(57)【要約】【課題】  廃トナーを発生させることが無く、全てのトナーを画像形成に使用すると同時に、現像剤回収が行われる現像器を有し、二次転写残トナーが再利用される画像形成部におけるトナーかぶりを、他の画像形成部の画像品位を低下することなく防止した画像形成装置を提供する。【解決手段】  転写媒体２１上に付着した現像剤を、第１の画像形成部ＵＢｋが備える像担持体１１Ｂｋへ転写し、現像器１４Ｂｋへ回収し、再利用する画像形成装置において、第１の画像形成部ＵＢｋが備える現像器１４Ｂｋのトナー帯電能力を他の画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙのトナー帯電能力よりも大きくする一方、第１の画像形成部ＵＢｋの現像器１４Ｂｋが収容するトナーの帯電特性を他の画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙが収容するトナーの帯電特性よりも小さくする。【選択図】図１
2006030551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体、及び、トナーとキャリアを含む現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする現像器、を備えた複数の画像形成部と、該複数の画像形成部が有する前記像担持体と表面が対向して移動する転写媒体と、を有する画像形成装置であり、
前記転写媒体上の現像剤を、前記複数の画像形成部のうちの１つである第１の画像形成部が備える前記像担持体へ転写し、前記第１の画像形成部において、前記転写媒体から前記像担持体へと転写された現像剤を前記現像器へ回収し、再利用する画像形成装置において、
前記第１の画像形成部が備える現像器のトナー帯電能力を他の前記画像形成部の現像器のトナー帯電能力よりも大きくする一方、前記第１の画像形成部の現像器が収容するトナーの帯電特性を他の前記画像形成部の現像器が収容するトナーの帯電特性よりも小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の画像形成部の現像器が収容する現像剤に含まれるキャリアのトナー帯電能力が他の前記画像形成部の現像器が収容する現像剤に含まれるキャリアのトナー帯電能力よりも大きいことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の画像形成部の現像器に収容されるキャリアの体積平均粒径が、他の前記画像形成部の現像器に収容されるキャリアの体積平均粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の画像形成部の現像器が収容する現像剤に含まれるキャリアに対するトナーの重量比が他の前記画像形成部の前記現像器が収容する現像剤に含まれるキャリアに対するトナーの重量比よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の画像形成部の現像器が収容する現像剤に含まれるキャリアに施す被覆剤量が他の前記画像形成部の前記現像器が収容する現像剤に含まれるキャリアに施す被覆剤量よりも多いことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項６】
表面に静電潜像が形成される像担持体、及び、トナーを含む一成分現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする現像器、を備えた複数の画像形成部と、該複数の画像形成部が有する前記像担持体と表面が対向して移動する転写媒体と、を有する画像形成装置であり、
前記転写媒体上の現像剤を、前記複数の画像形成部のうちの１つである第１の画像形成部が備える前記像担持体へ転写し、前記第１の画像形成部において、前記転写媒体から前記像担持体へと転写された現像剤を前記現像器へ回収し、再利用する画像形成装置において、
前記第１の画像形成部の現像器のトナー帯電能力が他の前記画像形成部の現像器のトナー帯電能力よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記現像器は、現像剤を表面に担持し、前記像担持体まで搬送する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体表面に、トナーに対する帯電を促進する荷電制御剤を含有した被覆層が施されており、
前記第１の画像形成部の前記現像剤担持体の前記被覆層における前記荷電制御剤の含有比率が、他の前記画像形成部の前記被覆層における前記荷電制御剤の含有比率よりも多いことを特徴とする請求項６の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像器は、現像剤を表面に担持し、前記像担持体まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体表面に押圧して前記現像剤を帯電させるブレードと、を備え、
前記第１の画像形成部の前記ブレードのトナー帯電能力が、他の前記画像形成部の前記ブレードのトナー帯電能力よりも高いことを特徴とする請求項６の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の画像形成部の現像器が収容する現像剤は、ブラックトナーを含み、且つ、着色顔料がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記転写媒体に前記複数の画像形成部が備える前記像担持体より、前記現像剤像が順次重ねて転写されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写媒体は、該複数の画像形成部が備える前記像担持体より前記現像剤像が重ねて一次転写される中間転写体であり、該中間転写体に一次転写された前記現像剤像を転写材に一括して二次転写する画像形成装置であり、
前記中間転写体上に前記二次転写後に残留した残留現像剤を、前記第１の画像形成部が備える前記像担持体へ転写し、前記第１の画像形成部において、前記像担持体に転写された前記残留現像剤を前記現像器へ回収し、再利用することを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１２】
更に、前記転写媒体に付着した現像剤を帯電する残留現像剤帯電手段を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記複数の画像形成部において、前記像担持体に付着した現像剤を前記現像器で回収して再利用することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写方式を用いた現像同時クリーニング方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電記録方式や電子写真方式の画像形成装置、例えば複写機、レーザービームプリンタ等において、カラー化のニーズが高まっている。カラー画像形成方式としては、画像形成速度等の点で電子写真方式が好適であると言われている。電子写真方式の画像形成装置においては、小型化、高機能化、カラー化が進められてきているが、他方では信頼性の向上、システム展開、メンテナンスフリー、人や環境に優しい等の要求が高まってきており、それらの要求を満たすべく様々な画像形成装置が提案されてきている。
【０００３】
最近では、これら画像形成装置の中でも中間転写方式が主流を占めつつある。この方式は、転写材を選ばないこと、カラーレジストレーションに優れており、色ずれが少ない等の利点がある。更には、カラー画像出力の高速化のために、像担持体である感光ドラムを、使用する色数分、複数個積載して、これらの感光ドラム表面に形成された現像剤像（トナー像）を、転写媒体である中間転写体上に順次にトナー像を多重転写し、この複合トナー像を一括して転写材上に転写する画像形成装置が提案されている。
【０００４】
一方、エコロジー対応のためには、トナー像転写後に像担持体である感光ドラムや中間転写体上に残留する転写残現像剤（転写残トナー）を回収して再利用することで、外部に廃棄するトナー量を少なくする方式、例えば、現像同時クリーニングを実行し、各像担持体毎に設けられる廃トナーを回収するクリーニング装置を取り外した方式（以下「クリーナレス」と称す。）を採用した構成が実用化され、このようなシステムを採用することで、クリーニング装置を取り付ける必要がないので、画像形成装置自体を小型化できる等のメリットがある。
【０００５】
ここで、この中間転写方式及び現像同時クリーニングを行う画像形成装置の構成を説明する。図１は、特許文献１にて記載される、一般的な中間転写方式及び現像同時クリーニング方式を用いた画像形成装置の一例を示したものであり、ここでは、全ての転写残トナーを再利用する。
【０００６】
図１に示す画像形成装置は、感光ドラム１１を４個有し、感光ドラム１１（１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ）毎に、それぞれ色の異なる４色のトナー像を形成する画像形成手段を一体化させた画像形成ユニット、即ち、画像形成部ＵＢｋ（ブラック）、ＵＭ（マゼンタ）、ＵＣ（シアン）、ＵＹ（イエロー）を有しており、これら画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹを縦貫するようにして中間転写体である中間転写ベルト２１が配設されている。これら４個の画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹは同様の構成である。
【０００７】
更に説明すると、これらの画像形成部は、それぞれ、像担持体として、例えば表層がＯＰＣ（有機光半導体）から構成される円筒型の電子写真感光体（感光ドラム）１１（１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ）を有しており、感光ドラム１１は、矢印Ｒ１１方向へ回転駆動される。一次帯電器１２（１２Ｂｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ）は、感光ドラム１１に接触して設置されており、感光ドラム１１表面を一様に帯電する。露光器１３（１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ）は、一次帯電器１２に対し、感光ドラム１１の回転方向下流側で感光ドラム１１表面を露光する。現像器１４（１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ）は、感光ドラム１１の露光位置よりさらに下流側に、感光ドラム１１と隣接するように設置されている。トナーホッパー（トナー供給手段）１５（１５Ｂｋ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ）より、トナーバッファ１６（１６Ｂｋ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｙ）を経由して、現像器１４には、必要な量の現像剤（トナー）が随時供給される。又、前露光（除電）ランプ１７（１７Ｂｋ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｙ）が、転写ブレード２５（Ｂｋ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｙ）と中間転写ベルト２１との対向部との間に配置されている。
【０００８】
上記の４つの画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹが配列され、それぞれの感光ドラム１１に対向して、中間転写方式における転写媒体として、中間転写体である中間転写ベルト２１が、駆動ローラ２２、支持ローラ２３、バックアップローラ２４で張架されて、備えられている。そして、中間転写ベルト２１は、ベルト面に沿って配列された各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹにおいて、一定方向を向けて備えられる感光ドラム１１に接触しながら、駆動ローラ２２の矢印方向Ｒ２２の回転により、矢印Ｒ２１方向に回転駆動される。転写媒体である中間転写ベルト２１は、感光ドラム１１と転写手段である転写ブレード２５との間に挟み込まれ、これにより、感光ドラム１１と中間転写ベルト２１との間に一次転写ニップ部（一次転写部）Ｎ１が形成される。
【０００９】
中間転写ベルト２１の回転方向で各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹの下流にて接触する二次転写ローラ２６は、バックアップローラ２４に対向して設置されており、中間転写ベルト２１との間に二次転写ニップ部（二次転写部）Ｎ２を形成している。二次転写ニップ部Ｎ２の下流側には、残留現像剤帯電手段（帯電手段）５０が設けられている。
【００１０】
転写材Ｐを収納した給紙カセット３１から、給搬送手段（不図示）によって給搬送された転写材Ｐは、レジストローラ３２によって、二次転写ニップ部Ｎ２に供給される。
【００１１】
定着器４１は、転写材Ｐ搬送方向の二次転写ニップＮ２の下流側に配置されている。
【００１２】
上述構成の画像形成装置の動作は、下記のように実施される。
【００１３】
画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹにおいて、感光ドラム１１は、矢印Ｒ１１方向に回転駆動され、一次帯電器１２により表面が一様にマイナス帯電された後、露光器１３により露光が行われて、入力原稿を色分解した分版画像と対応した静電潜像が形成される。現像器１４は、マイナス帯電したトナーを用いて反転現像を行い、静電潜像と対応した現像剤像（トナー像）を感光ドラム１１の表面に形成する。感光ドラム１１の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１１と同じ速度で回転している中間転写ベルト２１上に転写ブレード２５によって一次転写される。
【００１４】
以上の動作を、各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹにおいて実行し、各感光ドラム１１上に形成されたそれぞれの色のトナー像が、中間転写ベルト２１に順次多重転写される。つまり一次転写される。
【００１５】
フルカラーモードの場合は、中間転写ベルト２１に対してＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の順で転写され、単色や２〜３色モードの場合も、必要な色のトナーが前述と同様の工程で順に、中間転写ベルト２１上に転写される。
【００１６】
そして、中間転写ベルト２１上に多重転写された複合トナー像は、レジストローラ３２によって供給された転写材Ｐに対して、二次転写ローラ２６により二次転写される。
【００１７】
そして、トナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着器４１にて加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。
【００１８】
上記の画像形成工程においては、一次転写後の感光ドラム１１に転写後の残留トナー（転写残トナー）が付着しているが、ここでは、現像同時クリーニングによりこれらの残留トナーを除去するので、各画像形成部にはブレード等のクリーニング装置は、設置されていない。
【００１９】
各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹにおけるトナー像の一次転写後の感光ドラム１１は、前露光ランプ１７にて電位を均一に整えられ、表面に残った一次転写残トナーが一次帯電器１２によってマイナスに再帯電された後、現像器１４にて現像動作中に現像器１４内に回収され、画像形成に再び供される。
【００２０】
又、トナー像の二次転写後の中間転写ベルト２１においては、表面に残った二次転写残トナーが、下記に説明する残留現像剤帯電手段（帯電手段）５０によってプラスに帯電され、第１の画像形成部ＵＢｋの感光ドラム１１Ｂｋ上に一次転写動作と同時に静電的に回収され、更に、感光ドラム１１Ｂｋに残留した現像剤と同様に、一次帯電器１２Ｂｋでマイナスに帯電された後、現像器１４Ｂｋにおける現像動作中に現像器１４Ｂｋ内に回収され、その後、再度、画像形成に供される。
【００２１】
帯電手段５０は、中間転写ベルト２１の回転方向についてのバックアップローラ２４の下流側で、且つ第１の画像形成部ＵＢｋの上流側に配置されている。帯電手段５０は、二次転写時に転写材Ｐに転写されないで中間転写ベルト２１表面に残った二次転写残トナーを、一次転写ニップ部Ｎ１において中間転写ベルト２１に転写されるトナーの極性と逆のプラスに帯電する。
【００２２】
ここで、中間転写ベルト２１上に残留している二次転写残トナーは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色を重ねた混色トナーであるが、ブラックの現像器１４Ｂｋで回収することで、ブラックトナーとして再利用される。
【００２３】
つまり、図１に示す画像形成装置では、上記のように一次及び二次転写残トナーの全てが、再利用されるため、廃トナーを発生させることがなく、全てのトナーを画像形成に使用することができる。
【００２４】
加えて、この画像形成装置における帯電手段５０において中間転写ベルト２１に接触する帯電部材５２の中間転写ベルト２１への当接圧は、弾性ゴム材料等から構成されるクリーニングブレードを中間転写ベルトへ当接する際の当接圧に対して、１／２０〜１／３となるので、中間転写ベルト２１を駆動するためのトルクが小さくなる。よって、中間転写ベルト２１の速度が不安定になったり、中間転写ベルト２１が主走査方向（中間転写ベルトの幅方向）片側に寄ったりして、レジストレーションが乱れるといった画像不良や、更には中間転写ベルト２１の駆動がストップして、画像形成装置が使用不可能になるといった問題が回避できる。
【００２５】
更に、図１に示す画像形成装置では、廃トナーを回収するための廃トナー回収容器や廃トナー搬送路が不必要なので、廃トナーが発生する画像形成装置に比べて、画像形成装置全体の小型化及びコストダウンが可能である。
【００２６】
しかしながら、この画像形成装置では二次転写残トナーを回収し、再利用するブラックの現像器１４Ｂｋで特にトナーかぶりが発生することがあった。
【００２７】
ここで、二次転写残トナーはブラックの現像器１４Ｂｋで回収し、再利用することが好ましいが、これは以下の二つの理由によるものである。
【００２８】
第一に、二次転写残トナーは周知の通り、各色のトナーが混ざった状態であるため、フレッシュトナーと混合しても、最も画像の色味を損なうことが無いブラックの現像器１４Ｂｋで回収することが好ましい。
【００２９】
第二に、一次転写、二次転写に依らず、転写残トナーには転写助剤として表面に施される外添剤の付着量が著しく少ない等の欠陥を有するトナーが多く含まれるが、この外添剤はトナーの帯電助剤としても作用するため、転写残トナーはキャリアとの接触による摩擦帯電もされにくく、他色トナーよりもフレッシュトナーのトリボが小さい現像器であるブラック現像器１４Ｂｋで二次転写残トナーを回収し再利用することが好ましいからである。
【００３０】
第二の理由を詳しく説明すると、転写残トナーを再利用する際には、転写残トナーの蓄積を防止する必要があるが、これは、転写残トナーとフレッシュトナーとの帯電量（トリボ）差を小さくし、フレッシュトナーを選択的に現像することを防止することが必須である。二次転写残トナーを回収する現像器１４Ｂｋの転写残トナー回収量は、画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹ内のそれぞれの一転写残トナーのみを回収する現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙに回収される量の５〜１０倍程度となり、フレッシュトナーの含有率が低くなる。
【００３１】
従って、二次転写残トナーを回収するため、転写残トナーの回収量が最多となる現像器は、フレッシュトナーのトリボが最も小さい現像器が好ましく、一般的に、着色顔料としてカーボンを用いるが故に他色トナーよりもフレッシュトナーのトリボが小さいブラックの現像器１４Ｂｋで二次転写残トナーを回収し再利用することが好ましい。
【００３２】
よって、ブラックの現像器１４Ｂｋはフレッシュトナーのトリボが最も小さい現像器１４であり、且つ、帯電しづらい転写残トナーを最も多く回収する現像器１４である。
【００３３】
しかし、ブラック現像器１４Ｂｋ内のトナーのトリボが低く、その上二次転写残トナーを回収することで更に低くなることによって、長期にわたる画像形成後にはブラック現像器１４Ｂｋにおいてトナートリボの低下によるトナーかぶりが発生し、画像品位が著しく低下する。
【００３４】
ところで、このトナーかぶりに関しては、二成分現像剤を用いる現像器においては、例えばキャリアやトナー濃度等の条件を適正化することによって、又、一成分現像剤を用いる現像器においては、例えば現像手段として用いられる現像スリーブ表面に施すコート剤処方を適正化することによって完全に防止できる。
【００３５】
しかしながら、マゼンタ、シアン、イエローの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙにおいて、これらの方法のブラックトナーかぶり対策を施すと、トナートリボが高くなりすぎるため、トナーが転写されにくくなり、マゼンタ、シアン、イエロートナーを用いるフルカラー画像で画像品位が著しく低下していた。
【特許文献１】特開２００１−１４２２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
本発明の目的は、転写残トナーを全て回収し、廃トナーを発生させることが無く、全てのトナーを画像形成に使用すると同時に、現像剤回収が行われる現像器を有し、転写残トナーが再利用される画像形成部におけるトナーかぶりを、他の画像形成部の画像品位を低下することなく防止した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体、及び、トナーとキャリアを含む現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする現像器、を備えた複数の画像形成部と、該複数の画像形成部が有する前記像担持体と表面が対向して移動する転写媒体と、を有する画像形成装置であり、
前記転写媒体上の現像剤を、前記複数の画像形成部のうちの１つである第１の画像形成部が備える前記像担持体へ転写し、前記第１の画像形成部において、前記転写媒体から前記像担持体へと転写された現像剤を前記現像器へ回収し、再利用する画像形成装置において、
前記第１の画像形成部が備える現像器のトナー帯電能力を他の前記画像形成部の現像器のトナー帯電能力よりも大きくする一方、前記第１の画像形成部の現像器が収容するトナーの帯電特性を他の前記画像形成部の現像器が収容するトナーの帯電特性よりも小さくすることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３８】
第２の本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体、及び、トナーを含む一成分現像剤にて前記静電潜像を現像して現像剤像とする現像器、を備えた複数の画像形成部と、該複数の画像形成部が有する前記像担持体と表面が対向して移動する転写媒体と、を有する画像形成装置であり、
前記転写媒体上の現像剤を、前記複数の画像形成部のうちの１つである第１の画像形成部が備える前記像担持体へ転写し、前記第１の画像形成部において、前記転写媒体から前記像担持体へと転写された現像剤を前記現像器へ回収し、再利用する画像形成装置において、
前記第１の画像形成部の現像器のトナー帯電能力が他の前記画像形成部の現像器のトナー帯電能力よりも大きいことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の画像形成装置は、転写残トナーを全て回収し、廃トナーを発生させることが無く、全てのトナーを画像形成に使用すると同時に、特に転写残トナーを再利用する画像形成部におけるトナーかぶりを、他の画像形成部の画像品位を低下することなく防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４１】
実施例１
本実施例における画像形成装置は、中間転写体を使用した、クリーナレス方式の４色フルカラーの画像形成装置であり、従来例に使用した図１に示す概略構成を有するものである。
【００４２】
即ち、本実施例では、複数の画像形成ユニット、即ち、画像形成部を有し、各画像形成部を縦貫して転写媒体としての中間転写ベルト（中間転写体）が配設されており、前述したように、クリーナレス方式で現像と同時にトナーを回収する画像形成プロセス方式を採用している。そして、各画像形成部は、像担持体を中心として、帯電、露光、現像、前露光を行う各部材を一体とした構成であり、同図に示す画像形成装置においては、中間転写ベルト２１の回転方向の上流側から順に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹが配設されており、上流側から順に中間転写ベルト２１上に現像剤像（トナー像）が一次転写される。
【００４３】
ここで、従来例にも説明した、図１に示す画像形成装置の画像形成動作について更に詳しく説明する。
【００４４】
各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹの構成は基本的には同じである。
【００４５】
各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹは、像担持体として、円筒状の電子写真感光体（感光ドラム）１１（１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ）を有している。感光ドラム１１は、例えばアルミニウム等の導電性部材を円筒状に形成したドラム基体の表面に、ＯＰＣ（有機光導電体）の感光層を設けて形成される。感光ドラム１１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１１方向に回転駆動される。
【００４６】
感光ドラム１１表面に接触する一次帯電器１２（１２Ｂｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ）を有する一次帯電器１２は、感光ドラム１１表面をマイナスの所定の電位に均一に帯電する。
【００４７】
露光器１３（１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ）は、一次帯電器１２によって均一に帯電された感光ドラム１１表面に対し、入力画像を色分解して得られた各色分解像に対応した光情報を画像部に露光する。
【００４８】
感光ドラム１１の露光位置よりも更に下流側に設置された現像器（現像手段）１４（１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ）は、後述する非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）を混合した二成分現像剤を内包している。トナーホッパー１５（１５Ｂｋ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ）からトナーバッファ１６（１６Ｂｋ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｙ）を経由して、必要な量のトナーが現像器１４内に随時供給される。現像器１４による現像動作は、接触或いは非接触の現像方式を採用し得る。
【００４９】
転写媒体である中間転写体としての中間転写ベルト２１は、３本のローラに掛け渡されている。３本のローラとは、駆動ローラ２２、支持ローラ２３、バックアップローラ２４である。中間転写ベルト２１は、体積抵抗率が１０3〜１０4Ω・ｃｍのウレタンゴムの表面に、誘電体層として体積抵抗率が１０4Ω・ｃｍ以上のＰＴＦＥ層（ポリテトラフルオルエチレン層）を形成した可撓性の無端状ベルト、又は、ポリイミド樹脂に抵抗調整のためのカーボンブラックを分散させた可撓性の無端状ベルト（体積抵抗率１０10〜１０14Ω・ｃｍ）によって構成されている。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２の矢印Ｒ２２方向に回転に伴って、矢印Ｒ２１方向に回転駆動される。
【００５０】
中間転写ベルト２１の内側には、一次転写ブレード２５（２５Ｂｋ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｙ）が配設されている。一次転写ブレード２５は、基材が体積抵抗率１０9〜１０11Ω・ｃｍの半導体層で形成されていて、中間転写ベルト２１の裏面に接触する部分の表面層は、表面粗さ及び摩擦係数が小さく、且つ対摩耗性に優れた材料、例えば、フッ素樹脂、ナイロン樹脂等で構成されたものが好適である。一次転写ブレード２５は、中間転写ベルト２１を裏面側から感光ドラム１１表面に押圧して、中間転写ベルト２１と感光ドラム１１との間に一次転写ニップ部（一次転写部）Ｎ１を形成している。
【００５１】
各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹにおいて、感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像は、各転写ブレード２５によって中間転写ベルト２１上にブラック、マゼンタ、シアン、イエローの順で一次転写され、中間転写ベルト２１上で重ね合わされる。こうして中間転写ベルト２１上に多重転写されたトナー像は、バックアップローラ２４及び二次転写ローラ２６によって、一括で転写材Ｐ上に二次転写される。
【００５２】
この転写材Ｐは、給紙カセット３１内に収納されていたものが、給搬送手段（不図示）、レジストローラ３２によって二次転写ニップ部Ｎ２に供給されたものである。トナー像の二次転写後の転写材Ｐは、定着器４１に搬送され、ここで加熱加圧されて表面にトナー像が定着される。これにより、４色フルカラーの画像が得られる。
【００５３】
ここでも、感光ドラム１１上の転写残トナーは、一次帯電器１２によって、帯電された後に現像器１４に回収され、中間転写ベルト２１上の転写残トナーは、帯電手段５０によって帯電された後に、第１色目のブラック画像形成部ＵＢｋに対向する一次転写ローラ２５Ｂｋにより、ブラック画像形成部ＵＢｋの感光ドラム１１Ｂｋに戻され、ブラック現像器１４Ｂｋに戻される。
【００５４】
ここで、この二次転写残トナーの回収について詳しく説明する。
【００５５】
二次転写残トナーを帯電する帯電手段５０は、中間転写ベルト２１の回転方向についてのバックアップローラ２４の下流側で、且つ第１の画像形成部であるブラックの画像形成部ＵＢｋの上流側に配置されている。
【００５６】
帯電手段５０は、二次転写時に転写材Ｐに転写されないで中間転写ベルト２１表面に残った二次転写残トナーを、一次転写ニップ部Ｎ１で中間転写ベルト２１に転写されるトナーの極性と逆のプラスに帯電するものである。
【００５７】
帯電手段５０は、帯電部材５２と、この帯電部材５２にバイアスを印加する電源５３と、を有している。帯電部材５２は、内側から順に、アクリルスポンジから構成される低抵抗スポンジ層と、アクリルウレタンから構成される抵抗層、フッ素樹脂から構成される表面離型層の３層構造の弾性ローラとして構成されている。体積抵抗率は、抵抗層が１０5〜１０9Ω・ｃｍ、表面離型層が１０12〜１０16Ω・ｃｍであり、帯電部材５２全体の体積抵抗率としては１０5〜１０13Ω・ｃｍである。
【００５８】
帯電部材５２は、中間転写ベルト２１に対して総圧０．９８〜２．９４Ｎ（１００〜３００ｇ）で当接されており、駆動手段（不図示）によって中間転写ベルト２１の回転方向（矢印Ｒ２１方向）に対してカウンタ方向（矢印Ｒ５２方向）に回転駆動されている。この帯電部材５２の当接圧は、従来のクリーニングブレードを直接、中間転写ベルト２１に当接させてクリーニングしていた場合に必要であった当接圧の１／２０〜１／３である。
【００５９】
帯電手段５０による中間転写ベルト２１のクリーニング作用について説明する。バックアップローラ２４と二次転写ローラ２６とに挟まれた二次転写ニップ部Ｎ２において、中間転写ベルト２１から転写材Ｐに二次転写されずに中間転写ベルト２１上に残った二次転写残トナーは、電源５３により帯電部材５２に印加されるバイアスによって、一次転写ニップ部Ｎ１で感光ドラム１１から中間転写ベルト２１に転写されるトナーの極性と逆のプラス極性に帯電される。
【００６０】
帯電手段５０によってプラスに帯電された二次転写残トナーは、第１の画像形成部であるブラック画像形成部ＵＢｋの感光ドラム１１Ｂｋ上に一次転写動作と同時に静電的に回収され、更に一次帯電器１２Ｂｋでマイナスに帯電された後、現像器１４Ｂｋにて現像動作中に現像器１４Ｂｋ内に回収され、その後、再度、画像形成に供される。
【００６１】
ここで、中間転写ベルト２１上に残留している二次転写残トナーはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色の混色トナーであるが、ブラックの現像器１４Ｂｋで回収することでブラックトナーとして再利用する。
【００６２】
つまり、トナー像の一次転写後の感光ドラム１１Ｂｋは、表面の電位が前露光ランプ１７Ｂｋにて均一に整えられるとともに、表面に残った一次転写残トナーが一次帯電器１２Ｂｋにて再度マイナスに帯電された後、現像器１４Ｂｋによって現像動作中に現像器１４Ｂｋ内に回収され、再度、画像形成に供される。
【００６３】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置では、各感光ドラム１１（１１Ｂｋ、１１１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ）上の一次転写残トナーを各画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹにおける現像器１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙで回収し、更に、中間転写ベルト２１上の二次転写残トナーをブラック現像器１４Ｂｋに回収するクリーナレスシステムを採用している。即ち、中間転写ベルト２１上に一次転写ニップ部Ｎ１で転写されるトナーの極性と逆極性に中間転写ベルト２１上の二次転写残トナーを帯電手段５０で帯電し、ブラックの現像器１４Ｂｋで回収し再利用しており、廃トナーを発生させることが無く、全てのトナーを画像形成に使用することができる。
【００６４】
従来例では、上記のように、複数の画像形成部ＵＢｋ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＹを有し、現像同時クリーニングを実行する画像形成装置においては、二次転写残トナーが回収されるブラック現像器１４Ｂｋにおいて、かぶりが発生することが問題となった。
【００６５】
そして、このトナーかぶりに関しては、二成分現像剤を用いる現像器においては、例えばキャリアやトナー濃度等の条件を適正化することによって、又、一成分現像剤を用いる現像器においては、例えば現像手段として用いられる現像スリーブ１４１表面に施すコート剤処方を適正化することによって完全に防止できるが、これではブラック以外の画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹにおいて画像品位が低下するという問題が生じた。
【００６６】
本実施例では、現像剤として二成分現像剤を使用した。次に二成分現像剤を使用した場合の上記対策について説明する。この問題に対する対策を施した。
【００６７】
そこで、先ず、本実施例で用いる現像剤について説明する。本実施例の現像剤はトナーとキャリアを含む二成分現像剤で、トナーは重合法によって形成されたネガ極性を有する球状トナーであり、トナーの体積平均粒径は４〜１５μｍが好適である。更に、トナー表面にはトナーの重量平均粒径の１／１０００〜１／１０程度の粒径である外添剤を付着させている。この外添剤の粒径は、顕微鏡によるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤はトナー１００重量部に対し０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．０５〜１重量部である。本発明では、外添剤として酸化チタン、シリカ等のネガ帯電性を有するものを用いており、キャリアとの摩擦帯電によるトナーのネガ帯電性を補助する役割を果たすと共に、転写能力を高める役割も果たしている。
【００６８】
他方、本実施例で用いられるキャリアは、少なくとも無機化合物粒子とバインダー樹脂とを有する複合体粒子であって、その複合体粒子表面がカップリング剤で被覆されている。特に、本実施例では帯電性能が安定したキャリアを得るために被覆剤としてシランカップリング剤を用いている。
【００６９】
更に、各色トナーの着色顔料はイエロートナーはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、マゼンタトナーはＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７、シアントナーはフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料、ブラックトナーはカーボンブラックである。
【００７０】
又、二成分現像剤におけるキャリア重量に対するトナー重量比（トナー濃度）は、全ての現像器１４において７％である。
【００７１】
上記の二成分現像剤における二次転写残トナーを回収する現像器、ここではブラック現像器１４Ｂｋにおけるかぶり対策としては、ブラック現像剤に含有されるキャリアの平均粒径を適性にする対策を施した。
【００７２】
ここで、本実施例の特徴的な部分である、キャリアの平均粒径について説明する。本実施例で用いる二成分現像剤は、ブラックの現像器１４Ｂｋに収容されるキャリアの粒径が、マゼンタ、シアン、イエローの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙに収容されるキャリアの粒径よりも小さく、夫々体積平均粒径が３５μｍ及び５０μｍ程度である。
【００７３】
尚、キャリアの体積平均粒径の測定装置としては、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７〜１２５μｍのレンジ設定で行って、キャリアの５０％平均粒径（Ｄ５０）及び粒度分布を求める方法で測定されたものである。
【００７４】
ここで、図３にトナー濃度７％において、キャリアとして粒径が３５μｍ及び５０μｍを用いた場合の、各色のトナー帯電量（トリボ）分布を示す。図３（ａ）がキャリア粒径５０μｍのトナートリボ分布を示す図、図３（ｂ）がキャリア粒径３５μｍのトナートリボ分布を示す図であり、横軸はトナートリボ、縦軸は個数である。尚、トナートリボ分布はトナー３０００個のトリボをＨＯＳＯＫＡＷＡ  ＭＩＣＲＯＮ  Ｃｏｒｐ．社製のＥ−Ｓｐａｒｔ  Ａｎａｌｉｚｅｒによって測定したものである。以下トナートリボ分布は全て同様の手法により測定している。
【００７５】
図３に示すように、ブラックトナーはマゼンタ、シアン、イエロートナーよりもトリボが低い。又、キャリアの性質として、キャリア粒径が小さいほどトナートリボが高くなる。即ち、キャリアのトナー帯電能力が大きくなる。これらは以下の理由によるものである。
【００７６】
つまり、ブラックトナーは他色よりも抵抗値が小さい着色顔料であるカーボンブラックを用いているため他色よりもトナートリボが小さい。一方、キャリア粒径が小さい程トナーの総表面積に対するキャリアの総表面積が相対的に大きくなるため、トナーがキャリアに接触しやすくなり、高トリボを有しやすくなるために、キャリア粒径が小さいほどトナートリボが高くなる。
【００７７】
ここで、画像形成において、ブラックトナーのトナートリボが小さいこと、即ちトナーの帯電特性が小さいことが、画像形成にどのような影響を及ぼしているか、下記のように検討した。
【００７８】
表１に、本実施例の画像形成装置において所定量の画像形成枚数、本実施例では３万枚画像形成を行う際のトナートリボ分布推移を示す。全てのトナーが負極性の場合を○、トナートリボが０、若しくは正極性となる場合を×としている。画像白地部にトナーかぶりするトナーは周知の通り、正規の極性と逆極性（本実施例のトナーの場合はポジ極性）、若しくは帯電量０のトナーである。従って、現像剤中のトナートリボが全て負極性であれば、トナーかぶりすることはない。又、表中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は以下の条件を示す。
（ａ）：ブラックの現像剤、キャリア粒径３５μｍ
（ｂ）：ブラックの現像剤、キャリア粒径５０μｍ
（ｃ）：シアンの現像剤、キャリア粒径５０μｍ
（ｄ）：シアンの現像剤、キャリア粒径３５μｍ
尚、条件（ｃ）、（ｄ）ではシアントナーのトリボ分布のみ示しているが、イエロー、マゼンタにおいても同様の結果となる。
【００７９】
【表１】
2006030551.tif 000003
【００８０】
又、図２は長期にわたる画像形成中におけるトナーのトリボ分布推移を示す図である。尚、図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は上記の条件と同様である。
【００８１】
図２（ｂ）からわかるように、ブラックの現像剤においてキャリア粒径が５０μｍの場合、画像形成枚数が増加するに連れて、ブラックの現像剤で顕著に低トリボトナーが増加し、２００００回の画像形成後にはトナートリボが所定値である０、若しくは正極性のトナーが発生し始めると同時にトナーかぶりが発生する。
【００８２】
しかし、図２（ａ）に示すように、ブラック現像剤においてキャリア粒径が３５μｍの場合、初期から長期にわたる画像形成後において、図２（ｂ）で示す条件よりもトナートリボを高く維持することができ、３００００回の画像形成後においても、トナートリボが０、若しくは正極性のトナーが発生し始めることは無く、トナーかぶりが発生することが無い。
【００８３】
これは上述のように、キャリア粒径が小さい程トナーの総表面積に対するキャリアの総表面積が相対的に大きくなるため、トナーがキャリアに接触しやすくなり、高トリボを維持しやすくなるためである。従って、表面の外添剤量が著しく小さいためにトリボを維持しにくい転写残トナーにおいても、十分なトリボを持つことができ、トナーかぶりを防止することができるのである。
【００８４】
一方、図２（ｃ）、（ｄ）からわかるようにシアンの現像剤においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すブラック現像剤程長期にわたる画像形成中に低トリボトナーが増加することは無いが、これは、シアンの現像器１４Ｃではシアン画像形成部ＵＣの一次転写残トナーを回収し再利用するのみであり、その回収量はブラックの現像器１４Ｂｋの１／５〜１／１０程度である。つまり、表面の外添剤量が少ないために、転写及び帯電されづらい転写残トナーの回収量がブラックよりも著しく少ないためである。
【００８５】
しかしながら、図２（ｄ）に示す条件、つまり、シアンの現像剤においてキャリア粒径を３５μｍとする場合、トナートリボが高くなりすぎるため、一次転写、二次転写どちらにおいても転写しにくく、転写不良が発生し画像品位が低下してしまう。
【００８６】
発明者らが鋭意検討した結果、この転写不良はトナートリボの平均値が４０μＣ／ｇ以上となる場合に発生し、トナートリボの平均値を３０μＣ／ｇ程度が好ましいことがわかった。つまり、シアンの現像剤において、キャリア粒径をブラックの現像剤と同様にすることは画像品位の観点から好ましくなく、図２（ｃ）に示す条件、つまりキャリアの粒径が５0μｍ程度が好ましく、イエロー及びマゼンタの現像剤においても同様である。尚、ブラックのトナートリボについては、粒径が３５μｍのキャリアを用いた場合においても、トナートリボの平均値が３０μＣ／ｇ程度であるため、上記のような画像品位の低下が発生することは無い。
【００８７】
以上より、本実施例においては、マゼンタ、シアン、イエローの現像剤におけるキャリア粒径を５０μｍ、ブラックの現像剤におけるキャリア粒径を３５μｍとすることによりブラックのトナーかぶり及びマゼンタ、シアン、イエローの転写不良による画像品位の低下を防止することができる。
【００８８】
つまり、現像同時クリーニングを実施する複数色の画像形成部を有する画像形成装置において、使用する現像剤がトナーとキャリアを含む二成分現像剤である場合は、二次転写残トナーを回収する現像器を有する画像形成部におけるキャリアの粒径を他の画像形成部よりも小さくすること、即ち、トナー帯電能力を大きくすることで、トナートリボが低くなりすぎるのを防止することによって、二次転写残トナーが回収される現像器を有する画像形成部におけるかぶりを防止でき、更に、他の画像形成部におけるトナートリボの低下を防ぎ、転写不良を回避した。
【００８９】
尚、トナー濃度、キャリア粒径等の数値は本実施例におけるものに限定されるものではなく、本発明に倣う限りであれば適宜設定すれば良いことは勿論である。
【００９０】
そして、ここでは３万枚の画像形成枚数において、かぶりや転写不良を検討したが、画像形成枚数については、適宜決定する。又、ブラックトナートリボが、ここでは０よりプラス側に帯電する場合にかぶりが発生したが、求める画像レベルや現像剤の性質により、基準とするトリボの値も適宜調整する。
【００９１】
又、本実施例ではブラックの現像器のキャリア粒径をマゼンタ、シアン、イエローの現像器のキャリア粒径よりも小さくする方法によってトナー帯電能力を大きくして、トナートリボの画像形成による低下を防いでいるが、他の方法で、トナートリボを適正化しても良い。
【００９２】
例えば、ブラックの現像器のキャリアに施す被覆剤量をマゼンタ、シアン、イエローの現像器のキャリアよりも多くする等、粒径以外の他のキャリア条件をブラックの現像器とマゼンタ、シアン、イエローの現像器で変えても、本実施例と同様にブラックのトナーかぶり及びマゼンタ、シアン、イエローの転写不良による画像品位の低下を防止することができることは勿論である。
【００９３】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置によって、転写残トナーを全て回収し、廃トナーを発生させることが無く、全てのトナーを画像形成に使用すると同時に、特に二次転写残トナーを再利用する画像形成部におけるトナーかぶりを、他の画像形成部の画像品位を低下することなく防止することができる。
【００９４】
実施例２
本実施例では、ブラックの現像器１４Ｂｋに収容される二成分現像剤のトナー濃度を、マゼンタ、シアン、イエローの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙに収容される二成分現像剤のトナー濃度よりも小さくすることで、長期にわたる画像形成後におけるトナーかぶりと転写不良による画像品位の低下を防止している。尚、全ての現像器１４に収容される二成分現像剤のキャリア粒径は５０μｍであり、他の構成は実施例１と同様である。
【００９５】
本実施例で用いる二成分現像剤についての詳細な説明を行う。上記のように本実施例で用いる二成分現像剤は、ブラックの現像器１４Ｂｋに収容される二成分現像剤のトナー濃度がマゼンタ、シアン、イエローの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙに収容される二成分現像剤のトナー濃度よりも小さく、夫々が６％及び７％である。
【００９６】
一般的に、同じトナーとキャリアにおいては、二成分現像剤のトナー濃度が小さいほど、トナートリボが高くなる、即ちトナーの帯電特性が大きくなる。これは以下の理由によるものである。
【００９７】
即ち、トナー濃度が小さいほど、トナーの総表面積が小さくなる一方、相対的にキャリアの総表面積が大きくなるため、トナーがキャリアに接触しやすくなり、高トリボを有しやすくなるためである。
【００９８】
図５にトナー濃度が６％及び７％の場合における各色のトナートリボ分布を示す。図５（ａ）がトナー濃度７％のトナートリボ分布を示す図、図５（ｂ）がトナー濃度６％のトナートリボ分布を示す図であり、横軸はトナートリボ、縦軸は個数である。図５からわかるように、ブラックトナーはマゼンタ、シアン、イエロートナーよりもトリボが低く、且つ、トナー濃度が小さいほどトナートリボが高くなる。
【００９９】
表２に本実施例の画像形成装置において３万枚画像形成を行う際のトナートリボ分布推移を示す。全てのトナーが負極性の場合を○、トナートリボが０、若しくは正極性となる場合を×としている。画像白地部にトナーかぶりするトナーは周知の通り、正規の極性と逆極性（本実施例のトナーの場合はポジ極性）、若しくは帯電量０のトナーである。従って、現像剤中のトナートリボが全て負極性であれば、トナーかぶりすることはない。又、表中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は以下の条件を示す。
（ａ）：ブラックの現像剤、トナー濃度６％
（ｂ）：ブラックの現像剤、トナー濃度７％
（ｃ）：シアンの現像剤、トナー濃度７％
（ｄ）：シアンの現像剤、トナー濃度６％
尚、条件（ｃ）、（ｄ）ではシアントナーのトリボ分布のみ示しているが、イエロー、マゼンタにおいても同様の結果となる。
【０１００】
【表２】
2006030551.tif 000004
【０１０１】
又、図４は長期にわたる画像形成中におけるトナーのトリボ分布推移を示す図である。尚、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は上記条件と同様である。
【０１０２】
図４（ｂ）からわかるように、ブラックの現像剤においてトナー濃度が７％の場合、画像形成枚数が増加するに連れて、ブラックの現像剤で顕著に低トリボトナーが増加し、２００００回の画像形成後にはトナートリボが０、若しくは正極性のトナーが発生し始めると同時にトナーかぶりが発生する。
【０１０３】
しかし、図４（ａ）に示すように、ブラック現像剤においてトナー濃度が６％の場合、初期から長期わたる画像形成後において、図４（ｂ）で示す条件よりもトナートリボを高く維持することができ、３００００回の画像形成後においても、トナートリボが０、若しくは正極性のトナーが発生し始めることは無く、トナーかぶりが発生することが無い。
【０１０４】
これは上述のように、トナー濃度が小さい程、トナーの総表面積が小さくなる一方、相対的にキャリアの総表面積が大きくなるため、トナーがキャリアに接触しやすくなり、高トリボを有しやすくなるためである。従って、表面の外添剤量が著しく小さいためにトリボを保持しづらい転写残トナーにおいても、十分なトリボを持つことができ、トナーかぶりを防止することができるのである。
【０１０５】
一方、図４（ｃ）、（ｄ）からわかるようにシアンの現像剤においては、図４（ａ）、（ｂ）に示すブラック現像剤程長期にわたる画像形成中に低トリボトナーが増加することは無いが、これは、シアンの現像器１４Ｃではシアン画像形成部ＵＣの一次転写残トナーを回収し再利用するのみであり、その回収量はブラックの現像器の１／５〜１／１０程度である。つまり、表面の外添剤量が少ないために、転写及び帯電されづらい転写残トナーの回収量がブラックよりも著しく少ないためである。
【０１０６】
しかしながら、図４（ｄ）に示す条件、つまり、シアンの現像剤においてトナー濃度を６％とする場合、トナートリボが高くなりすぎるため、一次転写、二次転写どちらにおいても転写しにくく、転写不良が発生し画像品位が低下してしまう。
【０１０７】
発明者らが鋭意検討した結果、この転写不良はトナートリボの平均値が４０μＣ／ｇ以上となる場合に発生し、トナートリボの平均値を３０μＣ／ｇ程度が好ましいことがわかった。つまり、シアンの現像剤において、キャリア粒径をブラックの現像剤と同様にすることは画像品位の観点から好ましくなく、図４（ｃ）に示す条件、つまりトナー濃度としては７％が好ましく、イエロー及びマゼンタの現像剤においても同様である。尚、ブラックのトナートリボはトナー濃度として６％を用いた場合においても、トナートリボの平均値が３０μＣ／ｇ程度であるため、上記のような画像品位の低下が発生することは無い。
【０１０８】
以上より、マゼンタ、シアン、イエローの現像剤におけるトナー濃度を７％、ブラックの現像剤におけるトナー濃度を６％とすることによりブラックのトナーかぶり及びマゼンタ、シアン、イエローの転写不良による画像品位の低下を防止することができる。尚、トナー濃度、キャリア粒径等の数値は本実施例におけるものに限定されるものではなく、本発明に倣う限りであれば適宜設定すれば良いことは勿論である。
【０１０９】
そして、ここでは３万枚の画像形成枚数において、かぶりや転写不良を検討したが、画像形成枚数については、適宜決定する。又、ブラックトナートリボが、ここでは０よりプラス側に帯電する場合にかぶりが発生したが、求める画像レベルや現像剤の性質により、基準とするトリボの値も適宜調整する。
【０１１０】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置によって、廃トナーを発生させることが無く、全てのトナーを画像形成に使用すると同時に、特に二次転写残トナーを再利用する画像形成部におけるトナーかぶりを、他の画像形成部の画像品位を低下させることなく防止することができる。
【０１１１】
実施例３
本実施例の画像形成装置では、高耐久な現像方式である磁性又は非磁性の一成分現像剤を用いた一成分現像器を用いており、ブラックの現像器１４Ｂｋの、現像手段である現像剤担持体としての現像スリーブ１４１Ｂｋ表面に施すトナーに対する帯電を促進する被覆剤中の四級アンモニア塩の含有量を、マゼンタ、シアン、イエローの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙの現像スリーブ１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｙ表面に施す被覆剤中の四級アンモニア塩の含有量よりも多くすることで、長期にわたる画像形成後におけるトナーかぶりと転写不良による画像品位の低下を防止している。
【０１１２】
ここで、この現像器１４は、図６に示すように、感光ドラム１１に対向する開口部に回転自在に現像剤担持体である現像スリーブ１４１が設けられており、内部のトナーを周面に担持し、層厚規制部材である現像ブレード１４２に層厚規制されたトナーを感光ドラム１１周面に搬送する。現像ブレード１４２は、現像領域に対して現像スリーブ１４１回転方向上流側にて現像スリーブ１４１のトナー担持面に対向して配置され、現像スリーブ１４１のトナー担持面を押圧することによりトナーを帯電する。
【０１１３】
又、トナーはネガトナーで体積平均粒径は７．５μｍである。トナー表面には外添剤として、トナーの重量平均粒径の１／１０００〜１／１０程度の粒径である外添剤を付着させている。外添剤はトナー１００重量部に対し０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．０５〜１重量部である。本発明では外添剤として酸化チタン、シリカ等のネガ帯電性を有するものを用いており、スリーブ１４１との摩擦帯電によるトナーのネガ帯電性を補助する役割を果たすと共に、転写能力を高める役割も果たしている。尚、現像器１４及び現像剤以外の構成は実施例１と同様である。
【０１１４】
次に、本実施例で用いる現像スリーブ１４１の被覆剤についての詳細な説明を行う。現像スリーブ１４１（１４１Ｂｋ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｙ）は、上記に説明したように、現像器１４の感光ドラム１１との対向部に設けられた回転自在の部材であり、回転によって、周面に担持した現像器１４内部の現像剤を感光ドラム１１対向部まで搬送し、不図示の電源によって印加される現像バイアスによって、現像剤を感光ドラム１１表面の静電潜像に与える。
【０１１５】
本実施例の現像剤担持体である現像スリーブ１４１は、基材としてステンレスを用いており、現像ローラメモリ（スリーブゴースト）等の画像特性、耐久性、トナー帯電性等の諸特性向上のために、導電性粉体等を含む被覆層を吹き付け塗装によって形成している。具体的に、被覆剤は導電性粉体として導電性グラファイト（Ｐ）、フェノール樹脂（Ｂ）、荷電制御剤として四級アンモニウム塩（Ｐ５１）を最適な比率で混合したものである。
【０１１６】
次に、本実施例の特徴的な部分である、被覆剤中の四級アンモニア塩の含有量についての説明を行う。上記のように本実施例で用いる被覆剤は、ブラックの現像スリーブ１４１Ｂｋとマゼンタ、シアン、イエローの現像スリーブ１４１（１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｙ）で異なり、夫々、Ｐ：Ｂ：Ｐ５１で示される被覆剤の成分含有比率が、１：２：３及び１：２：１の成分比にて構成される。周知の通り、四級アンモニア塩はポジ帯電性が強いため、ポジ極性トナーに含有される場合が多く、又、ネガトナーの帯電性を高めるために現像スリーブの被覆剤として一般的に用いられる。従って、ネガトナーに対しては被覆剤中の四級アンモニア塩の含有量が多いほど、トナートリボは高くなる。
【０１１７】
図８に被覆剤の成分含有比率が１：２：１及び１：２：３の場合における各色のトナートリボ分布を示す。図８（ａ）が被覆剤の成分含有比率が１：２：１のトナートリボ分布を示す図、図８（ｂ）が被覆剤の成分含有比率が１：２：３のトナートリボ分布を示す図であり、横軸はトナートリボ、縦軸は個数である。図８からわかるように、ブラックトナーはマゼンタ、シアン、イエロートナーよりもトリボが低く、且つ、被覆剤中の四級アンモニア塩の含有比率が大きいほどトナートリボが高くなる。
【０１１８】
表３に本実施例の画像形成装置において３万枚画像形成を行う際のトナートリボ分布推移を示す。全てのトナーが負極性の場合を○、トナートリボが０、若しくは正極性となる場合を×としている。画像白地部にトナーかぶりするトナーは周知の通り、正規の極性と逆極性（本実施例のトナーの場合はポジ極性）、若しくは帯電量０のトナーである。従って、現像剤中のトナートリボが全て負極性であれば、トナーかぶりすることはない。また、表中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は以下の条件を示す。
（ａ）：ブラックの現像剤、成分含有比率が１：２：３
（ｂ）：ブラックの現像剤、成分含有比率が１：２：１
（ｃ）：シアンの現像剤、成分含有比率が１：２：１
（ｄ）：シアンの現像剤、成分含有比率が１：２：３
尚、条件（ｃ）、（ｄ）ではシアントナーのトリボ分布のみ示しているが、イエロー、マゼンタにおいても同様の結果となる。
【０１１９】
【表３】
2006030551.tif 000005
【０１２０】
又、図７は長期にわたる画像形成中におけるトナーのトリボ分布推移を示す図である。尚、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は上記条件と同様である。
【０１２１】
図７（ｂ）からわかるように、ブラックの現像剤において成分含有比率が１：２：１の場合、画像形成枚数が増加するに連れて、ブラックの現像剤で顕著に低トリボトナーが増加し、２００００回の画像形成後にはトナートリボが０、若しくは正極性のトナーが発生し始めると同時にトナーかぶりが発生する。
【０１２２】
しかし、図７（ａ）に示すように、ブラック現像剤において成分含有比率が１：２：３の場合、初期から長期わたる画像形成後において、図７（ｂ）で示す条件よりもトナートリボを高く維持することができ、３００００回の画像形成後においても、トナートリボが０、若しくは正極性のトナーが発生し始めることは無く、トナーかぶりが発生することが無い。これは上述のように、被覆剤中の四級アンモニア塩の含有比率が大きい程、被服層とトナー接触する際の帯電量が大きくなるためである。従って、表面の外添剤量が著しく小さいためにトリボを持ちづらい転写残トナーにおいても、十分なトリボを持つことができ、トナーかぶりを防止することができるのである。
【０１２３】
一方、図７（ｃ）、（ｄ）からわかるようにシアンの現像剤においては、図７（ａ）、（ｂ）に示されるブラック現像剤程長期にわたる画像形成中に低トリボトナーが増加することは無いが、これは、シアンの現像器１４Ｃではシアン画像形成部ＵＣの一次転写残トナーを回収し再利用するのみであり、その回収量はブラックの現像器１４Ｂｋの１／５〜１／１０程度である。つまり、表面の外添剤量が少ないために、転写及び帯電されづらい転写残トナーの回収量がブラックよりも著しく少ないためである。
【０１２４】
しかしながら、図７（ｄ）に示す条件、つまり、シアンの現像剤において成分含有比率を１：２：３とする場合、トナートリボが高くなりすぎるため、一次転写、二次転写どちらにおいても転写しづらく、転写不良が発生し、画像品位が低下してしまう。
【０１２５】
発明者らが鋭意検討した結果、この転写不良はトナートリボの平均値が４０μＣ／ｇ以上となる場合に発生し、トナートリボの平均値を３０μＣ／ｇ程度が好ましいことがわかった。つまり、シアンの現像剤において、現像スリーブ１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｙの被覆剤の成分含有率をブラックの現像スリーブ１４１Ｂｋと同様にすることは画像品位の観点から好ましくなく、図７（ｃ）に示す条件、つまり成分含有比率としては１：２：１が好ましく、イエロー及びマゼンタの現像剤においても同様である。
【０１２６】
尚、ブラックのトナートリボは成分含有比率として１：２：３とする場合においても、トナートリボの平均値が３０μＣ／ｇ程度であるため、上記のような画像品位の低下が発生することは無い。
【０１２７】
以上より、マゼンタ、シアン、イエローの現像剤における成分含有比率を１：２：１、ブラックの現像剤における成分含有比率を１：２：３とすることによりブラックのトナーかぶり及びマゼンタ、シアン、イエローの転写不良による画像品位の低下を防止することができる。
【０１２８】
尚、トナー粒径、成分含有比率等の数値及び被覆剤の成分等は本実施例におけるものに限定されるものではなく、本発明に倣う限りであれば適宜設定すれば良いことは勿論である。
【０１２９】
そして、ここでは３万枚の画像形成枚数において、かぶりや転写不良を検討したが、画像形成枚数については、適宜決定する。又、ブラックトナートリボが、ここでは０よりプラス側に帯電する場合にかぶりが発生したが、求める画像レベルや現像剤の性質により、基準とするトリボの値も適宜調整する。
【０１３０】
又、本実施例ではブラックの現像スリーブの被覆剤における四級アンモニア塩の含有量をマゼンタ、シアン、イエローの現像スリーブの被覆剤よりも多くしているが、例えば、図に記載するように、現像スリーブ１４１上のトナー層をブレード１４２にて押圧することにより帯電させる構成とされる場合には、ブラックの現像器１４Ｂｋのブレード１４２Ｂｋの材質をマゼンタ、シアン、イエローの現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙのブレード１４２Ｍ、１４２Ｃ、１４２Ｙの材質よりもトナー帯電能力を高くすることによっても、本実施例と同様にブラックのトナーかぶり及びマゼンタ、シアン、イエローの転写不良による画像品位の低下を防止することができることは勿論である。
【０１３１】
又、本実施例の応用例として表面が弾性体から構成される現像スリーブを、感光ドラムと接触させて現像する現像装置においても、現像スリーブ表層の材料を適宜選択することによって本実施例と同様の効果を達成することが可能であることは勿論である。
【０１３２】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置によって、廃トナーを発生させることが無く、全てのトナーを画像形成に使用すると同時に、特に二次転写残トナーを再利用する画像形成部におけるトナーかぶりを、他の画像形成部の画像品位を低下することなく防止することができる。
【０１３３】
尚、本発明は、特に、実施例１〜実施例３において説明した構成の、図１に示すような、インライン中間転写方式を採用した画像形成装置において特に有効であるが、それに限定されるわけではなく、図１の構成において転写媒体として使用している中間転写体とは別の転写媒体として、像担持体から直接トナー像を転写する転写材を担持する転写材担持体を使用する、図９に示すような、感光ドラム１１から転写材担持体２１０にて搬送されてくる転写材Ｐに直接トナー像を転写する直接転写方式においても、転写材担持体２１０に画像制御用にパッチ等のトナー像が転写された場合の転写材担持体２１０のクリーニングや、その他のジャム等のトラブルで、中間転写体や転写材担持体等の転写媒体に付着したトナーを除去して、ひとつの画像形成部の現像器に回収、再利用する構成であれば、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】現像同時クリーニングを実施するクリーナレスの画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】実施例１における、画像形成枚数による、ブラック画像形成部にて使用する現像剤の帯電量分布の変化（図２（ａ）、（ｂ））及びその他の画像形成部にて使用する現像剤の帯電量分布の変化（図２（ｃ）、（ｄ））を示すグラフである。
【図３】実施例１において、各画像形成部が使用する粒径の違いによる現像剤の電量分布を示すグラフである。
【図４】実施例２における、画像形成枚数による、ブラック画像形成部にて使用する現像剤の帯電量分布の変化（図４（ａ）、（ｂ））及びその他の画像形成部にて使用する現像剤の帯電量分布の変化（図４（ｃ）、（ｄ））を示すグラフである。
【図５】実施例２における、各画像形成部が使用する現像剤のトナー濃度による帯電量分布を示すグラフである。
【図６】実施例３における、一成分現像器の一例を示す断面図である。
【図７】実施例３における、画像形成枚数による、ブラック画像形成部にて使用する現像剤の帯電量分布の変化（図７（ａ）、（ｂ））及びその他の画像形成部にて使用する現像剤の帯電量分布の変化（図７（ｃ）、（ｄ））を示すグラフである。
【図８】実施例３における、各画像形成部が備える現像スリーブに塗布する被覆剤に含まれる荷電制御剤の割合による、使用する現像剤の帯電量分布を示すグラフである。
【図９】直接転写方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１１      感光ドラム（像担持体）
１２      一次帯電器
１４      現像器
１４Ｂｋ  ブラック現像器（第１の画像形成部が備える現像器）
２１      中間転写ベルト（転写媒体、中間転写体）
２５      一次転写ローラ
５０      残留現像剤帯電手段
ＵＢｋ    ブラック画像形成部（第１の画像形成部）
ＵＭ、ＵＣ、ＵＹ  マゼンタ画像形成部、シアン画像形成部、イエロー画像形成部（画像形成部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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