孔版製版方法および装置

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【発明の名称】	孔版製版方法および装置
【発明者】	【氏名】今井良一【氏名】寺内淳一
【要約】	【課題】サーマルヘッドを用いて孔版原紙を穿孔する孔版製版装置において、画素間における階調表現を可能とし、また製版の際の全方向穿孔の発生を解消して、裏抜けや裏移りなどの印刷不良の発生や孔版原紙の伸び現象を防止する。【解決手段】図は孔版原紙に形成された開口部を示すものであり、開口部２０は濃度１に対応した１回の穿孔により形成される。開口部２１は、濃度２に対応して、画素ピッチよりも小さいピッチで孔版原紙を搬送し、連続した穿孔を行うことにより形成される。同様に開口部２２は、濃度３に対応し、３回の連続した穿孔により形成される。濃度０の場合には、穿孔を行わない。すなわち、孔版原紙の副走査方向における１画素ピッチ内に設けられる開口部の開口率を濃度に応じて変化させることができ、画素間における階調表現が可能となる。主走査方向には、離間部２４が必ず残るため、全方向穿孔が行われることはない。

【特許請求の範囲】
【請求項１】主走査方向に発熱領域が列設されたサーマルヘッドを用いて、孔版原紙に開口部を設ける孔版製版方法であって、主走査方向または副走査方向のうち少なくとも一方向において、孔版原紙の１画素ピッチ内に、Ｎ（Ｎは２以上の整数）回数以下の、入力された多値画像階調情報の大きさに応じた回数の穿孔中心位置がずれた穿孔を行って開口部を設けることを特徴とする孔版製版方法。
【請求項２】前記孔版製版方法が、前記副走査方向のみにおいてＮ回数以下の穿孔を行うものであり、前記主走査方向に隣り合う開口部の間に、前記孔版原紙が残存する離間部を設けることを特徴とする請求項１記載の孔版製版方法。
【請求項３】主走査方向に発熱領域が列設されたサーマルヘッドを用いて、孔版原紙に開口部を設ける孔版製版装置であって、主走査方向または副走査方向のうち少なくとも一方向において、孔版原紙の１画素ピッチ内に、Ｎ（Ｎは２以上の整数）回数以下の、入力された多値画像階調情報の大きさに応じた回数の穿孔中心位置がずれた穿孔を行って開口部を設ける開口手段を備えたことを特徴とする孔版製版装置。
【請求項４】前記開口手段が、前記副走査方向のみにおいて、Ｎ回数以下の穿孔を行うものであり、前記主走査方向に隣り合う開口部の間には、前記孔版原紙が残存する離間部を設けるものであることを特徴とする請求項３記載の孔版製版装置。
【請求項５】前記開口手段が、前記１画素ピッチ内に２回以上の穿孔を行なう際には、各穿孔の一部を順次重ねるものであることを特徴とする請求項３または４記載の孔版製版装置。
【請求項６】前記開口手段が、前記副走査方向に隣り合う開口部の間にも、前記離間部を設けるものであることを特徴とする請求項５記載の孔版製版装置。
【請求項７】前記開口手段が、前記Ｎ回数以下の穿孔を、前記画素ピッチ以下の微少走査ピッチで前記孔版原紙を給送することにより行うものであることを特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の孔版製版装置。
【請求項８】前記穿孔の形状が丸、楕円、三角形状または四角形状であることを特徴とする請求項３から７いずれか１項記載の孔版製版装置。
【請求項９】前記サーマルヘッドの発熱領域の副走査方向の最大長が、前記副走査方向の画素ピッチよりも小さいことを特徴とする請求項３から８いずれか１項記載の孔版製版装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は孔版製版方法および装置に関し、詳しくはサーマルヘッドを用いて孔版原紙に開口部を設ける孔版製版方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、サーマルヘッドを用いて孔版原紙の製版を行うにあたっては、薄膜式サーマルヘッドが用いられることが多い。薄膜式サーマルヘッドは、薄膜形成技術により、基板上に、直線状に並んだ発熱素子および各発熱素子に接続された電極を設けたものである。この薄膜式サーマルヘッドは、半導体製造用のスパッタリング装置や真空蒸着装置などの半導体製造装置を用いた高度なプロセスで作製されるので、電極や発熱素子のパターン寸法の微細化に好適である反面、その製造工程が煩雑で製造コストも高価なものとなる。また、特殊な大型基板対応の製造装置を特設してでも用いなければ、高々８～１２インチ程度の大きさのものまでしか作製できない欠点があった。
【０００３】一方、従来感熱紙印刷やリボン転写印刷などの熱転写印刷に用いられている厚膜式サーマルヘッドが孔版印刷用のサーマルヘッドとして使用されることもある。厚膜式サーマルヘッドは一般に、セラミック等の絶縁性基板上に電極が複数本所定の間隔を置いて配列形成され、それら電極の上面に直線状パターンの発熱抵抗体が積層されて、その主要部が構成されている。この厚膜式サーマルヘッドは、簡易な製造方法であるスクリーン印刷法によって作製されるので低コストで製造することができ、しかも大判のものを容易に作製可能である。
【０００４】また、発明者らは特願２０００－２１４６５７号により、基板に線状溝部を設け、この線状溝部に発熱抵抗体を埋設し、発熱抵抗体に接触するように電極を配置することにより、穿孔特性を向上させた厚膜式サーマルヘッドも提案している。
【０００５】上記薄膜式サーマルヘッドあるいは厚膜式サーマルヘッドを用いて孔版製版を行う場合には、まず入力された画像データに応じて、電極が選択駆動され、隣り合う電極間に所定の電位差が生じ、その間の発熱領域（発熱素子または発熱抵抗体）に電流が流れて、その電気エネルギーに応じた熱が発熱領域から発せられ、その熱により発熱領域の表面に接触している孔版原紙に穿孔が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、インクジェット方式の印刷方式や、昇華形フィルム印刷方式においては、中間調の階調を表現するにあたり、１ドットの大きさ（直径）を変化させて明暗の階調表現を実現する、いわゆる１画素内で黒化される面積を段階的に変化させる面積階調方式が用いられている。
【０００７】しかしながら、サーマルヘッドを用いて穿孔製版された孔版原紙を用いて、印刷を行なう孔版印刷方式においては、１ドットの大きさに相当する個々の穿孔の穿孔径を所望の大きさに制御することが難しいため、上記のような面積階調方式を用いて各画素間における階調表現を実現することが困難であった。以下、サーマルヘッドを用いた孔版製版において、穿孔径の制御が難しい理由を簡単に説明する。
【０００８】まず、通常の厚膜式サーマルヘッドを用いた穿孔動作を説明する。図１３の（ａ）は、選択された発熱領域の温度勾配を示す図であり、発熱状態を等温線で表している。発熱領域の温度は中心において高温であり、図１３の（ｂ）に示すように、発熱領域の多くの部分において、孔版原紙の穿孔が行われる「穿孔しきい温度」を越えている。このため、図１３の（ｃ）に示されるように、孔版原紙５１に正常な穿孔５２が形成される。図１３の（ｄ）は、孔版原紙５１の穿孔部分の断面図である。孔版原紙５１は、多孔性支持体である和紙層５３上に、可よう性樹脂であるフィルム層５４が貼り合わされて形成されている。穿孔５２が形成される際には、穿孔部のフィルム層５４は、収縮して穿孔周囲の円形状の土手部５５に集まり、穿孔５２内には、フィルム層は残存していない。
【０００９】つぎに、階調表現における「薄い」状態を表現するための小さな穿孔径を有する穿孔を形成する目的で、発熱領域に供給する電気エネルギーを小さくした場合の穿孔動作を図１４を用いて説明する。図１４の（ａ）は、選択された発熱領域の温度勾配を示す図であり、発熱状態を等温線で表している。発熱領域の温度は図１４の（ｂ）に示すように、発熱領域の一部で、わずかに「穿孔しきい温度」を越えている。このため、図１４の（ｃ）に示されるように、孔版原紙５１に不完全な穿孔５６が形成され、残存したフィルム層からなる薄膜層５７が形成されている、いわゆる「膜張現象」が生じる。図１４の（ｄ）に、「膜張現象」が生じた穿孔部分の断面図を示す。
【００１０】このため、サーマルヘッドの発熱領域に正常の穿孔を行うときに比べ少ない電気エネルギーを供給して、穿孔を行うと、図１５に示すように、穿孔の痕跡はあっても、穴のなかに薄膜が残ったままであり、実質的には穿孔がされていないものや、穿孔がされていても、その形状が不規則である穿孔不良状態が生じてしまい、所望の穿孔径を有する穿孔を得ることはできない。
【００１１】一方、「濃い」状態に対応する大きな穿孔径を有する穿孔を形成するために、通常供給する電気エネルギーよりも、大きな電気エネルギーを発熱エネルギーに供給しても、穿孔径は電気エネルギーに比例して大きくなるとは限らない。
【００１２】上記のような理由により、個々の穿孔の穿孔径を所望の大きさに制御することが難しいため、各画素間における穿孔径の制御による面積階調方式を用いて階調表現を実現することは困難であった。
【００１３】さらに、穿孔径が大きい場合等には、図１６に示すように、主走査方向および副走査方向に、連続的に多数穿孔してしまうことがある。このように、穿孔が全方向に多数連続して行われた場合には、その穿孔部分から必要量を越えたインクが透過して、印刷用紙に対するインクの転移量が過多となる「インク転移過剰現象」が起きやすく、その過剰転移したインクが印刷用紙の裏面にまで滲んでしまうといった裏抜けや、印刷後に半乾き状態で載置されたためにその印刷物どうしでインクが再転写される裏移りなどの印刷不良が発生することがあった。
【００１４】また、孔版印刷においては、孔版原紙に伸びが生じると、印刷された画像に歪等が発生するため、孔版原紙の伸びはできる限り少なくしなければならない。通常の孔版原紙においては、伸びに対抗する構造部材であるフィルム層により、孔版原紙の伸び現象が抑制されている。したがって、上記のように孔版原紙に穿孔が全方向に多数連続して行われた部分では、フィルム層が無くなってしまい、支持体である和紙層のみが残されることとなり、孔版原紙の伸び現象が生じやすくなってしまう。
【００１５】本発明は上記事情に鑑み、サーマルヘッドを用いて孔版原紙を穿孔する孔版製版方法および装置において、画素間における階調表現が可能な孔版製版方法および装置を提供することを目的とし、また、製版の際の全方向穿孔の発生を解消して、裏抜けや裏移りなどの印刷不良の発生や孔版原紙の伸び現象を防ぐことのできる孔版製版方法および装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明による孔版製版方法においては、主走査方向に発熱領域が列設されたサーマルヘッドを用いて、孔版原紙に開口部を設ける孔版製版方法であって、主走査方向または副走査方向のうち少なくとも一方向において、孔版原紙の１画素ピッチ内に、Ｎ（Ｎは２以上の整数）回数以下の、入力された多値画像階調情報の大きさに応じた回数の穿孔中心位置がずれた穿孔を行って開口部を設けることを特徴とするものである。
【００１７】また、本発明による孔版製版装置においては、主走査方向に発熱領域が列設されたサーマルヘッドを用いて、孔版原紙に開口部を設ける孔版製版装置であって、主走査方向または副走査方向のうち少なくとも一方向において、孔版原紙の１画素ピッチ内に、Ｎ（Ｎは２以上の整数）回数以下の、入力された多値画像階調情報の大きさに応じた回数の穿孔中心位置がずれた穿孔を行って開口部を設ける開口手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】ここで「１画素ピッチ内にＮ（Ｎは２以上の整数）回数以下」の穿孔を行なうとは、０、１・・・Ｎ回の中の所定回数の穿孔を行なうことを意味し、また各穿孔の穿孔中心位置が１画素ピッチ内にあることを意味している。各穿孔の全領域が１画素ピッチ内に入っていることが望ましい。なお、孔版原紙への穿孔がおこなわれない場合も含むことは言うまでもない。「穿孔中心位置がずれた穿孔」とは、各穿孔の中心位置がずれているものであればよく、すなわち各穿孔が独立した穿孔であっても、あるいは隣接した穿孔や穿孔の一部が重なっている連続した穿孔であってもよい。これらのＮ回数以下の穿孔により、孔版原紙の各画素毎に開口部が設けられるものである。また、サーマルヘッドの構成は如何なるものでもよく、例えば薄膜式サーマルヘッドや厚膜式サーマルヘッド等でもよい。さらに、主走査方向または副走査方向の１画素ピッチ内に、Ｎ回数以下の穿孔を行う方法は、サーマルヘッドと孔版原紙を相対的に移動させる方法であればよく、すなわちサーマルヘッドを固定して孔版原紙をサーマルヘッドの発熱領域に対して相対的に移動させる（いわゆる紙送り）方法でもよく、あるいは反対に孔版原紙を固定して、サーマルヘッドを移動させる方法や、孔版原紙とサーマルヘッドの両者を相対的に移動させる方法などでもよい。
【００１９】また、前記孔版製版方法が、前記副走査方向のみにおいて、Ｎ回数以下の穿孔を行うものであれば、前記主走査方向に隣り合う開口部の間に、前記孔版原紙が残存する離間部を設けてもよい。
【００２０】また、前記孔版製版装置の開口手段は、前記副走査方向のみにおいて、Ｎ回数以下の穿孔を行うものであれば、前記主走査方向に隣り合う開口部の間に、前記孔版原紙が残存する離間部を設けるものであってもよい。
【００２１】ここで、「前記副走査方向のみにおいて、Ｎ回数以下の穿孔を行う」とは、主走査方向においては、１画素ピッチ内に０回ないしは１回のみの穿孔が行われ、副走査方向のみにおいて、Ｎ回以下の穿孔が行われることを意味している。また「前記主走査方向に隣り合う開口部の間に、前記孔版原紙が残存する離間部を設ける」とは、主走査方向においては、各画素に対応する開口部が連続した開口部となることはなく、離間部が開口部の間に残されていることを意味している。
【００２２】また、主走査方向に隣り合う開口部の間に離間部を設けるため具体的な手法としては、主走査方向の発熱領域の幅を狭くしたり、発熱継続時間（発熱デューティ）を調節して熱の拡散領域を狭くするように制御する手法を用いたり、さらに両手法を併せ用いることなどが可能である。
【００２３】前記開口手段は、前記１画素ピッチ内に２回以上の穿孔を行なう際には、各穿孔の一部を順次重ねるものであってもよい。また前記副走査方向に隣り合う開口部の間にも、前記離間部を設けるものであってもよい。
【００２４】なお、上記Ｎ回数以下の穿孔は、前記画素ピッチ以下の微少走査ピッチで前記孔版原紙を給送することにより行われるものであってもよい。また、前記穿孔の形状は、丸、楕円、三角形状または四角形状とすることもできる。さらに、前記サーマルヘッドとしては、その発熱領域の副走査方向の最大長が前記副走査方向の画素ピッチよりも小さいものを用いることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明による孔版製版方法および装置においては、主走査方向または副走査方向のうち少なくとも一方向において、孔版原紙の１画素ピッチ内に、Ｎ（Ｎは２以上の整数）回数以下の、入力された多値画像階調情報の大きさに応じた回数の穿孔中心位置がずれた穿孔を行って開口部を設けることにより、多値画像階調情報の大きさに応じて開口部の面積、すなわち開口率を変化させることができ、画素間における階調表現が可能となる。
【００２６】また、前記孔版製版装置が、前記副走査方向のみにおいて、Ｎ回数以下の穿孔を行うものであり、前記主走査方向に隣り合う開口部の間に、前記孔版原紙が残存する離間部を設けることにより、副走査方向には開口部の間に、必ず非開口部（離間部）が残り、このためベタ部などの開口率の高い部分でも、全方向穿孔が発生することはなく、裏抜けや裏移りなどの印刷不良の発生や孔版原紙の伸び現象を防ぐことができる。
【００２７】通常、孔版原紙に穿孔を行う場合には、図１３の（ｄ）に示すように、穿孔部のフィルム層は、収縮して穿孔周囲の円形状の土手部５５に集まる。このため、一回穿孔を行った後に、その穿孔の近傍にさらに穿孔を行う場合に、この土手部５５により、サーマルヘッドの発熱領域と孔版原紙の密着が阻止され、穿孔不良が生じることがある。
【００２８】一方、１画素ピッチ内に２回以上の穿孔を行う際に、各穿孔の一部を順次重ねる場合、すなわち先に形成した穿孔の一部に次の穿孔の一部を重ねて穿孔する場合には、図１７に示すように、最初の穿孔５９の土手部５５に発熱領域６０が密着する。このため、発熱領域６０の発熱が効率よく、フィルム層５４に伝搬し、まず、図１８の（ａ）に示すように、土手部５５と発熱領域６０の密着部に穿孔の卵６１が生じ、図１８の（ｂ）、（ｃ）に示すように、除々に穿孔の卵６１が大きくなり、図１８の（ｄ）に示すような２つの穿孔が連続した開口部６２が形成される。このため、確実に多値画像階調情報の大きさに応じた開口率を有する開口部を形成することができる。
【００２９】主走査方向に加え、副走査方向に隣り合う開口部の間にも、離間部を設けた場合には、各開口部は主走査方向にも副走査方向にも独立した開口部となるので、ベタ部などの開口率の高い部分でも、主走査方向あるいは副走査方向に連続した開口部が発生することはなく、確実に裏抜けや裏移りなどの印刷不良の発生や孔版原紙の伸び現象を防ぐことができる。
【００３０】上記Ｎ回数以下の穿孔を前記画素ピッチ以下の微少走査ピッチで前記孔版原紙を給送することにより行うときには、従来使用されている紙送り機構に若干の変更を加えるのみで、１画素内にＮ回以下の穿孔を行うことができ、孔版製版装置の製造コストの増加を抑制することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず第１の実施の形態における構成を図１～図７を用いて説明する。
【００３２】図１はこの孔版製版装置の概要構成図であり、図２は孔版製版装置のＡ－Ａ断面図、図３はサーマルヘッドの斜視図、図４はサーマルヘッドを上面より見た図であり、図５は発熱抵抗体の発熱状態の説明図、図６は制御部のブロック図、図７はサーマルヘッド制御部から出力される各信号の説明図である。
【００３３】本孔版製版装置は、ドット密度４００ｄｐｉ対応のものであり、主／副走査方向の画素ピッチは６３．５μｍである。入力された多値画像階調情報に応じた回数の穿孔を各画素毎に行い、大きさの異なる開口部を形成することにより、画像濃度に対応した階調表現を実現するものである。
【００３４】本孔版製版装置は、孔版原紙１を搬送するプラテンローラ２と、該プラテンローラ２を回転駆動する副走査駆動モータ３と、ギア部４と、不図示の圧接機構により図２に示すようにプラテンローラ２に接離可能に圧接されるサーマルヘッド１００と、副走査駆動モータ３およびサーマルヘッド１００へ制御信号を出力する制御部２００とを備えている。
【００３５】副走査駆動モータ３は、１ｍｓで１ステップ回転するステップモータであり、副走査駆動モータ３が１ステップ回転すると、プラテンローラ２により孔版原紙１が１５．８７５μｍ搬送されるように、ギア部４のギア比が設定されている。このため、４ｍｓで１画素分（６３．５μｍ）孔版原紙１が搬送され、副走査方向のシーケンスが１回行われる。
【００３６】サーマルヘッド１００は、いわゆる厚膜式サーマルヘッドと呼ばれるもので、図３に示すように、セラミックからなる基板１０１の表面上ほぼ全面に熱絶縁層１０２が形成され、その上に複数の電極１０３が所定の間隔を置いて櫛歯状に配列形成されており、さらにその上に電極１０３と直交するように直線状の発熱抵抗体１０４が形成されている。また電極１０３や発熱抵抗体１０４を含む基板１０１のほぼ全面が、図示省略した耐摩耗性のガラス材料からなる１～２０μｍの厚さの保護層により覆われている。なお、説明を容易にするために、図３はサーマルヘッド１００が実際に孔版製版装置に組み込まれている状態を示している図１とは、上下を逆に記載している。
【００３７】サーマルヘッド１００の熱絶縁層１０２は、２００～１００μｍ厚のガラス材料から形成されている。電極１０３は、厚さ０．５～４μｍで、金ペーストを固化して形成されたものであり、その主走査方向の幅としては２０μｍ～５０μｍの範囲内から適宜選択すればよいが、本実施の形態では２３．５μｍとした。発熱抵抗体１０４は、スクリーン印刷法などにより形成されたもので、断面形状が蒲鉾状のような形状で、サーマルヘッド１００の長手方向と同方向に長い直線状に形成され、その副走査方向の幅は４０μｍである。図４の（ａ）に示すように、発熱抵抗体１０４の隣り合う電極１０３の間ごとに発熱領域１０５が形成されている。
【００３８】本サーマルヘッド１００は、ドット密度４００ｄｐｉ対応のものであり、主／副走査方向の画素ピッチは６３．５μｍである。本実施の形態においては、電極１０３の主走査方向の幅が２３．５μｍであり、そのため同方向の発熱領域１０５の幅は４０μｍとなる。また、副走査方向の発熱抵抗体１０４の幅も４０μｍであり、従って各発熱領域１０５は４０μｍ×４０μｍの正方形状となる。各電極１０３は発熱抵抗体１０４の底面に接しているため、隣り合う電極間に通電が行われると、各発熱領域１０５は、図４の（ｂ）に示すような抵抗回路網として作用し、発熱する。図５は、発熱領域１０５の発熱状態を示す図であり、右から２番目と３番目以外の電極間に通電が行われている。図５の（ａ）は図１におけるＡ－Ａ断面における発熱抵抗体１０４の発熱状態を示す図であり、図５の（ｂ）はその上面図である。
【００３９】制御部２００は、図６に示すように、孔版原紙１を搬送するプラテンローラ２を回転駆動させる副走査駆動モータ３の動作を制御する副走査モータ駆動回路２０１および入力された多値画像階調情報に応じて各画素毎の多値画像データを作成する画像階調処理回路２０２を備えた孔版制御回路２０３と、孔版制御回路２０３およびサーマルヘッド１００に接続されるサーマルヘッド制御回路２０４と、孔版制御回路２０３およびサーマルヘッド制御回路２０４に接続され、全体的な動作タイミングを制御するシステム制御回路２０５とを備えている。サーマルヘッド制御回路２０４は、副走査穿孔回数制御回路２１１と、タイミング発生回路２１２と、履歴制御回路２１３とを備えており、図７に示す、クロック、多値画像データ、ラッチ信号およびストローブ信号をサーマルヘッド１００に出力し、サーマルヘッド１００の各電極１０３への通電を制御することにより、各発熱領域１０５の発熱動作を制御するものである。
【００４０】また、上記入力された多値画像階調情報が、予め本孔版製版装置の階調表現の濃度に基づいて階調が設定されたものでない場合には、画像階調処理回路２０２において、入力された多値画像階調情報を、本装置の階調表現の濃度に対応した濃度を示す多値画像データに変換する。
【００４１】なお、サーマルヘッド１００、制御部２００、プラテンローラ２、副走査駆動モータ３およびギア部４は、本発明の開口手段を構成するものである。
【００４２】本孔版製版装置は、孔版原紙１を１ｍｓ毎に１５．８７５μｍ搬送し、４回の搬送、すなわち４ｍｓで副走査方向の１画素分６３．５μｍの搬送を行う。このため、副走査モータ駆動回路２０１は、１ｍｓ毎の４回の駆動信号を一つの副走査シーケンス信号として出力する。また孔版制御回路２０３は、副走査シーケンス信号に合わせて、多値画像データおよび各種の制御信号をサーマルヘッド制御回路２０４に出力する。
【００４３】タイミング発生回路２１２は、クロック信号（図７の（ａ））と、サーマルヘッド１００に配設されたレジスタ（図示省略）に画像データをセットする（いわゆるラッチを掛ける）ためのラッチ信号（図７の（ｃ））と、ストローブ（ｓｔｒｏｂｅ）信号（図７の（ｄ））とを出力する。履歴制御回路２１３は、多値画像階調情報に基づいて、主走査方向に列設された発熱抵抗体１０４を選択的に駆動するための多値画像データ（図７の（ｂ））を発生しそれをサーマルヘッド１００に供給するとともに、穿孔回数情報および多値画像データを副走査穿孔回数制御回路２１１およびタイミング発生回路２１２に対して供給するものである。上記多値画像データは、多値画像階調情報に基づいて、４段階の濃度情報が設定されたもので、濃度０の場合には出力されず、濃度１の場合には、約１ｍｓ間、濃度２の場合には約２ｍｓ間、濃度３の場合には約３ｍｓ間の矩形波として出力される。
【００４４】副走査穿孔回数制御回路２１１は、履歴制御回路２１３から供給される穿孔回数情報、多値画像データおよびタイミング発生回路２１２から供給されるクロック信号に基づいて、１画素内の副走査周期内に出力されるラッチ信号の回数およびストローブ信号の回数を設定する。本実施の形態では、最大穿孔回数が３回であるため、ラッチ信号およびストローブ信号は１周期内に３回出力されるものである。また、上記ラッチ信号およびストローブ信号は、副走査方向の走査タイミングとほぼ同期して、略１ｍｓ間隔で出力される。
【００４５】実際の穿孔は、サーマルヘッド１００のレジスタにラッチされた多値画像データとストローブ信号の信号積により行われるため、レジスタに濃度１に対応する多値画像データ（約１ｍｓ幅）がセットされていれば、図７の（ｅ）に示すように、１回穿孔が行われ、レジスタに濃度２に対応する多値画像データ（約２ｍｓ幅）がセットされていれば、２回穿孔が行われ、レジスタに濃度３に対応する多値画像データ（約３ｍｓ幅）がセットされていれば、３回穿孔が行われる。レジスタに、多値画像データがセットされていない場合には、穿孔は行われない。
【００４６】つぎに、上記の第１の実施の形態による孔版製版装置を用いて孔版原紙に穿孔を行った場合の１例を図８に示す。
【００４７】まず図８の左側、最上段の開口部２０は図７の（ｂ）における濃度１の多値画像データがサーマルヘッド１００に入力された際に形成されるものである。すなわち図７の（ｄ）に示されている３個で一組のストローブ信号のうち１つ目のストローブ信号が出力されたタイミングで、ラインＬ１の位置に穿孔が行われる。前述したように、穿孔は多値画像データとストローブ信号の信号積がオンである場合に行われるので、２つ目および３つめのストローブ信号が出力された際には、多値画像データがセット（ラッチ）されていないため、穿孔はおこなわれない。
【００４８】２段目の開口部２１は、図７の（ｂ）における濃度２の多値画像データがサーマルヘッド１００に入力された際に形成されるものである。ストローブ信号のうち１つ目のストローブ信号が出力されたタイミングで、ラインＬ１の位置に穿孔が行われ、ストローブ信号のうち２つ目のストローブ信号が出力されたタイミングで、ラインＬ２の位置に穿孔が行われる。２つ目のストローブ信号とは、１つ目のストローブ信号が出力されてから略１ｍｓ後に出力されるため、その間に孔版原紙１が搬送され、ラインＬ１とラインＬ２の間隔は１５．８７５μｍとなる。この際各穿孔の径は略３５μｍであるため、２つ目の穿孔は１つめの穿孔の下部に重複して行われ、縦長の開口部２１が形成される。
【００４９】同様に、３段目の開口部２２は、図７の（ｂ）における濃度３の多値画像データに対応したもので、ラインＬ１、ラインＬ２、およびラインＬ１から３１．７５μｍ離れたラインＬ３に穿孔が行われ、さらに縦長の開口部２２が形成される。なお、副走査シーケンスは、４ｍｓで行われるが、孔版原紙１がラインＬ１から４７．６２５μｍ搬送されたラインＬ４においては、ストローブ信号が出力されないため、穿孔が行われることはない。なお、開口部２３のように、３回の穿孔により開口部が形成され、次の副走査シーケンスにおいても、開口部が形成される場合には、各開口部が連続してして穿孔されるため、副走査方向に連続して開口部が形成される。このため、ベタ部などでは副走査方向に開口部が連続することがある。しかし、画素ピッチは６３．５μｍであり、各穿孔の径は３５μｍであるため、主走査方向に隣り合う開口部の間に、孔版原紙のフィルム層が残存する離間部２４は必ず残る。
【００５０】これらの開口部が形成された孔版原紙、例えば図９の（ａ）に示すような３つの重複穿孔により形成された開口部２５、２つ重複穿孔により形成された開口部２６、１つの穿孔からなる開口部２７とを備えた孔版原紙を用いて印刷を行うと、図９の（ｂ）に示すように、開口部２５により大きいドット２８が転写されて濃い濃度の印刷が行われ、開口部２６により中間の大きさのドット２９が転写されて中間の濃度の印刷が行われ、開口部２７により小さいドット３０が転写されて、薄い濃度の印刷が行われる。開口部が存在しない場合には、当然ドットは転写されない。
【００５１】上記説明したように、孔版原紙１の副走査方向における１画素ピッチ内に、入力された多値画像階調情報の大きさに応じて、３回以下の重複穿孔を行って開口部を設けることにより、多値画像階調情報の大きさに応じて開口部の副走査方向の長さ、すなわち開口率を変化させることができ、画素間における階調表現が可能となる。
【００５２】また、本実施の形態では、画素ピッチ６３．５μｍであり、各穿孔の径は３５μｍであるため、主走査方向に隣り合う開口部の間に、孔版原紙のフィルム層が残存する離間部が残り、このためベタ部などの開口率の高い部分でも、全方向穿孔が発生することはなく、裏抜けや裏移りなどの印刷不良の発生や孔版原紙の伸び現象を防ぐことができる。また２回以上の穿孔を行なう場合には、各穿孔の一部を順次重ねた重複穿孔を行うため、２回目以降の穿孔を行う際には、直前の穿孔で形成された土手部にサーマルヘッド１００の発熱領域１０５が接触し、発熱領域１０５の発熱が効率よく、フィルム層に伝搬し、確実に多値画像階調情報の大きさに応じた所定の長さを有する開口部を形成することができる。
【００５３】また、上記３回以下の回数の穿孔を１５．８７５ピッチの微少走査ピッチで孔版原紙１を副走査方向に給送することにより行うので、従来使用されている紙送り機構に若干の変更を加えるのみで、１画素ピッチ内に３回以下の穿孔を行うことができ、孔版製版装置の製造コストの増加を抑制することができる。
【００５４】次に本発明の第２の実施の形態について説明する。その全体構成は、図１に示す第１の実施の形態と共通部分が多いため、ことなる構成部の番号のみ図中に付記する。
【００５５】本孔版製版装置は、ドット密度３００ｄｐｉ対応のものであり、主／副走査方向の画素ピッチは８４．６７μｍであり、第１の実施の形態と同様に、入力された多値画像階調情報に応じた回数の穿孔を各画素毎に行い、大きさの異なる開口部を形成することにより、画像濃度に対応した階調表現を実現するものである。
【００５６】本孔版製版装置は、図１に示すように、孔版原紙１を搬送するプラテンローラ２と、該プラテンローラ２を回転駆動する副走査駆動モータ３およびギア部１１と、不図示の圧接機構によりプラテンローラ２に接離可能に圧接されるサーマルヘッド３００と、副走査駆動モータ３およびサーマルヘッド３００の動作を制御する制御部４００とを備えている。
【００５７】副走査駆動モータ３は、１ｍｓで１ステップ回転するステップモータであり、副走査駆動モータ３が１ステップ回転すると、プラテンローラ２により孔版原紙１が１６．９３４μｍ搬送されるように、ギア部１１のギア比が設定されている。このため、５ｍｓで１画素分（８４．６７μｍ）だけ孔版原紙１が搬送される。
【００５８】サーマルヘッド３００は、第１の実施の形態に用いられるサーマルヘッド１００と電極の間隔、すなわち発熱領域の大きさ以外は、同様の構成を備える厚膜式サーマルヘッドである。本サーマルヘッド３００は、ドット密度３００ｄｐｉ対応のものであり、各画素の幅である画素ピッチは８４．６７μｍである。ドット密度３００ｄｐｉ対応の孔版製版装置に用いられサーマルヘッドにおいては、通常は図１０の（ａ）に示すように、発熱領域の主走査方向の長さ（６０～７５μｍ）に対して、発熱領域の副走査方向の長さ（７０～９０μｍ）の方が長いものが使用されることが多い。しかし、本実施の形態においては、電極の主走査方向の幅が２４．６７μｍであり、図１０の（ｂ）に示すように、主走査方向の発熱領域３０５の幅は６０μｍとなり、また、副走査方向の発熱抵抗体の幅は、４０μｍであり、従って各発熱領域３０５は、副走査方向の長さの方が主走査方向の長さより短い４０μｍ×６０μｍの長方形状となる。孔版製版の際には、これらの発熱領域３０５により副走査方向の長さの方が主走査方向の長さより短い３５μｍ×５２．５μｍの楕円形状の穿孔が形成される。
【００５９】制御部４００は、図６に示すように、孔版原紙１を搬送するプラテンローラを回転駆動させる副走査駆動モータ３の動作を制御する副走査モータ駆動回路４０１および入力された多値画像階調情報に応じて各画素毎の多値画像データを作成する画像階調処理回路４０２を備えた孔版制御回路４０３と、孔版制御回路４０３とサーマルヘッド３００に接続されるサーマルヘッド制御回路４０４と、全体的な動作タイミングを制御するシステム制御回路４０５とを備えている。サーマルヘッド制御回路４０４は、第１の実施の形態に用いられたサーマルヘッド制御回路２０４と同様に、副走査穿孔回数制御回路４１１と、タイミング発生回路４１２と、履歴制御回路４１３とを備えており、クロック、多値画像データ、ラッチ信号およびストローブ信号をサーマルヘッド３００に出力し、サーマルヘッド３００の各電極への通電を制御することにより、各発熱領域３０５の発熱動作を制御するものである。
【００６０】また、上記入力された多値画像階調情報が、予め本孔版製版装置の階調表現の濃度に基づいて階調が設定されたものでない場合には、画像階調処理回路４０２において、入力された多値画像階調情報を、本装置の階調表現の濃度に対応した濃度を示す多値画像データに変換する。
【００６１】本孔版製版装置は、孔版原紙１を、１ｍｓ毎に１６．９３４μｍ搬送し、５回の搬送、すなわち５ｍｓで副走査方向の１画素分８４．６７μｍの搬送を行う。このため、副走査モータ駆動回路４０１は、１ｍｓ毎の５回の駆動信号を１つの副走査シーケンス信号として、出力する。また孔版制御回路４０３は、副走査シーケンス信号に合わせて、多値画像データおよび各種の制御信号をサーマルヘッド制御回路４０４に出力する。
【００６２】つぎに、上記の第２の実施の形態による孔版製版装置を用いて孔版原紙に穿孔を行う場合の１例を図１１に示す。図１１の（ａ）は、孔版原紙１と発熱領域３０５の接触状態を説明する図であり、接触領域３１は１回穿孔を行った場合の、孔版原紙１と発熱領域３０５の接触状態を示し、接触領域３２は２回穿孔を行った場合の接触状態を示し、同様に接触領域３３は３回穿孔を行った場合の接触状態を示している。図１１の（ｂ）は、上記の穿孔により形成される開口部を示すものである。開口部３４は１回の穿孔により形成される開口部であり、開口部３５は２回の穿孔により形成され、開口部３６は３回の穿孔により形成されるものである。ここで、各開口部を形成する際の穿孔タイミングおよび穿孔位置を説明する。
【００６３】ストローブ信号は、上述したように１回の副走査シーケンスで、１ms毎に３回出力される。最初のストローブ信号が出力されるタイミングで、ラインＬ６の位置に穿孔が行われる。次に２つ目のストローブ信号が出力されるタイミングで、ラインＬ７の位置に穿孔が行われる。多値画像データの濃度が１であれば、穿孔は１回のみ行われ、開口部３４が形成される。２つ目のストローブ信号は、１つ目のストローブ信号が出力されてから略１ｍｓ後に出力されるため、その間に孔版原紙１が搬送され、ラインＬ６とラインＬ７の間隔は１６、９３４μｍとなる。この際各穿孔の副走査方向の長さは、略３５μｍであるため、２つ目の穿孔は１つめの穿孔の下部に重複して行われる。多値画像データの濃度が２であれば、穿孔は２回のみ行われ、開口部３５が形成される。
【００６４】同様に、３回目の穿孔はラインＬ６から３３．８６８μｍ離れたラインＬ８に穿孔が行われ、縦長の開口部３６が形成される。なお、副走査シーケンスは、５ｍｓで行われるが、孔版原紙１がラインＬ６から５０．８０２μｍ搬送されたラインＬ９、および孔版原紙１がラインＬ６から６７．７３６μｍ搬送されたラインＬ１０においては、フトローブ信号が出力されることはないため、穿孔が行われることはない。
【００６５】これらの開口部が形成された孔版原紙１の１例を図１２に示す。開口部３７と開口部３８に示すように、３回の穿孔により縦長の開口部３７が形成され、その副走査方向に、次の副走査シーケンスにおいても開口部３８が形成されても、各開口部が副走査方向に連続して穿孔されることはないため、副走査方向に隣り合う開口部の間に、孔版原紙のフィルム層が残存する離間部３９が必ず残る。また画素ピッチは８４．６７μｍであり、各開口部の主走査方向の長さは、５２．５μｍであるため、主走査方向に隣り合う開口部の間にも孔版原紙のフィルム層が残存する離間部４０が必ず残る。
【００６６】上記説明したように、本発明の第２の実施の形態においては、副走査方向および主走査方向に隣り合う開口部の間に、孔版原紙のフィルム層が残存する離間部が残るため、ベタ部などの開口率の高い部分でも、副走査方向または主走査方向の両方向に開口部が連続することはなく、各開口部が独立した開口部となる。このため、第１の実施の形態における効果に加え、一層確実に裏抜けや裏移りなどの印刷不良の発生や孔版原紙の伸び現象を防ぐことができる。
【００６７】なお、上記各実施の形態においては、１つの開口部を形成する最大穿孔回数を３回に設定したが、これに限定されるものではなく、２回以上であれば如何なる回数でもよい。また、穿孔の形状は丸または楕円を用いたが、これに限定されるものではなく、三角形状または四角形状であってもよい。
【００６８】さらに、従来に比べ大きなギア比を有するギア部を設けることにより、孔版原紙を副走査方向に画素ピッチより小さい微少ピッチで紙送りを可能とし、１回の副走査シーケンス内に複数回の穿孔をおこなったが、孔版原紙の副走査方向の紙送り機構はこれに限定されるものではなく、例えばステップモータを、従来のステップの１／４ステップあるいは１／５ステップで駆動させることにより、孔版原紙を微少ピッチで紙送りすることもできる。この場合には、ギア比の大きなギア部が不要であるため、紙送り機構を小型化することができる。
【００６９】なお、上記各実施の形態ではサーマルヘッドを固定しておき、孔版原紙を機械的に副走査方向に走査させるようにしたが、この他にも、孔版原紙を載置台などの上に固定しておき、サーマルヘッドを移動させることにより副走査方向の走査を行なわせてもよい。また、複数回の穿孔により開口部を設ける際には、各穿孔を主走査方向に設けることもできる。この際には、孔版原紙を主走査方向に移動させてもよいし、本出願人により特開平１１－１１５１４６号公報に開示されたようにサーマルヘッドを主走査方向に移動させる機構を用いてもよい。
【００７０】また、上記実施の形態では、基板１０１の表面上に電極１０３が形成され、その上に発熱抵抗体１０４が形成されている一般的な積層構造の厚膜式サーマルヘッドを本発明に用いた例を示したが、サーマルヘッドの構造はこれのみには限定されない。この他にも、例えば基板１０１に溝を刻設するなどしてその溝に発熱抵抗体１０４を埋め込むように配置し、その上に電極１０３を配設した構造の厚膜式サーマルヘッドやあるいは薄膜式のサーマルヘッドに本発明を適用することなども可能であることは言うまでもない。

【出願人】	【識別番号】０００２５０５０２【氏名又は名称】理想科学工業株式会社
【出願日】	平成１３年１月１６日（２００１．１．１６）
【代理人】	【識別番号】１０００７３１８４【弁理士】【氏名又は名称】柳田征史（外１名）
【公開番号】	特開２００２－２１０９１１（Ｐ２００２－２１０９１１Ａ）
【公開日】	平成１４年７月３１日（２００２．７．３１）
【出願番号】	特願２００１－７２８３（Ｐ２００１－７２８３）