(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体と、
前記像保持体表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像保持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、
前記トナー像が前記像保持体から一次転写される中間転写体と、
前記トナー像を電界の印加により前記中間転写体に一次転写する一次転写手段と、
前記中間転写体に転写された前記トナー像を電界の印加により記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
前記二次転写手段表面の付着物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
前記トナーは、トナー粒子と、炭化金属、窒化金属、及び硼化物からなる群から選択される少なくとも１種の無機粒子であって比誘電率が６以上３０以下の無機粒子とを含み、前記無機粒子の体積遊離率が５％以上５０％以下である画像形成装置。
【請求項２】
前記トナーは、前記無機粒子の含有量が、前記トナー粒子１００質量部に対し、０．１質量部以上７質量部以下である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記無機粒子の個数平均粒径は、０．１μｍ以上３μｍ以下である請求項１又は２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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
市場の要求の高度化にこたえるため、電子写真画像形成装置はカラー化、高画質化、小型化、高速化を進めている。装置の構成には各種の形態があるが、中間転写体を用いた方式が特に優れている。
中間転写体を用いた画像形成装置は、感光体上に形成したトナー像を一旦中間転写体上に転写してから記録媒体に転写、定着する方式である。中間転写体を用いることで、多色の多重転写時の安定性向上、小型化やレイアウトの自由度増大、画像形成速度の向上など、多くの利点が得られる。
【０００３】
中間転写体を用いた電子写真方式の画像形成装置は、具体的には、例えば、所定方向に回転される像保持体を備え、像保持体の近傍に回転方向に沿って、像保持体表面を帯電させるための帯電手段、帯電手段によって帯電された像保持体を露光することによって像保持体上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段、像保持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像することでトナー像を形成するための現像手段、及び像保持体上のトナー像を電界の印加により中間転写体に一次転写するための一次転写手段を備え、その他に、中間転写体上に形成されたトナー像を電界の印加により記録媒体に二次転写するための二次転写手段を備えている。
【０００４】
このような中間転写方式を用いた電子写真方式の画像形成装置では、帯電手段によって表面を帯電された像保持体上に、静電潜像形成手段によって静電潜像が形成され、この静電潜像が現像手段によって現像されることにより、像保持体上にトナー像が形成される。像保持体上に形成されたトナー像は、一次転写手段によって電界の印加により中間転写体に一次転写され、その後二次転写手段によって電界の印加により記録媒体上に二次転写され、その後に記録媒体上に定着される。
【０００５】
上記のような画像形成装置において、二次転写手段に汚染物質が蓄積するのを抑制するために、二次転写手段表面をクリーニングする技術が開示されている。
例えば特許文献１では、紙転写ローラに、潤滑剤塗布装置とクリーニングブレードを配置した画像形成装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−９１１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、出力する画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積を抑制すると共に、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち請求項１に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像保持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、
前記トナー像が前記像保持体から一次転写される中間転写体と、
前記トナー像を電界の印加により前記中間転写体に一次転写する一次転写手段と、
前記中間転写体に転写された前記トナー像を電界の印加により記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
前記二次転写手段表面の付着物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
前記トナーは、トナー粒子と、炭化金属、窒化金属、及び硼化物からなる群から選択される少なくとも１種の無機粒子であって比誘電率が６以上３０以下の無機粒子とを含み、前記無機粒子の体積遊離率が５％以上５０％以下である画像形成装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、
前記トナーは、前記無機粒子の含有量が、前記トナー粒子１００質量部に対し、０．１質量部以上７質量部以下である請求項１に記載の画像形成装置である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、
前記無機粒子の個数平均粒径は、０．１μｍ以上３μｍ以下である請求項１又は２に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、出力する画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積を抑制すると共に、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷を抑制するといった効果を奏する。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、カラー画像の色目の影響を抑制しつつ、二次転写手段への汚染物質の蓄積を抑制するといった効果を奏する。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、さらに画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積を抑制すると共に、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷をより抑制するといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略することがある。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００１５】
本実施形態に係る画像形成装置は、感光体ドラム１０（像保持体）と、この感光体ドラム１０からトナー像を転写させるために接触する中間転写ベルト１２（中間転写体）と、が備えられている。
【００１６】
感光体ドラム１０は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電させる帯電装置１４（帯電手段）と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本実施形態ではブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）の静電潜像を書き込む露光装置１６（静電潜像形成手段）と、感光体ドラム１０上に形成された各色成分潜像を各色成分現像剤にて可視像化する現像装置１８（現像手段）と、感光体ドラム１０上のトナーを中間転写ベルト１２上に一次転写するための一次転写ロール２０（一次転写手段）と、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃（クリーニング）するクリーニング装置２２（クリーニング手段）とが配設されている。
【００１７】
中間転写ベルト１２は、複数の張架ロール２４Ａから２４Ｄに掛け渡され張架されており、現像装置１８とクリーニング装置２２との間（一次転写部位）に位置する感光体ドラム１０面に接触配置されている。そして、感光体ドラム１０の当該面に中間転写ベルト１２を介して一次転写ロール２０が配設されている。このようにして一次転写部位が構成されている。
【００１８】
中間転写ベルト１２の外周面側には、中間転写ベルト１２からトナー像を記録材Ｐ（記録媒体）上に二次転写するための二次転写ロール２６（二次転写手段）が配設されている。そして、二次転写ロール２６に対向した部位には、アースロール２８が設置されている。このアースロール２８は２本の張架ロール２４Ｂ及び２４Ｃの間に設置されており、二次転写ロール２６に所定の電界（二次転写電界）が印加され、このアースロール２８に電流が流れる。このようにして、二次転写部位が構成されている。
【００１９】
ここで、二次転写電界としては、１０００Ｖ以上３０００Ｖ以下が望ましく、２０００Ｖ以上２５００Ｖ以下がより望ましい。二次転写電界が上記範囲であることにより、記録媒体に適正にトナー像を転写することができ、さらに異常放電が原因の部材の劣化やトナー像の乱れを抑制することができるという利点がある。二次転写電界が低すぎるとトナー像が記録媒体に十分に移行せず、得られる画像の濃度が低下したりライン像がかすれたりする。二次転写電界が高すぎると、記録媒体と二次転写ロールが接触する部分の近接領域において放電火花が発生して、記録媒体や二次転写ロールを劣化させたり、トナー像を乱して画像再現性が低下したりする。
【００２０】
この二次転写部位においては、中間転写ベルト１２の外周面が二次転写ロール２６に接触している。
【００２１】
また二次転写ロール２６の周囲には、二次転写ロール２６の表面に付着した汚染物質等を除去する二次転写クリーニング装置３０（クリーニング手段）が配設されていてもよい。二次転写クリーニング装置３０は、筐体３２に、例えばクリーニングブレード３４等のクリーニング部材が取り付けられた構成となっており、クリーニング部材が二次転写ロール２６の表面に接触した状態で二次転写ロール２６が回転することにより、二次転写ロール２６に付着した汚染物質等がかき取られ、除去される。クリーニング部材としては、クリーニングブレード３４に限られず、クリーニングブラシ、金属スクレーパ等を用いてもよい。
【００２２】
二次転写クリーニング装置３０は、二次転写ロール２６の表面に付着した汚染物質等を除去する装置であれば限られない。
本実施形態においては、上記のように、クリーニングブレード３４により二次転写ロール２６の表面に付着した汚染物質等をかきとる方式（ブレードクリーニング方式）を採用しているがこれに限られず、例えば、クリーニングブラシを用いた方式、不織布で拭き取る方式などを採用してもよい。
また、本実施形態においては、上記のように、クリーニング手段として二次転写クリーニング装置３０を用いているが、これに限られず、例えば、二次転写ロール２６と中間転写ベルト１２とにそれぞれ駆動力を与えて速度差を設けることにより、二次転写部位において二次転写ロール２６に付着した汚染物質をかき取るクリーニング機構を用いてもよい。
【００２３】
またクリーニングブレード３４は、上記の通り筐体３２に取り付けられた構成となっているが、クリーニングブレード３４が筐体３２に直接取り付けられた構成であってもよく、例えば弾性部材等（図示せず）を介して筐体３２に取り付けられた構成であってもよい。
【００２４】
クリーニングブレード３４の二次転写ロール２６に対する圧力（接触圧力）は、クリーニングブレード３４及び二次転写ロール２６の構成及び材質等によって定められる。
【００２５】
感光体ドラム１０は、不図示の駆動装置により駆動させ、中間転写ベルト１２を感光体ドラム１０に従動させている。そして、中間転写ベルト１２の内面に位置し、中間転写ベルト１２に接触する張架ロール２４Ａから２４Ｄ、アースロール２８、一次転写ロール２０も、ベルトに従動させている。また、例えば、張架ロール２４Ａから２４Ｄの一つ（例えば張架ロール２４Ａ）に駆動ロールを設けて中間転写ベルト１２を駆動させ、中間転写ベルト１２に接触するその他の張架ロール（例えば張架ロール２４Ｂから２４Ｄ）、アースロール２８、一次転写ロール２０を、中間転写ベルト１２に従動させてもよい。これにより、駆動機構を省略することができ、その分、装置の小型化及びコスト削減を図ることができる。
感光体ドラム１０及び中間転写体ベルト１２は、必要に応じてそれぞれ駆動装置を取り付けて、異なる周速度にしてもよい。また、感光体ドラム１０の速度と中間転写体ベルト１２の速度との間に速度差を設け、感光体ドラム１０と中間転写ベルト１２との接点においてこすりつけることにより、感光体ドラム１０上の残留トナーを除去してもよい。
【００２６】
ここで、帯電装置１４としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。また、露光装置１６は感光体ドラム上に光によって像を書き込めるものであればよく、本実施形態では、例えばレーザービームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナが用いられているが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドやＬＥＤを用いたプリントヘッドなど適宜選択して差し支えない。更に、現像装置１８は各色成分トナーを含む現像剤が収容された現像機を回転可能に搭載したものであり、例えば、感光体ドラム１０上で露光によって作成した静電潜像に、各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナー形状、粒径など特に制限無く、感光体ドラム１０上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。尚、本実施形態では、ロータリー型の現像装置１８が用いられているが、４台の現像装置を直列にもしくは並列に並べるように用いるようにしてもよい。更にまた、クリーニング装置２２については、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えなく、クリーニング装置２２を使用しない態様もありえる。
【００２７】
中間転写ベルト１２については、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を転写され保持する中間転写体であれば差し支えない。本実施形態においては中間転写体として中間転写ベルト１２を用いているが、中間転写体として中間転写ドラムを用いてもよい。
中間転写体として中間転写ベルト１２を用いる場合、中間転写ベルト１２は単層でも複層でもよいが、ベルト基材と、このベルト基材の表面を被覆する導電性保護層とを備えていることがよい。ベルト基材としては、例えばエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＣＨＲ，ＥＣＯ）、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、及びこれらの２種類以上をブレンドしてなる材料等に、導電材料、例えばカーボン、その他金属粒子により抵抗調整された材料が用いられているが、これに限定されるものではない。
【００２８】
一方、導電性保護層の材料は、摩擦抵抗減、表面粗さ低減による中間転写ベルト１２上残留トナーのクリーニング性の向上、感光体ドラム１０への耐ブリード性という目的を達成できるものであれば、特に限定されるものではないが、一般的に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パ−フルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）等の微粉末を含む導電材塗料を塗布することにより構成される。前記導電性塗料に用いられる樹脂としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フルオロシリコーン樹脂、ポリアセタール樹脂、ウレタンエマルジョン塗料、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アルコール可溶性ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
【００２９】
また、二次転写ロール２６は、単層でも複層でもよいが、芯金の外周面に固着された発泡シリコーンゴムを構成成分とするコア層に、スキン層を介して、弗素系樹脂を構成成分とするコーティング層を被覆した３層により構成されていることがよい。これらの層には、抵抗を調節するために導電剤が分散されている。各層に分散される導電剤としては、例えば酸化錫（ＳｎＯ２），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３），チタン酸カリウム（Ｋ２ＴｉＯ３），ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３固溶体等の金属酸化物や、カーボンブラックなどが挙げられる。中でもカーボンブラックは、シリコーンゴムや弗素系樹脂との分散性が良好であるため好適である。コーティング層は、前記したように、導電剤分散の弗素系樹脂からなる。弗素系樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ＰＶＤＦ（ポリ弗化ビニリデン），ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン），ＰＦＡ，ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体），ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体），ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体），ＥＰＥ（ＰＦＡ−ＦＥＰ）等が挙げられる。これらの弗素系樹脂は、表面エネルギーが小さく環境中の水分吸着の影響を受けにくいので、夏場環境、冬場環境などの環境変化を受けても表面抵抗変化が小さく、安定した電気特性を維持するという特性を有する。
【００３０】
二次転写クリーニング装置３０としてブレードクリーニング方式を採用する場合、クリーニングブレード３４の材質としては、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッソゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。また、クリーニング部材としてスクレーパを使用する場合、スクレーパとしては金属板、表面をダイヤモンドライクコート処理した金属板、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）やポリカーボネートの板などが挙げられる。その他のクリーニング部材としては、ナイロンブラシやファーブラシ、不織布、発泡ウレタンなどを用いることもできる。
【００３１】
また、現像装置１８に収容された各色成分現像剤は、トナー及びキャリアで構成されている。なお、現像剤は、必要に応じてその他の成分を含んでもよいし、トナーのみで構成されていてもよい。
【００３２】
なお、上記各部材の構成は一例であり、またその他の部材については公知の構成が採用される。
【００３３】
以下、トナーについて詳細に説明する。
トナーは、トナー粒子及び比誘電率が６以上３０以下の無機粒子を含み、前記無機粒子の体積遊離率が５％以上５０％以下である。トナーが上記構成であるため、画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積が抑制されると共に、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷が抑制される。以下、比誘電率が６以上３０以下である無機粒子を、「所定の無機粒子」と称する場合がある。
【００３４】
二次転写手段は、記録媒体から発生する紙粉や塗工剤などの汚染物質による影響を受けやすい。特に、例えば、二次転写手段の電界を発生させる電極の表面に汚染物質が蓄積すると、転写手段の表面電気抵抗が大きく変動するため、転写に必要な電界の形成が不安定になるなど、適正な転写電界を得ることが出来なくなり、得られる出力画像の濃度ムラや像乱れが起こる場合がある。
【００３５】
上記汚染物質は、例えば、記録媒体から発生する繊維状の紙粉、塗工剤に含まれる微粒子やバインダー成分、その他記録媒体に付着していたほこりなどの異物など、多種多様な形状、粒径、硬度のものが混合したものであり、一様ではない。そのため、単に二次転写手段にクリーニング手段を設置するのみでは、適正なクリーニング条件が除去すべき汚染物質によって異なるため、あらゆる種類の汚染物質を適切に除去することは困難となる。
【００３６】
一方、本実施形態においては、トナーが「所定の無機粒子」を含み、その体積遊離率が上記範囲であるため、「所定の無機粒子」が二次転写手段に供給されることにより、画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積が抑制され、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷が抑制される。
【００３７】
具体的には、まず現像工程において「所定の無機粒子」が感光体表面上に移行する。感光体表面上に移行した「所定の無機粒子」は、一次転写手段によって中間転写体表面上に移行した後、一部が二次転写手段により記録媒体へ移行するが、残りは中間転写体上に残留する。そして、中間転写体上に残留した「所定の無機粒子」が二次転写手段へ供給される。
【００３８】
ここで上記現像工程において、感光体表面の画像部ではトナーが感光体表面上に移行するが、非画像部ではトナーの移行は起こらない。しかし本実施形態においては上記構成のトナーを用いているため、画像部においても非画像部においても、「所定の無機粒子」が感光体表面上に移行する。具体的には、画像部においてはトナーの移行にしたがってトナー粒子に付着した「所定の無機粒子」が感光体表面に移行し、非画像部においてはトナー粒子から遊離した「所定の無機粒子」が感光体表面に移行する。その結果、画像パターンに依存せず、「所定の無機粒子」が二次転写手段へ安定して供給される。
【００３９】
また中間転写方式では、現像装置と二次転写装置との間の物理的距離が長く、経る工程が多くなる傾向がある。また、一次転写手段の電界により中間転写体に転写されたトナーは二次転写手段の電界によって記録媒体に転写され易いため、中間転写体に残留しにくい。しかし本実施形態においては上記構成のトナーを用いているため、「所定の無機粒子」が二次転写手段へ安定して供給される。
【００４０】
二次転写手段に供給された「所定の無機粒子」は、二次転写手段のクリーニング時に研磨剤効果を発揮して、汚染物質の除去能力を改善する。具体的には、例えば、クリーニング手段を構成するクリーニング部材により二次転写手段表面に付着した汚染物質をかきとる時に、「所定の無機粒子」が介在することにより研磨剤効果を発揮し、付着した汚染物質のかきとり除去効率が向上する。
また、固有のクリーニング装置を付加しない場合でも、二次転写手段と中間転写体の周速度を変えて接触させることで、二次転写手段の表面を中間転写体でこすり、「所定の無機粒子」が二次転写手段の表面に付着した汚染物質を効率よくかきおとすことができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態においては上記構成のトナーを用いることにより、画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積が抑制されると共に、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷が抑制される。
【００４２】
以下、上記「所定の無機粒子」について説明する。
「所定の無機粒子」は、比誘電率が６以上３０以下であり、８以上２０以下が望ましい。
無機粒子の比誘電率が上記範囲よりも大きいと、現像工程において無機粒子が感光体表面に移行する際、画像部に集中して移行する傾向があるため、非画像部への無機粒子の供給が低下し、無機粒子を二次転写手段に安定して供給することが困難となる場合がある。また無機粒子の比誘電率が上記範囲よりも小さいと、二次転写部位において無機粒子が記録媒体に転写されやすく中間転写体に残留しにくいため、無機粒子が二次転写手段に供給される効率が低下する。
【００４３】
無機粒子の比誘電率は、以下のようにして測定する。
無機粒子１質量部に対し、体積平均粒径が５μｍのポリスチレン樹脂粒子を１質量部、高速回転ヘンシェルミキサに投入し、ジャケットに冷却水を流しながら周速４５ｍ／ｓｅｃの条件で１５分間処理し、冷却して無機粒子混合物を作成する。この無機粒子混合物を、圧縮成型機を用いて荷重２０ｔｏｎで円盤状に成型する。成型品の厚さは２ｍｍとした。この成型品を気温摂氏２５度、湿度４５％に調湿してから、測定周波数：１ｋＨｚ、測定電圧：５Ｖｒｍｓの条件で、測定機として東陽テクニカ社製のＷＡＹＮ  ＫＥＲＲ  ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ  ６４４０Ａを用い、比誘電率を測定する。
【００４４】
「所定の無機粒子」の体積遊離率は、５％以上５０％以下であり、１０％以上２０％以下が望ましい。
ここで、「所定の無機粒子」の体積遊離率とは、トナーに含まれる「所定の無機粒子」の全体積のうち、トナー粒子に付着せず遊離した状態にある「所定の無機粒子」の体積が占める割合を意味する。
「トナー粒子に付着した無機粒子」は、トナー粒子に付着しているため、トナー粒子と同じ挙動を取ることになる。一方、「トナー粒子に付着せず遊離した状態にある無機粒子」は、トナー粒子とは異なる挙動を取りやすくなる。
【００４５】
「所定の無機粒子」の体積遊離率が上記範囲よりも小さい場合は、トナー粒子に付着している「所定の無機粒子」の割合が多いため、現像工程において「所定の無機粒子」が感光体表面に移行する際、画像部での移行が多くなるため、トナー粒子が移行しないような非画像部に移行する「所定の無機粒子」の割合が小さくなり、「所定の無機粒子」を二次転写手段に安定して供給することが困難となる。また「所定の無機粒子」の体積遊離率が上記範囲よりも大きい場合は、遊離した「所定の無機粒子」の割合が多いため、例えば、現像工程に至る前（例えば、現像剤補給装置内部や、現像剤補給装置から現像装置への現像剤補給時）に、振動や攪拌により現像剤から分離する場合がある。そして、現像剤から分離した「所定の無機粒子」は、現像剤の流動性を低下させ、それにより現像剤補給装置の駆動トルク異常や補給経路の詰まりの原因となる場合や、現像装置から分離した「所定の無機粒子」が噴き出し感光体などの部材に大量に付着し、感光体等の部材の損傷が誘発される場合がある。
【００４６】
「所定の無機粒子」の体積遊離率は、以下のようにして測定する。
トナーを、清浄されたガラス板の上に載せ、１Ｌ／ｍｉｎの速度で吸引する。吸引経路中に開口径０．１μｍのＷｈａｔｍａｎジャパン社製ポリカーボネートメンブレンフィルタを設置し、トナーをメンブレンフィルタ上に捕集して測定サンプルとする。この測定サンプルを堀場製作所社製パーティクルアナライザＤＰ１０００に設置し、トナー粒子に起因する元素と「所定の無機粒子」に起因する元素についてそれぞれチャンネルに設定し、測定を行なう。測定時の粒子カウント濃度は１測定スキャン当たり、５００から１０００個に調整する。
トナー粒子に起因する元素と同期して発光した「所定の無機粒子」に起因する元素の発光を、「トナー粒子に付着した所定の無機粒子」によるものとし、トナー粒子に起因する元素と同期せずに発光した「所定の無機粒子」に起因する元素の発光を、「トナー粒子に付着せず遊離した状態にある所定の無機粒子」によるものとし、それぞれの発光強度を粒子の体積に換算して、「所定の無機粒子」の体積遊離率を求める。
【００４７】
「所定の無機粒子」としては、具体的には、例えば、炭化金属、窒化金属、硼化物、酸化金属、その他の金属化合物等が挙げられる。その中でも、より安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積を抑制するといった観点から、炭化金属、窒化金属、硼化物が望ましい。
【００４８】
炭化金属としては、例えば、炭化タングステン、炭化チタン、炭化珪素等が挙げられる。
窒化金属としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化珪素等が挙げられる。
硼化物としては、例えば、窒化硼素、炭化硼素、フッ化硼素等が挙げられる。
酸化金属としては、例えば、酸化セリウム、シリカ、アルミナ、酸化タングステン等が挙げられる。その他の金属化合物としてはチタン酸ストロンチウムなどが挙げられる。
【００４９】
「所定の無機粒子」の個数平均粒径は、０．１μｍ以上３μｍ以下が望ましく、０．３μｍ以上１．５μｍ以下がより望ましい。「所定の無機粒子」の個数平均粒径が上記範囲であることにより、さらに画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積が抑制されるとともに、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷が抑制される。
「所定の無機粒子」の個数平均粒径が上記範囲よりも小さいと、無機粒子の研磨剤効果が小さく、二次転写手段表面に「所定の無機粒子」が供給されても汚染物質の除去効率が低下する。また無機粒子の個数平均粒径が上記範囲よりも大きいと、無機粒子の粗大粒子がニップ部分に介在し、無機粒子による二次転写手段やクリーニング手段の損傷が起こりやすくなる。
【００５０】
「所定の無機粒子」の個数平均粒径は、以下のようにして測定する。具体的には、走査型電子顕微鏡（日立株式会社製：Ｓ−４１００）をもちいてトナー粒子上に付着した外添剤（所定の無機粒子）を観察し、撮影した画像を用いて、３００個の外添剤粒子の直径を測定し、それを元に計算して求めることができる。
【００５１】
「所定の無機粒子」の添加量は、トナー粒子１００質量部に対し、０．１質量部以上７質量部以下が望ましく、０．２質量部以上３質量部以下がより望ましい。「所定の無機粒子」の添加量が上記範囲であることにより、カラー画像の色目の影響を抑制しつつ、二次転写装置の汚染蓄積を改善できるという利点がある。
「所定の無機粒子」の添加量が多すぎる場合は、現像器からのふきだし、クラウドによる機内汚れが発生する場合があり、添加量が少なすぎると二次転写装置表面に付着した汚染物質の除去効率が低下してしまう場合がある。
【００５２】
トナーは「所定の無機粒子」を含んでいるが、必要に応じてその他の外添剤をさらに含んでもよい。その他の外添剤としては、例えば、「所定の無機粒子」以外の無機粒子、有機粒子等が挙げられる。
【００５３】
「所定の無機粒子」以外の無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられ、疎水化処理された無機粒子を用いてもよい。
【００５４】
無機粒子に用いる疎水化剤としては、例えば、シランカップリング剤、シリコーンオイル等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、ジメチルジクロルシラン，トリメチルクロルシラン，アリルジメチルクロルシラン，ヘキサメチルジシラザン，アリルフェニルジクロルシラン，ベンジルジメチルクロルシラン，ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメキシシラン，ビニルトリアセトキシシラン，ジビニルクロルシラン，ジメチルビニルクロルシラン等が挙げられる。
【００５５】
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル、メタクリル変性シリコーンオイル、αメチルスチレン変性シリコーンオイル等が挙げられる。
【００５６】
無機粒子の体積平均粒径としては、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲が望ましく、無機粒子の添加量としては、トナー粒子１００質量部に対して、０．０１質量部以上２０質量部以下の範囲が望ましい。
【００５７】
有機粒子としては、具体的には例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。
【００５８】
以下、トナー粒子について説明する。
トナー粒子は、少なくとも結着樹脂を含み、必要に応じて、着色剤、離型剤、その他の内添剤を含んでもよい。
【００５９】
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、又はこれらを２種以上組み合せて得られる共重合体、さらにはこれらの混合物を挙げることができる。また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を挙げることができる。
【００６０】
スチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合樹脂は、例えば、下記のスチレン系単量体及び（メタ）アクリル酸系単量体を、単独又は適宜組み合わせて公知の方法により製造することができる。
スチレン系単量体としては、具体的には、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレンや、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２−エチルスチレン、３−エチルスチレン、４−エチルスチレン等のアルキル鎖を持つアルキル置換スチレン、２−クロロスチレン、３−クロロスチレン、４−クロロスチレン等のハロゲン置換スチレン、４−フルオロスチレン、２，５−ジフルオロスチレン等のフッ素置換スチレン等が挙げられる。また、（メタ）アクリル酸系単量体としては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸ｎ−メチル、（メタ）アクリル酸ｎ−エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ペンチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘプチル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ｎ−デシル、（メタ）アクリル酸ｎ−ドデシル、（メタ）アクリル酸ｎ−ラウリル、（メタ）アクリル酸ｎ−テトラデシル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクタデシル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソペンチル、（メタ）アクリル酸アミル、（メタ）アクリル酸ネオペンチル、（メタ）アクリル酸イソヘキシル、（メタ）アクリル酸イソヘプチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ビフェニル、（メタ）アクリル酸ジフェニルエチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチルフェニル、（メタ）アクリル酸ターフェニル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチルシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−βカルボキシエチル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。これらのモノマーを適宜組み合わせて公知の方法により製造することができる。
【００６１】
またポリエステル樹脂は、下記のジカルボン酸成分とジオール成分との中から好適なものを選択して組合せ、例えば、エステル交換法又は重縮合法等、従来公知の方法を用いて合成することができる。例えば、ジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸等が挙げられる。さらに、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステル；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。また、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸等の３価以上のカルボン酸及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルを併用することができる。尚、酸価や水酸基価の調製等の目的で、必要に応じて、酢酸、安息香酸等の１価の酸を使用することも可能である。
【００６２】
また、ジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレン(又はプロピレン)オキシド付加物、ビスフェノールＡのトリメチレンオキシド付加物等が挙げられる。さらに、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられる。また、微量であれば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコールを併用することができる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。尚、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の１価のアルコールも使用することができる。
【００６３】
スチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂及びこれらの共重合樹脂を結着樹脂として使用する場合、重量平均分子量Ｍｗが２０，０００以上１００，０００以下、数平均分子量Ｍｎが２，０００以上３０，０００以下の範囲のものを使用することが好ましい。他方、ポリエステル樹脂を結着樹脂として使用する場合は、重量平均分子量Ｍｗが５，０００以上４０，０００以下、数平均分子量Ｍｎが２，０００以上１０，０００以下の範囲のものを使用することが好ましい。
【００６４】
結着樹脂のガラス転移温度は、４０℃以上８０℃以下の範囲にあるのが望ましい。ガラス転移温度が上記範囲であることにより、耐熱ブロッキング性及び最低定着温度が維持される。
【００６５】
着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されないが、例えば、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、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料があげられる。
【００６６】
具体的な着色剤としては、例えば、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラロゾンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、デュポンオイルレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレート、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３などの種々の顔料などを例示することができ、これらを１種または２種以上を併せて使用することができる。
【００６７】
トナー粒子に対する着色剤の含有量としては、結着樹脂１００質量部に対して、１質量部以上３０質量部以下の範囲が望ましい。また、必要に応じて表面処理された着色剤を使用することや、顔料分散剤を使用することも有効である。着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等を得ることができる。
【００６８】
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス；モンタンワックス等の合成或いは鉱物・石油系ワックス；脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス；などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００６９】
離型剤の融点は、保存性の観点から、５０℃以上であることが望ましく、６０℃以上であることがより望ましい。また、耐オフセット性の観点から、１１０℃以下であることが望ましく、１００℃以下であることがより望ましい。
【００７０】
トナー粒子に対する離型剤の含有量は、１質量％以上１５質量％以下が望ましく、２質量％以上１２質量％以下がより望ましく、３質量％以上１０質量％以下がさらにより望ましい。
【００７１】
その他の内添剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等を挙げることができる。
【００７２】
磁性体としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、またはこれら金属を含む化合物等が挙げられる。
上記磁性体を含有させて磁性トナーとして用いる場合、これらの強磁性体は個数平均粒子径が２μｍ以下であることが望ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下程度のものがより望ましい。トナー中に含有させる磁性体の量としては、樹脂成分１００質量部に対し２０質量部以上２００質量部以下が望ましく、特に樹脂成分１００質量部に対し４０質量部以上１５０質量部以下が望ましい。また磁性体は、１０Ｋエルステッド印加での磁気特性が保磁力（Ｈｃ）２０エルステッド以上３００エルステッド以下、飽和磁化（σｓ）５０ｅｍｕ／ｇ以上２００ｅｍｕ／ｇ以下、残留磁化（σｒ）２ｅｍｕ／ｇ以上２０ｅｍｕ／ｇ以下のものが望ましい。
【００７３】
帯電制御剤としては、例えば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体から構成される染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
【００７４】
無機粉体としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、燐酸カルシウム、酸化セリウム等の下記に詳細に列挙する、通常トナー表面の外添剤として使用されるすべての無機粒子が挙げられ、主にトナーの粘弾性調整を目的として添加される。
【００７５】
トナー粒子の体積平均粒径としては、３μｍ以上１０μｍ以下が望ましく、５μｍ以上８μｍ以下がより望ましい。
トナー粒子の体積平均粒径の測定は、コールターマルチサイザー−ＩＩ型（ベックマン−コールター社製）を用いて、５０μｍのアパーチャー径で測定する。この時、測定は、トナー粒子を電解質水溶液（アイソトン水溶液）に分散させ、超音波により３０秒以上分散させた後に行う。
【００７６】
測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に、測定試料を０．５乃至５０ｍｇ加え、これを前記電解液１００乃至１５０ｍｌ中に添加する。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約１分間分散処理を行い、粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は５０，０００である。
【００７７】
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積について小径側から累積分布を描き、累積５０％となる粒径を体積平均粒径と定義する。
【００７８】
トナー粒子の製造方法としては、混練粉砕法や湿式造粒法が挙げられるが、湿式造粒法により行われることが望ましい。湿式造粒法としては、例えば、公知の溶融懸濁法、乳化凝集・合一法、溶解懸濁法等の方法が挙げられる。
【００７９】
トナー粒子に「所定の無機粒子」等の外添剤を添加させる方法としては、例えば、Ｖ型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機によって混合することにより行うことができる。
【００８０】
トナー粒子に「所定の無機粒子」を添加させる方法としては、体積遊離率を制御するためには、例えば、以下の方法が挙げられる。具体的には、外添混合時に与えるせん断力を調整することや、外添混合時の温度を調整して「所定の無機粒子」の体積遊離率を調整することができる。
すなわち、「所定の無機粒子」の一部とその他の外部添加剤とトナー粒子をヘンシェルミキサに入れて高周速で攪拌したり温度をかけながら攪拌したり長い間攪拌し続けたりする。ヘンシェルミキサ停止後に残りの「所定の無機粒子」をさらにヘンシェルミキサに投入し、低周速で短時間攪拌したり、冷却しながら短時間攪拌したりする。このとき先に投入する「所定の無機粒子」の割合を変えることで体積遊離率を調整したり、攪拌条件を変更することで所定の無機粒子」の体積遊離率を調整したりすることができる。
その他には、「所定の無機粒子」の一部とその他の外部添加剤とトナー粒子をハイブリタイザで混合してから取り出し、篩分して粗大粉を除去後にさらに残りの「所定の無機粒子」とＶブレンダで混合したりするなどの方法で、「所定の無機粒子」の体積遊離率を調整することができる。
好ましいブレンド条件、周速度や温度、時間、混合する順番や量などは、用いる「所定の無機粒子」、トナー粒子、その他の外部添加剤などによって調整される。
【００８１】
以下、キャリアについて説明する。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが用いられる。例えば酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
【００８２】
芯材としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが望ましい。
【００８３】
芯材の体積平均粒径としては、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましく、より好適には３０μｍ以上１００μｍ以下である。
芯材の体積平均粒径が大きすぎると磁気ブラシが疎になり、細線の再現性やハイライト画像の均質性が低下したりする場合がある。また、芯材の体積平均粒径が小さすぎるとキャリア粒子の磁気拘束力が低下し、キャリア飛散による画像乱れや部材傷の原因となる可能性がある。
【００８４】
被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８５】
導電材料としては、例えば、金、銀、銅といった金属やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ、カーボンブラック等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８６】
芯材の表面に樹脂被覆する方法としては、例えば、前記被覆樹脂、および必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
【００８７】
具体的な芯材の樹脂被覆方法としては、例えば、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。
【００８８】
トナーとキャリアとの混合比（質量比）としては、トナー：キャリア＝１：１００から３０：１００まで程度の範囲が望ましく、３：１００から２０：１００まで程度の範囲がより望ましい。
トナーとキャリアとの混合比においてトナーの比率が小さすぎると、像保持体と磁気ブラシが対向する現像領域へのトナーの供給が低下し、十分な画像濃度が得られなくなってしまったりする場合がある。トナーとキャリアとの混合比においてトナーの比率が大きすぎると、トナーとキャリアとの接触帯電確率が低下し、帯電が低いトナーが発生しやすくなるため、現像装置からのトナーの吹き出しなどの原因となる場合がある。
【００８９】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置では、次のような作像プロセスによりトナー画像を形成する。不図示の画像信号処理手段から入力される各色のデジタル画像信号に応じて作像プロセスが行われるが、具体的には、まず、帯電装置１４により一様に帯電された感光体ドラム１０にデジタル信号に応じた静電潜像を露光装置１６にて夫々書き込ませる。そして、これらの各静電潜像を各色のトナーを収容した現像装置１８により現像して上記各色のトナー像を形成させる。
【００９０】
そして、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１０と中間転写ベルト１２とが接する一次転写部位で、一次転写ロール２０によって電界（一次転写電界）が印加され、感光体ドラム１０から中間転写ベルト１２の表面に順次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置２２によってクリーニングされる。
【００９１】
このようにして中間転写ベルト１２に一次転写された各色トナー像は中間転写ベルト１２上で重ね合わされ、中間転写ベルト１２の回動に伴って二次転写部位へと搬送される。一方、図示しない記録材トレイから記録材Ｐが搬出され、この記録材Ｐは所定のタイミングで二次転写部位へと供給され、二次転写ロール２６と中間転写ベルト１２との間に挟み込まれる。
【００９２】
すると、二次転写部位では、二次転写ロール２６とアースロール２８との間に形成される電界（二次転写電界）の作用で、中間転写ベルト１２上に保持されたトナー像が記録材Ｐに一括転写される。このトナー像が転写された記録材Ｐは、不図示の定着装置へと搬送されトナー像の定着が行われる。
このようにして、トナー画像が記録材Ｐへ形成される。
【００９３】
一方、二次転写部位において転写されずに中間転写ベルト１２に残留した残留トナー及び「所定の無機粒子」は、中間転写体上に残留し、二次転写ロール２６に移行する。二次転写ロール２６表面に付着した汚染物質（例えば、記録材Ｐから発生した紙粉等）は、二次転写クリーニング装置３０付近において「所定の無機粒子」の研磨剤効果により研磨され、クリーニングブレード３４により残留トナー及び「所定の無機粒子」と共にかき取られ除去される。
【００９４】
本実施形態においては、上記構成のトナーを用いるため、「所定の無機粒子」が二次転写クリーニング装置３０付近において研磨剤効果を発揮する。そのため、上記構成を有するトナーを用いない場合に比べて接触圧力を低く設定しても、二次転写ロール２６への汚染物質の蓄積が抑制される。
一方、接触圧力を高く設定すると、二次転写ロール２６及びクリーニングブレード３４の摩耗が起こりやすい。しかし本実施形態においては上記構成のトナーを用いることにより、接触圧力を低く設定しても高いクリーニング効果が得られるため、接触圧力を低く設定することにより上記摩耗が回避される。
また、固有の二次転写クリーニング装置３０を設置しない場合でも「所定の無機粒子」による研磨力が得られる。例えば二次転写ロール２６と中間転写ベルト１２にそれぞれ駆動力を与え、このとき二次転写ロール２６と中間転写ベルト１２が対向する部分における二次転写ロール２６の表面移動速度、と中間転写ベルト１２の表面移動速度に差が生じるようにする。二次転写ロール２６と中間転写ベルト１２の移動速度が異なるため、記録材Ｐが二次転写ロール２６と中間転写ベルト１２とが対向する部分に無いときはそれぞれこすれ合わされるが、このとき「所定の無機粒子」が介在することでかきとり力が向上し、効率よく二次転写ロール２６上に付着した汚染物質が除去される。二次転写ロール２６から除去された汚染物は回収容器に収容したり、いったん中間転写ベルト１２上に移行してから中間転写ベルト１２のクリーニング装置２２で回収したりすることができる。
【００９５】
なお、本実施形態に係る画像形成装置では、中間転写型の画像形成装置を広く対象とする。上記においては４サイクル型の中間転写システムを説明しているが、タンデム型の中間転写システムでも同様の効果を発現することが可能である。また、単色の画像形成装置においても同様の構成であれば効果を発現することができる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明の権利範囲は特に以下の実施例の記載のみに限定されるものではない。
【００９７】
＜トナー粒子の調整＞
・ポリエステル樹脂：８５部
（ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物−テレフタル酸；ガラス転移点Ｔｇ：６５℃、数平均分子量Ｍｎ：３５００、重量平均分子量Ｍｗ：１００００）
・マゼンダ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７）：３部
・エステルワックス(ステアリン酸ステアリル：１０部
【００９８】
上記材料をエクストルーダーで混練し、ジェットミルで粗粉砕し、クリプトロンで粉砕した後、風力分級で分級して体積平均粒径Ｄ５０ｖ＝７．５μｍ、体積平均粒度分布指数ＧＳＤｖ＝１．２３で、（ＧＳＤｖ／ＧＳＤｐ）＝０．９５、平均円形度＝０．９５０のトナー粒子を得た。
【００９９】
＜トナー１の調整＞
上記において調整されたトナー粒子１００質量部に、無機粒子（所定の無機粒子）として炭化タングステン粒子（比誘電率：１０、体積平均粒径：０．８μｍ：以下、「ＷＣ−１」と表記）を０．８質量部、数平均粒子径１２ｎｍのヘキサメチルジシラザン処理シリカを０．５質量部、数平均粒子径３０ｎｍのシリコーンオイル処理シリカを１質量部加え、５５度の温水をジャケットに流した５Ｌヘンシェルミキサーに投入し、攪拌翼回転速度が周速４５ｍ／ｓの条件で２０分間ブレンドを行った後、４５μｍの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し混合物１を得た。この混合工程をブレンド１と呼ぶ。
次に、１００質量部の混合物１に、ＷＣ−１を０．４質量部加え、１５度の冷水をジャケットに流した５Ｌヘンシェルミキサーに投入し、周速１５ｍ／ｓの条件で２０分間ブレンドを行った後、４５μｍの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去しトナー１を得た。この混合工程をブレンド２と呼ぶ。
無機粒子の体積遊離率は、１７％であった。
【０１００】
＜トナー２からトナー５、トナー８からトナー２３の調整＞
「所定の無機粒子」の材料、ブレンド工程ごとにおける「所定の無機粒子」の添加量、を表１のようにした以外は、トナー１と同様に調整し、トナー２からトナー５、トナー８からトナー２３を調整した。無機粒子の比誘電率、個数平均粒径、体積遊離率を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
0005262068.tif 000002
【０１０２】
＜トナー６の作成＞
ブレンド１の攪拌翼の回転速度（周速度）を３０ｍ／ｓ、ジャケットの循環水の温度を３０℃にした以外はトナー１と同様にしてトナー６を得た。
このトナーの無機粒子の体積遊離率は４５％であった。
【０１０３】
＜トナー７の作成＞
上記において調整されたトナー粒子１００質量部に、無機粒子（所定の無機粒子）として炭化タングステン粒子（ＷＣ−１と表記）を０．８質量部、数平均粒子径１２ｎｍのヘキサメチルジシラザン処理シリカを０．５質量部、数平均粒子径３０ｎｍのシリコーンオイル処理シリカを１質量部加え、粉体処理装置（ノビルタＮＯＢ１３０、ホソカワミクロン社製）でクリアランス３ｍｍ、周速１５００ｒｐｍの条件で、ジャケットに２０度の冷却水を流しながら１０分間ブレンドを行った後、４５μｍの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去し、混合物２を得た。次に１００質量部の混合物２にＷＣ−１を０．４質量部加え、１５度の冷水をジャケットに流した５Ｌヘンシェルミキサーに投入し、周速１５ｍ／ｓで２０分間ブレンドを行った後、４５μｍの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去しトナー７を得た。
このトナーの無機粒子の体積遊離率は、７％であった。
【０１０４】
＜キャリア１の作成＞
・トルエン：１５０質量部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体（スチレン：メチルメタクリレート質量比５０：５０、重量平均分子量９万）：５質量部
・カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製）：０．５質量部
・粒径１００ｎｍのアルミナ粒子：０．２質量部
上記成分を６０分間スターラーにて撹拌／分散し、さらに１０分間超音波分散をほどこして被覆層形成用溶液を調製した。次に、この被覆層形成用溶液１５０質量部と粒径４５μｍのフェライト粒子１００質量部を流動床（パウレック社製、商品名：ＭＰ−０１ＳＦＰ）に入れ、羽根回転数１２００ｒｐｍ、風量１．５ｍ３／ｍｉｎ，溶液突出速度１０ｇ／ｍｉｎ，８０℃で被覆し、目開き７５μｍのメッシュを通すことによりキャリア１を作製した。
【０１０５】
＜現像剤の作成＞
トナー１を１０質量部、キャリア１を１００質量部、を回転数２２ｒｐｍのＶブレンダで３０分攪拌し、１０００μｍのメッシュで疎粉や異物を除去し、現像剤１を得た。また、トナー１をテスト用画像形成装置のトナーカートリッジに入れテスト用トナーカートリッジ１を得た。
トナー１を用いる代わりに、トナー２からトナー２３を用い、トナー１及びトナーカートリッジ１と同様にして、現像剤２から現像剤２３及びトナーカートリッジ２からトナーカートリッジ２３を得た。
【０１０６】
＜実施例１＞
富士ゼロックス社製複写機：Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ４００を、単色でも画像出力が行なえる用に改造し、Ｍａｇｅｎｔａ位置に上記において調整したトナー１が収容されたテスト用の現像装置を設置し、残りのＹｅｌｌｏｗ位置、Ｃｙａｎ位置、Ｋｕｒｏ位置には空の現像装置を設置した。さらに画像形成を制御するためのコンピュータをＤｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ４００に接続し、改造型のＤｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ４００を作製した。画像形成テスト時には、それぞれの現像剤に対応するトナーを収容したトナーカートリッジを取り付けてテストを実施した。
【０１０７】
上記改造型のＤｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ４００を、温度１０℃、湿度１８％の環境下に設置し二次転写電界２２００Ｖの条件下において画像形成を行った。適宜トナー補給容器にトナーを補充しながら、プロセス方向の半分には画像を書き込まず、残りの半分には画像エリアカバレッジ３５％のハイライト画像を４０万枚出力した。４０万枚画像後に、新しい感光体を入れ替えて全面に画像エリアカバレッジ５０％のハイライト画像と、全面に１ｐｏｉｎｔの格子状ライン画像を出力し、得られたハイライト画像の濃度ムラ、得られた格子状ライン画像の細線の乱れ評価を行い出力画像チェックを行なった。さらに、上記４０万枚画像形成後における感光体の観察、テスト後に画像系装置を分解して二次転写ロール、中間転写ベルトを取り外し、さらにエタノールを染み込ませたガーゼで汚れを拭き取ってから観察し損傷の評価を行った。これらの評価結果について表２に示す。
【０１０８】
＜実施例２から実施例１７、参考例１８から参考例２０、比較例１から比較例５＞
用いたトナー、二次転写電界を表２のようにした以外は、実施例１と同様にして画像形成を行った。さらに実施例１と同様にして得られたハイライト画像の濃度ムラ、得られた格子状ライン画像の細線の乱れ評価を行い、出力画像チェックを行なった。さらに実施例１と同様に、上記４０万枚画像形成後における感光体の観察、テスト後に画像系装置を分解して二次転写ロール、中間転写ベルトを取り外し、さらにエタノールを染み込ませたガーゼで汚れを拭き取ってから観察し損傷の評価を行った。これらの評価結果について表２に示す。
【０１０９】
＜濃度ムラの評価方法＞
得られたハイライト画像を目視により観察し、画像濃度差の有無やその程度を評価した。評価基準は以下の通りであり、◎又は○であれば実用上問題ない。
◎：ハイライト画像全体において、画像濃度の差が見られない。
○：画像濃度の差が若干見られるが、実用上、問題ないレベル。
×：顕著な画像濃度差が確認され、実用上、問題となるレベル。
【０１１０】
＜ライン画像の評価方法＞
得られた格子状ライン画像を目視により観察し、欠損の有無を確認した。評価基準は以下の通りであり、◎、○であれば実用上問題ない。△は特殊な画像を出力する場合には問題となる場合があるレベルである。
◎：ライン画像の欠損は見られない。
○：ライン画像の欠損が若干見られるが、実用上、問題ないレベル。
△：ライン画像の欠損が所々見られ、細かい線の多い地図のような画像では見づらい部分もあり、このような特殊な画像作成時には問題となるレベル。
×：ライン画像の欠損が著しく、文字文書のような一般的な画像において実用上、問題となるレベル。
【０１１１】
＜感光体損傷の評価方法＞
上記画像形成を行った後に感光体を取り出し、エタノールで表面の汚れを除去してから、表面を目視により観察し、損傷の有無を確認した。評価基準は以下の通りであり、◎、○であれば実用上問題なく、このテスト使用後にさらに長期間出力を繰り返しても問題発生の可能性が低いレベルである。△は通常の使用であれば問題無いレベルであるが、さらに長期間画像形成に用いた場合には画像欠陥などの問題発生の可能性が高いと推測できるレベルである。
◎：感光体表面の損傷は確認できない。
○：感光体表面の損傷が若干見られるが、実用上、問題ないレベル。
△：感光体表面の損傷が所々見られるが、実用上、問題ないレベル。
×：感光体表面の損傷が著しく、深い溝や基材の露出が有り実用上、問題となるレベル。
【０１１２】
＜二次転写ロールの評価方法＞
上記画像形成を行った後に二次転写ロールを取り出し、エタノールで表面の汚れを除去してから、表面を目視により観察し、損傷の有無を確認した。評価基準は以下の通りであり、◎、○、であれば実用上問題なく、このテスト使用後にさらに長期間出力を繰り返しても問題発生の可能性がレベルである。△は通常の使用であれば問題無いレベルであるが、さらに長期間画像形成に用いた場合には画像欠陥などの問題発生の可能性が高いと推測できるレベルである。
◎：二次転写ロール表面の損傷は確認できない。
○：二次転写ロール表面の損傷が若干見られるが、実用上、問題ないレベル。
△：二次転写ロール表面の損傷が所々見られるが、実用上、問題ないレベル。
×：二次転写ロール表面の損傷が著しく、深い溝や部分的な著しい摩耗があり実用上、問題となるレベル。
【０１１３】
＜中間転写ベルトの評価方法＞
上記画像形成を行った後に中間転写ベルトを取り出し、エタノールで表面の汚れを除去してから、表面を目視により観察し、損傷の有無を確認した。評価基準は以下の通りであり、◎、○であれば実用上問題な。く、このテスト使用後にさらに長期間出力を繰り返しても問題発生の可能性がレベルである。△は通常の使用であれば問題無いレベルであるが、さらに長期間画像形成に用いた場合には画像欠陥などの問題発生の可能性が高いと推測できるレベルである。
◎：中間転写ベルト表面の損傷は確認できない。
○：中間転写ベルト表面の損傷が若干見られるが、実用上、問題ないレベル。
△：中間転写ベルト表面の損傷が所々見られるが、実用上、問題ないレベル。
×：中間転写ベルト表面の損傷が著しく、深い溝や表面にひび割れ、穴などがあり実用上、問題となるレベル。
【０１１４】
【表２】
0005262068.tif 000003
【０１１５】
以上の結果から、実施例１から実施例１７によれば、比較例１から比較例５に比べて、画像パターンに依存せず安定して二次転写手段への汚染物質の蓄積を抑制すると共に、二次転写手段及びクリーニング手段の損傷を抑制することが分かる。
さらに、実施例１から３および実施例９においては、上記テスト履歴後における特に優れた高画質の実現に加え、更なる画像出力使用においても長期間安定した性能を発揮しうる効果を発揮していることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一の実施形態にかかる画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０   感光体ドラム（像保持体）
１２   中間転写ベルト（中間転写体）
１４   帯電装置（帯電手段）
１６   露光装置（静電潜像形成手段）
１８   現像装置（現像手段）
２０   一次転写ロール（一次転写手段）
２６   二次転写ロール（二次転写手段）
３０   二次転写クリーニング装置（クリーニング手段）
Ｐ     記録材（記録媒体）
【図１】
0005262068.tif 000004