JPH03147883A - 陽極酸化皮膜を利用したアルミニウム上への電子複写法 - 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］ 本琵明はアルミニウム合金板の陽極酸化皮膜表面に多色
の文字や図形パターン等を製版、印刷等の複雑な工程を
要せず、電子複写機で直接かつ即時的に染色描画するも
のである。此の方式で複写された製品は従来のアルマイ
ト染色法と同じく陽極酸化皮膜（以下アルマイト皮膜と
称す）の内部に染料が定着するので、従来のカラー電子
複写機による紙への複写の代りに金属板又は箔等にカラ
ー複写することが可能となり、写真、絵画等の複製品と
して鑑賞用や室内装飾品に利用する場合に高級感のある
耐久性に優れた製品の製作が容易となり、また工業的な
応用として多色アルマイト銘板が筒中に製作できるので
、各種の機器の表示板、ダイヤル、ネームプレート等の
ブナイン、試作、準多産に容易に対応出来ることとなる
。

［従来の技術］ 従来カラー電子複写機を使用する場合複写の対象となる
素材は殆どが紙及び特殊処理した透明プフスチックに限
定され、これ以外には布が稀に使用されるのみであった
。これは金属またはプラスチック等の素材の表面はイン
クの吸収定着が出来ず、これを補うために表面に予め下
引きコーティング等を施したとしても複写機でプリント
したインク皮膜の強度は不十分であり、さほどの耐久性
を要しないＯ口Ｐ用特殊処理フィルムへのプリント用を
除いてはカラープリント製品としての実用には耐え得な
かった。

一方従来アルマイト皮膜に多色染色したものは、装飾用
として家庭用品や、ネームプレート等として産業用途に
も多数使用されているが、その染色をする場合大別して
２つの方法が利用されてきた。その一つは写真焼付は法
で代表される被覆による部分は法であり、他の一つはダ
イレクトプリント法である。前者は未封孔アルマイト皮
膜の上に感光膜を塗布しこれに色分解した画像のネガフ
ルムを重ねて露光し、現像して未感光部分を洗い落し、
アルマイト皮膜の露出部分を所定色に染色してこれを色
数だけ繰返すものである。

次に後者のダイレクトプリント法は画像を色分解した各
色毎にスクリーン製版して所用の色の染料を含んだイン
クを直接にアルマイト面にスクリーン印刷して染料のみ
をアルマイト皮膜に吸着させて染色する方法で、これを
色数だけ繰返すものである。

この方法は写真焼付は法と比較して多少解像度は落ちる
が工程が比較的簡単であり、多量生産的でネームプレー
トの製作等に適用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように従来電子式のカラー電子複写機で金属表面
に直接プリントすることは耐久性を期待できないので殆
ど行われていない。　一方従来から工業的に行われてい
るアルマイト皮膜の多色染色法及びその製品にも次に述
べるような幾つかの欠点があった。

１）画面非着色部分のアルマイト皮膜マスキング用又は
スクリーン印刷機による直接印刷用には製版が必要であ
り、この版は分解した色数だけ必要となり、又製版作業
そのものは自動化出来てもその前後行程の殆どが自動化
困難な手作業を含んでいるので製版の為の時間及びコス
トが相当必要で同一画面の製作個数の少ない場合は製版
コストが製品の原価に占める割合は大幅に上昇する。

２）写真焼付は法等によってアルマイト皮膜上に繰返し
て多色染色可能な回数は３回程度であり。

これ以上は皮膜の自然封孔が進み染料を吸着し難くなる
ので完全なカラー複製には限界がある。

従って多彩原画の複製は再現性に難がありフラットな表
現になり易く、特に混色による多彩な中間色の安定的な
表現は困難であった。

３）従来のアルマイト染色法では、ある色の染色過程に
は水性染料への浸漬か油性染料のローラー、スプレー、
印刷及び刷毛塗りがその方法であって従って普通は指定
色毎に夫々の色を同じ色調同じ濃度で表現される程度で
ある。これらの色の色調に階調をつけたり、濃度を画像
の部分毎に変化させる事等も出来なくはないがその為に
は製版及び染色に相当の手数を要し、又染色条件を設定
するのに多くの要素を整える必要があってその再現範囲
には自ずから限界があり、多量に製作する場合には染色
の均一性を求めることは困難であった本発明は画像の耐
久性と色彩の透明さには定評のあったアルマイト皮膜へ
の染色法と電子複写機を結び付けることによって、上述
各項の欠点を解決したものであって、電子複写機に対し
ては新たな利用分野を開拓すると共に、アルマイト染色
技杯Ｉにとっては画像マスキング用の製版工程の省略に
伴う工数の削減と作業の自動化を可能にすることによっ
て、ｒ！Ａ品原価の大幅な低減が可能となるものである
。特に従来困難であった多彩な天然色の複製をアルミニ
ウム上に再現することが容易に可能となったことによっ
て、産業分野にも工芸的な用途にも対応し、利用分野を
大いに拡張出来ることになる。

Ｃ課題を解決するための手段１ 上記の目的を達成するためにカラー電子複写機のうら直
接アルマイト皮膜へのプリントに応用可能な動作原理の
ものとして、インクジェットプリンター及び昇華式熱転
写プリンター等の方式を選び、これらＦｊｌ器の主要機
構部分はそのまま転用し、　ｔ４１１体の金属板を直接
ｉ器に装着し操作１ｉＩＪ御することを可能な構造とし
た本体に装着し、これと原画画像を電子的に色分解し染
色ｎ構部に入力信号として送る複写機本体に付属したカ
ラースキャナー等を使用し、アルミニウム金属板又は箔
等の表面に形成させたアルマイト皮膜への直接プリント
法を開発した。　このプリント工程では従来のアルマイ
ト染色法と同等の耐久性を持ったアルマイト皮膜染色結
果を得るためにアルマイト専用の染ｔ１を含有したイン
ク又はインクリボン等の使用が必要であるがそれらの仕
様については後述する。

［作用１ まず本願によるアルマイト皮膜への電子複写法を第１図
により工程の流れで説明する。

材料のアルミニウム材はシリコン等の含有量が少なく従
ってアルマイト性が良く、アルマイト皮膜が無色透明で
あるＪＩＳ−１０５０，１０７０，又は１０８０等の紬
アルミ系の材料の板または酒等を使用する。

素材を所定の寸法に切断したのら表面状態に応じて機械
的方法あるいは化学研磨等により傷取りと平滑化の前処
理を施した後、硫酸法等従来から公知の方法でアルマイ
ト皮膜を１０〜３０ｕｍの厚さに形成させ未封孔のまま
で水洗乾燥しておく。

別工程として図形やパターン等を原色で紙面に表現した
イラストやカラー写真等の原画又は原本から複製した原
色原稿を用意し、之を付属のカラースキャナー機に装填
して色分解しながら染色機構部をホ制御する為のデータ
化し、−旦ＩＣメモリー又は磁気ディスクやテープ等の
メモリー装置に記憶する。この場合複写機をプリンター
として使用する為に外部信号入力を可能として置けば１
紙に害かれた原画からのデータ以外に丁Ｖ画像やコンピ
ュータ・グラフィックス画像等の電気信号を変換装着を
経由して入力データとして蓄積し使用することら可能で
ある。　次に先に用意したアルマイト板を電子複写機に
装着して電子複写工程に入るが、多色電子複写機として
はインクジェットプリンターまたは昇華式熱転写プリン
ター等の主要機能部分をそのまま転用し、これにアルミ
ニウム板を装着可能なように改造した機構部分を装備す
る。

彩色には通常の電子複写機と同じ黒、黄、マゼンタ、シ
アンの４色を使用した減色法の表色系を採用する。これ
らの４色のインキを使用したカラートッドを６　ｄｏｔ
／１１１１１　　程度以上の解像度でアルマイ１ル皮膜
面に噴剣または昇華焼付は等をしながら順にスキャニン
グしてゆくことでその複写機が表現の可能な階調の段階
次第で色付けされた７色〜２．０００色以上までの多彩
な色の画像表現ができる。彩色の終ったアルマイト皮膜
では染料がアルマイト皮膜を構成する電子顕微鏡的な微
細ボア内に吸着されているのでアルミニウム板を複写機
から取出し、陽極酸化皮膜中の微細ボアの刺孔を行い、
インク中の染料を皮膜内に定着させてプリント工程を終
る。

［実施例Ｊ 以下本光明の方法におけるカラー複写機構の組合わぜの
例と、使用する専用インクの仕様に就いて説明する。

先ずインクジェット機構の複写機を工程に使用した場合
の実例として、多ノズルを使用した０００　（ドロップ
・オン・デマンド）方式のバブル・ジェットプリンター
ヘッド使用の場合の構造動作概念図が第２図である。図
中の１は４色合計で１２８個のノズルを一体化したイン
クジェットヘッドでヘッドキャリヤー２がこれを搭載し
ている。４は主走査用のパルスモータ兼エン］−ダでヘ
ッドキャリＶ−の左右方向に移動と位置決めをしている
。

アルミニウム素材板又は箔を装着する真空吸着パーツキ
ャリヤー５は、副走査用パルスモータ兼エンコーダー６
で上下方向に駆動と位置決めをされている。アルマイト
皮膜を形成させたアルミニウム索材７はパーツキャリヤ
ー５上の所定位置に取付【ノられ、パーツキャリヤーに
無数に明けられた真空吸着用空気孔列８から吸引される
空気流を素材が遮断して生ずる真空により吸着保持され
る。ヘッドキャリヤー２は左右に往復して両方向に走査
位置決めが可能であるが、往復共にインクジェット噴射
、に使用すると色重ねの順序が絶えず反転してこれが色
むらの原因となりやすいので１通常は一方向だけをジェ
ットの噴射に使用し逆方向では噴射しない。０００方式
のヘッドでは原理的に噴射後のインク液滴の偏向序出来
ないが図のヘッドの場合は多ノズルの為３２ドツト分（
８ｄｏｔ／ａｍとして約４ｍ１ｌ）の幅だけ一度の走査
でプリントが出来る。簡易カラー複写機でよく見られる
様な１色１ノズル方式の機械では複写材料をドラムに巻
きつけ之を数百ｒｐｍで回して高速で主走査する方法り
く採用される事が多いが、平面で剛性のアルミニウム素
材を機器本体内に取付ける必要があるこの工程の場合に
は使用出来ず、従って一枚のアルマイト画像のプリント
に異常に長い時間がかかり実用的でない。従って多ノズ
ル形のＤＯＤ方式を選定するか、或いはインクジェット
プリント機構の別の形式であるコンティニアスジエツト
方式の機構を採用し、電磁力で噴射後のインクジェット
を偏向制御する必要がある。ただしアルミニウム箔のよ
う（こ極く薄く素材の場合は紙と同様にドラムに巻きイ
４【ブて保持しこれを高速で回転して走査が出来るので
、安価な０００シングルノズル方式の市販のインクジェ
ット複写機の小改造でも充分に実用に劇え得ることにな
る。

次に昇華熱転写方式カラー複写機を使用した場合の動作
原理を説明する。第３図（ａ）においてサーマルヘッド
９を構成するアルミナ製基板１０には発熱抵抗体素子１
２が１１１１ｍあたり４〜６個の９１合いで直線状に複
数個配列設置されている。この抵抗体は染色すべき画像
の色と濃度に合わせて、各々独立に通電の電力と時間が
ｉ、１１御されている。サーマルヘッドは通電の繰返し
で全体の温度が段々と上界してゆくのを防ぐためアルミ
放熱板１１が装るされこの部分の温度を検出してヘッド
加熱温度を加減している。　カラーインクリボン１３は
外表面に耐熱層１４で覆われた厚さ数μｍの合成樹脂製
のベースフィルム１５にバインダ１６を介してアルマイ
ト染色専用の染料を含有させた昇華性インク誼１７を塗
布しである。プリント材料取付は用のドラム２０に巻き
つＣブられたアルミニウム素材板１９の表面には無色透
明なアルマイト皮膜１８が形成されており１図のように
インクリボン１３を介してサーマルヘッド９で押圧され
ている。サーマルヘッドの通電発熱により昇華したイン
クは接触したアルマイト皮膜の微少ボア内に吸収されて
染着する。インクリボンとアルミ素材は接触したままサ
ーマルヘッドに対して１ステツプ宛移動して同じ動作を
繰返し、記録した画像部分２１が階調性を持って出来て
ゆく。画像全体の１色分の走査を終了すれば、次にイン
クリボンの色を変えて同様の操作を４色繰返してカラー
画像が完成される。　サーマルヘッドは発熱抵抗体の熱
を有効にインクリボンに伝えて昇華させる必要があり、
熱の集中のため発熱抵抗体素子部分での点接触で且つ一
定以上の押し圧が必散であり、これには材料をドラムに
巻きつけてヘッド列と接触させておくのが最も容易且つ
確実であるので、薄板又は箭等のアルミニウム素材を使
用する場合は通常の複写機と同様な第３図（ａ）の構造
を採用できるが、アルミニウム厚板等の平面素材を使用
する場合は第３図（ｂ）の様な構造にしてローラー２２
を抑圧だ（プに使用し別に素材とインクリボンを一体に
水平方向に駆動位置決めする機構（図示せず）を採用し
た専用機を使用する心髄がある。

次に染色用インクの仕様と選定について説明する。アル
マイト皮膜を染色する染料としては油溶性染ｆＨ１と水
溶性染料があり通常は皮膜全体を浸漬染色する場合に水
溶性染料を使用し、マスキングしたパターンを染色する
には油溶性染料が使用される。これは感光乳剤の主材料
であるゼラチンや市販のレジスト用合或樹脂が親水性で
水性染料が浸透し、染分けにならないからである。　本
発明の工程の場合は染め分けの為のレジストを使用しな
いから、水性油性何れの染料でもよく、従って次の条件
を満たすものから選定すれば良い。　先ずインクジェッ
ト方式用液体インクに就いては１）インクに含まれる染
料自身のカラー・バリューが高く色調が鮮明であること
と、噴射ノズルが狭小でありまた戻りインクをポンプで
吸引して循１ヒ使用する場合が多いので、′Ａ科料中ノ
ズルをつまらせる様な微粒子を含有せず、また使用中に
自然酸化したり化学的に変質したりして粒子を生成する
恐れがないことが重要である。

２）インク中の染料含有量は重量％で１θ％以上が望ま
しく、この適正な濃度のインクを調製した時にジェット
噴射に最適な物性、即ち粘度３〜１ｏｃｐ、表面張力３
０〜６５ｄｙｎｅ／ｃｍの物性値が得られるものである
事。

３）紫外線に対する耐光性が強く太陽光で容易に変退色
せず酸アルカリに対する削性が充分な事。

４）室温Ｏ℃〜＋６０℃の範囲で物性の変化か少なく、
安定したプリント作業が出来ること。

５）ノズルの目詰まりを防ぐため用いるグリコール類な
どの難揮発性溶剤に可溶な染料である事。

簀である。　　以上の条件に合致した染料のうち先ず水
溶性染料としては大別して無機染料と有機染料があるが
、前者は耐候性は強いが色彩が限定されるので多色染色
には適当でなく、ここでは有機染料が主に使用されるこ
とになり、この染料に（よ例えばアンスラキノン系、モ
ノアゾ系、デイハイドロオキシピラゾール系、及びトリ
フェニールメタン系などの構造をもつものが皮膜への吸
着が良く耐候性が良い。　但し使用染料はこれらの構造
のものに限定されるものでないことは勿論である。イン
クを調製する場合の溶剤との配合の例としてはこれらの
染料に水と、調整兼目詰まり防止用としてグリコール類
、グリコールエーテル類。

アミド類、ピロビリン類等の含窒素溶剤を使用しこれに
更に必要により界面活性剤等を配合したものが使用され
る。

次に油溶性染料としては大別して油脂に溶解する染料と
アルコール等の溶剤に溶解する染料がある序前者を使用
する場合はインク噴剣後の吸着乾燥口４間を、又後者を
使用する場合は特に溶剤蒸発によるインク物性の変化に
注意して配合する必要がある。この用途に使用可能な染
料の構造の例としては極めて多く１例えばキナルデイン
系、又はアンスラキノン系構造物等を始め種々の染料が
ある。　溶剤としては抽脂類、アルコール類、５油類、
ニトロペンゾール、シクロヘキサノン等があり、これに
粘度調製剤と界面活性剤を加えてインクが調製される。

昇華熱転写用フィルムの場合はベースフィルム上にバイ
ンダーを介して昇華性染料を配合したインクをスプレー
１ｉやスクリーン印刷で製作する事が出来る。昇華性染
料としてはトリフェニルメタン系、フェノキサジン系、
ロイコオーラミン系及びスピロピラン系等の塩基性染料
がある。

［発明の効果１ 本発明の方法は以下に記載するような効果を有する。

１、アルマイト皮膜に画像パターンをマスキングするこ
となく従って製版の必要なくカラー電子複写機により自
動的に直接即時プリント出来るので、半永久的な耐久性
、＃４汚染性を持つ多色カラー画像アルマイトの染色を
極めて安価に短時間で完成出来る。　従ってアルミニウ
ム板上に絵画の複製（拡大縮小を含む）や室内壁面装飾
用のイラストの製作が可能であるのを始め、屋外用とし
ては案内用の地図１色付の説明解説板など風雨や太陽光
に対する耐久性を要する機材の製作等の新用途にも使用
出来、又従来のアルマイト染色法の改良としてネームプ
レート、ダイヤル、装飾パネル等のあらゆる工業的製品
の製作も簡便にできる。

２、染色可能な色彩及び階調の範囲は極めて広く従って
従来技術で困難であった原画の天然色を再現出来、また
色度彩度の変化等を電子制御で安定的均一に量産可能で
あるので、上記用途の他カラー写真や有名絵画の複製品
を製作して鑑賞用耐久製品としたり、アルミニウム製絵
葉書や名刺などこのｖ１能を生かした新製品の開発が可
能である。

３、コンピューターグラフィックス画像や高品位テレビ
画像等の電気的出力を信号変換処理したものも入力デー
タとして使用出来るので、必ずしも着色原画を必要とせ
ず、これらの記録保存用にも応用できる。

４、ＦＴ料の長期保存用として、或いは機器の説明板な
どの様に頻度の高い苛酷な取扱いに耐えることが必要な
用途の場合の使用に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の製作法によりカラー電子複写機を使
用した場合のアルマイト皮膜への多色画像複写工程を示
す。　第２図はインクジェット複写機構応用の実例とし
て多ノズルのバブル・ジエン１〜ヘツドを使用した００
０方式複写機の染色機構部の４’４造動作概念図である
。 第３図は昇華熱転写方式カラー複写機構を使用した場合
の動作原理を示しくａ）はプリント素材にアルミニウム
薄板又は箔などを使用した複写機の動作原理を、（ｂ）
はプリント素材に厚板などの剛体平面材料を使用した場
合の複写機の場合の動作原理を示す。 以下に第２図及び第３図（ａ）及び（ｂ）におＣノる１
３１の主要部分の名称を記す。 １・・・インクジェットヘッド、２・・・ヘッドキャリ
ヤ、３・・・インクタンク、４・・・主走査（左右方向
）用パルスモータ兼エンコーダー、５・・・真空＠着パ
ツキＡ７す′Ｘ７−．６・・・副走査（上下方向〉用パ
ルスモータ兼エンコーダー、７・・・アルミニウム素材
、８・・・真空吸着用空気孔列、９・・・サーマルヘッ
ド、１０・・・アルミナ製塁板、１１・・・アルミ放熱
板、１２・・・介熱低抗体素子、１３・・・カラーイン
クリボン、１４・・・耐熱層、１５・・・ベースフィル
ム、１６・・・バインダー１７・・・インク層、１８・
・・アルマイト皮膜、１９・・・アルミニウム素材板、
２０・・・材料取付は用ドラム、２１・・・記録した画
像部分、２２・・・ローラー 第 図 弔 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アルミニウムまたはアルミニウム合金の板又は箔等
   の表面全域に予め透明陽極酸化皮膜を生成させ、之を封
   孔しないで染料が吸着可能な状態にしたまま、単色また
   は多色のインクジェット式又は昇華熱転写式等の電子複
   写機と組合わせ、陽極酸化皮膜専用の染料を含有するイ
   ンクまたはインクリボン等を使用して単色または多色の
   図形、文字等を染色描画して成る陽極酸化皮膜を利用し
   たアルミニウム上への電子複写法。