JP2002268288A - 画像形成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多量の種類と生産量の多い顕像体＝現像剤を
活用できるようにし、色調等の画質改良と現像剤の低コ
スト化が図れ、且つ地汚れのない画質が提供できる画像
形成方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 電子写真装置によって潜像が形成される
潜像体に付着し画像を形成する顕像体として、エネルギ
ーを与えられる前、常温では流動体で、エネルギーの照
射により該流動体の粘性が高まる性質を有する着色顕像
体を用い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、プリンター、ＦＡ
Ｘ、複合複写機等の画像形成方法及び装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】特開平１１−７３０２７号公報には、常
温では固体であり、加熱及び冷却により溶融と固化を繰
り返す現像剤(顕像体)を溶融状態で現像層担持体に塗布
する塗布手段と、現像層担持体に塗布した溶融現像剤が
作像のための現像領域に達する前に溶融現像剤を固化さ
せる冷却手段を有し、現像領域で固化した現像剤を潜像
担持体と接触させて潜像を現像する作像方法が記載され
ている。この公報には、現像層担持体上に塗布された現
像剤は独立した微小パターンの集合体により形成された
り、表面に独立した微小凹パターンが形成されたグラビ
アローラの凹部分に現像剤を詰めて、現像剤を数μｍの
厚みで、３０φμｍ以下程度の薄膜ペレット状の現像剤
形状にして現像に供することが概略として記載されてい
る。

【０００３】しかし、前述の特開平１１−７３０２７号
公報に記載されている、常温では固体であり、加熱と冷
却により溶融と固化状態になる溶融インク＝現像剤は、
活用できる製品のインクが制限され、カラー作像装置を
構成する場合は色調等の制限があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の欠点を改善し、多量の種類と生産量の多い顕
像体＝現像剤を活用できるようにし、色調等の画質改良
と現像剤の低コスト化が図れ、且つ地汚れのない画質が
提供できる画像形成方法及び装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、色調
等の画質改良と現像剤の低コスト化が図れるように、顕
像体（以下、現像剤ともいう）に、常温では少なくとも
現像層担持体に塗布される程度の流動性を有する液状の
もの、例えば印刷で使用されるインク程度の流動性を有
するものを使用する。現像剤となるこのインクは常温で
は流動性を有する液体状であるが、エネルギーをインク
に照射することで、粘性が常温流動状態から高粘度側に
変化する。エネルギー照射前の現像剤は物質と接触する
と濡れにより至るところに付着するが、エネルギー照射
後の現像剤は高粘度になることで表面が固めになり、潜
像担持体（以下、感光体）等の材料と接触しても付着す
ることがなくなる。高粘度になった現像剤を、電子写真
装置における静電荷により潜像が形成された感光体に現
像剤を接触させると、静電荷の有無による現像剤の付
着、非付着が生じるようになる。このような性質を有す
る現像剤を小さなドット形状の薄膜に形成すると、地汚
れがなく、色調も印刷インクが有する特性が表現できる
画質が得られる。

【０００６】すなわち上記課題は、本発明の（１）「電
子写真装置によって潜像が形成される潜像体に付着し画
像を形成する顕像体として、エネルギーを与えられる
前、常温では流動体で、エネルギーの照射により該流動
体の粘性が高まる性質を有する着色顕像体を用いること
を特徴とする画像形成方法」、（２）「電子写真装置に
よって潜像が形成される潜像体に付着し画像を形成する
顕像体が、エネルギーを与えられる前、常温では流動体
で、エネルギーの照射により該流動体の粘性が高まる性
質を有する着色顕像体であり、該顕像体を潜像担持体と
接触させて潜像を現像する工程前に、顕像体を薄層に保
持し潜像担持体に接触させる現像層担持体を有し、現像
層担持体に顕像体を塗布する塗布工程を有することを特
徴とする画像形成方法」、（３）「前記現像層担持体に
前記顕像体を塗布する塗布工程後でかつ潜像を現像する
工程前に、顕像体の粘性が高まるエネルギーを与える工
程を有することを特徴とする前記第（２）項に記載の画
像形成方法」、（４）「潜像を現像する工程前でかつ前
記顕像体の粘性が高まるエネルギーを与える工程後に、
現像層担持体に塗布された顕像体に静電荷を付与する工
程をさらに有することを特徴とする前記第（３）項に記
載の画像形成方法」、（５）「前記流動体は、着色材料
を含有し、常温では少なくとも前記現像層担持体に塗布
される程度の流動性を有し、エネルギーの照射により粘
性が高まる紫外線硬化インクであることを特徴とする前
記第（１）項乃至第（４）項のいずれか１に記載の画像
形成方法」、（６）「前記流動体は、着色材料を含有
し、常温で少なくとも前記現像層担持体に塗布される程
度の流動性を有し、エネルギーの照射により粘性が高ま
る赤外線硬化インクであることを特徴とする前記第
（１）項乃至第（４）項のいずれか１に記載の画像形成
方法」により達成される。

【０００７】また、上記課題は、本発明の（７）「前記
現像層担持体は、その表面が独立した微小凹パターンの
集合体が形成された形状のものであることを特徴とする
前記第（１）項乃至第（６）項のいずれか１に記載の画
像形成方法を方法を用いる画像形成装置」、（８）「現
像剤担持体上に１０μｍ厚以下の顕像体薄層が形成可能
な顕像体粘度であることを特徴とする前記第（７）項に
記載の画像形成装置」、（９）「潜像担持体が、無定形
Ｓｉ感光体であることを特徴とする前記第（７）項又は
第（８）項に記載の画像形成方法」、（１０）「前記潜
像担持体と前記現像剤担持体が同速で移動することを特
徴とする前記第（７）項乃至第（９）項のいずれか１に
記載の画像形成方法」によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面によって詳細
に説明する。本発明の現像装置は、感光体に形成された
静電潜像を可視化するものである。図１（ａ）〜（ｃ）
は、本発明の現像工程の原理的な説明を示したものであ
る。図１（ａ）は、現像層担持体表面に常温では流動体
で、エネルギーの照射により該流動体の粘性が高まる性
質を有する現像剤を塗布する工程を示したものである。
これにより、均一な薄層で且つ微少な現像剤薄層に形成
される。塗布手段は現像層担持体上にスクリーン印刷に
より独立した微小パターンの集合体の現像剤を塗布する
と良い。また、塗布手段は表面に独立した微小凹パター
ンの集合体が形成されたグラビアローラであっても良
い。さらに、上記現像層担持体は流動性のある現像剤が
付着し易い部分と付着しにくい部分を表面に有しても良
い。現像剤薄層の形状は、薄層厚みが１０μｍ以下で、
表面積を円形で例えた場合のサイズが５０μｍφ以下で
ある。薄層厚みは現像剤中に含まれる色材量で決定で
き、色材含有量が多ければ濃度も高くなるため薄い層厚
にできる。

【０００９】図１（ｂ）は、現像層担持体表面の流動性
のある現像剤薄層に、現像剤が有する特性に合わせ現像
剤が高粘度になるためのエネルギーを照射する工程を示
したものである。エネルギーは紫外線、赤外線、電子線
等である。現像剤の表面ないしは層全体が高粘度、また
は固化した後、次工程の現像で感光体と現像剤が接触し
た際には、現像剤が感光体側に粘着性に基く付着は生じ
させず、静電像の有無に応じてのみ付着させるようにさ
せる。照射後の荷電装置は、現像剤薄層の表面または薄
層中に電荷を与え、現像剤薄層が現像層担持体表面への
付着力と感光体の静電力で感光体側に移動し付着しよう
とする付着力において、感光体側への付着力を増強させ
るものである。現像剤薄層に荷電しなくても現像剤が感
光体側に移動し付着する場合、荷電装置は不要である。
荷電機能の他に、現像剤薄層を加圧する部材で現像剤薄
層の表面を平滑または膜厚を調整する機能を有する部材
を配置するものであってもよい。荷電、平滑化、膜厚調
整の機能を備えた部材は別個であったり、機能が合わさ
った部材でもよい。また荷電、平滑化、膜厚調整の機能
部材配置順は膜厚調整、平滑化、荷電の順であってもよ
い。平滑化、膜厚調整の機能は、現像剤塗布の工程で両
機能を充たす薄層が形成されれば不要となる。

【００１０】図１（ｃ）は、現像工程を示したものであ
り、現像層担持体表面の現像剤薄層が高粘度、または表
面が固めに形成された状態で、感光体に接触し、現像層
担持体は現像剤薄層を挟んで感光体の表面移動速度と等
速で移動する。現像剤薄層一片一片には、感光体に帯電
された電荷とは逆の電荷が現像層担持体側から現像剤薄
層に注入され、荷電後、感光体に付着する。または、荷
電装置で現像剤薄層全体に感光体の静電潜像とは逆の荷
電を施し、現像に供するものである。また、現像剤薄層
一片が現像層担持体に付着した付着力が弱い場合、バイ
アス印加手段で現像バイアスが印加され、感光体への現
像剤薄層一片の付着が制御される。現像層担持体はロー
ラまたはベルト形状であってよい。

【００１１】図２は、本発明の顕像方法及び装置を一例
として、電子写真装置に搭載した作像装置の概略を示し
たものである。図２において、作像装置のドラム形状の
感光体に沿って配置された帯電部材、光書き込み部、現
像手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段を有
する。感光体は表面が帯電部材により均一に帯電された
後光書き込み部からの書き込み光により露光されて静電
潜像を形成する。この静電潜像を現像手段で可視化して
現像剤像を形成し、形成した現像剤像を転写手段で記録
紙に転写する。転写紙に現像剤像を転写した後の感光体
に残留した現像剤や転写紙からの付着物をクリーニング
手段で除去してから、感光体を除電手段で除電して次の
画像形成工程に入る。現像手段には、図１に示したよう
な薄層形成工程、エネルギー照射工程、荷電工程とまた
は現像層平滑工程が含まれる。記録紙は転写工程後、定
着手段により現像剤が記録紙に剥がれ落ちないように更
にエネルギーの付与や、加圧が施され、現像剤の記録紙
への付着がなされる。

【００１２】図３〜図５は、現像手段の薄層形成工程、
エネルギー照射工程、荷電工程とまたは現像層平滑工程
中、現像層担持体表面に流動性のある現像剤を塗布する
現像剤薄層形成の方法例を方式別に示したものである。
図３は、スクリーン印刷方式で現像層担持体（以下、担
持体の形状に合わせ現像ローラまたは現像ベルト）表面
に現像剤薄層を塗布、形成する例である。ベルトローラ
１、ベルトローラ２及びベルトローラ３により張り渡さ
れた現像ベルトへの現像剤塗布手段は、スクリーン印刷
と同様なスクリーンを有し、スクリーンはスクリーン保
持ロールとスクリーン巻き取りロールにより現像ベルト
と同速で移動してスクイジーを有する。スクイジーが配
置された近傍のスクリーン上に、現像剤タンクから吐出
ノズルから供給された現像剤をスクイジーによりスクリ
ーンを通して押し出して現像ベルトに塗布する。塗布さ
れる現像剤は独立した一片毎の微小パターンになるよう
にスクリーンがパターン化されている。現像ベルトに現
像剤を塗布できるのは、現像剤がスクリーンからしごき
出される粘度のためである。現像剤塗布手段が現像ベル
トと接触する位置と現像ローラが感光体と接触する現像
領域との間にエネルギー照射装置を設け、現像剤を高粘
度または固化させる。エネルギー源は、例えば赤外線で
あると、円筒状の表面から赤外線が放射する材料とし、
円筒状表面を離型性を良好にした状態では、赤外線放射
の円筒状表面を塗布された現像剤表面に接触させ、現像
剤表面を平滑にする機能を有する構成が可能となる。感
光体に対向するベルトローラ２、ベルトローラ３には、
必要に応じ現像バイアスが印加される。現像部通過後、
画像形成に使用されなかった現像ローラ表面の現像剤
は、全て剥離手段で剥離して除去される。この現像剤を
除去するときに、現像剤が独立した一片毎の微小パター
ンであるため、簡単に剥離することができる。剥離後、
新たな現像剤が塗布される。この剥離の際、現像ローラ
から現像剤が剥離し難い場合、現像ローラ表面の材質を
離型性の高い材質とするか、現像ローラ表面に離型剤を
塗布する手段が可能である。

【００１３】図４は、現像層担持体表面に付着する部分
と非付着部分を設けた現像ローラか、または現像ローラ
に凸凹を設け、凸部に現像剤が塗布される方法の現像ロ
ーラの例を示した。現像ローラはローラ表層が弾性体ま
たは樹脂で構成され、その表面は現像剤が独立した一片
毎の微小パターンになるように現像剤が付着する部分と
非付着部分がパターン化されている。もしくは凸凹を設
け、凸部に現像剤が塗布されるように構成される。これ
らの現像ローラ表面には、現像剤汲み上げローラで現像
剤が汲み上げられ、現像剤規制ブレードで規制された現
像剤が塗布ローラ１、塗布ローラ２に受け渡され、塗布
ローラ１、塗布ローラ２により現像ローラ表面に現像剤
が塗布される。塗布工程後、現像剤の高粘度化または固
化する放射エネルギー源を現像ローラとは非接触に配置
する。放射エネルギー源は、図４では赤外線ヒータやＵ
Ｖ管であり、現像ローラに効率よく照射するため反射板
を設ける。赤外線ヒータを用いた場合、自然冷却であっ
て現像ローラ温度が昇温する場合は、現像ローラをヒー
トパイプや送風での強制的に冷却する手段を設ける。荷
電ローラが現像剤薄層を帯電させるには、荷電ローラを
放電状態にさせるか、現像剤薄層に電荷注入を行なえる
条件とする。荷電ローラを放電状態にして現像剤薄層を
帯電させるには、荷電ローラと現像剤薄層は接触でも非
接触でも帯電の機能を果たす。電荷注入では荷電ローラ
と現像剤薄層は接触状態になる。現像部通過後、画像形
成に使用されなかった現像ローラ表面の現像剤は剥離、
除去される。

【００１４】図５は、凸凹ローラであるグラビアロール
を使用した例である。図５ではローラの凹部分に現像ロ
ーラを現像剤に浸し、現像ローラが現像剤を汲み上げ、
ローラ現像剤規制ブレードにより現像ローラの凹部分に
現像剤を詰め、凹部分に詰め込まれた現像剤を高粘度化
または固化するように放射エネルギー源、荷電ローラが
配置される。凹部分の凹み高さで現像剤薄層の厚みを形
成できる。放射エネルギー源、荷電ローラは図４と同様
である。現像部通過後は顕像に寄与した凹部分の現像剤
が無くなっているため、新たに現像剤を詰め込んで現像
工程に入る。このため画像形成に使用されなかった現像
ローラ表面の現像剤は剥離、除去する工程がなくても繰
り返すことができる。連続の利用で現像剤が現像ローラ
凹部から現像領域で現像されない状況になる等の不都合
が生じる場合、ある一定時間ないし一定サイクル間に剥
離手段を起動させる構成が可能である。現像ローラの表
面には、現像剤との離型性を向上させる材料が塗布され
る。

【００１５】図６は、今まで述べた現像剤薄層で、独立
した一片毎の微小パターンを示した例である。パターン
は四角形、円形等の規則的な形状で、パターンの大きさ
は画質の解像力を左右するものでありる。図３のスクリ
ーン印刷の場合、スクリーンから現像剤が押し出される
スクリーンのパターンであり、図４では現像剤付着を生
じる現像ローラ表面のパターンであり、または現像剤が
付着する凸部分のパターンである。図５では現像剤が詰
め込まれる凹部分のパターンである。薄層セルを高粘度
化または固化させる場合、薄層セルの層厚方向に均一な
状態でなくて良い。これは薄層セルが感光体に接触した
際、粘性のみで感光体に付着しない状態を作り出すため
である。高粘度化することで感光体に粘性で付着しない
ときは、例えばマヨネーズ程度の数１００ｃＳｔでは接
触した物に非常に付着し易いが、数千〜数万ｃＳｔでは
接触した物に付着し難くなる。この粘度変化は表層変化
で決定されるため、薄層セルの層厚方向に均一な粘度状
態でなくて良い。薄層セルの層厚方向に不均一な粘度状
態で現像がなされた場合、記録紙への転写の際、感光体
に付着した現像剤薄層セルの記録紙側はまだ高粘度化さ
れた状態でないため、粘性による粘着転写が可能となる
構成になる。現像ベルトないし現像ローラは全て感光体
の表面移動速度と等速で回動するので、静電潜像を可視
化するときに現像剤が静電潜像以外の場所に転移するこ
とがなく、地汚れのない良質な画像を形成することがで
きる。また粉体現像剤のような粉体撹拌がないので、飛
び散りによる像形成装置の内部汚染を防ぐことができ
る。

【００１６】現像剤は、前述したように印刷インクが使
用可能となる。印刷インクで乾燥の機能を有するものは
ビヒクルで、その組成は油、溶剤、可塑剤、樹脂、ワッ
クス等である。本発明の現像剤に適している現像剤につ
いて、以下に述べる。放射エネルギーに赤外線を用いた
場合、酸化重合形のビヒクル組成を選択する。例えば可
塑剤にビニル樹脂を分散させたプラスチゾルは、加熱に
よりゲル化して柔軟で強靱な被膜を形成するため、紫外
線や電子線の照射で光重合を現像剤に生じさせるサプラ
イの使用も可能となる。これらの現像剤の組成はオリゴ
マー、感光性モノマー、増感剤で、エネルギー照射によ
り増感剤がトリガーとなり不飽和基をもった感光性のオ
リゴマー、モノマーが活性化され、瞬間的に重合して硬
化膜を形成する。この現像剤は溶剤の蒸発を伴わない
で、現像層が硬化するようになる。

【００１７】

【発明の効果】以上、詳細且つ具体的な説明より明らか
なように、本発明は、現像層担持体に塗布した現像剤が
現像層担持体表面に独立した微小パターンで形成され、
作像のための現像領域に達する前に現像剤を高粘度化ま
たは固化させた後、現像剤を潜像担持体と接触させて潜
像を現像するため、現像層担持体に均一な厚さの現像剤
薄層を形成することができ、均質な現像剤像を形成する
ことができるので、画像ツブレや地汚れのない高画質な
画像が得られる。また、作像装置機内の現像剤のトナー
飛散がなくなり、ユニットの交換時に装置の設置周辺を
汚すことを防ぐことができる。また、現像剤に印刷イン
クを利用できるため、印刷インクが有する色調の画像が
得られるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法の工程を説明する概略図
である。

【図２】本発明の画像形成装置の一例を示す図である。

【図３】本発明の画像形成装置の他の一例を示す図であ
る。

【図４】本発明の画像形成装置の他の一例を示す図であ
る。

【図５】本発明の画像形成装置の他の一例を示す図であ
る。

【図６】本発明の微小パターンを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｌ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真装置によって潜像が形成される
   潜像体に付着し画像を形成する顕像体として、エネルギ
   ーを与えられる前、常温では流動体で、エネルギーの照
   射により該流動体の粘性が高まる性質を有する着色顕像
   体を用いることを特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 電子写真装置によって潜像が形成される
   潜像体に付着し画像を形成する顕像体が、エネルギーを
   与えられる前、常温では流動体で、エネルギーの照射に
   より該流動体の粘性が高まる性質を有する着色顕像体で
   あり、該顕像体を潜像担持体と接触させて潜像を現像す
   る工程前に、顕像体を薄層に保持し潜像担持体に接触さ
   せる現像層担持体を有し、現像層担持体に顕像体を塗布
   する塗布工程を有することを特徴とする画像形成方法。
3. 【請求項３】 前記現像層担持体に前記顕像体を塗布す
   る塗布工程後でかつ潜像を現像する工程前に、顕像体の
   粘性が高まるエネルギーを与える工程を有することを特
   徴とする請求項２項に記載の画像形成方法。
4. 【請求項４】 潜像を現像する工程前でかつ前記顕像体
   の粘性が高まるエネルギーを与える工程後に、現像層担
   持体に塗布された顕像体に静電荷を付与する工程をさら
   に有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成方
   法。
5. 【請求項５】 前記流動体は、着色材料を含有し、常温
   では少なくとも前記現像層担持体に塗布される程度の流
   動性を有し、紫外線エネルギーの照射により粘性が高ま
   る紫外線硬化インクであることを特徴とする請求項１乃
   至４項のいずれか１に記載の画像形成方法。
6. 【請求項６】 前記流動体は、着色材料を含有し、常温
   で少なくとも前記現像層担持体に塗布される程度の流動
   性を有し、赤外線エネルギーの照射により粘性が高まる
   赤外線硬化インクであることを特徴とする請求項１乃至
   ４項のいずれか１に記載の画像形成方法。
7. 【請求項７】 前記現像層担持体は、その表面が独立し
   た微小凹パターンの集合体が形成された形状のものであ
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載
   の画像形成方法を用いる画像形成装置。
8. 【請求項８】 現像剤担持体上に１０μｍ厚以下の顕像
   体薄層が形成可能な顕像体粘度であることを特徴とする
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 潜像担持体が、無定形Ｓｉ感光体である
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】 前記潜像担持体と前記現像剤担持体が
    同速で移動することを特徴とする請求項７乃至９のいず
    れか１に記載の画像形成装置。