JP4388678B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機，プリンタ，ＦＡＸ等の、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、電子写真方式，熱転写方式，インクジェット方式等様々な方式が採用されている。これらのうち、電子写真方式を用いた画像形成装置は、他の方式と比較して、高速、高画質、静粛性の点で優位性を有している。
【０００３】
また、近年、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置も普及してきている。電子写真方式を用いたカラー画像形成装置には様々な方式があり、例えば、従来、多重転写方式，中間転写方式等がよく知られている。
【０００４】
あるいは、この他にも、電子写真感光体の表面にカラーのトナーを重ねて形成した後に、これを転写材上に一括転写して画像形成を行う多重現像方式、あるいは複数の異なる色の画像形成部（プロセスステーション）を直列に配置し、搬送手段によって搬送される転写材Ｐ上に次々に各色のトナー像を転写するインライン方式等がある。
【０００５】
インライン方式によるカラー画像形成装置は高速化が可能であり、また、トナー像転写の回数が少ないため画質が良いなど、多くの優位点を有している。また、インライン方式においては、有用性（ユーザビリティ）の向上、装置の設置面積の低減のために、プロセスステーションを鉛直方向に並べ、転写材を垂直に搬送する構成も提案されている。
【０００６】
図８は、インライン方式を用いた従来技術に係るカラー電子写真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。インライン方式の画像形成装置では、転写材搬送装置としての静電吸着搬送ベルト（「搬送ベルト」ともいう。）１０１が、駆動ローラ１０７、吸着対向ローラ１０６、テンションローラ１０８及び１０９の４本のローラに巻架される。
【０００７】
この搬送ベルト１０１の周面に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像形成部であるプロセスステーション１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ及び１０２ｄが直列に配置されており、搬送ベルト１０１は、図中矢印Ｘ’方向に回転することにより、転写材Ｐ’を各プロセスステーションに順次搬送する。
【０００８】
各プロセスステーション１０２ａ〜１０２ｄの内部構成の一例を図９を用いて説明する。
【０００９】
プロセスステーション１０２ａは、像担持体として、例えば、矢印Ｗ’方向に回転可能なドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１２１ａを有している。この感光ドラム１２１ａの表面は一次帯電装置１２２ａにより一様に帯電された後、例えば、静電潜像形成装置である、ＬＥＤ，レーザ等の露光装置による露光光１２３ａが画像情報に従って点滅することにより、感光ドラム１２１ａの表面に静電潜像が形成される。
【００１０】
その後、現像装置１２４ａによって、トナーをこの静電潜像に静電的に付着させることにより、感光ドラム１２１ａ上にトナー像が形成される。次いで、転写材搬送装置にて感光ドラム１２１ａと対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ’上に、感光ドラム１２１ａ上のトナー像は、転写装置１０３ａの作用により静電的に転写される。
【００１１】
感光ドラム１２１ａ上に残留する、所謂、転写残トナーはクリーニングブレード１２５ａによって掻き落とされて、廃トナー容器１２６ａに収容され、感光ドラム１２１ａは繰り返し画像形成に供される。
【００１２】
プロセスステーション１０２ｂ〜１０２ｄも、上記プロセスステーション１０２ａと同様の内部構成である。
【００１３】
この様に、各プロセスステーション内の感光ドラム１２１ａ〜１２１ｄに対向する位置には、搬送ベルト１０１を介して転写装置である転写ブレード１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及び１０３ｄがそれぞれ設けられており、これら転写ブレード１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及び１０３ｄには、それぞれ転写バイアス電源１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ及び１０４ｄより、転写バイアスが印加される。
【００１４】
従来、上記のような電子写真方式の画像形成装置において、例えば、感光ドラム１２１ａ〜１２１ｄとして、負極性の有機半導体電子写真感光体（ＯＰＣ感光体）を用いて、露光により負電荷が減衰した露光部を現像する場合には、負極性のトナーを用いていた。従って、転写ブレード１０３ａ〜１０３ｄには転写バイアス電源１０４ａ〜１０４ｄより正極性の転写バイアスを印加して、負極性のトナーを転写材Ｐ’に転写させていた。また、転写ブレード１０３としては、低抵抗の樹脂フィルムが一般的に用いられていた。
【００１５】
転写材Ｐ’は、給紙カセット１１５等から供給ローラ１１４によって画像形成装置内に送り出されると、まず、画像形成動作と転写材Ｐ’の搬送との同期をとるために、例えばローラ状の同期回転体（即ち、レジストローラ１１０）及びレジスト対向ローラ１１３に一度挟持された後、転写材Ｐ’と搬送ベルト１０１との吸着が行われる吸着部Ｎ’に導かれる。
【００１６】
吸着部Ｎ’では、吸着部材としての吸着ローラ１０５が搬送ベルト１０１を介して吸着対向部材としての吸着対向ローラ１０６と対向し、搬送ベルト１０１及び転写材Ｐ’を挟持するように構成される。吸着ローラ１０５には高圧電源である吸着バイアス電源１１２より正極性の電圧が印加されることによって転写材Ｐ’に電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐ’は、分極された搬送ベルト１０１に静電的に吸着される。
【００１７】
このようにして搬送ベルト１０１に吸着された転写材Ｐ’は各色のプロセスステーションを順次通過し、感光ドラム１２１ａ〜１２１ｄ上の各色のトナー像が次々に転写される。その後、定着装置１１６にて未定着トナーのカラー画像は加熱及び加圧されてカラーの永久画像となる。
【００１８】
また、バックアップ部材１３３に支持された状態でクリーニングブレード１３２を搬送ベルト１０１に当接させることで、転写材Ｐ’の搬送が終了した搬送ベルト１０１の表面に付着したトナー等の汚染物質は除去される。更に、搬送ベルト１０１は、除電帯電器１１１にて除電されて、続く画像形成プロセスに備える。なお、搬送ベルト１０１の表面から除去された廃トナーは、廃トナー容器１３１に収容される。
【００１９】
ここで、搬送ベルト１０１は、通常は、表面にトナー像を直接担持させることはないので、トナー像により汚染されることは少ないが、ジャム時や非画像部への地カブリトナー付着、あるいは、搬送ベルト１０１上にレジストマークや濃度検出パターンを直接形成してこれを検知する様なシステム使用時等においては、搬送ベルト１０１上にトナーが付着することがある。
【００２０】
このように、クリーニングブレード１３２によって、搬送ベルト１０１の表面に付着したトナー等を除去するタイプの装置の場合には次のような問題があった。
【００２１】
（１）廃トナー容器１３１が満タンになった場合、廃トナー容器単体、あるいは搬送ベルト１０１全体（廃トナー容器１３１が搬送ベルトと一体構造の場合）を交換しなければならず、前者の場合はユーザーの手が汚れる等、ユーザビリティの問題があり、後者の場合はコスト高（高価な搬送ベルトユニットの寿命短縮）の問題が生じる。
【００２２】
（２）クリーナブレード１３２が搬送ベルト１０１に対して摺擦による抵抗を与えるため、搬送ベルト１０１の回転トルク負荷変動や円周方向における搬送ベルト１０１の部分的伸縮を生じ、各色間での色ずれの原因となる。
【００２３】
（３）搬送ベルト１０１の表面がクリーナブレード１３２により摺擦されることで、削れや汚染物質によるフィルミングが生じ、搬送ベルト１０１の寿命が低下する。
【００２４】
そこで、このような問題点を解決するために、搬送ベルト１０１上のトナーを感光体１２１に静電的に転写して、これを廃トナー容器１２６に回収する技術が考えられた。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、搬送ベルト１０１上のトナーを感光体１２１に静電的に転写させる技術を用いても、搬送ベルト１０１上のトナーを効率良く感光体１２１に転写できずに、これが原因で転写材の裏汚れという問題が発生することがあった。
【００２６】
この現象は、トナーの搬送ベルト１０１への吸着力が非常に大きくなっているためで、この要因として、まず、搬送ベルト１０１上に直接形成された濃度検出用パターンとしてのトナー像が複数の転写ステーションを通過する間に、搬送ベルト１０１上に電気的に強力に吸着されてしまうことが考えられる。
【００２７】
カラートナーのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのうち、上流側のイエロートナーやマゼンタトナーは３〜４回の転写を受けるため、強固な吸着を受けることが予想される。
【００２８】
これは、搬送ベルト１０１が転写材Ｐ’を表面に吸着させた状態で４つの転写装置を通過出来るように、その材質として、一般に薄層且つ高抵抗で、静電容量の大きな部材を用いている事が要因の１つと考えられる。即ち、複数回の転写を介して、電荷が静電容量の大きな搬送ベルト１０１やトナー自身に蓄積され、結果的にトナーが搬送ベルト１０１上に強力に吸着されるものと思われる。
【００２９】
また、他の要因として、複数の転写位置を通過する度に、転写時の転写ブレードによる圧力によりトナー同士が凝集し、互いの自由な動きを阻害することが考えられる。
【００３０】
なお、上記の例は、故意に搬送ベルト１０１上に濃度検出用のパッチパターンを形成し、これをクリーニングする場合を想定しているが、これ以外に、例えば、給紙不良によるジャム等が発生した場合にも、やはり搬送ベルト１０１上に直接トナー像が転写されてしまうことになり、この場合も同様に電界によるトナー清掃は困難なものとなる。
【００３１】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、転写材担持体あるいは中間転写体に付着するトナーの除去性能の向上を図った画像形成装置を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、第１の転写位置にトナー像を担持搬送する第１像担持体と、第２の転写位置にトナー像を担持搬送する第２像担持体と、前記第１の転写位置及び前記第２の転写位置に順次転写材を担持搬送する転写材担持体と、を有し、前記第１像担持体及び前記第２像担持体によって担持されるトナー像を前記転写材担持体によって搬送される転写材上に順次静電的に転写する画像形成装置において、前記転写材担持体に付着したトナーを前記第１像担持体及び前記第２像担持体に静電的に転写して前記転写材担持体からトナーを清掃する清掃モードを有し、球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長の二乗を図形面積で割って、１００π／４を乗じて得られる値を形状係数ＳＦ１とした場合に、前記トナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１４０を満たし、前記清掃モードを行う場合に、前記第１の転写位置と前記第２の転写位置とでは逆向きの電界を生じさせることを特徴とする。
【００３３】
また、第１の転写位置にトナー像を担持搬送する第１像担持体と、第２の転写位置にトナー像を担持搬送する第２像担持体と、前記第１像担持体及び前記第２像担持体から各転写位置でトナー像が転写される中間転写体と、を有し、前記中間転写体に転写されたトナー像を転写材上に静電的に転写する画像形成装置において、前記中間転写体に付着したトナーを前記第１像担持体及び前記第２像担持体に静電的に転写して前記中間転写体からトナーを清掃する清掃モードを有し、球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長の二乗を図形面積で割って、１００π／４を乗じて得られる値を形状係数ＳＦ１とした場合に、前記トナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１４０を満たし、前記清掃モードを行う場合に、前記第１の転写位置と前記第２の転写位置とでは逆向きの電界を生じさせることを特徴とする。
【００８９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００９０】
（第１の実施の形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【００９１】
まず、転写材搬送装置について説明する。
【００９２】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置に適用される転写材搬送装置の主要構成部材としては、図１に示すように、駆動ローラ７、吸着対向ローラ６、テンションローラ８及び９の４本のローラに巻架される転写材担持体としての静電吸着搬送ベルト（以下、「搬送ベルト」という）１を挙げることが出来る。
【００９３】
搬送ベルト１は、体積抵抗率が１０7Ω・ｃｍ〜１０13Ω・ｃｍの無端状ベルトである。
【００９４】
搬送ベルト１の材質としては、ＰＶｄＦ（ポリジフロロビニル）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフロロエチレン共重合体）、ポリカーボネート、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、またはポリイミド等の樹脂フィルムが吸着、転写性の点から良好である。
【００９５】
搬送ベルト１の体積抵抗率としては、１０7〜１０13Ω・ｃｍが好ましく、更には１０8〜１０12Ω・ｃｍであるのが好ましい。ここで、体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ８３４０にて１００Ｖを印加して得た測定値を、搬送ベルト１の厚みで正規化した値である。
【００９６】
体積抵抗率を調整するには、一例として、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、金属粉等の導電物質を樹脂フィルムに分散させることにより実施できる。つまり、樹脂フィルムに分散させる導電物質の量を増やすことにより、体積抵抗率を下げることが出来る。
【００９７】
搬送ベルト１の抵抗値に関しては、１０13Ω・ｃｍよりも大きくなると、転写時における電荷蓄積が電界クリーニングに悪影響を与え始めることがある。
【００９８】
また、この場合に搬送ベルト１上の電荷蓄積が、転写材の吸着や転写自体に影響を与えるのを防止するために、搬送ベルト１を次の画像転写以前に除電手段により除電する方法が挙げられる。
【００９９】
しかし、搬送ベルト１上に汚染トナーが付着した状態で、除電器の部分を通過させることは、除電器のトナーによる汚染やトナーのチャージアップ（もしくは電荷消失）、場合によっては搬送ベルト１の放電破壊等の原因となる等、様々な不都合を生じる危険があることから、好ましくない。
【０１００】
一方、搬送ベルト１の抵抗値が１０7Ω・ｃｍよりも小さくなると、転写材Ｐの吸着が相対的に不安定となることがあり、電界クリーニング性能自体も低下することがある。これは、一部の汚染トナーが、電界クリーニング時に過剰に逆極性バイアスの影響を受け、極性反転が生じるなどの不具合が起きているものと推定される。
【０１０１】
また、搬送ベルト１の厚さとしては、１００〜２００μｍであるのが好ましい。
【０１０２】
搬送ベルトの表層（転写材を担持する側の層）の表面粗さＲｚとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下が良い。なお、本明細書で用いる表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に示されている定義に基づいて測定されるものである。
【０１０３】
搬送ベルトの表層の表面粗さＲｚを上記範囲としたのは、後に詳述するように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられる球形状のトナーの直径が、略５〜１１μｍ、好ましくは５〜７μｍに対し、ばらつきも含めて、常に搬送ベルト１の凹凸面が、物理的にトナーを埋め込まず、感光ドラム２１ａ〜２１ｄに対してトナーが接触可能とすることで、電界クリーニングを良好に行える様にするためである。
【０１０４】
搬送ベルト１の表面粗さＲｚが５μｍを越えると、トナーと搬送ベルト表面の密着性が高まり、電界クリーニングが困難となることがある。
【０１０５】
また、搬送ベルト１の表面粗さＲｚの下限値としては０．０５μｍ以上とするのが好ましい。
【０１０６】
すなわち、トナーにはトナーの帯電電荷量（単位面積当り）を制御するために０．００１〜０．０５μｍ程度のシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機微粉末の粒子を外添されている。このようなサブミクロン粒子は搬送ベルトに対する静電吸着力が強いため、搬送ベルト表面からの除去は困難である。
【０１０７】
従って、搬送ベルトの表面粗さＲｚをこれらの外添剤の粒径（直径）よりも大きくして、搬送ベルトにある程度埋め込まれることが望ましい。
【０１０８】
ここで、搬送ベルト１の表面粗さを上記範囲内にするには、例えば、ベルトを型内で加熱成形する方法を用い、このときの型表面粗さを上記値よりも十分小さくする方法、あるいは成形後のベルト表面を研磨等の後加工により平滑化する方法が挙げられる。
【０１０９】
また、本発明の実施の形態においては、搬送ベルト上に転写材Ｐが存在しない領域において、感光ドラム２１ａ〜２１ｄと転写ブレード３ａ〜３ｄとの間に電界を形成することにより、搬送ベルト１に付着したトナーを、感光ドラム２１ａ〜２１ｄを介して、クリーニング装置の廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収する清掃モードを有している。なお、清掃モードについての詳細は、後述する。
【０１１０】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置で用いるトナーについて説明する。
【０１１１】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置に適用するトナーは、結着樹脂、着色剤、荷電制御剤及び低軟化物質を含有している非磁性一成分微粒径トナーが好適に用いられる。
【０１１２】
結着樹脂としては、カラートナー用に通常用いられているものでよく、例えば、スチレン−ポリエステル、スチレン−ブチルアクリレート等のスチレン系共重合体；ポリエステル系樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。
【０１１３】
着色剤は、カラートナー用に通常用いられているもので良く、例えば、イエロートナー用としては、ベンジン系黄色顔料、フォロンイエロー、アセト酢酸アニリド系不溶性アゾ顔料、モノアゾ染料、アゾメチン系色素等が挙げられる。
【０１１４】
マゼンタトナー用としては、キサンテン系マゼンタ染料のリンタングステンモリブテン酸レーキ顔料、２，９−ジメチルキナクリドン、ナフトール系不溶性アゾ顔料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料と有機カルボン酸とからなる色材、チオインジゴ、ナフトール系不溶性アゾ顔料等が挙げられる。シアントナー用としては、銅フタロシアニン系顔料が挙げられる。
【０１１５】
荷電制御剤としては、カラートナー用に通常用いられているもので良く、例えば、負電荷制御剤としては、アルキルサリチル酸の金属錯体、ジガルボン酸の金属錯体、多環体サリチル酸金属塩等が挙げられ、正電荷制御剤としては、４級アンモニウム塩、ベンゾチアゾール誘導体、グアナミン誘導体、ジブチルチンオキサイド、その他の含窒素化合物等が挙げられる。
【０１１６】
低軟化物質としては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロピッシュワックスの如きポリメチレンワックス；アミドワックス；高級脂肪酸；長鎖アルコール；エステルワックス；及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物の如き誘導体が挙げられ、トナーに対し、５〜３０重量％の含有量が好ましい。
【０１１７】
また、本発明の実施の形態で用いられるトナーは、重合性単量体、着色剤、荷電制御剤及び低軟化点物質を含む重合性単量体組成物を重合することによりトナー粒子を製造する重合法によって得られる重合トナーであることが好ましく、より好ましくは、重合性単量体組成物を液媒体中で重合することにより得られる重合トナーが形状を球形にする点から優れている。
【０１１８】
特に、重合性単量体組成物を水系媒体中で懸濁重合することによって得られる懸濁重合トナーの場合には、水系媒体中で重合性単量体組成物中に含まれている材料の極性差を用いることにより、低軟化点物質としてのワックスをトナー粒子中に内包化できることから、好ましく用いられる。
【０１１９】
また、本発明の実施の形態で用いるトナーは、形状係数ＳＦ１が１００〜１４０、好ましくは１００〜１２０であり、形状係数ＳＦ２が１００〜１２０であり、重量平均粒径が５〜１１μｍ、好ましくは５〜７μｍの実質的球形である非磁性一成分微粒径重合トナーである。
【０１２０】
ここでいう形状係数ＳＦ１とは、図３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、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。
【０１２１】
つまり、形状係数ＳＦ１は、次式、
ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
で定義されるものである。
【０１２２】
このＳＦ１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
【０１２３】
ＳＦ１が大きすぎると、球形状に付随する特性は薄れ、電界クリーニング性能は弱まることがある。
【０１２４】
また、形状係数ＳＦ２は、図４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２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。
【０１２５】
つまり、形状係数ＳＦ２は、次式、
ＳＦ２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
で定義されるものである。
【０１２６】
ＳＦ２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
【０１２７】
なお、本発明の実施の形態では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、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、上式より算出したものである。
【０１２８】
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、個々のトナーの表面エネルギーが小さくなって、流動性が高まり、感光体ドラム等に対する吸着力（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。
【０１２９】
この特性は、搬送ベルト１上に直接転写されたトナーを電界により感光ドラム２１ａ〜２１ｄに戻す際に、非常に好適に作用する。即ち、転写電界の影響を受けやすい、ということは転写時だけでなく、電界クリーニング時においても非常に効率が良いことであり、加えて、個々のトナーの表面エネルギーが小さく、流動性が高いことにより、複数の転写位置を通過する時においても、トナー同士での凝集が生じにくく、搬送ベルト１にトナーが固着する力を弱めることができる。
【０１３０】
トナーの粒度分布は、例えば、以下の方法で測定できる。
【０１３１】
本発明の実施の形態におけるトナーの粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザー（コールター社製）を用いて測定できる。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）を使用できる。
【０１３２】
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ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ルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、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、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。
【０１３３】
それから本発明の実施の形態におけるトナーの体積分布から求めた重量基準（各チャンネルの代表値をチャンネル毎の代表値とする）の重量平均粒径（Ｄ4）を求めることができる。
【０１３４】
チャンネルとしては、例えば、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チャンネルを用いる。
【０１３５】
本発明の実施の形態に係わる、上記重合トナー粒子の一例の断面図を図５に示す。図５は本発明の実施の形態に係る重合トナーの断面図である。
【０１３６】
図５に示すように、重合トナー９０は球形である。本発明の実施の形態において、重合トナー９０は、コア／シェル構造を有し、さらに表層を有する断面形状を有する。コア／シェル構造のコア部の主たる成分が、低軟化点物質であり、該低軟化点物質は、融点が４０〜１２０℃であることが好ましい。
【０１３７】
例えば、コア部９３に低軟化点物質であるエステル系ワックスを内包し、シェル部である樹脂層９２にスチレン−ブチルアクリレート、表層９１にスチレン−ポリエステルの如き極性樹脂という構成の重合トナーを用いることが好ましい。
【０１３８】
上記のコア／シェル構造を有し、さらに表層を有するトナーは、３層構成となっていることから、コア９３にワックスを内包することで、定着工程でのオフセット防止効果が得られ、また表層９１に樹脂層を設けることによって帯電効率のアップを図ることが可能である。実際の使用時には、トリボ安定化のためにオイル処理したシリカを外添することもできる。
【０１３９】
本発明の実施の形態で用いるトナーにおいては、実質的な悪影響を与えない範囲内で、更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤；例えばシリカ粉末、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末並びにこれらをシランカップリング剤及び／又はシリコーンオイルで処理した粉末の如き流動性付与剤；ケーキング防止剤；例えば、カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤；逆極性の有機微粒子及び逆極性の無機微粒子の如き現像性向上剤を用いることもできる。
【０１４０】
また、本発明の実施の形態において、重合トナーの製造方法としては、以下のような方法が挙げられる。
【０１４１】
即ち、重合性単量体中に離型剤、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤及びその他の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機の如き混合機によって均一に溶解又は分散せしめた単量体組成物を、分散安定剤を含有する水相中で、ホモミキサーの如き分散機により分散せしめる。単量体組成物からなる液滴が所望のトナー粒子のサイズが得られた段階で、造粒を停止する。その後は、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を行えば良い。
【０１４２】
重合温度は４０℃以上、一般的には、５０〜９０℃の温度に設定して重合を行う。本発明の実施の形態においては、分子量分布のコントロールの目的で、重合反応後半に昇温しても良く、更に、未反応の重合性単量体、副生成物を除去するために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。
【０１４３】
反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・ろ過により回収し、乾燥する。懸濁重合法においては、通常単量体組成物１００重量部に対して水３００〜３０００重量部を分散媒として使用するのが好ましい。なお、上記トナーの帯電状態や流動性を安定化させるため、０．１〜５．０重量部のシリカ粒子をヘンシェルミキサーにより外添して用いた。
【０１４４】
次に、カラー画像形成装置の全体構成等について詳しく説明する。
【０１４５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部構成を示す概略構成図である。
【０１４６】
なお、図１に示す画像形成装置の概略構成図は一例にすぎず、本発明はこれに限定されない。また、本発明の画像形成装置は、転写材搬送装置および非磁性一成分トナーに関して特徴を有するものであり、その他の構成等については、公知のカラー画像形成装置に関する技術を適用できる。
【０１４７】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、前述したように転写材搬送装置を構成する主要部材として、駆動ローラ７、吸着対向ローラ６、テンションローラ８及び９の４本のローラに巻架される静電吸着搬送ベルト（以下、「搬送ベルト」）１を有している。
【０１４８】
この搬送ベルト１の周面に沿って、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像形成部が備えられている。
【０１４９】
この画像形成部は、いずれも基本的な構成は同一であり、ブラックの画像形成部を例に説明すると、図２に示すように、主として、像担持体である感光ドラム２１ａと、一次帯電装置２２ａと、露光光２３ａを発射する静電潜像形成装置としての露光装置と、現像スリーブ２７ａを有する現像装置２４ａと、転写手段としての転写ブレード３ａと、クリーニングブレード２５ａと、廃トナー容器２６ａを有するクリーニング装置と、から構成される。
【０１５０】
このように構成される各色の画像形成部（以下、「プロセスステーション」という）２ａ〜２ｄが直列に配置されている。
【０１５１】
搬送ベルト１は、図１中矢印Ｘ方向に回転することにより、給紙カセット１５から供給ローラ１４によって画像形成装置内に供給される転写材Ｐを各プロセスステーションに順次搬送する。
【０１５２】
転写材Ｐは画像形成装置内に送り出されると、まず、同期回転体としてのレジストローラ１０とレジスト対向ローラ１３に挟持され、画像形成動作と同期するようにして、転写材Ｐと搬送ベルト１との吸着が行われる吸着部Ｎに導かれる。
【０１５３】
吸着部Ｎでは、ローラ状の吸着部材である吸着ローラ５と、ローラ状の吸着対向部材である吸着対向ローラ６とが、搬送ベルト１を介して対向し、搬送ベルト１及び転写材Ｐを挟持するよう構成される。吸着ローラ５には吸着バイアス電源１２から吸着バイアスが印加される。
【０１５４】
これによって、転写材Ｐに電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐは、分極された搬送ベルト１に静電的に吸着される。このとき、搬送ベルト１は、転写材Ｐを色ずれ等が発生しないように表面に担持する。
【０１５５】
それぞれのプロセスステーション２ａ〜２ｄにおいて、電子写真方式を用いて第１色〜第４色の各色の未定着トナーの可視像が転写材Ｐ上に形成される。斯かる画像形成部は、上述の従来の電子写真方式の画像形成装置と同様のものを使用できる。
【０１５６】
図２は、上述したように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるプロセスステーション２ａの一例を示す概略構成図であるが、他のプロセスステーション（２ｂ〜２ｄ）も同様の構造である。
【０１５７】
プロセスステーション２ａ〜２ｄ内にはそれぞれ、像担持体として感光ドラム２１ａ〜２１ｄが回転可能に支持されており、一次帯電装置２２ａ〜２２ｄによって、この感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面を一様に帯電した後、露光装置によって画像情報に従ってフル点灯、あるいは時間変調や輝度変調にて該表面を露光して、明部電位の静電潜像を感光ドラム２１ａ〜２１ｄの各々の表面に形成する。
【０１５８】
その後、現像装置２４ａ〜２４ｄによって、各プロセスステーション毎に、上述した本実施の形態に係るトナー（ブラック、マゼンタ、シアンまたはイエローのトナー）を静電潜像に反転現像法により静電的に付着させて可視化することにより、感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上にトナー像を形成する。
【０１５９】
現像のためのバイアスは、バイアス電源（図示せず）により現像スリーブ２７ａ〜２７ｄ等に印加する。
【０１６０】
このようにして、搬送ベルト１に吸着された転写材Ｐは、各色のプロセスステーションを順次通過することによって、各色のトナー像が次々に転写を受ける。その後、定着装置１６にて未定着トナーのカラー画像は加熱及び加圧されてカラーの永久画像となる。
【０１６１】
又、転写後に感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に残留する、所謂、転写残トナーはクリーニングブレード２５ａ〜２５ｄによって掻き落とされて、廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに収容され、感光ドラム２１ａ〜２１ｄは繰り返し画像形成に供される。
【０１６２】
ここで、本発明の実施の形態に係る画像形成装置においては、搬送ベルト１上の転写材Ｐが存在しない領域において、搬送ベルト１上に付着したトナーを清掃する清掃モードを有している。
【０１６３】
なお、清掃モードとは、感光ドラム２１ａ〜２１ｄと転写ブレード３ａ〜３ｄとの間に電界を形成することにより、搬送ベルト１上に付着したトナーを、感光ドラム２１ａ〜２１ｄを介して廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収して清掃する、搬送ベルト１の電界クリーニングのことである。
【０１６４】
現像装置にトナーを補給すべきかどうかを判断するために、感光ドラム上にテストパターンを形成してこれを搬送ベルトに転写し、搬送ベルト上のテストパターンの濃度を検出するモードがある。
【０１６５】
このように、濃度検出用のパッチパターンを形成する場合、あるいは給紙不良によるジャム等が発生した場合等により、搬送ベルト１上に転写されたトナーは、転写時とは逆極性のバイアスが転写ブレード３ａ〜３ｄに印加されることにより感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に移動し、次いで感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に移動した該トナーは、クリーニングブレード２５ａ〜２５ｄによって掻き落とされて、廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収され得る。
【０１６６】
各プロセスステーション内の感光ドラム２１ａ〜２１ｄは、搬送ベルト１を介して転写装置である転写ブレード３ａ〜３ｄにそれぞれ当接されており、転写時において、転写ブレード３ａ〜３ｄには、転写バイアス電源４ａ〜４ｄにより、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
【０１６７】
転写バイアス電源４ａ〜４ｄは、転写時に転写バイアスを印加するとともに、清掃モードによる電界クリーニング時においては、クリーニングバイアスを印加するクリーニングバイアス電源の役割も兼ねる。
【０１６８】
転写時においては、図６に示すような、スイッチ４３ａにより正バイアス４１ａ、負バイアス４２ａ等が切換え使用可能な転写バイアス電源４ａ〜４ｄにより、転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、定電圧の転写バイアスを印加できる。
【０１６９】
なお、清掃モードによる電界クリーニング時のクリーニングバイアスの印加方法としては、例えば、転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、転写時とは逆極性のクリーニングバイアスをそれぞれ印加する方法が挙げられる。
【０１７０】
これは、汚染トナーの極性が正規の帯電極性にほぼそろっていれば有効である。しかし、耐久による劣化、その他の要因で、反対極性に反転してしまうトナーが生じることがある。
【０１７１】
この様な場合においては、第１と第３の転写ブレード３ａ及び３ｃに対して転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを印加して、第２と第４の転写ブレード３ｂ及び３ｄに対して転写時の正規極性のクリーニングバイアスを印加する方法、または転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、少なくとも搬送ベルト１周にわたって転写時とは逆極性のクリーニングバイアスをかけて、続いて少なくとも次の１周にわたって転写時の正規極性のクリーニングバイアスをそれぞれかける方法等が挙げられる。
【０１７２】
また、電界クリーニングのタイミングとしては、例えば、１００枚プリント毎に１度の割合で濃度測定用パターンを搬送ベルト上に直接形成しこれを検知手段としての濃度センサ１１で測定した後に電界クリーニングを引き続いて行うようにしても良いし、また毎プリント毎の回転時やジャム処理後の復帰時に電界クリーニングを実行しても良い。
【０１７３】
電界クリーニング時における感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位は、画像形成時における非露光部電位と同等に保っても良いし、また、電界クリーニング時に感光ドラムの表面電位を除電してほぼゼロとしても良い。電界クリーニングに必要な電界の大きさは、本実施の形態のように自己減衰系の搬送ベルトを用いた場合には、感光ドラム２１ａ〜２１ｄと、転写装置である転写ブレード３ａ〜３ｄの電位差で決まるため、後者のように感光ドラムの表面電位を除電することは、電界クリーニング時に、転写ブレードに印加するクリーニングバイアスを小さくすることが可能となるため、より好適である。
【０１７４】
感光ドラム２１ａ〜２１ｄの除電方法としては、露光あるいは帯電装置による強制除電（接触帯電法を含む）等の方法を用いることができる。なお、このとき、カブリ防止のため、各色の現像剤担持体としての現像スリーブ（図２の２７ａ）の電位は、現像時の正規極性（トナーの帯電極性と同極性）のバイアス側に保つ方が好ましい。
【０１７５】
また、本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるクリーニング装置は、各色毎に着脱可能なカートリッジとなっていることが好ましい。これにより、廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収された廃トナーが満タンになった場合、各色毎に廃トナー容器の交換が可能である。
【０１７６】
この着脱可能なカートリッジとしては、廃トナー容器のみでも良いし、クリーニングブレードと廃トナー容器を含むクリーニング装置、感光体とクリーニング装置、または感光ドラム、現像装置及びクリーニング装置等を含むプロセスステーションでも良い。像担持体とクリーニング装置が着脱可能となっていると、廃トナー容器からトナーがこぼれ難くなることから、より好ましい。
【０１７７】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置における吸着ローラ５は、体積抵抗率が１０4〜１０10Ω・ｃｍのＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ウレタンゴム等のゴムを芯金上に成型したものを使用できる。
【０１７８】
また、転写ブレード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとしては、体積抵抗率が１０2〜１０9Ω・ｃｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の樹脂フィルム、またはウレタンゴム等のゴムから形成されるブレードを、電荷付与手段として使用可能である。この他に上記の抵抗値範囲を有する、スポンジタイプ、あるいはソリッドタイプのゴムローラを用いても良い。
【０１７９】
これらの体積抵抗率は、カーボン、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2等を樹脂又はゴム等に加えることより調節できる。
【０１８０】
これらの体積抵抗率の測定は、搬送ベルトの測定と同様方法で実施可能である。
【０１８１】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、吸着対向ローラ６が金属であって、その軸受け部分に絶縁部材を設けて電気的にフロートにし（接地しない）、且つ、吸着補助部材として、レジストローラ１０を接地する構成があげられる。
【０１８２】
駆動ローラ７としては、金属ローラの芯金上にスリップ防止のための絶縁性ゴム層を用いたものがあげられる。このゴム層の体積抵抗率は、１０15Ω・ｃｍ以上のものが好ましいが、低抵抗であっても差し支えない。
【０１８３】
テンションローラ８，９としては、金属ローラを使用できる。
【０１８４】
これらのテンションローラ８，９および駆動ローラ７に関しては、搬送ベルト１自体が自己減衰系であり且つ搬送ベルト１を挟んで対峙する部材（電極）が存在しないので、いずれも接地、フロートのどちらでも差し支えない。
【０１８５】
なお、本発明の実施の形態では、感光体の種類やトナー極性が限定されることはないことは言うまでもない。
【０１８６】
（第２の実施の形態）
図７には、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、トナーの各色毎にプロセスステーションを有するインライン方式についての形態を記載したが、これに限られるものではなく、例えば、図７に示すような中間転写方式を用いたカラー画像形成装置にも有効である。
【０１８７】
画像形成方式の差異に基づく構成以外の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【０１８８】
本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成方式に基づく画像形成プロセスを簡単に説明する。
【０１８９】
各感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に形成された各色トナー像は、中間転写体としての中間転写ベルト３０に転写ブレード３ａ〜３ｄにより順次重ねて静電的に１次転写される。そして、中間転写ベルト３０上のフルカラートナー像は転写ローラ３１により転写材Ｐに一括して静電的に転写される。
【０１９０】
このとき、転写ローラ３１には電源３２より正極性の電圧（トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧）が印加される。その後、フルカラートナー像は定着装置１６により転写材Ｐ上に定着され、転写材Ｐは機外に排出される。
【０１９１】
この図７に示す画像形成装置においても清掃モードを有している。即ち、中間転写ベルト３０に付着トナー又は形成されたテストパターントナー像を感光ドラム２１ａ〜２１ｄに対して、転写ブレード３ａ〜３ｄに印加するバイアスを図６に示すように切換えることで静電的に転写する。
【０１９２】
その後に、クリーニングブレード２５ａにより感光ドラムから回収されたトナーは廃トナー容器２６ａに貯められる。
【０１９３】
【実施例】
以下、上記本発明の実施の形態に基づくより具体的な実施例について説明する。なお、これは本発明をなんら限定するものではないことは言うまでもない。
【０１９４】
（実施例１）
＜１＞トナーの製造
以下の方法により、本実施例で用いる非磁性一成分系重合トナーを製造した。
【０１９５】
上記原料を６０℃に加温し、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて、１２０００ｒｐｍにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１０ｇを溶解し、重合性単量体組成物を調整した。
【０１９６】
リン酸カルシウムが分散されている水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃、窒素雰囲気下において、ＴＫ式ホモミキサーにて１００００ｒｐｍで１０分間攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、８０℃に昇温して、１０時間反応させた。
【０１９７】
重合反応終了後、反応系を冷却し、さらに反応系中に塩酸を加えてリン酸カルシウムを溶解させた後、ろ過、水洗、乾燥して、シアン懸濁粒子（トナー粒子）を得た。
【０１９８】
得られたトナー粒子９８．５重量部に対して、疎水性シリカ１．５重量部を外添して、非磁性一成分系重合シアントナーを得た。
【０１９９】
得られた非磁性一成分系重合シアントナーは、重合平均粒径が７．５μｍであり、トナー形状係数ＳＦ１が１１０、ＳＦ２が１０８の実質的球形であった。
【０２００】
このトナーは、図５に示すように、コア部９３に低軟化点物質であるワックスを内包し、シェル部である樹脂層９２にスチレン−ブチルアクリレート、表層９１に飽和ポリエステルという構成の重合トナーであった。
【０２０１】
比重は約１．０５であった。また、トナーの単位重量当りの帯電電荷量、即ち、トリボ（Ｑ／Ｍ）は、およそ−２０μＣ／ｇであった。
【０２０２】
＜２＞カラー画像形成装置の製造
上述した実施の形態において、図１及び図７で示されるカラー画像形成装置に、上記で得られたトナーを用いて、実施例１のカラー画像形成装置とした。ここでは代表して図１に示す画像形成装置に適用した例を示す。
【０２０３】
図７に示す画像形成装置に適用できるのは言うまでもなく、ここでの説明は省略する。
【０２０４】
本実施例に係わるカラー画像形成装置のより具体的な構成を以下に記載する。
【０２０５】
搬送ベルト１は、ＰＶｄＦ（ポリジフロロビニル）樹脂フィルムに導電物質であるカーボンを分散させることで体積抵抗率を１０11Ω・ｃｍ程度とし、周長略７００ｍｍ、厚さ１２０μｍの無端状のベルトとした。
【０２０６】
感光ドラム２１ａ〜２１ｄとしては、フタロシアニン系化合物よりなる電荷発生層、及びヒドラゾン化合物を分散した、ポリカーボネートよりなる電荷輸送層で構成された負極性のＯＰＣドラムを使用した。
【０２０７】
吸着ローラ５は、カーボンを分散させることで体積抵抗率を１０5Ω・ｃｍ以下に調整したＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）ゴムを、直径６ｍｍの芯金上に厚さ３ｍｍにて形成することにより製造した。
【０２０８】
また、転写ブレード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、厚さ１００μｍ、支持体までの自由長が略３ｍｍであって、カーボンブラックを分散させることで体積抵抗率を１０5Ω・ｃｍに調整したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムを用い、４５°の角度で搬送ベルト１の進行方向に対し順方向となる様にまた解除時は感光ドラム方向に略０．５ｍｍ復元する強さで当接させて用いた。
【０２０９】
吸着対向ローラ６は金属ローラとし、その軸受け部分に絶縁部材を設けて電気的にフロートにし（接地しない）、吸着補助部材としてレジストローラ１０とレジスト対向ローラ１３を接地する構成とした。
【０２１０】
また、駆動ローラ７としては、金属ローラの芯金上にスリップ防止のためのゴム層を厚さ略０．５〜３ｍｍの範囲で設けたものを用いた。このゴム層の抵抗値は、１０15Ω・ｃｍ以上の絶縁タイプを用いた。テンションローラ８，９は、金属ローラを用いた。
【０２１１】
各プロセスステーション２ａ〜２ｄ内の感光ドラム２１ａ〜２１ｄは、搬送ベルトを介して転写ブレード３ａ〜３ｄを当接するようにした。転写ブレード３ａ〜３ｄに、図６に示すような、スイッチ４３ａにより正バイアス（４１ａ）、負バイアス（４２ａ）等が切換え使用可能な転写バイアス電源４ａ〜４ｄを接続した。
【０２１２】
本実施例では、図２に示すプロセスステーション２ａ（２ｂ〜２ｄも同様）をカートリッジとして脱着可能とした。
【０２１３】
＜３＞電界クリーニング
上記のカラー画像形成装置を用いて、電界クリーニングを行った。まず、画像形成として、一次帯電装置２２ａ〜２２ｄによって、この感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面を略−６００Ｖ程度に一様に帯電した後、露光手段が画像情報に従って該表面を露光して、フル点灯時の明部電位略−１５０Ｖ程度の静電潜像を感光ドラム２１ａ〜２１ｄの各々の表面に形成した。
【０２１４】
その後、現像装置２４ａ〜２４ｄによって、静電潜像に各プロセスステーション毎にブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナーを反転現像法により静電的に付着させて可視化し、感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上にトナー像を形成した。なお、現像のためのバイアスとしては、約−４００Ｖ程度のバイアスを現像スリーブ２７ａ〜２７ｄに印加した。
【０２１５】
転写時においては、定電圧の転写バイアスを転写バイアス電源４ａ〜４ｄにより転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、順次＋１０００Ｖ、＋１２５０Ｖ、＋１５００Ｖ、＋１７５０Ｖと印加して、引き続き、次の回転における清掃モードとしての電界クリーニング時においては、転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、一律に−２０００Ｖのクリーニングバイアスを印加した。
【０２１６】
また、電界クリーニング時における感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位は、画像形成時における非露光部電位と同等の−６００Ｖに保った。
【０２１７】
この様にして、非通紙状態にて、濃度センサ１１で測定するためのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパッチパターン（各色１０×１０ｍｍ程度の大きさ）を搬送ベルト１上に直接転写させたところ、次回転における電界クリーニングの工程において、前述のトナー像を１度の転写でほぼ完全に感光ドラム２１ａ〜２１ｄに回収することが出来た。
【０２１８】
（実施例２）
＜１＞電界クリーニング
トナー及びカラー画像形成装置は、実施例１で用いたものを使用して、また、電界クリーニングにおけるクリーニングバイアスの印加方法のみを以下のようにし、それ以外は、実施例１と同様に電界クリーニングを行った。
【０２１９】
電界クリーニング時において、第１と第３の転写ブレード３ａおよび３ｃに−２０００Ｖを印加して、第２と第４の転写ブレード３ｂおよび３ｄに＋８００Ｖを印加したところ、極性反転した汚染トナーの存在下においても、良好な電界クリーニングを行うことが出来た。
【０２２０】
ここで、負のクリーニングバイアスに対し、正のクリーニングバイアスの絶対値が小さいのは、対向電極となる感光ドラムの電位（−６００Ｖ）を考慮したものである。なお、極性反転を生じるトナーは、帯電特性が不安定となったものが多いが、本実施例で使用した球形状のトナーは、不定形の粉砕トナーに比べて極性反転したトナー（この場合正極性トナー）に、同じく正の電荷を外部から付与すると、容易に安定な正電荷を帯び易い、という傾向が有る。
【０２２１】
そのため、本実施例では、主に第１の転写ブレード３ａにおいて、負のクリーニングバイアスを印加した際に、感光ドラム２１ａからトナーに正の電荷を転移し、引き続いて第２の転写ブレード３ｂにおいて正のクリーニングバイアスを印加した際に、効率良く感光ドラム２１ｂに搬送ベルト上のトナーの回収を行うことが可能となった。勿論、第３、第４転写ブレード３ｄ，３ｄにおいて、第１、第２と同様のことを繰り返すことにより、電界クリーニングがより確実に行えた。
【０２２２】
（実施例３）
＜１＞電界クリーニング
トナーおよびカラー画像形成装置は、実施例１で用いたものを使用して、また、電界クリーニングにおいて、感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位を除電し、クリーニングバイアス値を以下のようにし、それ以外は、実施例１と同様に行った。
【０２２３】
電界クリーニング時において、実施例１においては、−６００Ｖに設定して行った感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位を、略０Ｖに除電し、実施例１においては−２０００Ｖに設定した転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを、−１４００Ｖ程度にして、電界クリーニングを実施した。
【０２２４】
このとき、カブリ防止のために各色の現像スリーブ２７ａ〜２７ｄの電位を０Ｖ〜＋２００Ｖに保った。その結果、実施例１と同様に電界クリーニングを良好に行うことができた。
【０２２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、転写材担持体あるいは中間転写体に付着するトナーの除去性能の向上を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画像形成部の概略構成図である。
【図３】形状係数ＳＦ１の説明図である。
【図４】形状係数ＳＦ２の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る重合トナーの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられる転写バイアス電源の回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の主要部構成を示す概略構成図である。
【図８】従来技術に係るカラー電子写真画像形成装置の概略構成図である。
【図９】従来技術に係る画像形成装置における画像形成部の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 搬送ベルト
２ａ プロセスステーション
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 転写ブレード
４ａ 転写バイアス電源
５ 吸着ローラ
６ 吸着対向ローラ
７ 駆動ローラ
８，９ テンションローラ
１０ レジストローラ
１１ 濃度センサ
１２ 吸着バイアス電源
１３ レジスト対向ローラ
１４ 供給ローラ
１５ 給紙カセット
１６ 定着装置
２１ａ，２１ｂ 感光ドラム
２２ａ 一次帯電装置
２３ａ 露光光
２４ａ 現像装置
２５ａ クリーニングブレード
２６ａ 廃トナー容器
２７ａ 現像スリーブ
３０ 中間転写ベルト
３１ 転写ローラ
３２ 電源
４１ａ 正バイアス
４２ａ 負バイアス
４３ａ スイッチ
９０ 重合トナー
９１ 表層
９２ 樹脂層
９３ コア
９８ トナー粒子
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機，プリンタ，ＦＡＸ等の、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、電子写真方式，熱転写方式，インクジェット方式等様々な方式が採用されている。これらのうち、電子写真方式を用いた画像形成装置は、他の方式と比較して、高速、高画質、静粛性の点で優位性を有している。
【０００３】
また、近年、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置も普及してきている。電子写真方式を用いたカラー画像形成装置には様々な方式があり、例えば、従来、多重転写方式，中間転写方式等がよく知られている。
【０００４】
あるいは、この他にも、電子写真感光体の表面にカラーのトナーを重ねて形成した後に、これを転写材上に一括転写して画像形成を行う多重現像方式、あるいは複数の異なる色の画像形成部（プロセスステーション）を直列に配置し、搬送手段によって搬送される転写材Ｐ上に次々に各色のトナー像を転写するインライン方式等がある。
【０００５】
インライン方式によるカラー画像形成装置は高速化が可能であり、また、トナー像転写の回数が少ないため画質が良いなど、多くの優位点を有している。また、インライン方式においては、有用性（ユーザビリティ）の向上、装置の設置面積の低減のために、プロセスステーションを鉛直方向に並べ、転写材を垂直に搬送する構成も提案されている。
【０００６】
図８は、インライン方式を用いた従来技術に係るカラー電子写真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。インライン方式の画像形成装置では、転写材搬送装置としての静電吸着搬送ベルト（「搬送ベルト」ともいう。）１０１が、駆動ローラ１０７、吸着対向ローラ１０６、テンションローラ１０８及び１０９の４本のローラに巻架される。
【０００７】
この搬送ベルト１０１の周面に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像形成部であるプロセスステーション１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ及び１０２ｄが直列に配置されており、搬送ベルト１０１は、図中矢印Ｘ’方向に回転することにより、転写材Ｐ’を各プロセスステーションに順次搬送する。
【０００８】
各プロセスステーション１０２ａ〜１０２ｄの内部構成の一例を図９を用いて説明する。
【０００９】
プロセスステーション１０２ａは、像担持体として、例えば、矢印Ｗ’方向に回転可能なドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１２１ａを有している。この感光ドラム１２１ａの表面は一次帯電装置１２２ａにより一様に帯電された後、例えば、静電潜像形成装置である、ＬＥＤ，レーザ等の露光装置による露光光１２３ａが画像情報に従って点滅することにより、感光ドラム１２１ａの表面に静電潜像が形成される。
【００１０】
その後、現像装置１２４ａによって、トナーをこの静電潜像に静電的に付着させることにより、感光ドラム１２１ａ上にトナー像が形成される。次いで、転写材搬送装置にて感光ドラム１２１ａと対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ’上に、感光ドラム１２１ａ上のトナー像は、転写装置１０３ａの作用により静電的に転写される。
【００１１】
感光ドラム１２１ａ上に残留する、所謂、転写残トナーはクリーニングブレード１２５ａによって掻き落とされて、廃トナー容器１２６ａに収容され、感光ドラム１２１ａは繰り返し画像形成に供される。
【００１２】
プロセスステーション１０２ｂ〜１０２ｄも、上記プロセスステーション１０２ａと同様の内部構成である。
【００１３】
この様に、各プロセスステーション内の感光ドラム１２１ａ〜１２１ｄに対向する位置には、搬送ベルト１０１を介して転写装置である転写ブレード１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及び１０３ｄがそれぞれ設けられており、これら転写ブレード１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及び１０３ｄには、それぞれ転写バイアス電源１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ及び１０４ｄより、転写バイアスが印加される。
【００１４】
従来、上記のような電子写真方式の画像形成装置において、例えば、感光ドラム１２１ａ〜１２１ｄとして、負極性の有機半導体電子写真感光体（ＯＰＣ感光体）を用いて、露光により負電荷が減衰した露光部を現像する場合には、負極性のトナーを用いていた。従って、転写ブレード１０３ａ〜１０３ｄには転写バイアス電源１０４ａ〜１０４ｄより正極性の転写バイアスを印加して、負極性のトナーを転写材Ｐ’に転写させていた。また、転写ブレード１０３としては、低抵抗の樹脂フィルムが一般的に用いられていた。
【００１５】
転写材Ｐ’は、給紙カセット１１５等から供給ローラ１１４によって画像形成装置内に送り出されると、まず、画像形成動作と転写材Ｐ’の搬送との同期をとるために、例えばローラ状の同期回転体（即ち、レジストローラ１１０）及びレジスト対向ローラ１１３に一度挟持された後、転写材Ｐ’と搬送ベルト１０１との吸着が行われる吸着部Ｎ’に導かれる。
【００１６】
吸着部Ｎ’では、吸着部材としての吸着ローラ１０５が搬送ベルト１０１を介して吸着対向部材としての吸着対向ローラ１０６と対向し、搬送ベルト１０１及び転写材Ｐ’を挟持するように構成される。吸着ローラ１０５には高圧電源である吸着バイアス電源１１２より正極性の電圧が印加されることによって転写材Ｐ’に電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐ’は、分極された搬送ベルト１０１に静電的に吸着される。
【００１７】
このようにして搬送ベルト１０１に吸着された転写材Ｐ’は各色のプロセスステーションを順次通過し、感光ドラム１２１ａ〜１２１ｄ上の各色のトナー像が次々に転写される。その後、定着装置１１６にて未定着トナーのカラー画像は加熱及び加圧されてカラーの永久画像となる。
【００１８】
また、バックアップ部材１３３に支持された状態でクリーニングブレード１３２を搬送ベルト１０１に当接させることで、転写材Ｐ’の搬送が終了した搬送ベルト１０１の表面に付着したトナー等の汚染物質は除去される。更に、搬送ベルト１０１は、除電帯電器１１１にて除電されて、続く画像形成プロセスに備える。なお、搬送ベルト１０１の表面から除去された廃トナーは、廃トナー容器１３１に収容される。
【００１９】
ここで、搬送ベルト１０１は、通常は、表面にトナー像を直接担持させることはないので、トナー像により汚染されることは少ないが、ジャム時や非画像部への地カブリトナー付着、あるいは、搬送ベルト１０１上にレジストマークや濃度検出パターンを直接形成してこれを検知する様なシステム使用時等においては、搬送ベルト１０１上にトナーが付着することがある。
【００２０】
このように、クリーニングブレード１３２によって、搬送ベルト１０１の表面に付着したトナー等を除去するタイプの装置の場合には次のような問題があった。
【００２１】
（１）廃トナー容器１３１が満タンになった場合、廃トナー容器単体、あるいは搬送ベルト１０１全体（廃トナー容器１３１が搬送ベルトと一体構造の場合）を交換しなければならず、前者の場合はユーザーの手が汚れる等、ユーザビリティの問題があり、後者の場合はコスト高（高価な搬送ベルトユニットの寿命短縮）の問題が生じる。
【００２２】
（２）クリーナブレード１３２が搬送ベルト１０１に対して摺擦による抵抗を与えるため、搬送ベルト１０１の回転トルク負荷変動や円周方向における搬送ベルト１０１の部分的伸縮を生じ、各色間での色ずれの原因となる。
【００２３】
（３）搬送ベルト１０１の表面がクリーナブレード１３２により摺擦されることで、削れや汚染物質によるフィルミングが生じ、搬送ベルト１０１の寿命が低下する。
【００２４】
そこで、このような問題点を解決するために、搬送ベルト１０１上のトナーを感光体１２１に静電的に転写して、これを廃トナー容器１２６に回収する技術が考えられた。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、搬送ベルト１０１上のトナーを感光体１２１に静電的に転写させる技術を用いても、搬送ベルト１０１上のトナーを効率良く感光体１２１に転写できずに、これが原因で転写材の裏汚れという問題が発生することがあった。
【００２６】
この現象は、トナーの搬送ベルト１０１への吸着力が非常に大きくなっているためで、この要因として、まず、搬送ベルト１０１上に直接形成された濃度検出用パターンとしてのトナー像が複数の転写ステーションを通過する間に、搬送ベルト１０１上に電気的に強力に吸着されてしまうことが考えられる。
【００２７】
カラートナーのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのうち、上流側のイエロートナーやマゼンタトナーは３〜４回の転写を受けるため、強固な吸着を受けることが予想される。
【００２８】
これは、搬送ベルト１０１が転写材Ｐ’を表面に吸着させた状態で４つの転写装置を通過出来るように、その材質として、一般に薄層且つ高抵抗で、静電容量の大きな部材を用いている事が要因の１つと考えられる。即ち、複数回の転写を介して、電荷が静電容量の大きな搬送ベルト１０１やトナー自身に蓄積され、結果的にトナーが搬送ベルト１０１上に強力に吸着されるものと思われる。
【００２９】
また、他の要因として、複数の転写位置を通過する度に、転写時の転写ブレードによる圧力によりトナー同士が凝集し、互いの自由な動きを阻害することが考えられる。
【００３０】
なお、上記の例は、故意に搬送ベルト１０１上に濃度検出用のパッチパターンを形成し、これをクリーニングする場合を想定しているが、これ以外に、例えば、給紙不良によるジャム等が発生した場合にも、やはり搬送ベルト１０１上に直接トナー像が転写されてしまうことになり、この場合も同様に電界によるトナー清掃は困難なものとなる。
【００３１】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、転写材担持体あるいは中間転写体に付着するトナーの除去性能の向上を図った画像形成装置を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、第１の転写位置にトナー像を担持搬送する第１像担持体と、第２の転写位置にトナー像を担持搬送する第２像担持体と、前記第１の転写位置及び前記第２の転写位置に順次転写材を担持搬送する転写材担持体と、を有し、前記第１像担持体及び前記第２像担持体によって担持されるトナー像を前記転写材担持体によって搬送される転写材上に順次静電的に転写する画像形成装置において、前記転写材担持体に付着したトナーを前記第１像担持体及び前記第２像担持体に静電的に転写して前記転写材担持体からトナーを清掃する清掃モードを有し、球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長の二乗を図形面積で割って、１００π／４を乗じて得られる値を形状係数ＳＦ１とした場合に、前記トナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１４０を満たし、前記清掃モードを行う場合に、前記第１の転写位置と前記第２の転写位置とでは逆向きの電界を生じさせることを特徴とする。
【００３３】
また、第１の転写位置にトナー像を担持搬送する第１像担持体と、第２の転写位置にトナー像を担持搬送する第２像担持体と、前記第１像担持体及び前記第２像担持体から各転写位置でトナー像が転写される中間転写体と、を有し、前記中間転写体に転写されたトナー像を転写材上に静電的に転写する画像形成装置において、前記中間転写体に付着したトナーを前記第１像担持体及び前記第２像担持体に静電的に転写して前記中間転写体からトナーを清掃する清掃モードを有し、球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長の二乗を図形面積で割って、１００π／４を乗じて得られる値を形状係数ＳＦ１とした場合に、前記トナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１４０を満たし、前記清掃モードを行う場合に、前記第１の転写位置と前記第２の転写位置とでは逆向きの電界を生じさせることを特徴とする。
【００８９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００９０】
（第１の実施の形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【００９１】
まず、転写材搬送装置について説明する。
【００９２】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置に適用される転写材搬送装置の主要構成部材としては、図１に示すように、駆動ローラ７、吸着対向ローラ６、テンションローラ８及び９の４本のローラに巻架される転写材担持体としての静電吸着搬送ベルト（以下、「搬送ベルト」という）１を挙げることが出来る。
【００９３】
搬送ベルト１は、体積抵抗率が１０7Ω・ｃｍ〜１０13Ω・ｃｍの無端状ベルトである。
【００９４】
搬送ベルト１の材質としては、ＰＶｄＦ（ポリジフロロビニル）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフロロエチレン共重合体）、ポリカーボネート、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、またはポリイミド等の樹脂フィルムが吸着、転写性の点から良好である。
【００９５】
搬送ベルト１の体積抵抗率としては、１０7〜１０13Ω・ｃｍが好ましく、更には１０8〜１０12Ω・ｃｍであるのが好ましい。ここで、体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ８３４０にて１００Ｖを印加して得た測定値を、搬送ベルト１の厚みで正規化した値である。
【００９６】
体積抵抗率を調整するには、一例として、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、金属粉等の導電物質を樹脂フィルムに分散させることにより実施できる。つまり、樹脂フィルムに分散させる導電物質の量を増やすことにより、体積抵抗率を下げることが出来る。
【００９７】
搬送ベルト１の抵抗値に関しては、１０13Ω・ｃｍよりも大きくなると、転写時における電荷蓄積が電界クリーニングに悪影響を与え始めることがある。
【００９８】
また、この場合に搬送ベルト１上の電荷蓄積が、転写材の吸着や転写自体に影響を与えるのを防止するために、搬送ベルト１を次の画像転写以前に除電手段により除電する方法が挙げられる。
【００９９】
しかし、搬送ベルト１上に汚染トナーが付着した状態で、除電器の部分を通過させることは、除電器のトナーによる汚染やトナーのチャージアップ（もしくは電荷消失）、場合によっては搬送ベルト１の放電破壊等の原因となる等、様々な不都合を生じる危険があることから、好ましくない。
【０１００】
一方、搬送ベルト１の抵抗値が１０7Ω・ｃｍよりも小さくなると、転写材Ｐの吸着が相対的に不安定となることがあり、電界クリーニング性能自体も低下することがある。これは、一部の汚染トナーが、電界クリーニング時に過剰に逆極性バイアスの影響を受け、極性反転が生じるなどの不具合が起きているものと推定される。
【０１０１】
また、搬送ベルト１の厚さとしては、１００〜２００μｍであるのが好ましい。
【０１０２】
搬送ベルトの表層（転写材を担持する側の層）の表面粗さＲｚとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下が良い。なお、本明細書で用いる表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に示されている定義に基づいて測定されるものである。
【０１０３】
搬送ベルトの表層の表面粗さＲｚを上記範囲としたのは、後に詳述するように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられる球形状のトナーの直径が、略５〜１１μｍ、好ましくは５〜７μｍに対し、ばらつきも含めて、常に搬送ベルト１の凹凸面が、物理的にトナーを埋め込まず、感光ドラム２１ａ〜２１ｄに対してトナーが接触可能とすることで、電界クリーニングを良好に行える様にするためである。
【０１０４】
搬送ベルト１の表面粗さＲｚが５μｍを越えると、トナーと搬送ベルト表面の密着性が高まり、電界クリーニングが困難となることがある。
【０１０５】
また、搬送ベルト１の表面粗さＲｚの下限値としては０．０５μｍ以上とするのが好ましい。
【０１０６】
すなわち、トナーにはトナーの帯電電荷量（単位面積当り）を制御するために０．００１〜０．０５μｍ程度のシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機微粉末の粒子を外添されている。このようなサブミクロン粒子は搬送ベルトに対する静電吸着力が強いため、搬送ベルト表面からの除去は困難である。
【０１０７】
従って、搬送ベルトの表面粗さＲｚをこれらの外添剤の粒径（直径）よりも大きくして、搬送ベルトにある程度埋め込まれることが望ましい。
【０１０８】
ここで、搬送ベルト１の表面粗さを上記範囲内にするには、例えば、ベルトを型内で加熱成形する方法を用い、このときの型表面粗さを上記値よりも十分小さくする方法、あるいは成形後のベルト表面を研磨等の後加工により平滑化する方法が挙げられる。
【０１０９】
また、本発明の実施の形態においては、搬送ベルト上に転写材Ｐが存在しない領域において、感光ドラム２１ａ〜２１ｄと転写ブレード３ａ〜３ｄとの間に電界を形成することにより、搬送ベルト１に付着したトナーを、感光ドラム２１ａ〜２１ｄを介して、クリーニング装置の廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収する清掃モードを有している。なお、清掃モードについての詳細は、後述する。
【０１１０】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置で用いるトナーについて説明する。
【０１１１】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置に適用するトナーは、結着樹脂、着色剤、荷電制御剤及び低軟化物質を含有している非磁性一成分微粒径トナーが好適に用いられる。
【０１１２】
結着樹脂としては、カラートナー用に通常用いられているものでよく、例えば、スチレン−ポリエステル、スチレン−ブチルアクリレート等のスチレン系共重合体；ポリエステル系樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。
【０１１３】
着色剤は、カラートナー用に通常用いられているもので良く、例えば、イエロートナー用としては、ベンジン系黄色顔料、フォロンイエロー、アセト酢酸アニリド系不溶性アゾ顔料、モノアゾ染料、アゾメチン系色素等が挙げられる。
【０１１４】
マゼンタトナー用としては、キサンテン系マゼンタ染料のリンタングステンモリブテン酸レーキ顔料、２，９−ジメチルキナクリドン、ナフトール系不溶性アゾ顔料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料と有機カルボン酸とからなる色材、チオインジゴ、ナフトール系不溶性アゾ顔料等が挙げられる。シアントナー用としては、銅フタロシアニン系顔料が挙げられる。
【０１１５】
荷電制御剤としては、カラートナー用に通常用いられているもので良く、例えば、負電荷制御剤としては、アルキルサリチル酸の金属錯体、ジガルボン酸の金属錯体、多環体サリチル酸金属塩等が挙げられ、正電荷制御剤としては、４級アンモニウム塩、ベンゾチアゾール誘導体、グアナミン誘導体、ジブチルチンオキサイド、その他の含窒素化合物等が挙げられる。
【０１１６】
低軟化物質としては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロピッシュワックスの如きポリメチレンワックス；アミドワックス；高級脂肪酸；長鎖アルコール；エステルワックス；及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物の如き誘導体が挙げられ、トナーに対し、５〜３０重量％の含有量が好ましい。
【０１１７】
また、本発明の実施の形態で用いられるトナーは、重合性単量体、着色剤、荷電制御剤及び低軟化点物質を含む重合性単量体組成物を重合することによりトナー粒子を製造する重合法によって得られる重合トナーであることが好ましく、より好ましくは、重合性単量体組成物を液媒体中で重合することにより得られる重合トナーが形状を球形にする点から優れている。
【０１１８】
特に、重合性単量体組成物を水系媒体中で懸濁重合することによって得られる懸濁重合トナーの場合には、水系媒体中で重合性単量体組成物中に含まれている材料の極性差を用いることにより、低軟化点物質としてのワックスをトナー粒子中に内包化できることから、好ましく用いられる。
【０１１９】
また、本発明の実施の形態で用いるトナーは、形状係数ＳＦ１が１００〜１４０、好ましくは１００〜１２０であり、形状係数ＳＦ２が１００〜１２０であり、重量平均粒径が５〜１１μｍ、好ましくは５〜７μｍの実質的球形である非磁性一成分微粒径重合トナーである。
【０１２０】
ここでいう形状係数ＳＦ１とは、図３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、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。
【０１２１】
つまり、形状係数ＳＦ１は、次式、
ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
で定義されるものである。
【０１２２】
このＳＦ１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
【０１２３】
ＳＦ１が大きすぎると、球形状に付随する特性は薄れ、電界クリーニング性能は弱まることがある。
【０１２４】
また、形状係数ＳＦ２は、図４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２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。
【０１２５】
つまり、形状係数ＳＦ２は、次式、
ＳＦ２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
で定義されるものである。
【０１２６】
ＳＦ２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
【０１２７】
なお、本発明の実施の形態では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、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、上式より算出したものである。
【０１２８】
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、個々のトナーの表面エネルギーが小さくなって、流動性が高まり、感光体ドラム等に対する吸着力（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。
【０１２９】
この特性は、搬送ベルト１上に直接転写されたトナーを電界により感光ドラム２１ａ〜２１ｄに戻す際に、非常に好適に作用する。即ち、転写電界の影響を受けやすい、ということは転写時だけでなく、電界クリーニング時においても非常に効率が良いことであり、加えて、個々のトナーの表面エネルギーが小さく、流動性が高いことにより、複数の転写位置を通過する時においても、トナー同士での凝集が生じにくく、搬送ベルト１にトナーが固着する力を弱めることができる。
【０１３０】
トナーの粒度分布は、例えば、以下の方法で測定できる。
【０１３１】
本発明の実施の形態におけるトナーの粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザー（コールター社製）を用いて測定できる。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）を使用できる。
【０１３２】
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ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ルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、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、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。
【０１３３】
それから本発明の実施の形態におけるトナーの体積分布から求めた重量基準（各チャンネルの代表値をチャンネル毎の代表値とする）の重量平均粒径（Ｄ4）を求めることができる。
【０１３４】
チャンネルとしては、例えば、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チャンネルを用いる。
【０１３５】
本発明の実施の形態に係わる、上記重合トナー粒子の一例の断面図を図５に示す。図５は本発明の実施の形態に係る重合トナーの断面図である。
【０１３６】
図５に示すように、重合トナー９０は球形である。本発明の実施の形態において、重合トナー９０は、コア／シェル構造を有し、さらに表層を有する断面形状を有する。コア／シェル構造のコア部の主たる成分が、低軟化点物質であり、該低軟化点物質は、融点が４０〜１２０℃であることが好ましい。
【０１３７】
例えば、コア部９３に低軟化点物質であるエステル系ワックスを内包し、シェル部である樹脂層９２にスチレン−ブチルアクリレート、表層９１にスチレン−ポリエステルの如き極性樹脂という構成の重合トナーを用いることが好ましい。
【０１３８】
上記のコア／シェル構造を有し、さらに表層を有するトナーは、３層構成となっていることから、コア９３にワックスを内包することで、定着工程でのオフセット防止効果が得られ、また表層９１に樹脂層を設けることによって帯電効率のアップを図ることが可能である。実際の使用時には、トリボ安定化のためにオイル処理したシリカを外添することもできる。
【０１３９】
本発明の実施の形態で用いるトナーにおいては、実質的な悪影響を与えない範囲内で、更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤；例えばシリカ粉末、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末並びにこれらをシランカップリング剤及び／又はシリコーンオイルで処理した粉末の如き流動性付与剤；ケーキング防止剤；例えば、カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤；逆極性の有機微粒子及び逆極性の無機微粒子の如き現像性向上剤を用いることもできる。
【０１４０】
また、本発明の実施の形態において、重合トナーの製造方法としては、以下のような方法が挙げられる。
【０１４１】
即ち、重合性単量体中に離型剤、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤及びその他の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機の如き混合機によって均一に溶解又は分散せしめた単量体組成物を、分散安定剤を含有する水相中で、ホモミキサーの如き分散機により分散せしめる。単量体組成物からなる液滴が所望のトナー粒子のサイズが得られた段階で、造粒を停止する。その後は、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を行えば良い。
【０１４２】
重合温度は４０℃以上、一般的には、５０〜９０℃の温度に設定して重合を行う。本発明の実施の形態においては、分子量分布のコントロールの目的で、重合反応後半に昇温しても良く、更に、未反応の重合性単量体、副生成物を除去するために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。
【０１４３】
反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・ろ過により回収し、乾燥する。懸濁重合法においては、通常単量体組成物１００重量部に対して水３００〜３０００重量部を分散媒として使用するのが好ましい。なお、上記トナーの帯電状態や流動性を安定化させるため、０．１〜５．０重量部のシリカ粒子をヘンシェルミキサーにより外添して用いた。
【０１４４】
次に、カラー画像形成装置の全体構成等について詳しく説明する。
【０１４５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部構成を示す概略構成図である。
【０１４６】
なお、図１に示す画像形成装置の概略構成図は一例にすぎず、本発明はこれに限定されない。また、本発明の画像形成装置は、転写材搬送装置および非磁性一成分トナーに関して特徴を有するものであり、その他の構成等については、公知のカラー画像形成装置に関する技術を適用できる。
【０１４７】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、前述したように転写材搬送装置を構成する主要部材として、駆動ローラ７、吸着対向ローラ６、テンションローラ８及び９の４本のローラに巻架される静電吸着搬送ベルト（以下、「搬送ベルト」）１を有している。
【０１４８】
この搬送ベルト１の周面に沿って、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像形成部が備えられている。
【０１４９】
この画像形成部は、いずれも基本的な構成は同一であり、ブラックの画像形成部を例に説明すると、図２に示すように、主として、像担持体である感光ドラム２１ａと、一次帯電装置２２ａと、露光光２３ａを発射する静電潜像形成装置としての露光装置と、現像スリーブ２７ａを有する現像装置２４ａと、転写手段としての転写ブレード３ａと、クリーニングブレード２５ａと、廃トナー容器２６ａを有するクリーニング装置と、から構成される。
【０１５０】
このように構成される各色の画像形成部（以下、「プロセスステーション」という）２ａ〜２ｄが直列に配置されている。
【０１５１】
搬送ベルト１は、図１中矢印Ｘ方向に回転することにより、給紙カセット１５から供給ローラ１４によって画像形成装置内に供給される転写材Ｐを各プロセスステーションに順次搬送する。
【０１５２】
転写材Ｐは画像形成装置内に送り出されると、まず、同期回転体としてのレジストローラ１０とレジスト対向ローラ１３に挟持され、画像形成動作と同期するようにして、転写材Ｐと搬送ベルト１との吸着が行われる吸着部Ｎに導かれる。
【０１５３】
吸着部Ｎでは、ローラ状の吸着部材である吸着ローラ５と、ローラ状の吸着対向部材である吸着対向ローラ６とが、搬送ベルト１を介して対向し、搬送ベルト１及び転写材Ｐを挟持するよう構成される。吸着ローラ５には吸着バイアス電源１２から吸着バイアスが印加される。
【０１５４】
これによって、転写材Ｐに電荷が付与され、電荷を付与された転写材Ｐは、分極された搬送ベルト１に静電的に吸着される。このとき、搬送ベルト１は、転写材Ｐを色ずれ等が発生しないように表面に担持する。
【０１５５】
それぞれのプロセスステーション２ａ〜２ｄにおいて、電子写真方式を用いて第１色〜第４色の各色の未定着トナーの可視像が転写材Ｐ上に形成される。斯かる画像形成部は、上述の従来の電子写真方式の画像形成装置と同様のものを使用できる。
【０１５６】
図２は、上述したように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるプロセスステーション２ａの一例を示す概略構成図であるが、他のプロセスステーション（２ｂ〜２ｄ）も同様の構造である。
【０１５７】
プロセスステーション２ａ〜２ｄ内にはそれぞれ、像担持体として感光ドラム２１ａ〜２１ｄが回転可能に支持されており、一次帯電装置２２ａ〜２２ｄによって、この感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面を一様に帯電した後、露光装置によって画像情報に従ってフル点灯、あるいは時間変調や輝度変調にて該表面を露光して、明部電位の静電潜像を感光ドラム２１ａ〜２１ｄの各々の表面に形成する。
【０１５８】
その後、現像装置２４ａ〜２４ｄによって、各プロセスステーション毎に、上述した本実施の形態に係るトナー（ブラック、マゼンタ、シアンまたはイエローのトナー）を静電潜像に反転現像法により静電的に付着させて可視化することにより、感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上にトナー像を形成する。
【０１５９】
現像のためのバイアスは、バイアス電源（図示せず）により現像スリーブ２７ａ〜２７ｄ等に印加する。
【０１６０】
このようにして、搬送ベルト１に吸着された転写材Ｐは、各色のプロセスステーションを順次通過することによって、各色のトナー像が次々に転写を受ける。その後、定着装置１６にて未定着トナーのカラー画像は加熱及び加圧されてカラーの永久画像となる。
【０１６１】
又、転写後に感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に残留する、所謂、転写残トナーはクリーニングブレード２５ａ〜２５ｄによって掻き落とされて、廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに収容され、感光ドラム２１ａ〜２１ｄは繰り返し画像形成に供される。
【０１６２】
ここで、本発明の実施の形態に係る画像形成装置においては、搬送ベルト１上の転写材Ｐが存在しない領域において、搬送ベルト１上に付着したトナーを清掃する清掃モードを有している。
【０１６３】
なお、清掃モードとは、感光ドラム２１ａ〜２１ｄと転写ブレード３ａ〜３ｄとの間に電界を形成することにより、搬送ベルト１上に付着したトナーを、感光ドラム２１ａ〜２１ｄを介して廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収して清掃する、搬送ベルト１の電界クリーニングのことである。
【０１６４】
現像装置にトナーを補給すべきかどうかを判断するために、感光ドラム上にテストパターンを形成してこれを搬送ベルトに転写し、搬送ベルト上のテストパターンの濃度を検出するモードがある。
【０１６５】
このように、濃度検出用のパッチパターンを形成する場合、あるいは給紙不良によるジャム等が発生した場合等により、搬送ベルト１上に転写されたトナーは、転写時とは逆極性のバイアスが転写ブレード３ａ〜３ｄに印加されることにより感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に移動し、次いで感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に移動した該トナーは、クリーニングブレード２５ａ〜２５ｄによって掻き落とされて、廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収され得る。
【０１６６】
各プロセスステーション内の感光ドラム２１ａ〜２１ｄは、搬送ベルト１を介して転写装置である転写ブレード３ａ〜３ｄにそれぞれ当接されており、転写時において、転写ブレード３ａ〜３ｄには、転写バイアス電源４ａ〜４ｄにより、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
【０１６７】
転写バイアス電源４ａ〜４ｄは、転写時に転写バイアスを印加するとともに、清掃モードによる電界クリーニング時においては、クリーニングバイアスを印加するクリーニングバイアス電源の役割も兼ねる。
【０１６８】
転写時においては、図６に示すような、スイッチ４３ａにより正バイアス４１ａ、負バイアス４２ａ等が切換え使用可能な転写バイアス電源４ａ〜４ｄにより、転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、定電圧の転写バイアスを印加できる。
【０１６９】
なお、清掃モードによる電界クリーニング時のクリーニングバイアスの印加方法としては、例えば、転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、転写時とは逆極性のクリーニングバイアスをそれぞれ印加する方法が挙げられる。
【０１７０】
これは、汚染トナーの極性が正規の帯電極性にほぼそろっていれば有効である。しかし、耐久による劣化、その他の要因で、反対極性に反転してしまうトナーが生じることがある。
【０１７１】
この様な場合においては、第１と第３の転写ブレード３ａ及び３ｃに対して転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを印加して、第２と第４の転写ブレード３ｂ及び３ｄに対して転写時の正規極性のクリーニングバイアスを印加する方法、または転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、少なくとも搬送ベルト１周にわたって転写時とは逆極性のクリーニングバイアスをかけて、続いて少なくとも次の１周にわたって転写時の正規極性のクリーニングバイアスをそれぞれかける方法等が挙げられる。
【０１７２】
また、電界クリーニングのタイミングとしては、例えば、１００枚プリント毎に１度の割合で濃度測定用パターンを搬送ベルト上に直接形成しこれを検知手段としての濃度センサ１１で測定した後に電界クリーニングを引き続いて行うようにしても良いし、また毎プリント毎の回転時やジャム処理後の復帰時に電界クリーニングを実行しても良い。
【０１７３】
電界クリーニング時における感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位は、画像形成時における非露光部電位と同等に保っても良いし、また、電界クリーニング時に感光ドラムの表面電位を除電してほぼゼロとしても良い。電界クリーニングに必要な電界の大きさは、本実施の形態のように自己減衰系の搬送ベルトを用いた場合には、感光ドラム２１ａ〜２１ｄと、転写装置である転写ブレード３ａ〜３ｄの電位差で決まるため、後者のように感光ドラムの表面電位を除電することは、電界クリーニング時に、転写ブレードに印加するクリーニングバイアスを小さくすることが可能となるため、より好適である。
【０１７４】
感光ドラム２１ａ〜２１ｄの除電方法としては、露光あるいは帯電装置による強制除電（接触帯電法を含む）等の方法を用いることができる。なお、このとき、カブリ防止のため、各色の現像剤担持体としての現像スリーブ（図２の２７ａ）の電位は、現像時の正規極性（トナーの帯電極性と同極性）のバイアス側に保つ方が好ましい。
【０１７５】
また、本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるクリーニング装置は、各色毎に着脱可能なカートリッジとなっていることが好ましい。これにより、廃トナー容器２６ａ〜２６ｄに回収された廃トナーが満タンになった場合、各色毎に廃トナー容器の交換が可能である。
【０１７６】
この着脱可能なカートリッジとしては、廃トナー容器のみでも良いし、クリーニングブレードと廃トナー容器を含むクリーニング装置、感光体とクリーニング装置、または感光ドラム、現像装置及びクリーニング装置等を含むプロセスステーションでも良い。像担持体とクリーニング装置が着脱可能となっていると、廃トナー容器からトナーがこぼれ難くなることから、より好ましい。
【０１７７】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置における吸着ローラ５は、体積抵抗率が１０4〜１０10Ω・ｃｍのＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ウレタンゴム等のゴムを芯金上に成型したものを使用できる。
【０１７８】
また、転写ブレード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとしては、体積抵抗率が１０2〜１０9Ω・ｃｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の樹脂フィルム、またはウレタンゴム等のゴムから形成されるブレードを、電荷付与手段として使用可能である。この他に上記の抵抗値範囲を有する、スポンジタイプ、あるいはソリッドタイプのゴムローラを用いても良い。
【０１７９】
これらの体積抵抗率は、カーボン、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2等を樹脂又はゴム等に加えることより調節できる。
【０１８０】
これらの体積抵抗率の測定は、搬送ベルトの測定と同様方法で実施可能である。
【０１８１】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、吸着対向ローラ６が金属であって、その軸受け部分に絶縁部材を設けて電気的にフロートにし（接地しない）、且つ、吸着補助部材として、レジストローラ１０を接地する構成があげられる。
【０１８２】
駆動ローラ７としては、金属ローラの芯金上にスリップ防止のための絶縁性ゴム層を用いたものがあげられる。このゴム層の体積抵抗率は、１０15Ω・ｃｍ以上のものが好ましいが、低抵抗であっても差し支えない。
【０１８３】
テンションローラ８，９としては、金属ローラを使用できる。
【０１８４】
これらのテンションローラ８，９および駆動ローラ７に関しては、搬送ベルト１自体が自己減衰系であり且つ搬送ベルト１を挟んで対峙する部材（電極）が存在しないので、いずれも接地、フロートのどちらでも差し支えない。
【０１８５】
なお、本発明の実施の形態では、感光体の種類やトナー極性が限定されることはないことは言うまでもない。
【０１８６】
（第２の実施の形態）
図７には、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、トナーの各色毎にプロセスステーションを有するインライン方式についての形態を記載したが、これに限られるものではなく、例えば、図７に示すような中間転写方式を用いたカラー画像形成装置にも有効である。
【０１８７】
画像形成方式の差異に基づく構成以外の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【０１８８】
本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成方式に基づく画像形成プロセスを簡単に説明する。
【０１８９】
各感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上に形成された各色トナー像は、中間転写体としての中間転写ベルト３０に転写ブレード３ａ〜３ｄにより順次重ねて静電的に１次転写される。そして、中間転写ベルト３０上のフルカラートナー像は転写ローラ３１により転写材Ｐに一括して静電的に転写される。
【０１９０】
このとき、転写ローラ３１には電源３２より正極性の電圧（トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧）が印加される。その後、フルカラートナー像は定着装置１６により転写材Ｐ上に定着され、転写材Ｐは機外に排出される。
【０１９１】
この図７に示す画像形成装置においても清掃モードを有している。即ち、中間転写ベルト３０に付着トナー又は形成されたテストパターントナー像を感光ドラム２１ａ〜２１ｄに対して、転写ブレード３ａ〜３ｄに印加するバイアスを図６に示すように切換えることで静電的に転写する。
【０１９２】
その後に、クリーニングブレード２５ａにより感光ドラムから回収されたトナーは廃トナー容器２６ａに貯められる。
【０１９３】
【実施例】
以下、上記本発明の実施の形態に基づくより具体的な実施例について説明する。なお、これは本発明をなんら限定するものではないことは言うまでもない。
【０１９４】
（実施例１）
＜１＞トナーの製造
以下の方法により、本実施例で用いる非磁性一成分系重合トナーを製造した。
【０１９５】
【０１９６】
リン酸カルシウムが分散されている水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃、窒素雰囲気下において、ＴＫ式ホモミキサーにて１００００ｒｐｍで１０分間攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、８０℃に昇温して、１０時間反応させた。
【０１９７】
重合反応終了後、反応系を冷却し、さらに反応系中に塩酸を加えてリン酸カルシウムを溶解させた後、ろ過、水洗、乾燥して、シアン懸濁粒子（トナー粒子）を得た。
【０１９８】
得られたトナー粒子９８．５重量部に対して、疎水性シリカ１．５重量部を外添して、非磁性一成分系重合シアントナーを得た。
【０１９９】
得られた非磁性一成分系重合シアントナーは、重合平均粒径が７．５μｍであり、トナー形状係数ＳＦ１が１１０、ＳＦ２が１０８の実質的球形であった。
【０２００】
このトナーは、図５に示すように、コア部９３に低軟化点物質であるワックスを内包し、シェル部である樹脂層９２にスチレン−ブチルアクリレート、表層９１に飽和ポリエステルという構成の重合トナーであった。
【０２０１】
比重は約１．０５であった。また、トナーの単位重量当りの帯電電荷量、即ち、トリボ（Ｑ／Ｍ）は、およそ−２０μＣ／ｇであった。
【０２０２】
＜２＞カラー画像形成装置の製造
上述した実施の形態において、図１及び図７で示されるカラー画像形成装置に、上記で得られたトナーを用いて、実施例１のカラー画像形成装置とした。ここでは代表して図１に示す画像形成装置に適用した例を示す。
【０２０３】
図７に示す画像形成装置に適用できるのは言うまでもなく、ここでの説明は省略する。
【０２０４】
本実施例に係わるカラー画像形成装置のより具体的な構成を以下に記載する。
【０２０５】
搬送ベルト１は、ＰＶｄＦ（ポリジフロロビニル）樹脂フィルムに導電物質であるカーボンを分散させることで体積抵抗率を１０11Ω・ｃｍ程度とし、周長略７００ｍｍ、厚さ１２０μｍの無端状のベルトとした。
【０２０６】
感光ドラム２１ａ〜２１ｄとしては、フタロシアニン系化合物よりなる電荷発生層、及びヒドラゾン化合物を分散した、ポリカーボネートよりなる電荷輸送層で構成された負極性のＯＰＣドラムを使用した。
【０２０７】
吸着ローラ５は、カーボンを分散させることで体積抵抗率を１０5Ω・ｃｍ以下に調整したＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）ゴムを、直径６ｍｍの芯金上に厚さ３ｍｍにて形成することにより製造した。
【０２０８】
また、転写ブレード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、厚さ１００μｍ、支持体までの自由長が略３ｍｍであって、カーボンブラックを分散させることで体積抵抗率を１０5Ω・ｃｍに調整したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムを用い、４５°の角度で搬送ベルト１の進行方向に対し順方向となる様にまた解除時は感光ドラム方向に略０．５ｍｍ復元する強さで当接させて用いた。
【０２０９】
吸着対向ローラ６は金属ローラとし、その軸受け部分に絶縁部材を設けて電気的にフロートにし（接地しない）、吸着補助部材としてレジストローラ１０とレジスト対向ローラ１３を接地する構成とした。
【０２１０】
また、駆動ローラ７としては、金属ローラの芯金上にスリップ防止のためのゴム層を厚さ略０．５〜３ｍｍの範囲で設けたものを用いた。このゴム層の抵抗値は、１０15Ω・ｃｍ以上の絶縁タイプを用いた。テンションローラ８，９は、金属ローラを用いた。
【０２１１】
各プロセスステーション２ａ〜２ｄ内の感光ドラム２１ａ〜２１ｄは、搬送ベルトを介して転写ブレード３ａ〜３ｄを当接するようにした。転写ブレード３ａ〜３ｄに、図６に示すような、スイッチ４３ａにより正バイアス（４１ａ）、負バイアス（４２ａ）等が切換え使用可能な転写バイアス電源４ａ〜４ｄを接続した。
【０２１２】
本実施例では、図２に示すプロセスステーション２ａ（２ｂ〜２ｄも同様）をカートリッジとして脱着可能とした。
【０２１３】
＜３＞電界クリーニング
上記のカラー画像形成装置を用いて、電界クリーニングを行った。まず、画像形成として、一次帯電装置２２ａ〜２２ｄによって、この感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面を略−６００Ｖ程度に一様に帯電した後、露光手段が画像情報に従って該表面を露光して、フル点灯時の明部電位略−１５０Ｖ程度の静電潜像を感光ドラム２１ａ〜２１ｄの各々の表面に形成した。
【０２１４】
その後、現像装置２４ａ〜２４ｄによって、静電潜像に各プロセスステーション毎にブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナーを反転現像法により静電的に付着させて可視化し、感光ドラム２１ａ〜２１ｄ上にトナー像を形成した。なお、現像のためのバイアスとしては、約−４００Ｖ程度のバイアスを現像スリーブ２７ａ〜２７ｄに印加した。
【０２１５】
転写時においては、定電圧の転写バイアスを転写バイアス電源４ａ〜４ｄにより転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、順次＋１０００Ｖ、＋１２５０Ｖ、＋１５００Ｖ、＋１７５０Ｖと印加して、引き続き、次の回転における清掃モードとしての電界クリーニング時においては、転写ブレード３ａ〜３ｄに対し、一律に−２０００Ｖのクリーニングバイアスを印加した。
【０２１６】
また、電界クリーニング時における感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位は、画像形成時における非露光部電位と同等の−６００Ｖに保った。
【０２１７】
この様にして、非通紙状態にて、濃度センサ１１で測定するためのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパッチパターン（各色１０×１０ｍｍ程度の大きさ）を搬送ベルト１上に直接転写させたところ、次回転における電界クリーニングの工程において、前述のトナー像を１度の転写でほぼ完全に感光ドラム２１ａ〜２１ｄに回収することが出来た。
【０２１８】
（実施例２）
＜１＞電界クリーニング
トナー及びカラー画像形成装置は、実施例１で用いたものを使用して、また、電界クリーニングにおけるクリーニングバイアスの印加方法のみを以下のようにし、それ以外は、実施例１と同様に電界クリーニングを行った。
【０２１９】
電界クリーニング時において、第１と第３の転写ブレード３ａおよび３ｃに−２０００Ｖを印加して、第２と第４の転写ブレード３ｂおよび３ｄに＋８００Ｖを印加したところ、極性反転した汚染トナーの存在下においても、良好な電界クリーニングを行うことが出来た。
【０２２０】
ここで、負のクリーニングバイアスに対し、正のクリーニングバイアスの絶対値が小さいのは、対向電極となる感光ドラムの電位（−６００Ｖ）を考慮したものである。なお、極性反転を生じるトナーは、帯電特性が不安定となったものが多いが、本実施例で使用した球形状のトナーは、不定形の粉砕トナーに比べて極性反転したトナー（この場合正極性トナー）に、同じく正の電荷を外部から付与すると、容易に安定な正電荷を帯び易い、という傾向が有る。
【０２２１】
そのため、本実施例では、主に第１の転写ブレード３ａにおいて、負のクリーニングバイアスを印加した際に、感光ドラム２１ａからトナーに正の電荷を転移し、引き続いて第２の転写ブレード３ｂにおいて正のクリーニングバイアスを印加した際に、効率良く感光ドラム２１ｂに搬送ベルト上のトナーの回収を行うことが可能となった。勿論、第３、第４転写ブレード３ｄ，３ｄにおいて、第１、第２と同様のことを繰り返すことにより、電界クリーニングがより確実に行えた。
【０２２２】
（実施例３）
＜１＞電界クリーニング
トナーおよびカラー画像形成装置は、実施例１で用いたものを使用して、また、電界クリーニングにおいて、感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位を除電し、クリーニングバイアス値を以下のようにし、それ以外は、実施例１と同様に行った。
【０２２３】
電界クリーニング時において、実施例１においては、−６００Ｖに設定して行った感光ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位を、略０Ｖに除電し、実施例１においては−２０００Ｖに設定した転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを、−１４００Ｖ程度にして、電界クリーニングを実施した。
【０２２４】
このとき、カブリ防止のために各色の現像スリーブ２７ａ〜２７ｄの電位を０Ｖ〜＋２００Ｖに保った。その結果、実施例１と同様に電界クリーニングを良好に行うことができた。
【０２２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、転写材担持体あるいは中間転写体に付着するトナーの除去性能の向上を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要部構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画像形成部の概略構成図である。
【図３】形状係数ＳＦ１の説明図である。
【図４】形状係数ＳＦ２の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る重合トナーの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に用いられる転写バイアス電源の回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の主要部構成を示す概略構成図である。
【図８】従来技術に係るカラー電子写真画像形成装置の概略構成図である。
【図９】従来技術に係る画像形成装置における画像形成部の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 搬送ベルト
２ａ プロセスステーション
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 転写ブレード
４ａ 転写バイアス電源
５ 吸着ローラ
６ 吸着対向ローラ
７ 駆動ローラ
８，９ テンションローラ
１０ レジストローラ
１１ 濃度センサ
１２ 吸着バイアス電源
１３ レジスト対向ローラ
１４ 供給ローラ
１５ 給紙カセット
１６ 定着装置
２１ａ，２１ｂ 感光ドラム
２２ａ 一次帯電装置
２３ａ 露光光
２４ａ 現像装置
２５ａ クリーニングブレード
２６ａ 廃トナー容器
２７ａ 現像スリーブ
３０ 中間転写ベルト
３１ 転写ローラ
３２ 電源
４１ａ 正バイアス
４２ａ 負バイアス
４３ａ スイッチ
９０ 重合トナー
９１ 表層
９２ 樹脂層
９３ コア
９８ トナー粒子
Claims (12)
- 第１の転写位置にトナー像を担持搬送する第１像担持体と、
第２の転写位置にトナー像を担持搬送する第２像担持体と、
前記第１の転写位置及び前記第２の転写位置に順次転写材を担持搬送する転写材担持体と、を有し、
前記第１像担持体及び前記第２像担持体によって担持されるトナー像を前記転写材担持体によって搬送される転写材上に順次静電的に転写する画像形成装置において、
前記転写材担持体に付着したトナーを前記第１像担持体及び前記第２像担持体に静電的に転写して前記転写材担持体からトナーを清掃する清掃モードを有し、
球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長の二乗を図形面積で割って、１００π／４を乗じて得られる値を形状係数ＳＦ１とした場合に、前記トナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１４０を満たし、前記清掃モードを行う場合に、前記第１の転写位置と前記第２の転写位置とでは逆向きの電界を生じさせることを特徴とする画像形成装置。 - ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義される表面粗さをＲｚとした場合に、
前記転写材担持体の転写材の担持する側の表面の粗さＲｚが０．０５μｍ〜５μｍを満たし、
かつ、前記トナーの平均粒径が５μｍ〜１１μｍを満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記清掃モードで前記転写材担持体から前記第１像担持体に転写されたトナーを回収する第１トナー回収手段と、前記清掃モードで前記転写材担持体から前記第２像担持体に転写されたトナーを回収する第２トナー回収手段と、有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
- 前記第１の転写位置で前記第１像担持体から前記転写材担持体によって搬送される転写材にトナー像を静電的に転写する第１転写手段と、前記第２の転写位置で前記第２像担持体から前記転写材担持体によって搬送される転写材にトナー像を静電的に転写する第２転写手段と、を有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
- 前記第１像担持体から前記転写材担持体によって搬送される転写材にトナー像を静電的に転写する際に前記第１転写手段に印加される電圧は、トナーの正規の帯電極性と逆極性であり、前記第２像担持体から前記転写材担持体によって搬送される転写材にトナー像を静電的に転写する際に前記第２転写手段に印加される電圧は、トナーの正規の帯電極性と逆極性であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
- 前記転写材担持体はベルト形状であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
- 第１の転写位置にトナー像を担持搬送する第１像担持体と、
第２の転写位置にトナー像を担持搬送する第２像担持体と、
前記第１像担持体及び前記第２像担持体から各転写位置でトナー像が転写される中間転写体と、を有し、
前記中間転写体に転写されたトナー像を転写材上に静電的に転写する画像形成装置において、
前記中間転写体に付着したトナーを前記第１像担持体及び前記第２像担持体に静電的に転写して前記中間転写体からトナーを清掃する清掃モードを有し、
球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長の二乗を図形面積で割って、１００π／４を乗じて得られる値を形状係数ＳＦ１とした場合に、前記トナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１４０を満たし、前記清掃モードを行う場合に、前記第１の転写位置と前記第２の転写位置とでは逆向きの電界を生じさせることを特徴とする画像形成装置。 - ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義される表面粗さをＲｚとした場合に、
前記中間転写体のトナー像が転写される側の表面の粗さＲｚが０．０５μｍ〜５μｍを満たし、
かつ、前記トナーの平均粒径が５μｍ〜１１μｍを満たすことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。 - 前記清掃モードで前記中間転写体から前記第１像担持体に転写されたトナーを回収する第１トナー回収手段と、前記清掃モードで前記中間転写体から前記第２像担持体に転写されたトナーを回収する第２トナー回収手段と、を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像形成装置。
- 前記第１の転写位置で前記第１像担持体から前記中間転写体にトナー像を静電的に転写する第１転写手段と、前記第２の転写位置で前記第２像担持体から前記中間転写体にトナー像を静電的に転写する第２転写手段と、を有する請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
- 前記第１像担持体から前記中間転写体にトナー像を静電的に転写する際に前記第１転写手段に印加される電圧はトナーの正規の帯電極性と逆極性であり、前記第２像担持体から前記中間転写体にトナー像を静電的に転写する際に前記第２転写手段に印加される電圧はトナーの正規の帯電極性と逆極性であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体はベルト形状であることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
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