JPH07239606A

JPH07239606A - カラー画像形成方法

Info

Publication number: JPH07239606A
Application number: JP6052610A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Yashiki; 雄一矢敷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電と画像露光と加熱によって画像を記憶さ
せた像保持部材を用いることにより、解像性および階調
再現性に優れたカラー複写物を高速かつ大量に得ること
ができるカラー画像形成方法を提供する。【構成】本発明のカラー画像形成方法は、基体の導電
性表面に下引き層を介してまたは介さずに電荷発生層を
設け、その上に電荷輸送物質と熱軟化性樹脂を含有する
熱軟化層を設け、該熱軟化層の表面近傍に導電性粒子層
を設けてなる像保持部材の複数を使用し、各像保持部材
を一様帯電し、複数色に分解された画像情報により各像
保持部材を露光し、次に加熱して画像情報を記憶させた
後、該画像情報が記憶された各像保持部材をそれぞれ別
個に帯電し、異なる色の現像剤で現像し、転写材に転写
してカラー複写物を得ることを特徴とする。複写工程で
は画像露光を必要とはしないので、高速でカラー画像の
複写物を大量に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１回の画像露光で複数枚
のカラー複写物を連続的に得ることができるカラー画像
形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンター等のカラー画像形成
装置では、感光ドラム上にシアン、マゼンタ、イエロー
色のカラートナーおよび黒のトナーを用いて現像し、カ
ラー画像を形成している。このカラー画像形成装置にお
いて採用している画像形成方法については、現像する
際、感光ドラム上で各色トナー像の全てを現像する方
式、各色ごとに転写ドラムにトナー像を転写する方式と
が採用されている。これらの方式では、使用される感光
ドラムが１個であるため、単色の画像形成装置に比べ
て、複写速度が遅く、例えば、４色の場合は約１／４と
なり、通常は毎分数枚程度の複写速度である。他方、複
写速度を低下させないために、各色ごとに感光ドラムと
現像器を備えて画像を形成し、転写紙あるいは転写ベル
トにトナー像を転写して重ね合わせる方式を採用するカ
ラー画像形成装置も知られている。図７はその方式を採
用する一例を示すものであって、タンデム型と呼ばれる
カラー画像形成装置の概略構成図である。

【０００３】図７におけるカラー画像形成装置には、感
光ドラムが各色ごとに４個（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、
４１ｄ）搭載されている。感光ドラム上には、レーザー
光学ユニット４２によって画像露光が行われ、現像器４
３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄによって現像される。形
成されたトナー像は転写ベルト４４上に転写され、転写
ベルト４４には順次各色トナー像が重畳され、カラー画
像が形成される。なお、４５は残留トナーを清拭するク
リーナーであり、４６は感光ドラムを帯電させる帯電器
であり、４７はトナーを転写ベルト４４上に付着させる
転写帯電器である。しかしながら、上記のような複数個
の感光ドラムを搭載するカラー画像形成装置において
は、複写速度が、例えば４個の感光ドラムを用いた場合
は毎分２０枚前後であり、極めて遅いという問題があっ
た。

【０００４】一方、モノクロの複写機に関しては、高速
大量複写を行うためには、マスターペーパーに画像を記
憶させて、そのマスターペーパーを用いて印刷を行う方
式が採用されている。この方式の方が、１枚ごとの感光
体への画像露光を省略できるので、高速複写のために適
している。例えば、富士ゼロックス社製のゼロプリンタ
ーＸＰ−１００では、ＺｎＯ感光層上に潜像を形成して
トナー現像を行った後、形成されたトナー像をそのまま
定着してマスターとし、次にこのマスターに帯電と現像
を繰り返して高速大量複写が行われる。しかしながら、
この方式では、画像の記憶はトナー像によってなされる
ために、解像性が劣り、また階調再現性が劣る等の理由
により、カラー画像の形成には適していないという欠点
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来か
ら、より高速の、具体的には毎分１００枚程度の高速の
カラー画像形成装置の開発が望まれている。本発明は、
従来の技術における上記のような要求に鑑みてなされた
ものである。したがって、本発明の目的は、画像を記憶
する像形成部材を利用して、高速で大量の複写を行うこ
とが可能なカラー画像形成方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像形成
方法は、基体の導電性表面に下引き層を介してまたは介
さずに電荷発生層を設け、その上に電荷輸送物質と熱軟
化性樹脂を含有する熱軟化層を設け、該熱軟化層の表面
近傍に導電性粒子層を設けてなる像保持部材の複数を使
用し、各像保持部材を一様帯電し、複数色に分解された
画像情報により各像保持部材を露光し、次に加熱して画
像情報を記憶させた後、該画像情報が記憶された各像保
持部材をそれぞれ別個に帯電し、異なる色の現像剤で現
像し、転写材に転写してカラー複写物を得ることを特徴
とするものである。本発明のカラー画像形成方法によれ
ば、画像を記憶させた後、それぞれ異なる色の現像剤で
現像することにより、１回の画像露光で複数枚のカラー
複写物を高速で得ることができる。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明において使用する像保持部材について説明する。図
１は、像保持持部材の層構成を示す断面図である。像保
持部材１は、基体２上に導電層３が形成され、その上に
電荷発生層（ＣＧＬ）４および電荷輸送物質と熱により
軟化する熱軟化性樹脂とからなる熱軟化層５が順次積層
されている。熱軟化層５の表面近傍には、導電性粒子６
が埋め込まれて導電性粒子分散層７が形成されている。

【０００８】上記像保持部材における基体としては、例
えばプラスチックフィルム、紙、金属箔等が用いられ
る。導電層は電荷が自由に流れるものであれは、何如な
るものでもよく、例えば金属膜を蒸着法、スパッタリン
グ法、プラズマＣＶＤ法、メッキ法等の方法で形成した
り、あるいは金属や低抵抗の金属酸化物等の導電性粒子
を樹脂等に分散した導電性塗料を塗布して形成してもよ
い。また、基体自体が導電性を有する場合には、導電層
を形成する必要はない。基体の導電性表面上には、接着
性、帯電性および画質の向上等のために、下引き層を形
成してもよい。レーザー露光による干渉縞の発生を防止
するために、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭
酸カルシウム等の粉体を分散した下引き層を設けること
も有効である。

【０００９】電荷発生層は、通常有機感光体（ＯＰＣ感
光体）に使用されているものと同じ材料から構成され
る。すなわち、フタロシアニン顔料、スクアリウム化合
物、アズレニウム化合物、ペリレン顔料、ビスまたはト
リスアゾ顔料等を結着剤樹脂中に分散して塗布すること
によって形成される。

【００１０】熱軟化層は電荷輸送物質および熱軟化性樹
脂より構成される。電荷輸送物質としては、ＯＰＣ感光
体における電荷輸送層に使用されるものであれば何如な
るものでもよい。例えば、アントラセン系、ピレン系、
フェナントン系等の多環芳香族化合物、インドール系、
カルバゾール系、イミダゾール系、ピラゾリン系等の含
窒素複素環化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメ
タン化合物、トリフェニルアミン化合物、スチルベン化
合物、ベンジジン化合物等が挙げられる。熱軟化性樹脂
としては、ガラス転移点（Ｔｇ）が３０〜９０℃で、Ｔ
ｇ以上の温度における粘度が１０〜１０⁵パスカル秒で
あるような熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、
スチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリビニルアルコール、ア
クリル樹脂、アクリロニトリル−スチレン系樹脂、塩化
ビニリデン樹脂、ＡＡＳ（ＡＳＡ）樹脂、ＡＥＳ樹脂、
繊維素誘導体樹脂、熱可塑性ポリウレタン、ポリビニル
ブチラール、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブテ
ン−１、ロジンエステル樹脂等が挙げられる。中でも、
スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ア
クリル酸エステル−アクリル酸の三元重合体が特に好適
である。熱軟化層の膜厚は、通常３〜１５μｍの範囲が
適当である。

【００１１】熱軟化層の表面近傍、すなわち、表面から
導電性粒子の直径の数倍以内に導電性粒子の単層または
複数層が形成される。導電性粒子のサイズは０．０５〜
１μｍが好ましい。導電性粒子としては、カーボンブラ
ック、沃化銅、沃化銀、硫化亜鉛、炭化ケイ素等の他
に、金属酸化物等の導電性材料が好ましく使用される。
特に、酸素欠陥を含む金属酸化物およびドナーを形成す
る異種原子を少量含む金属酸化物は、導電性が高く、電
子正孔対を多く含有するので好ましい。金属酸化物の例
としては、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、
ＭｏＯ₃等あるいはこれらの複合酸化物が挙げられる。
これら異種原子を含むものの例としては、ＺｎＯに対し
ては、Ａｌ、Ｉｎ等、ＴｉＯ₂に対しては、Ｎｂ、Ｔａ
等、ＳｎＯ₂に対してはＳｂ、Ｎｂ、Ｉｎ、ハロゲン元
素等の異種原子を含むものがあげられる。これ等の異種
原子の添加量は、０．０１〜３０モル％の範囲が好まし
く、１〜１０モル％の範囲が特に好ましい。これらの導
電性粒子を熱軟化層の表面近傍に埋め込んで導電性粒子
分散層を形成する方法としては、電荷輸送物質を含む熱
軟化性樹脂溶液に導電性粒子を分散させ、その分散液を
熱軟化層上に塗布する方法が挙げられる。

【００１２】次に、像保持部材に画像情報を記憶させる
方法について、図２〜図４に基づいて説明する。図２に
示すように、像保持部材１に対してコロナ帯電器８を相
対的に移動させ、表面に負の帯電を施す。それにより、
熱軟化層５の表面近傍に埋め込まれた導電性粒子６は、
常温で電子正孔対を有しているので、直ちに表面の負電
荷に対して正孔が放出され、電荷輸送物質を通じて表面
電荷を中和する。そして、導電性粒子６には負電荷が残
留する。次いで、図３に示すように、像保持部材１に光
を照射し、電荷発生層４を感光させて画像露光を行う。
光は十分に薄い導電性粒子分散層７を通過してその大部
分が電荷発生層に到達する。レーザーダイオード光の場
合には、電子的手段で像様に変調させて露光させるが、
その場合、現像剤を付着させる部分に光９を当てればよ
い。それにより、電荷発生層から静電荷が熱軟化層５に
注入され、熱軟化層５中を輸送されて導電性粒子６の負
電荷を中和する。一方、光が照射されなかった部分の導
電性粒子６には負電荷が残留する。その後、図４に示す
ように、像保持部材１を熱１０を加えて加熱する。加熱
方法としては、加熱ローラに通す方法、加熱容器に入れ
る方法、熱線により加熱する方法等の任意の方法が採用
でき、Ｔｇ以上の温度に数秒間加熱する。それにより、
負電荷が残留していた導電性粒子６は、静電力により、
軟化して粘度が低下した熱軟化層５中を電極となる基体
２側に移動していく。このようにして、移動した導電性
粒子（移動粒子６ａ）と移動しなかった導電性粒子（非
移動粒子６ｂ）とを含有する部分が形成される。次い
で、像保持部材１を常温に戻すことにより、画像情報が
記憶された像保持部材１′が得られる。

【００１３】次に、上記のようにして画像情報が記憶さ
れた像保持部材を用いて複写物を得る方法について説明
する。図５に示すように、画像情報が記憶された像保持
部材１′に対してコロナ帯電器１１により全面に負の帯
電を施す。それにより、非移動粒子６ｂが存在する部分
は、図２に示す場合と同様に、導電性粒子に負電荷が残
留する。一方、移動粒子６ａが存在する部分では、電極
に近い方の粒子から次々に静電荷が注入されて表面側の
負電荷を中和していき、結果的に、表面電位は導電性粒
子が存在しない場合の０〜２０％と非常に低くなる。し
たがって、一様な全面負帯電のみで、画像に応じた静電
コントラストを有する潜像が形成される。次いで、形成
され潜像に対して正帯電性現像剤を用いて現像を行う。
それにより、潜像は可視化され、常法により転写用紙に
転写することによって複写物を得ることができる。その
後、再び帯電をすることにより、潜像を形成することが
できる。したがって、画像露光を行うことなく、連続的
に複写を行うことができる。なお、像保持部材が吸湿し
ていると粒子の移動が阻害されるので像保持部材を予熱
して乾燥することが望ましく、その方法として、トレイ
を３０〜４０℃に保温することが好ましい。

【００１４】次に、上記の像保持部材を使用する本発明
のカラー画像形成方法について、図６によって説明す
る。図６は、本発明に使用するカラー画像形成装置の概
略断面図を示すものであって、図において、像保持部材
１は、像保持部材トレイ２０から搬出された後、コロナ
帯電器８により帯電され、レーザー光源２１により色分
解された画像情報で露光される。次いで加熱ロール２２
の上を通過することにより加熱され、各色に対応した画
像が記憶される。

【００１５】画像が記憶された像保持部材は、例えば４
色のトナー像を形成する場合には、それぞれの色のトナ
ー用に４枚作製され、ガイドロール２３ａ〜２３ｄによ
り各色ごとのユニットに順次搬出される。各像保持部材
１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′は、ベルト状支持体２
４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに固定されて周回する。
像保持部材１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′は、それぞ
れコロナ帯電器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによっ
て帯電され、イエロー現像器２５ａ、マゼンタ現像器２
５ｂ、シアン現像器２５ｃ、黒現像器２５ｄによって各
色トナーを用いて現像される。それにより、像保持部材
１ａ′の上には、イエロートナー像が形成され、像保持
部材１ｂ′の上には、マゼンタトナー像が形成され、像
保持部材１ｃ′の上には、シアントナー像が形成され、
像保持部材１ｄ′の上には、黒トナー像が形成される。
これら各色トナー像は、転写帯電器２７ａ〜２７ｄを用
いて、転写ベルト２６上に順次転写される。転写後の各
像保持部材は、クリーナー２８ａ〜２８ｄにより残留ト
ナーが清拭されて次の画像形成のために準備される。ク
リーナーとしてはブラシ方式が最適であるが、像保持部
材上には常に同じ像位置で現像がなされるため、常時ク
リーニングはしなくてもよい。

【００１６】次いで、転写ベルト上に転写されて形成さ
れたトナー像は、転写帯電器２９によって用紙３０ａま
たは３０ｂに再転写される。なお、転写ベルトは、クリ
ーナー３１により残留トナーが清拭されて次の転写操作
のために準備される。用紙３０ａおよび３０ｂは用紙ト
レイ３２ａおよび３２ｂに保管されているが、必要に応
じてＡ４やＡ３に分けて引き出されるようになってい
る。転写されたトナー像を保持した用紙は定着器３３に
より定着され、複写物として取り出される。１連の複写
操作が終了した後、像保持部材は不要になるので、廃棄
トレイ３４に搬送される。以上のようなカラー画像形成
方法によれば、像保持部材に画像を記憶させるので、１
枚ずつの画像露光は不要となり、毎分１００枚以上の高
速複写が可能である。なお、カラー画像形成装置におい
ても、単色複写の場合は４枚の像保持部材を必要とはし
ないので、必要な色のユニットに供給するだけでよい。

【００１７】なお、画像の入力方法については、通常用
いられているイメージスキャナーで４色に分解して入力
する方法や、コンピューターの画像出力を変換して入力
する方法等が採用できる。レーザー光を用いる場合は、
電気的に加工が容易であるので、任意の画像入力方法を
採用することができる。

【００１８】

【実施例】本発明に使用する像保持部材は、次のように
して作製した。なお、「部」は「重量部」である。基体
として、シリカ微粒子を２重量％分散含有しているポリ
エチレンテレフタレート（厚さ５０μｍ）の表面にアル
ミニウムを蒸着して導電層を形成したものを基体として
準備した。この基体の導電層の表面粗度はＲａ＝０．２
７μｍであった。この基体を用いた場合、レーザー露光
による干渉縞を防止することができた。次に、ポリビニ
ルブチラール樹脂（商品名：ＢＭ−１、積水化学社製）
１部をシクロヘキサノン１９部に溶解し、これにＸ型無
金属フタロシアニン３部を加えてサンドミルで分散し
た。分散液にさらに２−ブタノン２０部を加え、下引き
層上にウェブコーターにより塗布し、１２０℃で２分間
乾燥して、膜厚０．２５μｍの電荷発生層を形成した。
この際、片端部に６ｍｍ幅の不塗布部を設けた。一方、
スチレン６２部、アクリル酸エチル３６部およびアクリ
ル酸２部を出発原料とし、トルエンを溶剤として合成さ
れた重量平均分子量約８０００の３元重合体を用意し
た。この重合体７８重量部と、電荷輸送物質：Ｎ，Ｎ′
−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス−（３−メチルフェニ
ル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン
２２部とを、トルエン５００部に溶解した。得られた溶
液を、上記電荷発生層の上に、ウェブコーターにより塗
布し、１２０℃で２分間乾燥して、膜厚８μｍの熱軟化
層を形成した。その際、上記と同様に片端部に６ｍｍ幅
の不塗布部を設けた。次に、酸化錫−酸化インジウム
（ＩＴＯ）粉末１部、上記３元重合体６部、上記電荷輸
送物質２部、トルエン５０部およびブタノール５０部か
らなる混合物を、ボールミルで処理し、分散液を得た。
この分散液を熱軟化層上にウェブコーターによって塗布
し、１２０℃で２分間乾燥して厚さ０．４μｍの導電性
粒子層を形成した。その際、上記と同様に片端部に６ｍ
ｍ幅の不塗布部を設けて像保持部材を得た。得られた像
保持部材をカットして、不塗布部を含む塗布方向が４５
０ｍｍ、その直角方向が３１０ｍｍのサイズのものを得
た。不塗布部には導電性テープを貼り、裏側に折り返し
て像保持部材の裏側でも電気的導通を行えるようにし
た。

【００１９】像保持部材を用い、上記図６で示すカラー
画像形成装置によって、連続複写によりカラー画像形成
を行った。すなわち、カラー画像形成装置の像保持部材
トレイ２０に上記像保持部材を入れ、帯電器８によって
像保持部材を−６００Ｖになるような条件で帯電させた
後、ダイオードレーザービームによって、原稿のカラー
画像のイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色に対応す
るように色分解され、変調されたレーザービームによっ
て画像露光を行った。その後、暗所において、１１５℃
に保持した加熱ロール２２の上を加熱時間が５秒間にな
るように通過させ、加熱処理を行った。それにより、露
光されなかった部分のＩＴＯ粒子は、基体側に移動し、
冷却されることによって移動位置に固定された。この操
作により、像の書き込みによる画像情報の記憶を終了し
た。この操作を各色ごとに行って、画像情報が記憶され
た像保持部材が作成された。

【００２０】得られた画像情報が記憶された像保持部材
は、ガイドロール２３ａ〜２３ｄにより各色ごとのユニ
ットに搬送され、各ユニットにおいてトナー画像の形成
を行った。すなわち、ベルト状支持体２４ａ、２４ｂ、
２４ｃ、２４ｄに搬送された画像情報が記憶された像保
持部材１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′を、図示しない
適宜の手段で固定した後、コロナ帯電器１１ａ〜１１ｄ
により−６００Ｖになるように帯電させた。次いで、イ
エロー現像器２５ａ、マゼンタ現像器２５ｂ、シアン現
像器２５ｃ、黒現像器２５ｄによって現像を行い、露光
部（ＩＴＯ粒子が移動していない部分）に、正帯電性の
イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒現像剤が付着し
て、各色のトナー像が形成された。その後、これら各色
トナー像を転写ベルト２６上に順次転写し、次いで、転
写ベルト上に転写されて形成されたトナー像を、用紙３
０ａまたは３０ｂに再転写し定着して、目的とする複写
画像を得た。このプリントモードにおいては、画像露光
をする必要はなく、連続２０００枚の複写を行っても何
等問題は発生しなかった。その際の複写速度は、画像書
き込みが必要がないので、毎分１００枚であった。一連
の複写操作が終了した後、不要になった像保持部材はベ
ルト状支持体から取り外して廃棄トレイ３４に搬送し、
複写工程を終了した。

【００２１】

【発明の効果】本発明のカラー画像形成方法は、上記の
ように熱軟化層の表面近傍に導電性粒子層を設けてなる
像保持部材の複数を使用し、それに画像情報を記憶させ
た後、それを用いて電子写真法によりカラー複写物を得
るものであるから、複写工程では画像露光を必要とはせ
ずに、解像性および階調再現性が優れたカラー複写物を
高速かつ大量に得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成方法に使用する像保
持部材の模式的断面図である。

【図２】像保持部材の帯電工程の説明図である。

【図３】像保持部材に画像を書き込む工程の説明図で
ある。

【図４】像保持部材を加熱して画像を記憶させる工程
の説明図である。

【図５】画像記憶された像保持部材を用いて複写する
工程の説明図である。

【図６】本発明を実施するためのカラー画像形成装置
の概略構成図である。

【図７】従来のカラー画像形成方法に実施するための
カラー画像形成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１…像保持部材、１′，１ａ′〜１ｄ′…画像記憶され
た像保持部材、２…基体、３…導電層、４…電荷発生
層、５…熱軟化層、６…導電性粒子、６ａ…移動粒子、
６ｂ…非移動粒子、７…導電性粒子分散層、８…コロナ
帯電器、９…光、１０…熱、１１，１１ａ′〜１１ｄ′
…コロナ帯電器、２０…像保持部材トレイ、２１…レー
ザー光源、２２…加熱ロール、２３ａ〜２３ｄ…ガイド
ロール、２４ａ〜２４ｄ…ベルト状支持体、２５ａ…イ
エロー現像器、２５ｂ…マゼンタ現像器、２５ｃ…シア
ン現像器、２５ｄ…黒現像器、２６…転写ベルト、２７
ａ〜２７ｄ…転写帯電器、２８ａ〜２８ｄ…クリーナ
ー、２９…転写帯電器、３０ａおよび３０ｂ…用紙、３
１…クリーナー、３２ａおよびｂ…用紙トレイ、３３…
定着器、３４…廃棄トレイ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体の導電性表面に下引き層を介してま
たは介さずに電荷発生層を設け、その上に電荷輸送物質
と熱軟化性樹脂を含有する熱軟化層を設け、該熱軟化層
の表面近傍に導電性粒子層を設けてなる像保持部材の複
数を使用し、各像保持部材を一様帯電し、複数色に分解
された画像情報により各像保持部材を露光し、次に加熱
して画像情報を記憶させた後、画像情報が記憶された各
像保持部材をそれぞれ別個に帯電し、異なる色の現像剤
で現像し、転写材に転写してカラー複写物を得ることを
特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項２】露光に用いる画像情報がレーザー光によ
るものである請求項１記載のカラー画像形成方法。