JP3134897B2

JP3134897B2 - 記録方法

Info

Publication number: JP3134897B2
Application number: JP04059808A
Authority: JP
Inventors: 英紀友野; 泰男片野; 博道駒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: JPH05221116A; US5369421A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な多色記録方法に関
し、詳しくは、表面が特定性状を示す記録体の表面に、
加熱温度に応じた後退接触角を示す領域が選択的に形成
されるようにし、この領域(潜像)に着色材（顕色材）を
含有する記録剤を供給して顕像化（現像）せしめ、これ
を普通紙等（転写紙）に転写せしめるようにした多色記
録方法に関する。

【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（液体に接触した状態で加熱した場合又は加
熱状態で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、記録体(A)又は単に
「記録体」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で、便宜上、接触
材料(B)又は単に「接触材料」という）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等に転写する方法を
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】その一方、かかる提案
した記録体を用いてカラー画像を得ようとした場合に
は、例えば、図５に示すように単色の記録ユニットＡ，
Ｂ，Ｃを直列に３つ並べて、一色ごとに普通紙に転写
し、これを各色ごとに各ユニットで行なうことが必要に
なる。図５中、１は潜像形成機構、２ａ〜２ｃは１〜３
色目のインク、３は記録体、４は記録紙、５は転写ロー
ラ、６はクリーナー、７は除像ヒータである。だが、そ
うした方法を採用した装置では装置自体が大きくなって
しまい、勢いコスト高となる。しかも、各色のドットが
位置ずれを起しやすく、高画質な多色記録画像は得られ
にくいといった問題点を有している。本発明の目的は、
前記の問題点を解消し、位置ずれが生じないか仮に生じ
たにしても極めて少ない高画質な多色複写物が得られる
記録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】本発明の記録方法は、液
体と接触した状態で加熱したとき又は加熱状態で液体と
接触させたときに後退接触角が低下する表面を有する記
録体の該表面を、画像信号に応じて選択的に加熱して潜
像を形成すると同時にもしくはその直後に顕色剤を含有
する記録剤と接触させることにより可視像を形成するこ
とからなる工程を各色ごとに行なった後、得られた可視
像を記録紙に一度に転写する記録方法であって、前記記
録剤として前記記録体表面の材料と同じ材料を分散させ
たものを用いることを特徴としている。

【０００８】本発明方法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。

【０００９】(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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】接触材料(B)のうちの液体については既述
のとおりであるが、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。

【００１６】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。

【００１７】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。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。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。

【００１８】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。

【００１９】本発明における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
生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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】本発明方法では顕色剤を含有する記録剤
（以降「インク」と称することがある）として、その中
に記録体材料と同じ材料で微粒子状のものを分散させた
記録剤を使用する。この微粒子状材料は潜像ドットに対
して十分小さければよく、例えば２００ｄｐｉならば１
０μｍ以下が好ましく、記録剤中に含有させる量は１〜
６０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％である。
本発明で用いるインクは染料系、顔料系のどちらでも構
わないが、染料系の場合、記録体に付着したインクが次
の潜像形成時に潜像形成液にとける可能性があるので、
一度乾燥すると溶媒にとけにくくなる顔料系のものがよ
り好ましい。

【００２５】以下に本発明方法を添付の図面に従いなが
らさらに詳細に説明する。図１は本発明方法を適用した
代表的な装置の概略を表わしたものである。図中、１
ａ、１ｂ、１ｃはそれぞれ１色目、２色目、３色目の潜
像形成機構、２ａ、２ｂ、２ｃはそれぞれ１色目、２色
目、３色目のインク、３は記録体、４は記録紙、５は転
写ローラ、６はクリーナ、７は除像ヒータを示してい
る。なお、本装置においては１ａ、１ｂで１色目の潜
像、現像ユニットが構成され、同様のユニットが他の手
段２ａ、２ｂ、及び更に他の手段３ａ、３ｂによっても
構成されているが、これらのユニットはその数が増えれ
ば多色複写物を得るのに有利であり、フルカラー画像で
は少なくとも３つのユニットが必要である。

【００２６】記録体３は図２の（ａ）に示すように記録
体基板３ａ上に、液体と接触した状態で加熱したとき又
は加熱状態でかつ液体と接触させたときに後退接触角が
低下し、液体の不存在下での加熱により後退接触角が高
くなるという性質を有する記録体材料層３ｂを設けた構
成となっている。まず、１色目の潜像形成機構１ａで記
録信号に応じて記録体材料層３ｂを選択的に加熱して１
色目の潜像を形成し（図２（ａ））、次いでその加熱部
に１色目のインク２ａを接触させて現像を行なう。ここ
で、インク２ａには前述したように記録体材料層３ｂの
構成材料と同じ材料（以降「記録体材料」と称すること
もある）の微粒子が分散させてある。上記において潜像
をドット状に形成すると、そのドットは小さい（例えば
２００ｄｐｉで１００μｍ×１００μｍ〜２００μｍ×
２００μｍ程度）ので、インク２ａは早く乾燥する。な
お、必要ならば現像直後の位置にヒータを設けて乾燥を
早めても良い。インク２ａが乾燥すると、インク表面は
図２（ｂ）に示すように記録体材料層３ｂ’でおおわれ
る。次に、２色目を重ねるわけであるが、２色目の潜像
は図２（ｃ）に示すように１色目のインク２ａの上に形
成された記録体材料層３ｂ’の上に潜像形成手段１を用
いて形成される。次いで、その加熱部に２色目のインク
２ｂを接触させて現像を行なう。このとき、２色目のイ
ンク２ｂ中にも記録体材料が分散させてあるので、２色
目のインク２ｂも図２（ｄ）に示すように記録体材料層
３ｂ”でおおわれる。３色目を重ねる時にはさらに同じ
ことを繰り返せば良い。ただ３色目の現像後は潜像を形
成しないので、３色目のインク２ｃには記録体材料を分
散させなくても良い。

【００２７】全色の現像が完了したら記録体３の画像は
転写ローラ５で加熱・加圧しながら記録紙４へ転写す
る。ここでは一度に転写を行なうので転写時の各色の位
置ずれはないかあっても極めて小さく、高画質のカラー
画像記録が行なえる。この転写の際、１色目や２色目の
インク２ａ、２ｂ上に記録体材料層３ｂ’、３ｂ''が形
成されていても、転写時の加熱・加圧により、簡単にイ
ンクは記録紙４へ転写する。同時に、少なくともインク
２ａ、２ｂ、２ｃに接する記録体材料層３ｂ’，３ｂ''
は幾らかが記録紙４へ転写する。転写操作後、記録体材
料層３ｂ’，３ｂ''はクリーナー６で記録体３から掻き
落され、除像ヒータ７による除像を経たのち、次の記録
サイクルに入る。

【００２８】図３は本発明方法を適用した別の装置例を
示すものである。図中、図１と同じ構成要素には同じ符
号を付してある。この装置では、潜像形成機構を１つに
したもので、記録体３が１回転する毎に一色ずつ現像が
行なわれる。全色現像が完了すると、転写、クリーニン
グが行なわれる。従って、本装置は、一色ずつ現像でき
るように、また転写、クリーニングを全色現像後に行な
えるように、現像部、転写部、クリーナーを上下あるい
は左右に移動可能とする機構を設ける必要がある。本装
置を使用する場合、少なくともインク２ａ、２ｂには記
録体材料を分散させる。本装置によれば、記録時間が多
少長くなるものの、潜像形成機構を１つにすることがで
きるので、コストが安くなる、装置の小型化が図れると
いうメリットがある。

【００２９】図４は本発明方法を適用した更に別の装置
例を示すものである。図中、図１と同じ構成要素には同
じ符号を付してある。この装置では、潜像形成手段１
ａ、１ｂ、１ｃを記録体３に対してインク２ａ、２ｂ、
２ｃの供給位置の反対側にそれぞれ対応させて設置する
ことにより、潜像形成と現像を同時に行なうようにした
ものである。このようにすると、装置の簡素化が図れる
とともに記録時間が短縮できる利点がある。

【００３０】以上本発明方法を適用した三例の装置につ
き説明したが、いずれの装置においても、１色目の現像
インクドットの位置を検出する機構を設けて、２色目以
降の潜像形成の位置を制御すれば、潜像形成時の各色の
ドット位置ずれをより一層抑えることが可能となる。こ
のような位置検出機構としては、例えばレーザーなどの
光源とフォトダイオードなどの受光素子を使って光学的
に位置を検出する方法などを使用することができる。

【００３１】

【実施例】次に実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００３２】実施例１記録体：含フッ素アクリレート材料ＴＧ−７０２（ダイ
キン工業社製）をフレオンＴＦ（三井フロロケミカル社
製）で３倍に希釈しポリイミドフィルムにコート、１３
０℃、３０分で乾燥。インク：水性顔料系インク（イエロー、マゼンタ、シア
ン）に記録体材料の微粒子エマルジョンＮＯＸＧＵＡＲ
ＤＥＸ−１２５（ＮＯＫクリューバ社製）を混合（水
性インク（色剤４ｗｔ％）とＥＸ−１２５を重量比３：
２で混合）。装置構成：図１に示したもの（実施結果）：各色の位置ずれのない高画質なカラー記
録が行なえた。

【００３３】実施例２記録体：含フッ素アクリレート材料エマルジョンＮＯＸ
ＧＵＡＲＤＥＸ−１２５（ＮＯＫクリューバ社製）を
ポリイミドフィルムにコート、１３０℃、３０分で乾
燥。インク：水性染料系インク（イエロー、マゼンタ、シア
ン）に記録体材料の微粒子エマルジョンＮＯＸＧＵＡＲ
ＤＥＸ−１２５（ＮＯＫクリューバ社製）を混合（水
性染料系インク（色剤７ｗｔ％）とＥＸ−１２５を重
量比３：２で混合）。構成：図３に示したもの（実施結果）：実施例１と同様、高画質なカラー記録が
行なえた。

【００２９】実施例３記録体：実施例１と同じインク：水性顔料系インク（イエロー、マゼンタ、シア
ン）に記録体材料の微粒子エマルジョンＮＯＸＧＵＡＲ
ＤＥＴ−１２４（ＮＯＫクリューバ社製）を混合
（（水性顔料系インク（色剤４ｗｔ％）とＥＴ−１２４
を重量比３：２で混合。）構成：図４に示したもの（実施結果）：実施例１と同様、高画質なカラー記録が
行なえた。

【００３０】

【発明の効果】本発明の方法では、記録剤として記録体
材料を分散させたものを用いるとともに、各色ごとの潜
像形成、現像が完了した後に一度に記録紙に転写を行な
うようにしたので、転写時の各色の位置ずれがないか、
あっても極めて小さい、高画質なカラー記録が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用した記録装置例を示す概略図
である。

【図２】図１の装置の動作説明図である。

【図３】本発明方法を適用した別の記録装置例を示す概
略図である。

【図４】本発明を適用した更に別の記録装置例を示す概
略図である。

【図５】一般的手法によりカラー画像を得る装置の構成
図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ潜像形成機構２ａ，２ｂ，２ｃインクの供給機構３記録体３ａ記録体基板３ｂ記録体材料層３ｂ'，３ｂ'' 記録体材料層４記録紙５転写ローラ６クリーナー７除像ランプ

フロントページの続き (56)参考文献特開平３−178478（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41L 19/00 - 19/16 B41C 1/00 - 1/16 B41M 1/00 - 5/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体と接触した状態で加熱したときに又
は加熱状態で液体と接触させたときに後退接触角が低下
する表面を有する記録体の該表面を、画像信号に応じて
選択的に加熱して潜像を形成し、顕色剤を含有する記録
剤と接触させることにより可視像を形成することからな
る工程を各色ごとに行なった後、得られた可視像を記録
紙に一度に転写する記録方法であって、前記記録剤とし
て前記記録体表面の材料と同じ材料を分散させたものを
用いることを特徴とする記録方法。
【請求項２】潜像形成に用いる液体として記録剤を用
いることにより、潜像形成と形像を一体化したことを特
徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項３】記録体が１回転する間に全色の可視像形
成工程を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載
の記録方法。
【請求項４】記録体が１回転する毎に１色の可視像形
成工程を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載
の記録方法。