JPH02192980A - 画像形成装置及び画像形成方法 - 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、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およびその装置を
用いた画像形成方法に関する。

〔従来の技術１ 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バタ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。

この画像形成方法に用いられる装置において、前記パタ
ーン状の電圧印加は、従来は、通電ヘッドにより行なっ
ていた。すなわち、この通電へ・ンドにより付着性の変
化したパターンを形成していたのである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、様々な画像に対して迅速に対応できる
点、および良好な画質の画像が得られる点において更に
優れる前記インク用画像形成装置およびその装置を用い
た画像形成方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の画像形成装置は （ａ）導電性基体及び該導電性基体に対向して配置され
る導電性部材 （ｂ）導電性基体上に絶縁パターンを形成する製版手段 （ｃ）該パターンが形成された導電性基体及び導電性部
材の間に印加電圧の極性に応じて付着性が変化する記録
材を供給する手段 （ｄ）該導電性基体と該導電性部材との間に電圧を印加
する手段を有することを特徴とするものである。

また本発明の画像形成方法は （ａ）導電性基体上に絶縁パターンを形成して版を製造
する製版工程 （ｂ）該導電性基体及び該導電性基体に対向して配置さ
れる導電性部材との間に印加電圧の極性に応じて付着性
が変化する記録材を供給し該導電性基体及び該導電性部
材の間に電圧を印加して該導電性基体または該導電性部
材上のいずれか一方に（優勢に）前記記録材をパターン
状に付着させ記録材画像を形成する工程 （ｃ）導電性基体又は導電性部材上に形成された記録材
画像を被記録体に転写する工程を有することを特徴とす
るものである。

本発明の装置においては、導電性基体上に絶縁パターン
が形成された版を用いる。したがって、インクに対して
棒状電極を直接接触させる従来の装置に比べて、更に良
好な画質の画像を得られる点などにおいて優れている。

また、本発明の装置は、製版手段を有するので、これを
有さす、パターンが固着された版をセットしてから画像
形成を行なう従来の装置に比べて、様々な画像に更に迅
速に対応できる点などにおいて優れている。

以下、図面を参照して本発明の装置の一態様を説明する
。

第１図において、導電性基体１は円筒形状を有し、矢印
六方向へ回転する部材である。導電性基体は少なくとも
その表面はアルミニウム、銅、ステンレス、白金などの
導電体で形成するのが好ましい。

製版手段２は回転する導電性基体上に電気絶縁パターン
２１を設けるものであり、例えば、従来からある熱転写
方式によりポリマーやワックス等を含む絶縁性インクで
絶縁パターン形成する熱転写記録装置、電子写真法によ
り絶縁体のトナー像を形成する電子写真記録装置、液状
の絶縁性インクを飛ばしてパターンを形成するインクジ
ェット記録装置など、通常の記録装置がそのまま使用で
きる。また、導電性基体１上に重合性ポリマー前駆体層
を形成し、この前駆体層に光及び／又は熱を加えて前駆
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、エツチング又はビ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重
合画像形成装置を用いてもよい。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良い。

以上のほか、製版手段２として、基材上に形成された絶
縁膜を、放電破壊によりエツ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
形成するもの等が有る。

上述した製版手段２により基体ｌ上に絶縁パターン２１
を形成する。次に、インク付与手段３中のインク３１を
少なくとも表面がアルミニウム、銅、ステンレス、白金
等の導電性材料からなる導電性基材であるコーティング
ロール３２．３３．３４３５　３６、３７により、イン
クを電気絶縁パターン２１を設けた導電性基体１上に塗
布する。それと同時に、インクが介在する導電性基体１
とコーティングロール３７との間に電源３８により電圧
を印加する。すると、導電性基体１と接触するインク３
１の付着性が変化し、その付着性の差によりインク３１
を導電性基体１上にパターン状に付着させてインク画像
を形成する。その際の電源３８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、
交流バイアス電圧を補助的に加えてもよい。

なお、第１図では導電性基体１側が陰極、コーティング
ロール３７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、導電性基体１を陽極、コーティングロー
ル３７側を陰極としてもかまわない。

また、電源３８による電圧は、例えば導電性基体１及び
コーティングロール３７のそれぞれの回転軸間に印加す
るとよい。

インクコーティングロール３７表面上に形成されるイン
ク３１の層の厚さは、（インクコーティングロール３７
と導電性基体１とのギャップの大きさ、インク３１の流
動性ないし粘度、インクコーティングロール３７表面の
材質ないし粗面度、あるいは該ロール３７の回転速度等
によって異なるが）、このロール３７が導電性基体１に
対向するインク転写位置において、概ね０．００１〜１
０ｍｍ特に０．００５ｍｍ〜５ｍｍ、更には０．０１ｍ
ｍ〜２　ｍｍが好ましい。

このインク３１の層厚が０．００１ｍｍ未満では、イン
クコーティングロール３７上に均一なインク層を形成す
ることが困難となる。一方、このインク層厚が１０ｍｍ
を越えると、インク層の表層（導電性基体１に接触する
側の層）を均一な周速としつつ、インク３１を搬送する
ことが困難となり、またインクコーティングロール３７
と導電性基体１との通電も容易でなくなる。

次に、導電性基体ｌ上のインク画像３９を導電性基体１
と圧接しつつ矢印Ｂ方向に回転する圧胴４の間を通過す
る被記録体５（紙、布、金属シートなど）上に転写して
、被記録体５上に上記インク画像を形成する。場合によ
っては、導電性基板１上のインク画像をプラン胴等の中
間転写体に一度転写してから被記録体に再転写しても良
い。

以上のような像形成を繰り返し行い必要枚数が終了した
後、不要となった絶縁パターン２１及びインク画像が残
存する場合は残存するインクを、クリーナ６のウェブに
よって導電性基体ｌよりかき落とすことによって、新ら
たな画像形成が行なえる。但し、クリーナ６は前記画像
形成時においては導電性基体１と非接触状態にあり、ク
リーニング時にあっては接触状態となるよう移動可能に
なっている。またクリーニング方式としてはブレードに
よるかき落しや、加熱された紙等の除去材を搬送して絶
縁パターン形成材を溶融除去する方式、或は溶剤を浸透
させたウェッブにより除去する方式等がある。

本発明の装置は、上述したようなりリーテ６（基体１上
のパターンを除去する手段）を有することが好ましいが
、これに限定されず、そのクリーニングを作業者が手作
業により行ってもよい。また、導電性基体１に対してフ
レキシブルな導電性シート等を巻き付けて、パターン形
成を行な＾ば、そのシートを使い捨てるという、パター
ン除去も可能となる。

また、本発明の装置においては、上述したように、イン
クを供給するロールと電圧印加するロールとが同じであ
ることが好ましいが、それに限定されない。例えば、電
圧を印加しない状態では付着性を有し、電圧を印加する
と付着性が消滅するタイプのインクを用いる場合には、
第３図に示すように、中間ロール４０を導電性部材とし
て基体１のパターンの上に一様にインクを供給し、その
後導電性基体１と中間ロール４０の間に電圧を印加する
ことによってパターン状にインクを中間ロール４０上に
転写する装置であってもよい。

本発明の画像形成方法は、以上説明した通り、所望の絶
縁パターンを備えた導電性基体と対向して配置される導
電性部材との間に印加電圧の極性に応じて付着性が変化
するインクを供給し、例えば上記一対の導電性基体ｌと
導電性部材との間に電圧を印加することによって、イン
クの付着性が変化することを利用したものである。

従って、使用するインクの性質によって、本発明の画像
形成方法は、以下の２つのタイプに分けることかできる
。すなわち、 （Ｉ）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って、付着性が消滅するタイプ
。

この場合、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。

（ＩＩ　）電圧印加しない状態でインクに付着性がなく
、電圧が印加されることによって、付着性が生ずるタイ
プ。

この場合、版の導電部分にインクが付着し、所望の記録
画像が形成される。

以下、本発明の画像形成方法で使用するインクについて
説明する。

上記のタイプ（Ｉ）（ＩＩ）で述べたように、インクに
当初から付着性を有するようにするか、あるいは当初は
付着性を有さないようにするかは、インクを構成する材
料の配合割合、構成材料の種類を調整して、容易に制御
することができる。

電圧印加により、インクが付着性−非付着性、非付着性
−付着性と変化するメカニズムについては、インクの組
成により次の３つの場合が考えられる。

（１）電圧印加によって生じるクーロン力により付着性
が変化するインクの場合。

このインクの基本的な構成として、無機あるいは有機の
微粒子と液体分散媒とからなるものを用い、微粒子の帯
電性の差を利用する。この場合、インクを当初から付着
性を有するように調整して微粒子として負に帯電し易い
ものを含有させると、電圧印加により陰電極側のインク
が付着しなくなり、付着性を有するように調整して微粒
子として正に帯電し易いものを含有させると、電圧印加
により陽電極側のインクが付着しなくなる。また、イン
クを当初は付着性を有しないように調整して微粒子とし
て負に帯電し易いものを含有させると、電圧印加により
陽電極側のインクが付着するようになり、付着性を有し
ないように調整して微粒子として正に帯電し易いものを
含有させると、電圧印加により陰極側のインクが付着す
るようになる。

（２）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の場合。

このインクは、もともと粘着性を有するように調整され
る。このインクを陽極、陰極かとからなる電極間に挟ん
で、電圧を印加し、通電すると、陽陰どちらか一方の電
極に対する非付着化が生じる。この選択的非付着化の理
由は、電極近傍において、通電により電気分解が生じ、
水素ガス、酸素ガス等のガスが発生し、陽陰両極のうち
どちらか発生ガス量の多い方が非付着化するものと考え
られる。

以上のように、この場合に使用するインクは、陽陰どち
らか一方の電極に対する選択的非付着化が生じ、これに
よりインク層の電圧の印加された部分については厚み方
向のほぼ全部がインクコーティングロール３７へ移動（
以下、バルク移動と称す）する。

例示として、ＯＨ基含有溶媒の通電による電気分解に起
因するガス発生、水の通電による電気分解に起因するガ
ス発生を以下に示す。

陰極で、 ２ＲＯＨ”　＋２ｅ−−”Ｈｚ　ｔ＋２ＲＯ−（水素ガ
ス１モル発生） ・水の場合 ２Ｈ”　　＋２ｅ−−Ｈ”　　↑ （水素ガス１モル発生） 陽極で、 ２ＲＯＨ−２ＲＣＨＯ＋２Ｈ”　＋２ｅ・水の場合 ２０Ｈ−−Ｈ２０−ｔ−！４０２↑＋２ｅ（酸素坏モル
発生） 上記式のようにガス発生量は電子量（ｅ　−’　）、つ
まり電流値に比例し、かつ陰極のみ（水辺外のＯＨ基含
有溶媒）にガスが発生するか、または陰極において陽極
の２倍量のガスが発生する。つまり、ある一定量以上の
ガス発生量の鎖があれば、一方の極での（上記式の場合
は陰極）のインクの非粘着化現象が生じる。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
を含有させる。インクの電気抵抗は、低い方が良く、体
積抵抗を１０’Ω・ｃｍ以下にすることが好ましい。体
積抵抗が１０’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為に高電圧が必要となる。

（３）電圧印加による通電により、電気化学反応でイン
クの有する架橋構造の変化、又は電解質の解離状態の変
化が生じ付着性が変化するインクの場合。

この場合、インクを当初は非付着としてもよいし、付着
性に調整してもよい、インクを非付着性に調整した場合
、通電によりインクの架橋構造の少なくとも一部が変化
ないし破壊されて、ゲル的な状態からゾル的な状態とな
って付着性が付与される。あるいは電解質の解離状態が
変化して付着性が付与される。インクを当初から付着性
があるように調整した場合は、上記とは全く逆のメカニ
ズムにより付着性のインクが非付着となる。

本発明の画像形成方法に用いるインクの付着性変化のメ
カニズムは、用いるインクによって上記の（１）（２）
（３）のいずれかによるものと考えられるが、上記（１
）（２）（３）のメカニズムが、２以上向時に発生して
いる場合も考えられる。また、版の絶縁部または非絶縁
部へのインクの転写は各界面での接着力及びインクの凝
集力の関係からバルク移動となったり、あるいはインク
の表面層の一部が転写する部分転写となったりする。

まず、上記のメカニズム（１）及び（２）をとるインク
について以下に説明する。

本発明で使用するインクとしては、電圧印加しない状態
で付着、非付着の両方のインクが考えられるが、良好な
画像を得るという点から考えると、非画像部のインクが
ほぼ全部導電性部材（コーティングロール等）又は導電
性基体（版等）に移動する（バルク移動）。電圧印加し
ない状態で付着性を有するインクが好ましい。この場合
インクが、水やアルコールのような液体では凝集力か弱
く、好適な粘着性が得られない場合がある。本発明にお
いてインクは、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。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い
。

メカニズム（１）及び（２）をとるインクは、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。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。

インクの付着性変化がクーロン力による場合、微粒子と
して帯電し易いものを用い、後述の液体分散媒中で、例
えばホモジナイザー、コロイドミル、超音波分散器内で
の混練されることにより、微粒子が帯電して荷電粒子が
生成される。陽電荷が付与される粒子としては、金属（
Ａｕ、　Ａｇ、　Ｃｕなど）粒子、硫化物（硫化亜鉛Ｚ
ｎＳ　、硫化アンチモン５ｂ２Ｓｓ　、硫化カリウムに
２Ｓ　、硫化カルシウムＣａＳ　、硫化ゲルマニウムＧ
ｅＳ、硫化コバルトＣｏＳ　、硫化スズＳｎＳ　、硫化
鉄ＦｅＳ　、硫化銅Ｃｕ、Ｓ、硫化マンガンＭｎＳ　、
硫化モリブデンＭＯ２３３など）粒子、ケイ酸（オルト
ケイ酸Ｈ４５ｔｅ４、メタケイ酸Ｈ２Ｓ＋０３、メソ三
ケイ酸ＨｚＳｉｚＯ＊　、メソ三ケイ酸Ｈ４Ｓ１３０３
　、メソ四ケイ酸ＨａＳｉ４０＋□など）粒子、ポリア
ミド樹脂粒子、ポリアミドイミド樹脂粒子等を用いるこ
とができ、又、陰電荷が付与される粒子としては、水酸
化鉄粒子、水酸化アルミニウム粒子、フッ化雲母粒子、
ポリエチレン粒子、モンモリロナイト粒子、フッ素樹脂
などを用いることができる。また電子写真のトナーとし
て用いられている種々の荷電制御剤を含有したポリマー
粒子を用いることもできる。

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〜２ｏＬＬｍ、中でも１０μｍ以
下のものを用いることができ、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〜９ｏ重量部、更に好ましくは５重量部
〜６０重量部で含有することができる。

又、インクに用いる液体分散媒としては、水、メタノー
ル、エタノール、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１００〜１０００）　、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、ブロビレンカーボネー）’、１，２．６−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
リコールなどの単独又は２種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、４
０〜９５重量部、更には６０〜８５重量部含有するのが
好ましい。

本発明の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１〜９０重量部、更
には１〜５０重量部、特に１〜２０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、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、エボ
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
いることができる。またシリコングリースのようなグリ
ース類、ボリブデン等の液状ポリマーを用いることも可
能である。

インクの付着性変化が、電気分解によるガスの発生に起
因する場合、液体分散媒としては水、メタノール、エタ
ノール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレン
グリコール等の溶媒、あるン２ 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重量部以上８０重量部以下、更には５重
量部以上６０重量部以下が好ましい。

電気分解によりガスを発生するインクの場合、インク中
に含有する微粒子としては、先に掲げたもののほか、シ
リカ、フッ化炭素、酸化チタン、カーボンブラックなど
が用いられる。

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、微粒子としては粒子中に、前述の液体分散媒
を取り込んで保持し膨潤する膨潤性微粒子が好ましい。

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−テニオライト等のフッ化
雲母、合成雲母、シリカなどがある。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。

一般式（１） ％式％） 式中、ＷはＮａ又はＬｉ　、　Ｘ及びＹはＭ　ｇ　２　
＋Ｆｅ”、　Ｎｉ”、　Ｍｎ”、　ＡＩ”、　Ｆｅ”、
　Ｌｉ”などの６配位イオン、ＺはＡＩ”、Ｓｉ”、Ｇ
ｅ”、Ｆｅ”、Ｂ”又はこれらの組合せ（ＡＩ”／　Ｓ
ｉ’”）などの配位数４の陽イオンを表わしている。

膨潤性微粒子の平均粒子径は、乾燥状態で７５μｍ以下
、更には０．８〜１５μｍ、中でも８μｍ以下が好まし
い。

又膨潤性微粒子はインク　１００重量部に対して１５〜
６５重量部、特に２０〜５０重量部用いるのが好ましい
。

本発明のインクには、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、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がで
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。

次に、前記のメカニズム（３）をとるインクについて説
明する。

上記インクとしては、液体分散媒と、これを保持する架
橋構造物質又は高分子電解質を含むもの等を用いること
ができる。

ここに「架橋構造物質」とは、それ自体で架橋構造をと
ることが可能な物質、あるいは他の添加物（例えばホウ
酸イオン等の無機イオンからなる架橋剤）の添加により
、架橋構造をとることが可能となる物質をいう。

また、「架橋構造」とは、「橋かけ結合」を有する三次
元的な構造をいう。

上記インクにおいては、この「橋かけ結合」は、イオン
結合、水素結合、あるいはファンデルワールス結合のい
ずれ（ないしこれら２種以上の組合せ）により構成され
ていてもよい。

上記インクにおいて、上記「架橋構造」は、所望の液体
分散媒保持性が得られる程度のものであれば足りる。す
なわちこの架橋構造は、例えば網状、ハチの巣状、らせ
ん状構造等のいずれであってもよく、また、規則的な構
造でなくともよい。

上記インクにおいて、上記液体分散媒としては、常温で
液体である種々の無機、ないし有機の溶媒を用いること
が可能であるが、揮発性が比較的低い（例えば、水と同
等、もしくはこれより低い）溶媒を用いることが好まし
゛い。

上記液体分散媒として水ないし含水分散媒等の親水性分
散媒を用いる場合は、架橋構造物質として親水性の（天
然ないし合成）高分子等が好ましく用いられる。

このような親水性高分子としては、例えばグアーガム、
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高
分子；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高分子；ゼラチン、カゼイ
ン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子；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高分子、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
ンプン系高分子、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高分子、その地条糖類系の
誘導体等の半合成高分子；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
ニル系高分子；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等の合成高分
子等が、単独であるいは必要に応じて２種以上組合わせ
て好ましく用いられる。

これらの親水性高分子は、液体分散媒１００重量部に対
して、通常、０．２〜５０重量部、時に０．５〜３０重
量部用いることが好ましい。

またインクの別な形態の一つである高分子電解質を含む
ものとは、高分子鎖中に解離基を有する高分子である高
分子電解質を含むものである。水に溶けると解離して高
分子イオンとなるものには、アルギン酸、ゼラチン等の
天然高分子；ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸
等の合成高分子に解離基を導入することにより合成した
ものなどがある。

高分子電解質の内、通電による付着性の変化を得る際に
、幅広い変化を得るには、たんばく質のように酸として
も、塩基としても解離できる両性高分子電解質が好まし
い。

一方、液体分散媒として、例えば鉱油等の油、あるいは
トルエン等の有機溶媒からなる分散媒を用いる場合は、
例えば、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグ
ネシウム、ステアリン酸亜鉛等のステアリン酸の金属塩
；その他バルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸等の
脂肪酸の同様の金属塩等からなる金属石けん、或いはヒ
ドロキシプロピルセルロース誘導体、ジベンジリデンＤ
−ソルビトール、ショ糖脂肪酸エステル、デキストリン
脂肪酸エステル等の有機物；等が（上述した親水性高分
子と同様に）単独あるいは必要に応じて２種以上組合せ
て、好適に用いられる。

上述したような親水性高分子ないし金属石ケン等を用い
る場合、これらの配合量、あるいはこれらと液体分散媒
との組合せの如何によって、液体分散媒の保持性やイン
クの成膜性は、ある程度変化する。これらの配合量、あ
るいは組合せの如何等の構成を一義的に決定することは
やや困難であるが、液体分散媒と架橋構造物質又は高分
子電解質とからなるインクが付着性を有しないようにす
るには、インク中の溶媒の量を少なくするか、また架橋
構造物質を使用するものは架橋度を上げることが好まし
い。また逆に付着性を有するようにするには、前記と逆
にインク中の溶媒の量を多くするか、また架橋構造物質
を使用するものは架橋度を下げることが好ましい。

前述の（３）のメカニズムをとるインクは、上述した液
体分散媒と、架橋構造物質又は高分子電解質とを必須構
成成分とするものであるが、更に、必要に応じて、染顔
料ないし着色微粒子等からなる着色剤、通電により発色
する発色性化合物、あるいは、上記インクに所望の導電
性を付与して該インクの通電発熱等を可能とする電解質
等や必要に応じて防カビ剤、防腐剤等の添加物を含有し
ていてもよい。

上記着色剤としては、カーボンブラック等の−般に印刷
、記録の分野で用いられる染料・顔料等を特に制限なく
使用することが可能である。

また画像の耐刷性を向上させる目的でコロイダルシリカ
、酸化チタン、酸化スズ等の無機化合物粒子等を添加す
ることもできる゛。

上述した成分からなるインクを得るには、例えば、水等
の液体分散媒と、親水性高分子等からなる架橋構造物質
（必要に応じて、更に架橋剤、着色剤、電解質等）及び
、／又は高分子電解質とを加熱しつつ均一に混合して粘
稠な溶液ないし分散液とした後、冷却してゲル化すれば
よい。

なお、着色剤としてトナー粒子等からなる着色粒子を用
いる場合は、架橋構造物質又は／及び高分子電解質と液
体分散媒とを加熱しつつ混合して均一にした後に、この
着色粒子を加える方が好ましい。またこの場合、トナー
粒子等の凝集を防止するため室温付近で混合することも
特に好ましい。

このように得られたインクは、通電印加により、架橋構
造の少なくとも一部が変化ないし破壊されて、ゲル的な
状態から、（可逆的に）ゾル的な状態となって、導電パ
ターンに応じた付着性が付与される。または通電により
高分子電解質の解離状態が変化して、通電に応じた付着
性が付与される。

前述のメカニズム（３）をとるインクに通電すると、電
気化学的反応により、電極近傍のｐＨ価が変化する。す
なわち、電極との電子の授受によりインクの有する架橋
構造の変化、又は電解質の解離状態の変化が生じ付着性
が変化する。

通電による架橋構造の変化を、例えば、ポリビニルアル
コールと、ホウ酸イオンとの架橋物を例として説明する
ならば、以下のような現象が起こると推定できる。

ポリビニルアルコールの○Ｈ基と結合して架橋している
ホウ酸イオン、 から、電気通電の陽極近傍での陽極反応又は塩酸などの
電子受容体の添加によりｐＨ価が酸性側にかわり、電子
が奪われ、架橋構造（少なくともその一部）が破壊され
て、分子量が減少し、粘度が下がり、インクに付着性が
付与されたためと推定される。

この際の反応は、例えば以下のように推定される。

をアミノ酸を例として説明するならば、電気通電による
陰極近傍での陰極反応又は電子対供与体添加によりｐＨ
がアルカリ性側に変化して、アミノ酸の−ＮＨ５”イオ
ンが−ＮＨ２となる。また電気通電による陽極近傍での
陽極反応又は電子受容体添加によりｐＨ価が酸性側に変
化することにより、アミノ酸の−０００−イオンが−Ｃ
００Ｈとなる。

上述のようにアミノ酸の解離状態の変化により架橋構造
が変化してｐＨが変わり付着性の差が生じると考えられ
、この際の反応は例えば以下のように推定される。

Ｈｔ Ｃ−０１ｌ Ｃ）＋２ また通電による高分子電解質の解離状態の変化（１）電
気通電による陰極反応 （２）電気通電による陽極反応 ［実施例コ 以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例１ くインクの作製〉 グリセリン２００　ｇとリチウムデュオライト（ＬｊＭ
ｇ２Ｌｉ　（ＳｉＪ＋ｏ）Ｆａ　、平均粒径２．５μ）
４０ｇとをホモジナイザー内で回転数１０．０００ｒｐ
ｍで３０分間混練した後、水２００　ｇを加え、ロール
ミルで混合することによって、灰色の無定′形固体コロ
イドゾルインクを調整した。

上記インクを１　ｃｍＸ　１　ｃｍの白金メツキステン
レス板上に、厚さ約２ｍｍで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、無電圧下で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、両方の白金メツキ板上に
ほぼ全域に亘ってインクが付着していた。

次に、厚さ２ｍｍ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極（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が付着し、
陰極側にはインクの付着はなかった。なお、このインク
の体積抵抗は１２４３Ω・ｃｍであった。

く画像形成〉 第２図は、電子写真記録装置を絶縁パターン形成手段と
して用いた本発明の装置を示す図である。

感光体７として直径１１０ｍｍのアモルファスシリコン
感光体（複写速度２７０ｍｍ／ｓｅｃ　、明電位＋５０
■、暗電位＋７５０Ｖ　）を用い、現像器１５のスリー
ブ径は３２ｍｍ、該スリーブ表面の垂直方向の磁束密度
は１０００ガウス、スリーブ上の現像剤厚さ０．２ｍｍ
、スリーブと感光体との距離は０．３ｍｍ　％スリーブ
に印加される現像バイアスはＤＣ成分＋２００■とＡＣ
成分３、ＯｋＨｚで１．４　ｋ￥ｐｐを重畳したものを
使用した。

また、現像剤としては、以下の成分を、以下に示す手法
で調整したものを用いた。

・スチレンモノマー　　　　　　・・・・・・３２００
重量部・環化ゴム（アルペックスＣＲ４５０。

ヘキストジャパン社製）　・・・・・・４００重量部・
ボントロン２８１（荷電制御剤 オリエント化学工業製）　・・・・・・　８０重量部・
メタクリル酸２−エチルヘキシル・・・７６０重量部・
ポリエチレングリコールジメタクリレート４０重量部 ・カーボンブラック（ＳＴＥＲＩＮＧ　Ｒ。

米国キャボット社製）　　・・・・・・６００重量部・
パラフィンワックス１５５°Ｆ−・・・・・・１６０重
量部（日木精蝋■製） （軟化点６９℃） 上記成分をアトライターにより温度８０℃で４時間混合
して単量体組成物を調製した。得られた単量体組成物２
５４重量部を、アミノ変性シリカ（アエロジル２００の
１００重量部をアミノプロピルトリエトキシシラン５重
量部で処理したもの）２０重量部および０．ＩＮ塩酸２
５重量部を含有する８５℃に加温された蒸留水１２００
重量部の水性媒体へＴＫホモミキサーの攪拌下に投入し
、投入後１５分間１０．０００ｒｐｍで攪拌して、分散
造粒した。

造粒後液温を６０℃に下げ、重合開始剤として２．２゛
−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）４重
量部および２，２°−アゾビスイソブチロニトリル２重
量部を水性媒体へ添加して、３０分間攪拌した。さらに
、攪拌をパドル刃攪拌に変えて６０℃で１０時間攪拌し
、重合を完結させた。

得られた重合トナー含有の水性媒体を冷却し、脱水し、
水酸化ナトリウム溶液で洗浄してアミン変性シリカを溶
解除去し、水洗し、脱水し、乾燥、分級し、体積平均粒
径４．４μｍ　（１００μｍのアパーチャーを使用して
コーハターカウンターで測定） 得られた重合トナー１０重量部、ステアリン酸亜鉛粉末
０．３重量部、疎水性シリカ（アエロジルＲ９７２、日
本アエ°ロジル社製）０．３重量部、および平均粒径４
０μｍの絶縁性キャリアー粒子（四三酸化鉄７５重量部
とエポキシ樹脂２５重量部から形成）９０重量部を混合
して現像剤を調製した。

さらに、導電性基体ロール１としてはステンレス製基材
表面をＲＴＶシリコンゴムと導電力−ボンを混合してな
る導電ゴムで被覆したもので、内径１５０ｍｍ　％外径
１８０ｍｍ　、シリコンゴム厚０．５ｍｍのものを用い
、感光体と前記導電ゴムとの接触圧は２　ｋｇ／ｃｍ”
とし、版基材上へのトナー像の定着はテフロン製の加熱
ローラ８にて、゛定着温度１２０℃、圧力３０ｋｇ／ｃ
ｍ”の条件下で行った。

次にニップ部Ｎ、にて感光ドラム７と導電性基体１との
接触をはずし、インクコーティングロール３２〜３７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、導電性基体１と導電
性部材３７との間に、前述したインクを投入した。次い
で、導電性基体１を矢印六方向に５　ｍｍ／ｓｅｃの周
速で回転させた。

この印刷機の直流電源３８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３８から３０Ｖの直流電圧を印加した状態
下で印刷したところ、インクは導電性基体１の絶縁パタ
ーン上にのみ付着し、シャープな画質の印刷物が多数枚
得られた（この際、導電性基体ｌを陰極、インクコーテ
ィングロール３７を陽極とした）。

また、必要な枚数印刷後、基体１上のトナー像は、印刷
時には基体１と非接触であり、クリーニングが必要な時
には基体１と接触するウェブ（溶剤浸透）であるクリー
ナ６により容易に除去できた。

実施例２ くインクの作製〉 ・コロイド性含水ケイ酸塩（膨潤粒子）（クニミネ工業
■製、商品名スメクトン。

平均粒径１ミクロン以下）・・・・・・２５０重量部・
カーボンブラック（米国キャボット社製。

商品名ステアリングＲ）　・・・・・・　６０重量部°
水　　　　　　　　　　　　　・・・・・・１４０重量
部・グリセリン　　　　　　　　　・・・・・・２８０
重量部水とグリセリンとカーボンブラックをアトライタ
ーで４８ｒ混合し混合液を作成後、この混合液とコロイ
ド性含水ケイ酸塩をニーダ−で混合し、上記組成のイン
クを得た。

上記インクを１　ｃｍＸ　１　ｃｍの白金メツキステン
レス板上に、厚さ約２ｍｍで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、無電圧下で２枚の白金メツキステンレス板を
のせた後、無電圧下で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、両方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
全域に渡ってインクが付着していた。

次に、厚さ２ｍｍ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極（アース）、もう一方を陽極
として、＋３０■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が付着し、
陰極側にはインクの付着はなかった。又このインクの体
積抵抗は１４７０Ω・ｃｍであった。

く画像形成〉 上記のインクを使い第４図に示した装置を用いて画像形
成を行なった。

第４図に示した装置において、製版手段２として従来か
らある熱転写プリンタを用いた。即ちシート上の熱転写
記録媒体２ｂとして基材上に酸化ポリエチレン樹脂、酢
酸ビニル樹脂及びカーボンブラックを主として含有する
絶縁性の熱溶融性ポリマーが渡航されたものを用い、こ
の熱転写記録媒体２ｂに通電ヘッド２ａでパターン状に
熱を加えて導電性基体１上に絶縁パターンを形成した。

なお導電性基体１として表面白金メツキ銅ロール（直径
３００ｍｍ）を、導電性部材であるインクコーティング
ロール３７として直径３０ｍｍのステンレスロールを用
いた。またインクコーティングロール３７が陽極、導電
性基体１が陰極となるようにして、直流電源３８で２５
Ｖの電圧を印加し、導電性基体１の矢印六方向の回転速
度を１０ｍｍ／ｓｅｃ、被転写体として普通紙を使用し
て印刷を行なったところシャープな画質の印刷物が得ら
れた。

但しこのときインクは導電性基体１上の絶縁バターン上
のみ付着した。

又印刷終了後導電性基体１上の絶縁パターンは溶剤を浸
透させたクリーナ６のウェッブで容易に除去することが
出来た。

し発明の効果］ 以上説明したように本発明は、印加電圧の極性に応じて
付着性が変化する記録材を用いる為、製版手段として絶
縁部又は導電部がパターン状に形成できるものであれば
何でも用いることができ、従来の印刷に必要な複雑な製
版工程が不要となった画像形成装置及び画像形成方法を
得るものである。

又、本発明の画像形成装置は製版手段及び印刷手段を連
続して実行するための製版手段及び印刷手段を有するた
め様々な画像を迅速に印刷することができる。更に本発
明は、印加電圧の極性に応じて記録材の付着性が変化し
、これを利用して画像を形成するものであるため、環境
安定性に優れ、取扱いも非常に簡単で、また、バター、
ンを有する版上に、パターンに応じて記録材を保持させ
るので、ゆがみがほとんど無い、高画質の画像を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は本発明に係る画像
形成装置の各々の実施態様を示す模式的断面図である。 １・・・導電性基体　　　　２・・・製版手段３・・・
インク付与手段　　４・・・圧胴５・・・被記録体　　
　　　６・・・クリーナ７・・・感光体　　　　　　８
・・・加熱ローラ９・・・帯電器　　　　　　１０・・
・光学系１１・・・原稿台　　　　　　１２・・・除電
器１３・・・イレーズランプ　　１４・・・トナークリ
ーナー１５・・・トナー現像器　　　２１・・・絶縁パ
ターン３１・・・インク ３２〜３６・・・コーティングロール ３７・・・導電性部材（コーティングロール）３８・・
・電源　　　　　　　３９・・・インク画像４０・・・
導電性部材（中間ロール） 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）導電性基体及び該導電性基体に対向して配置
   される導電性部材 （ｂ）導電性基体上に絶縁パターンを形成する製版手段 （ｃ）該パターンが形成された導電性基体及び導電性部
   材の間に印加電圧の極性に 応じて付着性が変化する記録材を供給 する手段 （ｄ）該導電性基体と該導電性部材との間に電圧を印加
   する手段を有することを特 徴とする画像形成装置。 ２）（ａ）導電性基体及び該導電性基体に対向して配置
   される導電性部材 （ｂ）導電性基体上に絶縁パターンを形成する製版手段 （ｃ）該パターンが形成された導電性基体及び導電性部
   材の間に印加電圧の極性に 応じて付着性が変化する記録材を供給 する手段 （ｄ）該導電性基体と該導電性部材との間に電圧を印加
   する手段および （ｅ）該導電性基体上及び該導電性部材上の何れか一方
   にパターン状に付着した記 録材を被記録体に転写する手段を 有することを特徴とする画像形成装 置。 ３）該記録材が、該導電性基体と該導電性部材との間に
   電圧を印加することにより該導電性基体上に形成された
   絶縁パターン部上に付着する記録材である請求項１の画
   像形成装置。 ４）該記録材が、該導電性基体と該導電性部材との間に
   電圧を印加することにより該導電性基体上に形成された
   非絶縁パターン部上に付着する記録材である請求項１の
   画像形成装置。 ５）該絶縁パターンを該導電性基体上から除去するクリ
   ーナを有する請求項１の画像形成装置。 ６）該製版手段が熱転写記録装置である請求項１の画像
   形成装置。 ７）該製版手段が電子写真記録装置である請求項１の画
   像形成装置。 ８）該製版手段がインクジェット記録装置である請求項
   １の画像形成装置。 ９）該製版手段が重合画像形成装置である請求項１の画
   像形成装置。 １０）記録材として電圧を印加しない状態で付着性を有
   し該導電性基体と該導電性部材との間に電圧を印加する
   ことによりすくなくとも導電性基体または導電性部材へ
   の付着性が低減する記録材である請求項１の画像形成装
   置。 １１）記録材として電圧を印加しない状態で付着性を有
   し該導電性基体と該導電性部材との間に電圧を印加する
   ことにより該導電性基体及び／又は該導電性部材側から
   ガスを発生し、ガスを相対的に多く発生する側に付着性
   が低減する記録材である請求項１０の画像形成装置。 １２）（ａ）導電性基体上に絶縁パターンを形成して版
   を製造する製版工程 （ｂ）該導電性基体及び該導電性基体に対 向して配置される導電性部材との間 に印加電圧の極性に応じて付着性が 変化する記録材を供給し該導電性基 体及び該導電性部材の間に電圧を印 加して該導電性基体または該導電性 部材上のいずれか一方に前記記録材 をパターン状に付着させ記録材画像 を形成する工程 （ｃ）導電性基体又は導電性部材上に形成 された記録材画像を被記録体に転写 する工程を有することを特徴とする 画像形成方法。 １３）（ａ）導電性基体上に絶縁パターンを形成して版
   を製造する製版工程 （ｂ）該導電性基体及び該導電性基体に対 向して配置される導電性部材との間 に印加電圧を極性に応じて付着性が 変化する記録材を供給し該導電性基 体及び該導電性部材の間に電圧を印 加して該導電性基体または該導電性 部材上のいずれか一方に優勢に前記 記録材をパターン状に付着させ記録 材画像を形成する工程 （ｃ）導電性基体又は導電性部材上に形成 された記録材画像を被記録体に転写 する工程を有する画像形成方法。 １４）該絶縁パターンを該導電性基体上から除去する工
   程を有する請求項１２または１３の画像形成方法。 １５）記録材として電圧を印加しない状態で付着性を有
   し該導電性基体と該導電性部材との間に電圧を印加する
   ことによりすくなくとも導電性基体または導電性部材へ
   の付着性が低減する記録材を用いる請求項１２または１
   ３の画像形成方法。 １６）記録材として電圧を印加しない状態で付着性を有
   し該導電性基体と該導電性部材との間に電圧を印加する
   ことにより該導電性基体及び／又は該導電性部材側から
   ガスを発生し、ガスを相対的に多く発生する側の付着性
   が低減する記録材を用いる請求項１５の画像形成方法。 １７）該記録材として、該導電性基体と該導電性部材と
   の間に電圧を印加することにより該導電性基体上に形成
   された絶縁パターン部上に付着する記録材を用いる請求
   項１２または１３の画像形成方法。 １８）該記録材として、該導電性基体と該導電性部材と
   の間に電圧を印加することにより該導電性基体上に形成
   された非絶縁パターン部上に付着する記録材を用いる請
   求項１２または１３の画像形成方法。