レーザー彫刻グラビア・フレキソ製版技術の開発
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製版のための高性能手段としてのレーザーの使用は、プリプレス加工および製版の長期目標である。 高エネルギー、高性能記録ツールとして、レーザーは1970年代から相殺されてきました。 グラビア印刷の分野はますます重要な役割を果たしています。 コンピュータグラフィック情報処理に基づいて、フィルムおよびオフセット印刷版を画像化し出力するためのレーザーの使用は、最も一般的で最も有望なオフセット印刷方法である。 ライブラリ "CTFilm"と "CTPlate"は当然のことと考えられています。 レーザープレートの記録が入っています。
機械式電磁グラビア電子彫刻機が１９６２年にドイツのＨｅｌｌ ＧｍｂＨによって発明されたことはよく知られている。 これはレーザー発明の時期に非常に近い。 実際、同社の技術者たちは、その時点で銅メッキのシリンダーを彫刻するためにレーザーを使用しようとしました。 しかし、銅は光に対する反射率が高いため、高エネルギー電子ビーム彫刻に成功しました。
グラビア版のグラビア印刷は、英国のクロスフィールドエレクトロニクスがレーザーを使用してポリマー樹脂層を有するグラビアシリンダー上にセルを彫刻してグラビアシリンダーを製造した1977年に始まった。 技術的な研究開発として品質安定性などの理由で実用化されていないが、レーザーグラビア印刷版は開発を続けることができると指摘されている。
今年5月にドイツのデュッセルドルフで開催されたDrupa 2000の印刷イベントで、レーザープレート記録技術が実用段階に入ったことがわかりました。 CTPlateを印刷するために使用される技術がホットスポットになったことに加えて、多くの製造業者が発売しましたグラビア印刷版とフレキソグラフレーザー製造装置はCTP（Computer To Cylinder）のハイライトになりました。
まず、レーザー彫刻グラビア技術の種類
グラビアセルの種類に関する限り、一般に４つの種類、すなわち、可変面積セル、凹面深さ、右方向変化セル、面積および凹面深さ、可変セルおよび周波数変調セルがある。 現在の技術水準では、これら４つのセルのレーザー彫刻が達成されている。
1.可変面積セル
その名前が示すように、このタイプのセルは、その空き領域を変更することによってのみ、イメージの階調レベルの変更を再現します。 色の深さにおけるセルの面積は大きく、浅い色のセルの面積は小さく、穴の深さは変わりません。 これに関しては、オフセットドットの画像再現の原理と同様である。 したがって、この種の凹版は「ドットグラビア」とも呼ばれます。
像調子再現の基本原理はオフセット印刷のそれと類似しているが、キャビティの構造はグラビア印刷版の基本的な技術的要求から分離することはできないことに注意すべきである。 これは、メッシュ壁は印刷版ではなく、形成され保持されなければならないということです。 地面には、網のない大きな壁があります。 したがって、細胞の微視的構造から、それは普通の点と同等ではない。
2.凹深さ可変メッシュ
これは最も典型的なグラビアセルで、「クラシックグラビア」または「トラディショナルグラビア」とも呼ばれます。 このタイプのセルは、セルの深さを変更することによってイメージのトーンレベルを変更するだけです。 セルの色は色の深さが深くなり、浅い色のセルは浅くなり、セルの面積は変わりません。
セル面積は同じなので、メッシュ壁の厚さは同じです。
3.面積と陥没深さの両方で可変メッシュ面積
このようなセルは、非レーザーエレクトログラビア印刷用に最も一般的に使用されているセルタイプである、機械式電磁グラビア彫刻機によって刻印されたシリンダー上にしばしば見られる。 セルの特徴は、色の深さにおけるセルの開口面積および凹部の深さが大きく、浅い色におけるセルの開口面積および凹部の深さが小さいことである。メッシュ壁の厚さが等しくありません。
4. FMネットワーク
FMスクリーニングの原理をグラビア印刷の凹版に適用すると、FMグラビアを生成できます。 セルの特性は次のとおりです。面積は同じで、グラビアプレートに表示される空間位置はランダムに変化します。 同様に、画像の暗く調整された領域における大面積の壁のない「ゾーン」を回避するために、ＦＭセルの空間的位置は合理的に制御されるべきでありそして完全にランダムではない。
第二に、レーザーグラビア彫刻の基本原理と実装
原則として、レーザーグラビア彫刻は、一つ以上の高エネルギーレーザービームの適用である。 刻まれるべきドラムの表面（金属層またはベース塗料層）上に、セルのセルまたは露出した銅の形状が切除されそして直接形成される。 セル印刷版はその後のセル処理の準備ができている。
上記の基本原理から分かるように、これは2つのわずかに異なる彫刻技術を含みます。 1つ目は、ドラムの金属表面を高エネルギーレーザーで直接彫刻して、グラビアセルを形成することです（左側の図5を参照）。 現在の技術レベルに関する限り、銅層の直接彫刻は成功していない。 スイスの会社Daetwylerは、レーザー彫刻の目的を達成するために、亜鉛層を彫刻する妥協的な方法を採用しました。 第二の方法は、銅ローラー上に黒色ベース塗料層を塗布し、メッシュ領域をレーザーで切除し、そしてセルキャビティで銅層を露出させることである。 非セル部分はベース塗料で保護されており、耐食性があります。 凹型セルを得ることができる。 これは、Drupa 2000でGerman Hell Companyによって開始されたHellBeam C2000によって採用された技術ソリューションです。
両者の違いは小さいように思われますが、セルの特性やプロセスなどの詳細という点では、まだ違いはありません。
第三に、2つのレーザーグラビア彫刻技術の比較
1.レーザー彫刻グラビアベースの塗料層技術
ドイツのHell CompanyのHellBeam C2000システムに代表される、レーザー彫刻グラビアベースの塗料技術は、Drupa 2000の新しいレーザー彫刻グラビアのホットスポットになりました。
ドイツのＨｅｌｌ Ｃｏｍｐａｎｙのレーザー彫刻グラビア印刷方式の本質は、ベースペイント上のレーザーによってアブレーションされたキャビティの輪郭、テキストおよびグラフィックの高精度を達成するためにレーザー記録の高解像度を十分に利用することである。 セルの輪郭の面積は、画像の濃淡によって異なります。 したがって、その後のエッチング処理によって得られたセルは、前述の「面積可変凹形深さ一定メッシュ」に属する（実際、腐食プロセスの間、メッシュ輪郭領域のサイズは依然としてある程度ネットワークに影響を与えるであろう）。深さ）。 オフセット印刷に精通している人は、これが「印刷」のグラビアであることに気付くでしょう。
長い間、グラビア印刷では、テキストやグラフィックの品質がオフセット印刷よりも低いという問題がありました。 その理由は、オフセット印刷では通常、テキストとグラフィックのアウトラインが1200から3000行/インチの記録解像度で高精度に記録されるためです。 電子彫刻機の彫刻解像度（ネットワークライン数）は低いが、一般的には60〜140ラインです。 / cm、これは150から356行/インチです。 そのような行番号は画像レベルおよび細部の再現には可能であるが、それらはテキストおよびグラフィックの輪郭品質にとっては不十分である。 この解像度で刻まれたテキストやグラフィックのエッジは十分に滑らかではなく、品質はオフセット印刷と同じではありません。 特に、小さい文字の場合は書き込み時間の問題がより顕著になります（図6を参照）。
オフセットドットは、複数のレーザー露光点で構成されています。 この機能を使用すると、2つのことを実行できます。まず、複数レベルのドット領域を実現できます。 １００％面積率ドットが１６×１６の記録露光点で構成されている場合、ドット面積率は２５７（０％を含む）で変更することができる。 第二に、ドットの形状は、異なる領域など、比較的自由に設計することができる。 ドットの割合は、印刷プロセスでのドットの拡大またはドットの縮小を補うことができるさまざまな形状に設計されており、画像層と色再現はより完璧です。
一般的な機械的電磁式電子彫刻機は、セルを作成するためにナイフをエンボス加工する。 セルの形状は、彫刻ナイフの角度、ドラムの回転速度、および彫刻ヘッドのダイ送り速度によってのみ決定されます。 セルの形状を変える自由度は比較的小さい。 結合されていないセルの形状はあまり変化しておらず、文字およびグラフィックのエッジカービング品質は低解像度のために良くないことが分かる。 この問題を解決するために、HellとDaetwyler-Ohioの技術者はいくつかの方法を採用しました。 たとえば、Daetwyler-OhioのTransCellテクノロジは、文字のストロークを彫刻するときにセルの間隔をわずかに変更し、ピッチを狭くして局所的に彫刻を大きくします。 解決; 彫刻ナイフの微動に加えて、地獄は視覚効果を補うために小さな網目でストロークの鋸歯状の空間を補うために「アンチエイリアシング技術」と同様の方法を使います。
テキストやグラフィックのエッジ精度が低いという問題に対する真の解決策は、記録解像度を向上させることです。 HelioBeam C2000レーザー彫刻機では、「準印刷」レーザーアブレーションにより、2540〜5080ドット/インチの高解像度（レーザースポット径5〜10ミクロン）で画像を記録できます。彫刻解像度は10です。元の解像度の-20倍なので、上記の問題は根本的に解決され、テキストやグラフィックの再現品質が向上します。 同時に、各切除キャビティは複数のレーザ露光点からなるので、画像層の透過効果を改善するためにキャビティ輪郭の形状を設計するのが便利である。 HelioBeam C2000レーザー彫刻機では、Hellの元のセル形状に加えて、他のセル形状を作成することができます。 たとえば、システム上に作成された凹面メッシュは、印刷時のドットゲインを補正するのに役立ちます。 原則として、FMグリッドの彫刻も可能です。
彫刻の解像度を上げると、彫刻効率をどうやって確保するかという問題が生じます。 Hellの技術者は、HelioBeam C2000レーザー彫刻フェーズでマルチビームレーザー平行露光方法を使用して、60ワットの出力を持つ新しいファイバー赤外線レーザー（1110 nm）を8つのバンドル（7.5 W /バンドル）に分割しました。 銅シリンダー上のベース塗料層は熱的に削られます。 ファイバレーザは大きな焦点深度（被写界深度）を有する良好なレーザビームを生成し、一方ベース塗料は安定であり、高エネルギーレーザの下でのみ蒸発する。
彫り込みおよび製造工程の経路から観察すると、システムは銅メッキおよびドラムの表面処理（自動車／研削／研磨）を変える必要はない。 この工程では、コーティングとエッチングの2つのステップを追加するだけで済みます。 このシステムは、オリジナルの彫刻プロセスと共存させることができます。つまり、加工された銅層ローラーを機械的および機械的に彫刻するか、ベース塗料を通してHelioBeam C2000にレーザー彫刻した後、腐食して取り除くことができます。 層はグラビアシリンダーを与えられる。 その後のクロムメッキ等の工程構成も同様である。 したがって、このシステムはプロセスの柔軟性が高い。
Drupa 2000では、Daetwyler-OhioのDigilasレーザー彫刻システムもレーザーアブレーションベースのペイントシステムの一部です。 このシステムは、１インチあたり１２５０〜２５４０ドットの彫刻記録解像度（レーザースポット直径１０〜２０ミクロン）を有する１又は２ＹＡＧレーザー（１０６４ｎｍ）を使用する。
日本のThink LabはDrupa 2000でそのTB-21シリーズレーザー彫刻システムFP-20/40/80も導入しました。システムは複数のレーザービームを使用して感光性レジスト層を露光し、次にキャビティによって処理された銅層を露光します。現像処理した後、銅層セルエッチングを行い、グラビアシリンダを得る。 基本的な特性は上記２社と同様であるが、レーザー記録は感光層であり、ベースペイントアブレーション法を用いずに現像処理が必要となる。
2.レーザー彫刻金属亜鉛層技術
スイスのDaetwylerは、勇気づけられてきた会社です。 2000年以前のDrupa以前は、Ohio Electric Carving Machine Companyと合併し、Daetwyler-Ohioを設立し、彫刻技術の分野で競争に直面していました。 1995年のDrupaでは、同社は最初に金属亜鉛の彫刻システムであるLaserStarを発表しました。 このシステムは、毎秒３５，０００〜７００００セルの深さを有するアルゴンイオンレーザー彫刻の単一ビームを使用する。 その当時、「伝統的なグラビアの復活」というスローガンで、深さが可変で「重力凹版」という特徴を持ったセルが展示されていました。 FM画像用のレーザー画像彫刻システムも開発しています。
レーザー記録技術の観点からは、露光スポットの大きさは不変であり、レーザーの記録強度は画像記録信号によって変調されており、上記特性のセルを刻印することができる。 レーザー露光は細胞を生成する。 この技術の鍵は、画像レベルの再現を確実にするためのレーザー露光強度の精密な制御です。 画像デジタル信号が８ビットである場合、それは２５６レベルの画像階層情報を搬送することができ、レーザエネルギーは２５６レベルに正確に制御される必要があり、セルの複数の深さは数十から数百の範囲に刻まれる。マイクロメートル。 画像レベルの再現は、レーザー彫刻の精密制御に依存しています。 スクリーンの行数は70〜200行/ cmなので、この彫刻の解像度ではテキストやグラフィックのアウトライン精度は許容できますが、それほど高くはありません。
表1 2種類のグラビアレーザー彫刻技術の比較表
主なパラメータシステムタイプHell C2000 Daetwyler LaserStar
ミディアムベースペイント層亜鉛金属層の彫刻
レーザー型ファイバーレーザーアルゴンイオンレーザー
レーザー光線8 1
行数
（行/インチ、LP1）152-356 178-508
彫刻レコードの解像度
（/インチ、dpi）2540-5080 178-508（非結合セル）
530〜1500（複合セル）
プロセスフローオリジナルの銅層処理技術との互換性、ベース塗料のコーティング、銅層腐食の増加、亜鉛層処理ラインの確立
表2 2つのレーザーフレキソ彫刻システムの主なパラメータ
主なパラメータシステムタイプHell F2000 Daetwyler SaserStar
彫刻媒体フォトポリマー材料フォトポリマー材料
レーザー式ファイバーレーザー（1110 nm）YAGレーザー（1064 nm）
レーザー光線8 1-2
板材サイズ（mm）1600×1200 1100×1600または1524×2032
彫刻レコードの解像度
（ドット/インチ、dpi）1270-2540 1270-2540
彫刻の品質を向上させるために、同社は彫刻の解像度を向上させることに加えてマルチビームコンビネーションセルを導入しました。 具体的な実施方法は、７つのレーザー露光点（彫刻解像度は元の３倍である）を有するセルを形成することであり、その結果、彫刻されたセル（図７参照）はタイプ「可変面積および凹面深さ」である。 セルの面積比は７段階で変えることができ、凹部の深さは多段階で変えることができる。 解像度が向上すると、テキストやグラフィックの彫刻品質が向上します。 同時に、セル面積の多段階変動は、レーザ強度変調のための精度要件を減らすことができる。
彫刻工程の観点からは、被彫刻物は金属亜鉛層であるため、亜鉛メッキおよび亜鉛層表面処理のための生産ラインを確立する必要がある。
上記で実施された技術の比較から、現在のレーザーグラビア彫刻技術の種類、技術レベル、セルの特徴およびプロセスローリング構成が得られる。 表1は、上記の項目を簡単にまとめたものです。
第四に、フレキソグラフのレーザー彫刻技術の概要
フレキソ印刷材料のレーザー彫刻は、高エネルギーレーザーに露光してレリーフドットを形成することによっても行うことができる。 Drupa 2000では、HellとDaetwyler-Ohioの両方がフレキソグラフレーザー彫刻システムを展示しました。 両社のシステムはフレキソ印刷版を形成するために単一のフレキソ印刷またはフレキソ印刷スリーブ（表２参照）を直接露光するためにレーザーを使用する。 システムの基本構成はグラビアレーザー彫刻システムと似ています。 具体的な性能を表２に示す。
要約すると、レーザー彫刻と製版技術は着実に開発中です。 レーザー技術および印刷版材料のような技術の開発により、それはグラビア印刷およびフレキソ印刷製版の分野においてより大きな進歩を遂げるであろう。