JP2001212925A - 孔版印刷の製版方法および製版装置ならびに孔版印刷機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーマルヘッドの出力を大きくしなくとも、
フィルムにインク透過開口を感熱穿孔することが可能に
することにより、熱可塑性樹脂フィルムのみからなる版
材を用いて製版することを実現する。 【解決手段】 所定厚さの熱可塑性樹脂フィルム１２か
らなる感熱性孔版印刷用版材を加熱により溶融してイン
ク透過開口を形成する孔版印刷の製版方法であって、上
記フィルムには、その一方の面に多数の微小凹部１４が
形成されており、上記フィルムの微小凹部形成面とは反
対側の面を加熱することにより該被加熱部分を溶融し、
該溶融部分を上記微小凹部に連通させて上記インク透過
可能な開口を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、孔版印刷における感熱
製版に関し、特に、和紙や不織布等のインク透過性支持
体を有することなく、実質的に熱可塑性樹脂フィルムの
みからなる版材を用いて製版することを実現する製版方
法、製版装置および孔版印刷機に関する。尚、ここで
「実質的に熱可塑性樹脂フィルムのみからなる」と表現
しているのは、例えばフィルムの表面に帯電防止コーテ
ィングや融着防止コーティングが施されている場合もあ
るが、そのようなコーティング層を有する場合も、支持
体を有していなければ実質的にはフィルムのみからなる
構成であることを示している。

【０００２】

【従来の技術】従来、孔版印刷において版に用いられる
原紙としては、和紙や不織布等のインク透過性の支持体
に、ポリエステル等の熱可塑性プラスチックのフィルム
を接着剤で貼り合せたものが一般に使用されている。支
持体の厚さが一般に３０〜４０μｍ程度であるのに対し
て、熱可塑性プラスチックのフィルム厚は、約１．５μ
ｍ程度であり、そのフィルムを感熱穿孔して形成した孔
版からインクを出して印刷が行われている。感熱穿孔
は、主にサーマルヘッドとプラテンローラとの間に上述
の原紙を挿入して、サーマルヘッドの加熱により行われ
ている。

【０００３】このような構成により製版して行われる孔
版印刷について、従来から、インク透過性の支持体に熱
可塑性プラスチックのフィルムを接着剤で貼り合せた原
紙を用いることの不都合が種々挙げられており、支持体
を用いずに熱可塑性プラスチックのフィルムだけで原紙
（版材）を構成する案が数多く提案されている。しかし
ながら、実際に現実のものとして実用化に至っているも
のはなく、いずれの提案も何らかの技術的障壁を乗り越
えなければならないのが実情である。特に、版材を熱可
塑性プラスチックのフィルムのみで構成する場合、フィ
ルムの厚さをある程度厚くしなければ取り扱いにくく、
また、そのように厚くしたフィルムを感熱穿孔するに
は、サーマルヘッドの出力を大きくしなければならず、
そのことが種々の問題を引き起こして実用化の最大の難
関となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする解決課題】本発明は上述のご
とき従来の技術的課題に鑑み、これを有効に解決すべく
創案されたものである。したがって本発明は、熱可塑性
プラスチックのフィルムだけで原紙（版材）を構成して
孔版印刷を行うことを実現する製版方法、製版装置、な
らびに孔版印刷機を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】まず、本発明に係る孔版
印刷の製版方法は、上述のごとき従来技術の課題を解決
し、その目的を達成するために以下のように構成されて
いる。すなわち、所定厚さの熱可塑性樹脂フィルムから
なる感熱性孔版印刷用版材を加熱により溶融してインク
透過開口を形成する孔版印刷の製版方法であって、上記
フィルムには、その一方の面に多数の微小凹部が形成さ
れており、上記フィルムの微小凹部形成面とは反対側の
面を加熱することにより該被加熱部分を溶融し、該溶融
部分を上記微小凹部に連通させて上記インク透過可能な
開口を形成することを特徴としている。

【０００６】上記版材は延伸されたフィルムであって該
フィルムには延伸時の引張応力が内部残留しており、上
記被加熱部分の溶融が始まると、該残留応力により、該
溶融部分の底部から上記微小凹部に連通して上記インク
透過可能な開口が形成されるのが好ましい。

【０００７】上記微小凹部は、上記フィルムの加熱され
る側の面における開口径が、該被加熱面とは反対側の面
における開口径よりも小さく且つインク透過を許容しな
い程度に小さい貫通孔とすることができる。

【０００８】また、上記微小凹部は、上記フィルムの厚
さを部分的に減じて薄肉底部を形成する陥凹部とするこ
ともできる。

【０００９】次に、本発明に係る孔版印刷の製版装置
は、以下のような構成を備えている。すなわち、所定厚
さの熱可塑性樹脂フィルムからなる感熱性孔版印刷用版
材を供給する版材供給部と、上記フィルムに、その一方
の面に多数の微小凹部を形成する手段と、上記フィルム
の微小凹部形成面とは反対側の面を加熱することにより
該被加熱部分を溶融し、該溶融部分を上記微小凹部に連
通させてインク透過可能な開口を形成する加熱手段とを
備えている。

【００１０】勿論、上述のような孔版印刷の製版装置
を、製版部として備えた孔版印刷機を構成することも可
能である。

【００１１】製版装置および孔版印刷機のいずれにおい
ても、上記微小凹部は、上記フィルムの加熱される側の
面における開口径が、該被加熱面とは反対側の面におけ
る開口径よりも小さく且つインク透過を許容しない程度
に小さい貫通孔とすることができ、また、上記微小凹部
は、上記フィルムの厚さを部分的に減じて薄肉底部を形
成する陥凹部とすることもできる。

【００１２】

【実施の形態】以下、本発明に係る孔版印刷の製版方
法、製版装置ならびに孔版印刷機の実施形態について、
図１から図５を参照して説明する。図１は、本発明に係
る孔版印刷の製版方法を説明する概略図である。図中１
０はサーマルヘッドであり、１１はプラテンローラであ
る。その間に挟まれて図の左側から右側へ矢印の方向に
送られているのが、例えばポリエステル等の熱可塑性樹
脂フィルムからなる原紙１２である。図１は拡大断面で
示しているが、各構成の実際の大きさは、原紙１２の厚
さが数μｍ程度のオーダーであり、サーマルヘッド１０
のヒータ部１３の長さは、原紙送り方向で１０数μｍか
ら２０数μｍ程度のオーダーである。また、図には部分
的にしか表されていないが、プラテンローラ１１は約２
０ｍｍ前後の直径を有するゴムローラである。

【００１３】なお、フィルムとして使用可能な他の熱可
塑性樹脂には、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化
ビニリデン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリビニル
アルコール樹脂、ナイロン６等が挙げられる。

【００１４】原紙１２には、プラテンローラ１１に接す
る側の面に多数の微小凹部１４がランダム配置で形成さ
れている。図１では、ヒータ部１３に接している原紙１
２の部分に穿孔すべく通電されている状態が示されてお
り、微小凹部１４の底部が溶融して原紙１２を貫通し、
インクが透過できる開口に形成されている。このよう
に、サーマルヘッド１０のヒータ部１３に通電するか給
電を遮断するかを制御することで所望の箇所にインク透
過開口を形成して製版することができる。

【００１５】このように、フィルム１２の一方面に微小
凹部１４が形成されているので、その反対側の面から加
熱して穿孔するとき、フィルム１２の厚さ全部を貫通す
る孔を開けずとも、溶融部を微小凹部に連通させるだけ
でインク透過開口を形成することができる。

【００１６】微小凹部１４が形成される密度は、所望の
解像度に応じて変更できるが、１ドット中の開口率が５
〜３０％程度となる密度で配置されているのが、美しい
印刷をもたらし、且つ裏写りや裏抜けを防止するのに適
切である。すなわち、サーマルヘッド１０のうち、一つ
のヒータ部１３に接しているフィルムの面積がマトリッ
クスの１ドット分に相当し、その面積内には少なくとも
一つの微小凹部１４が配置されていなればならないが、
その数が多くなるほどヒータ部１３に通電されたとき１
ドット内に多数のインク透過開口が形成されて開口率は
高くなる。

【００１７】また、微小凹部１４の配列は、規則的であ
ってもよいが、所望の開口率に応じるような一定の密度
範囲内で不規則であるほうが、印刷用紙上でインクの濃
淡が縞状に現れる現象である「モアレ」が目立つのを防
止するうえで好ましい。いずれの場合であっても、微小
凹部１４の配列される平均ピッチは、サーマルヘッド１
０のヒータ部１３の配列ピッチよりも細かくされる。

【００１８】熱可塑性樹脂フィルムからなる原紙１２に
微小凹部１４を形成するのは、比較的簡単であり、例え
ばダイヤモンドの微粒子を多数付着させた鑢状のもの
を、所定厚さの熱可塑性樹脂フィルムに押しつけるだけ
で形成することができる。フィルム状の薄い物体に貫通
孔を形成するまで粒状体を押し付けるのは困難であり、
通常は粒状体押し付け面と反対側の面に薄皮状態の層が
残る（薄肉底部を形成する陥凹部となる）か、あるい
は、僅かに亀裂程度の開口（インク透過を許容しない程
度の小開口）が形成される程度にしか押し付けられな
い。この性質を利用して加工を行えば、加工面側に適当
な微小凹部が形成され、その微小凹部が反対側の面に達
したとしてもインク透過を許容するほどの開口にはなら
ない。

【００１９】図２は、微小凹部１４がインク透過を許容
しない程度に小さい貫通孔である場合の原紙１２を断面
斜視図で示している。製版時に加熱される側となる面２
０の開口２１の径はインク透過を許容しないように十分
小さいものであるが、反対側の面２２における開口２３
の径はそれよりも大きくてよく、該凹部１４内にインク
が浸入するのを許容する程度に大きくてよい。なお、図
３は微小凹部１４が薄肉底部２４を形成する陥凹部に形
成された状況を示している。

【００２０】また、微小凹部１４を陥凹部に形成する場
合、フィルムの材質にもよるが、薄肉底部２４の厚さ
は、フィルムの厚さの約８０％以下とするのがよいであ
ろう。なお、フィルムの延伸時の残留応力によっては微
小な表面凹部に応力が集中して開口を促す場合もあるの
で、その場合にはフィルム厚さの２０％程度の深さの凹
部でも効果がある。一方、フィルムの延伸時の残留応力
が少ない場合には凹部の深さは深く（薄肉底部の厚さは
薄く）する必要があり、その場合には薄肉底部の厚さは
２μｍ程度以下が望ましい。

【００２１】なお、原紙１２に感熱穿孔するための熱源
としてはサーマルヘッドが一般的であるが、その他の手
段としてレーザーが用いられる場合もあり、その出力を
小さくすることができる点では、熱源がサーマルヘッド
であってもレーザーであっても同様である。そして熱源
にレーザーが用いられる場合、微小凹部１４の配列され
る平均ピッチは、レーザーの送りピッチより細かくされ
る。

【００２２】図４および図５に、原紙１２に微小凹部１
４を形成するための構成を示している。表面に多数の微
粒子３０，３１を付着させて凹凸にした型押しローラ３
２，３３と、表面が平滑な支承ローラ３５，３６とが対
向して設けられており、共に回転している両ローラ３
２，３５の間に、あるいは両ローラ３３，３６の間に一
定厚さの熱可塑性樹脂フィルム１２が挿通される。両ロ
ーラの間から出てきた熱可塑性樹脂フィルム１２は、型
押しローラ３２または３３に接した側の面に微粒子３０
または３１の形で微小凹部１４が型押し成形されてい
る。

【００２３】図５に示すように先端が比較的丸い粒子３
１を付着させた型押しローラ３３で微小凹部１４を形成
する場合、微小凹部１４がフイルム１２の反対側の面に
まで達することはないが、図４に示すように先端が比較
的尖った粒子３０を付着させた型押しローラ３２で微小
凹部１４を形成する場合には、粒子の先端がフイルム１
２の反対側の面にまで達することがある。しかし、その
ような場合でも、インクの透過が可能な開口にまで大き
くなることはない。

【００２４】原紙１２の給送経路に沿って図４または図
５の構成を配置し、さらに引き続いて図１の構成を配置
すれば、一連の本発明に係る製版装置が形成される。ま
た、この製版装置を孔版印刷機に製版部として組み込む
ことで、本発明に係る孔版印刷機を構成することもでき
る。

【００２５】上述の型押しローラ３２，３３および支承
ローラ３５，３６は、例えば環状の無端ベルトで構成さ
れる回転体にそれぞれ置き換えることもでき、その場
合、間に挿通される熱可塑性樹脂フィルム１２に押圧力
を作用させられるように、対向しているベルトどうしの
各内周面に押圧ローラをそれぞれ設けるとよい。

【００２６】上述のようにして行われる孔版印刷の製版
方法では、まず、原紙が熱可塑性樹脂フィルムのみで構
成されるので、支持体との貼り合わせが不要となり、支
持体を備えているが故の不都合が取り除かれる。例え
ば、貼り合わせ工程が不要になる。接着剤が不要にな
る。接着剤が製版にもたらす「インク透過開口の変形」
等の印刷精度に対する悪影響がなくなる。支持体の繊維
が、穿孔されたフィルムの開口内に入って生じる「印字
のかすれ」等の悪影響がなくなる。異種材を貼り合わせ
るとカールを生じる原因となるが、そのようなカールし
やすい性質が取り除かれる。フィルム厚の約２０〜３０
倍の厚さを有する支持体がないので、貼り合わせ構造の
原紙では支持体に吸収されたまま無駄になっていたイン
クが、フィルムのみで構成される原紙では、そのような
インクの無駄がなくなる。

【００２７】また、従来の支持体貼り合わせ構成の場合
では、フィルム自体の厚さは約１．５μｍであったが、
本発明では例えば４〜５μｍ程度（音響用カセットテー
プの厚さ程度）のように、材質の硬さに合わせてある程
度の厚さをもたせるので、実際の取り扱いは可能であ
る。別言すれば、貼り合わせ構造の場合のフィルム厚
（約１．５μｍ）だけの厚さの原紙とすると、版材自体
が薄過ぎて取り扱いにくい。そして本発明では、フィル
ム自体の厚さが、支持体貼り合わせ構成の場合のように
薄くないので、過剰なインクが印刷用紙に転移して裏写
りや裏抜けするのを有効に防止することができる。

【００２８】従来の貼り合わせ原紙では、約１．５μｍ
の熱可塑性樹脂フィルムに穿孔していたので、そのサー
マルヘッドの出力で４〜５μｍのフィルムに穿孔するの
は出力不足で使用できない。また、サーマルヘッドの出
力を大きくすると、プラテンローラに高い熱エネルギが
伝わってプラテンローラに悪影響を及ぼし、またヘッド
自体の寿命にも好ましくない。しかしながら本発明によ
る製版方法では、フィルム材料の種類にもよるが、少な
くとも取り扱い（ハンドリング）が容易なように、ある
程度の厚さをもたせつつも、その穿孔に要する熱エネル
ギが従来に比べて大きくならない。それは、フィルムの
一方の面に、微小凹部を多数形成しているので、穿孔す
る箇所では、その反対側の面から微小凹部に連通する程
度にフィルムを溶融するだけでインク透過開口を得るこ
とができるからである。この点に関しては、サーマルヘ
ッドの出力をむしろ従来よりも小さくすることが可能に
なり、したがって個々のサーマルヘッドヒータの大きさ
を小さくすることも可能になるので、印刷の解像度を従
来よりもさらに高くするのに好都合である。従来、原紙
を熱可塑性樹脂フィルムのみで構成する場合、フィルム
の厚さをある程度厚くしなければ取り扱いにくく、また
厚いフィルムに感熱穿孔するにはサーマルヘッドの出力
を大きくしなければならず、そのことが実用化の最大の
難関となっていた訳であるが、本発明によれば、サーマ
ルヘッドの出力を大きくしなくとも、フィルムにインク
透過開口を感熱穿孔することが可能になり、この問題を
解決することができる。

【００２９】薄い熱可塑性樹脂フィルムを挟んでサーマ
ルヘッドに対向するプラテンローラに伝達される熱エネ
ルギは、極力小さいのが好ましい訳であるが、上述のよ
うにサーマルヘッドの出力を小さくできることと、微小
凹部が断熱空気層を形成することで、サーマルヘッドか
らプラテンローラに伝達される熱エネルギは十分に小さ
くすることが可能である。

【００３０】特に、熱可塑性樹脂フィルムは延伸されて
いるので、その延伸時の引張応力が内部残留しており、
僅かな部分が熱溶融するだけで亀裂が走り、その近辺の
微小凹部に達する開口が形成される。したがって、溶融
箇所が微小凹部に達するまで加熱する必要はなく、サー
マルヘッドの出力は、さらに小さくすることが可能であ
る。そして、このように延伸時の引張応力を内部残留さ
せておくためには、微小凹部を形成する型押し加工等の
機械的加工は、熱可塑性樹脂の融点温度以下で行われな
ければならない。

【００３１】また、本発明に係る孔版印刷の製版装置に
よって本発明の製版方法を行うことができ、一様な所定
厚さを有する熱可塑性樹脂フィルムが供給され、その供
給されたフィルムの一方面に微小凹部が形成される。そ
して、その微小凹部形成面とは反対側の面に、インク透
過開口を形成すべく熱が加えられて製版される。この一
連の作用は、単独の製版装置で行われてもよく、そのよ
うな製版装置を製版部として備えた孔版印刷機内で行わ
れてもよい。

【００３２】微小凹部を形成する手段としては、多数の
微粒子を付着させた面と平坦面との間でフィルムを型押
し加工する手段や、ショットピーニングのように微粒子
を吹き付ける手段であってもよい。微粒子を吹き付ける
場合は、フィルム面上に微粒子が残留するのを防止する
ために、氷やドライアイスの微粒子を用いることが好ま
しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る製版方法ならびに製版装置の概
念を示す図である。

【図２】 本発明に係る製版方法ならびに製版装置に使
用される原紙の構造について、その概念を示す図であ
る。

【図３】 本発明に係る製版方法ならびに製版装置に使
用される原紙の構造について、その概念を示す図であ
る。

【図４】 本発明に係る製版方法ならびに製版装置に使
用される原紙の製造方法の概念を示す図である。

【図５】 本発明に係る製版方法ならびに製版装置に使
用される原紙の製造方法の概念を示す図である。

【符号の説明】

１０ サーマルヘッド １１ プラテンローラ １２ 熱可塑性樹脂フィルムからなる原紙 １３ サーマルヘッドのヒータ部 １４ 微小凹部 ２０ 原紙の製版時被加熱面 ２１ 面２０側の貫通孔開口 ２２ 面２０の反対側の面 ２３ 面２２側の貫通孔開口 ２４ 陥凹部の薄肉底部 ３０ 微粒子 ３１ 微粒子 ３２ 型押しローラ ３３ 型押しローラ ３５ 支承ローラ ３６ 支承ローラ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定厚さの熱可塑性樹脂フィルムからな
   る感熱性孔版印刷用版材を加熱により溶融してインク透
   過開口を形成する孔版印刷の製版方法であって、 上記フィルムには、その一方の面に多数の微小凹部が形
   成されており、 上記フィルムの微小凹部形成面とは反対側の面を加熱す
   ることにより該被加熱部分を溶融し、該溶融部分を上記
   微小凹部に連通させて上記インク透過可能な開口を形成
   することを特徴とする孔版印刷の製版方法。
2. 【請求項２】 上記版材は延伸されたフィルムであって
   該フィルムには延伸時の引張応力が内部残留しており、
   上記被加熱部分の溶融が始まると、該残留応力により、
   該溶融部分の底部から上記微小凹部に連通して上記イン
   ク透過可能な開口が形成される請求項１記載の孔版印刷
   の製版方法。
3. 【請求項３】 上記微小凹部は、上記フィルムの加熱さ
   れる側の面における開口径が、該被加熱面とは反対側の
   面における開口径よりも小さく且つインク透過を許容し
   ない程度に小さい貫通孔である請求項１または２記載の
   孔版印刷の製版方法。
4. 【請求項４】 上記微小凹部は、上記フィルムの厚さを
   部分的に減じて薄肉底部を形成する陥凹部である請求項
   １または２記載の孔版印刷の製版方法。
5. 【請求項５】 所定厚さの熱可塑性樹脂フィルムからな
   る感熱性孔版印刷用版材を供給する版材供給部と、 上記フィルムに、その一方の面に多数の微小凹部を形成
   する手段と、 上記フィルムの微小凹部形成面とは反対側の面を加熱す
   ることにより該被加熱部分を溶融し、該溶融部分を上記
   微小凹部に連通させてインク透過可能な開口を形成する
   加熱手段とを備えたことを特徴とする孔版印刷の製版装
   置。
6. 【請求項６】 上記微小凹部は、上記フィルムの加熱さ
   れる側の面における開口径が、該被加熱面とは反対側の
   面における開口径よりも小さく且つインク透過を許容し
   ない程度に小さい貫通孔である請求項５記載の孔版印刷
   の製版装置。
7. 【請求項７】 上記微小凹部は、上記フィルムの厚さを
   部分的に減じて薄肉底部を形成する陥凹部である請求項
   ５記載の孔版印刷の製版装置。
8. 【請求項８】 所定厚さの熱可塑性樹脂フィルムからな
   る感熱性孔版印刷用版材を供給する版材供給部と、 上記フィルムに、その一方の面に多数の微小凹部を形成
   する手段と、 上記フィルムの微小凹部形成面とは反対側の面を加熱す
   ることにより該被加熱部分を溶融し、該溶融部分を上記
   微小凹部に連通させてインク透過可能な開口を形成する
   加熱手段とを備えたことを特徴とする孔版印刷機。
9. 【請求項９】 上記微小凹部は、上記フィルムの加熱さ
   れる側の面における開口径が、該被加熱面とは反対側の
   面における開口径よりも小さく且つインク透過を許容し
   ない程度に小さい貫通孔である請求項８記載の孔版印刷
   機。
10. 【請求項１０】 上記微小凹部は、上記フィルムの厚さ
    を部分的に減じて薄肉底部を形成する陥凹部である請求
    項８記載の孔版印刷機。