(57)【要約】【課題】用紙への電子写真方式による印刷終了後、折り加工を行う用紙の加工方法において、背割れを防止する方法を提供すること。【解決手段】用紙に電子写真方式にて印字後に、該用紙に折り加工を行う方法において、印字後折り加工前に、該用紙の全体に又は折り部及び折り部近傍に、水分を付与する折り加工方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に電子写真方式にて印字後に、該用紙に折り加工を行う方法において、印字後折り加工前に、該用紙の全体に又は折り部及び折り部近傍に、水分を付与する折り加工方法。
【請求項２】
前記請求項１の印字後、該用紙が印刷装置外に排出されることなく、引き続き行われる折り加工の方法において、該用紙の全体に又は折り部及び折り部近傍に、水分を付与する折り加工方法。
【請求項３】
前記印字が、枚葉給紙方式の電子写真方式印刷装置によって行われる、請求項１記載の加工方法。
【請求項４】
前記折り加工が、印字時の用紙走行方向に対して直角方向に折り線が入ることを特徴とする請求項１記載の折り加工方法。
【請求項５】
加工に、蒸気を用いて該用紙に水分を付与することを特徴とする請求項１記載の折り加工方法。
【請求項６】
測定装置により用紙の水分を監視し、用紙の原紙重量当たり水分を制御して、折り加工を行うことを特徴とする請求項１記載の折り加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により印字後、折り加工を必要とする用紙の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般に、オフセット方式やグラビア方式の、巻取紙給紙方式による印刷装置にて用紙に印字を行った後、連続して設置された折り装置にて折り加工が行われている。これらの印刷機は、新聞印刷用などの例外はあるが、インキこすれ等の印刷不良を起こさないようインキを速やかに乾燥させるための乾燥機が、印刷ユニット直後に設置されているのが一般的である。この装置では熱風等を印刷用紙に吹き付けて、インキ中の溶剤成分を加熱乾燥するが、同時に印刷用紙中に含まれる水分も過剰に蒸発し、種々の問題を招く可能性がある。この一つとして、印刷機と連続して設置された折り装置にて折り加工される際に発生することがある、背割れ、あるいは折り割れ、折れ割れなどと呼ばれる問題がある。これは用紙中水分が低下して柔軟性が失われ、折りの部分で印刷面のインキ皮膜が割れ、紙中の繊維や塗工紙の塗工層が露出する現象であり、ひどい場合には印刷方向に用紙が裂けて連続印刷に障害を来すことがある。
【０００３】
実際には、印刷装置から連続している折り装置にて折られた折り口は、製本工程を経て冊子に加工される工程中では裁ち落とされて残らないことも多いが、新聞や折り込みチラシのように、折り丁がそのまま最終製品に相当するため問題が残る場合や、用紙が乾燥して割れやすい性質を帯びたまま製本工程に至り、特にステープルを用いた加工において、ステープル固定部から用紙が脱落する、針抜けといった問題が生じることもある。
【０００４】
一方、電子写真方式による印刷装置では、色材であるトナーを用紙に載せた後、定着工程を経る。ここには加熱ローラーによる熱圧着方法が広く採用されているが、この工程で用紙水分が非常に低下する。
【０００５】
近年、商業用の電子写真方式印刷装置が普及しつつあるが、高速連続印字するために、定着工程の加熱ローラー温度はかなり高温に設定される傾向がある。またこの定着工程は、用紙に載せたトナーを熱溶融させるのが目的であるが、実際にはメディアである用紙にも熱が遷移して食われてしまうため、重い用紙に対応するためには、定着部を低速で通過させるか、あるいは加熱ローラーの温度をさらに高くする、といった対応が行われており、近年は生産性を重視して特に後者の手段が増加傾向にある。
【０００６】
また商業目的の電子写真方式印刷装置は、小規模印刷業者やプリントショップへの普及が進んでおり、連続して製本等の後加工が可能になると業務の幅が広がる。メーカーもこの点を意識して、印刷機と連結できる製本機が多く上市されるようになってきている。
【０００７】
この中には、中とじと呼ばれる、見開き面を重ねて中央の柱部分にステープルを打ち、大きく２つに折って仕上げる形態の、比較的簡便な製本形態がある。この中とじ方式の特徴の一つに、表紙・裏表紙や中央の見開き面に、左右連続した画像を比較的容易に配置できるといった利点がある。しかし、せっかく表紙に左右連続した画像を配置したとしても、前記の背割れ現象が発生すると、画像の美観や連続性が損なわれ、せっかくの利点が活かされない。
【０００８】
また前記のように、背割れが激しい場合は、ステープルを打った箇所で用紙が割れてページが脱落する針抜け問題が発生し、冊子として製品価値が失われる可能性もある。
オフセット方式やグラビア方式にて印刷された用紙には、インキが紙表面から内層に向かって若干浸透しているため、用紙表面に多少割れが生じてもインキの色によって目立たないことが多い。しかし電子写真方式では、背割れが生じやすいような表面塗工の厚い用紙の場合は特に、トナーが充分に熱溶融しても用紙に深く浸透しにくい傾向があるため、トナー層に亀裂が生じるとすぐに隙間から用紙面が露出し、背割れが目立ちやすい。すなわち、電子写真方式印刷物の背割れについては、オフセット方式やグラビア方式よりも条件が厳しくなる面があると言うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、前記の従来技術の欠点を解決し、用紙への電子写真方式による印刷終了後、折り加工を行う用紙の折り加工方法において、背割れを防止する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では上記の課題を達成するため、用紙に電子写真方式にて印字を行い、望ましくは用紙全体、最小限でも折り予定部周辺に水分を付与した後に、折り加工を実施する。
電子写真方式による印字では前記の通り、定着工程の加熱ロール接触により用紙水分が非常に低下する。印刷装置によっては、機内に空調を接続して積極的に目標温度、目標湿度に維持するよう設定する場合もあるが、そうでなくとも設置場所の温度、湿度を管理するよう一般には推奨されている。印刷物はこのような環境に長時間暴露することで、定着工程で蒸発した水分がある程度回復する可能性はあるが、積んでしまった印刷物には一番上の枚葉と切り口以外に水分の出入りが少なく、枚葉オフセット印刷物のように風通し操作も行われず、さらに用紙の水分には履歴性もあるため、実際には容易に回復しない。従って水分の低下した用紙に柔軟性を与えるためには、ある程度積極的に水分を付与するのが適切と考えられる。
【００１１】
水分付与の方法としては、スチーム加湿、スプレー噴霧、超音波式ミスト、ローラーを用いた水薄膜の転写塗布、多孔質ローラーを用いた水塗布、など多様な方式が考えられるが、具体的にその方式は限定されない。ただし後述する通り多くの注意点があるため、付与水分の多少や印刷装置本体とのバランスを見て適宜選択することが望ましい。例えば室温以上のスチーム加湿を用いると、用紙の製造工程や性質から鑑みて無理やムラがなく適切な方法の一つと考えられるが、この方法でも工程を工夫しないと装置内部で結露するなどの可能性があるので注意を要する。
【００１２】
また、過剰に水分を付与してしまうと、印刷装置内での用紙走行性に難が生じて紙詰まりを招いたり、隣の枚葉と接着する、いわゆるブロッキング現象を生じたりする可能性があり、好ましくない。印字直後の用紙水分は、印字条件や定着部の設定だけで決定するとは限らず、最初の用紙の性質に依存する可能性が多分にあるので、面積当たりあるいは用紙重量当たり一定量の水分を付与することが最適とは言い難い。この一対策として、用紙水分を監視しながら水分を付与する方法が考えられる。本発明ではマイクロ波方式水分計を用いて試験を行ったが、これらの方式に限定されるものではない。具体的に折り装置に組み込むに当たっては、工業的に広く用いられ用紙に非接触である点も好都合と思われる、赤外線方式水分計が一案として挙げられるが、他にも例えば、用紙の超音波伝播を観測することで、用紙水分が上昇すると剛度低下により超音波伝達強度が低下することを検知する、といった間接的な方法もとりうる。
【００１３】
水分が高いほど用紙の柔軟性は高くなるが、当然強度や剛度が低下するため、用紙の走行上問題が生じたり、肝心の折り加工時に用紙全体が破損する可能性も出てくる。上記のように用紙水分を監視しながら水分付与を行うとしても、実際に最適水分がどの程度かは用紙に強く依存するので、ここでは厳密には規定しない。特に非塗工紙と塗工紙では標準の水分が異なり、特に塗工紙の場合は坪量によっても標準の水分が異なることが知られているが、塗工層はあまり水分を帯びないので、原紙坪量当たりに換算することで非塗工紙に近い値になる。塗工紙の背割れは基本的に塗工層のひび割れであるが、剛度が高いと発生しやすくなることから、原紙層のかたさも大きく影響すると考えられる一方、非接触方式の水分計は一般的に表面近くの水分を測定する傾向があるため、その測定値と折り加工に適した水分が容易に対応しない可能性もある点は注意を要する。
【００１４】
以上を踏まえた上で参考として実験値を挙げると、印字前に２３℃相対湿度５０％の標準条件において調温調湿した非塗工の上質紙の平衡水分が５％前後であったので、加湿する際には最低でもこの程度にすることが望ましい。そして上限としては、後述する比較例７にあるが、用紙の自立性が失われ形状保持が難しくなる程度までスチーム加湿した用紙で２０％程度となっていたが、用紙走行性にきわめて難があり水分過剰と判断されたので、最適範囲は広くとも両者の間と考えられる。
また非塗工紙、塗工紙いずれにしても、一般には表面に水溶性の物質が多少含まれているため、水分付与によって溶出し粘着性を帯びる可能性があり、用紙表面の荒れを招く可能性もある。これは用紙の搬送性低下や印刷装置内の汚れ、前記のブロッキング現象等を招くため、水分付与後折り加工を行うまでの間は、該用紙の移動は隣の用紙や経路壁等と極力接触しない形を取ることが望ましい。具体的には、水分付与後に最小限度の移動、望ましくは隣り合う用紙と平面方向に擦れ合わない形で折り工程に入るような配置にすることが推奨される。
【００１５】
また本来であれば、折り部だけ柔軟性を持たせることで、背割れの防止は可能なはずであるが、用紙によっては、わずかな水分付与のみで著しい寸法変化を来すことがある。前記の通り用紙には水分履歴性がある他、製造工程にて機械的に緊張乾燥され蓄積された内部応力が、吸脱湿によって発現し著しく歪んだり、シワ、走行不良、折り部での位置精度低下等の問題を引き起こす可能性があるので、実質的には、用紙全体に均一に、そして適度に水分を付与することを強く推奨する。
【００１６】
さらに、付与する水分としては単なる水道水や井戸水でも差し支えないが、配管や装置の維持管理等を配慮して濾過や蒸留、各種助剤の添加、用紙への吸収性や均一性を意識してオフセット印刷で使用されるイソプロピルアルコール等の助剤添加も可能である。ただし装置内の飛沫処理や、揮発性溶剤を使用した場合は装置内外の揮発ガスの換気などに、配慮が必要となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明になる用紙の加工方法は、電子写真方式による印字後、用紙全体ないし折り部近辺に適度な水分を付与して用紙に柔軟性を与えることで、引き続き行われる折り加工時に背割れの発生を防止することができる。
【実施例】
【００１８】
［実施例１］
電子写真方式印刷装置としてキヤノン社製ｉｍａｇｅＰＲＥＳＳ  Ｃ７０００ＶＰ型に、オプションのインライントリマーＣ１を接続したものを用いて、Ａ４またはＡ３サイズの用紙を給紙して、正味２枚の用紙を用いて印字し、中とじ形態で８ページの冊子作成を行った。ただし、表紙については後述する通り、予め印字したものを用いた。
本文に当たる用紙は評価とほぼ無関係のため、印字画像は特に配置せず白紙のままとし、用紙には電子写真用微塗工紙である日本製紙製品  イメージア  ライト  ７９．０ｇ／ｍ２を用いた。
一方表紙には、外側には折りを入れる背部分に、左右すなわちオモテ表紙と裏表紙にまたがる墨ベタ帯を配置した画像を設定し、この実施例では、上質紙である日本製紙製品  ニューＮＰｉ上質  ２０９ｇ／ｍ２（以下、上質紙と記す）を用いて、予め印字して折りを入れない状態で準備しておき、スチーム式加湿器の蒸気を用いて、用紙全体に歪みが生じず表裏も均一に湿るように適度な水分を付与し、印刷装置のインサータ部分から差し込んで製本する差し込み製本設定を行った。この設定では、本文用紙印字直後にインサータより表紙の差し込みが行われ、背に当たる中央部分に２カ所ステープル加工が行われ、直ちに冊子全体が２つに折られて、トリマー部から排紙される。水分の測定にはＩｎｆｒａｒｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ社製  ＭＯＩＳＴＲＥＸ  ＭＸ５０００型  マイクロ波水分計を用いた。
［実施例２］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙に、Ａ２マットコート紙である日本製紙製品  ユーライト  １５７ｇ／ｍ２（以下、マットコート紙と記す）を用いた。
［実施例３］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙の、加湿による水分付与を控えめにした。
［実施例４］
実施例３と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙に、マットコート紙を用いた。
［実施例５］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙にスチーム式加湿器により水分を付与する領域を、折り予定部近傍に限った。
［実施例６］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙に水分を付与する方法として、スチーム式加湿器ではなく、超音波式加湿器を用いた。
［実施例７］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙に水分を付与する方法として、スチーム式加湿器を用いず、噴霧器で水を噴霧した。
［実施例８］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙に水分を付与する方法として、スチーム式加湿器を用いず、折り予定部に絵筆で水を塗布し、表面に残った過剰な水分をすばやく紙ウェスでふき取った。
［比較例１］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙は、予め印字して折りを入れずに、温度２３℃、相対湿度５０％の標準環境に暴露して一昼夜調温調湿した用紙に、加湿による水分付与を行わずに用いた。
［比較例２］
比較例１と同様に試験を行ったが、用紙にマットコート紙を用いた。
［比較例３］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙を、差し込み寸前までヘアドライヤーであぶって加熱乾燥させた。
［比較例４］
比較例３と同様に試験を行ったが、用紙にマットコート紙を用いた。
［比較例５］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本ではなく、本文と連続して表紙の印字を行い、直ちに印刷装置内蔵の製本機にて中とじ形態の製本を行った。
［比較例６］
比較例５と同様に試験を行ったが、用紙にマットコート紙を用いた。
［比較例７］
実施例１と同様に試験を行ったが、差し込み製本を行う表紙をスチーム式加湿器で加湿する際に、用紙の自立性が失われ形状保持が難しくなる程度まで、過剰に水分を付与した。
【００１９】
【表１】
2009244746.tif 000002
【００２０】
［表の脚註］
＜折り加工前水分＞
註１：水分付与が面内不均一のため測定困難
註２：印字・製本直後の冊子の表紙部分は水分３．５％であった。
【００２１】
註３：印字・製本直後の冊子の表紙部分は水分１．９％であった。
塗工量を除いた原紙坪量に換算すると、比較例１の上質紙と近い値となった。
註４：印字前の用紙水分は、印字した現物とは異なり厳密とはいえないが、
ヘアドライヤーにより加熱乾燥直後の水分を数回測定した参考値は４．９％であった。
【００２２】
印字・製本直後の冊子の表紙部分は水分３．２％であった。
註５：印字前の用紙水分は、印字した現物とは異なり厳密とはいえないが、
ヘアドライヤーにより加熱乾燥直後の水分を数回測定した参考値は４．０％であった。
【００２３】
印字・製本直後の冊子の表紙部分は水分１．６％であった。
註６：印刷装置内部のため測定不可、
印字前の水分は６．５％、印字・製本直後の冊子の表紙部分は４．０％であった。
【００２４】
註７：印刷装置内部のため測定不可、
印字前の水分は５．６％、印字・製本直後の冊子の表紙部分は３．４％であった。
＜背割れ＞
◎：背割れが目立たず、×と比較して非常に改善されている
○：背割れが少なく、×と比較して有意に改善されている
×：顕著な背割れが発生している
＜走行性等＞
○：特に問題なし
註８：用紙の歪みや摩擦低下、用紙の切断等により、製本の仕上がりに難が発生しやすい傾向
註９：用紙の加湿が均一に行われ難いため用紙歪みの傾向あり
註１０：用紙の歪みや摩擦低下、切断等により印刷装置内で紙詰まりをおこして印字不可