JP3512345B2 - 孔版印刷方法、装置及び原版 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は孔版印刷方法及び装
置に関し、更に詳しくは、特定の化合物の吸着又は脱着
に応答して拡張又は狭窄する多数の微細な穿孔部を備え
た新規な原版を利用した孔版印刷方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気信号に変換された文字画像情報に従
ってドット状の熱を発生するサーマルヘッドなどの加熱
手段を用いて感熱孔版原紙の熱可塑性樹脂フィルムを溶
融穿孔して製版し、この原紙を版胴に巻き付けてその穿
孔部からインクを通過させて印刷用紙に転移させる印刷
装置は、高速プリント、低ランニングコストのデジタル
印刷機として既に普及している。

【０００３】しかし、かかる従来のデジタル印刷機で
は、感熱孔版原紙の収納部材、搬送部材、排版部材を具
備する必要がある。また、新たな原稿の印刷を行う際に
は、使用済みの原紙を廃棄する必要があり、通常は印刷
機内に具備された排版ボックスに一旦収納し、この排版
ボックスが満杯になった時に廃棄するという手間を要し
ていた。すなわち、従来の孔版印刷では、原版として用
いられる孔版原紙は再生又は再利用が不可能であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、再生
可能な孔版印刷用原版を提供することにより、感熱孔版
原紙の準備及び廃棄を不要として、上記従来技術の問題
点を解決した新規な孔版印刷方法及び装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、特定の化合物を吸着して収縮する高分子材料から
なるフィルムの断面方向に多数の微細な穿孔部を形成
し、所望の画像を再現するように前記化合物を前記フィ
ルムに転移させて前記穿孔部を選択的に拡張させ、この
拡張した穿孔部から画像形成材料を通過させて記録媒体
上に当該画像形成材料を転移させることを特徴とする孔
版印刷方法によって達成される。

【０００６】すなわち、本発明の印刷方法は、孔版印刷
用原版として、特定の化合物を吸着して収縮する高分子
材料からなるフィルムであって、その断面方向に予め多
数の微細な穿孔部を形成したものを用意し、当該フィル
ムに所望の画像を再現するように前記化合物を転移させ
て前記穿孔部を選択的に拡張させて原版を製版し、当該
製版された原版の穿孔部から画像形成材料を通過させて
記録媒体上に転移させることを特徴とする。

【０００７】かくして、本発明の別の局面によれば、特
定の化合物の吸着に応答して収縮する高分子材料からな
るフィルムの断面方向に多数の微細な穿孔部を形成して
なることを特徴とする孔版印刷用原版が提供される。

【０００８】本発明の孔版印刷用原版は、特定の化合
物、好ましくは液体状又は気体状の当該化合物に接触す
ると、当該化合物を吸着し収縮する性質を有する。した
がって、当該化合物の接触に応答して、フィルムの表面
が収縮するとともに穿孔部が拡張し、画像形成材料を容
易に通過させることができるようになる。穿孔部の大き
さは、前記化合物を吸着しない状態で画像形成材料を容
易に通過させることができない程度の大きさとすればよ
く、具体的には、印刷インキ等の画像形成材料の粘度等
の物性に応じて適宜選択することができる。

【０００９】また、本発明の孔版印刷用原版を構成する
高分子材料は、別の化合物の吸着に応答して膨張する性
質を有することが好ましい。この場合、原版は、当該別
の化合物の接触に応答して、フィルムの表面が膨張する
とともに穿孔部を狭窄し、画像形成材料の通過を阻害す
る。したがって、画像形成材料の粘度等の物性に拘ら
ず、その通過を阻止できる点で好都合である。

【００１０】このように、本発明の原版の穿孔部は、特
定の化合物を吸着又は脱着することにより可逆的にイン
キ通過可能な状態とインキ通過不能な状態、換言すれ
ば、開状態と閉状態にすることが可能である。従って、
原版は、一旦製版して印刷に使用した後、その穿孔部を
全て閉じて次の印刷に備えることができ、すなわち、再
生可能である。原版の穿孔部を閉じて再生するには、製
版時に吸着した化合物を脱離させてフィルムの収縮状態
を解消するか、または、フィルムを膨張させる上記のよ
うな別の化合物を穿孔部近傍又は全面に接触させて吸着
させればよい。

【００１１】以上のように、本発明では、原版を繰り返
し使用することができるので、従来のような使い捨ての
感熱孔版原紙は不要となる。したがって、本発明の原版
を、輪転式謄写機の版胴に応用すれば、従来の製版機能
付き輪転謄写機から孔版原紙の取り扱いにかかる一切の
装置を廃することができる。

【００１２】かくして、本発明の更に別の局面によれ
ば、前記本発明の孔版印刷用原版を外周面に備えて自身
の中心軸線周りに回転駆動されるインキ通過性の円筒状
版胴と、前記原版に前記化合物を所望の画像を再現する
ように転移させて前記穿孔部を選択的に拡張させる製版
手段と、該版胴の内周面に内接して設けられ、該版胴内
部に供給された画像形成材料を該版胴の外方に押し出す
スキージ手段と、印刷用紙が前記版胴の回転に同期して
移動する状態にて、該版胴と該印刷用紙との少なくとも
何れか一方を押圧して相互に密着させ、画像形成材料を
前記原版の拡張した穿孔部を介して版胴内部から印刷用
紙に転移させる押圧機構とを備えた孔版印刷装置が提供
される。この孔版印刷装置は、さらに、原版の再生を容
易にするために、原版に吸着して前記高分子材料を膨張
させることにより前記原版の拡張された穿孔部を狭窄さ
せる化合物を原版に塗布する手段を備えてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の原版のフィルムを構成す
る高分子材料としては、例えば、溶解性パラメーターの
大きい極性ポリマーが該当し、具体的には、ポリビニル
ピロリドン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポ
リエチレンオキサイド、ポリビニルエーテル、ポリジオ
キソラン、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド、ポリイ
ミド、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポ
リエチレンイミン、ポリエステル、ポリカーボネート、
ポリウレタン、ポリスルホン、ポリスルホキシド、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリオキサゾリン、ポリビニル
カルバゾール等が用いられる。これらのうち、分子の吸
着と脱着の応答速度が速く、分子の吸着と脱着に伴う膨
張率と収縮率の大きな高分子材料が好ましい。分子の吸
着と応答速度が遅いと、複数の異なった画像情報に従っ
て印刷を行う際、時間がかかってしまい効率的ではな
い。また膨張率又は収縮率の小さい高分子フィルムで
は、穿孔部を開閉させるために多量の分子を吸着する必
要があり、経済的でない。このような望ましい特性を満
足する高分子材料として、ポリピロール、ポリチオフェ
ンが好ましく用いられ、酸化重合、電解重合、重縮合な
どの方法で合成することができる。例えば、ポリピロー
ルは過塩素酸テトラエチルアンモニウム塩水溶液中で、
ピロールモノマーを電解重合することによって得ること
ができる。ポリピロール又はポリチオフェンからなる高
分子フィルムは、水及び有機溶剤から選ばれる少なくと
も１種類の液体又は気体分子を可逆的に吸着又は脱着
し、その結果、可逆的に膨張又は収縮する機能を有す
る。なお、当該高分子材料は、上記ポリマー成分単独か
らなるものであっても混合したものであってよく、又は
共重合体であってもよい。

【００１４】本発明の原版のフィルムは、前記高分子材
料を用いて公知の方法により製膜することができる。例
えば、該フィルムの主成分であるポリマーを溶剤に溶解
し、非密着性の支持体に塗工して乾燥させて作製する方
法、非密着性支持体上でモノマーを重合して作製する方
法、延伸装置によってポリマーフィルムとして作製する
方法などが挙げられる。当該フィルムの厚さは、０.５
〜１０００μｍ、好ましくは１〜５００μｍの範囲であ
る。フィルムの厚さが０.５μｍ未満では取扱性及び強
度が劣り、また１０００μｍを越えると、穿孔部の開閉
に多量の液体又は気体が必要となると共に、画像形成材
料が通過し難くなることがある。

【００１５】本発明のフィルムに形成される微細な穿孔
部は、エキシマーレーザー照射装置、電子線照射装置な
どの穿孔装置を用いることにより、孔版印刷に使用する
画像形成材料が実質的に通過しない程度の大きさの孔と
して、予めフィルムの断面方向に貫通した状態で設ける
ことができる。フィルムの収縮時、すなわち、当該穿孔
部の開孔時の孔径は、通常、０.１μm〜５００μmの範
囲とされる。０.１μｍ未満では画像形成材料が通過し
にくくなり、５００μｍ以上では記録媒体上で得られる
印刷物の解像性が低くなり、不鮮明な画像となる。

【００１６】本発明の原版は、上記フィルム単体で構成
してもよいが、機械的強度を保つために前記フィルムを
多孔性支持体に積層した構成としてもよい。該多孔性支
持体としては、マニラ麻、パルプ、ミツマタ、コウゾ、
和紙等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、ビニロ
ン、アセテート等の合成繊維、金属繊維、ガラス繊維な
どを単独又は混合して用いた薄葉紙、不織布、スクリー
ン紗等が挙げられる。

【００１７】本発明の原版を製版するために上記フィル
ムに吸着させる化合物は、水及び有機溶剤の中から、上
記フィルムを構成する高分子材料に応じて適宜選択する
ことができる。有機溶剤は、通常、一般的な有機溶剤で
あればよく、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、ハ
ロゲン化炭化水素系、アルコール系、ケトン系、エステ
ル系、エーテル系、アルデヒド系、カルボン酸系、アミ
ン系、低分子複素環化合物、オキサイド系等の溶剤が包
含され、具体的には、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、
ニトロメタン、ベンセン、トルエン、キシレン、クロロ
フォルム、ジクロロメタン、クロロベンゼン、ヨードメ
タン、４塩化炭素、クロルベンセン、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−
プロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、グリセリン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸
エチル、酢酸プロピル、エチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、１,４−ジオキサン、乳酸、プロピオン酸、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、メチルアミン、エ
チレンジアミン、ジメチルホルムアミド、ピリジン、エ
チレンオキサイド等が挙げられる。これらは単独でまた
は併用して用いることができる。また必要に応じて染
料、顔料、防腐剤、湿潤剤、界面活性剤、ｐＨ調節剤等
を含有してもよい。

【００１８】特に、上記フィルムがポリピロールフィル
ムである場合は、水を吸着させることにより迅速に穿孔
部が拡張するので、該フィルムに水分子を転移させて製
版することができ、好都合である。

【００１９】本発明の原版は、上記化合物を前記フィル
ムに吸着させて転移させることにより製版することがで
きるが、上記化合物は、液体状又は気体状で前記フィル
ムに転移させることが好ましい。そして、製版済みの原
版を再生する場合は、吸着した化合物をフィルムから自
然蒸発させて脱離させてもよく、また、該フィルムを膨
張させる他の化合物を該フィルムに吸着させてもよい。
例えば、ポリピロールフィルムは、アルコール、アルデ
ヒド、モノハロアルカン、ヨードメタンなどの極性有機
溶媒を吸着することにより膨張して穿孔部を狭窄するた
め、該フィルムを再生するために、これらの有機溶媒を
塗布することでフィルムの再生が行える。特に、ヨード
メタンは、フィルムに平衡吸着している水分子を置換し
ながら吸着する性質を備えるので、好ましい。

【００２０】本発明の原版を製版するには、上記製版用
の化合物を、所望の画像を再現するように上記フィルム
に転移させればよく、例えば、ぺん、筆等の筆記用具で
液状の上記化合物を塗布してもよく、また、発熱素子又
は圧電素子を有する液体吐出装置、噴霧器、ミスト発生
装置、蒸発ガス発生装置等を用いて原版に非接触の状態
で転移させることができる。

【００２１】本発明によれば、上記のようにして原版を
製版した後、一般的な孔版印刷の手法に従って印刷を行
うことができる。例えば、前記原版の一方の面にインク
のような画像形成材料を載置し、他方の面に印刷用紙の
ような記録媒体を重ね合わせ、上記画像形成材料を押
圧、減圧、スキージなどの押圧機構の助けにより押圧し
て、原版の拡張した穿孔部から通過させて記録媒体に転
移させることができる。

【００２２】画像形成材料には、液体の印刷インク、固
体の粉体、画像形成前駆体などが含まれる。液体のイン
クとしては、油性インク、水性インク、油中水滴型エマ
ルジョンインク、水中油滴型エマルジョンインク、熱溶
融性インクなどが挙げられ、固体の粉体としては、コピ
ー用トナー、磁性粉体などが挙げられ、画像形成前駆体
としては、反応性染料、キレート発色剤などが挙げられ
る。

【００２３】記録媒体としては、印刷用紙、プラスチッ
クシート、木材及び金属板などの板材、前記画像形成前
駆体の被反応物含有体などが挙げられる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、具体例に基づいて
本発明を更に詳しく説明するが、本発明は該具体例によ
って何ら限定されるものではない。

【００２５】図１は本発明で使用される原版を穿孔部が
閉じた状態で示す模式的斜視図であり、数字１は原版を
示し、該原版は、特定の化合物を吸着して収縮する高分
子材料からなるフィルム単独からなり、その断面方向に
多数の微細な穿孔部１aが形成されている。この状態で
は、穿孔部１ａの開口は、画像形成材料の通過を阻止す
るに十分狭い寸法とされている。

【００２６】図２は、図１の原版１の表面に、前記高分
子材料を収縮させる性質を持つ化合物を塗布して吸着さ
せた状態で示す模式的斜視図であり、この状態では、穿
孔部１ｂの周囲のフィルム表面が収縮するため、該穿孔
部１ｂが開き、画像形成材料は穿孔部１ｂを通過するこ
とができる。したがって、原版１の一方の面に画像形成
材料を載置し、他方の面に記録媒体を接触させ、この状
態で、画像形成材料を記録媒体の方向に押圧することに
より、穿孔部１ｂを介して画像形成材料を記録媒体に転
移させることができる。かくして、本発明の孔版印刷用
原版は、所望の画像に応じて穿孔部を選択的に開閉させ
ることにより、従来使用されている孔版原紙の代わりと
して、各種孔版印刷装置において使用できることは明ら
かである。なお、原版１は、高分子材料の収縮・膨張に
よって寸法が変化しないように、各辺を枠体に張設して
固定したり、輪転謄写機の版胴へ適当な固定手段で固定
しておくことが好ましい。

【００２７】さらに、図２の原版１から、先に塗布され
て吸着した化合物を蒸発等により原版から脱離させれ
ば、原版１は図１の状態に復帰し、画像形成材料の穿孔
部１aからの通過は阻止され、原版１は再生される。こ
のように、原版１は、可逆的に収縮及び復帰を繰り返す
ので、穿孔部は可逆的に開閉し、繰り返し製版及び印刷
に用いることができる。

【００２８】図３は本発明の方法を実施するための輪転
式孔版印刷装置の一例を示す模式的断面図であり、自身
の中心軸線周りに回転駆動される円筒状版胴２を備えて
いる。該版胴２は、従来の装置に用いられているものと
同様のインキ通過性の円筒状多孔部材の外周面に、図１
及び図２に示されるような原版１を積層して構成されて
いる。さらに、該版胴２の内部には、スキージローラー
３が円筒状多孔部材の内面に摺接するように設けられ、
印刷時、該版胴２と同方向に回転駆動される。

【００２９】さらに、図３の装置は、版胴２に隣接して
配置されたインクジェット式の液体吐出手段５を備えて
おり、原版１の高分子材料を収縮させる性質を持つ液状
化合物６を、予め電気信号に変換された画像情報に従っ
て当該画像を再現するように原版１の表面に吐出できる
ようにされている。また、図３の装置は、版胴２に隣接
して配置された液体塗布手段８を備えている。この液体
塗布手段８は塗布ローラー９を備えて、版胴２の外周面
に、原版の高分子材料を膨張させる性質を持つ別の液状
化合物を原版１の表面全体に塗布できるようにされてい
る。

【００３０】図３の装置で印刷を行うには、まず、版胴
２を適宜回転させながら、液体吐出手段５から液状化合
物６を吐出させ、原版１上に所望の画像を再現するよう
に転移させる。すると、液状化合物７が転移して吸着し
た原版１の部分は収縮するため、その周辺の穿孔部が開
口し、版胴２内部に供給された印刷インク１０は該穿孔
部を介して通過できるようになり、原版１の製版が行わ
れる。ここで、版胴２の回転に同期させながら印刷用紙
１１をプレスローラー４によって原版１に押圧しつつ搬
送すると、印刷インク１０がスキージローラー３によっ
て版胴２の外方に押し出されるとともに、開口した穿孔
部を介して原版１を通過して印刷用紙１１上に転移する
ため、印刷画像１２を得ることができる。

【００３１】次に、図３の装置で、別な画像情報に従っ
て印刷を行うには、液体塗布手段８の塗布ローラー９か
ら、原版の高分子材料を膨張させる性質を持つ別の液状
化合物を原版１の表面に塗布する。すると、先に転移し
た液体７は脱離して、塗布ローラー９から塗布された化
合物が原版１に吸着し、その結果、穿孔部は閉じて原版
１は再生される。その後、液状化合物６を別の画像情報
に従って液体吐出手段５から原版１の表面に当該画像を
再現するように転移させると、当該別の画像にしたがっ
て穿孔部が開口する。したがって、前記と同様に、版胴
２の回転に同期させながら印刷用紙１１をプレスローラ
ー４によって原版１に押圧しつつ搬送すると、別の画像
を印刷することができる。

【００３２】図３の構成において、原版１としてポリピ
ロールフィルムを使用し、液状化合物６として水を用
い、液体塗布手段８で塗布する液体としてヨードメタン
を用いた装置を構成した。そして、前記と同様の手順
で、水を液体吐出手段５から吐出させて原版１を製版し
た後、印刷を行った結果、所望の画像を印刷用紙１１に
印刷することができた。印刷後、液体塗布手段８でヨー
ドメタンを原版１の表面に塗布し、前記と同様の印刷操
作を行ったところ、印刷用紙１１には画像の印刷が行わ
れなかったので、原版１の再生が確認できた。さらに、
前記と同様にして原版１を製版して印刷を行ったとこ
ろ、再度、所望の印刷画像を印刷用紙１１に印刷するこ
とができた。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、繰り返して製版及び印
刷することができる再生可能な孔版印刷用原版が提供さ
れるので、孔版印刷装置から原紙を廃することができ、
原紙の収納、搬送、廃棄等に従来必要であった部材も不
要となり、印刷装置を小型化でき、廃棄物の発生も低減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の孔版印刷用原版を穿孔部が閉じた状態
で示す模式的斜視図である。

【図２】本発明の孔版印刷用原版を穿孔部が開いた状態
で示す模式的斜視図である。

【図３】本発明の孔版印刷用原版を備えた版胴を有する
孔版印刷装置の一例を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１ 原版 １ａ 閉じた穿孔部 １ｂ 開いた穿孔部 ２ 版胴 ３ スキージローラー ４ プレスローラー ５ 液体吐出手段 ６ 液状化合物 ７ 転移した液状化合物 ８ 液体塗布手段 ９ 塗布ローラー １０ 印刷インキ １１ 印刷用紙 １２ 印刷画像

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の化合物を吸着して収縮する高分子
   材料からなるフィルムの断面方向に多数の微細な穿孔部
   を形成し、所望の画像を再現するように前記化合物を前
   記フィルムに転移させて前記穿孔部を選択的に拡張さ
   せ、この拡張した穿孔部から画像形成材料を通過させて
   記録媒体上に当該画像形成材料を転移させることを特徴
   とする孔版印刷方法。
2. 【請求項２】 前記高分子材料はポリピロール又はポリ
   チオフェンを主成分とするものである請求項１に記載の
   孔版印刷方法。
3. 【請求項３】 特定の化合物の吸着に応答して収縮する
   高分子材料からなるフィルムの断面方向に多数の微細な
   穿孔部を形成してなることを特徴とする孔版印刷用原
   版。
4. 【請求項４】 前記高分子材料はポリピロール又はポリ
   チオフェンを主成分とするものである請求項３に記載の
   孔版印刷用原版。
5. 【請求項５】 外周面に請求項３の原版を備えて自身の
   中心軸線周りに回転駆動されるインキ通過性の円筒状版
   胴と、前記原版に前記化合物を所望の画像を再現するよ
   うに転移させて前記穿孔部を選択的に拡張させる製版手
   段と、該版胴の内周面に内接して設けられ、該版胴内部
   に供給された画像形成材料を該版胴の外方に押し出すス
   キージ手段と、印刷用紙が前記版胴の回転に同期して移
   動する状態にて、該版胴と該印刷用紙との少なくとも何
   れか一方を押圧して相互に密着させ、画像形成材料を前
   記原版の拡張した穿孔部を介して版胴内部から印刷用紙
   に転移させる押圧機構とを備えた孔版印刷装置。
6. 【請求項６】 さらに、前記原版に吸着して前記高分子
   材料を膨張させることにより前記原版の拡張された穿孔
   部を狭窄させる化合物を原版に塗布する手段を備えてい
   る請求項５に記載の孔版印刷装置。
7. 【請求項７】 前記原版は、ポリピロール又はポリチオ
   フェンから選ばれた高分子材料を主成分とするフィルム
   を備えてなる請求項５に記載の孔版印刷装置。