JP2010536616A - ジェット印刷に適用可能な組成物及び印刷方法 - Google Patents

Abstract

基材への物質塗布を制御する装置及び方法は、物質を基材からブロックするか、又は、物質を基材に引き付けるゲート剤の使用を含む。この装置および方法では、インクジェット技術を用いて、ゲート剤を、基材に直接塗布するか、又は、媒介物の表面に塗布する。ゲート剤組成物は、非イオン性界面活性剤及び水を含む。ゲート剤組成物は、識別可能な量の染料、顔料、又は、他の着色料、を含有しない。
【選択図】図５

Description

本発明は、ジェット印刷に適用可能な組成物及び印刷方法に関する。

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００７年８月２０日出願の米国仮出願第６０／９６５，３６１号、２００７年８月２１日出願の米国仮出願第６０／９６５，６３４号、２００７年８月２２日出願の米国仮出願第６０／９６５，７５３号、２００７年８月２３日出願の米国仮出願第６０／９６５，８６１号、２００７年８月２２日出願の米国仮出願第６０／９６５，７４４号、及び、２００７年８月２２日出願の米国仮出願第６０／９６５，７４３号の利益を主張する。上述の全ての出願における全内容が参照によって本明細書に組み込まれる。

平版印刷技術及びグラビア印刷技術は、長年にわたって改善や改良が続けられてきている。平版印刷の基本的原理は、インキ受容領域とインキ反発領域との両方を有する表面から、インキを転写するステップを含む。オフセット印刷では、インキの中間転写が行われる。例えば、オフセット平版印刷機では、版胴からゴムブランケット胴へとインキが転写され、このブランケット胴から表面（例えば、紙ウェブ）にイメージが転写される。グラビア印刷では、インキが入る凹型のくぼみが刻まれた版胴が紙ウェブに接触し、帯電によりインキの紙への転写を促進する。

初期の平版印刷技術では、隆起した部分のみにインキが付着するようにプレート上に形成された、印刷されるイメージのレリーフを利用していた。現在の平版印刷の印刷工程では、材料科学の原理を活用している。例えば、印刷される部分が疎水性を有するように、印刷されるイメージが親水性プレート（版）にエッチングされる。このプレートをインキ塗布の前に水で湿しておくと、油性インキは、プレートの疎水性部分（すなわち、湿し水工程で濡れなかった部分）のみに付着する。

従来、これらの印刷技術のいずれもが、同じイメージが何度も繰り返し印刷されるという点において、同様の問題を抱えている。これは、従来の平版印刷で用いられるプレートが、各々、レリーフイメージ又はエッチングされた疎水性イメージ等の、固定の（すなわち、不変の）イメージを有することによるものである。また、グラビア印刷でも、版胴に刻まれた凹型のインキくぼみによる固定イメージが用いられている。平版印刷機に用いられるプレート、又は、グラビア印刷機に用いられる版胴もしくは版胴スリーブを作成するには、かなりの費用がかかる。このため、少ない部数を印刷するジョブ（すなわち、短期的ジョブ）を平版印刷機又はグラビア印刷機で行うのはコスト効率が悪い。また、高コストで低速ではあるがインクジェットヘッドを備えて改良された印刷機を除いて、従来の平版印刷機及びグラビア印刷機は、可変データ（例えば、請求書、財務表、ターゲット広告等）の印刷には用いられていない。通常、短期的ジョブ及び／又は可変性を必要とするジョブは、レーザープリンタ（静電トナー等）及び／又はインクジェットプリンタによって行われることが多い。

従来、書籍や雑誌等の出版物は、多くのポストプレス工程（後処理工程）を含む印刷工程を経て印刷されている。例えば、雑誌では、１つのページ又はページ群が５，０００回印刷される。この後、次のページ又はページ群が５，０００回印刷される。雑誌の全ページが印刷されるまでの間、各ページ又はページ群について上記工程が繰り返される。そして、印刷されたページ又はページ群は後工程に送られて、集版及び裁断が行われ、最終製品になる。

このような従来の作業フローは、時間及び作業集約型である。もし平版印刷の画質及び速度で可変イメージ（すなわち、ページごと又はページ群ごとに変わるイメージ）を印刷することができれば、雑誌は連続するページ（又はページ群）順に印刷され、完成した雑誌がそのまま印刷機から出てくるようになるであろう。これは、雑誌印刷の速度を劇的に上げ、雑誌印刷の費用を大幅に削減することになる。

インクジェット印刷技術により、プリンタには可変的な機能が与えられる。インクジェット印刷技術には、主として、サーマル方式（即ち、バブルジェット（登録商標）方式）及び圧電方式を含む型と、コンティニュアス型と、の２つがある。いずれの型も、微小なインキ液滴がページに噴射される（すなわち、吹き付けられる）。サーマルジェットプリンタでは、熱源によりインキを気化させて、バブル（気泡）を発生させる。気泡の膨張により液滴が形成され、この液滴がプリントヘッドから噴射（吐出）される。圧電方式では、インクタンクの後ろ側にあるピエゾクリスタル素子を用いる。交流電位を用いて、クリスタル素子を振動させる。クリスタル素子の往復動作によって１滴分のインキが引き込まれ、このインキが紙に噴射される。コンティニュアス型のインクジェットシステムでは、ノズルを印刷に用いない場合には、ノズルは連続的に噴射を続け、各ノズルに関連する電極により、液滴はガター（溝）へと偏向させられ、そして回収される。一方、ノズルを印刷に用いる場合には、ノズルに関連する電極が非活性となり、その結果、液滴は基材（substrate）へと送られる。

高速カラーインクジェット印刷の品質は、通常、オフセット平版印刷及びグラビア印刷の品質よりも桁違いに低い。更に、最速のインクジェットプリンタであっても、通常は、平版印刷又はグラビア印刷よりも印刷速度がかなり低い。従来のインクジェット印刷では、紙に水性インキを塗布することによる影響も問題になっている。水性インキを用いると、紙に水分が過剰に吸収されて、印刷されたウェブにシワ及び波打ちが生じることがあり、また、不注意で湿気にさらされることにより、ウェブが容易に破損することもある。この現象を抑制するために、インクジェットプリンタでは特殊な紙やコーティングが用いられる。このような紙は、従来の工業用印刷に使われるウェブ紙に比べて、非常に高価であることが多い。

更に、インクジェット技術をカラー印刷に用いた場合には、インキの被覆面積及び水の吸収量が多くなる。これは、カラーイメージを生成するのに４つのカラー処理が用いられるためである。４つのカラー処理は、シアン、マゼンタ、イエロー、及び、ブラック（すなわち、ＣＭＹＫ）のインキの塗布量を調整することにより、ページに色を付けることを含む。このため、ページの部分によっては、所望の色を出すために４色全てのインキの層が重なることがある。また、インクジェットプリンタによって形成されたドットが広がって、ぼやけたイメージになってしまうことがある。更に、インクジェットプリンタで使用されるインキは、従来の平版印刷及びグラビア印刷で使用されているインキと比べて非常に高価である。この経済的要因のみにより、インクジェット技術は、商業印刷用途にはほとんど利用されず、特に、長期間用途には利用されない。

現在のところ、レーザー印刷の高速可変印刷化には限度がある。これは、その生産速度が、まだ、オフセット印刷及びグラビア印刷に比べて非常に低いこと、及び、その資材コスト（例えば、トナー等）が、市販のオフセットインキ又はグラビアインキの価格と比べて非常に高価であること、に起因している。レーザーカラー印刷では、印刷されたページを折り曲げた際にひび割れが発生することが多いので、雑誌及び他の製本出版物に対してレーザーカラー印刷を用いるのも難しい。

印刷技術は、他の製品（例えば、トランジスタ及び他のデバイスを含む電気部品）の製造に有用であることが知られている。また更に、印又は他のマーキングが、紙以外の基材（プラスチックフィルムや金属基材等）に印刷されている。この印刷技術には、上述した紙基材印刷用の技術を用いることが可能であるが、この場合でも、この技術には同様の欠点がある。他の場合では、平版印刷のように、プレートの印刷前処理を必要とするフレキソ印刷が用いられる。

一態様においては、高速可変印刷方法は、基材上にパターンを形成するように、ゲート剤組成物（gating agent composition）を基材上に噴射するステップを含む。ゲート剤組成物は、約０．０５〜約１０重量％のブロック剤（blocking agent）と、約３重量％以下の表面張力調整剤（surface tension modifying compound）と、ゲート剤組成物の粘度を約１〜約１４ｍＰａ・ｓの範囲内とするための約８重量％以下の粘度調整剤（viscosity modifier）と、溶媒を含むゲート剤組成物の残部（balance）と、含む。ゲート剤組成物は、約４０ダイン／ｃｍ（約０．０４０Ｎ／ｍ）未満の静的表面張力を有する。この方法は、基材上におけるゲート剤組成物のパターンにより覆われない領域に、印刷イメージを形成するように、印刷剤を基材に塗布するステップを更に含む。

別の態様においては、高速可変印刷用の装置は、少なくとも１つの表面を有するハウジングと、この１つの表面に取り付けられる一連の噴射ノズルと、噴射ノズルと連通するゲート剤組成物用供給源と、を備える。ここで、噴射ノズルは、各々、要求に応じて液滴を噴射する。ゲート剤組成物には、約０．０５〜約１０重量％のブロック剤と、約３重量％以下の表面張力調整剤と、ゲート剤組成物の粘度を約１〜約１４ｍＰａ・ｓの範囲内とするための約８重量％以下の粘度調整剤と、溶媒を含むゲート剤組成物の残部と、を含む。ゲート剤組成物は、約４０ダイン／ｃｍ（約０．０４０Ｎ／ｍ）未満の静的表面張力を有する。

本発明の他の態様及びその利点は、以下の詳細な説明を考慮することによって明らかになるであろう。

基材への物質塗布を制御する装置及びその方法の更なる特徴、性質、及び様々な効果については、以下の詳細な説明及び添付図面によって明らかになるであろう。

従来技術の印刷システムの側面図である。 例示的実施形態における基材への物質塗布を制御する装置の側面図である。 例示的実施形態における基材への物質塗布を制御する装置の側面図である。 図３に示す装置に従って実現可能な出力の例を示す図である。 本発明の一実施形態における装置の概略を示す図である。 図５に示す装置の部分拡大図である。

図１は、従来型のオフセット平版印刷装置１００を示している。従来の平版印刷工程においては、印刷されるイメージが親水性プレート１０２にエッチングされてインキが付着する疎水性部分が形成される。親水性プレート１０２は、版胴１０４に取り付けられ、回転して湿しシステム１０６及びインキシステム１０８を通過する。湿しシステム１０６は水供給装置１０７を含み、また、インキシステム１０８はインキ供給装置１０９を含む。親水性プレート１０２の親水性部分は、湿しシステム１０６によって湿らされる。油性のインキを用いることにより、インキは、プレート１０２の疎水性部分のみに付着する。

ブランケット胴１１０が用いられる場合は、インキイメージが版胴１０４からブランケット胴１１０へと転写される。そして、このインキイメージが、ブランケット胴１１０と圧胴１１４との間のウェブ１１２（例えば、紙）に転写される。圧胴１１４を用いたウェブ１１２へのイメージ転写は、印刷されるイメージとウェブ１１２とを実質的に均等な圧力又は力で押圧することにより行われる。版胴１０４とウェブ１１２との間に媒介物としてゴムブランケットが用いられる場合には、この工程は一般に「オフセット印刷」と呼ばれる。プレート１０２は、エッチングが行われて版胴１０４に取り付けられているので、平版印刷は同一のイメージを何度も印刷する際に用いられる。平版印刷は、高品質の出力が得られるという点で、望ましい。４台の印刷装置を連続して配置することにより、雑誌品質の４色のイメージ印刷が可能になる。

図２に示す一実施形態において、基材への物質塗布を制御する装置及び方法には、物質を基材からブロックするか、又は、物質を基材に引き付けるゲート剤の使用が含まれる。

本開示の別の実施形態では、基材に一時的に塗布されるゲート剤を用いる高速可変印刷方法が提供される。この方法には、基材を供給すること、及び、基板上に噴射可能なゲート剤組成物を噴射して、基材上のイメージ形成を可能にすることが含まれる。ゲート剤組成物は、０．０５〜３重量％の非イオン性組成物を含み、この非イオン性組成物は、約１５〜約３０の親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）を有する。また、ゲート剤組成物は、１〜１４センチポアズ（１〜１４ｍＰａ・ｓ）の範囲内の粘度を有するように、８重量％以下の粘度調整剤を含む。ゲート剤組成物の残部は、水を含んで構成される。ゲート剤組成物は識別可能な量の染料、顔料、又は、他の着色料、を含有していない。そして、ゲート剤組成物は、約４０ダイン／ｃｍ（約０．０４０Ｎ／ｍ）未満の表面張力を有する。

更に別の実施形態において、基材への物質塗布を制御する装置は、基材から物質をブロックするゲート剤組成物の使用を含む。この装置は、カートリッジと、カートリッジ内に含まれるゲート剤組成物と、を含む。ゲート剤組成物は、主として、非イオン性界面活性剤、粘度調整剤、及び水から成る。また、ゲート剤組成物は、識別可能な量の染料、顔料、又は、他の着色料、を含有していない。

本明細書にて開示される装置及び方法では、噴射技術を利用してゲート剤を基材に直接塗布するか、又は、媒介物の表面に塗布する。要望に応じて、インキの付着をブロックするいかなる薬剤も利用することができる。本明細書にて開示される実施形態は、ブロック及び転写補助組成物の一方（もしくは両方）の使用、又は、双方の特性を有する１つ以上の組成物の使用を含むので、主物質（principal substance）に関する上記機能のいずれか一方又は両方を有するゲート剤については、以下で述べる。具体的には、ゲート剤は、主物質の全て、ほぼ全て、又は、一部分の転写をブロックする。ゲート剤は、代わりとして又は追加として、主物質の全て、ほぼ全て、又は一部分の転写を促進する。あるいは、ゲート剤は、主物質の一部分をブロックする一方、主物質の他部分の転写を促進する。例えば、主物質には、リソグラフィ用インキ、染料、タンパク質（例えば、抗体、酵素、プリオン）、核酸（例えば、ＤＮＡ及び／又はＲＮＡオリゴヌクレオチド）、小分子（例えば、無機及び／又は有機分子）、生物学的サンプル（例えば、細胞及び／又はウィルス溶解物と、その留分）、医薬（抗生物質及び／又は他の薬剤、塩類、前駆体、及び、これらのプロドラッグ）、細胞（例えば、原核生物細胞、真正細菌細胞及び／又は真核生物細胞）、及び、金属（例えば、シリコン酸化物、導電性金属及び導電性金属の酸化物）が含まれる。図２では、主物質がインキであり、基材が紙ウェブであり、そして、主物質の選択部分がイメージ領域である。

図２は、印刷装置２００を示している。印刷装置２００には、平版印刷業界で知られているように、インキシステム２０２、プレート２０４、版胴２０６、ブランケット胴２０８、及び圧胴２１０が含まれる。プレート２０４は、その全体が親水性である（例えば、標準アルミニウム平版プレート）。但し、図１の湿しシステム１０６は、図２では、クリーニングシステム２１２及び水溶液ジェットシステム２１４に置き換えられている。

水溶液ジェットシステム２１４は、一連のジェットカートリッジ（例えば、バブルジェット（登録商標）カートリッジ、サーマルカートリッジ、圧電カートリッジ、コンティニュアスインクジェットシステム等）を有する。バブルジェット（登録商標）は、ヒータの作動により、液滴を噴射する。圧電システムは、圧電アクチュエータの作動により、液滴を噴射する。液滴は、ジェットカートリッジに設けられた小さな孔から噴射される。カートリッジには、多数の孔があけられている。一般的な例としては、ジェットカートリッジは６００個の孔を有しており、３００個ずつ２列に配置されることが多い。水溶液ジェットユニットは、例えば、ＨＰ、Ｌｅｘｍａｒｋ、Ｓｐｅｃｔｒａ、Ｃａｎｏｎ等の各社製の既知のプリントカートリッジユニットであってもよい。ジェットカートリッジ及びジェットヘッドの一例は、Ｍｕｒａｋａｍｉ及びその他による米国特許第７，２４０，９９８号に記載されており、参照によって本明細書に組み込まれる。コンティニュアスシステムは、Ｖｅｒｓａｍａｒｋという商標名で、Ｋｏｄａｋ社から入手可能である。

本明細書にて開示される水溶液ジェットシステム２１４又は他のジェットシステムは、インクジェットカートリッジからゲート剤又は主物質を噴射するために用いられる。ゲート剤及び主物質は、水溶性溶液又は非水溶性溶液を含むことができる。水溶液には、水、水溶性有機化合物、又はこれらの組合せが含まれる。適切な水溶性有機化合物は、アルコール（例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、又はｔｅｒｔ−ブチルアルコール）、アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、又はジメチルアセトアミド）、カルボン酸、エステル（例えば、酢酸エチル、乳酸エチル、及びエチレンカーボネート）、エーテル（例えば、テトラヒドロフラン、又はジオキサン）、グリセリン、グリコール、グリコールエステル、グリコールエーテル、ケトン（例えば、アセトン、ジアセトンアルコール、又はメチルエチルケトン）、ラクタム（例えば、Ｎ−イソプロピルカプロラクタム、又はＮ−エチルバレロラクタム）、ラクトン（例えば、ブチロラクトン）、有機硫化物（有機スルフィド）、スルホン（例えば、ジメチルスルホン）、有機スルフォキシド（例えば、ジメチルスルフォキシド、又はテトラメチレンスルフォキシド）、及び、これらの派生物、並びに、これらの混合物を含む。

本明細書にて開示される実施形態において、ゲート剤には、０．０５〜３重量％の１つ以上の非イオン性界面活性剤（例えば、ポロキサマー（poloxamer）、エトキシ化アセチレンジオール、又は他のエトキシ化界面活性剤）が含まれる。この種の界面活性剤には、親水性のグループ及び親油性のグループの両方が含まれ、その親水性−親油性バランスは、約１５〜約３０である。非イオン性界面活性剤は、１０〜８０％のポリオキシエチレンを含むことが望ましい。ゲート剤組成物の残部は、水を含んで構成される。ゲート剤組成物は、インキ又は他の物質が基材に付着するのをブロックするために用いられる。尚、ゲート剤は、識別可能な量の染料、顔料、又は、他の着色料、を含有していない。印刷の場合に、ゲート剤に着色料が含まれていると、背景を無色にすることができない。

使用に好適なポロキサマー界面活性剤は、化学式ＨＯ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｘ（ＣＨ_２ＣＨＣＨ_３Ｏ）_ｙ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｚＨによって表すことができる。ここで、ｘ、ｙ及びｚは２〜１３０の範囲の整数を表し、特に、１５〜１００の値をとる。また、ｘとｚとは同一の値をとるが、ｙから独立して選択される。これらの中では、ポロキサマー１８８（ｘ＝７５、ｙ＝３０、ｚ＝７５）が使用可能であり、これは、ＢＡＳＦ社からＬｕｔｒｏｌ（登録商標）Ｆ ６８（あるいは、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ ６８）という商品名で入手可能である。また、ポロキサマー１８５（ｘ＝１９、ｙ＝３０、ｚ＝１９）が使用可能であり、これは、ＩＳＰ社からＬｕｂｒａｊｅｌ（登録商標） ＷＡという商品名で入手可能である。また、ポロキサマー２３５（ｘ＝２７、ｙ＝３９、ｚ＝２７）が使用可能であり、これは、ＢＡＳＦ社からＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ ８５という商品名で入手可能である。また、ポロキサマー２３８（ｘ＝９７、ｙ＝３９、ｚ＝９７）が使用可能であり、これは、ＢＡＳＦ社からＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）Ｆ ８８という商品名で入手可能である。また、ＢＡＳＦ社からのＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標） １２３が使用可能である。また、ポロキサマー４０７（ｘ＝１０６、ｙ＝７０、ｚ＝１０６）が使用可能であり、これは、ＢＡＳＦ社からＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）１２７という商品名で入手可能である。更にいくつか例を挙げると、ポロキサマー１０１、１０８、１２４、１８１、１８２、１８４、２１７、２３１、２３４、２３７、２８２、２８８、３３１、３３３、３３４、３３５、３３８、４０１、４０２及び４０３も、各々、ゲート剤に含めることができる。

使用に好適なエトキシ化アセチレンジオールには、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製のＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４００シリーズの界面活性剤（Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４２０、４４０、４６５、及び４８５）が、各々含まれる。Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４００シリーズの界面活性剤は、様々な量のエチレンオキシドと、２，４，７，９−テトラ−メチル−５−ディシン−４，７―ジオール（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）１０４）と、を反応させて生成され、また、２つの対称な疎水性グループの中央に位置する親水部を有する非イオン性分子である。より使用に好適な界面活性剤には、ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ社（コネティカット州ダンベリー、以前は、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｏｒｇａｎｏ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ社）から入手可能なＳＩＬＷＥＴ（商標名） ７２００（シロキサンブロックポリマー）が含まれる。他の使用に好適なゲート剤の成分には、ＢＡＳＦ社製のＳｏｋａｌａｎ（登録商標）（マレイン酸／オレフィンコポリマー）が含まれる。他の界面活性剤には、約１，２００の分子量を有するポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、約５０，０００の分子量を有するエトキシ化ＰＥＩ、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ポリオキシアルキレンエーテル、ポリ(オキシエチレン)セチルエーテル(例えば、Ａｔｌａｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＢｒｉｊ(登録商標)５６又はＢｒｉｊ（登録商標）５８)が含まれる。

また、本明細書にて開示される実施形態において、ゲート剤組成物は、粘度を１〜１４センチポアズ（ｃＰ）（１〜１４ｍＰａ・ｓ）の範囲内にするための粘度調整剤を含んでもよい。より好ましくは、粘度は２〜８ｃＰ（２〜８ｍＰａ・ｓ）に設定され、そして最も好ましくは、粘度は３〜５ｃＰ（３〜５ｍＰａ・ｓ）に設定される。いくつかの例を挙げると、この粘度調整剤には、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、セルロース材料（例えばＣＭＣ）、キサンタンゴム、又はＢＡＳＦ社製の溶解性ポリマーであるＪｏｎｃｒｙｌ（登録商標）６０、Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）５２、Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）６１、Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）６７８、Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）６８２が含まれる。

ある実施形態において、ゲート剤組成物は、拡散を抑制する表面張力調整剤を更に含む。好ましくは、表面張力は、４０ダイン／ｃｍ（０．０４０Ｎ／ｍ）未満に設定される。より好ましくは、表面張力は、３５ダイン／ｃｍ（０．０３５Ｎ／ｍ）未満に設定される。この表面張力調整剤には、ポロキサマー（例えば、ＢＡＳＦ社製のＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標））又はＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製のＳｕｒｆｙｎｏｌｓ（登録商標）（例えば、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４００シリーズの界面活性剤）等が含まれる。

他の実施形態において、ゲート製剤には、平版インキ調整剤（litho ink modifier）が含まれる。平版インキ調整剤は、下層のブロックされたインキ又は他の主物質の特性を変える。平版インキ調整剤には、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、鉱油、液状アスファルト、粉末アスファルト、焼プレートオイル、フラッシュオイル、コバルト、大豆油、及び塊ロジン等が含まれる。

更に他の実施形態において、ゲート剤組成物には、受容面調整剤（receiving surface modifier）が含まれる。受容面（例えば、紙）調整剤は、ブロックされたインキ又は他の主物質の受容面への転写を促進する。例を少し挙げると、受容面調整剤には、例えば、金属粉、及びコルク粉等の表面散布剤が含まれる。受容面調整化合物の他の例には、ポリエチレンイミンとエトキシ化ポリエチレンイミン（１０〜８０％のエトキシル化）が含まれる。

ゲート剤には、追加され得る成分として、溶媒、防腐剤、カール防止剤、ゲート剤固定剤、湿潤剤（例えば、プロピレングリコール）、消毒剤、殺生物剤（バイオサイド）、着色料、芳香、界面活性剤、ポリマー、消泡剤、塩類、無機化合物、有機化合物、水、ｐＨ調整剤、及び、これらのあらゆる組み合わせ、が含まれる。

水溶液ジェットシステム２１４は、印刷されるイメージのネガイメージの全部又はその一部を、版胴２０６上に「プリント」又は噴射するために用いられる。例えば、イメージコントローラがデータシステムからイメージデータを受信することができる。このイメージデータは、印刷されるイメージ又は印刷されるネガイメージを表現する。このイメージデータには、比較的頻繁に変更される（例えば、ページごとに異なる）可変イメージデータ、変更頻度の少ない（例えば、１００ページごとに異なる）準固定イメージデータ、不変の固定イメージデータ、及び、可変・準固定・固定の各イメージデータの組み合わせが含まれる。イメージデータの一部又は全部は、バイナリデータ、ビットマップデータ、ページ記述コード、又は、これらの組み合わせとして保存される。例えば、ある実施形態では、ポストスクリプト（PostScript）又はプリンタコマンド言語（ＰＣＬ）等のページ記述言語（ＰＤＬ）が、イメージデータを定義及び解釈するために用いられる。そして、データシステムは、水溶液ジェットシステム２１４を電子制御して、様々なタイプのイメージデータの一部又は全部が表現するイメージ（又はそのネガイメージ）を水溶液で版胴２０６にプリントする。ネガイメージは、紙にインキが付着しない各部分のイメージである。このため、版胴２０６上のあるポイントが水溶液ジェットシステム２１４を通過した後、そのポイントに水溶液滴が配置されていない場合には、インキシステム２０２からのインキのみがそのポイントに付着することになる。ある実施形態では、真空源又は熱源２１５が水溶液ジェットシステム２１４の隣に又はその近くに配置される。版胴２０６が１回転し、イメージをブランケット胴２０８に転写した後、版胴はクリーニングシステム２１２を通過して残留したインキ及び／又は水溶液が除去され、これにより、版胴２０６は次の回転で（又は所定回転後に）水溶液ジェットシステム２１４による新たなイメージプリントを行うことができる。

ある実施形態では、版胴２０６は、従来の平版印刷技術によりプレート２０４にエッチングされた、特定の印刷ジョブに対する固定データの全てを有している。そして、水溶液ジェットシステム２１４を用いて、プレート２０４の特定部分に、可変又は準固定イメージデータによって表現されるジョブの可変部分のみを、イメージ化することができる。他の実施形態では、プレート２０４は用いられない。その代わりとして、当該技術分野で知られているように、版胴２０６の表面に加工や処理又はミーリングを行って、水溶液ジェットシステム２１４からの水溶液が付着するようにしている。また、版胴２０６に加工や処理あるいはミーリングを行って、固定データを含むと共に、水溶液を付着させて可変データを取り込めるようにしている。本開示のこれらの及び他の実施形態では、必要に応じて、ブランケット胴２０８を完全に除去し、イメージをウェブ２１６に直接転写するようにしてもよい。

上述したように、ゲート剤が、１つ以上のインクジェットヘッドを用いて、版胴に塗布されるか、又は、ブランケット胴に直接塗布される。そして、インキが、選択的でない方法で版胴又はブランケット胴に塗布される。この後、インキは、版胴又はブランケット胴上のイメージ領域から紙ウェブに転写される。ゲート剤及びインキがブランケット胴に直接塗布される場合には、版胴を用いる必要はない。固定印刷ジョブ（特に短期間のものであるが、これに限らない）、又は、あらゆるサイズの可変もしくはカスタマイズ可能な印刷ジョブ（例えば、ターゲットメーリング、顧客への取引明細書、壁紙、カスタマイズされた包装紙等）を含む特定の印刷用途にとって有益となり得る。

ゲート剤は、例えば、噴射装置、又は、他の精密制御可能なスプレー技術又は塗布技術を用いて、基材への選択的な直接噴霧、媒介物（中間物）の表面への選択的な噴霧、又は、主物質への選択的な直接噴霧によって、含水液体の状態で塗布される。含水液体は、通常、低粘度であり、また、障害物の形成を抑制する傾向を有するので、インクジェットヘッドでの使用には有利である。但し、ゲート剤は、含水液体以外の形態で、インクジェット技術を用いて塗布されてもよい。例としては、紫外線硬化系及び非水シロキサン系が含まれる。更に、ゲート剤は、液体に限られているわけではなく、固体（例えば、薄膜、ペースト、ゲル、発泡体、又は、母材（matrix）等）の状態で使用されてもよい。ゲート剤は、粉末固体を含んで構成可能であり、この粉末固体は、主物質の塗布を抑制もしくは補助するように帯電され、又は、反対の極性の静電気電荷によって適切な位置に保持される。

一例では、溶媒である液状のゲート剤を、１つ以上のジェットヘッドによってプレートに塗布し、この後、溶媒中で分散可能な粉末インキ着色剤を、プレートの表面全体にわたって付着させることにより、噴射領域にてその場で液体インキが形成される。非噴射領域の粉末は、（例えば、プレートを反転させて、粉末を真下に落とすことによって、又は、空気圧力や遠心力等によって）除去され、これにより、インキ領域と非インキ領域とが得られる。また、溶媒をイメージ領域に噴射することにより、この領域に液体インキが形成され、そして、静電気電荷を除去することにより、非湿潤領域（非ウェット領域）の粉末が除去される。どちらの場合でも、生成されたイメージは、その後に、基材（例えば、紙ウェブ）に塗布される。

本開示のいずれのシステムについても、異なるサイズのゲート剤液滴を形成できるように、変更することが可能である。通常、より高い解像度グリッド（すなわち、３００ｄｐｉ以上のグリッド）は、適合させた液滴サイズと共に、主物質（例えば、インキ）のブロック又は転写もしくは回収を向上させる。また、グリッドのｄｐｉが増加するにつれて、最も効果的な液滴のサイズは一般的に小さくなる。比較的大きなサイズの液滴は、イメージ領域における強制湿潤化（強制ウェッティング）の影響を比較的受けやすい。この強制ウェッティングは、イメージが表面間（例えば、プレートとブランケットとの間の押圧（ニップ）領域）で転写されるときに、隣接した噴射液滴が結合することに起因するものであり、プリント濃度の低下によるイメージ品質の低下をもたらすものである。この強制ウェッティングに関しては、１つ以上の成分の追加もしくは除去、及び／又は、ゲート剤における１つ以上の物理的特性の変更もしくは調整によって最小化することが可能である。例えば、界面活性剤を若干減らすことによって、ゴースト（ghosting）の発生を抑制することができる一方、他の界面活性剤を使用、追加、及び／又は、代用することによっても、イメージ品質を改善することができる。あるいは、胴に塗布されるゲート剤の電荷と反対の極性を有する静電気電荷を胴に印加することも可能である。これにより得られる静電気引力によって、強制ウェッティングが抑制されるか、又は、解消される。

ゲート剤は、主物質の塗布をブロックもしくは補助するために用いられるが、具体的には、イメージ領域内もしくは非イメージ領域内の主物質を除去もしくはブロックするか又はイメージ領域内もしくは非イメージ領域内に主物質を塗布すること、非イメージ領域内の補助剤を除去すること、特定の領域もしくは全領域における主物質の塗布を防止すること、ゲート剤もしくは主物質の塗布に影響を及ぼすようにゲート剤もしくは主物質の物理的特性もしくは化学的特性（例えば、ゲート剤もしくは主物質の粘度もしくは表面張力）を変化させること、上述のあらゆる組み合わせ、又は、あらゆる他の適切な方法によって、主物質の塗布をブロックもしくは補助する。

更に他の実施形態では、基材に塗布される主物質の塗布量が、障壁性を有するバリア剤又はブロック剤の形でゲート剤を用いることにより変化する。この実施形態では、主物質の基材への塗布が、完全に又は部分的にブロックされ、これにより、主物質は、障壁性を有するバリア剤又はブロック剤の及ぶ範囲で、中間レベルで基材に塗布され、この結果、所望の中間レベルでの主物質塗布に従って、基材上における主物質の密度勾配がもたらされる。

別の実施形態には、主物質が表面に塗布される前か、又は、塗布された後に、表面又は他の基材上の主物質に選択的に塗布されるブロック剤が含まれる。例えば、ブロック剤には、その中に分散する物質であって、特定の実施形態において使用される主物質との親和を阻止する材料を含有してもよい。そして、ブロック剤は、非イメージ領域における表面に塗布されて、ブロック剤内に分散した物質が、表面に吸収又は表面上に付着、保持される。この後、表面は、主物質が塗布された後続の表面の近傍を通過し、そして、ブロック剤を含まない領域のみにおいて、主物質が、前者の表面に転写される。これは、ブロック剤内に分散された材料が、主物質の非イメージ領域への塗布を阻止するからである。

ゲート剤及び印刷媒体の特性を変えること（例えば、ボンド紙、光沢紙を用いたり、様々なコーティング技術を使用したりすること）により、水溶液ジェットシステムを用いてプリントされる保護ネガイメージと、印刷媒体との間に、好ましい相互作用を生じさせることが可能である。例えば、イメージの鮮明さが求められる場合には、印刷媒体に全く吸収されないようなゲート剤を選択するとよい。しかしながら、水溶液ジェットシステムからの水溶液で覆われた部分であっても、ある程度のインキ転写が望ましい場合には、水溶液を急速に吸収する印刷媒体を用いることによって、覆われた部分からもある程度のインキを転写することが可能となる。また更に、非イメージ領域とイメージ領域との間の境界が保持されるように、ゲート剤の粘度及び／又はゲート剤の表面張力を高めたり、非イメージ領域とイメージ領域のそれぞれに対するサポート剤（supporting agent）及び／又はシステムを用いたりすることによって、拡散を抑制することができ、これにより、品質を改善することができる。特に、ゲート剤の粘度が１〜１４ｃＰ（１〜１４ｍＰａ・ｓ）となるように操作することにより、イメージを喪失させる（エッジ及び線を不規則にすることを含む）強制ウェッティングであるフラッディングが抑制されると共に、ゴーストの発生が最小限に抑えられる。ゴーストは、胴の非イメージ領域にインキが移動する場合か、又は前回の印刷から胴にインキもしくはゲート剤が残留している場合に発生する。ジェットヘッドからゲート剤が噴射可能なように、ゲート剤の粘度を、１４ｃＰ（１４ｍＰａ・ｓ）未満の値で維持させることが重要である。この影響を抑制又は解消するためには、他の化学的特性及び材料科学的特性の少なくとも１つを用いることが可能である。ゲート剤には、加圧又は撹拌によって粘度が変わるチキソトロピー液も含まれる。ゲート剤の表面張力を操作することによって、拡散を抑制することもできる。

更に、様々な特性を有するブロックコポリマー界面活性剤を様々な物性のイメージング胴に用いることにより、イメージング胴に親油性表面と親水性表面とを選択的に形成することが可能となる。界面活性剤とイメージング胴の表面との間に生じる物理的結合によってイメージング胴を同じイメージで何度も繰り返し使用することができ、又は、イメージング胴の任意の回転回数ごとにイメージを選択的に変えることもできる。イメージング胴及びブロックコポリマー界面活性剤の物性を利用することにより、耐久性があり、しかも可変で、既知の平版印刷技術の品質を有するイメージシステムを実現することができる。

他の可変処理としては、基材自体の処理がある。紙基材の場合には、適切なサイズ、重量、明るさ（白色度）等を有する、従来のコート紙が用いられる。これには、１つ以上のコーティング剤（例えば、クレー）が塗布され、これにより、主物質及び／又はゲート剤の吸収を遅らすか、又は、抑制する。他の基材（例えば、印刷ブランケット、印刷プレート、印刷胴、回路基板、プラスチックシート、フィルム、布地もしくは他のシート、壁の平面もしくは曲面、又は、他の部材等）の場合には、この基材のうち主物質が塗布される部分の表面が、必要に応じて、又は、要望通りに、適切に事前準備され、物理的もしくは化学的に処理され、機械加工され、粗面加工され、又は、別の方法で修正加工されてもよく、これにより、主物質の一部における転写を、要望通りに補助するか、又は、ブロックする。

インキ又は他の主物質については、所望の効果が得られるように、その種類、物理的特性、及び／又は、化学組成物を選択又は変更することが可能である。例えば、インキの表面張力を管理することにより、色相互のにじみと、紙裏の透き通しとを抑制することができる。また他の例では、ウォーターレス印刷に用いられる１つ以上のインキが、噴射されるゲート剤と共に用いられ（後者は、水溶性又は非水溶性）、これにより、プレートから紙へのインキ転写がブロック又は促進され得る。水溶性ゲート剤と共にウォーターレス印刷用インキを用いる場合には、このインキの親油性を考慮して、ゲート剤の組成が調整される。この結果、ゲート剤は、必要に応じて又は要望通りに、インキを引き付ける分子構造、及び／又は、インキをはじく分子構造を有する。あるいは、噴射されて、親水性のプレートに最初に塗布されるゲート剤には、プレートに結合する１つ以上の親水性組成物と、インキ分子に結合又は反発する１つ以上の他の組成物と、が含まれる。

また、更なる例では、ゲート剤及び主物質の少なくとも一方の相変化を用いて、物質のブロック、又は、転写もしくは回収を抑制するか、又は促進する。例えば、ゲート剤がプレート等の表面に選択的に噴射され、この塗布されたゲート剤を有する表面に主物質が塗布されると、主物質のうち、噴射されたゲート剤と接触する部分は、ゲル又は固体に変化する。あるいは、主物質が、区別なく（換言すれば、非選択的に）プレートに塗布され、この後、プレートのうちイメージ化されない部分（換言すれば、非イメージ領域）にゲート剤が選択的に塗布（噴射）されると、噴射領域内の主物質は、ゲル又は固体に変化する。また更に、２つ（又はそれ以上）の成分で構成されるゲート剤を用いることが可能である。この場合に、これらの成分は、個別かつ選択的に、連続して塗布され（個別に噴射され）、これらの成分が同じ位置に塗布されると、エポキシ系の反応と類似あるいは同一の反応や、他の化学結合（例えば、共有結合、イオン結合等）、又は、物理的相互作用（例えば、水素結合、ファンデルワールス力等）が起こり、これにより、有益なゲート特性（gating characteristic）を更に向上させることができる。ゲート剤組成物の１つ以上の成分が塗布される前又は後に、主物質（インキ等）が塗布され得る。上述の例のいずれにおいても、基材（紙ウェブ等）は、プレートによりイメージ化される。

図３は、他の実施形態を示している。図３は、当該技術分野で知られている平版印刷装置１０００（例えば、インキシステム１００２、版胴１００６、ブランケット胴１００８、及び圧胴１０１０）を示している。但し、平版印刷装置１０００の上流側には、コーティングシステム１０１６及び水溶液ジェットシステム１０１４が設けられている。図３に示すような実施形態において、標準の平版プレートは、任意のジョブの固定情報がエッチングされるか、又は、インキを全体的に付着可能である。一実施形態において、プレートの一部は可変情報のために確保しておく（例えば、図４に示すように、プレート１１００は、可変イメージボックス１１０２や１１０４を含んでいる）。可変イメージボックスに対応する平版プレートの部分は、可変イメージボックスの全体にインキが付着するように形成される（すなわち、平版プレートの可変イメージボックス部分がインキシステムを通過すると、その四角い部分の全体にインキが付着する）。他の実施形態では、プレート全体にインキの付着が可能であり、また、水溶液ジェットシステムは、ウェブ１０１２の全体にわたってブロック液を供給することができる。

可変イメージを生成するために、可変イメージのネガイメージが水溶液ジェットシステム１０１４によって直接ウェブ１０１２上に印刷される。ウェブ１０１２が水溶液ジェットシステム１０１４に到達するより前に、ウェブ１０１２には、ある実施形態において、ゲート剤の吸収を防止するためのコーティングが施される。他の実施形態においては、ウェブ１０１２はコーティングが施されないままであり、これにより水溶液ジェットシステム１０１４により塗布されるゲート剤が、ウェブ１０１２全体にイメージを生成する。このため、ウェブ１０１２の可変イメージがプリントされる部分が、可変イメージのためのインキを転写するブランケット胴１００８の部分に接触すると、ウェブ１０１２は、水溶液ジェットシステム１０１４によって前もってプリントされていない部分のみにインキが選択的に付着することになる。標準的な平版印刷装置では、同じイメージ（例えば、四角いベタ塗り（a solid rectangle））を繰り返しプリントする。しかしながら、ウェブ１０１２には、まず水溶液ジェットシステム１０１４によってネガイメージがプリントされ、次にブランケット胴１００８の四角いベタ塗りインキが選択的に付着されることで、可変イメージがウェブ１０１２に生成される。コーティングシステム１０１６は、コーティングを施すために印刷装置のあらゆる箇所に配置され得る。あるいは、コーティングシステム１０１６は、ウェブ１０１２にコーティングを施してゲート剤の吸収能力を低下させるために好適なあらゆる代替手段であってもよい。例えば、コーティングシステム１０１６は、適切な溶液をウェブ１０１２にスプレーする噴霧器を含んでもよい。この溶液によってウェブ１０１２によるゲート剤の全部又は一部の吸収が抑制される。

上述の実施形態のいずれにおいても、ブランケット胴と版胴との組み合わせを、単一のイメージング胴に置き換えることが可能であり、また、その逆の置き換えも可能である。更に、各実施形態における１つ以上の水溶液ジェットシステム、クリーニングシステム、剥がしシステム（stripping systems）、及び、真空又は加熱システムは、データシステムを介して電子制御され得る。

また更に、主物質が基材に塗布される位置におけるローラーのニップ圧及びローラーの圧縮特性が変更されることにより、ニップローラーの圧縮特性と同様に、イメージ品質が制御される。また、粗面を有するロール又は胴を用いて、要望通りに、主物質の基材への塗布が制御される。また更に、もしくは追加として、ゲート液の液滴の体積量を調節することにより、各セルに収容されるインキの体積量を制御し、これにより、グレースケールを調節することができる。

更なる追加事項としては、１つ以上の処理パラメータの温度を調節又は制御することが挙げられる。例えば、表面にゲート剤を塗布する際に、ゲート剤の温度を上昇させることにより、粘着性を改善して、塗布を容易にすることができる。代わりとして、又は、追加として、ゲート剤塗布の間で最初に表面を加熱することにより、粘着性、液滴の形状もしくはサイズ等を制御してもよい。また、ゲート剤塗布後の工程中のある時点で、表面を冷却し、これにより、ゲート剤の粘度を高めて、非ウェット領域へのゲート剤拡散を抑制するようにしてもよい。

個別の噴射装置によって各別に塗布される複数の異なった液体を更に用いることが可能である。これらの液体が一緒に塗布される場合には、この装置は、粘着性、粘度、又は、他の所望の特性の少なくとも１つを向上させたゲート剤を生成する。この液体は、異なるか又は同一の温度、圧力、流量等で塗布され得る。

また別の実施形態には、２つ以上の配列（アレイ）又はインクジェットヘッドを用いて、ゲート剤のみを選択的に塗布すること、又は、表面における１つ以上の領域にゲート溶液を選択的に塗布すること、そして、追加的に、表面における１つ以上の残りの領域にインキを塗布することが含まれる。この場合に、１つ以上の配列は、それぞれ、印刷装置の運転中に取り外し可能か、もしくは、切り替え可能であり、又は、次に続くジョブ（例えば、局所的なカスタマイズが要求される場合）のために（位置決めという点で）再構成可能である。

印刷ユニットごとにインキタック（ink tack）が変化するため、ユニットごとにゲート剤特性を連続的に変更させて、各ユニットによるインキ転写を効果的に最適化することができる。更に別の変形例には、印刷面を形成するために、物質の相変化を用いることが含まれる。

更に他の実施形態では、主物質の基材への塗布を制御するために用いられるゲート剤は、ブロック剤と補助剤との組み合わせである。一例では、主物質は、表面に配置され、そして、非イメージ領域では、主物質の基材への塗布を阻止するブロック剤によって覆われている。イメージ領域では、主物質は、補助剤によって覆われる。この補助剤は、主物質と結合する傾向があり、これによって、基材上への塗布が補助される。あるいは、ゲート剤が、表面に配置され、かつ、主物質によって覆われてもよい。一例では、親油性のブロック剤が、表面の非イメージ領域に選択的に配置され、そして、親水性の補助剤が、表面のイメージ領域に選択的に配置される。そして、主物質は、両方のゲート剤により形成された層の上面に配置される。第１の表面上に均一な高さで形成された両方のゲート剤の層により、主物質と補助剤との間の移動が妨げられる。表面が基材の近傍に移動すると、ブロック剤は、主物質が基材に塗布されるのを防止する一方、補助剤は、主物質が基材に塗布されるのを可能にする。

別の実施形態では、表面は、平版プレートや版胴等であり、これらの一部を用いて、可変形状の主物質を基材に塗布することによって、主物質の基材への塗布を制御する。この実施形態では、可変記号論、符号化、アドレス指定、番号付け、又は、あらゆる他のタギング技術が、主物質塗布の制御用に確保された第１の表面の一部分で用いられる。主物質は、まず、区別なく第１の表面上に配置される。主物質の塗布のために基材が第１の表面の近傍を通過する前に、ブロック剤が、ある領域内の基材に、選択的に塗布される。この塗布領域は、基材の近傍を後に移動する第１の表面の上記確保部分に対応する領域であり、主物質が所望の形状又はイメージで塗布されるように、ブロック剤が塗布される。より一般的な実施形態では、同様か又は異なる主物質が配置された１つ以上の表面の近傍に、基材が移動し、そこで、ブロック剤及び／又は補助剤が、上記確保部分内の表面から基材に選択的に転写される。ある実施形態では、磁性インキが、これらの表面のうちの１つから基材（例えば紙ウェブ）に転写される。また、１つ以上の非磁性インキが、同じ表面から転写されるか、又は、１つ以上の追加の表面から転写されてもよい。上記確保部分にて所望の形状で紙ウェブに磁性インキを塗布する際に、この塗布をブロックするか、又は、補助するために、ゲート剤を用いることが可能であり、これには、上述のブロック剤及び補助剤を使用するためのいかなる技術も用いることができる。この結果、１刷りごとに変更された磁性インキマーキング（例えば、ＭＩＣＲマーキング、又は、他のコード化された情報）を有する紙ウェブが印刷される。一例では、可変印刷工程の一部として、エンコード（符号化）されるＲＦＩＤ回路に適用される。これにより、印刷後のプログラミングが不要となる。

更に別の実施形態では、ゲート剤が、１つ以上のジェットヘッドによって、受容面に選択的に塗布され、そして、中間液（例えば、従来の湿し溶液（fountain solution））を引き付けるか、又は、ブロックする。この湿し溶液は、受容面に区別なく塗布されるが、しかし、ゲート剤によってゲートされる。このため、湿し溶液は、インキの塗布に先立って、受容面に選択的に付着する。この実施形態では、ゲート溶液が、湿し溶液と相互作用するように、そして、湿し溶液を制御可能なように調合されており、この点で、インキを制御するものと対照的になっている。別の実施形態では、湿し溶液を中和もしくは機能低下させるか、又は、湿し溶液を受容面から選択的に除去可能としている。より一般的に言うと、これらの実施形態では、区別なく塗布される湿し溶液及びインキと共に選択的に塗布されるゲート剤を用いることを含み、この場合に、湿し溶液が保持される領域を、ゲート剤によって制御する。

上述のように、ゲート剤は、１つ以上の界面活性剤を含むことが可能であり、また、高品質なイメージを生成するのに有利な液滴サイズ及び粘度特性が得られるように、温度制御又は真空制御が行われる。しかしながら、イメージ品質は、ゴーストとして当業者に知られている現象によって影響を受ける。尚、ゴーストの発生は、異なるイメージが連続する場合に、特に深刻な問題となり得る。

ゴーストの発生は、連続する印刷間において、イメージ領域及び非イメージ領域のインキ及び／又はゲート剤を確実に洗浄することによって抑制可能である。上記のいかなるクリーニングシステムに関しても、上述のように、インキの毎塗布後に胴を洗浄することが、胴を清浄に保つ１つの方法である。クリーニングシステムが一層完全な洗浄を促進することにより、ゴーストの発生が抑制されるように、ゲート剤組成物の成分を変更してもよい。

ゴーストの発生を抑制する別の手法としては、胴上のイメージ領域から非イメージ領域へのインキの移動を抑制する手法がある。親油性溶液をイメージ領域へ正確に塗布することにより、インキをイメージ領域へ引き付けると共に、イメージ領域からのインキの移動を抑制することができる。個別に、又は親油性溶液と組み合わせて、疎油性溶液を胴の非イメージ領域へ正確に塗布することにより、非イメージ領域へのインキの移動を抑制することができる。

本開示のように、可変印刷のジョブ処理と固定印刷のジョブ処理とを行うというコンセプトを用いる場合には、その利点の１つとして、従来の平版印刷装置に関連する固有速度を挙げることができる。しかし、実際には、従来の平版印刷装置と比較すると、印刷速度は、イメージ領域が形成可能な速度によって制限されており、つまり、イメージ領域を形成する方法によって左右されている。この種の方法は、本明細書で説明されており、また、イメージ領域の形成のためのゲート剤塗布を含んでいる。ゲート剤は、親油性溶液もしくは親水性溶液、又は、静電気電荷が印加された他の溶液であり得る。また、ゲート剤自体が、胴の一部に印加される静電気電荷であってもよい。印刷装置の運転速度は、上述のあらゆるゲート剤が、印刷装置の１つ以上の胴に塗布可能な最高速度によって、制限される。

通常のインクジェット印刷において、インクジェットカートリッジが最も使用される運転状態に対応するように、カートリッジからの液滴が瞬間的に噴射され、この噴射によって、対象基材上に所定サイズのインキスポットが形成される。しかし、実際には、インクジェットカートリッジからの液滴噴射は、瞬間的な事象ではなく、現実には、初期、中期、及び終期を有する過渡的な事象である。対象基材が、高速で移動している場合には、インキ液滴が基材に衝突し、そして、基材の移動方向とは反対方向に延びる尾部（テール）を有するインキスポットが形成される。この現象は、テーリング（tailing）として知られており、液滴形成における過渡的性質によって生じる直接的な結果である。高速印刷時に発生するテーリングにより、印刷品質に懸念が生じるので、印刷装置の実効速度が制限され得る。しかしながら、あるゲート剤が、特定のジェットカートリッジと共に用いられる場合には、噴射液滴のテーリングを抑制又は緩和することが可能であり、これにより、最高印刷速度を制限するファクターであるこの現象が解消される、ということが見いだされている。

別の実施形態では、水溶液ジェットシステムは、パターン基材上へ、水溶液、又は潜在的多官能性（多官能ポテンシャル）を有する他の組成物をプリント又は噴射することができる。一実施形態では、例えば、その組成物は、潜在的二官能性（二官能ポテンシャル）を有するが、本開示では、いかなる数の官能性（官能基）を有していてもよい。例えば、多官能性組成物には、１つ以上の化合物がそれぞれ多官能ポテンシャルを有する、又は複数の化合物がそれぞれ潜在的単官能性（単官能ポテンシャル）を有することが含まれる。官能ポテンシャル（潜在的官能性）には、化合物に対して付着性及び／又は反発性を与える、化合物の特定の化学的部分及び／又は構造領域に起因する化合物の官能基部分（例えば、親水性領域、親油性領域、レセプター／認識部位（例えば、抗原結合部位（パラトープ））、イオン性領域、当該技術分野における既知の他の部位等）が含まれる。本実施形態では、第１の官能基はパターン基材に対する付着力を与え、第２の官能基は、パターン基材に塗布される１つ以上の主物質に付着性を与える。

別の実施形態では、多官能性組成物は、２つ以上の多官能性化合物を含んでもよく、この場合に、各種多官能性化合物は、他の多官能性化合物と共通する少なくとも１つの官能基、及び、他の多官能性化合物と異なる少なくとも１つの官能基を有する。この例では、第１の多官能性化合物及び第２の多官能性化合物は、それぞれ同様のパターン基材上へプリントされるが、この場合において、主物質は、１種類の官能基のみと反応し、また、第１の多官能性化合物及び第２の多官能性化合物の第２の官能基は、主物質が第１又は第２の多官能性化合物のいずれに付着可能であるかに関して異なる特性を有する。別の実施形態では、単官能ポテンシャルを有する化合物は、単一の多官能性化合物の多官能基に類似する多官能基を有する錯体を形成するように相互作用する。この実施形態では、単官能化合物は、１回でパターン基材上に塗布される単一の組成物に含められてもよく、もしくは同時に付着される分離した組成物に含められてもよく、あるいは、パターン基材上へ連続して付着される分離した組成物に含まれてもよい。

本開示で意図される多官能性化合物の一例には、親水性である第１の官能基及び親油性である第２の官能基を有する化合物が含まれる。多官能性組成物は、親水性か又は親油性の表面を有する基材上へ所望のパターンを形成するように噴射される。これにより、表面と組成物との間で同種の官能基が結び付いて、表面に組成物が付着されると共に、組成物の反対の官能基が表面にはじかれて、表面に付着した組成物のパターンが形成される。

同種の官能性（例えば、親水性又は親油性）を有するか、あるいは、表面には引き付けられずに、多官能性組成物の第２の官能基に選択的に引き付けられ、そして、基材の露出表面にはじかれるか、あるいは、基材の露出表面に付着不可能である、第２の組成物（例えば、主物質）は、噴射、浸漬、噴霧、ブラッシング、ローリング、又は、当業者に既知のあらゆる他の方法を用いて表面に塗布することができる。主物質の添加により、多官能性組成物のパターンに対応する主物質のパターンが形成され、この結果、主物質のみが、多官能性組成物の第２の官能基によって表面に付着される。更に、主物質の塗布後、１つ以上の追加的なステップ（例えば、クリーニングステップ）が実行され、これにより、主物質が多官能性組成物の第２の官能基のみに部位特異的に確実に付着する。クリーニングステップと同様に考えられる別のステップには、殺菌ステップが含まれる。この後、主物質は、第２の基材（例えば、イメージを印刷媒体に転写する中間（媒介）ローラー）、又は、印刷媒体に直接転写され、これにより、高精度かつクリーンな所望のプリントイメージを形成することができる。このようにして、主物質が後に付着する多官能性組成物を用いて、選択されたパターンが基材上に噴射され、この後、転写され、そして、印刷媒体上で永続的又は一時的に固定される。

本開示で意図される多官能性化合物の例には、少なくとも１つの親水性部分と少なくとも１つの親油性部分を有する高分子化合物（例えば、上述のポロキサマー又はエトキシ化アセチレンジオール）が含まれる。追加的な例には、自己組織化単分子膜の形成に関する物質（例えば、アルキルシロキサン、酸化物材料上の脂肪酸、アルカンチオレート、アルキルカルボキシレート等）が含まれる。本開示では、当業者に既知の他の多官能性化合物が意図される。

本開示の装置及び方法は、他の産業及び他の技術（例えば、繊維、製薬、生物医学、及び、特に電子工学）にも関連する。可変でカスタマイズ可能なグラフィックもしくはテキスト、又は、シール性が強化された主物質や耐水性もしくは耐火性を有する主物質は、繊維ウェブに選択的に塗布されて、例えば、衣類又は敷物の製造に用いられる。製薬業界では、主物質は、製剤原料、治療用物質、診断用物質、もしくはインキ以外のマーキング用物質であり得、又は、他のあらゆる種類の物質用のキャリアであり得る。生物医学用途では、例えば、主物質は、生物由来材料又は生体適合性ポリマーである。電子工学用途では、主物質は、基材の１つ以上の層に塗布される導電性材料又は電気絶縁性材料であり得る。他の電子工学用途には、製品に取り付けられる無線自動識別（「ＲＦＩＤ」）タグの製造が含まれる。主物質の基材への選択的塗布は、他の産業にとっても有益となり得る。例えば、主物質は、製品（例えば、熱交換器、料理用鍋、又は、断熱性の高いコーヒー用マグカップ）の構成部品に選択的に塗布される熱伝導性材料又は断熱性材料である。また、主物質は、吸収性、反射性、又は放射性が強化された材料であってもよく、これらの性質の一部又は全部が他の製品にとって有用となり得る。これは、例えば、主物質を、オーブン、ランプ、又はサングラスの構成部品に選択的に塗布する場合である。また更に、主物質は、カスタマイズ可能な包装フィルム又はホログラムに使用可能である（イメージ生成の前に屈曲くぼみの選択的充填を経る）。更に、この技術は、燃料電池の製造に適用可能であり、この場合に、主物質は、官能性ポリマー、接着剤、及び、三次元（３−Ｄ）相互接続構造を含み得る。マイクロ光学素子の製造用途では、主物質は、光学接着剤又は紫外線硬化性ポリマー（UV-curing polymer）であり得る。更なる用途としては、ディスプレー製造があり、この場合に、主物質は、ポリマー発光ダイオード用材料である。更に、特定の用途としては、本開示の装置及び高速可変印刷方法が、数多くの平版印刷の用途で利用され得る。例えば、本開示の装置及び方法は、ダイレクトメール、広告、明細書、請求書等の高品質な一対一マーケティングの用途に理想的である。本開示の装置及び方法に適した他の用途としては、パーソナライズされた書籍、定期刊行物、出版物、ポスター、ディスプレー等の印刷が挙げられる。本開示における高速可変印刷システム及び高速可変印刷方法は、上述の製品のポストプレス処理（例えば、製本や仕上げ）も迅速化することができる。

図５及び６を参照すると、ゲート剤は、装置１２００を用いて噴射されている。装置１２００は、表面１２０４を備えたハウジング１２０２を有する。表面１２０４は、複数の噴射ノズル１２０６及び１２０８を有する。図５及び図６では、２列のノズル１２０６及び１２０８が示されているが、装置は、必要な解像度に応じて１列以上のノズルを備えることができる。ハウジング１２０２には、ノズルと連通すると共に、チューブ又は他の連通部材１２１２を介して噴射剤の供給源１２１０とも連通するチャンバー（図示せず）が含まれる。装置１２００は、当業者に周知のあらゆる適切なプリントコントローラであるコントロール装置１２１４によって制御される。

以下の実施例は、本開示を更に示すものであるが、当然ながら、本開示の範囲を決して制限するように解釈されるものではない。

（実施例１）
本開示に有用なゲート製剤は、以下のように調合された。
８重量％ Ｓｏｋａｌａｎ（登録商標）マレイン酸／オレフィンコポリマー
（９５％活性）
１重量％ ＳＩＬＷＥＴ（商標）７２００ シロキサンブロックコポリマー
９１重量％ 水

（実施例２）
本開示に有用な第２のゲート製剤は、以下のように調合された。
３０重量％ ＰＥＧ ２００
１重量％ Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４００シリーズ
１重量％ Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）
６８重量％ 水

（実施例３）
本開示に有用な第３のゲート製剤は、以下のように調合された。
１５重量％ Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）５０
１０重量％ イソプロピルアルコール
１重量％ ＳＩＬＷＥＴ（商標）７２００ シロキサンブロックコポリマー
３０重量％ ＰＥＧ ２００
４４重量％ 水

実施例１〜３の製剤の全ては、ブロック剤又はゲート剤として有用であり、ゴースト発生、テーリング、フラッディング、又は背景色を最小にして、有益なプリントを作り出した。

以上は、本開示の装置及び方法の原理を例示するためのものに過ぎず、当業者によって本開示の装置及び方法の範囲及び理念から逸脱することなく様々な改変が可能であることは明らかであろう。例えば、記載された手順におけるいくつかのステップの順序は、決定的なものではなく、必要に応じて変更が可能である。また、様々なステップは、様々な技術によって実行され得る。更に、記載された組成物及び方法の１つの利点は、標準的な平版インキに使用して可変イメージを生成することにある。これらのインキは、通常、インクジェット用インキを用いて作り出される出版物より、一層高品質なものを作り出す。この技術に達するまでに、真の可変平版印刷を実現することは非常に困難であった。

本開示の好ましい実施形態は、本明細書に記載されており、発明者が最もよく知る、本開示を実施するための最良の形態を含む。それら好ましい実施形態の変形例は、上述の記載を読めば、当業者に明白となり得る。本発明者は、当業者がこのような変形例を必要に応じて採用することを予期しており、本発明者は、特に本明細書に記載された形態とは別の形態で、本開示が実施されることを意図している。従って、本開示は、適用可能法の許可通りに本明細書に添付した特許請求の範囲に列挙される主題の全ての変形例及び全ての均等物を含む。更に、全ての可能な変形例における上述要素のいかなる組み合わせも、本明細書に示されていない、又は文脈によって明確に否定されていない限り、本開示によって示されている。

本開示は、印刷技術に適用可能であるのみならず、他の産業にとっても有用となり得る。具体的には、ゲート剤は、イメージ領域または非イメージ領域の主物質付着の補助のために、基材に塗布される。ゲート剤には、ブロック剤、表面張力調整化合物、粘度調整剤、溶媒及び／又は追加的な構成要素が含まれる。

上述の記載を考慮すれば、当業者には、数多くの変更形態があり得ることは明らかであろう。従って、本明細書の記載は単なる例示として解釈されるべきであり、また、当業者が本発明を製造及び使用できるように、そして、当業者が同様に実施するためのベストモードを教示できるように、提示されたものである。添付された特許請求の範囲から逸脱しない限りは、全ての変更形態に対する専有権が留保される。

Claims (16)

1. 基材上にパターンを形成するように、ゲート剤組成物を前記基材上に噴射するステップと、
   前記基材上における前記ゲート剤組成物の前記パターンにより覆われない領域に、印刷イメージを形成するように、印刷剤を前記基材に塗布するステップと、
   を含んで構成され、
   前記ゲート剤組成物は、
   約０．０５重量％〜約１０重量％のブロック剤、
   約３重量％以下の表面張力調整剤、
   前記ゲート剤組成物の粘度を約１ｍＰａ・ｓ〜約１４ｍＰａ・ｓの範囲内とするための約８重量％以下の粘度調整剤、及び、
   溶媒を含んで構成される前記ゲート剤組成物の残部、
   を含んで構成され、
   前記ゲート剤組成物は、約４０ダイン／ｃｍ未満の静的表面張力を有する、
   高速可変印刷方法。
2. 前記ゲート剤組成物は、前記印刷剤が塗布される前に前記基材上に噴射され、かつ、前記ゲート剤組成物が噴射された領域にて、前記印刷剤が前記基材に付着することを抑制する、請求項１に記載の高速可変印刷方法。
3. 前記基材は、前記印刷イメージが形成される媒体である、請求項２に記載の高速可変印刷方法。
4. 前記基材は、前記印刷イメージを最終の印刷媒体に転写する媒介物の表面である、請求項２に記載の高速可変印刷方法。
5. 前記ゲート剤組成物は、前記印刷剤が塗布された後に前記基材上に噴射され、かつ、前記ゲート剤組成物が噴射された領域にて、前記印刷剤が最終の印刷媒体に転写されることをブロックする、請求項１に記載の高速可変印刷方法。
6. 前記基材は、印刷胴である、請求項４に記載の高速可変印刷方法。
7. 前記ゲート剤組成物は、識別可能な量の染料、顔料、又は、他の着色料、を含有しない、請求項１に記載の高速可変印刷方法。
8. 前記印刷イメージは、各イメージごとに変更される、請求項１に記載の高速可変印刷方法。
9. 前記印刷イメージは、変更されない固定イメージ領域を有する、請求項１に記載の高速可変印刷方法。
10. 前記表面張力調整剤は、約１５〜約３０の親水性−親油性バランスを有する非イオン性界面活性剤を含んで構成される、請求項１に記載の高速可変印刷方法。
11. 前記ゲート剤組成物は、約３ｍＰａ・ｓ〜約５ｍＰａ・ｓの範囲内の粘度を有する、請求項１に記載の高速可変印刷方法。
12. 少なくとも１つの表面を有するハウジングと、
    前記１つの表面に取り付けられ、かつ、要求に応じて各々が液滴を噴射可能な一連の噴射ノズルと、
    前記噴射ノズルと連通するゲート剤組成物用供給源と、
    を含んで構成され、
    前記ゲート剤組成物は、
    約０．０５重量％〜約１０重量％のブロック剤、
    約３重量％以下の表面張力調整剤、
    前記ゲート剤組成物の粘度を約１ｍＰａ・ｓ〜約１４ｍＰａ・ｓの範囲内とするための約８重量％以下の粘度調整剤、及び、
    溶媒を含んで構成される前記ゲート剤組成物の残部、
    を含んで構成され、
    前記ゲート剤組成物は、約４０ダイン／ｃｍ未満の静的表面張力を有する、
    高速可変印刷装置。
13. 前記ゲート剤組成物は、識別可能な量の染料、顔料、又は、他の着色料、を含有しない、請求項１２に記載の高速可変印刷装置。
14. 前記ゲート剤組成物は、約４０ダイン／ｃｍ未満の静的表面張力を有する、請求項１２に記載の高速可変印刷装置。
15. 前記表面張力調整剤は、約１５〜約３０の親水性−親油性バランスを有する非イオン性界面活性剤を含んで構成される、請求項１２に記載の高速可変印刷装置。
16. 前記ゲート剤組成物は、約３ｍＰａ・ｓ〜約５ｍＰａ・ｓの範囲内の粘度を有する、請求項１２に記載の高速可変印刷装置。