JP4943458B2 - 印刷システム及び印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷システム及び印刷方法に関する。

（関連出願の相互参照）
この出願は、米国仮出願番号６０／７７５，５１１（２００６年２月２１日出願）及び米国仮出願番号６０／８１９，３０１（２００６年７月７日出願）の利益を主張するものであり、これら全体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、インキを転写するものである。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、そのブランケット胴からウェブ（すなわち、紙）にイメージが転写される。グラビア印刷においては、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、湿し水で濡れなかった部分）のみに付着する。

しかしながら、これらの印刷技術はいずれも同様の問題を抱えている。同じイメージが何度も繰り返し印刷される。平版印刷では、レリーフイメージやエッチングされた疎水性イメージなどの不変イメージを有するプレートが用いられている。また、グラビア印刷では、版胴に刻まれた凹型のインキくぼみによる不変イメージが用いられている。このため、平版印刷及びグラビア印刷は、「短期的な」印刷ジョブや可変データを含む印刷ジョブ（例えば、請求書、財務表、ターゲット広告）には用いられていない。平版印刷に用いられるプレートを作成するには、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）を平版印刷で行うのはコスト効率が悪い。更に、レーザー印刷やインクジェット印刷のように印刷内容（コンテンツ）を自在に変えることはできない。

従来、書籍や雑誌などの出版物は、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、雑誌では同じページが５０００回も印刷される。次のページも５０００回印刷される。雑誌の全ページが印刷されるまでの間、各ページについてこの工程が繰り返される。そして、印刷されたページがポストプレス工程に送られ、裁断及び製本が行われる。もし平版印刷の画質及び速度で可変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。これは、雑誌印刷の速度を劇的に改善し、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は、可変機能を有するプリンタを備えている。インクジェット技術には、バブルジェット（登録商標）方式（すなわち、サーマル方式）と圧電方式との２つの方式がある。いずれの方式も微小なインキ液滴をページに吹き付けるものである。バブルジェット（登録商標）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発射される。圧電方式では、各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。電圧を印加することにより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滴分のインキを引き込み、そのインキを紙に噴射する。

カラーインクジェット印刷の品質は、一般に、オフセット平版印刷やグラビア印刷の品質よりも数段低い。更に、最速のインクジェットプリンタであっても、通常は、平版印刷や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、印刷された紙にシワや波打ちが生じることがある。この現象を抑制するため、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、従来の紙に比べて、はるか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つのカラー処理では、シアン、マゼンタ、イエロー、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って、様々な色をページに印刷している。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。更に、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。

レーザー印刷は、現在のところ、高速可変印刷の有力な代替方法とはならない。これは、オフセット印刷やグラビア印刷に比べて、印刷速度がはるかに低く、資材コスト（例えば、トナー）が非常に高価なためである。また、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ため、雑誌などの製本出版物に用いるのは難しい。

このため、従来の平版印刷及びグラビア印刷の品質及び速度を有する可変印刷技術の開発が望まれている。更には、毎分４００フィート（毎分１２２メートル）以上の速度で処理可能な可変印刷システムの実現が望まれている。

本発明の原理に基づいて、高速可変印刷装置及び高速可変印刷方法が提供される。本発明の目的は、可変であって、かつ、平版印刷の印刷品質を実現することである。上記高速可変印刷方法は、インクジェット技術と平版印刷システムとを組み合わせることにより、可変で高品質な高速印刷システムを実現する。本発明のある態様において、従来のオフセット平版印刷機に用いられている湿しシステムは除去され、これに代わって、クリーニングシステムと水溶液ジェットシステムとが設けられる。水溶液ジェットシステムは、平版印刷の版胴にネガイメージを可変にプリントするために用いられる。この水溶液は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、その他の適切なグリコール、又はこれらの組み合わせを含んでいる。例えば、ある態様においては、この水溶液を、水とエチレングリコールとの組み合わせ、水のみ、又はその他の適切な水溶液とすることができる。プレート（版）は親水性であるので、水溶液はその親水性部分にしっかりとどまることになる。プレートがインキシステムを通過するときに、水溶液で濡れた部分は油性のインキをはじく。クリーニングシステムは、版胴が１回転するごとに、又は所定の回数だけ回転するごとに、残留したインキ及び／又は水溶液を除去する。

本発明のある態様においては、従来のオフセット平版印刷機の湿しシステムに代えて、インキではなく水溶液を噴射する少なくとも１つのインクジェットヘッドを備えた水溶液ジェットシステムが設けられる。これらの態様においては、インクジェット技術と平版印刷技術とが融合されることになる。インクジェットヘッドによって版胴の可変位置に水溶液が「プリント」され、すなわち、吹き付けられて、可変のネガイメージが生成される。

本発明のある態様においては、版胴に代えて、又は版胴に加えて、オフセット印刷のブランケット胴に、水溶液ジェットシステムによって可変イメージが生成される。水溶液噴射によるイメージは、版胴又はブランケット胴の回転ごとに変更することが可能である。クリーニングシステムは、胴が１回転するごとに、又は所定の回数だけ回転するごとに、残留した水溶液及び／又はインキを除去する。

本発明のある態様においては、高速可変印刷装置はバックエンドのデータベース管理システムに接続される。データベース管理システムは、１つ以上のイメージコントローラに接続される。イメージコントローラは、水溶液ジェットシステム及び平版印刷システムの動作を制御し、多用途でユーザーによる再設定が可能な可変印刷装置を提供する。

本発明の更なる特徴、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となるであろう。

図１は、従来型のオフセット平版印刷機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、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１０２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ため、好んで用いられている。４台の印刷機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には、本発明の原理に基づく装置が示されている。図２は、平版印刷分野において知られている、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を有する印刷機２００を示している。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、一連のインク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）を有している。バブルジェット（登録商標）は、ヒーターの作動によりインキ液滴を噴射する。圧電システムは、圧電アクチュエーターの作動によりインキ液滴を噴射する。インキ液滴は、インクジェットカートリッジに設けられた小さな孔から噴出する。カートリッジには、任意の数の孔があけられている。一般的な例としては、インクジェットカートリッジは６００個の孔を有しており、多くの場合、３００個ずつ２列に配置されている。

本発明において、水溶液ジェットシステム２１４は、水溶液（例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、又はこれらの組み合わせ）を噴射するために用いられる。本発明のある実施形態においては、水溶液は１つ以上の界面活性剤（例えば、Air Products社製のSurfynol（登録商標））を含有している。このような界面活性剤は、各分子の一方に親水基を有し、他方に親油基を有する。１つ以上の界面活性剤を水溶液に添加することにより、水溶液の表面張力特性を改善することができる。これにより、インキ液滴の配置制御が容易になり、より高品質の印刷イメージを得ることが可能になる。

インクジェットを用いて紙にインキ液滴を配置するのと同様に、水溶液ジェットシステム２１４の水溶液ジェットを用いて、親水性プレートに水溶液を配置する。ある実施形態においては、水溶液は従来型のインクジェットノズル（噴射ノズル）によって噴出される。このようなインクジェットノズルには、例えば、HP、Lexmark、Spectra、Canonなどの各社製のインクジェットノズルが含まれる。ある実施形態においては、水溶液ジェットシステム２１４は、様々な印刷速度及び出力解像度をサポートする。

本発明の原理に基づき、水溶液ジェットシステム２１４は、印刷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、図１２に関して詳細を後述するように、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。このイメージデータは、印刷されるイメージ又はそのネガイメージである。このイメージデータは、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。ある実施形態においては、ポストスクリプト（PostScript）やプリンタコマンド言語（PCL）などのページ記述言語（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を表現するイメージ（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。

本発明のある実施形態においては、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。ある実施形態において、真空源又は熱源２１５は水溶液ジェットシステム２１４に組み込まれている。真空源又は熱源は、プレート２０４又は版胴２０６にプリントされた後、水溶液に風を当てたり、乾燥させたり、加熱したりすることによって、水溶液ジェットシステム２１４により配置された各水溶液滴のサイズを小さくするために用いられる。水溶液滴のサイズを制御する機能により、印刷イメージの品質を高めることができる。

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。クリーニングシステム２１２は、回転ブラシ、クリーニング液を含んだローラー、ベルト、クリーニング液で処理されたクリーニングウェブ、熱及び／又は空気を供給する装置、静電装置、その他の残留したインキ及び／又は水溶液を版胴２０６より除去するのに適切な手段を含んで構成される。ある実施形態においては、ブランケット胴２０８についてもクリーニングシステム２１５と同様のクリーニングシステムが設けられており、イメージをウェブ２１６に転写した後、ブランケット胴２０８から残留物が除去される。

ある実施形態においては、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おけ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示されるジョブの可変部分のみを、イメージ化する。

他の実施形態においては、プレート２０４が用いられていない。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。本発明のこれらの及び他の実施形態においては、必要に応じて、ブランケット胴２０８を省略し、イメージをウェブ２１６に直接転写するようにしてもよい。

ある実施形態において、プレート２０４、版胴２０６、及びブランケット胴２０８のうちの１つ以上を、水溶液ジェットシステム２１４や水溶液が有する様々な特性に応じてカスタマイズ又はデザインしてもよい。例えば、当該技術分野で知られているように、上記プレート及び胴のうちの１つ以上に特別な処理又は加工を行うことにより、特定の解像度やドットサイズのプリントヘッドから噴射された溶液のみが付着するようにすることも可能である。また、プレート及び胴に特別な処理を行い、特定のタイプの溶液のみを付着させ、他のタイプの溶液をはじくようにすることも可能である。例えば、特定の体積、比重、粘度、その他の特性を有する溶液のみをプレート及び胴に付着させ、所望の条件外の溶液をはじくようにすることが可能である。これにより、例えば、異物の混入を防ぐことができると共に、ある水溶液をプリント工程で用い、他の水溶液（異なるの特性を有するもの）をクリーニング工程で用いることができる。他の実施形態においては、通常型の、一般用途用のプレート及び胴を用いる。

図３に示すように、印刷機３００は水溶液ジェットシステム３１４とクリーニングシステム３１２とを有しており、これらのうちの一方又は両方を、版胴３０６ではなくブランケット胴３０８に取り付けて用いている。図２に関連して述べたように、印刷機３００は、版胴３０６の上方にインキシステム３０２を含んでいる。この実施形態では、プレート３０４を備えた版胴３０６がインキシステム３０２を通過すると、その表面全体にインキが付着して完全にインキで覆われる。但し、ブランケット胴３０８には、上述したように、水溶液で可変イメージが生成されており、インキはブランケット胴３０８の特定部分のみに転写され、これがブランケット胴３０８と圧胴３１０との間にあるウェブ３１６に転写されることになる。水溶液ジェットシステム３１４を、版胴３０６ではなく、ブランケット胴３０８に用いた場合は、より多量の水溶液を使用することが可能であり、迅速なイメージ化及び再イメージ化を実現される。これは、ブランケット胴３０８の物性及び表面特性によるものであり、このブランケット胴３０８には、水溶液滴の広がりを防止するゴム製ブランケットが含まれる。

水溶液ジェットシステム及びクリーニングシステムを、他の配置にすることも可能である。図４の例に示すように、印刷機４００では、水溶液ジェットシステム４１４とクリーニングシステム４１２との配置がよりフレキシブルになっている。図４の例では、ブランケット胴がエンドレスベルト４０８に置き換えられている。ある実施形態においては、エンドレスベルト４０８の長さは、様々な追加システム又は水溶液ジェットシステム４１４及びクリーニングシステム４１２の配置の利便性に応じて調整可能になっている。水溶液ジェットシステム４１４及びクリーニングシステム４１２は、エンドレスベルト４０８に沿って任意の適した位置に取り付けられる。図２及び図３に関連して述べたように、印刷機４００は、インキシステム４０２、版胴４０６、プレート４０４、及びエンドレスベルト４０８と圧胴４１０との間のウェブ４１６を含む。図３のブランケット胴３０８に関連して述べたように、エンドレスベルト４０８には水溶液で可変イメージが生成され、インキはエンドレスベルト４０８の特定部分のみに転写されて、これがウェブ４１６に転写される。

図５及び図６は、本発明の他の実施形態を示している。図５に示すように、印刷機５００は版胴５０６を含み、この版胴５０６は、ブランケット胴５０８にインキを転写するために用いられる。上述したように、印刷機５００は、インキシステム５０２、プレート５０４、ブランケット胴５０８、水溶液ジェットシステム５１４、クリーニングシステム５１２、ウェブ５１６、及び圧胴５１０も含む。図６の印刷機６００に示すように、ある実施形態においては、図５の版胴・ブランケット胴システムが、単一のイメージング胴６０８に置き換えられる。図５及び図６の両方の実施形態において、インキは、印刷されるイメージにかかわらず、印刷媒体（例えば、ウェブ５１６又は６１６）に接触する胴に転写される。インキが胴に転写された後、水溶液ジェットシステム５１４又は６１４を用いて、ウェブにインキを転写させない部分のインキ層の上に水溶液を配置する。換言すれば、印刷されるイメージのネガイメージが、水溶液でインキ層の上にプリントされる。ある実施形態においては、水溶液の代わりとして、ゲル（例えば、シリコーンベースのゲル）が用いられる。

図７に示すように、水溶液滴又はゲル滴７０４により、インキ７０２の印刷媒体（例えば、イメージング胴７０８と圧胴７１０との間のウェブ７１６）への転写が妨げられる。印刷媒体の吸収性が高すぎると、印刷媒体がイメージング胴から離れる前にインキと共に水溶液やゲルも吸収してしまう。このため、印刷媒体の吸収性が高すぎる場合には、水溶液又はゲルは、これらによって覆われている部分のイメージを薄くする（又は不鮮明にする）ことしか行えない。これに対し、高光沢やプラスチックの印刷媒体が用いられる場合は、インキ７０２をブロックする水溶液滴又はゲル滴７０４が印刷媒体に全く吸収されないので、これらにブロックされたインキは印刷媒体に転写されない。いずれの場合でも、水溶液滴又はゲル滴７０４の保護層で覆われていないインキ７０２は、ウェブ７１６に転写される。

図５〜図７に示すような実施形態では、その利点として、クリーニングシステムを必要としなくなる点が挙げられる。イメージング胴７０８は、その表面全体が常にインキ７０２に覆われているので、工程においてインキを除去する必要がない。しかしながら、乾燥又は蓄積したインキを除去することが望ましい場合があるので、図５及び図６には、クリーニングシステムが示されている。更に、真空源又は熱源（図２の真空源又は熱源２１５など）をクリーニングシステムに代えて、又は追加して、用いることができる。イメージング胴が再びインキシステムを通過する前に、イメージング胴にある余分な水溶液を乾燥させるのが好ましい。このため、真空源又は熱源は、再びインキを塗布する前に、残った水溶液を除去するために用いられる。

水溶液又はゲルの特性（例えば、粘度又は比重）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）をにより、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水溶液を選択するとよい。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。

図８は、本発明の更に他の実施形態を示している。印刷機８００はインキシステム８０２を含み、このインキシステム８０２はイメージング胴８０８にインキを塗布するために用いられる。次に、水溶液ジェットシステム８１４は、印刷媒体（例えば、イメージング胴８０８と圧胴８１０との間のウェブ８１６）に転写されるイメージのポジイメージをプリントするために用いられる。水溶液ジェットシステム８１４は、インキ層の上に、水溶液又はゲルによる上記ポジイメージをプリントする。この「プリントされた」層は、ウェブに転写される領域におけるインキを保護する。

ポジイメージが保護されると、回転するイメージング胴８０８は、次に剥がしシステム８１８を通過する。剥がしシステム８１８は、イメージング胴８０８の保護されていない部分のインキを剥ぎ取るために用いられる。換言すれば、水溶液ジェットシステム８１４によって保護されていない、すなわち、印刷されるイメージではない部分のインキが、イメージング胴から剥ぎ取られる（除去される）。剥がしシステム８１８は、例えば、連続するブランクウェブを用いて、保護されていないインキをイメージング胴から吸い上げるようにすることができる。また代わりに、剥がしシステム８１８は、後述するような逆転ローラー（reverse form roller）を用いてもよい。保護されたインキイメージは、その後、印刷媒体に転写される。

保護されたインキイメージの転写は、水溶液保護層及び保護されたインキの両方をウェブ８１６に転写することによって行われる。またこれに代えて、剥がしシステム８１８によって水溶液保護層を除去することにより、水溶液保護層のない、保護されたインキのみをウェブに転写するようにしてもよい。ある実施形態においては、剥がしシステム８１８は、保護されていないインキ（すなわち、水溶液保護層で覆われていないインキ）を除去するときに、水溶液保護層も同時に除去することができ、これにより、保護されたインキのみがウェブ８１６に転写される。このような実施形態においては、逆転ローラーを用いて、保護されていないインキ及び水溶液を除去することが可能である。逆転ローラーはまた、除去したインキをインキシステム８０２に戻すことにも使用され得る。換言すれば、不使用インキは、剥がしシステム８１８によってリサイクルされることになる。他の適切な方法を用いて、保護されたインキイメージをウェブ８１６に転写させるようにしてもよい。

本発明の他の実施形態として、図９に印刷機９００を示す。図９に示すような実施形態において、水溶液ジェットシステム９１４は、ブロック共重合体（ブロックコポリマー）の界面活性剤を含む水溶液をイメージング胴９０８にプリントするために用いられる。このような界面活性剤の一例としては、BASF社製のPluronic（登録商標）F-127界面活性剤が挙げられる。これは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとに基づくブロックコポリマーである。このような界面活性剤は、イメージング胴９０８の表面特性を親水性と親油性と間で変更させるために用いられる。

例えば、水溶液ジェットシステム９１４を用いて、イメージング胴９０８にポジイメージをプリントする。その後、熱源（例えば、ドライヤー９１８又はその他の水を蒸発させるのに適切な手段）を用いて、水溶液を乾燥させる。これにより、水溶液ジェットシステム９１４によってプリントされた箇所には、イメージング胴９０８に結合したブロックコポリマーが残される。ブロックコポリマーとしては、その一端がイメージング胴の表面材料に結合する一方、他端が親油性を有するものが選ばれる。もともと親水性を有するイメージング胴を用いる場合は、イメージング胴の表面のうち水溶液ジェットシステム９１４によってブロックコポリマーがプリントされた部分が全て親油性になり、残りの全ての部分が親水性になる。上記イメージング胴は、既知の平版印刷工程において用いることができる。例えば、インキシステム９０２を用いてインキをイメージング胴９０８の全体に塗布する。そして、このイメージが、印刷媒体（例えば、イメージング胴９０８と圧胴９１０との間のウェブ９１６）に転写される。

図９の実施形態は、クリーニングシステム９１２も含んでいる。クリーニングシステムは、イメージング胴９０８に対して選択的に作用するものである。ブロックコポリマーの表面活性剤は、イメージング胴９０８と物理的に結合しているので、機械的な手段ではこれを取り除くことはできない。換言すれば、イメージング胴は、標準的な平版プレートと同様に、繰り返し用いることが可能である。印刷を制御するデータシステムにより情報の変更が必要であると判断された場合に、クリーニングシステム９１２は、ブロックコポリマーの一部を選択的に除去する。例えば、ブロックコポリマーとイメージング胴との間の結合を断つような化学物質を用いて、選択した箇所にあるブロックコポリマーを除去することが可能である。当業者であれば、ブロックコポリマーとイメージング胴９０８との間の結合を断つのに適切な手段のいずれもが、ブロックコポリマーを選択的に除去することに用いることができることを理解するであろう。例えば、還元剤を用いて、ブロックコポリマーとイメージング胴９０８との間の結合を断つことができる。

図９の実施形態の変形例においては、水溶液ジェットシステム９１４は、イメージング胴９０８にネガイメージをプリントする。この変形例では、もともと親油性を有するイメージング胴と、自由端（イメージング胴に結合する側とは反対の端）が親水性を有するブロックコポリマー界面活性剤を含んだ水溶液と、を用いる。この場合においても、結合した界面活性剤だけを残すように水溶液を乾燥させ、また、イメージング胴９０８を繰り返し用いることが可能である。上述したように、クリーニングシステム９１２を用いて、適切な中和溶液を適切な時期に使用して、ブロックコポリマーを選択的に除去することができる。

図９の実施形態の他の変形例においては、帯電したブロックコポリマー界面活性剤分子を用いて、イメージング胴９０８と界面活性剤との間の結合を電子的に制御する。換言すれば、水溶液ジェットシステム９１４を用いて、帯電した界面活性剤を所望の位置に配置する。界面活性剤分子の帯電特性は、界面活性剤分子のイメージング胴９０８への物理的な結合の可否を左右するものである。このため、帯電した界面活性剤を除去するためには、それを中和する電荷をクリーニングシステム９１２から選択的に付与する必要がある。

この他、イメージング胴９０８の表面を帯電させ、イメージング胴の特定の位置における帯電特性を特定の時期で変化させるように制御することが可能である。換言すれば、イメージング胴９０８の任意の位置でプラス帯電とマイナス帯電とを切り替えることにより、印刷工程中の適切な時期に、界面活性剤を引き付け又は反発させることが可能となる。

以上によって明らかなように、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である。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。

上述のような界面活性剤は、様々な形態（例えば、固体、粉末、水溶液、ゲルなど）で販売されている。本発明の原理に基づいて、任意の形態の界面活性剤を用いることができる。

図１０は、本発明の他の実施形態を示している。図１０は、当該技術分野で知られている平版印刷機１０００（例えば、インキシステム１００２、版胴１００６、ブランケット胴１００８、圧胴１０１０など)を示している。但し、平版印刷機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１０に示すような実施形態においては、標準の平版プレートに、任意のジョブの固定情報をエッチングする。但し、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１１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)。

可変イメージを生成するため、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には水溶液の吸収を防止するためのコーティングが施される。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。標準的な平版印刷機では、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、全体にコーティングを施すことが可能である。また、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水溶液の吸収能力を低下させるための好適な手段となり得る。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む。この溶液によってウェブ１０１２による水溶液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、１つ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。いずれの場合においても、軟らかいイメージング胴／ブランケット胴と、硬い圧胴との組み合わせ（例えば、シリコーン製のイメージング胴／ブランケット胴と、スチール製の圧胴との組み合わせ）が好ましい。また、硬いイメージング胴／ブランケット胴の場合には、軟らかい圧胴を組み合わせる（例えば、セラミック製のイメージング胴／ブランケット胴と、ゴム製の圧胴との組み合わせ)。

ある実施形態においては、「ウォーターレス」システムを実現するために、シリコーン製のイメージング胴の用いることが好ましい。このような実施形態では、イメージング胴は全体が疎油性のシリコーン表面を有する。ウォーターレス平版印刷の技術において知られているように、このようなイメージング胴は、その表面の一部が親油性となるように現像（例えば、エッチング）が行われる。シリコーンは本来疎油性であるので、イメージング胴の表面にインキを塗布する前に、該イメージング胴を水で湿らせておく必要はない。シリコーン製のイメージング胴を用いた本発明のある実施形態においては、親油性であると共にイメージング胴のシリコーン表面に結合する、シリコーンベースの界面活性剤やその他の適切な物質を含む水溶液を用いる。これにより、本明細書に記載された本発明の原理に基づいて、イメージング胴にはこのような水溶液で可変イメージが生成され得る。必要に応じて、適切なクリーニング装置を用いて、残留した水溶液やインキをイメージング胴から除去するようにしてもよい。

図２〜図１０に示すような印刷機を複数直列に配設して印刷を行うことが可能である。このような複数の印刷機の配置例を、図１２の印刷機１２００において示す。このような配置により、例えば、４色のカラー印刷が可能になる。ＣＭＹＫの４色処理に従って、各印刷機１２０２，１２０４，１２０６，１２０８は、それぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのプリントを行う。各印刷機は、それぞれのラスタイメージプロセッサー（RIP）又はコントローラ（例えば、コントローラ１２１０，１２１２，１２１４，１２１６）によって制御される。コントローラ１２１０，１２１２，１２１４，１２１６は、ハードウェアとして、及び／又はプリンタドライバの一部などのソフトウェアとして、実装される。

印刷全体は、データシステム１２１８のような単一のデータシステムによって管理される。このデータシステムは、RIPコントローラ１２１０，１２１２，１２１４，１２１６を制御し、更にこれらのコントローラがそれぞれ印刷機１２０２，１２０４，１２０６，１２０８を制御する。データシステム１２１８は、データベース１２２０及び可変データソース１２２２を介して顧客入力部１２２４を備えている。データベース１２２０は、イメージデータ、メッセージ、一対一マーケティングデータ（one-to-one marketing data）などが含まれる。

ある実施形態においては、データベース１２２０には、印刷するジョブについての全てのレイアウト情報及び固定イメージ情報が含まれており、可変データソース１２２２には、あらゆる可変データが含まれる。例えば、顧客入力部１２２４から顧客データ（例えば、所望のレイアウトやコンテンツ）がデータベース１２２０に与えられる。可変データソース１２２２には、パーソナライズされたテキスト（例えば、顧客名と所在地）及びグラフィックが保存されている。そして、データシステム１２１８は、ジョブを印刷するために、データベース１２２０と可変データソース１２２２との両方にアクセスする。データベース１２２０及び可変データソース１２２２は、任意の記憶装置又は記憶機構（例えば、ハードドライブ、光ドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハイブリッドメモリ）を含む。印刷機１２００には、入力部１２２６からロール紙又はシート紙が供給される。印刷出力部１２２８においても、ロール紙又はシート紙の形態となる。更に、印刷機１２００の出力部１２２８では、完全製本されていたり、任意のポストプレス処理に備えたりする場合もある。

上述の実施形態で述べた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、真空又は加熱システムは、データシステム１２１８を介して電子制御され得る。例えば、典型的な使用例においては、データシステム１２１８は、データベース１２２０及び／又は可変データソース１２２２のラスタイメージデータ（又は、ビットマップデータ、ベクトルグラフィックイメージデータ、これらの組み合わせなどを含む他の様々な種類のイメージデータ）にアクセスする。ある実施形態においては、イメージデータは、例えば、ポストスクリプト（PostScript）、PCL、又はその他のPDLコードなどのページ記述コードとして保存される。ページ記述コードは、実際の出力ビットマップや出力ラスタイメージよりも高いレベルのイメージデータを示す。イメージデータの保存形態にかかわらず、データシステム１２１８は、本発明による水溶液ジェットシステムに、イメージデータ（又はその一部）のネガイメージを水溶液でプレートや版胴にプリントさせる。ある実施形態においては、上述のように、可変イメージデータに該当するデータのみが水溶液でプレート又は版胴にプリントされる。

単一のデータシステム（例えば、データシステム１２１８）により印刷全体を制御することによって、遅れ生成技法（form lag techniques）を活用することが可能である。遅れ生成とは、同じドキュメントの作業を行う複数の可変印刷装置のタイミングを操作するものである。特定のデータがある印刷機によってプリントされるのに必要となる一方、同じドキュメントの他の部分のデータが他の印刷機によってプリントされるのに必要となる場合がある。このような場合には後者の印刷機へのデータ転送を遅らせた方がよい。ドキュメントが後者の印刷機に到達するまでに、いくつかの中間印刷機を経なければならないからである。遅れ生成を効果的に管理することにより、イメージの解像度及び配置が改善され得る。

本発明の様々な実施形態における水溶液ジェットシステムは、数多くの方法による改変が可能である。例えば、図１３は、個々の水溶液ジェット装置１３０２を、胴１３００において交互に配置した状態を示している。プリントヘッドをオーバーラップさせて、隣り合うプリントヘッドのプリント幅をつなぎ合わせることは、ステッチングとして知られている。ステッチングでは、複数のプリントヘッドを高精度に位置決めして、その継ぎ目を目立たなくすることが可能である。

これら水溶液ジェット装置としては、HP、Lexmark、Spectra、Canonなどの各社製のプリントカートリッジが知られる。各ジェット装置は、水溶液を噴射する小さな孔を任意の数だけ有している。図１３に示すように、水溶液ジェット装置１３０２は、水溶液ジェットの間に隙間ができないように、端部が互いにオーバーラップしている。これにより、版胴のあらゆるポイントにイメージが生成されることを可能としている。

また、図１４の胴１４００に示されるように、水溶液ジェット装置１４０２が直列に並べて配置されてもよい。図１５は他の例を示しており、ここでは、胴１５００に複数の装置を設置することに代えて、水溶液ジェット１５０２を単一の装置として設置している。単一の装置なので、水溶液ジェットの間隔を一定にすることが可能である。メンテナンス及び交換に要する費用を低減するには、複数の装置を用いるのが好ましい。水溶液ジェット装置は、水溶液が版胴やブランケット胴の好ましい任意の位置に配置されるように、任意の適切な位置に配置される。

図１６は、水溶液ジェット装置１６００に沿った水溶液ジェット１６０２の配置の一例を示している。水溶液ジェット１６０２は、一列に配置されたり、互い違いに配置されたり、又は、版胴又はブランケット胴のあらゆる位置に水溶液滴を配置することが可能な他の適切な方法で配置される。

図１７は、本発明の原理に基づく印刷機からの出力１７０２を示している。版胴又はブランケット胴の回転回数１７０４，１７０６，・・・，Ｎごとに、例えば、１つの固定イメージと２つの可変イメージとを含むドキュメント（ドキュメント１７０５，１７１０，１７１２として示される）が印刷される。固定イメージ（固定情報）と可変イメージ（可変情報）とのあらゆる組み合わせが、このような印刷機によって印刷され得る。また、胴の１回転が出力の１ページに一致している必要はない。胴のサイズによって、一度に複数のページが印刷されることもあれば、１回転で出力ページの一部分のみが印刷されることもある。

本発明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、数多くの平版印刷の用途において利用することが可能である。例えば、本明細書に記載されたシステム及び方法は、ダイレクトメール、広告、明細書、請求書などの高品質な一対一マーケティングのアプリケーション（one-to-one marketing applications）に理想的である。本発明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、ディスプレイなどの印刷が挙げられる。本発明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。

以上は、本発明の原理を例示するためのものに過ぎず、当業者によって本発明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。

従来技術の印刷システムの側面図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 図６に示す本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図の部分拡大図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の側面図である。 図１０に示す装置及び本発明の原理に従って実現可能な出力の例を示す図である。 本発明の原理に基づく装置の一実施形態の図である。 図２〜図１０に示す装置の一部分の正面図である。 図２〜図１０に示す装置の一部分の正面図である。 図２〜図１０に示す装置の一部分の正面図である。 図２〜図１０に示す装置の部分拡大図である。 本発明の原理に従って実現可能な一連の出力の例を示す図である。

Claims (45)

1. 胴にインキを塗布するステップと、
   印刷媒体に水溶液を塗布して該印刷媒体上にネガイメージを形成するステップと、
   前記胴から前記印刷媒体に前記インキを転写して該印刷媒体上に前記ネガイメージに対して実質的に相補的なポジイメージを形成するステップと、
   を含む、印刷方法。
2. 前記胴は、固定情報のために確保された領域と可変情報のために確保された領域とを含む、請求項１に記載の印刷方法。
3. 前記ポジイメージを形成するステップは、前記固定情報のために確保された領域から前記印刷媒体に前記インキを転写するステップを含む、請求項２に記載の印刷方法。
4. 前記ポジイメージを形成するステップは、前記可変情報のために確保された領域から前記印刷媒体に前記インキを転写するステップを含む、請求項２に記載の印刷方法。
5. 前記インキを塗布するステップは、実質的に前記可変情報のために確保された領域の全体に前記インキを塗布するステップを含む、請求項２に記載の印刷方法。
6. 前記印刷媒体に前記水溶液を塗布する前に、該印刷媒体にコーティングを施すステップをさらに含む、請求項１に記載の印刷方法。
7. 前記コーティングは、少なくとも前記印刷媒体による前記水溶液の吸収を抑制するものである、請求項６に記載の印刷方法。
8. 前記印刷媒体に水溶液を塗布する前に、イメージデータを受信するステップをさらに含み、前記ネガイメージは、少なくともその一部が前記イメージデータに基づくものである、請求項１に記載の印刷方法。
9. 前記ネガイメージを形成するステップは、前記印刷媒体に前記水溶液をプリントするステップを含む、請求項１に記載の印刷方法。
10. 前記プリントするステップは、少なくとも一つの噴射ノズルを用いて行われる、請求項９に記載の印刷方法。
11. 前記ネガイメージを形成するステップは、前記印刷媒体に前記水溶液を噴射するステップを含む、請求項１に記載の印刷方法。
12. 前記噴射するステップは、少なくとも一つのインクジェットヘッドを用いて行われる、請求項１１に記載の印刷方法。
13. 前記水溶液は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、及び、これらの任意の組み合わせからなるグループから選択される、請求項１に記載の印刷方法。
14. 前記水溶液は、界面活性剤を含む、請求項１に記載の印刷方法。
15. 前記水溶液は、ゲルを含む、請求項１に記載の印刷方法。
16. 胴にインキを塗布するインキシステムと、
    印刷媒体に水溶液を塗布して該印刷媒体上にネガイメージを形成する水溶液ジェットシステムと、
    前記胴から前記印刷媒体に前記インキを転写して該印刷媒体上に前記ネガイメージに対して実質的に相補的なポジイメージを形成する転写システムと、
    を備える、印刷システム。
17. 前記胴は、固定情報のために確保された領域と可変情報のために確保された領域とを含む、請求項１６に記載の印刷システム。
18. 前記転写システムは、前記固定情報のために確保された領域から前記印刷媒体に前記インキを転写する、請求項１７に記載の印刷システム。
19. 前記転写システムは、前記可変情報のために確保された領域から前記印刷媒体に前記インキを転写する、請求項１７に記載の印刷システム。
20. 前記インキシステムは、実質的に前記可変情報のために確保された領域の全体に前記インキを塗布する、請求項１７に記載の印刷システム。
21. 前記印刷媒体に前記水溶液を塗布する前に、該印刷媒体にコーティングを施すコーティングシステムをさらに備える、請求項１６に記載の印刷システム。
22. 前記コーティングは、少なくとも前記印刷媒体による前記水溶液の吸収を抑制するものである、請求項２１に記載の印刷システム。
23. 前記水溶液ジェットシステムは、イメージデータを受信するように構成され、
    前記ネガイメージは、少なくともその一部が前記イメージデータに基づくものである、請求項１６に記載の印刷システム。
24. 前記水溶液ジェットシステムは、前記印刷媒体に前記水溶液をプリントするように構成されている、請求項１６に記載の印刷システム。
25. 前記水溶液ジェットシステムは、少なくとも一つの噴射ノズルを備える、請求項２４に記載の印刷システム。
26. 前記水溶液ジェットシステムは、前記印刷媒体に前記水溶液を噴射するように構成されている、請求項１６に記載の印刷システム。
27. 前記水溶液ジェットシステムは、少なくとも一つのインクジェットヘッドを備える、請求項２６に記載の印刷システム。
28. 前記水溶液は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、及び、これらの任意の組み合わせからなるグループから選択される、請求項１６に記載の印刷システム。
29. 前記水溶液は、界面活性剤を含む、請求項１６に記載の印刷システム。
30. 前記水溶液は、ゲルを含む、請求項１６に記載の印刷システム。
31. 胴にインキを塗布する手段と、
    印刷媒体に水溶液を塗布して該印刷媒体上にネガイメージを形成する手段と、
    前記胴から前記印刷媒体に前記インキを転写して該印刷媒体上に前記ネガイメージに対して実質的に相補的なポジイメージを形成する手段と、
    を備える、印刷システム。
32. 前記胴上の領域を固定情報のために確保する手段および前記胴上の領域を可変情報のために確保する手段を含む、請求項３１に記載の印刷システム。
33. 前記ポジイメージを形成する手段は、前記固定情報のために確保された領域から前記印刷媒体に前記インキを転写する手段を含む、請求項３２に記載の印刷システム。
34. 前記ポジイメージを形成する手段は、前記可変情報のために確保された領域から前記印刷媒体に前記インキを転写する手段を含む、請求項３２に記載の印刷システム。
35. 前記インキを塗布する手段は、実質的に前記可変情報のために確保された領域の全体に前記インキを塗布する手段を含む、請求項３２に記載の印刷システム。
36. 前記印刷媒体に前記水溶液を塗布する前に、該印刷媒体にコーティングを施す手段をさらに備える、請求項３１に記載の印刷システム。
37. 前記コーティングは、少なくとも前記印刷媒体による前記水溶液の吸収を抑制するものである、請求項３６に記載の印刷システム。
38. 前記印刷媒体に前記水溶液を塗布する前に、イメージデータを受信する手段をさらに備え、
    前記ネガイメージは、少なくともその一部が前記イメージデータに基づくものである、請求項３１に記載の印刷システム。
39. 前記ネガイメージを形成する手段は、前記印刷媒体に前記水溶液をプリントする手段を備える、請求項３１に記載の印刷システム。
40. 前記プリントする手段は、少なくとも一つの噴射ノズルを備える、請求項３９に記載の印刷システム。
41. 前記ネガイメージを形成する手段は、前記印刷媒体に前記水溶液を噴射する手段を備える、請求項３１に記載の印刷システム。
42. 前記噴射する手段は、少なくとも一つのインクジェットヘッドを備える、請求項４１に記載の印刷システム。
43. 前記水溶液は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、及び、これらの任意の組み合わせからなるグループから選択される、請求項３１に記載の印刷システム。
44. 前記水溶液は、界面活性剤を含む、請求項３１に記載の印刷システム。
45. 前記水溶液は、ゲルを含む、請求項３１に記載の印刷システム。

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