JPH0452178A - 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、記録材を版に所望の画像に対応したパターン
状に付着させ、それを被転写媒体に転写して画像形成を
行なう画像形成装置に関する。

〔従来の技術１ 多量印刷に適した画像形成方法としては、従来から平板
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
のロール表面にまずインクを塗布して、インクの厚みが
十分薄くなったところで版に塗布するのが一般的である
。

このような画像形成方法においては、インクの転写量を
調整するために、６本〜数十本の多数のインキングロー
ラが必要とされるので装置が大型化し、また１本１本の
ローラの適正な作動の為のメンテナンスが複雑であると
いう問題点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記問題を解決するために本出願人は、多数のローラを
用いなくともインクの転写量を調整でき、メンテナンス
が簡易であり、コンパクトな装置を用いて画像形成が行
なうことのできる方法を先に提案した（特願昭６３−１
２６１７号）。

この方法は電圧印加によりインクの付着性を変化させ印
刷を行なう方法である。この方法に用いる装置において
は、インクを均一に基板もしくはロール上にコーティン
グし、かつ前記インクに電圧を印加させる為に、各種ゴ
ム中にカーボン及びバインダーを分散させたゴム材を用
いることが考えられる。

しかしながら、上記印刷方法では、インクの電気分解に
よりゴム材とインク界面にｐＨ変化がおこる０例えば導
電ゴムを陽極とした場合は導電ゴム表面は強酸性雰囲気
となり、又導電ゴムを陰極とした場合は強アルカリ雰囲
気となる。強酸性下又は強アルカリ性下ではゴムの溶解
がおこり、同時にカーボンの脱落も生じる。その結果、
カーボンの脱落した部分やゴムの溶解した部分では導電
性が失われ、抵抗値が増大したり、表面の平滑性が失わ
れ凸凹になったりする。ゴム材の抵抗値が局部的に増大
すると、導電ローラー間、又は導電ローラーと導電基板
間等に均一に電流が流れなくなる。その為電流が著しく
流れない部分では前記インクに電圧を印加し付着性を変
化させることが行なえず、良好な印刷物が得られない。

またロール表面が凸凹となると、インクを均一にコーテ
ィングすることも難しくなる。

本発明の目的は、このような問題を解決し、長期間にわ
たってゴム材からインクに電圧を印加してもゴム材の劣
化がおこらず、良好な印刷物が得られる画像形成装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、一対の電極、インクに接触した電極間に電圧
が印加されることにより一方の電極にのみ付着し他方の
電極には付着しないインクを該−対の電極間に供給する
手段、及び該一対の電極間に電圧を印加する手段を有す
る画像形成装置において、前記電極の少なくとも一方が ａ）導電性カーボンおよび／または導電性グラファイト
ならびに ｂ）ニトリルゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エ
チレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン
、塩素化ポリエチレン及びポリフッ化エチレン樹脂のう
ちの少なくとも−っを含有することを特徴とする画像形
成装置である。

本発明によれば、前記電極の少なくとも一方に酸性また
はアルカリ性雰囲気下でも溶解しないゴム材を含有させ
たことにより上記目的を達成した。

この電極の構成としては、電極の全体が上記ａおよびｂ
成分のみからなっていても良いが、電極の一部、特にイ
ンクに接する表面が上記成分からなっていても良い、！
極の導電性、弾性、耐アルカリ性を損なわない範囲で、
上記成分に加えて公知のバインダー等を混ぜてもよい。

成分ａおよびｂの割合は、ｂ１００１ｉＪｉ部に対して
ａが好ましくは５〜８００重量部、さらに好ましくは１
０〜６００重量部である。

またカーボンの一次粒子径は５〜４０ｍμＤが好ましく
、グラファイト構造等の結晶構造をとっていてもよく、
その場合の粒度は３０μｒｎ−１ｍｍ程度であってもよ
い。

これら電極の製造方法は所望量のａおよびｂを練り合わ
せ、ストレーニング、押しだし、　トランスファー、イ
ンジェクション法等により成型を行い、必要に応じて加
熱し網目結合を作り、弾性のある導電性ゴムとすること
ができる。

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１部」は、特に断わ
らない限り、重量基準とする。

第１図は１本発明の装置の一態様を示すものである。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９と一対の電極をなす様に構成されている。

ローラー１〜３の表面の材質は特に限定されるものでは
なく、例えばステンレス等の金属材質、シリコーンゴム
等のゴム材質、プラスチック材質等が使われる。

電極を兼ねるローラー４の表面材質は、本発明において
は上記ａ）の材料をｂ）に示される各材料のうち少なく
とも一つに含有させて作成した導電ゴムが用いられる。

この導電ゴムの硬度はＪＩＳ硬度Ａ規格で５０°〜９５
°のものが好ましく、更に好ましくは６０°〜９０°の
ものが良い。

版９を装着する版胴５はステンレス等の金属材質が用い
られ、版９と電気的に接触している構成であれば良いが
、版胴５に絶縁材料を用いて版９に直接通電できる構成
としても良い。

版胴５に装着される版９はローラー４と対をなす電極と
して働き、第２図に示す様に、例えばアルミニウム、銅
、ステンレス等で表面を形成した導電性基材９ａ上に絶
縁パターン９ｂを形成して構成する。すなわちインクに
接する版面に導電性の差異によるパターンが形成され、
導電性の高い部分に通電できるようになっていれば良い
。

本発明の装置を用いて印刷を行うのに好適なインク１０
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、
電圧が印加される事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。

この場合、インクを元来付着性を有する様に調整して、
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様にする為には、イン
ク中に水、アルコール、グリコール等の溶媒、或いは電
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１０６　Ω・Ｃｍ以下にす
ることが好ましい０体積抵抗が１０’　Ω・ａｍを超え
ると通電量が低下し、或いは通電量の低下を防ぐ為に高
電圧が必要となり、好ましくない。

上記インクは、水やアルコールの様な液体では凝集力が
弱く、好適な粘着性が得られない。又、このインクは、
例えば、鉛直方向に立てた白金メツキステンレス板上に
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、又、２枚の白金メツキステン
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が同
程度に付着するものであることが好まし上記インクは、
基本的に液体分散媒と無機或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。　このようなインクは、コロ
イドゾルの無定形固体で、流動性においては非ニユート
ン流動体である。

上記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１
００乃至ｉ、ｏｏｏ）、エチレングリコール千ツメチル
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、メチルカルピト
ール、エチルカルピトール、ブチルカルピトール、エチ
ルカルピトールアセテート、ジエチルカルピトール、　
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、　■、　礼　６−ヘキサンドリオ
ール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール
等の単独又は２種以上の混合溶媒を用いることが出来る
。液体分散媒は、インク１００重量部に対し、４０乃至
９５重量部、更には６０乃至８５重量部含有するのが好
ましい。

更に好ましい液体分散媒としては水、或いはメタノール
、エタノール等のアルコール類、グリセリン、エチレン
グリコール、プロピレングリコール等の水酸基を持つ溶
媒、或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
、或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。

好ましい具体例では、インクの粘度を制御する為に、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乃至９０重量部、更には１
乃至５０重量部、特に１乃至２０重量部の割合で含有さ
せることが出来る。

この様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
、ペクチン、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、エチルセルロー人　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、その地
条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
成ポリマーを単独又は２種以上組合わせて用いることが
出来る。又、シリコングリースのようなグリース類、ボ
リプデン等の液状ポリマーを用いることも可能である。

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、硫化カリウムに２Ｓ、硫化カルシウ
ムＣａＳ、硫化ゲルマニウムＧｅＳ、硫化コバルトＣｏ
Ｓ、硫化スズＳｎＳ、硫化鉄ＦｅＳ、硫化銅ＣＩＪ２Ｓ
。

硫化マンガンＭｎＳ、硫化モリブデンＭｏ２　Ｓ＠等）
粒子、ケイ酸（オルトケイ酸Ｈ，５ｉ０４、メタケイ酸
Ｈ２Ｓｒら、メソニケイ酸Ｈ２Ｓ１２０ｓ、メソ三ケイ
酸ＨイＳｉら、メソ四ケイ酸）！６Ｓ１４０１１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出来る。

上述の微粒子としては、平均粒子径で１００μｍ以下、
好ましくは０．１μｍ乃至２０μｍ、中でも１０μｍ以
下のものを用いることが出来　又、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重量部乃至９０１ｉｊｉ部、更に好ましくは
５重量部乃至６０重量部で含有することが出来る。

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
を保持出来る膨潤性微粒子を用いるのが好ましい、この
様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、　　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−デュオライト等の弗化雲母、合成雲母、
シリカ等がある。

上述の弗化雲母は下記一般式（１）によって示すことが
出来る６ 一般式（１） ％式％） 上記式中、ＷはＮａ又はＬｉ、ＸおよびＹはＭｇ２−Ｆ
ｅ”、Ｎｉ”、Ｍｎ２◆、Ｆｅ”、ＬＪ・等の６配位イ
オン。

ＺはＡ１３４、Ｓｉ”、Ｇｅ”、Ｆｅ”、Ｂ３４又はこ
れらの組合せ（Ａｌ１”／Ｓｉ’・）等の配位数４のイ
オンを表わしている。

膨潤性微粒子の平均粒子径は、　１００μｍ以下、更に
は１乃至２０μｍ、中でも１１０ｌ１以下が好ましい。

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等の着色材を
含有させることが出来る。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乃至４０重量部、更にはｌ乃至２０重量部が好ましい
、又、着色材の代りに、或いは着色材と共に、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、界面活性剤等を含有することが出来る。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。

上述した構成のインクｌＯをローラー１．２間に図１の
様に投入し、ローラー１〜４によりインク１０を版９上
に供給する。それと同時にインク１０が介在する版９と
ローラー４との間に電源１１より電圧を印加する（ロー
ラー４を陽極、版９を陰極）、すると版９の導電性基材
と接触するインク１０の導電性基材に対する付着性が非
付着性に変化することにより、版９上の絶縁パターン上
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〜ｌ　ＯＯＶ、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良い。

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
に回転するブランケット胴６上に転写する。更にブラン
ケット胴６と圧接しつつ矢印Ｇ方向に回転する圧胴７の
間を通過する被記録体８（緻　布、金属シートなど）上
に転写して、被記録体８上にインク画像を形成する。場
合によっては版９上のインク画像を直接被記録体８上に
転写してもよい。

実施例１ ０−ラー１〜３には直径３４ｍｍ、幅８０肛、ステンレ
ス製のローラーを用い、ローラー４には、弾性黒鉛体（
興亜石油■製、体積抵抗１Ω慨　かさ密度１．１５）　
２０部にポリフッ化エチレン８０部を混ぜ、練り合わせ
たもの（厚さ５ｍｍ）をステンレス製の軸（直径３４ｍ
ｍ、幅８０ｍｍ）に圧着したものを用いた。ここで述べ
る弾性黒鉛体は、重質歴青物の熱処理過程で生成する炭
素質メソフェースまたはコークスをニトロ化処理し、こ
のニトロ化物をアルカリ中で溶解させ、酸を加えて析出
させたものを熱処理、発泡させ、この発泡体を黒鉛化し
て得られるものである。

版胴５は直径８０ＩＭＩ、幅８０ＩＩＩｍ、ステンレス
製とし、版９は厚み０．１ｍｍの銅板上に絶縁パターン
をフォトレジストで形成したものとした。

ローラー１〜２間のギャップを０．５　ｍｍ、　　ロー
ラー２〜３間のギャップを０．１ｍｍとし、ローラー４
はローラー３、版９に当接させ、　ローラー１〜５はモ
ーターで駆動させた。

インク１０としてはグリセリン２００ｇとリチウムテニ
オライト（平均粒径２．５μｍ、　　ＬｉＭｇ＋Ｌｉ（
ＳｉａＯ＋ｌ１）Ｆ２）　　１４０　ｇと着色剤として
シアン顔料（バイエル社製、５ｕｐｒａｎｏｌ　Ｃｙａ
ｎｉｎｅ　７８Ｆ）　　ｌ　Ｏｇをホモジナイザー内で
回転数１０’ｒｐｍ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。

前記インク１０を図１のように投入した後、ローラー１
〜７をそれぞれ矢印Ａ−Ｇ方向に１００ｍｍ／ｓｅｃで
回転させた。

ローラー４上に均一にインク１０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
様にした。この時、同時に版の導電性基材を陰極に、ロ
ール４を陽極にして３０Ｖの直流電圧を印加した。

その結果、インクは版９の導電性基材の絶縁パターン上
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。また、ローラー４の表面のゴム材には
がれ、凸凹等は見られなかった。

実施例２ ０−ラー４に用いた弾性黒鉛体を弾性黒鉛体（興和石油
■製、カサ密度１．０、体積抵抗ｌΩａｍ）に替えた以
外は実施例１と同様にして印刷を行なった。

実施例１と同様　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。また、ローラー４の表面のゴム材に
はがれ等は見られなかった。

実施例３ ０−ラー４に用いた弾性黒鉛体をエチレンプロピレンゴ
ム中に導電カーボンを分散させたもの（体積抵抗５．０
Ωａｍ）に替えた以外は実施例１と同様にして印刷を行
なった。

実施例１と同様、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。また、ローラー４の表面のゴム材に
はがれ等は見られなかった。

実施例４ 実施例１のローラー４において弾性黒鉛体をニトリルゴ
ム中に導電カーボンを分散させたもの（体積抵抗４．５
Ωａｍ）に替えたローラーをローラー１〜４に用い、さ
らにローラー１〜２間、　ローラー２〜３間、　ローラ
ー３〜４間、　ローラー４〜版５間各々に通電できる構
成とした（第３図）以外は実施例１と同様に印刷を行な
った。その後、ロール４と版ロール５の圧接を解除しく
電気的に接触していない状態）、次にロール４を陰極、
ロール３を陽極とし、それぞれ矢印り方向、Ｃ方向に回
転させたまま電源１２より３０Ｖ通電した。するとロー
ル４上のインクはすべてロール３上に移動した。この状
態のままロール４をロール３から離しく電気的に接触し
ていない状態）た後、今度はロール３を陰極、ロール２
を陽極とし、それぞれ矢印Ｃ方向、Ｂ方向に回転させた
まま電源１３より３０Ｖ通電した。するとロール３上の
インクはすべてロール２上に移動した。この状態のまま
。

ロール３をロール２から離しく電気的に接触していない
状態）た後、今度はロール２を陰極、ロール１を陽極と
し、それぞれ矢印Ｂ方向、入方向に回転させたまま電源
１４より３０Ｖ通電した。するとロール２上のインクは
すべてロールｌ上に移動し、結局ロール２．　３．　４
上のインクはすべてロールｌ上に回収できた１本操作を
繰り返し行なったが、ロール１．　２．　３．　４の表
面がはがれてくるなどの現象は見られなかった。

比較例１ 実施例１の弾性黒鉛体のかわりに合成天然ゴム（ＩＲ）
中にカーボンを分散させたもの（体積抵抗３．０Ωｃｍ
）を用い、実施例１と同様の試鹸を行なったところ、初
期はシャープな画質の印刷物が多数枚得られたが、数回
繰り返しているうちにロールの表面がはがれ落ち、凸凹
となり画像に乱れが生じた。ロール４の表面が酸性とな
るため、合成天然ゴム（ＩＲ）が溶は落ちたものと思わ
れる。

比較例２ 実施例１の弾性黒鉛体のかわりにスチレンゴム中にカー
ボンを分散させたもの（体積抵抗３．７Ωｃｍ）を用い
た。結果は比較例１と同様、画像に乱れが生じるように
なった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、電極の少なくと
も一方に導電性カーボンおよび／またはグラファイトと
酸性又はアルカリ性雰囲気下でも溶解しないゴム材を含
有することにより、耐久性のある画像形成装置を提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図はそれぞれ本発明の画像形成装置例
の模式図、第２図は本発明の画像形成装置に用いること
のできる版の例の模式図である。 １〜４：　ローラー ５；版胴 ６：　ブランケット胴 ７：圧胴 ８：被記録体 ９：版 ９ａ、導電性基材 ９ｂ・　絶縁パターン １０：　　インク １１〜１４：電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の電極、インクに接触した電極間に電圧が印加
   されることにより一方の電極にのみ付着し他方の電極に
   は付着しないインクを該一対の電極間に供給する手段、
   及び該一対の電極間に電圧を印加する手段を有する画像
   形成装置において、前記電極の少なくとも一方が ａ）導電性カーボンおよび／または導電性グラファイト
   ならびに ｂ）ニトリルゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エ
   チレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン
   、塩素化ポリエチレン及びポリフッ化エチレン樹脂のう
   ちの少なくとも一つ を含有することを特徴とする画像形成装置。