JP2004262128A - 孔版印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】版付け用紙から印刷物として使用することができ、損紙の発生を低減できるとともに、濃度の均一化（画質の均一化）を図ることができ、巻き上がりも抑制できるようにする。
【解決手段】印刷ドラムに用紙を押圧する押圧手段において、基本的な印圧を得るバネの他に印圧調整用のバネを設け、版付け用紙では印圧を高めに設定し、その後の印刷では印刷速度に応じて適正な印圧に変化させる。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穿孔製版されたマスタ（孔版原紙）を版胴の外周面に巻装して印刷を行う孔版印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、加熱穿孔製版したマスタを回転自在な印刷ドラムの外周面に巻装し、印刷ドラム内部に設けられたインキ供給手段によりインキを供給し、プレスローラ等の押圧手段でシート状記録媒体としての用紙（以下、「印刷用紙」ともいう）を印刷ドラムに連続的に押圧して、ドラム開孔部、マスタ穿孔部よりインキを滲み出させて印刷を行う感熱デジタル孔版印刷装置が知られている。
印刷ドラムは、多孔性の支持円筒体に、樹脂あるいは金属網体のメッシュスクリーンを複層巻装した構成を有している。マスタは、熱可塑性樹脂フィルムに、多孔質支持体としての和紙繊維や合成繊維、あるいは和紙と合成繊維を混抄したものを貼り合わせたラミネート構造を有している。
【０００３】
新しいマスタを巻装した直後の印刷では、ドラム開孔部やメッシュスクリーン等にインキが十分に行き渡っていないため、１枚目のいわゆる版付け用紙では濃度が薄く、徐々に濃度が上がって行く。
また、この種の孔版印刷装置では、図８に示すように、徐々に印刷速度を上げていって所定の印刷速度に到達させるスローアップ方式が採用されている。プレスローラ等の押圧手段は印刷ドラムに対して接離自在に設けられており、印刷時のみ印刷ドラムに用紙を押圧するようになっている。
印刷ドラムに対する押圧力（印圧）はバネの付勢力によって得られるようになっており、図８に示すように、最初から最後まで印圧は一定に設定されている。すなわち、一定のバネで付勢されたプレスローラの印刷ドラムに対する接離を制御するだけの構成となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２４７０２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、１枚目の版付け用紙の濃度が低くなるのに加えて、スローアップ方式のため印刷速度の変化により数枚まで濃度が変化し、印刷物として使用できないいわゆる損紙が多く発生していた。
版付け用紙とそれ以降の用紙での濃度の均一を図るために、換言すれば１枚目の版付け用紙から印刷物として使用できるように印圧を高く設定すると、その後の用紙の印刷ドラムとの密着力が強くなって用紙が印刷ドラムから剥離されずに巻き上がる不具合が発生しやすかった。
【０００６】
本発明は、版付け用紙から印刷物として使用することができ、損紙の発生を低減できるとともに、濃度の均一化（画質の均一化）を図ることができ、巻き上がりも抑制できる孔版印刷装置の提供を、その目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、印刷ドラムの外周面に製版されたマスタを巻装し、押圧手段によりシート状記録媒体を上記印刷ドラムに押圧し、該押圧による印圧によって上記印刷ドラムの内部から供給されたインキをシート状記録媒体に転移させて印刷を行う印刷装置において、印刷枚数の初期においては印圧を高めに設定し、その後印圧を変更する、という構成を採っている。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の孔版印刷装置において、印刷枚数の初期後、印刷速度に応じて印圧を変化させる、という構成を採っている。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の孔版印刷装置において、１枚目の版付け用のシート状記録媒体に対してのみ印圧を高めに設定する、という構成を採っている。
【００１０】
請求項４記載の発明では、印刷ドラムの外周面に製版されたマスタを巻装し、押圧手段によりシート状記録媒体を上記印刷ドラムに押圧し、該押圧による印圧によって上記印刷ドラムの内部から供給されたインキをシート状記録媒体に転移させて印刷を行う印刷装置において、印刷速度に応じて印圧を変化させる、という構成を採っている。
【００１１】
請求項５記載の発明では、請求項２又は４記載の孔版印刷装置において、印刷速度が変更された場合、印刷速度と印圧の関係が適正になるまで上記印刷ドラムを空転させる、という構成を採っている。
【００１２】
請求項６記載の発明では、請求項２記載の孔版印刷装置において、環境条件を加味して印刷速度に対する印圧の変化量を設定する、という構成を採っている。
【００１３】
請求項７記載の発明では、請求項１乃至６のうちの何れか１つに記載の孔版印刷装置において、上記押圧手段が、上記印刷ドラムに対する基本的な印圧を得る主弾性部材と、該主弾性部材よりも弾性力の小さい副弾性部材を有し、印圧の調整が上記副弾性部材の弾性力の調節によりなされる、という構成を採っている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態における画像形成装置としての孔版印刷装置の全体構成及び孔版印刷プロセスの概要を説明する。
装置本体５０の上部には原稿読取部８０が設けられており、その下方中央部には多孔性の印刷ドラム１０１を有する印刷ドラム部１００が設けられている。印刷ドラム部１００の上方右側には製版装置９０が設けられ、印刷ドラム部１００の上方左側には排版部７０が設けられている。
製版装置９０の下方には給紙装置１１０が、印刷ドラム部１００の下方には印圧部１２０が、排版部７０の下方には排紙部１３０が、それぞれ設けられている。
【００１５】
次に、上記構成に係る孔版印刷装置の印刷動作を説明する。
先ず、原稿読取部８０の上部に配置された図示しない原稿載置台に、印刷すべき画像を持った原稿６０を載置し、図示しない操作パネル上の製版スタートキーを押す。この製版スタートキーの押下に伴い、先ず排版工程が実行される。すなわち、この状態においては、印刷ドラム部１００の印刷ドラム１０１の外周面に前回の印刷で使用された使用済み感熱性孔版マスタ６１ｂが装着されたまま残っている。
【００１６】
印刷ドラム１０１が反時計回りに回転し、印刷ドラム１０１の外周面の使用済み感熱性孔版マスタ６１ｂの後端部が排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂに近づくと、この排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂは回転しつつ一方の排版剥離ローラ対７１ａで使用済み感熱性孔版マスタ６１ｂの後端部をすくい上げる。
使用済み感熱性孔版マスタ６１ｂは、排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂの左側に配設された排版コロ対７３ａ、７３ｂと排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂとの間に掛け回された排版搬送ベルト対７２ａ、７２ｂで矢印Ｙ１方向へ搬送されつつ排版ボックス７４内へ排出され、印刷ドラム１０１の外周面から引き剥がされて排版工程が終了する。このとき、印刷ドラム１０１は反時計回り方向への回転を続けている。剥離・排出された使用済み感熱性孔版マスタ６１ｂは、その後、圧縮板７５により排版ボックス７４の内部で圧縮される。
【００１７】
排版工程と並行して、原稿読取部８０で原稿読み取りが行われる。すなわち、図示しない原稿載置台に載置された原稿６０は、分離ローラ８１、前方原稿搬送ローラ対８２ａ、８２ｂ及び後方原稿搬送ローラ対８３ａ、８３ｂのそれぞれの回転により矢印Ｙ２からＹ３方向に搬送されつつ露光読み取りに供される。このとき、原稿６０が多数あるときは、分離ブレード８４の作用でその最下部の原稿のみが搬送される。原稿６０の画像読み取りは、コンタクトガラス８５上を搬送されつつ、蛍光灯８６により照明された原稿６０の表面からの反射光を、ミラー８７で反射させ、レンズ８８を通してＣＣＤ（電荷結合素子）から成る画像センサ８９に入射させることにより行われる。
すなわち、原稿６０の読み取りは、周知である縮小式の原稿読取方式で行われ、その画像が読み取られた原稿６０は原稿トレイ８０Ａ上に排出される。画像センサ８９で光電変換された電気信号は、装置本体５０内の図示しないアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換基板に入力され、デジタル画像信号に変換される。
【００１８】
一方、この画像読み取り動作と並行して、デジタル信号化された画像情報に基づき製版及び給版工程が行われる。すなわち、製版装置９０の所定部位にセットされたロール状の感熱性孔版マスタ６１は、ロール状態から引き出され、サーマルヘッド９１に感熱性孔版マスタ６１を介して押圧されているプラテンローラ９２、及びテンションローラ対９３ａ、９３ｂの回転により搬送路の下流側に搬送される。
このように搬送される感熱性孔版マスタ６１に対して、サーマルヘッド９１にライン状に並んだ複数個の微小な発熱部が、図示しないＡ／Ｄ変換基板から送られてくるデジタル画像信号に応じて各々選択的に発熱し、発熱した発熱部に接触している感熱性孔版マスタ６１の熱可塑性樹脂フィルムが溶融穿孔される。このように、画像情報に応じた感熱性孔版マスタ６１の位置選択的な溶融穿孔により、画像情報が穿孔パターンとして書き込まれる。
【００１９】
画像情報が書き込まれた製版済感熱性孔版マスタ６１ａの先端は、給版ローラ対９４ａ、９４ｂにより印刷ドラム１０１の外周部側へ向かって送り出され、図示しないガイド部材により進行方向を下方へ変えられ、図示する給版位置状態にある印刷ドラム１０１の拡開したマスタークランパ１０２（仮想線で示す）へ向かって垂れ下がる。このとき印刷ドラム１０１は、排版工程により使用済感熱性孔版マスタ６１ｂを既に除去されている。
【００２０】
製版済感熱性孔版マスタ６１ａの先端が、一定のタイミングでマスタークランパ１０２によりクランプされると、印刷ドラム１０１は図中Ａ方向（時計回り方向）に回転しつつ外周面に製版済感熱性孔版マスタ６１ａを徐々に巻き付けていく。製版済感熱性孔版マスタ６１ａの後端部はカッタ９５により一定の長さに切断される。
【００２１】
一版の製版済感熱性孔版マスタ６１ａが印刷ドラム１０１の外周面に巻装されると製版及び給版工程が終了し、印刷工程が開始される。先ず、給紙台５１上に積載された用紙としての印刷用紙６２のうちの最上位の１枚が、給紙コロ１４０によりレジストローラ対１４２に向けて矢印Ｙ４方向に送り出され、さらにレジストローラ対１４２によりドラム部１００の回転と同期した所定のタイミングで印圧部（画像転写部位）１２０に送られる。
送り出された版付け用紙としての印刷用紙６２が、印刷ドラム１０１とプレスローラ１０３との間にくると、印刷ドラム１０１の外周面下方に離間していたプレスローラ１０３が上方に移動されることにより、印刷ドラム１０１の外周面に巻装された製版済感熱性孔版マスタ６１ａに押圧される。
プレスローラ１０３の押圧による印圧により、印刷ドラム１０１の多孔部及び製版済感熱性孔版マスタ６１ａの穿孔パターン部（共に図示せず）からインキが滲み出し、この滲み出たインキが印刷用紙６２の表面に転移されて、印刷画像が形成される。プレスローラ１０３を含む押圧手段の構成及び印圧調整機能については後述する。
【００２２】
このとき、印刷ドラム１０１の内周側では、インキ供給管１０４からインキローラ１０５とドクターローラ１０６との間に形成されたインキ溜り１０７にインキが供給され、印刷ドラム１０１の回転方向と同一方向に、かつ、印刷ドラム１０１の回転速度と同期して回転しながら内周面に転接するインキローラ１０５により、インキが印刷ドラム１０１の内周側に供給される。
【００２３】
印圧部１２０において印刷画像が形成された印刷用紙６２は、排紙剥離爪１１４により印刷ドラム１０１から剥がされ、吸着用ファン１１８に吸着されつつ、吸着排紙入口ローラ１１５及び吸着排紙出口ローラ１１６に掛け渡された搬送ベルト１１７の反時計回り方向の回転により、矢印Ｙ５のように排紙部１３０へ向かって搬送され、排紙台５２上に排出される。このようにして版付けが終了する。
次に、図示しないテンキーで印刷枚数をセットし、図示しない印刷スタートキーを押下すると上記版付けと同様の工程で、給紙、印刷及び排紙の各工程がセットした印刷枚数分繰り返して行なわれ、孔版印刷の全工程が終了する。
【００２４】
次に、図２に基づいてプレスローラ１０３を含む押圧手段２０（図１では省略）を説明する。
押圧手段２０は、図示しない装置側板間に支持された軸２１に回動自在に設けられたプレスローラ支持フレーム２２と、該プレスローラ支持フレーム２２を印刷ドラム１０１に接近する矢印Ｕ方向に回動するように付勢し、プレスローラ１０３を印刷ドラム１０１に押圧して基本的な印圧を得る主弾性部材としての図示しないバネと、カムやソレノイド等によりプレスローラ支持フレーム２２を回動させてプレスローラ１０３を印刷ドラム１０１に対して接離させる図示しない接離機構と、印刷ドラム１０１に対するプレスローラ１０３の印圧を調整する印圧調整機構２３を有している。プレスローラ１０３の回転軸１０３ａは、プレスローラ支持フレーム２２の凹部２２ａに支持されている。
印圧調整機構２３は、ステッピングモータ２４と、該ステッピングモータ２４の回転軸２４ａに固定された小径のギア２５と、該ギア２５に噛み合う大径のギア２６と、該ギア２６の回転軸２６ａに固定又は一体成形された小径のギア２７と、該ギア２７に噛み合う大径のギア２８と、該ギア２８の回転軸２８ａに固定又は一体成形された小径のギア２９と、該ギア２９に噛み合う大径のギア３０と、該ギア３０の回転軸３０ａの外方（紙面手前側）に固定された扇形のセンサ検知板（遮蔽板）３１と、図示しない装置側板間に固定されたセンサ支持ブラケット３２と、該センサ支持ブラケット３２に固定されたホームポジション検知センサ３３と、ギア３０の回転軸３０ａの内方（紙面奥側）に固定されたアーム３４と、該アーム３４とプレスローラ支持フレーム２２間に掛けられた副弾性部材としてのバネ３５を有している。
【００２５】
副弾性部材としてのバネ３５の弾性力は上記主弾性部材としてのバネよりも小さく設定されている。主弾性部材による基本的印圧の上においてバネ３５による印圧調整を行うため、バネ３５による印圧調整範囲を確保するためには、本実施形態における主弾性部材としてのバネは従来のバネよりも弾性力の小さいものが望ましい。
【００２６】
図３に示すように、ホームポジション検知センサ３３の検知信号は制御手段３６に入力され、制御手段３６はこれに基づいてステッピングモータ２４を制御して印刷ドラム１０１に対するプレスローラ１０３の印圧を調整する。
制御手段３６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を含むマイクロコンピュータである。
次に、制御手段３６による印圧調整制御を説明する。図４に示すように、本実施形態では、版付け用紙（印刷枚数の初期）では印圧を高めに設定し、その後はスローアップ方式の印刷速度の変化に応じて印圧を変化させる。印刷枚数の初期とは、１枚目の版付け用紙又は印刷濃度が薄い状態（立ち上がり状態）にある数枚を指す。
版付け用紙に対する印圧は、印刷物として使用できる濃度が得られるレベルであり、実験により決定されるものである。また、スローアップ時に変化する印刷速度に対する最適な印圧も実験により決定されるものである。これらの関係データテーブルは予め実験により求められて制御手段３６のＲＯＭに記憶されている。
【００２７】
制御手段３６はホームポジション検知センサ３３によりステッピングモータ２４を制御して、バネ３５の伸縮がゼロのホームポジションにアーム３４を設定し、次に、印圧が版付け用紙に対応した印圧となるように、ステッピングモータ２４のステップ数を管理してバネ３５を伸長させる。
版付け用紙の次の用紙では印圧が下がるように（巻き上がりが生じず且つ適正な濃度が得られる印圧となるように）ステッピングモータ２４を制御し、それ以降はそれぞれの印刷速度に対応した印圧となるようにステッピングモータ２４を制御する。スローアップ時間が経過すると、印刷速度、印圧は略一定に維持される。
【００２８】
上記構成において、環境条件を加味して印刷速度に対する印圧の変化量を設定するようにしてもよい（第２の実施形態）。本実施形態では、図５に示すように、作業環境温度が低温の場合には、インキの流動性が低下するので、版付け用紙を含む３枚目以降のスローアップ段階において印圧を図４で示した通常温度の場合よりもやや高めに設定する。
制御手段３６のＲＯＭには予め実験により求められた温度と印刷速度と印圧の関係データテーブルが記憶されており、制御手段３６は図示しない温度検知手段からの検知情報に基づいて対応する印圧を設定する。
作業環境温度が高い場合には、図６に示すように、インキの流動性が高くなるので、版付け用紙を含む３枚目以降のスローアップ段階において印圧を図４で示した通常温度の場合よりもやや低めに設定する。
【００２９】
印刷速度が変更された場合、印刷速度と印圧の関係が適正になるまで印刷ドラム１０１を空転させる制御を行う（第３の実施形態）。
図７は、印刷ドラム１０１が４速の速度段階を有し、２０枚印刷するような設定でスタートした場合における途中での印刷速度変更があった場合の例を示す。
図７において、ドラムＨＰセンサは、ドラムホームポジションセンサを示す。
印刷速度が４速に達して４枚目の印刷がなされた時点で印刷速度がユーザにより操作パネル３７（図３）を介して１速に変更された場合、制御手段３６は１速に対応した印圧となるようにステッピングモータ２４を制御してバネ３５を縮退させる。また、印刷速度が１速になるまで印刷ドラム１０１からプレスローラ１０３を離間させるとともに、給紙信号を給紙装置１１０に出力せず、印刷ドラム１０１を空転させる。
印刷速度が１速になった時点でプレスローラ１０３を印刷ドラム１０１に押圧し、５枚目以降の印刷を行う。
【００３０】
第１の実施形態では、印刷枚数の初期後、印刷速度に応じて印圧を変化させる制御としたが、版付け用紙に対する印圧を別段高く設定せずに、全印刷枚数において印刷速度に応じて印圧を変化させる制御としてもよい。この場合、版付け用紙における濃度不足は避けられないが、スローアップ段階における印刷速度と印圧が適正にならないことによる濃度不足印刷枚数を最小限に止めることができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、印刷ドラムの外周面に製版されたマスタを巻装し、押圧手段によりシート状記録媒体を上記印刷ドラムに押圧し、該押圧による印圧によって上記印刷ドラムの内部から供給されたインキをシート状記録媒体に転移させて印刷を行う印刷装置において、印刷枚数の初期においては印圧を高めに設定し、その後印圧を変更する構成としたので、版付け用紙の段階から印刷物としての濃度を得ることができるとともに、巻き上がりを防止できる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の孔版印刷装置において、印刷枚数の初期後、印刷速度に応じて印圧を変化させる構成としたので、印刷速度が徐々に増加するスローアップ方式において濃度不良による画質劣化を抑制することができる。損紙の低減により経済性を向上させることができる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の孔版印刷装置において、１枚目の版付け用のシート状記録媒体に対してのみ印圧を高めに設定する構成としたので、版付け用紙を印刷物として使用でき、損紙の低減により経済性を向上させることができるとともに、巻き上がりを防止できる。
【００３４】
請求項４記載の発明によれば、印刷ドラムの外周面に製版されたマスタを巻装し、押圧手段によりシート状記録媒体を上記印刷ドラムに押圧し、該押圧による印圧によって上記印刷ドラムの内部から供給されたインキをシート状記録媒体に転移させて印刷を行う印刷装置において、印刷速度に応じて印圧を変化させる構成としたので、印刷速度が徐々に増加するスローアップ方式において濃度不良による画質劣化を抑制することができ、損紙の発生を低減できる。
【００３５】
請求項５記載の発明によれば、請求項２又は４記載の孔版印刷装置において、印刷速度が変更された場合、印刷速度と印圧の関係が適正になるまで上記印刷ドラムを空転させる構成としたので、常に良好な濃度を得ることができ、画質の均一化を図ることができる。
【００３６】
請求項６記載の発明によれば、請求項２記載の孔版印刷装置において、環境条件を加味して印刷速度に対する印圧の変化量を設定する構成としたので、環境変化に拘わらず画質の均一化を図ることができる。
【００３７】
請求項７記載の発明によれば、請求項１乃至６のうちの何れか１つに記載の孔版印刷装置において、上記押圧手段が、上記印刷ドラムに対する基本的な印圧を得る主弾性部材と、該主弾性部材よりも弾性力の小さい副弾性部材を有し、印圧の調整が上記副弾性部材の弾性力の調節によりなされる構成としたので、簡易な構成で印圧の微調整を行うことができ、画質の均一化を高精度に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における孔版印刷装置の概要正面図である。
【図２】押圧手段の構成を示す概要正面図である。
【図３】制御ブロック図である。
【図４】第１の実施形態における印刷速度と印圧の関係を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態における低温時での印刷速度と印圧の関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態における高温時での印刷速度と印圧の関係を示すグラフである。
【図７】印刷速度が変更された場合の制御を示すタイミングチャートである。
【図８】従来における印刷速度と印圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２０ 押圧手段
３５ 副弾性部材としてのバネ
６１ａ マスタ
６２ シート状記録媒体としての用紙
１０１ 印刷ドラム

Claims (7)

1. 印刷ドラムの外周面に製版されたマスタを巻装し、押圧手段によりシート状記録媒体を上記印刷ドラムに押圧し、該押圧による印圧によって上記印刷ドラムの内部から供給されたインキをシート状記録媒体に転移させて印刷を行う印刷装置において、
   印刷枚数の初期においては印圧を高めに設定し、その後印圧を変更することを特徴とする孔版印刷装置。
2. 請求項１記載の孔版印刷装置において、
   印刷枚数の初期後、印刷速度に応じて印圧を変化させることを特徴とする孔版印刷装置。
3. 請求項１又は２記載の孔版印刷装置において、
   １枚目の版付け用のシート状記録媒体に対してのみ印圧を高めに設定することを特徴とする孔版印刷装置。
4. 印刷ドラムの外周面に製版されたマスタを巻装し、押圧手段によりシート状記録媒体を上記印刷ドラムに押圧し、該押圧による印圧によって上記印刷ドラムの内部から供給されたインキをシート状記録媒体に転移させて印刷を行う印刷装置において、
   印刷速度に応じて印圧を変化させることを特徴とする孔版印刷装置。
5. 請求項２又は４記載の孔版印刷装置において、
   印刷速度が変更された場合、印刷速度と印圧の関係が適正になるまで上記印刷ドラムを空転させることを特徴とする孔版印刷装置。
6. 請求項２記載の孔版印刷装置において、
   環境条件を加味して印刷速度に対する印圧の変化量を設定することを特徴とする孔版印刷装置。
7. 請求項１乃至６のうちの何れか１つに記載の孔版印刷装置において、
   上記押圧手段が、上記印刷ドラムに対する基本的な印圧を得る主弾性部材と、該主弾性部材よりも弾性力の小さい副弾性部材を有し、印圧の調整が上記副弾性部材の弾性力の調節によりなされることを特徴とする孔版印刷装置。

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