JP3660049B2 - 単層コーチングの表面変性を利用する印刷機上直接作像方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷操作に用いられる印刷シリンダ（版胴）又は像シリンダ上に印刷像（以下、単に「像」とも称する）を形成する印刷機上直接作像式石版印刷機に関する。ここで、「印刷機上直接作像」とは、印刷作業を行うのと同じ印刷機上で直接像即ち印刷版を作成すること、換言すれば、印刷機上で像を作成し、その同じ印刷機でその像を用いて印刷作業を行うことをいう。
【０００２】
【従来の技術】
慣用の石版印刷法によれば、インキ付けすべき所望の像パターンを印刷版（以下、単に「版」とも称する）の上に形成し、その版を版シリンダ（版胴）にクランプする。インキ付けされた像パターンは、通常、版の表面から圧縮自在の表面を有するブランケットシリンダへ転写され、ブランケットシリンダから像が紙に印刷される。印刷版は、アルミニウム板のような寸法的に安定した基板上に特殊化された（インキ受理区域とインキ反撥区域に区分された）像を担持している。作像されたアルミニウム版は、版と版シリンダの表面との間に位置整合を設定する機械的ロックアップ（緊締）機構によって版シリンダに固定される。新しい像を印刷するには、機械的ロックアップ機構を解放し、古い像を有する印刷版を外して廃棄し、新しい像を有する印刷版を次の印刷作業のために位置づけし、所定位置に緊締する。
【０００３】
従来は、オフプレスで（印刷機とは別個の装置で）写真現像と同様な態様で適当な印刷版上に所要のインキ受理性像区域（及び水受理性非像区域）を形成することによって即印刷可能な石版印刷版が作成されている。版の作成は、手操作によるか、あるいは、市販の自動現像処理機によって行うことができる。印刷版は、作像されると、通常は手で印刷機の近傍に運ばれ、印刷工が印刷シリンダ自体に組み込まれているロックアップ機構を用いて印刷版を印刷シリンダに取り付ける。印刷シリンダへの印刷版の取り付けは、一般に、手操作で行われるが、印刷版を位置づけし固定するためのロボット装置が開発されている。
【０００４】
オフプレス作像と手操作による印刷版の取り付け作業を伴う操作は、比較的遅く、面倒である。他方、高速情報処理技術は、今日、印刷すべき像を直接創生するのに必要とされるすべてのデータを電子的に取扱うことができるプリプレス（印刷前）植字システムの形をとっている。現在、ほとんどすべての大規模印刷工業において、直接デジタル校正を可能にする電子プリプレス植字システムが用いられている。そのようなシステムでは、コンピュータのメモリーに記憶されているデジタルデータ、テキスト及びデジタルカラー分離信号から作成されたビデオディスプレーや可視ハードコピーを用いる。これらのプリプレス植字システムは、又、印刷すべきページ単位植字像をラスター化されたデジタル信号の形で表すのにも用いることができる。従って、印刷像を後に印刷シリンダに装着しなければならない印刷版にオフプレスで作成する在来の作像システムは、印刷工業において非能率な、コスト高を招くボトルネックとなっている。
【０００５】
オンプレス作像法、即ち、印刷機上直接作像法は、印刷作業を行うのと同じ印刷機の版又は印刷シリンダ上に直接所望の像を作成する方法である。既存のオンプレス作像システムは、２つのタイプに分けることができる。第１のタイプでは、ブランクの版が印刷機に装着されてそのブランク版に１回だけ作像される。従って、１つの像についてその都度新しい版を必要とする。この技術の１例として知られているのは、米国特許第５，３３９，７３７号に詳述されているドイツのハイデルベルヒ・ドルックマシーネンＡＧ社製のハイデルベルヒ ＧＴＯ−ＤＩ型である。オフプレス版作成法に比べての大きな利点は、カラー像を印刷する場合のそれぞれのカラーの印刷ユニット間の見当合わせがはるかに優れていることである。しかし、この方法の１つの欠点は、１つの像ごとに新しい版を使用する必要があることであり、従って印刷コストが増大する。
【０００６】
オフプレス作像法であれ、オンプレス作像法であれ、版を用いる印刷機用作像システムにおいては、版を取り付ける版シリンダが割りシリンダとされており、版シリンダに形成された間隙と、版の並置した両端間のスリットに通されたクランプ手段によって版の並置した両端をクランプすることができるようになされている。版シリンダに形成された間隙は、シリンダの剛性を弱め、シリンダを変形させたり、シリンダに振動を生じさせる原因となる。振動は、騒音を起すばかりでなく、軸受を摩耗させることにもなる。又、版の並置した両端間のスリットは、紙の無駄を生じることにもつながる。
【０００７】
オンプレス作像システムの第２のタイプは、２つの表面の間の印刷インキと水に対する親和性の相違を利用して像を画定するものである。一方の表面は、シリンダの表面（特定の特性を高めるために処理することができる）とすることができ、他方の表面は、シリンダに被覆された、シリンダ表面とは異なる特性を有する薄い層とすることができる。このタイプの１例は、米国特許第４，７１８，３４０号に開示されているように、親水性のシリンダ表面と、そのシリンダ表面に塗布された疎水性液体の薄い層を用いる方法である。この疎水性液体をレーザーによって選択的に削除して所望の像パターンを形成し、その像パターンにインキ付けする。別法として、シリンダの表面を疎水性にし、その疎水性のシリンダ表面に親水性の液体層を塗布し、その親水性の層を選択的に削除して所望の像パターンを形成するようにしてもよい。
【０００８】
このシステムの欠点は、液体層の耐久性が低いことである。液体層の低耐久性を克服することによるこのシステムの改良方法が、米国特許第５，１２９，３２１号に開示されている。同特許は、親水性のシリンダ表面に疎水性物質を塗布する方法を教示している。その疎水性物質のコーチングをシリンダに融着させて疎水性物質の耐久性を増大させる。この融着は、シリンダ表面に塗布した疎水性物質コーチングをデジタルデータに従って選択的に削除する前に行ってもよく、あるいは後に行ってもよい。印刷が終った後、シリンダをクリーニングし（即ち、シリンダ表面に残留している疎水性物質コーチングを除去し）、再びシリンダ表面に疎水性物質を塗布し、別の像を作成する。
【０００９】
この米国特許第５，１２９，３２１号の方法は、上記米国特許第５，３３９，７３７号の制約を克服し、像を変更するたびに新しい版を用いる必要性を回避するが、シリンダ表面に新しい疎水性物質を塗布する前に残留している古い疎水性物質のコーチングを完全に除去することが非常に困難であるため、商業的には成功しなかった。例えば親水性と疎水性という反対の特性を有するシリンダ表面とコーチングに依存するいかなるシステムにおいても、クリーニングの後にコーチングの痕跡が僅かでも残っていると、それがシリンダの表面を機能不全にする。更に、溶剤を用いた拭い取りによるクリーニングでは、溶剤中に溶解したコーチングが溶剤を汚染することになる。そのような汚染された溶剤でクリーニングを続けると、クリーニングの完了後にコーチングの薄い層が残される。化学的親和性に影響する特性は表面特性に関係しているので、クリーニング後に単分子層（１分子の厚さの層）でも残っていると、それが完全に洗浄されたシリンダの表面とは反対の特性を呈することになる。
【００１０】
上記米国特許第４，７１８，３４０号は、作像用レーザーを用いてシリンダの表面を削り取りによってクリーニングする方法を開示しているが、この方法は、実際的ではない。シリンダは、通常、レーザーによる反復露光に耐えることができる金属又はセラミック材で作られているので、高い伝熱性を有している。クリーニングされて残留コーチングの厚さが単分子層に近づくと、レーザーの熱の大部分がシリンダ内に直接吸収され、表面の温度がコーチングを除去するのに十分な温度にならない。コーチングに光吸収性染料を添加しておいたとしても、染料は、そのような薄い層ではほとんど透明であるから、ほとんど役に立たない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、クリーニング後像シリンダ上に残された残留コーチングを許容するような方法を用いることによって、コーチングの完璧なクリーニングを必要としない再使用可能な表面を提供することである。
【００１２】
振動及び捩り共振を減少させ、１つの印刷像から他の印刷像へ変更する際に迅速な交換を可能にし、見当合わせを改善し、より高速な印刷を可能にし、作像された版を用いる際版の両端間の離間間隔によって生じる印刷用紙上の印刷空隙を排除するために、シームレス（継目無し、従って間隙や溝がない）像シリンダを提供することである。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、像シリンダの表面を洗浄（クリーニング）し、再作像するのに要する時間を短縮することである。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、像シリンダの円周の少部分にアクセスすればよく、それによって既存の印刷機に統合することを可能にするコンパクトな設計を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、石版印刷は印刷表面（像又は版が作成される表面）の表面特性にのみ依存するという事実に依拠する。なぜなら、印刷インキ（以下、単に「インキ」とも称する）を印刷表面に選択的に吸着するためには印刷表面上の極めて薄い層の親水性又は疎水性特性を変性即ち変換させればよいからである。このことは、新しく塗布されたコーチングの表面層が汚染されないようにしさえすれば、次の印刷作業のために像を作成し直す際、再使用可能な印刷表面を完璧にクリーニングする必要がないことを意味する。在来の印刷版技術では、版の基板（通常は、陽極酸化アルミニウム即ちアルマイト）をクリーニング後に疎水性層の痕跡が全く残らないように洗浄しなければならない。しかしながら、本発明は、レーザー放射線の強い熱を用いれば、シリンダに塗布されるポリマーコーチングの表面の疎水特性を変性することが可能であり、表面品質を劣化させることなく、完全にではなく部分的に洗浄された表面の上に新しいポリマー層を塗布することが可能であることを見出した。この方法は、インキ反撥性であるが、やはりクリーニングが可能であるシリコーンのようなポリマーを用いる無水オフセット印刷にも適用することができる。
【００１６】
本発明によれば、印刷機上でパターンを作像するための印刷機上直接作像式石版印刷機であって、像パターンを形成するための作像用円筒形表面と、該作像用円筒形表面に沿って走行し、該作像用円筒形表面に、表面又は表面の複数の部分が水に対する第１感応特性から第１感応特性とは反対の第２感応特性に変換可能である変換可能材料の薄いコーチングを塗布することができるように該作像用円筒形表面に近接して取り付けられた塗布ユニットと、前記作像用円筒形表面に塗布された前記変換可能材料のコーチングを硬化させるための、該作像用円筒形表面に近接して取り付けられた硬化ユニットと、前記作像用円筒形表面上にインキ受理区域とインキ反撥区域の所望の像パターンを形成するように該作像用円筒形表面に塗布された前記変換可能材料のコーチングを調整（変換又は変性即ち作像）するための変換可能材料調整（作像）手段と、前記変換可能材料のコーチング上にインキ付け像を形成するように該コーチングにインキを塗布するためのインキ付け手段と、前記インキ付け像を前記作像用円筒形表面からブランケットの円筒形表面に転写するように作像用円筒形表面に接触しているブランケットの円筒形表面と、前記像パターンが前記ブランケットの円筒形表面へ転写された後前記前記作像用円筒形表面を拭い取るための、該作像用円筒形表面に近接して取り付けられたクリーニングユニットと、から成る印刷機が提供される。
【００１７】
前記変換可能材料は、ポリマーであり、そのポリマー調整（作像）手段は、放射線源であることが好ましい。放射線源は、マルチビームレーザー露光ユニットとすることができる。そのポリマーの水に対する感応特性、疎水性又は親水性のいずれかであってよい。
ポリマーとしては、例えば、ケトン溶剤によって稀釈されたテトラヒドロピラニル変性アクリル酸メチルを用いることができる。
【００１８】
前記変換可能材料に前記調整を施した（作像した）後、前記インキ付け像を形成する前に、該変換可能材料にファンテン溶液を塗布するための手段を設けるのが有利である。
【００１９】
前記放射線源は、前記作像用円筒形表面に近接して取り付け、回転する作像用円筒形表面に沿って左右に走行するように移動自在とすることができる。
【００２０】
前記ポリマー調整手段は、熱又は熱と紫外線の組み合わせを用いることができる。前記作像手段は、マルチチャンネル近赤外線源を用いることができる。このポリマー調整手段と作像手段の両方を、回転する前記作像用円筒形表面の長手に沿って左右に移動する組立体上に取り付けることができる。それによって、シリンダの全表面をらせん状パターンで操作し、ポリマーの塗布と、硬化と、作像を同時に行うことを可能にする。
【００２１】
シリンダをらせん状に洗浄するために上記組立体にクリーニングユニットを追加することもできるが、「ブランケットワッシャー」と称される慣用のクリーニングユニットを用いるのが有利な場合がある。幅狭のクリーニングユニットをポリマー塗布ユニットと一緒に組立体に取り付ける構成の利点は、像シリンダの一部分を選択的に改変すること、例えば、８ページ刷り折丁のうちの１ページだけをクリーニングし、ポリマーコーチングを塗布し直し、作像し直すことができることである。このモードは、像データのうちの一部だけを変更する必要がある場合に有用である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
石版印刷機の印刷部を示す図１を参照して説明すると、シート状又はウエブ状の印刷用紙（以下、単に「紙」と称する）１は、圧シリンダ２とブランケットシリンダ３の間に挟まれる。ブランケットシリンダ３は、慣用の印刷機の版シリンダに代わる像シリンダ４に接触しており、像シリンダ４から後述するインキ付け像を紙１に転写するための転写手段である。この像シリンダ４と在来の版シリンダ（図示せず）との主な相違は、像シリンダ４はシームレスシリンダであることであり、従って、このシームレス像シリンダ４は、版（印刷版）をクランプするための細長い間隙を有する在来の版シリンダ（図示せず）に比べて、振動を伴うことなく、より高い速度で作動することができる。像シリンダ４の外周面に塗布された後述する像形成用変換可能材料のコーチングは、ファンテン溶液ローラ５とインキ付けローラ６を用いる水／インキ供給系統によってインキ付けされる。「統合」インキ供給チェーンと称されるある種のインキ供給系統では、ローラ５と６が統合される。あるいは、別法として、この印刷機は、ファンテン溶液ローラ５を使用しない無水オフセット（「乾式オフセット」とも称される）モードで作動させることもできる。以上に述べた点までは、この印刷機の構造は、慣用周知のものである。
【００２３】
像シリンダ４に近接してクリーニング（洗浄）ユニット７が取り付けられている。クリーニングユニット７は、前の印刷作業で用いられた像シリンダ４上のインキ、水及び作像層（変換可能材料のコーチングの表面の像を形成された層）の大部分を拭い取るためのものである。クリーニングユニット７は、１つの印刷作業と次の印刷作業の間でブランケットシリンダを洗浄するために近代的印刷機で用いられる周知の「ブランケットワッシャー」に類似したものであるが、像シリンダ上の作像層の大部分を溶解させるために特別の溶剤を添加しなければならない場合がある点で異なる。近代的印刷機の設計によれば、ブランケットシリンダ及びその他のシリンダを洗浄するために追加のクリーニングユニットを用いることができる。
【００２４】
像シリンダ４に平行に直線レール９が固定されており、直線レール９上でモータ１１及び親ねじ１０の制御により像シリンダ４に沿って左右に移動する走行キャリッジ８が設けられている。像シリンダ４とモータ１１の運動は、ドラム型作像装置に類似した態様で軸エンコーダを用いて同期される。ドラム型作像装置は周知であり、古くから市販されているので、像データ（以下、単に「データ」とも称する）の同期及び処理の詳細についてはこれ以上説明しない。キャリッジ８上には、塗布ユニット１２、硬化ユニット１３及び作像ユニット１４が取り付けられており、キャリッジ８と共に像シリンダ４の全幅に亙って左右に移動することができるようになされている。
【００２５】
塗布ユニット１２は、上述したように像シリンダ４がクリーニングユニット７によってクリーニング（洗浄）された後、その像シリンダ４上に上述した変換可能材料であるポリマー溶液（液状ポリマー）を吹き付ける（スプレーする）。別法として、そのようなポリマーは、インキ塗布のようにしてローラによって像シリンダ４に塗布することもできる。
【００２６】
ポリマーを塗布（コーチング）した後短時間のうちに（通常、１分未満のうちに）そのポリマーコーチングの表面に作像しなければならないので、液状ポリマーの固体への硬化を促進しなければならない。ポリマーの硬化は、硬化ユニット１３によって発せられる放射線又は熱風による熱によって促進される。硬化を促進するために紫外線を使用することも可能であるが、紫外線による硬化は、クリーニングユニット７によって洗浄しにくい架橋ポリマーを生じるので、あまり望ましくはない。像シリンダ４上に塗布されるポリマーコーチングの厚みは、通常、１ないし１０μであり、従って、硬化すべきポリマー材の量は少量であり、迅速な硬化を行うのに必要とされるエネルギーは少なくてすむ。
【００２７】
ポリマーを硬化した後、例えばマルチチャンネルレーザーヘッドから成る作像ヘッド１４によって、硬化したポリマーの表面にインキ受理区域とインキ反撥区域から成る像パターン（以下、単に「像」又は「パターン」とも称する）を形成する。ポリマーの全表面に短時間で（１、２分程度で）像を形成するためには、多数のレーザービームと、比較的高いパワーが必要とされる。マルチチャンネルレーザーヘッド１４のようなマルチビームレーザー式作像ユニットは、周知である。米国特許第４，７４３，０９１号に開示されているレーザーアレーは、その一例である。必要とされるレーザービーム（以下、単に「ビーム」とも称する）の数は、所要作像時間、レーザーのパワー、及び像シリンダ４の最大回転速度に依存する。
【００２８】
クリーニング（洗浄、拭い取り）、塗布（コーチング）及び作像が行われる間は、印刷機は、「刷り動作オフ」モード（印刷動作を行わない作動態様）におかれている。即ち、この「刷り動作オフ」モードでは、像シリンダ４は、（刷り動作オフモードのときの慣用のオフセット又は石版印刷機の版シリンダと同じように）他のどのシリンダにも接触していない。作像ユニット１４による作像が終ると、印刷機は「刷り動作オン」モード（印刷動作を行う作動態様）に切り換えられ、像シリンダ４上の作像されたポリマーコーチングの表面は、慣用のオフセット態様又は無水オフセット態様でインキ付けされる。以上の工程の詳細は、図２〜６に示されている。
【００２９】
図２を参照して説明すると、硬化された後、インキ１９を（慣用のオフセット方式では更に水又はファンテン溶液をも）塗布されたポリマーコーチング１７から成る古い像即ち使用済みの像を（ブランケットシリンダを洗浄するのに通常用いられる）慣用の自動ブランケットワッシャー即ちクリーニングユニット７によって洗浄する。（ポリマーコーチング１７は、「ポリマー塗膜」、又は単に「ポリマー」又は「コーチング」とも称される。）ブランケットワッシャー７は、通常一方のローラから他方のローラへ繰り出されるようになされた交換可能な拭い材１５と、拭い材１５にしみ込ませるための溶剤の供給源１６から成る。像シリンダ４自体は溶剤に対して不感受性であり、通常は金属製であるから、古いインキ及び作像ポリマー（表面に像を形成されたポリマー）を溶解することができる任意の適当な溶剤を使用することができる。
【００３０】
本発明によれば、このポリマーコーチング１７のクリーニング（除去）は完璧である必要はなく、若干のインキが混ざった残留ポリマーコーチング１８の非常に薄い層が像シリンダ４上に残ることが想定されている。反復クリーニングによって残留ポリマーコーチング１８の厚さを薄くすることができるが、反復クリーニングを行うと、溶剤がインキ及びポリマーで汚染されるので、ポリマーコーチングを完全に除去することはできない。幸いにして、完全なクリーニングは必要とされず、残留ポリマーコーチング１８が硬化したポリマーコーチング１７の元の層よりはるかに薄くなっていさえすれば、新しく重ねられるポリマー層が過度に厚くなることがなく、印刷工程を反復して継続することができる。
【００３１】
次に、図３に示されるように、残留ポリマーコーチング１８の層の上に、スプレーノズルを備えた塗布ユニット１２によって新しいポリマー塗膜１７をポリマー溶液即ち液状ポリマーの形で塗布する。別法として、塗膜１７は、ローラ又は他の慣用の方法で塗布してもよい。通常、このポリマーは熱可塑性材であり、溶剤で稀釈されている。硬化ユニット１３から発せられる放射線熱によってポリマー溶液中の溶剤を蒸発させ、ポリマーコーチング１７を硬化させる。別法として、ポリマーコーチング１７を硬化させるのに、熱風又は紫外線放射を用いてもよい。
【００３２】
ポリマー材としては、線状ポリマー又は架橋ポリマーのどちらでも用いることができるが、架橋ポリマーの欠点は、比較的クリーニングしにくいことである。無水オフセット印刷法が用いられる場合、有効な油反撥性物質の大部分が架橋されているポリマー材を用いる。ポリマーコーチング１７の厚さは、通常、２〜１０μとするが、十分な耐久性が得られる場合は、１μもの薄い層を用いることもできる。
【００３３】
次いで、図４を参照して説明すると、マルチチャンネルレーザーヘッド（作像ユニット）１４が、像シリンダ４上の硬化済みポリマー１７にプリプレス（印刷前）データファイル２３に従って選択的にレーザービーム２２を照射し、後述するようにポリマー１７の表面を選択的に変換（変性又は調整）して像パターンを形成する。どのようなタイプのレーザーでも使用することができるように、このポリマーの反応は、純粋に熱反応であることが好ましい。この目的のための好ましいレーザー源は、近赤外線で作動する熱発生レーザーダイオードである。
【００３４】
一般に、像シリンダ４には、２４００ＤＰＩの解像度で像が形成される。印刷工程はデータ転送速度（像データ送り速度）によってではなく、所要エネルギー量によって制限されるので、解像度を下げても、大抵の場合は作像時間が短縮されない。実際のテストによれば、慣用の印刷法の場合、ポリマーに像を形成するのに要するポリマー材の単位面積当りのエネルギーは、０．１Ｊ／ｃｍ² 〜０．２Ｊ／ｃｍ² であり、無水印刷法の場合の所要エネルギーは、０．４Ｊ／ｃｍ² 〜０．８Ｊ／ｃｍ² であった。８ページ刷り印刷機（８０ｃｍ×１００ｃｍ大の折丁に印刷することができる印刷機）に出力１０Ｗ（ワット）のレーザーを用いた場合、作像のための所要露光時間は、最善の場合の（８０ｃｍ×１００ｃｍ×０．１Ｊ／ｃｍ² ）：１０Ｗ＝８０秒から最低感度の無水印刷用ポリマーを用いた最悪の場合の（８０ｃｍ×１００ｃｍ×０．８Ｊ／ｃｍ² ）：１０Ｗ＝６４０秒の範囲で大幅に異なる。従って、所要露光時間は、より強力なレーザーヘッドを用いることによってしか短縮することができず、通常は、プリプレスシステムのデータ転送速度によっては制限されない。
【００３５】
レーザーヘッド１４から発せられたレーザービーム２２は、ポリマー１７を疎水性から親水性に変換又は変性し、かつ、又は、不水溶性から水溶性に変換（変性）する。従って、レーザーヘッドは、「変換手段」又は「変性手段」又は「調整手段」とも称される。ここで、疎水性、親水性、不水溶性、水溶性等の特性は、水に対する感応特性と総称される。ポリマー１７には、その通常１〜２μの薄い層中にレーザーエネルギーの大部分を吸収させるために多量のカーボンブラック又はレーザー吸収性染料が混合されている。そのようなポリマー層内の温度は、容易に６００°Ｃに達し、ときにはそれ以上の高温になるので、ポリマーの化学的組成が容易に変換（変性）される。ポリマーコーチング１７の変性又は変換された表面又は層２１（「変性表面」、「変性層」、「変換区域」又は「変性区域」とも称する）は、不変性（変性されていない）ポリマーコーチング１７とは最大限異なる、インキ及び水に対する親和性を有する。印刷を行うには、印刷機を「刷り動作オン」モードに切り換えて像シリンダ４をブランケットシリンダ３及びインキ供給系統に係合させる。
【００３６】
図５を参照して説明すると、ファンテン溶液ローラ５がファンテン溶液（水）２０を像シリンダ４上のポリマーコーチング１７の親水性区域（図示の例では変性区域２１）に塗布し、次いでインキ付けローラ６がインキ１９を疎水性区域（図示の例では変性区域２１以外の不変性区域）に塗布する。疎水性区域は、インキを受理するのでインキ受理区域を構成し、親水性に変換された変性区域は、水を受理し、インキを反撥するのでインキ反撥区域を構成し、かくして、ポリマーコーチング１７表面にインキ受理区域とインキ反撥区域の像パターンが形成される。
【００３７】
ポリマーコーチング１７はその変性区域（親水性区域）２１ではあまり耐久性が高くないので、ポリマーが像シリンダ４の表面にまで摩滅される場合のことを考慮して、像シリンダ４の表面は、陽極酸化アルミニウム（アルマイト）のような親水性表面を有するものとしなければならない。
【００３８】
別の実施の形態である無水オフセットにおいては、ファンテン溶液ローラ５は使用されない。更に別の実施の形態では、上述した統合インキ供給系統が用いられる。統合インキ供給系統の場合は、インキ／水エマルジョンが適用される。それ以降の印刷工程は、慣用の態様で進められる。多色印刷の場合は、多重印刷ユニットが用いられる。オンプレス作像方式は、版取付作業に随伴する見当合わせ誤差が排除されるので、各色の見当合わせを大幅に改善する。
【００３９】
図６は、ポリマーコーチング１７の変性区域を親水性にするとともに、ファンテン溶液２０に対して可溶性とする変型実施形態を示す。この実施形態では、ポリマーコーチング１７のファンテン溶液２０を塗布された部分が迅速に溶解され、ファンテン溶液がシームレスの像シリンダ４の表面にまで達する。ファンテン溶液には、ポリマーコーチング１７の変性ユニット１４によって変性された変性区域２１を溶解する能力を高めるための添加剤を添加することができる。像シリンダ４自体の素材が親水性である限り、ファンテン溶液（水）２０が像シリンダ４の表面を覆い、ポリマー１７の疎水性区域と疎水性区域の間の区域（ポリマーコーチング１７の変性区域２１がファンテン溶液によって溶解された後の区域）に散在したままに留まる。
【００４０】
親水性であり、かつ、シームレスの像シリンダ４の素材として適する材料としては、アルマイト、クロム、ニッケル、スチール、及びアルミナ（Ａｌ₂O₃ ）及びジルコニア（ＺｒＯ₂ ）のようなセラミックが挙げられる。ジルコニアは、耐久性が高く、親水性で耐火性であり、しかも、伝熱性が低いので特に好ましい。伝熱性が低いと、ポリマーコーチング１７の化学的変換を誘起するためにポリマーコーチング１７を加熱するのに必要とされるレーザーエネルギーの量が少なくてすむ。変性されたポリマー区域２１は親水性であり、像シリンダ４の表面も親水性であるから、ポリマーコーチング１７が摩滅しても印刷性能にはほとんど変化がない。
【００４１】
大抵のポリマーは疎水性であり、それらの多くは十分な分解温度にまで加熱されると親水性（又は、より低い疎水性）に変わるので、いろいろな異なる組成のポリマーを使用することができる。大抵のポリマーは赤外線スペクトルに対する良好な吸収性を有していないので、ポリマーに適当な赤外線吸収性染料又はカーボンブラックを混合しなければならない。その目的に適する吸収性染料は、米国特許第５，１２６，７６０号に開示されている。ＣＯ₂ レーザーのような比較的長い波長のレーザーを使用する場合は、吸収性染料は必要ない。
【００４２】
好ましい実施の形態においては、ポリマー材として、米国ミネソタ州の３Ｍコーポレーシヨンから販売されているテトラヒドロピラニル変性アクリル酸メチルが用いられる。このポリマーは、レーザーによって加熱されると、疎水性から親水性に変わるとともに水溶性になる。この種のポリマーの組成及び特性の詳細は、米国特許第５，１０２，７７１号５，２２５，３１６号及び５，３１４，７８５号に記載されている。このポリマーは、多くの有機溶剤、特にケトンに溶解する。
【００４３】
【実施例】
慣用のオフセット印刷機に応用した場合：
使用したポリマーは、３Ｍコーポレーシヨンの印刷版事業部から販売されている３Ｍサーマル印刷版コーチングである。このコーチングは、予め赤外線吸収性染料と溶剤を混合されており、ケトン溶剤によって稀釈されたテトラヒドロピラニル変性アクリル酸メチルである。ブランケットワッシャーのための溶剤にアセトンを添加した。
使用した作像ヘッドは、カナダのクレオ・プロダクツ・インコーポレイテッド社製のクレオ・サーマル・ヘッドである。この作像ヘッドは、出力１８Ｗの２４０チャンネルレーザーヘッドである。５０，０００枚以上の刷り量の印刷作業に対して作像感度は、０．１Ｊ／ｃｍ² であり、作像時間は、８０ｃｍ×１００ｃｍの面積（周囲長８０ｃｍ、長さ１００ｃｍ）の作像面積に対して約１分であった。
解像度は、２４００ＤＰＩであり、データ転送速度は、約１５ＭＢ／秒であった。作像中の作像ドラムの回転数は約４００ＲＰＭとした。
【００４５】
ポリマーが可溶性にされる、されないに拘らず、ポリマー層の完璧なクリーニングは必要ない。新しく塗布されたポリマー層が古いポリマー層によって汚染される度合は、極く僅かだからである。例えば、ブランケットワッシャーによって洗浄された後に残されるポリマー層の厚さは僅か１〜５ｎｍであるのに対して、新しく塗布されるポリマー塗膜の厚さは１〜１０μである。従って、溶剤による汚染は、０．１％以下であり、ポリマー層の特性にほとんど影響しない。
【００４６】
作像のための好ましいコーチングはポリマーであるが、急速硬化が可能であり、表面を親水性から疎水性に、又は、疎水性から親水性に選択的に変換できるものであれば、どのような変換可能材料であってもよい。
【００４７】
以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従って改変された石版印刷機の透視図である。
【図２】図２は、新しい印刷作業のために新しい像を作成する工程中の像シリンダのクリーニング操作を示す拡大部分図である。
【図３】図３は、新しい印刷作業のために新しい像を作成する工程中、像シリンダ上に新しいポリマーコーチングを塗布する塗布操作を示す拡大部分図である。
【図４】図４は、新しい印刷作業のために新しい像を作成する工程中、像シリンダ上のポリマーコーチングにレーザーを照射する変換操作を示す拡大部分図である。
【図５】図５は、新しい印刷作業のために新しい像を作成する工程中、像シリンダ上の作像されたポリマーコーチングに水及びインキを塗布する換操作を示す拡大部分図である。
【図６】図６は、変型実施形態において、新しい印刷作業のために新しい像を作成する工程中、像シリンダ上の作像されたポリマーコーチングに水及びインキを塗布する換操作を示す拡大部分図である。
【符号の説明】
２：圧シリンダ
３：ブランケットシリンダ
４：像シリンダ
５：ファンテン溶液ローラ
６：インキ付けローラ
７：クリーニングユニット（ブランケットワッシャー）
８：走行キャリッジ
９：直線ローラ
１０：親ねじ
１１：モータ
１２：塗布ユニット
１３：硬化ユニット
１４：作像ユニット（マルチチャンネルレーザーヘッド、変換手段）
１７：ポリマー（変換可能材料）のコーチング
１８：残留ポリマーコーチング
２１：変性（変換）区域

Claims (15)

1. 印刷機上でパターンを作像するための印刷機上直接作像式石版印刷機であって、
   （ａ） インキ付け像パターンを形成するための作像用円筒形表面と、
   （ｂ） 表面又は表面の複数の部分が第１感応特性から第１感応特性とは反対の第２感応特性に変換可能である変換可能材料の薄いコーチング層を前記作像用円筒形表面に塗布することができるように該作像用円筒形表面に近接して取り付けられており、前記作像用円筒形表面に沿って走行する、変換可能材料を前記作像用円筒形表面上に吹き付けるための塗布ユニットと、
   （ｃ）前記作像用円筒形表面に近接して取付けられた、前記変換可能材料を硬化するまで調整するための硬化ユニットと、
   （ｄ） 前記作像用円筒形表面に近接して取り付けられており、前記変換可能材料のコーチング層の表面の複数の選択された部分上にインキ受理区域とインキ反撥区域の所望の像パターンを形成するように、該変換可能材料のコーチング層の該選択された部分を加熱することによって印刷すべきデータに直接応答して順次に第１感応特性から第１感応特性とは反対の第２感応特性に変換するための熱発生レーザーを備えた変換装置と、
   （ｅ） 前記作像用円筒形表面に近接して取り付けられており、前記変換可能材料のコーチング層の上にインキ付け像を形成するように該変換可能材料のコーチング層にインキを塗布するためのインキ付けユニットと、
   （ｆ） 前記作像用円筒形表面に近接して取り付けられており、前記インキ付け像を紙に転写するための転写装置と、
   （ｇ） 前記作像用円筒形表面に近接して取り付けられており、前記インキ付け像パターンが前記紙に転写された後前記変換可能材料のコーチング層の少なくとも大部分を含む前記作像用円筒形表面を拭い取るためのクリーニングユニットと、を備え、
   前記硬化ユニット、前記変換装置及び前記塗布ユニットは、前記作像用円筒形表面に近接して配置され、該作像用円筒形表面の所定の幅に沿うように取り付けられたレールに連結されて、該レールに沿って一緒に移動する、印刷機。
2. 前記変換可能材料のコーチング層の前記第１感応特性と第２感応特性は、
   （ａ） 疎水性と親水性という水に対する感応特性、又は
   （ｂ） 水溶性と不水溶性という水に対する感応特性、又は
   （ｃ） 油親和性と油不親和溶性という油に対する感応特性、又は、
   （ｄ） 対油可溶性と対油不溶性という油に対する感応特性であることを特徴とする請求項１に記載の印刷機。
3. 該印刷機は、オフセット印刷機であり、前記変換可能材料のコーチング層はポリマーであり、前記転写装置は、前記インキ付け像パターンを前記紙に転写するように前記作像用円筒形表面に接触するように設置されたブランケットシリンダを含み、前記変換装置の前記熱発生レーザーは、単一の赤外線レーザー源又はマルチビーム赤外線レーザーヘッドから成る放射線源であることを特徴とする請求項２に記載の印刷機。
4. 前記硬化ユニット、変換装置及び塗布ユニットは、回転する前記作像用円筒形表面の長手に沿って走行するように移動自在であることを特徴とする請求項１に記載の印刷機。
5. 前記変換可能材料のコーチング層に前記調整を施した後、前記インキ付け像を形成する前に、該変換可能材料のコーチング層にファンテン溶液を塗布するための手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の印刷機。
6. 前記作像用円筒形表面は、シームレスであることを特徴とする請求項１に記載の印刷機。
7. その上に像を形成することができる像シリンダを有する石版オフセット印刷機のための印刷機上直接作像方法であって、
   （ａ） 前記像シリンダの円筒形表面上に変換可能材料を吹き付けることによって、表面の複数の部分が第１感応特性から第１感応特性とは反対の第２感応特性に変換可能である変換可能材料の薄いコーチング層を前記像シリンダの円筒形表面に塗布する塗布操作と、
   （ｂ） 前記変換可能材料のコーチング層を固体状態に硬化させる硬化操作と、
   （ｃ） 前記変換可能材料のコーチング層の表面の複数の選択された部分上に像パターンを形成するように、熱発生レーザーによって該表面の該選択された部分を加熱することにより印刷すべきデータに直接応答して順次に第１感応特性から第１感応特性とは反対の第２感応特性に変換する変換操作と、
   （ｄ） 前記像シリンダの素材の特性を印刷工程に利用することなく、前記変換可能材料のコーチング層の前記変換された区域と不変換区域の前記第１感応特性と第２感応特性を利用して該変換可能材料のコーチング層の表面上に作像されたデータを石版オフセット印刷する印刷操作と、
   （ｅ） 印刷すべきデータを変換しなければならないとき、前記変換可能材料のコーチング層の表面上に作像されたデータを印刷した後該変換可能材料のコーチング層の少なくとも大部分を除去することによって前記像シリンダを印刷機に取り付けられたままで洗浄するクリーニング操作と、
   から成る印刷機上直接作像方法。
8. 前記印刷操作は、湿式オフセット印刷又は無水オフセット印刷によって行われることを特徴とする請求項７に記載の印刷機上直接作像方法。
9. 前記変換可能材料のコーチング層の前記第１感応特性と第２感応特性は、
   （ａ） 疎水性と親水性という水に対する感応特性、又は
   （ｂ） 水溶性と不水溶性という水に対する感応特性、又は
   （ｃ） 油親和性と油不親和溶性という油に対する感応特性、又は、
   （ｄ） 対油可溶性と対油不溶性という油に対する感応特性であることを特徴とする請求項７に記載の印刷機上直接作像方法。
10. 前記像シリンダを前記印刷機に取り付けられたままで回転させた状態又は静止させた状態で前記（ａ）から（ｅ）までの操作を実施することを特徴とする請求項７に記載の印刷機上直接作像方法。
11. 前記硬化操作は、前記変換可能材料のコーチング層の表面を加熱することによって行われることを特徴とする請求項７に記載の印刷機上直接作像方法。
12. 前記変換可能材料のコーチング層を前記像シリンダの円筒形表面に塗布する前に該変換可能材料にレーザー吸収性カーボンブラック又はレーザー吸収性染料を混合する混合操作を含むことを特徴とする請求項７に記載の印刷機上直接作像方法。
13. その上に像を形成することができる像シリンダを有する石版オフセット印刷機のための印刷機上直接作像方法であって、
    （ａ） 前記像シリンダを洗浄するクリーニング操作と、
    （ｂ） 疎水性又は親水性である変換可能材料を準備し、前記像シリンダの円筒形表面は、該変換可能材料の水に対する特性とは反対の親水性又は疎水性であり、該変換可能材料は、ファンテン溶液に対する可溶性を変更することができる材料であり、前記像シリンダの円筒形表面上に変換可能材料を吹き付けることによって、該変換可能材料の薄いコーチング層を該像シリンダの円筒形表面に塗布する塗布操作と、
    （ｃ） 前記変換可能材料のコーチング層を固体状態に硬化させる硬化操作と、
    （ｄ） 前記変換可能材料の、ファンテン溶液に対する可溶性を変更して該変換可能材料のコーチング層上に印刷すべきデータに対応した像パターンを形成するように、熱発生レーザーによって該表面の該選択された部分を加熱することにより該変換可能材料のコーチング層の該選択された部分を変換する変換操作と、
    （ｅ） 前記変換可能材料のコーチング層の可溶性部分を溶解させ、前記像シリンダ上に印刷インキに対して異なる親和性を有する区域を形成するように該変換可能材料のコーチング層にファンテン溶液を塗布するファンテン溶液付け操作と、
    （ｆ） 印刷インキに対して異なる親和性を有する前記区域によって画定されるインキ付け像を前記像シリンダ上に形成するように該像シリンダ材料にインキを塗布するインキ付け操作と、
    （ｇ） インキ付け像パターンを石版オフセット印刷する印刷操作と、
    （ｈ） 印刷すべきデータを変更しなければならないときその都度前記すべての操作を反復することから成る印刷機上直接作像方法。
14. 前記像シリンダを前記印刷機に取り付けられたままで回転させた状態又は静止させた状態で前記（ａ）から（ｈ）までの操作を実施することを特徴とする請求項１３に記載の印刷機上直接作像方法。
15. 前記変換操作は、前記変換可能材料のコーチング層の前記複数の選択された部分の温度を上昇させることによって該変換可能材料のコーチング層の該選択された部分を第１感応特性から第１感応特性とは反対の第２感応特性に変換することから成ることを特徴とする請求項７に記載の印刷機上直接作像方法。

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