JPH06102646A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非接触的現像法を用い、装置を小型化すると
ともにメンテナンスを容易にし、更には現像時に於ける
発色ムラ、画像汚れ及びノイズを防止することが簡易な
構成で達成することのできる画像形成装置を提供するこ
と。 【構成】 マイクロカプセルトナー１に、放電現像装置
５０の放電による電流、或いは衝撃を与えることによ
り、非接触で破壊し、色材を含む内包物を漏出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置、詳しくは
少なくともロイコ染料、有色染料又は顔料等の色材を内
包物として含み、光に反応して機械的強度が変化するマ
イクロカプセルを使用した複写機、プリンター等に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、染料前駆体，光硬化性物質等を内
包したマイクロカプセルが塗工された感光媒体を画像情
報に基いて露光し、マイクロカプセルを硬化させること
によって感光媒体に化学潜像を形成し、その後、前記染
料前駆体と反応して発色する顕色剤が予め塗工された受
像紙と感光媒体とを重ね合わせて加圧し、化学潜像を圧
力によって現像し、受像紙に画像を定着させる方式の画
像形成装置が知られている。

【０００３】光硬化の種類としては、光重合開始剤と重
合性化合物を用い、画像情報に応じた光の照射でマイク
ロカプセルを光重合硬化させて化学潜像を得る方法があ
り、例えば特開昭６３−３１６０３８号公報等に開示さ
れている。光反応の進行は、光照射によってラジカル等
の反応種を生成する開始剤と、所定の波長の光を吸収し
てそのエネルギーを開始剤に伝達することにより光反応
を進行させるために添加する波長増感剤とによって担わ
れている。

【０００４】また、上記の構成を改良して光重合硬化の
感度を上げた方法として、感光性ハロゲン化銀と還元剤
と重合性化合物を用い、画像情報に応じた光の照射で感
光性ハロゲン化銀に潜像核を形成させ、その後の加熱に
よって熱重合硬化させて化学潜像を得る方法があり、例
えば特開昭６１−２７８８４９、特開昭６２−２３２６
５２号公報等に開示されている。

【０００５】しかしながら、上記のいずれの画像形成装
置に於いても、表面に顕色剤層を有する特殊紙上にしか
画像形成を行うことができなかった。

【０００６】また、上記感光媒体を用いる画像形成装置
の異なる例として本出願人は、上記化学潜像が形成され
た感光媒体と普通紙である受像紙を、顕色剤層を中間に
して重ね合わせて加圧し、普通紙に画像を形成する装置
を提案している。さらに染料前駆体の代わりに有色染料
が内包されたマイクロカプセルを担持した感光媒体を用
いた画像形成装置が特開昭６２−２３２６５２号公報等
に開示されている。

【０００７】しかしながら、上述したいずれの画像形成
装置に於いても、用いられる感光媒体は、ＰＥＴなどの
プラスチックフィルムを支持体とし、この支持体表面
に、ＰＶＡ等のバインダーを適当な溶媒に溶解したバイ
ンダー水溶液中に感光性マイクロカプセルを分散したマ
イクロカプセルスラリーを塗布し、これを乾燥して感光
性マイクロカプセルを支持体上に固定した感光媒体であ
った。

【０００８】この感光媒体は、使用後には回収され一括
して廃棄されるか、あるいは画像形成の都度使用済み部
分のみが切断されて廃棄される。したがってプラスチッ
クフィルムという本来画像の形成には必要のない支持体
が消耗されてしまうため、消耗品コストが高くなり、画
像形成コストが高価なものになっていた。

【０００９】上記の問題点を解決するために、本出願人
は、感光性マイクロカプセルをトナー化して、公知の電
子写真法等の画像形成プロセスで支持体上に塗布し、必
要なマイクロカプセルトナーのみが消耗されるような構
成の画像形成装置を特願平３−１２４９１９号の願書に
添付した明細書および図面で提案した。

【００１０】上記の画像形成装置に於いて、画像形成は
以下のように行われる。

【００１１】先ず、始めに摩擦帯電した感光性マイクロ
カプセルトナーを、支持体上に直流電界を用いて飛翔さ
せることによって塗布する。

【００１２】次に、支持体上に塗布したマイクロカプセ
ルトナーに画像情報に応じて光を照射することにより画
像情報に応じてマイクロカプセルトナーを光重合硬化さ
せる。

【００１３】そして、受像紙または、内包物を一時的に
担持する転写媒体と重ねて加圧ローラ等で圧力を加える
ことによって内包物の染・顔料を受像紙または転写媒体
側に転写し（このプロセスを圧力現像、略して圧現と称
する）、カプセル壁や硬化して発色に寄与しなかったマ
イクロカプセルトナーは支持体上に全て残留させ、後に
これらをクリーナー等で除去する。

【００１４】前記転写媒体を用いた場合は、続いて受像
紙が重ねられ、加圧または加熱などの作用を用いて、こ
の転写媒体上に担持された内包物を受像紙側に再転写す
る。以上のように、求める画像が受像紙上に形成され
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置に於いて、以下に記述する
ような問題点が生じた。

【００１６】第一の問題点は、圧力現像を行う際、未硬
化のカプセルを破壊するために硬化したカプセルも一緒
に加圧するために非常に高い加圧力が必要になり、同時
に発色ムラが生じない様、紙面全体にわたって均一な圧
力を印加しなければならず、したがって非常に大型で複
雑な機構の加圧装置が必要になり、画像形成装置の大型
化とコスト上昇を引き起こしていることであり、Ｂ４以
上の大きな用紙サイズの画像形成の場合に特に重大な問
題となる。

【００１７】第二の問題点は、圧力現像時に色材等の内
包物と、硬化カプセルや破壊カプセル壁等の不要物とが
加圧装置側に付着してしまい、クリーニングやメンテナ
ンスが複雑化してしまうことである。

【００１８】上記第二の問題点に関しては、壁部材中ま
たは内包物中に磁性体を含有させたマイクロカプセルト
ナーを用い、圧現時に磁力によってマイクロカプセルト
ナーを支持体側に拘束して加圧装置側への不要物の転写
を防ぐ方法を、本出願人に関わる特願平３−１８７８６
３号の願書に添付した明細書及び図面で提案した画像形
成装置によって解決しようと試みたが、マイクロカプセ
ルトナーを破壊するためには少なくとも２０kgf／cm²以
上、通常約１００kgf／cm²もの非常に大きな加圧力が必
要となるため、この大きな加圧力によって不要物が加圧
装置側に擦りつけられる形で付着してしまい、磁性体含
有カプセルを用いることによる有効性を十分発揮できな
いでいた。

【００１９】これらの問題点は、圧力現像が加圧部材の
直接的な接触によって為されているために起こるもので
あり、カプセル、装置ともに簡易な構成で行うことので
きる非接触的現像法の開発が待たれていた。

【００２０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、非接触的現像法を用いることに
よって装置を小型化し、メンテナンスを容易にするとと
もに、現像時に於ける発色ムラを防止することが簡易な
構成で達成できる画像形成装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は、少なくともロイコ染料、有
色染料又は顔料等の色材と重合性物質とを含む内包物
と、高分子等の樹脂または無機物等を主成分とする壁部
材とで構成されるマイクロカプセルトナーより前記内包
物を漏出させ、それを受像材料上に転写することにより
画像を形成するものであり、更には前記マイクロカプセ
ルトナーの内包物を漏出させる手段として、放電を用い
た放電現像手段を備えている。

【００２２】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置に於
いて、放電現像手段は、マイクロカプセルトナーに放電
による電流や衝撃を与えることによってマイクロカプセ
ルトナーを破壊し、色材等を含む内包物を漏出させ、こ
の漏出した内包物を受像材料上に転写することにより画
像を形成する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００２４】図１は、本発明の画像形成装置の構成を具
体化した一実施例を示す概略図である。

【００２５】本実施例の画像形成装置１０に用いるマイ
クロカプセルトナー１は、壁材部と、その内包物である
液状成分とから成る。また、液状成分としては、少なく
とも、所定の波長に感応して硬化する光硬化性物質と、
色材である顔料とが含まれている。

【００２６】前記光硬化性物質としては、重合性化合物
があり、望ましくは、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビ
スフェノールＡジアクリレートおよびメタクリレート、
トリプロピレングリコールジアクリレートおよびメタク
リレート、ポリエチレングリコールジアクリレートおよ
びメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ートおよびメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘ
キサアクリレートおよびメタクリレート、トリメチロー
ルプロパントリアクリレートおよびメタクリレート、オ
リゴエステルアクリレートおよびメタクリレート等が挙
げられる。また、これらの重合性化合物は、単独でも、
２種以上を混合したものでもよい。通常これらの重合性
化合物には、光重合開始剤が組み合わされて用いられて
いる。

【００２７】前記光重合開始剤とは、光に感応し樹脂の
重合を開始させるものであり、望ましくはベンゾフェノ
ン、ベンゾイルイソプロピルエーテル等のベンゾイルア
ルキルエーテル類、ミヒラーズケトン、金属アレーン化
合物、２，４−ジエチルチオキサントン等を挙げること
ができる。

【００２８】前記壁材部を形成する材料としては、ゼラ
チン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポ
リビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリ
エステル、ポリウレタン、ポルユリア、ポリウレタン、
ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、
メチルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、
尿素−ホルムアルデヒド樹脂等が用いられるが、光を十
分に透過させるような材質がより好ましい。

【００２９】上記構成のマイクロカプセルトナー１は、
すでに当業界において公知の技術となっている方法で作
製することが可能である。例えば、米国特許第２８００
４５７号、同第２８００４５８号の明細書等に示される
ような水溶液からの相分離法、特公昭３８−１９７４
号、特公昭４２−４４６号、特公昭４２−７７１号公報
等に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８
号、特開昭５１−９０７９号公報等に示されるモノマー
の重合によるｉｎ−ｓｉｔｕ法、英国特許第９５２８０
７号、同第９６５０７４号明細書に示される融解分散冷
却法等があるが、これに限定されるものではない。

【００３０】また、上述した製造方法によれば、上記構
成のマイクロカプセルトナー１の粒径は、数〜１００μ
ｍの範囲で任意に調整可能である。

【００３１】本実施例の画像形成装置１０は、画像情報
信号に応じて、下記の実施例に記述する該画像形成装置
１０内のすべての可動部、発光部（以下、可動部等と略
す）が画像形成のために適切に作動するように制御する
ための制御ユニット１２を備えている。

【００３２】該制御ユニット１２は、前記可動部等の作
動状況をセンサー等でモニタリングしながら、前記可動
部等に接続されているドライバやスイッチ等に指令を送
ることで、前記可動部等を制御している。

【００３３】画像形成装置１０には、ケーシング１４の
上面に原稿支持ガラス１６が取り付けられている。原稿
は前記原稿支持ガラス１６と前記原稿押え１８にはさま
れて、画像面が下向きになるよう保持される。

【００３４】原稿支持ガラス１６の下部には、原稿を照
射するための光源ランプ２０と、原稿からの反射光を読
み取るための固体撮像素子２２と、原稿からの反射光を
該固体撮像素子上に結像するための光学系２４と、該固
体撮像素子に画像情報に応じて光が結像されたことによ
って発生した電気信号を画像情報信号に変換するための
演算素子２６とを有するスキャナー部２８が備え付けら
れている。

【００３５】前記スキャナー部２８は、コピー開始ボタ
ン（図示せず）が押されると、前記制御ユニット１２か
らの指示により、モーター（図示せず）などで矢印３０
の方向に移動しながら、原稿の読み取り動作を行ない、
読みとった画像情報信号を前記制御ユニット１２に転送
する。

【００３６】前記マイクロカプセルトナー１は、トナー
ケース３２の中で、遮光されながら保存されている。供
給ローラ３４は、形状は円筒形でφ１０ｍｍ程度、材質
はウレタンスポンジ製である。帯電ブレード３５は、厚
さ約１〜２ｍｍのナイロン樹脂製の板材であり、担持ロ
ーラ３６は約２００〜１０００μｍ厚のナイロン樹脂を
φ２５ｍｍ程度の金属芯棒にコートしたものである。該
担持ローラ３６の金属芯棒は接地されている。

【００３７】前記供給ローラ３４は、前記制御ユニット
１２からの指令で図１に於ける反時計回りの方向に回転
し、前記担持ローラ３６も同様に矢印３７の方向に回転
する。

【００３８】前記供給ローラ３４が回転することによっ
て、マイクロカプセルトナー１がトナーケース３２から
引き出され、この時前記帯電ブレード３５とマイクロカ
プセルトナー１とが摩擦し、該マイクロカプセルトナー
１は帯電する。

【００３９】中間ベルト３８は、材質は離型性に優れ、
粉体に対してきわめて粘着性の高いシリコンゴムであ
り、金属製の中間ベルト駆動ローラ４０及び高圧ローラ
４２に掛けられており、前記制御ユニット１２に制御さ
れた前記中間ベルト駆動ローラ４０によって矢印４４の
方向に駆動されている。前記高圧ローラ４２には、摩擦
帯電した前記マイクロカプセルトナー１を前記担持ロー
ラ３６から飛翔させて前記中間ベルト３８上に塗布する
ために、前記マイクロカプセルトナー１の帯電極性と逆
の極性で、１ｋＶ程度の直流高電圧を印加する。

【００４０】前記供給ローラ３４と前記担持ローラ３６
は、常に摩擦している状態にあり、この摩擦によって、
前記マイクロカプセルトナー１と逆極性に帯電した前記
担持ローラ３６の表面上に、帯電ブレード３５によって
摩擦帯電された前記マイクロカプセルトナー１が静電気
的に吸着して担持される。

【００４１】前記担持ローラ３６上に担持されている前
記マイクロカプセルトナー１は、接地された前記担持ロ
ーラ３６の芯棒と前記高圧ローラ４２との間に生じてい
る電界の作用で、前記中間ベルト３８上に静電的に塗布
される。

【００４２】上記のように、中間ベルト３８上に塗布さ
れた前記マイクロカプセルトナー１は、前記スキャナー
部２８で読み取った画像情報に応じて前記制御ユニット
１２に制御された露光源５８によって露光され、続いて
放電現像装置５０によって未硬化のマイクロカプセルト
ナー１が破壊され、色材などを含む内包物を漏出され
る。

【００４３】図２は、前記放電現像装置５０の詳細と、
この放電現像装置５０による現像の様子を示した図であ
る。放電現像装置５０は、一対の現像電極５１を備えて
おり、さらにシールドケース５２によって覆われてい
る。この現像電極５１は、タングステン等の金属で構成
されている。また、このシールドケース５２は、アルミ
などの導電体で構成されており、現像電極５１の発生す
る電界を放電現像装置５０の外に漏らさないように材
質、寸法等が選択されたものである。

【００４４】前記現像電極５１は、露光後のマイクロカ
プセルトナー１を担持した中間ベルト３８を挟んで対向
するよう配置されている。また、この現像電極は、図２
に示すように多数の針状電極が配列された（マルチスタ
イラス状）構成の他に、図３に示すような一対の刃状電
極や、図４に示すようなマルチスタイラス状電極と平板
状電極が対向している構成の電極や、図５に示すような
刃状電極と平板状電極が対向している構成の電極、さら
には、図６に示すようなコロナ放電器と平板状電極とが
対向している構成の電極を用いることが可能である。

【００４５】一対の現像電極５１のうちの一方は直流ま
たは交流の高圧電源に、他方は接地されるか、または直
流或いは交流電源に接続されている。

【００４６】マイクロカプセルトナー１は、現像電極５
１の発生する放電の作用で、壁材部が破壊に至る。

【００４７】壁材部が放電により破壊されるプロセスに
は以下のような種々の形があり、それらが単独または複
合して起こると考えられる。

【００４８】上記プロセスとして考えられるのは、急激
な温度変化により発生する熱応力などの機械力や、壁材
の表面に炭素のような導電性物質のトラックが生成して
絶縁破壊が発生すること、高熱による壁材の蒸発・侵
食、壁材中のボイドなどのエアーギャップから発生する
樹枝状劣化孔等により壁材に生成する亀裂、一部蒸発、
一部溶融である。

【００４９】上記のような壁材の破壊現象を発現させる
ために利用できる放電の種類としては、火花放電、アー
ク放電、スパーク放電、プラズマ放電、コロナ放電等で
あり、直流、低周波、高周波、マイクロ波等の周波数で
用いることができる。

【００５０】前記放電現像装置５０に於いて放電による
破壊作用を受けたマイクロカプセルトナー１を担持した
前記中間ベルト３８は、続いて矢印６０の方向に回転し
ているニップローラ６１と転写ローラ６２の間で、前記
マイクロカプセルトナー１が前記中間ベルト３８から離
脱しない程度の極微弱な力で加圧される。前記転写ロー
ラ６２は、樹脂等で構成されており、内包物と濡れ性の
よい材質及び表面状態を選択することができる。

【００５１】ここで、マイクロカプセルトナー１のうち
硬化したものは、内包物が硬化しているので転写ローラ
６２に付着しないのに対して、硬化していないものは内
包物が液状であるので、内包物は転写ローラ６２の表面
上に濡れることによって転写され、マイクロカプセルト
ナー１の壁材や硬化物等の不要物は前記中間ベルト３８
上に残留する。このとき、ニップローラ６１をヒーター
等（図示せず）で加熱することによって、内包物の転写
ローラ６２上への転写効率を上げることができる。

【００５２】また、圧力現像後前記中間ベルト３８上に
残留したマイクロカプセルトナー１の壁材や硬化物等の
不要物は、クリーニングブレード６４によって摺動され
ることで除去され、ダストボックス６６内に捨てられ
る。

【００５３】受像紙カセット６８内に貯蔵してある受像
紙７０は、送紙ローラ７２によって繰り出され、紙ガイ
ド７４及び紙ガイドローラ７６によって、矢印７８の方
向に回転しているニップローラ８０と前記転写ローラ６
２との間隙に案内され、該ニップローラ８０と該転写ロ
ーラ６２とで挟まれて加圧され、該転写ローラ６２上に
担持された前記色材を含む内包物が転写され、画像が形
成される。

【００５４】形成された画像を有する前記受像紙７０
は、排紙ローラ８２に案内され、出口トレー８４に排出
される。

【００５５】以上に述べたように、放電現像手段を用い
て非接触的に現像することによって、非常に簡易で小型
な装置で、未硬化のカプセルのみを選択的に破壊し、現
像手段や受像紙へのカプセル壁や硬化カプセルの付着に
よる画像汚れ、メンテナンス性の悪化を防止し、さらに
一様なカプセル壁の破壊が広範囲にわたって安定して形
成することができるため、発色ムラのない良好な画像形
成を行うことができる。

【００５６】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変
更を加えることができる。

【００５７】例えば、本実施例に於いてはマイクロカプ
セルトナーの塗布手段として、静電気や重力を用いた
が、磁気や物理吸着等、他の力学・化学的作用を用いて
もよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像形成装置は、マイクロカプセルトナーの内包
物を漏出させる手段として、放電を用いた放電現像手段
を備えたことにより、装置が小型になり、メンテナンス
が容易であるとともに、現像時に於ける発色ムラを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成を具体化した一実
施例を示す概略図である。

【図２】本発明の画像形成装置に用いられる放電現像装
置の第１の具体例を示す図である。

【図３】上記放電現像装置の第２の具体例を示す図であ
る。

【図４】上記放電現像装置の第３の具体例を示す図であ
る。

【図５】上記放電現像装置の第４の具体例を示す図であ
る。

【図６】上記放電現像装置の第５の具体例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ マイクロカプセルトナー ３８ 中間ベルト ５０ 放電現像装置 ５１ 現像電極 ６２ 転写ローラ ８０ ニップローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともロイコ染料、有色染料又は顔
   料等の色材と重合性物質とを含む内包物と、高分子等の
   樹脂または無機物等を主成分とする壁部材とで構成され
   るマイクロカプセルトナーより前記内包物を漏出させ、
   それを受像材料上に転写することにより画像を形成する
   画像形成装置に於いて、 前記マイクロカプセルトナーの内包物を漏出させる手段
   として、放電を用いた放電現像手段を備えたことを特徴
   とする画像形成装置。