(57)【要約】【課題】接触転写方式を採用する場合において、超音波振動を利用して、より効果的に転写効率を向上させることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像を担持する像担持体１と、像担持体１と被転写体５１とが接触する転写部N１において、移動する像担持体１上のトナー像を移動する被転写体５１に転写させる転写部材５３と、上記転写のためのバイアスを転写部材５３に対して出力するバイアス出力手段Ｓ３と、を有する画像形成装置１００は、転写部Ｎ１の少なくとも一部に振動を伝搬するための超音波振動発生手段５５を有し、該超音波振動発生手段５５による超音波振動の印加位置Ｕは、被転写体５１の移動方向において、転写部Ｎ１の下流側で像担持体１と被転写体５１とが離間を開始する位置Ｄ又はその位置Ｄより下流に配置される構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と被転写体とが接触する転写部において、移動する前記像担持体上のトナー像を移動する前記被転写体に転写させる転写部材と、前記転写のためのバイアスを前記転写部材に対して出力するバイアス出力手段と、を有する画像形成装置において、
前記転写部の少なくとも一部に振動を伝搬するための超音波振動発生手段を有し、該超音波振動発生手段による超音波振動の印加位置は、前記被転写体の移動方向において、前記転写部の下流側で前記像担持体と前記被転写体とが離間を開始する位置又はその位置より下流に配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記離間を開始する位置は、前記被転写体の移動方向において、前記転写部にて前記被転写体に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置より上流に配置され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３】
前記超音波振動の印加位置は、前記被転写体の移動方向において、前記転写部にて前記被転写体に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置より上流に配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記被転写体は、前記像担持体からその上に転写されたトナー像を更に記録材に転写するための中間転写体であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体は、感光体であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、アモルファスシリコン系感光体であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記超音波振動発生手段は、前記超音波振動の印加位置において、超音波発生素子又は該超音波発生素子に接続された振幅拡張器を前記被転写体に接触させることを特徴とする請求項２〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記離間を開始する位置は、前記像担持体の移動方向において、前記転写部にて前記像担持体に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置より上流に配置され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９】
前記超音波振動の印加位置は、前記像担持体の移動方向において、前記転写部にて前記像担持体に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置より上流に配置されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体はその上に形成されたトナー像を記録材に転写するための中間転写体であり、前記被転写体は該中間転写体からトナー像が転写される記録材であることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記超音波振動発生手段は、前記超音波振動の印加位置において、超音波発生素子又は該超音波発生素子に接続された振幅拡張器を前記像担持体に接触させることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写体と、前記像担持体と前記中間転写体とが接触する一次転写部において、移動する前記像担持体上のトナー像を移動する前記中間転写体に一次転写させる一次転写部材と、前記一次転写のためのバイアスを前記一次転写部材に対して出力する一次転写バイアス出力手段と、前記中間転写体と記録材とが接触する二次転写部において、移動する前記中間転写体上のトナー像を移動する前記記録材に二次転写させる二次転写部材と、前記二次転写のためのバイアスを前記二次転写部材に対して出力する二次転写バイアス出力手段と、を有する画像形成装置において、
前記一次転写部の少なくとも一部に振動を伝搬するための超音波振動発生手段を有し、該超音波振動発生手段による超音波振動の印加位置は、前記中間転写体の移動方向において、前記一次転写部の下流側で前記像担持体と前記中間転写体とが離間を開始する位置又はその位置より下流に配置され、前記離間を開始する位置は、前記移動方向において、前記一次転写部にて前記中間転写体に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置より上流に配置されることを特徴とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
更に、前記二次転写部の少なくとも一部に振動を伝搬するための第２の超音波振動発生手段を有し、該第２の超音波振動発生手段による超音波振動の印加位置は、前記中間転写体の移動方向において、前記二次転写部の下流側で前記中間転写体と前記記録材とが離間を開始する位置又はその位置より下流に配置され、前記中間転写体と前記記録材とが離間を開始する位置は、前記中間転写体の移動方向において、前記二次転写部にて前記中間転写体に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置よりも上流に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記像担持体は、アモルファスシリコン系感光体であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記超音波振動発生手段は、前記超音波振動の印加位置において、超音波発生素子又は該超音波発生素子に接続された振幅拡張器を前記中間転写体に接触させることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記第２の超音波振動発生手段は、前記超音波振動の印加位置において、超音波発生素子又は該超音波発生素子に接続された振幅拡張器を前記中間転写体に接触させることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかの項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、静電記録方式等によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、より詳しくは、像担持体から被転写体へのトナー像の転写工程時に超音波振動を利用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーを用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成方法として代表的なものに電子写真方式の画像形成方法がある。電子写真方式の画像形成方法は、電子写真用感光体（以下「感光体」という。）上に画像情報に基づく静電潜像を形成する。そして、その静電潜像を、微小な熱可塑性の着色粒子であるトナーで静電的に現像して、感光体上にトナー像を形成する。その後、そのトナー像を、所望の画像記録媒体（記録材）、例えば、記録材などに静電的に転写する。次に、記録材上のトナー像を加熱・加圧して、記録紙に定着し、最終的に記録材上に永久定着像を形成する。
【０００３】
又、従来、上述のような電子写真方式等を用いてフルカラー画像等のカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置が広く用いられている。このカラー画像形成装置には、次のようなものがある。即ち、感光体上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを独立して形成する。そして、各色のトナー像を、記録材搬送部材上に電気的又は機械的に保持された記録材に順次重ねて転写することによって、カラー画像を形成する。このようなカラー画像形成装置には、記録材搬送部材としてドラム状の転写ドラムを用いる転写ドラム方式、或いは記録材搬送部材としてベルト状の転写ベルトを用いる転写ベルト方式などがある。
【０００４】
更に、カラー画像形成装置としては、感光体上のトナー像を一旦中間転写体上に一次転写する中間転写方式のものがある。この方式の画像形成装置では、中間転写体上に一次転写された複数色のトナー像を記録材に一括して二次転写する。
【０００５】
中間転写方式は、装置構成の自由度があること、様々な記録材に対応可能なことから近年急速に普及している。
【０００６】
中間転写方式の画像形成装置では、像担持体としての感光体から被転写体としての中間転写体へのトナー像の転写部（一次転写部）がある。又、像担持体としての中間転写体から被転写体としての記録材へのトナー像の転写部（二次転写部）がある。以下、中間転写方式の画像形成装置における一次転写部を例にして、従来の転写方法について更に説明する。
【０００７】
感光体上のトナー像を中間転写体に移動（転写）させる方式としては、従来、一般的に静電方式が採用される。即ち、トナー像を中間転写体に移動（転写）させる際に、感光体と中間転写体との間に電界が形成される。そして、感光体上のトナー像に対して感光体とトナーの付着力よりも大きい静電気力を中間転写体方向に作用させる。これにより、感光体上のトナー像を静電的に中間転写体へ移動（転写）させる。
【０００８】
このとき、感光体と中間転写体とは、通常、接触した状態でトナー像の転写が行われる。仮に、相互が離間した構成の場合、静電的に飛翔するトナーの移動距離が大きく増大するため、結果としてトナー像の乱れ（飛び散り、ブラー）と呼ばれる画像欠陥の原因となる。これは、感光体上のトナー像と中間転写体との間に形成される電界が、回避できない構成上の問題でプレ・ポストニップ領域では理想的な平行電界とならないことが大きな原因である。又、感光体と中間転写体とが離間した状態で高電圧を印加すると、ある閾値以上で放電が発生して、トナー像の一部が逆極性に帯電されて転写効率が減少してしまう。これもまた画像欠陥の原因となる。
【０００９】
上述のような静電転写方式では、トナー像の中間転写体への転写効率は、トナー像に印加される電界の強さ及び感光体とトナーの付着力に大きく依存する。
【００１０】
トナー像に印加される電界の強さは、トナーの帯電量（電荷量）、トナー量等から決定される。しかし、感光体とトナーの付着力は、同じ転写電界の下で、トナー形状の不均一性、現像時のトナー像への圧力のかかり方、現像によって形成されるトナー層厚の不均一性などによって変動する。又、このトナーの付着力は、転写時のトナー像への圧力のかかり方、更には被転写体の表面凹凸、電気物性ムラなどによって変動する。そのため、転写効率は変動しやすく、転写ムラを起こす原因となる。
【００１１】
この転写効率の変動を防止しようとして単純に転写電界を強くしていくと、所謂、パッシェン放電が生じてトナー像に印加される電界の強さが低下したり、トナー像の一部が逆極性に帯電されたりする。そして、転写効率が逆に減少してしまう。一般的に、静電転写における転写効率は１００％に達することはなく、ある電界強度値でピークを示し、その値は通常８０％から９０％、最大でも９５％である。
【００１２】
他方、感光体や中間転写体に対するトナーの付着力は、ファン・デル・ワールス力、静電気力、液架橋力からなることは一般によく知られている。これらの付着力のうち、ファン・デル・ワールス力は、トナー粒径に依存し、液架橋力は、基礎粉体工学講座・２粒子間相互作用（粉体工学会誌  Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．７、ｐ．２７−５１  （１９８５））によれば常湿環境下では定数と見なすことができる。
【００１３】
ここで、電子写真方式において用いられる感光体の感光層を形成する光導電材料としては、次のような特性が重要である。即ち、高感度で、ＳＮ比［光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）］が高く、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有すること等の特性である。特に、例えば事務機としてオフィスで使用される画像形成装置内に組み込まれる感光体の場合には、大量に、且つ、長期にわたり使用されることを考えると、画質、画像濃度の長期安定性も重要な点である。この様な点に優れた性質を示す光導電材料を用いた感光体として、アモルファスシリコン系感光体（ａ−Ｓｉ感光体）がある。
【００１４】
しかし、例えば、感光体としてアモルファスシリコン系感光体を用いるような場合には、現像コントラストに対し十分な現像性を確保するために、より高いトナー帯電量が必要となる。結果として、有機感光体と比較して静電気力は増大することになる。
【００１５】
このため、例えば、感光体としてアモルファスシリコン系感光体を用いる場合には、感光体から中間転写体へのトナー像の転写に必要な電界の強さを、有機感光体を用いる場合よりも強くすることが望まれる。即ち、帯電量の高いトナーを転写するためには、最も一般的には、単純に転写電界を強めることが考えられる。
【００１６】
その結果、上述のように放電が生じて、感光体から中間転写体へトナー像を転写するのに必要な転写電界の強さが低下したり、トナーの一部が逆極性に帯電したりすることがある。このため、転写効率が減少してしまい、転写効率は８０％以下しか確保できず、転写ムラが顕著になることがある。
【００１７】
カラー画像の場合、感光体上にそれぞれ独立に形成した各色トナー像を順次重ねて転写していくものであるため、単色画像の場合よりも転写ムラが発生し易い。又、各色のトナー像を転写する毎に発生した転写ムラが累積され、濃度ムラが顕著になりやすい。
【００１８】
一般に流動性を向上させるために現像剤中に添加されるシリカ粒子として表面エネルギーを低下させる疎水化処理を施した疎水性シリカを用いることにより、トナーの転写効率を高めることができる。即ち、感光体上にトナー像を形成した際に、この疎水性シリカをトナー像と感光体との間に介在させてトナー像と感光体との付着力を低減させる。しかし、この方法のみで転写効率を向上させるのには限界がある。
【００１９】
又、像担持体上に形成された静電潜像に無色透明なトナーを現像させ、その上に着色トナーを重ねて現像させることにより画像を形成する方法がある。しかし、トナー像を被転写材に転写した後の像担持体上に透明トナーが多量に残留するので、次の画像形成を行う前にこの透明トナーをクリーニング装置を用いて清掃除去しなければならない。そのため、回収・廃棄されるトナーが増大する。
【００２０】
一方、転写の際に感光体と中間転写体とを接触させることにより転写を行う静電転写方式には、一般的に、次のような課題もある。
【００２１】
転写中に感光体と中間転写体との間に存在するトナー層が過度の圧力を受けた場合、転写された線画像中央部に穴のような画像欠陥（中抜け、ホローキャラクタ）が発生することがある。この画像欠陥の発生プロセスは次の通りであると考えられる。
【００２２】
図１５（ａ）は、転写直前の状態を示しており、感光体１の表面上に形成されたトナー像ｔと、それらの下部に中間転写体５１が位置している。次に、図１５（ｂ）は、転写ニップで感光体１と中間転写体５１とが近接した時、線画像のトナー層に圧力が作用した状態を示している。この時、線画像の端部では矢印で示すように横方向へのトナーの移動が可能なため、この端部領域ではトナーが変形しにくい。一方、線画像中央部のトナーの周囲にはトナーが存在するため、これらを押しのけて移動するのが困難である。この場合、転写ローラ５３（図示せず）の圧力作用から逃れることができず、トナーの変形が発生する。尚、図中、変形量が増大したトナーは区別している。更に、図１５（ｃ）で示したように、転写ニップの中央部では感光体１と中間転写体５１との距離がさらに短くなり、全体的にトナーの変形量が増大する。しかし、線画像中央部のトナーが端部のトナーよりも変形量が大きいことは図１５（ｂ）と同様である。この時、トナーは、その変形に伴い、トナー、或いは感光体１及び中間転写体５１との接触面積が増大する。つまり、周囲のトナーや感光体１及び中間転写体５１との付着力が大きく増大する。ここでの付着力はファン・デル・ワールス力などの分子間力である。
【００２３】
その結果として、線画像中央部では、トナーと感光体１及び中間転写体５１との付着力が増大することとなる。その後、図１５（ｄ）に示すようにトナー層が転写ニップを通過し始めるとトナー層への圧力が解放される。この時、トナーの変形量が弾性領域である変形量が小さいものは圧力の解放とともに変形が減少し、同時に増大していた付着力も圧力付与前の大きさに戻る。しかし、線画像中央部のトナーは変形量が塑性変形領域に達するほどに大きいため、圧力が解放されても変形量がある程度保存されたままとなる。このことは弾性ヒステリシス（弾性履歴現象）と呼ばれている。その結果、付着力が増大した状態が保持され、この大きく増大したトナー同士の付着力（＝凝集力）及びトナーと感光体１との付着力は、感光体１から中間転写体５１にトナーを移動させる力、つまり静電気力よりも遙かに大きい。
【００２４】
そのため、線画像の端部では静電気力によりトナーが移動することが可能であるが、線画像中央部のトナーは感光体１との増大した付着力により転写不能となる。最終的に、それは図１６（ｂ）に示すような中抜けという現象で観察される。尚、図１６（ａ）は中抜けが未発生の正常画像を示している。
【００２５】
ここで、上述の説明は、中間転写方式の画像形成装置における一次転写部を例にして、トナーと感光体及び中間転写体との間の関係について説明した。しかし、同様のことはトナーと中間転写体、記録材との間でも当てはめることができる。
【００２６】
このような中抜けの発生は、感光体の表面性を中間転写体よりも低減し、凝集が発生しないようにトナー粒子の凝集性を低減することで多少改善される。更には、転写ローラによるトナー層へ作用する圧力値を低減し、静電気力の強度を増大するなど、これらのバランスを考慮することにより多少改善される。しかし、これらの条件を満足する材料や手段が現時点で十分に開発されていない。更に、安定した圧力制御が困難であるなどにより、このような条件を満足することは困難である。
【００２７】
ところで、特許文献１には、転写領域においてベルト状の像担持体に超音波振動発生手段を接触させて像担持体を振動させることにより、像担持体と記録紙の接触状態を向上させトナー像の転写効率を高める方法が開示されている。
【００２８】
又、特許文献２には、像担持体に機械的振動付与装置を接触させて像担持体に振動を与えるか、像担持体と非接触に配置した超音波振動発生手段から超音波を放射して像担持体を振動させる方法が開示されている。特許文献２には、像担持体を振動させると共に、像担持体と被転写体との間に電界を与えることが記載されている。これにより、特許文献２の方法では、静電気力と機械的な振動とを併用して、より高い転写効率でトナー像を転写する。
【００２９】
特許文献３には、転写領域においてベルト状感光体の内周側に非接触に配置された超音波放射手段から、ベルト状感光体と記録材に所定波長の超音波を放射する方法が開示されている。この方法では、ベルト状感光体の外周側に対向して配置された電界付与手段（転写手段）からベルト状感光体と記録材との間に電界を付与する。又、特許文献３には、中間転写体の内周側において、電界付与手段の感光ドラムの移動方向下流側に超音波放射手段を隣接して配置する方法も記載されている。
【００３０】
更に、上述の中抜けを回避するために、特許文献４には、感光体と中間転写体とが非接触であり、感光体に対向して中間転写体内に配置された超音波振動発生手段によりトナーを感光体上から剥離する方法が開示されている。この方法では、転写領域下流側に設けられた電荷付与手段により中間転写体裏面に電荷が付与されることがある。
【特許文献１】特許第３０８０３２６号公報
【特許文献２】特開昭５２−１２６２３０号公報
【特許文献３】特開２００１−１００５４６号公報
【特許文献４】特開２００１−１１７３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
上述のように、例えば、アモルファスシリコン系感光体を用いるような場合には、最適なトナー帯電量（トリボ：トナーの単位重量あたりの電荷量Ｑ／Ｍ）は、有機感光体に比べて高くなる。結果として、像担持体たる感光体とトナーとの間の静電的な付着力が増大するため、転写効率が低下しやすい。
【００３２】
そこで、このような場合における転写効率の低下を補う目的で、転写工程時に印加する転写バイアスを高く設定することが考えられる。しかし、上述のように、この場合には、放電の発生、トナーの帯電極性の反転などにより転写効率が減少することがある。
【００３３】
又、例えば、アモルファスシリコン系感光体を用いる場合のように、トナーの像担持体に対する付着力が増大する場合には、良好な転写効率が得られる転写バイアスのラティチュード（転写ラティチュード）が狭くなりやすい。
【００３４】
一方、接触転写方式を採用する場合には、一般的に、上述のような中抜けといった別の課題もある。中抜けの発生を抑制するためには、転写効率を向上して像担持体と被転写体との当接圧を低減することが有効である。
【００３５】
ここで、転写効率の向上のためには、上述のような超音波振動の利用が有効である。
【００３６】
しかしながら、超音波振動を利用する上記いずれの方法も、転写部にて像担持体と被転写体とを接触させ、又、その下流側近傍で離間させる構成においては効率的な構成とはなっていなかった。即ち、上記いずれの方法も、このような構成において効率的に超音波振動を伝搬させ、効果的に転写効率を向上させ得るようにはなっていなかった。そのため、このような構成において、従来の方法により所望の超音波振動の効果を得ることは困難であった。
【００３７】
このように、従来、像担持体とトナーとの間の付着力を低減させ、像担持体から被転写体へのトナー像の転写効率の向上、転写ラティチュードの拡大を図ることが望まれる。又、転写部における被転写体に対する転写部材の当接圧を軽減することを可能として、中抜けの発生を抑制することも望まれる。
【００３８】
従って、本発明の目的は、接触転写方式を採用する場合において、超音波振動を利用して、より効果的に転写効率を向上させることのでき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】
【００３９】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と被転写体とが接触する転写部において、移動する前記像担持体上のトナー像を移動する前記被転写体に転写させる転写部材と、前記転写のためのバイアスを前記転写部材に対して出力するバイアス出力手段と、を有する画像形成装置において、前記転写部の少なくとも一部に振動を伝搬するための超音波振動発生手段を有し、該超音波振動発生手段による超音波振動の印加位置は、前記被転写体の移動方向において、前記転写部の下流側で前記像担持体と前記被転写体とが離間を開始する位置又はその位置より下流に配置されることを特徴とする画像形成装置である。
【００４０】
本発明の他の態様によると、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写体と、前記像担持体と前記中間転写体とが接触する一次転写部において、移動する前記像担持体上のトナー像を移動する前記中間転写体に一次転写させる一次転写部材と、前記一次転写のためのバイアスを前記一次転写部材に対して出力する一次転写バイアス出力手段と、前記中間転写体と記録材とが接触する二次転写部において、移動する前記中間転写体上のトナー像を移動する前記記録材に二次転写させる二次転写部材と、前記二次転写のためのバイアスを前記二次転写部材に対して出力する二次転写バイアス出力手段と、を有する画像形成装置において、前記一次転写部の少なくとも一部に振動を伝搬するための超音波振動発生手段を有し、該超音波振動発生手段による超音波振動の印加位置は、前記中間転写体の移動方向において、前記一次転写部の下流側で前記像担持体と前記中間転写体とが離間を開始する位置又はその位置より下流に配置され、前記離間を開始する位置は、前記移動方向において、前記一次転写部にて前記中間転写体に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置より上流に配置されることを特徴とすることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、接触転写方式を採用する場合において、超音波振動を利用して、より効果的に転写効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４３】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置の概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な複写機である。又、本実施例では、画像形成装置１００は、中間転写方式を採用している。
【００４４】
画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）に設けられた原稿読み取り装置（リーダ部）Ｒからの画像情報信号に従って、画像形成部（プリンタ部）Ｇにおいて記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート等に画像を形成して出力する。又、画像形成装置１００は、装置本体に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部装置から送信された画像情報に従って画像を形成することもできる。
【００４５】
例えば、装置本体が備えるコピー・キー（図示せず）が押されると、リーダ部Ｒにおいて、原稿台ガラス３１上に載せられた原稿３０は、露光ランプ３２により露光走査される。これにより、原稿３０からの反射光像は、ＣＣＤ等のフルカラーセンサ３４に集光され、カラー色分解画像信号が得られる。このフルカラーセンサ３４は、原稿３０を多数の画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を発生する。
【００４６】
図２を参照して、フルカラーセンサ３４から出力された画像信号は、アナログ信号処理部３０１に入力されて、ゲインやオフセットが調整される。その後、この画像信号は、Ａ／Ｄ変換部３０２で各色成分毎に、例えば８ｂｉｔ（０〜２５５レベル：２５６階調）のＲＧＢデジタル信号に変換される。このＲＧＢデジタル信号は、シェーディング補正部３０３において、公知のシェーディング補正が施される。シェーディング補正では、色毎に基準白色板（図示せず）を読み取った信号を用いて、一列に並んだＣＣＤのセンサセル群一つ一つの感度バラツキを無くすために、一つ一つのＣＣＤセンサセルに対応させてゲインを最適化する。
【００４７】
ラインディレイ部３０４は、シェーディング補正部３０３から出力された画像信号に含まれている空間的ずれを補正する。この空間的ずれは、フルカラーセンサ３４の各ラインセンサが、副走査方向に、互いに所定の距離を隔てて配置されていることにより生じたものである。具体的には、Ｂ色成分信号を基準として、Ｒ及びＧの各色成分信号を副走査方向にライン遅延し、三つの色成分信号の位相を同期させる。
【００４８】
入力マスキング部３０５は、ラインディレイ部３０４から出力された画像信号の色空間を、下記式（１）のマトリクス演算により、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する。つまり、フルカラーセンサ３４から出力された各色成分信号の色空間は、各色成分のフィルタの分光特性で決まっているが、これをＮＴＳＣの標準色空間に変換する。
【００４９】
【数１】
2007140413.tif 000003
【００５０】
ＬＯＧ変換部３０６は、例えばＲＯＭなどからなるルックアップテーブル（ＬＵＴ）で構成され、入力マスキング部３０５から出力されたＲＧＢ輝度信号をＣＭＹ濃度信号に変換する。
【００５１】
ライン遅延メモリ３０７は、黒文字判定部（図示せず）が入力マスキング部３０５の出力から制御信号ＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮなどを生成する期間（ライン遅延）分、ＬＯＧ変換部３０６から出力された画像信号を遅延する。
【００５２】
ダイレクトマッピング部３０８は、ライン遅延メモリ３０７から出力された画像信号からプリンタ部Ｇへ、例えば８ｂｉｔの色成分画像信号として、３次元ＬＵＴを参照しダイレクトに出力する。ダイレクトマッピングは、例えば、色空間内のＬ＊ａ＊ｂ＊やＲＧＢなどの三つの入力信号を与える。これにより、その色を再現するために必要な出力色空間内の信号値を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の信号として出力する。この色変換法では、マトリクス演算を必要とせず、非線形な変換が可能となる。このことから、ＵＣＲの設定など色変換の自由度が大幅に向上し、載り量をコントロールしながら、所望の色再現を可能にすることができる。
【００５３】
γ補正部３０９は、画像信号をプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるために、ダイレクトマッピング部３０８から出力された画像信号に濃度補正を施す。
【００５４】
出力フィルタ（空間フィルタ処理部）３１０は、ＣＰＵ（図示せず）からの制御信号に従って、γ補正部３０９から出力された画像信号にエッジ強調又はスムージング処理を施す。
【００５５】
ＬＵＴ３１１は、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致させるためのもので、例えばＲＡＭなどで構成され、その変換テーブルは、ＣＰＵ（図示せず）によって設定されるものである。
【００５６】
パルス幅変調器（ＰＷＭ）４００は、入力された画像信号のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力し、そのパルス信号は半導体レーザ素子（図示せず）を駆動するレーザドライバ５０１へ入力される。
【００５７】
半導体レーザ素子（図示せず）から放射されたレーザ光Ｅは、回転多面鏡（ポリゴンミラー）によって掃引される。そして、このレーザ光Ｅは、ｆ／θレンズ等のレンズ、及びレーザ光Ｅを第１の像担持体としての感光ドラム１の方向に指向させる固定ミラーによって、感光ドラム１上にスポット結像される。
【００５８】
かくして、レーザ光Ｅは、感光ドラム１の回転軸とほぼ平行な方向（主走査方向）にこの感光ドラム１を走査する。又、感光ドラム１の回転方向（副走査方向）に繰り返し感光ドラム１を走査することで、感光ドラム１上に静電像（潜像）が形成される。
【００５９】
プリンタ部Ｇにおいて、第１の像担持体としてのドラム状の感光体、即ち、感光ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転自在に支持されている。感光ドラム１の周りには、除電手段としての除電光源１１、帯電手段としての帯電器２、露光手段としてのレーザ露光光学系３、表面電位センサ１２が配置されている。又、感光ドラム１の周りには、回転式現像装置４０、転写装置５、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ６が配置されている。
【００６０】
回転式現像装置４０は、図中矢印Ｂ方向に回転可能なロータリー（現像器支持体、回転体）の内部に、４個の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが配置されている。各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成するためのものである。ロータリー４１が回転することで、画像信号に応じて所定の現像器が感光ドラム１に対向した現像位置へ移動される。本実施例では、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、現像剤として二成分現像剤を用いる二成分現像方式を採用している。
【００６１】
尚、本実施例では、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の現像器であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。
【００６２】
現像器４内には、現像剤として、非磁性樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを有する二成分現像剤が収容されている。又、現像器４には、現像剤担持体として、回転可能な現像スリーブが設けられている。現像スリーブ内には、磁界発生手段として、マグネットローラが固定配置されている。これにより、トナーが表面に付着したキャリアを磁気力により現像スリーブ上に保持することができる。そして、現像スリーブの回転によって、現像スリーブ上に担持されたトナー（本実施例では粒径７μｍ）とキャリア（本実施例では粒径３５μｍ）とを備えた二成分現像剤が、現像スリーブと感光体との対向部近傍（現像領域）へ搬送される。
【００６３】
転写装置５は、第２の像担持体として、図中矢印Ｃ方向に走行（周回移動）する無端状の中間転写体である中間転写ベルト５１を有する。中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５１、一次転写部材としての一次転写ローラ５３、下流押し上げローラ５４ａ、上流押し上げローラ５４ｂ、二次転写対向部材としての二次転写対向ローラ５６、テンションローラ５８ａ、５８ｂに掛け回されている。離間位置制御部材としての下流押し上げローラ５４ａは、感光ドラム１から中間転写ベルト５１が離間する位置を制御する。接触位置制御部材としての上流押し上げローラ５４ｂは、感光ドラム１に中間転写ベルト５１が接触する位置を制御する。下流押し上げローラ５４ａ、上流押し上げローラ５４ｂは、その軸線方向両端部に設けられた付勢手段により、感光ドラム１の方向に押圧される。
【００６４】
本実施例では、中間転写ベルト５１は、誘電体シート部材で構成される。中間転写ベルト５１を構成する誘電体シート材料としては、例えば、エンジニアリングプラスチックのフィルム形状シートを用いることができる。例えば、ＰＥＴ、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエーテルケトン、ポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニリンスルフィド、ポリウレタン、シリコン樹脂、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルスルホン、ポリサルフォン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルイミド、芳香族ポリイミド等、エンジニアリングプラスチックのフィルム形状シートである。本実施例では、この誘電体シート材料として、機械特性、電気的特性及び難燃性等の点から、ポリイミド樹脂を使用した。又、本実施例では、中間転写ベルト５１の体積抵抗率は、導電性フィラーを添加することで１０9Ωｃｍとした。又、本実施例では、中間転写ベルト５１として、厚さ１００μｍのシームレスタイプのものを用いた。
【００６５】
ローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ５３は、総圧１．０ｋｇ重／ｃｍ2（片荷重０．５ｋｇ重／ｃｍ2）で、中間転写ベルト５１の内周面に当接する。これにより、中間転写ベルト５１は感光ドラム１と接触して、一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。この一次転写ローラ５３の当接圧は、例えば、従来総圧１．４ｋｇ重／ｃｍ2とされていたのに対し比較的軽圧である。これは、中抜けを回避するために有利である。
【００６６】
画像形成時には、感光ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、除電光源１１で均一に除電を受けた後、帯電器２により一様に帯電される。その後、感光ドラム１は、上述のように、画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｅで露光走査される。これによって、感光ドラム１上に、画像信号に対応した静電像（潜像）が形成される。
【００６７】
ここで、本実施例では、除電光源１１は、除電光の波長及び光量を厳密にコントロールできるＬＥＤアレイである。又、本実施例では、感光ドラム１は、直径８４ｍｍの回転ドラム型の感光体であり、光導電材料として水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を用いるアモルファスシリコン系感光体である（詳しくは後述する。）。感光ドラム１は、図中矢印Ａ方向（反時計方向）に２００ｍｍ／ｓｅｃの表面移動速度（周速度、プロセススピード）にて回転駆動される。
【００６８】
又、本実施例では、帯電器２は、感光体１に当接された接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電器である。即ち、磁気ブラシ帯電器２は、回転可能な非磁性のスリーブを有し、このスリーブにマグネットの磁力により導電性磁性粒子が付着されている。この磁気ブラシ帯電器２には、帯電バイアス出力手段としての帯電バイアス電圧印加電源Ｓ１（図３）から、直流電圧−６００Ｖの帯電バイアスに対して矩形状の交番電圧２ＭＨｚ、２５０Ｖｐｐ（ピーク間電圧）を重畳したバイアスが印加される。これによって、電荷注入帯電によって感光体１の外周面がほぼ−４５０Ｖに一様に帯電される。
【００６９】
次に、回転式現像装置４０を回転させて感光ドラム１に対向した現像位置へ所定の現像器４を移動させる。感光ドラム１上の静電像は、現像器４により二成分現像剤で反転現像される。これにより、感光ドラム１上に、樹脂を基体とした負に帯電された可視画像（トナー像）が形成される。ここで、反転現像とは、感光ドラム１の光で露光された領域に、潜像と同極性に帯電したトナーを付着させてこれを可視化する現像方法である。現像器４の現像スリーブには、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電圧印加電源Ｓ２（図３）から、直流電圧−３００Ｖのバイアスに対して矩形状の交番電圧２ｋＨｚ、１．８ｋＶｐｐを重畳したバイアスが印加される。
【００７０】
感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の回転に伴って、感光ドラム１と中間転写ベルト５１とが当接する一次転写部Ｎ１に到達する。この時、一次転写ローラ５３に印加される一次転写バイアスによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５１へ転写（一次転写）される。ここで、一次転写ローラ５３には、一次転写バイアス出力手段としての一次転写バイアス電圧印加電源Ｓ３（図３）から、定電圧制御による直流電圧＋５００Ｖが印加される。
【００７１】
一次転写部Ｎ１の直後の、一次転写部材５３と下流押し上げローラ５４ａとの間の中間転写ベルト５１の内周側には、一次転写部Ｎ１の少なくとも一部に振動を伝搬するための超音波振動発生手段として、超音波振動発生器５５が設けられている。超音波振動発生器５５は、超音波振動子（超音波共振子，超音波発生素子）５５ａと、超音波振動子５５ａが発生する振動を機械的に増幅する振幅拡張器としてのホーン５５ｂと、を有する。超音波は、一般に、振動数が２０ｋＨｚ以上の音波をいう。本実施例では、超音波振動発生器５５の超音波振動子５５ａは、駆動電源として２０〜２００ｋＨｚの周波数の交流電源Ｓ５（図３及び図４）に接続されている。超音波振動発生器５５の超音波振動子５５ａは、この交流電源Ｓ５により励振される。又、本実施例では、超音波振動発生器５５のホーン５５ｂは、中間転写ベルト５１の裏側（内周面）に密接して共振し、感光ドラム１上に形成されたトナー像を揺り動かすことによって、これを感光ドラム１から機械的に剥離させる。このように、超音波振動発生器５５は、感光ドラム１上からのトナーの剥離を促進する。超音波発生器５５については、後述して更に詳しく説明する。
【００７２】
一次転写部Ｎ１でトナー像が転写された中間転写ベルト５１は、その上にトナー像を担持したまま、次のトナー像の一次転写を行うために移動する。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述の動作を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について繰り返し、中間転写ベルト５１上に、これらの色のトナー像が重ね合わされた多重トナー像が形成される。
【００７３】
ここで、本実施例では、中間転写ベルト５１は、図中矢印Ｃ方向（時計方向）に、感光ドラム１の表面移動速度と略等速、即ち、２００ｍｍ／ｓｅｃの表面移動速度（周速度、プロセススピード）で周回移動する。感光ドラム１と中間転写ベルト５１とは、接触部において実質的に同一方向に移動する。
【００７４】
一次転写終了後、感光ドラム１の表面は、クリーニングブレード、ファーブラシ、スクイシートを備えたドラムクリーナ６によって残留トナーを清掃され、感光ドラム１は再度画像形成工程に供される。
【００７５】
こうして、中間転写ベルト５１上に所望の色数のトナー像を重畳転写し終えると、この時までに、記録材Ｐが、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ５７とが当接する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２に送られてくる。記録材Ｐは、給紙カセット７から送り出され、一度レジストローラ部８２にその先端が突き当たることで停止させられる。そして、記録材Ｐは、中間転写ベルト５１上に形成された画像が記録材Ｐの所定の位置に転写されるようにタイミングを合わされて、レジストローラ８２から所定のタイミングで二次転写部Ｎ２に供給される。
【００７６】
ここで、本実施例では、記録材Ｐは、二次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト５１の表面移動速度と略等速、即ち、２００ｍｍ／ｓｅｃの表面移動速度で搬送される。中間転写ベルト５１と記録材Ｐとは、接触部において実質的に同一方向に移動する。
【００７７】
中間転写ベルト５１上のトナー像は、二次転写部Ｎ２に到達した記録材Ｐに、二次転写ローラ５７に印加される二次転写バイアスによって転写（二次転写）される。ここで、二次転写ローラ５７には、二次転写バイアス出力手段としての二次転写バイアス電圧印加電源Ｓ４（図３）から、定電圧制御による直流電圧＋２５００Ｖが印加される。
【００７８】
トナー像を転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト５１から分離されて、定着手段としての熱ローラ定着器９へと搬送される。熱ローラ定着器９は、熱と圧力によってトナーを記録材Ｐ上に固着させる。トナー像が定着された記録材Ｐは、その後トレイ１０に排出される。
【００７９】
他方、二次転写終了後、中間転写ベルト５１は、クリーニングブレード、スクイシートを備えた中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ５５によって残留トナーを清掃され、中間転写ベルト５１は再度画像形成工程に供される。尚、ベルトクリーナ５５は、多色画像形成中は最終色のトナー像が一次転写されるまで中間転写ベルト５１から離間しており、単色画像形成時は常時中間転写ベルト５１に当接するように制御される。
【００８０】
自動で両面画像を形成する場合には、上述のようにして第１面（表面）に画像が形成された記録材Ｐを、記録材反転パスを通過させ、上記同様の一連プロセスを繰り返すことにより、第２面（裏面）にも画像を形成することができる。
【００８１】
本実施例では、図３に示すように、各電源Ｓ１〜Ｓ５からの電圧印加タイミング、印加電圧値等を含む画像形成装置１００の動作は、画像形成制御部が備える制御手段としてのＣＰＵ３００が統括的に制御する。
【００８２】
［感光体］
＜アモルファスシリコン系感光体＞
次に、感光体について更に説明する。本実施例では、感光体としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系感光体を使用する。アモルファスシリコン系感光体には次のようなものがある。
【００８３】
画像形成装置用のアモルファスシリコン系感光体として、光導電材料に水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」ともいう。）を用いたａ−Ｓｉ：Ｈ感光体がある。ａ−Ｓｉ：Ｈ感光体は、一般的には、次のようにして作製することができる。即ち、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、この支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉから成る光導電層を形成する方法である。中でもプラズマＣＶＤ法、即ち、原料ガスを直流又は高周波或いはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして実用に付されている。
【００８４】
又、画像形成装置用のアモルファスシリコン系感光体として、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素として含むアモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｘ」ともいう。）の光導電層からなる感光体がある。ａ−Ｓｉにハロゲン原子を１乃至４０原子％含有させることにより、耐熱性が高く、画像形成装置用感光体の光導電層として良好な電気的、光学的特性を得ることができる。
【００８５】
又、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、更には経時的安定性の改善を図るために、次のような感光体がある。即ち、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術がある。
【００８６】
又、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体についての技術がある。又、表面層として、シリコン原子と炭素原子と４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用いる技術がある。
【００８７】
更に、水素を１０〜４０原子％含有し、赤外吸収スペクトルの２１００ｃｍ-1と２０００ｃｍ-1の吸収ピークの吸収係数比が０．２〜１．７であるａ−Ｓｉ：Ｈを光導電層に用いることにより高感度で高抵抗な画像形成装置用感光体が得られる。
【００８８】
一方、アモルファスシリコン系感光体の画像品質向上のために、感光体表面近傍の温度を３０乃至４０℃に維持して帯電、露光、現像及び転写といった画像形成行程を行うことがある。これにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗の低下と、それに伴って発生する画像流れを防止する技術がある。
【００８９】
上述のような技術により、画像形成装置用感光体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質の向上を図ることができる。
【００９０】
次に、図１０を参照して、アモルファスシリコン系感光体の層構成について更に説明する。図１０は、画像形成装置用感光体の層構成を説明するための模式的構成図である。
【００９１】
図１０（ａ）に示す画像形成装置用感光体１は、感光体用としての支持体１０１の上に、感光層１０２が設けられている。感光層１０２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘから成り光導電性を有する光導電層１０３で構成されている。
【００９２】
図１０（ｂ）に示す画像形成装置用感光体１は、感光体用としての支持体１０１の上に、感光層１０２が設けられている。感光層１０２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘから成り光導電性を有する光導電層１０３と、アモルファスシリコン系表面層１０４と、から構成されている。
【００９３】
図２（ｃ）に示す画像形成装置用感光体１は、感光体用としての支持体１０１の上に、感光層１０２が設けられている。この感光層１０２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘから成り光導電性を有する光導電層１０３と、アモルファスシリコン系表面層１０４とを有する。更に、この感光層１０２は、光導電層１０３と支持体１０１との間のアモルファスシリコン系電荷注入阻止層１０５ａと、光導電層１０３と表面層１０４との間のアモルファスシリコン系電荷注入阻止層１０５ｂとを有する。
【００９４】
図２（ｄ）及び（ｅ）に示す画像形成装置用感光体１は、感光体用としての支持体１０１の上に、感光層１０２が設けられている。この感光層１０２は、光導電層１０３を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘから成る電荷発生層１０７並びに電荷輸送層１０８と、アモルファスシリコン系表面層１０４とを有する。更に、この感光層１０２は、光導電層１０３と支持体１０１との間、及び／又は、光導電層１０３とアモルファスシリコン系表面層１０４との間に電荷注入阻止層１０５ａ、１０５ｂを有する。
【００９５】
図２（ｆ）に示す画像形成装置用感光体１は、感光体用としての支持体１０１の上に、感光層１０２が設けられている。この感光層１０２は、光導電層１０３を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘから成る電荷発生層１０７並びに電荷輸送層１０８と、アモルファスシリコン系表面層１０４とから構成されている。更に、この感光層１０２は、光導電層１０３と支持体１０１との間、及び／又は、光導電層１０３とアモルファスシリコン系表面層１０４との間（図示せず）に電荷注入阻止層１０５を有していて良い。
【００９６】
次に、感光体を構成する各層の機能及び構成について更に説明する。
【００９７】
ａ）支持体
支持体は、導電性であっても電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、及びこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。又、電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。この電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート、ガラス、セラミック等が挙げられる。
【００９８】
ｂ）光導電層
感光層１０２の一部を構成する光導電層２０３は、支持体１０１上、必要に応じて下引き層（図示せず）上に形成される。又、感光層１０２の一部を構成する光導電層２０３は、真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成される。具体的には、例えば次のような薄膜堆積法によって形成することができる。即ち、グロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、或いは直流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の薄膜堆積法である。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作成される画像形成装置用感光体に所望される特性等の要因によって適宜選択されて採用される。但し、所望の特性を有する画像形成装置用感光体を製造するに当たっての条件の制御が比較的容易であることから、グロー放電法、特にＲＦ帯、μＷ帯又はＶＨＦ帯の電源周波数を用いた高周波グロー放電法が好適である。
【００９９】
グロー放電法によって光導電層２０３を形成するには、基本的には、次のような方法がある。即ち、周知の如く、シリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原料ガス及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスとを、内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入する。そして、この反応容器内にグロー放電を生起させ、予め所定の位置に設置されてある所定の支持体２０１上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘから成る層を形成すればよい。
【０１００】
ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なものとしては、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状の又はガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。更には、シリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。
【０１０１】
一般に、ａ−Ｓｉは伝導性を制御する原子を含有させない場合、弱いｎ型伝導特性を有するため、ネガａ−Ｓｉにおいては、伝導性を制御する原子を含有（ドープ）させなくても良い。しかし、ｉ型にするため、或いは製造安定性のラティチュードを広げるためなど、必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させてもよい。
【０１０２】
この伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、所謂、不純物を挙げることができる。即ち、ｐ型伝導特性を与える周期律表ＩＩＩｂ族に属する原子（以下「第ＩＩＩｂ族原子」という。）又はｎ型伝導特性を与える周期律表Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原子」という。）を用いることができる。
【０１０３】
第ＩＩＩｂ族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特に、Ｐ、Ａｓが好適である。
【０１０４】
第Ｖｂ族原子導入用の原料物質として有効に使用されるものとしては、次のものが挙げられる。即ち、燐原子導入用としては、ＰＨ3、Ｐ2Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ、ＰＦ3、ＰＦ5、ＰＣｌ3、ＰＣｌ5、ＰＢｒ3、ＰＢｒ5、ＰＩ3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＣｌ3、ＡｓＢｒ3、ＡｓＦ5、ＳｂＨ3、ＳｂＦ3、ＳｂＦ5、ＳｂＣｌ3、ＳｂＣｌ5、ＢｉＨ3、ＢｉＣｌ3、ＢｉＢｒ3等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
【０１０５】
ｃ）表面層
支持体２０１上に形成された光導電層２０３の上に、更にアモルファスシリコン系及び／又はアモルファスカーボン系の表面層２０４を形成することが好ましい。この表面層２０４は、自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において所望の特性を得るために設けることができる。
【０１０６】
表面層１０４は、アモルファスシリコン系の材料であれば、いれずの材質でも可能である。例えば、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有するものが挙げられる。更に酸素原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有していてもよい。更に窒素原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有していてもよい。更に炭素原子、酸素原子、窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する）等の材料が好適に用いられる。
【０１０７】
この表面層１０４は、例えばグロー放電法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法など周知の薄膜堆積法によって形成することができる。グロー放電法としては、低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法又はマイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、或いは直流放電ＣＶＤ法等が挙げられる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作成される画像形成装置用感光体に所望される特性等の要因によって適宜選択されて採用される。
【０１０８】
表面層１０４の層厚としては、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいものである。層厚が０．０１μｍよりも薄いと感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μｍを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみられる場合がある。
【０１０９】
その他に、表面層１０４として炭素を主体とした非晶質炭素膜（以下「交流：Ｈ」という。）を使用することが好ましい。更に、内部及び／又は最表面にフッ素との結合を有する非晶質炭素膜（以下「交流：Ｈ：Ｆ」という。）を使用することが好ましい。
【０１１０】
交流：Ｈは、撥水性に優れ、低摩擦であり、又、ａ−ＳｉＣと同等乃至はそれ以上の高硬度であり、環境対策ヒーターを除去した状態においても高湿環境下での画像のぼけを防止する効果がある。又、帯電促進粒子や磁性粒子の機械的な摩擦による感光体への移動や感光体の摩耗を低減できる。
【０１１１】
ｄ）電荷注入阻止層
導電性支持体１０１と光導電層１０３との間に、導電性支持体１０１側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層１０５（１０５ａ）を設けてもよい。又、光導電層１０３と表面層１０４の間に、表面層側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層１０５（１０５ｂ）を設けてもよい。
【０１１２】
前者の電荷注入阻止層１０５ａを下部注入阻止層（ＵＢＬ；Ｕｎｄｅｒ  Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）、後者の電荷注入阻止層１０５ｂを上部注入阻止層（Ｔｏｐ  Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）と称する。
【０１１３】
これらの電荷注入阻止層は、感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側、或いは表面層側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有している。逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、所謂、極性依存性を有していることが好ましい。
【０１１４】
このような機能を付与するために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子等を光導電層に比べ比較的多く含有させる。この電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子は、この層中に万偏なく均一に分布されても良いし、或いは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが、不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。分布濃度が不均一な場合には、ＵＢＬ１０５ａでは支持体側に、又ＴＢＬ１０５ｂでは表面層側に多く分布するように含有させるのが好適である。いずれの場合にも、支持体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化をはかる点からも必要である。
【０１１５】
電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、「第ＩＩＩ族原子」又は「第Ｖ族原子」を用いることができる。
【０１１６】
電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から、好ましくは０．０５〜５μｍ、より好ましくは０．１〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが望ましい。
【０１１７】
又、支持体２０１と光導電層２０３或いはＵＢＬ２０５ａとの間の密着性の一層の向上を図る目的で、次のような密着層を設けても良い。即ち、例えば、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、或いはシリコン原子を母体とし、水素原子及び／又はハロゲン原子と、炭素原子及び／又は酸素原子及び／又は窒素原子とを含む非晶質材料等で構成されるものである。更に、前述のごとく、支持体からの反射光による干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けても良い。
【０１１８】
上記の各層は、例えば１３．５６ＭＨｚ等のＲＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶＤ）や５０〜４５０ＭＨｚのＶＨＦ帯を用いた講習はプラズマＣＶＤ法（ＶＨＦ−ＰＣＶＤ）などの周知の装置及び膜形成方法にて製造される。
【０１１９】
次に、アモルファスシリコン系感光体を用いる場合のトナーの帯電量（電荷量）について説明する。
【０１２０】
図１１は、感光体上の潜像電位を表した図であり、Ｖｄ（−４５０Ｖ）は非画像部、Ｖｌ（−１００Ｖ）は高濃度部、Ｖｈは中間調部の潜像電位を示している。又、図１２、図１３は、それぞれ、感光体上における単位重量当たりのトナー電荷量（トリボ）Ｑ／Ｍが２６μＣ／ｇの二成分現像剤を用いた場合の、有機感光体上の現像後電位、アモルファスシリコン系感光体上の現像後電位を表している。
【０１２１】
図１１において、潜像電位に対して現像バイアス電圧を印加すると、現像バイアスの直流電圧成分Ｖｄｃ（−３００Ｖ）と画像部電位Ｖｌ（−１００Ｖ）との現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ（２００Ｖ）をトナー電荷によって埋めようとする。又、Ｖｄｃ（−３００Ｖ）とＶｈとの現像コントラストＶｃｏｎｔ’をトナー電荷によって埋めようとする。そのため、トナーが現像スリーブから感光体へ移動される。
【０１２２】
一般に、アモルファスシリコン系感光体は、有機感光体と比較して比誘電率が３倍大きいという材料特性（アモルファスシリコン系感光体：約１０、有機感光体：約３．３）を有している。従って、有機感光体と同等の感光層膜厚（４０μｍ）で構成した場合、有機感光体の３倍の静電容量を保持することになる。
【０１２３】
その結果、アモルファスシリコン系感光体において、現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ、Ｖｃｏｎｔ’を満たすために必要なトナー電荷量は、有機感光体の約３倍必要となる。そのため、有機感光体と同じ帯電量のトナーを用いて現像すると、感光体上には有機感光体使用時より３倍のトナー量が移動されなければならない。
【０１２４】
一方、現像ニップ（現像スリーブと感光体とが対向する現像領域）中に存在するトナー量は限られている。そのため、有機感光体ではＶｃｏｎｔを十分に満たすだけのトナー量が現像されるが（図１２）、アモルファスシリコン系感光体では、Ｖｃｏｎｔを十分に満たすだけのトナー量を現像できない（図１３）という問題が発生することがある。
【０１２５】
上述の問題を解決する手段の一つとして、次の方法が考えられる。即ち、有機感光体と同じトナー量でアモルファスシリコン系感光体においてもＶｃｏｎｔを十分に満たすように、感光体上に現像されたトナーの単位重さ当たりの電荷量Ｑ／Ｍの絶対値を、次式の右辺以上にする。
【０１２６】
｜Ｑ／Ｍ｜≧０．９５＊Ｖｃｏｎｔ／［（Ｍ／Ｓ）＊（Ｌｔ／（２＊ε０＊εｔ）＋Ｌｄ／（ε０＊εｔ））］
Ｖｃｏｎｔ：最高濃度部に対する現像コントラスト電位
Ｑ／Ｍ：感光体上における単位重量当たりのトナー電荷量
Ｍ／Ｓ：感光体上における最高濃度部の単位面積当たりのトナー重量
Ｌｔ：感光体上における最高濃度部のトナー層厚
Ｌｄ：感光体の膜厚
εｔ：トナー層の比誘電率
εｄ：感光体上の比誘電率
ε０：真空の誘電率
ここで、最高濃度部の感光体１上のトナーの単位面積当たりの重量Ｍ／Ｓを０．７ｍｇ／ｃｍ2、トナー層の比誘電率εｄを２．５とする。このとき、上記条件式に従うことにより、有機感光体を用いる場合には２６μＣ／ｇであったのに対し、アモルファスシリコン系感光体を用いる場合には約４０μＣ／ｇのトナーが最適である。
【０１２７】
＜本実施例のアモルファスシリコン系感光体＞
本実施例では、次のような、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法によるバッファ層を有するマイナス帯電性の感光ドラム１を用いた。
【０１２８】
ＶＨＦによるプラズマＣＶＤ装置を用いて、下記条件により円筒形のＡｌ基体上に下部阻止層、光導電層、バッファ層、表面層を順次積層し、負帯電で用いられる光受容部材を完成させた。
【０１２９】
下部阻止層：  ＳｉＨ4    ２００ｍＬ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
Ｈ2        ４００ｍＬ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
ＰＨ3      ５００ｐｐｍ（ＳｉＨ4に対して）
ＮＯ        １５ｍＬ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
パワー      １８０Ｗ（１０５ＭＨｚ）
内圧        １．３Ｐａ
基体温度    ３００℃
膜厚        ２μｍ
光導電層：    ＳｉＨ4      ３００ｍＬ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
Ｈ2          ５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
Ｂ2Ｈ6      ０．３ｐｐｍ（ＳｉＨ4に対して）
パワー        ４５０Ｗ（１０５ＭＨｚ）
内圧          １．３Ｐａ
基体温度      ３００℃
膜厚          ２８μｍ
バッファ層：  ＳｉＨ4      ５０ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
ＣＨ4        ５０ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
パワー        ４５０Ｗ（１０５ＭＨｚ）
内圧          １．３Ｐａ
基体温度      ３００℃
膜厚          ０．５μｍ
表面層：      ＣＨ4        １５０ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）
パワー        １０００Ｗ（１０５ＭＨｚ）
内圧          １．３Ｐａ
基体温度      １００℃
膜厚          ０．１μｍ
【０１３０】
［現像剤］
次に、現像剤について説明する。
【０１３１】
＜磁性体含有樹脂キャリアについて＞
本実施例では、磁性キャリア粒子（キャリア）として、磁性体含有樹脂キャリア（以下、単に「キャリア」ということもある。）を用いた。磁性体含有樹脂キャリアは、キャリアの核となるキャリアコアを含有していてよい。又、磁性体含有樹脂キャリアは、必要に応じてこのキャリアコアを被覆するコート層を含んでいてよい。
【０１３２】
このキャリアに含まれるキャリアコアは、樹脂及び磁性体を含む。このキャリアは、多孔質磁性体（多孔質フェライトを含む）に樹脂が含浸された、所謂、樹脂含浸キャリアであっても良い。又、磁性体が樹脂に分散されている磁性体分散型樹脂キャリアであってもよいが、好ましくは磁性体分散型樹脂キャリアである。
【０１３３】
磁性体の例としては次のものが含まれる。
【０１３４】
１）表面が酸化された、又は未酸化の鉄粉
２）鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類元素などの金属粒子、これらの合金粒子、又はこれらの元素を含む酸化物粒子
３）マグネタイト、又はフェライト
【０１３５】
又、磁性体の好ましい例には、マグネタイト微粒子又は銅、亜鉛、マンガン、カルシウム、リチウム、マグネシウム元素から選ばれる一種以上の元素を少なくとも含む磁性フェライト微粒子が含まれる。
【０１３６】
樹脂含浸キャリアにおいては、キャリアコアに含まれる磁性体（多孔質磁性体）の体積分布基準の平均粒径（Ｄ５０）は、キャリア粒径にほぼ相当する粒子径であればよく、１０μｍ以上２５μｍ未満であることが好ましい。樹脂を適切に含浸することができるので、過剰量の樹脂による凹部が存在するキャリア（異形粒子）の発生を抑えることができ、更にキャリアに適度な円形度を付与することができるからである。
【０１３７】
一方、磁性体分散型樹脂キャリアにおいては、キャリアコアに含まれる磁性体の個数平均粒径は、約８０〜８００ｎｍであることが好ましい。個数平均粒径を上記の範囲に調整することにより、磁性体の結着樹脂からの脱離が抑制される。更に、磁性体の粒径を上記の範囲に調整すると、キャリアを造粒するときに磁性体が凝集するのを抑制することができる。そのため、表面に凹部が存在するキャリア（異形粒子）の存在率を低減することができる。
【０１３８】
樹脂含浸キャリアのキャリアコアに含まれる磁性体の体積分布基準の平均粒径（Ｄ５０）は、キャリア粒子の測定に準じて測定され得る。
【０１３９】
一方、磁性体分散型樹脂キャリアのキャリアコアに含まれる磁性体の個数平均粒径は、以下の手順で測定される。
【０１４０】
即ち、ミクロトーム等により切断されたキャリアの断面を、走査電子顕微鏡（５０，０００倍）で観察し、粒径が５ｎｍ以上の粒子をランダムに３００個以上抽出する。抽出された各粒子の長軸と短軸の長さをデジタイザにより測定する。測定された長軸と短軸の長さの平均値を粒径とし、３００個以上の粒子の粒径分布のピークになるカラムの中心値の粒径を個数平均粒径とする。この時、例えば、カラム幅を５−１５、１５−２５、２５−３４、３５−４５、４５−５５、５５−６５、６５−７５、７５−８５、８５−９５（単位：ｎｍ）、・・・のように１０ｎｍ毎に区切ったカラムのヒストグラムを用いることができる。
【０１４１】
後述の、キャリアコアに含まれる非磁性無機化合物の個数平均粒径も上記と同様にして測定される。
【０１４２】
又、磁性体又は非磁性無機化合物の個数平均粒径は、原材料の（樹脂に含まれていない状態の）磁性体又は非磁性無機化合物を、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）（５０，０００倍）で観察し、上記の方法と同様にして求めることができる。
【０１４３】
キャリアコアに含まれる磁性体の磁化の強さは、良好な磁気搬送力や拘束力を付与するために、１００００／４π（ｋＡ／ｍ）の磁界下において５０〜９０Ａｍ2／ｋｇであることが好ましい。
【０１４４】
キャリアコア中の磁性体の含有量は、キャリア全体に対して７０〜９５質量％であることが好ましく、８０〜９２質量％であることがより好ましい。キャリアの真比重を小さくし、且つ、キャリアの機械的強度を十分に確保するためである。
【０１４５】
又、キャリアコアは、重合性モノマーを、磁性体である微粉の存在下で重合させて製造され得るが、このときに、磁性体である微粉が分散剤の役割を果たし、粒子の合一を抑制し、表面に凹部を有するキャリアの形成を抑えることができる。このような効果を得るため、キャリアコア中の磁性体の含有量を、前記の通りとすることが好ましい。
【０１４６】
キャリアコアは、磁性体と共に非磁性無機化合物などを含有することができる。非磁性無機化合物などを含有させることにより、キャリアの磁気特性や比抵抗を調整することができる。
【０１４７】
キャリアの比抵抗値を高めるためには、キャリアコアに含まれる非磁性無機化合物の比抵抗値を、前記磁性体の比抵抗値よりも大きくすることが好ましい。又、キャリアの比抵抗値を高めるためには、キャリアコアに含まれる非磁性無機化合物の個数平均粒径を、前記磁性体の個数平均粒径よりも大きくすることが好ましい。キャリアコアに含まれる非磁性無機化合物の個数平均粒径は、１００〜１０００ｎｍであることが好ましい。非磁性無機化合物の個数平均粒径の測定法については前述の通りである。
【０１４８】
キャリアコアに含まれ得る非磁性無機化合物の好ましい例には、ヘマタイト（α−Ｆｅ２０３）微粒子などが含まれる。キャリアの磁気特性、真比重を適切に調整するためである。
【０１４９】
キャリアコアが、非磁性無機化合物と磁性体とを含む場合、「磁性体及び非磁性無機化合物の総質量」に対する磁性体の質量の比率は、５０〜９５％であることが好ましい。キャリアの磁化の強さを調整して、キャリアの感光体などへの付着を防止し、更にキャリアの比抵抗値を調整するためである。
【０１５０】
上記キャリアコアに含まれる樹脂の例には、ポリマー鎖中にメチレンユニットを有するビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂及びポリエーテル樹脂などが含まれる。上記キャリアコアに含まれる樹脂は、これらの樹脂の一種単独であっても、二種以上の混合樹脂であってもよい。
【０１５１】
上記ビニル樹脂を形成するためのビニル系モノマーの例には、スチレン；ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン、ｍ−ニトロスチレン、ｏ−ニトロスチレン、ｐ−ニトロスチレンなどのスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどの不飽和モノオレフィン；ブタジエン、イソプレンなどの不飽和ジオレフィン；塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等などのハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルなどのビニルエステル；メタクリル酸；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル；アクリル酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリル酸フェニルなどのアクリル酸エステル；マレイン酸、マレイン酸ハーフエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニル化合物；ビニルナフタリン；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸又はメタクリル酸誘導体；アクロレインなどが含まれる。これらのビニル系モノマーの１種又は２種以上を重合させて得られるビニル樹脂が、前記樹脂として用いられる。
【０１５２】
キャリアコアの製造方法については、後述のキャリアの製造方法とあわせて説明する。
【０１５３】
＜キャリアコアを被覆する樹脂コート層＞
前述の通り、磁性体含有樹脂キャリアは、キャリアコアと共に、このキャリアコアの表面を被覆する樹脂コート層を含んでいてよい。即ち、キャリアコアは樹脂によって被覆されていてもよい。キャリアコアの表面をコートする樹脂は、絶縁性樹脂であることが好ましい。この絶縁性樹脂は、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよい。
【０１５４】
上記キャリアコアの表面を被覆する熱可塑性樹脂の例には、ポリスチレン；ポリメチルメタクリレートやスチレン−アクリル酸共重合体等のアクリル樹脂；スチレン−ブタジエン共重合体；エチレン−酢酸ビニル共重合体；ポリ塩化ビニル；ポリ酢酸ビニル；ポリフッ化ビニリデン樹脂；フルオロカーボン樹脂；パーフロロカーボン樹脂；溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂；ポリビニルアルコール；ポリビニルアセタール；ポリビニルピロリドン；石油樹脂；セルロース；酢酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体；ノボラック樹脂；低分子量ポリエチレン；飽和アルキルポリエステル樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレートといった芳香族ポリエステル樹脂；ポリアミド樹脂；ポリアセタール樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリエーテルケトン樹脂などが含まれる。
【０１５５】
上記キャリアコアの表面を被覆する熱硬化性樹脂の例には、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無水マレイン酸とテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂などが含まれる。
【０１５６】
また、前記キャリアコアの表面を被覆する樹脂は、熱可塑性樹脂を硬化剤等により硬化させた硬化樹脂であってもよい。
【０１５７】
キャリアコアの表面を被覆する樹脂は、一種類の樹脂であってもよく、二種以上の樹脂の組み合わせでもよい。
【０１５８】
後述の通り、磁性体含有樹脂キャリアは、トナーと組み合わされて二成分系現像剤として用いられ得る。ここで組み合わされるトナーが小粒径である場合には、キャリアコアの表面を被覆する樹脂は、より離型性の高い樹脂であることが好ましい。離型性の高い樹脂の例には、シリコーン樹脂及びフッ素系樹脂などが含まれる。
【０１５９】
シリコーン樹脂は、キャリアコアとの密着性やトナースペントの防止の観点から好ましく用いられる。用いられるシリコーン樹脂は、その官能基がメチル基又はフェニル基であるものが好ましい。又、シリコーン樹脂は架橋樹脂であることが好ましい。更に、上述した密着性と耐スペント性とを両立するためには、シリコーン樹脂は、次の条件を満たすものが好ましい。即ち、１の有機基Ｒ（メチル基又はフェニル基など）を有する、架橋を形成する３官能基（Ｔ単位）と、２の有機基Ｒを有する２官能基（Ｄ単位）との比率が９８：２〜７０：３０（更に好ましくは、９８：２〜８５：１５）であるシリコーン樹脂である。
【０１６０】
【化１】
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【０１６１】
キャリアコアの表面は、直接シリコーン樹脂で被覆されてもよいが、樹脂コート層の強度を高めて、トナーの帯電状態を適切に制御するためには、予めカップリング剤でキャリアコアの表面を処理しておくことが好ましい。カップリング剤が、所謂、プライマー剤として作用して、その後に形成された樹脂コート層が、共有結合によりキャリアコアとより密着性の高いコート層となることができる。
【０１６２】
カップリング剤の好ましい例にはアミノシランが含まれる。アミノシランをカップリング剤として用いることにより、ポジ帯電性を有するアミノ基がキャリア表面に導入され、トナーに好ましい負帯電特性を付与することができる。
【０１６３】
キャリアコアを被覆する樹脂コート層の樹脂の量は、キャリアコアの種類に応じて適宜に調整される。
【０１６４】
例えば、磁性体が樹脂中に分散されているキャリアコアを被覆する樹脂コート層の樹脂の量は、キャリアコア１００質量部に対して０．３〜４．０質量部であることが好ましい。キャリアからのトナー離れや凹部を有する粒子の発生を抑えるためであり、更にコート樹脂中に微粒子を添加し、その微粒子によりキャリア表面へ微小な突起を形成するためである。キャリアコアを被覆する樹脂コート層の樹脂の量が０．３質量部より少ないと、耐久使用された場合に、キャリアのトナーへの良好な帯電付与が行えなくなり、又微粒子が保持されず脱落するなどの問題を生じさせる場合がある。樹脂コート層の樹脂の量が４．０質量部を超えると、樹脂をキャリアコア表面に均一に被覆し難くなり、チャージアップが起こったり、コア表面が露出してその露出部分でトナースペントが生じたりする場合がある。又、キャリア粒子の合一や、コートムラによる異形粒子を生じやすくなり、キャリアが感光体へ付着する場合がある。良好なトナー離れを得るため、前記樹脂の量は０．５〜３．５質量部であることがより好ましい。
【０１６５】
キャリアコアを被覆する樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）法により、以下の手順で測定される。キャリアの樹脂やトナーの結着樹脂の分子量も、この測定手順により測定することができる。
【０１６６】
４０℃のヒートチャンバー中で安定化されたカラムに、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を毎分１ｍｌの流速で流し、試料である樹脂の濃度が０．０５〜０．６質量％に調整されたＴＨＦ試料溶液を、５０〜２００μｌ注入して測定する。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。用いるカラムは、１０3〜２×１０6の分子量領域を的確に測定するために、複数の市販のポリスチレンゲルカラムの組み合わせであることが好ましい。例えば、Ｗａｔｅｒｓ社製のμ−ｓｔｙｒａｇｅｌ  ５００、１０３、１０４、１０５の組み合わせや、昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ  ＫＡ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７の組み合わせが好ましい。
【０１６７】
分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、次のものを用いるのが適当である。Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．製或いは東ソー（株）製の、分子量が６×１０2、２．１×１０3、４×１０3、１．７５×１０4、５．１×１０4、１．１×１０5、３．９×１０5、８．６×１０5、２×１０6、４．４８×１０6のものである。又、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。
【０１６８】
尚、測定対象である樹脂コート層の樹脂（樹脂コート材）は、キャリアの樹脂コート層の製造原料である樹脂であってもよい。又、測定対象である樹脂コート層の樹脂は、次のようにして得られたものであってもよい。樹脂コート層を含むキャリア（濃度１０質量％）が添加されたメチルエチルケトン液を、超音波分散機「Ｔｅｔｏｒａ  １５０型」（日科機バイオス社製）で２分間分散処理する。そして、目開き０．２μｍのメンブランフィルタで濾過することにより得られた濾液の乾燥物を測定対象とする。
【０１６９】
キャリアコアを被覆する樹脂コート層には、微粒子が含有されていてもよい。含有される微粒子は、キャリア表面の微小な凹凸を制御して、キャリアからのトナー離れを良好にさせ得る。含有される微粒子の個数基準の粒径分布は、１０〜５００ｎｍにピーク値を有することが好ましい。
【０１７０】
キャリアコアを被覆する樹脂コート層における前記微粒子の含有量は、コート樹脂の種類に応じて適宜調整される。例えば、樹脂コート層の樹脂がシリコーン樹脂である場合、シリコーン樹脂１００質量部に対して、微粒子１〜４０質量部の割合で含有されることが好ましい。
【０１７１】
キャリアの樹脂コート層に含まれる微粒子は、有機材料及び無機材料のいずれの微粒子であってもよいが、キャリアコアを被覆する際に、微粒子の形状を保持することができる強度を有していることが好ましい。従って、前記微粒子の好ましい例には、架橋樹脂微粒子及び無機微粒子が含まれる。
【０１７２】
架橋樹脂微粒子を形成する架橋樹脂の例には、架橋ポリメチルメタクリレート樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ナイロン樹脂が含まれる。無機微粒子の例には、シリカ、酸化チタン、及びアルミナ等の微粒子から選ばれる一種又は二種以上の混合微粒子が含まれる。
【０１７３】
キャリアのキャリアコアを被覆する樹脂に含まれる微粒子は、無機微粒子であることが好ましく、シリカ、酸化チタン、及びアルミナ等の微粒子から選ばれる一種又は二種以上の混合微粒子であることが更に好ましい。トナーとの離型性を良好にするためである。
さらに該微粒子は、ゾル−ゲル法により製造されたシリカ微粒子が特に好ましい。キャリアコアを被覆する樹脂の耐久性を上げて、キャリアのトナー離れ、及びトナー帯電性を長期にわたって良好に維持するためである。
【０１７４】
ゾル−ゲル法により製造されたシリカ微粒子は、粒度分布が非常にシャープであり、トナー表面に均一で微小な微細突起を形成することができ、トナー離れ及び長期間にわたって表面離型性を維持することができる。ゾル−ゲル法によるシリカ微粒子の製造は、一般的な合成プロセスに準じて行えばよい。例えば、原料であるアルコキシドに、水又はアルコールを加えて、均一な粒子径の粒子が液体に分散した状態の「ゾル」を得る。得られたゾルを加水分解して透明な「ゲル」として、ゲルを乾燥、加熱処理してアルコールや水分を取り除くことにより、シリカ微粒子を得ることができる。得られたシリカ微粒子は、必要によっては疎水化処理、オイル処理等されてもよい。
【０１７５】
キャリアの樹脂コート層に含まれる微粒子の最大ピーク粒径は、樹脂中における含有量にもよるが、個数基準で１００〜５００ｎｍであることが好ましく、１５０〜４００ｎｍであることがより好ましい。キャリア表面の微小な凹凸を形成し、トナー離れを良好にするためである。
【０１７６】
キャリアの樹脂コート層に含まれる微粒子の最大ピーク粒径は、以下の手順で測定することができる。又、後述の樹脂コート層に含まれる導電性微粒子の最大ピーク粒径も同様に求められる。
【０１７７】
樹脂コート層の樹脂が可溶な溶媒（トルエンなど）で、樹脂コート層を有するキャリアを洗浄することにより、キャリアから分離された成分を、走査電子顕微鏡（５０，０００倍）で観察し、粒径が５ｎｍ以上の微粒子をランダムに５００個以上抽出する。抽出された粒子の長軸と短軸をデジタイザにより測定し、長軸と短軸の平均値を微粒子の粒径とする。抽出された５００個以上の微粒子の粒径の分布のピークになるカラムの中心値の粒径を最大ピーク粒径とする。この時、カラム幅を５−１５，１５−２５，２５−３５，３５−４５，４５−５５，５５−６５，６５−７５，７５−８５，８５−９５（単位：ｎｍ），・・・のように１０ｎｍ毎に区切ったカラムのヒストグラムを用いることができる。
【０１７８】
樹脂コート層に含まれる微粒子の最大ピーク粒径は、原材料である（樹脂コート層に含まれていない状態の）微粒子の最大ピーク粒径と同一であるとみなされてもよい。原材料である微粒子の最大ピーク粒径は、走査電子顕微鏡の代わりに透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）（５０，０００倍）で観察すること以外は、上記と同様にして求めることができる。
【０１７９】
キャリアの樹脂コート層は、前記微粒子に加えて、更に導電性微粒子を含んでいてもよい。キャリアコアを被覆する樹脂に含まれる導電性微粒子の比抵抗は、１×１０8Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１×１０6Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。導電性微粒子の比抵抗は、後述のキャリアの比抵抗の測定と同様にして求めることができる。
【０１８０】
導電性微粒子は、カーボンブラック、マグネタイト、グラファイト、酸化亜鉛、及び酸化錫から選ばれる少なくとも一種以上の微粒子を含む。導電性微粒子の好ましい例にはカーボンブラック微粒子が含まれる。カーボンブラック微粒子は、その粒径をより小さくされ得るので、微粒子によるキャリア表面の微細突起の形成を阻害することがなく、好ましく用いられる。
【０１８１】
導電性微粒子の粒径は、個数基準で１０〜５００ｎｍ（より好ましくは２０〜２００ｎｍ）にピーク値を有することが好ましい。キャリア表面の残留電荷を良好に除去し、且つキャリアからの脱離を良好に防止するために好ましい。導電性微粒子の粒径は、前述の磁性体の粒径の測定と同様にして測定される。
【０１８２】
キャリアの樹脂コート層は、樹脂１００質量部に対して、１〜４０質量部の前記微粒子及び１〜１５質量部の導電性微粒子を含有することが好ましい。キャリアの比抵抗を下げすぎず、かつキャリア表面の残留電荷を除去するためである。
【０１８３】
＜磁性体含有樹脂キャリアの製造方法＞
磁性体含有樹脂キャリアは、キャリアコアを製造し、必要に応じてキャリアコアを樹脂で被覆することにより製造されることができる。
【０１８４】
このキャリアのキャリアコアは、磁性体（多孔質磁性体及び磁性粉体を含む）と混合された、樹脂のモノマーを重合することにより製造されてもよい。ここで、重合されるモノマーの例には、前述したビニル系モノマーの他に、次のものが含まれる。エポキシ樹脂を形成するためのビスフェノール類とエピクロルヒドリン；フェノール樹脂を生成するためのフェノール類とアルデヒド類；尿素樹脂を形成するための尿素とアルデヒド類、メラミンとアルデヒド類である。
【０１８５】
例えば、上記モノマーとしてフェノール類とアルデヒド類を用いる場合は、水性媒体に磁性体及びフェノール類とアルデヒド類を添加し、水性媒体中のフェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で重合させる。これにより、キャリアコアを製造することができる。
【０１８６】
フェノール樹脂を生成するためのフェノール類は、フェノール（ヒドロキシベンゼン）の他、フェノール性水酸基を有する化合物であればよい。フェノール性水酸基を有する化合物の例には、ｍ−クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｏ−プロピルフェノール、レゾルシノール、ビスフェノールＡなどのアルキルフェノール類；芳香環（例えばベンゼン環）の水素又はアルキル基の水素の一部または全部が、塩素原子や臭素原子で置換されたハロゲン化フェノール類などが含まれる。このフェノール類のより好ましい例には、フェノールが含まれる。
【０１８７】
フェノール樹脂を生成するためのアルデヒド類の例には、ホルマリン又はパラアルデヒドのいずれかの形態のホルムアルデヒド、及びフルフラール等が含まれる。このアルデヒド類のより好ましい例には、ホルムアルデヒドが含まれる。
【０１８８】
アルデヒド類のフェノール類に対するモル比は１〜４であることが好ましく、１．２〜３であることがより好ましい。アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が１より小さいと、粒子が生成しにくかったり、生成したとしても樹脂の硬化が進行しにくいために、生成する粒子の強度が弱くなったりする傾向がある。一方、アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が４よりも大きいと、反応後に水系媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加する傾向がある。
【０１８９】
フェノール類とアルデヒド類との縮合は、塩基性触媒を用いて行うことができる。該塩基性触媒は通常のレゾール型樹脂の製造に使用されている触媒であればよい。この塩基性触媒の例には、アンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン及びジメチルアミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミンなどのアルキルアミンなどが含まれる。これら塩基性触媒のフェノール類に対するモル比は０．０２〜０．３であることが好ましい。
【０１９０】
前述の通り、キャリアの製造は、キャリアコアを樹脂で被覆するステップを含んでいてもよい。被覆するための樹脂は、前述のキャリアの説明において記載された樹脂を用いればよい。
【０１９１】
樹脂による被覆は、通常の方法により行うことができ、特に限定されないが、好ましくは３０〜８０℃の温度下において減圧状態でわれることが好ましい。その理由は明確ではないが、下記に記載する理由が推察される。
（１）被覆段階で適度の反応が進行し、キャリアコア表面に樹脂が均一かつ平滑に被覆される。
（２）樹脂により皮膚されたキャリアコアを焼き付け処理する場合に、少なくとも２２０℃以下での低温処理が可能となり、樹脂の過度な架橋を防止し、コート層の耐久性を高められる。
【０１９２】
又、キャリアコアを樹脂で被覆する際に、他の任意成分（微粒子や磁性粒子などを含む）を共存させることで、キャリアコアを被覆する樹脂コート層に、当該任意成分を含ませることができる。
【０１９３】
＜二成分現像剤＞
二成分現像剤（二成分系現像剤）は、前述の磁性体含有樹脂キャリア、及びトナーを含んで構成することができる。
【０１９４】
二成分現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は、現像剤のドットの再現性や転写効率を十分に高めるため、４．０〜８．０μｍであることが好ましく、４．０〜７．０μｍであることがより好ましく、４．５〜６．５μｍであることがさらに好ましい。重量平均粒径が４．０μｍより小さいトナーは、その比表面積が過剰に大きいことから、帯電量がコントロールされにくく、現像性を低下させ、耐久使用されると劣化する場合がある。重量平均粒径が８．０μｍを超えるトナーは、ドットの再現性に劣り、高画質化に問題を生じることがある。
【０１９５】
トナーの重量平均粒径は、製造時におけるトナー粒子の分級や、分級品の混合等によって調整することができる。
【０１９６】
二成分現像剤に含まれるトナーの重量平均粒径は、測定装置として、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ又はコールターマルチサイザーＩＩ（ベックマン・コールター社製）を用いて測定することができる。電解液は約１％ＮａＣｌ水溶液であり、一級塩化ナトリウムを用いて調製されてもよく、又ＩＳＯＴＯＮ（登録商標）−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）などの市販品であってもよい。
【０１９７】
トナーの重量平均粒径の測定は、以下のように行われる。上記電解液１００〜１５０ｍｌ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ホン塩酸）を０．１〜５ｍｌを加え、更に測定試料（トナー）を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理して、測定サンプルとする。
【０１９８】
アパーチャーは、１００μｍのアパーチャーとする。試料の体積及び個数を、チャンネルごとに測定して、試料の体積分布と個数分布を算出する。算出された分布から、試料の重量平均粒径を求める。チャンネルとしては、次の１３チャンネルを用いる。２．００〜２．５２μｍ；２．５２〜３．１７μｍ；３．１７〜４．００μｍ；４．００〜５．０４μｍ；５．０４〜６．３５μｍ；６．３５〜８．００μｍ；８．００〜１０．０８μｍ；１０．０８〜１２．７０μｍ；１２．７０〜１６．００μｍ；１６．００〜２０．２０μｍ；２０．２０〜２５．４０μｍ；２５．４０〜３２．００μｍ；３２〜４０．３０μｍ。
【０１９９】
トナーに含まれる樹脂は、ポリエステルユニットを主成分とすることができる。このポリエステルユニットは、エステル系モノマーを縮重合させることにより形成される。エステル系モノマーは、多価アルコール成分、及び多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、又は２以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸エステル等のカルボン酸成分を含む。
【０２００】
上記多価アルコール成分のうち二価アルコール成分の例には、ポリオキシプロピレン（２．２）−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（３．３）−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（２．０）−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（２．０）−ポリオキシエチレン（２．０）−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（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物；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、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡなどが含まれる。
【０２０１】
上記多価アルコール成分のうち三価以上のアルコール成分の例には、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、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等が含まれる。
【０２０２】
上記ポリエステルユニットを構成するカルボン酸成分の例には、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸類又はその無水物；琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類又はその無水物；炭素数６〜１２のアルキル基で置換された琥珀酸又はその無水物；フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸類又はその無水物；などが含まれる。
【０２０３】
オイルレス定着を採用する電子写真プロセスに用いられる二成分現像剤に含まれるトナーは、離型剤を含有することが好ましい。
【０２０４】
離型剤の例には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス；酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、又はそれらのブロック共重合物；カルナバワックス、モンタン酸エステルワックス、ベヘン酸ベヘニルなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類；脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したものなどが含まれる。
【０２０５】
二成分現像剤に含まれるトナーは、着色剤を含んでいてよい。ここで、着色剤は、顔料もしくは染料、またはそれらの組み合わせであり得る。
【０２０６】
染料の例には、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６等が含まれる。
【０２０７】
顔料の例には、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、パーマネントレッド４Ｒ、ウォッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、クロムグリーン、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等が含まれる。
【０２０８】
又、二成分現像剤をフルカラー画像形成用現像剤として使用する場合は、トナーはマゼンタ用着色顔料を含むことができる。マゼンタ用着色顔料の例には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４１、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５７、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１６３、２０２、２０６、２０７、２０９、２３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．バットレッド１、２、１０、１３、１５、２３、２９、３５等が含まれる。
【０２０９】
トナーは、マゼンタ用着色顔料だけを含んでもよいが、染料と顔料とを組み合わせて含むと、現像剤の鮮明度を向上させ、フルカラー画像の画質を向上させることができる。マゼンタ用染料の例には、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、３、８、２３、２４、２５、２７、３０、４９、８１、８２、８３、８４、１００、１０９、１２１、Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド９、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８、１３、１４、２１、２７、Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１などの油溶染料；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４、１５、１７、１８、２２、２３、２４、２７、２９、３２、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、３、７、１０、１４、１５、２１、２５、２６、２７、２８の如き塩基性染料が含まれる。
【０２１０】
シアン用着色顔料の例には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１６、１７；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５又はフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料などが含まれる。
【０２１１】
イエロー用着色顔料の例には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２３、６５、７３、７４、８３、９３、９７、１５５、１８０、Ｃ．Ｉ．バットイエロー１、３、２０等が含まれる。
【０２１２】
黒色の顔料の例には、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラックの他、マグネタイト、フェライト等の磁性粉も含まれる。
【０２１３】
二成分現像剤に含まれるトナーにおける着色剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して１〜１５質量部であることが好ましく、３〜１２質量部であることがより好ましく、４〜１０質量部であることが更に好ましい。着色剤の含有量が１５質量部より多い場合には、透明性が低下し、加えて人間の肌色に代表されるような中間色の再現性も低下し易くなり、更にはトナーの帯電性の安定性が低下し、又低温定着性も得られ難くなる。着色剤の含有量が１質量部より少ない場合には、着色力が充分でないことがある。又、濃度を出すためにトナーを多く使用しなければならなくなるため、ドット再現性を損ないやすく、高い画像濃度の高品位画像が得られ難いことがある。
【０２１４】
二成分現像剤に含まれるトナーは、微粒子である外添剤を外添されていてもよい。微粒子を外添されることにより、流動性や転写性が向上しうる。トナー表面に外添される外添剤は、酸化チタン、酸化アルミナ、及びシリカ微粒子のいずれかの無機微粒子を含むことが好ましい。外添された無機微粒子は、トナーがキャリアから離れやすくするためのスペーサー粒子として機能するため、その平均粒径（個数分布のピーク値）は８０〜２００ｎｍであることが好ましい。
【０２１５】
外添剤は、８０〜２００ｎｍの平均粒径を有する上記無機微粒子と共に、平均粒径（個数分布のピーク値）が５０ｎｍ以下の微粒子を含有することができる。それによりトナーの流動性を向上させることができる。
【０２１６】
トナーに外添される微粒子（外添剤）の平均粒径は、以下の手順で測定される。
【０２１７】
走査電子顕微鏡像（５０，０００倍）から、ランダムに抽出された粒径５ｎｍ以上の微粒子（５００個以上）の長軸と短軸をデジタイザにより測定する。測定された長軸と短軸の平均値を粒径として、５００個以上の粒子の粒径分布のピークになるカラムの中心値をもって、外添剤の平均粒径（個数分布のピーク値）として算出する。この時、カラム幅を５−１５，１５−２５，２５−３５，３５−４５，４５−５５，５５−６５，６５−７５，７５−８５，８５−９５（単位：ｎｍ），・・・のように１０ｎｍ毎に区切ったカラムのヒストグラムを用いることができる。
【０２１８】
上記外添剤に含まれる無機微粒子の表面は、疎水化処理をされていることが好ましい。疎水化処理は、各種チタンカップリング剤、シランカップリング剤等のいわゆるカップリング剤；脂肪酸及びその金属塩；シリコーンオイル；又はそれらの組み合わせによってなされることが好ましい。
【０２１９】
＜キャリアＤの製造例＞
マグネタイト粉（個数平均粒径２４０ｎｍ、磁化の強さ７６Ａｍ2／ｋｇ、比抵抗３．２×１０5Ω・ｃｍ）と、ヘマタイト粉（個数平均粒径６００ｎｍ、比抵抗７．８×１０7Ω・ｃｍ）とを用意する。それぞれと、シラン系カップリング剤（マグネタイト粉又はヘマタイト粉に対して３．０質量％の量）とを、容器内において１００℃で高速混合撹拌して、それぞれの微粒子を表面処理した。
【０２２０】
・フェノール                                                      １０質量部
・ホルムアルデヒド溶液（ホルムアルデヒド３７質量％水溶液）        １４質量部
・表面処理したマグネタイト                                        ５９質量部
・表面処理したヘマタイト                                          ２６質量部
【０２２１】
上記材料をよく混合した。次いで６５℃に加温しながら、２８質量％アンモニア水４質量部及び水１４質量部を添加した。添加終了後、６５℃から８５℃まで撹拌しながら昇温し、８５℃にて保持しながら３時間重合反応させて硬化させた。その後、３０℃まで冷却し、水を添加した後、上澄み液を除去した。得られた沈殿物を水洗し、風乾した。風乾された沈殿物を、減圧下（５ｈＰａ以下）、６０℃の温度で乾燥して、磁性体が分散された球状の磁性キャリアコア（ｄ）を得た。キャリアコア（ｄ）の平均粒径（Ｄ５０）は３４μｍであった。
【０２２２】
剪断応力を連続して加えられて撹拌されている磁性キャリアコア（ｄ）（２０００質量部）に、トルエン６０質量部を用いて希釈したγ−アミノプロピルトリメトキシシラン６質量部を加えた。得られた混合物から、４０℃，１００ｈＰａ、乾燥窒素気流下で溶媒を揮発させて、磁性キャリアコア（ｄ）を表面処理した。
【０２２３】
表面処理された粒子（ｄ）に、ポリシロキサン１０質量部、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン０．３質量部、及びトルエン１００質量部の混合物を添加して、４０℃，５００ｈＰａ、乾燥窒素気流下で溶媒を揮発させて磁性キャリアコアを被覆した。
【０２２４】
この被覆された樹脂を、１４０℃で２時間撹拌しながら熱処理し、冷却後、解砕した。目開き７６μｍの篩で粗粒を除去して、磁性体分散型樹脂キャリアであるキャリアＤを得た。キャリアＤの平均粒径（Ｄ５０）は３５μｍ、真比重は３．５３ｇ／ｃｍ3、磁化の強さは４７Ａｍ2／ｋｇ、比抵抗は７．８×１０13Ω・ｃｍであった。
【０２２５】
＜トナー１の製造＞
次の成分を、ガラス製４リットルの四つ口フラスコに入れた。
・ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン３．６ｍｏｌ
・ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１．６ｍｏｌ
・テレフタル酸１．７ｍｏｌ
・無水トリメリット酸１．１ｍｏｌ
・フマル酸２．４ｍｏｌ
・酸化ジブチル錫０．１２ｇ
【０２２６】
この四つ口フラスコに温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取り付けて、マントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、２１５℃で５時間反応させ、重量平均分子量７９，０００、数平均分子量３３００の樹脂を得た。
【０２２７】
・上記で得られた樹脂                                            １００質量部
・フィッシャートロプシュワックス（最大吸熱ピーク温度８０℃）        ５質量部
・３，５−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物            ０．５質量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメンブルー１５：３                                    ５質量部
【０２２８】
上記処方の材料をヘンシェルミキサ（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）で混合した後、１３０℃に設定した二軸混練機（ＰＣＭ−３０型、池貝鉄工（株）製）にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕して粗砕物を得た。得られた粗砕物を、高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用いて粉砕した。更にコアンダ効果を利用した多分割分級機により、前記粉砕物を分級して分級品を得た。
【０２２９】
更に、ハイブリダイザー（奈良機械製作所社製）により（回転数６４００ｒｐｍ、処理時間３分、処理回数２回）前記分級品の表面改質を行い、シアン粒子を得た。このシアン粒子の重量平均粒径は５．６μｍ、個数平均粒径は５．０μｍ、平均円形度は０．９５３であった。
【０２３０】
得られたシアン粒子１００質量部に、シリカ粒子（個数分布基準の最大ピーク粒径が１１０ｎｍ）１．０質量部、酸化チタン粒子（個数分布基準の最大ピーク粒径が４０ｎｍ）０．９質量部を添加した。これを、ヘンシェルミキサ（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）で混合して、トナー１を得た。トナー１の重量平均粒径は５．６μｍ、個数平均粒径は５．０μｍ、平均円形度は０．９５３であった。
【０２３１】
＜トナー２〜４の製造＞
トナー１の製造例に用いられた着色剤を、７質量部のピグメントイエロー１８０（トナー２）、８質量部のピグメントレッド１２２（トナー３）、６質量部のカーボンブラックＮＩｐｅｘ６０（デグサ社製）（トナー４）にそれぞれ代えた。それ以外は、トナー１の製造と同様の手順でトナー２〜４を製造した。
【０２３２】
得られたトナー２（イエロートナー）の重量平均粒径は５．８μｍ、個数平均粒径は５．２μｍ、平均円形度は０．９４６であった。トナー３（マゼンタトナー）の重量平均粒径は５．７μｍ、個数平均粒径は５．２μｍ、平均円形度は０．９５１であった。トナー４（ブラックトナー）の重量平均粒径は５．９μｍ、個数平均粒径は５．３μｍ、平均円形度は０．９５０であった。
【０２３３】
＜本実施例の二成分現像剤＞
アモルファスシリコン系感光体に最適なトナー帯電量（約４０μＣ／ｇ）とするため、９２質量部のキャリアに対し、８質量部のトナーを加え、ターブラーミキサーにより２分間混合し、二成分現像剤を得た。キャリア、トナーとしては、それぞれ上記製造例に従って製造されたキャリアＤ、トナー１〜４を用いた。
【０２３４】
尚、トナー帯電量は、感光体上のトナーを次のようにして測定したものである。感光体上のトナーを容易に測定できるよう、印字動作において感光体上にトナーが現像されたタイミングで画像形成装置の電源を切る。図１４に示すような軸径の異なる金属筒を同軸になるように配置した２重筒と、内筒内に更にトナーを取り入れるためのフィルターを備えたファラデーゲージを用いて、感光体上のトナーをエア吸引する。ファラデーゲージは内筒と外筒が絶縁されており、フィルター内にトナーが取り込まれるとトナーの電荷量Ｑによる静電誘導が生じる。この誘起された電荷量Ｑをクーロンメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ  ６１６  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ）により測定し、内筒内のトナー重量Ｍで割ることにより、Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求めた。
【０２３５】
［一次転写部材の製造例］
直径６ｍｍ、３２７ｍｍのＳＵＳローラを芯金として使用した。芯金上にウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した。更に切削研磨し、形状及び表面性を整え、可撓性部材として直径１２ｍｍ、２９７ｍｍの一次転写ローラ５３を作成した。本実施例では、これらのうち、直径１２ｍｍの方のローラを用いた。得られた一次転写ローラ５３は、抵抗が１０7Ω・ｃｍであり、硬度は、アスカーＣ硬度で２８度であった。
【０２３６】
尚、同様のローラを二次転写ローラ５７としても用いることができる。
【０２３７】
［超音波振動発生器］
次に、超音波振動発生器５５の配置について説明する。
【０２３８】
図４は、本実施例の画像形成装置１００における一次転写部Ｎ１近傍を拡大して示す。感光ドラム１と中間転写ベルト５１とが接触する一次転写部Ｎ１には一次転写ローラ５３が配置される。そして、中間転写ベルト５１の移動方向において、一次転写部Ｎ１の下流側で感光ドラム１と中間転写ベルト５１とが離間を開始する位置又はその位置より下流に、超音波振動発生器５５による超音波振動の印加位置が配置される。
【０２３９】
ここで、感光ドラム１と中間転写ベルト５１とが離間を開始する位置は、中間転写ベルト５１の移動方向において、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置又はそれより上流側に配置される。即ち、該離間開始位置は、一次転写部Ｎ１にて中間転写ベルト５１に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置よりも上流に配置される。
【０２４０】
又、本実施例では、超音波振動発生器５５は、上記超音波振動の印加位置において、超音波振動子５５ａ又は超音波振動子５５ａに接続された振幅拡張器（ホーン）５５ｂを中間転写ベルト５１に接触させる。以下、更に詳しく説明する。
【０２４１】
ここで、中間転写ベルト５１の電気的特性について説明する。図５は、日本画像学会誌、第４１巻、第３号（２００２）に記載された過渡状態における中間転写ベルト５１の電気的特性の測定方法を示す概略回路図である。即ち、平滑な電極（直径１７ｍｍ）に中間転写ベルト５１を挟み、測定を安定させるためにプレス機で１０ｋＮの荷重をかけ、圧縮する。この電極を固定冶具にセットして、下部電極をアースに、上部電極は高圧用スイッチと３０ＭΩの抵抗を経由して高圧電源につなぐ。そして、上部電極の電位をモニターできるように表面電位計を設置する。スイッチをＯＮにして上部電極に数百Ｖの電圧をステップ状にかければ、上部電極電位立ち上がり曲線を得ことができる。そして、スイッチがＯＮで上部電極電位が数百Ｖの状態からスイッチをＯＦＦにすることによって、上部電極電位の減衰曲線を得ることができる。
【０２４２】
図６は、この測定方法により測定した中間転写ベルト５１の電位（電圧）減衰特性である。図６において、中間転写ベルト（Ａ）は、比較例として用いた純粋な樹脂（ポリイミド樹脂）から成る中間転写ベルトである。この中間転写ベルト（Ａ）は純粋な樹脂であるため非常に緩やかに電荷が減衰する。
【０２４３】
これに対し、本実施例で用いた中間転写ベルト（Ｂ）（ポリイミド樹脂に導電性フィラーを添加）は、スイッチＯＦＦ直後から電位の減衰が始まり、１０ｍｓｅｃ後には急激に減衰する。
【０２４４】
一般に、このように転写部の下流のある位置で電位が急激に減衰する中間転写ベルト５１が好ましく用いられる。尚、本明細書において、電位が急激に減衰するとは、電位が１０Ｖ／ｍｓｅｃ以上の速度で減衰する状態をいう。
【０２４５】
図４に示すように、本実施例では、感光ドラム１と中間転写ベルト５１とは、中間転写ベルト５１の移動方向において、一次転写ローラ５３の中心位置Ｆから所定距離だけ下流側の位置で離間を開始する。この位置が離間開始位置Ｄである。この離間開始位置Ｄは、下流押し上げローラ５４ａによって制御される。一方、感光ドラム１と中間転写ベルト５１とは、中間転写ベルト５１の移動方向において、一次転写ローラ５３の中心位置から所定距離だけ上流側の位置で接触を開始する。この位置が接触開始位置Ｔである。この接触開始位置Ｔは、上流押し上げローラ５４ｂによって制御される。接触開始位置Ｔから離間開始位置Ｄまでが一次転写ニップＮ１である。
【０２４６】
離間開始位置Ｄは、中間転写ベルト５１の移動方向における一次転写ローラ５３の中心位置Ｆを基準として、中間転写ベルト５１が所定の表面移動速度（２００ｍｍ／ｓｅｃ）にてその位置まで移動するまでの時間ｔ１で表す。
【０２４７】
そして、本実施例では、詳しくは後述するように、超音波振動発生器５５は、中間転写ベルト５１の移動方向において、一次転写ニップＮ１（即ち、離間開始位置Ｄ）から所定距離だけ下流の超音波振動印加位置Ｕにて超音波振動を印加する。本実施例では、超音波振動発生器５５は、その超音波拡張器（ホーン）５５ｂの先端が超音波振動印加位置Ｕにて中間転写ベルト５１の内周面に接触するように配置される。
【０２４８】
超音波振動印加位置Ｕは、中間転写ベルト５１の移動方向における離間開始位置Ｄを基準として、中間転写ベルト５１が所定の表面移動速度（２００ｍｍ／ｓｅｃ）にてその位置まで移動するまでの時間ｔ２で表す。
【０２４９】
超音波発生器５５自体の構成は斯界にて周知であり、又、本発明においては利用可能なものを適宜選定して用いることができる。本実施例では、超音波振動発生器５５は、より具体的には、次のような構成とされている。
【０２５０】
超音波発生器５５は超音波発生素子５５ａとしてボルト締めランジュバン型振動子（ＢＬＴ）が用いられ、ホーン５５ｂにはイクスポネンシャル型ホーンが使用されている。ファンクションジェネレータ（不図示）で発振された正弦波交流電圧は、パワーアンプ（不図示）で増幅され、超音波発生素子５５ａに入力され、ホーン５５ｂにて超音波発生素子５５ａが発する超音波の振幅を増大させるものである。ホーン５５ｂの先端部は図４に示すように中間転写ベルト５１の移動方向と垂直な向きに同位相振動（軸振動）する。超音波発生素子５５ａの共振周波数は１９．８４ｋＨｚ付近であり、投入したパワーは１０Ｗである。尚、ホーン５５ｂの先端部は中間転写ベルト５１の移動方向と平行な向きに同位相振動（たわみ振動）させても同様の効果が得られる。
【０２５１】
ところで、前述のように、感光ドラム１としてアモルファスシリコン系感光体を用いるような場合には、最適なトナー帯電量は比較的高くなり、感光ドラム１とトナーとの間の静電的な付着力が増大する。
【０２５２】
図７中のプロット（Ａ）は、本実施例と同じアモルファスシリコン系感光体を用い、一次転写ローラ５３の総圧を１．４ｋｇ重／ｃｍ2、ｔ１＝０として、超音波振動発生器５５を設けない場合の転写効率と一次転写バイアスとの関係を示す。又、図７中のプロット（Ｂ）は、有機感光体を用い、一次転写ローラ５３の総圧を１．４ｋｇ重／ｃｍ2、時間ｔ１＝０として、超音波発生素子５５を設けない場合の転写効率と一次転写バイアスとの関係の一般的な一例を示す。図示の通り、アモルファスシリコン系感光体を用いる場合には、良好な転写効率が得られる転写バイアスの値は比較的高い値になり、又、そのラティチュードが狭くなっていることが分かる。
【０２５３】
本発明の目的の一つは、高い帯電量を持ったトナーを用いても低い一次転写バイアス電圧で十分な転写効率を確保することを可能とすることである。又、本発明の他の目的の一つは、転写部材の当接圧を下げることが可能であり、中抜けのない良好な画像を得ることを可能とすることである。本発明の他の目的の一つは、ドラム状のアモルファスシリコン系感光体上のトナー像を中間転写体に転写する際の転写効率の向上、飛び散り・中抜けなどの画像欠陥の抑制を可能とすることである。
【０２５４】
そこで、本実施例では、離間開始位置Ｄを中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置又はその位置より上流側に配置すると共に、その離間開始位置Ｄ又はその位置より下流側に超音波振動印加位置Ｕを配置する。特に、本実施例では、離間開始位置Ｄは、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置より上流側に配置する。又、本実施例では、離間開始位置Ｄより下流側に超音波振動印加位置Ｕを配置する。
【０２５５】
こうして、本実施例では、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する前の位置に機械的な振動を加える。これにより、感光ドラム１とトナーとの間の付着力を低減させ、転写効率の向上、転写ラティチュードの拡大を図ることができる。
【０２５６】
最も効率よく振動を伝達することができるのは、ｔ２＝０、即ち、離間開始位置Ｄに超音波振動印加位置Ｕを配置する場合である。しかし、振動伝達対象が中間転写ベルト５１と感光ドラム１である場合、多大な消費電力が必要で、又感光ドラム１の摩耗や傷が問題となってくる点などに鑑み、ｔ２＞０とする。これにより、超音波振動発生器５５を感光ドラム１とは接触させず、中間転写ベルト５１のみを振動させるようにして、比較的低電力で、効率的に振動が伝わるようにすることができる。
【０２５７】
ｔ２は中間転写ベルト５１の厚み、超音波振動発生器５５の構造、交流電源の能力などにより決定されるものであるが、好ましくは、超音波振動印加位置Ｕは中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置又はその位置よりも上流側に配置する。即ち、超音波振動印加位置Ｕは、好ましくは、中間転写ベルト５１の移動方向において、離間開始位置Ｄ又はその位置より下流の位置であって、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置又はその位置より上流に配置する。離間開始位置Ｄは、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置と同じであってもよく、又、離間開始位置Ｄと超音波振動印加位置Ｕとが同じ位置であってもよい。
【０２５８】
ここで、離間開始位置Ｄの配置を表すｔ１を変化させて転写効率の変化を調べた。上述のように、ｔ１は、下流押し上げローラ５４によって調整可能である。図６に示す結果から、本実施例では、ｔ１＝α（＝１０ｍｓｅｃ）とした。これに対して、比較例１としてｔ１＝β（＝２０ｍｓｅｃ）、比較例２としてｔ１＝γ（＝４０ｍｓｅｃ）のものを用意して、転写効率の比較実験を行った。ここで、時間αは、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する前の時間であり、時間βは、該変化の最中の時間であり、時間βは該変化が終了した後の時間である。尚、図６中のスイッチＯＦＦの時点は、中間転写ベルト５１の移動方向における一次転写ローラ５３の中心位置Ｆに相当する。結果を図７に示す。
【０２５９】
本実施例によれば、アモルファスシリコン系感光体を用いて、比較的高い帯電量のトナーを用いる場合にも、有機感光体を用いる場合（図７中プロット（Ａ））と同等の転写バイアスにより、同等の転写効率が得られることが分かった。又、本実施例によれば、広い転写ラティチュードが得られることが分かった。
【０２６０】
更に説明すると、図７に示すように、ｔ１＝αの時に最も転写効率が高い。一方、ｔ１＝β、ｔ１＝γと、離間開始位置Ｄでの中間転写ベルト５１の電荷の減衰が進むにつれて転写効率は悪化していく。
【０２６１】
このように、ｔ１が０に近いほど効果的に転写を行えることが分かる。即ち、中間転写ベルト５１の電荷保持能力が十分にある間に、超音波振動発生器５５から中間転写ベルト５１を伝搬された超音波振動により機械的な振動を与えることで、効果的に感光ドラム１から中間転写ベルト５１へトナーを移動させることができる。これによって、アモルファスシリコン系感光体を用いる場合に従来印加していた７００Ｖの一次転写バイアス電圧（図７中プロット（Ｂ））よりも低い５００Ｖの一次転写バイアス電圧で十分な転写効率を得られる。又、本実施例によれば、一次転写ローラ５３の当接圧を総圧１．０ｋｇ重／ｃｍ2と、従来１．４ｋｇ重／ｃｍ2であったのに対して比較的軽くしても、高い転写効率を得られるため、中抜けの発生の抑制に非常に有利である。尚、Ｔ１＞０とする方が、一般に、消費電力の低減や感光ドラム１の摩耗、傷の防止などの点で有利である。
【０２６２】
一方、ｔ１がαを超えると中間転写ベルト５１の電荷保持能力が減衰し、且つ、超音波振動発生器５５により振動が与えられるため、逆に一旦転写したトナーが感光ドラム１に戻ってしまう、所謂、再転写が発生することがある。このため、転写効率が著しく減少することがある。
【０２６３】
尚、有機感光体を用いる場合、一次転写ローラ５３の総圧を本実施例と同様の１．０ｋｇ重／ｃｍ2にして、又、本実施例と同様に超音波発生器５５を設けると、超音波発生素子からの機械的な振動が影響し、転写電界が十分に印加されない場合があった。
【０２６４】
以上、本実施例によれば、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する前に、感光ドラム１と中間転写ベルト５１との分離ポイントを設ける。そして、その分離ポイントの下流に超音波振動発生器５５により超音波振動を印加するポイントを配置する。これにより、高い帯電量を持ったトナーを用いても、低い一次転写バイアス電圧で、十分な転写効率を確保することが可能となる。又、転写効率の安定化を図ることができる。又、一次転写ローラ５３の当接圧（総圧）を下げることも可能となり、中抜けのない良好な画像を得ることができる。更に、良好な転写効率を維持しながら転写バイアス電圧の低減を図ることができ、転写工程時のトナーの飛び散りを低減することもできる。
【０２６５】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置と同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０２６６】
図８は、本実施例の画像形成装置２００の概略断面構成を示す。本実施例では、二次転写部Ｎ２にも本発明を適用している。
【０２６７】
即ち、本発明の他の目的の一つは、中間転写体上のトナー像を記録材に転写する際の転写効率の向上、飛び散り・中抜けなどの画像欠陥の抑制を可能とすることである。
【０２６８】
本実施例の画像形成装置２００は、実施例１と同様に、一次転写部Ｎ１の直後に超音波振動発生手段としての第１の超音波発生器５５が設けられている。中間転写ベルト５１上へのトナー像の形成動作は、実施例１にて説明した通りである。又、第１の超音波発生器５５の構成は実施例１にて説明したものと同じである。
【０２６９】
中間転写ベルト５１上のトナー像は、二次転写ローラ５７に印加される二次転写バイアスによって記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。ここで、二次転写ローラ５７には、二次転写バイアス電圧印加電源Ｓ４（図３）から、定電圧制御による直流電圧＋２５００Ｖが印加される。
【０２７０】
そして、本実施例では、二次転写部Ｎ２の直後の、中間転写ベルト５１の内周側に、二次転写部Ｎ２の少なくとも一部に振動を伝搬するための超音波振動発生手段として、第２の超音波振動発生器５９が設けられている。
【０２７１】
第２の超音波発生器５９の構成は第１の超音波発生器５５と同じである。第２の超音波振動発生器５９は、超音波振動子（超音波共振子，超音波発生素子）５９ａと、超音波振動子５９ａが発生する振動を機械的に増幅する振幅拡張器としてのホーン５９ｂと、を有する。第２の超音波振動発生器５９の超音波振動子５９ａは、駆動電源として２０〜２００ｋＨｚの周波数の交流電源Ｓ６（図９）に接続されている。第２の超音波発生器５９の超音波振動子５９ａは、この交流電源Ｓ６により励振される。又、本実施例では、第２の超音波発生器５９のホーン５９ｂは、中間転写ベルト５１の裏側（内周面）に密接して共振し、中間転写ベルト５１上に形成されたトナー像を揺り動かすことによって、これを中間転写ベルト５１から機械的に剥離させる。
【０２７２】
このように、第２の超音波振動発生器５９は、中間転写ベルト５１上からのトナーの剥離を促進する。
【０２７３】
又、第２の超音波振動発生器５９は、二次転写ローラ５７によって中間転写ベルト５１へ静電的に吸着された記録材Ｐの、中間転写ベルト５１からの分離を促進する。
【０２７４】
次に、第２の超音波振動発生器５９配置について説明する。
【０２７５】
図９は、本実施例の画像形成装置２００における二次転写部Ｎ２近傍を拡大して示す。中間転写ベルト５１と記録材Ｐとが接触する二次転写部Ｎ２には二次転写ローラ５７が配置される。そして、中間転写ベルト５１の移動方向において、二次転写部Ｎ２の下流側で中間転写ベルト５１と記録材Ｐとが離間を開始する位置又はその位置より下流に、第２の超音波振動発生器５９による超音波振動の印加位置が配置される。
【０２７６】
ここで、中間転写ベルト５１と記録材Ｐとが離間を開始する位置は、中間転写ベルト５１の移動方向において、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置又はそれより上流側に配置される。即ち、該離間開始位置は、二次転写部Ｎ２にて中間転写ベルト５１に付与された電荷の急激な減衰が開始する位置又はその位置よりも上流に配置される。
【０２７７】
又、本実施例では、第２の超音波振動発生器５９は、上記超音波振動の印加位置において、超音波振動子５９ａ又は超音波振動子５９ａに接続された振幅拡張器（ホーン）５９ｂを中間転写ベルト５１に接触させる。以下、更に詳しく説明する。
【０２７８】
図９に示すように、中間転写ベルト５１と記録材Ｐとは、中間転写ベルト５１の移動方向において、二次転写ローラ５７の中心位置Ｆ２から所定距離だけ下流側の位置で離間を開始する。この位置が離間開始位置Ｄ２である。一方、中間転写ベルト５１と記録材Ｐとは、中間転写ベルト５１の移動方向において、二次転写ローラ５７の中心位置から所定距離だけ上流側の位置で接触を開始する。この位置が接触開始位置Ｔ２である。接触開始位置Ｔ２から離間開始位置Ｄ２までが二次転写ニップＮ２である。
【０２７９】
実施例１と同様に、離間開始位置Ｄ２は、中間転写ベルト５１の移動方向における二次転写ローラ５７の中心位置Ｆ２を基準として、記録材Ｐが所定の表面移動速度（２００ｍｍ／ｓｅｃ）にてその位置まで移動するまでの時間ｔ３で表す。又、超音波振動印加位置Ｕ２は、中間転写ベルト５１の移動方向における離間開始位置Ｄ２を基準として、記録材Ｐが所定の表面移動速度（２００ｍｍ／ｓｅｃ）にてその位置まで移動するまでの時間ｔ４で表す。
【０２８０】
二次転写部Ｎ２において、離間開始位置Ｄ２は、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置又はその位置よりも上流側に配置すると共に、その離間開始位置Ｄ２又はその位置より下流側に超音波振動印加位置Ｕ２を配置する。特に、本実施例では、離間開始位置Ｄ２は、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置に配置する。又、本実施例では、離間開始位置Ｄ２に超音波振動印加位置Ｕ２を配置する。
【０２８１】
更に説明すると、離間開始位置Ｄ２は、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置に配置する。離間開始位置Ｄ２を中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置に配置する構成は、それより上流に配置する構成よりも、記録材Ｐの中間転写ベルト５１からの分離性を安定させる点で有利である。
【０２８２】
そして、二次転写部Ｎ２においては振動伝達対象が中間転写ベルト５１と記録材Ｐであるため、第２の超音波振動発生器５９による超音波振動印加位置Ｕ２は、離間開始位置Ｄ２に配置する（ｔ４＝０ｍｓｅｃ）。即ち、本実施例では、第２の超音波振動発生器５９による超音波振動印加位置Ｕ２は、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性が急激に変化し始める位置に配置する。
【０２８３】
但し、実施例１と同様に、離間開始位置Ｄ２は、二次転写部Ｎ２より下流で、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置より上流に配置してもよい。又、超音波振動印加位置Ｕ２は、離間開始位置Ｄ２より下流に配置してもよい。好ましくは、超音波振動印加位置Ｕ２は、離間開始位置Ｄ２又はその位置よりも下流で、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置より上流に配置する。
【０２８４】
上述のような構成により、本実施例では、二次転写ローラ５７から印加された＋２５００Ｖの定電圧により、中間転写ベルト５１には、中間転写ベルト５１上に担持されたトナー像を反発させる電界が発生する。そして、その電荷が急激に減衰する直前で、第２の超音波振動発生器５９により機械的な振動を与えることで、効果的に中間転写ベルト５１から記録材Ｐへトナーを移動させることができる。
【０２８５】
又、本実施例では、電圧減衰特性の急激な変化が開始する位置に第２の超音波振動発生器５９による超音波振動印加位置Ｕ２を配置したことにより、中間転写ベルト５１からの記録材Ｐの分離性を向上させることができるという新たな効果も得られた。
【０２８６】
以上、本実施例によれば、中間転写ベルト５１の電圧減衰特性の急激な変化が開始するポイントに、第２の超音波振動発生器５９により超音波振動を印加するポイントを配置する。これにより、高い帯電量を持ったトナーを用いても、効果的にトナーを記録材Ｐ上に転写させることができる。しかも、中間転写ベルト５１からの記録材Ｐの安定した分離性を確保することが可能となる。又、転写効率を安定化することができる。又、二次転写ローラ５７の当接圧（総圧）の低減を図ることができ、中抜けのない良好な画像を得ることができる。更に、良好な転写効率を維持しながら転写バイアス電圧の低減を図ることができ、転写工程時のトナーの飛び散りを低減することもできる。
【０２８７】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではないことを理解されたい。
【０２８８】
例えば、上述の実施例においては、超音波振動発生手段は、振動伝達対象の少なくとも一部に接触して超音波振動を印加するものとして説明したが、これは振動伝達対象に非接触にて超音波を放射するようにしてもよい。上述の実施例においては、超音波振動発生手段の接触位置が超音波振動印加位置であった。これに対し、超音波振動発生手段が振動伝達対象に非接触である場合には、超音波振動印加位置は、超音波振動発生手段の振動部の再近接位置で代表される。
【０２８９】
又、上述の実施例においては、超音波振動発生手段は、中間転写ベルトの内周側から超音波振動を印加するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、外側から印加してもよい。
【０２９０】
又、上述の実施例においては、二次転写手段は、中間転写体の外周に接触する二次転写部材と、中間転写体の内周に接触する二次転写対向部材とによって構成され、中間転写体の外周に接触する二次転写部材に二次転写バイアスが印加されるものであった。しかし、これに限定されるものではなく、二次転写手段は、二次転写対向部材と二次転写部材とのいずれか一方又は両方に二次転写バイアスが印加されるようになっていてよい。
【０２９１】
更に、上述のように、本発明は、像担持体たる感光体にアモルファスシリコン系感光体を用いるなどして、トナーの像担持体に対する付着力が増大する場合に極めて有効に作用する。しかし、本発明は、像担持体としてアモルファスシリコン系感光体を用いる場合に限定されるものではなく、有機感光体を用いる場合にも、トナーを像担持体から引き剥がすのを助けて転写効率を向上させるのに有効であり得る。
【図面の簡単な説明】
【０２９２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における画像情報処理手順を説明するためのブロック図図である。
【図３】図１の画像形成装置の制御態様を説明するための概略ブロック図である。
【図４】図１の画像形成装置の一次転写部近傍の拡大図である。
【図５】過渡状態における転写ベルトの電気的特性の測定方法を説明するための模式図である。
【図６】中間転写ベルトの電圧減衰特性の測定結果の一例を示すグラフ図である。
【図７】転写効率と一次転写バイアスの関係を示すグラフ図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略断面構成図である。
【図９】図８の画像形成装置の二次転写部近傍の拡大図である。
【図１０】アモルファスシリコン系感光体層構成を説明するための模式図である。
【図１１】感光体上の潜像電位を表した説明図である。
【図１２】感光体上における単位重量当たりのトナー電荷量Ｑ／Ｍが２６μＣ／ｇの二成分現像剤を用いた場合の有機感光体上の現像後電位を表した説明図である。
【図１３】感光体上における単位重量当たりのトナー電荷量Ｑ／Ｍが２６μＣ／ｇの二成分現像剤を用いた場合のアモルファスシリコン系感光体上の現像後電位を表した説明図である。
【図１４】トナー帯電量の測定方法を説明するための模式図である。
【図１５】中抜け現象を説明するための模式図である。
【図１６】中抜け現象を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０２９３】
１      感光ドラム（第１の像担持体）
４      現像器
４０    回転式現像装置
５１    中間転写ベルト（被転写体、第２の像担持体）
５３    一次転写ローラ（一次転写部材）
５４    下流押し上げローラ
５５    超音波振動発生器（超音波振動発生手段）
５７    二次転写ローラ（二次転写部材）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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