(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱状態でかつ液体と接触させた時に後退接触角が低下し、かつ、液体と非接触状態で加熱した時に後退接触角が上昇する表面特性をもつ記録体を有し、該記録体表面に発生する摩擦熱の蓄積を抑制する手段を有する記録装置において、前記記録体は少なくとも記録層と基板を含むとともに前記記録層と前記基板の間に高熱容量材料層を有し、該高熱容量材料層はその片面もしくは両面に凹凸を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
加熱状態でかつ液体と接触させた時に後退接触角が低下し、かつ、液体と非接触状態で加熱した時に後退接触角が上昇する表面特性をもつ記録体を有し、該記録体表面に発生する摩擦熱の蓄積を抑制する手段を有する記録装置において、中間転写体を有し、該中間転写体の表面が高熱容量材料よりなることを特徴とする記録装置。
【請求項３】
加熱状態でかつ液体と接触させた時に後退接触角が低下し、かつ、液体と非接触状態で加熱した時に後退接触角が上昇する表面特性をもつ記録体を有し、該記録体表面に発生する摩擦熱の蓄積を抑制する手段を有する記録装置において、中間転写体を有し、該中間転写体は表面が弾性体よりなるとともに、該表面に高熱容量薄膜が形成されていることを特徴とする記録装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載された記録装置において、前記中間転写体は内部を中空とした円筒形を成しており、かつ、その内壁が凹凸を有することを特徴とする記録装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された記録装置において、前記記録体表面を冷却する機構を有することを特徴とする記録装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれかに記載された記録装置において、前記中間転写体を冷却する機構を有することを特徴とする記録装置。
【請求項７】
請求項４に記載された記録装置において、前記中間転写体内部に冷却機構を有することを特徴とする記録装置。
【請求項８】
請求項１に記載された前記記録体と、請求項２乃至４のいずれかに記載された前記中間転写体と、前記記録体を冷却する機構、及び前記中間体を冷却する機構とを組み合わせて構成したことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷機、プリンター等の画像形成装置、より詳細には、画像形成中の記録体表面に発生する摩擦熱の蓄積を抑制する手段を有する記録装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、印刷機等の画像形成装置においては、記録体上にインクを塗布し画像形成した後、直接記録媒体へ転写、もしくは中間転写体へ転写した後記録媒体へ転写し画像形成を行っている。この画像形成装置において、現像された記録体より記録媒体または中間転写体へ転写を行う際、僅かながら擦りが発生し摩擦熱が発生する。
【０００３】
特開平８−２７６６６３号公報で提案された画像形成法においては、記録体全面を予め液体に接触した状態で加熱し、記録体がインク等の液体に対し親液性を示す状態（以下、親インク状態と記す）とし、画像情報に応じて非画像部のみを接触部材の非存在下で選択的に加熱することで記録体表面に画像情報を記録するものを提案している。
【０００４】
特開平８−２７６６６３号公報では、記録体全面を親インク状態とするための加熱温度は、記録体の後退接触角が低下し始める臨界温度以上としている。この時、記録体基板の温度も臨界温度以上になっているため、液体接触加熱後直ちに液体を除去したときには、記録体基板の温度が臨界温度以上のままである。このため、液体不存在下で記録体を加熱することになり、記録体表面が再び撥インク状態にもどる恐れがある。
【０００５】
一般に画像形成を行う場合、記録体と記録媒体または中間転写体との間に擦りが生じ、摩擦熱が発生することが知られている。前記記録体を使用する場合、この時発生する摩擦熱によって記録体表面が加熱され、親インク状態となっている個所が撥インク状態に戻る可能性があり、しいては画像劣化の原因となりうる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１の発明の目的は、記録体表面に発生する摩擦熱を低減し、記録体の放熱特性を向上させることである。
請求項２，３の発明の目的は、中間転写体の吸熱特性を向上させることである。
請求項４の発明の目的は、中間転写体の吸熱特性を向上させることに加え、放熱特性を向上させることである。
請求項５の発明の目的は、記録体表面の温度を低下させることである。
請求項６，７の発明の目的は、中間転写体表面の温度を低下させることである。
請求項８の目的は、記録体表面の温度をより効率的に低下させることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、加熱状態でかつ液体と接触させた時に後退接触角が低下し、かつ、液体と非接触状態で加熱した時に後退接触角が上昇する表面特性をもつ記録体を有し、該記録体表面に発生する摩擦熱の蓄積を抑制する手段を有する記録装置において、前記記録体は少なくとも記録層と基板を含むとともに前記記録層と前記基板の間に高熱容量材料層を有し、該高熱容量材料層はその片面もしくは両面に凹凸を有する記録装置である。
【００１３】
請求項２の発明は、加熱状態でかつ液体と接触させた時に後退接触角が低下し、かつ、液体と非接触状態で加熱した時に後退接触角が上昇する表面特性をもつ記録体を有し、該記録体表面に発生する摩擦熱の蓄積を抑制する手段を有する記録装置において、中間転写体を有し、該中間転写体の表面が高熱容量材料よりなる記録装置である。
【００１４】
請求項３の発明は、加熱状態でかつ液体と接触させた時に後退接触角が低下し、かつ、液体と非接触状態で加熱した時に後退接触角が上昇する表面特性をもつ記録体を有し、該記録体表面に発生する摩擦熱の蓄積を抑制する手段を有する記録装置において、中間転写体を有し、該中間転写体は表面が弾性体よりなるとともに、該表面に高熱容量薄膜が形成されている記録装置である。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載された記録装置において、前記中間転写体は内部を中空とした円筒形を成しており、かつ、その内壁が凹凸を有する記録装置である。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された記録装置において、前記記録体表面を冷却する機構を有する記録装置である。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載された記録装置において、前記中間転写体を冷却する機構を有する記録装置である。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項４に記載された記録装置において、前記中間転写体内部に冷却機構を有する記録装置である。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１に記載された前記記録体と、請求項２乃至４のいずれかに記載された前記中間転写体と、前記記録体を冷却する機構、及び前記中間体を冷却する機構とを組み合わせて構成した記録装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実際の印刷機、プリンタ等の画像形成装置においては、僅かながら記録体と記録媒体もしくは中間転写体との間に擦りが生じ、摩擦熱が生じることが知られている。一方、特開平８−２７６６６３号公報で提案された画像形成法においては、親インク状態に必要な加熱臨界温度（Ｔ１）と撥インク状態に必要な加熱臨界温度（Ｔ２）は大体一致している（Ｔ１＝Ｔ２）。この時発生する摩擦熱は、局所的な領域に限定され、このため記録体表面が加熱される。
従って、表面温度がＴ２以上に達したとき、摩擦熱が発生した領域が親インク状態であった場合、その領域は空気中で加熱を行ったと同様の状態となり、撥インク状態となり、前記のような摩擦熱による形成画像の劣化の問題が生じてしまう。言い換えるならば、記録体表面の擦りにより発生した摩擦熱によって画像劣化が促進されるということである。
従って、擦りによって発生する摩擦熱による記録体表面の温度上昇を、Ｔ２以下に抑えれば、記録体表面の物理的損傷がない限り画像劣化は起こらない。
【００２１】
この発明は以下に説明するように、擦りによって発生した摩擦熱を分散、低減する記録装置に関する。
上記記録体はサーマルヘッド，半導体レーザ等熱素子による書き込みを行うので、熱・圧力・擦りに対して十分な強度を持っている必要がある。望ましくは１００℃以下で変形せず、１００ｋｇ以下の荷重に対して変形、変質しない部材を用いる。使用する高熱容量部材に関しても同様な性質が求められ、高温望ましくは１００℃以下で相変化しない材質を用いる。
【００２２】
図１は、本発明の第１関連発明を説明するために記録体の一部を示した図である。
記録体１０は、基板１と、基板１上に形成された記録層２と、その裏面に形成された高熱容量薄膜、望ましくはアルミニウム、鉄などの金属薄膜３によって構成される。高熱容量薄膜を形成することによって、記録体の熱伝導特性が向上し、熱容量もまた高めることができる。この結果、記録体表面に局所的に発生した摩擦熱は、その周囲に分散され全体として記録体表面温度をＴ２以下に抑えることができる。
【００２３】
図２は、本発明の第２関連発明を説明するために記録体の一部を示した図である。
記録体１０は高熱容量材料製基板３、望ましくは先述の金属製基板１と記録層２より構成される。高熱容量材料製基板３を使用することより、記録体１０の熱容量を高めることができ、更に記録層２と直に接触しているため熱伝導特性に優れている。また金属基板の場合、記録体は剛性が高いため、図１の場合と比較して、記録体の厚みを薄くすることができる。
【００２４】
図３は、本発明の第３関連発明を説明するために記録体の一部を拡大して示した図であって、高熱容量材料製基板３と記録層２よりなる記録体１０において、高熱容量材料製基板３の裏面（記録層の形成されていない側）に凹凸５を形成したものである。これによって記録体全体の表面積が増加するため、放熱特性が向上する。高熱容量材料製基板３の表面（記録層の形成されている側）に凹凸を形成した場合、記録層２との接触面積が増加し、記録層表面で発生した摩擦熱の放熱特性が向上する。また、凹凸形状は図示したものに限るものではなくいかなる形状でもよい。
【００２５】
図４は、本発明の第４関連発明を説明するために記録体の一部を拡大して示した図である。記録層２と基板１の間に高熱容量材料、望ましくは先述の金属材料よりなる中間層６を設けることにより、熱伝導特性、熱容量を向上させたものである。
記録層２より吸収された摩擦熱は、中間層６によって分散され、局所的な蓄熱は起こらない。従って熱による画像劣化が起こる確率は低減される。
【００２６】
図５は、請求項１に係る発明を説明するために記録体の一部を拡大して示した図である。記録層２と基板１の間の高熱容量材料層（中間層）６、望ましくは先述の金属材料層の記録層側に凹凸７を形成したものである。これによって、記録層２との接触面積が増加する。この結果記録層の放熱特性を向上させることができる。
【００２７】
図６は、請求項２に係る発明を説明するために記録体と中間転写体を示す図である。請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明における記録体に中間転写体１１を付加した構成であって、中間転写体が高熱容量材料、望ましくは前記の金属材料よりなる場合、記録体表面に発生した摩擦熱は吸収され、記録層の蓄熱を低減させることができる。
【００２８】
図７は、請求項３に係る発明を説明するために、記録体と中間転写体を示す図である。請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明における記録体に中間転写体１１を付加した構成であって、印刷機等において、中間転写体として用いられているブランケットは弾性体１３により構成されている（図７（Ａ））。しかし一般に弾性体は熱伝導性、熱容量が共に低く、記録体表面の摩擦熱を十分に吸収することができない。そこで、図７（Ｂ）のように弾性体表面に高熱容量薄膜、望ましくは先述の金属薄膜１２を形成することによって、熱伝導性、熱容量を向上させ、記録体表面の放熱特性を向上させることができる。
【００２９】
図８は、請求項４に係る発明を説明するために、中間転写体の一部を拡大して示した図で、図示しない円筒形中間転写体１１の部分拡大図である。請求項２，３の発明の記録装置によれば、記録体表面で発生した摩擦熱は中間転写体に吸収され蓄積される。そこで円筒形の中間転写体１１内面に凹凸を形成することによって、吸収された熱の放出が促進され、より長時間にわたって記録体表面の摩擦熱を吸収し続けることができる。
【００３０】
図９は、請求項５に係る発明を説明するための図で、記録体表面を冷却するためにエアノズル３０を取り付けた例である。擦りによる画像劣化は、摩擦熱によって記録体１０の表面温度が、撥インク状態に必要な加熱臨界温度Ｔ２を超えることによるものである。従って、記録媒体もしくは中間転写体１１と接触する以前に、記録体１０の表面を十分に冷却すれば、擦りにより上昇した記録体表面の温度を臨界加熱温度Ｔ２以下に抑えることができ、画像劣化は起こらない。
図９では最も簡便と思われるエアノズル３０による空冷法によって、記録体表面を冷却する方法を示している。記録体表面が十分に冷却されるのであれば、冷却法はこれに限るものではない。
【００３１】
図１０は、請求項６に係る発明を説明するための図で、中間転写体１１の表面を冷却する方法を示している。記録体１０表面より吸収された摩擦熱は、熱伝導性、熱容量に優れた材料、望ましくは先述の金属材料よりなる中間転写体１１に吸収される。吸収された熱を放出するために、図１０ではエアノズル３０による空冷法によって、中間転写体１１を冷却する方法を示している。中間転写体１１が十分に冷却されるのであれば、冷却法はこれに限るものではない。
【００３２】
図１１は、請求項７に係る発明を説明するための図であって、請求項６で用いたエアノズル３０を中空の中間転写体１１の内部に収納した例である。その効果については請求項６の発明のそれと同様である。
【００３３】
図１２は、請求項８に係る発明を説明する図であって、一例として図５について説明した記録体（図示せず）と、図１１について説明した中間転写体冷却用エアノズル３０を組み合わせた例である。それぞれの効果については既述であるので省略するが、それぞれを個別に用いた場合と比較して、より高い放熱、冷却効果が得られる。また組み合わせに関しては、装置構成に矛盾が生じない限りあらゆる組み合わせが可能である。
【００３４】
以下は、前記各関連発明及び請求項に係る発明の実施例についての実験結果である。
それぞれの結果からも明らかなように、本発明によれば摩擦熱の蓄積が有効に抑制されるため、それによる画像の劣化は認められない。
共通実験条件
評価法は一定枚数印刷後、画像劣化の有無により判定する。
インク：市販オフセットインク
記録媒体：Ａ４普通紙
標準実験
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
【００３５】
【表１】
0003604272.tif 000002
【００３６】
実施例１（第１関連発明）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
高熱伝導性基板：アルミニウム（１μｍ及び５μｍ）
【００３７】
【表２】
0003604272.tif 000003
【００３８】
実施例２（第２関連発明）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
高熱伝導性基板：アルミニウム（０.１ｍｍ）
【００３９】
【表３】
0003604272.tif 000004
【００４０】
実施例３（第３関連発明）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
高熱伝導性基板（裏面溝付き）：アルミニウム（０.５ｍｍ）
溝間隔：０.５ｍｍ
溝深さ：０.４ｍｍ
【００４１】
【表４】
0003604272.tif 000005
【００４２】
実施例４（第４関連発明）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
高熱伝導性中間層：アルミニウム（５μｍ）
【００４３】
【表５】
0003604272.tif 000006
【００４４】
実施例５（請求項１）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
高熱伝導性中間層（表面溝付き）：アルミニウム（５μｍ）
溝間隔：５μｍ
溝深さ：３μｍ
【００４５】
【表６】
0003604272.tif 000007
【００４６】
実施例６（請求項２）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
中間転写体
高熱伝導性中間転写体：アルミニウム（Φ１８０ｍｍ、鏡面仕上げ）
【００４７】
【表７】
0003604272.tif 000008
【００４８】
実施例７（請求項３）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
中間転写体
ブランケット：ニトリルゴム（２ｍｍ）
ブランケット胴：アルミニウム（Φ１８０ｍｍ）
【００４９】
【表８】
0003604272.tif 000009
【００５０】
実施例８（請求項４）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
中間転写体
ブランケット：ニトリルゴム（２ｍｍ）
ブランケット胴：アルミニウム（外径１８０ｍｍ、内径１７０ｍｍ）
溝間隔：２ｍｍ
溝深さ：２ｍｍ
【００５１】
【表９】
0003604272.tif 000010
【００５２】
実施例９（請求項５，６，７）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
中間転写体
ブランケット：ニトリルゴム（２ｍｍ）
ブランケット胴：アルミニウム（Φ１８０ｍｍ）
【００５３】
【表１０】
0003604272.tif 000011
【００５４】
実施例１０（請求項８）
記録体構成
記録層：ウレタン＋フッ素樹脂（１μｍ）
基板：ＰＥＴ（０.１ｍｍ）
高熱伝導性中間層（表面溝付き）：アルミニウム（５μｍ）
溝間隔：５μｍ
溝深さ：３μｍ
中間転写体
ブランケット：ニトリルゴム（２ｍｍ）
ブランケット胴：アルミニウム（外径１８０ｍｍ、内径１７０ｍｍ）
【００５５】
【表１１】
0003604272.tif 000012
【００５６】
【発明の効果】
請求項１に対応する効果：擦りにより発生する摩擦熱によって、親インク状態となっている記録体表面が撥インク状態に戻ることを防ぎ、効果的に摩擦熱を吸収、分散させることができる。また、高熱容量材料層が凹凸を有するので、より効率的に摩擦熱を吸収、分散させることができる。
請求項２，３に対応する効果：記録体自身を変更することなしに、記録層上に局所的に発生した摩擦熱を吸収、分散させることができる。
請求項４に対応する効果：中間転写体の内壁が凹凸を有するので、請求項７，８の発明と比較して、より効率的に摩擦熱を吸収、分散させることができる。
請求項５に対応する効果：効率的に摩擦熱を吸収、分散させることができ、同時に、冷却機構として、例えばエアノズルを採用すれば、記録体表面に付着した細粉、塵挨を強制的に除去することができる。
請求項６に対応する効果：請求項２乃至４の発明と比較して、より効率的に摩擦熱を吸収、分散させることができる。
請求項７に対応する効果：中間転写体内部に冷却機構を有するため、請求項６の発明と比較して、装置全体の構成をより小さくすることができる。
請求項８に対応する効果：より効率的に摩擦熱を吸収、分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１関連発明の記録装置の記録体の一部を示す図である。
【図２】第２関連発明の記録装置の記録体の一部を示す図である。
【図３】第３関連発明の記録装置の記録体の一部の拡大図である。
【図４】第４関連発明の記録装置の記録体の一部の拡大図である。
【図５】請求項１に係る記録装置の記録体の一部の拡大図である。
【図６】請求項２に係る記録装置の記録体と中間転写体を示す図である。
【図７】請求項３に係る記録装置の記録体と中間転写体を示す図である。
【図８】請求項４に係る記録装置の中間転写体の一部の拡大図である。
【図９】請求項５に係る記録装置の記録体、中間転写体及びエアノズルを示す図である。
【図１０】請求項６に係る記録装置の記録体、中間転写体及びエアノズルを示す図である。
【図１１】請求項７に係る記録装置の記録体、中間転写体及びエアノズルを示す図である。
【図１２】請求項８に係る記録装置の記録体、中間転写体及びエアノズルを示す図である。
【符号の説明】
１…基板、２…記録層、３…金属基板（薄膜）、５…凹凸、６…金属層（中間層）、７…凹凸、１０…記録体、１１…中間転写体、１２…金属薄膜、１３…弾性体、３０…エアノズル。
【図１】
0003604272.tif 000013
【図２】
0003604272.tif 000014
【図３】
0003604272.tif 000015
【図４】
0003604272.tif 000016
【図５】
0003604272.tif 000017
【図６】
0003604272.tif 000018
【図７】
0003604272.tif 000019
【図８】
0003604272.tif 000020
【図９】
0003604272.tif 000021
【図１０】
0003604272.tif 000022
【図１１】
0003604272.tif 000023
【図１２】
0003604272.tif 000024