(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が存在する第１の空間と流体が送り出される第２の空間を区画する流体通過性部材と、前記第１の空間内において前記流体通過性部材に接して配置された多数の弾性微細体と、前記第１の空間内において流体に圧力を加える手段とを有する流体制御装置。
【請求項２】
流体が入る第１の面と入った流体が出る第２の面とを有する流体通過性部材と、前記流体通過性部材の第１の面の側に流体が存在しうる第１の空間を区画する区画部材と、前記第１の空間内において前記流体通過性部材に接して配置された多数の弾性微細体と、前記第１の空間の内容積を変化させるように前記第１の空間内に移動可能に配置された可動部材とを有する流体制御装置。
【請求項３】
前記弾性微細体が、アスカーＣ硬度が略３〜３０°の範囲内であるゲル状物質からなる請求項２に記載の流体制御装置。
【請求項４】
前記弾性微細体が、粒径の平均が１００μｍ以下である実質的な球形である請求項２に記載の流体制御装置。
【請求項５】
前記弾性微細体が、粒径の異なる複数種類の弾性微細体からなり、前記流体通過性部材の第１の面に近い側に粒径の相対的に小さい弾性微細体を配置し、前記可動部材に近い側に粒径の相対的に大きな弾性微細体を配置した請求項２に記載の流体制御装置。
【請求項６】
流体が存在する第１の空間と流体が送り出される第２の空間を流体通過性部材で区画するとともに、前記第１の空間内において前記流体通過性部材に接して多数の弾性微細体を配置し、
前記第１の空間内の流体に圧力を加えることにより、所定量の流体を流体通過性部材を通過させて第２の空間に送り出すとともに、その後には前記弾性微細体が前記圧力により変形して互いに密着することにより流体の流路が閉塞されて流体が前記第２の空間に送り出されなくなるようにすることを特徴とする流体制御方法。
【請求項７】
その外面が被印刷物の表面に接するように配置される製版された孔版原紙と、前記孔版原紙の内面に配置された多数の弾性微細体と、前記孔版原紙の内面側にインクを収納する区画部材と、前記インクに圧力を加える加圧手段とを有し、前記インクに圧力を加えることにより、所定量のインクが前記孔版原紙を通過して前記被印刷物に転移するとともに、その後には前記弾性微細体が前記圧力により変形して互いに密着することにより前記インクの流路が閉塞されて前記インクが前記孔版原紙の外面側に出なくなるようにした孔版印刷装置。
【請求項８】
製版された孔版原紙を被印刷物の表面に配置するとともに、前記孔版原紙の内面に多数の弾性微細体を配置し、
前記孔版原紙の内面側にあるインクに圧力を加えることにより、所定量のインクに前記孔版原紙を通過させて前記被印刷物に転移させ、その後には前記弾性微細体が前記圧力により変形して互いに密着することにより前記インクの流路が閉塞されて前記インクが前記孔版原紙の外面側に出なくなるようにする孔版印刷方法。
【請求項９】
穿孔画像が形成されるフィルムと前記フィルムの一方の面に貼り合わされた多孔性支持体を備えた孔版原紙と、
前記孔版原紙の前記多孔性支持体の側に対し、その一方の面で取り付けられた枠体と、
前記枠体の内部で前記孔版原紙の上に配置された多数の弾性微細体と、
前記孔版原紙の他方の面に取り付けられ、前記枠体の内部に収納されるインクを前記枠体内に封止する封止部材と、
を有する孔版印刷用版組み立て体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷インクなどの流体の流量を制御する装置乃至方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種印刷方法において、被印刷体へ供給され転移するインクの量を制御することは、得られる印刷物の濃度管理や汚れ防止などの点において極めて重要な要素であると考えられている。孔版印刷装置においては、インクの粘性、孔版原紙の製版開口、印刷圧力を主な調整項目として、前述したインクの転移量の制御を行なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、孔版印刷装置において被印刷体に転移するインクの量を制御することは、実際には他の印刷方法に比べて困難であった。これは、被印刷体と孔版原紙が直接接触しており、さらに孔版印刷におけるインクの流路は孔版原紙の製版開口から版内部の貯留部まで連続しているなどの特徴に起因するものと考えられる。即ち、印刷時にインクを加圧して孔版原紙の製版開口からインクを流出させると、連続した流路を通じてインクの流出が続き、最適な流出量が得られた時点でインクの流れを停止させることが容易にはできないからである。
【０００４】
本発明は、簡単な構造乃至手順でインク等の流体の流量制御を行なうことができる装置と方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された流体制御装置は、流体が存在する第１の空間と流体が送り出される第２の空間を区画する流体通過性部材（２）と、前記第１の空間内において前記流体通過性部材に接して配置された多数の弾性微細体（３）と、前記第１の空間内において流体に圧力を加える手段 (可動部材４）とを有している。
【０００６】
請求項２に記載された流体制御装置は、流体 (インク５）が入る第１の面と入った流体が出る第２の面とを有する流体通過性部材（２）と、前記流体通過性部材の第１の面の側に流体が存在しうる第１の空間を区画する区画部材 (本体１）と、前記第１の空間内において前記流体通過性部材に接して配置された多数の弾性微細体（３）と、前記第１の空間の内容積を変化させるように前記第１の空間内に移動可能に配置された可動部材（４）とを有している。
【０００７】
請求項３に記載された流体制御装置は、請求項２に記載の流体制御装置において、前記弾性微細体（３）が、アスカーＣ硬度が略３〜３０°の範囲内であるゲル状物質からなることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載された流体制御装置は、請求項２に記載の流体制御装置において、前記弾性微細体（３）が、粒径の平均が１００μｍ以下である実質的な球形であることを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載された流体制御装置は、請求項２に記載の流体制御装置において、前記弾性微細体（３）が、粒径の異なる複数種類の弾性微細体（３ａ，３ｂ，３ｃ）からなり、前記流体通過性部材（２）の第１の面に近い側に粒径の相対的に小さい弾性微細体（３ｃ）を配置し、前記可動部材（４）に近い側に粒径の相対的に大きな弾性微細体（３ａ）を配置したことを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載された流体制御方法は、流体が存在する第１の空間と流体が送り出される第２の空間を流体通過性部材（２）で区画するとともに、前記第１の空間内において前記流体通過性部材に接して多数の弾性微細体（３）を配置し、前記第１の空間内の流体に圧力を加えることにより、所定量の流体を流体通過性部材を通過させて第２の空間に送り出すとともに、その後には前記弾性微細体が前記圧力により変形して互いに密着することにより流体の流路が閉塞されて流体が前記第２の空間に送り出されなくなるようにすることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載された孔版印刷装置は、その外面が被印刷物の表面に接するように配置される製版された孔版原紙（６）と、前記孔版原紙の内面に配置された多数の弾性微細体（３）と、前記孔版原紙の内面側にインクを収納する区画部材 (本体１、枠体１３）と、前記インクに圧力を加える加圧手段 (可動部材４、押圧体２３）とを有し、前記インクに圧力を加えることにより、所定量のインクが前記孔版原紙を通過して前記被印刷物に転移するとともに、その後には前記弾性微細体が前記圧力により変形して互いに密着することにより前記インクの流路が閉塞されて前記インクが前記孔版原紙の外面側に出なくなるようにしたものである。
【００１２】
請求項８に記載された孔版印刷方法は、製版された孔版原紙（６）を被印刷物の表面に配置するとともに、前記孔版原紙の内面に多数の弾性微細体（３）を配置し、前記孔版原紙の内面側にあるインクに圧力を加えることにより、所定量のインクに前記孔版原紙を通過させて前記被印刷物に転移させ、その後には前記弾性微細体が前記圧力により変形して互いに密着することにより前記インクの流路が閉塞されて前記インクが前記孔版原紙の外面側に出なくなるようにしたものである。
【００１３】
請求項９に記載された孔版印刷用版組み立て体（１０）は、穿孔画像が形成されるフィルム (樹脂フィルム１１）と前記フィルムの一方の面に貼り合わされた多孔性支持体（１２）を備えた孔版原紙（６）と、前記孔版原紙の前記多孔性支持体の側に対し、その一方の面で取り付けられた枠体（１３）と、前記枠体の内部で前記孔版原紙の上に配置された多数の弾性微細体（３）と、前記孔版原紙の他方の面に取り付けられ、前記枠体の内部に収納されるインク（５）を前記枠体内に封止する封止部材 (封止シート１４）とを有している。
【００１４】
【本発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の第１の例を図１〜図８を参照して説明する。
図１は、本発明の流体制御装置としての構成と機能を有する印刷装置の断面図である。この印刷装置では、流体としてのインクの流路を遮断・開放することにより、その流量又は被印刷体への転移量を制御する。
【００１５】
本印刷装置は区画部材として箱形の本体１を有している。本体１の一面は板状の流体通過性部材２で構成されている。流体通過性部材２は、インクが通過できる例えば多孔性の構造を有するとともに、一定の加圧に耐えうるだけの剛性を備えている。本例の流体通過性部材２としては、多孔セラミック、高テンションメッシュ等が使用できる。
【００１６】
本体１の内部において、流体通過性部材２の内面の上には、多数の弾性微細体３が配置されている。本例における弾性微細体３は、ゲル状物質から成形された球体である。その外径は、数μｍから百μｍの範囲内で設定された適当な一の値である。即ち、本例ではこの球状のゲル体の外径は略一定とされている。
【００１７】
前記ゲル状物質は、特殊ポリマーの三次元網目構造がオイル成分を保持する非水系高分子ゲルである。非水系高分子ゲルとしては、例えば熱可塑性エラストマーにアスファルト系オイルを複合させた材料（商品名：ＭＮＣＳ：ムンスク（株）ブリヂストン社製）、可塑性エラストマーとしてポリエチレンを主成分とし、鉱物油を複合させた材料（商品名：コスモゲル（株）コスモ計器製）などがある。
【００１８】
さらに、本実施の形態にて採用するゲル状物質は、ＪＩＳ  Ｋ６３０１（１９７５年制定）に規定されたスプリング式硬さ試験機Ｃ形（アスカーＣ）による測定硬度が略３〜３０°の範囲内とされている。
【００１９】
ここで、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１（１９７５年制定）に規定された硬さ試験について説明する。前記規格は加硫ゴム物理試験方法に関する。同規格は、加硫ゴム物理試験方法の一つとして硬さ試験を規定している。
【００２０】
この硬さ試験に使用される器具の一つであるスプリング硬さ試験機のＣ形を、図３〜図５に示す。図３および図４に示すように、この試験機は筐体１００を有している。筐体１００の下面は、被測定物に押しつけられる加圧面１０１である。加圧面１０１の略中心部において、筐体１００には針孔１０２が貫通している。筐体１００の内部には押針１０３が設けられている。押針１０３の先端部は、前記加圧面１０１の針孔１０２を挿通して筐体１００の外に突出している。押針１０３の後端部は、筐体１００の内部に設けられたばね１０４に固定されている。
【００２１】
図５に示すように、押針１０３は断面円形の棒体であり、先端部は角度３５±０．２５°のテーパ面を有する円錐台状であり、その先端の直径は０．７９±０．０２ｍｍである。筐体１００の内部には押針１０３の軸方向の移動に連動して揺動する指針１０５が設けられている。筐体１００には前記指針１０５が指示する硬度の目盛りが記載された目盛盤１０６が設けられている。
【００２２】
測定時には、前記Ｃ形のスプリング硬さ試験機を垂直に保ち、押針１０３が被測定物の被測定面に垂直になるように加圧面１０１を５０００ｇｆ｛４９．０３Ｎ｝の荷重で圧着させる。加圧面１０１の針孔１０２から筐体１００の外に突出した押針１０３は、被測定面に突き当たって筐体１００内に押し戻される。押針１０３の移動量に対応して指針１０５が揺動し、硬度を示す目盛盤１０６上の数値を指し示す。
【００２３】
前記ばね１０４により前記押針１０３の先端に加わる荷重（ｇｆ（Ｎ））と、前記目盛盤１０６にて指示される硬度の目盛（度）と、前記加圧面１０１と前記押針１０３との距離（ｍｍ）との関係を示すグラフを図６に示す。
【００２４】
前記本体１の内部には、可動部材４が移動可能に配置されている。可動部材４は、流体通過性部材２と略同一の外形を有する板材であり、本体１に関して流体通過性部材２と反対側に配置される。可動部材４は、流体通過性部材２と略平行状態を保持しながら移動することができる。そして、流体通過性部材２を含む本体１と可動部材４とによって区画された空間の内部に、前記弾性微細体３が収納されている。そして、この空間内に印刷に用いられる流体としてのインク５が充填されている。実際には、本体１内の弾性微細体３を図２に拡大して示すように、インク５は弾性微細体３の相互間に保持されている。なお、弾性微細体３は互いに接触しておらず、各々略球形を保持しており、特に変形はしていない。
【００２５】
本装置を用いて被印刷体としての印刷用紙に印刷を行なう場合について説明する。図１及び図７に示すように、流体通過性部材２の外面側に接して製版された孔版原紙６を取り付ける。孔版原紙６は画像のパターンで穿孔が形成されたインク通過性部と、それ以外のインク不通過性部からなる。図１及び図７に示すように、孔版原紙の下面を印刷用紙７の表面に接触させる。
【００２６】
図７に示すように、可動部材４を流体通過性部材２の側に向けて移動させる。本体１内部の空間は容積が縮小し、前記空間内のインク５と弾性微細体３には圧力が加わる。これにより、流体通過性部材２と弾性微細体３との間に保持されていたインク５は、流体通過性部材２を通過して孔版原紙６に供給され、印刷用紙７に転移して画像を形成する。
【００２７】
ここで、流体通過性部材２の外に所定量のインク５が流出した後、前記弾性微細体３は前記圧力により変形して互いに密着する。その状態を示したのが図８である。このように、各弾性微細体３は、平面視で蜂の巣状に規則的に並んだ多数の正六角形状に変形する。各弾性微細体３の間には隙間はなく、これによりインク５の流路が閉塞され、流体通過性部材２の外にインク５が送り出されなくなる。孔版原紙６に供給されるインク５の量は一定に留まり、印刷用紙に転移するインク５の量が適正に制御され、印刷品質が向上する。
【００２８】
従来の孔版印刷などと異なり、本例ではインク５の流路は製版開口から版内部のインク貯留部まで常に連続しているわけではない。即ち、印刷時にインク５を加圧して所定量のインク５を流出させた後に流路が閉止されるので、必要以上のインク５の流出が阻止されるのである。
【００２９】
印刷後、可動部材４に加えていた力を解除し、本体１内のインク５や弾性微細体３に加えていた圧力を開放する。変形していた弾性微細体３は弾性力により復帰し、弾性微細体３の相互間には再び間隔が生じ、毛管現象により該間隔に再びインク５が供給される。
【００３０】
印刷動作としては１回の加圧・解除でもよいが、この加圧・解除の繰り返しにより必要な量のインク５を版に供給して所望の状態での印刷を行なうことができる。
【００３１】
このように、本例によれば、一回の加圧により版に対して無制限にインク５が供給され続けるといった弊害がなく、加圧によって所定量のインク５が流出したのちに直ちに流出経路が閉じて余分な量のインク５がでないようになっている。即ち、本例によれば、一定の広さを有する印刷面において微妙なインクの流出制御が可能であり、さらに大面積の印刷面においても同様な効果が期待できる。従って、従来解決されていなかった孔版印刷による前記問題点は本例の印刷装置により完全に克服されたといえる。
【００３２】
図９及び図１０は、第２の例を示す断面図である。本例において第１の例と同一の構成部分には図１と同様の符号を付して説明を省略する。本例では、前記弾性微細体３が、粒径の異なる複数種類の弾性微細体３ａ，３ｂ，３ｃからなる。流体通過性部材２の内面に近い位置に粒径の相対的に小さい小弾性微細体３ｃを配置し、可動部材４に近い側に粒径の相対的に大きな大弾性微細体３ａを配置している。小弾性微細体３ｃと大弾性微細体３ａの間には、その中間の径の中弾性微細体３ｂを配置している。本例によっても、第１の例と実質的に同様の効果が得られる他、さらに次のような効果が得られる。
【００３３】
即ち、弾性微細体の大きいものが集合している領域から、より小さいものが集合している領域の方へ、界面効果によるインクの流れが生じる。このため、より多くのインクが小さい方の弾性微細体の近傍に集まる。従って、連続して印刷を行なっても、インク不足による印刷の掠れを生じることがない。
【００３４】
図１１〜図１４を参照して第３の例を説明する。本例は、本発明の流体制御装置を応用した孔版印刷装置及び孔版印刷用版組み立て体に関する。
【００３５】
図１１は、本例の孔版印刷用版組み立て体１０の分解斜視図である。図１２は、図１１の切断線における拡大断面図である。この孔版印刷用版組み立て体１０は、樹脂フィルム１１に多孔性支持体１２を貼り合わせてなる孔版原紙６を備えている。樹脂フィルム１１には印刷しようとする画像に応じた穿孔が形成されている。孔版原紙６は矩形である。その孔版原紙６の多孔性支持体１２の側には、同じく矩形の枠体１３の一面が接着・固定されている。枠体１３の内部の孔版原紙６の上には、多数の弾性微細体３が配置され、さらに枠体１３の内部にはインク５が収納されている。弾性微細体３の構成は第１の例と同一である。そして、枠体１３の他面には、封止部材としての矩形の封止シート１４が着脱可能に取り付けられている。枠体１３の他面には剥離可能な粘着層１３ａが設けられており、封止シート１４を該他面１３ａに貼り付ければ枠体１３の内部の空間を外部に対して封止できる。
【００３６】
なお、このような孔版印刷用版組み立て体１０は、次のように作成することができる。まず、枠体１３に貼られた孔版原紙６に所望の画像に応じた穿孔を施す（製版）。又は、孔版原紙６に所望の画像に応じた穿孔を施した（製版）後、これを枠体１３に貼る。次に、弾性微細体３を混ぜたインクを枠体１３内に充填する。そして、枠体１３の前記他面側に封止シート１４を貼って枠体１３内を封止する。
【００３７】
図１３は、前記孔版印刷用版組み立て体１０を用いて孔版印刷を行なうための孔版印刷装置２０の斜視図である。基台２１の上面には印刷用紙の載置台２２が設けられている。基台２１の一縁辺には略板状の押圧体２３が回動可能に取り付けられている。押圧体２３の下面には、前記孔版印刷用版組み立て体１０が孔版原紙６を下にして（従って樹脂フィルム１１を下にして）取り付けられる。
【００３８】
印刷時には、載置台２２の上に印刷用紙を載置し、製版済みかつインク充填済みの前記孔版印刷用版組み立て体１０を押圧体２３に所定の位置・姿勢で取り付ける。そして図１４に示すように、押圧体２３を下方に回動して基台２１に向けて押し、載置台２２に支えられた印刷用紙に対して孔版印刷用版組み立て体１０を所定の圧力をもって押し付ける。
【００３９】
ここで、枠体１３の内部は孔版原紙６と封止シート１４によって区画されているので、押圧体２３の押し下げ操作による加圧力は枠体１３内のインク５と弾性微細体３に加わる。この圧力を受けて所定量のインク５が孔版原紙６の樹脂フィルム１１の穿孔画像から出て印刷用紙に転移する。その直後、弾性微細体３はこの圧力を受けて互いに接触し、変形して密着する。これにより、インク５の流路は遮断され、それ以上のインク５が孔版原紙６の外に供給されることはなくなる。
【００４０】
このように、本例によれば、一回の操作で孔版原紙６の穿孔から出るインク５の量が一定となる。手動で行なう加圧でありながら、枠体１３内のインク５が所定量だけ流出したのちに直ちに流出経路が閉じるので余分な量のインク５がでない。即ち、本例によれば、家庭での印刷のような小規模な印刷を目的とした手動式の孔版印刷において、インクの流出量制御を確実に行なわせることにより印刷品位を最適な状態に保つことができるという効果がある。
【００４１】
以上説明した各例では、インクと弾性微細体に圧力を加える手段として可動部材と押圧体を例示したが、これらのような板状の剛性部材の移動によって圧力を加える手段以外の以外を採用してもよい。例えば、ポンプのような流体加圧手段を用いてインク自体に圧力を加える方法や、板状の剛性物以外の部材を用いて圧力を加える方法、ローラ状の部材を用いて圧力を加える方法など、本発明の目的を達成し、その作用効果を奏することを可能とするものであれば、種々の方法・手段が採用しうる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、一回の加圧により版に対して無制限にインクが供給され続けるといった弊害がなく、加圧によって所定量のインクが流出したのちに直ちに流出経路が閉じて余分な量のインクがでないようになっている。即ち、一定の広さを有する印刷面においてインクの微妙な流出量制御が可能である。孔版印刷においては、インクの貯留空間と印刷用紙が孔版原紙の穿孔を介して直接連絡されているので、インク転移量の制御は原理的に不可能であるというのが従来からの当業者の見解であったが、本発明はこの問題を完全に克服したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の断面図である。
【図２】第１の実施の形態における弾性微細体の状態を示す拡大図である。
【図３】ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１（１９７５年制定）に規定されたスプリング式硬さ試験機Ｃ形の正面図。
【図４】ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１（１９７５年制定）に規定されたスプリング式硬さ試験機Ｃ形の内部機構を示す図。
【図５】ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１（１９７５年制定）に規定されたスプリング式硬さ試験機Ｃ形の押針の先端部の部分拡大図。
【図６】ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１（１９７５年制定）に規定されたスプリング式硬さ試験機Ｃ形において、ばねにより押針の先端に加わる荷重〔ｇｆ｛Ｎ｝〕と、目盛盤にて指示される硬度の目盛（度）と、加圧面と押針との距離（ｍｍ）との関係を示す図。
【図７】第１の実施の形態における加圧時の断面図である。
【図８】第１の実施の形態における弾性微細体の加圧時の状態を示す拡大図である。
【図９】第２の実施の形態における断面図である。
【図１０】第２の実施の形態における加圧時の断面図である。
【図１１】第３の実施の形態における孔版印刷用版組み立て体の分解斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態における孔版印刷用版組み立て体の部分拡大断面図である。
【図１３】第３の実施の形態における孔版印刷装置の斜視図である。
【図１４】第３の実施の形態における孔版印刷装置の印刷状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…区画部材としての本体
２…流体通過性部材
３，３ａ，３ｂ，３ｃ…弾性微細体
４…圧力を加える手段としての可動部材
５…流体としてのインク
６…孔版原紙
１０…孔版印刷用版組み立て体
１１…樹脂フィルム
１２…多孔性支持体
１３…枠体
１４…封止部材としての封止シート
２０…孔版印刷装置
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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