(57)【要約】【課題】  ブレード状クリーニング部材および接触転写方式を有する画像形成装置において、画像濃度が高く、かぶり、像流れなどの画像欠陥のない高画質画像を長期にわたってし、継承性をも向上させる。【解決手段】  表面に有機感光層を有する電子写真感光体２と、帯電手段３と、露光手段４と、現像手段５と、接触式転写手段７と、ブレード状クリーニング部材８とを含み、トナーおよび磁性体粒子表面に合成樹脂を被覆したキャリアを含有する二成分現像剤を用いる画像形成装置１において、記録媒体１０万枚への印字後の有機感光層の摩耗量が０．４〜１．０μｍ、記録媒体１０万枚印字前のキャリアにおける合成樹脂被覆率Ｄ０（％）と、記録媒体１０万枚印字後のキャリアにおける合成樹脂被覆率Ｄ１（％）との比（Ｄ１／Ｄ０）が０．８〜１になるように設定する。【選択図】      図１
2006330291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に有機感光層を有する電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを含み、トナーおよび磁性体粒子表面に合成樹脂を被覆したキャリアを含有する二成分現像剤を用いる画像形成装置において、
記録媒体１０万枚への印字後における有機感光層の摩耗量が０．４〜１．０μｍであり、かつ記録媒体１０万枚印字前のキャリアにおける合成樹脂被覆率Ｄ０（％）と、記録媒体１０万枚印字後のキャリアにおける合成樹脂被覆率Ｄ１（％）との比（Ｄ１／Ｄ０）が０．８〜１．０であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写手段が接触式転写手段であり、かつクリーニング手段がブレード状クリーニング部材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
磁性体粒子表面に被覆する合成樹脂が、シリコーン樹脂、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂とフッ素樹脂との混合物であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成は、基本的には、１）電子写真感光体表面の均一な帯電、２）電子写真感光体表面への露光による静電潜像の形成、３）該静電潜像のトナーによる現像、４）現像により得られるトナー像の記録媒体への転写、５）トナー像の記録媒体への定着による画像形成、および６）トナー像転写後に電子写真感光体表面に残留するトナーのクリーニングによる除去という６つのプロセスをこの順番で繰返し実行することにより行われる。このような電子写真方式は、高品質かつ保存性の高い画像がその場ですぐに得られることなどから、複写機の分野にとどまらず、各種プリンタ、ファクシミリなどの分野でも広く普及している。
【０００３】
そして、最近の電子写真方式の画像形成装置には、さらなる高画質化、安定稼動期間のさらなる延長といった要求が課される。さらに、情報伝達の手段として、複写画像をさらに複写して複写世代を何回も重ねることが頻繁に行われるから、複写世代を重ねても画質の低下が起こり難い継承性の高さが要求される。電子写真特性のなかでも、画質、安定稼動期間、継承性といった特性は、装置の性能を決定付ける極めて重要な要素である。従来から、これらの特性を向上させるには、装置内における部分的な改良のみでの対応は困難であり、現像剤、感光体、プロセスなどを総合的に改良し、互いの足りない点を補完させ合うことが行われている。
【０００４】
現像剤については、長期にわたって安定な二成分現像剤が望まれる。このような二成分現像剤を得るためには、たとえば、スペント、樹脂被覆層の剥がれなどを防止することが必要である。樹脂被覆層の剥がれ防止には、樹脂被覆層の増量、ハードコート樹脂の使用などの対策が講じられる。なお、長期的な安定性向上には、感光体の改良も同時に必要不可欠であることは明白である。
【０００５】
また、電子写真感光体についても、長期にわたって安定なものが望まれる。電子写真感光体は電子写真方式の中核となる部材であり、その表面の感光層は、従来はＳｅ、Ａｓ−Ｓｅ合金、ＣｄＳなどの無機系光導電材料によって形成されていた。しかしながら、最近では無公害、低コスト、製造の容易さなど、無機系材料には見られない多くの利点を有する有機系光導電材料を含む有機感光層が表面に形成された電子写真感光体が数多く提案されている。特に導電性支持体表面に電荷発生層および電荷輸送層をこの順で積層した有機感光層を有する機能分離型電子写真感光体は、電子写真特性、耐久性などに優れ、材料選択の自由度も高く、電子写真特性を様々に設計できることから広く実用化されている。
【０００６】
しかしながら、電子写真感光体の有機感光層は、画像形成装置内部でクリーニング手段により強い力で摺擦され、磨耗、キズなどが発生してその寿命が短縮化される。このような現状に鑑みて、耐磨耗性のある有機感光層を有する電子写真感光体を使用すると、有機感光層表面の磨耗が低減され、表面が摩耗により新しい面に更新されることなく比較的長い間露出しているために、帯電（放電）などによる有機感光層表面の劣化の程度が顕著になり、紙粉（タルク）などの異物の有機感光層表面への付着量または移行量が増加し、それに伴うかぶりおよび像流れの発生などの問題がある。これを防止するには、有機感光層表面を強制的に研磨することが行われるけれども、研磨は有機感光層ひいては電子写真感光体の寿命を著しく減少させる。
【０００７】
これらの問題を回避するために、記録媒体１０００枚への印字後における電子写真感光体の感光層の磨耗が０．１〜２．０ｎｍである画像形成装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、高速で画像を形成する場合には、トナーの転写効率、画質の面から見て接触転写方式の画像形成装置が用いられる。同様に、残留トナーの回収についても、回収性の良さからブレード状のクリーナ方式が採用されている。このような、接触転写式・ブレード状クリーナ方式の画像形成装置では、有機感光層表面に付着または移行する用紙からの紙粉（タルク）などの異物を、有機感光層表面に強固に付着させるような押圧手段、摺擦手段などがあるために、有機感光層表面の異物量が増大し、かぶり、像流れなどが発生し易い。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２５１２６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ブレード状クリーニング部材および接触転写方式を有する画像形成装置において、電子写真感光体の寿命ひいては安定稼動期間が長く、画像濃度が高く、かぶり、像流れなどの画像欠陥のない高画質画像を長期にわたって形成でき、継承性に優れる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】
【００１０】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ブレード状クリーニング部材および接触転写方式を有する電子写真方式の画像形成装置において、トナーと磁性体粒子表面を合成樹脂で被覆したキャリアとを含む２成分現像剤を用いて画像形成を行うに際し、特定の印字回数の前後において、電子写真感光体の感光層の摩耗量を規定するだけでなく、キャリアにおける合成樹脂被覆率をも特定の範囲に設定することによって、かぶり、像ながれなどの画像欠陥のない高画質画像を長期にわたって安定的に形成できることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
本発明は、表面に有機感光層を有する電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを含み、トナーおよび磁性体粒子表面に合成樹脂を被覆したキャリアを含有する二成分現像剤を用いる画像形成装置において、
記録媒体１０万枚への印字後における有機感光層の摩耗量が０．４〜１．０μｍ（０．４μｍ以上、１．０μｍ以下）であり、かつ記録媒体１０万枚印字前のキャリアにおける合成樹脂被覆率Ｄ０（％）と、記録媒体１０万枚印字後のキャリアにおける合成樹脂被覆率Ｄ１（％）との比（Ｄ１／Ｄ０）が０．８〜１．０（０．８以上、１．０以下）であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
また本発明の画像形成装置は、転写手段が接触式転写手段であり、かつクリーニング手段がブレード状クリーニング部材であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の画像形成装置は、磁性体粒子表面に被覆する合成樹脂が、シリコーン樹脂、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂とフッ素樹脂との混合物であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像形成装置、好ましくはブレード状クリーニング部材および接触転写方式を有する画像形成装置において、トナーと合成樹脂（好ましくはシリコーン樹脂、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂とフッ素樹脂との混合物）で表面被覆された磁性体粒子であるキャリアとを含む二成分現像剤を用いて画像形成を行うに際し、記録媒体１０万枚に印字後における電子写真感光体の感光層の磨耗量が０．４〜１．０μｍになるように感光層を形成し、かつ記録媒体１０万枚への印字前における磁性体粒子に対する合成樹脂被覆率Ｄ０（％）と、印字後における磁性体粒子に対する合成樹脂被覆率Ｄ１（％）との比（Ｄ１／Ｄ０）が０．８〜１．０の範囲になるように磁性体粒子を合成樹脂（好ましくはシリコーン樹脂、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂とフッ素樹脂との混合物）で被覆することによって、画像濃度が高く、かぶり、像流れなどの画像欠陥のない高画質画像を長期にわたって形成できる。また、本発明の画像形成装置を複写機として用いる場合には、優れた継承性が発揮され、複写物を複写原本とする複写であっても高画質画像を形成でき、画像劣化は肉眼では確認できない程度である。
【００１５】
一般に、記録媒体からの紙粉（タルク）などの異物は延性を有するために、ブレード状クリーニング部材、接触式転写手段などとの接触により、有機感光層表面に付着して蓄積される。このような異物は、ブレード状クリーニング部材、接触式転写手段などの感光層表面への当接圧を高めて感光層を磨耗させることにより除去可能である。しかしながら、感光層の必要以上の摩耗は感光体の寿命を短縮するので、感光体寿命を延ばすために当接圧を小さく設定すると、異物の除去が不充分になる。異物が付着する有機感光層表面に、トナーが電気的にではなく、物理的に付着することで、かぶり、像流れなどの画像欠陥が発生すると推測される。より詳しくは、次のような機構により前記の画像欠陥が発生するものと推測される。キャリアにおける樹脂被覆層は初期段階では磁性体粒子表面の全面を被覆し、キャリアのトナーに対する電荷付与性能が高いので、トナーは均一に帯電し、現像動作が確実に実行され、画像欠陥も発生しない。ところが、現像装置内での攪拌動作によりキャリアが強い応力を受けて樹脂被覆層の部分的な剥がれを生じ、キャリアのトナーへの電荷付与性能が低下する。その結果、トナーの帯電が不均一になり、キャリアにおける樹脂被覆層の剥がれが進行すると、ついには非帯電のトナーが生じる。この非帯電のトナーは、現像装置内の高温により軟化し、現像ローラなどによる加圧を受けて、感光層表面に物理的に付着し、接触方式の転写動作を実行しても記録媒体に転写されずに感光層表面に残存し、かぶり、像流れなどの画像欠陥を発生させる原因になる。したがって、キャリアにおける樹脂被覆層の残存率を本発明のように設定することで、かぶり、像流れなどの画像欠陥の発生を抑制できるものと推察される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の要部の構成を模式的に示す配置図である。
【００１７】
画像形成装置１は、電子写真感光体２と、帯電手段３と、露光手段４と、現像手段５と、接触式転写手段７と、ブレード状クリーニング部材８とを含んで構成される。
【００１８】
電子写真感光体２は、図示しない駆動手段によってその軸心回りに矢符１１の方向に回転駆動可能に設けられる。電子写真感光体２は、導電性支持体と、導電性支持体表面に形成される有機感光層とを含んで構成される。たとえば、導電性支持体表面に電荷発生層と電荷輸送層とからなる有機感光層を積層した機能分離型電子写真感光体、導電性支持体表面に下引き層などの中間層、電荷発生層および電荷輸送層からなる有機感光層を積層した機能分離型電子写真感光体などを使用できる。これらの機能分離型電子写真感光体には、必要に応じて、最外層である電荷輸送層表面を機械的ストレスから保護するために、電荷輸送層の表面に表面保護層を形成してもよい。表面保護層を形成する場合には、これも含めて有機感光層とする。
【００１９】
有機感光層は、画像形成装置１において、記録媒体１０万枚への印字前の有機感光層の膜厚から記録媒体１０万枚への印字後の有機感光層の膜厚を減じた値である摩耗量が０．４〜１．０μｍ（０．４μｍ以上、１．０μｍ以下）、好ましくは０．５〜０．８μｍ（０．５μｍ以上、０．８μｍ以下）の範囲にあることを特徴とする。有機感光層の摩耗量が０．４μｍ未満では、帯電（放電）などによる有機感光層の劣化が起こり、また紙粉（タルク）などの異物の有機感光層表面への付着または移行が起こり、それに伴ってかぶり、像流れなどの画像欠陥が発生し易くなる。有機感光層の摩耗量が１．０μｍを超えると、有機感光層の劣化が著しくなり、電子写真感光体の耐用寿命が短縮される。
【００２０】
導電性支持体には金属製のローラ状、円柱状または薄膜シート状部材を使用できる。該部材を構成する金属材料としては、たとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これら金属の２種以上の合金材料などが挙げられる。また、表面にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの導電性材料を蒸着または塗布した合成樹脂フィルム（ポリエステルフィルムなど）、紙および金属フィルム、導電性材料を含有する合成樹脂、導電性材料を含有する紙、導電性ポリマーを含有する合成樹脂などを、円筒状、円柱状または薄膜シート状に加工した成形物も、導電性支持体として用いられる。
【００２１】
導電性支持体と電荷発生層との間に形成される中間層には、たとえば、下引き層がある。下引き層は、無機材料または有機材料から形成される。無機材料には、たとえば、アルミニウム陽極酸化物、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムなどが用いられる。有機材料には、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミドおよびポリアミドなどが用いられる。下引き層には、アルミニウム、銅、錫、亜鉛、チタンなどの金属、金属酸化物などの導電性または半導電性粒子を含有させてもよい。
【００２２】
下引き層は、たとえば、前記の有機材料および必要に応じて導電性または半導電性粒子を適当な有機溶媒または有機溶媒と水との混合溶媒に溶解または分散させ、得られる下引き層形成用塗液を導電性支持体表面に塗布し、乾燥させて有機溶媒または有機溶媒と水とを除去することにより形成できる。ここで用いられる有機溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノールなどの低級アルコール類、ジクロロエタン、クロロホルム、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどの塩素系溶媒などが挙げられる。低級アルコール類と塩素系溶媒との混合溶媒も使用できる。水との混合に適するのは低級アルコール類である。
【００２３】
電荷発生層は、光照射により電荷を発生する光導電性材料である電荷発生材料を含み、必要に応じて、バインダ樹脂、可塑剤、増感剤、酸化防止剤、後述する電荷発生層成形用塗液の塗布性を改善するためのレベリング剤といった公知の添加剤の１種または２種以上を含有できる。
【００２４】
電荷発生材料としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、アゾ顔料（カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フローレン骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ系顔料）などが挙げられる。これらの中でも、電荷発生能および得られる電荷発生層の感度の高さを考慮すると、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環、フルオレノン環またはトリフェニルアミン骨格を有するビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などが好ましい。電荷発生材料は、１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【００２５】
バインダ樹脂は、たとえば、電荷発生層と他の層との結着性を向上させるために用いられる。バインダ樹脂として、たとえば、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテルなどが挙げられる。の各種バインダ樹脂を加えてもよい。バインダ樹脂は、１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【００２６】
電荷発生層は、たとえば、電荷発生材料および必要に応じてバインダ樹脂、他の添加剤を適当な有機溶媒に溶解または分散させて電荷発生層形成用塗液を調製し、この塗液を導電性支持体または下引き層表面に塗布し、乾燥させて有機溶媒を除去することにより形成できる。有機溶媒としては、この分野で常用されるものの中から、電荷発生材料、バインダ樹脂およびその他の添加剤を溶解または分散し得るものを適宜選択して使用できる。電荷発生材料などの有機溶媒への溶解または分散には、たとえば、ボールミル、サンドグラインダ、ペイントシェーカー、超音波分散機などを使用できる。塗液の塗布には、ベーカーアプリケータ法、バーコータ法、キャスティング法、スピンコート法、スプレー法、垂直リング法、浸漬塗工法などの塗布方法を採用できる。電荷発生層の膜厚は特に制限されないけれども、好ましくは０．０５〜５μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍである。
【００２７】
電荷輸送層は、電荷発生層の表面に形成され、電荷発生材料から発生する電荷を受け入れ、これを輸送する能力を有する電荷輸送材料およびバインダ樹脂を含有する。
【００２８】
電荷輸送材料には、電子供与性物質および電子受容性物質が用いられる。電子供与性物質としては、たとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などが挙げられる。電子受容性物質としては、たとえば、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、ブロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどが挙げられる。電荷輸送材料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【００２９】
バインダ樹脂としては、電荷輸送材料と相溶性を有するものであれば特に制限はなく、たとえば、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、エポキシ樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネートが好ましい。ポリカーボネートは様々な構造のものが、有機感光層用のバインダ樹脂として多用される。
【００３０】
電荷輸送層は、電荷発生材料およびバインダ樹脂を適当な有機溶媒に溶解または分散させて電荷輸送層形成用塗液を調製し、この塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥させて有機溶媒を除去することにより形成できる。ここで、有機溶媒としては、メタノール、エタノールなどの低級アルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、エチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタンなどの脂肪族ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、クロロベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類などが挙げられる。さらに、電荷輸送層形成用塗液には、製膜性、可撓性、塗布性などを向上させるために、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤などの添加剤を含有させてもよい。電荷発生材料などの有機溶媒への溶解または分散方法および電荷輸送層形成用塗布液の塗布方法は、電荷発生層を形成する際と同様に実施できる。電荷輸送層は、電荷輸送材料が前記バインダ樹脂に結着した形で形成される。表面保護層には、熱可塑性樹脂、光または熱硬化性樹脂などを用いることができる。
【００３１】
前述の有機感光層において、１０万枚の記録媒体への印字後における有機感光層の摩耗量を０．４〜１．０μｍとするためには、たとえば、接触式転写手段７および／またはブレード状クリーニング部材８の電子写真感光体２への当接圧を調整する方法、感光層特に電荷輸送層の耐摩耗性を調整する方法（たとえば、耐摩耗性の高い電荷輸送材料およびバインダ樹脂を選択し、配合比を適宜変更して決定する方法）などが挙げられる。なお、電荷輸送材料としては、ブタジエン系化合物、スチリル系化合物、アミン化合物などが挙げられる。これらの化合物は材料自体のホール輸送能力が高いため、樹脂比率の高い状態でも高感度を維持できるので本発明ではより好適である。また、耐摩耗性の高いバインダ樹脂としては、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート、ビスフェノールＺ型ポリカーボネートなどと他のポリカーボネートとの混合物などが挙げられる。これらの電荷輸送材料および／またはバインダ樹脂の配合量を適宜選択することによって、所望の特性を有する電荷輸送層を形成できる。また、同種または異種の数種のバインダ樹脂を用い、これら数種のバインダ樹脂の配合量を適宜選択することによっても、摩耗量を上記範囲に調整できる。これらの方法は単独で実行してもよく、または必要に応じて２種以上の方法を実行してもよい。
【００３２】
帯電手段３は、露光手段４から電子写真感光体２表面に照射される光の結像点よりも電子写真感光体２の回転方向上流側に設けられ、電子写真感光体２表面を均一に帯電させ、所定の極性および電位にする部材である。帯電手段３には、たとえば、帯電ローラ、帯電チャージャなどの接触式または非接触式の帯電器を使用できる。
【００３３】
露光手段４は、回転駆動する電子写真感光体２の表面に対して、光をその長手方向に繰返し走査して結像させ、画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光手段４には、たとえば、半導体レーザなどのレーザユニットを使用できる。
【００３４】
現像手段５は、露光手段４から電子写真感光体２表面に照射される光の結像点よりも電子写真感光体２の回転方向下流側に設けられる。現像手段５は、その軸線回りに回転駆動可能に設けられ、電子写真感光体２表面にトナーを供給して静電潜像をトナー像として現像する現像ローラ６と、図示しない現像剤を充填し、現像ローラ６表面に現像剤を供給する現像槽７とを含む。
【００３５】
接触式転写手段８は、電子写真感光体２の回転方向において現像手段５の下流側に、電子写真感光体２表面に当接（接触）するように設けられ、露光手段４による電子写真感光体２表面への光照射（露光）に同期して記録媒体１０にトナー像を接触転写する。接触式転写手段７には、転写ローラ、転写ベルトなどを使用できる。
【００３６】
ブレード状クリーニング部材９は、電子写真感光体２の回転方向において帯電手段３の上流側に設けられ、電子写真感光体２表面に残留するトナーなどを除去する。
【００３７】
この画像形成装置１において用いられる現像剤は、トナーと、磁性体粒子表面にシリコーン樹脂を被覆したキャリアとを含有する二成分現像剤である。
【００３８】
トナーは、体積平均粒径が９μｍ以下、好ましくは２〜７μｍ、さらに好ましくは３〜６μｍである小粒径の非磁性トナーである。体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの制御性が低下し、画像かぶり、トナー飛散などが発生しやすくなる。また、体積平均粒径が９μｍを超えると、解像力が低下する。したがって、本発明の画像形成装置１００において、体積平均粒径９μｍ以下のトナーを用いれば、高い承継性が得られる。
【００３９】
このような小粒径トナーは、たとえば、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であるバインダ樹脂中にカーボンブラックなどの着色剤を、バインダ樹脂と着色剤との合計量の全量に対して２０重量％以下、好ましくは１０〜２０重量％の割合で混合し、必要に応じてワックス、荷電制御剤、流動性制御剤などのトナー用添加剤の適量を混合し、溶融、混練、冷却、粉砕および分級の各工程を経た後、必要に応じて、熱処理を施すことによって製造できる。なお、溶融および混練の際には、連続式２本ロール式混練機を用いてトナーのマスターバッチを予め製造しておき、このマスターバッチと他の原料の所定量とをヘンシェルミキサなどの一般的な混練機で混練および造粒することにより、トナーを効率的に製造できる。この製造法によって、体積抵抗１０１４Ωｃｍ以上および体積平均粒径９μｍ以下の絶縁性トナー粒子が得られる。また、着色剤および必要に応じて電荷制御剤などの添加剤をバインダ樹脂モノマーと混合し、攪拌下に該バインダ樹脂モノマーを重合させることによって、小粒径かつ非磁性の球形トナーが得られる。
【００４０】
トナー用バインダ樹脂としては、たとえば、スチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、アクリル樹脂などの付加重合型熱可塑性樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスルホネート、ポリエチレンなどの縮合重合型熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。
【００４１】
ワックスは、たとえば、接触式転写手段８により記録媒体１０に転写されたトナー像を記録媒体１０に定着させるために用いられる定着ローラ（不図示）にトナーが付着することに起因するオフセット現象の発生を防止するために用いられる。ワックスとしては、たとえば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレンなどの低分子量ポリオレフィンが挙げられる。また、疎水性シリカ、コロイダルシリカなどのシリカ類は、流動制御剤および電荷制御剤のいずれにも使用できる。
【００４２】
キャリアは、画像形成装置１による記録媒体１０万枚への印字前後において、印字前の磁性体粒子に対する合成樹脂被覆率Ｄ０（％）と、印字後の磁性体粒子に対する合成樹脂被覆率Ｄ１（％）との比（Ｄ１／Ｄ０）が０．８〜１．０（０．８以上、１．０以下）、好ましくは０．９〜１．０の範囲にあることを特徴とする。
【００４３】
ここで合成樹脂被覆率（％）は、蛍光Ｘ線分析装置を用いて磁性体粒子中の特定の元素含有量に対する、合成樹脂中の特定の元素含有量の百分率（［合成樹脂由来の特定元素含有量／磁性体粒子由来の特定元素含有量］×１００、％）として求められる。たとえば、磁性体粒子がフェライト粒子であり、合成樹脂がシリコーン樹脂である場合は、キャリアを蛍光Ｘ線分析装置に供して、フェライト粒子中のＦｅ含有量およびシリコーン樹脂中のＳｉ含有量を測定すれば、合成樹脂被覆率（％）が求められる。すなわち、フェライト粒子表面に被覆されたシリコーン樹脂は、使用期間が長くなるにつれて徐々にフェライト粒子表面から剥がれ落ちるので、フェライト粒子表面の露出面積が増加するとともに、フェライト粒子表面に付着するシリコーン樹脂量は減少する。したがって、キャリアを蛍光Ｘ線分析装置に供すると、蛍光Ｘ線分析装置が主に物体の露出部分における元素含有量の定量に適することから、使用時間の長いキャリアほど、フェライト粒子に由来するＦｅの含有量は増加し、シリコーン樹脂に由来するＳｉの含有量は減少する。そこで、Ｆｅ含有量とＳｉ含有量との比（Ｓｉ含有量／Ｆｅ含有量）を求めることによって、見掛け上のシリコーン樹脂被覆率（％）が得られる。このように、フェライト粒子におけるＦｅおよびシリコーン樹脂におけるＳｉのように、磁性体粒子および合成樹脂中に最も多く含まれる元素の含有量を測定し、合成樹脂被覆率（％）を求めればよい。
【００４４】
Ｄ０（％）とＤ１（％）との比（Ｄ１／Ｄ０）が０．８未満では、磁性体粒子の合成樹脂による被覆が不充分になるので、キャリアのトナーに対する電荷付与性が低下し、非帯電のトナーが発生して電子写真感光体２の表面に物理的に付着し、かぶり、像ながれなどの画像欠陥を発生させる。一方、１．０を超えると、キャリア自体の抵抗値が大きくなり過ぎ、現像性不足を生じ、適正な画像濃度を有する画像を形成できず、画像濃度の低い画像が得られる。
【００４５】
磁性体粒子には、磁場によってその方向に強く磁化する物質が用いられ、たとえば、鉄、フェライト、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属の１または２以上を含む合金または化合物、マンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などのホイスラー合金、二酸化クロムといった熱処理によって強磁性化する合金または金属化合物などが挙げられる。これらの中でも、フェライトは、比較的磁化が低く、小粒径トナーを損傷する恐れが少なく現像剤の耐久性向上に有効であり、鉄粉、ニッケル粉などに比べて比重が小さいことから、トナー濃度の均一化およびトナーの帯電量の適正化を容易に実施できるので好適である。フェライト系粒子としては公知のものを使用でき、たとえば、亜鉛系フェライト、ニッケル系フェライト、銅系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、銅−マグネシウム系フェライト、マンガン−亜鉛系フェライト、マンガン−銅−亜鉛系フェライトなどが挙げられる。これらのフェライト系粒子は、原料を混合し、仮焼および粉砕を経た後に焼成して得られ、焼成温度を変化させることにより、粒子の表面形状を変化させることが可能となる。なお、仮焼はバッチ式またはロータリーキルンなどの連続式のいずれによっても行うことができる。
【００４６】
磁性体粒子は、磁気特性として、１０００エルステッドの外部磁場中における飽和磁化が１０〜８０ｅｍｕ／ｇ（１．０×１０−５〜１．０×１０−４Ｗｂ・ｍ／ｋｇ）であり、かつ保磁力が０．１〜１００エルステッドであることが好ましく、さらに１×１０６〜１０１１Ωｃｍの固有抵抗で４．０〜５．５の比重を持つものがさらに好ましい。
【００４７】
磁性体粒子の体積平均粒径は特に制限されないけれども、好ましくは３０〜１００μｍ、さらに好ましくは５０〜８０μｍである。体積平均粒径３０μｍを大きく下回るとが、静電潜像の担持体である電子写真感光体２へのキャリア付着が発生しやすくなり、電子写真感光体２表面に傷が発生するおそれがある。また、体積平均粒径が１００μｍを超えると、キャリアの比表面積が小さくなり、必要量のトナーを適正に摩擦帯電することが困難になり、かぶりなどの画像欠陥を発生するおそれがある。
【００４８】
磁性体粒子表面に被覆する合成樹脂としては、たとえば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、これらの樹脂を構成する２種類以上のモノマーの共重合体、これら樹脂の２種以上の混合物などが挙げられる。これらの中でも、樹脂被覆率の比を規定範囲内に調整することを考慮すると、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂とフッ素樹脂との混合物などが好ましい。合成樹脂の使用量は特に制限されないけれども、磁性体粒子１００重量部に対して好ましくは０．１〜１０重量部である。
【００４９】
磁性体粒子表面に被覆する合成樹脂は、キャリアの抵抗値を制御するために、各種添加剤を含むことができる。該添加剤としては、たとえば、酸化ケイ素、アルミナ、カーボンブラック、グラファイト、酸化亜鉛、チタンブラック、酸化鉄、酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの抵抗調整剤が挙げられる。添加剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。添加剤の使用量は特に制限はないけれども、好ましくは合成樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部である。
【００５０】
磁性体粒子への合成樹脂の被覆方法としては、たとえば、機械的混合法、噴霧法、流動層法、転動層法などの、粉体と合成樹脂とを混合するための一般的な方法が挙げられる。なお、記録媒体１０万枚への印字前後における合成樹脂被覆率（％）の比を本発明の規定範囲内に調整するには、たとえば、磁性体粒子被覆用合成樹脂として、硬化性フッ素樹脂および／または硬化性シリコーン樹脂を用いて、樹脂被覆層の硬度を１０％程度増加させる方法、樹脂被覆量を増量する方法、芯材である磁性体粒子の密度の大きいものを使用する方法、現像装置５内に充填する現像剤を５．０〜１０．０重量％増量する方法、現像装置５内における現像ローラ６の回転数を下げる方法などが挙げられる。これらの方法は単独で実行してもよく、または必要に応じて２種以上の方法を実行してもよい。
【００５１】
このようにして得られるキャリアは、形状が均一であることが好ましい。その形状は、好ましくは真円度０．８以上、好ましくは０．８５以上、さらに好ましくは０．９以上の真球状である。０．８未満では、画像再現性が低下し、特に細線の再現性が不充分になる。形状が不規則な粒子であっても、画像再現性が低下する。
【００５２】
上記で得られるトナーおよびキャリアを一般的な混合装置にて混合することによって、本発明の画像形成装置１において用いられる二成分現像剤が得られる。
【実施例】
【００５３】
以下に製造例、実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。以下において、「部」は「重量部」を意味する。
【００５４】
（製造例１）  電子写真感光体（１）の製造
［下引き層］
酸化チタン（商品名：ＴＴＯ５５Ａ、石原産業（株）製）７部および共重合ナイロン（商品名：ＣＭ８０００、東レ（株）製）１３部を、メチルアルコール１５９部と１，３−ジオキソラン１０６部との混合溶媒に添加し、ペイントシェーカーにて８時間分散処理を行い、下引き層形成用塗液を調製した。この塗液を塗工槽に満たし、直径３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミニウム製ドラム状支持体を浸漬し、引き上げて自然乾燥して層厚１μｍの下引層を形成した。
【００５５】
［電荷発生層］
オキソチタニルフタロシアニン３部とブチラール樹脂（商品名：ＢＬ−１、積水水化学社製）２部とをメチルエチルケトン２４５部に添加し、ペイントシェーカーにて分散して電荷発生層形成用塗液を調製した。この塗液を、下引き層の場合と同様の浸漬塗布法にて前述の下引き層表面に塗布し、下端のふき取りを行わずに自然乾燥して層厚０．４μｍの電荷発生層を形成した。
【００５６】
［電荷輸送層］
電荷輸送性化合物（商品名：Ｔ４０５、（株）高砂ケミカル製）５部、ポリカーボネート（商品名：Ｊ５００、出光興産（株）製）２．４部、ポリカーボネート（商品名：Ｇ４００、出光興産（株）製）１．６部、ポリカーボネート（商品名：ＧＨ５０３、出光興産（株）製）１．６部、ポリカーボネート（商品名：ＴＳ２０２０、帝人化成（株）製）２．４部および２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（商品名：スミライザーＢＨＴ、住友化学（株）製）０．２５部をテトラヒドロフラン４９部に添加して溶解し、電荷輸送層形成用塗液を調製した。該塗液を塗工槽に満たして浸漬塗布法により電荷発生層表面に塗布し、１３０℃にて１時間乾燥し、膜厚３１μｍの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体（１）を作製した。
【００５７】
（製造例２）  電子写真感光体（２）の製造
製造例１と同様にして、下引き層および電荷輸送層を形成した。
【００５８】
［電荷輸送層］
電荷輸送性化合物（Ｔ４０５）５部、バインダ樹脂（ＣＴＢ）であるポリカーボネート（Ｊ５００）２．７部、ポリカーボネート（Ｇ４００）１．８部、ポリカーボネート（ＧＨ５０３）１．８部およびポリカーボネート（ＴＳ２０２０）２．７部の混合樹脂、ならびに２，６−ビス−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（スミライザーＢＨＴ）０．２５部をテトラヒドロフラン４９部に添加して溶解し、電荷輸送層形成用塗液を調製した。該塗液を塗工槽に満たして浸漬塗布法により電荷発生層表面に塗布し、１３０℃にて１時間乾燥し、膜厚３１μｍの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体（２）を作製した。
【００５９】
（製造例３）  トナーの製造
結着樹脂（商品名：ＥＰＡ５０１、三洋化成（株）製）７５部およびカーボンブラック（着色剤、商品名：♯４４、三菱化学(株)製）２５部からなる原材料１０ｋｇをヘンシェルミキサにて混合したのち、連続式２本ロール式混練機に供給して混練を行い、混練物を得た。この混練物を冷却後、ハンマータイプの粉砕機にて２ｍｍスクリーンを使用して粗砕し、混練粗砕物を得た。連続式２本ロール式混練機の運転条件は次の通りである。
ロール外径：０．１２ｍ
有効ロール長：０．８ｍ
フロントロール回転数：７５ｒｐｍ
バックロール回転数：５５ｒｐｍ
ロール内加熱冷却媒体温度：
フロントロール  原料供給側；９０℃    混練物排出側；７５℃
バックロール    原料供給側；１５℃    混練物排出側；１５℃
【００６０】
結着樹脂（商品名：ＥＰＢ６０２、三洋化成（株）製）６０部、上記で得られた混練粗砕物３６部および電荷制御剤（サリチル酸クロム錯体）４部の割合で１０ｋｇを計量し、ヘンシェルミキサ（羽根回転数８５０ｒｐｍ）にて２分間混合し、原料混合物を得た。得られた原料混合物を２軸混練機（商品名：ＰＣＭ−３０、（株）池貝製、シリンダ設定温度１００℃、バレル回転数：３００ｒｐｍ、原料混合物供給速度：２０ｋｇ／ｈ）にて混練して混練物を得た。
【００６１】
得られた混練物を冷却ベルトにて冷却した後、φ２ｍｍスクリーンを有するスピードミルにて粗粉砕し、次にI型ジェットミルにて粉砕し、エルボージェット分級機にて微粉および粗粉を取り除き、平均粒子径（Ｄ５０）６．７μｍのトナー粒子を製造した。なお、平均粒子径（Ｄ５０）は、コールターカウンター（ＴＡ−ＩＩ）にて測定した。
【００６２】
（製造例４）  キャリア粒子の製造
フェライト粉末を計量してボールミルにて混合した後、ロータリーキルンにて９００℃で仮焼した。次に、フェライトの仮焼粉を、湿式粉砕機により粉砕媒体としてスチールボールを用いて平均粒径２μｍ以下にまで微粉砕した。得られたフェライト微粉末をスプレードライ方式により粒径１００〜２００μｍに造粒した。フェライト粉末の造粒物を１３００℃で焼成した後、クラッシャにより解砕および粉砕して分級することにより、平均粒子径７０μｍのフェライト粒子を得た。
【００６３】
シリコーン樹脂（商品名：ＴＳＲ１１５、信越化学（株）製）と、チタン酸カリウム粉末（抵抗調整剤）とをトルエンに溶解または分散し、被覆用塗液を調製した。なお、該被覆用塗液におけるシリコーン樹脂濃度は、フェライト粒子に対するシリコーン樹脂被覆率（％）が表１に示す値になるように変更した。シリコーン樹脂被覆率（％）が表１の値になるシリコーン樹脂濃度は、予め種々の濃度の被覆用塗液を調製し、フェライト粒子に被覆してシリコーン樹脂被覆率（％）を求めることにより決定できる。また、シリコーン樹脂１００重量部に対してチタン酸カリウム粉末３０重量部を用いた。
【００６４】
この被覆用塗液を、スプレーコーティング装置によりフェライト粒子に被覆し、自然乾燥してトルエンを除去し、キャリア（ａ）〜（ｃ）を製造した。なお、シリコーン樹脂被覆率（％）は、蛍光Ｘ線分析装置により、フェライト粒子由来のＦｅの含有量およびシリコーン樹脂由来のＳｉの含有量を測定し、それらの値に基づいて算出した。
【００６５】
【表１】
2006330291.tif 000003
【００６６】
（製造例５）  二成分現像剤の製造  上記で得られたキャリア９６．５重量部と、上記で得られたトナー３．５重量部とをナウターミキサー（商品名：ＶＬ−０、ホソカワミクロン（株）製）にて２０分間攪拌混合し、本発明および比較例の二成分現像剤を得た。
【００６７】
（実施例１）
製造例１で得られた電子写真感光体（１）を、デジタルモノクロ複写機（商品名：ＡＲ−６２５Ｓ、シャープ（株）製）に装着し、キャリア（ｂ）を含む二成分現像剤を用いて、印字率５％原稿で５枚間欠にて記録媒体（商品名：ファインＰＰＣ、紀州製紙（株）製）１０万枚に印字を行ったけれども、１０万枚印字後にも、かぶり、像流れといった画像欠陥の発生は認められず、画質の良好な画像が形成された。
【００６８】
また、１０万枚印字後に、電子写真感光体（１）表面の有機感光層の膜厚を測定したところ、１０万枚印字前の有機感光層の膜厚に比べて、約０．４７μｍの減少が認められた。すなわち、摩耗量は約０．４７μｍであった。なお、有機感光層の膜減り量は、初期および１０万枚印字後に膜厚測定装置（商品名：ＭＣＰＤ−１１００、大塚電子（株）製）を用いて、電子写真感光体の長手方向における上部・中部・下部の周方向の膜厚をそれぞれ１２点ずつ測定し、それらの平均値として求めた。
【００６９】
また、１０万枚印字後のキャリアについて、フェライト粒子由来のＦｅ原子含有量およびシリコーン樹脂由来のＳｉ原子含有量を蛍光Ｘ線分析装置（型式：３０６４Ｍ、リガク（株）製）により測定し、１０万枚印字後のシリコーン樹脂被覆率Ｄ１を算出し、１０万枚印字前のシリコーン樹脂被覆率Ｄ０（１．０４）との比（Ｄ１／Ｄ０）を求めたところ、０．８３２であった。
【００７０】
（実施例２）
キァリア（ｂ）を含む二成分現像剤に代えてキャリア（ｃ）を含む二成分現像剤を用いる以外は、実施例１と同様にして１０万枚印字および評価を行った。
【００７１】
本実施例の画像形成装置では、１０万枚印字後でも、かぶり、像流れといった画像欠陥の発生は認められず、画質の良好な画像が形成された。１０万枚印字後の有機感光層の膜減り量は０．４３μｍ、キァリアにおける１０万印字前後のシリコーン樹脂被覆率の比（Ｄ１／Ｄ０）は０．９７１であった。
【００７２】
（比較例１）
電子写真感光体（１）に代えて電子写真感光体（２）を使用する以外は、実施例１と同様にして１０万枚印字および評価を行った。その結果、３０００枚印字以降に顕著なかぶりが発生し、１万枚以降に像流れが観察された。１０万枚印字後の有機感光層り膜減り量は０．３３μｍ、キャリアにおける１０万枚印字前後のシリコーン樹脂被覆率の比（Ｄ１／Ｄ０）は０．８２２であった。
【００７３】
（比較例２）
キァリア（ｂ）を含む二成分現像剤に代えてキャリア（ａ）を含む二成分現像剤を用いる以外は、実施例１と同様にして１０万枚印字および評価を行った。その結果、４０００枚以降から顕著なかぶりが発生し、１２０００枚以降からは像流れが観察された。１０万枚印字後の有機感光層の膜減り量０．４２μｍ、キャリアにおける１０万枚印字前後のシリコーン樹脂被覆率の比（Ｄ１／Ｄ０）は０．７５５であった。
【００７４】
実施例１〜２および比較例１〜２の結果を表２にまとめて示す。表２において、かぶりおよび像流れの評価は、１０万枚印字後でもかぶりまたは像流れが発生しないものを「○」、１０万枚印字の途中でかぶりまたは像流れが発生するものを「×」と評価した。
【００７５】
【表２】
2006330291.tif 000004
【００７６】
表２から、本発明の画像形成装置を用いれば、かぶり、像流れなどの画像欠陥のない、良好な画質を有する画像を、長期間にわたって安定的に形成できることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の第１形態である画像形成装置の要部の構成を模式的に示す配置図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  画像形成装置
２  電子写真感光体
３  帯電手段
４  露光手段
５  現像手段
６  現像ローラ
７  現像槽
８  接触式転写手段
９  ブレードクリーニング部材
１０  記録媒体
１１  矢符
【図１】
2006330291.tif 000005