(57)【要約】【課題】画像部に対して感光体表面移動方向先端側又は後端側に隣接する非画像部にハット画像が発生するのを抑制する。【解決手段】本複写機は、感光体表面上の画像部と現像スリーブ表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、感光体表面上の非画像部と現像スリーブ表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が下記の数１に示す式を満たす。Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］は現像スリーブ線速、Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］は感光体線速、ε［Ｆ／ｍ］は磁性キャリアの誘電率、ρ［Ω・ｍ］は磁性キャリアの体積抵抗率、Ｔ［ｓｅｃ］は現像ニップ幅Ｎｉｐ［ｍ］を現像スリーブ線速で除した値（Ｎｉｐ／Ｖｒ）、ΔＶｒ［ｍ／ｓｅｃ］は感光体線速と現像スリーブ線速の相対速度差（Ｖｒ−Ｖｐｃ）である。【数１】2007334217.tif 000017【選択図】図１
2007334217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する潜像担持体と、
該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、
該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、
該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有し、
該現像剤担持体の表面が該潜像担持体の表面に対して連れ回り方向へ移動し、かつ、該現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］が該潜像担持体の表面移動速度（線速）Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］よりも速く設定された画像形成装置において、
上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、下記の数１に示す式を満たすように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【数１】
2007334217.tif 000016
ここで、上記数１に示す式中の各記号は次のとおりである。
ε［Ｆ／ｍ］は、上記磁性キャリアの誘電率である。
ρ［Ω・ｍ］は、上記磁性キャリアの体積抵抗率である。
Ｔ［ｓｅｃ］は、上記現像剤担持体上の二成分現像剤が上記潜像担持体との接触領域を通過するのに要する時間であり、二成分現像剤が潜像担持体に接触する潜像担持体表面移動方向長さＮｉｐ［ｍ］を、現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］で除した値（Ｎｉｐ／Ｖｒ）である。
ΔＶｒ［ｍ／ｓｅｃ］は、上記潜像担持体の表面移動速度（線速）Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］と上記現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］との相対速度差（Ｖｒ−Ｖｐｃ）である。
δ［ｍ］は、上記露光手段により露光される上記潜像担持体表面上の画像部に対して潜像担持体表面移動方向に隣接する非画像部の潜像担持体表面移動方向長さが、該画像部と該非画像部との境界でのエッジ効果が発生する領域の潜像担持体表面移動方向長さの１／ｅである。
【請求項２】
表面移動する潜像担持体と、
該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、
該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、
該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有し、
該現像剤担持体の表面が該潜像担持体の表面に対してカウンター方向へ移動するように構成された画像形成装置において、
上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、上記数１に示す式を満たすように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記二成分現像剤中のトナーと磁性キャリアとの間の付着力が１０［ｎＮ］以下となり、該二成分現像剤中のトナー含有率が１０［％］以下となるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記二成分現像剤中のトナーの平均帯電量と同じ極性で、かつ、帯電量の絶対値ｑとトナー粒径Ｔｄとの比率（ｑ／Ｔｄ）が０．１［ｆＣ／μｍ］以下であるトナーの含有率が２０［％］以下となるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
上記二成分現像剤中の磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下となるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記二成分現像剤中の磁性キャリアの体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上１０14［Ω・ｃｍ］以下となるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、
上記潜像担持体と上記現像剤担持体との最小間隔が２００［μｍ］以上４００［μｍ］以下となるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、
上記潜像担持体との対向領域における上記現像剤担持体上の現像剤担持量が３５［ｍｇ／ｃｍ2］以上５５［ｍｇ／ｃｍ2］以下となるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、
上記二成分現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの被覆率が５０［％］以上７０［％］以下となるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置で、該現像剤担持体の表面を該潜像担持体の表面に対して連れ回り方向へ移動させ、かつ、該現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］を該潜像担持体の表面移動速度（線速）Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］よりも速くて画像形成を行う画像形成方法において、
上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、上記数１に示す式を満たすようにしたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置で、該現像剤担持体の表面を該潜像担持体の表面に対してカウンター方向へ移動させて画像形成を行う画像形成方法において、
上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、上記数１に示す式を満たすようにしたことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成し、これを二成分現像剤で現像してトナー像を得る画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、光導電性を有する感光層を表面に設ける感光体（潜像担持体）上に形成された静電潜像を現像装置により現像剤で現像することにより、感光体上にトナー像を形成するものがある。現像装置に用いられる現像剤としては、カラー化が容易なことから、主にトナーと磁性キャリアによって構成される二成分現像剤が広く使用されている。二成分現像剤においては、現像装置内で撹拌・混合されることによりトナーと磁性キャリアとが摩擦帯電し、これにより生じる静電電荷によってトナーが磁性キャリア表面に静電的に付着する。このトナーを付着させた磁性キャリアは、内部に磁石が配置された現像スリーブ（現像剤担持体）の表面に磁力により担持され、現像スリーブの回転に伴って搬送される。
【０００３】
現像スリーブは、感光体に対向する位置に配置され、担持した二成分現像剤が感光体表面に接触するように二成分現像剤を搬送する。そして、感光体上の静電潜像と現像スリーブに印加された電圧とによって作られる電界により、現像スリーブ上のトナーが感光体表面の静電潜像へ移動して付着する。これにより、感光体表面にトナー像が形成される。ここで、静電潜像が形成された画像部の電位と現像スリーブの電位との電位差の絶対値を現像ポテンシャルといい、静電潜像が形成されなかった非画像部の電位と現像スリーブの電位との電位差の絶対値を地肌ポテンシャルという。一般に、現像ポテンシャルを大きくとれば現像能力が増して画像濃度が高まりやすくなり、地肌ポテンシャルを大きくとれば非画像部の汚れ、いわゆる地汚れを抑制しやすくなる。
【０００４】
しかし、現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルを単に大きくするだけでは、異常画像を誘発することになる。例えば、特許文献１では、地肌ポテンシャルを大きくすることにより現像スリーブにトナーが固着し、現像能力が低下するという問題が発生するとし、その対策として現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル及びトナー粒径を適切な範囲とすることが提案されている。また、特許文献２では、潜像担持体の表面移動方向上流側または下流側に相当するトナー像後端部またはトナー像先端部が薄くかすれる現象を抑制すべく、現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル、現像剤担持体上の現像剤量等を適切な範囲とすることが提案されている。このように、現像ポテンシャル及び地肌ポテンシャルは、現像において重要なパラメータとなっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４４４１５号公報
【特許文献２】特許第３５２２０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、二成分現像剤としては、主に現像能力を向上させる目的で、磁性キャリアの体積抵抗率を１０9〜１０11［Ωｃｍ］程度に調整したものが用いられている。本発明者らが、このような磁性キャリアを用いた二成分現像剤について研究したところ、図１（ａ）のように、画像部に対して感光体表面移動方向Ａの下流側（以下、「先端側」という。）に隣接する非画像部にトナーが付着してしまう現象を発見した。以下、この非画像部に付着したトナーによる異常画像を「ハット画像」という。
【０００７】
従来、このようなハット画像に対する対策は検討されていない。本出願人は、特願２００６−１３１２２５号において、このようなハット画像の発生を抑制し得る画像形成装置について出願しているが、本発明者らは更にハット画像について詳しい解析を行ったところ、感光体表面に現像スリーブ上の二成分現像剤が接触するように感光体表面と現像スリーブ表面とを互いに連れ回り方向へ移動させ、かつ、感光体の表面移動速度（以下、「線速」という。）よりも現像スリーブの線速の方が速く設定された順方向現像方式を採用する画像形成装置において、現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル、磁性キャリアの抵抗、二成分現像剤が現像ニップを通過する時間の条件により、ハット画像が発生することを解明した。
【０００８】
図１３は、順方向現像方式の画像形成装置においてハット画像が発生するメカニズムを説明するために現像ニップ出口付近を拡大した模式図である。
感光体表面と現像スリーブ表面とを互いに連れ回り方向へ移動させ、かつ、感光体の線速よりも現像スリーブの線速の方が速い場合、感光体４０へ現像されたトナーＴ1が後からやってくるキャリアＣによって摺擦される。このとき、二成分現像剤が感光体４０から離れる現像ニップ出口付近では、感光体４０と現像スリーブ６５との距離が広がって電界が弱まっている。そのため、図１３中（１）で示すように、現像ニップ出口付近における感光体４０上のトナーＴ1の多くが、後からやってくるキャリアＣに摺擦されたときにキャリアＣに掻き取られて再付着する。一般に、帯電量が少ないトナーの量が多いほど過剰に現像され、同時にキャリアＣによって掻き取られる量も増える。よって、現像ニップ出口付近でキャリアＣに摺擦されたトナーＴ1の帯電量が少ない場合、図１３中（２）に示すように、そのキャリアＣには過剰な量のトナーＴ2が被覆した状態になる。このようなキャリアＣがその後に非画像部へ移動すると、図１３中（３）に示すように、そのキャリアＣに過剰に付着したトナーＴ2が非画像部へ移動して、これがハット画像となる。過剰にトナーが被覆されたキャリアほどトナーを非画像部へ移動させやすくなるので、非画像部へ移動するトナーＴ3の量は、トナー帯電量が少ないほど増加する。
【０００９】
以上のハット画像の発生メカニズムは、感光体表面と現像スリーブ表面とを互いに連れ回り方向へ移動させ、かつ、現像スリーブの線速を感光体の線速よりも速く設定した順方向現像方式を前提としているが、現像スリーブ表面を感光体表面に対してカウンター方向に移動させるカウンター方向現像方式も従来から公知である。このカウンター方向現像方式は、感光体と現像スリーブ上の現像剤との相対速度差を順方向現像方式よりも大きくとることが容易である。そのため、感光体上の画像部に対する単位時間当たりのトナー供給量を多くしやすく、高い現像効率を実現しやすい。その結果、低コントラスト領域であるハイライト部及びハーフトーン部の画像濃度を確保しやすく、画像階調性を向上させやすいという利点がある。また、順方向現像方式では高濃度部の直後に低濃度部が存在する場合に高濃度部の後端が必要以上に濃くなってしまうという不具合が発生しやすいが、このような不具合はカウンター方向現像方式では発生しないという利点もある。
【００１０】
そして、本発明者らの更なる研究の結果、このようなカウンター方向現像方式でも、主に現像能力を向上させる目的で、磁性キャリアの体積抵抗率を１０9〜１０11［Ωｃｍ］程度に調整したものを用いると、図１（ｂ）のように、画像部に対して感光体表面移動方向Ａの上流側（以下、「後端側」という。）に隣接する非画像部にトナーが付着してハット画像が発生することが確認された。このハット画像も、現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル、磁性キャリアの抵抗、二成分現像剤が現像ニップを通過する時間の条件に応じて発生する。
【００１１】
図１４は、カウンター方向現像方式の画像形成装置においてハット画像が発生するメカニズムを説明するために現像ニップ出口付近を拡大した模式図である。
現像スリーブ表面を感光体表面に対してカウンター方向に移動させる場合、感光体４０へ現像されたトナーＴ1がキャリアＣによって摺擦される。このとき、二成分現像剤が感光体４０から離れる現像ニップ出口付近では、感光体４０と現像スリーブ６５との距離が広がって電界が弱まっている。そのため、図１３中（１）で示すように、現像ニップ出口付近における感光体４０上のトナーＴ1の多くが、キャリアＣに摺擦されたときにキャリアＣに掻き取られて再付着する。そして、現像ニップ出口付近でキャリアＣに摺擦されたトナーＴ1の帯電量が少ない場合、図１３中（２）に示すように、そのキャリアＣには過剰な量のトナーＴ2が被覆した状態になる。このようなキャリアＣがその後に非画像部へ移動すると、図１３中（３）に示すように、そのキャリアＣに過剰に付着したトナーＴ2が非画像部へ移動して、これがハット画像となる。過剰にトナーが被覆されたキャリアほどトナーを非画像部へ移動させやすくなるので、非画像部へ移動するトナーＴ3の量は、トナー帯電量が少ないほど増加する。
【００１２】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ハット画像の発生を抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有し、該現像剤担持体の表面が該潜像担持体の表面に対して連れ回り方向へ移動し、かつ、該現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］が該潜像担持体の表面移動速度（線速）Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］よりも速く設定された画像形成装置において、上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、下記の数１に示す式を満たすように構成されていることを特徴とするものである。
【数１】
2007334217.tif 000003
ここで、上記数１に示す式中の各記号は次のとおりである。
ε［Ｆ／ｍ］は、上記磁性キャリアの誘電率である。
ρ［Ω・ｍ］は、上記磁性キャリアの体積抵抗率である。
Ｔ［ｓｅｃ］は、上記現像剤担持体上の二成分現像剤が上記潜像担持体との接触領域を通過するのに要する時間であり、二成分現像剤が潜像担持体に接触する潜像担持体表面移動方向長さＮｉｐ［ｍ］を、現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］で除した値（Ｎｉｐ／Ｖｒ）である。
ΔＶｒ［ｍ／ｓｅｃ］は、上記潜像担持体の表面移動速度（線速）Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］と上記現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］との相対速度差（Ｖｒ−Ｖｐｃ）である。
δ［ｍ］は、上記露光手段により露光される上記潜像担持体表面上の画像部に対して潜像担持体表面移動方向に隣接する非画像部の潜像担持体表面移動方向長さが、該画像部と該非画像部との境界でのエッジ効果が発生する領域の潜像担持体表面移動方向長さの１／ｅである。
また、請求項２の発明は、表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有し、該現像剤担持体の表面が該潜像担持体の表面に対してカウンター方向へ移動するように構成された画像形成装置において、上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、上記数１に示す式を満たすように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記二成分現像剤中のトナーと磁性キャリアとの間の付着力が１０［ｎＮ］以下となり、該二成分現像剤中のトナー含有率が１０［％］以下となるように構成し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、２又は３の画像形成装置において、上記二成分現像剤中のトナーの平均帯電量と同じ極性で、かつ、帯電量の絶対値ｑとトナー粒径Ｔｄとの比率（ｑ／Ｔｄ）が０．１［ｆＣ／μｍ］以下であるトナーの含有率が２０［％］以下となるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、上記二成分現像剤中の磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下となるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記二成分現像剤中の磁性キャリアの体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上１０14［Ω・ｃｍ］以下となるように構成し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１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、上記潜像担持体と上記現像剤担持体との最小間隔が２００［μｍ］以上４００［μｍ］以下となるように構成し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１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、上記潜像担持体との対向領域における上記現像剤担持体上の現像剤担持量が３５［ｍｇ／ｃｍ2］以上５５［ｍｇ／ｃｍ2］以下となるように構成した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１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、上記二成分現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの被覆率が５０［％］以上７０［％］以下となるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置で、該現像剤担持体の表面を該潜像担持体の表面に対して連れ回り方向へ移動させ、かつ、該現像剤担持体の表面移動速度（線速）Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］を該潜像担持体の表面移動速度（線速）Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］よりも速くて画像形成を行う画像形成方法において、上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、上記数１に示す式を満たすようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、表面移動する潜像担持体と、該潜像担持体の表面を露光することにより該表面に静電潜像を形成する露光手段と、該潜像担持体と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が該潜像担持体の表面に接触するように該二成分現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該潜像担持体と該現像剤担持体との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置で、該現像剤担持体の表面を該潜像担持体の表面に対してカウンター方向へ移動させて画像形成を行う画像形成方法において、上記潜像担持体表面上の画像部と上記現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、該潜像担持体表面上の非画像部と該現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、上記数１に示す式を満たすようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
現像剤担持体の表面が潜像担持体の表面に対して連れ回り方向へ移動し、かつ、現像剤担持体の線速Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］が潜像担持体の線速Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］よりも速い順方向現像方式を採用する場合も、現像剤担持体の表面が潜像担持体の表面に対してカウンター方向へ移動するカウンター方向現像方式を採用する場合も、後述するように、潜像担持体表面上の画像部と現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、潜像担持体表面上の非画像部と現像剤担持体表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が上記数１に示す式を満たすことで、ハット画像の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本発明によれば、ハット画像が形成されるのを抑制できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を、複数の潜像担持体である感光体が並行配設された画像形成装置であるタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。
【００１７】
［全体構成］
まず、本複写機の基本的な構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）４００なども備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの他には、露光手段としての光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、給紙カセット４４、ベルト定着方式の定着ユニット２５などが配設されている。
【００１８】
［光書込ユニット］
上記光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザー光を照射する。
【００１９】
［プロセスカートリッジ］
図３は、上記プロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋのうち、イエロー用のプロセスカートリッジ１８Ｙと、シアン用のプロセスカートリッジ１８Ｃとの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，１８Ｋについても、トナーの色が異なる点以外はそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。同図において、トナー像を生成する像生成部たるプロセスカートリッジ１８Ｙは、ドラム状の感光体４０Ｙ、帯電器６０、現像器６１、ドラムクリーニング装置６３、除電器６４などを有している。
【００２０】
帯電手段である帯電器６０は、潜像担持体としての感光体４０Ｙに対して、帯電バイアスが印加されながら回転駆動せしめられる回転帯電部材たる帯電ローラを所定の微小ギャップを介して対向させている。そして、この微小ギャプにて、帯電ローラから感光体４０Ｙに放電を生じさせて、感光体４０Ｙを一様帯電せしめる。帯電ローラを回転させるのは、放電直後のローラ表面を微小ギャップから退避させるとともに、放電していないローラ表面を微小ギャップに進入させることで、安定した放電を生じさせるためである。帯電回転部材としては、帯電ローラの他、帯電ドラムやローラ状の帯電ブラシなどを用いることができる。本複写機では、帯電ローラからの放電によって、感光体４０Ｙの表面を−６００［Ｖ］程度に一様帯電せしめるようになっている。
【００２１】
帯電処理が施された感光体４０Ｙの表面には、上記光書込ユニット（２１）によって変調及び偏向されたレーザー光Ｌが照射される。すると、照射部（露光部）の電位が−１５０〜−５００［Ｖ］程度まで減衰する。この減衰により、感光体４０Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像器６１によって現像されてＹトナー像となる。
感光体４０Ｙは、例えばアルミニウム等からなる素管に、感光性を発揮する有機感光材からなる感光層が被覆され、更にこの上に厚さ３．５〜５．０［μｍ］のフィラー補強電荷輸送層が被覆されたドラム状のものである。ドラム状のものに代えて、ベルト状のものを採用してもよい。
【００２２】
現像器６１は、ケーシング７０内に現像部６７と撹拌部６６とを有している。現像部６７には、ケーシング７０の開口から周面の一部を露出させる現像スリーブ６５や、ドクターブレード７３などが設けられている。
現像剤担持体たる筒状の現像スリーブ６５は、非磁性材料からなり、その表面がサンドブラスト処理等によって十点平均表面粗さＲｚが１０〜１２［μｍ］程度まで粗面化せしめられたものである。この粗面化により、現像剤搬送能力が高められている。粗面化の代わりに、表面に微小の溝を設けてもよい。現像スリーブ６５は、図示しない駆動手段によって回転せしめられるようになっている。このように回転駆動せしめられる現像スリーブ６５の内部には、マグネットローラ７２がスリーブに連れ回らないように固定されている。このマグネットローラ７２は、その周方向に分かれる複数の磁極を有している。これら磁極の影響により、現像スリーブ６５の周囲上には磁界が形成される。
【００２３】
現像器６１の撹拌部６６には、２つの搬送スクリュー６８、トナー濃度センサ（以下、「Ｔセンサ」という。）７１などが設けられており、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む図示しないＹ現像剤が収容されている。このＹ現像剤は、２つの搬送スクリュー６８によって図中奥行き方向に撹拌搬送されて摩擦帯電せしめられる。この撹拌搬送の際、現像スリーブ６５の表面に対してその軸線方向に接触する。すると、スリーブ表面から撹拌部６６内に向けて伸びている磁界の影響によって現像スリーブ６５の表面に担持され、スリーブ表面の回転に伴って撹拌部６６内から汲み上げられる。そして、スリーブ表面の回転に伴ってドクターブレード７３との対向位置まで搬送される。この対向位置において、Ｙ現像剤は、現像スリーブ６５とドクターブレード７３との間隙である５００［μｍ］程度のドクターギャップをすり抜ける際に層厚が規制されるとともに、トナーの摩擦帯電が助長される。
【００２４】
上記ドクターギャップをすり抜けたＹ現像剤は、スリーブ表面の回転に伴って、感光体４０Ｙに対向する現像領域に至る。この現像領域では、感光体４０Ｙと現像スリーブ６５とが３５０［μｍ］程度の現像ギャップを介して対向している。また、現像領域におけるスリーブ表面上では、マグネットローラ７２の図示しない現像磁極からの磁力によってＹ現像剤中の磁性キャリアが穂立ちして磁気ブラシを形成する。形成された磁気ブラシは、その先端を感光体４０Ｙに摺擦させながら移動して、感光体４０Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体４０Ｙ上にトナー像たるＹトナー像が形成される。現像領域に搬送されるＹ現像剤中におけるＹトナーの帯電量を、−１０〜−４０［μＣ／ｇ］、好ましくは、−１５〜−３５［μＣ／ｇ］にすることが望ましい。かかる範囲になるように、マグネットローラ７２の磁極の磁力、撹拌性能、ドクターギャップ等を設定するのである。
【００２５】
現像によってＹトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って現像器６１内に戻る。そして、器内に形成されている反発磁界や重力の影響を受けてスリーブ表面から離脱して、現像部６７より低い位置に配設された撹拌部６６内に戻される。
上記撹拌部６６内において、２つの搬送スクリュー６８の間には仕切壁６９が設けられている。この仕切壁６９により、撹拌部６６内が２つに仕切られている。２つの搬送スクリュー６８のうち、図中右側に配設されている方は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像スリーブ６５に供給する。図中奥端まで搬送された現像剤は、仕切壁６９に設けられた図示しない開口部を通って図中左側の搬送スクリュー６８に受け渡される。そして、この搬送スクリュー６８の回転駆動により、今度は図中側から手前側へと搬送された後、仕切壁６９に設けられた図示しないもう一方の開口部を通って図中右側の搬送スクリュー６８上に戻る。このようにして、現像剤は撹拌部６６内を循環搬送せしめられる。
【００２６】
透磁率センサからなるＴセンサ７１は、図中右側の搬送スクリュー６８の下方に設けられ、その上を搬送されるＹ現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ７１はＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＡＭ等を備えており、この中にＴセンサ７１からの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー供給装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｙ用のＴセンサ７１からの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー供給装置を駆動制御して現像器６１の撹拌部６６内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像器６１内の現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスカートリッジの現像器についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【００２７】
［ドラムクリーニング装置］
Ｙ用の感光体４０Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１０に中間転写される。中間転写後の感光体４０Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置６３によって転写残トナーがクリーニングされる。ドラムクリーニング装置６３は、ファーブラシ、回収ローラ７７、スクレーパブレード７８、回収スクリュー７９、クリーニングブレード７５などを備えている。
上記ファーブラシ７６は、芯材にアクリルカーボン製の起毛が無数に植毛されたローラ状ブラシである。そして、図示しない無数の起毛の先端を感光体４０Ｙに順次摺擦させるように、感光体４０Ｙとの対向部でカウンタ方向の表面移動となる図中反時計回りに回転駆動される。回収ローラ７７は、ファーブラシ７６に接触するように、ブラシとの対向部でカウンタ方向の表面移動となる図中反時計回りに回転駆動されながら、図示しない電源から正極性のクリーニングバイアスの印加を受ける。感光体４０Ｙ上の転写残トナーは、ファーブラシ７６の起毛によって掻き取られてファーブラシ７６内に捕捉された後、このクリーニングバイアスの影響を受けて回収ローラ７７表面に静電的に付着して回収される。回収された転写残トナーは、回収ローラ７７に当接するスクレーパブレード７８によってローラ表面から掻き取られて、回収スクリュー７９上に落下する。図示しない駆動手段によって回転駆動される回収スクリュー７９は、このように落下してくる転写残トナーを受け取ってトナーリサイクル装置８９に送る。
上記ファーブラシ７６で捕捉し切れなかった転写残トナーは、ブラシよりもドラム回転方向下流側に配設されたクリーニングブレード７５によって掻き取られて、ファーブラシ７６に捕捉されるようになる。このクリーニングブレード７５は、例えばポリウレタンゴム製などの弾性材料から構成されている。
【００２８】
Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置６３によってクリーニングされた感光体４０Ｙは、除電器６４によって除電される。そして、帯電器６０によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ（１８Ｃ、Ｍ、Ｋ）についても同様である。
【００２９】
［中間転写ユニット］
図４は、上記画像形成ユニット２０、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２と、レジストローラ対４９、定着ユニット２５を示す拡大構成図である。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの中間転写バイアスローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋ、３つの接地ローラ７４なども有している。
中間転写ベルト１０は、ベルトループ内側から図示しないベース層、弾性層、表面層を有している。ベース層は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料を含有又は積層せしめた層である。表面層は、フッ素系樹脂など、表面エネルギーが低くてトナーと良好な離型性を発揮する材料からなる層である。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどの弾性材料からなる層で、ベルト全体にある程度の弾性を発揮させるために設けられている。
【００３０】
中間転写ベルト１０は、張架ローラ１４を含む１０本のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。４つの中間転写バイアスローラ６２Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０のベース層側（内周面側）に接触するように配設され、図示しない電源から中間転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１０をそのベース層側から感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋに向けて押圧してそれぞれ中間転写ニップを形成する。各中間転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、感光体と中間転写バイアスローラとの間に中間転写電界が形成される。Ｙ用の感光体４０Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１０上に中間転写される。このＹトナー像の上には、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の感光体４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ上に形成されたＣ、Ｍ、Ｋトナー像が順次重ね合わせて中間転写される。この重ね合わせの中間転写により、中間転写ベルト１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【００３１】
ベルト部材たる中間転写ベルト１０において、各中間転写ニップの間に位置する部分には、それぞれベース層側から接地ローラ７４が当接している。これら接地ローラ７４は、導電性の材料で構成されている。そして、各中間転写ニップで中間転写バイアスローラ６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋからベルトに伝わった中間転写バイアスによる電流を、他の中間転写ニップやプロセスカートリッジにリークさせるのを阻止している。
中間転写ベルト１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。なお、同図では、ベルトクリーニング装置９０として、上述のドラムクリーニング装置６３と同様にファーブラシ方式とクリーニングブレード方式とを併用させたものの例を示した。但し、何れか一方の方式によるものでもよい。
【００３２】
［二次転写装置］
上記中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方のローラは、上記中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００３３】
［レジストローラ対］
上記二次転写ニップよりもベルト移動方向上流側には、レジストローラ対４９が配設されている。後述の給紙装置２００からプリンタ部１００内に給紙された図示しない転写紙は、このレジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着ユニット２５に送られる。
【００３４】
［定着ユニット］
上記定着ユニット２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、上記紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
【００３５】
先に示した図２において、定着ユニット２５を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対５６を経て機外へと排出されてスタック部５７にスタックされるか、あるいは、定着ユニット２５の下方に配設された紙反転ユニットに送られる。紙反転ユニットに送られた場合には、上下反転された後に二次転写ニップに再搬送されて、もう一方の面にも４色トナー像が二次転写される。そして、定着ユニット２５を経由してから機外へと排出される。なお、転写紙Ｐを定着ユニット２５から排紙ローラ対５６に送るのか、あるいは紙反転ユニットに送るのかは、切換爪５５による紙搬送路の切替によって行われる。
【００３６】
［全体動作］
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読み取りセンサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００３７】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋ内の各機器や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着ユニット２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ上に、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００３８】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ４７によってプリンタ部１００内の給紙路４８に給紙される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。プリンタ部１００内の給紙路４８あるいは手差し給紙路５３に給紙された転写紙は、レジストローラ対４９、上記二次転写ニップを経由して４色トナー像が二次転写せしめられる。そして、定着ユニット２５を経由した後、機外へと排出される。
【００３９】
［トナー］
トナーとしては、結着樹脂に着色剤、帯電制御剤及び、離型促進剤等の他の材料を含有させた母体粒子に、更に添加剤等を外添させたものを用いることが望ましい。上記離型促進剤については、結着樹脂１００重量部に対して、１〜１５重量部、好ましくは、２〜１０重量部の離型促進剤を含有せしめることが望ましい。離型促進剤の含有率が１重量部未満では、定着ベルト２６へのトナーのホットオフセットを十分に抑えることができないからである。また、１５重量部を超えると現像能力の低下、凝集トナーによる異常画像の発生、転写性の低下、耐久性の低下などを招来してしまうからである。２〜１０重量部にすると、ソリッド部における画像濃度が高く、且つ、ドット再現性の良い高品位の画像を得ることができる。
【００４０】
上記離型促進剤としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド、合成エステル系ワックス等及びこれらの各種変性ワックス等である。これらの離型促進剤を、単独あるいは２種類以上組合わせて用いることができる。特にカルナウバワックス、合成エステル系ワックスを使用すると、定着ベルト２６や感光体からのトナーの良好な離型性を得ることができる。
【００４１】
トナーに添加する上記添加剤の添加量については、母体粒子１００重量部に対して、０．６〜４．０重量部にすること望ましく、更に１．０〜３．６重量部であると好適である。添加剤の添加量が、０．６重量部未満であると、トナーの流動性の悪さに起因するトナー粒子間の凝集度の増加により、磁性粒子たる磁性キャリアとの接触が不足する。そして、現像器内においてトナーの十分な帯電性が得られなくなる。加えて、転写性や耐熱保存性も不十分となったり、地汚れやトナー飛散の原因にもなり易い。また４．０重量部より多いと、流動性は向上するものの、クリーニングブレード等のビビリやめくれなどによる感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じ易くなる。この結果、クリーニングブレード等のクリーニング部材や感光体の被クリーニング体の耐久性が低下し、定着性も悪化する。特に１．０〜３．６重量部にすると、ソリッド部における画像濃度が高く、且つ、ドット再現性の良い高品位の画像を得ることができる。なお、地汚れとは、感光体の非画像部にトナーを付着させてしまう現象である。
【００４２】
トナーに添加する添加剤としては、従来から公知のものを使用することができる。例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等が挙げられる。特にＳｉ、Ｔｉ、Ａｌの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用いられる。なお、添加剤については、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的に応じて、表面処理を施すことが望ましい。
添加剤の含有率の測定には種々の方法があるが、蛍光Ｘ線分析法で求めるのが一般的である。添加剤の含有率既知のトナーについて、蛍光Ｘ線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有率を求める方法である。
【００４３】
トナーの表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましい。例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等である。処理剤による表面処理の方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を浸積し乾燥させる方法や、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法などがある。
【００４４】
トナーの母体粒子に添加する添加剤の粒径については、流動性付与等の点から、平均一次粒子径で０．００２〜０．２［μｍ］であることが好ましく、特に好ましくは、０．００５〜０．０５［μｍ］である。平均一次粒子径が０．００２［μｍ］より小さい添加剤は、母体粒子表面に添加剤が埋め込まれ易くなるため、凝集が起こり易い。更に、流動性が十分に得られなかったり、感光体等へのフィルミングが起こり易かったりする。これらの傾向は特に高温高湿下において顕著である。また、平均一次粒子径が０．００２［μｍ］より小さいと、どうしても添加剤同士の凝集が生じ易くなるため、これによっても、十分な流動性が得られ難くなる。また、平均一次粒子径が０．２［μｍ］より大きいと、トナーの流動性の悪さにより、十分な帯電性が得られず、地汚れやトナー飛散の原因になり易い。また、平均一次粒子径が０．１［μｍ］より大きいと、感光体表面を傷つけ易く、フィルミング等の原因にもなり易い。なお、添加剤の粒径については、透過型電子顕微鏡により測定して求めることができる。
【００４５】
上記結着樹脂としては、従来から公知のものを使用することができる。例えば、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリブチラール、シリコーン樹脂等である。これらを単独あるいは２種類以上組合わせて用いてもよい。特に、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂が好ましい。結着樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等の何れも用いることができる。
【００４６】
上記ポリエステル樹脂としては、各種のタイプのものを使用することができる。特に、次に列記する（ａ）〜（ｇ）のものを混合して得たものを用いるとよい。
（ａ）２価のカルボン酸、その低級アルキルエステル、酸無水物の何れかから選ばれる少なくとも一種
（ｂ）下記化１の化学式で示されるジオール成分
【化１】
2007334217.tif 000004
（ｃ）３価以上の多価カルボン酸、その低級アルキルエステル、酸無水物、３価以上の多価アルコールの何れかから選ばれる少なくとも一種
（ｄ）エポキシ樹脂
（ｅ）２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物又はそのグリシジルエーテル
（ｆ）エポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物
（ｇ）エポキシ基と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物
【００４７】
上記（ａ）の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、これらのモノメチル、モノエチル、ジメチル、ジエチルエステル、無水フタル酸、無水マレイン酸等がある。特にテレフタル酸、イソフタル酸、これらのジメチルエステルが耐ブロッキング性及びコストの点で好ましい。これらの２価カルボン酸、その低級アルキルエステル、酸無水物はトナーの定着性や耐ブロッキング性に大きく影響する。縮合度にもよるが、芳香族系のテレフタル酸、イソフタル酸等を多く用いると耐ブロッキング性は向上するが、定着性が低下する。逆に、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸等を多く用いると定着性は向上するが、耐ブロッキング性が低下する。従って、他のモノマー組成や比率、縮合度に合わせてこれらの２価カルボン酸類を適宜選定して、単独又は組合わせて使用することが望ましい。
【００４８】
上記（ｂ）の例としては、ポリオキシプロピレン−（ｎ）−ポリオキシエチレン−（ｎ’）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等が挙げられる。特に、２．１≦ｎ≦２．５であるポリオキシプロピレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２．０≦ｎ≦２．５であるポリオキシエチレン−（ｎ）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンが好ましい。このようなジオール成分は、ガラス転移温度を向上させ、反応を制御し易くするという利点がある。なお、ジオール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール等の脂肪族ジオールを使用することも可能である。
【００４９】
上記（ｃ）における３価以上の多価カルボン酸、その低級アルキルエステル、酸無水物の例としては、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，３，５−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−ナフトレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサトリカルボン酸、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）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチルおよびジエチルエステル等が挙げられる。
上記（ｃ）における３価以上の多価アルコールの例としては、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、ショ糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタトリオール、グリセロール、ジグリセロール、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等が挙げられる。３価以上の多価単量体の配合割合は、単量体組成物全体の１〜３０［モル％］程度が適当である。１［モル％］未満の時には、トナーの耐オフセット性が低下し、また、耐久性も悪化し易いからである。また、３０［モル％］を超えると、トナーの定着性が悪化し易いからである。
上述した３価以上の多価単量体については、特にベンゼントリカルボン酸、これらの酸の無水物、エステル等のベンゼントリカルボン酸類などが好ましい。ベンゼントリカルボン酸類を用いると、定着性と耐オフセット性の両立を図ることができる。
上述したポリオール樹脂としては、各種のタイプのものが使用できるが、特に、次に列記する物質を反応させて得たものを用いることが望ましい。
【００５０】
上記（ｄ）エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡやビスフェノールＦ等のビスフェノールとエピクロロヒドリンを結合して得られたものが良い。特に、エポキシ樹脂が安定した定着特性や光沢を得るべく、数平均分子量の相違する少なくとも２種以上のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂で、低分子量成分の数平均分子量が３６０〜２０００であり、高分子量成分の数平均分子量が３０００〜１００００であることが好ましい。更に低分子量成分が２０〜５０［重量％］、高分子量成分が５〜４０重量％であることが好ましい。低分子量成分が多すぎたり、分子量が３６０よりさらに低分子の場合は、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。また、高分子量成分が多すぎたり、分子量１００００よりさらに高分子の場合は、光沢が不足したり、さらには定着性の悪化の可能性がある。
【００５１】
上記（ｅ）における２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば次のようものを用いることができる。即ち、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、又はこれらの混合物と、ビスフェノールＡやビスフェノールＦ等のビスフェノールとの反応生成物である。得られた付加物をエピクロロヒドリンやβ−メチルエピクロロヒドリン等でグリシジル化して用いてもよい。特に次の化学式で示されるビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物のジグリシジルエーテルが好ましい。
【化２】
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上述した２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルについては、ポリオール樹脂に対して１０〜４０［重量％］の範囲で含有せしめることが好ましい。これよりも量が少ないとカールが増すなどの不具合が生ずるからである。また、ｎ＋ｍが７以上であったり量が多すぎたりすると、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性があるからである。
【００５２】
上記（ｆ）の化合物としては、１価フェノール類、２級アミン類、カルボン酸類などを用いることができる。これらのうち、１価フェノール類としては次のようなものが挙げられる。即ち、フェノール、クレゾール、イソプロピルフェノール、アミノフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、キシレノール、ｐ−クミルフェノール等である。また、２級アミン類としては、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、Ｎ−メチル（エチル）ピペラジン、ピペリジン等が挙げられる。また、カルボン酸類としては、プロピオン酸、カプロン酸等が挙げられる。
【００５３】
上記（ｇ）の化合物としては、２価フェノール類、多価フェノール類、多価カルボン酸類が挙げられる。これらのうち、２価フェノール類としては、ビスフェノールＡやビスフェノールＦ等のビスフェノールが挙げられる。また、多価フェノール類としては、オルソクレゾールノボラック類、フェノールノボラック類、トリス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１−〔α−メチル−α−（４−ヒドロキシフェニル）エチル〕ベンゼンが挙げられる。また、多価カルボン酸類としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸が挙げられる。
上述したポリエステル樹脂やポリオール樹脂については、高い架橋密度を持たせると、透明性や光沢度が得られ難くなる。このため、好ましくは、非架橋や弱い架橋（ＴＨＦ不溶分が５％以下）をもたせることが好ましい。
【００５４】
トナーに含有せしめる着色剤としては、従来から公知の染料や顔料を使用することができる。黄色系着色剤としては、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、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。また、赤色系着色剤としては、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、ファイヤーレッド、パラクロロ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、ＦＢＢ）、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−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、オイルオレンジ等が挙げられる。また、青色系着色剤としては、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等が挙げられる。また、黒色系着色剤としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。その他の着色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染料、鉄黒等が挙げられる。何れの色の着色剤についても、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。その含有率については、結着樹脂１００重量部に対して、通常１〜３０重量部、好ましくは３〜２０重量部が良い。
【００５５】
トナーには、必要に応じて、帯電制御剤等などを添加してもよい。かかる帯電制御剤としては、従来から公知のものを使用することができる。例えば、ニグロシン染料、含クロム錯体、第４級アンモニウム塩等である。これらについては、トナー粒子の極性に応じて使い分ける。特に、カラートナーの場合、トナーの色調に影響を与えない無色又は淡色のものが好ましく、例えば、サリチル酸金属塩又はサリチル酸誘導体の金属塩（ボントロンＥ８４、オリエント社製）等が良い。これまで例示した帯電制御剤については、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることが可能である。その含有率については、結着樹脂１００重量部に対して、０．５〜８重量部、好ましくは１〜５重量部が良い。
【００５６】
トナーの製造方法としては、粉砕法、重合法、カプセル方などが知られている。粉砕法の一例を説明すると次のようになる。
（１）結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型促進剤、磁性体等をヘンシェルミキサーの如き混合機によって十分に混合する。
（２）バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサー、連続式の２軸押出し機、連続式の１軸混練機などによって混合物を十分に混練する。連続式の２軸押し出し機としては、神戸製鋼所社製ＫＴＫ型２軸押出し機、東芝機械社製ＴＥＭ型２軸押出し機、ＫＣＫ社製２軸押出し機、池貝鉄工社製ＰＣＭ型２軸押出し機、栗本鉄工所社製ＫＥＸ型２軸押出し機などが知られている。また、連続式の１軸混練機としては、ブッス社製コ・ニーダなどが知られている。
（３）混練物を冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機によって微粉砕する。そして、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機によって所定の粒度に分級して、母体粒子を得る。
【００５７】
重合法の一例を説明すると次のようになる。
（１）重合性モノマー、重合開始剤（必要に応じて）、着色剤等を水性分散媒中で造粒する。
（２）造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分級する。
（３）この分級によって得た規定内粒径のモノマー組成物粒子を重合反応させる。
（４）適当な処理をして分散剤を取り除いた後、重合反応によって得られた重合生成物をろ過、水洗、乾燥して母体粒子を得る。
【００５８】
カプセル方の一例を説明すると次のようになる。
（１）樹脂や着色剤等を混練機等で混練し、溶融状態のトナー芯材を得る。
（２）トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の芯材を作成する。
（３）シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しながら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆ってカプセル化させる。
（４）これによって得られたカプセルをろ過後、乾燥して母体粒子を得る。
【００５９】
トナーには、上述した添加剤とは異なる他の添加剤を添加してもよい。かかる他の添加剤としては、例えば、滑剤として機能するテフロン（登録商標）、ステアリン酸亜鉛及びポリ弗化ビニリデン等が挙げられる。また、研磨剤として機能する酸化セリウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等が挙げられる。また、導電性付与材として機能する酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化スズ等が挙げられる。
【００６０】
現像剤に用いる磁性キャリアとしては、従来から公知のものを使用することができる。例えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等である。これらの表面を樹脂等で被覆して保護層を形成することが望ましい。
上記保護層に用いる樹脂としては、ポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。また保護層の形成法としては、磁性キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布する方法が挙げられる。樹脂の使用量については、磁性キャリア１００重量部に対して１〜１０重量部にすることが好ましい。保護層の膜厚としては、０．０２〜２［μｍ］であることが好ましく、特に好ましくは０．０５〜１［μｍ］、更に好ましくは、０．１〜０．６［μｍ］である。膜厚が厚いとキャリア及び現像剤の流動性が低下する傾向にあり、膜厚が薄いと経時での膜削れ等の影響を受けやすい傾向にある。
【００６１】
磁性キャリアについては、重量平均粒径で２０〜６０［μｍ］のものを用いることが望ましい。また、トナーと磁性キャリアとの混合割合については、磁性キャリア１００重量部に対しトナー０．５〜７．０重量部程度が適当である。
【００６２】
磁性キャリアとしては、鉄、ニッケル、コバルト等の金属、これらと他の金属による合金、マグネタイト、γ−ヘマタイト、二酸化クロム、銅亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト等の酸化物、マンガン−銅−アルミニウム等のホイスラー合金などといった強磁性体の粒子を用いることができる。この強磁性体の粒子をスチレン−アクリル系、シリコーン系、フッ素系等の樹脂で被覆してもよい。強磁性体の材料については、離型促進剤を含有せしめたトナーとの帯電性を考慮して適宜選択することが望ましい。また、強磁性体の粒子を被覆する樹脂には、荷電制御剤、導電性物質等を添加してもよい。また、スチレン−アクリル系、ポリエステル系等の樹脂中にこれらの磁性体粒子を分散させたものであってもよい。強磁性体の飽和磁化の強さは、４０×４π×１０-4〜９０×４π×１０-4［Ａ／ｍ］（４０〜９０［ｅｍｕ／ｇ］）が好ましい。４０×４π×１０-4［Ａ／ｍ］（４５［ｅｍｕ／ｇ］）未満では、飽和磁化の弱さに起因して搬送性が低下したり、感光体へのキャリア付着が多くなったりするからである。また、９０×４π×１０-4［Ａ／ｍ］（９０［ｅｍｕ／ｇ］）を越えると、飽和磁化の強さに起因して、磁気ブラシやスキャベンジ効果が強くなって、ハーフトーン部にスキャベンジ跡が生じて画像品質を低下させるからである。
【００６３】
磁性キャリアの製造方法の一例を説明すると、以下のようになる。即ち、まず、次に列記する材料を用意する。
・芯材
Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子（重量平均径：３５［μｍ］）５０００重量部
・コート材
トルエン４５０重量部
シリコーン樹脂ＳＲ２４００（東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分５０％）４５０重量部
アミノシランＳＨ６０２０（東レ・ダウコーニング・シリコーン製）１０重量部
カーボンブラック１０重量部
【００６４】
先に掲げたトルエン等からなる混合物をスターラーで１０分間撹拌してコート材を得る。回転式底板ディスクや撹拌羽根が設けられた流動床内で旋回流を形成しながら噴霧するコーティング装置にこのコート材を投入して、上記芯材に塗布する。そして、得られた粒子を電気炉で２５０［℃］で２時間焼成して、０．５［μｍ］程度の厚みのコート膜が形成された磁性キャリアを得る。
【００６５】
次に、本実施形態における感光体の構成について説明する。
図５は感光体の感光層を示す拡大断面図である。なお、上述のように、各プロセスカートリッジにおける各機器の構成は同様であるので、以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を省略して説明する。
同図において、感光体４０は、図示しない導電性支持体の上に被覆された感光層を有している。この感光層は、導電性支持体側から表面側に向けて、電荷発生層４０ａと、電荷輸送層４０ｂと、更にこの上に被覆されたフィラー補強電荷輸送層４０ｃとから構成されている。
【００６６】
上記導電性支持体としては、例えば、体積抵抗率が１０10［Ω・ｃｍ］以下の導電性物質を、蒸着又はスパッタリングによってフィルム状もしくは円筒状のプラスチックや紙に被覆したものを用いることができる。被覆する導電性物質としては、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属や、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物などが挙げられる。また、導電性物質を被覆するのではなく、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等からなる金属板を、押し出しや引き抜きなどの工法によって筒状に成形した後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管を用いてもよい。また、本複写機では、ドラム状の感光体を用いているが、ベルト状のものを用いる場合には、導電性支持体として、特開昭５２−３６０１６号公報に開示されたエンドレスニッケルベルトやエンドレスステンレスベルトを用いることもできる。この他、プラスチックや紙からなる支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものを用いてもよい。この場合、導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂などが挙げられる。支持体上に形成する導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。また、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロンなどの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けたものも、導電性支持体として用いることができる。
【００６７】
感光層の電荷発生層４０ａは、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とする。必要に応じてバインダー樹脂を含有せしめてもよい。また、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤を含有せしめてもよい。電荷発生物質としては、無機系材料、有機系材料の何れを使用することも可能である。これらのうち、無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子などをドープしたものが良好に用いられる。一方、有機系材料としては、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または２種以上の混合物として用いることも可能である。
【００６８】
電荷発生層４０ａに対して必要に応じて含有せしめられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが挙げられる。これらのバインダー樹脂を、単独または２種以上の混合物として用いることも可能である。また、バインダー樹脂として、高分子電荷輸送物質を用いることもできる。更には、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。かかる低分子電荷輸送物質には、電子輸送物質と正孔輸送物質とがあり、これらは更に低分子型の電荷輸送物質と高分子型の電荷輸送物質がある。以下、高分子型の電荷輸送物質を高分子電荷輸送物質という。
【００６９】
上記電子輸送物質としては、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質を単独または２種以上の混合物として用いることも可能である。
【００７０】
上記正孔輸送物質としては、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、トリフェニルアミン誘導体、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、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質を、単独又は２種以上の混合物として用いることも可能である。また、次のような高分子電荷輸送物質を用いることができる。ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等のカルバゾール環を有する重合体、特開昭５７−７８４０２号公報等に例示されるヒドラゾン構造を有する重合体、特開昭６３−２８５５５２号公報等に例示されるポリシリレン重合体、特開平７−３２５４０９号公報に例示されるトリアリールアミン構造を有する重合体等である。これらの高分子電荷輸送物質を、単独または２種以上の混合物として用いることも可能である。
【００７１】
電荷発生層４０ａを形成する方法としては、真空薄膜作製法や、溶液分散系からのキャスティング法などが知られている。前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料を良好に形成することができる。また、キャスティング法によって電荷発生層を設けるには、それを次のようにして形成することができる。即ち、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要に応じてバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散する。そして、分散液を適度に希釈して塗布するのである。この塗布については、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法などを用いればよい。
以上のようにして設けられる電荷発生層４０ａの膜厚は、０．０１〜５［μｍ］程度が適当であり、好ましくは０．０５〜２［μｍ］である。
【００７２】
電荷輸送層４０ｂについては、電荷輸送成分とバインダー成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成することができる。その膜厚は、５〜５０［μｍ］程度が適当であり、解像力が要求される場合には５〜３０［μｍ］程度が適当である。
【００７３】
電荷輸送層４０ｂに用いるバインダー成分としては、次の高分子化合物を例示することができる。即ち、ポリスチレン、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂などである。これらの高分子化合物を単独または２種以上の混合物として用いたり、電荷輸送物質と共重合化して用いたりすることができる。
【００７４】
電荷輸送物質として用いることが可能な材料には、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質、高分子電荷輸送物質も含まれる。また、必要に応じて適当な酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質などの低分子化合物やレベリング剤を添加することも可能である。低分子型の電荷輸送物質を用いる場合、この使用量は高分子化合物１００重量部に対して２０〜２００重量部、好ましくは５０〜１００重量部程度が好ましい。また、高分子電荷輸送物質を用いる場合、電荷輸送成分１００重量部に対して樹脂成分が０〜５００重量部程度の割合で共重合された材料が好ましく用いられる。
【００７５】
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用可能な分散溶媒としては、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類など挙げることができる。これらの化合物は単独または２種以上の混合物として用いることが出来る。低分子化合物の使用量は、高分子化合物１００重量部に対して０．１〜２００重量部、好ましくは、０．１〜３０重量部、レベリング剤の使用量は、高分子化合物１００重量部に対して０．００１〜５重量部程度が適当である。
【００７６】
フィラー補強電荷輸送層４０ｃは、少なくとも電荷輸送成分とバインダー樹脂成分とフィラーとを含み、電荷輸送性と機械的耐性を併せ持つ。また、上述の電荷輸送層を２層以上に機能分離した表面層としても機能する。
【００７７】
フィラー補強電荷輸送層４０ｃに用いられるフィラー材料としては、無機材料、シリカ、酸化チタン、アルミナなどが挙げられる。これらを２種類以上混合して用いてもよい。塗工液および塗工膜中の分散性向上を図るべく、表面処理剤によるフィラー表面の改質を施してもよい。フィラー材料については、電荷輸送物質や結着樹脂などと混合した溶媒等中で、適当な分散機によって分散せしめることができる。また、フィラー材料の一次粒径の平均は、０．０１〜０．８［μｍ］であることが、電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。フィラー材料を分散せしめた溶液の塗工方法としては、浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法などを用いることができる。フィラー補強電荷輸送層４０ｃの膜厚は、０．５［μｍ］以上であることが好まく、より好ましくは２［μｍ］以上がよい。
【００７８】
導電性支持体と感光層との間には、下引き層を設けてもよい。この下引き層は、一般には樹脂を主成分とする。この樹脂については、溶媒中に分散せしめた分散液の状態で電荷輸送層４０ｂに塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂を用いることが望ましい。かかる樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。
上記下引き層には、モアレ抑制や残留電位の低減化を図るべく、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。また、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤などを使用することもできる。この他、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物あるいは、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＣｅＯ2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも使用可能である。下引き層の膜厚は０［μｍ］よりも厚く２０［μｍ］以下が適当であり、好ましくは１〜１０［μｍ］である。
【００７９】
これまで説明した各層には、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質、レベリング剤を添加してもよい。
各層に添加することが可能な酸化防止剤としては、次に掲げるものを例示することができる。
（ａ）フェノール系化合物
２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４’−ヒドロキシ−３’、５’−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレン−３−（３’、５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３，３’−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアッシド］クリコ−ルエステル、トコフェロール類など。
（ｂ）パラフェニレンジアミン類
Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’−ジメチル−Ｎ、Ｎ’−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミンなど。
（ｃ）ハイドロキノン類
２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノンなど。
（ｄ）有機硫黄化合物類
ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３’−チオジプロピオネートなど。
（ｅ）有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィンなど。
【００８０】
各層に添加することができる可塑剤としては、次に掲げるものを例示することができる。
（ａ）リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
（ｂ）フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
（ｃ）芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−ｎ−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
（ｄ）脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル、アジピン酸−ｎ−オクチル−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−ｎ−オクチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−２−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−ｎ−オクチルなど。
（ｅ）脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
（ｆ）オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
（ｇ）エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
（ｈ）二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチラートなど。
（ｉ）含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
（ｊ）ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
（ｋ）スルホン酸誘導体
ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンエチルアミド、ｏ−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−Ｎ−エチルアミド、ｐ−トルエンスルホン−Ｎ−シクロヘキシルアミドなど。
（ｌ）クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−２−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−ｎ−オクチルデシルなど。
（ｍ）その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、２−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
【００８１】
各層に添加することができる滑剤としては、次に掲げるものを例示することができる。
（ａ）炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
（ｂ）脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
（ｃ）脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
（ｄ）エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
（ｅ）アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
（ｆ）金属石けん
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
（ｇ）天然ワックス
カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
（ｈ）その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
【００８２】
各層に添加することができる紫外線吸収剤としては、次に掲げるものを例示することができる。
（ａ）ベンゾフェノン系
２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’、４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２’、４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ４−メトキシベンゾフェノンなど。
（ｂ）サルシレート系
フェニルサルシレート、２，４ジ−ｔ−ブチルフェニル３，５−ジ−ｔ−ブチル４ヒドロキシベンゾエートなど。
（ｃ）ベンゾトリアゾール系
（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ３’−ターシャリブチル５’−メチルフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール
（ｄ）シアノアクリレート系
エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、メチル２−カルボメトキシ３（パラメトキシ）アクリレートなど。
（ｅ）クエンチャー（金属錯塩系）
ニッケル（２，２’チオビス（４−ｔ−オクチル）フェノレート）ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
（ｆ）ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）
ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、１−［２−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕エチル］−４−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕−２，２，６，６−テトラメチルピリジン、８−ベンジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１，３，８−トリアザスピロ〔４，５〕ウンデカン−２，４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンなど。
【００８３】
先に示した図３において、本実施形態に係る複写機は、現像器６１の現像スリーブ６５に現像バイアスを印加する電圧印加手段たる図示しない現像バイアス電源を備えている。また、帯電器６０の回転帯電部材たる帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段たる図示しない帯電バイアス電源も備えている。これら電源のうち、現像バイアス電源は、現像スリーブ６５に直流成分だけからなる直流現像バイアスを供給するように構成されている。一方、帯電バイアス電源は、帯電ローラに少なくとも交流成分を含む交流帯電バイアスを供給するように構成されている。本複写機では、交流方式の帯電と、直流方式の現像との組合せを採用しているのである。かかる構成では、先に図１に示したように、フィラー補強電荷輸送層４０ｃの膜削れによる感光体４０の劣化を抑えることができる。
【００８４】
次に、本発明の特徴部分である。ハット画像を抑制するための構成及び動作について説明する。
本実施形態においては、現像スリーブ６５と感光体４０とが連れ回り方向へ駆動し、かつ、現像スリーブ６５の線速が感光体４０の線速よりも速く設定されているので、現像ニップでは現像スリーブ６５上の現像剤が感光体４０の表面を追い越すような状況になる。このような状況においては、画像部を通過した現像剤がその画像部に対して先端側に隣接する非画像部と対向する事態が生じる。この場合、画像部通過時に現像剤穂先部へ移動した電荷が現像剤穂先部に保持されたまま、その現像剤穂先部が非画像部と対向することになる。これにより、現像剤穂先部の電荷量に応じて、その非画像部に形成される電界が変化する。
【００８５】
図６は、現像剤穂先部が非画像部に対向したときに形成される電界と現像剤穂先部の電荷量との関係を表したグラフである。
図６に示すように、非画像部に対向した現像剤穂先部の電荷量が所定値Ｑ0以下であれば、非画像部に形成される電界は、トナーが現像スリーブ６５側へ向かう方向の電界（以下、「逆現像方向電界」という。）となる。この場合、現像剤穂先部に付着したトナーが非画像部へ移動することはない。しかし、非画像部に対向した現像剤穂先部の電荷量が所定値Ｑ0を越えている場合、非画像部に形成される電界は、現像方向電界となり、現像剤穂先部に付着したトナーが非画像部へ移動してしまう。その結果、ハット画像となるトナーが非画像部に付着し、ハット画像が発生する。よって、ハット画像の発生を防止するには、画像部を通過した現像剤穂先部の電荷量をいかにして所定値Ｑ0以下となるようにするかが重要となる。
【００８６】
図７は、現像剤が画像部から非画像部へと移動したときの現像剤の電荷量変化を表したものである。
感光体４０の画像部に対向する現像剤には、トナーが感光体４０へ向かう方向の現像方向電界が働くので、その影響により、図７に示すように、現像剤穂先部にトナーと同極性の電荷が移動する。磁性キャリアの抵抗が低い場合や、現像剤穂先部が画像部と対向する時間が長い場合ほど、多くの電荷が現像剤穂先部へ移動する。このときに移動する電荷量Ｑ［Ｃ／ｍ2］は、磁性キャリアの体積抵抗率をρ［Ω・ｍ］とし、磁性キャリアの誘電率をε［Ｆ／ｍ］とし、感光体４０と現像スリーブ６５との間隔（現像ギャップ）をｄ［ｍ］とし、現像ポテンシャルをＶ１［Ｖ］とし、現像剤穂先部が画像部と対向する時間ｔ［ｓｅｃ］としたとき、下記の数２に示す式から求めることができる。
【数２】
2007334217.tif 000006
【００８７】
そして、現像剤穂先部の電荷量と非画像部に形成される電界との関係より、非画像部に形成される電界が現像方向電界とならないための条件は、下記の数３に示すとおりである。なお、現像剤穂先部が画像部と対向する時間ｔの最大値は、現像剤穂先部が感光体４０と接触している時間Ｔ［ｓｅｃ］であり、この時間Ｔは、現像剤が感光体４０に接触する感光体表面移動方向長さＮｉｐ［ｍ］を、現像スリーブ６５の線速Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］で除した値（Ｎｉｐ／Ｖｒ）から求められる。ここでは、現像剤穂先部が画像部と対向する時間ｔとして、Ｎｉｐ／Ｖｒの値を用いた。
【数３】
2007334217.tif 000007
【００８８】
また、非画像部に対向した現像剤穂先部の電荷が逆現像方向電界によって現像スリーブ６５側へ移動することを考慮すると、上記数３に示した式から、下記の数４に示す式が得られる。すなわち、下記の数４に示す式を満たせば、画像部を通過した現像剤穂先部が非画像部に対向したときに、その現像剤穂先部と非画像部との間に現像方向電界が形成されることがなくなる。この結果は、順方向現像方式だけでなく、カウンター方向現像方式にも当てはまる。
【数４】
2007334217.tif 000008
【００８９】
ここで、画像部に対して先端側に隣接する非画像部の感光体表面移動方向Ａの長さが、画像部と非画像部との境界でのエッジ効果が発生する領域の感光体表面移動方向Ａの長さの１／ｅであるδ［ｍ］未満である場合、その非画像部全域でエッジ効果による強い逆方向電界が形成される。そのため、画像部先端領域の露光量が通常時の露光量であっても、その非画像部と現像剤穂先部との間には現像方向電界が形成されず、ハット画像が発生することがない。したがって、画像部に対して先端側に隣接する非画像部の感光体表面移動方向Ａの長さがδ［ｍ］未満である場合には、露光量を制御する必要はない。しかし、画像部に対して先端側に隣接する非画像部の感光体表面移動方向Ａの長さがδ［ｍ］以上である場合、その非画像部のうち画像部先端から感光体表面移動方向下流側へδ［ｍ］以上離れた領域では、上述したような露光量を制御しないとその領域と現像剤穂先部との間で現像方向電界が形成され、ハット画像が発生するおそれがある。よって、本実施形態では、画像部に対して先端側に隣接する非画像部の感光体表面移動方向Ａの長さがδ［ｍ］以上である場合にだけ露光量を制御する。なお、画像部に対して先端側に隣接する非画像部の感光体表面移動方向Ａの長さがδ［ｍ］以上であるか否かに関わらず、露光量を制御するようにしてもよい。
【００９０】
上述した数値δは、画像部に形成される電界と非画像部に形成される電界とによって決まる値であり、次のような計算により求めることができる。
図８にように二次元平面に現像スリーブと感光体を配置し、それぞれ感光体表面には潜像電荷密度分布を与え、現像スリーブには印加される電圧を与え、現像スリーブと感光体との間の電場を計算する。この電場の計算手法は、差分法によりポアソン方程式を解き電場を計算する手法をとる。この手法の詳細は、「電界解析による現像・転写プロセスのシミュレーション」（門永雅史、栗林夏城、仲野正雄：電子写真技術のシミュレーションに関する講習会、日本機械学会、ｐ３３、２００５）に記載されている。また、潜像電荷密度分布の計算手法は、「放電場解析による帯電・線像形成プロセスのシミュレーション」（渡辺好夫：電子写真技術のシミュレーションに関する講習会、日本機械学会、ｐ１９、２００５）に記載されている手法を用いる。このようにして求めた感光体表面の電界の一例を図９に示す。
【００９１】
数値δは、図９に示す通り、感光体表面上の電界が現像方向電界から逆現像方向電界へと変わる地点すなわち電界がゼロとなる地点から、逆現像電界のピーク値と画像部先端から十分に離れた位置での逆現像電界との差が１／ｅとなる地点までの距離として求められる。本発明者らが用いた画像形成装置の標準条件において、数値δは７０［μｍ］であった。なお、数値δは、潜像電荷分布、現像バイアス、現像スリーブ６５と感光体４０との距離などによって変わる値である。
【００９２】
〔評価試験１〕
本発明者らは、図２に示したプリンタ部１００及び給紙装置２００を備える評価試験機にて、順方向現像方式を採用し、ハット画像の評価試験（以下、「評価試験１」という。）を行った。本評価試験１の条件と評価結果は、下記の表１に示すとおりである。
【表１】
2007334217.tif 000009
【００９３】
本評価試験１においては、現像時間を感光体線速と現像スリーブ線速とを変えることにより制御した。
次に挙げる項目については、上記表１における各条件において同一とした。
・感光体４０のフィラー補強電荷輸送層４０ｃの厚み：５．０［μｍ］
・現像スリーブ直径：２５［ｍｍ］
・現像スリーブ表面の十点平均粗さＲｚ：１０［μｍ］
・現像器６１内の現像剤収容量：５００［ｇ］
・現像磁極によるスリーブ表面上の法線方向のピーク磁束密度：１２０［ｍＴ］
・現像ギャップ：３５０［μｍ］
・剤搬送量：４５［ｍｇ／ｃｍ2］
・磁性キャリアの重量平均粒径：３５［μｍ］
・磁性キャリアに対するトナーの被覆率：６０［％］
・トナーの体積平均粒径：７．５［μｍ］
【００９４】
磁性キャリアの体積抵抗率については、次のようにして測定した。
電極間距離が１［ｍｍ］で表面積が２×４［ｃｍ2］である２つの電極を収容したフッ素樹脂からなる容器に磁性キャリアを充填し、両電極間に１０００［Ｖ］の直流電圧を印加する。そして、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（横川ヒューレットパッカード社製４３２９Ａ＋ＬＪＫ５ＨＶＬＶＷＤＱＦＨＯＨＷＨＵ）にて、直流抵抗を測定した。その後、得られた抵抗値から算出した体積抵抗率を磁性キャリアの体積抵抗率［Ω・ｃｍ］とした。
【００９５】
磁性キャリアの誘電率については、次のようにして測定した。
電極が取り付けられた内径１８［ｍｍ］の円筒状セルに磁性キャリアを入れ、セル内の磁性キャリアを厚さ０．６５［ｍｍ］、直径１８［ｍｍ］の円盤状に押し固めた状態で、ＴＲ−１０Ｃ型誘電体損測定器（安藤電気株式会社）にて測定した。なお、周波数は１［ｋＨｚ］、ＲＡＴＩＯは１１×１０-9である。
【００９６】
トナー帯電量分布については、次のようにして測定した。
レーザードップラー速度計を使用したトナー粒子帯電量分布測定装置（Ｅスパートアナライザー：ホソカワミクロン株式会社製）を用いてトナー帯電量と粒径を測定し、帯電量分布を得る。
この測定方法の詳細について説明すると、まず、磁石で構成されている現像剤保持台に現像剤を保持させる。次いで、現像剤保持台に保持した現像剤を、エアーガン（窒素ガス）により、磁性キャリアとトナーとに分離して、トナー粒子のみを測定部に吸引導入する。測定部に吸引導入されたトナーは順次帯電量を計測され、トナーの帯電量分布を得る。得られた帯電量分布より、トナー帯電量と粒径との比がある範囲となる含有率を求める。
【００９７】
トナーとキャリアとの間の付着力分布については、次のようにして測定した。
なお、測定に使用した装置は、遠心分離装置：日立工機社製、ＣＰ１００ＭＸ（最高回転数：１００、０００ｒｐｍ、最大加速度：７２０、０００Ｇ、アングルロータＰ１００ＡＴ２）、画像ファイリング用顕微鏡：デジタル顕微鏡ＶＫ−８５１０、画像処理ソフト：Ｉｍａｇｅ−ＰｒｏＰｌｕｓ（プラネトロン）である。
図１０は、粉体付着力測定装置の測定セルの説明図である。
測定セル１は、粉体を付着させた試料面２ａを有する試料基板２と、試料基板２から分離した粉体を付着させる付着面３ａを有する受け基板３と、試料基板２の試料面２ａと受け基板３の付着面３ａの間に設けられたスペーサ４とから構成される。この装置を用いてトナーとキャリアとの間の付着力を測定する方法を、図１１に基づいて説明すると、まず、試料基板２上に接着層１１を形成する。接着層１１は、キャリアを敷き詰めやすくするために、１０μｍオーダーの均一な薄膜にする必要がある。薄膜の形成方法としては、試料基板２上に接着剤を付け、平板により接着剤を押し広げる方法で行った。次に、キャリアを接着層１１に敷き詰める。図１１には、試料基板２に粉体を付着させた状態の一例が示されている。図１１に示すように、試料基板２上に接着層１１が設けられ、接着層１１にはキャリアが敷き詰められ、キャリア上にトナー同士が接触しないようにトナーが付着している（トナーの付着方法については後述する。）。キャリアを敷き詰めるのは、トナーがキャリアの間に入り込んで、接着層１１に付着するのを避けるためである。図１１に示すように、キャリアの粒径が接着層１１の層厚に較べて十分に大きい場合、キャリアは一層で良い。次に、キャリア上にトナーを付着させる。キャリア上にトナーを多量に付着させると、遠心分離したトナー同士が接触又は積層してしまうため、各粒子の粒径を計測することができない。このため、トナーの付着量を制御する必要があり、隣接する粉体同士が接触しないように付着させることにより、遠心分離したトナーは粉体同士の接触又は積層が無く、トナーの粒径を容易に計測できる。トナーの付着方法としては、圧縮空気等を利用してトナーをキャリア上に散布する方法で行った。
【００９８】
図１２は、遠心分離装置の一部断面図である。
遠心分離装置５は、測定セル１を回転させるロータ６と、保持手段７とを備えている。ロータ６は、自身の回転中心軸９に対して垂直な断面で穴形状であり、保持手段７を設置する試料設置部８を有している。保持手段７は、棒状部７ａと、棒状部７ａに設けられ測定セル１を保持するセル保持部７ｂと、測定セル１をセル保持部７ｂから押し出すための穴部７ｃと、棒状部７ａを試料設置部８に固定する設置固定部７ｄとを備えている。セル保持部７ｂは、測定セル１を設置したときに、測定セル１の垂直方向がロータの回転中心軸９に垂直となるように構成される。
この装置を用いて、回転数を１０００［ｒｐｍ］から１０００００［ｒｐｍ］まで１７段階に分けて遠心分離し、それぞれの回転数において用いた受け基板の画像をファイリングする。そして、ファイリングした画像を画像処理ソフトにかけてトナーの個数をカウントし、最終的に付着力の分布曲線を作成する。得られた付着力分布から、付着力がある値以下となる含有率を求める。
【００９９】
トナーの体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めた。
具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス（日科機社製）を介してパーソナルコンピュータに送って解析した。より詳しく説明すると、１級塩化ナトリウムを用いた１％のＮａＣｌ水溶液を電解液として用意し、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料たるトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３分間分散処理する。そして、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。アパーチャーとしては、１００［μｍ］のものを用い、５００００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上３２．０［μｍ］以下のトナー粒子を対象とする。そして、下記の数５に示す式から、トナーの体積平均粒径を算出した。
【数５】
2007334217.tif 000010
但し、Ｘは各チャンネルにおける代表径、Ｖは各チャンネルの代表径における相当体積、ｆは各チャンネルにおける粒子個数である。
【０１００】
フィラー補強電荷輸送層の厚みについては、フィッシャーインストルメンツ社製の膜厚測定装置（ＦＩＳＣＨＥＲＳＣＯＰＥＭＭＳ）にて測定した。
【０１０１】
磁性キャリアの重量平均粒径については、以下のようにして求めた。
マイクロトラック粒度分析計（Ｈｏｎｅｗｅｌｌ社製モデルＨＲＡ９３２０−Ｘ１００）にて、磁性キャリアの粒径分布を測定する。測定条件については、次のように設定する。
・粒径範囲：１００〜８［μｍ］
・チャネル長さ（チャネル幅）：［２μｍ］
・チャネル数：４６
・屈折率：２．４２
そして、かかる測定条件にて測定した粒径分布と、下記の数６に示す式から、磁性キャリアの重量平均粒径を算出した。
【数６】
2007334217.tif 000011
但し、Ｄは各チャネルに存在する粒子の代表粒径［μｍ］、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数である。なお、チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すものである。また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子径の下限値とする。
【０１０２】
磁性キャリアの表面に対するトナーの被覆率については、次のようにして求めた。
上述のマイクロトラック粒度分析計を用いて、磁性キャリアと同様にしてトナーの重量平均粒径［μｍ］を測定する。そして、下記の数７に示す式から被覆率を求めた。
【数７】
2007334217.tif 000012
但し、Ｄｃは磁性キャリアの重量平均粒径［μｍ］、Ｄｔはトナーの重量平均粒径［μｍ］、Ｗｔはトナーの重量［ｇ］、Ｗｃは磁性キャリアの重量［ｇ］、ρｔはトナーの真密度［ｇ／ｃｍ3］、ρｃは磁性キャリアの真密度［ｇ／ｃｍ3］である。
【０１０３】
剤搬送量については、次のようにして求めた。
まず、非磁性パイプ内に磁石を挿入した採取管を用意する。そして、上記ドクターブレード７３による規制位置を通過した現像スリーブ６５の表面に担持されている現像剤に対して、採取管を当ててその現像剤の一部を採取する。次いで、採取管から磁石を引き抜いて採取現像剤を取り除き、その重量を測定する。そして、採取によって現像剤のなくなったスリーブ箇所の面積を、ビデオ撮影画像に基づく画像解析によって求める。その後、その面積と、先に測定しておいた重量とに基づいて、剤搬送量［ｍｇ／ｃｍ2］を算出した。
【０１０４】
次に、ハット画像の評価試験を行った結果について説明する。
本評価試験１におけるハット画像評価は、良い（○）、悪い（△）、非常に悪い（×）の３段階で行った。
上記表１の条件番号４、５、６、８、９、１０、１１、１４、１６より、現像ポテンシャル／地肌ポテンシャル（以下、「ポテンシャル比率」）が高くなるほど、ハット画像評価が良好になることがわかる。
また、条件番号１、２、３においてはハット画像が発生せず、評価はいずれも○となった。他の条件番号と比較すると、磁性キャリアの体積抵抗率が高いほど、ハット画像が発生するポテンシャル比率が異なることがわかる。
また、条件番号６、７、１１、１２より、現像時間が短くなるほどハット画像評価が良好になることがわかる。
また、条件番号１３、１５を除くすべての条件番号において、上記数１に示した式を満たしていない条件ではハット画像が発生していることがわかる。これらの条件番号１３、１５を考察すると、トナー帯電量と粒径との比が−１．０［ｆＣ／μｍ］以下の含有率と、トナーキャリア間付着力が１０［ｎＮ］以下の含有率とを低くすることにより、ハット画像の発生を抑制できることがわかる。
【０１０５】
以上、本評価試験１の結果から、上記数１に示した式を満たせば、ハット画像評価が○となり、ハット画像の発生が十分に抑制されることが確認された。
なお、この評価試験の結果は、順方向現像方式を採用した場合であるが、カウンター方向現像方式を採用した場合でも、同様の結果となることが確認されている。なお、このときの評価試験においては、感光体４０の線速を１２５［ｍｍ／ｓｅｃ］に固定し、現像スリーブの線速を調整することで、現像スリーブ上の現像剤が感光体との接触領域を通過するのに要する時間を制御し、上記表１に示す条件と同じ条件を実現した。
【０１０６】
〔評価試験２〕
次に、本発明者らは、図２に示したプリンタ部１００及び給紙装置２００を備える評価試験機にて、順方向現像方式を採用し、各パラメーターを下記の表２に示す１７通りの条件にそれぞれ変更しながら、基準画像をプリントアウトして、画像品質を評価する評価試験（以下、「評価試験２」という。）を行った。なお、下記の表２における「剤搬送量」とは、ドクターブレード７３との対向位置を通過して現像領域に達する現像スリーブ６５表面上における単位面積あたりの現像剤量である。
【表２】
2007334217.tif 000013
【０１０７】
本評価試験２においては、現像スリーブ６５の線速の調整によって線速比を調整した。次に掲げる項目については、上記表２における各条件において同一とした。
・感光体４０のフィラー補強電荷輸送層４０ｃの厚み：５．０［μｍ］
・感光体４０の線速：２４５［ｍｍ／ｓ］
・感光体４０の露光部電位（静電潜像電位）：−１５０〜−５００［Ｖ］
・感光体４０の地肌部電位：−６００［Ｖ］（但し、条件番号１４、１５はそれぞれ−６５０Ｖ、−５５０Ｖ）
・直流現像バイアス：−５００［Ｖ］
・現像スリーブ直径：２５［ｍｍ］
・現像スリーブ表面の十点平均粗さＲｚ：１０［μｍ］
・現像器６１内の現像剤収容量：５００［ｇ］
・現像磁極によるスリーブ表面上の法線方向のピーク磁束密度：１２０［ｍＴ］
・トナーの体積平均粒径：７．５［μｍ］
【０１０８】
上記表２に示した各条件と、プリントアウト画像の品質との関係を下記の表３に示す。
【表３】
2007334217.tif 000014
【０１０９】
上記表３において、細線文字再現性、粒状性（ザラツキ感の無さ）、階調再現性、耐ハーフトーンベタ部（以下、「ＨＴベタ部」という。）、後端かすれ、耐文字周囲抜けについては、プリントアウト画像を複数の試験者によって主観評価した。また、キャリア付着や地汚れについては、感光体４０の表面に対する磁性キャリアの付着量や、感光体の地肌部に対するトナーの付着量を、視認によって評価した。それぞれ、非常に良い（◎）、良い（○：許容範囲内）、悪い（△）、非常に悪い（×）という４段階で評価した。なお、ＨＴベタ部後端かすれとは、いわゆるトナードリフトと呼ばれる現象によってＨＴベタ部の後端に濃度薄や白抜けを発生させる現象である。また、トナードリフトとは、現像剤がＨＴベタ部の潜像部分との対向領域に到達するのに先立って、感光体地肌部との対向領域を通過する際に、現像剤穂先部のトナーが根元側に静電的にドリフトする現象である。また、文字周囲抜けとは、文字の周囲にＨＴの有色背景が形成される場合に、その有色背景における文字周辺部分が白く抜けてしまう現象である。
【０１１０】
条件番号１４では、体積抵抗率が１０8［Ω・ｃｍ］未満である磁性キャリアを用いたことにより、非常に悪いレベルのキャリア付着を引き起こしていることがわかる。逆に、条件番号１５では、体積抵抗率が１０14［Ω・ｃｍ］を超える磁性キャリアを用いたことにより、非常に悪いレベルの粒状性や耐文字周囲抜けとなった。
また、条件番号１６では、現像ギャップが狭すぎることに起因して、現像スリーブ６５の表面にトナーが固着してしまった。この影響により、サンプルとなり得るプリントアウト画像を得ることができなかった。逆に、条件番号１７では、現像ギャップが広すぎることに起因して、非常に悪いレベルの粒状性や耐文字周囲抜けとなった。
【０１１１】
なお、本発明者らは、磁性キャリアとして重量平均粒径が２０［μｍ］未満のものを用いると、キャリア付着を急激に引き起こし易くなることを経験的に見出している。また、重量平均粒径が６０［μｍ］を超えるものを用いると、粒状性を著しく悪化させることも経験的に見出している。また、「線速比」を１．５未満に設定すると、十分量のトナーを現像領域に搬送することができずに、画像濃度不足を引き起こすことも経験的に見出している。また、「線速比」を２．５よりも大きくすると、現像剤穂先部でドリフトしたトナーの戻りが間に合わないことによってＨＴベタ部後端かすれを急激に悪化させることも経験的に見出している。また、剤搬送量を３５［ｍｇ／ｃｍ2］未満に設定すると、十分量のトナーを現像領域に搬送することができずに、画像濃度不足を引き起こすことも経験的に見出している。また、剤搬送量を５５［ｍｇ／ｃｍ2］よりも多く設定すると、感光体へのトナー固着を急激に引き起こし易くなることも経験的に見出している。また、磁性キャリアに対するトナーの被覆率を５０［％］未満に設定すると、キャリア付着や画像濃度不足を急激に発生させ易くなることも経験的に見出している。また、被覆率を７０［％］よりも高く設定すると、トナー飛散による地汚れを急激に発生させ易くなることも経験的に見出している。地肌部電位（帯電手段による帯電電位）の絶対値と、直流現像バイアスの絶対値との差（前者＞後者）である地肌ポテンシャルを、５０［Ｖ］未満に設定すると、地汚れを急激に引き起こし易くなることも経験的に見出している。更には、かかる差を１５０［Ｖ］よりも大きく設定すると、キャリア付着や文字周囲抜けを急激に引き起こし易くなることも経験的に見出している。
【０１１２】
条件番号４にて、優れた細線文字再現性を実現しているのは、磁性キャリアとして体積抵抗率の比較的高いものを用いているためと考えられる。また、条件番号３にて、優れた粒状性を実現しているのは、磁性キャリアとして重量平均粒径の比較的小さなものを用いているからと考えられる。また、条件番号７にて、優れた粒状性を実現しているのは、現像ギャップを比較的狭く設定しているからと考えられる。また、条件番号８にて、優れた粒状性を実現しているのは、線速比を比較的大きく設定しているからと考えられる。また、条件番号１１にて、優れた粒状性を実現しているのは、トナー被覆率を比較的高く設定しているからと考えられる。また、条件番号９にて、ＨＴベタ部後端かすれのない画像を実現しているのは、「線速比」を比較的小さく設定しているからと考えられる。また、条件番号１１でＨＴベタ部後端かすれのない画像を実現しているのは、トナー被覆率を比較的高く設定しているからと考えられる。また、条件番号１３でＨＴベタ部後端かすれのない画像を実現しているのは、地肌ポテンシャルを比較的小さく設定しているからと考えられる。また、条件番号５にて文字周囲抜けのない画像を実現しているのは、磁性キャリアとして体積抵抗率の比較的低いものを用いているからと考えられる。また、条件番号７にて、文字周囲抜けのない画像を実現しているのは、現像ギャップを比較的狭く設定しているからと考えられる。また、条件番号８にて、文字周囲抜けのない画像を実現しているのは、線速比を比較的小さく設定しているからと考えられる。また、条件番号１３にて、文字周囲抜けのない画像を実現しているのは、地肌ポテンシャルを比較的小さく設定しているからと考えられる。また、条件番号２や４にて、キャリア付着を生じていないのは、磁性キャリアとして、体積抵抗率の比較的高いものを用いているからと考えられる。また、条件番号９にて、キャリア付着を生じていないのは、線速比を比較的小さく設定しているからと考えられる。また、条件番号１３にて、キャリア付着を生じていないのは、地肌ポテンシャルを比較的小さく設定したからと考えられる。また、条件番号１２にて、地汚れを生じていないのは、地肌ポテンシャルを比較的大きく設定しているからと考えられる。
【０１１３】
以上、本評価試験２の結果や経験則に鑑み、上記数１に示す式を満たした画像形成装置において、これに用いる現像剤中の磁性キャリアとして、次の（Ａ）〜（Ｂ）の条件を満たすことが好ましい。
（Ａ）重量平均粒径：２０〜６０［μｍ］
（Ｂ）体積抵抗率：１０9〜１０14［Ω・ｃｍ］
かかる構成の画像形成装置によれば、指定した磁性キャリアが用いられる限り、その重量平均粒径が小さすぎることによるキャリア付着や、その重量平均粒径が大きすぎることによる粒状性の著しい悪化を抑えることができる。また、その体積抵抗率が小さすぎることによるキャリア付着や、その体積抵抗率が大きすぎることによる粒状性及び耐文字周辺抜けの著しい悪化を抑えることができる。
【０１１４】
また、本複写機においては、上記数１に示す式を満たした画像形成装置において、次の（Ｃ）〜（Ｇ）の条件を満たすことが望ましい。
（Ｃ）現像ギャップの設定：２００〜４００［μｍ］
（Ｄ）線速比：１．２〜２．５
（Ｅ）剤搬送量：３５〜５５［ｍｇ／ｃｍ2］
（Ｆ）磁性キャリアに対するトナー被覆率：５０〜７０［％］
（Ｇ）地肌ポテンシャル：５０〜１５０［Ｖ］
上記（Ｃ）の条件を具備することにより、現像ギャップが狭すぎることによる現像スリーブ６５の表面へのトナー固着や、現像ギャップが広すぎることに粒状性及び耐文字周囲抜けの著しい悪化を抑えることができる。また、上記（Ｄ）の条件を具備することにより、線速比が小さすぎることによる画像濃度不足や、線速比が大きすぎることによるＨＴベタ部後端かすれの著しい悪化を抑えることができる。また、上記（Ｅ）の条件を具備することにより、剤搬送量が少なすぎることによる画像濃度不足や、剤搬送量が多すぎることによる感光体へのトナー固着を抑えることができる。また、上記（Ｆ）の条件を具備することにより、トナー被覆率が低すぎることによる画像濃度不足や、トナー被覆率が高すぎることによる地汚れを抑えることができる。また、上記条件（Ｇ）を具備することにより、地肌ポテンシャルが小さすぎることによる地汚れの著しい悪化や、地肌ポテンシャルが大きすぎることによるキャリア付着及び文字周囲抜けの著しい悪化を抑えることができる。
【０１１５】
なお、本評価試験２においては、マグネットローラ７２における各磁極の磁力及び配置位置や、上記ドクターギャップの広さをの設定により、剤搬送量を３５〜５５［ｍｇ／ｃｍ2］に調整している。このように、マグネットローラ７２やドクターブレード７３などの組合せが、現像領域におけるスリーブ表面の現像剤担持量である剤搬送量を調整する現像剤担持体量調整手段として機能している。
また、本評価試験２においては、上述のトナー補給装置を用いたトナー補給によって現像器６１内の現像剤のトナー濃度を所定の範囲内に維持させることで、磁性キャリアに対するトナーの被覆率を、５０〜７０［％］に調整している。このように、上記トナー補給装置やこれの動作を制御する上記制御部などの組合せが、被覆率調整手段として機能している。
【０１１６】
本評価試験２の結果は、順方向現像方式を採用した場合であるが、カウンター方向現像方式を採用した場合でも、同様の結果となることが確認されている。このときの評価試験における条件は、下記の表４に示すとおりである。なお、この評価試験では、感光体４０の線速を１２５［ｍｍ／ｓｅｃ］に固定し、現像スリーブの線速を調整することで線速比を制御した。なお、カウンター方向現像方式における好ましい線速比の条件は０．５〜１．５である。
【表４】
2007334217.tif 000015
【０１１７】
以上、本実施形態に係る画像形成装置としての複写機は、表面移動する潜像担持体としての感光体４０と、感光体４０の表面を露光することによりその表面に静電潜像を形成する露光手段としての光書込ユニット２１と、感光体４０と対向する位置に配置され、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が感光体４０の表面に接触するように現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体としての現像スリーブ６５と、感光体４０と現像スリーブ６５との間に所定の直流電圧を印加する電圧印加手段としての現像バイアス電源とを有し、現像スリーブ６５の表面が感光体４０の表面に対して連れ回り方向へ移動し、かつ、該現像スリーブ６５の線速Ｖｒ［ｍ／ｓｅｃ］が感光体４０の線速Ｖｐｃ［ｍ／ｓｅｃ］よりも速く設定されている。そして、本複写機は、感光体表面上の画像部と現像スリーブ表面との電圧差の絶対値Ｖ１［Ｖ］に対する、感光体表面上の非画像部と現像スリーブ表面との電圧差の絶対値Ｖ２［Ｖ］の比率が、上記数１に示す式を満たすように構成されている。上述したように、この比率が上記数１に示す式を満たすことにより、画像部を通過した現像剤穂先部が非画像部に対向したときに、その現像剤穂先部と非画像部との間に現像方向電界が形成されることがなくなる。その結果、画像部を通過した現像剤穂先部が非画像部に対向したときに、その現像剤穂先部に付着したトナーが非画像部に移動することを阻止でき、ハット画像が形成されるのを抑制できる。
この効果は、現像スリーブ６５の表面が感光体４０の表面に対してカウンター方向へ移動するように構成されていても、上記数１に示す式を満たすように構成されていれば、同様に得られる。
また、本実施形態においては、二成分現像剤中のトナーと磁性キャリアとの間の付着力が１０［ｎＮ］以下となり、二成分現像剤中のトナー含有率が１０［％］以下となるように構成されている。これにより、画像部の先端側に隣接する非画像部にトナーが現像されてハット画像が形成されるのを防止しつつ、良好な現像が行える。
また、本実施形態においては、現像剤中のトナーの平均帯電量と同じ極性で、かつ、帯電量の絶対値ｑとトナー粒径Ｔｄとの比率（ｑ／Ｔｄ）が０．１［ｆＣ／μｍ］以下であるトナーの含有率が２０［％］以下となるように構成されている。これにより、画像部の先端側に隣接する非画像部にトナーが現像されてハット画像が形成されるのを防止しつつ、良好な現像が行える。
また、本実施形態においては、二成分現像剤中の磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］以上６０［μｍ］以下となるように構成されている。これにより、重量平均粒径が小さすぎることによるキャリア付着や、その重量平均粒径が大きすぎることによる粒状性の著しい悪化を抑えることができる。
また、本実施形態においては、二成分現像剤中の磁性キャリアの体積抵抗率が１０9［Ω・ｃｍ］以上１０14［Ω・ｃｍ］以下となるように構成されている。これにより、体積抵抗率が小さすぎることによるキャリア付着や、その体積抵抗率が大きすぎることによる粒状性及び耐文字周辺抜けの著しい悪化を抑えることができる。
また、本実施形態においては、感光体４０と現像スリーブ６５との最小間隔（現像ギャップ）が２００［μｍ］以上４００［μｍ］以下となるように構成されている。これにより、現像ギャップが狭すぎることによる現像スリーブ６５の表面へのトナー固着や、現像ギャップが広すぎることに粒状性及び耐文字周囲抜けの著しい悪化を抑えることができる。
また、本実施形態においては、感光体４０との対向領域における現像スリーブ６５上の現像剤担持量（剤搬送量）が３５［ｍｇ／ｃｍ2］以上５５［ｍｇ／ｃｍ2］以下となるように構成されている。これにより、剤搬送量が少なすぎることによる画像濃度不足や、剤搬送量が多すぎることによる感光体へのトナー固着を抑えることができる。
また、本実施形態においては、二成分現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの被覆率が５０［％］以上７０［％］以下となるように構成されている。これにより、トナー被覆率が低すぎることによる画像濃度不足や、トナー被覆率が高すぎることによる地汚れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】（ａ）は、順方向現像方式において、画像部の先端側に隣接する非画像部にトナーが付着してハット画像が形成される現象を示す説明図。（ｂ）は、カウンター方向現像方式において、画像部の後端側に隣接する非画像部にトナーが付着してハット画像が形成される現象を示す説明図。
【図２】実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】同複写機におけるイエロー用のプロセスカートリッジとシアン用のプロセスカートリッジとの概略構成を示す拡大図。
【図４】同複写機における画像形成ユニット、中間転写ユニット、二次転写装置と、レジストローラ対、定着ユニットを示す拡大構成図。
【図５】同複写機における感光体の感光層を示す拡大断面図。
【図６】現像剤穂先部が非画像部に対向したときに形成される電界と現像剤穂先部の電荷量との関係を表したグラフ。
【図７】現像剤が画像部から非画像部へと移動したときの現像剤の電荷量変化を表したグラフ。
【図８】現像スリーブと感光体との間の電場を計算するためのモデルを説明するための模式図。
【図９】同電場の計算結果の一例を示すグラフ。
【図１０】トナーとキャリアとの間の付着力を求めるために用いる粉体付着力測定装置の測定セルの説明図。
【図１１】同測定セルの試料基板に粉体を付着させた状態の一例を示す説明図。
【図１２】トナーとキャリアとの間の付着力を求めるために用いる遠心分離装置の一部断面図。
【図１３】順方向現像方式の画像形成装置においてハット画像が発生するメカニズムを説明するために現像ニップ出口付近を拡大した模式図。
【図１４】カウンター方向現像方式の画像形成装置においてハット画像が発生するメカニズムを説明するために現像ニップ出口付近を拡大した模式図。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  中間転写ベルト
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋ  プロセスカートリッジ
２０  画像形成ユニット
２１  光書込ユニット
４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ  感光体
６１  現像器
６５  現像スリーブ
７２  マグネットローラ
１００  プリンタ部
２００  給紙装置
３００  スキャナ
４００  原稿自動搬送装置
【図１】
2007334217.tif 000018
【図２】
2007334217.tif 000019
【図３】
2007334217.tif 000020
【図４】
2007334217.tif 000021
【図５】
2007334217.tif 000022
【図６】
2007334217.tif 000023
【図７】
2007334217.tif 000024
【図８】
2007334217.tif 000025
【図９】
2007334217.tif 000026
【図１０】
2007334217.tif 000027
【図１１】
2007334217.tif 000028
【図１２】
2007334217.tif 000029
【図１３】
2007334217.tif 000030
【図１４】
2007334217.tif 000031