フレキソ印刷の品質を高める方法：デザイン、版、ローラー、インキング

フレキソ印刷機は、食品パッケージ、医薬品パッケージ、その他さまざまな印刷物の標準的な選択肢となっています。主な理由は、この工程が効率的で、他のいくつかの方式よりも環境負荷が低いことです。しかし、生産管理者からは同じ質問が繰り返し寄せられます。多くの変動要因がある中で、フレキソ印刷の品質をどう高めるのか。正直に言えば、フレキソの品質は印刷が始まるずっと前にいくつかの段階で決まっており、ほとんどの問題は4つの領域に起因します。デザインデータ、版、アニロックスローラー、インキングシステムです。本記事では、それぞれを順に解説します。

印刷機に届く前にデザインを確認する

今日のパッケージデザインはコンピューター上で作成され、通常は印刷機の挙動よりも色やレイアウトを基準に考えるデザイナーが担当します。フレキソ印刷の仕上がりが濁ったり、ハイライトの網点が失われたり、階調の移り変わりが不均一になったりする場合、原因はデザインデータにあることが少なくありません。フレキソ版はオフセット版よりもドットゲインが大きく、非常に小さな網点は製版中や印刷中に完全に消えることがあります。データのある領域にプロセスカラーを重ねすぎると、それぞれの色が独自のゲインとロスを加え、重なった効果で画像が暗くなりハイライトが潰れます。慎重なプリプレス確認では、この工程で再現しにくいデータを差し戻すべきです。特に有効なデザインルールは3つあります。

プロセスカラーの数は、データが許す範囲で最小限に抑えます。クリーンで明るい色設計は再現性が高く、段取り時間を短縮し、長時間の印刷でも品質管理が容易になります。プロセスの掛け合わせでは不十分な箇所には特色を追加します。CMYKはすべてのブランドカラーをカバーできるわけではなく、フレキソは大きなベタ面や特色の印刷を得意とします。ほとんどのフレキソ印刷機は6色または8色の印刷ユニットを備えているため、限界のある4色掛け合わせにこだわってユニットを遊ばせるのは、能力の無駄であり品質リスクにもなります。適切に選んだ特色は、4色のシミュレーションよりも平坦で濃度のある結果をもたらします。極細の罫線や非常に小さな文字は避けます。フレキソ版は圧力を受けてわずかに変形するため、かぎ状の細い線は歪み、小さな白抜き文字はレリーフが浅いために埋まり、細い装飾罫線は太い線の隣で消えてしまいます。より太い線幅を使い、装飾要素と主要なデザインの間に強いコントラストを保ちます。

デジタル直接製版に移行する

版の品質が印刷品質の上限を決めます。従来の製版ではフィルム原版を通して版を露光し、フィルムを通過した拡散UV光がすべての網点と線を太らせます。これにより解像度が低下し、印刷が始まる前にさらにドットゲインが加わります。デジタル直接製版はフィルム工程を排除します。レーザーがフォトポリマー版に貼られた黒いマスク層を除去し、その後、版は露光、現像、仕上げを経ます。その結果、網点がよりシャープになり、露光が安定し、ほこりの付着や画像要素の欠落といった版の不良が減少します。

一般的なワークフローは7つの工程で構成されます。デジタルイメージング、背面露光、本露光、洗い出し、乾燥、後処理、後露光です。デジタルイメージングでは赤外線レーザーでマスクに画像を焼き込みます。背面露光は版の耐久性を左右するフロア厚を形成し、背面露光が長いほどフロアは厚くなります。本露光はアブレーションされたマスクを通して画像部分を硬化させるため、真空密着は不要で、露光は短時間かつ均一に保たれます。洗い出しは未硬化のポリマーを溶かして凹部のフロアを作ります。乾燥は洗い出し中に膨潤・軟化した版から残留溶剤を追い出します。後処理は表面に残ったモノマーを拭き取り、最後の後露光で版を完全に硬化させ、長時間の印刷でもインキ、溶剤、屈曲に耐えるようにします。

アニロックスローラーは慎重に選ぶ

アニロックスローラーはフレキソ印刷機の計量の要です。制御された量のインキを版に供給し、その仕様と状態がインキの均一な転移を左右します。特に重要な数値は2つあります。線数（単位長さあたりのセル数）と、通常BCMで表される容積です。線数が高いほど計量は細かく均一になりますが、1つのセルが保持できるインキ量は減るため、実用上の限界があります。線数が細かすぎると、ローラーは版を覆うのに十分なインキを供給できません。多くの場合、アニロックスの線数は版の線数の約3〜4倍が適切で、版の1つのドットが1つのセルに落ち込むのではなく、複数のセル上に載るようにします。

セルの形状も寿命に影響します。同じ運転条件では、ピラミッド型のセルはトラペゾイド型（截頭型）のセルより摩耗が早く、摩耗が進むにつれてインキ容積も早く減少します。摩耗は版、ファウンテンローラー、ドクターブレードとの摩擦によって生じます。ローラーが版に必要な容積を供給できなくなったら、交換が必要です。線数は被印刷物も考慮して選びます。粗く吸収性のある段ボールには低い線数が適し、平滑なフィルムや箔には高い線数が適します。

リバースアングルドクターブレード方式を採用する

ジョブごとに安定したインキ計量を行うかどうかは、インキング方式にかかっています。フレキソ印刷機では、2ローラー方式、フォワードアングルドクターブレード、リバースアングルドクターブレードのいずれかが使われます。2ローラー方式では、ファウンテンローラーがアニロックスローラーにインキを転移し、2つの速度差でインキ量を計量します。この方式ではセル壁にインキの膜が残り、その膜は印刷速度とインキ粘度が上がるほど厚くなるため、インキの転移が不安定になります。フォワードアングルブレードはブレードとローラーの間にインキのくさびを形成し、速度や粘度が上がると液圧がブレードを持ち上げるため、壁の膜は再び予測できなくなります。

リバースアングルブレードはローラーの回転方向と逆方向に当たるため、インキの圧力はブレードを引き離すのではなくローラーへ押し付けます。適度に精度の高いブレードであれば、軽い圧力だけで済みます。セル壁はきれいになり、ローラーとブレードの摩耗はどちらも低く抑えられ、計量される容積は印刷速度やインキ粘度ではなくローラー自体によって決まります。長時間の生産で安定したフレキソ品質を得るには、リバースアングル方式が最適な選択です。

残る課題を埋める

フレキソ印刷の品質は、多くの小さな判断の積み重ねで作られます。工程の限界を踏まえて検討されたデザイン、デジタルダイレクトイメージングで作られた版、版と被印刷物に合わせたアニロックスローラー、そしてリバースアングルドクターブレード方式。これらで大部分は達成できます。残りの部分は、オペレーターの教育、安定した版材、慎重に選定した被印刷物によって埋められます。