(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色調の異なるｎ個のトナーを用いてｎ回繰返して現像を行なって記録媒体上に下側から順に第１層から第ｎ層までのトナー層を積層した後、フラッシュ光により一括で定着させる逐次現像一括定着方式を採用してカラー画像の形成を行なう画像形成方法であって、
最上層となる前記第ｎ層を形成するトナーのＰＡＳ強度が、他のトナー層を形成するトナーのＰＡＳ強度より大きくなるように設定されている、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成方法において、
前記第１層から第ｎ層に含まれる任意のＸ層を形成するトナーのＰＡＳ強度ＳＸと、その下の（Ｘ−１）層を形成するトナーのＰＡＳ強度ＳＸ−１とは以下の関係式（１）を満たすように設定されている、ことを特徴とする画像形成方法。
ＳＸ−１≦ＳＸ                  ………（１）
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成方法において、
前記最上層となる第ｎ層には黒トナーが用いられていることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真法（エレクトロフォトグラフィ）、イオノグラフィ、マグネトグラフィなどを利用して画像形成を行う方法に関し、特に現像によりトナーを積層してからフラッシュ光からの光エネルギーを利用して一括で記録媒体上に定着される画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法は、複写機、電子写真ファクシミリ、電子写真プリンタ等の画像形成装置において広く使用されている技術である。電子写真法として、例えば米国特許第２２９７６９１号等に記載されるように、光導電性絶縁体を用いた方式が一般に使用される。この方式では、コロナ放電や電荷供給ローラによって帯電させられた光導電性絶縁体上にレーザ、ＬＥＤ等の光を照射することによって、静電潜像を形成する。次に、トナーと称される顔料や染料により着色した樹脂粉末（着色剤と称す）を上記静電潜像に静電的に付着させて現像を行い、可視化されたトナー画像を得る。続いて、このトナー画像は紙やフィルム等の記録媒体上に転写される。但し、このときのトナー画像は記録媒体上に単に乗っているだけの粉像であるため、これを記録媒体上に定着させる必要がある。そこで、最後の工程として、熱、圧力、光等によってトナーを記録媒体上で溶融した後に固化して、最終的に記録媒体上に定着したトナー画像を得ている。
【０００３】
上記のようにトナーの定着とは、一般に熱可塑性樹脂（以下、結着樹脂と称す）を主成分とする粉体であるトナーを熱により溶融して記録媒体上に固着することである。そのための方式として、トナー画像が形成された記録媒体を直接、ローラによって加熱・加圧するヒートロール方式と、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュ光を照射することによりトナーを記録媒体上に定着させるフラッシュ定着方式がよく知られている。
【０００４】
ここで、フラッシュ定着方式は、キセノンフラッシュランプ等の放電管の閃光（フラッシュ光）からの光エネルギーを熱エネルギーに変換することよって、トナーを溶融し、記録媒体上に定着させる方式である。
【０００５】
このフラッシュ定着方式は、前記ヒートロール方式と比較して、画像形成装置に採用されたときには次のような特長を有している。
（１）非接触定着であるため、光導電性絶縁体層上に形成されたトナー粉像の解像度を劣化させない。（２）電源投入後のウォームアップ時間を必要とせず、クイックスタートが可能である。（３）のり付き紙、プレプリント紙、厚さの異なる紙など、記録媒体の材質や厚さによる定着への影響が少ない。
【０００６】
フラッシュ定着によりトナーが記録媒体上に定着される過程は次の通りである。放電管から発せられたフラッシュ光は、記録媒体上のトナー画像（粉像）に吸収され、熱エネルギーに変換される。これにより、トナーは温度上昇して軟化溶融し、記録媒体に密着する。フラッシュ光の発光終了後、温度は低下し、溶融したトナーは固化して定着とたトナー画像となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばフラッシュ定着用の放電管として一般に用いられているキセノンフラッシュランプは、波長４００ｎｍ〜１４００ｎｍの広い範囲にわたって発光し、特に、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視領域における発光強度に比べて８００ｎｍ〜１４００ｎｍの近赤外波長領域における発光強度は著しく強い。このため、フラッシュ定着が行われるトナーは８００〜１４００ｎｍの近赤外波長領域の光に対して光吸収性が高いことが要求される。
【０００８】
しかし、トナーの主成分である結着樹脂は、一般に可視及び近赤外領域における光吸収性が極めて低い。また、着色剤成分の光吸収性に関しては、それが黒色である場合には可視及び近赤外領域に亘って高い光吸収性を示す。しかし、着色剤がイエロー、シアン、マゼンタ、レッド、ブルー、グリーンといったカラートナーの着色剤である場合には、可視領域では光吸収性を示すが、近赤外領域での光吸収性は低い。
【０００９】
そのために、結着樹脂とカラー用着色剤とを含むカラートナーは、黒色トナーを定着させる程度のフラッシュ光で定着させることが困難である。よって、カラートナーを定着させるためには強い光エネルギーを供給することが必要となってしまう。
【００１０】
そこで、カラートナーをフラッシュ光で記録媒体上に定着させることに関して、光エネルギーを低減するために、キセノンフラッシュランプの発光波長領域で光吸収性を有する赤外光吸収剤を添加する技術が提案されている。例えば、特開昭６１−１３２９５９号公報、特開平６−１１８６９４号公報、特開平７−１９１４９２号公報、特開２０００−１４７８２４号公報では、アミニウム系化合物やジイモニウム系化合物、ナフタロシアニン系化合物をフラッシュ定着用のトナーに含有させることについて開示している。また、特開平６−３４８０５６号公報では、アントラキノン系、ポリメチン系、シアニン系の赤外光吸収剤を含有する樹脂粒子をトナー表面に付着させる技術を開示している。さらに、特開平１０−３９５３５号公報には、酸化スズ、酸化インジウムを含有させることによりフラッシュ光によるカラートナーの定着性を向上させる技術が開示されている。
【００１１】
上記で開示されている技術は、カラートナーへの赤外光吸収剤を添加することにより光エネルギーから熱エネルギーへの変換を向上させ、主成分である結着樹脂の溶融性を増加させようとするものである。
【００１２】
しかし、赤外光吸収剤を単に添加するというだけでは上記問題の全てを解決することにはならない。上記赤外光吸収剤は微量添加しても十分に結着樹脂を溶融することができていない。ところが、好ましい赤外光吸収剤として使用される上記アミニウム系化合物、ジイモニウム系化合物、ナフタロシアニン系化合物等はそれ自体が有色であり、多量に使用すると定着後のカラー画像の彩度、色相等に悪影響を及ぼす。そのために、赤外光吸収剤の使用量はできるだけ少ない方が好ましい。
【００１３】
以上のように従来技術において、カラートナーをフラッシュ光で確実に定着させるために、未だ大きな光エネルギーが必要となっている。
【００１４】
さらに、トナー粉像を何層にも積層させてから後に一括で定着を行う、所謂、逐次現像一括定着方式を採用するマルチカラー或いはフルカラーによる画像形成の場合は必要な光エネルギーに関して特に問題となる。
【００１５】
逐次現像一括定着方式でトナーを確実に定着させるためには、単層のトナー層を定着させるときと比較して大きな光エネルギーが必要となる。しかし、積層した層分の光エネルギーを単純に増加しても確実なトナー定着を得ることが困難である。なぜならば、逐次現像一括定着方式で画像形成する場合にはトナーが何層にも積層されているため、一回の光照射で溶融すべきトナー量そのものが多くなるばかりでなく、トナーの全体厚も増加するため照射されたフラッシュ光が上層のトナー層で吸収され、定着溶融特性に最も関連する記録媒体近防の下層トナー層にまで充分に到達し難くなるからである。
【００１６】
上記の理由から、一括定着の方式を採用するカラープリンタ等では、従来、同速度のモノクロプリンタと比較して２倍以上の光エネルギー照射を必要としていた。しかしながら、このような多大なエネルギーの光照射を行うためには、大規模な光照射ユニットが必要となる。
【００１７】
そのために、画像形成装置が大型化，高価格化し、また光エネルギー効率が低下するという問題が生じる。また、近年、著しい画像形成速度の向上という要求に反することにもなる。
【００１８】
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、逐次現像一括定着方式を採用する画像形成で必要とする光エネルギーの低減を図ると共に、優れた光定着画像が得られる画像形成方法を提供することにある。
【００１９】
なお、本トナーは電子写真法のみならず、トナーを用いる他の画像形成方法、例えばイオノグラフィ、マグネトグラフィ等にも好適に使用できるものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載の如く、色調の異なるｎ個のトナーを用いてｎ回繰返して現像を行なって記録媒体上に下側から順に第１層から第ｎ層までのトナー層を積層した後、フラッシュ光により一括で定着させる逐次現像一括定着方式を採用してカラー画像の形成を行なう画像形成方法であって、
最上層となる前記第ｎ層を形成するトナーのＰＡＳ強度が、他のトナー層を形成するトナーのＰＡＳ強度より大きくなるように設定されている画像形成方法により達成される。
【００２１】
多層に積層されたトナー層の定着溶融、特にフルカラー画像を形成するトナー層の溶融を考える場合、各トナー層は同時に溶融し各トナー層が均質に混合することが、広範囲な色再現性を確保するために望ましい。
【００２２】
しかし、前述のように上層の積層したトナー層で光吸収され、減衰した照射光が到達するトナー層下層の部位で、トナー層上層部と同様な溶融状態を同時に具現化するためには、同速度のモノクロ画像形成装置での照射エネルギーの３〜４倍以上の強い照射エネルギーが必要となると共に、トナー層を構成する各トナーの光吸収特性や溶融粘弾性などのトナー諸特性に極めて微妙な調整が必要となる。
【００２３】
本発明者等の検討によると、記録媒体上に、記録媒体に近接している下側の第１層から第ｎ層まで積層したトナー層を形成する場合に、照射光光源に最も近接する第ｎ層を形成するトナーのＰＡＳ強度値を、他のトナー層を形成するトナーのＰＡＳ強度より大きく設定することで、充分に実用上で耐えられる色再現域を有する画像形成が行えることが確認された。このような構成であれば、簡便にかつ安価に構築できる。
【００２４】
本発明者等は、このような設定で、上記目的が達成できた理由としては、トナー層の伝熱による溶融効果によるものと考察している。即ち照射光源に最も近接している最上層に光−熱変換に最も優れる特性を有するトナー層を配することで、トナー層全体が吸収する光エネルギー吸収効率が高まり、トナー層上部に蓄熱された熱がトナー層下部に熱伝達されるため、相対的に低い光照射エネルギー量においても、トナー層全体が充分に溶融するものと考察した。
【００２５】
本発明に言う、光音響分光（ＰＡＳ）分析法はPhotoacoustic Spectroscopyのことであり、このＰＡＳ分析法は試料に断続光（フラッシュ光）を照射して試料内に生じた周期的な熱変化を最終的に圧力変化として検出する方法である。この検出法はｉｎ−ｓｉｔｕ（その場）での測定が可能である。
【００２６】
本発明で用いるＰＡＳ分析法について、より具体的に説明すれば、先ず、変調された赤外光が試料によって吸収されると、入射光に対応した熱が発生する。この発生した熱は、周囲の気体層に圧力変化を起こすので、この変化を高感度マイクロホンにより検出する。そして、これをフーリエ変換することによって、通常の赤外吸収スペクトルと同様のスペクトルを得るものである。
【００２７】
本発明は、前記ＰＡＳ分析法による測定結果を用いるものであり、ＰＡＳ分析法に基づいて得た赤外ＰＡＳスペクトルを例えば８００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲で積分したトナーのＰＡＳ強度を指標とし、多層に積層されたトナー層を一括して定着させることに関し、照射光光源に最も近接する第ｎ層を形成するトナーのＰＡＳ強度を他のトナー層を形成するトナーのＰＡＳ強度より大きく設定すると、相対的に低い照射光エネルギーで多層のトナー層を溶融定着できることを見出したものである。
【００２８】
よって、請求項１に記載の発明によると、最上層となる第ｎ層がフラッシュ光からの光エネルギーを効率良く吸収して自ら溶融すると共に、この下にあるトナー層に熱を供給できるので照射光エネルギーを低減しながら確実に積層状態にあるトナーを同時に定着させることができる。
【００２９】
また、請求項２に記載の如く、請求項１に記載の画像形成方法において、前記第１層から第ｎ層に含まれる任意のＸ層を形成するトナーのＰＡＳ強度ＳＸと、その下の（Ｘ−１）層を形成するトナーのＰＡＳ強度ＳＸ−１とは以下の関係式（１）を満たすように設定されている、ことがより好ましい。
【００３０】
ＳＸ−１≦ＳＸ                  ………（１）
また、請求項３に記載の如く、請求項１又は２に記載の画像形成方法において、前記最上層となる第ｎ層には黒トナーが用いることが推奨される。
【００３１】
本発明者等は、色調の異なるｎ個のトナーを用いてｎ回の繰返し現像を行い、記録媒体上に、記録媒体に近接している下側の第１から第ｎ層まで積層したトナー層を形成する場合、より上層にあるトナー層のＰＡＳ強度値が、下層にあるトナー層のＰＡＳ強度より大きくなるようにトナー現像序列を設定した方が、本目的を達成しやすいことも確認した。
【００３２】
これは前述したように、上層に位置するトナー層で効率良く、光−熱変換を行った方がトナー層全体を相対的に低い照射エネルギーで溶融させ易いことを意味している。
【００３３】
さらに本発明者等は、画像形成に用いられるトナーとして、黒トナーを含む場合においては、最上層のトナー層を形成するトナーとして黒トナーを採用することで、本発明を容易に構成できることも見出している。
【００３４】
よって、請求項２及び３に記載の発明によると、上層側のトナー層から下層側のトナー層へフラッシュ光からのエネルギーを効率的に熱変換して一括定着できるようになる。
【００３５】
本発明により同速度のモノクロ画像形成装置に用いられる照射光エネルギーの２倍以内の相対的に低い照射光エネルギー量で多層に積層したカラートナーを含むトナー層を定着させることができるようになる。
【００３６】
そして、請求項１から３のいずれに記載の画像形成方法において、前記トナーには少なくとも結着樹脂、着色剤、赤外光吸収剤を含むカラートナーが採用され、前記カラートナーのＰＡＳ強度は、光音響分光（ＰＡＳ）分析測定に基づいて得られる赤外ＰＡＳスペクトルを８００〜２０００ｎｍの範囲で積分したときに、カーボンブラックを１とした場合に０．０１〜０．２の範囲にあることが望ましい。
【００３７】
また、この場合において前記カラートナーのＰＡＳ強度は、同時に定着される黒色トナーのＰＡＳ強度の０．２〜０．９倍、同時に定着される他のカラートナーのＰＡＳ強度の０．２〜５倍となっていることがより好ましい。
【００３８】
このように条件を定めると、光照射エネルギーをより効率的に利用して積層されたトナー層を一括定着できる画像形成方法となる。
【００３９】
上記のように積分するスペクトル範囲を８００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲に限定するのが好ましい理由は、前述の様にキセノンフラッシュランプの発光強度がこの領域で著しく強く、この領域の吸光特性を検討することで、トナーの光吸収溶融特性を実質的に制御することができるからである。
【００４０】
なお、本願発明は同一出願人が先に出願した特願２００１−１０２４３９号に記載された先の発明に関連している。この先の発明は、前記ＰＡＳ分析法による測定結果を用いるものであり、ＰＡＳ分析法に基づいて得た赤外ＰＡＳスペクトルを８００〜２０００ｎｍの範囲で積分したカラートナーのＰＡＳ強度が、カーボンブラックを１とした場合に０．０１〜０．２の範囲にあるカラートナーは優れた定着性を示すことを見出したものである。このようなカラートナーは、従来の黒色トナーのみで画像定着を行うフラッシュ光のエネルギーと同等である低い光エネルギーでの定着を可能としている。
【００４１】
なお、上記ＰＡＳ強度が０．０１未満のときはカラートナーの赤外領域での光吸収が低く、光−熱変換効率が低いので十分な定着性が得られない。また、上記ＰＡＳ強度が０．２より大きいときには十分な定着性が得られるものの、ＰＡＳ強度を増加させるために赤外光吸収剤を多量に必要とすることになり、前述したような定着後のカラー画像の彩度を低下させる等の悪影響を及ぼす。
【００４２】
また、上記フラッシュ定着用のカラートナーにおいて、カラートナーの前記ＰＡＳ強度は、同時に定着される黒色トナーのＰＡＳ強度に対して０．２〜０．９倍に設定されている、構成とすることが好ましい点について記載されている。
【００４３】
このように構成すると、画像形成装置で記録媒体上に黒色トナーと同時に定着されるカラートナーが良好な定着性を示す。すなわち、カラートナーと黒色トナーのＰＡＳ強度の差を所定範囲となるようにすることで、カラートナーと黒色トナーの定着性を同等レベルにすることができる。
【００４４】
なお、カラートナーのＰＡＳ強度が黒色トナーに対して０．２倍未満であるようなときは、黒色トナーに良好な定着性を与えるエネルギーでフラッシュ定着させた場合、カラートナーは定着不良となる。また、その逆にカラートナーに良好な定着性を与えるエネルギーでフラッシュ定着させた場合、黒色トナーはフラッシュ光のエネルギーは過剰であり、溶融し過ぎによるボイドが発生して、画像品位が低下してしまう。このように、カラートナーのＰＡＳ強度が黒色トナーに対して、０．２倍未満であるときにはカラートナーと黒色トナーとの同時に満足させることは困難である。
【００４５】
また、カラートナーのＰＡＳ強度が黒色トナーに対し０．９倍よりも大きいときにはカラートナーと黒色トナーの定着性を同時に満足できるものの、ＰＡＳ強度を向上させるために添加する赤外光吸収剤が多量の場合であり、カラー画像の彩度が低下する等の悪影響が出る。
【００４６】
また、先の出願には、上記フラッシュ定着用のカラートナーにおいて、カラートナーの前記ＰＡＳ強度は、同時に定着される他のカラートナーのＰＡＳ強度に対して０．２〜５倍に設定されている、構成とすることが好ましい点について記載されている。
【００４７】
このように構成すれば、画像形成装置で記録媒体上に同時に定着される２種以上のカラートナーが良好な定着性を示す。すなわち、同時に使用される２種以上のカラートナーのＰＡＳ強度差を所定範囲となるようにすることで、各カラートナーの定着性を同等レベルにすることができる。
【００４８】
ここで、１のカラートナーのＰＡＳ強度が他のカラートナーに対し、０．２倍未満であるときには、他のカラートナーに良好な定着性を与える定着性を与えるエネルギーでフラッシュ定着させた場合、そのカラートナーは定着不良となる。また、その逆にあるカラートナーに良好な定着性を与えるエネルギーでフラッシュ定着させた場合、他のカラートナーはフラッシュ光のエネルギーは過剰であり、溶融し過ぎによるボイドが発生して、画像品位が低下してしまう。このように、カラートナーのＰＡＳ強度が他のカラートナーに対して、０．２倍未満であるときにはカラートナーと他のカラートナーとの同時に満足させることは困難である。また、あるカラートナーのＰＡＳ強度が他のカラートナーに対し５倍よりも大きいとき、そのカラートナーと他のカラートナーの定着性を同時に満足させることは不可能となる。
【００４９】
また、上記フラッシュ定着用のカラートナーにおいて、波長８００〜２０００ｎｍの範囲で、吸収波長スペクトルが異なる少なくとも２つ以上の赤外光吸収剤を含有する構成とすることができる。
【００５０】
このように構成すると、波長８００〜２０００ｎｍの範囲でのトナーの吸光度を上げることができ、これによりカラートナーのＰＡＳ強度を向上でき、良好な定着画像を実現できる。前述したような赤外光吸収剤は特定範囲で吸収ピークがあるので、１つの赤外光吸収剤の量を増やしても照射された光エネルギーの利用効率が悪く、さらに１つの赤外光吸収剤を多量に使用すると前述したような定着画像の彩度不良等の問題を生じる。吸収波長スペクトルが異なる２種以上の赤外光吸収剤を併用することで、効率的に照射された光エネルギーを利用でき、１つの赤外光吸収剤を多量に使うことによる定着画質の低下という問題も低減できる。
【００５１】
前記赤外光吸収剤として、例えば波長８００〜１１００ｎｍの範囲に吸収ピークを有する第１の赤外光吸収剤（Ａ）と、波長１１００〜２０００ｎｍの範囲に吸収ピークを有する第２の赤外光吸収剤（Ｂ）とを併用してする構成とすることもできる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による画像形成方法をより詳細に説明する。本発明の画像形成には、少なくとも結着樹脂、着色剤及び赤外光吸収剤を含んでなる複数のカラートナーを用いる。このカラートナーを順次現像することにより、紙などの記録媒体上に、記録媒体に近接する下側の第１層から第ｎ層まで積層したトナー粉像を形成する。そして、この積層状態のトナー粉像に一括にフラッシュ光照射を行なって溶融・定着する逐次現像、一括定着形式で画像形成を行なう。
【００５３】
ここで、本発明の場合、画像形成に用いるトナーのトナー層形成順序がＰＡＳ強度に基づいて設定されている。このＰＡＳ強度は、トナーを光音響分光（ＰＡＳ）分析測定して得られた赤外ＰＡＳスペクトルを８００〜２０００ｎｍの範囲で積分することに得ることができる。
【００５４】
このＰＡＳ強度を用いて上層から下層に光エネルギーに基づく熱を効率的に伝導するのに好ましい順序を以下の基準で設定している。
１）最上層を形成するトナーのＰＡＳ強度が他のトナー層を形成するトナーのＰＡＳ強度より大きくなるように設計する。
【００５５】
このれを画像形成装置で見ると、最上層（記録媒体から最も離れている層）のトナーを現像すべく配されている現像ユニットに格納されているトナーのＰＡＳ強度が、他のトナー層を形成するトナーのＰＡＳ強度より大きくなるように設定することになる。
２）任意の層を形成するトナーのＰＡＳとその下の層を形成するトナーのＰＡＳ強度の関係は、上層のトナー層のＰＡＳ強度が下の層を形成するトナーのＰＡＳ強度以上となるように設計する。
【００５６】
これを画像形成装置で見ると、上層のトナー層を現像するべく配されている現像ユニットに格納されているトナーのＰＡＳ強度が、それより下層のトナー層を現像するべく配されている現像ユニットに格納されているトナーのＰＡＳ強度より大きくなるように設定することになる。
【００５７】
上記のような画像形成の条件は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置で簡易に設定できる。
【００５８】
なお、現像に用いられるプロセスとしては、電子写真方式，イオノグラフィ，マグネトグラフィなどトナーを用いて画像形成するプロセスであれば特に限定はない。
【００５９】
逐次現像一括定着方式を採用している代表的な画像形成装置としては、タンデム型フルカラー電子写真プリンタがある。このプロセスにおいては、一般に４回の現像を繰り返し、記録媒体上に最大４層の積層したトナー粉像を形成した後、これを一括定着する。
【００６０】
よって、用いる４種類のトナーをα，β，γ，δとすると、原稿に応じて、単層状態から４層の積層状態のトナー層が記録媒体上に存在することになる。
【００６１】
具体的には、α，β，γ，δ各々の単層、α＋β，α＋γ，α＋δ，β＋γ，β＋δ，γ＋δとなる２層の積層、α＋β＋γ，α＋β＋δ，α＋γ＋δ，β＋γ＋δとなる３層の積層、更にはα+β+γ+δとなる４層の積層のパターンが存在する。これらの全ての定着挙動を同時に満足することが必要となる。
【００６２】
更に階調表現をとることから、各色の現像量はゼロから、その現像プロセスに許容される最大現像量まで変化する。
【００６３】
このように材質構成、積層厚が様々に異なるトナー粉像の積層をフラッシュ光の一括照射によりバランス良く溶融定着することは相当に困難を伴うものである。その理由は、薄層の単層で存在しているトナー粉像は相対的に低い光エネルギーでも充分に溶融する。しかし、その逆に３層、４層などのように多層化し、かつ、その現像量が多い場合においては、相対的に強い光エネルギーを照射しても、充分な定着が得られず定着不良となるからである。
【００６４】
本発明者等は、前述した定着不良の原因は溶融すべきトナーの総量が多くなったという単純な理由ばかりでなく、照射された光エネルギーが最上層のトナー層で多く吸収され、下層になればなる程エネルギーの到達量が低下し、より下層側のトナーで溶融不足になるからと推察した。
【００６５】
本発明はこの様な多様な構成を持つトナー層を少ない照射光エネルギーでし効率良く定着させることを鑑みなされたもので、光の照射面（トナー層の最上層）のトナーが光を効率良く吸収し、光熱変換し、その熱量を伝熱により下層のトナー層へ伝達せしめるようにトナー層構成を設計することにより、相対的に少ない照射光エネルギー量でトナー層全体を定着できるようにしている。
【００６６】
ところで、本発明で用いるカラートナーとして、赤外ＰＡＳスペクトルを８００〜２０００ｎｍの範囲で積分したＰＡＳ強度が、カーボンブラックを１とした場合に０．０１〜０．２の範囲内であるものを用いることが好ましい。
【００６７】
また、カラーの画像形成を行う際には画像形成装置の定着部で黒色トナーとカラートナーとが同時に定着される場合がある。この場合、上記のようにカラートナーの前記ＰＡＳ強度を同時に定着される黒色トナーのＰＡＳ強度に対して０．２〜０．９倍に設定することで、フラッシュ定着に使用する光エネルギーをさらに低減しつつ、カラートナー及び黒色トナーを効率よく良好に定着させることができるからである。
【００６８】
さらに、画像形成装置の定着部で、ある色のカラートナー（例えば赤色）と他の色のカラートナー（例えば青色）とが同時に定着される場合がある。この場合には、１のカラートナーの前記ＰＡＳ強度を同時に定着される他のカラートナーのＰＡＳ強度に対して０．２〜５倍の範囲内であるものを用いることが好ましい。このように設定することによってもフラッシュ定着に使用する光エネルギーをさらに低減しつつ、各カラートナーを効率よく良好に定着させることができるからである。
【００６９】
本発明に用いるカラートナーは、従来と同様な製造法により製造することができる。少なくとも、結着樹脂、着色剤、波長８００〜２０００ｎｍの範囲に吸光度特性を持つ赤外光吸収剤を準備し、さらに必要により帯電制御剤、ワックスを添加して原材料とする。この原材料を例えば、加圧ニーダ、ロールミル、押出機などにより混錬して均一分散させる。その後、例えば粉砕機、ジェットミルなどにより、粉砕、微粉砕し、風力分吸機などにより分級して、所望の粒度分布のカラートナーを得る。
【００７０】
なお、混錬の際、例えば特開平７−１９１４９２号公報に開示されるように、赤外光吸収剤と帯電制御剤を別々の樹脂に混錬した後、この両者を再度混錬する方法を採用してもよい。
【００７１】
カラートナーで用いることができる赤外光吸収剤としては、ナフタロシアニン系化合物，アミニウム系化合物、ジイモニウム系化合物，ポリメチン系化合物、シアニン系化合物、アントラキノン系化合物、フタロシアニン系化合物、ジチオール−ニッケル錯体や、アゾコバルト錯体の金属錯体化合物、スクワリリウム系化合物、酸化スズ、酸化イッテルビウム、リン酸化イッテルビウムなどのランタノイド等を使用することができる。
【００７２】
上記に例示した赤外光吸収剤は２種類以上を併用して用いることが好ましく、さらに、波長８００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲に吸収ピークを持つ赤外光吸収剤と、波長１１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲に吸収ピークを持つ赤外光吸収剤を併用することが特に好ましい。
【００７３】
本実施例のカラートナーで用いる赤外光吸収剤の添加量は、トナー１００重量部に対して、０．１〜１０重量部が好ましく、さらに好ましくは０．１〜３重量部である。ここでの添加量とは、併用する赤外光吸収剤の合計添加量である。
【００７４】
カラートナーに含有される結着樹脂として、従来の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ガラス転移温度４０〜８０℃、軟化点８０〜１４０℃のエポキシ樹脂、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、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂等を単独もしくは混合して使用することができる。必要により、この結着樹脂にワックス（例えば、カルナバ、モンタン、ポリエチレン、アマイド、エステル、ポリプロピレン等）を添加してもよい。
【００７５】
カラートナーに含有させることができる着色剤については、特に限定はなく、公知の着色剤を用いることができる。例えば、モノアゾ系赤色顔料、ジスアゾ系黄色顔料、キナクリドン系マゼンタ顔料、アントラキノン染料、ニグロシン系染料、第４級アンモニウム塩、モノアゾ系の金属錯塩染料等を使用することができる。また、これらを適宜、組合せて使用してもよい。
【００７６】
着色剤として具体的には、例えば、アニリンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４０５）、カルコオイルブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．ａｚｏｉｃ  Ｂｌｕｅ３）、クロムイエロー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１４０９０）、ウルトラマリンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７１０３）、デュポンオイルレッド（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１０５）、キノリンイエロー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４７００５）、メチレンブルークロライド（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５２０１５）、フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７４１６０）、マラカイトグリーンオクサレート（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４２０００）、食用赤色２号（アマランス、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１６１８５）、食用赤色３号（エリスロシン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３０）、食用赤色４０号（アルラレッドＡＣ、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１６０３５）、食用赤色１０２号（ニューコクシン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１６２５５）、食用赤色１０４号（フロキシン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４１０）、食用赤色１０５号（ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４４０）、食用赤色１０６号（アシドレッド、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５１００）、食用黄色４号（タートラジン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１９１４０）、食用黄色５号（サンセットイエローＦＣＦ、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１５９８５）、食用緑色３号（ファーストグリーンＦＣＦ、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４２０５３）、食用青色１号（ブリリアントブルーＦＣＦ、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４２０９０）、食用青色２号（インジゴカーミン、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７３０１５）等を使用することができる。
【００７７】
上記着色剤の含有量は、トナー１００重量部に対して、０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部である。
【００７８】
上記カラートナーは、カラートナー全体を１００重量部とした場合に、例えば結着樹脂は７５〜９５重量部、着色剤は０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部、赤外光吸収剤は０．１〜１０重量部、好ましくは０．１〜３重量部を含むように構成することが推奨される。
【００７９】
さらに、本カラートナーには、帯電性付与や異なる温湿度環境での帯電量変化を小さくすることを目的として帯電制御剤を添加してもよい。帯電制御剤としては、無色ないし淡色のものが推奨される。
【００８０】
帯電制御剤としては、例えば４級アンモニウム塩化合物、サリチル酸化合物、ホウ酸系錯体、カルボン酸系化合物など、公知の正帯電性、負帯電性の帯電制御剤を使用することができる。
【００８１】
さらに、上記カラートナーの流動性を向上させるために、無機微粒子（以下、外添剤）をトナー表面に被覆してもよい。ここで、使用できる外添剤としては、粒子径が２ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあるものである。また、ＢＥＴ法による比表面積は２０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。
【００８２】
上記カラートナーに混合される外添剤の割合は、トナー１００重量部に対して、０．１〜５重量部であり、好ましくは０．１〜２．０重量部である。このような外添剤としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸珪素、窒化珪素等を微粒子化したものを使用することができる。これらの中では、シリカ微粒子を用いることが好ましい。なお、外添剤はその表面を予め疎水処理しているものを用いることがより好ましい。
［実施例］
以下、さらに実施例を示して本発明に基づいた画像形成をより具体的に説明する。
【００８３】
（実施例１）
トナー特性およびその層配列と，定着ユニットの光エネルギー照射条件と画像形成特性との関係を明確化するため、以下のトナー及び画像形成装置を用いた。
【００８４】
現像工程を想定して、定着ユニット部を取り外したしたタンデム型フルカラープリンタ（Ｆ６９０８Ｂ  富士通製）を用い、原稿に対応した画像形成パターン全てを含むトナー粉像（積層）を記録媒体上に出力した。
【００８５】
次に定着工程を想定して、フラッシュ定着方式を採用しているレーザプリンタ（ＰＳ６９０８Ｂ  富士通製）にて、記録媒体上の上記トナー粉像にフラッシュ光照射を行なって一括定着させて、画像形成性として定着性を評価した。
【００８６】
この評価に用いるトナーとして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各トナーでＰＡＳ強度が異なる２つの水準（大、小）の２種と、黒（Ｋ）トナー１種を製造し、それらを適時選択、組合わせて画像形成を行なった。
【００８７】
なお、カラートナーＰＡＳ強度の調整はトナーに添加する赤外光吸収剤の添加量を変えて行った。
【００８８】
また、これらのトナーは互いに前述した好ましい、ＰＡＳ強度の関係を満たしている。即ち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）のトナーは、カーボンブラックのＰＡＳ強度を１とした場合に０．０１〜０．２の範囲内にある。また、これらのそれぞれは黒色（Ｋ）トナーのＰＡＳ強度に対して０．２〜０．９倍に設定され、互いに０．２〜５倍の範囲内にある。
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以上の材料をヘンシェルミキサーへ投入し、予備混錬を行った後、エクストルーダにより混錬し、ついでハンマーミルにて粗粉砕した。さらに、これをジェットミルにて微粉砕し、気流分級機にて分級を行い、体積平均粒径が約８．５μｍの青色トナーを得た。
【００８９】
次いで、外添剤として疎水シリカ微粒子（Ｈ２０００／４；クラリアント社製）を０．５重量部添加し、ヘンシェルミキサで外添処理を行い外添剤を表面に被覆させた青色トナーａを得た。
【００９０】
上記のようにして得た青色トナーａについて、ＰＡＳ強度を測定した。測定の手順は以下の通りである。
【００９１】
青色トナーａをステンレス皿に取り、ＰＡＳ測定ユニット（Photoacustic  Model 300,ＭＴＥＣ社製）をセットした後、１０ｍｌ／ｓ、１０ｓの条件で雰囲気をＨｅガスに置換した後、ＦＴ−ＩＲ（Ｍａｔｔｓｏｎ社製）を用いて測定した。積分回数は２００回として赤外ＰＡＳスペクトルを求め、この赤外ＰＡＳスペクトルを８００〜２０００ｎｍの範囲で積分してＰＡＳ強度を求めた。基準物質としてカーボンブラックを用い、カーボンブラックのＰＡＳ強度を基準１として、カラートナーのＰＡＳ強度は相対強度で求めた。その測定結果は０．０５であった。
【００９２】
以下、同様にして、さらにイエロー２種、シアン１種、マゼンタ２種、黒１種の計６種類のトナーを製造し、ＰＡＳ強度を測定した。以下にその処方をおよび測定したＰＡＳ強度を示す。
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次ぎに、上記イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナーを２成分現像剤に構成して、定着ユニット部を取り外したタンデム型フルカラープリンタ（Ｆ６９０８Ｂ  富士通製）を用い、原稿に対応した画像形成パターン全てを現像（粉像状態）した。この際、記録媒体上のトナー粉像量は各色とも０．５ｍｇ／ｃｍ２となるように現像プロセス条件を調整した。
【００９３】
上記２成分現像剤に用いるキャリアとしては、メチルメタクリレート樹脂コートフェライトキャリア（関東電化工業社製）を用い、調整のトナー濃度は５ｗｔ％とした。なお、この際、現在のマグネットブローオフ帯電量は１２〜１８μＣ／ｇであった。
【００９４】
更にその後、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー１セットに対し、現像順序の配列を替え、即ちトナーを積層する順序を変更して、上記作業を繰り返した。これにより、２４通りのトナー粉像積層パターンを準備した。この際、粉像積層パターンの重量およびトナー層積層厚についても計測し、同一条件となるように調整した。
【００９５】
その後、 フラッシュ定着方式を採用しているレーザプリンタ（ＰＳ２１６０富士通製）にて、記録媒体上の上記トナー粉像に順次、フラッシュ光照射を行い一括で定着させて、その定着性を評価した。
【００９６】
この際、照射光エネルギー量は２．８Ｊ／ｃｍ２から順に０．１Ｊ／ｃｍ２刻みで３．６Ｊ／ｃｍ２まで照射光量を増加させ、記録媒体上で最も定着が困難である部位、即ち、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４層のトナーが積層した部位が定着する光照射エネルギー量を求めた。なお、定着可否の判断基準は、テープ剥離試験によった。画像濃度残存率とし、７０％以上を可として評価した。
【００９７】
ここで、テープ剥離試験とは、定着画像を粘着テープ（スコットメンディングテープ；３Ｍ社製）を軽く貼り、該テープ上に円柱ブロックを円周方向に転がすことにより、２５０ｇ／ｃｍの線圧にて該テープを画像面に密着させ、しかる後、該テープを引き剥がず試験法であり、下式で表されるテープ引き剥がし前後の画像の光学濃度比を求め、定着率の判断基準とする評価法である。
【００９８】
定着率（％）＝（テープ剥離後の画像濃度／テープ剥離前の画像濃度）×100なお、画像濃度は、分光測色計（ＣＭ−３７００ｄ；ミノルタ社製）を使用して波長域４００ｎｍ〜８００ｎｍの反射光を測定し、吸光度が最も大きくなる波長での吸光度値を採用した。
【００９９】
下記表１は、トナーａ，ｃ，ｅ，ｇのグループ、トナーｂ，ｄ，ｆ，ｇの各グループにおける定着率の評価結果を纏めて示している。この表１では、層配列を示しながら各光エネルギーで、可、となったものをグループ毎に示している。
【表１】
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上記表１から両グループとも他トナーに比べＰＡＳ強度が高いトナーｇ（Ｋ：黒トナー）が最上層に配列された際に、最も低照射エネルギーでトナー層全体が溶融（定着）していることが確認できる。
【０１００】
このことについて本発明者等は、トナー層最上層が照射光を効率良く吸収し，光熱変換がなされ、その熱が伝熱によりトナー層下層に浸透しトナー層全体が溶融したことによるものと推察している。すなわち、トナー層最上層には、ＰＡＳ強度が最も大きなトナー層を形成するのが好ましく、通常は黒トナーとなる。
【０１０１】
次に、上記定着性評価において、黒トナーを除いたカラートナーのみ３層が積層している部位に着目し、トナーの積層順序と該部位が定着するに必要な光照射エネルギー量の関係を求めた。その結果を下記表２に纏めて示す。
【０１０２】
【表２】
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上記表２から、相対的に低い照射光エネルギーで定着している積層トナー層のトナートナー配列は、上層にＰＡＳ強度の強いトナー層、この層から下に向って順次、より下層側のＰＡＳ強度がより弱くなる層配列になっていることが確認できる。
【０１０３】
本発明者等は、このことからも、照射光光源に近い方からＰＡＳ強度が高い順にトナー層が配列されている場合、トナー層トータルとしての光吸収効率が高くなり、従って、相対的に低い照射光エネルギーでトナー層全体のフラッシュ定着が可能になるものと推察した。
【０１０４】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０５】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、請求項１に記載の発明によると、最上層となる第ｎ層がフラッシュ光からの光エネルギーを効率良く吸収して自ら溶融すると共に、この下にあるトナー層に熱を供給できるので照射光エネルギーを低減しながら確実に積層状態にあるトナーを同時に定着させることができる。
【０１０６】
また、請求項２及び３に記載の発明によると、上層側のトナー層から下層側のトナー層へフラッシュ光からのエネルギーを効率的に熱変換して一括定着できるようになる。