JPH0347507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、カラー記録方法に関する。

画像をカラーで記録するカラー記録方式として
は、従来、カールソン電子写真プロセスを利用し
たカラー電子写真方式が、ひろく知られている。

このカラー電子写真方式は、それ自体、カラー
画像記録方式として、すぐれたものではあるが、
原稿を３原色に色分解し、各色分解像ごとに、電
子写真プロセスを行なわねばならないため、とか
く、記録に時間を取りすぎたり、あるいは装置が
大型化するという問題がある。

そのため、近来、１回の画像露光でカラー記録
画像を得るという、所謂ワンシヨツトフルカラー
記録方式の開発が意図されている。

従来、提案されたワンシヨツトカラー記録方式
としては、光電気泳動法および粒子色分解法の２
方式がある。

光電気泳動法というのは、光導電性トナーの電
気泳動を利用する方法である。すなわち、３原色
のそれぞれに着色された３種の光導電性トナーを
電気絶縁性の分散媒中に、あらかじめ、所定の極
性、例えば、負極性に帯電させて分散させる。こ
の分散液を、一対の電極間に満たす。電極の一方
は透明電極として、これを正電位とし、他方は、
その表面に絶縁層をもうけ、マイナス側とする。
光導電性トナーは、負帯電しているので、透明電
極の表面に均等に付着する。この状態において、
透明電極の裏面側から、カラー画像の光像を投影
する。すると、この光像の投影の際、光を吸収し
た光導電性トナーは、低抵抗化され、透明電極か
ら正電荷を注入されて正帯電し、電極間に印加さ
れている電圧の作用により、他方の電極側に電気
泳動する。このようにして、画像露光後、透明極
上に残留するトナーによつてカラー画像が形成さ
れるので、このカラー画像を、記録媒体上へ転写
してカラー記録画像を得るのである。

粒子色分解法というのは、３原色の各色に着色
した３種の透明性の粒子を均等に混合して、感光
体上に層形成し、この粒子層を介してカラー画像
の光像を感光体に投影し、上記粒子層における各
粒子により、上記光像を色分解し、この色分解と
感光体の感色性とを利用するカラー記録方式であ
る。

粒子中には、着色された色に対して補色となる
色を発色しうる昇華性ロイコ染料が混入されてい
る。これら粒子は、当初、例えば負極性に帯電さ
れ、正帯電された感光体の表面に一層に付着して
いる。

この状態で、粒子層を介して、カラー画像露光
を行なうと、粒子を光が透光したところでは、感
光体が放電し、粒子は感光体への電気的付着力を
消失する。このような粒子を風等の物理的エネル
ギーで除去し、感光体上に残留する粒子に記録媒
体を重ねて加熱し、ロイコ染料を昇華発色させ
て、記録媒体上にカラー画像を得るのである。

ところで、光電気泳動法は、原理的にすぐれた
記録方法であるが、分散液を用いるという点で、
これを実際に装置化する場合、商品としてのレイ
アウトが難しい。

粒子色分解法の方は、記録媒体として、感圧複
写紙のボトムペーパーを用いること、すなわち、
普通紙を記録媒体として用いられない点に問題が
あり、粒子が細かくなると、かぶり等の発生があ
る等の問題もある。

また、上記両方式とも、光導電性トナーの重な
り、発色領域の重なりがないため、得られるカラ
ー画像における色濃度が低い、という問題があ
る。

そこで、本発明の目的は、このような問題を解
消しうる、新規な、ワンシヨツト方式のカラー記
録方法を提供することである。

以下、本発明を説明する。

本発明においては、半透明に形成され、３原色
の各色に着色された３種の光導電性トナーが用い
られる。

これら３種の光導電性トナーは均等に混合さ
れ、混合系たる混合トナーは、粉体の状態で、ド
ナー状に、層形成される。

この層形成はブレードにより行われるが、ブレ
ードには所定極性の第１の電圧が印加されてお
り、層に形成されるトナーには上記ブレードから
上記所定極性の電荷が注入される。

ドナー上の、混合トナーの層に、カラー画像露
光が行なわれる。

このカラー画像露光と同時、もしくは、カラー
画像露光の直後に、混合トナーの層に、上述の第
１の電圧とは逆極性の第２の電圧が、層厚方向に
印加される。この電圧印加は、カラー画像露光に
より抵抗の低下した光導電性トナーのみに、選択
的に電荷注入するために行なわれる。

この選択的電荷注入によつて、カラー画像露光
に応じた、混合トナーの帯電分布がドナー上に得
られる。

この帯電分布に対応した転写像を得るのであ
る。すなわち、選択的に電荷注入された光導電性
トナーの分布を記録媒体上に転写するか、あるい
は、電荷注入されたトナーをドナー上にのこし
て、他のトナーを記録媒体上に転写するかして、
所望の、カラー記録画像を得るのである。

なお、カラー画像露光は、カラー原稿の光像の
投射によつてもよいし、３色レーザービームによ
る光ライン走査、あるいは、LEDアレイによる
露光を利用してもよい。

また、カラー画像露光の直後に、混合トナーの
層への電圧印加を行なう場合、カラー画像露光の
直後とは、カラー画像露光により光導電体化され
た光導電性トナーが、抵抗の低い状態を保つてい
る間という意味である。

ところで、LIST記録方法なる記録方式が知ら
れている。このLIST記録方法というのは、ドナ
ー上にトナーの層を形成し、このトナーの層に電
極を接触させて、記録パターンに応じて、トナー
への電荷注入を行ない、記録パターンに対応する
トナーの帯電分布をドナー上に得、上記帯電分布
を可視的パターンの記録に供するという記録方式
である。

このLIST記録方式に関して種々の基礎的実験
が行なわれ、色々のことが分つているが、以下、
本発明に関連した事実をあげておく。

まず、ドナー上のトナー層に電極を接触させ、
電荷注入を行ない、電荷注入されたトナーを記録
媒体上に転写して可視的パターンを構成する場
合、得られる可視的パターンの像濃度は、トナー
に注入された電荷量に比例する。

トナーへの電荷注入量は、トナーに接触する電
極へ印加する電圧の印加時間に比例し、電荷注入
されたトナーは、印加電圧と同極性に帯電する。
また、電荷注入によるトナーの帯電は、トナーの
電気抵抗が低いほど速く、電気抵抗が高くなるに
つれて、帯電に時間がかかる。ある実験では、低
抵抗のトナーと高抵抗のトナーを、同じ条件下で
同じ帯電量とするのに、高抵抗のトナーでは、低
抵抗のトナーの帯電にくらべて、10倍以上の時間
を要した。

このような、実験事実に立脚して、本発明者は
以下の如き実験を行つた。

すなわち、公知のLIST記録装置において、黒
色トナーの赤色トナーの混合系を用いたのであ
る。黒色トナーは、試作のものであつて低抵抗で
ある。赤色トナーは、高抵抗のものであつて、株
式会社リコー製複写機DC−520用の赤色トナーを
用いた。まず、電極を兼ねたドクターによつて、
これら混合トナーの層をドナー上に形成し、同時
にドクターに負電圧を印加して、各色トナーに電
荷注入を行い、トナーの層を均一に負帯電させ
た。この状態において、黒色トナーの帯電量は−
10μc／ｇ、赤色トナーの帯電量は−20μc／ｇで
あつた。

ついで、このトナーの層に多針電極を接触さ
せ、パターン信号を正電圧信号として印加し、負
極性の転写電圧で、ドナー上のトナーを、普通紙
上に転写した。すなわち、普通紙上には、正帯電
したトナーのみが選択的に転写されたわけであ
る。なお、ドナー表面上のトナー層の移動速さは
50mm／μc、多針電極へのパターン信号の印加時
間は、１画素あたり、0.25msecである。

得られた可視的パターンは、略100％、黒色ト
ナーによつて構成され、その像濃度も極めて高い
ものであつた。

可視的パターンが、略100％、黒色トナーで構
成されていた、という事実から、上記記録におい
て、多針電極からの電荷注入が、低抵抗の黒色ト
ナーに選択的に行なわれた、ということが分る。

また、得られた可視的パターンの像濃度が極め
て高い、という事実から、上記正電荷の、黒色ト
ナーへの電荷注入は、混合トナーの層中における
２色トナーの混合の均質性にかかわらず、層厚の
全体にわたつて行なわれ、且つ、正電荷注入され
た黒色トナーは、その殆ど全てが、記録媒体上へ
転写される、ということが分る。

本発明は、このような実験事実に即してなされ
たものである。

以下、図面を参照しながら、具体的に説明す
る。

第１図に示す装置は、本発明の実施のために、
本発明者が試作したものであり、図は、その要部
を略示している。

図中、符号１はドナー、符号２はホツパー、符
号３はドクター、符号４は透明電極、符号５は中
間転写ローラー、符号５は中間転写ローラー、符
号６は転写ローラーを、それぞれ示している。

ローラー状のドナー１は、従来知られている
LIST記録方式に用いられるのと同一のものであ
つて、接地され、矢印方向に回動可能である。

ホツパー２は、本体２１、撹拌具２２、ローラ
ー２３により構成され、内部に混合トナーＴを有
し、ドナー１の上位に設けられ、ドナー１の上部
周面に臨む、補給用の開口部から、混合トナーＴ
をドナー１の周面上に供給する。

ドクター３は、電極を兼ねて、ホツパー２の、
図面上左方側板部に設けられ、押圧手段３１によ
つてそのエツジを、ドナー１の周面に、図面に垂
直な方向にわたつて圧接させており、電源Ｅ１に
接続されている。

透明電極４は、図面に垂直な方向を長手方向と
する細板状であつて、図の如く、ドナー１の周面
に長手方向にわたつて当接している。この透明電
極４は、電源Ｅ２に接続されており、カラー画像
露光は、この透明電極４を介して行なわれる。す
なわち、第１図において、透明電極４の配備位置
は、カラー画像露光部である。なお、カラー画像
露光の光学系は、通常の複写装置のものを利用し
た。スリツト露光のスリツト幅は５mmに設定し
た。

中間転写ローラー５は、金属ローラー５１の周
面に電気絶縁層５２を設けてなり、その周面を軸
方向にわたつて、ドナー１の下部周面に当接させ
ている。金属ローラー５１は、電源Ｅ３に接続さ
れている。

転写ローラー６は、金属ローラーであつて、中
間転写ローラー５と平行に設けられ、同ローラー
５と協動して、記録シートＳを矢印方向へ挾持搬
送しうるようになつている。転写ローラー６は、
電源Ｅ４に接続されている。

以下、簡単に、この装置例によるカラー記録プ
ロセスを説明する。

混合トナーＴは、３種の光導電性トナーを均等
に混合した粉体状のものである。各種の光導電性
トナーは、半透明であつて、それぞれが、３原色
の１色づつに、着色されている。この３原色を、
マゼンタ、シアン、イエローとして説明する。

ドナー１を矢印方向へ回動させると、ドナー１
の周面上に供給された混合トナーは、ドクター３
の作用により、上記周面上に層形成される。ドク
ター３は、電極を兼ね、電源Ｅ１に接続されてい
るから、ドクター３の位置を通過する混合トナー
には負電荷がドクター３より注入される。従つ
て、ドナー上に形成された混合トナーＴの層は、
均一に負帯電している。

第２図は、ドナー１上に形成された、混合ト
ナーＴの層の状態をモデル化して示している。図
中、トナー粒子中に記入された、符号Ｃ、Ｙ，Ｍ
は各トナー粒子の色を示し、Ｃはシアン、Ｙはイ
エロー、Ｍはマゼンタをあらわしている。

混合トナーＴの層が、透明電極４の位置、すな
わち、カラー画像露光部を通過するとき、スリツ
ト露光方式により、カラー原稿の光像が投影さ
れ、カラー画像露光がなされる。

第２図は、この状態を模型的に示している。
図示の如く、原稿Ｏ上に、白地部に、赤、緑、
青、黒の４色画像があるとしよう。すると、これ
らの画像部に応じ、トナー層は、白色光、赤色
光、緑色光、青色光で照射され、黒色画像対応部
位は露光されない。

第２図ととで、トナー各粒子の配列は同じ
である。各粒子は、カラー画像露光以前には、均
一に負帯電している。

さて、原稿Ｏの白地部に対応する部位では、ト
ナー層は白色光で照射されるから、各光導電性ト
ナーは導電体と化して低抵抗の状態となり、この
部位では、全てのトナーに、正電荷が、透明電極
４から、注入される。従つて、この部位にある全
てのトナーは正帯電する。

反対に、黒色画像に対応する部位に存在する全
てのトナーは、露光されないから、当初の負極性
の帯電状態を保持する。

原稿Ｏ上の赤色画像に対応するトナー層部位
は、赤色光により照射されるが、赤色光は、シア
ン色の光導電性トナーＣによつて吸収されるの
で、シアン色のトナーＣのみに正電荷が注入され
る。

同様にして、原稿上の緑色画像に対応する部位
では、緑色光を吸収するマゼンタトナーＭのみに
正電荷が注入され、青色画像に対応する部位で
は、イエロー色の光導電性トナーＹにのみ正電荷
が注入される。

このようにして、ドナー１上のトナー層に、カ
ラー画像露光に応じた、混合トナーの帯電分布が
形成される。

つづいて、中間転写ローラー５の周面上に、こ
のローラー５に、電源Ｅ３から印加された転写用
の正電圧に従つて、負極性の光導電性トナーが転
写される。この状態を、第２図に略示する。

結局、カラー画像露光の際、正電荷を注入され
なかつた光導電性トナーが転写されるのである。
かくして、中間転写ローラー５上に、カラー可視
像が得られる。すなわち、黒色画像対応部は、３
種の光導電性トナーにより構成され、赤色画像対
応部は、マゼンタ色とイエロー色の２種の光導電
性トナーにより、緑色画像対応部は、シアン色と
イエロー色の２種のトナーにより構成される。青
色画像に対応する可視像部は、シアン色および、
マゼンタ色の２種の光導電性トナーによつて構成
されるのである。

かくして、中間転写ローラー５上に得られた可
視像は、第１図に示す如く、転写ローラー６によ
り、記録シートＳ上へ転写される。

記録シートＳは、その後、図示されない定着装
置においてカラー可視像の定着を受け、カラー記
録画像が得られることとなる。

一方、中間転写ローラー５上に転写されのこつ
たトナーは、図示されないクリーニング手段によ
つて、同ローラー５上から除去される。

以上が、本発明によるカラー記録プロセスの説
明である。

以下に、本発明者が行つた具体的な実験例につ
いて記しておく。

実験例 １ スチレン樹脂；100ｇ、酸化亜鉛；100ｇ、メチ
レンブルー；0.1ｇを、トルエンに溶解させ、ス
プレードライ法により、赤色光で導電体化するシ
アントナーを作製した。また、スチレン樹脂；
100ｇ、ZnO；100ｇ、ローズベンガル；0.1ｇを
素材として、上記シアントナーと同様にして、緑
色光で導電体化するマゼンタトナーを作製した。
さらに、同様にして、スチレン樹脂；10ｇ、
ZnO；100ｇ、メロシアニン；0.1ｇを素成とし
て、青色光で導電体化するイエロートナーを作製
した。

これらのトナーの平均粒径は10μであり、パツ
キング状態において、赤色光、緑色光、青色光
の、５〜10μJ／cm²の照射に対し、１桁以上の抵
抗変化が認められた。

これら各光導電性トナーを均等に混合して混合
トナーＴとし、第１図に示す装置により、上に説
明したカラー記録プロセスを実行した。電源Ｅ
１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４の電圧は、それぞれ、一
100V、＋300V、＋50V、＋150Vに設定した。

ドナー上に形成されたトナー層における各色ト
ナーの帯電量は、−10〜−20μc／ｇであつた。

トナー層の移動速さは50mm／μcとした。

その結果、高濃度、高純度で、解像力６〜７
本／mmのカラー記録画像が得られた。原稿画像の
色再現の忠実性は、かならずしも十分なものとは
いえないが、地肌汚れのない、良好なカラー画像
であつた。トナー層の移動速さを100mm／μcとし
ても、同様の結果が得られる。

実験例 ２ 実験例１と同じ混合トナーを用い、電源Ｅ３，
Ｅ４の電圧極性を、それぞれ−50V，−150Vに反
転させ、カラー画像露光を、ネガのオリジナルの
光像で行ない、正電荷を注入されたトナーのみを
選択的に転写し、実験例１におけると同様、良好
なポジのカラー記録画像を得ることができた。こ
の方式の場合は、ドクターによるトナーの均一負
帯電を省略することも可能である。

実験例 ３ 第１図の透明電極にかえて、通常の金属電極
（幅５mm）を、カラー画像露光部直後の位置でト
ナー層に接触させるようにし、上記実験例１，２
と同様の実験を行つたところ、実験例１，２にお
けると同様の、良好な結果が得られた。

なお、これらの実験において、記録シートとし
ては、普通紙が用いられた。

以上、本発明によれば、小型の装置で実施で
き、装置の構成が簡素で良く、しかも、色濃度
等、画質が良好で、低コストで実現できる、ワン
シヨツト方式のカラー記録方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための装置の１例
を、要部のみ略示する説明図的正面図、第２図
は、本発明を説明するための図である。 １……ドナー、２……ホツパー、３……ドクタ
ー、４……透明電極、５……中間転写ローラー、
６……転写ローラー、Ｓ……記録シート、Ｅ１，
Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４……電源、Ｔ……混合トナー、
Ｏ……原稿。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半透明に形成され、３原色の各色に着色され
   た３種の光導電性領ナーを均等に混合してなる混
   合トナーに、第１の電圧を印加したブレードで電
   荷注入しつつ、上記混合トナーの層をドナー上に
   形成し、 上記混合トナーの層に、カラー画像露光を行な
   い、 カラー画像露光と同時、もしくはカラー画像露
   光直後に、上記混合トナーの層に、上記第１の電
   圧とは逆極性の第２の電圧を層厚方向に印加し、
   上記カラー画像露光により低抵抗化された光導電
   性トナーにのみ、選択的に電荷注入して、カラー
   画像露光に応じた、混合トナーの帯電分布を得、 上記帯電分布に対応した転写像を得ることを特
   徴とする、カラー記録方法。