(57)【要約】【課題】電子写真プロセスかつクリーナレス方式の画像形成装置において、帯電手段への転写残トナーの付着を防止し、安定した画質を得るとともに装置の長寿命化を図る。また転写残トナーの感光体への吐き出し時間の極小化をして生産性を向上させる。【解決手段】像担持体である感光体ドラム１に接触して残留している転写残トナーを一時的に回収し、回収したトナーを感光体ドラム１へ放出するブラシ状ローラ４０と、これに対面接触する電極４１と、その接触位置に光を照射する光照射手段４２を備え、ブラシ状ローラ４０と電極４１に別々に電圧を印加する。トナーは飛散や地汚れの発生がない絶縁性トナーである。トナーは光スイッチ現象により一時的に抵抗が低下することで電荷注入がなされやすくなり効率的に帯電極性を正規極性化するため、帯電装置３に逆極性のトナーが進入せず帯電汚れが発生しない。【選択図】図２
2008216596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体の潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段と、
前記像担持体のトナー像を記録材に転写する転写手段と、を少なくとも備えた画像形成装置であって、
前記トナーは、絶縁性トナーであり、
前記転写手段より下流かつ前記帯電手段より上流の位置にて前記像担持体に接触し、転写後の前記像担持体上の残留した転写残トナーの少なくとも一部を一時的に回収するとともに、回収したトナーを前記像担持体へ放出する回転部材と、
前記像担持体と前記回転部材との接触位置以外の位置で前記回転部材と対面して接触する電極と、
前記回転部材と前記電極の接触位置に光を照射する光照射手段と、
前記絶縁性トナー粒子にバイアス電圧の印加された導電性部材を当接させて前記絶縁性トナー粒子に光を照射することで前記絶縁性トナーに光スイッチ現象を生じさせて前記絶縁性トナー電荷を光バイアス制御する光バイアス制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の転写後表面電位をＶ０、前記回転部材へ印加する電圧をＶ１、前記電極へ印加する電圧をＶ２としたとき、Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の極性は、前記現像手段に印加する現像バイアスと同極性であり、かつ、下記式
｜Ｖ０｜＜｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜
の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電極は、光透過性を有する材質であり、
前記光照射手段は、前記電極の背面から前記電極と前記回転部材の接触位置に光を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記光照射手段は、光照射を、前記回転部材から前記像担持体への転写残トナーを吐き出すときにのみ断続的に行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光照射手段は、光照射を、用紙間隔のタイミングに合わせて行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回転部材は、ブラシ状ローラであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転部材の回転方向は、前記像担持体と前記回転部材の接触位置にて反対方向であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記回転部材から前記像担持体へ排出されたトナーは、前記現像手段が前記現像手段内に回収することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
画像形成に用いられる前記トナーは、円形度のうち形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲内にあり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲内にあることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電手段は、前記像担持体に接触し回転する帯電ローラであり、
該帯電ローラに印加する電圧は、直流電圧であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスの画像形成装置に関する。さらに詳細には、像担持体上の残留トナーを廃棄するためのクリーニング装置を像担持体周りに有しない、いわゆるクリーナレス方式と呼ばれる画像形成装置において、絶縁性トナーに光スイッチ現象を生じさせて該絶縁性トナー電荷を光バイアス制御する手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真プロセスの画像形成装置では、トナーの電荷量を制御することが種々の工程で行われており、重要な技術となっている。その一つとして光導電性を有する光導電性トナーを用い、光照射により帯電量を制御する電荷制御方法としては数多くのものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、光導電性を有する非磁性一成分トナーを光照射下で電圧印可して電荷を注入を行うことでトナーの帯電量を制御し、これを現像に供するものが提案されている。
【０００４】
また、光導電性を持たない絶縁性トナー（以下、単に「絶縁性トナー」という。）についても電荷量を制御しやすい効果的な電荷制御手段が求められている。しかし、絶縁性トナーについては、光照射下で電圧を印可してもその電荷量に変化が生じることはこれまでに想定されていない。
【０００５】
なお、特許文献２に提案されるように、クリーナレスシステムで感光体上に担持されたトナーの電荷量を帯電ローラ部に進入する前に制御するために、帯電ローラの上流部に電圧が印加されるトナー帯電量制御ローラを設け、このトナー帯電量制御ローラの前後に感光体を除電するための光除電手段を設けた画像形成装置もある。しかしながら、この画像形成装置は、トナー帯電量制御ローラによりトナーと感光体とに電荷を与え、その前後で光除電手段により光導電性を有する感光体が除電されることにより、感光体上での除電放電が繰り返されてより多くの放電電流が流れるようになり、これにより感光体上のトナーの電荷制御をしやすくものである。よって、絶縁性トナーの電荷量を光照射と電圧印可とにより直接的に変化させるものではない。
【０００６】
上記のクリーナレスシステムについて簡単に説明する。近年においては、低コスト化、環境対応などにより、転写後の感光体上に残留するトナーをクリーニングしないで再使用するクリーナレスシステムの検討がなされている。このクリーナレスシステムでは、転写残トナーの帯電電荷は、一般的に逆極性になることが多い。このため感光体に接触又は近接して配置される帯電ローラなどにバイアスが印加されると、この帯電ローラなどが逆極性トナーを吸着して帯電ムラの不具合を生じることとなる。そこで感光体上や帯電ローラに付着した逆極性トナーを正規帯電極性に戻す効果的な手段が求められている。
【特許文献１】特開平９−６１３２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
像担持体の転写残トナーを像担持体に接触して回転する回収部材にて一時的に回収したのち再び像担持体上に吐き出す構成のクリーナレスシステムにおいて、従来では逆の帯電極性の転写残トナーを回収部材にて回収し、ジョブエンドなどの非作像動作時のタイミングでクリーニングモードなどを設けて回収した転写残トナーを像担持体へ戻すという方式が取られていた。
【０００８】
しかしながら吐き出されたトナーは逆極性のまま帯電手段を通過するために帯電手段に付着する可能性があり、帯電部材が汚れやすく、そのため感光体の帯電電位が低下することによる画像不良を引き起こし、帯電手段の交換サイクルが短くなるという不具合があった。また頻繁に回収部材に溜められた転写残トナーを感光体へ戻す必要があるため、ユーザーに待機を強いることになり生産性の観点から好ましくなかった。
【０００９】
一方、荷電制御部材を使用して転写残トナーに電荷注入をすることで、転写残トナーの帯電量を正常化するクリーナレス方式も提案されているが、完全にトナー極性を制御することは難しく、転写残トナーの一部は帯電部材に付着してしまう。また光導電性の物質をトナー樹脂内に含有させ光照射を行ってトナーの帯電量を制御することも可能であるが、通常の使用においてもトナー抵抗が低下しやすく、特に環境変動によってトナー抵抗が低下すると現像部におけるトナー飛散や地肌汚れが発生し、信頼性が低いという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、帯電手段への転写残トナーの付着を防止し、安定した画質を得るとともに装置の長寿命化を図ること、また転写残トナーの感光体への吐き出し時間の極小化をして生産性を向上させること、である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体の潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段と、前記像担持体のトナー像を記録材に転写する転写手段と、を少なくとも備えた画像形成装置であって、前記トナーは、絶縁性トナーであり、前記転写手段より下流かつ前記帯電手段より上流の位置にて前記像担持体に接触し、転写後の前記像担持体上の残留した転写残トナーの少なくとも一部を一時的に回収するとともに、回収したトナーを前記像担持体へ放出する回転部材と、前記像担持体と前記回転部材との接触位置以外の位置で前記回転部材と対面して接触する電極と、前記回転部材と前記電極の接触位置に光を照射する光照射手段と、前記絶縁性トナー粒子にバイアス電圧の印加された導電性部材を当接させて前記絶縁性トナー粒子に光を照射することで前記絶縁性トナーに光スイッチ現象を生じさせて前記絶縁性トナー電荷を光バイアス制御する光バイアス制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記像担持体の転写後表面電位をＶ０、前記回転部材へ印加する電圧をＶ１、前記電極へ印加する電圧をＶ２としたとき、Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の極性は、前記現像手段に印加する現像バイアスと同極性であり、かつ、下記式の関係を満足することを特徴とする。
｜Ｖ０｜＜｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記電極は、光透過性を有する材質であり、前記光照射手段は、前記電極の背面から前記電極と前記回転部材の接触位置に光を照射することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記光照射手段は、光照射を、前記回転部材から前記像担持体への転写残トナーを吐き出すときにのみ断続的に行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記光照射手段は、光照射を、用紙間隔のタイミングに合わせて行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記回転部材は、ブラシ状ローラであることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、前記回転部材の回転方向は、前記像担持体と前記回転部材の接触位置にて反対方向であることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記回転部材から前記像担持体へ排出されたトナーは、前記現像手段が前記現像手段内に回収することを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、画像形成に用いられる前記トナーは、円形度のうち形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲内にあり、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲内にあることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記帯電手段は、前記像担持体に接触し回転する帯電ローラであり、該帯電ローラに印加する電圧は、直流電圧であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、帯電手段への転写残トナーの付着を防止し、安定した画質を得るとともに装置の長寿命化が可能になり、また転写残トナーの感光体への吐き出し時間の極小化により生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
まず、「光スイッチ現象」と「光バイアス制御」について説明する。
【００２３】
「光スイッチ現象」とは、絶縁性トナーに電圧印可と同時に光照射することで、絶縁性トナーに電荷注入が起こり電荷が変化するという現象である。対して、光導電性とは、光照射でトナーが低抵抗化することである。光導電性では、低抵抗化によりトナーの電荷量は低下する。このとき、電圧を印可すれば電荷注入も起こりうる。これに対し、光スイッチ現象とは、光照射だけではトナー電荷の変化は起こらず（すなわち、光導電性とは異なり）、電圧印可と同時に光照射することで電荷注入が起こり、トナー電荷量が変化するものである。また、「光バイアス制御」とは、このような光スイッチ現象を用い、絶縁性トナーの電荷量を電圧印可と同時に光照射することで絶縁性トナーの帯電量を制御することをいう。
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
＜装置全体およびドラム周りの説明＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
【００２６】
まず、画像形成装置の基本的な構成について説明する。この画像形成装置は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体１を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けても良い。
【００２７】
図２は、感光体周りの構成を示す概略図である。なお、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの感光体１についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。また、図３は、感光体周りの電位電圧等の電気的構成を説明するための図である。下記の説明において、Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２，ＶＢ，Ｖｃ，Ｖｔの各電位について言及がある場合は、図３を参照する。
【００２８】
図２において、感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、トナーを一時的に保持する一時保持手段（ローラ４０を有する）、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５の順に配置されている。一時保持手段には一部が透明化されている電極４１が接触して配置されており、透明化されている部分に光を照射できる光照射手段４２が設置されている。この一時保持手段は、感光体１の表面に接触するローラ４０を備えている。このローラ４０を感光体１に接触又は摺擦させて、感光体１上の転写残トナーに接触させる。ローラは、弾性ローラ又はブラシ状ローラ４０にすることができるが、ブラシ状ローラ４０の方が好ましい。ブラシ状の方が表面積を大きくでき、転写残トナーの回収性を高くすることができる。例えばブラシローラは、金属基材の周囲にブラシ繊維が植毛された構成となっている。ここでは導電性ナイロン（商標、ポリアミド系合成繊維）繊維等を用い、ブラシの外径はφ１０ｍｍとした。ブラシの密度は５００００（本／ｉｎｃｈ2）から１５００００（本／ｉｎｃｈ2）とした。これにより感光体からのトナー回収および感光体へのトナー放出を同時に行うことが可能となる。また金属基材には電源が接続されており電圧を印加することが可能である。この電圧をＶ１とするとマイナス極性の電圧を印加することで感光体上の転写残トナーのうち逆極性であるプラストナーをブラシへ回収することが可能となる。ここではＶ１は−５００Ｖとした。またブラシ状ローラ４０には、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂等から選択することができる。特に、摩耗に強く、強度が高いポリアミド樹脂が好ましい。このブラシに、バイアス印加の効果を大きくするために、導電性粉末を含有させても良い。導電性粉末としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック、黒鉛、または、銅、銀等の金属粉末を用いることができる。
【００２９】
なおこのブラシローラは回転可能に設置されており、感光体とブラシとの接触位置にて反対方向に回転する。これにより感光体上のトナー回収効率を高められるとともに、感光体を適度に研磨する機能を付加できるため、感光体のフィルミングを防止できる。
【００３０】
次に電極部材と光照射手段について説明する。電極部材は光が透過可能な樹脂又はゴムの導電性の部材（酸化スズ等の金属酸化物、イオン導電剤の混入）からなり、ホルダー（図示しない）などによりユニットに端部が固定されて、バネ等の力、又は自身の弾性力で一時保持手段に圧接されている。また電極部材には電源が接続されており、電圧Ｖ２が印加される。一時保持手段に保持された転写残トナーは一時保持手段の回転により電極部まで搬送され、一時保持手段と電極間の圧接部を通過していく。
【００３１】
一方、光照射手段は前記一時保持手段と電極部材の圧接部に対して電極部材の裏側より光照射ができる位置に設置されている。光照射手段としてはライン状の発光手段であれば特に限定されず、例えばＬＥＤや蛍光灯、エレクトロルミネッセンス等の発光装置などを用いることが出来る。また発光波長は４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長域であれば良く、好ましくは７００ｎｍ程度を中心とする光波長であると良い。
【００３２】
帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００３３】
帯電装置３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。ここで、帯電装置３は、いわゆる接触帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。この帯電装置３は、中抵抗弾性層を備えた帯電ローラ３ａを感光体１の表面に圧接させ、従動回転させながら、ＤＣ電圧Ｖｃを印加し、感光体表面に電荷を付与することで帯電を行う。本発明では感光体の表面電位は−５００Ｖになるように設定されている。ここで用いた帯電ローラは、表面から表面層と弾性層の２層が芯金の上に覆われており、表面層には弾性層の構成材料が含有されているとともに、エピクロルヒドリンなどの極性ゴムとフッ素系の非接着性樹脂などかならなる。例えば弾性層は厚さが３ｍｍで電気抵抗が１０の６乗〜１０乗Ω・ｃｍの合成ゴムから構成され、弾性層と表面層の電気抵抗比を１０の３乗Ω・ｃｍ以内とすることでＤＣ電流を流れやすくしてより均一な帯電が可能となる。よって電源の低コスト化が図れるとともに過剰な帯電印加電圧をかけることがないため放電生成物の発生を抑えて感光体の長寿命化が図れる。なお、帯電装置３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニングブラシ等を設けることもできる。
【００３４】
このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。
【００３５】
現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００３６】
トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５ｂによってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体１と対向する領域（以下、「現像領域」と記す。）において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスＶＢが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。また、ここでは、現像ローラ５ａは、クラッチを介して駆動装置に接続されており、そのクラッチによって、現像ローラ５ａの回転を一時停止することができる。
【００３７】
転写装置６における中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１、１２、１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを配置している。ここでは、各一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各一次転写ローラ１４に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００３８】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
【００３９】
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、二次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００４０】
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００４１】
＜転写残トナー回収および放出工程の説明＞
次に転写残トナーの回収および放出工程について説明する。
【００４２】
まず感光体１の表面に残留する転写残トナーについて説明する。転写残トナーの中には、正規の極性に帯電した正規帯電トナーＴ０と、正規の極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーＴ１が存在する。図４（ａ）は、感光体１上に担持されたトナーの転写直前におけるトナー帯電量分布を示すグラフである。また、図４（ｂ）は、転写後に感光体１上に残留した転写残トナーのトナー帯電量分布を示すグラフである。図４（ａ）に示すように、転写直前におけるトナーの帯電量は、ほぼ−３０（μＣ／ｇ）を中心に分布しており、そのほとんどが負極性に正規帯電している正規帯電トナーＴ０である。一方、転写残トナーの帯電量は、およそ−２（μＣ／ｇ）を中心に分布したものとなる。転写残トナーの一部は、転写領域近傍において一次転写ローラ１４に印加された正極性バイアスと感光体電位との電位差による放電などにより、トナーの帯電極性が正極性に反転する。その結果、転写残トナーの中には、図４（ｂ）中に斜線部分で示すような正極性に反転してしまった逆帯電トナーＴ１が存在してしまう。
【００４３】
このような逆帯電トナーＴ１は、感光体１に付着したまま帯電装置３の帯電領域まで搬送されると、負極性の帯電バイアスが印加された帯電ローラ３ａの表面に静電的に吸引されて付着してしまう。これは、帯電ローラ３ａを感光体１の表面に近接させて配置した上述した構成であっても、同様である。そして、帯電ローラ３ａの表面にトナーが付着すると、帯電ローラ３ａの抵抗値や表面状態が変化するため、感光体１の表面との間の帯電開始電圧にムラが生じる。これにより、逆帯電トナーＴ１が付着していない場合と同じ帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加しても、感光体１の表面が所望の電位−５００（Ｖ）に均一にならなくなる。その結果、画像濃度ムラも生じるおそれがある。また、帯電ローラ３ａの表面のごく一部にトナーが付着した場合、トナーが付着していない箇所に向けて帯電バイアスによる電流が集中することにある。これにより、トナーが付着していない場合と同じ帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加すると、感光体１表面の帯電電位が所望の電位よりも高くなる。その結果、露光装置４による露光を受けた部分すなわち静電潜像部分の電位が負極性側にシフトし、画像濃度が低下してしまう。また、帯電ローラ３ａの表面のほぼ全域にトナーが付着して、帯電ローラ３ａの表面にトナーがコーティングされた状態になると、帯電能力が低下し、感光体１の表面電位が所望の電位よりも下がる。これにより、露光装置４による露光を受けない部分すなわち非静電潜像部分（白地背景部）の電位が、現像ローラ５ａに印加される現像バイアスに近づいてしまう。その結果、十分に帯電されていないトナーが感光体１上の地肌部分に付着して、地肌汚れ等の異常画像が発生してしまう。
【００４４】
一方で、転写残トナーの中には負極性のままの正規帯電トナーＴ０も存在する。この正規帯電トナーＴ０は、帯電装置３の帯電ローラ３ａとの対向位置まで搬送されても、帯電バイアスが印加されていれば、その帯電ローラ３ａの表面に付着することはなく、現像領域に達することで、現像装置５の現像ローラ５ａ上のキャリアに付着してほとんどの正規帯電トナーＴ０は回収される。
【００４５】
次に、逆帯電トナーＴ１の回収について詳細に説明する。
ブラシ状ローラ４０は、図２に示すように、図示しない駆動装置によって矢印の方向に回転駆動する。そして、前述したようにこのブラシ状ローラ４０には、電源からバイアスＶ１が印加される構成になっている。感光体１の表面部分がブラシ状ローラ４０と接触する領域（以下、「ブラシ接触領域」という）に達する前から、ブラシ状ローラ４０には電源が接続されている。これにより、ブラシ状ローラ４０には保持バイアスが印加されることになる。このような保持バイアスが印加されたブラシ状ローラ４０が感光体１の表面に接触することで、その表面に付着した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ１がブラシ状ローラ４０に付着し、保持されることになる。
【００４６】
さらに詳しく説明すると、感光体１は、帯電装置３によってその表面が一様に−５００（Ｖ）に帯電された後、露光装置４の露光を受けることにより潜像部分の電位は−５０（Ｖ）程度になる。そして、その潜像部分にトナーを付着させる現像工程を経て、次いで転写工程を終えると、その潜像部分の電位は更に０（Ｖ）に近づくことになる。この電位をＶ０とする。転写残トナーのほとんどは、潜像部分であった感光体１の表面部分に付着している。よって、この表面部分に付着した正極性をもつ逆帯電トナーＴ１は、ブラシ接触領域において、約−５００（Ｖ）のバイアスＶ１が印加されたブラシ状ローラ４０側に向かう静電力を受けることになる。一方で、潜像部分以外の地肌部分の電位−５００（Ｖ）も転写工程を経ることで、その電位が０（Ｖ）側にシフトする。この地肌部分にも僅かながら転写残トナーが付着することがあるが、この地肌部分に付着する正極性をもつ逆帯電トナーＴ１にも、ブラシ接触領域においてブラシ状ローラ４０側に向かう静電力が働くことになる。したがって、感光体１の表面に付着した転写残トナーのうち、逆帯電トナーＴ１に関しては、ブラシ接触領域においてブラシ状ローラ４０に付着し、保持される。
【００４７】
次に一時保持手段に保持された逆帯電トナーは、一時保持手段と電極間のニップ領域へ進入する。このとき、電極にはバイアスＶ２というＶ１と同極性で絶対値が大きいバイアスが印加されている。Ｖ２には−８００Ｖを印加している。よって保持された逆帯電トナーにはマイナス極性のバイアスが印加されることになる。ここで前述した光照射手段により一時保持手段と電極間のニップ領域へ電極を透過して光を直接照射することにより、後述する絶縁性トナーが光を均一に受けてトナー抵抗値が電荷を注入されるに十分な値まで下がるため、前述のマイナス極性バイアスにて転写残トナーに電荷注入が行われる。その結果、図４の帯電量分布において、（ｂ）の状態から（ａ）の状態への変換を行うことが出来る。なお、この時印加される電界及び光の量は図示されていないコントローラにて制御され、環境条件・転写残トナー量等に応じてその強度は制御することも可能である。さらには一時保持手段としてローラ部材を用いてもよく、その場合には転写残トナーの薄層形成がなされるために光照射と電界による電荷注入をさらに効率よく行うことが可能となる。
【００４８】
次に一時保持手段上の電荷注入が行われた後の帯電が正常化したトナーの感光体への放出工程について説明する。前述したように一時保持手段にはマイナス極性バイアスであるバイアスＶ１が印加されているため、正規帯電トナーがブラシ接触領域にくると感光体方向に静電的な力を受ける。これにより正規帯電トナーは感光体に戻される。なお、前述の光照射手段で光を照射しない場合には、転写残トナーには電荷注入が行われずトナー帯電は逆帯電のままであるため、その場合にはブラシ接触領域においてはトナーは放出されずに一時保持手段に保持されることになる。
【００４９】
このように、感光体上の転写後表面電位をＶ０、一時保持部材へ印加する電圧をＶ１、電極へ印加する電圧をＶ２としたとき、Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の極性はマイナス極性であり、その絶対値が｜Ｖ０｜＜｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜であることにより、転写残トナーのうちの逆帯電トナーを一時保持部材に回収し、電極と一時保持部材間のニップ領域にて電界形成と光照射により転写残トナーを逆帯電から正規帯電へ変化させ、その後一時保持部材から正規帯電したトナーを感光体へ戻すという一連の転写残トナーの回収と放出工程をバイアス切り替えなどをすることなく、効率的に行うことが可能となる。
【００５０】
＜光照射タイミングおよび紙間吐きだしの説明＞
次に光の照射による一時保持部材から転写残トナーの放出制御について説明する。
【００５１】
前述したように一時保持部材と電極には常にバイアスが印加されており、光照射時にのみ一時保持部材と電極間の逆極性の転写残トナーが正規帯電へと電荷注入される。よって光照射のタイミングは感光体へ放出されるトナーが次の画像形成部にかからないように、放出が非画像部に対応するように行われることが望ましい。つまり転写残トナーの感光体への放出量が多いとその部分において帯電においては感光体表面電位の低下、露光部においては露光画像部が隠されることによる露光部電位の上昇などの懸念が生ずる。それらは機内のトナー汚染等の不具合は起こさないが、ピクトリアル画像などのハーフトーンを用いた画像においては感光体の中間電位を多用するため、前述の微小な電位差が画像の濃度ムラとなって現れる可能性がある。よって転写残トナーの放出タイミングを非画像部である画像形成領域の前後、特にジョブエンド時とすることでこれらの問題を回避することが可能となる。また連続画像出力時の生産性を考慮し、画像の用紙間（紙間と呼ぶ）にあわせて光照射を行い、転写残トナーを少量ずつ感光体の非画像部に放出することで、画質を損なうことなく、生産性の高いクリーナレスシステムを提供できる。なお、感光体線速が高速化した場合にもトナー放出タイミングは応答性の速い光照射の切り替えで行うため、問題は生じない。これは例えばバイアス切り替えなどでは電源の極性切り替え応答性が遅いためできないことであり、光にて行うことの大きなメリットである。
【００５２】
次に一時保持部材を通過後の転写残トナーの回収について説明する。
前述したように、転写残トナーのうち正規帯電トナーは一時保持部材および帯電手段を通過する。また転写残トナーのうち逆帯電トナーは一時保持部材にて保持されて電極部での光照射により正規帯電化されたのちに感光体に戻され、同様に帯電手段を通過する。その後現像部において転写残トナーが回収される。現像装置としては現像剤としてキャリアとトナーからなる２成分現像を用いることが好ましい。プラス帯電しているキャリアに正規帯電された転写残トナーが付着し、現像器内に回収される。また現像領域における磁気ブラシの感光体の摺擦により感光体上のトナーが機械的にも回収されやすくなる。一方、現像装置としてトナーのみからなる１成分現像装置を用いても良い。この場合小型化、低コスト化のメリットがあり、感光体と現像ローラとの接触圧力および電界により正規帯電した転写残トナーは現像器内に回収される。このように、現像装置により転写残トナーが回収されて現像に再利用されることにより、感光体１からクリーニングして集めたトナーを収容する廃トナータンクを設ける必要がなく、画像形成装置等の小型化を図ることができる。特に、４つの感光体１を並列に並べるタンデム型カラー画像形成装置では、各感光体１毎の個別の廃トナータンクを設ける場合と比べて大幅な小型化を図ることができる。さらにはトナーリサイクルにより低コスト化が図れ、ユーザーにとってランニングコストを低下させることができる。
【００５３】
＜トナーの説明＞
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、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ー、ポリエステル、着色剤、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／又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。
【００５４】
（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。
【００５５】
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；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など）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など）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；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などが挙げられる。
【００５６】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、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など）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
【００５７】
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。
【００５８】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
【００５９】
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【００６０】
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ー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
【００６１】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００６２】
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。
【００６３】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
【００６４】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００６５】
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
【００６６】
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【００６７】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、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。
【００６８】
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。
【００６９】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
【００７０】
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【００７１】
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
【００７２】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００７３】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
【００７４】
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。
【００７５】
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
【００７６】
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ー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。
【００７７】
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【００７８】
（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（ＧＲ、Ａ、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。
【００７９】
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ともに混練されるバインダー樹脂としては、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など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、脂肪族又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などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００８０】
（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ＰＳＹ  ＶＰ２０３８、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）、ＬＲＡ−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。
【００８１】
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、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ー樹脂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。
【００８２】
（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、バインダー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、及びおよびパラフィン、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。
【００８３】
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂ととも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。
【００８４】
（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。
【００８５】
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、窒化ケイ素など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５×１０−２μｍ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、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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ー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
【００８９】
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【００９０】
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。
【００９１】
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００９５】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００９６】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【００９７】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
【００９８】
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。
【００９９】
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。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などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【０１００】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【０１０１】
３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
【０１０２】
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【０１０５】
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、トナーを得る。
【０１０６】
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
【０１０７】
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。
【０１０８】
また、トナーは、円形度のうち形状係数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５は、形状係数ＳＦ−１、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−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。
【０１０９】
また、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｝×（１００π／４）  ・・・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。
【０１１０】
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）に導入し該トナーの粒子１００個について解析して計算した。
【０１１１】
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に、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。更に、透明電極部での薄層化も容易となり薄層化されたことでトナーへの光照射・電極との接触が均一化し電荷注入が安定して行えるようになる。一方、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。また転写率が低下し薄層化が安定せず電荷注入も不安定になるため好ましくない。
【０１１２】
上記説明から明らかな、上記実施形態の効果について以下に説明する。
【０１１３】
上記実施形態によれば、回転部材上に一時的に保持された転写残トナーは、電極と回転部材間にて電圧を印加した状態にて光照射が行われることにより、その場所におけるトナーは光スイッチ現象によりその場所においてのみ一時的に抵抗が低下することで電荷注入がなされやすくなる。よってトナー回転部材上にて効率的にその帯電極性を逆極性から正規極性化することができ、さらには正規極性化されたトナーのみが感光体へ戻ることになる。よって帯電手段に逆極性のトナーが進入する恐れがないために、帯電汚れは発生せず、常に安定した帯電電位が得られることから安定した画像形成が可能となり、装置の長寿命化に寄与する。さらには転写残トナーは正規極性化されて作像工程中に連続的に感光体上に吐き出されるため、クリーニングモードを設ける必要が無く、生産性の向上が図れる。また絶縁性トナーを使用しているため現像におけるトナー飛散や地汚れの発生が無く、高信頼性が得られる。
【０１１４】
また、上記実施形態によれば、帯電手段を汚さないための転写残トナーの回収および排出方法が、提示されている。すなわち、像担持体の転写後表面電位をＶ０、前記回転部材へ印加する電圧をＶ１、前記電極へ印加する電圧をＶ２としたとき、Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の極性は前記現像手段に印加する現像バイアスと同極性であり、その絶対値を｜Ｖ０｜＜｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜となるようにする。各部材への印加バイアスをこのように設定することにより、帯電手段に付着する逆極性の帯電特性の転写残トナーのみを効率的に回収して正極性化し、正極性化されたトナーのみを感光体へ戻らせることが可能となる。またバイアスを切り替える必要がないため簡単な構成で転写残トナーの処理を行うことができる。
【０１１５】
また、上記実施形態によれば、転写残トナーへの光照射の際、光透過性を有する材質の電極を用いることで直接的に転写残トナーに光照射を行えるため、逆極性帯電トナーの正極性化への変換の効率がより高められる。
【０１１６】
また、上記実施形態によれば、光照射を断続的に行うことにより吐きだしタイミングを光照射によって行うことが可能となり、バイアスの切り替えよりもレスポンスが良く、短い時間での少量のトナーの排出が可能となる。
【０１１７】
また、上記実施形態によれば、用紙間にて回収部材の転写残トナーが感光体へ排出されるように光照射タイミングが制御されることにより、次の画像形成部を避けた紙間でトナーが排出されるため、連続トナー排出を行っても画像不良の恐れはない。
【０１１８】
また、上記実施形態によれば、回転部材はブラシ状ローラであり、ブラシが感光体に当接することにより転写残トナーの回収効率が高められる。また転写残トナーの一定量の保持が可能となるので、ジャム時や濃度調整用パッチなど入力トナーが多い場合にも回収が可能となる。
【０１１９】
また、上記実施形態によれば、回転部材の回転方向は、像担持体と回転部材の接触位置にて反対方向であり、カウンター方向にてブラシと感光体が当接するため、ブラシと感光体の接触回数が順方向よりも多く、トナーの回収効率が高い。また同時にブラシが感光体を適度に研磨するのでフィルミングの防止になる。
【０１２０】
また、上記実施形態によれば、回転部材から像担持体へ排出されたトナーは前記現像手段にて現像装置内に回収される。したがって、回収した転写残トナーは帯電極性が適正化されているため現像にて回収されて画像に再利用が可能となる。それによりトナーイールド性が向上し、低コスト化につながる。
【０１２１】
また、上記実施形態によれば、画像形成に用いられるトナーは、円形度のうち、形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にある。したがって、トナー形状が球により近づくことで転写率が向上するため、転写残トナー量の極小化が図れるためより安定なクリーナレスシステムとなる。
【０１２２】
また、上記実施形態によれば、帯電手段として、像担持体に接触し回転する帯電ローラを用い、帯電ローラに印加する電圧は直流電圧であるから、帯電部における放電生成物の発生が防止されるので、感光体ハザードが少ない。よって感光体の長寿命化がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明による実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態の感光体周りの構成を示す概略図である。
【図３】本実施形態の感光体周りの電気的構成を説明するための図である。
【図４】トナーの帯電量分布を示すグラフで、（ａ）は、感光体ドラム上に担持されたトナーの転写直前におけるトナーの帯電量分布を示すグラフである。また、（ｂ）は、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーのトナー帯電量分布を示すグラフである。
【図５】形状係数ＳＦ−１、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。
【符号の説明】
【０１２４】
１    感光体ドラム
２    作像形成部
３    帯電装置
３ａ    帯電ローラ
４    露光装置
５    現像装置
５ａ    現像ローラ
５ｂ    攪拌搬送スクリュー
６    転写装置
１０    中間転写ベルト
１１、１２、１３    支持ローラ
１４    一次転写ローラ
１５    ベルトクリーニング装置
１６    二次転写ローラ
３１    トナーボトル
４０    （ブラシ状）ローラ
４１    電極
４２    光照射手段
【図１】
2008216596.tif 000003
【図２】
2008216596.tif 000004
【図３】
2008216596.tif 000005
【図４】
2008216596.tif 000006
【図５】
2008216596.tif 000007