的に表されている従来手段によって実現されて良い。

図6は、レーザービームが最も深い切断地点47に衝突するまでに、そのレーザービームがフレキソ版52へ入り込む位置61を表している。回転ドラム51上にマウントされているフレキソ版52は方向64に回転することで、レーザー光源43は、フレキソ版52の内部を版の水平移動方向63に切断する。切断が完了する地点では、レーザービームは、射出地点62を介して版を飛び出す。これにより、3D像で表されている切断部の一部65が形成される。

図7及び図8は、フレキソ版52を彫刻する他の実施例を図示している。1対のレーザー光源43が三角形ウエッジプリズム45を備えずに用いられている。レーザー光源43は版材料の最大深さに集光される。この結果、最も深い切断地点内部が切断されることで、主切断領域71が形成される。それに加えて、高出力パルスレーザー光源74が、領域71の入口及び出口をアブレーションするのに用いられる。入口領域及び出口領域72は、パルスレーザー光源74からのパルスレーザービーム73によってアブレーションされる。

Claims (13)

1. フレキソ版を直接彫刻する光イメージング装置であって、
   当該装置は：
   各々がレーザービームを放出する少なくとも2つのレーザー光源；
   前記レーザー光源の各々の前方に設けられることで、前記レーザービームの各々の光路を変化させる、ミラー又はプリズム；
   を有し、
   前記レーザービームは様々な深さで前記フレキソ版を切断し、かつ
   前記レーザービームは前記フレキソ版の一部を切除する、
   光イメージング装置。
2. 前記プリズムが三角形のガラス製ウエッジである、請求項1に記載の光イメージング装置。
3. 複数の前記ミラー又はプリズムが、協働しながら、互いに接近するように変動し、又はさらに遠ざかるように変動することで、前記のフレキソ版の一部を切除する、請求項1に記載の光イメージング装置。
4. 前記ミラー又はプリズムが、複数の前記レーザー光源のうちの1つの前方にのみ設けられている、請求項1に記載の光イメージング装置。
5. 前記レーザービームが速い走査方向に前記フレキソ版を切断する、請求項1に記載の光イメージング装置。
6. 前記複数のミラー又はプリズムが傾斜することで、前記のフレキソ版の一部を切除する、請求項1に記載の光イメージング装置。
7. フレキソ版を直接彫刻する光イメージング装置であって、
   当該装置は：
   第1及び第2レーザービームを放出する第1及び第2レーザー光源；
   前記フレキソ版への入射路及び射出路をアブレーションする第3レーザー光源；
   を有し、
   前記レーザービームは、前記フレキソ版内部において、前記入射路及び射出路よりも深い位置に存在する最大深さで集光されることで、前記入射路と射出路との間に存在する前記フレキソ版の一部を切除する、
   光イメージング装置。
8. プリント版を直接彫刻する光イメージング装置であって、
   当該装置は：
   前記プリント版を切断する第1レーザービームを放出する第1レーザー光源；
   前記プリント版を切断する第2レーザービームを放出する第2レーザー光源；
   前記第1レーザー光源の前方に設けられることで、前記第1レーザービームの光路を変化させる、第1再導光手段；
   前記第2レーザー光源の前方に設けられることで、前記第2レーザービームの光路を変化させる、第2再導光手段；
   を有し、
   前記第1及び第2再導光手段は相関して変動することで、前記第1及び第2レーザービームを、前記プリント版の様々な深さに入射させる、
   光イメージング装置。
9. フレキソプリント版を直接彫刻する方法であって、
   当該方法は：
   第1レーザービームを放出する第1レーザー光源を供する工程；
   第2レーザービームを放出する第2レーザー光源を供する工程；
   前記第1レーザービームを前記フレキソプリント板にて第1角度で導光する工程；
   前記第2レーザービームを前記フレキソプリント板にて第2角度で導光する工程；
   を有し、
   前記第1及び第2レーザービームは、前記フレキソプリント版から該フレキソプリント版の一部を切断する、
   方法。
10. 前記第1及び第2レーザービームを相関するようにして前記フレキソ版へ再導光することによって、前記第1及び第2レーザービームを様々な深さで前記フレキソ版へ入射させる工程をさらに有する、請求項9に記載の方法。
11. 第3レーザーによって入射路を切断する工程；及び、
    前記第3レーザーによって射出路を切断する工程；
    をさらに有する、請求項10に記載の方法。
12. フレキソプリント版を直接彫刻する方法であって、
    当該方法は：
    前記フレキソプリント版をドラム上にマウントする工程；
    前記ドラムを回転させる工程；
    第1レーザービームを放出する第1レーザー光源を供する工程；
    第2レーザービームを放出する第2レーザー光源を供する工程；
    前記第1レーザービームを前記フレキソプリント板にて第1角度で導光する工程；
    前記第2レーザービームを前記フレキソプリント板にて第2角度で導光する工程；
    を有し、
    前記第1及び第2レーザービームは、前記フレキソプリント版から該フレキソプリント版の一部を切断し、かつ
    前記ドラムの回転により前記のフレキソプリント版の一部が前記フレキソプリント版から除去される、
    方法。
13. 前記第1及び第2レーザー光源の出力を同時に減少させる工程をさらに有する、請求項12に記載の方法。

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