JP3482540B2

JP3482540B2 - フルカラー画像形成方法

Info

Publication number: JP3482540B2
Application number: JP10566494A
Authority: JP
Inventors: 芳樹西森; 次男阿部; 百合子鈴木
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 2003-12-22
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JPH07319316A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラートナーによるフ
ルカラー画像を画像支持体（以下記録紙という）に転写
し、定着を行う事により得られる画像形成方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】カラートナーを使用し、フルカラー画像
形成方法によって得られた複写画像の光沢性は画像品質
上重要な因子であり、その複写画像の使用目的、要求品
質等に応じて記録紙が適宜選択される。例えばモノクロ
文字画像の複写画像作成等の目的で使用される様な場合
には、低光沢な記録紙を使用する事で複写画像表面での
正反射光を少なくし、目への負担を低減して読み取り易
くする事が要求される。対してカラー写真の複写画像作
成等の目的で使用される様な場合には、高光沢な記録紙
を使用して複写画像に高級感と高品位なイメージを与え
る事が図られている。記録紙表面にトナーを転写、定着
して形成される画像部に於いても、その光沢性に関して
記録紙自身の光沢性と同様の配慮がなされるべきであ
り、その記録紙の使用目的、要求品質に反しない事が必
要である。低光沢な記録紙上の画像部が高光沢である場
合は、その読み取り易さを阻害するものであり、高光沢
な記録紙上のカラートナーによる画像部が低光沢である
場合には、そのフルカラー複写画像は高級感に劣る貧相
なイメージとなってしまう。加えて特にフルカラー画像
の場合は、表面の光沢性を高くする事はトナーによる減
法混色の領域を拡大し、即ち良好な色彩を呈するに好適
であるため、この様な観点からもフルカラー画像部が低
光沢である事は好ましくない。

【０００３】以上の如く記録紙の光沢性に応じて画像部
の光沢性を制御して、非画像部と画像部での光沢性の差
を小さくして、その調和を計る事は、記録紙が一般的な
「紙」である場合のみならず、例えば記録紙としてＯＨ
Ｐシート上に画像を形成する場合に於いても同様に要求
される。即ち前記ＯＨＰシート上に形成される画像部の
表面は、その非画像部の表面と同様極めて高い光沢性を
有する平滑なものとする事で表面の凹凸による光の散乱
を抑止し良好な透過色の発色を達成し得る。

【０００４】以上の如く記録紙の光沢性が使用者の使用
目的によって選択され、その記録紙の使用目的或いは機
能等の現れである以上、その表面に形成される画像部の
光沢性が記録紙自身の光沢性とかけ離れたものである事
は好ましくない。

【０００５】又、一般的に記録紙の非画像部の光沢性
と、画像部の光沢性の差が大きい場合、同一の複写画像
中に低光沢部と高光沢部とが混在する為に、画像を見る
側に心理的な違和感を与えるものであり、好ましくな
い。

【０００６】以上の如き複写画像の光沢性に関する要求
課題に対し、従来のフルカラー複写機では一般的にフル
カラーの画像品質を重視し、如何なる記録紙を使用する
場合でも画像部の光沢性を高くする為の設計がなされて
いた。従って低光沢な記録紙上に形成された画像部でも
高い光沢性を有するものであり、非画像部と画像部での
光沢性の差が大きく、見る側に心理的な違和感を与える
ものであった。特にモノクロ文字画像の複写画像の場合
には、文字自身が高光沢となる為に、その正反射光によ
り文字が光ってしまい読みにくくなるといった問題が発
生していた。このような問題に対し、例えば特開昭63-3
00254号の如く、黒トナーの溶融時の粘弾性的特性をカ
ラートナーよりも高い弾性を示す設計とする事で、モノ
クロ画像部（文字画像部）の光沢性を低くし、かつカラ
ー画像部は高い光沢性を有するといった複写画像の作成
を図る技術が提案されているが、この場合では黒トナー
とカラートナーの定着性能が大きく異なるものとなる為
に、両トナーを満足に定着し得る定着条件が極めて狭い
範囲となり、オフセット、定着強度不足といった問題を
生じ易い。また、他の手段として、例えば特開昭63-123
055号の如く、透明トナーを複写画像全面に定着して光
沢性の均一化と制御を図る技術が提案されているが、膨
大な量の透明トナーを消費する事と透明トナーの現像工
程が追加される為の装置の複雑化、コピー生産性の低下
といった問題を生じ、実際には有益では無い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、前記のよ
うな従来技術での問題点を改善するために提案されたも
のである。即ち、本発明は非画像部と、画像部の光沢性
の差を抑える事で、画像を見る側に違和感を与えない画
像を形成すると共に、記録紙自身の光沢性と調和した光
沢性である画像部を形成し、記録紙の使用目的、機能等
を阻害しない事を目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に本発明は請求項１に於いて、フルカラー画像形成方法
に於いて、画像支持体の光沢度をＧ_p（％）、該画像支
持体上に０．７ｍｇ／ｃｍ ² のトナーを転写、定着する
事により形成された画像部の光沢度をＧ_t（％）とした
場合に、下記関係式

【０００９】

【数３】

【００１０】が成立すること。請求項２に於いて、前記
関係式

【００１１】

【数４】

【００１２】が成立する手段として定着ローラの温度及
び定着線速を変化させること。請求項３に於いて、バイ
ンダー樹脂がクロロホルム不溶分にして、30重量％未満
の不溶分であるトナーを使用して画像支持体上に画像を
形成することにより達成される。

【００１３】以上のような画像形成方法により、本発明
では、画像支持体、即ち記録紙の光沢度をＧ_P（％），
該記録紙上にトナーを転写、定着する事により形成され
た画像部の光沢度をＧ_t（％）とした場合に、下記関係
式が成立するフルカラー画像形成方法を提案するもので
ある。

【００１４】

【数５】

【００１５】尚ここでの光沢度Ｇ_P（％）及びＧ_t（％）
は、記録紙及び画像部の光沢性を表す数値としてＪＩＳ
−Ｚ8741の方法２（75°鏡面光沢）にて測定された値
（％）を使用する。又、画像部の光沢度は記録紙上のト
ナーの付着量が0.7mg／cm²である定着画像を測定する。
これは、特に光沢性が問題とされる場合はトナーの付着
量が多い場合に顕著である事による。

【００１６】そして、画像部の光沢性を記録紙自体の光
沢性に応じて前記の関係式が満たされるように制御する
ことにより、非画像部と画像部の光沢度の差を抑えて違
和感の無いフルカラー画像を得る事が可能となる。

【００１７】前記関係式が満たされない場合、即ち、

【００１８】

【数６】

【００１９】である場合には、記録紙の光沢性に対して
画像部の光沢性が低すぎる為に、特に高光沢な記録紙を
用いた場合に於いて、高級感に劣り貧相なイメージな画
像となってしまう。特に、ＯＨＰシートを記録紙として
用いた場合には、画像部の平滑性が不充分となり、透過
色の発色性が低下する。逆に、

【００２０】

【数７】

【００２１】である場合には、記録紙の光沢性に対して
画像部の光沢性が高すぎる為に、モノクロ文字画像での
文字が正反射光により光ってしまい、読みにくくなると
いう問題が生じる。

【００２２】

【作用】画像部の光沢性は記録紙面上に形成されたトナ
ー像が定着された定着状態の発現である為、トナーの粘
弾性的特性と定着装置の機械的な構成、定着条件等によ
って光沢性を変化し得る。実際の複写装置での使用に於
いては、様々な光沢性の記録紙の通紙に応じてトナーの
粘弾性特性及び定着装置の機械的構成を逐次変化させる
事は実際上困難であり、定着条件を逐次変化させる事に
よって画像部の光沢性をコントロールする手段が現実的
である。具体的には電子写真法における定着方法として
一般的に用いられる熱ローラ定着器でのローラ温度と定
着線速を記録紙の光沢性に応じて変化させれば良い。こ
の場合、画像部の光沢性はトナーに与えられた定着熱エ
ネルギー量と相関するので、高光沢とするにはローラ温
度を高くする、及び／又は定着線速を遅くして加熱時間
を長くする，逆に低光沢とするにはローラ温度を低くす
る、及び／又は定着線速を速くして加熱時間を短くす
る，といった制御が成される。この場合でもローラ温度
を変化させることは昇温或いは降温の為の待ち時間を伴
う為、定着線速の変化のみで画像の光沢度をコントロー
ルすることが待ち時間を要しないために最も好ましい。

【００２３】以上の作用により本発明が達成する上でト
ナーの粘弾性特性や定着装置の機械的構成に関しては何
等制約を課するものではないが、画像の光沢性の可変域
を広範囲なものとし、更にその制御性を容易にするため
のさらに好ましい使用形態を以下に述べる。

【００２４】先ず画像形成用のカラートナーとしてはそ
の粘弾性的特性が最も考慮されるべきであるが、本発明
の達成をより容易にする粘弾性的特性としては、従来の
フルカラー画像形成用トナーより高い弾性を有してお
り、耐オフセット性を重視した設計とする事が光沢性を
変化させるための高範囲な定着条件に対するラチチュー
ドが広くなるために特に好ましい。

【００２５】トナーのバインダー樹脂としては上記の粘
弾性的特性の発現の為に、一部架橋された分子構造を有
するものが非架橋の樹脂構造に比べ特に好適であるが、
この場合の架橋度としては、前記トナーのバインダー樹
脂のクロロホルム不溶分にして30重量％未満が好まし
い。クロロホルム不溶分が30重量％以上である場合には
トナーの溶融時の弾性が高すぎる為に、光沢性のコント
ロールが困難となる。

【００２６】尚、上記のクロロホルム不溶分は以下の方
法にて測定する。

【００２７】前記バインダー樹脂を微粉砕して40メッシ
ュの篩を通過した試料5.00ｇを採取し、濾過助剤ラジオ
ライト（＃700）5.00ｇと共に容器に入れ、この容器内
にクロロホルム100ｇを注入した後にボールミル架台に
載せ、５時間以上回転して試料を充分にクロロホルムに
溶解する。一方で、加圧濾過器内に直径70mmの濾紙を敷
き、その上に5.00ｇのラジオライトを均一にプレコート
し、少量のクロロホルムを加えて濾過器に密着させる。
次いで前記容器の内容物を、容器内の壁面付着物をクロ
ロホルムで充分洗浄しながら濾過器内に流し込んだ後
に、濾過器の蓋を閉じ、４kg／cm²以下の加圧下で濾過
を行う。クロロホルムの流出が止まった後に新たなクロ
ロホルムを加えて濾紙上の残留物を洗浄し、再度加圧濾
過を行う。以上の操作が完了した後に、濾過器内の濾
紙、濾紙上の残渣、ラジオライト全てをシャーレ上に載
せて真空乾燥器内に入れ、温度80〜100℃、圧力100mmHg
の条件下で10時間乾燥して得られた乾固物の総重量ａ
（ｇ）を測定し、次式によりクロロホルム不溶分Ｚ（重
量％）を算出する。

【００２８】

【数８】

【００２９】前記バインダー樹脂の化学的な構造に関し
ては従来より公知のものを含む一般的な範囲より選択す
る事が可能である。バインダー樹脂の具体例としては、
スチレン，アクリル酸及びそのエステル化合物、メタク
リル酸及びそのエステル化合物、アクリロニトリル等の
単独或いは共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リアミド等を挙げることが出来る。

【００３０】トナーの構成材料として、前記バインダー
樹脂の他に必要とされる着色剤、離型剤、荷電制御剤、
外添剤、滑剤等の素材に関しても広く一般的に使用され
るものを選択して使用し得る。

【００３１】着色剤の具体例として、黒色着色剤とし
て、カーボンブラック、ニグロシン染料等を挙げる事が
出来る。イエロー着色剤として、ベンジジン系イエロー
顔料である、C.I.Pigment Yellow No.12，13，14，15，
17，55，83，174等を挙げることが出来る。マゼンタ着
色剤として、キナクリドン系マゼンタ顔料であるC.I.Pi
gment Red No.122、アゾレーキ系マゼンタ顔料であるC.
I.Pigment Red No.57-1等を挙げる事が出来る。シアン
着色剤として銅フタロシアニン系顔料であるC.I.Pigmen
t Blue No.15，15-3，15-4，15-6等を挙げることが出来
る。

【００３２】離型剤の具体例として低分子量ポリエチレ
ン、低分子量ポリプロピレン、アミド系ワックス、多価
アルコールエステル等を挙げる事が出来る。

【００３３】荷電制御剤としては、カラートナーの一部
を構成するものであるため無色又は白色のものが好まし
く、具体的にはサリチル酸又はサリチル酸誘導体の亜鉛
塩等を挙げる事が出来る。

【００３４】外部添加剤の具体例として、シリカ、アル
ミナ、チタニア等の無機微粒子、シリコーン樹脂微粒
子、フッ素樹脂微粒子等の有機微粒子、高級脂肪酸の金
属塩等の滑剤等を挙げる事が出来る。

【００３５】定着装置としては、記録紙上のトナー層が
直接接触する側の熱定着用上ローラの表面に例えばＬＴ
Ｖゴム層よりなる様な弾性を有するローラを使用するの
が好ましい。即ち、熱定着用上ローラの表面が弾性を有
する場合は、未定着のトナー像表面の凹凸に対して熱定
着用上ローラの表面自身が変形して押圧するために、ト
ナー像の均一な加熱と加圧が可能となり、光沢性の可変
域を広くする事が出来る。この場合の熱定着用上ローラ
の表面の弾性としは、硬度50°以上85°以下であること
が好ましい。硬度が50°未満である場合には熱定着用上
ローラの表面の変形量が過大となり、記録紙の通紙性に
問題を生じる。硬度が85°より高い場合は熱定着用上ロ
ーラの表面の変形が不充分となるために、トナー層の均
一な加熱が不可能となる。又、熱定着用上ローラに対し
記録紙を介して圧着される圧着用下ローラは、未定着ト
ナー像表面を熱定着用上ローラ表面に対し充分押圧させ
るために、該表面の硬度が熱定着用上ローラ表面の硬度
と同じであるか或いは高い事が好ましい。前記熱定着用
上ローラと圧着用下ローラの表面に前記のような適当な
硬度の弾性を付与するには、例えばシリコーンゴム、フ
ッ素ゴム等よりなる弾性ゴム層をローラ表面に設ければ
良い。尚前記ローラ表面の硬度はアスカーＣ硬度計によ
り測定される。更に熱定着用上ローラの表面には、オフ
セット防止の目的で、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
Ｆ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テト
ラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）等から成る低表面エネルギーな
被覆層を設ける，及び／又は、シリコーンオイル等を塗
布する事が好ましい。

【００３６】

【実施例】本実施例の具体的な実施例を以下に述べる
が、これら実施例は本発明を何ら限定するものでは無
い。又、本実施例中での「部」は「重量部」を示す。

【００３７】カラートナー１（Ｋ１，Ｙ１，Ｍ１，Ｃ
１）の製造方法としては、バインダー樹脂として、ビス
フェノールＡ・プロピレンオキサイドとテレフタル酸と
トリメリット酸から成る重縮合物であり、クロロホルム
への不溶分が10重量％であるポリエステル樹脂100部、
着色剤としてカーボンブラック10部、離型剤として低分
子量ポリプロピレンワックス３部とを混合し、次いで溶
融混練粉砕し、分級した後に体積平均粒径8.5μmの着色
粒子を得た。次いで該着色粒子100部に対し、疎水性シ
リカ0.5部、疎水性チタニア1.0部を添加し、混合処理す
る事により本発明の実施例であるブラックトナーＫ１を
製造した。

【００３８】Ｋ１の製造と同様に、着色剤としてカーボ
ンブラックに代えてイエロー顔料としてC.I.Pigment Ye
llow No.17：８部を用いる事により本発明の実施例であ
るイエロートナーＹ１を得た。

【００３９】Ｋ１の製造と同様に着色剤としてカーボン
ブラックに代えてマゼンタ顔料としてC.I.Pigment Red
No.122：８部を用いる事により本発明の実施例であるマ
ゼンタトナーＭ１を得た。

【００４０】Ｋ１の製造と同様に、着色剤としてカーボ
ンブラックに代えてシアン顔料としてC.I.Pigment Blue
No.15-3：４部を用いる事により本発明の実施例である
シアントナーＣ１を得た。

【００４１】カラートナー２（Ｋ２，Ｙ２，Ｍ２，Ｃ
２）の製造方法としては、バインダー樹脂をビスフェノ
ールＡ・プロピレンオキサイドとフマル酸から成る重縮
合物であるポリエステル樹脂に変更した以外は、カラー
トナー１の製造と同様にして、本発明の実施例であるブ
ラックトナーＫ２、イエロートナーＹ２、マゼンタトナ
ーＭ２、シアントナーＣ２を得た。

【００４２】以上のトナーは、表面にスチレン-メチル
メタクリレート樹脂被覆層を有し、体積平均粒径が45μ
mであるフェライトコアキャリアと、トナー濃度が７重
量％となるように混合し、二成分現像剤として使用し
た。

【００４３】上記の現像剤を使用して複写画像の出力を
行い、評価，比較を行った。尚、画像の出力に於いて
は、定着装置を図１に示される構成に改造したコニカ
(株)社製フルカラー複写機「ＤＣ9028」を使用した。即
ち、図１に於いて、トナーＴは記録紙Ｐ上に定着され、
定着画像Ｔ₁が形成される。１はヒータランプで、ハロ
ゲンランプ（600Ｗ）を用い、直径40mmの中空アルミロ
ーラ２内に貫通して固定内蔵されている。前記中空アル
ミローラ２の表面にＬＴＶゴム層３とＰＦＡチューブ層
４が形成された熱定着用上ローラ７と、直径40mmの中空
アルミローラ21の表面にＬＴＶゴム層31とＰＦＡチュー
ブ層41が形成された圧着用下ローラ71とを有している。
そして前記熱定着用上ローラ７にはクリーニングローラ
５と、シリコーンオイルを含浸させたオイル塗布ローラ
６が設けられている。

【００４４】前記熱定着用上ローラ７の表面温度及び定
着線速は、記録紙Ｐの光沢性及びトナーＴの粘弾性的特
性に応じてＣＰＵにより制御される。評価、比較に於い
ては当該定着器の熱定着用上ローラ７と圧着用下ローラ
71の表面の硬度を表１に示すような組み合わせのものを
用意して使用した。

【００４５】

【表１】

【００４６】上記のフルカラートナー１，２と、表１に
示される定着装置１、２、３を使用し、定着装置の熱定
着用ローラの表面温度と定着線速を制御して、記録紙と
して上質紙、アート紙、ＯＨＰシートを用いた複写画像
を作成した。得られた複写画像について、各記録紙の光
沢度；Ｇ_p（％），記録紙上に定着された画像部の光沢
度；Ｇ_t（％）を測定した。又、各記録紙の種類に応
じ、その画像部の光沢性に関連して以下の評価を行っ
た。

【００４７】（Ａ）記録紙として上質紙を使用した場
合。

【００４８】上質紙上に定着されたモノクロ文字画像の
読み取り易さの評価として、目視判断により以下の３段
階の判定を行った。

【００４９】○：正反射による文字の光りを全く感じ
ず、文書の読み取りにも何等違和感を覚えない。

【００５０】△：入射角60°以上の斜め方向から見た場
合に正反射による文字の光を感知し得るが、文書の読み
取りは全く支障を感じない。

【００５１】×：正反射による文字の光りが明らかに感
じられ、文書の読み取りの際には光源の位置が気にな
る。

【００５２】（Ｂ）記録紙としてアート紙を使用した場
合。

【００５３】

【外１】

【００５４】（Ｃ）記録紙としてＯＨＰシートを使用し
た場合。

【００５５】ＯＨＰシート上に定着されたフルカラー画
像のＯＨＰシートでの投影像に於ける発色性の評価とし
て、トナーの付着量が0.7mg／cm²であるイエロー、マゼ
ンタ、シアンの単色画像部について、その透過色の分光
スペクトルを日立製作所製「330型自記分光光度計」に
より測定し、その透過部と吸収部での透過率；△％Ｔ
（％）を以下の式により求めた。

【００５６】イエロー単色画像部；△％Ｔ＝％Ｔ(650n
m)−％Ｔ(450nm) マゼンタ単色画像部；△％Ｔ＝％Ｔ(650nm)−％Ｔ(550n
m) シアン単色画像部；△％Ｔ＝％Ｔ(500nm)−％Ｔ(600nm) このように△％Ｔが高い値である程ＯＨＰ投影像での良
好な発色であると判断し得る。

【００５７】以上によって得られた評価結果を下記表２
で示す。

【００５８】

【表２】

【００５９】即ち、表２中の実施例１，４，７，10，1
3，16で作成された複写画像は、比較例１，４，７，1
0，13，16に対して、そのモノクロ文字画像に於いて正
反射による文字の光が少なく、目への負担が低減され、
読み易いものであった。

【００６０】実施例２，５，８，11，14，17で作成され
た複写画像は、比較例１，５，８，11，14，17に対し
て、そのフルカラー画像に於いて、画像前面に亘り高い
光沢性を示し、高級感と高品位なイメージに満ちたもの
となり、特にその高い光沢性により広い発色領域を示す
ものであった。

【００６１】実施例３，６，９，12，15，18で作成され
た複写画像は、比較例３，６，９，12，15，18に対し
て、そのＯＨＰでの投影像が鮮明な色彩を示すものであ
った。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明は、実施例１〜18に
示す通り、記録紙の光沢性に応じて熱定着上ローラの温
度と、定着線速を変化させて画像部の光沢性を制御する
事で、複写画像中での非画像部と画像部の光沢度の調和
が計られ、非画像部と画像部の光沢度の差が小さく、画
像部の光沢性が記録紙の使用目的、要求課題を阻害しな
い複写画像を得る事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる定着装置の断面図。

【符号の説明】

１ヒータランプ２，21 中空アルミローラ３，31 ＬＴＶゴム層４，41 ＰＦＡチューブ層５クリーニングローラ６オイル塗布ローラ７熱定着用上ローラ 71 圧着用下ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−174866（ＪＰ，Ａ) 特開平５−273877（ＪＰ，Ａ) 特開平５−313537（ＪＰ，Ａ) 特開平５−321195（ＪＰ，Ａ) 特開平６−202520（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−55358（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−127752（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−198875（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−198876（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−198877（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 7/00 G03G 9/00 - 9/113 G03G 13/20 G03G 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フルカラー画像形成方法に於いて、画像
支持体の光沢度をＧ_p（％）、該画像支持体上に０．７
ｍｇ／ｃｍ ² のトナーを転写、定着する事により形成さ
れた画像部の光沢度をＧ_t（％）とした場合に、下記関
係式【数１】が成立することを特徴とするフルカラー画像形成方法。
【請求項２】前記関係式【数２】が成立する手段として定着ローラの温度及び定着線速を
変化させることを特徴とする請求項１記載のフルカラー
画像形成方法。
【請求項３】バインダー樹脂がクロロホルム不溶分に
して、30重量％未満の不溶分であるトナーを使用して画
像支持体上に画像を形成することを特徴とする請求項１
〜２記載のフルカラー画像形成方法。