JP2013029870A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】繰り返しプリントを行っても、良好な2次転写性と良好なクリーニング性を維持し、文字画像の中抜けがない高品質のトナー画像が継続して得られる画像形成装置を提供する。
【解決手段】電子写真感光体の表面に担持されたトナー像を中間転写体に1次転写した後、該トナー像を中間転写体から転写材に2次転写する手段を有する画像形成装置において、該電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分と該中間転写体の表面エネルギーの分散成分の関係が、電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分≦中間転写体の表面エネルギーの分散成分、の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図1
【解決手段】電子写真感光体の表面に担持されたトナー像を中間転写体に1次転写した後、該トナー像を中間転写体から転写材に2次転写する手段を有する画像形成装置において、該電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分と該中間転写体の表面エネルギーの分散成分の関係が、電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分≦中間転写体の表面エネルギーの分散成分、の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
従来、電子写真感光体(以下、単に感光体とも云う)の表面に担持されたトナー像を転写材に転写する方式として、中間転写体を用いた画像形成方式が知られている。この画像形成方式は、電子写真感光体から中間転写体にトナー像を1次転写した後、該トナー像を中間転写体から転写材に2次転写することで最終画像を得る方式である。この方式は、色分解された原稿画像をブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等のトナーによる減色混合を用いて再現する、いわゆるフルカラー画像形成装置における各色トナー像を感光体から順番に中間転写体に1次転写紙、最後に全色を中間転写体から転写材に転写する多重転写方式である。
しかし、この中間転写体を用いた多重転写方式では、1次転写及び2次転写の二度の転写が入ることと、多色のトナー像を中間転写体上で重ね合わせ、重ね合わせたトナー像を転写材へ一括転写する方式なので、転写不良に伴う画像不良が発生しやすい。
一般にトナーの転写不良に対しては、トナー粒子表面をシリカ等の外添剤で表面処理することにより転写性を向上させられることが知られている。しかし、現像装置内でのトナーの攪拌部材から受けるストレスや、現像ローラ上にトナー層を形成するための規制ブレードから受けるストレス、感光体と現像ローラとの間で受けるストレス等で、トナー粒子表面からシリカが離脱したり、トナー粒子内部に埋没したりするため、良好な転写性を得られないという問題がある。
そこで、中間転写体の転写性を良くする目的で、中間転写体の表面エネルギーを低くし、感光体の表面エネルギーを中間転写体の表面エネルギーよりも低くすることで2次転写効率を向上させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
又、中間転写体の表面エネルギーを低くすることで2次転写性を向上させ、更に中間転写体に弾性層を導入することと、中間転写体上でトナーの凝集を抑えて文字の中抜けを抑制するという方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、特許文献1に記載されている中間転写体では、中間転写体の表面エネルギーが低いために、トナーの凝集が起こりやすく、このために中抜けが多発するという問題があった。又、特許文献2に記載されている中間転写体では、継続してプリント(例えば、10万枚)を行うと、残存トナーのクリーニング性が低下し、中間転写体表面がトナー等により汚染(トナーフィルミング)され転写された絵の質が悪くなるという問題があった。
本発明は、繰り返しプリントを行っても、良好な2次転写性と良好なクリーニング性を維持し、文字画像の中抜けがない高品質のトナー画像が継続して得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
1.電子写真感光体の表面に担持されたトナー像を中間転写体に1次転写した後、該トナー像を中間転写体から転写材に2次転写する手段を有する画像形成装置において、
該電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分と該中間転写体の表面エネルギーの分散成分の関係が、電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分≦中間転写体の表面エネルギーの分散成分、の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
該電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分と該中間転写体の表面エネルギーの分散成分の関係が、電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分≦中間転写体の表面エネルギーの分散成分、の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
2.前記中間転写体が、その最表面に無機層を有し、該無機層のヨウ化メチレンに対する接触角が30〜60°であり、該無機層のナノインデンテーション法で測定した硬度が3〜10GPaであることを特徴とする前記1記載の画像形成装置。
3.前記無機層の原子間力顕微鏡で測定した10点平均面粗さRzが、30〜300nmであることを特徴とする前記2に記載の画像形成装置。
4.前記無機層の内部応力が、プラスの領域で100MPa以下、0.01MPa以上であることを特徴とする前記2または3に記載の画像形成装置。
5.前記無機層が、酸化ケイ素膜及び金属酸化物膜のうち少なくとも一方の膜で形成されたものであることを特徴とする前記2〜4の何れか1項に記載の画像形成装置。
6.前記無機層が、大気圧プラズマCVDにより形成されたものであることを特徴とする前記2〜5の何れか1項に記載の画像形成装置。
7.前記中間転写体の基体が、樹脂であることを特徴とする前記1〜6の何れか1項に記載の画像形成装置。
8.前記中間転写体の基体の樹脂が、ポリカーボネート、ポリイミドまたはポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする前記7に記載の画像形成装置。
本発明の画像形成装置は、繰り返しプリントを行っても、良好な2次転写性と良好なクリーニング性を維持し、文字画像の中抜けがない高品質のトナー画像が継続して得られるという優れた効果を有する。
本発明者等は、上記問題を解決するため種々の検討を行った結果、中間転写体の表面のヨウ化メチレンに対する接触角及び硬度を特定の値に制御することで、良好な転写性と良好なクリーニング性を維持でき、文字画像の中抜けがない高品質のトナー画像を継続して得られることを見出した。
中間転写体の表面のヨウ化メチレンに対する接触角、硬度及び内部応力を特定の値に制御することで継続して高い転写性と良好なクリーニング性が得られ、且つ文字画像の中抜けの発生を抑制できるようになった理由はよく判っていないが、次のようなことが考えられる。
中間転写体の表面エネルギーを低く(ヨウ化メチレンに対する接触角を大きく)すると、中間転写体とトナーとの付着力が低下するため、転写材への転写効率(2次転写効率)が向上するが、一方でトナー同士の付着力が上がるためトナーの凝集が起こり、文字画像の中抜けが発生すると考えている。
逆に、中間転写体の表面エネルギーを高くすると、トナー同士の付着力が下がるため中抜けが抑制できるが、転写材への2次転写効率が悪化すると考えている。
一方、中間転写体の表面硬度についてであるが、感光体から中間転写体への1次転写の際、中間転写体は感光体と中間転写体の間で圧縮方向の力を受ける。このとき、感光体と中間転写体の間にトナーが介在した場合、中間転写体はトナーに押されて変形すると考えられる。ここで、中間転写体の表面が硬い場合は、この変形量が小さくなり、トナーと中間転写体との接触面積が小さくなる。つまり、中間転写体の表面を本発明で規定する硬度にすることで、トナーの離型性が良好になり中間転写体から転写材への2次転写性が向上するものと推察される。
そこで、本発明では、ヨウ化メチレンに対する接触角、及び表面硬度を特定の値に規定することにより2次転写性と文字の中抜けの両方を満足させることを考えた。
又、中間転写体は、トナーを転写材へ2次転写した後、転写されずに残った残トナーをクリーニング部材(例えばクリーニングブレード)によりクリーニングされる。中間転写体の表面が本発明で規定する特性を有すると、残トナーがクリーニング部材により良好にクリーニングされると考えた。
その結果、多数枚プリントしてもクリーニング不良に伴うプリント画像汚れがなく、トナーフィルミングによる転写性の低下も少なく、高品質のトナー画像を継続して得ることができる。
中間転写体において、文字の中抜け性能向上について鋭意検討した結果、表面エネルギーの3成分(分散成分、双極子成分、水素結合成分)の内、分散成分を高くすることで中抜け性能が向上すること、その他の双極子成分や水素結合成分は影響が小さいことが判った。更に、表面エネルギーの測定に使用する、水、ヨウ化メチレン、ブロモナフタレン(ニトロメタン)の内、表面エネルギーの分散成分についてはヨウ化メチレンの接触角の値が支配的であり、分散成分についてはこのヨウ化メチレンの接触角の値で管理可能であることが判った。そして、中間転写体の表面のヨウ化メチレンに対する接触角を30〜60°とすることで、中間転写体上の多色のトナー像を、一括転写材へ転写するとき、文字画像等のラインの中央部が転写されずに残る文字中抜け現象を防止することができることを見出した。
表面エネルギーの分散成分について更に検討を行い、中間転写体の表面エネルギーの分散成分が感光体の表面エネルギーの分散成分よりも大きければ、中抜けに対して効果があることが判った。つまり、特開平8−211755号公報に記載されているような表面エネルギー全体の大小関係(電子写真感光体の表面エネルギー≦中間転写体の表面エネルギー)ではなく、請求項のような分散成分に限定した大小関係(電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分≦中間転写体の表面エネルギーの分散成分)を満たすことで、中抜け性能の優れた中間転写体を提供することができることを見出した。
以上より、特定の値の表面エネルギー、硬度を有する中間転写体を用いることで、継続して良好な2次転写性と文字中抜け発生防止性の能を両立させることができることが判った。
中間転写体の無機層のヨウ化メチレンに対する接触角は、30〜60°であり、35〜50°が好ましい。
中間転写体の無機層のナノインデンテーション法で測定した表面硬度は、3〜10GPaであり、4〜6GPaが好ましい。
上記範囲とすることで、クリーニング部材により傷が付かず、表面にクラックも発生することが無く、継続して高い転写性確保することができ、文字画像の中抜けの発生も防止することができる。3GPa以下では、2次転写効率向上の効果がやや小さくなる。又11GPa以上のものでは、基体と無機層との接着不良や、無機層のひび割れが発生しやすくなる。
中間転写体の無機層の原子間力顕微鏡で測定した10μ四方の10点平均面粗さRzは、30nm〜300nmが好ましく、30nm〜200nmがより好ましい。
Rzが30nmより小さいと、転写後に中間転写体に残ったトナーをクリーニングブレードでクリーニングするときに、摩擦が大きくなりクリーニングブレードがめくれるという問題が発生しやすい。
一方、Rzが300nm以上であると、クリーニングブレードでのクリーニング不良が発生するうえ、表面の凹凸により2次転写性が阻害される。
更に、無機層の内部応力は、プラスの領域で200MPa以下、0.01MPa以上であることが好ましく、100MPa以下、0.1MPaであることがより好ましい。
中間転写体の内部応力を上記範囲とすることで、クリーニング性を良好に維持することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の中間転写体は、基体の上に無機層を有するものである。
図1は、中間転写体の層構成の一例を示す概念断面図である。
図において、170は中間転写体、175は基体、176は無機層を示す。
中間転写体170は、基体175の表面に無機層176を有する。無機層176は少なくとも1層以上の層からなる。
次に、各層について説明する。
本発明における基体は、樹脂材料に導電剤を分散させてなるシームレスのベルトやドラムが好ましい。シームレスベルトの厚みは50〜〜700μmが好ましく、ドラムの厚みは1mm以上が好ましい。尚、本発明において、基体としては可とう性を有するシームレスベルトがより好ましい。
本発明における無機層は、酸化ケイ素膜及び金属酸化物膜の内少なくとも一方の膜であることが好ましい。具体的には、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化窒化チタン、窒化チタンまたは酸化アルミニウム等の金属酸化物膜が挙げられ、これらの中では酸化ケイ素膜が好ましい。又、それらの混合物からなる無機化合物も好ましい。
本発明における無機層は、1層以上あれば良い。
無機層の膜厚は、好ましくは100nm〜1000nm、より好ましくは150nm〜500nm、更に好ましくは200nm〜400nmである。
膜厚は、マックサイエンス社製MXP21を用いて測定して得られた値である。具体的な膜厚の測定は、以下の方法で行うことができる。X線源のターゲットには銅を用い、42kV、500mAで作動させる。インシデントモノクロメータには多層膜パラボラミラーを用いる。入射スリットは0.05mm×5mm、受光スリットは0.03mm×20mmを用いる。2θ/θスキャン方式で0から5°をステップ幅0.005°、1ステップ10秒のFT法にて測定を行う。得られた反射率曲線に対し、マックサイエンス社製Reflectivity Analysis Program Ver.1を用いてカーブフィッティングを行い、実測値とフィッティングカーブの残差平方和が最小になるように各パラメータを求める。各パラメータから積層膜の膜厚を求める。
無機層176の膜厚が100nm未満であると耐久性や表面強度が不足するため、厚紙への転写などにより擦り傷が発生し、最終的には薄膜が不均一に摩耗し転写率の低下や転写ムラが発生しやすくなる。1000nmを越えると密着性や屈曲耐性が不足するため繰り返し使用において、割れや剥離が生じ易くなる上、成膜に必要な時間も増加するため生産上の観点からも好ましくない。
次に、中間転写体の特性について説明する。本発明において、表面エネルギーはヨウ化メチレンに対する接触角で表す。硬度はナノインデンテーション法により測定した値で表す。粗さは原子間力顕微鏡を用いて測定した値である。内部応力は、圧縮力を測定して得られた値である。
以下、表面エネルギー、硬度、粗さ、内部応力及び電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分と基体の表面エネルギーの分散成分について説明する。
《ヨウ化メチレンに対する接触角》
ヨウ化メチレンに対する接触角は、常温常湿(例えば、20℃、50%RH)で接触角計測定装置「接触角計CA−V(協和界面科学株式会社製)」を用い、5回測定し、その平均値を接触角とする。
ヨウ化メチレンに対する接触角は、常温常湿(例えば、20℃、50%RH)で接触角計測定装置「接触角計CA−V(協和界面科学株式会社製)」を用い、5回測定し、その平均値を接触角とする。
ヨウ化メチレンに対する接触角は、膜形成時に添加するガス種等で調整できる。例えば添加ガスに水素を用いると、膜中に原料に含まれるCが多く残留し、ヨウ化メチレンに対する接触角が大きくなる傾向がある。
《ナノインデンテーション法により測定した硬度》
本発明に係る無機層のナノインデンテーション法により測定した硬度は、3〜10GPa、好ましくは4〜6GPaである
ナノインデンテーション法による硬度の測定方法は、微小なダイヤモンド圧子を薄膜に押し込みながら荷重と押し込み深さ(変位量)の関係を測定し、測定値から塑性変形硬さを算出する方法である。
本発明に係る無機層のナノインデンテーション法により測定した硬度は、3〜10GPa、好ましくは4〜6GPaである
ナノインデンテーション法による硬度の測定方法は、微小なダイヤモンド圧子を薄膜に押し込みながら荷重と押し込み深さ(変位量)の関係を測定し、測定値から塑性変形硬さを算出する方法である。
特に1μm以下の薄膜の測定に対して、基体の物性の影響を受けにくく、又、押し込んだ際に薄膜に割れが発生しにくいという特徴を有している。一般に非常に薄い薄膜の物性測定に用いられている。
図2は、ナノインデンテーション法による測定装置の一例を示す模式図である。
図2において、31はトランスデューサー、32は先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子、170は中間転写体、175は基体、176は無機層を示す。
この測定装置はトランスデューサー31と先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子32を用いて、μNオーダーの荷重を加えながらナノメートルの精度で変位量を測定をすることができる。この測定には例えば市販の「NANO Indenter XP/DCM」(MTS Systems社/MST NANO Insturuments社製)を用いることができる。
図3は、ナノインデンテーション法で得られた典型的な荷重−変位曲線を示す。
図4は、圧子と試料の接触している状態の模式図を示す。
硬さHは、下記式(1)から求められる。
式(1)
H=Pmax/A
ここで、Pは、圧子に加えられた最大荷重であり、Aは、そのときの圧子と試料間の接触射影面積である。
H=Pmax/A
ここで、Pは、圧子に加えられた最大荷重であり、Aは、そのときの圧子と試料間の接触射影面積である。
接触射影面積Aは、図4におけるhcを用いて、下記式(2)で表すことができる。
式(2)
A=24.5hc2
ここでhcは、図4に示すように接触点の周辺表面の弾性へこみにより、全体の押し込み深さhより浅くなり、下記式(3)で表される。
A=24.5hc2
ここでhcは、図4に示すように接触点の周辺表面の弾性へこみにより、全体の押し込み深さhより浅くなり、下記式(3)で表される。
式(3)
hc=h−hs
ここでhsは、弾性によるへこみの量であり、圧子の押し込み後の荷重曲線の勾配(図4の勾配S)と圧子形状から下記式(4)
式(4)
hs=ε×P/S
と表される。
hc=h−hs
ここでhsは、弾性によるへこみの量であり、圧子の押し込み後の荷重曲線の勾配(図4の勾配S)と圧子形状から下記式(4)
式(4)
hs=ε×P/S
と表される。
ここで、εは圧子形状に関する定数で、Berkovich圧子では0.75である。
この様に測定装置を用いて、基体175上に形成した無機層176の表面の硬度を測定することができる。
測定条件
測定機:NANO Indenter XP/DCM(MTS Systems社製)
測定圧子:先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子
測定環境:20℃、60%RH
測定試料:5cm×5cmの大きさに中間転写体を切断して測定試料を作製
最大荷重設定:25μN
押し込み速度:最大荷重25μNに5secで達する速度で、時間に比例して加重を印加する。
測定機:NANO Indenter XP/DCM(MTS Systems社製)
測定圧子:先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子
測定環境:20℃、60%RH
測定試料:5cm×5cmの大きさに中間転写体を切断して測定試料を作製
最大荷重設定:25μN
押し込み速度:最大荷重25μNに5secで達する速度で、時間に比例して加重を印加する。
尚、測定は各資料ともランダムに10点測定し、その平均値をナノインデンテーション法により測定した硬度とする。
電源出力を大きくする、基材温度を高くするなどして、原料の分解を促進させるとより硬い膜が得られる。
《原子間力顕微鏡を用いて測定した表面粗さ》
本発明に係る無機層の表面粗さは、原子間力顕微鏡を用いて測定する。
本発明に係る無機層の表面粗さは、原子間力顕微鏡を用いて測定する。
本発明の中間転写体は、原子間力顕微鏡で測定した10μm四方の表面粗さRzが30〜300nmであることを特徴とする。
10点平均面粗さRzの測定方法(AFMによる測定)の一例は以下の通りである。
使用する原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscopy:AFM)は、セイコーインスツルメンツ社製SPI3800Nプローブステーション及びSPA500多機能型ユニットで、約1cm角の大きさに切り取った試料を、ピエゾスキャナー上の水平な試料台上にセットし、カンチレバーを試料表面にアプローチし、原子間が働く領域に達したところで、XY方向にスキャンし、その際の試料の凹凸をZ方向のピエゾの変位でとらえる。ピエゾスキャナーは、XY20μm、Z2μmが走査可能なものを使用する。カンチレバーは、セイコーインスツルメンツ社製シリコンカンチレバーSI−DF40Pで、共振周波数200〜400kHz、バネ定数30〜50N/mのものを用い、DFMモード(Dynamic Force Mode)で測定し、測定領域10μm角を、走査周波数0.5Hzで測定する。又、得られた三次元データを最小二乗近似することにより、試料のわずかの傾きを補正し、基準面を求める。表面粗さの解析は、解析ソフトSPIwinの「解析」メニューより表面粗さ解析を呼び出してRz(10点平均面粗さ)を算出することができ、Rzは面内の10点平均面粗さと断面プロファイルから求めた10点平均面粗さがあり、どちらもこの解析メニューから算出できる。
表面粗さは、膜の形成速度を遅くすることで小さく、形成速度を速くすることで大きくすることができる。
《内部応力》
無機層中の内部応力の測定は、以下の方法により測定する。即ち、測定膜と同じ組成、厚みの無機層を、幅10mm、長さ50mm、厚み0.1mmの石英基板上に同じ方法により厚み1μmとなるよう製膜し、作製したサンプルに生じるカールをサンプルの凹部を上に向けて、NEC三栄社製、薄膜物性評価装置MH4000にて測定して得ることができる。一般に圧縮応力により基材に対し膜側が縮むプラスカールの場合プラスの応力とし、逆に、引っ張り応力によりマイナスカールを生じる場合マイナスの応力と表現する。
無機層中の内部応力の測定は、以下の方法により測定する。即ち、測定膜と同じ組成、厚みの無機層を、幅10mm、長さ50mm、厚み0.1mmの石英基板上に同じ方法により厚み1μmとなるよう製膜し、作製したサンプルに生じるカールをサンプルの凹部を上に向けて、NEC三栄社製、薄膜物性評価装置MH4000にて測定して得ることができる。一般に圧縮応力により基材に対し膜側が縮むプラスカールの場合プラスの応力とし、逆に、引っ張り応力によりマイナスカールを生じる場合マイナスの応力と表現する。
例えば、蒸着法、CVD法、ゾルゲル法等により形成した無機層を有する基体は、一定条件に放置したとき、プラスカール、マイナスカールをその基材と無機層の膜質との関係で生じる。このカールは、前記無機層中に発生する応力によって、生じるもので、カールの大きいもの(プラスカール)ほど、圧縮応力が大きいということができる。
酸化ケイ素膜を形成した中間転写体の残留応力は、例えば真空蒸着法により酸化ケイ素膜を作製するときに、真空度を調整することで調整できる。
図5は、幅10mm、長さ50mm、厚み0.1mmの石英基板上に、真空蒸着法により酸化ケイ素膜を1μm形成したときのチャンバーの真空度と、形成される酸化ケイ素膜の前記の方法により測定した残留(内部)応力との関係を示す。
図において0よりも大きく、100MPa程度までの残留応力をもつ無機層膜が好ましいが、微調整が難しく、特に細かな制御が困難であり、この範囲内に調整できないことも多い。残留応力が小さすぎるときには、部分的に引っ張り応力となっている場合があり、膜にひびや亀裂が入りやすく耐久性のない膜となり、大きすぎる場合には割れ易く、容易に剥離してしまう膜となる。
《電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分と中間転写体の表面エネルギーの分散成分》
電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分γDと中間転写体の表面エネルギーの分散成分γDは、下記の方法に従って求めることができる。
電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分γDと中間転写体の表面エネルギーの分散成分γDは、下記の方法に従って求めることができる。
3種の標準液体:水、ニトロメタン、ヨウ化メチレンと、被測定固体(電子写真感光体と中間転写体)との接触角を接触角測定装置「接触角計CA−V(協和界面科学株式会社製)」により5回測定し、測定値を平均し、平均接触角を得る。次に、Young−Dupreの式及び拡張Fowkesの式に基づき、固体の表面自由エネルギーの3成分を算出する。
Young−Dupreの式 WSL=γL(1+cosθ)
WSL:液体/固体間の付着エネルギー
γL:液体の表面自由エネルギー
θ:液体/固体の接触角
拡張Fowkesの式
WSL=2{(γSDγLD)1/2+(γSPγLP)1/2+(γSHγLH)1/2}
γL=γLD+γLP+γLH:液体の表面自由エネルギー
γS=γSD+γSP+γSH:固体の表面自由エネルギー
γD、γP、γH:表面自由エネルギーの分散、双極子、水素結合成分
水、ニトロメタン、ヨウ化メチレンそれぞれの表面自由エネルギーの分散、双極子、水素結合成分は既知であることから、前記液体/固体の接触角がわかれば、固体の表面自由エネルギーの分散、双極子、水素結合成分が求められる。
WSL:液体/固体間の付着エネルギー
γL:液体の表面自由エネルギー
θ:液体/固体の接触角
拡張Fowkesの式
WSL=2{(γSDγLD)1/2+(γSPγLP)1/2+(γSHγLH)1/2}
γL=γLD+γLP+γLH:液体の表面自由エネルギー
γS=γSD+γSP+γSH:固体の表面自由エネルギー
γD、γP、γH:表面自由エネルギーの分散、双極子、水素結合成分
水、ニトロメタン、ヨウ化メチレンそれぞれの表面自由エネルギーの分散、双極子、水素結合成分は既知であることから、前記液体/固体の接触角がわかれば、固体の表面自由エネルギーの分散、双極子、水素結合成分が求められる。
次に、中間転写体と電子写真感光体の作製について説明する。
《中間転写体の作製》
本発明の中間転写体は、基体の上に無機層を有するものである。
本発明の中間転写体は、基体の上に無機層を有するものである。
以下、中間転写体の作製方法の一例を挙げて説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
(基体)
本発明に用いられる基体としては、樹脂に導電剤を分散させてなるシームレスのベルトを用いることが好ましい。ベルトに用いる樹脂としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアミド及びポリフェニレンサルファイド等のいわゆるエンジニアリングプラスチック材料を用いることができ、これらの中では、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドが特に好ましい。
本発明に用いられる基体としては、樹脂に導電剤を分散させてなるシームレスのベルトを用いることが好ましい。ベルトに用いる樹脂としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアミド及びポリフェニレンサルファイド等のいわゆるエンジニアリングプラスチック材料を用いることができ、これらの中では、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドが特に好ましい。
又、導電剤としては、カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックとしては、中性または酸性カーボンブラックを使用することができる。導電性フィラーの使用量は、使用する導電性フィラーの種類によっても異なるが中間転写体の体積抵抗値及び表面抵抗値が所定の範囲になるように添加すれば良く、通常、樹脂材料100質量部に対して10〜20質量部、好ましくは10〜16質量部である。本発明に用いられる基体は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押出機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより製造することができる。
基体は、その上に無機層を形成する前に、基体の表面をコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理などの表面処理を行っても良い。
更に、無機層176と基体175との間には、密着性の向上を目的として、アンカーコート剤層を形成しても良い。このアンカーコート剤層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコーン樹脂、及びアルキルチタネート等を、1または2種以上併せて使用することができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基体上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することやUV硬化させることによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、0.1〜5g/m2(乾燥状態)程度が好ましい。
(無機層)
次に、本発明に係る無機層を大気圧プラズマCVDにより形成する装置及び方法、又使用するガスについて説明する。
次に、本発明に係る無機層を大気圧プラズマCVDにより形成する装置及び方法、又使用するガスについて説明する。
図6は、中間転写体の無機層を製造する第1の製造装置の説明図である。
中間転写体の製造装置2(放電空間と薄膜堆積領域が略同一なダイレクト方式)は基体175上に無機層176を形成するもので、ベルト状の中間転写体170の基体175を巻架して矢印方向に回転するロール電極20と従動ローラ201、及び、基体175表面に無機層176を形成する成膜装置である大気圧プラズマCVD装置3より構成されている。
大気圧プラズマCVD装置3は、ロール電極20の外周に沿って配列された少なくとも1式の固定電極21と、固定電極21とロール電極20との対向領域で且つ放電が行われる放電空間23と、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスGを生成して放電空間23に混合ガスGを供給する混合ガス供給装置24と、放電空間23等に空気の流入することを軽減する放電容器29と、ロール電極20に接続された第1の電源25と、固定電極21に接続された第2の電源26と、使用済みの排ガスG’を排気する排気部28とを有している。
混合ガス供給装置24は無機酸化物層、無機窒化物層から選ばれる少なくとも1つの層の膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間23に供給する。又、酸化還元反応による反応促進のための酸素ガスまたは水素ガスを混合することがより好ましい。
又、従動ローラ201は張力付与手段202により矢印方向に牽引され、基体175に所定の張力を掛けている。張力付与手段202は基体175の掛け替え時等は張力の付与を解除し、容易に基体175の掛け替え等を可能としている。
第1の電源25は周波数ω1の電圧を出力し、第2の電源26は周波数ω2の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間23に周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生する。そして、電界Vにより混合ガスGをプラズマ化して混合ガスGに含まれる原料ガスに応じた膜(無機層176)が基体175の表面に堆積される。
尚、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向下流側に位置する複数の固定電極と混合ガス供給装置で無機層176を積み重ねるように堆積し、無機層176の厚さを調整するようにしても良い。
又、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向最下流側に位置する固定電極と混合ガス供給装置で無機層176を堆積し、より上流に位置する他の固定電極と混合ガス供給装置で、例えば無機層176と基体175との接着性を向上させる接着層等、他の層を形成しても良い。
又、無機層176と基体175との接着性を向上させるために、無機層176を形成する固定電極と混合ガス供給装置の上流に、アルゴンや酸素などのガスを供給するガス供給装置と固定電極を設けてプラズマ処理を行い、基体175の表面を活性化させるようにしても良い。
以上説明したように、ベルト状の中間転写体を1対のローラに張架し、1対のローラの内一方を1対の電極の一方の電極とし、一方の電極としたローラの外周面の外側に沿って他方の電極である少なくとも1の固定電極を設け、これら1対の電極間に大気圧または大気圧近傍下で電界を発生させプラズマ放電を行わせ、中間転写体表面に薄膜を堆積・形成する構成を取ることにより、転写性が高く、クリーニング性及び耐久性が高い中間転写体を製造することを可能としている。
図7は、中間転写体の無機層を製造する第2の製造装置の説明図である。
中間転写体の第2の製造装置2bは複数の基体上に同時に無機層を形成するもので、主として基体表面に無機層を形成する複数の成膜装置2b1及び2b2より構成されている。
第2の製造装置2b(ダイレクト方式の変形で、対向したロール電極間で放電と薄膜堆積を行う方式)は、第1の成膜装置2b1と所定の間隙を隔てて略鏡像関係に配置された第2の成膜装置2b2と、第1の成膜装置2b1と第2の成膜装置2b2との間に配置された少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスGを生成して放電空間23bに混合ガスGを供給する混合ガス供給装置24bとを有している。
第1の成膜装置2b1はベルト状の中間転写体の基体175を巻架して矢印方向に回転するロール電極20aと従動ローラ201と矢印方向に従動ローラ201を牽引する張力付与手段202とロール電極20aに接続された第1の電源25とを有し、第2の成膜装置2b2はベルト状の中間転写体の基体175を巻架して矢印方向に回転するロール電極20bと従動ローラ201と矢印方向に従動ローラ201を牽引する張力付与手段202とロール電極20bに接続された第2の電源26とを有している。
又、第2の製造装置2bはロール電極20aとロール電極20bとの対向領域に放電が行われる放電空間23bを有している。
混合ガス供給装置24bは無機酸化物層、無機窒化物層から選ばれる少なくとも1つの層の膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間23bに供給する。又、酸化還元反応による反応促進のための酸素ガスまたは水素ガスを混合することがより好ましい。
第1の電源25は周波数ω1の電圧を出力し、第2の電源26は周波数ω2の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間23bに周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生する。そして、電界Vにより混合ガスGをプラズマ化(励起)し、プラズマ化(励起)した混合ガスを第1の成膜装置2b1の基体175及び第2の成膜装置2b2の基体175の表面に晒し、プラズマ化(励起)した混合ガスに含まれる原料ガスに応じた膜(無機層)が第1の成膜装置2b1の基体175及び第2の成膜装置2b2の基体175の表面に同時に堆積・形成される。
ここで、対向するロール電極20aとロール電極20bとは所定の間隙を隔てて配置されている。
以下に基体175上に無機層176を形成する大気圧プラズマCVD装置の形態について詳細に説明する。
尚、下記の図8は図6の主として破線部を抜き出したものである。
図8は、プラズマにより中間転写体の無機層を製造する第1のプラズマ成膜装置の説明図である。
図8を参照して、無機層176の形成に好適に用いられる大気圧プラズマCVD装置の1例を説明する。
大気圧プラズマCVD装置3は、基体を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも1対のローラと、プラズマ放電を行う少なくとも1対の電極とを有し、前記1対の電極の内、一方の電極は前記1対のローラの内の一方のローラで、他方の電極は前記一方のローラに前記基体を介して対向する固定電極であり、前記一方のローラと前記固定電極との対向領域において発生するプラズマに、前記基体が晒されて前記無機層を堆積・形成される中間転写体の製造装置であり、例えば放電ガスとして窒素を用いる場合に一方の電源により高電圧を掛け他方の電源により高周波を掛けることにより安定して放電を開始し且つ放電を継続するため好適に用いられる。
大気圧プラズマCVD装置3は前述したように混合ガス供給装置24、固定電極21、第1の電源25、第1のフィルタ25a、ロール電極20、ロール電極を矢印方向に駆動回転させる駆動手段20a、第2の電源26、第2のフィルタ26aとを有しており、放電空間23でプラズマ放電を行わせて原料ガスと放電ガスを混合した混合ガスGを励起させ、励起した混合ガスG1を基体表面175aに晒し、その表面に無機層176を堆積・形成するものである。
そして、固定電極21に第1の電源25から周波数ω1の第1の高周波電圧が印加され、ロール電極20に第2の電源26から周波数ω2の高周波電圧が印加されるようになっており、それにより、固定電極21とロール電極20との間に電界強度V1で周波数ω1と電界強度V2で周波数ω2とが重畳された電界が発生し、固定電極21に電流I1が流れ、ロール電極20に電流I2が流れ、電極間にプラズマが発生する。
ここで、周波数ω1と周波数ω2の関係、及び、電界強度V1と電界強度V2及び放電ガスの放電を開始する電界強強度IVとの関係が、ω1<ω2で、V1≧IV>V2、または、V1>IV≧V2を満たし、前記第2の高周波電界の出力密度が1W/cm2以上となっている。
窒素ガスの放電を開始する電界強強度IVは3.7kV/mmの為、少なくとも第1の電源25から印可する電界強度V1は3.7kV/mm、またはそれ以上とし、第2の高周波電源60から印可する電界強度V2は3.7kV/mm、またはそれ未満とすることが好ましい。
又、第1の大気圧プラズマCVD装置3に利用可能な第1の電源25(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
A1 神鋼電機 3kHz SPG3−4500
A2 神鋼電機 5kHz SPG5−4500
A3 春日電機 15kHz AGI−023
A4 神鋼電機 50kHz SPG50−4500
A5 ハイデン研究所 100kHz* PHF−6k
A6 パール工業 200kHz CF−2000−200k
A7 パール工業 400kHz CF−2000−400k
A8 SEREN IPS 100〜460kHz L3001
等の市販のものを挙げることができ、何れも使用することができる。
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
A1 神鋼電機 3kHz SPG3−4500
A2 神鋼電機 5kHz SPG5−4500
A3 春日電機 15kHz AGI−023
A4 神鋼電機 50kHz SPG50−4500
A5 ハイデン研究所 100kHz* PHF−6k
A6 パール工業 200kHz CF−2000−200k
A7 パール工業 400kHz CF−2000−400k
A8 SEREN IPS 100〜460kHz L3001
等の市販のものを挙げることができ、何れも使用することができる。
又、第2の電源26(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
B1 パール工業 800kHz CF−2000−800k
B2 パール工業 2MHz CF−2000−2M
B3 パール工業 13.56MHz CF−5000−13M
B4 パール工業 27MHz CF−2000−27M
B5 パール工業 150MHz CF−2000−150M
B6 パール工業 20〜99.9MHz RP−2000−20/100M等の市販のものを挙げることができ、何れも使用することができる。
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
B1 パール工業 800kHz CF−2000−800k
B2 パール工業 2MHz CF−2000−2M
B3 パール工業 13.56MHz CF−5000−13M
B4 パール工業 27MHz CF−2000−27M
B5 パール工業 150MHz CF−2000−150M
B6 パール工業 20〜99.9MHz RP−2000−20/100M等の市販のものを挙げることができ、何れも使用することができる。
尚、上記電源の内、*印はハイデン研究所インパルス高周波電源(連続モードで100kHz)である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
本発明において、第1及び第2の電源から対向する電極間に供給する電力は、固定電極21に1W/cm2以上の電力(出力密度)を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、薄膜を形成する。固定電極21に供給する電力の上限値としては、好ましくは50W/cm2、より好ましくは20W/cm2である。下限値は、好ましくは1.2W/cm2である。尚、放電面積(cm2)は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。
又、ロール電極20にも、1W/cm2以上の電力(出力密度)を供給することにより、高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることができる。これにより、更に均一高密度プラズマを生成でき、更に製膜速度の向上と膜質の向上が両立できる。好ましくは5W/cm2以上である。ロール電極20に供給する電力の上限値は、好ましくは50W/cm2である。
ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくともロール電極20に供給する高周波は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
又、固定電極21と第1の電源25との間には、第1フィルタ25aが設置されており、第1の電源25から固定電極21への電流を通過しやすくし、第2の電源26からの電流をアースして、第2の電源26から第1の電源25への電流が通過しにくくなるようになっており、ロール電極20と第2の電源26との間には、第2フィルタ26aが設置されており、第2の電源26からロール電極20への電流を通過しやすくし、第1の電源21からの電流をアースして、第1の電源25から第2の電源26への電流を通過しにくくするようになっている。
電極には前述したような強い電界を印加して、均一で安定な放電状態を保つことができる電極を採用することが好ましく、固定電極21とロール電極20には強い電界による放電に耐えるため少なくとも一方の電極表面には下記の誘電体が被覆されている。
以上の説明において、電極と電源の関係は、固定電極21に第2の電源26を接続して、ロール電極20に第1の電源25を接続しても良い。
図9は、ロール電極の一例を示す概略図である。
ロール電極20の構成について説明すると、図9(a)において、ロール電極20は、金属等の導電性母材200a(以下、「電極母材」とも云う。)に対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体200b(以下、単に「誘電体」とも云う。)を被覆した組み合わせで構成されている。又、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化ケイ素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
又、図9(b)に示すように、金属等の導電性母材200Aにライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体200Bを被覆した組み合わせでロール電極20’を構成してもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
金属等の導電性母材200a、200Aとしては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、チタニウム、チタン合金、鉄等の金属等が挙げられるが、加工やコストの観点からステンレスが好ましい。
尚、本実施の形態においては、ロール電極の母材200a、200Aは、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材を使用している(不図示)。
図10は、固定電極の一例を示す概略図である。
図10(a)において、角柱或いは角筒柱の固定電極21及び21a、21bは上記記載のロール電極20と同様に、金属等の導電性母材210cに対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体210dを被覆した組み合わせで構成されている。又、図10(b)に示す様に、角柱或いは角筒柱型の固定電極21’は金属等の導電性母材210Aへライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体210Bを被覆した組み合わせで構成してもよい。
以下に、中間転写体の製造方法の工程の内、基体175上に無機層176を堆積・形成する成膜工程の例を、図6、8を参照して説明する。
図6及び8において、ロール電極20及び従動ローラ201に基体175を張架後、張力付与手段202の作動により基体175に所定の張力を掛け、次いでロール電極20を所定の回転数で回転駆動する。
混合ガス供給装置24から混合ガスGを生成し、放電空間23に放出する。
第1の電源25から周波数ω1の電圧を出力して固定電極21に印加し、第2の電源26から周波数ω2の電圧を出力してロール電極20に印加し、これらの電圧により放電空間23に周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生させる。
電界Vにより放電空間23に放出された混合ガスGを励起しプラズマ状態にする。そして、基体表面にプラズマ状態の混合ガスGを晒し混合ガスG中の原料ガスにより無機酸化物層、無機窒化物層から選ばれる少なくとも1つの層の膜、即ち無機層176を基体175上に形成する。
この様にして形成される無機層は、複数設け、複数層からなる無機層としても良いが、当該複数層の内、最低1層は、XPS測定による炭素原子の含有量測定で、炭素原子0.1〜20原子%含むことが好ましく、更に当該炭素原子含有層は基体により近い層であることがより好ましい。
例えば、上記の大気圧プラズマCVD装置3においては、1対の電極間(ロール電極20と固定電極21)で混合ガス(放電ガス)をプラズマ励起させ、このプラズマ中に存在する炭素原子を有する原料ガスをラジカル化して基体175の表面に晒すものである。そして、この基体175の表面に晒された炭素含有分子や炭素含有ラジカルが、無機層の中に含有される。
放電ガスとは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等及びそれらの混合物などが挙げられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。
又、無機層を形成するための原料ガスとしては、常温で気体または液体の有機金属化合物、特にアルキル金属化合物や金属アルコキシド化合物、有機金属錯体化合物が用いられる。これら原料における相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、混合ガス供給装置24で加熱或いは減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。
原料ガスとしては、放電空間でプラズマ状態となり、薄膜を形成する成分を含有するものであり、有機金属化合物、有機化合物、無機化合物等である。
例えば、ケイ素化合物として、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(エチルアミノ)ジメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス(ジメチルアミノ)シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、1,4−ビストリメチルシリル−1,3−ブタジイン、ジ−t−ブチルシラン、1,3−ジシラブタン、ビス(トリメチルシリル)メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、1−(トリメチルシリル)−1−プロピン、トリス(トリメチルシリル)メタン、トリス(トリメチルシリル)シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Mシリケート51などが挙げられるがこれらに限定されない。
チタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどが挙げられるがこれらに限定されない。
アルミニウム化合物としては、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムs−ブトキシド、アルミニウムt−ブトキシド、アルミニウムジイソプロポキシドエチルアセトアセテート、アルミニウムエトキシド、アルミニウムヘキサフルオロペンタンジオネート、アルミニウムイソプロポキシド、4−ペンタンジオネート、ジメチルアルミニウムクロライドなどが挙げられるがこれらに限定されない。
又、これらの原料は、単独で用いても良いが、2種以上の成分を混合して使用するようにしても良い。
又、前記のように無機層の硬度は、成膜速度や添加ガス量比などによって調整することができる。
上記のような方法によって無機層176を基体175表面に形成することにより、転写性が高く、クリーニング性及び耐久性が高い中間転写体を提供することができる。
《感光体の作製》
次に、支持体の外周上に、中間層、電荷発生層、電荷輸送層、光硬化膜で形成される保護層を有する感光体の作製について説明する
(支持体の準備)
本発明に用いられる支持体は、円筒状で、比抵抗が103Ωcm以下のものが好ましい。具体例として、切削加工後表面洗浄した円筒状アルミニウムを挙げることができる。
次に、支持体の外周上に、中間層、電荷発生層、電荷輸送層、光硬化膜で形成される保護層を有する感光体の作製について説明する
(支持体の準備)
本発明に用いられる支持体は、円筒状で、比抵抗が103Ωcm以下のものが好ましい。具体例として、切削加工後表面洗浄した円筒状アルミニウムを挙げることができる。
(中間層)
中間層は、バインダー、無機粒子、分散溶媒等から構成される中間層用塗布液を支持体上に塗布、乾燥して形成される。
中間層は、バインダー、無機粒子、分散溶媒等から構成される中間層用塗布液を支持体上に塗布、乾燥して形成される。
中間層のバインダーとしては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位の内の2つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これら樹脂の中ではポリアミド樹脂が、繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さくでき好ましい。
中間層用塗布液を作製する溶媒としては、添加する無機粒子を良好に分散し、ポリアミド樹脂を溶解するものが好ましい。具体的には、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、sec−ブタノール等の炭素数2〜4のアルコール類が、ポリアミド樹脂の溶解性と塗布性能に優れ好ましい。これらの溶媒は全溶媒中に30〜100質量%、好ましくは40〜100質量%、更に50〜100質量%が好ましい。前記溶媒と併用し、好ましい効果を得られる助溶媒としては、メタノール、ベンジルアルコール、トルエン、メチレンクロライド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
中間層の膜厚は、0.2〜40μmが好ましく、0.3〜20μmがより好ましい。
〈電荷発生層〉
電荷発生層は、電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
電荷発生層は、電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。
電荷発生物質(CGM)としては公知の電荷発生物質(CGM)を用いることができる。例えばフタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料等を用いることができる。
電荷発生層にCGMの分散媒としてバインダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し20〜600質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は0.01〜2μmが好ましい。
〈電荷輸送層〉
電荷輸送層は、電荷輸送物質(CTM)及びバインダー樹脂から形成される。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を添加して形成しても良い。電荷輸送層の膜厚は、5〜40μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。
電荷輸送層は、電荷輸送物質(CTM)及びバインダー樹脂から形成される。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を添加して形成しても良い。電荷輸送層の膜厚は、5〜40μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。
電荷輸送物質(CTM)としては公知の電荷輸送物質(CTM)を用いることができる。例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物等を用いることができる。
電荷輸送層(CTL)に用いられる樹脂としては、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位の内の2つ以上を含む共重合体樹脂。又これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。
これらCTLのバインダーとして最も好ましいものはポリカーボネート樹脂である。ポリカーボネート樹脂はCTMの分散性、電子写真特性を良好にすることにおいて、最も好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し10〜200質量部が好ましい。又、電荷輸送層の膜厚は10〜40μmが好ましい。
酸化防止剤としては、公知の化合物を用いることができ、
具体的には「Irganox1010」(日本チバガイギー社製)を挙げることができる。
具体的には「Irganox1010」(日本チバガイギー社製)を挙げることができる。
次に、画像形成方法、画像形成装置について説明する。
本発明の中間転写体は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に好適に用いられる。画像形成方法は、感光体の表面に担持されたトナー像をその表面に1次転写し、転写されたトナー像を保持し、保持したトナー像を記録紙等の転写材の表面に中間転写体を用いて2次転写するものであれば良い。中間転写体は、ベルト状のものでもドラム状のものでもでも良い。
本発明の中間転写体を有する画像形成装置について、タンデム型フルカラー複写機を例に取り説明する。
図11は、カラー画像形成装置の1例を示す断面構成図である。
このカラー画像形成装置10は、タンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、自動原稿送り装置13と、原稿画像読み取り装置14と、複数の露光手段13Y、13M、13C、13Kと、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、中間転写体ユニット17と、給紙手段15及び定着手段124とから成る。
画像形成装置の本体12の上部には、自動原稿送り装置13と原稿画像読み取り装置14が配置されており、自動原稿送り装置13により搬送される原稿dの画像が原稿画像読み取り装置14の光学系により反射・結像され、ラインイメージセンサCCDにより読み込まれる。
ラインイメージセンサCCDにより読み取られた原稿画像を光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段13Y、13M、13C、13Kに各色毎のデジタル画像データとして送られ、露光手段13Y、13M、13C、13Kにより対応する第1の像担持体としてのドラム状の感光体(以下感光体とも記す)11Y、11M、11C、11Kに各色の画像データの潜像を形成する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kは、垂直方向に縦列配置されており、感光体11Y、11M、11C、11Kの図示左側方にローラ171、172、173、174を巻回して回動可能に張架された半導電性でベルト状の第2の像担持体である中間転写体170が配置されている。
そして、中間転写体170は図示しない駆動装置により回転駆動されるローラ171を介し矢印方向に駆動されている。
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、感光体11Yの周囲に配置された帯電手段12Y、露光手段13Y、現像手段14Y、1次転写手段としての1次転写ローラ15Y、クリーニング手段16Yを有する。
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、感光体11M、帯電手段12M、露光手段13M、現像手段14M、1次転写手段としての1次転写ローラ15M、クリーニング手段16Mを有する。
シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、感光体11C、帯電手段12C、露光手段13C、現像手段14C、1次転写手段としての1次転写ローラ15C、クリーニング手段16Cを有する。
黒色画像を形成する画像形成部10Kは、感光体11K、帯電手段12K、露光手段13K、現像手段14K、1次転写手段としての1次転写ローラ15K、クリーニング手段16Kを有する。
トナー補給手段141Y、141M、141C、141Kは、現像装置14Y、14M、14C、14Kにそれぞれ新規トナーを補給する。
ここで、1次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kは、図示しない制御手段により画像の種類に応じて選択的に作動され、それぞれ対応する感光体11Y、11M、11C、11Kに中間転写体170を押圧し、感光体上の画像を転写する。
この様にして、画像形成部10Y、10M、10C、10Kにより感光体11Y、11M、11C、11K上に形成された各色の画像は、1次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kにより、回動する中間転写体170上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
即ち、中間転写体は感光体の表面に担持されたトナー画像をその表面に1次転写され、転写されたトナー画像を保持する。
又、給紙カセット151内に収容された記録媒体としての転写材Pは、給紙手段15により給紙され、次いで複数の中間ローラ122A、122B、122C、122D、レジストローラ123を経て、2次転写手段としての2次転写ローラ117まで搬送され、2次転写ローラ117により中間転写体上の合成されたトナー画像が転写材P上に一括転写される。
即ち、中間転写体上に保持したトナー画像を被転写物の表面に2次転写する。
ここで、2次転写手段6は、ここを転写材Pが通過して2次転写を行う時にのみ、転写材Pを中間転写体170に圧接させる。
カラー画像が転写された転写材Pは、定着装置124により定着処理され、排紙ローラ125に挟持されて機外の排紙トレイ126上に載置される。
一方、2次転写ローラ117により転写材Pにカラー画像を転写した後、転写材Pを曲率分離した中間転写体170は、クリーニング手段8により残留トナーが除去される。
ここで、中間転写体は前述したような回転するドラム状のものに置き換えても良い。
次に、中間転写体170に接する1次転写手段としての1次転写ローラ15Y、15M、15C、15K、と、2次転写ローラ117の構成について説明する。
1次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kは、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が105〜109Ω・cm程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが5mm、ゴム硬度が20〜70°程度(アスカー硬度C)の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。
2次転写ローラ117は、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が105〜109Ω・cm程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが5mm、ゴム硬度が20〜70°程度(アスカー硬度C)の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。
本発明に用いられる転写材としては、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、転写材或いは転写紙と云われるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。
《中間転写体の作製》
以下の手順で中間転写体を作製した。
以下の手順で中間転写体を作製した。
〈中間転写体1の作製〉
(基体の作製)
ポリフェニレンサルファイド樹脂(E2180、東レ社製) 100質量部
導電フィラー(ファーネス#3030B、三菱化学社製) 16質量部
グラフト共重合体(モディパーA4400、日本油脂社製) 1質量部
滑材(モンタン酸カルシウム) 0.2質量部
上記材料を単軸押出機に投入し、溶融混練して樹脂混合物とした。単軸押出機の先端にはスリット状でベルト形状の吐出口を有する環状ダイスが取り付けてあり、混練された上記樹脂混合物を、ベルト形状に押し出した。押し出されたシームレスベルト形状の樹脂混合物を、吐出先に設けた円筒状の冷却筒に外挿させて冷却し、固化することによりシームレス円筒状の中間転写体を得た。得られた基体の厚さは、150μmであった。
(基体の作製)
ポリフェニレンサルファイド樹脂(E2180、東レ社製) 100質量部
導電フィラー(ファーネス#3030B、三菱化学社製) 16質量部
グラフト共重合体(モディパーA4400、日本油脂社製) 1質量部
滑材(モンタン酸カルシウム) 0.2質量部
上記材料を単軸押出機に投入し、溶融混練して樹脂混合物とした。単軸押出機の先端にはスリット状でベルト形状の吐出口を有する環状ダイスが取り付けてあり、混練された上記樹脂混合物を、ベルト形状に押し出した。押し出されたシームレスベルト形状の樹脂混合物を、吐出先に設けた円筒状の冷却筒に外挿させて冷却し、固化することによりシームレス円筒状の中間転写体を得た。得られた基体の厚さは、150μmであった。
(無機層の作製)
次に、上記で作製した基体の上に、図6のプラズマ放電処理装置を用いて、無機層として1層の無機化合物層250nmを形成した。
次に、上記で作製した基体の上に、図6のプラズマ放電処理装置を用いて、無機層として1層の無機化合物層250nmを形成した。
無機層の形成材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウムを用いた。この時のプラズマ放電処理装置の各電極を被覆する誘電体は対向する両電極共に、セラミック溶射加工により片肉で1mm厚のアルミナを被覆したものを使用した。被覆後の電極間隙は、0.5mmに設定した。又誘電体を被覆した金属母材は、冷却水による冷却機能を有するステンレス製ジャケット仕様であり、放電中は冷却水による電極温度コントロールを行いながら実施した。
無機層の製膜条件を以下に示した(表1に示す。)。各原料ガスは、加熱することで蒸気を生成し、あらかじめ原料が凝集しないように余熱を行った放電ガス及び反応ガスと混合・希釈した後、放電空間への供給を行った。
(酸化ケイ素の無機層)
放電ガス:N2ガス
反応ガス:O2ガスを全ガスに対し19体積%
原料ガス:テトラエトキシシラン(TEOS)を全ガスに対し0.4体積%
低周波側電源電力(神鋼電機製高周波電源(50kHz)):10W/cm2
高周波側電源電力(パール工業製高周波電源(13.56MHz)):5W/cm2。
放電ガス:N2ガス
反応ガス:O2ガスを全ガスに対し19体積%
原料ガス:テトラエトキシシラン(TEOS)を全ガスに対し0.4体積%
低周波側電源電力(神鋼電機製高周波電源(50kHz)):10W/cm2
高周波側電源電力(パール工業製高周波電源(13.56MHz)):5W/cm2。
〈中間転写体2〜4の作製〉
中間転写体1において用いられた反応ガス、原料ガス、及び製膜速度を表1の様に変更した以外は、中間転写体1と同様にして中間転写体2〜4を作製した。
中間転写体1において用いられた反応ガス、原料ガス、及び製膜速度を表1の様に変更した以外は、中間転写体1と同様にして中間転写体2〜4を作製した。
〈中間転写体5の作製〉
中間転写体1において用いられた原料ガスとしてアルミニウムトリ−s−ブトキシドを用い、表1の様に変更した以外は中間転写体1と同様にして中間転写体5を作製した。
中間転写体1において用いられた原料ガスとしてアルミニウムトリ−s−ブトキシドを用い、表1の様に変更した以外は中間転写体1と同様にして中間転写体5を作製した。
(酸化アルミニウムの無機層)
放電ガス:N2ガス
反応ガス:H2ガスを全ガスに対し4.0体積%
原料ガス:アルミニウムトリ−s−ブトキシドを全ガスに対し0.05体積%
低周波側電源電力(ハイデン研究所製インパルス高周波電源(100kHz)):10W/cm2
高周波側電源電力(パール工業製広帯域高周波電源(40.0MHz)):5W/cm2。
放電ガス:N2ガス
反応ガス:H2ガスを全ガスに対し4.0体積%
原料ガス:アルミニウムトリ−s−ブトキシドを全ガスに対し0.05体積%
低周波側電源電力(ハイデン研究所製インパルス高周波電源(100kHz)):10W/cm2
高周波側電源電力(パール工業製広帯域高周波電源(40.0MHz)):5W/cm2。
〈中間転写体6、7の作製〉
中間転写体1において用いられた反応ガス、原料ガス、及び製膜速度を表1の様に変更した以外は、中間転写体1と同様にして中間転写体6、7を作製した。
中間転写体1において用いられた反応ガス、原料ガス、及び製膜速度を表1の様に変更した以外は、中間転写体1と同様にして中間転写体6、7を作製した。
〈中間転写体8の作製〉
サムコ社製プラズマCVD装置Model PD−270STPを用いて、実施例と同様の基体上に製膜を行い、評価を実施した。製膜装置の都合から中間転写体の一部分にのみ製膜を行い、成膜された部分のみを評価するようにした。
サムコ社製プラズマCVD装置Model PD−270STPを用いて、実施例と同様の基体上に製膜を行い、評価を実施した。製膜装置の都合から中間転写体の一部分にのみ製膜を行い、成膜された部分のみを評価するようにした。
(酸化ケイ素の無機層)
放電ガス:O2ガス0.08torr
反応ガス:テトラエトキシシラン(TEOS)5sccm(standard cubic centimeter per minute)
電力:13.56MHzで100W
基体保持温度:60℃
〈中間転写体9〜11の作製〉
中間転写体1において用いられた反応ガス、原料ガス、及び製膜速度を表1の様に変更した以外は、中間転写体1と同様にして中間転写体9〜11を作製した。
放電ガス:O2ガス0.08torr
反応ガス:テトラエトキシシラン(TEOS)5sccm(standard cubic centimeter per minute)
電力:13.56MHzで100W
基体保持温度:60℃
〈中間転写体9〜11の作製〉
中間転写体1において用いられた反応ガス、原料ガス、及び製膜速度を表1の様に変更した以外は、中間転写体1と同様にして中間転写体9〜11を作製した。
〈中間転写体12の作製〉
中間転写体12は、上記方法で作製した基体をそのまま中間転写体として使用した。
中間転写体12は、上記方法で作製した基体をそのまま中間転写体として使用した。
表1に、中間転写体の製造条件、ヨウ化メチレンに対する接触角、表面硬度、表面粗さ、内部応力、表面エネルギーの値を示す。
尚、上記ヨウ化メチレンに対する接触角、表面硬度、表面粗さ、内部応力、表面エネルギーの値は、前記の方法により測定して求めた値である。
《感光体の作製》
感光体は、基体の上に、中間層、電荷発生層、電荷輸送層を順次形成して作製した。
感光体は、基体の上に、中間層、電荷発生層、電荷輸送層を順次形成して作製した。
〈基体の準備〉
外径が100mmの洗浄済みの円筒状アルミニウム基体を準備した。これを「基体100」とする。
外径が100mmの洗浄済みの円筒状アルミニウム基体を準備した。これを「基体100」とする。
(中間層の形成)
下記中間層塗布液を調製し、上記「基体100」の外周に浸漬塗布法で塗布し、その後100℃、20分間加熱乾燥を行い、乾燥膜厚0.3μmの中間層を形成した。
下記中間層塗布液を調製し、上記「基体100」の外周に浸漬塗布法で塗布し、その後100℃、20分間加熱乾燥を行い、乾燥膜厚0.3μmの中間層を形成した。
ポリアミド樹脂「アミランCM−8000(東レ社製)」 60質量部
メタノール 1600質量部
(電荷発生層の形成)
下記塗布液を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この電荷発生層塗布液を上記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、その後100℃、20分間加熱乾燥を行い、乾燥膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
メタノール 1600質量部
(電荷発生層の形成)
下記塗布液を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この電荷発生層塗布液を上記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、その後100℃、20分間加熱乾燥を行い、乾燥膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
Y型チタニルフタロシアニン(Cu−Kα特性X線によるX線解析の最大ピーク角度が2θで27.3) 60質量部
シリコーン樹脂溶液「KR5240(15%キシレン−ブタノール溶液:信越化学社製)」 700質量部
2−ブタノン 2000質量部
(電荷輸送層の形成)
下記塗布液を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この電荷輸送層塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、100℃、60分の加熱乾燥を行い、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
シリコーン樹脂溶液「KR5240(15%キシレン−ブタノール溶液:信越化学社製)」 700質量部
2−ブタノン 2000質量部
(電荷輸送層の形成)
下記塗布液を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この電荷輸送層塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、100℃、60分の加熱乾燥を行い、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4″−(α−フェニルスチリル)トリフェニルアミン) 150質量部
ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂「ユーピロンZ300(三菱ガス化学社製)」 300質量部
テトラヒドロフラン 1600質量部
トルエン 400質量部
酸化防止剤「スミライザーBHT(住友化学)」 2.5質量部
尚、感光体の表面エネルギーの分散成分は、上記の測定方法で測定した結果、29.7mN/mであった。
ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂「ユーピロンZ300(三菱ガス化学社製)」 300質量部
テトラヒドロフラン 1600質量部
トルエン 400質量部
酸化防止剤「スミライザーBHT(住友化学)」 2.5質量部
尚、感光体の表面エネルギーの分散成分は、上記の測定方法で測定した結果、29.7mN/mであった。
《評価》
中間転写体の評価は、上記で作製した感光体を装着した画像形成装置「8050」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に上記で作製した中間転写体を順番に装着し、行った。
中間転写体の評価は、上記で作製した感光体を装着した画像形成装置「8050」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に上記で作製した中間転写体を順番に装着し、行った。
尚、画像形成には体積基準におけるメディアン粒径(D50)が4.5μmのトナーと60μmのコートキャリアよりなる2成分現像剤を使用した。
プリント環境は、低温低湿(10℃、20%RH)と高温高湿(33℃、80%RH)で行った。転写材は、A4判の上質紙(64g/m2)を用いた。
プリント原稿は、画素率が7%の文字画像(3ポイント、5ポイント)、カラー人物顔画像(ハーフトーンを含むドット画像)、べた白画像、べた画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像(A4判)を用いた。評価は、以下の項目について行った。尚、評価基準として、◎、○は合格、×は不合格とした。
(2次転写率)
2次転写率の評価は、低温低湿(10℃、20%RH)環境で、初期と16万枚プリント終了後の転写率で行った。転写率は、画素濃度が1.30のソリッド画像(20mm×50mm)を形成したと時、転写材上に転写されたトナーの質量と中間転写体上に供給されるトナーの質量を求め、下記式より転写率を求めた。
2次転写率の評価は、低温低湿(10℃、20%RH)環境で、初期と16万枚プリント終了後の転写率で行った。転写率は、画素濃度が1.30のソリッド画像(20mm×50mm)を形成したと時、転写材上に転写されたトナーの質量と中間転写体上に供給されるトナーの質量を求め、下記式より転写率を求めた。
転写率(%)=(転写材上に転写されたトナーの質量/中間転写体上に供給されるトナーの質量)×100
尚、転写率は90%以上を良好と評価した。
尚、転写率は90%以上を良好と評価した。
(クリーニング性)
クリーニング性の評価は、低温低湿(10℃、20%RH)環境でプリントを行い、ブレードクリーニングでクリーニングした後の中間転写体の表面を目視観察し、その表面に残存するトナーの程度と、プリントして得られたプリント画像にクリーニング不良に起因する画像汚れの発生程度で評価した。
クリーニング性の評価は、低温低湿(10℃、20%RH)環境でプリントを行い、ブレードクリーニングでクリーニングした後の中間転写体の表面を目視観察し、その表面に残存するトナーの程度と、プリントして得られたプリント画像にクリーニング不良に起因する画像汚れの発生程度で評価した。
尚、プリント中にブレードクリーニングのめくれの発生もクリーニング性として評価した。
評価基準
◎:16万枚まで、中間転写体上にクリーニング残トナーが認められず、プリント画像にもクリーニング不良に起因する画像汚れなし
○:16万枚で、中間転写体上にクリーニング残トナーが認められるが、プリント画像にクリーニング不良に起因する画像汚れなし
×:10万枚で、中間転写体上にクリーニング残トナーが認められ、プリント画像にもクリーニング不良に起因する画像汚れが有り実用上問題。
◎:16万枚まで、中間転写体上にクリーニング残トナーが認められず、プリント画像にもクリーニング不良に起因する画像汚れなし
○:16万枚で、中間転写体上にクリーニング残トナーが認められるが、プリント画像にクリーニング不良に起因する画像汚れなし
×:10万枚で、中間転写体上にクリーニング残トナーが認められ、プリント画像にもクリーニング不良に起因する画像汚れが有り実用上問題。
(文字画像の中抜け)
文字画像の中抜けの評価は、高温高湿(33℃、80%RH)で初期の10枚と16万枚プリント終了後の10枚を取り出し、文字画像をルーペで拡大観察して、文字画像の中抜け発生程度を評価した。
文字画像の中抜けの評価は、高温高湿(33℃、80%RH)で初期の10枚と16万枚プリント終了後の10枚を取り出し、文字画像をルーペで拡大観察して、文字画像の中抜け発生程度を評価した。
評価基準
◎:文字画像の中抜けの発生が、10枚全てのプリント画像で3個以下で良好
○:文字画像の中抜けの発生が、4個以上、19個以下が1枚以上発生するが実用上問題なし
×:文字画像の中抜けの発生が、20個以上が1枚以上発生し、実用上問題有り。
◎:文字画像の中抜けの発生が、10枚全てのプリント画像で3個以下で良好
○:文字画像の中抜けの発生が、4個以上、19個以下が1枚以上発生するが実用上問題なし
×:文字画像の中抜けの発生が、20個以上が1枚以上発生し、実用上問題有り。
表2に、評価結果を示す。
表2の結果から明らかなように、本発明の「実施例1〜7」の「中間転写体1〜7」は、初期及び16万枚プリント後の2次転写率、文字画像部の中抜け、クリーニング性の何れの評価項目も良好な結果が得られたが、実施例8は、内部応力が好ましい範囲を超えており、16万枚プリント後の2次転写率が10%減と、他と比べると劣化率が大きい。「比較例1〜4」の「中間転写体9〜12」は評価項目の何れかに問題が有り、本発明の中間転写体とは明らかに異なる結果となった。
170 中間転写体
175 基体
176 無機層
175 基体
176 無機層
Claims (8)
- 電子写真感光体の表面に担持されたトナー像を中間転写体に1次転写した後、該トナー像を中間転写体から転写材に2次転写する手段を有する画像形成装置において、
該電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分と該中間転写体の表面エネルギーの分散成分の関係が、
電子写真感光体の表面エネルギーの分散成分≦中間転写体の表面エネルギーの分散成分、
の関係にあることを特徴とする画像形成装置。 - 前記中間転写体が、その最表面に無機層を有し、該無機層のヨウ化メチレンに対する接触角が30〜60°であり、該無機層のナノインデンテーション法で測定した硬度が3〜10GPaであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記無機層の原子間力顕微鏡で測定した10点平均面粗さRzが、30〜300nmであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記無機層の内部応力が、プラスの領域で100MPa以下、0.01MPa以上であることを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。
- 前記無機層が、酸化ケイ素膜及び金属酸化物膜のうち少なくとも一方の膜で形成されたものであることを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記無機層が、大気圧プラズマCVDにより形成されたものであることを特徴とする請求項2〜5の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体の基体が、樹脂であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体の基体の樹脂が、ポリカーボネート、ポリイミドまたはポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
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