JPS597091A - 印刷ヘツド及び電極の劣化を抑制する方法 - 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】 本発明は７トリツクス印刷機における電極の消耗量を減
少する方法に関し、ざらに具体的には印判が行なわれる
反り領域のｐＨを制御する事によって電解質印刷機中の
電極の消耗を減少する方法に関する。

〔従来の技法の説明〕

移動する記録媒体上に印刷を行なう場合には、印刷電極
に何等かの消耗を生ずる。機械的に導入てれる印刷ｉｔ
の劣化は一般にこの様な状況において避けがたいもの、
つま９スルーブツトの増大のための妥協として受容きれ
ている。消耗さｎ　７ｊ電極をしばしば敗換える必要性
を最小化する従来技云の試みは電極の被惜拐料のめっき
の厚さ全増大する事もしくは印刷機を記録媒体が移動き
せる時、電極及び記録媒体を分離させる配列体に関心が
向けられた。

しかしながら、電解質印刷の場合には、印刷電極の劣化
の問題は電解質並びに８］刷機の陽極及び陰極の両方に
おいて生ずる化学反面の効果によって摺卸になる１、σ
らに具体的には成る型の電解層「１］刷では、陽極はゴ
如剰な酸にσらσれ、これによって牛する化学的哨粍全
受けるかもしくは陰極が’、Ｉｒ１）剰なＩ’ｔｉ７を
周から生ずる劣化に坏らゴれる。従来の技θ：の試みは
この７Ｌ険の消耗の問題の面を軽減し７ｊ）るが、電極
の梢粍全阻屯する事は出来ない１、例えば１−１」判事
１１シは不活性の丈夫な消耗防［１一層が何等かの力の
でめつきさ）７１、被角さノ１−　ｒｅる。しかしなが
ら、この動作環境におけるｒ：Ｌｌ　ｆｕｌｌ市極全被
覆するためのすべての要件全満足する保護拐ギ−［は数
が少なく、通常の力のを使ｊ１］シては被控する串がｌ
＋１難である。芒らに、この様な力ｔノミは高師につき
、及び／もしくｄ、′電解質ｒ、［擲り（穀のスルーブ
ツト率及び１１１刷品狗を劣化する、３使１’ｆｌざハ
るイックを中性化するＩｑ、　ｙこよってインク・ジェ
ノｌ−１”：１１■１１１ぶにおける＊８；ｌｌもしく
は腐食効果を避ける若干の試みが存で「したが、この様
な緩動剤の使用１は？ｂ角（（１’Ｊ印ｆｉ１機におい
ては有勿ｌではない。なんとな石、ば１つの反しｉｊｋ
分の中なる中性化では電気化学的に誘導される印ｔａｌ
ｌ電極の劣化の間ｉｍを解決する事が出来ないからであ
る。

従って、本発明の１」的は７トワツクス屯解質ト１１仙
ｊ機において電恢化学的に導入される印制市輸の消耗を
減少もり、＜は除去する力〃をｌｌえる月１νこある。

本発明に従えｄ；、記録媒体の表面の〆１゛層深いｐ＋
１緩衝作用が印すリ電険上の電１１＋’（’ｆＪ反心の
効果を：１ｉｌｌｌ涙する様に使Ｊ［」σれる方のがｔ
うえら才１−る３、不発１カに従えば、（：１１　ｔＴ
ｉｌｔ過稈もしくＱま（−１１刷勢のスルーブツト率を
修市する必要なく動的に４１．Ｍ節されＴ愕る電恰ｒ肖
オ手ｊｌｌｌ限ノブ法が／−７えら］１．る１、本発明
に従えは、動的に循節づ扛ｍ、印（６す品質もしくは安
定度に影響を匂えない？δ隊の消オＬを制限する方のが
勺えられる・ 本発明の上述及び（Ｕ２の１］的は、使用さ、ＩＶ−る
べき記＠媒体の表面が通常に発生する余分の酸性もしく
は塩基性電伶反（６間に平衡全フジえるよつなｐＨに緩
衝された電解消印；向方Ｕによって達成σ石、る。

一般に、この方のは５５乃至７０の仲囲に記録０体の表
面のｐ　Ｔ（を保持する手金考慮している。ざらに具体
的には、ｐ　１１の範囲は６０及び６５間に保持され、
南陽の劣化が避けられる。

１［シいｐＨの範囲は記録媒体の１１．ｌ　ｔｆｌ１１
表面にこのｐ　Ｈ範囲全確立する串によって達成される
。これＶこ代って、もしく姓１−こ、ｔ′１．の）［１
力１１として、Ｆｆｔ　’ｊｌ！（質ｒ、１Ｊｆ１ｉｌ
ｌ　ＩＭＩ稈をイ：ｆ　１ｊＱするのに使用σ石、る湿
４１゛１削が記録媒体の表面に適切なｐｌＮ！σをｌｌ
える様にｐ　１４を調節さ〕１．る。この直は予定のｐ
　■Ｔを有する湿潤剤を屯に使用するか、もしくは記録
媒体の表面のｐＨ全七二りし、必要にし６じて、補償す
る様に湿潤剤のｐ　ＩＩを８１Ｍ節する事によってイ丁
なわれる。この様な緩衝作用の全体的な効果はｉｆ　Ｉ
’ｉＪで４１：する任意の余分の酸もしくは塩基性相料
全乎衡をせ、こ才１．によってその効果を最小化し、も
しくは′フを全に−ＩＮ消す事である。

〔好丑しい′プに施例の我町〕

従来の技のにおいて示された如く、電解質印刷は印刷電
極によって適切な記録媒体１０に印加される信号の電子
もしぐｄ、パルス幅を！１ｊｌｌ　１１１する事によっ
て達成さオ］、得る７、米国１′１１８′１出願第２３
７５６０弼にσらに完全に説明されている々（＋（、記
録媒体１ｎは第１図に示された如く表面層１２、導゛市
［脅１４及び支持層１６より成る。表面層１２は代表的
には約５乃至５０ミクロンのＪツさ全有する。

この層は５つの主なる成分金倉む。その１つは摘切な色
の顔料、一般には白」二゛である。３この白土成分は最
終用途に従って表面層１２の輝度、白き及び／もしくは
吸収度を増大もしくは減少する様に選択さね、る。表面
ｒ帝１２はその成分として、ロイコ染ｆ’）、染ず゛１
安定剤、結合剤及び電解質を含む０、これ等はその成分
の予定の躊で導電外層１４の表面を被覆する様にｊ筒用
さね、る。ロイコ染料は通常の宗旨条件の下Ｖｃ−ｙＣ
の発色団が可視的でないものである。しかしながら、こ
れは適切な時間間隔十分なエネルキのパルスがこね、Ｋ
Ｅ＋１加される時はり視的なスペクトルとなり、水入に
ｒｉＪ視的スペクトル（でシフトきれる。

導電＠１４は一般に約１０００オンダストローノ・の１
′アさのアルミ−ラムの如き薄い金属箔或は塩化すトリ
ウノ、（ＮａＣＡ）もしく−ゴｍの通切な塩の被１１φ
から形成さね、る１、支持層：１６は七の名前が示す如
く、表面及び導出層１２及び１４全支持するのに使用さ
ノ１．る。こわ、は代表的には１５乃至５部ミクロンの
１９さ及び萌常第１１川可能な紙からＸ！Ａ造さ′、Ｉ
’１．る。

上述の説明に従って作成きれた記録媒体を使用する１つ
の”Ｊ　ｆ’ｔｆ５な市解費「、１」刷配タリ体（は第
２図に概略的に小ちオ］、ている１、図示δれた如く、
記録媒体１０は任意の適切な輸送機構によって、印刷ス
タイラス、四」ぢｊ場（りである′市１′ｆｌｉ１８の
土にもたらきれる１、［１間スタイラスはタンクステン
合金もしくは酸化ルデニウムで被穆された熱料から形成
される１、この様な化合物は輸めて安定で、聞届り過程
に化学的にｊＦ人する順向をほとんともしくは全ぐ示σ
ない３、接地電牽２１１　、　＋５Ｉ］も陰ホは同一で
はなくても、力′ｊ似の拐料で＝！ｑ造さ旧、得る。説
明を節単にするために、第２図には唯１個の陽）愼及び
陰極が７Ｊ＜きノ１．ているが、代表的印刷へノドは第
３図に示智れた〃１］〈最小２ｓｎ個の印刷゛市伶を有
する。

割印］１回路２２は電源Ｖ十及び宍込み電極１８間に結
合されている。ｆｌｊ叶ｌ−１１回路２２は通常の設削
のものであ９得る。住ｊＫ市、角イ質色７トリソクス１
．［］屈１機において使用さ才１、るに適している１つ
の：１１１７］１回路の設削は米国竹訂出願第３９１７
７７号に説明されている。ｆＩＬの適切な匍ｌ　ｆｆｔ
ｉ１回路の設訓は米１７ｉＪ　！ｌ￥ｒＦ＋　ｌｉｔ願
第３２３Ｅ１３冷に吊１明さノ１−ている。、ｊｌｒ１
１個１回路２２は過切な振幅及び／もしくはパルス幅の
重上パルスを形成し、選択的にｆ、：ｌＩ　ｔｌｉ’ｌ
　Ｆ）Σ唯１３ｉＣ込る様な働きを有する。パルスは入
勾ハス２４によって結＠σ和、たテギストもしくはクラ
フ源から受取られる指示に従って制御回路２２によって
形成さノを適切な印刷電極に送られる。

「コ」刷を容易に行なうために、液体（４４，１兼アプ
リケータ２６が与えられている。液体洪給兼アノ゛リケ
ータ２６が使用はれる代表的液体泪准供給装置の詳細は
米国特許出願第２４［１３３２汚に見出智）９．る。液
体洪給兼アノリクー〜夕２６はｒ：ｌＩ　ｌｌ’１屯中
１８の下を通過する前に記録媒体１０の表面層１２土に
極めて少宿の液体を均一に泪；４ｑシてｌｊえる様に適
合されている１、表面層１２」−に液体を適用する事わ
Ｊ、２重の目的を有する。印（１１す電極１８は表「酌
１鰻１２とゆるく接触する様に位置イζ」け１つれてい
るので、表面層上の液体の存（Ｅ　ｉｌｌ：　Ｉゲ゛擦
力を減少させ、こ〕７．によって「：旧１ｉ１１牙度を
増大σせる。σらに液体の介在は記録媒体１０特にその
表面層１２の導電率全増大させる」１によって市川１＋
η印刷反ｐ合促進する一助となる。経済性と安全性の見
地から、水が便用で７’Ｌるに好丑しい液体であるが、
表面１畠成分と両立ｆｆ１Ｊ能である曲の液体が成功裡
に使Ｉｎされ得る○ 本明細糊で１リコ用芒ｎ、る用Ｒｋ　ｒ　ｒ：１１制反
応δＴｌ戒」は「［Ｊ制が生ずる一般餉域、ＩＪ１］ち
記＠媒体１０の表面Ｉ筈１２と印刷屯（途１８及び２０
の近接領域ｒ４未する。［［１（ｌ）１］は受１（νら
れたパルス全記録媒体１０の湿った」二部表面に印加す
る事によって達成芒れる。

これ等のパルスの納采として、可解質成分の１部として
表面層１２に被情炉れた遊離臭素イオンは印刷電極１８
の個所で臭素を形成する様に変換される。この反らは次
の如く進行する。。

２Ｂｒ　　　φ＝：◇　Ｈｒ、、　　＋２ｅ　　　　　
　　　　（］）反応式、（１）によって利用１ｊＪ能に
なった臭素はロイコ染料全変換炉せる。−１ｊち、ロイ
コ染イ’）　Ｈ，”Ｊ視スペクトルに水入的に７ノトさ
れ、ＥＩＪ　ｔＴｉｌｌ　ＦＰＩ’　ｌｉ免１８の下に
印判されたピクセルが形成される７、しかし々がら、反
す（２）は余分の水素の陽イオンのイ／ｒ臼′（よって
陽優りこ余分の酸全形成する。この直移的結采として、
非緩衝表面層１２が使用感れるか、反し６領域甲の表面
ｐＨば５もしくはそれ以−トである時にはＥｌ仙［ｆ！
１８は食刻もしくは電気化学的に浸食される１、第６図
に示されたのと類似の実際の印刷ヘッドＩ）において、
この電気化学的に誘導される消耗は同様に陽極を敗巻く
絶縁４Ｊ料に影響全与え、聞知りヘッドの表面に点刻及
び溝を生ずる。過酷な場合、聞届；］電極材料の或、る
ものは接地電懺２０土にめっきσわ、る。この動作は印
１ｊすの品質及び臭素の発生の効率全劣化するが上述の
極端な場合全除き、１９Ｆ　％ではほとんど消耗は生じ
ない。

陰極ＩＧＩＩち接地電極２０において誘導さ社る電気化
学反Ｕｉ’；　＋ｄ次の式に従って進行する７、４ｅ　
　＋２１−１２０　　中＝か２０１１　　＋１１２　　
　　　　　　（３）利用０工能な酸素と円結合しない水
酸１洪イオン０Ｉ−１は陰極のまわりに潜在的な余分の
アルカリ性環境を生ずる。表面層１２上の反［ｉＩ、を
領域がｐ　Ｈ７以上にシフト芒れると、これ等の余分の
アルカリ性イオンは隣接する拐科を浸漬して、陰極に電
気化学的に誘導される食刻を与える。１Ｍ　ニーｊｆｓ
：性イオンによって陽ｆ余に誘導てれる消耗はほとんど
もしくは全く存在しない。

市鰺の劣化により電罹はしばしば敗換えねばならず、印
刷品質及び印刷機のスルーノット率に対して負の効果を
与える。低いｐ　Ｈは陽極の劣化に好都合であり、高い
ｐ　Ｈは陰極の食刻に好都合である。中性のｐ　ＩＩの
表面層１２の使用は電極負側の問題を避ける一助となる
が完全に避ける事は出来ない。なんとなれば発生される
過剰な酸及び塩基が平衡をずらす事が発見されているか
らである。

この消耗の問題はしかしながら表面層１２のｐ　１１″
ｆ：５．０乃至７口の範囲に、最も好ましくは６０乃至
６５の範囲に設定する事によって解消される。。

臭素は印判ヘッド及び電鉤拐科に緩慢に作用するので、
表面層１２の上部における反応領域のｐ　Ｈを好ましい
範囲に保持する様に注意深く制御する事によって陽極及
びこれを取巻く相料の酸性食刻が制限される。この様な
ｐ　Ｈ緩衝作用の結果として陰極にも類似のもしくはよ
シ好ましい利点が得らｔｔ、る。

反り領域のｐ　１１を制御する１つの方法は表面層１２
に適切な拐科を含ませる事によって表面１脅１２の緩衝
作用を制御させる事にある。炭酸カルシウムもしくはリ
ン酸カリウムがこの作用に適している事が発見されてい
る。炭酸カルシウムＨ次（Ｄ反応に従って緩衝作用を与
える。

十　　　　　　　　　　　　　　−２＋Ｈ＋ＣａＣＯ３
々＝〉Ｈｃｏ３　＋ＣＡ　　　　（４）　　陽極でリン
酸カリウムが緩衝作用をｌジえる反Ｌ６は次の通りであ
る。ここでカリウムに反Ｌｓ中には導入されない事に注
意されたい、。

＋　　　　　　２−　　　　　　　　　−Ｈ十〇ＰＯ，
牛中１１２ＰＯ４（６）　　陽極で同様に表面層１２を
湿らせるのりこ便＋１１される液体中に正しい用の緩衝
剤を含−ませる１１によって反ｔ６領域を緩衝させる事
が可能である。従って、必彎に応じて適切な量の緩衝剤
が液体供給室２６にＵｎえられる１、この様な方法は記
録媒体の表面層１２を製造の目的の為に一定のｐ　Ｈに
セットし、しかもｐ　ｔｔの変動を補償するために反応
領域の調節された緩衝作用を可能にする。この様な変動
は記録媒体の経年変化、その貯蔵１１４もしくは使用時
の環境、印刷ヘッド拐料の性質もしくは任意の（出の因
子によって生じ得る。

緩衝の目的のために印刷−＼ツドに置かれた＋ンザによ
って測定された後、実際の必要に従って緩衝剤を加える
事によって動的に緩衝作用２　ｔ’４えるη１がｒｉＪ
能である１、従って、第４図に小された如く、ｐ　Ｔｌ
感知装間３０が印刷？ｉ　％　１８の直接近傍に位置付
けられる１、これは表面層１２の上部にある反し領域の
ｐ　１１を測定し、測定されたｐ　Ｈに比例した信号を
目仲の９１１と比較する比較回路３２にｊ−ｉえる。比
較回路３２は従って実際のｐ　Ｈと目標のｐ　Ｈ間の差
の程度に比例した誤９信陪全発生する１、この信号は緩
衝剤の供給源３．！ｌに送られる。次に通常の設言１の
排出弁（図示されず）が誤りイバ号によって導管を介し
て液体供給装＃２６に止しい帛゛の緩衝剤を流入せしめ
、そして誤シ信号′ｆｆ：ｎに駆　　□動する様にする
量だけ開かれる。この様な配列体は動作が緩慢であるが
、新しい湿潤流体のバッチが混合さ扛るか、もしくは他
の記録媒体がｌ−１Ｊ制機に押入さｒＬるのを待つ必要
がなく動的Ｋ　ｐ　Ｈを調節する装（４を与える。この
結果、本発明は適切に使用される緩衝作用によって過剰
な酸もしくは塩基４′Ａ村を継８８可能な平衡状態にも
たらす事によって過剰な酸もしくは埴基相科の悪影響を
最小化し、′ｊ’＋’、金に避ける串ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電Ｍ質印刷に使用される記録媒体の概略図であ
る。第２図（は第１図に示された記録媒体を使用する電
Ｍ質印刷配列体の概略図である。第３１ン１は？［ｗ１
貴印リリ機に使用σ才しる開側ヘッドの概略図である。 第４図は本発明に従う自動化緩衝装首を組為んだ第１図
に示された記録媒体ケ利用した市解質印仙ｊ機の概略図
である。 １０・・・・記録媒体、１２・・・・表面層、１６・・
・・支持層、１８．２０・・・・ＦＩＪ刷電極電極２・
・・・制御回路、２６・・・・液体供給兼アプリケータ
、３２・・・・比軸回路、３４・・・・緩衝剤の供給源
１、／１０ 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なく共１個の陽極及び１個の陰極、印刷制御装置、ロ
   イコ染料を含む処理された表面層を有する記録媒体及び
   該記録媒体を湿潤させるための流体の供給源を有する電
   解質印刷機の印刷反応領域のｐＨを開側１する方法であ
   って、 （ａ）　　印判前に上記記録媒体の上記処理された表面
   層を湿潤させる段階と、 （ｂ）　　上記湿潤された表面層を上記陽極及び上記陰
   極の干にある印判反応領域に移動させる段階と、（Ｃ）
   　　ｉ！気パルスを上記陽極に印加し、上記ロイコ染料
   を可視的スペクトルにシフトさせる段階と、（ｄ）　　
   上記印判反り領域のｐ　Ｈを５．０乃至７．　［１間に
   保持する段階とよシ成る 印判反し領域のｐＨを匍制御する事によって印刷ヘッド
   及び電極の劣化を抑制する方法。