JP2011194833A - 可逆性感熱記録材料の画像消去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可逆性感熱記録材料の画像を均一に一括して消去できることに加えて、消去済みの可逆性感熱記録材料に２００ｍｍ／秒以上の高速印字を行った際にも明瞭なコントラストで高精細な画像を多数回に渡って安定的に繰り返し形成することが可能な可逆性感熱記録材料の画像消去装置を提供する。
【解決手段】画像消去装置内に、印字された可逆性感熱記録材料を収納する収納部、該可逆性感熱記録材料のスタッキング角度を３０°から６０°の範囲で一定に保つ手段、空気を暖める発熱体、発熱体によって暖められた空気を１ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下の風速で該収納部に送る送風手段、および該可逆性感熱記録材料の側面に当たる空気の角度を調節する手段を少なくとも備える可逆性感熱記録材料の画像消去装置。
【選択図】図７

Description

本発明は、可逆性感熱記録材料の画像消去に適する画像消去装置に関するものである。

近年、一時的な画像の形成が行え、不要となったときにはその画像の消去ができるようにした可逆性感熱記録材料が注目されている。このような可逆性感熱記録材料としては例えば、樹脂母材中に有機低分子を分散した可逆性感熱記録層をプラスチック基材上に設けた白濁タイプの可逆性感熱記録材料や、ロイコ染料と可逆性顕色剤と硬化樹脂を含有する可逆性感熱記録層をプラスチックフィルム基材上に設けたロイコタイプの可逆性感熱記録材料等が知られている。

従来、この種の画像消去装置として例えば特開平５−３０１４１７号公報（特許文献１）に記載される画像消去装置が知られていたが、可逆性感熱記録材料を１枚ずつ消去するものであり消去速度が遅いという課題を有していた。一方、複数の可逆性感熱記録材料の画像を一括して消去させる画像消去装置としては例えば特開平８−１８３１９０号公報（特許文献２）に記載される画像消去装置が知られている。この画像消去装置は、画像消去装置内に、印字された可逆性感熱記録材料を収納する収納部、空気を暖める発熱体によって暖められた空気を該収納部に送る送風手段を少なくとも備える。

特許文献２の画像消去装置において可逆性感熱記録材料は、収納部に送られる温風によって消去が行われるが、長時間の温風による加熱処理が行われると、可逆性感熱記録材料の変形が起こるため、短時間に効率良く均一に消去することが望まれる。更に、画像の印字と消去を複数回繰り返し行った際に、明瞭なコントラストで高精細な画像を多数回に渡って安定的に繰り返し形成することが求められる。

この場合、特許文献２に示すように、可逆性感熱記録材料を消去する際に、温風による消去のみを目的とする画像消去装置にあっては、枚数が少ない場合は画像を短時間に均一に消去することが可能である。しかし、特許文献２の方法で多数枚、例えば２０枚以上を同時に均一に消去する場合には、消し残りにムラができやすく、結果として消去に必要な加熱時間が長くなり、可逆性感熱記録材料の変形が少ない消去回数で起こりやすくなることが問題であった。更に、２００ｍｍ／秒以上の印字速度で高精彩の画像を形成した場合に、画質が劣化することも問題であった。

従来、可逆性感熱記録材料に画像を記録する場合は、約５０ｍｍ／秒の印字速度で可逆性感熱記録材料用プリンターを用いて印字することが一般的である。また、高速印字が可能な可逆性感熱記録材料用プリンターの高速モードを用いることで約７５ｍｍ／秒で印字することが可能である。近年、ごみの減量化を推進する上で、一般感熱紙を可逆性感熱記録材料に置き換える検討が様々な用途で行われている。しかし、可逆性感熱記録材料の記録速度が遅いことが問題となり実用化に至らない用途が多い。可逆性感熱記録材料においても、一般感熱紙の画像記録速度に匹敵する２００ｍｍ／秒の高速化が求められており、更に高速印字を可能にする消去方法が求められている。

特開平５−３０１４１７号公報 特開平８−１８３１９０号公報

本発明者はこれらの課題を解決すべく検討した結果、下記の発明により上記の課題が解決されることを見いだした。

画像消去装置内に、印字された可逆性感熱記録材料を収納する収納部、該可逆性感熱記録材料のスタッキング角度を３０°から６０°の範囲で一定に保つ手段、空気を暖める発熱体、発熱体によって暖められた空気を１ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下の風速で該収納部に送る送風手段、および該可逆性感熱記録材料の側面に当たる空気の角度を調節する手段を少なくとも備える可逆性感熱記録材料の画像消去装置。

本発明により、可逆性感熱記録材料の画像を均一に一括して消去できることに加えて、消去済みの可逆性感熱記録材料に２００ｍｍ／秒以上の高速印字を行った際にも明瞭なコントラストで高精細な画像を多数回に渡って安定的に繰り返し形成することが可能な可逆性感熱記録材料の画像消去装置が提供される。

従来の積み重ね方法の模式図 本発明に係わるスタッキング角度を示す模式図 本発明の実施形態に係わる画像消去装置の収納部の縦断面図 図３におけるＡ−Ａ線の内部概略構成を示す横断面図 本発明の実施形態に係わる画像消去装置の内部概略構成を示す縦断面図 図５におけるＡ−Ａ線の内部概略構成横断面図 収納部を複数重ねた場合の内部概略構成を示す縦断面図

以下、本発明を実施するための形態について、図１、図２、図３、図４、図５、図６および図７を参照しながら具体的に説明する。

図１は従来の積み重ね方法の模式図である。図１において、２枚以上の可逆性感熱記録材料１００をｎ枚積み重ねることで形成される４つの側面（側面ａ_ｎａ_１ｂ_１ｂ_ｎ、側面ｂ_ｎｂ_１ｃ_１ｃ_ｎ、側面ｃ_ｎｃ_１ｄ_１ｄ_ｎ、側面ｄ_ｎｄ_１ａ_１ａ_ｎ）は全てが法線に対して平行である。図１のように該４つの側面全てが法線Ｚに対して平行であるときのスタッキング角度は０度になる。

図２は本発明に係わるスタッキング角度を示す模式図である。図２において、２枚以上の可逆性感熱記録材料１００をｎ枚積み重ねることで形成される４つの側面（側面ａ_ｎａ_１ｂ_１ｂ_ｎ、側面ｂ_ｎｂ_１ｃ_１ｃ_ｎ、側面ｃ_ｎｃ_１ｄ_ｎｄ_１、側面ｄ_ｎｄ_１ａ_１ａ_ｎ）の内、空気の流れに対向する側面ｂ_ｎｂ_１ｃ_１ｃ_ｎ（波線で囲まれた面）および側面ｄ_ｎｄ_１ａ_１ａ_ｎ（波線で囲まれた面）は法線Ｚに対して傾斜しており、スタッキング角度Ａが生じる。このようにして積み重ねた可逆性感熱記録材料１００はスタッキング角度Ａを付けることで、比較的小さい風量でも温風による浮力を受けやすくなり、該可逆性感熱記録材料１００のシート間に温風が入りやすくなることで、均一に加熱され、画像の消去を短時間に行うことが可能となる。スタッキング角度Ａは大きすぎると嵩が大きくなるため、一度に処理する枚数を少なくするか装置を大型化する必要があり、消去効率が悪くなることが問題である。一方、スタッキング角度Ａが小さいと、該可逆性感熱記録材料１００のシート間の密着性が良くなり、シート間に温風が入りにくくなることから、熱の伝わり方にムラが生じやすくなり、結果として、消去時間を長くするか温風の温度を高く設定することが必要となる。鋭意検討した結果、効率良く画像の消去を行うことができるスタッキング角度Ａは３０°から６０°であることを導き出した。

このように、スタッキング角度Ａを３０°から６０°に保持した状態で、温風による加熱によりプラスチック基材を変形させることなく、２０枚以上の可逆性感熱記録材料を効率良く一度に画像消去を行うことができる。更に、次に感熱記録装置により画像を形成する際に、良好な印字品質の画像が得られる。特にサーマルヘッドを用いて印字速度２００ｍｍ／秒の高速印字を行った際にその効果が顕著に現れ、印字される位置の再現性が良くなり、印字品質も向上する。これはスタッキング角度Ａを付けることにより極めて効率的に画像消去が行われることから、可逆性感熱記録材料が有する基材（例えばプラスチック基材）の変形が抑えられることにより、可逆性感熱記録材料１００の搬送性が良くなる結果として、高速印字を行った際の印字品質が向上すると考えられる。

図３は本発明の実施形態に係わる画像消去装置の収納部の縦断面図である。図４は図３におけるＡ−Ａ線の内部概略構成を示す横断面図である。図３および図４において、収納部２は主に収納部筐体２ａと可逆性感熱記録材料１００を出し入れ可能な収納部側蓋２ｆから構成される。更に、収納部２は収納部筐体２ａの底面に温風を取り入れ該可逆性感熱記録材料の側面に当たる空気の角度を調節する手段として温風供給口板羽根２ｄを有する。また収納部２を通過した温風を排出する部分に温風排気口板羽根２ｅが設けられている。温風供給口板羽根２ｄと温風排気口板羽根２ｅは角度を変更することが可能である。温風供給口板羽根２ｄは該可逆性感熱記録材料１００の枚数やスタッキング角度Ａに応じて該温風供給口板羽根２ｄの中央を軸に任意に変更することができる。また、温風排気口板羽根２ｅも排出する空気の風向きを同様に変更することができる。なお後述するように複数の収納部２を重ねた場合、下側の収納部２における温風排気口板羽根２ｅであると同時に、上側の収納部２の温風供給口板羽根２ｄとなる。

収納部筐体２ａの底面には、積層して収納された可逆性感熱記録材料１００が温風の通過によって崩れることを防止し、積層された可逆性感熱記録材料１００の積層面のスタッキング角度Ａを一定に保つ手段として、温風供給口側に温風供給口側ガイド２ｂと温風排気口側に温風排気口側ガイド２ｃを備えている。温風供給口側ガイド２ｂおよび温風排気口側ガイド２ｃは、収納部筐体２ａの底面に対して図面左側にスタッキング角度Ａが３０°〜６０°の範囲で、任意に角度の変更と固定が可能である。これにより可逆性感熱記録材料１００の積層面に温風が効率良く当たるように調節することで、可逆性感熱記録材料１００に形成した画像をより早く均一に消去することが可能となる。更に、収納部筐体２ａと収納部側蓋２ｆは図示しない蝶番で一部固定されてもよい。

収納筐体２ａの上面には、可逆性感熱記録材料１００を軽く押さえるためのシート押さえ２ｇを備えている。シート押さえ２ｇは強く抑えすぎると温風による熱の伝わりにムラができるため、合成樹脂のように軽い材質を用いてシート押さえ２ｇの自重で軽く押さえる程度がよい。

図５は本発明の実施形態に係わる画像消去装置の内部概略構成を示す縦断面図である。また、図６は図５におけるＡ−Ａ線の内部概略構成横断面図である。図５、図６において、本発明の第１の実施形態に係わる画像消去装置１は可逆性感熱記録材料１００を収納する収納部２と収納部２に温風を供給する画像消去装置本体１から構成される。

図５において、画像消去装置本体１は側面に吸気口６、上面に温風供給口７が設けられている。また、温風を生成するヒータ等の発熱体４、送風手段３を有する。更に、送風手段３、発熱体４のオン・オフ制御および送風手段３の風量制御を行う制御部９と、制御部のオン・オフ操作および送風手段３の風量調整を可能とする複数（図面では１つだけ示す）の制御部スイッチ８を有する。

画像消去装置本体１は、吸気口６から取り入れ発熱体４をオンにして暖めた空気を収納部２に送る温風運転と、発熱体４がオフで送風手段３のみの運転により風を収納部２に送る送風モードを有している。任意の時間温風運転を行い画像消去終了後、風を収納部２に送り、可逆性感熱記録材料１００を冷却することも可能である。

本発明に係わる温風の温度（温度センサー５位置の温度）としては、５０℃以上１２０℃以下が好ましい。温風の温度が５０℃に満たない場合は、消去に必要な時間が長くなり、また、消去可能な可逆性感熱記録材料が非常に限られ、低融点の可逆性顕色剤を使った可逆性感熱記録材料に限られる。一方、１２０℃以上の温風を用いると可逆性感熱記録材料の熱による変形が大きくなり、プリンター内での搬送不良や印字不良を生じやすくなることがある。温風の温度として、より好ましくは６０℃以上１００℃以下であり、最も好ましくは、７０℃以上９５℃以下の温度である。

図７は収納部を複数重ねた場合の内部概略構成を示す縦断面図である。このように、可逆性感熱記録材料１００を複数の収納部２に分割して収納し、これを複数段に分割して重ねることで、少ない設置面積で効率良く一度に大量に画像の消去を行うことが可能となる。

本発明において、送風手段３により収納部に送られる温風の風速は、１ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下である。風速が１ｍ／秒に満たないと複数のシートを積層して一度に消去した場合に、可逆性感熱記録材料１００の間で熱伝達の差が大きくなり、消去のムラが起こる。また、３０ｍ／秒を超える風を送ると可逆性感熱記録材料１００が収納部内で激しく動き、変形等を起こしやすくなる。好ましい風速は主に可逆性感熱記録材料が有する基材の質量によって変化するが、風圧によって可逆性感熱記録材料１００が収納部内で軽く浮き沈みする程度に適宜調整すればよく、それによりシート間に温風が入りやすくなり、消去速度が上がり、均一な消去が可能となる。

本発明に係わる送風手段３としては、図６の送風手段である軸流送風機の他に送風機の形状に応じて吸気口６の位置を変えることで、斜流送風機、シロッコファン、クロスフローファン等を用いることができる。

本発明に係わる可逆性感熱記録材料は、樹脂母材中に有機低分子を分散した可逆性感熱記録層をプラスチック基材上に設けた白濁タイプの可逆性感熱記録材料と、ロイコ染料と可逆性顕色剤と硬化樹脂を含有する可逆性感熱記録層をプラスチックフィルム基材上に設けたロイコタイプの可逆性感熱記録材料を用いることができる。本発明の画像消去装置は筐体に用いる材質の選択肢を広げることが可能で、プラスチック基材の変形を防止する理由から１００℃以下の温風を用いることが好ましいため、特に可逆性顕色剤の選択により消去温度を低く設定できるロイコタイプの可逆性感熱記録材料に好適である。

ロイコタイプの可逆性感熱記録材料としては、融点が９５℃以上１３０℃以下である可逆性顕色剤を含有していることが好ましい。融点が９５℃に満たない可逆性顕色剤は温風による消去速度は速いが、実用的な画像の保存性が得られない。一方、融点が１３０℃を越える可逆性顕色剤は１２０℃以下の温風による消去速度が遅くなるため実用上の使用が困難である。より好ましい可逆性顕色剤の融点は１００℃以上１２５℃以下であり、最も好ましくは、１０５℃以上１２０℃以下である。

本発明の画像消去装置に適する可逆性感熱記録材料の厚みとしては、薄すぎると温風により変形しやすく、静電気による密着も強いため、５０μｍ以上が好ましく、７５μｍ以上がより好ましい。

以下実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部数は質量基準である。

［可逆性感熱記録材料の作製］
黒発色ロイコ染料（山本化成（株）製、ＹＫ−２）２０部、Ｎ−［２−（ｐ−ヒドロキシフェニル）エチル］ドコサンアミド１００部、Ｎ−［１−（４−メチル）ピペラジニル］−Ｎ′−オクタデシルウレア３部、ポリエステルポリオール（ＤＩＣ（株）製、バーノック１１−４０８、有効成分：７０質量％）５０部、硬化剤（三井武田ケミカル（株）製、タケネートＤ１１０Ｎ、有効成分７５質量％）７０部、酢酸エチル６００部をそれぞれ添加し、ガラスビーズと共にペイントシェーカーで３時間粉砕し、分散液を得た。上記の分散液をポリエチレンテレフタレート（１２５μｍ）シートに乾燥膜厚６μｍとなるように塗工し、乾燥して感熱記録層を設けた。

次に、２，２′−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（２−ヒドロキシメチル）フェノール］１０部、ポリオール（ＤＩＣ（株）製、バーノック１１−４０８）５０部、硬化剤（日本ポリウレタン（株）製、コロネートＨＬ）２５部、硬化剤（日本ポリウレタン（株）製、コロネート２０３０）２５部、メチルエチルケトン３００部、トルエン３００部をガラスビーズと共にペイントシェーカーで５時間粉砕し、紫外線吸収剤の分散液を得た。この液を、感熱記録層の上に乾燥膜厚１μｍとなるように塗工し、保護層１を得た。

次に、アクリレート系紫外線硬化樹脂の２０％イソプロピルアルコール溶液を乾燥硬化後の膜厚が２μｍとなるように塗工し、紫外線で硬化させて保護層２を得た。

更に、カール矯正層として、ポリエステルフィルムの反対面にアンチモンドープスズ含有ＵＶ硬化樹脂を膜厚３μｍとなるように塗工して、可逆性感熱記録材料を得た。

実施例１
［印字消去試験１］
可逆性感熱記録材料は１４０×２１０ｍｍのサイズにカットした後、感熱ラベルプリンター（ＡＰ−４３３１：株式会社エイピーリファイン社製）を用いて、２０枚連続で文字印刷を行った（印字エネルギー標準、印字速度：２０３ｍｍ／秒）。印字部分の画像の濃度は、濃度計（ＲＤ−１９：ｇｒｅｔａｇｍａｃｂｅｔｈ社製）を用いて測定した。図５の画像消去装置１を温風供給口７の位置における風速が１０ｍ／秒の温風運転にして、温風温度が９０℃で安定したところで、一度温風運転を停止し、収納部側蓋２ｆを開け、前記印字済みの可逆収納部性感熱記録材料を２０枚重ねて収納部２の中に入れ、温風供給側ガイド２ｂと温風排気口側ガイド２ｃの角度を図１のように可逆性感熱記録材料が重ねられた平面の法線に対し６０°図中左側に傾けて固定し、スタッキング角度Ａを６０°に設定した。図５のように可逆性感熱記録材料の重なりをずらして印字面が上になるようにセットした後、温風運転を再開した。温風運転（９０℃）を５分間行った後、発熱体４をオフにし、送風運転を２分間行った。印字画像を消去した部分の濃度を測定し、地肌部分とのコントラストを求めた。その結果、消去前の印字部の濃度は、２０枚全てが１．２以上であり、消去後の消去部分のコントラストは２０枚全てが０．０１５以下であった。また、消去した後に再度文字印刷を行ったところ、搬送不良を起こすことなく２０枚を印字することができた。更に濃度測定時間を含めて１時間のインターバルを開けて、同様の操作を５回繰り返した。その結果、５回目の消去前の印字濃度は２０枚全てが１．２以上、消去後の消去部分のコントラストは２０枚全て０．０１５以下であり、良好な印字および消去特性を示した。また、長手方向の印字位置のずれが１ｍｍ未満であり、良好な印字位置再現性を示した。

実施例２
［印字消去試験２］
可逆性感熱記録材料を３個の収納部２にそれぞれ２０枚ずつ合計６０枚入れ、図７のように画像消去装置本体１の上に収納部２を３段重ね、温風供給側ガイド２ｂと温風排気口側ガイド２ｃの角度を図７のように可逆性感熱記録材料が重ねられた平面の法線に対し３０°に図中温風供給口板羽根２ｄ側に傾けて固定し、スタッキング角度Ａを３０℃に設定した。送風機の風量は２０ｍ／秒に設定した。その他の条件は実施例１の印字消去試験１と同様にして、実施例２の印字消去試験２を行った。その結果、実施例１と同様に、消去前の印字部の濃度は、６０枚全てが１．２以上であり、消去後の消去部分のコントラストは２０枚全てが０．０１５以下であった。また、消去した後に再度文字印刷を行ったところ、搬送不良を起こすことなく６０枚を印字することができた。更に実施例１と同様にして、同様の操作を５回繰り返したが、５回目の消去前の印字濃度は６０枚全てが１．２以上、消去後の消去部分のコントラストは６０枚全て０．０１５以下であり、良好な印字および消去特性を示し、長手方向の印字位置のずれが１ｍｍ未満であり、良好な印字位置再現性を示した。

比較例１
［印字消去試験３］
印字消去試験２において、送風機の風量を４０ｍ／秒に設定した以外は同様にして印字消去試験３を行った。この結果、５回目の消去前の印字濃度は６０枚全てが１．２以上、消去後の消去部分のコントラストは６０枚全て０．０１５以下であったが、可逆性感熱記録材料１００が収納部２内で激しく動いたために一部変形が生じ、長手方向の印字位置にずれが生じ、良好な印字位置再現性が得られなかった。

比較例２
［印字消去試験４］
印字消去試験１において、スタッキング角度Ａを０°に変更した以外は同様にして印字消去試験４を行った。この結果、複数の検体に消去後の消去部分のコントラストが０．０１５以上の消し残りが生じた。このため温風運転を更に１０分間にまで延長して印字消去試験４とした。同様の操作を５回繰り返したが、５回目の消去前の印字部の濃度は、２０枚中で１．２に満たない検体が複数枚あり、更に、消去後の消去部分のコントラストの複数の検体に０．０１５以上の消し残りがあった。

以上の結果から本発明の画像消去装置が、可逆性感熱記録材料の画像を均一に一括して消去できることに加えて、消去済みの可逆性感熱記録材料に２００ｍｍ／秒以上の高速印字を行った際にも明瞭なコントラストで高精細な画像を多数回に渡って安定的に繰り返し形成することが可能な画像消去装置であることが判る。

１ 画像消去装置本体
２ 収納部
２ａ 収納部筐体
２ｂ 温風供給口側ガイド
２ｃ 温風排気口側ガイド
２ｄ 温風供給口板羽根
２ｅ 温風排気口板羽根
２ｆ 収納部側蓋
２ｇ シート押さえ
３ 送風手段
４ 発熱体
５ 温度センサー
６ 吸気口
７ 温風供給口
８ 制御部スイッチ
９ 制御部
１００ 可逆性感熱記録材料
ａ_１、ｂ_１、ｃ_１、ｄ_１ 可逆性感熱記録材料最下シートの角
ａ_２、ｂ_２、ｃ_２、ｄ_２ 可逆性感熱記録材料下から２枚目シートの角
ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎ、ｄ_ｎ 可逆性感熱記録材料下からｎ枚目シートの角

Claims (1)

1. 画像消去装置内に、印字された可逆性感熱記録材料を収納する収納部、該可逆性感熱記録材料のスタッキング角度を３０°から６０°の範囲で一定に保つ手段、空気を暖める発熱体、発熱体によって暖められた空気を１ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下の風速で該収納部に送る送風手段、および該可逆性感熱記録材料の側面に当たる空気の角度を調節する手段を少なくとも備える可逆性感熱記録材料の画像消去装置。

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