JP3826424B2 - 多色画像形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法のような、トナ−を利用して多色画像を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような多色画像形成方法により、カラー画像を形成するときには、例えば、次のような処理が行われる。まず、原稿からの反射光をカラーＣＣＤにより色分解して、画像処理装置で画像処理、色補正を施して複数色の画像信号を得る。その信号を色別に、例えば半導体レーザーを用いて変調されたレーザー光線として、感光体に一色ずつ複数回照射することで、複数個の静電潜像を形成する。これらを例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色のカラートナーで順番に現像して、これらのトナー像を感光体から用紙等の転写体に転写する。その後、転写像を熱定着ロール等で加熱定着し、画像を形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる方法等で得られたカラー画像には、定着されたトナーの粒子形状が残っているとともに、バインダー樹脂や色材の転写体（例えば、紙）へのしみ込みにより転写体自身の凹凸形状も残っており、印刷や銀塩写真方式で得られた画像と比較して、不規則に荒れた表面形状となっている。このため、画像表面での乱反射がおこり、仮に、小粒径トナーを用いて均一な画像を転写したり、トナー層中での顔料／樹脂界面での散乱を防ぐためには高分散顔料を使用しても、粒状性、光沢、さらには色調等が悪い画像となってしまうことがわかっている。
【０００４】
また、従来の高画質カラー電子写真画像の中間濃度部分では、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーが重なりあう部分と全く重ならない部分での転写体上のトナー層の高さの差が大きく、平均的な光沢度を下げてしまったり、また、転写領域でトナー飛び散りを生じて、光沢度むらが生じてしまったりした。
【０００５】
トナー粒子形状、および結着樹脂のしみ込みによる起伏形状は、画像の濃度によって大きく異なっており、背景部や低濃度部、高濃度部といった画像の種類で、画像の光沢や粒状性、色調等が変わってしまい、印刷や銀塩写真で得られた画像と比較して滑らかさのない不自然な画像となっている。
【０００６】
前記の問題点を解決するために、単に、現像重量を増加させた場合、高濃度部分では高光沢が得られるものの、非画像部では効果が得られず、さらにトナーの帯電量が低下するため非画像部が汚れてしまう、いわゆるかぶりを生じるといった欠点をもつ。
【０００７】
かくして、本発明は、印刷や銀塩写真に近い画像、即ち、画像部・非画像部にかかわらず表面光沢が高く、そのむらやかぶりが少なく、また粒状性も良く、更に色調再現性に優れる、高画質なカラー画像を、トナ−を利用して画像の種類によらず転写体上に形成することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の目的を達成する方法の検討を重ねた結果、静電潜像を形成手法方法、また、使用するトナ−の形態、更に、画像表面の目に見えやすい低周波数の凹凸（０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）を減少させることが重要であることがわかり、以下の本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は、潜像担持体上に潜像を、画像情報により変調された光を用いて、その露光によって形成する露光工程、該潜像担持体上に、少なくともシアン、マゼンタ及びイエローの電子写真用トナーを用いて、トナー像を形成する現像工程、該トナー像を、転写体上に転写する工程、転写体上のトナー像を定着する定着工程を有する多色画像形成方法において、
（Ａ） 前記露光工程では、少なくとも、シアン、マゼンタ及びイエローを形成するための色別の潜像を、その色別の潜像の最隣接画素を結ぶ直線の角度が色ごとに異なるように形成し、かつ、
（Ｂ） 前記現像工程に用いるトナーは、結着樹脂と色材とを含有するトナー粒子であり、その色材の含有量ｃを６重量％〜４０重量％として、かつ、トナー粒径ｄを１〜６μｍとし、かつ、含有量ｃとトナー粒径ｄの間の関係ｃ×ｄを２０≦ｃ×ｄ≦４０とし、
（Ｃ） 転写体内部における散乱と吸収とを受けて反射された転写体内部反射成分の２次元的な光量分布と、転写体内部反射成分及び転写体表面において反射された転写体表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とを求め［但し、光照射を転写体表面の垂線に対して４５度の角度で実施、光量分布の測定をその垂線に対して０度の角度で実施する］、その前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と、その後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分との比が、１：１から１：２である転写体を用い、更に、
前記のシアン、マゼンタ及びイエローを現像するための静電潜像の画像情報として、すべて入力５０％の均一な値を与えて作製した均一濃度のプロセスグレー画像と、シアンを形成する潜像の面積率を１００％として作製した均一濃度のシアンソリッド画像との両方を作製した際、画像内部におけるトナー吸収を受けて反射された画像内部反射成分の２次元的な光量分布と、画像内部反射成分及び画像表面において反射された画像表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とを求め［但し、光照射を転写体表面の垂線に対して４５度の角度で実施、光量分布の測定をその垂線に対して０度の角度で実施する］、その前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と、その後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分の比が、前記それぞれの画像について１：１から１：５となることを特徴とする。
【００１０】
この本発明では、後に詳細に説明するように、上記の要件が組合わさって、画質の優れる画像が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多色画像形成方法を詳細に説明する。
【００１２】
本発明では、潜像担持体上に潜像を、画像情報により変調された光、例えば、レ−ザやＬＥＤ光を用いて、その露光によって形成する露光工程、該潜像担持体上に、少なくともシアン、マゼンタ及びイエローのトナーを用いて、トナ−像を現像する現像工程、該トナ−像を転写体上に転写する工程、及び転写体上のトナー像を定着する工程を実施する。これらの工程は、当業界で利用し得る任意の工程を利用できる。その具体的方法は、当業者には適宜選択可能である。
【００１３】
本発明において、露光工程では、少なくとも、シアン、マゼンタ及びイエローを形成するための色別の潜像を、その色別の潜像の最隣接画素を結ぶ直線の角度が色ごとに異なるように形成する、という要件（Ａ）による画質改善作用に関してまず説明する。
【００１４】
この要件（Ａ）は、例えば、シアンを形成する静電潜像の最隣接画素の角度を、図１（ドットで画像を形成する場合の図）又はや図３（万線で画像を形成する場合の図）に示すように、０度と設定した場合、マゼンタを形成する静電潜像の最隣接画素の角度を図２（ドットで画像を形成する場合の図）、図４（万線で画像を形成する場合の図）に示すように、４５度（０度以外の角度）とし、更に、イエローを形成する静電潜像の最隣接画素の角度を他の角度（０度及び４５度以外）とし、このように最隣接画素の角度が色ごとに異なる画素を組み合わせて、各種の色調及び濃度の色画像を形成することである。図５には、イエロー潜像５１、マゼンタ潜像５２、シアン潜像５３の各上記角度を、０度、３５度、７５度として、静電潜像を形成した場合を示す。なお、このようなことは、例えば、利用する露光手段への制御情報に基づき実現可能である。
【００１５】
上記の要件（Ａ）によって、画質が向上するのは、色ごとの重なりが減少するため、画像凹凸が軽減されるためと考えられる。
【００１６】
次に、顔料濃度とトナー平均粒径とに関する要件（Ｂ）による画質改善作用に関して説明する。
【００１７】
画像凹凸を減らすためには、現像重量を減らす必要がある。従って、顔料濃度は高いほどこの効果は大きい。最低限許容される画質を得るためには６重量％以上の顔料濃度が必要である。一方、顔料濃度が４０％を越えた場合には、トナーの弾性が強くなりすぎるため、もしくは顔料の一次粒子が凝集を始めるためか、定着後の画像の色再現が良好とならなかった。
【００１８】
また、トナー平均粒径が、６μｍを越えた場合には、低濃度部分での微小濃度ムラが目立ってしまった。また、トナー平均粒径が、１μｍを下回った場合には現像器内部でトナーの再凝集が起こってしまい、粒状度の悪い画像しか得られなかった。
【００１９】
さらに、顔料濃度ｃ（重量％）とトナー平均粒径ｄ（μｍ）の積が４０を上回った場合、適正画像濃度になるように現像量を決めた場合、定着あとの単色のソリッド画像（つまり、ベタ画像）で、トナー間に隙間ができ、トナーが転写体を覆いきれないため、色再現性が低下した。さらに、現像量を増やした場合には、単色のソリッド画像では、トナーが転写体を覆いきれるものの、ハーフトーン画像の色再現性が低下した（シアンがブルーになってしまったり、マゼンタがレッドになってしまったりした）。また、上記の積が２０を下回った場合には、適正画像濃度になるための現像量が増加して、特にハーフトーン部分での画像凹凸が残るためか、良好な画質を得ることができなかった。
【００２０】
次に、転写体や画像の内部反射成分の２次元的な光量分布と、転写体や画像の内部反射成分及び転写体や画像の表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とに関する要件（Ｃ）による画質改善作用に関して説明する。
【００２１】
画像全体の凹凸を減らすためには、トナー層の凹凸を減らすだけでは不十分であり、転写体の凹凸も減らす必要がある。一般に転写体として使われるコピー用の普通紙は凹凸が大きく、その周波数も粗い。このため、トナー層を薄層で均一にすると転写体自体の凹凸が残ってしまう。このような凹凸は画質を低下させる。その原因は完全には明らかではないが、以下のような推測をしている。
【００２２】
画像の内部反射成分は着色顔料による吸収を受けた物体色の分光特性であるのに対して、画像の表面反射成分は照明の分光分布と同様の分光特性を有している。かくして、トナー転写量などの変化による、光の吸収成分の変動は色変化のない濃度変動として目に見えるのに対して、光の表面反射のムラは色変化として見えてしまうこととなり、よりノイズとして目立ちやすいと考えられる。ただし、画像表面の凹凸のうち高周波数の細かい成分については、それによる光反射のムラを目では解像しにくいため、ノイズには実質的に影響しないと考えられる。しかし、画像表面の凹凸のうち低周波数の粗い成分は、光の表面反射のムラにつながると考えられる。つまり、この低周波数の粗い成分に基づく光の表面反射は、分光特性の画像内変動、すなわち色の画像内変動として目に見えてしまうためと考えられる。そこで、画像に影響し目立つノイズを生成する、転写体自身の低周波数の凹凸成分について、また、それに起因する、転写体自身の表面反射光成分について、鋭意検討した結果、転写体自身の表面反射光成分のうちで、０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲を少なくすることが重要であることを本発明者らは見い出した。
【００２３】
その少なさを達成するには、より具体的には、当該範囲での転写体自身の「表面反射光」成分を、当該範囲での転写体自身の「内部反射光」成分に対して相対的に少なくすることである。そのためには、要件（Ｃ）にいう比が関係し、その比を上記特定範囲にすれば、高品質の画像が得られることがわかった。つまり、転写体内部反射光成分の２次元的な光量分布と、転写体内部反射光成分及び転写体表面反射光成分の和から構成された２次元的な光量分布とを求め［その具体的な方法は以下で説明する］、その前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と、後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分の比を求めた場合、１：１から１：２とすることである。
【００２４】
内部の反射光成分、又は、内部と表面の反射光成分の和の２次元的な光量分布を２次元フーリエ変換して得られる周波数スペクトルの一例を、図７に示す。これは、図６に、拡大して示した画像のものである。
【００２５】
図７で原点から座標点を結ぶ直線の方向が光量分布の波の進行方向に対応し、原点と座標点の距離が周波数に対応する。例えば、Ａ（ｕ，ｖ）点は、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｖ／ｕ）で表される方向に進み、周波数ｆ＝「（ｕ² ＋ｖ² ）の平方根の値」、の波動を示していて、この点の輝度が波長振幅の２乗（強度）を表している。なお、反射成分の光量の平均値は、原点に示される。
【００２６】
さらに、画像に関しても、転写体に関する上記要件と類似の要件が適用可能であり、画像を次のように形成すると、更に、高品質画像を得られることがわかった。
【００２７】
即ち、シアン、マゼンタ及びイエローを現像するための静電潜像の画像情報としてすべて入力５０％の均一な値を与えて作製した均一濃度のプロセスグレー画像と、シアンを形成する潜像の面積率を１００％として作製した均一濃度のシアンソリッド画像（シアンベタ画像）との両方を作製する際、画像内部におけるトナー吸収を受けて反射された画像内部反射成分の２次元的な光量分布と、画像内部反射成分及び画像表面において反射された画像表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とを求め、その前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と、その後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換してえられた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分の比を求めた場合に、１：１から１：５とすることである。
【００２８】
次の光量分布（１）〜（４）を求める方法、及びそのためのシステムの一例を図８を利用して説明する。
【００２９】
（１） 転写体内部における散乱と吸収とを受けて反射された転写体内部反射成分の２次元的な光量分布、
（２）転写体内部反射成分と、転写体表面において反射された転写体表面反射成分との和から構成された２次元的な光量分布、
（３）画像内部におけるトナー吸収を受けて反射された画像内部反射成分の２次元光量分布、
（４）画像内部反射成分の２次元光量分布と、画像表面において反射された画像表面反射成分との和から構成された２次元光量分布。
【００３０】
図示したシステムでは、測定する転写体７１表面、又はトナ−による画像７２（図では、後者を測定する場合を示してある）からの垂線に対して４５°（以下に示す角度は、この垂線に対する角度を示す）方向に配置されかつ前面に偏光フィルター７３を装着した照明７４を用いて、転写体７１または画像７２に光を照射する。偏光フィルター７３の向きは、照明７４と、転写体７１または画像７２の光を受ける点と、２次元撮像管カメラ７５の光を受ける点とによって決定される平面に平行な偏光面をもつ直線偏光を照射できるように設定する。
【００３１】
転写体７１の反射光量分布の測定では、転写体７１に照射した光（入射光）ＩＬが、転写体７１内部反射と表面反射とによって０°方向に反射した反射光ＲＬの光量分布を、０°方向に配置されかつ前面に偏光フィルター７６を装着した２次元撮像管カメラ７５によってとらえる。
【００３２】
同様に画像７２の反射光量分布の測定では、画像７２に照射した光（入射光）が画像７２内部に入射して顔料のような色材による吸収を受けて、０°方向に反射された内部反射成分と、画像７２表面によって０°方向に反射した表面反射成分との２次元的な反射光量分布を、０°方向に配置されかつ前面に偏光フィルター７６を装着した２次元撮像管カメラ７５によってとらえる。
【００３３】
転写体７１または画像７２に偏光光線が入射された場合、転写体７１または画像７２の表面反射成分は偏光されている。しかし、転写体７１または画像７２の内部反射成分は偏光特性を失う。したがって、撮像管カメラ７５前に装着した偏光フィルター７６を、照明７４と、転写体７１または画像７２の光を受ける点と、２次元撮像管カメラ７５の光を受ける点とによって決定される平面に垂直な偏光のみを撮影できるように設定することで、転写体７１または画像７２の内部反射成分のみが測定される。
【００３４】
撮像管カメラ７５前に装着した偏光フィルター７６を、照明７４と、転写体７１または画像７２の光を受ける点と、２次元撮像管カメラ７５の光を受ける点とによって決定される平面に平行な偏光のみを撮影できるように設定することで、転写体７１または画像７２の表面反射成分と、転写体７１または画像７２の内部反射成分との両方の和が測定される。
【００３５】
測定結果の比較は、撮像管カメラ７５によって撮影された２次元反射光量分布を、周知のＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータによって、２次元フーリエ変換することで得られる２次元の周波数スペクトルにより行なう。
【００３６】
周波数スペクトルのうち、０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にあるスペクトルの総和を求めることで、つまり積分することで、上記要件（Ｃ）を満たしているか否かが、判明する。
【００３７】
一方、表面の凹凸のうち高周波数の細かい成分はそのムラを目では解像しにくいため、ノイズには影響しないと考えられる。しかしながら、吸収を伴わず照明の分光特性と同様な白色反射光が画像上に一様にのることとなり、色の鮮やかさを損なわせることとなると考えられる。
【００３８】
ここで、色の鮮やかさを得るための方法を鋭意検討した結果、表面反射成分の光量の総和を少なくすることが重要であることがわかった。これは、周波数的にはＤＣ成分、すなわち０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの部分（図７に示した座標の原点のスポット面積）を評価すればよい。より具体的には、前記プロセスグレー画像とシアンソリッド画像のそれぞれの場合、内部反射光量成分のみのスペクトルのＤＣ成分と、表面反射および内部反射光量成分の和のスペクトルのＤＣ成分との比が、１：１〜１：２であることが、鮮明度向上に好ましいことがわかった。
【００３９】
本発明の方法で使用するイエロ−（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）のトナーは、結着樹脂に、顔料や染料などの色材を分散含有して得られる。なお、ブラック（Ｋ）のトナ−を使用してもよい。
【００４０】
色材、結着樹脂共に、当業界で利用しうるものであるなら任意であるが、例えば、
Ｙ色材； ベンジジンイエロー、キノリンイエロー、ハンザイエロー
Ｍ色材； ローダミンＢ、ローズベンガル、ピグメントレッド
Ｃ色材； フタロシアニンブルー、アニリンブルー、ピグメントブルー
Ｋ色材； カーボンブラック、アニリンブラック、カラー顔料のブレンド
等を用いる。
【００４１】
結着樹脂としては、例えばスチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレンーアクリル樹脂、スチレンーブタジエン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等を用いる。
【００４２】
また、より好ましい色再現性を得るためには、前記トナーに用いられる色材の濃度が高いため、色材として一次粒子径が０．０１〜１μｍの範囲、好ましくは０．１〜１μｍの範囲であり、かつ、一次粒径と同等の大きさにして樹脂中に溶融分散されたものを用いるのが好ましい。
【００４３】
ここでいう溶融分散された色材とは、樹脂を加熱により溶融、または溶剤に溶解したものと、色材化工程で得られる色材のウエットケーキとを混練して、色材を樹脂中に一次粒子状態で分散させ、冷却や溶媒の除去によって固化した後、粉砕して得たものを言う。
【００４４】
トナーを現像する際には、トナー表面に流動性を付与する無機粉体及び／または樹脂微粒子を付着させてもよい。
【００４５】
使用する無機粉体は当業界で一般的に使用されているシリカ、二酸化チタン、酸化すず、酸化アルミニウム等のものが使用できるが、無機粉体の屈折率ｎとトナー粒子の結着樹脂の屈折率Ｎ、結着樹脂に対する無機粉体含有量Ｗ重量％とすると、
０≦｜ｎ−Ｎ｜×Ｗ×１００≦３
を満たすことが好ましい。
【００４６】
上記関係式の値が３を越えるとトナー層内の前記無機粉体が画像内部に入射した光を散乱するため、色調の異なる画像となりがちである。また、上記関係式の値が３を越える無機粉体を用いた画像をオーバーヘッドプロジェクター用の転写体である透明プラスチックシート上に形成した場合には、トナー層内にある無機粉体の微粒子が、透過光を散乱させてしまい投射された画像は使用者の意図する色調とは異なる暗い画像となりがちである。
【００４７】
トナー粒子に付着させる無機粉体は、帯電環境安定性等を付与するために各種処理剤で処理されたものを用いてもよい。
【００４８】
トナー表面に流動性を付与する樹脂微粒子としては、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ等が使用できる。
【００４９】
本発明の方法に用いられる転写体の素材としては、木材パルプ繊維の紙シート、加工紙、合成紙、プラスチックシート、金属シート等、画像の転写を受けることができるものであるならばいずれであってもよい。ただし、通常の木材パルプ繊維の紙シート単独では転写体の凹凸が大きすぎるため、目標とする画質が得られないことが一般的である。そこで、ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ，ＺｎＯ₂ ，ＴｉＯ₂ ，ＢａＳＯ₄ 等の白色顔料を分散した樹脂を紙シート表面に塗布して、表面の凹凸を減少させたものが好ましく利用できる。
【００５０】
以上説明した本発明の方法は、具体的には、例えば、図９に模式的に示す装置によって実施可能である。
【００５１】
この装置では、照明８０１から原稿８０２に照射した反射光を、カラーＣＣＤ８０３により読み取って、画像処理装置８０４でＹ、Ｍ、Ｃの三色に色分解し、画像処理を加えて各色ごとに、最隣接画素の角度をかえた信号として、一色ずつ順番に、半導体レーザー８０５から光信号として出力する。その光信号を、光学系８０６を通して、予め帯電器８０７によって帯電された感光体８０８に露光して、画像部分が低電位となる静電潜像を作製する。上記の方法で得られた帯電した有色トナーの現像剤を現像器８０９〜８１２に仕込んで、現像バイアスを印加することで、有色トナーを静電気力によって感光体上に現像する。
【００５２】
現像されたトナーを、転写ドラム８１３に静電吸着された用紙８１４に、一色ずつ、転写コロトロン８１５で与えられた電界により転写する。これをＹ、Ｍ、Ｃの順に３回繰り返し、転写体上に３色重ねられたカラートナー像を得る。この像の定着は、好ましくは、表面に０．５〜４ｍｍの厚さの弾性体層を有する定着器８１６によって、定着時のトナー温度でのトナーの粘度を１０¹ 〜１０⁴ Ｐａ・ｓｅｃとする。
【００５３】
弾性体の厚さが０．５ｍｍ未満では、トナー画像や基材の凹凸が激しいと、ロール表面が凹凸に追従しきれなくなり、平滑な定着画像を得られない場合がある。その厚さが４ｍｍを越えると、ロールの熱容量が高くなりやすくなり、電力消費量が大きくなる場合があるので好ましくない。
【００５４】
また、定着時のトナー温度でのトナーの粘度が１０¹ Ｐａ・ｓｅｃ未満であると、トナーがオフセットしやすくなり、定着ロールに移行する場合がある。１０⁴ Ｐａ・ｓｅｃを越えると、画像表面が荒れやすくなり、平滑な画像が得られない場合があるので好ましくない。
【００５５】
上記の弾性体としては、金属や金属酸化物等の充填材が分散されたエラストマー、例えばフルオロシリコーンエラストマー、シリコーンエラストマーもしくはシリコーンゴム、フルオロカーボンエラストマー、エチレン／プロピレン／ジエンゴム等を利用することができる。エラストマ−／ゴムの硬度上限値はＪＩＳ硬度で８０°で、通常は４０〜７０°のものが好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の多色画像形成方法によれば、トナ−を利用して印刷等に近い画像、つまり、粒状性や色調再現性に優れ、また、画像部・非画像部にかかわらず表面光沢が高く、しかもそのむらやかぶりが少なく、結果的に、官能による評価が高い画像が、画像の種類によらず形成できる。
【００５７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって、より具体的に説明する。
【００５８】
実施例での測定方法、評価方法をまず説明する。
顔料粒径測定は、以下のように行った。トナー粒子を包埋材に埋めこんで、包埋材が硬化後にダイヤモンドナイフで切り出して、０．２μｍの薄膜切片を作製し、透過型顕微鏡により５０００倍に拡大した写真を撮影により行う。得られた写真のなかで１００個の顔料粒子を観察して、その長径と短径の和の１／２の値を求め、その平均値を顔料粒径とした。
【００５９】
粒状性の評価は、２ｘ２ｃｍの平均反射濃度の異なる均一画像を使って目視評価により行った。２０人の評価者を対象として、１．非常にきめが粗い、２．きめが粗い、３．普通、４．きめが細かい、５．非常にきめが細かいの５つに分類してもらい、その平均値を求めた。平均値が２未満の場合をＸ、２以上４未満の場合を△、４以上の場合を○とした。
【００６０】
色再現性の測定はＸ−ｒｉｔｅ ４０４（Ｘ−ｒｉｔｅ社製）を用いて、マゼンタ画像密度１００％領域での画像濃度を測定して、１．４未満×、１．４以上１．７未満△、１．７以上○とした。
【００６１】
画像全体の官能評価は人物写真の目視評価により行った。２０人の評価者を対象として、１．非常悪い、２．悪い、３．普通、４．良い、５．非常にきめが細かい良いの５つに分類してもらい、その平均値を求めた。平均値が２未満の場合をＸ、２以上４未満の場合を△、４以上の場合を○とした。
【００６２】
粘度の測定には回転平板レオメータＲＤ−２（レオメトリックス社製）を用い、測定温度を実際の定着時のトナー温度を測定して同一の値に設定して、動的粘弾性の周波数が０．１ｒａｄ／ｓｅｃのときの粘度を求めて比較した。
【００６３】
定着温度は、画像表面に熱電対を張り付けて、定着器を通ったときの温度変化を求めて、その最大温度と規定した。
【００６４】
分子量の測定はゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いた。溶剤にはテトラヒドロフランを用いた。
【００６５】
トナーの平均粒径はコールターカウンターを用いて測定して、重量平均のｄ５０を適用した。
【００６６】
トナー表面添加微粒子の平均粒径は、１００個の微粒子を反射型電子顕微鏡写真で撮影して、１００個の長径と短径の和の１／２の値を求め、その平均値を採用した。
実施例１
トナー製造方法
○イエロートナーの製造
・バインダー樹脂；線状ポリエステル樹脂；９２重量％
（テレフタル酸／ビスフェノールＡ エチレンオキサイド付加物／シクロヘキサンジメタノールから得られた線状ポリエステル；Ｔｇ＝６２°Ｃ、Ｍｎ＝４，０００、Ｍｗ＝３５，０００、酸価＝１２、水酸価＝２５、屈折率１．５）
・顔料；ベンジジンイエロー（８重量％）
上記混合物をエクストルーダーで溶融混練、ジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級して平均粒径４．５μｍの粒子を作製した。このトナー表面に、流動化剤として、疎水性シリカ微粉末（Ｒ９７２，日本アエロジル（株）製、屈折率１．６）２．０重量％を添加し、ヘンシェルミキサーで混合してイエロートナーを得た（定着時粘度１０³ Ｐａ．ｓｅｃ）。
【００６７】
○マゼンタトナーの製造
・顔料にＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７（８重量％）を使用する以外はイエロートナーの製造方法と同じ方法で製造し、マゼンタトナーを得た。
【００６８】
○シアントナーの製造
・顔料にフタロシアニンブルー（８重量％）を使用する以外はイエロートナーの製造方法と同じ方法で製造し、シアントナーを得た。
現像剤の調整
上記の有色トナー組成物と、メチルメタクリレートースチレン共重合体で被覆した粒径約５０μｍのフェライトよりなるキャリアとを用い、キャリア１００重量部に対して、上記各トナー組成物８重量部を添加し、タンブラーシェイカーミキサーで混合して、２成分現像剤を得た。
画像作製方法
本実施例に使用した装置は、図９に示したような装置、即ち、富士ゼロックス株式会社製のＡ−ｃｏｌｏｒ６３０を改造した装置を利用した。この装置で、照明８０１から原稿８０２に照射した反射光を、カラーＣＣＤ８０３により読み取って、画像処理装置８０４でＹ、Ｍ、Ｃの三色に色分解し、画像処理を加えて各色ごとに、最隣接画素の角度をかえた信号（イエロ−、マゼンタ、シアン、それぞれ１５度、４５度、７５度）として、一色ずつ順番に、半導体レーザー８０５から光信号として出力した。その光信号を、光学系８０６を通して、予め帯電器８０７によって帯電された感光体８０８に露光して、画像部分が低電位となる静電潜像を作製した。上記の方法で得られた帯電した有色トナーの現像剤を現像器８０９〜８１２に仕込んで、現像バイアスを印加することで、有色トナーを静電気力によって感光体上に現像した。現像されたトナーを、転写ドラム８１３に静電吸着された用紙８１４に、一色ずつ、転写コロトロン８１５で与えられた電界により転写した。これをＹ、Ｍ、Ｃの順に３回繰り返し、転写体上に３色重ねられたカラートナー像を得た。これを表面に２ｍｍの厚さの弾性体層を有する定着器８１６によって、定着温度１２５度で加熱定着して、カラー画像を得た。定着温度における各トナーの粘度はすべて５×１０⁴ Ｐａ．ｓｅｃ．であった。
【００６９】
なお、弾性体は、シリコンコンパウンド（東レ社製：ＳＨ８４１Ｕ）１００部に対して、結晶性シリカ１００部と加硫剤（東レ社製：ＲＣ−４）０．８部と充填混合して形成され、熱伝導性λが０，００１７ｋｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇで、ゴム硬度がＪＩＳ硬度において６０°、そして厚みが３．０mmの内側弾性体と、この内側弾性体上に設けられ、バイトンゴム（デュポン社製：Ｅ−６０Ｃ）１００部とカーボン（東京材料社製）２部と酸化マグネシウム（協和化学社製：ＭｇＯ：＃３０）１０部とを充填混合して形成され、熱伝導率λが０．０００５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇで、厚みが２０μｍの外側弾性体層とより構成されいる。
【００７０】
また、転写体は、ＯＫスーパーアート（新王子製紙社製）を使用した。この転写体からの２次元的な反射光量分布において、転写体内部における散乱と吸収を受けて反射された転写体内部反射成分の２次元的な光量分布と、転写体内部反射成分及び転写体表面において反射された転写体表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布を比較したときに、前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換してえられた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分の比は１：１．１６であった。
【００７１】
また、現像されたトナー重量は、各色で同一として、ソリッド画像部分で３．６（ｇ／ｍ² ）とした。
実施例２
３色のトナーは、実施例１と同一のものを用いた。
【００７２】
○黒トナーの製造方法
・着色剤としてカーボンを使用したこと以外は実施例１のイエロートナーと同様に作製した。定着温度での粘度は５×１０⁴ Ｐａ．ｓｅｃ．であった。
現像剤の調整
上記の４色の有色トナー組成物と、メチルメタクリレート−スチレン共重合体で被覆した粒径約５０μｍのフェライトよりなるキャリアとを用い、キャリア１００重量部に対して、上記各トナー組成物８重量部を添加し、タンブラーシェイカーミキサーで混合して、２成分現像剤を得た。
画像作製方法
本実施例に使用した装置は、画像処理装置８０４でイエロー、マゼンタ、シアンの三色に色分解し、画像処理を加えて、ＵＣＲ（Under Color Removal ）５０％の墨入れによって、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の信号出力を決定して、各色ごとに、最隣接画素の角度をかえた信号（イエロー、マゼンタ、シアン、黒それぞれ、１５度，４５度，７５度，０度）として、潜像形成したこと、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に４回繰り返し、転写体上に４色重ねられたカラートナー像を得たこと以外は、実施例１と同様にしてカラー画像を作製した。
実施例３
定着温度を１５０度としたこと以外は実施例１と同様の方法でカラー画像を作製した。定着温度での粘度は５×１０² Ｐａ．ｓｅｃとなった。
実施例４
使用した着色剤顔料を以下に代えたこと以外は実施例１と同様にしてカラー画像を作製した。
各色着色顔料の作製方法
トナー樹脂と同一の樹脂を加熱により溶融したもの７０重量部に、イエローの顔料化工程でえられる顔料のウエットケーキ３０重量部とを混練して、顔料を樹脂中に一次粒子状態で分散させ、冷却や溶媒の除去によって固化した後、粉砕してイエローの顔料を得た。マゼンタ、シアンについても同様の方法で溶融分散顔料を作製した。
【００７３】
また、トナー作製におけるトナー樹脂と溶融分散に使った樹脂分の総重量と溶融分散に使った樹脂分を除いた実質的な顔料の重量の比率は実施例１と同様にした。
実施例５
各色のトナー作製において、トナー粒子に外添付着させた無機微粒子を以下のように変更したこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。
【００７４】
外添無機微粒子；疎水性二酸化チタン（屈折率 ２．５） ５重量部
実施例６
各色のトナー作製において、各色の樹脂と顔料の混合比をそれぞれ８８重量部、および１２重量部として、トナー粒径を３μｍに変更したこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。
実施例７
定着ロールとして弾性体層を有さないハードロールに変更したこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。
比較例１
各色のトナー作製において、樹脂に対する顔料の濃度を４％ととし、粒径を９μｍとしたこと、現像トナー重量を、各色で同一として、ソリッド画像部分で７．０（ｇ／ｍ² ）としたこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。
比較例２
各色を現像するための静電潜像の最隣接画素の角度をすべて０度としたこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。
比較例３
使用した転写体を富士ゼロックス株式会社製Ｊ紙としたこと以外は実施例１と同様にカラー画像を作製した。この転写体からの２次元的な反射光量分布において、転写体内部における散乱と吸収を受けて反射された転写体内部反射成分の２次元的な光量分布と、転写体内部反射成分及び転写体表面において反射された転写体表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とを比較したときに、前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分の比は１：３．１であった。
カラー画像の評価
実施例および比較例で作製した画像の評価結果を表１に示した。
【００７５】
【表１】

以上の結果から明らかなように、本発明に係わる実施例は、総合的に画質の評価が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ドットにより静電潜像の最隣接画素の角度を０度と設定した場合を示す図である。
【図２】ドットにより静電潜像の最隣接画素の角度を４５度と設定した場合を示す図である。
【図３】万線により静電潜像の最隣接画素の角度を０度と設定した場合を示す図である。
【図４】万線により静電潜像の最隣接画素の角度を４５度と設定した場合を示す図である。
【図５】イエロー潜像、マゼンタ潜像、シアン潜像の各上記角度を、０度、３５度、７５度として、静電潜像を形成した場合を示す図である。
【図６】周波数スペクトルを求めた画像の拡大図としての顕微鏡写真である。
【図７】内部の反射光成分、又は、内部と表面の反射光成分の和の２次元的な光量分布を２次元フーリエ変換して得られる周波数スペクトルの一例を示す略図であって、ディスプレイ上に表示した中間調画像の写真である。
【図８】転写体内部反射成分の２次元的な光量分布、転写体内部反射成分と転写体表面反射成分との和から構成された２次元的な光量分布等を求めるためのシステムの一例を示す模式図である。
【図９】本発明の方法を実施する装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
７１ 転写体
７２ 画像
７３、７６ 偏光フィルター
７４ 照明
７５ 撮像管カメラ
ＩＬ 照射された光（入射光）
ＲＬ 反射光
８０１ 照明
８０２ 原稿
８０３ カラーＣＣＤ
８０４ 画像処理装置
８０５ 半導体レーザー
８０６ 光学系
８０７ 帯電器
８０８ 感光体
８０９〜８１２ 現像器
８１３ 転写ドラム
８１４ 用紙
８１５ 転写コロトロン
８１６ 定着器

Claims (3)

1. 潜像担持体上に潜像を、画像情報により変調された光を用いて、その露光によって形成する露光工程、該潜像担持体上に、少なくともシアン、マゼンタ及びイエローのトナーを用いて、トナー像を形成する現像工程、該トナー像を、転写体上に転写する工程、転写体上のトナー像を定着する定着工程を有する多色画像形成方法において、
   前記露光工程では、少なくとも、シアン、マゼンタ及びイエローを形成するための色別の潜像を、その色別の潜像の最隣接画素を結ぶ直線の角度が色ごとに異なるように形成し、かつ、
   前記現像工程に用いるトナーは、結着樹脂と色材とを含有するトナー粒子であり、その色材の含有量ｃを６重量％〜４０重量％として、かつ、トナー粒径ｄを１〜６μｍとし、かつ、含有量ｃとトナー粒径ｄの間の関係ｃ×ｄを２０≦ｃ×ｄ≦４０とし、
   転写体内部における散乱と吸収とを受けて反射された転写体内部反射成分の２次元的な光量分布と、転写体内部反射成分及び転写体表面において反射された転写体表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とを求め［但し、光照射を転写体表面の垂線に対して４５度の角度で実施、光量分布の測定をその垂線に対して０度の角度で実施する］、その前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と、その後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分との比が、１：１から１：２である転写体を用い、更に、
   前記のシアン、マゼンタ及びイエローを現像するための静電潜像の画像情報として、すべて入力５０％の均一な値を与えて作製した均一濃度のプロセスグレー画像と、シアンを形成する潜像の面積率を１００％として作製した均一濃度のシアンソリッド画像との両方を作製した際、画像内部におけるトナー吸収を受けて反射された画像内部反射成分の２次元的な光量分布と、画像内部反射成分及び画像表面において反射された画像表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とを求め［但し、光照射を転写体表面の垂線に対して４５度の角度で実施、光量分布の測定をその垂線に対して０度の角度で実施する］、その前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分と、その後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルのうちで０．５〜１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲にある光量成分の比が、前記それぞれの画像について１：１から１：５となることを特徴とする多色画像形成方法。
2. 前記プロセスグレー画像と前記シアンソリッド画像との両方を作製した際、画像内部におけるトナー吸収を受けて反射された画像内部反射成分の２次元的な光量分布と、画像内部反射成分及び画像表面において反射された画像表面反射成分の和から構成された２次元的な光量分布とを求め［但し、光照射を転写体表面の垂線に対して４５度の角度で実施、光量分布の測定をその垂線に対して０度の角度で実施する］、その前者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルの全光量成分と、その後者の２次元反射光量分布を２次元フーリエ変換して得られた周波数スペクトルの全光量成分の比が、前記それぞれの画像について１：１〜１：２となる請求項１に記載の多色画像形成方法。
3. 前記定着工程で、表面に０．５〜４ｍｍの厚さの弾性体層を用いた熱ロール定着装置を用いて、定着時のトナー温度でのトナーの粘度を１０¹ 〜１０⁴ Ｐａ．ｓｅｃとする請求項１または２に記載の多色画像形成方法。

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