JPH04250090A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一方が版である一対の
電極、電圧印加に対して付着性が非付着性になるインク
を該一対の電極間に供給するインク供給手段、該一対の
電極間に電圧を印加する電圧印加手段および該版上に付
着したインクを被記録媒体に転写する転写手段を有する
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクを用いた印刷法として、平
版印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法などがある。

【０００３】これらの方法には、版上での画像部と非画
像部のインクのパ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
作を必要とする等の改善すべき点があった。

【０００４】そこで、本出願人は電圧印加に応じてその
付着性が変化するインクを用いて印刷を行う画像形成装
置を先に提案した（特願昭６３−１２６１７号等）。こ
のような画像形成装置は、インクの転写量を通電電荷量
で制御できるので、従来の印刷機のように多数のローラ
ーでインクの量を調整する必要がなく、また印刷工程も
比較的簡易であるため、装置構成も比較的簡単である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した画像形成装置
は、一対の電極の一方を版とし、この一対の電極間にイ
ンクをはさみ、電極間に通電することでインクの転写量
を制御するが、版と対向する電極が通電により徐々にで
はあるが溶解しこの電極と版のインクを介しての接触圧
力が弱まり、その結果通電電荷量が変化したり、版上に
付着するインクの量が変化し、得られる画像にムラがで
きるという欠点があった。

【０００６】本発明の目的は、版と、版に対向する電極
間の接触圧力を常に一定に保つことができる画像形成装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置は
、一対の電極間の接触圧力を所望の圧力に設定する圧力
設定手段を有している。

【０００８】

【作用】本発明によれば、版と、版に対向する電極間の
接触圧力を常に一定値に保つことができるので、通電電
荷量を確実に制御でき、また版上に付着するインクの量
も常に一定であるため良好な画質の画像が得られるよう
になる。

【０００９】版と、版に対向する電極間の接触圧力を常
に一定値に保つためには、まず版と、版に対向する電極
間の接触圧力を検知し、所望の圧力に至っていない場合
は電極同士を互いに近づけ接触圧力を高めるようにして
もよいし、常に所望の接触圧力がかかるようにしてもよ
い。版と、版に対向する電極間の接触圧力を検知する手
段としては、光センサー、金属センサー、圧力センサー
等の公知のセンサーがあり、その圧力を直接測定したり
、または電極の溶解による体積減小量を測定し圧力を求
めてもよい。さらに、測定した接触圧力が所望の圧力に
至っていない場合、版および／または版に対向する電極
に付設されたアクチュエーターによって版と、版に対向
する電極間の接触圧力を常に一定値に保つことができる
。

【００１０】版と、版に対向する電極間の接触圧力は、
用いるインクの種類、粘度等により変わるが、１ｋｇ／
ｃｍ２から１０ｋｇ／ｃｍ２の間で一定に保つのが良好
な画像を得るために好ましい。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例の画像形成装置の
模式図、図２は図１中の版９の斜視図である。

【００１３】ローラー１〜４はインク８の供給手段であ
り、ローラー４は版胴５に装着された版９の導電性基材
９ａと一対の電極をなすように構成されている。

【００１４】ローラー１〜３の表面の材質は特に限定さ
れるものでなく、たとえばステンレス等の金属材質、シ
リコンゴム等のゴム材質、プラスチック材質等が使われ
る。一方の電極を兼ねるローラー４の表面材質は、導電
性を有するものならば特に限定されるものでなく、たと
えばアルミニウム、ステンレス、銅、白金等の導電体や
樹脂、ゴム中にカーボン、Ｎｉ等の粉末を分散させて導
電性をもたせたものが使われるが、中でも白金は通電に
よる溶解量が少ないため耐久性があり好ましい。

【００１５】版９は、図２に示すように、たとえばアル
ミニウム、銅等で表面が形成された導電性基材９ａ上に
絶縁パターン９ｂを形成して構成されている。その形態
は、例えば導電体（金属等）のみを使用した板状のもの
や、ＰＥＴ、ポリイミド等の支持体上にアルミニウム、
銅等の箔をはりつけたり、樹脂中にカーボン、Ｎｉ等の
粉末を分散させたものをぬったりしたもの等が使用でき
る。導電性基材９ａの厚みは導電性材料の材質によって
任意に決められる。導電性基材９ａ上に形成される絶縁
パターン９ｂは、たとえば、従来からある熱転写方式に
用いられるポリマーやワックス等を含む絶縁性インク、
電子写真方式に用いられるトナー等で形成することがで
きる。また、導電性基材９ａ上に重合性ポリマー前駆体
層を形成し、この前駆体層に光および／または熱を加え
て前駆体層に、重合部と未重合部とからなるパターン画
像を形成し、エッチングまたはピールアパート法により
未重合部を取り除いて重合部からなる絶縁パターンを形
成することもできる。また、その他、クレヨン、マジッ
ク、ペンキ等の電気絶縁材料を使用したもの等、電気絶
縁材を塗布できるものであればよい。

【００１６】上述したように、導電性基材９ａ上に絶縁
パターン９ｂが形成された版９が版胴５に装着されてい
る。

【００１７】本実施例の装置を用いた印刷に用いられる
インク８は、印加電圧の極性に応じて付着性が変化する
インクであり、例えば、電圧を印加しない状態で粘着性
があり、電圧が印加されることによって粘着性が消滅す
るインクが挙げられる。このインクは電圧印加による通
電により、インクが電気分解してガスを発生し、粘着性
→非粘着性と付着性が変化する。

【００１８】この場合、インクを元来付着性を有するよ
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。インクが電気分解してガスを発生するように
するためには、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、低い方が良く、体積抵抗を１０
５Ω・ｃｍ　以下にすることが好ましい。体積抵抗が１
０５　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ために高電圧が必要となり、好まし
くない。

【００１９】このインクは、水や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。また
、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、電圧を印加しない状態で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。

【００２０】このインクは、基本的に液体分散媒と無機
あるいは有機の微粒子とで構成される。インク中の微粒
子は、インクの切れを良くし画像の解像度を向上させる
。本発明で制御されるインクは、コロイドゾルの無定形
固体で、流動性においては非ニュートン流動体である。

【００２１】このインクに用いる液体分散媒としては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、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、ポリエチレングリコール（重量平均分子
量、約１００ないし１０００）、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
カルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトー
ル、エチルカルビトールアセテート、ジエチルカルビト
ール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ト
リエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレン
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ド、Ｎ−メチル−２−ピロリド
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、ジメチルスルホキシド、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ド）、２−ニトロプロ
パン、ニトロエタン、γ−ブチロラクトン、プロピレン
カーボネート、１，２，６−ヘキサントリオール、ジプ
ロピレングリコール、ヘキシレングリコール等の単独ま
たは２種以上の混合媒体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ないし９５重
量部、更には６０ないし８５重量部含有するのが好まし
い。

【００２２】更に好ましい液体分散媒としては水、メタ
ノール、エタノール等のアルコ−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等の水酸基を
持つ溶媒、あるいは塩化ナトリウム、塩化カリウム等の
電解質を溶解した溶媒が用いられる。特に、液体分散媒
として水、あるいは水を含有したものを用いると、陰電
極側で水素ガスを発生し易く好ましい。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１００重
量部に対して１重量部以上、更には５重量部以上が好ま
しい。

【００２３】好ましい具体例では、インクの粘度を制御
するために、インク材中に前述した液体分散媒に可溶な
ポリマーをインク材１００重量部に対して１ないし９０
重量部、更には１ないし５０重量部、特に１ないし２０
重量部の割合で含有させることができる。このようなポ
リマーとしては、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、ベクチン、マ
ンナン、デンプン等の植物系ポリマー；キサンタンガム
、デキストリン、サクシノグルカン、カードラン等の微
生物系ポリマー；ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コ
ラーゲン等の動物系ポリマー；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
ース系ポリマー、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ポリマ
ー、アルギン酸プロピレングリコール、アルギン酸塩等
のアルギン酸系ポリマー、その他多糖類系の誘導体等の
半合成ポリマー；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ポ
リマー；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、アルキド樹脂、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキド樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイ
ミド樹脂、シリコン樹脂等の合成ポリマーを単独または
２種以上組合わせて用いることができる。また、シリコ
ングリースのようなグリース類、ポリブデン等の液状ポ
リマーを用いることも可能である。

【００２４】インク中に含有する微粒子としては、金属
（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等）粒子、硫化物（硫化亜鉛ＺｎＳ
、硫化アンチモンＳｂ２　Ｓ３　、硫化カリウムＫ２　
Ｓ、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Ｃｕ２　Ｓ、硫化マンガンＭｎＳ、硫化モリブデ
ンＭｏ２　Ｓ３　等）粒子、ケイ酸（オルトケイ酸Ｈ４
　ＳｉＯ４　、メタケイ酸Ｈ２　ＳｉＯ３　、メソ二ケ
イ酸Ｈ２　Ｓｉ２　Ｏ５　、メソ三ケイ酸Ｈ４　ＳｉＯ
３　、メソ四ケイ酸Ｈ６　Ｓｉ４　Ｏ１１等）粒子、ポ
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、弗化雲母粒子、ポリ
エチレン粒子、モンモリロナイト粒子、弗素樹脂、シリ
カ、弗化炭素、酸化チタン、カーボンブラック、弗化炭
素、電子写真のトナーとして用いられている種々のポリ
マー粒子を用いることもできる。

【００２５】上述の微粒子としては、平均粒子径で１０
０μｍ以下、好ましくは　０．１μｍないし２０μｍ、
中でも１０μｍ以下のものを用いることができ、また、
かかる微粒子は、インク中にインク１００重量部に対し
て１重量部以上、好ましくは３重量部ないし９０重量部
、更に好ましくは５重量部ないし６０重量部で含有する
ことができる。

【００２６】インクの好ましい具体例では、インクの粘
弾性特性を考慮すると、インク中の微粒子としては前述
の液体分散媒を保持できる膨潤性微粒子を用いるのが好
ましい。このような膨潤性微粒子としては、例えば、Ｎ
ａ−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
シックマイカやＬｉ−テニオライト等の弗化雲母、合成
雲母、シリカ等がある。

【００２７】上述の弗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） Ｗ１　〜１／３　（Ｘ，Ｙ）２．５　〜３（Ｚ４　Ｏ１
０）Ｆ２　上記式中、ＷはＮａまたはＬｉ、ＸおよびＹ
はＭｇ２＋、Ｆｅ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ３＋
、Ｌｉ＋　などの６配位イオン、ＺはＡｌ３＋、Ｓｉ４
＋、Ｇｅ４＋、Ｆｅ３＋、Ｂ３＋またはこれらの組合せ
（Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋）等の配位数４のイオンを表わし
ている。

【００２８】膨潤性微粒子の平均粒子径は、１００μｍ
以下、更には１ないし２０μｍ、中でも１０μｍ以下が
好ましい。

【００２９】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
等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ないし４０重量部、更には１ないし２０
重量部が好ましい。また、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。

【００３０】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、界面活性剤等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。

【００３１】上述した構成のインク８をローラー１，２
間に図１のように投入し、ローラー１〜４により、イン
ク８を版９上に供給する。それと同時に、インク８が介
在する版９とローラー４との間に電圧印加手段である電
源１２より電圧を印加する。すると、版９の導電性基材
９ａと接触するインク８の導電性基材９ａに対する付着
性が非付着性に変化することにより、版９の絶縁パター
ン９ｂ上にのみインク画像が形成される。その際の印加
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、交流バイアス電圧を補助的に加えて
もよい。

【００３２】なお、図１では版９側が陰極、ローラー４
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、この逆にしてもよい。

【００３３】次に、版９上のインク画像を版９と圧接し
つつ矢印Ｆ方向に回転する、転写手段である圧胴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を形成する。 場合によっては、版９上のインク画像をブラン胴等の中
間転写体に一度転写してから被記録体７に再転写しても
良い。

【００３４】ここで、画像形成時の通電によってローラ
ー４はアノード溶解により徐々にその径が減小する。こ
の径の減小を検知するセンサー１０がローラー４に近接
して設けられている。さらに、ローラー４の径の減小に
伴なってローラー４と版９との接触圧力も徐々に弱くな
る。そのため、センサー１０で検知した変位量による圧
力減小分だけローラー４を版９側に加圧し所望の接触圧
力に復帰させるアクチュエーター１１が設けられている
。センサー１０とアクチュエーター１１は圧力設定手段
を構成している。 具体例１ 図１に基づく次のような構成の装置を用意した。 ローラー１〜４：３４ｍｍφ、幅８０ｍｍ、ステンレス
製版胴５　　　　　　　　：８０ｍｍφ、幅８０ｍｍ、
ステンレス製の軸にシリコンゴムを貼りつけたもの、ゴ
ム硬度７５度版９　　　　　　　　　　：導電性基材９
ａ　　：銅板、厚さ０．１　ｍｍ絶縁パターン９ｂ：フ
ォトレジストで形成ローラー１，２間ギャップ：　０．
５　ｍｍ　ローラー２，３間　　　　〃　　：　０．１
　ｍｍ　ローラー４はローラー３に当接 ローラー４とローラー５の初期接触圧力は４ｋｇ／ｃｍ
２ローラー１〜５はモータで駆動 インク８としてはグリセリン２００ｇ、リチウムテニオ
ライト（平均粒径２．５　μｍ、ＬｉＭｇ２Ｌｉ（Ｓｉ
４Ｏ１０）Ｆ２　）１４０ｇ、および着色剤としてシア
ン顔料（バイエル社製Ｓｕｐｒａｎｏｌ　Ｃｙａｎｉｎ
ｅ　７８Ｆ）１０ｇをホモジナイザー内で回転数１００
００ｒｐｍ　で３０分間混練した後、水２００ｇを加え
、ロールミルで混合することによって、灰色の無定形固
体ゾルインクを調製した。

【００３５】版９の導電性基材９ａの電気的接続は、版
胴５のステンレス軸（不図示）を介して行った。

【００３６】インク８を図１のように投入した後、ロー
ラー１〜６を矢印Ａ〜Ｆ方向に周速１００ｍｍ／ｓｅｃ
で回転させた。ローラー４上に均一にインク８がコーテ
ィングされたのを目視で確認した後、ローラー４が版９
と当接するようにした。この時、同時に版９の導電性基
材９ａを陰極（アースしてある）にローラー４を陽極に
して３０Ｖの直流電圧を印加した。また、センサー１０
によってローラー４の径の減小量を検知し、ローラー径
の減小による版９への接触圧力減小分をアクチュエータ
ー１１によってローラー４を版９側へ加圧することによ
って補い、常に接触圧力を初期に設定した４ｋｇ／ｃｍ
２に維持した。

【００３７】その結果、インク８は導電性基材９ａの絶
縁パターン上にのみ付着し、シャープなかぶりのない画
質の印刷物が多数枚得られた。これを数回繰り返したが
、同様に多数枚の印刷物が得られた。 具体例２ ローラー４として３４ｍｍφ、幅８０ｍｍのステンレス
製ローラー表面に白金をメッキして用いた。上記以外は
具体例１と同様にして印刷を行なった。具体例１と同様
多数枚の良好な画質の印刷物が得られた。 具体例３ ローラー４として３４ｍｍφ、幅８０ｍｍのシリコンゴ
ム中にカーボン分散の導電性ゴム（明治化成ゴム製）を
用いた。上記以外は具体例１と同様にして印刷を行なっ
た。 具体例１と同様多数枚の良好な画質の印刷物が得られた
。 比較例１ 具体例１においてセンサー１０、アクチュエーター１１
をはずし、ローラー４と版９の初期接触圧力を４ｋｇ／
ｃｍ２と設定しただけで何らローラー４と版９に加圧手
段を設けなかった。

【００３８】具体例１と同様に印刷を行ないシャープな
画質の印刷物が多数枚得られたが、数回繰り返している
中で画像にかぶりが発生した。その原因はローラー４の
アノード溶解により径が減小し、ローラー４の版９への
接触圧力が減小したことによる通電電荷量の変化と版９
上に付着するインク量の変化と思われる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、版と、版
に対向する電極間の接触圧力を所望の圧力に設定する圧
力設定手段を有することにより、該圧力を常に一定に保
つことができるため、通電電荷量を確実に制御でき、ま
た版上に付着するインク量も常に一定にできるため良好
な画質の画像が多数枚印刷できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像形成装置を示す模式図
である。

【図２】図１中版９の斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　　　ローラー ２　　　　　　ローラー ３　　　　　　ローラー ４　　　　　　ローラー（電極） ５　　　　　　版胴 ６　　　　　　圧胴 ７　　　　　　被記録体 ８　　　　　　インク ９　　　　　　版 ９ａ　　　　導電性基材 ９ｂ　　　　絶縁パターン １０　　　　センサー １１　　　　アクチュエーター １２　　　　電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一方が版である一対の電極、電圧印加
   により少なくとも一方の電極に対して付着性が非付着性
   になるインクを該一対の電極間に供給するインク供給手
   段、該一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段、お
   よび該版上に付着したインクを被記録体に転写する転写
   手段を有する画像形成装置において、該一対の電極間の
   接触圧力を所望の圧力に設定する圧力設定手段を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　前記電極間所望の接触圧力が１ｋｇ／
   ｃｍ２　から１０ｋｇ／ｃｍ２　の間である請求項１記
   載の画像形成装置。