クリーニング装置及び画像形成装置
【課題】クリーニング装置１０のクリーニング部材の交換頻度を低下させる。
【解決手段】自らの表面にトナー像を担持する中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、同表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置１０とを備える画像形成装置において、クリーニング部材として、互いに異なる回転角度で異なるエッジをベルトに当接させる正多角柱の形状のクリーニング回転体５５１を用いるとともに、クリーニング回転体５５１の回転停止位置を変化させることで、クリーニング回転体５５１のベルトに対する当接エッジを切り替える姿勢変更手段とを設けた。
【解決手段】自らの表面にトナー像を担持する中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、同表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置１０とを備える画像形成装置において、クリーニング部材として、互いに異なる回転角度で異なるエッジをベルトに当接させる正多角柱の形状のクリーニング回転体５５１を用いるとともに、クリーニング回転体５５１の回転停止位置を変化させることで、クリーニング回転体５５１のベルトに対する当接エッジを切り替える姿勢変更手段とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体、あるいは画像形成対象となる記録部材を自らの表面に伴って搬送する搬送体、の表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置、及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のクリーニング装置として、クリーニングブレードなどのクリーニング部材のエッジを像担持体や搬送体に当接させて、像担持体や搬送体の表面からトナーを掻き取る方式のものが知られている（例えば特許文献１に記載のもの）。この方式では、回転駆動などといった、クリーニング部材に対してトナーを掻き取るための駆動動作を行わせることなく、像担持体や搬送体からトナーを掻き取ることができる。
【０００３】
一方、画像形成に用いられるトナーは、近年の高画質化に伴い、粉砕法によるものよりも、重合法によるものが主流になってきている。重合法によるトナー粒子は、粉砕法によるトナー粒子に比べて球形に近く、且つ小径であることから、高解像度に対応する小さなドットでも優れた再現性を発揮することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、クリーニング部材のエッジを当接させてクリーニングを行う方式において、重合法によるトナーを良好にクリーニングしようとすると、クリーニング部材を頻繁に交換しなければならなくなり、装置の維持コストを高めてしまう。具体的には、重合法によるトナーは、球形に近く且つ小径であることから、クリーニング部材のエッジと、像担持体や搬送体との間に形成される僅かな隙間をすり抜け易い。このため、重合法によるトナーを用いる場合には、粉砕法によるトナーを用いる場合に比べて、クリーニング部材を像担持体や搬送体に強く押圧して、前述の隙間をできるだけ無くす必要がある。すると、クリーニング部材のエッジを短期間に摩耗してすぐにトナーのすり抜けを引き起こしてしまうため、クリーニング部材を頻繁に交換しなければならなくなるのである。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、クリーニング部材の交換頻度を低下させることができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体とを備える画像形成装置に搭載され、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置において、上記クリーニング部材として、クリーニング部材が互いに異なる姿勢をとった際にそれぞれ像担持体表面又は搬送体表面に当接する複数のエッジを具備するものを用いるとともに、該クリーニング部材の姿勢を変更する姿勢変更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、上記姿勢変更手段として、回転軸を中心に上記クリーニング部材を回転させるものを用いた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又は２のクリーニング装置において、上記姿勢変更手段として、駆動源の発する駆動力を利用して上記クリーニング部材の姿勢を変更するものを用いた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の何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に付着しているトナーを清掃する清掃部材を設け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の何れかのクリーニング装置において、電源からの電圧を受け入れて上記クリーニング部材に導く第１電圧受入手段と、該クリーニング部材によるクリーニング工程を経由した後の像担持体表面又は搬送体表面に当接しながら該像担持体表面又は搬送体表面に付着しているトナーを掻き取るブラシ部材と、電源からの電圧を受け入れて該ブラシ部材に導く第２電圧受入手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体と、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、上記クリーニング手段として、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。
また、請求項７の発明は、請求項６の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３のクリーニング装置を用いるとともに、所定の定期的なタイミングで上記姿勢変更手段を駆動して上記クリーニング部材の当接エッジを切り替え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８の発明は、請求項６又は７の画像形成装置であって、上記クリーニング装置が、上記像担持体としての無端状の像担持ベルト、又は上記搬送体としての無端状の搬送ベルト、に付着している転写残トナーを除去するものであり、且つ、該像担持ベルト又は搬送ベルトが、０．０７〜０．３０［ｍｍ］以下の弾性層を具備するものであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項６乃至８の何れかの画像形成装置であって、トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
これらの発明においては、クリーニング部材の使用中のエッジが摩耗してクリーニング性能が低下した場合に、姿勢変更手段によってクリーニング部材の姿勢を変更して、像担持体又は搬送体に対して別のエッジを当接させることで、クリーニング部材を交換することなくクリーニング性能を復帰させる。よって、従来に比べて、クリーニング部材の交換頻度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るプリンタの全体を示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおける画像形成部を示す拡大構成図。
【図３】トナー粒子の２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。
【図４】トナー粒子の２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。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれトナーの形状を模式的に示す図。
【図６】従来のベルトクリーニング装置を示す拡大構成図。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、中間転写ベルトに残留した転写残トナーの帯電量分布と、クリーニング部材との接触位置を通過した後の転写残トナーの帯電量分布との関係の第１例、第２例、第３例を示すグラフ。
【図８】電気抵抗が、１×１０５Ω・ｃｍ、１×１０７Ω・ｃｍ、１×１０９Ω・ｃｍであるクリーニングブラシのクリーニング性を示すグラフ。
【図９】実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１０】同ベルトクリーニング装置におけるクリーニング回転体の周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１１】同周囲構成を鉛直方向の上方から眺めた平面図。
【図１２】クリーニング回転体を中間転写ベルトから離間させた状態の同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１３】クリーニング回転体を中間転写ベルトから離間させ、且つモータ駆動によって回転させている状態の同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１４】実施例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１５】第１変形例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１６】第２変形例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１７】第３変形例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１８】第４変形例に係るプリンタの要部構成を示す要部構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、電子写真方式の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、本プリンタの全体を示す概略構成図である。また、図２は、本プリンタにおける画像形成部を拡大して示す拡大構成図である。このプリンタは、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。各感光体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、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。また、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に静電潜像を形成するためにレーザー光による光書き込みをおこなう露光装置７を有している。
【００１０】
なお、本プリンタでは、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、一体的に構成され装置本体に脱着可能で寿命到達時に交換されるプロセスカートリッジの形態をなしており、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１１】
プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方には、像担持ベルトたる中間転写ベルト８を備えた転写ユニット１７が配設されている。中間転写ベルト８は、テンションローラ１４、駆動ローラ１２、支持ローラ１３、１５，１６等の複数のローラに掛け回されており、図中反時計回り方向に回転駆動される。中間転写ベルト８を挟んで感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対向する位置には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に転写するために１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されている。また、中間転写ベルト８の回転方向に関して１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋより下流部には、中間転写ベルト８の周面に当接し、中間転写ベルト８上のトナー像を記録紙に転写する２次転写ローラ１９を有する２次転写装置を有している。なお、２次転写装置は、２次転写ローラ１９に限るものではなく、数本の支持ローラと駆動ローラにより掛け渡される２次転写ベルトであっても良い。
【００１２】
２次転写ローラ１９よりも下流には、２次転写ローラ１９による転写後に中間転写ベルト８上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１０が、中間転写ベルト８を介してテンションローラ１４に対向するよう設けられている。このベルトクリーニング装置１０は中間転写体８と一体的に交換可能であるが、中間転写ベルト８と寿命設定が異なる場合は単独で脱着が可能としてもよい。
【００１３】
中間転写ベルト８の材質について詳しく説明する。
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、中間転写ベルト８に弾性をもたせることにより、記録紙との接触性を高めている。
【００１４】
中間転写ベルト８としては、多層構造のものが用いられる。ベース層としては、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の導電剤を適当量含有させて、その体積抵抗率が１０６〜１０１４Ω・ｃｍとなるものが用いられている。また、弾性を持たせた導電性弾性層の主基材としては、シリコーンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム等が用いられる。また、導電性保護層の材料は、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境に対する安定性、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性能の向上といった目的を達成できるものであれば、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂系ポリマーを、アルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、シランカプラー、ウレタン樹脂系のエマルジョンや有機溶媒に、溶解・分散した塗料を使用することができる。これら保護層は、上記の塗料をディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコートなどにより設けることができる。さらに、保護層に表面処理または研磨を施すことにより離型性、導電性、耐磨耗性、表面クリーニング性等を改善することができる。 弾性を有する中間転写ベルト８とドラム状の感光体１とは比較的広い接触領域にて接触配置されており、しかも、中間転写ベルト８により弾性押圧されているため、ドラム状の感光体１と中間転写８との間のタック面圧はそれほど高くなく、しかも、中間転写ベルト８によるトナー像の包み込み動作が行われ、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト８側に一次転写される。このとき、中間転写ベルト８への転写画像には、大きなタック面圧によるホロキャラクタなどの画像欠陥はなく、高い転写効率で転写されるため、記録材（特に凹凸を有する特殊紙など）上のカラー画像品質はきわめて良好に保たれる。
【００１５】
図１において、プリンタの下方には、記録紙Ｐを収容する給紙カセット２６と、給紙カセット２６から記録紙Ｐを給紙する給紙ローラ２７とを有する給紙部が設けられている。また、記録紙の搬送方向に関して２次転写ローラ１９の上流側には、給紙カセット２６から給紙された記録紙を一端停止させて、２次転写位置に向かって送り出すレジストローラ２８が設けられている。一方、２次転写位置より記録紙の搬送方向に下流側には、定着装置２０が設けられている。また、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに補給する新しいトナーが充填されたトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがプリンタの上方にあり、ここから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに補給する。
【００１６】
次に、プリンタの動作について説明する。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、中間転写ユニット１７では、不図示の駆動モータで駆動ローラ１２を回転駆動して、他のローラ１３，１４，１５，１６を従動回転し、中間転写ベルト８を回転する。同時に、各プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを回転して、それぞれ帯電ローラ２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより一様に帯電し、ついで、露光装置７により露光して静電潜像を形成する。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより現像され、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。中間転写ベルト８の回転とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト８上に合成カラー画像を形成する。
【００１７】
一方、給紙部では、給紙ローラ２７が給紙カセット２６から記録紙Ｐを１枚づつ繰り出して給紙路に入れ、レジストローラ２８に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト８上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ２８を回転し、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との当接による２次転写ニップに記録部材としての記録紙を送り込む。そして、２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト８上の合成カラー画像を記録紙上に一括２次転写する。転写後の記録紙は、定着装置２０へと送り込まれ、定着装置２０により熱と圧力とを加えて画像を定着した後排出される。一方、１次転写後の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれのクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで残留トナーが除去され、その後除電され、次の作像に備える。また、２次転写後の中間転写ベルト８は、ベルトクリーニング装置１０によって残留トナーが除去され、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備える。
【００１８】
本プリンタにおいては、トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径（Ｄｖ）を個数平均粒径（Ｄｎ）で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いるように指定されている。この指定は、次のようにして行われる。即ち、前述の条件を満たすトナーをセットした状態でプリンタを出荷することによって行うことができる。また例えば、前述の条件を満たすトナーを、プリンタとともに梱包して出荷することによって行ってもよい。また例えば、前述の条件を満たすトナーの製品番号や商品名などを、プリンタ本体や、これの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって前述の条件、製品番号、商品名などを通知することによって行ってもよい。近年においては、より高精度および高精細な画像が形成できるよう、高解像度を有することが要求されており、その達成手段の１つとして前述の条件を満たすトナーを指定している。また、転写率向上のためにトナーの形状を不定形からより球に近い形状のものを用いている。
【００１９】
粒径分布の範囲が狭い粒径均一性に優れたトナーほど、（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近くなる。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、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００２０】
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３は、トナー粒子の２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、「ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π）／４」という式で求められる。トナー粒子の２次元平面に対する投影像の最大径ＭＸＬＮＧの二乗を平面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。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。
【００２１】
図４は、トナー粒子の２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である。形状係数ＳＦ−２は、トナー粒子の形状の凹凸の割合を示すものであり、「ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×１００／（４π）」という式で求められる。トナー粒子を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。
【００２２】
形状係数の測定は、具体的には、トナーの中から１００個のトナー粒子を無作為に選出してその写真を走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）で撮影し、その撮影像を画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入し、個々のトナー粒子の形状係数を解析した後、それらの平均値を最終的な形状係数とした。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。
【００２３】
また、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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを 得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。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。
【００２７】
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を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
【００３１】
（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。
【００３２】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００３３】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。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。
【００３４】
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。
【００３５】
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
【００３６】
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。
【００３７】
（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）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
【００３８】
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。
【００３９】
（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。
【００４０】
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。
【００４１】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが 好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ、及び、２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。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。
【００４９】
上記樹脂微粒子や無機化合物分散剤などと併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。
【００５０】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。即ち、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、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。そして、トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図５（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図５（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。
【００５５】
次に、実施形態に係るベルトクリーニング装置の説明をする前に、従来のベルトクリーニング装置について詳しく説明する。図６は、従来のベルトクリーニング装置１０’を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。このベルトクリーニング装置１０’は、ブレード方式のクリーニングと、ブラシ方式のクリーニングとを併用したものである。
【００５６】
近年、高画質化の要望が高まり、トナーは小粒径化の傾向にある。また、トナー製造コスト低減および転写率向上の要望から粉砕トナーではなく重合法等により球形化トナーを採用する傾向にある。小粒径化や球形化の進んだトナーの使用に伴い、像担持体上に残留したトナーを除去する手段として主に用いられてきたブレードクリーニング方式では、ブレードと像担持体表面の密着の精度が低いとトナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下しやすい。これを防ぐため、ブレードを強い当接圧で押しつけると、ブレードのめくれが発生し、いわゆるスジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こす原因となり、安定したクリーニング性能を保ちつづけることが困難である。また、球形トナーでも線圧を極端に高くすれば（具体的には、線圧１００ｇｆ／ｃｍ以上）クリーニングできるが、その分クリーニングブレードの磨耗やベルトのキズ等により寿命が極端に短くなる。通常の線圧２０ｇｆ／ｃｍでのクリーニングブレード寿命（削れてクリーニング不良が発生する時の寿命）は、約１２０Ｋ枚である。線圧１００ｇｆ／ｃｍの時は、クリーニングブレードの寿命は約２０Ｋ枚程度である。また、転写性が良いとされている球形トナーに対して、ブレードクリーニング性は、粉砕（異型）トナーに対するクリーニング性より劣ることは良く知られていることである。
【００５７】
そこで、図示のベルトクリーニング装置１０’は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード５２０の他に、クリーニングブラシローラ５２１と、回収ローラ５２２と、掻き取りブレード５２３とを設けている。
【００５８】
クリーニングブラシローラ５２１は、クリーニングブレード５２０よりも、クリーニング対象となる中間転写ベルト８の表面移動方向の下流側で、中間転写ベルト８に当接してながら、クリーニングブレード５２０のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまったトナーをベルト表面から掻き取るものである。金属製の回転軸と、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ローラ部とを具備しており、ブラシ用電源５３１よって回転軸（芯金）に対してクリーニング電圧が印加される。
【００５９】
回収ローラ５２２は、クリーニングブラシローラ５２１に付着したトナーを回収するものである。また、掻き取りブレード５２３は、回収部材としての回収ローラ５２２に当接して回収ローラ５２２上のトナーを掻き取ると共に、回収ローラ５２２表面に電荷を付与するものである。回収ローラ５２２表面からトナーを掻き取り掻き取り部材としての機能と、回収ローラ５２２表面に電荷を付与する電荷供給手段としての機能を兼ね備えている。
【００６０】
クリーニングブレード５２０やクリーニングブラシローラ５２１によってベルト表面から除去されたトナーは、トナー搬送コイル５２４によってベルトクリーニング装置１０の外部に排出されて、プリンタ本体に備えられた廃トナータンク（不図示）に収容される。
【００６１】
回収ローラ５２２には回収電源５３２よって回転軸（芯金）を介して回収電圧が印加される。また、掻き取りブレード５２３に対しては、ブレード用電源５３３より支持基板を介して掻き取り電圧が印加される。また、クリーニングブレード５２０には、極性制御用電源５３０によって極性制御電圧が印加される。
【００６２】
なお、クリーニングブラシローラ５２１の表面に電荷を付与するブラシ表面電荷付与部材（不図示）を備えていてもよい。このブラシ表面電荷付与部材は、クリーニングブラシローラ５２１にトナーが多く回収された場合、ブラシ先端の電位が低下してしまうことを補うために、クリーニングブラシローラ５２１表面に電荷を付与する電圧が印加された導電性部材であり、具体的には金属の丸棒や板状部材がよい。
【００６３】
また、中間転写ベルト８表面には、クリーニングブレード５２０が常時摺擦していることによる中間転写ベルト８表面保護のために、潤滑剤を塗布するようになっている。具体的には、クリーニングブラシローラ５２１のブラシ先端のうち、回収ローラ５２２との当接位置を通過してから、中間転写ベルト８との当接位置に進入する前の箇所には、バネ５４２によって付勢される固形潤滑剤５４１が当接している。クリーニングブラシローラ５２１は、ステアリン酸亜鉛等からなる固形潤滑剤５４１を引っ掻いてブラシ内に潤滑剤を捕捉しながら、中間転写ベルト８に塗布する。なお、リーニングブラシローラ５２１とは別に潤滑剤塗布用のブラシを設けてもよい。これは、クリーニングブラシローラ５２１にはトナーが常時回収されているため、トナーと潤滑剤とが交じり合い、潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーを再度中間転写ベルト８上に付着させることを防ぐためである。
【００６４】
このような構成のベルトクリーニング装置１０’では、次の４つの工程で中間転写ベルト８上のトナーを除去する。
１．クリーニングブレード５２０が、自らのエッジで中間転写ベルト８上のトナーを掻き取るとともに、トナーの正規帯電極性（ここでは、負極性）と同極性の極性制御電圧が印加されることで、自らのエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまうトナーの極性を正規帯電極性に揃える。
２．トナーの正規帯電極性とは逆極性（ここでは、正極性）のクリーニング電圧が印加されるクリーニングブラシローラ５２１は、中間転写ベルト８上のトナーを自らのブラシ内に静電的に移動させる。
３．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絶対値が大きい回収電圧を印加される回収ローラ５２２は、クリーニングブラシローラ５２１上のトナーを自らの表面に静電的に移動させる。
４．回収電圧と同極性で絶対値が回収電圧以上である掻き取り電圧が印加される掻き取りブレード５２３は、回収ローラ５２２上のトナーを掻き落とす。
以下、これらの工程について詳しく説明する。
【００６５】
まず、中間転写ベルト８に付着してベルトクリーニング装置１０’との対向位置に到達したトナーの帯電量と、クリーニングブレード５２０通過後のトナーの帯電量とについて説明する。転写前の中間転写ベルト８上のトナーは、そのほとんどが正規帯電極性である負極性に帯電している。転写時には、中間転写ベルト８上のトナーは、２次転写ローラ１９に印加された正極性の転写バイアスにより記録紙に転写するが、転写前から正極性に帯電していたトナーのほとんどはそのまま中間転写ベルト８に付着する。さらに、転写前に負極性に帯電していたトナーでも２次転写ローラ１９に印加された正極性の電荷注入を受けるなどして、帯電極性が正極性側にシフトし、その一部は正極性に反転することがある。
【００６６】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、中間転写ベルト８上に残留した転写残トナーの帯電量分布と、クリーニングブレード５２０との接触位置を通過した後の転写残トナーの帯電量分布との関係の第１例、第２例、第３例を示すグラフである。なお、帯電量分布はホソカワミクロン製 Ｅ−スパートアナライザ（ＥＳＴ−３）で、トナー１個ずつの電荷量Ｑとそのトナーの粒径ｄを測定したデータをもとに、本プリンタで作像した時の中間転写ベルト上転写残トナー数百個をサンプリングした時のＱ／ｄ（単位はｆｃ／μｍ）分布を表したものである。図７（ａ）に示した第１例では、正極性のトナーと負極性のトナーとが半分づつの状態で混在したブロードな分布（以下、転写残トナーＡという）になっている。また、図７（ｂ）に示した第２例では、正極性のトナーが負極性トナーよりも多い状態で混在したブロードな分布（以下、転写残トナーＢという）になっている。また、図７（ｃ）に示した第３例では、ほとんどが負極性トナーでシャープな分布になっている。
【００６７】
転写残トナーＡ、転写残トナーＢが中間転写ベルト８の回転により、クリーニングブレード５２０の位置まで達すると、ほとんどのトナーがクリーニングブレード５２０により機械的に掻き落されるが、いわゆるスティックスリップが発生して一部がクリーニングブレード５２０をすり抜けて行く。機械的に掻き落とされたトナーは、クリーニングブレード５２０から自然に落下しベルトクリーニング装置１０’の下方回収部に収容され、トナー搬送コイル部材５２４によって廃トナー回収部（不図示）に回収される。クリーニングブレード５２０には、トナーの帯電極性と同極性（負極性）の極性制御電圧が印加されており、トナーがクリーニングブレード５２０をすり抜けて行く際、トナーを正規の帯電極性（負極性）に帯電させる。図７（ａ）、（ｂ）に示したように、クリーニングブレード５２０通過前の帯電量分布により、通過後の帯電量分布も異なるが、クリーニングブレード５２０に極性制御電圧を印加することで、ブレード通過後のトナーの極性を負極性側に揃えることができる。
【００６８】
次に、トナーがクリーニングブレード５２０をすり抜けて行く際の帯電量変化について、詳細に説明する。クリーニングブレード５２０は、支持板金上に接着された板状の導電性弾性体であり、中間転写ベルト８に対してカウンター方向において当接圧２０〜４０［ｇ／ｃｍ］で当接している。導電性弾性体は、例えばポリウレタンゴムを素材と、カーボンブラックやイオン系の導電剤を混練することで導電性を付与するもので、電気抵抗は、２×１０６Ω・ｃｍ〜５×１０7Ω・ｃｍが好ましい。厚みは１〜３ｍｍの範囲内とするのが良い。厚さが薄すぎると、中間転写ベルト８表面及びクリーニングブレード５２０自体のうねり等によって中間転写ベルト８への押しつけ量が確保しにくくなる。硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で４０〜８５の範囲内であれば良い。クリーニングブレード５２０は中間転写ベルト８上のトナーを１００％クリーニングするものでなく、すり抜け量が増減しても問題ない。
【００６９】
クリーニングブレード５２０は、例えば、電気抵抗１×１０６Ω・ｃｍ、１×１０８Ω・ｃｍ、厚み２．４〜２．８ｍｍ、自由長が７ｍｍ〜９ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜８０、ブレード反発弾性係数４５％という条件を具備するものである。このようなクリーニングブレード５２０と中間転写ベルト８との間にトナーが挟まれた時、クリーニングブレード５２０に印加された電圧によりトナーに電流が流れ込みトナーは印加電圧と同極性に帯電してクリーニングブレード５２０を通過する。また、中間転写ベルト８とクリーニングブレード５２０とで形成された楔部の入り口と出口の微小ギャップ部の放電あるいは電荷注入により印加電圧と同極性に帯電する。この結果、トナーは図７（ａ）、（ｂ）の「ブレード通過後（電圧−５００Ｖ印加）」に示すような負極性の帯電量分布となる。
【００７０】
次に、クリーニングブレード５２０を通過した後のトナーの静電クリーニング動作について説明する。クリーニングブレード５２０のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまった転写残トナーは、負極性に帯電した状態でクリーニングブラシローラ５２１の位置まで搬送される。クリーニングブラシローラ５２１には、ブラシ用電源５３１よりトナーの帯電極性とは逆極性（正極性）のクリーニング電圧が印加されている。前述の隙間をすり抜けてしまった負極性の転写残トナーは、中間転写ベルト８とクリーニングブラシローラ５２１表面電位との電位差で形成される電界により、ベルト表面からブラシ内に転移する。
【００７１】
回収ローラ５２２は、クリーニングブラシローラ５２１に当接するよう設けられ、回収電源５３２よりクリーニング電圧よりも更に高い正極性の電圧が印加されている。クリーニングブラシローラ５２１のブラシ内の転写残トナーは、クリーニングブラシローラ５２１表面電位と回収ローラ５２２表面電位との電位差で形成される電界により、ブラシ内から回収ローラ５２２表面上に転移する。
【００７２】
掻き取りブレード５２３は、回収ローラ５２２に当接するように設けられ、回収ローラ５２２上のトナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーは、トナー搬送コイル５２４で機外に排出される又は現像装置５に戻される。また、掻き取りブレード５２３は、回収ローラ５２２の表面電位を維持するよう回収ローラ５２２表面へ電荷を供給する電荷供給手段としての機能を有しており、ブレード用電源５３３より支持基板を介して、回収ローラ５２２の芯金へ印加されている電圧と同じかさらに高い正極性の電圧が印加されている。これにより、回収ローラ５２３表面電位は安定化する。
【００７３】
クリーニングブレード５２０やクリーニングブラシローラ５２１との対向位置で中間転写ベルト８を自らの表面上に掛け回しているテンションローラ１４の表面には、中間転写ベルト８の体積抵抗値と同等かそれ以上の体積抵抗値を発揮する抵抗層が被覆されている。この体積抵抗値は絶縁に近いものであると、テンションローラ１４に対して電極としての役割を担わせることができなくなる。このため、抵抗層の抵抗を極端に高くすることは避けなければならない。クリーニング電界が維持でき、かつ導電性ブラシ電流が低くなるように抵抗値を設定する必要があり、ＬｏｇΩ＝６〜８程度が好適である。
【００７４】
図６に示したクリーニング装置１０’では、テンションローラ１４に対して、クリーニングブレード５２０に対向する電極と、クリーニングブラシローラ５２１に対応する電極との両方の役割を担わせている。このように共通の電極としての役割を担わせることで、部品点数を削減し、省スペース化を実現することができる。
【００７５】
図６に示したベルトクリーニング装置１０’の具体的な構成条件は、通常環境（高温高湿環境以外）での以下のとおりである。
＜クリーニングブラシローラ５２１の条件＞
起毛の材質：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・ポリエステル、いわゆる芯鞘構造）
・ブラシ抵抗：１×１０７Ω・ｃｍ（１００〜６００Ｖの電圧印加条件で測定）
・ブラシ軸印加電圧（クリーニング電圧）：＋１０００Ｖ
・ブラシ植毛密度：１０万本／ｉｎｃｈ２、繊維径約２５〜３５μｍ、ブラシ先端の毛倒れ処理あり。
・ブラシ先端部の中間転写ベルト８への喰い込み量：１［ｍｍ］
【００７６】
ブラシ繊維は繊維全体としては導電性であるが、繊維表面は絶縁層で覆われているものを用いる。繊維表面に絶縁層を有することで、クリーニングブラシローラ５２１と中間転写ベルト８とが接触する際に電流が流れ難くなり、ブラシ繊維が中間転写ベルト８からトナーを静電吸引する際に余分な電流が流れに難くなるためトナーに逆極性の電荷を与えてしまうことがなく、いったんブラシに捕捉したトナーを逆に中間転写ベルト８上に付着させる恐れが少なくなる。ただし、このようなブラシを使用しても、繊維表面の絶縁を破壊して電流を流すほどの電圧を回転軸に印加すると、結果として中間転写ベルト８にトナーを戻してしまうことになるので、電圧値の設定には注意を要する。
【００７７】
図８は、電気抵抗が、１×１０５Ω・ｃｍ、１×１０７Ω・ｃｍ、１×１０９Ω・ｃｍであるクリーニングブラシローラ５２１のクリーニング性を示すグラフである。電気抵抗が１×１０９Ω・ｃｍの時は、印加電圧が大きいため、電源コストがアップする。一方、電気抵抗が１×１０５Ω・ｃｍの時は中間転写ベルト８に電流を流し易いため、１×１０７Ω・ｃｍのときより低い電圧でトナーが正極性に帯電して中間転写ベルト８に再付着するため、クリーニング性の余裕度が小さい。したがって、１×１０７Ω・ｃｍの条件がもっとも適している。
【００７８】
＜回収ローラ５２２の条件＞
回収ローラ芯金材質：ＳＵＳ
回収ローラ表面材質：ＰＶＤＦ（厚み１００μｍ）の表層にアクリル系ＵＶ硬化樹脂層（厚み３〜５μｍ）
回収ローラ体積抵抗：１×１０１２〜１３Ω・ｃｍ（２５℃５０％にて測定）
ローラ直径：１４ｍｍ
回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量：１ｍｍ
回収ローラ芯金印加電圧（回収電圧）：＋１４００Ｖ
【００７９】
回収ローラ５２２はＳＵＳの芯金（直径１６ｍｍ）の表面にＰＶＤＦを１００μｍの厚みで有し、さらにその表面にアクリル系のＵＶ硬化樹脂層を有するもの（以下、高抵抗ローラと称する）を用いた。回収ローラ５２２のみならず、導電性芯金に数μｍ〜１００μｍ程度の高抵抗弾性チューブを被せる、あるいはさらに絶縁コーティングしたものでも同じ性能を得られる。ローラ抵抗については、１０℃１５％環境下と３２℃８０％環境下でそれぞれ電圧１０００Ｖ印加して電流を測定して算出した。回収ローラ５２２の材料としては、ＰＶＤＦチューブ、ＰＦＡチューブ、ＰＩチューブ、アクリルコート、シリコーンコート（例えばシリコーン粒子を含有したＰＣ（ポリカーボネート）をコート）、セラミックス、フッ素コーティングなどがある。
【００８０】
通常環境での掻き取りブレード５２３の具体的な構成条件は以下のとおりである。
＜掻き取りブレード５２３の条件＞
導電性カーボン含有ポリウレタンゴム体積抵抗：１×１０６Ω・ｃｍ（２５℃５０％にて測定）
ブレード当接角度：２０°
ブレード厚み：２．８ｍｍ
回収ローラへのブレード喰い込み量：０．６ｍｍ
掻き取りブレードへの印加電圧（掻き取り電圧）：＋２４００Ｖ
【００８１】
以上の構成のベルトクリーニング装置１０’において、クリーニングブレード５２０が摩耗していない状態では、２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト８表面に残留してしまった転写残トナーの殆どが、クリーニングブレード５２０によってベルト表面から除去される。クリーニングブレード５２０が摩耗してくると、クリーニングブレード５２０のエッジと、中間転写ベルト８表面との間に微妙の間隙が形成されるようになり、ブレードの摩耗とともにその間隙が徐々に大きくなっていく。すると、やがてその間隙をすり抜ける転写残トナーが発生するが、それはクリーニングブラシローラ５２１によってベルト表面から除去される。このように、クリーニングブレード５２０が摩耗によってクリーニング性能を低下させてクリーニング不良を発生させても、ブレードよりも下流側のクリーニングブラシローラ５２１により、クリーニング不良となったトナーを除去することが可能である。よって、本発明者らは、良好なクリーニング性能を長期間に渡って維持することができると考えていた。
【００８２】
ところが、発明者らは、定期的なタイミングでテストパターン画像を形成する構成では、良好なクリーニング性能を長期間に渡って維持することができなくなることを実験によって見出した。テストパターン画像とは、プリンタの作像性能をテストしたり、調整したりするために、形成対象となる画像とは別に形成する所定の大きさ且つ形状の画像である。実施形態に係るプリンタでは、必要に応じて実施するプロセスコントロール処理、色ズレ補正処理、トナーリフレッシュ処理でそれぞれ所定のテストパターン画像を形成する。
【００８３】
プロセスコントロール処理とは、環境変動に伴うトナーの帯電量や流動性などの変動により、現像γが変化しても、目標の画像濃度が得られるように作像条件を調整する処理である。このプロセスコントロール処理では、主電源がＯＮされる毎、所定時間経過毎、所定枚数のプリント毎などの定期的なタイミングで、数ｃｍ×数ｃｍ程度の大きさのパッチ状のトナー像を複数並べたテストパターン画像を形成する。このテストパターン画像については、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のものをそれぞれ個別に形成する。テストパターン画像中に含まれる複数のトナー像は、互いに異なる現像ポテンシャル（現像装置の現像スリーブと感光体の潜像との電位差）の条件下で現像されたものであり、互いに単位面積あたりのトナー付着量が異なっている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上から、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋテストパターン画像がそれぞれ個別に中間転写ベルト８上に転写される。それらテストパターン画像は、中間転写ベルト８の無端移動に伴って２次転写ニップに進入するが、この際、２次転写バイアスを停止させるか、本来とは逆極性の非転写バイアスの印加により、テストパターン画像の２次転写ローラ１９への転移が防止される。よって、２次転写ニップを通過した中間転写ベルト８の表面上には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのテストパターン画像が付着したままとなる。先に示した図１において、２次転写ニップの近傍には、２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト８の表面上に存在するテストパターン画像における各トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知する反射型フォトセンサからなるトナー付着量検知センサ９９が配設されている。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのテストパターン画像において、それぞれそれに含まれる複数のトナー像に対するトナー付着量が検知される。演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）、データ記憶手段たるＲＡＭ（Random Access Memory）、データ記憶手段たるＲＯＭ（Read Onry Memory）等からなる制御部は、その検知結果に基づいて、各色についての現像γ（現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフの傾き）を算出した後、その現像γに基づいて、次回からの現像ポテンシャルを調整することで、画像濃度の安定化を図る。
【００８４】
また、上述した色ズレ補正処理とは、温度変化などに伴う感光体に対するレーザー書込位置の微妙な変化などによって生じてしまうＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色間でのトナー像の相対的な位置ズレを補正するための処理である。各色についてそれぞれテストパターン画像を形成して、それぞれのテストパターン画像内のトナー像をトナー付着量検知センサ９９によって検知するタイミングに基づいて、各色トナー像の相対的な位置ズレを把握する。そして、その結果に基づいて、光学系の反射ミラーの角度などを調整して感光体に対するレーザー書込位置を補正することで、各色の色ズレを補正する。
【００８５】
また、上述したトナーリフレッシュ処理とは、低画像面積率の画像が連続してプリントされる際のトナーの過剰帯電による画像濃度の低下を防止する目的で、中間転写ベルト８の紙間領域にテストパターン画像を形成する処理である。具体的には、連続プリント動作中において、個々のプリントにおける出力画像面積率がある程度高ければ、現像装置内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含有する現像剤のトナー濃度が、プリントとともに低下する。そして、その低下が透磁率センサ等からなるトナー濃度センサによって検知されて、現像装置内に対して適量のトナーが補給される。このようなトナー濃度の低下とトナー補給との繰り返しにより、現像剤中のトナーは活発に入れ替えられる。ところが、白紙に近いような低画像面積率の画像が連続してプリントされると、現像装置内のトナーと磁性キャリアとを含有する現像剤のトナーが殆ど消費されないまま、現像装置内で現像剤が繰り返し撹拌される。すると、トナーが過剰に帯電して、磁性キャリアとの付着力を高めることで、画像濃度の低下を引き起こしてしまう。そこで、連続プリント中において、出力枚数に対する出力画像面積の比率がある程度低くなった場合には、トナーリフレッシュ処理を実施して、中間転写ベルト８の紙間領域に大面積のベタ画像からなるテストパターン画像を形成する。これにより、現像装置内の現像剤に対するトナーの入れ替わりを促すことで、画像濃度の低下を抑えるのである。なお、トナーリフレッシュ処理を実施しているときには、２次転写ニップに対して中間転写ベルト８の紙間領域を進入させる際に、２次転写バイアスを停止させるか、本来とは逆極性の非転写バイアスを印加するかして、テストパターン画像の２次転写ローラ１９への転移を防止する。
【００８６】
プロセスコントロール処理などで形成されるテストパターン画像において、トナー付着量は０．１〜０．５［ｍｇ／ｃｍ２］ほどあり、またトナー帯電量も十分高い。このようなテストパターン画像を構成するトナーは、記録紙や２次転写ローラ１９に転移することなく、ほぼ全量がそのままベルトクリーニング装置１０’に進入する。すると、クリーニングブレード５２０のエッジがある程度摩耗した状態（数十μｍ、例えば４０［μｍ］以上摩耗した状態）では、多量のトナーがブレードのエッジとベルト表面との隙間をすり抜けてクリーニングブラシローラ５２１に捕捉される。テストパターン画像は、ベルト移動方向にある程度の大きさで形成されるため、このように多量のトナーがクリーニングブラシローラ５２１に捕捉される状態が数秒間続くことになる。すると、回収ローラ５２２によるブラシ内からのトナーの回収が間に合わずに、ブラシからベルトへのトナーの逆流が発生してしまう。以上の理由から、テストパターン画像を形成する構成においては、クリーニングブレード５２０の下流側にクリーニングブラシローラ５２１を設けても、安定したクリーニング性能が長期間に渡って得られる効果を奏さないことがわかった。なお、テストパターン画像を形成しない構成では、クリーニングブレード５２０の下流側にクリーニングブラシローラ５２１を設けることで、設けない場合に比べて、安定したクリーニング性能が長期間に渡って得られる効果を顕著に奏した。
【００８７】
クリーニングブラシローラ５２１や回収ローラ５２２の径を大きくすれば、テストパターン画像をクリーニングする際のクリーニング不良の発生を抑えることが可能である。しかしながら、部品コストの増大、トルクの増大、スペースの拡大などを余儀なくされるため、装置小型化や低価格化に不利である。そこで、実施形態に係るプリンタにおいては、後述する特徴的な構成により、装置小型化や低価格化を阻害することなく、安定したクリーニング性能を長期間に渡って維持するようになっている。
【００８８】
次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置は、以下に説明する点の他が、図６に示したベルトクリーニング装置１０’と同様の構成になっている。
【００８９】
図９は、実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置１０を中間転写ベルト８とともに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１０は、クリーニング部材として、クリーニングブレードの代わりに、クリーニング回転体５５１を備えている。このクリーニング回転体５５１は、金属製の回転軸部材５５１ａと、これの周面上に形成されたゴム等の導電性弾性材料からなる弾性部５５１ｂとを具備しており、全体として正八角柱の形状をしている。
【００９０】
図１０は、ベルトクリーニング装置１０におけるクリーニング回転体５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。また、図１１は、同周囲構成を鉛直方向の上方から眺めた平面図である。図９では便宜を図るために図示を省略していたが、ベルトクリーニング装置１０は、図１０や図１１に示すように、回転体ホルダー５５６や偏心カム５５７等も備えている。
【００９１】
正八角柱の形状のクリーニング回転体５５１における金属製の回転軸部材５５１ａは、その軸線方向の両端部が、回転体ホルダー５５６に設けられた図示しない軸受けに回転可能に受けられている。クリーニング回転体５５１の回転軸部材５５１ａの一端部には、駆動受入ギヤ５５２が固定されており、この駆動受入ギヤ５５２には駆動伝達ギヤ５５４が噛み合っている。そして、この駆動伝達ギヤ５５４は回転軸５５３に固定されている。
【００９２】
回転軸５５３には、その軸線方向の一端部が回転体ホルダー５５６に設けられた図示しない軸受けに回転自在に受けられているとともに、他端部が図示しない駆動源としてのクリーニング回転モータのモータ軸に連結されている。そして、このクリーニング回転モータも、回転体ホルダー５５６に保持されている。
【００９３】
クリーニング回転体５５１、駆動受入ギヤ５５２、回転体５５３、駆動伝達ギヤ５５４、クリーニング回転モータ等を保持する回転体ホルダー５５６は、図示しないホルダー付勢バネによって図１０の矢印Ａ方向に付勢されている。この矢印Ａ方向は、回転体ホルダー５５６をテンションローラ１４の法線方向に沿ってテンションローラ１４から遠ざける方向である。
【００９４】
回転体ホルダー５５６の図中左側方には、偏心カム５５７が回転可能にプリンタ本体側板に支持されている。そして、この偏心カム５５７は、プリンタ本体に固定された図示しないカムモータの駆動によって回転する。図１０では、この偏心カム５５７がカム面を回転体ホルダー５５６に突き当てる回転角度位置で回転駆動を停止させた状態を示している。この状態では、偏心カム５５７のカム面が、上述したホルダー付勢バネの図中矢印Ａ方向の付勢力に抗して、回転体ホルダー５５６をテンションローラ１４の法線方向に沿ってテンションローラ１４に向けて押し返す。これにより、回転体ホルダー５５６に保持されているクリーニング回転体５５１の弾性部５５１ｂのエッジが中間転写ベルト８におけるテンションローラ１４に対する掛け回し箇所に当接せしめられている。
【００９５】
正八角柱の形状のクリーニング回転体５５１における弾性部５５１ｂは、中間転写ベルト８に当接することが可能な８つのエッジを具備している。図１０では、弾性部５５１ｂにおける８つのエッジのうち、第１エッジＥｇ１〜第６エッジＥｇ６だけが示されている。残りの第７エッジ及び第８エッジは、図中の駆動伝達ギヤ５５４の奧に隠れているため、図１０には図示されていない。
【００９６】
図１０の状態において、クリーニング回転体５５１は、弾性部５５１ｂにおける８つのエッジのうち、第１エッジＥｇ１を中間転写ベルト８に当接させる姿勢で、回転を停止させている。第２エッジＥｇ２〜第８エッジは、何れも中間転写ベルト８には当接していない。８つのエッジは、それぞれクリーニング回転体５５１が回転角度位置で停止することで、中間転写ベルト８に当接する。つまり、互いにクリーニング回転体５５１が異なる姿勢をとった際に、像担持体としての中間転写ベルトに当接するのである。
【００９７】
なお、図１１では、便宜上、回転体ホルダー５５６の実際よりも小さいサイズで示しているが、回転体ホルダー５５６は、実際には、クリーニング回転体５５１の両端部を回転自在に支持し得る程度に図示の状態よりも大きなサイズになっている。
【００９８】
クリーニング回転体５５１の弾性部５５１ｂとしては、中間転写ベルト８との摺動性を向上させるために、フッ素系やアクリル系やシリコン系材料などからなる表面層をコーティングすることが望ましい。
【００９９】
上述した制御部は、駆動源としてのカムモータやクリーニング回転モータの制御により、クリーニング回転体５５１ｂの姿勢を変化させてクリーニング回転体５５１ｂのベルトに対する当接エッジを切り替えるエッジ切り換え処理を定期的に実施するようになっている。エッジ切り換え処理を実施するタイミングは、当接エッジを寿命直前まで摩耗させたと予測されるエッジ寿命値の直前の値に、プリント枚数、中間転写ベルト８の周回数、中間転写ベルト８の駆動時間などが達する毎である。そのタイミングが到来すると、制御部は、カムモータを所定時間だけ正転駆動する。これにより、図１２に示すように、偏心カム５５７のカム面を回転体ホルダー５５６に突き当てない位置まで、偏心カム５５７を所定角度だけ正転させる。すると、回転体ホルダー５５６が図示しないホルダー付勢バネの付勢力によって図中矢印Ａ方向に少し移動して、クリーニング回転体５５１が中間転写ベルト８から離間する。制御部は、このようにしてクリーニング回転体５５１を中間転写ベルト８から離間させると、次に、クリーニング回転モータを所定時間だけ正転させる。すると、図１３に示すようにクリーニング回転体５５１が所定角度だけ回転する。これにより、クリーニング回転体５５１の姿勢が、第１エッジＥｇ１を中間転写ベルト８に当接させる姿勢から、第２エッジＥｇ２を中間転写ベルト８に当接させる姿勢に変化する。制御部は、このようにしてクリーニング回転体５５１の姿勢を変化させると、偏心カム５５７を所定の回転角度だけ逆転させて、クリーニング回転体５５１の新たな当接エッジ（図１３の例では第２エッジＥｇ２）を中間転写ベルト８に当接させる。
【０１００】
かかる構成の本プリンタにおいては、駆動受入ギヤ５５２、回転体５５３、駆動伝達ギヤ５５４、回転体ホルダー５５６、偏心カム５５７、駆動源たるカムモータ、駆動源たるクリーニング回転モータなどが、クリーニング回転体５５１の姿勢を変化させる姿勢変更手段として機能している。そして、制御手段としての制御部が、定期的なタイミングでカムモータやクリーニング回転モータを駆動してクリーニング回転体５５１の当接エッジを切り替える。これにより、使用中の当接エッジが寿命近くまで摩耗した場合に、当接エッジを新たなものに切り替えることで、クリーニング回転体５５１を交換することなくクリーニング性能を復帰させる。よって、従来に比べて、クリーニング部材の交換頻度を低下させることができる。
【０１０１】
クリーニング回転体５５１の弾性部５５１ｂとして、エッジ数の多いものを用いるほど、クリーニング回転体５５１全体の寿命を延ばすことが可能になるが、エッジ数を多くし過ぎると、エッジの角度を鈍角にしすぎて、トナー掻き取り能力を低下させてしまう。よって、エッジ数については、適度な数にする必要がある。
【０１０２】
なお、クリーニング回転体５５１には、従来装置と同様に、極性制御用電源５３０によって極性制御電圧が印加されているので、クリーニング回転体５５１のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまったトナーの極性を負極性に揃えることができる。また、極性制御電圧の印加により、中間転写ベルト８とクリーニング回転体５５１との静電引力を働かせるので、エッジとベルトとの密着力を高めてクリーニング性能を向上させることもできる。
【０１０３】
また、先に示した図９において、極性制御用電源５３０、ブラシ用電源５３１、回収電源５３２、ブレード用電源５３３は、何れもベルトクリーニング装置１０ではなく、プリンタ本体に固定されている。ベルトクリーニング装置１０はプリンタ本体に対して着脱可能になっているが、プリンタ本体に装着された際に、それら電源からの出力をそれぞれ個別に受け入れるための複数の金属接点を筐体外壁に有している。それら金属接点のうち、極性制御用電源５３０からの本体側接点と接触する金属接点は、その金属接点をクリーニング回転体５５１に導通させるための導通路とともに、第１電圧受入手段を構成している。また、ブラシ用電源５３１からの本体側接点と接触する金属接点は、その金属接点をクリーニングブラシローラ５２１に導通させるための導通路とともに、第２電圧受入手段を構成している。
【０１０４】
図１４は、実施形態に係るプリンタに対してより特徴的な構成を付加した実施例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。実施例に係るプリンタでは、クリーニング回転体５５１のエッジを清掃するための清掃部材たる清掃ブラシ５５８を設けている。この清掃ブラシ５５８は、クリーニング回転体５５１が当接エッジ切り換えのために回転駆動される際に、それまで当接エッジとなっていたエッジに摺擦して、そのエッジに付着しているトナーを清掃する。
【０１０５】
上述した制御部は、実施形態よりも早いタイミングでエッジ切り換え処理を実施するようになっている。即ち、実施例において、エッジ切り換え処理を実施するタイミングは、当接エッジを寿命直前まで摩耗させたと予測されるタイミングではなく、もっと早いタイミングになっている。より詳しくは、当接エッジの入口付近に付着したトナー量がある程度まで増加したタイミングで、エッジ切り換え処理を実施する。その際、それまで当接エッジとなっていたエッジに対して清掃ブラシ５５８を摺擦させてそのエッジを清掃することで、エッジに対するトナー固着を抑える。清掃後のエッジについては、まだ寿命に到達させていないので、その後の８回目のエッジ切り換え処理の際に、中間転写ベルト８に当接させて再利用する。この再利用については、エッジを寿命直前に摩耗させるまで繰り返し行われる。
【０１０６】
次に、実施形態に係るプリンタの各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
［第１変形例］
図１５は、第１変形例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体５５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。第１変形例に係るプリンタでは、クリーニング回転体５５１として、正四角柱の形状のものであって、エッジを４つ有するものを用いている。このように、クリーニング回転体５５１のエッジの数は、実施形態の８つに限定されるものではない。少なくとも２つあればよい。
【０１０７】
［第２変形例］
図１６は、第２変形例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体５５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。第２変形例に係るプリンタのクリーニング装置１０においては、クリーニング部材として、クリーニング回転体５５１及びクリーニングブラシローラの両方を設けておらず、図示のように、クリーニング回転体５５１だけを設けている。このように、クリーニング回転体５５１だけで中間転写ベルト８の表面上のトナーをクリーニングする構成にも、本発明の適用が可能である。
【０１０８】
なお、このプリンタの場合には、下流側のクリーニングブラシローラを設けていないので、クリーニング回転体５５１に対してトナーの正規帯電極性と同極性の極性制御電圧を印加して、ブレードすり抜け後のトナーの極性を正規極性に揃える必要はない。但し、極性制御とは別の目的から、クリーニング回転体５５１に対して電圧を印加することが望ましい。詳しくは、クリーニング回転体５５１とベルトとの間に静電引力を発生させる目的からである。この目的の場合には、トナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧をクリーニング回転体５５１に印加してもよい。
【０１０９】
［第３変形例］
図１７は、第３変形例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体５５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。第３変形例に係るプリンタのクリーニング装置１０においては、クリーニング部材として、クリーニング回転体５５１及びクリーニングブラシローラ５２１の両方を設けているが、クリーニングブラシローラ５２１からトナーを回収するための回収ローラ等を設けていない。このような構成にも、本発明の適用が可能である。
【０１１０】
［第４変形例］
図１８は、第４変形例に係るプリンタの要部構成を示す要部構成図である。このプリンタは、転写ユニットの代わりに、紙搬送ベルト３１を複数のローラによって張架しながら図中時計回り方向に無端移動せしめる転写搬送ユニット３０を備えている。搬送体としての紙搬送ベルト３１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、記録部材としての記録紙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。その後、記録紙Ｐは、紙搬送ベルト３１から分離されて、図示しない定着装置に送られる。
【０１１１】
Ｋ用の一次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト３１に付着しているトナー汚れは、搬送ベルトクリーニング装置１０Ａによって除去される。この搬送ベルトクリーニング装置１０の構成は、実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置１０と同様である。また、各色プロセスユニットにおける感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをクリーニングするクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの構成は、実施形態に係るプリンタと同様である。このように、像担持体としての中間転写ベルトではなく、搬送体としての紙搬送ベルト３１をクリーニングするクリーニング装置１０にも、本発明の適用が可能である。なお、中間転写ベルト８とは異なる像担持体（例えば感光体）や、紙搬送ベルト３１とは異なる搬送体（例えば搬送ローラ）をクリーニングするクリーニング装置にも、本発明の適用が可能である。
【０１１２】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、姿勢変更手段として、回転軸たる回転軸部材５５１ａを中心にクリーニング回転体５５１を回転させるものを用いている。かかる構成では、回転駆動機構という簡素な構成により、クリーニング回転体５５１の姿勢を変化させることができる。
【０１１３】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、姿勢変更手段として、駆動源たるカムモータやクリーニング回転モータの発する駆動力を利用してクリーニング回転体５５１の姿勢を変化させるものを用いている。かかる構成では、作業者の手作業によらずに、クリーニング回転体５５１の姿勢を変化させることができる。
【０１１４】
また、実施例に係るプリンタにおいては、クリーニング回転体５５１のエッジに付着しているトナーを清掃する清掃ブラシ５５８を設けている。かかる構成では、エッジに付着したトナーを定期的に清掃ブラシ５５８で清掃することで、エッジに対するトナー固着を抑えて、クリーニング回転体５５１の長寿命化を図ることができる。
【０１１５】
また、実施形態に係るプリンタのクリーニング装置１０においては、極性制御用電源５３０からの極性制御電圧を受け入れてクリーニング回転体５５１に導く第１電圧受入手段と、クリーニング回転体５５１によるクリーニング工程を経由した後のベルト表面に当接しながら同ベルト表面に付着しているトナーを掻き取るブラシ部材たるクリーニングブラシローラ５２１と、ブラシ用電源５３１からのクリーニング電圧を受け入れてクリーニングブラシローラ５２１に導く第２電圧受入手段とを設けている。かかる構成では、クリーニング回転体５５１のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまったトナーの極性を、クリーニング回転体５５１に対する電圧印加によって正規帯電極性に揃えた後、クリーニングブラシローラ５２１に対する電圧印加により、そのトナーをブラシ内に静電転移させて、クリーニング性能を高めることができる。
【０１１６】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、所定の定期的なタイミングで姿勢変更手段を駆動してクリーニング回転体５５１の当接エッジを切り替えるエッジ切り換え処理を実施する制御部を設けている。かかる構成では、エッジ切り換え処理により、当接エッジを寿命到達前に自動で新たなエッジに切り替えることができる。
【０１１７】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、像担持ベルトたる中間転写ベルト８として、０．０７〜０．３０［ｍｍ］以下の弾性層を具備するものを用いている。かかる構成では、記録紙とベルトとの接触性を高めて、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であっても転写不良の発生を抑えることができる。
【０１１８】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いるようになっている。かかる構成では、トナーの帯電量の均一性により、地肌汚れの少ない高品位な画像を得ることができ、また転写率を高くすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
８：中間転写ベルト（像担持ベルト）
１０：クリーニング装置
３１：紙搬送ベルト（搬送ベルト）
５５１：クリーニング回転体（クリーニング部材）
５５１ａ：回転軸部材（回転軸）
５５２：駆動受入ギヤ５５２（姿勢変更手段の一部）
５５３：回転体（姿勢変更手段の一部）
５５４：駆動伝達ギヤ（姿勢変更手段の一部）
５５６：回転体ホルダー（姿勢変更手段の一部）
５５７：偏心カム（姿勢変更手段の一部）
５５８：清掃ブラシ（清掃部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２０】
【特許文献１】特開２００５−２６５９０７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体、あるいは画像形成対象となる記録部材を自らの表面に伴って搬送する搬送体、の表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置、及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のクリーニング装置として、クリーニングブレードなどのクリーニング部材のエッジを像担持体や搬送体に当接させて、像担持体や搬送体の表面からトナーを掻き取る方式のものが知られている（例えば特許文献１に記載のもの）。この方式では、回転駆動などといった、クリーニング部材に対してトナーを掻き取るための駆動動作を行わせることなく、像担持体や搬送体からトナーを掻き取ることができる。
【０００３】
一方、画像形成に用いられるトナーは、近年の高画質化に伴い、粉砕法によるものよりも、重合法によるものが主流になってきている。重合法によるトナー粒子は、粉砕法によるトナー粒子に比べて球形に近く、且つ小径であることから、高解像度に対応する小さなドットでも優れた再現性を発揮することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、クリーニング部材のエッジを当接させてクリーニングを行う方式において、重合法によるトナーを良好にクリーニングしようとすると、クリーニング部材を頻繁に交換しなければならなくなり、装置の維持コストを高めてしまう。具体的には、重合法によるトナーは、球形に近く且つ小径であることから、クリーニング部材のエッジと、像担持体や搬送体との間に形成される僅かな隙間をすり抜け易い。このため、重合法によるトナーを用いる場合には、粉砕法によるトナーを用いる場合に比べて、クリーニング部材を像担持体や搬送体に強く押圧して、前述の隙間をできるだけ無くす必要がある。すると、クリーニング部材のエッジを短期間に摩耗してすぐにトナーのすり抜けを引き起こしてしまうため、クリーニング部材を頻繁に交換しなければならなくなるのである。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、クリーニング部材の交換頻度を低下させることができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体とを備える画像形成装置に搭載され、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置において、上記クリーニング部材として、クリーニング部材が互いに異なる姿勢をとった際にそれぞれ像担持体表面又は搬送体表面に当接する複数のエッジを具備するものを用いるとともに、該クリーニング部材の姿勢を変更する姿勢変更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、上記姿勢変更手段として、回転軸を中心に上記クリーニング部材を回転させるものを用いた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又は２のクリーニング装置において、上記姿勢変更手段として、駆動源の発する駆動力を利用して上記クリーニング部材の姿勢を変更するものを用いた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の何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に付着しているトナーを清掃する清掃部材を設け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の何れかのクリーニング装置において、電源からの電圧を受け入れて上記クリーニング部材に導く第１電圧受入手段と、該クリーニング部材によるクリーニング工程を経由した後の像担持体表面又は搬送体表面に当接しながら該像担持体表面又は搬送体表面に付着しているトナーを掻き取るブラシ部材と、電源からの電圧を受け入れて該ブラシ部材に導く第２電圧受入手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体と、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、上記クリーニング手段として、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。
また、請求項７の発明は、請求項６の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３のクリーニング装置を用いるとともに、所定の定期的なタイミングで上記姿勢変更手段を駆動して上記クリーニング部材の当接エッジを切り替え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８の発明は、請求項６又は７の画像形成装置であって、上記クリーニング装置が、上記像担持体としての無端状の像担持ベルト、又は上記搬送体としての無端状の搬送ベルト、に付着している転写残トナーを除去するものであり、且つ、該像担持ベルト又は搬送ベルトが、０．０７〜０．３０［ｍｍ］以下の弾性層を具備するものであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項６乃至８の何れかの画像形成装置であって、トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
これらの発明においては、クリーニング部材の使用中のエッジが摩耗してクリーニング性能が低下した場合に、姿勢変更手段によってクリーニング部材の姿勢を変更して、像担持体又は搬送体に対して別のエッジを当接させることで、クリーニング部材を交換することなくクリーニング性能を復帰させる。よって、従来に比べて、クリーニング部材の交換頻度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るプリンタの全体を示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおける画像形成部を示す拡大構成図。
【図３】トナー粒子の２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。
【図４】トナー粒子の２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。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれトナーの形状を模式的に示す図。
【図６】従来のベルトクリーニング装置を示す拡大構成図。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、中間転写ベルトに残留した転写残トナーの帯電量分布と、クリーニング部材との接触位置を通過した後の転写残トナーの帯電量分布との関係の第１例、第２例、第３例を示すグラフ。
【図８】電気抵抗が、１×１０５Ω・ｃｍ、１×１０７Ω・ｃｍ、１×１０９Ω・ｃｍであるクリーニングブラシのクリーニング性を示すグラフ。
【図９】実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１０】同ベルトクリーニング装置におけるクリーニング回転体の周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１１】同周囲構成を鉛直方向の上方から眺めた平面図。
【図１２】クリーニング回転体を中間転写ベルトから離間させた状態の同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１３】クリーニング回転体を中間転写ベルトから離間させ、且つモータ駆動によって回転させている状態の同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１４】実施例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１５】第１変形例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１６】第２変形例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１７】第３変形例に係るプリンタの同周囲構成を中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図１８】第４変形例に係るプリンタの要部構成を示す要部構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、電子写真方式の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、本プリンタの全体を示す概略構成図である。また、図２は、本プリンタにおける画像形成部を拡大して示す拡大構成図である。このプリンタは、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。各感光体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、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。また、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に静電潜像を形成するためにレーザー光による光書き込みをおこなう露光装置７を有している。
【００１０】
なお、本プリンタでは、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、一体的に構成され装置本体に脱着可能で寿命到達時に交換されるプロセスカートリッジの形態をなしており、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１１】
プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方には、像担持ベルトたる中間転写ベルト８を備えた転写ユニット１７が配設されている。中間転写ベルト８は、テンションローラ１４、駆動ローラ１２、支持ローラ１３、１５，１６等の複数のローラに掛け回されており、図中反時計回り方向に回転駆動される。中間転写ベルト８を挟んで感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対向する位置には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に転写するために１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されている。また、中間転写ベルト８の回転方向に関して１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋより下流部には、中間転写ベルト８の周面に当接し、中間転写ベルト８上のトナー像を記録紙に転写する２次転写ローラ１９を有する２次転写装置を有している。なお、２次転写装置は、２次転写ローラ１９に限るものではなく、数本の支持ローラと駆動ローラにより掛け渡される２次転写ベルトであっても良い。
【００１２】
２次転写ローラ１９よりも下流には、２次転写ローラ１９による転写後に中間転写ベルト８上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１０が、中間転写ベルト８を介してテンションローラ１４に対向するよう設けられている。このベルトクリーニング装置１０は中間転写体８と一体的に交換可能であるが、中間転写ベルト８と寿命設定が異なる場合は単独で脱着が可能としてもよい。
【００１３】
中間転写ベルト８の材質について詳しく説明する。
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、中間転写ベルト８に弾性をもたせることにより、記録紙との接触性を高めている。
【００１４】
中間転写ベルト８としては、多層構造のものが用いられる。ベース層としては、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の導電剤を適当量含有させて、その体積抵抗率が１０６〜１０１４Ω・ｃｍとなるものが用いられている。また、弾性を持たせた導電性弾性層の主基材としては、シリコーンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム等が用いられる。また、導電性保護層の材料は、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境に対する安定性、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性能の向上といった目的を達成できるものであれば、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂系ポリマーを、アルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、シランカプラー、ウレタン樹脂系のエマルジョンや有機溶媒に、溶解・分散した塗料を使用することができる。これら保護層は、上記の塗料をディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコートなどにより設けることができる。さらに、保護層に表面処理または研磨を施すことにより離型性、導電性、耐磨耗性、表面クリーニング性等を改善することができる。 弾性を有する中間転写ベルト８とドラム状の感光体１とは比較的広い接触領域にて接触配置されており、しかも、中間転写ベルト８により弾性押圧されているため、ドラム状の感光体１と中間転写８との間のタック面圧はそれほど高くなく、しかも、中間転写ベルト８によるトナー像の包み込み動作が行われ、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト８側に一次転写される。このとき、中間転写ベルト８への転写画像には、大きなタック面圧によるホロキャラクタなどの画像欠陥はなく、高い転写効率で転写されるため、記録材（特に凹凸を有する特殊紙など）上のカラー画像品質はきわめて良好に保たれる。
【００１５】
図１において、プリンタの下方には、記録紙Ｐを収容する給紙カセット２６と、給紙カセット２６から記録紙Ｐを給紙する給紙ローラ２７とを有する給紙部が設けられている。また、記録紙の搬送方向に関して２次転写ローラ１９の上流側には、給紙カセット２６から給紙された記録紙を一端停止させて、２次転写位置に向かって送り出すレジストローラ２８が設けられている。一方、２次転写位置より記録紙の搬送方向に下流側には、定着装置２０が設けられている。また、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに補給する新しいトナーが充填されたトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがプリンタの上方にあり、ここから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに補給する。
【００１６】
次に、プリンタの動作について説明する。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、中間転写ユニット１７では、不図示の駆動モータで駆動ローラ１２を回転駆動して、他のローラ１３，１４，１５，１６を従動回転し、中間転写ベルト８を回転する。同時に、各プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを回転して、それぞれ帯電ローラ２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより一様に帯電し、ついで、露光装置７により露光して静電潜像を形成する。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより現像され、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。中間転写ベルト８の回転とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト８上に合成カラー画像を形成する。
【００１７】
一方、給紙部では、給紙ローラ２７が給紙カセット２６から記録紙Ｐを１枚づつ繰り出して給紙路に入れ、レジストローラ２８に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト８上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ２８を回転し、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との当接による２次転写ニップに記録部材としての記録紙を送り込む。そして、２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト８上の合成カラー画像を記録紙上に一括２次転写する。転写後の記録紙は、定着装置２０へと送り込まれ、定着装置２０により熱と圧力とを加えて画像を定着した後排出される。一方、１次転写後の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれのクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで残留トナーが除去され、その後除電され、次の作像に備える。また、２次転写後の中間転写ベルト８は、ベルトクリーニング装置１０によって残留トナーが除去され、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備える。
【００１８】
本プリンタにおいては、トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径（Ｄｖ）を個数平均粒径（Ｄｎ）で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いるように指定されている。この指定は、次のようにして行われる。即ち、前述の条件を満たすトナーをセットした状態でプリンタを出荷することによって行うことができる。また例えば、前述の条件を満たすトナーを、プリンタとともに梱包して出荷することによって行ってもよい。また例えば、前述の条件を満たすトナーの製品番号や商品名などを、プリンタ本体や、これの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって前述の条件、製品番号、商品名などを通知することによって行ってもよい。近年においては、より高精度および高精細な画像が形成できるよう、高解像度を有することが要求されており、その達成手段の１つとして前述の条件を満たすトナーを指定している。また、転写率向上のためにトナーの形状を不定形からより球に近い形状のものを用いている。
【００１９】
粒径分布の範囲が狭い粒径均一性に優れたトナーほど、（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近くなる。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、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００２０】
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３は、トナー粒子の２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、「ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π）／４」という式で求められる。トナー粒子の２次元平面に対する投影像の最大径ＭＸＬＮＧの二乗を平面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。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。
【００２１】
図４は、トナー粒子の２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である。形状係数ＳＦ−２は、トナー粒子の形状の凹凸の割合を示すものであり、「ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×１００／（４π）」という式で求められる。トナー粒子を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。
【００２２】
形状係数の測定は、具体的には、トナーの中から１００個のトナー粒子を無作為に選出してその写真を走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）で撮影し、その撮影像を画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入し、個々のトナー粒子の形状係数を解析した後、それらの平均値を最終的な形状係数とした。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。
【００２３】
また、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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを 得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。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。
【００２７】
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を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
【００３１】
（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。
【００３２】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００３３】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。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。
【００３４】
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。
【００３５】
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
【００３６】
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。
【００３７】
（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）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
【００３８】
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。
【００３９】
（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。
【００４０】
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。
【００４１】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが 好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ、及び、２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。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。
【００４９】
上記樹脂微粒子や無機化合物分散剤などと併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。
【００５０】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。即ち、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、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。そして、トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図５（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図５（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。
【００５５】
次に、実施形態に係るベルトクリーニング装置の説明をする前に、従来のベルトクリーニング装置について詳しく説明する。図６は、従来のベルトクリーニング装置１０’を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。このベルトクリーニング装置１０’は、ブレード方式のクリーニングと、ブラシ方式のクリーニングとを併用したものである。
【００５６】
近年、高画質化の要望が高まり、トナーは小粒径化の傾向にある。また、トナー製造コスト低減および転写率向上の要望から粉砕トナーではなく重合法等により球形化トナーを採用する傾向にある。小粒径化や球形化の進んだトナーの使用に伴い、像担持体上に残留したトナーを除去する手段として主に用いられてきたブレードクリーニング方式では、ブレードと像担持体表面の密着の精度が低いとトナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下しやすい。これを防ぐため、ブレードを強い当接圧で押しつけると、ブレードのめくれが発生し、いわゆるスジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こす原因となり、安定したクリーニング性能を保ちつづけることが困難である。また、球形トナーでも線圧を極端に高くすれば（具体的には、線圧１００ｇｆ／ｃｍ以上）クリーニングできるが、その分クリーニングブレードの磨耗やベルトのキズ等により寿命が極端に短くなる。通常の線圧２０ｇｆ／ｃｍでのクリーニングブレード寿命（削れてクリーニング不良が発生する時の寿命）は、約１２０Ｋ枚である。線圧１００ｇｆ／ｃｍの時は、クリーニングブレードの寿命は約２０Ｋ枚程度である。また、転写性が良いとされている球形トナーに対して、ブレードクリーニング性は、粉砕（異型）トナーに対するクリーニング性より劣ることは良く知られていることである。
【００５７】
そこで、図示のベルトクリーニング装置１０’は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード５２０の他に、クリーニングブラシローラ５２１と、回収ローラ５２２と、掻き取りブレード５２３とを設けている。
【００５８】
クリーニングブラシローラ５２１は、クリーニングブレード５２０よりも、クリーニング対象となる中間転写ベルト８の表面移動方向の下流側で、中間転写ベルト８に当接してながら、クリーニングブレード５２０のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまったトナーをベルト表面から掻き取るものである。金属製の回転軸と、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ローラ部とを具備しており、ブラシ用電源５３１よって回転軸（芯金）に対してクリーニング電圧が印加される。
【００５９】
回収ローラ５２２は、クリーニングブラシローラ５２１に付着したトナーを回収するものである。また、掻き取りブレード５２３は、回収部材としての回収ローラ５２２に当接して回収ローラ５２２上のトナーを掻き取ると共に、回収ローラ５２２表面に電荷を付与するものである。回収ローラ５２２表面からトナーを掻き取り掻き取り部材としての機能と、回収ローラ５２２表面に電荷を付与する電荷供給手段としての機能を兼ね備えている。
【００６０】
クリーニングブレード５２０やクリーニングブラシローラ５２１によってベルト表面から除去されたトナーは、トナー搬送コイル５２４によってベルトクリーニング装置１０の外部に排出されて、プリンタ本体に備えられた廃トナータンク（不図示）に収容される。
【００６１】
回収ローラ５２２には回収電源５３２よって回転軸（芯金）を介して回収電圧が印加される。また、掻き取りブレード５２３に対しては、ブレード用電源５３３より支持基板を介して掻き取り電圧が印加される。また、クリーニングブレード５２０には、極性制御用電源５３０によって極性制御電圧が印加される。
【００６２】
なお、クリーニングブラシローラ５２１の表面に電荷を付与するブラシ表面電荷付与部材（不図示）を備えていてもよい。このブラシ表面電荷付与部材は、クリーニングブラシローラ５２１にトナーが多く回収された場合、ブラシ先端の電位が低下してしまうことを補うために、クリーニングブラシローラ５２１表面に電荷を付与する電圧が印加された導電性部材であり、具体的には金属の丸棒や板状部材がよい。
【００６３】
また、中間転写ベルト８表面には、クリーニングブレード５２０が常時摺擦していることによる中間転写ベルト８表面保護のために、潤滑剤を塗布するようになっている。具体的には、クリーニングブラシローラ５２１のブラシ先端のうち、回収ローラ５２２との当接位置を通過してから、中間転写ベルト８との当接位置に進入する前の箇所には、バネ５４２によって付勢される固形潤滑剤５４１が当接している。クリーニングブラシローラ５２１は、ステアリン酸亜鉛等からなる固形潤滑剤５４１を引っ掻いてブラシ内に潤滑剤を捕捉しながら、中間転写ベルト８に塗布する。なお、リーニングブラシローラ５２１とは別に潤滑剤塗布用のブラシを設けてもよい。これは、クリーニングブラシローラ５２１にはトナーが常時回収されているため、トナーと潤滑剤とが交じり合い、潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーを再度中間転写ベルト８上に付着させることを防ぐためである。
【００６４】
このような構成のベルトクリーニング装置１０’では、次の４つの工程で中間転写ベルト８上のトナーを除去する。
１．クリーニングブレード５２０が、自らのエッジで中間転写ベルト８上のトナーを掻き取るとともに、トナーの正規帯電極性（ここでは、負極性）と同極性の極性制御電圧が印加されることで、自らのエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまうトナーの極性を正規帯電極性に揃える。
２．トナーの正規帯電極性とは逆極性（ここでは、正極性）のクリーニング電圧が印加されるクリーニングブラシローラ５２１は、中間転写ベルト８上のトナーを自らのブラシ内に静電的に移動させる。
３．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絶対値が大きい回収電圧を印加される回収ローラ５２２は、クリーニングブラシローラ５２１上のトナーを自らの表面に静電的に移動させる。
４．回収電圧と同極性で絶対値が回収電圧以上である掻き取り電圧が印加される掻き取りブレード５２３は、回収ローラ５２２上のトナーを掻き落とす。
以下、これらの工程について詳しく説明する。
【００６５】
まず、中間転写ベルト８に付着してベルトクリーニング装置１０’との対向位置に到達したトナーの帯電量と、クリーニングブレード５２０通過後のトナーの帯電量とについて説明する。転写前の中間転写ベルト８上のトナーは、そのほとんどが正規帯電極性である負極性に帯電している。転写時には、中間転写ベルト８上のトナーは、２次転写ローラ１９に印加された正極性の転写バイアスにより記録紙に転写するが、転写前から正極性に帯電していたトナーのほとんどはそのまま中間転写ベルト８に付着する。さらに、転写前に負極性に帯電していたトナーでも２次転写ローラ１９に印加された正極性の電荷注入を受けるなどして、帯電極性が正極性側にシフトし、その一部は正極性に反転することがある。
【００６６】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、中間転写ベルト８上に残留した転写残トナーの帯電量分布と、クリーニングブレード５２０との接触位置を通過した後の転写残トナーの帯電量分布との関係の第１例、第２例、第３例を示すグラフである。なお、帯電量分布はホソカワミクロン製 Ｅ−スパートアナライザ（ＥＳＴ−３）で、トナー１個ずつの電荷量Ｑとそのトナーの粒径ｄを測定したデータをもとに、本プリンタで作像した時の中間転写ベルト上転写残トナー数百個をサンプリングした時のＱ／ｄ（単位はｆｃ／μｍ）分布を表したものである。図７（ａ）に示した第１例では、正極性のトナーと負極性のトナーとが半分づつの状態で混在したブロードな分布（以下、転写残トナーＡという）になっている。また、図７（ｂ）に示した第２例では、正極性のトナーが負極性トナーよりも多い状態で混在したブロードな分布（以下、転写残トナーＢという）になっている。また、図７（ｃ）に示した第３例では、ほとんどが負極性トナーでシャープな分布になっている。
【００６７】
転写残トナーＡ、転写残トナーＢが中間転写ベルト８の回転により、クリーニングブレード５２０の位置まで達すると、ほとんどのトナーがクリーニングブレード５２０により機械的に掻き落されるが、いわゆるスティックスリップが発生して一部がクリーニングブレード５２０をすり抜けて行く。機械的に掻き落とされたトナーは、クリーニングブレード５２０から自然に落下しベルトクリーニング装置１０’の下方回収部に収容され、トナー搬送コイル部材５２４によって廃トナー回収部（不図示）に回収される。クリーニングブレード５２０には、トナーの帯電極性と同極性（負極性）の極性制御電圧が印加されており、トナーがクリーニングブレード５２０をすり抜けて行く際、トナーを正規の帯電極性（負極性）に帯電させる。図７（ａ）、（ｂ）に示したように、クリーニングブレード５２０通過前の帯電量分布により、通過後の帯電量分布も異なるが、クリーニングブレード５２０に極性制御電圧を印加することで、ブレード通過後のトナーの極性を負極性側に揃えることができる。
【００６８】
次に、トナーがクリーニングブレード５２０をすり抜けて行く際の帯電量変化について、詳細に説明する。クリーニングブレード５２０は、支持板金上に接着された板状の導電性弾性体であり、中間転写ベルト８に対してカウンター方向において当接圧２０〜４０［ｇ／ｃｍ］で当接している。導電性弾性体は、例えばポリウレタンゴムを素材と、カーボンブラックやイオン系の導電剤を混練することで導電性を付与するもので、電気抵抗は、２×１０６Ω・ｃｍ〜５×１０7Ω・ｃｍが好ましい。厚みは１〜３ｍｍの範囲内とするのが良い。厚さが薄すぎると、中間転写ベルト８表面及びクリーニングブレード５２０自体のうねり等によって中間転写ベルト８への押しつけ量が確保しにくくなる。硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で４０〜８５の範囲内であれば良い。クリーニングブレード５２０は中間転写ベルト８上のトナーを１００％クリーニングするものでなく、すり抜け量が増減しても問題ない。
【００６９】
クリーニングブレード５２０は、例えば、電気抵抗１×１０６Ω・ｃｍ、１×１０８Ω・ｃｍ、厚み２．４〜２．８ｍｍ、自由長が７ｍｍ〜９ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜８０、ブレード反発弾性係数４５％という条件を具備するものである。このようなクリーニングブレード５２０と中間転写ベルト８との間にトナーが挟まれた時、クリーニングブレード５２０に印加された電圧によりトナーに電流が流れ込みトナーは印加電圧と同極性に帯電してクリーニングブレード５２０を通過する。また、中間転写ベルト８とクリーニングブレード５２０とで形成された楔部の入り口と出口の微小ギャップ部の放電あるいは電荷注入により印加電圧と同極性に帯電する。この結果、トナーは図７（ａ）、（ｂ）の「ブレード通過後（電圧−５００Ｖ印加）」に示すような負極性の帯電量分布となる。
【００７０】
次に、クリーニングブレード５２０を通過した後のトナーの静電クリーニング動作について説明する。クリーニングブレード５２０のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまった転写残トナーは、負極性に帯電した状態でクリーニングブラシローラ５２１の位置まで搬送される。クリーニングブラシローラ５２１には、ブラシ用電源５３１よりトナーの帯電極性とは逆極性（正極性）のクリーニング電圧が印加されている。前述の隙間をすり抜けてしまった負極性の転写残トナーは、中間転写ベルト８とクリーニングブラシローラ５２１表面電位との電位差で形成される電界により、ベルト表面からブラシ内に転移する。
【００７１】
回収ローラ５２２は、クリーニングブラシローラ５２１に当接するよう設けられ、回収電源５３２よりクリーニング電圧よりも更に高い正極性の電圧が印加されている。クリーニングブラシローラ５２１のブラシ内の転写残トナーは、クリーニングブラシローラ５２１表面電位と回収ローラ５２２表面電位との電位差で形成される電界により、ブラシ内から回収ローラ５２２表面上に転移する。
【００７２】
掻き取りブレード５２３は、回収ローラ５２２に当接するように設けられ、回収ローラ５２２上のトナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーは、トナー搬送コイル５２４で機外に排出される又は現像装置５に戻される。また、掻き取りブレード５２３は、回収ローラ５２２の表面電位を維持するよう回収ローラ５２２表面へ電荷を供給する電荷供給手段としての機能を有しており、ブレード用電源５３３より支持基板を介して、回収ローラ５２２の芯金へ印加されている電圧と同じかさらに高い正極性の電圧が印加されている。これにより、回収ローラ５２３表面電位は安定化する。
【００７３】
クリーニングブレード５２０やクリーニングブラシローラ５２１との対向位置で中間転写ベルト８を自らの表面上に掛け回しているテンションローラ１４の表面には、中間転写ベルト８の体積抵抗値と同等かそれ以上の体積抵抗値を発揮する抵抗層が被覆されている。この体積抵抗値は絶縁に近いものであると、テンションローラ１４に対して電極としての役割を担わせることができなくなる。このため、抵抗層の抵抗を極端に高くすることは避けなければならない。クリーニング電界が維持でき、かつ導電性ブラシ電流が低くなるように抵抗値を設定する必要があり、ＬｏｇΩ＝６〜８程度が好適である。
【００７４】
図６に示したクリーニング装置１０’では、テンションローラ１４に対して、クリーニングブレード５２０に対向する電極と、クリーニングブラシローラ５２１に対応する電極との両方の役割を担わせている。このように共通の電極としての役割を担わせることで、部品点数を削減し、省スペース化を実現することができる。
【００７５】
図６に示したベルトクリーニング装置１０’の具体的な構成条件は、通常環境（高温高湿環境以外）での以下のとおりである。
＜クリーニングブラシローラ５２１の条件＞
起毛の材質：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・ポリエステル、いわゆる芯鞘構造）
・ブラシ抵抗：１×１０７Ω・ｃｍ（１００〜６００Ｖの電圧印加条件で測定）
・ブラシ軸印加電圧（クリーニング電圧）：＋１０００Ｖ
・ブラシ植毛密度：１０万本／ｉｎｃｈ２、繊維径約２５〜３５μｍ、ブラシ先端の毛倒れ処理あり。
・ブラシ先端部の中間転写ベルト８への喰い込み量：１［ｍｍ］
【００７６】
ブラシ繊維は繊維全体としては導電性であるが、繊維表面は絶縁層で覆われているものを用いる。繊維表面に絶縁層を有することで、クリーニングブラシローラ５２１と中間転写ベルト８とが接触する際に電流が流れ難くなり、ブラシ繊維が中間転写ベルト８からトナーを静電吸引する際に余分な電流が流れに難くなるためトナーに逆極性の電荷を与えてしまうことがなく、いったんブラシに捕捉したトナーを逆に中間転写ベルト８上に付着させる恐れが少なくなる。ただし、このようなブラシを使用しても、繊維表面の絶縁を破壊して電流を流すほどの電圧を回転軸に印加すると、結果として中間転写ベルト８にトナーを戻してしまうことになるので、電圧値の設定には注意を要する。
【００７７】
図８は、電気抵抗が、１×１０５Ω・ｃｍ、１×１０７Ω・ｃｍ、１×１０９Ω・ｃｍであるクリーニングブラシローラ５２１のクリーニング性を示すグラフである。電気抵抗が１×１０９Ω・ｃｍの時は、印加電圧が大きいため、電源コストがアップする。一方、電気抵抗が１×１０５Ω・ｃｍの時は中間転写ベルト８に電流を流し易いため、１×１０７Ω・ｃｍのときより低い電圧でトナーが正極性に帯電して中間転写ベルト８に再付着するため、クリーニング性の余裕度が小さい。したがって、１×１０７Ω・ｃｍの条件がもっとも適している。
【００７８】
＜回収ローラ５２２の条件＞
回収ローラ芯金材質：ＳＵＳ
回収ローラ表面材質：ＰＶＤＦ（厚み１００μｍ）の表層にアクリル系ＵＶ硬化樹脂層（厚み３〜５μｍ）
回収ローラ体積抵抗：１×１０１２〜１３Ω・ｃｍ（２５℃５０％にて測定）
ローラ直径：１４ｍｍ
回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量：１ｍｍ
回収ローラ芯金印加電圧（回収電圧）：＋１４００Ｖ
【００７９】
回収ローラ５２２はＳＵＳの芯金（直径１６ｍｍ）の表面にＰＶＤＦを１００μｍの厚みで有し、さらにその表面にアクリル系のＵＶ硬化樹脂層を有するもの（以下、高抵抗ローラと称する）を用いた。回収ローラ５２２のみならず、導電性芯金に数μｍ〜１００μｍ程度の高抵抗弾性チューブを被せる、あるいはさらに絶縁コーティングしたものでも同じ性能を得られる。ローラ抵抗については、１０℃１５％環境下と３２℃８０％環境下でそれぞれ電圧１０００Ｖ印加して電流を測定して算出した。回収ローラ５２２の材料としては、ＰＶＤＦチューブ、ＰＦＡチューブ、ＰＩチューブ、アクリルコート、シリコーンコート（例えばシリコーン粒子を含有したＰＣ（ポリカーボネート）をコート）、セラミックス、フッ素コーティングなどがある。
【００８０】
通常環境での掻き取りブレード５２３の具体的な構成条件は以下のとおりである。
＜掻き取りブレード５２３の条件＞
導電性カーボン含有ポリウレタンゴム体積抵抗：１×１０６Ω・ｃｍ（２５℃５０％にて測定）
ブレード当接角度：２０°
ブレード厚み：２．８ｍｍ
回収ローラへのブレード喰い込み量：０．６ｍｍ
掻き取りブレードへの印加電圧（掻き取り電圧）：＋２４００Ｖ
【００８１】
以上の構成のベルトクリーニング装置１０’において、クリーニングブレード５２０が摩耗していない状態では、２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト８表面に残留してしまった転写残トナーの殆どが、クリーニングブレード５２０によってベルト表面から除去される。クリーニングブレード５２０が摩耗してくると、クリーニングブレード５２０のエッジと、中間転写ベルト８表面との間に微妙の間隙が形成されるようになり、ブレードの摩耗とともにその間隙が徐々に大きくなっていく。すると、やがてその間隙をすり抜ける転写残トナーが発生するが、それはクリーニングブラシローラ５２１によってベルト表面から除去される。このように、クリーニングブレード５２０が摩耗によってクリーニング性能を低下させてクリーニング不良を発生させても、ブレードよりも下流側のクリーニングブラシローラ５２１により、クリーニング不良となったトナーを除去することが可能である。よって、本発明者らは、良好なクリーニング性能を長期間に渡って維持することができると考えていた。
【００８２】
ところが、発明者らは、定期的なタイミングでテストパターン画像を形成する構成では、良好なクリーニング性能を長期間に渡って維持することができなくなることを実験によって見出した。テストパターン画像とは、プリンタの作像性能をテストしたり、調整したりするために、形成対象となる画像とは別に形成する所定の大きさ且つ形状の画像である。実施形態に係るプリンタでは、必要に応じて実施するプロセスコントロール処理、色ズレ補正処理、トナーリフレッシュ処理でそれぞれ所定のテストパターン画像を形成する。
【００８３】
プロセスコントロール処理とは、環境変動に伴うトナーの帯電量や流動性などの変動により、現像γが変化しても、目標の画像濃度が得られるように作像条件を調整する処理である。このプロセスコントロール処理では、主電源がＯＮされる毎、所定時間経過毎、所定枚数のプリント毎などの定期的なタイミングで、数ｃｍ×数ｃｍ程度の大きさのパッチ状のトナー像を複数並べたテストパターン画像を形成する。このテストパターン画像については、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のものをそれぞれ個別に形成する。テストパターン画像中に含まれる複数のトナー像は、互いに異なる現像ポテンシャル（現像装置の現像スリーブと感光体の潜像との電位差）の条件下で現像されたものであり、互いに単位面積あたりのトナー付着量が異なっている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上から、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋテストパターン画像がそれぞれ個別に中間転写ベルト８上に転写される。それらテストパターン画像は、中間転写ベルト８の無端移動に伴って２次転写ニップに進入するが、この際、２次転写バイアスを停止させるか、本来とは逆極性の非転写バイアスの印加により、テストパターン画像の２次転写ローラ１９への転移が防止される。よって、２次転写ニップを通過した中間転写ベルト８の表面上には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのテストパターン画像が付着したままとなる。先に示した図１において、２次転写ニップの近傍には、２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト８の表面上に存在するテストパターン画像における各トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知する反射型フォトセンサからなるトナー付着量検知センサ９９が配設されている。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのテストパターン画像において、それぞれそれに含まれる複数のトナー像に対するトナー付着量が検知される。演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）、データ記憶手段たるＲＡＭ（Random Access Memory）、データ記憶手段たるＲＯＭ（Read Onry Memory）等からなる制御部は、その検知結果に基づいて、各色についての現像γ（現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示すグラフの傾き）を算出した後、その現像γに基づいて、次回からの現像ポテンシャルを調整することで、画像濃度の安定化を図る。
【００８４】
また、上述した色ズレ補正処理とは、温度変化などに伴う感光体に対するレーザー書込位置の微妙な変化などによって生じてしまうＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色間でのトナー像の相対的な位置ズレを補正するための処理である。各色についてそれぞれテストパターン画像を形成して、それぞれのテストパターン画像内のトナー像をトナー付着量検知センサ９９によって検知するタイミングに基づいて、各色トナー像の相対的な位置ズレを把握する。そして、その結果に基づいて、光学系の反射ミラーの角度などを調整して感光体に対するレーザー書込位置を補正することで、各色の色ズレを補正する。
【００８５】
また、上述したトナーリフレッシュ処理とは、低画像面積率の画像が連続してプリントされる際のトナーの過剰帯電による画像濃度の低下を防止する目的で、中間転写ベルト８の紙間領域にテストパターン画像を形成する処理である。具体的には、連続プリント動作中において、個々のプリントにおける出力画像面積率がある程度高ければ、現像装置内に収容されたトナーと磁性キャリアとを含有する現像剤のトナー濃度が、プリントとともに低下する。そして、その低下が透磁率センサ等からなるトナー濃度センサによって検知されて、現像装置内に対して適量のトナーが補給される。このようなトナー濃度の低下とトナー補給との繰り返しにより、現像剤中のトナーは活発に入れ替えられる。ところが、白紙に近いような低画像面積率の画像が連続してプリントされると、現像装置内のトナーと磁性キャリアとを含有する現像剤のトナーが殆ど消費されないまま、現像装置内で現像剤が繰り返し撹拌される。すると、トナーが過剰に帯電して、磁性キャリアとの付着力を高めることで、画像濃度の低下を引き起こしてしまう。そこで、連続プリント中において、出力枚数に対する出力画像面積の比率がある程度低くなった場合には、トナーリフレッシュ処理を実施して、中間転写ベルト８の紙間領域に大面積のベタ画像からなるテストパターン画像を形成する。これにより、現像装置内の現像剤に対するトナーの入れ替わりを促すことで、画像濃度の低下を抑えるのである。なお、トナーリフレッシュ処理を実施しているときには、２次転写ニップに対して中間転写ベルト８の紙間領域を進入させる際に、２次転写バイアスを停止させるか、本来とは逆極性の非転写バイアスを印加するかして、テストパターン画像の２次転写ローラ１９への転移を防止する。
【００８６】
プロセスコントロール処理などで形成されるテストパターン画像において、トナー付着量は０．１〜０．５［ｍｇ／ｃｍ２］ほどあり、またトナー帯電量も十分高い。このようなテストパターン画像を構成するトナーは、記録紙や２次転写ローラ１９に転移することなく、ほぼ全量がそのままベルトクリーニング装置１０’に進入する。すると、クリーニングブレード５２０のエッジがある程度摩耗した状態（数十μｍ、例えば４０［μｍ］以上摩耗した状態）では、多量のトナーがブレードのエッジとベルト表面との隙間をすり抜けてクリーニングブラシローラ５２１に捕捉される。テストパターン画像は、ベルト移動方向にある程度の大きさで形成されるため、このように多量のトナーがクリーニングブラシローラ５２１に捕捉される状態が数秒間続くことになる。すると、回収ローラ５２２によるブラシ内からのトナーの回収が間に合わずに、ブラシからベルトへのトナーの逆流が発生してしまう。以上の理由から、テストパターン画像を形成する構成においては、クリーニングブレード５２０の下流側にクリーニングブラシローラ５２１を設けても、安定したクリーニング性能が長期間に渡って得られる効果を奏さないことがわかった。なお、テストパターン画像を形成しない構成では、クリーニングブレード５２０の下流側にクリーニングブラシローラ５２１を設けることで、設けない場合に比べて、安定したクリーニング性能が長期間に渡って得られる効果を顕著に奏した。
【００８７】
クリーニングブラシローラ５２１や回収ローラ５２２の径を大きくすれば、テストパターン画像をクリーニングする際のクリーニング不良の発生を抑えることが可能である。しかしながら、部品コストの増大、トルクの増大、スペースの拡大などを余儀なくされるため、装置小型化や低価格化に不利である。そこで、実施形態に係るプリンタにおいては、後述する特徴的な構成により、装置小型化や低価格化を阻害することなく、安定したクリーニング性能を長期間に渡って維持するようになっている。
【００８８】
次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置は、以下に説明する点の他が、図６に示したベルトクリーニング装置１０’と同様の構成になっている。
【００８９】
図９は、実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置１０を中間転写ベルト８とともに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１０は、クリーニング部材として、クリーニングブレードの代わりに、クリーニング回転体５５１を備えている。このクリーニング回転体５５１は、金属製の回転軸部材５５１ａと、これの周面上に形成されたゴム等の導電性弾性材料からなる弾性部５５１ｂとを具備しており、全体として正八角柱の形状をしている。
【００９０】
図１０は、ベルトクリーニング装置１０におけるクリーニング回転体５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。また、図１１は、同周囲構成を鉛直方向の上方から眺めた平面図である。図９では便宜を図るために図示を省略していたが、ベルトクリーニング装置１０は、図１０や図１１に示すように、回転体ホルダー５５６や偏心カム５５７等も備えている。
【００９１】
正八角柱の形状のクリーニング回転体５５１における金属製の回転軸部材５５１ａは、その軸線方向の両端部が、回転体ホルダー５５６に設けられた図示しない軸受けに回転可能に受けられている。クリーニング回転体５５１の回転軸部材５５１ａの一端部には、駆動受入ギヤ５５２が固定されており、この駆動受入ギヤ５５２には駆動伝達ギヤ５５４が噛み合っている。そして、この駆動伝達ギヤ５５４は回転軸５５３に固定されている。
【００９２】
回転軸５５３には、その軸線方向の一端部が回転体ホルダー５５６に設けられた図示しない軸受けに回転自在に受けられているとともに、他端部が図示しない駆動源としてのクリーニング回転モータのモータ軸に連結されている。そして、このクリーニング回転モータも、回転体ホルダー５５６に保持されている。
【００９３】
クリーニング回転体５５１、駆動受入ギヤ５５２、回転体５５３、駆動伝達ギヤ５５４、クリーニング回転モータ等を保持する回転体ホルダー５５６は、図示しないホルダー付勢バネによって図１０の矢印Ａ方向に付勢されている。この矢印Ａ方向は、回転体ホルダー５５６をテンションローラ１４の法線方向に沿ってテンションローラ１４から遠ざける方向である。
【００９４】
回転体ホルダー５５６の図中左側方には、偏心カム５５７が回転可能にプリンタ本体側板に支持されている。そして、この偏心カム５５７は、プリンタ本体に固定された図示しないカムモータの駆動によって回転する。図１０では、この偏心カム５５７がカム面を回転体ホルダー５５６に突き当てる回転角度位置で回転駆動を停止させた状態を示している。この状態では、偏心カム５５７のカム面が、上述したホルダー付勢バネの図中矢印Ａ方向の付勢力に抗して、回転体ホルダー５５６をテンションローラ１４の法線方向に沿ってテンションローラ１４に向けて押し返す。これにより、回転体ホルダー５５６に保持されているクリーニング回転体５５１の弾性部５５１ｂのエッジが中間転写ベルト８におけるテンションローラ１４に対する掛け回し箇所に当接せしめられている。
【００９５】
正八角柱の形状のクリーニング回転体５５１における弾性部５５１ｂは、中間転写ベルト８に当接することが可能な８つのエッジを具備している。図１０では、弾性部５５１ｂにおける８つのエッジのうち、第１エッジＥｇ１〜第６エッジＥｇ６だけが示されている。残りの第７エッジ及び第８エッジは、図中の駆動伝達ギヤ５５４の奧に隠れているため、図１０には図示されていない。
【００９６】
図１０の状態において、クリーニング回転体５５１は、弾性部５５１ｂにおける８つのエッジのうち、第１エッジＥｇ１を中間転写ベルト８に当接させる姿勢で、回転を停止させている。第２エッジＥｇ２〜第８エッジは、何れも中間転写ベルト８には当接していない。８つのエッジは、それぞれクリーニング回転体５５１が回転角度位置で停止することで、中間転写ベルト８に当接する。つまり、互いにクリーニング回転体５５１が異なる姿勢をとった際に、像担持体としての中間転写ベルトに当接するのである。
【００９７】
なお、図１１では、便宜上、回転体ホルダー５５６の実際よりも小さいサイズで示しているが、回転体ホルダー５５６は、実際には、クリーニング回転体５５１の両端部を回転自在に支持し得る程度に図示の状態よりも大きなサイズになっている。
【００９８】
クリーニング回転体５５１の弾性部５５１ｂとしては、中間転写ベルト８との摺動性を向上させるために、フッ素系やアクリル系やシリコン系材料などからなる表面層をコーティングすることが望ましい。
【００９９】
上述した制御部は、駆動源としてのカムモータやクリーニング回転モータの制御により、クリーニング回転体５５１ｂの姿勢を変化させてクリーニング回転体５５１ｂのベルトに対する当接エッジを切り替えるエッジ切り換え処理を定期的に実施するようになっている。エッジ切り換え処理を実施するタイミングは、当接エッジを寿命直前まで摩耗させたと予測されるエッジ寿命値の直前の値に、プリント枚数、中間転写ベルト８の周回数、中間転写ベルト８の駆動時間などが達する毎である。そのタイミングが到来すると、制御部は、カムモータを所定時間だけ正転駆動する。これにより、図１２に示すように、偏心カム５５７のカム面を回転体ホルダー５５６に突き当てない位置まで、偏心カム５５７を所定角度だけ正転させる。すると、回転体ホルダー５５６が図示しないホルダー付勢バネの付勢力によって図中矢印Ａ方向に少し移動して、クリーニング回転体５５１が中間転写ベルト８から離間する。制御部は、このようにしてクリーニング回転体５５１を中間転写ベルト８から離間させると、次に、クリーニング回転モータを所定時間だけ正転させる。すると、図１３に示すようにクリーニング回転体５５１が所定角度だけ回転する。これにより、クリーニング回転体５５１の姿勢が、第１エッジＥｇ１を中間転写ベルト８に当接させる姿勢から、第２エッジＥｇ２を中間転写ベルト８に当接させる姿勢に変化する。制御部は、このようにしてクリーニング回転体５５１の姿勢を変化させると、偏心カム５５７を所定の回転角度だけ逆転させて、クリーニング回転体５５１の新たな当接エッジ（図１３の例では第２エッジＥｇ２）を中間転写ベルト８に当接させる。
【０１００】
かかる構成の本プリンタにおいては、駆動受入ギヤ５５２、回転体５５３、駆動伝達ギヤ５５４、回転体ホルダー５５６、偏心カム５５７、駆動源たるカムモータ、駆動源たるクリーニング回転モータなどが、クリーニング回転体５５１の姿勢を変化させる姿勢変更手段として機能している。そして、制御手段としての制御部が、定期的なタイミングでカムモータやクリーニング回転モータを駆動してクリーニング回転体５５１の当接エッジを切り替える。これにより、使用中の当接エッジが寿命近くまで摩耗した場合に、当接エッジを新たなものに切り替えることで、クリーニング回転体５５１を交換することなくクリーニング性能を復帰させる。よって、従来に比べて、クリーニング部材の交換頻度を低下させることができる。
【０１０１】
クリーニング回転体５５１の弾性部５５１ｂとして、エッジ数の多いものを用いるほど、クリーニング回転体５５１全体の寿命を延ばすことが可能になるが、エッジ数を多くし過ぎると、エッジの角度を鈍角にしすぎて、トナー掻き取り能力を低下させてしまう。よって、エッジ数については、適度な数にする必要がある。
【０１０２】
なお、クリーニング回転体５５１には、従来装置と同様に、極性制御用電源５３０によって極性制御電圧が印加されているので、クリーニング回転体５５１のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまったトナーの極性を負極性に揃えることができる。また、極性制御電圧の印加により、中間転写ベルト８とクリーニング回転体５５１との静電引力を働かせるので、エッジとベルトとの密着力を高めてクリーニング性能を向上させることもできる。
【０１０３】
また、先に示した図９において、極性制御用電源５３０、ブラシ用電源５３１、回収電源５３２、ブレード用電源５３３は、何れもベルトクリーニング装置１０ではなく、プリンタ本体に固定されている。ベルトクリーニング装置１０はプリンタ本体に対して着脱可能になっているが、プリンタ本体に装着された際に、それら電源からの出力をそれぞれ個別に受け入れるための複数の金属接点を筐体外壁に有している。それら金属接点のうち、極性制御用電源５３０からの本体側接点と接触する金属接点は、その金属接点をクリーニング回転体５５１に導通させるための導通路とともに、第１電圧受入手段を構成している。また、ブラシ用電源５３１からの本体側接点と接触する金属接点は、その金属接点をクリーニングブラシローラ５２１に導通させるための導通路とともに、第２電圧受入手段を構成している。
【０１０４】
図１４は、実施形態に係るプリンタに対してより特徴的な構成を付加した実施例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。実施例に係るプリンタでは、クリーニング回転体５５１のエッジを清掃するための清掃部材たる清掃ブラシ５５８を設けている。この清掃ブラシ５５８は、クリーニング回転体５５１が当接エッジ切り換えのために回転駆動される際に、それまで当接エッジとなっていたエッジに摺擦して、そのエッジに付着しているトナーを清掃する。
【０１０５】
上述した制御部は、実施形態よりも早いタイミングでエッジ切り換え処理を実施するようになっている。即ち、実施例において、エッジ切り換え処理を実施するタイミングは、当接エッジを寿命直前まで摩耗させたと予測されるタイミングではなく、もっと早いタイミングになっている。より詳しくは、当接エッジの入口付近に付着したトナー量がある程度まで増加したタイミングで、エッジ切り換え処理を実施する。その際、それまで当接エッジとなっていたエッジに対して清掃ブラシ５５８を摺擦させてそのエッジを清掃することで、エッジに対するトナー固着を抑える。清掃後のエッジについては、まだ寿命に到達させていないので、その後の８回目のエッジ切り換え処理の際に、中間転写ベルト８に当接させて再利用する。この再利用については、エッジを寿命直前に摩耗させるまで繰り返し行われる。
【０１０６】
次に、実施形態に係るプリンタの各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
［第１変形例］
図１５は、第１変形例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体５５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。第１変形例に係るプリンタでは、クリーニング回転体５５１として、正四角柱の形状のものであって、エッジを４つ有するものを用いている。このように、クリーニング回転体５５１のエッジの数は、実施形態の８つに限定されるものではない。少なくとも２つあればよい。
【０１０７】
［第２変形例］
図１６は、第２変形例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体５５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。第２変形例に係るプリンタのクリーニング装置１０においては、クリーニング部材として、クリーニング回転体５５１及びクリーニングブラシローラの両方を設けておらず、図示のように、クリーニング回転体５５１だけを設けている。このように、クリーニング回転体５５１だけで中間転写ベルト８の表面上のトナーをクリーニングする構成にも、本発明の適用が可能である。
【０１０８】
なお、このプリンタの場合には、下流側のクリーニングブラシローラを設けていないので、クリーニング回転体５５１に対してトナーの正規帯電極性と同極性の極性制御電圧を印加して、ブレードすり抜け後のトナーの極性を正規極性に揃える必要はない。但し、極性制御とは別の目的から、クリーニング回転体５５１に対して電圧を印加することが望ましい。詳しくは、クリーニング回転体５５１とベルトとの間に静電引力を発生させる目的からである。この目的の場合には、トナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧をクリーニング回転体５５１に印加してもよい。
【０１０９】
［第３変形例］
図１７は、第３変形例に係るプリンタにおけるクリーニング回転体５５１の周囲構成を中間転写ベルト８とともに示す拡大構成図である。第３変形例に係るプリンタのクリーニング装置１０においては、クリーニング部材として、クリーニング回転体５５１及びクリーニングブラシローラ５２１の両方を設けているが、クリーニングブラシローラ５２１からトナーを回収するための回収ローラ等を設けていない。このような構成にも、本発明の適用が可能である。
【０１１０】
［第４変形例］
図１８は、第４変形例に係るプリンタの要部構成を示す要部構成図である。このプリンタは、転写ユニットの代わりに、紙搬送ベルト３１を複数のローラによって張架しながら図中時計回り方向に無端移動せしめる転写搬送ユニット３０を備えている。搬送体としての紙搬送ベルト３１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、記録部材としての記録紙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。その後、記録紙Ｐは、紙搬送ベルト３１から分離されて、図示しない定着装置に送られる。
【０１１１】
Ｋ用の一次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト３１に付着しているトナー汚れは、搬送ベルトクリーニング装置１０Ａによって除去される。この搬送ベルトクリーニング装置１０の構成は、実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置１０と同様である。また、各色プロセスユニットにおける感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをクリーニングするクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの構成は、実施形態に係るプリンタと同様である。このように、像担持体としての中間転写ベルトではなく、搬送体としての紙搬送ベルト３１をクリーニングするクリーニング装置１０にも、本発明の適用が可能である。なお、中間転写ベルト８とは異なる像担持体（例えば感光体）や、紙搬送ベルト３１とは異なる搬送体（例えば搬送ローラ）をクリーニングするクリーニング装置にも、本発明の適用が可能である。
【０１１２】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、姿勢変更手段として、回転軸たる回転軸部材５５１ａを中心にクリーニング回転体５５１を回転させるものを用いている。かかる構成では、回転駆動機構という簡素な構成により、クリーニング回転体５５１の姿勢を変化させることができる。
【０１１３】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、姿勢変更手段として、駆動源たるカムモータやクリーニング回転モータの発する駆動力を利用してクリーニング回転体５５１の姿勢を変化させるものを用いている。かかる構成では、作業者の手作業によらずに、クリーニング回転体５５１の姿勢を変化させることができる。
【０１１４】
また、実施例に係るプリンタにおいては、クリーニング回転体５５１のエッジに付着しているトナーを清掃する清掃ブラシ５５８を設けている。かかる構成では、エッジに付着したトナーを定期的に清掃ブラシ５５８で清掃することで、エッジに対するトナー固着を抑えて、クリーニング回転体５５１の長寿命化を図ることができる。
【０１１５】
また、実施形態に係るプリンタのクリーニング装置１０においては、極性制御用電源５３０からの極性制御電圧を受け入れてクリーニング回転体５５１に導く第１電圧受入手段と、クリーニング回転体５５１によるクリーニング工程を経由した後のベルト表面に当接しながら同ベルト表面に付着しているトナーを掻き取るブラシ部材たるクリーニングブラシローラ５２１と、ブラシ用電源５３１からのクリーニング電圧を受け入れてクリーニングブラシローラ５２１に導く第２電圧受入手段とを設けている。かかる構成では、クリーニング回転体５５１のエッジとベルトとの隙間をすり抜けてしまったトナーの極性を、クリーニング回転体５５１に対する電圧印加によって正規帯電極性に揃えた後、クリーニングブラシローラ５２１に対する電圧印加により、そのトナーをブラシ内に静電転移させて、クリーニング性能を高めることができる。
【０１１６】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、所定の定期的なタイミングで姿勢変更手段を駆動してクリーニング回転体５５１の当接エッジを切り替えるエッジ切り換え処理を実施する制御部を設けている。かかる構成では、エッジ切り換え処理により、当接エッジを寿命到達前に自動で新たなエッジに切り替えることができる。
【０１１７】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、像担持ベルトたる中間転写ベルト８として、０．０７〜０．３０［ｍｍ］以下の弾性層を具備するものを用いている。かかる構成では、記録紙とベルトとの接触性を高めて、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であっても転写不良の発生を抑えることができる。
【０１１８】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いるようになっている。かかる構成では、トナーの帯電量の均一性により、地肌汚れの少ない高品位な画像を得ることができ、また転写率を高くすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
８：中間転写ベルト（像担持ベルト）
１０：クリーニング装置
３１：紙搬送ベルト（搬送ベルト）
５５１：クリーニング回転体（クリーニング部材）
５５１ａ：回転軸部材（回転軸）
５５２：駆動受入ギヤ５５２（姿勢変更手段の一部）
５５３：回転体（姿勢変更手段の一部）
５５４：駆動伝達ギヤ（姿勢変更手段の一部）
５５６：回転体ホルダー（姿勢変更手段の一部）
５５７：偏心カム（姿勢変更手段の一部）
５５８：清掃ブラシ（清掃部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２０】
【特許文献１】特開２００５−２６５９０７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体とを備える画像形成装置に搭載され、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置において、
上記クリーニング部材として、クリーニング部材が互いに異なる姿勢をとった際にそれぞれ像担持体表面又は搬送体表面に当接する複数のエッジを具備するものを用いるとともに、
該クリーニング部材の姿勢を変更する姿勢変更手段を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のクリーニング装置において、
上記姿勢変更手段として、回転軸を中心に上記クリーニング部材を回転させるものを用いたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は２のクリーニング装置において、
上記姿勢変更手段として、駆動源の発する駆動力を利用して上記クリーニング部材の姿勢を変更するものを用いたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何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に付着しているトナーを清掃する清掃部材を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかのクリーニング装置において、
電源からの電圧を受け入れて上記クリーニング部材に導く第１電圧受入手段と、該クリーニング部材によるクリーニング工程を経由した後の像担持体表面又は搬送体表面に当接しながら該像担持体表面又は搬送体表面に付着しているトナーを掻き取るブラシ部材と、電源からの電圧を受け入れて該ブラシ部材に導く第２電圧受入手段とを設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体と、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
上記クリーニング手段として、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。
【請求項７】
請求項６の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３のクリーニング装置を用いるとともに、
所定の定期的なタイミングで上記姿勢変更手段を駆動して上記クリーニング部材の当接エッジを切り替える制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は７の画像形成装置であって、
上記クリーニング装置が、上記像担持体としての無端状の像担持ベルト、又は上記搬送体としての無端状の搬送ベルト、に付着している転写残トナーを除去するものであり、
且つ、該像担持ベルト又は搬送ベルトが、０．０７〜０．３０［ｍｍ］以下の弾性層を具備するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れかの画像形成装置であって、
トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体とを備える画像形成装置に搭載され、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング装置において、
上記クリーニング部材として、クリーニング部材が互いに異なる姿勢をとった際にそれぞれ像担持体表面又は搬送体表面に当接する複数のエッジを具備するものを用いるとともに、
該クリーニング部材の姿勢を変更する姿勢変更手段を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のクリーニング装置において、
上記姿勢変更手段として、回転軸を中心に上記クリーニング部材を回転させるものを用いたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は２のクリーニング装置において、
上記姿勢変更手段として、駆動源の発する駆動力を利用して上記クリーニング部材の姿勢を変更するものを用いたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何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に付着しているトナーを清掃する清掃部材を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかのクリーニング装置において、
電源からの電圧を受け入れて上記クリーニング部材に導く第１電圧受入手段と、該クリーニング部材によるクリーニング工程を経由した後の像担持体表面又は搬送体表面に当接しながら該像担持体表面又は搬送体表面に付着しているトナーを掻き取るブラシ部材と、電源からの電圧を受け入れて該ブラシ部材に導く第２電圧受入手段とを設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
自らの表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に保持して搬送する搬送体と、該像担持体又は搬送体の表面にクリーニング部材のエッジを当接させて、該表面に付着しているトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
上記クリーニング手段として、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。
【請求項７】
請求項６の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３のクリーニング装置を用いるとともに、
所定の定期的なタイミングで上記姿勢変更手段を駆動して上記クリーニング部材の当接エッジを切り替える制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は７の画像形成装置であって、
上記クリーニング装置が、上記像担持体としての無端状の像担持ベルト、又は上記搬送体としての無端状の搬送ベルト、に付着している転写残トナーを除去するものであり、
且つ、該像担持ベルト又は搬送ベルトが、０．０７〜０．３０［ｍｍ］以下の弾性層を具備するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れかの画像形成装置であって、
トナーとして、体積平均粒径が３〜８［μｍ］であり、且つ体積平均粒径を個数平均粒径で除算した値が１．００〜１．４０であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−１９７５６４（Ｐ２０１０−１９７５６４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０５２５（Ｐ２００９−４０５２５）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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