JP2001060046A - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
使用した画像形成装置および画像形成方法の提供。 【解決手段】 潜像保持体1に潜像を形成し、この潜像
をキャリア液およびトナー粒子とからなる液体現像剤6
によって可視像化し、前記潜像保持体1と転写媒体9と
を圧接させることで前記可視像を転写媒体9に転写する
画像形成方法において、転写時の潜像保持体の表面温度
をT1、転写時の転写媒体の表面温度をT2、トナー粒
子のガラス転移点をTgとした時、 T1≦Tg<T2 を満たし、温度T2での複素粘弾性率が10000po
ise以上の前記トナー粒子を用いることで、トナー粒
子の潜像保持体1からの剥離性を向上させ、転写媒体9
との密着性を向上させることで、可視像の転写性を向上
させる。
Description
び画像形成装置に関する。
静電記録装置などの画像形成装置は、乾式現像剤では実
現できない利点を有しており、近年その価値が見直され
つつある。液体現像剤はサブミクロンサイズの極めて微
細なトナー粒子を用いることが出来るため高画質を実現
できること、少量のトナーで十分な画像濃度が得られる
ため経済的であるうえに印刷(例えばオフセット印刷)並
みの質感を実現できること、比較的低温でトナーを用紙
に定着出来るため省エネルギーを実現できること、など
が乾式に対する湿式画像形成装置の主な利点である。
成装置にはいくつかの本質的な問題点が含まれており、
そのために長い間乾式技術の独壇場を許してきた。これ
らの問題の一つとして、転写手段における課題があげら
れる。転写における第一の問題は、画質の劣化であっ
た。すなわち、従来は転写手段で潜像保持体上に付着し
ている現像剤を電界の作用で用紙に直接転写していたた
め、用紙表面の凹凸に応じた電界変動による転写むらが
生じていた。また、用紙の電気特性のばらつきや環境依
存性などによって、転写不良が生じ易かった。
化させていた。このような問題を解決するため、潜像保
持体から一旦中間転写媒体へ転写し、しかる後に用紙へ
転写する装置が提案されそいる。米国特許第5,148,222
号明細書、同5,166,734号明細書、同5,208,637号明細書
等には、潜像保持体から中間転写媒体へ電界によって転
写し、しかる後に用紙へ圧力(および熱)によって転写す
る装置が開示されている。
特開昭62−280882号公報などには、電界転写を
用いずに、中間転写媒体への転写と用紙への転写の双方
において圧力(及び熱)を用いる装置が開示されている。
中間転写媒体を、表面が平滑で電気抵抗のばらつきや変
動の少ない材料より構成することは比較的容易であるた
め、用紙へ直接電界転写を行う場合に比べて、転写によ
る画質劣化は改良される。
場合にも、画質の劣化は抑制される。また、これらの提
案においては、用紙には熱と圧力によって転写するた
め、電界転写の場合に見られた問題は生じにくい。
は次のような問題が残されていた。
写する場合、潜像保持体上に形成された非常に低濃度な
トナー像を高効率で転写することが困難となる。つまり
ある程度高濃度でトナー層厚が厚い部分のみが選択的に
転写されやすい傾向があるため多段階の階調を再現する
ことが困難となり、最終的に紙に転写された画像はガン
マの立った画像(階調性の悪い画像)となりやすかっ
た。
を利用した転写を採用した液体現像剤を用いた画像形成
装置は、画像の精度を高めることが可能である反面、ト
ナー像の薄い部分において転写効率が低下するために多
段階の階調を再現することが困難であった。
たもので有り、圧力を利用した転写を採用しつつ、トナ
ー像の薄い部分においても転写効率の良好な画像形成方
法および画像形成装置を提供することを目的とする。
る。
の潜像をキャリア液およびトナー粒子とからなる液体現
像剤によって可視像化し、潜像保持体と転写媒体とを圧
接させることで前記可視像を転写媒体に転写する画像形
成方法において、転写時の潜像保持体の表面温度をT
1、転写時の転写媒体の表面温度をT2、トナー粒子の
ガラス転移点をTgとした時、T1≦Tg<T2を満た
し、温度T2での複素粘弾性率が10000poise
以上の前記トナー粒子を用いることを特徴とする画像形
成方法である。
像保持体を帯電する帯電器と、帯電された潜像保持体に
静電潜像を形成するための光源と、静電潜像をキャリア
液およびトナー粒子からなる液体現像剤で可視像化する
現像器と、潜像保持体に圧接配置され、前記可視像を転
写媒体に転写するため圧接体と、圧接部における潜像保
持体の温度を前記トナー粒子のガラス転移点以下にする
ための第1の温度制御手段と、圧接部における転写媒体
を、前記トナー粒子のガラス転移点よりも高く、かつ、
前記トナー粒子の複素粘弾性率が10000以上となる
温度に制御する第2の温度制御手段とを有することを特
徴とする画像形成装置である。
2はTgよりも5℃以上高くすることが好ましく、さら
に、T2でのトナー粒子の複素粘弾性率が100000
poise以上であることがより好ましい。
像剤で現像した可視像を記録媒体に圧接して可視像を転
写する画像形成装置において、転写時の温度、液体現像
剤の種類を変化させ、転写効率の良好であった条件を見
出した。
し、種々の液体現像剤を用いて画像形成を行い、転写効
率の良好な液体現像剤を抽出し、その特性を調べたとこ
ろ、液体現像剤を乾燥させた時の液体現像剤(実質的に
トナー粒子と同義)ガラス転移点Tg、潜像保持体の表
面温度と、転写媒体の相関関係と、転写媒体表面温度で
の液体現像剤を乾燥させた時の複素粘弾性率を所定の関
係にすることで、可視像を形成する液体現像剤の量が少
なくても、転写効率を向上させることが可能であること
を見出した。
1に、液体現像剤の乾燥状態のガラス転移点Tgが転写
時の潜像保持体の表面温度T1以上、より好ましくはT
1より5℃以上高く設定されている事である。一般に樹
脂の粘着力はTg以下の温度で極端に弱くなる。良好な
転写効率を実現するためには潜像保持体表面とトナー粒
子との界面の粘着力がなるべく弱くなる状態が理想であ
ると考えられる。
写時の転写媒体の表面温度T2未満、より好ましくはT
2よりも5℃以上低く設定されている事である。トナー
と転写媒体との間の粘着力は、転写時においてはなるべ
く強い方がよく、少なくとも潜像保持体とトナー粒子の
間の粘着力よりも強くなくてはならない。上述したよう
に樹脂の粘着力はTgを境に大きく変化し、Tgよりも
高い温度においてはその粘着力は増大する傾向があると
いえる。
におけるトナー粒子の複素粘弾性率が10000poi
se以上であることである。温度T2におけるトナー粒
子の粘着性は強い方が有利であるが、この温度でのトナ
ー粒子の複素粘弾性率があまりにも低いと、トナー粒子
自身の流動性が大きくなりすぎ、内部凝集力も弱くなっ
てしまうため、トナー粒子の内部で破断しやすくなる。
このような状態は転写不良の原因となってしまう。
検討した結果、圧力(必要に応じ圧力と加熱)によって
潜像保持体から転写媒体へ画像を転写する湿式電子写真
方式において、転写時の潜像保持体の表面温度T1、転
写時の転写媒体の表面温度をT2とした場合に液体現像
剤の乾燥状態のガラス転移点TgがT1≦Tg<T2を
満たし、乾燥した液体現像剤の温度T2における複素粘
弾性率が10000poise以上である場合に良好な
転写特性が得られる事が解った。
す断面図であり、以下にその説明をする。
を設けた回転可能な感光体ドラムである。また、前記感
光層表面には表面エネルギーの小さな離型層が形成する
こともできる。
の表面を均一に帯電される。この帯電器はコロナ帯電器
やスコロトロン帯電器など既知の帯電器を用いることが
できる。
し光源4によって露光される。光源としてはレーザー発
振器などを用いればよく、この光源から画像変調された
光を照射することによって潜像保持体1表面に静電潜像
を形成する。
よって可視像化される。
剤容器5−1と、潜像保持体1に近接配置された現像ロ
ーラ5−2とを具備しており、現像ローラ5−2を回転
させることで、現像剤容器5−1中の液体現像剤6を潜
像保持体1へ供給している。また、現像ローラ5−2に
現像バイアスを印加することで静電潜像を液体現像剤に
よって可視像化している。
リア液中に分散されるトナー粒子とからなる。キャリア
液は通常絶縁性の炭化水素系溶媒が使用され、トナー粒
子は少なくとも顔料と樹脂とを含むものを用いる。ま
た、必要に応じ、金属石鹸などを添加した液体現像剤を
使用することもできる。
体1は、スクイーズローラ7−1が配置されたキャリア
液除去部に移動する。
と近接して配置されており、潜像保持体1と同方向(図
では時計回り)に移動することで、両ローラの間隙を超
える量のキャリア液は、潜像保持体1表面から除去され
る。
は、第1の温度制御手段8によってその表面温度を所定
の値にされる。
位置での感光体の温度を所定の温度に設定できれば、こ
の画像形成層値のいずれの位置に配置されても構わな
い。また、この温度制御手段8は、液体現像剤6に用い
るトナー粒子のガラス転移点Tgによって、加熱手段あ
るいは冷却手段を適宜選択される。
像保持体は転写部に移動するが、転写位置における可視
像は、実質的にキャリア液を含有しない程度に乾燥状態
であることが望ましい。前記温度制御手段8が加熱手段
である場合には、この加熱によって可視像中のキャリア
液を略完全に除去し得るが、加熱温度が低かったり、温
度制御手段8が冷却手段であるなどの理由で、キャリア
液を完全に除去できない場合には、スクイーズローラ7
−1以外に、吸引ノズル7−1などの乾燥手段を用いて
キャリア液を略完全に除去することが望ましい。
に搬送される。
媒体である中間転写ローラ9が配置され、潜像保持体1
表面の可視像を中間転写ローラ9に一度転写した後に、
中間転写ローラ9から用紙11などの最終転写媒体へ転
写される。
の表面に弾性層が形成されており、潜像保持体1と圧接
配置されている。すなわち、図1に示す画像形成装置で
は、中間転写ローラ9は転写媒体と圧接体を兼用してい
る。
のではなく、静電潜像保持体1と用紙11とを接触させ
て転写を行うこともできる。この場合においては用紙1
1が本発明に係る記録媒体であり、用紙11を潜像保持
体1に圧接させる圧接体10を用いる。
9、中間転写ローラ9から用紙11、あるいは潜像保持
体1から用紙11へ転写する時には、ぞれぞれを圧接さ
せる以外に、さらに第2の温度調整手段12などを用い
て加熱しつつ転写を行うことが好ましい。
ちいるトナー粒子のガラス転移点Tgよりも高い温度に
転写媒体の温度を制御するものであり、前述したように
理由から通常加熱手段を採用することが好ましい。
次の画像形成工程に入るが、その前に、必要に応じて転
写残りの液体現像剤6をクリーナー2によって除去して
もよい。
ーラ等はドラム形状をしているが、これらはベルト状の
ものに代えて使用することもできる。
た。
機感光層を設け、さらに有機感光層表面に約1μm厚、
表面エネルギー26dyne/cmのシリコーン系ハー
ドコート層を設けた直径150mmの感光体ドラムを使
用し、この感光体ドラムを周速200mm/secで回
転させた。
い、感光体表面を+600Vに帯電した。
トーンレベルの可視像が得られるように、感光体のレー
ザー照射部の電位を+300Vにし、現像電位を+40
0Vとして潜像を形成した。
を通過後には、可視像中のキャリア液が実質的に残存し
ないように設定した。
厚さ2mm、硬度30°のウレタンゴム層を形成した、
直径50mmのドラムを使用し、潜像保持体に対してA
4幅当たり50kgの加重でニップ幅4mmで圧接させ
た。
ドラムを用い、中間転写ローラに対してA4幅当たり9
0kg、ニップ幅4mmで圧接させた。
それぞれ、冷風器とヒーターとから適宜選択し、これを
調整することで潜像保持体あるいは中間転写ローラを所
定の値にあるように加熱を行った。
中問転写ローラ9への転写効率を目視で判断し、潜像保
持体1上に転写残りがない観察されない状態を◎、若干
残る場合を○、転写残りが一瞥して観察される状態を×
とした。
時の表面温度測定は両ドラムのニップ近傍の、回転方向
に対して上流側、下流にそれぞれ接触型の熱伝対を設置
し、ニップ通過前の温度と通過後の温度の平均値をとる
ことで、実質的に転写時の潜像保持体の温度または転写
媒体の温度とすることができる。なお、本実施例におい
ては、熱伝対の配置位置は、ニップ中心部から1cmの
位置でそれぞれ測定した。
パーL:エクソン化学社製)を用いた。また、トナー粒
子を構成する樹脂成分を変えることで、Tgの異なる3
種のトナー粒子をキャリア液中に分散させた。
リレート、ラウリルアクリレート、アクリル酸、ステア
リルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ブチル
メタクリレート、ブチルアクリレート、エチルメタクリ
レート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、
メチルアクリレート、ビニル酢酸およびスチレンから選
択し、組合せることで、Tgの異なるアクリルエステル
系の共重合体を用いた。
前記キャリア液に添加し、ペイントシェーカでガラスビ
ーズの存在下で混合分散することにより濃縮された液体
現像剤を作製した。得られた濃縮された液体現像剤を、
不揮発分濃度が1wt%となるようにアイソパーL(エ
クソン社製)希釈し、さらに大日本インキ社製ナフテン
酸ジルコニウム(不揮発分49wt%)を上述の液体現像
剤の不揮発分に対して50wt%添加したものそれぞれ
を最終の液体現像剤とした。
陽色素社製シアニンブルーKROを用い、樹脂と顔料の重
量比は4:1とした。このようにして我々は乾燥状態での
Tgが−10℃のトナー粒子、15℃のトナー粒子、4
5℃のトナー粒子を分散させた液体現像剤1、液体現像
剤2および液体現像剤3を用意した。
製EXSTAR6000DSCを用いた。また、シグナルが二つ以上
観測される場合にはより高温側のシグナルをTgとし
た。
クサイエンティフィック製のリオスを用い、セルは直径
12mmの円柱タイプを用い、ギャップは0.5mmと
した。またストレインは±0.025ラジアンとした。
−5、3−4、3−5および3−6)、T2がTg以下
の時(比較例1−1、2−3および3−3)、T2での
複素粘弾性率が10000poise未満の時(比較例
1−2、2−1、2−2、3−1および3−2)のいず
れにおいても多量の転写残りが確認されており、実施例
1、2−1〜4、3−1〜2に示すとおり、T1≦Tg
<T2および、温度T2におけるトナー粒子の複素粘弾
性率が10000poise以上の条件を全て満たす場
合において、初めて転写性が良好であることが分かる。
と、T2におけるトナー粒子の複素粘弾性率が1000
00poiseが転写性が良好であることがわかる。
も良好で、画質の劣化が抑制され、静電潜像に忠実な最
終画像を得る事ができる。
Claims (2)
- 【請求項1】潜像保持体に潜像を形成し、この潜像をキ
ャリア液およびトナー粒子とからなる液体現像剤によっ
て可視像化し、前記潜像保持体と転写媒体とを圧接させ
ることで前記可視像を前記転写媒体に転写する画像形成
方法において、 転写時の前記潜像保持体の表面温度をT1、転写時の前
記転写媒体の表面温度をT2、トナー粒子のガラス転移
点をTgとした時、 T1≦Tg<T2 を満たし、 温度T2での複素粘弾性率が10000poise以上
の前記トナー粒子を用いることを特徴とする画像形成方
法。 - 【請求項2】潜像保持体と、 この潜像保持体を帯電する帯電器と、 帯電された前記潜像保持体に静電潜像を形成するための
光源と、 前記静電潜像をキャリア液およびトナー粒子からなる液
体現像剤で可視像化する現像器と、 前記潜像保持体に圧接配置され、前記可視像を転写媒体
に転写するため圧接体と、 前記圧接部における前記潜像保持体の温度を前記トナー
粒子のガラス転移点以下にするための第1の温度制御手
段と、 前記圧接部における前記転写媒体を、前記トナー粒子の
ガラス転移点よりも高く、かつ、前記トナー粒子の複素
粘弾性率が10000poise以上となる温度に制御
する第2の温度制御手段とを有することを特徴とする画
像形成装置。
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