(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度の上昇により粘弾性が低下しかつ光反応硬化するインキと、
嫌インキ性の表面をもつ記録体と、
インキを記録体の嫌インキ性の表面に接触させるインキ供給機構と、
記録体の嫌インキ性の表面に接触するインキの温度を上昇させ、記録体の嫌インキ性の表面にインキを付着させる加熱用光源と、
記録体の嫌インキ性の表面に付着したインキを硬化させる光反応用光源と、
記録体の嫌インキ性の表面に付着したインキを被転写物に転写する圧胴とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記加熱用光源は、赤外線レーザーであり、光反応用光源は、紫外線レーザーであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記インキは、紫外線硬化型インキであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録体の嫌インキ性を有する表面に、インキ供給機構によりインキを接触させ、この記録体の嫌インキ性を有する表面に接触するインキに対して加熱用光源と光反応用光源とから同時に画像情報に応じた光を照射し、
加熱用光源からの光によりインキの温度を上昇させて粘弾性を低下させ、同時に光反応用光源からの光によりインキを半硬化させて記録体の嫌インキ性を有する表面にインキを付着させた後、
圧胴の押し圧により、記録体の嫌インキ性を有する表面に付着しているインキを被転写物へ転写して、被転写物上に画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平版印刷方式に関するものであり、特に、少部数の印刷に好適な画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙やフィルムへの画像出力方式として、一般的に印刷と呼ばれている方式がある。印刷方式は、多量に同一画像を複製することを目的としており、商業用途に使用されることが多い。また、印刷方式は、様々な画像出力方式の中でも高画質なものを得ることができることはよく知られている。
【０００３】
印刷方式は、印刷時に刷版と呼ばれるものを用いるが、刷版の版形成原理から大きく分離すると、画像部と非画像部とを付着力の差を利用して形成し、被転写物にインキを転写する平版方式（オフセット方式）、画像部が微妙な凹部であり、この凹部にインキを供給した後に被転写物にインキを転写する凹版方式、画像部が凸状でありその先端にインキを付着させた後に被転写物に転写する凸版方式、画像を形成するインキが膜やメッシュの間から浸透し被転写物に転写する孔版方式に分けらることができる。
【０００４】
しかし、これらの方式は、刷版を用いることが必要であり、その製造方法は、現在まで種々提案されてはいるものの、工程が複雑であるために、大がかりな装置と熟練した技術、及び製造するための長い時間が不可欠である。また、刷版は、一度作製された後はほとんど書き換えることが不可能であり、上述した製作時間とも合わせて、少ない出力枚数、とりわけ１枚の出力物を出す目的のために使用されることがほとんどない。
【０００５】
そこで、刷版製作工程を簡単にしようとする方式がいくつか提案されている。例えば、（１）ダイレクト平板作製方式、（２）ダイレクト水無し平板作製方式、（３）ダイレクトグラビア版作製方式である。
【０００６】
（１）ダイレクト平板作製方式は、文字画像出力を主眼においた簡易オフセット印刷方式で主流になっている方式である。この方式は、例えば、酸化亜鉛を感光体として用いた基板上に公知の電子写真方式で粉体若しくは液体トナーを付着させた後に定着させたものを刷版として用い、酸化亜鉛面を親水処理し、トナー部を疎水部とし一般的な平板オフセット方式の手法に従って、印刷するものである。この方式は、刷版の作製方法が比較的簡便であるものの、刷版が可逆性のものではないために少部数の印刷用途には不向きである。
【０００７】
（２）ダイレクト水無し平板作製方式は、親インキ性物質上に疎インキ性物質、例えばシリコーン樹脂を被覆し、放電やレーザーにより疎インキ性物質を飛散させ親インキ性物質が露出した部分をインキ付着部とした版を利用する方式である（特開平７−１６４７７３号公報）。しかし、この方法においても、刷版を再生することは不可能であり、また装置も大きく形成エネルギーも多く必要とするため、少部数の印刷、とりわけ１枚の印刷には適さない。
【０００８】
また、印刷後に刷版を再生する方法も提案されている（特開平７−３０９００１号公報）。この方法によれば、印刷後に同一の基材を用いて版材を再生し、新たに別の画像を形成することが可能であるが、装置が大がかりであり、再生に要する時間も長い。また、基本的には、版材の再生であって、書き換え可能な版ではないため、少部数の印刷、とりわけ１枚の印刷には適さない。
【０００９】
（３）ダイレクトグラビア版作製方式としては、レーザの熱により樹脂を分解し、凹版を形成する方法が提案されている（特開平２−１３９２３８号公報）。しかし、この方法においても、刷版は不可逆であるためにやはり少部数の印刷用途には不向きである。
【００１０】
一方、主にコンピューター等の静止画像出力装置として発展してきた印刷装置、いわゆるプリンターがある。プリンターは、上述した印刷方式とは対照的に１から数枚の出力を目的としており、デジタルデータへの対応も早くから行われてきた。代表的なプリンターの方式として、（４）電子写真方式（ゼログラフィー方式）、（５）インクジェット方式、（６）熱転写方式、（７）感熱方式がある。
【００１１】
（４）電子写真方式は、レーザーや発光ダイオード（ＬＥＤ）ヘッドといったデジタルデータから直接画像を書き込む方法が多く用いられるようになり、コンピューター画像を少部数出力するに適した形態をとることができるようになっている。
【００１２】
しかし、電子写真方式では、必ずトナーといわれる粉体、若しくは液体中に分散した粉体を用いることが必要である。この粉体トナーを使用した場合には、安定性、分散性等の問題からその粒子径を最小でも５μｍ程まで微細化できず、プリント後の画像は光の透過性が少なくくすんだ色になる。また、液体トナーを用いた場合には、トナーの粒子径を１μｍ前後まで微細化することが可能であるが、トナー分散溶媒として有機溶剤を用いるためにその回収プロセスが必要になる等の難しさがある。トナーを使うもう１つの問題点としては、トナーの付着量のランダムさがそのまま画質に影響し、出力物がノイジーであることが挙げられる。すなわち、静電潜像のばらつき、トナー粒径のばらつき、トナー帯電量のばらつき等によるトナー付着量の違いがそのまま濃度に反映し、出力物にざらつき感が生じ、特に多色物に関して安定感が低くなる。
【００１３】
電子写真方式のもう１つの問題点は、電子写真方式に使用される被転写物（紙、フィルム等）は一般的に普通紙（プレインペーパー）と呼ばれているが、これは決して普通紙ではなく専用に作られた紙であるということである。電子写真方式では、トナーが画像物と非画像部の付着力の差が非常に小さな状態で公知の感光体上に付着しており、これが被転写物に転写されるものである。従って、被転写物の表面状態、主に表面粗さの違いにより転写されるトナーの量が違ってくる。つまり、被転写物の違いにより画像濃度、均一性が異なるため、専用の紙を使わざる得ない。
【００１４】
（５）インクジェット方式は、粘度の低いインキ、若しくは溶融させて粘度を低くした状態のインキを非常に小さい穴から噴出させ、画像を形成するものである。
【００１５】
しかしながら、インクジェット方式では、公知のようにジェットノズルの目詰まり対策から、画像形成色素として染料を使用する場合が多く、出力後の色耐候性に問題がある。また、インクジェット方式は、インキを非接触で被転写物上に転写する方法であるため、インキに対して吸収性のよい被転写物を用いなければならず、どのような紙にも同等な画質で出力できるものではない。さらに、インクジェット方式は、インキを物理的に大きく空間を移動させる方式であるため、出力速度に限界がある。
【００１６】
（６）熱転写方式は、転写リボンと呼ばれる転写用の媒体に熱を部分的にかけ、被転写物に画像を形成するものである。
【００１７】
しかしながら、熱転写方式では、転写リボンの転写特性、発色性を活かすために、専用の被転写用紙が必要となる。また、転写リボンの使用率が非常に低いことも近年問題となっており、資源の有効活用の点からも問題となっている。
【００１８】
（７）感熱方式では、熱により発色する用紙に直接熱を部分的にかけて画像を形成するものである。したがって、感熱方式では、必ず専用の用紙を使う必要があるという大きな問題点がある。
【００１９】
以上、いずれのプリンターの方式をしても、上質に印刷された印刷物に比べ、同等の画質を得ることが不可能であり、用紙の選択性の幅、安定性の点からも印刷方式に劣っている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
コンピューター技術の発展により、今まで専門的な知識をもった作業者により作成されていた文字・線画・画像の混在したフルカラー画像データが一般の家庭や会社でも比較的簡単に作成できるようになっている。このような状況のなか、最終的に求められている出力物は、我々に馴染みの深い印刷品質と同様の画質をもち、印刷と同じく広い用紙選択性をもつものである。これに求められる画像形成装置は、コンピューターの周辺機器としても、プリンターと同等の大きさ、操作性をもち、かつランニングコストの低い装置である。
【００２１】
そこで、本発明は、このような要求に応えるべく、平版印刷方式を用いながら、少部数とりわけ１枚から数枚の高画質な印刷物を簡単に得ることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、温度の上昇により粘弾性が低下しかつ光反応硬化するインキと、嫌インキ性の表面をもつ記録体と、インキを記録体の嫌インキ性の表面に接触させるインキ供給機構と、記録体の嫌インキ性の表面に接触するインキの温度を上昇させ、記録体の嫌インキ性の表面にインキを付着させる加熱用光源と、記録体の嫌インキ性の表面に付着したインキを硬化させる光反応用光源と、記録体の嫌インキ性の表面に付着したインキを被転写物に転写する圧胴とを備える。
また、本発明に係る画像形成方法は、記録体の嫌インキ性を有する表面に、インキ供給機構によりインキを接触させ、この記録体の嫌インキ性を有する表面に接触するインキに対して加熱用光源と光反応用光源とから同時に画像情報に応じた光を照射し、加熱用光源からの光によりインキの温度を上昇させて粘弾性を低下させ、同時に光反応用光源からの光によりインキを半硬化させて記録体の嫌インキ性を有する表面にインキを付着させた後、圧胴の押し圧により、記録体の嫌インキ性を有する表面に付着しているインキを被転写物へ転写して、被転写物上に画像を形成する。
【００２３】
本発明によれば、温度変化によって粘弾性が変化し、光反応によって硬化するインキに対し、加熱用光源からの光の照射することによりインキの粘弾性を低下させて記録体の嫌インキ層に画像部を形成すると同時に、光反応用光源からの光の照射によりインキを半硬化させて嫌インキ層でインキをはじきにくくし、その後インキを被転写物へ転写してなることから、高画質な出力物を、少部数、とりわけ１枚から数枚の印刷であっても簡単に得ることができる。さらに、このような印刷方式を用いてなることから、被転写物、特に用紙の選択範囲が広い。
【００２４】
さらに、印刷手法を用いながらも、書き換え可能な版を有していることから、プリンターと同等の大きさ、操作性、メンテナンス性を有する。
【００２５】
さらに、書き換え可能な版を有することから、消耗品が減り、ランニングコストの低減につながる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
本発明を適用した画像形成装置は、図１に示すように、インキ１を記録体２に供給するインキロール３を有するインキ供給装置４と、記録体２を外周に巻き付ける版胴５と、記録体２とインキロール３とが接しているときに、インキ１に対して画像情報に応じて光を照射する加熱用光源６及び光反応用光源７と、記録体２上のインキ１を被転写物８に転写する圧胴９とを備える。
【００２８】
本発明で使用されるインキ１は、温度変化により粘弾性が変化し、かつ光の照射により反応して硬化する性質をもつものである。
【００２９】
具体的には、例えば、一般に用いられている紫外線硬化型水なし平版用インキを用いることができる。この紫外線硬化型水なし平版用インキは、紫外光（波長：３００〜４００ｎｍ）が照射されると、インキの主な組成である高分子モノマーやオリゴマーが重合してポリマーが形成され硬化する性質をもっているため、適当な光量の紫外光が照射されると完全には硬化せず半硬化状態、すなわちある程度の粘度を保持した状態となる。また、この紫外線硬化型水なし平版用インキは、高分子モノマーやオリゴマーがある温度以上になると溶融する性質をもっているため、適当な温度以上になると、粘弾性が変化して凝集力が変わる。つまり、このインキは、ある温度以上で記録体に付着しやすい特性をもち、ある温度以下で記録体２に非常に付着しにくい特性をもつ。
【００３０】
版胴５の外周に巻き付けられる記録体２は、図２に示すように、嫌インキ性を有する表面層２ａと、これを支持する支持体２ｂとの積層体からなる。なお、版胴５は、動力伝達歯車１０を介して動力源１１により駆動されて図中矢印Ａ方向に回転している。
【００３１】
この表面層２ａは、インキ１が直接形成される層であり、シリコーン樹脂や高分子フッ素化合物等の表面エネルギーの小さい、嫌インキ性ものが好ましく用いられる。
【００３２】
この表面層２ａは、公知の塗布方法、例えば公知の溶剤により溶解、若しくは分散させ、スピンコーティング、ディップコーティング等で成膜することができる。また、蒸着等によって成膜してもよい。
【００３３】
この表面層２ａの膜厚は、１〜１００μｍ、より好ましくは１〜２０μｍである。膜厚が１μｍより薄いと強度上の不都合が発生する。膜厚が２０μｍを越えると、光拡散と光吸収が多くなり、高解像度が得られなくなる、エネルギーの損失が大きくなる等の不都合が発生する。
【００３４】
支持体２ｂは、表面層２ａ層を保持するためのものであり、光源６，７からの光を透過するものであればよく、アクリル樹脂、ガラス等が好ましく用いられる。
【００３５】
また、加熱用光源６と光反応用光源７は、支持体１２により支持され、制御装置１３により、記録体２の支持体２ｂ側から記録体２とインキロール３が接した位置に画像情報に応じた光を照射する。
【００３６】
上記加熱用光源６は、インキの温度を上昇させるための光源であり、例えば赤外線を発光するランプ１４が用いられる。具体的には、ハロゲンランプ、メタルハライドランプに赤外線透過フィルターを取り付けた光源が用いられる。
【００３７】
この加熱用光源６には、電気光学効果、音響光学効果等を用いることにより、ランプ１４からの光を画像情報に応じて変調するための光変調素子１５と、その光を所定の位置に集光するための光学系１６が備えられる。
【００３８】
また、上記光反応用光源７は、インキを半硬化させるための光源であり、例えば、波長３００〜４００ｎｍの紫外光を発光するランプ１７が用いられる。具体的には、キセノンランプ等に紫外線透過フィルターを取り付けた光源が用いられる。
【００３９】
この光反応用光源７には、上述したように、電気光学効果、音響光学効果等を用いることにより、ランプ１７からの光を画像信号に応じて変調するための光変調素子１８と、その光を所定の位置に集光するための光学系１９が備えられる。
【００４０】
これら加熱用光源６、光反応用光源７、制御装置１３、及び動力源１１は、画像情報に応じて制御装置２０から指令を受ける。
【００４１】
また、圧胴９は、図示しない被転写物循環装置よって矢印Ｂ方向に給紙される被転写物８を記録体２の表面に圧着させる。圧胴９の外周には、剛体又は弾性体表面をもつものが巻き付けられる。
【００４２】
さらに、本発明を適用する画像形成装置は、図３に示すように、加熱用光源６'として、支持体２１に支持された赤外線半導体レーザー２２と光学系２３とを用い、光反応用光源７'として、支持体２４に支持された赤外線半導体レーザー２５と、赤外線半導体レーザー２５からの光の波長を変換する２倍波長変換器２６と、光学系２７とを組合わせたものを用いてもよい。このとき、光反応用光源７'は、赤外線半導体レーザー２５の波長が６００〜８００ｎｍであれば、２倍波長変換器２６を通過した光の波長は半分の３００〜４００ｎｍになるため、紫外線硬化のための光源となることができる。なお、図３中、図１に示す部材と同じ構成を示す部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
さらに、本発明を適用する画像形成装置は、加熱用光源として、支持体に支持された赤外線半導体レーザーと光学系を用い、光反応用光源として、支持体に支持された紫外線半導体レーザーと光学系を用いてもよい。また、光反応用光源として、赤色半導体レーザーを用いてもよい。
【００４４】
このように、光源として、半導体レーザーを用いる場合には、制御装置により画像情報に報じて直接変調が可能であるため、外部の光変調器が不要となる。
【００４５】
なお、図１及び図３に示す画像形成装置では、２つの波長の光が別々の経路でインキ上の１点へ集光するような構成になっているが、光路のどの段階で光学的に合成し、合成後同一の経路を通っても同様の画像部を形成することができる。また、これらの光路の幅方向の移動は、機械的走査ばかりではなく、ポリゴンミラーやガルバノミラーをもった光学的な走査によるものであってもよい。
【００４６】
以下、図１に示す画像形成装置を利用し、インキに紫外線硬化型水なし平版用インキ、加熱用光源としてハロゲンランプに赤外線透過フィルターを付したものを用い、光反応用光源として、キセノンランプに紫外線透過フィルターを用いる場合について、その画像形成方法を説明する。
【００４７】
先ず始めに、記録体２とインキロール３とを接触させ、インキ１に対して、加熱用光源６と光反応用光源７とから光を画像情報に応じて変調しながら同時に照射する。
【００４８】
これにより、インキ１は、加熱用光源６からの光を吸収し、温度上昇と共に凝集力が低下して記録体２の表面層２ａに付着する。同時にこのインキ１は、光反応用光源７からの光も吸収する。そのため、記録体２の表面層２ａ近くのインキ１が半硬化し、インキ１は、表面層２ａからはじかれることなく安定な状態で付着する。
【００４９】
そして、記録体２に付着したインキ１は、版胴５の回転に伴って移動し、圧胴９により被転写物８へほぼ完全に転写される。その後、インキ１が転写された被転写物８は、インキの乾燥手段、例えば紫外線照射により完全にインキが硬化し、安定した画像が形成される。
【００５０】
一方、非画像部分、すなわちレーザー光が照射されず温度が上昇しなかった部分のインキは、記録体に付着することがない。
【００５１】
このように、画像情報に応じて２種類の波長をもつ光を照射することにより、インキ１の粘弾性を低下させて記録体２の表面層２ａに画像部を形成すると同時に、記録体２の表面層に近いインキ１を半硬化させることができる。これにより、インキ１が嫌インキ層である表面層２ａにはじかれることなく安定した状態で保持されて版が良好な状態で形成される。
【００５２】
本発明を適用した画像形成装置及び画像形成方法によれば、このように形成される版と通常の印刷インキを用いて画像を形成することができることから、上質に印刷された印刷物と同等の高画質画像を得ることができ、被転写物の材質に左右されることなく、安定した画像を得ることができる。
【００５３】
さらに、印刷手法を用いながらも、書き換え可能な版を有していることから、少部数、とりわけ１枚から数枚の印刷を簡単に行うことができ、プリンターと同等の大きさ、操作性、メンテナンス性を有する。
【００５４】
さらに、書き換え可能な版を有することから、消耗品が減り、ランニングコストの低減につながる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、１色分の画像形成装置及び画像形成方法を示したが、本発明は、当然多色の出力を得る画像形成装置として成立させることが可能であり、例えば、図１に示した画像形成装置をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色分を連続させて使用することによりフルカラーの出力が得られる。また、図１中のインキ１、インキロール３、インキ供給装置４を必要な色の数、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色分を用意し、始めにシアンの画像を形成し被転写物８に転写し、次にマゼンタの画像を形成し被転写物８に重ね、さらに同様なことをイエロー、ブラックについても繰り返すことによりフルカラーの画像を得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、平版印刷手法を用いることにより、高画質な画像、被転写物の広い選択性を得ることができ、かつ平版印刷手法を用いながらも、安易に書き換えが可能な版を用いることにより、プリンターと同様に少部数の印刷が簡単に短時間で得ることが可能となる画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の構成を示す模式図である。
【図２】同画像形成装置の記録体の構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明を適用した別の画像形成装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  インキ、２  記録体、３  インキロール、４  インキ供給装置、５  版胴、６  加熱用光源、７  光反応用光源、８  被転写物、９  圧胴、
【図１】
0004006793.tif 000002
【図２】
0004006793.tif 000003
【図３】
0004006793.tif 000004