(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じた静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、該帯電手段で帯電した後の前記潜像担持体の表面にレーザ光源からレーザ光を照射して露光し、前記静電潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体上に形成された前記静電潜像を各トナーで現像する現像手段と、を有した画像形成ユニットを、ブラックトナーと滅法３原色の３つのカラートナーの計４色のトナー毎に設け、各トナーに対応した単色トナー像を並行して略同時に形成可能な４連タンデム型のカラー画像形成装置において、
前記ブラックトナーは、ブラックトナーの単色ベタ画像のトナー付着量が、前記カラートナーの単色ベタ画像のトナー付着量と同等量となるように記録材上に出力した場合に、ブラックトナーの単色ベタ画像の光学濃度が、カラートナーの単色ベタ画像の光学濃度の略半分以下となるように、調整された低濃度トナーとなっていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラックトナーは、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2となるように記録材上に出力した場合に、その光学濃度が１．２以上、且つ、トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2となるように記録材上に出力した場合に、その光学濃度が０．８以下となるように、調整されていることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記ブラックトナー用の露光手段は、（１）レーザ光を照射せず露光しない、（２）単色ベタ画像の光学濃度が１．２以上となるように露光する、（３）単色ベタ画像の光学濃度が１．２未満となるように露光する、の少なくとも１ドットあたり３値の露光量変調が可能となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記ブラックトナー用の画像形成ユニットで画像形成を行う際の中間調処理では、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となるように前記レーザ光源の露光量を制御することを表すＬｋ＿ＯＮで埋め尽くされるパターンを必ず経由するディザを用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記ブラックトナー用の画像形成ユニットは、前記レーザ光源の分解能に応じた濃度の異なるベタ画像からなるテストパターンを形成するテストパターン形成手段を備え、このテストパターン形成手段で形成されたテストパターンの濃度から濃度ムラ評価値を算出し、この濃度ムラ評価値に基いて前記ブラックトナー用の露光手段のトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となる露光量を決定することを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記濃度ムラ評価値が一定の許容値以下であり、且つ、一番少ない露光量を前記ブラックトナー用の露光手段のトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となる露光量として決定することを特徴とする請求項５に記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記ブラックトナー用の露光手段の前記レーザ光源の露光量変調では、点灯時間を可変とすることにより制御されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】
前記ブラックトナー用の露光手段の前記レーザ光源の露光量変調では、レーザパワーを可変とすることにより制御されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項９】
前記ブラックトナー用の露光手段は、露光量が相違する２つのレーザ光源を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項１０】
前記ブラックトナー用の露光手段の２つのレーザ光源は、レーザパワーが相違し、レーザパワーの高い方を所定の基準値から明度が低い低明度域の階調再現において使用し、他方を基準値から明度が高い高明度域の階調再現において使用することを特徴とする請求項９に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１１】
前記ブラックトナー用の露光手段の２つのレーザ光源は、点灯時間が相違し、点灯時間が長い方を所定の基準値から明度が低い低明度域の階調再現において使用し、他方を基準値から明度が高い高明度域の階調再現において使用することを特徴とする請求項９に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１２】
前記ブラックトナー用の露光手段の２つのレーザ光源は、波長が相違し、波長が長い方を所定の基準値から明度が低い低明度域の階調再現において使用し、他方を基準値から明度が高い高明度域の階調再現において使用することを特徴とする請求項９に記載のカラー画像形成装置。
【請求項１３】
前記ブラックトナーの体積平均粒径が、３〜５μｍであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項１４】
前記ブラックトナーの平均円形度が、０．９００〜０．９７５であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項１５】
前記ブラックトナーは、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーであることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項１６】
中間転写体を備え、前記各画像形成ユニットから該中間転写体に一旦転写してから記録材に転写する中間転写方式であることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた電子写真方式の画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成ユニットを複数備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置において、濃度の異なるブラックトナー用の現像手段を複数設けることなく、ドットの安定性、粒状性、及び階調再現性などの画像品質を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー画像形成装置では、フルカラー画像出力の高速化、高画質化、及び、複数種の記録紙対応の要望に応えるため、４連タンデム型の中間転写方式が主流となっている。この４連タンデム型中間転写方式の画像形成装置は、画像形成ユニットを４個並べて搭載し、中間転写ベルト上へと各色のトナー像を多重転写した後、中間転写ベルト上に形成されたトナー像を記録紙へと転写し、定着手段で加熱・加圧することにより記録紙へトナー像を定着させて、フルカラー画像を出力しており、通常は減法混色の基本色（色材の３原色）であるシアン（以下、単にＣという。）、マゼンタ（以下、単にＭという。）、イエロー（以下、単にＹという。）に加えて、黒生成抽出のためのブラック（以下、単にＢｋという。）の４色のトナーが用いられている。
【０００３】
このようなＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの４連タンデム型中間転写方式の画像形成装置は、４色のトナー像をそれぞれの画像形成ユニットの感光体ドラム上に並行して略同時に形成することができるため、全体としての画像形成速度が速く、単位時間あたりの出力枚数を多くすることができるという特徴があり、高速性に優れている。
【０００４】
また、電子写真方式の画像形成装置には、中間的な濃度や低濃度画像を再現するのに、トナーの付着領域の割合を小さくすることにより階調を表現する面積階調と、単位面積あたりのトナーの付着量を変化させて階調を表現する濃度階調との２種類の手法があるが、面積階調の方が一般的となっている。
この面積階調により記録画像の濃淡の差異を表現する場合には、高濃度の画像部分は面積あたりのドット数も多く、１ドットの大きさも大きくなり、低濃度の画像部分は面積あたりのドット数も少なく１ドットの大きさも小さくなる。このため、低濃度部ではドットが小さいことから面積あたりの付着量が不安定となり、出力した記録紙上の画像に粒状感が生じ、安定した階調を求めることが困難であるという問題がある。一方、高濃度部では、過剰なトナーの付着状態にあって、画像濃度は飽和し易く、広い領域での階調性が表現できないという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、従来、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋのそれぞれの色において、濃度が異なる２類の淡色トナーと濃色トナーを具備し、通常濃度の濃色トナーで現像を行う画像形成ユニットの他に、淡色トナーで現像を行う画像形成ユニットを有する画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１〜３）。しかし、このような画像形成装置は、低濃度画像部分には淡色トナーを使用することで、粒状感がなく、階調再現性に優れた画像形成を行うことのできるものの、当然画像形成ユニットの数が増え装置が複雑、大型化してしまい、コストが嵩むという問題がある。また、画像形成速度も４連タンデム型のものより遅くなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、同色相で濃度の異なる２種類のトナーをそれぞれ具備した２つの現像手段を、１つの潜像担持体に対して配設した画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献４〜６）。このような画像形成装置は、小型化と高速化を保ちつつ高品質な画像を出力することができるとされているが、コストや画像形成速度、装置の複雑さにおいて未だ満足のできるものではないという問題がある。
【０００７】
そして、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋに、Ｂｋの淡色トナーであるＬｋ（以下、単にＬｋという。）を加えた５色のトナーに対応する画像形成ユニット又は現像手段を備えた画像形成装置も開示されている（例えば、特許文献７、８）。このような５色構成の画像形成装置は、画質向上面でも、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの４連タンデム型の構成に比べて、グレーバランスやグレーの粒状性は飛躍的に向上するものの、４色構成の画像形成装置と比較すると、やはり構成が複雑であり、画像形成速度も劣ってしまうという問題が依然と残っている。
さらに、モノクロ画像形成時に、４色構成の画像形成装置ではカラー画像形成時にしか起こりえなかった異常が発生してしまうという問題もある。例えば、ＢｋとＬｋを中間転写ベルト上で重ねる際に、トナー像が散ってしまう”重ねチリ”や、同じく中間転写ベルト上に重ねる際に発生する色ズレや、タンデム型とした場合に発生する”逆転写”などである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２９２７９６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３５０５０号公報
【特許文献３】特開２００５−３１９７３１号公報
【特許文献４】特開２００５−２５００４４号公報
【特許文献５】特開２００２−１３９８８３号公報
【特許文献６】特開２００１−２９０３１９号公報
【特許文献７】特開２００６−３３４９４７号公報
【特許文献８】特開平８-１７１２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決するべく、４連タンデム型の構成で、その簡略性や高速性に優れた特性を活かしつつ、前記５色構成（５連タンデム）の画像形成装置と同等のドットの安定性、粒状性、及び階調再現性などの高画像品質が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像情報に応じた静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、該帯電手段で帯電した後の前記潜像担持体の表面にレーザ光源からレーザ光を照射して露光し、前記静電潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体上に形成された前記静電潜像を各トナーで現像する現像手段と、を有した画像形成ユニットを、ブラックトナーと滅法３原色の３つのカラートナーの計４色のトナー毎に設け、各トナーに対応した単色トナー像を並行して略同時に形成可能な４連タンデム型のカラー画像形成装置において、前記ブラックトナーは、ブラックトナーの単色ベタ画像のトナー付着量が、前記カラートナーの単色ベタ画像のトナー付着量と同等量となるように記録材上に出力した場合に、ブラックトナーの単色ベタ画像の光学濃度が、カラートナーの単色ベタ画像の光学濃度の略半分以下となるように調整された低濃度トナーとなっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、ブラックトナーは、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2となるように記録材上に出力した場合に、その光学濃度が１．２以上、且つ、トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2となるように記録材上に出力した場合に、その光学濃度が０．８以下となるように、調整されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、ブラックトナー用の露光手段は、（１）レーザ光を照射せず露光しない、（２）単色ベタ画像の光学濃度が１．２以上となるように露光する、（３）単色ベタ画像の光学濃度が１．２未満となるように露光する、の少なくとも１ドットあたり３値の露光量変調が可能となっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、ブラックトナー用の画像形成ユニットで画像形成を行う際の中間調処理では、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となるようにレーザ光源の露光量を制御することを表すＬｋ＿ＯＮで埋め尽くされるパターンを必ず経由するディザを用いることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、ブラックトナー用の画像形成ユニットは、レーザ光源の分解能に応じた濃度の異なるベタ画像からなるテストパターンを形成するテストパターン形成手段を備え、このテストパターン形成手段で形成されたテストパターンの濃度から濃度ムラ評価値を算出し、この濃度ムラ評価値に基いてブラックトナー用の露光手段のトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となる露光量を決定することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、濃度ムラ評価値が一定の許容値以下であり、且つ、一番少ない露光量をブラックトナー用の露光手段のトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となる露光量として決定することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、ブラックトナー用の露光手段のレーザ光源の露光量変調では、点灯時間を可変とすることにより制御されることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、ブラックトナー用の露光手段のレーザ光源の露光量変調では、レーザパワーを可変とすることにより制御されることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、ブラックトナー用の露光手段は、露光量が相違する２つのレーザ光源を有していることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９において、ブラックトナー用の露光手段の２つのレーザ光源は、レーザパワーが相違し、レーザパワーの高い方を所定の基準値から明度が低い低明度域の階調再現において使用し、他方を基準値から明度が高い高明度域の階調再現において使用することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９において、ブラックトナー用の露光手段の２つのレーザ光源は、レーザパワーが相違し、レーザパワーの高い方を所定の基準値から明度が低い低明度域の階調再現において使用し、他方を基準値から明度が高い高明度域の階調再現において使用することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項９において、ブラックトナー用の露光手段の２つのレーザ光源は、点灯時間が相違し、点灯時間が長い方を所定の基準値から明度が低い低明度域の階調再現において使用し、他方を基準値から明度が高い高明度域の階調再現において使用することを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項９において、ブラックトナー用の露光手段の２つのレーザ光源は、波長が相違し、波長が長い方を所定の基準値から明度が低い低明度域の階調再現において使用し、他方を基準値から明度が高い高明度域の階調再現において使用することを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれかにおいて、ブラックトナーの体積平均粒径が、３〜５μｍであることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし１３のいずれかにおいて、ブラックトナーの平均円形度が、０．９００〜０．９７５であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれかにおいて、ブラックトナーは、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーであることを特徴とする。
【００２６】
請求項１６に記載の発明は、請求項１ないし１５のいずれかにおいて、中間転写体を備え、前記各画像形成ユニットから該中間転写体に一旦転写してから記録材に転写する中間転写方式であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、画像情報に応じた静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、該帯電手段で帯電した後の前記潜像担持体の表面にレーザ光源からレーザ光を照射して露光し、前記静電潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体上に形成された前記静電潜像を各トナーで現像する現像手段と、を有した画像形成ユニットを、ブラックトナーと滅法３原色の３つのカラートナーの計４色のトナー毎に設け、各トナーに対応した単色トナー像を並行して略同時に形成可能な４連タンデム型のカラー画像形成装置において、前記ブラックトナーは、ブラックトナーの単色ベタ画像のトナー付着量が、前記カラートナーの単色ベタ画像のトナー付着量と同等量となるように記録材上に出力した場合に、ブラックトナーの単色ベタ画像の光学濃度が、カラートナーの単色ベタ画像の光学濃度の略半分以下となるように、調整された低濃度トナーとなっているので、４連タンデム型の構成で、５連タンデム型の画像形成装置と同等の階調再現性を発揮することができる。このため、５連タンデム型のもの比べて小型、且つ簡略であり、省スペース低コストを実現することができる。また、５連タンデム型のもの比べて高速性に優れている。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１において、ブラックトナーは、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2となるように記録材上に出力した場合に、その光学濃度が１．２以上、且つ、トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2となるように記録材上に出力した場合に、その光学濃度が０．８以下となるように、調整されているので、前記効果に加え、ブラック画像の粒状感が向上する。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２において、ブラックトナー用の露光手段は、（１）レーザ光を照射せず露光しない、（２）単色ベタ画像の光学濃度が１．２以上となるように露光する、（３）単色ベタ画像の光学濃度が１．２未満となるように露光する、の少なくとも１ドットあたり３値の露光量変調が可能となっているので、前記効果に加え、粒状性・グレーバランスが向上する。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかにおいて、ブラックトナー用の画像形成ユニットで画像形成を行う際の中間調処理は、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となるようにレーザ光源の露光量を制御することを表すＬｋ＿ＯＮで埋め尽くされるパターンを必ず経由するディザを用いるので、高明度域では淡ドットで階調を表現するので紙白とドット部の明度振幅を抑えることができ、低明度域でも淡ドット部と濃ドット部で階調を表現するので明度振幅を抑えることができるため、高明度〜低明度域で粒状感のよい高品質の画像を提供することができる。
【００３１】
請求項５、６に記載の発明によれば、請求項４において、ブラックトナー用の画像形成ユニットは、レーザ光源の分解能に応じた濃度の異なるベタ画像からなるテストパターンを形成するテストパターン形成手段を備え、このテストパターン形成手段で形成されたテストパターンの濃度から濃度ムラ評価値を算出し、この濃度ムラ評価値に基いてブラックトナー用の露光手段のトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となる露光量を決定するので、つまり明度振幅を抑えながら濃度ムラの目立ち難い露光量でＬｋ＿ＯＮで埋め尽くされるパターンを再現できるので、濃度ムラが目立たず、粒状感のよい高品質の画像を安定して提供することができる。
【００３２】
請求項７、８に記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれかにおいて、ブラックトナー用の露光手段のレーザ光源の露光量変調では、点灯時間を可変とすることにより制御されるか、又は、レーザパワーを可変とすることにより制御されるので、簡便な制御でレーザ光源の露光量変調を可変とすることができる。
【００３３】
請求項９〜１２に記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかにおいて、ブラックトナー用の露光手段は、露光量が相違する２つのレーザ光源を有しているので、レーザ光源のｄｕｔｙ制御をすることなく単純なＯＮ／ＯＦＦ制御を行うだけで、Ｂｋの階調再現において１ドット３値の露光量変調が可能となり、更に簡単で安定的な制御とすることができる。このため、画像品質を落とすことなく、コストを削減することができる。
【００３４】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１ないし１２のいずれかにおいて、ブラックトナーの体積平均粒径が、３〜５μｍであるので、つまり、小径の粒径トナーを用いることによる細線再現性の向上やドット再現性の向上による画質の高品質化が図れる。
【００３５】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１ないし１３のいずれかにおいて、ブラックトナーの平均円形度が、０．９００〜０．９７５であるので、円形度が低く、十分な転写性を確保できずチリが発生してしまい高画質の画像が得られいという不具合を解消することができる。また、円形度が高く、ブレードクリーニングを採用している画像形成装置において、潜像担持体及び中間転写体などでクリーニング不良が発生し、画像上の汚れ、例えば、写真画像等の画像面積率の高い画像形成の場合において、給紙不良等で未転写の画像を形成したトナーが感光体ドラム上に転写残トナーとなり蓄積し、画像の地汚れが発生する不具合を解消することができ、転写性とクリーニング性が両立できる。このため、転写での画質劣化を抑えることができ、クリーニング不良に伴う異常画像が発生しない
【００３６】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１ないし１４のいずれかにおいて、ブラックトナーは、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーであるので、つまり、重合トナーを用いることで、高転写率を達成して、転写不良による画質劣化を抑えることができ、良好な画質の画像を提供することができる。
【００３７】
請求項１６に記載の発明によれば、中間転写方式であるので、前記効果を４連タンデム型中間転写方式の画像形成装置において発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
【００３９】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部を示す構成説明図である。図中の符号１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態として例示する４連タンデム型の中間転写方式のカラープリンタであり、滅法３原色であるシアン（以下、単にＣという。）、マゼンタ（以下、単にＭという。）、イエロー（以下、単にＹという。）のカラートナーに加えて、無彩色である黒生成抽出のためのブラック（以下、単にＢｋという。）の４色のトナーを備えている。このカラープリンタ１は、主に、図示しない略筐体状の装置本体と、その装置本体の上部に配置された光学ユニット２と、この光学ユニット２の下方に配置された画像形成部３と、この画像形成部３の更に下方に配置された転写部４と、この転写部４の下方に配置された用紙搬送装置５と、この用紙搬送装置５の用紙搬送方向下流に配置された定着部６などから構成されている。この他、カラープリンタ１には、装置本体の下部に配置され、所定の大きさの記録材を収容し、装置本体の制御手段の指令により給紙する図示しない給紙部と、定着部６で画像が定着された記録材を排出してスタックする図示しない排紙部なども備えられているが、既知のものなので説明は省略する。なお、転写部４と記録材搬送装置５との間が一点鎖線で示す記録材搬送路となっており、給紙部から送られてきた記録材を図中の矢印方向に搬送するよう構成されている。
【００４０】
この光学ユニット２は、半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの図示しないレーザ光源を有し、４色のトナーに対応する後述の４つの感光体ドラムに対して個別にレーザ光を照射可能な４つの露光手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備え、スキャナやパソコンなどから入力される画像情報を基に、それぞれの露光手段から変調したレーザ光を照射しながら走査し、後述の帯電手段で一様に帯電された感光体ドラムの外周面を選択的に露光させて、照射した部分の表面電位を低下させ、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。また、Ｂｋ露光手段２ｄは、レーザ光の点灯時間（以下、ｄｕｔｙという）を制御して、１ドットあたり１６値の露光量変調が可能となっている。なお、この露光量変調は、ｄｕｔｙを制御するのではなく、レーザ光源のパワーを制御してもよく、１ドットあたり３値以上に変調可能であればよい。
【００４１】
画像形成部３は、ＣＭＹＢｋの４色のトナーに対応した４つの画像形成ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから主に構成されており、後述の中間転写体の移動方向に沿って上流側（図の左）からＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋの順に並べて配置されている。この画像形成ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄには、それぞれ潜像担持体である感光体ドラム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが備えられ、この各感光体ドラム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの廻りには、感光体ドラムの表面（外周面）を所定の極性に一様に帯電させる非接触型の帯電手段である帯電ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、この帯電ローラの感光体ドラムの回転方向（図中の矢印方向）下流側に各感光体ドラム上にそれぞれの露光手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで形成した静電潜像をそれぞれのトナーで単色のトナー像に可視像化する現像手段３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、この現像手段の感光体ドラム回転方向下流側に各現像手段で各感光体ドラム上に形成したトナー像を後述の中間転写体に転写する１次転写手段である１次転写ローラ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと、この１次転写手段の感光体ドラム回転方向下流側に感光体ドラムの外周面に１次転写後も残留する転写残トナーをクリーニングして回収するクリーニング手段３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄと、がそれぞれ配設されている。なお、画像形成ユニットの配列は、前記順番に限られるものではなく、転写条件等により適宜変更しても構わない。また、各画像形成ユニットには、前述のトナー毎の露光手段がそれぞれ含まれる。
【００４２】
転写部４は、中間転写体として半導電性の弾性樹脂からなる無端ベルト状の中間転写ベルト４０と、この中間転写ベルト４０を支持・張架する３つの支持ローラ４１，４２，４３とから主に構成されている。また、前述の１次転写ローラ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、この中間転写ベルト４０の内側の各感光体ドラムと対向する位置に配設され、図示しない接離機構により中間転写ベルト４０に接離可能に構成され、１次転写バイアスを印加可能となっている。このため、１次転写ローラ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄで内側から押圧された中間転写ベルト４０が各感光体ドラムと当接し、１次転写ニップを形成する。この１次転写ニップにおいて、１次転写ローラ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄから中間転写ベルト４０に１次転写バイアスを印加して、各感光体ドラム上に形成した単色トナー像を中間転写ベルト４０に転写する。
【００４３】
支持ローラ４１，４２は、いずれかが図示しない駆動手段で回転駆動する駆動ローラであり、他方が従動ローラとなっている。支持ローラ４３は、バックアップローラであり、中間転写ベルト４０を挟んで対向する位置に２次転写ローラ４４が設けられ、この支持ローラ４３と２次転写ローラ４４間が２次転写ニップとなっている。また、２次転写ローラ４４は、図示しないバイアス電源に接続され、２転写バイアスを印加可能となっている。この２次転写ニップにおいて、記録材を介して２次転写ローラ４４から２次転写バイアスを中間転写ベルト４０に印加して支持ローラ４３との間に転写電界を形成し、静電引力により中間転写ベルト４０上のトナー像を記録材に転写する。
【００４４】
用紙搬送装置５は、レジストローラ対５０と、記録材搬送ベルト５１を有し、レジストローラ対５０で２次転写と記録材搬送のタイミングを計り、一点鎖線で図示する記録材搬送路に沿って、図の矢印方向に記録材搬送ベルト５１を回転駆動させて記録材を搬送する装置である。この外、図示しないが用紙搬送装置５には、記録材搬送路に面して近接配置され、２次転写後の記録材を除電する除電針や、後述の定着部６の定着ニップへ記録材を案内するガイド板なども設けられている。
【００４５】
定着部６は、転写部４で画像が転写されて、用紙搬送装置５で搬送されてきた記録材に熱と圧力を加えて定着させるベルト方式の定着手段６０を備え、樹脂などの断熱性を有する材質からなる図示しない区画材で装置本体内の他の部分と区画され、熱が他の部分に伝播して悪影響を及ぼすのを低減するように構成されている。この定着手段６０は、内部にヒータを有する加熱ローラ６１と、定着ローラ６２と、これら２つのローラに張架される無端ベルト状の定着ベルト６３と、この定着ベルト６３に定着ローラ６２上で圧接し、定着ローラ６２との間に定着ニップを形成する加圧ローラ６４とから主に構成されている。この定着ニップにおいて、搬送されてきた記録材に定着ベルト６３の熱と、加圧ローラ６４を介して図示しない付勢手段による圧力を加えて、転写部４の２次転写ニップで記録材に転写された未定着のトナー像を記録材に定着する。
【００４６】
（画像形成動作）
次に、カラープリンタ１の画像形成動作について説明する。
スキャナ等からプリンタ１のＣＰＵなどの制御手段にカラー画像の画像情報が入力されると、Ｙの画像形成ユニット３ａでは、先ず、感光体ドラム３０ａを駆動して回転させ、帯電ローラ３１ａにより感光体ドラム３０ａの表面を均一に所定の極性（例えば、マイナス）に帯電し、次いで、感光体ドラム３０ａの回転方向下流域において、露光手段２ａにより画像情報に基いてレーザ光を照射し、前記極性に一様に帯電させた感光体ドラム３０ａの表面電位を照射した部分だけ低下させることにより静電潜像を形成する。更に感光体ドラム３０ａを回転させて、現像手段３２ａにより現像バイアスを印加することで前記極性に攪拌帯電させたトナーを前記静電潜像に移行させて、感光体ドラム３０ａ上の静電潜像をＹのトナー像に現像する。続いて、１次転写ニップまで感光体ドラム３０ａを回転させ、そこで、１次転写ローラ３３ａにより，トナーの極性とは逆極性（例えば、プラス）の１次転写バイアスを印加し、静電引力により中間転写ベルト４０にＹ単色のトナー像を転写する。これと同様に、その他の画像形成ユニット３ｂ，３ｃ，３ｄにおいても単色トナー像の画像形成が行われると共に、中間転写ベルト４０の回転のタイミングに合わせてＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの順番に１次転写が行われ重畳されて、中間転写ベルト４０上にフルカラーのトナー像が形成される。
【００４７】
一方、給紙部から搬送されてきた記録材がレジストローラ対５０により転写とのタイミングを調整されて２次転写ニップに送られる。そこで、２次転写ローラ４４により２次転写バイアスが印加され、静電引力により中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー像が記録材上に転写される。次に、この未定着のトナー像を表面に担持した記録材が定着部６の定着ニップに送られ、定着手段６０により熱と圧力が加えられて記録材に定着される。このように、記録材に画像が定着された後、排紙部に排出されてスタックされる。また、１次転写後の感光体ドラム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの表面に転写後も付着する転写残トナーは、クリーニング手段３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄにより除去され、再度の画像形成動作に備えられる。そして、クリーニング手段３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄで除去された転写残トナーは、図示しない廃トナーボトルなどに運ばれ廃棄される。
【００４８】
（画像データの情報処理）
次に、画像データの情報処理について説明する。図２は、スキャナ系処理ユニット及び画像処理ユニットを主に示すブロック図である。
図に示すように、スキャナ系処理ユニット７は、フォトダイオード等の光電変換素子からなる電荷結合素子ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を有し、原稿画像を光学的に読み取り画像データとして電気信号に変換し出力するＣＣＤイメージセンサ７０と、このＣＣＤイメージセンサ７０が出力する画像データのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部７１と、ＣＣＤイメージセンサ７０を構成する画素の感度のバラツキや照度のバラツキなどを補正するシェーディング補正部７２を備えている。また、画像処理ユニット８は、スキャナ系処理ユニット７から送られる原稿画像の各画素のＲＧＢ信号を所定の変換式に従ってＣＭＹＫ信号に変換するＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換部８０と、ＣＭＹＫ信号に変換された画像データのうち無彩色部分のデータを所定の閾値で濃いブラック（Ｂｋ）データと淡いブラック（Ｌｋ）データに分配するＢｋ／Ｌｋ変換部８１と、Ｂｋ／Ｌｋ変換部８１及びＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換部８０で変換された画像データを後述の中間処理方法に従って処理する中間調処理部８２とを備えている。
【００４９】
先ず、スキャナから読み取られた原稿画像の画像データ（画像情報）は、スキャナ系処理ユニット７のＣＣＤイメージセンサ７０からアナログ信号として発信され、ＡＤ変換部７１でデジタル信号に変換され、シェーディング補正部７２で画素の感度や照度などのバラツキなどを補正された後、画像処理ユニット８に送信される。しかし、この画像データは、ＣＣＤの画素から発信された加法混色の３原色（光の３原色）であるＲＧＢデータのままなのでＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換部８０で予め定められた変換式に従い減法混色の３原色（色材の３原色）であるＣＭＹＫデータに色変換される。そして、この画像データのうち無彩色部分のデータをある閾値（例えば、明度４０）でＢｋデータとＬｋデータに分配して中間調処理部８２に送信する。最後に、中間調処理部８２において、ＣＭＹデータ及びＢｋ、Ｌｋデータに対して後述の中間調処理を行い、プリンタ１で画像形成を行う各版のドットのＯＮ／ＯＦＦを決定し、光学ユニット２へ送信され、各露光手段の制御に用いられる。
【００５０】
（中間調処理）
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の中間調処理の一実施の形態について説明する。図３は、一実施の形態に係る中間調処理のディザマトリクスであり、図４は、ディザマトリクスにおけるドットの成長を模式的に表した説明図である。図３は、前記プリンタ１の中間調処理部８２で実行する中間調処理の一例を示しており、図に示す閾値マトリクスにより１９０Ｌ７２Ｄの万線ディザにより中間調処理（以下、実施中間調処理という）を行っている。（ａ）は、出力階調値１２８の閾値マトリクスを示し、（ｂ）は、出力階調値２５６の閾値マトリクスを示している。後述の中間調処理Ａと比較するために線数を１９０Ｌとしているが、これに限られるものではない。また、説明の簡略化のため１ドットあたり３値の中間調処理を例に挙げたが、前述のように本実施の形態に係るＢｋ露光手段２ｄは、レーザ光源のｄｕｔｙを制御して、１ドットあたり１６値の露光量変調が可能となっているので、実際には１６値の万線ディザを用いて中間調処理を行っている。ここで、ｄｕｔｙ＝０の時は、ドットＯＦＦの状態、即ち、レーザ光源のレーザを点灯しないこと（以下、単にＯＦＦという）を示し、ｄｕｔｙ＝１００の時は、付着量Ｍ／Ａ＝０．６ｍｇ／ｃｍ2となるようなＩＤのドットＯＮの状態、即ち、トナー付着量がＭ／Ａ＝０．６ｍｇ／ｃｍ2となる一定時間レーザ光源のレーザを点灯すること（以下、Ｂｋ＿ＯＮという）を示し、それ以外のｄｕｔｙの時は、中間的な濃度の階調を再現するときのドットＯＮ状態、即ち、トナー付着量がＭ／Ａ＝０．６ｍｇ／ｃｍ2未満となる所定時間レーザ光源のレーザを点灯すること（以下、Ｌｋ＿ＯＮという）を示している。
図４に示すように、高明度域では、Ｌｋ＿ＯＮとＯＦＦの面積率により階調を表現し、Ｌｋ＿ＯＮが１００％となるまで増やしていき、Ｌｋ＿ＯＮで埋め尽くされるパターンを必ず経る。そして、Ｌｋ＿ＯＮで埋め尽くされたパターンの明度以下の低明度域では、Ｌｋ＿ＯＮとＢｋ＿ＯＮの面積率により階調を表現する。そして、Ｂｋ＿ＯＮで埋め尽くされるまで成長させていくディザとなっている。
【００５１】
（Ｂｋトナー）
次に、本実施の形態に係る画像形成装置に好適に使用されるＢｋトナーについて説明する。前述のプリンタ１に好適に用いられるＢｋトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤によって構成され、外添剤として摩擦を低減する潤滑剤がトナー表面に外添されているが、その他に、トナーの帯電性を制御する荷電制御剤、定着装置に対する離型性を向上させる離型剤等を含有し、流動性を付与してもよい。
【００５２】
結着樹脂は、エステル樹脂、ビニル系樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、特にビニル系樹脂が好ましく、具体的にはポリスチレン、ポリＰ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単独重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル−アクリル酸ブチル共重合体等を用いることができる。
【００５３】
着色剤は、一般的なブラックトナーの着色剤（例えば、カーボンブラックや鉄黒等の黒色顔料）の含有量を、トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2で光学濃度が０．８以下で、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2で光学濃度が１．２以上となるように調整してある。
【００５４】
荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸化合物、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩化合物、アルキルピリジニウム化合物等を用いることができ、含有量はトナーに対して通常０．１〜５％、好ましくは１〜３％にするとよい。
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン−ポリプロピレン共重合体等のポリオレフィンワックス、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸高級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル等のエステル系ワックス、アミド系ワックス等を用いることがで、含有量はトナーに対して通常０．５〜１０％、好ましくは１〜５％にするとよい。
【００５５】
また、トナーの形状は、画質に寄与する転写性とクリーニング性を考慮すると、表面に凸凹を有しつつ全体的に球状であるのが好ましく、平均円形度０．９００〜０．９７５を満たすものを用いた。前記平均円形度は、トナーの形状と投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値、つまり、円形度ＳＲ＝（粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長）×１００％で定義され、トナーが真球に近いほど１００％に近い値となる。トナーの形状が真球に近いほど転写性はよく、クリーニング性が悪い。逆に、トナーの形状を異形とすることで、転写性は悪くなりクリーニング性は向上する。つまり、前記平均円軽度が０．９未満であると、十分な転写性を確保できなかったり、チリが発生してしまい高画質画像が得られなかったりする。
【００５６】
また、平均円形度が０．９７５を超えると、ブレードクリーニングを採用している画像形成装置では、感光体ドラム上や中間転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、例えば、写真画像等の画像面積率の高い画像形成の場合において、給紙不良等で未転写の画像を形成したトナーが感光体ドラム上に転写残トナーとなり蓄積し、画像の地汚れが発生してしまうことがある。
【００５７】
この円形度は、乾式粉砕で製造されるトナーでは、熱的又は機械的に球形化処理する。熱的には、例えば、アトマイザーなどに熱気流とともにトナー母体粒子を噴霧することで球形化処理を行うことができる。また、機械的にはボールミル等の混合機に比重の軽いガラス等の混合媒体とともに投入して攪拌することで、球形化処理することができる。ただし、熱的球形化処理では凝集し粒径の大きいトナー母体粒子又は機械的球形化処理では微粉が発生するために再度の分級工程が必要になる。また、水系溶媒中で製造されるトナーでは、溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、形状を制御することができる。
【００５８】
さらに、トナーには、流動性を付与するために流動性付与剤を添加してもよい。流動性付与剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、フェライト、マグネタイト等の金属酸化物の微粒子及びそれら微粒子をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ジルコアルミネートで処理した金属酸化物微粒子である。カップリング剤で疎水化処理されたシリカ、チタニアが好ましい。シリカの１次粒子径が小さいことで、流動性を付与する効果が大きい。また、チタニアはトナー帯電量を制御することができる。これらを組み合わせて添加することがさらに好ましい。
【００５９】
また、トナーに外添される潤滑剤の添加量は、０．１〜２．０％の範囲にあることが好ましい。潤滑剤の添加量が０．１％未満では感光体１に供給される量が少なく感光体１の摩擦係数を低下させるのが困難であり、２．０％を越えると感光体１から帯電ローラ等に付着して異常画像の原因となることがある。
【００６０】
また、トナーの形状は、製造方法により制御することもできる。例えば、乾式粉砕法による製造したトナーは、トナー表面も凸凹で、トナー形状が一定しない不定形になっている。この乾式粉砕法トナーであっても、機械的又は熱的処理を加えることで真球に近いトナーにすることができる。懸濁重合法、乳化重合法により液滴を形成してトナーを製造する方法によるトナーは、表面が滑らかで、真球形に近い形状になることが多い。また、溶媒中の反応途中で攪拌して剪断力を加えることで楕円にすることができる。また、このような略球形の形状のトナーとしては、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーが好ましい。
【００６１】
（トナーの構成材料及びその製造方法）
次に、本実施の形態に係る画像形成装置に好適に使用されるトナーの構成材料及びその好適な製造方法について説明する。
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（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、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；前記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（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、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；前記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【００６２】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、前述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
【００６３】
また、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
【００６４】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【００６５】
ポリエステルには、前記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、前記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
【００６６】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００６７】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００６８】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
【００６９】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００７０】
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【００７１】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満であったりする場合では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００７２】
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
【００７３】
ここで、（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【００７４】
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
【００７５】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００７６】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでもよい。
【００７７】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
【００７８】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
なお、ここで、着色剤、帯電制御剤、離型剤、外添剤等は、既述の物質を用いることができる。
【００７９】
（トナーの製造方法）
次に、本実施の形態に係る画像形成装置に用いられるトナーの好適な製造方法について説明する。
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【００８０】
２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でもよいし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
【００８１】
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００８２】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００８３】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【００８４】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
【００８５】
前記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させてもよい。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン、ラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【００８６】
分散の方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【００８７】
３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【００８８】
４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【００８９】
５）前記で得られたトナー母体粒子に、帯電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
外添剤、潤滑剤を添加して現像剤を調製する際には、これらを同時に又は別々に添加して混合してもよい。外添剤等の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。使用できる混合設備の例としては、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。混合条件である回転数、転動速度、時間、温度などを変化させて、外添剤の埋め込み、潤滑剤のトナー表面の薄膜形成を防止することが好ましい。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状から紡錘形状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
【００９０】
＜トナー付着量と光学濃度との関係＞
前述の製造法により作成したＢｋトナーを用いて、以下の実験を行った。先ず、実施例と比較例１，２の計３つのＢｋトナーをそれぞれリコー製Imagio MP C3000に搭載し、現像バイアスを変化させて種々のトナー付着量となるように複写紙（Type6200；株式会社リコー）上にベタ画像を出力し、その時の光学濃度を測定して、各トナーのトナー付着量と光学濃度との関係を調査した。
図５は、各Ｂｋトナーの付着量と光学濃度との関係を示すグラフである。
ここで、実施例は、前述の製造法により体積平均粒径が比較的小粒径の３〜５μｍとした前述の実施の形態に係るＢｋトナーである。また、繰り返しとなるが、このＢｋトナーは、一般的なＢｋトナーの着色剤（例えば、カーボンブラックや鉄黒等の黒色顔料）の含有量を半分程度に減らして、トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2で光学濃度が０．８以下で、トナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2で光学濃度が１．２以上となるように調整してある。比較例１は、一般的なブラック色のトナーであり、実施例の略２倍の着色度を有しており、比較例２は、実施例の着色剤の含有量と同等で、平均粒径が６μｍのトナーである。
なお、光学濃度は、分光計（X-Rite社製、938  スペクトロデンシトメータ）を用いて前記ベタ画像の任意の３箇所を測定しその平均値を算出することにより測定した。
【００９１】
一般的に、光学濃度が１．２以上の画像濃度を得ることができれば、画像濃度不足がない良好な画像と云えるが、図５のグラフから分かるように、実施例は、付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2の時に光学濃度は０．８であり、付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2の時に光学濃度が１．２以上であるのに対し、比較例１は、付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2の時に既に光学濃度は１．２以上となっており、比較例２は、付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2の時に光学濃度がおよそ０．５であり、光学濃度１．２となるのは、付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ2以上となった時である。したがって、実施例を使用した場合には、低付着量で十分な光学濃度（１．２以上）を確保することができるのに対して、比較例２を使用した場合は、十分な光学濃度（１．２以上）を確保するには、０．８ｍｇ／ｃｍ2以上の付着量が必要となり、トナーの高付着量に起因する転写チリ等の異常画像が発生してしまい、低画質の画像となってしまう。つまり、実施例のように体積平均粒径が小粒径の３〜５μｍであるトナーを使用することにより、比較例１の略半分の着色度のトナーであっても高付着量に起因する転写チリ等の異常画像を低減することができると云える。
【００９２】
＜画質向上効果の確認＞
次に、本実施の形態に係るトナーの画質向上効果を確認するために前記実施例と比較例のトナーを用いて以下の実験を行い、面積階調により中間調を表現するにあたって画質の課題として挙げられる１ドットの安定性と粒状度を評価した。
【００９３】
（ドットの安定性）
１ドットの安定性の評価は、実施例と比較例１のそれぞれをリコー製Imagio MP C3000に搭載し、トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2となる作像条件下で、図６に示す入力画像データ１，２，３を入力し、複写紙（Type6200；株式会社リコー）を用いて出力し、その後、出力画像を光学顕微鏡（Keyence VH-8000C）を用いてドット像を撮影し、そのドット径を測定して、ドット径平均、標準偏差、変動係数を算出することにより行った。
【００９４】
図７は、実施例と比較例１のトナーのドット径平均、標準偏差、変動係数を示す表である。なお、実施例と比較例１との比較は、同一濃度で比較できるように、比較例１を用いて入力画像データ１を入力して出力した場合は、実施例には入力画像データ２を入力した場合で比較し、比較例１を用いて入力画像データ２を入力して出力した場合は、実施例には入力画像３を入力した場合で比較した。ドットのばらつきを評価する指標として変動係数（＝標準偏差／平均×１００）を比較すると、比較例１から実施例に使用するトナーを変更することで、図表１から分かるように５．７％→３。５％（６２％の改善）、図表２から分かるように３．５％→２．０%（５７％の改善）と平均約６０％の改善効果が認められる。
【００９５】
（粒状度）
次に、画像のざらつき感をあらわす粒状度についての評価を行った。
図８は、粒状度評価チャートであり、図９は、各トナーの粒状度を示すグラフであり、図１０は、中間調処理Ａの閾値マトリクスである。
粒状度の評価は、図８に示した階調値０〜２５５を３６段階に分割して、それぞれの階調値で埋め尽くしたベタ画像を並べたモノクロ画像を粒状度評価チャートとして入力し、以下に説明する（１）作像条件、及び（２）中間調処理で前記実施例、比較例１，３のトナーを用いてリコー製Imagio MP C3000により出力した画像の粒状度を測定して比較することにより行った。ここで、実施例１、及び比較例１は、前述のトナーであり、比較例３は、前述のトナー製造方法により体積平均粒径を６μｍとなるよう製造し、且つ、付着量が０．４ｍｇ／ｃｍ2で光学濃度が１．２以上となるように着色剤を調整したトナーである。
【００９６】
（１）作像条件
作像条件として、実施例は、実施例のトナーを用いＢｋ画像形成ユニット３ｄの露光手段２ｄ（図１参照）のレーザ光源のレーザパワー、及び点灯時間（以下、ｄｕｔｙという。）が１００％時、ベタ画像の付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2となるように現像バイアスや帯電バイアスを調整して出力した。
比較例１は、レーザ光源のレーザパワー、及びｄｕｔｙが１００％時、ベタ画像の付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ2となるように現像バイアスや帯電バイアスを調整した。
比較例３は、レーザ光源のレーザパワー、及びｄｕｔｙが１００％時、ベタ画像の付着量が０．４ｍｇ／ｃｍ2となるように現像バイアスや帯電バイアスを調整した。
【００９７】
（２）中間調処理
中間調処理として、図１０に示す閾値マトリクスによる３値の１９０Ｌ７２Ｄの万線ディザである中間調処理Ａにより処理した。図１０（ａ）は、出力階調値１２８の閾値マトリクスであり、図１０（ｂ）は、出力階調値２５６の閾値マトリクスである。
【００９８】
図９のグラフから分かるように、粒状度は、比較例３使用時が一番悪く、次に小粒径の比較例１を用いることで比較例３使用時に比較して粒状度は改善し、更に、実施例を用いることでさらに粒状度が向上していることが認められる。つまり、トナーを小粒径とすることにより、低付着量でも所望の光学濃度を確保することが可能であり、また、一般的に言われているように、トナーの小粒径化による高画質化も望めると云える。
なお、この粒状度は、スキャナ等で読み取った画像を空間周波数成分に変換して、視覚の空間周波数特性（ＶＴＦ）による補正と、画像の平均明度により補正することで算出した。ただし、粒状度の値というのは、数値が低いほど粒状性がよいことを意味しているだけであって、その値自体に物理的な意味がある訳ではないことに注意が必要であり、粒状度の計算方法によって、その値は異なってくる。
【００９９】
（中間調処理の違いによる粒状度の比較）
次に、本実施の形態に係る中間調処理である前述の実施中間調処理と比較例として示す前記中間調処理Ａによる粒状度の相違を比較した。図１１は、中間調処理の違いによる粒状度の比較を示すグラフである。
作像条件として、前記実施例のトナーを用いＢｋ画像形成ユニット３ｄの露光手段２ｄ（図１参照）のレーザ光源のレーザパワー、及びｄｕｔｙが１００％時、ベタ画像の付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2となるように現像バイアスや帯電バイアスを調整し、中間調処理部８２（図２参照）の中間調処理においてそれぞれ中間調処理Ａと実施中間調処理を用いた場合の粒状度を比較した。
図１１のグラフから明らかなように、中間調処理Ａと実施中間調処理とを比較すると、実施中間調処理の方が粒状度が向上している。
【０１００】
（粒状度向上効果のメカニズム）
次に、実施中間調処理の粒状度が向上するメカニズムについて考察する。
図１２は、実施中間調処理と中間調処理Ａの違いを示す模式図である。図１２に示すように、中間調処理Ａのようなディザとすると、低明度域、高明度域の両者で、紙白とドット部の明度差が大きい。一方、実施中間調処理のようなディザとすると、高明度域では、紙白とドット部の明度差は小さく、また、低明度域では、中間調処理Ａでは紙白にあたる部分にすでに濃度の薄いトナー層のおかげで、濃いドット部と濃度が薄いトナー層の明度差は小さくなる。つまり、中間調処理Ａでは、明度の振幅が大きくなってしまうため明度振幅の変動値、すなわち粒状度が悪化し、実施中間調処理では、明度の振幅を中間調処理Ａと比較して小さくしているので、中間調処理Ａと比較して粒状度が改善すると考えられる。
以上のように、Ｂｋトナーを実施例のトナーとして、中間調処理を実施中間調処理とすることにより粒状性のよい高画質の画像を出力できることが確認された。
【０１０１】
（濃度ムラ評価値）
しかし、本願発明者らは、実施中間調処理のようにＬｋ＿ＯＮで埋め尽くされたパターンが必ず存在する場合、その部分で、濃度ムラやバンディングが非常に目立ってしまうという問題があることも同時に見出した。例えば、Ｌｋ＿ＯＮ時のｄｕｔｙが小さい場合にその傾向が顕著である。そこで、Ｌｋ＿ＯＮ時の露光ｄｕｔｙと濃度ムラの関係を調査した。
図１３は、露光量と濃度ムラの関係を示すグラフ、図１４は、濃度ムラ評価値の算出フローを示すフローチャートである。
なお、図１３のグラフに示すＬｋ＿ＯＮ時の露光ｄｕｔｙと濃度ムラの関係は、ｄｕｔｙを種々の値に設定し、ベタ画像を出力して濃度ムラ評価値を求めた。濃度ムラ評価値は、図１４に示すように、先ず、出力画像をスキャナ等で読み取って、その濃度分布データを得（Ｓｔｅｐ１）、次に、得られた濃度分布データを作像方向の１次元の明度分布に変換する（Ｓｔｅｐ２）。次いで、ＦＦＴにより空間周波数空間に変換し（Ｓｔｅｐ３）、視覚特性補正として視覚の空間周波数特性（ＶＴＦ）を乗じ（Ｓｔｅｐ４）、画像の平均明度により補正して積分する（Ｓｔｅｐ５）ことで最終的に濃度ムラ評価値を得る（Ｓｔｅｐ６）。この濃度ムラ評価値は、数値が低いほど濃度ムラがよいことを意味しており、本願発明者らの実験結果により、濃度ムラ値１．２以下とすれば画質に悪影響を及ぼさないことが分かっている。
【０１０２】
図１３のグラフから分かるように、ｄｕｔｙの値が大きくなれば濃度ムラがよくなる。しかしながら、ｄｕｔｙの値を大きくすることは、Ｌｋ＿ＯＮ時の濃度が高くなることを意味しており、図１２を用いて説明したように、明度振幅が大きくなり粒状性が悪化してしまう。そこで、本実施の形態に係る画像形成装置では、前述のように濃度ムラ値が１．２以下であり、且つ、値の小さいｄｕｔｙをＬｋ＿ＯＮ時の露光量として選択するようにした。その制御処理フローを以下に説明する。
【０１０３】
（露光量の制御）
図１５は、濃度ムラ評価値により露光量を制御する場合の制御処理フローを示すフローチャートである。
図１５に示すように、先ず、プリンタ１（図１も参照）の制御手段によりテストパターン信号が発生され、Ｂｋ画像形成ユニット３ｄの図示しないテストパターン形成手段によりテストパターンが中間転写ベルト４０上に作像される（Ｓｔｅｐ１）。このテストパターンは、予めレーザ光源の分解能に応じて作成された帯状の種々の濃度を持つベタ画像である。例えば、２ｂｉｔの分解能があるレーザ光源の場合には、露光量２５％、５０％、７５％でベタ画像を作像する。また、分解能が４ｂｉｔの場合は、７，１３，２０,２７,３３，４０,４７,５３,６０,６７,７３,８０,８７,９３％の露光量でベタ画像を作像することとなる。次に、中間転写ベルト４０上に作像されたテストパターン像を光学センサ等の濃度計測手段により濃度分布を計測する（Ｓｔｅｐ２）。そして、図１４で示した濃度ムラ評価値算出フローに従ってプリンタ１の制御手段により濃度ムラ評価値を算出する（Ｓｔｅｐ３）。そして、その値が１．２以下であって、且つ、一番少ない露光量のものをＬｋ＿ＯＮ時の露光量（Ｌｄ＿ｏｐｔ）に設定し（Ｓｔｅｐ４）、この露光量（Ｌｄ＿ｏｐｔ）でＬｋ＿ＯＮ時に露光手段２ｄを制御する（Ｓｔｅｐ５）。
【０１０４】
以上のように、Ｌｋ＿ＯＮ時の露光量（Ｌｄ＿ｏｐｔ）を制御することで、濃度ムラが目立たず、且つ、粒状感のよい高品質の画像を出力することができる。また、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、前述のように低濃度の実施例トナーのみで、即ち、４連タンデム型の高速性を備えたまま、ドットの安定性、及び粒状性のよい高画質の画像を出力できる。このため、５連タンデム型の構成と比べて小型化を図れる。
【０１０５】
［実施の形態２］
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の主要部を示す構成説明図である。図中の符号１’は、第２の実施の形態に係る画像形成装置であるカラープリンタであり、このカラープリンタ１’が第１の実施の形態に係る画像形成装置であるカラープリンタ１と相違する点は、カラープリンタ１のＢｋ露光手段２ｄは、１つのレーザ光源しか有していなかったのに対して、第２の実施の形態に係る画像形成装置のＢｋ露光手段２ｄ’は、２つのレーザ光源ｄ１，ｄ２を有し、それぞれ個別にＢｋ用感光体ドラム３０ｄを露光する構成となっている点だけである。よって、同じ構成は、同じ符号を付し、説明を省略する。
【０１０６】
これらの２つのレーザ光源ｄ１，ｄ２は、一般的な半導体ＬＤであり、レーザパワーが同一で、点灯時間（ｄｕｔｙ）が相違し、レーザ光源ｄ１のｄｕｔｙをｔ＿Ｂｋ、レーザ光源ｄ２のｄｕｔｙをｔ＿Ｌｋとした時、ｔ＿Ｂｋ／ｔ＿Ｌｋ＝略２となっている。
【０１０７】
図１７は、２種類のレーザ光源により形成される現像ポテンシャルを示すグラフである。図から分かるように、レーザ光源ｄ１でＢｋ用感光体ドラム３０ｄをｔ＿Ｂｋ時間点灯して露光した場合と、レーザ光源ｄ２でＢｋ用感光体ドラム３０ｄをｔ＿Ｌｋ時間点灯して露光した場合と比較すると、レーザ光源ｄ１は、第１の実施の形態で説明したＢｋトナーを約２倍付着さるだけの現像ポテンシャルに露光することができる。このため、第２の実施の形態では、ある一定値（例えば、明度４０）を閾値としてそれより高明度域では、レーザ光源ｄ２のみを使用し、閾値より低明度域では、レーザ光源ｄ１のみを使用する構成となっている。
【０１０８】
このため、第２の実施の形態に係る画像形成装置よれば、第１の実施の形態に係る画像形成装置の作用効果に加えて、点灯時間が相違する２つのレーザ光源を有しているので、レーザ光源のｄｕｔｙ制御をすることなく単純なＯＮ／ＯＦＦ制御を行うだけで、Ｂｋの階調再現において第１の実施の形態で述べた１ドット３値の露光量変調が可能となり、更に簡単で安定的な制御とすることができる。このため、画像品質を落とすことなく、コストを削減することができる。
【０１０９】
［変形例１］
次に、第２の実施の形態に係るカラープリンタ１’の変形例について説明する。
第２の実施の形態と相違する点は、レーザ光源ｄ１，ｄ２の点灯時間が相違するのではなく、レーザパワーが相違する点である。変形例１では、レーザ光源ｄ１のレーザパワーをＰ＿Ｂｋ、レーザ光源ｄ２のレーザパワーをＰ＿Ｌｋとすると、Ｐ＿Ｂｋ／Ｐ＿Ｌｋ＝略２となっている。このため、第２の実施の形態と同様に、レーザ光源のｄｕｔｙ制御をすることなく単純なＯＮ／ＯＦＦ制御を行うだけで、Ｂｋの階調再現において第１の実施の形態で述べた１ドット３値の露光量変調が可能である。
【０１１０】
［変形例２］
次に、第２の実施の形態に係るカラープリンタ１’の別の変形例について説明する。
第２の実施の形態と相違する点は、レーザ光源ｄ１，ｄ２の点灯時間が相違するのではなく、レーザの波長が相違する点である。変形例２では、レーザ光源ｄ１は、ＯＰＣに感度良好な波長７８０ｎｍの一般的な半導体ＬＤであり、レーザ光源ｄ２は、それより波長の短い波長４０７ｎｍの青紫色ＬＤである。このため、第２の実施の形態と同様に、レーザ光源のｄｕｔｙ制御をすることなく単純なＯＮ／ＯＦＦ制御を行うだけで、Ｂｋの階調再現において第１の実施の形態で述べた１ドット３値の露光量変調が可能である。
なお、前記レーザ光源ｄ１，ｄ２の波長は、数値が限定されたものではなく、実施の形態２の図１７で示したグラフのように、レーザ光源ｄ１の露光量がレーザ光源ｄ２の露光量の略倍となっていればよい。また、感光体ドラムの感度のレーザビームの波長に対する依存性は、ＣＧ量に依存するため、用いる２種類のＬＤは、Ｂｋ画像形成ユニット３ｄに用いる感光体ドラム３０ｄにより適宜選べばよい。つまり、レーザ光源ｄ１は、感光体ドラム３０ｄの最も感度がよい波長を選択し、レーザ光源ｄ２は、その半分の露光量となるような波長を選択すればよい。
【０１１１】
以上のように、この発明の実施の形態の画像形成装置として４連タンデム型の中間転写方式ものを例に挙げて説明したが、必ずしもこのようなものに限られず、例えば、４連タンデム型の直接転写方式のものであって構わない。要するに、ブラックトナーと滅法３原色の３つのカラートナーの計４色のトナーを備えた４連タンデム型のカラー画像形成装置であればよい。
また、画像形成部、転写部、定着部、現像手段、等の細部の構成は、あくまでも一例を示したものであって、他の既知の装置・手段などの構成を採用することができる。その場合でも、前記課題に対して同様の効果を奏することは明らかである。
なお、図面で示した各構成部材の形状や構造等も、あくまでも好ましい一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部を示す構成説明図である。
【図２】同上のスキャナ系処理ユニット及び画像処理ユニットを主に示すブロック図である。
【図３（ａ）】本発明の一実施の形態に係る中間調処理の出力階調値１２８の閾値マトリクスである。
【図３（ｂ）】本発明の一実施の形態に係る中間調処理の出力階調値２５６の閾値マトリクスである。
【図４】同上のディザマトリクスにおけるドットの成長を模式的に表した説明図である。
【図５】各Ｂｋトナーの付着量と光学濃度との関係を示すグラフである。
【図６】ドットの安定性の評価に用いた入力画像である。
【図７】実施例と比較例１のトナーのドット径平均、標準偏差、変動係数を示す表である。
【図８】粒状度評価チャートである。
【図９】各トナーの粒状度を示すグラフである。
【図１０（ａ）】中間調処理Ａの出力階調値１２８の閾値マトリクスである。
【図１０（ｂ）】中間調処理Ａの出力階調値２５６の閾値マトリクスである。
【図１１】中間調処理の違いによる粒状度の比較を示すグラフである。
【図１２】実施中間調処理と中間調処理Ａの違いを示す模式図である。
【図１３】露光量と濃度ムラの関係を示すグラフである。
【図１４】濃度ムラ評価値の算出フローを示すフローチャートである。
【図１５】濃度ムラ評価値により露光量を制御する場合の制御処理フローを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の主要部を示す構成説明図である。
【図１７】２種類のレーザ光源により形成される現像ポテンシャルを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１’                        カラープリンタ（カラー画像形成装置）
２                              光学ユニット
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｄ’  露光手段
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ          画像形成ユニット
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  感光体ドラム（潜像担持体）
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ  帯電ローラ（帯電手段）
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ  現像手段
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ  １次転写ローラ（１次転写手段）
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ  クリーニング手段
４０                            中間転写ベルト（中間転写体）
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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