(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された静電潜像を帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像する静電潜像の液体現像装置であって、絶縁性液体中にトナーが分散された１００〜１００００ｍＰａ・ｓの粘度の液体現像剤が塗布された現像剤支持体を、前記液体現像剤を介して前記感光体に接触させることにより、前記感光体の潜像面にトナーを供給する現像手段を備え、
前記感光体は表面が酸化処理され、
該感光体の表面に、パーフルオロポリエーテルを主鎖に有する非晶質樹脂から構成される離型層が形成されていることを特徴とする静電潜像の液体現像装置。
【請求項２】
前記酸化処理された感光体の表面をシランカップリング剤で下地処理された後に、前記離型層を形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電潜像の液体現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真や静電記録、イオノグラフィ等の方法で形成された静電潜像を、液体現像剤を用いて可視像化する静電潜像の液体現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタあるいはファクシミリ装置等において使用される現像装置では、通常、静電潜像を顕像化する現像剤として、液体現像剤や粉体現像剤があるが、高画質を要求される静電記録装置等では、通常、液体現像剤が用いられている。この理由は、粉体現像剤のトナー粒子径が７〜１０μｍであるのに対して、液体現像剤のトナー粒子径は、０．１〜０．５μｍであり、したがって、液体現像剤を用いた場合、粉体現像剤を用いた場合に比べて、高解像度の画像を得ることができるからである。また、一般に粉体は液体に比べて流動性が悪いので、粉体現像剤は液体現像剤に比べて攪拌が難しく、したがって、粉体現像剤では、広範囲において均一な現像を行うのが難しいからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の大型の静電記録装置等では、一般に有機溶剤であるＩｓｏｐａｒＧ（登録商標：Ｅｘｘｏｎ社製）にトナーを約１〜２％の割合で混ぜた低粘性の液体現像剤が使用されている。このように従来の前記装置ではトナーの割合が少なく、大量の液体現像剤を必要とし、したがって、装置の小型化が困難であった。また、絶縁性液体（キャリア液）として用いているＩｓｏｐａｒＧは、揮発性が高く、しかも悪臭を放つので、従来の装置では、作業環境が悪いだけでなく、環境問題を起こすという問題があった。
また、非画像部に付着する絶縁性液体を低減することができず、非画像部の地汚れも低減できず、現像剤中のトナー粒子が画像支持体上にフィルミングが発生している。
【０００４】
本発明は、現像剤中の絶縁性液体が画像支持体上の非画像部に付着し、消費されることを解決することを課題とするものであり、液体現像装置の画像支持体において、積極的な手段によって表面を酸化させた画像支持体の表面層に、静電潜像の液体現像装置として通常用いられる温度領域すなわち０〜７０℃の温度範囲で液相である非晶質フッ素樹脂を存在させ、かつ、その樹脂が、その一部に加水分解によって画像支持体の基板と結合することが可能な官能基を少なくとも一つ有して化学的な修飾を行うことができる材料とするものである。
【０００５】
すなわち、非晶質フッ素樹脂を用いることで薄膜コーティングが達成される。フッ素樹脂の一部に設けられた加水分解可能な基が積極的な手段によって表面を酸化させた画像支持体の表面層と強く結合することで薄膜塗布と耐磨耗性の向上とが同時に達成される。さらに上述の０〜７０℃温度範囲で液相とすることで、部分的な剥離が発生しても磨耗作業そのものによって該フッ素樹脂が移動して再度剥離面を覆うように存在せしめることが可能となり、固相のフッ素樹脂で問題となるような剥離面の拡大を防止できる。
【０００６】
非晶質フッ素樹脂の材質としてはパーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂を用いることが望ましい。パーフルオロポリエーテル構造は末端に画像支持体の表面層と化学結合する官能基を付与しても主鎖が画像支持体の基板に対して水平になるように存在し、室温でも画像支持体の基板に結合した官能基を中心にして容易に回転運動することが知られている。このような特性を持っているので、磨耗によって部分的に生じた剥離領域を速やかに覆うことが可能である。
【０００７】
一方、フルオロアルキルシランなどにおいてはミセル構造のようにシラン構造領域側だけが画像支持体の表面層に対向し、画像支持体の表面層に対して垂直に立ち上がった構造を有するので、一旦剥離が生じると、その剥離領域への回復は起こりにくい。
なお、加水分解を起こす官能基としては炭素に直接加水分解する基が結合したアルコール基やアルコキシ基でもかまわないし、アルコキシシラン基、シラノール基、カルボン酸基やエステル基でもかまわない。ただし、加水分解を起こりやすくするために、加水分解する基はＯＨ基かメトキシ基、エトキシ基程度の低分子量アルコキシ基が望ましい。
また、加水分解をさらに促進するためには、加水分解する基と主鎖の間に少なくとも一つの水素をヨウ素や臭素などの高い電子密度を有するハロゲン原子で置換させたメチレン基を存在させることにより、酸素ラジカルが安定することになるので有効である。
【０００８】
なお、従来の技術としてフッ素系材料としてパーフルオロポリアルキル基を利用するものとして、特開平９−６１６０５号公報「反射防止フィルター」、特開平９−１５７３８８号公報「ケイ素含有有機含フッ素ポリマー及びその製造方法」、および、特開平９−１５７５８２号公報「防汚性基材」などがあるが、いずれもその防汚性に着目した発明であり、本発明のように現像剤中の絶縁性液体が画像支持体上の非画像部に付着し、消費されることを解決する趣旨とは異なっている。
【０００９】
たとえば、特開平９−６１６０５号公報はディスプレイ用反射防止材料としてその防塗性を利用するものであり、液体現像装置の画像支持体への適用には及んでいない。また、特開平９−１５７３８８号公報は加水分解可能なシラノールまたはアルコキシシランを末端基に有するパーフルオロアルキル基を主鎖とする構造を有するケイ素含有有機フッ素ポリマーの場合は、主鎖とシラン部との間にハロゲン（臭素、ヨウ素）化アルキレンを挟むことにより、アルコキシ基がラジカルとして脱離しやすく、また、水酸基を末端基に有するパーフルオロアルキル基を主鎖とする構造を有するケイ素含有有機フッ素ポリマーの場合は、末端基である水酸基が脱離しやすく、さらにはフッ素物の主鎖が低表面エネルギーをもたらすことにより、防汚性、離型性などに効果があることを示している。また、特開平９−１５７５８２号公報では、ほとんどすべての材料表面における油状の汚染を防止できる点が開示されているのみである。
【００１０】
本発明は上述のような課題に基づき、第1に静電潜像の液体現像装置において、現像剤中の絶縁性液体が画像支持体上の非画像部に付着し、消費されることを防止できる静電潜像の液体現像装置を提供することを目的とする。
第２に絶縁性液体の消費を低減できる静電潜像の液体現像装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
第３に絶縁性液体の消費を低減できる静電潜像の液体現像装置を用いた静電潜像の液体現像方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、感光体上に形成された静電潜像を帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像する静電潜像の液体現像装置であって、絶縁性液体中にトナーが分散された１００〜１００００ｍＰａ・ｓの粘度の液体現像剤が塗布された現像剤支持体を、前記液体現像剤を介して前記感光体に接触させることにより、前記感光体の潜像面にトナーを供給する現像手段を備え、
前記感光体は表面が酸化処理され、該感光体の表面に、パーフルオロポリエーテルを主鎖に有する非晶質樹脂から構成される離型層が形成されていることを特徴とする。このように、非晶質フッ素樹脂と酸化処理を施された画像支持体表面は加水分解によって結合する。つまり、非晶質フッ素樹脂は感光体と結合できる官能基を少なくとも一つ有して化学的な修飾を行うことができる。このため、感光体表面の離型層は感光体表面と化学的な結合で形成されることによって、高耐久の離型性能を発揮し、感光体への現像剤の付着を低減することができ、現像剤中の絶縁性液体が感光体上の非画像部に付着し、消費されることを低減し、さらに感光体上の液体現像剤中に存在する固形分粒子のフィルミングが防止できる。
【００１２】
特に、感光体表面を酸化処理することによって、容易に非晶質フッ素樹脂と酸化処理を施された感光体表面は加水分解によって結合できる。更に、パーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂を用いるので、このパーフルオロポリエーテル構造は末端に画像支持体と化学結合する官能基を付与しても感光体表面に対して水平になるように存在し、画像支持体に結合した官能基を中心にして容易に回転運動することが知られている。剥離した場合も容易に不足部分を覆うことが可能である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の静電潜像の液体現像装置において、前記酸化処理された感光体の表面をシランカップリング剤で下地処理された後に、前記離型層を形成されていることを特徴とする
このように、感光体表面をシランカップリング剤で下地処理することによって酸化することなく、容易に非晶質フッ素樹脂と感光体表面とを加水分解によって結合し、請求項1と同様の作用効果が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明における静電潜像の液体現像装置、画像形成装置及び静電潜像の液体現像方法を説明する。
［１］第1実施形態
図１に本実施形態に係る静電潜像の液体現像装置及び同装置を搭載する画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す。
【００２８】
画像形成装置はプリンタ１であり、プリンタ１はその画像形成部２に画像支持体３であるイオノグラフィなどで用いられる静電ドラムを装備する。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、画像支持体３は導電性のアルミ素管４に表面層６を形成される。表面層６は絶縁性膜である絶縁層５ａを有し、同絶縁層５ａの膜厚は３０μｍ程度である。画像支持体３は図示しないモータ等の駆動手段によってプリント時には一定速度で矢印の方向（図1参照）に回転駆動される。
静電ドラムである画像支持体３の回りには表面層６に静電潜像を帯電させるための帯電ユニット７、液体現像装置である現像ユニット８、中間転写体９、画像支持体クリーニングユニット１１、除電器１０、などが配設されている。また、中間転写体９に対向して配設された転写ローラ１２は、中間転写体９上に形成された画像を記録紙ｐに転写するよう機能する。
【００２９】
帯電ユニット７はイオンフローヘッドから成り、これにより画像支持体３の表面層６に画像情報に基づいてイオンを照射し、静電潜像を形成できる。
現像ユニット８は現像部１３と、現像ローラ１４と、現像剤回収部１５と、ｍ現像剤収容部（以下、「現像剤調整部」という）１６と、トナーボトル１７と、キャリアボトル１８とから主に構成されている。そして、本実施形態で使用する液体現像剤ｗは、粘度が１００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲で、トナー濃度が５〜４０％の範囲のものを用いる。より具体的には、例えば粘度が３００ｍＰａ・ｓでトナー濃度が１５％のものを用いる。
【００３０】
ここで、液体現像剤が平均粒径０．１〜５μｍのトナーを５〜４０％の濃度で含むものであることにより、絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された液体現像剤を得ることができる。また、トナーの粒径の大きさに略反比例して、解像度が良くなる。通常、トナーは、プリントアウトされた紙上で５〜１０個位の固まりとなって、存在しているので、トナーの平均粒径が５μｍ以上になると、解像度が悪くなる。一方、トナーの平均粒径が０．１μｍ以下になると、物理的な付着力が強くなり、転写の際にトナーを剥がし難くなる。
【００３１】
現像部１３には液体現像剤ｗが貯蔵された貯蔵タンク１９と、現像剤支持体である現像ローラ１４に液体現像剤ｗを塗布する塗布ローラ２１と、塗布ローラ２１に液体現像剤ｗを供給する一対のスクリュー２２ａ，２２ｂと塗布ローラ２１表面の液体現像剤ｗの量を規制する規制ブレード２３とが配設されている。貯蔵タンク１９は１００〜１５０ｃｃの液体現像剤ｗを貯蔵することができる。貯蔵タンク１９内には搬送ポンプ２４によって現像剤調整部１６から液体現像剤が搬送される。一対のスクリュー２２ａと２２ｂが駆動することで貯蔵タンク１９内の液体現像剤ｗの液面が盛り上り、該盛り上り部が塗布ローラ２１に接触することで、液体現像剤が塗布ローラ２１に供給される。搬送ポンプ２４によって搬送された液体現像剤ｗが余剰に供給された際は、現像ローラ１４上の未現像トナーを回収する現像剤回収部１５に、図示しない流路を介しオーバーフローし、現像剤調整部１６に回収される。塗布ローラ２１に供給された液体現像剤ｗは規制ブレード２３によって液体現像剤量が規制され、現像ローラ１４に毎分約３０ｃｃ塗布されるよう形成されている。
【００３２】
現像剤回収部１５はクリーニングブレード２６とスクリュー２５から主に構成されており、現像ローラ１４の表面に残った液体現像剤ｗをクリーニングし、現像剤調整部１６に搬送するよう形成される。
画像支持体３上の表面層６の静電潜像は現像ユニット８によって現像され、画像支持体３に画像が形成される。画像支持体３に形成された画像は、画像支持体３と等速駆動されている中間転写体９上に転写される。中間転写体９上の画像は図示しない給紙カセットから転写部ｅ１に搬送された記録紙ｐに、転写ローラ１２により記録紙へ転写される。
【００３３】
転写終了後、記録紙ｐは図示しない定着ユニットにより定着され、排紙される。尚、中間転写体９上に転写されなかった画像支持体３上の液体現像剤は、画像支持体クリーニングユニット１３により画像支持体の表面層６から除去される。また、中間転写体９上の転写残現像剤は図示しない中間転写体クリーニングユニットにより除去される。
その後、画像支持体３の表面層６は除電器１０により残留電位が除去されて、次のプリントに備えられる。
【００３４】
次に、図１、図2の画像支持体３の表面層６について説明する。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、表面層６は導電性のアルミ素管４の表面を覆うように形成され、絶縁層（絶縁性膜）５と離型層（コート層）３０を有している。なお、絶縁層５の膜厚は３０μｍ程度である。
この表面層６の作成工法では、アルミ素管４の表面を覆う絶縁層５の表面酸化処理を行い、酸化膜２７として形成し、画像支持体３の基板とする。酸化膜形成工程としては以下▲１▼〜▲５▼の５つの工法を選択的に採用する。
▲１▼  第１の酸化膜形成工程を用いた場合、絶縁層５ごと表面酸化に必要な温度環境下に所定の時間曝露し、絶縁層５の表面酸化を行う。絶縁層５は２７０℃以上の環境下に３０分以上曝露することが望ましい。
▲２▼  第２の酸化膜形成工程を用いた場合、絶縁層５を波長４００ｎｍ以下の紫外線下に所定の時間曝露し、絶縁層５の表面酸化を行う。ここで光源は通常のハロゲンランプでもかまわないが、酸素分子の分解効率を高めるためにはエキシマランプのような短波長光源を用い、５分以上曝露することが望ましい。エネルギー効率の観点からはエキシマレーザ照射も有効である。
▲３▼  第３の酸化膜形成工程を用いた場合、絶縁層５を赤外線ランプ、フラッシュ下に曝露し、絶縁層５の表面酸化を行う。
▲４▼  第４の酸化膜形成工程を用いた場合、電磁波又は高周波電圧により酸素をイオン化し、又はラジカル化した酸素プラズマ下に曝露し、絶縁層５の表面酸化を行う。
▲５▼  第５の酸化膜形成工程を用いた場合、酸素ビーム下に曝露し、絶縁層５の表面酸化を行う。
上述のいずれかの酸化膜形成工程を採用することにより絶縁層５の表面層に表面酸化処理を施し酸化膜２７を形成した。
次に、フッ素物の主鎖が低表面エネルギーをもたらすことを利用し、表面に酸化膜２７を形成した絶縁層５にフッ素系材料をコーティングして離型層としてのコート層３０を形成し、画像支持体の表面エネルギーが液体現像剤の表面エネルギーよりも小さくなるようにした。
【００３５】
このコート層３０を形成するためのフッ素系材料のコーティング工程として、以下の５種類の材料を用いてのコーティングを行った場合、および、画像支持体の絶縁層５の表面に前述の積極的な表面酸化を施さなかった場合である（ａ）〜（ｆ）合計６つのフッ素系材料コーティング工法を順次説明する。
【００３６】
（ａ）（例１）
適当なパーフルオロカーボンを溶媒としてアルコール末端変性パーフルオロポリエーテルで前記画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７を５分以上浸漬処理した。しかる後に少なくとも５０℃以上７０℃以下の環境に１５分以上放置して加水分解反応を完了させた。このように、加水分解可能な官能基であるアルコール基が加水分解によって画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７に酸素を介して結合し、非晶質樹脂が画像支持体上に形成される。即ち、パーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂が画像支持体上に離型層（コート層）３０として形成される。パーフルオロポリエーテル構造は末端に画像支持体と化学結合する官能基を付与しても画像支持体表面に対して水平になるように存在し、画像支持体に結合した官能基を中心にして容易に回転運動することが知られている。剥離した場合も容易に不足部分を覆うことが可能である。
加水分解をさらに促進するためには、加水分解する基と主鎖の間に少なくとも水素をヨウ素や臭素などの高い電子密度を有するハロゲン原子で置換されたメチレン基を存在させることにより酸素ラジカルが安定することになるので有効である。
【００３７】
上述のパーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂のように、含フッ素脂肪族環状構造を有するポリマーは結晶性が小さいかまたは結晶性がないためにフッ素樹脂にもかかわらず高い透明性を示し、かつ高い光線透過率を示すものであり、また、含フッ素ポリマーであるが故に、通常の炭化水素系の樹脂より、耐性、耐候性、対薬品性に優れる。さらに、画像支持体への現像剤の付着を防止することができ、現像剤中の絶縁性液体が画像支持体上の非画像部に付着し、消費されることを防止できる。
なお、上述の加水分解反応を完了させる上で、望ましい条件は８０〜２００℃で３０分以上である。２００℃以上の条件ではフッ素材料自身の分解が懸念される。なお、作製した離型層（コート層）３０のコーティング厚さは１０ｎｍ以下であった。
【００３８】
（ｂ）（例２）
適当なパーフルオロカーボンを溶媒としてアルコキシシラン末端変性パーフルオロポリエーテルで前記画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７を５分以上浸漬処理した。しかる後に少なくとも５０℃以上７０℃以下の環境に１５分以上放置して加水分解反応を完了させた。このように、加水分解可能な官能基であるアルコキシシラン基が加水分解によって画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７に酸素を介して結合し、非晶質樹脂が画像支持体上に形成されることとなる。望ましい条件は８０〜２００℃で３０分以上である。２００℃以上の条件ではフッ素材料自身の分解が懸念される。なお、作製したコーティング厚さは１０ｎｍ以下であった。
【００３９】
（ｃ）（例３）
適当なパーフルオロカーボンを溶媒として、（ｂ）の例２と異なる構造をもつアルコキシシラン末端変性パーフルオロポリエーテルで前記画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７を５分以上浸漬処理した。しかる後に少なくとも５０℃以上７０℃以下の環境に１５分以上放置して加水分解反応を完了させた。望ましい条件は８０〜２００℃で３０分以上である。２００℃以上の条件ではフッ素材料自身の分解が懸念される。なお、作製したコーティング厚さは１０ｎｍ以下であった。
【００４０】
（ｄ）（比較例１）
適当なパーフルオロカーボンを溶媒としてフルオロアルキルシランで前記画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７を５分以上浸漬処理した。しかる後に少なくとも室温以上の環境に１５分以上放置して加水分解反応を完了させた。望ましい条件は８０〜２００℃で１時間である。２００℃以上の条件ではフッ素材料自身の分解が懸念される。なお、作製したコーティング厚さは１０ｎｍ以下であった。
【００４１】
（ｅ）（比較例２）
適当なパーフルオロカーボンを溶媒としてガラス転移点１００℃以上の非晶質フッ素樹脂で前記画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７を５分以上浸漬処理した。しかる後に少なくとも５０℃以上７０℃以下の環境に１５分以上放置して加水分解反応を完了させた。望ましい条件は８０〜２００℃で３０分以上である。２００℃以上の条件ではフッ素材料自身の分解が懸念される。なお、作製したコーティング厚さは１０ｎｍ以下であった。
【００４２】
（ｆ）（比較例３）
他例と異なり、積極的な表面酸化を行わなかった画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７の上に（ａ）の（例１）記載の材料を（例１）と同じ工程でコーティングした。
以上、（ａ）〜（ｆ）の６種類のフッ素系材料コーティング工法で作製した表面層６を有する画像支持体３を用いて画像形成を行った場合、現像工程で付着する非画像部の絶縁性液体が低減された。
さらに、耐磨耗試験を行いながら液体現像剤の濡れ性評価を行い、各材料の画像支持体への適用性を評価した。その結果を図３に示す。
【００４３】
図３において、横軸は仕様磨耗耐久性（擦過回数）を１として正規化した場合の耐久性の相対値であり、縦軸は液体現像剤に対する接触角に関する値であり、（測定接触角−定数）／（仕様下限角度−定数）として仕様の下限角度が１になるように適当な正規化を行ったものである。このグラフにおいて、横軸、縦軸ともに１以上の領域にある材料が十分に仕様を満足する材料である。
【００４４】
明らかに（例１）と（例２）が有効で、（比較例１）から（比較例３）は仕様を満足することができなかった。（例１）から（例３）は接触角の劣化速度が緩やかであり、磨耗による微小破壊に対する回復機能を有するパーフルオロポリエーテル主鎖の効果が現れている。（例３）は他の実施例に比べて全体的に接触角が低くなる傾向がある。これは（例１）と（例２）はほとんど加水分解が完了して強く画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７にフッ素系材料が結合しているが、（例３）はこれに比べると絶縁層５の酸化膜２７への結合率が低いことによる。
【００４５】
（比較例１）は（例２）と同じようなアルコキシシラン基が加水分解によって画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７に結合するタイプであるが、パーフルオロエーテル主鎖ではないので磨耗による微小破壊に対する回復機能を持たないため、（例１）から（例３）の材料に比べて接触角の劣化速度が速くなっている。
（比較例２）はコーティングしたフッ素系樹脂が画像支持体の表面層である絶縁層５の酸化膜２７との化学結合もなく、回復機能も持たない材料なので、仕様擦過回数の１／１０でほぼ完全にコーティングは剥離してしまった。
【００４６】
（比較例３）は（比較例１）と（比較例２）の中間の接触角劣化速度を持っている。画像支持体の表面層部分に積極的な表面酸化処理を行っていないので化学結合を行っている密度が低いことが原因である。未処理画像支持体の表面層では酸化膜の厚さは１ｎｍ未満で、前述の積極的な表面酸化処理を行った場合には１ｎｍ以上の酸化膜が形成されることをエリプソメータにより確認している。
以上の結果をまとめると、磨耗耐久性は、主鎖構造によってもたらされる実用温度領域における液相としての剥離部回復効果と化学結合を行う官能基の結合度合い（密度）の論理積であり、耐久性の強い順に以下のような傾向を示す。
【００４７】
液相かつ画像支持体の表面層表面酸化かつ加水分解基（例１，例２）＞液相かつ画像支持体の表面層表面酸化かつ弱い加水分解基（例３）＞画像支持体の表面層表面酸化かつ加水分解基（例１）＞液相かつ加水分解基（例３）
前記評価試験において有効な結果を得た（例１）と（例２）については、非画像部への絶縁性液体の付着量が増加することなく、さらに、地汚れ成分も見られず、良好な表面状態を維持できた。
逆に、耐久性が仕様の１／１０程度で接触角が大幅に低下した（比較例２）については画像支持体表面で現像剤の付着量が均一でなく、非画像部の絶縁性液体の付着量が増加し、さらに画像部でも付着量にばらつきが生じ、均一な画像が得られない。
【００４８】
また、画像支持体の表面層の絶縁性材料としてポリイミドやポリサルフォンなどのポリマーを用い、その表面に対して前述の▲１▼〜▲５▼の５つの積極的な酸化膜形成工程のうち少なくとも一つの工程を行って水に対する接触角を２５°以下にせしめた表面を有するポリマーと未処理のままを画像支持体とした場合においても同等の傾向が得られた。
さらに、炭化珪素や窒化珪素などの非酸化物系セラミックスに対して前述の第１から第５の積極的な酸化膜形成工程のうち少なくとも一つの工程を行って表面に１ｎｍ以上の酸化膜を形成させたものと積極的な酸化処理なしの非酸化物系セラミックスを用いて画像支持体とした場合においても同様の傾向が得られた。
【００４９】
ジルコニアやアルミナなどの酸化物系セラミックスを用いて画像支持体としたものを用いても液相の効果や加水分解基の効果は同様であった。
また、本実施形態ではフッ素系材料のコーティング厚さとして１０ｎｍとしたが、厚さを変えた実験を行った結果、１ｎｍ以上の厚さがあると効果があることが明らかになった。これ以下では初期特性がよくても、液相樹脂としての効果である回復機能が得られず、（比較例１）と同じような接触角の劣化特性を示した。
また、画像支持体の表面を酸化処理する実施例について説明したが、酸化処理できない場合はシランカップリング剤で下地処理し、非晶質フッ素樹脂のパーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂を用い、画像支持体表面層に離型コートされたものでも良い。
【００５０】
次に、本発明の一実施形態である画像形成装置としてのプリンタ１で用いる各資材について説明を追加する。
本実施形態に用いた液体現像剤ｗは、エポキシ等のバインダーとなるレジン、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料、トナーを均一に分散させる分散剤等からなるトナーと、キャリア液とからなる。トナーの構成は、従来の液体現像剤に用いられてきたものと基本的には同様であるが、帯電特性及び分散性の調整のため、それらの処方はシリコンオイルに適合するよう変更してある。トナーの平均粒径は、小さい程、解像度がよくなるが、粒径が小さいと物理的付着力が大きくなり転写する際に、はがし難くなる。このため、本実施例ではトナーの平均粒径は、転写性の向上を目的として２〜４μｍあたりに粒径分布中心が来るように調整してある。
【００５１】
液体現像剤ｗの粘性は、用いるキャリア液、レジン、着色顔料、荷電制御剤等及びそれらの濃度により決まる。本実施形態では粘度を５０〜６０００ｍＰａ・ｓ、トナー濃度を５〜４０％の範囲で変化させて実験した。
キャリア液は、高電気抵抗を示すジメチルポリシロキサンオイル、環状ポリジメチルシロキサンオイル等を用いる。尚、現像ローラ上の液体現像剤層は薄層状に形成されるため、液体現像剤層中に含まれるキャリア液はきわめて少量である。したがって、感光体１０の潜像面に供給される液体現像剤中に含まれるキャリア液もきわめて少量となるので、転写時に紙等に吸収されるキャリア液はきわめて少量となる。このため、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であれば定着後に残留するキャリア液は、ほとんど見られない。
【００５２】
本発明者等の実験によれば、キャリア液に粘度が１００ｍＰａ・ｓあるいは、５０ｍＰａ・ｓである東レダウコーニング社のＳＨ２００を用いて出画実験を行ったときは、定着後に紙上に残留するキャリア液は見られなかった。さらに、キャリア液の表面張力は、２２ｍＮ／ｍであり、前記した画像支持体表面層である離型層より大きいために、画像支持体上の非画像部に付着するキャリア液体は低減した。キャリア液については、東レダウコーニング、信越化学社などに多くの種類があり、電気抵抗、蒸発特性、表面張力、安全性等が満たされていればいずれを選択してもよい。
電気抵抗値としては、トナーの帯電安定性の問題があり、１０１４Ωｃｍ以上が望ましい。最低限１０１２Ωｃｍ以上は必要である。
【００５３】
また、本発明者等が行った実験では、画像支持体の臨界表面張力より、キャリア液体の表面張力が大きいならば良く、特に、キャリア液体としてシリコンオイルに限定されるものではない。
したがって、本実施形態で画像支持体に形成された離型層であるコート層３０は、シリコンオイルをキャリア液体とする液体現像剤ｗを用いた液体現像装置において、画像支持体表面の離型層であるコート層３０が画像支持体基板側表面である絶縁層５の酸化膜２７と化学的に結合して形成されることによって、高耐久の離型性能を発揮し、画像支持体３の表面層６への現像剤の付着を防止することができ、現像剤中の絶縁性液体が表面層６上の非画像部に付着し、消費されることを防止できる。さらに画像支持体３上の液体現像剤ｗ中に存在する固形分粒子のフィルミングを防止できる。
【００５４】
［２］第２実施形態
第1実施形態ではイオノグラフィなどで用いられる静電ドラムを画像支持体３として用いた液体現像装置、及び同装置を搭載する画像形成装置としてのプリンタ１に関して説明したが、ここでは、電子写真方式の液体現像装置及び同装置を搭載する画像形成装置としてのプリンタ１ａについて説明する。
図４はプリンタ１ａの主要部である画像形成部２ａの概略構成を示す。画像形成部２ａには画像支持体としての感光体ドラム３１が配備される。
【００５５】
感光体ドラム３１はその回りに、帯電ユニット３２、画像情報に基づいて書込み光ＬＢを感光体ドラム３１に向け照射する図示しない光書き込みユニット、液体現像装置である現像ユニット３４、中間転写体３５、除電ランプ３６、感光体ドラムクリーニングユニット３７などが配設されている。また、中間転写体３５に対向配備された転写ローラ３８により、中間転写体３５上に形成された画像を記録紙ｐに転写する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、画像支持体である感光体ドラム３１は導電性のアルミ素管４１に表面層を成す感光体６ａを形成している。
【００５６】
感光体６ａの光導電性絶縁層である絶縁層５ａは保護層であるコート層４２で覆われ、電気特性、磨耗特性を向上させている。本実施形態では感光体特性を失わないような酸化処理による下地処理層４３を感光体表面層である絶縁層５ａに施した。
上述の第1実施形態では酸化処理方法は多数列挙しているが、ここでの絶縁層５ａを酸化処理して下地処理層４３を形成する方法としては、オゾンによる酸化処理が好ましい。具体的な方法としてはコロナ放電による酸化処理が最も容易であった。
【００５７】
そして、以上の構成において画像支持体である感光体ドラム３１は、図示しないモータ等の駆動手段によってプリント時には一定速度で矢印の方向に回転駆動される。そして感光体ドラム３１の表面の感光体６ａは帯電ユニット３２により一様に帯電された後に、図示しない光書込みユニットにより、画像情報に基づいて書込み光ＬＢが照射結像されて静電潜像が感光体６ａ上に形成される。そして、静電潜像は現像ユニット３４によって現像され、感光体ドラム３１上に画像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された画像は、感光体ドラム３１と等速駆動されている中間転写体３５上に転写される。中間転写体３５上の画像は、図示しない給紙カセットから転写部に搬送された記録紙ｐに、転写ローラ３８により転写される。
【００５８】
転写終了後、記録紙ｐは図示しない定着ユニットにより定着され、排紙される。尚、中間転写体３５上に転写されなかった感光体ドラム３１上の液体現像剤ｗは、感光体ドラムクリーニングユニット３７により感光体ドラム３１から除去される。また、中間転写体３５上の転写残現像剤は図示しない中間転写体クリーニングユニットにより除去される。その後、感光体ドラム３１の表面は除電ランプ３６により残留電位が除去されて、次のプリントに備えられる。
【００５９】
本実施形態のプリンタ１ａにおける現像ユニット３４は、図４に示すように、現像部４５と、現像ローラ４６と、現像剤回収部４７と、現像剤収容部（以下、「現像剤調整部」という）４８と、トナーボトル４９と、キャリアボトル５０とから主に構成されている。そして、本実施形態で使用する液体現像剤ｗは、粘度が１００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲で、トナー濃度が５〜４０％の範囲のものを用いる。より具体的には、例えば粘度が３００ｍＰａ・ｓでトナー濃度が１５％のものを用いる。
【００６０】
現像部４５には液体現像剤ｗが貯蔵された貯蔵タンク５１と、現像ローラ４６に液体現像剤を塗布する塗布ローラ５２と、塗布ローラ５２に液体現像剤を供給する一対のスクリュー５３ａと５３ｂと塗布ローラ５２表面の液体現像剤ｗの量を規制する規制ブレード５４とが配設されている。貯蔵タンク５１は１００〜１５０ｃｃの液体現像剤を貯蔵することができる。貯蔵タンク５１内には搬送ポンプ５５によって現像剤調整部４８から液体現像剤ｗを搬送する。一対のスクリュー５３ａと５３ｂが駆動することで貯蔵タンク５１内の液体現像剤の液面が盛り上り、該盛り上り部が塗布ローラ５２に接触することで、液体現像剤が塗布ローラ５２に供給される。搬送ポンプ５５によって搬送された液体現像剤が余剰に供給された際は、現像ローラ４６上の未現像トナーを回収する現像剤回収部４７に、図示しない流路を介しオーバーフローして、現像剤調整部４８に回収される。塗布ローラ５２に供給された液体現像剤ｗは規制ブレード５４によって液体現像剤量が規制され、現像ローラ４６に毎分約３０ｃｃの液体現像剤が塗布される。
【００６１】
現像剤回収部４７は拭き取りローラ５６と同拭き取りローラ５６の回収現像剤を掻き取るクリーニングブレード５７とスクリュー５８から構成されており、現像ローラ４６表面に残った液体現像剤をクリーニングし、現像剤調整部４８に搬送する。
【００６２】
このような、第2実施形態の静電潜像の液体現像装置を装備するプリンタ１ａを用いて画像形成を行った。
図５（ａ），（ｂ）に示す表面層を成す感光体６ａは上述した第1実施形態の静電ドラムの場合と同様の結果を得た。第1実施形態での（例１）、（例２）のアルコール末端変性パーフルオロポリエーテル、アルコキシシラン末端変性パーフルオロポリエーテルを用いて離型層であるコート層４２を形成したとき、第1実施形態で使用した液体現像剤ｗで、表面層を成す感光体６ａ上を現像処理した。この場合、離型層であるコート層４２が絶縁層５ａの酸化処理層である下地処理層４３と化学的な結合により形成されていることによって、高耐久の離型性能を発揮し、画像支持体表面である感光体６ａへの現像剤の付着を防止することができ、現像剤中の絶縁性液体が画像支持体表面である感光体６ａ上の非画像部に付着し、消費されることを防止できた。
【００６３】
また、上述のところでは画像支持体の表面である絶縁層５ａを酸化処理する実施例について説明したが、酸化処理できない場合はシランカップリング剤で下地処理し、非晶質フッ素樹脂のパーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂を用い、画像支持体表面層に離型層であるコート層を離型コートされたものとしても良い。
【００６４】
［３］第３実施形態
第３実施形態では第2実施形態と比較し、感光体ドラム３１ｂの構成以外は同様の電子写真方式の液体現像装置及び同装置を搭載する画像形成装置としてのプリンタ１ｂについて説明する。なお、感光体ドラム３１以外の部材は同様構成を採ることより、重複説明を略す。
ここでの電子写真方式の液体現像装置において、画像支持体である感光体ドラム３１は導電性のアルミ素管４１を基体として備え、その表面層としてアモルファスシリコン感光体６ｂを有する。
【００６５】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、アモルファスシリコン感光体６ｂも第2実施形態と同様にその表面層に保護層６１を形成し、保護層６１上に離型層を形成しても構わないが、ここでは特に、アモルファスシリコン感光体６ｂは、キャリア注入阻止層６２、キャリア輸送層６３、キャリア発生層６４を備え、表面層である保護層６１として、酸化を防止するためにａ−ＳｉＣ：Ｈ膜やａ−ＳｉＮ：Ｈ膜を設けている。また、ＣやＮに加えてフッ素を用いる場合もある。本実施形態では第1実施形態の（例１）、（例２）記載のアルコール末端変性パーフルオロポリエーテル、アルコキシシラン末端変性パーフルオロポリエーテルを用いて離型層として、アモルファスシリコン感光体の保護層６１を形成した。
【００６６】
したがって、アモルファスシリコン感光体６ｂは表面の保護層６１として非結晶樹脂による離型層を形成することが可能である。特に、アモルファスシリコン感光体６ｂの表面を酸化処理することなく、強固な離型層を形成することが可能である。さらに、第1実施形態で使用した液体現像剤ｗで感光体６ｂ上を現像したとき、画像支持体の表面の離型層である保護層６１が画像支持体（アルミ素管４１側）の表面のキャリア注入阻止層６２、キャリア輸送層６３、キャリア発生層６４と化学的な結合で形成されることによって、高耐久の離型性能を発揮し、画像支持体への現像剤の付着を防止することができ、現像剤中の絶縁性液体が画像支持体上の非画像部に付着し、消費されることを防止できた。
【００６７】
また、画像支持体の表面を酸化処理する実施例について説明したが、酸化処理できない場合はシランカップリング剤で下地処理し、非晶質フッ素樹脂のパーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂を用い、画像支持体表面層に離型コートされたものでも良い。
上述のところで、画像処理装置としてプリンタ１、１ａを説明したが、これに限定されるものではなく、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、あるいは各種の印刷機等に本発明を適用しても良く、これらの場合も同様の作用効果を得られる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、感光体表面の離型層が感光体表面と化学的な結合で形成されることによって、高耐久の離型性能を発揮し、感光体への現像剤の付着を低減することができ、現像剤中の絶縁性液体が感光体上の非画像部に付着し、消費されることを低減し、さらに感光体上の液体現像剤中に存在する固形分粒子のフィルミングが防止できる。
【００６９】
特に、感光体表面を酸化処理することによって、容易に非晶質フッ素樹脂と酸化処理を施された感光体表面を加水分解によって結合できる。更に、パーフルオロポリエーテル構造を主鎖とする非晶質フッ素樹脂を用いるので、このパーフルオロポリエーテル構造は末端に画像支持体と化学結合する官能基を付与しても感光体表面に対して水平になるように存在し、画像支持体に結合した官能基を中心にして容易に回転運動することが知られている。剥離した場合も容易に不足部分を覆うことが可能である。
請求項２の発明は、感光体表面をシランカップリング剤で下地処理することによって酸化することなく、容易に非晶質フッ素樹脂と感光体表面を加水分解によって結合してもよく、請求項１と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての静電潜像の液体現像装置を搭載するプリンターの概略構成図である。
【図２】図１のプリンターの画像支持体を示し、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は表面層部分の断面説明図である。
【図３】図１の画像支持体の表面層の耐久性−接触角特性線図を示し、それぞれ異なる材料からなる画像支持体の表面層への適用性の評価線図である。
【図４】本発明の他の実施形態としての静電潜像の液体現像装置を搭載するプリンターの概略構成図である。
【図５】図４のプリンターの画像支持体を示し、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は感光体部分の断面説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態としての静電潜像の液体現像装置で用いる画像支持体を示し、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）はアモルファスシリコン感光体部分の断面説明図である。
【符号の説明】
１、１ａ        プリンタ
２、２ａ        画像形成部
３              画像支持体
４、４１        アルミ素管
５，５ａ        絶縁層
６              表面層（画像支持体の潜像面）
６ａ            感光体（画像支持体の潜像面）
６ｂ            アモルファスシリコン感光体（画像支持体の潜像面）
８、３４        現像ユニット（液体現像装置）
１４，４６      現像ローラー（現像剤支持体）
２７            酸化膜
３０，４２      コート層（離型層）
３１，３１ｂ    感光体ドラム（画像支持体）
６１            保護層（離型層）
ｗ              絶縁性液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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