JPH0641221B2

JPH0641221B2 - 画像形成方法、並びに記録材及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0641221B2
Application number: JP63251465A
Authority: JP
Inventors: 幸三荒原; 脩星野; 上遠山; 俊哉湯浅; 則彦小泉; 宏谷岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: EP0326115A3; EP0326115B1; DE68922119T2; EP0326115A2; JPH01316288A; DE68922119D1; US5142306A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像形成方法、並びに記録材及び画像形成装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から印刷技術としては、平版印刷法、凸版印刷法、
グラビヤ印刷法などが知られている。

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、例えばレーザービーム・
プリンタ、インクジェット・プリンタ、感熱転写プリン
タ、ワイヤドット・プリンタ、デイジーホイル・プリン
タ等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の印刷技術は、インクのパターニン
グに湿し水を必要とするなど、取扱いが非常に面倒であ
った。また、インクの付着性が気温や湿度に影響を受け
易く、環境安定性に欠けた。このため、従来の印刷技術
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
な面が多かった。

また、コンピュータ等の記録用周辺機器として使用され
る上記プリンタは、多量印刷にはコスト面等で適さない
という問題があった。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、取扱いが
簡単でメインテナンスをあまり必要とせず、環境安定性
にも優れた画像形成方法、並びに記録材及び画像形成装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像形成方法は、少なくとも一方の電極を版と
した一対の電極間に、印加電圧の極性に応じて付着性が
変化する記録材を供給する工程と、前記一対の電極間に
電圧を印加して前記記録材に通電することにより、版と
した前記電極上に前記記録材を付着させる工程と、版と
した前記電極上に付着した前記記録材を、中間部材を介
して又は中間部材を介さずに被記録体に転写させる工程
とを有するものである。

更に、本発明の画像形成方法は、少なくとも一方の電極
を、導電部分と絶縁部分とでパターンの形成された版と
した一対の電極を用い、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記録材を供給する工程と、
前記一対の電極間に電圧を印加して前記記録材に通電す
ることにより、版とした前記電極に前記パターンに対応
して前記記録材を付着させる工程と、版とした前記電極
上に付着した前記記録材を、中間部材を介して又は中間
部材を介さずに被記録体に転写させる工程とを有するも
のである。

また、本発明の記録材は、少なくとも微粒子と、前記微
粒子の分散する液体分散媒とを含有したコロイドゾル
で、体積抵抗が１０⁵・cm以下のものである。

また、本発明の画像形成装置は、少なくとも一方の電極
を、導電部分と絶縁部分とでパターンの形成された版と
した一対の電極、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記録材を供給する手段、一対の電極
間の前記記録材に通電を行うための電源、及び、版とし
た前記電極上に付着した前記記録材を被記録体に転写さ
せる手段を有するものである。

本発明の画像形成方法は、インクに一対の電極により電
圧印加したときに、付着性を有するインクが電極に付着
しなくなったり、あるいは付着性のないインクが電極に
付着するようになったりする性質を利用して、一方の電
極を版とすることにより画像を形成する。

以下、図面を参照して本発明を説明する。

第１図において、インク担持ロール１は円筒形状を有し
矢印Ａ方向へ回転する部材である。ロール１は、アルミ
ニウム、銅、ステンレスなどの導電体で形成するのが好
ましい。インク担持ロール１の表面（円筒面）上には、
矢印Ｅ方向に回転するコーティングロール９により、記
録材であるインク２が均一の厚みに形成される。このロ
ール１のインク担持面たる表面を構成する材料として
は、（矢印Ａ方向への回転によるインク２の搬送によ
り）その表面上に所望のインク２の層を形成することが
可能な材料であれば、特に制限なく用いることができ
る。より具体的には、ステンレス等の金属からなる導電
体が好ましい。インク担持ロール１は、直流電源１０３
の一端に接続されている。

このような材料からなるインク担持ロール１の表面は、
平滑面であってもよいが、インク２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１Ｓ程
度に）されている方が好ましい。

インク担持ロール１の表面上のインク２には、版ロール
３に巻かれた版４が接している。版ロール３は、ロール
１とは逆に矢印Ｂ方向に回転している。版４は、例えば
第２図に示すように、金属等の導電性材料からなる基材
４ａ上に絶縁材料からなる所望のパターン４ｂが設けら
れている。

基材４ａの材料としては、アルミニウム、銅、ステンレ
ス、白金、金、クロム、ニッケル、りんせい銅、炭素な
どや、導電ポリマーあるいは各種ポリマー中に金属フィ
ラーを分散させたものが用いられる。パターン４ｂの材
料としては、熱転写記録材料（主にワックスや樹脂）、
電子写真のトナー、ビニル系ポリマー及び天然あるいは
合成のポリマーが用いられる。

こうして版４とインク担持ロール１間に電源１０３によ
り電圧を印加することにより、版４の導電部分と接触す
るインク２の付着性が変化して、その付着性の差により
版上にインク２をパターン状に付着させて、インク画像
を形成する。電源１０３の電圧は、実用的には３〜１０
０Ｖ、更には５〜８０Ｖの直流電圧が好ましく、高周波
（１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ）の交流バイアス電圧（１０
Ｖ〜１００Ｖ）を更に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。

第１図では、版４側が陽極、インク担持ロール１側が陰
極となっているが、使用するインクの性状によって版４
側を陰極、ロール１側を陽極としてもかまわない。

電源１０３による電圧は、具体的には版ロール３及びイ
ンク担持ロール１のそれぞれの回転軸間に印加するとよ
い。

インク担持ロール１表面上に形成されるインク２の層の
厚さは、（インク担持ロール１とコーティングロール９
とのギャップの大きさ、インク２の流動性ないし粘度、
インク担持ロール１表面の材質ないし粗面度、あるいは
該ロール１の回転速度等によって異なるが）、このロー
ル１が版ロール３上のパターン版４に対向するインク転
写位置において、概ね０．００１〜１００ｍｍ程度であ
ることが好ましい。

このインク２の層厚が０．００１ｍｍ未満では、インク
担持ロール１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１００ｍｍを越える
と、インク層の表層（導電パターン版４に接触する側の
層）を均一な周速としつつ、インク２を搬送することが
困難となり、またインク担持ロール１と導電パターン版
４との通電も容易でなくなる。

次に、版４上のインク画像を、版４と圧接しつつ矢印Ｃ
方向に回転するブラン胴５に転写し、更に中間部材であ
るブラン胴５上のインク画像を、ブラン胴５と圧接しつ
つ矢印Ｄ方向に回転する圧胴６の間を通過する被記録体
７（紙、布、金属シートなど）上に転写して、被記録体
７上に上記インク画像に対応する画像８を形成する。

場合によってはブラン胴５を設けずに、版４上のインク
画像を直接被記録体７上に転写してもかまわないが、ブ
ラン胴５を設けると、ブラン胴５の材質により版の摩耗
劣化を防止することができ、また版と同じパターンの画
像を被記録体上に得ることができる。

第３図に本発明の他の実施態様を示す。第３図に示す例
では版４として、金属板上にフォトレジスト像を有する
プリント基板を使用したもので、図における４ｃは絶縁
性のフォトレジストを示す。この態様においては、フォ
トレジストの無い金属基板の部分にインクが付着し、記
録紙７上に、画像８が形成されている。もともと付着性
を有するインクの場合には、フォトレジストの部分にイ
ンクが付着して画像が形成される。

第４図に本発明の更に他の実施態様を示す。本実施態様
においては、版として、導電性材料からなる基材上に光
導電体に光像を照射して持続導電性部分４ｄを形成した
光導電体を配置したものを用いている。この様な光導電
体としては、ゼラチン−ハロゲン化銀、酸化亜鉛フィル
ム、セレン、アモルファスシリコン、有機光導電体等が
良好に用いられる。光半導体の持続導電性については、
シャフアート著「電子写真」第IV章に詳述されている。

以上のほか、版として導電性材料からなる基材上に、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
有するものも使用できる。更に導電材料からなる基材上
に、銀粒子の析出による銀画像の導電パターンを形成し
た写真画像を有する版も使用できる。

第１図、第３図及び第４図に示す例では、版４を円筒状
の版ロール３に巻いて使用しているが、版４を平板のま
まで用いて電極とし、版にインクを塗布して版と対向電
極によりインクを挟んだ状態で電圧を印加しても、版上
にインク画像を形成することができる。

本発明の画像形成方法は、以上説明した通り、所望のパ
ターンを備えた電極（版）と対向電極との間に特定のイ
ンクを供給し、上記一対の電極間に直流電圧を印加する
ことによって、電極のパターンに応じてインクの付着性
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ができ
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。

一方、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、次の
いくつかの場合が考えられる。

（１）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、付着性が変化する場合この場合、インクをもともと付着性を有するように調整
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１０⁵Ω・ｃｍ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
必要となる。

（２）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のメカニズムは、上記の（１）、
（２）のいずれかによるものと考えられるが、上記
（１）、（２）のメカニズムが、同時に発生している場
合も考えられる。

上記のメカニズム（１）をとるインクについて以下に説
明する。

本発明のインクが、水やアルコールのような液体では凝
集力が弱く、好適な付着性が得られない。本発明のイン
クは、例えば鉛直方向に立てた白金メッキステンレス板
２ｍｍの厚さで本発明のインクを付着させたときに、本
発明のインクが実質的に白金メッ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
の白金メッキステンレス板の間に、本発明のインクを挟
んでインクの厚さを２ｍｍとし、電圧印加しない状態で
２枚の白金メッキステンレス板を互いに引離したとき
に、どちらか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）をとる本発明のインクは、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。本発明のインク材は、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。

インク中に含有する微粒子としては、金属（Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕなど）粒子、硫化物（硫化亜鉛ＺｎＳ、硫化ア
ンチモンＳｂ₂Ｓｂ₃、硫化カリウムＫ₂Ｓ、硫化カルシ
ウムＣａＳ、硫化ゲルマニウムＧｅＳ、硫化コバルトＣ
ｏＳ、硫化スズＳｎＳ、硫化鉄ＦｅＳ、硫化銅Ｃｕ
₂Ｓ、硫化マンガンＭｎＳ、硫化モリブデンＭｏ₂Ｓ₃な
ど）粒子、ケイ酸（オルトケイ酸Ｈ₄ＳｉＯ₄、メタケイ
酸Ｈ₂ＳｉＯ₃、メソ二ケイ酸Ｈ₂Ｓｉ₂Ｏ₅、メソ三ケイ
酸Ｈ₄Ｓｉ₃Ｏ₃、メソ四ケイ酸Ｈ₆Ｓｉ₄Ｏ₁₁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、
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、シリカ、フッ化炭素、酸化チタン、カーボンブラ
ックなどを用いることができる。

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〜２０μｍ、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〜９０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、本発明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、メチルカルビト
ール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチ
ルカルビトールアセテート、ジエチルカルビトール、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−ヘキサントリオール、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
以上の混合媒体を用いることができる。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、あるいはメタノール、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もつ溶媒、あるいは
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。液体分散媒は、インク１００
重量部に対し、４０〜９５重量部、更には６０〜８５重
量部含有するのが好ましい。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、更には５重量部以上が好ましい。

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、ベクチン、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、ポリブデ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、微粒子の全部あるいは一部に、粒子
中に前述の液体分散媒を保持でき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）Ｗ_1〜1/3（Ｘ，Ｙ）_2.5〜3（Ｚ₄Ｏ₁₀）Ｆ_２式中、ＷはＮａ又はＬｉ，Ｘ及びＹはＭｇ²⁺，Ｆｅ²⁺，
Ｎｉ²⁺，Ｍｎ²⁺，Ａｌ³⁺，Ｆｅ³⁺，Ｌｉ⁺などの６配位
イオン、ＺはＡｌ³⁺，Ｓｉ⁴⁺，Ｇｅ⁴⁺，Ｆｅ³⁺，Ｂ³⁺又
はこれらの組合わせ（Ａｌ³⁺／Ｓｉ⁴⁺）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。

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。

本発明のインクを得るには、例えば液体分散媒及び微粒
子を通常の方法により混合すればよい。

次に、前記メカニズム（２）をとるインクについて説明
する。

本発明に用いられるインクとしては、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。

本発明に使用するインクにおいては、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種以上の組合わ
せ）により構成されていてもよい。

本発明の使用するインクにおいて、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。

本発明に使用するインクにおいて、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、水と同様、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（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、ベクチン、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、ヒドロキシエチレンセ
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、その他多糖類系
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、特に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、たんぱ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、シヨ糖脂肪酸エステル、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）単独であるいは必要に応じて２種以上組合わ
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けん等を用い
る場合、これらの配合量、あるいはこれらと液体分散媒
との組合わせの如何によって、液体分散剤の保持性やイ
ンクの成膜性は、ある程度変化する。これらの配合量、
あるいは組合わ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（２）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物
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一般に印
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微粒子を添加
することもできる。

上述した成分からなる本発明に使用されるインクを得る
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。またはこの場合、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。または導電により高
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（２）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ＯＨ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。

また通電による高分子電解質の解離状態の変化をアミノ
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−ＮＨ₃ ⁺イオンが−ＮＨ
₂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−ＣＯＯ^-イオンが−ＣＯＯＨとな
る。

上述のようにアミノ酸の解離状態の変化により付着性の
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。

（１）電気通電による陽極反応（２）電気通電による陰極反応本発明のように、通電により付着性が変化するインク、
特に版へ部分転写するインクを用いる画像形成方法で
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。

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と平均粒径２．５μのリチウムテニ
オライト（ＬｉＭｇ₂Ｌｉ（Ｓｉ₄Ｏ₁₀）Ｆ₂）４０ｇと
をホモジナイザー内で回転数１０，０００ｒｐｍ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、灰色の無定形固定体コロイドゾルイ
ンクを調整した。

上記インクを１ｃｍ×１ｃｍの白金メッキステンレス板
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ッキステンレス板をのせた
後、無電圧下で２枚の白金メッキステンレス板の間隔を
徐々に広げることによって、２枚の白金メッキステンレ
ス板を分離したところ、両方の白金メッキ板上にほぼ全
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ッキ
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枚の白金メッキステンレス板の間隔を徐々に広
げることによって、２枚の白金メッ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。

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１として、直径３０ｍｍの白金メッキ
したステンレス製円筒状ロール（表面粗度１Ｓ）を用
い、又版ロール３として、表面をハードクロムメッキし
た直径３０ｍｍの鉄製円筒ロールを用いた。この版ロー
ル３上にアルミニウム板上にビニル系樹脂でパターニン
グした版４を巻き付け、インク担持ロール１とコーティ
ングロール９との間に、前述したインク材を投入した。
インク担持ロール１を５ｍｍ／ｓｅｃの周速で矢印Ａ方
向に回転させ、矢印Ｅ方向に回転する表面テフロンゴム
製の円筒ロールであるコーテイングロール９とのギャッ
プを制御し、コーティングロール９を５ｍｍ／ｓｅｃで
回転させることによって、インク担持ロール１上のイン
ク層厚を０．２ｍｍに制御した。版ロール３は矢印Ｃ方
向に５ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させた。

この印刷機の直流電源１０３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１０３から３０Ｖの直流電圧を印加した
状態下で印刷したところ、シャープな画質の印刷物が多
数枚得られた（この際、版ロール３を陰極、インク担持
ロール１を陽極とした）。

実施例２グリセリン１８０ｇに平均粒径１２μのナトリウム四ケ
イ素雲母（ＮａＭｇ_2.5（Ｓｉ₄Ｏ₁₀）Ｆ₂）２７０ｇを
ホモジナイザー内で、回転数１０００ｒｐｍ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。

上記インクを白金メッキステンレス板上にはさみ、無電
圧下で２枚の白金メッキステンレス板の間隔を広げるこ
とによって分離したところ、どちらの白金メッキステン
レス板にも、インクの実質的付着はなかった。

次に白金メッキステンレス板の一方を陰極（アース）と
し、もう一方を陽極として＋３０Ｖの電圧を印加したと
ころ、陽極側の電極に全てのインクが付着し、陰極側に
は実質的にインクの付着はなかった。

次に実施例１で用いた印刷機を用いて同様に印刷物を作
成したところ、同様の結果であった。但し、版側を陽極
とした。

実施例３グリセリン６００ｇ、水３００ｇ、カーボンブラツク
（顔料）（米国キャボット社製、「スターリングＳ
Ｒ」）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ＫＰ０８」）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、平均粒径２．５μのリチウムテニオライト１００
ｇを加え、ロールミルで混合して無定形固体のインクを
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。但し、版側
を陰極とした。

実施例４コロイド性含水ケイ酸塩（膨潤性微粒子）２５０重量部（クニミネ工業（株）製、商品名スメクトン）（平均粒径１μ以下）カーボンブラック６０重量部（米国キャボット社製、商品名スターリングＳＲ）水１４０重量部グリセリン２８０重量部上記処方のうちまず水とグリセリンとカーボンブラック
をアトライターで４時間混合して混合液を作成し、その
後この混合液とコロイド性含水ケイ酸塩をニーダーで混
合して本発明のインクを得た。

このインクにより版側を陰極として実施例１と同じ印刷
機を用い、実施例１と同様の方法で印刷を行ったとこ
ろ、実施例１と同様の結果が得られた。

実施例５＜インクの作製＞重量部水５０プロピレングリコール５０ポリビニルアルコール２０（商品名ゴーセノールＧＬ−０３、日本合成化学(株)
製）カーボンブラック１０（商品名スターリングＳＲ、米国キャボット社製）ホウ酸ナトリウム（１０水和物）０．９（Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ）水酸化ナトリウム１Ｎ水溶液４．５ＫＩ（電解質）２０上記成分を８０℃に加熱しつつ均一に混合した後、室温
下で放置することにより、ゲル状インクを得た。

このゲル状インクにおいては、ポリビニルアルコールの
ＯＨ基がホウ酸イオンにより架橋されているものと推測
される。

＜画像形成、印刷＞第１図に示すように、ステンレス製の３０ｍｍφの円筒
状ロール（表面粗度１Ｓ）からなるインク担持ロール１
の表面をハードクロムメッキした。鉄製円筒ロール（３
０ｍｍφ）からなる版ロール３上に、白金メッキ銅板上
にビニルポリマーで画像を形成した版４を巻きつけてイ
ンク担持ロール１に対向させた。前記インクをインク溜
１０として投入し、インク担持ロール１を２０ｍｍ／ｓ
ｅｃで矢印Ａ方向に回転させ、Ｅ方向に回転する表面テ
フロンゴム製円筒ロールであるコーティングロール９と
のギャップを制御し、コーティングロール２０ｍｍ／ｓ
ｅｃの回転で、インク担持ロール１上のインク層厚を
１．２ｍｍにした。版ロール３を矢印Ｂ方向に２０ｍｍ
／ｓｅｃで回転させた。

この際、版４とインク担持ロール１に通電しなかったと
きは、版上へのインク転写はごく微量の溶液が転移した
が、インクは実質的に転写しなかった。

一方、第１図に示すように、版ロール３上の版４を陽極
とし、インク担持ロール１を陰極としてインク２の層を
介して３０Ｖの電圧を印加したところインク２は版ロー
ル上に転写された。

次に、版と接触して回転する表面ウレタンゴムからなる
ブラン銅５に転写し、ブラン銅５と圧接し、矢印Ｄ方向
に回転する表面シリコンゴムの圧銅６の間を通過する普
通紙７上に転写して、版上の導電パターンを同じ画像を
得ることができた。

上述の工程により、連続１００枚の印刷を行ったとこ
ろ、一枚目と同じ画像を得ることができた。

電圧の印加を２０Ｖにした以外は同様の工程により印刷
を行ったところ、３０Ｖの電圧を印加した際と比較し
て、全体的に濃度の低い画像が形成された。

実施例６＜インクの作製＞重量部エチレングリコール７０水３０ＫＩ（電解質）２０ポリビニルアルコール８（商品名ゴーセノールＧＬ−０３、日本合成化学（株）
製）アニオン系界面活性剤１（商品名サーフロンＳ１１１、旭硝子（株）製）カーボンブラック１（商品名スターリングＳＲ、米国キャボット社製）ホウ砂（Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ）０．５上記成分を７５℃に加熱しつつ、均一に混合した後、室
温下で放置することによりインクを得た。

実施例５で使用したインクの代わりに、本実施例で作製
したインクを使用し、実施例５で版ロール上の版４とイ
ンク担持ロール１に印加した電圧の極を逆、つまり版ロ
ール４を陰極、インク担持ロール１を陽極とした以外は
実施例５と同じ方法で操作したところ、版ロール上の版
の導電パターン上のみインクの付着しない画像が得ら
れ、普通紙上に実施例５と逆の画像を得ることができ
た。

〔発明の効果〕

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ある。

また、本発明においては、パ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図は、本発明の画像形成方法を実施する装置の一例
を示す側面図、第２図は、本発明の装置に使用する版の
一例を示す斜視図、第３図及び第４図は、本発明の画像
形成方法を実施する他の例を示す側面図である。１……インク担持ロール２……インク３……版ロール４……版５……ブラン胴６……圧胴７……被記録体８……インク画像９……コーティングロール１０……インク溜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者湯浅俊哉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小泉則彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者谷岡宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭58−187963（ＪＰ，Ａ) 特公昭30−5411（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の電極を版とした一対の電
極間に、印加電圧の極性に応じて付着性が変化する記録
材を供給する工程と、前記一対の電極間に電圧を印加し
て前記記録材に通電することにより、版とした前記電極
上に前記記録材を付着させる工程と、版とした前記電極
上に付着した前記記録材を、中間部材を介して又は中間
部材を介さずに被記録体に転写させる工程とを有するこ
とを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】少なくとも一方の電極を、導電部分と絶縁
部分とでパターンの形成された版とした一対の電極を用
い、一対の前記電極間に、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工程と、前記一対の電極
間に電圧を印加して前記記録材に通電することにより、
版とした前記電極に前記パターンに対応して前記記録材
を付着させる工程と、版とした前記電極上に付着した前
記記録材を、中間部材を介して又は中間部材を介さずに
被記録体に転写させる工程とを有することを特徴とする
画像形成方法。
【請求項３】少なくとも微粒子と、前記微粒子の分散す
る液体分散媒とを含有したコロイドゾルで、体積抵抗が
１０⁵Ω・cm以下であることを特徴とする記録材。
【請求項４】前記微粒子の全部あるいは一部が、荷電粒
子である請求項３記載の記録材。
【請求項５】前記液体分散媒が、電圧印加による通電に
より電気分解してガスを発生する請求項３記載の記録
材。
【請求項６】前記液体分散媒が水を含有する請求項５記
載の記録材。
【請求項７】前記微粒子の全部あるいは一部が、前記微
粒子中に前記液体分散媒を保持する膨潤性微粒子である
請求項３記載の記録材。
【請求項８】ａ.少なくとも一方の電極を、導電部分と
絶縁部分とでパターンの形成された版とした一対の電
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
化する記録材を供給する手段、ｃ.一対の電極間の前記記録材に通電を行うための電
源、及び、ｄ.版とした前記電極上に付着した前記記録材を被記録
体に転写させる手段を有することを特徴とする画像形成
装置。