JPH02277687A - 画像形成用のインク薄膜形成方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電圧印加により付着性が変化するインクを用い
て行なう画像記録方法における画像形成用のインク薄膜
を形成する方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

画像記録を行なうために、画像パターンを形成した版に
インクをのせる手段として、インクを薄膜状に形成した
ものを鎖板と接触させ画像パターンに応じてインクによ
る画像を形成させる方法が知られているが、このような
インクの薄膜化は広く塗装、印刷等において行なわれる
一工程であり、その方法としては以下のものが知られて
いる。すなわち、塗装２．印刷等におけるパテ、インり
等の薄膜状の塗布において多数のローラを直列に並べた
ものを用いて行なう方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

多数のローラを並べる方法では、インクは付着体、被付
着体両方にせん断されるためインクの塗布量制御が困難
であり、又粘度が数十（ｌＯ）ポアズ以上となるとイン
ク表面が波打った状態のままとなり、更に工程が多くな
り、又塗布量を制御するのが困難である。

特に本発明で用いられるインクは印加電圧の極性に応じ
て付着性が変化する、基本的に無機あるいは有機微粒子
と液体分散媒とから構成される画像記録用インクであり
、このインクの粘度は通常、測定角周波数０．１ｒａｄ
／ｓで１０’ポアズ以上であり、通常の平版印刷インク
と比べて約２桁はど高く、薄膜化に多大なトルクを要し
、上記従来の方法ではうまく薄膜化できなかった。

又、インクの粘度は温度によって変化し、又チキソトロ
ピーを示し、インクの粘度はすり速度（ロールの回転速
度）によって変化するため、ロール上へ一定量のインク
薄膜を形成することがさらに困難であった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、優れた
インク薄膜化方法及び装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、印加電圧の極性に応じて付着性が変化
するインクによる画像記録方法における画像形成用のイ
ンク薄膜をロール上に形成する方法において、導電性の
溝を有するロールの該溝内に前記インクを供給し、次い
で、別の導電性ロールと該溝の間に電圧を印加してイン
クを該導電性ロール上に移転した後、さらに別のロール
で該導電性ロール上のインクを薄膜化することにより、
効率的に均一なインク薄膜Ｍを形成することが可能とな
り、この結果上記方法により得られる印刷画像等はシャ
ープで色ムラの無いものとなる。

又本発明によれば上記方法を実施するための装置として
、少なくとも薄層化ロール、インク担持ロール及び加圧
ロールより成る一連のロールを備え、インクの供給を受
ける薄層化ロールはロール面に導電性の溝を有し、該溝
はインク担持ロールの導電性のロール面とインクを介し
て電気的に接続されており、加圧ロールはインク担持ロ
ール上のインクを加圧し薄膜化する、前記一連のロール
を備えた画像形成用のインク薄膜形成装置により短時間
で少ない工程で好適に上記方法を実施できるものである
。

すなわち、本発明のインク薄膜形成方法では、一定の深
さのロール上の溝にインクを供給し、この溝内のインク
を電圧印加により次のロール上へせん断力をかけずに移
送できるため、一定量のインクをロール上へ短時間で供
給することができる。

本発明において、導電性の溝を有するロール（薄層化ロ
ール）とは、ロールのロール面に一定の深さ及び大きさ
の溝が設けられており、かつ該溝の底面、側面の少なく
とも底面が導電性材料で構成されているものである。溝
の形状、配置は特に限定されるものではなく、ロールの
回転方向にストライブ状に所望の幅で設けたもの、ロー
ルの軸方向にストライブ状に所望の幅で設けたもの、又
格子状に設けたり、ドツト状にしたもの等、所定量のイ
ンクを溝内に収容できる形状であればよいが、溝内にイ
ンクを供給する効率、別のロール（インク担持ロール）
へ溝内のインクを安定的に移動する均一性、又該溝のロ
ール上へ移動したインクをさらに別のロール（加圧ロー
ル）上で薄膜化する際の容易性、均一性、さらにロール
加工の容易性から、ロール回転方向にストライブ状に設
けた溝が好ましい。

又、該溝の少なくとも底面が導電性であるとは、該溝の
側面が同様に導電性であってもよいということで、この
場合溝を構成する全面が導電性となる。ロールの溝以外
の部分では通常インクの収容は行なわないため、インク
の移動に直接関与せず、導電性である必要はない。しか
し、該溝以外の部分にインクを収容できないということ
ではなく、溝部分に主に収容すると効率よくインクを安
定的に輸送できるということである。溝以外の部分を絶
縁体とし、その部分にインクを収容させないように次の
ロール（インク担持ロール）と接触させておき、溝部分
とインク担持ロールとを電気的に絶縁しておくと、溝内
のインクを確保しかつロール同士を接触させておけるの
でインクの流れを容易に一定化することができる。

該溝を有するロール（以下薄層化ロールと称す）の溝内
にインクを供給する方法としては、通常のインク供給手
段を用いることができ、すなわち、一般にインクコーテ
ィングロールと称するロールと薄層化ロールとの間にイ
ンクを供給し、薄層化ロール上の溝内にインクを供給し
ていく方法等により行なうことができる。

次に、溝内のインクは別のロールであるインク担持ロー
ル上へ移動するが、該インク担持ロールのロール面は導
電体であり、インクを介して溝と電気的に接続されてい
る。すなわち、溝の導電部である底面等とインク担持ロ
ールのロール面を一対の電極とし、その間に存在するイ
ンクに電圧を印加できるようになっている。薄層化ロー
ルの溝以外の部分がインク担持ロール面に接触していて
も、該溝以外の部分が絶縁体であれば、薄層化ロールと
インク担持ロールとは電気的に接触しないので、溝内の
インクに電圧が印加されることになる。電圧を印加され
たインクは付着性が変化し、インクの種類により陰極側
、または陽極側に付着するようになり、印加電圧の極性
を目的に応じて設定しておけば溝内のインクはインク担
持ロール上へ移動することになる。この場合、溝を構成
する側面が絶縁体であっても、面積的に底面が著しく大
きいため、該側面の影響は小さい。薄層化ロールとイン
ク担持ロールとの間隙はインクの粘稠性、ロールの回転
速度等により適宜設定すればよい、溝以外の部分が絶縁
体であればロール同士を接触させてもかまわない。

上記の方法によれば、薄層化ロールからインク担持ロー
ル上へインクがせん断力等をほとんど受けずに移動する
ため、インクの粘稠性等に影響を受けず一定量を効率よ
く均一に移動させることができる。又移動量も比較的大
きくすることができるため、短時間で行なうことができ
る。

次に、インク担持ロール上へ移動したインクは別のロー
ル、すなわち加圧ロールにより薄膜化される。インク担
持ロールからのインク供給量が一定しているため、薄膜
化は容易であり、均一な薄膜とすることができる。

このように本発明の薄膜化方法は、短時間で少ない工程
で塗布量を制御しながらロール上のインク薄膜を形成で
きるものであるが、以下図面を参照してさらに説明する
。

第１図は本発明のインク薄膜形成方法による薄膜形成装
置の一例を示す模式断面図、第２図は同じく模式斜面図
である。インク（１）はインクコーティングロール（２
）により薄層化ロール（３）の溝（９）に圧入される。

この溝（９）は第３図に於いて薄層化ロール（３）の表
面の一部を絶縁層（８）でおおった間に位置する。薄層
化ロール（３）の溝部の底面に相当する導電性の表面は
アルミニウム。

銅、ステンレス白金、金、クロム等の導電性材料から成
っていればよく、それら材料でロール自体を作成しても
、又それら材料により被覆してもよい。ロール自体を導
電性とすれば、通電を直接行なうことができるので好ま
しい。絶縁層（８）の材料は天然及びもしくは合成ポリ
マー等を用いることができる。溝（８）の深さ、及び幅
は、目的とする薄層化されたインクの厚さによって決め
ることができ、通常、溝（８）の深さは０．００１〜１
００ｍｍ、幅は０．００１−１００ｍｍであることが好
ましい。絶縁層の幅は０．００１Ｎ１００ｍｍであるこ
とが好ましい。

導電性薄膜化ロール（３）上へ絶縁層（８）を形成する
には、ロール上へ紫外線硬化型樹脂または加熱硬化型樹
脂を塗布後紫外線照射することにより、又は加熱するご
とにより形成することができる。又、ポリマーを溶解し
た溶液を塗布後溶剤を蒸発させて形成することもできる
。または熱収縮ポリマーチューブを用い、チューブ内に
ロールを挿入し、チューブを加熱収縮することにより形
成することができる。

又薄層化ロールのロール径は通常１〜１０００ｍｍ程度
であり、回転周速度は０．００１〜１０００ｃｍ／ｓ程
度で行なうことができる。

溝（８）に充填されたインクは、次いで必要により設け
たブレード（４）により絶縁層（８）表面の余分なイン
クは除去され、その後電圧（７）によりインク担持ロー
ル（５）へ移行される。第１図及び第２図に於いては、
電圧印加により陰極に非付着性、陽極に付着性を示すイ
ンクを示している。

インク担持ロール（５）へ移行されたインクは加圧ロー
ル（６）により平滑化され、加圧ロール（６）の表面上
のインクは膜厚一定な薄膜層を形成する。

薄層化ロールからインク担持ロールへインクを移動させ
るのに印加する電圧は、通常直流で３〜１００Ｖ程度で
よい。

尚、本発明によれば加圧ロール上に形成されるインク薄
膜層の厚みは通常０．００１〜５０ｍｍ程度とすること
ができる。

次に本発明に係るインクについて説明する。

本発明で使用できるインクは、基本的に無機あるいは有
機の微粒子と液体分散媒とで構成される公知のものでよ
い。

使用するインクの性質によって、画像形成方法は以下の
２つのタイプに分けることができる。

（１）電圧印加により、クーロン力により付着性が変化
する場合、インクの基本的な構成として、無機あるいは
有機の微粒子と液体分散媒とからなるものを用い、微粒
子の帯電性の差を利用するものである。

この場合、インクを当初から付着性を有するように調製
して、微粒子として負に帯電し易いものを含有させると
、電圧印加により陰電極側にインクが付着しなくなり、
反対に微粒子として正に帯電し易いものを含有させると
、電圧印加により陽電極側にインクが付着しなくなる。

また、インクを当初から付着性を有さないように調製し
て、微粒子として負に帯電し易いものを含有させると、
電圧印加により陽電極側にインクが付着するようになり
、反対に微粒子として正に帯電し易いものを含有させる
と、電圧印加により陰電極側にインクが付着するように
なる。

（２）電圧印加による通電により、インクが電気分解し
てガスを発生し、付着性が変化する場合。

この場合、インクを当初から付着性を有するように調製
して、電圧印加により一方の電極近傍でインクがガスを
発生し、このガスによりインクが電極に付着しなくなる
。電気分解してガスを発生するようになるためには、イ
ンク中に水、アルコール、グリコール等の溶媒、あるい
は、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の電解質が溶解し
た溶媒を含有させる。インクの電気抵抗は低いほうがよ
く、体積抵抗をｌＯ″Ωｃｍを越えると通電量が低下し
、あるいは通電量の低下を防ぐために高電圧が必要とな
り好ましくない。

インクの付着性変化がクーロン力による場合、微粒子荷
電しやすいものを用い、後述の液体分散媒中で、たとえ
ばホモジナイザー、コロイドミル、超音波分散器内での
混線により、荷電粒子が生成される。陽電荷が付与され
る粒子としては、Ａｕ、　Ａｇ、　Ｃｕなどの金属粒子
、硫化亜鉛（Ｚｎ　Ｓ　）などの硫化物粒子、オルトケ
イ酸（Ｈ４Ｓｉ０４）などのケイ酸粒子、ポリアミド樹
脂などを用いることができる。また陰電荷が付与される
粒子としては、水酸化鉄粒子、水酸化アルミニウム粒子
フッ化雲母粒子、ポリエチレン粒子、モンモリロナイト
粒子、フッ素樹脂粒子などを用いることができる。さら
に、電子写真のトナーとして用いられている種々の荷電
制御剤を含有したポリマー粒子を用いることもできる。

インクに用いられる液体分散媒としては水、メチルアル
コール等のアルコール類、グリセリン等のグリコール類
を単独でまたは２種以上のこれらの液の混合溶媒を用い
ることができる。液体分散媒は、インク１００重量部に
対し、４０〜９５重量部、好ましくは６０〜８５重量部
含有される。

インクの付着性変化が電気分解によるガスの発生に起因
する場合、液体分散媒としては水、メタノール等のアル
コール類、グリセリン等のグリコール類あるいは、塩化
ナトリウム、塩化カリウムなどの電解質を溶解した溶媒
が好ましい。液体分散媒および微粒子の含有量は前述の
ものと同様である。

電気分解によりガスを発生するインクの場合、インク中
に含有する微粒子としては、先にあげたものの他シリカ
、フッ化炭素化合物、酸化チタン、カーボンブラックな
どが用いられる。インクの粘弾性を考慮すると、微粒子
としては粒子中に前述の液体分散媒を保持できる膨潤性
微粒子が好ましい、このような膨潤性微粒子としては、
例えば、Ｎａ−モンモリロナイト、　　Ｃａ−モンモリ
ロナイト、３−八面体合成スメクタイト、　Ｎａ−ヘク
トライト、Ｌｉ−ヘクトライト、　　Ｎａ−テニオライ
ト、　　Ｎａ−テトラシリシックマイカ、Ｌｉ−テニオ
ライトなどのフッ化雲母、合成雲母、シリカなどがある
。

また、インクには必要に応じてカーボンブラックなどの
一般に印刷・記録の分野で用いられる染料や顔料などの
着色材を含有することができる。

インクに着色材を含有する場合、着色材の含有量はイン
ク１００重量部に対して、０．１〜４０重量部、好まし
くは１〜２０重量部である０着色材の代りにあるいは着
色材と共に電圧印加により発色する発色性化合物を含有
してもかまわない。その他、インク中に導電性を付与す
る電解質、増粘剤、減粘剤、界面活性剤などを含有する
ことができる。また、前述した微粒子自体に着色材とし
ての機、能を兼用させることも可能である。

以上説明した本発明の方法により薄膜化されたインクは
、その後電圧印加によりインクを版上へ移動後、紙等へ
インクを転写することにより、画像印刷を行なうことが
できる。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例に従って説明する。

火嵐盟ユ グリセリン２０部、水１０部、カーボンブラック（顔料
）（米国キャボット社製、「スターリング５ＲＪ）４．
５部とをアトライターで４時間部合した。この混合物に
コロイド性含水ケイ酸塩（クニミネ工業製、商品名スメ
クトン５Ａ）２０部を添加し、ニーダで２時間部合し、
インクを作成した。

インクコーティングロール（２）表面は、インクが付着
しないようテフロンをコーティングした。

薄層化ロール（３）としては直径３０ｍｍの白金メツキ
をしたステンレス製円筒状ロールを用い、厚さ５０μｍ
のテフロン製熱収縮チューブをこのロール上に熱収縮さ
せて薄層化ロール上へ固定後、幅５ｍｍ、間隔５ｍｍの
割合で不要なテフロン被膜を除去し、幅５ｍｍ、間隔５
ｍｍのテフロン被膜を白金メツキをしたステンレス製円
筒ロール上へ形成した。

前述したインクコーティングロール（２）、薄層化ロー
ル（３）を用い、第１図に示す方法によりインクの移動
を行なった。インク担持ロール（５）は直径３０ｍｍの
白金メツキをしたステンレス製円筒状ロールを用いた。

薄層化ロール（３）、インク担持ロール（５）および加
圧ロール（６）の直径をそれぞれ３０ｍｍにし、周速度
５ｍｍ／秒として薄層化ロール（３）１回転させる間、
直流電源（７）から２０Ｖの電圧を薄層化ロール（３）
とインク担持ロール（５）との間に印加し、薄層化ロー
ルの溝内のインクをインク担持ロール（５）へ移送した
。このとき薄層化ロールは陰極、インク担持ロールは陽
極とした。インク担持ロール（５）と加圧ロール（６）
との−ギャップを５０μｍとし、加圧ロール（６）上に
移送されているインク薄膜層の厚さは２５部５μｍで均
一に加圧ロール（６）上へ塗布されていた。

夫皇旦ｌ グリセリン３７部、水１８部、カーボンブラック８部、
センモリナイト３フ部（クニミネ工業製、商品名クニビ
アＦ）とする以外は実施例１と同様にインクの薄層化を
行なった。加圧ローラ上のインクの厚みは２５部７μｍ
はどであり均一にインクは加圧ローラ上へ塗布されてい
た。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明のインクのロール上への薄
層化方法及び装置を用いることにより、短時間で少ない
工程でロール上へ一定量のインクを供給でき、インクを
均一に薄層化でき、印刷物はシャープで色ムラの無いも
のを得ることができる。

また、本発明の方法は、電圧印加により付着性が変化す
るインクの移送に広く適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインク薄膜形成方法による薄膜形成装
置の構成を示す模式断面図、第２図は同じ装置の模式斜
面図、第３図は本発明に係る薄層化ロールの構成を示す
斜視断面図である。 １６インク ２、インクコーティングロール ３、薄層化ロール ４、ブレード ５、インク担持ロール ６、加圧ロール ７、電源 ８、絶縁層 ９、溝部 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印加電圧の極性に応じて付着性が変化するインクに
   よる画像記録方法における画像形成用のインク薄膜をロ
   ール上に形成する方法において、導電性の溝を有するロ
   ールの該溝内に前記インクを供給し、次いで、別の導電
   性ロールと該溝の間に電圧を印加してインクを該導電性
   ロール上に移転した後、さらに別のロールで該導電性ロ
   ール上のインクを薄膜化することを特徴とする画像形成
   用のインク薄膜形成方法。 ２、印加電圧の極性に応じて付着性が変化するインクを
   用いて行なう画像記録工程の画像形成用のインク薄膜を
   ロール上に形成する装置において、少なくとも薄層化ロ
   ール、インク担持ロール及び加圧ロールより成る一連の
   ロールを備え、インクの供給を受ける薄層化ロールはロ
   ール面に導電性の溝を有し、該溝はインク担持ロールの
   導電性のロール面とインクを介して電気的に接続されて
   おり、加圧ロールはインク担持ロール上のインクを加圧
   し薄膜化する、前記一連のロールを備えたことを特徴と
   する画像形成用のインク薄膜形成装置。