JPH01242254A

JPH01242254A - 画像形成装置及び方法

Info

Publication number: JPH01242254A
Application number: JP63071589A
Authority: JP
Inventors: Kozo Arahara; 荒原　幸三; Osamu Hoshino; 星野　脩
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-09-27
Also published as: EP0336238A2; FR2630043B1; FR2630043A1; CA1325550C; US4972200A; EP0336238A3

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】〔発明の分野〕本発明は、新規な画像形成用インク材、並びに画像形成
装置及び方法に関するものである。

〔従来の技術〕

印刷技術において、平版印刷法、凸版印刷法やグラビヤ
印刷法などが用いられているが、これまでの印刷技術を
コンピュータ等の記録用周辺機器に適用するには困難な
面が多い。

一方、コンピュータ等の記録用周辺機器としては、各種
の記録方式を用いたプリンタ、例えばレーザビーム・プ
リンタ、インクジェット・プリンタ、感熱転写プリンタ
、ワイヤドツト・プリンタやデイジ−ホイル・プリンタ
が知られているが、前述した印刷技術で達成している多
量印刷にはコスト面等で適していない問題点があった。

しかも、従来の印刷法では、印刷終了後のクリーニング
工程でのメンテナンスに煩雑性があった。

〔発明の概要〕

従って、本発明の目的は、従来の印刷技術における耐刷
性に同等レベルの耐刷性をもち、同時にコンピュータ等
の記録用周辺機器に適用可能な新規な画像形成装置及び
方法並びにこれに用いるインク材を提供することにある
。

本発明の別の目的は、クリーニング工程においてメンテ
ナンスフリーで、高画質形成能の画像形成装置及び方法
を提供することにある。

本発明は、ａ、一対の電極、ｂ、一対の電極間に、印加電圧の極性に応じて付着性が
変化する無定形固体のインク材を供給する手段、ｃ、一対の電極間に電圧を印加し、何れか一方の電極上
に優勢に前記無定形固体を付着させる手段、及びｄ、付着した前記無定形固体を転写後、該無定形固体残
渣をクリーニングする手段、を有する画像形成装置に特徴を有している。

〔発明の態様の詳細な説明〕

本発明で用いる荷電粒子は、陰電荷が付与された粒子で
あっても、又陽電荷が付与された粒子であってもよい。

荷電粒子は、下達の分散媒中での摩擦帯電、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下
で荷電粒子が生成される。

陽電荷が付与された粒子としては金属（Ａｕ。

Ａｇ　％　Ｃｕ等）粒子、硫化物（硫化亜鉛ＺｎＳ。

硫化アンチモンｓｂ、ｓ、、硫化カリウムに、Ｓ。

硫化力リシウムＣａＳ、硫化ゲルマニウムＧｅ５１硫化
コバル）ＣｏＳ、硫化スズＳｎＳ、硫化鉄ＦｅＳ、硫化
銅Ｃｕ　２　Ｓ　％硫化マンガンＭｎＳ、硫化モリブデ
ンＭＯｚＳｓなど）粒子、ケイ酸（オルトケイ酸Ｈ，Ｓ
ｉＯ，、メタケイ酸ＨｚＳｉＯｓ、メソ三ケイ酸Ｈｚ　
Ｓ　１２０　ａ、メソ三ケイ酸Ｈａ　Ｓ　ｌ　３０ｓ　
、メソ四ケイ酸ＨＩ　Ｓ　ｉｌ　Ｏｚなど）粒子を用い
ることができ、又陰電荷が付与された粒子としては、水
酸化鉄粒子、水酸化アルミニウム粒子、フッ化雲母粒子
、ポリエチレン粒子などを用いることができる。本発明
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、粒子中に上述の分散媒を保持できるＮａテトランリ
ンツクマイカ、Ｌｉテニオライト等のフッ化雲母を用い
ることができる。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Ｌｌ、Ｘ及びＹはＭ　ｇ　２１１Ｆ
ｅ”、Ｎ１２＋、Ｍ　ｎ　’　”、Ａｊ！”◆、Ｆ　ｅ
　”、Ｌ　１＋等の６配位イオン、ＺはＡ　Ｉ！”、Ｓ
１″１、Ｇｅ″°、Ｆ　ｅ　Ｎ　ｌ、Ｂ″＋、またはこ
れらの組合せ（）＼ｉｎ’／Ｓｉ“°）などの配位数４
の陽イオンを表わしている。

上述の荷電粒子としては、平均粒子径で１００μｍ以下
、好ましくは０．１μｍ〜２０μｍのものを用いること
ができ、又かかる荷電粒子はインク材中にインク材１０
０重量部に対して１重量部以上、好ましくは３重量部〜
９０重量部で含有することができる。

又、本発明のインク材で用いる分散媒としては、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
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、プロピレンカーボネー
ト、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。

本発明の好ましい具体例では、インク材中に前述した分
散媒に可溶なポリマーをインク材中に、インク材１００
重量部に対して１〜９０重量部の割合で含有させること
ができる。この際のポリマーとしては、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、サクソノグルカ
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
他多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、
ポリブテン等の液状ポリマーを用いることも可能である
。

本発明のインク材は、ゲル又はコロイドゾルの無定形固
体で、流動性においては非ニュートン流動体である。

又、本発明のインク材には、必要に応じてカー、ポンプ
ラック、染料や顔料などの着色材、電圧印加により発色
する発色性化合物、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、
前述した荷電粒子自体を着色材としての機能を兼用させ
ることも可能である。

本発明の画像形成装置及び方法は、像様の導電パターン
を備えた電極と対向電極との間に、前述したインク材を
供給し、一対の電極間に直流電圧（１０ｖ〜１００Ｖ）
を印加することによって、何れか一方の電極上にインク
材を付着させることができる。この際、高周波（１０Ｈ
ｚ〜１００ＫＨｚ　）の交流バイアス電圧（１０Ｖ〜１
００ｖ）を印加することによって、画質を一層シャープ
にすることができる。さらに、本発明ではかかる付着し
たインク材を被転写体に転写させることができる。

本発明で用いる導電体パターンを備えた電極（印刷版電
極）として；平版として機能する版電極： ■金属板（アルミニウム板、銅板）上に像様の絶縁体パ
ターンを形成した版電極、 ■金属版（アルミニウム板、銅板）上に設けた光導電体
被膜（ゼラチン−ハロゲン化銀被膜、ＺｎＯ，セシン、
アモルファスシリコンや有機光導電体の被膜）に対して
像様の露光を付与させて形成した版電極、 ■像様の導電性インクをもつ版電極、 ■放電破壊により像様の導電パターンが形成された絶縁
膜をもつ版電極、凸版として機能する版電極： ■像様の導電性凸部をもつ版電極、などを用いることができる。

以下、本発明を図面に従って説明する。

第１図は、本発明の画像形成装置の断面図を表わしてい
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す断面図であり、図におい
てインク担持ロール１０１は円筒形状を有し、矢標Ａ方
向へ回転運動する部材である。

インク担持ロール１０１の表面にはインク材層１０２が
形成され、インク材溜り１０３を介して存在するコーテ
ィングロール１０４は、円筒形状を有し、矢標Ｂ方向に
回転運動し、インク材層１０２を形成させる。第１中間
ロール１０５はインク担持ロール１０１と接して矢標Ｃ
方向に回転し、インク担持ロール１０１と第１中間ロー
ル１０５と導電体物質で構成されており、第１中間ロー
ル１０５上に第１インク薄層１０６を形成し、次に第１
中間ロール１０５と接して、矢標り方向に回転運動する
第２中間ロール１０７上に第２インク薄層１０８が形成
され、第２中間ロール１０７と接して矢標Ｅ方向に回転
運動する版ロール１０９上の印刷版１１０の画像部に、
第２インク薄層１０８のインクが転写され、版ロール１
０９と接して、矢標Ｆ方向に回転運動するブランロール
１１１上の導電性ブランケット１１２に版上の画像部の
インクが転写され、プランロール１１１とこのプランロ
ール１１１と接して矢標Ｇ方向に回転運動する圧ロール
１１３の間を通過する被記録体１１４（紙、布、金属ソ
ートなど）上に、インク画像を形成することができる。

次に、印刷終了後、第１中間ロール１０５上の第１イン
ク薄層１０６及び、第２中間ロール１０７上の第２イン
ク薄層１０８をクリーニングするために、版ロール１０
９と第２中間ロール１０７の接触をはずし、第１中間ロ
ール１０５と第２中間ロール１０７間に電圧を、第２中
間ロール１０７側のインクが非付着性となるように印加
し、両方のロール１０７と１０８を回転することにより
第２中間ロール１０７上のインクが第１中間ロール１０
５上に移される。

次に、第１中間ロール１０５と第２中間ロール１０７の
接触をはずし、インク担持ロール１０１、コーティング
ロール１０４、第１中間ロール１０５と第２中間ロール
１０７とは、上記印刷時と同じ方向に回転させるか、印
刷時に第１中間ロール１０５とインク担持ロール１０１
との間に第１中間ロール１０５側がインク非付着性とな
るように電圧を印加することにより、第１中間ロール１
０５上の第１インク薄層１０６はインク担持ロール１０
１の上のインクに吸収される。

一方、版ロール１０９上の印刷版１１０をはずし、クリ
ーニングロール１１５上のクリーニングロール用コーテ
ィングロール１１６とにより、クリーニングロール１１
５上に形成されたクリーニングインク層１１７とプラン
ロール１１１上のブランケット１１２を接触させ、プラ
ンロール１１１を下方向、クリーニングロール１１５を
Ｈ方向に、クリーニング用コーティングロール１１６を
１方向に回転させ、かつプランロール１１１とクリーニ
ングロール１１５間に、クリーニングロール１１５側が
付着性、プランロール１１１側が非付着性となるように
電圧を印加することによりプランロール１１１上の残存
インクが除去される。

前述の電圧は、インク担持ロール１０１と第１中間ロー
ル１０５とを電極とした第１直流電源１１８、第１中間
ロールと第２中間ロール１０７とを電極とした第２直流
電源１１９、プランロール１１１とクリーニングロール
１１５とを電極とした第３直流電源１２０によって供給
されることができる。上述のインク担持ロール１０１、
第１中間ロール１０５、第２中間ロール１０７、プラン
ロール１１１及びクリーニングロール１１５はアルミニ
ウム、銅、ステンレスなどで形成するこ　。

とができ、これらのロールのインク担持面たる表面（円
筒面）を構成する材料としては、その表面上に所望のむ
無定形固体インク材の層１０２を形成することが可能な
材料であれば、特に制限な（用いることができる。より
具体的には、ステンレス等の金属からなる導電体表面の
他、各種の樹脂等からなる絶縁体表面も用いられる。こ
の絶縁体表面を形成する絶縁膜の膜厚は５００人〜５μ
、好ましくは１０００人〜５０００人に設定される。

又、上述したロール１０１，１０５，１０７゜１１１及
び１１５の表面は、平滑面であってもよいが、無定形固
体インク材の搬送、担持性をより高める点からは適度に
粗面化（例えば、粗面度ＩＳ程度）されている方が好ま
しい。

このインク担持ロール１０１表面上に形成される無定形
固体インク材の層１０２の厚さは、（インク担持ロール
１０１と矢標Ｂ回転のコーティングロール１０４とのギ
ャップの大きさ、該インク材の粘度、インク担持ロール
１０１表面の材質ないし粗面度、あるいは該ロール１０
１の回転速度等によって異なるが）、このロール１０１
が第１中間ロール１０５と対向とする位置において、約
０．００１〜１００ｍｍ程度であることが好ましい。

このインク材の層１０２の膜厚が０．００１ｍｍ未満で
は、インク担持ロール１０１上に均一なインク材層１０
２を形成することが困難となる。一方、このインク層厚
が１００ｍｍを越えると、インク材層１０２の表層を均
一な周速とじつつ、インク材を搬送することが困難とな
る。

以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例１グリセリン２００ｇとリチウムテニオライト（ＬｉＭｇ
ｔ　Ｌｉ　（Ｓｉ４０１＠）Ｆ２　）４０ｇとをホモジ
ナイザー内で回転数１０．ＯＯＯｒｐｍ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、灰色の無定形固体コロイドゾルインクを調整し
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１０１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、又第１中間ロール１０５として、表面をハードクロ
１ムメツキした直径３０ｍｍの鉄製円筒ロールを用いた
。このインク担持ロール１０１と第１中間ロール１０５
との接合部に当るインク材溜り１０３に前述したコロイ
ドゾルインクを投入し、インク担持ロール１０１を周速
２０ｍｍ／ｓｅｅで矢ＱＡ方向に回転運動させ、回転す
る表面テフロンゴム製円筒ロールであるコーティングロ
ール１０４とのギャップを制御し、コーティングロール
１０４を周速２０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、インク担持
ロール１０１上に約０．２ｍｍのインク材層１０２を形
成した後、第１中間ロール１０５を矢標Ｃ方向に２０ｍ
ｍ／ｓｅｅの周速で回転させたところ、第１中間ロール
１０５上へインク材層１０２表面のインクが転写された
（厚さ０．１ｍｍ以下）。

次に、第１中間ロール１０５と接触して、矢標り方向に
２０ｍｍ／ｓｅｅの周速で回転する表面シリコンゴム製
のステンレス円筒ロール（直径３０ｍｍ）からなる第２
中間ロール１０７に、第１中間ロール１０５上のインク
の一部が転写され、インクの薄層（インク厚さ０．１ｍ
ｍ以下）が形成された。

次に、ポリイミドフィルム上に接水性塗膜形成液である
フッ素ポリマー塗料ｒＦＣ−７２１Ｊ（住友スリーエム
■製）を塗布し、約１μｍの接水性塗膜を形成した。こ
の上に、ポリアミド樹脂を主体としてなる電子写真用ト
ナーを通常の電子写真複写機（キャノン沖製ＩＰ（、−
１２Ｊ　）を使用して転写、定着してトナー像を得た。

次に、印刷版１．１０を版ロール１０９上に巻きつけ、
矢標Ｅ方向に第２中間ロール１０７上のインクと接触さ
せながら回転させたところ、トナー像の上にのみインク
が転写し、次に印刷版１１０と接触して、矢標Ｆ方向に
回転するプランロール１１１上のウレタンゴム表面をも
つブランケット１１２上にインクが転写され、次に、プ
ランロール１１１に、矢標Ｊ方向に移送される普通紙か
らなる被記録体１４を介して、矢標Ｇ方向にプランロー
ル１１１と等速の周速で回転する圧ロール１１３（表面
シリコーン）を対向させたところ、被記録体１１４上に
印刷版１１０のトナー像と同一画像が得られた。同一方
法により、１００枚の画像を得たが大きな画像の乱れは
なかった。

次に、第２中間ロール１０７と版ロール１０９の接触を
はずし、第１中間ロール１０５と第２中間ロール１０７
間に、第１中間ロール１０５が陽極、第２中間ロール１
０７が陰極となるように５０Ｖの電圧を印加しながら５
ｍｍ／ｓｅｃで、第２中間ロール１０７を５回転させた
ところ、第２中間ロール１０７上のインクが第１中間ロ
ール１０５上に全て転写された。

次に、第１中間ロール１０５と、第２中間ロール１０７
の接触をはずし、第１中間ロール１０５とインク担持ロ
ール１０１との間に、第１中間ロール１０５が陰極、イ
ンク担持ロール１０１が陽極となるように電圧を印加し
ながら、前記印刷時と同一方向にコーティングロール１
０４、第１中間ロール１０５及びインク担持ロール１０
１を５ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させたところ、第１中
間ロール１０５上のインクが全てインク担持ロール１０
１上に転写された。

次に、印刷版１１０をはずし、かつ圧ロール１１３とブ
ランケット１１２の接触をはずし、接触していなかった
ブランケット１１２とクリーニングインク層１１７（前
記インクと同じもの）を接触させ、クリーニングロール
１１５を陽極、プランロール１１１を陰極として、５０
Ｖの電圧を印加してプランロール１１１をＦ方向、クリ
ーニングロール１１５を１１方向、クリーニング用コー
ティングロール１１６を１方向に、全て５ｍｍ／ｓｅｅ
の周速で回転させ、プランロール１１１を５回転させた
ところ、ブランケット１１２上のインクは全て除去され
た。

又、本発明は前述のクリーニング手段の他に、印刷版上
の非画像部に付着したインクのクリーニングなどインク
残渣を生じる個所に適用することができる。

実施例２グリセリン１８０ｇにナトリウム四ケイ素雲母（ＫＭｇ
ｚ、ａ　　（Ｓ　ｒ　４０＋。）Ｆ、）２７０ｇをホモ
ジナイザー内で、回転数１１００Ｏｒｐで混練しながら
、少量ずつ２０分間かけて加え、さらにロールミルで混
合しながら、水１０ｇを加えて、灰色の無定形固体コロ
イドゾルインクを作成した。

この無定形固体コロイドゾルを実施例１と同様の方法で
印刷を行ったところ、同様の結果が得られた。

実施例３グリセリン６００ｇ、水３００ｇ、カーボンブラック（
顔料）（米国キャボット社製、［スフ−リングＳＲＪ）
５０ｇ及びポリビニルアルコール（日本合成化学工業社
製；［ゴーセノールＫＰ０８Ｊ）１００ｇを加え、８０
℃下で混練し、ポリビニルアルコールを溶解した後、リ
チウムデュオライト１００ｇを加え、ロールミルで混合
して無定形固体ゲル状インクを得た。

上述のインク材を実施例１で用いた方法と同様の方法で
テストしたところ、同様の結果が得られた。

〔発明の効果〕本発明によれば、クリーニング工程におけるメンテナン
スが簡易な印刷機により高品質の印刷物を多数枚複製す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像形成装置の断面図である。皐１（￥１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ａ、一対の電極、ｂ、一対の電極間に、印加電圧の極性に応じて付着性が
変化する無定形固体のインク材を供給する手段、ｃ、一対の電極間に電圧を印加し、何れか一方の電極上
に優勢に前記無定形固体を付着させる手段、及びｄ、付着した前記無定形固体を転写後、該無定形固体残
渣をクリーニングする手段、を有する画像形成装置。
（２）前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極上
に像様の導電パターンが形成されている請求項第１項の
画像形成装置。
（３）前記少なくとも一方の電極上に、平版として機能
する導電パターンが形成されている請求項第１項の画像
形成装置。
（４）前記少なくとも一方の電極上に、凸版として機能
する導電パターンが形成されている請求項第１項の画像
形成装置。
（５）前記導電パターンが光導電体で形成されている請
求項第１項の画像形成装置。
（６）前記無定形固体が荷電粒子を含有している請求項
第１項の画像形成装置。
（７）前記無定形固体が荷電粒子及び着色材を含有して
いる請求項第１項の画像形成装置。
（８）前記無定形固体が非ニュートン流動体である請求
項第１項の画像形成装置。
（９）前記無定形固体がゲル体又はコロイドゾルである
請求項第１項の画像形成装置。
（１０）一対の電極間に、印加電圧の極性に応じて付着
性が変化する無定形固体のインク材を供給する工程、前
記一対の電極間に電圧を印加し、何れか一方の電極上に
優勢に前記無定形固体を付着させる工程及び付着した前
記無定形固体を転写後、該無定形固体残渣をクリーニン
グする工程を有する画像形成法。
（１１）前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極
上に像様の導電パターンが形成されている請求項第１０
項の画像形成法。
（１２）前記少なくとも一方の電極上に、平版として機
能する導電パターンが形成されている請求項第１０項の
画像形成法。
（１３）前記少なくとも一方の電極上に、凸版として機
能する導電パターンが形成されている請求項第１０項の
画像形成法。
（１４）前記導電パターンが光導電体で形成されている
請求項第１０項の画像形成法。
（１５）前記無定形固体が荷電粒子を含有している請求
項第１０項の画像形成法。
（１６）前記無定形固体が荷電粒子及び着色材を含有し
ている請求項第１０項の画像形成法。
（１７）前記無定形固体が非ニュートン流動体である請
求項第１０項の画像形成法。
（１８）前記無定形固体がゲル体又はコロイドゾルであ
る請求項第１０項の画像形成法。