JP4503993B2 - 孔版印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、多孔性円筒状の印刷ドラムの外周面に製版済みのマスタ（孔版原紙）を巻装して印刷を行う孔版印刷装置に関する。

従来より、加熱穿孔製版したマスタを回転自在な印刷ドラム（版胴）の外周面に巻装し、印刷ドラム内部に設けられたインキ供給手段によりインキを供給し、プレスローラ等の押圧手段で記録媒体としての用紙を印刷ドラムに連続的に押圧して、印刷ドラム開口部、マスタ穿孔部よりインキを滲み出させて印刷を行う感熱デジタル孔版印刷装置が知られている。
印刷ドラムは、多孔性の支持円筒体に、樹脂あるいは金属網体のメッシュスクリーンを複層巻装した構成を有している。マスタは、熱可塑性樹脂フィルムに、多孔質支持体としての和紙繊維や合成繊維、あるいは和紙と合成繊維を混抄したものを貼り合わせたラミネート構造を有している。熱可塑性樹脂フィルムとしては厚みが大体１〜３μｍ程度のものが一般的に用いられる。
マスタのフィルム面をサーマルヘッドの発熱素子に接触させた状態で、サーマルヘッドを主走査方向に作動させ、搬送手段としてのプラテンローラ等でマスタを副走査方向に移動させながら穿孔製版するようになっている。

印刷ドラムの内周面に上記インキ供給手段の一要素としてのインキローラによりインキが供給され、インキローラに対向する印刷ドラムの外部にプレスローラ等の押圧手段が配置されている。プレスローラが印刷ドラムに当接したとき、印刷ドラムはインキローラによりバックアップされ、印圧が生じ、インキは印刷ドラムの外部へ向けて押し出される。

特開平４−１０５９８２号公報 特開平７−２３７３４３号公報 特開２０００−１０４１号公報 特開２００２−２４８８４３号公報 特許第３１８１９９３号公報 特開平１１−２０２９０号公報

一般に印刷ドラムの剛性（実質的に多孔性支持円筒体によって担われる）が高いと、印刷ドラムが変形しにくいため、印圧時の衝撃の吸収が鈍くなり、印刷ドラム上にインキが多く溜まるようになる。溜まったインキは印刷ドラムとマスタの間を押し出され、マスタの脇や尻（後端）から漏れる、いわゆる脇漏れや尻漏れ等の不具合を引き起こす原因となる。
逆に印刷ドラムの剛性が低いと、印圧時の衝撃の吸収がよくなり、印刷ドラム上でのインキの溜まりが少なくなってインキ漏れは発生しない。
印刷ドラムの剛性は、孔の開いている割合（開口率）で異なる。開口率が大きいと剛性は低く、開口率が小さいと剛性は高くなる。
一般に、画像を優先して開口率が決められる。通常、画質（ベタ部の埋まり）をよくするために、印刷ドラム上におけるインキ溜まりを多くするようになっており、開口率は小さくなる傾向にある。

開口率を小さくした場合、すなわち印刷ドラムの剛性を高くした場合、画質はよくなるが、印圧の開始部分や解除部分では印圧の衝撃が特に大きいため、印刷ドラム上に過剰にインキが溜まり、インキ漏れがしやすくなって余裕が無いという問題があった。
この種のインキ漏れを防止する対策として、例えば特開平１１−２０２９０号公報に記載されているように、印刷ドラムの内部に堰要素を設けてインキの過剰な押し出しを抑制する方法があるが、構造が複雑でコストアップを避けられなかった。

そこで、本発明は、画質を優先して開口率を決めた場合でも、堰要素などの特別な構成を要することなくインキ漏れを防止できる孔版印刷装置の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、インキを通過させる多孔性の印刷領域とインキを通過させない非印刷領域を有する円筒状の印刷ドラムの外周面に製版済みのマスタを巻装し、上記印刷ドラムの内周面にインキ供給部材によりインキを供給するとともに、上記インキ供給部材に対向する上記印刷ドラムの外部から押圧部材により上記印刷ドラムに記録媒体を押圧して印圧をかけて印刷を行う孔版印刷装置において、上記印刷ドラムの上記印刷領域における印圧開始付近の剛性を、上記印刷領域内の他の部分より低くしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の開口率を他の部分より大きくすることによってなされることを特徴とする。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の開口率が２０〜２５％以上であることを特徴とする。

請求項４記載の発明では、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の孔径を他の部分より大きくすることによってなされることを特徴とする。

請求項５記載の発明では、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の孔密度を他の部分より大きくすることによってなされることを特徴とする。

請求項６記載の発明では、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の厚みを他の部分より薄くすることによってなされることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、インキを通過させる多孔性の印刷領域とインキを通過させない非印刷領域を有する円筒状の印刷ドラムの外周面に製版済みのマスタを巻装し、上記印刷ドラムの内周面にインキ供給部材によりインキを供給するとともに、上記インキ供給部材に対向する上記印刷ドラムの外部から押圧部材により上記印刷ドラムに記録媒体を押圧して印圧をかけて印刷を行う孔版印刷装置において、上記印刷ドラムの上記印刷領域における印圧開始付近の剛性を、上記印刷領域内の他の部分より低くしたので、堰要素などの複雑な構成を設けることなく、画質優先の利点を維持しながらインキ漏れを抑制することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の開口率を他の部分より大きくすることによってなされることとしたので、堰要素などの複雑な構成を設けることなく、且つ、孔形状に拘わらず、画質優先の利点を維持しながらインキ漏れを抑制することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の開口率が２０〜２５％以上であることとしたので、画質優先の利点を維持しながらインキ漏れを高精度に抑制することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の孔径を他の部分より大きくすることによってなされることとしたので、堰要素などの複雑な構成を設けることなく、画質優先の利点を維持しながらインキ漏れを抑制することができる。孔径が円形であるので、従来の多孔性支持円筒体の製造容易性を維持できる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の孔密度を他の部分より大きくすることによってなされることとしたので、堰要素などの複雑な構成を設けることなく、画質優先の利点を維持しながらインキ漏れを抑制することができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項１記載の孔版印刷装置において、上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の厚みを他の部分より薄くすることによってなされることとしたので、堰要素などの複雑な構成を設けることなく、画質優先の利点を維持しながらインキ漏れを抑制することができる。孔径及び孔形状を一定にできるので、従来の多孔性支持円筒体の製造容易性を維持できる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態における孔版印刷装置の構成及び印刷動作の概要を説明する。図示しない装置本体の略中央部には、印刷ドラム１が回転自在に設けられており、印刷ドラム１の右上方部には製版装置２０が配置されている。製版装置２０の下方には記録媒体供給手段としての給紙装置３０が配置されており、その給紙方向下流側にはレジストローラ対３６が設けられている。印刷ドラム１の下方には印刷ドラム１との間で印圧部を形成する押圧手段４０が設けられている。
印刷ドラム１の左側には、印刷ドラム１上の使用済みのマスタを剥離して収容する排版装置５０が配置されている。

製版装置２０では、マスタ８が図示しないホルダ部材に回転自在に支持された芯材９にロール状に巻成され、回転繰り出し可能に設けられている。マスタ搬送方向下流側には、図示しない製版部側板に回転自在に支持されたプラテンローラ１０が設けられており、無数の発熱素子を有するサーマルヘッド１１がマスタ８を介してプラテンローラ１０に図示しない付勢手段により押圧されている。プラテンローラ１０は、図示しないステッピングモータにより時計回り方向に回転駆動される。
プラテンローラ１０が回転することにより、マスタ８はロール状態から繰り出される。プラテンローラ１０のマスタ搬送方向下流側には、図示しない製版部側板に互いに圧接した状態で回転自在に支持された搬送ローラ対１２が設けられている。搬送ローラ対１２はプラテンローラ１０の搬送速度より僅かに速い速度に設定され、マスタ８との間で僅かに滑りながらマスタ８に所定の張力を付与するようになっている。

搬送ローラ対１２の下流側には、製版されたマスタ８を適当な長さに切断するギロチンタイプのカッタ１３が設けられている。カッタ１３は下刃１３ａと、上刃１３ｂを有している。カッタとしては回転刃移動タイプ等を用いてもよい。
カッタ１３の下流側には、図示しない製版部側板に互いに圧接した状態で回転自在に支持された給版ローラ対１４が設けられている。給版ローラ対１４は、搬送ローラ対１２と同様に、マスタ８との間で滑りながらマスタ８に適度な張力を付与するようになっている。
給版ローラ対１４の下流側には、製版されたマスタ８の先端を後述する印刷ドラム１のクランパへ案内する湾曲したガイド板１５が設けられている。

印刷ドラム１は、インキ供給パイプを兼ねる回転軸５と、該回転軸５に軸方向に間隔をおいて固定されたフランジ３７、３７と、該フランジ３７の外周面に固定された多孔性支持円筒体１ａと、該多孔性支持円筒体１ａの外周を覆う図示しない樹脂あるいは金属網体のメッシュスクリーン等を有している。
一方のフランジ３７の外面には大径ギヤ６０が固定されており、駆動モータ６１の回転軸に固定された小径ギヤ６２と噛み合っている。印刷ドラム１は駆動モータ６により時計回り方向に回転駆動される。
印刷ドラム１には、インキを通過させる多孔性の印刷領域１ａ−１とインキを通過させない非印刷領域１ａ−２が形成されており、非印刷領域１ａ−２の表面には、印刷ドラム１の一つの母線に沿って、磁性体で形成されたステージ６が設けられている。ステージ６と平行にクランパ軸７ａが回転可能に支持されており、クランパ軸７ａにはマグネット等が貼着されたクランパ７が一体に設けられている。クランパ７はステージ６に磁力で密着し、図示しない開閉装置により所定位置で開閉されるようになっている。

印刷ドラム１の内部には、インキ供給手段３８が設けられている。インキ供給手段３８は、インキ供給パイプとしての回転軸５と、該回転軸５に固定された図示しない側板により軸部を回転自在に支持されたインキ供給部材としてのインキローラ２と、上記側板に回転自在に支持され、インキローラ２の外周面との間に僅かに隙間をおいて設けられたドクターローラ３を有している。インキローラ２は、図示しない駆動伝達手段(ギヤ、ベルト等)により印刷ドラム１と同期して同方向に回転駆動される。
インキローラ２とドクターローラ３の間の楔状空間に形成されるインキ溜まり４のインキがドクターローラ３によりインキローラ２の外表面に薄膜状に供給される。インキ溜まり４のインキは、図示しないインキ供給装置により印刷ドラム１の外部に設けられた図示しないインキパック等より吸引され、回転軸５の供給穴５ａよりインキ溜まり４に滴下供給される。
印刷ドラム１は、図示しない装置本体に対してその軸線方向に上記インキパック等と一体で、すなわち１つのユニットで着脱可能となっている。

給紙装置３０は、記録媒体としての用紙３２が積載収容される昇降可能な給紙台３１と、図示しない分離部材と協働して最上の用紙３２を１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ３３等を有している。
給紙装置３０により給紙された用紙３２は、上ガイド３４と下ガイド３５により案内され、レジストローラ対３６へ向けて搬送される。レジストローラ対３６は、反時計回り方向に回転駆動されて印刷ドラム１の周速に合った速度で用紙３２を挟持・搬送するようになっている。

押圧手段４０は、図示しない装置本体側板に回転自在に支持されたアーム軸４４と、該アーム軸４４に固定されたプレスロ一ラアーム対４３と、該プレスロ一ラアーム対４３に軸部４２を介して回転自在に支持されたプレスローラ４１等を有している。図示しないカム等によりプレスローラ４１が印刷ドラム１に対して接離するようになっており、図示しないバネ部材により印刷ドラム１に向けて常時付勢されている。図示しない係止手段により通紙時以外は実線で示すようにプレスローラ４１が印刷ドラム１から離間した位置に保持されている。
印刷ドラム１の左側には印刷ドラム１に近接して用紙３２を印刷ドラム１の表面より剥離する図示しない剥離爪が回動自在に支持されている。該剥離爪の下方には、剥離された用紙３２を空気による負圧で吸着搬送する図示しない用紙搬送手段が設けられており、該用紙搬送手段により搬送された用紙３２は図示しない排紙トレイに排出・積載されるようになっている。
排版装置５０は、印刷ドラム１の外周面に巻装されている使用済みのマスタを剥離する剥離ローラ対５１等を有している。

次に、上記構成にかかる孔版印刷装置の印刷動作を説明する。
図示しない原稿読み取り部に原稿が載置された後に、図示しない操作パネル上に設けられたスタートボタン等が押されると、印刷ドラム１は図示しない駆動装置により回転し、印刷ドラム１の表面（外周面）に巻装された使用済みマスタが排版装置５０により印刷ドラム１の表面より剥離されて廃棄される。
排版が完了すると、印刷ドラム１はクランパ７が略右真横位置になるまで回転して停止する。印刷ドラム１が停止すると、図示しない開閉装置によりクランパ７が開かれて給版待機状態となる。クランパ７が開かれると、上記原稿読み取り部により読み込まれた画像情報に応じてサーマルヘッド１１の発熟素子にパルス状に通電がなされ、マスタ８の加熱穿孔製版が行われる。
プラテンローラ１０を駆動する図示しないステッピングモータのステップ数に基づいて、マスタ８の先端がガイド板１５に案内されてステージ６とクランパ７との間に届いたと判断されると、図示しない開閉装置によりクランパ７が閉じられてマスタ８の先端部を吸着挟持するとともに、印刷ドラム１が製版速度とほぼ同じ速度で回転を再開して、製版されたマスタ８の巻装が行われる。

図示しないステッピングモータのステップ数より製版及び、所定長さの搬送が終了したと判断されると、プラテンローラ１０及び搬送ローラ対１２、給版ローラ対１４が停止するとともに、カッタ１３が作動してマスタ８が所定の長さに切断される。切断されたマスタ８は印刷ドラム１の回転により引き出され、印刷ドラム１への製版済みマスタの巻装が完了する。
印刷ドラム１への巻装が完了すると、給紙装置３０により、給紙台３１上に積載されている用紙３２が一枚分離給紙され、圧接状態で停止しているレジストローラ対３６のニップ部に当接して停止し、過剰送りにより斜めずれを修正される。その後、印刷ドラム１の位置を検出する図示しないセンサ等の情報を基にレジストローラ対３６が回転駆動され、印刷ドラム１上の画像の先端と用紙３２の搬送方向における所定位置とが一致するタイミングで印刷ドラム１とプレスローラ４１との間の印圧部に向けて搬送される。

図示しないセンサにより用紙３２の通過が検知されることで、図示しない係止手段が解除されてプレスローラ４１が付勢バネにより印刷ドラム１に用紙３２を連続的に押圧し、マスタ８を印刷ドラム１に密着させる版付けが行われる。
所定位置でレジストローラ対３６が離間するとともに、用紙３２は印刷ドラム１とプレスローラ４１により挟持・搬送される。用紙３２は印刷ドラム１に接近離間する図示しない剥離爪により印刷ドラム１より剥離され、図示しない用紙搬送手段により搬送された後図示しない排紙トレイに排出されて積載される。
プレスローラ４１等は初期位置に復帰して印刷待機状態となる。この後に設定された枚数の用紙３２が連続的に給紙されて印刷が行われ、図示しない排紙トレイに順次排出積載される。

図２は、図１における印刷ドラム１の多孔性支持円筒体１ａの印刷領域１ａ−１の一部（Ａ部）の拡大図である。印刷領域１ａ−１には多数の孔ｈが形成されている。
図５は、従来の印刷ドラムにおける多孔性支持円筒体１ａをドラム回転方向に展開した図である。プレスローラ４１による印圧は、印刷領域１ａ−１全体にかけられる訳ではなく、印圧開始点と印圧解除点は余裕をもって設定されている。

本実施形態では、インキ漏れを防止すべく、図３（ａ）に示すように、印刷ドラム１の印刷領域１ａ−１における印圧開始付近（印圧開始点近傍）１ａ−４及び印圧解除付近（印圧解除点近傍）１ａ−５の剛性を、印刷領域１ａ−１内の他の部分１ａ−３より低くしている。
具体的には、図３（ｂ）に示すように、印圧開始付近１ａ−４と印圧解除付近１ａ−５における孔ｈ２の径を他の部分１ａ−３の孔ｈ１の径よりも大きくしている。すなわち、印圧開始付近１ａ−４と印圧解除付近１ａ−５における開口率を他の部分１ａ−３よりも大きくしている。
印圧開始付近１ａ−４と印圧解除付近１ａ−５における開口率は、実験の結果２０〜２５％以上が望ましいことが確認された。
これにより、印圧の開始部分や解除部分で剛性が低くなって印圧の衝撃が吸収されやすくなり、印刷ドラム１上のインキ溜まりが局部的（限定的）に抑制される。開口率を基準とする場合、孔の形状は円形に限定されない。例えば楕円形や矩形でもかまわない。要するに良好なインキ押し出し機能が得られればよい。
本実施形態では円形孔の径を大きくすることによって剛性を低くするようにしたが、孔径を一定にして孔密度を大きく（孔間ピッチを小さく）しても同様のインキ漏れ抑制機能を得ることができる（第２の実施形態）。

次に、図４に基づいて第３の実施形態を説明する。
なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、印刷領域１ａ−１全体に亘って同一径の孔ｈを形成しているが、図４（ａ）に示すように、印圧開始付近１ａ−４と印圧解除付近１ａ−５におけるドラム径方向の厚みを他の部分１ａ−３よりも薄くしている。具体的には約１／２（ハーフエッジ）としている。
これにより、印圧の開始部分や解除部分で剛性が低くなって印圧の衝撃が吸収されやすくなり、印刷ドラム１上のインキ溜まりが局部的（限定的）に抑制される。

本発明の第１の実施形態における孔版印刷装置の概要正面図である。 印刷ドラムの多孔性支持円筒体の一部の拡大図である。 発明の要旨を説明する図で、（ａ）は印刷ドラムの多孔性支持円筒体を展開した状態での概要正面図、（ｂ）は多孔性支持円筒体を展開した状態での概要平面図である。 第３の実施形態における発明の要旨を説明する図で、（ａ）は印刷ドラムの多孔性支持円筒体を展開した状態での概要正面図、（ｂ）は多孔性支持円筒体を展開した状態での概要平面図である。 従来における印刷ドラムの多孔性支持円筒体を展開した状態での概要正面図である。

符号の説明

１ 印刷ドラム
１ａ−１ 印刷領域
１ａ−２ 非印刷領域
１ａ−３ 他の部分
１ａ−４ 印圧開始付近
１ａ−５ 印圧解除付近
２ インキ供給部材としてのインキローラ
８ マスタ
４１ 押圧部材としてのプレスローラ
３２ 記録媒体としての用紙
ｈ 孔

Claims (6)

1. インキを通過させる多孔性の印刷領域とインキを通過させない非印刷領域を有する円筒状の印刷ドラムの外周面に製版済みのマスタを巻装し、上記印刷ドラムの内周面にインキ供給部材によりインキを供給するとともに、上記インキ供給部材に対向する上記印刷ドラムの外部から押圧部材により上記印刷ドラムに記録媒体を押圧して印圧をかけて印刷を行う孔版印刷装置において、
   上記印刷ドラムの上記印刷領域における印圧開始付近の剛性を、上記印刷領域内の他の部分より低くしたことを特徴とする孔版印刷装置。
2. 請求項１記載の孔版印刷装置において、
   上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の開口率を他の部分より大きくすることによってなされることを特徴とする孔版印刷装置。
3. 請求項２記載の孔版印刷装置において、
   上記印圧開始付近の開口率が２０〜２５％以上であることを特徴とする孔版印刷装置。
4. 請求項１記載の孔版印刷装置において、
   上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の孔径を他の部分より大きくすることによってなされることを特徴とする孔版印刷装置。
5. 請求項１記載の孔版印刷装置において、
   上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の孔密度を他の部分より大きくすることによってなされることを特徴とする孔版印刷装置。
6. 請求項１記載の孔版印刷装置において、
   上記印圧開始付近の剛性を低くすることが、該印圧開始付近の厚みを他の部分より薄くすることによってなされることを特徴とする孔版印刷装置。

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