JP4371015B2

JP4371015B2 - 画像形成方法

Info

Publication number: JP4371015B2
Application number: JP2004261552A
Authority: JP
Inventors: 敏竹澤; 善道片桐; 安成中村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: JP2006078689A

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタや静電記録装置などの複写機、プリンタに用いることのできる、フラッシュ定着システムを用いた画像形成方法及びこの方法に用いるトナーに関する。さらに詳しくは、赤外線吸収能力が異なる複数のトナーを同時に定着させるフラッシュ定着システムにおいても、トナー毎の定着性の差が少なく、黒色トナーのように赤外線吸収能力が高いトナーの過剰定着を生じないフラッシュ定着システムを用いた画像形成方法に関する。

電子写真法としては光導電性絶縁体（感光体ドラムなど）上に一様な静電荷を与え、様々な手段により該光導電性絶縁体上に光像を照射することによって静電潜像を形成し、次いで、該潜像をトナーと呼ばれる微粉末を用いて現像可視化し、紙等の記録媒体にトナー粉像を転写した後に定着させ、印刷物を得る方法が一般的である。
この定着工程で、記録媒体上のトナーは、加圧、加熱、溶剤蒸気、光等により溶融されて、記録媒体に固着される。ここで、トナー粉像に強力な光を照射しトナーを溶融させる光定着方式は下記の理由により注目を集めている。

（１）非接触定着であるため、定着過程で画像のニジミ、チリなどが発生せず、解像度を劣化させない。
（２）装置電源投入後の待ち時間がなく、クイックスタートが可能である。
（３）システムダウンにより定着器内に記録紙がつまっても発火しない。
（４）のり付き紙、プレプリント紙、厚さの異なる紙等、記録紙の材質や厚さに関係なく定着が可能である。

現在、光定着方式において最も一般的な方法は、光源にキセノンフラッシュランプなど、800-1000nmの赤外領域の発光強度が強い光源を使用したフラッシュ定着法である。
フラッシュ定着では、フラッシュランプの光エネルギをトナーが吸収し、トナーが溶融することで印刷媒体に定着する。このため、トナーの光吸収能力（特に、フラッシュランプの主発光領域である800-1000mnの光吸収能力）の大小がトナー定着性に大きく影響する。
一般に、黒色トナーの場合、着色剤に用いられるカーボンが可視光〜赤外領域の広波長に渡る光吸収性を示すため、トナーが昇温し、十分に溶けるため、定着性が高い。
一方、カラートナーは黒トナーに比べ光の吸収効率が必然的に低く、定着不良を生じやすい。特に一般にカラー着色に用いられる有機顔料は赤外線領域の吸光度が小さく、カラートナーの光吸収性を高めるために赤外線吸収剤を添加する必用がある。しかしながら、赤外線吸収剤を添加しても、カーボンに比べると光吸収性が低いため、カラートナーは黒トナーに比べ定着性が低い。
さらに、フラッシュ定着時のトナー粉像の表面温度は、黒色トナーでは500-600℃にまで上昇するのに対し、赤外線吸収能が低いカラートナーでは300-400℃に留まるとも予想される。

この、カラートナーと黒色トナーのフラッシュ定着性の差が原因で、カラートナーと黒色トナーを含む、スポットカラー/マルチカラー／フルカラー画像をフラッシュ定着させると、次のような不具合が発生する。
カラートナーを定着させるために、フラッシュエネルギを高く設定すると、黒色トナーの温度が上がりすぎ、黒色トナーに含まれるワックスなどの低分子量成分が揮発/昇華し、フラッシュランプや、定着機から発生する臭気を消すための脱臭フィルタを汚染する。フラッシュランプ汚染が生じると、ランプの光が弱められ、定着不良をもたらす。
さらに、フラッシュ定着は非接触定着であるが故に、定着画像の表面が平滑化しない。このため、出力画像の耐擦過性（紙による擦り/爪やボールペンなどによる擦り）が低いことが問題となる。この耐擦過性が低い問題は、定着性が低いカラートナーでより顕著である。
これら、フラッシュ定着における黒色トナーとカラートナーの定着性の差を解消する検討は、現在、十分に行われていない。例えば、特許文献１には、有彩色トナーをワックス含有トナーとし、無彩色トナーをワックスを含有しないトナー又は有彩色トナーに比べワックスの含有量が少ないトナーとすることが提案されているが、この発明の目的は、白黒印刷時の光沢度を抑え、カラー印刷時の光沢均一性を与えることにあり、カラートナーと黒色トナーとの定着性の差を解消するものではなかった。さらに、非接触のフラッシュ定着では、ワックスを含有しないトナーは非常に定着性が悪く実用的でない。
特許第3342198号公報

従って、本発明の目的は、カラートナーと黒トナーを同時に定着させるフラッシュ定着システムにおいて、黒トナーの過剰定着に起因する不具合が生じない画像形成法を提供することにあり、さらに、フラッシュ定着システムにおいて、カラー出力画像が良好な耐擦過性を示す画像形成法を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、カラートナーと黒色トナーのフラッシュ定着性の差を低減し、かつカラートナーの耐擦過性を改善し、黒色トナーの過剰定着を防止するためには、下記の如く、フラッシュ定着に用いるカラートナーと黒色トナーに異なる特定のワックス添加することが有効であることを見出し本発明を完成した。
即ち、本発明は、次の方法等を提供するものである。

＜１＞ 800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0未満のカラートナー及び800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0以上の黒色トナーにより形成された画像を一括してフラッシュ定着させる画像形成法において、前記カラートナーが、数平均分子量Mnが500〜2000であり重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnが1.0〜2.0のポリオレフィンワックスを含有しており、かつ、前記黒色トナーが、数平均分子量Mnが2500〜10000のポリオレフィンワックスを含有していることを特徴とするフラッシュ定着を用いた画像形成方法。

＜２＞数平均分子量Mnが500〜2000であり重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnが1.0〜2.0のポリオレフィンワックスが、メタロセン系重合触媒を用いて得られたポリオレフィンワックスであり、かつ、数平均分子量Mnが2500〜10000のポリオレフィンワックスが、チーグラ系重合触媒を用いて得られたポリオレフィンワックスである＜１＞記載の画像形成方法。

＜３＞前記カラートナーが、更に、次式（Ｉ）により表されるエステル型構造の化合物を含むことを特徴とする＜１＞又は＜２＞記載の画像形成方法。

[一般式（Ｉ）中、ｐ、ｑ、ｍ及びｎは、１６〜２２の整数を示す。]

本発明によれば、カラートナーと黒トナーを同時に定着させるフラッシュ定着システムにおいて、黒トナーの過剰定着に起因する不具合が生ぜず、カラー出力画像が良好な耐擦過性を示す。
本発明の効果の詳細な理由は不明だが以下のように推察できる。
ポリオレフィンワックスは、一般に滑り性が良好でトナー定着画像の耐擦過性改善に効果がある。さらに、Mnが500〜2000の低分子量ポリオレフィンワックスは、Mw/Mnが1.0〜2.0でありシャープメルト性を有する。フラッシュ定着システムにおいて、カラートナーはフラッシュ光吸収能力が黒トナーに比べ低く、定着時のトナー発熱量が小さいと考えられるが、Mnが500〜2000のポリオレフィンワックスはシャープメルト性を示すため、カラートナーのような発熱量が小さいトナーの定着時であっても十分に溶融し、定着画像の耐擦過精向上効果を示す。
しかしながら、発熱量が多い黒トナーに、上述のような低分子量ポリオレフィンワックスを添加すると、ワックスが過剰に溶融し、著しい場合には昇華し、定着ランプや機内汚染の原因となる。
そこで、光吸収性が高い黒色トナーには、Mnが2500〜10000のポリオレフィンワックスを含有させることで、定着画像の耐擦過性を確保すると共に、ワックスの揮発/昇華を防止できる。
しかし、ポリオレフィンワックスは非極性樹脂のため、トナーバインダ樹脂（帯電付与のため極性樹脂が一般に用いられる）と相溶性が低い。このため、溶融混練時にバインダとワックスが相分離しやすい。特に、分子量が低いポリオレフィンワックスでは、溶融時の粘度が極めて低く、溶融バインダの粘度と差が大きいため、相分離しやすい。これに対し（Ｉ）式に示したエステル型化合物はアルキル基の非極性部位とエステルの極性部位を併せ持っているため、「界面活性剤」的な効果を有し、低分子量のポリオレフィンワックスの極性バインダへの分散性向上に寄与する。加えて、エステル型化合物の界面活性剤的な作用により、定着時に溶融トナーの用紙へ「濡れ」が向上し、トナーと用紙の結合を高め、より耐擦過性が改善されると思われる。さらに、エステル型化合物には界面活性剤的な作用があることから、トナー中の顔料などの分散性向上にも作用する。という利点も併せ持つ。

本発明は、800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0未満のカラートナー及び800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0以上の黒色トナーにより形成された画像を一括してフラッシュ定着させる画像形成法において、800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0未満のカラートナーが、数平均分子量Mnが500〜2000であり重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnが1.0〜2.0のポリオレフィンワックスを含有しており、かつ、800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0以上の黒色トナーが、数平均分子量Mnが2500〜10000のポリオレフィンワックスを含有していることを特徴とするフラッシュ定着を用いた画像形成方法である（以下、重量平均分子量Mwを「Mw」、数平均分子量Mnを「Mn」と称する場合がある）。

ここで、トナーのフラッシュ光吸光度の指標となる、トナーの800-1000nmの範囲の光吸収特性は平均吸光度で数値化でき、各種分光光度計で測定可能である。例えば、紫外可視近赤外分光光度計（V-570-ST：日本分光製）に積分球装置を取り付けた分光光度計を用い、測定バンド幅5nmで、反射光の吸光スペクトルにより測定可能である。
具体的には、次のようにして、該平均吸光度を求める。

先ず、石英製セル(3.7×2.2×5cm例えばミノルタ製1864-711など)にトナーを充填し、測定試料を調製する。この試料を前記分光光度計の反射スペクトル測定位置にセットし、各波長の光を照射する。試料に当てる光量をＸ、試料から反射した光量をＹとし、以下の式から反射率を求める。
反射率・・・Ｒ(％)＝（Ｙ／Ｘ）×１００
なお、測定に先立ち、白色校正板の反射率が１００％になるよう校正を行う。
次に、この反射率から吸光度を求める。
吸光度・・・Ａｂｓ＝−log（Ｒ／１００）
平均吸光度は、800-1000nmの間の各吸光度の平均値とする。

本発明では、平均吸光度1.0以上を800-1000nmの範囲の吸光度が高いトナー、吸光度1.0未満を800-1000nmの範囲の吸光度が低いトナーとする（吸光度1.0は、「吸光率」では90％に相当する）。
フラッシュ定着に用いられるトナーにおいて、着色剤にカーボンブラックを用いた黒色トナーは、カーボン添加量にもよるが、800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0以上を示す。一方、カラートナーは、赤外線吸収剤の添加量にもよるが、800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0未満を示す。

〔本発明のトナーに好適な材料〕
・ポリオレフィンワックス
本発明に適応できるポリオレフィンワックスとしては、エチレン、プロピレンなどのα-オレフィン、またはシクロヘキセン、ノルボルネンなどの環状オレフィンのホモポリマー、コポリマー、共重合体を単独/または混合したものが挙げられる。
さらにMnが500〜2000のポリオレフィンワックスとしては、メタロセン系重合触媒を用いて合成されたワックスが特に好適である。メタロセン系重合触媒としては、周期律表のIVｂ族、Vb族、VIｂ族から選ばれた遷移金属、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロムなどとシクロペンタジエニル環あるいは置換シクロペンタジエニル環が２個共有結合により結合したサンドイッチ型の分子、およびアミノオキサンからなる触媒系を用いることができる。
このワックスのＭｎは、５５０〜１５００が好ましく、特に６００〜１２００が好ましい。
これらメタロセン触媒を用いて合成されたワックスは、分子量分布Mw/Mnを1.0〜2.0程度に抑えることが可能であり、シャープメルト性が高いのでトナーの耐擦過製改善の点で好ましい。分子量分布が大きいと、耐擦過性が低下すると共にフィルミングなどが発生しやすい。

一方、Mnが2500〜10000のポリオレフィンワックスとしては、チーグラ触媒を用いて合成されたワックスや、熱分解法により得られたワックスを好適に用いることができる。このワックスのＭｎ、３０００〜８０００が好ましく、特に３０００〜５０００が好ましい。
なお、Ｍｎ、Ｍｗは、次の方法で求めた。
試料30ｍｇをo-ジクロロベンゼン20ｍｌに145℃で完全溶解した後、孔径0.45μmのフィルタでろ過しサンプルを形成する。次にゲル浸透クロマトグラフ（AllianceGPC2000型、Waters製）を用い、測定カラム（TSKgelGMH6-HTとTSKgelGMH6-HTL、東ソー）、カラム温度140℃、流速1ml/min、サンプリング時間間隔１ｓの条件で測定した。カラム較正にはポリスチレンを用いた。
上記ワックスの含有量は、各トナー中、0.1〜5.0重量％が好ましく、特に、0.4〜3.0 重量％が好ましい。

バインダ樹脂
バインダ樹脂としては特に限定されず、各種の天然または合成高分子物質よりなる熱可塑性樹脂を用いることができるが、代表的には重量平均分子量５０００〜１０万程度、融点９０〜１４０℃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、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂などが単独又は混合して用いられる。
特に、フラッシュ照射時の樹脂分解によるガス発生が少ない点で、ポリエステル樹脂が好適である。

着色剤
着色剤も特に限定されず、染料、顔料等のいずれでもよい。例えばカラートナーでは、キナクリドン（赤色）、フタロシアニン（青色等）、アンスラキノン（赤色）、ジスアゾ（赤色又は黄色）、モノアゾ（赤色）、アニライド系化合物（黄色）、ベンジジン（黄色）、ベンズイミダゾロン(黄色)、ハロゲン化フタロシアニン（緑色）などが用いられる。黒色トナーでは、カーボンブラック、ニグロシン染料、フェライト、マグネタイト、チタンブラックなどの黒色染顔料を広く用いることができる。
着色剤の添加量は、その種類にもよるが、0.01〜50重量％程度が好ましく、特に0.1〜20重量％が好ましい。

・赤外線吸収剤
着色剤と共に800〜1000nmのフラッシュ発光領域に光吸収性を有する赤外線吸収材料を併用することができる。特に、カラートナーにおいては着色剤だけでは800〜1000nmのフラッシュ吸光度が低いので、赤外線吸収剤の添加が好ましい。これらの、800〜1000nmのフラッシュ発光領域に光吸収性を有する赤外線吸収剤としては、例えばアミニウム塩、酸化インジウム系金属酸化物、酸化スズ系金属酸化物、酸化亜鉛系金属酸化物、スズ酸カドミウム、特定のアミド化合物、ナフタロシアニンおよび/フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、ランタノイド系化合物などが用いられる。さらに、カーボンブラック，チタンブラック，フェライト，マグネタイト，炭化ジルコニウム等の黒色顔料等も使用可能である。これらは単独で用いても、混合して用いても良い。
赤外線吸収剤の添加量は、その種類にもよるが、0.01〜10重量％程度が好ましく、特に0.1〜5重量％が好ましい。

帯電制御剤
トナーの帯電性能を制御するための帯電制御剤としては、トナーに帯電を付与させる能力があれば特に制限されないが、カラートナーにおいてはトナーの色相に与える影響が小さいことを考慮すると、無色、淡色のものが好ましい。好適には、４級アンモニウム塩（無色）、ニグロシン染料（黒色）、トリフェニルメタン誘導体（青色）などが正極性帯電制御剤として、ナフトール酸亜鉛錯体（無色）、サリチル酸亜鉛錯体（無色）、ホウ素化合物などが負極性帯電制御剤として用いることができる。
帯電制御剤の添加量は、その種類にもよるが、0.1〜１０重量％程度が好ましい。

ワックス組成物
ポリオレフィンワックス以外に、分散性を損なわない程度の添加量で他のワックス等も添加できる。ワックス組成物としては、天然ワックス、合成ワックスなどを広く用いることができる。例えば、石油系ワックスとしてパラフィンワックス、マイクロクリスタインワックスなど、鉱物ワックスとしてフィッシャートロプシュワックス、モンタンワックスなど、植物ワックスとしてカルナバワックスなど、動物ワックスとして蜜ろう、ラノリンなど、合成ワックスとして脂肪酸エステル類、アミド系ワックス、変成ポリオレフィンなど、さらにその他の化合物としてテルペン系化合物、ポリカプロラクトンなどを単体、または混合物として広く用いることができる。中でも、軟化温度が150℃以下のものが好ましく、特にトナーバインダ樹脂の溶融軟化温度より低い軟化温度を示すものが好ましい。
その他のワックスの添加量は、その種類にもよるが、0.1〜10重量％程度が好ましい。

外添剤
トナーに外添する添加剤としては、通常用いられている材料が広く適応できる。シリカ、チタニア、アルミナ、酸化亜鉛などの無機微粒子や該無機粒子の疎水化処理品、またはポリスチレン、PMMA、メラミン樹脂等の樹脂粒子などが適応できる。

トナーの製造
トナーの製造は、通常のトナー製造法と同様の方法で行うことが可能である。
粉砕法で作成する場合、バインダ樹脂、ポリオレフィンワックス、エステル化合物、さらに必要に応じてワックス組成物、着色剤、帯電制御剤、赤外線吸収剤などのトナー構成物を混合した後、ニーダー、押し出し機などを用いて上記材料を溶融混練する。この後溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で微粉砕し、風力分級機により、目的とする粒径のトナー粒子を得る。さらに、外添剤を添加し、最終的なトナーを完成させる。

本トナーを重合法で作成することも可能である。この場合、主に懸濁重合法と乳化重合法が適応できる。
懸濁重合法で作成する場合、スチレン、ブチルアクリレート、2エチルヘキシルアクリレートなどのモノマ、ジビニルベンゼンなどの架橋剤、ドデシルメルカプタンなどの連鎖移動剤、着色剤、帯電制御剤、エステル化合物、ポリオレフィンワックス、赤外線吸収剤、重合開始剤を混合してモノマ組成物を作成する。その後、リン酸三カルシウム、ポリビニルアルコール等の懸濁安定剤、界面活性剤が入った水相中に、前記モノマ組成物を投入し、ローターステータ式乳化機、高圧式乳化機、超音波式乳化機などを用いてエマルションを作成した後、加熱によりモノマの重合を行う。重合終了後、粒子の洗浄、乾燥を行い、外添剤を添加して最終的なトナー粒子を得る。

乳化重合法で作成する場合、過硫酸カリウムなどの水溶性重合開始剤を溶解させた水中に、スチレン、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートなどのモノマ、必要に応じてドレシル硫酸ナトリウムなどの界面活性剤を添加し、攪拌を行いながら過熱、重合を行い樹脂粒子を得る。その後、エステル化合物粒子、ポリオレフィンワックスの粒子、赤外線吸収剤粒子を樹脂粒子が分散したサスペンション中に添加し、サスペンションのpH、攪拌強度、温度などを調整することにより粒子をヘテロ凝集させる。さらに、系を樹脂のガラス転移温度以上に過熱、ヘテロ凝集体を融着させトナー粒子を得る。その後、粒子の洗浄、乾燥を行い、外添剤を添加して最終的なトナー粒子を得る。この粒子の着色は、ヘテロ凝集体を融着させた後、染料で染色しても良いし、ヘテロ凝集体形成時に顔料を合わせて凝集させても良い。

（電子写真用現像剤）
本発明の電子写真用現像剤（以下、「現像剤」と略す場合がある）は、本発明のトナーからなる一成分現像剤、あるいは、キャリアと本発明のトナーとからなる二成分現像剤のいずれであってもよい。以下、本発明の現像剤が二成分現像剤である場合について詳細に説明する。

上記二成分現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアを用いることができる。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を挙げることができる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。

キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。

キャリアのコート剤に用いる導電材料としては、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。

またキャリアの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが好ましい。キャリアの芯材の体積平均粒径としては、一般的には１０〜５００μｍであり、好ましくは３０〜１００μｍである。

またキャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、前記被覆樹脂、および必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して適宜選択すればよい。

具体的な樹脂被覆方法としては、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。

前記二成分現像剤における本発明の光定着カラートナーと上記キャリアとの混合比（重量比）としては、トナー：キャリア＝１：１００〜３０：１００程度の範囲であり、３：１００〜２０：１００程度の範囲がより好ましい。

また、本発明の現像剤は、抵抗値が１０⁸〜１０¹⁵Ωの範囲であるキャリアを用いる時には、トナー濃度が３重量％〜１５重量％の範囲内となるようにして使用することが望ましい。また、このようにして調整された現像剤の抵抗値は、１０¹⁰Ω以上とすることが好ましい。このような範囲内に、キャリアの抵抗値、トナー濃度、および、現像剤の抵抗値を調整することにより良好な帯電量を維持することができる。

上述の各工程は、いずれも従来の画像形成方法で採用されている公知の方法により行なうことができる。また、本発明の画像形成方法は、例えば、潜像担持体表面をクリーニングするクリーニング工程等、上記した工程以外の工程を含むものであってもよい。
なお、本発明のトナーは、光定着性に優れるため、定着工程においては、フラッシュ定着方式、赤外線照射定着方式等の公知の光定着方式を利用することができるが、これに限定されるものではなく、ヒートロール方式、オーブン方式等の公知の熱定着方式も必要に応じて利用することができる。

本発明の画像形成方法による画像の形成は、潜像担持体として電子写真感光体を利用した場合、例えば、以下のように行うことができる。まず、電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により一様に帯電した後、露光し、静電潜像を形成する。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触若しくは近接させて、静電潜像にトナーの粒子を付着させ、電子写真感光体上にトナー像を形成する。形成されたトナー像は、コロトロン帯電器等を利用して紙等の被転写体表面に転写される。さらに、被転写体表面に転写されたトナー像は、光定着器（あるいは熱定着器）により光定着（あるいは熱定着）され、記録媒体上に画像が形成される。

このような画像形成に際し、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックからなる４色の本発明のトナーを用いる場合、光定着は各色の光定着カラートナー像を記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、４色全ての光定着カラートナー像を積層した状態で記録媒体に転写した後、一度に同時に行ってもよい。

光定着の際の光エネルギー（以下、「フラッシュエネルギー」と称することがある）としては、各色の光定着カラートナー像毎に転写し光定着を行なう場合（以下、「単色光定着」と称することがある）には、１〜３Ｊ／ｃｍ²程度の範囲内とすることが好ましく、４色の光定着カラートナー像を積層した状態で転写し一度に光定着を行なう場合（以下、「４色一括光定着」と称することがある）には、２〜７Ｊ／ｃｍ²程度の範囲内とすることが好ましい。
フラッシュエネルギーが、単色光定着において１Ｊ／ｃｍ²未満、４色一括光定着において２Ｊ／ｃｍ²未満の場合には良好に定着できない場合がある。一方、単色光定着において３Ｊ／ｃｍ²を超える場合や、４色一括光定着において７Ｊ／ｃｍ²を超える場合には、トナーの印字欠陥であるボイドや、記録媒体の焦げ等が発生する場合がある。

光定着に際し用いられる光定着器としては、赤外線ランプや、キセノンランプ等、近赤外域の赤外線を照射することができる光源（ランプ）を利用でき、用いるランプは１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。但し、フラッシュ発光方式としては複数のフラッシュランプを並べ0.01〜100ｍｓ程度遅らせて複数回発光を行い、同じ箇所を複数回照らすことでボイドと定着性を両立するものである。これをディレイ発光とよぶこととする。
1回目の発光から2回目の発光までは0.1〜50ｍｓであることが好ましい。0.1ｍｓより短い時間でフラッシュ照射するとボイドが発生し、50ｍｓ以上では一旦印刷物が冷えてしまい効果が少ない。

以下に実施例を示すが、本発明はこれら実施例により制限されるものではない。

〔赤外光吸収材の製造例/バナジルナフタロシアニン〕
原材料として、ナフタレンジニトリル4.0部、酸化バナジル0.3部、ＤＢＵ1.5部、ｎ−アミルアルコール20部を用い、これを混合した後、還流下６時間攪拌した。
冷却後、メタノール100ｍＬに排出、析出物を濾別し、カラムクロマトグラフィーにて精製を行いバナジルナフタロシアニン2.8部を得た。
該バナジルナフタロシアニンを気流衝突型粉砕機および／またはアトライター粉砕機を用いて微粉化処理を行った。
このようにして、赤外線吸収剤Aを得た。

〔トナー作成例１〕
バインダ樹脂として、酸価10mg／ＫＯＨ、軟化温度104℃のポリエステル樹脂を用い、これに対してイエロー着色剤（HG、クラリアント）を5重量％、４級アンモニウム化合物（PSY、クラリアント）2重量％、さらに上式（Ｉ）に示すエステル型構造の化合物（ＷＥＰ-５，日本油脂）1重量％、分子量Mn=1100、Mw=1500、Mw/Mn=1.4のメタロセン系重合触媒を用いて得られたポリエチレンワックス（クラリアント社製セリダスト2055）（ワックス-A）１重量％、及び上記赤外線吸収剤A 0.75重量％を添加、ヘンシェルミキサーで充分混合した後、該トナー組成物を２軸押出機（PCM-30、混練機池貝製）に連続フィードし溶融混練した。このトナー組成物の溶融混練物を冷却後、粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕した。得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、平均粒子径8.5μｍの粉体を得た。この粉体に疎水性シリカ（ＴＧ820、キャボット）0.5％を添加し、ヘンシェルミキサーで均一混合しトナー（Y-1）を得た。試作トナーの組成を表1に示す。

なお、ポリエチレンワックスの分子量（ＭｎおよびＭｗ）測定は以下の通りに行った。先ず、試料30ｍｇをo-ジクロロベンゼン20ｍｌに145℃で完全溶解した後、孔径0.45μmのフィルタでろ過しサンプルを形成する。次にゲル浸透クロマトグラフ（AllianceGPC2000型、Waters製）を用い、測定カラム（TSKgelGMH6-HTとTSKgelGMH6-HTL、東ソー）、カラム温度140℃、流速1ml/min、サンプリング時間間隔１ｓの条件で測定した。カラム較正にはポリスチレンを用いた。

さらに、ワックスと顔料の分散性を、以下の方法で判定した。ミクロトーム（RM2145、ライカ製）にて溶融混練物の薄片を形成し、顕微鏡観察を行い、2μm以上のワックス、顔料の凝集物が観察されたものを不良、凝集物が観察されなかったものを良好と判定した。
上記トナーの顔料とワックスの分散性は良好であった。

〔トナー作成例2〕
上記トナー作成例１の着色剤をマゼンタ着色剤（F6B,クラリアント）、添加量を5重量％とした以外は、トナー作成例１に従ってトナー（M-1）を作成した。組成を表１に合わせて示す。

〔トナー作成例3〕
上記トナー作成例2のワックスを分子量Mn=640、Mw=880、Mw/Mn=1.4のメタロセン系重合触媒を用いて得られたポリエチレンワックス（クラリアント社製セリダスト2051 ）（ワックス-B）１重量％とした以外は、トナー作成例2に従ってトナー（M-2）を作成した。組成を表１に合わせて示す。

〔トナー作成例4〕
上記トナー作成例2のワックスを分子量Mn=4200、Mw=15000、Mw/Mn=3.6の熱分解法により得られたポリエチレンワックス（三井化学社製NL900）（ワックス-C）１重量％とした以外は、トナー作成例2に従ってトナー（M-3）を作成した。組成を表１に合わせて示す。

〔トナー作成例5〕
上記トナー作成例2のワックスを分子量Mn=1000、Mw=2800、Mw/Mn=2.8のチーグラ触媒を用いて合成されたポリエチレンワックス（三井化学社製HW200）（ワックス-D）１重量％とした以外は、トナー作成例2に従ってトナー（M-4）を作成した。組成を表１に合わせて示す。

〔トナー作成例6〕
上記トナー作成例１の着色剤をシアン着色剤（B2G,クラリアント）、添加量を3重量％とした以外は、トナー作成例１に従ってトナー（C-1）を作成した。組成を表１に合わせて示す。
〔トナー作成例7〜9〕
上記トナー作成例１の着色剤をカーボンブラック（Regal330R,キャボット）、添加量を7重量％とした以外は、トナー作成例１に従ってトナー（K-1）を作成した。またさらに、トナー作成例３，４で試作したトナーの着色剤をカーボンブラック（Regal330R,キャボット）、添加量を7重量％とした以外は、トナー作成例３，４に従ってトナー（K-2、3）を作成した。組成を表１に合わせて示す。

〔トナー作成例10〕
上記トナー作成例１の着色剤をカーボンブラック（Regal330R,キャボット）、添加量を7重量％とし、ワックスをチーグラ触媒を用いて合成されたMn=3800、Mw=11000、Mw/Mn＝2.9のポリエチレンワックス（三井化学社製NL500）（ワックス-E）1重量％に変更した以外は、トナー作成例１に従ってトナー（K-4）を作成した。組成を表１に合わせて示す。

〔定着実験例１〕
上記トナー作成例で試作したトナーを用い、それぞれのトナーについて、付着量を0.6ｍｇ/ｃｍ２に調整して、トナーの２．５４×２．５４ｃｍ²（１インチ四方）の未定着粉像を形成した。この粉像は、１次色を想定している。さらに、２次色を想定して、付着量を1.2ｍｇ/ｃｍ２に調整して、トナーの２．５４×２．５４ｃｍ²（１インチ四方）の未定着粉像を形成した。
これらの未定着トナー粉像を、光定着器として800〜１０００ｎｍの波長範囲に高い発光強度を有するキセノンフラッシュランプを搭載した商品番号ＣＦ１１００のプリンタ（富士ゼロックス製）の改造機により、フラッシュ定着を行った。フラッシュの発光のスペクトルを図１に示す。フラッシュ照射方法は単位面積当たりの発光を2回行うディレイ発光方式とした。ディレイ発光は同じエネルギを2回照射し、ディレイ時間は5ｍｓ（ミリ秒）とした。
次に、得られた１インチ四方の画像の定着率を以下のように評価した。まず、画像の光学濃度（ＯＤ１）を測定し、その後、この画像上に粘着テープ（スコッチメンディングテープ、住友３Ｍ製）を貼り、しかる後、粘着テープを引き剥がし、剥離後の画像の光学濃度（ＯＤ２）を測定した。なお、光学濃度（STATUS A）は分光色度計（X-rire938、X-rite製）により,光源D50、２°（バッキング白）の条件で測定した。
次に、得られた光学濃度の値を用いて下式（１）より定着率を算出した。

・定着率（％）＝ＯＤ２／ＯＤ１×１００……（１）
定着性の評価 90% 以上 ◎
80〜89% 〇
79以下 ×(使えないレベル)

また、上記画像の擦過性を次のように評価した。まず、画像の光学濃度（ＯＤ１）を測定し、その後、画像をステンレス製爪（0.25ｍｍ厚）で10回擦過し、擦り後の画像の光学濃度（ＯＤ3）を測定した。得られた光学濃度の値を用いて下式（2）より耐擦過率を算出した。
・耐擦過率（％）＝ＯＤ3／ＯＤ１×１００……（2）
耐擦過性の評価 85% 以上 ◎
70〜85% 〇
69以下 ×(使えないレベル)

定着率、耐擦過率の結果を表２に示す。

表２より、一次色はいずれのトナーも良好な定着性、耐擦過性を示すことがわかる。一方、２次色では、M-3、M-4トナーの耐擦過性が低い。M-3トナーでは添加したワックスのMnが4200と高く、M-4トナーでも添加したワックスのMwが2800と高いためと考えられる。

〔定着実験例２〕
上記トナーが定着時に昇華や機内汚染を生じるか確認するため、各トナーを定着試験例１で用いた、光定着器として800〜１0００ｎｍの波長範囲に高い発光強度を有するキセノンフラッシュランプを搭載した商品番号ＣＦ１１００のプリンタ（富士ゼロックス製）の改造機に搭載し、トナー単色付着量を0.8ｍｇ/ｃｍ２に調整して、記録媒体として普通紙（ＮＩＰ−１５００ＬＴ、小林記録紙）を用い、印字率20％で100,000枚の連続印刷を行った。試験後、定着ランプの表面（ランフ゜保護ガラス表面）を目視観察し、トナー昇華によるランプ汚れの有無を調査した。
結果を表３に示す。

K-1、K-2トナーでは、定着ランプの汚れが生じた。これは、光吸光度が高い黒色トナーに低分子量のワックスを添加したため、定着時にワックスの昇華が生じたものと考えられる。

〔定着実験例3〕
Y-1、M-2、C-1、K-3トナーを、フルカラープリンタLS8000C（京セラ製）の定着機を取り外した改造機に搭載し、各色の付着量が約0.5mg/cm2になるように調整し、YMCKからなるフルカラーの粉像を形成した。この未定着トナー粉像を、光定着器として800〜１0００ｎｍの波長範囲に高い発光強度を有するキセノンフラッシュランプを搭載した商品番号ＣＦ１１００のプリンタ（富士ゼロックス製）の改造機により、フラッシュ定着を行った。
得られた画像の、定着性、耐擦過性は良好であった。さらに、得られた画像は黒色部とカラー部で光沢差が小さく違和感の無いものであった。

本発明によれば、カラートナーと黒トナーを同時に定着させるフラッシュ定着システムにおいて、黒トナーの過剰定着に起因する不具合が生ぜず、カラー出力画像が良好な耐擦過性を示す。

フラッシュ発光のスペクトルを示す図である。

Claims

800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0未満のカラートナー及び800-1000nmの範囲の平均吸光度が1.0以上の黒色トナーにより形成された画像を一括してフラッシュ定着させる画像形成法において、前記カラートナーが、数平均分子量Mnが500〜2000であり重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnが1.0〜2.0のポリオレフィンワックスを含有しており、かつ、前記黒色トナーが、数平均分子量Mnが2500〜10000のポリオレフィンワックスを含有していることを特徴とするフラッシュ定着を用いた画像形成方法。
数平均分子量Mnが500〜2000であり重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnが1.0〜2.0のポリオレフィンワックスが、メタロセン系重合触媒を用いて得られたポリオレフィンワックスであり、かつ、数平均分子量Mnが2500〜10000のポリオレフィンワックスが、チーグラ系重合触媒を用いて得られたポリオレフィンワックスである請求項１記載の画像形成方法。
前記カラートナーが、更に、次式（Ｉ）により表されるエステル型構造の化合物を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成方法。

[一般式（Ｉ）中、ｐ、ｑ、ｍ及びｎは、１６〜２２の整数を示す。]