(57)【要約】【課題】本発明の目的は、インクジェット印刷ユーザにとって顕著な改良となるインクカートリッジ交換コスト低減を可能とする画像形成媒体を提供することにある。【解決手段】本発明は、基材と、前記基材上に被覆、または基材に含浸された画像形成層とから成る画像形成媒体において、画像形成層が、光塩基発生剤と、カップリング剤とを含み、画像形成層を露光すると、前記光塩基発生剤が、前記カップリング剤と反応する塩基を生成し、画像が形成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材上に被覆、または基材に含浸された画像形成層とから成る画像形成媒体において、
画像形成層が、光塩基発生剤と、カップリング剤とを含み、
画像形成層を露光すると、前記光塩基発生剤が、前記カップリング剤と反応する塩基を生成し、画像が形成されることを特徴とする画像形成媒体。
【請求項２】
基材に画像形成層組成物を適用するプロセスを含む画像形成媒体を製造する方法において、
画像形成層組成物が、光塩基発生剤と、カップリング剤とを含み、
画像形成層組成物を露光すると、前記光塩基発生剤が、カップリング剤と反応する塩基を生成し、画像が形成されることを特徴とする画像形成媒体を製造する方法。
【請求項３】
基材と、
前記基材上に被覆、または基材に含浸された画像形成層とから成る画像形成媒体を提供するステップと、画像通りに前記画像形成層をＵＶ照射して露光するステップとを含む画像を形成する方法において、
前記画像形成層が光塩基発生剤とカップリング剤とを含み、
前記ＵＶ照射により、前記光塩基発生剤がカップリング剤と反応する塩基を生成し、画像が形成されることを特徴とする画像を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、紙にインクレス印刷を行うための基材、方法、および装置に関する。特に、実施の形態において、本開示は、ＵＶ光で画像形成し得る組成物を利用するインクレス印刷用紙のようなインクレス印刷基材に関する。そのような組成物は、例えば、光塩基発生剤とカップリング剤とを含み、ポリマ中に分散され、基材上に乾燥被覆物として被覆、または基材に含浸し得る。画像形成ＵＶ光の作用で、光塩基発生剤は、アミンのような塩基を生成し、塩基は、次いで、カップリング剤、例えば、アルデヒドと反応し、着色画像が形成される。他の実施の形態は、インクレス印刷基材を使用するインクレス印刷方法、およびそのような印刷を行うための装置とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷は、マーケットの面でもプロセスの面でも十分に確立した技術である。画像は、基材の上にインク滴を画像通りに噴出することによって形成される。インクジェットプリンタは、家庭とビジネスの両環境中で、特に、家庭環境でインクジェットプリンタの低コスト故に広く使用されている。インクジェットプリンタは、一般に、高品質の画像を、白黒のテキストから写真画像の範囲まで、広範囲の基材、例えば、標準オフィス紙や透明ＯＨＰ用紙や写真用紙などの上に作成することが可能である。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３，９６１，９４８号明細書
【特許文献２】米国特許第７，２０５，０８８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、低プリンタコストにもかかわらず、インクジェットカートリッジの交換コストは高く、時にはプリンタ自体のコストより高くなることもあり得る。これらのカートリッジは頻繁に交換しなければならないので、インクカートリッジの交換コストは、インクジェット印刷に関して消費者が不満とする大きな問題である。従って、インクカートリッジ交換コスト低減は、インクジェット印刷ユーザにとって顕著な改良となる。
【０００５】
本開示は、ＵＶ光で画像形成し得る組成物を利用する画像形成媒体を提供することによって、これらおよび他のニーズに対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における組成物は、光塩基発生剤とカップリング剤とを含み、ポリマ中に分散され、基材上に乾燥被覆物として被覆、または基材に含浸し得る。画像形成ＵＶ光の作用で、光塩基発生剤は、アミンのような塩基を生成し、塩基は、次いで、カップリング剤、例えば、アルデヒドと反応し、着色画像が形成される。本開示は、他の実施の形態において、インクレス印刷基材を使用するインクレス印刷方法、およびそのような印刷を行うための装置とシステムに関する。
【０００７】
従って、本開示は、インクまたはトナーを使用せずに画像を印刷するための印刷媒体、方法、およびプリンタシステムを提供する。前記印刷紙媒体は、特殊な画像形成可能組成物を有し、ＵＶ光を使用して印刷される。従って、前記印刷紙媒体を使用すれば、インクまたはトナーの交換を必要とせず、その代わりにＬＥＤのようなＵＶ光源を使用してペーパーに画像を生成するプリンタを使用して画像形成を行うことが可能である。
【０００８】
実施の形態の一つでは、本開示は、基材と、前記基材上に被覆、または基材に含浸された画像形成層とから成る画像形成媒体を提供する。前記画像形成層は、光塩基発生剤と、カップリング剤とを含む。画像形成層を露光すると、前記光塩基発生剤が、前記カップリング剤と反応する塩基を生成し、画像が形成される。
【０００９】
実施の形態の別の一つでは、本開示は、基材に画像形成層組成物を適用するステップを含む画像形成媒体を製造する方法を提供する。本方法では、前記画像形成層組成物は、光塩基発生剤と、カップリング剤とから成る。画像形成層組成物を露光すると、前記光塩基発生剤が、前記カップリング剤と反応する塩基を生成し、画像が形成される。
【００１０】
別の一つの態様では、本開示は、遷移する画像を形成する方法を提供する。本方法は、基材と、前記基材上に被覆、または基材に含浸された画像形成層とから成る画像形成媒体を提供するステップと、画像通りに前記画像形成層をＵＶ照射して露光するステップとから成る。本方法では、前記画像形成層は、光塩基発生剤とカップリング剤とを含み、前記ＵＶ照射によって、前記光塩基発生剤がカップリング剤と反応する塩基を生成し、画像が形成される。
【００１１】
本発明の画像形成は、例えば、上記の画像形成媒体と、画像通りに画像形成媒体に印刷するＵＶ照射源を備えるプリンタとを備える画像形成システムを使用して行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
一般に、多岐にわたる例示の実施の形態において、ＵＶ光で画像形成し得る組成物を利用して作製されるインクレス印刷用紙または画像形成媒体が提供される。そのような組成物は、光塩基発生剤とカップリング剤とを含み、ポリマ中に分散され、基材上に乾燥被覆物として被覆、または基材に含浸し得る。画像形成ＵＶ光の作用で、光塩基発生剤は、アミンのような塩基を生成し、塩基は、次いで、カップリング剤、例えば、アルデヒドと反応し、着色画像が形成される。従って、前記組成物は、画像形成媒体中で透明状態と着色状態の間で遷移する動きを呈する。着色状態とは、実施の形態では、例えば、可視波長が存在することを称し、同様に、無色状態とは、例えば、可視波長が完全に、または実質的に存在しないことを称する。
【００１３】
実施の形態では、画像形成媒体は、一般に、好適な基材の上に被覆、またはその基材に含浸された画像形成層、あるいは第一と第二の基材（すなわち、基材自体と上塗り層）の間にサンドイッチ構造にされた画像形成層を備える。
【００１４】
画像形成層は、紫外光線のような活性化エネルギーに曝されるとき、第一の透明状態から第二の着色状態にスイッチするどのような好適な材料も含み得る。実施の形態における着色状態変化は、可逆とし得るので、従って画像は「消去」され、画像形成媒体は、多様な手段で、例えば、画像形成反応を逆転する温度に組成物を加熱することによって、ブランクの状態に戻され、従って前記材料を元の透明の状態に戻すことが可能である。
【００１５】
実施の形態では、画像形成層を形成するため、どのような好適な組成物も使用し得る。例えば、画像形成層は、光塩基発生剤とカップリング剤とを含み、ポリマに中に分散し、基材上に乾燥被覆物として被覆、または基材に含浸し得る。この組成物では、画像形成ＵＶ光の作用で、光塩基発生剤は、アミンのような塩基を生成し、塩基は、次いで、カップリング剤、例えば、アルデヒドと反応し、着色画像が形成される。活性な画像形成剤は、画像形成層を形成するのに好適などのような媒体にも分散し得る。例えば、溶媒、溶液、ポリマ結着剤などに分散し得る。例えば、ポリマ結着剤のようなキャリアと化学的に結合し得る。例えば、マイクロカプセル化される材料の形で提供し得る。例えば、画像形成組成物を保持するために閉マトリックスに内包し得る。実施の形態では、画像形成反応は可逆にし得る。もっとも、光塩基発生剤とカップリング剤との多くの組み合わせでは、反応すると、永久的画像が形成されることの方が多い。
【００１６】
どのような好適な光塩基発生剤も使用し得る。この場合、光塩基発生剤は、ＵＶ光のような活性化エネルギーに曝されると、アミンのような塩基を生成する前駆体である。実施の形態では、前記光塩基発生剤は、ＵＶ光に曝されると、アミンを生成する。この場合、アミンはｐＨ＞７を有する塩基化合物である。
【００１７】
多岐にわたる好適な光塩基発生剤が技術的に既知であり、本明細書に記載の実施の形態に使用し得る。光塩基発生剤の例としては、ｏ−アシルオキシム、ベンゾイルオキシカルボニル誘導体、ベンゾイルカルバメートやベンゾインカルバメートのような光活性のカルバメート、ｏ−カルバモイルオキシムのようなオキシムエステル化合物、第４級アンモニウムテトラフェニルホウ酸塩のようなアンモニウム化合物、ベンゾイン化合物、ジメトキシベンジルウレタン化合物、オルソニトロベンジルウレタン化合物、芳香族系スルホンアミド、α−ラクタム、Ｎ−（２−アリールエテニル）アミド、これらの混合物などが挙げられる。これらの化合物は、一般に、ＵＶ光のような活性化エネルギービームで照射されると、塩基としてアミンを生成する。光酸発生剤と光塩基発生剤に係わる詳細なレビューは、例えば、Prog.Polym.Sci.Vol.21,1-45,1996に見出される。
【００１８】
例示のみであるが、具体的に好適な有機光塩基発生剤としては、２−ヒドロキシ−２−フェニルアセトフェノンＮ−シクロヘキシルカルバメ−ト（すなわち、Ｃ６Ｈ５Ｃ（＝Ｏ）ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）ＯＣ（＝Ｏ）ＮＨＣ６Ｈ１１）、ｏ−ニトロベンジルＮ−シクロヘキシルカルバメート（すなわち、ｏ−ＮＯ２Ｃ６Ｈ５ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣ６Ｈ１１）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ナフタレンスルホンアミド（すなわち、Ｃ１０Ｈ７ＳＯ２ＮＨＣ６Ｈ１１）、３，５−ジメトキシベンジルＮ−シクロヘキシルカルバメート（すなわち、（ＣＨ３Ｏ）２Ｃ６Ｈ５ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣ６Ｈ１１）、Ｎ−シクロへキシルｐ−トルエンスルホンアミド（すなわち、ｐ−ＣＨ３Ｃ６Ｈ５ＳＯ２ＮＨＣ６Ｈ１１）、およびジベンゾインイソホロンジカルバメートが挙げられる。
【００１９】
好適な光塩基発生剤（アミン光発生剤）の一例を以下に示す。
【化１】
2008310319.tif 000002
この図示のプロセスでは、ポリスチレンフィルム中の状態であるが、ベンゾフェノンが感光剤として作用する。水が周囲条件では存在する。
【００２０】
さらに、好適な感光剤を任意選択で光塩基発生剤と組み合わせて使用すれば、光塩基発生剤の活性化エネルギービームの感光波長帯域を拡大し得る。多岐にわたる感光剤が技術的に周知であり、本発明の実施の形態にも使用し得る。感光剤の例としては、ベンゾフェノンなどが挙げられる。しかし、実施の形態では、感光剤の使用は省略するのが望ましい。狭い波長帯域の活性化エネルギービームを使用すれば、画像形成剤を偶発的に活性化する危険を防止するのに役立つからである。
【００２１】
どのような好適なカップリング剤も使用し得る。この場合、カップリング剤とは、光塩基発生剤から生成の塩基と反応して、着色画像を生成するものである。実施の形態では、カップリング剤が光塩基発生剤から生成した塩基と反応すると、反応サイトの画像形成層が透明または無色の状態から着色状態に変化する。この場合、変化の程度および／または変化による色は、反応物のタイプと相対量に関連して定まる。
【００２２】
多岐にわたる好適なカップリング剤が技術的に既知であり、本明細書に記載の実施の形態に使用し得る。例えば、好適なカップリング剤は、光塩基発生剤から生成した無色の塩基と反応して、着色されたシッフ(Schiff)塩基化合物を生成し得るものである。この反応は、例示すると以下のように示される。
【化２】
2008310319.tif 000003
【００２３】
一般に、生成された塩基と反応すると十分に顕著なカラー変化が生じるどのようなカップリング剤も、好適である。カップリング剤の例としては、アルデヒド、ケトン、およびこれらの混合物である。例えば、使用し得る好適なアルデヒドとしては、次のものが挙げられる。すなわち、アドキサール、アニスアルデド、シマール、エチルバニリン、フロールヒドラル、ヘリオナール、ヘリオトロピン、ヒドロキシシトロネラール、コアボン、ラウリンアルデヒド、リラール、メチルノニルアセトアルデヒド、Ｐ．Ｔ．ブシナール、フェニルアセトアルデヒド、ウンデシレンアルデヒド、バニリン、２，６，１０−トリメチル−９−ウンデセナール、３−ドデセン−１−アール、α−ｎ−アミルシンナムアルデヒド、４−メトキシベンズアルデヒド、ベンズアルデヒド、３−（４−tert−ブチルフェニル）−プロパナール、２−メチル−３−（パラ−メトキシフェニルプロパナール）、２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−２（１）−シクロヘキセン−１−イル）ブタナール、３−フェニル−２−プロパナール、シス−／トランス−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエン−１−アール、３，７−ジメチル−６−オクテン−１−アール、〔（３，７−ジメチル−６−オクテニル）オキシ〕アセトアルデヒド、４−イソプロピルベンジアルデヒド、１，２，３，４，５，６，７，８−オクタヒドロ−８，８−ジメチル−２−ナフトアルデヒド、２，４−ジメチル−３−シクロヘキセン−１−カルボキシアルデヒド、２−メチル−３−（イソプロピルフェニル）プロパナール、１−デカナール、デシルアルデヒド、２，６−ジメチル−５−ヘプテナール、４−（トリシクロ〔５．２．１．０（２，６）〕−デシリデン−８）ブタナール、オクタヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデンカルボキシアルデヒド、３−エトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド、パラ−エチル−α，α−ジメチルヒドロシンナムアルデヒド、α−メチル−３，４−（メチレンジオキシ）−ヒドロシンナムアルデヒド、３，４−メチレンジオキシベンズアルデヒド、α−ｎ−ヘキシルシンナムアルデヒド、ｍ−シメン−７−カルボキシアルデヒド、α−メチルフェニルアセトアルデヒド、７−ヒドロキシ−３，７−ジメチルオクタナール、ウンデセナール、２，４，６−トリメチル−３−シクロヘキセン−１−カルボキシアルデヒド、４−（３）（４−メチル−３−ペンテニル）−３−シクロヘキセンカルボキシアルデヒド、１−ドデカナール、２，４−ジメチルシクロヘキセン−３−カルボキシアルデヒド、４−（４−ヒドロキシ−４−メチルペンチル）−３−シクロヘキセン−１−カルボキシアルデヒド、７−メトキシ−３，７−ジメチルオクタン−１−アール、２−メチルウンデカナール、２−メチルデカナール、１−ノナナール、１−オクタナール、２，６，１０−トリメチル−５，９−ウンデカジエナール、２−メチル−３−（４−tert−ブチル）プロパナール、ジヒドロシンナムアルデヒド、１−メチル−４−（４−メチル−３−ペンテニル）−３−シクロヘキセン−１−カルボキシアルデヒド、５または６−メトキシ−ヘキサヒドロ−４、７−メタノインダン−１または２−カルボキシアルデヒド、３，７−ジメチルオクタン−１−アール、���−ウンデカナール、１０−ウンデセン−１−アール、４−ヒドロキシ−３−メトキシベンズアルデヒド、１−メチル−３−（４−メチルペンチル）−３−シクロヘキセンカルボキシアルデヒド、７−ヒドロキシ−３，７−ジメチル−オクタナール、トランス−４−デセナール、２，６−ノナジエナール、パラ−トリルアセトアルデヒド、４−メチルフェニルアセトアルデヒド、２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナール、ｏ−メトキシシンナムアルデヒド、３，５，６−トリメチル−３−シクロヘキセンカルボキシアルデヒド、３，７−ジメチル−２−メチレン−６−オクテナール、フェノキシアセトアルデヒド、５，９−ジメチル−４，８−デカジエナール、ピオニーアルデヒド（６，１０−ジメチル−３−オキサ−５，９−ウンデカジエン−１−アール）、ヘキサヒドロメタノインダン−４，７−メタノインダン−１−カルボキシアルデヒド、２−メチルオクタナール、α−メチル−４−（１−メチルエチル）ベンゼンアセトアルデヒド、６，６−ジメチル−２−ノルピネン−２−プロピオンアルデヒド、パラメチルフェノキシアセトアルデヒド、２−メチル−３−フェニル−２−プロペン−１−アール、３，５，５−トリメチルヘキサナール、ヘキサヒドロ−８，８−ジメチル−２−ナフトアルデヒド、３−プロピル−ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−５−エン−２−カルバルデヒド、９−デセナール、３−メチル−５−フェニル−１−ペンタナール、メチルノニルアセトアルデヒド、１−ｐ−メンテン−ｑ−カルボキシアルデヒド、シトラール、リリアール、フロールヒドラル、メフローラル、およびこれらの混合物。他の例としては、芳香族系アルデヒド、例えば、４−ニトロ−ベズアルデヒド、２−ニトロ−ベンズアルデヒド、４−メトキシ−ベンズアルデヒドなどがある。
【００２４】
好適なケトンとしては、下記が挙げられる。すなわち、脂肪族系ケトン、環状ケトン、芳香族系ケトンで、具体的には、ブコキシム、イソジャスミン、メチル−β−ナフチルケトン、ムスクインダノン、トナリド／ムスクプラス、α−ダマスコン、β−ダマスコン、δ−ダマスコン、イソダマスコン、ダマセノン、ダマローズ、メチル−ジヒドロジャスモナート、メントン、カルボン、ショウノウ、フェンコン、α−イオノン、β−イオノン、γ−メチルの、いわゆるイオノン、フロラモン、ジヒドロジャスモン、シスジャスモン、イソＥスーパー、メチルセドレニルケトンまたはメチルセドリルオン、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、パラ−メトキシアセトフェノン、メチル−β−ナフチル−ケトン、ベンジル−アセトン、ベンゾフェノン、パラ−ヒドロキシ−フェニル−ブタノン、セレリケトンまたはリブスコン、６−イソプロピルデカヒドロ−２−ナフトノン、ジメチル−オクテノン、フレスコミント、４−（１−エトキシビニル）−３，３，５，５−テトラメチル−シクロヘキサノン、メチル−ヘプテノン、２−（２−（４−メチル−３−シクロヘキセン−１−イル）プロピル）−シクロペンタノン、１−（ｐ−メンテン−６（２）−イル）−１−プロパノン、４−（４−ヒドロキシ−３−メトキシフェニル）−２−ブタノン、２−アセチル−３，３−ジメチル−ノリボルナン、６，７−ジヒドロ−１，１，２，３，３−ペンタメチル−４（５Ｈ）−インダノン、４−ダマスコル、ヅルシニルまたはカシオン、ゲルソン、ヘキサロン、イソサイクルモンＥ、メチルシクロシトロン、メチル−ラベンダー−ケトン、オリボン、パラ−tert−ブチル−シクロヘキサノン、ベルドン、デルホン、ムスコン、ネオブテノン、プリカトン、ベルトン、２，４，４，７−テトラメチル−オクト−６−エン−３−オン、テトラメラン、ヘディオン、２−クロール−１，４−ベンゾキノンのような１，４−ベンゾキノンとその置換誘導体、１，２−ベンゾキノンとその置換誘導体、ベンゾフェノン誘導体のようなジアリール−ケトン、アセトフェノンのようなアルキル−アリールケトンとその誘導体で、任意選択で電子抜き出しまたは電子付与機能基を有しているもの、およびこれらの混合物。他の好適なケトンとしては、以下のものがある。すなわち、アセトフェノン、エチルフェニルケトンとジフェニルケトン、ベンゾフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ジメトキシアセトフェノン、キサントン、チオキサントン、ｐ−メチルアセトフェノン、プロピオフェノン、１−フェニル−１−ブタノン、イソプロピルフェニルケトン、ベンズアルデヒド、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ベンズイルメチルケトン、これらの誘導体、およびこれらの混合物。また、使用に好適なものとしては、環状ケトン、例えば、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロへプタノン、メチルシクロヘキサノン、シクロオクタノン、シクロノナノン、シクロデカノン、シクロウンデカノン、シクロドデカノン、シクロトリデカノンなどがある。
【００２５】
塩基とカップリング剤との間の反応では、水が生成されるので、画像形成された基材に熱を加えて、生成された水を除去し得る。
【００２６】
理解されることであるが、カップリング剤またはカップリング剤の混合物を適切に選択すれば、画像形成媒体にどのような色でも生成することが可能である。例えば、好適なカップリング剤を選択すれば、黄から赤に、青に、シアンに、紫に及ぶカラーを提供し得る。さらに、２種以上のカップリング剤の組み合わせを使用すれば、広範囲のカラーを提供し得る。例えば、黒またはフルカラー画像は、カップリング剤の組み合わせ、例えば、シアン、マゼンタ、およびイェローのカラーを提供するカップリング剤を選択することによって提供し得る。
【００２７】
光塩基発生剤とカップリング剤とは、通常、本開示の画像形成組成物に少量存在するときに有効であるが、それらの含有量は特には限定されない。例えば、実施の形態では、光塩基発生剤とカップリング剤とは各々、一般に、組成物の全乾燥重量（すなわち、組成物添加に使用される揮発性溶剤は除く）の約０．０１％〜約２０重量％、例えば、約０．５％〜約１０重量％または約０．８％〜約８重量％の量で存在する。
【００２８】
画像形成材（光塩基発生剤とカップリング剤）は、溶媒やポリマ結着剤などのどのような好適なキャリアにも分散し得る。好適な溶媒としては、例えば、直鎖型鎖状脂肪族炭化水素や分岐型鎖状脂肪族炭化水素があり、直鎖型または分岐型鎖状脂肪族炭化水素は約１〜約３０の炭素数を有する。例えば、ＩＳＯＰＡＲ（商標）シリーズ（エクソン社(Exxon Corporation)製造）の非極性液を溶媒として使用し得る。これらの炭化水素液はイソパラフィン系炭化水素留分の狭い沸点留分と考えられる。例えば、ＩＳＯＰＡＲ  Ｇ（商標）の沸点範囲は約１５７℃〜約１７６℃で、ＩＳＯＰＡＲ  Ｈ（商標）は約１７６℃〜約１９１℃で、ＩＳＯＰＡＲ  Ｋ（商標）は約１７７℃〜約１９７℃で、ＩＳＯＰＡＲ  Ｌ（商標）は約１８８℃〜約２０６℃で、ＩＳＯＰＡＲ  Ｍ（商標）は約２０７℃〜約２５４℃で、そしてＩＳＯＰＡＲ  Ｖ（商標）は約２５４．４°Ｃ〜約３２９．４°Ｃである。他の好適な溶剤としては、例えば、エクソン社(Exxon Corporation)から入手可能のｎ−パラフィンの組成物であるＮＯＲＰＡＲ（商標）シリーズの液体、フィリップス石油会社(Phillips Petroleum Company)から入手可能のＳＯＬＴＲＯＬ（商標）シリーズの液体、およびシェル石油会社（Shell Oil Company）から入手可能のＳＨＥＬＬＳＯＬ（商標）シリーズの液体が挙げられる。複数の溶媒から成る混合物、すなわち、溶媒システムも、所望ならば使用し得る。さらに、より極性の高い溶媒も、所望ならば使用し得る。より極性の高い溶媒の例としては、ハロゲン化溶媒、または非ハロゲン化溶媒、例えば、テトラハイドロフラン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メタノール、エタノール、キシレン、ベンゼン、エチルアセテート、ジメチルホルムアミド、シクロヘキサン、Ｎ−メチルアセトアミドなどが挙げられる。溶媒は、一種、二種、三種またはそれ以上の種類の相異なる溶媒から構成もし得る。二種またはそれ以上の種類の相異なる溶媒が存在するときは、個々の溶媒は、相等しい量で存在しても、または不均等の量で存在しても差し支えない。量の範囲としては、全溶媒の重量基準で約５％〜９０％、特に約３０％〜約５０％とし得る。
【００２９】
有機ポリマに分散し得る組成物も水性ポリマに分散し得る組成物も使用できるが、使用成分に依存して使い分けられる。例えば、水性組成物に対しては、ポリビニルアルコールが好適な適用ポリマであり、ポリメチルメタクリレートは有機物に可溶性の組成物に対して好適である。
【００３０】
ポリマ結着剤の好適な例としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなポリアルキルアクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ（スチレン−エチレン共重合体）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリアリールエーテル、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリビニル誘導体、セルロース誘導体、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸などであるが、これらに限定はされない。共重合体、例えば、ポリスチレン−アクリロニトル、ポリエチレン−アクリレート、塩化ビニリデン−塩化ビニル、酢酸ビニル−塩化ビニリデン、スチレン−アルキッド、ポリ（メタクリル酸）、ポリ〔１−２−（ヒドロキシエチル）アジリジン０〕、ポリ（Ｎ−ヒドロキシエチル）エチレンイミン、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（Ｎ−アセチル）エチレンイミン、ポリ（アクリルアミド）、ポリアリルアミン、ポリ（スチレンスルホン酸ナトリウム）も、好適な結着剤の例である。共重合体は、ブロック重合、ランダム重合、または交互重合による共重合体のいずれでもよい。いくつかの実施の形態では、ポリメチルメタクリレートまたはポリスチレンが、コストと広範な入手可能性の点で使用されるポリマ結着剤である。
【００３１】
実施の形態では、画像形成組成物を一つの形で塗布し、その後で乾燥して別の一つの形で使用することが可能である。つまり、例えば、光塩基発生剤とカップリング剤とポリマ粒子とを含む画像形成組成物を溶媒に溶解または分散してから基材に塗布または含浸し、その後に溶媒を蒸発させて乾燥層を形成することが可能である。
【００３２】
一般に、画像形成組成物は、キャリアと画像形成剤とをどのような好適な量、例えば、キャリアの重量基準で約５〜約９９．５％、例えば、キャリアの重量基準で約３０〜約７０％、そして画像形成剤の重量基準で約０．０５〜約５０％、例えば、画像形成剤の重量基準で約０．１〜約５％の量で含み得る。
【００３３】
画像形成層を画像形成媒体基材に適用するためには、画像形成層組成物をどのような好適な方法で適用してもよい。例えば、画像形成層組成物を好適な溶媒またはポリマ結着剤とともに混合し、塗布し、後で硬化したり、または乾燥したりして所要の層を形成し得る。さらに、画像形成層組成物を、別個の明確な層として支持基材に被膜するように適用し得るし、あるいは支持基材に含浸させるように適用し得る。
【００３４】
画像形成媒体は、支持基材と画像形成層とから成り、支持基材の少なくとも一面に画像形成層を被覆、または含浸したものとし得る。所望に応じて、基材の一面のみ、あるいは両面に画像形成層を被覆、または含浸し得る。画像形成層が両面に被覆、または含浸されるとき、あるいは画像のより高い可視性が所望されるとき、支持基材と画像形成層（複数を含む）との間に、または被覆された画像形成層から見て支持基材の反対側に不透明な層を設け得る。従って、例えば、一面が画像形成媒体であることが所望される場合は、画像形成媒体は、支持基材の一面に画像形成層が被覆、または含浸され、他の面に不透明層、例えば、白色層が被覆された支持基材を備え得る。また、画像形成媒体は、支持基材の一面に画像形成層が被覆、または含浸され、基材と画像形成層との間に不透明層を有する支持基材を備え得る。両面が画像形成媒体であることが所望される場合は、画像形成媒体は、支持基材の両面に画像形成層が被覆、または含浸され、二枚の被覆された画像形成層の間に挟み込まれた少なくとも一枚の不透明層を有する支持基材を備え得る。もちろん、所望ならば、別個の支持基材と不透明層との組み合わせの代わりに、それ自体が不透明の支持基材、例えば、従来のペーパーを使用することもできる。
【００３５】
どのような好適な支持基材も使用し得る。例えば、支持基材の好適な例としては、ガラス、セラミック、木材、プラスチック、紙、布、織物、ポリマフィルム、無機基材、例えば、金属などが挙げられるが、これらに限定はされない。プラスチックとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホンのようなプラスチック製フィルムがある。紙としては、例えば、ゼロックス（XEROX）（登録商標）４０２４のような普通紙、罫線付ノートブック紙、ボンド紙、シャープ社シリカ被覆紙のようなシリカ被覆紙、十条紙などがある。基材は、単一層でも多重層でもよく、個々の層が、同一材質でも相異なる材質でも差し支えない。実施の形態では、基材は、例えば、０．３ｍｍ〜約５ｍｍの範囲の厚さを有する。もっとも、所望なら、これより薄いのも厚いのも使用し得る。
【００３６】
不透明層が画像形成媒体に使用されるとき、どのような好適な材料でも使用し得る。例えば、白い紙のような外観が所望ならば、不透明層は、二酸化チタン、または他の好適な材料、例えば、酸化亜鉛、無機炭酸塩などのような薄い被膜から形成し得る。不透明層は、例えば、約０．０１ｍｍ〜約１０ｍｍ、例えば、約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの厚さを有し得る。もっとも他の厚さも使用し得る。
【００３７】
所望ならば、上塗り層も、被覆された画像形成層の上に成膜し得る。この上塗り層は、下地となっている層を基材の上にしっかりと接着することによって、耐摩耗性の付与、外観や感触の改善などを行うために適用し得る。上塗り層は、基材層と同じ材質でも相異なる材質でも差し支えない。もっとも、実施の形態では、上塗り層と基材層の少なくとも一層は、クリアで、透明とし、形成された画像が見えるようにする。上塗り層は、例えば、約０．０１ｍｍ〜約１０ｍｍ、例えば、約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの厚さを有し得る。もっとも、他の厚さも、使用し得る。しかし、実施の形態では、上塗り層は使用されない。画像形成ステップの際に生成した水を、画像形成の後の加熱ステップで容易に蒸発させるためである。
【００３８】
画像形成剤が基材上に被覆、または基材に含浸される実施の形態では、被覆または含浸は、技術に利用可能のどのような好適な方法によっても実施し得る。被覆または含浸方法は、特には限定されない。例えば、画像形成剤を基材上に被覆、または基材に含浸するには、画像形成剤組成物の溶液中に基材を浸漬して成膜して次いで必要な乾燥を行ったり、あるいは基材を画像形成組成物で塗布したりして実施し得る。同様に、保護被膜も同様な方法で適用し得る。
【００３９】
方法という点では、本開示は、基材を備える画像形成媒体と、光塩基発生剤とカップリング剤とを含む画像形成層とを提供するステップを含むものである。そのような組成物は、ポリマ中に分散し、基材上に乾燥被覆物として被覆、または基材に含浸し得る。画像形成ＵＶ光の作用で、光塩基発生剤は、アミンのような塩基を生成し、塩基は、次いで、カップリング剤、例えば、アルデヒドと反応し、着色画像が形成される。
【００４０】
書き込みプロセスでは、画像形成媒体は、適切な活性化波長を有する画像形成光、例えば、発光ダイオードのようなＵＶ源または可視光源に対して、画像通りに露光される。画像形成光は、十分なエネルギーを光塩基発生剤に供給し、アミンのような塩基を生成させる。すると、塩基は次いで、カップリング剤、例えば、アルデヒドと反応し、着色画像が、画像形成位置に生成される。画像形成媒体の特定の位置に照射される光のエネルギー量は、その位置で生成された色の強度または度合いに影響し得る。つまり、例えば、より弱い強度の画像を形成するには、より小さい量のエネルギーをその位置に供給し、従って、より少量の塩基を生成させて行い得るし、一方、より強い強度の画像を形成するには、より大きい量のエネルギーをその位置に供給し、従って、より大量の塩基を生成させて行い得る。好適なカップリング剤の選択がブラックまたは他の着色画像の提供目的に行われているとき、画像形成媒体の特定の位置に照射される光のエネルギー量変化に伴って、グレースケールの画像形成が可能となり、一方、他の好適なカップリング剤を選択すれば、フルカラーの画像形成が可能となる。
【００４１】
遷移する画像を形成するために使用される画像形成光は、どのような好適な既定の波長範囲、例えば、単一波長、またはある帯域の波長を有し得る。多岐にわたる実施の形態の例で使用される画像形成光は、単一波長、または狭い範囲の帯域の波長を有する紫外線（ＵＶ）光である。ＵＶ光波長は、約２００ｎｍ〜約４７５ｎｍの範囲、例えば、約３６５ｎｍの単一波長または約３６０ｎｍ〜約３７０ｎｍの帯域を有する波長から選択される。画像形成には、画像形成媒体は、約１０ミリ秒〜約５分、特に約３０ミリ秒〜約１分の範囲の時間で画像形成光に曝し得る。画像形成光は、約０．１ｍＷ／ｃｍ２〜約１００ｍＷ／ｃｍ２、特に約０．５ｍＷ／ｃｍ２〜約１０ｍＷ／ｃｍ２の範囲の強度とし得る。
【００４２】
多岐にわたる実施の形態の例では、既定の画像に対応する画像光は、例えば、コンピュータまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイスクリーンを使用して形成でき、画像を画像形成媒体上に形成するには、所望の時間だけＬＥＤスクリーン上にまたはその近くに前記媒体を設置することによって行われる。他の実施の形態の例では、ＵＶラスタアウトプットスキャナ（ＲＯＳ）を使用して、画像通りのパターンでＵＶ光を発生し得る。この実施の形態は、例えば、他は従来のようであるが、印刷される画像を形成するにはコンピュータ駆動が可能なプリンタ装置に特に適用し得る。すなわち、このプリンタは、一般に、従来のインクジェットプリンタに対応するものでよいが、相違は、画像通りにインク滴を噴出するインクジェット印刷ヘッドが、画像通りに画像形成媒体を露光する好適なＵＶ光印刷ヘッドと置き換え得るということだけである。この実施の形態では、インクカートリッジ交換は最早旧式化し、不要となる。書き込みはＵＶ光源使用で行われるからである。他の好適な画像形成技法としては、限定はしないが、マスクを通じ画像形成媒体の上にＵＶ光を照射する方法や光ペンを使用するなどして画像通りに画像形成媒体の上にＵＶ光をピンポイント照射する方法などがある。
【００４３】
塩基とカップリング剤との反応で、水が副生物として生成されるので、画像形成されたプリント基材にポスト画像形成加熱ステップを適用し得る。この加熱ステップは、生成された水を部分的または全部蒸発または追い出すのに採用し得る。水が残っていると、逆反応を起こす恐れがあるので、水は、画像形成されたプリント基材から蒸発させるのが望ましい。そのような加熱ステップは、どのような好適な方法でも、どのような好適な加熱装置、例えば、輻射ヒータ、加熱圧力ロールなどを使用して行い得る。この装置では、画像形成されたプリント基材は、約１００℃〜約３００℃以上、例えば、約１００℃または約１１０℃または約１２０℃から約１５０℃または約１７５℃または約２００℃の温度に加熱される。加熱は、どのような好適かつ望ましい時間だけ行い得るが、約５０ミリ秒〜約１０秒の加熱時間があれば、通常十分である。
【００４４】
実施の形態では、ＵＶ光露出で形成された画像は永久的であり、従来のインク印刷の文書と大差ない。すなわち、形成された塩基とカップリング剤との反応は、画像形成媒体では可逆ではないので、画像が逆反応で消去されることはあり得ない。しかし、光塩基発生剤とカップリング剤とを適切に選択すれば、例えば、熱や光などを適用することで反応を可逆とし、従って画像を消去し得るということも考えられる。
【００４５】
多岐にわたる実装の例に基づいて述べると、見る人に画像を可視化させる色のコントラストは、例えば、二種、三種、またはそれ以上の種類の相異なる色の間のコントラストと考え得る。「色」という用語は、色相、明度、および飽和度といった多くのカラー要素を包含するものと考え得るので、二つの色が少なくとも一つのカラー要素で相異なれば、一方の色は他方の色とは相異なるとし得る。例えば、同じ色相と飽和度を有するが、明度が相異なる二つの色は、互いに相異なる色と考えられることになる。どのような好適な色も、例えば、レッド、ホワイト、ブラック、グレー、イェロー、シアン、マゼンタ、ブルー、バイオレットの色も、画像がユーザの肉眼に可視化される限りでは色のコントラストを作るのに使用し得る。しかし、所望の最大の色コントラストという点では、望ましい色コントラストは、明るい、または白い背景上のダークグレーまたはブラックの画像、例えば、白い背景上のグレー、ダークグレーまたはブラックの画像であり、あるいは明るいグレーの背景上のグレー、ダークグレーまたはブラックの画像である。
【００４６】
多岐にわたる実施の形態の例では、色コントラストは、変化し得るもので、例えば、見ている時間の間に褪色することもある。しかし、「色コントラスト」という語句は、ユーザに画像を認識させるに十分な色コントラストのどんな程度も包含するものとし得る。見ている時間の間に色コントラストが変化しようが、一定であろうが色コントラストであることに変わりはないのである。
【実施例】
【００４７】
実施例を以下に記載する。実施例は、本開示を実施するのに利用し得る相異なる組成と条件とを説明するものである。比率はすべて特記なき限り重量基準である。しかし、明らかなことであるが、本開示は、多くのタイプの組成物で実施可能であり、上記に記載の開示に基づいて、そして以下に指摘されるように、多くの相異なる用途を有し得る。
【００４８】
＜実施例１−白色背景、シアン色画像＞
画像形成媒体を、ペーパー基材に画像形成組成物を被覆することによって作製する。画像形成組成物は、カップリング剤としての２−クロロ−１，４−ベンゾキノンと光反応塩基発生剤としてのＯ−アシルオキシムとを、溶媒としてのテトラヒドロフラン中に溶解したポリメチルメタクリレート含有の溶液中で混合することによって調製する。ゼロックス(Xerox)４０２４ホワイトペーパーを、ブレードを使用し、ギャップは５ミルでこの溶液で被覆する。同ペーパーは室温条件で乾燥させるか、または約５０℃に加熱して急速蒸発を行わせる。被覆層の成分は、ＵＶ露光下では次のように反応する。
【化３】
2008310319.tif 000004
【００４９】
最初、ペーパー基材は白色である（シッフ塩基は存在しない）。ＵＶ光に曝すと、アミンが生成する。ＵＶ光はＵＶＬＥＤ印刷バーから発生させる。ＵＶ露光によって、アミン（１）が生成し、これは、次いでカップリング剤（２）と反応し、シアン着床の原因物質であるシッフ塩基化合物（３）を生成する。印刷された画像は、ペーパー上で安定（永久的プリント）である。