JP3987236B2 - Image forming method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法などに適用される画像形成方法であり、特に、デジタル静電潜像から画像を得るための画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法においては、潜像担持体上に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを付着させ転写材である紙やプラスチックフィルム上に転写後、加熱等により定着して画像を形成する。ここで用いる現像剤は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤と、磁性トナー等のような一成分現像剤とがあるが、二成分現像剤はキャリアが現像剤の攪拌・搬送・帯電等の機能を分担するため、制御性が良い等の特徴を有しているため、現在広く用いられている。
【0003】
一方、電子写真法を用いたプリンターや複写機では、ここ数年でカラー化が進み、また装置の解像度の向上から静電潜像が細密化してきている。これに伴い、静電潜像に対し忠実に現像を行い、より高画質画像を得るために、近年、トナーの小径化が進んでいる。特にデジタル潜像を有彩色トナーにより現像・転写・定着するフルカラー複写機においては、7〜8μmの小粒径トナーを採用して、ある程度の高画質を達成している。
【0004】
一方、特開平5−19598号には、記録密度の高い高解像度の画像を形成するための手段として、波長400nm〜500nmの範囲のレーザービームを使用することが提案されている。しかしながら、潜像を高解像度で作成しても、従来のトナーを用いた場合には、その粒径が大きいために、得られる画像の解像度は低いものとなってしまう。
【0005】
また、フルカラー用トナーとして種々の改善が提案されている。例えば、特開平6−75430号公報、特開平7−77825号公報には、高画像濃度でハイライト再現および細線再現等に優れた画像を得るために、トナー粒子の重量平均粒径が3〜7μmであり、5.04μm以下の粒子径のトナーの含有量が40個数%より多く含有され、4μm以下の粒子径のトナーが20〜70個数%、8μm以上の粒子径のトナーが2〜20体積%以下、10.08μm以上の粒子径のトナーが6体積%以下含まれるトナーを使用する提案がされている。
【0006】
また、特開平7−146589号公報には、高画像濃度でハイライト再現および細線再現等に優れた画像を得るために、トナー粒子の重量平均粒径が3.5〜7.5μmであり、5.04μm以下の粒子径のトナーが35個数%より多く含有され、4μm以下の粒子径のトナーが15個数%より多く含有され、8μm以上の粒子径のトナーが2〜20体積%以下、10.08μm以上の粒子径のトナーが6体積%以下含まれるトナーを使用する提案がされている。
【0007】
さらに、特開平8−227171号公報には、転写性、クリーニング性に優れ、外添剤劣化によるトナー特性の悪化を改善するために、形状係数を規定した重量平均粒径1〜9μmのトナーに10〜90nmの無機粉末と30〜120nmの疎水化されたケイ素化合物微粉末を添加する提案がある。
【0008】
これらの文献において検討されている小粒径トナーは、トナー粒子の重量平均粒径が3〜7μmではあるが、5μm以下の粒子径のトナーの割合が必ずしも大きくなく、このようなトナーを使用しても画質向上には限界がある。さらに、1μm以下の粒子径のトナーの含有量とトナー諸特性との関連については全く検討されていない。
【0009】
さらに、これらのトナーでは、外添剤の粒度分布が広く、また、トナーの粒子に対する被覆率に関する思想も明示されていないので、体積平均粒径5μm以下の粒子径のトナーとした場合に、トナーに適切な粉体流動性、粉体付着性、および、帯電性を与えることができず、小粒径トナーによる画質向上は達成することができない。実際、これらの実施例に挙げられているトナーの粒子の重量平均粒径は、最低でも6μmとなっている。
【0010】
一方、転写紙等の転写材上に形成される画像の厚み(以下、単に「画像厚み」という)は、オフセット印刷では最大でも数μm以内であるが、電子写真方式における従来のトナーの粒子径では、7〜8μm程度の小粒径としても、フルカラートナーで形成されるプロセスブラックの場合、トナー層が最低3層重なることになり、十数μmから20μm程度にまで達してしまう。そして、このように画像厚みの大きい画像は、視覚的に違和感を与えるものとなり、オフセット印刷並みの高画質を達成するためには、オフセット印刷との画像構造の違いを改善する、即ち、画像厚みを小さくする必要がある。また、このように転写材上にトナーが多量に載った画像は、その凹凸が大きいために損傷を受けやすく、形成された画像の耐性が低いものとなる。
【0011】
また、トナーの粒子径をさらに小さくしようとすると、ファンデルワールス力に代表される非静電気的付着力が大きくなり、トナー同士の凝集力が大きくなるため粉体流動性が大きく悪化したり、キャリアや潜像担持体表面に対するトナーの付着力が大きくなるため現像性や転写性が悪化し画像濃度が低下したり、さらには、潜像担持体表面に残留するトナーのクリーニング性が大きく低下したりする。
【0012】
また、トナーの小径化に伴う粉体特性の低下によりトナーとキャリアとの電荷交換性が低下するため、帯電の立ち上がりが低下し、結果として電荷分布が広くなり、カブリなどの画質欠陥を発生しやすくなり、6μm以下の小粒径トナーによる高画質化は実現されていないのが実状である。
【0013】
上記従来のトナーの小粒径化の問題点について、フルカラー画像を得る場合について述べたが、単色系、特にブラックトナーのみにより画像を得る場合においても、同様に細線の再現性や階調性向上の要求があり、また画像厚みについてもより小さくすることが画質向上に繋がるため、トナーの小粒径化が望まれている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光の波長が短い可干渉光を用いた高解像度の静電潜像を用いた場合においても、カブリのない画像形成が可能で、細線再現性および階調性が良好で、オフセット印刷によって形成される画像と同等またはそれ以上の高解像度の画質を達成することが可能な画像形成方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために、潜像を形成する工程(潜像形成工程)に供される可干渉光の波長が600nm以下である潜像を現像させるための着色粒子(トナー中における外添剤を除く部分、即ち一般的にトナー粒子と呼ばれるものをいう)の粒度分布について検討した。その結果、着色粒子の体積平均粒径が2.0〜4.0μm、1.0μm以下の着色粒子が20個数%以下、5.0μmを超える着色粒子が10個数%以下とすることが、短波長で得られる高解像度画像の細線再現性、階調性およびハイライト部位粒状性の向上を達成する上で極めて有効であるとの知見を得た。
【0016】
着色粒子の体積平均粒径を4.0μm以下に抑えることにより、短波長で得られる高解像度画像における細線再現性、階調性およびハイライト部位粒状性が良好であるとともに、着色粒子中の顔料濃度を高くしても細線再現性、階調性、およびハイライト部位粒状性の低下が起こらず、着色粒子中の顔料濃度を高くして、転写材上に形成される画像の単位面積当たりのトナー重量を低減することができ、転写材上に形成されるトナー画像の厚みを小さく抑えられるため、視覚的に違和感を与えることのない、オフセット印刷並み、あるいはそれ以上の高画質な画像を得ることができる。
【0017】
しかし、高画質を達成するためには、単に着色粒子の体積平均粒径を規定しただけでは不十分である。即ち、あまりに小粒径の着色粒子が一定量存在すると、クリーニング不良の原因ともなる。また大粒径の着色粒子が一定量存在すると、細線再現性が不十分となり、高解像度の画像が得られなくなる。本発明では、これらカブリや細線再現性といった画質上の問題やクリーニング不良の問題を解決するために、体積平均粒径の下限値を2.0μmとし、1.0μm以下の着色粒子を20個数%以下に、5.0μmを超える着色粒子を10個数%以下に、それぞれ抑えることとしている。
【0018】
従って、本発明によれば、極めて細線再現性および階調性が良好で、視覚的に違和感を与えることのない、オフセット印刷並み、あるいはそれ以上の高画質な画像を得ることができるとともに、クリーニング性をも良好なものとすることができる。
【0019】
一方、本発明において使用される静電潜像現像用のトナーを用いて画像を形成しようとする場合、オフセット印刷と同等の質感の画像を得るべく、転写材上に形成される画像の単位面積当たりのトナーの重量を低減させることができる。画像の単位面積当たりのトナーの重量を低減させても、十分な画像濃度が達成でき、画像の耐水性、耐光性、あるいは耐溶剤性を確保するために、着色粒子に含まれる着色剤としては、着色力が高く、耐水性、耐光性、あるいは耐溶剤性に優れた顔料粒子を用いることが好ましい。
【0020】
本発明において、着色粒子の粒度分布として、より好ましくは4.0μm以下の着色粒子が75個数%以上とすることである。
本発明において、着色粒子中における顔料粒子の分散粒子平均粒径は、円相当径で0.3μm以下とすることが好ましい。
【0021】
本発明において、着色粒子中における顔料粒子の顔料濃度をC(重量%)、着色粒子の真比重をa(g/cm3)、着色粒子の体積平均粒径をD(μm)とした場合に、下式(2)の関係を満たすことが好ましい。
25≦a・D・C≦90 ・・・(2)
【0022】
また、潜像形成工程に供される可干渉光の波長が350nm以上600nm以下であることが、高解像度の画像を得る上で好ましい。その際のスポット径は、50μm以下であることが好ましい。
【0023】
上記本発明に用いられるトナーは、少なくともキャリアとトナーとからなるいわゆる二成分系静電潜像現像剤のトナーとして用いることが好ましく、このときキャリアとしては、体積平均粒径が50μm以下であることが好ましく、また、表面に樹脂被覆層を有することが好ましい。
【0024】
そして、本発明の画像形成方法においては、潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程と、トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像する現像工程と、現像されたトナー画像を転写材上に転写する転写工程とを有し、その際転写材上に、少なくともシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のトナー画像を積層させることとすれば、細線の再現性や、転写材上の画像の乱れが改善され、また画像厚みが低減され、極めて高画質の画像を形成することができる。
【0025】
この時、形成する各色のトナー画像において、トナーの重量をそれぞれ1cm2当たり0.40mg以下となるようにすれば、転写材上における得られる画像の厚みが小さくなり、極めて高画質な画像を得ることができるため好ましい。特に面積率100%のベタ画像における各色のトナーの重量を1cm2当たり0.10〜0.40mgとなるようにすることが好ましい。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明は、潜像担持体に可干渉光を用いて、潜像を形成する工程、トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像してトナー画像を得る現像工程と、形成されたトナー画像を転写材上に転写する転写工程と、を有する画像形成方法において、 潜像を形成する工程に供される可干渉光の波長が600nm以下であり、
前記トナーが、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有する着色粒子からなり、かつ、着色粒子の体積平均粒径が2.0〜4.0μmであり、1.0μm以下の着色粒子が20個数%以下であり、5.0μmを超える着色粒子が10個数%以下であり、かつ温度20℃、湿度50%環境下におけるトナーの帯電量をq(fC)、トナーの粒径をd(μm)と表した場合に、q/d値の度数分布における、ピーク値及びボトム値がともに正又はともに負であって、ピーク値の絶対値が1.0以下であり、かつ、ボトム値の絶対値が0.005以上であることを特徴とする画像形成方法である。
【0027】
〔画像形成方法〕
本発明の画像形成方法は、潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程と、トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像する現像工程と、現像されたトナー画像を転写材上に転写する転写工程とを有する。その際に、潜像を形成するための露光光源として波長600nm以下の可干渉光(レーザー)が使用される。このような露光光源としては、如何なるものも使用可能であるが、ガスレーザーに対して著しく小型化できる半導体レーザーが好ましく、また、480nm以下の露光光、さらには、450nm以下の露光光を用いる際に極めて有効である。このような半導体レーザーとしては、多量子井戸構造の窒化ガリウム系半導体レーザーや、非線形光学素子により短波長化したものを挙げることができる。本発明の画像形成装置では、波長が450nm以下のレーザーを光源として用いることができるため、レーザービームのスポットの拡散は、従来の半導体レーザーに比べて低減されることから、極めて高解像度な画像の書き込みを実現することができる。つまり、解像度が400dpi以上、特に、600dpi、1200dpi以上において顕著な効果が現われる。また、スポット径は50μm以下、さらには30μm以下、特に20μm以下のレーザービームが高解像度の画像形成を行う点で好ましく使用される。なお、スポット径は、スポットの短軸径をいう。
さらに、転写工程は、中間転写体を用いた転写工程を含んでもよい。
【0028】
(a)着色粒子の粒径および粒度分布
既述の如く、潜像形成工程に供される可干渉光の波長が600nm以下である潜像の細線の再現性や階調性の向上を達成する上で、着色粒子の体積平均粒径としては少なくとも5.0μm以下であることが必須となる。5.0μmを超えると、粗大粒子の比率が大きくなり細線再現性や階調性が低下する。なお、本発明でいう「細線の再現性」とは、主として30〜60μm、好ましくは30〜40μmの幅の細線を忠実に再現可能か否かを意味し、さらに同程度の径のドットを再現し得るかについても考慮に入れたものである。
【0029】
一方、着色粒子の体積平均粒径の下限値としては、2.0μm以上とすることが必須となる。2.0μm未満であると、トナーとしての粉体流動性、現像性、あるいは転写性が悪化し、潜像担持体表面に残留するトナーのクリーニング性が低下する等、粉体特性低下に伴う種々の不具合が生じてくる可能性がある。
【0030】
以上を考慮して、着色粒子の体積平均粒径の範囲としては2.0〜4.0μmであり、好ましくは2.0〜3.5μmである。
【0031】
本発明においては、さらに着色粒子の粒度分布を規定する。具体的には、全着色粒子中、1.0μm以下の着色粒子が20個数%以下であり、5.0μmを超える着色粒子が10個数%以下であるような粒度分布とすることが必須となる。
【0032】
全着色粒子中1.0μm以下の着色粒子が20個数%を超えると、着色粒子の非静電気的付着力が大きくなるため、クリーニング不良が生じ易くなる。さらに好ましくは、全着色粒子中1.0μm以下の着色粒子が10個数%以下である。なお、全着色粒子中1.0μm以下の着色粒子の個数を上記範囲とすることで、カブリも改善される。
【0033】
一方、全着色粒子中5.0μmを超える着色粒子が10個数%を超えると、本発明の目的とするところの細線再現性の向上が達成できなくなってしまう。さらに好ましくは、全着色粒子中5.0μmを超える着色粒子が5個数%以下である。
【0034】
また、着色粒子の粒度分布の大粒径側を規定するパラメーターとして、本発明においては5.0μmを超える着色粒子の個数%を用いたが、基準とする粒径を他の数値で規定することもできる。具体的には4.0μmを基準の粒径とした場合、全着色粒子中、4.0μm以下の着色粒子が75個数%以上であることが好ましい。なお、本発明における着色粒子の体積平均粒径や粒度分布の状況から見て、全着色粒子中4.0μm以下の着色粒子が75個数%以上である場合には、5.0μmを超える着色粒子は、一般に10個数%以下となる。
【0035】
本発明で使用する静電潜像現像用トナー中の着色粒子の粒度分布としては、得られる画像の極ハイライト部の再現に要求される微小ドットを忠実に再現すべく、さらに全着色粒子中、1.0〜2.5μmの着色粒子が5〜50個数%であることが好ましく、より好ましくは10〜45個数%である。1.0〜2.5μmの着色粒子が50個数%を超えると現像時により大径側の着色粒子が選択的に消費される選択現像が生じやすく、1.0〜2.5μmの比較的小径の着色粒子が消費されにくくなり、多数枚複写時のカブリやクリーニング不良といった不具合を起こしやすくなるため好ましくない。一方、1.0〜2.5μmの着色粒子が5個数%未満であると微小ドットの再現性が低下しやすいため、好ましくない。
【0036】
このような粒度分布の着色粒子を得るためには、粉砕法で得る場合には粉砕および分級の条件を、重合法で得る場合には重合条件を、それぞれ適宜設定すればよい。
【0037】
なお、着色粒子の粒度分布は種々の方法で測定できるが、本発明においてはコールターカウンターTA2型(コールター社製)を用い、アパーチャー径を50μmとして測定を行い、1μm以下のトナー粒子の個数分布を測定する時のみアパーチャー径を30μmとして測定を行った。
【0038】
具体的には、塩化ナトリウム水溶液(10g/リットル)中に分散液(界面活性剤:トリトンX100)2〜3滴と測定試料を加え、超音波分散機で1分間分散処理を行った後、上記装置を用いて測定を実施した。
【0039】
(b)着色粒子
本発明において、着色粒子は、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有する。着色粒子に含有される結着樹脂は、ガラス転移点が50〜80℃であることが好ましく、より好ましくは55〜75℃である。ガラス転移点が50℃未満であると熱保存性が低下し、80℃を超えると低温定着性が低下するため、それぞれ好ましくない。
【0040】
また、結着樹脂の軟化点としては80〜150℃であることが好ましく、より好ましくは90〜150℃、さらに好ましくは100〜140℃である。軟化点が80℃未満であると熱保存性が低下し、150℃を超えると低温定着性が低下するため、それぞれ好ましくない。
さらに結着樹脂の数平均分子量としては1000〜50000、重量平均分子量としては7000〜500000の範囲がそれぞれ好ましい。さらに、分子量分布において、ピークを2つ以上有してもかまわない。
【0041】
結着樹脂としては、トナーの結着樹脂として従来より用いられているものが特に制限なく用いられるが、スチレン系ポリマー、(メタ)アクリル酸エステル系ポリマー、およびスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系ポリマー、ポリエステルポリマー、エポキシ樹脂などが好ましく用いることができる。スチレン系ポリマー、(メタ)アクリル酸エステル系ポリマー、およびスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーとしては、下記のスチレン系モノマー、(メタ)アクリル酸エステルモノマー、この他のアクリル系またはメタクリル系モノマー、ビニルエーテルモノマー、ビニルケトンモノマー、N−ビニル化合物モノマー等から適宜選ばれる1種または2種以上のモノマーを重合させて得られるポリマーが好適に用いられる。
【0042】
スチレン系モノマーとしては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、エチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、ブチルスチレン、などのスチレン誘導体、などのスチレン誘導体が挙げられる。
【0043】
また(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸−n−オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、などの(メタ)アクリル酸エステル類、などが挙げられる。
【0044】
他のアクリル系またはメタクリル系モノマーとしては、例えばアクリロニトリル、メタアクリルアミド、グリシジルメタアクリレート、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタアクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリレートなどが挙げられる。
【0045】
またビニルエーテルモノマーとしては、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類が挙げられる。
【0046】
また、ビニルケトンモノマーとしては、例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類が挙げられる。
【0047】
また、N−ビニル化合物モノマーとしては、例えばN−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドールなどのN−ビニル化合物などが挙げられる。
【0048】
また、本発明においては、定着性の観点からポリエステルが結着樹脂として好適に用いられる。かかるポリエステルとしては、多価カルボン酸と多価アルコールの重縮合によって合成されるものが使用できる。
【0049】
多価のアルコールモノマーとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなど脂肪族アルコール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールなどの脂環式アルコール、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物等のビスフェノール−誘導体、多価のカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸などの芳香族カルボン酸およびその酸無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデセニルコハク酸等の飽和および不飽和カルボン酸およびその酸無水物が使用できる。
【0050】
着色粒子に含有される着色剤としては顔料粒子を用いる。本発明においては、画像の単位面積当たりのトナーの重量を低減させても、十分な画像濃度が達成でき、画像の耐水性、耐光性、あるいは耐溶剤性を確保するために、着色粒子に含まれる着色剤としては、着色力が高く、耐水性、耐光性、あるいは耐溶剤性に優れた顔料粒子を用いることが必須となる。
【0051】
使用可能な顔料の種類としてはカーボンブラック、ニグロシン、黒鉛、C.I.ピグメントレッド48:1、48:2、48:3、53:1、57:1、112、122、123、5、139、144、149、166、177、178、222、C.I.ピグンメトイエロー12、14、17、97、180、188、93、94、138、174、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントブルー15:3、15、15:2、60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられ、このなかでも特に、カーボンブラック、C.I.ピグメントレッド48:1、48:2、48:3、53:1、57:1、112、122、123、C.I.ピグンメトイエロー12、14、17、97、180、188、C.I.ピグメントブルー15:3が好ましい。これら顔料は単独で使用可能な他、2種以上組み合せて使用してもよい。
【0052】
本発明者らは既に、カラートナーの着色力、透明性を改善するために、メルトフラッシング法によりトナーの着色剤である顔料微粒子の結着樹脂中の分散粒子平均粒径を円相当径で0.3μm以下にして使用する方法を提案したが(特開平4−242752号)、この手法は、着色粒子中の着色剤濃度を高くする必要のある本発明で用いられるトナーに極めて有効である。即ち、顔料粒子を結着樹脂中に分散する手段としてのメルトフラッシング法とは、顔料製造工程の顔料含水ケーキ中の水分を溶融した結着樹脂で置換する方法であり、この方法によれば、顔料微粒子の結着樹脂中の分散粒子平均粒径を円相当径で0.3μm以下にすることが容易であり、トナーの透明性を確保でき、良好な色再現が可能となるため好ましい。
【0053】
なお、本発明において顔料微粒子の結着樹脂中の分散粒子平均粒径の円相当径とは、着色粒子の一部を取り出し、樹脂で包埋後、着色粒子中の顔料粒子の分散状態を観察できるように観察用薄片を切り出し、透過型電子顕微鏡で倍率15,000倍の拡大写真を撮影し、画像解析装置にて顔料粒子の面積を測定し、該面積に相当する円の直径を計算した値をいう。
【0054】
本発明で使用されるトナーにおいて、着色粒子は体積平均粒径が5μm以下であり、着色粒子一個あたりの着色力を高くする必要がある。特に、着色粒子を転写材上で重ねあわせて発色させるフルカラー画像の場合、着色粒子の透明性が良好でないと赤、緑等の二次色やプロセスブラックの様な三次色を表現する際、上層の着色粒子により下層の発色が疎外され、良好な色再現が為されないことがあるが、結着樹脂中の分散粒子平均粒径を円相当径で0.3μm以下にして使用することでこの問題を解決することが可能となる。
【0055】
既述の如く本発明で使用されるトナーは小粒径であり、従来のより粒径の大きいトナーと同様の顔料濃度では、十分な画像濃度が得られにくい。また、本発明で使用されるトナーは小粒径であると一口に言っても、その体積平均粒径には2.0μmから4.5μmまでと幅があり、ベタ画像における単位面積当たりのトナーの重量(TMA)にも大きな差が出てくる。従って、必要な顔料濃度は、TMAに応じて設定することが望ましい。
【0056】
TMAは着色粒子の体積平均粒径D(μm)および真比重aで決定するものであり、着色粒子中の顔料濃度C(%)は、以下の関係式(2)を満たすものとすることが望ましい。
25≦a・D・C≦90 ・・・(2)
【0057】
a・D・C(以下、略して「aDC」という場合がある)の値が25未満であると、着色力が十分でなく所望の画像濃度を得にくく、所望の画像濃度を得るために現像時形成するトナーの量を多くすると、折角小径化したにも拘らず、画像光沢差が生じ、画像の厚みが増し、細線の再現性も低下し、また転写性も低下するため好ましくない。
【0058】
一方、aDCの値が90を超えると、十分な画像濃度は得られるものの、少量の非画像部へのトナーの飛び散りによる地汚れが生じやすくなる、顔料の補強効果により着色粒子の溶融粘度が上昇し定着性が悪化する、等の不具合を生ずる可能性があるため好ましくない。
【0059】
また、色の違いにより着色力にも相違があり、各色毎に以下の関係式(2−1)〜(2−4)を満たすものとすることが、より好ましい。
シアン: 25≦a・D・C≦90 ・・・(2−1)
マゼンタ: 25≦a・D・C≦60 ・・・(2−2)
イエロー: 30≦a・D・C≦90 ・・・(2−3)
ブラック: 25≦a・D・C≦60 ・・・(2−4)
【0060】
勿論、同一色の顔料であっても化学構造式等の違いにより、着色力は異なってくるため、顔料濃度は用いる顔料の種類に応じて、好ましくは上記範囲内で適宜設定すればよい。
【0061】
着色粒子は、粉砕法あるいは懸濁重合や乳化重合による重合法等、従来より公知の如何なる方法によっても製造することができるが、本発明においては粉砕法によることが望ましい。ここで、粉砕法とは、結着樹脂と着色剤、必要に応じてその他添加剤等を予備混合した後、混練機にて溶融混練し、冷却後粉砕、分級を行い規定粒度分布に揃えるものである。
【0062】
〔その他の添加剤〕
本発明においては、帯電制御を目的とした外添剤を添加することが好ましい。外添剤として使用可能な無機微粉末の材料としては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化鉄などの金属酸化物、窒化チタンなどの窒化物、酸化ケイ素、チタン化合物などが挙げられる。外添剤の添加量としては、着色粒子100重量部に対して、好ましくは0.05〜10重量部であり、より好ましくは0.1〜8重量部である。
【0063】
トナーに上記無機微粉末を添加する方法としては、例えば、ヘンシェルミキサーに無機微粉末と着色粒子とを入れ、混合するという従来公知の方法を採用することができる。
【0064】
さらに本発明においては、粉体流動性や粉体付着性等の粉体特性を良好なものとし、転写効率および帯電性の低下を防止し、環境依存性を緩和するために、外添剤として、30nm以上200nm以下の一次粒子平均粒径を有する超微粒子と、5nm以上30nm未満の一次粒子平均粒径を有する極超微粒子とを含有することが好ましい。
【0065】
超微粒子は、着色粒子同士、あるいは、着色粒子と潜像担持体またはキャリアとの付着力を低減させ、現像性、転写性、あるいはクリーニング性の低下を防止する働きがある。超微粒子の平均一次粒子径は、30nm以上200nm以下、より好ましくは35nm以上150nm以下、さらに好ましくは35nm以上100nm以下である。200nmを超えるとトナーから脱離しやすくなり、付着力低減効果が発揮できなくなる。一方、30nm未満では、後述の極超微粒子の働きをするものとなってしまう。
【0066】
極超微粒子は、トナー(着色粒子)の流動性を向上させ、凝集度を低下させるとともに、熱凝集の抑制等の効果より環境安定性の向上に寄与する。極超微粒子の平均一次粒子径は、5nm以上30nm未満、より好ましくは5nm以上29nm未満、さらに好ましくは10nm以上29nm以下である。5nm未満であるとトナーが受けるストレスにより着色粒子表面に埋没しやすい。一方、30nm以上では、前述の超微粒子の働きをするものとなってしまう。なお、本明細書において「一次粒子径」とは球相当の一次粒子径をいう。
【0067】
超微粒子としては、疎水化された酸化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化鉄などの金属酸化物、窒化チタンなどの窒化物、チタン化合物からなる微粒子が挙げられ、疎水化された酸化ケイ素からなる微粒子であることが好ましい。疎水化は、疎水化処理剤により処理することにより為され、疎水化処理剤としてはクロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、シリル化イソシアネートのいずれも使用可能である。具体的にはメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ter−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
【0068】
極超微粒子としては、疎水性のチタン化合物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化鉄などの金属酸化物、窒化チタンなどの窒化物からなる微粒子が挙げられ、なかでも、チタン化合物微粒子であることが好ましい。
【0069】
また、チタン化合物微粒子としては、高度に疎水性であり、焼成処理がないため凝集体を発生しにくく、外添時に分散性が良好であるメタチタン酸とシラン化合物との反応生成物であることが好ましい。また、その際のシラン化合物としては、トナーの帯電制御が良好であり、キャリアや潜像担持体への付着性を低減できるアルキルアルコキシシラン化合物および/またはフルオロアルキルアルコキシシラン化合物が好ましく用いられる。
【0070】
メタチタン酸とアルキルアルコキシシラン化合物および/またはフルオロアルキルアルコキシシラン化合物との反応生成物であるメタチタン酸化合物としては、硫酸加水分解反応により合成されたメタチタン酸を解膠処理した後、ベースのメタチタン酸をアルキルアルコキシシラン化合物および/またはフルオロアルキルアルコキシシラン化合物とを反応させたものが好適に使用できる。メタチタン酸と反応させるアルキルアルコキシシランとしては、例えばメチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン等が、また、フルオロアルキルアルコキシシラン化合物としては例えばトリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン、3−(ヘプタフルオロイソプロポキシ)プロピルトリエトキシシラン等が使用可能である。
【0071】
超微粒子と極超微粒子との2種類の外添剤を使用することにより、両者の添加による効果を併せ持つものとなる。
【0072】
しかし、外添剤の添加量が全体として多過ぎると、遊離の(着色粒子に付着していない)外添剤が発生し、潜像担持体やキャリア表面が外添剤で汚染されやすくなる。また、超微粒子と極超微粒子とはともにある程度の添加量が無ければ、両者を添加することによる効果が得られない。さらに、超微粒子の量が多過ぎると粉体流動性向上効果が得られず、極超微粒子の量が多過ぎると粉体付着性向上効果が得られない。従って、外添剤の添加量を適切にコントロールしてやる必要がある。
【0073】
上記、外添剤を添加することによる効果の出現や、各種粉体特性の変動は、添加する外添剤の絶対量に依存するものではなく、着色粒子表面に対する被覆率に依存するものである。ここで、外添剤の着色粒子表面に対する被覆率とは、着色粒子表面に同径の外添剤が単層で最密充填された状態を理想状態としての被覆率100%であるとした場合に、実際の外添剤が、実際の着色粒子の表面に対してどの程度被覆しているかを%で表したものをいう。これを式で表すと、下式(1)の通りになる。
【0074】
F=√3・D・ρt・(2π・d・ρa-1・C×100 ・・・(1)
(上記式中、Fは被覆率(%)、Dは着色粒子の体積平均粒径(μm)、ρtは着色粒子の真比重、dは外添剤の一次粒子平均粒径(μm)、ρaは外添剤の真比重、およびCは外添剤の重量x(g)と着色粒子の重量y(g)との比(x/y)をそれぞれ表す。)
【0075】
本発明においては、以上の式(1)で求められる着色粒子表面に対する外添剤の被覆率が、超微粒子Faおよび極超微粒子Fbの双方について20%以上であり、全外添剤の被覆率の合計が100%以下であることが好ましい。なお、「全外添剤の被覆率の合計」とは、添加される各外添剤についての被覆率を個々に計算し、得られた各外添剤の被覆率を合計したものを指す。
【0076】
超微粒子の被覆率Faが20%未満であると、超微粒子を添加する効果が得られなくなる。超微粒子の被覆率Faは、好ましくは20〜80%、さらに好ましくは30〜60%である。
【0077】
極超微粒子の被覆率Fbが20%未満であると、極超微粒子を添加する効果が得られなくなる。極超微粒子の被覆率Fbは、好ましくは20〜80%、さらに好ましくは30〜60%である。
【0078】
全外添剤の被覆率の合計が100%を超えると、遊離の外添剤が多く発生するため、潜像担持体やキャリア表面が外添剤で汚染されやすくなる。全外添剤の被覆率の合計は、好ましくは40〜100%、さらに好ましくは50〜90%である。
【0079】
超微粒子の被覆率Fa(%)と、極超微粒子の被覆率Fb(%)との関係としては、下式(3)を満たすことがより好ましい。
0.5≦Fb/Fa≦4.0 ・・・(3)
この範囲を外れると、超微粒子または極超微粒子を添加する効果が得られにくくなるため好ましくない。また、超微粒子または極超微粒子を添加する効果を最適なものとするためには、下式(3’)を満たすことがさらに好ましい。
0.5≦Fb/Fa≦2.5 ・・・(3’)
【0080】
トナーに上記超微粒子および極超微粒子を添加する方法としては、例えば、ヘンシェルミキサーに超微粒子、極超微粒子および着色粒子を入れ、混合するという従来公知の方法を採用することができる。
【0081】
本発明で使用されるトナーには色再現性、透明性に影響を与えない範囲において、必要に応じて帯電制御剤、離型剤などを添加してもよい。帯電制御剤としてはクロム系アゾ染料、鉄系アゾ染料、アルミニウムアゾ染料、サリチル酸金属錯体、有機ホウ素化合物などを挙げることができる。離型剤としては、低分子量プロピレン、低分子量ポリエチレンなどのポリオレフィンやパラフィンワックス、キャンデリラワックス、カルナバワックス、モンタンワックス等の天然ワックスおよびその誘導体などを挙げることができる。
【0082】
(d)帯電量qと粒径dとの関係(q/d値)
本発明に用いられるトナーは、個々の着色粒子の帯電状態を適切にコントロールすることが好ましい。即ち、トナー全体としての帯電量ではなく、トナーの粒子個々の帯電状態が、得られる画像に大きな影響を与える。一方、トナーの粒子個々の粒径も画質に大きな影響を与えるため、トナーの粒子個々の帯電量の度数分布のみを規定したのでは、画質との関係を十分に説明できない。そこで、本発明におけるトナーにおいては、トナーの粒子個々の帯電量と粒径との関係を適正なものに規定することが好ましい。
【0083】
即ち、温度20℃、湿度50%環境下におけるトナーの帯電量をq(fC)、トナーの粒径をd(μm)と表した場合に、q/d値の度数分布における、ピーク値及びボトム値がともに正又はともに負であって、ピーク値の絶対値が1.0以下であり、かつ、ボトム値の絶対値が0.005以上である
【0084】
温度20℃、湿度50%環境下を帯電量の測定環境としたのは、一般に室温とされる標準的な環境での帯電量を規定することが、本発明の目的とする各種性能を達成する上で最適であるためである。即ち、かかる標準的な環境で上記条件を満たすようなトナーは、多少環境条件が異なってきた場合にも、本発明の目的とするところの高画質を得る上での適切な帯電量分布を大きく外れるものではなく、極めて安定的に高性能を発揮し得る。勿論、より高温高湿や低温低湿環境において、上記帯電量分布であるようなトナーであることが好ましいことは、いうまでもない。
【0085】
個々のトナーについて、q/d値を測定し、その度数分布をグラフにした場合、上限値および下限値のある大略正規分布になる。本発明において、このグラフの頂点となる点のq/d値をピーク値、下限値(負帯電トナーの場合には、正負逆転させた後における下限値)となる点のq/d値をボトム値とする。
【0086】
本発明に用いられるトナーにおいては、このq/d値の度数分布における、ピーク値の絶対値が1.0以下であることが好ましく、より好ましくは0.80以下、さらに好ましくは0.70である。ピーク値の絶対値が1.0を超えると、度数分布が狭くなるように設定したとしても、キャリアや感光体表面に対するトナーの付着力が大きくなるため現像性や転写性が悪化し画像濃度が低下したり、さらには、感光体表面に残留するトナーのクリーニング性が低下したりする可能性があり、好ましくない。また、ピーク値の絶対値が1.0を超え、かつ電荷分布が広くなるように設定した場合には、上記同様の問題の他、個々のトナーの帯電性のばらつきが大きくなるため、現像性や転写性が不均一となる可能性がある。
【0087】
一方、q/d値が0に近づき過ぎたり、正負逆の値となったり(即ち、逆極性トナー)すると、画像部に抜けが生じたり、非画像部にカブリが生じる場合がある。従って、q/d値の度数分布における、ボトム値の絶対値を一定以上の値に保つことが望まれ、具体的には0.005以上であることが好ましく、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.025以上である。
【0088】
なお、上記q/d値の度数分布における、上限値(負帯電トナーの場合には、絶対値における上限値)となる値については、特に規定する必要はない。q/d値の度数分布は、既述の如く大略正規分布を示すものであり、ピーク値およびボトム値を規定すれば、上限値は自ずと定まってくるからである。
【0089】
前記q/d値の度数分布はチャージスペクトログラフ法(CSG法)で得られるものと定義される。CSG法は例えば特開昭57−79958号公報に示されており、以下q/d値の度数分布を得るための具体的な方法を説明する。
【0090】
図1は、CSG法によりq/d値の度数分布を測定するための測定装置10の概略斜視図である。測定装置10は、円筒状の胴部12と、その下側開口部を閉塞するフィルター14と、上側開口部を閉塞するメッシュ16と、メッシュ16の中央から胴部12内部へ突出させたサンプル供給筒18と、胴部12の下側開口部から空気を吸引する吸引ポンプ(不図示)と、胴部12の側面から電場Eを与える電場発生装置(不図示)とからなる。
【0091】
吸引ポンプは、胴部12の下側開口部のフィルター14を介して、フィルター14の全面に均一に、胴部12内側の空気を吸引するように設定されている。それに伴い上側開口部のメッシュ16から空気が流れ込み、胴部12内側には、垂直下方向に一定の空気流速Vaの層流が生ずる。さらに電場発生装置により、空気流と直交する方向に均一かつ一定の電場Eが与えられている。
【0092】
以上のような状態とした胴部12の内部に、サンプル供給筒18から測定対象となるトナーの粒子を徐々に投下する(落下させる)。サンプル供給筒18先端のサンプル出口20から出てきたトナーの粒子は、電場Eの影響を受けなければ、空気の層流の影響を受けつつ垂直下方向に飛行し、フィルター14の中心Oに到達する(このとき、サンプル出口20とフィルター14との距離kがトナーの直進飛行距離となる)。フィルター14は粗目のポリマーフィルター等からなり、空気は十分に通すが、トナーの粒子は透過することなく、フィルター14上に残る。しかし電荷を帯びたトナーの場合は、電場Eの影響を受け、中心Oよりも電場Eの進行方向に位置がずれてフィルター14上に到達する(図1中の点T)。この点Tと中心Oとの距離(変位)xを測定し、その度数分布を求めることにより、q/d値の度数分布を求めることができる(本発明において、実際には、画像解析によりピーク値とボトム値を直接求めた。)。
【0093】
より具体的に説明すると、上記のようにして測定装置10により得られた変位x(mm)と、トナーの帯電量q(fC)と、トナーの粒径d(μm)との関係は、下式(4)により表される。
q/d=(3πηVa/kE)×x ・・・(4)
式(4)中、ηは空気の粘度(kg/m・sec.)、Vaは空気流速(m/sec.)、kはトナーの直進飛行距離(m)、Eは電場(V/m)をそれぞれ表す。
【0094】
本発明においては、式(4)の各条件が、以下の数値になるように、図1に示す測定装置10の各条件を設定して測定を行っている。
空気の粘度η=1.8×10]5(kg/m・sec.)
空気流速Va=1(m/sec.)
トナーの直進飛行距離k=10(cm)
電場E=190V/cm
【0095】
上記値を式(4)に代入すると以下のようになる。
q(fC)/d(μm)≒0.09・x
【0096】
測定対象となるトナーの粒子をサンプル供給筒18に投下するに際し、該トナーは予め帯電させておく必要がある。トナーのq/d値が上記度数分布となる必要があるのは、実際に静電潜像を現像するに際してであり、測定対象となるトナーをキャリアと混合した二成分系現像剤とした上で、装置条件に類似した条件で振とう等を行い、これをq/d値の度数分布の測定に供するのが本発明の趣旨にかなうものである。
【0097】
従って、本発明においては、測定対象となるトナーの粒子の帯電条件を以下に示すように規定した(勿論、実際に静電潜像を現像する際のトナーを装置等から直接サンプリングして測定したものが、上記q/d値の度数分布の条件を満たすことがより好ましい)。
【0098】
本発明においては、トナーとキャリアとからなる、実際に使用する静電潜像現像剤をガラスビンに入れ、ターブラ振とう機にて2分間攪拌して帯電させたものをq/d値の度数分布の測定に供した。
【0099】
このようにして、q/d値の度数分布求められる。CSG法によれば誤差の少ないものとなる。
【0100】
〔静電潜像現像剤〕
上記本発明で用いられるトナーは、キャリアとともに混合され、二成分系の静電潜像現像剤として使用されるのが好ましい。またキャリアを用いない一成分系静電潜像現像剤としても用いることができる。
【0101】
本発明で用いられるトナーとともに好ましく用いられるキャリアとしては特に限定されるものではなく、鉄粉、フェライト、酸化鉄粉、ニッケル等の磁性体粒子、磁性体粒子を芯材として、その表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン系樹脂、ポリエステル系樹脂、メチル系樹脂などの公知の樹脂で被覆し、樹脂被覆層を形成させてなる被覆樹脂型キャリア粒子、或いは結着樹脂中に磁性体微粒子を分散させてなる磁性体分散型キャリア粒子等を挙げることができる。
【0102】
なかでも、樹脂被覆層を有する被覆樹脂型キャリアは、トナーの帯電性やキャリア全体の抵抗を樹脂被覆層の構成により制御可能となるため、特に好ましい。樹脂被膜層の材料としては、当業界で従来よりキャリアの樹脂被膜層の材料として使用されているあらゆる樹脂から選択することができる。また樹脂の種類は単独でも2種以上でもよい。
【0103】
キャリアの粒径としては、体積平均粒子径として50μm以下であることが好ましく、より好ましくは10〜40μm、さらに好ましくは15〜35μmである。キャリアの体積平均粒子径を50μm以下とすることにより、トナー(着色粒子)の小粒径化による帯電の立ち上がりや帯電分布の悪化および帯電量の低下に由来する地汚れや濃度ムラを改善することができる。
【0104】
トナーとキャリアとの混合比としては、重量比で1:100〜20:100の範囲が好ましく、より好ましくは2:100〜15:100の範囲、さらに好ましくは3:100〜10:100の範囲である。
【0105】
さらに、転写材上に、少なくともシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のトナー画像を積層させて、フルカラー画像を形成する画像形成方法において、本発明の画像形成方法を適用すれば、得られる画像は、細線再現性、階調性が良好でカブリのないものであるとともに、トナーの粒径が小さいため、細線再現性、階調性およびハイライト部位粒状性が良好であるとともに、着色粒子中の顔料濃度を高くしても細線再現性、階調性、およびハイライト部位粒状性の低下が起こらず、着色粒子中の顔料濃度を高くして、転写材上に形成される画像の単位面積当たりのトナー重量を低減することができ、転写材上に形成されるトナー画像の厚みを小さく抑えられるため、視覚的に異和感を与えることのない、オフセット印刷並み、あるいはそれ以上の高画質を達成するすることができる。また、転写材上のトナー画像の厚みが小さいことで、その凹凸が小さく外力からの損傷を受けにくいため、形成された画像は耐性の高いものとなる。
【0106】
この時、形成する各色のトナー画像において、1cm2当たりのトナーの重量(TMA)をそれぞれ0.40mg以下となるようにすることが好ましく、より好ましくは0.35mg以下、さらに好ましくは0.30mg以下である。このようにTMAを低く抑えることにより、転写材上のトナー画像の厚みを小さくすることができ、視覚的に違和感のない、オフセット印刷並みの高画質を達成するすることができる。また、転写材上のトナー画像の厚みが小さいことで、その凹凸が小さく外力からの損傷を受けにくいため、形成された画像は耐性の高いものとなる。
【0107】
特に転写材上に、シアン、マゼンタおよびイエローの3色の各トナーによりトナー画像を積層させてなるプロセスブラックは、通常のトナーではトナー画像の厚みが大きくなりがちであり、画像の質感が低下し易かったが、各色のTMAを低く抑えることにより、転写材上のトナー画像の厚みを十分に小さくすることができるため高画質を達成することができる。なお、プロセスブラックの鮮明な発色を期する上で、画像面積率100%の領域においてプロセスブラックを形成する場合の各色のTMAとしては0.10mg以上とすることが好ましく、より好ましくは0.12mg以上、さらに好ましくは0.15mg以上である。
【0108】
勿論、ブラックトナーのみで面積率100%のブラックのベタ画像を得ようとする場合や、その他単色のトナーで面積率100%のベタ画像を得ようとする場合にも、従来のトナーではかなりの厚みになり、質感が損なわれていたが、TMAを低く抑えることにより、転写材上のトナー画像の厚みを十分に小さくすることができるため高画質を達成することができる。従って、ブラックのトナーにより面積率100%のベタ画像を得ようとする場合のTMAとしては0.10mg以上とすることが好ましく、より好ましくは0.12mg以上、さらに好ましくは0.15mg以上であり、他の単色のトナーによる面積率100%のベタ画像の場合も同様である。
【0109】
本発明に使用される可干渉光の波長が600nm以下の露光工程で用いる電子写真用潜像担持体は、導電性基板上に、単層構造の感光層を形成した潜像担持体や積層構造の感光層を形成した潜像担持体を用いることができる。特に、少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順に形成した積層構造の感光層が形成されたものが好ましく用いられる。その導電性基板としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、ステンレス鋼、クロム、ニッケル、モリブデン、バナジウム、インジウム、金、白金等の金属又は合金を用いた金属板、金属ドラム、金属ベルト、あるいは導電性ポリマー、酸化インジウム等の導電性化合物やアルミニウム、パラジウム、金等の金属又は合金を塗布するか、蒸着するか或いはラミネートした紙、プラスチックフィルム、ベルト等が用いられる。さらに、必要に応じて導電性基板の表面には、画質に影響のない範囲で各種の処理、例えば、表面の陽極酸化被膜処理、熱水酸化処理や薬品処理、着色処理等又は砂目立て等の乱反射処理等を行ったものも用いることができる。
【0110】
本発明における電荷発生層には、電荷発生物質としては、例えば、アゾ系顔料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、キノリン系顔料、レーキ系顔料、アゾレーキ系顔料、アントラキノン系顔料、オキサジン系顔料、ジオキサジン系顔料、トリフェニルメタン系顔料等の種々の有機顔料、アズレニウム系染料、スクエアリウム系染料、ピリリウム系染料、トリアリルメタン系染料、キサンテン系染料、チアジン系染料、シアニン系染料等の種々の染料、さらには、アモルファスセレン、トリゴナルセレン、テルル、セレン−テルル合金、硫化カドミウム、硫化アンチモン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機材料が用いられるが、なかでも芳香族縮合環系顔料、ペリレン系顔料、アゾ系顔料が、感度、電気的安定性、さらに、照射光に対する光化学的安定性の面で好ましい。また、電荷発生物質の使用に際しては、上記のものを単独で又は2種以上を混合して用いる。
【0111】
電荷発生層は、電荷発生材料を真空蒸着により形成するか又は有機溶剤中の結着樹脂に電荷発生材料を分散させた塗布液を塗布することにより形成する。その塗布の際、電荷発生層塗布液中の結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルアントラセン樹脂、ポリビニルピレン等が用いられる。これらの樹脂の中で、特にポリビニルアセタール系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、フェノキシ樹脂又は変性エーテル型ポリエステル樹脂は、顔料の分散を良好にするとともに、顔料を凝集させることなく長期にわたり分散塗布液が安定するから好ましく、その塗布液を用いると均一な被膜が形成され、その結果、電気特性を良くし画質欠陥を少なくすることができる。しかし、通常の状態で被膜を形成できる樹脂であれば、これらに限定されるものではない。また、これらの結着樹脂は、単独で又は2種以上を混合して用いられる。電荷発生材料と結着樹脂との配合比は、体積比で、5:1〜1:2の範囲が好ましい。
【0112】
電荷発生層の厚さは、通常0.01〜5μmであり、好ましくは0.1〜2.0μmである。この厚さが0.01μmよりも薄いと、電荷発生層を均一に形成することが困難になり、一方、5μmを越えると電子写真特性が著しく低下する傾向がある。
【0113】
また、電荷発生層中には、必要に応じて酸化防止剤、光安定化剤等の安定剤を添加することができる。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系、硫黄系、リン系、アミン系化合物等の酸化防止剤が挙げられる。光安定化剤としてはビス(ジチオベンジル)ニッケル、ジ−n−ブチルチオカルバミン酸ニッケル等が挙げられる。
【0114】
本発明において、電荷発生層と導電性基板との間には、下引き層を設けることもできる。下引き層に用いる結着樹脂としては、以下のものが挙げられる。ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、ニトロセルロース、カゼイン、ゼラチン、ポリグルタミン酸、澱粉、スターチアセテート、アミノ澱粉、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ジルコニウムキレート化合物、チタニルキレート化合物、チタニルアルコキシド化合物、有機チタニル化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。これらの材料は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。さらに、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、シリコーン樹脂等の微粒子を混合することができる。下引き層を形成する際の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等が採用される。下引き層の厚さは0.01〜10μmであり、好ましくは0.05〜2μmである。
【0115】
電荷輸送層における電荷輸送材料としては、低分子化合物では、例えば、ピレン系、カルバゾール系、ヒドラゾン系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、ピラゾリン系、アリールアミン系、アリールメタン系、ベンジジン系、チアゾール系、スチルベン系、ブタジエン系又は芳香族多環系等の各種有機化合物が用いられる。また、高分子化合物としては、例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアンスラセン、ポリビニルアクリジン、ピレン−ホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール−ホルムアルデヒド樹脂、トリフェニルメタンポリマー又はポリシラン等が用いられる。なかでも、トリフェニルアミン化合物及びトリフェニルメタン系化合物においては、フェニル基と共役した不飽和結合又は芳香環を有しないものが蛍光を発し難いことから好ましく、また、窒素元素に直結した芳香環以外に、少なくとも1個以上のハロゲン元素を置換基として含有するものが、重原子効果により効果的に蛍光発光の量子収率を低下させられることから好ましい。さらに、これらを含むポリマーを用いてもよい。
【0116】
また、高分子電荷輸送材料を単独で形成してもよく、公知の結着樹脂に分散させて形成してもよい。高分子電荷輸送材料とヒドラゾン系電荷輸送材料、トリアリールアミン系電荷輸送材料、スチルベン系電荷輸送材料等を混合して用いてもよい。
特に電荷輸送層は、使用する露光波長に対応して、前記電荷輸送層の吸収フォトン数(NA)と蛍光発光フォトン数(NF)が下記式(5)の関係を満たすことが解像度の点で好ましい。
F≦0.75×NA ・・・(5)
【0117】
また、電荷輸送層中には必要に応じて失活剤等の安定剤を添加することができる。失活剤としては、例えば、ビス(ジチオベンジル)ニッケル、ジ−n−ブチルカルバミン酸ニッケル等があげられる。
【0118】
本発明における電荷輸送層の形成に結着樹脂を用いる場合、電気絶縁性のフィルム形成可能な高分子重合体が好ましい。このような高分子重合体としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、カルボキシ−メチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーラテックス、ポリウレタン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は、単独で又は2種以上を混合して用いられるが、特にポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂が、電荷輸送材料との相溶性、溶剤への溶解性、強度に優れていることから好ましい。
【0119】
また、上記の結着樹脂の他に、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を使用することもできる。可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系、硫黄系、リン系、アミン系化合物等の酸化防止剤が挙げられる。光劣化防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ヒンダードアミン系化合物等が挙げられる。電荷輸送材料と結着材との比率は2:10〜10:2の範囲で使用されるが、モビリティー、強度の点から3:10〜10:8の範囲が好ましい。電荷輸送層の厚さは、通常5〜50μm、好ましくは10〜40μmである。この厚さが5μmよりも薄いと、帯電が困難になり、他方、50μmを越えると電子写真特性が著しく低下する傾向がある。さらに、電荷輸送層の上には、必要に応じて従来公知の保護層を形成することができる。
【0120】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
▲1▼潜像担持体製造例
アルミニウム基体上に、ジルコニウム化合物(商品名:オルガチックスZC540、マツモト製薬社製)10重量部及びシラン化合物(商品名:A1110、日本ユニカー社製)1重量部と、i−プロパノール40重量部及びブタノール20重量部からなる溶液を浸漬コーティング法で塗布し、150℃において10分間加熱乾燥して膜厚0.1μmの下引き層を形成する。次に、電荷発生材料としてジブロモアントアントロン顔料8重量部、カルボキシル変性塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(商品名:VMCH、ユニオンカーバイド社製)2重量部及びブタノール100重量部の混合物を、ガラスビーズと共にサンドミルで1時間分散処理し、得られた塗布液を上記下引き層の上に浸漬コーティング法で塗布し、100℃において10分間加熱乾燥して、膜厚約1μmの電荷発生層を形成した。
【0121】
次に、電荷輸送材料としてベンジジン化合物(N,N'−diphenyl−N,N'−bis(3−methylphenyl)−1,1'−biphenyl−4,4'−diamin、(m−TBD))6重量部及びビスフェノール(Z)ポリカーボネート9重量部をモノクロロベンゼン85重量部に溶解させて得られた塗布液を、上記の電荷発生層上に塗布し、115℃において60分間加熱乾燥し、膜厚約20μmの電荷輸送層を形成した。以上のようにして潜像担持体を作製した。
【0122】
なお、電荷輸送層の吸収フォトン数と蛍光発光フォトン数の算出は、つぎのように行う。その測定装置には、日立Fluorescence Spectoro Photometer850(日立製作所社製)を用いる。蛍光測定用試料としては、上記の電荷輸送層の形成に用いた電荷輸送材料を含有した塗布液をスライドガラス上に塗布し、115℃において60分間加熱乾燥させて得られたものを用いる。さらに、その測定は、まず蛍光標準物質であるアントラセン(純度99.5%以上・1×10-6Mのエタノール溶液、蛍光量子収率27%、東京化成社製)を基準として入射光フォトン数を求め、その吸収フォトン数(NA)を算出する。また、蛍光発光フォトン数(NF)は、蛍光スペクトル測定より算出する。その結果、上記電荷輸送材料(化合物No.66)を用いた電荷輸送層は、波長410nmにおいて、吸収フォトン数(NA)は3.56×103であり、また、蛍光発光フォトン数(NF)は1.63×103であって、式(5)の関係を満たしている。
【0123】
A Color935(富士ゼロックス社製)を、波長410nmの色素レーザーで潜像を書き込めるように光学系を改造し、潜像担持体製造例で得られた潜像担持体を装着し、コロナ放電により暗所で−400Vに帯電した後、波長410nmの色素レーザーを用いて潜像を書き込む。
【0124】
▲2▼トナーの作製
1)フラッシング顔料の作製
<マゼンタフラッシング顔料>
ポリエステル樹脂(ビスフェノールA型ポリエステル: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−テレフタル酸、重量平均分子量:11,000、数平均分子量:3,500、Tg:65℃)70重量部とマゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド57:1)含水ペースト(顔料分40重量%)75重量部をニーダー型混練機に入れ混合し、徐々に加熱する。120℃で混練を継続して、水相と樹脂相が分離した後、水を除去し、さらに樹脂相を混練して水を取り除き、脱水してマゼンタフラッシング顔料を得る。
【0125】
<シアンフラッシング顔料>
マゼンタ顔料含水ペーストをシアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)含水ペースト(顔料分40重量%)に代えた他はマゼンタフラッシング顔料と同様にしてシアンフラッシング顔料を得る。
【0126】
<イエローフラッシング顔料>
マゼンタ顔料含水ペーストをイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー17)含水ペースト(顔料分40重量%)に代えた他はマゼンタフラッシング顔料と同様にしてイエローフラッシング顔料を得る。
【0127】
2)着色粒子の作製
<着色粒子の作製例1>

Figure 0003987236
【0128】
上記成分をバンバリーミキサーにより溶融混錬し、冷却後ジェットミルによる微粉砕と風力分級機による分級を行い、粉砕および分級の条件を変えて後記表1に示す各粒度分布の着色粒子M1、M2を得る。
【0129】
<着色粒子の作製例2>
マゼンタフラッシング顔料をシアンフラッシング顔料に代えた他は、着色粒子の作製例1と同様にして後記表1に示す着色粒子C1、C2を得る。なお、粉砕および分級の条件は、後記表1に示す粒度分布となるように調整する。
【0130】
<着色粒子の作製例3>
ポリエステル樹脂を50重量部とし、マゼンタフラッシング顔料25重量部をイエローフラッシング顔料50重量部に代えた他は、着色粒子の作製例1と同様にして、後記表1に示す着色粒子Y1、Y2を得る。なお、粉砕および分級の条件は、後記表1に示す粒度分布となるように調整する。
【0131】
<着色粒子の作製例4>
ポリエステル樹脂を90重量部とし、マゼンタフラッシング顔料25重量部をカーボンブラック(一次粒子平均径40nm)10重量部に代えた他は、着色粒子の作製例1と同様にして、後記表1に示す着色粒子K1、K2を得る。なお、粉砕および分級の条件は、後記表1に示す粒度分布となるように調整する。
【0132】
以上のようにして得られた各着色粒子について、粒度分布、顔料粒子平均分散粒径、およびaDCをまとめて、後記表1に示す。
【0133】
3)トナーの作製
前記M1、C1、Y1、K1の各着色粒子に、ヘキサメチルジシラザンで表面疎水化処理した一次粒子平均粒径40nmのシリカ(SiO2)微粒子と、メタチタン酸とイソブチルトリメトキシシランの反応生成物である一次粒子平均粒径20nmのメタチタン酸化合物微粒子とを、それぞれの着色粒子の表面に対する被覆率が40%となるように添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、トナーを作製する。また、M2、C2、Y2、K2の各着色粒子には、それぞれの着色粒子の表面に対する被覆率が30%となるように添加した。得られた各トナーは、使用した各着色粒子の番号をそのまま使用して表記することとする。
【0134】
なお、ここでいう着色粒子の表面に対する被覆率とは、前述の式(1)により求められる値F(%)をいう。
得られた各トナーについて、全外添剤被覆率と、q/dのピーク値およびボトム値を既述の方法により測定した値と、をまとめて、下記表1に示す。
【0135】
【表1】
Figure 0003987236
【0136】
▲3▼キャリア製造例
体積平均粒子径40μmのCu−Znフェライト微粒子100重量部にγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.1重量部を含有するメタノール溶液を添加し、ニーダーで被覆した後、メタノールを留去し、さらに120℃で2時間加熱して上記シラン化合物を完全に硬化させる。この粒子に、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体(共重合比40:60)をトルエンに溶解させたものを添加し、真空減圧型ニーダーを使用してパーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体のコーティング量が0.5重量%となるように樹脂被覆し、以下の実施例および比較例で用いる樹脂被覆型キャリアを製造する。
【0137】
〔現像剤の作製〕
樹脂被覆型キャリア;100重量部に対して、前記得られた各トナー;4重量部をV型混合機により混合し、実施例および比較例で用いる各二成分現像剤を得る。
【0138】
[各種評価試験方法]
上記得られた各二成分現像剤を使用して、以下に示すトナーの各種評価試験を行った。ここで、用いた各二成分現像剤において、含まれるトナーの番号がM1、C1、Y1、およびK1のものを順に実施例1、2、3、および4と、含まれるトナーの番号がM2、C2、Y2、およびK2のものを順に比較例1、2、3、および4とする。
【0139】
なお、下記各種評価試験においては、転写材として富士ゼロックス社製Jコート紙を使用し、画像形成装置として富士ゼロックス社製Acolor935改造機(潜像担持体及び露光装置を改造し、外部電源により、現像時に電圧を調整できるように改造したもの(以下、単に「Acolor935改造機」という))を用い、全て温度22℃、湿度55%の環境条件にて行う。また、画像形成は、画像濃度1.6〜2.0の範囲内になるように適宜調整しつつ行う。
【0140】
<TMA>
面積率100%のベタ画像を作成し、当該画像部分の単位面積当たりのトナーの重量(TMA:mg/cm2)を測定する。具体的な測定方法としては、10cm2の面積の未定着ベタ画像を転写材上に作成し、これを秤量し、次いでエアブローにより転写材上の未定着トナーを除去した後、転写材のみの重量を測定し、未定着トナー除去前後の重量差からTMAを算出する。
【0141】
<画像濃度>
面積率100%のベタ画像を作成し、X−Rite404(X−Rite社製)を用いて、当該画像部分の画像濃度を測定する。
【0142】
<細線再現性評価試験>
潜像担持体上に線幅30μmになるように細線の画像を形成し、それを転写材に転写および定着した。転写材上の定着像の細線の画像をVH−6200マイクロハイスコープ(キーエンス社製)を用いて倍率175倍で観察する。具体的な評価基準は以下の通りである。
◎:細線がトナーにより均一に埋まり、エッジ部での乱れもない。
×:細線がトナーにより均一に埋まっていない。エッジ部でぎざつきが非常に目立つ。
【0143】
<階調再現性評価試験>
画像面積率10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、および100%の各水準の階調画像を作成し、X−Rite404(X−Rite社製)により画像濃度を測定し、階調性を判断する。具体的な評価基準は以下の通りである。
◎:低画像面積率部から高画像面積率部まで、全ての階調画像について階調性が非常に良好である。
×:高/低画像面積率部で階調再現領域が狭く、階調性が不安定である。
【0144】
<ハイライト部位粒状性>
画像面積率5%および10%の水準の階調画像を作成し、得られた画像を目視にて観察し、ハイライト部位粒状性を評価する。具体的な評価基準は以下の通りである。
◎:5%、10%ともに粒状性が非常に良好である
×:5%、10%ともに粒状性が悪い。
【0145】
以上の各評価結果を下記表2にまとめる。
【0146】
【表2】
Figure 0003987236
【0147】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、600nm以下のレーザー光を用いて潜像を形成することにより、細線のエッジが滑らかになり、且つ特定の小径トナーを用いて現像することにより、明確な細線が得られるものとなる。同様にドットも均一なものが得られるため、中間調の再現性に優れた画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】CSG法によりq/d値の度数分布を測定するための測定装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
10:測定装置
12:胴部
14:フィルター
16:メッシュ
18:サンプル供給筒
20:サンプル出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method applied to an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, and the like, and more particularly to an image forming method for obtaining an image from a digital electrostatic latent image.
[0002]
[Prior art]
In electrophotography, the toner in the developer is attached to the electrostatic latent image formed on the latent image carrier, transferred onto paper or plastic film as a transfer material, and then fixed by heating or the like to form an image. To do. The developer used here includes a two-component developer composed of a toner and a carrier, and a one-component developer such as a magnetic toner. The two-component developer is a carrier that stirs, conveys, and charges the developer. Since it has functions such as good controllability to share functions, it is widely used at present.
[0003]
On the other hand, in printers and copiers using electrophotography, colorization has progressed over the past few years, and electrostatic latent images have become finer due to improved resolution of the apparatus. Along with this, in order to develop the electrostatic latent image faithfully and obtain a higher quality image, the diameter of the toner has been decreasing in recent years. In particular, in a full-color copying machine that develops, transfers, and fixes a digital latent image with chromatic toner, a small particle size toner of 7 to 8 μm is used to achieve a certain level of high image quality.
[0004]
On the other hand, JP-A-5-19598 proposes to use a laser beam having a wavelength in the range of 400 nm to 500 nm as means for forming a high-resolution image having a high recording density. However, even if the latent image is created at a high resolution, when conventional toner is used, the resolution of the obtained image is low due to its large particle size.
[0005]
Various improvements have been proposed as full-color toners. For example, in JP-A-6-75430 and JP-A-7-77825, in order to obtain an image excellent in highlight reproduction and fine line reproduction at a high image density, the weight average particle diameter of toner particles is 3 to 3. The amount of toner having a particle size of 7 μm and 5.04 μm or less is more than 40% by number, the toner having a particle size of 4 μm or less is 20 to 70% by number, and the toner having a particle size of 8 μm or more is 2 to 20 A proposal has been made to use a toner containing 6% by volume or less of toner having a particle size of 10% by volume or less.
[0006]
JP-A-7-146589 discloses that the toner particles have a weight average particle diameter of 3.5 to 7.5 μm in order to obtain an image having high image density and excellent highlight reproduction and fine line reproduction. More than 35% by number of toner having a particle size of 5.04 μm or less, more than 15% by number of toner having a particle size of 4 μm or less, and 2 to 20% by volume or less of toner having a particle size of 8 μm or more. A proposal has been made to use a toner containing 6 vol% or less of toner having a particle size of 0.08 μm or more.
[0007]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-227171 discloses a toner having a weight average particle diameter of 1 to 9 μm with a specified shape factor in order to improve transferability and cleaning properties, and to improve deterioration of toner characteristics due to external additive deterioration. There is a proposal to add 10-90 nm inorganic powder and 30-120 nm hydrophobized silicon compound fine powder.
[0008]
In the small particle size toners studied in these documents, the weight average particle size of the toner particles is 3 to 7 μm, but the proportion of the toner having a particle size of 5 μm or less is not necessarily large. However, there are limits to improving image quality. Furthermore, the relationship between the content of toner having a particle diameter of 1 μm or less and various toner characteristics has not been studied at all.
[0009]
Further, in these toners, the particle size distribution of the external additive is wide, and the idea regarding the coverage of the toner particles is not clearly shown. Therefore, when the toner has a volume average particle diameter of 5 μm or less, the toner Therefore, it is impossible to provide appropriate powder flowability, powder adhesion, and chargeability, and image quality improvement with a small particle size toner cannot be achieved. In fact, the weight average particle size of the toner particles listed in these examples is at least 6 μm.
[0010]
On the other hand, the thickness of an image formed on a transfer material such as transfer paper (hereinafter simply referred to as “image thickness”) is within a few μm at the maximum in offset printing, but the particle diameter of a conventional toner in an electrophotographic system Then, even if the particle size is as small as about 7 to 8 μm, in the case of process black formed with a full color toner, the toner layers are overlapped at least three layers, and reach about 10 to 20 μm. Such an image having a large image thickness gives a visually uncomfortable feeling, and in order to achieve the same high image quality as that of offset printing, the difference in image structure from offset printing is improved. Need to be small. In addition, an image in which a large amount of toner is placed on the transfer material in this way is easily damaged because of its large unevenness, and the formed image has low resistance.
[0011]
Further, if the toner particle size is further reduced, the non-electrostatic adhesion force typified by van der Waals force increases, and the cohesive force between the toners increases. In addition, the adhesion of the toner to the surface of the latent image carrier is increased, so that the developability and transferability are deteriorated and the image density is lowered. Further, the cleaning property of the toner remaining on the surface of the latent image carrier is greatly reduced. To do.
[0012]
In addition, since the charge exchange between the toner and the carrier decreases due to the decrease in the powder characteristics accompanying the reduction in the diameter of the toner, the rising of the charge decreases, resulting in a wide charge distribution and image quality defects such as fogging. The actual situation is that the image quality is not improved by the toner having a small particle diameter of 6 μm or less.
[0013]
The problem of reducing the particle size of the conventional toner has been described in the case of obtaining a full-color image. However, in the case of obtaining an image using only a single color system, particularly black toner, the fine line reproducibility and gradation are similarly improved. In addition, there is a demand for reducing the particle size of the toner because reducing the image thickness also leads to an improvement in image quality.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to enable image formation without fogging even when a high-resolution electrostatic latent image using coherent light having a short light wavelength is used, and to achieve fine line reproducibility and gradation. Another object of the present invention is to provide an image forming method capable of achieving a high-resolution image quality equivalent to or higher than an image formed by offset printing.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present inventors have developed colored particles for developing a latent image having a coherent light wavelength of 600 nm or less used in a step of forming a latent image (latent image forming step). The particle size distribution of the portion excluding external additives in the toner, that is, what is generally called toner particles, was examined. As a result, the volume average particle diameter of the colored particles is 2.0 to4.0Fine particle reproducibility, gradation, and high resolution of a high-resolution image obtained at a short wavelength can be achieved by making the colored particles of μm and 1.0 μm or less 20% by number or less and the colored particles exceeding 5.0 μm 10% or less. It was found that it is extremely effective in achieving improvement in the light site granularity.
[0016]
  The volume average particle size of the colored particles4.0By controlling to less than μm, fine line reproducibility, gradation and highlight part granularity in high resolution images obtained at short wavelengths are good, and fine line reproducibility even if the pigment concentration in the colored particles is increased, Gradation and highlight part granularity do not decrease, the pigment concentration in the colored particles is increased, and the toner weight per unit area of the image formed on the transfer material can be reduced. Since the thickness of the toner image formed on the material can be kept small, it is possible to obtain a high-quality image equivalent to or higher than that of offset printing without giving a visually uncomfortable feeling.
[0017]
However, in order to achieve high image quality, it is not sufficient to simply define the volume average particle diameter of the colored particles. That is, if a certain amount of colored particles having a too small particle diameter is present, it may cause cleaning failure. If a certain amount of colored particles having a large particle diameter is present, fine line reproducibility becomes insufficient, and a high-resolution image cannot be obtained. In the present invention, in order to solve the image quality problems such as fogging and fine line reproducibility and the problem of poor cleaning, the lower limit value of the volume average particle diameter is set to 2.0 μm, and 20 number% of colored particles of 1.0 μm or less are used. In the following, colored particles exceeding 5.0 μm are suppressed to 10% by number or less, respectively.
[0018]
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a high-quality image equivalent to or higher than that of offset printing that has extremely fine line reproducibility and gradation and does not give a visually uncomfortable feeling, and cleaning. The property can also be improved.
[0019]
On the other hand, when an image is formed using the toner for developing an electrostatic latent image used in the present invention, the unit area of the image formed on the transfer material in order to obtain an image having the same texture as that of offset printing The weight of the hit toner can be reduced. As a colorant contained in the colored particles, sufficient image density can be achieved even if the toner weight per unit area of the image is reduced, and the water resistance, light resistance, or solvent resistance of the image is ensured. It is preferable to use pigment particles having high coloring power and excellent water resistance, light resistance, or solvent resistance.
[0020]
In the present invention, the particle size distribution of the colored particles is more preferably 75% by number or more of colored particles of 4.0 μm or less.
In the present invention, the dispersed particle average particle diameter of the pigment particles in the colored particles is preferably 0.3 μm or less in terms of equivalent circle diameter.
[0021]
In the present invention, the pigment concentration of the pigment particles in the colored particles is C (wt%), and the true specific gravity of the colored particles is a (g / cmThree), When the volume average particle diameter of the colored particles is D (μm), it is preferable to satisfy the relationship of the following formula (2).
25 ≦ a · D · C ≦ 90 (2)
[0022]
In addition, it is preferable that the wavelength of coherent light used in the latent image forming step is 350 nm or more and 600 nm or less in order to obtain a high-resolution image. In this case, the spot diameter is preferably 50 μm or less.
[0023]
The toner used in the present invention is preferably used as a toner of a so-called two-component electrostatic latent image developer composed of at least a carrier and a toner. In this case, the carrier has a volume average particle diameter of 50 μm or less. It is preferable to have a resin coating layer on the surface.
[0024]
In the image forming method of the present invention, the latent image forming step for forming the electrostatic latent image on the latent image carrier, the developing step for developing the electrostatic latent image on the latent image carrier with toner, and the development are performed. A transfer process for transferring the toner image onto a transfer material, and at this time, at least four color toner images of cyan, magenta, yellow and black are laminated on the transfer material. In addition, the disturbance of the image on the transfer material is improved, the image thickness is reduced, and an extremely high-quality image can be formed.
[0025]
At this time, in each color toner image to be formed, the toner weight is 1 cm each.2It is preferable that the amount is 0.40 mg or less because the thickness of the image obtained on the transfer material is reduced and an extremely high quality image can be obtained. In particular, the weight of each color toner in a solid image with an area ratio of 100% is 1 cm.2It is preferable to be 0.10 to 0.40 mg per unit.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The present invention includes a step of forming a latent image using coherent light on a latent image carrier, a development step of developing an electrostatic latent image on the latent image carrier with toner, and obtaining a toner image. A transfer step of transferring a toner image onto a transfer material, and the wavelength of coherent light provided to the step of forming a latent image is 600 nm or less,
  The toner is composed of colored particles containing at least a binder resin and a colorant, and the colored particles have a volume average particle diameter of 2.0 to 4.0 μm, and 20% by number of colored particles having a size of 1.0 μm or less. The number of colored particles exceeding 5.0 μm is 10% by number or less.And the toner charge amount at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 50% is expressed as q (fC), and the toner particle size is expressed as d (μm). Both bottom values are positive or negative, the absolute value of the peak value is 1.0 or less, and the absolute value of the bottom value is 0.005 or moreAn image forming method.
[0027]
(Image forming method)
The image forming method of the present invention includes a latent image forming step for forming an electrostatic latent image on a latent image carrier, a developing step for developing the electrostatic latent image on the latent image carrier with toner, and a developed toner image. A transfer step of transferring the material onto a transfer material. At that time, coherent light (laser) having a wavelength of 600 nm or less is used as an exposure light source for forming a latent image. As such an exposure light source, any one can be used, but a semiconductor laser that can be remarkably miniaturized with respect to a gas laser is preferable, and exposure light of 480 nm or less, and further, exposure light of 450 nm or less is used. Is extremely effective. Examples of such a semiconductor laser include a gallium nitride semiconductor laser having a multi-quantum well structure and a laser whose wavelength is shortened by a nonlinear optical element. In the image forming apparatus of the present invention, since a laser having a wavelength of 450 nm or less can be used as a light source, the diffusion of the spot of the laser beam is reduced as compared with a conventional semiconductor laser. Writing can be realized. That is, a remarkable effect appears when the resolution is 400 dpi or higher, particularly 600 dpi or 1200 dpi or higher. Further, a laser beam having a spot diameter of 50 μm or less, further 30 μm or less, and particularly 20 μm or less is preferably used from the viewpoint of forming a high resolution image. The spot diameter refers to the short axis diameter of the spot.
Furthermore, the transfer process may include a transfer process using an intermediate transfer member.
[0028]
(A) Particle size and particle size distribution of colored particles
As described above, the volume average particle diameter of the colored particles is used to improve the reproducibility and gradation of fine lines of the latent image having a coherent light wavelength of 600 nm or less used in the latent image forming step. Is at least 5.0 μm or less. If it exceeds 5.0 μm, the ratio of coarse particles increases, and the fine line reproducibility and gradation are deteriorated. The “reproducibility of fine lines” as used in the present invention means mainly whether or not fine lines with a width of 30 to 60 μm, preferably 30 to 40 μm can be faithfully reproduced, and further reproduce dots of the same diameter. This is also taken into consideration.
[0029]
On the other hand, the lower limit of the volume average particle diameter of the colored particles is necessarily 2.0 μm or more. If it is less than 2.0 μm, the powder flowability, developability, or transferability as a toner deteriorates, and the cleaning properties of the toner remaining on the surface of the latent image carrier deteriorate. May cause problems.
[0030]
  Considering the above, the range of the volume average particle diameter of the colored particles is 2.0 to4.0It is micrometer, Preferably it is 2.0-3.5 micrometer.
[0031]
In the present invention, the particle size distribution of the colored particles is further defined. Specifically, it is essential to have a particle size distribution in which the colored particles of 1.0 μm or less are 20% by number or less and the colored particles of more than 5.0 μm are 10% by number or less in all the colored particles. .
[0032]
If the number of colored particles of 1.0 μm or less in all the colored particles exceeds 20% by number, the non-electrostatic adhesive force of the colored particles increases, so that cleaning failure tends to occur. More preferably, the number of colored particles of 1.0 μm or less in all colored particles is 10% by number or less. In addition, fog is also improved by setting the number of colored particles of 1.0 μm or less in all the colored particles within the above range.
[0033]
On the other hand, when the number of colored particles exceeding 5.0 μm in all the colored particles exceeds 10% by number, the improvement in fine line reproducibility as the object of the present invention cannot be achieved. More preferably, the number of colored particles exceeding 5.0 μm in all colored particles is 5% by number or less.
[0034]
Further, in the present invention, the number% of colored particles exceeding 5.0 μm was used as a parameter for defining the large particle size side of the particle size distribution of the colored particles, but the reference particle size should be defined by other numerical values. You can also. Specifically, when 4.0 μm is used as a reference particle size, it is preferable that the colored particles of 4.0 μm or less are 75% by number or more in all the colored particles. In view of the volume average particle size and particle size distribution of the colored particles in the present invention, when the number of colored particles of 4.0 μm or less is 75% by number or more in all the colored particles, the colored particles exceeding 5.0 μm. Is generally 10% by number or less.
[0035]
As the particle size distribution of the colored particles in the electrostatic latent image developing toner used in the present invention, in order to faithfully reproduce the fine dots required for reproducing the extremely highlighted portion of the obtained image, The colored particles of 1.0 to 2.5 μm are preferably 5 to 50% by number, more preferably 10 to 45% by number. When the number of colored particles of 1.0 to 2.5 μm exceeds 50% by number, selective development in which colored particles on the larger diameter side are selectively consumed during development is likely to occur, and a relatively small diameter of 1.0 to 2.5 μm. This is not preferable because the colored particles are less likely to be consumed, and problems such as fogging and poor cleaning at the time of copying a large number of sheets are likely to occur. On the other hand, if the colored particles of 1.0 to 2.5 μm are less than 5% by number, the reproducibility of the fine dots is likely to be lowered, which is not preferable.
[0036]
In order to obtain colored particles having such a particle size distribution, conditions for pulverization and classification may be set as appropriate when obtained by a pulverization method, and polymerization conditions may be set as appropriate when obtained by a polymerization method.
[0037]
The particle size distribution of the colored particles can be measured by various methods. In the present invention, the particle size distribution of toner particles of 1 μm or less is measured by using a Coulter Counter TA2 type (manufactured by Coulter Co., Ltd.) with an aperture diameter of 50 μm. Only when the measurement was performed, the aperture diameter was set to 30 μm.
[0038]
Specifically, 2 to 3 drops of a dispersion (surfactant: Triton X100) and a measurement sample are added to an aqueous sodium chloride solution (10 g / liter), and after 1 minute of dispersion treatment with an ultrasonic disperser, the above Measurements were performed using the instrument.
[0039]
(B) Colored particles
In the present invention, the colored particles contain at least a binder resin and a colorant. The binder resin contained in the colored particles preferably has a glass transition point of 50 to 80 ° C, more preferably 55 to 75 ° C. If the glass transition point is less than 50 ° C, the heat storage stability is lowered, and if it exceeds 80 ° C, the low-temperature fixability is lowered.
[0040]
Moreover, it is preferable that it is 80-150 degreeC as a softening point of binder resin, More preferably, it is 90-150 degreeC, More preferably, it is 100-140 degreeC. When the softening point is less than 80 ° C., the heat storage stability is lowered, and when it exceeds 150 ° C., the low-temperature fixability is lowered.
Furthermore, the number average molecular weight of the binder resin is preferably in the range of 1,000 to 50,000, and the weight average molecular weight is preferably in the range of 7,000 to 500,000. Furthermore, the molecular weight distribution may have two or more peaks.
[0041]
As the binder resin, those conventionally used as a binder resin for toner are used without any particular limitation, but styrene-based polymers, (meth) acrylic acid ester-based polymers, and styrene- (meth) acrylic acid ester-based resins. Polymers, polyester polymers, epoxy resins and the like can be preferably used. Examples of the styrene polymer, (meth) acrylate polymer, and styrene- (meth) acrylate polymer include the following styrene monomers, (meth) acrylate monomers, and other acrylic or methacrylic monomers. Polymers obtained by polymerizing one or more monomers appropriately selected from vinyl ether monomers, vinyl ketone monomers, N-vinyl compound monomers and the like are preferably used.
[0042]
Examples of the styrene monomer include styrene, o-methyl styrene, ethyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, pn-octyl styrene, pn-decyl styrene, p- Examples thereof include styrene derivatives such as n-dodecylstyrene and butylstyrene.
[0043]
Examples of the (meth) acrylate monomer include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, (meth) (N-octyl acrylate, dodecyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate), And (meth) acrylic acid esters.
[0044]
Examples of other acrylic or methacrylic monomers include acrylonitrile, methacrylamide, glycidyl methacrylate, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, and 2-hydroxyethyl acrylate.
[0045]
Examples of vinyl ether monomers include vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and vinyl isobutyl ether.
[0046]
Examples of the vinyl ketone monomer include vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, and methyl isopropenyl ketone.
[0047]
Examples of the N-vinyl compound monomer include N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrolidone, N-vinyl carbazole, and N-vinyl indole.
[0048]
In the present invention, polyester is preferably used as the binder resin from the viewpoint of fixability. As this polyester, what is synthesize | combined by polycondensation of polyhydric carboxylic acid and polyhydric alcohol can be used.
[0049]
Examples of the polyhydric alcohol monomer include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, Aliphatic alcohols such as neopentyl glycol, alicyclic alcohols such as cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol, bisphenol derivatives such as bisphenol A ethylene oxide adducts and bisphenol A propylene oxide adducts, phthalic acid as the polyvalent carboxylic acid Aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid and phthalic anhydride and their anhydrides, saturated and unsaturated carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and dodecenyl succinic acid and their anhydrides. It can be.
[0050]
Pigment particles are used as the colorant contained in the colored particles. In the present invention, even if the toner weight per unit area of the image is reduced, a sufficient image density can be achieved, and it is included in the colored particles in order to ensure the water resistance, light resistance, or solvent resistance of the image. As the colorant to be used, it is essential to use pigment particles having high coloring power and excellent water resistance, light resistance, or solvent resistance.
[0051]
Examples of usable pigments include carbon black, nigrosine, graphite, C.I. I. Pigment Red 48: 1, 48: 2, 48: 3, 53: 1, 57: 1, 112, 122, 123, 5, 139, 144, 149, 166, 177, 178, 222, C.I. I. Pigmento Yellow 12, 14, 17, 97, 180, 188, 93, 94, 138, 174, C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment blue 15: 3, 15, 15: 2, 60, C.I. I. Pigment green 7 and the like. Among these, carbon black, C.I. I. Pigment red 48: 1, 48: 2, 48: 3, 53: 1, 57: 1, 112, 122, 123, C.I. I. Pigummet Yellow 12, 14, 17, 97, 180, 188, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 is preferable. These pigments can be used alone or in combination of two or more.
[0052]
In order to improve the coloring power and transparency of the color toner, the present inventors have already set the average particle diameter of dispersed particles in the binder resin of the pigment fine particles as the toner colorant to 0 by the equivalent circle diameter by the melt flushing method. However, this method is extremely effective for the toner used in the present invention in which the concentration of the colorant in the colored particles needs to be increased. That is, the melt flushing method as a means for dispersing the pigment particles in the binder resin is a method of replacing the moisture in the pigment-containing water-containing cake in the pigment manufacturing process with a molten binder resin, and according to this method, The average particle diameter of dispersed particles in the binder resin of the pigment fine particles can be easily set to a circle equivalent diameter of 0.3 μm or less, and it is preferable because transparency of the toner can be secured and good color reproduction can be achieved.
[0053]
In the present invention, the average particle diameter of the dispersed particles in the binder resin of the pigment fine particles is equivalent to the circle diameter. After the colored particles are partially taken out and embedded in the resin, the dispersion state of the pigment particles in the colored particles is observed. A thin slice for observation was cut out so that an enlarged photograph at a magnification of 15,000 times was taken with a transmission electron microscope, the area of the pigment particles was measured with an image analyzer, and the diameter of a circle corresponding to the area was calculated. Value.
[0054]
In the toner used in the present invention, the colored particles have a volume average particle size of 5 μm or less, and it is necessary to increase the coloring power per colored particle. In particular, in the case of a full-color image in which colored particles are superimposed on a transfer material, the upper layer is used to express secondary colors such as red and green and tertiary colors such as process black unless the transparency of the colored particles is good. The colored particles in the lower layer may alienate the color development in the lower layer, and good color reproduction may not be achieved. However, this problem can occur when the average particle size of dispersed particles in the binder resin is 0.3 μm or less. Can be solved.
[0055]
As described above, the toner used in the present invention has a small particle diameter, and it is difficult to obtain a sufficient image density with the same pigment concentration as that of a conventional toner having a larger particle diameter. Although the toner used in the present invention has a small particle diameter, the volume average particle diameter varies from 2.0 μm to 4.5 μm, and the toner per unit area in a solid image. There is also a big difference in the weight (TMA). Therefore, it is desirable to set the necessary pigment concentration according to TMA.
[0056]
TMA is determined by the volume average particle diameter D (μm) and the true specific gravity a of the colored particles, and the pigment concentration C (%) in the colored particles satisfies the following relational expression (2). desirable.
25 ≦ a · D · C ≦ 90 (2)
[0057]
When the value of a · D · C (hereinafter sometimes referred to as “aDC” for short) is less than 25, the coloring power is not sufficient, and it is difficult to obtain a desired image density, and development is performed to obtain a desired image density. If the amount of toner to be formed is increased, it is not preferable because the difference in image gloss occurs, the thickness of the image increases, the reproducibility of fine lines decreases, and the transferability also decreases, although the folding angle is reduced.
[0058]
On the other hand, if the value of aDC exceeds 90, a sufficient image density can be obtained, but background contamination due to scattering of toner to a small amount of non-image area is likely to occur, and the melt viscosity of the colored particles increases due to the reinforcing effect of the pigment. Then, there is a possibility that the fixing property is deteriorated, which is not preferable.
[0059]
Further, there is a difference in coloring power due to a difference in color, and it is more preferable that the following relational expressions (2-1) to (2-4) are satisfied for each color.
Cyan: 25 ≦ a · D · C ≦ 90 (2-1)
Magenta: 25 ≦ a · D · C ≦ 60 (2-2)
Yellow: 30 ≦ a · D · C ≦ 90 (2-3)
Black: 25 ≦ a · D · C ≦ 60 (2-4)
[0060]
Of course, even in the case of pigments of the same color, the coloring power varies depending on the chemical structural formula and the like. Therefore, the pigment concentration is preferably set appropriately within the above range according to the type of pigment used.
[0061]
The colored particles can be produced by any conventionally known method such as a pulverization method or a polymerization method by suspension polymerization or emulsion polymerization. In the present invention, the pulverization method is desirable. Here, the pulverization method is a method in which a binder resin, a colorant, and other additives as necessary are premixed and then melt-kneaded in a kneader, cooled and pulverized and classified to achieve a specified particle size distribution. It is.
[0062]
[Other additives]
In the present invention, it is preferable to add an external additive for the purpose of charge control. Inorganic fine powder materials that can be used as external additives include metal oxides such as titanium oxide, tin oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, and iron oxide, nitrides such as titanium nitride, silicon oxide, and titanium compounds. It is done. The addition amount of the external additive is preferably 0.05 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colored particles.
[0063]
As a method for adding the inorganic fine powder to the toner, for example, a conventionally known method in which the inorganic fine powder and the colored particles are mixed in a Henschel mixer and mixed can be employed.
[0064]
Furthermore, in the present invention, in order to improve powder characteristics such as powder flowability and powder adhesion, to prevent a decrease in transfer efficiency and chargeability, and to reduce environmental dependency, as an external additive It is preferable to contain ultrafine particles having a primary particle average particle diameter of 30 nm or more and 200 nm or less, and ultrafine particles having a primary particle average particle diameter of 5 nm or more and less than 30 nm.
[0065]
The ultrafine particles have a function of reducing adhesion between the colored particles or between the colored particles and the latent image carrier or carrier, and preventing deterioration in developability, transfer property, or cleaning property. The average primary particle diameter of the ultrafine particles is 30 nm to 200 nm, more preferably 35 nm to 150 nm, and still more preferably 35 nm to 100 nm. If it exceeds 200 nm, it will be easily detached from the toner, and the effect of reducing the adhesive force cannot be exhibited. On the other hand, if it is less than 30 nm, it will function as ultra-fine particles described later.
[0066]
The ultra-fine particles improve the fluidity of the toner (colored particles), reduce the degree of aggregation, and contribute to the improvement of environmental stability through effects such as suppression of thermal aggregation. The average primary particle diameter of the ultrafine particles is 5 nm or more and less than 30 nm, more preferably 5 nm or more and less than 29 nm, and still more preferably 10 nm or more and 29 nm or less. When the thickness is less than 5 nm, the toner is easily embedded in the surface of the colored particles due to stress applied to the toner. On the other hand, when it is 30 nm or more, the above-mentioned ultrafine particles function. In the present specification, “primary particle diameter” refers to a primary particle diameter equivalent to a sphere.
[0067]
Examples of ultrafine particles include hydrophobized silicon oxide, titanium oxide, tin oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, metal oxides such as iron oxide, nitrides such as titanium nitride, and fine particles made of titanium compounds. It is preferable that the fine particles are made of silicon oxide. Hydrophobization is performed by treating with a hydrophobizing agent, and any of chlorosilane, alkoxysilane, silazane, and silylated isocyanate can be used as the hydrophobizing agent. Specifically, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, ter -Butyldimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane and the like can be mentioned.
[0068]
Examples of ultrafine particles include hydrophobic titanium compounds, metal oxides such as silicon oxide, titanium oxide, tin oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, and iron oxide, and fine particles composed of nitrides such as titanium nitride. The titanium compound fine particles are preferable.
[0069]
In addition, the titanium compound fine particles are highly hydrophobic, are not subjected to a baking treatment, are less likely to generate aggregates, and are a reaction product of metatitanic acid and a silane compound that has good dispersibility during external addition. preferable. Further, as the silane compound at that time, an alkylalkoxysilane compound and / or a fluoroalkylalkoxysilane compound, which can satisfactorily control the charge of the toner and can reduce adhesion to a carrier or a latent image carrier, are preferably used.
[0070]
As a metatitanic acid compound, which is a reaction product of metatitanic acid and an alkylalkoxysilane compound and / or a fluoroalkylalkoxysilane compound, the base metatitanic acid is treated after peptizing the metatitanic acid synthesized by the sulfuric acid hydrolysis reaction. Those obtained by reacting an alkylalkoxysilane compound and / or a fluoroalkylalkoxysilane compound can be preferably used. Examples of the alkylalkoxysilane to be reacted with metatitanic acid include methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, and n-octyltrisilane. Examples of the fluoroalkylalkoxysilane compound include trifluoropropyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, and heptadecafluorodecylmethyl. Dimethoxysilane, (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) triethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysila , (Heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) triethoxysilane, 3- (heptafluoroisopropoxy) propyltriethoxysilane and the like can be used.
[0071]
By using two types of external additives, ultrafine particles and ultrafine particles, the effects of the addition of both can be obtained.
[0072]
However, when the amount of the external additive added is too large as a whole, free external additive (not attached to the colored particles) is generated, and the latent image carrier and the carrier surface are easily contaminated with the external additive. In addition, if the ultrafine particles and the ultrafine particles are not added to a certain extent, the effect of adding both cannot be obtained. Furthermore, if the amount of ultrafine particles is too large, the effect of improving powder flowability cannot be obtained, and if the amount of ultrafine particles is too large, the effect of improving powder adhesion cannot be obtained. Therefore, it is necessary to appropriately control the amount of external additive added.
[0073]
The appearance of the effect by adding the external additive and the fluctuation of various powder characteristics do not depend on the absolute amount of the external additive to be added, but depend on the coverage on the surface of the colored particles. . Here, the covering ratio of the external additive to the colored particle surface is a case where the covering ratio is 100% as an ideal state in which the external additive having the same diameter is closely packed in a single layer on the colored particle surface. In addition, the percentage of how much the actual external additive covers the surface of the actual colored particles is expressed in%. This is expressed by the following equation (1).
[0074]
F = √3 ・ D ・ ρt・ (2π ・ d ・ ρa)-1・ C × 100 (1)
(In the above formula, F is the coverage (%), D is the volume average particle diameter (μm) of the colored particles, ρtIs the true specific gravity of the colored particles, d is the average primary particle diameter (μm) of the external additive, ρaRepresents the true specific gravity of the external additive, and C represents the ratio (x / y) of the weight x (g) of the external additive to the weight y (g) of the colored particles. )
[0075]
In the present invention, the coverage of the external additive on the colored particle surface obtained by the above formula (1) is 20% or more for both the ultrafine particles Fa and the ultrafine particles Fb, and the coverage of all external additives Is preferably 100% or less. The “total of the coverage ratios of all external additives” refers to the sum of the coverage ratios of the respective external additives obtained by individually calculating the coverage ratios of the respective external additives to be added.
[0076]
When the coverage Fa of the ultrafine particles is less than 20%, the effect of adding the ultrafine particles cannot be obtained. The coverage Fa of the ultrafine particles is preferably 20 to 80%, more preferably 30 to 60%.
[0077]
When the coverage Fb of the ultrafine particles is less than 20%, the effect of adding the ultrafine particles cannot be obtained. The coverage Fb of the ultrafine particles is preferably 20 to 80%, more preferably 30 to 60%.
[0078]
If the total coverage of all the external additives exceeds 100%, a large amount of free external additives are generated, so that the latent image carrier and the carrier surface are easily contaminated with the external additives. The total coverage of all external additives is preferably 40 to 100%, more preferably 50 to 90%.
[0079]
The relationship between the ultrafine particle coverage Fa (%) and the ultrafine particle coverage Fb (%) more preferably satisfies the following expression (3).
0.5 ≦ Fb / Fa ≦ 4.0 (3)
Outside this range, the effect of adding ultrafine particles or ultrafine particles becomes difficult to obtain, which is not preferable. In order to optimize the effect of adding ultrafine particles or ultrafine particles, it is more preferable to satisfy the following formula (3 ′).
0.5 ≦ Fb / Fa ≦ 2.5 (3 ′)
[0080]
As a method for adding the ultrafine particles and the ultrafine particles to the toner, for example, a conventionally known method in which ultrafine particles, ultrafine particles, and colored particles are mixed in a Henschel mixer and mixed can be employed.
[0081]
To the toner used in the present invention, a charge control agent, a release agent, and the like may be added as necessary within a range that does not affect color reproducibility and transparency. Examples of the charge control agent include chromium azo dyes, iron azo dyes, aluminum azo dyes, salicylic acid metal complexes, and organic boron compounds. Examples of the release agent include polyolefins such as low molecular weight propylene and low molecular weight polyethylene, natural waxes such as paraffin wax, candelilla wax, carnauba wax, and montan wax, and derivatives thereof.
[0082]
(D) Relationship between charge quantity q and particle diameter d (q / d value)
In the toner used in the present invention, it is preferable to appropriately control the charged state of individual colored particles. That is, not the charge amount of the toner as a whole but the charged state of each toner particle has a great influence on the obtained image. On the other hand, since the particle size of each toner particle has a great influence on the image quality, the relationship with the image quality cannot be sufficiently explained only by specifying the frequency distribution of the charge amount of each toner particle. Therefore, in the toner according to the present invention, it is preferable that the relationship between the charge amount of each toner particle and the particle size is regulated appropriately.
[0083]
  That is, when the charge amount of the toner in a temperature 20 ° C. and humidity 50% environment is expressed as q (fC) and the toner particle diameter is expressed as d (μm),The peak and bottom values are both positive or negative,Peak valueAbsolute value ofIs 1.0 or less and the bottom valueAbsolute value ofIs 0.005 or more.
[0084]
The measurement environment of the charge amount in the environment of temperature 20 ° C. and humidity 50% is that the charge amount in a standard environment, which is generally set to room temperature, defines various performances targeted by the present invention. This is because it is optimal above. That is, a toner satisfying the above conditions in such a standard environment has a large charge amount distribution suitable for obtaining the high image quality as the object of the present invention even when the environmental conditions are somewhat different. It does not come off, and can exhibit high performance extremely stably. Of course, it is needless to say that the toner having the above-mentioned charge amount distribution is preferable in a higher temperature, high humidity and low temperature, low humidity environment.
[0085]
When the q / d value is measured for each toner and the frequency distribution is graphed, it becomes a substantially normal distribution with an upper limit value and a lower limit value. In the present invention, the q / d value of the point that becomes the apex of this graph is the peak value, and the q / d value of the point that becomes the lower limit value (in the case of negatively charged toner, the lower limit value after reverse rotation) Value.
[0086]
  In the toner used in the present invention, the peak value in the frequency distribution of the q / d value.Absolute value ofIs preferably 1.0 or less, more preferably 0.80 or less, and still more preferably 0.70. Peak valueAbsolute value ofExceeding 1.0, even if the frequency distribution is set to be narrow, the adhesion of the toner to the surface of the carrier and the photoreceptor increases, so the developability and transferability deteriorate, and the image density decreases. This is not preferable because the cleaning property of the toner remaining on the surface of the photoreceptor may be deteriorated. Peak valueAbsolute value ofIs set to exceed 1.0 and the charge distribution is widened, in addition to the same problems as described above, the variation in chargeability of individual toners increases, so that developability and transferability are not uniform. There is a possibility.
[0087]
  On the other hand, if the q / d value is too close to 0 or has a positive or negative value (that is, reverse polarity toner), the image area may be lost or the non-image area may be fogged. Therefore, the bottom value in the frequency distribution of q / d valuesAbsolute value ofIs desired to be maintained at a certain value or more, specifically, preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, particularly preferably 0.025 or more. is there.
[0088]
The value that is the upper limit (the upper limit of the absolute value in the case of negatively charged toner) in the frequency distribution of the q / d value need not be specified. This is because the frequency distribution of the q / d value shows a substantially normal distribution as described above, and if the peak value and the bottom value are defined, the upper limit value is naturally determined.
[0089]
  SaidThe frequency distribution of q / d values isIt is defined as that obtained by the charge spectrograph method (CSG method). The CSG method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-79958,Less thanInA specific method for obtaining a frequency distribution of q / d values will be described.
[0090]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a measuring apparatus 10 for measuring a frequency distribution of q / d values by the CSG method. The measuring apparatus 10 includes a cylindrical body 12, a filter 14 that closes the lower opening thereof, a mesh 16 that closes the upper opening, and a sample supply projecting from the center of the mesh 16 into the body 12. The cylinder 18 includes a suction pump (not shown) that sucks air from the lower opening of the body 12, and an electric field generator (not shown) that applies an electric field E from the side surface of the body 12.
[0091]
The suction pump is set so as to suck air inside the barrel 12 uniformly over the entire surface of the filter 14 through the filter 14 in the lower opening of the barrel 12. Along with this, air flows from the mesh 16 of the upper opening, and a laminar flow having a constant air flow rate Va is generated in the vertically downward direction inside the trunk 12. Further, the electric field generator provides a uniform and constant electric field E in a direction orthogonal to the air flow.
[0092]
The toner particles to be measured are gradually dropped (dropped) from the sample supply cylinder 18 into the barrel 12 in the above state. If the toner particles coming out of the sample outlet 20 at the tip of the sample supply cylinder 18 are not affected by the electric field E, they fly vertically downward while reaching the center O of the filter 14 while being influenced by the laminar air flow. (At this time, the distance k between the sample outlet 20 and the filter 14 is the straight flight distance of the toner). The filter 14 is composed of a coarse polymer filter or the like, and allows air to pass therethrough sufficiently, but the toner particles remain on the filter 14 without being transmitted. However, in the case of charged toner, the toner is affected by the electric field E, and the position is shifted in the traveling direction of the electric field E from the center O to reach the filter 14 (point T in FIG. 1). By measuring the distance (displacement) x between the point T and the center O and obtaining the frequency distribution, the frequency distribution of the q / d value can be obtained (in the present invention, the peak is actually obtained by image analysis). The value and the bottom value were obtained directly.)
[0093]
More specifically, the relationship between the displacement x (mm) obtained by the measuring apparatus 10 as described above, the toner charge amount q (fC), and the toner particle size d (μm) is as follows. It is represented by equation (4).
q / d = (3πηVa / kE) × x (4)
In equation (4), η is the viscosity of the air (kg / m · sec.), Va is the air flow velocity (m / sec.), K is the straight flight distance (m) of the toner, and E is the electric field (V / m). Respectively.
[0094]
In the present invention, measurement is performed by setting each condition of the measurement apparatus 10 shown in FIG. 1 so that each condition of the formula (4) becomes the following numerical value.
Air viscosity η = 1.8 × 10]Five(Kg / m · sec.)
Air flow rate Va = 1 (m / sec.)
Toner straight flight distance k = 10 (cm)
Electric field E = 190V / cm
[0095]
Substituting the above values into Equation (4) gives the following.
q (fC) / d (μm) ≈0.09 · x
[0096]
When the toner particles to be measured are dropped onto the sample supply cylinder 18, the toner needs to be charged in advance. The q / d value of the toner needs to have the above-mentioned frequency distribution when actually developing the electrostatic latent image. After the toner to be measured is mixed with a carrier, a two-component developer is used. The purpose of the present invention is to perform shaking or the like under conditions similar to the apparatus conditions, and to use this for measurement of the frequency distribution of q / d values.
[0097]
Therefore, in the present invention, the charging conditions of the toner particles to be measured are defined as follows (of course, the toner for actually developing the electrostatic latent image was measured by directly sampling from the apparatus or the like) It is more preferable that the condition of the frequency distribution of the q / d value is satisfied).
[0098]
In the present invention, an electrostatic latent image developer composed of a toner and a carrier, which is actually used, is charged in a glass bottle and stirred for 2 minutes with a tumbler shaker to obtain a frequency distribution of q / d values. We used for measurement.
[0099]
  In this way, the frequency distribution of q / d valuesButDesired. According to the CSG method, the error is small.
[0100]
[Electrostatic latent image developer]
The toner used in the present invention is preferably mixed with a carrier and used as a two-component electrostatic latent image developer. It can also be used as a one-component electrostatic latent image developer that does not use a carrier.
[0101]
The carrier preferably used together with the toner used in the present invention is not particularly limited, and magnetic particles such as iron powder, ferrite, iron oxide powder and nickel, and magnetic particles are used as a core material, and the surface thereof is styrene. In coated resin-type carrier particles or binder resin formed by coating with a known resin such as resin, vinyl resin, ethyl resin, rosin resin, polyester resin, methyl resin, etc., and forming a resin coating layer Examples include magnetic material-dispersed carrier particles in which magnetic fine particles are dispersed.
[0102]
Among these, a coated resin type carrier having a resin coating layer is particularly preferable because the chargeability of the toner and the resistance of the entire carrier can be controlled by the configuration of the resin coating layer. The material for the resin coating layer can be selected from all resins conventionally used as a material for the resin coating layer of the carrier in the industry. Moreover, the kind of resin may be individual or may be 2 or more types.
[0103]
The particle size of the carrier is preferably 50 μm or less as the volume average particle size, more preferably 10 to 40 μm, and still more preferably 15 to 35 μm. By setting the volume average particle size of the carrier to 50 μm or less, the background of the charge due to the smaller particle size of the toner (colored particles), the deterioration of the charge distribution, and the unevenness of density due to the decrease in the charge amount can be improved. Can do.
[0104]
The mixing ratio of the toner and the carrier is preferably in the range of 1: 100 to 20: 100 by weight, more preferably in the range of 2: 100 to 15: 100, and still more preferably in the range of 3: 100 to 10: 100. It is.
[0105]
Further, in an image forming method for forming a full color image by laminating at least four toner images of cyan, magenta, yellow and black on a transfer material, an image obtained by applying the image forming method of the present invention. Has good fine line reproducibility and gradation, no fog, and small toner particle size, so fine line reproducibility, gradation and highlight part graininess are good, and in colored particles. Even if the pigment concentration is increased, the fine line reproducibility, gradation, and highlight part granularity do not deteriorate, and the unit area of the image formed on the transfer material is increased by increasing the pigment concentration in the colored particles. The toner weight per hit can be reduced, and the thickness of the toner image formed on the transfer material can be suppressed to a small level. There can be to achieve a more high-quality. Further, since the thickness of the toner image on the transfer material is small, the unevenness is small and the external image is not easily damaged, so that the formed image is highly resistant.
[0106]
At this time, in each color toner image to be formed, 1 cm2It is preferable that the weight (TMA) per toner is 0.40 mg or less, more preferably 0.35 mg or less, and still more preferably 0.30 mg or less. By keeping TMA low as described above, it is possible to reduce the thickness of the toner image on the transfer material, and to achieve high image quality equivalent to that of offset printing without visually uncomfortable feeling. Further, since the thickness of the toner image on the transfer material is small, the unevenness is small and the external image is not easily damaged, so that the formed image is highly resistant.
[0107]
In particular, process black, in which a toner image is laminated with toners of three colors, cyan, magenta, and yellow on a transfer material, tends to increase the thickness of the toner image with normal toner, and the texture of the image is reduced. Although it was easy, by suppressing the TMA of each color low, the thickness of the toner image on the transfer material can be sufficiently reduced, so that high image quality can be achieved. In order to achieve a clear color development of the process black, the TMA of each color when forming the process black in a region where the image area ratio is 100% is preferably 0.10 mg or more, more preferably 0.12 mg. As mentioned above, More preferably, it is 0.15 mg or more.
[0108]
Of course, when using a black toner alone to obtain a black solid image with an area ratio of 100%, or when attempting to obtain a solid image with an area ratio of 100% with a single color toner, the conventional toner has a considerable amount. Although the thickness is increased and the texture is impaired, by suppressing the TMA to a low level, the thickness of the toner image on the transfer material can be sufficiently reduced, so that high image quality can be achieved. Accordingly, the TMA for obtaining a solid image with an area ratio of 100% with black toner is preferably 0.10 mg or more, more preferably 0.12 mg or more, and further preferably 0.15 mg or more. The same applies to the case of a solid image having an area ratio of 100% with other single color toner.
[0109]
The latent image carrier for electrophotography used in the exposure process in which the wavelength of coherent light used in the present invention is 600 nm or less is a latent image carrier or a laminated structure in which a single-layer photosensitive layer is formed on a conductive substrate. A latent image carrier having a photosensitive layer formed thereon can be used. In particular, those in which a photosensitive layer having a laminated structure in which at least a charge generation layer and a charge transport layer are sequentially formed are preferably used. Examples of the conductive substrate include aluminum, copper, zinc, stainless steel, chromium, nickel, molybdenum, vanadium, indium, gold, platinum, and other metal plates, metal drums, metal belts, or conductive materials. A paper, a plastic film, a belt, or the like coated, vapor-deposited, or laminated with a conductive polymer, a conductive compound such as indium oxide, or a metal or alloy such as aluminum, palladium, or gold is used. Furthermore, if necessary, the surface of the conductive substrate may be subjected to various treatments within a range that does not affect the image quality, such as surface anodic oxide coating treatment, thermal hydroxylation treatment, chemical treatment, coloring treatment, graining, etc. What performed the irregular reflection process etc. can also be used.
[0110]
In the charge generation layer in the present invention, examples of the charge generation material include azo pigments, quinone pigments, perylene pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, bisbenzimidazole pigments, phthalocyanine pigments, and quinacridone pigments. Various organic pigments such as quinoline pigments, lake pigments, azo lake pigments, anthraquinone pigments, oxazine pigments, dioxazine pigments, triphenylmethane pigments, azurenium dyes, squalium dyes, pyrylium dyes, Various dyes such as triallylmethane dyes, xanthene dyes, thiazine dyes, cyanine dyes, amorphous selenium, trigonal selenium, tellurium, selenium-tellurium alloys, cadmium sulfide, antimony sulfide, zinc oxide, zinc sulfide, etc. Inorganic materials are used. But aromatic fused ring pigments, perylene pigments, azo pigments, sensitivity, electrical stability, further preferred in terms of photochemical stability against irradiated light. In addition, when using the charge generating substance, the above substances are used alone or in combination of two or more.
[0111]
The charge generation layer is formed by forming the charge generation material by vacuum vapor deposition or by applying a coating liquid in which the charge generation material is dispersed in a binder resin in an organic solvent. At the time of coating, as a binder resin in the charge generation layer coating solution, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polyvinyl acetal such as partially acetalized polyvinyl acetal resin in which a part of butyral is modified with formal, acetoacetal or the like Resin, polyamide resin, polyester resin, modified ether type polyester resin, polycarbonate resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, silicone resin Phenol resin, phenoxy resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyurethane resin, poly-N-vinylcarbazole resin, polyvinyl anthracene resin, polyvinyl pyrene and the like are used. Among these resins, in particular, polyvinyl acetal resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, phenoxy resins or modified ether-type polyester resins improve the dispersion of pigments, and do not aggregate the pigments over a long period of time. A dispersed coating solution is preferable because it is stable. When the coating solution is used, a uniform film is formed. As a result, electrical characteristics can be improved and image quality defects can be reduced. However, the resin is not limited to these as long as the resin can form a film in a normal state. Moreover, these binder resins are used alone or in admixture of two or more. The mixing ratio of the charge generation material and the binder resin is preferably in the range of 5: 1 to 1: 2 by volume.
[0112]
The thickness of the charge generation layer is usually from 0.01 to 5 μm, preferably from 0.1 to 2.0 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, it is difficult to form the charge generation layer uniformly. On the other hand, if the thickness exceeds 5 μm, the electrophotographic characteristics tend to be remarkably deteriorated.
[0113]
Further, a stabilizer such as an antioxidant or a light stabilizer can be added to the charge generation layer as necessary. Examples of the antioxidant include antioxidants such as phenol-based, sulfur-based, phosphorus-based, and amine-based compounds. Examples of the light stabilizer include bis (dithiobenzyl) nickel and nickel di-n-butylthiocarbamate.
[0114]
In the present invention, an undercoat layer may be provided between the charge generation layer and the conductive substrate. Examples of the binder resin used for the undercoat layer include the following. Polyamide resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, phenol resin, polyurethane resin, melamine resin, benzoguanamine resin, polyimide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polycarbonate resin, acrylic resin, methacrylic resin, vinylidene chloride resin, polyvinyl acetal resin, chloride Vinyl-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol resin, water-soluble polyester resin, nitrocellulose, casein, gelatin, polyglutamic acid, starch, starch acetate, amino starch, polyacrylic acid, polyacrylamide, zirconium chelate compound, titanyl chelate compound, Known materials such as a titanyl alkoxide compound, an organic titanyl compound, and a silane coupling agent can be used. These materials can be used alone or in admixture of two or more. Furthermore, fine particles such as titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, barium titanate, and silicone resin can be mixed. As a coating method for forming the undercoat layer, a blade coating method, a wire bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, a bead coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, or the like is employed. The thickness of the undercoat layer is 0.01 to 10 μm, preferably 0.05 to 2 μm.
[0115]
As a charge transport material in the charge transport layer, for low molecular weight compounds, for example, pyrene, carbazole, hydrazone, oxazole, oxadiazole, pyrazoline, arylamine, arylmethane, benzidine, thiazole Various organic compounds such as stilbene, butadiene, and aromatic polycyclic are used. Examples of the polymer compound include poly-N-vinylcarbazole, halogenated poly-N-vinylcarbazole, polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polyvinylacridine, pyrene-formaldehyde resin, ethylcarbazole-formaldehyde resin, and triphenylmethane. A polymer or polysilane is used. Among them, in the triphenylamine compound and the triphenylmethane compound, those having no unsaturated bond or aromatic ring conjugated with the phenyl group are preferable because they do not easily emit fluorescence, and other than the aromatic ring directly connected to the nitrogen element Further, those containing at least one halogen element as a substituent are preferable because the quantum yield of fluorescence emission can be effectively reduced by the heavy atom effect. Furthermore, you may use the polymer containing these.
[0116]
Further, the polymer charge transport material may be formed alone or may be formed by dispersing in a known binder resin. A polymer charge transport material and a hydrazone charge transport material, a triarylamine charge transport material, a stilbene charge transport material, or the like may be mixed and used.
In particular, the charge transport layer has a number of absorbed photons (NA) And the number of fluorescent photons (NF) Preferably satisfies the relationship of the following formula (5) in terms of resolution.
NF≦ 0.75 × NA      ... (5)
[0117]
Moreover, stabilizers, such as a deactivator, can be added in a charge transport layer as needed. Examples of the quenching agent include bis (dithiobenzyl) nickel and nickel di-n-butylcarbamate.
[0118]
When the binder resin is used for forming the charge transport layer in the present invention, a high molecular polymer capable of forming an electrically insulating film is preferable. Examples of such high molecular polymers include polycarbonate, polyester, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, styrene-butadiene copolymer, vinylidene chloride-acrylonitrile polymer, and chloride. Vinyl-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol-formaldehyde resin, styrene-alkyd resin, poly-N-vinylcarbazole, polyvinyl butyral, polyvinyl Formal, polysulfone, casein, gelatin, polyvinyl alcohol, ethyl cellulose, phenol resin, polyamide, carboxy-methyl cellulose, vinylidene chloride polymer latex Polyurethane and the like, but not limited thereto. These binder resins are used singly or in combination of two or more. In particular, polycarbonate, polyester, methacrylic resin, and acrylic resin are excellent in compatibility with charge transport materials, solubility in solvents, and strength. Therefore, it is preferable.
[0119]
In addition to the binder resin, additives such as a plasticizer, a surface modifier, an antioxidant, and a photodegradation inhibitor can also be used. Examples of the plasticizer include biphenyl, biphenyl chloride, terphenyl, dibutyl phthalate, diethylene glycol phthalate, dioctyl phthalate, triphenyl phosphate, methyl naphthalene, benzophenone, chlorinated paraffin, polypropylene, polystyrene, and various fluorohydrocarbons. Examples of the antioxidant include antioxidants such as phenol-based, sulfur-based, phosphorus-based, and amine-based compounds. Examples of the photodegradation inhibitor include benzotriazole compounds, benzophenone compounds, hindered amine compounds, and the like. The ratio between the charge transport material and the binder is used in the range of 2:10 to 10: 2, but the range of 3:10 to 10: 8 is preferable from the viewpoint of mobility and strength. The thickness of the charge transport layer is usually 5 to 50 μm, preferably 10 to 40 μm. If the thickness is less than 5 μm, charging becomes difficult, while if it exceeds 50 μm, the electrophotographic characteristics tend to be remarkably deteriorated. Furthermore, a conventionally known protective layer can be formed on the charge transport layer as necessary.
[0120]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.
(1) Example of latent image carrier production
On an aluminum substrate, 10 parts by weight of a zirconium compound (trade name: Olgatrix ZC540, manufactured by Matsumoto Pharmaceutical Co., Ltd.) and 1 part by weight of a silane compound (trade name: A1110, manufactured by Nihon Unicar), 40 parts by weight of i-propanol and butanol A solution consisting of 20 parts by weight is applied by a dip coating method and dried by heating at 150 ° C. for 10 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 0.1 μm. Next, a mixture of 8 parts by weight of a dibromoanthanthrone pigment, 2 parts by weight of a carboxyl-modified vinyl chloride-vinyl acetate copolymer (trade name: VMCH, manufactured by Union Carbide) and 100 parts by weight of butanol as a charge generating material, and glass beads In addition, it was dispersed in a sand mill for 1 hour, and the obtained coating solution was applied onto the undercoat layer by a dip coating method and dried by heating at 100 ° C. for 10 minutes to form a charge generation layer having a thickness of about 1 μm. .
[0121]
Next, a benzidine compound (N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamin, (m-TBD)) 6 as a charge transport material A coating solution obtained by dissolving parts by weight and 9 parts by weight of bisphenol (Z) polycarbonate in 85 parts by weight of monochlorobenzene was applied onto the above charge generation layer, dried by heating at 115 ° C. for 60 minutes, A 20 μm charge transport layer was formed. A latent image carrier was produced as described above.
[0122]
The calculation of the number of absorbed photons and the number of fluorescent emission photons in the charge transport layer is performed as follows. Hitachi Fluorescence Spectrophotometer 850 (manufactured by Hitachi, Ltd.) is used as the measuring device. As a sample for fluorescence measurement, a sample obtained by applying a coating solution containing the charge transporting material used for forming the charge transporting layer on a slide glass and heating and drying at 115 ° C. for 60 minutes is used. In addition, the measurement was performed first with an anthracene (purity 99.5% or more, 1 × 10 10-6The number of incident photons is determined based on an ethanol solution of M, a fluorescence quantum yield of 27%, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., and the number of absorbed photons (NA) Is calculated. In addition, the number of fluorescent photons (NF) Is calculated from fluorescence spectrum measurement. As a result, the charge transport layer using the charge transport material (Compound No. 66) has an absorption photon number (NA) Is 3.56 × 10ThreeAnd the number of fluorescent photons (NF) Is 1.63 × 10ThreeAnd the relationship of Formula (5) is satisfy | filled.
[0123]
A Color 935 (Fuji Xerox Co., Ltd.) was remodeled so that a latent image could be written with a dye laser having a wavelength of 410 nm, and the latent image carrier obtained in the latent image carrier production example was mounted, and darkening was caused by corona discharge. Then, after charging to −400 V, a latent image is written using a dye laser having a wavelength of 410 nm.
[0124]
(2) Preparation of toner
1) Preparation of flushing pigment
<Magenta flushing pigment>
70 parts by weight of a polyester resin (bisphenol A type polyester: bisphenol A ethylene oxide adduct-cyclohexanedimethanol-terephthalic acid, weight average molecular weight: 11,000, number average molecular weight: 3,500, Tg: 65 ° C.) and magenta pigment ( CI Pigment Red 57: 1) 75 parts by weight of a water-containing paste (pigment content: 40% by weight) is placed in a kneader-type kneader and mixed and heated gradually. The kneading is continued at 120 ° C. to separate the water phase and the resin phase, and then the water is removed. Further, the resin phase is kneaded to remove the water and dehydrated to obtain a magenta flushing pigment.
[0125]
<Cyan flushing pigment>
A cyan flushing pigment is obtained in the same manner as the magenta flushing pigment except that the magenta pigment hydrous paste is replaced with a cyan pigment (CI pigment blue 15: 3) hydrous paste (pigment content 40 wt%).
[0126]
<Yellow flushing pigment>
A yellow flushing pigment is obtained in the same manner as the magenta flushing pigment except that the magenta pigment hydrous paste is replaced with a yellow pigment (CI Pigment Yellow 17) hydrous paste (pigment content: 40% by weight).
[0127]
2) Preparation of colored particles
<Preparation Example 1 of Colored Particles>
Figure 0003987236
[0128]
The above components are melt-kneaded with a Banbury mixer, and after cooling, finely pulverized by a jet mill and classified by an air classifier, and the pulverization and classification conditions are changed to change the colored particles M1 and M2 of each particle size distribution shown in Table 1 below. obtain.
[0129]
<Preparation Example 2 of Colored Particles>
Colored particles C1 and C2 shown in Table 1 below are obtained in the same manner as in Colored Particle Production Example 1 except that the magenta flushing pigment is replaced with a cyan flushing pigment. The pulverization and classification conditions are adjusted so that the particle size distribution shown in Table 1 below is obtained.
[0130]
<Preparation Example 3 of Colored Particles>
Colored particles Y1 and Y2 shown in Table 1 below are obtained in the same manner as in Colored Particle Production Example 1 except that the polyester resin is 50 parts by weight and the magenta flushing pigment 25 parts by weight is replaced with the yellow flushing pigment 50 parts by weight. . The pulverization and classification conditions are adjusted so that the particle size distribution shown in Table 1 below is obtained.
[0131]
<Preparation Example 4 of Colored Particles>
The coloring shown in Table 1 below is the same as in Preparation Example 1 of colored particles, except that the polyester resin is 90 parts by weight and the magenta flushing pigment 25 parts by weight is replaced with 10 parts by weight of carbon black (average primary particle diameter 40 nm). Particles K1 and K2 are obtained. The pulverization and classification conditions are adjusted so that the particle size distribution shown in Table 1 below is obtained.
[0132]
Regarding the colored particles obtained as described above, the particle size distribution, the pigment particle average dispersed particle size, and the aDC are collectively shown in Table 1 below.
[0133]
3) Preparation of toner
Each of the colored particles of M1, C1, Y1, and K1 is subjected to surface hydrophobization treatment with hexamethyldisilazane and silica having a primary particle average particle size of 40 nm (SiO 22) The fine particles and the metatitanic acid compound fine particles having a primary particle average particle size of 20 nm, which is a reaction product of metatitanic acid and isobutyltrimethoxysilane, are added so that the coverage of each colored particle surface is 40%. Mix with a Henschel mixer to make a toner. Moreover, it added so that the coverage with respect to the surface of each colored particle might become 30% to each colored particle of M2, C2, Y2, and K2. Each obtained toner is described using the number of each colored particle used as it is.
[0134]
In addition, the coverage with respect to the surface of a colored particle here means the value F (%) calculated | required by above-mentioned Formula (1).
Table 1 below summarizes the total external additive coverage and the values obtained by measuring the q / d peak value and bottom value by the above-described method for each toner obtained.
[0135]
[Table 1]
Figure 0003987236
[0136]
(3) Carrier production example
A methanol solution containing 0.1 part by weight of γ-aminopropyltriethoxysilane was added to 100 parts by weight of Cu—Zn ferrite fine particles having a volume average particle diameter of 40 μm and coated with a kneader. The silane compound is completely cured by heating at 0 ° C. for 2 hours. To this particle, a perfluorooctylethyl methacrylate-methyl methacrylate copolymer (copolymerization ratio 40:60) dissolved in toluene was added, and perfluorooctylethyl methacrylate-methyl was added using a vacuum reduced pressure kneader. A resin-coated carrier used in the following Examples and Comparative Examples is manufactured by coating with a resin so that the coating amount of the methacrylate copolymer is 0.5% by weight.
[0137]
(Development of developer)
Resin-coated carrier: 100 parts by weight of each toner obtained above; 4 parts by weight of the toner are mixed by a V-type mixer to obtain each two-component developer used in Examples and Comparative Examples.
[0138]
[Various evaluation test methods]
Each of the two-component developers obtained above was used for various toner evaluation tests described below. Here, in each of the two-component developers used, the toner numbers included are M1, C1, Y1, and K1 in the order of Examples 1, 2, 3, and 4, and the toner number included is M2. C2, Y2, and K2 are referred to as Comparative Examples 1, 2, 3, and 4 in this order.
[0139]
In the following various evaluation tests, Fuji Xerox J-coated paper was used as the transfer material, and Fuji Xerox Acolor 935 remodeling machine (latent image carrier and exposure device was remodeled as an image forming apparatus, Using a device modified so that the voltage can be adjusted during development (hereinafter, simply referred to as “Acolor 935 modified machine”), all are performed under environmental conditions of a temperature of 22 ° C. and a humidity of 55%. Further, image formation is performed while appropriately adjusting so that the image density is in the range of 1.6 to 2.0.
[0140]
<TMA>
A solid image having an area ratio of 100% was prepared, and the toner weight per unit area of the image portion (TMA: mg / cm2). As a specific measurement method, 10 cm2An unfixed solid image of the area is prepared on the transfer material, this is weighed, and then the unfixed toner on the transfer material is removed by air blow, and then the weight of only the transfer material is measured, before and after the unfixed toner is removed. TMA is calculated from the weight difference.
[0141]
<Image density>
A solid image having an area ratio of 100% is created, and the image density of the image portion is measured using X-Rite 404 (manufactured by X-Rite).
[0142]
<Thin wire reproducibility evaluation test>
A fine line image was formed on the latent image carrier so as to have a line width of 30 μm, and this was transferred and fixed onto a transfer material. The image of the fine line of the fixed image on the transfer material is observed at a magnification of 175 using a VH-6200 micro high scope (manufactured by Keyence Corporation). Specific evaluation criteria are as follows.
A: The fine line is uniformly filled with toner, and there is no disturbance at the edge.
X: The fine line is not uniformly filled with toner. Jaggedness is very noticeable at the edges.
[0143]
<Tone reproducibility evaluation test>
A gradation image of each level of image area ratio 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100% is created, and X-Rite404 (X- Rite) is used to measure the image density and determine the gradation. Specific evaluation criteria are as follows.
(Double-circle): The gradation property is very favorable about all the gradation images from a low image area rate part to a high image area rate part.
X: The gradation reproduction region is narrow in the high / low image area ratio portion, and the gradation property is unstable.
[0144]
<Highlight part granularity>
Gradation images with levels of 5% and 10% are prepared, and the obtained images are visually observed to evaluate highlight part granularity. Specific evaluation criteria are as follows.
A: Granularity is very good in both 5% and 10%.
X: The graininess is poor in both 5% and 10%.
[0145]
The above evaluation results are summarized in Table 2 below.
[0146]
[Table 2]
Figure 0003987236
[0147]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by forming a latent image using a laser beam having a wavelength of 600 nm or less, the edges of the fine lines are smoothed, and development is performed using a specific small-diameter toner. Is obtained. Similarly, since uniform dots can be obtained, an image having excellent halftone reproducibility can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a measuring apparatus for measuring a frequency distribution of q / d values by a CSG method.
[Explanation of symbols]
10: Measuring device
12: Torso
14: Filter
16: Mesh
18: Sample supply tube
20: Sample outlet

Claims (10)

潜像担持体に可干渉光を用いて潜像を形成する潜像形成工程と、トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像してトナー画像を得る現像工程と、形成されたトナー画像を転写材上に転写する転写工程と、を有する画像形成方法において、
潜像形成工程に供される可干渉光の波長が600nm以下であり、
前記トナーが、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有する着色粒子からなり、かつ、着色粒子の体積平均粒径が2.0〜4.0μmであり、1.0μm以下の着色粒子が20個数%以下であり、5.0μmを超える着色粒子が10個数%以下であり、かつ温度20℃、湿度50%環境下におけるトナーの帯電量をq(fC)、トナーの粒径をd(μm)と表した場合に、q/d値の度数分布における、ピーク値及びボトム値がともに正又はともに負であって、ピーク値の絶対値が1.0以下であり、かつ、ボトム値の絶対値が0.005以上であることを特徴とする画像形成方法。
A latent image forming step of forming a latent image on the latent image carrier using coherent light, a developing step of developing an electrostatic latent image on the latent image carrier with toner to obtain a toner image, and the formed toner A transfer step of transferring an image onto a transfer material,
The wavelength of coherent light used in the latent image forming step is 600 nm or less,
The toner is composed of colored particles containing at least a binder resin and a colorant, and the colored particles have a volume average particle diameter of 2.0 to 4.0 μm, and 20% by number of colored particles having a size of 1.0 μm or less. or less, colored particles greater than 5.0μm is Ri der 10% by number or less, and the temperature 20 ℃, q (fC) the charge of the toner under 50% humidity environment, the particle size of the toner d ([mu] m) In the frequency distribution of q / d values, the peak value and the bottom value are both positive or negative, the absolute value of the peak value is 1.0 or less, and the absolute value of the bottom value There the image forming method, comprising der Rukoto 0.005 or more.
前記トナーにおいて、1.0〜2.5μmの着色粒子が5〜50個数%の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。  2. The image forming method according to claim 1, wherein the toner contains 1.0 to 2.5 μm of colored particles in a range of 5 to 50% by number. 着色粒子中における顔料粒子の分散粒子平均粒径が、円相当径で0.3μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。  3. The image forming method according to claim 1, wherein the average particle diameter of the dispersed particles of the pigment particles in the colored particles is 0.3 μm or less in terms of an equivalent circle diameter. 前記トナーが、カラートナーであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1に記載の画像形成方法。  The image forming method according to claim 1, wherein the toner is a color toner. 前記トナーが、さらに外添剤を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1に記載の画像形成方法。  The image forming method according to claim 1, wherein the toner further includes an external additive. 外添剤が、30nm以上200nm以下の一次粒子平均粒径を有する超微粒子と、5nm以上30nm未満の一次粒子平均粒径を有する極超微粒子とを含有してなり、
下式(1)で求められる着色粒子表面に対する外添剤の被覆率が、超微粒子Faの被覆率および極超微粒子Fbの被覆率の双方について20%以上であり、全外添剤の被覆率の合計が100%以下であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成方法。
F=√3・D・ρt・(2π・d・ρa-1・C×100 ・・・(1)
(上記式中、Fは被覆率(%)、Dは着色粒子の体積平均粒径(μm)、ρtは着色粒子の真比重、dは外添剤の一次粒子平均粒径(μm)、ρaは外添剤の真比重、およびCは外添剤の重量x(g)と着色粒子の重量y(g)との比(x/y)をそれぞれ表す。)
The external additive contains ultrafine particles having a primary particle average particle size of 30 nm or more and 200 nm or less, and ultrafine particles having a primary particle average particle size of 5 nm or more and less than 30 nm,
The coverage of the external additive on the surface of the colored particles determined by the following formula (1) is 20% or more for both the coverage of the ultrafine particles Fa and the coverage of the ultrafine particles Fb, and the coverage of all external additives The image forming method according to claim 5, wherein the total of the image quality is 100% or less.
F = √3 · D · ρ t · (2π · d · ρ a ) −1 · C × 100 (1)
(In the above formula, F is the coverage (%), D is the volume average particle diameter (μm) of the colored particles, ρ t is the true specific gravity of the colored particles, d is the average primary particle diameter (μm) of the external additive, ρ a represents the true specific gravity of the external additive, and C represents the ratio (x / y) of the weight x (g) of the external additive to the weight y (g) of the colored particles.
転写材上に、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のトナー画像を積層させて、フルカラー画像を形成することを特徴とする請求項1ないしのいずれか1に記載の画像形成方法。On the transfer material, cyan, magenta, by stacking toner images in four colors of yellow and black, the image forming method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that to form a full color image. 転写工程で転写材上に転写されるトナー画像の1色あたりのトナー重量が、0.40mg/cm2以下であることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1に記載の画像形成方法。Toner weight per one color toner image transferred onto the transfer material in the transfer process, the image forming method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at 0.40 mg / cm 2 or less . 潜像形成工程に供される可干渉光の波長が350nm以上600nm以下であることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1に記載の画像形成方法。The image forming method according to any one of claims 1 to 8, wherein the wavelength of the coherent light to be subjected to the latent image forming process is 350nm or more 600nm or less. 潜像担持体上のスポット径が50μm以下であることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1に記載の画像形成方法。The image forming method according to any one of claims 1 to 9, wherein the spot diameter on the latent image bearing member is 50μm or less.
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