JP2011232758A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着処理において画像の消去を防止しながらトナー像を記録媒体に定着させる。
【解決手段】バインダー樹脂と、呈色性化合物および顕色剤を含有し、外殻により覆われたカプセル構造を有している着色剤とを備える消色可能であるトナーを用いて記録媒体に形成されたトナー像を加熱する加熱部材と、前記加熱部材に圧接してニップ部を形成し、前記加熱部材と協働して記録媒体を挟持搬送する加圧部材と、前記トナーの濃度維持限界温度以下の温度であって、且つトナーの溶融限界温度以上の温度に前記加熱部材の温度を制御する温度制御部４００と、記録媒体が前記ニップ部を通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ以上となるように記録媒体の前記ニップ部における搬送速度を制御する搬送制御部４２０と、を備える画像形成装置。
【選択図】図４

Description

この明細書に記載の実施形態は、消色可能であるトナーを用いて画像形成を実行する画像形成装置についての技術に関する。

オフィスの情報環境において、コンピューター、ソフト、ネットワークの普及により、情報処理の迅速化、共有化が可能になった。情報の電子化は、情報の保存、蓄積、検索等には優れているが、情報の表示（特に一覧性）、伝達には紙媒体に優位性がある。そのため、情報のデジタル化が進むにつれて、紙の使用量が増加している。一方、CO2排出に代表される消費エネルギーの削減は各分野で急務である。情報の一時的な表示、伝達のために使用している紙媒体をリサイクルできれば、消費エネルギーの削減に大きく貢献できる。

画像が出力された紙媒体から当該画像を消去して当該紙媒体をリサイクルできる技術として、消色可能なトナーが存在する。消色可能であるトナーにおいては、所定の温度で加熱することにより、トナー中の呈色性化合物、顕色剤とを解離させて消色することにより画像を消去する。

消色可能であるトナーとしては、粉砕法により製造されたものが挙げられるが、呈色性化合物、顕色剤等の複数の成分を固相で取り扱うため、発色および消色の反応が迅速かつ十分でない場合がある。そこで、発色および消色をより迅速に行うことができるものとして、呈色性化合物と顕色剤とがカプセル化された消色可能であるトナーが提案されている。

当該消色可能であるトナーを用いて従来の定着制御温度で定着処理を行った場合、着色剤の消色が起こり、画像が消去されてしまう場合があった。

この明細書は上述した問題点を解決するためになされたものであり、定着処理において画像の消去を防止しながらトナー像を記録媒体に定着できる技術を提供する。

この明細書は、バインダー樹脂と、呈色性化合物および顕色剤を含有し、外殻により覆われたカプセル構造を有している着色剤とを備える消色可能であるトナーを用いて記録媒体に形成されたトナー像を加熱する加熱部材と、前記加熱部材に圧接してニップ部を形成し、前記加熱部材と協働して記録媒体を挟持搬送する加圧部材と、前記トナーの濃度維持限界温度以下の温度であって、且つトナーの溶融限界温度以上の温度に前記加熱部材の温度を制御する温度制御部と、記録媒体が前記ニップ部を通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ以上となるように記録媒体の前記ニップ部における搬送速度を制御する搬送制御部と、を備える画像形成装置に関する。

図１は、本実施形態の画像形成装置の概要を示す図である。 図２は、本実施形態の画像形成装置に係る転写部の概要を示す図である。 図３は、本実施形態の画像形成装置に係る定着装置の概要を示す図である。 図４は、本実施形態の画像形成装置における定着処理の機能ブロックを示す図である。 図５は、搬送方向を含む平面におけるニップ部Ｎの概要図である。 図６は、本実施形態の画像形成装置における定着処理の処理フローを示す図である。 図７は、画像形成装置における通過時間と、濃度維持限界温度および溶融限界温度との関係を示す表である。 図８は、本実施形態の画像形成装置に係る定着装置の概要を示す図である。 図９は、画像形成装置における通過時間と、濃度維持限界温度および溶融限界温度との関係を示す表である。 図１０は、本実施形態の画像形成装置に係る定着装置の概要を示す図である。 図１１は、画像形成装置における通過時間と、濃度維持限界温度および溶融限界温度との関係を示す表である。 図１２は、画像形成装置における通過時間と、濃度維持限界温度および溶融限界温度との関係を示すグラフである。 図１３は、定着制御温度と画像濃度との関係を示すグラフである。

本実施形態の画像形成装置は、加熱部材と、加圧部材と、温度制御部と、搬送制御部と、を備える。

加熱部材は、バインダー樹脂と、呈色性化合物および顕色剤を含有し、外殻により覆われたカプセル構造を有している着色剤とを備える消色可能であるトナーを用いて記録媒体に形成されたトナー像を加熱する。加圧部材は、前記加熱部材に圧接してニップ部を形成し、前記加熱部材と協働して記録媒体を挟持搬送する。温度制御部は、トナーの濃度維持限界温度以下の温度であって、且つトナーの溶融限界温度以上の温度に前記加熱部材の温度を制御する。搬送制御部は、記録媒体が前記ニップ部を通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ以上となるように記録媒体の前記ニップ部における搬送速度を制御する。

画像形成装置の概要
まず、本実施形態における画像形成装置の一例であるＭＦＰ（Multi Function Peripheral）の構成について、図１を用いて説明する。図１は、画像形成装置の概要を示す外観図である。

画像形成装置３００は、給紙カセット３２０を有しており、給紙カセット３２０には、複数の用紙が収容される。給紙カセット３２０は一つであってもよく、また、複数設けることもできる。給紙カセット３２０に収容された複数の用紙は、ピックアップローラによって１枚ずつ分離されて、用紙搬送路に供給される。そして、用紙は、用紙搬送路を通過して、転写部３０２に供給される。

ＣＰＵ３４５は、画像形成装置３００における各種処理を行う。ＣＰＵ３４５は、メモリ３５４が格納するプログラムを実行することにより種々の機能を実現する。

メモリ３５４は、例えば、揮発性の記憶装置であるＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性の記憶装置であるＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard disk drive）等によって構成される。

なお、画像形成装置３００は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を有するようにしてもよい。また、CPU３４５を同等の演算処理を実行可能なＭＰＵ（Micro Processing Unit）により代替することも可能であることは言うまでもない。さらに、メモリ３５４を構成するＨＤＤ等についても同様に、例えばフラッシュメモリ等の記憶装置により代替可能である。

転写部３０２は、画像データに基づいて、用紙にトナー像を形成する。画像データには、例えば、外部機器（例えば、Personal Computer）から画像形成装置３００に送信された画像データや、画像読取装置３０３の読み取り動作によって生成された画像データが含まれる。

画像読取装置３０３は、用紙原稿およびブック原稿の画像をスキャンすることにより、画像データを生成する。図１では、画像読取装置３０３の一部を示している。画像読取装置３０３の上方には、画像読取装置３０３に対して原稿を自動的に搬送するための装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）３０４が配置されている。

画像形成装置３００の上部には、画像形成装置３００に対して各種の情報を入力するための操作パネル３０５が設けられている。操作パネル３０５は、例えば、ボタンスイッチや液晶パネルで構成することができる。

転写部３０２においては、具体的には、感光体の感光面に対して、画像データに応じた静電潜像を形成した後に、トナーを供給してトナー像を形成する。感光体の表面に形成されたトナー像は、用紙に転写される。感光体の表面に用紙を接触させることにより、トナー像を用紙に転写することができる。一方、感光体上のトナー像を、中間転写ベルトに転写した後に、中間転写ベルトから用紙に転写することもできる。

用紙に転写されたトナー像は、定着装置２６によって用紙に加熱定着される。トナー像が定着された用紙は、用紙搬送路を通過し、排紙スペースＳに排出される。排紙スペースＳには、用紙を積載するための排紙トレイ３０６が配置されている。

次に、本実施形態の画像形成装置３００が備える転写部３０２および定着装置２６について説明する。なお、当該説明においては、理解を容易とするために、後述する実験例１において用いた定着装置２６を例に挙げて説明したがこれに限定されず、他の形式の定着装置とすることができる。例えば、本実施形態の画像形成装置３００は、後述する実験例２または実験例３において用いた定着装置を備えるようにしてもよい。

図２に示すように、転写部３０２の感光体ドラム１１は、φ６０ｍｍの支持部材表面に有機感光体（ＯＰＣ）を有してなり、例えば周速１００ｍｍ/ｓｅｃで矢印ｓ方向に駆動される。感光体ドラム１１周囲には、感光体ドラム１１の回転に従い順次感光体ドラム１１を−７５０Ｖに一様に帯電する帯電チャージャ１２、帯電された感光体ドラム１１に画像情報に応じたレーザ光を照射するレーザ露光装置１３からのレーザ光１３ａの照射位置１３ｂ、現像装置１４、転写チャージャ１６、剥離チャージャ１７、クリーニングブレード１８ａを有するクリーナ１８、除電ＬＥＤ１９が配置されている。

転写部３０２の転写チャージャ１６位置には、給紙カセット３２０から給紙ローラ２１により取り出され、レジストローラ２２により感光ドラム１１上のトナー像と同期して記録媒体である用紙Ｐが搬送される。給紙カセット３２０は、未使用の用紙及びリユースの用紙（形成された画像を消色処理により消去した記録紙）を共に給紙可能である。

現像装置１４は、体積平均粒子径５〜１２μｍのトナーと体積平均粒子径３０〜８０μｍの磁性キャリアの混合物である二成分現像剤を用いるものである。ここで、本実施形態に係るトナーは、消色可能であるトナーであり、バインダー樹脂と、呈色性化合物および顕色剤を含有し、外殻により覆われたカプセル構造を有している着色剤とを備える。このトナーを以下、カプセル式消色トナーとも称す。

現像装置１４の現像ローラ１４ａには約−５５０Ｖの現像バイアスが印加され、反転現像により感光ドラム１１上の静電潜像にトナー像を形成する。

転写部３０２の上方には、転写部３０２によりカプセル式消色トナーからなる未定着のトナー像が形成された用紙Ｐを加熱加圧定着する定着装置２６が配置される。図３に示すように、定着装置２６は、定着回転体である定着ローラ２７と、この定着ローラ２７に圧接する加圧回転体である加圧ローラ２８を有する。定着ローラ２７（加熱部材に相当）は、用紙Ｐ上のトナーを加熱する。また、加圧ローラ２８（加圧部材に相当）は、定着ローラ２７に圧接してニップ部N（定着位置）を形成し、定着ローラ２７と協働して用紙Ｐを挟持搬送する。

また、定着装置２６は、用紙Ｐを定着ローラ２７と、加圧ローラ２８間のニップ部Ｎに導く入り口ガイド２６ａを有する。

定着ローラ２７は、例えば、鉄製の中空円筒シリンダーの表面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）をコーティングして構成することができる。定着ローラ２７は内部にＩＨコイル（誘導加熱コイル）３０を有していて、定着ローラ２７を内部から直接誘導加熱する構成となっている。定着ローラ２７の表面に接して温度を検知するサーミスタ３１の出力により基づき、画像形成装置３００（より具体的には、例えば、ＣＰＵ３４５）は、定着ローラ２７の温度が所定の温度となるようにＩＨコイル３０の電流制御を実施する。

加圧ローラ２８は、金属シャフト上に発泡シリコンスポンジゴム等からなる弾性体層を形成し、表面にＰＦＡ（テトラフルオルエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体）チューブを被覆してなる。加圧ローラ２８の硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃで約５５°となっている。加圧ローラ２８は、弾性体層により定着ローラ２７とのニップ部Ｎを形成する。定着装置２６の用紙Ｐの搬送方向下流には、定着後に用紙Ｐを所定方向に排出する排紙ローラ３２が設けられる。

次に画像形成処理プロセスについて説明する。画像形成プロセスの開始により転写部３０２では矢印ｓ方向に回転する感光体ドラム１１が、帯電装置１２により一様に−７５０Ｖに帯電され、レーザ露光装置１３により原稿情報に応じたレーザ光を照射され静電潜像を形成される。次いで静電潜像は現像装置１４によりカプセル式消色トナーを用いて現像され、感光体ドラム１１上にはカプセル式消色トナーからなるトナー像が形成される。

一方例えば給紙カセット３２０から供給される所定の用紙Ｐはレジストローラ２２により感光体ドラム１１上のトナー像に同期して転写チャージャ１６位置に送られ、感光体ドラム１１上のトナー像を転写される。

次いで用紙Ｐは感光体ドラム１１から剥離され、この後定着装置２６の定着ローラ２７及び加圧ローラ２８間に形成されたニップ部Ｎに挿通される。これにより、用紙Ｐ上に形成されたトナー像が加熱加圧定着される。なお、定着ローラ２７及び加圧ローラ２８が逆クラウン形状となっており、定着ローラ２７と加圧ローラ２８間のニップ部に挿通する際に、用紙Ｐは両端部が中央部より確実に先に引き込まれる。加圧ローラ２８の逆クラウン形状により用紙Ｐは、中央から端部方向に引っ張られながら加熱加圧定着され、シワの発生が防止される。定着装置２６にて、消色トナーによるトナー像を定着終了後、用紙Ｐは排紙ローラ３２により所定方向に排出される。また、転写終了後、感光体ドラム１１は、クリーナ１８により残留トナーをクリーニングされ、除電ＬＥＤ１９により残留電荷を除去され、画像形成処理のプロセスを終了する。

また、本実施形態に係るトナーは消色可能であり、消色処理を行うことによって用紙Ｐに形成された画像を消去することができる。

この様にカプセル式消色トナーにより画像情報に対応するトナー像を形成された用紙Ｐは、活用終了後にリユースのためにトナー像の色を消去する（消色処理）。当該消色処理は例えば、（株）東芝製の専用消去装置「ｅ−ｂｌｕｅ用消去装置：ＴＭＤ−ＨＥ０１」内で１００〜１１０℃で約２時間加熱してトナー像の色を消去することにより行うことができる。画像が消去された用紙Ｐは、新たな画像形成処理に供することができる。

カプセル式消色トナー
次に、本実施形態の画像形成装置３００に係るカプセル式消色トナーについて説明する。
本実施形態に係るカプセル式消色トナーは、バインダー樹脂と、着色剤（色材ともいう）とを有する。なお、本明細書において、着色剤とは、トナーに色を付与する１種の化合物、または組成物をいう。

本実施形態のカプセル式消色トナーにおいて用いるバインダー樹脂は特に限定されず、例えばポリエステルが挙げられる。その融点、ガラス転移温度Tg、分子量等は特に限定されず、当業者が適宜設定することができる。

本実施形態において、着色剤は、呈色性化合物と、顕色剤とを有する。
具体的には、電子供与性の呈色性化合物と電子受容性の顕色剤とから構成することができる。電子供与性の呈色性化合物は、具体的にはロイコ色素とすることができる。ロイコ色素単独では無色であるが、ロイコ色素と顕色剤が結合することにより発色する。
例えば、ロイコ色素としては、ジフェ二ルメタンフタリド類、フェニルインドリルフタリド類、インドリルフタリド類、ジフェニルメタンアザフタリド類、フェニルインドリルアザフタリド類、フルオラン類、スチリノキノリン類、ジアザローダミンラクトン類等が挙げられる。

より具体的なロイコ色素としては、３，３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド、３−（４−ジエチルアミノフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、３，３−ビス（１−ｎ−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、３，３−ビス（２−エトキシ−４−ジエチルアミノフェニル）−４−アザフタリド、３−（２−エトキシ−４−ジエチルアミノフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）−４−アザフタリド、３−〔２−エトキシ−４−（Ｎ−エチルアニリノ）フェニル〕−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）−４−アザフタリド、３，６−ジフェニルアミノフルオラン、３，６−ジメトキシフルオラン、３，６−ジ−ｎ−ブトキシフルオラン、２−メチル−６−（Ｎ−エチル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）フルオラン、２−Ｎ，Ｎ−ジベンジルアミノ−６−ジエチルアミノフルオラン、３−クロロ−６−シクロヘキシルアミノフルオラン、２−メチル−６−シクロヘキシルアミノフルオラン、２−（２−クロロアニリノ）−６−ジ−ｎ−ブチルアミノフルオラン、２−（３−トリフルオロメチルアニリノ）−６−ジエチルアミノフルオラン、２−（Ｎ−メチルアニリノ）−６−（Ｎ−エチル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）フルオラン、１，３−ジメチル−６−ジエチルアミノフルオラン、２−クロロ−３−メチル−６−ジエチルアミノフルオラン、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチルアミノフルオラン、２−アニリノ−３−メチル−６−ジ−ｎ−ブチルアミノフルオラン、２−キシリジノ−３−メチル−６−ジエチルアミノフルオラン、１，２−ベンツ−６−ジエチルアミノフルオラン、１，２−ベンツ−６−（Ｎ−エチル−Ｎ−イソブチルアミノ）フルオラン、１，２−ベンツ−６−（Ｎ−エチル−Ｎ−イソアミルアミノ）フルオラン、２−（３−メトキシ−４−ドデコキシスチリル）キノリン、スピロ〔５Ｈ−（１）ベンゾピラノ（２，３−ｄ）ピリミジン−５，１′（３′Ｈ）イソベンゾフラン〕−３′−オン，２−（ジエチルアミノ）−８−（ジエチルアミノ）−４−メチル−、スピロ〔５Ｈ−（１）ベンゾピラノ（２，３−ｄ）ピリミジン−５，１′（３′Ｈ）イソベンゾフラン〕−３′−オン，２−（ジ−ｎ−ブチルアミノ）−８−（ジ−ｎ−ブチルアミノ）−４−メチル−、スピロ〔５Ｈ−（１）ベンゾピラノ（２，３−ｄ）ピリミジン−５，１′（３′Ｈ）イソベンゾフラン〕−３′−オン，２−ジ−ｎ−ブチルアミノ）−８−（ジエチルアミノ）−４−メチル−、スピロ〔５Ｈ−（１）ベンゾピラノ（２，３−ｄ）ピリミジン−５，１′（３′Ｈ）イソベンゾフラン〕−３′−オン，２−（ジ−ｎ−ブチルアミノ）−８−（Ｎ−エチル−Ｎ−ｉ−アミルアミノ）−４−メチル−、スピロ〔５Ｈ−（１）ベンゾピラノ（２，３−ｄ）ピリミジン−５，１′（３′Ｈ）イソベンゾフラン〕−３′−オン，２−（ジ−ｎ−ブチルアミノ）−８−（ジ−ｎ−ブチルアミノ）−４−フェニル、３−（２−メトキシ−４−ジメチルアミノフェニル）−３−（１−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）−４，５，６，７−テトラクロロフタリド、３−（２−エトキシ−４−ジエチルアミノフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）−４，５，６，７−テトラクロロフタリド、３−（２−エトキシ−４−ジエチルアミノフェニル）−３−（１−ペンチル−２−メチルインドール−３−イル）−４，５，６，７−テトラクロロフタリド等である。さらに、ピリジン系、キナゾリン系、ビスキナゾリン系化合物等を挙げることができる。これらは、２種以上混合して使用してもよい。

呈色性化合物を呈色させる顕色剤は、ロイコ色素にプロトンを与える電子受容性化合物である。例えば、フェノール類、フェノール金属塩類、カルボン酸金属塩類、芳香族カルボン酸及び炭素数２〜５の脂肪族カルボン酸、ベンゾフェノン類、スルホン酸、スルホン酸塩、リン酸類、リン酸金属塩類、酸性リン酸エステル、酸性リン酸エステル金属塩類、亜リン酸類、亜リン酸金属塩類、モノフェノール類、ポリフェノール類、１、２、３−トリアゾール及びその誘導体等があり、さらにその置換基としてアルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基及びそのエステル又はアミド基、ハロゲン基等を有するもの、及びビス型、トリス型フェノール等、フェノール−アルデヒド縮合樹脂等、さらにそれらの金属塩が挙げられる。

具体的には、フェノール、ｏ−クレゾール、ターシャリーブチルカテコール、ノニルフェノール、ｎ−オクチルフェノール、ｎ−ドデシルフェノール、ｎ−ステアリルフェノール、ｐ−クロロフェノール、ｐ−ブロモフェノール、ｏ−フェニルフェノール、ｐ−ヒドロキシ安息香酸ｎ−ブチル、ｐ−ヒドロキシ安息香酸ｎ−オクチル、ｐ−ヒドロキシ安息香酸ベンジル、ジヒドロキシ安息香酸またはそのエステル、たとえば２，３−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸メチル、レゾルシン、没食子酸、没食子酸ドデシル、没食子酸エチル、没食子酸ブチル、没食子酸プロピル、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４−ジヒドロキシジフェニルスルホン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、１−フェニル−１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３−メチルブタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルプロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ヘプタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ノナン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−デカン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ドデカン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチルプロピオネート、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ヘプタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ノナン、２，４−ジヒドロキシアセトフェノン、２，５−ジヒドロキシアセトフェノン、２，６−ジヒドロキシアセトフェノン、３，５−ジヒドロキシアセトフェノン、２，３，４−トリヒドロキシアセトフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，４’−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，４’−ビフェノール、４，４’−ビフェノール、４−［（４−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，２，３−ベンゼントリオール、４−［（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，２，３−ベンゼントリオール、４，６−ビス［（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，２，３−ベンゼントリオール、４，４’−［１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）ビス（ベンゼン−１，２，３−トリオール）］、４，４’−［１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）ビス（１，２−ベンゼンジオール）］、４，４’，４’’−エチリデントリスフェノール、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビスフェノール、メチレントリス−ｐ−クレゾール等がある。これらは、２種以上混合して使用してもよい。

着色剤は、ロイコ染料などの呈色性化合物と、フェノール系化合物である顕色剤とが結合して発色する。そして、呈色性化合物と顕色剤が解離したり、呈色性化合物が分解されたりすると消色する。

本実施形態において、着色剤はカプセル化され、シェル材（カプセル化剤）により構成される外殻を有する。シェル材としてはウレタン樹脂等が用いられる。着色剤がカプセル化されることにより、トナーのバインダー樹脂の特に酸価の影響で一度消去したものが再発色することが防げる。

また、当該カプセル化された着色剤中において、ロイコ色素と顕色剤は融点と凝固点の温度差の大きい樹脂（温度コントロール剤）中に存在するようにしてもよい。この場合、加温して温度コントロール剤の融点になった時、ロイコ色素と顕色剤の結合が切れ消色する。それから冷却しても温度コントロール剤の凝固点は常温以下なので消色した状態が維持される。

さらに、本実施形態のトナーは、必要に応じて他の成分を含有または外面において保持するようにしてもよい。他の成分としては、離形剤、帯電制御剤、凝集剤、中和剤、外添剤等を挙げることができる。

離型剤は、着色剤とともに、バインダー樹脂中に配合される。離型剤として、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスおよびそれらの変性物、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう、ライスワックスなどの植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどの鉱物系ワックス、リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド、シリコーン系ワックス等が挙げられる。

本実施形態において、離型剤は特にアルコール成分とカルボン酸成分からなる成分のエステル結合を持つものが好ましい。アルコール成分としては高級アルコール、カルボン酸成分としては直鎖アルキル基を持つ飽和脂肪酸、モノエン酸、ポリエン酸等の不飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸等が挙げられる。また不飽和多価カルボン酸としてマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が挙げられる。またこれらの無水物でもよい。
カルボン酸成分の中では上記の中で不飽和多価カルボン酸成分及びこれらの無水物を持つものが特に好ましい。
離型剤の軟化点は低温定着性の観点から、60℃〜120℃、より望ましくは70℃〜110℃である。

本実施形態のカプセル式消色トナーにおいて、摩擦帯電電荷量を制御するために帯電制御剤などを配合してもよい。帯電制御剤としては、含金属アゾ化合物が用いられ、金属元素が鉄、コバルト、クロムの錯体、錯塩、あるいはその混合物が望ましい。また、含金属サリチル酸誘導体化合物も用いられ、金属元素がジルコニウム、亜鉛、クロム、ボロンの錯体、錯塩、あるいはその混合物が望ましい。

本実施形態において、トナー粒子に対して流動性や帯電性を調整するために、例えばトナー粒子に対して０．０１〜２０質量％の無機微粒子を外添混合してもよい。このような無機微粒子としてはシリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、酸化錫等を単独であるいは２種以上混合して使用することができる。無機微粒子は疎水化剤で表面処理されたものを使用することが環境安定性向上の観点から好ましい。また、このような無機酸化物以外に１μｍ以下の樹脂微粒子をクリーニング性向上のために外添してもよい。

さらにまた、本実施形態においては、トナーをシェル材（例えば樹脂）を用いてカプセル化してもよい。シェル材として用いる樹脂としては、前記のポリエステル樹脂の他に、芳香族ビニル成分と（メタ）アクリル酸エステル成分とを共重合させたものが好ましい。芳香族ビニル成分として、スチレン、α-メチルスチレン、o−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン等が挙げられる。またｐ−スチレンスルフォン酸ナトリウム等のスルフォン酸系芳香族ビニル成分を用いてもよい。アクリル酸エステル成分として、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルメタクリレート等が挙げられる。この中ではブチルアクリレートを用いるのが一般的である。重合方法としては、一般的に乳化重合法が採られ、各成分の単量体を、乳化剤を含んだ水相中でラジカル重合することにより得られる。

このほか、トナーの製造の過程にあっては界面活性剤、中和剤、凝集剤等が使用されるようにしてもよい。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン性界面活性剤、アミン塩型、４級アンモニウム塩型等のカチオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、及び多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。

凝集剤としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸カリウムアルミニウムなどの金属塩、およびポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体、ポリメタアクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、アクリルアミドアクリル酸ソーダ共重合体等の高分子凝集剤、ポリアミン、ポリジアリルアンモニウムハライド、メラニンホルムアルデヒド縮合物、ジシアンジアミド等の凝結剤、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−２−プロパノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニトリル、１，４―ジオキサン等の有機溶剤、塩酸、硝酸等の無機酸、蟻酸、酢酸等の有機酸が挙げられる。

中和剤としては、無機塩基類やアミン化合物が使用できる。無機塩基類としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。アミン化合物として、例えば、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン，イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−１，３−ジアミノプロパンなどが挙げられる。

なお、本実施形態に係るカプセル式消色トナーにおいて、各成分の含有割合は当業者が適宜設定することができる。

続いて、本実施形態に係るカプセル式消色トナーの製造方法について説明する。本実施形態のトナーの製造方法は特に限定されない。
例えば、カプセル化された着色剤と、バインダー樹脂の粒子とを凝集および融着させることにより製造することができる。

カプセル化された着色剤の形成方法は、界面重合法、コアセルベーション法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、液中乾燥法、液中硬化被膜法等が挙げられる。

また、バインダー樹脂を含む粒子を調製する方法については特に限定されない。例えば、溶融混練法や乳化重合法を用いて調製することができる。調製されるバインダー樹脂を含む微粒子の大きさは特に限定されない。具体的には、例えば、バインダー樹脂を含む組成物を高圧ホモジナイザーを用いて処理し、バインダー樹脂を含む粒子の分散液を得る。
離型剤の分散液についても、バインダー樹脂を含む粒子の分散液の場合と同様の方法で得ることができる。

続いて、以上のようにして調製されたカプセル化された着色剤とバインダー樹脂を含む粒子とを凝集させる。具体的には、着色剤とバインダー樹脂を含む粒子とを分散媒、例えば水などの水系分散媒に分散させた分散液中に凝集剤を添加し、次いで加熱して凝集させる。凝集剤の種類、添加量、加熱温度は、当業者が適宜設定できる。

次に、加熱によりバインダー樹脂の流動性を高め、凝集させた着色剤とバインダー樹脂を含む粒子とを融着させる。当該融着処理における加熱温度も、当業者が適宜設定することができる。

続いて、融着処理により得られた粒子を洗浄、乾燥してカプセル式消色トナーを生成する。生成されたカプセル式消色トナーには、必要に応じ、シリカ、酸価チタン等の外添剤が外添される。

本実施形態において洗浄を行うための装置は特に制限されないが、例えば、遠心分離装置やフィルタープレスなどが好適に用いられる。当該洗浄処理は、例えば、洗浄液としては例えば水、イオン交換水、精製水、酸性に調整された水や塩基性に調整された水などを使用し、洗浄ろ過を繰り返して含水ケーキを得る。含水ケーキは、気流乾燥機、振動乾燥機、オーブン等、任意の乾燥方法により、水分量１質量％程度まで乾燥する。乾燥体は、任意の方法で解砕する。

温度制御部および搬送制御部
次に、本実施形態の画像形成装置３００の定着処理に係る機能ブロックについて説明する。図４に示すように、本実施形態の画像形成装置３００は、温度制御部４００と搬送制御部４２０とを有する。各機能ブロックは、例えば、メモリ３５４に読み出されたプログラムをＣＰＵ３４５が実行することにより実現することができる。

温度制御部４００は、画像形成装置３００が画像形成処理の実行要求を取得することに基づき、サーミスタ３１から出力される定着ローラ２７の温度についての情報を用いて、定着ローラ２７の温度を制御する。具体的には、温度制御部４００は、IHコイル３０に供給される電流制御を実行する。本実施形態において、温度制御部４００は、トナーの濃度維持限界温度以下の温度であって、且つトナーの溶融限界温度以上の温度に定着ローラ２７の温度を制御する。好ましい態様において、温度制御部４００は、定着ローラ２７の温度を１００℃以下、より好ましくは９０℃以下に制御する。

なお、本明細書において、トナーの濃度維持限界温度とは、定着処理における加熱によって画像濃度が低下しない限界（最も高い）の加熱部材の温度をいう。当該加熱部材の温度を、本明細書では定着制御温度とも称す。濃度維持限界温度よりも高い温度に定着制御温度が設定される場合、定着処理によって着色剤の消色が起こるようになり、濃度維持限界温度以下の温度で定着処理が行われる場合よりも画像濃度が低下する。

また、本明細書において、トナーの溶融限界温度とは、記録媒体上におけるトナーの均一な溶解を可能とする限界（最も低い）の加熱部材の温度をいう。当該トナーの溶融限界温度よりも低い温度に定着制御温度が設定される場合、記録媒体上のトナーの溶融が不均一となる結果、定着処理後に記録媒体からのトナーの脱落が生じるなどして定着不良が発生する。

なお、具体的な定着制御温度としては、後述するH／R温度（定着ローラ２７の温度）やベルト温度（定着ベルトの温度）を挙げることができる。そのため、以下においては、H／R温度の濃度維持限界温度に相当する温度を濃度維持限界H／R温度と、また、ベルト温度の濃度維持限界温度に相当する温度を濃度維持限界ベルト温度と表記することもある。同様に、H／R温度の溶融限界温度に相当する温度を融限界H／R温度と、また、ベルト温度の溶融限界温度に相当する温度を溶融限界ベルト温度を表記することもある。

搬送制御部４２０は、画像形成装置３００が画像形成処理の実行要求を取得することに基づき、不図示の駆動モータを制御して定着ローラ２７および加圧ローラ２８を回転させる。ここで、本実施形態においては、用紙Ｐがニップ部Nを通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ以上となるように用紙Ｐのニップ部Nにおける搬送速度を制御する。より好ましくは２００ｍｓｅｃ以上である。用紙Ｐがニップ部Nを通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ未満である場合、定着不良や画像濃度の低下を起こす可能性大となる。また、特に限定されないが、装置の巨大化防止の観点から、用紙Pがニップ部Nを通過するのに要する時間は５００ｍｓｅｃ以下であることが好ましい。より好ましくは３００ｍｓｅｃ以下である。

なお、本明細書において、記録媒体がニップ部を通過するのに要する時間（以下、単に通過時間とも称す）とは、記録媒体の一部（例えば搬送方向における前側端部）がニップ部Nのセンター付近（搬送方向と直行する方向における中央部近傍）においてニップ部に到達してから排出されるまでの間の時間をいう。本実施形態において、当該通過時間は、ニップ幅と搬送速度に基づき算出することができる。

また、本明細書において、ニップ幅とは、ニップ部Ｎにおけるセンター付近の、搬送方向における長さをいう。理解を容易とするために、図５に、搬送方向を含む平面におけるニップ部Ｎの概要図を示す。図５において、Ｃは搬送方向を示し、Ｌはニップ幅を示す。
ニップ幅の値は、定着ローラの表面温度が約１８０℃の状態で、厚み１００μｍのＰＥＴシートをニップに挟み、３０秒間放置したのちＰＥＴシートを取り出し、白濁した部分の幅を測定することにより得ることができる。

画像形成処理における処理フロー
本実施形態における画像形成処理のうちの定着処理の処理フローの一例を図６に示す。

Ａｃｔ１０１において、温度制御部４００は、サーミスタ３１から出力される定着ローラ２７の温度についての情報に基づき、トナーの濃度維持限界温度以下の温度であって、且つトナーの溶融限界温度以上の温度に定着ローラ２７の温度を制御する。

Ａｃｔ１０２において、搬送制御部４２０は、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ以上となる搬送速度で定着ローラ２７および加圧ローラ２８を回転させる。

Ａｃｔ１０３において、定着装置２６のニップ部Ｎに用紙Ｐを通過させることにより、定着処理を実行する。

なお、温度制御部４００による温度制御と搬送制御部４２０による搬送速度の制御は、当該処理フローに限定されず、いずれが先に実行されてもよい。

通過時間の設定
搬送制御部４２０が用紙Ｐがニップ部Nを通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ以上となるように用紙Ｐのニップ部Nにおける搬送速度を制御する理由について説明する。
呈色性化合物と顕色剤とがカプセル化されたカプセル式消色トナーは、消色処理を迅速に行うことができる。一方、従来の定着制御温度（例えば１８０℃）で定着処理を行ったときにその温度が画像の濃度が維持される限界の温度よりも高い温度であると、着色剤の消色が起こり、その結果当該トナーを用いた画像の画像濃度が低下して、画像が用紙Ｐに形成されない場合があった。

本発明者は、鋭意研究の結果、定着制御温度をトナーの濃度維持限界温度以下の温度であって且つトナーの溶融限界温度以上の温度に設定するとともに用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する時間を１００ｍｓｅｃ以上とすることで定着処理において画像の消去を防止しながらトナー像を用紙Ｐに定着できることを見出し、本発明をなすに至った。

以下に示す実験例１〜３においては、ニップ幅を４．５ｍｍ以上１４．５ｍｍ以下の範囲で変化させている。また、荷重については、１２０Ｎ以上６０６Ｎ以下の範囲で変化させている。

実験例１〜３においては、記録紙としてMondi社の９０ｇ/ｍ²用紙を用いた。
また、各実験で形成されたベタ画像の画像濃度については、反射濃度計マクベスＲＤ１９Ｉを用いて測定した。

また、トナーの欠落が生じているか否かについては、形成されたベタ画像の部分を綿で軽くこすって画像の欠落が生じるか否かにより判断した。

また、形成されたベタ画像の消色処理は、（株）東芝製の専用消去装置「ｅ−ｂｌｕｅ用消去装置：ＴＭＤ−ＨＥ０１」内で１００℃で約２時間加熱することにより行った。

（実験例１）
実験例１においては、図３に示す定着装置を備える画像形成装置を用いた。転写部３０２および定着装置２６の構成および画像形成処理についての説明は重複するため、省略する。

なお、実験例１において、ニップ幅の値は、４．５ｍｍ（なお、両端部の長さは５ｍｍ）であった。

また、トナーは、以下のようにして製造したものを用いた。
バインダー樹脂を含む微粒化液の調製：バインダー樹脂として、ガラス転移温度Ｔｇが５０℃、軟化点が１００℃であるＰｅｓ（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）系樹脂を用いた。このＰｅｓ系樹脂３０質量部と、アニオン性乳化剤（花王製ネオペレックスＧ１５）３質量部、中和剤（ジメチルアミノエタノール）０．６質量部を用いて高圧ホモジナイザーを使用してバインダー樹脂を含む粒子の分散液（微粒化液）を作成した。

離型剤微粒化液の調製：ライスＷＡＸ３０質量部を用いてバインダー樹脂と同様の方法で微粒化液を調製した。

着色剤の調製：ロイコ染料として３−（２−エトキシ−４−ジエチルアミノフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）−４−アザフタリド１質量部、顕色剤として２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン５質量部、消色剤（温度コントロール剤）としてピメリン酸と２−（４−ベンジルオキシフェニル）エタノールとのジエステル化合物５０質量部からなる成分を加温溶解し、さらにカプセル化剤として芳香族多価イソシアネートプレポリマー２０質量部、酢酸エチル４０質量部を混合した溶液を８％ポリビニルアルコール水溶液２５０質量部中に投入し、乳化分散した。続いて、７０℃で約１時間攪拌を続けた後、反応剤として水溶性脂肪族変性アミン２質量部を添加し、さらに液温を９０℃に保って約３時間攪拌を続けて無色のカプセル粒子を得た。さらに、このカプセル粒子分散体を冷凍庫（−３０℃）に入れて発色させ、青色の着色剤を得た。この発色粒子Ｃ１を島津製作所製ＳＡＬＤ７０００にて測定したところ、その体積平均粒径は２μｍであった。

凝集、融着工程：カプセル化された着色剤１０質量部、バインダー樹脂を含む微粒化液２８３質量部、離型剤微粒化液１７質量部を硫酸アルミニウム〔Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３〕５％水溶液１００質量部を用いて、４５℃で凝集させた。その後温度を６５℃まで上昇（昇温速度：１℃／ｍｉｎ）させて融着し、さらに洗浄、乾燥することによりカプセル式消色トナーを得た。当該カプセル式消色トナーにおける着色剤の量は、１０質量％であった。

当該トナーの完全消色温度は９５℃であり、消色開始温度は８５℃であり、また、完全発色温度は−５℃であった。

なお、温度コントロール剤を含む消去トナーについては、一般的に特許第3984509号図１に開示されているような、温度特性を示す。

こうした特性を持つものにおいて、完全消色温度とは、完全消色状態（呈色性化合物および顕色剤が結合しておらず、当該結合に基づく発色が生じていない状態）における画像濃度を示すときの温度である。また、消色開始温度とは消色を開始する温度における画像濃度を示すときの温度であり、本明細書においては濃度維持限界温度と同義である。さらに、完全発色温度とは完全発色状態（その組成のトナーにおいて最も高い画像濃度となる状態）となる画像濃度を示すときの温度である。

実験例１の画像形成装置において、定着装置における搬送速度（プロセス速度）を１００、７５、３０、または１５ｍｍ／secとしてニップ部N（ニップ幅 ４．５ｍｍ）を記録紙が通過する時間を図７に示すように変化させながら、ベタ画像を形成させた。また、その際の溶融限界温度（溶融限界H／R温度）および濃度維持限界温度（濃度維持限界H／R温度）も併せて図７に示す。

（実験例２）
実験例２においては、実験例１とは異なる構造の定着装置２６を備える画像形成装置を用いた。なお、実験例１と共通する構成および処理については説明を省略する。

図８に示すように、実験例２に係る定着装置２６は、回転体ベルトである無端状の定着ベルト１０６が、ランプ１０３と１０４を内蔵する加熱ローラ１０５とスポンジローラ１０２とに掛け渡されて回転するように構成されており、スポンジローラ１０２に巻きかけられた部位に圧接するプレスローラ１１０がある。これにより、定着ベルト１０６とプレスローラ１１０により、ニップ部Nが形成される。実験例２に係る定着装置の場合は、ニップ部Nにおけるニップ幅は、８．７５ｍｍ（なお、両端部では、９．２ｍｍ）であった。

トナー像が形成された記録用紙は定着装置２６の定着ベルト１０６及びプレスローラ１１０間に挿通され、トナー像を加熱加圧定着される。定着装置２６にて、カプセル式消色トナーによるトナー像を定着終了後、記録用紙Ｐは図示していない排紙ローラにより所定方向に排出される。

当該画像形成装置において、定着装置における搬送速度を１００、７５、または３０ｍｍ／secとして通過時間を図９に示すように変化させた。また、各通過時間に対応する溶融限界温度（溶融限界ベルト温度）および濃度維持限界温度（濃度維持限界ベルト温度）も併せて図９に示す。

（実験例３）
実験例３においては、実験例１および２とは異なる構造の定着装置２６を備える画像形成装置を用いた。なお、実験例１および２と共通する構成および処理については説明を省略する。

図１０に示すように、実験例３に係る定着装置２６は、回転体ベルトである無端状の定着ベルト２０５が、サテライトローラ２０３とミニセルローラ２０２とに掛け渡されて回転するように構成されており、ミニセルローラ２０２に巻きかけられた部位に圧接するプレスローラ２０４がある。これにより、定着ベルト２０５とプレスローラ２０４により、ニップ部Nが形成される。定着ベルト２０５の加熱は、ＩＨコイル２０１により、電磁誘導加熱され所定の温度となるように制御されている。プレスローラ２０４も内臓するプレスローラランプ２０６により加熱され所定の温度となるよう制御されている。本実験例の場合は、ニップ部Nにおけるニップ幅は、１４．５ｍｍ（なお、両端部では１５．５ｍｍ）であった。

トナー像が形成された用紙Ｐは、定着装置２６の定着ベルト２０５及びプレスローラ２０４間に挿通され、トナー像を加熱加圧定着される。定着装置２６にて、カプセル式消色トナーによるトナー像を定着終了後、用紙Ｐは図示していない排紙ローラにより所定方向に排出される。

当該画像形成装置において、定着装置における搬送速度を１００または７５ｍｍ／secとして通過時間を図１１に示すように変化させた。また、各通過時間に対応する溶融限界温度（溶融限界ベルト温度）および濃度維持限界温度（濃度維持限界ベルト温度）も併せて図１１に示す。

実験例１〜３に基づき、ニップ部Ｎの通過時間と、トナーの溶融限界温度（℃）および濃度維持限界温度（℃）との関係を図１２に示す。
図１２から理解できるように、溶融限界温度はニップ幅と用紙搬送速度に依存、つまりニップ通過時間に依存して変化することが分かる。そして、ニップ通過時間１００ｍｓｅｃ以上で、カプセル式消色トナーの発色を維持しつつ、定着もできるようになることが分かる。ここで、ニップ通過時間を２００ｍｓｅｃ以上とすると、濃度維持限界温度と溶融限界温度との差をより大きくできるので、より確実に良好な画像を得ることができるので好ましい（詳しくは後述）。一方、１００ｍｓｅｃ未満の場合は、定着と画像濃度の維持とを両立できない。

また、トナーの組成を以下のように変更し、同様にニップ通過時間と、溶融限界温度および濃度維持限界温度との関係を調べた。

ロイコ染料として３−（４−ジエチルアミノ−２−ヘキシルオキシフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）−４−アザフタリド２質量部、顕色剤として１，１−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン４質量部、１，１−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ｎ−デカン４質量部、消色剤としてカプリル酸−４−ベンジルオキシフェニルエチル５０質量部からなる成分を均一に加温溶解し、カプセル化剤として芳香族多価イソシアネートプレポリマー３０質量部、酢酸エチル４０質量部を混合した溶液を、８％ポリビニルアルコール水溶液３００質量部中に乳化分散し、９０℃で約１時間攪拌を続けた後、反応剤として水溶性脂肪族変性アミン２．５部を加え、更に５時間攪拌を続けて無色のカプセル粒子を得た。さらに、このカプセル粒子分散体を冷凍庫（−30 ℃）に入れて発色させ、青色の発色粒子Ｃ2分散体を得た。この発色粒子Ｃ2を島津製作所製ＳＡＬＤ７０００にて測定したところ、その体積平均粒径は、その体積平均粒径は３.３μｍであった。

バインダ樹脂として、Ｔｇ４５℃、軟化点が７３℃のポリエステル樹脂を用いたことを除き、（実験例１）と同様にトナーを製造した。当該トナーの完全消色温度Ｔｈは７５℃で、完全発色温度Ｔｃは−１５℃であった。

このトナーに対し、ニップ通過時間と、溶融限界温度および濃度維持限界温度との関係を調べたところ、図１２と同様な傾向を示し、１００ｍｓｅｃ以上において、発色した状態での定着が可能になった。２００msec以上では、溶融限界温度と濃度維持限界温度との間が５度以上開いた。

このトナーを、７０℃に設定した実験例１で用いた定着装置（搬送速度：１５ｍｍ／sec）で定着したところ、十分な濃度を維持した状態で定着が可能となった。

ニップ通過時間１００ｍｓｅｃ以上とすることでカプセル式消色トナーの発色を維持しつつ定着もできる理由は、ニップ通過時間が長い方が用紙上のトナー層の上下方向の温度ムラが低減される為と考えられる。

定着制御温度が９０℃の場合、通過時間が短い(例えば、通過時間が１００ｍｓｅｃ未満の場合)と、トナー層の、定着ローラや定着ベルト面側の部分は、着色剤の消色開始温度８５℃を超え、消色が始まっている。これに対し、トナー層下層の用紙面側の部分は温度が低く、トナーが融けていないため、定着不良を生じてしまうという不具合を生じてしまう。

一方、通過時間が長い場合、例えば通過時間が２９２ｍｓｅｃの場合は、例えば８０℃〜８５℃の定着制御温度であれば、トナー層の、定着ローラや定着ベルト面側の部分は着色剤の消色開始温度８５℃以下であり、消色しない。すなわち、トナー層下層の用紙面側の部分の温度が高くトナーが融けているため、定着不良を発生させず、発色も維持できている。

トナー中における着色剤の含有量
次に、本実施形態に係るトナーにおける着色剤の含有割合について説明する。本実施形態に係るカプセル式消色トナーにおいて、そのトナーにおける着色剤の含有量は、１０質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。上述の実験例１〜３は、着色剤の含有量を１０質量％として行った。実験例１における画像濃度（ニップ通過時間：３００ｍｓｅｃ）は、０．３であった。また、着色剤の含有量を３０質量％と変更した以外は、実験例１と同じ条件で画像を形成した。その際、画像濃度は０．５であった。

一方、着色剤の含有量を８質量％と変更した以外は、実験例１と同じ条件で画像を形成した。その際、画像濃度は０．２５であり、画像のかすれが目視で確認された。また、色剤の含有量を３３質量％と変更した以外は、実験例１と同じ条件で画像を形成した。その際、画像濃度は０．５５であったが消色処理を行った後にカプセル剤の色が確認された。

定着制御温度の設定される範囲
本実施形態において、上述のとおり、温度制御部４００は、着色剤の濃度維持限界温度以下の温度であって、且つトナーの溶融限界温度以上の温度に加熱部材の温度（定着制御温度）を制御する。

定着制御温度と濃度維持限界温度、溶融限界温度、および消色温度との関係についての理解をより容易とするために、一例として図１３を示す。

なお、本明細書において、消色温度とは、濃度維持限界温度よりも高い温度であって、画像濃度の低下が止まり、測定により得られる画像濃度が一定となる限界（最も低い）の定着制御温度をいう。当該消色温度以上の温度を定着制御温度として設定するとき、測定される画像濃度は最も低くなる。

図１３は、実験例２においてニップ通過時間が２９２ｍｓｅｃである場合の、定着制御温度と画像濃度との関係を示すグラフである。

図１３から、８０℃および８５℃ではカプセル式消色トナーの発色を維持しつつ、トナーの欠落が生じることなく定着もできる事が判る。このとき、トナー層の表面温度は８５℃以下である。定着制御温度が８５℃を超えると、トナー層の上層から、着色剤の濃度維持限界温度である８５℃を超える部分が出てくる為、画像濃度の低下が始まる。また、定着制御温度を９５℃に設定するとき、トナー層の最下層まで着色剤の消色温度の８８℃を超え、完全に消色している事がわかる。
一方、定着制御温度が７５℃ではトナーが十分に溶融せず、定着不良が発生してしまった。

トナーの消色開始温度を高くすることは物性的に限界がある。
従って、消色トナーの場合には定着制御温度を１００℃以下に制御することが好ましい。より好ましくは９０℃以下である。このとき、発色性が維持されるとともに、低温オフセットが生じないようにするため、定着ベルトや定着ローラの温度が変化しても、その変化を許容できる速度に搬送速度が設定されることが好ましい。すなわち、濃度維持限界温度と溶融限界温度との間に当該変化を許容できる温度差が存在する速度に搬送速度が設定されることが好ましい。

本実施形態においては、搬送速度をより好ましい態様である２００msec以上とすることで、濃度維持限界温度と溶融限界温度との差（本明細書に記載の実験で示した例においては５℃以上）をより大きくできる。その結果、定着ベルトや定着ローラの温度が変化しても、画像濃度が維持され且つ画像不良が発生しない画像をより確実に形成することができる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
以上に詳述したように、この明細書に記載の技術によれば、定着処理において画像の消去を防止しながらトナー像を記録媒体に定着できる。

特開２００５−２０５６２５号公報

Claims (7)

1. バインダー樹脂と、呈色性化合物および顕色剤を含有し、外殻により覆われたカプセル構造を有している着色剤とを備える消色可能であるトナーを用いて記録媒体に形成されたトナー像を加熱する加熱部材と、
   前記加熱部材に圧接してニップ部を形成し、前記加熱部材と協働して記録媒体を挟持搬送する加圧部材と、
   前記トナーの濃度維持限界温度以下の温度であって、且つトナーの溶融限界温度以上の温度に前記加熱部材の温度を制御する温度制御部と、
   記録媒体が前記ニップ部を通過するのに要する時間が１００ｍｓｅｃ以上となるように記録媒体の前記ニップ部における搬送速度を制御する搬送制御部と、を備える画像形成装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   記録媒体の搬送方向とは直行する方向における前記ニップ部の中央近傍の前記搬送方向における長さが４．５ｍｍ以上１４．５ｍｍ以下である画像形成装置。
3. 請求項１に記載の装置において、
   前記消色可能であるトナーは、前記着色剤を１０質量％以上３０質量％以下の割合で含有する画像形成装置。
4. 請求項１に記載の装置において、
   前記搬送制御部は、記録媒体が前記ニップ部を通過するのに要する時間が２００ｍｓｅｃ以上となるように記録媒体の前記ニップ部における搬送速度を制御する画像形成装置。
5. 請求項４に記載の装置において、
   前記搬送制御部は、記録媒体が前記ニップ部を通過するのに要する時間が２００ｍｓｅｃ以上３００ｍｓｅｃ以下となるように記録媒体の前記ニップ部における搬送速度を制御する画像形成装置。
6. 請求項１に記載の装置において、
   前記温度制御部は、前記加熱部材の温度を１００℃以下に制御する画像形成装置。
7. 請求項１に記載の装置において、
   前記温度制御部は、前記加熱部材の温度を９０℃以下に制御する画像形成装置。

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