| 【発明の名称】 |
画像形成方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】高上 裕二
|
| 【要約】 |
【課題】本発明の課題は、汎用のプリンタを用いて印刷版に画像形成を行う場合に、非画像部のトナー被りが軽減され、さらに感光体の摩耗が抑制される画像形成方法を提供することである。
【解決手段】プロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置において、用いる電子写真感光体、トナー、クリーニング手段から選らばれる少なくとも一つが異なる個別のカートリッジとして形成し、画像を転写する用紙及び／または画像形成目的に応じて該カートリッジを換装して画像形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電子写真感光体及び該電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、該カートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置において、用いる電子写真感光体、トナー、クリーニング手段から選らばれる少なくとも一つが異なる個別のカートリッジとして形成し、画像を転写する用紙及び／または画像形成目的に応じて該カートリッジを換装して画像形成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】 前記カートリッジに添付された画像形成条件情報を電子写真画像形成装置本体が読み込み、該条件に従って、搬送速度、定着温度から選ばれる少なくとも一つを変更して処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】 前記画像を転写する用紙が、少なくとも親水性表面を有する印刷用原版であり、画像形成目的が該印刷用原版の製版であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成方法。
【請求項４】 前記カートリッジにおいて用いる電子写真感光体は、感光体表面の鉛筆硬度が６Ｈ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の画像形成方法。
【請求項５】 前記カートリッジにおいて用いるクリーニング手段は、個別のクリーニング手段が複数配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の画像形成方法。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ等において脱着可能なプロセスカートリッジを用いて平版印刷版に画像形成を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ等の画像形成装置は、一様に帯電させた感光体ドラムに選択的な露光をして潜像を形成し、この潜像をトナーで顕像化すると共に、該トナー像を記録媒体に転写して画像記録を行う。このような装置にあっては、トナーが無くなる都度補給しなければならないが、このトナーの補給作業が煩わしいばかりか、汚れを伴うこともある。また各部材のメンテナンスは専門のサービスマンでなければ行うことが出来ず、ユーザーには不便を伴うことが多かった。そこで、前記感光体ドラム、帯電器、現像器、クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化することにより、ユーザーが前記カートリッジを装置本体に装填することによって、トナーの補給や寿命に達した感光体ドラム等の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にしたものが実用化されている。
【０００３】一方、コンピュータ上で作成したデータを印刷版に直接製版するＣＴＰ（コンピュータツウプレート）も、高価な専用の出力システムや版材を用いず、汎用のプリンタを用いて印刷版として出力可能な版材を出力することで軽便で安価なＣＴＰも一部実用されている。
【０００４】しかし、汎用のプリンタでは普通紙を対象に作られており、普通紙と表面の形状や特性が異なる印刷版では、非画像部のトナー被りが発生しやすいため、印刷時にインクが乗りいわゆる地汚れが発生して画像部と非画像部のコントラストの低い印刷物となってしまうことが指摘されている。
【０００５】また、特に親水性表面を有する印刷版は保水性を高める目的で印刷版表面が粗面化されているのが一般的である。このような印刷版が感光体表面に接触することで、表面が比較的平滑な普通紙に比べて感光体の摩耗が早くなる。感光体は通紙経時に従ってその表面は摩耗していくものであるが、一定厚み以上摩耗すると適正な出力を維持することが困難となる状況が生じてカートリッジを交換する必要が生じる。このため交換頻度が多くなりユーザーのランニングコストが上昇することとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記問題点に鑑み、汎用のプリンタを用いて特に印刷版に画像出力を行う場合に、非画像部のトナー被りが軽減され、さらに感光体の摩耗が抑制される画像形成方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の発明を見出した。
【０００８】第１の発明は、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、該カートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置において、用いる電子写真感光体、トナー、クリーニング手段から選らばれる少なくとも一つが異なる個別のカートリッジとして形成し、画像を転写する用紙及び／または画像形成目的に応じて該カートリッジを換装して画像形成することを特徴としている。
【０００９】第２の発明は、前記カートリッジに添付された画像形成条件情報を電子写真画像形成装置本体が読み込み、該条件に従って、搬送速度、定着温度から選ばれる少なくとも一つを変更して処理を行うことを特徴としている。
【００１０】第３の発明は、前記画像を転写する用紙が、少なくとも親水性表面を有する印刷用原版であり、画像形成目的が該印刷用原版の製版であることを特徴としている。
【００１１】第４の発明は、前記カートリッジにおいて用いる電子写真感光体は、感光体表面の鉛筆硬度が６Ｈ以上であることを特徴としている。
【００１２】第５の発明は、前記カートリッジにおいて用いるクリーニング手段は、個別のクリーニング手段が複数配置されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】図１は本発明の画像形成方法に関わるカートリッジの一例を表す概略側面図である。カートリッジＡには感光体１、現像ローラ２、帯電チャージャ３、クリーニングブレード５１、５２が配置されており、筐体外面には用途別に画像形成条件（本例では製版用途）を示す認識タグ６が設置されている。
【００１５】カートリッジＡはレーザープリンタの画像形成エンジン部として脱着自由となっており、普通紙出力あるいは印刷版出力等画像形成目的に応じて換装可能となっている。レーザープリンタにカートリッジＡに装着すると、レーザープリンタ側の認識手段（複数本の導通確認部材）に認識タグ６が接触し、複数の導通部材の導通パターンによりカートリッジの種類確認を行う。認識タグ６はカートリッジ種に応じて導電体部（金属面）と非導電体部（絶縁塗料塗布面）のパターンが形成されている。
【００１６】感光体１は図中矢印の方向に回転し、電子写真画像形成プロセスを帯電−露光−現像−転写−クリーニングの順で行う。本例では帯電は導電性ロールに数百〜数千Ｖの高電圧を印加する帯電チャージャ３により施される。このほかに例えばタングステン線に金メッキを施した様なチャージワイヤーに高電圧を印加する方式も用いることが出来る。
【００１７】本発明の製版用の感光体は、表面硬度がＪＩＳ Ｋ ５４００で規定される鉛筆硬度で６Ｈ以上であるものが好適に用いられる。感光体は導電性基材上に光導電層を設けたものであって、光導電層は電荷発生能と電荷輸送能の機能分離型の２層系でも、単層系でも良い。従来公知の構成で、表面硬度が６Ｈ以上の値を有しているものや、光導電層の上層に鉛筆硬度６Ｈ以上の表面保護層を有するものでも良い。表面保護層は電子写真特性に悪影響を与えない市販のハードコート樹脂を用いることができる。例えば多官能性有機珪素化合物の加水分解縮合物等が挙げられる。
【００１８】露光は、図示しない光源から図中Ｌ１で表した光路で感光体１に画像様に照射され、感光体１の表面帯電電荷が照射部のみ消失し静電潜像が形成される。引き続いて現像ローラ２でトナー現像が施される。現像方法としては従来公知のトナーだけを用いる一成分現像法やトナーとキャリヤを用いる二成分現像法、さらにトナーの磁性の有無に応じて磁性または非磁性現像法が適用できる。
【００１９】また本例のトナーは製版用となっており、耐刷性向上の目的で含有する樹脂成分の物理的強度を高めるため用いられる樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が普通紙用よりも高い設定となっている。製版目的用のトナーとしては、印刷版としての使用用途での必要印刷枚数や用いる印刷機等により、特に耐刷性の観点から最適化することが好ましく、具体的にはトナーに用いるバインダー樹脂のＴｇ、架橋度、分子量分布、共重合体組成等で制御することが出来る。
【００２０】転写は、現像後に感光体１の最下点付近で、印刷版に感光体１上に画像様に付着したトナーの転写を行う。カートリッジＡの下部には、図示しない転写用の電荷を印刷版の背面から与えるコロナチャージャが設置されており、現像ロールで画像様に付与されたトナーを印刷版に転写される。転写手段として、上述のコロナ転写方式の他に、公知の転写方式、例えばバイアスローラ転写方式等を用いることが出来る。
【００２１】転写後の感光体１の表面上に残存するトナーを除去するために、感光体表面のクリーニングをクリーニングブレード５１、５２で行う。先端が感光体表面に付勢当接して設置されているクリーニングブレード５１により感光体表面に転写後残存したトナーを除去する。そこで除去しきれない場合にもクリーニングブレード５２により除去される。クリーニングブレードの素材としては従来公知のものが使用できる。例えばウレタン、シリコン、テフロン等の樹脂類またはゴム類等が挙げられる。また全長にわたって均一に圧力が与えられるように金属等のホルダやステー等で補強あるいは矯正されていることが好ましい。
【００２２】また、転写後のトナーを除去するための感光体表面のクリーニングをクリーニングブラシを用いて除去しても良い。クリーニングブラシは直径数十〜数百μｍの細かい繊維からなるブラシローラを感光体１の回転速度よりも高速で回転させて、表面上のトナーを除去する。さらに、先端が感光体表面に付勢当接して設置されているクリーニングブレード５１、５２によりクリーニングブラシで除去しきれなかったトナーを除去することも有効である。
【００２３】クリーニング手段としては、上述のブラシ方式とブレード方式を組み合わせても良いし、また同一の方式を重複して複数段用いても良い。複数配置することで単一のクリーニング手段に支障が生じた場合にも長期にわたって安定的にクリーニング動作を行うことが出来る。
【００２４】上記電子写真画像形成プロセスを経て、印刷版上にはトナー画像が形成される。この後に、レーザープリンターの定着部で加熱定着が行われる。先のカートリッジＡに付与された認識タグ６の情報から、予め製版用途に設定された定着温度で定着される。この場合の定着温度は、先のトナーのバインダー樹脂のＴｇとも勘案し、普通紙用での設定からＴｇの差異以上高めることが好ましい。
【００２５】定着温度の切り替えは、加熱部材、例えば加熱ロール、パネルヒータ、温風ヒータでの発熱量を調整することで対応することが出来る。例えば、発熱体を複数使用する場合には使用する個数を変化させたり、また通電する電流を制御することでも良い。
【００２６】また、用いるレーザープリンタの構成によっては、カートリッジと定着部に距離がある場合には、各作用する部分での印刷版の搬送速度を変化させることが出来る。即ち、定着部での搬送速度を製版用と普通紙用で切り替えることで、印刷版面上のトナーに与えられる熱量の調整が可能である。この方法では、ヒータの発熱量は一定とすることも出来る。
【００２７】本発明に用いられる電子写真画像形成装置としては、具体的にはレーザー光あるいはＬＥＤ光を光源とするプリンタやデジタル複写機、または白色光源のアナログ複写機で、電子写真画像形成プロセスがカートリッジ式であれば特に方式を問わず使用可能である。
【００２８】次に、本発明に係わる印刷版を説明する。本発明に係わる印刷版は、その支持体は樹脂被覆紙などの紙、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチィックフィルム及びそれらに、鉄、アルミ、銅等金属を心材としてサンドイッチしたものを用いることができ、さらにはこれらを貼り合わせた紙及びプラスチックフィルム等が含まれる。厚みは０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲が好ましい。これら支持体の表面を親水化したものや親水性層を設けたものを用いる。親水性層としては、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、ワックス類ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）及びその変性物、ラテックス類、アクリル樹脂、フェノール樹脂、など天然あるいは合成樹脂のバインダーと、スチレンや塩化ビニルなどのポリマー粒子、フタロシアニン等の有機顔料、シリカ、アルミナゾル、酸化チタン、酸化亜鉛などの無機顔料等の粒子径０．０１〜２０μｍの有機または無機粒子を主成分として粒子状形態の層を形成したり、ウレタン樹脂やポリビニルホルマール樹脂等を多孔質化したものや、特開平９−８６０６６号公報、特開平９−８６０６７号公報、特開平９−９９６６２号公報に詳述されている直描型平版印刷版等を用いることができる。
【００２９】
【実施例】以下本発明を実施例により詳説するが、本発明はその趣旨を逸脱しない限り、下記実施例に限定されるものではない。
【００３０】実施例及び比較例市販のプロセスカートリッジ方式のレーザープリンタのカートリッジを改造し、感光体及びトナーを以下のように入れ替え、またクリーニングブレードを２組取り付けた。また定着部は所定の定着用ヒートロールを取り外し、内部の発熱体のワット数の１／３の発熱体を新たに追加し、追加した発熱体の制御は、セットするカートリッジに添付した金属製製版用認識タグを導通確認により検知した場合に定着部動作時に発熱するように改造を施した。
【００３１】〔感光体〕カートリッジから取り外した感光体の表面にビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学（株）製）を用いて表面保護層を形成した。同樹脂の塗液を平板に塗布して、ＪＩＳ Ｋ ５４００で規定される鉛筆硬度を測定したところ、６Ｈであった。
【００３２】〔トナー〕カートリッジ中に装填されていたトナーのＴｇを示差走査熱量測定器（パーキンエルマー社製）により測定したところ６０℃であった。常法に従ってＴｇが７５℃となるトナーを作製した。
【００３３】上記の改造を施したレーザープリンターに、上記改造を行った製版用カートリッジをセットし、表面が親水性である紙ベースの平版印刷版（三菱製紙（株）製ストレートマスター）に画像形成を行った。これを印刷機にかけて印刷したところ、印刷開始から１０００枚目まで良好な印刷物が得られた。
【００３４】さらに同様な製版を１００枚連続で出力した。１版目から１００版目まで画像及びそれを用いた印刷結果には差異は見られなかった。
【００３５】次ぎに、改造を施さない所定のカートリッジに換装して、普通紙（三菱製紙（株）製三菱ＰＰＣ用紙Ｎ）に画像形成をおこなったところ、上記改造を施していない同型のレーザープリンタでの出力物と比較して、トナー画像部の過定着等何ら変化は見られなかった。
【００３６】引き続いて、上記平版印刷版に画像形成を行った。上記改造を施したカートリッジでの製版に比べ、非画像部には程度は低いものの被りが認められた。これを用いて印刷を行ったところ、１００枚目程度から徐々に画像部が欠落した印刷物が得られ、１０００枚目の印刷物はほとんどの画像が欠落した状態であった。また、同様な製版を１００枚連続して製版したところ、数版目から非画像部に黒点が発生し、版数と共に増加し、印刷版として実用に適さない結果となった。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の画像形成方法によれば、汎用のプロセスカートリッジ式のプリンタあるいは複写機を用いて、表面が親水性の印刷版に印刷適性の優れた画像を形成させることが可能となり、専用の製版機を導入することなく、カートリッジを取り替えるといった簡便な作業で、且つ低コストで印刷版を製版することが出来る。さらに感光体の表面硬度が高いため、表面が粗面の印刷版の製版に供しても感光体に傷が付き画像形成に悪影響を与えることが防止できる。また、クリーニング手段を複数設けることで、電子写真画像形成プロセスでのクリーニングの効果が向上すると共に、長期にわたっても安定に動作する。これにより画像形成に係わるランニングコストも低減することが出来る。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５９８０
【氏名又は名称】三菱製紙株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１２年３月１６日（２０００．３．１６） |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５１９４（Ｐ２００１−２６５１９４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７４３８９（Ｐ２０００−７４３８９） |
|