(57)【要約】【課題】トナーが過剰に加熱されずに定着されるレーザ定着方法、レーザ定着装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】結着樹脂中に赤外線吸収剤が凝集分散されてなり且つトナー溶融後に特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するトナーを用い、前記トナー像が転写された被転写体に対し前記特定波長のレーザ光を照射して前記被転写体上にトナー像を定着するレーザ定着方法とする。【選択図】図５
2014153621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂中に赤外線吸収剤が凝集分散されてなり且つトナー溶融後に特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するトナーを用い、前記トナー像が転写された被転写体に対し前記特定波長のレーザ光を照射して前記被転写体上にトナー像を定着するレーザ定着方法。
【請求項２】
前記赤外線吸収剤の凝集体の体積平均粒径が、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲である請求項１に記載のレーザ定着方法。
【請求項３】
前記特定波長が、波長７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にある請求項１又は２に記載のレーザ定着方法。
【請求項４】
結着樹脂中に赤外線吸収剤が凝集分散されてなり且つトナー溶融後に特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するトナーを用いて形成されたトナー像が転写された被転写体に対し、前記特定波長のレーザ光を照射して前記被転写体上にトナー像を定着するレーザ定着装置。
【請求項５】
帯電された像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段と、
結着樹脂中に赤外線吸収剤が凝集分散されてなり且つトナー溶融後に特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するトナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像して前記像保持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記被転写体に特定波長のレーザ光を照射して前記被転写体上にトナー像を定着する定着手段と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ定着方法、レーザ定着装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シアニン色素を含有し、記録紙への定着時にフラッシュ光により定着される画像形成微紛体が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、重合により得られる樹脂粒子を直接あるいはさらにこれを凝集処理して得られる粒子を用いてなる、少なくとも樹脂成分、着色剤および赤外線吸収剤を含有する重合トナーであって、赤外線吸収剤が微分散化処理された後に重合系ないし凝集処理系に添加されたものであり、また赤外線吸収剤は波長７５０〜１１００ｎｍに最大吸収波長を有しており、さらに赤外線吸収剤の添加量がトナー全重量の０．０１重量％〜３重量％の範囲にあることを特徴とするフラッシュ定着電子写真用重合トナーが開示されている。
【０００４】
特許文献３には、少なくとも、ワックスと、該ワックスと相溶性を有する結着樹脂を含有するトナーを用いて定着媒体に画像を定着する段階を含む画像形成方法において、トナーによる未定着トナー像の定着媒体への定着の際に、定着媒体の定着トナー付着（転写）部分に対し非接触の加熱定着手段でトナーを加熱し（溶融）定着させる段階を含むことを特徴とする画像形成方法が開示されている。また、この画像形成方法でレーザ加熱定着又はフラッシュ加熱定着が用いられる場合に、光消色型の赤外線吸収剤を用いてもよいことが開示されている（段落００１６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１０２２４７号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５９３０号公報
【特許文献３】特開２００７−２４８８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、トナーが過剰に加熱されずに定着されるレーザ定着方法、レーザ定着装置、及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、結着樹脂中に赤外線吸収剤が凝集分散されてなり且つトナー溶融後に特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するトナーを用い、前記トナー像が転写された被転写体に対し前記特定波長のレーザ光を照射して前記被転写体上にトナー像を定着するレーザ定着方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記赤外線吸収剤の凝集体の体積平均粒径が、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲である請求項１に記載のレーザ定着方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記特定波長が、波長７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にある請求項１又は２に記載のレーザ定着方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、結着樹脂中に赤外線吸収剤が凝集分散されてなり且つトナー溶融後に特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するトナーを用いて形成されたトナー像が転写された被転写体に対し、前記特定波長のレーザ光を照射して前記被転写体上にトナー像を定着するレーザ定着装置である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、帯電された像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段と、結着樹脂中に赤外線吸収剤が凝集分散されてなり且つトナー溶融後に特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するトナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像して前記像保持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に特定波長のレーザ光を照射して前記被転写体上にトナー像を定着する定着手段と、を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１、４、５に係る発明によれば、トナーが過剰に加熱されずに定着される。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、本発明の構成を備えない場合に比べて、光吸収率の変化が大きく特定波長の設定が容易である。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、本発明の構成を備えない場合に比べて、赤外線吸収剤の選択肢が広がる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】（Ａ）は溶融前のトナーの状態を示す模式図である。（Ｂ）は溶融後のトナーの状態を示す模式図である。
【図３】赤外線吸収剤の異なる分散状態での吸収スペクトルを示すグラフである。
【図４】従来のレーザ定着用トナーの定着前後の反射スペクトルを示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係るレーザ定着用トナーの定着前後の反射スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１７】
＜画像形成装置＞
まず、画像形成装置について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、用紙供給部１２、画像形成部１４、画像定着部１６、及び用紙排出部１８を備えている。画像定着部１６は、後述する本実施の形態に係るレーザ定着方法によりトナー像を定着する。画像形成装置１０の構成は一例であり、本実施の形態に係るレーザ定着方法を実施するのに適していればよく、図示した構成に限定されるものではない。また、用紙は被転写体の一例である。
【００１８】
用紙供給部１２、画像形成部１４、画像定着部１６、及び用紙排出部１８は、点線で図示した用紙搬送路２０に沿って、記載した順序で配置されている。用紙供給部１２、画像形成部１４、画像定着部１６、及び用紙排出部１８の各部は、図示しない制御部により制御されている。また、画像形成装置１０は、複数の搬送ローラ２６を有している。複数の搬送ローラ２６は、用紙搬送路２０に沿って配置されている。複数の搬送ローラ２６は、画像形成動作に応じて用紙Ｓを搬送する。
【００１９】
用紙供給部１２は、用紙Ｓが収容される用紙収容部２２、用紙収容部２２から画像形成部１４に用紙Ｓを供給する供給機構等を含んで構成されている。供給機構は、用紙収容部２２から用紙Ｓを取り出す取出ローラ２４、搬送ローラ２６等で構成されている。用紙Ｓの種類やサイズに応じて、複数の用紙収容部２２を備えていてもよい。用紙供給部１２は、上記構成により、画像形成部１４に用紙Ｓを供給する。
【００２０】
画像形成部１４は、電子写真方式により用紙Ｓ上に画像を形成するものである。画像形成部１４は、少なくとも１つの画像形成ユニットを含んで構成されている。画像形成ユニットは、感光体ドラム３０、帯電装置３２、露光装置３４、現像装置３６、転写装置３８、クリーニング装置４０等を含んで構成されている。感光体ドラム３０は、矢印Ａ方向に回転するように構成されている。
【００２１】
画像形成部１４は、具体的には以下の手順で画像を形成する。感光体ドラム３０が、帯電装置３２により帯電される。露光装置３４は、帯電された感光体ドラム３０上を画像に応じた光で露光する。これにより、感光体ドラム３０上に画像に応じた静電潜像が形成される。現像装置３６は、感光体ドラム３０上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。転写装置３８は、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写する。転写されずに感光体ドラム３０上に残留したトナーは、クリーニング装置４０により清掃される。
【００２２】
画像定着部１６は、赤外領域のレーザ光を射出するレーザ光源４２を含む光定着器として構成されている。本実施の形態では、電子写真用現像剤は赤外線吸収トナーを含んでいる。画像定着部１６は、用紙Ｓ上に転写されたトナー像に、レーザ光源４２から射出された赤外領域のレーザ光を照射する。赤外線吸収トナーは、赤外領域のレーザ光を吸収して発熱する。これにより、用紙Ｓ上のトナー像が加熱されて溶融し、用紙Ｓの表面に定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、用紙排出部１８に排出される。
【００２３】
レーザ光源４２としては、半導体レーザ、色素レーザ、チタンサファイアレーザ、光パラメトリック発振器(ＯＰＯ：Optical Parametric Oscillator）等の赤外領域で高い指向性を示す赤外線レーザが用いられる。なお、レーザ光源４２の発光エネルギーは、０．１Ｊ／ｃｍ２以上７．０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲としてもよい。更に０．３Ｊ／ｃｍ２以上６．０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲としてもよい。
【００２４】
＜電子写真用現像剤＞
次に、電子写真用現像剤について説明する。
本実施の形態に係るレーザ定着方法に使用される電子写真用現像剤は、下記の赤外線吸収トナーを含んでいる。電子写真用現像剤は、キャリアを含まない一成分現像剤でもよく、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤でもよい。キャリアとしては、例えば芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアが挙げられる。上記芯材としては、公知のマグネタイト、フェライト、鉄粉が用いられる。キャリアのコート剤としては、シリコーン樹脂等が用いられる。
【００２５】
（赤外線吸収トナー）
赤外線吸収トナーは、赤外領域に最も強い光吸収ピークを有する「赤外線吸収剤」を含有するトナーである。赤外線吸収トナーは、赤外線吸収剤の外に、結着樹脂、着色剤、各種添加剤等を含んでいる。各成分については後述する。上記の通り本実施の形態では、赤外線吸収トナーは、赤外領域のレーザ光を吸収して溶融し、被転写体の表面に定着される。ここで「赤外領域」のレーザ光とは、発振波長が７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下のレーザ光である。
【００２６】
本実施の形態に係る赤外線吸収トナーは、赤外線吸収剤が凝集分散されて、光定着用の特定波長のレーザ光に対する光吸収率がトナー溶融後に低下するように構成されている。換言すれば、光定着の際にレーザ光に対する光吸収率がトナー溶融後に低下するように、光定着用の特定波長が赤外領域から選択されている。
【００２７】
ここで、光吸収率が低下する原理を説明する。図２（Ａ）は溶融前のトナーの状態を示す模式図である。図２（Ｂ）は溶融後のトナーの状態を示す模式図である。図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る赤外線吸収トナー５０では、赤外線吸収剤（の分子）５２が凝集した凝集体５４の状態で結着樹脂５６中に分散されている（凝集分散）。図２（Ｂ）に示すように、赤外線吸収剤５２は、トナーが溶融すると結着樹脂５６中に溶解する。即ち、赤外線吸収剤５２は、溶融トナー５０Ａ中で、凝集体５４の状態から結着樹脂５６中に分子分散された状態となる（分子分散）。要するに「凝集分散」とは、分子分散していない分散状態である。
【００２８】
赤外線吸収剤の分散状態に応じてトナーの吸収スペクトルが変化する。赤外線吸収剤が凝集分散されたトナーの吸収スペクトルは、分子間相互作用の影響によりブロードな吸収ピークを有する。例えば、この吸収スペクトルの最も強い光吸収ピークの波長を「特定波長」とする。これに対し、赤外線吸収剤が分子分散されたトナーの吸収スペクトルは、シャープな吸収ピークを有する。このため、凝集分散していた赤外線吸収剤が分子分散するようになると、最も強い光吸収ピークの波長がシフトして、特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下する。
【００２９】
（スペクトル変化の具体例）
次に、スペクトル変化の具体例を示す。
図３〜図５のスペクトルの測定に際しては、赤外線吸収剤として下記式（１）に示すペリミジン系スクアリリウム化合物を用いた。
【００３０】
【化１】
2014153621.tif 000003
【００３１】
図３は赤外線吸収剤の異なる分散状態での吸収スペクトルを示すグラフである。横軸は波長を表す。単位はｎｍである。縦軸はグラム吸光係数を表す。単位はＬ/（ｇ・ｃｍ）である。グラム吸光係数は、溶液（分散液）濃度１ｇ／Ｌ、光路長１ｃｍで測定した時の吸光度である。
【００３２】
図３に実線で示すように、赤外線吸収剤を分子分散させた溶液の吸収スペクトルは、波長８１０ｎｍ付近にシャープな最大吸収ピークを有する。一方、図３に点線で示すように、赤外線吸収剤を凝集分散（微粒子分散）させた懸濁液の吸収スペクトルは、波長７５０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下に亘って広がるブロードな吸収ピークを有し、波長８７０ｎｍ付近に最大吸収ピークを有する。
【００３３】
従って、特定波長を８７０ｎｍとすれば、凝集分散していた赤外線吸収剤が分子分散するようになると、最も強い光吸収ピークの波長が８７０ｎｍから８１０ｎｍにシフトして、特定波長８７０ｎｍのレーザ光に対する光吸収率が低下するようになる。
【００３４】
図４は上記式（１）に示す赤外線吸収剤が分子分散されたトナーの定着前後の反射スペクトルを示すグラフである。図５は上記式（１）に示す赤外線吸収剤が凝集分散された本発明の実施の形態に係るトナーの定着前後の反射スペクトルを示すグラフである。横軸は波長を表す。単位はｎｍである。縦軸は反射率を表す。単位は％である。反射スペクトルは、日立製作所製の分光光度計Ｕ−４１００により測定した。
【００３５】
赤外線吸収剤を分子分散させたトナーを被転写体上に載せて、波長８１０ｎｍのレーザ光を照射して定着した。照射時間は０．５ｍｓ、照射エネルギーは２．０Ｊ／ｃｍ２とした。図４に示すように、赤外線吸収剤が分子分散されたトナーでは、実線で示す定着後の反射スペクトルと点線で示す定着前の反射スペクトルとは略同じ形状である。特定波長８１０ｎｍのレーザ光に対する光吸収率は、定着前後でほとんど変化しない。定着の間、トナーは波長８１０ｎｍのレーザ光を略同じ光吸収率で吸収し続ける。
【００３６】
赤外線吸収剤を凝集分散させたトナーを被転写体上に載せて、波長８７０ｎｍのレーザ光を照射して定着した。照射時間は０．５ｍｓ、照射エネルギーは２．０Ｊ／ｃｍ２とした。図５に示すように、赤外線吸収剤が凝集分散されたトナーでは、実線で示す定着後の反射スペクトルと点線で示す定着前の反射スペクトルとは、赤外領域における形状が大幅に異なる。即ち、特定波長８７０ｎｍのレーザ光に対する光吸収率が、定着後に大幅に低下する。なお、反射率が増加するほど、光吸収率は低下する。定着により、トナーの波長８７０ｎｍのレーザ光に対する光吸収率は大幅に低下する。
【００３７】
（過剰加熱の抑制原理）
次に、過剰加熱が抑制される原理について説明する。
レーザ定着では、被転写体上のトナー像に対しレーザ光が均一に照射される。しかしながら、トナー像の内容（単位面積当たりのトナー量）により光吸収率が異なり、定着に必要なエネルギーを吸収するまでの時間が異なる。光吸収率が高いトナー像ほど、短時間で定着に必要なエネルギーが吸収される。単位面積当たりのトナー量が多いトナー像ほど光吸収率が高い。
【００３８】
例えば、複数色のトナーが重なるように形成された多次色トナー像は、単色トナーで形成された一次色トナー像よりも光吸収率が高い。また、ベタのトナー像は中間調トナー像よりも光吸収率が高い。一方、孤立トナー等の単位面積当たりのトナー量が少ないトナー像は、光吸収率が低く、定着に必要なエネルギーを吸収するのに時間がかかる。
【００３９】
赤外線吸収剤が分子分散された通常のトナーでは、光吸収率の異なるトナー像が混在する場合には、光吸収率が最も低いトナー像に定着に必要なエネルギーが吸収されるまで、他のトナー像にもレーザ光が照射され続ける。この結果、一部のトナーが過剰に加熱されて、ボイドと称される画像表面の荒れ等、定着不良が発生してしまう。
【００４０】
本実施の形態に係る赤外線吸収トナーでは、トナーが溶融したことを契機として、凝集分散していた赤外線吸収剤が分子分散するようになり、特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下する。トナー溶融後は、特定波長のレーザ光の吸収量が減少して、加熱され難くなる。
【００４１】
従って、光吸収率の異なるトナー像が混在する場合でも、それぞれのトナー像が定着に必要なエネルギーを吸収して定着した後、吸収ピークがシフトすることにより、照射されているレーザ光の吸収量が減少するから、一部のトナー像が過剰に加熱されることを防ぐこととなる。
【００４２】
-赤外線吸収剤-
赤外線吸収剤として、上記式（１）に示すペリミジン系スクアリリウム化合物を例示したが、赤外線吸収剤は上記式（１）に示す化合物に限定される訳ではない。凝集分散の状態から分子分散の状態になると、特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するように構成できればよく、公知の赤外線吸収剤を用いてもよい。例えば、スクアリリウム系色素、クロコニウム系色素、ナフタロシアニン系色素、シアニン系色素、アミニウム系色素等の赤外線吸収剤が挙げられる。
【００４３】
凝集分散された凝集粒子の体積平均粒径は、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲としてもよい。望ましくは、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲としてもよい。更に望ましくは、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲としてもよい。凝集粒子の体積平均粒径が小さ過ぎると、分子分散状態との差異がなくなる。一方、凝集粒子の体積平均粒径が大き過ぎると、トナーの製造が困難になる。凝集粒子の体積平均粒径は、結着樹脂との相溶性も考慮して、凝集分散の状態から分子分散の状態になったときに特定波長のレーザ光に対する光吸収率が低下するように設定される。
【００４４】
ここでの「体積平均粒径」とは、体積平均粒径（Ｄ５０ｖ）である。体積平均粒径（Ｄ５０ｖ）は、ＬＳコールター（コールター社製、粒度測定装置）を用いて測定される。測定された粒子の粒度分布を、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、個々の粒子の体積について小径側から累積分布を描き、累積５０％となる粒径を、体積平均粒径（Ｄ５０ｖ）と定義する。なお、赤外線吸収剤の凝集粒子（顔料粒子）のトナー中での体積平均粒径は、トナー製造に用いられる「顔料粒子分散液」中での顔料粒子の体積平均粒径と略同じであることを確認している。このため、「顔料粒子分散液」について測定された顔料粒子の体積平均粒径を、トナー中での凝集粒子（顔料粒子）の体積平均粒径とする。
【００４５】
特定波長のレーザ光に対する光吸収率の低下度合いは、凝集分散の状態での光吸収率を１００％としたときに、分子分散の状態での光吸収率が５％以上８０％以下の範囲となるようにすればよい。それぞれの状態での光吸収率は差が大きいことが望ましいが、定着に用いる光源の波長の選択自由度を考慮して決めるとよい。また、光吸収率を凝集分散時に比べて極端に小さくしなくても、トナー像の状態や記録媒体によっては、放熱により過剰加熱は避けられることが期待される。
【００４６】
赤外線吸収剤の添加量は、トナー１００質量部に対し０．０５質量部以上１０質量部以下の範囲としてもよい。望ましくは、トナー１００質量部に対し５質量部以上１０質量部以下の範囲としてもよい。
【００４７】
-結着樹脂-
結着樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられる。使用される熱可塑性樹脂としては、天然由来の高分子からなる熱可塑性樹脂や、合成高分子からなる熱可塑性樹脂が、特に制限なく使用される。例えば、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂等を単独で又は２種以上混合して用いてもよい。これらの熱可塑性樹脂のうちでは、赤外線吸収剤の分散性と熱定着効率の観点から、スチレン−アクリル樹脂又はポリエステル樹脂を用いてもよい。
【００４８】
結着樹脂の重量平均分子量は、１０００以上１０００００以下としてもよい。望ましくは、５０００以上５００００以下としてもよい。重量平均分子量が１０００未満であると、重量平均分子量が上記範囲内である場合と比較して、オフセットや融着などが起こる傾向があり、１０００００を超えると、重量平均分子量が上記範囲内である場合と比較して、定着に必要な熱量が増加し、レーザ光で定着できなくなる傾向がある。
【００４９】
結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５０℃以上１５０℃以下としてもよい。望ましくは、５５℃以上７０℃以下としてもよい。ガラス転移温度が上記の範囲であれば、ガラス転移温度が上記範囲外である場合と比較して、適切な熱量で熱可塑性樹脂が溶融し、赤外線吸収トナーが定着される。熱可塑性樹脂を用いることで、上記トナーは、赤外線吸収剤の使用量を低減した場合でも、少ない光照射量で十分な定着効果が得られるトナーとなる。
【００５０】
-着色剤-
着色剤としては、公知の着色剤が用いられる。必要な色味を付与するために、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料等が用いられる。
【００５１】
-添加剤-
必要に応じて帯電制御剤、オフセット防止剤等を更に含有してもよい。帯電制御剤としては正帯電用のものと負帯電用のものがあり、正帯電用には、第４級アンモニウム系化合物がある。また、負帯電用には、アルキルサリチル酸の金属錯体、極性基を含有したレジンタイプの帯電制御剤等が挙げられる。オフセット防止剤としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等が用いられる。
【００５２】
また、流動性、粉体保存性の向上、摩擦帯電制御、転写性能、クリーニング性能向上等のために、無機粉粒子又は有機粒子を外添剤としてトナー表面に添加してもよい。無機粉粒子としては、公知のもの、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、酸化セリウム等を挙げられる。また目的に応じて無機粉粒子に公知の表面処理を施してもよい。また、有機粒子としては、フッ化ビニリデン、メチルメタクリレート、スチレン−メチルメタクリレート等を構成成分とする乳化重合体、ソープフリー重合体等が挙げられる。
【００５３】
＜赤外線吸収トナーの製造方法＞
次に、上記赤外線吸収トナーの製造方法について説明する。
一般的なトナーの製法としては、湿式重合法と混練粉砕法とが挙げられる。本実施の形態に係る赤外線吸収トナーは、湿式重合法で製造してもよく、混練粉砕法で製造してもよい。
【００５４】
湿式重合法では、トナー構成成分の分散液を混合した後、ｐＨ調整下で加熱撹拌を行いながら各成分を凝集させて、凝集粒子を成長させる。次に、成長させた凝集粒子を更に加熱して、凝集粒子を融合・合一させる。本実施の形態では、赤外線吸収剤が凝集分散されるように、凝集粒子を融合・合一を、結着樹脂のガラス転移温度以下の温度で行う。その後、懸濁液をろ過し、得られた粒子を洗浄、乾燥し、外添剤を粒子の表面に付着させてトナー粒子を得る。
【００５５】
混練粉砕法では、トナー構成成分を加熱して溶融混練する。本実施の形態では、赤外線吸収剤が凝集分散されるように、結着樹脂への赤外線吸収剤の溶解を制御しながら溶融混練を行う。次に、混練物を粉砕して粒子化する。最後に、得られた粒子の表面に外添剤を付着させてトナー粒子を得る。
【００５６】
＜レーザ定着条件＞
本実施の形態に係るレーザ定着方法では、定着用の特定波長のレーザ光を照射して、被転写体上に転写されたトナー像を定着する。赤外線吸収トナーは、特定波長のレーザ光を吸収して溶融し、被転写体の表面に定着される。特定波長は７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲から選択される。照射時間は、例えば０．１ｍｓ以上１０００ｍｓ以下の範囲から選択される。照射エネルギーは、例えば０．１Ｊ／ｃｍ２以上１０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲から選択される。
【実施例】
【００５７】
以下、本実施の形態のレーザ定着方法を実施例によって具体的に説明するが、これらの実施例によって限定されるものではない。また、以下において特に指定のない場合「部」は「質量部」を表し、「％」は「質量％」を表す。
【００５８】
（実施例）
＜結着樹脂（１）の合成＞
・ビスフェノールＡエチレンオキシド２モル付加物：２１６部
・エチレングリコール                          ：３８部
・テレフタル酸                                ：２００部
・テトラブトキシチタネート（触媒）            ：０．０３７部
【００５９】
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち攪拌しながら昇温した後、１６０℃で７時間共縮重合反応させ、その後、１３３３Ｐａまで徐々に減圧しながら２２０℃まで昇温し４時間保持した。一旦常圧に戻し、無水トリメリット酸９部を加え、再度１３３３Ｐａまで徐々に減圧し２２０℃で１時間保持することにより結着樹脂を合成した。
【００６０】
＜樹脂粒子分散液（１）の調製＞
・結着樹脂（１）                    ：１６０部
・酢酸エチル                        ：２３３部
・水酸化ナトリウム水溶液（０．３Ｎ）：０．１部
【００６１】
上記成分を１０００ｍｌのセパラブルフラスコに入れ、７０℃で加熱し、スリーワンモーター（新東科学（株）製）により攪拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに攪拌しながら、徐々にイオン交換水３７３部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより樹脂粒子分散液（１）（固形分濃度：３０％）を得た。
【００６２】
＜離型剤分散液（１）の調製＞
・ポリエチレンワックス                                      ：５０部
（東洋ペトロライト（株）製、ポリワックス６００（ＰＷ６００））
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製、ネオゲンＲＫ）：１．０部
・イオン交換水                                              ：２００部
【００６３】
以上を混合して１４０℃に加熱し、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ（ゴーリン社）で３６０分間の分散処理をして、体積平均粒径が０．２２μｍである離型剤粒子を分散させてなる離型剤分散液（固形分濃度：２０％）を調製した。
【００６４】
＜顔料粒子分散液の調製＞
・前記式（１）で示される化合物（顔料）                      ：１００部
・アニオン界面活性剤（第一工業製薬社製、ネオゲンRK）        ：１．５部
・イオン交換水                                              ：９００部
【００６５】
以上を混合し、乳化分散機キャビトロン（太平洋機工（株）製、ＣＲ１０１０）を用いて１時間ほど分散して、前記式（１）で示される化合物（顔料）粒子を分散させてなる顔料粒子分散液（固形分濃度：１０％）を調製した。
【００６６】
＜トナーの作製＞
・樹脂粒子分散液（１）                            ：４５０部
・離型剤分散液（１）                              ：５０部
・顔料粒子分散液                                  ：２１．７４部
・ノニオン性界面活性剤（ＩＧＥＰＡＬ  ＣＡ８９７）：１．４０部
・イオン交換水                                   ：５００部
【００６７】
上記材料を２Ｌの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）により４０００ｒｐｍでせん断力を加えながら１０分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの１０％硝酸水溶液１．７５部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を５０００ｒｐｍにして１５分間分散して混合し、材料分散液とした。
【００６８】
その後、層流を形成するための２枚パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた重合釜に材料分散液を移し、攪拌回転数を８１０ｒｐｍにしてマントルヒーターにて加熱し始め、５４℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、０．３Ｎの硝酸や１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液で材料分散液のｐＨを２．２以上３．５以下の範囲に制御した。上記ｐＨ範囲で２時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。この際、マルチサイザーＩＩ（アパーチャー径：５０μｍ、ベックマン−コールター社製）を用いて測定した凝集粒子の体積平均粒子径は１０．６μｍであった。
【００６９】
次に、樹脂粒子分散液（１）：１００部を追添加し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の樹脂粒子を付着させた。さらに５６℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーＩＩで粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。
【００７０】
凝集粒子を整えた後、イソプロピルアルコール３５部を添加した。その後、凝集粒子を融合させるためにｐＨを８．０に上げた後、６３℃まで昇温させた。さらに、６３℃で保持したままｐＨを６．０まで下げ、２時間後に加熱を止め、１．０℃／分の降温速度で冷却した。その後２０μｍメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒子径は１２．５μｍであった。
【００７１】
得られたトナー粒子１００部に対して疎水性シリカ（日本アエロジル社製、ＲＹ５０）
を１．５部、サンプルミルを用いて１００００ｒｐｍで３０秒間混合した。その後、目開き４５μｍの振動篩いで篩分してトナーを調製した。この際、マルチサイザーＩＩ（アパーチャー径：５０μｍ、ベックマン−コールター社製）を用いて測定したトナーの体積平均粒子径は１０．４μｍであった。
【００７２】
＜キャリアの作製＞
・フェライト粒子（体積平均粒径：３５μｍ）                          ：１００部
・トルエン                                                          ：１４部
・パーフルオロアクリレート共重合体（臨界表面張力：２４ｄｙｎ／ｃｍ）：１．６部
・カーボンブラック                                                ：０．１２部
（商品名：ＶＸＣ-７２、キャボット社製、体積抵抗率：１００Ωｃｍ以下）
・架橋メラミン樹脂粒子（平均粒径：０．３μｍ、トルエン不溶）        ：０．３部
【００７３】
まず、パーフルオロアクリレート共重合体に、カーボンブラックをトルエンに希釈して加えサンドミルで分散した。次いで、これにフェライト粒子以外の上記各成分を１０分間スターラーで分散し、被覆層形成液を調合した。次いでこの被覆層形成液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、温度６０℃において３０分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、樹脂被覆層を形成してキャリアを得た。
【００７４】
＜現像剤の作製＞
前記トナー：８部と前記キャリア：１００部とを、２リットルのＶブレンダーに入れ、２０分間攪拌し、その後２１２μｍで篩分して現像剤を作製した。
【００７５】
（比較例）
凝集粒子を整えた後、以下の手順でトナー粒子を得た以外は実施例と同様にして、比較例の現像剤を作製した。凝集粒子を整えた後、凝集粒子を融合させるためにｐＨを８．０に上げた後、８５℃まで昇温させた。さらに、８５℃で保持したままｐＨを６．０まで下げ、２時間後に加熱を止め、１．０℃／分の降温速度で冷却した。その後２０μｍメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒子径は１２．５μｍであった。
【００７６】
（スペクトル測定）
キャリアと混合する前のトナー粒子を用いて用紙上にトナー像を形成し、得られたトナー像について反射スペクトルを測定した。比較例のトナー粒子は、図４に示すように、定着前後の反射スペクトルに目立った変化は見られなかった。即ち、定着前後で特定波長８１０ｎｍのレーザ光に対する吸収率に差が無かった。これに対し、実施例のトナー粒子は、図５に示すように、定着前後の反射スペクトルが大幅に変化した。即ち、定着前に比べて定着後は特定波長８７０ｎｍのレーザ光に対する吸収率が低下した。
【００７７】
（定着性の評価）
実施例及び比較例の現像剤を用いて、単位面積当たりのトナー量（ＴＭＡ）が４．５ｇ／ｃｍ２、９．０ｇ／ｃｍ２のトナー像、孤立トナーのトナー像の３種類のトナー像を、カラー/モノクロ兼用紙（Ｃ紙）上に、ケーキプリント法により現像した。ＴＭＡ４．５ｇ／ｃｍ２のトナー像が、光吸収率の低いトナー像の一例である。ＴＭＡ９．０ｇ／ｃｍ２のトナー像が、光吸収率の高いトナー像の一例である。レーザ光の波長、照射エネルギーが異なる表１に示す条件で、現像されたトナー像に対しレーザ光を照射して、被転写体にトナー像を定着した。
【００７８】
なお、ケーキプリントとは、簡易の現像方法である。ケーキプリントでは、メッシュと紙との間に電位差をもうけ、メッシュ越しにトナーをまぶすことで、静電気力で紙上にトナーが現像される。現像されるトナー量は、紙の重さ増分を測定することで把握される。
【００７９】
定着性の評価は、トナー像の定着性と定着後の画像表面の荒れ（ボイド）とにより実施した。トナー像の定着性については、トナー像の定着画像をネル生地でこすって、こすり前後のトナー像の残存率をカウントし、８０％以上であれば○、８０％未満であれば×とした。ＴＭＡ４．５ｇ／ｃｍ２、ＴＭＡ９．０ｇ／ｃｍ２のトナー像、孤立トナーのトナー像の３種類のトナー像について、トナー像の定着性を評価した。画像表面の荒れ（ボイド）については、ＴＭＡ４．５ｇ／ｃｍ２のトナー像とＴＭＡ９．０ｇ／ｃｍ２のトナー像とについて、目視で過剰加熱によるボイドが確認されると×、ボイドが確認されなければ○とした。
【００８０】
【表１】
2014153621.tif 000004
【００８１】
表１に示す結果によると、比較例の現像剤を用いた場合は、光吸収率の高低に拘らずトナー像の定着性が良く且つ定着後の画像表面の荒れが発生しない条件は見いだせなかった。これに対し、実施例の現像剤を用いた場合は、１．５Ｊ／ｃｍ２以上１．７５Ｊ／ｃｍ２以下の範囲で、光吸収率の高低に拘らずトナー像の定着性が良く且つ定着後の画像表面の荒れが発生しない条件が見いだされた。
【符号の説明】
【００８２】
１０   画像形成装置
１２   用紙供給部
１４   画像形成部
１６   画像定着部
１８   用紙排出部
２０   用紙搬送路
２２   用紙収容部
２４   取出ローラ
２６   搬送ローラ
３０   感光体ドラム
３２   帯電装置
３４   露光装置
３６   現像装置
３８   転写装置
４０   クリーニング装置
４２   レーザ光源
５０   赤外線吸収トナー
５０Ａ 溶融トナー
５２   赤外線吸収剤
５４   凝集体
５６   結着樹脂
【図１】
2014153621.tif 000005
【図２】
2014153621.tif 000006
【図３】
2014153621.tif 000007
【図４】
2014153621.tif 000008
【図５】
2014153621.tif 000009