説明

印刷装置および印刷方法

【課題】撥インキ粒子が版形成体から剥がれず、高品位な印刷ができる印刷装置を提供する。
【解決手段】書き換え可能な版を形成する版形成体1と、潜像形成手段3と、版形成体1の表面上の潜像が形成されている部分に選択的に粒子を付着させて凸部を形成する凸部形成手段4と、記録材料供給手段5と、記録材料を転写する中間転写体8と、中間転写体8の表面の記録材料を被記録媒体11に転写する際に押圧する押圧手段10と、被記録媒体11を搬送する搬送手段とを備え、粒子の表面が記録材料をはじく性質であり、かつ版形成体の表面が記録材料をはじかない性質である版を用いる印刷装置であって、前記記録材料供給手段5に電圧を印加する手段50を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オンデマンドのオフセット印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、レーザビームプリンタ、LED(発光ダイオード)プリンタなど、いわゆる電子写真方式のプリンタが数多く提案されているが、これらのプリンタはオンデマンド印刷用途として広く普及している。一方、平版オフセット印刷方式は、版を使用することにより同じ内容の印刷物をたとえば1000部以上という大量の印刷物の生産用途として古くから使用されている。
【0003】
近年の電子写真方式のプリンタの画質向上はめざましいものがあるが、紙面全面にベタ塗りした印刷においては色の均一性に乏しく(色差が大きい)、カールなどの発生もある。また新聞紙のような薄紙への印刷は実現していない。
【0004】
一方、平版オフセット印刷は新聞印刷の主流ともなり、薄紙に両面で高速にカラー印刷ができるようになってきた。また印刷物のインキ厚みは2μm程度と薄く、紙の風合いを損なわない印刷物に仕上げられるという大きな特徴を持っている。
【0005】
しかし製版に時間とコストを要するため出力枚数が少ない場合にはコスト高となり、大量部数の印刷用途以外には広がっていない。
【0006】
そこで、電子写真方式のプリンタの簡便さを持ちつつ、オンデマンドで平版オフセット印刷方式の画質を得られ、しかも少ない枚数の出力でもコストと時間があまりかからない新しい印刷装置が求められてきた。
【0007】
例えば、特許文献1では、疎水性を示す酸化チタンを潜像形成ドラム表面に形成し、これに対して原稿の電子データに応じて紫外線を照射して親水部をつくる。そして、この部分に「湿し水」を保持させた後、インクを疎水部に付着させてオフセット印刷を行う方法が提案されている。その後所定の温度に加熱すると先の親水部が元の疎水性に戻るという工程を利用してオンデマンド印刷が可能であるとしている(特許文献1)。
【0008】
これに対して、特許文献2には、この「湿し水」を使用しないオンデマンドの凸版印刷方法が提案されている。まずインキ反発性の表面をもつ版胴表面上に、電子写真方式によって親インキ性のトナーで画像を形成してこれを熱で仮定着する。その後、このトナー上に紫外線硬化型水なしオフセット用インキを着肉してからこのインキ像に紫外線を照射して硬化させることにより、トナー像のみの場合よりも強固な一時的「版」を形成する。この版に再度水なし平版用インキを着肉し、そのインキを被印刷材(紙等)に転写する。このインキ供給、転写の操作を所定回数繰り返した後、インキ反発性の表面をもつ物体上に仮定着しているトナー像をトナー像上に残ったインキ像もろとも除去することによりオンデマンド印刷が可能であるとしている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開平10−250027号公報
【特許文献2】特開平11−291603号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかし、特許文献1に開示されている方法では、段差があるオフセットの版とは違って、段差の無い面に形成された親水部分と疎水部分に湿し水とインキを付着供給する。そのために、液体であるインキのエッジ(文字や画像の輪郭)が液体である湿し水で拘束されているのみである。その結果、ブランケット胴にインキを転写する際にインキのエッジが動きやすく、結果として文字や画像の輪郭が本来形成したいものからくずれて、印刷品位を高品位に保つことが難しいという課題がある。
【0011】
また、特許文献2に開示されている方法では、仮定着させたトナー像(層)とその上に着肉させたインキを紫外線硬化させた層とからなる凸部の上に印刷すべきインキを着肉させて、このインキを紙等に転写する。そのため紙に転写されるインキは凸部のうえに周りからは何の拘束も無くのせられているために、紙にインキを転写する際にインキのエッジが動きやすい。その結果、文字や画像の輪郭が本来形成したいものからくずれて、印刷品位を高品位に保つことが難しいという課題がある。
【0012】
また現像工程が、(1)トナーによる仮定着工程と、(2)下地として硬化されるインキの塗布工程と、(3)最終的に紙に転写されるインキの塗布工程の3度も経るために印刷効率が悪く、印刷速度の高速化に対しても改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明に係る印刷装置は、書き換え可能な版を形成する版形成体と、前記版形成体の表面に対して潜像を書き込む潜像形成手段と、前記版形成体の表面上の潜像が形成されている部分に選択的に撥インキ粒子を付着させて凸部を形成する凸部形成手段と、記録材料を前記版形成体表面に供給する記録材料供給手段と、前記版形成体の表面に供給された前記記録材料を転写する中間転写体と、前記中間転写体表面の前記記録材料を被記録媒体に転写する際に押圧する押圧手段と、前記被記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、
前記撥インキ粒子の表面が前記記録材料をはじく性質であり、かつ前記版形成体の表面が前記記録材料をはじかない性質とした印刷装置であって、
前記撥インキ粒子に対して前記版形成体への付着力を付加するため前記記録材料供給手段に電圧を印加する手段を設けることを特徴とする。
【0014】
また、本発明に係る印刷方法は、書き換え可能な版を形成する版形成体の表面に対して潜像を書き込む第1の工程と、
前記潜像をもとにして前記版形成体の表面に撥インキ粒子を付着させて凸部を形成する第2の工程と、
記録材料を前記版形成体の表面に供給して画像部を形成する第3の工程と、
前記版形成体の表面の前記記録材料を中間転写体に転写させる第4の工程と、
前記中間転写体の表面の記録材料を被記録媒体に転写する第5の工程と、
を備え、
前記撥インキ粒子の表面が前記記録材料をはじく性質であり、かつ前記版形成体の表面が前記記録材料をはじかない性質とした印刷方法であって、
前記第3の工程中に撥インキ粒子に対して前記版形成体への付着力を付加するため前記記録材料供給手段に電圧を印加する工程を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明では、版形成体の表面に凸部を形成する撥インキ粒子がインキ等の記録材料をはじくため、記録材料が付着しない非画像領域を確実に形成できる。また、版形成体の表面が記録材料をはじかない性質であるため、撥インキ粒子で形成された凸部以外の版形成体の表面に記録材料が付着する画像領域を確実に形成できる。
【0016】
本発明では、インキ等の記録材料をインキローラ等の記録材料供給手段から版形成体に供給するときに、インキローラ等の記録材料供給手段から版形成体に向かう方向に撥インキ粒子に対して力を与えることができる。そのため、インキローラ等の記録材料供給手段に撥インキ粒子が付着し撥インキ粒子が版形成体から剥がれるのを防止できる。これにより画像領域のインキのエッジが固体である撥インキ粒子によって確実に拘束されるので、記録材料のエッジ(文字や画像の輪郭)が高品位な印刷装置および印刷方法を提供することができる。
【0017】
また、本発明では、撥インキ粒子を使用することにより湿し水が不要となり、環境に配慮した印刷方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明における第1実施形態の構成を説明するための図である。
【図2】本発明における第1実施形態のインキの転写工程を説明するための図である。
【図3】本発明における第1実施形態の印刷工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0020】
本発明の実施例1形態について図1、図2及び図3をもとに説明する。本実施形態の印刷装置は図1に示すように書き換え可能な版を形成する版形成体であってアモルファスシリコン感光体(a−Si)からなる感光ドラム1を有する。感光ドラム1の周辺には、帯電器2、露光器3、現像器4、インキローラ5、除電器6、第1クリーナ7が配置される。露光器3は版形成体となる感光ドラム1の表面に対して潜像を書き込む潜像形成手段として構成される。現像器4は版形成体となる感光ドラム1の表面上の潜像が形成されている部分に選択的に撥インキ粒子20を付着させて凸部を形成する凸部形成手段として構成される。インキローラ5は記録材料となるインキ21を版形成体となる感光ドラム1の表面に供給する記録材料供給手段として構成される。さらに版形成体となる感光ドラム1の表面に供給された記録材料となるインキ21を転写する中間転写体としてのブランケット胴8が設けられる。さらにブランケット胴8の周辺には第2クリーナ9と、ブランケット胴8の表面の記録材料となるインキ21を被記録媒体となる紙11に転写する際に押圧する押圧手段となる圧胴10を配置して構成されている。ブランケット胴8及び圧胴10は被記録媒体となる紙11を搬送する搬送手段を兼ねる。
【0021】
図示しないホストコンピュータから送られてくるデジタル信号に対応して、図示しないモータに駆動されて図1中の矢印の方向に感光ドラム1、インキローラ5、ブランケット胴8および圧胴10が回転する。またこの動作に対応して被記録媒体となる紙11を図示しない搬送手段によって、ブランケット胴8と圧胴10との間に搬送する。
【0022】
本実施形態1では一般に市販されている油性インキ(サカタインクス株式会社製 枚葉オフセットインキ ダイヤトーンエコピュアSOY−HPJ)を使用している。感光ドラムとしては溶剤を含むインキにも安定に対応できるアモルファスシリコン系の感光ドラムを使用する構成である。アモルファスシリコン感光ドラム1の表面(表面保護層)は、シリコン及び炭素の少なくともいずれかを母体とする非晶質材料で構成されるもので親インキ性(親油性)である。
【0023】
この表面保護層は、高周波プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition;化学的気相成長)法、PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition;プラズマ気相化学堆積)法により成膜することができる。
【0024】
この感光ドラム1に対して、帯電器2により感光ドラム1の表面を−600Vに帯電させ(図2(a)中の電位V)、この後に露光器3により非画像部に当たる位置に静電潜像を書き込み形成する(図2(b)中の電位V)。本実施例において電位Vは、−30V程度とする。
【0025】
つぎにこの静電潜像に対して、マイナスに摩擦帯電させた撥インキ粒子20を格納している現像器4を、−400V(電位V)に保持して、反転現像により非画像部(−30Vの部位)に付着させる(図2(c)参照)。この撥インキ粒子20の付着の原理は「電界ベクトルと力ベクトルとの関係」に基づくもので、−400Vの現像器4と−30Vの露光面との間には、露光面から現像器4に向かって電界ベクトルが形成される。したがって同時に、現像器4と非画像部(−30Vの部位)とのあいだに位置する撥インキ粒子20に対しては、力のベクトルは撥インキ粒子20を非画像部(−30Vの部位)に引き付ける方向に働く。他方、露光されていない−600Vの面と−400Vの現像器4との間には、現像器4から−600Vの面に向かって電界ベクトルが形成される。同時に力のベクトルは撥インキ粒子20を遠ざける方向に働く。これは電子写真方式の現像工程で一般的に用いられている考え方である。
【0026】
また、ここではいわゆる接触現像方法により撥インキ粒子20を付着させている。この撥インキ粒子20の付着力の強弱は、V,V,Vがいずれも負の電位の場合に、電位の絶対値の大小関係において、以下の数1式を維持しながら、V,V,V3者の電位差を制御して所望の条件で調整すれば良い。
[数式1]
(電位Vの絶対値)>(電位Vの絶対値)>(電位Vの絶対値)
油性インキ21を用いる場合の撥インキ粒子20としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ナイロン、セルロースなどの親水性高分子からなる樹脂が適用できる。または、フッ素、シリコンなどからなる疎水性、撥油性樹脂を粒子20にして用いることができる。また、市販の粒子を撥インキ粒子20として用いても構わない。撥インキ粒子として用いることができる市販の粒子は、例として以下の粒子が挙げられる。三井・デュポンフロロケミカル株式会社製ポリテトラフルオロエチレンのパウダー(テフロン(登録商標)7A)。ダイキン工業株式会社製四フッ化エチレン樹脂(PTFE)(ルブロンL−5F(登録商標))。三井・デュポンフロロケミカル株式会社製テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)(MP10(登録商標))。デュポン株式会社製テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)(5328000(登録商標))。
【0027】
また、以下のように製造しても良い。即ち、
(1)所望の樹脂を溶融混練した後粉砕、液中への分散、気体中への噴霧などによって粒子化して製造する。
(2)所望の樹脂に対応したモノマーを重合する際に同時に粒子化して製造する。
【0028】
撥インキ粒子20にはさらに、油脂成分、磁性体、荷電制御剤などを内添、外添してもよい。その他に撥インキ粒子20と混合される添加剤としては、無機微粉体、表面処理された無機微粉体及び有機微粉体が挙げられる。
【0029】
本実施形態では、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製ポリテトラフルオロエチレンのパウダー(テフロン(登録商標)7A)にシリカ微粒子を2wt%添加し撥インキ粒子20として用いる構成としている。
【0030】
オフセット印刷の場合、最終的に紙11へ転写されるインキ21の厚みは2μm〜3μmが画質として優れている。そして、版形成体となる感光ドラム1の表面に供給されるインク21の厚さは2μm〜3μmよりも厚いことが必要となるので、撥インキ粒子20の平均粒径は5μm以上170μm以下が好ましく、5μm以上20μm以下がさらに好ましい。
【0031】
上記露光器3としては、半導体レーザ発振器からのレーザをポリゴンミラーの回転により走査して感光ドラム1上に静電潜像を形成する方式のものを使用する。この露光器3としてはLED(発光ダイオード)を並べた光源のものを使用しても構わない。
【0032】
次の工程として、図2(d)に示すように、インキローラ5により、インキ21が感光ドラム1上に供給される。この際、インキローラ5と感光ドラム1との接触位置での周方向の速度差はほぼゼロの状態で回転させることが望ましい。インキローラ5は導電性材料にて形成されている。記録材料供給手段であるインキローラ5には、付着力付加手段として電圧印加手段が設けられている。インキローラ5には電源50が接続されており、電源50を制御することで、インキローラ5に電圧を印加することが可能である。本実施例形態では、電源50を制御することで、インキローラ5には、−500V(電位V)の電圧が印加されている。ここで撥インキ粒子20はマイナスに帯電させてあり、感光体ドラム1上の非画像部は−30V(電位V)に帯電させている。そのため「電界ベクトルと力ベクトルとの関係」に基づいて、−500Vのインキローラ5と−30Vの露光面との間には、露光面からインキローラ5に向かって電界ベクトルが形成される。したがって同時に、インキローラ5と非画像部(−30Vの部位)とのあいだに位置する撥インキ粒子20に対しては、力のベクトルは撥インキ粒子20を非画像部(−30Vの部位)に付着させる方向に働く。その結果、感光ドラム1から撥インキ粒子20が剥がれるのを防止できる。このように、撥インキ粒子20を非画像部(−30Vの部位)に付着させる方向に力のベクトルを発生させるためには、V,Vがいずれも負の電位の場合に、電位の絶対値の大小関係が以下の数2式を満たす必要がある。
[数式2]
(電位Vの絶対値)>(電位Vの絶対値)
さらに、図2(e)に示すように、インキローラ5と感光ドラム1が回転していくと、インキローラ5の周面に付着しているインキ層21が、撥インキ粒子20が付着している感光ドラム1に向かって押し付けられる状態が形成される。
【0033】
押し付けられるインキローラ5表面のインキ21は、撥インキ粒子20の撥インキ性(インキをはじく性質)により、撥インキ粒子20に付着しない。したがってインキローラ5と感光ドラム1とがさらに回転して半径方向に間隙を広げていく過程において、インキ層21の表面と撥インキ粒子20とは、はじく性質(撥インキ性)によって分離する。
【0034】
これに対して親インキ性の感光ドラム1表面(撥インキ粒子20が付着していない領域)はインキ21によって濡れてインキ21を吸着する。したがって、インキローラ5と感光ドラム1とがさらに回転して半径方向にギャップを広げていく過程においては、インキローラ5の周面に付着しているインキ21層の厚みの一部を引き剥がして感光ドラム1表面にインキ21を保持する。(図2(f)参照)。この過程はオフセット印刷と同様である。
【0035】
即ち、本実施形態では、凸部形成手段である現像器4により版形成体である感光ドラム1の表面上の潜像が形成されている部分に付着される撥インキ粒子20の表面が、記録材料であるインキ21をはじく性質である。そして、感光ドラム1の表面がインキ21をはじかない性質とされる。特に本実施形態では、記録材料は油性インキ21であって、撥インキ粒子20の表面は撥油性であり、感光ドラム1の表面は親油性とされる。
【0036】
感光ドラム1表面へのインキ21の保持厚みは、「インキローラ5と感光ドラム1との間隙量」や「インキローラ5表面のインキ層21の厚み」の調整など、一般にオフセット印刷で実施されている調整方法によって制御される。また便宜上、図2においては、撥インキ粒子20を一層で表現しているが、充分な付着力が働く範囲であれば複数層の場合でも構わない。
【0037】
その後、感光ドラム1表面に濡れ性により保持されているインキ21と、電磁気学の鏡像力によって保持されている撥インキ粒子20は、ブランケット胴8との接触位置へ移動する。ブランケット胴8の表面は、一般のオフセット印刷用のものと同様に親インキ性のゴム材を巻き付ける構成となっている。
【0038】
感光ドラム1上に供給されたインキ21層の厚みの一部のみが、所望の間隙を設けて配置されているブランケット胴8に中間転写される(図3参照)。この際の転写量(インキ21層の厚み)は、「感光ドラム1とブランケット胴8との間隙量」の調整など、一般にオフセット印刷で実施されている調整方法によって制御される。もちろん感光ドラム1表面へのインキ21の保持厚みを調整することも関連しているので、「インキローラ5と感光ドラム1との間隙量」や「インキローラ5表面のインキ21層の厚み」の調整なども必要となることもある。
【0039】
その後、中間転写工程を終えた感光ドラム1上の領域は、図1に示した第1クリーナ7の位置に移動する。第1クリーナ7としては、ゴム製のブレードによる掻き取り動作により撥インキ粒子20およびインキ21を一括して除去した後に洗浄する構成としている。また、必要に応じて第1クリーナ7によるクリーニング工程の後に乾燥手段を配置しても構わない。
【0040】
その後、感光ドラム1上の領域は除電器6の位置に移動し、帯電を除去する。
【0041】
ブランケット胴8に中間転写されたインキ21による画像は、最後の工程として、ブランケット胴8と圧胴9によって挟まれた被記録媒体である紙11に転写されて印刷が完了する。
【0042】
被記録媒体である紙11への転写が終えたブランケット胴8上の領域は第2クリーナ9によって残インキを除去して初期状態に復帰される。
【0043】
その後、再度、帯電器2による動作を経て、露光器3に進む工程を経れば、オンデマンドのデジタルオフセット印刷の実現となる。
【0044】
以上の説明は便宜上、例えば黒インキ1色による印刷をもとにしたものであるが、図1の構成をシアン、マゼンタ、イエローなどのインキ21に対しても配置して、フルカラー印刷を行う構成としても良い。
【0045】
即ち、本実施形態の印刷方法は、書き換え可能な版を用いる印刷方法である。そして、書き換え可能な版を形成する版形成体となる感光ドラム1の表面に対して潜像を書き込む第1の工程と、前記潜像をもとにして感光ドラム1の表面に撥インキ粒子20を付着させて凸部を形成する第2の工程とを有する。更に記録材料となるインキ21を感光ドラム1の表面に供給して画像部を形成する第3の工程と、感光ドラム1の表面のインキ21を中間転写体となるブランケット胴8に転写させる第4の工程とを有する。第3の工程中に撥インキ粒子20に対して版形成体となる感光ドラム1への付着力を付加する工程を有する。更に、ブランケット胴8の表面のインキ21を被記録媒体となる紙11に転写する第5の工程を備える。
【0046】
そして、撥インキ粒子20の表面がインキ21をはじく性質であり、かつ感光ドラム1の表面がインキ21をはじかない性質としたものである。
【0047】
また、同じ内容の印刷物を出力する際には、撥インキ粒子20による現像を一度実施した後は、第1クリーナ7、除電器6、帯電器2、露光器3および現像器4による動作をスキップさせることにより高速に印刷することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明の活用例として、オンデマンドのオフセット印刷装置および印刷方法に適用できる。
【符号の説明】
【0049】
1 感光ドラム(版形成体:アモルファスシリコン感光体)
3 露光器(潜像形成手段)
4 現像器(凸部形成手段)
5 インキローラ(記録材料供給手段)
8 ブランケット胴(中間転写体)
10 圧胴(押圧手段)
11 被記録媒体(被記録媒体)
20 撥インキ粒子
21 インキ(記録材料)
50 電源(電圧印加手段)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
書き換え可能な版を形成する版形成体と、前記版形成体の表面に対して潜像を書き込む潜像形成手段と、前記版形成体の表面上の潜像が形成されている部分に選択的に撥インキ粒子を付着させて凸部を形成する凸部形成手段と、記録材料を前記版形成体表面に供給する記録材料供給手段と、前記版形成体の表面に供給された前記記録材料を転写する中間転写体と、前記中間転写体表面の前記記録材料を被記録媒体に転写する際に押圧する押圧手段と、前記被記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、
前記撥インキ粒子の表面が前記記録材料をはじく性質であり、かつ前記版形成体の表面が前記記録材料をはじかない性質とした印刷装置であって、
前記撥インキ粒子に対して前記版形成体への付着力を付加するため前記記録材料供給手段に電圧を印加する手段を設けることを特徴とする印刷装置。
【請求項2】
前記記録材料は油性インキであって、前記撥インキ粒子の表面は撥油性であり、かつ前記版形成体の表面は親油性としたことを特徴とする請求項1に記載された印刷装置。
【請求項3】
書き換え可能な版を形成する版形成体の表面に対して潜像を書き込む第1の工程と、
前記潜像をもとにして前記版形成体の表面に撥インキ粒子を付着させて凸部を形成する第2の工程と、
記録材料を前記版形成体の表面に供給して画像部を形成する第3の工程と、
前記版形成体の表面の前記記録材料を中間転写体に転写させる第4の工程と、
前記中間転写体の表面の記録材料を被記録媒体に転写する第5の工程と、
を備え、
前記撥インキ粒子の表面が前記記録材料をはじく性質であり、かつ前記版形成体の表面が前記記録材料をはじかない性質とした印刷方法であって、
前記第3の工程中に撥インキ粒子に対して前記版形成体への付着力を付加するため前記記録材料供給手段に電圧を印加する工程を設けたことを特徴とする印刷方法。
【請求項4】
前記記録材料は油性インキであって、前記撥インキ粒子の表面は撥油性であり、かつ前記版形成体の表面は親油性としたことを特徴とする請求項3に記載された印刷方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2011−123305(P2011−123305A)
【公開日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−280995(P2009−280995)
【出願日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】