(57)【要約】【課題】タンデム方式のカラー画像形成装置において、感光体ドラムの磨耗を極力減らしながら、感光体ドラム上にタルクが付着することによって生じる画像欠陥の発生しない画像形成装置を提供する。【解決手段】  タンデム方式の画像形成装置において、各感光体ドラム１６に沿って配置される中間転写ベルト５を備え、中間転写ベルト５の回転方向における最上流側に位置する第１感光体ドラム１６上に形成される静電潜像を現像する第１現像装置１９に収容される第１トナーが研磨剤を含み、第１トナー以外のトナーは研磨剤を実質的に含まれていない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体と、これら複数の感光体のそれぞれに対応して設けられると共に互いに異なる色のトナーを収容し、当該感光体上に形成される静電潜像を前記トナーを用いて現像してトナー像とする現像装置とを備え、前記各感光体上に形成された前記各トナー像が重ね合わされてなる１つの画像を記録媒体上に形成する画像形成装置において、
無端ベルト状をなし、回転駆動されるに伴って、前記各感光体に形成されたトナー像がベルト表面に互いに重なり合うように順次転写される一方、該重ね合わされたトナー像が前記記録媒体へと転写される中間転写ベルトを備え、
前記中間転写ベルトから前記記録媒体へと画像を転写する転写位置を基準として前記無端ベルトの回転方向の最上流側に位置する前記感光体に対応する前記現像装置に収容されるトナーにのみ、前記感光体の表面を研磨する研磨剤が実質的に含まれていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の現像装置が、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤に対応しており、前記トナーに加えてキャリアを収容すると共に、複数の磁極を有して表面に前記二成分現像剤の磁気ブラシを形成する現像ローラを備え、
前記最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に収容されるキャリアの飽和磁化が、当該現像装置以外の他の現像装置に収容されるキャリアの飽和磁化よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の現像装置が、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤に対応しており、前記トナーに加えてキャリアを収容すると共に、複数の磁極を有して表面に前記二成分現像剤の磁気ブラシを形成する現像ローラを備え、
前記最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に備えられる現像ローラの径が、当該現像装置以外の他の現像装置に備えられる現像ローラの径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の現像装置が、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤に対応しており、前記トナーに加えてキャリアを収容すると共に、複数の磁極を有して表面に前記二成分現像剤の磁気ブラシを形成する現像ローラを備え、
前記最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に備えられる現像ローラ上に形成される磁気ブラシの圧縮率が、当該現像装置以外の他の現像装置における磁気ブラシの圧縮率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記最上流側に位置する感光体の周長が、当該感光体以外の他の感光体の周長よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記研磨剤が、個数平均粒子径０．２ミクロン以上１ミクロン以下の無色の無機微粒子であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記研磨剤が、非球形多面体の形状を有する無機微粒子であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記研磨剤は、トナー１００重量部に対して０．５重量部以上４重量部以下で含まれていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に収容されるトナーが、黒色トナーであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置では、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及び定着工程からなる画像形成プロセスにより、帯電した感光体ドラムの表面に光書込みによって静電潜像を形成し、該静電潜像を顕像化してトナー像とし、これを用紙（記録媒体）に転写し、その後に定着することにより画像を形成している。
【０００３】
カラー画像形成装置としては、多回転方式とタンデム方式とがよく知られている。多回転方式では、１つの感光体ドラムを、トナー像の色数分回転させて、現像と転写を繰り返す。例えば、４回転方式では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の３色のカラートナーと、黒トナー（Ｂｋ）とを用いる。そして、単一の感光体ドラムを４回転させて、これら４種類の単色トナー画像を重ね合わせて１枚のカラー画像を得る。
【０００４】
これに対してタンデム方式は、４種類の単色トナー画像を４つの感光体ドラムを用いて別々に形成させる。つまり、タンデム方式においては、１枚のカラー画像を得るのに必要な４種類の単色トナー画像の現像と転写を並行して行うことができる。
【０００５】
今日、４回転方式と比較してカラープリント速度を約４倍に速めるメリットがある上記タンデム方式の画像形成装置が、カラー画像形成装置の主流となってきている。
【０００６】
また、近年においては、環境問題に対する意識の高まりから、再生用紙を使用するケースが増えてきている。
【０００７】
しかしながら、再生用紙は、タルクを多く含む上、タルクを含む用紙粉が発生しやすい。再生用紙に限らずタルクを多く含む用紙を、画像形成装置に用いると、感光体ドラム表面へのタルクの付着が顕著に発生し、画像流れやカブリなどの画像欠陥が生じるといった問題がある。原因としては、感光体ドラム表面に付着したタルクが吸水することにより、感光体ドラム表面の抵抗が減少し、感光体ドラムの表面電位が低下してしまうことが考えられる。
【０００８】
タルクの付着による画像欠陥を防ぐ先行技術として、例えば特許文献１〜３がある。
【０００９】
特許文献１には、トナー粒子に、体積平均粒子径が０．６ミクロンのフッ素含有酸化セリウム微粒子を添加する方法が記載されている。
【００１０】
また、特許文献２には、トナー粒子に、平均一次粒子径が３０〜１００ｎｍの酸化チタン微粒子を含む外添剤を添加する方法が記載されている。
【００１１】
さらに、特許文献３には、体積平均粒子径が４０〜１５０μｍ、比重が４．８〜５．３の樹脂被覆キャリアを用いて感光体ドラム表面のタルクを除去する方法が記載されている。
【特許文献１】特開平８−８２９４９号報（１９９６年３月２６日公開）
【特許文献２】特開２００１−２５５６９２号報（２００１年９月２１日公開）
【特許文献３】特開２００１−３０５８６３号報（２００１年１１月２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記した特許文献に記載された先行技術は何れも、感光体ドラムに付着したタルクを除去することを主たる目的としている。そのため、カラー画像を形成する画像形成装置にそのまま適用した場合、モノクロ画像では生じなかったような問題が生じたり、特にタンデム方式の画像形成装置に適用した場合に、不要に感光体ドラムの磨耗を早めたりするといった問題がある。
【００１３】
すなわち、タンデム方式の画像形成装置において、各色のトナー粒子に、体積平均粒子径が０．６ミクロンのフッ素含有酸化セリウム微粒子を添加して用いると、回転回数に対する感光体ドラムの磨耗が、感光体ドラムを１つのみ備えるモノクロ画像形成装置や多回転方式の画像形成装置に搭載した場合よりも速まって、感光体ドラムの寿命が短くなるといったことがあった。これは、複数ある感光体ドラムのうち、付着したタルク量よりも研磨量の方が勝ってしまったためである。
【００１４】
また、トナー粒子に、平均一次粒子径が３０〜１００ｎｍの酸化チタン微粒子を含む外添剤を添加する方法を採用して、各色のトナーに、十分な研磨効果が得られる量の酸化チタン微粒子を添加した場合、定着性に悪影響が及ぼされる。これは、からー画像の場合、複数（例えば４色）のトナー像を重ね合わせて１つのカラー画像とするためで、１つのカラー画像に含まれる酸化チタン微粒子の量が、必然的に多くなってしまうためである。
【００１５】
なお、特別な樹脂被覆キャリアを用いて感光体ドラムに付着したタルクを除去する方法は、感光体ドラムの磨耗を促進したり、定着性に悪影響を及ぼしたりすることはない。しかしながら、トナー粒子に研磨剤を添加する方法に比して、長期の使用においてキャリア表面にタルクが付着し、キャリアの持つトナーに対する帯電付与能力が低下するおそれがある。
【００１６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はタンデム方式のカラー画像形成装置において、感光体ドラムの磨耗を極力減らしながら、感光体ドラム上にタルクが付着することによって生じる画像欠陥の発生しない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】
【００１７】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、複数の感光体と、これら複数の感光体のそれぞれに対応して設けられると共に互いに異なる色のトナーを収容し、当該感光体上に形成される静電潜像を前記トナーを用いて現像してトナー像とする現像装置とを備え、前記各感光体上に形成された前記各トナー像が重ね合わされてなる１つの画像を記録媒体上に形成する画像形成装置において、無端ベルト状をなし、回転駆動されるに伴って、前記各感光体に形成されたトナー像がベルト表面に互いに重なり合うように順次転写される一方、該重ね合わされたトナー像が前記記録媒体へと転写される中間転写ベルトを備え、前記中間転写ベルトから前記記録媒体へと画像を転写する転写位置を基準として前記無端ベルトの回転方向の最上流側に位置する前記感光体に対応する前記現像装置に収容されるトナーにのみ、前記感光体の表面を研磨する研磨剤が実質的に含まれていることを特徴としている。
【００１８】
中間転写ベルトを備えるため、タルクを含む用紙と感光体とは直接接することはなく、感光体へのタルクの付着は、中間転写ベルトを介して行われる。本願出願人は、中間転写ベルトを設けることで、中間転写ベルトに付着したタルクの殆どは、最上流側の感光体へ付着し、それ以外の感光体に対する影響は実質的に生じないレベルまで低減されることに着目して、本願発明を行うに至った。
【００１９】
これによれば、タルクの付着を、中間転写ベルトの回転方向の最上流側に位置する感光体（以下、第１感光体と称する）に集中的に発生させ、これをトナーに含まれる研磨剤にて除去し、他の感光体に対しては、付着したタルクを除去するのではなく、タルクの付着自体を生じさせないようにし、研磨剤を不要としている。
【００２０】
その結果、最上流側の第１感光体の磨耗は生じるものの、これ以外の感光体の磨耗を効果的に防止或いは抑制でき、画像形成装置全体として、感光体の消耗（磨耗）を最小限に抑えつつ、画像欠陥の発生を効果的に抑えることが可能となる。
【００２１】
また、ここで、最上流側に位置する第１感光体に対応する現像装置（以下、第１現像装置と称する）に収容されるトナーにのみ、研磨剤が実質的に含まれているとの表現を用いたが、これは、最上流側の第１感光体以外の感光体に対応した現像装置のトナーに、研磨効果を持たない程度の量の研磨剤が含まれている場合を含むという意味である。
【００２２】
本発明の画像形成装置においては、さらに、前記複数の現像装置が、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤に対応しており、前記トナーに加えてキャリアを収容すると共に、複数の磁極を有して表面に前記二成分現像剤の磁気ブラシを形成する現像ローラを備え、前記最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に収容されるキャリアの飽和磁化が、当該現像装置以外の他の現像装置に収容されるキャリアの飽和磁化よりも大きいことを特徴とすることもできる。
【００２３】
これによれば、最上流側に位置する第１感光体に対向して形成される磁気ブラシの腰が強くなることから、研磨剤を有するトナーによる感光体の摺擦力（研磨力）がより高まり、画像欠陥の発生予防効果を高めることができる。
【００２４】
本発明の画像形成装置においては、さらに、前記複数の現像装置が、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤に対応しており、前記トナーに加えてキャリアを収容すると共に、複数の磁極を有して表面に前記二成分現像剤の磁気ブラシを形成する現像ローラを備え、前記最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に備えられる現像ローラの径が、当該現像装置以外の他の現像装置に備えられる現像ローラの径よりも大きいことを特徴とすることもできる。
【００２５】
これによれば、最上流側に位置する第１現像装置における現像ローラの直径を他の現像装置における現像ローラの径よりも大きくすることにより、磁気ブラシと感光体の接触面積（研磨エリア）が広くなり、感光体に対する研磨力を高めることができる。
【００２６】
本発明の画像形成装置においては、さらに、前記複数の現像装置が、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤に対応しており、前記トナーに加えてキャリアを収容すると共に、複数の磁極を有して表面に前記二成分現像剤の磁気ブラシを形成する現像ローラを備え、前記最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に備えられる現像ローラ上に形成される磁気ブラシの圧縮率が、当該現像装置以外の他の現像装置における磁気ブラシの圧縮率よりも大きいことを特徴とすることもできる。
【００２７】
感光体に接する現像剤のニップ幅は、磁気ブラシの圧縮率が大きいほど広くなる。これはつまり、トナーに添加された研磨剤が感光体の表面を摺擦する距離が必然的に長くなると共に現像剤の密度が高くなるということであり、感光体に対する研磨力を高めることができる。
【００２８】
本発明の画像形成装置においては、さらに、前記最上流側に位置する感光体の周長が、当該感光体以外の他の感光体の周長よりも大きいことを特徴とすることができる。
【００２９】
このように、最上流側に位置する第１感光体の周長を大きくすることによって、研磨効果の高まりによる膜減り速度を低減することができ、第１感光体の寿命を伸ばすことが可能となる。
【００３０】
本発明の画像形成装置においては、さらに、前記研磨剤としては、個数平均粒子径０．２ミクロン以上１ミクロン以下の無色の無機微粒子を用いることができ、或いは、非球形多面体の形状を有する無機微粒子を用いることができる。
【００３１】
そして、この場合、研磨剤は、トナー１００重量部に対して０．５重量部以上４重量部以下で含まれていることが好ましい。
【００３２】
トナー粒子１００重量部に対して添加される研磨剤の量が４重量部を超えると、感光体の表面を削るスピードが速まり、感光体の寿命を短くするといった欠点がある。逆に、研磨剤の添加量が０．５重量部未満では、感光体ドラム上に付着するタルクを除去することが難しくなる。
【００３３】
これにより、不要に速い速度で感光体の表面を削るようなことなく、感光体上に付着するタルクを除去することができる。
【００３４】
さらに、本発明の画像形成装置においては、最上流側に位置する感光体に対応する前記現像装置に収容されるトナーが、黒色トナーであることを特徴とすることもできる。
【００３５】
これにより、粒径の大きな研磨剤を添加するトナーが黒トナーとなり、カラートナーには外添されないことから、色彩の濁りに対して影響が現れにくいことから好ましい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の画像形成装置は、以上のように、複数の感光体と、これら複数の感光体のそれぞれに対応して設けられると共に互いに異なる色のトナーを収容し、当該感光体上に形成される静電潜像を前記トナーを用いて現像してトナー像とする現像装置とを備え、前記各感光体上に形成された前記各トナー像が重ね合わされてなる１つの画像を記録媒体上に形成する画像形成装置において、無端ベルト状をなし、回転駆動されるに伴って、前記各感光体に形成されたトナー像がベルト表面に互いに重なり合うように順次転写される一方、該重ね合わされたトナー像が前記記録媒体へと転写される中間転写ベルトを備え、前記中間転写ベルトから前記記録媒体へと画像を転写する転写位置を基準として前記無端ベルトの回転方向の最上流側に位置する前記感光体に対応する前記現像装置に収容されるトナーにのみ、前記感光体の表面を研磨する研磨剤が実質的に含まれている構成である。
【００３７】
これにより、主たる目的はタンデム方式のカラー画像形成装置において、感光体ドラムの磨耗を極力減らしながら、感光体ドラム上にタルクが付着することによって生じる画像欠陥の発生しない画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３９】
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成を示す説明図である。図１に示すように、画像形成装置は、４つの画像形成ユニット１〜４を備えるタンデム方式のカラー画像形成装置である。
【００４０】
このうち、参照符号１にて示すのが、黒トナー画像を形成するための第１画像形成ユニット１であり、参照符号２にて示すのが、シアントナー画像を形成するための第２画像形成ユニット２、参照符号３にて示すのが、マゼンタトナー画像を形成するための第３画像形成ユニット３、参照符号４にて示すのが、イエロートナー画像を形成するための第４画像形成ユニット４である。
【００４１】
これら４つの画像形成ユニット１〜４の上方には、中間転写ベルト（無端ベルト）５が配設されている。中間転写ベルト５は、２つの支持ロール６・６に掛け渡され、矢印Ｒにて示す方向に回転するようになっている。以降、該中間転写ベルト５の回転方向に対し、参照符号８にて示す２次転写ローラ８が配置されている２次転写位置を基準として、上流、下流を表現する。中間転写ベルト５の材料としては、ポリイミドまたはポリアミド等の樹脂に電子伝導性導電材を適当量含有させたものが使用できる。
【００４２】
４つの画像形成ユニット１〜４は、中間転写ベルト５の回転方向Ｒの上流側から、第１画像形成ユニット１（ブラック）、第２画像形成ユニット２（シアン）、第３画像形成ユニット３（マゼンタ）、第４画像形成ユニット４（イエロー）の順に配置されている。
【００４３】
中間転写ベルト５の内側には、各画像形成ユニット１〜４で形成された単色トナー画像を中間転写ベルト５上に転写する１次転写ローラ７が、各画像形成ユニット１〜４に対向するように各々設けられている。各画像形成ユニット１〜４で形成された単色トナー画像は、中間転写ベルト５上に重ね合うように転写され、一つのカラー画像を形成する。
【００４４】
第４画像形成ユニット４（イエロー）よりも中間転写ベルト５の回転方向Ｒの下流側には、中間転写ベルト５上に形成されたカラー画像を用紙（記録媒体）に転写する２次転写ローラ８が配設されている。
【００４５】
また、２次転写ローラ８よりも中間転写ベルト５の回転方向Ｒの下流側には、中間転写ベルト５の表面をクリーニングするためのベルトクリーニングユニット１０が設けられている。ベルトクリーニングユニット１０は、中間転写ベルト５に接触配置されるベルトクリーニングブラシ１１と、ベルトクリーニングブレード１２とを有している。ベルトクリーニングブレード１２は、ベルトクリーニングブラシ１１より中間転写ベルト５の回転方向Ｒの下流側に配置される。
【００４６】
また、４つの画像形成ユニット１〜４の下方には、用紙を収容するトレー１４が配設されている。トナー１４内の用紙は、複数の給紙ローラ１３…にて、２次転写ローラ８が中間転写ベルト５と対向する２次転写位置まで搬送される。矢印Ｐにて、用紙の搬送方向を示す。
【００４７】
２次転写ローラ８の用紙の搬送方向Ｐ下流側には、用紙に転写されたカラー画像を用紙上に定着するための定着ユニット１５が設けられている。そして、定着ユニット１５のさらに用紙の搬送方向Ｐ下流側には、カラー画像が定着された用紙を画像形成装置から排出する排紙ローラ１３ａが設けられている。
【００４８】
このような構成において、各画像形成ユニット１〜４で形成された各単色トナー画像は、中間転写ベルト５上へ順次転写されて、中間転写ベルト５上にカラー画像が形成される。中間転写ベルト５上のカラー画像は、２次転写位置において、給紙ローラ１３…にて搬送される用紙へと２次転写され、その後、定着ユニット１５にて用紙に定着される。カラー画像が定着された用紙は、排紙ローラ１３ａにて画像形成装置から排出される。一方、２次転写後、用紙に転写さないまま中間転写ベルト５上に残ったトナーは、ベルトクリーニングユニット１０にて取り除かれる。
【００４９】
図２は、図１に示す第１画像形成ユニット１を示している。なお、第２画像形成ユニット２、第３画像形成ユニット３、及び第４画像形成ユニット４の構成は、第１画像形成ユニット１と各部材の大きさが異なる点を除いて実質的に同じ構成である。したがって、第２画像形成ユニット２、第３画像形成ユニット３、及び第４画像形成ユニット４の構成の詳細な説明は省略する。
【００５０】
感光体ドラム１６の周囲には、感光体ドラム１６を帯電する帯電器１７、感光体ドラム１６上に静電潜像を書き込む露光器１８、感光体ドラム１６上の静電潜像を可視化する現像装置１９、一次転写後に感光体ドラム１６上に残留するトナーを含む残留物を除去する感光体ドラムクリーナ２０が配置される。
【００５１】
帯電器１７は、例えばスコロトロン帯電器からなり、感光体ドラム１６に対しコロナ放電を行って感光体ドラム１６を所定の電位に帯電させる。なお、コロトロン帯電器や、帯電ローラや帯電ブラシを用いた、接触型帯電器より構成することもできる。
【００５２】
露光器１８は、例えばレーザ露光器からなり、画像信号に応じたレーザ走査による露光を行い、帯電器１７によって帯電された感光体ドラム１６の表面電位を変化させることで、画像情報に応じた静電潜像を形成する。露光器としては、ＬＤＥアレイ装置等も用いることができる。
【００５３】
現像装置１９は、現像槽２７内部にトナーを含む現像剤を収容し、現像剤に含まれるトナーにて、感光体ドラム１６表面の静電潜像を現像する。現像剤には、トナーとキャリアからなる二成分現像剤や、キャリアを含まないトナーのみを含む一成分現像剤等がある。本実施の形態の画像形成装置においては、二成分現像剤を収容し、二成分現像剤に対応した構成を有する。
【００５４】
感光体ドラムクリーナ２０は、クリーニングブレード２１と、クリーナハウジング２２と、シール２３とを備えている。
【００５５】
クリーニングブレード２１は、感光体ドラム１６の回転方向Ｒｄに対してカウンタ方向に圧接配置され、感光体ドラム１６表面の残留物を掻き取るものである。クリーナハウジング２２は、掻き取られた残留物を収容するもので、クリーニングブレード２１はクリーナハウジング２２に取り付けられている。シール２３は、クリーナハウジング２２内部をシールするもので、クリーニングブレード２１よりも感光体ドラム１６の回転方向Ｒｄ上流側において、一端がクリーナハウジング２２に固定されると共に、他端が感光体ドラム１６に接触配置されている。
【００５６】
そして、再び図１に戻り、本画像形成装置の注目すべき構成について説明する。本願出願人は、画像形成ユニットを複数備えたタンデム方式のカラー画像形成装置に適した、感光体ドラムからの付着したタルクの除去について鋭意検討を行った。
【００５７】
その結果、図１に示す本画像形成装置のように、中間転写ベルト５を備える構成では、タルクを含む用紙と、各画像形成ユニット１〜４の感光体ドラム１６とは直接に接することはなく、中間転写ベルト５を介して各感光体ドラム１６へと搬送される。
【００５８】
図１に示すように、中間転写ベルト５には、２次転写位置における回転方向Ｒの下流側に、中間転写ベルト５の表面をクリーニングするクリーニングユニット１０が配置されている。したがって、中間転写ベルト５に付着したタルクの一部はベルトクリーニングユニット１０で取り除かれ、除去し切れなかった残りのタルクが、ベルトクリーニングユニット１０を通過して、画像形成ユニット１〜４の方へ進む。
【００５９】
ところが、ベルトクレーニングユニット１０を通過した殆どのタルクは、中間転写ベルト５の回転方向Ｒの最上流側に位置する第１感光体ドラム表面に付着し、第２感光体ドラム、第３感光体ドラム、及び第４感光体ドラムにはタルクが実質的に付着しないことがわかった。
【００６０】
その理由については明らかではないが、感光体ドラム１６表面の静電力によってタルクが感光体ドラムに引き付けられるため、中間転写ベルト５上で運ばれてくるタルクが最初に接触する第１感光体ドラム表面に選択的に付着したものと推測される。
【００６１】
そこで、本画像形成装置では、中間転写ベルト５を用いる構成とすると共に、中間転写ベルト５の回転方向Ｒの最上流側に位置する第１画像形成ユニット１の現像装置１９が収容するトナーにのみ、感光体ドラム１６の表面を研磨する研磨剤が含まれた構成としている。その他の画像形成ユニット２〜４の現像装置１９が収容するトナーには、研磨剤は実質的には含まれていない。
【００６２】
研磨剤とは、トナーに外添されることによってトナー粒子表面に付着し、現像過程においてトナー粒子が感光体ドラムと接触する際に感光体ドラム上に付着するタルクを除去するものである。
【００６３】
これにより、タルクの付着を、中間転写ベルト５の回転方向Ｒの最上流側に位置する第１画像形成ユニット１の感光体ドラム１６に集中的に発生させ、他の画像形成ユニット２〜４の感光体ドラム１６への付着を殆どなくすることができる。
【００６４】
その結果、第１画像形成ユニット１の感光体ドラム１６の磨耗は生じるものの、これ以外の感光体ドラム１６の磨耗を効果的に防止或いは抑制でき、画像形成装置全体として、感光体ドラム１６の消耗（磨耗）を最小限に抑えつつ、画像欠陥の発生を効果的に抑えることが可能となる。
【００６５】
なお、以下において、中間転写ベルト５の回転方向Ｒの最上流位置に配置されている第１画像形成ユニット１に含まれる感光体ドラム１６、現像装置１９、キャリア、及びトナー等を、他の画像形成ユニット２〜４に含まれるものと区別する必要がある場合、それぞれ第１感光体ドラム、第１現像装置、第１キャリア、及び第１トナー等、第１を付けて呼ぶこととする。
【００６６】
図３は、図２における現像装置１９周辺の構成を示す説明図である。現像装置１９は、二成分現像剤（以下、単に現像剤と称することもある）が収容される現像槽２７を備えており、該現像槽２７には、感光体ドラム１６の外周面に臨む位置に開放部３０が設けられている。
【００６７】
現像槽２７内部であって、前記開放部３０に臨む位置には、外周面に現像剤を担持して搬送することで感光体ドラム１６に現像剤を供給し、前記静電潜像を現像するための現像ローラ２４が設けられている。現像ローラ２４は、感光体ドラム１６の外周面と間隙を設けて配置されている。
【００６８】
現像ローラ２４は、複数の周方向位置に断面形状が長方形の棒磁石からなる磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３及び磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が離隔して放射状に配置された多極着磁の多極着磁部材２５と、該多極着磁部材２５に回転自在に外嵌された非磁性のスリーブ２６とを備えている。
【００６９】
多極着磁部材２５は両端部が現像槽２７の両側壁に非回転に支持されており、磁極Ｎ１（例えば、ピーク値１０５．８ｍＴ）は感光体ドラム１６の回転中心に向かう位置に、磁極Ｓ１（例えば、ピーク値＝−８７．０ｍＴ）は磁極Ｎ１から上流側例えば５０°の位置に、磁極Ｎ２（例えば、ピーク値＝３９．３ｍＴ）は磁極Ｎ１から上流側例えば１１１°の位置に、磁極Ｓ２（例えば、ピーク値＝−４６．９ｍＴ）は磁極Ｎ１から上流側例えば１５３°の位置に、磁極Ｎ３（例えば、ピーク値＝５２．８ｍＴ）は磁極Ｎ１から上流側例えば１９９°の位置に、磁極Ｎ４（例えば、ピーク値＝４６．８ｍＴ）は磁極Ｎ１から上流側例えば２７２°の位置に、磁極Ｓ３（例えば、ピーク値＝−８３．２ｍＴ）は磁極Ｎ１から上流側例えば３１４°の位置にそれぞれ配置されている。
【００７０】
現像槽２７における前記開放部３０近傍であって、現像ローラ２４における現像剤の搬送方向上流側には、現像ローラ２４の外周面に担持される現像剤層の厚みを規制して、現像剤の静電潜像への搬送量を規制する規制部材２８が設けられている。規制部材２８は、現像ローラ２４の外周面に対して所定の間隔を隔てて配置されている。
【００７１】
また、現像槽２７内部であって、現像ローラ２４に臨む位置には、現像槽２７内部の現像剤を撹拌すると共に現像ローラ２４へと供給する攪拌部材２９が、回転自在に設けられている。
【００７２】
図４は、図３の現像槽２７に二成分現像剤が収容され、現像ローラ２４と感光体ドラム１６との間に磁気ブラシが形成されている状態を示す説明図である。現像ローラ２４内部の磁極から発する磁力線にしたがって、二成分現像剤ＤＶは磁気ブラシを形成し、現像ローラ２４と間隙を設けて配置されている感光体ドラム１６表面に、ニップ幅Ｎの現像剤ニップを形成して接触する。
【００７３】
そして、図５（ａ）（ｂ）は、現像ローラ２４の径を変化させた場合における二成分現像剤ＤＶと感光体ドラム１６との接触状態の説明図である。図５（ａ）は、径の小さい現像ローラ２４Ｓを用いた場合における二成分現像剤ＤＶと感光体ドラム１６との接触状態を示し、図５（ｂ）は、径の大きな現像ローラ２４Ｌを用いた場合における二成分現像剤ＤＶと感光体ドラム１６との接触状態を示す。
【００７４】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、二成分現像剤ＤＶと感光体ドラム１６とのニップ幅Ｎは、径の大きな（即ち周囲長が長い）現像ローラ２４Ｌを用いた方が広くなる。ニップ幅Ｎが広いということは、トナーに添加された研磨剤が感光体ドラム１６表面を摺擦する距離が必然的に長くなるということである。つまり、感光体ドラム１６に付着するタルクを取り除く効果をより高められるということである。
【００７５】
そこで、本画像形成装置においては、図１に示すように、第１画像形成ユニット１の第１現像ローラ２４を、他の画像形成ユニット２〜４に現像ローラ２４の径より大きくしている。これにより、全画像形成ユニット１〜４の現像ローラ２４の径を大きくして、画像形成装置の不必要な大型化を招くようなことなく、効果的にタルク付着による画像欠陥を防止する効果を高めることができる。
【００７６】
次に、図６は、感光体ドラム１６が対向配置されていない状態で、現像ローラ２４の外周面に形成される二成分現像剤ＤＶの磁気ブラシの状態を示す説明図である。二成分現像剤ＤＶは、現像ローラ２４内部の磁極が発する磁力線にしたがって、Ｎ１極（主磁極）の方向に最大長さＨの磁気ブラシを形成する。
【００７７】
そして、図７（ａ）（ｂ）は、図６における現像ローラ２４に感光体ドラム１６を異なる間隙を設けて配置した際に、二成分現像剤が感光体ドラム１６と接触する状態を示す説明図である。図７（ａ）は、現像ローラ２４と感光体ドラム１６との間隙Ｇが大きい場合における二成分現像剤ＤＶと感光体ドラム１６との接触状態を示し、図７（ｂ）は間隙Ｇが小さい場合における二成分現像剤ＤＶと感光体ドラム１６との接触状態を示す。
【００７８】
感光体ドラム１６に接する二成分現像剤ＤＶのニップ幅Ｎは、磁気ブラシの最大長さＨに対する間隙Ｇが小さいほど、すなわち磁気ブラシの圧縮率（Ｈ／Ｇ）が大きいほど広くなる。これはつまり、トナーに添加された研磨剤が感光体ドラム１６表面を摺擦する距離が必然的に長くなると共に、二成分現像剤ＤＶの密度が高くなるということであり、感光体ドラム１６に付着するタルクを取り除く効果をより高められるということである。
【００７９】
そこで、本画像形成装置においては、第１画像形成ユニット１における第１現像装置１９の磁気ブラシの圧縮率（Ｈ／Ｇ）を、他の画像形成ユニット２〜４における現像装置１９のそれよりも大きくしている。これにより、より一層、効果的にタルク付着による画像欠陥を防止する効果を高めることができる。
【００８０】
さらに、キャリアの飽和磁化が高いほど、二成分現像剤からなる磁気ブラシが剛直化して、硬い磁気ブラシが形成される。これはつまり、トナーに添加された研磨剤が感光体ドラム１６表面を擦る力が強くなり、感光体ドラム１６に付着するタルクを取り除く効果をより高められるということである。
【００８１】
そこで、本画像形成装置においては、第１画像形成ユニットの第１現像装置１９に収容される第１キャリアの飽和磁化が、他の画像形成ユニット２〜４の現像装置１９に収容されたキャリアの飽和磁化よりも大きくしている。これにより、より一層、効果的にタルク付着による画像欠陥を防止する効果を高めることができる。
【００８２】
また、本画像形成装置においては、第１画像形成ユニット１の第１現像装置２７に収容される現像剤の色は黒色であり、黒トナーより構成されている。粒径の大きな研磨剤をカラートナーに外添する場合や、マグネタイトなどの有色の研磨剤をカラートナーに添加する場合には、得られるカラー画像の色彩を濁らせるなどの影響を与える。しかしながら、このような研磨剤を黒トナーに添加する場合には、濁りの影響が現れにくくなり、使用する研磨剤の種類を多くできる。
【００８３】
さらに、本画像形成装置においては、図１に示すように、第１画像形成ユニットの第１感光体ドラム１６の径が、他の画像形成ユニット２〜４の感光体ドラム１６の径より大きくなっている。第１感光体ドラム１６は、第１トナーに含まれる研磨剤の作用によって、膜削れのスピードが他の感光体ドラム１６より速くなる傾向があるが、このように周囲長を長くすることによって膜削れのスピードを抑えて、感光体ドラム１６の寿命を延ばすことができ、第１感光体ドラム１６以外の感光体ドラム１６の交換時期に近づけることが可能となる。
【００８４】
本画像形成装置で使用される二成分現像剤としては、キャリアとトナーをナウターミキサーなどの混合機で混合することによって得られる。キャリアとトナーの混合比としては、キャリア１００重量部に対してトナーは３〜１５重量部が使用される。
【００８５】
本画像形成装置で使用される第１トナーは、例えば、コールーター社製のコールターカウンターで１００ミクロンのアパーチャーで測定した体積平均粒径が４〜１５ミクロンの着色樹脂粒子に、研磨剤、並びに流動性向上剤等を外添することによって得られる。第１トナー以外のトナーの構成は、研磨剤を実質的に含まない点と、着色樹脂粒子の色（着色剤）が異なる点を除いて実質的に同じ成分である。
【００８６】
前記着色樹脂粒子は、粉砕法や重合法などの公知の方法で製造することができる。一例として粉砕法では、バインダー樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤等を、ヘンシェルミキサやスーパーミキサなどの気流混合機により混合し、得られる原料混合物を２軸混練機などの混練機により７０〜１８０℃程度の温度にて溶融混練する。そして得られる混練物を冷却固化し、固化物をジェットミルなどのエア式粉砕機により粉砕し、必要に応じて分級などの粒度調整を行うことにより、体積平均粒径が４〜１５ミクロンのトナー粒子を得ることができる。
【００８７】
本画像形成装置で使用される研磨剤としては、個数平均粒子径が０．２ミクロン以上１ミクロン以下となる公知の酸化チタン、シリカ、マグネタイト、酸化セリウム、炭化ケイ素、チタン酸カルシウム、あるいはチタン酸ストロンチウム等の無機微粒子が使用できる。
【００８８】
研磨剤の個数平均粒子径が０．２ミクロン未満では、感光体ドラム１６に付着するタルクを取り除く効果が得られにくい。また、現像槽２７中でトナーとキャリアと攪拌される際のストレスにより、トナー中に研磨剤が埋没する虞がある。したがって、研磨剤の個数平均粒子径は０．２ミクロン以上が好ましい。
【００８９】
逆に、研磨剤の個数平均粒子径が１ミクロンを超えると、均一にトナー粒子表面に付着させることが難しくなり、研磨剤がトナー表面から離脱し、トナー補給容器や現像槽の底に溜まり、感光体表面へ研磨剤を供給できなくなるといった問題がある。したがって、研磨剤の個数平均粒子径は１ミクロン以下が好ましい。
【００９０】
特に、研磨剤として、個数平均粒子径が０．６ミクロン以上１ミクロン以下の無色の無機微粒子、例えばチタン酸ストロンチウムは、少量の添加により優れた研磨効果が得られ、得られる画像に対して色彩に影響を及ぼしにくいことから好ましい。
【００９１】
また、研磨剤として、個数平均粒子径が０．２ミクロン以上１ミクロン以下の非球形多面体の形状を有する無機微粒子、例えば立方状のマグネタイトなどが、研磨剤が角を有する形状であることから少量の添加により優れた研磨効果が得られることからより好ましい。
【００９２】
研磨剤は、トナー１００重量部に対して、０．５重量部以上４重量部以下の範囲で添加するのが好ましい。トナー粒子１００重量部に対して添加される研磨剤の量が４重量部を超えると、感光体ドラムの感光層を削るスピードが速まり、感光体ドラムの寿命を短くするといった欠点がある。逆に、研磨剤の添加量が０．５重量部未満では、感光体ドラム上に付着するタルクを除去することが難しくなる。
【００９３】
また、本画像形成装置で使用されるトナーには、研磨剤とは別に、トナーの流動性を向上させることを目的として公知の流動化剤を添加することができる。使用できる流動化剤としては、平均粒径が０．００７〜０．０３ミクロンのシリカ、酸化チタン、アルミナなどの無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施すことによって疎水性を付与した無機微粒子を挙げることができる。
【００９４】
添加される流動化剤の量は、０．３重量部以下では、流動性向上の効果が得られず、３重量部以上では定着性の低下が起こりやすくなるため、トナー粒子１００重量部に対して０．３〜３重量部の範囲で添加することが望ましい。
【００９５】
本発明のトナーに使用できるバインダー樹脂としては、公知の各種スチレン・アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂などが使用できるが、特に線形又は非線形のポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂は、機械的強度（微粉が発生しにくい）、定着性（定着後に用紙から剥離しにくい）、及び耐ホットオフセット性を両立させる上で優れている。
【００９６】
ポリエステル樹脂は、２価以上の多価アルコールと多塩基酸、及び必要に応じて３価以上の多価アルコールあるいは多塩基酸からなるモノマー組成物を重合することにより得られる。ポリエステル樹脂の重合に用いられる２価のアルコールとしては、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのジオール類、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡなどのビスフェノールＡアルキレンオキシド付加物、その他を挙げることができる。
【００９７】
３価以上の多価アルコールとしては、たとえばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。
【００９８】
２価の多塩基酸としては、たとえばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル、またはｎ−ドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸などのアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類を挙げることができる。
【００９９】
３価以上の多塩基酸としては、たとえば１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、およびこれらの無水物などを挙げることができる。
【０１００】
本画像形成装置で使用されるトナーに用いられる着色剤としては、トナーに一般に用いられている公知の顔料や染料を用いることができる。具体的には、黒トナー用には、カーボンブラックやマグネタイトなどを挙げることができる。
【０１０１】
また、イエロートナー用には、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１、同３、同７４、同９７、同９８等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、同１３、同１４、同１７等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９３、同１５５等の縮合モノアゾ系黄色顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、同１５０、同１８５等のその他黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１９、同７７、同７９、Ｃ．Ｉ．ディスパース・イエロー１６４等の黄色染料などが例示できる。
【０１０２】
マゼンタトナー用には、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８、同４９：１、同５３：１、同５７、同５７：１、同８１、同１２２、同５、同１４６、同１８４、同２３８；Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９等の赤色もしくは紅色顔料；Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド４９、同５２、同５８、同８等の赤色系染料などが例示できる。
【０１０３】
シアントナー用には、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３、同１５：４等の銅フタロシアニン及びその誘導体の青色系染顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、同３６（フタロシアニン・グリーン）等の緑色顔料などが例示できる。
【０１０４】
着色剤の添加量としては、バインダー樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部程度であることが好ましく、より好適には２〜１０重量部の範囲で用いられる。
【０１０５】
本画像形成装置で使用されるトナーに用いられる帯電制御剤としては、公知の帯電制御剤が使用できる。具体的には負帯電性を付与する帯電制御剤としては、クロムアゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルトアゾ錯体染料、サリチル酸もしくはその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体もしくは塩化合物、ナフトール酸もしくはその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体もしくは塩化合物、ベンジル酸もしくはその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体もしくは塩化合物、長鎖アルキル・カルボン酸塩、長鎖アルキル・スルフォン酸塩などを挙げることができる。
【０１０６】
正荷電性トナー用帯電制御剤としては、ニグロシン染料、およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、四級アンモニウム塩、四級ホスフォニウム塩、四級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩等の誘導体などを挙げることができる。
【０１０７】
これらの帯電制御剤の添加量としては、バインダー樹脂１００重量部に対して０．１重量部〜２０重量部の範囲内がより好ましく、０．５重量部〜１０重量部の範囲内がさらに好ましい。
【０１０８】
本画像形成装置で使用されるトナーに用いられる離型剤としては、ポリプロピレン，ポリエチレン等の合成ワックスやパラフィンワックスおよびその誘導体，マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体等の石油系ワックスおよびその変成ワックス，カルナウバワックス，ライスワックス，キャンデリラワックス等の植物系ワックスなどを挙げることができる。これら離型剤をトナー中に含有させることにより、定着ローラまたは定着ベルトに対するトナーの離型性を高めることができ、定着時の高温・低温オフセットを防止することができる。
【０１０９】
本画像形成装置で使用されるキャリアとしては、磁性を有するコア粒子表面にコート材を表面被覆した重量平均粒径が３０〜１００ミクロンの磁性粒子が使用される。上述したように、キャリアの飽和磁化が高いほど、二成分現像剤からなる磁気ブラシが剛直化するので、即ち硬い磁気ブラシが形成されるので、トナーに外添される研磨剤が感光体表面を擦る力は強くなり、感光体表面に付着するタルクを取り除く効果は大きくなる。
【０１１０】
しかしながら、飽和磁化が１００ｅｍｕ／ｇを超えると、磁気ブラシの剛直化により、静電潜像に忠実な画像が得られにくくなるほか、画像の白ヌケ現象が発生しやすくなる。逆に、キャリアの飽和磁化が低いほど感光体ドラムと接する磁気ブラシが柔らかくなるので、静電潜像に忠実な画像が得られるが、飽和磁化が３０ｅｍｕ／ｇを下回ると、感光体ドラム表面にキャリアが付着し、白ヌケ現象が発生しやすくなる。
【０１１１】
したがって、キャリアの飽和磁化としては３０〜１００ｅｍｕ／ｇの範囲のキャリアが好ましい。本発明においては、第１画像形成ユニットに使用するキャリアの飽和磁化を、第１画像形成ユニット以外に使用するキャリアの飽和磁化より高く設定することによって、静電潜像に忠実な画像を犠牲にすることなく、タルクの除去効果を高めることが可能となる。
【０１１２】
コア粒子としては公知の磁性粒子が使用できるが、帯電性や耐久性の点でフェライト系粒子が好ましい。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。
【０１１３】
コート材としては公知の樹脂材料が使用できるが、耐汚染性、対磨耗性を考慮すると、シリコーン樹脂が特に好ましい。シリコーン樹脂としては公知のものが使用でき、たとえば、シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１１５、ＴＳＲ１１４、ＴＳＲ１０２、ＴＳＲ１０３、ＹＲ３０６１、ＴＳＲ１１０、ＴＳＲ１１６、ＴＳＲ１１７、ＴＳＲ１０８、ＴＳＲ１０９、ＴＳＲ１８０、ＴＳＲ１８１、ＴＳＲ１８７、ＴＳＲ１４４、ＴＳＲ１６５など、いずれも信越化学（株）製、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２７５、ＫＲ２８０、ＫＲ２８２、ＫＲ２６７、ＫＲ２６９、ＫＲ２１１、ＫＲ２１２など、（株）東芝製）、アルキッド変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１８４、ＴＳＲ１８５など、（株）東芝製）、エポキシ変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１９４、ＹＳ５４など、（株）東芝製）、ポリエステル変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１８７など、（株）東芝製）、アクリル変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１７０、ＴＳＲ１７１など、（株）東芝製）、ウレタン変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１７５など、（株）東芝製）、反応性シリコーン樹脂（商品名：ＫＡ１００８、ＫＢＥ１００３、ＫＢＣ１００３、ＫＢＭ３０３、ＫＢＭ４０３、ＫＢＭ５０３、ＫＢＭ６０２、ＫＢＭ６０３など、信越化学（株）製）などが挙げられる。
【０１１４】
またコート材には、キャリアの抵抗値を制御するために抵抗調整剤を添加することが望ましい。抵抗調整剤としては、具体的には酸化ケイ素、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。
【０１１５】
コート材をキャリア粒子に被覆するには、公知の方法が採用できる。たとえば、コート材の有機溶媒溶液中にキャリア粒子を浸漬する方法、コート材の有機溶媒溶液をキャリア粒子に噴霧するスプレー法、キャリア粒子を流動エアにより浮遊させた状態でコート材の有機溶媒溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリア粒子とコート材の有機溶媒溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法などが挙げられる。この時、コート材の有機溶媒溶液はコート材とともに前記抵抗調整剤を含むことができる。
【０１１６】
本画像形成装置に搭載される感光体ドラム１６としては、導電性基体と感光層を備える円筒形の有機感光体ドラムやアモルファスシリコン感光体ドラムなどが挙げられるが、製造コストや安全性の点で、有機感光体ドラムが適している。また、有機感光体ドラムは積層型と単層型とに分けられるが、感度や残留電位などが優れている点で、積層型の感光体ドラムの方が好ましい。積層型の感光体ドラムは、導電性基体の上に電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層される感光体ドラムであるが、さらに、導電性基体と電荷発生層との間に下引層が設けられることが好ましい。
【０１１７】
導電性基体としては、たとえば、円筒状のアルミニウムや導電性粒子を含有するプラスチックなどが使用される。下引層としては、たとえば、酸化亜鉛、酸化チタン、などの無機顔料を、ボールミルやダイノーミルなどの分散機により分散含有させたポリアミド樹脂や共重合ナイロン樹脂などを用いることができる。
【０１１８】
電荷発生層は、光照射によって電荷を発生する電荷発生物質、たとえば、無金属フタロシアニン顔料やチタニルフタロシアニン顔料などの有機顔料を、ボールミルやダイノーミルなどの分散機により分散含有させたポリカーボネート樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
【０１１９】
電荷輸送層は電荷発生層の上に設けられ、電荷発生物質が発生した電荷を受入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質、すなわち電子供与性物質または電子受容性物質を含有させたポリカーボネート、共重合ポリカーボネート、ポリアリレートなどを用いることができる。
【０１２０】
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、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。
【０１２１】
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。電荷輸送物質は、電荷輸送層中に３０〜８０重量％含まれることが好ましい。
【実施例】
【０１２２】
図１の構成を有する試験用の画像形成装置を用いて連続印字テストを行った結果について説明する。
【０１２３】
第１画像形成ユニット１は黒トナー画像形成に、第２画像形成ユニット２はシアントナー画像形成に、第３画像形成ユニット３はマゼンタトナー画像形成に、及び第４画像形成ユニット４はイエロートナー画像形成にそれぞれ使用した。
【０１２４】
また、第１画像形成ユニット１には径が６０ミリの感光体ドラム１６と径が４０ミリの現像ローラ２４を使用し、第１画像形成ユニット以外の画像形成ユニット２〜４には、径が３０ミリの感光体ドラム１６と径が２０ミリの現像ローラ２４を使用した。各画像形成ユニット１〜４のプロセス速度は１７５ｍｍ／秒に設定した。試験に使用した用紙、中間転写ベルト５、トナー、キャリア、二成分現像剤、及び感光体ドラム１６としては下記に示すものを用いた。
【０１２５】
［用紙］
本実施例の試験用紙として、Ａ４サイズの再生用紙（リサイクルピュア：シャープドキュメントシステム社製）を使用した。
【０１２６】
［中間転写ベルト］
本実施例の中間転写ベルトとして、多孔質ポリイミドからなる層厚９０ミクロンの基材層と、ＰＦＡからなる層厚１０μｍのＰＦＡ（商品名：Ｔ−１１９、デュポン社製）からなる表面層とを積層した無端状ベルトを使用した。
【０１２７】
［トナー］
本実施例のトナー（着色樹脂粒子）として、次に示すトナー材料を用いて作製した。
【０１２８】
・バインダー樹脂（ビスフェノールＡプロピレンオキサイド、テレフタル酸または無水トリメリット酸を単量体として重縮合して得られるポリエステル樹脂：ガラス転移温度６０℃、軟化温度１２０℃）  １００重量部
・着色剤  ５重量部
・帯電制御剤（サリチル酸の亜鉛化合物：オリエント化学工業社製ボントロンＥ８４）２重量部
・離型剤（マイクロクリスタリンワックス：日本精鑞社製ＨＮＰ−９）  ３重量部
着色剤としては、黒トナーにはカーボンブラック（三菱化学製ＭＡ−１００）、マゼンタトナーにはＣ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２を用い、シアントナーにはＣ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３を用い、イエロートナーにはＣ．Ｉ．ピグメント・イエロー７４を用いた。
【０１２９】
上記トナー材料はヘンシェルミキサにて１０分間混合した後、混練分散処理装置（三井鉱山株式会社製：ニーディックスＭＯＳ１４０−８００）で溶融混練分散処理した。その混練物をカッティングミルで粗粉砕した後、ジェット式粉砕機（日本ニューマチック工業株式会社製：ＩＤＳ−２型）によって微粉砕し、微粉砕後、風力分級機（日本ニューマチック工業株式会社製：ＭＰ−２５０型）を用いて分級を行うことによって体積平均粒径が６．５ミクロンの着色樹脂粒子を得た。尚、体積平均粒径はコールターマルチサイザーＩＩ（ベックマン・コールター株式会社製）で測定した。
【０１３０】
得られた着色樹脂粒子１００重量部に対して、トリメチルシリル基を有するシランカップリング剤で表面処理された１次粒子の平均径が約１２ｎｍの疎水性シリカ微粉体（ＢＥＴ比表面積約１４０ｍ２／ｇ）１．５重量部と、同様の表面処理が施された１次粒子の平均径が約４０ｎｍの疎水性シリカ微粉体（ＢＥＴ比表面積約５０ｍ２／ｇ）１．０重量部を加え、ヘンシェルミキサにて２分間混合することによって負帯電性のトナーを作製した。
【０１３１】
黒トナーについては、さらに立方状の平均粒子径約０．２ミクロンのマグネタイト粒子（チタン工業社製：ＢＬ−２２０）を表１に示す量を添加し、ヘンシェルミキサにて１分間混合することによって、黒トナーＡ〜Ｇを作製した。
【０１３２】
【表１】
2008262131.tif 000003
【０１３３】
［キャリア］
本実施例のキャリアは、次に示す方法により作製した。コア粒子となるフェライト粒子として、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、得られた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２ミクロン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１００〜２００ミクロンに造粒し、得られた造粒物を１３００℃で焼成した後、クラッシャを用いて解砕することにより重量平均粒子径５０ミクロンのフェライト粒子を得た。
【０１３４】
次にコア粒子を被覆するための被覆用塗液として、シリコーン樹脂（商品名：ＴＳＲ１１５、信越化学社製）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。
【０１３５】
この被覆用塗液を、スプレーコーティング装置により前記の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、シリコーン樹脂の被覆量が５重量％のキャリアを製造した。尚、シリコーン樹脂の被覆量は、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。
【０１３６】
［二成分現像剤］
本発明の二成分現像剤は、前記の方法により製造した各トナー５重量部とキャリア９５重量部とをナウターミキサー（商品名：ＶＬ−０、ホソカワミクロン社製）にて２０分間攪拌混合することによって、各トナー（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を含有する二成分現像剤を製造した。ブラックについては、黒トナーＡ〜Ｇを含有する７種類を作製した。
【０１３７】
なお、黒の現像剤は第１画像形成ユニットに、シアンの現像剤は第２画像形成ユニットに、マゼンタの現像剤は第３画像形成ユニットに、イエローの現像剤は第４画像形成ユニットにそれぞれ収容し、各画像形成ユニットにおける現像ローラと感光体ドラムとの間の磁気ブラシの圧縮率を測定した結果、全ての画像形成ユニットにおける磁気ブラシの圧縮率Ｈ／Ｇは、２．５（間隙Ｇは０．４ミリ、磁気ブラシ最大長さＨは１．０ミリ）であった。
【０１３８】
［感光体ドラム］
本実施例の感光体ドラム（積層型感光体ドラム）１６は、次に示す方法により作製した。下引き層形成用塗液として、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、東レ社製）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時間分散することにより調製した。この塗液を塗工槽に満たし、アルミニウム製の円筒状導電性基体を浸漬し、引き上げて自然乾燥して層厚１ミクロンの下引層を形成した。
【０１３９】
次に、電荷発生層形成用塗液として、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することにより調製した。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０．４ミクロンの電荷発生層を形成した。
【０１４０】
次に、電荷輸送層形成用塗液として、電荷輸送性化合物（商品名：Ｔ４０５、高砂ケミカル社製）５部、ポリカーボネート（商品名：Ｊ５００、出光興産社製）２．４部、ポリカーボネート（商品名：Ｇ４００、出光興産社製）１．６部、ポリカーボネート（商品名：ＧＨ５０３、出光興産社製）１．６部、ポリカーボネート（商品名：ＴＳ２０２０、帝人化成社製）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、住友化学社製）０．２５部をテトラヒドロフラン４９部に添加して溶解させることにより調製した。この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、電荷輸送層を形成させることにより、膜厚２５ミクロンの電子写真感光体を作製した。なお、感光体ドラム１６の膜厚測定は、分光光度計（ＭＣＰＤ−１１００、大塚電子社製）を用いて測定した。
【０１４１】
［画像評価］
各画像形成ユニットは、用紙上のトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２となるようにそれぞれ調整し、得られるカラー画像のカバレージが各色５％（ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色合計が２０％）となるテキスト画像の連続印字テストを、画像欠陥が発生するまで最大１００Ｋ枚行った。画像欠陥発生の判定については、反射濃度計（マクベス社製：ＲＤ９１８）を用いて非画像部の反射濃度を測定し、得られる画像の一部において反射濃度が０．２以上となる画像（黒スジ）が発生した時点とした。
【０１４２】
テスト後、感光体ドラム１６の膜厚として、感光体ドラム１６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るとともに、感光体ドラム１６表面に付着するタルクの有無を調べた。
【０１４３】
テスト結果を表２に示す。
【０１４４】
【表２】
2008262131.tif 000004
【０１４５】
０．５重量部から４重量部の研磨剤を加えた黒トナーＡ〜Ｄを使用した印字テストにおいては、初期画像１枚目から１００Ｋ枚目まで文字は鮮明で、カブリや画像流れによる文字欠けなどの画像欠陥は認められなかった。
【０１４６】
一方、研磨剤を添加しなかった黒トナーＧを用いた場合、及び研磨剤を少量しか添加しなかった黒トナーＦを用いた場合は、タルクの付着が認められるとともに、カブリ及び文字欠けの画像欠陥が発生した。カブリ及び文字欠けの両方の画像欠陥が確認されたため、この時点でテストを終了した。測定された膜厚は、２８Ｋ枚印字後のものである。
【０１４７】
また、第１画像形成ユニットのみ、径が６０ミリの感光体ドラム（これ以外の感光体ドラムの径は３０ミリ）１６を使用しているので、同等の研磨力であれば、第１画像形成ユニットの感光体ドラム１６の膜削れの速度は他の感光体ドラム１６より遅くなるが、研磨剤を多量に添加した黒トナーＥを用いた場合には、タルクの付着は認められなかったものの、テスト後の第１感光体ドラムの膜厚が１０．９ミクロンとなり、５２Ｋ枚で第１感光体ドラム１６の磨耗に起因するカブリが発生し、第１感光体ドラム１６以外の第２、第３、第４の各感光体ドラム１６と比べても感光体ドラムの寿命が著しく短くなった。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、本実施形態の画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】上記画像形成装置における第１画像形成ユニットの構成を示す説明図である。
【図３】上記画像形成装置における現像装置周辺の構成を示す説明図である。
【図４】現像ローラと感光体ドラムとの間に磁気ブラシが形成されている状態を示す説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、現像ローラの径を変化させた場合における二成分現像剤ＤＶと感光体ドラム１６との接触状態の説明図である。
【図６】感光体ドラムが対向配置されていない状態で、現像ローラの外周面に形成される二成分現像剤の磁気ブラシの状態を示す説明図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）は、現像ローラに感光体ドラムを異なる間隙を設けて配置した際に、二成分現像剤が感光体ドラムと接触する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１  第１画像形成ユニット
２  第２画像形成ユニット
３  第３画像形成ユニット
４  第４画像形成ユニット
５  中間転写ベルト
７  １次転写ローラ
８  ２次転写ローラ
１０  ベルトクリーニングユニット
１５  定着ユニット
１６  感光体ドラム
１９  現像装置
２０  感光体ドラムクリーナ
２１  クリーニングブレード
２７  現像槽
２４  現像ローラ
２８  規制部材
２５  多極着磁部材
２６  スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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