JPH0623860B2 - 画像形成粒子 - Google Patents

画像形成粒子

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JPH0623860B2
JPH0623860B2 JP58125031A JP12503183A JPH0623860B2 JP H0623860 B2 JPH0623860 B2 JP H0623860B2 JP 58125031 A JP58125031 A JP 58125031A JP 12503183 A JP12503183 A JP 12503183A JP H0623860 B2 JPH0623860 B2 JP H0623860B2
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肇 山本
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば電子写真感光体等の感光性物質の画像
形成能と、光透過性粒子による原稿の画素分解とを利用
した画像形成方法に供する画像形成粒子に関する。
従来例の構成とその問題点 この種の粒子を用いた画像形成法としては、例えば電子
写真感光体を均一に帯電する工程、この感光体に光透過
性粒子を均一にかつ一層に静電付着させる工程、前記粒
子を介して原稿の光像を感光体に露光する工程、感光体
との静電付着力が弱化もしくは除去された粒子を感光体
から取り除き感光体上に粒子像を形成する工程、感光体
に残留した粒子を加熱し、粒子が含有している昇華性も
しくは気化性染料を像受容体に昇華転写もしくは気化転
写する工程を有する画像形成方法がある。
この分野の画像形成方法としては、例えば特開昭52−
60135号公報に記載されている。
この種の画像形成方法で調子再現範囲を拡大するには、
粒度分布の広い粒子を用いる方法がある。つまり粒径の
差により粒子を透過する光の光学路が異なるため、粒子
の透過率に差ができる。この粒子の透過率の差に応じて
粒子を透過した光の強度に差ができ、電子写真感光体の
表面電位に差ができる。この表面電位の差により調子再
現範囲が拡大できる。つまり感光体と粒子との静電付着
力は、粒径の大きい方が強く、粒径の小さい方が弱くな
る。その結果原稿の濃度が低い部分(以下ハイライト部
と称す)に対応する粒子像は粒径の大きい粒子によって
構成され、原稿の濃度が高く(以下シャドウ部と称す)
なるに従い、対応する粒子像には粒径の小さい粒子の割
合が増してくる。
以上述べたように、従来技術でも調子再現範囲が拡大で
きるが、次のような問題点があった。
問題点−1:感光体から粒子を取り除く工程(以下現像
工程と称す)では、通常粒径の大きい粒子の方が取り除
かれ易いため、粒度分布を広くしても調子再現範囲の拡
大の効果が少ない。
問題点−2:粒子を加熱して粒子に含有されている昇華
性もしくは気化性染料(以下単に昇華性染料と称す)を
像受容体に昇華転写もしくは気化転写(以下この工程を
発色工程と称し、昇華転写もしくは気化転写を発色と称
す)したプリント像のハイライト部に粒状性が目立ち易
い。
問題点−3:プリント像では粒子像程調子再現範囲が拡
大し難い。
上述の3つの問題点の原因について説明する。現像工程
の方式(以下現像方式と称す)には、静電気的な力(静
電引力)で粒子を取り除く静電現像方式、振動による慣
性力で粒子を取り除く振動現像方式、気体もしくは液体
の流動による力で粒子を取り除く流体現像方式、ブラシ
等による摩擦力および圧力で粒子を取り除くブラシ現像
方式、重力落下を利用して粒子を取り除く重力現像方式
等種々の方式がある。ここで例示した現像方式のうち、
振動現像方式および重力現像方式においては、粒径が大
きい粒子の方が質量が大きいため、慣性力や重力も大き
い。また流体現像方式およびブラシ現像方式において
は、粒径の大きい粒子の方が体積が大きいため、流動に
よる力や摩擦力および圧力が大きい。
第1図は静電現像方式の一例を示す。つまり電子写真感
光体1上の粒子に誘電体2を密着し、コロナ帯電器3で
誘電体2を帯電させる様子を示す。粒子は帯電した誘電
体に静電引力で引き付けられる。ここで、粒径の大きい
粒子4は粒径の小さい粒子5よりも誘電体2との距離は
小さいため、粒子4に作用する静電引力の方が強くな
る。
以上説明したように、例示した現像方式では、いずれも
粒径の大きい粒子の方が現像工程で取り除かれ易い傾向
になる。つまり、感光体と粒子との静電付着力も現像工
程で粒子を取り除く力も粒径の大きい粒子の方が強い。
したがって、問題点−1で述べたように、調子再現範囲
の拡大効果が小さいと考えられる。
またハイライト部は、粒子密度が低い上に、前述したよ
うに主に粒径の大きい粒子で構成される。このため発色
工程後プリント像のハイライト部の発色画素が大きいた
め、問題点−2で述べたように粒状性が目立ち易い。
更にハイライト部の画素が大きいため、マレイデービス
の式からも想定できるように、粒子密度では差があって
もプリント像の発色画素面積(網点面積率に相当)の差
は小さくなり、問題点−3で述べたようにプリント像の
調子再現範囲が小さくなる。
発明の目的 本発明の目的は、上記のような従来の問題点を克服し、
調子再現範囲を拡大し、かつプリント像の粒状性を改良
する画像形成粒子を提供することである。
発明の構成 本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも可視
光域における粒子の透過率がほぼ等しく粒径が異なる粒
子を複数種混合したことを特徴とする。具体的には無彩
色もしくは有彩色の添加剤の添加量を変え、粒径の大き
い粒子と小さい粒子の透過率をほぼ等しくなるように調
整し、このようにして調整した粒子を混合したことを特
徴とする。
実施例の説明 まず、本発明の画像形成粒子の作用について図を用いて
モデル的に説明する。
第2図は、均一に帯電した感光体6上に、可視光域にお
ける透過率が等しく、粒径が大きい粒子7と粒径が小さ
い粒子8とを混合した粒子を一層に散布し、粒子7およ
び8を介して像露光した後誘電体9を粒子に密着し、帯
電器10により誘電体9を帯電した静電現像方式の一例
を示す(第1図と同じ状態)。ここにおいて、粒子7と
8との透過率がほぼ等しいため、原稿の濃度が同じであ
れば、粒子直下の電荷は粒径に無関係に同じ速度で光減
衰する。よって感光体6と粒子7および8との静電付着
力は粒径に依らず等しい。一方、粒子7は誘電体9と密
着しており、粒子8は間隙がある。よって誘電体9と粒
子7との静電引力は、誘電体9と粒子8との静電引力よ
りも強い。したがってある原稿濃度においては、第3図
に示したように、誘電体6と粒子との静電引力差に応じ
て現像工程で粒径の大きい粒子7が取り除かれ、感光体
6上には粒径の小さい粒子8が残る。つまりハイライト
部の方に粒径の小さい粒子が感光体上に残る。
実際には粒子7および粒子8は各々粒度分布を有してい
るため、原稿濃度差に対応し上述の原理に基づいて現像
工程で粒子が逐次取り除かれる。したがって粒子像の調
子再現範囲が拡大する。また粒子7と粒子8各々の粒度
分布が重なった領域がある場合には、同一粒径で透過率
が異なる粒子ができる。この場合、粒子と誘導体との静
電引力は同じであり、粒子と感光体との静電付着力の差
により透過率の高い粒子の方が取り除かれる。したがっ
て同一粒径であっても調子再現範囲は拡大する。
第2図および第3図では静電現像方式の一例について説
明したが、静電現像方式の他の例および他の現像方式に
ついても同様の傾向を示す。すなわち本発明の画像形成
粒子を用いると、同じ原稿濃度に対応する部分において
は、粒子と感光体との静電付着力については、粒径によ
る差がほとんど無く、現像工程で粒子を取り除く力は粒
径の大きい方が強い。したがってハイライト部は粒径の
小さい粒子によって構成され、シャドウ部になるに従い
粒径の大きい粒子の割合が増す。
上述ではいずれも2種の粒子の混合について述べたが、
透過率を調整した3種以上の粒子を混合した場合もその
原理は同じであり、効果は混合する粒子の種類が増す程
大となる。
更に上述では1色の粒子について述べたが、2色以上の
粒子を混合する場合についても各色の透過率を調整した
粒子を混合すれば、各色の粒子は上述した原理に基づい
て挙動する。
次に本発明に用いられる粒子の材料について説明する。
粒子は、一般的には樹脂から構成される。この樹脂とし
ては、例えばポリビニルアルコール,アクリル樹脂等の
熱可塑性樹脂,メラミン樹脂,フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂,スチレン−ブタジエン共重合体、およびゼラ
チン等のような透明な樹脂が用いられる。
前述の樹脂に染料もしくは顔料等の着色剤を加えること
により、粒子は選択的に光を透過(色分解)する。その
代表的な着色剤の例を挙げると、赤光透過用としては、
C.I.アシドレッド6,14,18,42などの酸性染
料、あるいはC.I.ピグメントレッド17,48,81
などの有機顔料がある。また、緑光透過用としては、
C.I.アシドグリーン9,27,40,43などの酸性
染料、あるいはアイゼンスピロングリーンC−GH(保
土谷化学工業(株)製)などの含金染料あるいは、C.
I.ピグメントグリーン2,7などの有機顔料がある。ま
た、青光透過用としては、C.I.ソルベントブルー4
8,49などの油性染料、あるいはC.I.ダイレクトブ
ルー86などの直接染料、C.I.アシドブルー23,4
0,62,83,120などの酸性染料、C.I.ピグメ
ントブルー15などの有機顔料がある。また、その他の
所望の分光特性を得るには単品もしくは複数種の着色剤
を必要に応じて混合することにより得られることは勿論
である。
更に有色もしくは無色の昇華性染料を加えることによ
り、発色機能を付与することができる。代表的な有色の
昇華性染料の例を挙げると、シアン色としては、C.I.
ベーシックブルー5、C.I.ソルベントブルー2、C.
I.ディスパースブルー1などがある。またマゼンタ色と
しては、C.I.ベーシックバイオレット14、C.I.テ
ィスパースバイオレット1などがある。またイエロ色と
しては、C.I.ベーシックイエロ2、C.I.ディスパー
スイエロ2などがある。
無色昇華性染料は、常態では無色もしくは淡色を呈して
いるが加熱すると昇華もしくは気化し、しかも例えば活
性クレー,酒石酸,4,4′−ジフェニルプロパンなど
の顕色剤と反応して発色する昇華性もしくは気化性カラ
ーフォーマ(以下昇華性カラーフォーマと称す)であれ
ば何れでもよい。また昇華性カラーフォーマは、常態で
は粒子の色分解機能に影響をおよぼさない。したがって
粒子に色分解機能を付与させる着色剤の補色に発色する
昇華性カラーフォーマを、前記着色剤と共に加えること
も可能である。ただし、昇華性カラーフォーマを用いる
場合には、前述の顕色剤を有する像受容体を用いる必要
のあることは勿論である。
昇華性カラーフォーマの代表的な例は、例えば、3,7
−ビス−ジエチルアミノ−10−トリクロルアセチル−
フェノキサジン、4−(1,3,3,5−テトラメチル
−インドリノ)メチル−7−(N−メチル−N−フェニ
ル)アミノ−1′,3′,3′,5′−テトラメチル−
スピロ〔2H−1−ベンゾピラン−2,2′−〔2′
H〕−インドール〕、N−(1,2−ジメチル−3−イ
ル)メチリデン−2,4−ジメトキシアニリンなどがあ
る。
本発明の画像形成粒子は、光導電性を有する支持体上に
一層に静電的に付着させる必要がある。このためには少
なくとも粒子表面が導電性を有することが望ましい。よ
って非導電性樹脂を用いる場合には、表面に導電処理を
施す。更に導電処理後も光に透明であり、かつ色分解に
影響を与えないことが要求される。この導電材料として
は、ヨウ化銅、高分子電解質等が適用される。また粒子
表面の比抵抗は1010Ω・cm以下が好ましい。また各々
の粒子の比抵抗値の差を1けた以内に揃えることが好ま
しい。
粒子の粒径に依らず透過率をほぼ等しくするために加え
る無彩色の添加剤としては、酸化チタン,酸化ケイ素,
硫酸バリウム等の無機の白色顔料,カーボンブラック等
の黒色顔料等が挙げられ、単独もしくは複合して用いる
ことができる。
また粒子に色分解を付与する着色剤の量を変えることに
よっても透過率を調整できる。
以下具体的実施例について説明する。
実施例1 まず下記処方の溶液を用意した。
(1)溶液A SBR樹脂結着剤(以下SBRと称す):ダンボンド
(日本ゼオン(株)製、以下同じ) ……100重量部 シリカ:スノーテックスST−20(以下ST−20と
称す)(日産化学(株)製、以下同じ) ……100重量部 昇華性カラーフォーマ:3,7−ビス−ジエチルアミノ
−10−トリクロルアセチル−フェノキサジン ……1.8重量部 4−(1,3,3,5−テトラメチル−インドリノ)メ
チル−7−(N−メチル−N−フェニル)アミノ−
1′,3′,3′,5′−テトラメチル−スピロ〔2H
−1−ベンゾピラン−2,2′−〔2′H〕−インドー
ル〕 ……0.8重量部 N−(1,2−ジメチル−3−イル)メチリデン−2,
4−ジメトキシアニリン ……1.5重量部 水 ……130重量部 (2)溶液B 溶液Aの組成に更に酸化チタン(粒径0.02〜0.1μm)
6重量部を加える。
溶液Aは昇華性カラーフォーマをボールミルに約3時間
かけて水に分散し、この分散液にSBRとST−20と
を混合して得た。また溶液Bは昇華性カラーフォーマと
酸化チタンとをボールミルに約5時間かけて水に分散
し、この分散液にSBRとST−20とを混合して得
た。
次に溶液AとBとをそれぞれ別々に噴霧乾燥法により造
粒したところ、3〜60μmの粒径の球形粒子を得た。
こうして得た粒子100重量部に対し、下記処方のヨウ
化銅溶液200重量部を別々に流動塗布した。しかる後
溶液Aから得た粒子Aは20〜25μmに、また溶液Bか
ら得た粒子Bは15〜20μmに分級したところ、比抵
抗はいずれも約103Ω・cmであった。
ヨウ化銅溶液 ヨウ化銅 ……2重量部 ポリ酢酸ビニル ……0.2重量部 アセトニトリル ……100重量部 こうして得た2種類の粒子の透過スペクトルを顕微分光
光度計で測定したところ、第4図のようなスペクトル
で、ほぼ等しい透過率であった。(粒子Aは約20μ
m、粒子Bは約16μm)。
粒子Aと粒子Bとを等重量ずつ混合した粒子(混合粒子
と称す)を用い、以下説明する像形成プロセスで作像し
たところ、調子再現範囲は原稿濃度差で約1.4のプリン
ト像が得られた。またハイライト部における画素は約3
2μmφであった。
像形成プロセス: 市販されているセレン感光体を暗所で+6KV印加した
コロナ帯電器で均一に帯電し、混合粒子を均一に散布し
た。次に感光体に軽く振動を与えたところ、過剰に付着
した粒子が振り落とされ、感光体上には粒子が一層に静
電付着した。次に白黒の原稿の光像を粒子を介して露光
した。露光後感光体に軽く振動を与えたところ、感光体
との静電付着力が弱化もしくは除去された粒子が取り除
かれ、感光体上にポジの粒子像が得られた。この粒子像
にクレー紙のクレー層面を密着し、180℃〜210℃
で6加熱し、しかる後クレー紙を剥離したところ、原稿
に対してポジの像を得た。
比較例1 実施例1の粒子Aを15〜25μmに分級し、この粒子
を用いて上述した像形成プロセスで作像したところ、調
子再現範囲は原稿濃度差で約1.1のプリント像が得られ
た。またハイライト部における画素は約54μmφであ
った。
このように本発明の画像形成粒子を用いると、調子再現
範囲が1.1から1.4に拡大すると共に、ハイライト部の画
素径は54μmから32μmに小さくなったため、同じ
粒度分布の粒子を用いても粒状性の少ないプリントが得
られる効果がある。
次に本発明の画像形成粒子を用いてカラー画像を再現し
た実施例について述べる。
実施例2 まず下記処方により赤,緑,青紫の溶液を各2種類ずつ
用意した。
(1)赤溶液−1 SBR …100重量部 ST−20 …100重量部 着色剤: C.I.ピグメントレッド5…2.6重量部 C.I.ピグメントオレンジ21115…5.3重量部 アニオン系活性剤 …1.0重量部 水 …130重量部 昇華性カラーフォーマ:3,7−ビス−ジエチルアミノ
−10−トリクロルアセチル−フェノキサジン …8
重量部 (1)緑溶液−1 SBR …100重量部 ST−20 …100重量部 着色剤: C.I.ピグメントグリーン36…5.4重量部 C.I.バットイエロ20…0.8重量部 β−型銅フタロシアニン …2.2重量部 活性剤: アニオン系 …0.3重量部 ノニオン系 …0.46重量部 水 …160重量部 昇華性カラーフォーマ: 4−(1,3,3,5−テトラメチル−インドリノ)メ
チル−7−(N−メチク−N−フュニル)アミノ−
1′,3′,3′,5′−テトラメチル−スピロ〔2H
−1−ベンゾピラン−2,2′−〔2′H〕−インドー
ル〕 …2.4重量部 (3)青紫溶液−1 SBR …100重量部 ST−20 …100重量部 着色剤: C.I.ピグメントブルー15…3重量部 メチルバイオレットレーキ …0.5重量部 ジオキサジンバイオレット …0.5重量部 アニオン系活性剤 …0.3重量部 昇華性カラーフォーマ: N−(1,2−ジメチル−3−イル)メチリデン−2,
4−ジメトキシアニリン …4.5重量部 水 …160重量部 (4)赤溶液−2 赤溶液−1の組成に硫酸バリウム(粒径0.02〜0.1μ
m)25重量部を加える。
(5)緑溶液−2 緑溶液−1の組成に硫酸バリウム(粒径0.02〜0.1μ
m)20重量部を加える。
(6)青紫溶液−2 青紫溶液−1の組成に硫酸バリウム(粒径0.02〜0.1μ
m)10重量部を加える。
赤溶液−1,緑溶液−1,青紫溶液−1はそれぞれ着色
剤と昇華性カラーフォーマとをボールミルに約3時間か
けて水に分散し、これにSBRとST−20とを加えて
各別々に3種類の溶液を得た。また赤溶液−2,緑溶液
−2,青紫緑液2はそれぞれ着色剤、昇華性カラーフォ
ーマと硫酸バリウムとをボールミルに約5時間かけて水
に分散し、これにSBRとST−20とを加えて各別々
に3種類の溶液を得た。この6種類の溶液を別々に噴霧
乾燥法により造粒したところ、3〜60μmの粒径の球
形粒子を得た。次に実施例−1と同様にそれぞれ別々に
ヨウ化銅を流動塗布した。
こうして赤溶液−1から得た赤粒子−1、緑溶液−1か
ら得た緑粒子−1、青紫溶液から得た青紫粒子−1を2
0〜25μmに分級したところ、粒子の比抵抗は約10
4Ω・cmであった。また赤溶液−2から得た赤粒子−
2、緑溶液−2から得た緑粒子−2、青紫溶液−2から
得た青紫粒子−2を15〜20μmに分級したところ、
粒子の比抵抗は約104Ω・cmであった。
約20μmの粒径の赤粒子−1、緑粒子−1、青紫粒子
−1および約15μmの粒径の赤粒子−2,緑粒子し
2,青紫粒子−2の透過スペクトルを顕微分光光度計で
測定したところ、第5〜7図のようなスペクトルで、各
色の粒子の透過率はほぼ等しかった。
この6種の粒子を各等重量ずつ混合した混合粒子を用
い、以下説明する像形成プロセスでカラー原稿を再現し
た。その結果調子再現範囲は原稿濃度差で1.4のプリン
ト像が得られた。またハイライト部における画素径は約
30μmφであった。
像形成プロセス: パンクロマティック増感された酸化亜鉛感光体を暗所で
−6KV印加したコロナ帯電器で均一に帯電し、混合粒
子を均一に散布した。次に約75μmの厚みのポリエチ
レンテレフタレートフィルム(以下PETと称す)を粒
子に密着し、PETの裏面から+6KV印加したコロナ
帯電器で帯電した後PETを剥離すると、過剰に付着し
た粒子が取り除かれ、感光体上には粒子が一層に静電付
着した。次にカラー原稿の光像を粒子を介して露光し
た。露光後再びPETを粒子に密着し、PETの裏面か
ら+6KV印加したコロナ帯電器で帯電した後PETを
剥離した。PETには感光体との静電付着力が弱化もし
くは除去された粒子が付着し、感光体上にポジの粒子像
が得られた。次に感光体全面に白色光を照射し、感光体
上に残留している電荷を減衰させた後、クレー紙のクレ
ー層面を感光体上の粒子に密着し、クレー紙裏面から+
200〜500Vの電圧を印加した後クレー紙を剥離す
ると、感光体上の粒子像がクレー紙に転写された。こう
して転写された粒子を180〜210℃で4秒加熱し、
しかる後粒子をクリーニングして原稿に対してポジの像
を得た。
比較例2 15〜25μmに分級した粒子を用いて実施例2と同様
に作像したところ、調子再現範囲は原稿濃度差で1.2で
あり、画素径は約52μmφであった。
このように本発明の画像形成粒子を用いると、調子再現
範囲が1.2から1.4に拡大すると共に、ハイライト部の画
素径は52μmから30μmに小さくなったため、同じ
粒度分布の粒子を用いても粒状性の少ないプリントが得
られる効果がある。
上記実施例は、無彩色の添加剤を加えた場合について述
べたが、例えば実施例2における硫酸バリウムの代わり
に、各着色剤を1〜3割増加させても同様の効果が得ら
れる。
また上記実施例は、各色2種類ずつを混合した場合につ
いて説明したが、各色の粒子の種類を増すにつれ、調子
再現範囲は拡大する。
発明の効果 本発明の画像形成粒子に依ると以下の効果がある。
(1)プリント像の調子再現範囲が拡大できる。
(2)プリントのハイライト部を構成する画素径が小さい
ため、プリントの粒状性が改良される。
(3)透過率は造粒前に造粒用原液で作成したキヤスティ
ングフィルムもしくは、造粒用原液の透過率で管理でき
るため、容易に調整できる。
(4)透過率を調整した粒子を別々に造粒し、その粒子を
混合するという簡単な方法で調子再現範囲が拡大でき、
プリントの粒状性が改良される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の画像形成粒子を用いた場合の静電現像方
式の一例を説明する縦断面図、第2図および第3図は本
発明の画像形成粒子を用いた場合の静電現像方式の一例
を説明する縦断面図、第4図、第5図、第6図および第
7図は実施例に用いた粒子の透過スペクトルを示す。 6……感光体、7,8……画像形成粒子、9……誘電
体、10……コロナ帯電器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高島 祐二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−15140(JP,A) 特開 昭54−123956(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光照射に応答する感光性物質上に、光透過
    性粒子を均一な厚みに散布し、前記光透過性粒子を介し
    て原稿の光像を前記感光性物質に露光する静電的画像形
    成方法に用いられ、像形成部に定着されない光透過性粒
    子であって、昇華性もしくは気化性染料を含有するとと
    もに、少なくとも可視光域における粒子の透過率がほぼ
    等しく粒径が異なる粒子を複数種混合したことを特徴と
    する画像形成粒子。
  2. 【請求項2】昇華性もしくは気化性染料が、顕色材と反
    応して発色する昇華性もしくは気化性カラーフォーマで
    ある特許請求の範囲第1項記載の画像形性粒子。
  3. 【請求項3】光透過性粒子が着色され、選択的に光を透
    過し、その色の補色に発色する昇華性もしくは気化性カ
    ラーフォーマを含有する特許請求の範囲第1項または第
    2項記載の画像形性粒子。
  4. 【請求項4】光透過性粒子の比抵抗が1010Ωcm以下で
    ある特許請求の範囲第1項〜第3項いずれかに記載の画
    像形性粒子。
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