JP3556350B2 - マスタ及び孔版印刷装置の版胴及びインキ保持部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マスタ及び孔版印刷装置の版胴及びインキ保持部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている孔版印刷用のマスタは、薄い熱可塑性樹脂フィルム（厚み１〜２μｍ程度）に和紙繊維や合成繊維、あるいは和紙繊維と合成繊維とを混抄したものからなる多孔性支持体を貼り合わせたラミネート構造となっている。このマスタの熱可塑性樹脂フィルム面を加熱穿孔製版し、多孔性支持板に樹脂繊維あるいは金属繊維から構成されたメッシュスクリーン等からなるインキ保持層を有する回転自在な版胴に、製版されたマスタを巻装して、版胴内部に設けられたインキ供給手段よりインキを供給し、プレスローラー等の押圧手段で印刷用紙を連続的に押圧して、版胴開孔部及びマスタ穿孔部よりインキを滲出させて印刷を行う感熱デジタル孔版印刷装置がよく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に前述の孔版印刷装置においては、印刷装置を一定時間放置した後や印刷を停止した後に再度印刷を再開した場合等に、インキが蒸発することに起因して発生する印刷不良の不具合を防止するため、蒸発しにくい油性インキや油中水型エマルジョンインキが使用されている。
【０００４】
しかし、このインキは乾燥しにくいため、印刷時において、印刷用紙に転移したインキが印刷用紙内へ浸透して指等で擦っても汚れが発生しない、所謂、浸透乾燥した状態となるまでにはある程度の時間を必要とする。
【０００５】
孔版印刷装置では、印刷済みの印刷用紙は連続的に排紙トレイに排出積載されるが、このときに前の印刷用紙上に次の印刷用紙がすぐに積載されると、インキの乾燥時間が短く前の印刷用紙の画像インキが次の印刷用紙の裏面に付着して汚してしまう、所謂、裏写りという不具合を発生してしまう。この裏写りは、インキ転移量の多い画像、とりわけ印刷用紙表面に転移したときのインキ層の厚さの厚い（インキ転移高さの高い）画像の印刷時において発生し易い。
【０００６】
ところで、図２に示すように、多孔性支持板１ｂには開口部１ａと非開口部１ｃとが存在する。従って、多孔性支持板１ｂの外周面に熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタだけを巻装した場合、開口部１ａに相当する箇所ではインキが流出して画像が出るが、非開口部１ｃに相当する箇所ではインキが流出せず画像が出ないため、多孔性支持板１ｂの開口状態と同様の模様である、所謂、孔目が発生するという問題点がある。この不具合を防止するために、通常、多孔性支持板の外周面には、インキを、特に横方向に拡散させるためのインキ保持層が巻装される。しかし、従来のインキ保持層は、開口部１ａからインキ保持層に流入したインキを横方向に流れの向きを変えることなく流す通路を形成する空隙が多いため、繊維による横方向の拡散が期待できず、特に低温時等、インキの流動性が悪くインキが拡散しにくい条件の場合には、孔目の発生を効果的に防止することはできなかった。また、マスタの多孔性支持体においても、開口部１ａからインキ保持層を介して多孔性支持体に流入したインキを横方向に流れの向きを変えることなく流す通路を形成する空隙が多く、上述の不具合を防止することはできなかった。そこで、この不具合を防止する対策の一つとして、流入したインキを横方向に流れの向きを変えることなく流す通路を形成する空隙を減らすために、インキ保持層を複数層重ね合わせて使用することが提案されたが、コストアップを余儀なくされた。
【０００７】
さらに、従来の孔版印刷装置に用いられているマスタや版胴では、マスタの穿孔径に対して多孔性支持体やインキ保持層の開孔径（空隙面積）が大きくなるように構成されており、転移するインキ量を減少させて裏写りを防止する効果がほとんど期待できなかった。
【０００８】
本発明は、裏写りの発生を効果的に防止することができると共に、インキの拡散の良好なマスタ及び孔版印刷装置の版胴並びにインキ保持部材を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、熱可塑性樹脂フィルムと多孔性支持体とを貼り合わせてなる孔版印刷用のマスタにおいて、前記多孔性支持体は繊維で構成されていて少なくともその表面が金属からなると共にインキ流入側の孔とインキ流出側の孔とを有し、前記多孔性支持体は前記熱可塑性樹脂フィルムとの当接面側の表面粗さが５〜４５μｍＲｚであると共に前記インキ流入側の孔から流入したインキの全量が前記多孔性支持体に対して下した垂線に沿って前記インキ流出側の孔から流出する空隙を有しており、前記空隙の面積が４００μｍ^２以下、前記空隙の空隙率が２０％以下、前記空隙を含む前記多孔性支持体の密度が０．１１ρ〜０．３８ρ（ρ：前記繊維を構成する物質の密度（ｇ／ｃｍ ^３ ））であることを特徴とする。
【００１２】
本発明を、外周面にインキ保持部材を有しこのインキ保持部材上に熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタを巻装する版胴に適用し、インキ保持部材のマスタと当接する側の表面粗さを５〜４５μｍＲｚ、好ましくは５〜３５μｍＲｚ、より好ましくは５〜２５μｍＲｚとし、かつ空隙面積を４００μｍ ^２ 以下となるように構成してもよい。
【００１３】
上述のインキ保持部材を、空隙率が２０％以下、より好ましくは０％となるように構成してもよい。
【００１４】
上述のインキ保持部材を、少なくともその表面が金属から構成されているものとしてもよい。
【００１５】
本発明を、版胴の外周面を構成するインキ保持部材に適用し、その外周面の表面粗さを５〜４５μｍＲｚ、好ましくは５〜３５μｍＲｚ、より好ましくは５〜２５μｍＲｚとし、かつ空隙面積を４００μｍ ^２ 以下となるように構成してもよい。
【００１６】
上述のインキ保持部材を、空隙率が２０％以下、より好ましくは０％となるように構成してもよい。
【００１７】
上述のインキ保持部材を、少なくともその表面が金属から構成されているものとしてもよい。
【００１８】
【実施例】
図１は、本発明の第１の実施例に用いられる孔版印刷装置の要部を示している。同図において、回転自在に支持され、図示しない版胴駆動手段で回転駆動される版胴１は、インキパイプ２、インキローラー３、ドクターローラー４等をその内部に有している。
【００１９】
版胴１は、図２に示すように、開孔部１ａを有する多孔性支持板１ｂと、多孔性支持板１ｂの外表面に巻装されたインキ保持層１５とから構成されている。インキ保持層１５は、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維またはステンレス繊維等を網目状に交差させて形成したメッシュスクリーンからなり、インキを通過させるためのインキ通路を有し、インキの拡散、保持、押し出し等の働きをする。このインキ保持層１５は、複数層設けても、１層だけ設けるように構成してもよく、また設けなくてもよい。
【００２０】
版胴１の支軸を兼ねたインキパイプ２は図示しない筐体側板に固着されており、その表面には、版胴１の内部にインキを供給するための複数の小さな孔が穿設されている。インキパイプ２は、版胴１の外部に配設された図示しないインキパック内から図示しないポンプによって汲上げられたインキを版胴１の内部に供給する。
【００２１】
インキパイプ２の下方には、インキローラー３とドクターローラー４とが配設されている。版胴１内の図示しない側板に回転自在に支持されたインキローラー３は、その外周面が版胴１の内周面と近接するように設置されており、インキパイプ２より供給されたインキを版胴１に供給する。インキローラー３は、図示しないギヤあるいはベルト等の駆動力伝達手段によって版胴駆動手段からの回転力を伝達され、版胴１と同期して図の時計回り方向に回転駆動される。
【００２２】
インキローラー３の近傍には、回転自在なドクターローラー４が配設されている。ドクターローラー４は、その外周面とインキローラー３の外周面との間に僅かな間隙が生じるように配設されており、インキローラー３の外周面との近接部において楔状のインキ溜まり５を形成している。
【００２３】
インキパイプ２よりインキ溜まり５へと供給されたインキは、インキローラー３とドクターローラー４との間隙を通過することにより均一な層状となりつつインキローラー３の表面に供給される。
【００２４】
版胴１の非開孔部表面には、軸方向に延在するステージ部６が設けられている。磁性体で形成されたステージ部６上には、ステージ部６に対して接離自在に枢着されたマグネットを有するクランパー７が配設されており、クランパー７は図示しない開閉手段によって回動される。
【００２５】
版胴１の左上方には、マスタ８をロール状に巻成してなるマスタロール９と、サーマルヘッド１０及びプラテンローラー１１と、マスタ搬送ローラー対１２と、切断手段１３と、マスタガイド板１４とが配設されている。
【００２６】
この第１の実施例に用いられるマスタ８は、図３に示すように、和紙繊維等の天然繊維、あるいはテトロン、ナイロン等の合成樹脂繊維８ａでインキを通過させるためのインキ通路８ｅを形成した不織布からなる多孔性支持体８ｃと、ポリエステルフィルム等の熱可塑性樹脂フィルム８ｂとを接着等によって貼り合わせた構造となっている。このインキ通路８ｅによってインキが多孔性支持体８ｃの全面に一様に回り込むため、後述する空隙率が０％の場合でも十分に画像を形成することが可能である。
【００２７】
マスタロール９は、その芯部９ａを図示しないホルダー手段に回転可能に支持されている。
サーマルヘッド１０とプラテンローラー１１とは、図示しない孔版印刷装置の側板に取り付けられている。多数の発熱素子を有するサーマルヘッド１０は、図示しない付勢手段によってプラテンローラー１１に付勢されている。プラテンローラー１１は回転自在に設けられており、図示しないステッピングモーターによって、図において時計回り方向に回転駆動される。マスタ８は、その熱可塑性樹脂フィルム８ｂをサーマルヘッド１０に押圧され、サーマルヘッド１０によって熱溶融穿孔製版されつつプラテンローラー１１の回転によってマスタロール９より繰り出される。
【００２８】
サーマルヘッド１０とプラテンローラー１１とが配設された位置よりもマスタ搬送方向下流側には、マスタ搬送ローラー対１２が配設されている。図示しない孔版印刷装置の側板に回転自在に支持されたマスタ搬送ローラー対１２は、図示しない駆動手段によってプラテンローラー１１の周速度よりも僅かに速い周速度で回転駆動される。また、マスタ搬送ローラー対１２には図示しないトルクリミッターが取り付けられており、プラテンローラー１１とマスタ搬送ローラー対１２との間で搬送されるマスタ８に対して、予め設定された張力が一定に作用するように構成されている。
【００２９】
マスタ搬送ローラー対１２の配設位置よりもマスタ搬送方向下流側には、可動刃１３ａと固定刃１３ｂとからなる切断手段１３及びマスタガイド板１４が配設されている。切断手段１３は、可動刃１３ａが固定刃１３ｂに対して回転移動または上下動してマスタ８を切断する周知の構成である。マスタガイド板１４は図示しない孔版印刷装置の側板に固着されており、搬送されるマスタ８をガイドする。
【００３０】
版胴１の下方には、押圧手段としてのプレスローラー１６が配設されている。回転自在に支持されたプレスローラー１６は、図示しない揺動手段によって、その外周面が版胴１の外周面より離間する位置と版胴１の外周面と当接する位置とに選択的に揺動される。
【００３１】
プレスローラー１６の右方には、レジストローラー対１７が配設されている。レジストローラー対１７は、図示しない給紙手段より給送される印刷用紙１８の先端を啣え込み、プレスローラー１６が版胴１と当接するタイミングと同期して、印刷用紙１８を版胴１とプレスローラー１６との間に向けて給送する。なお、押圧手段として、プレスローラー１６の代わりに版胴１と略同径の圧胴を設けてもよい。
【００３２】
上記構成に基づき、以下に動作を説明する。
図示しない原稿読取部に原稿がセットされ、図示しない製版スタートキーが押されると、版胴１が回転し、図示しない排版装置によって版胴１の外周面に巻装されている使用済みマスタが剥離・廃棄され、版胴１はクランパー７が略真上に位置する給版待機位置で停止する。版胴１の回転が停止すると、図示しない開閉手段が作動してクランパー７が開放され、版胴１は図１に示す給版待機状態となる。
【００３３】
排版動作が完了すると、これに続いて製版動作が行われる。読み取られた原稿画像は、原稿読取部のＣＣＤ等で電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器を経由して製版制御装置に画像データとして送られる。製版制御装置は、送られた画像データに基づいてサーマルヘッド１０の発熱素子に対してパルス状の通電を行い、サーマルヘッド１０はマスタ８の熱可塑性樹脂フィルム８ｂに対して熱溶融穿孔製版を行う。サーマルヘッド１０の作動に先立って、プラテンローラー１１が図示しないステッピングモーターによって回転駆動され、マスタロール９よりマスタ８が引き出される。
【００３４】
製版画像を形成されたマスタ８は、マスタガイド板１４にガイドされつつマスタ搬送ローラー対１２によってクランパー７へと搬送される。プラテンローラー１１を駆動するステッピングモーターのステップ数より、マスタ８の先端がクランパー７とステージ部６との間の所定位置まで達したと判断されると、図示しない開閉手段が作動してクランパー７を反時計回り方向に回動させ、ステージ部６とクランパー７とでマスタ８の先端を挟持した後、版胴１がマスタ搬送速度と略同じ周速度で時計回り方向に回転を開始し、マスタ８の版胴１への巻装が開始される。
【００３５】
そして、プラテンローラー１１を駆動するステッピングモーターのステップ数より、１版分の製版が完了したと判断されるとプラテンローラー１１とマスタ搬送ローラー対１２の回転動作がそれぞれ停止され、切断手段１３によってマスタ８が切断される。切断されたマスタ８は、版胴１の回転によって引き出されて巻装動作が完了する。
【００３６】
巻装動作に引き続き、版付動作が行われる。
図示しない給紙手段より給送された印刷用紙１８はレジストローラー対１７に啣え込まれる。レジストローラー対１７は、低速で回転している版胴１に巻装されたマスタ８の画像領域がプレスローラー１６と対応する位置に達するタイミングで、印刷用紙１８を版胴１とプレスローラー１６との間に向けて給送する。給送された印刷用紙１８は、プレスローラー１６によって版胴１に巻装されたマスタ８に押圧される。この押圧動作により、プレスローラー１６と印刷用紙１８とマスタ８と版胴１の外周面とが圧接し、インキローラー３によって版胴１の内周面に供給されたインキが、開孔部１ａとインキ保持層１５のオープンエリアより滲出し、インキ保持層１５のオープンエリアとマスタ８を構成する多孔性支持体８ｃ中に充填された後、熱可塑性樹脂フィルム８ｂの穿孔部を通過して印刷用紙１８に転移される。
【００３７】
インキを転移された印刷用紙１８は、図示しない剥離爪によって版胴１の外周面より剥離され、図示しない排紙手段によって機外に排出されて版付動作が完了する。
【００３８】
版付動作完了後、図示しない印刷スタートキーが押されると、図示しない給紙手段より印刷用紙１８が連続的に給送され、版胴１が高速で回転駆動されて印刷動作が行われる。
【００３９】
上述の版付動作または印刷動作中において、版胴１の表面から印刷用紙１８が剥離されるときに、図４、図５及び図６に示すように、マスタ８の表面のインキと印刷用紙１８との接着力によって熱可塑性樹脂フィルム８ｂの穿孔部８ｄよりインキ１９が引き出されるが、インキ１９が引き出される量は多孔性支持体８ｃの構造と関係があり、多孔性支持体８ｃの表面の凹凸Ｌ１（表面粗さＲｚ ）が大きければ大きいほど、穿孔部８ｄの上方のインキ層が厚くなって引き出されるインキ量、すなわちインキ転移高さｌが増加して裏写りを悪くさせる。従って、凹凸Ｌ１が小さい方が裏写りの良好な印刷物を得られるが、凹凸Ｌ１が小さすぎると引き出されるインキ量が少なくなりすぎて、満足な画像を得ることができない。
【００４０】
また、空隙面積Ｓ、換言するとインキが流れる通路の断面積が狭いとインキの通過性が悪くなり、印刷用紙１８がマスタ８の表面から引き剥がされるときに、空隙面積Ｓの狭い部分の上方にインキ層が存在するにも関わらず空隙面積Ｓが狭い部分でインキが切れるため、多孔性支持体８ｃから引き出されるインキ１９の量が低減される。従って、熱可塑性樹脂フィルム８ｂの内面に最も近く、空隙面積Ｓの狭い部分と熱可塑性樹脂フィルム８ｂの内面までの距離Ｌ２も、引き出されるインキ量に影響を及ぼす。
【００４１】
なお、本発明で用いる空隙とは、図１２に示すように、多孔性支持体またはインキ保持部材において、インキ流入側の孔から流入したインキの全量が、版胴の外周面（熱可塑性樹脂フィルム面）に対して下した垂線Ｒに沿ってインキ流出側の孔から流出するインキ通路（斜線部）のことをいう。また、空隙面積とは、上記垂線に対して垂直な面の面積（斜線部断面積）のことである。
【００４２】
さらに、多孔性支持体８ｃ内に流入したインキは、版胴の外周面に対する垂線Ｒ上に存在する繊維によって、垂線Ｒに沿って流下されずに横方向に流されることにより、インキが拡散されて孔目の発生を防止することができる。しかし、空隙率が大きい（空隙が多い）場合には、インキが垂線Ｒに沿って流下する部分が多くなり、インキの拡散性が悪化する。
【００４３】
図５及び図６に示すように、上述の理由から多孔性支持体８ｃの表面粗さ、空隙面積Ｓが大きくなるほどインキ１９は多量に引き出されてしまう。また、空隙率が大きいほどインキの拡散性が悪く、孔目が発生し易くなってしまう。そこで、画像形成に寄与する部分の多孔性支持体８ｃの空隙率、空隙面積Ｓ、表面粗さをそれぞれ調整して印刷を行い、そのときの裏写り、孔目、画像の様子をそれぞれ調査した。
【００４４】
実験は、デジタル孔版印刷機プリポートＶＴ３８２０（（株）リコー製）を用いて行った。印刷条件は、印圧９．８Ｎ／ｃｍ^２ 、印刷速度６０ｒ．ｐ．ｍ．に設定し、インキには粘度３Ｐａ・ｓのＷ／Ｏ型エマルジョンインキを使用した。
【００４５】
表面粗さの測定は、表面粗さ計ＳＥＦ−３０Ｄ（（株）小坂研究所製）を用いて多孔性支持体８ｃの凹凸Ｌ１を測定した。測定には半径７μｍのヘッドを使用し、送り速度０．１ｍｍ／ｓｅｃ、測定長さ０．８ｍｍの条件で測定して十点平均粗さを求め、これを１０箇所測定してその平均より凹凸Ｌ１（表面粗さＲｚ ）を算出した。なお、表面粗さの測定は、多孔性支持体８ｃと熱可塑性樹脂フィルム８ｂとを貼り合わせる前に、多孔性支持体８ｃの熱可塑性樹脂フィルム８ｂと接する側の面について行い、その後、多孔性支持体８ｃのその面に薄く接着剤を塗布し、熱可塑性樹脂フィルム８ｂを貼り合わせてマスタ８を得ている。この表面粗さの測定は、後述する第２の実施例及びその変形例においても同様に行っている。また、熱可塑性樹脂フィルム８ｂの厚さは１．５μｍである。実験の結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
表１より明らかなように、実施例Ａと比較例Ｂとを比べ、画像形成に寄与する部分の多孔性支持体８ｃの表面粗さを４５μｍＲｚ 以下にすることにより、表に三角印で示すように裏写りが少なくなり、実施例Ｂより表面粗さを３５μｍＲｚ 以下にすることにより、表に丸印で示すように裏写りがほとんどなくなり、実施例Ｃより表面粗さを２５μｍＲｚ 以下にすることにより、表に星印で示すように裏写りが発生しなくなるという結果が得られた。また、実施例Ｄと比較例Ａとを比べ、表面粗さを５μｍＲｚ 未満とすると満足する画像が得られなくなるということも判明した。
【００４８】
さらに、実施例Ａと比較例Ｂとを比べ、空隙面積を４００μｍ^２ 以下とすることにより裏写りの発生が減少し、また、実施例Ａと比較例Ｃとを比べ、空隙率を２０％以下とすることにより、表に丸印で示すように孔目がほとんど発生しなくなり、実施例Ｄより空隙率を０％とすることにより孔目が全く発生しなくなるという結果が得られた。
【００４９】
ここで、本発明における空隙率及び空隙面積Ｓの求め方について述べる。この方法は、多孔性支持体またはインキ保持部材を光学顕微鏡（（株）ニコン製ＭＩＣＲＯＰＨＯＴ−ＦＸＡ） を用い透過光の基で５０倍で観察し、光が透過する箇所を空隙とし、画像処理システム（（株）ニコン製ＬＵＺＥＸ３Ｕ） を用いてその空隙率を算出した。また、空隙面積Ｓも同様の方法によって求めることができる。空隙率算出時において、光源の電圧を４Ｖとし、しきい値をオートモードで設定し、また、測定面積は１．４２ｍｍ^２ で任意の２０箇所の平均の空隙率を算出した。
【００５０】
上述の実験結果より、多孔性支持体８ｃは、熱可塑性樹脂フィルム８ｂと当接する側の表面粗さが５〜４５μｍＲｚ 、好ましくは５〜３５μｍＲｚ 、より好ましくは５〜２５μｍＲｚ 、かつ、空隙面積Ｓが４００μｍ^２ 以下であるように構成される。また、空隙率は２０％以下、最も好ましくは０％であるように構成される。さらに、繊維径が小さいほどＬ１，Ｌ２が短くなるので、多孔性支持体８ｃとしては、熱可塑性樹脂フィルム８ｂと当接する側の繊維径が１μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上１５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上８μｍ以下に設定されることが好ましい。
【００５１】
また、多孔性支持体８ｃの密度が低いと繊維間の隙間が広くなり、細い繊維等を使用しても多孔性支持体８ｃの凹凸Ｌ１（表面粗さＲｚ ）が大きくなり、裏写りがひどくなる。逆に、密度が高すぎると繊維間の隙間が狭くなり、繊維が数多く交差する部分ではインキが通過しにくくなって画像に白抜け（繊維塊跡）が見られ、満足な画像が得られなくなる。そこで、多孔性支持体８ｃの密度と裏写りとの関係を調査した。
【００５２】
その結果、多孔性支持体８ｃが、天然繊維または合成樹脂系の繊維で構成されている場合の密度は０．１〜０．６ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３ 、金属系の繊維で構成されている場合であって、ステンレス、鉄の場合の密度は０．７〜３．０ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．９〜３．０ｇ／
ｃｍ^３ 、チタンの場合の密度は０．４〜１．７ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．５〜１．７ｇ／ｃｍ^３ 、アルミニウムの場合の密度は０．２〜１．０ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．３〜１．０ｇ／ｃｍ^３ となった。
【００５３】
以上のことから、多孔性支持体８ｃの好ましい密度範囲Ｄｗと、より好ましい密度範囲Ｄｗ１とは、それぞれ以下の式で示される。
Ｄｗ＝０．０９ρ〜０．３８ρ（ｇ／ｃｍ^３ ）
Ｄｗ１＝０．１１ρ〜０．３８ρ
ρ：物質の密度（ｇ／ｃｍ^３ ）
なお、上記式は、後述する第２の実施例及びその変形例における多孔性支持体の密度についても適用され得るものである。
【００５４】
上記実施例では、多孔性支持体８ｃは、天然繊維や合成樹脂繊維から構成される不織布からなるものとしたが、楮、三椏、マニラ麻、亜麻等の天然繊維からなる多孔性薄葉紙や、レーヨン、ビニロン、フッ素樹脂、ポリエステル等の合成樹脂繊維からなる不織布、あるいは天然繊維と合成樹脂繊維とを混抄してなる不織布より多孔性支持体８ｃを構成してもよい。また、多孔性支持体８ｃは、マニラ麻や亜麻等の天然繊維、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維、若しくはステンレス、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン等の繊維を網目状に交差させて形成したメッシュスクリーン、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン繊維等からなる不織布、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維を焼結させて作成した焼結シート、ポリビニルアセタール系若しくはポリビニルアルコール系の連続気泡を有する多孔質弾性体、硬質粒子とゴムの混和した連続気泡を有する多孔質弾性体、ポリエチレン等の合成樹脂や無機物の微粉末を焼結した多孔質弾性体、ポリウレタン等の液状焼結による多孔質弾性体、または多孔質ゴム等の多孔質弾性体からなるものとしてもよい。また、上述したメッシュスクリーン、不織布、焼結シート、各種の多孔質弾性体等の多孔性支持体において、少なくとも熱可塑性樹脂フィルムと当接する側の表面に金属や樹脂等の微粉末を分散させ、溶着あるいは接着し、これにより多孔性支持体の表面粗さを小さくするようにしてもよい。
【００５５】
図７は、本発明の第２の実施例に用いられるマスタ２０を、図８は、第２の実施例の変形例に用いられるマスタ２１をそれぞれ示している。この第２の実施例及び変形例は、第１の実施例と比較するとマスタ８に代えてマスタ２０またはマスタ２１を用いる点においてのみ相違し、他の構成は同一である。
【００５６】
マスタ２０は、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン等の金属繊維２０ａの焼結シートからなる多孔性支持体２０ｂに熱可塑性樹脂フィルム８ｂを貼り合わせて構成されている。マスタ２１は、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維２１ａの表面にステンレス、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン等の金属２１ｂをコーティングした焼結シートからなる多孔性支持体２１ｃに熱可塑性樹脂フィルム８ｂを貼り合わせて構成されている。なお、多孔性支持体２０ｂ，２１ｃは、金属繊維２０ａからなる不織布、または表面に金属２１ｂをコーティングした合成樹脂繊維２１ａからなる不織布をそれぞれ焼結することにより得られる。多孔性支持体２０ｂ，２１ｃは、その表面粗さが５〜４５μｍＲｚ 、好ましくは５〜３５μｍＲｚ 、より好ましくは５〜２５μｍＲｚ 、かつ、空隙面積が４００μｍ^２ 以下、空隙率が２０％以下、最も好ましくは０％となるようにそれぞれ構成されている。
【００５７】
このように、金属繊維２０ａの焼結シートからなる多孔性支持体２０ｂまたは金属２１ｂを合成樹脂繊維２１ａの表面にコーティングした焼結シートからなる多孔性支持体２１ｃを有するマスタ２０またはマスタ２１を用いることにより、高エネルギー表面であり、ぬれ性のよい金属部材からなる多孔性支持体２０ｂ，２１ｃはインキとの接着力が高くなり、インキが多孔性支持体２０ｂ，２１ｃの内部から引き出されにくくなって、裏写りの発生を防止することができる。
【００５８】
また、多孔性支持体２０ｂ，２１ｃが天然繊維部材や合成樹脂部材から構成される多孔性支持体に比べて高弾性であるので、プレスローラー等の押圧部材による加圧時において多孔性支持体２０ｂ，２１ｃが圧縮されてインキを吐出し、圧が解除されたときには多孔性支持体２０ｂ，２１ｃが復元することにより多孔性支持体２０ｂ，２１ｃ内にインキを吸い戻す効果が得られ、余分なインキの印刷用紙への転移が防止されて、裏写りの少ない良好な画像を得ることができる。
【００５９】
さらに、多孔性支持体２０ｂ，２１ｃが天然繊維部材や合成樹脂部材から構成される多孔性支持体に比べて強度が高いので、長時間使用することによるへたりが少なく、マスタ２０，２１としては、耐久性がよく大量印刷に適したものを提供することができる。
【００６０】
上記実施例及び変形例では、金属繊維２０ａからなる焼結シート、あるいは合成樹脂繊維２１ａの表面に金属２１ｂをコーティングしたものからなる焼結シートによって多孔性支持体２０ｂ，２１ｃを構成したが、多孔性支持体を構成するものとしてはこの限りではなく、金属繊維からなる不織布、合成樹脂繊維の表面に金属をコーティングしたものからなる不織布、合成樹脂繊維の表面に金属をコーティングしたもの、または金属繊維を網目状に交差させて形成したメッシュスクリーン、金属の微粉末を焼結した多孔質体等、少なくともその表面が金属で構成され、インキが通過する通路を有するものであれば何でもよい。なお、焼結シートは不織布に比べて引張強度が高く、またメッシュスクリーンに比べて低コストであるので、多孔性支持体として用いるには特に好適である。
【００６１】
図９は、本発明の第３の実施例に用いられる版胴２２と熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタ２７とをそれぞれ示している。この第３の実施例は、第１の実施例と比較すると、版胴１及びマスタ８に代えて版胴２２及びマスタ２７を用いる点においてのみ相違し、他の構成は同一である。版胴２２は、開孔部１ａを有する多孔性支持板１ｂとインキ保持部材２５とから主に構成されている。
【００６２】
インキ保持部材２５は、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維２５ａでインキを通過させるためのインキ通路を形成した不織布によって構成されている。
【００６３】
この実施例では、使用されるマスタ２７が多孔性支持体を有していないので、第１の実施例における多孔性支持体８ｃの代わりにインキ保持部材２５によって余分なインキが引き出されることを防止している。
【００６４】
そこで、第１の実施例と同様に、画像形成に寄与する部分のインキ保持部材２５の空隙率、空隙面積Ｓ、表面粗さをそれぞれ調整して印刷を行い、そのときの裏写り、孔目、画像の様子をそれぞれ調査した。
【００６５】
実験は、デジタル孔版印刷機プリポートＶＴ３８２０（（株）リコー製）を用いて行った。印刷条件は、印圧９．８Ｎ／ｃｍ^２ 、印刷速度６０ｒ．ｐ．ｍ．に設定し、インキには粘度３Ｐａ・ｓのＷ／Ｏ型エマルジョンインキを使用した。
【００６６】
表面粗さの測定は、表面粗さ計ＳＥＦ−３０Ｄ（（株）小坂研究所製）を用いてインキ保持部材２５の凹凸Ｌを測定した。測定には半径７μｍのヘッドを使用し、送り速度０．１ｍｍ／ｓｅｃ、測定長さ０．８ｍｍの条件で測定して十点平均粗さを求め、これを１０箇所測定してその平均より凹凸Ｌ（表面粗さＲｚ ）を算出した。実験の結果を表２に示す。
【００６７】
【表２】

【００６８】
表２より明らかなように、実施例Ａと比較例Ｂとを比べ、画像形成に寄与する部分のインキ保持部材２５の表面粗さを４５μｍＲｚ 以下とすることにより、表に三角印で示すように裏写りが少なくなり、実施例Ｂより表面粗さを３５μｍＲｚ 以下とすることにより、表に丸印で示すように裏写りがほとんどなくなり、実施例Ｃより表面粗さを２５μｍＲｚ 以下とすることにより、表に星印で示すように裏写りが発生しなくなるという結果が得られた。また、実施例Ｄと比較例Ａとを比べ、表面粗さを５μｍＲｚ 未満とすることにより、満足する画像が得られなくなることも判明した。
【００６９】
さらに、実施例Ａと比較例Ｂとを比べ、空隙面積を４００μｍ^２ 以下とすることにより裏写りの発生が減少し、また、実施例Ａと比較例Ｃとを比べ、空隙率を２０％以下とすることにより、表に丸印で示すように孔目がほとんど発生しなくなり、実施例Ｄより空隙率を０％とすることにより、孔目が全く発生しなくなるという結果が得られた。
【００７０】
以上のことから、インキ保持部材２５は、マスタ２７を巻装する外表面の表面粗さを５〜４５μｍＲｚ 、好ましくは５〜３５μｍＲｚ 、より好ましくは５〜２５μｍＲｚ 、かつ、空隙面積Ｓが４００μｍ^２ 以下に設定される。また、空隙率は２０％以下、最も好ましくは０％となるように構成される。さらに、インキ保持部材２５は、マスタ２７を巻装する外表面の繊維径を１μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上１５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上８μｍ以下となるように設定されることが好ましい。
【００７１】
インキ保持部材２５は密度が高い方が好ましく、第１の実施例で述べた理由と同様の理由により、例えば、インキ保持部材２５が合成樹脂繊維あるいは天然繊維で構成されている場合、密度は０．１〜０．６ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３ であり、また、インキ保持部材２５が金属系の繊維で構成されている場合であって、ステンレス、鉄の場合の密度は０．７〜３．０ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．９〜３．０ｇ／ｃｍ^３ であり、チタンの場合の密度は０．４〜１．７ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．５〜１．７ｇ／ｃｍ^３ 、アルミニウムの場合の密度は０．２〜１．０ｇ／ｃｍ^３ 、より好ましくは０．３〜１．０ｇ／ｃｍ^３ である。
【００７２】
本実施例においても、第１の実施例と同様に、インキ保持部材２５の好ましい密度範囲Ｄｗと、より好ましい密度範囲Ｄｗ１とは、それぞれ次の式で示される。
Ｄｗ＝０．０９ρ〜０．３８ρ（ｇ／ｃｍ^３ ）
Ｄｗ１＝０．１１ρ〜０．３８ρ（ｇ／ｃｍ^３ ）
ρ：物質の密度（ｇ／ｃｍ^３ ）
なお、上記式は、後述する第４の実施例及びその変形例におけるインキ保持部材の密度についても適用され得るものである。
【００７３】
この第３の実施例では、インキ保持部材２５を合成樹脂繊維からなる不織布によって構成したが、インキ保持部材２５をマニラ麻や亜麻等の天然繊維、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維、若しくはステンレス、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン等の繊維を網目状に交差させて形成したメッシュスクリーン、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン繊維等からなる不織布、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維を焼結させて作成した焼結シート、ポリビニルアセタール系若しくはポリビニルアルコール系の連続気泡を有する多孔質弾性体、硬質粒子とゴムの混和した連続気泡を有する多孔質弾性体、ポリエチレン等の合成樹脂や無機物の微粉末を焼結した多孔質弾性体、ポリウレタン等の液状焼結による多孔質弾性体、または多孔質ゴム等の多孔質弾性体からなるもの等によって構成してもよい。
【００７４】
また、上述したメッシュスクリーン、不織布、焼結シート、各種のインキ保持部材等の多孔性支持体において、少なくとも熱可塑性樹脂フィルムと当接する側の表面に金属や樹脂等の微粉末を分散させ、溶着あるいは接着し、これによりインキ保持部材の表面粗さを小さくするようにしてもよい。
【００７５】
図１０は、本発明の第４の実施例に用いられる版胴２３を、図１１は、第４の実施例の変形例に用いられる版胴２４をそれぞれ示している。この第４の実施例及び変形例は、第３の実施例と比較すると版胴２２に代えて版胴２３または版胴２４を用いる点においてのみ相違し、他の構成は同一である。
【００７６】
版胴２３は、多孔性支持板１ｂとインキ保持部材２６とから主に構成され、インキ保持部材２６は、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、チタン、アルミニウム等の金属繊維２６ａの焼結シートから構成されている。版胴２４は、多孔性支持板１ｂとインキ保持部材２８とから主に構成され、インキ保持部材２８は、テトロンやナイロン等の合成樹脂繊維２８ａの表面にステンレス、鉄、銅、ニッケル、チタン、アルミニウム等の金属２８ｂをコーティングして構成される焼結シートからなる。なお、インキ保持部材２６，２８は、金属繊維２６ａからなる不織布、または表面に金属２８ｂをコーティングした合成樹脂繊維２８ａからなる不織布をそれぞれ焼結することにより得られる。各インキ保持部材２６，２８は、その表面粗さが５〜４５μｍＲｚ 、好ましくは５〜３５μｍＲｚ 、より好ましくは５〜２５μｍＲｚ 、かつ、空隙面積Ｓが４００μｍ^２ 、空隙率が２０％以下、最も好ましくは０％となるようにそれぞれ構成されている。
【００７７】
このように、金属繊維２６ａの焼結シートからなるインキ保持部材２６または金属２８ｂを合成樹脂繊維２８ａの表面にコーティングした焼結シートからなるインキ保持部材２８を有する版胴２３または版胴２４を用いることにより、高エネルギー表面であり、ぬれ性のよい金属部材からなるインキ保持部材２６，２８はインキとの接着力が高くなり、インキがインキ保持部材２６，２８の内部から引き出されにくくなって、裏写りの発生を防止することができる。
【００７８】
また、インキ保持部材２６，２８が天然繊維部材や合成樹脂部材から構成されるインキ保持部材に比べて高弾性であるので、プレスローラー等の押圧部材による加圧時においてインキ保持部材２６，２８が圧縮されてインキを吐出し、圧が解除されたときにはインキ保持部材２６，２８が復元することによりインキ保持部材２６，２８内にインキを吸い戻す効果が得られ、余分なインキの印刷用紙への転移が防止されて、裏写りの少ない良好な画像を得ることができる。
【００７９】
さらに、インキ保持部材２６，２８が、天然繊維部材や合成樹脂部材から構成されるインキ保持部材に比べて強度が高いので、長時間使用することによるへたりが少なく、耐久性がよく大量印刷に適した孔版印刷装置を提供することができる。
【００８０】
上記実施例及び変形例では、金属繊維２６ａからなる焼結シート、あるいは合成樹脂繊維２８ａの表面に金属２８ｂをコーティングしたものからなる焼結シートによってインキ保持部材２６，２８を構成したが、インキ保持部材を構成するものとしてはこの限りではなく、金属繊維からなる不織布、合成樹脂繊維の表面に金属をコーティングしたものからなる不織布、合成樹脂繊維の表面に金属をコーティングしたもの、または金属繊維を網目状に交差させて形成したメッシュスクリーン、金属の微粉末を焼結した多孔質体等、少なくともその表面が金属で構成され、インキが通過する通路を有するものであれば何でもよい。なお、焼結シートは不織布に比べて引張強度が高く、またメッシュスクリーンに比べて低コストであるので、インキ保持部材として用いるには特に好適である。
【００８１】
第３の実施例並びに第４の実施例及びその変形例で用いた各版胴は、それぞれ多孔性支持板１ｂと各インキ保持部材とから構成されているが、例えば特開平１−２０４７８１号公報、あるいは特開昭５９−２１８８８９号公報に開示されているように、多孔性支持板１ｂを省略して円筒状に形成されたインキ保持部材のみを具備してなるものであってもよい。この場合、円筒状に形成され、孔版印刷装置の内部に収められているものを版胴と呼び、シート状のものをインキ保持部材という。
【００８２】
なお、第３の実施例並びに第４の実施例及びその変形例において用いられる熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタとは、マスタが熱可塑性樹脂フィルムのみからなるものの他、熱可塑性樹脂フィルムに帯電防止剤等の微量成分を含有させてなるもの、さらには熱可塑性樹脂フィルムの表面及び裏面のうちの少なくとも一方に、オーバーコート層等の薄膜層を１層または複数層形成してなるものを含む。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、繊維で構成されていて少なくともその表面が金属からなると共にインキ流入側の孔とインキ流出側の孔とを有し、熱可塑性樹脂フィルムとの当接面側の表面粗さが５〜４５μｍＲｚであると共にインキ流入側の孔から流入したインキの全量が多孔性支持体に対して下した垂線に沿ってインキ流出側の孔から流出する空隙を有しており、空隙面積が４００μｍ ^２ 以下、空隙率が２０％以下、空隙を含む密度が０．１１ρ〜０．３８ρ（ρ：前記繊維を構成する物質の密度（ｇ／ｃｍ ^３ ））である多孔性支持体と熱可塑性樹脂フィルムとを貼り合わせてマスタを構成することにより、印刷時において熱可塑性樹脂フィルムの穿孔部より引き出されるインキ量が適正化され、インキの浸透乾燥に要する時間が短縮されるため、裏写りを発生することなく良好な画像を得ることができる。
【００８４】
さらに、本発明ではインキが拡散されるので孔目の発生を防止することができる。
【００８５】
さらに、本発明では高エネルギー表面である金属によってその表面を構成された多孔性支持体とインキの接着力が高くなり、多孔性支持体の内部からインキが引き出されにくくなると共に、多孔性支持体が高弾性であり、押圧部材による加圧時において多孔性支持体が圧縮されてインキを吐出し、圧が解除されたときには多孔性支持体が復元することにより多孔性支持体内にインキを吸い戻すため、余分なインキの印刷用紙への転移が防止されて、裏写り少ない良好な画像を得ることができる。さらに、多孔性支持体の強度が高いので、長時間の使用によるへたりが少なく、また、インキによる腐食を防止することができ、耐久性がよく大量印刷に適したマスタを提供することができる。
【００８６】
本発明を、外周面にインキ保持部材を有しこのインキ保持部材上に熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタを巻装する版胴に適用し、インキ保持部材のマスタと当接する側の表面粗さを５〜４５μｍＲｚ、好ましくは５〜３５μｍＲｚ、より好ましくは５〜２５μｍＲｚとし、かつ空隙面積を４００μｍ ^２ 以下となるように構成すれば、印刷時において熱可塑性樹脂フィルムの穿孔部より引き出されるインキ量が適正化され、インキの浸透乾燥に要する時間が短縮されるため、熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタを用いて印刷を行う場合に裏写りを発生することなく良好な画像を得ることができる。
【００８７】
上述のインキ保持部材を、空隙率が２０％以下、より好ましくは０％となるように構成すれば、インキが拡散され孔目の発生を防止することができる。
【００８８】
上述のインキ保持部材を、少なくともその表面が金属から構成されているものとすれば、高エネルギー表面である金属からその表面を構成されたインキ保持部材はインキとの接着力が高くなり、インキ保持部材の内部からインキが引き出されにくくなると共に、インキ保持部材が高弾性であり、押圧部材による加圧時においてインキ保持部材が圧縮されてインキを吐出し、圧が解除されたときにはインキ保持部材が復元することによりインキ保持部材内にインキを吸い戻すため、余分なインキの印刷用紙への転移が防止されて、裏写り少ない良好な画像を得ることができる。さらに、インキ保持部材の強度が高いので、長時間の使用によるへたりが少なく、また、インキによる腐食を防止することができ、耐久性がよく大量印刷に適した孔版印刷装置の版胴を提供することができる。
【００８９】
本発明を、版胴の外周面を構成するインキ保持部材に適用し、その外周面の表面粗さを５〜４５μｍＲｚ、好ましくは５〜３５μｍＲｚ、より好ましくは５〜２５μｍＲｚとし、かつ空隙面積を４００μｍ ^２ 以下となるように構成すれば、印刷時において熱可塑性樹脂フィルムの穿孔部より引き出されるインキ量が適正化され、インキの浸透乾燥に要する時間が短縮されるため、熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタを用いて印刷を行う場合に裏写りを発生することなく良好な画像を得ることができる。
【００９０】
上述のインキ保持部材を、空隙率が２０％以下、より好ましくは０％となるように構成すれば、インキが拡散され孔目の発生を防止することができる。
【００９１】
上述のインキ保持部材を、少なくともその表面が金属から構成されているものとすれば、高エネルギー表面である金属からその表面を構成されたインキ保持部材はインキとの接着力が高くなり、インキ保持部材の内部からインキが引き出されにくくなると共に、インキ保持部材が高弾性であり、押圧部材による加圧時においてインキ保持部材が圧縮されてインキを吐出し、圧が解除されたときにはインキ保持部材が復元することによりインキ保持部材内にインキを吸い戻すため、余分なインキの印刷用紙への転移が防止されて、裏写り少ない良好な画像を得ることができる。さらに、インキ保持部材の強度が高いので、長時間の使用によるへたりが少なく、また、インキによる腐食を防止することができ、耐久性がよく大量印刷に適したインキ保持部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を採用した孔版印刷装置要部の概略側面図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施例に用いられる版胴及びインキ保持層を示す部分側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に用いられるマスタを示す部分側断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例における印刷用紙へのインキの転移状態を説明するための部分側断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例における印刷用紙へのインキの転移状態を説明するための部分側断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例における印刷用紙へのインキの転移状態を説明するための部分側断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に用いられるマスタを示す部分側断面図である。
【図８】本発明の第２の実施例の変形例に用いられるマスタを示す部分側断面図である。
【図９】本発明の第３の実施例に用いられる版胴及びインキ保持部材を示す部分側断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例に用いられる版胴及びインキ保持部材を示す部分側断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施例の変形例に用いられる版胴及びインキ保持部材を示す部分側断面図である。
【図１２】本発明における空隙及び空隙面積を説明する図である。
【符号の説明】
１，２２，２３，２４ 版胴
８，２０，２１ マスタ
８ｂ 熱可塑性樹脂フィルム
８ｃ，２０ｂ，２１ｃ 多孔性支持体
２７ 熱可塑性樹脂フィルムのみからなるマスタ
２５，２６，２９ インキ保持部材
２０ａ，２１ｂ，２６ａ，２８ｂ 金属（金属繊維）
Ｓ 空隙面積

Claims (1)

1. 熱可塑性樹脂フィルムと多孔性支持体とを貼り合わせてなる孔版印刷用のマスタにおいて、
   前記多孔性支持体は繊維で構成されていて少なくともその表面が金属からなると共にインキ流入側の孔とインキ流出側の孔とを有し、前記多孔性支持体は前記熱可塑性樹脂フィルムとの当接面側の表面粗さが５〜４５μｍＲｚであると共に前記インキ流入側の孔から流入したインキの全量が前記多孔性支持体に対して下した垂線に沿って前記インキ流出側の孔から流出する空隙を有しており、前記空隙の面積が４００μｍ^２以下、前記空隙の空隙率が２０％以下、前記空隙を含む前記多孔性支持体の密度が０．１１ρ〜０．３８ρ（ρ：前記繊維を構成する物質の密度（ｇ／ｃｍ ^３ ））であることを特徴とするマスタ。

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