JPH0462087A - 印刷装置 - 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、電圧印加により付着性が変化するインクを用
いて印刷を行うための印刷装置に関する。

〔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、版上での画像部と非画像部のインク
のバ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
る等の改善すべき点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、本出願人は電圧印加に応じてその付着性が変化
するインクを用いて印刷を行う画像形成装置を先に提案
した（特願昭６３−１２６１７号等）。このような画像
形成装置は、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。また印刷工程も比較的簡易であ
るため、装置構成も比較的簡易である。

上記画像形成装置では一対の電極の１方を版とし、この
一対の電極間に上記インクをはさみ、電極間に通電する
ことでインクの転写量を制御するが、版ともう一方の電
極のインクを介しての接触状態が局所的な通電電荷量に
影響し、その結果得られる画像にムラができるという問
題があった。

本発明の目的は、上記問題点を克服する印刷装置を提供
することにある。

すなわち、比較的簡易な構成で、高速度で良好な画質の
画像が得らね、さらに版ともう一方の電極の接触をより
確実にして、通電電荷量をより確実に制御することので
きる印刷装置を提供する。

〔課題を解決するための手段（及び作用）〕本発明は、
一方が版である一対の電極、電圧印加により少なくとも
一方の電極に対して付着性が非付着性になるインクを該
一対の電極間に供給する手段、 該一対の電極間に電圧を印加する手段、および該版上に
付着したインクを被記録体に転写する転写手段を有する
印刷装置において、 該版か弾性を有する版胴に装着されたことを特徴とする
、または 該版が導電性基材上に絶縁パターンが設けられてなり該
導電性基材が弾性を有することを特徴とする印刷装置で
ある。

本発明によれば、版を支持する版胴または版自体が弾性
を持つため、版ともう一方の電極との接触が確実になり
、通電電荷量が確実に制御できるようになり、良好な画
質の画像が得られるようになる。なお版および版胴の両
者が弾性を持っていても構わない。

版胴か弾性を持つ場合、版胴は公知のゴムの加工方法に
準じて製造できる。例えば日本規格協会発行ゴム材料選
択のポイントに記載の方法でかまわない。具体的には例
えば粘弾性的性質をもつ原料ゴムを可塑化し練り合わせ
る。次に熱を加えて化学反応によって網目結合を作り弾
性体を製造する。この弾性体上に版を貼着して用いる。

導電性基材（版）か弾性をもつ場合、又は基材【版）お
よび版銅の両方が弾性体の場合、上記の弾性体製造過程
の練り合わせ時に導電性カーボン又は金属粉等の導電性
粒子を分散、混合させて作成できる。

また、後述する実施例で用いた弾性黒鉛体とは、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、コー
クスをニトロ化処理する。次にこのニトロ化物をアルカ
リ溶解させ、酸を加えて析出させ熱処理発泡化させる。

この発泡体を黒鉛化したものである。

上記導電性を有する弾性体をそのまま版として用いても
よいし剛性体に固定して用いても構わない。

上記製法により製造した弾性体、導電性基材の寸法、形
状は特に制限されず、平板状であっても円筒状で用いて
も構わない。

また表面のゴムの硬度はＪＩＳ規格Ａにおいてｓｏ”〜
９５°が好ましく、更には６０°〜９０°が好ましい。

（実施例〕 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、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１０の導電性基材と一対の電極
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な
く、たとえばステンレス等の金属材質、シリコンゴム等
のゴム材質、プラスチック材質等が使われる。

方の電極を兼ねるローラー４の表面材質は、導電性を有
するものならば特に限定されるものでなく、たとえばア
ルミニウム、ステンレス、銅、白金等の導電体や樹脂、
ゴム中にカーボン、Ｎｉ等の粉末を分散させて導電性を
もたせたもの、粒状の黒鉛体を樹脂バインダーで結合さ
せた弾性黒鉛体等で形成する。

版を装着する版胴５は弾性を有する部材で構成する。版
胴５の材質としては弾性を有するものであれば何でもよ
く、たとえばシリコンゴム等のゴム材質や、前記ゴム材
質中にカーボン、Ｎｉ等の粉末を分散させたものや、粒
状の黒鉛体を樹脂バインダーで結合させた弾性黒鉛体等
が用いられる。また版胴５の弾性としてはゴム硬度５０
°〜９５°のものが好ましい。更に好ましくは６０゜〜
９０°のものを用いるとよい。

版胴５に装着される版１０は、第２図に示すように、た
とえばアルミニウム、銅等で表面を形成した導電性基材
１０ａ上に絶縁パターン１０ｂを形成して構成する。そ
の形態は、例えば導電体（金属等）のみを使用した板状
のものや、ＰＥＴ、ポリイミド等の支持体上にアルミニ
ウム、銅等の箔をはりつけたり、樹脂中にカーボン、Ｎ
ｉ等の粉末を分散させたものをぬったりしたもの等が使
用できる。前記導電性基材の厚みは導電性材料の材質に
よって任意に決められるが、版胴５の弾性を相殺しない
様、その導電体材質部で５００μｍ以下、更に２００μ
ｍ以下にする事が好ましい。

前記導電性基材上に形成する絶縁パターンは、たとえば
、従来からある熱転写方式に用いられるポリマーやワッ
クス等を含む絶縁性インク、電子写真方式に用いられる
トナー等で形成することができる。また、導電性基材上
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こともできる。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よい。

上述した様に、前記導電性基材上に前記絶縁性パターン
か形成された前記板を、前記弾性を有する部材からなる
版胴に装着する。

本発明の装置を用いた印刷に用いられるインク８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か挙げら
れる。このインクは電圧印加による通電により、インク
が電気分解してカスを発生し、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かガスを発生し
、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
、低い方か良く、体積抵抗を１０５Ω・Ｃｌ１１以下に
することが好ましい。体積抵抗が１０５Ω・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
高電圧が必要となり、好ましくない。

このインクは、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、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２Ｉｎ
ＬＬ１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
のであることか好ましい。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２＋ｎｍ
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。

このインクは、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。本発明で制御
されるインクは、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。

この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・ジエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール（重量平均分子量、約１０
０乃至１，０００）、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
力ルヒトヘルアセテート、ジエチルカルピトール、トリ
エチレンクリコールモノメチルエーテル、トリエチレン
ク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、１゜２．６−ヘキサンドロオール、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または２種以
上の混合媒体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Ｍ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
カ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
せることか出来る。

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、カセイン、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、とドロキシエチルセルロース
等のセルロース系ポリマー、或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、その他多糖類系の話
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クリコール、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
リコングリースの様なグリース類、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。

インク中に含有する微粒子としては、金属（Ａｕ、　Ａ
ｇ、　［；１１等）粒子、硫化物（硫化亜鉛ＺｎＳ、硫
化アンチモン５ｂ２ｓ３．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ｃｏｓ、硫化スズＳｎＳ　、硫化鉄ＦｅＳ　、硫
化銅Ｃｕ２Ｓ、硫化マンガンＭｎＳ　、硫化モリブデン
ＭＯ２５３等）粒子、ケイ酸（オルトケイ酸１４ＳｉＯ
４、メタケイ酸Ｈ２Ｓ１Ｏ，、メソ三ケイ酸Ｈ２Ｓ１２
０５、メソ三ケイ酸１１４ｓｆ０３、メソ四ケイ酸Ｈ６
５ｉＪ＋　＋等）粒子、ボッアミド樹脂粒子、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９０重量部、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
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、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−数式（１）によって示すことか
出来る。

一般式（１） ％式％） 上記式中、ＷはＮａ又はＬｉ、　Ｘ及びＹはＭｇ２＋Ｆ
ｅ”、Ｎｉ”、Ｍｎ２”、Ｆｅ”、Ｌｉ＋などの６配位
イオン、ＺはＡＩ”、Ｓｉ”、Ｇｅ”、ｐ　ｅ　３　＋
、Ｂ３＋又はこれらの組合せ（Ａ　Ｉ　３　＋　／　Ｓ
ｒ　４　＋　）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、史には
１乃至２０μｍ、中でも１０μｍ以下が好ましい。

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ｏ、
ｉ乃至４０重量部、更には１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。

Ｌ述した構成のインク８をローラ１，２間に図１の様に
投入し、ローラ１〜４により、インク８を版１０上に供
給する。それと同時に、インク８が介在する版１０とロ
ーラ４との間に電圧を印加する。すると版の導電性基材
１０ａと接触するインク８の導電性基材１０ａに対する
付着性が非付着性に変化することにより、版の絶縁パタ
ーンｔｏｂ上にのみインク画像を形成する。その際の印
加電圧は実用的には３〜１００■、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図では版１０側が陰極、ロール４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、この逆
にしてもよい。

次に版上のインク画像を版と圧接しつつ矢印Ｆ方向に回
転する圧胴６の間を通過する被記録体１１（紙、布、金
属シートなど）上に転写して、被記録体上にＬ記インク
画像を形成する。場合によっては、版上のインク画像を
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。

以上のような画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１０ｂ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９のウ
ェブ等によって導電性基材１０ａ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
９は前記画像形成時においては導電性基材１０ａ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
してはプレートによるかき落しや、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９（基材１０
ａ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、導電性基材１０ａ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
ターン形成を行えば、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、上述したクリーナ９および手作業によるクリーニ
ングを行う時には、ローラ４は、版胴５上の版に非接触
となる様にする。

（実施例１） 第１図に基づく次のような構成の装置を用意した。

ローラー〜３：３４ｍｍφ、幅８０ＬＩＩＩ１１、ステ
ンレス製 ローラ４：３４ｍ１Ｉｌφ、幅８０ｍｍ、ステンレス製
の軸にシリコンゴム中にカーボンを分散 した導電ゴムを貼りつけたもの（明治 化成ゴム製）、ゴム硬度７５度 版銅５：　　８０ｍｍφ、幅８０ｍｍ、ステンレス製の
軸にシリコンゴムを貼りつけたもの、 ゴム硬度７５度 版１０：　導電性基材１０ａ：銅板、厚さ０．１　ｍｍ
絶縁パターン１０ｂ＝　フォトレジストて形成 ローラ１，２間ギャップ：０．５ｍｍ ローラ２，３間　　／／　　：　　０．１　ｍｍローラ
４はローラ３，５に当接 ローラ１〜５はモータで駆動 インク８としてはグリセリン２００ｇ、リチウムテニオ
ライト（平均粒径２．５μｍ　、　　ＬｉＭｇ２Ｌ１（
Ｓｉ４０□。）Ｆ２）１４０ｇ、及び着色剤としてシア
ン顔料（バイエル社製５ｕｐｒａｎｏｌ　Ｃｙａｎｉｎ
ｅ　７ＢＦ）　１０ｇ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。

版１０の導電性基材１０ａの電気的接続は、版胴５のス
テンレス軸（不図示）を介して行った。

前記インク８を図１の様に投入した後、ローラ１〜６を
矢印ＡＮＦ方向に周速１００　ｍｍ／ｓｅｃて回転させ
た。ローラ４トに均一にインク８がコーティングされた
のを目視で確認した後、ローラ４が版と当接する様にし
た。この時、同時に版の導電性基材１０ａを陰極（アー
スしである）にローラ４を陽極にして３０Ｖの直流電圧
を印加した。

その結果、インクは導電性基材１０ａ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。これを数回繰り返したが、同様に多数
枚の印刷物が得られた。

（比較例１） 版胴５をステンレス製にした以外はすべて実施例１と同
様にして印刷を行った。

シャープな画質の印刷物が多数枚得られたが、数回縁り
返している中で数枚ではあるがローラ４の長手方向に沿
ったかぶりが発生した。その原因は、ローラ４と版１０
の当接が不充分になる事があり、均一に安定して電圧が
加わらなかったためと思われる。

（実施例２） 版胴５ニステンレス製 版１０：導電性基材１０ａ：シリコンゴム中にカーボン
分散の導電性ゴム（明治 化成ゴム製）、厚さ２ｍｍ、ゴム 硬度７５度 絶縁パターン：フォトレジスト 上記以外は実施例１と同様にして印刷を行った。

実施例１同様多数枚の良好な画質の印刷物が得られた。

（実施例３） 導電性基材１０ａ：弾性黒鉛体シート（興叩石油製）、
厚さ２ｍｍ、ゴム硬度 ８５度 上記以外は実施例２と同様にして印刷を行った。

実施例１同様の良好な印刷が行えた。

（実施例４） 中間転写手段としてブラン胴を版（および版胴）と被記
録媒体の間に設け、版上のインクをいったんプラン胴−
トに転写した後ブラン胴と圧胴の間に送られてくる被記
録体１１上に印刷を行った。その他の構成、条件は実施
例１と同じにした。

実施例１同様良好な印刷物が多数枚得られた。

〔発明の効果〕

以−Ｆ説明した様に、本発明によれば板側に弾性部材を
有することにより、版ともう一方の電極の接触をより確
実にして、均一に電圧の印加を実現させ、かぶりのない
良好な画像を高速度で多数枚印刷できる装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の１例を示す模式図、第２図は本
発明の装置に用いられる版の１例を示す模式図である。 にローラー ２：ローラー ３：ローラー ４：ローラー（電極） ５：版胴 ６：圧胴 ８：インク ９：クリーナ ０：版 Ｏａ：導電性基材 Ｏｂ：絶縁パターン １：被記録体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方が版である一対の電極、 電圧印加により少なくとも一方の電極に対して付着性が
   非付着性になるインクを該一対の電極間に供給する手段
   、 該一対の電極間に電圧を印加する手段、および該版上に
   付着したインクを被記録体に転写する転写手段を有する
   印刷装置において、 該版が弾性を有する版胴に装着されたことを特徴とする
   印刷装置。 ２、一方が版である一対の電極、 電圧印加により少なくとも一方の電極に対して付着性が
   非付着性になるインクを該一対の電極間に供給する手段
   、 該一対の電極間に電圧を印加する手段、および該版上に
   付着したインクを被記録体に転写する転写手段を有する
   印刷装置において、 該版が導電性基材上に絶縁パターンが設けられてなり、
   該導電性基材が弾性を有することを特徴とする印刷装置
   。