画像形成装置及び画像形成方法
【課題】小ロットの印刷を低コストで行うことができ、且つ、高画質の印刷が可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料が表面に設けられた版ローラ１と、前記転移温度以上に加熱されて軟化した版ローラ１の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成するマイクロ構造ローラ４と、微細構造が形成された版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分を、転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にするサーマルヘッド５と、非画像領域に対応する部分が平滑化された版ローラ１の表面にインクを供給するインク供給ローラ６と、版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するエアーナイフ７と、を備えている。
【解決手段】画像形成装置１００は、転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料が表面に設けられた版ローラ１と、前記転移温度以上に加熱されて軟化した版ローラ１の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成するマイクロ構造ローラ４と、微細構造が形成された版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分を、転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にするサーマルヘッド５と、非画像領域に対応する部分が平滑化された版ローラ１の表面にインクを供給するインク供給ローラ６と、版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するエアーナイフ７と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、代表的な画像形成方法として、画像情報に対応して版表面に親水性部分と親油性（疎水性）部分を形成し、親水性部分に湿し水を付着させ、親油性部分にのみ選択的にインクを付着させ、そのインクをブランケットローラを介して記録媒体上に転写することで画像形成を行う平版印刷版を用いたオフセット印刷方式がある。
【０００３】
このオフセット印刷方式では連続的に高画質の画像形成を行うことが可能であるが、感光層で覆われたアルミニウム板に対し、画像情報に応じて露光、エッチングを行うなど製版工程が複雑であり、また、製版工程で排出される廃液の処理が必要となる。このため、オフセット印刷は製版コストが高く、印刷部数が少ない場合には単価が非常に高くなってしまう。そこで、小ロットの印刷を低コストで行うため、製版コストの低い印刷方式が求められている。
【０００４】
これに対し、ダイレクトイメージング（機上描画）によって印刷機の中で自動的に版の切り替えを行うもの（例えば、特許文献１参照）や、乾式電子写真方式やインクジェット方式等のオンデマンド印刷（例えば、特許文献２参照）等が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５８５０６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ダイレクトイメージングでは、版の切り替えに数十分要するために既存のオフセット印刷の版の切り替え時間（約３０分）と比べてほとんど差がなく、小ロットの印刷に適していない。また、乾式電子写真方式やインクジェット方式にあっては、オフセット印刷に比べて画質が低いという問題があり、更に、インクジェット方式においては目詰まりや滲み等の問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、小ロットの印刷を低コストで行うことができ、且つ、高画質の印刷が可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料が表面に設けられた刷版と、
前記転移温度以上に加熱されて軟化した前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成する微細構造形成手段と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする第１加熱手段と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給手段と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料を表面に有する刷版を前記転移温度以上に加熱して、前記刷版の表面を軟化させる加熱工程と、
軟化させた前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成するとともに、前記刷版の表面を前記転移温度未満に冷却して硬化させる微細構造形成工程と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする平滑化工程と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給工程と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去工程と、
前記刷版の表面上のインクを被転写体に転写する転写工程と、を備えることを特徴とする画像形成方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小ロットの印刷を低コストで行うことができ、オフセット印刷と同程度の画質の印刷が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成方法の各工程を示す説明図である。
【図３】変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置１００について、図１を参照して以下説明する。
図１は、本発明の画像形成装置１００の構成の一例を示す説明図である。
画像形成装置１００は、版ローラ１の表面のうち画像領域に対応する部分に複数の微細な穴からなる微細構造のある領域を形成し、版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分に微細構造のない平滑な領域を形成し、この版ローラ１の表面にインクを供給した後、版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクのみを除去して、版ローラ１上のインクを転写することで記録媒体Ｓ上に画像を形成する装置である。
【００１４】
画像形成装置１００は、回転方向Ａ（図１参照）に回転駆動する版ローラ（刷版）１を備え、版ローラ１の周面に沿って、版ローラ１との間に記録媒体Ｓを挟持する圧胴ローラ２、版ローラ１の周面を加熱する熱ローラ（第２加熱手段）３、版ローラ１の周面に微細構造を形成するマイクロ構造ローラ（微細構造形成手段）４、版ローラ１の周面のうち非画像領域に対応する部分を加熱して軟化させることにより平滑領域１１ｂを形成するサーマルヘッド（第１加熱手段）５、版ローラ１の周面全体にインクを供給するインク供給ローラ（インク供給手段）６、版ローラ１の周面に供給されたインクのうち平滑領域１１ｂ上のインクのみを除去するエアーナイフ（インク除去手段）７等を具備している。
【００１５】
圧胴ローラ２、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４、サーマルヘッド５及びインク供給ローラ６は、それぞれバネ部材等を備えた接離機構（図示略）を具備し、当該接離機構により版ローラ１の周面に対して接離自在に構成されている。
また、圧胴ローラ２、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４及びインク供給ローラ６は、それぞれ所定の回転軸回りに回転自在に構成されており、その各回転軸は版ローラ１の回転軸１ａと互いに平行となる向きに設けられている。圧胴ローラ２、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４及びインク供給ローラ６は、版ローラ１と互いに逆回転となるように、版ローラ１に連動して回転駆動されるように構成されている。
【００１６】
版ローラ１は、所定の回転駆動機構（図示略）により回転軸１ａ回りに回転方向Ａに回転自在に構成されている。版ローラ１の回転速度としては、例えば、５０〜２００ｍｍ／ｓ程度である。
この版ローラ１は、回転駆動機構により回転されるドラム状の支持体１２の周面に、表面層１１が設けられて構成されている。
【００１７】
版ローラ１の表面層１１は、固有の転移温度Ｔｍ以上の温度で軟化し、転移温度Ｔｍ未満の温度で硬化する樹脂からなる。即ち、表面層１１としては、転移温度Ｔｍとしての融点未満の温度で結晶化し、且つ融点以上の温度で流動性を示す側鎖結晶性ポリマーを用いるのが好ましい。
本発明において融点とは、ある平衡プロセスにより、最初は秩序ある配列に整合されていたポリマーの特定部分が無秩序状態となる温度を意味し、示差熱走査熱量計（ＤＳＣ）で、１０℃／分の測定条件で測定して得られた値である。本発明では、側鎖結晶性ポリマーの融点は５０℃以上、好ましくは５０〜７０℃が好ましい。
【００１８】
側鎖結晶性ポリマーの組成としては、例えば、炭素数１６以上、好ましくは炭素数１６〜２２の直鎖状アルキル基を有する（メタ）アクリレート３０〜９９質量部と、炭素数１〜６のアルキル基を有するアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル０〜７０質量部と、極性モノマー１〜１０質量部とを重合させて得られる重合体等が挙げられる。
【００１９】
炭素数１６以上の直鎖状アルキル基を側鎖とする（メタ）アクリレートとしては、例えば、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、エイコシル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート等の炭素数１６〜２２の線状アルキル基を有する（メタ）アクリレートが挙げられる。炭素数１〜６のアルキル基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。極性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボキシル基含有エチレン不飽和単量体；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート等のヒドロキシル基を有するエチレン不飽和単量体等が挙げられる。
【００２０】
より具体的には、版ローラ１の表面層１１を構成する材料としては、例えば、転移温度Ｔｍが５０℃、厚み４０μｍのニッタ株式会社製のクールオフインテリマーを用いることができる。
クールオフインテリマーは、転移温度Ｔｍ未満では結晶状態であり、転移温度Ｔｍ以上では非結晶状態である。クールオフインテリマーの結晶・非結晶の状態変化は約５℃の温度範囲で急峻に起きるため、加熱・冷却を行うことにより、クールオフインテリマー表面に微細構造を形成し、且つその微細構造を保持することが可能となる。この状態変化は、温度変化を与える度に可逆的に繰り返すことができる。
【００２１】
版ローラ１の支持体１２は、表面層１１に比し耐熱性に優れた材料からなり、表面層１１が転移温度Ｔｍ以上に加熱された状態であっても版ローラ１としての機能を維持できるように構成されている。
【００２２】
圧胴ローラ２は、版ローラ１との間で記録媒体Ｓを挟持して、所定の接離機構（図示略）によって記録媒体Ｓを版ローラ１に押し付ける。この状態で圧胴ローラ２が版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｃに回転することにより、記録媒体Ｓが搬送方向Ｂに搬送されるとともに、版ローラ１の表面層１１上のインクが記録媒体Ｓに転写される。
【００２３】
熱ローラ３は、圧胴ローラ２に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。熱ローラ３にはヒータが内蔵されており、熱ローラ３の周面を表面層１１の転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱可能となっている。この熱ローラ３が、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で、版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｄに回転することにより、表面層１１の全体を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱することができる。
なお、熱ローラ３は、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で伝熱により表面層１１を加熱する機構としているが、これに限られるものではなく、例えば、ハロゲンヒータ等のように、版ローラ１の表面層１１から離間した状態で表面層１１に向けて放射エネルギーを放射して加熱する機構としても良い。
【００２４】
マイクロ構造ローラ４は、熱ローラ３に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。マイクロ構造ローラ４の周面には、複数のピラー状の突起４ｂからなる微細突起構造が設けられている。マイクロ構造ローラ４が、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で、版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｅに回転することにより、軟化した表面層１１にマイクロ構造ローラ４の周面が押し付けられて表面層１１に複数のピラー状の突起４ｂからなる微細突起構造を転写することにより、複数の微細な穴からなる微細構造を形成することができる。マイクロ構造ローラ４の周面に形成されたピラー状の突起４ｂは、例えば、直径２μｍ、高さ１μｍ、ピッチ幅２μｍとなるように形成され、ニッケル電鋳やアルミニウム電鋳で形成することができる。
なお、マイクロ構造ローラ４の周面に形成される突起４ｂの形状は、ピラー状に限られるものではなく、円錐形状や多角錐形状に形成されていても良い。
【００２５】
また、マイクロ構造ローラ４は冷却機構４ａを内蔵しており、マイクロ構造ローラ４の周面を冷却可能に構成されている。これにより、マイクロ構造ローラ４が表面層１１上に微細構造を形成すると同時に、表面層１１を転移温度Ｔｍ未満の温度に冷却することができ、これにより表面層１１を硬化させることができる。
【００２６】
サーマルヘッド５は、マイクロ構造ローラ４に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。サーマルヘッド５は、版ローラ１の回転軸１ａと互いに平行となる向きに延在して設けられている。サーマルヘッド５の版ローラ１の表面層１１に接する箇所には、サーマルヘッド５が延在する方向に沿って複数の発熱素子（図示略）が配設されている。サーマルヘッド５は、制御装置（図示略）により処理されて出力された画像信号に基づいて発熱素子を選択的に加熱することにより、版ローラ１の表面層１１のうち非画像領域に対応する部分を選択的に加熱する。これにより、表面層１１のうちサーマルヘッド５に接する領域が転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱されて軟化し、当該領域に形成された微細構造が平滑化されて平滑領域１１ｂが形成される。表面層１１のうち画像領域に対応する部分は平滑化されず、当該領域を微細構造領域１１ａとする。
【００２７】
なお、版ローラ１の表面層１１上に平滑領域１１ｂを形成する加熱手段として、サーマルヘッド５を用いているが、これに限られるものではなく、例えば、画像信号に応じて変調され放射するレーザー光を版ローラ１の回転軸１ａの延在方向に平行な方向に走査させるレーザー書込手段を用いるものであっても良い。この場合、表面層１１を加熱する領域を精密に制御することが可能となり、平滑領域１１ｂを極めて高精度に形成することができるため、記録媒体Ｓ上に高画質の画像を形成することができる。
【００２８】
インク供給ローラ６は、サーマルヘッド５に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。インク供給ローラ６は、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で、版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｆに回転することにより、表面層１１の全体（微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂ）にインクを供給することができるように構成されている。
【００２９】
インク供給ローラ６から供給されるインクとしては、水性染料インクにＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を混合して表面張力を調整したものが用いられる。ＩＰＡの含有量としては、１５ｗｔ％以下であることが好ましく、１５ｗｔ％よりも大きいと、エアーナイフ７によるインク除去の際に平滑領域１１ｂ上にインクが残存し、画質の劣化を引き起こす。より具体的には、本発明に適用されるインクとしては、表面張力が６３．３ｍＮ／ｍ以上に調整されたものが用いられる。なお、この表面張力の測定温度条件は１５℃としている。
【００３０】
エアーナイフ７は、インク供給ローラ６に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。エアーナイフ７は、版ローラ１の表面層１１に対して放出口７ａから加圧気体Ｇを吹き付ける送風機構である。具体的には、エアーナイフ７は、内部に設けられたチャンバー内で圧縮空気を瞬時に生成し、生成した圧縮空気を放出口７ａから吐出するように構成されている。このエアーナイフ７としては、例えば、株式会社ティックコーポレーション製のスーパーエアーナイフを用いることができる。
【００３１】
ここで、版ローラ１の表面層１１には微細構造領域１１ａと平滑領域１１ｂとが形成されており、表面層１１上に供給されたインクは、平滑領域１１ｂにおいては表面上に塗布された状態となっているが、微細構造領域１１ａにおいては複数の微細な穴の中に入り込んだ状態となっている。これにより、エアーナイフ７により表面層１１に加圧気体Ｇを吹き付けた際、平滑領域１１ｂ上のインクのみを吹き飛ばして除去することができる。エアーナイフ７の構成、配置、風量及び圧力等の各種条件は、エアーナイフ７が表面層１１に加圧気体Ｇを吹き付けた際に、微細構造領域１１ａ上のインクを吹き飛ばさず、且つ平滑領域１１ｂ上のインクのみを吹き飛ばすことができるような条件に設定されている。
例えば、エアーナイフ７の放出口７ａは１．５ｍｍ×３００ｍｍの矩形状に形成され、放出口７ａを版ローラ１の周面に対向させた状態で放出口７ａの長手方向が版ローラ１の回転軸１ａに平行となる向きに配設されている。また、放出口７ａが向く方向は、図１に示すように、表面層１１の周面に垂直な方向から回転方向Ａの下流側に傾く方向であって、表面層１１の周面に接する接線に対して６０°となる方向に設定されている。更に、放出口７ａから放出される加圧気体Ｇが表面層１１に当接するまでの距離は１１ｍｍに設定されている。そして、このエアーナイフ７は、放出口７ａから風量９．３６ｍ３／分、圧力１２．６ｋＰａで加圧気体を放出させる。
なお、エアーナイフ７に関する上記の各種条件は一例であって、これらの数値に限定されるものではなく、微細構造領域１１ａ上のインクを吹き飛ばすことなく平滑領域１１ｂ上のインクのみを吹き飛ばすことができれば、エアーナイフ７の構成、配置、風量及び圧力等の各種条件は適宜設定可能である。
【００３２】
図２を参照して、本実施形態に係る画像形成方法について説明する。図２（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態に係る画像形成方法の各工程を示した説明図であって、各工程における版ローラ１の表面層１１の拡大断面を示している。
【００３３】
まず、版ローラ１を回転方向Ａに回転させて、版ローラ１の表面層１１を熱ローラ３に接触させる。熱ローラ３は所定の温度に加熱されており、表面層１１の熱ローラ３に接した領域を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱する。これにより、表面層１１のうち熱ローラ３に接した領域が軟化して流動性のある状態となる（図２（ａ）参照）。
【００３４】
更に、熱ローラ３により軟化した表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたマイクロ構造ローラ４に接触させる。これにより、マイクロ構造ローラ４の周面が軟化した表面層１１に押し付けられ、マイクロ構造ローラ４の周面上に形成された微細突起構造が転写される（図２（ｂ））。同時に、マイクロ構造ローラ４に内蔵された冷却機構４ａにより、表面層１１のうちマイクロ構造ローラ４に接触した領域が転移温度Ｔｍ未満の温度に冷却されて硬化する。これにより、表面層１１に微細構造が形成される（図２（ｃ）参照）。
【００３５】
続いて、微細構造が形成された表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたサーマルヘッド５に接触させる。サーマルヘッド５は、制御装置（図示略）により処理されて出力された画像信号に基づいて表面層１１を選択的に転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱し、表面層１１のうち非画像領域に対応する部分を平滑にする。これにより、表面層１１の非画像領域に対応する部分の微細構造が消去されて平滑領域１１ｂが形成される（図２（ｄ）参照）。表面層１１のうち画像領域に対応する部分は平滑化されず、微細構造が形成された状態のままであり、当該部分が微細構造領域１１ａとなる。
【００３６】
そして、微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂが形成された表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたインク供給ローラ６に接触させる。このインク供給ローラ６により、表面層１１の全体にインクＫが供給され、微細構造領域１１ａ上及び平滑領域１１ｂ上にインクＫが塗布された状態となる（図２（ｅ）参照）。
【００３７】
インクＫが供給された表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたエアーナイフ７に対向させる。このエアーナイフ７により、表面層１１の全体に所定の風量で加圧気体Ｇを吹き付ける。表面層１１において、微細構造領域１１ａ上においては複数の微細な穴の中にインクＫが入り込んでいるが、平滑領域１１ｂ上においてはインクＫは表面上に塗布された状態となっているため、平滑領域１１ｂ上のインクＫのみが吹き飛ばされて、微細構造領域１１ａ上のインクＫは吹き飛ばされずに表面層１１上に残存する（図２（ｆ）参照）。
【００３８】
このようにして、版ローラ１の表面層１１のうち画像領域に対応する部分（微細構造領域１１ａ）にのみインクＫが塗布された状態となる。そして、この版ローラ１が圧胴ローラ２により記録媒体Ｓに押し付けられ、記録媒体Ｓ上にインクＫが転写される。記録媒体Ｓ上に転写されたインクＫは、ＵＶ照射や加熱処理等を行う定着手段（図示略）によって記録媒体Ｓ上に定着される。
これにより、記録媒体Ｓ上に画像が形成される。
上記各工程は、版ローラ１を回転方向Ａに回転駆動させながら、版ローラ１の周面に沿って連続的に行われる。
【００３９】
ここで、複数の記録媒体Ｓに同一の画像を繰り返して形成する場合には、版ローラ１上に微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂを形成した後に、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４及びサーマルヘッド５を版ローラ１から離間させ、版ローラ１の周回を継続させて、インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により同一の画像を複数の記録媒体Ｓに連続的に形成する。
【００４０】
一方、記録媒体Ｓに他の画像を形成する場合には、所定のクリーニング機構（図示略）により版ローラ１上に残存するインクを全て除去し、熱ローラ３により表面層１１全体を加熱して軟化させて微細構造領域１１ａを全て消去して平滑な状態とし、その表面層１１上にマイクロ構造ローラ４及びサーマルヘッド５により新たな微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂを形成する。インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により表面層１１上にインクを塗布し、これを記録媒体Ｓに転写することで、新たな画像を形成する。
【００４１】
また、形成した画像の一部分のみを変更させる場合にあっては、所定のクリーニング機構（図示略）により版ローラ１上に残存するインクを全て除去した後、サーマルヘッド５により表面層１１の一部分のみを選択的に加熱して微細構造領域１１ａの一部を消去する。インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により表面層１１上の微細構造領域１１ａにインクを塗布し、これを記録媒体Ｓに転写することで、一部分のみが変更された新たな画像を形成する。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、版ローラ１上に転移温度Ｔｍで可逆的に軟化する表面層１１が設けられ、この表面層１１に形成した微細構造のうち非画像領域に対応する部分を平滑にし、表面層１１にインクを供給した後に非画像領域に対応する部分のインクのみを除去するので、この版ローラ１上のインクを記録媒体Ｓに転写することで、記録媒体Ｓ上に容易に画像を形成することができる。また、版ローラ１を加熱することにより表面層１１を平滑な状態に戻すことができるため、他の画像を形成する場合にも版ローラ１を繰り返して使用でき、小ロットの印刷における印刷コストを低く抑えることができる。
また、微細構造を形成した表面層１１のうち非画像領域に対応する部分をサーマルヘッド５で平滑にし、表面層１１のうち非画像領域に対応する部分のインクのみをエアーナイフ７で選択的に除去するので、版ローラ１上に精度良くインクを塗布することができ、これにより高画質の画像を形成することができる。
【００４３】
また、熱ローラ３により表面層１１を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して軟化させ、軟化した表面層１１にマイクロ構造ローラ４の周面を押し付けることで版ローラ１に微細構造を形成するので、画像形成の工程を簡略化でき、画像形成に要する時間を短縮することができる。
【００４４】
また、マイクロ構造ローラ４は、冷却機構を有しているので、加熱されて軟化した表面層１１に微細構造を形成すると同時に、表面層１１を転移温度Ｔｍ未満の温度に冷却させることができる。したがって、表面層１１に微細構造を形成すると同時に表面層１１を硬化させることができるため、形成した微細構造が歪んだり崩れたりすることを抑制できる。
【００４５】
また、サーマルヘッド５の代わりに、レーザー加熱手段を用いることにより、表面層１１を加熱する領域を精密に制御することができ、高画質の画像を形成することができる。
【００４６】
また、版ローラ１の表面に加圧気体を吹き付けることによってインクを除去するので、微細構造領域１１ａ上のインクを除去することなく平滑領域１１ｂ上のインクのみを効率的に除去することができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
以下に、画像形成装置１００の変形例について図３を参照して説明する。
【００４８】
＜変形例１＞
変形例１に係る画像形成装置２００は、熱ローラ３を備えておらず、サーマルヘッド５によって版ローラ１の表面層１１の加熱を行う。
なお、変形例１の画像形成装置２００にあっては、以下に説明する以外の構成は上記実施形態の画像形成装置１００と略同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
図３は、変形例１に係る画像形成装置２００の概略構成を示す図である。
図３に示すように、変形例１に係る画像形成装置２００は、版ローラ１、圧胴ローラ２、マイクロ構造ローラ４、サーマルヘッド５、インク供給ローラ６及びエアーナイフ７を具備しており、熱ローラ３を備えていない。サーマルヘッド５は、図３に示すように、版ローラ１の回転方向Ａにおいて圧胴ローラ２の下流側であってマイクロ構造ローラ４の上流側に配設されている。
【００５０】
変形例１に係る画像形成装置２００を用いて画像を形成する場合には、サーマルヘッド５により表面層１１の全体を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して軟化させた後、マイクロ構造ローラ４により表面層１１に微細構造を形成する。
【００５１】
更に、マイクロ構造ローラ４により表面層１１に微細構造を形成した後、版ローラ１を回転方向Ａに回転させ、微細構造が形成された領域を再びサーマルヘッド５の対向位置に配置させる。微細構造が形成された領域がサーマルヘッド５の対向位置に配置されたら、制御装置（図示略）により処理され出力された画像信号に基づいて表面層１１を選択的に転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して、平滑領域１１ｂを形成する。そして、インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により版ローラ１の微細構造領域１１ａ上にインクを塗布し、記録媒体Ｓに転写する。
【００５２】
以上のように、変形例１に係る画像形成装置２００によれば、サーマルヘッド５により表面層１１を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して軟化させ、軟化した表面層１１にマイクロ構造ローラ４の周面を押し付けることで表面層１１に微細構造を形成するので、熱ローラ３を用いることなく、上記した画像形成装置１００と同様に画像を形成することができる。つまり、本発明の画像形成装置において、熱ローラ３を省略することができるので、画像形成装置の構成が簡易になるとともに画像形成装置を小型化することができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、版ローラ１はドラム状であるものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、ベルト状であっても良い。
【００５４】
また、上記実施形態では、版ローラ１の表面層１１に塗布されたインクを記録媒体Ｓに対して直接転写する構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、版ローラ１の表面層１に塗布されたインクを所定の被転写体に転写し、当該被転写体を介して記録媒体Ｓに転写する構成としても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ 版ローラ（刷版）
２ 圧胴ローラ
３ 熱ローラ（第２加熱手段）
４ マイクロ構造ローラ（微細構造形成手段）
４ａ 冷却機構
５ サーマルヘッド（第１加熱手段）
６ インク供給ローラ（インク供給手段）
７ エアーナイフ（インク除去手段）
１００ 画像形成装置
Ｓ 記録媒体（被転写体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、代表的な画像形成方法として、画像情報に対応して版表面に親水性部分と親油性（疎水性）部分を形成し、親水性部分に湿し水を付着させ、親油性部分にのみ選択的にインクを付着させ、そのインクをブランケットローラを介して記録媒体上に転写することで画像形成を行う平版印刷版を用いたオフセット印刷方式がある。
【０００３】
このオフセット印刷方式では連続的に高画質の画像形成を行うことが可能であるが、感光層で覆われたアルミニウム板に対し、画像情報に応じて露光、エッチングを行うなど製版工程が複雑であり、また、製版工程で排出される廃液の処理が必要となる。このため、オフセット印刷は製版コストが高く、印刷部数が少ない場合には単価が非常に高くなってしまう。そこで、小ロットの印刷を低コストで行うため、製版コストの低い印刷方式が求められている。
【０００４】
これに対し、ダイレクトイメージング（機上描画）によって印刷機の中で自動的に版の切り替えを行うもの（例えば、特許文献１参照）や、乾式電子写真方式やインクジェット方式等のオンデマンド印刷（例えば、特許文献２参照）等が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５８５０６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ダイレクトイメージングでは、版の切り替えに数十分要するために既存のオフセット印刷の版の切り替え時間（約３０分）と比べてほとんど差がなく、小ロットの印刷に適していない。また、乾式電子写真方式やインクジェット方式にあっては、オフセット印刷に比べて画質が低いという問題があり、更に、インクジェット方式においては目詰まりや滲み等の問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、小ロットの印刷を低コストで行うことができ、且つ、高画質の印刷が可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料が表面に設けられた刷版と、
前記転移温度以上に加熱されて軟化した前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成する微細構造形成手段と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする第１加熱手段と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給手段と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料を表面に有する刷版を前記転移温度以上に加熱して、前記刷版の表面を軟化させる加熱工程と、
軟化させた前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成するとともに、前記刷版の表面を前記転移温度未満に冷却して硬化させる微細構造形成工程と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする平滑化工程と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給工程と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去工程と、
前記刷版の表面上のインクを被転写体に転写する転写工程と、を備えることを特徴とする画像形成方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小ロットの印刷を低コストで行うことができ、オフセット印刷と同程度の画質の印刷が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成方法の各工程を示す説明図である。
【図３】変形例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置１００について、図１を参照して以下説明する。
図１は、本発明の画像形成装置１００の構成の一例を示す説明図である。
画像形成装置１００は、版ローラ１の表面のうち画像領域に対応する部分に複数の微細な穴からなる微細構造のある領域を形成し、版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分に微細構造のない平滑な領域を形成し、この版ローラ１の表面にインクを供給した後、版ローラ１の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクのみを除去して、版ローラ１上のインクを転写することで記録媒体Ｓ上に画像を形成する装置である。
【００１４】
画像形成装置１００は、回転方向Ａ（図１参照）に回転駆動する版ローラ（刷版）１を備え、版ローラ１の周面に沿って、版ローラ１との間に記録媒体Ｓを挟持する圧胴ローラ２、版ローラ１の周面を加熱する熱ローラ（第２加熱手段）３、版ローラ１の周面に微細構造を形成するマイクロ構造ローラ（微細構造形成手段）４、版ローラ１の周面のうち非画像領域に対応する部分を加熱して軟化させることにより平滑領域１１ｂを形成するサーマルヘッド（第１加熱手段）５、版ローラ１の周面全体にインクを供給するインク供給ローラ（インク供給手段）６、版ローラ１の周面に供給されたインクのうち平滑領域１１ｂ上のインクのみを除去するエアーナイフ（インク除去手段）７等を具備している。
【００１５】
圧胴ローラ２、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４、サーマルヘッド５及びインク供給ローラ６は、それぞれバネ部材等を備えた接離機構（図示略）を具備し、当該接離機構により版ローラ１の周面に対して接離自在に構成されている。
また、圧胴ローラ２、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４及びインク供給ローラ６は、それぞれ所定の回転軸回りに回転自在に構成されており、その各回転軸は版ローラ１の回転軸１ａと互いに平行となる向きに設けられている。圧胴ローラ２、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４及びインク供給ローラ６は、版ローラ１と互いに逆回転となるように、版ローラ１に連動して回転駆動されるように構成されている。
【００１６】
版ローラ１は、所定の回転駆動機構（図示略）により回転軸１ａ回りに回転方向Ａに回転自在に構成されている。版ローラ１の回転速度としては、例えば、５０〜２００ｍｍ／ｓ程度である。
この版ローラ１は、回転駆動機構により回転されるドラム状の支持体１２の周面に、表面層１１が設けられて構成されている。
【００１７】
版ローラ１の表面層１１は、固有の転移温度Ｔｍ以上の温度で軟化し、転移温度Ｔｍ未満の温度で硬化する樹脂からなる。即ち、表面層１１としては、転移温度Ｔｍとしての融点未満の温度で結晶化し、且つ融点以上の温度で流動性を示す側鎖結晶性ポリマーを用いるのが好ましい。
本発明において融点とは、ある平衡プロセスにより、最初は秩序ある配列に整合されていたポリマーの特定部分が無秩序状態となる温度を意味し、示差熱走査熱量計（ＤＳＣ）で、１０℃／分の測定条件で測定して得られた値である。本発明では、側鎖結晶性ポリマーの融点は５０℃以上、好ましくは５０〜７０℃が好ましい。
【００１８】
側鎖結晶性ポリマーの組成としては、例えば、炭素数１６以上、好ましくは炭素数１６〜２２の直鎖状アルキル基を有する（メタ）アクリレート３０〜９９質量部と、炭素数１〜６のアルキル基を有するアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル０〜７０質量部と、極性モノマー１〜１０質量部とを重合させて得られる重合体等が挙げられる。
【００１９】
炭素数１６以上の直鎖状アルキル基を側鎖とする（メタ）アクリレートとしては、例えば、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、エイコシル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート等の炭素数１６〜２２の線状アルキル基を有する（メタ）アクリレートが挙げられる。炭素数１〜６のアルキル基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。極性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボキシル基含有エチレン不飽和単量体；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート等のヒドロキシル基を有するエチレン不飽和単量体等が挙げられる。
【００２０】
より具体的には、版ローラ１の表面層１１を構成する材料としては、例えば、転移温度Ｔｍが５０℃、厚み４０μｍのニッタ株式会社製のクールオフインテリマーを用いることができる。
クールオフインテリマーは、転移温度Ｔｍ未満では結晶状態であり、転移温度Ｔｍ以上では非結晶状態である。クールオフインテリマーの結晶・非結晶の状態変化は約５℃の温度範囲で急峻に起きるため、加熱・冷却を行うことにより、クールオフインテリマー表面に微細構造を形成し、且つその微細構造を保持することが可能となる。この状態変化は、温度変化を与える度に可逆的に繰り返すことができる。
【００２１】
版ローラ１の支持体１２は、表面層１１に比し耐熱性に優れた材料からなり、表面層１１が転移温度Ｔｍ以上に加熱された状態であっても版ローラ１としての機能を維持できるように構成されている。
【００２２】
圧胴ローラ２は、版ローラ１との間で記録媒体Ｓを挟持して、所定の接離機構（図示略）によって記録媒体Ｓを版ローラ１に押し付ける。この状態で圧胴ローラ２が版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｃに回転することにより、記録媒体Ｓが搬送方向Ｂに搬送されるとともに、版ローラ１の表面層１１上のインクが記録媒体Ｓに転写される。
【００２３】
熱ローラ３は、圧胴ローラ２に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。熱ローラ３にはヒータが内蔵されており、熱ローラ３の周面を表面層１１の転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱可能となっている。この熱ローラ３が、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で、版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｄに回転することにより、表面層１１の全体を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱することができる。
なお、熱ローラ３は、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で伝熱により表面層１１を加熱する機構としているが、これに限られるものではなく、例えば、ハロゲンヒータ等のように、版ローラ１の表面層１１から離間した状態で表面層１１に向けて放射エネルギーを放射して加熱する機構としても良い。
【００２４】
マイクロ構造ローラ４は、熱ローラ３に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。マイクロ構造ローラ４の周面には、複数のピラー状の突起４ｂからなる微細突起構造が設けられている。マイクロ構造ローラ４が、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で、版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｅに回転することにより、軟化した表面層１１にマイクロ構造ローラ４の周面が押し付けられて表面層１１に複数のピラー状の突起４ｂからなる微細突起構造を転写することにより、複数の微細な穴からなる微細構造を形成することができる。マイクロ構造ローラ４の周面に形成されたピラー状の突起４ｂは、例えば、直径２μｍ、高さ１μｍ、ピッチ幅２μｍとなるように形成され、ニッケル電鋳やアルミニウム電鋳で形成することができる。
なお、マイクロ構造ローラ４の周面に形成される突起４ｂの形状は、ピラー状に限られるものではなく、円錐形状や多角錐形状に形成されていても良い。
【００２５】
また、マイクロ構造ローラ４は冷却機構４ａを内蔵しており、マイクロ構造ローラ４の周面を冷却可能に構成されている。これにより、マイクロ構造ローラ４が表面層１１上に微細構造を形成すると同時に、表面層１１を転移温度Ｔｍ未満の温度に冷却することができ、これにより表面層１１を硬化させることができる。
【００２６】
サーマルヘッド５は、マイクロ構造ローラ４に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。サーマルヘッド５は、版ローラ１の回転軸１ａと互いに平行となる向きに延在して設けられている。サーマルヘッド５の版ローラ１の表面層１１に接する箇所には、サーマルヘッド５が延在する方向に沿って複数の発熱素子（図示略）が配設されている。サーマルヘッド５は、制御装置（図示略）により処理されて出力された画像信号に基づいて発熱素子を選択的に加熱することにより、版ローラ１の表面層１１のうち非画像領域に対応する部分を選択的に加熱する。これにより、表面層１１のうちサーマルヘッド５に接する領域が転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱されて軟化し、当該領域に形成された微細構造が平滑化されて平滑領域１１ｂが形成される。表面層１１のうち画像領域に対応する部分は平滑化されず、当該領域を微細構造領域１１ａとする。
【００２７】
なお、版ローラ１の表面層１１上に平滑領域１１ｂを形成する加熱手段として、サーマルヘッド５を用いているが、これに限られるものではなく、例えば、画像信号に応じて変調され放射するレーザー光を版ローラ１の回転軸１ａの延在方向に平行な方向に走査させるレーザー書込手段を用いるものであっても良い。この場合、表面層１１を加熱する領域を精密に制御することが可能となり、平滑領域１１ｂを極めて高精度に形成することができるため、記録媒体Ｓ上に高画質の画像を形成することができる。
【００２８】
インク供給ローラ６は、サーマルヘッド５に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。インク供給ローラ６は、版ローラ１の表面層１１に接触した状態で、版ローラ１の回転方向Ａの逆方向である回転方向Ｆに回転することにより、表面層１１の全体（微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂ）にインクを供給することができるように構成されている。
【００２９】
インク供給ローラ６から供給されるインクとしては、水性染料インクにＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を混合して表面張力を調整したものが用いられる。ＩＰＡの含有量としては、１５ｗｔ％以下であることが好ましく、１５ｗｔ％よりも大きいと、エアーナイフ７によるインク除去の際に平滑領域１１ｂ上にインクが残存し、画質の劣化を引き起こす。より具体的には、本発明に適用されるインクとしては、表面張力が６３．３ｍＮ／ｍ以上に調整されたものが用いられる。なお、この表面張力の測定温度条件は１５℃としている。
【００３０】
エアーナイフ７は、インク供給ローラ６に対し版ローラ１の回転方向Ａの下流側に配設されている。エアーナイフ７は、版ローラ１の表面層１１に対して放出口７ａから加圧気体Ｇを吹き付ける送風機構である。具体的には、エアーナイフ７は、内部に設けられたチャンバー内で圧縮空気を瞬時に生成し、生成した圧縮空気を放出口７ａから吐出するように構成されている。このエアーナイフ７としては、例えば、株式会社ティックコーポレーション製のスーパーエアーナイフを用いることができる。
【００３１】
ここで、版ローラ１の表面層１１には微細構造領域１１ａと平滑領域１１ｂとが形成されており、表面層１１上に供給されたインクは、平滑領域１１ｂにおいては表面上に塗布された状態となっているが、微細構造領域１１ａにおいては複数の微細な穴の中に入り込んだ状態となっている。これにより、エアーナイフ７により表面層１１に加圧気体Ｇを吹き付けた際、平滑領域１１ｂ上のインクのみを吹き飛ばして除去することができる。エアーナイフ７の構成、配置、風量及び圧力等の各種条件は、エアーナイフ７が表面層１１に加圧気体Ｇを吹き付けた際に、微細構造領域１１ａ上のインクを吹き飛ばさず、且つ平滑領域１１ｂ上のインクのみを吹き飛ばすことができるような条件に設定されている。
例えば、エアーナイフ７の放出口７ａは１．５ｍｍ×３００ｍｍの矩形状に形成され、放出口７ａを版ローラ１の周面に対向させた状態で放出口７ａの長手方向が版ローラ１の回転軸１ａに平行となる向きに配設されている。また、放出口７ａが向く方向は、図１に示すように、表面層１１の周面に垂直な方向から回転方向Ａの下流側に傾く方向であって、表面層１１の周面に接する接線に対して６０°となる方向に設定されている。更に、放出口７ａから放出される加圧気体Ｇが表面層１１に当接するまでの距離は１１ｍｍに設定されている。そして、このエアーナイフ７は、放出口７ａから風量９．３６ｍ３／分、圧力１２．６ｋＰａで加圧気体を放出させる。
なお、エアーナイフ７に関する上記の各種条件は一例であって、これらの数値に限定されるものではなく、微細構造領域１１ａ上のインクを吹き飛ばすことなく平滑領域１１ｂ上のインクのみを吹き飛ばすことができれば、エアーナイフ７の構成、配置、風量及び圧力等の各種条件は適宜設定可能である。
【００３２】
図２を参照して、本実施形態に係る画像形成方法について説明する。図２（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態に係る画像形成方法の各工程を示した説明図であって、各工程における版ローラ１の表面層１１の拡大断面を示している。
【００３３】
まず、版ローラ１を回転方向Ａに回転させて、版ローラ１の表面層１１を熱ローラ３に接触させる。熱ローラ３は所定の温度に加熱されており、表面層１１の熱ローラ３に接した領域を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱する。これにより、表面層１１のうち熱ローラ３に接した領域が軟化して流動性のある状態となる（図２（ａ）参照）。
【００３４】
更に、熱ローラ３により軟化した表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたマイクロ構造ローラ４に接触させる。これにより、マイクロ構造ローラ４の周面が軟化した表面層１１に押し付けられ、マイクロ構造ローラ４の周面上に形成された微細突起構造が転写される（図２（ｂ））。同時に、マイクロ構造ローラ４に内蔵された冷却機構４ａにより、表面層１１のうちマイクロ構造ローラ４に接触した領域が転移温度Ｔｍ未満の温度に冷却されて硬化する。これにより、表面層１１に微細構造が形成される（図２（ｃ）参照）。
【００３５】
続いて、微細構造が形成された表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたサーマルヘッド５に接触させる。サーマルヘッド５は、制御装置（図示略）により処理されて出力された画像信号に基づいて表面層１１を選択的に転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱し、表面層１１のうち非画像領域に対応する部分を平滑にする。これにより、表面層１１の非画像領域に対応する部分の微細構造が消去されて平滑領域１１ｂが形成される（図２（ｄ）参照）。表面層１１のうち画像領域に対応する部分は平滑化されず、微細構造が形成された状態のままであり、当該部分が微細構造領域１１ａとなる。
【００３６】
そして、微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂが形成された表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたインク供給ローラ６に接触させる。このインク供給ローラ６により、表面層１１の全体にインクＫが供給され、微細構造領域１１ａ上及び平滑領域１１ｂ上にインクＫが塗布された状態となる（図２（ｅ）参照）。
【００３７】
インクＫが供給された表面層１１を、回転方向Ａの下流側に配設されたエアーナイフ７に対向させる。このエアーナイフ７により、表面層１１の全体に所定の風量で加圧気体Ｇを吹き付ける。表面層１１において、微細構造領域１１ａ上においては複数の微細な穴の中にインクＫが入り込んでいるが、平滑領域１１ｂ上においてはインクＫは表面上に塗布された状態となっているため、平滑領域１１ｂ上のインクＫのみが吹き飛ばされて、微細構造領域１１ａ上のインクＫは吹き飛ばされずに表面層１１上に残存する（図２（ｆ）参照）。
【００３８】
このようにして、版ローラ１の表面層１１のうち画像領域に対応する部分（微細構造領域１１ａ）にのみインクＫが塗布された状態となる。そして、この版ローラ１が圧胴ローラ２により記録媒体Ｓに押し付けられ、記録媒体Ｓ上にインクＫが転写される。記録媒体Ｓ上に転写されたインクＫは、ＵＶ照射や加熱処理等を行う定着手段（図示略）によって記録媒体Ｓ上に定着される。
これにより、記録媒体Ｓ上に画像が形成される。
上記各工程は、版ローラ１を回転方向Ａに回転駆動させながら、版ローラ１の周面に沿って連続的に行われる。
【００３９】
ここで、複数の記録媒体Ｓに同一の画像を繰り返して形成する場合には、版ローラ１上に微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂを形成した後に、熱ローラ３、マイクロ構造ローラ４及びサーマルヘッド５を版ローラ１から離間させ、版ローラ１の周回を継続させて、インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により同一の画像を複数の記録媒体Ｓに連続的に形成する。
【００４０】
一方、記録媒体Ｓに他の画像を形成する場合には、所定のクリーニング機構（図示略）により版ローラ１上に残存するインクを全て除去し、熱ローラ３により表面層１１全体を加熱して軟化させて微細構造領域１１ａを全て消去して平滑な状態とし、その表面層１１上にマイクロ構造ローラ４及びサーマルヘッド５により新たな微細構造領域１１ａ及び平滑領域１１ｂを形成する。インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により表面層１１上にインクを塗布し、これを記録媒体Ｓに転写することで、新たな画像を形成する。
【００４１】
また、形成した画像の一部分のみを変更させる場合にあっては、所定のクリーニング機構（図示略）により版ローラ１上に残存するインクを全て除去した後、サーマルヘッド５により表面層１１の一部分のみを選択的に加熱して微細構造領域１１ａの一部を消去する。インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により表面層１１上の微細構造領域１１ａにインクを塗布し、これを記録媒体Ｓに転写することで、一部分のみが変更された新たな画像を形成する。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、版ローラ１上に転移温度Ｔｍで可逆的に軟化する表面層１１が設けられ、この表面層１１に形成した微細構造のうち非画像領域に対応する部分を平滑にし、表面層１１にインクを供給した後に非画像領域に対応する部分のインクのみを除去するので、この版ローラ１上のインクを記録媒体Ｓに転写することで、記録媒体Ｓ上に容易に画像を形成することができる。また、版ローラ１を加熱することにより表面層１１を平滑な状態に戻すことができるため、他の画像を形成する場合にも版ローラ１を繰り返して使用でき、小ロットの印刷における印刷コストを低く抑えることができる。
また、微細構造を形成した表面層１１のうち非画像領域に対応する部分をサーマルヘッド５で平滑にし、表面層１１のうち非画像領域に対応する部分のインクのみをエアーナイフ７で選択的に除去するので、版ローラ１上に精度良くインクを塗布することができ、これにより高画質の画像を形成することができる。
【００４３】
また、熱ローラ３により表面層１１を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して軟化させ、軟化した表面層１１にマイクロ構造ローラ４の周面を押し付けることで版ローラ１に微細構造を形成するので、画像形成の工程を簡略化でき、画像形成に要する時間を短縮することができる。
【００４４】
また、マイクロ構造ローラ４は、冷却機構を有しているので、加熱されて軟化した表面層１１に微細構造を形成すると同時に、表面層１１を転移温度Ｔｍ未満の温度に冷却させることができる。したがって、表面層１１に微細構造を形成すると同時に表面層１１を硬化させることができるため、形成した微細構造が歪んだり崩れたりすることを抑制できる。
【００４５】
また、サーマルヘッド５の代わりに、レーザー加熱手段を用いることにより、表面層１１を加熱する領域を精密に制御することができ、高画質の画像を形成することができる。
【００４６】
また、版ローラ１の表面に加圧気体を吹き付けることによってインクを除去するので、微細構造領域１１ａ上のインクを除去することなく平滑領域１１ｂ上のインクのみを効率的に除去することができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
以下に、画像形成装置１００の変形例について図３を参照して説明する。
【００４８】
＜変形例１＞
変形例１に係る画像形成装置２００は、熱ローラ３を備えておらず、サーマルヘッド５によって版ローラ１の表面層１１の加熱を行う。
なお、変形例１の画像形成装置２００にあっては、以下に説明する以外の構成は上記実施形態の画像形成装置１００と略同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
図３は、変形例１に係る画像形成装置２００の概略構成を示す図である。
図３に示すように、変形例１に係る画像形成装置２００は、版ローラ１、圧胴ローラ２、マイクロ構造ローラ４、サーマルヘッド５、インク供給ローラ６及びエアーナイフ７を具備しており、熱ローラ３を備えていない。サーマルヘッド５は、図３に示すように、版ローラ１の回転方向Ａにおいて圧胴ローラ２の下流側であってマイクロ構造ローラ４の上流側に配設されている。
【００５０】
変形例１に係る画像形成装置２００を用いて画像を形成する場合には、サーマルヘッド５により表面層１１の全体を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して軟化させた後、マイクロ構造ローラ４により表面層１１に微細構造を形成する。
【００５１】
更に、マイクロ構造ローラ４により表面層１１に微細構造を形成した後、版ローラ１を回転方向Ａに回転させ、微細構造が形成された領域を再びサーマルヘッド５の対向位置に配置させる。微細構造が形成された領域がサーマルヘッド５の対向位置に配置されたら、制御装置（図示略）により処理され出力された画像信号に基づいて表面層１１を選択的に転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して、平滑領域１１ｂを形成する。そして、インク供給ローラ６及びエアーナイフ７により版ローラ１の微細構造領域１１ａ上にインクを塗布し、記録媒体Ｓに転写する。
【００５２】
以上のように、変形例１に係る画像形成装置２００によれば、サーマルヘッド５により表面層１１を転移温度Ｔｍ以上の温度に加熱して軟化させ、軟化した表面層１１にマイクロ構造ローラ４の周面を押し付けることで表面層１１に微細構造を形成するので、熱ローラ３を用いることなく、上記した画像形成装置１００と同様に画像を形成することができる。つまり、本発明の画像形成装置において、熱ローラ３を省略することができるので、画像形成装置の構成が簡易になるとともに画像形成装置を小型化することができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、版ローラ１はドラム状であるものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、ベルト状であっても良い。
【００５４】
また、上記実施形態では、版ローラ１の表面層１１に塗布されたインクを記録媒体Ｓに対して直接転写する構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、版ローラ１の表面層１に塗布されたインクを所定の被転写体に転写し、当該被転写体を介して記録媒体Ｓに転写する構成としても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ 版ローラ（刷版）
２ 圧胴ローラ
３ 熱ローラ（第２加熱手段）
４ マイクロ構造ローラ（微細構造形成手段）
４ａ 冷却機構
５ サーマルヘッド（第１加熱手段）
６ インク供給ローラ（インク供給手段）
７ エアーナイフ（インク除去手段）
１００ 画像形成装置
Ｓ 記録媒体（被転写体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料が表面に設けられた刷版と、
前記転移温度以上に加熱されて軟化した前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成する微細構造形成手段と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする第１加熱手段と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給手段と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記刷版の表面を前記転移温度以上に加熱して軟化させる第２加熱手段を更に備え、
前記微細構造形成手段は、前記第２加熱手段により加熱されて軟化した前記刷版の表面に前記微細構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１加熱手段は、前記刷版の表面を前記転移温度以上に加熱して軟化させ、
前記微細構造形成手段は、前記第１加熱手段により加熱されて軟化した前記刷版の表面に前記微細構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記微細構造形成手段は、冷却機構を有し、軟化した前記刷版の表面に前記微細構造を形成するとともに、前記冷却機構により、前記刷版の表面を前記転移温度未満に冷却することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１加熱手段は、前記刷版の表面をレーザー加熱することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記インク除去手段は、加圧気体を前記刷版の表面に吹き付けて、前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを吹き飛ばして除去することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料を表面に有する刷版を前記転移温度以上に加熱して、前記刷版の表面を軟化させる加熱工程と、
軟化させた前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成するとともに、前記刷版の表面を前記転移温度未満に冷却して硬化させる微細構造形成工程と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする平滑化工程と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給工程と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去工程と、
前記刷版の表面上のインクを被転写体に転写する転写工程と、を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料が表面に設けられた刷版と、
前記転移温度以上に加熱されて軟化した前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成する微細構造形成手段と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする第１加熱手段と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給手段と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記刷版の表面を前記転移温度以上に加熱して軟化させる第２加熱手段を更に備え、
前記微細構造形成手段は、前記第２加熱手段により加熱されて軟化した前記刷版の表面に前記微細構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１加熱手段は、前記刷版の表面を前記転移温度以上に加熱して軟化させ、
前記微細構造形成手段は、前記第１加熱手段により加熱されて軟化した前記刷版の表面に前記微細構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記微細構造形成手段は、冷却機構を有し、軟化した前記刷版の表面に前記微細構造を形成するとともに、前記冷却機構により、前記刷版の表面を前記転移温度未満に冷却することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１加熱手段は、前記刷版の表面をレーザー加熱することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記インク除去手段は、加圧気体を前記刷版の表面に吹き付けて、前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを吹き飛ばして除去することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
転移温度を境界として可逆的に硬度が変化する材料を表面に有する刷版を前記転移温度以上に加熱して、前記刷版の表面を軟化させる加熱工程と、
軟化させた前記刷版の表面に複数の微細な穴からなる微細構造を形成するとともに、前記刷版の表面を前記転移温度未満に冷却して硬化させる微細構造形成工程と、
前記微細構造が形成された前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分を、前記転移温度以上に加熱して軟化させることにより平滑にする平滑化工程と、
前記非画像領域に対応する部分が平滑化された前記刷版の表面にインクを供給するインク供給工程と、
前記刷版の表面のうち非画像領域に対応する部分のインクを除去するインク除去工程と、
前記刷版の表面上のインクを被転写体に転写する転写工程と、を備えることを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１７１２０３（Ｐ２０１２−１７１２０３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５３２０（Ｐ２０１１−３５３２０）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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