JPH0357649A - 画像形成装置 - 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、通電により付着力が変化するインクを用いた
画像形戒装置に関する。

〔従来の技術３ 印刷技術には、平版印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷
法等がある。これらの印刷法では、版を作製するのに複
雑な工程を要し、そのために版が高価になりすぎたり、
版上での画像部と非画像部のインクのバターニングのた
めに、湿し水を必要としたり、また、版表面の樹脂のイ
ンク付着性制御に複雑な操作を必要とするため、これま
での印刷技術をコンピュータ等の記録用周辺機器に適用
するには困難な面が多い。

一方、コンピュータ等の記録用周辺機器とし、て、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、ワイヤドット・プリンタやデイジーホ
イル・プリンタを用いる方法では、前述した印刷技術で
達成している多量印刷にはコスト面等で達していない問
題点がある。

また、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、目詰まりしやすいという欠点が
ある。更に、インク●ジェットに用いるインクは低粘度
であるため、紙にインクが転移した後、にじみ、画像の
ぼけが生じゃすい。

上記問題点を解決するために、本発明者等は、先に版作
製が容易で、しかも低コストで多量印刷を行うことので
きる画像形成方法はを開発した（特願昭６３−１２６１
７号公報及び特願昭６３−１２６１８号公報）。該画像
形成方法は、インクに一対の電極により電圧印加したと
きに、付着性を有するインクが電極に付着しなくなる性
質を利用して所望のパターンを備えた一方の電極を版と
し対向電極との間に特定のインクを供給し、上記一対の
電極間に直流電圧を印加することによって、電極のパタ
ーンに応じた画像を形威させるものである。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、版にインクを供給する過程ではまだ改良
の余地がある。例えば、版に供給するインクを薄層化す
る過程で、余分なインクが各ローラ端部に移動し、ロー
ラ端部から垂れて装置内を汚すことがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、装置内
を汚すことなくインクの薄層化ができ、しかも従来の印
刷技術における耐刷性と同等レベルの耐刷性を維持しつ
つ、同時にコンピューター等の記録用周辺機器に適用可
能な画像形成装置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〕

上記課題を解決するために鋭意検討した結果、インク画
像を形成する版と、前記版にインクを供給する少なくと
も一対の導電部材と、前記一対の導電部材間に電圧を印
加する電源とを少なくとも有し、前記導電部材に電圧印
加により前記インクが版に供給される方向と反対方向に
移動する手段を設けたことを特徴とする画像形戒装置を
完成したものである。

本発明の画像形成装置について、図面を参照して説明す
る。

第２図において、インク担持ロール１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ｌはアルミ
ニウム、銅、ステンレスなどの導電体で形成するのが好
ましい。インク担持ロール１の表面（円筒面上）には、
導電性のシリコンゴムがコーテイングされている。また
、上記材料から成るインク担持ロールｌの表面は、平滑
面であってもよいが、インク２の搬送性、担持性をより
高める点化らは、適度に粗面化（例えば粗面度Ｉｓ程度
に）されている方が好ましい。インク担持ロールｌは直
流電源ｌ１の一端に接続されている。

図中１５．１６はインク薄層ローラである。これらのロ
ーラ１５，１６はコーティングローラ９から供給された
インク担持ローラｌに搬送する間に、２〜３μｍの厚さ
に薄層化する。これらの方法は従来から印刷機の中で使
用されているため詳細な説明は省略する。

更に、本発明の特徴は、上記担持ロールｌ及び薄層ロー
ラ１５，１６の両端部分（画像外）に第１図のごとく円
周に沿って電極１９を設け、、これらの電極ｌ９に印加
する電圧は本発明のインクが順次、インク担持ローラ１
からコーティングローラ９へ移動するように印加したこ
とにある。第１図は説明を容易にするため、上記各ロー
ラを一列に並べて、ローラ長方向を模式図的に表示した
。

コーティングローラ９上に戻ってきたインクは、インク
溜りｌＯの両端に設けられたサイドダム（図中１７．　
　１８）によってインク溜り１０に回収される。

また薄層ローラ１５，　　１６両端部の電極ｌ９への電
圧印加は、薄層ローラ１５，　　１６のローラ軸と該電
極間を導通させ、この薄層ローラ軸に電圧を印加するよ
うにしてある。

これらはインク薄層時に余剰となったインクが各ローラ
両端部に移動、蓄積してローラ両端部から垂れたり、機
内を汚すなどの現象を引き起こすため、これを防止する
ために行うものである。

インク担持ロール１表面へのインクの供給は、矢印Ｅ方
向に回転するコーティングロール９によりイ・ンク溜り
ＩＯのインクを薄層ロール１５．　　１６の表面に順次
付着させることによっておこなわれる。

薄層ロール１５．　　１６の表面材質は、前述した両端
部の電極以外は従来から使用されている材質でよい。イ
ンク担持ロールｌの表面上の導電性コーティング部材に
は、版ロール４に巻かれた版５が接している。

版ロール４はインク担持ロール１とは逆に矢印Ｂ方向に
回転している。版５は金属などの導電性部材からなる基
材ｌ２上に絶縁材料からなる所望の非導電パターンｌ３
が設けられている。基材１２の材料としては、その表面
がアルミニウム、銅、ステンレス、白金、金、クロム、
ニッケル、りん青銅、炭素などの金属または導電ポリマ
ー、または各種ポリマー中に金属フイラーを分散させた
ものが用いられる。非導電パターン１３の材料としては
、熱転写記録材料、電子写真のトナー像、ビニル系ポリ
マーおよびほかの天然、合或ボリマーが用いられる。

こうして版５とインク担持ロールｌとの間に電源１ｌに
より電圧を印加することにより、版の導電部分と接触す
るインクの付着性が変化し、その付着性の差により版５
上にインクをパターン状に付着させて、インク像を形成
する。電源１１の電圧は実用的には３〜ｔｏｏｖ，好ま
しくは５〜８０Ｖの直流電圧である。１　０　Ｈ　ｚ　
＝　ｌ　Ｏ　Ｏ　Ｋ　Ｈ　ｚの交流バイアス電圧（１０
ｖ〜ＩＯＯＶ）を更に印加することによって、画質を一
層シャープにすることができる。

薄層ローラ１５，１６への電圧印加も薄層ローラｌ６へ
は、インク担持ローラ１よりも十側、さらに、薄層ロー
ラ１５の電圧印加は薄層ローラ１６の電圧よりも十側、
コーティングローラ９は薄層ローラ１５より十側となる
よう設定される。

第２図では、版５側が陰極、インク担持ロールｌ側が陽
極となっているが、使用するインクの性状によって版５
側を陽極、ロールｌ側を陰極としてもかまわない。当然
それに伴って、薄層ローラ１５，■６両端部の電極陰性
は逆極性になることは言うまでもない。

電源１１による電圧は、具体的には版ロール４およびイ
ンク担持ロールｌのそれぞれの回転軸間に印加すればよ
い。

次に、版Ｓ上のインク画像を、版５と圧接しつつ矢印Ｃ
方向に回転するプラン胴６に転写し、更にプラン胴６上
のインク画像１４を、プラン胴６と圧接しつつ矢印Ｄ方
向に回転する圧胴７の間を通過する被記録体８（紙、布
、金属シートなど）上に転写して、被記録体８上に上記
インク画像１４に対応する画像を形戊する。場合によっ
てはプラン胴６を設けずに、版５上のインク画像を直接
被記録体８上に転写しても構わないがプラン胴６を設け
ると、プラン胴６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を被記録体
上に得ることができる。

以上のほか、版として、基体上に形威された絶縁膜を、
放電破壊によりエッチングして導電パターンを形威する
もの、銀化合物を含む絶縁層の塗布された基体を用い、
銀粒子を析出させることにより導電パターンを形成する
ものなどがある。

本発明に使用されるインクは、一対の導電性部材の間に
電圧を印加することにより、その付着性が変化するもの
である。つまり、本発明に使用されるインクは電圧印加
しない状態でインクに付着性があり、電圧が印加される
ことにより付着性が消滅するものである。

上記のように電圧印加によってインクの付着性が変化す
るメカニズムについては、次のように考えられる。

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。

インクを当初から付着性を有するように調整して、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１０’Ω・ａｍ以下にすることが好ましい。１０’
Ω・ｃｍ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。

本発明のインクとしては、水やアルコールのような低粘
性の液体では凝集力が弱く、好適な付着力が得られない
。本発明では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２　ｍ　ｍの厚さでインクを付着させ
たときに、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このましい。さらに、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き離したときに、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。

上記のようなインクは、基本的に上記の付着力を有する
液体分散媒で構成されるが、更にインク中に微粒子を含
有して、インクの切れをよくし、画像の解像度を向上さ
せるようにしてもかまわない。

本発明に使用されるインクはコロイドゾル無定形固体で
、流動性においては非ニュートン流動体である。

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
。液体分散媒としては、水；メタノール、エタノールな
どのアルコール類；グリセリン、エチレングリコール、
プロピレングリコールなどの水酸基を持つ溶媒；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。

水と他の液体分散媒とを混合する場合、水の含有量はイ
ンクに対してｌ重量％以上、好ましくは５重量％以上で
ある。

膨潤性微粒子としては、例えば、Ｎａ−モンモリ口ナイ
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−ヘクライト、Ｎａ−
テニオライト、Ｎａ−テトラシリシツクマイ力、Ｌｉ−
テニオライトなどのフッ化雲母、合戊雲母、シリカなど
がある。

上述のフツ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） Ｗｎ＋　（ｘ，　　ｙ）　ｎ２　（ｚ４０１０）　Ｆ２
式中、ＷはＮａまたはＬｉ，　ＸおよびＹはＭｇ２−Ｆ
ｅ”，　Ｎｉ”，　Ｍｎ”，　Ａｊ７２＋Ｆｅ”　　Ｌ
＋＋などの６配位イオン、ＺはＡｆ”　　Ｓｉ”　　Ｇ
ｅ”　　Ｆｅ”　　Ｂ”またはこれらの組合わせ（Ａｌ
３＋／Ｓｉ４＋）などの配位数４の陽イオンを、ｎｌは
１−１／３、ｎ２は２．５〜３を表わす。膨潤性微粒子
の平均粒子径は、乾燥状態で７５μｍ以下、好ましくは
０．８〜ｌ５μｍ，特に好ましくは８μｍ以下である。

また、インクには必要に応じてカーポンブラックなどの
一般に印刷・記録の分野で用いられる染料や顔料などの
着色剤を含有することができる。インクに着色剤を含有
する場合、着色剤の含有量はインクに対して、Ｏ．１〜
４０重量％、好ましくは１〜２０重量％である。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。

〔実施例１〕 グリセリン２５０ｇ，水２５０ｇ，カーポンブラック（
顔料）（米国キャボット社製、「スターリングＳＲＪ）
５０ｇとをアトライターで４時間混合した。この混合物
にリチウムテニオライト２５０ｇを添加し、ニダで２時
間混合しインクを得た。

上記により作られたインクを用いて第２図に示す印刷装
置により印刷を行った。

インク担持ロール１として、直径３　０　ｍ　ｍのステ
ンレス製円筒状ロールを用い、このインク担持ロールｌ
の表面両端部を第１図に示したごとく約１０ｍｍの幅で
電極ｌ９を設け、インク担持ロール１の該電極ｌ９を除
く表面全体にわたって、導電性シリコーンゴムを厚さ約
２　ｍ　ｍでコーティングした。この導電性シリコーン
ゴムは日東電工■製、ＮＶＲ−８８ＡＢを使用し、体積
抵抗は約×ｌ０２Ω・ｃｍである。両端１０ｍｍの電極
１９表面を白金メッキしてある。

同様に、薄層ローラ１５，　　１６、コーティングロー
ラ９は前記インク担持ローラｌの構戊と同様、両端部１
　０　ｍ　ｍの表面白金メッキされた電極ｌ９を設け、
中央部は厚み約２ｍｍのフッ素樹脂をコーティングした
。

尚、前記インク担持ローラ、薄層ローラ１５，　　１６
、コーティングローラ９の電極１９部分は、第１図に示
したように、中央部分の直径より約０　．　１　ｍ　ｍ
細くしている。これはローラの接触で電圧印加によるリ
ークを防止するためである。

また版ロール４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、この版ロール４
上に、銅基材上にホトレジス１・によって非導電パター
ンｌ３を形成した版５を巻き付けた。

インク担持ロールｌとコーティングロール９との間に、
前述したインクを投入した。インク担持ロール１を５ｍ
ｍ／ｓｅｅの周速で矢印Ａ方向に回転させ、版ロール４
は矢印Ｂ方向に同速度で回転させた。

版ロール４を本体グランドアース、インク担持ロール１
を陽極として電源１１から＋３０Ｖの電圧を印加し、ま
た薄層ロールｌ６には＋６０Ｖ，薄層ローラｌ５には＋
９０Ｖ、コーティングローラ９には＋１２０Ｖの電圧を
同じ電源ｌ１から印加する。

以上の構成により、イーンク担持ローラ１の中央部では
版５の非導電パターンｌ３上にインクを付着させ、さら
に、版ロール４と圧接しつつ矢印Ｃ方向に回転する胴６
上にインクを転写し、ブラン胴６と圧接しつつ矢印Ｄ方
向に回転する圧胴７の間を通過する被記録体上にインク
を転写することにより被記録体上にインク画像ｌ４が形
成された。

一方、インク担持ローラ１、薄層ローラ１５，　　１６
、コーティングローラ９の両端部ではインク薄層化によ
って余剰となり、両端部に移動してきたインクは電極部
での電圧印加により、それぞれのローラ間でインクがコ
ーティングローラ９方向（上流方向）に移動し、最終的
にインク溜り１０に回収された。

もちろん、薄層ローラ１５，１６及びコーティングロー
ラ９の中央部は前述したように絶縁体がコーティングさ
れているため上記インクの移動は発生しない。

このローラ両端部の電圧印加は常時する必要はなく、イ
ンク量に合わせて一定の間隔で行ってもよい。

〔実施例２〕 第３図に示すインク担持ロールｌ１薄層ローラ１５，ｌ
６、コーティングローラ９を用いて画像形成を行った。

本実施例では各ロールの両端部電極幅は図示したごとく
、上流側に行くに従って、幅が広くなっている。実施例
では２　ｍ　ｍごとに広くしている。これは上流に行く
にしたがって回収インクの量が増えるのを考慮したため
である。

インクは実施例１と同じインクを使用した。またインク
担持ロールｌ上にコーティングする導電性シリコンゴム
は先の実施例と同様、日東電工■製ＮＶＲ−８８ＡＢを
使用している。この導電性コーティングはシリコーンゴ
ムに限定するものではなく、例えばフッ素系の導電性樹
脂であっても十分実用に耐える。

以下実施例１と同様にして画像形或を行ったところ、高
画質のインク画像が被記録体上に形成された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の印刷技術における耐刷性と同等
レベルで、メンテナンスが簡易な印刷機により高品質の
印刷物を多数枚複製することが可能となる。

さらに詳しくは、本発明のインク担持ロールを用いるこ
とにより、版−インクの密着性を維持しつつ、各ロール
両端部に移動してきた余剰インクを前記通電特性を利用
してインク溜りへ回収でき、簡単な構成で高信頼性の印
刷機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用するインク担持ロール及び薄層ロ
ールの例を示す平面図、 第２図は本発明の装置の一例を示す側面図、第３図は本
発明で使用するインク担持ロール及び薄層ロールの他の
例を示す平面図である。 ｌ・・・インク担持ロール　　２・・・ロール４・・・
版ロール　　　　　５・・・版６・・・プラン胴　　　
　　７・・・圧胴８・・・被記録体　　　　　　９・・
・コーティングロール１０・・・インク溜り　　　　１
ｌ・・・直流電源ｌ２・・・基材　　　　　　　ｌ３・
・・非導電パターン１４・・・インク画像　　　　ｌ５
・・・薄層ローラｌ６・・・薄層ローラ　　　　ｌ７・
・・サイドダム１８・・・サイドダム、　　　ｌ９・・
・電極１Ｖ イ召

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク画像を形成する版と、前記版にインクを供
   給する少なくとも一対の導電部材と、前記一対の導電部
   材間に電圧を印加する電源とを少なくとも有し、前記導
   電部材に電圧印加により前記インクが版に供給される方
   向と反対方向に移動する手段を設けたことを特徴とする
   画像形成装置。
2. （２）前記インクを移動する前記手段が、ローラー形状
   の前記導電部材の両端に設けられた電極である請求項１
   記載の画像形成装置。