JP4961467B2 - トナー像の定着方法、定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

トナー像の定着方法、定着装置及びそれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、トナー像の定着方法、定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
電子写真法は、光導電現象を利用して感光ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像してトナー像(可視像)とした後、このトナー像を記録紙上に転写・定着する画像形成法である。
トナー像の定着には、熱、圧力、光を利用する種々の定着装置が使用されており、例えば、熱ロールを使用する定着装置が最も一般的に用いられている。
熱ロールを使用する定着装置は、熱効率が高い反面、装置の初期加熱(立ち上がり)に数十秒程度のロスタイムがあることに加え、熱ロール上に残ったトナーがオフセットにより記録紙を汚染し易い。また、一対の熱ロールで記録紙をニップするため、記録紙が連続して供給される際に、蛇行による皺や破れを生じやすい。
圧力を利用する定着装置は、ウォーミングアップや熱源が不要である等の利点により注目されている。しかし、このタイプの定着装置は、トナー像の記録紙への強固な定着が困難であり、一対のロール間に記録紙を通して加圧するため、蛇行による皺や破れが発生し易い。また、最近多用されているラベル作成用の糊付き紙を記録紙として用いる場合には、糊が下地からはみ出すこともある。
これに対して、光を利用する定着装置は、トナーがキセンノンランプ等のフラッシュ光による光エネルギーを選択的に吸収して溶融するので、トナー像の高速での定着が可能である。また、記録紙に非接触で定着を行えるので、記録紙へのトナーのオフセットや記録紙の蛇行による皺や破れの虞がなく、糊付き紙の使用時に糊がはみ出さず、トナー像の定着が容易であるという利点がある。
一方で、フラッシュ定着においては、ブラックトナーは、全波長の光を吸収するため、キセノンランプの８００〜１０００ｎｍの近赤外領域の強い光を吸収して十分な定着特性が得られる一方で、シアントナー、マゼンタトナー及びイエロートナーのようなカラートナーは、上記近赤外領域に殆んど吸収が無く十分な定着特性が得られ難い。
この対策のために、特許文献１は、カラートナーに近赤外領域の光を吸収する赤外線吸収剤を添加することを提案している。
しかし、近赤外領域に強い吸収がある赤外線吸収剤は、７８０ｎｍ以下の可視域にも吸収があるので、十分な定着性を得るために必要な量をカラートナーに添加すると、可視域での光吸収のためにトナー像の色再現性が悪くなる。
そこで、特許文献２は、トナーに添加する赤外線吸収剤の量を低減させるために、フラッシュ定着とレーザー定着を組み合わせ、レーザー定着に各色トナー専用のレーザー光を使用し、レーザー光の波長を各色トナーの最大吸収波長に合わせることにより、トナーへの熱供給効率を高めた定着方法及び装置を提案している。
特許文献３には、非接触定着(フラッシュ定着)で用いる赤外線吸収剤を含むトナーについて、粘弾性を特定の値に限定することにより低エネルギー量で定着でき、更に白抜けも防止できることが記載されている。
特開平１１−３８６６７号公報 特開２００８−１０７５７６号公報 特開２００５−１７４４２号公報
しかしながら、特許文献２に記載の定着方法を用いても、赤外線吸収剤の添加量を効果的に低減させることはできておらず、依然としてトナー像の色再現性が悪いという問題は残されている。また、定着機構としてフラッシュ定着及びレーザー定着の２つのユニットが必要になるため、装置構成が複雑になりコストが高くなるという課題も生じている。
特許文献３は、非接触定着(フラッシュ定着)に用いても白抜けが生じないための粘弾性を、赤外線吸収剤を含むトナーについてのみ記載し、赤外線吸収剤を含むトナーとは光照射時の挙動が異なる赤外線吸収剤を含まないトナーについての白抜け対策は記載されていない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、色再現性が良好なトナー像を形成することができ、レーザー定着のみで白抜け現象がなく、十分な定着性を確保できるトナー並びに該トナーの定着方法及び装置を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、前記結着樹脂が多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを必須成分とするポリエステル樹脂からなり、１１０℃の損失弾性率が２×１０3Ｐａ以上３×１０4Ｐａ以下であり、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする電子写真用トナーを提供する。
本発明はまた、記録媒体上に前記トナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより、前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とするトナーの定着方法を提供する。
本発明は更に、少なくとも１つの前記トナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに、各トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする定着装置を提供する。
本発明によれば、赤外線吸収剤を添加しなくてもレーザー定着のみで十分な定着性を確保でき、色再現性が良好で、トナーの過剰な溶融流動が生じず白抜けが発生しないトナーが提供される。
また、本発明によれば、色再現性を悪化させること無く、低コストで十分な定着性を達成できるトナー像の定着方法及び装置が提供される。
本発明の定着装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。 本発明の画像形成装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。 本発明の画像形成装置に使用する現像装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、前記結着樹脂が多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを必須成分とするポリエステル樹脂からなり、１１０℃の損失弾性率が２×１０3Ｐａ以上３×１０4Ｐａ以下であり、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする。
赤外線吸収剤を含ませず、レーザー光のみでトナーを十分な定着性で定着させるためには、トナーの損失弾性率と貯蔵弾性率の比［損失弾性率／貯蔵弾性率：ｔａｎδ；物質は、この値が小さいほど弾性的に挙動し、大きいほど粘性的に挙動する傾向が強くなる］を大きくし、加えて粘性を下げる必要がある。
しかし、結着樹脂として通常のポリエステルを用いるトナーでは、その弾性を抑え、粘性も低くしすぎると、定着時に白抜け(カラー画像の一部が円形状あるいは楕円状に白く抜けたように見える非接触加熱定着方式特有の現象)が発生してしまう。白抜けの発生は、トナー像を形成するトナーが瞬時に過剰溶融したとき、トナー流動が起きてトナー間に存在する空気がまとまってトナー像表面に現れて、その部分で色が薄くなることが原因と考えられている。
上記構成を採用したことにより、本発明のトナーには、トナーの過剰な溶融流動を妨げる微細な結晶性部分が結着樹脂全体に散在している。このため、本発明のトナーは、レーザー光のみで十分な定着性を確保できる(すなわち、赤外線吸収剤の添加を必要としない)と共に、定着時に白抜けが発生しない。
ｔａｎδの好ましい範囲は８〜２０である。８未満では弾性が高過ぎで定着し難くなる傾向になる。２０を超えると白抜けが発生し易くなる傾向になる。
(結着樹脂)
本発明のトナーにおける結着樹脂は、多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを必須成分とするポリエステル樹脂である。なかでも多価アルコール成分として１,４−シクロヘキサンジメタノールの含有率が５〜６０モル％のものを用いてなるポリエステル樹脂が好ましく、更に１,４−シクロヘキサンジメタノールとともにビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物(例えば、エチレンオキサイド２モル付加物、プロピレンオキサイド２モル付加物)を必須成分として含有するポリエステル樹脂が特に好ましい。
ポリエステル樹脂を構成する多塩基酸成分としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二塩基酸類、トリメリット酸、トリメチン酸、ピロメリット酸等の三塩基以上の酸類及びこれらの無水物、低級アルキルエステル類が挙げられ、耐熱凝集性の点からテレフタル酸又はその低級アルキルエステルが好ましい。
本発明のトナーにおいて、結着樹脂は、多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノール又はシクロヘキサンジメタノール及びビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を必須成分とするポリエステル樹脂に加えて、他のポリエステル樹脂を含んでもよい。
そのような他のポリエステル樹脂のアルコール成分は、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、１,２−プロピレングリコール、１,３−プロピレングリコール、１,４−ブタンジオール、１,３−ブタンジオール 、１,４−ブテンジオール 、１,５−ペンタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、水添ビスフェノールＡ等の２価アルコール類、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコ−ル類等でありえる。
更に、本発明トナーにおける結着樹脂は、ポリエステル樹脂以外に他の樹脂、例えば、スチレンアクリル樹脂、エポキシ樹脂、石油樹脂をブレンドして用いてもよい。
(着色剤)
着色剤には、トナー用着色剤として用い得ることが知られている染料や顔料など任意のものを使用できる。その中でも顔料を用いることが好ましい。顔料は、染料に比べて耐光性及び発色性に優れるので、顔料を用いることによって耐光性及び発色性に優れるトナーを得ることができる。
着色剤としては、例えば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、及びブラックトナー用着色剤等を挙げることができる。
イエロートナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントイエロー１、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー５、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１２、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１５、及びＣ.Ｉ.ピグメントイエロー１７、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー７４、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー９３、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１８０、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１８５等の有機系顔料：黄色酸化鉄及び黄土等の無機系顔料：Ｃ.Ｉ.アシッドイエロー１等のニトロ系染料：Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー２、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー６、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１４、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１５、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１９、及びＣ.Ｉ.ソルベントイエロー２１等の油溶性染料等を挙げることができる。
マゼンタトナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントレッド４９、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド５７、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド８１、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド１２２、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド１９、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド４９、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド５２、Ｃ.Ｉ.ベーシックレッド１０、及びＣ.Ｉ.ディスパーズレッド１５等を挙げることができる。
シアントナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントブルー１５、Ｃ.Ｉ.ピグメントブルー１６、Ｃ.Ｉ.ソルベントブルー５５、Ｃ.Ｉ.ソルベントブルー７０、Ｃ.Ｉ.ダイレクトブルー２５、及びＣ.Ｉ.ダイレクトブルー８６等を挙げることができる。
ブラックトナー用着色剤としては、例えば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、及びアセチレンブラック等のカーボンブラックを挙げることができる。
上記着色剤以外にも、紅色顔料、緑色顔料等を用いることができる。これらの着色剤は、１種を単独で用いてもよく、また色の異なる２種以上を併用してもよい。また同色系の複数の着色剤を併用することもできる。
着色剤の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が４重量部以上２０重量部以下の範囲内であることが好ましい。これにより、着色剤の添加によるフィラー効果を抑え、且つ、高着色力を有するトナーを得ることができる。一方、トナーにおける着色剤の含有量が２０重量部を超えると、着色剤のフィラー効果によって、トナーの定着性が低下する虞がある。
トナーは、必要に応じて、外添剤やトナーの添加剤として使用される種々の物質、例えば離型剤、帯電制御剤などを更に含んでもよい。
(外添剤)
外添剤としては、流動性や帯電性を向上させる目的で、無機微粒子を好ましく用いることができる。
この無機微粒子の一次粒子径は、５μｍ〜２μｍであることが好ましく、特に５μｍ〜５００μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ2／ｇであることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えば、シリカ、酸化チタン、アルミナ、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、酸化スズ、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、ペンガラ、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、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
(帯電制御剤)
トナー用の帯電制御剤は、トナーに好ましい帯電性を付与するために添加される。本発明に用いられる帯電制御剤としては、特に限定されるものではなく、従来公知の正電荷制御用又は負電荷制御用の帯電制御剤を用いることができる。
正電荷制御用の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料及びその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、及びアミジン塩等を挙げることができる。
また、負電荷制御用の帯電制御剤としては、例えば、オイルブラック及びスピロンブラック等の油溶性染料：含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸及びその誘導体の金属錯体及び金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウム等)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、ならびに樹脂酸石鹸等を挙げることができる。
これら帯電制御剤は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上の帯電制御剤を併用して用いてもよい。
帯電制御剤は、結着樹脂１００重量部に対して０.５重量部以上５重量部以下の範囲内で用いることが好ましく、０.５重量部以上３重量部以下の範囲内で用いることがより好ましい。
帯電制御剤が、結着樹脂１００重量部に対して５重量部よりも多く含まれると、二成分現像剤として用いる場合にはキャリアが汚染されてしまい、トナー飛散が発生する。また、帯電制御剤が結着樹脂１００重量部に対して０.５重量部未満であると、トナーに十分な帯電特性を付与することができない。
赤外線吸収剤を含むと粘性が低下し過ぎて白抜けが発生する場合があるので、本発明のトナーは、赤外線吸収剤を実質的に含まないことが好ましい。ここで、赤外線吸収剤に関して「実質的に含まない」とは、トナーの粘性に影響を与える量で赤外線吸収剤を含んでいないことをいう。そのような量は、例えば、結着樹脂１００重量部に対して０.１重量部以下である。
＜トナーの製造方法＞
本発明のトナーの製造方法は、特に限定されず、公知の製造方法、例えば乾式製法や湿式製法で製造することができる。
トナーは、例えば、溶融混練粉砕法によって製造することができる。
溶融混練粉砕法とは、結着樹脂及び着色剤、必要に応じて電荷制御剤その他の添加剤等を含むトナー原料を乾式混合する混合工程と、混合工程で得られた混合物を溶融混練する融解混練工程と、融解混練工程で得られた溶融混練物を冷却して固化させる冷却工程と、冷却工程で得られた固化物を機械的に粉砕する粉砕工程と、粉砕したトナー粒子を所望のサイズ以外のものを除去する分級工程を含む。
着色剤は、マスターバッチとして用いられることが好ましい。着色剤のマスターバッチは、例えば、結着樹脂の溶融物と着色剤とを混練することによって製造することができる。マスターバッチに用いられる結着樹脂としては、トナーの結着樹脂と同種の樹脂、又はトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有する樹脂が用いられる。マスターバッチにおける結着樹脂と着色剤との使用割合は、特に限定されるものではないが、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が３０重量部以上１００重量部以下の範囲内で用いられることが好ましい。マスターバッチの粒子径は、特に限定されるものではないが、例えば、粒子径２〜３ｍｍ程度に造粒されて用いられることが好ましい。
混合工程において、乾式混合に用いられる混合機としては、特に限定されるものではなく、公知の混合機を用いることができる。例えば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)等のヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)等を挙げることができる。
融解混練工程において、混合工程で得られた混合物は、結着樹脂の溶融温度以上の温度に加熱しながら攪拌して混練される。ここで、「結着樹脂の溶融温度以上の温度」とは、通常は８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度である。
融解混練工程において用いられる混練機としては、特に限定されるものではなく、例えば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミル等の一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、例えば、ＴＥＭ−１００Ｂ(商品名、東芝機械株式会社製)、ＰＣＭ−６５／８７(商品名、株式会社池貝製)等の１軸もしくは２軸の押出機、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)等のオープンロール方式のものを挙げることができる。
粉砕工程において、溶融混練物を冷却して得られる固化物の粉砕には、カッターミル、フェザーミル又はジェットミル等が用いられる。これらの粉砕機は、単独で用いてもよいし、２つ以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、固化物をカッターミルで粗粉砕した後、ジェットミルで粉砕することによって、所望の体積平均粒子径を有するコア粒子が得られる。
分級工程では、得られた粗粉に対し、分級機を用いて過粉砕トナーを除去する分級処理を実施することで、所望の体積平均粒子径を有するトナー粒子を得ることができる。分級機としては、ロータリー式分級機などの市販されているものを用いることもでき、例えば、ＴＳＰセパレータ(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)等を用いることができる。
＜現像剤＞
本発明の現像剤は、上記の本発明に係るトナーを含んでなる一成分現像剤又は二成分現像剤である。
本発明に係るトナーを一成分現像剤として用いる場合、キャリアを用いることなく上記トナーのみで用いる。
一成分現像剤として用いる場合には、ブレード及びファーブラシを用い、現像スリーブで摩擦帯電させて、スリーブ上にトナーを付着させることによってトナーを搬送し、画像形成を行う。
本発明に係るトナーを二成分現像剤として用いる場合、上記トナーをキャリアとともに用いる。つまり、本発明に係る二成分現像剤は、光の吸収光率が高い前記トナーとキャリアとを含む。そのため、長期にわたり十分な定着性を確保でき、かつ赤外線吸収剤の添加に起因する色再現性の悪化がない画像を得ることが可能な二成分現像剤となる。
キャリアとしては、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独又は複合フェライト及びキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、又は樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリア等を挙げることができる。
被覆物質としては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末等を挙げることができる。また、樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、及びフェノール樹脂等を挙げることができる。いずれも、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、１種を単独で用いてもよいし、又は２種以上を併用してもよい。
キャリアの形状は、球形又は扁平形状であることが好ましい。また、キャリアの粒子径については、特に限定されるものではないが、高画質化を考慮すると、１０〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、２０〜５０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。さらにキャリアの抵抗率は、１０8Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０12Ω・ｃｍ以上であることがさらに好ましい。なお、上記「キャリアの抵抗率」は、キャリアを０.５０ｃｍ2の断面積で底面に電極を有する容器に入れてタッピングした後に、容器内に詰められたキャリア粒子に１ｋｇ／ｃｍ2の荷重を掛け、上記荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍ2の電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることから得られる値をいう。上記抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、１０〜６０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることが好ましく、１５〜４０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることがさらに好ましい。上記「磁化強さ」は現像ローラの磁束密度によるが、現像ローラの一般的な磁束密度の条件下においては、キャリアの磁化強さが１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また上記「磁化強さ」が６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、非接触現像では像担持体と非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に限定されるものではなく、トナー及びキャリアの種類に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂被覆キャリア(密度５〜８ｇ／ｃｍ2)を用いる場合、現像剤中に、トナーが現像剤全量の２〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％含まれるように、トナーを用いればよい。また二成分現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率は、４０〜８０％であることが好ましい。
トナーには外添剤を外添してもよい。
トナーと外添剤をヘンシルミキサー等で混合し、外添剤をトナーに付着させる。
トナーに必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体の摩耗に対する影響、及びトナーの環境特性等を考慮して、外添剤の添加量としては、トナー粒子１００重量部に対し１〜１０重量部であることが好ましく、５重量部以下であることがより好ましい。
＜定着方法及び装置＞
本発明の定着方法は、記録媒体上に本発明に係るトナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後、自然冷却により再度固化させることにより、前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とする。
本発明の定着方法は、例えば、下記の本発明の定着装置により実施され得る。
本発明の定着装置は、少なくとも１つの本発明に係るトナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに、各トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする。
本発明に定着方法及び定着装置は、赤外線吸収剤を含まないトナーを用いて、レーザー光のみで定着を行うので、赤外線吸収剤添加に起因する色再現性の悪化がない画像を得ることができる。また、低コストである。
以下、本発明の電子写真用定着装置について図を参照しながら具体的に説明する。
図１は、本発明の定着装置の一形態の構成を示す模式図である。例示されているレーザー定着装置８０は、レーザー光を発生するレーザー光源８１と、レーザー光源８１から照射されたレーザー光を反射して無端ベルト６１上を走査露光する回転多面鏡８２とを備えている。
レーザー光源８１は、異なる波長を発振波長とする４本のレーザー光を、それぞれ別々に出力できるように構成されている。回転多面鏡８２は、例えば正六角面体で構成されており、図１中矢印方向に定速回転する。
駆動ローラ６２は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、無端ベルト６１を矢印方向へ回転駆動させる。従動ローラ６３は駆動ローラ６２の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、無端ベルト６１が弛まないように一定の張力を無端ベルト６１に付与する。
レーザー光源８１と回転多面鏡８２との間の光路には、コリメータレンズやシリンダーレンズ等を設けることができる。また、回転多面鏡８２と無端ベルト６１との間には、ｆθレンズ、折り返しミラー、反射ミラー等を設けることができる。
レーザー定着装置８０は、用紙Ｐ上に保持されたトナーに対し、それぞれ異なる光を照射することで、用紙にトナーを非接触定着させる。レーザー定着装置８０は用紙Ｐ上のトナー形成部位に局所的に光を照射する。
レーザー光源８１は、定着させようとするトナーに応じて、例えばＹ定着レーザー８１Ｙ、Ｍ定着レーザー８１Ｍ、Ｃ定着レーザー８１Ｃ、Ｋ定着レーザー８１Ｋから構成され得る。
Ｙ定着レーザー８１Ｙは、イエロートナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、イエロートナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば４３０ｎｍ)で発光する。
Ｍ定着レーザー８１Ｍは、マゼンタトナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、マゼンタトナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば５６５ｎｍ)で発光する。
Ｃ定着レーザー８１Ｃは、シアントナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、シアントナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば６２０ｎｍ)で発光する。
Ｋ定着レーザー８１Ｋの波長はブラックトナーの吸収波長である。ブラックトナーの吸収ピークに対応するＫ定着レーザー８１Ｋの発光波長については、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
レーザーの強度としては、１.５Ｗ／ｃｍ2以上６３０Ｗ／ｃｍ2以下の範囲であることが好ましい。なおレーザーの強度が１.５Ｗ／ｃｍ2よりも弱い場合には、レーザー照射によるトナーの溶融が不十分となるために定着率が低下する。一方、レーザー強度が６３０Ｗ／ｃｍ2よりも強くなると、レーザー照射によりトナーや用紙Ｐに焦げが生じるために定着率が低下する。
用紙Ｐが通過する間、Ｙ定着レーザー８１Ｙからのレーザー光は回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｙ定着レーザー８１Ｙの発光波長はイエロートナーの吸収波長に対応しているため、Ｙ定着レーザー８１Ｙから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のイエロートナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したイエロートナーが溶融する。
続いて、Ｍ定着レーザー８１Ｍからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｍ定着レーザー８１Ｍの発光波長はマゼンタトナーの吸収波長に対応しているため、Ｍ定着レーザー８１Ｍから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のマゼンタトナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したマゼンタトナーが溶融する。
続いて、Ｃ定着レーザー８１Ｃからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｃ定着レーザー８１Ｃの発光波長はシアントナーの吸収波長に対応しているため、Ｃ定着レーザー８１Ｃから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のシアントナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したシアントナーが溶融する。
続いて、Ｋ定着レーザー８１Ｋからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｋ定着レーザー８１Ｋの発光波長はブラックトナーの吸収波長に対応しているため、Ｋ定着レーザー８１Ｋから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のブラックトナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したブラックトナーが溶融する。
上記のように、用紙Ｐ上のトナーには、各色トナーの最大吸収波長に対応するレーザー光が照射され、その結果、トナー像を形成する各色トナーが赤外線吸収剤を含まなくても、トナー像は用紙Ｐ上に効率的及び/又は均一に定着され、定着性及び色再現性が良好で白抜けが発生しない画像が形成される。
＜画像形成装置＞
次に、本発明の電子写真方式画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、現像剤として前述の本発明に係る現像剤を使用し、前述の本発明に係る定着方法による定着装置(例えば、前述の本発明に係る定着装置)を備える限り、他の構成について特定のものに限定されず、電子写真用現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置の構成として公知のものをいずれも採用できる。
例えば、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体(感光体ドラム)と、像担持体表面を帯電させる帯電装置と、像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、前述の本発明に係る現像剤を収容し且つ像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、像担持体表面を清浄化するクリーニング装置と、前述の本発明に係る定着方法によりトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含んで構成され得る。
本発明の画像形成装置は、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機であり得る。
以下、本発明の画像形成装置について図を参照しながら具体的に説明する。
図２は、本発明の画像形成装置の１つの実施形態の構成を示す断面図である。例示されている画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能及びファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラー又はモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１００においては、コピアモード(複写モード)、プリンタモード及びＦＡＸモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。
画像形成装置１００は、トナー像形成部７と、転写部８と、定着装置４と、記録媒体供給部５と、排出部６とを含む。トナー像形成部７を構成する各部材及び転写部８に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック(ｂ)、シアン(ｃ)、マゼンタ(ｍ)及びイエロー(ｙ)の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。以降、本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
(トナー像形成部)
トナー像形成部７は、感光体ドラム１１と、帯電部１２と、露光ユニット１３と、現像装置１４と、クリーニングユニット１５とを含む。
帯電部１２、現像装置１４及びクリーニングユニット１５は、感光体ドラム１１の回転方向まわりに、この順序で配置される。帯電部１２は、現像装置１４及びクリーニングユニット１５よりも鉛直方向下方に配置される。
感光体ドラム
感光体ドラム１１は、図示しない駆動部により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない導電性基体及び導電性基体の表面に形成される感光層を含む。
導電性基体
導電性基体は種々の形状を採ることができ、例えば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。
感光層
感光層は、例えば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。その際、導電性基体と電荷発生層又は電荷輸送層との間には、下引き層を設けることが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷及び凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化する、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止する、低温及び／又は低湿環境下における感光層の帯電特性を向上させるといった利点が得られる。また最上層に感光体表面保護層を設けた耐久性の大きい三層構造の積層感光体であっても良い。
帯電部
帯電部１２は、感光体ドラム１１を臨み、感光体ドラム１１の長手方向に沿って感光体ドラム１１表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム１１表面を所定の極性及び電位に帯電させる。帯電部１２には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを用いることが可能である。本実施の形態において、帯電部１２は感光体ドラム１１表面から離隔するように設けられるが、これに限定されるものではない。例えば、帯電部１２として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体ドラム１１とが圧接するように帯電ローラを配置してもよく、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いてもよい。
露光ユニット
露光ユニット１３は、露光ユニット１３から出射される各色情報の光が、帯電部１２と現像装置１４との間を通過して感光体ドラム１１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット１３は、画像情報を該ユニット内でｂ、ｃ、ｍ、ｙの各色情報の光に分岐し、帯電部１２によって一様な電位に帯電された感光体ドラム１１表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット１３には、例えば、レーザー照射部及び複数の反射ミラーを備えるレーザースキャニングユニットを使用できる。他にもＬＥＤ(Light Emitting Diode)アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
現像装置
現像装置１４の構成を、図３に示す断面図を参照しながら説明する。現像装置１４は、本発明に係るトナーを含む二成分現像剤を用いて現像を行う。
現像装置１４は、現像槽２０とトナーホッパ２１とを含む。現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽２０は、その内部空間に本発明に係るトナーを含む二成分現像剤を収容し、且つ現像ローラ２２、供給ローラ２３、撹拌ローラ２４などのローラ部材、又はスクリュー部材を収容して、これらを回転自在に支持する。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体ドラム１１に対向する位置に現像ローラ２２が設けられる。
現像ローラ２２は、感光体ドラム１１との圧接部又は最近接部において感光体ドラム１１表面の静電潜像に本発明に係るトナーを供給するローラ状部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ２２表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧(以下単に「現像バイアス」とする)として印加される。これによって、現像ローラ２２表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量(トナー付着量)を制御することができる。
供給ローラ２３は現像ローラ２２を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ２２周辺に本発明に係るトナーを含む二成分現像剤を供給する。撹拌ローラ２４は供給ローラ２３を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ２１から現像槽２０内に新たに供給される本発明に係るトナーを供給ローラ２３周辺に送給する。トナーホッパ２１は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口(図示せず)と、現像槽２０の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口(図示せず)とが連通するように設けられ、現像槽２０のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。またトナーホッパ２１を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するよう構成してもよい。
クリーニングユニット
図２に示すクリーニングユニット１５は、記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１５には、例えば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、画像形成装置１００においては、感光体ドラム１１として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット１５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施の形態ではクリーニングユニット１５を設けたが、特に限定されるものではなく、クリーニングユニット１５を設けなくてもよい。
トナー像形成部７によれば、帯電部１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１３から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、これに現像装置１４からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト２５に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１５で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
(転写部)
転写部８は、感光体ドラム１１の上方に配置され、中間転写ベルト２５と、駆動ローラ２６と、従動ローラ２７と、中間転写ローラ２８(ｂ、ｃ、ｍ、ｙ)と、転写ベルトクリーニングユニット２９、転写ローラ３０とを含む。中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６と従動ローラ２７とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、矢印Ｂの方向に回転駆動する。中間転写ベルト２５が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ２８から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２５上へ転写される。
フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト２５上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。駆動ローラ２６は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト２５を矢印Ｂ方向へ回転駆動させる。従動ローラ２７は駆動ローラ２６の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、中間転写ベルト２５が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト２５に付与する。中間転写ローラ２８は、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に圧接し、且つ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。中間転写ローラ２８は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト２５に転写する機能を有する。
転写ベルトクリーニングユニット２９は、中間転写ベルト２５を介して従動ローラ２７に対向し、中間転写ベルト２５の外周面に接触するように設けられる。感光体ドラム１１との接触によって中間転写ベルト２５に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット２９が中間転写ベルト２５表面のトナーを除去し回収する。転写ローラ３０は、中間転写ベルト２５を介して駆動ローラ２６に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。転写ローラ３０と駆動ローラ２６との圧接部(転写ニップ部)において、中間転写ベルト２５に担持されて搬送されて来るトナー像が、後述する記録媒体供給部５から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着装置４に送給される。転写部８によれば、感光体ドラム１１と中間転写ローラ２８との圧接部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト２５に転写されるトナー像が、中間転写ベルト２５の矢印Ｂ方向への回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。
(定着装置)
本発明の画像形成装置においては、定着装置は、前述した本発明に係る定着方法を利用する定着装置である。
定着装置４は、転写部８よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられた、レーザー定着装置８０より構成される。
定着装置４は、上記＜定着方法及び装置＞で説明したとおりである。
(記録媒体供給部)
図２に示す記録媒体供給部５は、自動給紙トレイ３５と、ピックアップローラ３６と、搬送ローラ３７と、レジストローラ３８、手差給紙トレイ３９を含む。自動給紙トレイ３５は画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。ピックアップローラ３６は、自動給紙トレイ３５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ３７は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体をレジストローラ３８に向けて搬送する。
レジストローラ３８は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ３７から送給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ３９は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置１００内に取り込む装置であり、手差給紙トレイ３９から取り込まれる記録媒体は、搬送ローラ３７によって用紙搬送路Ｓ２内を通過し、レジストローラ３８に送給される。記録媒体供給部５によれば、自動給紙トレイ３５又は手差給紙トレイ３９から１枚ずつ供給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
(排出部)
排出部６は、搬送ローラ３７と、排出ローラ４０と、排出トレイ４１とを含む。搬送ローラ３７は、用紙搬送方向において定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着装置４によって画像が定着された記録媒体を排出ローラ４０に向けて搬送する。排出ローラ４０は、画像が定着された記録媒体を、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ４１に排出する。排出トレイ４１は、画像が定着された記録媒体を貯留する。
画像形成装置１００は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、例えば、画像形成装置１００の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置１００の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、例えば、記録媒体を判定する記録媒体判定手段、トナーの付着量を制御する付着量制御手段、トナーの定着条件を制御する定着条件制御手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、リードオンリィメモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)などを挙げることができる。
外部機器には、画像情報の形成又は取得が可能であり、且つ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気・電子機器を用いることができる。例えば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)レコーダ、ＨＤＤＶＤ(High-Definition Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などを挙げることができる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ(画像形成命令、検知結果、画像情報など)及び各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、上記演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部及び演算部は中央処理装置(ＣＰＵ、Central Processing Unit)を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置１００内部における各装置にも電力を供給する。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
＜体積平均粒子径＞
電解液(商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製)５０ｍｌに、試料２０ｍｇ及びアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム１ｍｌを加え、超音波分散器(商品名：ＵＨ−５０、株式会社エスエムテー製)によって、超音波周波数２０ｋＨｚで３分間分散処理して、測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名：ＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒＩＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製)を用い、アパーチャ径１００μｍ、測定粒子数５００００カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒子径を求めた。
＜結着樹脂のガラス転移温度(Ｔｇ)＞
示差走査熱量計(商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(ＪＩＳ)Ｋ７１２１−１９８７に準じ、試料１ｇを昇温速度毎分１０℃で加熱してＤＳＣ曲線を測定した。得られたＤＳＣ曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Ｔｇ)として求めた。
＜トナーの粘弾性の測定＞
トナーに動的変化応力を加えたときの貯蔵弾性率及び損失弾性率をＨＡＡＫＥ社製のＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ７５を用いて測定した。なお、動的変化応力は、２０ｍｍパラレルプレートにて１.０Ｈｚで５０％の歪みにより加えた。
１．二成分現像剤の作製
(実施例１)
結着樹脂として１,４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２.２モル付加物、テレフタル酸及び／又は無水トリメリット酸からなるポリエステル樹脂(ガラス転移温度６０℃、)８９.０重量部、着色剤マスターバッチ(顔料；Ｃ.Ｉ.Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １１１ ＤＩＣ社製)を５.０重量部、アルキルサリチル酸金属塩(帯電制御剤、商品名：ＢＯＮＴＲＯＮ Ｅ−８４、オリエント化学株式会社製)２.０重量部を、混合器(商品名：ヘンシェルミキサ、三井鉱山株式会社製)によって１０分間混合した後、二軸押出混練機(商品名：ＰＣＭ６５、株式会社池貝製)にて溶融混練した。
この溶融混練物をカッティングミル(商品名：ＶＭ−１６、菱興産業株式会社製)で粗粉砕し、次いでカウンタジェットミルで微粉砕した後、ロータリー式分級機(商品名：TSPセパレータ、ホソカワミクロン株式会社製)にて過粉砕トナーを分級除去し、体積平均粒子径６.０μｍの着色樹脂粒子(トナー母粒子)を得た。
得られたトナー母粒子と１２ｎｍのシリカ(トナー母粒子に対し０.５重量％)とをヘンシルミキサーにより混合し、シリカにより外添されたトナー粒子を得た。
キャリアとしては、体積平均粒子径４５μｍのフェライトコアキャリアを用いた。現像剤中のトナーの濃度が７％となるようにＶ型混合器混合機(商品名：Ｖ−５、株式会社特寿工作所製)を用いて２０分間混合し、実施例１の二成分現像剤を作製した。
(実施例２〜３及び比較例１〜４)
トナー母粒子に用いた結着樹脂の組成を下記表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして実施例２〜３及び比較例１〜４の二成分現像剤を作製した。
２．定着性の評価
市販の複写機(商品名：ＭＸ−２７００、シャープ株式会社製)の定着装置を、図１に示すような定着装置(Ｙ定着レーザー：４３０ｎｍ、Ｍ定着レーザー：５６５ｎｍ、Ｃ定着レーザー：６２０ｎｍ、Ｋ定着レーザー：７８０ｎｍ、出力：２５０Ｗ/ｃｍ2)に改造したものに、実施例及び比較例の二成分現像剤をそれぞれ充填した。トナーの付着量が１.２ｍｇ／ｃｍ2(トナー二層分に相当)になるように調整してベタ画像を定着し、評価画像を作成した。
作成した評価用画像の表面を、学振式堅牢度試験において、１ｋｇの荷重を載せた砂消しゴム(商品名：ライオン 消しゴム ギャザ砂、株式会社ライオン事務器製)を用いて、１４ｍｍ／ｓの速度で３往復分擦過した。擦過前後の光学反射密度(像濃度)を、反射濃度計(商品名：ＲＤ−９１４、マクベス社製)を用いて測定し、定着率を算出した。
定着率は、下記(１)式を用いて求めた。
定着率(％)＝［(擦過後の像濃度)／(擦過前の像濃度)］×１００ ・・・(１)
上記式(１)により得られた定着率が８０％以上であれば「良好」(表１中「◎」)、７０％以上８０％未満で「問題なし」(同「○」)、７０％未満で「不良」(同「×」)と評価した。
３.白抜けの評価
上記定着性の評価で出力したベタ画像を観察し、「白抜けなし」(表１中「◎」)、「僅かに白抜けあり(ただし、品質上問題のないレベル)」（同「○」）、「品質上問題のあるレベルの白抜けあり」(同「×」)の３段階にランク付けして評価した。
評価の結果を表１に示す。
Figure 0004961467
多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを必須成分とするポリエステル樹脂を結着樹脂に用いても、損失弾性率３×１０4Ｐａより大きければ、十分な定着特性が得られなかった。また、２×１０3Ｐａより小さければ、白抜けが発生する。
評価の結果、本発明の実施例の現像剤は、レーザー定着システムだけで十分な定着性を確保でき、白抜けのない良質な画像を提供できることが明らかとなった。
４ 定着装置
５ 記録媒体供給部
６ 排出部
７ トナー像形成部
８ 転写部
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電部
１３ 露光ユニット
１４ 現像装置
１５ クリーニングユニット
２０ 現像槽
２１ トナーホッパ
２２ 現像ローラ
２３ 供給ローラ
２４ 撹拌ローラ
２５ 中間転写ベルト
２６ 中間転写ベルトの駆動ローラ
２７ 中間転写ベルトの従動ローラ
２８ 中間転写ローラ
２９ 転写ベルトクリーニングユニット
３０ 転写ローラ
３５ 自動給紙トレイ
３６ ピックアップローラ
３７ 搬送ローラ
３８ レジストローラ
３９ 手差給紙トレイ
４０ 排出ローラ
４１ 排出トレイ
６１ 無端ベルト
６２ 駆動ローラ
６３ 従動ローラ
８０ レーザー定着装置
８１ レーザー光源
８２ 回転多面鏡
１００ 画像形成装置
Ｐ 用紙(記録媒体)
Ｓ１ 用紙搬送路
Ｓ２ 用紙搬送路

Claims (7)

  1. 記録媒体上に電子写真用トナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることからなり、前記電子写真用トナーが少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、前記結着樹脂が多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを必須成分とするポリエステル樹脂からなり、１１０℃における損失弾性率が２×１０ 3 Ｐａ以上３×１０ 4 Ｐａ以下であり、かつ１１０℃におけるｔａｎδ（損失弾性率／貯蔵弾性率）が８以上２０以下であること特徴とするトナー像の定着方法。
  2. 前記結着樹脂が、多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノール及びビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を必須成分とするポリエステル樹脂からなる請求項１に記載のトナー像の定着方法。
  3. 前記トナーが、シアントナー、マゼンタトナー又はイエロートナーである請求項１又は２に記載のトナー像の定着方法。
  4. 前記トナーが、外添剤を更に含んでなる電子写真用一成分現像剤として使用される請求項１〜３のいずれか１つに記載のトナー像の定着方法。
  5. 前記トナーが、キャリアを更に含んでなる電子写真用二成分現像剤として使用される請求項１〜３のいずれか１つに記載のトナー像の定着方法。
  6. 少なくとも１つの電子写真用トナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であり、前記電子写真用トナーが少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、前記結着樹脂が多価アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを必須成分とするポリエステル樹脂からなり、１１０℃における損失弾性率が２×１０ 3 Ｐａ以上３×１０ 4 Ｐａ以下であり、かつ１１０℃におけるｔａｎδ（損失弾性率／貯蔵弾性率）が８以上２０以下であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに、各トナーに含まれる着色剤の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする定着装置。
  7. 請求項６に記載の定着装置を備え、使用するトナーが外添剤を更に含んでなる電子写真用一成分現像剤又はキャリアを更に含んでなる電子写真用二成分現像剤に含まれることを特徴とする画像形成装置。
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