JP4072678B2

JP4072678B2 - 画像支持材及びその使用方法並びにこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP4072678B2
Application number: JP2003031795A
Authority: JP
Inventors: 収井出
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: US20040157736A1; JP2004240343A; US7063888B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる画像支持材に係り、特に、電子写真方式などでカラー画像を形成する際に有効な画像支持材及びその使用方法並びにこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のカラー画像形成装置として、例えば電子写真方式を採用した態様を例に挙げると、カラー画像を形成する場合には、以下のような作像工程が採られていた。
すなわち、原稿に照明を当て、その反射光をカラースキャナにより色分解し、画像処理装置で画像処理、色補正を施して得られる複数色の画像信号を、色別に、例えば半導体レーザなどを用いて変調されたレーザ光線とする。このレーザ光線を、Ｓｅ、アモルファスシリコンなどの無機感光体又はフタロシアニン顔料、ビスアゾ顔料などを電荷発生層として用いた有機感光体等からなる像担持体に一色ずつ複数回照射することで、複数個の静電潜像を形成する。これら複数個の静電潜像を例えば、帯電されたＹ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のカラートナーで順番に現像する。そして、現像されたトナー像を無機または有機感光体からなる像担持体から用紙等の画像支持材に転写し、例えば加熱加圧定着方式の定着装置にて定着する。こうして、画像支持材上にカラー画像を形成するようにしていた。
【０００３】
なお、上記場合において、前記カラートナーは、例えばポリエステル樹脂、スチレン／アクリル共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体等などの結着樹脂中に、着色剤を分散させてなる平均粒径１〜１５μｍの粒子に、平均粒径が５〜１００ｎｍ程度の微粒子、例えば酸化けい素、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子、または、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ等の樹脂微粒子を付着させたものである。
また、前記着色剤は、例えば、Ｙ（イエロ）としてベンジジンイエロ、キノリンイエロ、ハンザイエロ等、Ｍ（マゼンタ）としてローダミンＢ、ローズベンガル、ピグメントレッド等、Ｃ（シアン）としてフタロシアニンブルー、アニリンブルー、ピグメントブルー等、Ｋ（ブラック）としてカーボンブラック、アニリンブラック、カラー顔料のブレンド等である。
【０００４】
前記画像支持材としては、パルプ原料を主成分とする普通紙、普通紙の上に樹脂に白色顔料等を混ぜ合わせたコート紙、ポリエステルなどの樹脂に白色顔料を混ぜ合わせた白色フィルムなどが使われていた。
例えば特許文献１〜３などに記載されているように、特に銀塩写真プリント同等の高光沢の画像を形成する場合には、普通紙、コート紙又は白色フィルムをベースとして、その上に所定厚の熱可塑性樹脂からなる層を設けた画像支持材が好ましいことが知られている。
また、写真プリント画像の場合には、一般に、画像支持材の厚みが厚いことが好まれている。
【０００５】
前記転写工程では、例えば感光体等からなる像担持体に対向して予め誘電体などで形成される転写ロール又は転写ベルトを配設し、転写ロール又は転写ベルト上に予め画像支持材を吸着させて、この転写ロールにバイアスを印加し、あるいは、転写ベルトの背面に所定の転写部材（転写コロトロン、バイアスを印加した転写ロール、バイアスを印加した転写ブラシ等）を配設することで、転写ロール又は転写ベルトの背面からトナーの帯電と逆極性の電界を付与し、画像支持材に対しトナー像を一色ずつ静電気的に転写する方法が知られている。
また、前記転写工程では、例えば感光体等からなる像担持体に対向して誘電体などで形成される例えばベルト状の中間転写体を配設し、所定の一次転写部材（転写コロトロン、バイアスを印加した転写ロール又はバイアスを印加した転写ブラシ等）を使って、中間転写体背面からトナーの帯電と逆極性の電界を付与することで、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一色ずつ転写し、中間転写体上にいったんカラートナー像を形成した後で、所定の二次転写部材（例えば転写コロトロン、バイアスを印加した転写ロール又はバイアスを印加した転写ブラシ等）を使って、基材背面からトナーの帯電と逆極性の電界を付与することで、カラートナー像を基材に静電気的に転写する方法も知られている。
【０００６】
更に、前記定着工程では、例えば互いに圧接する一対の定着ロールに白熱ランプなどの加熱源を内蔵させ、この一対の定着ロール間にカラートナー像が転写された画像支持材を通過させることで、前記カラートナーを熱溶融して画像支持材に定着する加熱加圧定着方式、あるいは、シリコンゴムなどの離型層が表面に形成された定着ベルトを複数の張架ロールに掛け渡し、この定着ベルトを挟んで一対の定着ロールを対向配置すると共に、前記定着ロールに白熱ランプなどの加熱源を内蔵させ、カラートナー像が転写された画像支持材に前記定着ベルトを重ね合わせた状態で、一対の定着ロール間に前記画像支持材を通過させてトナー像を加熱加圧定着し、トナー像が冷却された後に定着ベルトとカラートナー像とを分離することで、前記カラートナー像を基材に定着する冷却剥離定着方式などが知られている。
特に、銀塩写真プリント同等の高光沢の画像を作成する場合には、後者の定着方式が好ましいことが知られている。更に、後者の定着方式と前記の熱可塑性樹脂層を設けた基材とを組み合わせることで、画像濃度によらず一様な高光沢が得られる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−０１０３２９号公報（発明の実施の形態，図１）
【特許文献２】
特開２０００−００３０６０号公報（発明の実施の形態）
【特許文献３】
特開２００２−０９１２１２号公報（発明の実施の形態，図３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の画像形成装置にあっては、前記の熱可塑性樹脂層を設けた画像支持材をベースと考えた場合、白色のＰＥＴフィルム又はコート紙を用いると画質は良好になるものの、画像支持材が極めて高価になってしまうこと、一方、価格は安価な普通紙を用いると良好な画質が得られないという技術的課題が生じてしまう。
また、前記の熱可塑性樹脂層の主成分をポリエステル系、ポリスチレン系、ポリアクリル系などの非晶質樹脂とした場合には、低温定着性、耐熱性、機械強度のすべてを満足することはできないという技術的課題が生ずる。
【０００９】
すなわち、画像作製におけるエネルギ消費量の低減を考えると、低温定着性は必須課題となるが、この低温定着性を満たすためには樹脂の分子量を小さくすること、ガラス転移点を下げることが有効な解決策となる。
一方、写真のような平滑な表面を持つ画像は、画像表面と裏面、画像表面同士、画像表面とアルバム材料等が重なった状態で、夏の自動車内や倉庫内において保管されたり、船底での輸送などの高温環境下において放置されると、ブロッキング（接着してはがれなくなる、または、はがれても表面傷付く）という問題が生ずる懸念がある。
この場合、高温化での耐久性、すなわち耐熱性を改善するには、ガラス転移点を上げること、分子量を高めることが有効となる。
さらに、画像を折り曲げたりしたときの丈夫さ、すなわち、機械強度の向上も重要な課題である。機械強度を上げるには、分子量を高めることが有効な解決策となる。
このように、機械強度と耐熱性の改善方向は、低温定着性の改善方向と相反することになる。特に、銀塩写真のような高い光沢の画像を作る場合、定着温度をより高くする必要があるため、３つの要求をすべて満たすことはさらに困難になる。
【００１０】
そこで、本発明者らは、少なくともパルプ原料からなる坪量１５０〜２００ｇ／ｍ²程度の原紙に、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂に酸化チタンなどの白色顔料が３０ｗｔ％程度分散された光拡散層（光散乱層に相当）をもつ画像支持材を用いることを試みた。
この画像支持材は、比較的に安価に製造でき、かつ、白色度の高い画像を得ることが可能である。
しかし、この場合には、定着過程において、画像支持材表面の光拡散層の溶融粘度が高いため、画像全面に渡って一様で高光沢な好ましい表面構造が得られないという技術的課題が見られる。
【００１１】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、銀塩写真のように画像全面に一様な高光沢をもち、耐熱性、機械強度、及び、エネルギ消費量の小さい定着装置による低温定着性を容易に満たすことが可能な画像支持材及びその使用方法並びにこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、熱可塑性樹脂と着色剤とが少なくとも含まれるカラートナー像４を定着可能に支持する画像支持材１において、ベース材１ａと、このベース材１ａ上に設けられ且つ白色顔料と熱可塑性樹脂とが含まれる光散乱層１ｂと、この光散乱層１ｂ上に設けられ且つ熱可塑性樹脂が少なくとも含まれるカラートナー受容層１ｃとを備え、前記光散乱層１ｂの熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなり、その粘度が５×１０^３Ｐａ・ｓとなる温度Ｔが１２０度以上であるものを用い、一方、前記カラートナー受容層１ｃの熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系共重合体であり、その粘度が１０^３Ｐａ・ｓとなる温度ｔが９０〜１２０度であるものを用いるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
このような技術的手段において、画像支持材１は、ベース材１ａ上に光散乱層１ｂ及びカラートナー受容層１ｃを少なくとも備えていればよく、必要に応じて他の層（例えばゼラチン層、帯電防止層など）を備えていてもよいことは勿論である。
ここで、ベース材１ａとしては、写真印画紙に一般的に用いられる原紙でよく、この原紙としては、手に持った感触を良好に保つという観点からすれば、坪量が１００〜２５０ｇｓｍのものであることが好ましい。
【００１４】
また、光散乱層１ｂとしては、その熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなり、その粘度条件が「５×１０^３Ｐａ・ｓとなる温度Ｔが１２０度以上」であることが必要である。
この粘度条件を満たすと、定着時にベース材１ａから発生する水蒸気による気泡が光散乱層１ｂ表面の平滑性を損なうという問題点を回避することができる。
そして、光散乱層１ｂの好ましい態様としては、裏写り防止及び機械強度、平面性を確保するという観点からすれば、２０ｗｔ％〜４０ｗｔ％の白色顔料を含む態様が好ましく、更に、裏移り及びひび割れを有効に防止するという観点からすれば、その厚さが２０〜５０μｍであることが好ましい。
【００１５】
更に、カラートナー受容層１ｃとしては、その熱可塑性樹脂がポリオレフィン系共重合体であり、その粘度条件が「１０³Ｐａ・ｓとなる温度ｔが９０〜１２０度」であることが必要である。
この粘度条件を満たせば、図１に示すように、定着により、カラートナー受容層１ｃ中にカラートナー像４を完全に埋没させ、平滑で光沢の高い画像表面を得ることができる。
このとき、前記１０³Ｐａ・ｓとなる温度ｔが９０度未満の場合、耐熱性が悪く、高温で放置するとブロッキング等の問題が生ずる。一方、１２０度を超えると、定着により、平滑で光沢の高い画像表面を得ることができない。特に、定着された画像表面においても、高濃度部と低濃度部との境界に段差が残るという問題がある。
【００１６】
そして、カラートナー受容層１ｃの好ましい態様としては、粘度性、耐熱性を考慮すれば、配合比率が８０ｗｔ％以上の熱可塑性樹脂を含むものがよい。
また、カラートナー受容層１ｃの厚みについては、光沢性やひび割れを防止するという観点からすれば、５〜２０μｍが好ましい。
更に、カラートナー受容層１ｃとしては、定着後の樹脂の固化を早めることができるという点で無機微粒子を３〜１５ｗｔ％含む態様が好ましい。
ここで、無機微粒子の好ましい態様としては、粒子径８〜２００ｎｍの二酸化チタン又はシリカを挙げることができる。
【００１７】
また、ポリオレフィン系共重合体としては、接着性、カラートナー像４の転写性の観点からすれば、ポリオレフィン系共重合体がエチレン−アクリル酸又はエチレン−アクリル酸エステルであり、アクリル酸又はアクリル酸エステルの共重合比が４〜１０モル％であることが好ましい。
【００１８】
更に、画像支持材１としては、カール等の変形防止及び裏写り防止という観点からすれば、ベース材１ａの裏面にポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなる補強層を備えている態様が好ましい。
更にまた、画像支持材１としては、搬送不良や埃の付着を有効に防止するという観点からすれば、画像支持材１の表面及び裏面の少なくともいずれか一方に帯電防止層を備えている態様が好ましい。
また、画像支持材１として、画像の光沢度を高めるという観点からすれば、光散乱層１ｂとカラートナー受容層１ｃとの間にゼラチン層を備えた態様が好ましい。
【００１９】
また、この画像支持材１の好ましい使用方法としては、気泡の発生や画像乱れ（粒状性欠損、像つぶれなど）を有効に防止するという観点からすれば、例えばカラートナー像４の熱可塑性樹脂はその粘度が１０⁴Ｐａ・ｓとなる温度ｔ’がｔ±１０度のポリエステル系又はスチレンアクリル系の樹脂を主成分とすることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、上述した画像支持材１のみならず、この画像支持材１を使用した画像形成装置をも対象とする。
この場合、本発明としては、図１に示すように、熱可塑性樹脂と着色剤とが少なくとも含まれるカラートナー像４を定着可能に支持する画像支持材１と、この画像支持材１上にカラートナー像４を形成する作像ユニット２と、この作像ユニット２にて形成されたカラートナー像４を画像支持材１上に定着する定着装置３とを備えた画像形成装置であって、前記画像支持材１としては、ベース材１ａと、このベース材１ａ上に設けられ且つ白色顔料と熱可塑性樹脂とが含まれる光散乱層１ｂと、この光散乱層１ｂ上に設けられ且つ熱可塑性樹脂が少なくとも含まれるカラートナー受容層１ｃとを具備させ、前記光散乱層１ｂの熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなり、その粘度が５×１０^３Ｐａ・ｓとなる温度Ｔが１２０度以上であり、前記カラートナー受容層１ｃの熱可塑性樹脂がポリオレフィン系共重合体であり、その粘度が１０^３Ｐａ・ｓとなる温度ｔが９０〜１２０度であることを特徴とするものが挙げられる。
【００２１】
このような画像形成装置において、定着装置３としては、例えば図１に示すように、画像支持材１上の画像Ｇを挟んで密着する定着部材３ａを有し、画像支持材１上のカラートナー像４を加熱加圧する加熱加圧手段３ｂと、加熱加圧されたカラートナー像４を冷却して定着部材３ａから剥離する冷却剥離手段３ｃとを備えたものが挙げられる。
本態様によれば、加熱加圧行程後に冷却剥離すると、画像支持材１上の画像表面部には定着部材３ａの表面性がそのまま転写されるため、定着部材３ａの表面性が良好であれば好ましい画像構造が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用されたカラー画像形成装置の実施の形態１を示す。
同図において、本実施の形態に係るカラー画像形成装置は、画像支持材１１に例えばイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分からなるカラートナー像１２（図４参照）を形成する作像ユニット３０と、この作像ユニット３０にて形成された画像支持材１１上のカラートナー像１２を定着させる定着装置４０と、この定着装置４０に画像支持材１１を搬送する搬送装置５０とを備えている。
【００２３】
本実施の形態において、画像支持材１１は、例えば図３（ａ）に示すように、坪量１００〜２５０ｇｓｍの原紙１１ａ上に、２０〜４０ｗｔ％の白色顔料を少なくとも含む厚さ２０〜５０μｍの熱可塑性樹脂からなる光散乱層１１ｂ、及び、その上層に少なくとも熱可塑性樹脂を８０ｗｔ％以上含む厚さ５〜２０μｍのカラートナー受容層１１ｃとを少なくとも備えている。
【００２４】
ここで、前記原紙１１ａは、写真印画紙に一般的に用いられる材料から選ばれる。すなわち、針葉樹や広葉樹から選ばれる天然パルプや合成パルプを主原料に、必要に応じ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、尿素樹脂微粒子等の填料、ロジン、アルキルケテンダイマー、高級脂肪酸、エポキシ化脂肪酸アミド、パラフィンワックス、アルケニルコハク酸等のサイズ剤、澱粉、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン、ポリアクリルアミド等の紙力増強剤、硫酸バンド、カチオン性ポリマー等の定着剤等を添加したものが用いられる。
前記原紙１１ａの坪量は１００〜２５０ｇｓｍの範囲とする。坪量がこの範囲外になると、手に持った感触に難が生じる。原紙１１ａは平滑性及び平面性を付与する目的で、マシンカレンダー、スーパーカレンダー等の装置を用いて熱及び圧力を加えて表面処理することが好ましい。
原紙１１ａに光散乱層（光拡散層）１１ｂを形成するに際しては、原紙１１ａ表面に、予めグロー放電処理、コロナ放電処理、火炎処理、アンカーコート等の前処理をすることが光散乱層１１ｂと原紙１１ａとの密着性を向上する観点から好ましい。
【００２５】
また、前記光散乱層１１ｂに含まれる白色顔料には、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの公知の白色顔料の微粒子を使うことができる。白色度を高めるという観点から酸化チタンを主成分とすることが好ましい。
また、光散乱層１１ｂは白色顔料を２０〜４０ｗｔ％少なくとも含む。
白色顔料の量が２０ｗｔ％未満の場合、白色度が低く、また、裏面に文字等を書き込んだり、印刷したりした際に裏写りするという問題点がある。
一方、４０ｗｔ％を超えると、光散乱層１１ｂの機械強度が不足すること、平滑な表面を持つ層を形成しにくくなることなどの問題点を生ずる。
【００２６】
更に、前記光散乱層１１ｂに含まれる熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなる。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。
更にまた、前記光散乱層１１ｂに含まれる熱可塑性樹脂の粘度が５×１０^３Ｐａ・ｓとなる温度Ｔが１２０度以上である必要がある。これを満たすことで、定着時に原紙１１ａから発生する水蒸気による気泡が光散乱層１１ｂ表面の平滑性を損なうという問題点を回避できる。
【００２７】
また、本実施の形態における光散乱層１１ｂの厚さは２０〜５０μｍであることが好ましい。
２０μｍ未満では、白色度が低く、また裏面に文字等を書き込んだり、印刷したりした際に裏写りするという問題点がある。
一方、５０μｍを超えると、折り曲げたときに光散乱層１１ｂがひび割れするという問題がある。
更に、光散乱層１１ｂには紫外線を吸収して蛍光を発する蛍光増白剤を添加することが好ましい。このような画像支持材１１は白色度が高く、色が鮮やかな画像を提供することができる。
【００２８】
また、光散乱層１１ｂを形成する樹脂、白色顔料、その他の添加物を混合する方法は、樹脂中に、白色顔料とその他の添加物を均一に分散するという目的を満たせば、特に限定する必要はない。
例えば、光散乱層１１ｂを溶融押出しで塗膜する際に直接に押出し式混練機に添加する方法、予めマスターペレットを作製して溶融押出し装置に添加する方法等、公知の方法を適用できる。
そして、光散乱層１１ｂの塗膜方法は、均一で平滑な光散乱層１１ｂを形成する目的を満たす限り特に限定する必要はない。
【００２９】
例えば、樹脂中に、白色顔料とその他の添加物を均一に分散することをも兼ね備えた溶融押出し法に基づく装置が挙げられる。溶融押出し法においては、加熱された押出し機から広幅のスリットダイ（いわゆるＴ−ダイ）を経て押し出された溶融樹脂膜を、原紙１１ａに接触させロールで連続的に圧接するラミネート方法や、同じく溶融樹脂を冷却ロール上に押出し、巻き取ってフィルム化する一般的な方法等が挙げられる。
溶融押出し法によれば、原紙１１ａに、前記の樹脂、白色顔料、その他の添加物からなる均一な膜を容易に形成することができる。
尚、溶融押出し法による被転写層の形成に使用する押出し機は、一軸のものでも、二軸のものでもよいが、前記樹脂中に白色顔料とその他の添加物を均一に混合しうる能力を有するものであることが重要である。
また、光散乱層１１ｂの塗膜においては、スリットダイ（いわゆるＴ−ダイ）を経て押し出された溶融樹脂膜の片面または両面を火炎処理、コロナ処理、プラズマ処理などの方法で処理することが好ましい。
これによって、原紙１１ａ及びカラートナー受容層１１ｃとの密着性が改善できる。
【００３０】
また、本実施の形態では、画像支持材１１は、光散乱層１１ｂの上層にカラートナー受容層１１ｃを備えている。
このカラートナー受容層１１ｃの熱可塑性樹脂はポリオレフィン系共重合体からなる。例えばエチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体などが挙げられる。
ここで、接着性、カラートナー像１２（図４参照）の転写性の観点から、エチレン−アクリル酸共重合体、又は、エチレン−アクリル酸エステル共重合体が好ましく、耐熱性の観点からエチレンに対するアクリル酸又はアクリル酸エステルの共重合比は４〜１０モル％が好ましい。
４モル％未満の場合、カラートナーとの接着性が悪いこと、カラートナーの転写性が悪いこと、定着温度が高くなること、定着後に完全に固化するまでの時間がかかって、固化までの間に手で触ったり、他の物体が押し当てられると表面の平滑性が悪くなることなどの問題を生ずる。
一方、１０モル％を超えると、耐熱性が悪化し、高温で保存したときにブロッキングするなどの問題を生ずる。
【００３１】
また、カラートナー受容層１１ｃは熱可塑性樹脂以外に、ＷＡＸ、無機微粒子、有機微粒子などを添加することも好ましい。
但し、熱可塑性樹脂８０ｗｔ％以上の比率で構成されることが好ましい。８０ｗｔ％未満の場合、粘度が高くなる、耐熱性が低下するなどの問題点を生ずる懸念があることによる。
【００３２】
また、無機微粒子を３〜１５ｗｔ％添加することが特に好ましい。
前記無機微粒子としては、白色度を阻害しない限り特に制限はなく、公知の微粒子の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質としては、例えば、シリカ、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどが挙げられる。また、樹脂への分散性を考慮し、これらの無機微粒子に対して、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等を用いて疎水化処理したものも使用できる。無機微粒子の平均粒径は０．００５〜１μｍであるのが特に好ましい。前記平均粒径が０．００５μｍ未満であると、樹脂と混合したときに凝集が起こり、所望の効果が得られないことがある一方、１μｍを越えたときにはより高光沢な画像を得ることが困難になる。
無機微粒子を添加することで、定着後の樹脂の固化が早まる。
添加量が３ｗｔ％を下回ると固化を早める効果がほとんどなく、１５ｗｔ％を超えると定着温度における粘度があがるため、所望の定着温度において高光沢な画像表面を形成できなくなる。
更に、無機微粒子としては、その主成分が粒子径８〜２００ｎｍの二酸化チタン又はシリカであることが好ましい。このような無機微粒子は白色度を損なうことがない上に、添加量が少量であっても固化を早めることができる。
【００３３】
また、有機微粒子を添加しても定着後の樹脂の固化を早めることができる。
前記有機微粒子としては、白色度を阻害しない限り特に制限はなく、公知の微粒子の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、タルク、カオリンクレー、ポリアクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレア系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。
有機微粒子の平均粒径は０．００５〜１μｍであるのが特に好ましい。前記平均粒径が０．００５μｍ未満であると、樹脂と混合したときに凝集が起こり、所望の効果が得られないことがある一方、１μｍを越えたときにはより高光沢な画像を得ることが困難になる。
【００３４】
ＷＡＸの組成としては、本実施の形態の効果を害しない限り特に制限はなく、ＷＡＸとして用いられている公知の材料の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質として例えば、ポリエチレン系樹脂、カルナバ天然ワックスなどが挙げられる。ここで、融点８０度以上１１０度以下のＷＡＸが０．２重量％以上８重量％未満の比率で添加されていることが好ましい。
【００３５】
本実施の形態において、カラートナー受容層１１ｃは、その粘度が１０³Ｐａ・ｓとなる温度ｔが９０〜１２０度となる必要がある。
９０度未満の場合、耐熱性が悪く、高温で放置するとブロッキング等の問題を生ずる。一方、１２０度を超えると、定着により平滑で光沢の高い画像表面を得ることができない。特に、定着された画像表面においても、高濃度部と低濃度部との境界に段差が残るという問題がある。
【００３６】
更に、本実施の形態においてカラートナー受容層１１ｃの厚さは５〜２０μｍの範囲とする。
５μｍ未満の場合、１２０度を超えると、定着により平滑で光沢の高い画像表面を得ることができない。特に、定着された画像表面においても、高濃度部と低濃度部との境界に段差が残るという問題がある。一方、２０μｍを越えると、折り曲げたときにカラートナー受容層１１ｃがひび割れするという問題がある。
【００３７】
また、カラートナー受容層１１ｃを形成する樹脂、無機微粒子、その他の添加物を混合する方法は、樹脂中に、無機微粒子とその他の添加物を均一に分散するという目的を満たせば、特に限定する必要はなく、公知の混合方法を使うことができる。
例えば、押出し式混練機を使って、溶融した樹脂のなかに、白色顔料とその他の添加物を混合していく方法、また、樹脂、無機微粒子、その他の添加物、さらに界面活性剤を水中に入れて、高速攪拌して水分散して混合する方法がある。特に、樹脂中に、無機微粒子とその他の添加物を均一に分散するという観点から、溶融混合することが好ましい。
【００３８】
更に、カラートナー受容層１１ｃの塗膜方法は、均一で平滑なカラートナー受容層１１ｃを形成する目的を満たす限り特に限定する必要はない。
例えば、樹脂中に、無機微粒子とその他の添加物を均一に分散することをも兼ね備えた溶融押出し法に基づく装置が挙げられる。
溶融押出し法においては、加熱された押出し機から広幅のスリットダイ（いわゆるＴ−ダイ）を経て押し出された溶融樹脂膜を、原紙１１ａ上の光散乱層１１ｂに接触させ、ロールで連続的に圧接するラミネート方法や、同じく溶融樹脂を冷却ロール上に押出し、巻き取ってフィルム化し、これをラミネート装置で光散乱層１１ｂ上に被覆するなどの一般的な方法等が挙げられる。
溶融押出し法によれば、原紙１１ａ上の散散乱層１１ｂに、前記の樹脂、無機微粒子、その他の添加物からなる均一な膜を容易に形成することができる。
尚、溶融押出し法による被転写層の形成に使用する押出し機は、一軸のものでも、二軸のものでもよいが、前記樹脂中に白色顔料とその他の添加物を均一に混合しうる能力を有するものであることが重要である。また、樹脂、無機微粒子、その他の添加物を水中に分散した水分散物を、ロールコーター、バーコーター、スピンコーターなどの公知の方法で塗布することもできる。
【００３９】
また、本実施の形態で用いられる画像支持材１１としては、原紙１１ａ、光散乱層１１ｂ及びカラートナー受容層１１ｃを備えていればよいが、これ以外の他の層を備えても差し支えない。
例えば図３（ｂ）に示すように、前記画像支持材１１が、原紙１１ａの裏面にポリエチレン樹脂層からなる補強層１１ｄを形成し、更に、その外側に帯電防止層１１ｅを備えたものが挙げられる。
本態様によれば、このような画像支持材１１は、白色度が高く、表面が平滑で光沢も高く、裏面に画像を作った場合でも裏写りせず、かつ、色が鮮やかで、滑らかな粒状感の良い画像を提供することができる上に、画像支持材１１の搬送性が良く、ほこり汚れが付き難いという利点をもつ。
帯電防止層１１ｅは裏面の表面抵抗値を１０⁶〜１０¹⁰Ω／ｃｍ²程度の範囲に保つことを目的とするものであり、目的を達する限り特に限定する必要はない。
例えば、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナなどの塗布層、またはアルミナ、シリカ等の粒子を少量の結着樹脂に混ぜて塗布した層、イオン性の界面活性剤を分散した樹脂を塗布した層などが挙げられる。
【００４０】
また、画像支持材１１としては、図３（ｃ）に示すように、光散乱層１１ｂとカラートナー受容層１１ｃとの間にゼラチン層１１ｆを設けた態様も好ましい。
本態様は、カラートナー受容層１１ｃと光散乱層１１ｂとの接着性を上げるという効果がある。特に、カラートナー受容層１１ｃを、構成する材料の水分散体として塗布するときには、ゼラチン層１１ｆは均一なカラートナー受容層１１ｃを形成する上で有効に作用する。
【００４１】
更に、本実施の形態において、前記カラートナーは、少なくとも熱可塑性の結着樹脂と着色剤とを含有してなる絶縁性の粒子で、イエロトナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等が挙げられる。
前記結着樹脂としては、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、その他のビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレア系樹脂などの一般トナー用に用いられる公知の樹脂とその共重合体があげられる。これらの中でも、低温定着性、定着強度、保存性などのトナー特性を同時に満足し得る点でポリエステル系またはスチレン−アクリル共重合体からなる樹脂が好ましい。また、結着樹脂は、重量平均分子量が５０００以上４００００以下、かつ、ガラス転移点が５５度以上７５度未満であることが好ましい。
【００４２】
前記着色剤には一般にカラー画像作製用に使われる色材を使える。
染料系、顔料系の何れも使うことが可能であるが、耐光性の観点から顔料系の着色剤が好ましい。例えば、Ｙ（イエロ）用としてベンジジンイエロ、キノリンイエロ、ハンザイエロ等、Ｍ（マゼンタ）用としてローダミンＢ、ローズベンガル、ピグメントレッド等、Ｃ（シアン）用としてフタロシアニンブルー、アニリンブルー、ピグメントブルー等、Ｋ（ブラック）用としてカーボンブラック、アニリンブラック、カラー顔料のブレンド等である。
好ましくは、色再現範囲を広めるためには、着色剤の顔料とバインダーとの界面での乱反射を抑えることが重要であり、例えば特開平４−２４２７５２号公報に示された小粒径の顔料を高分散した着色剤との組合せが有効である。
【００４３】
また、トナー中の色材量については、その種類により分光吸収特性や発色が異なるので最適量も異なる。一般的な範囲である３〜１０ｗｔ％程度の間で、色再現域を考慮して適宜決定することが好ましい。
前記カラートナーにはＷＡＸが添加されていることが好ましい。
ＷＡＸの組成としては実施の形態の効果を害しない限り特に制限はなく、ＷＡＸとして用いられている公知の材料の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質として例えば、ポリエチレン系樹脂、カルナバ天然ワックスなどが挙げられる。ここで、融点８０度以上１１０度以下のＷＡＸが０．２重量％以上８重量％未満の比率で添加されていることが好ましい。
【００４４】
また、前記カラートナーの粒径は、特に限定する必要はないが、粒状性や階調性の良好な画像をえるという観点から、４μｍ以上８μｍ以下が好ましい。
なお、粒状性や調子再現性の良い画像を得るためには、トナーの流動性と帯電性の制御が必要になる。この観点から、前記カラートナーの表面に、無機微粒子及び／又は樹脂微粒子を外添ないし付着させることが好ましい。
前記無機微粒子としては、本発明の効果を害しない限り特に制限はなく、外添剤として用いられている公知の微粒子の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質としては、例えば、シリカ、二酸化チタン、酸化すず、酸化モリブデンなどが上げられる。また、帯電性などの安定性を考慮し、これらの無機微粒子に対して、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等を用いて疎水化処理したものも使用できる。
【００４５】
前記有機微粒子としては、本実施の形態の効果を害しない限り特に制限はなく、外添剤として用いられている公知の微粒子の中から目的に応じて適宜選択することができるが、その材質としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレア系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。
無機微粒子及び有機微粒子の平均粒径は０．００５〜１μｍであるのが特に好ましい。前記平均粒径が０．００５μｍ未満であると、トナーの表面に該無機微粒子及び／又は樹脂微粒子を付着させたときに凝集が起こり、所望の効果が得られないことがある一方、１μｍを越えたときにはより高光沢な画像を得ることが困難になる。
【００４６】
また、カラートナー像の熱可塑性樹脂は、粘度が１０⁴Ｐａ・ｓとなる温度ｔ’がｔ±１０度のポリエステル系又はスチレンアクリル系の樹脂を主成分とすることが好ましい。
ここで、粘度が１０⁴Ｐａ・ｓとなる温度ｔ’が、カラートナー受容層１１ｃの粘度が１０³Ｐａ・ｓとなる温度に対してｔ＋１０度を超えると、カラートナー像の現像量の多い高濃度ソリッド画像部とカラートナー像のない非画像部との境界の画像エッジ近傍部分に気泡を発生するという問題点がある。
一方、ｔ−１０度未満の場合、中濃度部においてカラートナー像が乱れて粒状性を損なうこと、線の太りや文字のつぶれを生じることなどの問題点を起こす懸念がある。
なお、前記カラートナー像は、適宜選択したそれ自体公知のキャリアと組み合わされて現像剤とされた後で使用される。また、一成分系現像剤として、現像スリーブまたは帯電部材と摩擦帯電して、帯電トナーを形成して、静電潜像に応じて現像する手段も適用できる。
【００４７】
また、本実施の形態において、作像ユニット３０としては、公知の電子写真方式のトナー画像形成装置が用いられる。
例えば感光体、感光体に対向する帯電装置、感光体を露光する露光装置、カラー画像を形成するための画像信号を制御するための画像信号形成装置、感光体に対向する現像装置、感光体上のトナー像を画像支持材１１に転写する転写装置からなる態様が挙げられる。
また、中間転写体を備え、感光体のトナー像を一旦中間転写体上に転写した後、中間転写体から画像支持材１１にトナー像を二次転写装置で転写する態様もある。
ここで、感光体としては、特に制限はなく公知のものでよく、単層構造のものであってもよいし、多層構造で機能分離型のものであってもよい。また、材質としては、セレン、アモルファスシリコン等の無機ものであってもよいし、有機のものであってもよい。
また、帯電装置には、例えば、導電性または半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触帯電、コロナ放電を利用したコロトロン帯電やスコロトロン帯電などのそれ自体公知の手段を使うことができる。
更に、露光装置には、半導体レーザ、走査装置及び光学系からなるレーザ走査装置（ＲＯＳ：Raster Output Scanner）、そして、ＬＥＤヘッドなどの公知の露光手段を使うことができる。均一で、解像度の高い露光像を作るという好ましい実施形態を考えると、ＲＯＳ又はＬＥＤヘッドを使うことが好ましい。
更にまた、画像信号形成装置には、画像支持材１１上の所望の位置にトナー像を現像するように、信号を形成するものであれば公知の手段を適宜使うことができる。
また、現像装置は、感光体上に均一で、解像度の高いトナー像を形成できるという目的を果たす限り、一成分、二成分を問わず公知の現像装置を使うことができる。粒状性が良好で、滑らかな調子再現ができるという観点から、二成分現像方式の現像装置が好ましい。
【００４８】
更に、転写装置（中間転写型では一次転写装置）には、例えば、電圧を印加した導電性または半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いて、感光体と画像支持材１１又は中間転写体との間に電界を作り、帯電したトナー粒子からなるトナー像を転写する手段、コロナ放電を利用したコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などで画像支持材１１又は中間転写体の裏面をコロナ帯電して、帯電したトナー粒子からなるトナー像を転写する手段など、公知の手段を使うことができる。
また、中間転写体には、絶縁性または半導電性のベルト材料、絶縁性または半導電性の表面を持つドラム形状のものを使うことができる。連続した画像作製時において安定的に転写性を維持し、装置を小型化できるという観点から、半導電性のベルト材料が好ましい。このようなベルト材料としては、カーボンファイバーなどの導電性のフィラーを分散した樹脂材料からなるベルト材料が知られている。この樹脂としては、例えばポリイミド樹脂が好ましい。
また、二次転写装置には、例えば、電圧を印加した導電性または半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いて、中間転写体と画像支持材１１との間に電界を作り、帯電したトナー粒子からなるトナー像を転写する手段、コロナ放電を利用したコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などで中間転写体の裏面をコロナ帯電して、帯電したトナー粒子からなるトナー像を転写する手段など、公知の手段を使うことができる。
【００４９】
また、定着装置４０としては適宜選定して差し支えないが、ベルト状定着部材（定着ベルト４１）を有し、このベルト状定着部材にて画像支持材１１上の画像を加熱加圧する加熱加圧装置と、加熱加圧された後に基材を冷却剥離する冷却剥離装置とを備えることが好ましい。
ここで、ベルト状定着部材には、ポリイミド等の樹脂フィルム、ステンレスなどの金属フィルムを用いることができる。耐熱温度が高く、離型性が良いことが求められるため、耐熱性のベース基材に離型層を積層したものが好ましい。ベース基材としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの樹脂フィルム、ステンレスベルトなどの金属ベルトを使うことが好ましい。また、離型層にはシリコンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂などを使うことが好ましい。
安定な剥離性を維持したり、ほこりなどによる汚れを軽減するためには、導電性カーボン粒子や導電性ポリマー等の導電性の添加剤を分散する等により抵抗値が調整されていることが好ましい。
また、形状はシート状のものであってもよいが、無端ベルト形状のものを使うことも好ましい。また、平滑性の観点から、７５度光沢度計で測ったときの表面の光沢度が６０以上であることが好ましい。
【００５０】
また、前記加熱加圧装置には、公知のものを使うことができる。
例えば一定速度で駆動された一対のロールの間にベルト状定着部材及び画像が形成された画像支持材１１を挟んで駆動するものが挙げられる。
ここで、このロールの一方または両方ともに、例えば内部に熱源を備える等の装置で、その表面が透明トナーの溶融する温度に加熱されており、かつ、二つのロールは圧接されている。好ましくは、一方または両方のロール表面にはシリコンゴムまたはフッ素ゴム層が設けられていて、加熱加圧される領域の長さが１〜８ｍｍ程度の範囲にあることがよい。
また、定着における加熱ロール、加圧ロールの表面温度は、両ロールが圧接する領域の後端部（定着ニップ域出口側）におけるカラートナー受容層１１ｃの粘度が１０²〜１０⁴Ｐａ・ｓとなるように調節されていることが好ましい。
【００５１】
更に、前記冷却剥離装置としては、ベルト状定着部材にて加熱加圧された画像支持材１１を冷却した後に剥離部材にて画像支持材１１を剥離するものが挙げられる。
このとき、冷却手段としては、自然冷却でもよいが、装置の大きさの観点から、ヒートシンクまたはヒートパイプ等の冷却部材を使って冷却速度を速めることが好ましい。また、剥離部材としては、剥離爪をベルト状定着部材と画像支持材１１の間に挿入する態様や、剥離位置に曲率の小さなロール（剥離ロール）を設けて剥離させる態様が好ましい。
【００５２】
また、定着装置４０に画像支持材１１を搬送する搬送装置５０には、それ自体公知の搬送装置を使うことができる。
このとき、搬送速度が一定であることが好ましいので、例えば、一定の回転数で回る一対のゴムロールの間に前記画像支持材１１を挟んで駆動する装置、あるいは、一方がモータ等で一定速度に駆動された一対のロールにゴム等でできたベルトを巻いて、このベルトの上に前記画像支持材１１をおいて定速駆動する装置を使うことができる。
特に、未定着のトナー画像が形成されている場合は、トナー像を乱さないという観点から後者の装置が好ましい。
【００５３】
以下、図２に示す画像形成装置をより具体的に説明する。
同図において、作像ユニット３０としては、感光体ドラム３１の周囲に、図示外の帯電器と、原稿３２を露光走査して感光体ドラム３１上に静電潜像を形成する露光装置３３と、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが収容された現像器３４ａ〜３４ｄを搭載したロータリ型現像装置３４と、感光体ドラム３１上の画像を一時的に保持する中間転写ベルト３５と、感光体ドラム３１上の残留トナーを清掃する図示外のクリーニング装置とを配設し、前記中間転写ベルト３５のうち感光体ドラム３１の対向部位には一次転写装置（例えば転写コロトロン）３６を配設すると共に、中間転写ベルト３５のうち画像支持材１１の通過部位には二次転写装置（本例では中間転写ベルト３５及び画像支持材１１を挟む一対の転写ロール３７ａ及びバックアップロール３７ｂを配設したもの）３７が用いられる。
【００５４】
ここで、露光装置３３は、原稿３２に照明ランプ３３１からの光を照射し、原稿３２からの反射光をカラースキャナ３３２にて色分解し、これを画像処理装置３３３にて画像処理した後、例えばレーザダイオード３３４及び光学系３３５を通じて感光体ドラム３１の露光ポイントに静電潜像書込光を照射するものである。
また、定着装置４０は、適宜数（本例では３つ）の張架ロール４２〜４４に掛け渡される定着ベルト（例えば表面にＳｉゴムが塗布されたベルト材を使用）４１と、この定着ベルト４１の入口側に位置する張架ロールを加熱可能に構成した加熱ロール４２と、この定着ベルト４１の出口側に位置する張架ロールを画像支持材１１が剥離可能となるように構成する剥離ロール４４と、前記加熱ロール４２に対向して定着ベルト４１を挟んで圧接配置される加圧ロール（必要に応じて熱源を付加して差し支えない）４６と、定着ベルト４１の内側に設けられ且つ加熱ロール４２から剥離ロール４４に至る途中で定着ベルト４１を冷却する冷却部材としてのヒートシンク４７とを備えている。
尚、定着装置４０と作像ユニット３０の画像形成部位との間には例えば搬送ベルトからなる搬送装置５０が配設されている。
【００５５】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
図２に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置を用いてカラーコピーをとる場合には、まずコピーをとる原稿３２に照明ランプ３３１からの光を照射し、その反射光をカラースキャナ３３２により色分解し、画像処理装置３３３で画像処理して色補正を施して得られる複数色のカラートナーの画像データと透明トナーの画像データとを色別にレーザダイオード３３４を用いて、変調されたレーザ光線とする。
このレーザ光線を感光体ドラム３１に１色ずつ複数回照射して複数個の静電潜像を形成する。これら複数個の静電潜像については、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のカラートナーを用い、これらをイエロ現像器３４ａ、マゼンタ現像器３４ｂ、シアン現像器３４ｃ、ブラック現像器３４ｄにて順番に現像する。
【００５６】
そして、現像されたカラートナー像１２（図４参照）は、感光体ドラム３１上から中間転写ベルト３５上に一次転写装置（転写コロトロン）３６にて順次転写され、中間転写ベルト３５上に転写された４色のカラートナー像１２は、二次転写装置３７にて画像支持材１１に一括転写される。
この後、カラートナー像１２が転写された画像支持材１１は、図４に示すように、搬送装置５０を経て定着装置４０に搬送される。
このとき、カラートナー像１２は、画像支持材１１のカラートナー受容層１１ｃ上に凹凸した状態で保持されている。
【００５７】
次に、この定着装置４０の作動について説明すると、加熱ロール４２及び加圧ロール４６は共にトナーの溶融温度に予め加熱されている。また、二つのロール４２，４６間には例えば荷重１００ｋｇ重の力が加えられている。更に、二つのロール４２，４６は回転駆動されており、これに追従して定着ベルト４１も駆動されている。
そして、定着ベルト４１は、加熱ロール４２と加圧ロール４６とのニップ部で、カラートナー像１２が転写された画像支持材１１の表面と接触し、カラートナー像１２が加熱溶融される（加熱加圧工程）。
このとき、画像支持材１１上の光散乱層１１ｂ及びカラートナー受容層１１ｃ、更にはカラートナー像１２の溶融特性が好ましい範囲に選定されているため、図４に示すように、カラートナー像１２がカラートナー受容層１１ｃ内に完全に埋没し、かつ、定着ベルト４１の平滑性の高い表面形状が画像支持材１１の表面部であるカラートナー受容層１１ｃにそのまま転写される。
【００５８】
すると、画像支持材１１と定着ベルト４１とは溶融したトナー層を介して接着された状態で剥離ロール４４まで運ばれるが、この間に、定着ベルト４１、カラートナー像１２及び画像支持材１１はヒートシンク４７で冷却される（冷却工程）。
このため、画像支持材１１が剥離ロール４４に到達すると、剥離ロール４４の曲率によって、カラートナー像１２及び画像支持材１１は一体となって定着ベルト４１から剥離される（剥離工程）。
以上により、画像支持材１１上には、平滑で高光沢のカラー画像が形成される。
このような性能については後述する実施例にて裏付けられる。
【００５９】
【実施例】
◎実施例１
−カラートナー現像剤−
結着樹脂にテレフタル酸／ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物／シクロヘキサンジメタノールから得た線状ポリエステル（モル比＝５：４：１、Ｔｇ＝６２℃、Ｍｎ＝４５００、Ｍｗ＝１００００）を用い、これを１００重量部に対して、イエロトナーの場合、着色剤としてベンジジンイエロ５重量部、マゼンタトナーの場合、着色剤としてピグメントレッド４重量部、シアントナーの場合、着色剤としてフタロシアニンブルー４重量部、ブラックトナーの場合、着色剤としてカーボンブラック５重量部、をそれぞれ混合してバンバリーミキサーを使って加熱溶融混合し、これをジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級することで、ｄ５０＝７μｍの微粒子を作製した。
この微粒子１００重量部に、下記の２種類の無機微粒子Ａ及びＢを高速混合機で付着させた。
無機微粒子ＡはＳｉＯ₂（シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０５μｍ、添加量１．０重量部）である。無機微粒子ＢはＴｉＯ₂（シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０２μｍ、屈折率２．５、添加量１．０重量部）である。
このトナーの溶融温度ｔ’は１０５℃となった。
Ａｃｏｌｏｒ６３５（富士ゼロックス（株）製）用のブラック現像剤と同じキャリア１００重量部とこのトナー８重量部とを混合して、二成分現像剤を作製した。
【００６０】
−画像形成装置−
画像形成装置として上述した図２のカラー画像形成装置を用いた。
定着過程を除く画像形成プロセスの速度は１６０ｍｍ／ｓである。
ソリッド画像部分でのカラートナーの現像量が各色とも０．７（ｍｇ／ｃｍ²）となるように、トナーとキャリアの重量比率、感光体帯電電位、露光量、現像バイアスを調整した。
【００６１】
−画像支持材−
画像支持材１１としては、図３（ｂ）に示す態様のものを用いた。
原紙１１ａにはパルプ原料からなる厚さ１５０μｍのものを使った。
ポリエチレン樹脂１００重量部に対して二酸化チタン（チタン工業（株）製：ＫＡ−１０、粒径３００〜５００ｎｍ）を２５重量部の割合で混合して２００℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Ｔ−ダイから吐出させ、火炎処理した原紙１１ａ表面に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、３０μｍの厚さの光散乱層１１ｂを作製した。ここで、Ｔ−ダイを抜けた後の膜の両面はコロナ処理装置でコロナ放電処理している。この光散乱層１１ｂにおいてＴは１３０℃である。
エチレン−アクリル酸共重合体（モル比＝９５：５）からなる樹脂１００重量部に対して疎水化処理したシリカ微粒子（日本アエロジル（株）製：Ｒ−９７２、粒径１６ｎｍ）８重量部を加え、２００℃に加熱された押出し式混練機で溶融混練した得たペレットを、２００℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Ｔ−ダイから吐出させ、光散乱層１１ｂを形成した原紙１１ａに対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、２０μｍの厚さのカラートナー受容層１１ｃを作製した。このカラートナー受容層１１ｃにおいてｔは１００℃である。
また、ポリエチレン樹脂を２００℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Ｔ−ダイから吐出させ、火炎処理した原紙１１ａ裏面に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、３０μｍの厚さの補強層としてのポリエチレン層１１ｄを作製し、その上にさらに帯電防止剤としてコロイダルシリカをバーコーターで塗布して帯電防止層１１ｅを作製した。ここで、Ｔ−ダイを抜けた後の膜の両面はコロナ処理装置でコロナ放電処理している。
【００６２】
−定着装置−
定着装置４０の定着ベルト４１は、厚さ８０μｍの導電性カーボンが分散されたポリイミドフィルムに、５０μｍ厚みのＫＥ４８９５シリコンゴム（信越化学工業（株）製）を塗布したものを用いた。
また、加熱ロール４２、加圧ロール４６は、アルミニウム製の芯材の上に２ｍｍ厚みのシリコンゴム層を設けたものを用い、それらの中央に熱源としてハロゲンランプを配している。各ロール４２，４６表面の温度は双方ともに１００℃から１７０℃の間で変化させた。
定着速度は３０ｍｍ／ｓとした。
剥離位置での画像支持材１１の温度は７０℃となっている。
【００６３】
以上の装置で、ポートレート写真画像を出力した。
ここで、使用したトナー材料の評価は以下のとおり実施した。
分子量の測定はゲルパーミエイションクロマトグラフィを用いた。溶剤にはテトラヒドロフランを用いた。
トナーの平均粒径はコールターカウンターを用いて測定して、重量平均のｄ５０を適用した。
なお、樹脂の粘度は、回転平板型レオメータ（レオメトリックス社製：ＲＤＡＩＩ）を用いて、角速度１（ｒａｄ／ｓ）のもとで測定した。
【００６４】
◎実施例２
カラートナー受容層１１ｃを以下の様に変更したこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。
エチレン−アクリル酸エステル共重合体（モル比＝８７：１３）からなる樹脂１００重量部に対して疎水化処理したシリカ微粒子（日本アエロジル（株）製：Ｒ−９７２、粒径１６ｎｍ）５重量部を加え、２００℃に加熱された押出し式混練機で溶融混練した得たペレットを、２００℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Ｔ−ダイから吐出させ、光散乱層１１ｂを形成した原紙１１ａに対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、２０μｍの厚さのカラートナー受容層１１ｃを作製した。このカラートナー受容層１１ｃにおいてｔは９０℃である。
【００６５】
◎実施例３
カラートナー現像剤を以下のものに変更したこと以外は実施例１と同様の方法でカラー画像を作製した。
−カラートナー現像剤−
結着樹脂にテレフタル酸／ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物／シクロヘキサンジメタノールから得た線状ポリエステル（モル比＝５：４：１、Ｔｇ＝６２℃、Ｍｎ＝６０００、Ｍｗ＝１７０００）を用い、これを１００重量部に対して、イエロトナーの場合、着色剤としてベンジジンイエロ５重量部、マゼンタトナーの場合、着色剤としてピグメントレッド４重量部、シアントナーの場合、着色剤としてフタロシアニンブルー４重量部、ブラックトナーの場合、着色剤としてカーボンブラック５重量部、をそれぞれ混合してバンバリーミキサーを使って加熱溶融混合し、これをジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級することで、ｄ５０＝７μｍの微粒子を作製した。
この微粒子１００重量部に、下記の２種類の無機微粒子Ａ及びＢを高速混合機で付着させた。
無機微粒子ＡはＳｉＯ₂（シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０５μｍ、添加量１．０重量部）である。無機微粒子ＢはＴｉＯ₂（シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０２μｍ、屈折率２．５、添加量１．０重量部）である。
溶融温度ｔ’は１３０℃である。
Ａｃｏｌｏｒ６３５（富士ゼロックス（株）製）用のブラック現像剤と同じキャリア１００重量部とこのトナー８重量部とを混合して、二成分現像剤を作製した。
【００６６】
◎実施例４
カラートナー現像剤を以下のものに変更したこと以外は実施例１と同様の方法でカラー画像を作製した。
−カラートナー現像剤−
結着樹脂にテレフタル酸／ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物／シクロヘキサンジメタノールから得た線状ポリエステル（モル比＝５：４：１、Ｔｇ＝６２℃、Ｍｎ＝３０００、Ｍｗ＝７５００）を用い、これを１００重量部に対して、イエロトナーの場合、着色剤としてベンジジンイエロ５重量部、マゼンタトナーの場合、着色剤としてピグメントレッド４重量部、シアントナーの場合、着色剤としてフタロシアニンブルー４重量部、ブラックトナーの場合、着色剤としてカーボンブラック５重量部、をそれぞれ混合してバンバリーミキサーを使って加熱溶融混合し、これをジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級することで、ｄ５０＝７μｍの微粒子を作製した。
この微粒子１００重量部に、下記の２種類の無機微粒子Ａ及びＢを高速混合機で付着させた。
無機微粒子ＡはＳｉＯ₂（シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０５μｍ、添加量１．０重量部）である。無機微粒子ＢはＴｉＯ₂（シランカップリング剤で表面を疎水化処理、平均粒径０．０２μｍ、屈折率２．５、添加量１．０重量部）である。
溶融温度ｔ’は９０℃である。
Ａｃｏｌｏｒ６３５（富士ゼロックス（株）製）用のブラック現像剤と同じキャリア１００重量部とこのトナー８重量部とを混合して、二成分現像剤を作製した。
【００６７】
◎実施例５
画像支持材１１の裏面に帯電防止層１１ｅを設けなかったこと以外は実施例１と同様にしてカラー画像を作製した。
【００６８】
◎比較例１
画像支持材を以下に変更したこと以外は実施例１と同様にカラー画像を形成した。
−画像支持材−
実施例１と同じ原紙上に、実施例１と同じ手順で、実施例１と同様の光散乱層を作製した。
エチレン−アクリル酸共重合体（モル比＝８５：１５）からなる樹脂１００重量部に対して疎水化処理したシリカ微粒子（日本アエロジル（株）製：Ｒ−９７２、粒径１６ｎｍ）５重量部を加え、２００℃に加熱された押出し式混練機で溶融混練した得たペレットを、２００℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Ｔ−ダイから吐出させ、光散乱層を形成した原紙に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、２０μｍの厚さのカラートナー受容層を作製した。ここで、Ｔ−ダイを抜けた後の膜の両面はコロナ処理装置でコロナ放電処理している。このカラートナー受容層においてｔは７０℃である。
また、裏面にはポリエチレン樹脂を３０μｍの厚さでラミネート被覆し、さらに帯電防止剤としてコロイダルシリカを塗布した。
【００６９】
◎比較例２
画像支持材を以下に変更したこと以外は実施例１と同様にカラー画像を形成した。
−画像支持材−
原紙には実施例１と同じものを使った。
原紙表面に、２００℃に加熱された押出し式混練機により、エチレン−アクリル酸共重合体（モル比＝９５：５）からなる樹脂１００重量部に対して二酸化チタン（チタン工業（株）製：ＫＡ−１０、粒径３００−５００ｎｍ）を２０重量部の割合で混合し、２００℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Ｔ−ダイから吐出させ、火炎処理した原紙表面に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、３０μｍの厚さの光散乱層を作製した。この光散乱層においてＴは１００℃である。
エチレン−アクリル酸共重合体（モル比＝８０：２０）からなる樹脂１００重量部に対して疎水化処理したシリカ微粒子（日本アエロジル（株）製：Ｒ−９７２、粒径１６ｎｍ）８重量部を加え、２００℃に加熱された押出し式混練機で溶融混練し、光散乱層の上に２０μｍの厚さでラミネート被覆してカラートナー受容層を形成した。このカラートナー受容層においてｔは１０５℃である。
また、原紙の裏面には実施例１と同様のポリエチレン樹脂層および帯電防止剤を形成した。
【００７０】
◎比較例３
画像支持材にカラートナー受容層を設けなかったこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。
◎比較例４
画像支持材をＪ紙（富士ゼロックス（株）製）に変更したこと以外、実施例１と同じ装置でカラー画像を作製した。
◎比較例５
画像支持材をＯＫ特アート紙（王子製紙（株）製：１５５ｇｓｍ）に変更したこと以外、実施例１と同じ装置でカラー画像を作製した。
【００７１】
（画像評価）
−機械強度−
実施例と比較例において、定着温度１４０℃のもとで得られた画像を半径の異なる金属ロールに巻きつけ、ひび割れを発生しない最小半径を調べた。
この半径が、
１０ｍｍ未満の場合：○
１０ｍｍ以上４０ｍｍ未満の場合：△
４０ｍｍ以上の場合：×
とした。
【００７２】
−耐熱性−
実施例と比較例において、定着温度１４０℃のもとで得られた画像の表面と裏面を接触させ重ね、３０ｇ重／ｃｍ²の加重を付加した状態で、一定温度に保たれた恒温層に入れ、３日間経過した後に、約２２℃の室温に戻して剥離した。温度を変化させながらこの試験を繰り返した。
画像表面が破壊した温度が、
５０℃以上の場合：○
４０℃以上５０℃未満の場合：△
４０℃以下の場合：×
とした。
【００７３】
−低温定着性−
光沢性の評価
実施例と比較例で得られた画像の白紙部の光沢度を７５度光沢度計（村上色彩技術研究所（株）製）で測定した。
光沢度が９０以上となった定着温度が、
１３０℃未満の場合：○
１３０℃以上１５０℃未満の場合：△
１５０℃以上の場合：×
とした。
【００７４】
平滑性の評価
実施例と比較例で得られた画像平滑性を目視で確認した。
画像表面に気泡が認識できななった温度範囲が、
２０℃以上の場合：○
１０℃以上２０℃未満の場合：△
１０℃以上の場合：×
とした。
【００７５】
−総合画質−
実施例と比較例において、定着温度１４０℃のもとで得られた画像の総合的な好ましさを、以下の５段階のカテゴリー分類させて評価した。
非常に好ましい：５点
好ましい：４点
普通：３点
好ましくない：２点
非常に好ましくない：１点
被験者は１０人で、１０人の点数の平均点が、
３．５点以上の場合：○
２．５点以上３．５点未満の場合：△
２．５点未満の場合：×
とした。
【００７６】
実施例１〜５及び比較例１〜５についての画像評価結果を図５に示す。
図５において、実施例１〜５の画像は、機械強度、耐熱性、低温定着性をすべて満たす画像が得られた。また、総合画質も高く、好ましい画像が得られている。
実施例３の画像は、画像濃度の差の大きな部分の境界部に目視ではほとんど検出できない程度の小気泡が発生したが、平滑性、総合画質の評価の上では問題のないレベルだった。
【００７７】
これに対し、比較例１の画像は、低温定着は可能であったが、耐熱性が非常に悪かった。また、定着温度を１３０℃では、カラートナー受容層が溶け出すためか、１ｍｍ程度の大きな気泡が数多く発生した。また、このためか１３０℃以上の温度では粒状も悪化していた。
比較例２の画像は、定着温度を１４０℃以下では目に見える小さな気泡が画像濃度の差の大きな部分の境界部に目立ち、１４５℃以上の温度では光散乱層とカラートナー受容層が溶け出すためか、１ｍｍ程度の大きな気泡が数多く発生した。また、このためか１３０℃以上の温度では粒状も悪化していた。
比較例３〜５の画像は、粒状性が悪いためか総合画質が好ましくない結果だった。
比較例３は、１４０℃以上では高光沢は得られるものの、画像濃度の差の大きな部分の境界部には目に見える小さな気泡が目立ち、またこの部分の高さの差が非常に目立つという問題点もあり、これらは１５０℃においても改善できなかった。１５０℃以上の温度では光散乱層とカラートナー受容層が溶け出すためか、１ｍｍ程度の大きな気泡が数多く発生した。
比較例４は、カラートナー像が画像支持材内部にまでしみこんでおり、粒状性も悪く、また発色性も悪かった。
比較例５は背景部を高光沢化できなかった。また、画像濃度の差の大きな部分の境界部において高さの差が非常に目立つという問題点もあり、これらは１７０℃においても改善できなかった。１６０℃以上の温度では高濃度のトナー像部分に１ｍｍ程度の大きな気泡が数多く発生した。
【００７８】
以上から、本実施例１〜５を使うことで、機械強度、耐熱性、低温定着性をすべて満たし、かつ、総合画質も高く、好ましい画像が得られような画像支持材、及び、そのような好ましい画像を形成する画像形成装置を提供できることがわかった。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る画像支持材によれば、ベース材上に光散乱層及びカラートナー受容層を備え、光散乱層及びカラートナー受容層の粘度特性を調整することで、画像定着性を改善するようにしたので、銀塩写真のように画像全面に一様な高光沢をもち、耐熱性、機械強度、及び、エネルギ消費量の小さい定着装置による低温定着性を容易に満たすことができる。
また、このような画像支持材を用いた画像形成装置にあっては、エネルギ消費量の少ない定着装置を使用でき、低コストで、しかも、高画質の画像を簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像支持材及びこれを用いた画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本実施の形態で用いられる画像支持材の断面構造を示す説明図、（ｂ）（ｃ）は本実施の形態で用いられる画像支持材の変形形態の断面構造を夫々示す説明図である。
【図４】本実施の形態における画像の定着課程を示す説明図である。
【図５】実施例１〜５及び比較例１〜５についての性能評価結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１…画像支持材，１ａ…ベース材，１ｂ…光散乱層，１ｃ…カラートナー受容層，２…作像ユニット，３…定着装置，３ａ…定着部材，３ｂ…加熱加圧手段，３ｃ…冷却剥離手段，４…カラートナー像，Ｇ…画像

Claims

熱可塑性樹脂と着色剤とが少なくとも含まれるカラートナー像を定着可能に支持する画像支持材において、
ベース材と、
このベース材上に設けられ且つ白色顔料と熱可塑性樹脂とが含まれる光散乱層と、
この光散乱層上に設けられ且つ熱可塑性樹脂が少なくとも含まれるカラートナー受容層とを備え、
前記光散乱層の熱可塑性樹脂はポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなり、その粘度が５×１０^３Ｐａ・ｓとなる温度Ｔが１２０度以上であり、
前記カラートナー受容層の熱可塑性樹脂はポリオレフィン系共重合体であり、その粘度が１０^３Ｐａ・ｓとなる温度ｔが９０〜１２０度であることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
ベース材は坪量が１００〜２５０ｇｓｍの原紙であることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
光散乱層は２０〜４０ｗｔ％の白色顔料を含むものであることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
光散乱層の厚さは２０〜５０μｍであることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
カラートナー受容層は８０ｗｔ％以上の熱可塑性樹脂を含むものであることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
カラートナー受容層の厚さは５〜２０μｍであることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
ポリオレフィン系共重合体がエチレン−アクリル酸又はエチレン−アクリル酸エステルであり、アクリル酸又はアクリル酸エステルの共重合比が４〜１０モル％であることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
カラートナー受容層は無機微粒子を３〜１５ｗｔ％含むことを特徴とする画像支持材。
請求項８記載の画像支持材において、
無機微粒子が粒子径８〜２００ｎｍの二酸化チタン又はシリカであることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
ベース材の裏面にポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなる補強層を備えていることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
表面及び裏面の少なくともいずれか一方に帯電防止層を備えていることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材において、
光散乱層とカラートナー受容層との間にゼラチン層を備えていることを特徴とする画像支持材。
請求項１記載の画像支持材を使用するに際し、
カラートナー像の熱可塑性樹脂はその粘度が１０^４Ｐａ・ｓとなる温度ｔ’がｔ±１０度のポリエステル系又はスチレンアクリル系の樹脂を主成分とすることを特徴とする画像支持材の使用方法。
熱可塑性樹脂と着色剤とが少なくとも含まれるカラートナー像を定着可能に支持する画像支持材と、
この画像支持材上にカラートナー像を形成する作像ユニットと、
この作像ユニットにて形成されたカラートナー像を画像支持材上に定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、
前記画像支持材は、
ベース材と、
このベース材上に設けられ且つ白色顔料と熱可塑性樹脂とが含まれる光散乱層と、
この光散乱層上に設けられ且つ熱可塑性樹脂が少なくとも含まれるカラートナー受容層とを備え、
前記光散乱層の熱可塑性樹脂はポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系共重合体からなり、その粘度が５×１０^３Ｐａ・ｓとなる温度Ｔが１２０度以上であり、
前記カラートナー受容層の熱可塑性樹脂はポリオレフィン系共重合体であり、その粘度が１０^３Ｐａ・ｓとなる温度ｔが９０〜１２０度であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１４記載の画像形成装置において、
定着装置は、画像支持材上の画像を挟んで密着する定着部材を有し、画像支持材上のカラートナー像を加熱加圧する加熱加圧手段と、加熱加圧されたカラートナー像を冷却して定着部材から剥離する冷却剥離手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。