JP2012083640A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未転写トナー像をクリーニング部材で除去したとき、クリーニング部材から被清掃体へトナーが再付着するのを抑制することができるクリーニング装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】プレクリーニングブラシローラ１０１の中間転写ベルト８との当接部に紙間が進入するタイミングで、図４に示すように、制御手段たる制御部２００は、プレクリーニングブラシローラ１０１にプレクリーニング電圧を印加するクリーニング電源を制御して、プレクリーニングブラシローラ１０１に印加するプレクリーニング電圧を２０００Ｖから２４００Ｖに変更する。また、それに同期してプレ回収ローラ１０２にプレ回収電圧を印加する回収電源２０２を制御して、プレ回収ローラ１０２に印加するプレ回収電圧を２４００Ｖから２５００Ｖにし、プレクリーニング電圧とプレ回収電圧との電位差をΔ１００Ｖとなる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関するものである。

特許文献１には、被清掃体たる像担持体上の転写体に転写されずに像担持体に残留した転写残トナーを静電的に除去する静電クリーニング方式のクリーニング装置が記載されている。特許文献１に記載のクリーニング装置は、像担持体に当接しながら回転するクリーニング部材たるクリーニングブラシと、これに当接しながら回転する回収部材たる回収ローラと、回収ローラに当接する掻き取りブレードとを有している。そして、クリーニングブラシには、トナーの正規帯電極性とは逆極性のクリーニング電圧を印加している。また、回収ローラには、クリーニング電圧と同極性で且つクリーニング電圧よりも値の大きな回収電圧を印加している。像担持体の表面上に付着している付着物たる転写残トナーは、クリーニングブラシのブラシによって引っ掻かれながら、クリーニング電圧によってベルト表面からブラシに静電転移する。その後、クリーニングブラシから回収ローラに静電転移した後、掻き取りブレードによって回収ローラ表面から掻き落とされる。

画像の濃度調整や色重ねのズレを補正するための制御で像担持体上にトナーパターンを形成してその濃度をフォトセンサで読み取りその検知結果により作像条件をコントロールする場合、読み取った後のトナーパターンは転写紙に転写されずに、クリーニング装置で除去することになる。また、現像器内のトナーをリフレッシュするためにトナーを消費するモードや、紙の搬送不良によりジャムが発生した場合も作像されたトナー像は転写紙に転写されず、クリーニング装置で除去することになる。このように、クリーニングブラシは、転写残トナーだけでなく、トナーパターンなど、像担持体にトナーが大量に付着している未転写のトナー像を像担持体から除去する場合がある。

未転写トナー像を像担持体から除去すると、クリーニングブラシに大量のトナーが付着し、クリーニングブラシに付着した大量のトナーを回収ローラで回収することになる。しかしながら、クリーニングブラシに大量に付着したトナーを、１回、回収ローラとの当接領域（以下、回収領域という）を通過させただけでは、完全に回収ローラに回収することができなかった。このため、クリーニングブラシに残留するトナーが生じ、この残留トナーがクリーニングブラシから像担持体に再付着してしまうという課題があった。そこで、回収電圧を上げて、クリーニング電圧と回収電圧との電位差を大きくしてみた。しかし、回収電圧を上げると、像担持体へ再付着するトナーが多くなってしまった。

本出願人は、上記問題点について鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、未転写トナー像を除去したときのクリーニングブラシのブラシ表面電位を計測したところ、ブラシ表面電位が時間とともに低下していくことがわかった。従って、未転写トナー像を除去したクリーニングブラシが、回収領域に進入するとき、ブラシの表面電位が大きく低下している。その結果、回収電圧の絶対値を大きくすると、回収ローラとクリーニングブラシとの間の電位差が著しく大きくなってしまう。これにより、回収領域でクリーニングブラシに付着したトナーに電荷注入や放電が発生し、極性が反転するトナーが多くなり、クリーニングブラシから像担持体に再付着するトナー量が多くなってしまったと考えられる。

本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、未転写トナー像をクリーニング部材で除去したとき、クリーニング部材から被清掃体へトナーが再付着するのを抑制することができるクリーニング装置および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、クリーニング電圧が印加され、回転しながら像担持体上のトナーを静電的に除去するクリーニング部材と、回収電圧が印加され、上記クリーニング部材に付着したトナーを、上記クリーニング部材から静電的に回収する回収部材とを備えたクリーニング装置において、未転写トナー像をクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーをクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差よりも小さくするよう制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、湿度を検知する湿度検知手段を設け、上記制御手段は、上記湿度検知手段の検知結果に基づいて未転写トナー像をクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差を変更するよう制御することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング部材の表面電位を計測する表面電位計測手段を備え、上記制御手段は、上記クリーニング部材の表面電位に基づいて、回収電圧を変更するよう制御することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかのクリーニング装置において、未転写トナー像をクリーニングするときのクリーニング電圧の絶対値を、転写残トナーをクリーニングするときのクリーニング電圧の絶対値よりも大きくしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかのクリーニング装置において、上記クリーニング部材と上記回収部材とを備えたクリーニング部を複数有し、上記複数のクリーニング部のうち上記像担持体移動方向最上流に配置されたクリーニング部のクリーニング電圧と回収電圧は、トナーの正規帯電極性と逆極性であって、像担持体上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去するものであって、上記制御手段は、未転写トナー像をクリーニングするとき、上記像担持体移動方向最上流に配置されたクリーニング部の回収電圧とクリーニング電圧との電位差を制御することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面に付着している付着物たるトナーをクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、上記クリーニング装置として、請求項１乃至５の何れかのクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。

本出願人は、後述するように、クリーニング部材が未転写トナー像を除去するときの回収部材に印加する回収電圧とクリーニング部材に印加するクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーを除去するときの回収電圧とクリーニング部材に印加するクリーニング電圧との電位差よりも小さくすることで、クリーニング部材から像担持体に再付着するトナーを減らせることがわかった。これは、上述したように、未転写トナー像を除去したとき、クリーニング部材の表面電位が大きく低下するため、回収電圧とクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーを除去するときの電位差よりも小さくすることで、クリーニング部材表面と回収部材表面との電位差を最適値にすることができたためと考えられる。このように、クリーニング部材表面と回収部材表面との電位差を最適値にすることができたため、回収領域で、クリーニング部材表面上のトナーへの電荷注入が抑制され、トナーがクリーニング部材から像担持体へ再付着するのを抑制することができたと考えられる。

本発明によれば、未転写トナー像をクリーニング部材で除去したときのクリーニング部材から像担持体へトナーが再付着するのを抑制することができる。

実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。 階調パターンと光学センサとを示した中間転写ベルト近傍の拡大概略構成図。 同中間転写ベルトに形成されるシェブロンパッチを示す拡大模式図。 同プリンタのベルトクリーニング装置とその周囲とを拡大して示す拡大構成図。 同中間転写ベルト上のプレクリーニング部で除去されなかったトナー消費パターンと、プレクリーニング部から再付着した再付着トナーパターンとを示す図。 ベルトクリーニング装置の８０万枚の耐久試験を行ったときのプレクリーニング部の電圧印加タイミングチャート。 プレクリーニング電圧とプレ回収電圧との電位差を変化させたときの中間転写ベルト８に再付着したトナー量（Ｍ／Ａ）を調べたグラフ。 転写残トナーをクリーニングした後のプレクリーニングブラシの表面電位とプレ回収ローラの表面電位の時間変化を示したグラフ。 トナー消費パターンを除去した後のプレクリーニングブラシの表面電位とプレ回収ローラの表面電位の時間変化を示したグラフ。 本実施形態におけるプレクリーニング部１００ａの電圧印加タイミングチャート。 変形例１のプレクリーニング部の電圧印加タイミングチャート。 変形例３のベルトクリーニング装置１００の概略構成図。 変形例４のプレクリーニング部の概略構成図。 トナー粒子の二次元平面に対する投影像の最大径ＭＸＬＮＧと平面積ＡＲＥＡとを説明する模式図。 トナー粒子の二次元平面に対する投影像の周長ＰＥＲＩと平面積ＡＲＥＡとを説明する模式図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれトナーの形状を模式的に示す図。 タンデム型直接転写方式のプリンタの要部を示す概略構成図。 モノクロプリンタの要部を示す概略構成図。

以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、いわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタの要部を示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー，マゼンタ，シアン，黒（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをそれぞれ有している。感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの回りにはそれぞれ帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、現像装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、ドラムクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、除電装置（不図示）等を有している。プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に対してレーザー光Ｌを照射して静電潜像を書き込むための図示しない光書込ユニットが配設されている。

プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、ベルト部材たる無端状の中間転写ベルト８を具備するベルト装置としての転写ユニット７が配設されている。中間転写ベルト８の他、そのループ内側に配設された複数の張架ローラや、ループ外側に配設された２次転写ローラ１８、テンションローラ１６、ベルトクリーニング装置１００、潤滑剤塗布装置２００などを有している。

中間転写ベルト８のループ内側には、４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、従動ローラ１０と、駆動ローラ１１と、２次転写対向ローラ１２と、３つの対向ローラ１３、１４、１５と、塗布ブラシ対向ローラ１７とが配設されている。これらローラは何れも、自らの周面の一部に中間転写ベルト８を掛け回してベルト張架を行う張架ローラとして機能している。なお、対向ローラ１３、１４、１５としての必要条件として必ずしも一定の張力を付与する働きをもたなければならないということはなく、中間転写ベルト８の回転にともなって従動回転するものでもよい。中間転写ベルト８は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される駆動ローラ１１の回転により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。

ベルトループ内側に配設された４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。なお、１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ図示しない電源によってトナーとは逆極性の１次転写バイアスが印加される。

また、ベルトループ内側に配設された２次転写対向ローラ１２は、ベルトループ外側に配設された２次転写ローラ１８との間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、２次転写ローラ１８とが当接する２次転写ニップが形成されている。なお、２次転写ローラ１８には、図示しない電源によってトナーとは逆極性の２次転写バイアスが印加される。また、２次転写ローラと数本の支持ローラと駆動ローラにより紙搬送ベルトを架け渡し、二次転写ローラ１８と、二次転写対向ローラ１２との間に、中間転写ベルト８及び紙搬送ベルトを挟み込んだ構成としてもよい。

また、ベルトループ内側に配設された３つの対向ローラ１３、１４、１５は、ベルトループ外側に配設されたベルトクリーニング装置１００のクリーニングブラシローラ１０１、１０４、１０７との間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、各クリーニングブラシローラ１０１、１０４、１０７とが当接するクリーニングニップが形成されている。ベルトクリーニング装置１００は中間転写ベルト８と一体的に交換可能になっているが、ベルトクリーニング装置１００と中間転写ベルト８とで寿命設定が異なる場合には、ベルトクリーニング装置１００を中間転写ベルト８とは独立してプリンタ本体に着脱可能としてもよい。ベルトクリーニング装置１００の詳細については、後述する。

本プリンタは、記録紙Ｐを収容する給紙カセットや、給紙カセットから記録紙Ｐを給紙路に給紙する給紙ローラなどを有する図示しない給紙部を備えている。また、給紙部から送られてきた記録紙を受け入れて２次転写ニップに向けて所定のタイミングで送り出す図示しないレジストローラ対を、上述した２次転写ニップの図中右側方に備えている。また、２次転写ニップから送り出される記録紙Ｐを受け入れてその記録紙Ｐに対してトナー像の定着処理を施す図示しない定着装置を、上述した２次転写ニップの図中左側方に備えている。また、必要に応じて、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを補給する図示しないＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給装置も備えている。

近年、記録紙として従来広く用いられてきた普通紙に加え、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などの熱転写に用いる特殊な記録紙が用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、従来の普通紙の場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト８上のトナー像を紙に２次転写する際に転写不良が発生し易くなる。そこで、本プリンタでは、中間転写ベルト８に硬度の低い弾性層を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い記録紙に対して変形できるようにしている。中間転写ベルト８に硬度の低い弾性層を設け、中間転写ベルト８に弾性をもたせることにより、中間転写ベルト８表面が局部的な凸凹に追従して変形できる。これにより、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の転写中抜けがなく、また、平滑性の悪い用紙等に対しても転写ムラのない、均一性に優れた転写画像を得ることができる。

本プリンタでは、中間転写ベルト８は、少なくとも基層、弾性層、表面のコート層から構成される。

中間転写ベルト８の弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー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ー（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。

弾性層の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、０．０７〜０．５［ｍｍ］の範囲が好ましい。さらに好ましくは０．２５〜０．５［ｍｍ］の範囲がよい。又、中間転写ベルト８の厚さが０．０７［ｍｍ］以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写ベルト８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やすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。

また、弾性層の硬度は、１０°≦ＨＳ≦６５°（ＪＩＳ−Ａ）であることが好ましい。中間転写ベルト８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やすい。これに対して硬度が６５°ＪＩＳ−Ａより高いものは、ローラヘ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無く早期の交換が必要になる。

中間転写ベルト８の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層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、塩化ピニル−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。

また、伸びの大きなゴム材料などからなる弾性層の伸びを防止するために、基層と弾性層との間に帆布などの材料で構成された芯体層を設けてもよい。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、などの天然繊維、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、フェノール繊維などの合成繊維、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種あるいは２種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は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、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、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、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。

中間転写ベルト８表面のコート層は、弾性層の表面を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ものである。コート層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８表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。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、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素樹脂、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、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、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、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。

また、必要に応じて、基層、弾性層又はコート層は、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、酸化錫、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−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、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。

中間転写ベルト８の表面は、ベルト表面を保護するために、潤滑剤塗布装置２００により潤滑剤が塗布されている。潤滑剤塗布装置２００は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤２０２と、固形潤滑剤と当接し、回転によって固形潤滑剤から掻き取って得た潤滑剤粉末を中間転写ベルト８表面に塗布する塗布部材たる塗布ブラシローラ２０１とを備えている。本プリンタでは潤滑剤塗布装置２００を備えているが、使用するトナーや中間転写ベルト８の材質、表面摩擦係数により適宜設ければよいものである。

パーソナルコンピュータ等から画像情報が送られてくると、本プリンタは、駆動ローラ１１を回転駆動して、中間転写ベルト８を無端移動させる。駆動ローラ１１以外の張架ローラについては、ベルトに従動回転させる。同時に、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを回転駆動する。また、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面を帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって一様に帯電させながら、帯電後の表面に対してレーザー光Ｌの照射によって静電潜像を形成する。そして、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に形成した静電潜像を現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像することで、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を得る。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、上述したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップにて、中間転写ベルト８のおもて面に重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。

一方、不図示の給紙部では、給紙ローラによって給紙カセットから記録紙Ｐを１枚づつ送り出してレジストローラ対まで搬送する。そして、中間転写ベルト８上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで、レジストローラ対を駆動して記録紙Ｐを２次転写ニップに送り込んで、ベルト上の４色重ね合わせトナー像を記録紙Ｐに一括２次転写する。これにより、記録紙Ｐの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の記録紙Ｐについては、２次転写ニップから定着装置に搬送してトナー像の定着処理を施す。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を中間転写ベルト８に１次転写した後の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについては、ドラムクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって転写残トナーのクリーニング処理を施す。その後、図示しない除電ランプで除電した後、帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで一様に帯電せしめて、次の画像形成に備える。また、記録紙Ｐに一次転写した後の中間転写ベルト８については、ベルトクリーニング装置１００によって転写残トナーのクリーニング処理を施す。

Ｋ用のプロセスユニット６Ｋの図中右側方には、光学センサユニット１５０が中間転写ベルト８のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサユニット１５０は、図２に示すように、中間転写ベルト８の幅方向に並ぶＹ光学センサ１５１Ｙ、Ｃ光学センサ１５１Ｃ、Ｍ光学センサ１５１Ｍ、Ｋ光学センサ１５１Ｋを有している。これらセンサは何れも反射型フォトセンサからなり、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト８のおもて面やベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。図示しない制御部は、これらセンサからの出力電圧値に基づいて、中間転写ベルト８上のトナー像を検知したり、その画像濃度（単位面積あたりのトナー付着量）を検知したりすることができる。

本プリンタにおいては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。
画像濃度制御は、まず、図２に示すような、各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙを中間転写ベルト８上における各光学センサ１５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向する位置に自動形成する。各色の階調パターンは、１０個の画像濃度が異なる２［ｃｍ］×２［ｃｍ］の面積のトナーパッチからなっている。各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙを作成するときの、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの帯電電位は、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ形成せしめながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像する。この現像の際、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルト８の主走査方向に所定の間隔で並ぶように１次転写される。このときの、各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は最小で０．１［ｍｇ／ｃｍ^２］、最大で０．５５［ｍｇ／ｃｍ^２］ほどあり、また、トナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。

中間転写ベルト８に形成され各トナーパターン（Ｓｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙ）は、中間転写ベルト８の無端移動に伴って、光学センサ１５１との対向位置を通過する。この際、光学センサ１５１は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。

次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ１５１の出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色のトナーパターンの各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像バイアス値を特定する。

メモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切なドラム帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。

また、本プリンタは、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、色ずれ量補正処理も実施するようになっている。そして、この色ずれ量補正処理において、中間転写ベルト８の幅方向の一端部と他端部とにそれぞれ、図３に示すようなシェブロンパッチＰＶと呼ばれるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナー像からなる色ずれ検知用画像を形成する。シェブロンパッチＰＶは、図３に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像を主走査方向から約４５［°］傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたラインパターン群である。このシェブロンパッチＰＶの付着量は、０．３［ｍｇ／ｃｍ^２］程度である。

中間転写ベルト８の幅方向の両端部にそれぞれ形成したシェブロンパッチＰＶ内の各色トナー像を検知することで、各色トナー像における主走査方向（感光体軸線方向）の位置、副走査方向（ベルト移動方向）の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出する。ここで言う主走査方向とは、ポリゴンミラーでの反射に伴ってレーザー光が感光体表面上で位相する方向を示している。このようなシェブロンパッチＰＶ内のＹ，Ｍ，Ｃトナー像について、Ｋトナー像との検知時間差を光学センサ１５１で読み取っていく。同図では、紙面上下方向が主走査方向に相当し、左から順に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が９０［°］異なっているＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙトナー像が更に並んでいる。基準色となるＫとの検出時間差ｔｙｋ、ｔｍｋ、ｔｃｋについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向のズレ量、即ちレジストズレ量を求める。そして、そのレジストズレ量に基づいて、不図示の光書込ユニットのポリゴンミラー１面おき、即ち、１走査ラインピッチを１単位として、感光体１に対する光書込開始タイミングを補正して、各色トナー像のレジストズレを低減する。また、ベルト両端部間での副走査方向ズレ量の差に基づいて、各色トナー像の主走査方向からの傾き（スキュー）を求める。そして、その結果に基づいて、光学系反射ミラーの面倒れ補正を実施して、各色トナー像のスキューズレを低減する。以上のように、シェブロンパッチＰＶ内における各トナー像を検知したタイミングに基づいて光書込開始タイミングや面倒れを補正してレジストズレやスキューズレを低減する処理が、色ずれ補正処理である。このような色ずれ補正処理により、温度変化などで各色トナー像の中間転写ベルト８に対する形成位置が経時的にずれていくことに起因する画像の色ずれの発生を抑えることができる。

また、低画像面積の画像形成動作が続くと、現像装置内に長時間とどまりつづける古いトナーが増えてくるため、トナー帯電特性が劣化し画像形成に用いると画像品質が悪くなる（現像能力低下、転写性低下）。このような古いトナーが現像装置内に滞留しないように一定のタイミングで感光体１の非画像領域に吐き出させ、吐き出し後にトナー濃度が低下した現像装置に新しいトナーを補給して現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモードを備えている。

不図示の制御部は、各現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー消費量と、各現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの動作時間とを記憶しておき、所定のタイミングで、現像装置の所定期間の動作時間に対して、トナー消費量が閾値以下である否かを各現像装置について調べ、閾値以下の現像装置について、リフレッシュモードを実行する。

リフレッシュモードが実行されると、感光体の紙間に対応する非画像形成領域に２５［ｍｍ］×２５０［ｍｍ］の面積のトナー消費パターンが作成され、中間転写ベルト８に転写される。トナー消費パターンの付着量は、現像装置の所定期間の動作時間に対するトナー消費量に基づき決定され、単位面積当りの最大付着量が、１．２［ｍｇ／ｃｍ^２］ほどになることがある。また、中間転写ベルト８に転写されたトナー消費パターンのトナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性に揃っている。

中間転写ベルト８に形成された各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンは、ベルトクリーニング装置１００によって回収される。このとき、ベルトクリーニング装置１００は、大量のトナーを中間転写ベルト８から除去しなければならない。しかしながら、従来の極性制御手段とブラシローラとからなるクリーニング装置や、正極性のトナーを除去するブラシローラと、負極性のトナーを除去するブラシローラとを備えたクリーニング装置では、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの未転写のトナー像を一度で除去することができなかった。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８上トナーが次のプリント動作時に記録紙上に転写され、異常画像となる場合があった。

そこで、本プリンタのベルトクリーニング装置１００においては、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの記録紙Ｐに転写されずにベルトクリーニング装置１００へ搬送される未転写のトナー像を一度で除去することができるよう構成している。

図４は、本プリンタの特徴点であるベルトクリーニング装置１００とその周囲とを拡大して示す拡大構成図である。
同図において、ベルトクリーニング装置１００は、中間転写ベルト８上の未転写のトナー像を大まかに除去するためのプレクリーニング部１００ａと、中間転写ベルト８上の正規帯電極性（負極性）と反対極性（正極性）に帯電したトナーを除去する逆帯電トナークリーニング部１００ｂと、中間転写ベルト８上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去する正規帯電トナークリーニング部１００ｃとを備えている。

プレクリーニング部１００ａには、プレクリーニング部材たるプレクリーニングブラシローラ１０１を有している。また、プレクリーニングブラシローラ１０１に付着したトナーを回収するプレ回収部材としてのプレ回収ローラ１０２、プレ回収ローラ１０２に当接してローラ表面からトナーを掻き取るプレ掻き取り部材としてのプレ掻き取りブレード１０３を有している。

未転写のトナー像を構成するトナーのほとんどは、正規帯電極性（負極性）に帯電しているので、正規帯電極性と反対極性（正極性）の電圧をプレクリーニングブラシローラ１０１に印加して、中間転写ベルト８上の負極性トナーを静電的除去するよう構成されている。また、プレ回収ローラ１０２には、プレクリーニングブラシローラ１０１よりも大きな正極性の電圧が印加されている。

逆帯電トナークリーニング部１００ｂは、プレクリーニング部１００ａよりも中間転写ベルト８移動方向下流側に配置され、トナーの正規帯電極性（負極性）と反対極性（正極性）に帯電した逆帯電トナーを静電的に除去する逆帯電トナークリーニング部材たる逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４を有している。また、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４に付着した逆帯電トナーを回収する逆帯電トナー回収部材としての逆帯電トナー回収ローラ１０５、逆帯電トナー回収ローラ１０５に当接してローラ表面から逆帯電トナーを掻き取る逆帯電トナー掻き取り部材としての逆帯電トナー掻き取りブレード１０６を備えている。逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４には、負極性の電圧が印加されており、逆帯電トナー回収ローラ１０５には、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４よりも大きな負極性の電圧が印加されている。また、この逆帯電トナークリーニング部１００ｂは、中間転写ベルト８上のトナーに負極性の電荷を付与して、中間転写ベルト８上のトナーの帯電極性を、正規帯電極性（負極性）に揃える極性制御手段としての機能も有している。

正規帯電トナークリーニング部１００ｃは、逆帯電トナークリーニング部１００ｂよりも中間転写ベルト８移動方向下流側に配置され、正規帯電極性に帯電した正規帯電トナーを静電的に除去する正規帯電トナークリーニング部材たる正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７を有している。また、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７に付着した正規帯電トナーを回収する正規帯電トナー回収部材としての正規帯電トナー回収ローラ１０８、正規帯電トナー回収ローラ１０８に当接してローラ表面から正規帯電トナーを掻き取る正規帯電トナー掻き取り部材としての正規帯電トナー掻き取りブレード１０９を備えている。正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７には、正極性の電圧が印加されており、正規帯電トナー回収ローラ１０８には、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７よりも大きな負極性の電圧が印加されている。

また、ベルトクリーニング装置１００には、画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク（図示省略）に搬送するための搬送手段としての搬送スクリュ１１０が備えられている。本ベルトクリーニング装置１００においては、搬送スクリュ１１０で、ベルトクリーニング装置外の不図示の廃トナータンクに搬送しているが、ベルトクリーニング装置１００に廃トナーケースを設けて、廃トナーケースに除去したトナーを貯留してもよい。この廃トナーケースは、ベルトクリーニング装置１００に対して着脱可能に取り付けられており、メンテナンスなどのときに、廃トナーケース１１５をクリーニング装置１００から取り外して廃トナーケース１１５に溜まったトナーを除去できるようにする。

各クリーニングブラシローラ１０１，１０４，１０７は、回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシ部とを具備しており、外径がφ１５〜１６［ｍｍ］である。起毛は、内部が導電性カーボンなどの導電性材料からなり、表面部がポリエステルなどの絶縁性材料からなる二層構造の芯鞘構造となっている。これにより、芯は、クリーニングブラシローラに印加された電圧とほぼ同じ電位になり、トナーを起毛表面に静電的に引き付けることができる。その結果、中間転写ベルト８上のトナーは、クリーニングブラシローラに印加された電圧の作用によって起毛に静電的に付着する。また、各クリーニングブラシローラ１０１，１０４，１０７の起毛を、二層構造の芯鞘構造ではなく、導電性繊維のみで構成してもよい。また、回転軸部材の法線方向に対して傾斜した姿勢で植毛されたいわゆる斜毛にしてもよい。また、プレクリーニングブラシローラ１０１、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７の起毛を芯鞘構造とし、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４の起毛を導電性繊維のみで構成してもよい。逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４の起毛を導電性繊維のみで構成することで、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４からトナーへの電荷注入が発生しやすくなる。よって、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４によって、中間転写ベルト８上のトナーを良好に負極性に揃えることができる。一方、プレクリーニングブラシローラ１０１、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７の起毛を芯鞘構造とすることによって、トナーへの電荷注入を抑制することができ、中間転写ベルト８上のトナーが正極性に帯電するのを抑制する。これにより、プレクリーニングブラシローラ１０１、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７で、静電的に除去できないトナーが生じるのを抑制できる。

また、各クリーニングブラシローラ１０１，１０４，１０７は、中間転写ベルト８に対し１［ｍｍ］食い込ませており、図示しない駆動手段によって、当接位置で起毛が、中間転写ベルト８移動方向とは逆方向（カウンター方向）に移動するよう回転する。当接位置において、起毛をカウンター方向に移動するよう回転させることで、クリーニングブラシローラと中間転写ベルト８との線速差を大きくすることができる。これにより、中間転写ベルト８のある箇所が、クリーニングブラシローラとの当接範囲を抜けるまでの間における起毛との接触確率が増え、良好に中間転写ベルト８からトナーを除去することができる。

本ベルトクリーニング装置１００においては、各回収ローラ１０２，１０５，１０８として、ＳＵＳローラを用いた。なお、各回収ローラ１０２，１０５，１０８は、クリーニングブラシローラに付着したトナーを起毛と回収ローラとの電位勾配によってブラシから回収ローラに転位させる機能さえ発揮できれば、どのような材料からなっていてもかまわない。例えば、各回収ローラ１０２，１０５，１０８を導電性芯金に数［μｍ］〜１００［μｍ］の高抵抗弾性チューブを被せたり、あるいはさらに絶縁コーティングしたりして、ローラ抵抗をｌｏｇＲ＝１２〜１３［Ω］にしたものを用いてもよい。各回収ローラ１０２，１０５，１０８として、ＳＵＳローラを用いることにより、コストダウンや印加電圧を低く抑えることができ、省電力化を図ることができるというメリットがある。一方、ローラ抵抗をｌｏｇＲ＝１２〜１３［Ω］にすることによって、回収ローラへの回収時におけるトナーへの電荷注入を抑制し、トナーが回収ローラの印加電圧の極性と同極性になり、トナー回収率が低下するのを抑制することができる。

各クリーニングブラシローラ１０１，１０４，１０７の条件は、次の通りである。
・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、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造）
・ブラシ抵抗：１０^６〜８［Ω］
・ブラシ植毛密度：１０万［本／ｉｎｃｈ^２］
・ブラシ繊維径：約２５〜３５［μｍ］
・ブラシ先端の毛倒れ処理：なし
・ブラシ径φ：１５〜１６［ｍｍ］
・中間転写ベルト８へのブラシ繊維喰い込み量：１［ｍｍ］
ブラシ植毛密度、ブラシ抵抗、繊維径、繊維種類、ブラシ繊維喰込量はシステムによって最適化できるため、これに限らない。また、使用できる繊維の種類としては、ナイロン、アクリル、ポリエステルなどがある。

各回収ローラ１０２，１０５，１０８の条件は、次のとおりである。
・回収ローラ芯金材質：ＳＵＳ３０３
・回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量：１．５［ｍｍ］
回収ローラ材質、ブラシ繊維喰込量、印加電圧はシステムによって最適化できるため、これに限らない。

各掻き取りブレード１０３，１０６，１０９の条件は次の通りである。
・ブレードの材質：ＳＵＳ３０４
・ブレード当接角度：２０°
・ブレード厚み：０．１［ｍｍ］
・回収ローラへのブレード喰い込み量：１．０［ｍｍ］
ブレード当接角度、ブレード厚み、回収ローラへの喰い込み量は、システムによって最適化できるため、これに限らない。

次に本ベルトクリーニング装置１００のクリーニング動作について説明する。
図４に示すように、２次転写部を通過した転写残トナーおよび未転写トナー像は不図示の入口シールを越え、プレクリーニングブラシローラ１０１の位置に中間転写ベルト８の回転により移送される。プレクリーニングブラシローラ１０１には、トナーの正規帯電極性と反対極性（正極性）の電圧が印加されており、中間転写ベルト８とプレクリーニングブラシローラ１０１表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト８上の負極性に帯電したトナーを静電的に吸着してプレクリーニングブラシローラ１０１へ移動させる。プレクリーニングブラシローラ１０１に移動した負極性のトナーは、プレクリーニングブラシローラ１０１よりも値が大きな正極性の電圧が印加されたプレ回収ローラ１０２との当接位置まで移送される。そして、プレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位とプレ回収ローラ１０２の表面電位との電位差で形成される電界により、プレクリーニングブラシローラ１０１上に移動したトナーを静電的に吸着してプレ回収ローラ１０２上へ移動させ、プレ回収ローラ１０２に移動した負極性のトナーは、プレ掻き取りブレード１０３により回収ローラ表面から掻き落とされる。プレ掻き取りブレード１０３により掻き落とされたトナーは、搬送スクリュ１１０で装置外に排出される。

次に、プレクリーニングブラシローラ１０１により除去できなかった中間転写ベルト８上の未転写トナー像の負極性トナーや正極性トナー、正極性の転写残トナーは、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４の位置に移送される。逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４には、トナーの正規帯電極性と同極性（負極性）の電圧が印加されており、電荷注入や放電により、中間転写ベルト８上のトナーの極性を負極性に揃える。また、負極性に制御されなかった正極性の逆帯電トナーが、中間転写ベルト８と逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４表面電位との電位差で形成される電界により、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４に吸着して除去される。逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４に移動した正極性のトナーは、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４よりも値が大きな負極性の電圧が印加された逆帯電トナー回収ローラ１０５との当接位置まで移送される。そして、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４の表面電位と逆帯電トナー回収ローラ１０５の表面電位との電位差で形成される電界により、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４上に移動したトナーを静電的に吸着して逆帯電トナー回収ローラ１０５上へ移動させる。逆帯電トナー回収ローラ１０５に移動した正極性のトナーは、逆帯電トナー掻き取りブレード１０６により回収ローラ表面から掻き落とされる。

次に、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４により負極性にシフトしたトナーや、プレクリーニングブラシローラ１０１により除去できなかった負極性のトナーが、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７に移送される。正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７へ移送されるトナーは、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４により負極性に極性制御されている。また、プレクリーニングブラシローラ１０１や逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４によって中間転写ベルト８上のトナーは、ほとんど除去されている。このため、この正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７へ移送されるトナーは、ごく少量である。この正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７へ移送された負極性に揃えられ、ごく少量の中間転写ベルト８上のトナーは、トナーの正規帯電極性と反対極性（正極性）の電圧が印加されている正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７に静電的に付着し、正規帯電トナー回収ローラ１０８により回収され、正規帯電トナー掻き取りブレード１０９により、正規帯電トナー回収ローラ１０８から掻き落とされる。

本ベルトクリーニング装置１００によれば、プレクリーニングブラシローラ１０１を設けることによって、プレクリーニングブラシローラ１０１で未転写のトナー像の大部分をしめる負極性のトナーが大まかに除去される。これにより、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４や正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７に入力されるトナー量を減らすことができ、これらのクリーニングブラシローラ１０４，１０７で残りのトナーを良好に除去することができる。

次に、本実施形態の特徴点について説明する。
近年、プロダクトプリンティング市場では大量のプリントボリュームを電子写真方式によって実現することができるようになり、それとともに装置の長寿命化が望まれている。そこで、本ベルトクリーニング装置１００の８０万枚の耐久試験を行ったところ、４０万枚プリント時では、付着量１．２［ｍｇ／ｃｍ^２］のトナー消費パターンを入力しても良好にクリーニングできたが、８０万枚プリント時では、わずかではあるがクリーニング不良を起こし、転写紙に汚れを発生させた。これは、経時使用により各クリーニングブラシローラの外径が劣化によって細り、転写残トナーは良好にクリーニングできたものの、未転写トナー像のような大量のトナーに対しては良好なクリーニング性を維持するのが難しくなったためと考えられる。８０万枚プリント後のクリーニング不良の要因について本出願人が、鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、付着量が最大で１．２［ｍｇ／ｃｍ^２］となるトナー消費パターンにおいては、中間転写ベルト８上に図５に示すような再付着トナーパターン（ｂ）が形成される。この再付着トナーパターン（ｂ）の付着量は、０．０５［ｍｇ／ｃｍ^２］前後となり、図５に示す、プレクリーニングブラシローラ１０１で除去されなかったトナー消費パターン（ａ）よりも付着量が多くなる。初期時には、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４と正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７とで、付着量が０．０５［ｍｇ／ｃｍ^２］前後の再付着トナーパターン（ｂ）を良好に除去することができた。しかしながら、経時の使用で、クリーニングブラシローラの外径が劣化によって細ると、クリーニングブラシローラのトナーが付着する面積が減少し、クリーニング能力が低下する。その結果、逆帯電トナークリーニング部１００ｂで正規帯電極性に反転した付着量０．０５［ｍｇ／ｃｍ^２］前後の多量の再付着トナーを、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７で除去することができなくなってしまいクリーニング不良が生じたと考えられる。

図６は、ベルトクリーニング装置１００の８０万枚の耐久試験を行ったときのプレクリーニング部の電圧印加タイミングチャートである。
図に示すように、トナー消費パターンが入力されるとき、プレクリーニングブラシローラ１０１に印加するプレクリーニング電圧を＋２０００Ｖから＋２４００Ｖへ上昇させる。トナー消費パターンを除去するときのプレクリーニング電圧を、転写残トナーをクリーニングするときのプレクリーニング電圧よりも大きくすることで、対向ローラ１３とプレクリーニングブラシローラ１０１との電位差を大きくすることができ、中間転写ベルト８上のトナー消費パターンを良好に除去することができる。

上記、耐久試験においては、プレ回収ローラ１０２に印加するプレ回収電圧もプレクリーニング電圧との電位差を保つために、＋２４００Ｖから＋２８００Ｖに上昇させていた。しかしながら、以下に示すように、トナー消費パターンが入力されたときのプレ回収ローラ１０２に印加するプレ回収電圧とプレクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーをクリーニングするときの電位差よりも下げた方が、図５に示した再付着トナーパターン（ｂ）の付着量を低減できた。

図７は、プレクリーニング電圧とプレ回収電圧との電位差を変化させたときの中間転写ベルト８に再付着したトナー量（Ｍ／Ａ）を調べたグラフである。具体的には、プレクリーニングブラシローラ１０１に大量のトナーを付着させて、プレ回収電圧・プレクリーニング電圧を印加しながら、プレクリーニングブラシローラ１０１・プレ回収ローラ１０２・中間転写ベルト８をそれぞれ回転させ、中間転写ベルト８に再付着したトナー量を調べた。図に示すように、プレクリーニング電圧とプレ回収電圧との電位差が小さい方が、中間転写ベルト上のトナー付着量が少ないことがわかる。
このような傾向は、プレクリーニング部１００ａに入力されるトナー付着量が０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］程度以上で確認された。

図８は、転写残トナーをクリーニングした後のプレクリーニングブラシ１０１の表面電位とプレ回収ローラ１０２の表面電位の時間変化を示したグラフであり、図９は、トナー消費パターンを除去した後のプレクリーニングブラシ１０１の表面電位とプレ回収ローラ１０２の表面電位の時間変化を示したグラフである。
プレ回収ローラ１０２は金属であるため、トナー消費パターンをクリーニングしたときも表面電位は変化なく、プレ回収ローラ１０２の表面電位はプレ回収電圧に等しかった。一方、プレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位は、転写残トナーを除去したときは、変化なかったが、トナー消費パターンを除去したときは、表面電位が４００Ｖ程度低下した。このように、トナー消費パターンなど、トナー付着量が０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］以上の未転写トナー像が入力された場合、ブラシ表面電位が低下し、プレ回収ローラ１０２の表面電位とプレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位との電位差が、大きくなってしまう。よって、トナー消費パターンを除去するときのプレクリーニング電圧とプレ回収電圧との電位差が、転写残トナーを除去するときと同じ４００Ｖだと、プレ回収ローラ１０２の表面電位とプレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位との電位差が大きくなってしまう。その結果、プレクリーニングブラシローラ１０１に大量のトナーが付着する未転写トナー像を除去するときは、先の図７に示したように、トナー消プレクリーニング電圧とプレ回収電圧との電位差を、１００Ｖ程度にすることで、プレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位とプレ回収ローラの表面電位との電位差を最適値（５００Ｖ程度）にすることができ、回収領域での電荷注入が抑制され、中間転写ベルト８に再付着するトナー量を減少することができる。

以上のことから、本実施形態のベルトクリーニング装置１００においては、プレクリーニングブラシローラ１０１への印加電圧と、プレ回収ローラ１０２の印加電圧を次のように制御する。
図１０は、本実施形態におけるプレクリーニング部１００ａの電圧印加タイミングチャートである。
各現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー消費量と、各現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの動作時間とを記憶しておき、所定のタイミングで、現像装置の所定期間の動作時間に対して、トナー消費量が閾値以下である否かを各現像装置について調べ、閾値以下の現像装置について、リフレッシュモードを実行する。リフレッシュモードが実行されると、感光体の紙間に対応する非画像形成領域にトナー消費パターンが作成され、中間転写ベルト８に転写される。トナー消費パターンの付着量は、現像装置の所定期間の動作時間に対するトナー消費量に基づき決定される。本実施形態では、このトナー消費パターンの大きさを２５ｍｍ×２５０ｍｍとしている。紙間開始から１５ｍｍ離れた位置からトナー消費パターンが作像される。

プレクリーニングブラシローラ１０１の中間転写ベルト８との当接部に紙間が進入するタイミングで、図４に示すように、制御手段たる制御部２００は、プレクリーニングブラシローラ１０１にプレクリーニング電圧を印加するクリーニング電源を制御して、プレクリーニングブラシローラ１０１に印加するプレクリーニング電圧を２０００Ｖから２４００Ｖに変更する。また、それに同期してプレ回収ローラ１０２にプレ回収電圧を印加する回収電源２０２を制御して、プレ回収ローラ１０２に印加するプレ回収電圧を２４００Ｖから２５００Ｖにする。これにより、プレクリーニング電圧とプレ回収電圧との電位差がΔ１００Ｖとなる。少なくとも、トナー消費パターンを除去したプレクリーニングブラシローラ１０１の部分が、プレ回収ローラ１０２を通過するまでの時間だけ上記の電圧を印加すればよい。その時間Ｔは次の式で表すことができる。
（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｖ＝Ｔ
Ａ：紙間開始からトナー消費パターン形成開始位置までの距離
Ｂ：トナー消費パターンの中間転写ベルト移動方向長さ
Ｃ：プレクリーニングブラシローラ表面の中間転写ベルトとの当接部から回収領域までの移動距離
Ｖ：ブラシ回転速度
Ｔ：電圧印加時間

本実施形態においては、プレクリーニングブラシローラ１０１の外径が１５ｍｍ、ブラシ回転速度が３５０ｍｍ／ｓｅｃである。よって、Ａ＝１５ｍｍ、Ｂ＝２５ｍｍ、Ｃ＝１５π／２ｍｍ、Ｖ＝３５０ｍｍ／ｓｅｃとなり、（１５［ｍｍ］＋２５［ｍｍ］＋１５×π／２［ｍｍ］）÷３５０［ｍｍ／ｓｅｃ］＝０．１８［ｓｅｃ］となる。
よって、制御部２００は、プレクリーニングブラシローラ１０１の中間転写ベルト８との当接部に紙間が進入してから０．１８秒間プレクリーニングブラシローラ１０１に印加するバイアスを２４００Ｖにする。また、それに同期してプレ回収ローラ１０２に印加するバイアスを２５００Ｖにする。

このように、本実施形態のベルトクリーニング装置１００においては、トナー消費パターンを除去するとき、プレクリーニング部１００ａのプレ回収電圧とプレクリーニング電圧を図１０に示すように制御することによって、トナー消費パターンを良好に除去でき、かつ、回収領域で電荷注入や放電によってトナーの極性が反転して中間転写ベルト８へ再付着するのを抑制することができる。これにより、先の図５で示した再付着トナーパターン（ｂ）の付着量を、抑えることができる。その結果、経時使用でクリーニング能力が低下しても、トナー消費パターンを良好に除去することができ、経時にわたり、クリーニング性を維持することができる。

［変形例１］
図１１は、変形例１のプレクリーニング部の電圧印加タイミングチャートである。
この変形例１は、トナー消費パターンを除去するときのプレクリーニング電圧とプレ回収電圧との差を０Ｖにしたものである。先の図９に示したように、トナー消費パターンを除去したときのプレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位降下が約４００Ｖであるので、プレ回収ローラ１０２の印加バイアスを変更せず、プレクリーニングブラシローラ１０１に印加するバイアスだけを変更するだけでプレ回収ローラ１０１への回収を最適化することができる。

［変形例２］
また、使用環境でトナー消費パターンを除去したときのプレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位降下や、中間転写ベルト８上の転写残トナーやトナー消費パターンを良好に除去できる電位差が異なってくる。よって、環境条件によってプレクリーニング部１００ａのプレクリーニング電圧とプレ回収電圧とを異ならせてもよい。
具体的には、下記表１に示すようなテーブルを予め本体の内部メモリに格納しておく。そして、湿度検知手段たる不図示の温湿度センサの値から、そのときの温湿度に対応する印加電圧をテーブルから読み出し、プレクリーニングブラシローラ１０１とプレ回収ローラ１０２に読み出したバイアスを印加する。

変形例２においては、環境が変化しても、トナー消費パターンをプレクリーニングブラシローラ１０１で良好に除去することができる。また、環境が変化して、トナー消費パターンを除去したときのプレクリーニングブラシ表面の電位降下量が異なったりしても、プレ回収ローラ１０２表面とプレクリーニングブラシローラ１０１表面との電位差を最適に保つことができる。これにより、プレクリーニングブラシに付着したトナー消費パターンのトナーを良好にプレ回収ローラ１０２に回収することができ、かつ、回収領域での電荷注入を抑制することができ、中間転写ベルト８に再付着するトナーが増えるのを抑制することができる。

［変形例３］
図１２は、変形例３のベルトクリーニング装置１００の概略構成図である。
この変形例３においては、表面電位計測装置１１００を本体に組み込み、プレクリーニングブラシ１０１の表面電位をモニターし、プレ回収ローラ１０２の印加電圧を決定するものである。
表面電位計測装置１１００は、導線１１０４で接続された２つの金属板１１０１,１１０２を有しており、第１金属板１１０１は、ブラシと中間転写ベルト８とが接触した後のブラシ先端に軸方向全域に渡って接触するようにブラシ先端から０．７ｍｍ食い込んだ位置に配置されている。第１金属板１１０１はステンレスを用いた。第１金属板１１０１に導線１１０４を介して接続された第２金属板１１０２には、表面電位計のプローブ１１０３が設けられている。ブラシに接触する第１金属板１１０１は、ブラシ表面電位と同電位となり、第１金属板１１０１に接続された第２金属板１１０２もブラシ表面電位と同電位となる。よって、第２金属板１１０２を表面電位計のプローブ１１０３で測定することによりプレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位を計測することができる。図１２では第２金属板１１０２を用いてブラシ表面電位と同電位とみなし計測しているが、ブラシ周囲に表面電位計を配置できる構成になっていれば、第１金属板１１０１に０．７ｍｍの間隔をもって表面電位計を設置すればよい。しかしながら、表面電位計のプローブ１１０３にトナーが付着すると測定が正確に行われなくなるため、表面電位計のプローブ１１０３はトナーが付着しにくい位置に設置するほうが望ましい。つまり、図１２に示すように、２つの金属板１１０１,１１０２を設けて、表面電位計のプローブ１１０３は作像ユニットから離れた場所のマシン本体内に設置した方がよい。

この変形例３においては、上記表面電位計測装置１１００を用いて、例えば、次のような式を用いてプレ回収ローラ１０２に印加するプレ回収電圧を決定する。
プレ回収電圧=トナー消費パターンクリーニング時のブラシローラ表面電位＋４００［Ｖ］

プレクリーニングブラシローラ１０１のブラシ抵抗は、経時で変化し、ブラシ表面電位も初期から変化する。このため、例えば５,０００枚通紙ごとに表面電位を測定し、プレ回収ローラ１０２印加電圧を決定する。プレ回収ローラ１０２印加電圧を決定するときは、作像していないときにダミーのトナー消費パターンを作像し、このダミーのトナー消費パターンをプレクリーニングブラシローラ１０１で除去する。そして、このダミーのトナー消費パターンを除去したプレクリーニングローラ表面を表面電位計で計測し、その計測結果に基づいて、プレ回収ローラ１０２の表面とプレクリーニングブラシローラ１０１の表面との電位差が最適な値（４００〜５００Ｖ）となるように、プレ回収電圧を決定する。このように、トナー消費パターンを除去したプレクリーニングローラの表面電位を計測する専用の時間を設けるのが好ましい。これは、トナー消費パターンを除去したプレクリーニングローラの表面電位を測定するときは、プレ回収ローラ１０２の印加電圧が仮の電圧で最適化されていない可能性があり、プレクリーニングブラシローラ１０１からプレ回収ローラ１０２へのトナー移動量が低下し、上述した再付着トナーパターンの付着量が増えてしまい、クリーニング不良が発生する可能性があるためである。

このように、変形例３においては、表面電位計測装置１１００を用いて、トナー消費パターンを除去したプレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位を計測し、その計測結果に基づいてプレ回収電圧を変更するので、経時でプレクリーニングブラシローラの抵抗が変化しても、プレ回収ローラ１０２表面とプレクリーニングブラシローラ１０１表面との電位差を最適に維持することができる。これにより、経時にわたり、トナー消費パターンを除去したときの再付着トナー量を低減することができ、経時にわたりクリーニング性を維持することができる。

また、プレクリーニングブラシローラ１０１の表面電位を計測するために、ブラシに接触させた第１金属板１１０１はフリッカーの機能もあり、プレクリーニングブラシローラ１０１の繊維から空間にトナーを弾き飛ばす。このためプレクリーニングブラシローラ１０１からプレ回収ローラ１０２へのトナー移動量がある程度低下したとしても、再付着トナーパターンの付着量が大幅に増えることがない。よって、５０００枚毎にプレ回収ローラ１０２に印加する回収電圧を決定するように制御してもクリーニング性が低下することがない。

［変形例４］
図１３は、変形例４のプレクリーニング部１００ａの概略構成図を示す図である。
変形例４のプレクリーニング部１００ａには、プレクリーニングニップから回収領域までの間に帯電手段たるトナー摩擦帯電部材１２１を設けている。このトナー摩擦帯電部材１２１により、プレクリーニングブラシローラ１０１に付着したトナーを、正規帯電極性に摩擦帯電させる。

トナー摩擦帯電部材１２１は、φ１０［ｍｍ］のアルミローラ表面にシロキサン含有のコート層を有するものであり、プレクリーニングブラシローラ１０１との当接部で従動方向に回転するようになっている。また、トナー摩擦帯電部材１２１は、電気的にフロートになっている。トナー摩擦帯電部材１２１の材質は、摩擦によりトナーをマイナス帯電させる材質を選択する。トナー材質がポリエステルの場合には、摩擦帯電系列がポリエステルよりプラスの材質を選択する。たとえば、金属ローラの表面に、アルコキシシロキサン(Ａ)とアミノシランカップリング剤（Ｂ）とシリコーン樹脂（Ｃ）からなるコート層を被覆したものや、ナイロンチューブを被覆したもの、ＳＵＳローラの表面にチタンめっきを施したものなどである。

中間転写ベルト８からプレクリーニングブラシローラ１０１に付着した正規帯電極性トナーは、トナー摩擦帯電部材１２１との摩擦帯電によって、正規帯電極性側（負極性側）にチャージアップされてから回収領域を通過する。このように、トナー摩擦帯電部材１２１によりチャージアップしてから、回収領域を通過するので、回収領域でプレクリーニングブラシローラ１０１上の正規帯電トナーに、正規帯電極性と反対極性の電荷が注入されても、極性反転して、逆帯電トナーとなるのを抑制することができる。これにより、逆帯電トナーとなって、プレ回収ローラ１０２に回収されずに再度、プレクリーニングニップへ搬送されるトナー量を減らすことができる。その結果、中間転写ベルト８に再付着するトナー量を減らすことができる。

また、トナー摩擦帯電部材１２１のプレクリーニングブラシローラ１０１への喰い込み量は、プレ回収ローラ１０２のプレクリーニングブラシローラ１０１への喰い込み量と同じかそれ以上に設定するのが好ましい。このように構成することで、回収領域で正規帯電極性と反対極性に帯電し、中間転写ベルト８に再付着しなかったプレクリーニングブラシローラ１０１の残留トナーを、正規帯電極性にすることができる。この理由は、回収領域で逆帯電トナーとなったトナーは、カウンター方向に回転するプレ回収ローラ１０２によって、ブラシ繊維の先端から、次のブラシ繊維へ移動する。ブラシ繊維は、プレ回収ローラ１０２の食い込み量分傾斜しているので、この逆帯電トナーは、次のブラシの繊維の毛先から、プレ回収ローラ１０２との食い込み量分内側の部分に付着することになる。その結果、プレクリーニングブラシに残留したトナーのほとんどは、ブラシ先端からプレ回収ローラ１０２の食い込み量分内側の部分に存在する。よって、トナー摩擦帯電部材１２１のプレクリーニングブラシローラ１０１への食い込み量を、プレ回収ローラ１０２のプレクリーニングブラシローラ１０１への食い込み量以上とすることで、ブラシ内部に残留した逆帯電トナーと接触することができ、逆帯電トナーを、良好に正規帯電極性に極性反転させることができるのである。

従って、プレクリーニングブラシローラ１０１とプレ回収ローラ１０２の喰い込み量が１ｍｍとすると、正規帯電極性と反対極性に帯電した逆帯電トナーはブラシ先端から１ｍｍ芯金側に存在している。このように、トナー摩擦帯電部材１２１は、プレクリーニングブラシローラ上の逆帯電トナーを正規帯電トナーに反転させるためには、食い込み量は上記のように、プレ回収ローラ１０２のプレクリーニングブラシローラ１０１への喰い込み量と同じ量かそれ以上に設定するである。

また、トナー摩擦帯電部材１２１を、逆帯電トナークリーニング部１００ｂや正規帯電トナークリーニング部１００ｃに設けてもよい。正規帯電トナークリーニング部１００ｃに配置するトナー摩擦帯電部材１２１の材質は、正規帯電トナークリーニングブラシローラ上のトナーを正規帯電極性（負極性）に摩擦帯電させるので、プレクリーニング部１００ａに配置するトナー摩擦帯電部材１２１と同じ材質でよい。一方、逆帯電トナークリーニング部１００ｂに配置するトナー摩擦帯電部材１２１の材質は、逆帯電トナークリーニングブラシローラ上のトナーを正規帯電極性と反対極性（正極性）に摩擦帯電させるため、トナーをプラス帯電させる材質を選択する。トナー材質がポリエステルの場合には、摩擦帯電系列がポリエステルよりマイナスの材質を選択する。例えば、ＰＶＤＦを被覆したもの、テフロン（登録商標）を被覆したもの、その他のフッ素系樹脂をコーティングしたものでも良い。

正規帯電トナークリーニング部１００ｃ、逆帯電トナークリーニング部１００ｂにトナー摩擦帯電部材１２１を設けることで、各クリーニング部での回収ローラによる回収率を上げることができ、ブラシに残留するトナーが生じるのを抑制することができる。

また、上記では、帯電手段として、トナー摩擦帯電部材を用いたが、帯電手段として、電極部材と電源とで構成し、クリーニングブラシローラに付着したトナーに電荷を注入することで、クリーニングブラシローラのトナーをチャージアップさせてもよい。

上記では、未転写トナー像として、トナー消費パターンを除去するときに、プレ回収電圧とプレクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーを除去するときの電位差よりも小さくしているが、階調パターンやジャム発生により転写紙に転写されなかったトナー像など、付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２以上の未転写トナー像を除去するときにもプレ回収電圧とプレクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーを除去するときの電位差よりも小さくしてもよい。階調パターンの場合は、階調パターンがプレクリーニングブラシローラとの当接部へ進入する少し前の段階で、プレクリーニング電圧やプレ回収電圧を、転写残トナーを除去するときの電圧から未転写トナー像を除去するときの電圧に変更する。ジャム発生により転写紙に転写されなかったトナー像を除去する場合は、ジャム回復動作の時にプレクリーニング電圧やプレ回収電圧を、転写残トナーを除去するときの電圧から未転写トナー像を除去するときの電圧に変更する。

また、本ベルトクリーニング装置１００は、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４で中間転写ベルト８上のトナーに負極性の電荷を注入して、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７を通過するトナーの帯電極性を負極性に揃える極性制御を行っているが、このような極性制御は、トナー条件や作像条件によっては必ずしも行わなくてもよい。また、本ベルトクリーニング装置１００は、正規帯電トナークリーニング部１００ｃをベルト移動方向最下流に設けているが、逆帯電トナークリーニング部１００ｂをベルト移動方向最下流に設けてもよい。この場合、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７で、中間転写ベルト８上のトナーに正極性の電荷を注入して、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７を通過するトナーの帯電極性を正極性に揃える極性制御を行ってもよいし、このような極性制御が行われないよう構成してもよい。

また、本ベルトクリーニング装置１００は、逆帯電トナークリーニングブラシローラ１０４で中間転写ベルト８上の正極性のトナーを除去しているが、逆帯電トナークリーニング部１００ｂを極性制御部に変更して、中間転写ベルト８上の正極性のトナーを除去しない構成としてもよい。この場合、プレクリーニングブラシローラ１０１を通過した中間転写ベルト８上のトナーは、極性制御部により、負極性に揃えられて、極性制御部よりもベルト移動方向下流の正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７へ移送される。そして、正規帯電トナークリーニングブラシローラ１０７で、負極性のトナーを除去する。極性制御部で、中間転写ベルト８上のトナーに負極性の電荷を注入する手段としては、導電性ブラシ、導電性ブレードなどでよい。また、トナーの帯電極性を負極性に揃えるのではなく、正極性に揃えるようにして、極性制御部よりもベルト移動方向下流に、負極性の電圧が印加されたクリーニングブラシローラを配置して、中間転写ベルト上の正極性に揃えられたトナーを除去する構成でもよい。このような、構成でも、プレクリーニングブラシローラ１０１で、中間転写ベルト８から未転写トナー像のトナーを大まかに除去するので、極性制御部へ移送されるトナー量は少なくなっている。また、プレクリーニングブラシローラ１０１から中間転写ベルト８に再付着するトナー量も少なくなっている。よって、極性制御部で、中間転写ベルト８上のトナーを良好に、一方の極性に揃えることができる。その結果、極性制御部の下流に配置されたクリーニングブラシローラで中間転写ベルト８上のトナーを良好に静電的に除去できる。よって、大量のトナーが付着した未転写のトナー像がベルトクリーニング装置１００に入力されても、良好にクリーニングすることができる。

次に、本プリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。
本プリンタに好適に使用されるトナーは、６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が３〜６［μｍ］のものが好ましい。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが好ましい。（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。
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１４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。

また、図１５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。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、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ーと、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／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。

（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）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。

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。

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。

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。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。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５／１を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１／１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。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。

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。

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。

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２／１超や、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。

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。

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。

（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。

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。

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画像形成装置に用いた場合の光沢性が悪化する。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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^−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０^{−３〜０．５}［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ^２／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^−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。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。

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。

（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。
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。

（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（メチルセルソルブなど）、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。

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。

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ベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。

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。

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有する脂肪族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。

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１［μｍ］、及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、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。

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。

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２〜２０［μｍ］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１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］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。

（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。
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。

（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。

（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、ついで、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。 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。

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。

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１６（ａ），（ｂ），（ｃ）はトナーの形状を模式的に示す図である。図１６（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（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１６（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１６（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。

また、本発明のクリーニング装置は、中間転写ベルトのおもて面をクリーニングするベルトクリーニング装置１００に限らず、図１７に示すように、紙搬送ベルト５１のクリーニング装置５００にも適用することができる。図１７に示すように、タンデム型直接転写方式の画像形成装置に用いられる被清掃体としての紙搬送ベルト５１は、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ接触してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを形成している。そして、記録紙Ｐを自らの表面に保持しながら、自らの無端移動に伴って図中左側から右側に向けて搬送する過程で、記録紙ＰをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップに順次送り込む。これにより、記録紙Ｐには、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。Ｋ用の一次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト５１に付着しているトナーなどの汚れは、搬送ベルトクリーニング装置５００によって除去される。また、光学センサユニット１５０が紙搬送ベルト５１のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。図１７に示すプリンタにおいても、所定のタイミングで画像濃度制御や位置ずれ量補正制御を実施し、紙搬送ベルト５１に所定のトナーパターン（階調パターン、シェブロンパッチ）を形成し、光学センサユニット１５０で上記トナーパターンを検知し、検知結果に基づいて所定の補正処理を実行する。光学センサユニット１５０で検知後の未転写トナー像であるトナーパターンは、搬送ベルトクリーニング装置５００で除去される。このように、紙搬送ベルト５１は、トナー像を担持する像担持体としての機能を備えている。

上記搬送ベルトクリーニング装置５００に本発明のクリーニング装置を適用することによって、紙搬送ベルト５１に形成されたトナーパターンを良好に除去することができ、記録紙の裏面が、トナーなどで汚れるのを抑制することができる。

また、本発明のクリーニング装置は、図１８に示すように、ドラムクリーニング装置４にも適用できる。現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモード実行した際のトナー消費パターンや、紙詰まりが発生した際の感光体上のトナー像などの未転写トナー像が、ドラムクリーニング装置４に入力される。ドラムクリーニング装置４に本発明のクリーニング装置を適用することによってドラムクリーニング装置４に入力された未転写トナー像を良好に除去することができる。

また、上述では、プレクリーニング部１００ａと、逆帯電トナークリーニング部１００ｂと、正規帯電トナークリーニング部１００ｃとを備えたクリーニング装置に本発明を適用した形態について説明したが、これに限られるものではない。例えば、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備えたクリーニング部と、このクリーニング部よりも像担持体表面移動方向上流側に極性制御手段を配置したクリーニング装置にも本発明を適用することができる。このような装置においても、０．５ｍｇ／ｃｍ^２以上の未転写トナー像を除去するとき、回収電圧とクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーを除去するときの電位差よりも小さくすることにより、クリーニングブラシで除去したトナーが、像担持体に再付着するのを抑制することができる。

以上、本実施形態のクリーニング装置たるベルトクリーニング装置１００は、クリーニング電圧が印加され、回転しながら像担持体たる中間転写ベルト８上のトナーを静電的に除去するクリーニング部材たるクリーニングブラシローラと、回収電圧が印加され、クリーニングブラシローラに付着したトナーを、クリーニングブラシローラから静電的に回収する回収部材たる回収ローラとを備えている。そして、未転写トナー像をクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーをクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差よりも小さくするよう制御する制御手段たる制御部を有している。これにより、上述したように、未転写トナー像を除去したときの中間転写ベルトに再付着するトナー量を減らすことができる。

また、変形例２のベルトクリーニング装置は、湿度を検知する湿度検知手段たる温湿度センサを備え、温湿度センサの検知結果に基づいて未転写トナー像をクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差を変更する。これにより、環境が変動しても、回収ローラ表面とクリーニングブラシローラの表面の電位差を最適に維持することができ、未転写トナー像を除去したときの中間転写ベルトに再付着するトナー量を減らすことができる。

また、変形例３のベルトクリーニング装置は、クリーニングブラシローラの表面電位を計測する表面電位計測手段としての表面電位計測装置１１００を有し、クリーニングブラシローラの表面電位に基づいて、回収電圧を変更する。これにより、上述したように、経時にわたり未転写トナー像を除去したときの回収ローラ表面とクリーニングブラシローラの表面の電位差を最適に維持することができ、経時にわたり、未転写トナー像を除去したときの中間転写ベルトに再付着するトナー量を減らすことができる。

また、未転写トナー像をクリーニングするときのクリーニング電圧の絶対値を、転写残トナーをクリーニングするときのクリーニング電圧の絶対値よりも大きくすることにより、中間転写ベルト上の未転写トナー像を良好に除去することができる。

また、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備えたクリーニング部を複数有し、複数のクリーニング部のうち中間転写ベルト移動方向最上流に配置されたクリーニング部たるプレクリーニング部のクリーニング電圧と回収電圧は、トナーの正規帯電極性と逆極性であって、中間転写ベルト上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去するものである。そして、未転写トナー像をクリーニングするとき、プレクリーニング部１００ａの回収電圧とクリーニング電圧との電位差を制御する。これにより、未転写トナー像を除去したとき、プレクリーニングブラシローラ１０１から中間転写ベルト８に再付着するトナーを減らすことができ、下流のクリーニング部で、再付着したトナーを良好に除去することができる。

また、本実施形態の画像形成装置においては、上述のクリーニング装置を用いることにより、転写紙の汚れが抑制された画像を経時にわたり得ることができる。

４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：ドラムクリーニング装置
８：中間転写ベルト
１３，１４，１５：クリーニング対向ローラ
５１：紙搬送ベルト
１００：ベルトクリーニング装置
１００ａ：プレクリーニング部
１００ｂ：逆帯電トナークリーニング部
１００ｃ：正規帯電トナークリーニング部
１０１：プレクリーニングブラシローラ
１０２：プレ回収ローラ
１０３：プレ掻き取りブレード
１０４：逆帯電トナークリーニングブラシローラ
１０５：逆帯電トナー回収ローラ
１０６：逆帯電トナー掻き取りブレード
１０７：正規帯電トナークリーニングブラシローラ
１０８：正規帯電トナー回収ローラ
１０９：正規帯電トナー掻き取りブレード
５００：搬送ベルトクリーニング装置

特開２００６−２６７９４７号公報

Claims (6)

1. クリーニング電圧が印加され、回転しながら像担持体上のトナーを静電的に除去するクリーニング部材と、
   回収電圧が印加され、上記クリーニング部材に付着したトナーを、上記クリーニング部材から静電的に回収する回収部材とを備えたクリーニング装置において、
   未転写トナー像をクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差を、転写残トナーをクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差よりも小さくするよう制御する制御手段を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１のクリーニング装置において、
   湿度を検知する湿度検知手段を設け、
   上記制御手段は、上記湿度検知手段の検知結果に基づいて未転写トナー像をクリーニングするときの回収電圧とクリーニング電圧との電位差を変更するよう制御することを特徴とするクリーニング装置。
3. 請求項１のクリーニング装置において、
   上記クリーニング部材の表面電位を計測する表面電位計測手段を備え、
   上記制御手段は、上記クリーニング部材の表面電位に基づいて、回収電圧を変更するよう制御することを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項１乃至３いずれかのクリーニング装置において、
   未転写トナー像をクリーニングするときのクリーニング電圧の絶対値を、転写残トナーをクリーニングするときのクリーニング電圧の絶対値よりも大きくしたことを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項１乃至４いずれかのクリーニング装置において、
   上記クリーニング部材と上記回収部材とを備えたクリーニング部を複数有し、
   上記複数のクリーニング部のうち上記像担持体移動方向最上流に配置されたクリーニング部のクリーニング電圧と回収電圧は、トナーの正規帯電極性と逆極性であって、像担持体上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去するものであって、
   上記制御手段は、未転写トナー像をクリーニングするとき、上記像担持体移動方向最上流に配置されたクリーニング部の回収電圧とクリーニング電圧との電位差を制御することを特徴とするクリーニング装置。
6. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面に付着している付着物たるトナーをクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、
   上記クリーニング装置として、請求項１乃至５の何れかのクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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