JP2005238812A - 印刷インクを溜めるためにグラビア印刷用に限定された圧胴の表面に直接セルを彫刻する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、後続のエッチングも含めたレーザマスク露光方法によるグラビア印刷法の欠点を除去し、とりわけ明るい部分の著しく改善されたハーフトーングラデーションの再現をさらに改善し、方法の反復可能性に関する制限を有さず、レーザマスクコーティング及びそれに続く版のエッチングの場合に必要とされるような多数の方法ステップを要さず、圧胴にセルを形成する従来のグラビア印刷方法の他のすべての利点を保持したグラビア印刷方法を提供し、それ自体は従来技術から公知の彫刻装置をこの目的で使用して本方法を実行できるようにすることである。
【解決手段】上記課題は、本発明により、セル（１０）が所定の数の彫刻された画素（１１）から形成されるように彫刻プロセスを実行することにより解決される。
【選択図】図４

Description

本発明は、印刷インクを溜めるためにグラビア印刷用に限定された圧胴の表面に直接セルを彫刻する方法に関する。

印刷すべき画像又はテキストのすべての情報が印刷機によって必ず平面要素を用いて転写されるオフセット印刷とは異なって、面積可変性ないしはオートタイプが利用される。というのも、オフセット平板又はオフセットローラは表面に均一な厚さのペースト状インクしか転写することができず、グラビア印刷では、非常に流動性のあるインクが使用されるため、圧胴にセルを形成する必要があるからである。ただし、各々のセルは印刷の際に正確に一定のインク量を転写する。オフセット印刷では、全体的な階調値の変化は面積の変化によって達成され、その際には、オートタイプ形のハーフトーンドットが使用される。グラビア印刷では、インク斑点とラスタ網目の内部でこのインク斑点を囲む白紙部分との協働によって所定の明るさの印象を作り出すハーフトーンの形成のために、ハーフトーンイメージのディジタル化を「リッピングされた」データの形で行う必要はない。というのも、グラビア印刷で使用される例えばダイアモンドなどの彫刻手段、又は、非常に有利な特性を有するレーザ彫刻手段も、グレー値に対応するデータによって直接制御することができるからである。

しかし、グラビア印刷の根本的な問題は、依然として、輪郭の鮮明な再現がまだ本来の望み通りには可能でないこと、及び、他の欠点を有しているもののオフセット印刷によって可能となる程度に輪郭を鮮明に再現することがまだできないことである。

グラビア印刷において印刷すべき画像の情報を圧胴に転写する別の方式は、まず圧胴に薄い感熱性又は感光性のマスク層を敷き、つづいてエッチングを行ういわゆるレーザマスク露光である。マスクは細いレーザ光線を用いて除去されるか、又は、セルを食刻すべき場所ないしはセルを食刻すべきできない場所で露光される。これに続いて、感熱性マスクの浄化又はマスク表面の感光性マスクの現像と洗浄が行われ、つぎに、銅表面の要素を露出させるためエッチングが行われる。

エッチングも含めた上記のレーザマスク露光によって縁又は文字の輪郭をより鮮明にすることはできるものの、この技術でも、セルにインクを封じ込めなければならない。しかし、電気機械式の彫刻とは異なって、部分セルを形成することができ、これにより、例えばダイアモンドで彫刻された文字のいわゆる「鋸歯効果」の伴わない、より鮮明な輪郭を得ることができる。

しかし、レーザ光線はマスクを除去するか又はそのままにするようにしか使用できない、すなわちレーザを用いたイエス・ノー方式しか可能でないため、同様にマスク層のセルも面積可変にしか配置することができない、すなわち、セルはセルから構成された平面要素の数及び配置の形においてしか変化することができない。このことは、個々のセルの深さを様々に変化させることができないことを意味する。というのも、すべてのセルはエッチングプロセスによって同じ深さにエッチングされるからである。

したがって、印刷すべき画像のスキャン又はディジタル写真によって形成されるハーフトーンデータを生成する上記のレーザマスク露光による方法には、このハーフトーンデータの符号化が必要である。すなわち、グレー値（輝度印象）は可変面積ハーフトーンドットとして表現されなければならず、グレー値は印刷の際にラスタ網目を形成しなければならず、また例えば２５５段階（１バイト）の解像度を有するべきである。ただし、ハーフトーンドットの要素−画素−はビット符号化されているだけである。すなわち、実際上は、もはやハーフトーンは存在しておらず、画素（平面要素）だけが存在し、書き込まれたり書き込まれなかったりする。上記のように圧胴にイエス・ノー情報だけしか書き込めない場合には、「ラスタイメージ」（ハーフトーンイメージ）を形成しなければならない。このラスタイメージには、各々のラスタ網目又は網版に所望のグレー値がビット構造（ビットマップ）として転写されている。

いわゆるラスタイメージプロセッサ（ＲＩＰ）によって実行されるこのプロセスは、印刷技術では狭義の「ラスタリング」と呼ばれる。

オフセット印刷及びフレキソ印刷では、いわゆる「リッピング」、すなわち、グレー値を可変面積ハーフトーンドットに変換することがつねに必要である。このことは、それ自体としてはグラビア印刷技術のグループに属するレーザマスクコーティングに対しても同じように該当する。グラビア印刷の圧胴にセルを形成する際に行われるように、例えばダイアモンド彫刻ツールを使用した電気機械式の彫刻プロセスによってセルを形成する際には、いわゆる「リッピング」は必要ない。というのも、この場合、セルは一気に形成され、直接グレー値（ハーフトーンデータ、英語では“ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｏｎｅ ｄａｔａ”）によって制御することができるからである。

しかし、レーザマスクコーティングに基づいたグラビア印刷も一定の欠点を有している。というのも、上述のように、マスクは面積可変でしか書き込むことができず、第３次元、すなわちセルの深さは、すべてのサイズのセルに関して同じであり、同じプロセス、つまりエッチングによって形成されるからである。また、この方法が画像の印刷されたコピーの品質を制限してしまうことも分かっている。さらに、エッチングの反復可能性も制限に服しており、ハーフトーンのグラデーションを再現する際に、とりわけ輝度が比較的高い（明るい）領域で、滑らかな階調値の移り変わりが得られないことが分かっている。

本発明の課題は、後続のエッチングも含めたレーザマスク露光方法によるグラビア印刷法の欠点を除去し、とりわけ明るい部分の著しく改善されたハーフトーングラデーションの再現をさらに改善し、方法の反復可能性に関する制限を有さず、レーザマスクコーティング及びそれに続く版のエッチングの場合に必要とされるような多数の方法ステップを要さず、圧胴にセルを形成する従来のグラビア印刷方法の他のすべての利点を保持したグラビア印刷方法を提供し、それ自体は従来技術から公知の彫刻装置をこの目的で使用して本方法を実行できるようにすることである。

上記課題は、本発明により、セル（１０）が所定の数の彫刻された画素（１１）から形成されるように彫刻プロセスを実行することにより解決される。

本発明による方法によれば、レーザマスク露光の場合のように、セルが所定の数の画素から画素の彫刻によって形成されうるように、繊細な彫刻ツールが彫刻すべき版の表面全体にわたる規則的なラスタによって案内される。この書込ラスタは、体積可変のグラビア印刷用のセルを有する選択されたグラビア印刷ラスタよりも細かい。

本発明による方法によれば、グラビア印刷用のセルは、レーザ露光による方法とは異なって、グラビア印刷向けの従来の彫刻技術を用いて彫刻をする場合のように、圧胴の彫刻表面に直接彫刻される。レーザマスク露光とそれに続くエッチング及び浄化による方法におけるコストのかかる方法ステップは本発明による方法においては完全に不要である。本発明によれば、実際の画像及びすべての輪郭に関して、印刷すべき画像の優れた鮮明さが実現される。本発明によれば、この方法はさらにグラビア印刷用の圧胴を彫刻するための既存の彫刻システムによっても原則的に実施可能である。したがって、この方法はすでに使用されている既存の彫刻装置においても使用することができる。

本発明の有利な実施形態によれば、画素の彫刻深度はそれぞれ異なるように選択可能である。すなわち、画素の体積、したがってまたセルの体積も、個々の画素の彫刻深度をそれぞれ異なるように選択することによって変化する。

画素の彫刻深度は、有利には、画素の平面要素の広さが同じでも異なるように選択することができる。すなわち、本発明によれば、画素の彫刻深度は画素の平面要素の２次元的広さとはもはや相関していない。このことから、本発明による方法で使用される彫刻ツールを制御するデータは、レーザマスク露光の場合とは異なって、いわゆる「ビットマップ」に符号化されていないことが明らかになる。むしろ、本発明によれば、個々の画素それぞれが所定のやり方で深く彫刻されるようにすることが可能である。

彫刻深度は有利には深さに段階を付けて決定することができる。しかし、原則的には、彫刻深度を彫刻ツールのアナログ制御によって決定ないし制御することも可能である。

有利には、深さの段階は選択的に１ビット〜８ビット、有利には８ビットの分解能を有するので、最多で２５５の異なる深さが彫刻されうる。しかし、深さ分解能を２ビットだけで符号化することも可能なので、例えば、完全な深さ、中位の深さ、少しの深さ、及び彫刻なしのような４つの深さ位置が可能である。しかし、２ビット以外の深さパターンも可能である。

ラスタ網目の彫刻幅も段階を付けて形成することができる。それゆえ、セルが少なくとも１つの画素から構成されている、また、最多では２５５の画素から構成することができると有利である。すなわち、セルを形成する画素のパターンが１画素から２５５画素まで増大することができると有利である。

画素の２次元的平面要素も平面的な広さに関して有利には可変に調整可能である。なお、平面的広さは有利には１０〜２０μｍの範囲である。

画素の平面要素の平面的広さのサイズ、すなわち、彫刻すべき版表面の画素の平面のサイズは、彫刻プロセスに使用される彫刻手段に依存して選択することができる。

本発明は、有利には、部分セルが所定の数の画素から形成されうるように彫刻プロセスを実行することを可能にする。それゆえ、後続の印刷の際に、とりわけテキスト及び画像の輪郭を非常に鮮明に再現することができる。従来、部分セルの形成は、レーザマスク露光方式による方法又はオフセット印刷においてのみ、限定的な形で可能であった。しかし、オフセット印刷は、この周知の印刷方法に通例のすべての欠点を有している。

原則的には、全体として１つのセルを形成する画素の彫刻を行う手段として、任意の適切な彫刻手段又は彫刻ツールを使用することができる。これに関しては、有利には、例えば非常に繊細なダイアモンドツールなどの古典的な電気機械式彫刻手段が適している。しかし有利には、彫刻手段として、レーザ光、特にパルスレーザ光が使用される。この場合、レーザ光は適切なレンズ系及び適切な絞り系によってそれ自体任意のふさわしい断面形を有することができるので、画素はレーザ光の断面形にしたがってふさわしく形成されうる。

以下では、概略的な図面を参照しつつ、実施例により個別に本発明を説明する。

本発明のより良い理解のために、まず図１には、従来技術において周知の従来的な彫刻方法による圧胴のセル形成の原理が示されている。圧胴全体から、４つの異なる大きさのセルから成る１つの小領域が例示的に選択されている。実際の彫刻手段は通常は彫刻刀として適切に成形されたダイアモンドである。グラビア印刷において使用される圧胴に対するこの周知の彫刻方法は一般に電気機械式彫刻と呼ばれ、以前から専門の世界では知られている。それゆえ、セルを形成する彫刻手段の制御の説明についてここでさらに立ち入る必要はない。

電気機械式彫刻により形成されたセルの特徴は、彫刻刀の固定的な形状寸法のため、深さ及び直径、すなわち、図１では例示的にセルの対角線に関連している広さ１４が、彫刻深度１２に対して所定の固定的な比を有していることにある。電気機械式彫刻によって得られた版はハーフオートタイプ形グラビア印刷と呼ばれている。というのも、セル１０の広さ１４と彫刻深度１２は可変であるが、互いにつねに一定の比を保っており、この比は、異なって形成された彫刻ツール、例えばダイアモンド彫刻刀の異なるカット面によってしか変更することができず、実際の彫刻プロセスの間は一定であるからである。

電気機械式彫刻のさらに別の特徴は、グラビア印刷では流動性のある印刷インクが使用されるため、色彩豊かな輪郭（テキスト及び線・点）は原則的に画像（画像内容）と同じ印刷ラスタからなるセルで再現される、しかもそれぞれの色向けに選択された印刷ラスタで再現されることである。これにより、グラビア印刷の際に、輪郭（テキスト及び線・点）に一定の不鮮明さが生じる。

レーザマスク露光とそれに続くエッチングの方式によって、グラビア印刷用に限定された圧胴にセルを形成する際、図２ａ及び２ｂを参照すると、電気機械式彫刻とは異なって、部分セル１５を形成することが可能である。このことは輪郭１８の領域にも画像にも当てはまる。なお、この方式ないしこの方法も専門の世界では以前から知られている。レーザマスク露光とそれに続くエッチングの方式では、セル１０の電気機械式彫刻によって得られる輪郭に比べて、より鮮明な輪郭１８が達成される。この鮮明な輪郭１８には、例えばダイアモンド彫刻刀を用いて彫刻された輪郭１８（テキスト及び線・点）において比較的強く現れる「鋸歯効果」を被らない。

図３には、レーザマスク露光方式によって形成された、複数の画素から形成された可変面積ハーフトーンドット２０が例示的に示されている。これらのハーフトーンドット２０は全体として上記のセル１０を形成している。レーザ光−書込光線１９はこの周知の方式では「イエス」又は「ノー」しか言うことができない、すなわち、前もって圧胴に取り付けられたマスクを除去又はそのままにしておくことしかできないので、このように形成されたセルは面積可変な形でしか配置することができない。彫刻深度１２はすべてのセル１０に関して共通のエッチングプロセスによって同じ深さに形成される。

本発明によってラスタ網目１７に形成されるセル１０は図４に概略的に示されている。本方法は、彫刻プロセスによって、セル１０が適切な彫刻手段を用いて所定の数の画素１１から形成されるように、すなわち、実際のセル１０が彫刻プロセスの際にピクセルとも呼ばれる所定の数の画素１１からアクティブに形成されるように実行される。なお、彫刻手段は電気機械式彫刻手段でもレーザ光であってもよい。

本方法は、それぞれのセル１０が、印刷すべき画像の所定の階調値に応じて、任意の数の画素１１から構成されうるように実行することもできる。ただし、セル１０は少なくとも１つの画素１１から構成され、最多では、プログラムに依存したラスタリングに基づいて要求される数の画素、例えば２５５の画素から構成される。

グラビア印刷技術においては、ラスタ網目は１バイトに相当する２５５のステップで何重にも分解されるので、セル１０の形成は２５５の異なる画素１１のパターンによって１つの意味のある数ないし関係を表す。

図４から分かるように、最も暗く見える中央に配置された画素１１の彫刻深度１２が最も深く、ここでは例えば２ビットで表現される所定の固定的なグラビアラスタの形で、中央の領域を包囲する画素１１はそれに比べてより浅く形成されており、外側の縁の画素はさらに浅く形成されている。こうして、例えば完全な深さ、中位の深さ、少しの深さ、及び彫刻なしは、ビット符号１１，１０，０１及び００に従わせることができる。しかし、有利には２ビットによって表現可能な段階付けよりも細かい深さの段階付けを行うこともできること、したがって例えば８ビットの深さの段階付けも可能であることを指摘しておきたい。

方法実施の上記実施例では、２５５の画素１１と２ビットで分解される彫刻深度１２は１０００個を超す実現可能な値に対応している。セル１０はこれらの値を用いて本発明により形成することができる。

原理的には、この１０００個を超す多数の設定可能な値はセル１０ごとの画素１１に一致するが、実際の印刷業務では、彫刻技術及び印刷技術の観点から、グラデーションの滑らかな表現を可能にするために、画素パターンの所定の画素１１の彫刻深度１２が抑えられるので一致しない。所定の領域における形状寸法上の深度のこの抑制は実験的または経験的に習得され、いわゆる「セル構成用ファイル」に格納される。

すでに示唆したように、本発明による方法によれば、とりわけ輪郭１８の領域（図５ａ及び５ｂ参照）の形成を、その領域に本発明による方法によって所定の数の画素１１からなる部分セル１５が形成されるように行うことができる。これにより、従来オフセット印刷においてのみ可能であったのと同じ程度の鮮明さで輪郭１８を再現することができ、しかもオフセット印刷に対するグラビア印刷のすべての利点を保ちつつ再現することができる。

従来の電気機械式彫刻によるセル１０の形成を表す、画素１１の平面要素１３の広さ１４（図１も参照）は、可変に調整可能であり、実際の彫刻手段に応じて決めることができる。この彫刻手段は、有利にはレーザ光１６であってよいが、必ずそうでなければならない訳ではない。レーザ光１６の形の彫刻手段を使用する場合、適切な制御により、画素１２の平面要素１３の広さ１４を彫刻プロセスの最中でもレーザの適切な制御により変化させることが原理的に可能である。これにより、彫刻の自由度をより広く制御又は左右することが可能になる。

実際的には、グラビアラスタのラスタ網目によって表される印刷濃度は、比較的高い解像度、例えば１２０本／ｃｍの解像度を有するハーフトーンイメージから補間されるので、さらに付加的な情報、すなわち、グラビアラスタ網目内でおよそどのように濃度が分布しているかに関する情報が手に入る。この情報は、画素１１の、したがってこの合成されたセル１０のパターン全体の目標とする転換のために利用される。

画像データが高解像度では存在していない印刷原版、例えば解像度が１０００本／ｃｍでなく１２０本／ｃｍしかない印刷原版では、本発明による方法によって、とりわけ輪郭領域において、グラビア印刷の鮮明さが非常に改善される。

本発明によれば、画像データに含まれているすべてのパラメータを彫刻プロセスに使用することができる。

従来、ダイアモンド彫刻ツールを用いた電気機械式彫刻によるグラビア印刷用の圧胴の古典的な彫刻方法によって形成されたものと同様の異なる体積を有する４つのセルをラスタ網目に例示的に配置して示す。 レーザマスク露光とそれに続くエッチングによる方法によって形成された、輪郭から画像への移行領域における複数のラスタ網目、及び、多数のラスタ網目から形成されたグラフィック要素を示す。 レーザマスク露光方式によって実現された、グラビア印刷用ラスタ網目の可変面積ハーフトーンドット（オートタイプ式のハーフトーンドット）と、画素形成のためのレーザ光の概略的に割当てられた画像走査線とを示す。 例えば５６の画素から成る、異なる深さで彫刻されたセルを有する、本発明による方法によって形成されたグラビア印刷用ラスタ網目の実施例を示す。 本発明による方法によって形成された、輪郭縁部におけるラスタ網目、及び、図５ａに従って縁部領域の複数の適切に形成されたラスタ網目から合成された輪郭を有するグラフィック要素を示す。

符号の説明

１０ セル
１１ 画素（ピクセル）
１２ 彫刻深度
１３ 画素の平面要素
１４ 平面要素の広さ
１５ 部分セル
１６ レーザ光
１７ ラスタ網目
１８ 輪郭
１９ レーザ光／書込光線
２０ 可変面積ハーフトーンドット

Claims (13)

1. 印刷インクを溜めるためにグラビア印刷用に限定された圧胴の表面に直接セル（１０）を彫刻する方法において、
   セル（１０）が所定の数の彫刻された画素（１１）から形成されるように彫刻プロセスを実行することを特徴とする方法。
2. 前記画素（１１）の彫刻深度（１２）を種々に異ならせて形成できるようにした、請求項１記載の方法。
3. 画素（１３）の平面要素（１５）の広さが同じ場合でも、前記画素（１１）の彫刻深度（１２）を種々に異ならせて形成できるようにした、請求項２記載の方法。
4. 前記彫刻深度（１２）を深さに段階を付けて決定する、請求項２又は３記載の方法。
5. 前記彫刻深度の段階付けを選択的に１ビットから８ビットまでのビットパターンで行う、請求項４記載の方法。
6. 前記ビットパターンは２ビットである、請求項５記載の方法。
7. １つのセル（１０）を少なくとも１つの画素（１１）から構成する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. １つのセル（１０）を最多で２５５の画素（１１）から構成する、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
9. 画素（１１）の平面要素（１３）の平面的広さ（１４）を可変調整することができるようにした、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. 前記平面的広さ（１４）は１０〜２０μｍの範囲である、請求項９記載の方法。
11. 部分セル（１５）が所定の数の画素（１１）から形成されるように彫刻プロセスを実行する、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
12. 画素（１１）の彫刻を行うための手段が電気機械式の彫刻手段により形成される、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
13. 画素（１１）の彫刻を行うための手段がレーザ光（１６）により形成される、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。