JP2024007212A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

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Giichi Saito
司 佐野
Tsukasa Sano
みどり 櫛田
Midori Kushida
顕 後藤
Akira Goto
由香里 住岡
Yukari Sumioka
勇一郎 金杉
Yuichiro Kanasugi
光敏 野口
Mitsutoshi Noguchi
哲弥 小菅
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Abstract

Figure 2024007212000001
【課題】中間転写体の画像形成面の清掃効果が高く、かつ、清掃を繰り返し実施しても、画像形成面が損傷しにくいため、画像の画質が良好な状態を保持する。
【解決手段】中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と、該中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃工程と、を有する画像形成方法において、該中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10~100MPa、該画像形成面と該清掃部材との動摩擦係数が0.1~2.0であることを特徴とする画像形成方法。
【選択図】図1

Description

本発明は画像形成方法及び画像形成装置に関する。
中間転写体の画像形成面に、インクを用いて中間画像を形成し、中間転写体の画像形成面上の中間画像を記録媒体へ転写する転写型の画像形成方法が知られている。ランニングコストの観点から中間転写体は繰り返し使用されることが望ましい。しかし、転写後の中間転写体の画像形成面に残留物(インクなど)が付着する場合がある。そこで、中間転写体の画像形成面を常に良好な状態に保持するため、清掃部材の速度と中間転写体の画像形成面の速度に速度差が生じるように該清掃部材を該中間転写体の画像形成面に当接させて清掃する方法が、特許文献1に開示されている。
特開2009-000916号公報
しかし、特許文献1に記載の清掃方法では、清掃部材と中間転写体の間でスティックスリップ現象が発生して十分な清掃ができない場合や、中間転写体の画像形成面や清掃部材に損傷が発生するなどの耐久性が劣る場合があった。その結果、記録媒体上に形成される画像の画質が低下する場合があるという課題があった。
本発明の目的は、中間転写体の画像形成面の清掃効果が高く、かつ、清掃を繰り返し実施しても、画像形成面が損傷しにくいため、画像の画質が良好な状態を保持できる画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
本発明の画像形成方法は、
中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と、
該中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、
該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃工程と、
を有する画像形成方法において、
該中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~100MPaの範囲内であって、該画像形成面と該清掃部材との動摩擦係数が0.1~2.0の範囲内であることを特徴とする画像形成方法、が提供される。
本発明の画像形成装置は、
中間転写体と、
該中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成するインク付与装置と、
該中間画像を記録媒体に転写する転写装置と、
該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃装置と、
を有する画像形成装置において、
該中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~100MPaの範囲内であって、該画像形成面と該清掃部材との動摩擦係数が0.1~2.0の範囲内であることを特徴とする画像形成装置、が提供される。
本発明によれば、中間転写体の画像形成面の清掃効果が高く、かつ、清掃を繰り返し実施しても、画像形成面が損傷しにくいため、画像の画質が良好な状態を保持できる画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。
一実施形態の画像形成方法に用いる画像形成装置を表す模式図である。
以下、好適な実施形態を挙げて、本発明の一実施形態に係る画像形成方法と画像形成置について説明する。
(画像形成方法)
画像形成方法は、中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と該中間画像を記録媒体に転写する転写工程と該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃工程とを有する。中間画像形成工程の前にはインクの流動性を低下させるための処理液を付与する処理液付与工程を設けることができる。また、転写工程の前に、転写性の向上を目的として中間転写体上の中間画像を加熱する加熱工程を設けてもよい。本明細書では、中間転写体上に形成された画像を「中間画像」という。
(画像形成装置)
本発明を適用できる画像形成装置の概略構成を図1に示す。本発明の画像形成装置100は、インクジェット記録装置102と転写装置104と清掃装置106とを有する。インクジェット記録装置102の前にはインクの流動性を低下させるための処理液101aを付与する処理液付与装置101を設けることができる。また、転写工程の前に、転写性の向上を目的として中間転写体107上の中間画像を加熱する加熱装置103を設けてもよい。図1の画像形成装置100において、中間転写体107が回転可能なドラム状の支持部材の外周面上に配置されている。中間転写体107は矢印方向に回転駆動し、その回転と同期して、周辺に配置された各機構が作動するようになっている。中間転写体107の形態は、その画像形成面が記録媒体105と接触可能なものであればよく、適用する画像形成装置の形態ないしは記録媒体105への転写条件に合わせて、例えばローラ状、無端ベルト状の物を好適に使用することができる。
画像の形成は、まず、画像供給装置(不図示)から画像データが送信され、画像形成装置100に画像記録を行うように指示する。そして、その画像データについてインクジェット記録装置(インクジェット記録ヘッド)102により画像形成を行うための所要の画像処理が行われる。
<処理液付与工程>
本実施形態の画像形成方法では画像形成を行う前に、中間転写体107の表面上にインクの流動性を低下させるための処理液101aを付与してもよい。中間転写体107が回転すると共に、処理液付与装置101の処理液付与手段(ロールコーター)101bと101cによって中間転写体107の表面上に処理液101aが付与される。
インクの流動性を低下させるための処理液とは、インクの一部である色材や樹脂等と化学的に反応、あるいは物理的に吸着することでインク全体の粘度を上昇させたり、色材などインクの一部を凝集させたりする機能を有している液体である。
処理液は、インク高粘度化成分として、多価の金属イオン、有機酸、カチオンポリマー、多孔質性微粒子など、旧来から公知の物を特に制限無く含有することができる。これらの中でも特に多価の金属イオンおよび有機酸が好適である。また、複数の種類のインク高粘度化成分を含有させることも好適である。なお、処理液中のインク高粘度化成分の含有量は、処理液全質量に対して5質量%以上であることが好ましい。
具体的にインク高粘度化成分として使用できる金属イオンとしては、例えば二価や三価の金属イオンを挙げることができる。二価の金属イオンとしてはCa2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+およびZn2+等、三価の金属イオンとしてはFe3+、Cr3+、Y3+およびAl3+等が挙げられる。
また、具体的にインク高粘度化成分として使用できる有機酸としては、例えばシュウ酸、ポリアクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、レブリン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタミン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸等が挙げられる。
処理液は、適量の水及び/又は有機溶剤を含有していてもよい。この場合に用いる水は、イオン交換等により脱イオン化した水であることが好ましい。処理液に用いることのできる有機溶剤としては特に限定されず、公知の有機溶剤をいずれも用いることができる。また、処理液中には、各種樹脂を添加することもできる。適当な樹脂を添加しておくことで転写時の記録媒体への接着性を良好なものとしたり、最終画像の機械強度や光沢度を高めたりすることが可能であり、好適である。用いる材料としては、インク高粘度化成分と共存できるものであれば特に制限は無い。また、処理液には界面活性剤や粘度調整剤を加えて、その表面張力や粘度を適宜調整して用いることができる。例えば、陽イオン系界面活性剤、陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤等の中から選択することができる。また、これらの材料を2種類以上、混合して用いることも可能である。
処理液付与手段としては、ロールコーターだけでなく、スプレーコーター、バーコーター等、従来から用いられている技術をいずれも好適に使用可能である。また、インクジェット記録ヘッドを用いて付与する方法も好適である。
<中間画像形成工程>
次に、画像形成用のインクをインクジェット記録装置102により選択的に中間転写体107の表面に付与して、中間画像を形成する。先に処理液を付与している場合、付与されたインクは中間転写体107の表面で処理液と接触することで化学的及び/又は物理的反応を起こし、中間画像の流動性が低下する。
本実施形態に用いられるインクは、色材として顔料及び染料の少なくとも一方を含有することができる。染料及び顔料としては、特に限定されず、インクの色材として利用し得るものから選択し、その必要量を用いることができる。例えば、インクジェット用のインクとして公知の染料やカーボンブラック、有機顔料等を用いることができる。染料及び/または顔料を液媒体に溶解および/または分散させたものを用いることができる。この中でも、各種顔料は印刷物の耐久性や品位に特徴があり、好適である。インク中に用いることのできる顔料としては特に限定されず、公知の無機顔料・有機顔料を用いることができる。具体的には、C.I.(カラーインデックス)ナンバーで表わされる顔料を用いることができる。また、黒色顔料としては、カーボンブラックを用いることも好ましい。インク中の顔料の含有量は、インク全質量に対し0.5質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。
また、顔料を分散させる分散剤としては、従来から公知のインクジェット記録に用いられるものであれば、いずれも使用することができる。これらの中でも分子構造中に親水性部と疎水性部とを併せ持つ水溶性の分散剤を用いることが好ましい。特に、少なくとも親水性のモノマーと疎水性のモノマーとを含んで共重合させた樹脂からなる顔料分散剤を好ましく用いることができる。ここで用いる各モノマーについては特に制限はなく、旧来から公知の物を好適に用いることができる。具体的には、疎水性モノマーとしてはスチレン、スチレン誘導体、アルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、親水性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等を挙げることができる。分散剤の酸価は、50mgKOH/g以上550mgKOH/g以下であることが好ましい。また、分散剤の重量平均分子量は1000以上50000以下であることが好ましい。なお、顔料と分散剤の質量比としては1:0.1以上1:3以下の範囲であることが好ましい。また、分散剤を用いず、顔料自体を表面改質して分散可能とした、いわゆる自己分散性顔料を用いることも本実施形態においては好適である。
本実施形態におけるインクは、色材を有しない各種粒子を含有したものを用いることができる。中でも樹脂粒子は画像品位や定着性の向上に効果がある場合があり、この樹脂粒子を添加したインクが好適である。樹脂粒子の材料としては、特に限定されず公知の樹脂を適宜、用いることができる。具体的には、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリ尿素、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸及びその塩、ポリ(メタ)アクリル酸アルキル、ポリジエン等の単独重合物もしくはこれらを複数組み合わせた共重合物が挙げられる。樹脂の質量平均分子量は、1,000以上2,000,000以下の範囲が好適である。また、インク中における樹脂粒子の量は、インク全質量に対して1質量%以上50質量%以下が好ましく、より好ましくは2質量%以上40質量%以下である。
本実施形態では、インクの調製には、樹脂粒子が液中に分散した樹脂粒子分散体を用いることが好ましい。樹脂粒子の分散の手法については特に限定はないが、解離性基を有するモノマーを単独重合もしくは複数種、共重合させた樹脂を用いて分散させた、いわゆる自己分散型樹脂粒子分散体が好適である。ここで、解離性基としてはカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられ、この解離性基を有するモノマーとしてはアクリル酸やメタクリル酸等が挙げられる。また、乳化剤により樹脂粒子を分散させた、いわゆる乳化分散型樹脂粒子分散体も、同様に本実施形態では好適に用いることができる。ここでいう乳化剤としては、低分子量、高分子量に関わらず公知の界面活性剤が好適に用いられる。界面活性剤は、ノニオン性、もしくは、樹脂微粒子と同じ電荷を持つ物が好適である。インクである樹脂粒子分散体において、樹脂粒子は10nm以上1000nm以下の分散粒径であることが好ましく、また、100nm以上500nm以下の分散粒径であることがより好ましい。
また、インクである樹脂粒子分散体を作製する際には、その安定化のために各種添加剤を加えることも好ましい。添加剤としては例えば、n-ヘキサデカン、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、クロロベンゼン、ドデシルメルカプタン、オリーブ油、青色染料(Blue70)、ポリメチルメタクリレート等が好適である。
インクは、更に、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、具体的には、アセチレノ-ル(登録商標)EH(商品名、川研ファインケミカル社製)等が挙げられる。インク中の界面活性剤の量は、インク全質量に対して0.01質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。
インクは、溶剤として水および/または水溶性有機溶剤を含むことができる。水は、イオン交換等により脱イオン化した水であることが好ましい。また、インク中の水の含有量は、インク全質量に対して30質量%以上97質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤の種類は特に限定されず、公知の水溶性有機溶剤をいずれも用いることができる。具体的には、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、2-ピロリドン等が挙げられる。また、インク中の水溶性有機溶剤の含有量は、インク全質量に対して3質量%以上70質量%以下であることが好ましい。
上記成分以外にも、本実施形態のインクは必要に応じて、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、水溶性樹脂およびその中和剤、粘度調整剤など種々の添加剤を含有してもよい。
<転写工程>
次に、中間転写体107の表面に記録媒体105を圧着させて、中間画像を記録媒体105に転写させる。図1に例示した装置では転写装置(加圧ローラ104)を用いて中間転写体107と記録媒体105を加圧することで中間画像を転写させている。
転写工程の前に、転写性の向上を目的として中間転写体107上の中間画像を加熱してもよい。加熱手段は温風ヒーターや赤外線ヒーター等、特に限定されないが、波長約900~2500nmの近赤外線を含む電磁波を利用した加熱手段は、エネルギー効率や応答性等の観点から好ましい。図1に例示した画像形成装置100では近赤外線ヒーターである加熱装置103が中間転写体107の画像形成面側を加熱するように配置されている。
さらに、転写工程の前に形成した中間画像から液体成分を除去する工程を行ってもよい。液体成分の除去を行うことにより、転写工程において余剰液体がはみ出したりあふれ出したりし、画像乱れや転写不良の原因となることを防止することができる。液体成分の除去方法としては旧来から用いられている各種手法をいずれも好適に適用できる。具体的には、加熱による方法、低湿空気を送風する方法、減圧する方法、吸収体を接触させる方法、あるいは、これらを組み合わせる手法をいずれも好適に用いることができる。また、自然乾燥により液体成分の除去を行うことも可能である。さらに、このような液体成分を除去する工程が、中間画像を加熱する工程を兼ねていてもよい。
<清掃工程>
次に、転写後に中間転写体107の画像形成面に残留している場合があるインク成分や紙粉等を取り除くために、画像形成面に清掃部材(清掃ローラ106c)を当接させる。図1の清掃装置106の清掃部材としてはローラ形状を例示しているが、中間転写体の画像形成面に当接できれば特に形状は限定されず、ウェブ、ブラシ、ブレード、ベルト等の形状であってもよい。清掃部材の材料としてはゴム、樹脂、金属、繊維等が用いられる。中でも画像形成面の耐久性への影響と清掃効率の観点から、清掃部材は、ポリエステル及びナイロンの少なくとも一方の繊維を含んで構成される織物やシートを用いて拭き取りを行うことが好適である。図1に例示した画像形成装置100においては、清掃ローラ106cは中間転写体107と従動方向(回転方向は逆)に回転する構成となっているが、中間転写体の画像形成面へ影響しない範囲で反従動方向(回転方向は同じ)に回転させてもよい。清掃効率の観点から、従動方向では清掃ローラ106cの周速度を中間転写体107よりも速くして摺擦させることが好ましく、中間転写体107の周速度と清掃ローラ106cの周速度との間に10%以上の速度差があることがより好ましい。速度差の上限は中間転写体の画像形成面への影響を考慮して適宜設定すればよいが、200%以下が好ましく、150%以下がより好ましい。
なお、速度差とは、中間転写体の周速度をV1、清掃ローラの周速度(従動方向を+、反従動方向を-とする)をV2としたとき、|{(V2-V1)/V1}×100|[%]で表される。
また、中間転写体に対する清掃部材の当接圧は、98.1N/cm(10kgf/cm)以上であることが好ましい。
また、清掃工程において、中間転写体107の画像形成面に清掃効率をより向上させるための液体(清掃液)を付与してもよい。清掃液の付与方法としては、ローラやスプレー等、従来から用いられている技術をいずれも好適に使用可能である。特に、繊維状もしくはスポンジ状の清掃部材に清掃液を含浸させておくと、清掃部材と中間転写体の画像形成面が当接する際に清掃液が画像形成面に保持されやすく、好適である。清掃液の成分としては特に限定されるものではないが、例えば界面活性剤、水溶性有機溶剤等を含む水溶液を用いることが望ましい。図1に例示した画像形成装置100においては、清掃液106aを、ローラ106bを介して清掃ローラ106cに供給している。
以上のようにして画像供給装置100から送信された画像データについての処理が終われば、本画像形成手順は終了する。なお、追加工程として、転写後に画像記録が行われた記録媒体を定着ローラで加圧し、表面平滑性を高めるようにしてもよい。またこの際、定着ローラを加熱して画像に堅牢性を持たせるようにしてもよい。
<中間転写体>
次に、本実施形態に用いられる中間転写体について、より詳細に説明する。
本実施形態における中間転写体は、紙等の記録媒体に中間画像を圧着させて転写するため、適度の弾性を有していることが好ましい。このため、例えば記録媒体として普通紙を用いる場合、中間転写体は、その少なくとも一部が弾性材料から形成されていることが好ましい。この弾性材料からなる部分は、デュロメータ・タイプA硬度(JIS K6253準拠)で10度以上100度以下の硬度を有することが好ましく、20度以上80度以下であることが更に好ましい。
中間転写体は、単層であっても、複数の層からなる複数層構成であってもよい。例えば、記録媒体へ圧着して転写する際の圧力を均一化させるために、加圧によって圧縮可能であり、かつ、圧力が解放された際に元の形状に復帰し得る弾性を有する圧縮可能な層を有していてもよい。
圧縮可能な層を形成するための材料としては、加工特性の点等から、各種ゴム材料または各種エラストマー材料を用いることができ、連続層や多孔質層の形態として弾性層を設けることができる。エラストマー材料及びゴム材料としては、例えばシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、スチレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン/プロピレン/ブタジエンのコポリマー、ニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。特に、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴムは、寸法安定性、耐久性、耐熱性等の点で好ましく用いられる。
また、中間転写体の画像形成面はインク画像形成性と転写性が両立する適切な表面自由エネルギーを有している必要がある。そのため、中間転写体はそのような特性を有した材料で形成された表面層を有していてもよい。いずれにしても、中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eは、10MPa~100MPaの範囲内である。画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eは、好ましくは10MPa~50MPaの範囲内である。さらに、貯蔵弾性率Eは20MPa以上であることがより好ましい。高画質な画像を得るために表面層は転写時に記録媒体の表面形状に追従して変形することが求められるが、表面層を形成する材質の貯蔵弾性率が100MPaを越えると追従することが困難となり、転写性が劣化する。一方、貯蔵弾性率が10MPa未満は、柔らかくなりすぎ、十分な耐久性が得られなくなる。貯蔵弾性率Eは、シリコンウェハ上に測定用のテストピースを作製し、ナノインデンターにて測定する。また、バーコビッチ型ダイヤモンド圧子を用い、測定条件は、荷重40μN、周波数150Hz、室温である。
中間転写体の画像形成面と清掃部材との動摩擦係数は0.1~2.0の範囲内である。さらに、動摩擦係数は1.0以上であることが好ましく、1.2以上がより好ましい。2.0より高いと清掃工程において、清掃部材と中間転写体との間でスティックスリップ現象が発生して十分な清掃ができない場合や、中間転写体の画像形成面や清掃部材に損傷が発生するなどの耐久性が劣る場合がある。特に、中間転写体と清掃部材との間に10%以上の速度差を設けて動作させる場合において顕著である。また、0.1より低いと、画像形成面が十分に清掃されない場合がある。ここで動摩擦係数とは、動摩擦係数測定機を用いてR45摩擦子と平坦なステージに中間転写体と清掃部材を固定し、速度20mm/秒、荷重100gで両者を摺動させて測定した値を指す。
中間転写体の表面層を形成する材料としては、適切な表面自由エネルギーを有する有機ケイ素化合物を縮合して得られる縮合物が好ましい。更に、カチオン重合やラジカル重合等による重合反応物であることが耐久性の面から好ましい。また、清掃部材との動摩擦係数を低減するために、ポリエーテル変性ポリシロキサンもしくはポリエステル変性ポリシロキサンを含有していることが好ましい。
ポリエーテル変性ポリシロキサンとは、例えば下記の一般式(1)で示される化合物である。
Figure 2024007212000002
式中、a、b、c、dはそれぞれ独立して1~50の整数を、R、R、Rはそれぞれ独立して水素原子もしくは有機残基を表す。中でもRがメチル基であるポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンであることが好ましい。
また、ポリエステル変性ポリシロキサンとは、例えば下記の一般式(2)で示される化合物である。
Figure 2024007212000003
式中、e、f、g、hはそれぞれ独立して1~50の整数を、R、Rはそれぞれ独立して二価の有機基を示し、R、Rはそれぞれ独立して水素原子もしくは有機残基を表す。中でもRがメチル基であるポリエステル変性ポリジメチルシロキサンであることが好ましい。
ポリエーテル変性ポリシロキサンやポリエステル変性ポリシロキサンは単体で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。表面層を形成する材料に対する含有量は、0.01質量%~50質量%であることが好ましい。表面層を形成する材料に対する含有量が0.01質量%以上であれば動摩擦係数を低減する効果があり、50質量%以下であれば表面層の耐久性の劣化を抑制できる。
更に、中間転写体は、弾性特性、強度、熱的特性等を持たせるために、樹脂層、基布層、金属層等を有していてもよい。
以下、実施例及び比較例を用いて本実施形態を更に詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。以下において、量の標記において「部」及び「%」は特に断りのない限り質量基準である。
<中間転写体No.1の作製>
第一の基布層、ゴムスポンジ層、第二の基布層の順番に積層された基材の表面に、公知の中空微粒子を混合した未加硫のシリコーンゴムをナイフコーターを用いて厚さ500μmになるように塗布した後、加熱硬化させた。
次いで、シリコーンゴム用黒色マスターバッチをシリコーンゴムに対して5%添加した公知のシリコーンゴムを、断熱層の表面にナイフコーターを用いて厚さ100μmになるように成膜し、加熱硬化させた。
次に、等モル量のグリシドキシプロピルメチルジエトキシシランとジメチルジエトキシシランを混合し、水溶液中で24時間還流撹拌した。得られたオルガノシランの加水分解性シロキサンの縮合物(以下、シロキサン縮合物1という)に、エポキシ樹脂のデナコールEX-991L(商品名、ナガセケムテックス社製)及びエピクロンEXA-4816(商品名、DIC社製)を添加した。デナコールEX-991L及びエピクロンEXA-4816の添加量は、加水分解性シロキサン縮合物1の100部に対してそれぞれ25部、30部である。更に、光重合開始剤としてアデカアークルズSP-150(商品名、(株)ADEKA製)をシロキサン縮合物1の100部に対して15部添加し、メチルイソブチルケトンを溶媒として適宜希釈して、加水分解縮合物溶液を調製した。
次いで、加熱硬化したシリコーンゴムの表面に対して大気圧プラズマ処理装置を用いて親水化処理を行った。親水化処理済みのシリコーンゴム層表面にスリットコーターを用いて上記加水分解縮合物溶液を塗布し、成膜した。その膜にUVランプにて紫外線を照射した後、オーブンで2時間120℃に加熱して膜を硬化させ、表面層とした。そして、画像記録装置に取り付けるための金具を装着させ、中間転写体No.1とした。
<中間転写体No.2~No.4の作製>
表1に示す組成で加水分解縮合物溶液をそれぞれ調製し、中間転写体No.1と同様に親水化処理済みのシリコーンゴム層表面に塗布し、硬化させて表面層を形成し、中間体転写体No.2~4を作製した。
中間転写体No.2では、シロキサン縮合物1のジメチルジエトキシシランの代わりにフェニルメチルジエトキシシランを用いて調製した、加水分解性のシロキサン縮合物2を使用した。
Figure 2024007212000004
作製した中間転写体No.1~4の表面層の貯蔵弾性率は、シリコンウェハ上に測定用のテストピースを作製し、ナノインデンター(商品名:TI950 Triboindenter、Hysitron社製)にて測定した。バーコビッチ型ダイヤモンド圧子を用いて、荷重40μN、周波数150Hz、室温の条件で測定した。
[実施例1~6]
<転写性の評価>
作製した中間転写体No.1~4を用いて画像の形成を行い、転写性の評価を行った。実施例1~6において用いた中間転写体は表2の通りである。
ローラ式塗布装置により中間転写体の表面にインクの流動性を低下させる処理液を塗布した。処理液の組成は以下の通りである。
・グルタル酸 55部
・8N水酸化カリウム水溶液 20部
・グリセリン 10部
・界面活性剤 1部
(アセチレノールE100(商品名、川研ファインケミカル社製))
・イオン交換水 14部
次いで、中間転写体の表面と対向するように設けられたインクジェット記録ヘッドによって各色のインクを付与した。インクの組成は以下の通りである。
・顔料 3部
(ブラック:カ-ボンブラック(商品名:MCF88、三菱ケミカル社製)、
シアン:ピグメントブルー15、
マゼンタ:ピグメントレッド7、
イエロー:ピグメントイエロー74)
・スチレン―アクリル酸―アクリル酸エチル共重合体 1部
・グリセリン 10部
・エチレングリコール 5部
・界面活性剤(商品名:アセチノールEH、川研ファインケミカル社製) 1部
・イオン交換水 80部
中間転写体上へのインクの付与により、中間転写体の表面層上で処理液とインクが反応し、中間画像が形成された。その後、中間転写体の表面と対向するように設けられた近赤外線ヒーターによって中間転写体及び中間画像を加熱した。このとき、加熱温度は100℃とした。次いで、記録媒体として用いたコート紙(商品名:オーロラコート、日本製紙社製、坪量73.5g/m)を加圧ローラで中間転写体に圧着し、該記録媒体上にインク画像を転写させた。転写したインク画像を光学顕微鏡にて観察し、転写性を評価した。転写性の評価の基準は以下の通りとした。
評価基準
AA:記録媒体への転写率が95%以上である。
A:記録媒体への転写率が90%以上95%未満である。
B:記録媒体への転写率が80%以上90%未満である。
C:記録媒体への転写率が80%未満である。
<画像形成面のクリーニング特性の評価>
あらかじめ、清掃部材としてポリエステル/ナイロン複合繊維であるトレシー(登録商標)PW(商品名、東レ社製)をクリーニングローラ表面に貼りつけ、清掃液を含浸させた。そして、清掃部材を中間転写体の画像形成面に当接させて、画像形成面のクリーニングを行った。その際、実施例1~6において、清掃部材は中間転写体と従動方向に回転するようにし、その速度差(%)は表2の通りである。従動方向では、速度差0%は清掃部材が中間転写体に従動して回転している状態であり、速度差100%は清掃部材の周速度が中間転写体の周速度の2倍であることを意味する。なお、中間転写体の周速度は500mm/秒とした。清掃液は、1,2-ヘキサンジオールとイオン交換水を10:90で混合したものを用いた。
クリーニング工程後の画像形成面を光学顕微鏡にて観察し、クリーニング性を評価した。クリーニング性の評価の基準は以下の通りとした。
評価基準
AA:画像形成面のインク残留物がほぼ除去できている。
A:画像形成面のインク残留物が半分以上除去できている。
B:画像形成面のインク残留物が一部除去できている。
C:画像形成面のインク残留物がほとんど除去できていない。
また、動摩擦係数測定機(商品名:TS-501、協和界面科学社製)を用いて、中間転写体の画像形成面と清掃部材との動摩擦係数を測定した。R45摩擦子に清掃部材を固定し、圧子速度20mm/秒、荷重100gで測定を行った。
<中間転写体の画像形成面の耐久性の評価>
前記のクリーニング工程のみを10000回繰り返して行った。試験後の中間転写体の画像形成面を光学顕微鏡にて観察し、削れや割れ等のダメージの状態を評価した。画像形成面の耐久性の評価基準は以下の通りとした。
評価基準
A:画像形成面の観察範囲においてほとんどダメージを受けていない。
B:画像形成面の観察範囲において若干ダメージを受けている。
C:画像形成面の観察範囲において著しくダメージを受けている。
各評価結果を表2に示した。
Figure 2024007212000005
[比較例1~3]
中間転写体No.5と6を表3に示す組成で中間転写体No.1と同様に作製し、表4に示す条件で実施例1と同様に評価した。
なお、比較例3の動摩擦係数の測定において測定不能としたのは、摩擦が大きすぎて正確な動摩擦係数が測定できなかったためである。
Figure 2024007212000006
Figure 2024007212000007
本発明には、以下の方法が含まれる。
[方法1]
中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と、
該中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、
該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃工程と、
を有する画像形成方法において、
該中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~100MPaの範囲内であって、該画像形成面と該清掃部材との動摩擦係数が0.1~2.0の範囲内であることを特徴とする画像形成方法。
[方法2]
前記中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて前記画像形成面を清掃する工程において、該中間転写体と該清掃部材が共にローラ状であり、該清掃部材が該中間転写体の回転と従動する方向に回転しており、該清掃部材の表面の周速度は、該中間転写体の画像形成面の周速度に対して10%以上の速度差を有する[方法1]に記載の画像形成方法。
[方法3]
前記中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが、10MPa~50MPaの範囲内である[方法1]又は[方法2]に記載の画像形成方法。
[方法4]
前記中間転写体の画像形成面を構成する材料が、ポリエーテル変性ポリシロキサン及びポリエステル変性ポリシロキサンからなる群から選択される少なくとも1つを含有する、[方法1]~[方法3]のいずれか1項に記載の画像形成方法。
[方法5]
前記清掃部材がポリエステル及びナイロンの少なくとも一方の繊維を含む[方法1]~[方法4]のいずれか1項に記載の画像形成方法。
また、本発明には以下の構成が含まれる。
[構成1]
中間転写体と、
該中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成装置と、
該中間画像を記録媒体に転写する転写装置と、
該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃装置と、
を有する画像形成装置において、
該中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~100MPaの範囲内であって、該画像形成面と該清掃部材との動摩擦係数が0.1~2.0の範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
[構成2]
前記中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて前記画像形成面を清掃する清掃装置において、該中間転写体と該清掃部材が共にローラ状であり、該清掃部材が該中間転写体の回転と従動する方向に回転しており、該清掃部材の表面の周速度は、該中間転写体の画像形成面の周速度に対して10%以上の速度差を有する[構成1]に記載の画像形成装置。
[構成3]
前記中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~50MPaの範囲内である[構成1]又は[構成2]に記載の画像形成装置。
[構成4]
前記中間転写体の画像形成面を構成する材料がポリエーテル変性ポリシロキサン及びポリエステル変性ポリシロキサンからなる群から選択される少なくとも1つを含有する[構成1]~[構成3]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
[構成5]
前記清掃部材がポリエステル及びナイロンの少なくとも一方の繊維を含む[構成1]~[構成4]のいずれか1項に記載の画像形成装置。
100 画像形成装置
101 処理液付与装置
102 インクジェット記録装置(インクジェット記録ヘッド)
103 加熱装置
104 加圧ローラ
105 記録媒体
106 清掃装置
106c 清掃部材(清掃ローラ)
107 中間転写体

Claims (10)

  1. 中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と、
    該中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、
    該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃工程と、
    を有する画像形成方法において、
    該中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~100MPaの範囲内であって、該画像形成面と該清掃部材との動摩擦係数が0.1~2.0の範囲内であることを特徴とする画像形成方法。
  2. 前記中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて前記画像形成面を清掃する工程において、該中間転写体と該清掃部材が共にローラ状であり、該清掃部材が該中間転写体の回転と従動する方向に回転しており、該清掃部材の表面の周速度は、該中間転写体の画像形成面の周速度に対して10%以上の速度差を有する請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~50MPaの範囲内である請求項1に記載の画像形成方法。
  4. 前記中間転写体の画像形成面を構成する材料がポリエーテル変性ポリシロキサン及びポリエステル変性ポリシロキサンからなる群から選択される少なくとも1つを含有する請求項1に記載の画像形成方法。
  5. 前記清掃部材がポリエステル及びナイロンの少なくとも一方の繊維を含む請求項1に記載の画像形成方法。
  6. 中間転写体と、
    該中間転写体の画像形成面にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成装置と、
    該中間画像を記録媒体に転写する転写装置と、
    該中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて該画像形成面を清掃する清掃装置と、
    を有する画像形成装置において、
    該中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~100MPaの範囲内であって、該画像形成面と該清掃部材との動摩擦係数が0.1~2.0の範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
  7. 前記中間転写体の画像形成面に清掃部材を当接させて前記画像形成面を清掃する清掃装置において、該中間転写体と該清掃部材が共にローラ状であり、該清掃部材が該中間転写体の回転と従動する方向に回転しており、該清掃部材の表面の周速度は、該中間転写体の画像形成面の周速度に対して10%以上の速度差を有する請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記中間転写体の画像形成面を構成する材料の貯蔵弾性率Eが10MPa~50MPaの範囲内である請求項6に記載の画像形成装置。
  9. 前記中間転写体の画像形成面を構成する材料がポリエーテル変性ポリシロキサン及びポリエステル変性ポリシロキサンからなる群から選択される少なくとも1つを含有する請求項6に記載の画像形成装置。
  10. 前記清掃部材がポリエステル及びナイロンの少なくとも一方の繊維を含む請求項6に記載の画像形成装置。
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