JPH05169795A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体に接触した状態で加熱により後退接触角
が変化して潜像を形成する記録体を用い、この記録体に
形成された潜像を顕像化し、記録紙に転写して画像を得
るに際して、色ずれのない多色画像の得られる記録装置
を提供するものである。 【構成】 記録体ベルト９に互いに混り合わない例えば
２色のインク５，６でそれぞれの潜像を顕像化し、これ
を一度に記録紙８に転写させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な記録装置に関し、
詳しくは、表面が特定性状を示す記録体の表面に、選択
的かつ可逆的に、加熱温度に応じた後退接触角を示す領
域が形成されるようにし、この領域(潜像)に着色材を含
有する記録剤（溶液状又は分散液状のもの）を供給して
顕像化せしめ、これら潜像形成及び顕像化を異なった記
録剤ごとに行なった後、普通紙に良好な状態で転写せし
めるようにした多色記録方式に有用な装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面を液体付着性領域と非液体付着性領
域とに区分けして画像形成に供するようにした手段の代
表的なものとしては平版印刷版を用いたオフセット印刷
方式があげられる。だが、このオフセット印刷方式にお
いて原版からの製版工程及び刷版(印刷版)からの印刷工
程を一つの装置内に組込むことは装置の大型化が避けら
れない。例えば、比較的小型化されている事務用オフセ
ット製版印刷機においても、多くの場合、製版装置と印
刷装置とは別個になっているのが実情である。

【０００３】このようなオフセット印刷方式の欠陥を解
消することを意図して、画像情報に応じた液体付着性領
域及び非液体付着性領域が形成でき、しかも、繰返し使
用が可能な(可逆性を有する)記録方法ないし装置が提案
されるようになってきている。その幾つかをあげれば次
のとおりである。 (1) 水性現像方式 疎水性の光導電体層に外部より電荷を与えた後、露光し
て光導電体層表面に疎水性部及び親水性部を有するパタ
ーンを形成し、親水性部のみに水性現像剤を付着させて
紙などに転写する(特公昭40-18992号、特公昭40-18993
号、特公昭44-9512号、特開昭63-264392号などの公
報)。 (2) フォトクロミック材料の光化学反応を利用した方式 スピロピラン、アゾ色素などの材料を含有した層に紫外
線を照射し、光化学反応により、これらフォトクロミッ
ク化合物を親水化する〔例えば「高分子論文集」第37巻4
号、287頁(1980)〕。 (3) 内部偏倚力の作用を利用した方式 不定形状態と結晶性状態とを物理的変化により形成し、
液体インクの付着・非付着領域を構成する(特公昭54-41
902号公報)。

【０００４】前記(1)の方式によれば、水性インクを紙
などに転写した後、除電により親水性部は消去され、別
の画像情報の記録が可能となる。即ち、一つの原版(光
導電体)で繰り返し使用が可能となる。だが、この方式
は電子写真プロセスを基本としているため帯電→露光→
現像→転写→除電という長いプロセスを必要とし、装置
の小型化やコストの低減、メンテナンスフリー化が困難
であるといった欠点をもっている。前記(2)の方式によ
れば、紫外線と可視光との照射を選択的にかえることに
よって親水性、疎水性を自由かつ可逆的に制御できるも
のの、量子効率が悪いため反応時間が非常に長くて記録
速度が遅く、また安定性に欠けるといった欠点をもって
おり、いまだ実用レベルには達していないのが実情であ
る。更に、前記（３）の方式によれば、そこで使用され
る情報記録部材は、記録後のものでは安定性があるが、
記録前のものでは温度変化により物理的構造変化が生じ
るおそれがあることから保存性に問題が残されている。
これに加えて、記録された情報パターンの消去には熱パ
ルスを与え、次いで急冷する手段が採用されることか
ら、繰り返しの画像形成は繁雑さをまねがれ得ないとい
った不都合がある。

【０００５】本発明者らは従来のかかる欠点・不都合を
解消するための研究、検討を行ってきた。その結果、特
定の記録体(加熱状態でかつ液体と接触させた場合に後
退接触角が低下する表面を有する記録体で、便宜上単に
「記録体」又は「記録体(A)」という)及び接触材料(液
体、蒸気又は記録体(A)にいう後退接触角の低下開始温
度以下で液体となるか液体もしくは蒸気を発生する固
体)を用い、記録体(A)の表面を接触材料(B)と接触させ
た状態で選択的に加熱することにより又は記録体(A)の
表面を選択的に加熱した状態で接触材料(B)と接触させ
ることにより記録体(A)の表面に加熱温度に応じた後退
接触角を示す潜像を形成せしめ、この潜像に着色剤を含
む記録剤溶液又は分散液で顕像化した後、続いて、この
可視像を記録紙に転写する方法を並びにこれに関連した
装置を提案した(西独公開特許第４０１０２７５号公
報)。ここに提案した方法等によれば、記録体上への潜
像並びに可視像の形成、可視像の普通紙等への転写、及
び潜像の消去が極めて簡単にかつ可逆的に行えるため、
多数枚複写画像が容易に行えることは勿論、異なった複
写画像でも連続的に得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】だが、かかる記録装置
によって多色画像を得ようとした場合には、記録紙の位
置合わせを行ないながら、一色ずつの現像、転写を行な
わなければならなかった。従って、潜像形成・現像・転
写のユニットは各色ずつ必要で装置の大型化、コスト高
をもたらし、更に、ドットの正確な位置合わせが不可欠
かつ面倒で、鮮明なカラー複写物の得られないといった
不都合があった。本発明の目的は、良質の多色転写画像
が記録紙上に形成され、しかも小型化の図られた記録装
置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記記録体
(A)の表面を下記接触材料(B)と接触させた状態で選択的
に加熱することにより又は記録体(A)の表面を選択的に
加熱した状態で接触材料(B)と接触させることにより記
録体(A)の表面に加熱温度に応じた後退接触角を示す潜
像を形成せしめる記録材料(B)を記録体(A)表面に供給す
る手段と、記録体(A)表面を画像信号に応じ選択的に加
熱する手段と、該潜像を顕像化させる記録剤付与手段
と、記録体(A)上に付着した記録剤を記録紙に転写する
手段と、記録体(A)の潜像を消去させる手段とを有する
記録装置において、前記記録剤は同一又はほぼ同一の温
度では互いに混ざり合わないものが用いられ、かつ、前
記の潜像形成及び顕像化のユニットは前記異なる記録剤
ごとに複数個設けられてなることを特徴としている。 (A)加熱状態でかつ液体と接触させた場合は後退接触角
が低下する性質をもつ表面層を有する記録体。 (B)液体、蒸気又は記録体(A)にいう後退接触角の低下開
始温度以下で液体となるか液体もしくは蒸気を発生する
固体。

【０００８】かかる本発明装置では、記録剤として例え
ば液状インクのごときものを用いるようにすれば、接触
材料(B)の供給手段を省略することができ、また、接触
材料(B)として液状インクのごときものを用いるように
すれば潜像形成と同時に顕像化されるため記録剤の付与
手段を省略することができる。なお、本発明装置におい
ては、前記潜像が形成された記録体(A)の表面を接触材
料(B)の不存在下で加熱することによって潜像の消去が
行なえ、可逆的に画像形成がなし得るものである。

【０００９】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本
発明装置で用いられる記録体(A)は液体に接した状態で
加熱されると冷却後においてもその後退接触角が低くな
り、かつ、液体不存在下の加熱により後退接触角が高く
なるという機能を有する部材で少なくとも表面が形成さ
れたものである。そして、このような機能を有する記録
体(A)はその表面が(1)疎水基の表面自己配向機能をもつ
有機化合物を含む部材、又は(2)疎水基をもつ有機化合
物であって疎水基を表面に配向した部材である。

【００１０】(1)にいう“表面自己配向機能"とは、ある
化合物を支持体上に形成した固体又は或る化合物自体に
よる固体を空気中で加熱すると、表面において疎水基が
空気側(自由表面側)に向いて配向する性質があることを
意味する。このことは、(2)においても同様にいえるこ
とである。一般に、有機化合物では疎水基は疎水性雰囲
気側へ向きやすい性質をもっている。これは、固-気界
面の界面エネルギーが低くなる方に向うために生じる現
象である。また、この現象は疎水基の分子長が長くなる
ほどその傾向がみられるが、これは分子長が長くなるほ
ど加熱における分子の運動性が上がるためである。

【００１１】更に具体的には、末端に疎水基を有する
(即ち表面エネルギーを低くする)分子であると、空気側
(自由表面側)を向いて表面配向しやすい。同様に(−CH₂
−)ｎを含む直鎖状分子では（−CH₂CH₂−）の部分が平
面構造をしており、分子鎖どうしが配向しやすい。ま
た、(−Ph−)ｎを含む分子も−Ph−の部分が平面構造を
しており、分子鎖どうしが配向しやすい。なお、−Ph−
はp-フェニレン基である（以下同じ）。殊に、弗素など
の電気陰性度の高い元素を含む直鎖状分子は自己凝集性
が高く、分子鎖どうしが配向しやすい。

【００１２】これらの検討結果をまとめると、より好ま
しくは、自己凝集性の高い分子を含んだり平面構造をも
つ分子を有し、かつ、末端に疎水基を有する直鎖状分
子、或いは、そうした直鎖状分子を含む化合物は表面自
己配向機能が高い化合物といえる。

【００１３】これまでの記述から明らかなように、表面
自己配向状態と後退接触角とは関連があり、また、後退
接触角と液体付着性との間にも関係がある。即ち、固体
表面での液体の付着は、液体の固体表面での主にタッキ
ングによって生じる。このタッキングはいわば液体が固
体表面を滑べる時の一種の摩擦力とみなすことができ
る。従って、本発明でいう“後退接触角"θrには、 cosθr＝γ（γs-γse-πe+γf)/γev (但し、 γ :真空中の固体の表面張力 γsｅ:固-液界面張力 γev液体がその飽和蒸気と接しているときの表面張力 πe :平衡表面張力 γf :摩擦張力 γs :吸着層のない固体の表面張力である) といった関係式が成立つ（斉藤、北崎ら「日本接着協会
誌」Vol.22、No.12，1986)。従って、θrの値が低くな
るときγf値は大きくなる。即ち、液体は固体面を滑べ
りにくくなり、その結果、液体は固体面に付着するよう
になる。

【００１４】これら相互の関連から推察しうるように、
液体付着性は後退接触角θrがどの程度であるかに左右
され、その後退接触角θrは表面自己配向機能を表面に
有する部材の何如により定められる。それ故、本発明装
置においては、記録体(A)はその表面に所望パターン領
域の形成及び/又は記録剤による顕像化の必要から、必
然的に、表面自己配向機能を表面に有する部材が選択さ
れねばならない。

【００１５】これまで後退接触角と液体付着性との関係
等を縷縷述べてきたが、これらの事項については前記の
西独公開特許第４０１０２７５号公報により詳しく記載
されている。

【００１６】接触材料(B)は、端的にいえば、当初から
液体あるいは蒸気であるか、又は、記録体(A)にいう後
退接触角θrの低下開始温度以下で結果的に液体を生じ
させる固体である。ここでの蒸気は、記録体(A)の表面
又は表面近傍で、少なくともその一部が凝縮して液体を
生ぜしめ、その液体が記録体(A)の表面を濡らすことが
できるものであれば充分である。一方、ここでの固体
は、前記後退接触角θrの低下開始温度以下で液体とな
るか、液体を発生させるか、又は、蒸気を発生させるも
のである。固体から発生された蒸気は記録体(A)の表面
又はその近傍で凝縮して液体を生じさせることは前記の
場合と同様である。

【００１７】これら接触材料(B)をより具体的にいえば
次のとおりである。

【００１８】即ち、接触材料(B)の一つである液体とし
ては、水の他に、電解質を含む水溶液、エタノール、n-
ブタノール等のアルコール、グリセリン、エチレングリ
コール等の多価アルコール、メチルエチルケトン等のケ
トン類のごとき有極性液体や、n-ノナン、n-オクタン等
の直鎖状炭化水素、シクロヘキサン等の環式状炭化水
素、m-キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素のごとき
無極性液体があげられる。また、これらの混合体でもよ
いし、各種分散液や液状インクも使用できる。さらに望
ましくは極性液体の方がよりすぐれている。

【００１９】接触材料(B)の他の一つである蒸気として
は水蒸気の外に、接触材料(B)の液体の蒸気であれば使
用できるが、特にエタノール蒸気やm-キシレン蒸気など
の有機化合物の蒸気(噴霧状態のものを含む)があげられ
る。この有機化合物蒸気の温度は記録体(A)の表面を形
成する化合物の融点或いは軟化点以下である必要があ
る。

【００２０】接触材料(B)の他のもう一つである固体と
しては、高級脂肪酸、低分子量ポリエチレン、高分子ゲ
ル(ポリアクリルアミドゲル、ポリビニルアルコールゲ
ル)、シリカゲル、結晶水を含んだ化合物などがあげら
れる。

【００２１】接触材料(B)の供給手段としては、例えば
記録体(A)下部に皿を設け液体を満たし記録体(A)が皿中
の液体に常に接するようにし、加熱源を皿の近傍又は皿
の中に配置する構成が最も簡単な構成となる。皿の替わ
りに、液体を含ませたスポンジ状多孔質体を用いても良
い。

【００２２】潜像形成のための加熱手段としてはヒータ
ー、サーマルヘッドなどによる接触加熱の他に、電磁波
(レーザー光源、赤外線ランプなどの発光源からの光線
をレンズで集光する)による非接触加熱がある。

【００２３】一つの画像情報の転写が終了すれば、液体
又は蒸気の不存在下で（空気中、真空中又は不活性ガス
中で）記録体(A)表面を加熱する(加熱温度:５０〜３０
０℃望ましくは１００〜１８０℃、加熱時間：１ｍ秒〜
１０秒好ましくは１０ｍ秒〜１秒）ことにより潜像を消
去すれば、記録体(A)は繰返し使用可能なものとなる。

【００２４】潜像消去のための加熱源としては、ヒータ
ーやサーマルヘッドのごとき接触加熱源やレーザーや赤
外線ランプのごとき電磁波による非接触加熱源が望まし
い。加熱は潜像部のみ行っても良いが、記録体(A)全面
に行っても良い。むしろ、全面加熱の方が装置構成を簡
単にできるため、より望ましい。

【００２５】なお、潜像消去手段は、消去のための加熱
を行ったのち、再び、潜像形成を行うまでの時間の間に
記録体(A)表面が実質的に冷却する位置に設ける。潜像
消去に必要な加熱温度は既述のとおりであるが、記録体
(A)表面の材料により異なるものの、記録体(A)表面の材
料の後退接触角が低くなる開始温度以上で分解点以下の
温度が望ましい。

【００２６】記録紙(被転写体)としては、透明又は不透
明樹脂フィルム、普通紙、合成紙、インクジェット記録
用紙、タイプ用紙などを用いることができる。

【００２７】記録剤(溶液又は分散液からなる)としては
筆記用インク、インクジエット記録用インク、印刷用イ
ンク、電子写真用トナー等の従来の印字記録方式に用い
られてきた記録剤の中から、本発明装置に適合するもの
を選択し使用することができる。

【００２８】より具体的で好ましいもの例を示せば、例
えば水性インクとしては、水、湿潤剤、染料を主体とす
る水溶性インク又は水、顔料、分散用高分子化合物、湿
潤剤を主体とした水性顔料分散インク、顔料又は染料を
界面活性剤を用いて水に分散せしめたエマルジョン・イ
ンク等が用いられる。

【００２９】本発明装置では、一度の転写操作がなされ
る以前に記録体上には少なくとも２色画像が形成されて
いなければならない。

【００３０】図１は本発明装置の一つの例として黒色と
赤色とからなる二色記録を行なう方式の構造を示してい
る。ここでは、記録体ベルト９は、ベルト駆動ローラ１
０と従動ローラ１１で張られており、記録体ベルト９に
は、第１のインク槽３に入っている黒色の油性インク５
と第２のインク槽４に入っている赤色の水性インク６が
接触している。また、記録体ベルト９と黒色の油性イン
ク５、赤色の水性インク６との接触部分には、それぞれ
第１のサーマルヘッド１、第２のサーマルヘッド２が設
置されている。記録紙８は、紙送りローラ１２で記録体
ベルト９に押し付けられている。また、記録体ベルト９
と記録紙８との接触点よりも、ベルト進行方向やや後方
に赤外線ランプ７が設置されている。潜像形成手段は別
個独立させておいてもよいことは先に触れたとおりであ
る。

【００３１】かかる本発明に係る装置の動作について説
明すれば次のとおりである。最初、記録体ベルト９には
潜像がないものとする。第１のサーマルヘッド１が駆動
されることによって、記録体ベルト９に潜像ができると
共に、黒色の油性インク５が付着し、黒色インクの像が
現像される。この現像された部分は、やがて赤色の水性
インク６と接触するが、潜像ができている部分には、既
に黒色の油性インク５に赤色の水性インク６が混ざるこ
ともない。第２のサーマルヘッド２が駆動して再び潜像
ができ、初めて赤色の水性インク６が記録体ベルト９に
付着し、赤色インクの像が現像される。このようにして
できた２色の像は記録紙８に転写された後、潜像は赤外
線ランプ７の熱によって消去される。

【００３２】本発明装置において、同一又はほぼ同一の
温度で相互に混り合わない記録剤が用いられてもよい。
これは相溶性のない材料のことで、例えば、極性材料
（水、多価アルコールなど）と無極性材料（脂肪酸、脂
肪酸エステル、ｎ−アルカンなど）の組み合せ等をさし
ている。

【００３３】

【実施例】

実施例１ 下記材料の記録体を用いて記録装置を組み立て、また下
記の条件で記録を行なった。 （ｉ）記録層材料：含弗素ポリマー（ＴＧ７０２、ダイ
キン工業社製） 記録体基板：ポリイミドフィルム（約２０μｍ厚、日東
電工社製） （ii）黒色インク：溶媒（水とグリセリンとの３：１混
合液） 着色材（黒色直接染料） 赤色インク：溶媒（オレイン酸） 着色材（油溶性染料、ＡｌＺＥＮＳＯＴ Ｐｉｎｋ−１
保土谷化学社製） （iii)加熱手段：サーマルヘッド （iV）装置構成：図１に示したもの （実施結果）各色インクが潜像の各領域に確実に付着
し、良好な転写画像が記録紙上に得られた。

【００３４】

【発明の効果】本発明の記録装置によれば、記録体上の
２色以上の画像が一度の転写によって記録紙上に形成さ
れるため、装置の小型化が図られるだけでなく、色ずれ
のない良質の転写画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る記録装置の一例の概略図である。

【符号の説明】

１ 第１のサーマルヘッド ２ 第２のサーマルヘッド ３ 第１のインク槽 ４ 第２のインク槽 ５ 黒色の油性インク ６ 赤色の水性インク ７ 赤外線ランプ ８ 記録紙 ９ 記録体ベルト １０ ベルト駆動ローラ １１ 従動ローラ １２ 紙送りローラ

フロントページの続き (72)発明者 片野 泰男 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大山口 章 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 友野 英紀 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記記録体(A)の表面を下記接触材料(B)
   と接触させた状態で選択的に加熱することにより又は記
   録体(A)の表面を選択的に加熱した状態で接触材料(B)と
   接触させることにより記録体(A)の表面に加熱温度に応
   じた後退接触角を示す潜像を形成せしめる記録材料(B)
   を記録体(A)表面に供給する手段と、記録体(A)表面を画
   像信号に応じ選択的に加熱する手段と、該潜像を顕像化
   させる記録剤の付与手段と、記録体(A)上に付着した記
   録剤を記録紙に転写する手段と、記録体(A)の潜像を消
   去させる手段とを有する記録装置において、前記記録剤
   は同一又はほぼ同一の温度では互いに混ざり合わないも
   のが用いられ、かつ、前記の潜像形成及び顕像化のユニ
   ットは前記異なる記録剤ごとに複数個設けられてなるこ
   とを特徴とする記録装置。 (A)加熱状態でかつ液体と接触させた場合に後退接触角
   が低下する性質の表面層を有する記録体。 (B)液体、蒸気又は記録体(A)にいう後退接触角の低下開
   始温度以下で液体となるか液体もしくは蒸気を発生する
   固体。
2. 【請求項２】 前記接触材料(B)として記録剤を用いる
   ことにより接触材料(B)の供給手段と記録剤の付与手段
   とを1つものとした請求項1記載の記録装置。