JPH01190773A - 画像記録用インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は従来用いられていた記録方式の利点を保ちつつ
、低コストの記録を可能とした画像記録方法に好適に用
いられる画像記録用インクに関する。

〔背景技術〕

近年、情報産業の急速な発展に伴ない、種々の情報処理
システムが開発され、またそれぞれの情報処理システム
ごとに記録方法および記録装置が開発、採用されている
。これらのうち、代表的な普通紙記録方式としては、電
子写真とそれから派生したレーザービーム・プリンタ、
あるいはインクジェット、感熱転写、インパクトプリン
タ（ワイヤドツト、デイジ−ホイル等を用いるもの）等
が挙げられる。

インパクト・プリンタは、騒音が激しく、フルマルチ化
が困難である。電子写真、レーザービーム・プリンタ等
は画質の解像度は高いが、装置が複雑且つ大型となり、
装置コストも大である。インク・ジェットは消耗品コス
トは低いが、細いノズルから低粘度の液状インクを噴出
させるため、未使用時にインクが固化し、目づまりし易
いという欠点がある。更に、インク・ジェットに用いる
インクは低粘度インクであるため、紙にインクが転移し
た後、にじみ、画像のボケが生じ易い。

また、感熱転写法は、パターン状の熱をシート状の支持
体上に設けた固体インクの層に供給し、これを溶融させ
て普通紙等に転写する方法であり、この感熱転写法にお
いては、比較的小型の装置が用いられ、且つ装置コスト
も低いという特徴がある。

しかしながら、高価な支持体上に固体インク層を設けて
なるインクリボンを用い、しかもこのリボンを使い捨て
で用いるため、この感熱転写法においては、消耗品コス
トが高くなるという欠点があった。

本発明者らは、先に上記欠点を解消した低ランニングコ
スト記録が可能な画像記録方法を提案した（特願昭６１
−１７５１９１号）。

この画像記録方法は、 流動成膜性を有するが、実質的に粘着性を有さす、且つ
エネルギー印加により粘着性を付与することが可能な流
動性インクを用い、 インク担持体上に上記流動性インクの層を形成する工程
と、 該インク層に画像信号に応じたパターン状のエネルギー
を供給して、該パターンに応じて粘着性を付与した流動
性インクを被転写媒体に転写する転写工程と、 からなることを特徴とする画像記録方法である。

しかしながら、このような新しい画像記録方法において
は、低エネルギー消費の画像記録が可能な反面、長期保
存時、あるいは連続使用時におけるインクの画像特性保
持の点では、なお改良の余地があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来の画像記録方法の欠点を解消した
新規な記録方法に好適に用いられる画像記録用インクを
提供することにある。

更に詳しくは、本発明の目的は、使い捨てインクリボン
、インクシートの形態とすることな（、画像記録に実際
に使用されなかったインクを、再使用可能とした画像記
録用インクを提供することにある。

本発明の目的は、更に詳しくは、中間転写媒体、或いは
被記録材（最終転写媒体）からなる被転写媒体に接触し
たのみでは、これらに付着転写しないインクであって、
従来のインクリボン、インクドナーフィルムに保持され
る固定インクとは異なり、支持体上に固体インクの薄層
として塗布された形態でなくとも使用可能なインクであ
り、しかも保存安定性、連続使用時の安定性に優れたイ
ンクを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明者は鋭意研究の結果、通電による粘着性制御によ
り印字可能なインク中に、金属酸化物よりなる固体酸を
加えることにより連続印字によるインク物性の安定化を
向上させることが可能であることを見出した。

本発明の画像記録用インクは、このような知見に基づく
ものであり、液体分散媒と、これを保持する架橋構造物
質を含み、かつ通電することによって粘着性を付与する
ことが可能な画像記録用インクであって、金属酸化物よ
りなる固体酸を含有するものである。

上記固体酸を含有するインクを用いた場合、長時間通電
し連続して記録を行なっても、インクの物性、特にｐＨ
の変化に基づく粘弾性が変化するのを防ぎ、良好な画質
を維持することが可能である。

また、本発明の画像記録用インクを用いることにより、
（従来の感熱転写法で必須であった）高価なシート状支
持体上に複雑な工程により固体インクの層を設けてなる
高コストのインクリボンやインクシートが不要となるた
め、消耗品コストを大幅に低下させることが可能となる
。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。以下の記載において、量比を表す「％」
および「部」は、特に断わらない限り重量基準とする。

〔本発明の詳細な説明〕

本発明の画像記録用インクは、実質的に粘着性を有さす
、且つ通電による粘着性付与が可能なインクである。

より具体的には、本発明のインクは、以下に示すような
インクであることが好ましい。

（１）成膜性 ここに、「成膜性を有するインク」とは、インクの膜を
形成する性質を有するインクをいう。「成膜性」とは、
例えばインクを担持体上に層状に形成できることを言う
。

本発明のインクは、表面粗度がＩｓのステンレス表面に
、０．１ｍｍ以上のインクの層が形成される程度の成膜
性を有することが好ましい。

（２）非粘着性（ないし液体分散媒保持性）容器内に入
れた流動性インクの液面上に、５ｃｍＸ　５ｃｍのアル
ミ箔を（精秤した後）静かに乗せ、そのまま温度２５℃
、湿度６０％の雰囲気中で１分間放置した後、上記アル
ミ箔をインク面から静かに剥離して、該アルミ箔を迅速
に精秤し、アルミ箔の重量増加量を求める。この場合に
、本発明のインクは、固形成分が上記アルミ箔片に実質
的に転写せず、且つ該アルミ箔の重量増加量が０〜１０
００ｍｇ。

（更には０〜１００ｍｇ）の程度であることが好ましい
。なお、容器内のインク全体とアルミ箔とを剥離する際
に、必要に応じて、ヘラ等で静かに剥離して精秤しても
よい。

本発明のインクの非粘着性が、上述した程度より弱いと
、通電時に、インク自体の被転写媒体への転写が実用上
無視できない程度となり、画像品位が低下する。

このように本発明のインクは成膜性を有するが、実質的
に粘着性を有さず、電気エネルギーが印加されると、粘
着性が付与されるような性質を有する。尚、ここで言う
「粘着性」とは選択的な粘着性をいい、インクを中間転
写ロール（第１図の６゜後に詳しく説明）等の物体に接
触させたとき、インクの一部がインク全体から分離して
物体に付着することを言い、インク全体がベタベタして
いるか否かは関係ない。

従って、インク移送ロール（第１図の１゜後に詳しく説
明）の表面に形成されたインク層において、エネルギー
が付与されない状態にあっては、インクは他の媒体、例
えば中間転写ロールと接触しても、該中間転写ロールに
は実質的に転写されない。

更に本発明のインクは、インク移送ロールにコーティン
グされた場合は塑性体としての性質を有し、逆にエネル
ギー印加手段でエネルギーを付与されてから、中間転写
ロールに至る間には弾性体としての性質を有することが
好ましい。

このため、本実施例に用いるインクとしては、ある程度
の粘弾性（弾性項と粘性項を有する複素弾性）を有する
ものが好ましい。

前記粘弾性の範囲としては、以下のようにして求めた貯
蔵弾性率Ｇ′　と損失弾性率Ｇ“　との比Ｇ’／Ｇ’　
　の値で約０．１〜１０となるものが好ましく用いられ
る。

ここに、上記貯蔵弾性率Ｇ′　および損失弾性率Ｇ’　
は、以下のようにして求められる。すなわち、例えば第
３図（Ａ）の模式斜視図に示すように、本発明のインク
２を直径２５ｍｍ、厚さ２　ｍ　ｍのサンプルとし、こ
れに図示の矢印方向（すり方向）の角速度１ｒａｄ／ｓ
ｅｃの正弦歪γを与え、その応力σ及び位相のずれδを
検出して（第３図（Ｂ））、下式より複素弾性率Ｇ”お
よび貯蔵弾性率Ｇ′、損失弾性率Ｇ“を求める。

Ｇ″−σ／γ＝Ｇ’＋ｉＧ’ Ｇ′：貯蔵弾性率　　　Ｇ″：損失弾性率前記複素弾性
率に於いて、前記Ｇ’／Ｇ’　　が０．１未満であると
、塑性体としてのふるまいが不足して、インク移送ロー
ルに対するインクコーティングが不充分になり、一方前
記Ｇ’／Ｇ’　　がｌＯを超えると、弾性体としてのふ
るまいが不足して、エネルギー印加手段から中間転写ロ
ールに至る間での弾性回復が不充分となる。

尚、前記サンプルの大きさ及び歪みの与え方は、本発明
のインクを使用する記録装置に於いて適当と思われる値
である。

上述したような成膜性および非粘着性を有するインクは
、液体分散媒を架橋構造物質により保持する広義のゲル
状態を有するインクであるが、このゲル状インク中に更
に粒子（粒径が好ましくは０．０１〜１００μｍ１更に
好ましくは０．０１〜２０μｍ）を分散させてなるイン
クでもかまわない。

このゲル状インクにおいては、液体分散媒がゲル中に良
好に保持されているため、（若干量の液体分散媒を除き
）該インクが被転写媒体に実質的に転写しないものと推
定される。

上記ゲル状インクに、通電によるパターン状のエネルギ
ーを付与した場合には、架橋構造、イオン構造、又は粒
子の配列状態等が変化することにより、これらのインク
にパターン状の粘着性が付与されるものと推定される。

□ここに「架橋構造物質」とは、それ自体で架橋構造を
とることが可能な物質、あるいは他の添加物（例えばホ
ウ酸イオン等の無機イオンからなる架橋剤）の添加によ
り、架橋構造をとることが可能となる物質をいう。

また「架橋構造Ｊとは、「橋かけ結合」を有する三次元
的な構造をいう。

本発明のインクにおいては、この「橋かけ結合」は共有
結合、イオン結合、水素結合、あるいはファンデルワー
ルス結合のいずれ（ないし２種以上の組合せ）により構
成されていてもよい。

本発明のインクにおいて、上記「架橋構造」は、所望の
液体分散媒保持性が得られる程度のものであれば足りる
。すなわちこの架橋構造は、例えば網状、ハチの巣状、
らせん状構造等のいずれであってもよく、また、規則的
な構造でなくともよい。

本発明のインクにおいて、上記液体分散媒としては、常
温で液体である種々の無機、ないし有機の溶媒を用いる
ことが可能であるが、揮発性が比較的に低い（例えば、
水と同等、もしくはこれより低い）溶媒を用いることが
好ましい。

上記液体分散媒として水ないし含水分散媒等の親水性分
散媒を用いる場合は、架橋構造物質として親水性の（天
然ないし合成）高分子等が好ましく用いられる。

このような親水性高分子としては、例えばグアーガム、
ローカストビーンガム、アラビアガム、タラガント、カ
ラギナン、ペクチン、マンナン、デンプン等の植物系高
分子；キサンタンカム、デキストリン、サクシノグルカ
ン、カードラン等の微生物系高分子：ゼラチン、カゼイ
ン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子：メチル
セルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース等のセルロース系高分子、あるいは可溶性デンプ
ン、カルボキシメチルデンプン、メチルデンプン等のデ
ンプン系高分子、アルギン酸プロピレングリコール、ア
ルギン酸塩等のアルギン酸系高分子、その細条糖類系の
誘導体等の半合成高分子；ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、カルボ
キシビニルポリマー、ポリアクリル酸ナトリウム等のビ
ニル系高分子；その他ポリエチレングリコール、酸化エ
チレン−酸化プロピレンブロック共重合体等の合成高分
子等が、単独であるいは必要に応じて２種以上組合せて
好ましく用いられる。

これらの親水性高分子は、液体分散媒１００部に対して
、通常０．２〜５０部、特に０．５〜３０部用いること
が好ましい。

一方、液体分散媒として、例えば鉱油等の油、あるいは
トルエン等の有機溶媒からなる分散媒を用いる場合は、
例えばステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネ
シウム、ステアリン酸亜鉛等のステアリン酸の金属塩：
その他パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸等の脂
肪酸の同様の金属塩等からなる金属石けん、或いはヒド
ロキシプロピルセルロース誘導体、ジベンジリデン−Ｄ
−ソルビトール、ショ糖脂肪酸エステル、デキストリン
脂肪酸エステル等の糖誘導体からなる有機物等が、（上
述した親水性高分子と同様に）単独であるいは必要に応
じて２種以上組合せて、好適に用いられる。

上述したような親水性高分子ないし金属石ケン等を用い
る場合、これらの配合量、あるいはこれらと液体分散媒
との組合せの如何によって、液体分散媒の保持性やイン
クの流動性は、ある程度変化する。これらの配合量、あ
るいは組合せの如何等の構成を一義的に決定することは
やや困難であるが、液体分散媒と架橋構造物質とを含む
本発明のインクが、前述したような非粘着性（液体分散
媒の保持性）、成膜性を有する程度に構成することが好
ましい。

上述した液体分散媒、架橋構造物質とともに本発明の画
像記録用インクには金属酸化物よりなる固体酸を含有す
る。

このような金属酸化物よりなる固体酸を添加することに
より本発明のインクにｐＨ緩衝性が付与され、該インク
の保存安定性および連続使用時の安定性が著しく向上す
る。

本発明のインクは、通電によるｐＨ変化により、架橋構
造の少なくとも一部が変化ないし破壊されて、ゲル的な
状態から、（可逆的に）ゾル的な状態となって、エネル
ギー印加パターンに応じた粘着性が付与される。

本発明者らの知見によれば、通電によるｐＨ価変化にと
もなうインクの架橋構造変化は、例えばポリビニルアル
コールとホウ酸イオンとの架橋物を例にすると、ポリビ
ニルアルコールのＯＨ基と結合して架橋しているホウ酸
イオン から、電気通電の陽極近傍での陽極反応（又は塩酸など
の電子対受容体の添加）によりｐＨ価が酸性側に変わり
、電子が奪われ、架橋構造（少なくともその一部）が破
壊されて、インクに選択的な粘着性が付与されたためと
推定される。

本発明者らの知見によれば、この際の反応は例えば以下
のように推定される。

■ ＯＨ２ Ｃ−ＯＨ 上記ゾル−ゲル転移は、ｐＨの変化によっておこりポリ
ビニルアルコールの重合度、ケン化度、ホウ酸イオン量
により異なるが、ｐＨの増加に伴いゲル化が進み、ｐＨ
の低下にしたがってゾル化が進む。

また通電により電気化学反応において、水の電気分解と
して 陽極側で２０Ｈ”’−）Ｈ３Ｏ＋　−０２↑＋２ｅ−■ 陰極側で２Ｈ”＋２ｅ−→　−Ｈ２↑ この反応に伴い、水素イオンの平衡が電極近傍で（ずれ
、陽極側で酸性化、陰極側でアルカリ化するため、陽極
側でインクのゾル化による粘着記録が可能となり、陰極
側ではゲル化が進む。

このため上記の反応に基づいて、陽極側でゲルからゾル
状態に転移したインクを被転写体へ転写すると、酸性化
したゾル状態のインクが転写されることになりインク全
体として見た場合、酸性化したインクが減少する。

一方、陰極側では塩基性となってゲル化が進行し、イン
クは硬化する。そして、この硬化したインクは転写され
ないため、通電記録を連続して行うと、インク全体のｐ
Ｈ価が上昇して硬化し、成膜性に支障をきたすため、記
録が困難な状態となってしまう。

しかしながら、本発明の画像記録用インクは、金属酸化
物よりなる固体酸を含有しているため、上記電気反応に
基づ＜ｐＨ変化は抑制され、通電記録を連続して行って
も、画像記録に適したｐＨ状態が維持される。

本発明で使用する金属酸化物としては、特に２種の金属
イオンを含む複合酸化物が効果的である。金属酸化物よ
りなる固体酸がＰＨ価を安定させる効果を有する理由は
必ずしも明らかではないが、シリカ−アルミナ（Ｓｉｎ
２−Ａｊ７２０３）を例にして、その理由を説明する。

固体酸であるＳｉＯ□−Ａ１２０３は、単に５ｉ０２結
晶とＡｌ２Ｏ３結晶の混合物あるいは焼結１体ではな（
，５ｉ０２骨格にＡｎがランダムに分布していると考え
られている。５ｉ０２−Ａｊ！２０３が単独酸化物のシ
リカあるいはアルミナより強酸性を発現する理由につい
ては、構造論の立場からＴ　ｈ　ｏ　ｍ　ａ　ｓが提案
したものがもっとも受は入れられている（例えば、月刊
誌「表面」、ｖｏＡ、２１．Ｎｏ、１２　（１９８３）
、４３〜５３ページ）。それによれば、次に示すＴ　ｈ
　ｏ　ｍ　ａ　ｓのモデル−８ｉ−０ において、Ａｌ２．Ｓｉ、Ｏにそれぞれ＋３．＋４．−
２の電荷を与えると、Ａｌ−○結合当り平均−％の負電
荷過剰となることから、これを中和するプロトン（水素
イオン）が発生し酸性の源となる。

一方、陰極において、 Ｈ”　＋　ｅ−−Ｈ２↑ により、Ｈ＋が消費され、ＯＨ−が過剰となりゲル化が
進行する。しかしながら、シリカ−アルミナが存在する
場合には、先に述べた理由によりＨ＋を発生するため、
過剰の○Ｈ−はＨ＋＋　ＯＨ−→Ｈ２０の反応により減
少し、ＰＨ価はもとの状態にもどされてゲル化の進行を
防止することになる。

また陽極では ■ ２０Ｈ−−「→Ｈ２０＋−０２↑＋２ｅ−の反応により
、ＯＨ−が消費されてＨ＋が過剰となりゾル化するが、
この反応は電極近傍でしか起こらず、ゾル化した部分は
被転写体へ転写されて画像形成に使用されるため、イン
クとしてはｐＨ価の変化は非常に小さいものとなる。

このような理由により、インク全体としてのｐＨ価は、
安定に制御され、粘弾性及び粘着性を一定に保つことが
できる。

この固体酸は、粉砕により粉粒体にしたものをインク中
に均一に分散させることが好ましい、インクは粘弾性を
もったゲル状であるため、粉体状の固体酸はインクの架
橋構造中に良好に保持され、沈降による不均一な分散を
生じることはない。

本発明で使用する金属酸化物よりなる固体酸としては、
Ａｊ！２０３．　　ＺｎＯ，ＴｉＯ２、ＣｅＯ２。

Ａｓ２Ｏ３，Ｖ２Ｏ５，Ｃｒ２Ｏ３，ＭｏＯ３等の単独
酸化物、あるいはＳｉＯ２−Ａｌ２２０３．　Ｂ２Ｏ３
−Ａｊｌ！２０３゜Ｃｒ２Ｏ３−ＡＡ　２０３　、　Ｍ
ｏＯ３−ＡＡ　２ｏ３．　ＺｒＯ２−３ｉ０２　。

Ｇａ２０３−８ｉ０２　、　Ｂｅ０−３ｉ０２　、　Ｍ
ｇＯ−３ｉ０２　。

ＣａＯ−３ｉ０２．５ｒＯ−８ｉ０２．　　Ｙ２Ｏ３−
３ｉ０２゜Ｌａ２Ｏ３−８ｉ０２　、５ｎ０２−３ｉ０
２　、　ＰｂＯ−８ｉ０２　。

ＭｇＯＢ２Ｏ３，Ｔ１０２−ＺｎＯ等の複合酸化物が使
用できる。以上の固体酸は単独、あるいは２種以上混合
して用いてもかまわない。

固体酸は、インク全量に対して０．１〜２０％、更には
０．６〜１０重量％含有させるのが好ましい。固体酸の
含有量が、０．１重量％未満であると、インクのｐＨ価
安定化に、充分な効果を発現せず、多数枚の印字を行う
とインクのｐＨ価が上昇してインクが硬化し、成膜性に
乏しくなる。逆に２０重量％より多く含有すると、イン
クの流動性が悪くなり、やはり成膜性に乏しくなる。

また、固体酸を分散するため、ロールミル、ニーダ−ア
トライターなどの公知の分散機を用いることも可能であ
る。

本発明の画像記録用インクは、上述した液体分散媒と、
架橋構造物質と、金属酸化物よりなる固体酸とを有する
が、更に、必要に応じて、染顔料ないし着色微粒子等か
らなる着色剤、通電により発色する発色性化合物、ある
いは、上記インクに所望の導電性を付与して該インクの
通電を可能とする電解質等や、必要に応じて防カビ剤、
防腐剤等の添加物を含有していてもよい。

上記着色剤としては、カーボンブラック等の一般に印刷
、記録の分野で用いられる染料・顔料等を特に制限なく
使用することが可能であるが、（非通電時における）被
転写媒体への液体分散媒の付着による着色をできる限り
抑制する点からは、液体分散媒に対する親和性が比較的
に低い染顔料（特に顔料）を用いることが好ましい。こ
れらの染顔料は、液体分散媒１００部に対して、０．１
部以上、更には１〜３０部（特に１〜１０部）使用する
ことが好ましい。

上記着色剤としては、天然ないし合成の樹脂中に上記染
顔料等を分散させ、微粒子化してなる着色微粒子（例え
ば、電子写真法に用いられる各色のトナー粒子）を用い
てもよい。このような着色粒子を含有するインクは、ダ
イラタント流体的な挙動を示すため、非通電時における
被転写媒体への液体分散媒の転写、ないし着色の抑制の
点から、特に好ましい。

このような着色微粒子は、液体分散媒１００部に対して
、１部以上、更には５〜１００部（特に２０〜８０部）
用いることが好ましい。また一般に微粒子径を大きくし
た場合、着色性から、インク中の微粒子含有量を多（す
ることが望ましい。なお、本発明においては、前記トナ
ー粒子は、帯電性等の電子写真特性に関係なく使用する
ことが可能である。

上記した着色剤たる顔料もしくは着色微粒子の粒径は、
０．０１μｍ〜１００μｍ１更には０．０１〜２０μｍ
であることが望ましい。

この粒径が０．０１μｍ未満では、インクが中間転写媒
体や被記録材に接触し、（非通電時）、わずかに液体分
散媒が中間転写媒体等に転移した場合に、顔料粒子等が
架橋構造等に保持されずに液体分散媒と一緒に転移して
画像カブリが生じ易（なる。また、粒径が１００μｍを
越えると、通常の画像としては解像力が不足する。

本発明の画像記録用インクを得るには、例えば、水等の
液体分散媒と、架橋構造物質（必要に応じて、更に架橋
剤、着色剤、電解質等）とを加熱しつつ均一に混合して
粘稠な溶液ないし分散液とした後、冷却してゲル化すれ
ばよい。

又、インクのｐＨを調整する目的で塩基性成分を添加す
る場合は、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，ＮａＣＯ３その他の強、
弱塩基を適宜添加してもよい。

又、エネルギー印加時のインクの導電性を調整する目的
で、ＮａＣｌ！　、　ＬｉＣｊｌ！　、　ＫＣｌ等の塩
類を添加してもよい。

本発明の画像記録用インクにおいては、液体分散媒とし
て水そのものが好ましく使用されるが、必要に応じ、イ
ンクの乾燥防止、湿潤性保持等の目的から、水と水溶性
の有機溶媒、との混合物も好ましく用いられる。

水溶性の有機溶剤としては、例えばメチルアルコール、
エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、５ｅＣ−ブチ
ルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチ
ルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類
；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のア
ミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンま
たはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等のエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，
３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の含窒素複素環
式ケトン類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、１，２゜６−ヘキサンド
リオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、
ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭
素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エ
チレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコ
ールモノエチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコ
ールの低級アルキルエーテル類；トリエタノールアミン
等のアミン類；等が挙げられる。

なお、着色剤としてトナー粒子等からなる着色粒子を用
いる場合は、架橋構造物質と液体分散媒とを加熱しつつ
混合して均一にした後に、この着色粒子を加える方が好
ましい。またこの場合、トナー粒子等の凝集を防止する
ため室温付近で混合することも特に好ましい。

次に電気通電方法について説明する。

電極を利用して、インクにｐＨ変化を付与する場合、こ
のｐＨ価変化はインクの深さ方向（電流の流れる方向）
に選択的に拡散するため（熱のような三次元的な拡散と
異なり）、インクパターンの明確化（切れ、画質の向上
）が図れる。

なお、通電に基づ＜ｐＨ価変化による記録を行う場合は
、陽極において、電解に基づく電極の溶出現象が生じる
ため、記録電極を陽極とする場合、白金のような不活性
な金属を記録電極材料に使用することが好ましい。この
ような場合、フォトリソエツチング等の微細加工が必要
となり、ＥＢ（電子ビーム）蒸着もしくはスパッタ蒸着
の使用等により、コストが比較的に高（なる傾向がある
。

一方、記録電極を陰極とした場合、陽極の微細加工を必
要としない為、低コスト化が可能となり好ましい。

このような陰極での記録を可能とするインクとしては、
たんばく質のようなペプチド化合物と、水を含む分散媒
とからなるインクであって、その（ｐＨ未変化時の）ｐ
Ｈ価を、（アルカリ水溶液等の追加により）該ペプチド
化合物の等電点より高く（アルカリ側に）したものが好
ましく用い、られる。

次に、本発明のインクを使用した画像記録方法の一例に
ついて第１図及び第２図を用いて説明する。

ゲル状の本発明のインク２は、インク移送ロール１の矢
印Ａ方向への回転にともない、インク移送ロール１の表
面に担持されつつ搬送される。この搬送されるインク２
は、矢印Ｅ方向に回転するコーティングロール４によっ
て、インク溜３を形成し、このインク溜３に溜められた
インク２によりインク移送ロール１表面に、一定の膜厚
に制御されたインク層が形成される。

このインク２は、記録電極５と接触して画像信号に応じ
たパターン状の電圧を印加される。該電圧にもとづく電
流が記録電極５からインク２を介してアース線１１で接
地したインク移送ロール１に流れることにより、インク
２に選択的な粘着性が付与されたインク像２ａを形成す
る。インク像２ａはさらに矢印Ａ方向へ搬送されて、該
インク２からなる層に、矢印Ｂ方向に回転する中間転写
ロール６に接する位置に至り、上記した選択的な粘着性
にもとづき（インク移送ロール１上に形成されたインク
層を構成するインク２の少なくとも一部が）、中間転写
ロール６上に転写してインクパターン２ｂを形成する。

この中間転写ロール６上に形成されたインクパターン２
ｂは、該ロールの矢印Ｂ方向への回転にともなって移送
され、インク像転写位置において矢印Ｃ方向に回転する
転写ロール７によって記録紙８上は、該記録紙８ととも
に搬送ロール９ａ、９ｂおよび９ｃ、９ｄによって矢印
り方向へ搬送される。

インクパターン２ｂを記録紙８上に転写した後に中間転
写ロール６の表面に残ったインクは、クリーニング手段
１０によって除去され、再び新しいインクパターン２ｂ
の形成に供される。

一方、前記インク転写位置において、中間転写ロール６
に転写しなかったインク像２ａ’　　および流動性イン
ク２は、さらに矢印Ａ方向へ移送され、（その非粘着性
に基づき）重力等の作用により中間転写ロール６と分離
されて、インク溜３中へ戻り、その流動性に基づき、再
び利用可能とされる。

インク溜３へ戻ったインク像２ａ’　　と、流動性イン
ク２は、インク移送ロールのＡ方向への回転と、コーテ
ィングロール４のＥ方向への回転によって撹拌されて、
均一成分となり、再び一定膜厚に層形成され、同様のプ
ロセスに従って記録をくり返すことができる。

上述したインクパターン形成工程、すなわち、中間転写
ロール６へのインク２の選択的転写により、インクパタ
ーン２ｂが形成される工程においては、中間転写ロール
６とインク層との剥離位置では、インク層にかかる剪断
力はむしろ負の値となる。このため、中間転写ロール６
の周速を、インク移送ロール１の周速に対しく等速とし
てもよいが）遅（することにより、インク層に、この周
速の差に基づ（剪断力を与えることが、インク層の中間
転写ロール６に対する剥離を安定させる点からは好まし
い。

このインク２は、液体分散媒を架橋構造物質によ質的に
転写しないものと推定される。　　　・また画像信号と
して電気エネルギーを用いているため、流動性インク２
の架橋構造物質として、例えば、グアーガム又はポリビ
ニルアルコールをホウ酸イオンで架橋してなるものを用
いれば、この架橋構造（の少なくとも一部）を破壊する
ために要求される通電量は、このようなインクに対し通
常はかなり微量（例えばインクに対して数百ｐｐｍ程度
）添加される架橋剤（例えば上記ホウ酸イオン）に電子
を授受するのに必要な量のみで足りる。

この通電量は、ザーマルヘッドを使用する場合の通電量
に比べて、概ね１／１０程度で良いため、このような電
気化学的変化を利用することにより、より低エネルギー
消費の記録が実現できる。

前記記録電極５としては、たとえば第４図に示すように
、基体５ａ上に白金、金などの金属からなる複数の電極
素子５ｂを設けてなり、該電極素子５ｂ上の先端部（イ
ンクに接触する部分）以外の部分に、ポリイミド等から
なる絶縁性被膜５ｃを設けてなる記録電極が好ましく用
いられる。

電極素子５ｂとしては、基材５ａとの密着性および耐久
性の点から、白金の無電解メツキによるものが好ましく
用いられる。

第１図の構成においては、この記録電極５と、インクロ
ール１との間で通電しているが、記録電極５と中間転写
ロール６との間で通電してもよく、また、記録電極５上
の複数の電極素子５ｂ相互の間で通電してもよい。

以上においては、インクを広義のゲル状態を有するイン
クとし、通電により選択的にゾル状態として粘着性を付
与する本発明の態様について主に説明したが、本発明に
おいては、インクを（例えばｐＨを酸性とすることによ
り）非通電時に粘着性ないし付着性を有するゾル状態と
し、例えば電気化学的エネルギーの印加により選択的に
ゲル状態（非粘着性）としてインクパターンを形成して
もよい。

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。

〔実施例１〕 上記成分を８０〜９０℃に加温しつつ、均一に溶解させ
た後、シリカ（アエロジル２００．　日本アエロジル社
製）３ｇと、固体酸としてシリカ−アルミナ（日揮化学
社製、Ｎ６３３ＨＮ、ｌ！２０３２８重量％）３ｇを加
えて、十分に分散させた後、四ホウ酸ナトリウムＩＯ水
和物（Ｎａ２Ｂ４０７　・１０Ｈ２０）を２０重量％プ
ロピレングリコールに溶解させた溶液を２．５ｇ加えて
ゲル化させ、さらに、ＩＮ水酸化ナトリウム０．３ｇを
滴下して混合してゲル状のインクを得た。

この実施例１のインクの一部をとり、この上に５ｃｍＸ
　５ｃｍのアルミ箔を静かに乗せ、そのまま温度２５℃
、室温６０％の雰囲気中で１分間放置した後、上記アル
ミ箔をインク面から静かに剥離して該アルミ箔を精秤し
たところ、アルミ箔の重量増加は実質的になかった（重
量増加量０．１ｇ以下）。

このようにして得たゲル状インクを第１図に示した記録
装置に適用し、画像形成テストを行った。

すなわち第１図を参照して、ステンレス製の４０　ｍ　
ｍφの円筒状ロール（表面粗度１００Ｓ）からなるイン
ク移送ロール１と、表面をハードクロムメツキした鉄製
円筒ロール（４０ｍｍφ）からなる中間転写ロール６と
が、インク転写位置において１　ｍ　ｍの間隙で対向し
てなる第１図の画像記録装置を用い、この装置のインク
溜３中に、上記により得た本発明のゲル状インク２を投
入した。

インク移送ロール１を約１Ｏｒｐｍの回転数で矢印Ａ方
向に回転させて、該ロール１上にインク２の層を形成し
たところ、本発明のインクは、インク担持ロール１に好
適にコートすることができ、コートされたインク層の表
面も極めて平滑で、均一なコーティングを行うことがで
きた。

このようにインク移送ロール１上に形成した層に接触す
る形で、中間転写ロール６　（３０ｍｍφ）を矢印Ｂ方
向に約１３ｒｐｍの回転数で回転させた。この際、記録
電極５から、電気エネルギーをインク２の層に供給しな
かった場合には、中間転写ロール６上にごく微量の水分
が転移したが、インク２は実質的に中間転写ロール６上
に転写しなかった。

一方、第３図に示した形状を有する記録電極５（ポリイ
ミドからなる絶縁皮膜５Ｃから露出した部分の白金無電
解、メツキにより形成された電極素子５ｂの面積は１　
ｍ　ｍ　Ｘ　１　ｍ　ｍ　）を陽極としインク移送ロー
ルｌを陰極としてインク２を介して１５Ｖ、２５ｍ５ｅ
ｃのパルスを印加したところ、インク２が選択的に中間
転写ロール６上に転写され、インクパターン２ｂが転写
された。

インク像転写位置において、中間転写ロール６に矢印り
方向に移送され−る普通紙からなる記録紙８を介して、
矢印Ｃ方向に中間転写ロール６と等速で回転する加圧ロ
ール７（２０ｍｍφの鉄製円筒ロール上に、１０　ｍ　
ｍ厚のシリコーンゴム層を設けたもの）を対向させ、こ
の加圧ロール７から若干加圧したところ、記録紙８上に
上記インクパターン２ｂに対応する（　１　ｍ　ｍ　Ｘ
　１　ｍ　ｍの大きさの）シアン色のドツト画像２Ｃが
得られた。

上記、記録紙８上に得られた転写記録像２Ｃは、尾引き
、かぶり等がな（、画像濃度も高い高画質画像であった
。

また、上記の通電による記録（画像の幅は、５０　ｍ　
ｍで、このうち実際に印字されている画像の面積比率５
０％）を（り返して行い、画像濃度及び解像度の変化を
評価した。その結果、２９７　ｍ　ｍ　Ｘ　５２　、５
　ｍ　ｍのカット普通紙（Ａ４サイズのＡに相当）の長
手方向に印字して、３００枚印事後ても画像濃度及び解
像度ともに印字初期の印字に比べて変化はなかった。

〔実施例２〕 実施例１で使用したシリカ−アルミナのかわりに、シリ
カ−マグネシアにツカゲル 本活性白土社製）を使用した以外は、実施例１と同様に
してインクを調製し、同様の実験を行った。その結果、
実施例１と同様、３００枚印事後も良好な画質が得られ
た。

〔実施例３〕 実施例１で使用したシリカ−アルミナ（Ｎ６３３ＨＮ　
：日揮化学社製，ＡＡ２０３２８重量％）のかわりにシ
リカ−アルミナ（Ｎ６３３Ｌ，日揮化学社製。

Ａ１２０３１３重量％）を使用した以外は、実施例１と
同様にしてインクを調製し、同様の実験を行った。その
結果、実施例１と同様、３００枚印事後も良好な画質が
得られた。

〔実施例４〕 実施例１で使用した固体酸、シリカ−アルミナのかわり
に、シリカ−マグネシア（Ｅ５３Ｊ１，日揮化学社製）
を使用した以外は実施例１と同様にしてインクを調製し
、同様の実験を行った。その結果、実施例１と同様、３
００枚印事後も良好な画質が得られた。

〔比較例１〕 実施例１においてシリカ−アルミナを含有しないことを
除いては、実施例１と同様にしてインクを作成し、同様
の条件にて画像記録を行った。その結果、３００枚記録
後の画質は、初期のものに比べて画像濃度が低（実施例
１に比べても、−画質は低下した。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、（従来用いられていた
）固体インク層を有する高コストのインクリボンを不要
とすることにより、極めて低いランニングコストの記録
が可能な画像記録用インクが提供される。

本発明の画像記録用インクを用いれば、簡便な方法で、
感熱転写記録方法よりも著しく記録コストが低（、シか
もインクジェット法におけるノズルの目づまりや、記録
像のにじみ、尾引き、かぶり等による画質低下の欠点を
も解消した画像記録が可能となる。

特に、通電によりインクの架橋構造を変化させる本発明
の好ましい実施態様においては、従来の感熱転写法（サ
ーマルヘッド駆動）の１／１０程度の電流量で画像記録
を行うことができ、しかも装置起動時のインクの選択的
転写性も良好なため、エネルギー消費の面からも著しい
コスト低下が可能となる。

さらに、本発明の画像記録用インクを用いれば、多数枚
の印字を連続して行っても、インクのゲル状態が変化せ
ず、安定した印字を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像記録用インクを用いる記録装置
の一例を示す断面図、 第２図は第１図に示す装置の斜視図、 第３図（Ａ）、（Ｂ）は粘弾性の測定方法を示す説明図
、 第４図は上記画像記録装置に用いられる記録電極の一例
を示す斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体分散媒と、これを保持する架橋構造物質を含
   み、かつ通電することによって粘着性を付与することが
   可能な画像記録用インクであって、金属酸化物よりなる
   固体酸を含有することを特徴とする画像記録用インク。