JP2018059982A

JP2018059982A - 印刷装置および印刷方法

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Publication number: JP2018059982A
Application number: JP2016195628A
Authority: JP
Inventors: 菊池　雅博; Masahiro Kikuchi; 雅博菊池
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2016-10-03
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2036-10-03
Also published as: JP6919168B2

Abstract

【課題】ミスト化現像を用いる電子写真法において、静電潜像を現像して形成されたインクパターンを印刷媒体へ確実に転写する印刷装置および印刷方法を提供する。【解決手段】印刷装置は、少なくとも、静電潜像形成部と、ミスト現像部と、転写ブランケットとを備え、転写ブランケットの表面に、インク溶媒吸収性を有する材料を用いることを特徴とする。また、印刷方法は、静電潜像形成部で、静電潜像を形成する工程と、ミスト現像部で、インクを帯電ミスト化し、当該帯電ミスト化したインクにより静電潜像の現像を行いインクパターンを形成する工程と、形成されたインクパターンを、表面にインク溶媒吸収性を有する材料を用いた転写ブランケットへ一次転写する工程と、一次転写された前記インクパターンを印刷媒体へ二次転写する工程とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、インクをミスト化して印刷する印刷装置および印刷方法に関する。

印刷によれば、印刷版にインクを盛り、紙などの媒体へ転写することで、大量の画像や文字の複製をすることができる。従来の印刷では、印刷版に形成したインクパターンを、媒体へ精度良く転写することに注力されており、数多くの印刷手法が提案されてきた。

印刷版を用いないパターニング手法として、固体トナーを潜像形成面に静電気で付着させ、その後印字媒体に転写してパターンを形成する電子写真法がある。電子写真法の中には、特許文献１のように、固体トナーを用いず、超音波により霧状にしたインクを帯電させ、静電潜像を形成した感光体ドラムにて現像し、印刷媒体を密着させて転写することにより、印刷版を用いずにインク材料による印刷パターンの形成を可能とするものがある。このようなミスト現像法によれば、固体トナーのようなトナーの形状限界を超えて、インク材料をミスト化したサイズのパターンを形成することができる。

特開平３−１２５１７１号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、現像したパターンを印刷媒体へ転写する際に、加圧ローラーを用いて直接転写を行っている。現像パターンの形状によっては印刷媒体への転写の際にインク材料の引き合いが安定せず、転写性が低下する問題がある。また、一般的な電子写真の手法では、静電潜像にて現像したパターンを印刷媒体に転写する際に、逆の符号の帯電による電気的な引力による転写を行い安定した転写を行うが、帯電ミストによるパターンが固体トナーのように帯電粒子による電気的吸着であるため、電気的な転写性が低下して、印刷媒体への転写が困難になる問題があった。

本発明はこのような問題を鑑みて、ミスト化現像を用いる電子写真法において、静電潜像を現像して形成されたインクパターンを印刷媒体へ確実に転写する印刷装置および印刷方法を提供するものである。

本発明の印刷装置は、少なくとも、静電潜像形成部と、ミスト現像部と、転写ブランケットとを備え、転写ブランケットの表面に、インク溶媒吸収性を有する材料を用いることを特徴とする。

また、本発明の印刷方法は、静電潜像形成部で、静電潜像を形成する工程と、ミスト現像部で、インクを帯電ミスト化し、当該帯電ミスト化したインクにより静電潜像の現像を行いインクパターンを形成する工程と、形成されたインクパターンを、表面にインク溶媒吸収性を有するブランケットへ一次転写する工程と、一次転写されたインクパターンを印刷媒体へ二次転写する工程とを備える。

本発明によれば、ミスト化現像を用いる電子写真法において、静電潜像を現像して形成されたインクパターンを印刷媒体へ確実に転写する印刷装置および印刷方法を実現できる。

従来のミスト現像を用いた印刷装置の概略図である。本発明の実施形態に係るミスト現像を用いた印刷装置の概略図である。

図１は、従来のミスト現像を用いた印刷装置の概略図である。一般的な電子写真法では、固体トナーを用いて静電潜像を現像するが、ミスト現像では、ミスト現像機５によりインク材料を超音波振動子と帯電機とでミスト帯電粒子化したものを用いて静電潜像の現像を行う。具体的な工程は、図１に示すように、帯電装置３により感光体ドラム２の外周全面を帯電させ、露光機４によりパターンに則して帯電を除き静電潜像を形成する。この静電潜像を、ミスト現像機５にてミスト帯電化したインク材料により現像を行う。感光体ドラム２に形成された印刷パターン１０は、転写帯電機７により印刷媒体６に転写される。感光体ドラム２に残ったインク材料をクリーニング機８により取り除くとともに、除電装置９により帯電を取り除き、次の周回工程に移る。

このように、ミスト現像を用いた印刷方法では、固体のトナーを使わず、インク材料をミスト化して印刷できることが特徴である。

図２は、本発明の実施形態に係るミスト現像を用いた印刷装置の概略図である。印刷装置１は、感光体ドラム２と、帯電機３と、露光機４と、ミスト現像機５と、クリーニング機８と、除電機９と、転写ブランケット１１とを備える。印刷装置１は、感光体ドラム２と、帯電機３と、露光機４とにより静電潜像形成部を構成する。ミスト現像機５を用いてインク材料を感光体ドラム２上にパターニングするまでは、図１の従来方式と同じ工程である。本発明の実施形態に係るミスト現像を用いた印刷装置１では、感光体ドラム５上に形成した印刷パターン１０に、転写ブランケット１１を接触させ一次転写し、転写ブランケット１１の感光体ドラム２と反対側の印刷媒体６へ二次転写を行うことで、印刷媒体６上に印刷パターン１０を形成する。転写ブランケット１１の表面に用いる材料は、インク溶媒吸収性を有する材料である。このため、インクパターンに接触した際の溶媒吸収により、インク材料の物理的移動が起きて印刷パターン１０の転写が効率よく行われる。この結果、電気的吸引を用いる従来の印刷装置よりも確実に印刷媒体６上に印刷パターン１０を転写することが可能となる。

感光体ドラム２は、接地された円筒形の導体の表面に感光性材料が積層されており、光が照射されていないときには表面は絶縁された誘電体となり、光が照射されているときには導電体となる。

帯電機３は、感光体ドラム２の外周面を一様に帯電させることができる装置であり、コロナ帯電機などが挙げられる。

露光機４は、感光体ドラム２上に静電潜像を形成するための装置であり、ＬＥＤアレイやレーザーダイオード等を用いて、帯電機３で形成した帯電面の所定の部分に光を照射することで静電潜像を形成する。

本実施形態では、静電潜像形成部を構成する、感光体ドラム２、帯電機３、及び露光機４を用いた一連の工程により静電潜像を形成する方法を説明したが、静電潜像を形成する方法については特に限定されることなく、帯電による電位差が形成された静電潜像であればよい。例えば、誘電体上に部分的に摩擦帯電させ形成された静電潜像を用いることもできる。

ミスト現像機５は、液体インクの液面を超音波振動させることによりインクミストを発生させ、このインクミストに電荷を与えて、感光体ドラム２上の静電潜像の現像を行うものである。ミスト現像機５は、所望のミスト径及び帯電量を与えることができ、感光体ドラム２上にミスト帯電化したインクを搬送する機構を有するものであれば、特に限定されるものではない。

転写ブランケット１１は、円筒形状のドラムの表面にインク溶媒吸収性を有するブランケットが形成されているものである。ブランケット材料としては、溶媒吸収能力があればよく、天然ゴムや、合成ゴムのＰＤＭＳ（シリコーンゴム）、ウレタンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。ブランケットの厚みは特に限定されないが、５０μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。また、用いるインク材料の溶媒種に合わせてブランケット材料を選択することも可能である。

クリーニング機８は、印刷パターン１０を印刷媒体６に転写した後の感光体ドラム２上のインク残渣を取り除く装置である。インク残渣の除去は、ブラシやブレードによる除去や、粘着シートによる除去などが挙げられる。

除電機９は、感光体ドラム２から帯電を取り除き初期状態に戻す装置であり、全面露光により除電を行う装置や、接地導電部材の接触により除電する装置を用いることができる。

印刷媒体６は、一般的な印刷用のインク受容性のあるシート状の媒体であればよく、紙やプラスチックフィルム、金属箔、木材、セラミックシート等が挙げられるが、本実施形態では特に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るインクは、ミスト化すると接地経路が無く所望の帯電量を与えることが可能であることから、ミスト現像機５によるミスト化と帯電が可能なインクであれば良く、ほとんどの一般的な印刷インクや塗料を用いることができる。

（実施例）
図２に示す、中心軸の回りに回転可能な円筒型の感光体ドラム２の周囲に、感光体ドラム２を一様に帯電させる帯電機３と、レーザーダイオードの光照射により感光体ドラム２に静電潜像を形成する露光機４と、超音波振動子を装着しインクをミスト状にして、ミスト状のインクを搬送途中に帯電機により帯電させ、静電潜像表面に一定量のミストを供給するミスト現像機５と、感光体ドラム２に形成されたインクパターンを印刷媒体６へ転写するための転写ブランケット１１と、インク残渣を除去するクリーニング部８と、帯電を除電する除電機９とを備える印刷装置１を準備した。

転写ブランケット１１のブランケット部材として、シート厚３００μｍのＰＤＭＳ（シリコーンゴム）を用いた。インクとして、銀フィラーとバインダー樹脂と溶剤とからなる銀ペーストを用いた。尚、印刷媒体６として、厚さ２００μｍのポリエチレンテレフタレートのフィルムを用いた。

まず、帯電機３により、感光体ドラム２の表面を正電位に帯電させた。次に、露光機４により感光体ドラム２の表面のパターン形成部の所定の部分にレーザー光照射を行い除電をして、ネガ型の静電潜像を形成した。次に、ミスト現像機５の超音波振動子によりインクをミスト化し、発生したミストインクをミスト現像機５の帯電機により正電位に帯電させた。次に、ミスト現像機５の搬送エアにより帯電したミストインクを静電潜像表面に供給し、現像を行った。感光体ドラム２の静電潜像は、正帯電のネガ像であるため、ミストの正帯電とは反発し合い、除電したパターン部にのみミストが付着した。こうして感光体ドラム２上に形成された印刷パターン１０を、転写ブランケット１１に回転接触させることで、一次転写を行った。次に、転写ブランケット１１を、転写ブランケット１１の感光体ドラム２と反対側に配置された印刷媒体６と接触させ、転写ブランケット１１に一次転写した印刷パターン１０を印刷媒体６上に二次転写した。こうしてできた印刷媒体６上の印刷パターン１０は、転写不良の発生もなく、再現性の高い印刷パターンが形成できていた。

（比較例）
図１に示すように、転写ブランケットの代わりにコロナ帯電機による転写帯電装置７を用いて、印刷媒体６に印刷パターン１０を転写する方式にしたこと以外は、実施例と同じ装置構成とインクを用いて印刷を行ったところ、所々に転写不良が発生し、その結果、印刷不良が多く発生した。

本発明は、ミスト現像を用いた印刷装置および印刷方法に好適に利用できる。

１印刷装置
２感光体ドラム
３帯電機
４露光機
５ミスト現像機
６印刷媒体
７転写帯電機
８クリーニング機
９除電機
１０印刷パターン
１１転写ブランケット

Claims

少なくとも、静電潜像形成部と、ミスト現像部と、転写ブランケットとを備える印刷装置において、
前記転写ブランケットの表面に、インク溶媒吸収性を有する材料を用いることを特徴とする、印刷装置。
静電潜像形成部で、静電潜像を形成する工程と、
ミスト現像部で、インクを帯電ミスト化し、当該帯電ミスト化したインクにより前記静電潜像の現像を行いインクパターンを形成する工程と、
形成された前記インクパターンを、表面にインク溶媒吸収性を有する材料を用いた転写ブランケットへ一次転写する工程と、
一次転写された前記インクパターンを印刷媒体へ二次転写する工程とを備える、印刷方法。