JP2003080764A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003080764A
JP2003080764A JP2001272683A JP2001272683A JP2003080764A JP 2003080764 A JP2003080764 A JP 2003080764A JP 2001272683 A JP2001272683 A JP 2001272683A JP 2001272683 A JP2001272683 A JP 2001272683A JP 2003080764 A JP2003080764 A JP 2003080764A
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JP2001272683A
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Susumu Kikuchi
進 菊地
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Samsung Yokohama Research Institute
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画質で、高い安定性を有する画像を形成で
きる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 所定の物質からなる層20を物体21上
に形成し、その物体21上に形成された層20に画像2
2を形成し、画像22が形成された層20を、物体21
から記録体23に転写する。物体21の表面には、層2
0の転写を促進する促進物質が含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紙、フィルム、布
などの記録体に画像を形成する画像形成技術に関する。
【0002】
【従来の技術】紙などの記録体に文字や画像を形成する
画像形成技術に関しては、従来より、様々な技術が提案
されている。その中でも、像形成物質を含むインク(着
色材)を液滴として記録体に移動させて画像を形成する
インクジェット方式と、感光体上に粉体(トナー)から
なる画像を形成し、それを記録体に転写・定着する電子
写真方式との2つの方式は、低コスト化、装置のコンパ
クト化、及び画質の向上が近年急速に進み、現在、代表
的な画像形成技術として広く利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図9は、インクジェッ
ト方式及び電子写真方式のそれぞれの特徴を示してい
る。図9(a)に示すように、インクジェット方式で
は、インクが記録体の表面に付着すると、インクに含ま
れる色素(染料、顔料など)が記録体表面に付着され
る。この場合、色素そのものが記録体に付着されるた
め、画像が十分な濃度及び彩度で発色し、高い色再現性
を得やすい。しかしながら、インクジェット方式では、
インクに含まれる溶剤が記録体に浸透し、にじみが生じ
やすい。特に、写真画質で印字する場合は、インク量が
多いために、単位面積当たりに付与されるインク溶媒量
はかなり多くなり、一層不利である。また、色素は記録
体表面に付着されただけであるので、溶媒が揮発した後
も、画像に液体が付着するとにじみが生じやすいなど、
像の保存性・安定性に課題がある。そのため、インクジ
ェット方式では、その能力を十分に発揮するには、イン
クに対して良好な画質及び安定性が得られるように表面
特性が制御された、専用の記録体を必要とする。
【0004】これに対して、電子写真方式では、図9
(b)に示すように、記録体の表面上にトナー粒子から
なるトナー層が形成される。この場合、トナー層は溶融
固着されており、インクジェット方式に比べて、像の保
存性・安定性が高く、記録体をあまり選ばない。しかし
ながら、電子写真方式では、色素がトナー粒子中に分散
されていること、トナー粒子の小粒径化に限界があるこ
となどから、発色性が低く、解像度に限界がある。特
に、カラー画像を形成するには、通常、3色あるいは4
色のトナー層を積層するため、トナー層が厚くなり、発
色性がさらに低下しやすいという課題がある。
【0005】さて、記録体に画像を形成する技術に関す
る課題としては、主として、画質の向上と像の安定化と
が挙げられる。上述したように、インクジェット方式で
は比較的発色性のよい画質を得やすいものの、像の安定
性に課題があり、良好に使用可能な記録体が限られる。
また、電子写真方式では、記録体を選ばす、像の安定性
に比較的優れるものの、発色性の面で課題がある。ま
た、近年、画像形成技術において、画質の面で品質が大
きく向上したことから、像の安定性に係わる課題に対す
る要求が増す傾向にある。
【0006】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、高画質で、高い安定性を有する画像を形成
できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、記録体に画像を形成する装置であって、
所定の物質からなる層を物体上に形成する層形成手段
と、前記物体上に形成された前記層に画像を形成する画
像形成手段と、画像が形成された前記層を、前記物体か
ら前記記録体に転写する転写手段とを有し、前記物体の
表面には、前記層の転写を促進する促進物質が含まれて
いることを特徴とする。この画像形成装置では、画像が
一旦層に形成されることにより、記録体への転写前に、
層上で像の安定化が進む。また、最初の画像形成先であ
る層を形成する手段を有していることから、その層の特
性を画像に対して最適な状態に制御できる。そのため、
最適化された層に一旦画像を形成して安定化させ、その
層を記録体に転写することにより、種々の記録体に対し
て、高画質で、高い安定性を有する画像を形成できる。
また、この装置では、層が形成される物体の表面に、層
の転写を促進する促進物質が含まれていることから、層
の転写を良好に実施できる。この場合において、前記促
進物質は、例えばフッ素であるとよい。
【0008】また、本発明は、記録体に画像を形成する
装置であって、所定の物質からなる層を物体上に形成す
る層形成手段と、前記物体上に形成された前記層に画像
を形成する画像形成手段と、画像が形成された前記層
を、前記物体から前記記録体に転写する転写手段とを有
し、前記層は、粉体状の物質からなり、前記物体の表面
には、光導電性を有する感光層が形成されていることを
特徴とする。この画像形成装置では、上記したものと同
様に、画像が一旦層に形成されることにより、記録体へ
の転写前に、層上で像の安定化が進む。また、最初の画
像形成先である層を形成する手段を有していることか
ら、その層の特性を画像に対して最適な状態に制御でき
る。そのため、種々の記録体に対して、高画質で、高い
安定性を有する画像を形成できる。また、この装置で
は、層が粉体状の物質からなり、層が形成される物体の
表面に、光導電性を有する感光層が形成されていること
から、静電気力を利用して、物体上に層を良好に形成し
たり、物体上から層を他の物体上に良好に転写したりで
きる。この場合において、前記感光層には、フッ素が含
まれているとよい。感光層にフッ素が含まれていること
により、層の転写が促進される。この場合、前記感光層
に前記フッ素を含む官能基が分散されていてもよく、前
記感光層が、前記感光層を構成する基本樹脂の側鎖及び
端部のうちの少なくとも一方に前記フッ素を含む官能基
を含んでいてもよい。
【0009】また、本発明は、記録体に画像を形成する
装置であって、所定の物質からなる層を第1物体上に形
成する層形成手段と、前記第1物体上に形成された前記
層を、第2物体上に転写する中間転写手段と、前記第2
物体上に転写された前記層に画像を形成する画像形成手
段と、画像が形成された前記層を、前記第2物体から前
記記録体に転写する転写手段とを有し、前記層は、粉体
状の物質からなり、前記第1物体の表面は、光導電性を
有し、前記第2物体の表面は、半導電性を有することを
特徴とする。この画像形成装置でも、上記したものと同
様に、画像が一旦層に形成されることにより、記録体へ
の転写前に、層上で像の安定化が進む。また、最初の画
像形成先である層を形成する手段を有していることか
ら、その層の特性を画像に対して最適な状態に制御でき
る。そのため、種々の記録体に対して、高画質で、高い
安定性を有する画像を形成できる。また、この装置で
は、画像を形成する前に層を一度転写することから、画
像を形成する層の表面が整えられ、層上に良好な画像を
形成しやすい。さらに、この装置では、層が粉体状の物
質からなり、層が形成される第1物体の表面が光導電性
を有し、第1物体から層が転写される第2物体の表面が
半導電性を有することから、静電気力を利用して、第1
物体上に層を良好に形成したり、第1物体上から層を第
2物体上に良好に転写したりできる。この場合におい
て、前記第2物体の表面には、フッ素を含む官能基が分
散されているとよい。あるいは、前記第2物体の表面
は、該表面を構成する基本樹脂の側鎖及び端部のうちの
少なくとも一方にフッ素を含む官能基を含むとよい。第
2物体の表面にフッ素が含まれていることにより、第2
物体から記録体への層の転写が促進される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の画像形成装置の実
施例について、図面を参照して説明する。図1は、本発
明の画像形成装置の全体構成の一例を概念的に示す図、
図2は、画像形成の方法の手順の一例を示す図である。
【0011】図1において、本例の画像形成装置10
は、所定の物質(層形成物質)からなる層(画像受容
層)を所定の物体上に形成する層形成手段11と、顔料
や染料などの像形成物質からなる画像を上記画像受容層
上に形成する画像形成手段12と、上記画像が形成され
た画像受容層をその画像とともに、上記物体から記録体
に転写する転写手段13と、記録体に転写された画像受
容層を固定(定着)する固定手段14とを有して構成さ
れている。さらに、画像形成装置10は、上記各手段を
統括的に制御する制御手段15を有している。制御手段
15は、例えば、CPU(中央処理装置)、ROM(リ
ード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス
・メモリ)等を含むマイクロコンピュータから構成さ
れ、画像(文字や絵柄)に関するデータを受け取り、そ
のデータに基づいて、上記各手段を制御するようになっ
ている。
【0012】図2において、本例の画像形成方法は、上
記構成の画像形成装置10を用いて実施され、先の図1
に示した各手段に対応する処理工程を有する。すなわ
ち、本例の画像形成方法は、所定の物質(層形成物質)
からなる画像受容層20を物体(層保持体)21上に形
成する層形成工程と、顔料や染料などの像形成物質から
なる画像22を上記画像受容層20上に形成する画像形
成工程と、上記画像22が形成された画像受容層20を
その画像22とともに、上記層保持体21から、最終的
な画像形成先である紙や布などの記録体23に転写する
転写工程と、記録体23に転写された画像受容層20を
固定(定着)する固定工程とを有する。
【0013】すなわち、本例の画像形成装置10及び画
像形成方法では、最終的な画像形成先である記録体23
とは別の対象である層20に画像22を一旦形成し、そ
の層20を記録体23に転写することにより、記録体2
3に画像22を形成する。この場合、層20が透明ある
いは光透過性を有することにより、層20を通して記録
体23上の画像22が視認される。
【0014】画像22は、一旦層20に形成されること
により、記録体23への転写前に、層20上で像の安定
化が進む。そのため、記録体23への転写後に、にじみ
が生じるなどの像の乱れは生じにくい。その結果、本例
では、画像形成に使用する記録体23をあまり選ばな
い。
【0015】また、本例では、最初の画像形成先である
層20を形成する工程を有していることから、その層2
0の特性を画像22に対して最適な状態に制御できる。
つまり、画像22の画質や安定性が向上するように、画
像形成先である層20の最適化を図ることができる。
【0016】したがって、本例によれば、画像22の画
質や安定性が向上するように最適化された層20を形成
するとともに、その層20に一旦画像22を形成して像
を安定化させ、その層20を記録体23に転写すること
により、種々の記録体23に対して、高画質で、高い安
定性を有する画像22を形成できる。
【0017】さらに、本例では、画像22が形成された
層20を記録体23に転写することにより、記録体23
に形成される最終的な画像22が上記層20で覆われる
ことになる。そのため、他に特別な処理を行わなくて
も、記録体23に画像22を形成した段階で、耐水性や
耐磨性などの画像22の保存安定性が向上し、像の安定
化が図られる。しかも、画像22の外側に層20が配置
されるので、この層20に特別な機能を持たせることに
より、画質を所望の状態に変化させたり、画質に特別な
効果を与えたりすることも可能である。
【0018】また、本例では、物体(層保持体21)上
の層20に画像22が形成されると、その物体から直
接、最終的な画像形成先である記録体23に層20を転
写する。そのため、画像22が形成された層20の搬送
や受け渡しに無駄が少なく、処理の高速化にも柔軟に対
応できる。なお、層20は、画像22が形成される領域
を有していればよいのであって、直接の視認対象となる
わけではない。そのため、物体上に直接の視認対象とな
る文字や画像を層で形成する場合に比べて、本例の層2
0の形成に要する技術的負担は軽い。
【0019】続いて、図2に示した各工程について詳し
く説明する。層形成工程では、例えば、静電気力を利用
して層形成物質を層保持体21に付着させることによ
り、層保持体21上に上記層20(画像受容層)を形成
する。静電気力を利用して物体上に層を形成する方法と
しては、例えば、いわゆる電子写真方式の画像形成プロ
セスに用いられる技術を適用できる。すなわち、物体で
ある光半導体(光導電体)を一様に帯電させ、光源によ
り露光し静電潜像を形成し、そこに極性をもった粉体
(荷電粒子)を付着させることにより、その物体上に層
(粉体層)を形成できる。なお、本発明は、層形成物質
を物体上に付着させる方法として、静電気力を利用する
ものに限定されない。ただし、静電気力を利用すること
により、物体上での層の形成や、後述する転写工程での
層の転写を容易に実施できる。
【0020】画像受容層20を形成する位置及び領域
は、画像22に関するデータに基づいて制御されるのが
好ましい。上記データは、例えば、画像に関する位置や
形状、色などの画像情報をデジタル化したものである。
画像受容層20を形成する位置及び領域の制御方法とし
ては、例えば、上述した静電気力を利用する場合、帯電
した物体(層保持体21)に照射する光学像の照射位置
や照射領域を制御するとよい。この場合、光学像が照射
された位置や領域に応じて、帯電した物体上に静電的な
潜像が形成される。そして、その潜像に応じて物体上に
粉体粒子(層形成物質)を付着させることにより、所望
の位置や領域に層(粉体層)を形成できる。
【0021】上記位置及び領域の制御を行う場合、例え
ば、後の画像形成工程で画像を形成する層保持体上の所
定位置に、上記画像受容層を位置決めするとともに、上
記画像に比べて同じかまたは広い領域を有する画像受容
層を層保持体上に形成するのが好ましい。この場合、画
像が形成される位置に画像受容層を確実に形成し、しか
も、画像が形成されない位置には画像受容層を形成しな
いようにして、層形成物質の消費量を軽減できる。ま
た、画像よりも広い層を形成することで、記録体への転
写後、画像を層で確実に覆うことができる。なお、画像
に関するデータに関係なく、一定の大きさの領域を有す
る層を層保持体上に形成するように制御してもよい。
【0022】画像受容層20を形成する物質(層形成物
質)としては、上述した粉体などの固体物質の他に、物
体上で流れない程度の粘度を有する液状物質、あるいは
物体上に移送する段階では液状でありかつ物体上で固化
する物質(例えば、ろう状物質等)などを用いることが
できる。層形成物質が、粉体であることにより、上述し
た静電気力が利用しやすいなど、層保持体上に画像受容
層を容易に形成できる。さらに、層形成物質が粉体の場
合、層形成物質の最適化を図ったり、層の形成位置や領
域を変化させたりするといったことも容易にできる。
【0023】層形成物質は、透明、あるいは少なくとも
光透過性を有するのが好ましい。この場合、層形成物質
は、少なくとも後述する固定工程後に光透過性を有して
いればよく、層形成工程や、画像形成工程の段階では必
ずしも光透過性を有してなくてよい。記録体に転写され
た段階で、層が光透過性を良好に有することにより、層
を通して画像を確実に視認できる。
【0024】次に、画像形成工程では、例えば、画像2
2に関するデータに基づいて、像形成物質を含む着色材
を層保持体21上の画像受容層20に付着させることに
より、その層20に所望の画像22を形成する。なお、
後の転写工程において層の表裏が逆転する場合、画像形
成工程では、画像に関するデータに基づいて、所望の画
像に対して表裏逆転した画像を層上に形成する。
【0025】像形成物質を含む着色材を物体上の層上に
付着させる方法としては、例えば、像形成物質としての
顔料や染料を含む着色材供給源を加熱し、昇華または溶
融転写により像形成物質を層上に移す方法、像形成物質
としての顔料や染料を含む着色材(インク)を液滴とし
て飛翔させそれを層上に移す方法などを用いることがで
きる。
【0026】このうち、昇華または溶融転写により像形
成物質を層に移す方法としては、例えば、いわゆる昇華
熱転写方式(あるいは染料熱転写方式)の画像形成プロ
セスに用いられる技術を適用できる。すなわち、例え
ば、着色材供給源としてのシートには着色顔料または着
色染料(像形成物質)が分散された樹脂層が塗布されて
おり、このシートを部分的に加熱し、シート上の像形成
物質を昇華あるいは溶融させて層に移動させることによ
り、画像受容層に画像を形成できる。ただし、画像受容
層が粉体からなる場合、溶融転写方式を適用するのは難
しく、昇華方式により像形成物質を層に移動させるとよ
い。像形成物質を昇華させる場合、顔料や染料などの像
形成物質(画像形成粒子)は気体としてシート上の樹脂
層から放出され、画像受容層に到達し固定化される。ま
た昇華方式の場合、分子レベルで像形成物質が移動する
ので、滑らかな階調性を有する画像を形成できる。
【0027】一方、像形成物質を含む着色材(インク)
を液滴として飛翔させ、それを画像受容層に付着させる
方法としては、例えば、いわゆるインクジェット方式の
画像形成プロセスに用いられる技術を適用できる。イン
クを液滴として飛翔させる方法としては、ピエゾ(圧電
素子)を変形させてインクを吐出するピエゾ方式、加熱
によって気泡を発生させその圧力でインクを吐出するサ
ーマル方式、静電気力によってインクを吸引する静電方
式、固体インクを高温で溶融して吐出するソリッドイン
クジェット方式、電場による流体(ER流体インク)の
粘性変化を利用するERFインクジェット方式、固体イ
ンクを放電火花で飛ばすスパークジェット方式などの技
術を適用できる。インクジェット方式で像形成物質を画
像受容層に移動させることにより、比較的安価かつコン
パクトな構成で高画質の画像を形成できる。
【0028】なお、画像受容層に画像を形成する方法と
しては、上記像形成物質を含む着色材を層に付着させる
ものに限定されず、例えば、化学的な反応を利用して層
に所望の画像を形成してもよい。この場合、層形成物質
と像形成物質との間の化学反応を利用して層に画像を形
成する方法、光エネルギーを層に印加することにより画
像を形成する方法、熱エネルギーを層に印加することに
より層に画像を形成する方法などを用いることができ
る。また、画像受容層が粉体からなる場合には、層の状
態を保持するために、画像受容層と像形成物質の供給源
とをなるべく接触させない方法を用いるのが好ましい。
【0029】次に、転写工程では、例えば、圧力、粘着
性、静電気力(クーロン力)などを利用して、層保持体
21上に形成された画像受容層20を、その画像受容層
20に形成された画像22とともに、記録体23に転写
する。画像受容層20を記録体23に転写する方法とし
ては、例えば、いわゆる電子写真方式の画像形成プロセ
スに用いられる技術を適用できる。例えば、静電気力を
利用する場合、画像受容層が形成された層保持体に画像
受容層とは逆極性の電荷を印加することにより、記録体
に画像受容層を静電転写するとよい。あるいは、画像受
容層が形成された帯電物体に記録体を押し当てて転写電
界を形成することにより、記録体に画像受容層を静電転
写してもよい。なお、前述したように、画像受容層が粉
体からなり、静電気力により層保持体に付着している場
合には、静電気力を利用することにより、画像受容層を
記録体に容易に転写できる。
【0030】なお、記録体23としては、例えば、紙や
布、樹脂フィルム(OHPシートなど)などが適用され
る。前述したように、本例の画像形成方法では、最終的
な画像形成先である記録体23とは別の対象である層2
0に画像22を一旦形成し、その層20を記録体23に
転写するので、記録体23は少なくとも層20が転写可
能な面を有していればよく、上記例に限定されず、種々
のものが適用可能である。
【0031】次に、固定工程では、例えば、熱、圧力な
どを利用して、記録体23に転写された画像受容層20
を固定化する。この固定方法としては、例えば、いわゆ
る電子写真方式の画像形成プロセスに用いられる定着技
術を適用できる。すなわち、記録体に転写された画像受
容層に熱や圧力を加えることにより、画像受容層を記録
体に定着する。画像受容層に熱を加える場合、画像受容
層を構成する層形成物質が熱可塑性樹脂を含むことによ
り、画像受容層が溶融し、記録体に画像受容層が固着す
る。なお、画像受容層を溶融固着することにより、その
画像受容層の厚みは小さくなる。また、固定工程では、
熱、圧力を利用する方式の他に、凝固剤などの物質を画
像受容層に付与して化学反応を生じさせ、画像受容層を
固定化してもよい。画像受容層を記録体に固定(定着)
することにより、画像受容層に形成された画像の安定性
をより向上させることができる。
【0032】図3は、本例の画像形成装置10の具体的
な構成の一例を示している。前述したように、本例の画
像形成装置10は、層形成手段11、画像形成手段1
2、転写手段13、固定手段14、及び制御手段15等
を有して構成されている。なお、本例では、記録体23
として紙やOHPシートなどのシート状のものを対象と
する。記録体23は、例えば、装置内の所定箇所に収容
され、記録体搬送手段16によりそこから取り出されて
所定の位置まで供給される。
【0033】図3において、本例の層形成手段11は、
層保持体21としての感光体30、感光体30を一様に
帯電させる帯電ユニット31、帯電した感光体30に光
学像を照射して静電潜像を形成する光学ユニット32、
潜像が形成された感光体30に層形成物質を付着させる
現像ユニット33、感光体30を除電する除電ユニット
34、及び感光体30上の不要な層形成物質を除去する
クリーニングユニット35等を有して構成されている。
【0034】感光体30は、アルミニウムなどの基材と
なる導電体上に光導電性を有する感光層を形成したもの
である。基材は、例えば、アルミニウム管などの金属製
の管状部材や、ベルト上にアルミニウム層などの金属層
を形成しそれを所定形状の物体上に固定することにより
製造される。また、感光層に用いられる材料としては、
アモルファスセレン及びその合金を含むアモルファスカ
ルコゲナイド系材料、酸化亜鉛や硫化カドミウムなどの
無機結晶系、アモルファスシリコン系材料、高分子並び
に低分子有機化合物の樹脂分散系等の有機光導電体(O
PC:OrganicPhoto Conductor)等が適用される。な
お、単一の材料のみならず、2種以上の材料を混合した
ものを使用してもよい。また、感光層は、単層構造のも
のでもよく、異なる成分からなる複数の層を備えた積層
構造を有していてもよい。また、感光層の材料に有機光
導電体を用いる場合、感光体30は、例えば、基材上に
所定の保護層(UCL;Under Coat Layer)を形成、ま
たは皮膜処理(アルマイト処理等)した後、電荷発生層
(CGL;Charge Generation Layer )、電荷輸送層
(CTL;Charge Transport Layer)を積層することに
より製造できる。この場合、電荷発生層は、例えば電荷
発生材料を高濃度で樹脂中に溶解したものからなり、電
荷発生層としては、フタロシアニン顔料、アズレニウム
系顔料、トリスアゾ系顔料、アゾ顔料、スクアリリウム
顔料、多環縮合系顔料等の他、公知の種々の材料につい
て単一のものもしくは複数を組み合わせたものを用いる
ことができる。電荷輸送層は、例えば電荷輸送材料を高
濃度で樹脂中に溶解したものからなり、電荷輸送材料と
しては、芳香族ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合
物、アリールアミン系化合物等の他、公知の種々の材料
について単一のものもしくは複数を組み合わせたものを
用いることができる。なお、感光体30は、少なくとも
光導電性を有していればよく、上記例に限定されない。
【0035】また、上記感光層には、層形成物質の転写
を促進する促進物質が含まれているのが好ましい。促進
物質としては、感光層の表面エネルギーを低下させ、感
光層に撥水性を与えるものが好ましく、例えばフッ素系
や、シリコン系等が適用される。促進物質としてフッ素
系を用いる場合、例えば、感光層にフッ素を含む官能基
を分散したり、感光層を構成する基本樹脂の側鎖及び端
部のうちの少なくとも一方にフッ素を含む官能基を含め
たりすることにより、促進物質を含む感光層を形成でき
る。あるいは、感光層の上にフッ素を含む層を形成した
り、スパッタリングなどにより感光層の表面にフッ素を
付着させてもよい。感光層に促進物質が含まれることに
より、転写工程において、感光体30上に形成される画
像受容層20が確実かつ良好に記録体23上に転写され
る。
【0036】帯電ユニット31は、感光体30表面に一
様に電荷を付与するものである。帯電方式としては、ロ
ーラ帯電方式、コロナ放電方式、ブラシ帯電方式等を用
いることができる。このうち、ローラ帯電方式は、電圧
が印加されたローラを感光体に接触させ、接触部近傍の
微小隙間に放電イオンを発生させるものであり、省スペ
ース化を図りやすい。また、コロナ放電方式は、細い金
属ワイヤ(タングステンワイヤ等)を感光体に対向配置
し、そのワイヤに高電圧を印加してコロナ放電を発生さ
せ、発生したイオンを感光体に導くものであり、非接触
で感光体を帯電させることができる。
【0037】光学ユニット32は、帯電した感光体30
に光学像を照射して、その感光体30の表面に静電潜像
を形成するものである。光学ユニット32としては、例
えば、レーザ光学系、LED光学系などを用いることが
できる。このうち、レーザ光学系は、例えば、レーザ光
を発するレーザ光源、レーザ光を等角角度で走査するポ
リゴンミラー、像面で等速度に変換するFθ(エフ.シ
ータ)レンズ、シリンドリカルレンズ等を含んで構成さ
れる。また、LED光学系は、例えば、ドット状の発光
部が並ぶLEDアレイ、結像光学系(セルフォックレン
ズアレイなど)等を含んで構成される。光学ユニット3
2で照射する光学像は、制御手段15によってその照射
位置及び照射領域が制御される。すなわち、制御手段1
5は、画像に関するデータに基づいて、後述する画像形
成手段12で画像を形成する感光体30上の所定位置
に、画像に比べて広い領域の静電潜像を形成するよう
に、光学像の照射位置及び照射領域を制御する。この場
合、光学ユニット32は、制御手段15から伝達される
光学像に関するデータを光変換し、感光体30に光学像
を照射する。
【0038】現像ユニット33は、静電気力を利用して
層形成物質を感光体30上に形成された静電潜像に付着
させるものであり、感光体30上の静電潜像が形成する
電界と層形成物質との間の静電気力により層形成物質を
感光体30に付着させる。なお、本例では、層形成物質
には、粉体状の物質(粉体粒子)を用いる。層形成物質
を感光体30上に移動させる方式として、例えば、導電
性ゴムや樹脂チューブからなる部材の表面に鏡像力によ
って層形成物質を付着させて搬送する方式、円筒状部材
の内部に磁石を配置し円筒状部材の表面に磁性物質を含
む層形成物質を吸着させて搬送する方式、磁性物質と層
形成物質とを混合して摩擦帯電させ、それを内部に磁石
が配置された円筒状部材の表面に吸着させて搬送する方
式、層形成物質を重力により感光体の表面に落下させる
方式などを用いることができる。なお、本例では、前述
したように、層形成物質で形成された層(画像受容層)
を通して画像を視認することになるので、層が良好な光
透過性を有するように層形成物質を製造するのが好まし
い。例えば、磁性物質を含まない層形成物質を製造する
ことにより、光透過性を高めることができる。層形成物
質が磁性物質を含まない場合、現像ユニット33とし
て、例えば、鏡像力によって層形成物質を付着させて搬
送する方式を適用できる。
【0039】ここで、図4に、層形成物質(粉体粒子)
の基本構成の一例を示す。層形成物質は、基本組成とし
て、中心母粒子100と外添微粒子101との組み合わ
せからなる。中心母粒子100は、ポリエステル系樹
脂、ポリスチレン系樹脂(スチレン−アクリル系樹脂を
含む)、ポリアクリル系樹脂、及びフェノール系樹脂
(エポキシ系樹脂を含む)などの熱可塑性樹脂を主原料
として製造することができる。なお、単一の樹脂のみな
らず、2種以上の樹脂を混合したものを主原料として使
用してもよい。熱可塑性樹脂は、中心母粒子100に、
例えば、50重量%以上100重量%以下含まれるのが
好ましい。熱可塑性樹脂が50重量%以上であることに
より、固定工程において、層を良好に溶融固着させるこ
とができる。なお、上述した光透過性の観点から、中心
母粒子100の主原料は、固定工程において、短時間に
溶融し、かつ層中に粒子界面がなるべく存在しなくなる
ものを用いるのが好ましい。そのため、本例の層形成物
質は、中心母粒子100に溶融促進剤としてのワックス
110を含んでいる。ワックス110は、上記熱可塑性
樹脂に比べてガラス転移点が低い樹脂からなり、中心母
粒子100に、例えば、0.1重量%以上20重量%以
下含まれるのが好ましい。中心母粒子100に0.1重
量%以上20重量%以下のワックス110が含まれるこ
とにより、固定工程において、層の溶融が促進されると
ともに、記録体23に対する層の接着性が向上する。な
お、上記ワックス110の含有率は一例であり、本発明
はこの数値に限定されるものではない。
【0040】また、本例の層形成物質は、中心母粒子1
00に、層形成物質の摩擦帯電性を制御する帯電制御剤
111を含んでいる。帯電制御剤111の例としては、
四級アンモニウム塩類、イミダゾール金属錯体類、サリ
チル酸金属錯体類、有機ホウ素塩類などが挙げられ、上
述した光透過性の観点から、着色されていない無色ある
いは薄色のものが好ましい。また、帯電制御剤111
は、中心母粒子100に、例えば、0.1重量%以上1
0重量%以下含まれるのが好ましい。中心母粒子100
に帯電制御剤111が0.1重量%以上10重量%以下
含まれることにより、現像ユニット33において感光体
30に層形成物質を精度よくかつ良好に付着させること
ができる。なお、上記帯電制御剤111の含有率は一例
であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。
また、本発明は、層形成物質の摩擦帯電性を制御する方
法として、中心母粒子に帯電制御剤を添加するものに限
定されない。
【0041】中心母粒子100は、熱可塑性樹脂を加熱
・加圧して溶融し、上述した溶融促進剤(ワックス11
0)、帯電制御剤111などの添加剤を溶融状態の熱可
塑性樹脂に分散させる混練工程、混練された粒子を高圧
圧縮空気を利用して粉砕して微粒子化する微粒子化工
程、分級機により粒度分布を制御する分級工程等を経る
ことにより製造できる。あるいは、中心母粒子100
は、水などの溶媒中にモノマーを分散させ、重合させた
ポリマーを微粒子として取り出すことにより製造でき
る。この場合、重合方法としては、乳化重合法、懸濁重
合法、シード重合法、ディスパージョン重合法など種々
の重合法を用いることができる。
【0042】中心母粒子100の粒度分布は、例えば1
μmから20μmの間に分散するように制御するのが好
ましい。
【0043】外添微粒子101は、SiO2 の他、Ti
2 、Al2 3 、MgO等の無機酸化物や有機物粉、
あるいは金属'粉の微粒子(例えば粒径10nm〜20
0nm程度のナノサイズ)からなる。なお、単一の微粒
子のみならず、2種以上の微粒子を混合したものを使用
してもよい。中心母粒子100に外添微粒子101を混
合することにより、中心母粒子100の周囲に外添微粒
子101を添着させることができる。層形成物質は、外
添微粒子101を含むことにより、層形成物質(粉体粒
子)の流動性、摩擦帯電性、保存性などが向上する。な
お、微粒子は、最表面に水酸基を有しているものもあ
り、そのままの状態で用いると上記効果を低下させやす
い。そのため、化学処理(疎水化処理)して水酸基を他
の構造に変換してもよい。
【0044】以上、層形成物質の基本構成の一例につい
て説明したが、本例の層形成物質(粉体粒子)は、上記
した以外にも、層に画像が良好に形成されるように、添
加剤、粒子の形状、表面構造など様々な点からその特性
(物性)が制御される。こうした制御は、本例では、後
述する画像形成用のの特性に基づいて、層上に形成され
る画像の画質や安定性が向上するように実施される。特
に、最終的に層の内側に配置される画像(像形成物質)
に対して、耐候性、耐光性、耐水性、耐湿性、色安定性
などを高めるように、層形成物質を制御する。これによ
り、従来の画像形成技術に比べて、像の安定性や保存性
を大幅に向上させることが可能となる。なお、こうした
品質向上とは異なり、画質を所望の状態に変化させた
り、画質に特別な効果を与えるために、層形成物質を制
御してもよい。例えば、上記例の層形成物質は、光透過
性の観点から、顔料や染料などの色材(色素)を含まな
いが、特殊効果を与えるために、所定の濃度で色材を加
えたり、視認性に特殊効果を与える添加剤を層形成物質
に加えてもよい。
【0045】図3に戻り、除電ユニット34は、感光体
30上の静電潜像を除電するものである。除電方式とし
ては、ローラ除電方式、コロナ放電方式、ブラシ除電方
式等を用いることができる。また、クリーニングユニッ
ト35は、後述する転写手段13による層の転写後に感
光体30に残留している層形成物質を除去するものであ
る。感光体30表面から不要な層形成物質を除去する方
式として、例えば、ゴム製のブレードのエッジを感光体
30の表面に押し当てて層形成物質を除去する方式の
他、ブラシを感光体30の表面に当てて層形成物質を除
去する方式等を用いることができる。
【0046】次に、本例の画像形成手段12は、像形成
物質となる顔料や染料を含む着色材(インク)を、液滴
として飛翔させて、層に付着させることにより層上に画
像を形成するものである。図5に、画像形成手段12の
構成例を概略的に示す。図5において、画像形成手段1
2は、インクを収容するインク室40を有するノズルヘ
ッド41と、ノズルヘッド41からインクを吐出させる
ノズル駆動部42とを含んで構成されている。また、必
要に応じて、ノズルヘッド41を層20に対して相対的
に移動させるヘッド送り部43が設けられる。なお、ノ
ズル駆動部42の駆動信号、及びヘッド送り部43の制
御信号は、制御手段15から供給される。
【0047】インクは、本例では多色からなり、色ごと
にノズルヘッド41に設けられた各インク室40に分か
れて収容されている。ノズル駆動部42は制御手段15
からの駆動信号に基づいて各インク室40からインクを
色ごとに吐出させる。インクの吐出方式としては、前述
したように、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式、ソ
リッドインクジェット方式、ERFインクジェット方
式、及びスパークジェット方式などを用いることができ
る。このうち、ピエゾ方式では、ピエゾに電圧を印加し
て各インク室40を収縮させ、インクを液滴として吐出
・飛翔させる。また、サーマル方式では、各インク室4
0にヒータ素子が配置されており、その発熱によりイン
クを沸騰させてインク室40内で気泡を発生させ、その
圧力によりインクを液滴として吐出・飛翔させる。本例
では、像形成物質を含むインクを飛翔させて層に付着さ
せることにより、非接触で層に画像を形成できる。この
場合、層表面に微小な凹凸が含まれる場合にも良好に層
の表面にインクを付着させることができる。また、イン
クを液滴として飛翔させる機構は、比較的安価かつコン
パクトに構成できるという利点がある。
【0048】また、本例では、インクは、シアン
(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の三原色に加
え、ブラック(K)を含み、フルカラー対応となってい
る。なお、これらの色に加え、中間色を含んでもよい。
また、使用するインクとして、水性、油性、いずれのタ
イプでもよく、また、主として染料を含む染料タイプ、
主として顔料を含む顔料タイプ、染料及び顔料をともに
含む混合タイプのいずれでもよい。例えば、水性の染料
タイプのインクを用いる場合、そのインクには、溶媒と
しての水、染料、保湿剤(グリコール類、アルカノール
アミン類など)、表面張力調整剤(界面活性剤、アルコ
ール類など)などが含まれる。この場合、染料材料とし
ては、アゾ染料、フタロシアニン染料、アントラキノン
染料など各種の染料を用いることができる。
【0049】図3に戻り、次に、本例の転写手段13
は、静電気力(クーロン力)を利用して、感光体30
(層保持体21)上に形成された画像受容層を記録体2
3に転写するものであり、記録体23の背面側に配置さ
れる転写ローラ50を含む。転写ローラ50には電圧が
印加され、記録体23を挟んで感光体30に押し当てら
れる。記録体23裏面から層形成物質とは逆極性の電荷
を与えることにより、記録体23、層形成物質、感光体
30の隙間に電界が発生する。この電界により発生する
静電気力により、層形成物質が感光体30から分離さ
れ、画像受容層が記録体23に転写される。
【0050】次に、本例の固定手段14は、層形成物質
に熱エネルギーを与えることにより、記録体23に転写
された画像受容層を定着させるものであり、記録体23
の背面側に配置される弾性ローラ55と、記録体23の
記録面側に配置される加熱ローラ56とを含む。弾性ロ
ーラ55は、金属製のローラの周面にシリコンゴムなど
からなる弾性層が形成されている。また、加熱ローラ5
6は、内部にヒータが配置され、表面には層形成物質と
の離脱を促進する耐熱離型層が形成されてている。記録
体23を間に挟んで、弾性ローラ55に対して加熱ロー
ラ56が押し当てられる。熱可塑性樹脂を主原料とする
層形成物質は、加熱ローラからの熱により、記録体23
上で溶融し、冷却されて記録体23上に固着される。本
例では、記録体23上に固着された層が良好な透過性を
有するように、加熱ローラ56の表面温度や、弾性ロー
ラ55に対する加熱ローラ56の押し込み量が制御手段
15により制御される。
【0051】以上のように構成される本例の画像形成装
置10によれば、上述した本例の画像形成方法を実施で
きる。また、最適化された層に一旦画像を形成して安定
化させ、その層を記録体23に転写するので、記録体2
3に、高画質で、高い安定性を有する画像を形成でき
る。
【0052】図6は、本例の画像形成装置10及び画像
形成方法において、記録体23に形成された画像22を
模式的に示す図である。この図6に示すように、本例で
は、記録体23に画像22を形成することにより、記録
体23、画像22(画像層)、画像受容層20の順に積
層された積層構造が形成される。すなわち、記録体23
上に画像22が形成されるとともに、その画像22が画
像受容層20で覆われる。そのため、耐水性や耐磨性な
どの画像22の安定性が高い。なお、この図6に示した
記録体23上における画像22と画像受容層20との積
層構造は一例であって、上述したプロセスの順序を変え
たり新たに工程を加えたりすることにより、別の積層構
造とすることも可能である。例えば、図7(a)に示す
積層構造は、記録体23上に画像受容層20、画像22
(画像層)の順に積層している。この積層構造の場合、
画像22が記録体23と完全に分離するので、インクの
にじみが生じる可能性が極めて少ない。また、図7
(b)に示す積層構造は、記録体23上に、画像受容層
20、画像22(画像層)、さらに画像受容層20の順
で積層している。この積層構造の場合、上記したよう
に、記録体23へのインクのにじみを完全に防げる他
に、外部からの液体により画像22が劣化するのが防止
される。
【0053】次に、図8は、本例の画像形成装置10の
具体的な構成の他の一例を示している。この構成例で
は、先の図3に示した構成例と異なり、感光体30上に
形成された画像受容層20を別の物体上に中間転写し、
その中間転写した物体上の層に画像を形成し、その層を
記録体23上に転写する。以下、この構成例について説
明する。なお、図3に示した装置と同一の機能を有する
構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略
または簡略化する。
【0054】本例の画像形成装置10は、層形成物質か
らなる層(画像受容層)を第1物体としての感光体30
上に形成する層形成手段11と、感光体30上に形成さ
れた画像受容層20を第2物体としての中間転写体24
上に転写する中間転写手段17と、顔料や染料などの像
形成物質からなる画像22を上記画像受容層20上に形
成する画像形成手段12と、上記画像22が形成された
画像受容層20をその画像22とともに、上記中間転写
体24から記録体23に転写する転写手段13と、記録
体23に転写された画像受容層20を固定(定着)する
固定手段14とを有して構成されている。さらに、画像
形成装置10は、上記各手段を統括的に制御する制御手
段15を有している。
【0055】すなわち、本例は、感光体30上に形成さ
れた画像受容層20を中間転写体24に転写する中間転
写手段17を備えた点が、先の図3に示した構成例と大
きく異なる。中間転写手段17は、感光体30から画像
受容層20を受け取り、それを記録体23に受け渡す。
また、本例では、記録体23に画像受容層20を運ぶ間
に、中間転写体24上の画像受容層20に画像22を形
成する。
【0056】中間転写手段17は、静電気力(クーロン
力)を利用して、感光体30上に形成された画像受容層
20を中間転写体24に転写するものであり、中間転写
体24の背面側に配置される中間転写ローラ60を含
む。中間転写ローラ60には電圧が印加され、中間転写
体24を挟んで感光体30に押し当てられる。中間転写
体24の裏面から層形成物質とは逆極性の電荷を与える
ことにより、中間転写体24、層形成物質、感光体30
の隙間に電界が発生する。この電界により発生する静電
気力により、感光体30から分離された画像受容層20
が中間転写体24に転写される。
【0057】中間転写体24は、例えばドラム状あるい
はベルト状に形成され、静電的な機能を持たせるために
少なくともその表面が半導電性(例えば電気抵抗値が1
8 〜10Ωcm程度)とされる。本例では、画像形成手
段12の設置スペースを好ましく確保するなどの目的か
ら、中間転写体24として、無端環状ベルトを用いる
(以後、中間転写ベルト61と称する)。中間転写ベル
ト61の基材としては、ゴム製、あるいは樹脂製のベル
トが用いられ、樹脂製のものとしては、例えば、ポリイ
ミド系(熱硬化性)、フッ素系、ポリカーボネート系な
どを用いることができる。なお、単一の材料のみなら
ず、2種以上の材料を混合したものを使用してもよい。
また、中間転写ベルト61は、感光体30の形状に追従
可能となるように、厚みを薄く形成される。さらに、中
間転写ベルト61は、複数のローラに架け渡され、駆動
部62により周動される。なお、中間転写ベルト61の
背面側には必要に応じて中間転写ベルト61に張力を与
えるためのテンションローラが配置される。
【0058】中間転写ベルト61には、層形成物質の転
写を促進する促進物質が含まれているのが好ましい。促
進物質としては、中間転写ベルト61の表面エネルギー
を低下させ、表面に撥水性を与えるものが好ましく、例
えばフッ素系や、シリコン系等が適用される。促進物質
としてフッ素を用いる場合、例えば中間転写ベルト61
の表面に、フッ素を含む官能基を分散したり、中間転写
ベルト61の表面を構成する基本樹脂の側鎖及び端部の
うちの少なくとも一方にフッ素を含む官能基を含めたり
するとよい。中間転写ベルト61に促進物質が含まれて
いることにより、感光体30から受け取った画像受容層
20が確実かつ良好に記録体23上に転写される。
【0059】以上説明した本例の画像形成装置によれ
ば、先の図3に示した構成例と同様に、層20に一旦画
像22を形成して安定化させ、その層20を記録体23
に転写するので、記録体23に、高画質で、高い安定性
を有する画像22を形成できる。また、本例では、先の
構成例と異なり、画像22を形成する前に層20を一度
転写する。そのため、画像22を形成する層20の表面
が整えられ、層20上に画像22が良好に形成される。
【0060】以上、添付図面を参照しながら本発明に係
る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例
に限定されないことは言うまでもない。上述した例にお
いて示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例で
あって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計
要求等に基づき種々変更可能である。
【0061】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
最適化された層に一旦画像を形成して安定化させ、その
層を記録体に転写することにより、種々の記録体に対し
て、高画質で、高い安定性を有する画像を形成できる。
また、層が形成される物体の表面に、層の転写を促進す
る促進物質が含まれていることから、層の転写を良好に
実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置の全体構成の一例を概
念的に示す図である。
【図2】 画像形成方法の手順の一例を示す図である。
【図3】 本例の画像形成装置の具体的な構成の一例を
示す図である。
【図4】 層形成物質(粉体粒子)の基本構成の一例を
示す図である。
【図5】 画像形成手段の構成例を概略的に示す図であ
る。
【図6】 本例の画像形成装置及び画像形成方法により
記録体に形成された画像を含む積層構造を模式的に示す
図である。
【図7】 記録体に形成された画像を含む積層構造を模
式的に示す図である。
【図8】 本例の画像形成装置の具体的な構成の他の一
例を示す図である。
【図9】 インクジェット方式及び電子写真方式のそれ
ぞれの特徴を示す図である。
【符号の説明】
10 画像形成装置 11 層形成手段 12 画像形成手段 13 転写手段 14 固定手段 15 制御手段 17 中間転写手段 20 層(画像受容層) 21 層保持体 22 画像 23 記録体 24 中間転写体 30 感光体(層保持体) 41 ノズルヘッド 61 中間転写ベルト
───────────────────────────────────────────────────── 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 15/05 B41J 3/04 101Z

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録体に画像を形成する装置であって、 所定の物質からなる層を物体上に形成する層形成手段
    と、 前記物体上に形成された前記層に画像を形成する画像形
    成手段と、 画像が形成された前記層を、前記物体から前記記録体に
    転写する転写手段とを有し、 前記物体の表面には、前記層の転写を促進する促進物質
    が含まれていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記促進物質は、フッ素であることを特
    徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 記録体に画像を形成する装置であって、 所定の物質からなる層を物体上に形成する層形成手段
    と、 前記物体上に形成された前記層に画像を形成する画像形
    成手段と、 画像が形成された前記層を、前記物体から前記記録体に
    転写する転写手段とを有し、 前記層は、粉体状の物質からなり、 前記層が形成される物体の表面には、光導電性を有する
    感光層が形成されていることを特徴とする画像形成装
    置。
  4. 【請求項4】 前記感光層には、フッ素が含まれている
    ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記感光層には、前記フッ素を含む官能
    基が分散されていることを特徴とする請求項4に記載の
    画像形成装置。
  6. 【請求項6】 前記感光層は、該感光層を構成する基本
    樹脂の側鎖及び端部のうちの少なくとも一方に前記フッ
    素を含む官能基を含むことを特徴とする請求項4に記載
    の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 記録体に画像を形成する装置であって、 所定の物質からなる層を第1物体上に形成する層形成手
    段と、 前記第1物体上に形成された前記層を、第2物体上に転
    写する中間転写手段と、 前記第2物体上に転写された前記層に画像を形成する画
    像形成手段と、 画像が形成された前記層を、前記第2物体から前記記録
    体に転写する転写手段とを有し、 前記層は、粉体状の物質からなり、 前記第1物体の表面は、光導電性を有し、 前記第2物体の表面は、半導電性を有することを特徴と
    する画像形成装置。
  8. 【請求項8】 前記第2物体の表面には、フッ素を含む
    官能基が分散されてい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】 前記第2物体の表面は、該表面を構成す
    る基本樹脂の側鎖及び端部のうちの少なくとも一方にフ
    ッ素を含む官能基を含むことを特徴とする請求項7に記
    載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7875689B2 (en) 2007-02-16 2011-01-25 Fuji Xerox Co., Ltd. Ink receptive particle, material for recording, recording apparatus and ink receptive particle storage cartridge
US8002400B2 (en) 2006-01-18 2011-08-23 Fuji Xerox Co., Ltd. Process and apparatus for forming pattern

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