JPS6385581A - 電子写真現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電子写真現像方法に関し、詳しくは、デジタル
露光等により形成される潜像と現像トナーとの粒径とに
特定の関連性をもたせて顕像化を行なうようにした電子
写真現像方法に関する。

〔従来技術〕

デジタル書込みされて得られた静電潜像にトナー現像剤
を供給して現像を行なう所謂デジタル画像形成プロセス
では、従来より、連続階調的濃淡或いはハーフトーンの
再現方法として、ドツトマトリックス法やドツトサイズ
変化法などの階調再現方法が知られている。だが、従来
にあっては、デジタル書込みのスポット径とトナー粒子
とのマツチング性を考慮していなかったために、ドツト
ゲイン（網点の太り）による階調のとびや画像のつぶれ
現象を生じ、画像品質の劣る画像となることがしばしば
であった。また、連続複写時には細線が太り、階調再現
性の変化も多く認められていた。

特に、デジタル書込みのフルカラー画像形成プロセスで
は、　３色（シアン、イエロー及びマゼンタ）もしくは
４色（シアン、イエロー、マゼンタ及びブラック）の重
ね合せ画像となるので、各色にドツトゲインが発生する
と、定着時あるいは転写時におけるトナーのつぶれに起
因する階調のとびや画像のつぶれだけでなく、シャープ
ネスの悪い画像となり、画質は荒れて著しく低下すると
いった傾向があった。

なお、前記の「ドツトゲイン」とは本来印刷業界で使用
されている用語で、フィルム上の網点（印刷原稿の網点
）に比較して実質の印刷物上の網点が太ったものとなる
現象を意味している。

これと同様な意味合いで、例えば電子写真感光体上に形
成されたデジタルのマトリックス潜像に対して、現像後
のコピー画像に現われたマトリックス画像が太ることを
指している。ちなみに、デジタル方式では階調再現をド
ツトマトリックスによる面積階調で行なっているが、従
来においては、感光体上のドツト潜像よりも現像された
ドツト画像が太ってしまい、結果として。

狙った面積率よりもトナー画像の面積率が増えてしまい
、良好な階調再現性が得ら九ないとしうのが普通であっ
た。

〔目　　　的〕

本発明の第一の目的は、光導電体にデジタル書込みされ
た静電潜像の現像方法において、ドツトゲインによる階
調性劣化のない良好な階調再現性があり、また解像度、
シャープネスの良好な高画質の画像が得られる電子写真
現像方法を提供するものである。本発明の第二の目的は
連続複写時においても線太りゃ９階調再現性の変化など
の経時変化がなく、良好な画像が得られる電子写真現像
方法を提供するものである。

〔構　　成〕

本発明は一様に帯電された光導電体上に光ビームを照射
するなどのデジタル書込みをして静電潜像を形成し、こ
の静電潜像にトナー現像剤を供給して現像を行なう電子
写真現像方法において、該静電潜像上の最小スポット径
（Ｄ）μｍと該トナーの平均体積粒径（Ｘｗ）μｍとの
関係が（Ｄ）μｍ≧９．ＯＸ（Ｘｗ）／ｊＩ１１−３４
．０の条件をみたすものであることを特徴とする。

ちなみに、本発明者らは、デジタル書込みの最小スポッ
ト径（１ドツト）とトナー粒径との関係について研究を
行なった結果、一様に帯電された光導電体上に光ビーム
を照射する等のデジタル書込みをして静電潜像を形成し
、その静電潜像にトナー現像剤を供給して現像を行う電
子写真現像方法において、光導電体上の該静電潜像上の
最小スポット径（Ｄ）μｍとトナーの平均体積粒径（Ｘ
　ｗ　）μｍとの関係が （Ｄ）μｍ≧９．ＯＸ　（Ｘｗ）　ｔｔ　ｔｒｒ−３４
，０の式を満足するトナー現像剤を使用することにより
、前記従来の欠点が改良されることを発見した。

上記式は次のようにして導びき出された。

即ち、現像すべきスポットＤの面積Ｄ２に対し、この上
に付着されるトナーの量（トナー付着量）は定着時及び
転写時に起ると考えられるトナーのつぶれ、拡がりによ
るドツトゲインと大きくかかわっていると考えられる。

また、同じ付着量でもスポットの面積が小さくなるほど
ドツトゲインが大きくなると思われる。従って、スポッ
トの面ｆＪＥＤ”とスポットの周囲とはＤ の関係が重要になる。

ところで、スポットをトナーで完全に覆うためには、ト
ナー粒子の層が１〜２層必要である。

このことから、ある面積を完全に覆うためのトナー付着
量（Ｍ）はトナーの粒径にほぼ一次的に比例していると
考えられる。トナー平均体積粒径を（Ｘ−）とすると （Ｍ／Ａ）’ｐ（Ｘｗ）ＸＤ２／Ｄ２Ｊ（Ｘｗ）　　−
・−（ｚ）の関係である。ここで、Ａは定数である。

（２）式を（１）式に代入すると Ｘリ ドツトゲイン００−−　≦Ａ　　　　・・（３）となり
、これを変形すると となる。

だが、実際には、トナーの粒状性や定着性の違いや転写
時のちり等の変動要因があり、（４）式をある程度補正
する必要がある。

例えば、トナーが十分に紙に定着されるためには、トナ
ーの紙と接している部分が溶融し、紙のスキ目や繊維に
からみつくことが必要である。このために、粒径の大き
なトナー粒子の方が多くの熱量を必要とする。このとき
、トナーの定着ローラーと接している部分は直接に熱の
供給をうけるので１紙面と接している部分より温度が高
く、粘弾性も小さくなり、つぶれやすくなる。これに比
べ、粒径の小さいトナー粒子では、定着ローラーから紙
までの距離が短く、トナー内での温度勾配が小さく、ロ
ーラ付近の部分でも紙面に接している部分と同じ程度の
温度であることが考えられる。結果として、大きい粒径
のトナーの方がつぶれやすく、よりドツトゲインをおこ
しやすい。

また、定着時のトナーは熱をかけられており。

粘弾性物性であると思われるが、同じ表面張力をもって
いると考えると、小さい粒径のトナーの方が変形（つぶ
れ）を受けにくいことが考えられる。

このような思考から、（４）式をさらに補正し、−次式
の近似式とすると となる。

この（５）式から後記の実施例で得られた結果を代入し
、定数Ｃ，Ｄを求めたところのものが下記式である。

（Ｄ）ｕ−≧９．ＯＸ　（Ｘｗ）　ｔｉｔｓ−３４，０
本発明はこれに基づいてなされたものである。

本発明に係るトナーにおいては、任意な顔料又は染料が
着色材として使用される。例えばカーボンブラック、ニ
グロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、
クロームイエロー。

ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリ
ンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニ
ンブルー、マラカイトグリーンオフサレート、ランプブ
ラック、ローズベンガル、および、それらの混合物等が
あげられる。これらは現像により可視像を形成できるよ
うに、トナーを着色するのに十分な量をトナー中に含有
させることが望ましい。

また、本発明に係るトナー用結着樹脂としては、従来か
ら電子写真用トナーに広く用いられている樹脂類の多く
があげられる。例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、フェノール樹脂
、マレイン酸樹脂、アルキッド樹脂、ブチラール樹脂、
スチレン−ブタジェン共重合樹脂、ワックスロジン、繊
維素樹脂、アセタール樹脂、ビニリデン樹脂等であり、
それらは単独でまたは二種以上を混合して使用すること
が出来る。

本発明に係るトナーの製造方法としては、従来と全く同
一でかまわない。即ち、結着樹脂と着色材、必要に応じ
て、これらに改質材等の添加剤を加え、結着樹脂の溶融
点以上の温度で混練し、これを前記のスポット径とトナ
ー粒径との関係式を満足するような粒度に粉砕、分級す
ればよい。また、トナーの製造はスプレードライ法、ｉ
ｎ　−５ｉｔｕ法、懸濁重合法などにより合成したもの
であってもかまわない。

更に１本発明においてはトナー粒子の製造後、これにＴ
ｉｅ、、ＡＱ□○、、Ｓｉｎ、などの微粉末を添加しこ
れらでトナー粒子表面を被覆せしめることによってトナ
ーの流動性の改質を図ったり、ステアリン酸亜鉛、フタ
ル酸などを添加して感光体の劣化止を図ったりすること
も効果的である。但し、こうした処理がなされたトナー
粒子であっても前記の関係式を充していることが必要で
ある。

一方、現像剤として二成分型のものを用いる場合のキャ
リアとしてはこれも公知のものが使用できる。例えば粒
径５０〜３００μｍ程度の鉄粉、ニッケル粉、フェライ
ト粉、マグネタイ粉、ガラスピースなどの微粉末や、そ
れらに公知のキャリアコートの樹脂をコーティングをし
たものが使用できる。

ここに、トナー又はキャリアの粒度分布は、重板されて
いる「コールタ−カウンター」（米国コールタ−エレク
トリック社製）の使用により測定できる。トナーについ
ては直径１００μｌのアパーチャーチューブを用いて、
またキャリアについては直径５００μｍのアパーチャー
チューブを用いてのコールタ−原理と称される電気抵抗
法で測定される。

第１図及び第２図は、ドツトゲインのない画像とドツト
ゲインの大きい画像について、画像濃度（ＩＤ）とステ
ップ数（８×８マトリックス６４階調）の関係について
調べたものである。

これら第１図及び第２図から判かるように、ドツトゲイ
ンのないものでは、ステップ数と画像濃度（ＩＤ）とが
比例しており良好な階調再調現性を得ている。しかし、
ドツトゲインの大きいものでは、ステップ数と画像濃度
（１０）とが比例しておらず、５０ステップ以上では、
画像濃度（１０）の伸びが小さくなり、このために適正
な階調再現性が得られない。

次に実施例を示す。ここでの部は重量基準である。

実施例１ ポリエステル樹脂（軟化魚釣１００℃）１００部カーボ
ンブラック　　　　　　　　　　７部からなる混合物を
熱ロールミル溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて
粗粉砕し、エアージェット方式による微粉砕機で微粉砕
をした。得られた微粉末を分級し、平均粒径７．０μｍ
とし、分級した微粉末１００重量部に対し、疎水性シリ
カ０．３部を外添してトナーとした。

このトナー３．５部に対し、　フェライト芯材にシリコ
ーン樹脂をコートしたキャリア１００部を混合して、二
成分型現像剤とした。

この現像剤を用いて、１０℃１５％Ｒ１１，２０℃６０
％ＲＨの環境下で、乾式電子写真複写機（リコー社製、
リコピーＦＴ−４０３０をスキャナーとレーザー書き込
みとを組み入れて＋　８００ＤＰＩのデジタルコピアと
したもの）を使用して現像を行なった。

この結果、８×８のマトリックスによる６５階調の再現
を行ったところ、階調に比例して画像濃度（ＩＤ）が上
がり理想的な再現性を示した。また、文字や細線の再現
性が良好であり、ビクトリアルな画像についても、明部
〜ハーフトーン−暗部の階調再現性は階調のトビがなく
良好であった。６５階調の階調再現を行なったサンプル
を光学式顕微鏡でａ察したところ、現像や定着で発生す
ると考えられるドツトゲインはほとんどなく、忠実にド
ツトを再現しているのが確められた。

更に、この現像剤で２０，０００枚の連続複写を行った
ところ、複写画像の経時変化はなく、良好な画質が得ら
れた。

トナー粒径（トナーの平均体積粒径）とデジタル書込み
における最小スポット径との関係（ドツトの太り率と画
質との関係）については、まとめて表−１に示した。

実施例２ 平均体積粒径が９．０μｍ、１０．５μｍ、１２．０μ
ｍ、１３．５μｍの４種類のトナーを実施例１と同様に
してつくり、このトナーと実施例１のキャリアとを同様
の割合で混合して二成分型現像剤を調製した。

これら４種類の現像剤について、前記のＦＴ４０３０改
造機を用いて現像した。トナー粒径と最小スポット径と
の関係（ドツトの太り率と画質との関係）について観察
した結果をまとめて表−１にその結果を示す。

（以下余白） 表　　−１ −この表−１の試験では、８×８マトリツクスを使用し
、理論的に５０％の面積率になるように、レーザー照射
し露光した。この潜像を各現像剤で現像しその画像サン
プルを“ルーゼックス画像解析システム（東洋インキ社
製）″で画像面積を測定し、下記の″ドツト太り率″を
算出して％表示した。

ドツト太り率＝画像実測値（％）／理論値（％）ｘｌＯ
Ｏまた、画像については（ＯからＸＸにかけて良から不
良となる）の５段階で評価した。表中、２万とあるのは
２万枚コピー時を表わしている。

実施例３ カーボンブラック　　　　　　　　　　　７部からなる
混合物を用い実施例１と同様にしてトナー平均体積粒径
がそれぞれ７．０μｔｎ、　９．０μｍ、１１．０μｍ
、　１３．０μｍ、　１５．０μｍの５種類のトナーを
つくった。これに実施例１のキャリアを同じ割合で混合
して二成分型現像剤とした。

これらのトナーについて、実施例１と同様にして、トナ
ー粒径と最小スポット径との関係についてｗｔ祭した。

表−２にその結果を示す、評価の仕方は表−１と同じで
ある。

表　　−２ 〔効　　果〕 実施例の記載から判るとおり、本発明の電子写真現像法
によれば（ｉ）ドツトゲインの発生を防止して良好な階
調再現性が得られ、また解像度の優れた高画質の出力画
像が得られ、更に（ｎ）経時変化が小さく、連続複写時
においても安定して良好な出力画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はドツトゲイン（画像の太り）のない画像につい
ての画像濃度とステップ数との関係を表わしたグラフで
ある。第２図はドツトゲインのある画像についての画像
濃度とステップ数との関係を表わしたグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一様に帯電された光導電体上に光ビームを照射する
   などのデジタル書込みをして静電潜像を形成しこの静電
   潜像にトナー現像剤を供給して現像を行なう電子写真現
   像方法において、該静電潜像上の最小スポット径（Ｄ）
   μｍと該トナーの平均体積粒径（Ｘｗ）μｍとの関係が （Ｄ）μｍ≧９．０×（Ｘｗ）μｍ−３４．０の条件を
   みたすものであることを特徴とする電子写真現像方法。