JP4967860B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置が知られている。この画像形成装置においては、静電潜像を保持するための感光体等の像保持体の表面を帯電装置によって帯電し、帯電された像保持体上に静電潜像を形成している。そして、この静電潜像を現像剤によって現像することで像保持体上にトナー像を形成する。像保持体上に形成されたトナー像は、記録媒体へ直接または転写ロールを介して記録媒体に転写された後に、記録媒体上に定着される。像保持体上の残留トナーや紙粉等の付着物は、クリーニング装置によって除去される。

この像保持体の帯電装置による帯電においては、オゾン発生量抑制や画像形成装置の小型化を図るために、接触型の帯電装置が用いられている。この接触型の帯電装置としては、円柱状の帯電ロールを像保持体の表面に接触させることで、像保持体表面の帯電を行っているが、この帯電ロール表面に像保持体表面のクリーニング装置によって除去されなかった外添剤等のトナー成分が付着する場合がある。

この帯電ロール表面にトナー成分が付着することにより帯電不良が引き起こされることを抑制するための技術として、帯電ロール表面のトナー等の付着物を除去する技術が知られている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。なお、これらの技術では、トナーとしては、一成分現像剤が用いられている。

特許文献１の技術によれば、帯電ロールの表面に接触するブラシロールを設けて、このブラシロールを帯電ロールの回転に従動して回転させることで、帯電ロールの表面を清掃している。

また、特許文献２の技術によれば、像保持体に相当する感光体の下方位置に帯電ロールを設けるとともに、この帯電ロールに接触するようにロールクリーニング部材を設けて、帯電ロールの回転とともにロールクリーニング部材によりクリーニングを行っている。
特開２００２−２２１８８３号公報 特開２００１−２０１９２３号公報

本発明は、前述の背景技術では解決し得なかった、以下の課題を解決することを目的とする。
本発明は、帯電部材に付着したトナー成分に起因する画質劣化を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の手段により解決される。

請求項１に係る発明は、回転駆動される像保持体と、前記像保持体表面に接触して該像保持体の回転に伴って回転することにより該像保持体を接触帯電させる帯電部材と前記帯電部材によって帯電した前記像保持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体上に形成された静電潜像を、体積平均粒径が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機粒子を外添したトナーと、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成されるキャリアと、を含んで構成される現像剤によって現像して該静電潜像に応じたトナー像を現像する現像手段と、前記トナー像を被転写部材に転写する転写手段と、前記像保持体上の付着物を除去する除去手段と、前記帯電部材表面に接触して該帯電部材の回転に伴って回転することにより該帯電部材表面に付着した前記無機粒子を含む付着物を該帯電部材表面から除去すると共に、除去した該無機粒子を凝集させた凝集体を形成する凝集体形成手段と、を備えた画像形成装置である。

請求項２に係る発明は、前記凝集体形成手段は、芯体と、該芯体の外周に形成され多孔質層と、から構成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である。

請求項３に係る発明は、前記多孔質層は、発泡ウレタンである請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項４に係る発明は、前記トナーは、トナー母粒子に前記無機粒子が外添され、該無機粒子の該トナー母粒子表面に対する含有量が０．５重量％以上２．５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、帯電部材に付着したトナー成分に起因する画質劣化を抑制する画像形成装置を提供する、という効果を奏する。

請求項２に係る発明によれば、帯電部材表面に付着した無機粒子を含む付着物を効果的に除去すると共に、除去した無機粒子を凝集させた凝集体を効果的に形成する、と言う効果を奏する。

請求項３に係る発明によれば、帯電部材表面に付着した無機粒子を含む付着物を効果的に除去すると共に、除去した無機粒子を凝集させた凝集体を効果的に形成し、且つ帯電部材表面の摩耗を抑制する、と言う効果を奏する。

請求項４に係る発明によれば、帯電部材にトナー母粒子が付着することを抑制する、という効果を奏する。

以下、本発明の一の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態の画像形成装置１０は、像保持体１２を含んで構成されている。像保持体１２は、円柱状に構成され、図示を省略する駆動機構によって回転軸Ｂを中心に所定方向（図１中、矢印Ａ方向）に回転駆動する。

像保持体１２の周辺には、像保持体１２の回転方向（図１中、矢印Ａ方向）に沿って、帯電ロール１４、露光装置１８、現像装置２０、転写装置２２、及びクリーニング装置２８が設けられている。また、画像形成装置１０には、定着装置２６及びクリーニングロール１６が設けられている。

なお、像保持体１２が本発明の画像形成装置の像保持体に相当し、帯電ロール１４が本発明の画像形成装置の帯電部材に相当し、露光装置１８が潜像形成手段に相当する。また、現像装置２０が、本発明の画像形成装置の現像手段に相当し、転写装置２２が転写手段に相当し、クリーニング装置２８が除去手段に相当する。また、クリーニングロール１６が本発明の画像形成装置の凝集体形成手段に相当する。

帯電ロール１４は、像保持体１２の表面を帯電する。露光装置１８は、帯電ロール１４によって帯電された像保持体１２上を露光することで静電潜像を形成する。現像装置２０は、予め貯留された現像剤によって像保持体１２上に形成されている静電潜像を現像し、この静電潜像に応じたトナー像を形成する。転写装置２２は、像保持体１２上に形成されたトナー像を記録媒体２４へ転写する。定着装置２６は、記録媒体２４上に転写されたトナー像を記録媒体２４に定着させる。クリーニング装置２８は、像保持体１２の表面に接触して設けられたクリーニングブレード２８Ａを含んで構成されており、このクリーニングブレード２８Ａによって像保持体１２上のトナー等の付着物を像保持体１２から除去する。

まず、本実施の形態の画像形成装置１０で用いる現像剤について説明する。

本実施の形態で用いる現像剤は、体積平均粒径が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機粒子を外添したトナーと、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成されるキャリアと、を含んで構成されている。上記無機粒子は、トナー母粒子に外添されている。

まず、トナーに外添される無機粒子について説明する。

この無機粒子の体積平均粒径は、上述のように、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲であることを要し、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。

無機粒子の体積平均粒径が８０ｎｍ未満であると、ブレードニップ部でトナーから脱離しにくい為、無機粒子によるダムが小さくなり、その結果トナーがブレードニップ部の奥まで入り込み、そこでストレスを受けて変形しブレードをすり抜けるようになり帯電ロールをトナーで汚染してしまうと言う問題が生じる場合があり、また、３００ｎｍを超えると、ブレードニップ部でトナーから脱離しやすくなるが、その粒径が大き過ぎる為、ブレードニップ部をすり抜ける時にブレードを傷つけ、その結果トナーをすり抜けさせてしまう。
ここで、無機粒子の体積平均粒径の測定方法については、後述する。

この無機粒子のトナー母粒子表面に対する含有量は、０．５重量％以上２．５重量％以下であり、好ましくは１重量％以上２．５重量％以下、さらに好ましくは１．５重量％以上２．５重量％以下である。
無機粒子によるトナー母粒子への含有量が０．５重量％未満であると、脱離した無機粒子の量が少ない為にブレードニップ部にトナーをせき止めることができず、トナー自体をすりぬけさせてしまう場合がある。一方、無機粒子によるトナー母粒子への含有量が２．５重量％を超えると、ブレードをすり抜ける無機粒子の量が多くなり、帯電ロールを汚染する速度が速くなり過ぎる場合がある。

本実施の形態においては、体積平均粒径が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲の無機粒子に加え、それよりも小径の外添剤（以下、小径外添剤と称する）を併用することが好ましい。

この粒径の外添剤（小径外添剤）を用いることで、トナーの流動性を確保することができる。
この小径外添剤の体積平均粒径は、７ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。
なお、小径外添剤の体積平均粒径の測定方法についても後述する。

また、小径外添剤は、トナーの重量に対して、０．５重量％以上３．０重量％以下の範囲で使用することができ、０．８重量％以上２．０重量％以下の範囲で使用することが好ましい。
小径外添剤の量が０．５重量％未満である場合、トナーの流動性が低くなり、また、３．０重量％を超えた場合には、トナーの流動性は良好であるが、トナー表面にほぼ均一に付着させることが難しくなり、むしろ凝集体が残り、場合によってはトナーの発色性を妨げることがある。

ここで、体積平均粒径の測定方法について説明する。
本実施の形態における上記無機粒子、及び小径外添剤は共に、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ ＬＡ−９１０）を用いて測定した。なお、０．５％のアニオン界面活性剤（ニューレックスペーストＨ、日本油脂社製）水溶液中に０．１％のポリリン酸ナトリウムを添加したものの中に、測定する無機粒子または小径外添剤を添加し、これを１分間超音波で分散させたものを測定試料として用いた。

本実施の形態において、無機粒子としては、以下に示す無機粒子が用いられる。
即ち、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＺｒＯ_２、ＣａＯ・ＳｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ・（ＴｉＯ_２）_ｎ、Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２、ＣａＣＯ_３、ＭｇＣＯ_３、ＢａＳＯ_４、ＭｇＳＯ_４等の無機粒子を使用することができる。これらのうち、特に、シリカ粒子、チタニア粒子の場合には、トナーの流動性が良好となるため好ましい。また、ポリスチレン粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリフッ化ビニリデン粒子、小径不定形樹脂粒子、酸化セリウム、ステアリン酸亜鉛等のクリ−ニング助剤又は転写助剤等も使用することが可能である。

無機粒子の表面は、予め疎水化処理されていることが望ましい。この疎水化処理によりトナーの粉体流動性が改善されるほか、帯電の環境依存性、及び耐キャリア汚染性に対しても有効である。疎水化処理は疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行うことができる。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。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。これらの中でもシラン系カップリング剤が好適である。

シラン系カップリング剤としては、例えば、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤のいずれかのタイプを使用することも可能である。具体的には、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ，Ｏ−（ビストリメチルシリル）アセトアミド、Ｎ，Ｎ−（トリメチルシリル）ウレア、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシピロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
疎水化処理剤の使用量は、無機粒子の種類等により異なり一概に規定することはできないが、通常無機粒子１００重量部に対して、５重量％以上５０重量部以下の範囲が適当である。

また、疎水化処理剤による外添剤の疎水化度は、４０％以上１００％以下が好ましく、５０％以上９０％以下がより好ましく、６０％以上９０％以下が更に好ましい。
本発明における疎水化度は、水５０ｃｃに粒子を０．２ｇ加え、スターラーで攪拌後、メタノールで滴定し、粒子が全て溶媒に懸濁したときのメタノール滴定量をＴｃｃとしたときに、以下の式で表される疎水化度（Ｍ）と定義する。
疎水化度（Ｍ）＝［Ｔ／（５０＋Ｔ）］×１００（ｖｏｌ．％）

なお、上記無機粒子は、クリーニングブレードを傷つけない為には、球形であることが好ましい。

この球形の定義としては、下記ＷａｄｅIIの球形化度で議論することができ、本発明において用いられる外添される球形粒子は、球形化度が０．６以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましい。
球形化度は、ＷａｄｅIIの真の球形化度（下記式）を採用した。
＊実際の粒子と同じ体積を有する球の表面積…（ａ）
＊実際の粒子の表面積…（ｂ）
球形化度＝（ａ）÷（ｂ）
（ａ）は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ ＬＡ−９１０）を用いて測定される、平均粒径から計算により求めた。
（ｂ）は、島津粉体比表面積測定装置ＳＳ−１００型を用い、ＢＥＴ比表面積より代用させた。

本実施の形態のトナーは、結着樹脂及び着色剤を含み、必要に応じて、離型剤やその他の成分を含有するトナー母粒子に、前述の無機粒子や小径外添剤が外添されてなる。

以下、トナー母粒子の構成成分についてより詳細に説明する。
−結着樹脂−
トナー母粒子に用いられる結着樹脂としては、公知のものを使用でき、優れた低温定着性が得られる点から、結晶性樹脂や、結晶性樹脂と非結晶性樹脂とを併用してもよい。
結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル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、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；等の単独重合体及び共重合体を例示することができる。

代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、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、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。更に、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。

これらの中では、特に、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体が好ましい。

また、結晶性樹脂の具体例としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸等の長鎖アルキルのジカルボン酸類、及び、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、バチルアルコール等の長鎖アルキル、アルケニルのジオール類を用いたポリエステル樹脂；（メタ）アクリル酸アミル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ウンデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸ミリスチル、（メタ）アクリル酸セチル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸オレイル、（メタ）アクリル酸ベヘニル等の長鎖アルキル、アルケニルの（メタ）アクリル酸エステルを用いたビニル系樹脂；等が挙げられ、定着時の紙などの記録媒体への接着性や帯電性、所望の範囲に融点の調整が容易であるなどの観点からポリエステル樹脂系の結晶性樹脂が好ましい。

−着色剤−
トナー母粒子を構成する着色剤としては、特に制限はなく、染料及び顔料のどちらでもかまわないが、耐光性や耐水性の観点から顔料が好ましい。
好ましい顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジジンイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等の公知の顔料が使用できる。

また、着色剤として磁性粉を使用することもできる。磁性粉としては、コバルト、鉄、ニッケルなどの強磁性金属、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム、鉛、マグネシウム、亜鉛、マンガンなどの金属の合金や酸化物などの公知の磁性体が使用できる。
以上の着色剤は、単独で使用可能な他、２種類以上組み合わせて使用してもよい。
なお、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、ブラックトナー等の各色トナーが得られる。

トナー中に含まれる着色剤の含有量としては、トナー母粒子１００重量部に対して、０．１重量部以上４０重量部以下が好ましく、１重量部以上３０重量部以下が更に好ましい。

−その他の内添成分−
本実施の形態におけるトナーには、必要に応じて、離型剤や帯電制御剤などのその他の成分が内添されてもよい。
離型剤は、一般に離型性を向上させる目的で使用される。離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；加熱により軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；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、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス；ミツロウ等の動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス；脂肪酸エステル、モンタン酸エステル、カルボ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。これらの離型剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

離型剤の含有量としては、トナー（トナー母粒子）１００重量部に対し、１重量部以上２０重量部以下が好ましく、２〜１５重量部がより好ましい。１重量部未満であると離型剤添加の効果がなく、２０重量部を超えると、帯電性への悪影響が現れやすくなり、また、現像機内部においてトナーが破壊されやすくなるため離型剤やトナー樹脂のキャリアへのスペント化が生じ、帯電が低下しやすくなる等の影響が現れるばかりでなく、例えば、カラートナーを用いた場合、定着時の画像表面への染み出しが不十分になり易く、画像中に離型剤が在留しやすくなってしまうため、透明性が悪化し好ましくない場合がある。
離型剤の融点としては５０℃以上１２０℃以下が好ましく、６０℃以上１００℃以下がより好ましい。離型剤の融点が６０℃未満では離型剤の変化温度が低すぎ、耐ブロッキング性が劣ったり、複写機内温度が高まった場合に現像性が悪化したりする場合がある。

また、トナー母粒子には、必要に応じて、帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。
湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。

トナー母粒子の製造には、公知の湿式法や乾式法を利用することができ、例えば、結着樹脂と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法；混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法；結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤を分散させた分散液、及び、必要に応じて利用される離型剤、帯電制御剤等の分散液と、を混合し、凝集、加熱融着させ、トナーを得る乳化重合凝集法；結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液と、を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法；結着樹脂と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液と、を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法；等が使用できる。
また、上記方法で得られたトナー母粒子をコア粒子にして、更に樹脂粒子を付着させた後、加熱融合してコアシェル構造を有するトナー母粒子を製造することもできる。

続いて、このようにして得られたトナー母粒子に、上記体積平均粒径が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の上記無機粒子、必要に応じて、体積平均粒径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の上記小径外添剤を添加し、混合することにより、本発明におけるトナーを得ることができる。

なお、トナー母粒子と外添剤との混合は、公知の方法、例えば、Ｖブレンダーやヘンシュルミキサー、レディーゲミキサーミキサーなどによっておこなうことができる。
更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機などを使って、得られたトナー中の粗大粒子を取り除いてもよい。

上記のようにして得られたトナー母粒子の粒径は、小径であることが画質を向上させる目的で好ましい。ただし、あまり小径となると帯電、流動性の観点から、従来のシステムでは現像が困難となる。この観点から、トナー母粒子の体積平均粒径は２μｍ以上８μｍ以下の範囲であることが好ましく、更に４μｍ以上７μｍ以下の範囲であることがより好ましい。

トナー母粒子の体積平均粒径が８μｍを超えると、細線の再現性、ハーフトーンの粒状性等の画質が悪化し、写真画質等を出力した際、良好な画質を得ることが難しくなる場合がある。また、トナー母粒子の体積平均粒径が２μｍ未満の場合、粉体特性及び帯電特性が非常に悪化し、従来の画像形成装置による高速での出力は困難となる場合がある。

また、粒度分布の指標である体積平均粒径／個数平均粒径の値としては、１．６以下が好ましく、１．５以下が更に好ましい。この値が１．６より大きいと粒度分布の広がりが大きくなるため、帯電量の分布も広くなってしまい、逆極性トナーや低帯電トナーが発生しやすくなる。

なお、本発明において、トナー母粒子の体積平均粒径（累積体積平均粒径Ｄ_５０）、個数平均粒径（累積数平均粒径Ｄ_５０Ｐ）や各種の粒度分布指標は、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、電解液はＩＳＯＴＯＮ−II（ベックマンーコールター社製）を使用して測定することができる。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい）の５％水溶液２ｍｌ中に測定試料を０．５ｍｇ以上５０ｍｇ以下加える。これを電解液１００ｍｌ以上１５０ｍｌ以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で１分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として１００μｍのアパーチャーを用いて２〜６０μｍの範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は５００００個である。

このようにして測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲（チャネル）に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積１６％となる粒径を累積体積平均粒径Ｄ_１６ｖ、累積数平均粒径Ｄ_１６Ｐ、累積５０％となる粒径を累積体積平均粒径Ｄ_５０ｖ、累積数平均粒径Ｄ_５０Ｐ、累積８４％となる粒径を累積体積平均粒径Ｄ_８４ｖ、累積数平均粒径Ｄ_８４Ｐと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標（ＧＳＤｖ）は（Ｄ_８４ｖ／Ｄ_１６Ｖ）^１／２、数平均粒度分布指標（ＧＳＤｐ）は（Ｄ_８４Ｐ／Ｄ_１６Ｐ）^１／２として算出される。

次に、キャリアについて説明する。
本実施の形態の現像剤に含まれるキャリアは、磁性粉が樹脂中に分散された芯材と該芯材を被覆する樹脂被覆層とを含んで構成されている。
まず、本発明におけるキャリアの構成について説明する。

−キャリア芯材−
本発明におけるキャリアの芯材は、磁性粉が樹脂中に分散されてなる。
前記磁性粉としては、例えば、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、これらとマンガン、クロム、希土類元素等との合金（例えば、ニッケル−鉄合金、コバルト−鉄合金、アルミニウム−鉄合金等）、及びフェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が用いられる。これらの中でも、特性が安定しており、かつ毒性が少ない点で有利である点で、酸化鉄が好ましい。
これら磁性粉は、単種で使用してもよく、２種以上併用してもよい。

磁性粉の粒径は、０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、０．０３μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましく、０．０５μｍ以上０．３５μｍ以下であることが更に好ましい。磁性粉の粒径が０．０１μｍ未満の場合、磁力の低下を招いたり、或いは組成物溶液の粘度が増大し、均一粒径の芯材が得られない場合がある。一方、磁性粉の粒径が１μｍを超える場合、均質な芯材を得ることができない場合がある。

また、磁性粉のキャリア芯材中における含有量としては、３０重量％以上９９重量％以下であることが好ましく、４５重量％以上９８重量％以下であることがより好ましく、６０重量％以上９８重量％以下であることが更に好ましい。含有量が、３０重量％未満であると、キャリア１個当たりの磁力が低いことから拘束力が得られなくなり、結果として飛散等を招くことがあり、９５重量％を越えると、キャリアで構成されるマグブラシが固くなり、割れ易くなる、またトナーへのストレスが増加したり、画像が粗くなることがある。

キャリアの芯材を構成する樹脂成分としては、架橋されたスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、フェノール系樹脂等を挙げることができる。

また、キャリアの芯材は、目的に応じて、更にその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、例えば、帯電制御剤、フッ素含有粒子などが挙げられる。

キャリアの芯材の製造方法は、例えば、磁性粉とスチレンアクリル樹脂等の絶縁性樹脂とを、バンバリーミキサー、ニーダなどを用いて溶融混練し、冷却した後に粉砕し、分級する溶融混練法（特公昭５９−２４４１６号公報、特公平８−３６７９号公報等）や、結着樹脂のモノマー単位と磁性粉とを溶媒中に分散して懸濁液を調製し、この懸濁液を重合させる懸濁重合法（特開平５−１００４９３号公報等）や、樹脂溶液中に磁性粉を混合分散した後、噴霧乾燥するスプレードライ法などが知られている。
上記の溶融混練法、懸濁重合法、及びスプレードライ法はいずれも、磁性粉をあらかじめ何らかの手段により調製しておき、この磁性粉と樹脂溶液とを混合し、樹脂溶液中に磁性粉を分散させる工程を含む。
また、鉄、コバルト、ニッケル等の金属、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物等を単独／複合で焼結させて得たものなども、公知のものとして使用できる。

−樹脂被覆層−
本実施の形態のキャリアは、前述の芯材を被覆する樹脂被覆層を有する。
この樹脂被覆層は、キャリア用の樹脂被覆層の材料として用いられているものであれば公知のマトリックス樹脂が利用でき、二種類以上の樹脂をブレンドして用いてもよい。
樹脂被覆層を構成するマトリックス樹脂としては大別すると、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂と、トナー成分（外添剤等）のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂とが挙げられる。

ここで、トナーに負帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、アミノ系樹脂、例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂、及びエポキシ樹脂等が挙げられ、更にポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース樹脂等のセルロース系樹脂等が挙げられる。
また、トナーに正帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。

トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、及びシリコーン樹脂等が挙げられる。

また、樹脂被覆層には、抵抗調整を目的として導電性粒子を添加してもよい。導電性粒子としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの導電性粒子は平均粒径１μｍ以下のものが好ましい。更に、必要に応じて、複数の導電性粒子を併用することができる。
樹脂被覆層における導電性粒子の含有量は、樹脂被覆層の強度を保ち、またキャリアの抵抗を調整する観点から、１重量％以上５０重量％以下であることが好ましく、３重量％以上２０重量％以下であることがより好ましい。

なお、本実施の形態において、絶縁性とは、体積抵抗率で１０^１４Ωｃｍ以上の範囲を意味する。一方、導電性とは、体積抵抗率で１０^７Ωｃｍ以下の範囲を意味する。また、半導電性とは例えば体積抵抗率が１０^７Ωｃｍ以上１０^１３Ωｃｍ以下を意味する

なお、体積抵抗率の測定は、ＪＩＳ−Ｋ−６９１１（１９９５）に準じて、円形電極（三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＵＲプローブ：円柱状電極の外径Φ１６ｍｍ、リング状電極部の内径Φ３０ｍｍ、外径Φ４０ｍｍ）を用い、２２℃／５５％ＲＨ環境下、電圧１００Ｖ印加し、印加後５ｓｅｃ後の電流値をアドバンテスト製、微小電流計 Ｒ８３４０Ａを用いることにより測定し、その電流値により、体積抵抗から、体積抵抗率を求める。

更に、樹脂被覆層には、帯電制御を目的として樹脂粒子を含有してもよい。樹脂粒子を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が利用できる。
熱可塑性樹脂の場合、ポリオレフィン系樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン；ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン；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から構成されるストレートシリコン樹脂又はその変性品；フッ素樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン；ポリエステル；ポリカーボネート等が挙げられる。

熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂；アミノ樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂；エポキシ樹脂などが挙げられる。

前記樹脂被覆層の平均膜厚は、０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以上３．０μｍ以下であることがより好ましく、０．３μｍ以上２．０μｍ以下であることが更に好ましい。樹脂被覆層の平均膜厚が０．１μｍよりも薄いと、キャリア芯材表面を一様に被覆することが困難となり、また長時間使用時に樹脂被覆層磨耗によるキャリアの抵抗低下が発生し、５μｍを超えると、被覆層の強度が弱くなり芯材からの剥れが起き易くなったり、キャリア作製時にキャリア粒子同士の被覆層が接着しやすくなり、結果として膜厚が均一な被覆層を得ることができなくなる。

−キャリアの製造方法−
キャリアの製造方法は特に限定されず、従来公知のキャリア製造方法が利用できるが、以下の製造方法が好ましい。
即ち、樹脂被覆層形成用溶液（溶剤中に、樹脂被覆層を形成するマトリックス樹脂の他に、必要に応じて、導電性粒子、帯電制御の樹脂粒子等を含む溶液）を調製し、この樹脂被覆層形成用溶液中に芯材を浸漬する浸漬法、樹脂被覆層形成用溶液を芯材の表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で樹脂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芯材と樹脂被覆層形成用溶液とを混合し、次いで、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられるが、特に、溶液を用いたものに限定されるものではない。例えば、キャリアの芯材の種類によっては、芯材と樹脂粉末とを共に加熱混合するパウダーコート法などを採用することもできる。更に、樹脂被覆層を形成した後に、電気炉やキルンなどの装置により加熱処理することもできる。

また、樹脂被覆層を形成するための樹脂被覆層形成用溶液に使用する溶剤としては、樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化物などを使用することができる。

さらに、上記のようにして得られるキャリアは、１ｋＯｅ時の磁力が１７０ｅｍｕ／ｃｍ^３以上２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３以下の範囲であることを要し、１８５ｅｍｕ／ｃｍ^３以上２３５ｅｍｕ／ｃｍ^３以下の範囲であることが好ましい。
キャリアの磁力が１７０ｅｍｕ／ｃｍ^３未満の場合、現像ロール４６上での磁気的ストレスは低減し画像白抜け等の画質欠陥には効果が見られるが、現像ロール４６との磁気的拘束力が弱くなるために、現像ロール４６からのトナーやキャリアの飛散が生じ他の部材を汚染することに起因する画質欠陥や感光体上へのキャリア付着に起因する画質欠陥を招く恐れがある。また、キャリアの磁力が２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３を超える場合、現像ロール４６との磁気的束縛力が大きくなるため、トナーに対するストレスが大きくなりトナー母粒子表面に外添剤が埋没し外添剤の緩衝的機能を発現できなくなり、画像白抜けの等の画質欠陥を招く場合がある。
ここで、キャリアの磁力は、振動試料型磁力計ＢＨＶ−５２５（理研電子（株）製）を用い、ＶＳＭ用常温サンプルケース粉末用（Ｈ−２９０２−１５１）に一定量サンプルを採り、正秤した後に１ｋＯｅの磁場中にて、測定した。

また、本発明におけるキャリアは、球形度が０．９８０以上１．０００以下の範囲であることを要し、０．９８５以上１．０００以下Kの範囲であることが好ましい。
キャリアの球形度が０．９８０未満の場合、キャリアとしての流動性が悪くなり、現像剤としての流動性が不足することで、結果的に、磁気ブラシの均一性を得ることができない。

ここで、本発明におけるキャリアの球形度は、下記の方法で測定した平均円形度を意味する。
測定サンプルとして、キャリア２００ｍｇをエチレングリコール水溶液３０ｍｌに添加・攪拌し、上澄み液を除去した残渣中のキャリアを用いて、以下の方法で測定した。測定は、ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス社製）を使用し、撮影された少なくとも５０００個以上各々のキャリア粒子に対して画像解析を行い、統計処理することによって、平均円形度を求めた。ここで、個々の円形度は下記式（１）に基づいて求めた。
式（１）： 円形度＝円相当径周囲長／周囲長＝［２×（Ａ×π）^１／２］／ＰＭ
（上記式（１）において、Ａはキャリア粒子の投影面積、ＰＭはキャリア粒子の周囲長を表す。）
なお、測定はＬＰＦモード（低分解能モード）、希釈倍率１０倍で行った。また、データの解析に当たっては、測定ノイズ除去の目的で、個数粒径解析範囲を３μｍ以上８０μｍ以下の範囲、円形度解析範囲を０．８５０以上１．０００以下の範囲で実施した。

また、本発明におけるキャリアの体積平均粒径は、２５μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましく、２５μｍ以上８０μｍ以下の範囲であることがより好ましく、２５μｍ以上６０μｍ以下の範囲であることが更に好ましい。
キャリアの体積平均粒径が２５μｍ未満の場合、キャリア粒子１個当たりの磁力が弱まり、現像ロール４６（詳細後述）への磁気的拘束力が弱まり、像保持体１２へのキャリアの付着が生じる。また、キャリアの体積平均粒径が１００μｍを超える場合、粒子形状が球状から歪み、細線再現性が悪くなる。
ここで、キャリアの体積平均粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（ＬＳ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ：ＬＳ１３ ３２０、ＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ社製）を用いて測定された値をいう。得られた粒度分布を分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、全核体に対して累積５０％となる粒径を体積平均粒径Ｄ_５０ｖとする。

このキャリアの密度は、２．０ｇ／ｃｍ^３以上５．０ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、２．５ｇ／ｃｍ^３以上４．５ｇ／ｃｍ^３以下であることがより好ましく、３．０ｇ／ｃｍ^３以上４．０ｇ／ｃｍ^３以下であることが更に好ましい。
密度が２．０ｇ／ｃｍ^３よりも小さい場合には、トナーの流動性の状態に近づくため、帯電付与能力が減少し、密度が５．０ｇ／ｃｍ^３よりも大きい場合には、キャリアの流動性の低下が発生し、トータルエネルギー量が上限値を超えて大きくなる傾向にあるため好ましくない。
ここで、キャリアの密度の測定方法は、「物理化学実験法（東京化学同人社、第３版）」の密度の項に記載の方法に準じて測定する。測定には、電気抵抗が１７ＭΩ以上の水を用い、測定温度は２５℃で行う。

本発明におけるキャリアの体積電気抵抗は、１×１０^７Ωｃｍ以上１×１０^１５Ωｃｍ以下の範囲に制御されることが好ましく、１×１０^８Ωｃｍ以上１×１０^１４Ωｃｍ以下の範囲であることがより好ましく、１×１０^８Ωｃｍ以上１×１０^１３Ωｃｍ以下の範囲であることが更に好ましい。
キャリアの体積電気抵抗が１×１０^１５Ωｃｍを超える場合、抵抗が高くなり、現像のときに現像電極として働きにくくなるため、特にベタ画像部でエッジ効果が出るなど、ソリッド再現性が低下する。一方、１×１０^７Ωｃｍ未満の場合、抵抗が低くなるため、現像剤中のトナー濃度が低下したときに現像ロールからキャリアへ電荷が注入し、キャリア自体が現像されてしまう不具合が発生しやすい。

上記キャリアの体積電気抵抗（Ωｃｍ）は以下のように測定する。なお、測定環境は、温度２０℃、湿度５０％ＲＨとする。
２０ｃｍ^２の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となるキャリアを１〜３ｍｍ程度の厚さになるように平坦に載せ、キャリア層を形成する。この上に前記同様の２０ｃｍ^２の電極板を載せキャリア層を挟み込む。キャリア間の空隙をなくすため、キャリア層上に載せた電極板の上に４ｋｇの荷重をかけてからキャリア層の厚み（ｃｍ）を測定する。キャリア層上下の両電極には、エレクトロメーター及び高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が１０^３．８Ｖ／ｃｍとなるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値（Ａ）を読み取ることにより、キャリアの体積電気抵抗（Ω・ｃｍ）を計算する。キャリアの体積電気抵抗（Ω・ｃｍ）の計算式は、下記式（２）に示す通りである。
［式２］
式（２）： Ｒ＝Ｅ×２０／（Ｉ−Ｉ_０）／Ｌ

上記式（２）中、Ｒはキャリアの体積電気抵抗（Ω・ｃｍ）、Ｅは印加電圧（Ｖ）、Ｉは電流値（Ａ）、Ｉ_０は印加電圧０Ｖにおける電流値（Ａ）、Ｌはキャリア層の厚み（ｃｍ）をそれぞれ表す。また、２０の係数は、電極板の面積（ｃｍ^２）を表す。

次に、画像形成装置１０の装置各部について説明する。

帯電ロール１４は、像保持体１２表面に接触して設けられており、像保持体１２の回転駆動に伴って回転することによって像保持体１２表面を帯電する。

帯電ロール１４は、高圧電源２９からの電圧印加可能に構成されており、高圧電源２９から帯電ロール１４への電圧印加により帯電され、この帯電ロール１４の帯電により像保持体１２表面を帯電させる。

帯電ロール１４は、図２に示すように、導電性のシャフト１４Ａの周囲に、帯電層１４Ｂが形成された構成であり、このシャフト１４Ａが回転可能に支持されている。

帯電ロール１４は、像保持体１２に押圧させて、像保持体１２の回転に伴い従動回転させるように、像保持体１２に圧接して配置されている。なお、帯電ロール１４に駆動手段を取り付け、像保持体１２とは異なる周速度で回転させるように配置してもよい。

帯電ロール１４のシャフト１４Ａとしては、導電性を有するもので、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の成型品が用いられる。また、その他導電性粒子等を分散した樹脂成形品等を用いることができる。

帯電層１４Ｂとしては、例えば、導電性を有し、一般にはゴム材に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散したものを用いることができる。

ゴム材としてはＥＰＤＭ、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソブチレン、ＳＢＲ、ＣＲ、ＮＢＲ、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ＳＢＳ、熱可塑性エラストマー、ノルボーネンゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンオキシドゴム等が用いられる。

導電性粒子あるいは半導電性粒子としてはカーボンブラック、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、ＺｎＯ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２−Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２、ＺｎＯ−ＴｉＯ_２、ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯ−ＴｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＭｇＯ等の金属酸化物が用いることができ、これらの材料は単独あるいは２種以上混合して用いても良い。

この帯電層１４Ｂ上には、抵抗層及び保護層が積層された構成であってもよい。
抵抗層及び保護層としては、結着樹脂に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散し、その抵抗を制御したもので、体積抵抗率として１０^３Ωｃｍ以上１０^１４Ωｃｍ以下、望ましくは１０^５Ωｃｍ以上１０^１２Ωｃｍ以下さらに望ましくは１０^７Ωｃｍ以上１０^１２Ωｃｍ以下がよい。抵抗層及び保護層の膜厚としては０．０１μｍ以上１０００μｍ以下、望ましくは０．１μｍ以上５００μｍ以下、さらに望ましくは０．５μｍ以上１００μｍ以下がよい。

結着樹脂としてはアクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＥＴ等のポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン 樹脂等が用いられる。

導電性粒子あるいは半導電性粒子としては弾性層と同様のカーボンブラック、金属、金属酸化物が用いられる。また必要に応じてヒンダードフェノール、ヒンダードアミン等の酸化防止剤、クレー、カオリン等の充填剤や、シリコーンオイル等の潤滑剤を添加することができる。

これらの層を形成する手段としてはブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等を用いることができる。

帯電ロール１４を用いて像保持体１２を帯電させる方法としては、帯電ロール１４に直流電圧を印加する方法、あるいは直流電圧及び交流電圧を重畳して印加する方法が挙げられるが、これ直流電圧を印加する方法が望ましい。特に、直流電圧のみで像保持体１２表面を帯電すると、交流電圧が印加されないので、像保持体１２への流入電流量が非常に少ない。

一方、帯電ロール１４に対し直流電圧及び交流電圧を重畳印加する場合よりも、直流電圧のみを印加する方が、帯電ロール１４表面の汚染を生じ易い。この理由は直流電圧及び交流電圧を重畳印加する場合には、交流電圧印加によって帯電ロール１４表面にプラス及びマイナスの電界が交互に生じ続けるため、プラスあるいはマイナスに帯電した汚染物質ともに帯電ロール１４表面から靜電的に反発する力を受けるために、比較的容易に帯電ロール１４表面から付着物を除去することができるので好ましい。

ここで、電圧の範囲としては、直流電圧は要求される像保持体１２の帯電電位に応じて正又は負の５０Ｖ以上２０００Ｖ以下が好ましく、特に１００Ｖ以上１５００Ｖ以下が望ましい。交流電圧を重畳する場合は、ピーク間電圧が４００Ｖ以上１８００Ｖ以下、望ましくは８００Ｖ以上１６００Ｖ以下、さらに望ましくは１２００Ｖ以上１６００Ｖ以下が望ましい。交流電圧の周波数は５０Ｈｚ以上２０，０００Ｈｚ以下、望ましくは１００Ｈｚ以上５，０００Ｈｚ以下である。

クリーニングロール１６は、図１及び図２に示すように、帯電ロール１４の外周面に接して配設されており、帯電ロール１４上に付着した無機粒子を含む付着物を帯電ロール１４から除去すると共に、除去した無機粒子を凝集させた凝集体を形成する。
なお、本実施の形態において、無機粒子を凝集させた「凝集体」とは、上記説明した現像剤のトナーに含まれる無機粒子がトナーから脱離し、脱離した無機粒子同士が凝集し、目視で確認できる大きさに成長した状態にあることを表している。

クリーニングロール１６は、その外周が帯電ロール１４の外周に押圧された状態で配置されており、芯体１６Ａの外周面上に多孔質層１６Ｂが設けられた構成となっている。
芯体１６Ａの両端部には、図示しないスプリングが設けられており、このスプリングによってクリーニングロール１６が帯電ロール１４に所定の圧力で押圧されている。すなわち、クリーニングロール１６が帯電ロール１４の外周に押圧された状態で配置されることで、多孔質層１６Ｂには帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形して接触領域が形成されている。

ここで、像保持体１２の支軸には図示しないモータが連結されており、像保持体１２が所定方向（図１中の矢印Ａ方向）に回転駆動されると、像保持体１２の回転に従動して帯電ロール１４が回転することにより、像保持体１２の表面が帯電され、帯電ロール１４に従動して回転するクリーニングロール１６の回転によって帯電ロール１４上に付着している無機粒子等の付着物が帯電ロール１４上から除去される。

芯体１６Ａとしては、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の成形品が用いられる。また、芯体１６Ａとしては、その他導電性粒子等を分散した樹脂成形品等を用いることができる。

多孔質層１６Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部（以下、セルという。）が存在し、弾性を有している。
クリーニングロール１６の外周が、本実施の形態の多孔質層１６Ｂで形成されていることによって、クリーニングロール１６は、帯電ロール１４上に付着した無機粒子を含む付着物を帯電ロール１４から除去すると共に、除去した無機粒子を凝集させた凝集体を形成する。

この多孔質層１６Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミン又はポリプロピレン、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、天然ゴム及びスチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル、等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択される。

これらの中でも、帯電ロール１４との従動摺擦によりトナーを効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１４の表面にクリーニングロール１６の擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。

なお、ポリウレタンとしては、特に限定するものではなく、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルやアクリルポリールなどのポリオールと、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートや４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなどのイソシアネートの反応を伴っていれば良く、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど鎖延長剤が混合されていることが好ましい。また、水やアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物などの発泡剤を用いて発泡させるのが一般的である。さらに必要に応じて発泡助剤、整泡剤、触媒などの助剤を加えればよい。

多孔質層１６Ｂは、詳細には、連続気泡構造を有し且つ硬度１５０Ｎ以上５００Ｎ以下である。
また、多孔質層１６Ｂは、多孔質層１６Ｂの帯電ロール１４への食い込み量が、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。
また、多孔質層１６Ｂの表面のセル（孔）の平均孔径が、上記現像剤に含まれる無機粒子の体積平均粒径の１０００倍以上８０００倍以下の範囲内である。

なお、本実施の形態において、「連続気泡構造」とは内部に複数の気泡を有し、隣合う気泡同士が繋がっている状態の構造を意味する。
また、本実施の形態において「硬度」は、以下の方法で測定した。多孔質層１６Ｂを構成する素材を縦４００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚さ５０ｍｍでスライスし、スライスしたシートの中央部をφ200mm圧縮冶具により荷重をかけ、厚さを２５％圧縮する際に必要な力（Ｎ）を本発明における「硬さ」と定義する。圧縮に必要な力（Ｎ）を測定するために、ＡＩＫＯＨ社製荷重測定器（ＭＯＤＥＬ−１３１１）を用いた。

多孔質層１６Ｂの硬度は、１５０Ｎ以上５００Ｎ以下であるが、望ましくは１７０Ｎ以上４５０Ｎ以下であり、より望ましくは１９０Ｎ以上４００Ｎ以下である。この硬度が上記範囲であるとクリーニングロール１６の十分なクリーニング性能が得られるとともに、帯電ロール１４表面から除去した無機粒子と更に除去した無機粒子により、この無機粒子の凝集体を形成することができる。

この硬度が１５０Ｎ未満では上述したクリーニングロール１６の帯電ロール１４との接触による圧縮領域からの復元時に生じる力が十分であっても、帯電ロール１４上の付着物除去する作用が低下し、良好なクリーニング性能が発揮されない。
一方、硬度が５００Ｎより大きいと、帯電ロール表面を早期にキズ付け、画像に微小なスジ状の不具合を発生させる場合があると共に、無機粒子の凝集体を形成することが困難となる場合がある。

なお、硬度の測定はＪＩＳ Ｋ ６４００−２に準じるものであり、５０×３８０×３８０ｍｍの試験片を切り出して、垂直方向に始めの厚さの７５％まで押し込んだ後に荷重を除き、再び始めの厚さの２５％まで押し込み、静止後２０秒経過した時の荷重を読み取る。

多孔質層１６Ｂは、その連続気泡構造における気泡数（発泡セル数）が４０個／２５ｍｍ以上８０個／２５ｍｍ以下範囲にあることが好ましく、より望ましくは４５個／２５ｍｍ以上７５個／２５ｍｍ以下範囲にあり、さらに望ましくは４８個／２５ｍｍ以上７０個／２５ｍｍ以下範囲にある。この気泡数が上記範囲であると、クリーニングロールが良好なクリーニング性能を発揮することができる。

この気泡数が４０個／２５ｍｍより少ないと、クリーニングロール１６自体が帯電ロール１４上の付着物を帯電ロール１４表面に擦りつける作用が増し、帯電ロール１４表面の汚染を悪化させてしまうことがある。
一方、気泡数が８０個／２５ｍｍより多いと、微細な気泡で構成された網目状が有する発泡体の骨格部分の強度が低下し、クリーニングロール１６自体のちぎれや剥れを生じ易くなってしまうことがあり、さらには反発弾性率の低下を招き、クリーニング性能が損なわれる問題が生じることがある。気泡数は、炭酸ガス、フッ素系化合物などの公知の発泡剤の添加量によって制御可能である。

ここで、気泡数の測定は、光学顕微鏡を用い目視観察にて、１００×１００×１０ｍｍの試験片表面の任意の箇所に長さ５０ｍｍのラインを引き、そのラインに乗った気泡を数えることで２５ｍｍ当たりの気泡数を求めることで行う。そして、当該ラインを試験片の任意の３箇所で引き、この３箇所での値の平均値を気泡数とする。

また、多孔質層１６Ｂは、多孔質層１６Ｂの帯電ロール１４への食い込み量が、0.2ｍｍ以上1.5ｍｍ以下であることが好ましく、0.3ｍｍ以上1.3ｍｍ以下であることが好ましく、0.3ｍｍ以上1.0ｍｍ以下が特に好ましい。
食い込み量が0.2ｍｍ以上であれば、帯電ロール１４に従動回転せずに空回りしてクリーニング機能が低下することを抑制することができる。また、食い込み量が1.5ｍｍ以下であれば、多孔質層１６Ｂ上に、帯電ロール１４から除去した無機粒子を保持し、この保持した無機粒子に更に帯電ロール１４から除去された無機粒子が供給されることにより、無機粒子の凝集体を形成することができる。

また、多孔質層１６Ｂの表面のセル（孔）の平均孔径が、上記現像剤に含まれる無機粒子の体積平均粒径の１０００倍以上８０００倍以下の範囲内であることが好ましく、１５００倍以上７０００倍以下の範囲内であることが更に好ましく、２０００倍以上６０００倍以下の範囲内であることが特に好ましい。
多孔質層１６Ｂの表面のセルの平均孔径が、上記現像剤に含まれる無機粒子の体積平均粒径の１０００倍以上８０００倍以下であれば、帯電ロール１４表面から無機粒子を効果的に除去してセル内に一時的に保持するとともに、さらに帯電ロール１４表面から除去された無機粒子が保持されることによって、クリーニングロール１６（多孔質層１６Ｂ）上に保持された無機粒子を成長させて無機粒子の凝集体を形成することができる。

このクリーニングロール１６は、絶縁性であっても導電性であってもよい。即ち、導電層が絶縁性であってもよいし、導電性であってもよい。

なお、クリーニングロール１６に導電性を付与させる方法としては、弾性層に導電材を練り込む方法や導電性の粉体を吹き付ける方法等、特に制限されるものではないが、電気抵抗を１０^３Ω・ｃｍ以上１０^１０Ω・ｃｍ以下（望ましくは１０^４Ω・ｃｍ以上１０^８Ω・ｃｍ以下）に調整した導電性塗料中にクリーニングロール１６を含浸する含浸法を適用することが望ましい。含浸法によれば、体積抵抗率が非常に安定したクリーニングロール１６とすることが可能で、コスト的も非常に安く抑えることができる。この導電性塗料としては、ウレタン、シリコン、スチレン等にカーボンを分散させ溶剤（例えば、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン等）に溶解させたもの等を挙げることができる。

クリーニングロール１６の製造方法としては、例えば、金型に原料を注入して発泡させて、所望の形状のウレタン発泡体を芯材に被覆する方法、ウレタン発泡体をスラブ成型して、所望の形状に研削等により加工して多孔質層１６Ｂを作製した後、この多孔質層１６Ｂを芯体１６Aに被覆する方法などが挙げられる。

露光装置１８は、帯電ロール１４によって帯電された像保持体１２表面に画像データに応じて変調したレーザー光を露光することによって像保持体１２表面に静電潜像を形成する。
露光装置１８としては、例えば、レーザー光学系やＬＥＤレンズアレイなどを用いる。

現像装置２０は、本実施の形態で用いる上記現像剤を像保持体１２表面に供給することで、像保持体１２表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。

現像装置２０としては、図３に示すように、像保持体１２に隣接して配設され、現像剤を収容する現像剤ハウジング３６と、現像剤ハウジング３６の内部において、像保持体１２に隣接するように軸線の周りに回転可能に配設された現像ロール４６とを備えている。現像ハウジング３８内には、上記トナーとキャリアとで構成される上記現像剤Ｄが充填されており、攪拌パドル４０、攪拌スクリュー４２が回転駆動されることで、トナーとキャリアとが攪拌されてトナーがキャリアに静電吸着する。そして、キャリアにトナーが付着した現像剤Ｄは、磁性を有する現像剤搬送ロール４４に磁力で吸着されて現像ロール４６へ搬送され、マグネットロールである現像ロール４６に磁力で吸着される。そして像保持体１２に面した現像ロール４６に現像バイアスが印加されて、現像剤Ｄ中のトナーが、現像ロール４６から像保持体１２上の静電潜像の形成された領域に転移する。これによって、像保持体１２上の静電潜像が現像剤によって現像されて、静電潜像に応じたトナー像が形成される。

転写装置２２は、記録媒体２４を像保持体１２との間で挟持搬送するとともに、像保持体１２上に形成されたトナー像を記録媒体２４に転写する。トナー像を転写された記録媒体２４は、図示を省略する各種搬送ロールによって定着装置２６の設置位置まで搬送されると、定着装置によって熱または圧力が加えられることによりトナー像を記録媒体２４上に定着される。これによって、記録媒体２４上にトナー像が形成される。トナー像の形成された記録媒体２４は、図示を省略する搬送ロール等によって画像形成装置１０の外部へと搬送される。

像保持体１２上の転写装置２２によって転写されずに像保持体１２上に保持されたままのトナーや、紙粉等の付着物は、クリーニング装置２８によって除去される。

上記転写装置２２、定着装置２６、及びクリーニング装置２８としては、従来公知の部材及び装置を用いることができる。

上述のように構成された画像形成装置１０において、帯電ロール１４によって像保持体１２が帯電された後に露光装置１８によって静電潜像が形成されて、像保持体１２の回転によってこの像保持体１２の静電潜像の形成された領域が、像保持体１２と現像装置２０の現像ロール４６との向かい合う領域に到ると、現像ロール４６から静電潜像へトナーが供されて、この静電潜像に対応するトナー像が形成される。
さらに、この像保持体１２の回転によって、この像保持体１２のトナー像の形成された領域が、像保持体１２と転写装置２２との向かい合う領域に達すると、像保持体１２上のトナー像は転写装置２２によって記録媒体２４に転写される。
さらに、像保持体１２上の、転写装置２２によって記録媒体２４にトナー像の転写された領域が、像保持体１２の回転によってクリーニングブレード２８Ａの設置位置に達すると、像保持体１２上の転写に関与しなかった残留トナー等の付着物が、クリーニングブレード２８Ａによって除去されて、この付着物の除去された領域が像保持体１２の回転によって帯電ロール１４の設置位置に到ると、帯電ロール１４によって帯電された上記処理が繰り返される。

ここで、理想的な状態では、クリーニング装置２８によって像保持体１２上の残留トナーは像保持体１２表面から全て除去されるが、実際には、クリーニング装置２８と像保持体１２との間を通り抜けて一部のトナー成分、すなわち本実施の形態では無機粒子が帯電ロール１４に到る場合がある。

なお、クリーニング装置２８と像保持体１２との間を、無機粒子とともにトナー母粒子も通り抜ける場合も考えられるが、本実施の形態においては、トナーが、上述のように、トナー母粒子に、体積平均粒径８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内の無機粒子を外添させた粒子であるため、ブレードニップ部にて無機粒子がトナー表面から脱離し、それがブレードニップ部でダムを形成し、トナー母粒子がブレードニップ部の奥へ進入することを妨げることにより、少なくともトナー母粒子はクリーニング装置２８によって像保持体１２から効果的に除去されると考えられる。そして、無機粒子は、クリーニング装置２８と像保持体１２との間を通り抜けると、帯電ロール１４に到ると考えられる。

像保持体１２上の無機粒子等の付着物は、像保持体１２の回転によって帯電ロール１４の設置位置に達すると、帯電ロール１４は像保持体１２表面に接触して設けられていることから、帯電ロール１４の表面に付着する。この帯電ロール１４表面に付着した無機粒子等の付着物は、クリーニングロール１６によって帯電ロール１４表面から除去される。

また、この帯電ロール１４には、上記構成のクリーニングロール１６が接触して設けられ帯電ロール１４の回転に従動して回転するように設けられており、また、本実施の形態では、トナーがトナー母粒子に上記体積平均粒径の範囲内の無機粒子が外添された構成であることにより、帯電ロール１４及びクリーニングロール１６の双方の表面を摩耗または劣化させることなく、無機粒子を含む付着物をクリーニングロール１６へと移行させることができる。

また、クリーニングロール１６の表面が上記説明した上記条件を備えた多孔質層１６Ｂにより構成されていることから、帯電ロール１４の表面からクリーニングロール１６の多孔質層１６Ｂの孔（セル）に保持された無機粒子は、帯電ロール１４からさらに無機粒子が除去されてクリーニングロール１６上に移ることによって成長し、無機粒子の凝集体が形成される。
すなわち、クリーニングロール１６によって帯電ロール１４表面の付着物を除去することによって、クリーニングロール１６表面には、帯電ロール１４から除去された無機粒子の凝集体が保持された状態となる。

このクリーニングロール１６表面に保持された凝集体は、ある程度以上の大きさとなると、ファンデルワールス力より凝集体にかかる重力の方が大きくなるため、クリーニングロール１６上から剥離して、帯電ロール１４を介して像保持体１２表面へと移行する。このため、クリーニングロール１６自身の劣化も抑制することができる。

像保持体１２上に付着した無機粒子の凝集体は、像保持体１２の回転に伴って現像装置２０と像保持体１２との間を通過して転写装置２２との対向領域に到る。

ここで、従来の画像形成装置では現像剤としては、例えば、フェライトキャリア（本実施の形態のように、磁性粉が樹脂中に分散された芯材とこの芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成されるのではなく、単に、磁性粉を芯材として、樹脂被覆層を含んだ構成のもの）を用いた現像剤が一般的に用いられているが、この従来のキャリアを用いた現像剤では、現像ロール４６から像保持体１２にトナーを供給するときに像保持体１２上の静電潜像を乱してしまう現象（所謂、スキャベンジ現象）が生じる。
このため、従来技術のキャリアでは、無機粒子の凝集体は現像ロール４６と像保持体１２との間で生じるスキャベンジ現象によりその凝集状態を解除され、現像装置２０内に取り込まれると考えられる。

現像装置２０内に凝集状態を解除された無機粒子が回収されると、現像装置２０内において既に貯留されている現像剤とともに撹拌されることで、あたかもトナーのように機能し、現像ロール４６によって像保持体１２にトナーと同様に供給されて静電潜像の現像に用いられることで、この無機粒子による画像の白抜けが発生する場合がある。

しかしながら、本実施の形態の画像形成装置においては、上述のように、現像剤として、体積平均粒径が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機粒子を外添したトナーと、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成されるキャリアとを含む現像剤を用いていることから、キャリアに含まれる磁性粉の影響によって、上記スキャベンジ現象が従来技術に比べて抑制される。
このため、クリーニングロール１６から帯電ロール１４を介して像保持体１２上に保持された無機粒子の凝集体は、像保持体１２の回転によって像保持体１２と現像装置２０との向かい合う領域に達しても、凝集状態を解除されることがない。このため、凝集体のまま像保持体１２の回転に伴って、現像装置２０との対向領域を通過して、転写装置２２との対向領域を更に通過し、クリーニングブレード２８Ａの設置領域に達することで、像保持体１２から除去される。

なお、現像装置２０との対向領域を通過した無機粒子の凝集体が、像保持体１２の回転によって転写装置２２との対向領域に達すると、この凝集体の影響による画質劣化が発生するが、トナー成分（無機粒子）による白抜けの発生を抑制することができる。

以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置１０によれば、体積平均粒径が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機粒子を外添したトナーと、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成されるキャリアと、を含んで構成される現像剤を用いると共に、帯電ロール１４上の無機粒子を含む付着物を除去すると共に、除去した無機粒子を凝集させた凝集体を形成する機能を有するクリーニングロール１６を備えていることから、帯電ロール１４に付着した無機粒子等のトナー成分に起因する白抜けの発生を抑制することができ、画質劣化を抑制することができる。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中において「部」及び「％」は、特に断りのない限り「重量部」及び「重量％」を意味する。

＜各種特性の測定方法＞
まず、実施例、比較例で用いたトナー等の物性測定方法について説明する。

（粒子等の体積平均粒径）
粒子等の体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ ＬＡ−９１０）を用いて測定した。なお、０．５％のアニオン界面活性剤（ニューレックスペーストＨ、日本油脂社製）水溶液中に０．１％のポリリン酸ナトリウムを添加したものの中に、測定する無機粒子または小径外添剤を添加し、これを１分間超音波で分散させたものを測定試料として用いた。

（形状係数）
形状係数（ＭＬ^２／Ａ）は、下式（３）で規定される係数である。
式（３） （ＭＬ^２／Ａ）＝（トナー粒子の絶対最大長）^２／（粒子の投影面積）×（π／４）×１００

なお、粒子（トナー）の絶対最大長、および、粒子の投影面積の測定は、ルーゼックス画像解析装置（株式会社ニレコ製、ＦＴ）を用いてスライドガラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、画像処理することにより実施した。

［実施例１］
トナーＡの作製
＜樹脂微粒子分散液の調製＞
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・２９６部
・アクリル酸ｎ−ブチル・・・・・・・・・１０４部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・・・６部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・・１０部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・１．６部
（以上、和光純薬（株）製）

以上の成分を混合し溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤（三洋化成（株）製：ノニポール４００）１２部及びアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）８部をイオン交換水６１０部に溶解した溶液に加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、１０分間ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム（和光純薬（株）製）８部を溶解したイオン交換水５０部を投入し、窒素置換を０．１リットル／分で２０分行った。その後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が７０℃になるまでオイルバスで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が２００ｎｍ、固形分濃度が４０％となる樹脂微粒子分散液（１）を調製した。その分散液の一部を１００℃のオーブン上に放置して水分を除去したものをＤＳＣ（示差走査型熱量計）測定を実施したところ、ガラス転移点は５３℃、重量平均分子量は３２，０００であった。

＜着色剤分散液の調整＞
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３（フタロシアニン系顔料：大日精化社製：シアニンブルー４９３７） ・・・・・・・１００部
（大日精化社製：セイカファーストイエロー２０５４）
アニオン性界面活性剤（ネオゲンRK：第一工業製薬社製）・・・・・１０部
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４９０部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックス）を用いて１０分間分散し、着色剤分散剤（Y）を調製した。

＜離型剤粒子分散液の調製＞
・パラフィンワックス（日本精蝋社製：ＨＮＰ−９）・・・・・・・・・１００部
・アニオン界面活性剤（ライオン（株）社製：リパール８６０Ｋ）・・・・１０部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３９０部
上記成分を混合して溶解した後、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックス）を用いて分散し、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理して、平均粒径が２２０ｎｍである離型剤粒子（パラフィンワックス）を分散してなる離型剤粒子分散液を調製した。

（トナー母粒子Ａの製造）
・樹脂粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・・３２０部
・着色剤分散液 ・・・・・・・・・・・・・・・８０部
・離型剤粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・９６部
・硫酸アルミニウム（和光純薬（株）製）・・・・・１．５部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・１２７０部

以上の成分を温度調節用ジャケット付き丸型ステンレス製フラスコ中に収容し、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて５，０００ｒｐｍで５分間分散させた後、フラスコに移動し、２５℃、２０分間４枚パドルで撹拌しながら放置した。その後撹拌しながらマントルヒーターで加熱し１℃／分の昇温速度で内部が４８℃になるまで加熱し、４８℃で２０分間保持した。次に追加で樹脂粒子分散液８０部を緩やかに投入し、４８℃で３０分間保持したのち、１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを６．５に調整した。

その後１℃／分の昇温速度で９５℃まで昇温し、３０分間保持した。０．１Ｎ硝酸水溶液を添加してｐＨを４．８に調整し、９５℃で２時間放置した。その後更に前記１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを６．５に調整し９５℃で５時間放置した。その後５℃／分で３０℃まで冷却した。

出来上がったトナー粒子分散液をろ過し、（Ａ）得られたトナー粒子に３５℃のイオン交換水２，０００部を添加し、（Ｂ）２０分撹拌放置し、（Ｃ）その後ろ過した。（Ａ）から（Ｃ）までの操作を５回繰り返した後、ろ紙上のトナー粒子を真空乾燥機に移し、４５℃、１，０００Ｐａ以下で１０時間乾燥した。なお１，０００Ｐａ以下としたのは前述のトナー粒子は含水状態であり、乾燥初期においては４５℃でおいても水分が凍結し、その後該水分が昇華するため、減圧時の乾燥機の内部圧力が一定にならないためである。ただし乾燥終了時には１００Ｐａで安定した。乾燥機内部を常圧に戻した後、これを取り出して、トナー母粒子Ａを得た。

（トナーＡの調整）
上記トナー母粒子Ａ（体積平均粒径６μｍ、ＭＬ２／Ａ：１３５、Ｃｙａｎ色）１００重量部に、単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径１２０ｎｍ）を１．５重量部、アナタース型酸化チタン（体積平均粒径２０ｎｍ）１重量部を加え、ヘンシェルミキサーを用い周速３２ｍ／ｓで１０分間ブレンドをおこなった後、目開き１０６μｍのシーブを用いて粗大粒子を除去し、無機粒子の外添されたトナーＡを得た。
なお、上記単分散球形シリカが、上記実施の形態で説明したトナー母粒子に外添される無機粒子に相当し、アナタース型酸化チタンは上記実施の形態で説明した小径外添剤に相当する。

（コア粒子Ａの調製）
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト（平均粒径0.20μm，球形、2重量%、メチルトリメトキシシラン処理品）400重量部、アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、4時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径37.3μmの球状コア粒子Ａを得た。

（キャリアＡの調整）
・コア粒子Ａ １００部
・被覆層形成用溶液Ａ
・トルエン １２０部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体（質量比６０：４０、重量平均分子量８万） ２．０部
・カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製） ０．４部

コア粒子Ａを除く上記成分を６０分間スターラーにて撹拌／分散し、被覆層形成用溶液Ａを調製した。更に、次にこの溶液Ａとコア粒子Ａとを真空脱気型ニーダ（井上製作所社製、商品名：ＫＨＯ-５）に入れ、６０℃で２０分撹拌した後、更に加温しながら、減圧して脱気、乾燥し、目開き１０６μｍのメッシュを通すことによりキャリアＡを作製した。
このキャリアＡの体積平均粒径は、３９．１μｍであり、球形度は０．９８９であった。

（現像剤Ａの調整）
上記調整したキャリアＡを１００重量部、トナーＡを８重量部、をVブレンダーで混合し、500μm網目で篩分して現像剤Ａを作成した。

〔評価〕
上記調整した現像剤Ａを現像装置に、更にトナーカートリッジにトナーＡを充填し、富士ゼロックス（株）製のＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−II Ｃ４３００から帯電器に設置されているブラシクリーナを取り除き、下記構成のクリーニングロール１６を本発明の画像形成装置の凝集体形成手段として設けた。

芯体１６Ａには、直径Φ4ｍｍの材料SUMにNiメッキをした円柱状部材を用いた。この芯体１６Ａ表面を覆う多孔質層１６Ｂとしては、厚み２．５ｍｍ（芯体１６Ａを含むクリーニングロール１６の直径Φ９ｍｍ）の発泡ウレタンフォームから構成される多孔質層１６Ｂを用いた。

この多孔質層１６Ｂの表面のセル（孔）の平均孔径が、現像剤Ａに含まれる無機粒子の体積平均粒径の３５００倍である。
また、多孔質層１６Ｂの硬度は、３００Ｎであり、連続気泡構造における気泡数（発泡セル数）が６０個／２５ｍｍであった。

また、この多孔質層１６Ｂの帯電ロール１４への食い込み量は、０．５ｍｍであった。

上記構成の画像形成装置において、低温低湿（１０℃３０％ＲＨ）環境下にて、画像面積が２０％となるオリジナル原稿を、５枚毎の連続出力を行って、合計５００００枚連続でＡ４用紙に印刷し、この５００００枚の連続出力の途中、１００００枚毎に全面ハーフトーン画像（画像濃度３０％）の画像をＡ４用紙（富士ゼロックス社製 Ｊ紙）１０枚形成した。すなわち５００００枚出力終了後には１００００枚、２００００枚、３００００枚、４００００枚、５００００枚ごとに１０枚計５０枚のハーフトーン画像が得られることになる。なお連続出力を５枚ごとに行ったのは、５枚ごとに出力が停止する結果、クリーニングブレードにかかる歪が大きくなり、その結果評価が促進されるためである。

そして、この全面ＨＴ３０％の画像形成合計５０枚について、画像欠陥（画像白抜け）の有無を目視にて確認したが、白抜けは1個も確認できなかった。

また、さらに、この画像形成装置を高温高湿（３０度８０％ＲＨ）環境下に移し、シーズニング後、ハーフトーン画像（画像濃度３０％）をＡ４用紙に１０枚形成し、画像欠陥（画像白抜け）の有無を目視にて確認したところ、白抜けは1個も確認できなかった。
なお、この評価の判断基準は低温低湿下でのプリント５０枚中、白抜けが合計２０個以下であれば「良好」であり、高温高湿下でのプリント１０枚中、１０個以下であれば「良好」であると評価する。

［実施例２］
（トナーＡの調整）
実施例１で調整したトナーＡを用いた。

（キャリアＢの調整）
スチレン／ｎ−ブチルメタクリレート共重合体を３０重量部と、磁性粉（ＭＧ−Ｚ、三井金属社製）を７０重量部と、を加圧ニーダーにより混練し、ジェットミルにより粉砕、風力分級機により分級し、体積平均粒径４８μmキャリアＢを得た。
このキャリアＢの球形度は０．９７４であった。

（現像剤Ｂの調整）
上記調整したキャリアＢを１００重量部、トナーＡを８重量部、Ｖブレンダーで混合し、500μm網目で篩分して現像剤Ｂを作成した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａに換えて、本実施例２で調整した現像剤Ｂを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下においては白抜けは確認できず、高温高湿環境下において、10枚中、３箇所だけ白抜けを確認した。

［実施例３］
（トナーCの調整）
上記実施例１におけるトナーＡの調整において、単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径120nm）を1.5重量部の代わりに単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径80nm）を0.6重量部用いる以外はトナーＡの調整と全く同じようにしてトナーCを得た。

（現像剤Ｃの調整）
上記トナーＡの代わりにトナーCを用いる以外は実施例1と全く同じようにして現像剤Cを作成した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａ，トナーＡに換えて、本実施例３で調整した現像剤Ｃ、トナーＣを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下における白抜け発生数は、50枚中、２個、また、高温高湿環境下における白抜け発生数は、１０枚中５個確認された。

［実施例４］
（トナーＤの調整）
実施例１におけるトナーＡの調整において、単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径120nm）を1.5重量部の代わりに単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径200nm）を2.1重量部用いる以外はトナーＡの調整と全く同じようにしてトナーＤを得た。

（現像剤Ｄの調整）
上記実施例１におけるトナーＡの代わりにトナーDを用いる以外は実施例1と全く同じようにして現像剤Ｄを作製した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａ，及びトナーＡに換えて、本実施例４で調整した現像剤Ｄ、及びトナーＤを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下における白抜け発生数は、50枚中、３個、また高温高湿環境下における白抜け発生数は、１０枚中、５個確認された。

［実施例５］
（トナーEの調整）
上記実施例１におけるトナーＡの調整において、単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径120nm）を1.5重量部の代わりに単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径300nm）を2.2重量部用いる以外はトナーＡの調整と全く同じようにしてトナーEを得た。

（現像剤Eの調整）
実施例１で調整したトナーＡの代わりにトナーＥを用いる以外は実施例1と全く同様にして現像剤Eを作成した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａ、トナーＡに換えて、本実施例５で調整した現像剤E、トナーEを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下における１枚当りの白抜け発生数は、50枚中５個、また、高温高湿環境下における白抜け発生数は、10枚中、７個確認された。

［実施例６］
実施例１で用いたクリーニングロール１６に換えて、下記構成のクリーニングロール１６−２を用いた以外は、実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行った。

芯体１６−２Ａには、直径Φ４ｍｍの材料SUMにNｉメッキした円柱状部材を用いた。この芯体１６−２Ａ表面を覆う多孔質層１６−２Ｂとしては、厚み2.5ｍｍ（芯体１６−２Ａを含むクリーニングロール１６−２の直径Φ９ｍｍ）の発泡ウレタンフォームから構成される多孔質層１６−２Ｂを用いた。

この多孔質層１６‐2Ｂの表面のセル（孔）の平均孔径が、現像剤Ａに含まれる無機粒子の体積平均粒径の２６００倍である。
また、多孔質層１６-2Ｂの硬度は、４００Ｎであり、連続気泡構造における気泡数（発泡セル数）が８０個／２５ｍｍである。

また、この多孔質層１６-2Ｂの帯電ロール１４への食い込み量は、0.3ｍｍであった。

〔評価〕
実施例１で用いたクリーニングロール１６に換えて、本実施例６で作製した上記クリーニングロール１６−２を用いた以外は実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行なったところ、低温低湿環境下における１枚当りの白抜け発生数は、５０枚中6個、また、高温高湿環境下における白抜け発生数は、10枚中4個確認された。

［実施例７］
実施例１で用いたクリーニングロールに換えて、下記構成のクリーニングロール１６−３を用いた以外は、実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行った。

芯体１６-3Ａには、直径Φ4ｍｍの材料ＳＵＭにＮｉメッキした円柱状部材を用いた。この芯体１６-3Ａ表面を覆う多孔質層１６-3Ｂとしては、厚み2.5ｍｍ（芯体１６-3Ａを含むクリーニングロール１６−３の直径Φ９ｍｍ）のから構成される多孔質層１６-3Ｂを用いた。

この多孔質層１６-3Ｂの表面のセル（孔）の平均孔径が、現像剤Ａに含まれる無機粒子の体積平均粒径の５２００倍である。
また、多孔質層１６-3Ｂの硬度は、２００Ｎであり、連続気泡構造における気泡数（発泡セル数）が４０個／２５ｍｍであった。

また、この多孔質層１６-3Ｂの帯電ロール１４への食い込み量は、1.0ｍｍであった。

〔評価〕
実施例１で用いたクリーニングロール１６に換えて、本実施例７で作製した上記クリーニングロール１６−３を用いた以外は実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行なったところ、低温低湿環境下における白抜けは、確認できず、また、高温高湿環境下における白抜け発生数は、10枚中7個確認された。

［比較例１］
実施例１で用いた現像剤Ａに換えて、下記構成の現像剤Ｆを用いた以外は、実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行った。

（キャリアＦの調整）
・Ｃｕ-Ｚｎフェライト粒子Ｆ（体積平均粒径３５μｍ） １００重量部
・被覆層形成用溶液Ｆ
・トルエン ４０重量部
・スチレン−メタクリレート共重合体（質量比６０：４０） ３重量部
・カーボンブラック（Ｒｅｇａｌ３３０；キャボット社製） ０．４重量部

Ｃｕ-Ｚｎフェライト粒子Ｆを除く上記成分を６０分間スターラーにて撹拌／分散し、被覆層形成用溶液Ｃを調製した。更に、次にこの溶液ＦとＣｕ-Ｚｎフェライト粒子Ｆを真空脱気型ニーダ（井上製作所社製、商品名： ＫＨＯ-５）に入れ、６０℃で２０分撹拌した後、更に加温しながら、減圧して脱気、乾燥し、目開き106μｍのメッシュを通すことによりキャリアＦを作製した。

（現像剤Ｆの調整）
キャリアＡに換えて、キャリアＦを用いた以外は実施例１と全く同じようにして現像剤Ｆを作成した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａに換えて、本比較例１で調整した現像剤Ｆを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下における白抜け発生数は、５０枚中、２８個、また、高温高湿環境下における白抜け発生数は、１０枚中、２８個確認された。

［比較例２］
実施例１で用いた現像剤Ａに換えて、下記構成の現像剤Ｇ、及びトナー粒子Ｇを用いた以外は、実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行った。

（トナー粒子Ｇの調整）
上記実施例１で調整したトナー母粒子Ａ１００重量部に、気相法シリカ（体積平均粒径４０ｎｍ）を２重量部、アナタース型酸化チタン（体積平均粒径２０ｎｍ）を１重量部、を加え、ヘンシェルミキサーを用いて周速３２ｍ／ｓで１０分間ブレンドをおこなった後、１０６μｍ網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーＧを得た。

（現像剤Ｇの調整）
トナーＡに換えて、トナーＧを用いた以外は実施例１と同じようにして現像剤Ｇを調整した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａに換えて、本比較例２で調整したトナーＧ、及び現像剤Ｇを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下において、色スジが発生したため４２ｋＰＶで画像形成を停止した。この状態で、帯電ロール、クリーニングロールを目視にて確認したところ、トナーの付着が見られた。

［比較例３］
（トナーＨの調整）
上記実施例１のトナーＡの調整において、単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径120nm）を1.5重量部の代わりに単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径70nm）を0.8重量部用いる以外はトナーＡの調整と全く同じようにしてトナーＨを得た。

（現像剤Ｈの調整）
トナーＡの代わりにトナーＨを用いる以外は実施例1と全く同様にして現像剤Ｈを作成した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａに換えて、本比較例３で調整したトナーＨ、現像剤Ｈを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下において、色スジが発生したため４8ｋＰＶで画像形成を停止した。この状態で、帯電ロール、クリーニングロールを目視にて確認したところ、トナーの付着が見られた。

［比較例４］
（トナーＩの調整）
上記実施例１のトナーＡの調整において、単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径120nm）を1.5重量部の代わりに単分散球形シリカ（ゾルゲル法：平均粒径320nm）を0.8重量部用いる以外はトナーAの調整と全く同じようにしてトナーＩを得た。

（現像剤Ｉの調整）
上記実施例１のトナーＡの代わりにトナーＩを用いる以外は実施例1と全く同様にして現像剤Ｉを作成した。

〔評価〕
実施例１で用いた現像剤Ａに換えて、本比較例４で調整した現像剤Ｉ、トナーＩを用いた以外は、実施例１と同じようにして画質評価を行ったところ、低温低湿環境下における白抜け発生数は50枚中、65個、また、高温高湿環境下における白抜け発生数は、１０枚中、３２個確認された。

［比較例５］
実施例１で用いたクリーニングロールに換えて、下記構成のクリーニングパッドを用いた以外は、実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行った。

ポロンからなる固定式パッドを帯電ロール１４へ食い込み量0.5mmで押し当てた。

〔評価〕
実施例１で用いたクリーニングロールに換えて、本比較例５で作製した上記クリーニングパッドを用いた以外は実施例１と同じようにして画像形成装置による画質評価を行なったところ、低温低湿環境下において、色スジが発生したため35ｋＰＶで画像形成を停止した。この状態で、帯電ロールを目視にて確認したところ、無機粒子の多量な付着が見られた。

本発明の画像形成装置の一の実施形態の基本構成を示す概略断面図である。 本発明の一の実施形態の帯電ロール及びクリーニングロールを示す模式図である。 本発明の一の実施形態の現像装置の構成を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 像保持体
１４ 帯電ロール
１６ クリーニングロール
１６Ａ 芯体
１６Ｂ 多孔質層
１８ 露光装置
２０ 現像装置
２２ 転写装置
２８Ａ クリーニングブレード
２８ クリーニング装置

Claims (4)

1. 回転駆動される像保持体と、
   前記像保持体表面に接触して該像保持体の回転に伴って回転することにより該像保持体を接触帯電させる帯電部材と
   前記帯電部材によって帯電した前記像保持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記像保持体上に形成された静電潜像を、体積平均粒径が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の無機粒子を外添したトナーと、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成されるキャリアと、を含んで構成される現像剤によって現像して該静電潜像に応じたトナー像を現像する現像手段と、
   前記トナー像を被転写部材に転写する転写手段と、
   前記像保持体上の付着物を除去する除去手段と、
   前記帯電部材表面に接触して該帯電部材の回転に伴って回転することにより該帯電部材表面に付着した前記無機粒子を含む付着物を該帯電部材表面から除去すると共に、除去した該無機粒子を凝集させた凝集体を形成する凝集体形成手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記凝集体形成手段は、芯体と、該芯体の外周に形成され多孔質層と、から構成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。
3. 前記多孔質層は、発泡ウレタンである請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーは、トナー母粒子に前記無機粒子が外添され、該無機粒子の該トナー母粒子表面に対する含有量が０．５重量％以上２．５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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