【発明の詳細な説明】
マルチカラーダイナミック印刷方法及び装置
技術分野
本発明はダイナミック印刷の分野における改良に関する。更に詳細には、本発
明は改良されたマルチカラー電気凝固印刷方法及び装置に関する。
背景技術
１９９０年１月２３日に発効された米国特許第４，８９５，６２９号では、出
願人は高速電気凝固印刷方法及び装置について述べており、該方法及び装置では
、画像を表す着色凝固コロイドのドットが生成される不動態表面を有する回転シ
リンダの形態の陽極を使用する。これらの着色凝固コロイドのドットがその後用
紙等の基体と接触して着色凝固コロイドが基体に転写され、それにより基体に画
像が印刷される。この特許で説明されているように、陽極に対する凝固コロイド
のドットの付着力を弱めると共に陽極の制御できない劣化を防ぐために、陽極表
面は陰極への通電の前にオレフィン物質及び金属酸化物を含む分散液でコーティ
ングされる。更に、陰極への通電の際の電気分解の結果生成されるガスはオレフ
ィン物質との反応で消費されるため、陰極と陽極との間にガスは蓄積されない。
オレフィン物質と金属酸化物を含む分散液は、金属酸化物を含むオレフィン物
質のミクロ液滴を陽極表面上に生成するように塗布される。これは、前掲の特許
で述べられるように、陽極表面と接触する先端を有する複数の放射状に伸びる馬
毛からなる剛毛を備えた回転可能なブラシと、このブラシの先端でブラシと接触
するようにブラシに対して平行に離間配置される分配（distribution）ローラと
を備える装置により達成され得る。分配ローラはその周囲で長手方向に延出する
複数の溝を有し、分散液を含む浴中に部分的に浸される。分配ローラが分散液中
で回転すると溝が分散液で満たされ、この分散液が剛毛に転写されその先端がコ
ーティングされる。一方ブラシが回転すると、コーティングされた剛毛により分
散液が陽極表面に転写され、それにより金属酸化物を含むオレフィン物質の所望
のミクロ液滴が生成される。ブラシの代わりに、放射状に延出して陽極表面と接
触するように使用される複数の細片状のセーム皮を備えたローラを使用すること
もでき、このセーム皮の細片も剛毛と同様にコーティングされる。かかるローラ
の回転により、コーティングされた細片が陽極の表面に接して分散液が陽極に転
写され、これにより金属酸化物を含むオレフィン物質の所望のミクロ液滴が形成
される。
陽極と陰極の間に規定されるギャップに供給される電気凝固印刷インクは、本
質的に液体のコロイド分散液からなり、該コロイド分散液は電解により凝固する
コロイド、分散媒質、可溶性電解質及び着色剤を含む。顔料が使用される場合、
顔料をインクに均一に分散させるために分散剤が添加される。
多色画像が望まれる場合には、陰極、陽極、陽極コーティング装置、インクイ
ンジェクタが配置されて印刷ユニットを規定し、各々が異なるカラーの着色剤を
使用する幾つかの印刷ユニットがタンデム形態に配置され、凝固コロイドの幾つ
かの異なるカラーの画像を生成し、これらの画像は後に個々の転写ステーション
で基体に重畳して転写され、所望の多色画像が生成される。或いは、印刷ユニッ
トは各印刷ユニットにより生成される着色凝固コロイドのドットと基体を接触さ
せるように用いられる単一ローラの周りに配置されることもでき、連続ウェブの
形態の基体がローラの周りに部分的に巻き付けられて個々の転写ステーションを
通過し、異なるカラーの画像が重畳して印刷される。
上記マルチカラー印刷装置の各印刷ユニットには陽極として通常ステンレスス
チールである高精度シリンダが必要であるので、かかる装置は重くて扱いにくい
ばかりでなく非常にコストが高い。さらに、凝固コロイドの異なるカラーの画像
を形成するにはいくつかの高精度シリンダが必要であるので、異なるカラーの画
像が完全に重畳された多色画像を提供することは困難である。
発明の開示
従って本発明の目的は上記欠陥を克服すると共に、コストと扱いづらさを軽減
した、高鮮明度の多色画像を提供することのできる改良マルチカラー電気凝固印
刷方法を提供することである。
本発明の一態様ではマルチカラー電気凝固印刷方法が提供される。該マルチカ
ラー電気凝固印刷方法は：
ａ）電解的に不活性の金属から形成されると共に所定経路に沿って略一定速度で
移動する連続した不動態表面を有する単一陽極を提供するステップを含み、該不
動態表面が陽極活性表面を規定し、
ｂ）着色剤の存在下で電解により凝固するコロイドの電気凝固により陽極活性表
面上に複数の着色凝固コロイドのドットを形成するステップを含み、該着色凝固
コロイドのドットが所望の画像を表し、
ｃ）基体を着色凝固コロイドのドットと接触させて着色凝固コロイドを陽極活性
表面から基体へと転写するステップを含み、これにより基体に画像が印刷され、
ｄ）上記（ｂ）及び（ｃ）ステップを数回繰り返すステップを含み、該経路に沿
った所定の位置に配置され、異なるカラーの着色剤を使用する対応する数の印刷
ステージを規定し、これにより、いくつかの異なるカラーの凝固コロイドの画像
が生成され、それらがそれぞれの転写位置で基体に重畳して転写され、多色画像
が提供される；
ことを特徴とする。
また本発明はその更なる態様において上に規定した方法を実行する装置を提供
する。本発明の装置は：
電解的に不活性の金属から形成され陽極活性表面を規定する連続不動態表面を
有する単一陽極と、
所定経路に沿って略一定速度で該陽極活性表面を移動させる手段と、
該経路に沿った所定の位置に配置される複数の印刷ユニットと、
を含み、該各印刷ユニットは：
異なるカラーの着色剤の存在下で電解により凝固するコロイドの電気凝固に
より着色凝固コロイドの複数のドットを該陽極活性表面上に形成する手段を含み
、該着色凝固コロイドのドットが所望の画像を表し、
各転写ステーションにおいて着色凝固コロイドのドットを基体と接触させて
着色凝固コロイドを陽極活性表面から基体に転写する手段を含み、これにより基
体に画像が印刷され；
これにより幾つかの異なるカラーの凝固コロイドの画像が生成され、それらがそ
れぞれの転写ステーションで基体に重畳して転写され、多色画像が生成される；
ことを特徴とする。
中心の圧胴を用いてウェブを印刷装置に運び、それぞれの陽極シリンダにより
印刷を行う従来のダイナミック静電印刷方法とは対照的に、本発明の電気凝固印
刷方法及び装置は単一の陽極を使用し、この単一の陽極上で着色凝固コロイドの
ドットが順次形成され、一般にウェブの形態の基体は陽極から独立して或る印刷
ユニットから別の印刷ユニットへと移動され、着色凝固コロイドと順次接触され
る。本発明により、異なるカラーの画像の転写の際のウェブ又は他の基体上での
見当合わせが改良され、それにより高い鮮明度の多色画像が提供できる。
もちろん本発明の本質は電気凝固印刷だけに限定されず、ゼログラフィ、イオ
ノグラフィ、及びマグネトグラフィ等の他のダイナミック印刷技術にまで及ぶ。
本発明の幅広い態様ではマルチカラーダイナミック印刷方法が提供され、この
マルチカラーダイナミック印刷方法は：
ａ）所定経路に沿って略一定速度で移動する連続表面を有する単一支持部材を
提供するステップを含み；
ｂ）着色剤を含む印刷インクで該連続表面上にカラー画像を形成するステップ
を含み；
ｃ）基体をカラー画像と接触させて該連続表面から基体上に画像を転写し、そ
れにより基体に画像を印刷するステップを含み；
ｄ）上記（ｂ）及び（ｃ）ステップを数回反復するステップを含み、該経路に
沿った所定の位置に配置され、異なるカラーの着色剤を使用する対応する数の印
刷ステージを規定し、これにより、いくつかの異なるカラーの画像が生成され、
それらがそれぞれの転写位置で基体に重畳して転写されて多色画像が提供される
；
ことを特徴とする。
本発明のまた別の幅広い態様ではマルチカラーダイナミック印刷装置が提供さ
れ、該マルチカラーダイナミック印刷装置は：
連続表面を有する単一の支持部材と；
該連続表面を所定経路に沿って略一定速度で移動させる手段と；
該経路に沿った所定の位置に配置される複数の印刷ユニットとを含み、該印刷
ユニットの各々が：
異なるカラーの着色剤を含む印刷インクで該連続表面上にカラー画像を形成
する手段を含み、
それぞれの転写ステーションで基体をカラー画像と接触させて画像を該連続
表面から基体に転写することにより基体に画像を印刷する手段を含み、
これにより幾つかの異なるカラーの画像が生成され、それらがそれぞれの転写ス
テーションで基体に重畳して転写されることにより多色画像が提供される；
ことを特徴とする。
コロイドの電気凝固により所望の画像が再生される場合、使用される陽極は、
出願人の有する米国特許第４，６６１，２２２号で述べられたように移動するエ
ントレスベルトの形態であってもよく、あるいは前掲の米国特許第４，８９５，
６２９号で述べられたような回転シリンダの形態であってもよい。後者の場合、
複数の印刷ユニットは円柱形陽極の周りに配置される。
その中心の長手方向軸の回りを略一定速度で回転する円柱形の陽極を使用する
場合には、上記電気凝固印刷方法の（ｂ）ステップが以下の（ｉ）〜（ｖ）のス
テップ、即ち：
ｉ）複数の電解的に不活性の陰極を提供するステップであって、これらの陰極
が互いに電気的に絶縁され、直線アレイで配置されて一連の対応する陰極活性表
面を規定し、該陰極活性表面が陽極の長手方向軸に平行な面に配置されると共に
陽極活性表面から一定の所定ギャップだけ離間され、陰極は少なくとも電極ギャ
ップに等しい距離だけ互いに離間されるステップ；
ii）陽極活性表面をオレフィン物質及び金属酸化物でコーティングし、金属酸
化物を含むオレフィン物質のミクロ液滴を陽極活性表面上に形成するステップ；
iii）電解により凝固するコロイド、着色剤、液体分散媒質、及び可溶性電解
質を含む実質的に液体のコロイド分散液で電極ギャップを充填するステップ；
iv）複数の陰極の中の選択された陰極に電流を流し、陽極が回転する間に該通
電された陰極の陰極活性表面と対向するオレフィン及び金属酸化物でコーティン
グされた陽極活性表面にコロイドをポイント毎に選択的に凝固させて付着させる
ことにより着色凝固コロイドのドットを形成するステップ；
ｖ）非凝固コロイドを陽極活性表面から除去するステップ；
により実行される。
米国特許第４，８９５，６２９号で説明されているように、陰極を互いに電極
ギャップ以上に離間させることにより、陰極のエッジ劣化が防止される。また、
陰極の通電に先立って陽極をオレフィン物質及び金属酸化物でコーティングする
ことにより、陽極への凝固コロイドのドットの付着力が弱められ、陽極の制御で
きない劣化も防止される。更に、陰極の通電の際の電解の結果として生成される
ガスはオレフィン物質との反応で消費されるため、陰極と陽極との間にガスは蓄
積しない。
陽極及び陰極を製造する適切な電解的に不活性な金属の例は、ステンレススチ
ール、プラチナ、クロム、ニッケル及びアルミニウムである。好ましくは陽極は
ステンレススチール又はアルミニウムから作られ、陰極の通電の際にかかる電極
上の不動態酸化物膜の溶解により三価イオンが生成され、このイオンによりコロ
イドの凝固が開始する。
陽極と陰極の間に規定されるギャップは約５０μｍ乃至約１００μｍの範囲で
あり、電極ギャップが小さければ小さいほど、より鮮明な凝固コロイドのドット
が生成される。電極ギャップが５０μｍ台である場合には陰極が約７５μｍ互い
に離間されることが好ましい。
陽極の表面をコーティングするのに使用され得る適切なオレフィン物質の例は
、例えばアラキドン酸、リノール酸、リノレン酸、オレイン酸及びパルミトレイ
ン酸等の不飽和脂肪酸と、例えば、コーン油、アマニ油、オリーブ油、ピーナッ
ツ油、大豆油及びひまわり油等の不飽和植物油を含む。オレフィン物質は分散相
として金属酸化物を含む油性分散液の形態で陽極活性表面に塗布されることが好
ましい。適切な金属酸化物の例は、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化クロ
ム、
酸化第二銅、酸化マグネシウム、酸化マンガン、二酸化チタン及び酸化亜鉛を含
み、酸化クロムが好ましい金属酸化物である。使用される金属酸化物のタイプに
応じて、金属酸化物の量は分散液の総重量に対して約２０乃至約６０重量％の範
囲であり得る。好ましくは、オレフィン物質及び金属酸化物は略同量で分散液に
存在する。特に好ましい分散液は約５０重量％のオレイン酸又はリノール酸と約
５０重量％の酸化クロムを含む。
オレフィン物質及び金属酸化物を含む油性分散液は：円柱形の陽極に平行に延
出すると共に酸化物セラミック材料を含む周囲コーティングを有する分配ローラ
を提供し；セラミックコーティング上に油性分散液を塗布し、セラミックコーテ
ィングの表面を均一に覆う油性分散液の膜をセラミックコーティングの表面上に
形成し、この油性分散液の膜が分離して、金属酸化物と混合したオレフィン物質
を含み略均一なサイズ及び分布を有するミクロ液滴となり；セラミックコーティ
ングから陽極活性表面上にミクロ液滴を転写する；ことにより、陽極活性表面上
に塗布されるのが有利である。１９９４年１月１４日に出願された、出願人のカ
ナダ国特許出願第２，１１３，５３５号で説明されているように、酸化物セラミ
ック材料を含むセラミックコーティングを有する分配ローラを使用することによ
り、セラミックコーティングの表面を均一に覆う油性分散液の膜をかかるコーテ
ィングの表面上に形成し、その後それが分離し、金属酸化物と混合されたオレフ
ィン物質を含み略均一なサイズ及び分布を有するミクロ液滴となることが可能に
なる。セラミックコーティングの表面上に形成され陽極活性表面に転写されたミ
クロ液滴は概して、約１〜約５μｍのサイズを有する。
上記セラミックコーティングを形成する特に好ましい酸化物セラミック材料は
、アルミナとチタニアの溶融混合物である。このような混合物は約６０〜約９０
重量％のアルミナと約１０〜約４０重量％のチタニアを含む。
本発明の好適な実施形態によれば、分配ローラに平行に且つ分配ローラと圧接
連動してアプリケータローラを配置して第１ニップを形成し、第１ニップに油性
分散液を供給しながらアプリケータローラ及び分配ローラを連動して回転させる
ことにより、油性分散液がセラミックコーティングに塗布され、これにより油性
分散液が第１ニップを通過するとセラミックコーティングの表面を覆う。ミクロ
液滴は：分配ローラに平行に且つ分配ローラと当接連動するように転写ローラを
配置して第２ニップを形成し；該転写ローラを陽極と圧接連動するように配置し
て第３ニップを形成し；転写ローラ及び陽極を連動して回転させて第２ニップに
おいてミクロ液滴を分配ローラから転写ローラへと転写し、その後ミクロ液滴を
第３ニップにおいて転写ローラから陽極へと転写する；ことにより、分配ローラ
から陽極に転写されるのが有利である。
アプリケータローラ及び転写ローラは各々、オレフィン物質による劣化に耐え
る合成ゴム材料等の弾力性のある材料でその周囲を被覆されるのが好ましい。例
えば、アプリケータローラの場合には約５０〜約７０のショアＡ硬度を有し、転
写ローラの場合には約６０〜約８０ショアＡ硬度を有するポリウレタンを使用す
ることができる。
或る状況では、使用されるオレフィン物質のタイプによっては所望のミクロ液
滴とするのに油性分散液の膜がセラミックコーティングの表面において部分的に
しか分離しないことが出願人により特記された。このように油性分散液膜がセラ
ミックコーティング上で完全に分離して、金属酸化物を含むオレフィン物質から
なり略均一なサイズと分布を有するミクロ液滴となることを確実にするには、本
発明の電気凝固印刷方法のステップ（ｂ）の（ii）を次のように実行するのが好
ましい；円柱形の陽極に平行に延出し、その各々の周囲に酸化物セラミック材料
を含むコーティングを有する第１及び第２分配ローラを提供し、；第１分配ロー
ラのセラミックコーティングに油性分散液を塗布してセラミックコーティングの
表面を均一に覆う油性分散液の膜を第１分配ローラ表面に形成し、この油性分散
液の膜が少なくとも部分的に分離して金属酸化物と混合したオレフィン物質を含
有し略均一なサイズと分布を有するミクロ液滴となり；第２分配ローラのセラミ
ックコーティング上でこの膜が略完全に分離して略均一なサイズと分布を有する
ミクロ液滴となるように、少なくとも部分的に分離した膜を第１分配ローラから
第２分配ローラに転写し、；ミクロ液滴を第２分配ローラのセラミックコーティ
ングから陽極活性表面へと転写する。第１分配ローラと第２分配ローラのセラミ
ックコーティングは同一の酸化物セラミック材料を含むことが好ましい。
好適な実施形態によれば油性分散液は次のように第１分配ローラのセラミック
コーティングに塗布される；第１分配ローラに平行に且つ第１分配ローラと圧接
連動するようにアプリケータローラを配置して第１ニップを形成し、油性分散液
を第１ニップに供給しながらアプリケータローラと第１分配ローラを連動して回
転させることにより、油性分散液が第１ニップを通過するとセラミックコーティ
ングの表面を均一に覆う膜が形成される。
別の好適な実施形態によれば：第１転写ローラを第１分配ローラと第２分配ロ
ーラの間にそれらと平行に配置し；この第１転写ローラを第１分配ローラと圧接
連動するように配置して第２ニップを形成すると共に第２分配ローラと当接連動
するように配置して第３ニップを形成し；第１分配ローラと第１転写ローラを連
動して回転させて、少なくとも部分的に分離した膜を第２ニップにおいて第１分
配ローラから第１転写ローラへと転写し；第２転写ローラを第２分配ローラに平
行に且つ第２分配ローラと圧接連動するように配置して第４ニップを形成し；第
２転写ローラを陽極と圧接連動するように配置して第５ニップを形成し；第２分
配ローラ、第２転写ローラ及び陽極を連動して回転させて、少なくとも部分的に
分離した膜を第３ニップで第１転写ローラから第２分配ローラへと転写し、次い
で第４ニップで第２分配ローラから第２転写ローラへとミクロ液滴を転写し、そ
の後第５ニップで第２転写ローラから陽極へとミクロ液滴を転写する：ことによ
り、少なくとも部分的に分離した油性分散液の膜が第１分配ローラから第２分配
ローラへと転写され、ミクロ液滴が第２分配ローラから陽極へと転写される。
円柱形陽極が垂直方向に延出する場合、上記電気凝固印刷方法のステップ（ｂ
）の（iii）を以下のように行うのが有利である；陽極に対して所定の高さにあ
り電極ギャップに隣接配置される流体放出手段から陽極活性表面上にコロイド分
散液を連続的に放出し、陽極活性表面に沿ってコロイド分散液を流下させること
により、陽極が回転するとコロイド分散液が陽極により電極ギャップへと運ばれ
て電極ギャップが充填される。陽極活性表面から流下する余分なコロイド分散液
は再循環されて流体放出手段に戻されるのが好ましい。
一般的に使用されるコロイドは高分子量、即ち、約１０，０００〜約１，００
０，０００、好ましくは１００，０００〜６００，０００の分子量を有する線形
コロイドである。適切なコロイドの例は、例えばアルブミン、ゼラチン、カゼイ
ン及び寒天等の天然ポリマーと、例えばポリアクリル酸、ポリアクリルアミド及
びポリビニルアルコール等の合成ポリマーを含む。特に好ましいコロイドは、約
２５０，０００の分子量を有するアクリルアミドとアクリル酸のアニオンコポリ
マーであり、アコストレングス８６(ACCOSTRENGTH 86)の商品名でシアナミド社(
Cyanamid Inc.)が販売している。コロイドはコロイド分散液の総重量に対して約
６．５〜約１２重量％の量で使用されるのが好ましく、約７重量％の量で使用さ
れるのがより好ましい。コロイドを分散させて所望のコロイド分散液を得るには
媒質として水を使用するのが好ましい。
コロイド分散液は可溶性電解質及び着色剤も含む。好ましい電解質は、アルカ
リ金属ハロゲン化物及びアルカリ土類金属ハロゲン化物、例えば塩化リチウム、
塩化ナトリウム、塩化カリウム及び塩化カルシウムを含む。電解質は分散液の総
重量に対して約６．５〜約９重量％の量で使用されるのが好ましい。着色剤は染
料又は顔料であり得る。コロイドを着色するのに使用することのできる適切な染
料の例は、ヘキスト(HOECHST)から市販されている水溶性染料、例えばブラック
に着色するデュアシンアシッドブラック(Duasyn Acid Black)及びシアンに着色
するデュアシンアシッドブルー（Duasyn Acid Blue）であり、又はリーデルデー
エン（RIEDEL-DEHAEN）から入手可能な水溶性染料、例えばシアンに着色するア
ンチハロダイブルーＴ．ピナ（Anti-Halo Dye Bule T．Pina）、マゼンタに着色
するアンチハロダイＡＣマゼンタエクストラＶ０１ピナ(Anti-Halo Dye AC Mage
nta Extra V01 Pina)、及びイエローに着色するアンチハロダイオコノールイエ
ローＮ．ピナ(Anti-Halo Dye Oxonol Yellow N．Pina)である。着色剤として顔
料を使用する場合、カボット社(CABOT CORP.)から市販されている顔料、例えば
ブラックに着色するカーボンブラックモナーキ１２０（Carbon Black Monarch 1
20、商標名）や、ヘキストから市販されているシアンに着色するホスタパームブ
ルーＢ２Ｇ又はＢ３Ｇ(Hostaperm Blue B2G or B3G)、マゼンタに着色するパー
マネントルビンＦ６Ｂ又はＬ６Ｂ(Permanent Rubine F6B or L6B)及びイエロー
に着色するパーマネントイエローＤＧＲ又はＤＨＧ(Permanent Yellow DGR or D
HG)を使用できる。分散剤は顔料を分散液に均一に分散させるために添加される
。適切な分散剤の例は、ソルスパース２７０００(SOLSPERSE 27000)の商品名で
ＩＣＩカナダ社(ICI Canada Inc.)が販売する非イオン系分散剤である。顔料は
分散液の総重量に対して約６．５〜約１２重量％の量で使用されることが好まし
く、分散剤は分散液の総重量に対して約０．４〜約６重量％の量で使用されるの
が好ましい。
コロイドの凝固後、非凝固コロイドは、例えば軟質ゴムスキージにより陽極活
性表面から掻きとって除去され、着色凝固コロイドを完全に露出させる。このよ
うに除去された非凝固コロイドは収集されたコロイド分散液と混合され、収集さ
れた非凝固コロイドと混合された収集コロイド分散液は再循環されて前述の流体
放出手段に戻されるのが好ましい。
図面の簡単な説明
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面で例として示される好適実施形
態の以下の説明からより容易に明らかになるであろう。
図１は本発明の好適実施形態に従うマルチカラー電気凝固印刷装置の概略平面
図であり、該装置は４つの印刷ユニットを含みその各々は異なるカラーの着色剤
を使用する。
図２は印刷ユニットの１つを示す図１の印刷装置の断面図である。
図３は図２に類似した図であるが、異なる実施形態を示している。
図４は図１で示される装置の部分斜視図であり、コロイドの電気凝固に使用さ
れる印刷ヘッドの１つを示している。
図５は図２と同じシート上に示されており、図４で示される印刷ヘッドを縦に
見た部分図である。
本発明の実行方法
まず図１を参照すると、回転シリンダの形態の中心陽極２０とこの円柱形電極
の周りに配置された４つの同じ印刷装置２２を含むマルチカラー電気凝固印刷装
置が示されている。示される実施形態では、図面左の第１印刷ユニット２２Ａは
イエローカラーの印刷、第２印刷ユニット２２Ｂはマゼンタカラーの印刷、第３
印刷ユニット２２Ｃはシアンカラーの印刷、そして第４印刷ユニット２２Ｄはブ
ラックカラーの印刷に使用される。円柱形電極２０は垂直方向に延出すると共に
シャフト２４を有し、シャフト２４はモータ（図示せず）により駆動されてシャ
フト２４と一致する垂直方向軸の回りで回転させる。連続ウェブ２６の形態にあ
る基体は異なるカラーの画像を印刷されるために印刷ユニットに供給され、これ
ら異なるカラーの画像がそれぞれの転写ステーションでウェブに重畳して転写さ
れることにより多色画像が得られる。ウェブ２６はガイドローラ２８によりそれ
ぞれの転写ステーションに誘導される。
図２で最もよく示されるように、各印刷ユニット２２は、陽極２０の表面３２
をクリーニングするクリーニング装置３０と、オレフィン物質及び金属酸化物で
表面３２をコーティングする陽極コーティング装置３４と、オレフィン及び金属
酸化物でコーティングされた表面３２を磨く磨きブラシ３６と、表面３２にコロ
イドを流出させる装置３８と、コロイドを電気凝固させて陽極表面３２上に所望
の画像を表す着色凝固コロイドのドットを形成する陰極４２を有する印刷ヘッド
４０と、非凝固コロイドを表面３２から除去する軟質ゴムスキージ４４とを含む
。各印刷ユニット２２はさらに、ウェブ２６を着色凝固コロイドのドットと接触
させて着色凝固コロイドをウェブ２６に転写することによりウェブに画像を印刷
する圧胴４６を含む。図１で示されるように、直径方向に対向する二対の圧胴４
６を円柱形電極２０の周りに配置させることにより、各ローラ対のローラ４６に
より及ぼされる力がバランスし、電極２０の屈曲が防止される。
各陽極クリーニング装置３０は、ハウジング５２内に配置される回転ブラシ４
８と２つの高圧水ノズル５０を含む。各ブラシ４８は放射状に延出する複数の剛
毛５４を有し、この剛毛５４は馬毛からなり、その先端は表面３２と接触する。
前の印刷ユニットの転写ステーションにおける着色凝固コロイドのドットの転写
後に表面３２上に残っている凝固コロイドはブラシ４８により除去され、高圧水
ノズル５０により生成される強力なウォータジェットにより洗い流される。
各陽極コーティング装置３４は垂直方向に延出する分配ローラ５６と、分配ロ
ーラ５６と平行に延出しローラ５６と圧接連動してニップ６０を形成するアプリ
ケータローラ５８と、ローラ５６に平行に延出しローラ５６と圧接連動してニッ
プ６４を形成する転写ローラ６２とを含む。転写ローラ６２が陽極２０と圧接連
動することによりニップ６６が形成され、ローラ６２は陽極２０が回転すると陽
極２０により駆動されることになる。各コーティング装置３４はさらに供給装置
６８を含み、供給装置６８は、金属酸化物を分散相として含有する油性分散液の
形態でオレフィン物質をアプリケータローラ５８に供給する。
分配ローラ５６は酸化物セラミック材料からなる周囲コーティング７２を有す
る金属の中実コア７０を有する。コア７０と一体の一対のスタブシャフト７４（
１つのみ示す）はローラ５６の先端から外方向に延出する。アプリケータローラ
５８と転写ローラ６２も金属の中実コア７６を有するが、ポリウレタンの周囲被
覆７８を有している。ローラ５６及び５８は分配ローラ５６のシャフト７４を駆
動するモータ（図示せず）により連動して回転される。モータからの駆動により
分配ローラ５６が反時計回りに回転され、それによりアプリケータローラ５８に
時計回り方向の回転が伝わる。
供給装置６８はアプリケータローラ５８の上部に油性分散液を流出させるよう
に使用される。次に分散液は重力によりローラ５８に沿って流下し、ローラ５８
の回転中にローラ５８によりニップ６０に運ばれる。分散液はニップ６０を通過
する際に分配ローラ５６のセラミックコーティング７０の表面を均一に覆う膜を
形成し、この膜が破れると、金属酸化物と混合したオレフィン物質を含有し略均
一なサイズ及び分布を有するミクロ液滴となる。分配ローラ５６上に形成された
ミクロ液滴はローラ５６によりニップ６４に運ばれ、転写ローラ６２に転写され
る。次いでミクロ液滴は転写ローラ６２によりニップ６６に運ばれ、陽極２０に
転写される。
図３で示される陽極コーティング装置３４’は、２つの分配ローラ５６及び５
６’を有し、それらの間に追加的な転写ローラ６２’が配置されることを除いて
、
図２で示される装置３４に類似する。かかる構成では、たとえ分配ローラ５６上
に形成される油性分散液の膜が分配ローラ５６のセラミックコーティング７２の
表面上では部分的にしか分離しなくても、陽極２０への転写の前にこの膜が略完
全に分離されて所望のミクロ液滴となることが確実となる。示されるように、転
写ローラ６２’は分配ローラ５６及び５６’に平行に延出すると共にローラ５６
と圧接連動してニップ８０を形成し、分配ローラ５６が回転するとローラ６２’
は分配ローラ５６により駆動されることができ、また転写ローラ６２’は分配ロ
ーラ５６’と当接連動してニップ６４’を形成する。分配ローラ５６、アプリケ
ータローラ５８、及び転写ローラ６２’はこのように連動して回転する。一方第
２分配ローラ５６’は転写ローラ６２と圧接連動してニップ８２を形成し、転写
ローラ６２が回転するとローラ５６’は転写ローラ６２により駆動されることが
できる。分配ローラ５６’、転写ローラ６２、及び陽極２０はこのように連動し
て回転する。分配ローラ５６のセラミックコーティング７２の表面上に形成され
た油性分散液の部分的に分離した膜がニップ８０においてローラ５６から転写ロ
ーラ６２’に転写され、その後ニップ６４’でローラ６２’から分配ローラ５６
’に転写されることにより、この膜がローラ５６’のセラミックコーティング７
２の表面上で略完全に分離し、略均一なサイズと分布を有するミクロ液滴となる
。金属酸化物を含有するオレフィン物質のミクロ液滴は次いでニップ８２におい
てローラ５６’から転写ローラ６２に転写され、その後ニップ６６においてロー
ラ６２から陽極２０に転写される。
陽極２０のオレフィン及び金属酸化物をコーティングされた表面３２を磨くの
に使用される磨きブラシ３６はブラシ４８に類似しており、各ブラシ３６は馬毛
からなる剛毛５４を備え、その先端は表面３２と接触する。ブラシ３６が回転す
ると剛毛５４が表面３２と接触することにより生じる摩擦が、陽極表面３２への
ミクロ液滴の付着力を増大させることがわかった。
図４で示されるように、各印刷ヘッド４０は一対の上部アーム８６と下部アー
ム８６’の間に搭載される円筒形ボデー８４を含む。上部アーム及び下部アーム
はブッシュ９０を用いて柱状体８８にピボット可能に連結され、陰極４２が陽極
２０から一定の所定ギャップ９２だけ離間される動作位置（図１、図２、及び図
３で示される）と陰極４２がクリーニングされるクリーニング位置（図４で示さ
れ る）との間で印刷ヘッド４０をピボット移動させる。柱状体８８は金属補強
部材９６を有する水平ビーム９４上に取り付けられ、ビーム９４は複数の垂直ビ
ーム９８（１つのみ示す）により所定の高さに支持される。柱状体８８は陽極２
０のシャフト２４に連結される取り付けアーム１００にその上部端で固定される
。柱状体８８に固定される一対の柱環１０２及び１０２’はそれぞれ上部アーム
８６及び下部アーム８６’を支持する。印刷ヘッド４０は、それぞれアーム８６
及び８６’を通って延出する一対のスタブシャフト１０４及び１０４’を含み、
ブッシュ１０６が設けられてシャフト１０４、１０４’と一致する垂直軸の回り
をボデー８４が回転することが可能となり、それにより陰極４２のクリーニング
のために陰極４２により接近することが可能となる。解放可能なロックメカニズ
ム（図示せず）が設けられ、ボデー８４は所望の位置に固定される。
各印刷ヘッド４０の陰極４２は互いに電気的に絶縁され、図５で最もよく示さ
れるようにボデー８４の長さに沿って直線アレイで配置されて一連の対応する陰
極活性表面１０８を規定する。動作位置では、印刷ヘッド４０は陽極２０に対し
て、陰極４２の表面１０８が陽極２０の中心長手方向軸に平行な面に配置される
と共に陽極表面３２からギャップ９２だけ離間されるように配置される。また陰
極４２が電極ギャップ９２に少なくとも等しい距離だけ互いに離間されることに
より、陰極のエッジ劣化が防止される。
電気凝固コロイド、分散媒質、可溶性電解質及び着色剤を含むコロイド分散液
で電極ギャップ９２を充填するのに使用される装置３８は、コロイド分散液の入
るコンテナを規定する細長い中空ボデー１１０と、ボデー１１０の下端にあって
分散液を陽極表面３２に連続的に流出させる流体放出ノズル１１２とを含む。ボ
デー１１０は、印刷ヘッド４０が動作位置にある時にはノズル１１２が陽極２０
に対する所定の高さの電極ギャップ９２に隣接配置されるように上部アーム８６
に固定される。コロイド分散液がノズル１１２から陽極表面３２に放出されてい
る時にコロイド分散液は表面３２に沿って流下し、陽極３０が回転するとコロイ
ド分散液は陽極３０により電極ギャップ９２に運ばれてギャップ９２を充填する
。表面３２から流下する余分なコロイド分散液は、導管１１６により貯蔵部１１
８に連結される槽１１４に収集される。再循環ポンプ１２０は貯蔵部１１８に連
結されており、収集された分散液を導管１２２を通して再循環させて装置３８に
戻す。槽１１４は、印刷ヘッドが動作位置に移動された時に下部アーム８ ６’
に固定された止め部材１２６と接触して所望の電極ギャップ９２を提供するよう
に使用される弧状外壁１２４を有する。陽極２０上に配置された当接部材（図示
せず）と当接連動するように同様の止め部材１２６が上部アーム８６に固定され
る。
陰極４２の中の選択されたものを通電することにより、陽極２０が回転する間
に、通電された陰極４２の電極活性表面１０８と対向する陽極２０のオレフィン
及び金属酸化物をコーティングされた表面３２上にコロイドが凝固して付着し、
それにより所望の画像を表す着色凝固コロイドの一連の対応するドットが形成さ
れる。コロイドの電気凝固の後、非凝固コロイドは、表面３２上に付着した着色
凝固コロイドのドットが完全に露出するようにスキージ４４により陽極表面３２
から除去される。スキージ４４により除去された非凝固コロイドは槽１１４に集
められ、貯蔵部１１８中の余分なコロイド分散液と混合される。余分なコロイド
分散液と混合された収集非凝固コロイドはポンプ１２０により装置３８に戻るよ
うに再循環され、陽極表面３２に流出される。
着色凝固コロイドのドットの光学的な濃度は、陰極４２に印加される電圧とパ
ルス変調信号のパルス持続時間を変えることにより変化させることが可能である
。印刷ヘッド４０に与えられるデータの同期は適切な電気回路（図示せず）によ
り保証される。
それぞれの転写ステーションで着色凝固コロイドのドットとウェブ２６を接触
させるように作用する各圧胴４６は陽極２０と圧接連動してウェブ２６の通過す
るニップ１２８を形成し、ローラ４６は陽極２０の回転時に陽極２０により駆動
される。ウェブ２６が着色凝固コロイドのドットと接触されると、着色凝固コロ
イドはウェブ２６に転写され、それによりウェブ２６に画像が印刷される。印刷
ユニット２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄにより生成された異なるカラーの
画像はこのようにウェブ２６に重畳して転写され、多色画像が提供される。単一
の陽極２０が使用されると共にウェブ２６が各転写ステーションのそれぞれのニ
ップ１２８を通過する際に陽極表面３２だけと接触するので、高鮮明度の多色画
像が得られる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Multi-color dynamic printing method and apparatus
Technical field
The present invention relates to improvements in the field of dynamic printing. More specifically,
Ming relates to an improved multicolor electrocoagulation printing method and apparatus.
Background art
U.S. Pat. No. 4,895,629, issued Jan. 23, 1990, issued
The applicant describes a high speed electrocoagulation printing method and apparatus, wherein the method and apparatus
A rotating surface having a passive surface on which dots of colored coagulated colloid representing an image are produced.
An anode in the form of a Linda is used. These colored coagulated colloid dots are then used
The colored coagulated colloid is transferred to the substrate upon contact with a substrate such as paper, and is thereby imaged on the substrate.
The image is printed. Coagulated colloid for anode as described in this patent
To reduce the adhesion of the dots and prevent uncontrollable deterioration of the anode, the anode
The surface is coated with a dispersion containing olefinic substances and metal oxides before energizing the cathode.
Is performed. Furthermore, the gas generated as a result of electrolysis when the cathode is energized is
Gas is not accumulated between the cathode and the anode because it is consumed in the reaction with the plastic material.
The dispersion containing an olefin material and a metal oxide is an olefin material containing a metal oxide.
It is applied to produce quality microdroplets on the anode surface. This is the patent
A plurality of radially extending horses having tips in contact with the anode surface, as described in
A rotatable brush with bristle bristle and the tip of this brush makes contact with the brush
A distribution roller that is spaced parallel to the brush to
This can be achieved by a device comprising: The distribution roller extends longitudinally around its circumference
It has a plurality of grooves and is partially immersed in a bath containing the dispersion. Distributing roller in dispersion
Rotate at to fill the groove with the dispersion, which is transferred to the bristle and the tip
Will be On the other hand, when the brush rotates, the coated bristles separate
The liquor is transferred to the anode surface, thereby producing the desired olefinic material including metal oxides.
Of microdroplets are generated. Instead of a brush, extend radially to contact the anode surface
Using rollers with multiple strips of chamois used to touch
This chamois strip can also be coated like bristles. Such rollers
Rotation causes the coated strip to contact the anode surface and the dispersion to turn to the anode.
To form the desired microdroplets of olefin material, including metal oxides
Is done.
The electrocoagulated printing ink supplied to the gap defined between the anode and the cathode
Consists of a qualitatively liquid colloidal dispersion which solidifies by electrolysis
Contains colloid, dispersion medium, soluble electrolyte and colorant. If pigments are used,
A dispersant is added to uniformly disperse the pigment in the ink.
If multicolor images are desired, cathode, anode, anode coating equipment, ink
The injectors are arranged to define the printing units, each with a different colorant.
Several printing units to be used are arranged in tandem form and some
Images of different colors, which are later transferred to individual transfer stations.
Is transferred to the substrate in a superimposed manner to generate a desired multicolor image. Alternatively, print unit
The contact between the substrate and the dots of the colored solidified colloid produced by each printing unit
It can also be placed around a single roller used to
A substrate in form is partially wrapped around rollers to provide individual transfer stations
The images pass through and images of different colors are superimposed and printed.
Normally, stainless steel is used as the anode for each printing unit of the multi-color printing machine.
Such devices are heavy and unwieldy because of the need for high precision cylinders that are teal
Not only is it very expensive. In addition, different color images of coagulated colloids
Since several high-precision cylinders are required to form
It is difficult to provide a multicolor image in which the images are perfectly superimposed.
Disclosure of the invention
Accordingly, the object of the present invention is to overcome the above-mentioned deficiencies and reduce costs and cumbersomeness.
, Improved multicolor electrocoagulation stamp capable of providing high definition multicolor images
Is to provide a printing method.
In one aspect of the present invention, a multi-color electrocoagulation printing method is provided. The mulch
The color coagulation printing method is:
a) Formed from an electrolytically inert metal and at a substantially constant speed along a predetermined path
Providing a single anode having a moving, continuous passivation surface;
The active surface defines the anode active surface,
b) The anodic activity table due to the electrocoagulation of the colloid that solidifies by electrolysis in the presence of the colorant
Forming a plurality of colored solidified colloidal dots on a surface, the colored solidified colloid comprising:
Colloidal dots represent the desired image,
c) Anodizing the colored coagulated colloid by contacting the substrate with the dots of the colored coagulated colloid
Transferring from the surface to the substrate, whereby the image is printed on the substrate,
d) a step including repeating the above steps (b) and (c) several times;
A corresponding number of prints that are located in predetermined positions and use different colorants
Defines the stage, which allows images of coagulated colloids of several different colors
Are generated and they are superimposedly transferred to the substrate at each transfer position, and a multicolor image is formed.
Is provided;
It is characterized by the following.
The invention also provides in a further aspect thereof an apparatus for performing the above-defined method.
I do. The device of the invention is:
A continuous passivation surface formed from an electrolytically inert metal and defining the anode active surface
A single anode having
Means for moving the anode active surface at a substantially constant speed along a predetermined path;
A plurality of printing units arranged at predetermined positions along the path,
Wherein each printing unit comprises:
For electrocoagulation of colloids that coagulate by electrolysis in the presence of different colorants
Means for forming a plurality of dots of a more colored solidified colloid on the anode active surface.
The dots of the colored coagulated colloid represent the desired image;
At each transfer station, a dot of colored solidified colloid is brought into contact with the substrate.
Means for transferring the colored solidified colloid from the anodic active surface to the substrate, whereby the substrate
The image is printed on the body;
This produces images of coagulated colloids of several different colors, which are
At each transfer station, the transfer is superimposed on the substrate to produce a multicolor image;
It is characterized by the following.
The web is transported to the printing press using the central impression cylinder and
In contrast to conventional dynamic electrostatic printing methods for printing, the electrocoagulation
The printing method and apparatus use a single anode on which the colored coagulated colloid is
The dots are formed sequentially, and the substrate, generally in the form of a web, has a certain printing
From one unit to another printing unit, it is sequentially contacted with the colored solidified colloid
You. According to the present invention, the transfer of images of different colors on a web or other substrate
The registration is improved, which can provide a high definition multicolor image.
Of course, the essence of the present invention is not limited to electrocoagulation printing only,
It extends to other dynamic printing technologies such as, for example, nography and magnetography.
In a broad aspect of the present invention, there is provided a multi-color dynamic printing method,
Multi-color dynamic printing methods are:
a) a single support member having a continuous surface that moves at a substantially constant speed along a predetermined path;
Including the step of providing;
b) forming a color image on the continuous surface with a printing ink containing a colorant
Including;
c) transferring the image from the continuous surface onto the substrate by contacting the substrate with the color image;
Thereby printing an image on the substrate;
d) repeating the above steps (b) and (c) several times,
A corresponding number of indicia placed at predetermined locations along the line and using different colorants
Defines the printing stage, which produces images of several different colors,
They are superimposed and transferred to the substrate at each transfer position to provide a multicolor image
;
It is characterized by the following.
In another broad aspect of the invention, a multi-color dynamic printing device is provided.
The multi-color dynamic printing device comprises:
A single support member having a continuous surface;
Means for moving the continuous surface at a substantially constant speed along a predetermined path;
A plurality of printing units arranged at predetermined positions along the path,
Each of the units:
Form color images on the continuous surface with printing inks containing different colorants
Means to
At each transfer station, the substrate is brought into contact with the color image and the image is
Means for printing an image on the substrate by transferring from the surface to the substrate,
This produces several different color images, each of which is a different transfer style.
A multicolor image is provided by superimposed transfer to the substrate at the station.
It is characterized by the following.
When the desired image is reproduced by electrocoagulation of the colloid, the anode used is
As described in Applicant's U.S. Pat.
Or in the form of a stress belt, or as described in U.S. Pat.
629 may be in the form of a rotating cylinder. In the latter case,
A plurality of printing units are arranged around the cylindrical anode.
Use a cylindrical anode that rotates at a substantially constant speed about its central longitudinal axis
In this case, the step (b) of the above-mentioned electrocoagulation printing method includes the following steps (i) to (v).
Tep, ie:
i) providing a plurality of electrolytically inactive cathodes, the cathodes being
Are electrically isolated from each other and arranged in a linear array to form a series of corresponding cathode activity tables.
A plane, the cathode active surface being located in a plane parallel to the longitudinal axis of the anode;
The anode is separated from the active surface by a certain predetermined gap, and the cathode is at least
Separated from each other by a distance equal to
ii) The anode active surface is coated with an olefin material and a metal oxide,
Forming microdroplets of an olefinic material containing a halide on the anode active surface;
iii) Colloids, colorants, liquid dispersion media, and soluble electrolysis that solidify by electrolysis
Filling the electrode gap with a substantially liquid colloidal dispersion containing the substance;
iv) applying a current to a selected one of the plurality of cathodes, and
Coated with olefins and metal oxides facing the cathode active surface of the charged cathode
Colloids are selectively coagulated and adhered point-by-point to the anode active surface
Thereby forming colored coagulated colloidal dots;
v) removing non-coagulated colloid from the anodic active surface;
Is executed by
The cathodes are connected to each other as described in U.S. Pat. No. 4,895,629.
By separating the cathode more than the gap, edge deterioration of the cathode is prevented. Also,
Coating the anode with olefinic substances and metal oxides before energizing the cathode
This weakens the adhesion of the coagulated colloid dots to the anode, and
Unnecessary deterioration is also prevented. Furthermore, it is produced as a result of electrolysis when the cathode is energized.
Since the gas is consumed by the reaction with the olefinic substance, the gas is stored between the cathode and the anode.
Do not stack.
Examples of suitable electrolytically inert metals for producing anodes and cathodes are stainless steel
Metals, platinum, chromium, nickel and aluminum. Preferably the anode is
Electrodes made of stainless steel or aluminum and are energized when the cathode is energized
The dissolution of the passivating oxide film above creates trivalent ions, which
Id coagulation begins.
The gap defined between the anode and cathode ranges from about 50 μm to about 100 μm.
Yes, the smaller the electrode gap, the sharper the coagulated colloid dots
Is generated. When the electrode gap is on the order of 50 μm, the cathodes are about 75 μm
Preferably, they are spaced apart from each other.
Examples of suitable olefin materials that can be used to coat the surface of the anode are
Eg arachidonic acid, linoleic acid, linolenic acid, oleic acid and palmitole
Acids, such as corn oil, linseed oil, olive oil, peanut
Oils, unsaturated vegetable oils such as soybean oil and sunflower oil. Olefin material is a dispersed phase
Is preferably applied to the anode active surface in the form of an oily dispersion containing a metal oxide.
Good. Examples of suitable metal oxides are aluminum oxide, cerium oxide, and chromium oxide.
,
Contains cupric oxide, magnesium oxide, manganese oxide, titanium dioxide and zinc oxide
However, chromium oxide is the preferred metal oxide. Depending on the type of metal oxide used
Accordingly, the amount of metal oxide ranges from about 20 to about 60% by weight based on the total weight of the dispersion.
Enclosure. Preferably, the olefinic substance and the metal oxide are in approximately equal amounts in the dispersion.
Exists. Particularly preferred dispersions are about 50% by weight oleic or linoleic acid and about
Contains 50% by weight of chromium oxide.
Oily dispersions containing olefinic substances and metal oxides: extend parallel to the cylindrical anode
Dispensing roller having a peripheral coating that exits and includes an oxide ceramic material
Providing an oil-based dispersion on the ceramic coating;
A film of oily dispersion uniformly covering the surface of the coating on the surface of the ceramic coating
An olefin material that forms and separates from the oily dispersion film and mixes with the metal oxide
Into microdroplets having a substantially uniform size and distribution;
Transferring the microdroplets from the coating onto the anode active surface;
Advantageously, it is applied to Applicants' filing dated January 14, 1994
As described in Nada Patent Application No. 2,113,535, oxide ceramics
By using a dispensing roller having a ceramic coating containing
A coating of oily dispersion that uniformly covers the surface of the ceramic coating.
Formed on the surface of the coating, which then separates and is mixed with the metal oxide
Micro-droplets containing thin materials and having a substantially uniform size and distribution
Become. Mixer formed on the surface of the ceramic coating and transferred to the anode active surface
Black droplets generally have a size of about 1 to about 5 μm.
Particularly preferred oxide ceramic materials forming the ceramic coating are
, A molten mixture of alumina and titania. Such a mixture may have from about 60 to about 90
% Alumina and about 10 to about 40% titania by weight.
According to a preferred embodiment of the present invention, the distribution roller is pressed against and parallel to the distribution roller.
The first nip is formed by disposing the applicator roller in conjunction with the first nip, and the first nip is oil-based.
Rotating the applicator roller and distribution roller in conjunction with the supply of the dispersion
This allows the oily dispersion to be applied to the ceramic coating,
As the dispersion passes through the first nip, it covers the surface of the ceramic coating. micro
Droplet: Transfer roller parallel to distribution roller and in contact with distribution roller
To form a second nip; and to arrange the transfer roller in pressure contact with the anode.
Forming a third nip; rotating the transfer roller and the anode together to form a third nip;
Transfer the micro droplets from the distribution roller to the transfer roller,
Transferring from the transfer roller to the anode in the third nip;
Is advantageously transferred to the anode.
Applicator roller and transfer roller are each resistant to degradation by olefinic substances
Preferably, the periphery thereof is covered with an elastic material such as a synthetic rubber material. An example
For example, the applicator roller has a Shore A hardness of about 50 to about 70,
In the case of a copying roller, a polyurethane having a Shore A hardness of about 60 to about 80 is used.
Can be
In some situations, depending on the type of olefin material used, the desired microfluidic
The film of the oily dispersion is partially
It was noted by the applicant that only separation occurs. Thus, the oil-based dispersion film
Completely separated from the olefin material containing metal oxides
To ensure that microdroplets have a substantially uniform size and distribution,
Preferably, step (b) (ii) of the electrocoagulation printing method of the invention is performed as follows.
Preferred; oxide ceramic material extending parallel to the cylindrical anodes, around each of them
First and second dispensing rollers having a coating comprising:
Apply an oil-based dispersion to the ceramic coating
A film of an oil-based dispersion uniformly covering the surface is formed on the surface of the first distribution roller, and the oil-based dispersion is formed.
The liquid film contains an olefinic material at least partially separated and mixed with the metal oxide.
Into microdroplets having a substantially uniform size and distribution;
This film is almost completely separated on the back coating and has a substantially uniform size and distribution
At least partially separating the membrane from the first dispensing roller so as to form microdroplets
Transferring the microdroplets to the second dispensing roller;
From the coating to the anode active surface. Ceramic of the first distribution roller and the second distribution roller
The back coating preferably comprises the same oxide ceramic material.
According to a preferred embodiment, the oily dispersion is a ceramic of the first distribution roller as follows.
Applied to the coating; pressed parallel to the first distribution roller and against the first distribution roller
An applicator roller is arranged so as to work together to form a first nip, and an oil-based dispersion
The applicator roller and the first distributing roller rotate in conjunction with each other while supplying
When the oil-based dispersion passes through the first nip, the ceramic coating
A film that uniformly covers the surface of the ring is formed.
According to another preferred embodiment: the first transfer roller comprises a first distribution roller and a second distribution roller.
Rollers, and the first transfer roller is pressed against the first distribution roller.
The second nip is formed by interlocking with the second distributing roller
To form a third nip; and link the first distribution roller and the first transfer roller.
To rotate the at least partially separated membrane in the second nip for a first fraction.
Transfer from the distribution roller to the first transfer roller; flatten the second transfer roller to the second distribution roller
Arranged in a row and in pressure-coupling with the second distribution roller to form a fourth nip;
2 A transfer roller is arranged so as to be in pressure contact with the anode to form a fifth nip;
The distribution roller, the second transfer roller, and the anode are rotated in conjunction with each other to at least partially
The separated film is transferred from the first transfer roller to the second distribution roller at the third nip, and then,
Transfers the micro droplets from the second distribution roller to the second transfer roller in the fourth nip, and
And then transferring the microdroplets from the second transfer roller to the anode at the fifth nip:
The film of the at least partially separated oil-based dispersion is transferred from the first distribution roller to the second distribution roller.
Transferred to the roller, the microdroplets are transferred from the second distribution roller to the anode.
If the cylindrical anode extends vertically, step (b) of the electrocoagulation printing method described above
It is advantageous to carry out (iii) of) as follows;
From the fluid discharge means located adjacent to the electrode gap
The continuous release of the dispersion and the flow of the colloidal dispersion along the anode active surface
When the anode rotates, the colloidal dispersion is carried by the anode to the electrode gap.
To fill the electrode gap. Extra colloidal dispersion flowing down from the anode active surface
Is preferably recycled and returned to the fluid discharge means.
Commonly used colloids have a high molecular weight, ie, from about 10,000 to about 1,000.
Linear with a molecular weight of 000, preferably 100,000-600,000
It is a colloid. Examples of suitable colloids are, for example, albumin, gelatin, casei
And natural polymers such as agar and agar, for example polyacrylic acid, polyacrylamide and
And synthetic polymers such as polyvinyl alcohol. Particularly preferred colloids are about
Anionic copolyamide of acrylamide and acrylic acid having a molecular weight of 250,000
And the brand name of Acoustic Length 86 (ACCOSTRENGTH 86).
Cyanamid Inc. ) Are on sale. The colloid is about
6. It is preferably used in an amount of 5 to about 12% by weight, and used in an amount of about 7% by weight.
More preferably. To obtain the desired colloidal dispersion by dispersing the colloid
Preferably, water is used as the medium.
The colloidal dispersion also contains a soluble electrolyte and a colorant. Preferred electrolytes are
Li metal halides and alkaline earth metal halides, such as lithium chloride,
Contains sodium chloride, potassium chloride and calcium chloride. The electrolyte is the total
About 6. Preferably, it is used in an amount of 5 to about 9% by weight. Colorant dyes
Pigments or pigments. A suitable dye that can be used to color the colloid
Examples of dyes include water-soluble dyes commercially available from Hoechst, such as black.
Coloring Duasyn Acid Black and cyan
Duasyn Acid Blue, or Riedel's Day
Water-soluble dyes available from RIEDEL-DEHAEN, such as cyan dyes
Antihalodi blue T. Pina (Anti-Halo Dye Bule T. Pina), colored magenta
Anti-Halo Dye AC Mage Extra V01 Pina
nta Extra V01 Pina)
Row N. Pina (Anti-Halo Dye Oxonol Yellow N. Pina). Face as colorant
If you use CABOT CORP. Pigments commercially available from
Carbon Black Monarch 120 (Carbon Black Monarch 1)
20, brand name) or Hosta Palm Bu, which is commercially available from Hoechst
Lou B2G or B3G (Hostaperm Blue B2G or B3G), magenta colored par
Permanent Rubine F6B or L6B and yellow
Yellow DGR or DHG (Permanent Yellow DGR or DHG)
HG) can be used. Dispersant is added to disperse pigment uniformly in dispersion
. An example of a suitable dispersant is the trade name SOLSPERSE 27000.
ICI Canada Inc. ) Is a nonionic dispersant sold by Pigment
About 6. based on the total weight of the dispersion. Preferably used in an amount of 5 to about 12% by weight
And the dispersant is present at about 0. Used in an amount of 4 to about 6% by weight
Is preferred.
After coagulation of the colloid, the non-coagulated colloid is anodically activated, for example with a soft rubber squeegee.
It is scraped off from the lipophilic surface, completely exposing the colored coagulated colloid. This
The removed non-coagulated colloid is mixed with the collected colloid dispersion and collected.
The collected colloid dispersion mixed with the collected non-coagulated colloid is recycled and
Preferably, it is returned to the release means.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Further features and advantages of the present invention are shown in the preferred embodiments, illustrated by way of example in the accompanying drawings, in which:
It will be more readily apparent from the following description of the state.
FIG. 1 is a schematic plan view of a multi-color electrocoagulation printing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 3 shows the apparatus comprising four printing units, each of which is a different colorant
Use
FIG. 2 is a cross-sectional view of the printing apparatus of FIG. 1 showing one of the printing units.
FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, but showing a different embodiment.
FIG. 4 is a partial perspective view of the apparatus shown in FIG. 1 used for electrocoagulation of colloid.
1 shows one of the print heads.
FIG. 5 is shown on the same sheet as FIG. 2 and the print head shown in FIG.
FIG.
Execution method of the present invention
Referring first to FIG. 1, a central anode 20 in the form of a rotating cylinder and this cylindrical electrode
Multi-color electrocoagulation printing apparatus including four identical printing devices 22 arranged around
Location is shown. In the embodiment shown, the first printing unit 22A on the left in the drawing is
Yellow color printing, the second printing unit 22B is magenta color printing, third printing
The printing unit 22C prints cyan color, and the fourth printing unit 22D prints blue.
Used for rack color printing. The cylindrical electrode 20 extends in the vertical direction and
And a shaft 24 driven by a motor (not shown).
Rotation about a vertical axis coincident with the shaft 24. In the form of continuous web 26
Substrates are supplied to a printing unit for printing different color images,
Images of different colors are superimposed and transferred to the web at each transfer station.
Thus, a multicolor image is obtained. The web 26 is guided by guide rollers 28
Guided to each transfer station.
As best shown in FIG. 2, each printing unit 22 includes a surface 32 of the anode 20.
Cleaning device 30 for cleaning olefinic substances and metal oxides
An anodic coating device 34 for coating the surface 32;
A brush 36 for polishing the oxide-coated surface 32 and a roller
Device 38 for draining the colloid and electrocoagulation of the colloid to the desired
Printhead having a cathode 42 for forming dots of colored coagulated colloid representing an image of the image
40 and a soft rubber squeegee 44 for removing non-coagulated colloid from the surface 32
. Each printing unit 22 further contacts the web 26 with dots of colored coagulated colloid.
And print the image on the web by transferring the colored solidified colloid to the web 26
Including an impression cylinder 46. As shown in FIG. 1, two pairs of diametrically opposed impression cylinders 4
6 are arranged around the cylindrical electrode 20 so that the rollers 46 of each roller pair
The applied force is balanced, and the bending of the electrode 20 is prevented.
Each anode cleaning device 30 includes a rotating brush 4 disposed in a housing 52.
8 and two high pressure water nozzles 50. Each brush 48 has a plurality of radially extending rigidities.
It has bristles 54, which are made of horsehair and whose tips contact the surface 32.
Transfer of colored solidified colloid dots at the transfer station of the previous printing unit
The coagulated colloid that remains on the surface 32 is removed by a brush 48 and
It is washed away by the powerful water jet created by the nozzle 50.
Each anode coating device 34 has a distribution roller 56 extending vertically and a distribution roller 56.
Application that forms a nip 60 in parallel with the roller 56 and the roller 56
The cater roller 58 is extended in parallel with the roller 56,
And a transfer roller 62 that forms the transfer roller 64. The transfer roller 62 is in pressure contact with the anode 20.
As a result, the nip 66 is formed, and the roller 62 becomes positive when the anode 20 rotates.
It will be driven by the pole 20. Each coating device 34 is further provided with a feeding device.
68. The supply device 68 includes an oil-based dispersion liquid containing a metal oxide as a dispersed phase.
The olefin material is supplied to the applicator roller 58 in a form.
The distribution roller 56 has a peripheral coating 72 of an oxide ceramic material.
Metal solid core 70. A pair of stub shafts 74 (
(Only one shown) extends outwardly from the tip of the roller 56. Applicator roller
58 and transfer roller 62 also have a solid metal core 76, but with a surrounding polyurethane coating.
It has a cover 78. Rollers 56 and 58 drive shaft 74 of distribution roller 56.
It is rotated in conjunction with a moving motor (not shown). Driven by motor
The dispensing roller 56 is rotated counterclockwise, thereby causing the applicator roller 58
Clockwise rotation is transmitted.
The supply device 68 is configured to discharge the oil dispersion to the upper portion of the applicator roller 58.
Used for Next, the dispersion liquid flows down along the roller 58 due to gravity.
Is conveyed to the nip 60 by the rollers 58 during the rotation. Dispersion passes through nip 60
When the coating is performed, a film that uniformly covers the surface of the ceramic coating 70 of the distribution roller 56 is formed.
When this film is torn and the film breaks, it contains an olefin material mixed with
It results in microdroplets having a uniform size and distribution. Formed on the distribution roller 56
The microdroplets are conveyed to the nip 64 by the roller 56 and transferred to the transfer roller 62.
You. Next, the microdroplets are conveyed to the nip 66 by the transfer roller 62 and
Transcribed.
The anodic coating device 34 'shown in FIG.
6 'with the exception that an additional transfer roller 62' is located between them.
,
Similar to the device 34 shown in FIG. In such a configuration, even if the distribution roller 56
The film of the oily dispersion formed on the ceramic coating 72 of the distribution roller 56
Even if only partially separated on the surface, this film is almost complete before transfer to the anode 20.
It is ensured that they are completely separated into the desired microdroplets. As shown,
The transfer roller 62 'extends parallel to the distribution rollers 56 and 56'
A nip 80 is formed in conjunction with the pressure contact, and when the distribution roller 56 rotates, the roller 62 ′
Can be driven by a distribution roller 56, and the transfer roller 62 'can be driven by a distribution roller.
The nip 64 'is formed in contact with the roller 56'. Distribution roller 56, applique
The data roller 58 and the transfer roller 62 'rotate in this manner. On the other hand
The two-distribution roller 56 ′ is pressed into contact with the transfer roller 62 to form a nip 82 and
When the roller 62 rotates, the roller 56 ′ is driven by the transfer roller 62.
it can. The distribution roller 56 ', the transfer roller 62, and the anode 20 work in this manner.
Rotate. Formed on the surface of the ceramic coating 72 of the distribution roller 56
A partially separated film of the oily dispersion is transferred from the roller 56 at the nip 80 to the transfer roller.
Roller 62 'and then from the roller 62' at the nip 64 'to the distribution roller 56.
', The film is transferred to the ceramic coating 7 of the roller 56'.
Almost completely separate on the surface of No. 2 and become microdroplets with almost uniform size and distribution
. The microdroplets of the olefin material containing metal oxides are then smeared at nip 82
Transfer from the roller 56 ′ to the transfer roller 62, and then
The image is transferred from the rubber 62 to the anode 20.
Polishing the olefin and metal oxide coated surface 32 of the anode 20
The brushes 36 used are similar to brushes 48, each brush 36
Bristles 54, the tips of which contact the surface 32. The brush 36 rotates
The friction caused by the bristles 54 contacting the surface 32 causes
It was found to increase the adhesion of the microdroplets.
As shown in FIG. 4, each print head 40 has a pair of upper arms 86 and a lower arm.
And a cylindrical body 84 mounted between the arms 86 '. Upper arm and lower arm
Is pivotally connected to a column 88 using a bush 90, and the cathode 42 is
The operating position (see FIGS. 1, 2 and
3) and a cleaning position where the cathode 42 is cleaned (shown in FIG. 4).
The print head 40 is pivotally moved between the first position and the second position. Column 88 is metal reinforced
Mounted on a horizontal beam 94 having a member 96, the beam 94 comprises a plurality of vertical beams.
A beam 98 (only one is shown) is supported at a predetermined height. The column 88 is the anode 2
Fixed at its upper end to a mounting arm 100 connected to the shaft 24
. A pair of pillar rings 102 and 102 ′ fixed to the pillar body 88 are respectively upper arms.
86 and the lower arm 86 '. The print heads 40 each have an arm 86
And a pair of stub shafts 104 and 104 'extending through
A bush 106 is provided around a vertical axis coinciding with the shafts 104, 104 '.
Allows the body 84 to rotate, thereby cleaning the cathode 42.
, It becomes possible to be closer to the cathode 42. Releasable lock mechanism
A body (not shown) is provided, and the body 84 is fixed at a desired position.
The cathodes 42 of each printhead 40 are electrically isolated from one another and are best shown in FIG.
Arranged in a linear array along the length of the body 84 such that
A polar active surface 108 is defined. In the operating position, the print head 40 is
Thus, the surface 108 of the cathode 42 is disposed on a plane parallel to the central longitudinal axis of the anode 20.
At the same time, they are arranged so as to be separated from the anode surface 32 by the gap 92. Also shade
The poles 42 are separated from each other by a distance at least equal to the electrode gap 92.
Thereby, the deterioration of the edge of the cathode is prevented.
Colloidal dispersion containing electrocoagulated colloid, dispersion medium, soluble electrolyte and colorant
The device 38 used to fill the electrode gap 92 with a colloidal dispersion
An elongated hollow body 110 that defines a container
A fluid discharge nozzle 112 for continuously discharging the dispersion to the anode surface 32. Bo
When the print head 40 is in the operating position, the nozzle 112
Upper arm 86 so as to be positioned adjacent to an electrode gap 92 of a predetermined height with respect to
Fixed to The colloidal dispersion is discharged from the nozzle 112 to the anode surface 32.
When the colloidal dispersion flows down along the surface 32, the colloidal dispersion
The liquid dispersion is carried by the anode 30 to the electrode gap 92 to fill the gap 92.
. Excess colloid dispersion flowing down from surface 32 is passed through reservoir 116 to reservoir 11.
8 is collected in a tank 114 connected to. Recirculation pump 120 is connected to storage 118
And the collected dispersion is recirculated through conduit 122 to apparatus 38.
return. The vat 114 has a lower arm 86 'when the print head is moved to the operating position.
To provide a desired electrode gap 92 in contact with a stop member 126 secured thereto.
Has an arcuate outer wall 124 used for A contact member (shown in FIG.
A similar stop member 126 is fixed to the upper arm 86 so as to abut and interlock with
You.
By energizing selected ones of the cathodes 42, while the anode 20 rotates,
The olefin of the anode 20 facing the electrode active surface 108 of the powered cathode 42
And the colloid solidifies and adheres on the surface 32 coated with the metal oxide,
This forms a series of corresponding dots of colored coagulated colloid representing the desired image.
It is. After electrocoagulation of the colloid, the non-coagulated colloid is colored on the surface 32
The squeegee 44 allows the anode surface 32
Removed from The non-coagulated colloid removed by the squeegee 44 is collected in the tank 114.
And mixed with excess colloidal dispersion in reservoir 118. Extra colloid
The collected non-coagulated colloid mixed with the dispersion is returned to device 38 by pump 120.
And is discharged to the anode surface 32.
The optical density of the colored coagulated colloidal dots depends on the voltage applied to the cathode 42 and the power.
Can be changed by changing the pulse duration of the Loose modulation signal
. Synchronization of the data provided to print head 40 is accomplished by appropriate electrical circuitry (not shown).
Guaranteed.
At each transfer station, the dots of colored coagulated colloid are brought into contact with the web 26
Each of the impression cylinders 46 acting to cause the web 26 to pass through the web 26 in press-contact with the anode 20.
The roller 46 is driven by the anode 20 when the anode 20 rotates.
Is done. When the web 26 is brought into contact with the dots of the colored solidified colloid, the colored solidified colloid
The id is transferred to the web 26, thereby printing an image on the web 26. printing
The different colors generated by units 22A, 22B, 22C, and 22D
The image is thus transferred superimposed on the web 26 to provide a multicolor image. single
Anodes 20 are used, and web 26 is applied to each individual transfer station.
Contacting only the anode surface 32 when passing through the step 128, a high-definition multicolor image
An image is obtained.