(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に孔版原紙を巻装され、内周面よりインクを供給され、定方向に回転する孔版印刷装置の版胴において、
上記インクを通過させる多数の開口が形成された支持体と、
該支持体の外周面に配置された不均一な形状及び間隔の孔を有し、上記インクを拡散させる、繊維径が１００μｍ以下の繊維を有する不織布からなる拡散層と、
この拡散層の外側に配置されたスクリーンとを有し、
上記拡散層の孔の平均孔径及び間隔は上記開口のそれよりも小さくかつ上記スクリーンのそれよりも小さいことを特徴とする孔版印刷装置の版胴。
【請求項２】
請求項１記載の孔版印刷装置の版胴において、
上記拡散層に重ねて多孔性の樹脂層を設けたことを特徴とする孔版印刷装置の版胴。
【請求項３】
請求項２記載の孔版印刷装置の版胴において、
上記樹脂層を上記スクリーンに接するように配置したことを特徴とする孔版印刷装置の版胴。
【請求項４】
請求項２又は３記載の孔版印刷装置の版胴において、
上記樹脂層が熱収縮性を有することを特徴とする孔版印刷装置の版胴。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の孔版印刷装置の版胴において、
上記拡散層の開口率ｏ（％）と厚さｔ（μｍ）とが次の関係を満たす領域にあることを特徴とする孔版印刷装置の版胴。
２０≦ｏ≦８０、かつ、０＜ｔ≦３００、かつ、０＜ｔ≦５０＋５×ｏ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は孔版印刷装置の版胴に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術１．
孔版印刷装置はサーマルヘッドの発熱体素子によって、孔版原紙に穿孔製版を行い、孔版原紙を搬送して版胴の外周面に巻装し、インク供給手段で版胴の内周面よりインクを供給し、孔版原紙に対してプレスローラ等の押圧手段で用紙を連続的に押し付けて、版胴の内周面から外周面、孔版原紙の穿孔部よりインクを滲出させて印刷を行っている。
【０００３】
このような孔版印刷装置の版胴は、内周面からインクを通過させるための多数の開口が形成された円筒状の支持体と、この支持体の外周面に巻かれ、インクを孔版原紙の和紙層に拡げるメッシュのスクリーンとを有している。
【０００４】
従来技術２．
特公昭６３−５９３９３号公報には、版胴を、その内側から多数の孔を有する支持円筒体と、中間スクリーン層と、孔版原紙に接触する外表スクリーン層とで構成し、支持円筒体から中間スクリーン層を経て外表スクリーン層に至るまで段階的にメッシュ値が高くなるようにして、インクの流路を小さくして、裏移りを防止しようとした技術が紹介されている。
【０００５】
このような版胴の最外層の外表スクリーン層は、一般的に３００メッシュ（ピッチ＝約８５μｍ）程度で、線径が４０μｍ程度の物が用いられていて、インクが通過する開口の大きさが４５μｍ角程度となっている。
【０００６】
従来技術３．
実公昭５９−２２９号公報には、版胴を、その内側から多数の孔を有する剛性構造の円筒体と、連続気泡構造の合成樹脂層と、織布とで構成し、印刷むらを防止しようとした技術が紹介されている。この合成樹脂層には、樹脂を発泡させた薄い隔壁が形成されている。
【０００７】
従来技術４．
版胴を、その内側から、開口が形成された支持体と、この支持体の外周面に巻かれた多孔性シートとで形成し、用紙に転移するインクの量を低減しようとした技術が本願出願人と同一の出願人により提案されている（特願平７−９６９５２）。この多孔性シートには、インク流入側の孔から流入したインクが、支持体に下した一つの垂線に対して少なくとも一回ずれて、インク流出側の孔から流出するようなインク通路が形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１には、連続的に印刷を行なう場合に、支持体から吸い出されたインクがスクリーンで十分に拡散しないうちに、孔版原紙から用紙へ吸収されるので、支持体の開口のピッチに起因する画像濃度むらができるという問題がある。また、ベタ画像濃度をあるレベルに上げるために、平均のインク付着量を上げると、画像濃度のピーク点では、インクが過剰に供給され、生乾きのインクが次の用紙の裏面を汚す、いわゆる裏移りが発生するという問題もある。
【０００９】
従来技術２には、最外層のメッシュスクリーンの開口が孔版原紙に形成される穿孔の大きさと略同じ大きさに形成されているので、インクの流れを制限する効果がなく、裏移りはほとんど防止できないという問題がある。
【００１０】
従来技術３では、合成樹脂層を剛性構造の円筒体上に配置しているので、印刷時における度重なるプレスローラからの圧力で合成樹脂層は変形してつぶれてしまう。このつぶれは、永久圧縮歪によるものであり、殆ど復元不可能な特性である。よって従来技術３には、版胴の寿命が短いという問題がある。
【００１１】
従来技術４には、多孔性シートのインク通路が、インク流入側の孔から流入したインクが、支持体に下した一つの垂線に対して少なくとも一回ずれて、インク流出側の孔から流出するように形成されているので、インクが十分に拡散せず画像に濃度むらが発生するという問題がある。
【００１２】
従って、本発明は上述したような問題点を解決するためになされたものであり、濃度むらのない、さらに、裏移りのない画像が得られる孔版印刷装置の版胴を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、外周面に孔版原紙を巻装され、内周面よりインクを供給され、定方向に回転する孔版印刷装置の版胴において、上記インクを通過させる多数の開口が形成された支持体と、該支持体の外周面に配置された不均一な形状及び間隔の孔を有し、上記インクを拡散させる、繊維径が１００μｍ以下の繊維を有する不織布からなる拡散層と、この拡散層の外側に配置されたスクリーンとを有し、上記拡散層の孔の平均孔径及び間隔は上記開口のそれよりも小さくかつ上記スクリーンのそれよりも小さいことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の孔版印刷装置の版胴において、上記拡散層に重ねて多孔性の樹脂層を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の孔版印刷装置の版胴において、  上記樹脂層を上記スクリーンに接するように配置したことを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の孔版印刷装置の版胴において、上記樹脂層が熱収縮性を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載の孔版印刷装置の版胴において、上記拡散層の開口率ｏ（％）と厚さｔ（μｍ）とが次の関係を満たす領域にあることを特徴とする。
【００１８】
２０≦ｏ≦８０、かつ、０＜ｔ≦３００、かつ、０＜ｔ≦５０＋５×ｏ
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の第１の実施例を図面を参照して説明する。図１において、符号１は版胴を表している。版胴１は、図１、図２に示すように、円筒状の支持体２１と、支持体２１の外周面に配置され、インクを拡散させる拡散層２２と、拡散層２２の外側に配置されたスクリーン２３と、さらにその外側に配置されたスクリーン２４とを有する。版胴１は後述するインクパイプを兼ねる中心軸５の回りに回転可能に支持されていてモータにより定方向に回転される。
【００２５】
支持体２１は、ステンレスで円筒状に形成されていて、その厚さを０．２ｍｍに設定されていて、外周面に孔版原紙８の先端をクランプするクランプ手段３１を有する。支持体２１は、クランプ手段３１及びその周辺部と両側縁部とを除いた部分に、インクを通過させるための多数の開口２１ａを設けられている。開口２１ａの径は、０．２５ｍｍ、ピッチは１．２ｍｍに設定されている。
【００２６】
拡散層２２は、合成樹脂の粒子、例えば、高分子ポリエチレンの粒子（直径が数十μｍ）を加圧、加熱成形されてなり、図３ａにその表面を、図３ｂにその断面を示すように、連続気泡構造を有している。拡散層２２には、１０〜数１０μｍの不均一な形状及び間隔の孔が形成されている。このように、合成樹脂の粒子を加圧、加熱成形して連続気泡構造を採ることにより、発泡により連続気泡構造を形成したものに比べて、外力に対して非常に強く、耐久性が増す。
【００２７】
発明者は、拡散層２２の開口率ｏと厚さｔを変化させて良好な画像の得られる範囲を求める実験を行なった。実験装置には、ＶＴ３８２０（株）リコー製を用いて、プレスローラ１６の押圧力を基準の１２ｋｇｆから５０％程度増減し、さらに支持体２１の開口２１ａの径、ピッチもそれぞれ５０％程度増減し開口率ｏを変化させた。その結果を図４に示す。
【００２８】
開口率ｏ（％）と厚さｔ（μｍ）とが２０≦ｏ≦８０、かつ、０＜ｔ≦３００、かつ、０＜ｔ≦５０＋５×ｏの関係を満たす領域Ｘでは、良好な画像が得られた。開口率ｏが２０％より小さく厚さｔが厚い方向の領域Ｙでは、インクの付着量が少なく画像濃度が低かったり、立上りに時間が掛かり、一方開口率ｏが８０％以上の領域Ｚでは、画像濃度のむらが発生した。
【００２９】
よって、拡散層２２の厚さは、好ましくは３００μｍ以下であり、装置の立上りの速さからは、５０μｍ以下が好ましかった。勿論使用されるインク等によっても好ましい厚さも変化するが本実施例ではＷ／Ｏ型のエマルジョンインキＶＴ−ＩＩ（株）リコー製を用いた。
【００３０】
スクリーン２３、２４は、金属や発泡樹脂によりメッシュ状に形成され、スクリーン２３のメッシュ値は３５５メッシュに、スクリーン２４のメッシュ値は３００メッシュにそれぞれ設定されている。なおスクリーン２３、２４としては、メッシュスクリーン以外に不織布等からなるスクリーンを用いてもよい。
【００３１】
拡散層２２の孔径および間隔が開口２１ａのそれよりも大きいと、インクが拡散層２２を素通りしたり、拡散層２２の不均一な形状及び間隔のむらがでてしまいインクが拡散しなくなる。また、拡散層２２の孔の間隔の値とスクリーン２３の開口の間隔の値とが近過ぎると干渉現象であるモアレが現われて、かえって画像濃度のむらを増大させる。さらに、拡散層２２の孔径及び間隔がスクリーン２３の開孔径及び間隔よりも大きいと、急激なインクの移動を抑える効果がスクリーン２３よりも劣り、支持体２１の開口２１ａからの過剰なインクの移動を十分に阻止できない。よって、拡散層２２の孔の平均孔径を３０μｍ、開口率を３０％として、開口２１ａの開口径及び間隔よりも小さくかつ、スクリーン２３のそれよりも小さくしている。
【００３２】
クランプ手段３１は、支持体２１の外周面の母線に沿って設けられた磁性体よりなるステージ６と、このステージ６に対向する部位に配置され、クランパ軸７ａにより回動可能に支持され、ステージ６と対向する面に磁石を貼着されたクランパ７とにより構成されている。
【００３３】
版胴１の内部には、支持体２１の内周面にインクを供給するインクローラ２と、インクローラ２と僅かな間隙を置いて配置され、インクローラ２との間にインク溜り４を形成するドクターローラ３と、インク溜り４へインクを供給する中心軸５とが配置されている。インクは、適宜の位置に配置されたインクパックからインクポンプにより圧送され、中心軸５の供給穴５ａよりインク溜り４へ供給される。
【００３４】
インクローラ２に対向する版胴１の外周面の下方近傍には、用紙１５を版胴１へ押し付けるプレスローラ１６と、版胴１の外周面とプレスローラ１６との間へ所定のタイミングで用紙１５を送るレジストローラ対１４とが配置されている。
【００３５】
上述のように構成された孔版印刷装置の動作について簡単に説明する。
図１において、製版された孔版原紙８は、その先端をステージ６とクランパ７との間に挾持され、版胴１の外周面に巻装されている。この状態で、版胴１が定方向に回転されると共に、１枚の用紙１５がレジストローラ対１４に給送され、レジストローラ対１４により版胴１の回転と同期した所定のタイミングでスクリーン２４の外周面に巻装されている孔版原紙８とプレスローラ１６との間に用紙１５が挿入される。
【００３６】
このとき、インクローラ２も版胴１の回転方向と同一方向に回転する。インク溜り４のインクは、インクローラ２の回転によりインクローラ２の表面に付着され、インクローラ２とドクターローラ３との間隙を通過する際にその量を規制され、支持体２１の内周面に供給される。
【００３７】
支持体２１の内周面に供給されたインクは、図２に示すように、インクローラ２の更なる回転により、開孔２１ａへ供給され、同図に矢印で示すように、開口２１ａから拡散層２２へ、拡散層２２にて不均一な形状及び間隔の孔で、その周方向に拡散する。さらにインクは、スクリーン２３、スクリーン２４を通過し、孔版原紙８とスクリーン２４とが接触する面に供給される。
【００３８】
版胴１の外周面から離間していたプレスローラ１６が上方に移動し、回転する版胴１のスクリーン２４の外周面に巻装された孔版原紙８に用紙１５が押圧されることにより、孔版原紙８の穿孔から、インクが用紙１５の表面に転移されて印刷される。
【００３９】
本例によれば、インクの粘性抵抗が高いことと拡散層２２の孔が不均一な形状及び間隔である事とが相まって、印刷時にプレスローラ１６で大きな押圧力が瞬間的に版胴１に及ぼされても、インクが版胴１から急激に押し出されないので、支持体２１の開口２１ａに起因する画像濃度むらを抑制できる。インクの粘性抵抗は、緩慢なインクの流れには、大きな抵抗とはならず、若干インクの供給量が減るレベルである。このようにインクの供給量が減少しても、印刷条件の調整、例えば、プレスローラ１６の押圧力の増加、開口２１ａの調整等により、インクの供給量の減少を回復できる。
【００４０】
次に発明者は、拡散層２２を設けた版胴１と、拡散層の無い版胴（以下従来の版胴という）とを用いて印刷を行ない、用紙１５上の位置と用紙１５のインク吸収量との関係を調べた。その結果を図５に示す。曲線αは版胴１の場合、曲線βは従来の版胴の場合を表している。同図より明らかなように、従来の版胴では、開口から出てくるインクが版胴の周面に拡散せず、開口対応部の用紙のインク吸収量が過剰となっていたのに対し、版胴１の場合には、用紙１５のインク吸収量のむらが低下した。
【００４１】
発明者は、さらに、版胴１と、従来の版胴とを用いて印刷を行ない、裏移りのランクと用紙１５のインク吸収量との関係を調べて、その結果を図６に示すグラフに表した。点α１は版胴１の場合で、点β１は従来の版胴の場合である。点α１−β１までの間は、拡散層２２の追加によるインク吸収量のピークの低減を表している。同図より、拡散層２２を設けると、画像濃度のむらのピークが抑えられ、ピークで過剰のインクが用紙１５に吸収されるのが軽減され裏移りがなくなる。
【００４２】
発明者は、さらに、版胴１と従来の版胴とを用いて印刷を行ない、画像濃度と用紙１５のインク吸収量との関係を調べた。その結果を図７ａ、図７ｂに示す。
【００４３】
図７ａは従来の版胴の場合を、図７ｂは版胴１の場合を表していて、点Ａ−Ａ’間は画像の濃度むらを、点Ａ１は平均画像濃度（測定される値）を、点Ｂ−Ｂ’間は画像の濃度むらを、点Ｂ１は平均画像濃度（測定される値）をそれぞれ表している。同図より明らかなように、画像濃度のむらが減るので、平均のインク吸収量を同量とすると、むらの谷に相当する部分（開口非対応部）の画像濃度が上がり、平均画像濃度が上がる。また、画像濃度が上がり、画像濃度のむらが減ることとの相乗効果により、画像全体の均一性が向上し、しっとりとした落ち着いた画像が得られる。
【００４４】
図８に、本発明の第２の実施例を示す。この実施例は上述の第１の実施例に対して、拡散層３３を多孔性の樹脂層３２ｂと和紙３２ａとから形成した点のみが相違する。
【００４５】
拡散層３３は、例えば厚さが２μｍの熱収縮性のポリエチレンテレフタレートフィルムからなる樹脂層３２ｂに、厚さが５０μｍの和紙３２ａを貼附し、４００ｄｐｉの熱書込みヘッドで樹脂層３２ｂに穿孔して形成される。なお、樹脂層３２ｂの表面に、熱書込みヘッドの保護のために、公知の材料を積層しても良い。穿孔の孔径及び間隔は、開口２１ａのそれよりも小さくかつ、スクリーン２３のそれよりも小さく設定されている。このように、樹脂層３２ｂが熱収縮であると、熱書込みヘッドで穿孔することにより、種々の所望の穿孔パターンの形成を容易に行なえる。拡散層３３の和紙３２ａを図９ａに、穿孔された樹脂層３２ｂを図９ｂに示す。この樹脂層３２ｂは、和紙３２ａの支持体となっている。
【００４６】
樹脂層３２ｂの穿孔はインクの通過にとって抵抗となり、インクを拡散層３３の周方向に拡散させる。また、和紙３２ａの代わりにランダムに繊維が絡まったような不織布を用いても良い。
【００４７】
また、拡散層３３も、上述の実施例の拡散層２２と同様に、開口率ｏ（％）と厚さｔ（μｍ）とが２０≦ｏ≦８０、かつ、０＜ｔ≦３００、かつ、０＜ｔ≦５０＋５×ｏの関係を満たすように形成されている。
【００４８】
不織布、和紙３２ａは非常に薄いものの、繊維が長いことと、インクの界面張力とによって繊維に沿ったインクの移動と繊維表面へのインクの付着量が多く、インクの拡散、インク量規制部材として十分に機能する。勿論樹脂層３２ｂを省略し、和紙３２ａのみ、不織布のみだけでも良いが、樹脂層３２ｂで和紙３２ａ、不織布を支持したものの方が取り扱い易く、しかもインクの拡散、インクの規制の効果も大きい。
【００４９】
和紙３２ａの繊維の径が大きいと、スクリーン２３のメッシュを連続的に封鎖し、インクの供給量にむらが発生し、画像に白点状の異常が現われるので、和紙３２ａの繊維の径は１００μｍ以下に設定されている。
【００５０】
拡散層３３は、樹脂層３３ｂがスクリーン２３に接するように配置されている。このように、樹脂層３２ｂを配置することにより、画像濃度のむらがより低減するが、これは、上述したように、和紙３２ａの外側に、スクリーン２３のメッシュよりも細かい穿孔の樹脂層３２ｂがあるので、和紙３２ａにインクが蓄えられて拡散するためと考えられる。一方、和紙３２ａをスクリーン２３に接するように配置すると、和紙３２ａのインクがスクリーン２３へ移動しやすくなり、画像で見ると若干、インクの拡散、インクの規制の効果が弱くなっている。
【００５１】
【発明の効果】
本発明では、支持体の内周面より供給されたインクは、支持体の開口を通過し、支持体の外周面に配置された拡散層でその周方向に拡散され、拡散層の外側に配置されたスクリーンから孔版原紙へ移動するので、インク吸収量のむらが低下し、画像濃度のむらのピークが抑えられ、ピークで過剰のインクが用紙に吸収されるのが軽減され、裏移りが改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す版胴が適用された孔版印刷装置の断面図である。
【図２】図１に示す示す孔版印刷装置の版胴の部分拡大断面図である。
【図３】ａは図２に示す拡散層の表面の顕微鏡写真、ｂは拡散層の断面の顕微鏡写真である。
【図４】拡散層の厚さと開口率との関係を表すグラフである。
【図５】用紙のインク吸収量と用紙上の位置との関係を示すグラフである。
【図６】裏移りランクと用紙のインク吸収量との関係を示すグラフである。
【図７】ａは従来の版胴を用いた場合における画像濃度と用紙のインク吸収量との関係を示すグラフ、ｂは拡散層を有する版胴を用いた場合における画像濃度と用紙のインク吸収量との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施例を示す版胴の部分断面図である。
【図９】ａは図８に示す拡散層の和紙の顕微鏡写真、ｂは図８に示す拡散層の樹脂層の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１          版胴
２          インクローラ
３          ドクタローラ
５          中心軸
６          ステージ
７          クランパ
８          孔版原紙
１４        レジストローラ対
１５        用紙
１６        プレスローラ
２１        支持体
２２、３２        拡散層
２３、２４          スクリーン
３１        クランプ手段
２１ａ          開口
【図１】
0003585587.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003585587.tif 000007
【図７】
0003585587.tif 000008
【図８】
0003585587.tif 000009
【図９】
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