JPH03205178A - 画像形成方法 - 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、電圧印加によヴ付着性が変化するインクを用
いる画像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来からコンピューター等の記録用周辺機器としては、
各種の記録方式を用いたプリンタ、例えばレーザービー
ム・プリンタ、インクジェット・プリンタ、感熱転写プ
リンタ、ワイヤードット・プリンタやデイジーホイル・
プリンタが知られている。本出願人もインクにパターン
状の粘着性を化学的に付与し、このインクの粘着性一非
粘着性の差を利用して記録を行う記録方法を先に提案し
た（特開昭６３−３０２７９号）。

しかしながら、上記の記録方法は、いずれも多量印刷に
はコスト面等で適していない。多量印刷に適したものと
しては、従来から、平版印刷法、凸版印刷法やグラビヤ
印刷法などがある。これら従来からある印刷法では、連
続して設けられた幾本かのロール表面に先ずインクを塗
布して、インクの厚みが充分薄くなったところで版に塗
布するのが一般的である。

本出願人もインクに電圧を印加してインクの付着性を変
化させて印刷を行う方法（特開昭６３−＋２６ｌ７号）
を提案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記方法をさらに改良し、電圧印加により付着
性の変化するインクの付着性変化を一層感度良く行わせ
ることにより、非画像部にはインクを付着させず、かぶ
りのない従来より一層高画質の画像を得ることのできる
画像形成方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、一対の電極間に電圧印加により少なくとも一
方の電極表面への付着性が低減する粘着インクを挟み、
該一対の電極間に像様に電圧を印加し、インクを一方の
電極から被記録体へ転写させる工程を有する画像形成方
法において、該インクとして温度上昇に伴なって粘度が
上昇するインクを用い、該インクを昇温した状態で前記
電圧を印加することを特徴とする画像形成方法である。

インクを一方の電極から被記録体へ転写させる際には、
電極から直接被記録体に転写しても良いし、一旦ロール
等の部材を介して被記録体に転写しても良い。

本発明によれば、温度上昇に伴なって粘度が上昇するイ
ンクを用い、インクを加熱してその粘度を上昇させ、凝
集力を上げることによって、インクが付着すべきでない
部分の非付着性を向上させ、非画像部のかぶりをなくす
ことができる。

本発明に用いるインクは、一対の電極からインクに電圧
を印加したときに少なくとも一方への電極表面への付着
性が低減する粘着インクであり、かつ温度上昇に伴なっ
て粘度が上昇するインクである。本発明に使用するイン
クは好ましくは電圧印加しない状態でインクに付着性が
あり、電圧が印加されることによって付着性が消滅する
ものであり、版の絶縁部分にインクが付着し、所望の記
録画像が形成される。

このような性質はインクの付着性変化を電気分解による
ガスの発生によって生起させていることによるものであ
る。両方の電極への付着性が低減する場合、電極とイン
クとの界面でのガスの発生量の多いほうが非付着性とな
る。

前記のメカニズムをとるインクは基本的に膨潤性微粒子
とそれ以外の無機あるいは有機の微粒子と液体分散媒と
で構威され、温度上昇によって粘度が上昇する物性を有
している。このインクが温度上昇に伴なって粘度が上昇
する理由は明らかではないが、これは膨潤性微粒子の性
質によるものと考えられる。すなわち温度が上昇すると
膨潤性微粒子の膨潤能力が大きくなり、液体分散媒をよ
り多く取り込むようになる。これにより膨潤性微粒子は
さらに膨潤していき、全体として粘度を上昇させていく
ものと考えられる。

このようなインクを得るには、例えば液体分散媒、微粒
子その他の成分を通常の方法により混合すれば良い。例
えばホモジナイザー、コロイドミル、超音波分散器等で
混練することにより、微粒子の分散体を形成できる。

，インクを昇温した状態で電圧を印加するには、電圧印
加に先立ってインクを加熱しても良いし、電圧印加と同
時にインクを加熱しても良い。少なくとも１つの電極を
、通電により発熱する抵抗体から成るものとしておくと
、インクに電圧印加すると同時にこの電極に電流が流れ
、この電極が発熱してインクを昇温することができ、別
にヒーター等の加熱手段を設けなくとも良く、また効率
的であるので好ましい。インクの温度を好ましくは３０
〜１００℃、さらに好ましくは４０〜７０℃程度にする
と良い。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成方法の原理
について説明する。「％」および「部」は、特に断わら
ない限り、重量基準とする。

第１図は本発明の画像形或方法を実施するための装置の
一態様を示すものである。同図において、インク担持ロ
ールｌは円筒形状を有し矢印八方向へ回転する部材であ
る。ロール１はアルミニウム、銅、ステンレスなどの導
電体で形成される。インク担持ロール１の表面（円筒面
）上には、矢印Ｅ方向に回転するコーティングロール９
により記録材であるインク２が均一の厚みに形成される
。インクロールｌ１は円筒形状を有し、コーティングロ
ール９とは逆に矢印Ｆ方向に回転し、インクつぼ１２よ
りインクの出し入れを行う。ロール１１はアルミニウム
、銅、ステンレスなどの導電体で形成される。また、直
流電源１０４によりロール９とロール１１間に通電され
る。また直流電源＋０５はインク担持ロール１とコーテ
ィングロール９間に電圧印加できる。

インク担持ロール１は、直流電源１０３の一端に接続さ
れている。インク担持ロール１の表面土のインク２には
、版ロール３に巻かれた版４が接している，版ロール３
は、ロール１とは逆に矢印Ｂ方向に回転している。

版４は、例えば第２図に示すように、導電性でかつ通電
することによって発熱する発熱抵抗体から成るかもしく
はこれを含む基材４ａ上に、絶縁材料からなる所望のパ
ターン４ｂが設けられている。上記基村４ａの材料はニ
ッケルークロム合金、鉄−クロム合金、酸化ルテニウム
、鉄−クロｌ＼−アルミニウム合金、炭化ケイ素などや
ボリマー中に導電フィラーを分散させたものなどが用い
られる。これらは単独で用いることもできるが、金属や
導電性ボリマー等の導電性材料の表面をこれらの材料で
被覆したり、互いに積層したりして用いてもよい． パターン４ｂの材料としては、熱転写記録材料（主にワ
ックスや樹脂）、電子写真のトナー、ビニル系ボリマー
および天然あるいは合成のボリマーが用いられる。

こうして版４とインク担持ロール１間に電源１０３によ
り電圧を印加することにより、版４の導電部分と接触す
るインクの付着性が変化して、その付着性の差により版
上にインクをパターン状に付着させて、インク画像を形
成する。すなわち版の導電部分上のインクは非付着性と
なりインク担持ロール１上に移動するが、版の絶縁部分
にはインクが付着し、パターン状のインク像が形成され
る。

電源１０３、１０４、および１０５の電圧は実用的には
３〜１００ｖ、更には５〜８０Ｖの直流電圧が好ましく
、高周波（ＩＯＨ　ｚ−　１００Ｋ　Ｈ　ｚ　）の交流
バイアス電庄を更に印加することが好ましい。

インク担持ロール１表面上に形成されるインク２の層の
厚さは、（インク担持ロール１とコーティングロール６
とのギャップの大きさ、インク２の流動性ないし粘度、
インク担持ロール１表面の材質ないし粗面度あるいは該
ロール１の回転速度等によって異なるが）、このロール
１が版ロール３上のパターン版４に対向するインク転写
位置において、概ね０００１〜１００ｍｍ程度であるこ
とが好ましい。

このインク層の層厚が０．００１ｍｍ未満では、インク
担持ロールｌ上に均一なインク層を形成することが困難
となる。一方、このインク層厚が１０１３ｍｍを越える
と、インク層の表層（導電パターン版ロール４に接触す
る側の層）を均一な周速としつつ、インク層２を搬送す
ることが困難となり、またインク担持ロール１と版４と
の通電も容易でなくなる。

次に版４上のインク画像を版４と圧接しつつ矢印Ｃ方向
に回転するプラン胴５に転写し、さらにプラン胴５上の
インク画像を、プラン胴５と圧接し７つつ矢印Ｄ方向に
回転する圧胴６の間を通過する被記録体７（紙、布、金
属シートなど）上に転写して、被記録体７上に上記イン
ク画像に対応する画像８を形成する。

場合によってはブランｌＩ１５を設けずに版４土のイン
ク画像を直接被記録体７上に転写してもかまわないが、
プラン胴５を設けると、プラン胴５の材質により版の摩
耗劣化を防止することができ、また、版と同じパターン
の画像（ボジ画像）を被記録体上に得ることができる。

以上のほか、版として発熱抵抗体からなる基村上に、放
電破壊により像様の導電パターンが形成された絶縁膜を
有するものも使用できる。更に導電材料（発熱抵抗体）
からなる基村上に、銀粒子の析出による銀画像の導電パ
ターンを形成した写真画像を有する版も使用できる。

第１図に示す例では、版４を円筒状の版ロール３に巻い
て使用しているが、版４を平板のままで用いて電極とし
、版にインクを塗布して版と対向電極によりインクを挟
んだ状態で電圧を印加しても、版上にインク画像を形或
することができる。

本発明の画像形戊方法は、以上説明した通り、所望の絶
縁パターンを備えた電極（版）と対向電極との間に特定
のインクを供給し、上記一対の電極間に電圧を印加する
ことによって、電極のパターンに応じてインクの付着性
が変化することを利用したものである。

電圧印加により、インクが付着性一非付着性と変化する
メカニズムについては、次の事由が考えられる。

すなわち、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、付着性が変化するといつものであり
、インクがもともと付着性を有するように調整され、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。インク
が電気分解してガスを発生ずるようにするためには、イ
ンク中の溶媒（液体分散媒），に電解質を溶解させる。

インクの電気抵抗は低い方が良く、体積抵抗を１０５Ω
・ｃｍ以下にすることが好ましい。体積抵抗が１０’Ω
・ｃｍを超えると通電量が低下し、あるいは通電量の低
下を防ぐ為に高電圧が必要となる。

一般にインクが、アルコールのような液体では凝集力が
弱く、好適な粘着性が得られない。このインクは、例え
ば鉛直方向に立てた白金メッキステンレス板に２ｍｍの
厚さでインクを付着させたときに、インクが実質的に白
金メッキステンレス板上に保持される程度のものである
ことが好ましい。また、２枚の白金メッキステンレス板
の間に、インクを挟んでインクの厚さを２ｍｍとし、電
圧印加しない状態で２枚の白金メッキステンレス板を互
いに引離したときに、どちらの板にもインクが同程度に
付着するものであることが好ましい。

インク中の微粒子の全部あるいは一部には、前述の液体
分散媒を保持できる膨潤性微粒子を用いる。このような
膨潤性微粒子としては、例えばＮａーモンモリロナイト
、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
ニ才ライト、Ｎａ−テトラシリシックマイ力やＬｉ−テ
ニ才ライト等のフッ化雲母、合或雲母、シリカなどがあ
る。上述のフッ化雲母は下記一般式（１）によって示す
ことができる。

一般式（１） Ｗｌ−１／３　　（　Ｘ，　　Ｙ）　ｚ．ｓ−ｓ　　（
Ｚ４　　０１０）　　ＦＺ式中、ＷはＮａ又はＬｉ，Ｘ
及びＹはＭｇ２′″Ｆｅ”．　Ｎｉ”．　Ｍｎ”．　Ａ
Ｉ”．　Ｆｅ”，　Ｌｉ＋などの６配位イオン、２はＡ
　Ｉ　３”　＋　Ｓ　ｒ　’　”　−　Ｇ　ｅ　’　”
　＋　Ｆ　ｅ　”　＋　８　３”又はこれらの組合せ（
Ａｌ”／Ｓｉ’゜）などの配位数４の陽イオンを表わし
ている。

膨潤性微粒子の平均粒子径は、乾燥状態で７５μｍ以下
、更には０６８〜１５μ、中でも８μｍ以下が好ましい
。

インクの非付着性を調整する目的で、膨潤性、非膨潤性
にかかわらず微粒子を用いることができる。そのような
微粒子としては、金属（Ａｕ，　Ａｇ、Ｃｕ等）粒子、
硫化物（硫化亜鉛ＺｎＳ、硫化アンチモンＳｂ２Ｓ３．
硫化カリウムκ２Ｓ、硫化カルシウムＣａＳ．硫化ゲル
マニウムＧｅＳ．硫化コバルトＣｏＳ．硫化スズＳｎＳ
、硫化鉄ＦｅＳ．硫化銅ＣｕｚＳ、硫化マンガンＭｎＳ
．硫化モリブデンＭｏ２Ｓ，等）粒子、ケイ酸（オルト
ケイ酸ＨａＳｉＯ４、メタケイ酸Ｈ２ｓｌｏｓ、メソニ
ケイ酸｝１２ＳｌｚＯｓ　、メソ三ケイ酸Ｈ４Ｓｉ３０
３、メソ四ケイ酸｝１６Ｓｉ４０目等》粒子、ボリアミ
ド樹脂粒子、ポリアミドイミド樹脂粒子、水酸化鉄粒子
、水酸化アルミニウム粒子、フツ化雲母粒子、ポリエチ
レン粒子、モンモリロナイト粒子、フッ素樹脂などを用
いることができる。また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ボリマー粒子を用
いることもできる。

このような微粒子としては、平均粒子径で１００μｍ以
下、好ましくは０．１μｍ〜２０μｍ、中でも１０４　
ｍ以下のものを用いることができる。

微粒子は、インク中にインク１００重量部に対して好ま
しくは１重量部以上、さらに好ましくは３〜９０重量部
、最適には５〜６０重量部で含有することができる。こ
のうち膨潤性微粒子はインク　１００重量部に対して好
ましくは４〜５５重量部、さらに好ましくは８〜３０重
量部含まれる。

本発明においてインクに使用可能な液体分散媒としては
、水、エチレングリコール、プロビレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラ
エチレングリコール、ボリエチレングリコール（重量平
均分子量：約１００〜＋０００１．エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチ
ル力ルビトール、エチル力ルビトール、プチルカルビト
ール、エチル力ルビトールアセテート、ジェチルカルビ
トール、トリエチレングリコールモノメチル工一テル、
トリエチレングリコールモノエチルエーテル、ブロビレ
ングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、トリエ
タノールアミン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド
、ジメチルサルフオキサイト、Ｎ−メチル−２−ビロリ
ドン、１．３−ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ−メチル
アセトアミド、炭酸エチレン、アセトアミド、スクシノ
ニトリル、ジメチルスルフォキシド、スルホラン、フル
フリルアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、２
−エトキシエタノール、ヘキサメチルホスホリックトリ
アミド（ヘキサメチルリン酸トリアミト）、２−ニトロ
ブロバン、ニトロエタン、γ−プチロラクトン、プロビ
レンカーボネート、１．２．６−ヘキサントリオール、
ジブロビレングリコール、ヘキシレングリコールなどの
うち単独または２種以上の混合溶媒を用いることがてき
る。

この液体分散媒はインク　１００重量部に対して、３５
〜８５重量部、好ましくは４５〜７５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
するため、片側の極（特に陰極）でガスを発生させ、他
の側の極（特に陽極）ではガスの発生を抑止または弱め
ることがインクの付着性変化を大きくするため好ましく
、そのように液体分散媒を選定することが好ましい。さ
らに液体分散媒にヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、
チオシアン酸カリウム、臭化カリウム、臭化ナトリウム
、テトラエチルアンモニウムシュウ素、ＬｉＢＦ４等の
電解質を単独または２種以上混合して含有させるとよい
が、電解質は上記に限定されるものではなく、液体分散
媒に溶解して電気抵抗を低下させる作用のある、電解質
、イオン性界面活性剤などを広く用いることができる。

電解質は液体分散媒に対し０．　０００１ｍｏｌ／Ｉ２
．〜胞和溶解量含有するのが好ましい．　０．０００１
ｍｏｌ／ｎ以下では電解質の効果が認められず、また飽
和溶解量以上では、インクが不均一になるため好ましく
ない。

インクには、必要に応じて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や顔料などの着色材
を含有させることができる．インクが着色材を含有する
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、更には１〜２０重量部が好ましい。

また、着色材の代わりに、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．
又、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． 版４を加熱するには発熱抵抗体を用いる以外にも、版ロ
ール３の内部にヒートバイブや電熱線を通し、これらに
より版４を加熱する等、インクと版４の導電部分を加熱
できる方法であればよい。

基材４ａを発熱抵抗体としない場合、基材４ａの材料は
金属などの導電性材料からなればよく、アルミニウム、
銅、ステンレス、白金、金、クロム、ニッケル、つんせ
い銅、炭素などや、導電ボリマーあるいは各種ボリマー
中に金属フィラーを分散させたものを用いることができ
る。

〔実施例】

実施例１ ・グリセリン　　　　　　　　　　　３０重量部・水　
　　　　　　　　　　　３０〃 ・リチウムテニオライト　　　　　　３８．５／／（ト
ビー工業社製、膨潤性フッ化雲母 商品名　ＭＬＴ−２） ・カーボンブラック　　　　　　　　２　〃上記処方を
ロールミルで混合し無定形固体コロイドゾルインクを調
製した。

上記インクを１　ｃｍＸ　ｌ　ｃｍの白金メッキステン
レス板上に、厚さ約２ｍｍでインクを塗布した後、その
インク上に前記同一サイズの白金メッキステンレス板を
のせた後、無電圧下で２枚の白金メッキステンＬ・ス板
の間隔を徐々に広げることによって、２枚の白金メッキ
ステンレス板を分離したところ、両方の白金メッキ板上
にほぼ全域に亘ってインクが付着していた。

次に、厚さ２ｍｍのインク層を挾んだ両方の白金メッキ
ステンレス板の一方を陰極（アース）、もう一方を陽極
として、＋３０Ｖの電圧を印加し、この電圧を印加しな
がら、２枚の白金メッキステンレス板の間隔を徐々に広
げることによって、２枚の白金メッキステンレス板を分
離したところ、陽極側の電極に全てのインクが付着し、
陰極側にはインクの付着はなかった。

次に、第１図に示す印刷機を用いて画像形成を行った。

インク担持ロールとして、白金メッキを施したステンレ
ス製円筒状ロール（表面粗度ＩＳ）を用い、また、版ロ
ール３として、表面をハートクロムメッキした直径３０
ｍｍの鉄製円筒ロールを用いた。又版ロール３として、
表面をハードクロムメッキした直径３０ｍｍの鉄製円筒
ロールを用いた。

この版ロール３−ヒに発熱体であるカーボンシ一トを巻
き付け、さらにその上にアルミニウム板上にビニル系樹
脂でバターニングした版４を巻き付け、インク担持ロー
ル１とコーティングロール９との間に、前述したインク
材を投入した。インク担持ロール１を５　ｍｍ／ｓｅｃ
の周速で矢印八方向に回転させ、矢印Ｅ方向に回転する
表面テフロンゴム製の円筒ロールであるコーティングロ
ール９とのギャップを制御し、コーティングロール９を
５ｍｍ／ｓｅｃで回転させることによって、インク担持
ロール１上のインク層厚を０．　２ｍｍに制御した。版
ロール３は矢印Ｃ方向に５　ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転
させた。

この印刷機の直流電源１０３から電圧を印加していない
状態下で印刷したところ、像様の印刷物は得られなかっ
たが、直流電源１０３から２５Ｖの直流電圧を印加した
状態下で印刷したところ、かぶりのないシャープな画質
の印刷物が多数枚得られた（この際、版ロール３を陰極
、インク担持ロール１を陽極とした）６ 比較例１ ・グリセリン　　　　　　　　　　　２１重量部・水　
　　　　　　　　　　１８〃 ・ポリビニルビリドン　　　　　　　３２〃（キシダ化
学社製　Ｋ−３０） ・カーポンブラック　　　　　　　　１５　　／／・シ
リカ（非膨潤性微粒子）１１〃 ・ヨウ化カリウム　　　　　　　　　　３　〃上記組成
の混合物をロールミルで混合しインクを調製した。この
インクを用い、実施例１と同様にして画像を形威したと
ころ地かぶりのある低画質の画像しか得られなかった。

比較例２ 版ロール３上に発熱体であるカーボンシ一トを巻き付け
なかった以外は実施例１と同様にして画像を形成したと
ころ、地かぶりのある低画質の画像しか得られなかった
。

〔発明の効果１ 本発明により、かぶりのない、シャープな画質の画像を
得ることのできる画像形成方法が提供され、コンピュー
タ等の各種機器に接続して用いる記録用周辺機器に適し
た画像形成方法を極めて良好に実施できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインクを用いて画像形成を実施する
装置の一例を示す模式図、第２図は、本発明のインクを
用いた画像形戊装置に使用できる版の一例を示す模式的
斜視図である。 １．インク担持ロール ３：版ロール ４ａ・基材 ４ｂ：パターン ５・プラン胴 ７・被記録体 ９：コーティングロール １１：インクロール １０３、１０４、１０５：電源 ２：インク ４：版 ６：圧胴 ８：インク画像 ｌＯ：インク溜 １２：インクつぼ 第 １ 図 ４６灰 第 ２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）一対の電極間に電圧印加により少なくとも一方の電
   極表面への付着性が低減する粘着インクを挟み、該一対
   の電極間に像様に電圧を印加し、インクを一方の電極か
   ら被記録体へ転写させる工程を有する画像形成方法にお
   いて、該インクとして温度上昇に伴なって粘度が上昇す
   るインクを用い、該インクを昇温した状態で前記電圧を
   印加することを特徴とする画像形成方法。