(57)【要約】  【課題】抵抗が低い像担持体を用いた場合にも残留トナーの極性を良好に制御することが可能なクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。  【解決手段】像担持体１１の表面に接触して像担持体１１上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材２１と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材２２とを有し、像担持体１１の裏面側であってかつ導電性部材２１と対向する位置にアースされた対向部材１６を有し、対向部材１６とアースとの間に抵抗体を有するクリーニング装置であって、像担持体１１として体積抵抗率が１×１０９〜１×１０１４Ωｃｍのベルトを用いた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材とを有し、前記像担持体の裏面側であってかつ前記導電性部材と対向する位置にアースされた対向部材を有し、前記対向部材と前記アースとの間に抵抗体を有するクリーニング装置であって、
前記像担持体は体積抵抗率が１×１０９〜１×１０１４Ωｃｍのベルトであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１記載のクリーニング装置において、
前記抵抗体は前記対向部材の表面を被覆する導電性樹脂チューブまたは導電性ゴムチューブであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のクリーニング装置において、
前記導電性部材として導電性ゴムブレードからなる極性制御部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材とを有し、前記像担持体の裏面側であってかつ前記クリーニング部材と対向する位置にアースされた対向部材を有し、前記対向部材と前記アースとの間に抵抗体を有するクリーニング装置であって、
前記像担持体は体積抵抗率が１×１０９〜１×１０１４Ωｃｍのベルトであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング部材は、導電性を有する芯金の外周から導電性を有する繊維をその直径方向外側へと延びるように植毛され前記像担持体の表面に接触しつつ回転可能なブラシローラであり、前記繊維と接触しつつ回転可能でありその外周面に電気的な抵抗層あるいは絶縁層を有する回収ローラと、前記芯金に電圧を印加する手段と、前記回収ローラに電圧を印加する手段と、前記回収ローラに回収されたトナーを掻き落とす回収ローラクリーナと、前記回収ローラに接触して前記回収ローラの表面に電荷を与え前記回収ローラの表面電位を一定に維持する電荷付与機構とを有し、前記ブラシローラはその抵抗値が１０６〜１０８Ωであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項５記載のクリーニング装置において、
前記繊維が層構造を有しており、該層構造は前記繊維に導電性を付与する導電材料を表面に露出しない態様で有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項５または６記載のクリーニング装置において、
前記ブラシローラに潤滑剤を接触させ、前記ブラシローラを介して前記像担持体に前記潤滑剤を塗布すると共に、前記ブラシローラから飛散したトナーが前記像担持体に付着することを防止する遮断部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
前記像担持体としての感光体と、前記感光体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を像担持体としての中間転写体に１次転写する１次転写手段と、前記中間転写体上に１次転写されたトナー像を記録材に２次転写する２次転写手段とを有し、前記クリーニング装置は前記中間転写体のクリーニングを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、
前記中間転写体は厚さ０．０７〜０．３ｍｍの弾性層を有するベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項８ないし１０の何れか１つに記載の画像形成装置において、
体積平均粒径が３〜８μｍであり、体積平均径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲内であるトナーが用いられることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、詳しくは中間転写体上の残存トナーをクリーニングするクリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式複写装置等の画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写させ、中間転写体上の１次転写画像を転写材に２次転写するものが知られている。このような画像形成装置では、中間転写体上に形成された１次転写画像の全てが転写材に２次転写されずに中間転写体上に残存して次の転写に悪影響を及ぼしてしまう場合があるため、中間転写体をクリーニングするクリーニング装置が設けられている。このクリーニング装置はクリーニング部材としてブラシやローラを用いており、複写装置に限られずプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等にも広く採用されている。
【０００３】
近年主流であるカラー画像形成装置においては、転写材として従来広く用いられてきた普通紙の他に、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリント等の熱転写に用いられる特殊な転写紙の使用頻度が増加する傾向にある。このような特殊紙を用いる場合は、普通紙を用いる場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写体上のトナー像を転写する際に転写不良が発生することがあり、画像品質が低下してしまう。そこで、トナー像を担持している中間転写体、例えば中間転写ベルトに弾性を持たせることにより、転写時における特殊紙との接触性を高めること等が行われている。
【０００４】
画像形成に使用されるトナーとしては、ユーザからのさらなる高画質化の要望に応えるため小粒化の傾向にあり、製造コスト低減及び転写率向上の観点から粉砕トナーではなく重合法等によって球形化されたものの使用頻度が増加している。これに伴い、作像後に像担持体上に残留したトナーを除去する手段として主に用いられてきたブレードクリーニング方式では、ゴム製のブレードを像担持体に当接させてトナーを除去するためブレードと像担持体との密着度が低いとトナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下し易い。これを防ぐべく像担持体に対してブレードを強い圧力で押し付けると、ブレードにめくれが発生してスジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こす原因となるため、安定したクリーニング性能を保ち続けることが困難となる。球形トナーであっても線圧を極端に高く（例えば１００ｇｆ／ｃｍ以上）すればクリーニングが可能であるが、クリーニングブレードの摩耗やベルトの傷等によって寿命が極端に短くなる。通常の線圧２０ｇｆ／ｃｍ使用時でのクリーニングブレードの寿命（削れが生じてクリーニング不良が発生するまでの寿命）が約１２０ｋｐであるのに対し、線圧１００ｇｆ／ｃｍ使用時でのクリーニングブレードの寿命は約２０ｋｐとなる。
【０００５】
また、転写性が良好とされている球形トナーに対するブレードによるクリーニングは、粉砕（異形）トナーに対するそれよりも劣ることはよく知られている。さらに、弾性を有するベルトに対してブレードを押圧すると、当接状態が不安定となりクリーニング不良が発生し易くなる。このような中間転写ベルトとトナーの変遷から、中間転写ベルトクリーニング装置も従来のブレード方式では対応できないため様々な改良が行われている。例えば、静電クリーニングにおいてクリーニングローラやクリーニングブラシ等のクリーニング部材に印加した電圧と同極性に帯電したトナーを除去できないといった問題点や、瞬時での大量のトナー処理や多層のトナー処理ができないといった問題点を解決すべく、例えば「特許文献１」が提案されている。
【０００６】
従来では、クリーニング対象となるトナー（２次転写残トナー）は帯電分布が現像後のように均一でシャープな電荷分布ではなく、ゼロを跨いでマイナスからプラスまでの分布となっている。特に帯電がゼロ付近のものはトナーが電荷を帯びていないため静電クリーニングは不可能となる。さらに多量のトナー処理や多層のトナー処理が困難であり、次に述べるプロセスコントロール時にも多層のトナー処理が必要となる。
【０００７】
カラー画像形成装置は、高画質及び高信頼性を維持するために様々な特性値を検知して画像制御システムにフィードバックすることが不可欠である。ある画像を何枚も繰り返して出力する場合に、色味に変動がないように現像剤の濃度を一定にコントロールするトナー補給制御やトナーが収納されているトナーカートリッジから現像器までトナーを搬送する際にトナー詰まりがないようにトナー搬送制御を行う場合等に、現像剤のトナー濃度を磁気センサで検知してトナー濃度の低下が閾値を割るとトナー補給したりトナー搬送したりする制御は周知である。磁気センサ検知制御以外にも像担持体上にトナー像を形成してその濃度をフォトセンサで読み取る制御も行われている。トナー像をフォトセンサで読み取る制御は、トナーの各色を現像した像担持体上でそれぞれ読み取る構成よりも各色トナーを中間転写体に転写した後に中間転写体上で読み取るように構成した方が部品点数を低減でき低コストとなる。これらのトナー像は転写材には転写されずに中間転写体のクリーニング装置によって除去回収される。
【０００８】
その他に、色重ねのずれを補正する制御も行われ、このときにも中間転写体上にトナー像を形成してこれをフォトセンサで読み取り、そのずれ量を検知して像担持体への潜像書き込み位置を補正しているが、読み取られた後のトナー像は転写材には転写されずにクリーニング装置によって除去回収される。上述のように、中間転写体クリーニング装置では、転写材に転写された後に中間転写体上に残留した転写残トナーの他に未転写トナーが処理される場合があり、転写残トナーのみの処理に比して５〜１０倍の処理量となるためにブラシクリーニングの余裕度が低下し、クリーニングしきれない場合が生じるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
「特許文献１」に開示された技術では、トナー回収部材がトナーの極性を正規帯電に揃えると共にトナーの一部を掻き落とすため、上述した課題は解決したかのように見える。しかし、以下に述べる課題が生じている。  
画像形成装置の中間転写ベルトは高抵抗である材質が用いられているが、ベルト残留電荷による残像やリピート変動防止のために体積抵抗率ρｖを下げたベルトが用いられる傾向にある。「特許文献１」に開示されている例では１０６〜１０１４Ω・ｃｍとなっており、１０６Ω・ｃｍの低抵抗ベルトが使用され得る。しかし、低抵抗ベルトを用いた場合にはトナーを保持したベルトにトナー極性制御ブレードを当接して電圧を印加してもトナーの極性制御がされにくい。これは、ベルト上に保持されているトナーは１０１０〜１０１１Ω／ｃｍ２の高抵抗であるのでベルトと比較して電荷を注入されにくく、トナー極性制御ブレードに印加した電圧が体積抵抗率の低いベルトを介してアースされた金属製の対向ローラに流れてしまうためである。発明者等の検討では、体積抵抗率１０８Ω・ｃｍのベルトでも金属対向ローラを用いた場合には極性制御後のＱ／Ｍ値が所望の値とはならなかった。
【００１０】
ところで、極性制御部材で極性制御を行う際に、様々な電荷量分布を持った転写残トナーや逆転写トナーを単一極性に制御する必要があるが、後工程の静電クリーニング動作においてクリーニング残トナーが発生しないようなトナー帯電量分布にしておく必要があるため、極性制御部材には十分な電圧を印加する必要がある。これにより極性制御後のトナー電荷量は、コロナチャージャでのトナー極性制御と比較してブロードな分布となることが発明者等の検討により判明している。また、図８（ａ），（ｂ）に示すような幅広いＱ／ｄ分布をもって極性制御部材に処理される転写残トナーの全てを単一極性に制御するため、図８（ａ）に示す転写残トナーＡのような低帯電量のトナーは極性制御後に一極性の高帯電量トナーとなり、図８（ｂ）に示す転写残トナーＢのようなプラス極性に高帯電量であるトナーは極性制御後に一極性の低帯電量トナーとなる。なお、測定ばらつきが大きいが、転写残トナーＡのＱ／Ｍ値はおよそ−１０〜＋１０μＣ／ｇ、転写残トナーＢのＱ／Ｍ値はおよそ＋３０〜＋６０μＣ／ｇであった。
【００１１】
低電荷量のトナーは弱いクリーニング電界でクリーニングされ、高帯電量のトナーは強いクリーニング電界でクリーニングされることは周知である。しかし、低電荷量のトナーは強い電界下に置かれると反対極性電荷が注入されて像担持体上に再付着する。つまり極性制御後のトナーは、単一極性ではあるものの先に述べたように低電荷量から高電荷量までブロードな電荷量分布を有しているため、クリーニング部材への印加電圧は高帯電量トナーをクリーニングできるような高電圧でありながら低電荷量トナーを電荷注入により再付着させないような印加電圧に設定する必要がある。換言すると、クリーニング部材への印加電圧を一定とした場合にクリーニング可能となるようなトナー帯電量分布にする必要がある。
【００１２】
ここで、トナー帯電量分布を測定するには多大な時間を要するため、比較的短時間に測定が可能なＱ／Ｍ値を代用特性とすることとした。トナー帯電量分布を測定したサンプリングトナーのうちのマイナス極性トナーの割合をマイナストナー率とすると、マイナストナー率とＱ／Ｍ値との関係を様々な条件で測定すると図７に示すようになり、発明者等の検討によれば、以下に述べるトナー電荷量分布の測定方法で測定した場合に測定対象トナーがほぼ単一極性に極性制御されることが判明した。反対極性の電圧をクリーニング部材に印加したときに像担持体からトナーをクリーニング可能であるときのトナーのＱ／Ｍ値の範囲は、マイナス極性の場合におよそ−５０〜−１００μＣ／ｇであった。なお、トナーＱ／Ｍ（トナーの単位重量あたりの電荷量）及びトナー帯電量分布の測定方法は以下のとおりである。
【００１３】
（トナーＱ／Ｍ）
トナーパッチパターンを像担持体上に作像し、現像、転写、極性制御等の各プロセス終了後に画像形成装置本体のメインスイッチを強制的にオフし、作像途中で装置を停止させる。吸引治具を用いて像担持体や転写ベルト上に形成されたトナー像をエアポンプで吸引しつつ、そのトナーのクーロン量をクーロンメータ（ケスレー社製エレクトロメータ６１７）により測定し、吸引治具により吸引したトナーの重量とクーロン量とから単位重量あたりのトナー電荷量（μＣ／ｇ）を算出する。
【００１４】
（トナーＱ／ｄ分布）
ホソカワミクロン製Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザで測定する。像担持体上に付着したトナーをエアで吹き飛ばして測定部に落下させ、トナー１個ずつの粒径と電荷量とを測定し、Ｘ軸に「電荷量Ｑ／トナー粒径ｄ」、Ｙ軸に「頻度（％）＝予め設定した（電荷量／トナー粒径）のヒストグラムの帯の範囲にある数（個）／サンプル全数（個）×１００」を算出してグラフ化したものである。
【００１５】
制御したい極性とは、像担持体表面電位を比較対象としたときの極性制御部材に印加している電圧の相対的な極性である。例えば像担持体表面電位が−１００Ｖで極性制御部材印加電圧が−７００Ｖの場合は「トナーをマイナス極性に制御したい」とする。以上述べたように、トナー極性制御＋単一極性印加ブラシによる静電クリーニング方式では、クリーニングブラシに入るトナーの極性が揃い、かつ帯電量が適切な値になっていることが重要である。
【００１６】
第２の課題として、極性制御部材の安定性に関わる問題がある。本発明では、後述するように極性制御部材としてポリウレタンゴムブレードにカーボンやイオン導電剤を添加して導電性を付与したいわゆる導電性ゴムブレードを用いている。この導電性ゴムブレードは、優れた導電性を有しつつ像担持体上のトナーを掻き取り、かつ金属ブレードのような堅い材質に比して像担持体表面への負荷が小さいので像担持体表面を傷付けずにトナーを除去できるという長所を有する反面、金属ブレードのように抵抗値が変化しないものと比較すると環境条件や経時使用によって抵抗値が変動してしまうという短所がある。発明者等の検討によれば、特に大電流（約２００μＡ以上）が流れると抵抗上昇が加速されることが判明した。その理由は解明されてはいないが、導電物質の変質が原因と考えられている。発明者等の検討では、極性制御部材に電流が２００μＡ以上流れると劣化の速度が速くなり長時間の使用に耐えられず、１００μＡ程度以下であれば少しずつの抵抗上昇はあるものの問題なく使用できることが判明した。従って、導電性ゴムブレードを用いる際には大電流が流れないようにすることが必要となる。像担持体の体積抵抗が高い場合には、極性制御部材（導電性ゴムブレード）に高電圧を印加しても接地されている対向ローラに向かって流れる電流は小さいので、極性制御性能を維持しつつ極性制御部材の抵抗上昇も防ぐことができる。
【００１７】
第３の課題として、低抵抗の像担持体を用いた場合には極性制御が行えないという問題がある。画像形成装置の中間転写ベルトは比較的高抵抗のものが用いられているが、ベルト残留電荷による残像やリピート変動防止のために体積抵抗率ρｖを下げたベルトが用いられる傾向にある。このような低抵抗ベルトを用いた場合には、トナーを保持したベルトに対して極性制御部材を当接させて電圧を印加してもトナーの極性制御がされにくい。ベルト上に保持されているトナーは１０１０〜１０１１Ωと高抵抗であるのでベルトと比して電荷が注入されにくく、極性制御部材に印加した電圧が体積抵抗率の低いベルトを介してアースされた金属製対向ローラに流れてしまうため、本来担ってほしい働きである極性制御部材と像担持体表面との電位差の維持ができず、従って像担持体上のトナーの極性制御性能を維持できない。このように、極性制御性能を安定化させるには対向ローラ方向への電流が流れすぎないようにすることが必要である。
【００１８】
本発明は、トナー極性制御における諸事情に鑑み、残留トナーの極性を良好に制御することが可能なクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１記載の発明は、像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材とを有し、前記像担持体の裏面側であってかつ前記導電性部材と対向する位置にアースされた対向部材を有し、前記対向部材と前記アースとの間に抵抗体を有するクリーニング装置であって、前記像担持体は体積抵抗率が１×１０９〜１×１０１４Ωｃｍのベルトであることを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクリーニング装置において、さらに前記抵抗体は前記対向部材の表面を被覆する導電性樹脂チューブまたは導電性ゴムチューブであることを特徴とする。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のクリーニング装置において、さらに前記導電性部材として導電性ゴムブレードからなる極性制御部材を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明は、像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材とを有し、前記像担持体の裏面側であってかつ前記クリーニング部材と対向する位置にアースされた対向部材を有し、前記対向部材と前記アースとの間に抵抗体を有するクリーニング装置であって、前記像担持体は体積抵抗率が１×１０９〜１×１０１４Ωｃｍのベルトであることを特徴とする。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング装置において、さらに前記クリーニング部材は、導電性を有する芯金の外周から導電性を有する繊維をその直径方向外側へと延びるように植毛され前記像担持体の表面に接触しつつ回転可能なブラシローラであり、前記繊維と接触しつつ回転可能でありその外周面に電気的な抵抗層あるいは絶縁層を有する回収ローラと、前記芯金に電圧を印加する手段と、前記回収ローラに電圧を印加する手段と、前記回収ローラに回収されたトナーを掻き落とす回収ローラクリーナと、前記回収ローラに接触して前記回収ローラの表面に電荷を与え前記回収ローラの表面電位を一定に維持する電荷付与機構とを有し、前記ブラシローラはその抵抗値が１０６〜１０８Ωであることを特徴とする。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のクリーニング装置において、さらに前記繊維が層構造を有しており、該層構造は前記繊維に導電性を付与する導電材料を表面に露出しない態様で有することを特徴とする。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項５または６記載のクリーニング装置において、さらに前記ブラシローラに潤滑剤を接触させ、前記ブラシローラを介して前記像担持体に前記潤滑剤を塗布すると共に、前記ブラシローラから飛散したトナーが前記像担持体に付着することを防止する遮断部材を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置を有する画像形成装置であることを特徴とする。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、さらに前記像担持体としての感光体と、前記感光体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を像担持体としての中間転写体に１次転写する１次転写手段と、前記中間転写体上に１次転写されたトナー像を記録材に２次転写する２次転写手段とを有し、前記クリーニング装置は前記中間転写体のクリーニングを行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像形成装置において、さらに前記中間転写体は厚さ０．０７〜０．３ｍｍの弾性層を有するベルトであることを特徴とする。
【００２９】
請求項１１記載の発明は、請求項８ないし１０の何れか１つに記載の画像形成装置において、さらに体積平均粒径が３〜８μｍであり、体積平均径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲内であるトナーが用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、極性制御性能を経時的に安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の要部概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の画像形成部要部の概略正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を採用した中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。
【図４】本発明の課題を説明するための概略図である。
【図５】本発明の一実施形態における極性制御電流と極性制御後のＱ／Ｍ値との関係を示す線図である。
【図６】本発明のトナー極性制御の原理を説明する概略図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるＱ／Ｍ値とマイナストナー率との関係を示す線図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における（ａ）プラスとマイナスとが５０％ずつの転写残トナーを極性制御した場合（ｂ）ほとんどがプラスの転写残トナーを極性制御した場合（ｃ）ほとんどがマイナスの未転写トナーを極性制御した場合のＱ／ｄ分布変化を示す線図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に用いられる極性制御部の概略拡大図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に用いられるブレード条件を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施形態に用いられるブレード条件を示す表である。
【図１２】本発明の第２の実施形態を採用した中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の変形例に用いられる中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に用いられるブラシの抵抗がｌｏｇＲ＝５，７，９のときのクリーニング性を示す線図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態の変形例を採用した中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態における（ａ）プラスとマイナスとが５０％ずつの転写残トナーを極性制御した場合（ｂ）ほとんどがプラスの転写残トナーを極性制御した場合（ｃ）ほとんどがマイナスの未転写トナーを極性制御した場合のＱ／ｄ分布変化を示す線図である。
【図１７】本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の感光体周りの構成を示す概略正面図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態を採用した画像形成装置としてのカラープリンタの概略正面図である。
【図１９】本発明の一実施形態に用いられるトナーの形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に示す概略図である。
【図２０】本発明の一実施形態に用いられるトナーの形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に示す概略図である。
【図２１】本発明の一実施形態に用いられるトナーの形状を模式的に示す概略図である。
【図２２】本発明の一実施形態におけるｌｏｇＲと極性制御後Ｑ／Ｍ値の関係を示す線図である。
【図２３】本発明の一実施形態におけるｌｏｇＲと極性制御後Ｑ／Ｍ値の関係を示す線図である。
【図２４】本発明の一実施形態に用いられる中間転写ベルトの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１はタンデム型間接転写方式を採用した画像形成装置としてのプリンタの内部構成を、図２はエンジンの詳細をそれぞれ示している。このプリンタは、装置本体１のほぼ中央に並列配置された４個のドラム状の感光体２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有しており、各感光体２ａ〜２ｄはそれぞれ時計回り方向に回転可能に構成されている。像担持体である感光体２ａ〜２ｄの周囲には、感光体２ａ〜２ｄの表面を除電する図示しない除電装置、感光体２ａ〜２ｄの表面を一様に帯電する帯電装置３ａ〜３ｄ、レーザ光による光書き込みを行って感光体２ａ〜２ｄの帯電部分に静電潜像を形成する露光装置４、この静電潜像を現像する現像装置５ａ〜５ｄ、転写後の感光体２ａ〜２ｄの表面をクリーニングするクリーニング装置７ａ〜７ｄがそれぞれ配設される。このプリンタは、感光体を４個用いたいわゆるタンデム方式を採用しており、それぞれの感光体２ａ〜２ｄの周囲に設けられる画像形成用の部品構成は、現像装置５ａ〜５ｄが扱う色材（トナー）の色（イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）がそれぞれ異なる以外は同じである（４セットあるＰＣＵの構成部品については、感光体２、帯電装置３、現像装置５、クリーニング装置７をもって説明し、他色の同一構成部品については説明を省略する）。
【００３３】
感光体２ａ〜２ｄの上方には、中間転写ユニット１０が設けられている。中間転写ユニット１０は被クリーニング体である像担持体としての中間転写ベルト１１を有しており、中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２、支持ローラ１３，１４，１５及び対抗ローラ１６に掛け回されおり、図２において反時計回り方向に走行駆動される。中間転写ベルト１１は多層構造であっても単層構造であってもよく、例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤシート、ポリイミド系樹脂によってベース層を構成し、その表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被覆してもよく、本実施形態では２層構造のポリイミド系樹脂で形成されている。
【００３４】
中間転写ベルト１１を挟んで感光体２ａ〜２ｄと対向する位置には、感光体２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１１に１次転写する１次転写手段としての１次転写ローラ６ａ〜６ｄが配設されており、対抗ローラ１６の左方には、後述する２次転写ローラ８による２次転写後に中間転写ベルト１１上に残留した残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置２０が配設されている。対抗ローラ１６は、中間転写ベルト１１に一定の張力を付与する働きを持つと共に、中間転写ベルトクリーニング装置２０の対向部材である対向ローラも兼ねていることになる。対向ローラとしての必要条件は、必ずしも上述のように一定の張力を付与する働きを持たなければならないということはなく、像担持体の回転に伴って従動回転するローラを対向ローラとしてもよい。
【００３５】
中間転写ベルト１１を介して駆動ローラ１２と対向する位置には、２次転写手段としての２次転写ローラ８が配設されている。本実施形態では２次転写手段として２次転写ローラ８を用いているが、２次転写ローラ８に代えて数本の支持ローラと駆動ローラにより掛け渡されるベルト等を２次転写手段として用いてもよい。
【００３６】
装置本１の下方には、内部に記録紙を収納した給紙カセット１７が配設されており、給紙ローラの回転によって給紙カセット１７内の最上位の記録紙が１枚ずつ給紙路を経てレジストローラ対１８に搬送される。２次転写ローラ８の上方には、記録紙上に転写された転写画像を定着する定着装置９が配設されている。２次転写ローラ８には、画像転写後の記録紙を定着装置９へと搬送するシート搬送機能も備えている。
【００３７】
上述した構成のプリンタにおいて、図示しないスタートキーを押下する等により画像形成動作が開始されると図示しない駆動モータの作動によって駆動ローラ１２が回転駆動され、支持ローラ１３，１４，１５及び対抗ローラ１６が従動回転して中間転写ベルト１１が図２の矢印方向に走行駆動される。同時に、各画像形成手段において各感光体２ａ〜２ｄが回転し、各感光体２ａ〜２ｄ上にそれぞれイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの単色画像が形成される。形成された各単色画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴い中間転写ベルト１１上に順次重畳転写されて合成カラー画像が形成される。一方、給紙カセット１７から記録紙が１枚ずつ給送され、給送された記録紙はレジストローラ対１８に突き当てられて一時停止される。そして中間転写ベルト１１上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対１８が回転し、記録紙が中間転写ベルト１１と２次転写ローラ８との間に送り込まれる。送り込まれた記録紙には２次転写ローラ８の作用によって合成カラー画像が転写される。画像転写後の記録紙は２次転写ローラ８により定着装置９へと送られ、定着装置９において熱と圧力との作用により転写画像を定着された後、機外に排出される。画像転写後の中間転写ベルト１１には多少のトナーが残留しており、中間転写ベルト１１は中間転写ベルトクリーニング装置２０によって残留トナーを除去されて次の画像形成に備えられる。
【００３８】
図３は、本発明の第１の実施形態を採用した中間転写ベルトクリーニング装置２０の概略構成を示している。同図において中間転写ベルトクリーニング装置２０は、中間転写ベルト１１上の転写残トナーの極性を制御するための導電性部材である極性制御ブレード２１を、対抗ローラ１６と対向する位置において中間転写ベルト１１表面に接触する態様で有しており、極性制御ブレード２１の後の工程すなわち中間転写ベルト１１の走行方向下流側には、極性制御されたトナーをクリーニングするためのクリーニング部材である導電性ブラシ２２、及び導電性ブラシ２２に付着したトナーを回収する回収ローラ２３、回収ローラ２３の表面に当接して回収したトナーを掻き取ると同時に回収ローラ２３の表面に電荷を付与する回収ローラクリーナとしての導電性回収ブレード２４、装置本体１に備えられた図示しない廃トナータンクに回収したトナーを搬送するためのコイル部材２５、中間転写ベルト１１を介して導電性ブラシ２２と対向する位置に配設されたブラシ対向ローラ２８等を有している。
【００３９】
導電性ブラシ２２には、その表面に電荷を付与する図示しないブラシ表面電荷付与部材を付加してもよい。このブラシ表面電荷付与部材は、ブラシにトナーが多く回収された場合にブラシ先端の電位が低下してしまうことを防止すべく電位を補うために備える導電性部材であり、例えば金属の丸棒や金属の板状部材である。また、中間転写ベルト１１の表面は極性制御ブレード２１によって常時摺擦されているため、中間転写ベルト１１の表面保護の観点から表面にブラシによって潤滑剤塗布を行うことも有効である。この場合、後述する固形化した潤滑剤３２（図１２参照）を導電性ブラシ２２に当接させることで塗布する構成としてもよい。また、ブラシで塗布した潤滑剤によって中間転写ベルト１１の表面に薄膜を形成する塗布ブレードを設け、潤滑性が向上するように構成してもよい。
【００４０】
なお、導電性ブラシ２２とは別に潤滑剤塗布用のブラシを用いて潤滑剤を中間転写ベルト１１の表面に塗布する構成も可能である。この構成によれば、クリーニング用の導電性ブラシ２２にはトナーが常時回収されているため、トナーと潤滑剤とが交じり合って潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーが再度中間転写ベルト１１上に付着してしまう不具合の発生を防止することができる。
【００４１】
次に、図４を参照して本発明の課題について説明する。図中、符号Ｒ１はトナー極性制御ブレード抵抗を、符号Ｒ２は中間転写ベルト抵抗をそれぞれ示している。  
従来の画像形成装置では、高抵抗の中間転写ベルトを用いていた。一例を挙げると、表面抵抗率ｌｏｇＲ＝１０．５〜１１．５、体積抵抗率ｌｏｇＲ＝１０〜１１、厚み１００μｍである。この場合、極性制御ブレード２１に電圧を印加してもアースされている対向部材としての対抗ローラ１６（ブレード対向ローラ）が金属等の低抵抗物質であったとしても電圧印加した極性制御ブレード２１から対抗ローラ１６側に中間転写ベルト１１の厚み方向を通って大きな電流が流れることがなく、中間転写ベルト１１上の残留トナーに電荷を与えることができた。
【００４２】
このように、中間転写ベルト抵抗Ｒ２（体積抵抗率ではなく電圧を印加した極性制御ブレード２１から中間転写ベルト１１を介してアースした金属ローラに流れる電流と極性制御ブレード２１の印加電圧から求められる抵抗値）が充分大きいときには中間転写ベルト１１の表面電位と極性制御ブレード２１との間に電位差が生じ、中間転写ベルト１１上のトナーに電荷が充電されるため極性制御が可能である。一方、抵抗Ｒ２が十分に大きくないときは中間転写ベルト１１及び対抗ローラ１６を介してアースに電流が流れるため、トナーに電荷を充電できず極性制御を行うことができない。抵抗Ｒ２が十分に大きくない中間転写ベルト１１とは擬似的には体積抵抗率が低いベルトであり、残留電荷による異常画像の発生を防止するために用いられる。ここで用いたベルトは、体積抵抗率Ｒが１００Ｖ印加でｌｏｇＲ＝８であった。
【００４３】
上述より、電流が流れすぎないようにするため、金属対向ローラとアースとの間に既知の抵抗Ｒ３を挿入してトナーの極性制御実験を行った。抵抗Ｒ３として０．５Ｍ、５Ｍ、２０Ｍの３種類のものを用い、極性制御ブレード２１に定電流制御で電圧を印加して極性制御を行ったところ、図５に示す結果となり目標の−５０〜−１００μＣ／ｇを得ることはできなかった。金属対向ローラとアースとの間に抵抗を繋いだだけでは電流値を低く抑えることはできるものの図６に示すような回路となり、同図において対向ローラはＶ３＝Ｒ３×Ｉで算出される電位となるため、既知抵抗Ｒ３の抵抗値を大きくしても対向ローラの電位も高くなるため極性制御後におけるＱ／Ｍ値が変化しないと考えられる。
【００４４】
上述したように、抵抗値が十分に高くない中間転写ベルトを用いる際には、単に電流を小さく抑えるように所定の抵抗値を有する導電性軸受を用いる等といった対策では極性制御を行うことができないことが判明した。そこで、低抵抗ベルトを用いた場合であっても高抵抗ベルトと同様の極性制御が行えるように対向ローラ表面に抵抗層を設けたところ、目標の極性制御後におけるＱ／Ｍ値を得ることが可能な極性制御を行うことができた。
【００４５】
以上のことから、ｌｏｇＲ＝８の比較的低抵抗のベルトを用いた場合にも対向ローラ表面に高抵抗層を設けることにより極性制御が可能となったように思われたが、さらに次のような問題点が発生した。それは、極性制御を連続して行うと図２２に示すように経時でＱ／Ｍ値の絶対値が低下してしまうことが判明した。以下、この現象について説明する。
【００４６】
図２２に示すように、ｌｏｇ＝８のベルトに対しては高抵抗層を設けた対向ローラを用い、ｌｏｇ＝９以上のベルトに対しては金属対向ローラを用いてそれぞれＡ４サイズの転写紙２０００枚に対して作像動作を行ったところ、全ての場合において極性制御後のＱ／Ｍ値は−５０〜−１００μＣ／ｇの範囲に極性制御することができた。その後、２００００枚まで極性制御を続けたところ、極性制御後のＱ／Ｍ値の絶対値が低下して所望の範囲から外れてしまうことが判明した。この理由は明らかではないが、トナー極性制御を行っている物理現象は放電現象が支配的であると考えられ、この放電を安定させるためには像担持体表面が電荷を保持する能力を有することが必要であることが判ってきた。従って、像担持体の裏面側において極性制御部材に対向している対向ローラ表面に高抵抗層を設けても電流量を規制することはできるものの放電を安定化させることはできない。像担持体表面に向かって常に極性制御部材からの放電を持続させるためには、電荷を保持可能な高抵抗表面を有することが必要であり、そのために像担持体が必要な抵抗は体積抵抗率で１０９〜１０１４Ω・ｃｍであるとの結果を得た。体積抵抗率が１×１０１４Ω・ｃｍを超える場合には像担持体と同等の体積抵抗となり、像担持体が感光体である場合には経時で１０万枚以上の極性制御が可能であることが確認され、対向ローラの高抵抗層は不要である。
【００４７】
次にトナー極性制御について、図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）を用いて説明する。図８（ａ）、（ｂ）は、ホソカワミクロン製Ｅ−スパートアナライザで、トナー１個ずつの電荷量Ｑとそのトナーの粒径ｄを測定したデータを基に、ある条件で図２に示す作像装置で作像した時の中間転写ベルト１１上の転写残トナー数百個をサンプリングしたときのＱ／ｄ（単位はｆＣ／μｍ）分布を表している。
【００４８】
図８（ａ）はプラスとマイナスが５０％ずつの転写残トナーＡを極性制御ブレード２１によって極性制御した場合、図８（ｂ）はほとんどがプラスの転写残トナーＢを極性制御ブレード２１によって極性制御した場合、図８（ｃ）はほとんどがマイナスの未転写トナーを極性制御ブレード２１によって極性制御した場合のＱ／ｄ分布変化である。
【００４９】
中間転写ベルト１１上の転写残トナーは、図８（ａ）の転写残トナーＡや図８（ｂ）の転写残トナーＢとして示す様にプラス極性とマイナス極性とが混在した分布のトナーとなり、中間転写ベルト１１の走行により極性制御ブレード２１の位置まで移送される。極性制御ブレード２１ではほとんどのトナーは機械的に掻き落されるが、極性制御ブレード２１ではいわゆるスティックスリップが発生してその一部はすり抜けて行く。機械的に掻き落とされたトナーはブレードから自然に落下して回収部に収容され、コイル部材２５によって搬送されて廃トナー回収部に回収される。
【００５０】
極性制御ブレード２１にはトナーの帯電極性と同じ極性（マイナス極性）の電圧が印加されており、トナーが極性制御ブレード２１をすり抜けて行くときにトナーを正規の帯電極性（マイナス極性）に帯電する。例えば、印加電圧を定電流制御で−８０μＡとしたとき、この制御電流値はベルト抵抗や厚み等の条件によって変化する可能性がある。制御されたトナーのＱ／ｄ分布を図８（ａ）、図８（ｂ）に示す。入力トナーである転写残トナーのＱ／ｄ分布によって極性制御後のＱ／ｄ分布も異なる（転写残トナーＡと転写残トナーＢとの違い）が、どちらもほぼ単極性に制御することができる。また、図８（ｃ）の場合の正規極性でＱ／ｄ分布している未転写トナー（プロセスコントロール時のトナー）は、ほとんど変化しないかあるいはややマイナス極性寄りになる。
【００５１】
次に、トナーと同極性の電圧（マイナス極性）が印加された極性制御ブレード２１をすり抜けて行くトナーの帯電極性が変わるときの詳細について説明する。極性制御ブレード２１の表面抵抗率はｌｏｇＲ＝６〜９Ω・ｃｍ、中間転写ベルト１１との当接圧は２０〜４０ｇ／ｃｍ、カウンタ当接で構成されている。
【００５２】
この極性制御ブレード２１は、例えばポリウレタンゴムを素材とした弾性体であり、カーボンブラックやその他イオン系の導電剤を混練することで導電性を持たせており、その表面抵抗としては、２×１０５〜５×１０９Ω・ｃｍ２程度が望ましい。ブレード条件は図１０及び図１１に示すとおりである。極性制御ブレード２１は板金上に接着された板状部材によって構成され、厚みは２．４ｍｍと２．８ｍｍの２種類、自由長は７、９ｍｍ、硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で６０〜８０、反発弾性は４５％のものを用いたが、この値以外のものでも使用可能である。厚みは１〜３ｍｍの範囲内とするのがよく、厚さが薄すぎると中間転写ベルト１１の表面及び極性制御ブレード２１自体のうねり等によって中間転写ベルト１１への押しつけ量が確保しにくくなる。硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で４０〜８５の範囲内であればよい。本実施形態に示すブラシクリーニング方式では、ブラシクリーニングが可能な単位面積当たりのトナー量（以下、Ｍ／Ａｍｇ／ｃｍ２とする）は約０．１ｍｇ／ｃｍ２であり、未転写トナーのＭ／Ａはこの値よりもかなり多いため、極性制御ブレード２１からのすり抜け量は約０．１ｍｇ／ｃｍ２以下に低減する必要がある。
【００５３】
トナーが極性制御ブレード２１と中間転写ベルト１１との間に挟まれたとき、中間転写ベルト１１と極性制御ブレード２１とで形成された楔部の入り口と出口との微小ギャップ部の放電により、トナーは図８（ａ）、図８（ｂ）に「ブレード通過後（電流−８０μＡ印加）」として示すように印加電圧と同極性に帯電する。
【００５４】
以上示したように、極性制御されているか否かの確認においてＱ／ｄ分布という特性値を用いたが、Ｑ／ｄ分布を測定するにはかなりの手間がかかるため、上述したように比較的簡単に測定が可能なＱ／Ｍ値で代用することとした。図７に示すように、測定対象のトナーがほぼ単一極性に極性制御されている、すなわち図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）中の「ブレード通過後（電流−８０μＡ）」のトナーのＱ／Ｍ値の範囲は、マイナス極性の場合でおよそ−５０〜−１００μＣ／ｇであった。そこで、以降の説明においてはトナー極性制御の目標値を−５０〜−１００μＣ／ｇとして説明する。
【００５５】
次に、中間転写ベルト抵抗と極性制御の関係について図４を参照して説明する。上述したように従来の画像形成装置にて用いられる中間転写ベルトとして、表面抵抗率ｌｏｇＲ＝１０．５〜１１．５、体積抵抗率ｌｏｇＲ＝１０〜１１、厚み１００μｍのものを用いており、この場合には極性制御ブレード２１に電圧を印加しても、アースされている対抗ローラ１６（ブレード対向ローラ）が金属等の低抵抗物質であったとしても電圧を印加した極性制御ブレード２１から対抗ローラ１６側に中間転写ベルト１１の厚み方向を通って大きな電流が流れることがなく、中間転写ベルト１１上の残留トナーに電荷を与えることができた。このように、中間転写ベルト抵抗Ｒ２が充分に大きいときは中間転写ベルト１１の表面と極性制御ブレード２１との間に電位差が生じ、中間転写ベルト１１上のトナーに電荷が充電されるため、極性制御が可能である。一方、抵抗Ｒ２が十分に大きくない中間転写ベルト１１を使用すると、極性制御ブレード２１に電圧を印加した際に中間転写ベルト１１及び対抗ローラ１６を介してアースに電流が流れるため、トナーに電荷を与えられず極性制御を行うことができないという問題が発生した。抵抗Ｒ２が十分に大きくない中間転写ベルトというのは擬似的には体積抵抗率が低いベルトであり、残留電荷による異常画像を防ぐため等に使用される。本実施形態で用いた中間転写ベルト１１は体積抵抗率Ｒが１００Ｖ印加でｌｏｇＲ＝８である。
【００５６】
この中間転写ベルト１１で表面に抵抗層が無いステンレス製の対抗ローラ１６を用いて−８０μＡを印加し、対抗ローラ１６をアースしてＡ３サイズのマゼンタ単色のベタ画像を出力し、中間転写ベルト１１上の残留トナーが極性制御ブレード２１を通過したところで画像形成装置の電源を切って強制的に中間転写ベルト１１を停止させ、極性制御ブレード２１が中間転写ベルト１１に当接している箇所の前後のＱ／Ｍ値を測定すると、ブレード以前の中間転写ベルト１１上のトナーのＱ／Ｍ値はー３０μＣ／ｇ程度にしかならず、目標のＱ／Ｍ値は得られなかった。極性制御ブレード２１に印加する電圧を−４０μＡ、−６０μＡ、―１００μＡとさまざまに変化させても、目標のＱ／Ｍ値は得られなかった。
【００５７】
このような中間転写ベルト抵抗Ｒ２が低い中間転写ベルト１１を用いる際にも、極性制御ブレード２１によるトナー極性制御を行える構成及び方法について図３、図９を用いて説明する。図９は、図３の極性制御部を拡大した図である。  
図９に示すように、対抗ローラ１６の表面には抵抗層２６が５０〜３００μｍの厚みで設けられている。抵抗体として対抗ローラ１６の表面を被覆する抵抗層２６を有する構成とすることにより、対抗ローラ１６の抵抗を安価な構成で所望の値とすることができる。対抗ローラ１６の軸及びローラ基体は金属製であり接地（アース）されている。抵抗層２６を構成する材質の一例としては、導電剤を混合したナイロンチューブ、ＰＶＤＦチューブ、ポリイミドチューブ、導電ゴムチューブ等が挙げられる。また、その表面にさらにアクリルコート、シリコーンコート（例えばシリコーン粒子を含有したＰＣ（ポリカーボネイト）をコート）、セラミックスコート、フッ素コーティング等を施しても良い。コート層の厚みは適宜選定され、例えばＵＶ硬化型のアクリルコートの場合には３〜２０μｍ程度である。この構成の場合は、中間転写ベルト抵抗Ｒ２が低くても対抗ローラ１６の表面に抵抗層２６を有しているためトナーに電荷を充電でき、実験の結果２０００枚程度までの間は極性制御を行うことができた。以下、その原理を図５に示す構成図及び図６に示す回路図を用いて説明する。
【００５８】
上述の構成において、極性制御ブレード２１は電極の役割をするため表面抵抗あるいは体積抵抗が十分に低いことが望ましい。本実施形態ではポリウレタンゴムに導電剤としてカーボン及びイオン導電剤を添加して作成した導電性ブレードを使用しており、ゴムブレードとしての機械的強度や弾性を維持するにはｌｏｇＲ＝５〜６以上の抵抗値となるような添加量にする必要がある。つまり、機械的強度を維持するには導電剤の添加量をあまり増加させないことが望ましい。従って、電極の役割としては低抵抗であることがよく、ブレードとしてのトナー掻き取り性能維持にはｌｏｇＲ＝５〜６以上でなるべく高抵抗である必要があり、実験の結果、良好な抵抗範囲はｌｏｇＲ＝約５〜９であることがわかった。しかし、前述のように使用時間の経過に伴ってブレードの抵抗が上昇するという問題があり、新品時の導電性ブレードの抵抗を高く設定すると経時でブレード抵抗が上昇し、例えば極性制御ブレード電圧を定電流制御にしていると必要な電圧値がかなり高電圧まで上昇していくため、高電圧出力可能な高コスト電源を必要とするという問題が生じる。従って、トナーの極性を制御しつつトナーを掻き取るという２つの性能を維持し続けるためには、トナー極性制御ブレードの抵抗値はｌｏｇＲ＝５〜９が好適である。
【００５９】
この構成により、簡単な構成で転写残トナーの極性を揃えることができ、かつ導電性ブラシ２２に入るトナーの量を低減することができる。また、金属ブレードに比して像担持体表面に傷を付けにくい構成とすることができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００６０】
対抗ローラ１６の表層には、中間転写ベルト１１の抵抗Ｒ２と同等の抵抗となる抵抗層（抵抗：Ｒ３）を設けている。図６のモデルにおいて、極性制御ブレード２１の抵抗をＲ１、中間転写ベルト１１の抵抗をＲ２、対抗ローラ１６の表層の抵抗をＲ３とすると、この回路の全抵抗ＲはおおまかにいってＲ＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３と見積もられる。ただし、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はトナーの帯電極性を制御する装置構成においての各部材の接触幅と同じ条件及び電圧印加条件と同じ条件において測定したときの値とする。また、中間転写ベルト１１、極性制御ブレード２１、抵抗層の各部材はいわゆる「中抵抗」の抵抗値を有する部材となるため、環境や使用時間によって抵抗値が変動し、同じ条件で数回測定したとしてもわずかに測定値がばらつくことがある。
【００６１】
図６からわかるように、極性制御対象のトナーにかかる電圧は、回路の総抵抗に対する中間転写ベルト抵抗の割合に比例する。従って、本来は中間転写ベルト抵抗が高抵抗であることが望ましいのであるが、前述のような中間転写ベルト１１内の残留電荷等の問題により低抵抗化が必須条件となる場合がある。このため低抵抗中間転写ベルトを採用する場合にはＲ２／Ｒをできるだけ大きくし、かつ極性制御ブレード２１に流れる電流をできるだけ小さくする必要がある。そのためにはＲ１＋Ｒ３をＲ２と同等若しくは少しだけ大きくするとよい。想定している中間転写ベルト抵抗及び極性制御ブレード抵抗の範囲では、（Ｒ１＋Ｒ３）＜Ｒ２であると電流値が大きくなり、極性制御を行うことができない。
【００６２】
上述のことを踏まえた上で以下の検討を行った。実験において、性能が判るように２次転写電流値を通常よりも高く設定してトナー極性制御前の中間転写ベルト１１上の残留トナーのＱ／Ｍ値を＋３０μＣ／ｇとし、極性制御ブレード２１に定電流制御電源によって−８０μＡに制御された電圧を印加して対抗ローラ１６をアースし、極性制御ブレード２１当接後のトナーＱ／Ｍ値を調査した。ここで、中間転写ベルト１１は体積抵抗率Ｒが１００Ｖ印加時でｌｏｇＲ＝８であるので、それよりも大きい抵抗値を有する対向ローラ表層が望ましいと考えられるため、体積抵抗率ｌｏｇＲ＝８〜１４までを調査対象とした。体積抵抗率ｌｏｇＲ＝８，９、厚み１００μｍ，１５０μｍの導電性ナイロンチューブ、体積抵抗率ｌｏｇＲ＝１０〜１４、厚み１００μｍの導電性ＰＶＤＦチューブを表面に巻いたものを極性制御ブレード２１の対向ローラとして設置して極性制御実験を行った。結果を下表に示す。
【００６３】
【表１】
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表１から明らかなように、体積抵抗率ｌｏｇＲ＝８〜１２の範囲において良好な極性制御が可能であった。また、極性制御可能な対向ローラ表層の場合、極性制御電流値はー６０〜―８０μＡであった。この極性制御電流値は大きければ大きいほど極性制御後Ｑ／Ｍ値の絶対値が大きくなる傾向があるが、電流値が大きすぎるとＱ／Ｍ値の絶対値が低下するため各条件によって適正値がある。その理由は詳細には判明していないが、電流値が大きすぎると放電が過剰に起こり、空気中のイオンを電離してそのイオンが正負共にトナーに付着するためであると考えられる。このように、対向ローラの表層に体積抵抗率ｌｏｇＲ＝８〜１２の抵抗層を設けることにより、低抵抗中間転写ベルトにおいても初期的には良好にトナー極性制御を行うことができた。
【００６４】
以上のことから、ｌｏｇＲ＝８の比較的低抵抗のベルトを用いた場合にも対向ローラ表面に高抵抗層を設けることにより極性制御が可能となったように思われたが、上述したように極性制御を連続して行うと図２２に示すように経時でＱ／Ｍ値の絶対値が低下してしまうことが判明した。従って、像担持体の裏面側において極性制御部材に対向している対向ローラ表面に高抵抗層を設けても電流量を規制することはできるものの、極性制御部材が像担持体表面と当接していることにより導電し、電流が流れるために低抵抗である像担持体に対しては放電を安定して持続させることができない。像担持体表面に向かって常に極性制御部材からの放電を持続させるためには、電荷を保持可能な高抵抗表面を有することが必要であと考えられる。
【００６５】
一方、これまで対向ローラに高抵抗層を必要としないと考えてきた高い体積抵抗率を有する像担持体であっても、図２２に示すように経時で極性制御後のＱ／Ｍ値の絶対値が低下することが判った。これは、ブレード抵抗は多少の変動はあるものの経時で大きく変動していなかったことから、極性制御部材のへたりや摩耗等の当接条件の変化に伴い、極性制御部材と像担持体との接触面積や極性制御部材と像担持体との間の放電箇所である微小ギャップが徐々に変化し、放電が起きにくい状態へと変化していると考えられる。
【００６６】
以上の結果から、放電の持続をより安定化させるため、当初低抵抗ベルトの極性制御性を向上させるために用いた高抵抗対向ローラを高体積抵抗率を有するベルトにも用いることにより、極性制御部材から軸芯をアースとしている対向ローラに流れる電流をより低減し、また放電が起きている場所である放電ニップ部の誘電厚みを増やして像担持体表面に保持される電荷を増やし、放電を安定化させることを目的として実験を行った。結果を図２３に示す。
【００６７】
図２３は、ｌｏｇＲ＝８〜１２．５の像担持体と表面に高抵抗層を設けた対向ローラとを用いて極性制御を行い、画像形成２０００枚後と２００００枚後とにそれぞれ極性制御Ｑ／Ｍ値を測定したものである。同図に示すように、ｌｏｇＲ＝８の像担持体では２００００枚後での極性制御後Ｑ／Ｍ値の絶対値が低下したが、ｌｏｇＲ＝９〜１２．５の像担持体では２００００枚後においても２０００枚後とほぼ同じ極性制御後Ｑ／Ｍ値に維持されていた。このことより、像担持体の抵抗は体積抵抗率１×１０９〜１×１０１４Ωｃｍの範囲が必要であることが確認された。ここで、体積抵抗率が１×１０１４Ωｃｍよりも大きい場合には感光体と同等な体積抵抗となり、像担持体がアルミドラムに感光層を塗布した体積抵抗率１×１０１４Ωｃｍの感光体で確認したところ、経時で１０万枚以上極性制御が行われることが確認され、対向ローラの高抵抗層が不要であることが判った。
【００６８】
次に、トナー極性制御後のクリーニング動作について説明する。図３において、極性制御ブレード２１により正規の帯電極性に帯電されたトナーは導電性ブラシ２２と対応する位置まで中間転写ベルト１１の走行により移送される。導電性ブラシ２２は導電性ポリエステルによって形成されており、導電性ブラシ２２に接するように回収ローラ２３が設けられている。導電性ブラシ２２、回収ローラ２３、コイル部材２５はそれぞれ図示しない駆動手段によって回転駆動される。導電性ブラシ２２の芯金には電源からトナーの帯電極性とは逆極性の電圧（プラス極性）が印加され、極性制御ブレード２１をすり抜けたトナーを静電的に吸着する。導電性ブラシ２２上に移動したトナーは、電源から導電性ブラシ２２よりさらに高いプラス極性の電圧を軸に印加された回収ローラ２３へと電位勾配により移動する。回収ローラ２３上のトナーは導電性回収ブレード２４によって掻き落とされ、コイル部材２５によって機外に排出されるか若しくは現像器に戻される。回収ローラ２３の表面電位を維持するため、導電性回収ブレード２４には回収ローラ２３の芯金に印加されている電圧と同じかさらに高いプラス極性の電圧が印加されている。ブラシ対向ローラ２８は、その表面に像担持体の体積抵抗値と同等またはそれ以上の体積抵抗値を有する抵抗層を有している。この体積抵抗値は、絶縁に近いものであると対向ローラが電極の役割を果たせないため、極端に高抵抗なものは避けなければならない。クリーニング電界が維持できかつ導電性ブラシ電流が低くなるように抵抗値を設定する必要があり、体積抵抗値としてはｌｏｇＲ＝６〜８のものが好適である。
【００６９】
図１３は、極性制御ブレード２１の対向ローラが導電ブラシ２２の対向ローラを兼ねるようにした実施形態である。両対向ローラの表層に要求される抵抗値がほぼ同じ値だった場合には、このように対向ローラを共通に使用しても問題なく機能が発揮され、かつ部品点数を削減して省スペース化にも貢献することができる。
【００７０】
導電性ブラシ２２及び回収ローラ２３の具体的な構成条件は以下のとおりである。導電性ブラシ２２は、ブラシ材質：導電性ポリエステル（繊維内部に導電性カーボンを内包して繊維表面はポリエステルであるいわゆる芯鞘構造）、ブラシ抵抗：１０７Ω（印加電圧１００〜６００Ｖ）、ブラシ軸印加電圧：１０００Ｖ、ブラシ植毛密度：１０万本／inch２、繊維径約２５〜３５μｍ、ブラシ先端の毛倒れ処理あり、ブラシ径φ１６ｍｍであるが、これに限られない。
【００７１】
ブラシの抵抗ＲがｌｏｇＲ＝５，７，９のときのクリーニング性を図１４に示す。ｌｏｇＲ＝９では印加電圧が大きいため、電源コストがアップする。ｌｏｇＲ＝５では中間転写ベルト１１に電流を流しやすいため、ｌｏｇＲ＝７のときより低い電圧でトナーがプラス極性に帯電し、中間転写ベルト１１に再付着するためにクリーニング性の余裕度が小さい。従ってｌｏｇＲ＝７の条件が最も適している。従って、導電性ブラシ２２の抵抗値を１０６〜１０８Ωとすることにより、導電性ブラシ２２から中間転写ベルト１１へのトナーの再付着が起こりにくくなり、中間転写ベルト１１のクリーニングを良好に行うことができる。
【００７２】
中間転写ベルト１１へのブラシ繊維喰い込み量は１ｍｍとしている。ブラシ繊維は繊維全体としては導電性であるが、繊維表面は絶縁層で覆われているものを用いる。繊維表面に絶縁層を有することで、ブラシと中間転写ベルト１１とが接触する際に電流が流れにくくなり、ブラシ繊維が中間転写ベルト１１からトナーを静電吸引する際に余分な電流が流れにくくなるためトナーに逆極性の電荷を与えてしまうことがなく、一度ブラシに捕捉したトナーを逆に中間転写ベルト１１上に付着させる虞が少なくなる。ただし、このようなブラシを使用しても繊維表面の絶縁層を破壊して電流を流すほどの電圧をブラシ軸に印加すると、結果として中間転写ベルト１１にトナーを戻してしまうことになるので、電圧値の設定には注意を要する。さらに、ブラシをロール状に形成した後に一方向に毛を倒す斜毛処理を施すと、繊維断面に露出している導電剤を中間転写ベルト１１に接触させにくくなるので、さらにトナーへの電荷注入性が低減されてクリーニング性の余裕度が向上する。
【００７３】
回収ローラ２３は、回収ローラ芯金材質：ステンレス、回収ローラ表面材質：ＰＶＤＦ（厚み１００μｍ）の表層にアクリル系ＵＶ硬化樹脂層（厚み３〜５μｍ）、回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量：１ｍｍ、回収ローラ芯金印加電圧：＋１４００Ｖであり、導電性回収ブレード２４は、導電性カーボン含有ポリウレタンゴム体積抵抗：１０６Ω・ｃｍ（温度２５℃湿度５０％にて測定）、ブレード当接角度：２０°、ブレード厚み：２．８ｍｍ、回収ローラへのブレード喰い込み量：０.６ｍｍ、回収ブレードへの印加電圧：２４００Ｖ、ただし、ブラシ抵抗は直径１０ｍｍのステンレスローラに導電性ブラシ２２を１ｍｍ食い込ませて当接させ、２００ｍｍ／ｓｅｃで両者を回転させてブラシ芯金に電圧を印加して電流測定し抵抗を算出したものである。
【００７４】
回収ローラ２３は、ステンレスの芯金（直径１６ｍｍ）の表面にＰＶＤＦを１００μｍの厚みで有し、さらにその表面にアクリル系のＵＶ硬化樹脂層を有するもの（以下高抵抗ローラと称する）を用いた。ローラ抵抗は温度１０℃湿度１５％環境下と温度３２℃湿度８０％環境下でそれぞれ電圧１０００Ｖを印加して電流を測定して算出し、体積抵抗値ｌｏｇＲ＝１２〜１３である。本実施形態で用いたローラのみならず、導電性芯金に数μｍ〜１００μｍの高抵抗弾性チューブを被覆したり、あるいはさらに絶縁コーティングしてローラ抵抗をｌｏｇＲ＝１２〜１３にしたりしたものでも同じ性能を得られる。さらに、回収ローラ２３をクリーニングする導電性回収ブレード２４を導電性ポリウレタンゴムにより形成し、導電性ブラシ２２、回収ローラ２３、導電性回収ブレード２４にそれぞれ同極性の電圧を印加する。
【００７５】
次に導電性回収ブレード２４について説明する。回収ローラ２３には芯金に電圧が印加され、その表面電位を測定すると印加電圧と同電位となるのであるが、クリーニング動作中に多くのトナーが処理されると、回収ローラ２３の表面電位はトナーの処理と共に低下していく。回収ローラ２３の表面電位が低下すると、ブラシ先端電位との間の電位差（以降回収電位差と呼ぶ）が確保できなくなり、導電性ブラシ２２からトナーを回収する能力が低下する。このため、画像形成動作がＡ４サイズ１枚分であれば回収電位差は確保できるが、連続プリント動作となって導電性ブラシ２２の処理トナーが増加した場合には回収電位差が確保できなくなり、導電性ブラシ２２にトナーが溜まった状態となって導電性ブラシ２２から中間転写ベルト１１上にトナーを吐き出してしまうという問題が生じる。このため回収ブレードを導電性回収ブレードとして電圧を印加し、回収ローラ２３の表面に電荷を与えて回収電位差を保つことにより回収性能を維持するようにしている。
【００７６】
このような回収電位差の維持のための極性制御ブレード２１への電圧印加は、極性制御ブレード２１が新品である場合にはすり抜けるトナーが少ないためあまり必要性がない。しかし、極性制御ブレードを長時間使用するとすり抜けトナーが多くなり、あるいは低温低湿環境下では高温高湿環境下よりも極性制御ブレード２１からのすり抜けトナーが多くなるため、このような際に特に有効である。以上、クリーニングの各種条件について述べたが、使用する材料や電圧値はこれに限られず、適宜選択すべきものである。
【００７７】
ところで、画像形成装置における高画質化及び同じ画像のリピートで色味が再現されることが達成されるべく、画像濃度を常に一定に維持するために作像プロセス条件を必要に応じて調整する制御が従来行われている。
【００７８】
例えば、現像剤はトナーとキャリアとの混合により摩擦帯電されてトナー帯電量を一定にする必要があるが、前回の作像動作から数時間が経過するとトナーの帯電量が減衰しているため、攪拌動作を行わずにすぐに作像すると低トナー帯電量では像担持体への現像量が多くなってしまうという問題点がある。また、連続して作像が行われると現像器中のトナー濃度が低下するため現像器にトナー補給を行う必要があるが、過不足なくトナー補給するために現像剤（トナーとキャリアとが混合したもの）中のトナー濃度を現像剤の透磁率を検知するセンサ等で検知してトナー補給を行う方法がある。さらに、検知精度を向上するために帯電バイアス及び現像バイアスを変化させながら転写ベルト上に各色数個ずつの数ｃｍ×数ｃｍの大きさのトナーパターンを作成した後、フォトセンサで画像濃度を読み取って画像濃度と現像ポテンシャル（現像バイアスと感光体表面電位との差）の関係を求め、制御部に格納してある画像濃度と現像ポテンシャルのデータテーブルに基づいて常に画像が目標濃度となるように帯電バイアスと現像バイアスとを決定及び補正する制御も行われている。本実施形態では、１０個のそれぞれ画像濃度が異なる２ｃｍ×２ｃｍの面積のトナーパターンを各色中間転写ベルト上に作成し、これをフォトセンサで読み取っている。
【００７９】
このときのトナー付着量は最小で０．１ｍｇ／ｃｍ２、最大で０．５５ｍｇ／ｃｍ２程度であり、トナーＱ／ｄ分布を測定するとほぼ正規帯電極性に揃っている（図８（ｃ）参照）。また、各色のトナー像をずれることなく重ね合わせるため、色ずれ調整が行われることがある。前述のトナーパターンと同様な色ずれ補正用パターンを中間転写ベルト上に作成し、それをセンサで読み取って画像位置を測定し、書き込み位置を補正する制御も行われている。このときもセンサが誤検知しないように、画像濃度を高くしたベタパターンが中間転写ベルト上に作成される。
【００８０】
このときのトナー付着量は、一定の画像濃度及び一定の大きさのトナーパターンを中間転写ベルト走行方向に決まった色の順番でイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックと作像し、中間転写ベルトに対向して非接触状態で配置されたフォトセンサにより各色のパターンの位置を読み取り、ずれ量を算出して正しい位置からのずれ量を感光体への書き込みタイミングをずらすことによって補正している。このときのトナー付着量は０．３ｍｇ／ｃｍ２程度である。
【００８１】
上述したように、中間転写ベルト１１上には転写紙に転写されないトナー像がいろいろなタイミングで作成され、そのトナーパターンは中間転写ベルトクリーニング装置２０によって回収しなければならない。しかし従来のブレードクリーニング装置では、長期間の使用によりブレード先端が劣化してくると中間転写ベルト１１上の残留トナーを一度に取り去ることが困難になる場合があった。このような場合には、クリーニングしきれなかった中間転写ベルト１１上の残留トナーが次のプリント動作時に転写紙上に転写され、異常画像となる。
【００８２】
そこで、上述のように転写紙等の転写材に転写されずに未転写のまま中間転写ベルトクリーニング装置２０に処理されるトナーが存在する場合に、極性制御ブレード２１と静電クリーニング装置とを組み合わせることで導電性ブラシ２２に運ばれるトナー量を低減することができ、かつ未転写トナーは極性が正規帯電極性に揃っており極性制御してもしなくても単極性であることから、トナーの正規帯電極性と逆極性の電圧を導電性ブラシ２２及び回収ローラ２３及び導電性回収ブレード２４に印加することで良好にクリーニングすることができる。
【００８３】
また、極性制御ブレード２１が長期間の使用で劣化して極性制御ブレード２１をすり抜けるトナーが多くなっても導電性ブラシ２２に運ばれるトナーの極性は正規極性のままであるため、逆極性印加の導電性ブラシ２２により十分なクリーニングが可能である。さらに導電性回収ブレード２４に電圧を印加するので、多くのトナーが導電性ブラシ２２に運ばれても回収ローラ２３の表面電位を維持する機能が働き、回収性能が低下することがないので長期にわたって中間転写ベルト１１の表面を正常に維持することができ、長寿命化に寄与することができる。ここで、導電性ブラシ２２の長期間使用にあたっての問題はあまりなく、本実施形態で用いているブラシ繊維は長期にわたる使用においても毛倒れしにくく、導電性ブラシ２２の径が細ってきて中間転写ベルト１１に対する食い込み量が低下してクリーニング不良になるという不具合は発生しなかった。
【００８４】
次に、図１２を用いて本発明に係る中間転写ベルトクリーニング装置２０の第２の実施形態を説明する。図１２に示す実施形態は、導電性ブラシ２２に潤滑剤３２を接触させ、導電性ブラシ２２を介して潤滑剤３２を中間転写ベルト１１に塗布している点が図３に示す実施形態と異なっており、他の構成は同じであるため図１２において図３と同一の部材には同一の符号を付している。
【００８５】
本実施形態では、中間転写ベルト１１の表面を極性制御ブレード２１によって常時摺擦しているため、中間転写ベルト１１の表面保護及び極性制御ブレード２１の摩耗量低減のために潤滑剤３２を塗布している。この構成では固形化した潤滑剤３２を回収ローラ２３との当接後に導電性ブラシ２２に対して接触する位置に配置しており、導電性ブラシ２２を介した潤滑剤塗布を行っている。潤滑剤３２は中間転写ベルトクリーニング装置２０のケーシングに固定された支持部材３４上に設けられたばね３３の付勢力によって導電性ブラシ２２に圧接されており、潤滑剤３２が時間経過と共に小さくなっていってもばね３３の付勢力により適度に導電性ブラシ２２に接触するように構成されている。潤滑剤３２としては脂肪酸金属塩が適しており、中でもステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸カルシウム、オイレン酸マンガン、オイレン酸鉛等が適している。潤滑剤３２を中間転写ベルト１１に塗布することにより、中間転写ベルト１１の表面が保護されると共に極性制御ブレード２１の摩耗が低減するので、良好な画像形成動作を長期間にわたって行うことができる。
【００８６】
ところで、中間転写ベルトクリーニング装置２０内に浮遊しているトナーをクリーニング装置外部に出さないように、図１２に示す出口シール３５を用いて中間転写ベルト１１との間を遮蔽していたが、導電性ブラシ２２の回転に伴ってブラシ付着トナーが潤滑剤３２にはたかれ、図１２中の領域Ａにおいて中間転写ベルト１１に付着する問題があることがわかった。そこで、出口シール３５に代えて図１５に示す遮蔽部材３６を設けた。遮蔽部材３６は、厚み２００μｍのウレタンゴムシートをクリーニング装置のケーシングに貼り付け、導電性ブラシ２２に対して喰い込み量１ｍｍとなるように配置されている。ケーシングとの貼り代は３ｍｍ、突き出し量は７ｍｍである。遮蔽部材３６の材質はウレタンゴムに限らず、絶縁性・可撓性を有する材質であれば良い。厚みは、ブラシの回転によって巻き込まれず、かつブラシの回転による空気流によって跳ね飛ばされない厚みであれば２００μｍに限られることはない。これにより、導電性ブラシ２２からの飛散トナーが中間転写ベルト１１を介して感光体２に付着することを防止でき、クリーニング後の感光体２のトナー汚れを防止することができる。  
図１２及び図１５に示す中間転写ベルトクリーニング装置２０のトナー極性制御は図３に示す中間転写ベルトクリーニング装置２０と同様であるが、極性制御ブレード２１に印加する電圧を、例えば定電流制御で−８０μＡとする。
【００８７】
図１６（ａ）はプラス極性とマイナス極性とが５０％ずつの転写残トナーＡを極性制御ブレード２１によって極性制御した場合、図１６（ｂ）はほとんどがプラス極性の転写残トナーＢを極性制御ブレード２１によって極性制御した場合、図１６（ｃ）はほとんどがマイナス極性の未転写トナーを極性制御ブレード２１によって極性制御した場合のＱ／ｄ分布変化図である。
【００８８】
中間転写ベルト１１上の転写残トナーは、図１６（ａ）の転写残トナーＡや図１６（ｂ）の転写残トナーＢとして示す様にプラス極性とマイナス極性とが混在した分布のトナーとなり、中間転写ベルト１１の走行により極性制御ブレード２１と対応する位置まで移送される。極性制御ブレード２１ではほとんどのトナーが機械的に掻き落されるが、いわゆるスティックスリップが発生してその一部はすり抜けて行く。機械的に掻き落とされたトナーはブレードから自然に落下し回収部に収容され、コイル部材２５によって搬送されて廃トナー回収部に回収される。
【００８９】
極性制御ブレード２１にはトナーの帯電極性と同じ極性（マイナス極性）の電圧が印加されており、トナーが極性制御ブレード２１をすり抜けて行くときトナーを正規の帯電極性（マイナス極性）に帯電する。印加電圧を−２０００Ｖとしたときの制御されたトナーのＱ／ｄ分布を図１６（ａ）、図１６（ｂ）にそれぞれ示す。入力トナーである転写残トナーのＱ／ｄ分布によって極性制御後のＱ／ｄ分布も異なる（転写残トナーＡと転写残トナーＢとの違い）が、どちらもほぼ単極性に制御することができる。
【００９０】
図１７は、図２で示した４色分の画像形成部のうちの１つである、感光体２周りのユニットの詳細な構成を示す図であり、以下、感光体クリーニング装置７ｄについて説明する。他の感光体クリーニング装置７ａ〜７ｃも同様であるので、以下、添え字ｄを省略して説明する。
【００９１】
感光体クリーニング装置７は、感光体２上の転写残トナーの極性を制御するための極性制御ブレード７１を感光体２の表面に接触する態様で有しており、極性制御ブレード７１の後の工程には極性制御されたトナーをクリーニングするための導電性ブラシ７２、導電性ブラシ７２に付着したトナーをブラシから回収する回収ローラ７３、回収ローラ７３の表面に当接して回収したトナーを掻き取ると同時に回収ローラ７３の表面に電荷を付与する導電性回収ブレード７４、回収したトナーを画像形成装置本体に備えられた図示しない廃トナータンクに搬送するためのコイル部材７５が備えられている。また、帯電工程における感光体２の表面保護のため、固形化された潤滑剤７６を導電性ブラシ７２に当接させ、導電性ブラシ７２によって潤滑剤７６を感光体２の表面に塗布するように構成されている。潤滑剤７６はケーシングに固定された支持部材７８上に設けられたばね７７の付勢力によって導電性ブラシ７２に圧接されており、潤滑剤７６が時間経過と共に小さくなっていってもばね７７の付勢力により適度に導電性ブラシ７２に接触するように構成されている。
【００９２】
遮蔽部材７９は厚み２００μｍのウレタンゴムシートをクリーニング装置７のケーシングに貼り付け、導電性ブラシ７２に対して喰い込み量１ｍｍとなるように配置されている。ケーシングとの貼り代は３ｍｍ、突き出し量は７ｍｍである。遮蔽部材７９の材質はウレタンゴムに限らず、絶縁性・可撓性を有する材質であればよい。厚みは、ブラシの回転によって巻き込まれず、かつブラシの回転による空気流によって跳ね飛ばされない厚みであれば２００μｍに限られない。
【００９３】
本発明の第３の実施形態を採用したカラープリンタを図１８に示す。同図においてカラープリンタは、像担持体としての感光体ドラム１０１、書き込み光学ユニット１０７、ブラック現像装置１０２ａ、シアン現像装置１０２ｂ、マゼンタ現像装置１０２ｃ、イエロ現像装置１０２ｄ、中間転写装置１１０、紙転写装置１０３、図示しない定着装置等で構成されている。
【００９４】
感光体ドラム１０１は反時計回り方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置１０４、除電ランプ１０５、帯電器１０６、現像装置１０２ａ〜１０２ｄが配置され、書き込み光学ユニット１０７はカラースキャナからのカラー画像データを光信号に変換し、原稿の画像に対応した光書き込みを行って感光体ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する。
【００９５】
現像装置１０２ａ〜１０２ｄは、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム１０１の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドル等を有している。各現像装置内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって本実施形態では負極性に帯電され、また、各現像スリーブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃが重畳された現像バイアス、または直流電圧のみの現像バイアスが印加され、現像スリーブが感光体ドラム１０１の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００９６】
感光体ドラム１０１上には各色のトナー像が順次形成されるが、その形成順序は適宜選択できる。また中間転写装置１１０は、中間転写ベルト１１１、ベルトクリーニング装置１１３等を有している。中間転写ベルト１１１は駆動ローラ１１２、バイアスローラ１１５、クリーニング対向ローラ１１６、従動ローラ１１４及びその他の従動ローラ群に張架されており、図示しない駆動モータにより駆動制御される。
【００９７】
バイアスローラ１１５へ電圧が印加されることにより、感光体ドラム１０１上に形成されたトナー像が中間転写ベルト１１１上に１次転写される。１次転写バイアス電圧は、１色目から４色目まで１０００Ｖ〜２０００Ｖの間で適宜調整を行い印加される。
【００９８】
２次転写バイアス電圧は３０μＡ、感光体電位は画像部で−８０〜−１３０Ｖ、地肌部で−５００〜−７００Ｖ、トナー濃度は各色５〜１０ｗｔ％、トナー帯電量（現像器内）は各色−１０〜−２５μＣ／ｇ、転写ローラはヒドリンゴムローラにＰＦＥチューブを被覆したもの、体積抵抗率は１０９Ω・ｃｍ、中間転写ベルトはカーボン分散のフッ素系樹脂ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）、中間転写ベルトの電気抵抗は体積抵抗率で１０１０Ω・ｃｍ、表面抵抗率で１０９Ω、中間転写装置１１０のベルトクリーニング装置１１３には図３または図１５に示した中間転写ベルトクリーニング装置２０を用いる。
【００９９】
紙転写装置１０３には、ＡＣ電圧＋ＤＣ電圧またはＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト１１１上の重ねトナー像を記録紙に一括転写する。上述した構成のカラー複写機において画像形成サイクルが開始されると、感光体ドラム１０１が反時計回り方向に、中間転写ベルト１１１が時計回り方向にそれぞれ図示しない駆動モータによって回転される。中間転写ベルト１１１の回転に伴いブラックトナー像形成、シアントナー像形成、マゼンタトナー像形成、イエロトナー像形成が行われ、最終的にブラック、シアン、マゼンタ、イエロの順に中間転写ベルト１１１上に重ねてトナー像が形成される。
【０１００】
ブラックトナー像形成は次のように行われる。帯電器１０６は近接ローラ帯電によって感光体ドラム１０１を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。そして、書き込み光学ユニット１０７からの半導体レーザはブラックカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電された感光体ドラム１０１の表面では露光された部分において露光光量に比例する電荷が消失し、ブラック静電潜像が形成される。そして、このブラック静電潜像にブラック現像スリーブ上の負帯電のブラックトナーが接触することにより、感光体ドラム１０１の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷のない部分、すなわち露光された部分にはブラックトナーが吸着し、静電潜像と相似なブラックトナー像が形成される。そして、感光体ドラム１０１上に形成されたブラックトナー像は、感光体ドラム１０１と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト１１１の表面に、中間転写装置１１０の働きによって以下のようにして転写される（以下、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１１へのトナー像転写をベルト転写という）。
【０１０１】
バイアスローラ１１５には図示しない電源から感光体１０１上のトナーとは逆極性、本実施形態ではプラス極性のバイアス電圧が印加され、バイアスローラ１１５に巻きかけられた中間転写ベルト部分が感光体１０１の表面に接触し、この状態で中間転写ベルト１１１は図示しないモータにより駆動される駆動ローラ１１２の回転によって図１８に矢印で示した方向に走行する。感光体１０１と中間転写ベルト１１１とは両者の接触部において同じ方向に移動し、しかも等速移動するように制御される。バイアスローラ１１５にはトナーと逆極性の電圧が印加されているので、感光体１０１上のブラックトナー像が感光体１０１と中間転写ベルト１１１との接触部である１次転写領域に至ったとき、ブラックトナー像は中間転写ベルト１１１の表面に静電的に吸引されて中間転写ベルト１１１の表面に１次転写される。
【０１０２】
感光体ドラム１０１上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム１０１の再使用に備えて感光体クリーニング装置１０４でクリーニングされる。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない廃トナータンクに蓄えられる。感光体クリーニング装置１０４として、図１７に示すクリーニング装置７を用いると良好なクリーニング性を得ることができる。ベルト転写後の感光体ドラム１０１の表面は、感光体クリーニング装置１０４でクリーニングされた後、除電ランプ１０５によって均一に除電される。
【０１０３】
中間転写ベルト１１１には、感光体ドラム１０１に順次形成されるブラック、シアン、マゼンタ、イエロのトナー像を同一面に順次位置合わせして４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程においてこの４色のトナー像が記録紙に紙転写装置１０３により一括転写される。本実施形態に示す中間転写ベルト１１１のクリーニング装置として、図３、図１５に示した中間転写ベルトクリーニング装置２０を用いると良好なクリーニング性を得ることができる。また、中間転写ベルト１１１として厚さ０．０７〜０．３ｍｍの弾性層を有するものを用いることにより、表面に凹凸を有する転写材に対しても良好にトナーを転写することができ、高品質の画像を得ることができる。
【０１０４】
本実施形態に示した画像形成装置に用いられる中間転写ベルト１１は、図２４に示すように少なくとも基層５１、弾性層５２、表面のコート層５３を有しており、硬度の低い弾性層５２を有することで転写ニップ部においてトナー層や平滑性の低い用紙に対して変形可能となるように構成されている。この構成によれば、中間転写ベルト１１が局部的な凹凸に追従して変形可能であるため、トナー層に対して過度に転写圧を高めることなく良好な密着性を得ることができるので画像の転写中抜けがなく、また平滑性の低い用紙等に対してもソリッド部等における転写ムラのない均一性に優れた転写画像を得ることができる。
【０１０５】
弾性層５２に用いられる材料としては、例えば弾性材ゴム、エラストマ等の弾性部材が挙げられ、具体的にはブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマ（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし上記材料に限定されるものではない。
【０１０６】
弾性層５２の厚みは、硬度及び層構成にもよるが０．０７〜０．５ｍｍが好ましい。中間転写ベルトクリーニング装置がブレード式である場合には、０．３ｍｍ以上の厚みを有するとクリーニングブレードの圧接力により撓んだりクリーニングブレードが中間転写ベルト１１の中に押し込まれたりして中間転写ベルト１１の滑らかな移動が妨げられるが、本発明においては極性制御ブレード２１と中間転写ベルト１１との接触面積が小さいほど安定した放電が行われるため極性制御ブレード２１の当接圧を小さくすることができ、弾性層５２の厚みが０．３ｍｍを超えていても中間転写ベルト１１の滑らかな移動が妨げられない。従って、極性制御ブレード２１による、導電性ブラシ２２に入力される残留トナー量を低減する機能と残留トナーのＱ／Ｍ値を制御する機能とを両立することができる。
【０１０７】
中間転写ベルト１１の厚みが０．０７ｍｍ以下であると、２次転写ニップ部における中間転写ベルト１１上のトナーに対する圧力が高くなり転写中抜けが発生し易くなり、さらにトナーの転写率が低下する。また弾性層５２の硬度は、１０≦ＨＳ≦６５（ＪＩＳ−Ａ）であることが好ましい。中間転写ベルト１１の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が１０°ＪＩＳ−Ａより低いと転写中抜けが生じ易い。これに対して硬度が６５°ＪＩＳ−Ａより高いとローラへの張架が困難となり、また長期の張架によって延伸するために耐久性が低く、早期の交換が必要となる。
【０１０８】
基層５１は伸びの少ない樹脂で構成されており、具体的に基層５１に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ等）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし上記材料に限定されるものではない。
【０１０９】
伸びの大きなゴム材料に帆布等の伸びを防止する材料で構成された芯体層を基層５１に設け、その上に弾性層５２を形成する方法等を採用してもよい。このとき芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば綿、絹等の天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維等の合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。ただし上記材料に限定されるものではない。これらの糸は１本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよく、糸に適度な導電処理を施して使用してもよい。織布はメリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、交織した織布でもよく導電処理を施すことも可能である。
【０１１０】
コート層５３は、弾性層５２の表面を例えばフッ素樹脂等によりコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなる。コート層５３に用いられる材料としては特に制限はないが、一般的に中間転写ベルト１１表面へのトナー付着力を小さくして２次転写性を高める材料が用いられ、例えばポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類あるいは２種類以上が挙げられる。また表面エネルギを小さくし潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を１種類あるいは２種類以上、または必要に応じて粒径を変化させたものを分散させて使用することも可能である。さらにフッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギを小さくさせたものを使用してもよい。
【０１１１】
基層５１、弾性層５２、コート層５３は、必要に応じて抵抗を調整する目的で、例えばカーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化スズ複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化スズ複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物等を用いることができる。導電性金属酸化物としては、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし上記材料に限定されるものではない。
【０１１２】
次に、本発明のカラープリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するため、トナーの体積平均粒径は３〜６μｍが好ましい。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーではトナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【０１１３】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図１９は、形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１はトナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π）／４・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
【０１１４】
図２０は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×１００／（４π）・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。形状係数の測定は、具体的には走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるため、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【０１１５】
また、カラープリンタに好適に使用されるトナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマとポリエステルと着色剤と離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／または伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
【０１１６】
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）及び３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡ等）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等）付加物等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、及びこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
【０１１７】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）及び３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独及び（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸等）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等）等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸及び炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸等）等が挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
【０１１８】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイド等公知のエステル化触媒の存在下で１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。また、重量平均分子量は１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【０１１９】
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／または伸長されて得られるものである。多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−イソシアナトメチルカプロエート等）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたもの；及びこれら２種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では耐ホットオフセット性が悪化すると共に、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは平均１．５〜３個、さらに好ましくは平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１２０】
次に、ポリエステルプレポリマ（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、及びＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）等が挙げられる。
【０１２１】
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン等）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミン等）；及び脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等）等が挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等が挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物等が挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１及びＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【０１２２】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２や１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１２３】
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１２４】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法等により製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイド等公知のエステル化触媒の存在下で１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
【０１２５】
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）とを反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレン等）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）；エステル類（酢酸エチル等）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等）及びエーテル類（テトラヒドロフラン等）等のイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【０１２６】
また、ポリエステルプレポリマ（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／または伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等）、及びそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）等が挙げられる。
【０１２７】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【０１２８】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性及びフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。なお、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
【０１２９】
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化すると共に、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステルは得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較してガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【０１３０】
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ１、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
【０１３１】
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチと共に混練されるバインダ樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【０１３２】
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及びサリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲ１−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
【０１３３】
荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招く。
【０１３４】
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えばｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。  
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂と共に溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
【０１３５】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、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、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を挙げることができる。中でも流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−４μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタル等が発生しない良好な画像品質が得られ、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわちコピーの繰り返しを行っても安定した画像品質が得られる。
【０１３６】
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
【０１３７】
（トナーの製造方法）
（１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることがトナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒及び塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマ１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【０１３８】
(２)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は水単独でもよいし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール等）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブ等）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン等）等の有機溶媒を含むものであってもよい。トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
【０１３９】
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等のアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等の非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。
【０１４０】
フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果を上げることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステル等が挙げられる。
【０１４１】
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）等が挙げられる。
【０１４２】
カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族１級、２級または２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）等が挙げられる。
【０１４３】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このため、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲となるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
【０１４４】
上述した樹脂微粒子や無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸等の酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等の酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の含窒素化合物、またはその複素環を有するもの等のホモポリマまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等のポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース類等が使用できる。
【０１４５】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍとするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合の回転数には特に限定はないが、通常は１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間も特に限定はないが、バッチ方式の場合は通常０．１〜５分である。分散時の温度としては通常０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【０１４６】
（３）乳化液の作製と同時にアミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び／または伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマ（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は通常０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等が挙げられる。
【０１４７】
（４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩等の酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸によりリン酸カルシウム塩を溶解した後に水洗する等の方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解等の操作によっても除去できる。
【０１４８】
（５）上記で得られたトナー母体粒子に荷電制御剤を打ち込み、次いでシリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させてトナーを得る。荷電制御剤の打ち込み及び無機微粒子の外添は、ミキサ等を用いた公知の方法によって行われる。
【０１４９】
これにより、小粒径であって粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
【０１５０】
またトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図２１（ａ），（ｂ），（ｃ）はトナーの形状を模式的に示す図である。図２１（ａ），（ｂ），（ｃ）において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（ただし、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明に使用可能なトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図２１（ｂ）参照）が０．５〜１．０、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図２１（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
【０１５１】
上述した構成では、画像形成装置としてカラープリンタを用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、複写装置、ファクシミリ、プロッタ、これらの複合機等の他の画像形成装置にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【０１５２】
２，１０１  像担持体（感光体）
６  １次転写手段（１次転写ローラ）
８  ２次転写手段（２次転写ローラ）
１１．１１１  像担持体（中間転写ベルト）
１６  対向部材（対抗ローラ）
２０  クリーニング装置（中間転写ベルトクリーニング装置）
２１，７１  導電性部材（極性制御ブレード）
２２，７２  クリーニング部材（導電性ブラシ）
２３，７３  回収ローラ
２４，７４  回収ローラクリーナ（導電性回収ブレード）
２６  抵抗層
３２，７６  潤滑剤
３６，７９  遮蔽部材
１０４  クリーニング装置（感光体クリーニング装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５３】
【特許文献１】特許第３９００２８３号公報
【図１】
2010217695.tif 000004
【図２】
2010217695.tif 000005
【図３】
2010217695.tif 000006
【図４】
2010217695.tif 000007
【図５】
2010217695.tif 000008
【図６】
2010217695.tif 000009
【図７】
2010217695.tif 000010
【図８】
2010217695.tif 000011
【図９】
2010217695.tif 000012
【図１０】
2010217695.tif 000013
【図１１】
2010217695.tif 000014
【図１２】
2010217695.tif 000015
【図１３】
2010217695.tif 000016
【図１４】
2010217695.tif 000017
【図１５】
2010217695.tif 000018
【図１６】
2010217695.tif 000019
【図１７】
2010217695.tif 000020
【図１８】
2010217695.tif 000021
【図１９】
2010217695.tif 000022
【図２０】
2010217695.tif 000023
【図２１】
2010217695.tif 000024
【図２２】
2010217695.tif 000025
【図２３】
2010217695.tif 000026
【図２４】
2010217695.tif 000027