JP2844613B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真プロセス等において湿式現像され
た静電潜像を記録・保存するための画像形成方法に関す
る。

〔発明の概要〕 本発明はたとえば電子写真プロセス等において、感光
体の上に露光用光源の光を透過しかつ該感光体よりも暗
減衰時間の長い絶縁性フィルムを積層し、該絶縁性フィ
ルム上に静電潜像を形成・現像した後に上記感光体から
該絶縁性フィルムを剥離することにより、転写効率が高
く画質に優れた画像の形成を可能とするものである。

〔従来の技術〕

画像形成技術の分野において、一様に帯電させた感光
体上に画像信号に応じて選択的に光照射を行い、形成さ
れた静電潜像を現像する方式は一般に静電写真プロセス
と呼ばれている。この静電写真プロセスには大別して乾
式現像法と湿式現像法とがある。

このうち湿式現像法は、着色剤としての染料あるいは
顔料を微粒子状で絶縁性媒体中に分散させた液体現像剤
を使用して感光体上に形成された静電潜像を現像する方
式である。湿式現像法によれば、銀塩写真に匹敵する解
像度と階調を得ることが可能であるほか、特に着色剤と
して顔料を使用した場合には形成された画像の耐候性が
優れているため、各方面で開発が進められている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のようにして感光体上で現像された静
電潜像をすぐに視認できる形で記録・保存するために
は、これを適当な被転写体に転写することが好ましい。
しかしなが、従来の湿式現像法においては着色剤粒子と
感光体との間の吸着が強すぎて転写効率が低く、高画質
を追求する画像形成の目的には必ずしも適したものでは
なかった。

これに対し、いわゆるエレクトロ・ファックスのよう
に、転写を行わない画像形成方法も提案されている。こ
れは、ポリビニルカルバゾール等の透明な感光体、ある
いはZnO等の白地の感光体上に直接画像を形成する方法
である。しかし、感光体の透明度あるいは白色度を適正
に維持する必要から増感色素の使用量が自ずと限定され
るため、感度の向上が困難であり、画像形成や読出しの
高速化に限界がある。さらに、着色剤の分散安定性が低
く、また転写を行わないために感光体の再利用ができず
にコスト高となる等の欠点があり、現在はカラースライ
ドの作成や印刷分野におけるプルーフの作成等の限られ
た用途に適用されているのみである。

そこで本発明は、低コストで転写効率が高く、高品質
の画像を高速に形成できる画像形成方法の提供を目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上述の目的を達成するために提案されるも
のである。

すなわち、本発明にかかる画像形成方法は、感光体の
上に露光用光源の光を透過しかつ該感光体よりも暗減衰
時間の長い絶縁性フィルムを積層する工程と、上記絶縁
性フィルム上に静電潜像を形成する工程と、常温で固体
の現像液を加熱して溶融状態とし静電潜像を湿式現像す
る工程と、上記感光体から上記絶縁性フィルムを剥離す
る工程とを有することを特徴とするものである。

本発明の画像形成方法は、まず感光体と積層された絶
縁性フィルム上で静電潜像が形成・現像されることが前
提となっている。そこで、まずこの静電潜像の形成およ
び現像の原理について、第１図を参照しながら説明す
る。なお、この図は便宜上、一枚の長尺状の感光体
（１）に対して各工程が順次適用されてゆくものとして
示してある。

先ず、帯電工程にて感光体（１）に積層された絶縁性
フィルム（８）の表面がコロナ放電体（２）等の適当な
帯電手段により例えばマイナスに一様に帯電される。

次の露光工程では、半導体赤外レーザー光源（３）等
の適当な露光手段を用いて画像情報に対応した選択的な
光照射が行われる。これにより、露光された部位のみマ
イナス電荷が消失する。

ここで、上記感光体（１）としては、周知の有機光導
電体もしくは無機光導電体を使用することができる。た
とえば有機光導電体としては、周知の広範囲の物質から
選択することができ、実用化されているものとしてはポ
リ−Ｎ−ビニルカルバゾールと2,4,7−トリニトロフル
オレン−９−オンとからなる電子写真感光基材、ポリ−
Ｎ−ビニルカルバゾールをピリリウム塩系色素で増感し
たもの、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールをシアニン系色
素で増感したもの、フタロシアニン等の有機顔料を主成
分とする電子写真感光基材、染料と樹脂とからなる共晶
錯体を主体とする電子写真感光基材等が例示される。無
機光導電体としては、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミ
ウム、セレン、セレン−テルル合金、セレン−砒素合
金、セレン−テルル−砒素合金、非晶質ケイ素系材料等
が挙げられ、これらはシリコン樹脂，アクリル樹脂，ア
ルキド樹脂等の適当な樹脂に分散させたものであっても
良い。ところで、これらの材料はそれぞれ固有の暗減衰
時間を有している。ここで暗減衰時間とは、一定の電荷
に帯電させた材料を暗所に放置した場合、電荷量が半分
に減少する時間と定義される。本発明においては、後述
する理由により、その上に積層される絶縁性フィルムよ
りも暗減衰時間の短いものを選択するようにする。典型
的な材料のおおよその暗減衰時間を例示すると、たとえ
ばポリビニル−Ｎ−カルバゾールは300秒、フタロシア
ニンは100秒、アモルファスセレンは20〜30秒、酸化亜
鉛の樹脂分散系は30〜40分である。

一方、上記絶縁性フィルムに要求される性質として
は、まず露光光源の光を透過させることが挙げられる。
したがって、特殊効果や装飾的な用途等を想定する場合
には必ずしも無色である必要はない。さらに上記絶縁性
フィルムは、併用される感光体の暗減衰時間よりも長い
暗減衰時間を有していることが必要である。たとえば暗
減衰時間が約400秒のPET（ポリエチレンテレフタレー
ト）等は好適な材料である。その他、ポリスチレン，ポ
リフェニレンスルフィド，ポリイミド，ポリアミド等の
材料が使用可能である。

次の現像工程では、上述のようにして静電潜像の形成
された絶縁性フィルム（８）と感光体（１）の積層体が
現像タンク（４）の上を通過する。上記現像タンク
（４）には、絶縁性分散媒（５）中にプラスに帯電して
いる着色剤粒子（６）を分散させた現像剤（７）が入っ
ており、該着色剤粒子（６）が絶縁性フィルム（８）上
のマイナス電荷のある部位に向かって泳動し、付着す
る。

上記絶縁性分散媒（５）に分散される着色剤粒子
（６）としては、従来公知の無機顔料、有機顔料、染料
およびこれらの混合物が使用できる。

たとえば無機顔料としては、クロム系顔料、カドミウ
ム系顔料、鉄系顔料、コバルト系顔料、群青、紺青等が
挙げられる。また、有機顔料や染料としては、ハンザイ
エロー（C.I.11680）、ベンジジンイエローＧ（C.I.210
90）、ベンジジンオレンジ（C.I.21110）、ファースト
レッド（C.I.37085）、ブリリアントカーミン3B（C.I.1
6015−Lake）、フタロシアニンブルー（C.I.74160）、
ビクトリアブルー（C.I.42595−Lake）、スピリットブ
ラック（C.I.50415）、オイルブルー（C.I.74350）、ア
ルカリブルー（C.I.42770A）、ファーストカーレット
（C.I.12315）、ローダミン6B（C.I.45160）、ローダミ
ンレーキ（C.I.45160−Lake）、ファーストスカイブル
ー（C.I.74200−Lake）、ニグロシン（C.I.50415）、カ
ーボンブラック等が挙げられる。これらは単独でも２種
以上の混合物として用いることができ、所望の発色を有
するものを選択して使用すればよい。

また、絶縁性分散媒（５）としては、常温で固体の絶
縁性有機化合物を使用する。すなわち、現像剤として、
例えば常温で固体の絶縁性有機化合物に着色剤を分散さ
せたものを適当な温度に加熱して溶融状態として使用す
る。この場合の電気絶縁性有機化合物としては、パラフ
ィン類，ロウ類，およびこれらの混合物の他、ポリエチ
レン，ポリアクリルアミド，ポリ−ｎ−ステアリルアク
リレート，あるいはポリアクリレートのホモポリマーや
コポリマーのように側鎖に長いアルキル基を有する結晶
性高分子等が使用可能である。また、着色剤粒子は前述
の物質を使用することができる。このような静電潜像現
像剤を使用する場合は、上述のように現像タンク（Ａ）
に入れなくとも、たとえば何らかの支持体に保持させて
シート状，テープ状とすることができ、これによって取
扱い性は一段と向上する。

いずれの現像剤（７）においても、これら絶縁性分散
媒（５）や着色剤粒子（６）のほか、分散性や着色剤の
定着性を向上させる目的で樹脂を併用しても良い。かか
る樹脂としては公知の材料を適宜選択して使用すること
ができ、例示すればブタジエンゴム，スチレン−ブタジ
エンゴム，環化ガム，天然ゴム等のゴム類、スチレン系
樹脂，ビニルトルエン系樹脂，アクリル系樹脂，メタク
リル系樹脂，ポリエステル系樹脂，ポリカーボネート系
樹脂，ポリ酢酸ビニル系樹脂等の合成樹脂類、ロジン系
樹脂、水素添加ロジン系樹脂，アマニ油変性アルキド樹
脂等の変性アルキドを含むアルキド樹脂類、ポリテルペ
ン類等の天然樹脂類等が挙げられる。その他、フェノー
ル樹脂類、フェノールホルマリン樹脂等の変性フェノー
ル樹脂類、フタル酸ペンタエリトリット、クマロン−イ
ンデン樹脂類、エステルガム樹脂類、植物油ポリアミド
樹脂類等も有用であるし、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ
プロピレン等のようなハロゲン化炭化水素重合体類、ビ
ニルトルエン−ブタジエン，ブタジエン−イソプレン等
の合成ゴム類、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラ
ウリルメタクリレート，ステアリルメタクリレート，ラ
ウリルアクリレート，オクチルアクリレート等の長鎖ア
ルキル基を持つアクリル系モノマーの重合体もしくはそ
れらと他の重合性モノマーとの共重合体類（たとえば、
スチレン−ラウリルメタクリレート共重合体，アクリル
酸−ラウリルメタクリレート共重合体等）、ポリエチレ
ン等のポリオレフィン類、ポリテルペン類等も使用でき
る。

さらに、上記現像剤には通常は電荷供与剤が添加さ
れ、ここで使用される現像剤もその例外ではない。使用
される電荷供与剤は、たとえばナフテン酸，オクテン
酸，オレイン酸，ステアリン酸，イソステアリン酸ある
いはラウリン酸等の脂肪酸の金属塩、スルホコハク酸エ
ステル類の金属塩、油溶性スルホン酸金属塩、リン酸エ
ステル金属塩、アビエチン酸金属塩、芳香族カルボン酸
金属塩、芳香族スルホン酸金属塩等である。

また、着色剤粒子（６）の帯電電荷を増強させるため
に、SiO₂,Al₂O₃,TiO₂,ZnO,Ga₂O₃,In₂O₃,GeO₂,SnO₂,Pb
O₂,MgO等の金属酸化物微粒子やこれらの混合物を電荷増
強剤として添加しても良い。

最後に、定着工程において不要部分に付着した着色剤
粒子（６）が除去され、除電工程を経て絶縁性フィルム
（８）上で画像が形成される。

この後、上記絶縁性フィルム（８）を感光体（１）か
ら剥離する。ここで、上記絶縁性フィルム（８）がそれ
自体で十分な剛性を有し単独で保存・閲覧に耐える場合
にはそのまま使用すれば良い。たとえば該絶縁性フィル
ム（８）を直接OHP（オーバーヘッド・プロジェクタ
ー）用のシートとして使用する場合等が挙げられる。あ
るいは、上記絶縁性フィルム（８）を剥離後、他の適当
な被転写体上に貼付しても良い。この場合、上記絶縁性
フィルム（８）の画像形成面と被転写体を接触させるよ
うにして貼付すれば、該絶縁性フィルム（８）が保護膜
として働くことになり、画像の転写と同時にいわゆるラ
ミネート・コートが可能となる。

ここで、被転写体として使用できる材料は、上述のよ
うな絶縁性分散媒をある程度含浸できるものであれば良
く、例示すれば天然紙，合成紙等の各種紙類、木綿，麻
等の植物性繊維や絹，羊毛等の動物性繊維からなる布あ
るいは不織布、ポリアミド，ポリエステル，ポリアセタ
ール，ポリウレタン等の有機合成繊維やセラミックス，
カーボン等の無機繊維からなる布あるいは不織布、金
属，有機高分子等のメッシュ、ポリウレタンフォーム等
の高分子発泡体等である。通常の文書の形で保存するに
は、視認性を高める観点から被転写体として白地の紙等
を使用することが好ましいが、もちろんこれに限られる
ものではない。

なお、本発明にかかる画像形成方法は、単色の挙蔵の
形成に限られず、例えばイエロー，マゼンタ，シアンの
各色の現像剤を用いたフルカラー画像の形成にも適用さ
れるものである。この場合、各色の現像剤について逐次
先の現像方法を繰り返せばよく、現像の順序は感光の際
に使用する光源の種類等に応じて選択すればよい。例え
ば、赤外レーザーを使用した場合には、イエロー→マゼ
ンタ→シアンの順であり、紫外線を使用した場合には、
シアン→マゼンタ→イエローの順である。また、必要に
応じてフラックにより墨入れをしてもよく、このブラッ
クの現像は前記各色の現像の適当なところで行えばよ
い。

〔作用〕

本発明にかかる画像形成方法では、予め絶縁性フィル
ムを積層した感光体に対し、該絶縁性フィルム側からコ
ロナ放電およびレーザー照射を行い、一様な電荷の生成
と選択的な消失を促す。

ここで、本発明において推定される電荷の生成・消失
機構について、第２図（Ａ）および第２図（Ｂ）を参照
しながら説明する。

まず第２図（Ａ）に示すように、コロナ放電によって
絶縁性フィルム（８）の表面を一様にマイナスに帯電さ
せる。このとき、上記絶縁性フィルム（８）と隣接する
感光体（１）にはプラスの電荷が誘起されている。

次に、第２図（Ｂ）に示すように選択的なレーザー照
射を行うと、レーザー光は絶縁性フィルム（８）を透過
して感光体（１）に達する。このとき、絶縁性フィルム
（８）はその性質上、表面付近に存在するマイナス電荷
を膜厚方向に移動させることができないので、感光体側
のレーザー光照射部位においてプラス電荷（ホール）が
該絶縁性フィルム（８）と感光体（１）との界面付近ま
で移動して来る。このようにして結果的に積層体の内部
で局所的にマイナス電荷とプラス電荷の距離、すなわち
電位の異なる領域が生じたことになる。つまり、プラス
に帯電した着色剤粒子（６）はレーザー光が照射されな
かった部位にのみ選択的に付着するが、照射により両電
荷の距離が近くなり電気的にほぼ中性とみなされる部位
には付着しない。

このようなことが可能となるのは、絶縁性フィルム
（８）の暗減衰時間が感光体（１）のそれよりも長く選
ばれているからである。もし、絶縁性フィルム（８）の
暗減衰時間の方が短いと、レーザー光の照射を行う前に
マイナス電荷が散逸し、電位の分布が形成できなくなっ
てしまう虞れがある。

以上が電荷の生成・消失機構の概略であるが、レーザ
ー光照射による露光部には厳密に言えば若干の残留電位
が存在する。しかし、この残留電位はたとえば現像剤側
にバイアス電圧を印加すれば相殺することができるの
で、実用上は何ら問題はない。

このように、本発明においては静電潜像は絶縁性フィ
ルム（８）の表面で現像され、その後感光体（１）から
剥離される。したがって、上記絶縁性フィルム（８）を
適当な被転写体に貼り付ければ転写効率は100％とな
り、一方の感光体（１）は再利用できる状態となる。

〔実施例〕 以下、本発明の好適な実施例について説明する。

本実施例は、PETフィルムを絶縁性フィルムとして積
層した感光体を使用して静電潜像を形成し、シアン色の
現像剤によりこの静電潜像を現像した後、該PETフィル
ムを感光体より剥離して普通紙に貼付した例である。

ここで使用した感光体は、ポリエチレンテレフタレー
トフィルム（膜厚125μｍ）上に透明電極であるITO層
（膜厚0.2μｍ）及び変性酢酸ビニル樹脂層（膜厚２μ
ｍ）を介して、感光層（膜厚８μｍ）を積層形成したも
のである。感光層には、感光剤としてポリビニルカルバ
ゾール1g,増感剤としてシアニン色素（日本感光色素社
製，商品名NK2892）2mgが含まれている。この感光体の
上に、さらに絶縁性フィルムとして９μｍ厚のPETフィ
ルムを積層した。

また、本実施例で使用した現像剤は、本願出願人が先
に提案した前述の静電潜像現像剤である。これは、以下
のように調製した。まず、着色剤であるリオノーブルー
KX−F1（東洋インキ社製）0.625gおよびイソパラフィン
系溶剤（出光石油社製，商品名IP2825）0.5gをフーバー
・マーラー法によりペースト状となるまで混練し、着色
剤を小粒子化した。次に、このペーストを別のイソパラ
フィン系溶剤（エッソ社製，商品名アイソパーＨ）50ml
中に分散させ、アルミナビーズと共にペイントシェーカ
ー中で12時間分散処理を行った。さらに、アクリル樹脂
（三菱レーヨン社製，商品名FR101）の50％トルエン溶
液0.5g、および電荷供与剤となるナフテン酸ジルコニウ
ム0.025gとナフテン酸カルシウム0.025gを添加し、濃縮
現像液を得た。次に、融点42〜44℃のパラフィン120ml
を予め70℃にて溶融し、上記濃縮現像液5mlをこの中へ
分散させてシアン色の現像剤を調整した。

画像の形成にあたっては、まずPETフィルムを積層し
た感光体に−6kVのコロナ放電を行って全体を約−700V
に帯電させ、続いて波長780nmの半導体レーザーによる
選択的露光を行い、静電潜像を形成した。次に、現像剤
を溶融状態に保つことができるようにたとえば現像タン
ク（４）に設けた適当な加熱手段（図示せず。）により
現像剤を加熱し、かつ露光部の残留電位による不要な着
色剤粒子の付着を防止するために現像剤に−400Vのバイ
アス電圧を印加しながら静電潜像を現像し、上記PETフ
ィルムの上に画像を形成した。さらに定着工程，除電工
程を経て上記PETフィルムを感光体から剥離し、普通紙
に貼付して画像を転写した。

以上のようにして普通紙上に転写された画像は、500
本/mm（100ドット/mm）と高い解像度を有し、階調性に
も優れていた。また、絶縁性フィルムごと被転写体上に
貼付するため、転写効率が100％であり、感光体も繰り
返し使用することができた。

なお、本実施例ではシアン色の単色画像を形成する場
合について説明したが、本発明がフルカラー画像の形成
にも適用できることは言うまでもない。フルカラー画像
を形成する場合は、同一の感光体に対して三原色の各色
ごとに帯電工程，露光工程，現像工程，除電工程を繰り
返し、最後に一括して転写を行えば良い。転写後の感光
体は、繰り返し使用することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明にかかる画
像形成方法を適用すれば、湿式現像法によっても100％
の転写効率で階調性および解像度に優れた高品質の画像
を形成することができる。また、画像の形成と同時に絶
縁性フィルムが画像の表面を被覆するため、画像の保
護，記録安定性の向上，光沢や装飾性を始めとする特殊
効果の付与等が可能となる。転写後の感光体は繰り返し
て使用できるため、従来のエレクトロファックス等のよ
うな転写を行わない方式と比べて経済的である。さら
に、三原色どこに独立の転写プロセスを繰り返さなくと
もフルカラー画像が一度に形成できるため、高速の画像
形成が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成の前段階となる静電潜像の現像方法の
原理を説明するための模式図である。第２図（Ａ）およ
び第２図（Ｂ）は本発明における電荷の生成・消失を説
明するための模式図であり、第２図（Ａ）は帯電工程、
第２図（Ｂ）は露光工程にそれぞれ対応する。 １……感光体 ２……コロナ放電体 ３……半導体赤外レーザー光源 ４……現像タンク ５……絶縁性分散媒 ６……着色剤粒子 ７……現像剤 ８……絶縁性フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/05

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体の上に露光用光源の光を透過しかつ
   該感光体よりも暗減衰時間の長い絶縁性フィルムを積層
   する工程と、 上記絶縁性フィルム上に静電潜像を形成する工程と、 常温で固体の現像液を加熱して溶融状態とし静電潜像を
   湿式現像する工程と、 上記感光体から上記絶縁性フィルムを剥離する工程とを
   有することを特徴とする画像形成方法。