JPH0452177A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電圧印加により付着性が変化するインクを用
いた印刷を行なうための画像形成装置に関する。

［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。

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クーニングの為に湿し水を必要
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。

そこで、電圧印加に応じてその付着性が変化するインク
が提案された（特開昭６３−７１３５９号公報等参照）
。このようなインクに対して所望のパターン状に電圧を
印加し、そのパターンに応じた付着転写を行なう画像形
成法は、製版が比較的容易であり、また印刷工程も比較
的簡易である。更に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でイ
ンクの量を調整する必要がない。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のインクはこのような画期的な利点
をもつ反面、電圧を印加するための一対の導電性部材が
互いに直接接触してしまうと、電流がリークし、この部
分に過大な電流が流れ、前記導電性部材の劣化、破損や
、火煙を生じて爆発の原因になったり、画像品位を低下
させる等の問題点を有している。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成されたもので
あり、電流リークを未然に防止し高画質の画像が安定し
て得られる画像形成装置を提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、一方に画像パターンが設けられている一対の
電極、該電極間に印加電圧に応じて付着性が変化するイ
ンクを供給する手段（インク供給手段）、及び前記電極
間に電圧を印加して前記画像パターンか設けられている
電極上にインクを付着させインク画像を形成する電圧印
加手段（インク付着手段）、を少なくとも有してなる画
像形成装置において、前記一対の電極か互いに接触する
ことによる電流リークを検知する検知手段を存している
ことを特徴とする前記画像形成装置である。

本発明によりば、一対の電極間で起る電流リークに起因
する電極（導電性部材）の劣化、破損ざらに火煙等の発
生を防止すると同時に、画像品質の劣化を防止すること
かてきる。

すなわち、本発明者らは電圧印加に応じてその付着性か
変化するインクを用いた画像形成装置において、一対の
４電性部材の部分的な接触により生しる電流のリークが
、前記導電性部材か劣化、破損、さらには火煙を生しる
という危険性を誘発すると共に、画像品位を低下させえ
る原因となっていることを見出し、本発明に至ったもの
である。因に、この電流リークによる大量の電流の流れ
は時にはＩＯＡ以上に達するものである。

次に、本発明の画像形成装置に係る画像形成のメカニズ
ムについて説明する。

本発明の画像形成装置は、第１図の模式構成図例に示す
ように、所望のパターンを備えた一対の導電性部材であ
る電極４（版）と対向電極１（インク担持ロール）との
間に供給されている特定のインク２の特性、すなわち上
記一対の電極間に電源１０３により直流電圧を印加した
ときに、電極４のパターンに応じてその付着性が変化す
る特性を利用したものであり、インク２は対向電極１か
ら電極４上へ転写され、最終的に被記録体７上へ転写さ
れ画像を形成する。

本発明の装置に付することのできるインクは後述するが
、次の性質を有するものである。即ち、電圧印加しない
状態でインクに粘着性かあり、電圧か印加されることに
よって、粘着性が消滅する性質である。このインクを用
いることによって、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。

この様な性質を呈するインクのメカニズムについては以
下に述べるものが考えられる。即ち、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、粘着性
が変化することによる。つまりインクをもともと粘着性
を有するように調整して、電圧印加により片側の電極近
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ればよい。

インクの電気抵抗は、低い方が良く、体積抵抗を１０’
Ω・ｃｒｎ以下にすることが好ましい。体積抵抗が１０
２Ω・ｃｍを越えると通電量が低下し、あるいは通電量
の低下を防ぐ為に高電圧が必要となる。また、版からの
インクの転写は、電圧印加により付着→非付着に変化す
るインクにおいてインク層の電圧の印加された部分につ
いては、厚み方向のほぼ全部が移動（バルク移動と称す
。）し、また電圧の印加されなかった部分については、
各電極の各界面での接着力及びインクの凝集力の関係か
らインクの表面層の一部又は全部が転写したりするもの
と考えられる。

次に、本発明の画像形成装置について説明する。

本発明の画像形成装置の一例を第１図の模式構成図に示
す。すなわち、本図に示す装置は、コーティングロール
９、インク担持ロール１からなるインク供給手段、イン
ク担持ロール１と画像パターンが設けられている版４で
構成する一対の電極、版４を装着する版ロール３、及び
直流電源１０３から成るインク付着手段、検知部１７か
ら成る電流リーク検知手段、及び制御部１６、直流電源
１０３からなるリーク防止手段を備えている。ここで電
流リーク防止手段は必須でなく、電流リーク検知の信号
を受けて手動で対処してもよい。

第１図において、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。ロール１は、アルミ
ニウム、銅、ステンレスなどの導電体が用いられる。イ
ンク担持ロール１の表面上には矢印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。インク担持ロール１は直流型ａ１
０３の一端に接続されている。

インク担持ロール１の表面上のインク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、金属等の導電性材料からなる基材
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。

基材４ａの材料としては、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、導電ポリマーあるい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。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）、
電子写真トナー、ビニル系ポリマー及び天然あるいは合
成のポ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２の付着性が変化して、その付着性の差による
版上にインク２をパターン状に付着させて、インク画像
を形成する。

電源１０３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（ｌ０Ｈｚ　
〜１００　ＫＨｚ）の交流バイアス電圧（１０■〜１０
０　Ｖ）を更に印加するこによって、画質を一部シャー
プにすることがてきる。

第１図では、版４側が陰極、インク担持ロール１側か陽
極となっているが、使用するインクの性状によって版４
側を陽極、ロール１側を陰極としてもかまわない。

電源１０３による電圧は、具体的には版ロール３及びイ
ンク担持ロール１のそれぞれの回転軸間に印加するとよ
い。

さらに、版として導電性材料からなる基材上に、放電破
壊により像様の導電パターンか形成された絶縁膜を有す
るものも使用できる。更に導電材料からなる基材上に、
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。

また版の形状は平面に限定されず、ロール状、曲面状、
多角形状としても差し支えない。

次に、一対の電極の局部的な接触による電流のリークを
検知する検知手段について、第１図に示す装置をもとに
説明する。

第１図において電流リーク検知手段として、インク担持
ロール１と版ロール３との間には、直流電源１０３の他
に電流を検知するための検知部１７が接続されており、
又電流リーク防止手段として、検知部１７で検知された
電流値にもとづいて、電圧印加のＯＮ、ＯＦＦを制御す
ることができよう構成されている。この構成は電気的に
容易に構築することができる。この装置において上記構
成がないと、インク担持ロール１と版ロール３に巻き付
けられた版４が部分的にインクを介さず、直接接触して
しまった場合、その部分に過大な電流か流れる。この状
態て画像形成を行なうと、インク２に電流かほとんと供
給されなくなるため、付着性の制御かてきなくなり更に
、インク担持ロール１の材質か局部的に変質、劣化した
り版４との間に火煙を生じて爆発の原因になるなどの重
大な問題を引き起こしえる。この様なことを防止するに
はまず完治検知手段を設ける必要かある。

電流リークの検知は、まず、インク担持ロール１と版ロ
ール３を結ふ検知部１７によって、リークにより発生す
る通常より過大の電流を検知する。この信号を、制御部
１６へ送信し、直流電源１７をＯＮＮ懲悪らＯＦＦ状態
へ切り換え、電流リークに伴なう前述の如き問題を未然
に防〈ことかできる。この構成によりば電圧印加手段と
電流リーク検知手段及び電流リーク防止手段を一体化す
ることかできるので新たに検知用の端子、セッティンク
等か不要となり装置を複雑化することなく有効な電流リ
ーク防止を実現てきる。具体的には、電流リーク検知手
段としては電流計（１５Ａ度）、抵抗によって電圧をよ
みとり信号出力する方法等、又制御部としてはリレー、
コンパレート回路等を用いることかできる。

また、検知部１７からリーク電流発生の信号を受けた制
御部１６によって、電源のＯＦＦ以外の手段を講しるこ
とも可能である。

、例えば、インク担持ロール１と版４を離すことによっ
ても、電流をしゃ断することがてきる。また電流のしゃ
断と同時にローラーの駆動を解除したり、リーク発生を
告知するための警報を鳴らすことも可能となる。これら
機能は公知技術により電流リーク検知信号と必要な手段
を電気的に接続することによって構成てきる。又、電流
リーク検知手段を電圧印加手段と一体化させずに別途設
けてもよい。また、電流に微分回路をかけて、リークに
よる突出電流を検出することもてきる。

次に、本発明の装置に好適に付することのできる印加電
圧に応じて付着性か変化するインクについて説明する。

インクとしては、水やアルコールのような液体の含有量
か多いと凝集力か弱く、好適な粘着性か得られない。粘
着性としては、例えば鉛直方向に立てた白金メツキステ
ンレス板に２ｍｍの厚さでインクを付着させたときに、
該インクが実質的に白金メツ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
金メツキステンレス板の間に、インクを挟んてインクの
厚さを２ｍｍとし、電圧印加しない状態て２枚の白金メ
ツキステンレス板を互いに引離したときに、どちらの板
にもインクか同程度に付着するものであることか好まし
い。このインクは、基本的に無機あるいは有機の微粒子
と液体分散媒とて構成される無定形固体て、流動性にお
いては非ニユートン流動体である。

好ましい具体例では、インクの粘度を制御するためにイ
ンク中の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１〜９０重量部、更には１〜５
０重量部、特に１〜２０重量部の割合で含有させること
かできる。

インクの粘着性変化が、電気分解によるガスの発生に起
因するため、液体分散媒としては水、メタノール、エタ
ノール、クリセソン、エチレングリコール、プロピレン
グリコール等の溶媒、あるいは塩化ナトリウム、塩化カ
リウム等の電解質を溶解した溶媒が好ましく用いられる
。液体分散媒及び微粒子の含有量は、前述のものと同様
である。特に、液体分散媒として水、あるいは水の含有
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重量部具−Ｆ
、更には５重量部以上か好ましい。

電気分解によりガスを発生するインクにおいてインク中
に含有する微粒子としては、シリカ、フッ化炭素、酸化
チタン、カーボンブラックなどを用いることかできる。

インクの好ましい具体例ては、インクの粘弾性特性を考
慮すると、微粒子としては粒子中に前述の液体分散媒を
保持てきる膨潤性微粒子か好ましい。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、Ｎ
ａ−ヘクトライト、Ｌｉ−ヘクトライト、Ｎａ−テニオ
ライト、Ｎａ−テトタシリシックマイ力やＬｌ−デュオ
ライト等のフッ化雲母、合成雲母、シリカなとがある。

さらにインクには、必要に応じてカーホンブラック等の
一般に印刷、記録の分野で用いられる顔料なとの着色材
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！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かできる。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。

以上のように、通電により付着性か変化するインク、特
に版へ部分転写するインクを用いる画像形成方法ては、
インクの転写量を通電電荷量で制御てきるので、従来の
印刷機のように多数のローラてインクの量を調整する必
要かない。

［実施例コ 以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１ 下記インクを用いて画像形成を行なった。

クリセリン２００ｇとリチウムテニオライト（ＬｊＭｇ
２Ｌｉ　（５１４０１０）Ｆ２、平均粒径２．５７．ｚ
ｍ）１４０　ｇと、カーボンブラック２０ｇとをホモシ
ナイサー内で回転数１（１，０（ｌｌｏｒｐｍて３０分
混練した後、水２００ｇを加え、ロールミルで混合する
ことにより黒色の無定形同定体コロイドゾルインクを調
製した。

上記インクを１　ｃｍｘ　ｔ　ｃｍの白金メツキステン
レス板上に、厚さ約２ｍｍて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ツキステンレス板を
のせた後、無電圧下て２枚の白金メツキステンレス板の
間隔を徐々に広げることによ〕て、２枚の白金メツキス
テンレス板を分離したところ、両方の白金メツキ板上に
ほぼ全域に亘ってインクか付着していた。

次に、厚さ２ｍ＋ｎのインク層を挟んだ両方の白金メツ
キステンレス板の一方を陰８ｉ（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枚の白金メツキステンレス板の間隔を徐々
に広げることによって、２枚の白金メツキステンレス板
を分離したところ、。

陽極側の電極に全てのインクか付着し、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１として、直径３０ｍｍの白金メツキ
したステンレス製円筒状ロール（表面粗度Ｉｓ）を用い
、又版ロール３として、表面をハートクロムメツキした
直径３０ｍｍの鉄製円筒ロールを用いた。この版ロール
３上にアルミニウム板上にビニル系樹脂でパターニンク
した版４を巻き付けである。又、検知部１７としては抵
抗によフて電圧をよみとって信号出力し、制御部１６は
該検知部からの信号を受けて電流１０３をＯＦＦにする
電圧印加自動しゃ断機能を有しているものである。

インク担持ロール１とコーチインクロール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５　
＋＋ｏｎ／ｓｅｃの周速で矢印六方向に回転させ、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
るコーチインクロール９とのキャップを制御し、コーテ
ィングロール９を５＋ｎｍ／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０．２ｍ
１Ｉ１１に制御した。版ロール３は矢印Ｂ方向に５　＋
ｎ＋ｎ／ｓｅｃの周速て回転させた。

この記録装置に直流電源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３０Ｖの直流電圧を印加し
た状態下て印刷したところ、シャープな画質の印刷物か
得られた。

また、上記画像形成をくり返したところ、リーク電流に
よると思われる僅かな火煙か発生すると同時に電源１０
３かＯＦＦとなり、電圧印加を停止したため、インク相
持ロール１や、版４の劣化、破損等は生じなかった。

その後、インク供給量を増加させて作動を開始し、イン
ク担持ロール１上のインク２を再度内にコーチインクす
ることにより再び前述の如き画像形成を復帰させること
がてきた。

実施例２ 実施例１において、制御部１６による電圧印加の自動し
ゃ断を用いずに、検知部１７より電流リークを知らせる
警報手段を設け、同様の印加を多数枚性なったところ警
報が作動した。そこて、即時直流室＠１０３を手動によ
りＯＦＦ状態としたためインク担持ロール１や、版４の
劣化、破損等は生しなかった。

その後、インク供給量を増加させて作動を開始し、イン
ク相持ロール１上のインク２を再度内にコーチインクす
ることにより再び前述の如き画像形成を、復帰させるこ
とかできた。

比較例 実施例１において、検知部１７による検知手段を用いず
に、同様の画像形成連続して行なったところ、リーク電
流に起因するものと思われる火煙、さらにインク担持ロ
ール１表面の劣化か生し、又、画質か低下してしまった
。

［発明の効果コ 以上説明したように、電圧印加の極性に応じて付着性が
変化するインクを用いた画像形成装置において、電圧印
加手段である一対の導電性部材の相互の接触による電流
リークを検知し、電流リークを防止する防止手段を設け
ることによって導電性部材の劣化、破損等や火煙なとの
発生を防き、高い画像品位を保った画像形成を行なうこ
とかできる。

このため、本発明の装置はコンピュータ等の記録用周辺
機器として好適に用いられ、高画質で安定した画像形成
を可能とする非常に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の一例を示す模式側面図
、第２図は本発明の装置に使用する版の例を示す模式斜
視図である。 １・・・インク担持ロール、２・・・インク、３・・・
版ロール、４・・・版（電Ｆｉ＞、５・・・プラン胴、
６・・・圧胴、７・・・被記録体、８・・・インク画像
、９・・・コーチインクロール、１０・・・インク溜、
１６・・・制御部、１７・・・検知部、１０３・・・、
直流電源。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方に画像パターンが設けられている一対の電極、
   該電極間に印加電圧に応じて付着性が変化するインクを
   供給する手段、及び前記電極間に電圧を印加して前記画
   像パターンが設けられている電極上にインクを付着させ
   インク画像を形成する電圧印加手段、を少なくとも有し
   てなる画像形成装置において、 前記一対の電極が互いに接触することによる電流リーク
   を検知する検知手段を有していることを特徴とする前記
   画像形成装置。 ２、前記検知手段が、前記印加手段と電気的に接続して
   いる請求項１に記載の画像形成装置。 ３、前記検知手段からの電流リーク信号を受けて電流リ
   ークを防止する手段を備えている請求項１又は２に記載
   の画像形成装置。 ４、前記電流リークを防止する手段が、電圧印加手段に
   よる電圧印加をしゃ断するものである請求項３に記載の
   画像形成装置。