JPH08252901A

JPH08252901A - グラビア彫刻システム

Info

Publication number: JPH08252901A
Application number: JP28993395A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ogawa; 秀明小川
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の解像度を低下させることなく、セルの
ボリュームを増加させることのできるグラビア彫刻シス
テムを提供することである。【解決手段】主走査モータ１０８は、グラビアシリン
ダを主走査方向に回転させる。加算部１０５は、一定周
波数および一定振幅のキャリー信号に、印刷すべき画像
の濃度に応じてレベルが変化する濃度信号を重畳するこ
とにより、彫刻信号を発生する。彫刻ヘッド２１に含ま
れるスタイラスは、上記彫刻信号に従って往復振動する
ことにより、主走査方向に回転するグラビアシリンダに
対してセルを彫刻する。副走査モータ１０７は、グラビ
アシリンダの主走査方向に対して１列分のセルの彫刻が
終了する毎に、彫刻ヘッド２１を主走査方向と直交する
副走査方向に送る。印刷濃度が最大のセルを彫刻する
際、スタイラスは、彫刻信号の全振幅の半分に相当する
部分、すなわち振幅に相当する部分でグラビアシリンダ
に対する彫刻を実行する。そして、主走査方向へ配置さ
れる１列分のセルは、２回のインターリーブ走査によっ
て形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グラビア彫刻シス
テムに関し、より特定的には、グラビアシリンダの表面
に複数のセルを彫刻することにより、グラビア印刷のた
めの凹版を製造するグラビア彫刻システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】グラビア彫刻システムは、表面に銅メッ
キが施された円筒状のシリンダを回転させながら、この
シリンダ表面にセルと呼ばれる微小な凹部を形成し、グ
ラビア印刷のための凹版を作製するシステムである。そ
して、セルの深さと幅とによって当該セルに充填される
インキの量が制御され、印刷濃度が表現されるようにな
っている。シリンダ表面にセルを形成するためには、彫
刻ヘッドが用いられる。彫刻ヘッドには、先端にダイヤ
モンドの針（バイト）を有するスタイラスが設けられて
おり、このスタイラスを数ＫＨｚの周波数で振動させて
彫刻を行っている。

【０００３】図４０（ｃ）は、彫刻ヘッドに印加される
彫刻信号の波形を示したものであり、スタイラスの変位
波形に相当している。この信号波形は、図４０（ａ）に
示すような高周波のキャリー信号波形に、図４０（ｂ）
に示すような濃度信号波形を重畳（すなわち、キャリー
信号を濃度信号で変調）して得られるものである。この
ような彫刻信号を彫刻ヘッドに印加することにより、濃
度信号に対応する深さおよび幅のセルをグラビアシリン
ダの表面に彫刻することができる。なお、図４０（ｃ）
における一点鎖線Ｒがグラビアシリンダの表面に相当し
ており、図の斜線のハッチングで示す部分がセルに相当
している。

【０００４】ところで、グラビア印刷では、セルの内容
積（ボリューム）が大きいと、印刷媒体にインキが多く
転写され、印刷濃度がアップする。その結果、画像のコ
ントラストがはっきりし、画像の鮮明度が向上する。例
えば、ビニール等の軟包装にグラビア印刷を行う場合、
印刷濃度が低いと中身が透けて見えるため、印刷濃度は
できるだけ濃い方が好ましい。そのため、グラビア印刷
では、いかにしてセルボリュームを増加させて印刷濃度
を向上させるかが、当面の課題となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のグラビア彫刻シ
ステムにおいて、セルのボリュームを向上させる場合、
図４０（ｃ）に示す彫刻信号の振幅を大きくすることに
より、セルを深く彫ることが考えられる。しかしなが
ら、セルが深くなると、それに比例して副走査方向（グ
ラビアシリンダの軸と平行な方向）へのセルの横幅が大
きくなる。これでは、副走査方向へのセル間ピッチが広
くなり、画像の解像度が低下し、好ましくない。なお、
スタイラスのダイヤモンドバイトの頂角をより鋭角にす
ることにより、セルの横幅を狭く保ちながらセルを深く
彫ることはできるが、ダイヤモンドバイトの鋭角化はダ
イヤモンドバイトの寿命の低下をもたらし、好ましくな
い。そのため、根本的にこれらの問題を解決する方法が
求められている。

【０００６】また、従来のグラビア彫刻システムにおい
て、主走査方向（グラビアシリンダの周方向）への画像
の解像度を上げたい場合、キャリー信号の周波数を高く
して、主走査方向に配置されるセルの数を増やすことが
考えられる。すなわち、キャリー信号の周波数を高くす
ると、それに比例して主走査方向へのセルの長さが短く
なるため、主走査方向へのセル間ピッチを短くすること
ができる。しかしながら、このような方法では、各セル
のボリュームが小さくなり、印刷濃度が低下してしまい
好ましくない。また、装置を高周波で駆動する必要があ
るため、高い精度が要求され、高価になる。

【０００７】それゆえに、本発明の目的は、副走査方向
への画像の解像度を低下させることなく、セルのボリュ
ームを増加させることのできるグラビア彫刻システムを
提供することである。本発明の他の目的は、セルボリュ
ームを低下させることなく、また装置のコストアップを
招くことなく、主走査方向への解像度を上げることので
きるグラビア彫刻システムを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、グラビアシリンダの表面に複数のセルを彫刻す
ることにより、グラビア印刷のための凹版を製造するグ
ラビア彫刻システムであって、グラビアシリンダを主走
査方向に回転させる回転手段と、一定周波数および一定
振幅を有する正弦波状のキャリー信号を発生するキャリ
ー信号発生手段と、与えられる画像データの階調に応じ
てレベルが変化する濃度信号を発生する濃度信号発生手
段と、キャリー信号に濃度信号を重畳することにより、
彫刻信号を発生する彫刻信号発生手段と、彫刻信号に応
じて往復振動することにより、主走査方向に回転するグ
ラビアシリンダに対して、セルを彫刻するスタイラス
と、グラビアシリンダに対して主走査方向への１列分の
セルの彫刻が終了する毎に、スタイラスを主走査方向と
直交する副走査方向に送るスタイラス送り手段とを備
え、スタイラスが彫刻信号の全振幅の一部に相当する部
分でグラビアシリンダに対する彫刻を実行するように、
キャリー信号の振幅および濃度信号のレベルが所定の関
係に調整されており、スタイラスに基準位相に設定され
た第１の彫刻信号を印加することによりグラビアシリン
ダの主走査方向へ第１のセル群を形成させ、その後スタ
イラスに当該基準位相から所定位相量ずれた第２の彫刻
信号を印加することにより当該第１のセル群と所定の関
係を有する第２のセル群を主走査方向の同一ライン上に
形成させる２度彫り制御手段をさらに備え、それによっ
て主走査方向へ配置される１列分のセルを、２回のイン
ターリーブ走査によって形成することを特徴としてい
る。

【０００９】上記のように、第１の発明では、彫刻信号
の全振幅の一部に相当する部分でグラビアシリンダに対
する彫刻を実行すると共に、主走査方向へ配置される１
列分のセルを、２回のインターリーブ走査によって形成
するようにしている。これによって、各セルは、従来の
グラビア彫刻機により形成されるセルよりも小さくなる
が、その壁面が従来のセルの壁面よりも切り立つことと
なる。その結果、主走査方向へ隣り合う２つのセルを一
部重ね合わせて彫刻した場合、それら２つのセルを合わ
せた場合のボリュームが、従来のセルのボリュームに比
べて増加する。従って、印刷濃度が従来に比べて向上す
る。また、各セルの副走査方向への横幅は従来のセルと
同程度にすることができ、副走査方向の画像の解像度の
低下を生じない。さらに、各セルの壁面面積は、従来の
セルの壁面面積に比べて少なくなり、インキの転写効率
が向上する。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、第１
および第２のセル群における主走査方向に隣り合う２つ
のセルは、それぞれが同一の画像データに基づいて彫刻
されていることを特徴とする。

【００１１】上記のように、第２の発明では、主走査方
向に隣り合う２つのセルを、それぞれ同一の画像データ
に基づいて彫刻することにより、当該２つのセルで実質
的に従来の１つのセル分の階調値を表現するようにして
いる。従って、当該２つのセルが重ね合わせて彫刻され
たとき、１つの画像データに対応するセルのボリューム
を、従来のセルよりも増加させることができ、印刷濃度
を向上させることができる。

【００１２】第３の発明は、第２の発明において、第１
のセル群と第２のセル群との間の所定の関係は、主走査
方向に隣り合う２つのセルの内、一方のセルと他方のセ
ルとが重なり合わない第１の関係と、主走査方向に隣り
合う２つのセルの内、一方のセルと他方のセルとが一部
重なり合う第２の関係とを含むことを特徴とする。

【００１３】上記第３の発明では、主走査方向に隣り合
う２つのセルを彫刻する際、画像データで示される階調
値が小さいときは、当該２つのセルが重なり合わないよ
うに彫刻される。一方、画像データで示される階調値が
大きいときは、当該２つのセルが一部重なり合うように
彫刻される。従って、画像データで示される階調値の大
小に応じて、適切な関係で彫刻を行うことができる。

【００１４】第４の発明は、第１の発明において、第１
および第２のセル群における主走査方向に隣り合う２つ
のセルは、それぞれが異なる画像データに基づいて彫刻
されていることを特徴とする。

【００１５】上記のように、第４の発明では、主走査方
向に隣り合う２つのセルを、それぞれ異なる画像データ
に基づいて彫刻するようにしているので、主走査方向へ
の解像度を従来に比べて上げることができる。

【００１６】第５の発明は、第４の発明において、第１
のセル群と第２のセル群との間の所定の関係は、主走査
方向に隣り合う２つのセルの内、一方のセルと他方のセ
ルとが重なり合わない第１の関係と、主走査方向に隣り
合う２つのセルの内、一方のセルと他方のセルとが一部
重なり合う第２の関係と、主走査方向に隣り合う２つの
セルの内、一方のセルが他方のセルを内包する第３の関
係とを含むことを特徴とする。

【００１７】上記第５の発明では、主走査方向に隣り合
う２つのセルを彫刻する際、当該２つのセル間の画像デ
ータの関係に応じて、種々の形態が生じ得る。すなわ
ち、第１の形態では、当該２つのセルが重なり合わない
ように彫刻される。また、第２の形態では、当該２つの
セルが重なり合うように彫刻される。また、第３の形態
では、一方のセルが他方のセルを内包するように彫刻さ
れる。従って、画像データの関係に応じて、適切な関係
で種々の形態の彫刻を行うことができる。

【００１８】第６の発明は、第５の発明において、第２
または第３の関係にある２つのセルを彫刻する際、重な
り合いまたは内包によって減少する面積に応じて、当該
２つのセルに対応する画像データの階調を補正する補正
手段をさらに備えている。

【００１９】上記のように、第６の発明では、主走査方
向に隣り合う２つのセルを彫刻する際、両セルが一部重
なり合うか、一方のセルが他方のセルを内包する場合
は、重なり合いまたは内包によって減少する面積に応じ
て、当該２つのセルに対応する画像データの階調を補正
するようにしている。これによって、元の画像データ上
で指示された階調が忠実に再現される。

【００２０】第７の発明は、第６の発明において、補正
手段は、第３の関係にある２つのセルを補正する際、他
方のセルを一方のセルから強制的にはみ出させて、第２
の関係になるようにすることを特徴とする。

【００２１】上記のように、第７の発明では、一方のセ
ルが他方のセルを内包する関係にあるセルペアを補正す
る際、他方のセルを一方のセルから強制的にはみ出させ
て、一部が重なり合う関係になるようにしている。これ
によって、内包によって失われていた他方のセルの階調
を忠実に表現することが可能となる。

【００２２】第８の発明は、第１の発明において、印刷
濃度が最大のセルを彫刻する際に、スタイラスが彫刻信
号の振幅に相当する部分でグラビアシリンダに対する彫
刻を実行するように、キャリー信号の振幅および濃度信
号の最大濃度時のレベルが所定の関係に調整されてお
り、第２の彫刻信号は、第１の彫刻信号から＋６０°位
相がずれていることを特徴とする。

【００２３】上記のように、第８の発明では、印刷濃度
が最大のセルを、彫刻信号の振幅に相当する部分を用い
て彫刻する際、スタイラスには、第１の彫刻信号から６
０°位相のずれた第２の彫刻信号が与えられる。これに
よって、隣接するセル列同士を最も接近して配置するこ
とが可能となり、各セルの開口面積が最大になる。その
結果、各セルのボリュームも最大になる。

【００２４】第９の発明は、第１の発明において、印刷
濃度が最大のセルを彫刻する際に、スタイラスが彫刻信
号の振幅に相当する部分でグラビアシリンダに対する彫
刻を実行するように、キャリー信号の振幅および濃度信
号の最大濃度時のレベルが所定の関係に調整されてお
り、第２の彫刻信号は、第１の彫刻信号から−６０°位
相がずれていることを特徴とする。

【００２５】上記のように、第９の発明では、印刷濃度
が最大のセルを、彫刻信号の振幅に相当する部分を用い
て彫刻する際、スタイラスには、第１の彫刻信号から−
６０°位相のずれた第２の彫刻信号が与えられる。これ
によって、隣接するセル列同士を最も接近して配置する
ことが可能となり、各セルの開口面積が最大になる。そ
の結果、各セルのボリュームも最大になる。また、スタ
イラスは、主走査方向に隣り合う２つのセルを彫刻する
際に、それぞれのセルを常にグラビアシリンダの表面か
ら彫り始めることになるため、彫りはじめの抵抗力が両
セルで均一となり、セル形状のバランスが崩れることが
ない。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（１）第１の実施形態図１および図２は、それぞれ、本発明の第１の実施形態
に係るグラビア彫刻システムで用いられるグラビア彫刻
機の正面図および平面図である。図１および図２におい
て、このグラビア彫刻機は、ベッド１と、ベッド１の上
面に固定された主軸台２と、主軸台２と対向して配置さ
れた芯押し台３と、テーブル４とを備えている。芯押し
台３は、ベッド１の上面に配置された１対のガイドレー
ル６に沿って装置の左右方向に移動自在である。そし
て、ベッド側部に設けられたモータおよびベルト等から
なる駆動機構９によって、芯押し台３は主軸台２に対し
て接近または離反可能である。なお、芯押し台３のセン
タ１２は、シリンダ１３によって出没自在である。テー
ブル４は、ベッド１の上面に配置された１対のガイドレ
ール７に沿って左右方向に移動自在である。そして、１
対のガイドレール７間に配置されたボールネジ１５およ
びこれを駆動するための駆動モータ１６によって、テー
ブル４はガイドレール７に沿って移動可能である。主軸
台２の主軸１０は、駆動モータおよびベルト等からなる
駆動機構１１によって回転させられるようになってい
る。このような構成において、グラビアシリンダ１４
は、図１の二点鎖線で示すように、主軸１０とセンタ１
２との間に支持される。

【００２７】テーブル４には、彫刻ヘッド２１が、グラ
ビア彫刻機の前後方向に移動自在に設けられている。そ
して、テーブル４の上面には、１対のガイドレール２０
が設けられ、ボールネジ２２および駆動モータ２３から
なる駆動機構によって彫刻ヘッド２１が移動させられる
ようになっている。

【００２８】図３は、上記彫刻ヘッド２１に設けられた
スタイラスおよびその駆動機構を示す斜視図である。図
３において、スタイラス３０は、捩りシャフト３１の先
端に固定されており、その一端にはダイヤモンドバイト
３２が装着されている。捩りシャフト３１の他端部は固
定部３３に固定されている。また、捩りシャフト３１の
中間部には、平面視菱形のロータ３４が固着されてい
る。ロータ３４の周囲には、ロータ３４を挟み込むよう
に積層磁性体（ステータ）３５が配置されており、この
ステータ３５の側部にはステータ３５に磁力を与えるた
めの永久磁石３６が配置されている。また、ロータ３４
の周囲でロータ３４とステータ３５との間には、コイル
３７が配置されている。このような構成では、コイル３
７に彫刻信号を印加することにより、スタイラス３０は
図の矢印Ｂの方向に彫刻信号の周波数に応じて振動す
る。

【００２９】図４は、上記ダイヤモンドバイト３２の外
観図であり、特に、図４（ａ）はその正面図であり、図
４（ｂ）はその左側面図であり、図４（ｃ）はその底面
図である。図４に示すごとく、ダイヤモンドバイト３２
は、三角錐の形状をしており、この三角錐の頂点３２ａ
でグラビアシリンダ１４の表面を彫る。

【００３０】上記のように構成された、第１の実施形態
で用いられるグラビア彫刻機は、図５に示す主走査方向
（グラビアシリンダ１４の周方向）に沿ってセルを彫
り、１列分彫り終わると、彫刻ヘッド２１が副走査方向
（グラビアシリンダ１４の回転軸と平行な方向）に所定
ピッチ送られ、次の列のセルを彫っていく。これを繰り
返すことにより、グラビアシリンダ１４の表面に、複数
のセルで構成された凹版が形成される。

【００３１】図６は、図１および図２に示すグラビア彫
刻機を用いたグラビア彫刻システムの電気的な構成を示
すブロック図である。図６において、グラビア彫刻機１
００には、パーソナルコンピュータ等により構成される
データ作成装置２０１が接続されている。このデータ作
成装置２０１には、スキャナ等の読取装置２０２と、そ
の他の画像システム２０３と、ハードディスク装置等の
外部記憶装置２０４と、キーボード，マウス等の操作部
２０５とが接続されている。データ作成装置２０１は、
読取装置２０２によって所定の原稿から読み取られたデ
ータや、その他の画像システム２０３から得られたデー
タに基づいて、グラビア製版用の画像データを作成す
る。例えば、データ作成装置２０１は、その他の画像シ
ステムからオフセット用画像データを得て、オフセット
／グラビア変換して画像データを作成する。オペレータ
は、操作部２０５を操作することにより、データ作成装
置２０１に種々の指令を入力する。オペレータは、例え
ば、彫刻条件（線数、セルパターン（エロンゲート，コ
ンプレスト等）の選択、１度彫り，２度彫りの選択等）
を入力して指令する。操作部２０５からの入力指令に基
づいて、データ作成装置２０１は、上記画像データと共
に、キャリー指令データ，副走査指令信号および主走査
指令信号を発生する。これらデータおよび信号は、グラ
ビア彫刻機１００に与えられる。

【００３２】グラビア彫刻機１００は、濃度信号発生部
１０１と、キャリー信号発生部１０２と、副走査モータ
制御部１０３と、主走査モータ制御部１０４と、加算部
１０５と、彫刻ヘッド２１と、副走査モータ１０７と、
主走査モータ１０８とを備えている。濃度信号発生部１
０１は、データ作成装置２０１から与えられる画像デー
タに基づいて、濃度信号を発生する。キャリー信号発生
部１０２は、データ作成装置２０１から与えられるキャ
リー指令データに基づいて、振幅やオフセット量を決定
し、キャリー信号を発生する。濃度信号発生部１０１か
らの濃度信号およびキャリー信号発生部１０２からのキ
ャリー信号は、加算部１０５で加算された後、彫刻信号
として彫刻ヘッド２１に印加される。副走査モータ１０
７は、彫刻ヘッド２１を副走査方向に移動させるための
モータである。主走査モータ１０８は、グラビアシリン
ダ１４を回転させるためのモータである。副走査モータ
制御部１０３は、線数や１度彫り，２度彫り等の違いに
応じて、彫刻ヘッド２１の副走査方向の送り量を変える
ため、データ作成装置２０１からの副走査指令信号に基
づいて、副走査モータ１０７を制御する。主走査モータ
制御部１０４は、セルパターンや線数の違いに応じて、
グラビアシリンダ１４の回転速度を変えるため、データ
作成装置２０１からの主走査指令信号に基づいて、主走
査モータ１０８を制御する。

【００３３】上述した第１の実施形態の詳細な動作を説
明する前に、上記第１の実施形態の原理について説明す
る。図７は、第１の実施形態において、最大濃度セル
（最大濃度を表現するためのセル）の彫刻時における彫
刻信号の波形を示している。従来は、図４０（ｃ）に示
すように、彫刻信号の全振幅をａに設定し、当該全振幅
ａを用いて、最大濃度セルを彫刻するようにしていた。
これに対し、第１の実施形態では、図７に示すように、
彫刻信号の全振幅を従来の２倍の２ａに設定し、当該全
振幅２ａの半分、すなわち振幅ａに相当する部分を用い
て、最大濃度セルを彫刻するようにしている。また、第
１の実施形態では、グラビアシリンダ１４の主走査方向
への彫刻を、２回繰り返すようにしている。すなわち、
まず図７の実線の彫刻信号ｇ１によって、グラビアシリ
ンダ１４の主走査方向に１度目のセルが彫刻される。そ
の後、１度目の彫刻ｇ１から所定角度シフトされた点線
の彫刻信号ｇ２によって、グラビアシリンダ１４に対し
て２度目の彫刻が行われる。したがって、１つのセル
は、２度彫りによって形成され、図７の斜線ハッチング
で示す部分が各セルに対応している。

【００３４】図８は、最大濃度セル彫刻時における、第
１の実施形態の彫刻信号波形と、従来の彫刻信号波形と
を比較して示した図である。図８において、実線で示す
信号波形ｇ１，ｇ２が第１の実施形態の彫刻信号波形を
表しており、点線で示す信号波形ｈが従来の彫刻信号波
形を表している。図８から明らかなように、セルの最深
部の深さは、第１の実施形態および従来共にａであり変
わらないが、セルの壁面の角度が第１の実施形態と従来
とで異なっている。すなわち、セルの前端壁面の角度
は、第１の実施形態がα１で従来がβ１である。また、
セルの後端壁面の角度は、第１の実施形態がα２で従来
がβ２である。そして、α１＞β１であり、α２＞β２
であるので、第１の実施形態の彫刻機で彫られたセルの
方が、従来の彫刻機で彫られたセルよりも切り立った壁
面形状をしている。これによって、第１の実施形態のセ
ルは、そのボリュームが従来のセルよりも大きくなって
いる。

【００３５】図９は、従来のグラビア彫刻機により彫ら
れたセルの上面形状および配置を示す図である。図９に
示すように配置された従来のセルは、それぞれの形状
が、図１０に示すように縦長の菱形に近似している。

【００３６】図１１は、第１の実施形態のグラビア彫刻
機により彫られたセルの上面形状および配置を示す図で
ある。図１１に示すように配置された第１の実施形態の
セルは、それぞれの形状が、図１２に示すように六角形
に近似している。

【００３７】図１３は、第１の実施形態のグラビア彫刻
機により彫られたセルの配置と、従来のグラビア彫刻機
により彫られたセルの配置とを比較して示す図である。
図１３において、実線は第１の実施形態による疑似六角
形セルを示し、点線は従来の疑似菱形セルを示してい
る。図１３に示すように、第１の実施形態の疑似六角形
セルは、従来の疑似菱形セルと同様に、予め定められた
セルの縦横ピッチ比（エロンゲートの場合は３対２、コ
ンプレストの場合は２対３、図１３はエロンゲートの場
合を示している）に従って、規則的に配置が可能である
ことが分かる。

【００３８】前述したように、第１の実施形態のグラビ
ア彫刻機により彫られたセルは、従来のセルに比べて、
その壁面形状が切り立っている。これによって、第１の
実施形態のセルは、従来のセルよりもボリュームが大き
くなっているが、このことを数式を用いて以下に証明す
る。

【００３９】図１４は、第１の実施形態のグラビア彫刻
機により形成されたセル列の隣接部分において、各セル
列の開口部の輪郭が変位する様子を、彫刻信号と同じ正
弦波で示した図である。図１４では、正弦波状に駆動さ
れるスタイラスのストロークの半分を使って、まず第１
のセル列が形成され、次にセルの位置を主走査方向に距
離２ｄだけシフトさせて、第１のセル列と部分的に重な
る位置に第２のセル列が形成される。そして、副走査送
りが行われ、正弦波の位相を１８０°変えて同様の２度
彫りが行われる。

【００４０】まず、上記のような彫刻を行う場合の適正
なシフト量２ｄの値を求める。図１４において、ｙ＝ｐ
／２での第２のセル列の、ｙのプラス方向の輪郭（−ｇ
２）を次式（１）で表す。ｙ＝−ａ・ｓｉｎ｛π（ｘ−ｄ）／ｋ｝＋（ｐ／２） …（１）また、ｙ＝−ｐ／２での第１のセル列の、ｙのマイナス
方向の輪郭（ｇ１’）を次式（２）で表す。ｙ＝−ａ・ｓｉｎ｛π（ｘ＋ｄ）／ｋ｝−（ｐ／２） …（２）

【００４１】次に、上式（１），（２）からｙを消去す
ると、次式（３）が得られる。ｃｏｓ（πｘ／ｋ）＝−ｐ／｛２ａ・ｓｉｎ（πｄ／ｋ）｝ …（３）ここで、式（１），（２）の２つの曲線が接していると
すると、上式（３）から、次式（４）が成り立つ。ＡＢＳ［−ｐ／｛２ａ・ｓｉｎ（πｄ／ｋ）｝］＝１ …（４）ここで、ａ，ｐ，ｋ，ｄ＞０であるから、上式（４）か
ら、次式（５）が得られる。ａ＝ｐ／｛２ｓｉｎ（πｄ／ｋ）｝ …（５）

【００４２】セルの幅をできるだけ大きくとるため、ａ
＝ｐとすると、上式（５）から、次式（６）が得られ
る。２ｓｉｎ（πｄ／ｋ）＝１ …（６）上式（６）を変形すると、ｓｉｎ（πｄ／ｋ）＝１／２ πｄ／ｋ＝π／６ｄ＝ｋ／６となる。したがって、第１のセル列と第２のセル列との
位置のシフト量２ｄは、２ｄ＝２×ｋ／６＝ｋ／３となる。ここで、ｋは、位相角で言うと１８０°である
から、シフト量２ｄは、２ｄ＝１８０°／３＝６０° となる。

【００４３】すなわち、全振幅を従来の２倍の２ａにし
て、印刷濃度が最大のセルを彫刻する際に、半分の振幅
ａで彫刻を実行する場合には、第１のセル列から主走査
方向に６０°シフトされて第２のセル列が形成されたと
きに、副走査方向に隣接する２セル列間の隙間が最も少
なくなる。したがって、セルのボリュームも最大にな
る。

【００４４】次に、第１の実施形態で彫られたセルのボ
リュームＶを計算する。なお、以下の計算では、一例と
してエロンゲートの場合のセルボリュームを求めてい
る。セルの深さと幅の比をｃとし、２ｋ＝ｋ’とする
と、第１の実施形態のセルのボリュームＶは、次式
（７）で与えられる。

【００４５】

【数１】

【００４６】次に、同じ線数の条件下で彫られた従来の
セルのボリュームＶｓを計算する。この従来のセルのボ
リュームＶｓは、次式（８）で与えられる。

【００４７】

【数２】

【００４８】上式（７），（８）から、従来のセルのボ
リュームＶｓに対する第１の実施形態のセルボリューム
Ｖの増加率Ｚを計算すると、Ｚ＝｛（Ｖ−Ｖｓ）／Ｖｓ｝×１００＝｛（０．４０２−０．３７５）／０．３７５｝×１００＝７．２（％）となる。したがって、第１の実施形態によるセルのボリ
ュームＶは、従来のセルのボリュームＶｓに比べて、
７．２％増加することが分かる。

【００４９】本願発明者は、実際に第１の実施形態のグ
ラビア彫刻機でセルを彫った場合の印刷濃度と、従来の
グラビア彫刻機でセルを彫った場合の印刷濃度とを比較
する実験を行った。この実験は、エロンゲートセルを対
象として行われた。また、この実験は、第１の実施形態
で２度彫りを行う際のセル間の位相差が６０°であり、
ダイヤモンドバイトの頂角が１３０°であり、線数が１
７５線／インチの条件下で行われた。なお、線数は、図
１３の幅ｕを基準として定められる。

【００５０】上記実験により、第１の実施形態のグラビ
ア彫刻機でセルを彫った場合の印刷濃度は２．８７であ
るのに対し、従来のグラビア彫刻機でセルを彫った場合
の印刷濃度は２．４０であるという結果が得られた。し
たがって、従来に対する第１の実施形態の濃度増加率
は、｛（２．８７−２．４）／２．４｝×１００＝１９．６
（％）となる。すなわち、第１の実施形態では、２０％近い濃
度の増加が認められる。

【００５１】計算されたセルのボリュームの増加に対し
て実測の濃度値の増加の方がはるかに大きいのは、ボリ
ュームだけではなくその形状も濃度値に影響を及ぼして
いるためと考えられる。第１の実施形態による疑似六角
形セルは、従来のセル形状と比較した場合、その壁面が
切り立った形状になる。これにより、同じボリュームで
あっても、第１の実施形態の疑似六角形セルの方が、従
来のセルよりも、セル内の壁面面積が小さくなる。そし
て、印刷時にインキが転写されずにセル内に残る量がこ
の壁面面積に依存すると考えると、この結果が理解され
る。

【００５２】図１５は、第１の実施形態の動作を示すフ
ローチャートである。また、図１６は、第１の実施形態
のグラビア彫刻機によって彫られたセルの配置およびそ
の位相関係を示す図である。以下、これら図１５および
図１６を参照して、第１の実施形態の動作をより詳細に
説明する。

【００５３】まず、所定の初期動作が行われる（ステッ
プＳ４０１）。この初期動作では、データ作成装置２０
１は、操作部２０５から入力された指令に基づいて、キ
ャリー指令データ，副走査指令信号および主走査指令信
号を発生する。応じて、キャリー信号発生部１０２は、
予め定められた周波数および振幅のキャリー信号を発生
する。このキャリー信号は、加算部１０５を介して、彫
刻ヘッド２１に与えられる。応じて、彫刻ヘッド２１の
スタイラス３０は、図３の矢印Ｂ方向に往復回動運動す
る。このとき、データ作成装置２０１から画像データが
出力されていないため、スタイラス３０の先端に設けら
れたダイヤモンドバイト３２はグラビアシリンダ１４に
当接していない。したがって、彫刻は行われていない。
また、主走査モータ制御部１０４は、データ作成装置２
０１からの主走査指令信号に基づいて、主走査モータ１
０８を回転させる。応じて、グラビアシリンダ１４が、
操作部２０５で設定されたセルパターンや線数に応じた
速度で回転される。また、副走査モータ制御部１０３
は、データ作成装置２０１からの副走査指令信号に基づ
いて、副走査モータ１０７を駆動する。応じて、彫刻ヘ
ッド２１が副走査方向のスタート位置（最初のセル列を
彫刻すべき位置）に移動される。

【００５４】次に、データ作成装置２０１は、図示しな
い内部カウンタｉをクリアした後（ステップＳ４０
２）、当該カウンタｉを１だけインクリメントする（ス
テップＳ４０３）。次に、データ作成装置２０１は、カ
ウンタｉの計数値が奇数か否かを判断する（ステップＳ
４０４）。カウンタｉの計数値が奇数の場合、データ作
成装置２０１は、キャリー信号の位相を基準位相に設定
するためのキャリー指令データを、キャリー信号発生部
１０２に出力する。応じて、キャリー信号発生部１０２
は、基準位相０°に設定されたキャリー信号を発生する
（ステップＳ４０５）。次に、データ作成装置２０１
は、カウンタｉの計数値で指定される列番号のセル列
（ｉ列目のセル列）の奇数番目のセルのための画像デー
タを出力する。この画像データは、濃度信号発生部１０
１で濃度信号に変換され、加算部１０５でキャリー信号
に加算される。これによって、加算部１０５から彫刻信
号が出力され、彫刻ヘッド２１に与えられる。応じて、
彫刻ヘッド２１は、ｉ列目のセル列の奇数番目のセル
（図１６のＥ11、Ｅ13）を彫刻する（ステップＳ４０
６）。

【００５５】次に、データ作成装置２０１は、キャリー
信号の位相を所定角度（ここでは、６０°）だけ進める
ためのキャリー指令データを、キャリー信号発生部１０
２に出力する。応じて、キャリー信号発生部１０２は、
基準位相に対して６０°だけ位相が進んだキャリー信号
を発生する（ステップＳ４０７）。次に、データ作成装
置２０１は、ｉ列目のセル列の偶数番目のセルのための
画像データを出力する。この画像データは、濃度信号発
生部１０１で濃度信号に変換された後、加算部１０５で
キャリー信号に加算され、彫刻信号に変換される。彫刻
ヘッド２１は、この彫刻信号に応じて、ｉ列目のセル列
の偶数番目のセル（図１６のＥ12、Ｅ14）を彫刻する
（ステップＳ４０８）。

【００５６】次に、データ作成装置２０１は、全てのセ
ル列を彫り終わったか否かを判断する（ステップＳ４０
９）。もし、彫刻が済んでいないセル列が存在する場
合、データ作成装置２０１は、彫刻ヘッド２１を１ピッ
チだけ送るための副走査指令信号を出力し、副走査モー
タ制御部１０３に与える。副走査モータ制御部１０３
は、与えられた副走査指令信号に応答して、副走査モー
タ１０７を駆動する。これによって、彫刻ヘッド１０３
が図１６に示す１ピッチＰ分、副走査方向に送られる
（ステップＳ４１０）。その後、前述のステップＳ４０
３の動作に戻り、次のセル列の彫刻が行われる。

【００５７】次に彫刻すべきセル列が偶数列目のセル列
の場合、データ作成装置２０１は、前述のステップＳ４
０４において、カウンタｉの計数値が偶数であることを
検出し、ステップＳ４１１に進む。ステップＳ４１１に
おいて、データ作成装置２０１は、キャリー信号の位相
を基準位相に対して１８０°進めるためのキャリー指令
データを、キャリー信号発生部１０２に出力する。応じ
て、キャリー信号発生部１０２は、基準位相に対して１
８０°位相が進んだキャリー信号を発生する。これによ
って、グラビアシリンダ１４には、奇数列目のセル列か
ら１８０°位相のずれた位置に、偶数列目のセル列（図
１６のＥ21，Ｅ22）が彫刻される（ステップＳ４０６〜
Ｓ４０８）。

【００５８】上記の動作が繰り返され、全てのセル列の
彫刻が終了すると、データ作成装置２０１は、ステップ
Ｓ４１２において、所定の終了動作を実行する。この終
了動作では、例えば、グラビアシリンダ１４の回転が停
止され、彫刻ヘッド２１がホームポジションに復帰され
る。

【００５９】なお、上記第１の実施形態では、彫刻信号
の全振幅の半分に相当する部分、すなわち、振幅に相当
する部分で最大濃度セルを彫刻するようにしているが、
本発明はこれに限定されることなく、彫刻信号の全振幅
の一部で最大濃度セルを彫刻するものであっても良い。

【００６０】また、上記第１の実施形態では、エロンゲ
ートで配置されたセルについて示されているが、本発明
は、その他のピッチ比（コンプレスト、ノーマル等）で
配置されたセルについても勿論適用が可能である。

【００６１】ところで、上記第１の実施形態では、主走
査方向に重なり合う２つのセルを、異なる画像データ
（階調データ）を用いて彫刻している。この場合、これ
ら２つのセルは、異なる階調値を表現することとなるた
め、主走査方向の解像度が従来の２倍になる。しかも、
セルボリュームについては、主走査方向に重なり合う２
つのセルは、互いに連通しているため、１つのセルとし
て扱うことができる。従って、印刷濃度が従来に比べて
下がることがない。一方、これら２つのセルを同一の画
像データを用いて彫刻してもよい。この場合、図１５に
おけるステップＳ４０６及びＳ４０８では、奇数、偶数
番目によらず同一の画像データを繰り返し彫刻すること
になり、重なり合うセルは１つの階調値を表現する実質
的に１つのセルを構成することになる。

【００６２】なお、上記のように、主走査方向に重なり
合う２つのセルを、異なる画像データを用いて彫刻する
場合、セルの面積について問題が生じる。この問題を図
１７を参照して、以下に説明する。例えば図１７（ａ）
に示すように、面積Ａ₁ のセルと面積Ａ₂ のセルとを彫
刻しようとする場合、画像データで表現された階調すな
わち印刷濃度を忠実に再現するためには、２つのセルを
併せた面積として、Ａ ₁ ＋Ａ₂ が必要となる。しかしな
がら、図１７（ｂ）に示すように、２つのセルの一部が
重なる場合、２つのセルの併合面積は、Ａ₁ ＋Ａ₂ から
重なり部分の面積β分だけ減少し、Ａ₁ ＋Ａ₂ −βとな
る。これでは、画像データで表現された階調を正確に表
現できないことになる。

【００６３】そこで、後述する第２の実施形態では、２
つのセルが重なる場合、図１７（ｃ）に示すように各セ
ルの面積を広げるように画像データの階調を補正するこ
とにより、彫刻後のセルの併合面積が当初予定していた
セルの面積とほぼ一致するようにしている。すなわち、
補正後の各セルの面積をＡ₁ ’およびＡ₂ ’、それらの
重なり部分の面積をβ’とすると、後述する第２の実施
形態では、Ａ₁ ’＋Ａ₂ ’−β’≒Ａ₁ ＋Ａ₂ を満足するような補正を、画像データに対して行ってい
る。なお、主走査方向に隣接する２つのセルのいずれか
一方または両方が小さい場合は、セル同士が重ならない
ので、上記のような補正は行われない。

【００６４】また、上記第１の実施形態では、画像デー
タが示す階調、つまり印刷濃度は、セルの横幅（副走査
方向の幅）になって現れる。このように、画像データ上
での階調変化はセルの横幅に対応しており、しかもセル
面積はセルの横幅のほぼ２乗に比例しているので、画像
データ上の階調変化とセル面積との関係は、図１８に実
線ｇ３で示すように非線形な関係、より具体的には２次
関数的な関係になる。このように、上記第１の実施形態
では、画像データ上での階調変化がセル面積に対して直
線的に比例していないので、印刷物の濃度を正確に制御
できないという問題点がある。そこで、後述する第２の
実施形態では、画像データの階調表現を補正することに
より、画像データ上での階調変化とセル面積との関係
が、図１８の点線ｇ４で示すような線形な関係になるよ
うにしている。

【００６５】（２）第２の実施形態本発明の第２の実施形態に係るグラビア彫刻システム
は、上述した２つの問題点を解決することを目的として
構成されているが、その基本的な構成は、第１の実施形
態のグラビア彫刻システム（図１〜図６参照）と同様で
あるので、構成については第１の実施形態を援用するこ
ととし、その詳細な説明は省略する。

【００６６】第２の実施形態において、図６のデータ作
成装置２０１は、濃度信号発生部１０１に与える画像デ
ータの階調に対して所定の補正を行う。これによって、
読取装置２０２または他の画像システム２０３から取り
込んだ元の画像データで表現される階調が忠実に再現さ
れる。補正後の画像データに基づくグラビア彫刻機１０
０の動作は、前述の第１の実施形態と同様であって良
い。すなわち、主走査方向へ沿って配置される１列分の
セルは、２回のインターリーブ走査によって形成され
る。ただし、主走査方向に隣り合う２つのセル（一方の
セルは１回目のインターリーブ走査によって形成され、
他方のセルは２回目のインターリーブ走査によって形成
される）は、それぞれが異なる画像データによって形成
される。これによって、主走査方向の解像度が従来の２
倍となる。

【００６７】なお、第２の実施形態では、図１９に示す
ように、８ビットで表現可能な値０〜２５６の内、値２
９〜２２８を用いて階調を表現している。ここで、値２
９は最小濃度階調に対応し、値２２８は最大濃度階調に
対応している。従って、最小濃度階調，最大濃度階調お
よび中間濃度階調は、１９９段階の階調値で表現され
る。

【００６８】図２０は、本発明の第２の実施形態に係る
グラビア彫刻システムの動作を示すフローチャートであ
る。この図２０の動作は、主として図６のデータ作成装
置２０１によって実行される。以下、この図２０を参照
して、第２の実施形態の動作を説明する。

【００６９】まず、データ作成装置２０１は、予め設定
された各種パラメータの中から、補正に必要なパラメー
タを選択し入力する（ステップＳ５０１）。このとき入
力されるパラメータは、最大セル幅Ｗ_MAX と、最小セル
幅Ｗ_MIN と、主走査方向へのセルピッチＰ₃ （図１６参
照）と、副走査方向へのセルピッチＰ₄ （図１６参照）
とである。ここで、最大セル幅Ｗ_MAX は、最大濃度階調
２２８に対応するセルつまり最大濃度セルの副走査方向
への幅である（図１９参照）。また、最小セル幅Ｗ_MIN
は、最低濃度階調２９に対応するセルつまり最小濃度セ
ルの副走査方向への幅である（図１９参照）。

【００７０】次に、データ作成装置２０１は、上記ステ
ップＳ５０１で入力した各種パラメータに基づき、後述
する面積補正に必要な所定値を演算する（ステップＳ５
０２）。以下、この所定値について詳細に説明する。

【００７１】１．キャリー信号の正弦波振幅ａの演算最大セル幅Ｗ_MAX は、キャリー信号の全振幅２ａ（図７
参照）と等しい。従って、キャリー信号の正弦波振幅ａ
は、最大セル幅Ｗ_MAX を、１／２することによって求め
られる。すなわち、当該正弦波振幅ａは、次式（９）に
よって求められる。ａ＝０．５×Ｗ_MAX …（９）

【００７２】２．所定の値ωの演算この所定の値ωは、後に行う面積補正の演算に多用され
る。そこで、予め値ωを求めておくことにより、後の補
正演算を簡素化するようにしている。ωは、次式（１
０）によって求められる。 ω＝２×Ｐ₃ ×ａ／π …（１０）

【００７３】３．セル面積Ａの演算式今、セル幅Ｗ（＝２ｆ）を有するセルの面積を考える
と、当該セル面積Ａは、図２２の斜線部の４倍の面積と
なる。図２２において、セルの外形曲線φの方程式は、
次式（１１）で表される。

【数３】

【００７４】なお、図２２における点ｘ₀ の座標は、上
式（１１）でｙ＝０と置いたときのｘの値として求めら
れ、次式（１２）で表される。

【数４】

【００７５】従って、セル面積Ａは、次式（１３）で求
められる。

【数５】

【００７６】上式（１３）により所定のセル幅Ｗ（＝２
ｆ）のセル面積Ａが求まる。なお、階調γによってセル
幅Ｗが決まるので、セル面積Ａは、階調γによって決定
できる。

【００７７】４．単位階調当たりの面積の増分ΔＡの演
算最大セル面積をＡ_MAX 、最小セル面積をＡ_MIN とする
と、単位階調当たりの面積の増分ΔＡは、次式（１４）
で求められる。

【数６】

【００７８】なお、上式（１４）において、最大セル面
積Ａ_MAX は、前述の式（１３）のｆに、ｆ＝ｆ_MAX ＝２
ａを代入することにより、次式（１５）で求められる。Ａ_MAX ＝２×Ｐ₃ ×ａ／π＝ω …（１５）

【００７９】また、最小セル面積Ａ_MIN は、前述の式
（１３）のｆに、ｆ＝ｆ_MIN を代入することにより、次
式（１６）で求められる。

【数７】

【００８０】なお、上式（１６）において、ｆ_MIN ／ａ
は、次式（１７）で求められる。ｆ_MIN ／ａ＝Ｗ_MIN ／Ｗ_MAX …（１７）

【００８１】以上のように、ステップＳ５０２では、キ
ャリー信号の正弦波振幅ａと、所定の値ωと、セル面積
Ａの演算式と、単位階調当たりの面積の増分ΔＡとが求
められる。

【００８２】次に、データ作成装置２０１は、元データ
の階調とセルの面積とを直線的な関係にするためのデー
タ変換テーブルを作成する（ステップＳ５０３）。この
データ変換テーブル作成動作について、まず具体的数値
を挙げながら説明する。なお、以下に示す各数値は、一
例であり、本発明はこれらの数値に限定されないことを
予め指摘しておく。

【００８３】図２３に示すように、元データ（読取装置
２０２または他の画像システム２０３から取り込んだデ
ータ）の階調は、２９〜２２８の１９９段階に変化す
る。それに伴って、セルの面積は、８４１（＝２９² ）
〜５１９８４（＝２２８² ）の範囲で変化する。従っ
て、セルの面積が、単位階調当たり（５１９８４−８４１）／１９９＝２５７ずつ増減すれば、図２４に示すように、元データの階調
に対してセル面積が理想的に変化、すなわち直線的に比
例することになる。例えば、元データの階調が１００で
あれば、理想的なセル面積は、８４１＋２５７（１００−２９）＝１９０８８となる。この理想的な面積１９０８８に対する元データ
の階調は、図２５に示すように、１３８となる。上記ス
テップＳ５０３では、このような変換を行うためのテー
ブルを作成する。

【００８４】ステップＳ５０３において、データ作成装
置２０１は、まず前述のステップＳ５０２で求めた式
（１３）を用いて、元データの階調γ＝２９〜２２８に
対するセル面積Ａ（２９）〜Ａ（２２８）を演算し、図
２６（ａ）に示すような第１リストを作成する。次に、
データ作成装置２０１は、次式（１８）を用いて、元デ
ータの階調γ＝２９〜２２８に対する理想的なセル面積
Ａ’（２９）〜Ａ’（２２８）を演算し、図２６（ｂ）
に示すような第２リストを作成する。Ａ’＝ΔＡ（γ−２９）＋Ａ_MIN …（１８）次に、データ作成装置２０１は、第２リスト上の理想的
な各セル面積に対応する元データの階調値を第１リスト
上から検索し、図２６（ｃ）に示すような階調データの
変換テーブルを作成する。

【００８５】次に、データ作成装置２０１は、上記ステ
ップＳ５０３で作成したデータ変換テーブル（図２６
（ｃ）参照）を用いて、元データの階調を変換する（ス
テップＳ５０４）。変換後の階調データは、一時的にデ
ータ作成装置２０１の内部メモリに記憶される。

【００８６】次に、データ作成装置２０１は、これから
彫刻すべき各セルの面積を補正する（ステップＳ５０
５）。このステップＳ５０５のサブルーチンの詳細は、
図２１に示されている。図２１において、データ作成装
置２０１は、まず主走査方向に並ぶ複数のセルの中か
ら、補正の対象とするいずれか１つのセル（以下、注目
セルと称す）を選択し、当該注目セルと、当該注目セル
に対して主走査方向に隣接するセル（以下、隣接セルと
称す）との重なり位置（ｘ₂ ，ｙ₂ ）を演算する（ステ
ップＳ６０１）。今、この重なり位置（ｘ₂ ，ｙ₂ ）を
演算するために、図３４に示すような図形モデルを想定
する。

【００８７】図３４において、注目セルの外形曲線φ₁
の方程式は、次式（１９）で表され、隣接セルの外形曲
線φ₂ の方程式は、次式（２０）で表されるものとす
る。ただし、両外形曲線φ₁ およびφ₂ は、第１の実施
形態において図１４を用いて求めたように、好ましい位
相差６０°を有しているものとする。

【数８】

【００８８】上式（１９）および（２０）を連立方程式
と考え、その解（ｘ₂ ，ｙ₂ ）を求めると、次式（２
１）および（２２）のようになる。

【数９】

【００８９】ただし、ｆ₁ は、注目セルのセル幅の１／
２であり、次式（２３）によって求められる。ｆ₁ ＝｛ΔＷ（γ₁ −２９）＋Ｗ_MIN ｝／２ …（２３）また、ｆ₂ は、隣接セルのセル幅の１／２であり、次式
（２４）によって求められる。ｆ₂ ＝｛ΔＷ（γ₂ −２９）＋Ｗ_MIN ｝／２ …（２４）また、ΔＷは、次式（２５）によって求められる。 ΔＷ＝（Ｗ_MAX −Ｗ_MIN ）／１９９ …（２５）

【００９０】次に、データ作成装置２０１は、上記ステ
ップＳ６０１で求めた重なり位置のｙ座標ｙ₂ が正であ
るか否かを判断し（ステップＳ６０２）、ｙ₂ が正でな
い場合は、さらにｘ座標ｘ₂ の値に基づいて所定の判断
を行う（ステップＳ６０３）。これらステップＳ６０２
およびＳ６０３の判断によって、注目セルと隣接セルの
関係は、以下のように分かれる。（ケース１）図２７に示すように、ｙ₂ ＞０の場合、注
目セルと隣接セルは重なっている（図３１（ａ）参
照）。（ケース２）図２８に示すように、ｙ₂ ≦０であり、か
つ −Ｐ₃ ／１２＜ｘ₂ ＜Ｐ₃ ／１２のとき、注目セルと隣接セルは重なっていない（図３１
（ｂ）参照）。（ケース３）図２９に示すように、ｙ₂ ≦０であり、か
つｘ₂ ＞Ｐ₃ ／１２のとき、注目セルは、隣接セルを内包している（図３１
（ｃ）参照）。（ケース４）図３０に示すように、ｙ₂ ≦０であり、か
つｘ₂ ＜−Ｐ₃ ／１２のとき、注目セルは、隣接セルに内包されている（図３
１（ｄ）参照）。

【００９１】まず、注目セルと隣接セルとが重なってい
ないと判断された場合（上記ケース２の場合）の動作に
ついて説明する。この場合、データ作成装置２０１は、
前述の式（１３）を用いて注目セルの面積Ａを演算し、
この演算で求めたセル面積Ａと、注目セルについての理
想的な面積の目標値ｑとの誤差Ｅｒｒを演算する（ステ
ップＳ６０４）。Ｅｒｒ＝ｑ−Ａなお、誤差Ｅｒｒを求める際、式（１３）におけるｆと
しては、式（２３）で求められるｆ₁ が代入される。そ
して、この式（２３）におけるγ₁ としては、前述のス
テップＳ５０４（図２０参照）で変換された階調データ
（データ作成装置２０１の内部メモリに記憶されてい
る）が用いられる。

【００９２】ここで、図３２および図３３を参照して、
階調γのセルに対する面積目標値ｑの求め方について説
明する。図１６の土手３００’を確保するために、すな
わち異なるセルペア間の連接を防止するために、各セル
の最大面積は所定値以下に規制される。もし、この最大
面積を、隣接セルと重ならないセルについての最大面積
を基準にして設定すると、以下のような問題が生じる。
今、図３２（ａ）に示すように、隣接セルと重ならない
場合に彫刻可能なセルの最大面積をＡ_MAX とする。そし
て、隣接セルと重なる場合について、図３２（ａ）と同
一サイズのセルを彫刻すると、その実効面積（ドットが
付された領域）は、重なりによって減少する（図３２
（ｂ）参照）。そのため、隣接セルと重なる場合と重な
らない場合とで実効面積に差が生じる。これでは、隣接
セルと重なる場合と重ならない場合とで実質的な階調が
変化し、元の画像データが有する階調を忠実に再現でき
ないという問題を生じる。そこで、第２の実施形態で
は、面積Ａ_MAX のセルを２つ重ねて彫刻した場合の片側
のセルの実効面積Ｂ_MAX を、隣接セルと重ならないセル
についての最大面積となるようにしている（図３３参
照）。従って、階調γのセルに対する面積目標値ｑは、
次式（２６）によって求められる。

【数１０】

【００９３】次に、データ作成装置２０１は、Ｅｒｒ／
ΔＡ分だけ注目セルの階調データを補正する（ステップ
Ｓ６０５）。なお、ΔＡは、前述のステップＳ５０２で
求めた単位階調当たりの面積の増分ΔＡであり、式（１
４）を用いて演算される。これによって、注目セルの面
積は、階調γ₁ についての面積目標値ｑとほぼ等しくな
る。次に、データ作成装置２０１は、注目セルを主走査
方向に隣接するセルに切り換え、この切り換えた注目セ
ルについて上記ステップＳ６０４およびＳ６０５と同様
の面積補正を行う（ステップＳ６０６およびＳ６０
７）。

【００９４】次に、データ作成装置２０１は、補正が行
われていないセルのデータが存在するか否かを判断し
（ステップＳ６０８）、存在する場合は、次データ（主
走査方向に並ぶ次のセルペアのデータ）をセットし（ス
テップＳ６０９）、その後、前述のステップＳ６０１の
動作に戻る。

【００９５】次に、注目セルと隣接セルとが重なってい
ると判断された場合（前述のケース１の場合）の動作に
ついて説明する。この場合、データ作成装置２０１は、
注目セルについて、隣接セルとの重なりによって生じる
面積誤差を演算する（ステップＳ６１０）。この面積誤
差を演算するために、データ作成装置２０１は、まず重
なりによって減少する面積Ａｇを演算する。この減少面
積Ａｇは、図３５における斜線部（ｘ₂ からｘ₃ の範囲
の部分）の２倍の面積である。図３４の図形モデルにお
いて、ｘ₂ は、前述の式（２１）によって表される。ま
た、ｘ₃ は、次式（２７）によって表される。

【数１１】そして、図３４の図形モデルから、上記減少面積Ａｇを
求めると、次式（２８）となる。

【数１２】

【００９６】面積補正前のセルの面積をＡとすると、実
際の面積Ａｚは、次式（２９）で求められる。Ａｚ＝Ａ−Ａｇ …（２９）

【００９７】次に、データ作成装置２０１は、注目セル
について、理想的な面積目標値ｑと、上式（２９）によ
って求められる重ね合わせたときの実際の面積Ａｚとの
誤差Ｅｒｒ’を演算する。なお、面積目標値ｑは、前述
の式（２６）を用いて演算される。Ｅｒｒ’＝ｑ−Ａｚ

【００９８】次に、データ作成装置２０１は、上記ステ
ップＳ６１０で求めた面積誤差Ｅｒｒ’が、ΔＡよりも
小さいか否かを判断する（ステップＳ６１１）。なお、
ΔＡは、前述のステップＳ５０２で求めた単位階調当た
りの面積の増分ΔＡであり、式（１４）を用いて演算さ
れる。

【００９９】上記ステップＳ６１１の判断の結果、面積
誤差Ｅｒｒ’が単位階調当たりの面積の増分ΔＡ以上の
場合（Ｅｒｒ’≧ΔＡの場合）、データ作成装置２０１
は、Ｅｒｒ’／ΔＡ分だけ注目セルの階調データを補正
する（ステップＳ６１２）。これによって、注目セルの
面積は、階調γ₁ についての面積目標値ｑとほぼ等しく
なる。その後、データ作成装置２０１は、ステップＳ６
１３の動作に進む。一方、上記ステップＳ６１１におい
て、面積誤差Ｅｒｒ’が単位階調当たりの面積の増分Δ
Ａよりも小さいと判断された場合（Ｅｒｒ’≦ΔＡの場
合）、データ作成装置２０１は、ステップＳ６１２の補
正処理を行わず、直接ステップＳ６１３の動作に進む。

【０１００】ステップＳ６１３において、データ作成装
置２０１は、注目セルを主走査方向に隣接するセルに切
り換え、この切り換えた注目セルについて上記ステップ
Ｓ６１０と同様に、重なりによる生じる面積誤差Ｅｒ
ｒ’の演算を行う。次に、データ作成装置２０１は、上
記ステップＳ６１３で求めた面積誤差Ｅｒｒ’が、ΔＡ
よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６１４）。
このステップＳ６１４の判断の結果、面積誤差Ｅｒｒ’
が単位階調当たりの面積の増分ΔＡ以上の場合、データ
作成装置２０１は、Ｅｒｒ’／ΔＡ分だけ注目セルの階
調データを補正し（ステップＳ６１５）、再びステップ
Ｓ６１３以下の補正動作を繰り返す。これは、セルペア
を構成する一方のセルの面積を補正すると、他方のセル
の重なり部分の面積が変化するため、他方のセルの実質
面積が変化して、再度の補正を必要とする場合があるか
らである。

【０１０１】一方、上記ステップＳ６１４において、面
積誤差Ｅｒｒ’が単位階調当たりの面積の増分ΔＡより
も小さいと判断された場合（Ｅｒｒ’＜ΔＡの場合）、
データ作成装置２０１は、現在の注目セルと隣接する他
のセルの面積誤差Ｅｒｒ’がΔＡよりも小さいか否かを
判断する（ステップＳ６１６）。当該他のセルの面積誤
差Ｅｒｒ’がΔＡ以上の場合、データ作成装置２０１
は、再びステップＳ６１３以下の動作を繰り返す。

【０１０２】一方、上記ステップＳ６１６において、注
目セルと他のセルの面積誤差Ｅｒｒ’がΔＡよりも小さ
いと判断された場合、すなわちセルペアを構成する２つ
のセルのいずれの面積誤差Ｅｒｒ’もΔＡよりも小さい
場合、データ作成装置２０１は、当該セルペアについて
の補正を終了し、前述のステップＳ６０８の動作に進
む。そして、データ作成装置２０１は、補正処理が終了
していないセルのデータが存在している場合は、補正の
対象となる次のセルペアのデータをセットし（ステップ
Ｓ６０９）、再びステップＳ６０１の動作に戻る。

【０１０３】次に、一方のセルが他方のセルを内包して
いると判断された場合（ケース３または４の場合）の動
作を、図３６を参照しつつ説明する。この場合、データ
作成装置２０１は、内包されている側のセルＪ２の面積
を０とみなす。

【０１０４】今、注目セルが内包している側のセルＪ１
であるとすると（ケース３の場合）、データ作成装置２
０１は、前述のステップＳ６０４およびＳ６０５と同様
に、注目セルＪ１について、理想的な面積の目標値ｑと
の誤差Ｅｒｒを演算し（ステップＳ６１７）、この誤差
Ｅｒｒ分（Ｅｒｒ／ΔＡ）だけ、注目セルＪ１の階調デ
ータを補正する（ステップＳ６１８）。その結果、注目
セルＪ１と隣接セルＪ２との関係が、図３６（ａ）に示
すようになったとする。

【０１０５】次に、データ作成装置２０１は、注目セル
を主走査方向に隣接するセルＪ２に切り換え、この切り
換えた注目セルＪ２について、目標値ｑとの面積誤差Ｅ
ｒｒを演算する（ステップＳ６１９）。ここで、現在の
注目セルＪ２の面積は、０とみなされているため、上記
面積誤差Ｅｒｒは、Ｅｒｒ＝ｑとなる。次に、データ作成装置２０１は、面積誤差Ｅｒ
ｒ分（Ｅｒｒ／ΔＡ）だけ、注目セルＪ２の階調データ
を補正する（ステップＳ６２０）。これによって、注目
セルＪ２の面積は、当初の面積（図３６（ａ）のときの
面積）のほぼ２倍となる（図３６（ｂ）参照）。なお、
図３６の例では、セルＪ２は、依然としてセルＪ１に内
包されているものとする。その後、データ作成装置２０
１は、ステップＳ６０１の動作に戻る。

【０１０６】このとき、補正の対象となっているセルペ
アは、依然として、Ｊ１およびＪ２であり、注目セルは
Ｊ２である。従って、この場合、前述のケース４に該当
し、データ作成装置２０１は、ステップＳ６０２および
Ｓ６０３において、注目セルＪ２が隣接セルＪ１に内包
されていると判断する。その結果、データ作成装置２０
１は、ステップＳ６２１に進み、注目セルＪ２につい
て、目標値ｑとの面積誤差Ｅｒｒを演算する。このと
き、図３６の例では、注目セルＪ２は、依然として隣接
セルＪ１に内包されているため、その面積は０とみなさ
れている。従って、面積誤差Ｅｒｒは、Ｅｒｒ＝ｑである。次に、データ作成装置２０１は、面積誤差Ｅｒ
ｒ分（Ｅｒｒ／ΔＡ）だけ、注目セルＪ２の階調データ
を補正する（ステップＳ６２２）。これによって、注目
セルＪ２の面積は、当初の面積（図３６（ａ）のときの
面積）のほぼ３倍となる（図３６（ｃ）参照）。なお、
図３６の例では、この時点でセルＪ２がセルＪ１からは
み出すものとする。

【０１０７】次に、データ作成装置２０１は、注目セル
を主走査方向に隣接するセルＪ１に切り換え、この切り
換えた注目セルＪ１について、目標値ｑとの面積誤差Ｅ
ｒｒを演算し（ステップＳ６２３）、この面積誤差Ｅｒ
ｒ分だけ注目セルＪ１の階調データを補正する（ステッ
プＳ６２４）。しかしながら、注目セルＪ１の面積は、
すでにステップＳ６１８において目標値ｑになっている
ため、面積誤差Ｅｒｒが０となり、実質的な補正は行わ
れない。

【０１０８】次に、データ作成装置２０１は、ステップ
Ｓ６０１の動作に戻る。このとき、セルＪ２がセルＪ１
からはみ出しているため、前述のケース２に該当する。
従って、データ作成装置２０１は、前述したケース２の
場合の補正と同様、ステップＳ６１０〜Ｓ６１６におい
て、セルＪ１およびセルＪ２の面積を補正する。このと
き、セルＪ１については、重なりによって減少する面積
Ａｇが発生するので、再度補正される。同様に、セルＪ
２についても、重なりによって減少する面積Ａｇが発生
するので、再度補正される。その結果、セルＪ１および
Ｊ２は、図３６（ｄ）のようになる。

【０１０９】全てのセルについての補正処理が終了した
と判断すると（ステップＳ６０８）、データ作成装置２
０１は、その動作を終了する。

【０１１０】なお、セルＪ２は、１回の補正によってセ
ルＪ１からはみ出す場合もある。いずれにしても、一方
のセルが他方のセルに内包されている場合は、当該一方
のセルの面積を徐々に大きくして、他方のセルから強制
的にはみ出させ、最終的には、全てケース２の場合とし
て処理される。また、セルＪ２が最初の注目セルであっ
た場合は、ステップＳ６２１から補正処理がスタートす
るだけであり、実質的には、上記の場合と同様である。

【０１１１】セルＪ２は、階調データとしては存在して
いるが、セルＪ１に内包されているため、そのままで
は、セルＪ１に吸収されて、グラビアシリンダ１４の表
面上では意味のない存在となる。そこで、上記実施形態
では、セルＪ２をセルＪ１から強制的にはみ出させるこ
とにより、セルＪ２にも階調データとしての意味を持た
せ、実質的に主走査方向の解像度を上げるようにしてい
る。（３）第３の実施形態上記第１および第２の実施形態では、主走査方向に２つ
重ねてセルを彫るときに、図３７に示すように、主走査
方向に並ぶ順番で、すなわちセルＪ１およびＪ２の順番
で彫刻を行うようにしている。そのため、図３８に示す
ように、セルＪ２については、ダイヤモンドバイト３２
がセルＪ１のすでに彫られた部分（何もない空間）を通
過した後、彫刻が行われるため、２度目の彫刻開始時の
抵抗力が少なくなり、セルＪ２がオーバー気味に彫られ
てしまう。

【０１１２】そこで、第３の実施形態では、主走査方向
に２つ重ねてセルを彫るときに、彫刻の順序を、上記第
１および第２の実施形態とは逆転させるようにしてい
る。すなわち、第３の実施形態では、図３９に示すよう
に、セルＪ２およびＪ１の順番でグラビアシリンダ１４
の表面の彫刻が行われる。これによって、彫刻開始時に
ダイヤモンドバイト３２に加わる抵抗力が、セルＪ１お
よびＪ２で同じになり、両セルを同条件で彫ることが可
能となる。

【０１１３】上記第３の実施形態の具体的な構成例とし
ては、第１の実施形態において、図１５のステップＳ４
０７におけるキャリー信号の位相シフト量を、＋６０°
から−６０°に変えること等が考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るグラビア彫刻シ
ステムで用いられるグラビア彫刻機の正面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係るグラビア彫刻シ
ステムで用いられるグラビア彫刻機の平面図である。

【図３】図１の彫刻ヘッド２１に設けられたスタイラス
およびその駆動機構を示す斜視図である。

【図４】図３のダイヤモンドバイト３２の外観図であ
る。

【図５】グラビアシリンダに対する主走査方向および副
走査方向を説明するための図である。

【図６】図１および図２に示すグラビア彫刻機を用いた
グラビア彫刻システムの電気的な構成を示すブロック図
である。

【図７】第１の実施形態において、最大濃度セル（最大
濃度を表現するためのセル）の彫刻時における彫刻信号
の波形を示す図である。

【図８】最大濃度セル彫刻時における、第１の実施形態
の彫刻信号波形と、従来の彫刻信号波形とを比較して示
した図である。

【図９】従来のグラビア彫刻機により彫られたセルの上
面形状および配置を示す図である。

【図１０】従来のグラビア彫刻機により彫られたセルの
上面形状を疑似的に他の幾何学図形に等価させた図であ
る。

【図１１】第１の実施形態のグラビア彫刻機により彫ら
れたセルの上面形状および配置を示す図である。

【図１２】第１の実施形態のグラビア彫刻機により彫ら
れたセルの上面形状を疑似的に他の幾何学図形に等価さ
せた図である。

【図１３】第１の実施形態のグラビア彫刻機により彫ら
れたセルの配置と、従来のグラビア彫刻機により彫られ
たセルの配置とを比較して示す図である。

【図１４】第１の実施形態のグラビア彫刻機により形成
されたセル列の隣接部分において、各セル列の開口部の
輪郭が変位する様子を、彫刻信号と同じ正弦波で示した
図である。

【図１５】第１の実施形態の動作を示すフローチャート
である。

【図１６】第１の実施形態のグラビア彫刻機によって彫
られたセルの配置およびその位相関係を示す図である。

【図１７】セルを重ねて彫刻する際の問題点を説明する
ための図である。

【図１８】画像データの階調とセルの面積とが非直線的
な関係にあることを示す図である。

【図１９】本発明の第２の実施形態のグラビア彫刻シス
テムにおける画像データの階調表現を示す図である。

【図２０】第２の実施形態のグラビア彫刻システムの動
作を示すフローチャートである。

【図２１】図２０のサブルーチンステップＳ５０５の詳
細を示すフローチャートである。

【図２２】セルの面積の求め方を説明するための図であ
る。

【図２３】補正前の画像データの階調に対してセル面積
が非直線的に変化する状態を示す図である。

【図２４】補正後の画像データの階調に対してセル面積
が直線的に変化する状態を示す図である。

【図２５】補正前の画像データの階調とセル面積との関
係から、補正後の画像データの階調を求める方法を示し
た図である。

【図２６】第２の実施形態形態において、階調データの
変換テーブルを作成する手順を示す図である。

【図２７】主走査方向に隣接するセル同士が重なる場合
について示した彫刻信号の波形図である。

【図２８】主走査方向に隣り合うセル同士が重ならない
場合について示した彫刻信号の波形図である。

【図２９】主走査方向に並ぶセルペアの一方のセルが他
方のセルを内包する場合について示した彫刻信号の波形
図である。

【図３０】主走査方向に並ぶセルペアの一方のセルが他
方のセルに内包される場合について示した彫刻信号の波
形図である。

【図３１】主走査方向に並ぶセルペアの様々な関係を示
した図である。

【図３２】或セルが、主走査方向に隣接するセルと重な
らない場合と、重なる場合とで実質的なセル面積が異な
ることを説明するための図である。

【図３３】第２の実施形態において、画像データの階調
に対するセル面積の変化直線の傾きを示す図である。

【図３４】主走査方向に隣り合うセルの重なり位置（ｘ
₂ ，ｙ₂ ）を演算するために、想定された図形モデルを
示す図である。

【図３５】注目セルについて、隣接セルとの重なりによ
る減少する面積を示すための図である。

【図３６】セルペアにおける一方のセルが他方のセルを
包含する場合に、両セルの面積が補正されていく状態を
示す図である。

【図３７】第１および第２の実施形態において、主走査
方向に２つのセルを重ねて彫る場合の順番を説明するた
めの図である。

【図３８】第１および第２の実施形態において、主走査
方向に２つのセルを重ねて彫る場合に、２番目のセルを
彫る際の断面構造を示す図である。

【図３９】第３の実施形態において、主走査方向に２つ
のセルを重ねて彫る場合に、２番目のセルを彫る際の断
面構造を示す図である。

【図４０】従来のグラビア彫刻機で用いられている各種
信号の波形図である。

【符号の説明】

１４…グラビアシリンダ２１…彫刻ヘッド３０…スタイラス３２…ダイヤモンドバイト１００…グラビア彫刻機１０１…濃度信号発生部１０２…キャリー信号発生部１０３…副走査モータ制御部１０４…主走査モータ制御部１０５…加算部１０７…副走査モータ１０８…主走査モータ２０１…データ作成装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グラビアシリンダの表面に複数のセルを
彫刻することにより、グラビア印刷のための凹版を製造
するグラビア彫刻システムであって、前記グラビアシリンダを主走査方向に回転させる回転手
段と、一定周波数および一定振幅を有する正弦波状のキャリー
信号を発生するキャリー信号発生手段と、与えられる画像データの階調に応じてレベルが変化する
濃度信号を発生する濃度信号発生手段と、前記キャリー信号に前記濃度信号を重畳することによ
り、彫刻信号を発生する彫刻信号発生手段と、前記彫刻信号に応じて往復振動することにより、主走査
方向に回転するグラビアシリンダに対して、セルを彫刻
するスタイラスと、前記グラビアシリンダに対して主走査方向への１列分の
セルの彫刻が終了する毎に、前記スタイラスを主走査方
向と直交する副走査方向に送るスタイラス送り手段とを
備え、前記スタイラスが前記彫刻信号の全振幅の一部に相当す
る部分で前記グラビアシリンダに対する彫刻を実行する
ように、前記キャリー信号の振幅および前記濃度信号の
レベルが所定の関係に調整されており、前記スタイラスに基準位相に設定された第１の彫刻信号
を印加することにより前記グラビアシリンダの主走査方
向へ第１のセル群を形成させ、その後前記スタイラスに
当該基準位相から所定位相量ずれた第２の彫刻信号を印
加することにより当該第１のセル群と所定の関係を有す
る第２のセル群を主走査方向の同一ライン上に形成させ
る２度彫り制御手段をさらに備え、それによって主走査
方向へ配置される１列分のセルを、２回のインターリー
ブ走査によって形成することを特徴とするグラビア彫刻
システム。
【請求項２】前記第１および第２のセル群において、
主走査方向に隣り合う２つのセルは、それぞれが同一の
画像データに基づいて彫刻されていることを特徴とする
請求項１に記載のグラビア彫刻システム。
【請求項３】前記第１のセル群と前記第２のセル群と
の間の所定の関係は、主走査方向に隣り合う２つのセルの内、一方のセルと他
方のセルとが重なり合わない第１の関係と、主走査方向に隣り合う２つのセルの内、一方のセルと他
方のセルとが一部重なり合う第２の関係とを含む請求項
２に記載のグラビア彫刻システム。
【請求項４】前記第１および第２のセル群において、
主走査方向に隣り合う２つのセルは、それぞれが異なる
画像データに基づいて彫刻されていることを特徴とする
請求項１に記載のグラビア彫刻システム。
【請求項５】前記第１のセル群と前記第２のセル群と
の間の所定の関係は、主走査方向に隣り合う２つのセルの内、一方のセルと他
方のセルとが重なり合わない第１の関係と、主走査方向に隣り合う２つのセルの内、一方のセルと他
方のセルとが一部重なり合う第２の関係と、主走査方向に隣り合う２つのセルの内、一方のセルが他
方のセルを内包する第３の関係とを含む請求項４に記載
のグラビア彫刻システム。
【請求項６】前記第２または第３の関係にある２つの
セルを彫刻する際、重なり合いまたは内包によって減少
する面積に応じて、当該２つのセルに対応する前記画像
データの階調を補正する補正手段をさらに備える請求項
５に記載のグラビア彫刻システム。
【請求項７】前記補正手段は、前記第３の関係にある
２つのセルを補正する際、前記他方のセルを前記一方の
セルから強制的にはみ出させて、前記第２の関係になる
ようにする請求項６に記載のグラビア彫刻システム。
【請求項８】印刷濃度が最大のセルを彫刻する際に、
前記スタイラスが前記彫刻信号の振幅に相当する部分で
前記グラビアシリンダに対する彫刻を実行するように、
前記キャリー信号の振幅および前記濃度信号の最大濃度
時のレベルが所定の関係に調整されており、前記第２の
彫刻信号は、前記第１の彫刻信号から＋６０°位相がず
れていることを特徴とする請求項１に記載のグラビア彫
刻システム。
【請求項９】印刷濃度が最大のセルを彫刻する際に、
前記スタイラスが前記彫刻信号の振幅に相当する部分で
前記グラビアシリンダに対する彫刻を実行するように、
前記キャリー信号の振幅および前記濃度信号の最大濃度
時のレベルが所定の関係に調整されており、前記第２の
彫刻信号は、前記第１の彫刻信号から−６０°位相がず
れていることを特徴とする請求項１に記載のグラビア彫
刻システム。