JPH05201122A

JPH05201122A - 記録装置

Info

Publication number: JPH05201122A
Application number: JP4035635A
Authority: JP
Inventors: Akira Oyamaguchi; 章大山口; Yasuo Katano; 泰男片野; Hidenori Tomono; 英紀友野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】液体（潜像形成液体）の接触下で加熱するこ
とによりその加熱温度に応じた後退接触角が低下する性
質を表面に有する記録体を持ちて潜像を形成し、更にこ
れを記録剤溶液又は分散液で現像する装置においては、
潜像の形成及び消去の繰り返す回数が増すにつれて前記
潜像形成液体の温度が上昇し、これが潜像形成に影響を
及ぼし、時として、地汚れ等を生じさせる。本発明はそ
うした潜像形成液体の温度上昇を極力防ぐようにした記
録装置を提供するものである。【構成】本発明は接触材料（潜像形成液体）を記録体
表面に供給する手段、記録体表面を加熱して潜像を形成
する手段、その潜像に記録剤を付与する手段、記録体上
の記録剤を記録紙に転写せしめる手段を少なくとも設け
た記録装置において、前記の記録体付傍に存在する接触
材料を冷却する手段をさらに加えたことを特徴とする。

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（溶液又は分散液の状態で用いられる）を
供給して顕像化せしめ、これを普通紙等に良好な状態で
転写せしめるようにした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ぬがれ得ないとい
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、この潜像に着色材を含
む記録剤で顕像化した後、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】ところで、前記提案し
た記録装置にあっては、先に触れたように、潜像形成は
サーマルヘッド、レーザ光などで潜像形成液体と接して
いる記録体を加熱することでなされる（図７）。なお、
図７において、１は記録体、２は潜像形成液体（接触材
料）、３はサーマルヘッド、４は記録剤、５は転写ロー
ラ、４ａは潜像（Ｓ）に付着したインク液滴（記録剤液
滴）、４ａ′は記録紙Ｐに転写された画像を表わしてい
る。

【０００７】だが、図７で示した装置で頻繁に潜像形成
を行なうと、記録体１近傍の潜像形成液体２やサーマル
ヘッド３自体が暖まり、遂には、記録体１の潜像を形成
しない領域まで液中加熱してしまい、これが地汚れを惹
起し、画像品質を低下させてしまう、等の不都合を往々
にして生じさせている。また、このような不都合は、記
録剤を潜像形成に兼用する（サーマルヘッドは記録剤中
に配置されている）場合には、さらに表われやすいもの
となる。

【０００８】本発明の目的は、頻繁に潜像形成を行なっ
ても画像に地汚れが生じたりしない記録装置を提案する
ものである。

【０００９】

【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
像を形成せしめる接触材料(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
熱して潜像を形成する手段と、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
録紙へ転写せしめる手段とを設けた記録装置において、
記録体(A)近傍に存在する接触材料(B)を直接的又は間接
的に冷却する手段が更に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に後退接触角
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。

【００１０】かかる本発明装置では、前記のように、接
触材料(B)の存在下で記録体表面を加熱して潜像形成が
なされるが、その際、記録体(A)近傍に存在する接触材
料(B)を温度上昇を阻止する手段が構じられている。

【００１１】また、かかる本発明装置では、記録剤（：
溶液又は分散液で用いられる）として例えば液状インク
４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る。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。

【００１２】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。

【００１３】(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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】本発明の最も望ましい接触材料(B)は、粘
度1000cp以下であり、又は表面張力は30〜70dyn/cmの範
囲内のものである。

【００２４】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。その他、
液体を含ませた多孔質体などが考えられる。

【００２５】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。これら
の中でも、サーマルヘッドによる加熱が最も好ましい。

【００２６】一つの画像情報の記録体(A)から記録紙へ
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:５０〜３００℃望ましくは１００〜１８
０℃、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。

【００２７】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
加熱の方が装置構成を簡単にできるためより望ましい。

【００２８】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、当該記
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。

【００２９】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。

【００３０】記録剤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。より具体的で好ましいもの例を示せば、例えば水、
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、あるいは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。

【００３１】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。

【００３２】さて、本発明装置では、潜像形成液体(記
録剤が潜像形成液体を兼ねている場合にはその記録剤)
の冷却手段が付設されており、これには潜像形成液体
を循環させて記録体近傍の潜像形成液体を一部又は全部
を入れかえる、サーマルヘッド及び／又は潜像形成液
体からの熱を放出させること、等が考えられる。

【００３３】潜像形成液体（ここでは便宜上「接触材料
(B)」が適用されるものとする）を循環させるには下記
(i)(ii)(iii)などがある。 (i) 図１に示したように、接触材料(B)２の収納容器に
マグネット部材６１を入れ、また、前記容器の下部に位
置させたマグネットローラ６２を回転させる。 (ii) 図２に示したように、ポンプ７を用いて接触材料
(B)を循環させてもよい。 (iii) 図３に示したように、サーマルヘッド３を記録体
１の表面側からあてる構成では、サーマルヘッド３の熱
素子３１近傍に接触部材(B)の供給口８を設ける。

【００３４】サーマルヘッド３を冷却するには例えば、
図４に示したように、温度伝導率の大きい部材９を隣接
してやれば良い。また、接触材料(B)を冷却するには例
えば、図５に示したように、接触材料(B)の容器を温度
伝導率の大きい部材９で構成したり、図６に示したよう
に記録体１近傍に温度伝導率の大きい部材９を設ければ
良い。ここで、温度伝導率大きい部材９とは０．０１ｃ
ｍ²／ｓ以上（好ましくは０．１ｃｍ²／ｓ以上）の温度
伝導率を持つ材料が良く、具体的にはＡｌ、Ｎｉ等の金
属があげられる。放熱効果を高めるには、温度伝導率の
高い部材の一部をフィン状にしたり、エアー等で強制的
に熱を奪うことなども有効である。なお当然ながら、循
環と放熱とを組み合わせた構成であってもよい。

【００３５】実施例次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

【００３６】実施例１記録体材料：含フッ素ポリマーＴＧ７０２（ダイキン工
業社製）記録体基板：ポリイミドフィルム（日東電工社製、厚さ
約２０μｍ）潜像形成手段：サーマルヘッド（２００ｄｐｉ）潜像形成液体：水装置構成：図７において図３に示した潜像形成部を組合
せた装置記録剤：水性黒色インク（実施結果）上記の構成、条件に基づいて記録体及び記
録装置を作製した後、連続的に異なった画像の記録を行
なったところ、地汚れのない良好な画像が得られた。

【００３７】実施例２装置構成:図７において図４に示した潜像形成部(潜像形
成部:温度伝導率の大きい部材はＡｌとした)を組合せた
以外は実施例１と全く同様にして記録体及び記録装置を
つくった。（実施結果）実施例１と同様な操作を行なったところ、
同程度の地汚れのない良好な画像が得られた。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、地汚れが確実
に防止され、高品質の画像が得られるようになる。請求
項２の発明によれば、異なった複写物を容易に多数枚得
ることができる。請求項３の発明によれば、記録装置簡
略化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の主要部の一例を示した図である。

【図２】本発明装置の主要部の一例を示した図である。

【図３】本発明装置の主要部の一例を示した図である。

【図４】本発明装置の主要部の一例を示した図である。

【図５】本発明装置の主要部の一例を示した図である

【図６】本発明装置の主要部の更に他の一例を示した図
である。

【図７】本発明装置の全体を表わした図である。

【符号の説明】

１記録体２接触材料(B) ３サーマルヘッド４記録剤（４ａ′画像）５転写ローラ７ポンプ８接触材料(B)の供給口９温度伝導率の大きい部材６１マグネット部材６２マグネットローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【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接触材料(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して潜像を形成する手段と、
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へ転写せしめる手段とを設
けた記録装置において、記録体(A)近傍に存在する接触
材料(B)を直接的又は間接的に冷却する手段が更に備え
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。
【請求項２】前記転写手段の後方に記録体(A)上の潜
像を消去する手段が更に設けられてなる請求項１記載の
記録装置。
【請求項３】前記の接触材料(B)として記録剤溶液又
は分散液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又は２
記載の記録装置。