JP2020148996A - ベルト、画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

ベルト、画像形成装置および画像形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020148996A
JP2020148996A JP2019048285A JP2019048285A JP2020148996A JP 2020148996 A JP2020148996 A JP 2020148996A JP 2019048285 A JP2019048285 A JP 2019048285A JP 2019048285 A JP2019048285 A JP 2019048285A JP 2020148996 A JP2020148996 A JP 2020148996A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
image
intermediate transfer
belt
image forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019048285A
Other languages
English (en)
Inventor
松本 好康
Yoshiyasu Matsumoto
好康 松本
安川 裕之
Hiroyuki Yasukawa
裕之 安川
啓太 宮崎
Keita Miyazaki
啓太 宮崎
亜希子 河村
Akiko Kawamura
亜希子 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2019048285A priority Critical patent/JP2020148996A/ja
Publication of JP2020148996A publication Critical patent/JP2020148996A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

【課題】省エネルギー化と、光沢ムラの抑制とを両立することができる画像形成装置に用いられるベルトを提供する。【解決手段】ベルト11は、画像形成装置に用いられるベルトであって、ベルトは、1層以上の層を含み、前記ベルトにおいて最も表側に位置する最表面層の表面粗さSqは、10μm超であり、50μm以下である。【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置用のベルト、画像形成装置および画像形成方法に関する。
近年、インクジェット方式で画像を形成するシステムは、大版、高速に印字する機種でも採用されているが、その多くは水系のインクを用いている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、水系インクの濡れ性を向上させるために転写部材の表面をコーティングする画像形成方法が記載されている。特許文献1に記載の画像形成方法では、まず、転写部材の表面にコーティング層を形成する。次いで、転写部材に水系インクを着弾させる。そして、水系インクを乾燥させた後に、記録媒体に転写して画像を形成する。しかしながら、特許文献1に記載の画像形成方法では、水系インクを乾燥させるために、多くのエネルギーが必要であった。
上記の課題を解決するために、少ないエネルギーで画像を形成する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2には、紫外線硬化型インクを使用する画像形成方法が記載されている。特許文献2に記載の画像形成方法では、紙などの記録媒体上に紫外線硬化型インクによるインク画像を形成する。そして、記録媒体上のインク画像に対して紫外線を照射することで、紫外線硬化型インクを光硬化させて画像を形成する。このように、特許文献2に記載の画像形成方法では、水系インクを使用せず、紫外線を照射するだけで光硬化する紫外線硬化型インクを使用しているため、少ないエネルギーで画像を形成できる。しかしながら、特許文献2に記載の画像形成方法では、記録媒体が紙の場合、記録媒体内に紫外線硬化型インクが浸透してしまうため、大量の紫外線硬化型インクが必要となり、コストが高くなってしなう。
上記の課題を解決するため、表面張力が所定の範囲に調整された紫外線硬化型インクを使用する画像形成方法が開示されている(例えば、特許文献3参照)。特許文献3に記載の画像形成方法では、紫外線硬化型インクの表面張力を規定することで、紫外線硬化型インクの記録媒体への浸透を抑制している。
特開2015−178272号公報 特開2013−173907号公報 特開2008−308666号公報
このような、紫外線硬化型インクの表面張力を規定する技術を、中間転写体を使用する画像形成方法に適用するには、紫外線硬化型インクの拡がりを抑制するために、紫外線硬化型インクの粘度を高くする必要がある。この場合、中間転写体に紫外線硬化型インクが着弾した後、一定期間放置して、紫外線硬化型インクが拡がるまで、紫外線を照射できない。また、紫外線硬化型インクが拡がった後は、その形状を維持するために、一定強度以上の紫外線を照射して仮硬化させる必要がある。
中間転写体上で紫外線硬化型インクを仮硬化させた後、紫外線硬化型インクにより形成されたインク画像を記録媒体に転写すると、インク画像の表側は、中間転写体に接していた面となる。この場合、記録媒体上におけるインク画像の表側は、中間転写体の表面形状が転写された状態になる。そして、記録媒体上の画像は、表側の面と側面とで凹凸形状が異なるため、光沢ムラが顕著であった。
このような光沢ムラの問題は、トナーを用いた電子写真方式の画像形成方法においても生じる。トナーを用いた電子写真方式により画像を形成する方法では、中間転写体上のトナー画像を記録媒体に転写した後、記録媒体に転写されたトナー画像を定着部材で定着させる。このとき、記録媒体上のトナー画像の表面は、定着部材の表面形状が転写された状態になる。そして、記録媒体上の画像は、表側の面と側面とで凹凸形状が異なるため、光沢ムラが生じていた。
このように、従来の技術では、省エネルギー化と、光沢ムラの抑制とを両立することが困難な場合があった。
そこで、本発明の目的は、電子写真方式の画像形成装置(画像形成方法)において定着部材として用いられるか、またはインクジェット方式の画像形成装置(画像形成方法)において中間転写体として用いられるベルトであって、省エネルギー化と光沢ムラの抑制とを両立することができるベルトを提供することである。また、本発明の別の目的は、当該ベルトを使用する画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
本発明は、上記課題を解決するための一態様として、画像形成装置に用いられるベルトであって、前記ベルトは、1層以上の層を含み、前記ベルトにおいて最も表側に位置する最表面層の表面粗さSqは、10μm超であり、50μm以下である。
本発明は、上記課題を解決するための他の態様として、画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であって、像担時体に形成されたトナー画像を一時的に保持し、前記トナー画像を記録媒体に転写させる中間転写体と、前記記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部材と、を有し、前記定着部材は、本発明に係るベルトである。
本発明は、上記課題を解決するための他の態様として、画像形成装置は、インクジェット方式の画像形成装置であって、最表面層を有し、記録媒体にインクを転写するための中間転写体と、前記中間転写体に着弾した前記インクを前記記録媒体に転写させる転写部と、を有し、前記中間転写体は、本発明に係るベルトである。
本発明は、上記課題を解決するための他の態様として、画像形成方法は、電子写真方式による画像形成方法であって、静電潜像が形成された像担時体にトナーを供給して前記静電潜像に応じたトナー画像を形成する現像工程と、前記像担時体に形成されたトナー画像を中間転写体に転写させる一次転写工程と、前記中間転写体に転写された前記トナー画像を記録媒体に転写させる二次転写工程と、定着部材を使用して、前記記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着工程と、を含み、前記定着部材は、本発明に係るベルトである。
本発明は、上記課題を解決するための他の態様として、画像形成方法は、インクジェット方式による画像形成方法であって、インクジェットヘッドから吐出させたインクを中間転写体に着弾させてインク画像を形成するインク着弾工程と、前記中間転写体に形成された前記インク画像を記録媒体に転写させる転写工程と、含み、前記中間転写体は、本発明に係るベルトである。
本発明によれば、省エネルギー化と光沢ムラの抑制とを両立することができるベルトを提供できる。また、当該ベルトを使用して、光沢ムラの少ない画像を形成できる。
図1は、本発明の実施の形態1おける画像形成装置の構成を示す図である。 図2は、本発明の実施の形態2おける画像形成装置の構成を示す図である。
以下、本発明の一実施の形態について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態に係るベルトは、インクまたはトナーを使用して画像を形成するための画像形成装置に使用される。画像を形成するための方式は、インクジェット方式と、電子写真方式とを含む。以下、インクジェット方式の画像形成について説明した後に、電子写真方式の画像形成について説明する。
[実施の形態1]
(インクジェット方式の画像形成について)
インクジェット方式の画像形成では、インクを中間転写体(ベルト)に吐出し、インク画像を形成する。次いで、中間転写体から記録媒体にインク画像を転写させ、記録媒体に転写されたインク画像を硬化させて画像を形成する。
(インクの構成)
インクジェット方式の画像形成に使用できるインクについて説明する。インクは、活性光線硬化型のインクでもよいし、非活性光線硬化型のインクでもよい。
活性光線硬化型のインクは、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含む。活性光線硬化型のインクは、必要に応じて、色材や、その他の添加剤を含む。
光重合性化合物は、活性光線を照射されることにより架橋または重合する化合物である。活性光線の例には、電子線、紫外線、α線、γ線、およびX線が含まれる。活性光線は、紫外線または電子線が好ましく、紫外線がより好ましい。光重合性化合物は、例えば、ラジカル重合性化合物またはカチオン重合性化合物であり、ラジカル重合性化合物が好ましい。なお、光重合性化合物は、請求項にいう「外部刺激により硬化する成分」、「紫外線照射されることにより光硬化する成分」に相当する。
カチオン重合性化合物の例には、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、およびオキセタン化合物が含まれる。カチオン重合性化合物は、例えば特開平6−9714号公報、特開2001−31892号公報、特開2001−40068号公報、特開2001−55507号公報、特開2001−310938号公報、特開2001−310937号公報、特開2001−220526号公報などに記載されている化合物である。カチオン重合性化合物は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。
エポキシ化合物の例には、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、または脂肪族エポキシドが含まれる。エポキシ化合物は、硬化性を高める観点から、芳香族エポキシドおよび脂環式エポキシドが好ましい。
芳香族エポキシドの例には、多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体と、エピクロルヒドリンとを反応させて得られるジまたはポリグリシジルエーテルが含まれる。反応させる多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体の例には、ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体、水素添加ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体、ノボラック型エポキシ樹脂が含まれる。アルキレンオキサイド付加体におけるアルキレンオキサイドの例には、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドが含まれる。
脂環式エポキシドは、例えばシクロアルカン含有化合物を、過酸化水素や過酸などの酸化剤でエポキシ化して得られるシクロアルカンオキサイド含有化合物である。シクロアルカンオキサイド含有化合物におけるシクロアルカンは、例えば、シクロヘキセンまたはシクロペンテンである。
脂肪族エポキシドは、例えば、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体と、エピクロルヒドリンとを反応させて得られるジまたはポリグリシジルエーテルである。脂肪族多価アルコールの例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのアルキレングリコールやグリセリンが含まれる。アルキレンオキサイド付加体におけるアルキレンオキサイドの例には、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドが含まれる。
ビニルエーテル化合物の例には、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテルなどのジまたはトリビニルエーテル化合物;
エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−o−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテルなどのモノビニルエーテル化合物;が含まれる。ビニルエーテル化合物は、硬化性および密着性の観点から、ジまたはトリビニルエーテル化合物が好ましい。
オキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物である。オキセタン化合物の例には、特開2001−220526号公報、特開2001−310937号公報に記載のオキセタン化合物が含まれる。オキセタン環を5個以上有するオキセタン化合物が含まれると、活性光線硬化型のインクの粘度が高くなり、取扱いが困難になりやすい。また、オキセタン化合物のガラス転移温度が高くなり、活性光線硬化型のインクの硬化物の粘着性が十分でなくなることがある。そこで、オキセタン化合物は、オキセタン環を1〜4個有する化合物が好ましい。
オキセタン化合物の例は、特に特開2005−255821号公報の段落番号0089に記載の一般式(1)で表される化合物、同号公報の段落番号0092に記載の一般式(2)で表される化合物、段落番号0107の一般式(7)で表される化合物、段落番号0109の一般式(8)で表される化合物、段落番号0116の一般式(9)で表される化合物が含まれる。具体的には、同号公報の段落番号0104〜0119に記載されている例示化合物1〜6、および同号公報の段落番号0121に記載されている化合物が挙げられる。
ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物である。ラジカル重合性化合物は、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する化合物であれば限定されない。ラジカル重合性化合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマーなどでもよい。ラジカル重合性化合物は、例えば特開平7−159983号公報、特公平7−31399号公報、特開平8−224982号公報、特開平10−863号公報に記載されているラジカル重合性化合物である。ラジカル重合性化合物は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。
ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例には、不飽和カルボン酸とその塩、不飽和カルボン酸エステル化合物、不飽和カルボン酸ウレタン化合物、不飽和カルボン酸アミド化合物およびその無水物、アクリロニトリル、スチレン、不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタンが含まれる。不飽和カルボン酸の例には、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸が含まれる。
ラジカル重合性化合物は、不飽和カルボン酸エステル化合物が好ましく、(メタ)アクリレート化合物がより好ましい。(メタ)アクリレート化合物は、モノマーだけでなく、オリゴマー、モノマーとオリゴマーの混合物、変性物、重合性官能基を有するオリゴマーなどであってもよい。ここで、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」、「メタクリレート」の双方またはいずれかを意味し、「(メタ)アクリル」は「アクリル」、「メタクリル」の双方またはいずれかを意味する。
(メタ)アクリレート化合物の例には、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−アクリロイロキシエチルコハク酸、2−アクリロイロキシエチルフタル酸、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性可撓性アクリレート、t−ブチルシクロヘキシルアクリレートなどの単官能モノマー;
トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレートなどの二官能モノマー;
トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの三官能以上のモノマー;が含まれる。
(メタ)アクリレート化合物は、変性物でもよい。(メタ)アクリレート化合物の変性物の例には、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどのエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート化合物;カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどのカプロラクトン変性(メタ)アクリレート化合物;およびカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどのカプロラクタム変性(メタ)アクリレート化合物が含まれる。
ラジカル重合性化合物は、ビニルエーテルモノマーおよび/またはオリゴマーと(メタ)アクリレートモノマーおよび/またはオリゴマーとの混合物でもよい。ビニルエーテルモノマーの例には、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテルなどのジまたはトリビニルエーテル化合物;エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−o−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテルなどのモノビニルエーテル化合物;が含まれる。
ビニルエーテルオリゴマーは、分子量が300〜1000で、エステル基を分子内に2〜3個有する2官能の化合物が好ましい。ビニルエーテルオリゴマーの例には、ALDRICH社のVEctomerシリーズとして入手可能な化合物(VEctomer4010、VEctomer4020、VEctomer4040、VEctomer4060、VEctomer5015など)が含まれるが、これらに限定されない。
ラジカル重合性化合物は、ビニルエーテルモノマーおよび/またはオリゴマーと、マレイミド化合物との混合物でもよい。マレイミド化合物の例には、N−メチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ヘキシルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N,N’−メチレンビスマレイミド、ポリプロピレングリコール−ビス(3−マレイミドプロピル)エーテル、テトラエチレングリコール−ビス(3−マレイミドプロピル)エーテル、ビス(2−マレイミドエチル)カーボネート、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド、N,N’−2,4−トリレンビスマレイミド、および特開平11−124403号公報に記載のマレイミドカルボン酸と種々のポリオール類とのエステル化合物などが含まれるが、これに限定されない。
また、ラジカル重合性化合物は、重合性のオリゴマー類であってもよい。重合性オリゴマーの例には、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、および直鎖(メタ)アクリルオリゴマーが含まれる。具体的には、山下晋三編、「架橋剤ハンドブック」、(1981年大成社);加藤清視編、「UV・EB硬化ハンドブック(原料編)」(1985年、高分子刊行会);ラドテック研究会編、「UV・EB硬化技術の応用と市場」、79ページ、(1989年、シーエムシー);滝山栄一郎著、「ポリエステル樹脂ハンドブック」、(1988年、日刊工業新聞社)などに記載の市販品、もしくは公知のラジカル重合性ないし架橋性のオリゴマーおよびポリマーが含まれる。
ラジカル重合性化合物は、特に感光性が高く、硬化収縮が少ない観点から、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートが好ましい。
光重合性化合物の含有量は、活性光線硬化型のインク全質量に対して、1〜97質量%が好ましく、30〜95質量%がより好ましい。光重合性化合物の量が少な過ぎると、画像形成装置からのインクの吐出性が低下する。一方、光重合性化合物の量が過剰であると、相対的に光重合開始剤の量が少なくなり、硬化が不十分となる可能性がある。
光重合開始剤は、光重合性化合物の種類、インク硬化時に照射する活性光線の種類により、適宜選択される。
ラジカル重合方式の活性光線硬化型のインクに含まれる光重合開始剤には、分子内結合開裂型と分子内水素引き抜き型とがある。分子内結合開裂型の光重合開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン等のアセトフェノン系;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類;2,4,6−トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系;ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステルが含まれる。
分子内水素引き抜き型の光重合開始剤の例には、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル−4−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル-4’−メチル-ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系;2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系;ミヒラーケトン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系;10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−エチルアンスラキノン、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノンが含まれる。
また、ラジカル重合方式の活性光線硬化型のインクに含まれる光重合開始剤の例には、特公昭59−1281号公報、特公昭61−9621号公報、および特開昭60−60104号公報等に記載のトリアジン誘導体;特開昭59−1504号公報、および特開昭61−243807号公報等に記載の有機過酸化物;特公昭43−23684号公報、特公昭44−6413号公報、特公昭44−6413号公報、および特公昭47−1604号公報、並びに米国特許第3,567,453号明細書に記載のジアゾニウム化合物;米国特許第2,848,328号明細書、米国特許第2,852,379号明細書、および米国特許第2,940,853号明細書等に記載の有機アジド化合物;特公昭36−22062号公報、特公昭37−13109号公報、特公昭38−18015号公報、特公昭45−9610号公報等に記載のオルト−キノンジアジド類;特公昭55−39162号公報、特開昭59−14023号公報、および「マクロモレキュルス(Macromolecules)」、第10巻、第1307頁(1977年)等に記載の各種オニウム化合物;特開昭59−142205号公報に記載のアゾ化合物;特開平1−54440号公報、欧州特許第109,851号明細書、欧州特許第126,712号明細書、および「ジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス」(J.Imag.Sci.)」、第30巻、第174頁(1986年)等に記載の金属アレン錯体;特許第2711491号公報、特許第2803454号公報に記載の(オキソ)スルホニウム有機ホウ素錯体;特開昭61−151197号公報に記載のチタノセン類;「コーディネーション・ケミストリー・レビュー(Coordination Chemistry Review)」、第84巻、第85〜第277頁(1988年)、および特開平2−182701号公報に記載のルテニウム等の遷移金属を含有する遷移金属錯体;特開平3−209477号公報に記載の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;四臭化炭素や特開昭59−107344号公報記載の有機ハロゲン化合物が含まれる。
ラジカル重合方式の活性光線硬化型のインクに含まれる光重合性化合物の量は、活性光線や光重合性化合物の種類などにもよるが、インク全質量に対して0.01質量%〜10質量%が好ましい。
カチオン重合方式の活性光線硬化型のインクには、酸発生型の光重合開始剤(光酸発生剤)が含まれる。酸発生型の光重合開始剤の例には、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が含まれる(有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版(1993年)、187〜192ページ参照)。
酸発生型の光重合開始剤の例には、芳香族系ジアゾニウム、芳香族系アンモニウム、芳香族系ヨードニウム、芳香族系スルホニウム、芳香族系ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物(カチオン)と、B(C 、PF 、AsF 、SbF 、CFSO 等のアニオンとの塩(オニウム塩)が含まれる。芳香族オニウム化合物は、特開2005−255821号公報の段落番号0134に記載されている化合物でもよい。
また、酸発生型の光重合開始剤は、例えばスルホン酸を発生するスルホン化物;ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物;鉄アレン錯体である。スルホン化物の例には、特開2005−255821号公報の段落番号0136に記載されている化合物が含まれる。ハロゲン化物の例には、特開2005−255821号公報の段落番号0138に記載されている化合物が含まれる。鉄アレン錯体の例には、特開2005−255821号公報の段落番号0140に記載されている化合物が含まれる。
カチオン重合方式の活性光線硬化型のインクに含まれる酸発生型の光重合開始剤の量は、活性光線や光重合性化合物の種類などにもよるが、インク全質量に対して0.01質量%〜10質量%が好ましい。
活性光線硬化型のインクには、必要に応じて光重合開始剤助剤や増感剤、重合禁止剤、ゲル化剤などがさらに含まれていてもよい。光重合開始剤助剤は、第3級アミン化合物でよく、芳香族第3級アミン化合物が好ましい。芳香族第3級アミン化合物の例には、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチルアミノ−p−安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ−p−安息香酸イソアミルエチルエステル、N,N-ジヒドロキシエチルアニリン、トリエチルアミンおよびN,N−ジメチルヘキシルアミン等が含まれる。芳香族第3級アミン化合物は、N,N−ジメチルアミノ−p−安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ−p−安息香酸イソアミルエチルエステルが好ましい。活性光線硬化型のインクに、これらの化合物は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。
増感剤は、波長300nmよりも長波長側に紫外線スペクトル吸収を有する化合物であることが好ましい。増感剤の例には、水酸基、置換基を有してもよいアラルキルオキシ基、またはアルコキシ基を少なくとも1つ有する多環芳香族化合物;カルバゾール誘導体;チオキサントン誘導体;アントラセン誘導体が含まれる。
重合禁止剤の例には、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p−メトキシフェノール、t−ブチルカテコール、t−ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1−ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p−ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5−ジ−t−ブチル−p−ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ−p−ニトロフェニルメチル、N−(3−オキシアニリノ−1,3−ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o−イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシムが含まれる。
ゲル化剤は、活性光線硬化型のインクを温度により可逆的にゾルゲル相転移させる。本発明の活性光線硬化型のインクは、インクジェットヘッドより吐出された後、中間転写ベルト上に着弾すると、ゲル化、すなわち粘度が高まる。液滴の粘度が高まることで、ドット同士の混ざり合いおよびドットの合一が抑制される。また、液滴の粘度が高まることで、液滴中に酸素が入り込みにくくなり、光重合性化合物の重合が、酸素により阻害されることを抑制できる。ゲル化剤は、高分子化合物であっても、低分子化合物であってもよいが、画像形成装置からの射出性から、低分子化合物が好ましい。
ゲル化剤の含有量は、インク全質量に対して0.5質量%以上10質量%未満が好ましく、1質量%以上10質量%未満がより好ましく、2質量%以上7質量%未満がさらに好ましい。ゲル化剤の含有量を0.5質量%以上とすることで、中間転写ベルトに着弾後の液滴の貯蔵弾性率が十分に高まる。また、ゲル化剤の含有量を10質量%未満とすることで、活性光線照射後に未硬化成分が残存し難くなる。さらに、硬化前のインク液滴の柔軟性が比較的高くなる。
活性光線硬化型のインクには、色材がさらに含まれてもよい。色材は、染料または顔料である。色材は、インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、顔料がより好ましい。
染料は、油溶性染料でもよい。マゼンタ染料の例には、MS Magenta VP、MS Magenta HM−1450、MS Magenta HSo−147(以上、三井東圧化学社製)、AIZENSOT Red−1、AIZEN SOT Red−2、AIZEN SOTRed−3、AIZEN SOT Pink−1、SPIRON Red GEH SPECIAL(以上、保土谷化学社製)、RESOLIN Red FB 200%、MACROLEX Red Violet R、MACROLEX ROT5B(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Red B、KAYASET Red 130、KAYASET Red 802(以上、日本化薬社製)、PHLOXIN、ROSE BENGAL、ACID Red(以上、ダイワ化成社製)、HSR−31、DIARESIN Red K(以上、三菱化成社製)、Oil Red(BASFジャパン社製)が含まれる。
シアン染料の例には、MS Cyan HM−1238、MS Cyan HSo−16、Cyan HSo−144、MS Cyan VPG(以上、三井東圧化学社製)、AIZEN SOT Blue−4(保土谷化学工業社製)、RESOLIN BR.Blue BGLN 200%、MACROLEX Blue RR、CERES Blue GN、SIRIUS SUPRATURQ.Blue Z−BGL、SIRIUS SUPRA TURQ.Blue FB−LL 330%(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Blue FR、KAYASET Blue N、KAYASET Blue 814、Turq.Blue GL−5 200、Light Blue BGL−5 200(以上、日本化薬社製)、DAIWA Blue 7000、Oleosol Fast Blue GL(以上、ダイワ化成社製)、DIARESIN Blue P(三菱化成社製)、SUDAN Blue 670、NEOPEN Blue 808、ZAPON Blue 806(以上、BASFジャパン社製)が含まれる。
イエロー染料の例には、MS Yellow HSm−41、Yellow KX−7、Yellow EX−27(三井東圧化学社製)、AIZEN SOT Yellow−1、AIZEN SOT YelloW−3、AIZEN SOT Yellow−6(以上、保土谷化学社製)、MACROLEX Yellow 6G、MACROLEX FLUOR.Yellow 10GN(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Yellow SF−G、KAYASET Yellow2G、KAYASET Yellow A−G、KAYASET Yellow E−G(以上、日本化薬社製)、DAIWA Yellow 330HB(ダイワ化成社製)、HSY−68(三菱化成社製)、SUDAN Yellow 146、NEOPEN Yellow 075(以上、BASFジャパン社製)が含まれる。
ブラック染料の例には、MS Black VPC(三井東圧化学社製)、AIZEN SOT Black−1、AIZEN SOT Black−5(以上、保土谷化学社製)、RESORIN Black GSN 200%、RESOLIN BlackBS(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Black A−N(日本化薬社製)、DAIWA Black MSC(ダイワ化成社製)、HSB−202(三菱化成社製)、NEPTUNE Black X60、NEOPEN Black X58(以上、BASFジャパン社製)が含まれる。
顔料は、特に限定されないが、例えばカラーインデックスに記載される下記番号の有機顔料または無機顔料である。
赤あるいはマゼンタ顔料の例には、Pigment Red 3、5、19、22、31、38、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、Pigment Orange 13、16、20、36が含まれる。青またはシアン顔料の例には、Pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17−1、22、27、28、29、36、60が含まれる。緑顔料の例には、Pigment Green 7、26、36、50が含まれる。黄顔料の例には、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94,95、97、108、109、110、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193が含まれる。黒顔料の例には、Pigment Black 7、28、26が含まれる。
顔料の市販品の例には、クロモファインイエロー2080、5900、5930、AF−1300、2700L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファインスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、6886、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファインブルーHS−3、5187、5108、5197、5085N、SR−5020、5026、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN−EP、4940、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファイングリーン2GN、2GO、2G−550D、5310、5370、6830、クロモファインブラックA−1103、セイカファストエロー10GH、A−3、2035、2054、2200、2270、2300、2400(B)、2500、2600、ZAY−260、2700(B)、2770、セイカファストレッド8040、C405(F)、CA120、LR−116、1531B、8060R、1547、ZAW−262、1537B、GY、4R−4016、3820、3891、ZA−215、セイカファストカーミン6B1476T−7、1483LT、3840、3870、セイカファストボルドー10B−430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC718、A612、シアニンブルー4933M、4933GN−EP、4940、4973(大日精化工業社製);
KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201(大日本インキ化学社製);
Colortex Yellow 301、314、315、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U263、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、Colortex Blue516、517、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素社製);
Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S(東洋インキ製)、
Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ社製);
Novoperm P−HG、Hostaperm Pink E、Hostaperm Blue B2G(クラリアント社製);
カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(三菱化学社製)が含まれる。
顔料の平均粒径は、0.08〜0.5μmが好ましい。顔料の最大粒径は、0.3〜10μmが好ましく、0.3〜3μmがより好ましい。顔料の粒径を調整することによって、インクジェットヘッドのノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性および硬化感度を維持できる。
顔料または染料の含有量は、活性光線硬化型のインク全質量に対して0.1〜20質量%が好ましく、0.4〜10質量%がより好ましい。顔料または染料の含有量が少なすぎると、得られる画像の発色が十分ではなく、多すぎるとインクの粘度が高くなり、吐出性が低下する。
顔料の分散は、例えばボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、およびペイントシェーカーなどにより行うことができる。顔料の分散は、顔料粒子の平均粒子径が、好ましくは0.08〜0.5μm、最大粒子径が好ましくは0.3〜10μm、より好ましくは0.3〜3μmとなるように行われることが好ましい。顔料の分散は、顔料、分散剤、および分散媒体の選定、分散条件、およびろ過条件などによって調整できる。
活性光線硬化型のインクには、顔料の分散性を高めるために、分散剤がさらに含まれていてもよい。分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテート、顔料誘導体が含まれる。
分散剤の市販品の例には、BYK Chemie社製「Anti−Terra−U(ポリアミノアマイド燐酸塩)」、「Anti−Terra−203/204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Disperbyk−101(ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エステル)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、110(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイド)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共重合物)」、「400」、「Bykumen」(高分子量不飽和酸エステル)、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸)」、「P104S、240S(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系)」、「Lactimon(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン)」が含まれる。
分散剤の市販品の例には、Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」;共栄化学社製「フローレンTG−710(ウレタンオリゴマー)」、「フローノンSH−290、SP−1000」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合物)」;楠本化成社製「ディスパロンKS−860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)」も含まれる。
さらに、分散剤の市販品の例には、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、EP」、「ホモゲノールL−18(ポリカルボン酸型高分子)」、「エマルゲン920、930、931、935、950、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン24(ココナッツアミンアセテート)、86(ステアリルアミンアセテート)」;ゼネカ社製「ソルスパーズ5000(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13240、13940(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン系)、24000、32000」;日光ケミカル社製「ニッコールT106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)、Hexagline4−0(ヘキサグリセリルテトラオレート)」も含まれる。
活性光線硬化型のインクには、分散助剤が含まれていてもよい。分散助剤の例には、Avecia社のSolsperseシリーズや、味の素ファインテクノ社のPBシリーズが含まれる。
分散剤および分散助剤の合計量は、顔料に対して1〜50質量%が好ましい。
活性光線硬化型のインクには、必要に応じて顔料を分散させるための分散媒体がさらに含まれていてもよい。分散媒体は溶剤であってもよいが、形成された画像における溶剤の残留を抑制するためには、前述のような光重合性化合物(特に粘度の低いモノマー)が分散媒体であることが好ましい。
活性光線硬化型のインクには、必要に応じて他の成分がさらに含まれていてもよい。他の成分は、各種添加剤や他の樹脂でもよい。添加剤の例には、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗菌剤、インクの保存安定性を高めるための塩基性化合物が含まれる。塩基性化合物の例には、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物、アミンなどの塩基性有機化合物が含まれる。他の樹脂の例には、硬化膜の物性を調整するための樹脂などが含まれ、例えばポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、およびワックス類が含まれる。
(非活性光線硬化型のインク)
非活性光線硬化型のインクは、第1樹脂と、着色剤とを有する。第1樹脂は、非晶性樹脂を含む。第1樹脂は、非晶性樹脂の他に、結晶性樹脂を含んでいてもよい。
非晶性樹脂は、結晶性を実質的に有しておらず、例えばその樹脂中に非晶部を含む。非晶性樹脂の例には、ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂、非晶性のポリエステル樹脂および一部が変性された変性ポリエステル樹脂が含まれる。非晶性樹脂は、例えば公知の方法によって合成できる。非晶性樹脂は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。非晶性樹脂は、ビニル系樹脂を含有することが好ましい。
ビニル系樹脂は、ビニル基を有する化合物またはその誘導体を含むモノマーの重合によって生成する樹脂である。ビニル系樹脂は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。ビニル系樹脂の例には、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂が含まれる。
スチレン−(メタ)アクリル系樹脂は、ラジカル重合性の不飽和結合を有する化合物のラジカル重合体の分子構造を有する。スチレン−(メタ)アクリル系樹脂は、例えば、ラジカル重合性の不飽和結合を有する化合物のラジカル重合によって合成できる。ラジカル重合性の不飽和結合を有する化合物は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。ラジカル重合性の不飽和結合を有する化合物の例には、スチレンおよびその誘導体と、(メタ)アクリル酸およびその誘導体とが含まれる。
スチレンおよびその誘導体の例には、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレンおよび3,4−ジクロロスチレンが含まれる。
(メタ)アクリル酸およびその誘導体の例には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルおよびメタクリル酸ジエチルアミノエチルが含まれる。
非晶性樹脂中におけるビニル系樹脂の含有量は、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。本実施の形態では非晶性樹脂と結晶性樹脂の相溶性が低い場合に効果が大きい。特に、ビニル系樹脂を非晶性樹脂の主成分として含有し、その樹脂中に結晶性樹脂(結晶性ポリエステル樹脂)を分散させる場合に効果が大きい。
結晶性樹脂は、結晶性を有する樹脂である。ここで、「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを意味する。「明確な吸熱ピーク」とは、具体的には、DSCにおいて、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。なお、吸熱ピークの半値幅が小さいほど結晶化度が高い。
結晶性樹脂は、低温定着性を良好にできる観点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の融点は、非活性光線硬化型のインクを十分に軟化させて十分な低温定着性を確保する観点から、50〜85℃が好ましく、さらに種々の特性をバランスよく向上させる観点から、60〜80℃がより好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の融点は、樹脂組成(例えばモノマーの種類)によって制御できる。結晶性ポリエステル樹脂は、1種類で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
結晶性ポリエステルは、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの脱水縮合反応による公知の合成方法によって製造できる。
多価カルボン酸の例には、コハク酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸;それらの酸無水物;およびそれらの炭素数が1〜3のアルキルエステル;が含まれる。多価カルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
多価アルコールの例には、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、1,7−へプタンジオール、1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオールなどの脂肪族ジオール;および、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールなどの3価以上のアルコール;が含まれる。多価アルコールは、脂肪族ジオールが好ましい。
結晶性樹脂は、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂ユニットおよび非晶性樹脂ユニットが化学的に結合した構造を有する。
「結晶性ポリエステル樹脂ユニット」とは、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における、結晶性ポリエステル樹脂に由来する部分を示す。「非晶性樹脂ユニット」とは、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における、結晶性を有さない樹脂(非晶性樹脂)に由来する部分を示す。
結晶性ポリエステル樹脂は、前述の結晶性ポリエステル樹脂を使用できる。また、非晶性樹脂は、前述の非晶性樹脂を使用できる。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂において、結晶性ポリエステル樹脂ユニットおよび非晶性樹脂ユニットは、結晶性ポリエステル樹脂ユニット同士、非晶性樹脂ユニット同士、あるいはこれらの樹脂同士が化学的に結合している範囲において、いずれも、連続して配置されていても、ランダムに配置されていてもよい。また、両ユニットは、鎖状に連結されていてもよいし、一方の鎖に他方がグラフト結合していてもよい。
なお、化学的な結合は、例えばエステル結合であり、あるいは不飽和基の付加反応による共有結合である。ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、化学的な結合によって結晶性ポリエステル樹脂ユニットおよび非晶性樹脂ユニットを結合させる公知の方法によって入手できる。
さらに、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂には、スルホン酸基、カルボキシル基、ウレタン基などの置換基をさらに導入できる。置換基の導入箇所は、結晶性ポリエステル樹脂ユニットでもよいし、非晶性樹脂ユニットでもよい。
得られた樹脂における主鎖および側鎖の構造および量は、例えば、結着樹脂またはその加水分解物を核磁気共鳴(NMR)やエレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI−MS)などの公知の機器分析法を利用して確認または推定できる。
また、上記した樹脂ユニットの合成では、得られる樹脂の分子量を調整するための連鎖移動剤が当該樹脂ユニットのモノマーなどの原料にさらに含まれていてもよい。連鎖移動剤は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。連鎖移動剤の例には、2−クロロエタノール、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン、およびスチレンダイマーが含まれる。
ここで、「グラフト結合」とは、幹となるポリマーと、枝となる異なる種類のポリマー(またはモノマー)との化学的な結合を意味する。ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、インクの所期の特性を総合的に高める観点から、非晶性樹脂ユニットに結晶性ポリエステル樹脂ユニットがグラフト結合した構造を有することが好ましい。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における結晶性ポリエステル樹脂ユニットおよび非晶性樹脂ユニットの含有量は、本実施形態の効果が得られる範囲において適宜に決めることができる。例えば、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における非晶性樹脂ユニットの含有量は、低すぎるとハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の分散が不十分となることがあり、多すぎると低温安定性が不十分となることがある。このような観点から、当該含有量は、5〜30質量%が好ましく、高温保存性を高める観点から、5〜20質量%がより好ましい。
同様の観点から、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における結晶性ポリエステル樹脂ユニットの含有量は、65〜95質量%が好ましく、70〜90質量%がより好ましい。また、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、本実施形態の効果が得られる範囲において、両ユニット以外の他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分の例には、他の樹脂ユニットへ添加されるべき各種添加剤が含まれる。
着色剤は、活性光線硬化型のインクの着色剤と同じ着色剤を使用できる。
(ベルトの構成)
本実施の形態に係るベルトは、中間転写ベルト(中間転写体)に使用できる。ベルトは、1層以上の層を含み、本実施の形態では、ベルトは、基材層と、弾性層と、表面層とを有する。ベルトが基材層のみで構成される場合、基材層が請求項に記載の最表面層となる。また、ベルトが基材層および弾性層で構成される場合、弾性層が請求項に記載の最表面層となる。ベルトが基材層、弾性層および表面層で構成される場合、表面層が請求項に記載の最表面層となる。また、ベルトは、弾性層を有していなくてもよい。なお、本実施の形態では、ベルトは無端状である。ここで、「無端状」とは、例えば繋ぎ目のないループ形状を意味する。最表面層は、マトリックス樹脂およびマトリックス樹脂よりも硬度が高い粒子を含むことが好ましい。
(基材層)
基材層は、ベルトの使用温度の範囲内において、変性および変形を生じない樹脂製である。基材層は、単層構造でもよいし、複数層構造でもよい。本実施の形態では、基材層は、単層構造である。基材層の厚さは、特に制限されない。基材層の厚さは、機械的強度、画質、製造コストなどの観点から、50〜250μmが好ましい。基材層は、樹脂(マトリックス樹脂)および導電剤を含む。
使用される樹脂の例には、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル、アセテート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂(ABS樹脂)、ポリエステル、ポリアミドが含まれる。基材層に使用される樹脂は、耐久性の観点から、ポリイミドが好ましい。樹脂は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。
導電剤は、基材層に対して、中間転写ベルトに適した導電性を付与する。導電剤の例には、カーボンブラック、グラファイトなどの導電性炭素系物質;アルミニウム、銅合金などの金属または合金;さらには酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)などの導電性金属酸化物が含まれる。導電剤は、導電性炭素系物質が好ましく、カーボンブラックがより好ましい。なお、カーボンブラックは、表面が酸化処理されていてもよい。導電剤は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。導電剤の添加量は、樹脂成分(固形分)100質量部に対して、4〜40質量部が好ましく、10〜30質量部がより好ましい。
(弾性層)
弾性層は、基材層の上に配置されている。弾性層の厚さは、特に制限されない。弾性層の厚さは、機械的強度、画質、製造コストなどの観点から、150〜500μmが好ましい。弾性層は、ゴム(マトリックス樹脂)と、導電剤とを有する。
ゴムは、従来公知のゴム材料を適宜用いることができる。使用されるゴムの例には、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)およびエピクロルヒドリンゴム(ECO)が含まれる。ゴムは、圧縮永久ひずみを十分小さくする観点から、クロロプレンゴム(CR)が好ましい。ゴムは、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。導電剤としては、基材層で用いる導電剤と同じものを使用できる。導電剤の添加量は、ゴム100質量部に対して、10〜100質量部が好ましく、30〜50質量部がより好ましい。
弾性層の表面における硬度は、厚手の記録媒体に対しても十分な転写性を発現する観点から、40〜90°が好ましく、40〜85°がより好ましい。弾性層表面の体積抵抗値は、約1×10〜約1×1011Ω・cmが好ましい。
弾性層は、本発明の効果を奏する範囲内で、その他の材料を含むことができる。その他の材料の例には、充填剤(酸化アルミニウム(Al)、酸化ケイ素(SiO)など)、酸捕捉剤(酸化マグネシウム(MgO)など)、架橋推進剤(酸化亜鉛(ZnO)など)、酸化防止剤(酸化チタン(TiO)など)、抵抗調整剤(酸化ケイ素(SiO)など)が含まれる。
(表面層)
本発明に係る表面層は、ウレタン結合を有し、官能基当量が200未満である4官能以上の(メタ)アクリレートモノマーと、官能基当量が200〜400である4官能以上の(メタ)アクリレートモノマーと、を含有する組成物を硬化した層(マトリックス樹脂)である。すなわち、組成物は、少なくとも2種類以上の(メタ)アクリレートモノマーを含む。表面層の厚さは、機械的強度、画質、製造コストなどの観点から、1〜5μmが好ましい。
組成物は、ウレタン結合を有し、官能基当量が200未満である4官能以上の(メタ)アクリレートモノマーと、官能基当量が200〜400である4官能以上の(メタ)アクリレートモノマーとを、10:90〜50:50の質量比で含有する。当該質量比は、10:90〜30:70が好ましい。
本実施の形態では、表面層のナノインデンテーション法により測定される表面硬度は、100〜500MPaである。表面硬度は、150〜330Paがより好ましい。表面硬度が上記の範囲内であれば、表面層の耐摩耗性を維持しつつ、中間転写ベルトの柔軟性を向上できる。表面層のナノインデンテーション法により測定される表面硬度は、例えば、使用する(メタ)アクリレートモノマーの分子量を大きくしたり、オイル系の添加剤(例えば、シリコーンオイル)を添加したりすることにより適宜調整できる。また、前記表面硬度の調整は、活性エネルギー線を照射することで組成物を硬化する場合、照射時間を変化させて架橋状態を調整することにより行うこともできる。照射時間は、十分な硬度を得ることや弾性層の劣化の進行を抑制するとの観点から、60〜600秒が好ましくい。
ウレタン結合を有し、官能基当量が200未満である4官能以上の(メタ)アクリレートモノマー(多官能ウレタン(メタ)アクリレート)は、ウレタン結合を有し、官能基当量((メタ)アクリロイルオキシ基当量)が200未満であり、かつ1分子中に4個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する。ウレタン結合の数は、特に制限されず、1個であってもよいし、2個以上であってもよい。(メタ)アクリレートモノマーが200未満の官能基当量を有し、さらにウレタン結合を有することにより、ウレタン構造の凝集力を利用して表面層をより硬くできる。
多官能ウレタン(メタ)アクリレートの官能基当量の下限は、特に制限されないが、40以上が好ましく、50以上がより好ましい。(メタ)アクリロイルオキシ基の数の下限は、4個以上であれば特に制限されないが、耐摩耗性の観点から、5個以上が好ましく、6個以上がより好ましい。(メタ)アクリロイルオキシ基の数が4個未満であると、架橋点が少ないため、十分な強度を有する表面層を得ることができない。また、(メタ)アクリロイルオキシ基の数の上限は、特に制限されないが、柔軟性の観点から、15個以下が好ましく、10個以下がより好ましく、6個以下がさらに好ましい。
多官能ウレタン(メタ)アクリレートの例には、UA−1100H、U−10HA、U−6LPA、U−10PA、U−15HA、UA−53H、UA−33H(いずれも新中村化学工業社製)が含まれる。多官能ウレタン(メタ)アクリレートの数平均分子量は、300〜5000であり、500〜2000が好ましい。多官能ウレタン(メタ)アクリレートの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定できる。
官能基当量が200以上400以下である4官能以上の(メタ)アクリレートモノマー(多官能(メタ)アクリレート)は、官能基当量((メタ)アクリロイルオキシ基当量)が200〜400であり、かつ1分子中に4個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する。官能基当量が200未満であると、(メタ)アクリロイルオキシ基が存在する分子鎖の長さが十分でなく、クラックが発生するおそれがある。また、官能基当量が400超であると、強度低下により、摩耗が進行し易くなるおそれがあるため好ましくない。
(メタ)アクリロイルオキシ基の数の下限は、4個以上であれば特に制限されない。(メタ)アクリロイルオキシ基の数が4個未満であると、架橋点が少ないため、十分な強度を有する表面層を得ることができない。また、(メタ)アクリロイルオキシ基の数の上限は、特に制限されないが、柔軟性の観点から、10個以下が好ましく、6個以下がより好ましい。
多官能(メタ)アクリレートの例には、KAYARAD DPCA−120、KAYARAD DPCA−60(日本化薬社製)、ATM−35E(新中村工業社製)が含まれる。多官能(メタ)アクリレートの数平均分子量は、耐摩耗性を向上させるとの観点から、800〜5000が好ましく、800〜2000がより好ましい。多官能(メタ)アクリレートの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定できる。本発明の好ましい実施形態では、凝集力を抑制する観点から、官能基当量が200〜400である4官能以上の(メタ)アクリレートモノマーは、ウレタン結合を有さない。
(金属酸化物粒子)
表面層は、金属酸化物粒子を含んでもよい。金属酸化物粒子は、マトリックス樹脂よりも硬度が高い粒子とは異なる。金属酸化物粒子は、表面処理剤により表面処理されていてもよく、表面処理剤としては、例えば、ラジカル重合性官能基を有する化合物などが挙げられる。ラジカル重合性官能基の例には、アクリロイル基、メタクリロイル基が含まれる。
金属酸化物粒子の材料としては、例えば、シリカ(酸化ケイ素)、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化マンガン、酸化セレン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、酸化錫、チタニア(酸化チタン)、酸化ニオブ、酸化モリブデンおよび酸化バナジウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属酸化物を含む粒子を含む。金属酸化物粒子の材料は、好ましくは酸化スズおよびアルミナからなる群から選択される少なくとも1種類の金属酸化物を含む粒子である。
組成物中の金属酸化物粒子の添加量は、多官能ウレタン(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリレート100質量部に対して、10〜60質量部が好ましく、20〜50質量部がより好ましい。
金属酸化物粒子の数平均一次粒子径は、例えば、1〜300nmであり、3〜100nmが好ましい。金属酸化物粒子の数平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(日本電子社製)により10000倍の拡大写真を撮影し、ランダムに300個の粒子をスキャナーにより取り込んだ写真画像(凝集粒子は除いた)を自動画像処理解析装置「LUZEX AP」(ニレコ製社製)ソフトウエアバージョン Ver.1.32を使用して算出できる。
(表面粗さSqについて)
ここで、最表面層(基材層、弾性層または表面層)における表面粗さSqについて説明する。最表面相の表面粗さSqは、10μm超、50μm以下である。最表面相の表面粗さは、15μm超、30μm以下が好ましい。本実施の形態では、インクの光沢度の見た目との相関性が高い指標として、表面粗さSqを採用している。人間の目に視認されやすい平面状の視野は、5mm程度であり、その領域内での光沢度の変化の認識のしやすさと、表面粗さSqとが相関性が高いものと推定している。最表面層の表面粗さが上記の範囲内であれば、インクが適度に拡がり、記録媒体に対する転写性が良好となる。
表面粗さSqの測定方法は、特に限定されない。例えば、表面粗さSqは、形状測定レーザマイクロスコープ「VKX−200」(キーエンス社製)を用いて、視野角5mm角の範囲を×20の拡大率で高さプロファイルを観察撮影し、5mm角の正方形範囲を指定して算出したSq値を表面粗さとできる。
最表面層の表面粗さを上記範囲内に調整する方法は、特に限定されない。最表面層の表面粗さを上記範囲内に調整する方法の例には、粗さ付与粒子(粒子)を最表面層に添加する方法、表面を研磨、加工する方法が含まれる。
粗さ付与粒子は、マトリックス樹脂よりも硬い粒子である。粗さ付与粒子の例には、シリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、架橋樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、鉄粉が含まれる。粗さ付与粒子は、均一性の観点から、架橋樹脂粒子が好ましく、平均粒子径が均一な架橋樹脂粒子がより好ましい。
粗さ付与粒子の平均粒子径は、0.5μm以上20μm以下が好ましい。粗さ付与粒子の平均粒子径が0.5μm未満の場合、粗さ付与効果が小さくなるおそれがある。一方、粗さ付与粒子の平均粒子径が20μm超の場合、インク画像(後述するトナー画像)に傷が付くおそれがある。粗さ付与粒子の平均粒子径の測定方法は、特に限定されない。粗さ付与粒子の平均粒子径の測定方法は、例えば、金属酸化物粒子の数平均一次粒子径の測定方法と同じ方法で測定できる。
架橋樹脂粒子を構成する架橋樹脂の例には、メラミン樹脂、架橋アクリル樹脂などが含まれる。粗さ付与粒子を構成する架橋樹脂は、硬度とコストの観点から、架橋アクリル樹脂が好ましい。
粗さ付与粒子は、その一部が最表面層において、外部に露出している。外部に露出している粗さ付与粒子の露出面積比は、特に限定されない。粗さ付与粒子の露出面積比は、例えば、粗さ付与粒子の表面積を100%としたときに、2〜20%である。粗さ付与粒子の露出面積比を測定する方法は、特に限定されない。粗さ付与粒子の露出面積比を測定する方法は、例えば表面を顕微鏡観察して、面積率を測定する方法で測定できる。
ここで、最表面層の表面粗さが、上記範囲内が好ましい理由について説明する。特開2002−370442号公報においては、表面に1〜10μmの高さの突起を500〜12000個/mm含むことで、記録媒体への転写性が向上することが提案されている。また、特開2002−370442号公報には、転写時にインクの転写性が落ちる課題が記載されている。この現象は、複数の突起により形成される凹部にインクが流れ込み、凹部に入り込んだインクが転写時に転写せず不具合となる現象が報告されている。粘度が低いインクを用いる場合には、凹部に入りかつ表面で濡れ広がる傾向を持つためにインクが分割されてしまうとともに、一部は内部に浸透してしまう。本実施の形態では、最表面層の表面粗さSqが所定の範囲内であるため、凹部にインクが入ることはなく、10μmより大きな窪みがあったとしても課題として顕在化することがない。
また、特開2012−101433号公報においては、中間転写体の中心線表面粗さが異なる複数の中間転写体から、記録媒体と近い中間転写体を選択することで、画像の光沢を制御することが提案されている。これは、記録媒体と、インク上面の光沢度の差が異なることで、画像の品位を落とすことを改善するものである。この提案により、紙の光沢にあったインク層を提供することができる。つまり、光沢が異なる紙を適用したときに、インクの光沢を制御する手段を提案するものである。本発明においては、インクの中間転写体との接触面と、非接触面(側面)の光沢度の差異を低減するものであり、課題が異なる。
一般の紫外線硬化型のインクを用いた画像形成方法では、まず、紫外線硬化型のインクを中間転写ベルトに着弾させた後、中間転写ベルト上のインクに対して紫外線照射してインクを仮硬化する。そして、中間転写ベルトを記録媒体へ押圧して紫外線硬化型のインクを記録媒体へ転写し、記録媒体上のインクへ紫外線を照射し画像を定着させる。この場合、転写後のインク画像の品質が低下することが顕在化した。つまり、記録媒体上におけるインクの上面には、中間転写ベルトの表面形状が転写され、インク上面と、インクの側面(中間転写ベルトの表面に接触していない部分)とでは、光沢度が異なることが分かった。
この光沢度の差が、画像の見た目の印象を落とし、ミクロな光沢ムラとなって顕在化した。中間転写ベルトに接触したインクの上面は、中間転写ベルトの表面の形状が転写された形状となるが、中間転写ベルトに接触していないインクの側面は、凹凸を有する。これは、インクの種類にもよるが、インク内の添加剤の凝集などにより、インク液滴内部に内部応力が生じ、局所的な力がかかることによるものと考えられる。その結果、数μm程度の凹凸が存在することになることで、インクの側面(非接触面)の光沢度が下がる。そのため、中間転写ベルトの表面の表面粗さを、インクの側面と揃えることで、光沢度の差がなくなり、画像品質が向上することを見出した。
(インクジェット方式の画像形成装置)
上記ベルト(中間転写ベルト)を用いた本発明の画像形成方法は、活性光線硬化型インクジェット方式の画像形成装置を用いて行うことができる。図1A、Bは、インクジェット方式の画像形成装置100の構成を示す図である。図1Aは、本発明の実施の形態1に係るインクジェット方式の画像形成装置100の側面図であり、図1Bは、平面図である。
図1に示されるように、インクジェット方式の画像形成装置100は、複数のインクジェットヘッド14を収容するヘッドキャリッジ16と、ヘッドキャリッジ16に接続したインク流路30と、インク流路30を通じて供給するインクを貯留するインクタンク31と、インクジェットヘッド14から吐出されたインクを受け、これを記録媒体12に転写する中間転写ベルト11と、記録媒体12を搬送する搬送部材15と、中間転写ベルト11の(記録媒体の搬送方向)上流側に配置された仮硬化部17と、中間転写ベルト11の(記録媒体の搬送方向)下流側に配置された光照射部18と、記録媒体12の下面に配置された温度制御部19と、を有する。さらに、中間転写ベルト11の(記録媒体の搬送方向)下流側には、クリーニング部材13が配置されている。
記録媒体12は、特に限定されない。記録媒体12の例には、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙またはコート紙など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、布が含まれる。
ヘッドキャリッジ16は、中間転写ベルト11の全幅を覆うように固定されており、複数のインクジェットヘッド14を収容する。インクジェットヘッド14にはインクが供給されるようになっている。たとえば、画像形成装置100に着脱自在に装着された不図示のインクカートリッジなどから、直接又は不図示のインク供給手段によりインクが供給されてもよい。インクとしては、例えば上記の活性光線硬化型のインクを使用できる。
インクジェットヘッド14は、色ごとに、記録媒体12の搬送方向に複数配置されている。記録媒体12の搬送方向に配置されるインクジェットヘッド14の数は、インクジェットヘッド14のノズル密度と、印刷画像の解像度によって設定される。例えば、液滴量2pL、ノズル密度360dpiのインクジェットヘッド14を用いて1440dpiの解像度の画像を形成する場合には、記録媒体12の搬送方向に対して4つのインクジェットヘッド14をずらして配置すればよい。また、液滴量6pL、ノズル密度360dpiのインクジェットヘッド14を用いて720×720dpiの解像度の画像を形成する場合には、2つのインクジェットヘッド14をずらして配置すればよい。dpiとは、2.54cm当たりのインク液滴(ドット)の数を表す。
インクタンク31は、ヘッドキャリッジ16に、インク流路30を介して接続されている。インク流路30は、インクタンク31中のインクをヘッドキャリッジ16に供給する経路である。インク液滴を安定して吐出するため、インクタンク31、インク流路30、ヘッドキャリッジ16およびインクジェットヘッド14のインクは、所定の温度に加熱される。
中間転写ベルト11は、ヘッドキャリッジ16と記録媒体12との間に配置されている。中間転写ベルト11としては、上述した基材層と、弾性層と、表面層(最表面層)とを有するベルトを使用する。中間転写ベルト11は、インクジェットヘッド14から吐出されたインクが着弾するインク着弾面(表面層)を有し、このインク着弾面は、インク着弾後、一定方向(図1中、矢印で示す方向)に搬送されて、記録媒体12と圧着される。このとき、記録媒体12とインク着弾面との間には、所定の圧力(ニップ圧)がかけられる。ニップ圧の調整は、記録媒体12と中間転写ベルト11との距離等で調整する。中間転写ベルト11の内部、または外部には、インク着弾時の中間転写ベルト11の温度を調整するための中間転写ベルト用温度制御部(図示せず)が設けられる。中間転写ベルト用温度制御部は、例えば各種ヒータ等でありうる。
搬送部材15は、一定速度で記録媒体12を中間転写ベルト11および光照射部18側に搬送するよう、配置されている。搬送部材15の下面には、温度制御部19が配置されている。温度制御部19は、記録媒体12の温度を所定の温度に維持する。温度制御部19は、例えば各種ヒータである。
仮硬化部17は、中間転写ベルト11上のインク液滴に光を照射し、液滴を硬化させる。仮硬化部17は、活性光線硬化型のインクが着弾した後であって、記録媒体12に転写される間の経路に配置される。
光照射部18は、記録媒体12の全幅を覆い、かつ記録媒体12の搬送方向について中間転写ベルト11の下流側に配置されている。光照射部18は、記録媒体12に転写されたインク液滴に光を照射し、液滴を硬化させる。
クリーニング部材13は、中間転写ベルト11の(記録媒体の搬送方向)下流側に配置され、中間転写ベルト11の表面に付着した転写残留物(活性光線硬化型のインクジェットインク)をブレードなどで払拭除去する。クリーニング部材13には、通常、転写残留物を回収する回収部(図示せず)が併設される。転写残留物を払拭除去する部材は、ブレードに限定されず、例えばブラシロール、エアーナイフ、粘着ロールなどである。
まず、記録媒体12を、画像形成装置100の搬送部材15と中間転写ベルト11との間に搬送する。このとき、記録媒体12の温度を、温度制御部19により調整する。一方、ヘッドキャリッジ16のインクジェットヘッド14から高温のインク液滴を吐出して、中間転写ベルト11上に付着(着弾)させる。インク液滴吐出終了後、中間転写ベルト11のインク着弾面を一定方向(図1中、矢印で示す方向)に回転させる。そして、仮硬化部17によって、中間転写ベルト11上のインク液滴を仮硬化させる。次いで、記録媒体12と中間転写ベルト11とを圧着させて、中間転写ベルト11上のインク液滴を、記録媒体12に転写する。この記録媒体12を、光照射部18側に移動させ、記録媒体12上に付着したインク液滴に光を照射して硬化させる。中間転写ベルト11に付着している転写残留物は、クリーニング部材13で払拭除去する。
(インクジェット方式の画像形成方法)
以下、インクジェット方式の画像形成方法について説明する。本実施の形態では、紫外線硬化型のインクを用いた場合について説明する。本実施の形態に係るインクジェット方式の画像形成方法は、インク着弾工程と、転写工程とを含む。また、本実施の形態に係る画像形成方法は、上記の工程に加え、仮硬化工程を含む。
インク着弾工程では、インクをインクジェットヘッドから吐出させて、中間転写ベルトに着弾させてインク画像を形成する。インクは、上述した紫外線硬化型のインクを使用できる。インク着弾工程では、中間転写体ベルトに着弾したインクを適宜仮硬化(インクの形状を調整)させ、複数色のインクを重ね合わせてもよい。
中間転写ベルトに着弾した後、記録媒体に転写される前のインクの表面エネルギーは、15mN/m以上35mN/m未満であることが好ましい。インクの表面エネルギーが15mN/m以上であれば、インクジェットヘッドのノズル周りが濡れることによる吐出能力の低下が生じにくい。また、インクの表面エネルギーが35mN/m未満であれば、表面エネルギーが通常の紙よりも低いコート紙や樹脂製の記録媒体によく濡れるため、白ぬけが発生しにくい。当該表面エネルギーの測定方法は、特に限定されない。当該表面エネルギーの測定方法は、例えば市販の表面張力計(例えば、協和界面科学社製、表面張力計FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB−A3など)を用いて、Wilhelmy法(プレート法)で液温25℃、60%RHにて測定した値を用いることができる。インクの表面張力は、光硬化性化合物の選択、各成分の配合比率の変更、または界面活性剤の添加によって調整できる。
仮硬化工程では、インク着弾工程の後、転写工程の前に、インクに外部刺激を与えて(紫外線を照射して)インクを仮硬化させる。仮硬化工程では、インクが着弾してから、100ms経過した後、かつ200ms経過する前の間に、2mW/cm以上の露光強度の紫外線を照射することが好ましい。インクの着弾後、上記の時間の間であれば、中間転写ベルトに着弾したインクが適度に拡がった状態となる。また、紫外線の露光強度は、上記通りであれば、インクを適切に仮硬化させられる。
転写工程では、中間転写ベルトに形成されたインク画像を記録媒体に転写させる。
そして、記録媒体上に転写されたインク画像に対して、紫外線を照射してインク画像を本硬化させる。インク画像を本硬化させるための紫外線の露光強度は、インク画像が本硬化されれば、特に限定されない。
[実施の形態2]
(電子写真方式の画像形成について)
電子写真方式の画像形成では、静電潜像担体(感光体)に担持されたトナー画像を中間転写体に一次転写した後、一次転写したトナー画像を記録媒体へ二次転写する。そして、定着部材を用いて記録媒体にトナー画像を定着させて画像を形成する。
(トナーの構成)
電子写真方式の画像形成に使用できるトナーについて説明する。
トナーは、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。一成分現像剤のトナーは、トナー粒子から構成される。また、二成分現像剤のトナーは、トナー粒子およびキャリア粒子から構成される。トナー粒子は、第2樹脂および着色剤を含むトナー母体粒子と、トナー母体粒子の表面に付着した外添剤と、を有する。
キャリア粒子の例には、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子が含まれる。キャリア粒子の例には、磁性体からなる芯材粒子と、その表面を被覆する被覆材の層とを有する被覆型キャリア粒子と、樹脂中に磁性体の微粉末が分散されてなる樹脂分散型のキャリア粒子とが含まれる。キャリア粒子は、後述の感光体へのキャリア粒子の付着を抑制する観点から、被覆型キャリア粒子が好ましい。
芯材粒子は、例えば、磁場によってその方向に強く磁化する磁性体である。磁性体は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。磁性体の例には、鉄、ニッケルおよびコバルトなどの強磁性を示す金属、これらの金属を含む合金もしくは化合物および熱処理することにより強磁性を示す合金が含まれる。
強磁性を示す金属またはそれを含む化合物の例には、鉄と、下記式(a)で表わされるフェライトと、下記式(b)で表わされるマグネタイトとが含まれる。式(a)および式(b)中のMは、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Mg、Zn、CdおよびLiの群からなる群から選ばれる1以上の1価または2価の金属を表す。
式(a):MO・Fe
式(b):MFe
強磁性を示す合金の例には、マンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などのホイスラー合金と、二酸化クロムとが含まれる。
芯材粒子は、各種フェライトが好ましい。被覆型キャリア粒子の比重は、芯材粒子を構成する金属の比重よりも小さい。よって、各種フェライトは、現像器内における撹拌の衝撃力をより小さくできる。
被覆材は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。被覆材は、キャリア粒子における芯材粒子の被覆に利用される公知の樹脂を使用できる。被覆材は、キャリア粒子の水分吸着性を低減させる観点と、被覆層における芯材粒子との密着性を高める観点とから、シクロアルキル基を有する樹脂が好ましい。シクロアルキル基の例には、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基およびシクロデシル基が含まれる。シクロアルキル基は、シクロヘキシル基またはシクロペンチル基が好ましく、被覆層とフェライト粒子との密着性の観点から、シクロへキシル基がさらに好ましい。
シクロアルキル基を有する樹脂の重量平均分子量Mwは、例えば10,000〜800,000が好ましく、100,000〜750,000がより好ましい。樹脂におけるシクロアルキル基の含有量は、例えば10〜90質量%である。樹脂中のシクロアルキル基の含有量は、例えば、P−GC/MSや1H−NMRなどの公知の機器分析法により求めることができる。
キャリア粒子の平均粒径は、体積基準のメジアン径で20〜100μmが好ましく、25〜80μmがより好ましい。キャリア粒子の体積基準のメジアン径は、例えば、湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置(HELOS;SYMPATEC社製)で測定できる。
トナー粒子とキャリア粒子との混合比(質量比)は、特に限定されないが、帯電性、保存性の観点から、トナー粒子:キャリア粒子=1:100〜30:100が好ましく、3:100〜20:100がより好ましい。
第2樹脂は、第1樹脂と同じ樹脂を利用できる。
(着色剤)
着色剤は、カラートナーの着色剤粒子として使用される公知の無機または有機着色剤を使用できる。着色剤の例には、カーボンブラック、磁性体、顔料および染料が含まれる。着色剤は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。
カーボンブラックの例には、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックおよびランプブラックが含まれる。上記磁性体の例には、鉄やニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属を含む合金、および、フェライトやマグネタイトなどの強磁性金属の化合物が含まれる。
顔料の例には、C.I.ピグメントレッド2、同3、同5、同7、同15、同16、同48:1、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同123、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同208、同209、同222、同238、同269、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー3、同9、同14、同17、同35、同36、同65、同74、同83、同93、同94、同98、同110、同111、同138、同139、同153、同155、同180、同181、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同15:4、同60、および、中心金属が亜鉛やチタン、マグネシウムなどであるフタロシアニン顔料が含まれる。
染料の例には、C.I.ソルベントレッド1、同3、同14、同17、同18、同22、同23、同49、同51、同52、同58、同63、同87、同111、同122、同127、同128、同131、同145、同146、同149、同150、同151、同152、同153、同154、同155、同156、同157、同158、同176、同179、ピラゾロトリアゾールアゾ染料、ピラゾロトリアゾールアゾメチン染料、ピラゾロンアゾ染料、ピラゾロンアゾメチン染料、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93および同95が含まれる。
(他の成分)
前述したように、トナーは、第2樹脂および着色剤を含有するトナー母体粒子を有する。トナー母体粒子は、いずれも、本実施形態の効果を奏する範囲において、他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分の例には、離型剤および帯電制御剤が含まれる。他の成分は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。
離型剤(ワックス)の例には、炭化水素系ワックスおよびエステルワックスが含まれる。炭化水素系ワックスの例には、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックスおよびパラフィンワックスが含まれる。また、上記エステルワックスの例には、カルナウバワックス、ペンタエリスリトールベヘン酸エステル、ベヘン酸ベヘニルおよびクエン酸ベヘニルが含まれる。
帯電制御剤の例には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、および、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体が含まれる。
トナー母体粒子は、その粒径および円形度の適切な制御の観点から、粉砕トナーよりも、水系媒体中で調製される重合トナーが好ましく、乳化会合凝集法によるトナー母体粒子がより好ましい。
前述したように、トナー粒子は、トナー母体粒子と、その表面に存在する外添剤とを有する。トナー粒子が外添剤を含有することは、トナー粒子の流動性や帯電性などを制御する観点から好ましい。外添剤は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。外添剤の例には、シリカ粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子および酸化ホウ素粒子が含まれる。
外添剤は、その表面が疎水化処理されていることが好ましい。疎水化処理には、公知の表面処理剤が用いられる。表面処理剤は、1種類を単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。表面処理剤の例には、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、脂肪酸、脂肪酸金属塩、そのエステル化物およびロジン酸が含まれる。外添剤の添加量は、トナー粒子全体に対して0.1〜10.0質量%が好ましく、1.0〜3.0質量%がより好ましい。
トナーは、一成分現像剤であればトナー粒子そのものにより構成され、二成分現像剤であればトナー粒子およびキャリア粒子により構成される。二成分現像剤におけるトナー粒子の含有量(トナー濃度)は、通常の二成分現像剤と同様でよく、例えば4.0〜8.0質量%である。
(ベルトの構成)
本実施の形態に係るベルトは、中間転写ベルト(中間転写体)および定着ベルト(定着部材)に使用できる。本実施の形態における中間転写ベルトおよび定着ベルトは、実施の形態1における中間転写ベルトと同じ構成である。
(電子写真方式の画像形成装置)
図2は、電子写真方式の画像形成装置の構成を示す図である。図2に示される画像形成装置200は、画像読取部110と、画像処理部30と、画像形成部40と、用紙搬送部50と、定着装置60とを有する。
画像形成部40は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット41Y、41M、41Cおよび41Kを有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部40は、さらに、中間転写ユニット42および二次転写ユニット43を有する。
画像形成ユニット41は、露光装置411と、現像装置412と、電子写真感光体413と、帯電装置414と、ドラムクリーニング装置415とを有する。帯電装置414は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置414は、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を電子写真感光体413に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置411は、例えば、光源としての半導体レーザーと、形成すべき画像に応じたレーザー光を電子写真感光体413に向けて照射する光偏向装置(ポリゴンモータ)とを含む。
現像装置412は、二成分現像方式の現像装置である。現像装置412は、例えば、二成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器の開口部に回転自在に配置されている現像ローラー(磁性ローラー)と、二成分現像剤が連通可能に現像容器内を仕切る隔壁と、現像容器における開口部側の二成分現像剤を現像ローラーに向けて搬送するための搬送ローラーと、現像容器内の二成分現像剤を撹拌するための撹拌ローラーと、を有する。現像容器には、例えば、二成分現像剤が収容されている。
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト(中間転写体)421、中間転写ベルト421を電子写真感光体413に圧接させる一次転写ローラー422、バックアップローラー423Aを含む複数の支持ローラー423、およびベルトクリーニング装置426を有する。中間転写ベルト421は、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。中間転写ベルト421は、上述した基材層と、弾性層と、表面層(最表面層)とを有するベルトを使用する。
ベルトクリーニング装置426は、弾性部材426aを有する。弾性部材426aは、二次転写した後の中間転写ベルト421に当接して、中間転写ベルト421の表面上の付着物を除去する。弾性部材426aは、弾性体で構成されており、クリーニングブレード、ブラシなどが含まれる。
二次転写ユニット43は、無端状の二次転写ベルト432、および二次転写ローラー431Aを含む複数の支持ローラー431を有する。二次転写ベルト432は、二次転写ローラー431Aおよび支持ローラー431によってループ状に張架される。
定着装置60は、例えば、定着ローラー62と、定着ローラー62の外周面を覆い、用紙S上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解するための無端状の発熱ベルト10と、用紙Sを定着ローラー62および発熱ベルト10に向けて押圧する加圧ローラー63とを有する。用紙Sは、記録媒体に相当する。
画像形成装置100は、さらに、画像読取部110、画像処理部30および用紙搬送部50を有する。画像読取部110は、給紙装置111およびスキャナー112を有する。用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、および搬送経路部53を有する。給紙部51を構成する三つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aなどの複数の搬送ローラー対を有する。
(電子写真方式の画像形成方法)
以下、電子写真方式の画像形成方法について説明する。本実施の形態に係る電子写真方式の画像形成方法は、現像工程と、一次転写工程と、二次転写工程と、定着工程と、を含む。本実施の形態に係る電子写真方式の画像形成方法では、上記工程の他に、帯電工程と、露光工程と、クリーニング工程とを含んでもよい。
帯電工程では、例えば、帯電装置からのコロナ放電により、電子写真感光体(像担時体)の表面を一様に帯電させる。電子写真感光体を帯電させる方法は、特に限定されない。例えば、電子写真感光体を帯電させる方法は、接触または非接触のローラー帯電方式を利用できる。
露光工程では、電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する。露光工程は、電子写真感光体の表面を一様に帯電させ、電子写真感光体の表面を像様に露光することにより行われる。
現像工程では、静電潜像が形成された像担時体にトナーを供給して静電潜像に応じたトナー画像を形成する。帯電したトナー粒子を、像担時体における静電潜像の部分に静電的に付着させる。こうして、像担時体の表面の静電潜像が可視化され、像担時体の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。なお、本実施の形態では、「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。
一次転写工程では、像担時体に形成されたトナー画像を中間転写ベルトに転写させる。中間転写ベルトは、前述のベルトを使用する。一次転写ローラー422によって中間転写ベルト421が電子写真感光体413に圧接することにより、電子写真感光体413と中間転写ベルト421とによって、一次転写ニップが電子写真感光体ごとに形成される。当該一次転写ニップにおいて、各色のトナー画像が中間転写ベルト421に順次重なって転写される。
二次転写工程では、中間転写ベルトに転写されたトナー画像を記録媒体に転写させる。中間転写ベルトと二次転写ベルトとによって、二次転写ニップを形成する。二次転写ニップを記録媒体が通過することにより、中間転写ベルトに転写されたトナー画像を記録媒体に転写させる。
定着工程では、定着ベルトを使用して、記録媒体に転写されたトナー画像を定着させる。定着工程は、定着ベルトと加圧ローラー63とによって、定着ニップを形成し、搬送されてきた記録媒体で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が記録媒体に定着する。
電子写真方式の画像形成方法においても、中間転写ベルトから記録媒体へ転写したトナー画像における上面と、側面とでは、光沢度が異なるため、画像の見た目の印象を落とし、ミクロな光沢ムラとなって顕在化する。また、定着後のトナー画像における上面と、側面とでも、光沢度が異なるため、画像の見た目の印象を落とし、ミクロな光沢ムラとなって顕在化する。しかしながら、本実施の形態では、少なくとも定着ベルトとして、上記のベルトを利用しているため、光沢ムラを軽減できる。
本発明を、以下の実施例および比較例を用いて具体的に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「%」および「部」は、それぞれ、「質量%」および「質量部」を意味する。また、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)/相対湿度40〜50%の条件下で行った。
<中間転写ベルト、定着ベルトの作製>
[ベルト1の作製]
(基材層の作製)
ポリアミドイミドワニス「HR−16NN」(東洋紡社製、固形分濃度14質量%)に、カーボンブラック「SPECIAL BLACK4」(Degussa製)を添加し、ミキサーを用いて混合することにより、基材層形成用塗布液を調製した。カーボンブラックの添加量は、ポリアミドイミドワニスの樹脂成分(固形分)100質量部に対して、19質量部とした。
ステンレス鋼製の円筒状金型およびノズルを有し、液体を定量吐出できるディスペンサーを準備した。金型を円筒の軸を中心に回転させながら、ノズルを軸方向に移動させつつ当該ノズルから基材層形成用塗布液を吐出して金型の外周面上にらせん状に塗布し、それらがつながった塗膜を形成した。次いで、円筒形状金型を回転させながら100℃で1時間加熱して大部分の溶媒を揮発させ、その後、250℃に加熱して1時間保持することにより、無端ベルト状の基材層を形成した。形成された基材層の厚さは、65μmであった。
(弾性層の作製)
クロロプレンゴムS−40A(デンカ(株)製)100質量部に対し、カーボンブラック(旭カーボン社製 #80)40質量部、酸化アルミニウム(Al)30質量部、酸化マグネシウム(MgO)5質量部、酸化亜鉛(ZnO)10質量部、酸化ケイ素(SiO)15質量部を混錬して、弾性層材料を調製した。上記弾性層材料を、固形分濃度が20質量%となるよう、トルエン中に溶解、分散させて、弾性層形成用塗布液を調製した。
上記作製した無端ベルト状の基材層上に、基材層形成用塗布液と同様の方法で弾性層形成用塗布液を塗布して、基材層の外周面を覆う塗膜を形成した。次いで、円筒形状金型を回転させながら50℃で1時間加熱して大部分の溶媒を揮発させ、その後、170℃に加熱して20分間保持することで架橋させて、弾性層を形成した。形成された弾性層の厚さは、200μmであった。
(表面層の作製)
多官能ウレタンアクリレート「UA−1100H」(新中村化学工業(株)製)10質量部と、多官能アクリレート「DPCA−120」(日本化薬(株)製、官能基当量:290)90質量部と、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン「IRGACURE(登録商標) 184」(BASFジャパン(株)製)5質量部とを、固形分濃度が10質量%となるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)中に溶解、分散させ、ポリエーテル変性シリコーン「シルフェイスSAG008」(日信化学工業社製)を1質量%、架橋アクリル樹脂粒子(綜研化学社製 MX−80H3wT)を1重量部となるように添加して、多官能ウレタン(メタ)アクリレートと多官能(メタ)アクリレートとを含む組成物である表面層形成用塗布液を調製した。
上記作製した弾性層の外周面上に、表面層形成用塗布液を、ワイディー・メカトロソリューションズ社製のスプレー装置を用いて、下記の塗布条件で乾燥膜厚が2μmとなるようにスプレー塗布することによって、塗膜を形成した。この塗膜に対して、活性エネルギー線として紫外線を、下記の照射条件で照射し、塗膜を硬化して表面層を形成することより、ベルト1を作製した。紫外線の照射は、光源を固定し、弾性層の外周面上に塗膜が形成された基材層を回転しながら行った。
−スプレー塗布条件−
ノズルスキャン速度:1〜10mm/sec
ノズル距離:100〜150mm
ノズル数:1
塗布液供給量:1〜5mL/min
流量:2〜6L/min
−紫外線の照射条件−
光源の種類:高圧水銀ランプ「H04−L41」(アイグラフィックス(株)製)
照射口から塗膜の表面までの距離:100mm
照射光量:1J/cm
照射時間(基材層を回転さた時間):240秒間
[ベルト2の作製]
架橋アクリル樹脂粒子(MX−80H3wT;綜研化学社製)を、架橋アクリル樹脂粒子「MX−2000」(綜研化学社)、2質量%となるように添加すること以外は、ベルト1と同様にして、ベルト2を作製した。
[ベルト3の作製]
架橋アクリル樹脂粒子(MX−80H3wT;綜研化学社製)を添加しなかったこと以外は、ベルト1と同様にして、ベルト3を作製した。
[ベルト4の作製]
架橋アクリル樹脂粒子(MX−80H3wT;綜研化学社製)を、6質量%となるように添加すること以外は、ベルト1と同様にして、ベルト4を作製した。
[ベルト5の作製]
架橋アクリル樹脂粒子(MX−80H3wT;綜研化学社製)を、0.5質量%となるように添加すること以外は、ベルト1と同様にして、ベルト5を作製した。
[ベルト6の作製]
架橋アクリル樹脂粒子(MX−80H3wT;綜研化学社製)を、30質量%となるように添加すること以外は、ベルト1と同様にして、ベルト6を作製した。
[ベルト7の作製]
架橋アクリル樹脂粒子(MX−80H3wT;綜研化学社製)を、0.1質量%となるように添加すること以外は、ベルト1と同様にして、ベルト7を作製した。
<活性光線硬化型のインクを用いたインクジェット方式による画像形成>
[活性光線硬化型のインクの作製]
(顔料分散液の調製)
以下の組成で顔料を分散した。下記2種の化合物をステンレス鋼製のビーカーに入れ、65℃ホットプレート上で加熱しながら1時間撹拌して溶解した。
分散剤;PB822(味の素ファインテクノ社製) 9部
テトラエチレングリコールジアクリレート(2官能) 71部
室温まで冷却した後、これにPigment Blue 15:4(大日精化社製:ブルーNo.32)20部を加え、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて6時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去した。
顔料分散液 20質量部
光重合開始剤;メトキシプロピレングリコールアクリレート 15質量部
光重合開始剤;ポリプロピレングリコールジアクリレート 30.5質量部
光重合開始剤;トリメチロールプロパントリプロピレンオキサイド変性トリアクリレート 30質量部
光ラジカル開始剤;イルガキュア 1850 2質量部
光ラジカル開始剤;イルガキュア 651 2質量部
光ラジカル開始剤;ジエチルチオキサントン 0.5質量部
上記組成となるように混合し、ロキテクノ社製PP3μmディスクフィルターで濾過して、活性光線硬化型のインクを得た。
[インクジェット方式による画像形成]
上記の活性光線硬化型のインクを各ベルトへ吐出(4mg/cm)してインク画像を形成した。次いで、インクが着弾してから100ms経過した後、かつ200ms経過する前の間の各ベルト上のインク画像に対して、中心露光波長405nmの光を1.5W/cmの強度で、照射時間0.1秒照射して、インク画像を仮硬化させた。次いで、ベルト上に形成されたインク画像を、記録媒体「OKトップコート128紙」(王子製紙)へ転写した。インク画像は、印字率50%1ドットライン、1ドット印字なし、1ドットラインの繰り返しの画像とした。なお、実験6における光の強度は、0.1W/cmとした。
<非活性光線硬化型のインクを用いたインクジェット方式による画像形成>
[非活性光線硬化型のインクの作製]
光ラジカル開始剤を除いたこと以外は、活性光線硬化型のインクの作製と同様にして、非活性光線硬化型のインクを作製した。
[インクジェット方式による画像形成]
上記の非活性光線硬化型のインクを各ベルトへ吐出(4mg/cm)してインク画像を形成した。次いで、ベルト上に形成されたインク画像を、記録媒体「OKトップコート128紙」(王子製紙)へ転写した。インク画像は、印字率50%1ドットライン、1ドット印字なし、1ドットラインの繰り返しの画像とした。
<電子写真方式よる画像形成>
[電子写真方式による画像形成]
トナー粒子を、像担時体における静電潜像の部分に静電的に付着させてトナー画像を形成した(4mg/cm)。像担時体に形成されたトナー画像を各ベルトに転写した。ベルトに転写されたトナー画像を記録媒体「OKトップコート128紙」(王子製紙)へ転写した。インク画像は、印字率50%1ドットライン、1ドット印字なし、1ドットラインの繰り返しの画像とした。そして、各ベルトで20kN/mで押圧した(定着させた)後、記録媒体を引き剥がした。なお、トナーとして、コニカミノルタ社製、bizhub C6500用のカラートナー(シアン)を使用した。
使用したベルトNo.と、印刷方式の組合わせとを表1に示す。
Figure 2020148996
[評価]
以下の方法で、画像の光沢ムラを評価した。形成した画像を微小光沢度計「NOVO GLOSS FLEX 60」(三洋貿易社製)を用いて任意に選択した20点を測定し、標準偏差を求めた。光沢ムラの評価値として以下の基準で評価した。微小光沢度計は、画像の側面と、画像の上面(ベルトに接触した領域)との差異を観測しやすい検知手段であるため使用した。
◎:標準偏差 0.1未満
〇:標準偏差 0.1超、1.0以下
×:標準偏差 1.0超
Figure 2020148996
表2に示されるように、最表面層の表面粗さSqが10μm超であり、50μm以下である、ベルト1〜5を用いた実験1〜16では、従来技術のように、インクを乾燥させる必要がないため、少ないエネルギーで画像を形成できる。また、ベルト1〜5を用いた実験1〜16では、光沢ムラが十分であった。これは、中間転写ベルト、定着ベルトとしてベルト1〜5を使用したため、インク画像(トナー画像)の上面と側面との凹凸が同じになったためと考えられる。
実験1および実験6と、実験4とを比較すると、最表面層の表面粗さSqが10μm超であり50μm以下である場合よりも、15μm超であり30μm以下である場合に、光沢ムラがより少なくなっていることが分かる。実験1および実験2を比較すると、粒子の平均粒子径が0.5μm以上20μm以下である場合に、光沢ムラが少なくなっていることが分かる。実験1および実験3を比較すると、粒子が架橋樹脂粒子である場合に、光沢ムラが少なくなっていることが分かる。
一方、最表面層の表面粗さSqが10μm以下または50μm超のベルト6、7を用いた実験17、18では、光沢ムラが改善されなかった。これは、インク画像(トナー画像)の上面と側面との凹凸が異なっていたためと考えられる。
本発明によれば、画像の光沢ムラが抑制できる。よって、本発明によれば、形成した画像のさらなる高品質化が期待される。
100 インクジェット方式の画像形成装置
11 中間転写ベルト
12 記録媒体
13 クリーニング部材
14 インクジェットヘッド
15 搬送部材
16 ヘッドキャリッジ
17 仮硬化部
18 光照射部
19 温度制御部
200 電子写真方式の画像形成装置
10 発熱ベルト
30 画像処理部
40 画像形成部
41Y、41M、41C、41K 画像形成ユニット
42 中間転写ユニット
43 二次転写ユニット
50 用紙搬送部
51 給紙部
51a、51b、51c 給紙トレイユニット
52 排紙部
52a 排紙ローラー
53 搬送経路部
53a レジストローラー対
60 定着装置
62 定着ローラー
63 加圧ローラー
110 画像読取部
111 給紙装置
112 スキャナー
112a CCDセンサー
411 露光装置
412 現像装置
413 像担持体
414 帯電装置
415 ドラムクリーニング装置
421 中間転写ベルト
422 一次転写ローラー
423、431 支持ローラー
423A バックアップローラー
426 ベルトクリーニング装置
426a 弾性部材
431A 二次転写ローラー
432 二次転写ベルト
D 原稿
S 用紙

Claims (14)

  1. 画像形成装置に用いられるベルトであって、
    前記ベルトは、1層以上の層を含み、
    前記ベルトにおいて最も表側に位置する最表面層の表面粗さSqは、10μm超、50μm以下である、
    ベルト。
  2. 前記最表面層は、マトリックス樹脂と、前記マトリックス樹脂よりも硬度が高い粒子と、を含み、
    前記粒子の平均粒子径は、0.5μm以上、20μm以下である、
    請求項1に記載のベルト。
  3. 前記粒子は、架橋樹脂を含み、
    前記粒子の一部は、前記最表面層において、外部に露出している、
    請求項2に記載のベルト。
  4. 前記最表面層の表面粗さSqは、15μm超、30μm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のベルト。
  5. 電子写真方式の画像形成装置であって、
    像担時体に形成されたトナー画像を一時的に保持し、前記トナー画像を記録媒体に転写させる中間転写体と、
    前記記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部材と、
    を有し、
    前記定着部材は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のベルトである、
    画像形成装置。
  6. 前記中間転写体も、請求項1〜4のいずれか一項に記載のベルトである、
    請求項5に記載の画像形成装置。
  7. インクジェット方式の画像形成装置であって、
    最表面層を有し、記録媒体にインクを転写するための中間転写体と、
    前記中間転写体に着弾した前記インクを前記記録媒体に転写させる転写部と、
    を有し、
    前記中間転写体は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のベルトである、
    画像形成装置。
  8. 電子写真方式による画像形成方法であって、
    静電潜像が形成された像担時体にトナーを供給して前記静電潜像に応じたトナー画像を形成する現像工程と、
    前記像担時体に形成されたトナー画像を中間転写体に転写させる一次転写工程と、
    前記中間転写体に転写された前記トナー画像を記録媒体に転写させる二次転写工程と、
    定着部材を使用して、前記記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着工程と、
    を含み、
    前記定着部材は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のベルトである、
    画像形成方法。
  9. 前記中間転写体も、請求項1〜4のいずれか一項に記載のベルトである、
    請求項8に記載の画像形成方法。
  10. インクジェット方式による画像形成方法であって、
    インクジェットヘッドから吐出させたインクを中間転写体に着弾させてインク画像を形成するインク着弾工程と、
    前記中間転写体に形成された前記インク画像を記録媒体に転写させる転写工程と、
    を含み、
    前記中間転写体は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のベルトである、
    画像形成方法。
  11. 前記中間転写体に着弾した後、前記記録媒体に転写される前の前記インクの表面エネルギーは、15mN/m以上、35mN/m未満である、請求項10に記載の画像形成方法。
  12. 前記インクは、外部刺激により硬化する成分を含み、
    前記インク着弾工程では、前記中間転写体上に複数色の前記インクを重ね合わせ、
    前記インク着弾工程の後、前記転写工程の前に、前記インクに外部刺激を与えて前記インクを仮硬化させる仮硬化工程をさらに含む、
    請求項10または請求項11に記載の画像形成方法。
  13. 前記インクは、紫外線照射されることにより光硬化する成分を含み、
    前記外部刺激は、紫外線照射である、
    請求項12に記載の画像形成方法。
  14. 前記仮硬化工程では、前記インクが着弾してから100ms経過した後、かつ200ms経過する前の間に、2mW/cm以上の露光強度の紫外線を照射する、請求項13に記載の画像形成方法。
JP2019048285A 2019-03-15 2019-03-15 ベルト、画像形成装置および画像形成方法 Pending JP2020148996A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019048285A JP2020148996A (ja) 2019-03-15 2019-03-15 ベルト、画像形成装置および画像形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019048285A JP2020148996A (ja) 2019-03-15 2019-03-15 ベルト、画像形成装置および画像形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020148996A true JP2020148996A (ja) 2020-09-17

Family

ID=72429758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019048285A Pending JP2020148996A (ja) 2019-03-15 2019-03-15 ベルト、画像形成装置および画像形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020148996A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5991371B2 (ja) インクジェットインクセット、及びこれを用いた画像形成方法
JP5880244B2 (ja) 画像形成方法
JP4045759B2 (ja) 画像形成方法
JP5659619B2 (ja) インクジェット記録方法
EP2845733B1 (en) Image formation device
JP5880228B2 (ja) 活性光線硬化型インクジェットインク、及びこれを用いた画像形成方法
WO2012023368A1 (ja) 活性光線硬化型インク及び活性光線硬化型インクジェット記録方法
WO2013128945A1 (ja) インクジェット記録方法
JP6222030B2 (ja) 活性光線硬化型インクジェットインクおよび画像形成方法
WO2013161270A1 (ja) 活性光線硬化型インクジェットインク、及びこれを用いた画像形成方法
JP5884455B2 (ja) 光硬化型インクジェットインクを用いた画像形成方法
JP6303330B2 (ja) インクセット及びこれを用いた画像形成方法
JP2014058623A (ja) 活性光線硬化型インクジェットインク、および画像形成方法
CN114651050B (zh) 热固化性喷墨墨及打印方法
WO2020008508A1 (ja) 画像記録方法
JP2020148996A (ja) ベルト、画像形成装置および画像形成方法
JP6705453B2 (ja) 色インクを用いたインクジェット記録方法
JP2021142707A (ja) 中間転写体、当該中間転写体を備える画像形成装置
JP2003105241A (ja) インクジェット記録用インク及びインクジェット記録方法
JP2020097160A (ja) 中間転写ベルトと、それを用いる画像形成方法、画像形成装置及び印刷物の作製方法
JP5900517B2 (ja) 活性光線硬化型インクジェットインクを用いた画像形成方法
US20210079249A1 (en) Precoat liquid, image forming method using the precoat liquid, and image forming apparatus using the precoat liquid
JP7275494B2 (ja) 転写体、インクジェット画像形成装置、及びインクジェット画像形成方法
JP2019188771A (ja) 画像形成方法、活性光線硬化型インクジェットインク、および画像形成装置
JP7255256B2 (ja) 画像記録装置及び画像記録方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190708

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20191016