JPH0542766A - 光プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】帯電、現像および転写の工程が不要となり、オ
ゾン発生がなく、現像剤や転写紙などの消耗品を使用す
る必要がない光プリンタを提供する。 【構成】支持体上にフォトクロミック材料層を設けた画
像形成体と、画像形成体の搬送部と、画像形成体に情報
を記録するための光源とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光プリンタに関し、特に
家庭でも簡便に使用できる光プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザービームプリンタは高速、高画
質、低騒音などの優れた特徴を有し、従来のラインプリ
ンタに代わり、汎用大型コンピュータの出力装置として
発展してきた。さらに、近年のＯＡシステムの発展に伴
い、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサなどの
ハードコピー作成装置として比較的低コストのノンイン
パクトプリンタの需要が高まり、一方で半導体レーザの
実用化および電子写真機構の小形化、低コスト化などが
進歩した結果、小形、低コストのレーザビームプリンタ
が急速に普及した。現在では、レーザービームプリンタ
は転写型感熱プリンタ、インクジェットプリンタと並ん
で代表的なノンインパクトプリンタとして使用されるよ
うになってきている。

【０００３】レーザビームプリンタは、記録部、制御
部、インターフェース部により構成されている。記録部
の基本的な構成は、電子写真複写機の露光系をレーザ走
査光学系に置き換えたものである。その電子写真機構は
いわゆるカールソンプロセスに従い、以下のような原理
で動作する。まず、ドラム表面に形成された感光体をコ
ロナ帯電させる。レーザ走査光学系によりレーザ光を変
調、偏向して感光体を露光し、感光体上に静電潜像を形
成させる。潜像に帯電させたトナーを付着させて現像
し、潜像をトナー像として顕像化させる。トナー像を紙
へ転写させた後、紙を加熱してトナーを定着させる。さ
らに、ドラム上の感光体をクリーニングして繰り返し使
用可能にする。

【０００４】感光体に関しては、各工程に応じて様々な
特性が要求される。例えば、電気特性としては、暗所で
の帯電性（絶縁性）と電荷保持能力（暗減衰）、感度
（分光感度と応答速度）、残留電位が重要である。機械
的特性としては、耐摩耗性、傷付きにくさ、トナーや紙
粉などの付着が少ないことが重要である。特に、温度や
湿度などの環境変化および繰り返し使用に対して、特性
劣化が少なく、耐久性があることが要求される。また、
感光体の感光波長域は半導体レーザ（光源）の発振波長
域と整合していなければならない。従来、これらの特性
を満たす感光体として、セレン系（Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、
Ａｓ₂ Ｓｅ₃ ）、アモルファスシリコン、有機光導電体
（ＯＰＣ）などが用いられてきた。

【０００５】現像工程で用いられる現像剤は、帯電させ
る方法およびこれを感光体へ付着される方法により、二
成分現像剤（カスケード方式、磁気ブラシ方式）と、一
成分現像剤（磁性トナー方式、非磁性絶縁性トナー方
式）とに分類される。現像剤については、性能面で高画
質化、長寿命化、高信頼性、高速化、省エネルギー化に
対する要求が強い。画像の解像度はトナー粒子に依存す
るため、トナーやキャリアの小粒化や形状、粒度分布、
帯電量分布の制御、材質の改良、現像機や現像プロセス
の改良により性能向上がなされている。

【０００６】以上のようにレーザービームプリンタは複
雑な工程を有し、それに伴って多くの消耗品材料が必要
となる。このため、資源の枯渇および環境破壊につなが
る問題、複雑な工程を駆動するための電気量の問題など
多くの問題点がある。より具体的には、帯電工程特に負
帯電工程におけるオゾンの発生、セレンなどの有害物質
の回収、使用後の現像剤の回収、転写紙の需要増大に伴
う森林破壊の問題などである。これらの問題を解決する
ために、例えば転写紙については再生技術が開発されて
いるが、再生には高額がかかるため、環境破壊を有効に
防止できるとはいえない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、帯
電、現像および転写の工程が不要となり、オゾン発生が
なく、現像剤や転写紙などの消耗品を使用する必要がな
い光プリンタを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】本発明の光プリン
タは、支持体上にフォトクロミック材料層を設けた画像
形成体と、前記画像形成体の搬送部と、前記画像形成体
に情報を記録するための光学系とを具備したことを特徴
とするものである。

【０００９】本発明において、画像形成体を構成する支
持体の材質は特に限定されず、紙、プラスチックフィル
ム、金属箔などを用いることができる。支持体は透明で
も、不透明でもよい。また、支持体にミシン目や折り目
をつければ、画像形成体を衣服のポケットなどに入れて
携帯することもできる。

【００１０】本発明において、画像形成体を構成するフ
ォトクロミック材料は特に限定されず、例えばスピロピ
ラン系、フルギド系、オキサジン系、ジアリルエテン
系、ジヒドロピレン系、チオインジゴ系、ビピリジン
系、アジリジン系、アゾベンゼン系、アントラキノン
系、多環芳香族系、サリチリデンアニリン系、キサンテ
ン系などのものを用いることができる。

【００１１】本発明に係る画像形成体では、フォトクロ
ミック材料が支持体の少なくとも一方に設けられていれ
ばよいが、支持体の両面に設けられていてもよい。ま
た、支持体上に色彩の異なる２種以上のフォトクロミッ
ク材料を設ければ、カラー画像を容易に得ることもでき
る。支持体上に２種以上のフォトクロミック材料を設け
る場合、積層構造、混合層、モザイク状構造など種々の
形態を採用できる。露光用の光の波長を適宜選択するこ
とにより、１回だけの露光工程でカラー画像を得る（ｏ
ｎｅ−ｓｈｏｔ ｃｏｌｏｒ ｐｒｏｃｅｓｓ）ことも
できる。本発明において、画像形成体の搬送部は特に限
定されず、例えば回転ドラムを用いることができる。

【００１２】本発明において、情報の記録に用いられる
光源は、フォトクロミック材料への記録波長に応じて適
宜選択される。このような光源としては、レーザ、特定
波長の光をカットした水銀灯やキセノン灯などを用いる
ことができる。また、必要に応じて記録された情報を消
去するために、記録用の光源と異なる放射スペクトルを
示す光源を設けてもよい。消去用の光源としては、レー
ザ、特定波長の光をカットした水銀灯、キセノン灯など
を用いることができる。また、二次高調波素子を用いる
こともできる。記録および消去のために用いられる光源
は、搬送部に対して直列に配置してもよいし、並列に配
置してもよい。

【００１３】フォトクロミック材料は、通常、紫外光
（３６５ｎｍ付近の光）を照射することにより発色して
様々な光吸収波長を示す。このため、本発明に係る画像
形成体では、フォトクロミック材料層の全面を一度発色
させた後、露光によって消色させてネガ像を形成する使
用方法が一般的である。ただし、逆フォトクロミックを
呈する材料を用いれば、ポジ像が得られる。

【００１４】本発明の光プリンタは、画像形成体にフォ
トクロミック材料を用いており、従来のカールソンプロ
セスと異なり、露光による光反応プロセスだけで画像形
成できる。また、記録後の画像形成体は情報を消去する
ことにより再利用できる。したがって、現像剤や転写紙
などの消耗品を使用する必要がない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】まず、フォトクロミック材料層を有する画
像形成体について検討した。樹脂マトリックスとしてポ
リカーボネート、フォトクロミック材料としてスピロベ
ンゾピランを用い、それぞれの固形分が重量比で２０／
１となるように混合し、トルエン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノンの混合溶媒に溶解した。この溶液
を白ＰＥＴ支持体上にに塗布した。このフォトクロミッ
ク材料層は無色であり、画像形成体は支持体の白ＰＥＴ
の色を呈した。

【００１７】消色のための光源として超高圧Ｈｇ灯に紫
外域カットフィルタ（東芝製、Ｏ−５５型）を取り付け
たもの（第１の光源）、および発色のための光源として
超高圧Ｈｇ灯に可視域カットフィルタ（東芝製、ＵＶ−
Ｄ３６Ｃ型）を取り付けたもの（第２の光源）をそれぞ
れ用いて露光し、可視域での反射スペクトルを測定した
結果を図２に示す。

【００１８】図２において、（ａ）はこの画像形成体を
作製した直後の反射スペクトル、（ｂ）は第１の光源で
画像形成体の全面を露光した後の反射スペクトル、
（ｃ）は第２の光源で原稿の情報に対応して画像形成体
の一部を露光し、フォトクロミック材料層に原稿画像を
記録させた後のベタ画像部の反射スペクトル、（ｄ）は
再び第１の光源で露光した後の反射スペクトルである。
第１および第２の光源による露光を１００回繰り返して
性能を調べた結果、反射スペクトルに著しい差異は確認
できなかった。

【００１９】記録後のベタ画像部の反射濃度をマクベス
濃時計により測定したところ、膜厚が１２μｍのとき、
３．１であった。また、記録後のベタ画像部の反射濃度
の経時変化について調べたところ、１週間で初期反射濃
度の約８８％に低下した。したがって、１週間単位で画
像情報が書き換えられる用途であれば、このフォトクロ
ミック材料層は有効であることが確認できた。

【００２０】さらに、フォトクロミック材料層に酸化防
止剤、すなわち一重項酸素クエンチャーとしてビス（ジ
チオベンジル）ニッケル錯体（分散溶媒としてトルエン
を使用）を全材料に対して固形分で０．６％添加した画
像形成体では、元の特性が劣化することなく、１２００
回まで発色・消色を繰り返すことができた。解像度は分
子レベルであり、十分高いことが期待できる。

【００２１】本発明に係る光プリンタの一例を図１を参
照して説明する。なお、前述したようにフォトクロミッ
ク材料としてスピロベンゾピランを用いた画像形成体で
は、全面に紫外線を露光して発色させることにより初期
化し、入力信号に応じて可視光を露光して消色すること
によりポジ型の原稿画像を形成する。

【００２２】図１に示されるように、支持体上にフォト
クロミック材料層が形成された画像形成体１はドラム２
によって搬送される。情報に応じた信号１１はタイミン
グ制御部１２を経て半導体レーザ１３に入力される。半
導体レーザ１３において駆動電流をオン／オフして変調
し、信号に対応して可視域のレーザビーム１４を点滅さ
せる。半導体レーザ１３から出射したレーザビーム１４
は、コリメート光学系１５によって平行光に変換された
後、シリンダレンズ１６を経てポリゴンミラー１７に導
入される。レーザビーム１４は、高速回転しているポリ
ゴンミラー１７によって反射され、ｆ−θレンズなどか
らなる結像光学系１８により必要とする印字密度に応じ
て画像形成体１表面で所定のビーム径となるように絞り
込まれ、画像形成体１上をドラム２の軸方向に沿って走
査される。これらの工程によって画像形成体１を構成す
るフォトクロミック材料層にポジ型の画像が記録され
る。また、必要に応じて消去用光源１９から紫外線を照
射することにより画像形成体１に記録された情報の一部
または全部の画像を消去できる。

【００２３】このような光プリンタの利用形態について
以下に述べる。例えば、新聞や雑誌のように媒体として
紙を用いて情報を伝達すると、資源の枯渇を招くという
問題がある。また、これらの情報は永久的に保存すべき
ものはまれであり、新たな情報として提供されることに
価値のあるものが多い。しかも、現在の新聞・雑誌の配
送システムは非効率的である。これらの点を考慮する
と、これらの情報は将来的には家庭内の端末を介してプ
リンタから出力されるシステムで伝達されるようになる
ことが予想される。このような用途の家庭用プリンタ
（ホームプリンタ）に要求される条件は、装置そのもの
が十分安価で小型軽量であること、メンテナンスを必要
とせず既存の家庭用電気製品と同様な感覚で使用できる
こと、安全であること、消耗品が少ないこと、ランニン
グコストすなわち使用電力量が少ないこと、などであ
る。また、情報が記録される媒体に要求される条件は、
記録した画像が高品質であること、必要に応じて全部ま
たは一部を消去または書き替えでき資源の枯渇につなが
らないこと、媒体コストが安価であること、携帯が容易
であり悪臭などを発生しないこと、などである。本発明
の光プリンタは、これらの要求を全て満たすものであ
り、極めて有用である。例えば、前述したように情報の
記録・消去を１２００回繰り返すことができれば、同一
の画像形成体を用いて朝夕の新聞を１．５年間にわたっ
て購読することができ、しかも適当な支持体を用いれば
携帯も可能となる。

【００２４】他の利用形態として、本発明に係る画像形
成体をオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）のフィル
ムとして用い、再利用することが考えられる。ただし、
投影光に記録を消去する光が含まれる場合には、その波
長の光をフィルタでカットすることが必要となる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の光プリンタ
は、画像形成体にフォトクロミック材料を用いているた
め繰り返して使用することができ、現像剤や転写紙など
の消耗品を使用する必要がなく、資源の枯渇や環境破壊
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における光プリンタの概略構成
を示す図。

【図２】本発明の実施例において作製された画像形成体
に２種の光源を用いて露光したときの可視域での反射ス
ペクトルを示す図。

【符号の説明】

１…画像形成体、２…ドラム、１１…信号、１２…タイ
ミング制御部、１３…半導体レーザ、１４…レーザビー
ム、１５…コリメート光学系、１６…シリンダレンズ、
１７…ポリゴンミラー、１８…結像光学系、１９…消去
用光源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上にフォトクロミック材料を含む
   層を設けた画像形成体と、前記画像形成体の搬送部と、
   前記画像形成体に情報を記録するための光学系とを具備
   したことを特徴とする光プリンタ。