JPH01306872A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像形成装置に係わり、特に電気、磁気的に読
み出される、または−時蓄積された電気画像信号を用い
て画像を出力、印写するプリント装置に関する。

［従来の技術］ 従来、デジタル型電子写真方式においては、情報信号を
感光体に記録するために、半導体レーザー光をポリゴン
ミラーにて感光体上を走査させながら情報信号に応じて
ｏｎ−ｏｆｆ　ｌ、ていた。しかし、この方式では高精
細な画像或いは高速に画像を記録、特に同一画像を多数
枚記録する場合にレーザーの出力を高くしたり長時間出
力したりす　′る必要があるため、レーザー自体の耐久
性に問題が生じやすかった。また、連続して画像の読み
込み記録を行なう場合には同一画像を繰返し読み込むた
め、光学スキャナーに大きな負荷がかかっていた。

アナログ記録方式では、例えば′ｒヒ子写真方式におい
てスクリーンプロセスと呼ばれる中間転写体にイオン記
録の形で中間像を得る方式がある。しかし、この方式に
おいてはイオンの帯電に起因する不安定性があり、上記
中間像は長期のメモリー性を得ることができなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記に鑑み、メモリー性を有し高コントラスト 用し、次段の像保持体へ情報を光学的に最適記録しうる
画像形成装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用コ本発明は、導
電性基体上に少なくとも光導電体及び光学的に透明また
は不透明状態を記録し得る高分子膜を形成してなる像担
持媒体の前記透明または不透明状態のパターンに従って
、前記像担持媒体上に゛電荷分布像を形成することを特
徴とする画像形成装置を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いることのできる、光学的に透明または不透
明状態を記録しうる高分子膜としては、サーモトロピッ
ク液晶性を示す材料が好適である。この例としては、メ
タクリル酸ポリマーやシロキサンポリマー等を主鎖とし
た低分子液晶をペンタント状に付加したいわゆる側鎖型
高分子液晶、また高強度高弾性耐熱性繊維や樹脂の分野
で用いられているポリエステル系またはポリアミド系等
の主鎖型高分子液晶等である。また相としてスメクチン
ク、ネマティック、コレステリックその他の相をとるも
の、またディスコティック液晶等が用いうる。

さらに、高分子液晶中に不斉炭素を導入した５ＩＩＩＣ
・を示す相を有し、強誘電性を示す高分子液晶も好まし
く用いうる。

以下、高分子液晶の具体例を例示するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

す Ｍ胃＝　１８，０００ ７５℃ Ｇｌａｓｓ−液晶相１１０’ＯＩｓａ。

（Ｎ） ＋ＣＨ２−ＣＨ）□ ４７°Ｃ Ｃ；１ａｓｓ　　　　ｉ＠晶相　””　Ｉ　ｓ　ａ　。

（Ｎ） （Ｆ）１３ ４ＣＴｏ　−Ｃ）ｎ ５０°Ｃ Ｇｌａｓｓ−液晶相１００°０工ｓ・。

（Ｓｍ） Ｂｒ　　　　　　　　　　　　　　（■）１４０℃ Ｇｌａ・・□　液晶相ユ翌二Ｉ・。。

（ＳｒＢ） また、これらを塗布成膜するための溶媒としては、ジク
ロロエタン、　ＤＭＦ、　　シクロヘキサン等の他、テ
トラヒドロフラン（Ｔ）ＩＦ）　　、アセトン、エタノ
ールその他の極性または非極性溶媒又はこれらの混合溶
媒が使用され、これらは使用する高分子液晶との溶解性
並びにこれを塗工する基体の材質または基体の表面に設
けた表面層との濡れ性、成膜性等の要因によって選択し
うろことは言うまでもない。これらの物質は大面積化が
容易、メモリー性を有する等のＬＰｆ徴を有している。

次に、前記（Ｉ）式により示される高分子液晶を用いて
、本発明に係る記録層の作用・特性を詳しく説明する。

前記高分子液晶をジクロロエタンにより溶解′し、これ
をアルコール洗浄全施したポリエステル系透明基体上に
アプリケーターにより塗布した。

その後、８５°Ｃ雰囲気中に１０分間放置したところ、
白色の散乱膜が形成された。この膜厚は塗布前における
高分子液晶の重量％が２０％の場合において１０ＩＬＩ
Ｉ１強のものが得られた。

このようにして得られた白色シート上を感熱ヘッドで走
査したところ、文字１図形パターンに従って透明部分が
固定された。このシートを光学濃度が１．２の黒色バッ
クグラウンド上に導くと、白地に黒の鮮明な表示が得ら
れた。

次に上記パターンが記録されたシートの全面を約１２０
°Ｃにまで加熱し、その後約９０°Ｃで数秒保ったとこ
ろ、元の白色散乱状態に全面が復帰し、このまま常温に
戻しても安定であり、再度の記録。

表示がなされ得た。この現象は、前記高分子液晶が安定
したメモリー状態を維持するガラス転移点以下における
フィルム状態、実質的に光学的散乱状態に推移すること
のできる液晶フィルム状態およびこれより高温で等史的
分子配列となる等方性フィルム状態の少なくとも３状態
をとり得ることに起因して制御することができる。

ここで、透明基体上に高分子液晶層を設けた中間像保持
体による画像形成の原理的プロセスを、第１図を用いて
説明する。

第１図において、前述した散乱状態は図中■の状態であ
る。これを例えば感熱ヘッドあるいは１／−ザー等の加
熱手段により■ａのようにＴ２（Ｔｉｓｏ　＝等方状態
移行温度）以上に加熱した後急冷すると、図中■の様に
ほぼ等方状態と同様の光透過状態が固定される。この急
冷状態は、特に冷却手段を用いることもなく、基体を空
気中に自然放熱するもので充分である。この等方状態は
、Ｔｌ（Ｔ、＝ガラス転移温度）以下における室温また
は常温状態においては安定であり、画像メモリーとして
安定な状ｆ９である。

一方■ａのようにＴ２以［；に加熱した後、液晶温度７
１〜７２間に一例として１秒ないし数秒にかけて保持す
ると、■ｂのごとく、この保持時間において散乱強度を
再び増し、常温においては再び元の散乱状態・′ｒ）に
復帰し、この状態はＴ１以下において安定に保持される
。

また図中・勃で示すごとく、液晶温度７１〜７２間に一
例として１０ミリ秒〜１秒程度の時間保持する様にすれ
ば、その部分においては中間Ｃ透過状態を常温で保持す
ることができ、階調表現として使用することも可能であ
る。

すなわち、本例ではいったん等方状態に加熱した後常温
に至るまでに、液晶温度でどれ程の時間保持するかで透
過率または散乱強度を１１））御することができ１また
これをＴ１以下にお１・ては安定に保持することがで！
る。さらに−上記において散乱状態に復帰させる場合の
温度は、液晶温度内でＴ２に近い方がより早く、また、
液晶温度に比較的長時１■放置する様な場合は、いった
ん等方状態に加熱しないでも、以前の状態にかかわらず
■の散乱状態に戻らしめることは可ｆ指である。

以下、上述の作用・特性を有する高分子膜を中間像保持
体に応用した本発明に係る画像形成装置を、実施例を示
して詳しく説明する。

［実施例］ 実施例１ 本実施例は高分子液晶を電子写真画像形成プロセスの電
荷像保持体に適用したものである。

本実施例においては、所望の形成画像をメモリーからの
像情報或いは光学スキャナにより原稿画像を読み取った
電気画像信号を前記高分子液晶上に熱的に記録し、この
後はこの熱的に記録された画像を中間像として−様な光
照射により高速複数枚の出力を行なわせることができる
ものである。

以下、第２図に示す装置図、第３図に示す記録行程図（
第３ａ〜３ｊ図）をもとに説明する。

第２図、第３図中１は電荷像保持体であって、ここでは
導電基体２、光導電層３、前記高分子液晶層を含む電荷
保持層４から成っている。

高分子液晶としては１例として下記構造式で表わした前
記高分子液晶（ＩＩ　） ４７℃　　　　　７７℃ Ｇｌａｓｓ□　液晶相　□Ｉｓｏ。

を用いることができるが、この電荷像保持体１について
さらに詳しく説明する。

導電基体２としては、ここではプラスチフク、ガラス等
の透明基体上にＩＴＯ（インジウム・ティンオキサイド
）等の透明導電層を設けたものである。光導電層３は前
記透明導電層上にＣｄ５（Ｔｉ化カドミウム）　、Ｚｎ
０（酸化亜鉛）あるいは種々の０ＰＣ（有機感光体）そ
の他の光導電材料を適当な膜厚、１例として５ｇ！１〜
７０Ｂ程度に設けたものであり１代表的には銅、インジ
ウム等で増感したＣｄＳ等が４０μｌ程度に設けられる
。

電荷保持層１としては、上記高分子液晶を適当な溶剤に
溶解させ前記光導電層上に塗布しても良いが、必要に応
じて前記光導電層上に１例として１０１Ｌ１１程度のポ
リエチレンテレフタレート等の絶縁層のラミネートを施
した後、または適当なコーティングフィルムを得たあと
前記高分子液晶を設けるようにしても良い。高分子液晶
層の設は方の１例としては上記高分子液晶（ＩＩ）をジ
クロロエタンに溶解して２０％溶液とし、これを前記絶
縁層上に、または光導電層上にディッピング（他のコー
ティング方法によっても良い）によりオーブン中に７０
℃で５分間放置し１はぼ１５μ層膜厚の白色散乱層とし
て得ることが出来る。

以下、図面に従って作像プロセスを説明する。

第３ａ図　初期状態 高分子液晶膜４は散乱状態を示しており、またこの表面
は非帯電状態である。

第３ｂ図　中間像記録 高分子液晶膜４に対して、感熱ヘッド８で所定の画像情
報に従って像加熱し、高分子液晶膜の加熱部は等方状態
を示し透明となる。

次の第３ｃ図以下はここでは電子写真方法の１つである
ＮＰプロセスの変形として挙げることが出来る。

像形成プロセス 第３ｃ図　高分子膜表面を帯電器（ａ）　１０により一
様にΦ帯電する（使用する光導電層によってはｅ帯電で
あるが、以下、ここでΦ帯電をしたものとして説明）、
この詩、導電基体２からはｅチャージが先導７１層内に
注入される。

第３ｄ図　帯電器（イ）５によってＡＣ除電するととも
に露光ランプ６により、高分子液晶膜４側から露光する
。前記した様に高分子液晶膜には、散乱部−透明部のコ
ントラストにより画像が形成されており、光導電層３に
対しては透Ｕ５′ｊ？３を通過した光による画像露光が
なされ、該部分のチャージは除電されほぼ消滅する。

第３ｅ図　次にランプ７により透明基体側から光導電層
３全面に露光されることにより、高分子液晶膜４に形成
された電荷分布像による表面電位像が形成される。

第３ｆ図　公知の２成分現像、あるいはジャンピング現
像、または液式現像その他の現像方式のいずれかの現像
方式を用いた現像器ａにより、前記表面電位像に従って
トナー像を形成する。図においては高分子膜４の散乱部
にトナーが付着するものとしたが、公知の電圧バイアス
を印加することにより透明部分にトナーを付着させる反
転現像も可能である。

第３ｇ図　転写紙目をドラムｌ上に送り転写帯電器１２
によりトナー像を転写紙上に静電転写する。

転写方式としてはローラー転写、バイアス転写１その他
公知の方法が使用される。トナー像を転写された転写紙
は定着器１４（熱定着器あるいは圧力定着器）に送られ
、トナー像がハードコピーとして定着される。

第３ｈ図　高分子膜４上に残余した）・ナーは、クリー
ナー１５により除去される。クリーナー１５としてはフ
ァ・−ブラシ、ブレードクリーナその他のクリーニング
方法を使用することが出来るつ 第３１図　次回の画像プリントに備えて除電器１６及び
裏面からのランプ１３による全面露光の同時付与により
高分子膜４は全面除電される。

第３ｊ図　前記第３Ｃ図のプロセスに戻り、以下繰り返
し、トナー像を形成することができる。　　　′なお、
繰り返しプリント中は感熱ヘッド８は不図示の解除機構
により高分子膜４より引き離しておくことで不用のキズ
の防止等になる。

Ｏ中間画像の消去 １例としてハロゲンヒータ１７を点灯し、電荷像保持体
ｌを比較的低速で回転させることにより、ハロゲンヒー
タ１７部分の通過時間を比較的長くすることにより、高
分子液晶膜４の中間画像を消去できた。なお、この時ハ
ロゲンヒータ１７による高分子膜４上の最大温度は８５
℃となる様にし、いったん全面が透明になる様にしたの
ち徐冷条件となり白色散乱状態に復帰する様にハロゲン
ヒータ１７の蓄熱板１８を調整した。なお、ハロゲンヒ
ータ１７は電荷像保持体１の外側に設けてもよい。

また上記の画像の消去は電荷像保持体ｌを複数回回転さ
せることにより行なっても良い。すなわち１例として第
１回転目でハロゲンヒータ１７付近のドラム温度を等方
状態に昇温させ、第２回転目以下においては、ハロゲン
ヒータ１７付近の電荷像保持体１の温度を液晶温度にす
る様にして数回回転させることで、前記散乱状態に復帰
せしめることができる。この場合、電荷像保持体ｌの回
転速度は適宜選択することが可能である。

上記の作像プロセスによるプリント速度は中間像を高分
子膜に形成する時間を除けば電荷像保持体１の周速２０
０ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速プリントが可能であった。

なお、本例においては、サーマルヘッドを中間像記録ヘ
ッドとしたが、高分子液晶膜表面にポリイミド、アラミ
ドその他の耐熱性樹脂等の保護層を設けることによりさ
らに耐久性を上げる様にしても良い。

また、上記中間像は、画像部を透明化しても良いし、ま
た必要に応じて非画像部を透明化する方式であっても良
い。

なお、上記高分子膜の抵抗値としては１０１３Ω・Ｃ１
１以上となる様に形成することが望ましい。

実施例２ 前記した導電基体２は、アルミニウム、ＳＵＳ等の導電
体とする。

本実施例では特に前記工程第３ｄ図における露光ランプ
６の照射波長を比較的短波長（はぼ５５０ｎｍ程度以下
）となる様にするとともに、工程第３ｅ図におけるラン
プ７、及び工程第３＋図におけるランプ１３による照射
波長を比較的長波長（はぼ５５０ｎｍ以上）とすること
で、前記ランプ７、ランプ１３もドラム外側に配置する
様にすることができる。

これは前記した高分子液晶（ＩＩ）の散乱状態における
分光透過率が比較的短波長側で小さく、長波長側で大き
い結果が得られたためである。従って、全面露光を行な
わしめるランプ７．１３が長波長側の照明光であれば、
前記高分子膜を介した露光であっても、光導電層３に対
し充分全面に照射光を供給することが出来る。

照射ランプの例としては、ランプ６を蛍光燈に５５０ｎ
ｍ以上をカットするフィルタを施したもの、またランプ
７．１３としてハロゲンランプに６００ｎｍ以下および
遠赤外域をカットするフィルタを施したものを用いた。

なお、ランプ６　、７　、１３の各波長の選択は使用す
る各種高分子膜２の分光特性等を考慮した一ヒで適宜選
択する様にする。

実施例３ 本実施例では赤外（半導体）レーザーで熱的に記録を行
なった場合を示す。

第４図は実施例１の変形例であって、熱的記録手段が赤
外レーザー１９であり外部よりポリゴンミラー２０によ
り走査して記録を行なっている点が異る。

ここでは実施例１の高分子液晶を溶媒シクロヘキサンに
溶解させ、赤外線吸収染料 （ただし、Ｅｔ＝−Ｃ？Ｔｏ　） を加えその１竜混合比（高分子液晶／１／−グー吸収染
料／溶媒）が（２０／　１／１００）の割合となる混合
溶液を調製し、この調製液を、前記実施例１と同様ディ
ッピングにて約１５ＩＬ１１厚に塗布することで、高分
子液晶ＷＡ４を設けた。

例として出力３０ｍＷのレーザーを上記ポリゴンミラー
で走査したところ、上記高分子液晶膜４の散乱状態中に
画像状の等方状態部分を固定することが出来たゆ以下実
施例１の作像プロセスに従った。

本例ではレーザーを記録源としたことで、より高密度な
画像を前記高分子膜に形成出来、高精細プリント画像を
得ることが出来た。

以上１本発明を説明したが、本発明においては使用する
高分子膜は前記した高分子液晶の上記画像形成モーＦに
限らず可逆的にフィルム上にメモリされた中間記録像と
して光学的な画像を形成しうる画像形成モード、あるい
はその他の媒体、たとえば相分離ポリマー等も使用可撤
である。

また、上記光学的な画像についてコントラストをより上
げるために偏光膜等を再度使用してもよい。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、高コントラストの中間記録画像を
光導電層に密着した状態で繰り返しプリント原稿として
使用しうるため、高速にまた忠実な電子写真プリントを
行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の原理を示す説明図であり、第２図、
第３図、第４図は本願発明の実施態様を表す説明図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、導電性基体上に少なくとも光導電体及び光学的に透
   明、または不透明状態を記録し得る高分子膜を形成して
   なる像担持媒体の前記透明、または不透明状態のパター
   ンに従って前記像担持媒体上に電荷分布像を形成するこ
   とを特徴とする画像形成装置。