JPH04290781A - 画像記録装置 - 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、印加電圧の極性に応じ
て付着性が変化するインクを、インキング部材と版の間
に供給し、一対の電極間に電圧を印加することによって
該版の像様パターン上に前記インクを塗布し、被記録体
に転写する画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷技術には、平版印刷法、凸版印刷法
やグラビア印刷法などがある。これらの方法には、版を
作成するのに複雑な工程を有することにより版が高価に
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な
どの欠点があり、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。

【０００３】一方、コンピュータ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・プリンタが知られているが、これらは、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劣って
いる。

【０００４】また、インクジェット・プリンタは消耗品
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、目詰りし
やすいという欠点がある。さらに、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、にじみや画像のぼけが生じやすい。

【０００５】以上の欠点を解決するために、本発明者等
は先に、コンピュータ等の記録用周辺機器にも適用可能
で、低コスト多量印刷のできる、版作製の容易な画像記
録装置を開発した（特開平１−１８８３８４号、特開平
１−３１６２８８号公報参照）。

【０００６】これらの画像記録装置は、インクに一対の
電極によって電圧を印加したときに、付着性を有するイ
ンクが電極に付着しなくなったり、あるいは付着性のな
いインクが電極に付着するようになったりする性質を利
用して、所望の像様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成させるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画像記
録装置では、印刷画像のニジミやボケをできるだけ少な
くして解像度の高いシャープな画像を得るために、イン
キングの際に、版上のインク層厚を数ミクロン程度に薄
層化する目的で、像様パターンを備えた一方の電極であ
る版と、もう一方の電極であるインキング部材との間を
ほとんど接触するかしないか位に近接させていたため、
前記電極間でリークが発生しやすいという欠点があった
。

【０００８】本発明の目的は、従来の印刷技術と同等の
耐刷性を有しながら、コンピュータ等の記録用周辺機器
にも適用可能な、電極間リークのない通電による画像記
録装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像記録装置は
、インキング部材の表面に、多数の電極と、これら電極
を互いに絶縁する絶縁部材が配設され、これら絶縁部材
間の間隙は版基材が前記インキング部材に接触しても前
記電極から前記版基材を経て前記電極に至るルートでリ
ークが発生しないように定められ、そして前記電極間に
電圧が印加される。

【００１０】

【作用】本発明は、従来の画像記録装置のように、イン
キング部材と版との間に電圧を印加するのではなく、絶
縁性部材によって分離された、インキング部材上の多数
の電極間に電圧を印加するものである。

【００１１】インキング部材上の電極に電圧を印加する
と、電流は、電極→インク→版基材→インク→電極と流
れて、版基材上にインク中の水の電気分解によりガスが
発生し、版の導電部分と接触するインクの付着性が変化
、その付着性の差により版上にインクがパターン状に付
着し、インク像が形成される。

【００１２】

【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。

【００１３】図１は本発明の一実施例の画像記録装置の
模式断面図、図２は図１中のインク担持ロール１と版４
の接触状態を示す図、図３は図１の装置におけるインク
担持ロール１の１例を示す図、図４は図１の装置におけ
るインク担持ロール１の他の例を示す図である。

【００１４】本実施例の画像記録装置は、インク担持ロ
ール１、版胴３、版４、ブラン胴５、圧胴６、コーティ
ングロール９、電源１１、その他不図示の部材で構成さ
れている。

【００１５】インキング部材であるインク担持ロール１
は円筒形状を有し矢印Ａ方向へ回転する部材である。こ
のインク担持ロール１は芯金をアルミニウム、胴、ステ
ンレス、などの導電体で形成し、その上に絶縁性部材で
あるシリコンゴム等の弾性体で構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、図１に示
すように、多数の電極１ａが上記シリコンゴムで絶縁し
て配置してある。また、インク担持ロール１の１例とし
て、図３に示すように、円筒形状のロールに周方向に電
極１ａが配列されているものを用いた。上記材料から成
るインク担持ロール１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からは
、適度に粗面化（例えば粗面度１Ｓ程度に）されている
方が好ましい。インク担持ロール１上の電極１ａは、イ
ンク担持ロール１の両端部の導電部１ｃを介して図３に
示すように、両端部に接触しているシュー１２により直
流電源１１の出力側に接続されている。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１０のインクをイン
ク担持ロール１の表面に付着させることによっておこな
われる。インク担持ロール１の表面上の電極１ａ、及び
絶縁性部材１ｂには、版胴３に巻かれた版４が接してい
る。図２に示すように、インク担持ロール１と版胴３が
、あるニップ幅をもって接触しても、インク担持ロール
１上のとなり合った電極１ａは互いにショートしない間
隔に配列してある。

【００１６】本実施例ではコーティングロール９とイン
ク担持ロール１の間のギャップでインク２を一定の厚さ
に薄層化しているが、コーティングロール９から供給さ
れたインク２をインク担持ロール１に搬送する間に、２
〜３μｍの厚さに薄層化する目的で、この２つのロール
の間に数本のインク薄層ロールを入れてもよい。版胴３
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４は、金属などの導電性材料からなる基材上に絶
縁材料からなる所望の絶縁性パターンが設けられている
。基材の材料としては、その表面がアルミニウム、胴、
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
ー中に金属フィラーを分散させたものが用いられる。絶
縁性パターン材料としては、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、合成
ポリマーが用いられる。

【００１７】次に、本実施例の動作について説明する。 図１の矢印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１０のインク２がインク担持ロール１の表
面上に均一の厚みで塗布される。

【００１８】本実施例のインク担持ロール１は、図３に
示すように、周方向に多数の電極１ａが設けられ、これ
らの電極１ａの間隔は、図２に示すように、インク担持
ロール１が版胴３と接触しても版４上の導電性基材とリ
ークしないように設定されているので、電源１１によっ
てとなり合う一対の電極間に電圧が印加されると、電流
の一部が電極ａからインク２へ、インク２から印刷版４
上の導電性基材へ、導電性基材からインクへ、そしても
う一方の電極ａへと流れることによって、版４上の導電
性基材上にはインク中の水の電気分解によって発生した
ガスが付着してインクが非付着性となるから、版４上の
絶縁性の像様パターン上にのみインキングが行なわれる
。

【００１９】本実施例においては、版とインキング部材
の断面形状が円であったが、版あるいはインキング部材
の一方または双方の断面形状が円以外の曲面などでもよ
い。電源１１の電圧は実用的には３〜１００Ｖ、好まし
くは５〜８０Ｖの直流電圧である。１０Ｈｚ〜１００ｋ
Ｈｚ　の交流バイアス電圧（１０Ｖ〜１００Ｖ）をさら
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。電源１１による電圧印加は、具体的にはイ
ンク担持ロール１の両端部に設けられたロール全周にわ
たる導電部１ｃに接触しているシュー１２を介して行な
えばよい。版４上の導電性基材は、装置本体から絶縁さ
れたフロート状態になっている。

【００２０】次に、版４上のインク画像を、版４と圧接
しつつ矢印Ｃ方向に回転するブラン胴５に転写し、さら
にブラン胴５上のインク画像８を、ブラン胴５と圧接し
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８に対応する画像を形成する。 場合によってはブラン胴５を設けずに、版４上のインク
画像を直接被記録体７上に転写しても構わないが、ブラ
ン胴５を設けると、ブラン胴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、版と同じパターンーの
画像（ポジ画像）を被記録体上に得ることができる。

【００２１】以上のほか、版として、基体上に形成され
た絶縁膜を、放電破壊によりエッチングして導電パター
ンを形成するもの、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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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１０５　Ωｃｍ以下にすることが好ま
しい。１０５　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。

【００２６】本発明のインクとしては、電圧印加しない
状態で付着性を有する、あるいは付着性を有さないイン
クの両方が選択できるが、画像濃度の点から考えると、
バルク移動（インク層の厚み方向のほぼ全部が転写する
こと）するインクが濃度が均一となり好ましい。また、
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２ｍｍ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２ｍ
ｍ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。

【００２７】上記のようなインクは、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。インク
中に含有される微粒子は、インクの切れをよくし、画像
の解像度を向上させるために含まれる。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。

【００２８】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。

【００２９】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
、好ましくは５重量部以上である。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】一般式（１） Ｗｎ１（Ｘ，Ｙ）ｎ２（Ｚ４　Ｏ１０）Ｆ２式中、Ｗは
ＮａまたはＬｉ、ＸおよびＹはＭｇ２＋，Ｆｅ２＋，Ｎ
ｉ２＋，Ｍｎ２＋，Ａｌ３＋，Ｆｅ３＋，Ｌｉ＋　など
の６配位イオン、ＺはＡｌ３＋，Ｓｉ４＋，Ｇｅ３＋，
Ｆｅ３＋，Ｂ３＋またはこれらの組合わせ（Ａｌ３＋／
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
〜１５μｍ、特に好ましくは８μｍ以下である。

【００３３】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。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。 （試作例１）グリセリン２５０ｇ、水２５０ｇ、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ＳＲ」）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
、ニーダで２時間混合し、インクを得た。

【００３４】上記により獲られたインクを用いて図１に
示す印刷装置により印刷を行った。

【００３５】インク担持ロール１として、直径３０ｍｍ
の円筒状ロールを用い、このインク担持ロール１の表面
部を図３に示したごとく３ｍｍの幅で電極を、同様に約
３ｍｍの幅で絶縁部を設け、インク担持ロール１の該電
極を除く表面、及び内部全体にわたって、シリコンゴム
で構成した。このシリコーンゴムは一般に使用されてい
るものでよく、実施例では信越化学（株）のＫＥ７８５
−Ｕを使用し、体積抵抗は約×１０１５Ωｃｍである。

【００３６】絶縁部材の間隔が３ｍｍとなった理由は、
インク担持ロール１と版４とのニップ幅がほぼこの程度
であり、両者がインクを介せず接触しても、となり合う
電極が版４の導電性基材を介してショートしない幅であ
るからである。

【００３７】また版胴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、表面を
絶縁部材により絶縁した後、この版胴３上に、銅基材上
にホトレジストによって絶縁性パターンを形成した版４
を巻き付けた。インク担持ロール１とコーティングロー
ル９との間に、前述したインクを投入した。インク担持
ロール１を５ｍｍ／ｓｅｃの周速で矢印Ａ方向に回転さ
せ、版胴３を矢印Ｂ方向に同速度で回転させた。

【００３８】次に、インク担持ロール１上の電極それぞ
れに電源１１から３０Ｖ、及び０Ｖの電圧を印加して、
版４の絶縁性パターン上にインクを付着させ、さらに、
版胴３と圧接しつつ矢印Ｃ方向に回転するブラン胴５上
にインクを転写し、ブラン胴５と圧接しつつ矢印Ｄ方向
に回転する圧胴６の間を通過する被記録体７上にインク
を転写することにより被記録体７上にインク画像８が形
成された。 （試作例２）図４に示すインク担持ロール１を用いて画
像形成を行った。本実施例ではインク担持ロール１表面
の電極部形状は図示したごとく、ドット様状の形状とな
っている。ドット幅、及び絶縁部の幅は試作例１と同様
約３ｍｍである。図中斜線部のドットはロール内部で接
続されており、一方のドットも同様にすべて接続され、
先の試作例１と同様ロール両端部のシュー１２を介して
電圧を印加する。

【００３９】インクは試作例１と同じインクを使用した
。またインク担持ロール１を構成するシリコンゴムは先
の試作例１と同様、信越化学工業（株）ＫＥ７８５−Ｕ
を使用している。このゴムはシリコンゴムに限定するも
のではなく、安価のゴムであっても十分実用に耐える。

【００４０】以下試作例１と同様にして画像形成を行っ
たところ、高画質のインク画像が被記録体７上に形成さ
れた。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、インキン
グ部材と版との間に電圧を印加するのではなく、絶縁性
部材によって分離された、インキング部材表面の複数の
電極間に電圧を印加することにより、解像度を上げる目
的でインキング部材と版とを接触させてもリークが発生
しないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像記録装置の模式断面図
である。

【図２】図１中のインク担持ロール１と版４の接触状態
を示す図である。

【図３】図１の装置におけるインク担持ロール１の１例
を示す図である。

【図４】図１の装置におけるインク担持ロール１の他の
例を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　インク担持ロール １ａ　　電極 １ｂ　　絶縁性部材 １ｃ　　導電部 ２　　　　インク ３　　　　版胴 ４　　　　版 ５　　　　ブラン胴 ６　　　　圧胴 ７　　　　被記録体 ８　　　　インク画像 ９　　　　コーティングロール １０　　インク溜 １１　　電源 １２　　シュー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　印加電圧の極性に応じて付着性が変化
   するインクを、インキング部材と版の間に供給し、一対
   の電極間に電圧を印加することによって該版の像様パタ
   ーン上に前記インクを塗布し、被記録体に転写する画像
   記録装置において、前記インキング部材の表面に、多数
   の電極と、これら電極を互いに絶縁する絶縁部材が配設
   され、これら絶縁部材間の間隙は版基材が前記インキン
   グ部材に接触しても前記電極から前記版基材を経て前記
   電極に至るルートでリークが発生しないように定められ
   、そして前記電極間に電圧が印加されることを特徴とす
   る画像記録装置。
2. 【請求項２】　　前記インキング部材がロール形状であ
   り、前記電極が前記インキング部材の外周面上に周方向
   に配列されている請求項１記載の画像記録装置。
3. 【請求項３】　　となり合った電極間に電圧が印加され
   る請求項１または請求項２記載の画像記録装置。
4. 【請求項４】　　前記版が、導電性基材上に絶縁性の像
   様パターンを有する請求項１または請求項２記載の画像
   記録装置。