(57)【要約】【課題】コンパクトで、かつ、クリーニング性能を向上させた像担持装置を提供する。【解決手段】二次転写手段３６でプラスのバイアス電圧を印加して記録媒体に第１のフルカラー画像Ｋ１を転写した後、二次クリーニング手段３５で除去できずに残った二次残留トナーＲＴ２を除去するとき、二次転写手段３６は、二次像担持体３０にマイナスのバイアス電圧を印加し、二次残留トナーＲＴ２をマイナスに帯電させる。そして、二次残留トナーＲＴ２が二次クリーニング手段３５に到達すると、二次像担持体３０にファーブラシローラ３５ａを介してバイアスローラ３５ｂがプラスのバイアス電圧を印加するので、二次残留トナーＲＴ２がファーブラシローラ３５ａに順次付着し、二次像担持体３０から二次残留トナーＲＴ２を除去させる。【選択図】　　　　図３
2004109550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電トナーで形成した画像を像担持体で担持し、その像担持体上の画像を転写材に転写するとき、その像担持体に転写手段で前記帯電トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する一方、クリーニング手段で前記帯電トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する像担持装置において、
前記像担持体上の未転写トナーを除去するとき、前記像担持体に、前記転写手段で前記帯電トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする、像担持装置。
【請求項２】
前記未転写トナーを除去するとき、前記転写手段で前記帯電極性と同極性のＡＣバイアス電圧を重畳することを特徴とする、請求項１に記載の像担持装置。
【請求項３】
前記未転写トナーを除去するときが、ジャム後であることを特徴とする、請求項１または２に記載の像担持装置。
【請求項４】
前記未転写トナーを除去するときが、前記転写材に各画像転写を終了する毎であることを特徴とする、請求項１または２に記載の像担持装置。
【請求項５】
前記未転写トナーを除去するときが、ジョブ終了毎であることを特徴とする、請求項１または２に記載の像担持装置。
【請求項６】
前記帯電トナーの平均円形度が０．９０ないし０．９９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に記載の像担持装置。
【請求項７】
前記帯電トナーの形状係数ＳＦ−１が１２０ないし１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０ないし１９０であることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載の像担持装置。
【請求項８】
前記帯電トナーの個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合が１．０５ないし１．３０であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１に記載の像担持装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１に記載の像担持装置を備えたことを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯電トナーで形成した画像を像担持体で担持し、その像担持体上の画像を転写材に転写するとき、その像担持体に転写手段で帯電トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する一方、クリーニング手段で帯電トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する像担持装置、およびその像担持装置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の画像形成装置は、帯電トナーを用いてフルカラー画像を形成する作像手段、形成した画像を転写されて担持する一次像担持装置、一次像担持装置で担持した画像を転写されて担持する二次像担持装置、転写された画像を記録媒体に定着させる定着装置などをそなえる。また、二次像担持装置には、１つの駆動ローラと複数の従動ローラとそれらに掛け回されたベルト状の二次像担持体、二次像担持体に帯電トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加して画像を転写材に転写する転写手段、転写後、二次像担持体上にある未転写トナーを、帯電トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加して除去するクリーニング手段などをそなえる。
【０００３】
この画像形成装置を用いて画像を記録媒体の両面に同時に形成するときは、予めマイナス極性に帯電させた帯電トナーを用いて作像手段にて形成した第１のフルカラー画像を一次像担持装置の一次像担持体に静電的に転写した後、一次像担持体と二次像担持体とが接して形成される転写ニップにおいて、二次像担持体に静電的に転写する。その後、作像手段にて第２のフルカラー画像を形成して一次像担持体に転写する。
【０００４】
そして、一次像担持体が担持する第２のフルカラー画像と、二次像担持体が担持する第１のフルカラー画像にタイミングを合わせて、転写材を転写ニップに送り込み、第２のフルカラー画像を転写材の表面に静電的に転写する。その後、転写手段にて転写材の表面側からプラスのバイアス電圧を印加し、第１のフルカラー画像を記録媒体の裏面に転写して、定着装置にて記録媒体に第１のフルカラー画像と第２のフルカラー画像をそれぞれ定着させ、記録媒体を装置外へ排出する。
【０００５】
一方、転写後の二次像担持体上にある未転写トナーは、二次クリーニング手段にプラスのバイアス電圧を印加して静電的に除去され、次の画像転写に備える。
【０００６】
しかし、二次像担持体上にある未転写トナーの中には、プラスのバイアス電圧を印加する転写手段によって、プラスに帯電してしまうものや、帯電極性を有しないものがあり、二次クリーニング手段にて完全に除去することができず、クリーニング性能が悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、二次クリーニング手段の手前に、マイナス極性のバイアス電圧を印加するプレ・クリーニング・チャージャなどを設けて、二次像担持体上にある未転写トナーをマイナスに帯電させ、二次クリーニング手段での除去を確実に行い、クリーニング性能を向上させたものがある。
【特許文献１】
特開２０００−３５２８８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、プレ・クリーニング・チャージャを別装置として設けると、画像形成装置が複雑かつ大型化するという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、コンパクトで、かつ、クリーニング性能を向上させた像担持装置を提供することにある。
【００１０】
この発明の第２の目的は、高精細な画像を得ることにある。
【００１１】
この発明の第３の目的は、効率よく画像を転写することにある。
【００１２】
この発明の第４の目的は、上記それぞれの目的を達成する像担持装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、帯電トナーで形成した画像を像担持体で担持し、その像担持体上の画像を転写材に転写するとき、その像担持体に転写手段で前記帯電トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する一方、クリーニング手段で前記帯電トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する像担持装置において、前記像担持体上の未転写トナーを除去するとき、前記像担持体に、前記転写手段で前記帯電トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の像担持装置において、前記未転写トナーを除去するとき、前記転写手段で前記帯電極性と同極性のＡＣバイアス電圧を重畳することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の像担持装置において、前記未転写トナーを除去するときが、ジャム後であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、上述した第１および第２の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の像担持装置において、前記未転写トナーを除去するときが、前記転写材に各画像転写を終了する毎であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の像担持装置において、前記未転写トナーを除去するときが、ジョブ終了毎であることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の像担持装置において、前記帯電トナーの平均円形度が０．９０ないし０．９９であることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１ないし６のいずれか１に記載の像担持装置において、前記帯電トナーの形状係数ＳＦ−１が１２０ないし１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０ないし１９０であることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１ないし７のいずれか１に記載の像担持装置において、前記帯電トナーの個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合が１．０５ないし１．３０であることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１ないし８のいずれか１に記載の像担持装置を備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき詳細に説明する。図１には、この発明の像担持装置をそなえた画像形成装置の一例である同時両面画像形成プリンタの全体概略構成を示す。
【００２３】
図示する同時両面画像形成プリンタは、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体（転写材）Ｐの表裏両面にほぼ同時に画像形成を可能とするものであり、図１に示すように、外装カバー１０内に、例えば、４つの作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄ、一次像担持装置Ｅ、二次像担持装置Ｆ、媒体搬送装置Ｇ、定着装置Ｈ、排出スタック装置Ｉ、トナー補給装置Ｊなどを備えている。
【００２４】
４つの作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄは、それぞれイエロ・マゼンタ・シアン・ブラックの各色のトナー（帯電トナー）を用いて異なる単色画像を形成するものであり、それぞれ回転可能に支持するドラム状の作像担持体１２をタンデム式に並べて備え、それら各作像担持体１２のまわりに、帯電手段１３、現像手段１４、作像転写手段１５、作像クリーニング手段１６、作像除電手段１７を配置している。そして、それらの作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの下には、個々の作像担持体１２上を各別に露光する共通の露光手段１８を設けている。
【００２５】
作像担持体１２は、直径が３０から１００ｍｍ程度のアルミニウム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体である。この例では、ドラム状のものを用いたが、ベルト状のものを用いてもよい。
【００２６】
露光手段１８は、公知のレーザ方式で、不図示のＬＤ光源からの光を不図示の光学部品で作像担持体１２の表面に向けて照射し、その作像担持体１２の表面を走査してそれに書込みを行うものである。この例では、レーザ方式を用いるが、ＬＥＤアレイと結像部品を用いる露光方式を採用してもよい。
【００２７】
一次像担持装置Ｅは、各作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄで形成した画像をそれぞれ転写して担持するものであり、ベルト状の一次像担持体２０を、各作像担持体１２に接触して、各作像担持体１２とそれに対応する各作像転写手段１５との間を通して３つの一次ローラ２１・２２・２３に掛け回し、まわりに一次クリーニング手段２４、一次転写手段２５を配置している。
【００２８】
一次像担持体２０は、厚みが５０μｍないし６００μｍの樹脂フィルムまたはゴムを基体としたベルトであり、各作像担持体１２からトナーを転写可能とする抵抗値を有している。
【００２９】
二次像担持装置（像担持装置）Ｆは、一次像担持装置Ｅで担持する画像を一次転写して担持するものであり、ベルト状の二次像担持体（像担持体）３０を、一次像担持体２０に接触してそれとの間で所定の転写ニップを形成し、その一次像担持体２０と一次転写手段２５との間を通して３つの二次ローラ３１・３３・３４に掛け回し、まわりに二次クリーニング手段（クリーニング手段）３５、二次転写手段（転写手段）３６を配置している。
【００３０】
二次像担持体３０は、一次像担持体２０と同様に、厚みが５０μｍないし６００μｍの樹脂フィルムまたはゴムを基体にしたベルトであり、一次像担持体２０からトナーを転写可能とする抵抗値を有している。
【００３１】
媒体搬送装置Ｇは、一次像担持装置Ｅと二次像担持装置Ｆ間を通過して図中下方から上方へとのびる媒体搬送路を通して記録媒体Ｐを搬送するものであり、上下二段に備えて各々に記録媒体Ｐを収納する媒体収納容器４０と、その各媒体収納容器４０から各々記録媒体Ｐを順次上から一枚ずつ送り出す供給ローラ４１と、それら送り出した記録媒体Ｐを案内する媒体ガイド４２と、その媒体ガイド４２で案内して搬送する記録媒体Ｐの先端を突き当てて止めるレジストローラ４３と、画像定着後の記録媒体Ｐを案内する排出ガイド４４と、その排出ガイド４４で案内して搬送する記録媒体Ｐを矢印ａ方向に排出する排出ローラ４５などを備えている。
【００３２】
定着装置Ｈは、一次像担持装置Ｅおよび二次像担持装置Ｆから記録媒体Ｐに転写した転写画像を定着するものであり、一対の加熱ローラ４７を備えている。
【００３３】
排出スタック装置Ｉは、定着装置Ｈで画像定着後の記録媒体Ｐをスタックするものであり、外装カバー１０上に形成したスタック部５０を備えている。
【００３４】
トナー補給装置Ｊは、各作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄに粉体ポンプ等を用いて新規トナーを補給するものであり、トナー収納部５２内に各色のトナーカートリッジ５３を備えている。
【００３５】
そして、この同時両面画像形成プリンタで、記録媒体Ｐの表裏両面にカラー画像を形成するときは、不図示のホストからのプリント信号に基づき、作像担持体１２、一次ローラ２１・２２・２３の一つ、二次ローラ３１・３３・３４の一つ、供給ローラ４１などのタイミングを取って回転する。
【００３６】
各作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄでは、個々の作像担持体１２が図中時計まわりに回転するのにともない、それぞれ各帯電手段１３で表面を一様に帯電し、共通の露光手段１８からの個別の書込み光で書込みを行って色別の潜像を形成し、各現像手段１４で各色のトナーを付着して個々の作像担持体１２上にそれぞれ色別のトナー画像を形成する。図示例では、このとき作像担持体１２上のトナーの帯電極性は、マイナスとする。
【００３７】
一次像担持装置Ｅでは、一次ローラ２１・２２・２３の１つのローラを回転するとともに他の２つのローラを従動回転し、一次像担持体２０を作像担持体１２に同期して図中反時計まわりに回転搬送し、その一次像担持体２０に、各作像転写手段１５でプラスのバイアス電圧を印加してそれぞれ作像担持体１２上のトナー画像を順次転写し、４色重ね合わせた第１のフルカラー画像（画像）を形成する。
【００３８】
画像転写後、各作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの作像担持体１２は、それぞれ残留トナーを作像クリーニング手段１６で除去し、作像除電手段１７で除電する。その後、再び各帯電手段１３で帯電して露光手段１８で書込みを行い、各現像手段１４で現像して個々の作像担持体１２上にそれぞれ再度色別のトナー画像を形成する。
【００３９】
二次像担持装置Ｆでは、二次ローラ３１・３３・３４の１つのローラを回転するとともに他のローラを従動回転し、二次像担持体３０を一次像担持体２０に同期して図中時計まわりに回転搬送し、その二次像担持体３０に、一次転写手段２５でプラスのバイアス電圧を印加して一次像担持体２０上の画像を転写する。このとき、二次クリーニング手段３５は、不図示の支軸を中心として回動して二次像担持体３０から離れた、非クリーニング状態にある。
【００４０】
画像転写後、一次像担持装置Ｅの一次像担持体２０は、残留トナーを一次クリーニング手段２４で静電的に除去する。その後、再びその一次像担持体２０上に各作像転写手段１５でそれぞれ作像担持体１２上の画像を順次転写し、４色重ね合わせた第２のフルカラー画像を形成する。
【００４１】
画像転写後、各作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの作像担持体１２は、それぞれ残留トナーを作像クリーニング手段１６で除去し、作像除電手段１７で除電して次の作像サイクルに備える。
【００４２】
一方、媒体搬送装置Ｇでは、適宜選択的に供給ローラ４１の１つを回転して媒体収納容器４０内の記録媒体Ｐを送り出し、媒体ガイド４２で案内して先端をレジストローラ４３間に突き当てて止め、上述した第１のフルカラー画像および第２のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４３を回転し、一次像担持体２０と二次像担持体３０間の転写ニップに送り込む。
【００４３】
そして、まず、転写ニップＴｒにて記録媒体Ｐの裏面側から一次転写手段２５でプラスのバイアス電圧を印加して、一次像担持体２０上の第２のフルカラー画像を記録媒体Ｐの表面に転写し、次いで記録媒体Ｐを若干上方へと搬送したところで表面側から二次転写手段３６でプラスのバイアス電圧を印加して、二次像担持体３０上の第１のフルカラー画像を記録媒体Ｐの裏面に転写する。その後、表裏両面に画像転写後の記録媒体Ｐを定着装置Ｈへと導き、一対の加熱ローラ４７を通して熱と圧力とを加えて両面の転写画像を定着し、排出ガイド４４で案内して排出ローラ４５で外装カバー１０の外に排出し、排出スタック装置Ｉのスタック部５０上に表面を下にしてフェイスダウンでスタックする。
【００４４】
よって、第２頁目を第１のフルカラー画像として先に形成し、次いで第１頁目を第２のフルカラー画像として後に形成し、続けて同様に後の頁を先に形成して記録媒体Ｐの裏面側に転写し、先の頁を後に形成して表面側に転写し、フェイスダウンで出力するようにすれば、スタック部５０上で記録媒体Ｐを頁順に揃えることができる。
【００４５】
このとき、公知の画像処理技術を用いて、一次像担持体２０上の第２のフルカラー画像は、作像担持体１２上では正像とし、二次像担持体３０上の第１のフルカラー画像は、作像担持体１２上では逆像すなわち鏡像とする必要がある。
【００４６】
画像転写後、一次像担持装置Ｅの一次像担持体２０は、残留トナーを一次クリーニング手段２４で除去する。また、二次像担持装置Ｆの二次像担持体３０は、予め、二次クリーニング手段３５を支軸５６を中心として回動して二次像担持体３０に接触させてクリーニング状態とし、その二次クリーニング手段３５で残留トナーを除去し、それぞれ次の画像担持に備える。
【００４７】
使用により、各現像手段１４のトナーがなくなったときには、トナー補給装置Ｊのトナー収納部５２の対応するトナーカートリッジ５３から粉体ポンプ等で搬送して同色のトナーを補給する。
【００４８】
ジャムにより記録媒体Ｐの搬送が妨げられたときには、外装カバー１０の正面カバー１０Ａを支軸５５を中心として矢印ｄ方向に開き、媒体搬送路を開放してジャム処理を行う。
【００４９】
この同時両面画像形成プリンタで、記録媒体Ｐの片面にフルカラー画像を形成するときは、作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの各作像担持体１２上に形成した画像を一次像担持装置Ｅの一次像担持体２０に転写して後、その画像を二次像担持装置Ｆの二次像担持体３０に転写することなく、媒体搬送装置Ｇで搬送する記録媒体Ｐの片面に順次直接転写するようにする。そして、定着装置Ｈで転写画像を定着し、排出スタック装置Ｉにフェイスダウンで頁順に揃えて排出する。
【００５０】
また、図示プリンタで、記録媒体Ｐに二色画像やモノクロ画像を形成するときは、４つの作像装置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄのうちの対応する色の作像装置を用いて画像を形成し、その画像を一次像担持装置Ｅの一次像担持体２０や二次像担持装置Ｆの二次像担持体３０を介して記録媒体Ｐに転写する。
【００５１】
ところで、二次像担持装置Ｆの二次転写手段３６は、記録媒体Ｐに第１のフルカラー画像Ｋ１を転写後、二次像担持体３０上に残る未転写トナーを除去するとき、二次像担持体３０にトナーと同極性のマイナスのバイアス電圧を印加しうるようになっている。
【００５２】
また、二次クリーニング手段３５は、詳しくはその内部に、二次像担持体３０に弾性及び導電性のある細繊維の先端が接触するようにファーブラシローラ３５ａを回転自在に備え、そのファーブラシローラ３５ａの細繊維の先端が接触するように、導電性のバイアスローラ３５ｂを回転自在に備える。さらに、そのバイアスローラ３５ｂの表面に接触するようにブレード３５ｃを設け、下方には残留トナーを収納するトナー収納部３５ｄを備える。
【００５３】
なお、ファーブラシローラ３５ａとバイアスローラ３５ｂとは、不図示のギアを介して駆動モータから回転を伝達されるようになっている。
【００５４】
このように構成された二次像担持装置Ｆにより、二次像担持体３０上の残留トナーを除去するには、図２に示すように、予め、クリーニング手段３５を支軸５６を中心として矢印ｆの方向に回動し、クリーニング状態とする。そして、駆動モータを回転して、ファーブラシローラ３５ａを図中時計回りに、バイアスローラ３５ｂを反時計回りに回転させる。さらに、二次像担持体３０にファーブラシローラ３５ａを介してバイアスローラ３５ｂでプラスのバイアス電圧を印加する。
【００５５】
そして、二次転写手段３６にて記録媒体Ｐに第１のフルカラー画像Ｋ１を転写した後に二次像担持体３０上に残る残留トナーＲＴ１を順次、ファーブラシローラ３５ａに静電的に付着させて除去する。このとき、残留トナーＲＴ１のうち、マイナスに帯電しているものは、ファーブラシローラ３５ａに付着した後、バイアスローラ３５ｂの表面に受け渡される。そして、ブレード３５ｃによってバイアスローラ３５ｂの表面に付着した残留トナーＲＴ１がかきとられ、トナー収納部３５ｄに収納される。
【００５６】
一方、残留トナーＲＴ１のうち、プラスに帯電しているものや、プラスにもマイナスにも帯電していないものは、ファーブラシローラ３５ａに付着せずに、二次残留トナー（未転写トナー）ＲＴ２となって二次像担持体３０上に付着したまま、搬送される。
【００５７】
記録媒体Ｐに第１のフルカラー画像Ｋ１を転写した後、二次残留トナーを除去するとき、二次転写手段３６は、二次像担持体３０にトナーの帯電極性と同極性すなわちマイナスのバイアス電圧を印加する。これにより、二次像担持体３０上の二次残留トナーＲＴ２は、二次転写手段３６を通過しながら順次、マイナスに帯電されて搬送される。
【００５８】
そして、図３に示すように、二次残留トナーＲＴ２が二次クリーニング手段３５に到達すると、二次像担持体３０にファーブラシローラ３５ａを介してバイアスローラ３５ｂがプラスのバイアス電圧を印加するので、二次残留トナーＲＴ２がファーブラシローラ３５ａに順次付着する。そして、二次像担持体３０は、二次残留トナーＲＴ２が除去されて、次のフルカラー画像を担持しうる状態となる。このようにして、二次転写手段３６にて、記録媒体Ｐに第１のフルカラー画像Ｋ１を転写する毎に、二次残留トナーＲＴ２を除去する。
【００５９】
一方、ファーブラシローラ３５ａに付着した二次残留トナーＲＴ２は、バイアスローラ３５ｂの表面に受け渡される。そして、ブレード３５ｃによってバイアスローラ３５ｂの表面に付着した二次残留トナーＲＴ２がかきとられ、トナー収納部３５ｄに収納される。
【００６０】
そして、二次クリーニング手段３５は、次の転写に備えて、支軸５６を中心として矢印ｇの方向に回動して、非クリーニング状態となる。
【００６１】
なお、上述の例において、記録媒体Ｐに第１のフルカラー画像Ｋ１を転写した後、二次残留トナーＲＴ２を除去するとき、二次転写手段３６は、トナーと同極性のＡＣバイアスを重畳してもよい。
【００６２】
また、上述の例では、二次転写手段３６にて、記録媒体Ｐに第１のフルカラー画像Ｋ１を転写終了する毎に、二次残留トナーＲＴ２を除去したが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ジョブ終了毎に二次残留トナーＲＴ２を除去するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、記録媒体Ｐの搬送経路上にある媒体搬送装置Ｇ、二次像担持装置Ｆ、定着装置Ｈなどにおいてジャムが発生し、二次像担持体３０に第１のフルカラー画像Ｋ１の一部または全部の未転写トナーを担持したまま画像の転写が停止したとき、ジャムを解消した後、未転写トナーを除去してもよい。
【００６４】
加えて、上述の例では、二次転写手段３６にて、記録媒体Ｐに第１のフルカラー画像Ｋ１を転写した後に、二次残留トナーＲＴ２を除去したが、この発明はこれに限定されるものではなく、一次転写手段２５にて二次像担持体３０に第１のフルカラー画像Ｋ１を転写した後あるいは、一次転写手段２５にて記録媒体Ｐに第２のフルカラー画像Ｋ２を転写した後に、一次像担持体２０に一次転写手段２５でマイナスのバイアス電圧を印加して、一次クリーニング手段２４で除去できずに一次像担持体２０上にある二次残留トナー（未転写トナー）を除去するようにしてもよい。
【００６５】
また、上述の例では、二次転写手段３６は、二次像担持体３０の回転中心の外側に設けたが、この発明はこれに限定されるものではなく、二次像担持体３０の回転中心の内側に設けてもよい。この場合、発泡タイプのゴムスポンジ導電ローラ、弾性及び導電性を有する細繊維で構成されたブラシ、ファーブラシローラなどを二次像担持体３０に接するように設ける。そして、帯電トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加して、二次像担持体３０と二次残留トナーＲＴ２との吸着力を弱めて、二次クリーニング手段３５で吸着・除去し易くする。
【００６６】
ところで、この発明に用いる各色のトナーは、平均円形度が０．９０ないし０．９９、形状係数ＳＦ−１が１２０ないし１８０、形状係数ＳＦ−２が１２０ないし１９０、個数平均粒径（Ｄｎ）に対する体積平均粒径（Ｄｖ）の割合（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０５ないし１．３０であるとき、高精細な画像が得られる。
【００６７】
なお、平均円形度は、より好ましくは、０．９３ないし０．９７でかつ、円形度が０．９４未満の粒子が１０％以下となることがよく、個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合（Ｄｖ／Ｄｎ）は、より好ましくは、１．１０ないし１．２５である乾式トナーであることがよい。
【００６８】
ここで、平均円形度は、東亜医用電子株式会社製のフロー式粒子分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて、次に示す要領で計測する。すなわち、予め不純固形物を除去した水を１００ないし１５０ｍｌ入れた容器中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１ないし０．５ｍｌ加える。そして、測定試料であるトナーを０．１ないし０．５ｇ程度加える。トナーを分散した懸濁液は、超音波分散器で約１ないし３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００ないし１００００個／μｌとした後、前記分析装置によりトナーの形状および分布を測定することによって得る。
【００６９】
このようにして測定される平均円形度については、次のようなことがいえる。
【００７０】
平均円形度が０．９０未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。また、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。
【００７１】
例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合、クリーニング不良が発生しやすい。上述したクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
【００７２】
また、形状係数ＳＦ−１は、図４に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長さＱの二乗を図形面積Ｘで割って、１００π／４を乗じたときの値である。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次式で定義される。
【００７３】
【数１】
ＳＦ−１＝（Ｑ２／Ｘ）×（１００π／４）
【００７４】
このＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不安定となる。
【００７５】
さらに、形状係数ＳＦ−２は、図５に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を二次元平面上に投影してできる図形の周長Ｐの二乗を図形面積Ｙで割って、１００／４πを乗じたときの値である。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式で定義される。
【００７６】
【数２】
ＳＦ−２＝（Ｐ２／Ｙ）×（１００／４π）
【００７７】
ＳＦ−２の値が１００の場合は、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著になる。なお、この例では、日立製作所製のＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いて、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上記の式より算出したものである。
【００７８】
このようにして測定される形状係数ＳＦ−１および形状係数ＳＦ−２については、次のようなことがいえる。
【００７９】
ＳＦ−１とＳＦ−２の値がともに１００に近づき、トナーの形状が球形に限りなく近づくと、転写効率が高くなることが本発明者の検討により明らかになった。これは、形状効果によりトナー粒子と接触する他のトナー粒子あるいは像担持体等との間は点接触のため、トナーの流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力あるいは鏡映力が弱まって、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。その一方、トナーの形状が球形に近づくと、ブレードクリーニング等のメカ的なクリーニング性能が悪くなる傾向にある。
【００８０】
このことは上述したように、トナーの流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力あるいは鏡映力が弱まり、クリーニング手段と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまうことによる。よって、クリーニング性能の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化、すなわちＳＦ−１の値が１００より大きくなり、ある程度凸凹を有する、すなわち、ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方が好ましい。
【００８１】
また、個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合は、次の要領で算出する。まず、１級塩化ナトリウムを用いて調製した約１％ＮａＣｌ水溶液（例えば、コールター社製のＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ）１００ないし１５０ｍｌ中に、分散剤としてアルキルベンゼンスルフォン酸塩などによる界面活性剤を０．１ないし５．０ｍｌ加え、さらに、トナーを２ないし２０ｍｇ加えて懸濁する。次に、この懸濁液を超音波分散器で約１ないし３分間分散処理し、粒度分布の測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いてトナー粒子またはトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
【００８２】
これらの体積分布と個数分布からトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求め、個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合（Ｄｖ／Ｄｎ）を算出する。なお、粒度分布の測定装置としては、コールター社製のコールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチタイザーＩＩを用いる。
【００８３】
また、チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満、２．５２〜３．１７μｍ未満、３．１７〜４．００μｍ未満、４．００〜５．０４μｍ未満、５．０４〜６．３５μｍ未満、６．３５〜８．００μｍ未満、８．００〜１０．０８μｍ未満、１０．０８〜１２．７０μｍ未満、１２．７０〜１６．００μｍ未満、１６．００〜２０．２０μｍ未満、２０．２０〜２５．４０μｍ未満、２５．４０〜３２．００μｍ未満、３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００８４】
このようにして測定される個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合（Ｄｖ／Ｄｎ）については、次のようなことがいえる。
【００８５】
一般的には、トナーの粒子径が小さいほど、高解像で高画質の画像を得る為には適当であると言われるが、その一方、転写性能やクリーニング性能は低下する傾向にある。また、本発明の範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させる。
【００８６】
また、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。これらの現象は、微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。逆に、トナーの体積平均粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。
【００８７】
また、体積平均粒径／個数平均粒径（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．３０よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、細線部分を小サイズ粒子で現像、一方、ベタ画像を大サイズ粒子を中心に現像するといったトナー粒径による機能分離ができにくくなるため、かえって好ましくない。
【００８８】
したがって、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が４〜８μｍであり、個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０５ないし１．３０、好ましくは１．１０ないし１．２５となるとき、トナーの粒度分布が狭くなり、次のような効果を得ることができる。
【００８９】
まず、画像パターンに応じたトナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像される選択現像が発生しにくくなるため、常時、安定した画像を形成することができる。また、トナーの粒度分布を狭くするので、トナーリサイクルシステムを塔載した場合に生じる作用すなわち、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされる作用を受けにくくなり、常時、安定した画像を形成することができる。
【００９０】
さらに、二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。加えて、一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、攪拌などによる現像装置の長期の使用においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
【００９１】
なお、平均円形度、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２、個数平均粒径に対する体積平均粒径は、それらすべてが上記の数値の範囲内にある必要はなく、いずれか１つの数値でも上記範囲内にあれば、高精細な画像を得ることができる。
【００９２】
また、上述の例では、フルカラー画像を両面同時に画像形成するプリンタの例について説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、白黒画像を両面同時に画像形成するプリンタや片面に画像を形成するプリンタにの適用し得る。また、プリンタに限らず、ファクシミリ、複写機などのあらゆる画像形成装置に適用し得る。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、像担持体上の未転写トナーを除去するとき、像担持体に、転写手段で帯電トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加するので、クリーニング手段の手前に別の手段を設けて未転写トナーに帯電トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加する必要がなく、コンパクトで、かつ、クリーニング性能を向上させた像担持装置を提供することができる。
【００９４】
請求項２に係る発明によれば、未転写トナーを除去するとき、転写手段で帯電極性と同極性のＡＣバイアス電圧を重畳するので、コンパクトで、かつ、よりクリーニング性能を向上させた像担持装置を提供することができる。
【００９５】
請求項３に係る発明によれば、未転写トナーを除去するときが、ジャム後であるので、像担持体に一部または全部の未転写トナーを担持したままジャムにより画像の転写が停止したとき、その像担持体に、転写手段で帯電トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加して未転写トナーを確実に除去することができ、コンパクトで、かつ、よりクリーニング性能を向上させた像担持装置を提供することができる。
【００９６】
請求項４に係る発明によれば、未転写トナーを除去するときが、転写材に各画像転写を終了する毎であることを特徴とするので、一層、未転写トナーを確実に除去することができ、コンパクトで、かつ、よりクリーニング性能を向上させた像担持装置を提供することができるとともに、高精細な画像を得ることができる。
【００９７】
請求項５に係る発明によれば、未転写トナーを除去するときが、ジョブ終了毎であるので、ジョブ処理時間全体に占める未転写トナーを除去する時間を短縮することができ、効率よく画像を転写することができる。
【００９８】
請求項６に係る発明によれば、帯電トナーの平均円形度が０．９０ないし０．９９であるので、トナー形状が球形に近く、画像面積率の高い画像を転写する際に、クリーニング性能を向上させることができ、高精細な画像を得ることができる。
【００９９】
請求項７に係る発明によれば、帯電トナーの形状係数ＳＦ−１が１２０ないし１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０ないし１９０であるので、トナー形状が適度に球形に近く、トナー流動性が高まり、像担持体などに対する吸着力が弱まって転写電界に順応しやすくなり、高精細な画像を得ることができる。
【０１００】
請求項８に係る発明によれば、帯電トナーの個数平均粒径に対する体積平均粒径の割合が１．０５ないし１．３０であるので、帯電トナーの粒度が揃っており、画像パターンに応じたトナー粒径が選択的に用いられる選択現象が発生しにくくなり、高精細な画像を得ることができる。
【０１０１】
請求項９に係る発明によれば、上記各効果を達成した像担持装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例として示す同時両面画像形成プリンタであり、その内部機構の全体概略構成図である。
【図２】その二次像担持装置で残留トナーを除去している様子を示す図である。
【図３】その二次像担持装置で二次残留トナーを除去している様子を示す図である。
【図４】球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長を示す図である。
【図５】物質の周長を示す図である。
【符号の説明】
３０　　二次像担持体（像担持体）
３５　　二次クリーニング手段（クリーニング手段）
３６　　二次転写手段（転写手段）
Ｆ　　二次像担持装置（像担持装置）
Ｋ１　　第１のフルカラー画像（画像）
Ｐ　　記録媒体（転写材）
【図１】
2004109550.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004109550.tif 000006
【図５】
2004109550.tif 000007