JP2001051369A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JP2001051369A
JP2001051369A JP11229730A JP22973099A JP2001051369A JP 2001051369 A JP2001051369 A JP 2001051369A JP 11229730 A JP11229730 A JP 11229730A JP 22973099 A JP22973099 A JP 22973099A JP 2001051369 A JP2001051369 A JP 2001051369A
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JP
Japan
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photochromic
image
ink
wettability
surface layer
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JP11229730A
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English (en)
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Yoshito Miyamoto
賢人 宮本
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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  • Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濡れ性変化を有するフォトクロミック材料を
用いた画像形成方法において、オンデマンドに画像を形
成でき、かつ得られる画像品位に優れた画像形成方法を
提供すること。 【解決手段】 濡れ性変化を起こすフォトクロミック表
面層を有する像担持体に光を照射することにより濡れ性
を有する潜像を形成させ、該潜像を水性インクで現像す
る工程を経てインク画像を形成する方法において、該フ
ォトクロミック表面層がフラクタル構造を有することを
特徴とする画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、濡れ性変化を有す
るフォトクロミック材料を用いた画像形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、画像形成に関しては種々の方
法が提案されており、実際の印刷方法として利用されて
いる主なものとしては、平板印刷法、グラビア印刷法、
フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。な
かでも、画像部と非画像部の表面エネルギーの差を用い
た印刷方法である平板印刷法は、版表面を荒らすことに
より高精細の印刷が行える方法として多用されている。
【0003】しかし、上記したような従来の印刷方法に
おいては、別途に製版工程が必要であるため、オンデマ
ンド(on demand)の印刷はできない。
【0004】一方で、最近は、オンデマンドの印刷に対
する要求が増加してきている。こうした要求に答えるべ
くいくつかの方法が提案されており、その一つとして、
クロミック材料を用いた画像形成方法が知られている
(例えば、特開平8−230232号公報、特開平9−
54483号公報、特開平10−228078号公報、
特開平11−30834号公報等)。
【0005】クロミック材料を用いた画像形成方法は、
フォトクロミック材料を含有した層に画像情報に応じて
紫外線を照射し、表面に露光部と非露光部との表面エネ
ルギーの差(濡れ性の差)を生ぜしめ、その差を利用し
てインクで現像を行う方法である。この画像形成方法
は、オンデマンドにかつ繰り返し画像形成が可能である
が、その表面エネルギーの差が小さく得られる画像の鮮
明さに劣る欠点を有していた。濡れ性を促進するために
表面を凹凸化する方法が提案されているが(例えば、特
開平4−99625号公報、特開平10−114888
号公報等)、いまだに十分でない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な事情に鑑みなされたものであって、濡れ性変化を有す
るフォトクロミック材料を用いた画像形成方法におい
て、オンデマンドに画像を形成でき、かつ得られる画像
品位に優れた画像形成方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、濡れ
性変化を起こすフォトクロミック表面層を有する像担持
体に光を照射することにより濡れ性を有する潜像を形成
させ、該潜像を水性インクで現像する工程を経てインク
画像を形成する方法において、該フォトクロミック表面
層がフラクタル構造を有することを特徴とする画像形成
方法に関する。
【0008】まず、濡れ性変化を起こすフォトクロミッ
ク表面層を有する像担持体に光を照射することにより濡
れ性を有する潜像を形成させ、該潜像を水性インクで現
像する工程を経てインク画像を形成する方法を図1を用
いて説明する。
【0009】図1は、本発明の画像形成方法を実施する
ための画像形成装置の概略構成を示す。画像形成装置
は、光で濡れ性変化を起こすフォトクロミック表面層を
有する像担持体1を備えている。像担持体1は矢印2方
向に回転駆動可能になっている。像担持体1の周囲に
は、その回転方向に沿って順に、潜像を書き込む露光装
置3、インク現像装置4、転写ローラ5、インククリー
ニング装置6、潜像消去装置13がそれぞれ配置されて
いる。
【0010】潜像書き込み装置3は、入力される画像情
報に応じて像担持体1の表面を選択的に、例えば紫外光
を露光する。これにより、露光部の濡れ性が増大して濡
れ潜像が形成される。インク現像装置4は、内部にイン
ク7を収容するとともに、矢印8方向に回転駆動される
現像ローラ9を備えており、現像ローラ9の外周に薄層
状態で保持されたインク7が像担持体9との対向部へと
供給されるようになっている。
【0011】転写ローラ20は、図示しない給紙トレイ
から送られて来た記録紙等のシート(記録媒体)10を
像担持体1との間に挟持しながら矢印11方向に回転駆
動されることによりシート10を矢印12方向に搬送す
る。
【0012】クリーニング装置6は、像担持体1の表面
に残留付着するインクやゴミを簡易に回収するものであ
る。
【0013】潜像消去装置13は、像担持体1表面に可
視光を一様に照射して潜像を消去する。また、潜像消去
は熱によっても可能である。
【0014】矢印14方向に回転駆動される濡れ性変化
を起こすフォトクロミック表面層を有する像担持体1の
表面に、潜像書き込み露光装置3から例えば紫外線が画
像情報に応じて選択的に露光される。このとき、露光さ
れたフォトクロミック層はその表面の濡れ性が増大し、
これにより濡れ潜像が形成される。
【0015】上記濡れ潜像は像担持体1の回転にしたが
ってインク現像装置4に移動し、現像ローラ9の外周に
保持されているインク薄層と接触する。このとき、イン
クは非露光部のフォトクロミック表面には付着せず、濡
れ性の大きい濡れ潜像にのみインクが付着する。これに
より、濡れ潜像がインクで現像されてインク画像とな
る。インク画像は像担持体1の回転にしたがって転写ロ
ーラ5の対向部に移動し、そこで記録媒体10に転写さ
れて画像が印刷される。画像が印刷された記録媒体は、
図示しない排紙トレイ上に排出される。
【0016】インク画像が転写された後に像担持体1上
に残留して付着したインクやゴミは、クリーニング装置
6により除去される。その後、濡れ潜像は像担持体1の
回転にしたがって潜像消去装置13の対向部に移動し、
そこで可視光および/または熱が一様に照射されること
により消去される。これにより、次の印刷工程の準備が
完了する。
【0017】本発明においては、像担持体1は金属等か
らなるローラ状または円筒状の基体と、この基体の外周
に設けたフォトクロミック層からなり、このフォトクロ
ミック層が光で濡れ性変化を起こし、かつフォトクロミ
ック表面層がフラクタル構造を有する。
【0018】フォトクロミック表面層の凹凸構造は、単
なる凹凸構造ではなく、フラクタル構造とする。単なる
凹凸構造では本目的は達成されず、凹凸が大きい場合は
インク転写後にもインクが凹部に蓄積し好ましくない。
【0019】フォトクロミック表面層をフラクタル構造
の凹凸とするには、フォトクロミック層を形成する基体
表面にフラクタル構造を形成し、フォトクロミック層を
形成後にもその基体表面のフラクタル構造がフォトクロ
ミック表面層に反映されるようにすればよい。
【0020】そして、フラクタル構造が反映された結果
のフォトクロミック層は、その表面が表面積倍率(単位
面積当たりの実表面積/単位面積)として、その値が3
以上、好ましくは5以上有する構造となるようにする。
表面積倍率が3より小さいと見かけの表面張力の差が大
きくならず画像の鮮明さに欠ける結果となる。
【0021】基体表面にフラクタル構造を形成する方法
としては、切削加工、研磨加工等の機械的加工、真空蒸
着、イオンビーム加工、レーザー加工、電気分解、化学
的処理等種々適用できる。例えば、基板がアルミニウム
基板である場合、水酸化ナトリウムアルカリ溶液に浸漬
することによりアルミニウム基板表面にフラクタル構造
を形成することができる。可能であれば、基体表面にフ
ォトクロミック層を形成後、直接にそれらの処理をフォ
トクロミック層に施しても良い。
【0022】フォトクロミック層は、樹脂中にフォトク
ロミック材料が分散した膜構成を有しており、フォトク
ロミック材料および樹脂を溶解および/または分散した
溶液を基体表面に塗布することにより形成できる。フラ
クタル構造を有する基体上に塗布する場合は、上記した
ように、所定の表面積倍率を有するフラクタル構造がフ
ォトクロミック表面層に反映されるようにする。
【0023】フォトクロミック材料としては種々の材料
が知られており、例えば、有機系フォトクロミック材料
としてはスピロピラン系、スピロベンゾピラン系、アゾ
ベンゼン系、フルギド系、ジアリールエテン系、トリフ
ェニルメタン系、またはこのような分子構造の基を側鎖
に有するフォトクロミックポリマーを挙げることができ
る。
【0024】フォトクロミック材料が分散される樹脂と
しては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂等の樹脂に分散させ
てフォトクロミック層を形成する。フォトクロミックポ
リマーの場合は成膜性を有するものであれば、それ自体
を基体の上に塗布形成してもよい。
【0025】フォトクロミック材料は紫外線等の光を照
射することにより、その化学構造が変化し、色が変化す
ると共にフォトクロミック層表面の濡れ性を変化させる
ものである。紫外線を照射されて化学構造が変化したフ
ォトクロミック材料は、熱および/または可視光を照射
することによりもとの化学構造に戻る。
【0026】例えば、スピロピラン系およびスピロオキ
サジン系フォトクロミック材料の化学変化を化学構造で
示すと下記のようになる。
【0027】
【化1】
【0028】
【化2】
【0029】上記スピロピラン系あるいはスピロオキサ
ジン系フォトクロミック材料は、紫外線を照射すること
により、スピロ結合位の酸素原子結合が切れて開環し、
イオン解離がおこり、その結果、疎水的な性質から親水
的な性質へと変化し、その変化に伴いフォトクロミック
表面の濡れ性が変化する。可視光または/および熱をか
けることにより再び閉環し、もとの構造に戻り、性質も
親水性から疎水性に変化する。
【0030】上記化学構造式において、R1およびR3
C1ないし約C18のアルキル基を表すが、長鎖アルキ
ル基ほど好ましく、またR2は電子供与性の基よりも電
子吸引性の基、例えば−NO2等が好ましいことがわか
っている。
【0031】本発明の画像形成方法で使用される水性イ
ンクとしては、上記のようにして形成されたフォトクロ
ミック表面とインクとの接触角が、フォトクロミック層
が露光され濡れ性が増大しているときで90度未満、好
ましくは80度未満、露光されず濡れ性が低いとき90
度以上、好ましくは100度以上、より好ましくは11
0度以上であり、かつその差が40度以上、好ましくは
50度以上ある水性インクを使用する。このような接触
角は、使用インクの組成のみならず、フォトクロミック
材料や樹脂等のフォトクロミック層の構成材料、フォト
クロミック材料の光変化特性等にもよるが、使用インク
としては、フォトクロミック表面層と上記のような接触
角を確保できる関係のものであれば特に水性インクであ
る限り顔料系、染料系等その種類は問わない。フォトク
ロミック層が露光され濡れ性が増大しているときの接触
角および露光されず濡れ性が低いときの接触角の両方が
90度より小さい場合、非画像部が形成されにくくな
る。また、ともに90度より大きい場合、露光部とイン
クとの濡れ性が低下し、鮮明な画像が得られない。ま
た、表面層の濡れ特性が高いときと低いときの接触角の
差が40度より小さいと画像部と非画像部との像の差が
不明確になる。
【0032】以下、具体的実施例を挙げて本発明を説明
する。
【フォトクロミック溶液の調製】フォトクロミック溶液
A フォトクロミック材料として1',3'-Dihydro-3',3'-dime
thyl-6-nitro-1'-octadecylspiro[2H-1-benzopyran-2,
2'(2H)indole]:
【化3】 0.2重量部、ポリスチレン(分子量(Mn)30,00
0)0.2重量部、溶媒としてテトラハイドロフラン9
9.6重量部を混合してフォトクロミック溶液Aを調製
した。
【0033】フォトクロミック溶液B フォトクロミック材料として1',3'-Dihydro-3',3'-dime
thyl-6-nitro-1'-octadecylspiro[2H-indole-2,3'-(3H)
naphth(2,1-b)(1,4)oxazine]
【化4】 0.2重量部、ポリメチルメタクリレート(分子量(M
n)30,000)0.2重量部、溶媒としてテトラハイ
ドロフラン99.6重量部を混合してフォトクロミック
溶液Bを調製した。
【0034】フォトクロミック溶液C フォトクロミック材料としてbis[4-dimethylamino)phen
yl]phenylmethane
【化5】 0.5重量部、ポリスチレン(分子量(Mn)30,00
0)0.5重量部、溶媒として塩化メチレン99重量部
を混合してフォトクロミック溶液Cを調製した。
【0035】フォトクロミック溶液D フォトクロミック材料として1',3'-Dihydro-3',3'-dime
thyl-6-nitro-1'-octadecylspiro[2H-indole-2,3'-(3H)
naphth(2,1-b)(1,4)oxazine]0.2重量部、ポリヘキシ
ルメタクリレート(分子量(Mn)20,000)0.2
重量部、溶媒としてテトラハイドロフラン99.6重量
部を混合してフォトクロミック溶液Dを調製した。
【0036】
【実施例1〜5】アルミ板をpH8〜14の水酸化ナト
リウム水溶液に室温で24時間浸漬して、アルミ板表面
にフラクタル構造を形成した。
【0037】得られたアルミ板を上記フォトクロミック
溶液A〜Dのいずれかに室温で1分間浸漬し、アルミ板
を取り出し空気雰囲気中室温で48時間乾燥させ、フォ
トクロミック表面層を有す像担持体を得た。
【0038】フォトクロミック表面層の表面積倍率をB
ET法により測定し、その値を下記表1中に示した。
【0039】
【比較例1】紙やすり(4000#)でアルミ板表面を
処理し表面に凹凸を形成した。処理されたアルミ板をフ
ォトクロミック溶液Aに実施例1と同様の条件下に浸漬
乾燥し、フォトクロミック表面層を有す像担持体を得
た。フォトクロミック表面層の表面積倍率を測定し、そ
の値を下記表1中に示した。
【0040】
【比較例2】アルミ板を何ら処理することなくそのまま
使用して、フォトクロミック溶液Aに実施例1と同様の
条件下に浸漬乾燥し、フォトクロミック表面層を有す像
担持体を得た。フォトクロミック表面層の表面積倍率を
測定し、その値を下記表1中に示した。
【0041】
【水性インクの調製】インクA イオン交換水98重量部にアシッドブルー9を2重量部
溶解し、インクAを調製した。 インクB イオン交換水95重量部、イソプロピルアルコール3重
量部、アシッドブルー9を2重量部溶解し、インクBを
調製した。
【0042】
【評価】
【接触角】実施例1〜5および比較例1〜2で得られた
フォトクロミック表面層を有する像担持体表面の露光
部、非露光部におけるインクの接触角を測定し、結果を
表1にまとめた。なお、照射は、HOYA-SCHOTT社製紫外
線照射装置を使用し、UTAF−50S−340フィル
ターを通して、150W水銀キセノンランプで1分間照
射した。
【画像および汚れ】実施例1〜5および比較例1〜2で
得られたフォトクロミック表面層を有する像担持体表面
を、5mm間隔に露光部、非露光部が並ぶ縞模様を形成
するように露光し、表面に水性インクを展色した。照射
は、HOYA-SCHOTT社製紫外線照射装置を使用し、UTA
F−50S−340フィルターを通して、150W水銀
キセノンランプで1分間照射した。
【0043】表面に水性インクを展色した像担持体表面
に普通紙を重ね、画像部を普通紙に転写させ、画像およ
び像担持体表面汚れを評価し、下記表1にまとめた。
【0044】普通紙に転写した画像を目視で評価し以下
のようにランク付けした。 ○:画像部、非画像部が明確に区別できた; △:画像部、非画像部の判別はできる; ×:画像部、非画像部の判別がつかない。 普通紙にインクを転写後の、像担持体表面画像部のイン
クの残り度合いを目視で評価し以下のようにランク付け
した。 ○:画像部にインクはほとんど残っていなかった; ×:画像部にインクの残りが確認された。
【0045】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成方法を実施するための画像
形成装置の概略構成
【符号の説明】 1:像担持体、2:潜像書込み露光装置、3:インク現
像装置、5:転写ローラー、6:インククリーニング装
置、7:インク、9:現像ローラー、10:記録媒体、
13:潜像消却装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 濡れ性変化を起こすフォトクロミック表
    面層を有する像担持体に光を照射することにより濡れ性
    を有する潜像を形成させ、該潜像を水性インクで現像す
    る工程を経てインク画像を形成する方法において、該フ
    ォトクロミック表面層がフラクタル構造を有することを
    特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 濡れ性変化を起こすフォトクロミック表
    面を有する像担持体に光を照射することにより濡れ性を
    有する潜像を形成させ、該潜像を水性インクで現像する
    工程を経てインク画像を形成する方法において、フォト
    クロミック表面が表面積倍率(単位面積当たりの実表面
    積/単位面積)が3以上であるフラクタル構造を有する
    ことを特徴とする画像形成方法。
  3. 【請求項3】 表面積倍率が5以上であることを特徴と
    する請求項2記載の画像形成方法。
  4. 【請求項4】 フォトクロミック表面と水性インクの接
    触角が、露光され濡れ性が高いときで90度未満、露光
    されず濡れ性が低いとき90度以上であり、かつその差
    が50度以上ある水性インクを使用することを特徴とす
    る請求項1〜請求項3いずれかに記載の画像形成方法。
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