画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置
【課題】低温定着が可能であると共に、定着温度が高くなってもハーフトーンオフセットの発生を抑制できる画像形成方法を提供すること。
【解決手段】 画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、
（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、
（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、
（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする画像形成方法。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
〔式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。〕
【解決手段】 画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、
（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、
（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、
（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする画像形成方法。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
〔式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。〕
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を利用した画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンタ等において画像を形成しうる場合、一般に電子写真法が用いられている。電子写真法に用いられる現像剤には、トナー粒子及びキャリア粒子を含有してなる二成分系現像剤と、磁性トナー粒子又は非磁性トナー粒子を含有してなる一成分系現像剤とが知られている。これら現像剤に含まれるトナー粒子は、通常、混練粉砕法により製造される。
この混練粉砕法は、熱可塑性樹脂等を顔料、帯電制御剤、ワックスなどの離型剤等と共に溶融混練し、冷却後にこの溶融混練物を微粉砕し、これを分級して所望のトナー粒子を製造する方法である。なお、前記混練粉砕法により製造されたトナー粒子には、流動性やクリーニング性等を改善する目的で、さらに必要に応じてその表面にさらに無機及び／又は有機の微粒子が添加されたりする。
【０００３】
電子写真法による画像形成方法においては、光学的手段によって潜像担持体上に形成された静電潜像が、現像工程において、現像剤を用いてトナー像として現像された後、転写工程において、このトナー像を記録紙等の記録媒体に転写し、最後に、定着工程において、転写されたトナー像に一般的には熱および圧力を加えて記録紙等の記録媒体に定着されることにより、画像を形成する。
近年の電子写真の技術は白黒からフルカラーヘの展開が急速になされつつある。フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は一般に３原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの３色のカラートナーに黒色を加えた４色を用いてすべての色の再現を行なうものである。
【０００４】
一般的なフルカラー電子写真法においては、まず原稿をイエロー、マゼンタ、シアン、黒色に色分解し、各色ごとに光導電層上に静電潜像を形成する。次に現像、転写を経て各色毎にトナー像を記録媒体に転写する。これら一連のプロセスは、各色毎に順次複数回行われ、各色のトナー像は、元の原稿の画像情報に対応するように位置を合せつつ、記録媒体上に重ね合せられる。そして重ね合わせられたトナー像を一回の定着によってフルカラー画像を形成する。
フルカラー電子写真法に用いられるカラートナーは、定着工程で多色トナーが十分混合することが必要である。これにより、色再現性やＯＨＰ画像の透明性が向上し、画質の高いフルカラー画像を得ることができる。カラートナーはこの混色性を高めるために、結着樹脂として一般的にシャープメルト性を有する低分子量の樹脂が用いられることが多い。
【０００５】
また、省エネルギー化に対応するために、低温定着性の向上を狙ったトナーが種々提案されている（例えば、特許文献１〜６等参照）。特に、コア層と、コア層を被覆するシェル層とからなるいわゆるコアシェル構造を有するトナーでは優れた低温定着性を得ることが可能である（例えば、特許文献６等）。これらのトナーは、低温定着時の混色性を高めるために、従来のトナーと比べて一般的に定着温度に対する溶融特性はシャープメルトな傾向を有する。
【０００６】
一方、電子写真法を利用して画像を形成する画像形成装置では、入力画像情報をスキャナーなどで入力信号に変換し、これを画像処理部でフィルタ処理、擬似中間調処理等の各種画像処理を行い出力信号を作製する。そして、この出力信号に応じた静電潜像が形成される。
ここで入力画像情報が写真などのピクトリアル画像の場合は１画素に多値のデータを持っている。これに対して記録紙等の記録媒体に出力される画像を形成する画像形成装置では、１画素あたりで表現が可能な階調数は実質的には非常に少ない。
【０００７】
このような問題を解決するために、画像形成装置では、１画素辺りのサイズを小さくし解像度を向上させ、複数の画素を使用して画像濃度を面積変調して、擬似的に中間調画像（いわゆるハーフトーン画像）を表示する方式が採用されている。この入力信号を、擬似的な中間調画像に変換する工程で施される画像処理が、擬似中間調処理である。
擬似中間調処理により、１画素あたりで表現可能な階調数が少ない画像形成装置でも、フルカラー画像のような１画素に多値のデータを持っている画像を表現することが可能である。擬似中間調処理は、一般的にＡＭスクリーン処理とＦＭスクリーン処理とに分けることができる。
【０００８】
ＡＭスクリーン処理としては、ドットを一定の周期で配列した網点を形成し、網点サイズを変えることによって、中間調を表現するディザ法が代表的であり、ＦＭスクリーン処理としては、ドットの密度を変化させることによって中間調を表現する誤差拡散法が代表的である。
一般的にＡＭスクリーン処理とＦＭスクリーン処理とは、中間調画像の粒状性を向上させる目的で、適宜選択／設計される。ＡＭスクリーン処理は電子写真法において古くから用いられているが、ドットが網点構造で形成されているために、出力モアレが発生する、ハイライトから中間調にかけての亀甲模様のロゼッタパターンが目立つ、面積率５０％程度付近でも濃度の段つきが目立つ、などの問題点があった。これら画質の問題点を解決するために、ＦＭスクリーン処理を利用することが提案されている（特許文献８、９参照）。
【０００９】
ところで、最近は電子写真においても省消費電力化と高画質化とが求められている。電子写真法における省消費電力化策の一つとして、機械の運転時のエネルギー使用量を少なくするために、より低温で定着する事が求められている。また、待機時の消費エネルギーを低減するために、画像が形成されない状態が続いた場合（いわゆる待機時）には、定着機に供給される電力量を絞り、加熱ロール等の加熱手段の温度を、定着時の温度よりも低い温度に維持する機能（以下、「待機時省電機能」と称す場合がある）を有する装置が採用されている。
【００１０】
このような機能を有する装置においては、省消費電力化のみならず、利便性も確保する必要があるため、定着機としては、熱容量のより小さい定着機を採用することが好適である。これは、定着機の加熱手段への供給電力量が絞られ、加熱手段の温度が定着に必要な温度よりも低い状態から装置を使用する場合に、利便性の面から加熱手段の温度を、通電開始とともに瞬時に定着に必要な温度にまで高めるためである。
【００１１】
このような待機時省電機能を有する画像形成装置では、待機状態においては、定着機の加熱手段の温度は、電力消費量を抑えるために、定着時よりも低い温度に維持されている。このため、待機状態から画像を形成しようとした場合、加熱手段を定着可能な温度にまで瞬時に高めるために一気に電力が供給され、一時的に、所定の設定温度よりも高い温度にまで加熱される現象（オーバーシュート）が発生する。この際、画像形成のために用紙が定着機に供給されると、定着機に通紙される用紙によって熱が奪われるため、定着機の温度がオーバーシュートした状態から低下する。
【００１２】
また、上述したような画像形成開始直後のオーバーシュート（以下、「初期オーバーシュート」と称す場合がある）とは別に、連続的に画像を形成した場合においても、通紙による温度の低下と、温度が所定の温度以下になった場合には、加熱による温度の上昇とを繰り返すため、周期的なオーバーシュートが発生している（以下、「定常オーバーシュート」と称す場合がある）。
【００１３】
このようなオーバーシュートは、その程度が顕著な場合や、使用するトナーとの組み合わせによってはオフセットの発生を招く場合がある。また、定着温度の高い領域で、オフセットが発生する場合には、特に、紙面上の画像が形成された領域のうち、ベタ画像として表現された領域よりも中間調画像として表現された領域で顕著となる（以下、この中間調画像におけるオフセットを「ハーフトーンオフセット」と称す場合がある）。
【特許文献１】特開平９−３２５５２０号公報
【特許文献２】特開平８−２３４４８０号公報
【特許文献３】特公平４−２４７０２号公報
【特許文献４】特開平９−３２５５２０号公報
【特許文献５】特開平８−２３４４８０号公報
【特許文献６】特公平４−２４７０２号公報
【特許文献７】特開平１０−１２３７４８号公報
【特許文献８】特開２００３−１８９１０３号公報
【特許文献９】特開２００４−１２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一方、従来の低温定着性に優れたシャープメルト性を有するトナーを用いて画像を形成する場合、定着温度が高くなるとハーフトーンオフセットが発生し易くなる傾向にあった。
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、低温定着が可能であると共に、定着温度が高くなってもハーフトーンオフセットの発生を抑制できる画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を達成するために、シャープメルト性を有するトナーを用いた場合に、ハーフトーンオフセットが発生し易くなる原因について鋭意検討した。そこで、中間調画像（但し、ベタ画像に近い中間調画像を除く）を形成する場合の画像形成プロセスに着目して検討した。
まず、擬似中間処理により得られた出力信号に応じて、潜像担持体表面が、直径数十μｍのドット状に露光されることにより静電潜像が形成される。次に、ドット状に露光された領域のみが選択的に現像され、中間調のトナー像が形成される。
【００１６】
ここで、この中間調のトナー像は、ベタ画像や、ベタ画像に近い中間調画像を形成する場合と異なり、潜像担持体表面がトナー粒子で隙間無く覆われたものではなく、ドット状に露光された領域に対応してトナー粒子が付着して形成されたトナー塊が、島状且つ離散的に潜像担持体表面を覆ったものである。
そして、最後に、島状且つ離散的に潜像担持体表面を覆う複数のトナー塊からなるトナー像が、転写、定着工程を経て記録紙等の記録媒体上に定着されることにより、中間調画像が形成される。
【００１７】
このようなプロセスにおいて、中間調画像を最終的に形成するトナー像の転写および定着は、ミクロにみた場合は、個々のトナー塊の転写および定着が集積した現象であるといえる。また、中間調画像は、目の錯覚も利用し、元の画像情報をドットの配置として置き換えて表現したものである。それゆえ、ハーフトーンオフセットは、厳密には、島状且つ離散的に潜像担持体表面を覆う複数のトナー塊のうち、全てについてオフセットが発生した状態のみならず、視覚的に認識できる程度に一定割合以上のトナー塊についてオフセットが発生した現象であるといえる。
従って、仮に一部のトナー塊についてオフセットが発生したとしても、全体に占める割合が少なければハーフトーンオフセットの発生を実質的に抑制できるものと考えられる。
【００１８】
一方、個々のトナー塊におけるオフセットの発生は、通常のベタ画像に対応したトナー像のオフセットと同様に、定着時におけるトナー塊の記録媒体に対する付着性に依存する。しかし、前者の場合は、仮に部分的な付着性の低下が発生しても、トナー像はミクロなレベルでも連続しているためオフセットには至らないが、後者の場合は、トナー像はミクロなレベルでは非連続的であるため、付着性の低下は直ちにトナー塊のオフセットの発生を招いてしまう。
【００１９】
以上のことから、本発明者らは、個々のトナー塊の単位でオフセットの発生を防いて、マクロなレベルでハーフトーンオフセットの発生を抑制するためには、（Ａ）定着時における個々のトナー塊の記録媒体に対する付着力を向上させること、および、（Ｂ）オフセットが発生するトナー塊の割合を少なくすることが重要であると考えた。
一方、トナー塊の記録媒体に対する付着力は、トナー塊のサイズ（面方向の面積）と、定着機のオーバーシュートによる定着温度の振れ幅も考慮した定着時におけるトナーの粘度とによって左右されると考えられる。
【００２０】
従って、トナー塊の記録媒体に対する付着力を向上させるためには、サイズの大きいトナー塊が形成できるように露光・現像することが必要であると考えられる。加えて、定着機のオーバーシュートにより定着温度が振れる範囲内においても、十分な付着力が確保できるような粘度が得られるトナーを用いることが必要であると考えられる。
【００２１】
また、定着時におけるトナーの粘度が一定であれば、付着力は接触面積に比例すると考えられることから、オフセットが発生するトナー塊の割合を少なくするためには、トナー塊のサイズにバラツキを持たせることが重要であると考えられる。すなわち、露光・現像した際にトナー塊のサイズが不均一となるような擬似中間調処理を行うことが必要であると考えられる。
【００２２】
この場合、相対的にサイズの小さいトナー塊についてはオフセットが発生するが、相対的にサイズの大きいトナー塊についてはオフセットが発生しないため、マクロに見てオフセットの発生しないトナー塊の割合が多ければ、視覚的にはハーフトーンオフセットとして認識されないと考えられる。また、定着機のオーバーシュートにより定着温度が振れても、全てのトナー塊についてオフセットが一挙に発生することはなく、オフセットの発生しないトナー塊の割合が変化するだけであるため、オーバーシュートによるハーフトーンオフセットの発生も抑制できる。
一方、トナー塊のサイズが均一であれば、オフセットが発生する場合は、殆ど全てのトナー塊について一挙に発生するため、この場合、結果的にハーフトーンオフセットが発生してしまう。
それゆえ、本発明者らは以上に説明したような知見に基づいて、以下の本発明を見出した。
【００２３】
すなわち、本発明は、
＜１＞
画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、
（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、
（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、
（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする画像形成方法である。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
〔式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。〕
【００２４】
＜２＞
前記転写工程が、前記潜像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写体表面に転写する第１の転写工程と、前記中間転写体表面に転写されたトナー像を前記記録媒体表面に転写する第２の転写工程とを含むことを特徴とする＜１＞に記載の画像形成方法である。
【００２５】
＜３＞
第１の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第１の樹脂微粒子を分散した第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを少なくとも混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することによりコア粒子を形成する凝集工程と、
前記コア粒子が形成された前記混合分散液に、第２の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第２の樹脂微粒子を分散した第２の樹脂微粒子分散液を添加して、前記コア粒子の表面に、前記第２の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、
前記付着樹脂凝集粒子を融合する融合工程とを経て前記トナーが作製されることを特徴とする＜１＞または＜２＞記載の画像形成方法である。
【００２６】
＜４＞
潜像担持体と、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理手段と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着手段とを有し、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理手段を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成装置において、
＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の画像形成方法を利用して、前記画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２７】
以上に説明したように本発明によれば、低温定着が可能であると共に、定着温度が高くなってもハーフトーンオフセットの発生を抑制できる画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜画像形成方法＞
本発明の画像形成方法は、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
但し、式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。
【００２９】
まず、本発明の第１の特徴としては、潜像担持体表面に照射されるビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であることが必要である。ビーム径が３５μｍ未満の場合には、露光、現像工程を経て形成されるトナー塊のサイズが小さくなるため、転写されたトナー塊の記録媒体に対する接触面積が小さくなり、結果的に、定着時に接触面積に比例した十分な付着力が得られなくなるためである。
従って、この場合、例えば、個々のビーム状照射光に対応して形成される個々のドット状の静電潜像が互いに、隣接あるいは連結した領域を形成し、個々のドットサイズ以上のサイズを有するトナー塊も形成されうるＦＭスクリーン処理のような擬似中間調処理を用いても、トナー塊のサイズは、マクロに見た場合には小さくなる傾向にあるため、ハーフトーンオフセットが抑制できなくなる。
【００３０】
このような観点からは、ビーム径のサイズは４０μｍ以上であることがより好ましく、５０μｍ以上であることが更に好ましい。なお、ビーム径のサイズが大きすぎる場合には、粒状性が低下するため、画質低下が起こる場合がある。それゆえ、ビーム径は、１００μｍ以下であることが好ましい。
なお、本発明において「ビーム径」とは、潜像担持体表面におけるビームスポット幅を示し、ビーム強度のガウス分布における最大値に対し、強度が１／ｅ2（約１４％）となるビームの幅を意味する。
【００３１】
また、本発明の第２の特徴としては、中間調画像を形成する場合において、擬似中間調処理が、記録媒体表面に転写された後のトナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であることが必要である。これにより、個々のトナー塊でオフセットが発生したとしても、相対的にサイズの大きいトナー塊は接触面積に比例して付着力も大きいためにオフセットが発生しない。従って、マクロに見た場合には、ハーフトーンオフセットの発生を防止することができる。加えて、オーバーシュートにより、定着温度が高温側に振れてトナーの粘度が低下しても、接触面積の大きさによって付着力の低下を補うことができるため、ハーフトーンオフセットが発生することを抑制できる。
【００３２】
なお、トナー塊のサイズは、ビーム状照射光が照射された領域にほぼ対応するものである。従って、ここで、「トナー塊のサイズが不均一である」とは、ビーム径のサイズは一定値に固定されていることを前提として、ビーム状照射光により形成されるドット状の静電潜像が、完全に孤立した状態で形成される場合と、互いに近接あるいは連結するように形成される場合とが混在するようにビーム状照射光が照射される場合をいう。
ここで、「互いに近接」とは、潜像担持体表面で隣接して存在するドットに対応して形成されたが、潜像担持体表面上では離れていても、転写時に加わる押圧力より発生するトナー塊の変形によって、連結し得る程度の距離を有していることを意味する。また、トナー塊のサイズが不均一であるか否かは、光学顕微鏡等を利用して定着前の中間調のトナー像を観察することにより容易に確認できる。
【００３３】
このようなトナー塊のサイズを不均一とするビーム状照射光の照射形態は、擬似中間調処理を適宜選択することで実現可能であり、特にＦＭスクリーン処理が好ましい。
【００３４】
一方、トナー塊のサイズを均一とする擬似中間調処理を利用する場合；言い換えれば、ビーム状照射光により形成されるドット状の静電潜像が、孤立した状態でのみ形成されるようビーム状照射光が照射される場合には、一部のトナー塊についてオフセットが発生するならば、サイズが同じである他の殆ど全てのトナー塊についても同様に発生するため、結果的にハーフトーンオフセットが発生してしまう。このような擬似中間調処理としては、例えば、網点状に孤立したドット状の静電潜像を形成するＡＭスクリーン処理等が挙げられる。
【００３５】
なお、通常の画像形成方法においては、ビーム径のサイズは一定値に固定されているが、トナー塊のサイズを不均一とするためには、１画素に対応する領域に複数回照射されるビーム状照射光のビーム径を、１水準のみではなく２水準以上（例えば、ビーム径３５μｍと６０μｍとを交互に照射する等）としてもよい。また、これに加えて、２水準以上のビーム径を有するビーム状照射光により形成されるドット状の静電潜像が、孤立した状態で形成される場合と、互いに隣接あるいは連結するように形成される場合とが混在するようにビーム状照射光が照射されてもよい。
【００３６】
さらに、本発明の第３の特徴としては、上述した式（１）および式（２）を満たすトナーを用いることが必要である。式（１）および式（２）を満たすトナーを用いることにより、低温定着性を確保することができる。これに加えて更に、オーバーシュートによる定着時の粘度変化を抑制することもできるため、オーバーシュートにより定着温度が高温側にシフトしても、粘度の低下による付着力の低下が起こりにくく、連続して中間調画像を形成した場合においても、ハーフトーンオフセットの発生を防ぐことができる。
【００３７】
ここで、本発明に用いられるトナーは、６０℃における貯蔵弾性率が２．０×１０5Ｐａ以上４．０×１０6Ｐａ以下であることが必要であり、５．０×１０5Ｐａ以上３．０×１０6Ｐａ以下であることが好ましい。これにより、低温定着が可能となる。なお、本発明において低温定着とは、定着温度が９０〜１２０℃程度の範囲内を意味し、より好ましくは１００〜１１０℃の範囲内を意味する。
６０℃における貯蔵弾性率が２．０×１０5Ｐａ未満の場合、トナーの弾性が小さく、転写工程でトナーが変形を起こし、定着不良を引き起こしてしまう。また、６０℃における貯蔵弾性率が４．０×１０6Ｐａより大きい場合、トナーの弾性が大きいために低温での定着が困難になる。
【００３８】
また、本発明に用いられるトナーは、６０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（６０）と８０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（８０）の比率Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）が４０．０以下であるため、待機状態から連続して中間調画像を形成したようなオーバーシュートの影響が大きい場合においても、ハーフトーンオフセットの発生を防ぐことができる。
なお、６０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（６０）と８０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（８０）の比率Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）は、トナーの粘弾性の温度依存を示す指標であり、Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）が大きいとトナーのシャープメルト性が強く、小さいとシャープメルト性が弱いことを示す。
【００３９】
Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）が４０より大きい場合は、トナーの粘弾性の温度依存性が大きすぎるために、ハーフトーンオフセットが発生する。特に、待機状態から連続して中間調画像を形成した場合に、オーバーシュートにより定着温度が高温側にシフトした状態で定着された印刷物についてはハーフトーンオフセットが極めて発生し易く、安定した画像が得られない。
それゆえ、Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）の値は３０以下であることが好ましく、小さければ小さい程よいが、小さ過ぎる場合にはトナーが十分に溶融せず、フルカラー画像を形成した場合の発色性が低下してしまう場合がある。このためＧ’（６０）／Ｇ’（８０）が１０以上であることが好ましく、１５以上であることがより好ましい。
【００４０】
また、上述した式（１）および式（２）を満たすことが容易である点から、本発明に用いられるトナーとしては、第１の結着樹脂および着色剤を含むコア層と、このコア層の表面を被覆し、第２の結着樹脂を含むシェル層とからなるいわゆるコアシェル構造を有するトナーを用いることが好適である。
この場合、本発明に用いられるトナーは、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％で測定した正接損失が、３０℃以上９０℃以下の範囲内に２つのピーク（極大値）を有していることが好ましい。この正接損失のピークは、トナーに含まれる結着樹脂成分の主鎖の運動を表すものであり、ピークが２つ存在する場合には、２種類の結着樹脂がトナー中に非相溶状態で独立に存在していることを示している。
【００４１】
コアシェル構造を有するトナーにおいて、正接損失のピークが２つ存在するということは、コア層とシェル層とに含まれる２種類の結着樹脂がトナー中で非相溶状態で独立に存在していることを意味する。
このように３０℃以上９０℃以下の範囲内において正接損失のピークが２つ存在する状態は、式（２）に示した条件を満たすようにトナーの粘弾性の温度依存性（傾き）を制御することが容易となる点で好ましい。
３０℃以上９０℃以下の範囲内において正接損失のピークが１つしか存在しない状態は、２種類の結着樹脂がトナー中で相溶するため、実効的にトナー粘弾性の温度依存性の傾きはあまり変わらず、粘弾性の温度依存性曲線がシフトするだけとなり易い。それゆえ、式（２）に示した条件を満たすようにトナーの粘弾性の温度依存性（傾き）を制御することが困難になる場合がある。
【００４２】
なお、本発明において、貯蔵弾性率及び正接損失（損失弾性率）は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めた。動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ＡＲＥＳ測定装置を用いた。
動的粘弾性の測定は、トナーを錠剤に成形した後、８ｍｍ径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを０とした後に６．２８ｒａｄ／ｓｅｃの振動周波数で正弦波振動を与えた。測定は２０℃から開始し、昇温速度１℃／ｍｉｎで、１００℃まで継続した。この際の測定時間インターバルは３０秒である。
また、測定を行う前に、２０℃から１００℃まで１０℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量とが線形関係を満たす歪量の範囲を求めた。測定中は各測定温度における歪量を０．１％に維持し、全ての温度において応力と歪量が線形関係になるように制御し、これらの測定結果を利用して貯蔵弾性率及び正接損失を求めた。
【００４３】
なお、ハーフトーンオフセットの発生をより一層抑制するためには、転写工程が、中間転写体を利用して行われるものであること、すなわち、潜像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写体表面に転写する第１の転写工程と、中間転写体表面に転写されたトナー像を記録媒体表面に転写する第２の転写工程とを含むものであることが好ましい。
この場合、潜像担持体表面に形成された個々のトナー塊が一旦中間転写体表面へ転写され、さらに中間転写体表面から記録媒体に転写される過程でトナー塊の変形（いわゆるメカニカルドットゲイン）が発生するため、潜像担持体表面で近接して存在するトナー塊同士の間隔が狭い場合には、記録媒体上でこれらトナー塊同士の距離がより近づいて、２つのトナー塊が連結し易くなるため、ハーフトーンオフセットがより一層発生しにくくなる。
【００４４】
次に、本発明に用いられるトナーの製造方法や、構成材料等について説明する。本発明に用いられるトナーの製造方法としては特に限定されず、公知の方法が利用できるが、上述した式（１）および式（２）を満たすことが容易であるコアシェル構造を有するトナーの作製が容易である点から湿式製法、特に乳化重合凝集法を利用することが好ましい。
【００４５】
この場合、本発明のトナーの製造方法は、第１の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第１の樹脂微粒子を分散した第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを少なくとも混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することによりコア粒子を形成する凝集工程と、コア粒子が形成された混合分散液に、第２の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第２の樹脂微粒子を分散した第２の樹脂微粒子分散液を添加して、コア粒子の表面に、第２の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、付着樹脂凝集粒子を融合する融合工程と、を含むものであることが好ましい。
【００４６】
なお、凝集工程においては、混合分散液中の各種微粒子成分を凝集させただけのコア粒子（コア凝集粒子）を形成してもよく、加熱温度を第１の結着樹脂のガラス転移温度よりも高くして凝集と同時に融合させたコア粒子（コア融合粒子）を形成してもよい。また、融合工程は、第１または第２の結着樹脂のガラス転移温度のいずれか高い方の温度以上に加熱することにより実施してもよいが、付着樹脂凝集粒子がコア融合粒子を用いて形成されている場合には、機械的ストレスを利用して融合してもよい。なお、これらの工程の詳細については後述する。
【００４７】
また、本発明に用いられるトナーは、上述した工程を経て作製されるコアシェル構造を有する以外に、必要に応じて離型剤や各種添加剤が内添されていたり、流動化助剤等の各種の外添剤が外添されていてもよい。
以下に、本発明のトナーの構成材料について、コアシェル構造を有すること、および、上述した乳化重合凝集法を利用して作製される場合を考慮してより詳細に説明するが、勿論、コアシェル構造を有さない場合や他の製法でトナーを作製する場合にも以下に列挙する材料を利用することができる。
【００４８】
−第１の結着樹脂（コア層用結着樹脂）−
本発明に用いられる第１の結着樹脂（以下、「コア層用結着樹脂」と称す場合がある）としては、公知の非結晶性あるいは結晶性樹脂を利用できるが、非結晶性樹脂である場合には、具体的には以下の材料が利用できる。
すなわち、非結晶性樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類等の単量体などの重合体、これら単量体などを２種以上組み合せた共重合体、または、これら重合体や共重合体の混合物が挙げられる。
【００４９】
さらには、上述した樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、または、これらと上記のビニル系単量体を用いて合成されたビニル系樹脂との混合物、並びに、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を挙げることができる。これらの樹脂は、１種類単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５０】
これらの中でも、ビニル系単量体を用いるときには、イオン性界面活性剤などを用いて乳化重合やシード重合を実施して樹脂微粒子分散液を作製することができ、その他の樹脂を用いるときには、油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に樹脂を溶解し、水中にイオン性界面活性剤や高分子電解質を共存させてホモジナイザーなどの分散機により水中に微粒子を分散させ、その後加熱または減圧して溶剤を蒸散することにより、所望の樹脂微粒子分散液を作製することができる。
【００５１】
上記の熱可塑性結着樹脂は、解離性ビニル系単量体を配合することにより、乳化重合などで得た微粒子として安定に作製することができる。
解離性ビニル系単量体の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸、エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミンなど高分子酸、高分子塩基の原料となる単量体のいずれも使用可能であるが、重合体形成反応の容易性などから高分子酸が好適である。さらには、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸などのカルボキシル基を有する解離性ビニル系単量体が、重合度制御、ガラス転移点の制御のために特に有効である。
【００５２】
また、コア層用結着樹脂として、結晶性樹脂を用いることも可能である。ここで、『結晶性』とは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定した際の吸熱ピークの半値幅が６℃以内であることを意味する。
結晶性樹脂の中でも、トナー化した後の画像の保存性等の実用上の観点からはポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂の例を以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂や、その他すべてのポリエステル樹脂は多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成される。なお、本発明においては、前記ポリエステル樹脂として市販品を使用してもよいし、適宜合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，１４−テトラデカンジカルボン酸、１，１８−オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸、などが挙げられ、さらにこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられる。
【００５４】
３価以上のカルボン酸としては、例えば、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、酸成分としては、前述の脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分が含まれていることが好ましい。前記スルホン酸基を持つジカルボン酸は、顔料等の色材の分散を良好にできる点で有効である。また、ジカルボン酸がスルホン酸基を有する場合には、樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して樹脂微粒子を作製する際に、後述するように、界面活性剤を使用しないで、乳化或いは懸濁することも可能である。
【００５５】
スルホン酸基を持つジカルボン酸としては、例えば、２−スルホテレフタル酸ナトリウム塩、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩、スルホコハク酸ナトリウム塩等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらスルホン酸基を有する２価以上のカルボン酸成分は、ポリエステルを構成する全カルボン酸成分に対して１〜１５モル％含まれるのが好ましく、２〜１０モル％含まれるのがより好ましい。
含有量が少ないと乳化粒子の経時安定性が悪くなる一方、１５モル％を超えると、ポリエステル樹脂の結晶性が低下するばかりではなく、凝集後、粒子が融合する工程に悪影響を与え、トナー径の調整が難しくなるという不具合が生じる。
【００５６】
さらに、前述の脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、２重結合を持つジカルボン酸成分を含有することがより好ましい。２重結合を持つジカルボン酸は、２重結合を介して、ラジカル的に架橋結合させ得る点で定着時のホットオフセットを防ぐ為に好適に用いることができる。このようなジカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、３−ヘキセンジオイック酸、３−オクテンジオイック酸等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級エステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でもコストの点で、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。
【００５７】
多価アルコール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、主鎖部分の炭素数が７〜２０である直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。前記脂肪族ジオールが分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下してしまう為、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び低温定着性が悪化してしまう場合がある。また、炭素数が７未満であると、芳香族ジカルボン酸と縮重合させる場合、融点が高くなり、低温定着が困難となることがある一方、２０を超えると実用上の材料の入手が困難となり易い。前記炭素数としては１４以下であることがより好ましい。
【００５８】
本発明に用いられる結晶性ポリエステルの合成に好適に用いられる脂肪族ジオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、１，１３−トリデカンジオール、１，１４−テトラデカンジオール、１，１８−オクタデカンジオール、１，１４−エイコサンデカンジオールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮すると１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオールが好ましい。
【００５９】
３価以上のアルコールとしては、例えば、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などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
多価アルコール成分のうち、前記脂肪族ジオール成分の含有量が８０モル％以上であることが好ましく、より好ましくは、９０モル％以上である。前記脂肪族ジオール成の含有量が８０モル％未満では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下する為、耐トナーブロッキング性、画像保存性及び、低温定着性が悪化してしまう場合がある。なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製等の目的で、酢酸、安息香酸等の１価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の１価のアルコールも使用することができる。
【００６０】
これらの結晶性樹脂は、水等の水系媒体中にイオン性界面活性剤、高分子酸、高分子塩基等の高分子電解質と共に分散し、融点以上に加熱し、強い剪断力を印加可能なホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて処理することにより、樹脂微粒子分散液を得ることができる。
【００６１】
また、本発明に用いられるコア層用結着樹脂は、複数の種類の樹脂を混合して用いることもできる。さらには、結晶性樹脂と非結晶性樹脂とを混合することも可能である。
トナーの作製に際して用いられる樹脂微粒子の体積平均粒径は、１μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは０．０１〜１μｍの範囲である。樹脂微粒子の体積平均粒径が１μｍを越えると、最終的に得られる静電潜像現像用トナーの粒度分布や形状分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じてトナーの組成偏在を引き起こし、性能や信頼性の低下を招く場合がある。
一方、樹脂微粒子の体積平均粒径が上記範囲内にあると、前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中での分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点が有利である。なお、樹脂微粒子の体積平均粒径は、例えば、マイクロトラック等を用いて測定することができる。
【００６２】
−第２の結着樹脂（シェル層用結着樹脂）−
本発明に用いられる第２の結着樹脂（以下、「シェル層用結着樹脂」と称す場合がある）は、コア層用結着樹脂と同様の材料を用いることができるが、結晶性樹脂を用いることはあまり好ましくない。トナーの最外側の層であるシェル層を構成する材料として結晶性樹脂が用いられた場合、結晶性樹脂は電気抵抗の環境依存性が大きいため、高湿環境下ではトナーの帯電性が著しく低下する場合があるからである。
また、シェル層用結着樹脂は、トナーを作製した際にトナー中でコア層用結着樹脂と非相溶状態で存在し易い材料を選択することが好ましく、トナーの製造に際しても、非相溶状態となりやすい製造条件を選択することが好ましい。
【００６３】
トナーの作製に用いるコア層用結着樹脂およびシェル層用結着樹脂は、コア層用結着樹脂の溶解性パラメーター（ＳＰｃ）とシェル層用結着樹脂の溶解性パラメーター（ＳＰｓ）との差（ΔＳＰ＝｜ＳＰｃ−ＳＰｓ｜）が０．２〜０．６の範囲となるように選択することが好ましく、０．２〜０．４の範囲となるように選択することがより好ましい。
ΔＳＰ値が０．２より小さいと、トナー中で、コア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂が相溶してしまい、式（２）に示す条件を満たすような粘弾性制御が困難になる場合がある。また、ΔＳＰ値が０．６より大きいとコア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂との親和性が悪く、これら２種類の樹脂同士を均一に融合することが困難となり、トナー化できなくなる場合がある。
【００６４】
さらに、８０℃におけるコア層用結着樹脂の貯蔵弾性率Ｇ’core（８０）と８０℃におけるシェル層用結着樹脂Ｇ’shell（８０）の比率（Ｇ’shell（８０）／Ｇ’core（８０））が、５〜５０となるようにコア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂とを組み合わせて用いることが好ましく、この比率は１０〜３０であることがより好ましい。
【００６５】
Ｇ’shell（８０）／Ｇ’core（８０）が５より小さい場合には、式（２）に示す条件を満たすようなトナー粘弾性の温度依存性（傾き）を得ることが困難になる場合がある。
また、Ｇ’shell（８０）／Ｇ’core（８０）が５０より大きい場合には、コア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂との貯蔵弾性率差が大きすぎるため、定着時に、定着機に設定された単一の定着温度ではコア層用結着樹脂が溶融し、シェル層用結着樹脂が未溶融となる場合がある。この場合、結果として定着された画像上に溶融領域と未溶融領域とが混在してしまうため、画像表面の均一性が失われ発色性が悪くなってしまう場合がある。
また、式（２）に示す条件を満たすようなトナーの粘弾性制御を容易に実現するためには、コア層用結着樹脂の８０℃における貯蔵弾性率Ｇ’core（８０）は、１×１０4Ｐａ〜１×１０5Ｐａの範囲内であることが好ましく、シェル層用結着樹脂の８０℃における貯蔵弾性率Ｇ’shell（８０）としては、５×１０4Ｐａ〜５×１０6Ｐａの範囲内が好ましい。
【００６６】
なお、本発明において、ＳＰ値（溶解性パラメーター）は、Ｆｅｄｏｒｓの方法により求めた値を意味する。この場合のＳＰ値は下式（３）で定義される。
【００６７】
【数１】
【００６８】
但し、式（３）において、ＳＰは溶解性パラメーターを表し、ΔＥは凝集エネルギー（ｃａｌ／ｍｏｌ）を表し、Ｖはモル体積（ｃｍ3／ｍｏｌ）を表し、Δｅｉはｉ番目の原子又は原子団の蒸発エネルギー（ｃａｌ／原子又は原子団）を表し、Δｖｉはｉ番目の原子又は原子団のモル体積（ｃｍ3／原子又は原子団）を表し、ｉは１以上の整数を表す。
【００６９】
なお、式（３）で表されるＳＰ値は、慣行としてその単位がｃａｌ1/2／ｃｍ3/2となるように求められ、且つ、無次元で表記されるものである。これに加えて、本発明においては、２つの化合物間におけるＳＰ値の相対的な差が意義を持つため、本発明においては、上記した慣行に従い求められた値を用い、無次元で表記することとした。
なお、参考までに、式（３）で示されるＳＰ値をＳＩ単位（Ｊ1/2／ｍ3/2）に換算する場合には、２０４６を乗ずればよい。
【００７０】
−着色剤−
トナーに用いられる着色剤としては、特に制限はなく、公知の顔料、染料等が使用できる。顔料としては、例えば、黒色顔料、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、紫色顔料、緑色顔料、白色顔料、体質顔料などが挙げられる。
前記黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が挙げられる。
前記黄色顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントイエローＮＣＧ等が挙げられる。
【００７１】
前記橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ等が挙げられる。
前記赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ブリリアントカーミン３Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等が挙げられる。
【００７２】
前記青色顔料としては、例えば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレートなどが挙げられる。
前記紫色顔料としては、例えば、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。
【００７３】
前記緑色顔料としては、例えば、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等が挙げられる。
前記白色顔料としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられる。前記体質顔料としては、例えば、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。
【００７４】
前記染料としては、例えば、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料、例えば、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料、より具体的には、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等が挙げられる。
【００７５】
これらの着色剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよく、更に固溶体の状態で使用してもよい。２種以上を併用する場合においては、着色剤の種類、混合比を変更することにより、トナーの色を任意に調節することができる。
着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、ＯＨＰ透過性、トナー中での分散性の観点から選択される。トナー中に含まれる着色剤の添加量は、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは４〜１５質量％である。
着色剤分散液の作製に際して、これらの着色剤は公知の方法で水系媒体に分散される。分散に際しては、例えば、回転せん断型ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が好ましく用いられる。
【００７６】
−離型剤−
本発明に用いられる離型剤としては公知の離型剤が利用できるが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；加熱により軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；エステルワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス；ミツロウのような動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物を使用することができる。
なお、離型剤分散液は、上述した離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに分散させ、融点以上に加熱するとともに強い剪断を付与できるホモジナイザーや圧力吐出型分散機で微粒子化することにより得ることができる。この場合、離型剤分散液中に分散した離型剤粒子の粒径をトナーの作製に適した１μｍ以下とすることが容易である。
【００７７】
離型剤粒子の体積平均粒径は、１μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは０．０１〜１μｍの範囲である。体積平均粒径が１μｍを越えると、最終的に得られるトナーの粒度分布や形状分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じてトナーの組成偏在を引き起こし、性能や信頼性の低下を招く場合がある。
一方、離型剤粒子の体積平均粒径が前記範囲内にあると、前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中での分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点が有利である。なお、前記体積平均粒径は、例えば、マイクロトラック等を用いて測定することができる。
【００７８】
−その他の成分−
トナーに内添あるいは外添されるその他の成分としては、例えば、帯電制御剤、無機粒体、有機粒体、滑剤、研磨材、磁性粉などが挙げられる。
前記帯電制御剤としては、例えば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。なお、本発明における帯電制御剤としては、凝集時や融合時の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点で、水に溶解しにくい素材のものが好ましい。
【００７９】
前記無機粒体としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。
前記有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
【００８０】
前記滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩が挙げられる。前記研磨材としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
前記磁性粉としては、例えば、磁場中で磁化される物質が挙げられ、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金又はこれらを含む化合物等の強磁性の粉末、フェライト、マグネタイト等の化合物が挙げられる。前記磁性粉を用いる場合、該磁性体の水層移行性に注意を払う必要があり、前記磁性体に疎水化処理等の表面改質を施しておくのが好ましい。
【００８１】
これらその他の成分が粒子状の形態でトナーの作製に用いられる場合、その体積平均粒径としては０．０１〜１μｍであるのが好ましい。なお、前記体積平均粒径は、例えばマイクロトラックなどを用いて測定することができる。
【００８２】
−分散液−
次に、本発明のトナーの作製に際して用いられる各種分散液の調整に際して用いられる分散媒や、界面活性剤等の副次的成分、調整方法等について説明する。
まず、分散媒としては、例えば、水系媒体等が挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８３】
本発明においては、分散液の作製に際し、前記水系媒体に界面活性剤を添加混合しておくのが好ましい。
前記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、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが好適に挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤がより好ましい。
前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８４】
前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類；オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類；ラウリルスルホネート、ドデシルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類；ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類；ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、スルホコハク酸ラウリル２ナトリウム、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリル２ナトリウム等のスルホコハク酸塩類；などが挙げられる。
【００８５】
前記カチオン界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩類；などが挙げられる。
【００８６】
前記非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類；ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類；ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類；ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類；ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類；ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類；などが挙げられる。
【００８７】
なお、凝集工程においては、既述したように、第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤分散液と少なくとも混合した混合分散液が用いられるが、いわゆるオイルレス定着が可能なトナーを作製する場合には、更に離型剤分散液も混合することが好ましい。
これら３種類の分散液を混合した混合分散液において、全固形分に対する第１の樹脂微粒子の含有量としては４０質量％以下であることが好ましく、２〜２０質量％程度の範囲内であることがより好ましい。また、着色剤の含有量としては５０質量％以下であることが好ましく、２〜４０質量％程度の範囲内であることがより好ましい。さらに、離型剤の含有量としては５０質量％以下であることが好ましく、５〜４０質量％程度の範囲内であることがより好ましい。
さらに、３種類の分散液を混合した混合分散液に、更にその他の内添成分（粒子）を加える場合には、その他の内添成分の含有量としては、一般的には極く少量であれば十分である。具体的には混合分散液に含まれる全固形分に対して、その他の内添成分の含有量は０．０１〜５質量％程度であることが好ましく、０．５〜２質量％程度の範囲内であることがより好ましい。
【００８８】
なお、各種分散液の調製方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択した方法を採用することができる。分散の手段としては、特に制限はないが、使用可能な装置としては、例えばホモミキサー（特殊機化工業株式会社）、あるいはスラッシャー（三井鉱山株式会社）、キャビトロン（株式会社ユーロテック）、マイクロフルイダイザー（みずほ工業株式会社）、マントン・ゴーリンホミジナイザー（ゴーリン社）、ナノマイザー（ナノマイザー株式会社）、スタティックミキサー（ノリタケカンパニー）などのそれ自体公知の分散装置が挙げられる。
【００８９】
−トナーの製造方法−
次に、上述した凝集工程、付着工程、および、融合工程を含む本発明に用いられるトナーの製造方法について、各工程毎により詳細に説明する。
【００９０】
−凝集工程−
凝集工程においては、まず、第１の結着樹脂分散液、着色剤分散液、さらには必要に応じて用いられる離型剤分散液や、その他の成分を混合して得られた混合分散液に凝集剤を添加し、第１の結着樹脂の融点よりもやや低めの温度にて加熱することにより、各々の成分からなる粒子を凝集させた凝集粒子（コア凝集粒子）を形成する。なお、第１の結着樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱して、凝集と同時に融合も行い、融合粒子（コア融合粒子）を形成してもよい。
凝集粒子の形成は、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温で凝集剤を添加することにより行う。凝集工程に用いられる凝集剤は、各種分散液の分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩の他、２価以上の金属錯体を好適に用いることができる。
特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に好ましい。
【００９１】
前記無機金属塩としては、例えば、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、塩化アルミニウム、硫酸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などが挙げられる。その中でも特に、アルミニウム塩およびその重合体が好適である。よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が１価より２価、２価より３価、３価より４価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
【００９２】
−付着工程−
付着工程では、上記した凝集工程を経て形成された第１の結着樹脂を含むコア粒子（コア凝集粒子、あるいは、コア融合粒子）の表面に、第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子を付着させることにより被覆層を形成する（以下、コア粒子表面に被覆層を設けた凝集粒子を「付着樹脂凝集粒子」と称す）。ここで、この被覆層は、後述する融合工程を経て形成される本発明のトナーのシェル層に相当するものである。
被覆層の形成は、凝集工程においてコア粒子を形成した分散液中に、第２の樹脂微粒子分散液を追添加することにより行うことができ、必要に応じて他の成分も同時に追添加してもよい。
前記付着樹脂凝集粒子を、前記コア粒子の表面に均一に付着させて被覆層を形成し、前記付着樹脂凝集粒子を後述する融合工程において加熱融合すると、コア粒子の表面の被覆層に含まれる第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子が溶融してシェル層が形成される。このため、シェル層の内側に位置するコア層に含まれる離型剤等の成分が、トナーの表面へと露出することを効果的に防止することができる。
【００９３】
付着工程における第２の樹脂微粒子分散液の添加混合の方法としては、特に制限はなく、例えば、徐々に連続的に行ってもよいし、複数回に分割して段階的に行ってもよい。このようにして、第２の樹脂微粒子分散液を添加混合することにより、微小な粒子の発生を抑制し、得られるトナーの粒度分布をシャープにすることができる。
【００９４】
本発明において、この付着工程が行われる回数としては、１回であってもよいし、複数回であってもよい。前者の場合、前記コア凝集粒子の表面に第２の結着樹脂を主成分とする層が１層のみ形成される。これに対し、後者の場合、第２の樹脂微粒子分散液だけでなく、剥離剤分散液や、その他の成分からなる微粒子分散液を複数利用すれば、コア凝集粒子表面に、特定の成分を主成分とする層が積層形成される。
後者の場合、複雑かつ精密な階層構造を有するトナーを得ることができ、トナーに所望の機能を付与し得る点で有利である。前記付着工程を複数回行ったり、多段階で実施する場合、得られるトナーの表面から内部にかけての組成や物性を段階的に変化させることができ、トナーの構造を容易に制御することができる。この場合、コア粒子の表面に段階的に複数の層が積層され、トナーの粒子の内部から外部にかけて構造変化や組成勾配をもたせることができ、物性を変化させることができる。また、この場合、シェル層は、コア粒子の表面に積層された全ての層に相当し、最も外側の層は、第２の結着樹脂を主成分とする層から構成される。なお、以下の説明においては、付着工程が１回のみである場合を前提として説明する。
【００９５】
前記コア粒子に第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子を付着させる条件は、以下の通りである。即ち、付着工程における加熱温度としては、コア凝集粒子中に含まれる第１の結着樹脂の融点近傍の温度であることが好ましく、具体的には融点±１０℃以内の温度範囲であるのが好ましい。
第１の結着樹脂の融点より１０℃を超えて低い温度で加熱すると、コア粒子表面に存在する第１の結着樹脂からなる樹脂微粒子と、コア凝集粒子表面に付着した第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子とが付着しにくくなり、その結果、形成されるシェル層の厚みが不均一になる場合がある。
【００９６】
また、第１の結着樹脂の融点より１０℃を超えて高い温度で加熱すると、コア粒子表面に存在する第１の結着樹脂からなる樹脂微粒子と、コア粒子表面に付着した第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子とが付着し易くなる。
しかし、付着性が高まり過ぎるため、付着樹脂凝集粒子同士の付着も発生してしまい、得られるトナーの粒径／粒度分布も崩れてしまう。付着工程における加熱時間としては、加熱温度に依存するので一概に規定することはできないが、通常５分〜２時間程度である。
なお、付着工程においては、コア粒子が形成された混合分散液に第２の樹脂微粒子分散液を追添加した分散液は、静置されていてもよいし、ミキサー等により穏やかに攪拌されていてもよい。後者の場合の方が、均一な付着樹脂凝集粒子が形成され易い点で有利である。
【００９７】
−融合工程−
融合工程においては、加熱を行うことにより付着工程で得られた付着樹脂凝集粒子を融合させる。融合工程は、第１の結着樹脂および第２の結着樹脂のガラス転移温度のうち、いずれか高い方の温度以上で実施することができる。融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には３０分〜１０時間である。
【００９８】
融合工程においては、２種類の結着樹脂が融点以上に加熱されていると同時に架橋反応を実施してもよく、あるいは、融合が終了した後に、架橋反応を実施してもよい。架橋反応を実施する場合には、例えば、結着樹脂として２重結合成分を共重合させた、不飽和スルホン化結晶性ポリエステル樹脂を用いることができる。そして、架橋反応に際しては、このような架橋反応性を有する結着樹脂にラジカル反応等を起こさせるこことにより、架橋構造を導入する。この際、以下に示す重合開始剤を用いる。
【００９９】
重合開始剤としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、クミルパーピバレート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バリレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル‐２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルジパーオキシイソフタレート、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシα−メチルサクシネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシジメチルグルタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼラート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジエチレングリコール−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカーボネート）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、ビニルトリス（ｔ―ブチルパーオキシ）シラン、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジンジハイドロクロライド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］、４，４’−アゾビス（４−シアノワレリックアシド）等が挙げられる。これら重合開始剤は、単独で使用することも、または２種以上を併用することもできる。重合開始剤の量や種類は、結着樹脂中の不飽和部位量、共存する着色剤の種類や量によって選択される。
【０１００】
重合開始剤は、樹脂微粒子分散液等を調整する乳化工程前にあらかじめ結着樹脂成分に混合しておいてもよいし、凝集工程で形成されるコア粒子に取り込ませてもよい。さらには、融合工程、或いは、融合工程の後に導入してもよい。凝集工程、付着工程、融合工程、あるいは、融合工程の後に導入する場合は、重合開始剤を溶解または乳化した液を、各々の工程で用いる分散液（樹脂微粒子分散液等）に加える。これらの重合開始剤には、重合度を制御する目的で、公知の架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を添加してもよい。
【０１０１】
また、コア粒子がコア融合粒子である場合には、第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子を付着させてもよい。この場合は、コア融合粒子を含む分散液を、一旦ろ過し、分散液の水分率を３０質量％〜５０質量％に制御したのち、更に第２の樹脂微粒子分散液を加える。これにより、コア融合粒子の表面に第２の結着樹脂からなる微粒子を付着させる。
【０１０２】
分散液の水分率が３０質量％より低いと第２の結着樹脂からなる微粒子の付着性が悪く、この微粒子がコア融合粒子から遊離する場合がある。また、水分率が５０質量％より高いと、攪拌が困難になりコア融合粒子表面に第２の結着樹脂からなる微粒子が均一に付着しない場合がある。
なお、コア融合粒子の表面に第２の結着樹脂からなる微粒子を付着させて得られた付着樹脂凝集粒子に、後述の洗浄／乾燥工程終了後に、ヘンシェルミキサー等による機械的なストレスを加えることによって、コア融合粒子表面に付着した第２の結着樹脂からなる微粒子を融合させることができる。このように、液相中での加熱の代わりに機械的ストレスを加えることによって融合工程を行うこともできる。
【０１０３】
−洗浄／乾燥工程−
融合工程を経て得られた融合粒子は、ろ過などの固液分離や、洗浄、乾燥を実施する。これにより外添剤が添加されない状態のトナーが得られる。
前記固液分離は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好ましい。前記洗浄は、帯電性の点から十分にイオン交換水による置換洗浄を施すことが好ましい。乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法など、任意の方法を採用することができる。トナーの粒子は、乾燥後の含水分率を好ましくは１．０質量％以下、より好ましくは０．５質量％以下に調整することが望ましい。
【０１０４】
上述のように乾燥工程を経て造粒されたトナー粒子は、その他の成分として、目的に応じて公知の添加剤などを適宜選択して用いることができる。具体的には、無機微粒子、有機微粒子、帯電制御剤、離型剤など公知の各種添加剤が挙げられる。
無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げられる。これらの中でも、シリカ微粒子が好ましく、特に疎水化処理されたシリカ微粒子が好ましい。
【０１０５】
前記無機微粒子は、一般に流動性を向上させる目的で使用される。前記無機微粒子の中でも、メタチタン酸ＴｉＯ（ＯＨ）2は、透明性に影響を与えず、良好な帯電性、環境安定性、流動性、耐ケーキング性、安定した負帯電性、安定した画質維持性に優れた現像剤を提供することができる。
また、メタチタン酸の疎水化処理化合物は、１０10Ω・ｃｍ以上の電気抵抗を有することが好ましい。これは、メタチタン酸の疎水化処理化合物を外添処理したトナーを用いた場合に、転写電界を上げても、逆極性に帯電するトナーが発生することなしに高い転写性を得ることができるためである。
【０１０６】
有機微粒子としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデンなどが挙げられる。前記有機微粒子は、一般にクリーニング性や転写性を向上させる目的で使用される。
前記無機微粒子／有機微粒子は、個数平均粒径が８０ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、単分散球状シリカや単分散球状有機樹脂微粒子を外添剤として用いる場合は、転写効率を向上／維持させる観点から、これら外添剤のメジアン径は０．１μｍ以上０．３μｍ未満であることが好ましい。
帯電制御剤としては、例えば、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシンや４級アンモニウム塩などが挙げられる。前記帯電制御剤は、一般に帯電性を向上させる目的で使用される。
【０１０７】
本発明において、前記外添剤は、トナー粒子に添加され、混合される。混合は、例えば、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等の公知の混合機によって行うことができる。また、この際、必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデン微粒子等のクリーニング助剤もしくは転写助剤等が挙げられる。
【０１０８】
本発明において、前記無機化合物のトナー粒子表面への付着状態は、単に機械的な付着であってもよいし、表面にゆるく固着されたものでもよい。また、トナー粒子の全表面を被覆していても、一部を被覆していてもよい。前記外添剤の添加量は、トナー粒子１００質量部に対して、０．３〜３質量部の範囲が好ましく、０．５〜２質量部の範囲がより好ましい。
添加量が０．３質量部より少ないと、トナーの流動性が十分に得られない場合があり、また高温環境下の保管によるブロッキング抑制が不十分となりやすい。一方、添加量が３質量部より多いと、過剰に被覆された状態となる。このため、トナー粒子表面に外添された余剰な無機酸化物が、トナーと接触する部材に移行し、二次障害を引き起こす場合がある。また、外添剤を混合後に篩分プロセスを通しても一向に構わない。
本発明に用いられるトナーは、以上に説明したような製造方法によって好適に製造することができるが、これら製造方法に限定されるものではない。
【０１０９】
−現像剤−
本発明に用いられる現像剤は、既述した式（１）および式（２）を満たすトナーのみからなる一成分現像剤、あるいは、式（１）および式（２）を満たすトナーとキャリアとからなる二成分現像剤として用いることができる。
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。前記キャリアは、芯材表面に、マトリックス樹脂中に導電材料が分散された樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアが利用できる。樹脂コートキャリアは、樹脂被覆層の剥がれが発生しても、体積固有抵抗が大きく変化することがないため、長期に渡り高い画質を維持することが可能である。
【０１１０】
前記マトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルカルバゾール、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又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、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。
【０１１１】
前記導電材料としては、例えば、金、銀、銅といった金属、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。 前記導電材料の含有量は、マトリックス樹脂１００質量部に対し、１〜５０質量部の範囲が好ましく、３〜２０質量部の範囲がより好ましい。
キャリアの芯材としては、磁性粉を単独で芯材に用いるもの、あるいは、磁性粉を微粒子化し、樹脂中に分散したものが挙げられる。磁性粉を微粒子化し、樹脂中に分散する方法としては、樹脂と磁性粉とを混練し粉砕する方法、樹脂と磁性粉とを溶融しスプレードライする方法、重合製法を用い溶液中で磁性粉含有樹脂を重合させる方法等が挙げられる。キャリアの真比重制御、形状制御の観点からは、重合製法による磁性粉分散型の芯材を用いることが自由度が高い点で好ましい。
【０１１２】
前記キャリアは、微粒子の磁性粉をキャリア全重量に対して８０質量％以上含有することが、キャリア飛散を生じにくくする点で好ましい。前記磁性材料（磁性粉）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等が挙げられる。前記芯材の体積平均粒径は、一般的には１０〜５００μｍの範囲であり、好ましくは２５〜８０μｍの範囲である。
【０１１３】
キャリアの芯材の表面に前記樹脂被覆層を形成する方法としては、キャリア芯材を、前記マトリックス樹脂、導電材料及び溶剤を含む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芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリア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芯材と被覆層形成溶液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。
【０１１４】
前記被覆層形成用溶液中に使用する溶剤は、前記マトリックス樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類を使用することができる。また、前記樹脂被覆層の平均膜厚は、通常０．１〜１０μｍの範囲であるが、本発明においては、経時にわたり安定したキャリアの体積固有抵抗を発現させるため、０．５〜３μｍの範囲であることが好ましい。
【０１１５】
本発明に用いられるキャリアの体積固有抵抗値は、高画質を達成するために、通常の現像コントラスト電位の上下限に相当する１０００Ｖ時において、１０6〜１０14Ω・ｃｍの範囲であることが好ましく、１０8〜１０13Ω・ｃｍの範囲であることがより好ましい。キャリアの体積固有抵抗値が１０6Ω・ｃｍ未満であると、細線の再現性が悪く、また電荷の注入による背景部へのトナーかぶりが発生しやすくなる場合がある。一方、キャリアの体積固有抵抗が１０14Ω・ｃｍより大きいと、黒ベタ、ハーフトーンの再現が悪くなる場合がある。また、像担持体（感光体）へ移行するキャリアの量が増え、感光体を傷つけやすくなる。
本発明に用いられる現像剤が、二成分系である場合は、上記キャリア１００質量部に対しトナー３〜１５質量部の範囲で混合され調整されることが好ましい。
【０１１６】
−画像形成プロセス−
次に、本発明の画像形成方法において、ハーフトーンオフセットの発生を抑制する上で重要な工程、特にトナー塊のサイズに関係する擬似中間調処理工程や、ビーム径に関係する潜像形成工程について、具体例や数式を挙げてより詳細に説明する。
【０１１７】
−擬似中間調処理（ＦＭスクリーン処理）−
潜像担持体表面に形成されるトナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理の具体例として、ＦＭスクリーン処理を例として以下に説明する。
図１はＦＭスクリーン処理の処理手順を示すフローチャートであり、図２はＦＭスクリーン処理を行うための構成および処理動作の一例を示す概略模式図である。なお、図２中、１は入力信号、２は加算器、３は比較器、４は出力信号、５は減算器、６は誤差フィルターを表す。
まず、図１を用いて、ＦＭスクリーン処理の処理手順の概要を説明する。ＦＭスクリーン処理は、まず、画像座標（ｘ，ｙ）を初期化する（ステップ１）。次に、２値化処理、周辺画素への誤差拡散処理を行った後、画像座標（ｘ，ｙ）を更新する（ステップ２）。ここで、更新した画像座標（ｘ，ｙ）が画像領域内か否かを判定し、画像領域内であれば、更新後の画像座標（ｘ，ｙ）について、再びステップ２の処理を実施し、画像領域外であれば、更新後の画像座標（ｘ，ｙ）についての処理を終了する（ステップ３）。
このようなステップ１〜３の処理をすべての画像領域内の画素について行い、誤差拡散処理を終了する。
【０１１８】
次に、図２も利用して、より詳細に説明する。ステップ２における２値化及び誤差拡散の処理では、それぞれの画像座標（ｘ，ｙ）について、以下のような処理を行う。なお、ここでは画像領域内の画像座標（ｉ，ｊ）について処理を行うものとし、画像座標（ｉ，ｊ）の画素値をＩｉｊとする。
２値化では、当該画像座標（ｉ，ｊ）の位置の画素を２値化する。画像座標（ｉ，ｊ）の画素値としてＩｉｊが入力信号１として入力されるが、Ｉｉｊには既に周辺の画素の処理において発生する誤差（ここではＥｉｊ）が分配されている。そのため、まず、加算器２によって入力画素値Ｉｉｊと誤差値Ｅｉｊを加算する。なお、この誤差値Ｅｉｊは周辺の画素から分配されたすべての誤差の積算値である。入力画素値と誤差値との加算値は、比較器３に渡され、所定の閾値と比較され、２値化される。その結果として出力画素値Ｏｉｊが出力信号４として出力される。
【０１１９】
２値化に次いで誤差拡散において周辺画素への誤差の拡散処理を行う。この処理は、さきに加算器２で行った入力画素値Ｉｉｊと誤差値Ｅｉｊの加算値と、出力画素値Ｏｉｊとの差分（Ｏｉｊ−（Ｉｉｊ＋Ｅｉｊ））を減算器５において計算し、その差分を誤差フィルタ６に従って周囲の画素の分配する。
このようにして１画素分の誤差拡散処理が行われる。上述のように、このような処理を、画像領域内のすべての画像座標（ｘ，ｙ）について行い、出力画素値Ｏｉｊを得る。
このようにして得られた出力信号に基づいて、潜像担持体上に潜像が形成される。ここで、元の画像情報が、最終的に中間調画像として出力されるものであれば、現像により、サイズの不均一なトナー塊からなるトナー像が潜像担持体表面に形成される。
【０１２０】
図３は、本発明の画像形成方法の潜像形成工程において、ビーム状照射光の照射に使用される光ビーム走査部の構成例を示す概略模式図である。
図中、１０は露光光源、１１はコリメーターレンズ、１２はポリゴンミラー、１３はｆ−θレンズ、１４は潜像担持体表面、２０はレーザービームを表す。
潜像形成工程における露光は以下のように行われる。まず、半導体レーザー等の露光光源１０から照射されたレーザービーム２０が、コリメータレンズ１１によりコリメートされた後、回転するポリゴンミラー１２により繰り返し反射偏向される。さらに、ポリゴンミラー１２により反射偏向されたレーザービーム２０は、ｆ−θレンズ１３を経由してビーム状照射光として潜像担持体表面１４に照射される。ここで、レーザービーム２０はｆ−θレンズ１３により、潜像担持体表面１４において所定のビーム径となるように調整される。このような照射プロセスを画像情報に応じて、潜像担持体表面１４を主走査方向に繰り返し実施することにより、所定の静電潜像が潜像担持体表面１４に形成される。なお、潜像形成用の露光光源１０は、半導体レーザー以外にも、ＬＥＤアレイ等を用いることもできる。
【０１２１】
また、ビーム状照射光のビーム径を小さくする方法は、結像光学系の考察によれば、ガウシアンビームの伝搬において、ビームの収束角をθｂｅａｍ、波長をλ、屈折率をｎとすると、最小ビーム径ω０は下式（４）で求められる。
・式（４） ω０≒λ／（ｎ・π・θｂｅａｍ）
【０１２２】
また、ｆ−θレンズへの入射ビーム径をＤ、ｆ−θレンズの焦点距離をｆとすると、ビームの収束角θｂｅａｍは下式（５）で求められる。
・式（５） θｂｅａｍ＝ｔａｎ−１（Ｄ／（２・ｆ））
従って、ビーム径を変化させるには、波長λと、ｆ−θレンズへの入射ビーム径Ｄ、即ちポリゴンミラーへの入射ビーム径を変化させることで実現できる。
【０１２３】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の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、本発明の画像形成方法を利用できる公知の電子写真方式の画像形成装置であれば特に限定されないが、具体的には、以下のような構成を有することが好ましい。
すなわち、本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理手段と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着手段とを有していることが好ましい。
【０１２４】
この場合、擬似中間調処理手段は、画像として中間調画像を形成する場合に、転写後の記録媒体上のトナー像を構成するトナー塊のサイズが不均一となるようなＦＭスクリーン処理等の擬似中間処理方法を利用したものである。また、潜像形成手段は、ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上とすることができるのであれば、その構成は特に限定されない。さらに、トナーとしては、既述した式（１）および式（２）を満たすトナーが用いられる。
【０１２５】
また、本発明の画像形成装置は、必要に応じて、潜像担持体表面を帯電する帯電手段や、トナー像を転写した後の潜像担持体表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニングブレード等のクリーニング手段のように公知のその他の手段を備えていてもよい。特に、ハーフトーンオフセットをより一層抑制できる点から、転写手段として中間転写体を有していることが好ましい。
さらに、フルカラー画像を形成する場合には、１つの潜像担持体を用いて各色のトナー像を順次形成するタイプの装置であってもよく、あるいは、各色毎に対応した潜像担持体を備えたいわゆるタンデムタイプの装置であってもよい。
【０１２６】
定着手段（定着機）は、トナー像を加熱する機能を少なくとも有するハロゲンランプ等の加熱手段を含むものであるが、加熱手段やトナー像を定着するニップ部における温度（あるいは加熱手段の消費電力）が、画像が形成されない状態が続いた場合（いわゆる待機状態）では、定着時よりも低い温度（あるいは加熱手段の消費電力）に維持する待機時省電機能を備えたものであることが好ましい。
これにより優れた省エネルギー効果を得ることができる。但し、従来の待機時省電機能を備えた画像形成装置では、初期オーバーシュートによる定着温度の振れ幅が大きいために、待機状態から中間調画像を連続的に形成する際に、定着温度が高くなるとハーフトーンオフセットが発生し易い。しかし、本発明の画像形成装置では、待機時省電機能を備えたものであってもハーフトーンオフセットの発生を抑制することができる。
【０１２７】
なお、ハーフトーンオフセットは、オーバーシュートが大きくなる傾向にある定着機の熱容量の小さい画像形成装置でより発生し易くなるが、本発明の画像形成装置では、搭載される定着機の熱容量が小さくても、ハーフトーンオフセットの発生を抑制することができる。
【実施例】
【０１２８】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
−コア層用結着樹脂粒子分散液（１）の調整−
・スチレン：４１０質量部
・ｎブチルアクリレート：９０質量部
・アクリル酸：１２．５質量部
・ヘキサンジオールジアクリレート：２．５質量部
・ドデカンチオール：１２質量部
以上の成分を混合・溶解した溶液を準備した。次に、この溶液に、非イオン性界面活性剤（三洋化成（株）製：ノニポール４００）６質量部及びアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）１０質量部をイオン交換水７４０質量部に溶解した溶液を加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、１０分ゆっくりと混合攪拌した。更に、混合攪拌中の溶液に、過硫酸アンモニウム８質量部を溶解したイオン交換水５０質量部を加えた後、フラスコ内を窒素置換し、さらにフラスコ内を攪拌しながら内容物が６８℃になるまでオイルバスで加熱し、７時間そのまま乳化重合を継続した。
こうして、体積平均粒径が１９０ｎｍ、重量平均分子量Ｍｗが３３，０００であるコア層用結着樹脂を分散させてなるコア層用結着樹脂粒子分散液（１）を調製した。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は９．９３である。
【０１２９】
−コア層用結着樹脂粒子分散液（２）の調整−
加熱乾燥した三口フラスコに、１，８セバシン二酸９８．０ｍｏｌ％、イソフタル酸ジメチル−５−スルホン酸ナトリウム２．０ｍｏｌ％の酸成分、および、１，６ヘキサンジオール１００ｍｏｌ％と、触媒としてＴｉ（ＯＢｕ）4（酸成分に対し、０．０１４質量％）と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて１８０℃で６時間還流を行った。
【０１３０】
その後、減圧蒸留にて過剰なエチレングリコールを除去し、２２０℃まで徐々に昇温を行い４時間攪拌し、粘稠な状態となったところでＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）にて分子量を確認し、重量平均分子量Ｍｗが２８０００になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用結着樹脂を得た。酸価は９．８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンＣＤ１０１０（株式会社ユーロテック製）に毎分１００ｇの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した０．３７質量％濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で１２０℃に加熱しながら毎分０．１リットルの速度で、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。
【０１３１】
この状態で、回転子の回転速度が６０Ｈｚ、圧力が５Ｋｇ／ｃｍ2の条件でキャビトロンを運転し、体積平均粒径が０．３８μｍのコア層用結着樹脂分散液（２）を得た。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は９．３４である。
【０１３２】
−コア層用結着樹脂粒子分散液（３）の調整−
・ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物（平均付加モル数２．１）：８５０質量部
・テレフタル酸：１８００質量部
コア層用結着樹脂粒子分散液（２）と同様にして、上記成分の混合物を酸価が８．４ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点が１０５℃になるまで、反応をさせ、重量平均分子量Ｍｗが１００００であるコア層用結着樹脂を得た。
ついでこれをコア層用結着樹脂粒子分散液（２）の調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径０．１４μｍのポリエステル樹脂からなるコア層用結着樹脂粒子分散液（３）を得た。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は１０．１０である。
【０１３３】
−シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）の調整−
・ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物（平均付加モル数２．２）：８００質量部
・テレフタル酸：１６００質量部
コア層用結着樹脂粒子分散液（３）と同様にして、上記成分の混合物を酸価が１０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点が１１０℃になるまで、反応をさせ、重量平均分子量が８５００であるシェル層用結着樹脂を得た。
ついでこれをコア層用結着樹脂粒子分散液（３）の調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径０．１０μｍのポリエステル樹脂からなるシェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を得た。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は１０．５０である。
【０１３４】
−シェル層用結着樹脂粒子分散液（２）の調整−
・スチレン：４４０質量部
・ｎブチルアクリレート：２０質量部
・アクリル酸：３質量部
・ドデカンチオール：６質量部
・四臭化炭素：４質量部
以上の成分を混合して溶解した溶液を準備した。次に、この溶液に、非イオン性界面活性剤（ノニポール４００：三洋化成（株）製）６質量部及びアニオン性界面活性剤（ネオゲンＳＣ：第一工業製薬（株）製）１２質量部をイオン交換水５５０ｇに溶解した溶液を加えてフラスコ中で乳化分散させ、１０分間ゆっくり混合しながら、更に過硫酸アンモニウム３質量部を溶解したイオン交換水５０質量部を投入した。
【０１３５】
続いて、フラスコ内を窒素置換した後、フラスコ内を攪拌しながら内容物が６５℃になるまでオイルバスで加熱し、７時間そのまま乳化重合を継続した。
その結果、体積平均粒径が２００ｎｍであり、重量平均分子量Ｍｗが３９０００であるシェル層用結着樹脂を分散させてなるシェル層用結着樹脂粒子分散液（２）を調製した。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は１０．１０である。
【０１３６】
−離型剤分散液（１）の調製−
・パラフィンワックス（日本精蝋（株）性：ＨＮＰ９，融点７７℃）：６０質量部
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）：ネオゲンＲＫ）：４質量部
・イオン交換水：２００質量部
以上の成分の混合物を１２０℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ−（ゴーリン社）で分散処理し、体積平均粒径が２５０ｎｍである離型剤を分散させてなる離型剤分散液（１）を調製した。また、離型剤濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。
【０１３７】
−着色剤分散液（１）の調製−
・シアン顔料（銅フタロシアニンＢ１５：３、大日精化社製）：５０質量部
・非イオン性界面活性剤ノニポール４００（花王社製）：５質量部
・イオン交換水：２００質量部
上記成分を混合溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー（（株）スギノマシン製、ＨＪＰ３０００６）を用いて約１時間分散し、水分量を調整して、着色剤粒子分散液（１）を得た。
【０１３８】
−トナー母粒子（１）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（１）：７２０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、ここへ凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１４質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４０℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンターを用いて測定すると、５．５μｍであった。
【０１３９】
この混合分散液を４０℃で３０分間保持した後、この混合分散液中に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を緩やかに１６０質量部追加し１時間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．８μｍであった。
さらに攪拌を継続しながら８０℃まで加熱し、３時間保持した。その後、１℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、体積平均粒径は５．７μｍであった。
【０１４０】
−トナー母粒子（２）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（２）：１５０質量部
・コア層用結着樹脂粒子分散液（３）：５３０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、さらに凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％である硝酸水溶液１６質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４５℃まで加熱した。得られたコア融合粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．２μｍであった。
【０１４１】
さらに攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、２時間保持した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過して水分率を３５質量％にした。この水分率３５質量％のコア融合粒子を含む混合分散液に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を緩やかに２００質量部追加し攪拌しながら、ポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１５質量部を加えて２４０分間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子をイオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることにより付着樹脂凝集粒子を得た。さらに、この付着樹脂凝集粒子をヘンシェルミキサーで２０分間攪拌して融合を行い、トナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子をコールターカウンターを用いて測定すると、体積平均粒径は６．９μｍであった。
【０１４２】
−トナー母粒子（３）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（１）：５６０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、これに凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１４質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４０℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．６μｍであった。
【０１４３】
このコア凝集粒子を含む混合分散液を４０℃で３０分間保持した後、混合分散液中に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（２）を緩やかに３２０質量部追加し３時間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、６．３μｍであった。さらに攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、５時間保持した。その後、１℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子について、コールターカウンターを用いて測定すると、体積平均粒径は６．２μｍであった。
【０１４４】
−トナー母粒子（４）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（２）：３５０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、これに凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１２質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４５℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．３μｍであった。
【０１４５】
このコア凝集粒子を含む混合分散液を４５℃で６０分間保持した後、このコア混合分散液中に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を緩やかに５３０質量部追加し１２０分間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、６．２μｍであった。さらに攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、２時間保持した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、体積平均粒径は６．３μｍであった。
【０１４６】
各トナー母粒子の作製に用いた結着樹脂の各種特性値を表１に、得られたトナー母粒子の各種特性値を表２に示す。
【０１４７】
【表１】
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
（キャリヤの製造）
・フェライト粒子（体積平均粒径：５０μｍ）：１００質量部
・トルエン：１４質量部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体（成分比（重量比）：スチレン／メチルメタクリレート＝９０／１０、重量平均分子量Ｍｗ＝８００００）：２質量部
・カーボンブラック（Ｒ３３０：キャボット社製）：０．２質量部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を１０分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れて、６０℃において３０分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。
【０１５０】
（現像剤の作製）
トナー母粒子（１）〜（４）それぞれに外添剤として市販のヒュームドシリカＲＸ５０（日本アエロジル製）をトナー１００質量部に対して１．２質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合してトナー（１）〜（４）を得た。
ついで、これらトナーそれぞれ５質量部と上記キャリア１００質量部を混合して二成分現像剤（１）〜（４）を調整した。
【０１５１】
（粘弾性の測定）
貯蔵弾性率は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めた。動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ＡＲＥＳ測定装置を用いた。動的粘弾性の測定は、錠剤に成形したトナーを、８ｍｍ径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを０とした後に６．２８ｒａｄ／ｓｅｃの振動周波数で正弦波振動を与えて実施した。測定は２０℃から開始し、１００℃まで継続した。測定時間インターバルは３０秒、昇温は１℃／ｍｉｎとした。
なお、測定を行う前に、２０℃から１００℃まで１０℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量とが線形関係である歪量範囲を求めた。そして、測定中は各測定温度における歪量を０．１％に維持し、全ての温度において応力と歪量が線形関係になることを確認して、貯蔵弾性率及び正接損失を求めた。
【０１５２】
（体積平均粒径）
トナーの体積平均粒径の測定に際しては、コールターカウンターＴＡ−２（ベックマン−コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ‐ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用した。
まず、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム５重量％水溶液２ｍｌ中に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加え、これを前記電解液１００ｍｌ中に添加したサンプルを調整した。
【０１５３】
続いて、測定試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約１分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャー径１００μｍのアパーチャーを用いて２．０〜５０．８μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求めた。
測定された粒度分布を分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積基準で小径側から累積分布を描き、累積５０％となる粒径（Ｄ５０ｖ）を、体積平均粒径とした。
【０１５４】
（分子量の測定）
結着樹脂の分子量は、以下の条件で行ったものである。ＧＰＣは「ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ、ＳＣ−８０２０（東ソー（株）社製）装置」を用い、カラムは「ＴＳＫｇｅｌ、ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（東ソー（株）社製６．０ｍｍＩＤ×１５ｃｍ）」を２本用い、溶離液としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用いた。実験条件としては、試料濃度０．５％、流速０．６ｍｌ／ｍｉｎ．、サンプル注入量１０μｌ、測定温度４０℃、ＩＲ検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ標準試料ＴＳＫ ｓｔａｎｄａｒｄ」：「Ａ−５００」、「Ｆ−１」、「Ｆ−１０」、「Ｆ−８０」、「Ｆ−３８０」、「Ａ−２５００」、「Ｆ−４」、「Ｆ−４０」、「Ｆ−１２８」、「Ｆ−７００」の１０サンプルから作製した。
【０１５５】
（未定着中間調画像の作成）
Ｆｕｊｉ Ｘｅｒｏｘ社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ５００の改造機を用いて未定着中間調画像を形成した。具体的には、各々のトナー（現像剤）を用いて記録紙上（Ｆｕｊｉ Ｘｅｒｏｘ社製Ｊ紙）に単色のトナー載り量が４．８ｇ／ｍ2となるように装置を調整し、２５ｍｍ×２５ｍｍのＣｙａｎ色トナー層の５０％面積率の中間調画像を形成した。
ここでは、潜像担持体に潜像情報を書き込むレーザーのビーム径を２１μｍ、４２μｍ、８４μｍの３水準とした。また、擬似中間調処理方法として、ディザ法を用いたＡＭスクリーン処理と誤差拡散法を用いたＦＭスクリーン処理の２種類を利用して、画像情報に応じた入力情報を出力信号に変換した。
【０１５６】
出力された未定着画像のドット構造（トナー塊の大きさ、配列）をキーエンス社製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００にて観察したところ、ＡＭスクリーン処理により得られた未定着中間調画像では、各々が孤立しているドットに対応した均一なサイズのトナー塊が一定の周期で配列された網点構造を形成していることが確認された。一方、ＦＭスクリーンではサイズのドットの密度が空間的に変化し一定の周期でドットが配列されていないこと及びビーム径に対応してドットサイズが変化していることが確認され、これに対応して、サイズが不均一で、配列も不規則なトナー塊が形成されていることがわかった。
【０１５７】
（定着評価）
定着評価はＦｕｊｉ Ｘｅｒｏｘ社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ５００の改造機を用いた。この装置は、定着機内に、ニップ部の加熱手段として加熱ロール内に９００Ｗのハロゲンランプを内蔵させ、定着機の設定定着温度を７０℃〜２００℃の範囲で可変可能とした。
また、この装置は、待機時省電機能を備えており、定着機の設定定着温度を１１０℃に設定した場合、画像形成時（定着時）に対して待機時の設定待機温度は、１０５℃に維持される。
さらに、定着機の設定定着温度を７０℃〜２００℃の範囲で変えた場合におけるウォームアップタイムは設定定着温度により異なるものの約５秒〜１５秒程度である。なお、ウォームアップタイムとは、待機状態から画像を形成する場合に、画像の形成が可能となるまでに要する時間であり、実質的に設定待機温度から設定定着温度に達するまでの時間に相当する。
【０１５８】
定着特性の評価は、トナー、スクリーン処理条件、および、ビーム径を表３に示すように組合せて、予め準備した未定着画像を、定着機の温度が定常状態になるまで待機状態を十分に維持した後、待機状態から所定の定着温度で連続３０枚定着して定着された中間調画像を形成した。この定着テストを、各々のトナーについて作製した未定着画像サンプルについて、定着機の温度を７０℃から２００℃の間で定着温度を順次変えながら繰り返した。
この際の、最低定着温度、ハーフトーンオフセット（ＨＯＴ）、画像の粒状性について評価した結果を表３に示す。
【０１５９】
【表３】
【０１６０】
なお、表３中の最低定着温度、ハーフトーンオフセット（ＨＯＴ）、画像の粒状性の評価方法および評価基準は以下のとうりである。
【０１６１】
（最低定着温度）
７０℃から２００℃の定着温度で作製した定着像のオフセットを目視評価した。３０枚中、オフセットが１枚も発生していない最も低い定着温度を最低定着温度として評価した。なお、最低定着温度の判断基準は以下のとうりである。
◎：最低定着温度が１００℃以下
○：最低定着温度が１００℃を超え１１０℃未満
△：最低定着温度が１１０以上１２０℃未満
×：最低定着温度が１２０℃以上
【０１６２】
（ハーフトーンオフセット、定着性）
３０枚中、ハーフトーンオフセットが１枚も発生していない最も高い定着温度をハーフトーンオフセットが発生した温度として評価した。定着性の評価は、ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度の差で評価した。評価基準は以下のとうりである。
○：ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度との差が４０℃以上
△：ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度との差が３０℃以上４０℃未満
×：ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度との差が３０℃未満
【０１６３】
（粒状性）
定着後に得られた画像のハーフトーンの粒状性を目視で観察し、以下に示す基準で判断し、○を許容範囲、×、××を許容範囲外とした。
○：ざらつきが目視で観察されない
×：軽微なざらつきが観察される
××：明らかなざらつきが観察される
【０１６４】
（評価結果）
表３の結果から判るように、実施例１〜３は、式（１）および式（２）を満たすトナーを用いているため低温定着が可能である。加えて、擬似中間調処理としてＦＭスクリーン処理を用い、潜像担持体に画像情報を書き込む際のビーム径を３５μｍ以上に制御しているため、ハーフトーンオフセットが発生する温度も十分に高い。なお、実施例１および２のようにビーム径を３５μｍとすることにより、粒状性も改善することができる。
しかしながら、比較例１では、式（１）および式（２）を満たさないトナーを用い、擬似中間調処理としてＡＭスクリーン処理を用い、ビーム径も３５μｍ未満である。このため、低温定着もできない上に、ハーフトーンオフセットが発生する温度も低い。
【０１６５】
比較例２では、式（１）および式（２）を満たすトナーを用いているため低温定着が可能である。しかし、ビーム径が３５μｍ未満であるために、ＦＭスクリーン処理を用いても、ハーフトーンオフセットが発生する温度が低い。これは、レーザー照射により形成されるドット状の静電潜像のサイズが小さいため、ドット同士が隣接あるいは連結する領域が殆ど形成されず、結果的に個々のドット状の静電潜像に対応して形成されるトナー塊のサイズが均一な傾向を有し、且つ、小さいためと考えられる。
比較例３では、式（１）および式（２）を満たすトナーを用いているため低温定着が可能である。ＡＭスクリーン処理を用いているために、ドット同士が隣接あるいは連結する領域が形成されないために、トナー塊のサイズも均一となるため、ハーフトーンオフセットの発生温度が低い。
【０１６６】
比較例４では、ＦＭスクリーン処理を用い、ビーム径を３５μｍ以上に制御している。しかし、使用したトナーが、式（１）および式（２）を満たさないために、低温定着が困難である。
比較例５では、ＦＭスクリーン処理を用い、ビーム径を３５μｍ以上に制御している。しかし、使用したトナーが式（１）を満たすものの式（２）を満たさない。このため、低温定着は可能であるが、ハーフトーンオフセットが発生する温度が極端に低い。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】ＦＭスクリーン処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】ＦＭスクリーン処理を行うための構成および処理動作の一例を示す概略模式図である。
【図３】本発明の画像形成方法の潜像形成工程において、ビーム状照射光の照射に使用される光ビーム走査部の構成例を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１ 入力信号
２ 加算器
３ 比較器
４ 出力信号
５ 減算器
６ 誤差フィルター
１０ 露光光源
１１ コリメーターレンズ
１２ ポリゴンミラー
１３ ｆ−θレンズ
１４ 潜像担持体表面
２０ レーザービーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を利用した画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンタ等において画像を形成しうる場合、一般に電子写真法が用いられている。電子写真法に用いられる現像剤には、トナー粒子及びキャリア粒子を含有してなる二成分系現像剤と、磁性トナー粒子又は非磁性トナー粒子を含有してなる一成分系現像剤とが知られている。これら現像剤に含まれるトナー粒子は、通常、混練粉砕法により製造される。
この混練粉砕法は、熱可塑性樹脂等を顔料、帯電制御剤、ワックスなどの離型剤等と共に溶融混練し、冷却後にこの溶融混練物を微粉砕し、これを分級して所望のトナー粒子を製造する方法である。なお、前記混練粉砕法により製造されたトナー粒子には、流動性やクリーニング性等を改善する目的で、さらに必要に応じてその表面にさらに無機及び／又は有機の微粒子が添加されたりする。
【０００３】
電子写真法による画像形成方法においては、光学的手段によって潜像担持体上に形成された静電潜像が、現像工程において、現像剤を用いてトナー像として現像された後、転写工程において、このトナー像を記録紙等の記録媒体に転写し、最後に、定着工程において、転写されたトナー像に一般的には熱および圧力を加えて記録紙等の記録媒体に定着されることにより、画像を形成する。
近年の電子写真の技術は白黒からフルカラーヘの展開が急速になされつつある。フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は一般に３原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの３色のカラートナーに黒色を加えた４色を用いてすべての色の再現を行なうものである。
【０００４】
一般的なフルカラー電子写真法においては、まず原稿をイエロー、マゼンタ、シアン、黒色に色分解し、各色ごとに光導電層上に静電潜像を形成する。次に現像、転写を経て各色毎にトナー像を記録媒体に転写する。これら一連のプロセスは、各色毎に順次複数回行われ、各色のトナー像は、元の原稿の画像情報に対応するように位置を合せつつ、記録媒体上に重ね合せられる。そして重ね合わせられたトナー像を一回の定着によってフルカラー画像を形成する。
フルカラー電子写真法に用いられるカラートナーは、定着工程で多色トナーが十分混合することが必要である。これにより、色再現性やＯＨＰ画像の透明性が向上し、画質の高いフルカラー画像を得ることができる。カラートナーはこの混色性を高めるために、結着樹脂として一般的にシャープメルト性を有する低分子量の樹脂が用いられることが多い。
【０００５】
また、省エネルギー化に対応するために、低温定着性の向上を狙ったトナーが種々提案されている（例えば、特許文献１〜６等参照）。特に、コア層と、コア層を被覆するシェル層とからなるいわゆるコアシェル構造を有するトナーでは優れた低温定着性を得ることが可能である（例えば、特許文献６等）。これらのトナーは、低温定着時の混色性を高めるために、従来のトナーと比べて一般的に定着温度に対する溶融特性はシャープメルトな傾向を有する。
【０００６】
一方、電子写真法を利用して画像を形成する画像形成装置では、入力画像情報をスキャナーなどで入力信号に変換し、これを画像処理部でフィルタ処理、擬似中間調処理等の各種画像処理を行い出力信号を作製する。そして、この出力信号に応じた静電潜像が形成される。
ここで入力画像情報が写真などのピクトリアル画像の場合は１画素に多値のデータを持っている。これに対して記録紙等の記録媒体に出力される画像を形成する画像形成装置では、１画素あたりで表現が可能な階調数は実質的には非常に少ない。
【０００７】
このような問題を解決するために、画像形成装置では、１画素辺りのサイズを小さくし解像度を向上させ、複数の画素を使用して画像濃度を面積変調して、擬似的に中間調画像（いわゆるハーフトーン画像）を表示する方式が採用されている。この入力信号を、擬似的な中間調画像に変換する工程で施される画像処理が、擬似中間調処理である。
擬似中間調処理により、１画素あたりで表現可能な階調数が少ない画像形成装置でも、フルカラー画像のような１画素に多値のデータを持っている画像を表現することが可能である。擬似中間調処理は、一般的にＡＭスクリーン処理とＦＭスクリーン処理とに分けることができる。
【０００８】
ＡＭスクリーン処理としては、ドットを一定の周期で配列した網点を形成し、網点サイズを変えることによって、中間調を表現するディザ法が代表的であり、ＦＭスクリーン処理としては、ドットの密度を変化させることによって中間調を表現する誤差拡散法が代表的である。
一般的にＡＭスクリーン処理とＦＭスクリーン処理とは、中間調画像の粒状性を向上させる目的で、適宜選択／設計される。ＡＭスクリーン処理は電子写真法において古くから用いられているが、ドットが網点構造で形成されているために、出力モアレが発生する、ハイライトから中間調にかけての亀甲模様のロゼッタパターンが目立つ、面積率５０％程度付近でも濃度の段つきが目立つ、などの問題点があった。これら画質の問題点を解決するために、ＦＭスクリーン処理を利用することが提案されている（特許文献８、９参照）。
【０００９】
ところで、最近は電子写真においても省消費電力化と高画質化とが求められている。電子写真法における省消費電力化策の一つとして、機械の運転時のエネルギー使用量を少なくするために、より低温で定着する事が求められている。また、待機時の消費エネルギーを低減するために、画像が形成されない状態が続いた場合（いわゆる待機時）には、定着機に供給される電力量を絞り、加熱ロール等の加熱手段の温度を、定着時の温度よりも低い温度に維持する機能（以下、「待機時省電機能」と称す場合がある）を有する装置が採用されている。
【００１０】
このような機能を有する装置においては、省消費電力化のみならず、利便性も確保する必要があるため、定着機としては、熱容量のより小さい定着機を採用することが好適である。これは、定着機の加熱手段への供給電力量が絞られ、加熱手段の温度が定着に必要な温度よりも低い状態から装置を使用する場合に、利便性の面から加熱手段の温度を、通電開始とともに瞬時に定着に必要な温度にまで高めるためである。
【００１１】
このような待機時省電機能を有する画像形成装置では、待機状態においては、定着機の加熱手段の温度は、電力消費量を抑えるために、定着時よりも低い温度に維持されている。このため、待機状態から画像を形成しようとした場合、加熱手段を定着可能な温度にまで瞬時に高めるために一気に電力が供給され、一時的に、所定の設定温度よりも高い温度にまで加熱される現象（オーバーシュート）が発生する。この際、画像形成のために用紙が定着機に供給されると、定着機に通紙される用紙によって熱が奪われるため、定着機の温度がオーバーシュートした状態から低下する。
【００１２】
また、上述したような画像形成開始直後のオーバーシュート（以下、「初期オーバーシュート」と称す場合がある）とは別に、連続的に画像を形成した場合においても、通紙による温度の低下と、温度が所定の温度以下になった場合には、加熱による温度の上昇とを繰り返すため、周期的なオーバーシュートが発生している（以下、「定常オーバーシュート」と称す場合がある）。
【００１３】
このようなオーバーシュートは、その程度が顕著な場合や、使用するトナーとの組み合わせによってはオフセットの発生を招く場合がある。また、定着温度の高い領域で、オフセットが発生する場合には、特に、紙面上の画像が形成された領域のうち、ベタ画像として表現された領域よりも中間調画像として表現された領域で顕著となる（以下、この中間調画像におけるオフセットを「ハーフトーンオフセット」と称す場合がある）。
【特許文献１】特開平９−３２５５２０号公報
【特許文献２】特開平８−２３４４８０号公報
【特許文献３】特公平４−２４７０２号公報
【特許文献４】特開平９−３２５５２０号公報
【特許文献５】特開平８−２３４４８０号公報
【特許文献６】特公平４−２４７０２号公報
【特許文献７】特開平１０−１２３７４８号公報
【特許文献８】特開２００３−１８９１０３号公報
【特許文献９】特開２００４−１２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一方、従来の低温定着性に優れたシャープメルト性を有するトナーを用いて画像を形成する場合、定着温度が高くなるとハーフトーンオフセットが発生し易くなる傾向にあった。
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、低温定着が可能であると共に、定着温度が高くなってもハーフトーンオフセットの発生を抑制できる画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を達成するために、シャープメルト性を有するトナーを用いた場合に、ハーフトーンオフセットが発生し易くなる原因について鋭意検討した。そこで、中間調画像（但し、ベタ画像に近い中間調画像を除く）を形成する場合の画像形成プロセスに着目して検討した。
まず、擬似中間処理により得られた出力信号に応じて、潜像担持体表面が、直径数十μｍのドット状に露光されることにより静電潜像が形成される。次に、ドット状に露光された領域のみが選択的に現像され、中間調のトナー像が形成される。
【００１６】
ここで、この中間調のトナー像は、ベタ画像や、ベタ画像に近い中間調画像を形成する場合と異なり、潜像担持体表面がトナー粒子で隙間無く覆われたものではなく、ドット状に露光された領域に対応してトナー粒子が付着して形成されたトナー塊が、島状且つ離散的に潜像担持体表面を覆ったものである。
そして、最後に、島状且つ離散的に潜像担持体表面を覆う複数のトナー塊からなるトナー像が、転写、定着工程を経て記録紙等の記録媒体上に定着されることにより、中間調画像が形成される。
【００１７】
このようなプロセスにおいて、中間調画像を最終的に形成するトナー像の転写および定着は、ミクロにみた場合は、個々のトナー塊の転写および定着が集積した現象であるといえる。また、中間調画像は、目の錯覚も利用し、元の画像情報をドットの配置として置き換えて表現したものである。それゆえ、ハーフトーンオフセットは、厳密には、島状且つ離散的に潜像担持体表面を覆う複数のトナー塊のうち、全てについてオフセットが発生した状態のみならず、視覚的に認識できる程度に一定割合以上のトナー塊についてオフセットが発生した現象であるといえる。
従って、仮に一部のトナー塊についてオフセットが発生したとしても、全体に占める割合が少なければハーフトーンオフセットの発生を実質的に抑制できるものと考えられる。
【００１８】
一方、個々のトナー塊におけるオフセットの発生は、通常のベタ画像に対応したトナー像のオフセットと同様に、定着時におけるトナー塊の記録媒体に対する付着性に依存する。しかし、前者の場合は、仮に部分的な付着性の低下が発生しても、トナー像はミクロなレベルでも連続しているためオフセットには至らないが、後者の場合は、トナー像はミクロなレベルでは非連続的であるため、付着性の低下は直ちにトナー塊のオフセットの発生を招いてしまう。
【００１９】
以上のことから、本発明者らは、個々のトナー塊の単位でオフセットの発生を防いて、マクロなレベルでハーフトーンオフセットの発生を抑制するためには、（Ａ）定着時における個々のトナー塊の記録媒体に対する付着力を向上させること、および、（Ｂ）オフセットが発生するトナー塊の割合を少なくすることが重要であると考えた。
一方、トナー塊の記録媒体に対する付着力は、トナー塊のサイズ（面方向の面積）と、定着機のオーバーシュートによる定着温度の振れ幅も考慮した定着時におけるトナーの粘度とによって左右されると考えられる。
【００２０】
従って、トナー塊の記録媒体に対する付着力を向上させるためには、サイズの大きいトナー塊が形成できるように露光・現像することが必要であると考えられる。加えて、定着機のオーバーシュートにより定着温度が振れる範囲内においても、十分な付着力が確保できるような粘度が得られるトナーを用いることが必要であると考えられる。
【００２１】
また、定着時におけるトナーの粘度が一定であれば、付着力は接触面積に比例すると考えられることから、オフセットが発生するトナー塊の割合を少なくするためには、トナー塊のサイズにバラツキを持たせることが重要であると考えられる。すなわち、露光・現像した際にトナー塊のサイズが不均一となるような擬似中間調処理を行うことが必要であると考えられる。
【００２２】
この場合、相対的にサイズの小さいトナー塊についてはオフセットが発生するが、相対的にサイズの大きいトナー塊についてはオフセットが発生しないため、マクロに見てオフセットの発生しないトナー塊の割合が多ければ、視覚的にはハーフトーンオフセットとして認識されないと考えられる。また、定着機のオーバーシュートにより定着温度が振れても、全てのトナー塊についてオフセットが一挙に発生することはなく、オフセットの発生しないトナー塊の割合が変化するだけであるため、オーバーシュートによるハーフトーンオフセットの発生も抑制できる。
一方、トナー塊のサイズが均一であれば、オフセットが発生する場合は、殆ど全てのトナー塊について一挙に発生するため、この場合、結果的にハーフトーンオフセットが発生してしまう。
それゆえ、本発明者らは以上に説明したような知見に基づいて、以下の本発明を見出した。
【００２３】
すなわち、本発明は、
＜１＞
画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、
（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、
（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、
（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする画像形成方法である。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
〔式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。〕
【００２４】
＜２＞
前記転写工程が、前記潜像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写体表面に転写する第１の転写工程と、前記中間転写体表面に転写されたトナー像を前記記録媒体表面に転写する第２の転写工程とを含むことを特徴とする＜１＞に記載の画像形成方法である。
【００２５】
＜３＞
第１の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第１の樹脂微粒子を分散した第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを少なくとも混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することによりコア粒子を形成する凝集工程と、
前記コア粒子が形成された前記混合分散液に、第２の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第２の樹脂微粒子を分散した第２の樹脂微粒子分散液を添加して、前記コア粒子の表面に、前記第２の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、
前記付着樹脂凝集粒子を融合する融合工程とを経て前記トナーが作製されることを特徴とする＜１＞または＜２＞記載の画像形成方法である。
【００２６】
＜４＞
潜像担持体と、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理手段と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着手段とを有し、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理手段を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成装置において、
＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の画像形成方法を利用して、前記画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２７】
以上に説明したように本発明によれば、低温定着が可能であると共に、定着温度が高くなってもハーフトーンオフセットの発生を抑制できる画像形成方法およびこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜画像形成方法＞
本発明の画像形成方法は、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
但し、式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。
【００２９】
まず、本発明の第１の特徴としては、潜像担持体表面に照射されるビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であることが必要である。ビーム径が３５μｍ未満の場合には、露光、現像工程を経て形成されるトナー塊のサイズが小さくなるため、転写されたトナー塊の記録媒体に対する接触面積が小さくなり、結果的に、定着時に接触面積に比例した十分な付着力が得られなくなるためである。
従って、この場合、例えば、個々のビーム状照射光に対応して形成される個々のドット状の静電潜像が互いに、隣接あるいは連結した領域を形成し、個々のドットサイズ以上のサイズを有するトナー塊も形成されうるＦＭスクリーン処理のような擬似中間調処理を用いても、トナー塊のサイズは、マクロに見た場合には小さくなる傾向にあるため、ハーフトーンオフセットが抑制できなくなる。
【００３０】
このような観点からは、ビーム径のサイズは４０μｍ以上であることがより好ましく、５０μｍ以上であることが更に好ましい。なお、ビーム径のサイズが大きすぎる場合には、粒状性が低下するため、画質低下が起こる場合がある。それゆえ、ビーム径は、１００μｍ以下であることが好ましい。
なお、本発明において「ビーム径」とは、潜像担持体表面におけるビームスポット幅を示し、ビーム強度のガウス分布における最大値に対し、強度が１／ｅ2（約１４％）となるビームの幅を意味する。
【００３１】
また、本発明の第２の特徴としては、中間調画像を形成する場合において、擬似中間調処理が、記録媒体表面に転写された後のトナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であることが必要である。これにより、個々のトナー塊でオフセットが発生したとしても、相対的にサイズの大きいトナー塊は接触面積に比例して付着力も大きいためにオフセットが発生しない。従って、マクロに見た場合には、ハーフトーンオフセットの発生を防止することができる。加えて、オーバーシュートにより、定着温度が高温側に振れてトナーの粘度が低下しても、接触面積の大きさによって付着力の低下を補うことができるため、ハーフトーンオフセットが発生することを抑制できる。
【００３２】
なお、トナー塊のサイズは、ビーム状照射光が照射された領域にほぼ対応するものである。従って、ここで、「トナー塊のサイズが不均一である」とは、ビーム径のサイズは一定値に固定されていることを前提として、ビーム状照射光により形成されるドット状の静電潜像が、完全に孤立した状態で形成される場合と、互いに近接あるいは連結するように形成される場合とが混在するようにビーム状照射光が照射される場合をいう。
ここで、「互いに近接」とは、潜像担持体表面で隣接して存在するドットに対応して形成されたが、潜像担持体表面上では離れていても、転写時に加わる押圧力より発生するトナー塊の変形によって、連結し得る程度の距離を有していることを意味する。また、トナー塊のサイズが不均一であるか否かは、光学顕微鏡等を利用して定着前の中間調のトナー像を観察することにより容易に確認できる。
【００３３】
このようなトナー塊のサイズを不均一とするビーム状照射光の照射形態は、擬似中間調処理を適宜選択することで実現可能であり、特にＦＭスクリーン処理が好ましい。
【００３４】
一方、トナー塊のサイズを均一とする擬似中間調処理を利用する場合；言い換えれば、ビーム状照射光により形成されるドット状の静電潜像が、孤立した状態でのみ形成されるようビーム状照射光が照射される場合には、一部のトナー塊についてオフセットが発生するならば、サイズが同じである他の殆ど全てのトナー塊についても同様に発生するため、結果的にハーフトーンオフセットが発生してしまう。このような擬似中間調処理としては、例えば、網点状に孤立したドット状の静電潜像を形成するＡＭスクリーン処理等が挙げられる。
【００３５】
なお、通常の画像形成方法においては、ビーム径のサイズは一定値に固定されているが、トナー塊のサイズを不均一とするためには、１画素に対応する領域に複数回照射されるビーム状照射光のビーム径を、１水準のみではなく２水準以上（例えば、ビーム径３５μｍと６０μｍとを交互に照射する等）としてもよい。また、これに加えて、２水準以上のビーム径を有するビーム状照射光により形成されるドット状の静電潜像が、孤立した状態で形成される場合と、互いに隣接あるいは連結するように形成される場合とが混在するようにビーム状照射光が照射されてもよい。
【００３６】
さらに、本発明の第３の特徴としては、上述した式（１）および式（２）を満たすトナーを用いることが必要である。式（１）および式（２）を満たすトナーを用いることにより、低温定着性を確保することができる。これに加えて更に、オーバーシュートによる定着時の粘度変化を抑制することもできるため、オーバーシュートにより定着温度が高温側にシフトしても、粘度の低下による付着力の低下が起こりにくく、連続して中間調画像を形成した場合においても、ハーフトーンオフセットの発生を防ぐことができる。
【００３７】
ここで、本発明に用いられるトナーは、６０℃における貯蔵弾性率が２．０×１０5Ｐａ以上４．０×１０6Ｐａ以下であることが必要であり、５．０×１０5Ｐａ以上３．０×１０6Ｐａ以下であることが好ましい。これにより、低温定着が可能となる。なお、本発明において低温定着とは、定着温度が９０〜１２０℃程度の範囲内を意味し、より好ましくは１００〜１１０℃の範囲内を意味する。
６０℃における貯蔵弾性率が２．０×１０5Ｐａ未満の場合、トナーの弾性が小さく、転写工程でトナーが変形を起こし、定着不良を引き起こしてしまう。また、６０℃における貯蔵弾性率が４．０×１０6Ｐａより大きい場合、トナーの弾性が大きいために低温での定着が困難になる。
【００３８】
また、本発明に用いられるトナーは、６０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（６０）と８０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（８０）の比率Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）が４０．０以下であるため、待機状態から連続して中間調画像を形成したようなオーバーシュートの影響が大きい場合においても、ハーフトーンオフセットの発生を防ぐことができる。
なお、６０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（６０）と８０℃の貯蔵弾性率Ｇ’（８０）の比率Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）は、トナーの粘弾性の温度依存を示す指標であり、Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）が大きいとトナーのシャープメルト性が強く、小さいとシャープメルト性が弱いことを示す。
【００３９】
Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）が４０より大きい場合は、トナーの粘弾性の温度依存性が大きすぎるために、ハーフトーンオフセットが発生する。特に、待機状態から連続して中間調画像を形成した場合に、オーバーシュートにより定着温度が高温側にシフトした状態で定着された印刷物についてはハーフトーンオフセットが極めて発生し易く、安定した画像が得られない。
それゆえ、Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）の値は３０以下であることが好ましく、小さければ小さい程よいが、小さ過ぎる場合にはトナーが十分に溶融せず、フルカラー画像を形成した場合の発色性が低下してしまう場合がある。このためＧ’（６０）／Ｇ’（８０）が１０以上であることが好ましく、１５以上であることがより好ましい。
【００４０】
また、上述した式（１）および式（２）を満たすことが容易である点から、本発明に用いられるトナーとしては、第１の結着樹脂および着色剤を含むコア層と、このコア層の表面を被覆し、第２の結着樹脂を含むシェル層とからなるいわゆるコアシェル構造を有するトナーを用いることが好適である。
この場合、本発明に用いられるトナーは、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％で測定した正接損失が、３０℃以上９０℃以下の範囲内に２つのピーク（極大値）を有していることが好ましい。この正接損失のピークは、トナーに含まれる結着樹脂成分の主鎖の運動を表すものであり、ピークが２つ存在する場合には、２種類の結着樹脂がトナー中に非相溶状態で独立に存在していることを示している。
【００４１】
コアシェル構造を有するトナーにおいて、正接損失のピークが２つ存在するということは、コア層とシェル層とに含まれる２種類の結着樹脂がトナー中で非相溶状態で独立に存在していることを意味する。
このように３０℃以上９０℃以下の範囲内において正接損失のピークが２つ存在する状態は、式（２）に示した条件を満たすようにトナーの粘弾性の温度依存性（傾き）を制御することが容易となる点で好ましい。
３０℃以上９０℃以下の範囲内において正接損失のピークが１つしか存在しない状態は、２種類の結着樹脂がトナー中で相溶するため、実効的にトナー粘弾性の温度依存性の傾きはあまり変わらず、粘弾性の温度依存性曲線がシフトするだけとなり易い。それゆえ、式（２）に示した条件を満たすようにトナーの粘弾性の温度依存性（傾き）を制御することが困難になる場合がある。
【００４２】
なお、本発明において、貯蔵弾性率及び正接損失（損失弾性率）は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めた。動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ＡＲＥＳ測定装置を用いた。
動的粘弾性の測定は、トナーを錠剤に成形した後、８ｍｍ径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを０とした後に６．２８ｒａｄ／ｓｅｃの振動周波数で正弦波振動を与えた。測定は２０℃から開始し、昇温速度１℃／ｍｉｎで、１００℃まで継続した。この際の測定時間インターバルは３０秒である。
また、測定を行う前に、２０℃から１００℃まで１０℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量とが線形関係を満たす歪量の範囲を求めた。測定中は各測定温度における歪量を０．１％に維持し、全ての温度において応力と歪量が線形関係になるように制御し、これらの測定結果を利用して貯蔵弾性率及び正接損失を求めた。
【００４３】
なお、ハーフトーンオフセットの発生をより一層抑制するためには、転写工程が、中間転写体を利用して行われるものであること、すなわち、潜像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写体表面に転写する第１の転写工程と、中間転写体表面に転写されたトナー像を記録媒体表面に転写する第２の転写工程とを含むものであることが好ましい。
この場合、潜像担持体表面に形成された個々のトナー塊が一旦中間転写体表面へ転写され、さらに中間転写体表面から記録媒体に転写される過程でトナー塊の変形（いわゆるメカニカルドットゲイン）が発生するため、潜像担持体表面で近接して存在するトナー塊同士の間隔が狭い場合には、記録媒体上でこれらトナー塊同士の距離がより近づいて、２つのトナー塊が連結し易くなるため、ハーフトーンオフセットがより一層発生しにくくなる。
【００４４】
次に、本発明に用いられるトナーの製造方法や、構成材料等について説明する。本発明に用いられるトナーの製造方法としては特に限定されず、公知の方法が利用できるが、上述した式（１）および式（２）を満たすことが容易であるコアシェル構造を有するトナーの作製が容易である点から湿式製法、特に乳化重合凝集法を利用することが好ましい。
【００４５】
この場合、本発明のトナーの製造方法は、第１の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第１の樹脂微粒子を分散した第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを少なくとも混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することによりコア粒子を形成する凝集工程と、コア粒子が形成された混合分散液に、第２の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第２の樹脂微粒子を分散した第２の樹脂微粒子分散液を添加して、コア粒子の表面に、第２の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、付着樹脂凝集粒子を融合する融合工程と、を含むものであることが好ましい。
【００４６】
なお、凝集工程においては、混合分散液中の各種微粒子成分を凝集させただけのコア粒子（コア凝集粒子）を形成してもよく、加熱温度を第１の結着樹脂のガラス転移温度よりも高くして凝集と同時に融合させたコア粒子（コア融合粒子）を形成してもよい。また、融合工程は、第１または第２の結着樹脂のガラス転移温度のいずれか高い方の温度以上に加熱することにより実施してもよいが、付着樹脂凝集粒子がコア融合粒子を用いて形成されている場合には、機械的ストレスを利用して融合してもよい。なお、これらの工程の詳細については後述する。
【００４７】
また、本発明に用いられるトナーは、上述した工程を経て作製されるコアシェル構造を有する以外に、必要に応じて離型剤や各種添加剤が内添されていたり、流動化助剤等の各種の外添剤が外添されていてもよい。
以下に、本発明のトナーの構成材料について、コアシェル構造を有すること、および、上述した乳化重合凝集法を利用して作製される場合を考慮してより詳細に説明するが、勿論、コアシェル構造を有さない場合や他の製法でトナーを作製する場合にも以下に列挙する材料を利用することができる。
【００４８】
−第１の結着樹脂（コア層用結着樹脂）−
本発明に用いられる第１の結着樹脂（以下、「コア層用結着樹脂」と称す場合がある）としては、公知の非結晶性あるいは結晶性樹脂を利用できるが、非結晶性樹脂である場合には、具体的には以下の材料が利用できる。
すなわち、非結晶性樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類等の単量体などの重合体、これら単量体などを２種以上組み合せた共重合体、または、これら重合体や共重合体の混合物が挙げられる。
【００４９】
さらには、上述した樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、または、これらと上記のビニル系単量体を用いて合成されたビニル系樹脂との混合物、並びに、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を挙げることができる。これらの樹脂は、１種類単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５０】
これらの中でも、ビニル系単量体を用いるときには、イオン性界面活性剤などを用いて乳化重合やシード重合を実施して樹脂微粒子分散液を作製することができ、その他の樹脂を用いるときには、油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に樹脂を溶解し、水中にイオン性界面活性剤や高分子電解質を共存させてホモジナイザーなどの分散機により水中に微粒子を分散させ、その後加熱または減圧して溶剤を蒸散することにより、所望の樹脂微粒子分散液を作製することができる。
【００５１】
上記の熱可塑性結着樹脂は、解離性ビニル系単量体を配合することにより、乳化重合などで得た微粒子として安定に作製することができる。
解離性ビニル系単量体の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸、エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミンなど高分子酸、高分子塩基の原料となる単量体のいずれも使用可能であるが、重合体形成反応の容易性などから高分子酸が好適である。さらには、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸などのカルボキシル基を有する解離性ビニル系単量体が、重合度制御、ガラス転移点の制御のために特に有効である。
【００５２】
また、コア層用結着樹脂として、結晶性樹脂を用いることも可能である。ここで、『結晶性』とは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定した際の吸熱ピークの半値幅が６℃以内であることを意味する。
結晶性樹脂の中でも、トナー化した後の画像の保存性等の実用上の観点からはポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂の例を以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂や、その他すべてのポリエステル樹脂は多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成される。なお、本発明においては、前記ポリエステル樹脂として市販品を使用してもよいし、適宜合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，１４−テトラデカンジカルボン酸、１，１８−オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸、などが挙げられ、さらにこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられる。
【００５４】
３価以上のカルボン酸としては、例えば、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、酸成分としては、前述の脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、スルホン酸基を持つジカルボン酸成分が含まれていることが好ましい。前記スルホン酸基を持つジカルボン酸は、顔料等の色材の分散を良好にできる点で有効である。また、ジカルボン酸がスルホン酸基を有する場合には、樹脂全体を水に乳化或いは懸濁して樹脂微粒子を作製する際に、後述するように、界面活性剤を使用しないで、乳化或いは懸濁することも可能である。
【００５５】
スルホン酸基を持つジカルボン酸としては、例えば、２−スルホテレフタル酸ナトリウム塩、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩、スルホコハク酸ナトリウム塩等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらスルホン酸基を有する２価以上のカルボン酸成分は、ポリエステルを構成する全カルボン酸成分に対して１〜１５モル％含まれるのが好ましく、２〜１０モル％含まれるのがより好ましい。
含有量が少ないと乳化粒子の経時安定性が悪くなる一方、１５モル％を超えると、ポリエステル樹脂の結晶性が低下するばかりではなく、凝集後、粒子が融合する工程に悪影響を与え、トナー径の調整が難しくなるという不具合が生じる。
【００５６】
さらに、前述の脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、２重結合を持つジカルボン酸成分を含有することがより好ましい。２重結合を持つジカルボン酸は、２重結合を介して、ラジカル的に架橋結合させ得る点で定着時のホットオフセットを防ぐ為に好適に用いることができる。このようなジカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、３−ヘキセンジオイック酸、３−オクテンジオイック酸等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級エステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でもコストの点で、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。
【００５７】
多価アルコール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、主鎖部分の炭素数が７〜２０である直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。前記脂肪族ジオールが分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下してしまう為、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び低温定着性が悪化してしまう場合がある。また、炭素数が７未満であると、芳香族ジカルボン酸と縮重合させる場合、融点が高くなり、低温定着が困難となることがある一方、２０を超えると実用上の材料の入手が困難となり易い。前記炭素数としては１４以下であることがより好ましい。
【００５８】
本発明に用いられる結晶性ポリエステルの合成に好適に用いられる脂肪族ジオールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、１，１３−トリデカンジオール、１，１４−テトラデカンジオール、１，１８−オクタデカンジオール、１，１４−エイコサンデカンジオールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮すると１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオールが好ましい。
【００５９】
３価以上のアルコールとしては、例えば、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などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
多価アルコール成分のうち、前記脂肪族ジオール成分の含有量が８０モル％以上であることが好ましく、より好ましくは、９０モル％以上である。前記脂肪族ジオール成の含有量が８０モル％未満では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下する為、耐トナーブロッキング性、画像保存性及び、低温定着性が悪化してしまう場合がある。なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製等の目的で、酢酸、安息香酸等の１価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の１価のアルコールも使用することができる。
【００６０】
これらの結晶性樹脂は、水等の水系媒体中にイオン性界面活性剤、高分子酸、高分子塩基等の高分子電解質と共に分散し、融点以上に加熱し、強い剪断力を印加可能なホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて処理することにより、樹脂微粒子分散液を得ることができる。
【００６１】
また、本発明に用いられるコア層用結着樹脂は、複数の種類の樹脂を混合して用いることもできる。さらには、結晶性樹脂と非結晶性樹脂とを混合することも可能である。
トナーの作製に際して用いられる樹脂微粒子の体積平均粒径は、１μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは０．０１〜１μｍの範囲である。樹脂微粒子の体積平均粒径が１μｍを越えると、最終的に得られる静電潜像現像用トナーの粒度分布や形状分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じてトナーの組成偏在を引き起こし、性能や信頼性の低下を招く場合がある。
一方、樹脂微粒子の体積平均粒径が上記範囲内にあると、前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中での分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点が有利である。なお、樹脂微粒子の体積平均粒径は、例えば、マイクロトラック等を用いて測定することができる。
【００６２】
−第２の結着樹脂（シェル層用結着樹脂）−
本発明に用いられる第２の結着樹脂（以下、「シェル層用結着樹脂」と称す場合がある）は、コア層用結着樹脂と同様の材料を用いることができるが、結晶性樹脂を用いることはあまり好ましくない。トナーの最外側の層であるシェル層を構成する材料として結晶性樹脂が用いられた場合、結晶性樹脂は電気抵抗の環境依存性が大きいため、高湿環境下ではトナーの帯電性が著しく低下する場合があるからである。
また、シェル層用結着樹脂は、トナーを作製した際にトナー中でコア層用結着樹脂と非相溶状態で存在し易い材料を選択することが好ましく、トナーの製造に際しても、非相溶状態となりやすい製造条件を選択することが好ましい。
【００６３】
トナーの作製に用いるコア層用結着樹脂およびシェル層用結着樹脂は、コア層用結着樹脂の溶解性パラメーター（ＳＰｃ）とシェル層用結着樹脂の溶解性パラメーター（ＳＰｓ）との差（ΔＳＰ＝｜ＳＰｃ−ＳＰｓ｜）が０．２〜０．６の範囲となるように選択することが好ましく、０．２〜０．４の範囲となるように選択することがより好ましい。
ΔＳＰ値が０．２より小さいと、トナー中で、コア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂が相溶してしまい、式（２）に示す条件を満たすような粘弾性制御が困難になる場合がある。また、ΔＳＰ値が０．６より大きいとコア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂との親和性が悪く、これら２種類の樹脂同士を均一に融合することが困難となり、トナー化できなくなる場合がある。
【００６４】
さらに、８０℃におけるコア層用結着樹脂の貯蔵弾性率Ｇ’core（８０）と８０℃におけるシェル層用結着樹脂Ｇ’shell（８０）の比率（Ｇ’shell（８０）／Ｇ’core（８０））が、５〜５０となるようにコア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂とを組み合わせて用いることが好ましく、この比率は１０〜３０であることがより好ましい。
【００６５】
Ｇ’shell（８０）／Ｇ’core（８０）が５より小さい場合には、式（２）に示す条件を満たすようなトナー粘弾性の温度依存性（傾き）を得ることが困難になる場合がある。
また、Ｇ’shell（８０）／Ｇ’core（８０）が５０より大きい場合には、コア層用結着樹脂とシェル層用結着樹脂との貯蔵弾性率差が大きすぎるため、定着時に、定着機に設定された単一の定着温度ではコア層用結着樹脂が溶融し、シェル層用結着樹脂が未溶融となる場合がある。この場合、結果として定着された画像上に溶融領域と未溶融領域とが混在してしまうため、画像表面の均一性が失われ発色性が悪くなってしまう場合がある。
また、式（２）に示す条件を満たすようなトナーの粘弾性制御を容易に実現するためには、コア層用結着樹脂の８０℃における貯蔵弾性率Ｇ’core（８０）は、１×１０4Ｐａ〜１×１０5Ｐａの範囲内であることが好ましく、シェル層用結着樹脂の８０℃における貯蔵弾性率Ｇ’shell（８０）としては、５×１０4Ｐａ〜５×１０6Ｐａの範囲内が好ましい。
【００６６】
なお、本発明において、ＳＰ値（溶解性パラメーター）は、Ｆｅｄｏｒｓの方法により求めた値を意味する。この場合のＳＰ値は下式（３）で定義される。
【００６７】
【数１】
【００６８】
但し、式（３）において、ＳＰは溶解性パラメーターを表し、ΔＥは凝集エネルギー（ｃａｌ／ｍｏｌ）を表し、Ｖはモル体積（ｃｍ3／ｍｏｌ）を表し、Δｅｉはｉ番目の原子又は原子団の蒸発エネルギー（ｃａｌ／原子又は原子団）を表し、Δｖｉはｉ番目の原子又は原子団のモル体積（ｃｍ3／原子又は原子団）を表し、ｉは１以上の整数を表す。
【００６９】
なお、式（３）で表されるＳＰ値は、慣行としてその単位がｃａｌ1/2／ｃｍ3/2となるように求められ、且つ、無次元で表記されるものである。これに加えて、本発明においては、２つの化合物間におけるＳＰ値の相対的な差が意義を持つため、本発明においては、上記した慣行に従い求められた値を用い、無次元で表記することとした。
なお、参考までに、式（３）で示されるＳＰ値をＳＩ単位（Ｊ1/2／ｍ3/2）に換算する場合には、２０４６を乗ずればよい。
【００７０】
−着色剤−
トナーに用いられる着色剤としては、特に制限はなく、公知の顔料、染料等が使用できる。顔料としては、例えば、黒色顔料、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、紫色顔料、緑色顔料、白色顔料、体質顔料などが挙げられる。
前記黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が挙げられる。
前記黄色顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントイエローＮＣＧ等が挙げられる。
【００７１】
前記橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ等が挙げられる。
前記赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ブリリアントカーミン３Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等が挙げられる。
【００７２】
前記青色顔料としては、例えば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレートなどが挙げられる。
前記紫色顔料としては、例えば、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。
【００７３】
前記緑色顔料としては、例えば、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等が挙げられる。
前記白色顔料としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられる。前記体質顔料としては、例えば、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。
【００７４】
前記染料としては、例えば、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料、例えば、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料、より具体的には、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等が挙げられる。
【００７５】
これらの着色剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよく、更に固溶体の状態で使用してもよい。２種以上を併用する場合においては、着色剤の種類、混合比を変更することにより、トナーの色を任意に調節することができる。
着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、ＯＨＰ透過性、トナー中での分散性の観点から選択される。トナー中に含まれる着色剤の添加量は、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは４〜１５質量％である。
着色剤分散液の作製に際して、これらの着色剤は公知の方法で水系媒体に分散される。分散に際しては、例えば、回転せん断型ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が好ましく用いられる。
【００７６】
−離型剤−
本発明に用いられる離型剤としては公知の離型剤が利用できるが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；加熱により軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；エステルワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス；ミツロウのような動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物を使用することができる。
なお、離型剤分散液は、上述した離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに分散させ、融点以上に加熱するとともに強い剪断を付与できるホモジナイザーや圧力吐出型分散機で微粒子化することにより得ることができる。この場合、離型剤分散液中に分散した離型剤粒子の粒径をトナーの作製に適した１μｍ以下とすることが容易である。
【００７７】
離型剤粒子の体積平均粒径は、１μｍ以下であることが望ましく、より望ましくは０．０１〜１μｍの範囲である。体積平均粒径が１μｍを越えると、最終的に得られるトナーの粒度分布や形状分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じてトナーの組成偏在を引き起こし、性能や信頼性の低下を招く場合がある。
一方、離型剤粒子の体積平均粒径が前記範囲内にあると、前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中での分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点が有利である。なお、前記体積平均粒径は、例えば、マイクロトラック等を用いて測定することができる。
【００７８】
−その他の成分−
トナーに内添あるいは外添されるその他の成分としては、例えば、帯電制御剤、無機粒体、有機粒体、滑剤、研磨材、磁性粉などが挙げられる。
前記帯電制御剤としては、例えば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。なお、本発明における帯電制御剤としては、凝集時や融合時の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点で、水に溶解しにくい素材のものが好ましい。
【００７９】
前記無機粒体としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。
前記有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
【００８０】
前記滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩が挙げられる。前記研磨材としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
前記磁性粉としては、例えば、磁場中で磁化される物質が挙げられ、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金又はこれらを含む化合物等の強磁性の粉末、フェライト、マグネタイト等の化合物が挙げられる。前記磁性粉を用いる場合、該磁性体の水層移行性に注意を払う必要があり、前記磁性体に疎水化処理等の表面改質を施しておくのが好ましい。
【００８１】
これらその他の成分が粒子状の形態でトナーの作製に用いられる場合、その体積平均粒径としては０．０１〜１μｍであるのが好ましい。なお、前記体積平均粒径は、例えばマイクロトラックなどを用いて測定することができる。
【００８２】
−分散液−
次に、本発明のトナーの作製に際して用いられる各種分散液の調整に際して用いられる分散媒や、界面活性剤等の副次的成分、調整方法等について説明する。
まず、分散媒としては、例えば、水系媒体等が挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８３】
本発明においては、分散液の作製に際し、前記水系媒体に界面活性剤を添加混合しておくのが好ましい。
前記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、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが好適に挙げられる。これらの中でもイオン性界面活性剤が好ましく、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤がより好ましい。
前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８４】
前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類；オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類；ラウリルスルホネート、ドデシルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類；ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類；ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、スルホコハク酸ラウリル２ナトリウム、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリル２ナトリウム等のスルホコハク酸塩類；などが挙げられる。
【００８５】
前記カチオン界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩類；などが挙げられる。
【００８６】
前記非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類；ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類；ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類；ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類；ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類；ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類；などが挙げられる。
【００８７】
なお、凝集工程においては、既述したように、第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤分散液と少なくとも混合した混合分散液が用いられるが、いわゆるオイルレス定着が可能なトナーを作製する場合には、更に離型剤分散液も混合することが好ましい。
これら３種類の分散液を混合した混合分散液において、全固形分に対する第１の樹脂微粒子の含有量としては４０質量％以下であることが好ましく、２〜２０質量％程度の範囲内であることがより好ましい。また、着色剤の含有量としては５０質量％以下であることが好ましく、２〜４０質量％程度の範囲内であることがより好ましい。さらに、離型剤の含有量としては５０質量％以下であることが好ましく、５〜４０質量％程度の範囲内であることがより好ましい。
さらに、３種類の分散液を混合した混合分散液に、更にその他の内添成分（粒子）を加える場合には、その他の内添成分の含有量としては、一般的には極く少量であれば十分である。具体的には混合分散液に含まれる全固形分に対して、その他の内添成分の含有量は０．０１〜５質量％程度であることが好ましく、０．５〜２質量％程度の範囲内であることがより好ましい。
【００８８】
なお、各種分散液の調製方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択した方法を採用することができる。分散の手段としては、特に制限はないが、使用可能な装置としては、例えばホモミキサー（特殊機化工業株式会社）、あるいはスラッシャー（三井鉱山株式会社）、キャビトロン（株式会社ユーロテック）、マイクロフルイダイザー（みずほ工業株式会社）、マントン・ゴーリンホミジナイザー（ゴーリン社）、ナノマイザー（ナノマイザー株式会社）、スタティックミキサー（ノリタケカンパニー）などのそれ自体公知の分散装置が挙げられる。
【００８９】
−トナーの製造方法−
次に、上述した凝集工程、付着工程、および、融合工程を含む本発明に用いられるトナーの製造方法について、各工程毎により詳細に説明する。
【００９０】
−凝集工程−
凝集工程においては、まず、第１の結着樹脂分散液、着色剤分散液、さらには必要に応じて用いられる離型剤分散液や、その他の成分を混合して得られた混合分散液に凝集剤を添加し、第１の結着樹脂の融点よりもやや低めの温度にて加熱することにより、各々の成分からなる粒子を凝集させた凝集粒子（コア凝集粒子）を形成する。なお、第１の結着樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱して、凝集と同時に融合も行い、融合粒子（コア融合粒子）を形成してもよい。
凝集粒子の形成は、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温で凝集剤を添加することにより行う。凝集工程に用いられる凝集剤は、各種分散液の分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩の他、２価以上の金属錯体を好適に用いることができる。
特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上するため特に好ましい。
【００９１】
前記無機金属塩としては、例えば、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、塩化アルミニウム、硫酸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などが挙げられる。その中でも特に、アルミニウム塩およびその重合体が好適である。よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が１価より２価、２価より３価、３価より４価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
【００９２】
−付着工程−
付着工程では、上記した凝集工程を経て形成された第１の結着樹脂を含むコア粒子（コア凝集粒子、あるいは、コア融合粒子）の表面に、第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子を付着させることにより被覆層を形成する（以下、コア粒子表面に被覆層を設けた凝集粒子を「付着樹脂凝集粒子」と称す）。ここで、この被覆層は、後述する融合工程を経て形成される本発明のトナーのシェル層に相当するものである。
被覆層の形成は、凝集工程においてコア粒子を形成した分散液中に、第２の樹脂微粒子分散液を追添加することにより行うことができ、必要に応じて他の成分も同時に追添加してもよい。
前記付着樹脂凝集粒子を、前記コア粒子の表面に均一に付着させて被覆層を形成し、前記付着樹脂凝集粒子を後述する融合工程において加熱融合すると、コア粒子の表面の被覆層に含まれる第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子が溶融してシェル層が形成される。このため、シェル層の内側に位置するコア層に含まれる離型剤等の成分が、トナーの表面へと露出することを効果的に防止することができる。
【００９３】
付着工程における第２の樹脂微粒子分散液の添加混合の方法としては、特に制限はなく、例えば、徐々に連続的に行ってもよいし、複数回に分割して段階的に行ってもよい。このようにして、第２の樹脂微粒子分散液を添加混合することにより、微小な粒子の発生を抑制し、得られるトナーの粒度分布をシャープにすることができる。
【００９４】
本発明において、この付着工程が行われる回数としては、１回であってもよいし、複数回であってもよい。前者の場合、前記コア凝集粒子の表面に第２の結着樹脂を主成分とする層が１層のみ形成される。これに対し、後者の場合、第２の樹脂微粒子分散液だけでなく、剥離剤分散液や、その他の成分からなる微粒子分散液を複数利用すれば、コア凝集粒子表面に、特定の成分を主成分とする層が積層形成される。
後者の場合、複雑かつ精密な階層構造を有するトナーを得ることができ、トナーに所望の機能を付与し得る点で有利である。前記付着工程を複数回行ったり、多段階で実施する場合、得られるトナーの表面から内部にかけての組成や物性を段階的に変化させることができ、トナーの構造を容易に制御することができる。この場合、コア粒子の表面に段階的に複数の層が積層され、トナーの粒子の内部から外部にかけて構造変化や組成勾配をもたせることができ、物性を変化させることができる。また、この場合、シェル層は、コア粒子の表面に積層された全ての層に相当し、最も外側の層は、第２の結着樹脂を主成分とする層から構成される。なお、以下の説明においては、付着工程が１回のみである場合を前提として説明する。
【００９５】
前記コア粒子に第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子を付着させる条件は、以下の通りである。即ち、付着工程における加熱温度としては、コア凝集粒子中に含まれる第１の結着樹脂の融点近傍の温度であることが好ましく、具体的には融点±１０℃以内の温度範囲であるのが好ましい。
第１の結着樹脂の融点より１０℃を超えて低い温度で加熱すると、コア粒子表面に存在する第１の結着樹脂からなる樹脂微粒子と、コア凝集粒子表面に付着した第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子とが付着しにくくなり、その結果、形成されるシェル層の厚みが不均一になる場合がある。
【００９６】
また、第１の結着樹脂の融点より１０℃を超えて高い温度で加熱すると、コア粒子表面に存在する第１の結着樹脂からなる樹脂微粒子と、コア粒子表面に付着した第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子とが付着し易くなる。
しかし、付着性が高まり過ぎるため、付着樹脂凝集粒子同士の付着も発生してしまい、得られるトナーの粒径／粒度分布も崩れてしまう。付着工程における加熱時間としては、加熱温度に依存するので一概に規定することはできないが、通常５分〜２時間程度である。
なお、付着工程においては、コア粒子が形成された混合分散液に第２の樹脂微粒子分散液を追添加した分散液は、静置されていてもよいし、ミキサー等により穏やかに攪拌されていてもよい。後者の場合の方が、均一な付着樹脂凝集粒子が形成され易い点で有利である。
【００９７】
−融合工程−
融合工程においては、加熱を行うことにより付着工程で得られた付着樹脂凝集粒子を融合させる。融合工程は、第１の結着樹脂および第２の結着樹脂のガラス転移温度のうち、いずれか高い方の温度以上で実施することができる。融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には３０分〜１０時間である。
【００９８】
融合工程においては、２種類の結着樹脂が融点以上に加熱されていると同時に架橋反応を実施してもよく、あるいは、融合が終了した後に、架橋反応を実施してもよい。架橋反応を実施する場合には、例えば、結着樹脂として２重結合成分を共重合させた、不飽和スルホン化結晶性ポリエステル樹脂を用いることができる。そして、架橋反応に際しては、このような架橋反応性を有する結着樹脂にラジカル反応等を起こさせるこことにより、架橋構造を導入する。この際、以下に示す重合開始剤を用いる。
【００９９】
重合開始剤としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、クミルパーピバレート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バリレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル‐２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルジパーオキシイソフタレート、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシα−メチルサクシネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシジメチルグルタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼラート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジエチレングリコール−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカーボネート）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、ビニルトリス（ｔ―ブチルパーオキシ）シラン、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジンジハイドロクロライド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］、４，４’−アゾビス（４−シアノワレリックアシド）等が挙げられる。これら重合開始剤は、単独で使用することも、または２種以上を併用することもできる。重合開始剤の量や種類は、結着樹脂中の不飽和部位量、共存する着色剤の種類や量によって選択される。
【０１００】
重合開始剤は、樹脂微粒子分散液等を調整する乳化工程前にあらかじめ結着樹脂成分に混合しておいてもよいし、凝集工程で形成されるコア粒子に取り込ませてもよい。さらには、融合工程、或いは、融合工程の後に導入してもよい。凝集工程、付着工程、融合工程、あるいは、融合工程の後に導入する場合は、重合開始剤を溶解または乳化した液を、各々の工程で用いる分散液（樹脂微粒子分散液等）に加える。これらの重合開始剤には、重合度を制御する目的で、公知の架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を添加してもよい。
【０１０１】
また、コア粒子がコア融合粒子である場合には、第２の結着樹脂からなる樹脂微粒子を付着させてもよい。この場合は、コア融合粒子を含む分散液を、一旦ろ過し、分散液の水分率を３０質量％〜５０質量％に制御したのち、更に第２の樹脂微粒子分散液を加える。これにより、コア融合粒子の表面に第２の結着樹脂からなる微粒子を付着させる。
【０１０２】
分散液の水分率が３０質量％より低いと第２の結着樹脂からなる微粒子の付着性が悪く、この微粒子がコア融合粒子から遊離する場合がある。また、水分率が５０質量％より高いと、攪拌が困難になりコア融合粒子表面に第２の結着樹脂からなる微粒子が均一に付着しない場合がある。
なお、コア融合粒子の表面に第２の結着樹脂からなる微粒子を付着させて得られた付着樹脂凝集粒子に、後述の洗浄／乾燥工程終了後に、ヘンシェルミキサー等による機械的なストレスを加えることによって、コア融合粒子表面に付着した第２の結着樹脂からなる微粒子を融合させることができる。このように、液相中での加熱の代わりに機械的ストレスを加えることによって融合工程を行うこともできる。
【０１０３】
−洗浄／乾燥工程−
融合工程を経て得られた融合粒子は、ろ過などの固液分離や、洗浄、乾燥を実施する。これにより外添剤が添加されない状態のトナーが得られる。
前記固液分離は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好ましい。前記洗浄は、帯電性の点から十分にイオン交換水による置換洗浄を施すことが好ましい。乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法など、任意の方法を採用することができる。トナーの粒子は、乾燥後の含水分率を好ましくは１．０質量％以下、より好ましくは０．５質量％以下に調整することが望ましい。
【０１０４】
上述のように乾燥工程を経て造粒されたトナー粒子は、その他の成分として、目的に応じて公知の添加剤などを適宜選択して用いることができる。具体的には、無機微粒子、有機微粒子、帯電制御剤、離型剤など公知の各種添加剤が挙げられる。
無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げられる。これらの中でも、シリカ微粒子が好ましく、特に疎水化処理されたシリカ微粒子が好ましい。
【０１０５】
前記無機微粒子は、一般に流動性を向上させる目的で使用される。前記無機微粒子の中でも、メタチタン酸ＴｉＯ（ＯＨ）2は、透明性に影響を与えず、良好な帯電性、環境安定性、流動性、耐ケーキング性、安定した負帯電性、安定した画質維持性に優れた現像剤を提供することができる。
また、メタチタン酸の疎水化処理化合物は、１０10Ω・ｃｍ以上の電気抵抗を有することが好ましい。これは、メタチタン酸の疎水化処理化合物を外添処理したトナーを用いた場合に、転写電界を上げても、逆極性に帯電するトナーが発生することなしに高い転写性を得ることができるためである。
【０１０６】
有機微粒子としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデンなどが挙げられる。前記有機微粒子は、一般にクリーニング性や転写性を向上させる目的で使用される。
前記無機微粒子／有機微粒子は、個数平均粒径が８０ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、単分散球状シリカや単分散球状有機樹脂微粒子を外添剤として用いる場合は、転写効率を向上／維持させる観点から、これら外添剤のメジアン径は０．１μｍ以上０．３μｍ未満であることが好ましい。
帯電制御剤としては、例えば、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシンや４級アンモニウム塩などが挙げられる。前記帯電制御剤は、一般に帯電性を向上させる目的で使用される。
【０１０７】
本発明において、前記外添剤は、トナー粒子に添加され、混合される。混合は、例えば、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等の公知の混合機によって行うことができる。また、この際、必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデン微粒子等のクリーニング助剤もしくは転写助剤等が挙げられる。
【０１０８】
本発明において、前記無機化合物のトナー粒子表面への付着状態は、単に機械的な付着であってもよいし、表面にゆるく固着されたものでもよい。また、トナー粒子の全表面を被覆していても、一部を被覆していてもよい。前記外添剤の添加量は、トナー粒子１００質量部に対して、０．３〜３質量部の範囲が好ましく、０．５〜２質量部の範囲がより好ましい。
添加量が０．３質量部より少ないと、トナーの流動性が十分に得られない場合があり、また高温環境下の保管によるブロッキング抑制が不十分となりやすい。一方、添加量が３質量部より多いと、過剰に被覆された状態となる。このため、トナー粒子表面に外添された余剰な無機酸化物が、トナーと接触する部材に移行し、二次障害を引き起こす場合がある。また、外添剤を混合後に篩分プロセスを通しても一向に構わない。
本発明に用いられるトナーは、以上に説明したような製造方法によって好適に製造することができるが、これら製造方法に限定されるものではない。
【０１０９】
−現像剤−
本発明に用いられる現像剤は、既述した式（１）および式（２）を満たすトナーのみからなる一成分現像剤、あるいは、式（１）および式（２）を満たすトナーとキャリアとからなる二成分現像剤として用いることができる。
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。前記キャリアは、芯材表面に、マトリックス樹脂中に導電材料が分散された樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアが利用できる。樹脂コートキャリアは、樹脂被覆層の剥がれが発生しても、体積固有抵抗が大きく変化することがないため、長期に渡り高い画質を維持することが可能である。
【０１１０】
前記マトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルカルバゾール、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又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、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。
【０１１１】
前記導電材料としては、例えば、金、銀、銅といった金属、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。 前記導電材料の含有量は、マトリックス樹脂１００質量部に対し、１〜５０質量部の範囲が好ましく、３〜２０質量部の範囲がより好ましい。
キャリアの芯材としては、磁性粉を単独で芯材に用いるもの、あるいは、磁性粉を微粒子化し、樹脂中に分散したものが挙げられる。磁性粉を微粒子化し、樹脂中に分散する方法としては、樹脂と磁性粉とを混練し粉砕する方法、樹脂と磁性粉とを溶融しスプレードライする方法、重合製法を用い溶液中で磁性粉含有樹脂を重合させる方法等が挙げられる。キャリアの真比重制御、形状制御の観点からは、重合製法による磁性粉分散型の芯材を用いることが自由度が高い点で好ましい。
【０１１２】
前記キャリアは、微粒子の磁性粉をキャリア全重量に対して８０質量％以上含有することが、キャリア飛散を生じにくくする点で好ましい。前記磁性材料（磁性粉）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等が挙げられる。前記芯材の体積平均粒径は、一般的には１０〜５００μｍの範囲であり、好ましくは２５〜８０μｍの範囲である。
【０１１３】
キャリアの芯材の表面に前記樹脂被覆層を形成する方法としては、キャリア芯材を、前記マトリックス樹脂、導電材料及び溶剤を含む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芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリア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芯材と被覆層形成溶液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。
【０１１４】
前記被覆層形成用溶液中に使用する溶剤は、前記マトリックス樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類を使用することができる。また、前記樹脂被覆層の平均膜厚は、通常０．１〜１０μｍの範囲であるが、本発明においては、経時にわたり安定したキャリアの体積固有抵抗を発現させるため、０．５〜３μｍの範囲であることが好ましい。
【０１１５】
本発明に用いられるキャリアの体積固有抵抗値は、高画質を達成するために、通常の現像コントラスト電位の上下限に相当する１０００Ｖ時において、１０6〜１０14Ω・ｃｍの範囲であることが好ましく、１０8〜１０13Ω・ｃｍの範囲であることがより好ましい。キャリアの体積固有抵抗値が１０6Ω・ｃｍ未満であると、細線の再現性が悪く、また電荷の注入による背景部へのトナーかぶりが発生しやすくなる場合がある。一方、キャリアの体積固有抵抗が１０14Ω・ｃｍより大きいと、黒ベタ、ハーフトーンの再現が悪くなる場合がある。また、像担持体（感光体）へ移行するキャリアの量が増え、感光体を傷つけやすくなる。
本発明に用いられる現像剤が、二成分系である場合は、上記キャリア１００質量部に対しトナー３〜１５質量部の範囲で混合され調整されることが好ましい。
【０１１６】
−画像形成プロセス−
次に、本発明の画像形成方法において、ハーフトーンオフセットの発生を抑制する上で重要な工程、特にトナー塊のサイズに関係する擬似中間調処理工程や、ビーム径に関係する潜像形成工程について、具体例や数式を挙げてより詳細に説明する。
【０１１７】
−擬似中間調処理（ＦＭスクリーン処理）−
潜像担持体表面に形成されるトナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理の具体例として、ＦＭスクリーン処理を例として以下に説明する。
図１はＦＭスクリーン処理の処理手順を示すフローチャートであり、図２はＦＭスクリーン処理を行うための構成および処理動作の一例を示す概略模式図である。なお、図２中、１は入力信号、２は加算器、３は比較器、４は出力信号、５は減算器、６は誤差フィルターを表す。
まず、図１を用いて、ＦＭスクリーン処理の処理手順の概要を説明する。ＦＭスクリーン処理は、まず、画像座標（ｘ，ｙ）を初期化する（ステップ１）。次に、２値化処理、周辺画素への誤差拡散処理を行った後、画像座標（ｘ，ｙ）を更新する（ステップ２）。ここで、更新した画像座標（ｘ，ｙ）が画像領域内か否かを判定し、画像領域内であれば、更新後の画像座標（ｘ，ｙ）について、再びステップ２の処理を実施し、画像領域外であれば、更新後の画像座標（ｘ，ｙ）についての処理を終了する（ステップ３）。
このようなステップ１〜３の処理をすべての画像領域内の画素について行い、誤差拡散処理を終了する。
【０１１８】
次に、図２も利用して、より詳細に説明する。ステップ２における２値化及び誤差拡散の処理では、それぞれの画像座標（ｘ，ｙ）について、以下のような処理を行う。なお、ここでは画像領域内の画像座標（ｉ，ｊ）について処理を行うものとし、画像座標（ｉ，ｊ）の画素値をＩｉｊとする。
２値化では、当該画像座標（ｉ，ｊ）の位置の画素を２値化する。画像座標（ｉ，ｊ）の画素値としてＩｉｊが入力信号１として入力されるが、Ｉｉｊには既に周辺の画素の処理において発生する誤差（ここではＥｉｊ）が分配されている。そのため、まず、加算器２によって入力画素値Ｉｉｊと誤差値Ｅｉｊを加算する。なお、この誤差値Ｅｉｊは周辺の画素から分配されたすべての誤差の積算値である。入力画素値と誤差値との加算値は、比較器３に渡され、所定の閾値と比較され、２値化される。その結果として出力画素値Ｏｉｊが出力信号４として出力される。
【０１１９】
２値化に次いで誤差拡散において周辺画素への誤差の拡散処理を行う。この処理は、さきに加算器２で行った入力画素値Ｉｉｊと誤差値Ｅｉｊの加算値と、出力画素値Ｏｉｊとの差分（Ｏｉｊ−（Ｉｉｊ＋Ｅｉｊ））を減算器５において計算し、その差分を誤差フィルタ６に従って周囲の画素の分配する。
このようにして１画素分の誤差拡散処理が行われる。上述のように、このような処理を、画像領域内のすべての画像座標（ｘ，ｙ）について行い、出力画素値Ｏｉｊを得る。
このようにして得られた出力信号に基づいて、潜像担持体上に潜像が形成される。ここで、元の画像情報が、最終的に中間調画像として出力されるものであれば、現像により、サイズの不均一なトナー塊からなるトナー像が潜像担持体表面に形成される。
【０１２０】
図３は、本発明の画像形成方法の潜像形成工程において、ビーム状照射光の照射に使用される光ビーム走査部の構成例を示す概略模式図である。
図中、１０は露光光源、１１はコリメーターレンズ、１２はポリゴンミラー、１３はｆ−θレンズ、１４は潜像担持体表面、２０はレーザービームを表す。
潜像形成工程における露光は以下のように行われる。まず、半導体レーザー等の露光光源１０から照射されたレーザービーム２０が、コリメータレンズ１１によりコリメートされた後、回転するポリゴンミラー１２により繰り返し反射偏向される。さらに、ポリゴンミラー１２により反射偏向されたレーザービーム２０は、ｆ−θレンズ１３を経由してビーム状照射光として潜像担持体表面１４に照射される。ここで、レーザービーム２０はｆ−θレンズ１３により、潜像担持体表面１４において所定のビーム径となるように調整される。このような照射プロセスを画像情報に応じて、潜像担持体表面１４を主走査方向に繰り返し実施することにより、所定の静電潜像が潜像担持体表面１４に形成される。なお、潜像形成用の露光光源１０は、半導体レーザー以外にも、ＬＥＤアレイ等を用いることもできる。
【０１２１】
また、ビーム状照射光のビーム径を小さくする方法は、結像光学系の考察によれば、ガウシアンビームの伝搬において、ビームの収束角をθｂｅａｍ、波長をλ、屈折率をｎとすると、最小ビーム径ω０は下式（４）で求められる。
・式（４） ω０≒λ／（ｎ・π・θｂｅａｍ）
【０１２２】
また、ｆ−θレンズへの入射ビーム径をＤ、ｆ−θレンズの焦点距離をｆとすると、ビームの収束角θｂｅａｍは下式（５）で求められる。
・式（５） θｂｅａｍ＝ｔａｎ−１（Ｄ／（２・ｆ））
従って、ビーム径を変化させるには、波長λと、ｆ−θレンズへの入射ビーム径Ｄ、即ちポリゴンミラーへの入射ビーム径を変化させることで実現できる。
【０１２３】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の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、本発明の画像形成方法を利用できる公知の電子写真方式の画像形成装置であれば特に限定されないが、具体的には、以下のような構成を有することが好ましい。
すなわち、本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理手段と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着手段とを有していることが好ましい。
【０１２４】
この場合、擬似中間調処理手段は、画像として中間調画像を形成する場合に、転写後の記録媒体上のトナー像を構成するトナー塊のサイズが不均一となるようなＦＭスクリーン処理等の擬似中間処理方法を利用したものである。また、潜像形成手段は、ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上とすることができるのであれば、その構成は特に限定されない。さらに、トナーとしては、既述した式（１）および式（２）を満たすトナーが用いられる。
【０１２５】
また、本発明の画像形成装置は、必要に応じて、潜像担持体表面を帯電する帯電手段や、トナー像を転写した後の潜像担持体表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニングブレード等のクリーニング手段のように公知のその他の手段を備えていてもよい。特に、ハーフトーンオフセットをより一層抑制できる点から、転写手段として中間転写体を有していることが好ましい。
さらに、フルカラー画像を形成する場合には、１つの潜像担持体を用いて各色のトナー像を順次形成するタイプの装置であってもよく、あるいは、各色毎に対応した潜像担持体を備えたいわゆるタンデムタイプの装置であってもよい。
【０１２６】
定着手段（定着機）は、トナー像を加熱する機能を少なくとも有するハロゲンランプ等の加熱手段を含むものであるが、加熱手段やトナー像を定着するニップ部における温度（あるいは加熱手段の消費電力）が、画像が形成されない状態が続いた場合（いわゆる待機状態）では、定着時よりも低い温度（あるいは加熱手段の消費電力）に維持する待機時省電機能を備えたものであることが好ましい。
これにより優れた省エネルギー効果を得ることができる。但し、従来の待機時省電機能を備えた画像形成装置では、初期オーバーシュートによる定着温度の振れ幅が大きいために、待機状態から中間調画像を連続的に形成する際に、定着温度が高くなるとハーフトーンオフセットが発生し易い。しかし、本発明の画像形成装置では、待機時省電機能を備えたものであってもハーフトーンオフセットの発生を抑制することができる。
【０１２７】
なお、ハーフトーンオフセットは、オーバーシュートが大きくなる傾向にある定着機の熱容量の小さい画像形成装置でより発生し易くなるが、本発明の画像形成装置では、搭載される定着機の熱容量が小さくても、ハーフトーンオフセットの発生を抑制することができる。
【実施例】
【０１２８】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
−コア層用結着樹脂粒子分散液（１）の調整−
・スチレン：４１０質量部
・ｎブチルアクリレート：９０質量部
・アクリル酸：１２．５質量部
・ヘキサンジオールジアクリレート：２．５質量部
・ドデカンチオール：１２質量部
以上の成分を混合・溶解した溶液を準備した。次に、この溶液に、非イオン性界面活性剤（三洋化成（株）製：ノニポール４００）６質量部及びアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）１０質量部をイオン交換水７４０質量部に溶解した溶液を加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、１０分ゆっくりと混合攪拌した。更に、混合攪拌中の溶液に、過硫酸アンモニウム８質量部を溶解したイオン交換水５０質量部を加えた後、フラスコ内を窒素置換し、さらにフラスコ内を攪拌しながら内容物が６８℃になるまでオイルバスで加熱し、７時間そのまま乳化重合を継続した。
こうして、体積平均粒径が１９０ｎｍ、重量平均分子量Ｍｗが３３，０００であるコア層用結着樹脂を分散させてなるコア層用結着樹脂粒子分散液（１）を調製した。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は９．９３である。
【０１２９】
−コア層用結着樹脂粒子分散液（２）の調整−
加熱乾燥した三口フラスコに、１，８セバシン二酸９８．０ｍｏｌ％、イソフタル酸ジメチル−５−スルホン酸ナトリウム２．０ｍｏｌ％の酸成分、および、１，６ヘキサンジオール１００ｍｏｌ％と、触媒としてＴｉ（ＯＢｕ）4（酸成分に対し、０．０１４質量％）と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて１８０℃で６時間還流を行った。
【０１３０】
その後、減圧蒸留にて過剰なエチレングリコールを除去し、２２０℃まで徐々に昇温を行い４時間攪拌し、粘稠な状態となったところでＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）にて分子量を確認し、重量平均分子量Ｍｗが２８０００になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用結着樹脂を得た。酸価は９．８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンＣＤ１０１０（株式会社ユーロテック製）に毎分１００ｇの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した０．３７質量％濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で１２０℃に加熱しながら毎分０．１リットルの速度で、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。
【０１３１】
この状態で、回転子の回転速度が６０Ｈｚ、圧力が５Ｋｇ／ｃｍ2の条件でキャビトロンを運転し、体積平均粒径が０．３８μｍのコア層用結着樹脂分散液（２）を得た。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は９．３４である。
【０１３２】
−コア層用結着樹脂粒子分散液（３）の調整−
・ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物（平均付加モル数２．１）：８５０質量部
・テレフタル酸：１８００質量部
コア層用結着樹脂粒子分散液（２）と同様にして、上記成分の混合物を酸価が８．４ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点が１０５℃になるまで、反応をさせ、重量平均分子量Ｍｗが１００００であるコア層用結着樹脂を得た。
ついでこれをコア層用結着樹脂粒子分散液（２）の調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径０．１４μｍのポリエステル樹脂からなるコア層用結着樹脂粒子分散液（３）を得た。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は１０．１０である。
【０１３３】
−シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）の調整−
・ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物（平均付加モル数２．２）：８００質量部
・テレフタル酸：１６００質量部
コア層用結着樹脂粒子分散液（３）と同様にして、上記成分の混合物を酸価が１０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点が１１０℃になるまで、反応をさせ、重量平均分子量が８５００であるシェル層用結着樹脂を得た。
ついでこれをコア層用結着樹脂粒子分散液（３）の調製条件と同様にキャビトロンで乳化分散させ、体積平均粒径０．１０μｍのポリエステル樹脂からなるシェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を得た。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は１０．５０である。
【０１３４】
−シェル層用結着樹脂粒子分散液（２）の調整−
・スチレン：４４０質量部
・ｎブチルアクリレート：２０質量部
・アクリル酸：３質量部
・ドデカンチオール：６質量部
・四臭化炭素：４質量部
以上の成分を混合して溶解した溶液を準備した。次に、この溶液に、非イオン性界面活性剤（ノニポール４００：三洋化成（株）製）６質量部及びアニオン性界面活性剤（ネオゲンＳＣ：第一工業製薬（株）製）１２質量部をイオン交換水５５０ｇに溶解した溶液を加えてフラスコ中で乳化分散させ、１０分間ゆっくり混合しながら、更に過硫酸アンモニウム３質量部を溶解したイオン交換水５０質量部を投入した。
【０１３５】
続いて、フラスコ内を窒素置換した後、フラスコ内を攪拌しながら内容物が６５℃になるまでオイルバスで加熱し、７時間そのまま乳化重合を継続した。
その結果、体積平均粒径が２００ｎｍであり、重量平均分子量Ｍｗが３９０００であるシェル層用結着樹脂を分散させてなるシェル層用結着樹脂粒子分散液（２）を調製した。また、樹脂粒子濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。なお、計算により求めたコア層用結着樹脂のＳＰ値は１０．１０である。
【０１３６】
−離型剤分散液（１）の調製−
・パラフィンワックス（日本精蝋（株）性：ＨＮＰ９，融点７７℃）：６０質量部
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）：ネオゲンＲＫ）：４質量部
・イオン交換水：２００質量部
以上の成分の混合物を１２０℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ−（ゴーリン社）で分散処理し、体積平均粒径が２５０ｎｍである離型剤を分散させてなる離型剤分散液（１）を調製した。また、離型剤濃度を１０質量％となるように水分量を調整した。
【０１３７】
−着色剤分散液（１）の調製−
・シアン顔料（銅フタロシアニンＢ１５：３、大日精化社製）：５０質量部
・非イオン性界面活性剤ノニポール４００（花王社製）：５質量部
・イオン交換水：２００質量部
上記成分を混合溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー（（株）スギノマシン製、ＨＪＰ３０００６）を用いて約１時間分散し、水分量を調整して、着色剤粒子分散液（１）を得た。
【０１３８】
−トナー母粒子（１）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（１）：７２０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、ここへ凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１４質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４０℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンターを用いて測定すると、５．５μｍであった。
【０１３９】
この混合分散液を４０℃で３０分間保持した後、この混合分散液中に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を緩やかに１６０質量部追加し１時間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．８μｍであった。
さらに攪拌を継続しながら８０℃まで加熱し、３時間保持した。その後、１℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、体積平均粒径は５．７μｍであった。
【０１４０】
−トナー母粒子（２）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（２）：１５０質量部
・コア層用結着樹脂粒子分散液（３）：５３０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、さらに凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％である硝酸水溶液１６質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４５℃まで加熱した。得られたコア融合粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．２μｍであった。
【０１４１】
さらに攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、２時間保持した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過して水分率を３５質量％にした。この水分率３５質量％のコア融合粒子を含む混合分散液に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を緩やかに２００質量部追加し攪拌しながら、ポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１５質量部を加えて２４０分間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子をイオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることにより付着樹脂凝集粒子を得た。さらに、この付着樹脂凝集粒子をヘンシェルミキサーで２０分間攪拌して融合を行い、トナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子をコールターカウンターを用いて測定すると、体積平均粒径は６．９μｍであった。
【０１４２】
−トナー母粒子（３）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（１）：５６０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、これに凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１４質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４０℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．６μｍであった。
【０１４３】
このコア凝集粒子を含む混合分散液を４０℃で３０分間保持した後、混合分散液中に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（２）を緩やかに３２０質量部追加し３時間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、６．３μｍであった。さらに攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、５時間保持した。その後、１℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子について、コールターカウンターを用いて測定すると、体積平均粒径は６．２μｍであった。
【０１４４】
−トナー母粒子（４）の製造−
・コア層用結着樹脂粒子分散液（２）：３５０質量部
・着色剤分散液（１）：５０質量部
・離型剤分散液（１）：７０質量部
・カチオン界面活性剤（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、これに凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液１２質量部を添加した。その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４５℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、５．３μｍであった。
【０１４５】
このコア凝集粒子を含む混合分散液を４５℃で６０分間保持した後、このコア混合分散液中に、シェル層用結着樹脂粒子分散液（１）を緩やかに５３０質量部追加し１２０分間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、６．２μｍであった。さらに攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、２時間保持した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子について、コールターカウンター（コールター社製、ＴＡ２型）を用いて測定すると、体積平均粒径は６．３μｍであった。
【０１４６】
各トナー母粒子の作製に用いた結着樹脂の各種特性値を表１に、得られたトナー母粒子の各種特性値を表２に示す。
【０１４７】
【表１】
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
（キャリヤの製造）
・フェライト粒子（体積平均粒径：５０μｍ）：１００質量部
・トルエン：１４質量部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体（成分比（重量比）：スチレン／メチルメタクリレート＝９０／１０、重量平均分子量Ｍｗ＝８００００）：２質量部
・カーボンブラック（Ｒ３３０：キャボット社製）：０．２質量部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を１０分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れて、６０℃において３０分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。
【０１５０】
（現像剤の作製）
トナー母粒子（１）〜（４）それぞれに外添剤として市販のヒュームドシリカＲＸ５０（日本アエロジル製）をトナー１００質量部に対して１．２質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合してトナー（１）〜（４）を得た。
ついで、これらトナーそれぞれ５質量部と上記キャリア１００質量部を混合して二成分現像剤（１）〜（４）を調整した。
【０１５１】
（粘弾性の測定）
貯蔵弾性率は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めた。動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ＡＲＥＳ測定装置を用いた。動的粘弾性の測定は、錠剤に成形したトナーを、８ｍｍ径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを０とした後に６．２８ｒａｄ／ｓｅｃの振動周波数で正弦波振動を与えて実施した。測定は２０℃から開始し、１００℃まで継続した。測定時間インターバルは３０秒、昇温は１℃／ｍｉｎとした。
なお、測定を行う前に、２０℃から１００℃まで１０℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量とが線形関係である歪量範囲を求めた。そして、測定中は各測定温度における歪量を０．１％に維持し、全ての温度において応力と歪量が線形関係になることを確認して、貯蔵弾性率及び正接損失を求めた。
【０１５２】
（体積平均粒径）
トナーの体積平均粒径の測定に際しては、コールターカウンターＴＡ−２（ベックマン−コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ‐ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用した。
まず、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム５重量％水溶液２ｍｌ中に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加え、これを前記電解液１００ｍｌ中に添加したサンプルを調整した。
【０１５３】
続いて、測定試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約１分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャー径１００μｍのアパーチャーを用いて２．０〜５０．８μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求めた。
測定された粒度分布を分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積基準で小径側から累積分布を描き、累積５０％となる粒径（Ｄ５０ｖ）を、体積平均粒径とした。
【０１５４】
（分子量の測定）
結着樹脂の分子量は、以下の条件で行ったものである。ＧＰＣは「ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ、ＳＣ−８０２０（東ソー（株）社製）装置」を用い、カラムは「ＴＳＫｇｅｌ、ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（東ソー（株）社製６．０ｍｍＩＤ×１５ｃｍ）」を２本用い、溶離液としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用いた。実験条件としては、試料濃度０．５％、流速０．６ｍｌ／ｍｉｎ．、サンプル注入量１０μｌ、測定温度４０℃、ＩＲ検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ標準試料ＴＳＫ ｓｔａｎｄａｒｄ」：「Ａ−５００」、「Ｆ−１」、「Ｆ−１０」、「Ｆ−８０」、「Ｆ−３８０」、「Ａ−２５００」、「Ｆ−４」、「Ｆ−４０」、「Ｆ−１２８」、「Ｆ−７００」の１０サンプルから作製した。
【０１５５】
（未定着中間調画像の作成）
Ｆｕｊｉ Ｘｅｒｏｘ社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ５００の改造機を用いて未定着中間調画像を形成した。具体的には、各々のトナー（現像剤）を用いて記録紙上（Ｆｕｊｉ Ｘｅｒｏｘ社製Ｊ紙）に単色のトナー載り量が４．８ｇ／ｍ2となるように装置を調整し、２５ｍｍ×２５ｍｍのＣｙａｎ色トナー層の５０％面積率の中間調画像を形成した。
ここでは、潜像担持体に潜像情報を書き込むレーザーのビーム径を２１μｍ、４２μｍ、８４μｍの３水準とした。また、擬似中間調処理方法として、ディザ法を用いたＡＭスクリーン処理と誤差拡散法を用いたＦＭスクリーン処理の２種類を利用して、画像情報に応じた入力情報を出力信号に変換した。
【０１５６】
出力された未定着画像のドット構造（トナー塊の大きさ、配列）をキーエンス社製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００にて観察したところ、ＡＭスクリーン処理により得られた未定着中間調画像では、各々が孤立しているドットに対応した均一なサイズのトナー塊が一定の周期で配列された網点構造を形成していることが確認された。一方、ＦＭスクリーンではサイズのドットの密度が空間的に変化し一定の周期でドットが配列されていないこと及びビーム径に対応してドットサイズが変化していることが確認され、これに対応して、サイズが不均一で、配列も不規則なトナー塊が形成されていることがわかった。
【０１５７】
（定着評価）
定着評価はＦｕｊｉ Ｘｅｒｏｘ社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ５００の改造機を用いた。この装置は、定着機内に、ニップ部の加熱手段として加熱ロール内に９００Ｗのハロゲンランプを内蔵させ、定着機の設定定着温度を７０℃〜２００℃の範囲で可変可能とした。
また、この装置は、待機時省電機能を備えており、定着機の設定定着温度を１１０℃に設定した場合、画像形成時（定着時）に対して待機時の設定待機温度は、１０５℃に維持される。
さらに、定着機の設定定着温度を７０℃〜２００℃の範囲で変えた場合におけるウォームアップタイムは設定定着温度により異なるものの約５秒〜１５秒程度である。なお、ウォームアップタイムとは、待機状態から画像を形成する場合に、画像の形成が可能となるまでに要する時間であり、実質的に設定待機温度から設定定着温度に達するまでの時間に相当する。
【０１５８】
定着特性の評価は、トナー、スクリーン処理条件、および、ビーム径を表３に示すように組合せて、予め準備した未定着画像を、定着機の温度が定常状態になるまで待機状態を十分に維持した後、待機状態から所定の定着温度で連続３０枚定着して定着された中間調画像を形成した。この定着テストを、各々のトナーについて作製した未定着画像サンプルについて、定着機の温度を７０℃から２００℃の間で定着温度を順次変えながら繰り返した。
この際の、最低定着温度、ハーフトーンオフセット（ＨＯＴ）、画像の粒状性について評価した結果を表３に示す。
【０１５９】
【表３】
【０１６０】
なお、表３中の最低定着温度、ハーフトーンオフセット（ＨＯＴ）、画像の粒状性の評価方法および評価基準は以下のとうりである。
【０１６１】
（最低定着温度）
７０℃から２００℃の定着温度で作製した定着像のオフセットを目視評価した。３０枚中、オフセットが１枚も発生していない最も低い定着温度を最低定着温度として評価した。なお、最低定着温度の判断基準は以下のとうりである。
◎：最低定着温度が１００℃以下
○：最低定着温度が１００℃を超え１１０℃未満
△：最低定着温度が１１０以上１２０℃未満
×：最低定着温度が１２０℃以上
【０１６２】
（ハーフトーンオフセット、定着性）
３０枚中、ハーフトーンオフセットが１枚も発生していない最も高い定着温度をハーフトーンオフセットが発生した温度として評価した。定着性の評価は、ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度の差で評価した。評価基準は以下のとうりである。
○：ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度との差が４０℃以上
△：ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度との差が３０℃以上４０℃未満
×：ハーフトーンオフセット発生温度と最低定着温度との差が３０℃未満
【０１６３】
（粒状性）
定着後に得られた画像のハーフトーンの粒状性を目視で観察し、以下に示す基準で判断し、○を許容範囲、×、××を許容範囲外とした。
○：ざらつきが目視で観察されない
×：軽微なざらつきが観察される
××：明らかなざらつきが観察される
【０１６４】
（評価結果）
表３の結果から判るように、実施例１〜３は、式（１）および式（２）を満たすトナーを用いているため低温定着が可能である。加えて、擬似中間調処理としてＦＭスクリーン処理を用い、潜像担持体に画像情報を書き込む際のビーム径を３５μｍ以上に制御しているため、ハーフトーンオフセットが発生する温度も十分に高い。なお、実施例１および２のようにビーム径を３５μｍとすることにより、粒状性も改善することができる。
しかしながら、比較例１では、式（１）および式（２）を満たさないトナーを用い、擬似中間調処理としてＡＭスクリーン処理を用い、ビーム径も３５μｍ未満である。このため、低温定着もできない上に、ハーフトーンオフセットが発生する温度も低い。
【０１６５】
比較例２では、式（１）および式（２）を満たすトナーを用いているため低温定着が可能である。しかし、ビーム径が３５μｍ未満であるために、ＦＭスクリーン処理を用いても、ハーフトーンオフセットが発生する温度が低い。これは、レーザー照射により形成されるドット状の静電潜像のサイズが小さいため、ドット同士が隣接あるいは連結する領域が殆ど形成されず、結果的に個々のドット状の静電潜像に対応して形成されるトナー塊のサイズが均一な傾向を有し、且つ、小さいためと考えられる。
比較例３では、式（１）および式（２）を満たすトナーを用いているため低温定着が可能である。ＡＭスクリーン処理を用いているために、ドット同士が隣接あるいは連結する領域が形成されないために、トナー塊のサイズも均一となるため、ハーフトーンオフセットの発生温度が低い。
【０１６６】
比較例４では、ＦＭスクリーン処理を用い、ビーム径を３５μｍ以上に制御している。しかし、使用したトナーが、式（１）および式（２）を満たさないために、低温定着が困難である。
比較例５では、ＦＭスクリーン処理を用い、ビーム径を３５μｍ以上に制御している。しかし、使用したトナーが式（１）を満たすものの式（２）を満たさない。このため、低温定着は可能であるが、ハーフトーンオフセットが発生する温度が極端に低い。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】ＦＭスクリーン処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】ＦＭスクリーン処理を行うための構成および処理動作の一例を示す概略模式図である。
【図３】本発明の画像形成方法の潜像形成工程において、ビーム状照射光の照射に使用される光ビーム走査部の構成例を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１ 入力信号
２ 加算器
３ 比較器
４ 出力信号
５ 減算器
６ 誤差フィルター
１０ 露光光源
１１ コリメーターレンズ
１２ ポリゴンミラー
１３ ｆ−θレンズ
１４ 潜像担持体表面
２０ レーザービーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、
（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、
（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、
（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする画像形成方法。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
〔式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。〕
【請求項２】
前記転写工程が、前記潜像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写体表面に転写する第１の転写工程と、前記中間転写体表面に転写されたトナー像を前記記録媒体表面に転写する第２の転写工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
第１の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第１の樹脂微粒子を分散した第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを少なくとも混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することによりコア粒子を形成する凝集工程と、
前記コア粒子が形成された前記混合分散液に、第２の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第２の樹脂微粒子を分散した第２の樹脂微粒子分散液を添加して、前記コア粒子の表面に、前記第２の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、
前記付着樹脂凝集粒子を融合する融合工程とを経て前記トナーが作製されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
潜像担持体と、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理手段と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着手段とを有し、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理手段を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成装置において、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成方法を利用して、前記画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理工程と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着工程とを含み、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理工程を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成方法において、
（１）前記潜像担持体表面に照射される前記ビーム状照射光のビーム径が３５μｍ以上であり、
（２）前記擬似中間調処理が、前記記録媒体表面に転写された後の前記トナー塊のサイズを不均一にする擬似中間調処理であり、且つ、
（３）前記トナーが、下式（１）および下式（２）を満たすことを特徴とする画像形成方法。
・式（１） ２．０×１０5≦Ｇ’（６０）≦４．０×１０6
・式（２） Ｇ’（６０）／Ｇ’（８０）≦４０
〔式（１）および式（２）中、Ｇ’（６０）は、温度６０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表し、Ｇ’（８０）は、温度８０℃、振動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％の条件で測定した前記トナーの貯蔵弾性率（Ｐａ）を表す。〕
【請求項２】
前記転写工程が、前記潜像担持体表面に形成されたトナー像を、中間転写体表面に転写する第１の転写工程と、前記中間転写体表面に転写されたトナー像を前記記録媒体表面に転写する第２の転写工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
第１の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第１の樹脂微粒子を分散した第１の樹脂微粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液とを少なくとも混合した混合分散液に、凝集剤を添加し、加熱することによりコア粒子を形成する凝集工程と、
前記コア粒子が形成された前記混合分散液に、第２の結着樹脂からなり、体積平均粒径が１μｍ以下である第２の樹脂微粒子を分散した第２の樹脂微粒子分散液を添加して、前記コア粒子の表面に、前記第２の樹脂微粒子を付着させて付着樹脂凝集粒子を形成する付着工程と、
前記付着樹脂凝集粒子を融合する融合工程とを経て前記トナーが作製されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
潜像担持体と、画像情報に応じた入力信号を擬似中間調処理して出力信号を生成する擬似中間調処理手段と、前記出力信号に応じたビーム状照射光を照射して前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を、結着樹脂と着色剤とを含むトナーを含有する現像剤により現像し、前記潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着して画像を形成する定着手段とを有し、
前記画像として中間調画像を形成する場合に、前記擬似中間調処理手段を利用して前記潜像担持体表面に形成されるトナー像が、前記潜像担持体表面に島状に離散して形成された複数のトナー塊からなる画像形成装置において、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成方法を利用して、前記画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２６７７３５（Ｐ２００６−２６７７３５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８７２９９（Ｐ２００５−８７２９９）
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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