(57)【要約】【課題】  アクリル変性シリコーン樹脂粒子からなる樹脂被覆層が乾式コーティングされた樹脂被覆キャリアであって、製造時にキャリア粒子の凝集を抑制でき、長期間にわたってトナーに対する帯電付与能力安定性が高い樹脂被覆キャリア、前記樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤、前記２成分現像剤を用いる現像装置および画像形成装置、ならびに樹脂被覆キャリアの製造方法を提供する。【解決手段】  樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材表面に樹脂被覆層が形成されてなる。樹脂被覆層は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子を用いて乾式で形成され、樹脂被覆層に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含む。このような樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤を、画像形成装置内部の現像装置に充填し、画像を形成する。【選択図】      図２
2010230940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア芯材と、キャリア芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアにおいて、
樹脂被覆層は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子を用いて乾式で形成され、樹脂被覆層に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含むことを特徴とする樹脂被覆キャリア。
【請求項２】
体積平均粒子径が３５μｍ以上５５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆キャリア。
【請求項３】
請求項１または２に記載の樹脂被覆キャリアと、トナーとを含むことを特徴とする２成分現像剤。
【請求項４】
請求項３に記載の２成分現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
静電潜像が形成される像担持体と、
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
請求項４に記載の現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
キャリア芯材と、キャリア芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアの製造方法において、
アクリル変性シリコーン樹脂粒子を含む樹脂被覆層材料と、キャリア芯材とを混合し、加熱しながら衝撃力を加えることによってキャリア芯材表面に樹脂被覆層を乾式で形成し、
樹脂被覆層材料は、樹脂被覆層材料に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含むことを特徴とする樹脂被覆キャリアの製造方法。
【請求項７】
樹脂被覆層を乾式で形成する際、樹脂被覆層材料が表面に付着したキャリア芯材の温度を１００℃以上１２０℃以下とすることを特徴とする請求項６に記載の樹脂被覆キャリアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂被覆キャリア、前記樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤、前記２成分現像剤を用いる現像装置および画像形成装置、樹脂被覆キャリアの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機などの電子写真技術を利用した画像形成装置に関して、像担持体に形成される静電潜像を現像し可視像を形成するための現像剤として、たとえば、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤と、トナー単体からなる１成分現像剤とが用いられる。これらのうち、２成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像方式は、他の現像方式と比較して画質および高速印刷の面で優れているので広く利用されている。
【０００３】
磁気ブラシ現像方式を用いた画像形成装置は、たとえば、円筒形状の金属スリーブと、その内部に備えられた磁界発生手段である永久磁石がＮ極、Ｓ極と交互に配設されたマグネットローラとで構成される現像剤担持体を備える。この現像剤担持体の金属スリーブ表面に２成分現像剤を担持させ、マグネットローラを固定したまま金属スリーブのみを回転させることで、静電潜像の形成された像担持体と対向する現像領域へ２成分現像剤を搬送することができる。そして、現像剤担持体と像担持体との間に印加される現像電界によって、帯電したトナーのみを像担持体に静電付着させて、可視像を形成する。
【０００４】
２成分現像剤中のトナーは、現像剤担持体を含む現像ユニット内において、キャリアと混合撹拌されることで接触摩擦帯電される。乾式２成分現像では、この摩擦帯電されたトナーの静電気力を用いて電気的にハンドリングし像担持体に可視像を形成するため、キャリアは長期間にわたって常にトナーを所望の極性および所望の帯電量に摩擦帯電しなければならない。２成分現像剤に用いられているトナーを帯電させるキャリアは、トナーとは異なり、一般的に現像ユニット内に長期間滞留するので、トナースペント、撹拌混合のストレスなどによる電荷付与能力の低下が懸念される。電荷付与能力が低下すると、たとえばトナー飛散が発生し、画像形成装置内の汚染が発生する。したがって、経時劣化に耐え、長期間にわたってトナーの帯電量を安定維持できる高耐久性のキャリアが必要とされている。
【０００５】
高耐久性のキャリアを実現するために、キャリア芯材表面に樹脂を被覆した樹脂被覆キャリアが提案されている。具体的には、表面エネルギーの高いアクリル樹脂、スチレンアクリル共重合体樹脂をキャリア芯材表面に被覆した樹脂被覆キャリア、および表面エネルギーの低いシリコーン樹脂をキャリア芯材表面に被覆した樹脂被覆キャリアが挙げられる。
【０００６】
表面エネルギーの高いアクリル樹脂やスチレンアクリル共重合体樹脂はキャリア芯材との密着性がよく帯電付与能力も高いが、トナーがスペントしやすいといった欠点を有し、表面エネルギーの低いシリコーン樹脂は、トナースペントに対しては有効であるが、キャリア芯材との密着性に劣り、帯電付与能力が低いといった欠点を有する。
【０００７】
これらの欠点を改良する目的で、アクリル変性シリコーン樹脂からなる被覆樹脂層を有する樹脂被覆キャリアが提案されている。特許文献１には被覆樹脂におけるアクリル樹脂とシリコーン樹脂との重量比が２／８≦（アクリル樹脂／シリコーン樹脂）≦４／６であることを特徴とする電子写真現像剤用樹脂コートキャリアが開示されている。
【０００８】
ところで、キャリア芯材の樹脂コーティングは、多くの場合、樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を用いる湿式法で行われる。具体的には浸漬コーティング法や流動層スプレーコーティング法が挙げられる。浸漬コーティング法は、コーティング用樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中にキャリア芯材を浸漬して被覆処理し、次いで乾燥する方法であるが、樹脂溶液中にキャリア芯材が直接浸漬されるためキャリア粒子同士の凝集が生じやすく、キャリアの収率が大幅に低下する。
【０００９】
流動層スプレーコーティング法はコーティング用樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、流動層（気相）に浮遊するキャリア芯材の表面にスプレー塗布し、次いで乾燥する方法であるが、樹脂溶液を用いるため製造時にキャリア粒子の凝集が多く発生するので、キャリアの収率が低い。さらに、乾燥工程も必要であり、製造に費やす時間は長く、生産性が低いという欠点を有する。
【００１０】
また、樹脂被覆層の膜厚を厚くするために樹脂溶液を多く使用すると、キャリア粒子の凝集がさらに増加し、キャリアの収率の更なる低下を招くために、樹脂被覆層を薄くせざるを得ない。そのため、このようなキャリアは長期の使用において、樹脂被覆層が劣化した場合、キャリア芯材が露出することにより、キャリアのトナーに対する帯電付与能力の低下が懸念される。特許文献１の実施例に記載のキャリアもすべて流動層スプレーコーティング法によって樹脂被覆層を形成したものであるため、上記のような問題は避けられない。
【００１１】
このような問題に対し、キャリアの樹脂コーティング方法として、溶剤を使用しない乾式コーティング法がある。特許文献２〜４に開示の乾式コーティング法は、溶媒を使用せずに混合撹拌によってキャリア芯材の表面に樹脂粒子を付着させ、機械的衝撃力によって付着した樹脂粒子を塑性変形して延展するコーティング方法である。この方法は、キャリア粒子の凝集の発生が少なく、たとえ樹脂被覆層の膜厚を厚くした場合においても、高い収率で樹脂被覆キャリアを得ることができる。また、洗浄、乾燥などの処理が不用となり、キャリア芯材のコーティングに要する時間を大幅に短縮でき、生産性が高いという利点がある。さらに、溶剤回収装置、溶剤燃焼層などの処理設備が不用となるため、生産コストを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２３５２８３号公報
【特許文献２】特開平２−８７１６７号公報
【特許文献３】特開平２−１５８７５０号公報
【特許文献４】特開平３−２６９５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２〜４に開示の乾式コーティング法で用いられる樹脂粒子はアクリル樹脂粒子やスチレンアクリル樹脂粒子であり、表面エネルギーが高いために、長期間にわたって使用すると、トナースペントが発生し、トナーに対するキャリアの帯電付与能力が低下してしまう。
【００１４】
また、特許文献１には、乾式法によってキャリア表面にアクリル樹脂とシリコーン樹脂の重量比が２／８≦（アクリル樹脂／シリコーン樹脂）≦４／６のようなシリコーン成分比率の高い樹脂被覆層を形成することが記載されている。しかしながら、乾式コーティング法により、キャリア芯材表面にアクリル樹脂とシリコーン樹脂の重量比が２／８≦（アクリル樹脂／シリコーン樹脂）≦４／６のようなシリコーン成分比率の高い樹脂被覆層を形成しようとした場合、キャリア表面全体に膜厚の均一な樹脂被覆層を得ることは困難である。そのため、どうしてもキャリア芯材の露出が増えてしまい、画像形成装置内の汚染、抵抗値の低下によるキャリア付着の増加や、トナースペントによる帯電付与能力の低下は避けられない。
【００１５】
本発明の目的は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子からなる樹脂被覆層が乾式コーティングされた樹脂被覆キャリアであって、製造時にキャリア粒子の凝集を抑制でき、長期間にわたってトナーに対する帯電付与能力安定性が高い樹脂被覆キャリア、前記樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤、前記２成分現像剤を用いる現像装置および画像形成装置、ならびに樹脂被覆キャリアの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、キャリア芯材と、キャリア芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアにおいて、
樹脂被覆層は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子を用いて乾式で形成され、樹脂被覆層に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含むことを特徴とする樹脂被覆キャリアである。
また本発明は、体積平均粒子径が３５μｍ以上５５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記樹脂被覆キャリアと、トナーとを含むことを特徴とする２成分現像剤である。
【００１８】
また本発明は、前記２成分現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする現像装置である。
【００１９】
また本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２０】
また本発明は、キャリア芯材と、キャリア芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアの製造方法において、
アクリル変性シリコーン樹脂粒子を含む樹脂被覆層材料と、キャリア芯材とを混合し、加熱しながら衝撃力を加えることによってキャリア芯材表面に樹脂被覆層を乾式で形成し、
樹脂被覆層材料は、樹脂被覆層材料に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含むことを特徴とする樹脂被覆キャリアの製造方法である。
【００２１】
また本発明は、樹脂被覆層を乾式で形成する際、樹脂被覆層材料が表面に付着したキャリア芯材の温度を１００℃以上１２０℃以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、樹脂被覆キャリアの樹脂被覆層はアクリル変性シリコーン樹脂粒子を用いて乾式で形成される。樹脂被覆層は、樹脂被覆層に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含む。樹脂被覆層がキャリア芯材表面に乾式で形成されるので、製造時におけるキャリア粒子の凝集を抑制でき、凝集しているキャリア粒子を含まない樹脂被覆キャリアとすることができる。さらに樹脂被覆層を厚く形成しても、凝集しているキャリア粒子を含まない樹脂被覆キャリアとすることができる。このように乾式で形成された樹脂被覆層においてシリコーン成分が１１％以上３２％以下含まれることによって、キャリア芯材表面に樹脂被覆層の材料が充分に付着し、膜厚の均一な樹脂被覆層を形成できるので、キャリア芯材が露出しにくくなり、トナースペントを抑制することができる。したがって、長期間にわたってトナーに対する帯電付与能力の低下を抑えることができる樹脂被覆キャリアとすることができる。
【００２３】
また本発明によれば、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径は３５μｍ以上５５μｍ以下であるので、粒子径が小さすぎることによるキャリア付着を抑えることができ、粒子径が大きすぎることによる粒状性の悪化を抑えることができる。このような樹脂被覆キャリアを用いることによって、高精細な画像を形成することができる。
【００２４】
また本発明によれば、２成分現像剤は、本発明の樹脂被覆キャリアとトナーとを含むので、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができ、かぶりなどの画像欠陥のない高画質画像を安定して形成できる。
【００２５】
また本発明によれば、現像装置は本発明の２成分現像剤を用いて現像を行うので、長期間にわたって帯電量の安定したトナーを用いて現像を行うことができる。したがって、かぶりなどの画像欠陥のないトナー像を長期間にわたって得ることができる。
【００２６】
また本発明によれば、画像形成装置は本発明の現像装置を備えるので、長期間にわたってかぶりのない高画質画像を安定して形成することができる。
【００２７】
また本発明によれば、樹脂被覆キャリアの製造方法は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子を含む樹脂被覆層材料と、キャリア芯材とを混合し、加熱しながら衝撃力を加えることによってキャリア芯材表面に樹脂被覆層を乾式で形成する。樹脂被覆層材料は、樹脂被覆層材料に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含む。これによって、製造時におけるキャリア粒子の凝集を抑制できるので、高い収率で樹脂被覆キャリアを製造することができる。また、湿式法よりも樹脂被覆層材料が付着しにくい乾式法であってもキャリア芯材表面に樹脂被覆層材料を充分に付着させて、樹脂被覆層を形成することができるので、膜厚の均一な樹脂被覆層を有する樹脂被覆キャリアを得ることができる。
【００２８】
また本発明によれば、乾式で樹脂被覆層を形成する際、樹脂被覆層材料が表面に付着したキャリア芯材の温度を１００℃以上１２０℃以下とするので、成膜状態を良好にすることができ、膜厚の均一な樹脂被覆層を有する樹脂被覆キャリアを安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第４の実施形態である現像装置２０の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第５の実施形態である画像形成装置２１の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
１、樹脂被覆キャリア
本発明の第１の実施形態である樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材表面に樹脂被覆層が形成されている。
【００３１】
（１）キャリア芯材
キャリア芯材としては、この分野で常用されるものが使用でき、たとえば、鉄、銅、ニッケルおよびコバルトなどの磁性金属、ならびにフェライトおよびマグネタイトなどの磁性金属酸化物などが挙げられる。キャリア芯材が上記のような磁性体であると、磁気ブラシ現像法に用いる現像剤に好適なキャリアが得られる。これらの中でも、帯電性能および耐久性に優れるとともに、フルカラー画像形成装置に適した飽和磁化を有する樹脂被覆キャリアを実現することができるという観点から、フェライトが好適に用いられる。
【００３２】
キャリア芯材の１０００Ｖ／ｃｍの電界下における体積抵抗値は、１．０×１０７Ω／ｃｍ以上１．０×１０９Ω／ｃｍ以下の範囲内にあることが好ましい。キャリア芯材の１０００Ｖ／ｃｍの電界下における体積抵抗値をこのような範囲とすることで、高い現像電極効果が得られ、高濃度な画像を形成することができる。現像電極効果とは、キャリアが現像剤担持体と感光体との間で電極として働き、電界から受けるクーロン力をトナーにより伝えやすくする効果である。トナーがクーロン力を受ける際、キャリアの体積抵抗値が低い方が、現像電極効果が大きくなる。
【００３３】
キャリア芯材の体積平均粒子径は、３５μｍ以上５５μｍ以下が好ましい。キャリア芯材の体積平均粒子径をこのような範囲とすることで、静電潜像の形成された像担持体と対向する現像領域へのトナーの搬送が安定化されるとともに、高精細な画像形成が可能となる。キャリア芯材の体積平均粒子径が３５μｍ未満であると、キャリア付着が増加してしまい好ましくない。キャリア芯材の体積平均粒子径が５５μｍを超えると、粒状性が悪く、画質が悪化してしまい好ましくない。
【００３４】
ここで、キャリア芯材の体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱式の粒度測定装置（たとえば、日機装株式会社製のマイクロトラックＭＴ３０００）によって測定される値である。
【００３５】
（２）樹脂被覆層
前記キャリア芯材表面に形成される樹脂被覆層は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子を用いて乾式で形成される。また樹脂被覆層は、樹脂被覆層中に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含む。
【００３６】
アクリル変性シリコーン樹脂粒子としては、たとえば、ポリオルガノシロキサンと（メタ）アクリル酸エステルの単量体を乳化重合させてなる樹脂粒子を用いることができる。また、市販品では、たとえば日信化学工業株式会社製のシャリーヌＲ（商品名）を用いることができる。
【００３７】
樹脂被覆層は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子とともに他の樹脂粒子を含んでもよい。他の樹脂粒子に用いられる樹脂としては、熱および機械的衝撃力で熱変形し、キャリア芯材に付着する樹脂が好ましい。具体的には、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン-アクリル系共重合体樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ポリアミド樹脂およびポリエステル樹脂など任意の樹脂が用いられる。
【００３８】
樹脂被覆層中に含まれる樹脂の全重量に対するシリコーン成分の割合は、樹脂被覆層中に含まれる樹脂の全重量に対する、アクリル変性シリコーン樹脂粒子中のシリコーン成分の重量から求めることができる。アクリル変性シリコーン樹脂粒子中のシリコーン成分の重量は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子の重量と、アクリル変性シリコーン樹脂粒子中のシリコーン成分の割合（以下「シリコーン成分比」とも記載する）とから求めることができ、アクリル変性シリコーン樹脂粒子中のシリコーン成分比は、アクリル変性シリコーン樹脂粒子の作製に用いた単量体の重量比から求める。たとえば、ポリオルガノシロキサンとアクリル酸エステルとを乳化重合させてアクリル変性シリコーン樹脂粒子を作製した場合には、ポリオルガノシロキサンおよびアクリル酸エステルの重量に対するポリオルガノシロキサンの重量の割合をアクリル変性シリコーン樹脂粒子中のシリコーン成分比とした。
【００３９】
（３）樹脂被覆キャリア
このようなキャリア芯材と樹脂被覆層とを含んで樹脂被覆キャリアが形成される。樹脂被覆キャリアの１０００Ｖ／ｃｍの電界下における体積抵抗値は、１．０×１０１１Ω／ｃｍ以上１．０×１０１４Ω／ｃｍ以下の範囲内にあるものが好ましい。樹脂被覆キャリアの１０００Ｖ／ｃｍの電界下における体積抵抗値をこのような範囲とすることで、キャリア付着がなく、トナーに対する帯電立ち上がり特性のよい樹脂被覆キャリアを得ることができる。樹脂被覆キャリアの１０００Ｖ／ｃｍの電界下における体積抵抗値が１．０×１０１１Ω／ｃｍ未満だと、キャリア付着が多くなってしまう。樹脂被覆キャリアの１０００Ｖ／ｃｍの電界下における体積抵抗値が１．０×１０14Ω／ｃｍを超えると、画像劣化を引き起こしてしまう。樹脂被覆キャリアの１０００Ｖ／ｃｍの電界下における体積抵抗値は、キャリア芯材の体積抵抗値と同様の方法で測定できる。
【００４０】
樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径は３５μｍ以上５５μｍ以下であることが好ましい。体積平均粒子径が３５μｍ以上５５μｍ以下の樹脂被覆キャリアをトナーとともに用いることによって、樹脂被覆キャリアの粒子径が小さすぎることによるキャリア付着を抑えることができる。また樹脂被覆キャリアの粒子径が大きすぎることによる粒状性の悪化を抑えることができる。このような樹脂被覆キャリアを用いることによって、高精細な画像を形成することができる。
【００４１】
樹脂被覆キャリアの形状は球形であることが好ましいけれども、非球形であっても本発明の効果が失われるものではない。また、表面に多少の凹凸のある樹脂被覆キャリアであっても、本発明の効果は失われない。表面に凹凸があると、リフレッシュ効果が発現しやすくなり、トナースペントが低減される。
【００４２】
２、樹脂被覆キャリアの製造方法
本発明の第２の実施形態である樹脂被覆キャリアの製造方法は、前記キャリア芯材および前記樹脂粒子を含む樹脂被覆層材料を混合し、機械的衝撃力および熱を加えることによって乾式でキャリア芯材表面に樹脂被覆層を形成する。乾式で樹脂被覆層を形成することによって、製造時におけるキャリア粒子の凝集を抑制でき、高い収率で樹脂被覆キャリアを製造することができる。樹脂被覆層は、厚いほどキャリア芯材が露出しにくくなり、トナースペントを一層抑制することができるので好ましいが、キャリア同士の凝集を生じやすくなる。しかし本発明の製造方法では、樹脂被覆層を厚く形成しても、製造時におけるキャリア粒子の凝集を抑制できる。樹脂被覆層の厚さは、たとえばキャリア芯材の重量に対する、投入する樹脂粒子の重量の割合でコントロールすることができ、前記割合を増加させることで樹脂被覆層を厚く形成することができる。
【００４３】
樹脂被覆層材料は、樹脂被覆層材料に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含む。これによって、樹脂被覆層に含まれる樹脂の全重量に対してシリコーン成分を１１％以上３２％以下含む樹脂被覆層を形成でき、湿式法よりもキャリア芯材に樹脂被覆層材料が付着しにくい乾式法でも、キャリア芯材表面に樹脂被覆層材料が充分に付着し、膜厚の均一な樹脂被覆層を形成できるので、キャリア芯材が露出しにくくなり、トナースペントを抑制することができる。したがって、長期間にわたってトナーに対する帯電付与能力の低下を抑えることができる樹脂被覆キャリアを製造することができる。被覆樹脂層材料中のシリコーン成分が１１％未満と少なすぎると、膜厚の均一な樹脂被覆層は形成されるが、表面エネルギーが高くなりすぎるのでトナースペントの影響を受けやすい樹脂被覆キャリアとなり、上記の効果が充分に得られない。被覆樹脂層材料中のシリコーン成分が３２％を超えると、膜厚の均一な樹脂被覆層を形成することができず、キャリア芯材の露出が増加するので、トナースペントの影響を受けやすくなる。また、キャリア芯材が露出することで樹脂被覆キャリアの体積抵抗値が低下し、キャリア付着が増加してしまう。
【００４４】
樹脂被覆層材料およびキャリア芯材をコーティング装置に投入し、機械的衝撃力と熱とを加えることでキャリア芯材表面を樹脂粒子で被覆するが、樹脂被覆層材料はキャリア芯材に対して２０重量％以下で混合することが好ましく、１０重量％以下で混合することがより好ましい。また樹脂被覆層材料に含まれる樹脂粒子の粒子径は、１μｍ以下が好ましい。これによって、機械的衝撃力を樹脂粒子およびキャリア芯材に充分に与えることができ、安定して被膜化させることができる。粒子径が１μｍを超える樹脂粒子を用いると、コートする際に衝撃力が充分に伝わらず、安定して被膜化できないおそれがある。
【００４５】
コーティング装置としては、粉体を混合しながら衝撃力を加え、加熱するので、ヘンシェルミキサ（三井鉱山株式会社製）、ハイブリタイザー（奈良機械社製）およびスパルタンリューザー（ダルトン社製）等が好ましく用いられる。
【００４６】
樹脂被覆層を乾式で形成するときの温度は、樹脂被覆層材料が表面に付着したキャリア芯材の温度が１００℃以上１２０℃以下となるようにたとえば外部ヒーターを用いて調節することが好ましい。温度を１００℃以上１２０℃以下に調節することによって、成膜状態を良好にすることができ、膜厚の均一な樹脂被覆層が形成された樹脂被覆キャリアを安定して得ることができる。
【００４７】
コーティング装置の回転速度は周速１５ｍ/ｓ以上、２５ｍ/ｓ以下であることが好ましい。周速が１５ｍ/ｓ未満であると、樹脂粒子に充分な衝撃力が与えられず、うまく被膜化させることができないおそれがある。周速が２５ｍ/ｓを超えると、キャリア芯材にクラック（ひび割れ）が入るおそれがある。撹拌はコーティング装置内の温度が室温の状態から開始し、撹拌による温度上昇と外部ヒーターによる加熱とによってキャリア芯材の温度が８０℃に達してから３０分以上撹拌させることが好ましい。このように撹拌を行うことによって、膜厚の均一な樹脂被覆層が形成された樹脂被覆キャリアを安定して得ることができる。
【００４８】
上記のようにして樹脂被覆されたキャリア芯材は、コーティング装置から取り出し、たとえばオーブンに投入して、１００〜２００℃の温度範囲で１時間程度加熱することが好ましい。このように加熱して樹脂被覆層をさらに被膜化させ、また硬化させることによって、第１の実施形態である樹脂被覆キャリアを得ることができる。
【００４９】
３、２成分現像剤
本発明の第３の実施形態である２成分現像剤は、前記樹脂被覆キャリアとトナーとを含む。このような２成分現像剤を用いると、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができ、かぶりなどの画像欠陥のない高画質画像を安定して形成できる。
【００５０】
（１）トナー
トナーは、トナー粒子から成り、トナー粒子は、結着樹脂、着色剤、離型剤および帯電制御剤を含む。
【００５１】
（結着樹脂）
結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、ブラックトナー用またはカラートナー用の公知の結着樹脂を使用することができる。たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いてもよい。結着樹脂は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５２】
結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合、ポリエステル樹脂を得るための芳香系のアルコール成分としては、たとえばビスフェノールＡ、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、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）−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−（２．２）−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、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−（２．４）−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）プロパンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。
【００５３】
ポリエステル樹脂を得るための多塩基酸成分としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの二塩基酸類、トリメリット酸、トリメチン酸、ピロメリット酸などの三塩基以上の酸類およびこれらの無水物、低級アルキルエステル類が挙げられ、耐熱凝集性の点からテレフタル酸、またはその低級アルキルエステルが好ましい。
【００５４】
ここで上記ポリエステル樹脂の酸価は、５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満になると樹脂の帯電特性の低下を招いたり、帯電制御剤がポリエステル樹脂中に分散しにくくなったりする。これにより、帯電量の立ち上がりおよび連続使用による繰り返し現像の帯電量安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、酸価に起因する官能基による吸湿性が向上し、使用環境の変化による帯電量の変化、たとえば、高温高湿環境下における帯電量低下を招くおそれがある。よって、上記範囲が好ましい。なお、酸価の測定は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ００７０−１９９２に記載の電位差滴定法に準拠して行う。
【００５５】
結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、得られるトナーの定着性および保存安定性などを考慮すると、４０℃以上８０℃以下であることが好ましい。４０℃未満であると、保存安定性が不充分になるため画像形成装置内部でのトナーの熱凝集が起こりやすくなり、現像不良が発生するおそれがある。また高温オフセット現象が発生し始める温度（以下、「高温オフセット開始温度」と称する）が低下してしまう。高温オフセット現象とは、加熱ローラなどの定着部材で加熱および加圧してトナーを記録媒体に定着させる際に、トナーが過熱されることによってトナー粒子の凝集力がトナーと定着部材との接着力を下回ってトナー層が分断され、トナーの一部が定着部材に付着して取去られる現象のことである。また８０℃を超えると、定着性が低下するため定着不良が発生するおそれがある。
【００５６】
結着樹脂の軟化温度（Ｔ１／２）は、特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、１５０℃以下であることが好ましく、さらには６０℃以上１２０℃以下であることが好ましい。６０℃未満であると、トナーの保存安定性が低下し、画像形成装置内部でトナーの熱凝集が起こりやすくなり、トナーを安定して像担持体に供給することができず、現像不良が発生するおそれがある。また画像形成装置の故障が誘発されるおそれもある。１２０℃を超えると、トナーを記録媒体に定着させる際に、トナーが溶融または軟化しにくくなるので、トナーの記録媒体への定着性が低下し、定着不良が発生するおそれがある。
【００５７】
結着樹脂の分子量は、特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、重量平均分子量（Ｍｗ）で５，０００以上５００，０００以下であることが好ましい。５，０００未満であると、結着樹脂の機械的強度が低下し、得られるトナー粒子が現像装置内部での撹拌などによって粉砕されやすくなり、トナー粒子の形状が変化し、たとえば帯電性能にばらつきが生じるおそれがある。また５００，０００を超えると、溶融されにくくなるため、トナーの定着性が低下し、定着不良が発生するおそれがある。ここで、結着樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣによって測定されるポリスチレン換算の値である。
【００５８】
（着色剤）
着色剤としては、所望の色に応じて種々の着色剤を用いることができ、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、ブラックトナー用着色剤などが挙げられる。
【００５９】
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、およびＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５などの有機系顔料、黄色酸化鉄および黄土などの無機系顔料、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１などのニトロ系染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、およびＣ．Ｉ．ソルベントイエロー２１などの油溶性染料などが挙げられる。
【００６０】
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ．Ｉ．ディスパーズレッド１５などが挙げられる。
【００６１】
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー ２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６などが挙げられる。
【００６２】
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。これら各種カーボンブラックの中から、得ようとするトナーの設計特性に応じて、適切なカーボンブラックを適宜選択すればよい。
【００６３】
着色剤としては、これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用してもよい。着色剤は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、同色系のものを２種以上用いることができ、異色系のものをそれぞれ１種または２種以上用いることもできる。
【００６４】
着色剤はマスターバッチの形態で使用されてもよい。着色剤のマスターバッチは、一般的なマスターバッチと同様にして製造できる。たとえば、合成樹脂の溶融物と着色剤とを混練して着色剤を合成樹脂中に均一に分散させた後、得られる溶融混練物を造粒することによって製造できる。合成樹脂には、トナーの結着樹脂と同種のものか、またはトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有するものが使用される。このとき、合成樹脂と着色剤との使用割合は、特に制限されないけれども、好ましくは合成樹脂１００重量部に対して、３０〜１００重量部である。また、マスターバッチは、粒径２〜３ｍｍ程度に造粒される。
【００６５】
また、着色剤の使用量は、特に制限されないけれども、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して５〜２０重量部である。これはマスターバッチ量ではなく、マスターバッチに含まれる着色剤そのものの量である。着色剤をこの範囲で用いることによって、トナーの各種物性を損なうことなく、高い画像濃度を有し、画質品位の非常に良好な画像を形成することができる。
【００６６】
（離型剤）
離型剤は、トナーを記録媒体に定着させる際にトナーに離型性を付与するために添加される。したがって、離型剤を使用しない場合と比較して高温オフセット開始温度を高め、耐高温オフセット性を向上させることができる。またトナーを定着させる際の加熱によって離型剤を溶融させ、定着開始温度を低下させ、耐高温オフセット性を向上させることができる。
【００６７】
離型剤としては、この分野で常用されるものが使用でき、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス（低分子量ポリエチレンワックスなど）およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。離型剤の使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂１００重量部に対して０．２〜２０重量部である。
【００６８】
（帯電制御剤）
帯電制御剤は、トナーの摩擦帯電性を制御することを目的として添加される。帯電制御剤としては、この分野で常用される負電荷制御用のものを使用できる。負電荷制御用の帯電制御剤としては、たとえば、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩（金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど）、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。この中でもホウ素化合物は重金属を含まないものとして特に好ましい。帯電制御剤は、用途に応じて使い分ければよい。帯電制御剤は、１種を単独で使用してもよいし、必要に応じて２種以上を併用してもよい。帯電制御剤の使用量は、特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂１００重量部に対して０．５〜３重量部である。
【００６９】
（トナー粒子の製造方法）
トナー粒子の製造方法は特に制限されず、公知の製造方法により得ることができる。トナー粒子は、たとえば、溶融混練粉砕法によって製造できる。溶融混練粉砕法は、たとえば混合工程、溶融混練工程、粉砕工程および分級工程を含む。溶融混練粉砕法によれば、混合工程では、結着樹脂、着色剤、離型剤、帯電制御剤、その他の添加材などのそれぞれ所定量を乾式混合し混合物を得る。溶融混練工程では、混合物を溶融混練し、得られる溶融混練物を冷却して固化させ固化物を得る。粉砕工程では、固化物を機械的に粉砕する。分級工程では、粉砕工程にて得られた粉砕物から、分級機で過粉砕トナー粒子および粗大トナー粒子を除去する。これらの工程を経ることで、トナー粒子を製造できる。
【００７０】
乾式混合に用いられる混合機としては、たとえば、ヘンシェルミキサ（商品名、三井鉱山株式会社製）、スーパーミキサ（商品名、株式会社カワタ製）、メカノミル（商品名、岡田精工株式会社製）などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）、コスモシステム（商品名、川崎重工業株式会社製）などが挙げられる。
【００７１】
混練は、撹拌下に結着樹脂の溶融温度以上の温度（通常は８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度）に加熱しながら行われる。混練機として、たとえば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−６５／８７（商品名、株式会社池貝製）などの１軸もしくは２軸の押出機、ニーデックス（商品名、三井鉱山株式会社製）などのオープンロール方式のものが挙げられる。これらの中でも、オープンロール方式のものが好ましい。
【００７２】
溶融混練物を冷却して得られる固化物の粉砕には、カッターミル、フェザーミル、ジェットミルなどが挙げられる。たとえば、固化物をカッターミルで粗粉砕した後、ジェットミルで粉砕することによって、所望の体積平均粒子径を有するトナーが得られる。
【００７３】
分級には、遠心力による分級または風力による分級によって過粉砕トナー粒子および粗大トナー粒子を除去できる公知の分級機を使用することができ、たとえば、旋回式風力分級機（ロータリー式風力分級機）などを使用することができる。
【００７４】
トナー粒子はまた、たとえば、溶融混練物を冷却して得られる固化物を粗粉砕し、得られる粗粉砕物を水性スラリー化し、得られる水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理して微粒化し、得られる微粒を水性媒体中で加熱して凝集および溶融させることによっても製造できる。
【００７５】
溶融混練物の固化物の粗粉砕は、たとえば、ジェットミル、ハンドミルなどを用いて行われる。粗粉砕によって、粒子径１００μｍ〜３ｍｍ程度の粒子径を有する粗粉を得る。粗粉を水に分散させて、水性スラリーを調製する。粗粉を水に分散させるに際しては、たとえば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの分散剤の適量を水に溶解させておくことによって、粗粉が均一に分散した水性スラリーが得られる。この水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理することによって、水性スラリー中の粗粉が微粒化され、体積平均粒子径０．４〜１．０μｍ程度の微粒を含む水性スラリーが得られる。この水性スラリーを加熱し、微粒を凝集させ、微粒同士を溶融させて結合することによって、所望の体積平均粒子径および平均円形度を有するトナー粒子が得られる。
【００７６】
体積平均粒子径および平均円形度は、たとえば、微粒の水性スラリーの加熱温度および加熱時間を適宜選択することによって、所望の値にすることができる。加熱温度は、結着樹脂の軟化点以上、結着樹脂の熱分解温度未満の温度範囲から適宜選択される。加熱時間が同じである場合には、通常は、加熱温度が高いほど、得られるトナーの体積平均粒子径は大きくなる。
【００７７】
高圧ホモジナイザとしては、市販品を用いることができる。高圧ホモジナイザの市販品としては、たとえば、マイクロフルイダイザー（商品名、マイクロフルディクス（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ）社製）、ナノマイザー（商品名、ナノマイザー社製）、アルティマイザー（商品名、株式会社スギノマシン製）などのチャンバ式高圧ホモジナイザ、高圧ホモジナイザ（商品名、ラニー（Ｒａｎｎｉｅ）社製）、高圧ホモジナイザ（商品名、三丸機械工業株式会社製）、高圧ホモゲナイザ（商品名、株式会社イズミフードマシナリ製）、ＮＡＮＯ３０００（商品名、株式会社美粒製）などが挙げられる。
【００７８】
以上のように製造されたトナー粒子には球形化処理が施されてもよく、球形化する手段としては衝撃式球形化装置、熱風式球形化装置などが挙げられる。衝撃式球形化装置としては、市販されているものを使用することもでき、たとえば、ファカルティ（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）などを用いることができる。または、熱風式球形化装置としては、市販されているものも使用することができ、たとえば、表面改質機メテオレインボー（商品名、日本ニューマチック工業株式会社製）などを用いることができる。
【００７９】
（外添剤）
このようにして得られたトナー粒子には、平均１次粒子径が５０ｎｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上の外添剤が外添される。これによって、特にカラートナーにおいて、転写性を向上させることができる。外添剤としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、酸化ケイ素、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。
【００８０】
また上記以外にも、少なくとも１種類以上の外添剤を併用することができる。併用できる外添剤としては特に限定されず、たとえば、酸化ケイ素、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。併用できる外添剤の平均１次粒子径は、５〜３０ｎｍであることが好ましい。このような粒子径の外添剤を併用することによって、トナーの流動性を向上させることができる。併用できる外添剤の平均１次粒子径が５ｎｍ未満だと、均一に分散させることが困難である。併用できる外添剤の平均１次粒子径が３０ｎｍを超えると、流動性の向上効果が充分でない。
【００８１】
ここで、外添剤の平均１次粒子径は、動的光散乱を利用する粒子径分布測定装置、たとえばＤＬＳ−８００（商品名、株式会社大塚電子製）、コールターＮ４（商品名、コールターエレクトロニクス社製）などによって測定可能であるけれども、疎水化処理後の粒子の二次凝集を解離することは困難であるため、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Scanning 
Electron Microscope）もしくは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Transmission Electron 
Microscope）により得られる写真画像を画像解析することにより直接求めることが好ましい。
【００８２】
外添剤の添加量は、特に制限されないけれども、好ましくはトナー粒子１００重量部に対して０．１〜３．０重量部である。外添剤の添加量をこのような範囲とすることによって、トナーに流動性を付与し、転写効率を高めることができる。外添剤の添加量が０．１重量部未満だと、トナーに充分な流動性を与えることができず、転写効率を高めることもできない。外添剤の添加量が３．０重量部を超えると、外添剤のキャリア表面へ堆積する速度が速くなり、キャリアのトナーに対する帯電付与能力の低下を抑えることが困難となる。
【００８３】
（２）２成分現像剤
前記樹脂被覆キャリアと前記トナーとの混合割合は、特に制限はないけれども、Ａ４サイズの画像で１分間に３０枚以上印刷可能（以下「３０ｐｐｍ」とも記載する）な高速画像形成装置に用いることを考慮すると、トナーの体積平均粒子径に対する樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径の比率が５以上であることが好ましい。かつ樹脂被覆キャリアの総表面積（全樹脂被覆キャリアの表面積の総和）に対するトナーの総投影面積（全トナー粒子の投影面積の総和）の割合（以下「カバレッジθ」と記載する）が５０〜７５％程度のものを用いることが好ましい。これによって、トナーの帯電性が充分良好な状態で安定的に維持され、高速画像形成装置においても高画質画像を安定的に、かつ長期的に形成できる好適な現像剤として使用できる。
【００８４】
カバレッジθの値は、現像剤中のトナー濃度で調整することができる。現像剤中のトナー濃度が低い場合（カバレッジθが５０％より小さい場合）はトナー帯電量が上昇する傾向にあり、トナー濃度が高い場合（カバレッジθが７５％より大きい場合）にはトナー帯電量が減少する傾向にある。そのため、この現象を利用し帯電量をある程度調節することが可能である。しかしながら、実機に搭載して現像剤を使用する場合、トナー濃度を下げていくと、樹脂被覆キャリアと感光体との接触面積の増加からキャリア付着が問題となって現れる。またトナー濃度を上げていくと、帯電量の低下とともにトナー飛散が深刻になってくる。
【００８５】
カバレッジθとトナー濃度との関係としては、具体的には、トナーの体積平均粒子径が６．５μｍであり、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径が４０μｍである場合に、カバレッジθを５０〜７５％にすると、現像剤中で樹脂被覆キャリア１００重量部に対してトナーが６．９〜１０．４重量部程度含まれる。このような現像剤で高速現像すると、トナー消費量とトナーの消費に応じて現像装置の現像槽に供給されるトナー供給量とがそれぞれ最大になり、それでも需給バランスが損なわれることがない。現像剤中で樹脂被覆キャリア１００重量部に対してトナーが６．９〜１０．４重量部程度よりも多くなると、帯電量がより低くなる傾向があり所望の現像特性が得られないばかりか、トナー供給量よりもトナー消費量の方が多くなり、トナーに充分な電荷を付与できなくなり、画質の劣化を招く。反対に、トナーの量が少ない場合は帯電量が高くなる傾向があり、キャリアからトナーが電界によって分離しにくくなり、結果として画質の劣化を招く。
【００８６】
本実施形態において、トナーの総投影面積は以下のように算出する。トナーの比重を１．０とし、コールターカウンタ（商品名：コールターカウンタ・マルチサイザーＩＩ、ベックマン・コールター社製）で得られた体積平均粒子径を基に算出する。すなわち、混合するトナー重量中のトナー個数を算出し、トナー個数×トナー面積（円と仮定して算出）をトナー総投影面積とする。同様に、樹脂被覆キャリアの表面積の総和は、樹脂被覆キャリア比重を４．７とし、マイクロトラック（商品名：マイクロトラックＭＴ３０００、日機装株式会社製）よって得られた粒子径を基に、混合する樹脂被覆キャリア重量から総表面積を算出する。
【００８７】
４、現像装置
本発明の第４の実施形態である現像装置は、上記２成分現像剤を用いて、像担持体に形成される静電潜像を現像して可視像を形成する。図１は、本発明の第４の実施形態である現像装置２０の構成を示す概略図である。本発明の２成分現像剤は、長期の使用においてトナー帯電量を安定化させることができるので、本発明の現像剤を用いることによって、長期間にわたって像担持体に高画質なトナー像を安定して形成する現像装置を実現することができる。
【００８８】
図１に示すように、現像装置２０は、現像剤を格納する現像ユニット１０、および現像剤を像担持体である感光体１５に搬送する現像剤担持体（現像剤搬送担持体）１３を備える。
【００８９】
現像ユニット１０の内部に予め投入された本実施形態のキャリアとトナーとから成る本実施形態の現像剤（２成分現像剤）が、撹拌スクリュー１２によって撹拌されて帯電される。そして、現像剤は、内部に磁界発生手段であるマグネットローラを配設した現像剤担持体１３に搬送されることで、現像剤担持体１３表面に保持される。現像剤担持体１３表面に保持された現像剤は、現像剤規制部材１４によって一定層厚に規制され、現像剤担持体１３と感光体１５との近接領域に形成される現像領域に搬送され、現像剤担持体１３に交流バイアス電圧を印加して形成される振動電界下に、感光体１５上の静電荷像を反転現像法で顕像化する。
【００９０】
また、可視像形成によるトナー消費は、図示しないトナー濃度センサによって、現像剤重量に対するトナー重量の比率であるトナー濃度の変化として検知され、消費された分は、予め定められた規定トナー濃度に達したことを図示しないトナー濃度センサが検知するまでトナーホッパー１６から補給され、現像ユニット１０内部の現像剤におけるトナー濃度は略一定に保たれる。また、本実施形態において、現像剤担持体１３と現像剤規制部材１４とのギャップ、および現像領域における現像剤担持体１３と感光体１５とのギャップは、たとえば、０．４ｍｍに設定されていてもよい。もちろん、これは単なる例示でありこの数値に限定されることはない。
【００９１】
５、画像形成装置
本発明の画像形成装置２１は、上記現像装置２０を備える。現像装置２０以外の他の構成は、公知の電子写真方式の画像形成装置の構成を用いることができる。図２は、本発明の第５の実施形態である画像形成装置２１の構成を示す概略図である。画像形成装置２１は、可視像形成ユニット３１と、定着装置２８と、クリーニング手段２９，３０とを含む。可視像形成ユニット３１の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｋ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。可視像形成ユニット３１は、感光体１５と、帯電装置２２と、露光手段２３と、現像装置２０と、転写手段２４，２６とを含む。
【００９２】
像担持体である感光体１５は、表面に静電荷像を形成し得る感光層を有するローラ状部材である。帯電手段である帯電装置２２は、感光体１５表面を所定電位に帯電させる。露光手段であるレーザー光照射手段２３は、表面が帯電状態にある感光体１５に画像情報に応じた信号光を照射して感光体１５の表面に静電荷像（静電潜像）を形成する。転写手段は、１次転写装置２４と２次転写装置２６とを含み、転写手段である１次転写装置２４は、現像装置２０からトナー３が供給されて現像された感光体１５表面のトナー像を、中間転写体である中間転写ベルト２５に転写する。２次転写装置２６は、中間転写ベルト２５に転写されたトナー像を記録媒体２７に転写する。定着手段である定着装置２８は、記録媒体２７表面のトナー像を記録媒体２７に定着させる。クリーニング手段は、感光体用クリーニング装置２９と転写用クリーニング装置３０とを含み、感光体用クリーニング装置２９は、トナー像の記録媒体２７への転写後に感光体１５表面に残留するトナー３および紙粉などを除去する。転写用クリーニング装置３０は、上記中間転写ベルト２５に付着した余分なトナー３などを除去する。
【００９３】
静電荷像を現像する際には、感光体１５上の静電荷像を反転現像法で顕像化する現像工程がトナーの色毎に実行され、中間転写ベルト２５に色の異なる複数のトナー像を重ね合わせて多色トナー像が形成される。本実施形態では、中間転写ベルト２５を用いた中間転写方式を採用しているが、感光体１５から直接記録媒体にトナー像を転写する構成が用いられてもよい。
【００９４】
本実施形態の画像形成装置２１によれば、前述のように感光体１５にかぶりのないトナー像を長期間にわたって形成可能な本発明の現像装置２０を備えて画像形成装置２１が実現される。このような画像形成装置２１で画像を形成することによって、長期間にわたってかぶりのない高画質画像を安定して形成することができる。
【実施例】
【００９５】
＜測定方法＞
（キャリア芯材の体積平均粒子径）
トリトンＸ−１００（非イオン性界面活性剤（化学式：Ｃ３４Ｈ６２Ｏ１１））の０．１％純水溶液１０ｍＬ中に測定試料であるキャリア芯材を約１〜５ｍｇ添加し、超音波分散機にて１分間分散させた。この分散液のうち約２〜５ｍＬを、マイクロトラックＭＴ３０００（日機装株式会社）の所定箇所に加えた後１分間撹拌し、散乱光強度が安定したことを確認してからキャリア芯材の体積平均粒径を測定した。
【００９６】
（樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径）
樹脂被覆層の厚さはキャリア芯材の粒子径と比較して圧倒的に薄いため、キャリア芯材の体積平均粒子径を樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径とした。
【００９７】
（トナーの体積平均粒子径）
電解液（商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター社製）５０ｍｌに、試料であるトナー２０ｍｇおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム１ｍｌを加え、超音波分散器（商品名：卓上型２周波超音波洗浄器ＶＳ−Ｄ１００、アズワン株式会社製）によって超音波周波数２０ｋＨｚで３分間分散処理して測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、ベックマン・コールター社製）を用い、アパーチャ径：１００μｍ、測定粒子数：５００００カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒径を求めた。
【００９８】
＜樹脂被覆キャリアの製造＞
（実施例１）
スチレンアクリル樹脂粒子（商品名：ＭＰ５５００、綜研化学株式会社製）１．４重量部およびアクリル変性シリコーン樹脂粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）０．６重量部を混合し、これらの樹脂粒子と体積平均粒子径が４０μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材１００重量部とをスパルタンリューザー（株式会社ダルトン製）を用いて、回転数５０２０ｒｐｍ（周速１８．５ｍ/ｓ）にて９０分間混合撹拌を行い、衝撃力を繰り返し付与することで該キャリア芯材表面に樹脂粒子を固着させた。この時、外部ヒーターを用いて室温から上昇させ、該キャリア芯材の温度を１００℃〜１２０℃に調整した。その後、樹脂被覆されたキャリア芯材を熱風循環式加熱装置に充填し、１２０℃で１時間加熱を行い、該被覆樹脂層を硬化させた。該樹脂被覆キャリアを取り出し、７５μｍのふるいにかけることによって実施例１の樹脂被覆キャリアを製造した。
【００９９】
実施例１の樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆層にシリコーン成分比７０重量％のアクリル変性シリコーン樹脂粒子を３０％含有させており、樹脂被覆層中にシリコーン成分を２１重量％含む。
【０１００】
（実施例２）
スチレンアクリル樹脂粒子（商品名：ＭＰ５５００、綜研化学株式会社製）の添加量を１．４重量部から１．７重量部に変更し、アクリル変性シリコーン樹脂粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）の添加量を０．６重量部から０．３重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして実施例２の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１０１】
実施例２の樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆層にシリコーン成分比７０重量％のアクリル変性シリコーン樹脂粒子を１５％含有させており、樹脂被覆層中にシリコーン成分を１１重量％含む。
【０１０２】
（実施例３）
スチレンアクリル樹脂粒子（商品名：ＭＰ５５００、綜研化学株式会社製）の添加量を１．４重量部から１．１重量部に変更し、アクリル変性シリコーン樹脂粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）の添加量を０．６重量部から０．９重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして実施例３の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１０３】
実施例３の樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆層にシリコーン成分比７０重量％のアクリル変性シリコーン樹脂粒子を４５％含有させており、樹脂被覆層中にシリコーン成分を３２重量％含む。
【０１０４】
（実施例４）
体積平均粒子径が４０μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材の代わりに、体積平均粒子径が３０μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例４の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１０５】
（実施例５）
体積平均粒子径が４０μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材の代わりに、体積平均粒子径が３５μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例５の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１０６】
（実施例６）
体積平均粒子径が４０μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材の代わりに、体積平均粒子径が５５μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例６の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１０７】
（実施例７）
体積平均粒子径が４０μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材の代わりに、体積平均粒子径が６０μｍのＭｎ−Ｍｇフェライトキャリア芯材を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例７の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１０８】
（実施例８）
スチレンアクリル樹脂粒子（商品名：ＭＰ５５００、綜研化学株式会社製）を１．４重量部、アクリル変性シリコーン樹脂粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）を０．６重量部添加する代わりに、アクリル樹脂粒子（商品名：ＦＳ５０１、日本ペイント株式会社製）を０．７重量部、フッ素系アクリル樹脂粒子（商品名：ＦＳ７０１、日本ペイント株式会社製）を０．７重量部、アクリル変性シリコーン樹脂微粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）を０．６重量部添加したこと以外は実施例１と同様にして実施例８の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１０９】
実施例８の樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆層にシリコーン成分比７０重量％の樹脂粒子を３０％含有させており、樹脂被覆層中にシリコーン成分を２１重量％含む。
【０１１０】
（実施例９）
樹脂粒子とキャリア芯材とを混合撹拌する際に、外部ヒーターを用いないこと以外は実施例１と同様にして実施例９の樹脂被覆キャリアを製造した。コーティングの際、表面に樹脂粒子を固着させたキャリア芯材の温度は７０〜８０℃まで上昇していた。
【０１１１】
（比較例１）
スチレンアクリル樹脂粒子（商品名：ＭＰ５５００、綜研化学株式会社製）の添加量を１．４重量部から２．０重量部に変更し、アクリル変性シリコーン樹脂粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして比較例１の樹脂被覆キャリアを製造した。
比較例１の樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆層中にシリコーン成分を含まない。
【０１１２】
（比較例２）
スチレンアクリル樹脂粒子（商品名：ＭＰ５５００、綜研化学株式会社製）の添加量を１．４重量部から１．９重量部に変更し、アクリル変性シリコーン樹脂粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）の添加量を０．６重量部から０．１重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして比較例２の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１１３】
比較例２の樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆層にシリコーン成分比７０重量％の樹脂粒子を５％含有させており、樹脂被覆層中にシリコーン成分を４重量％含む。
【０１１４】
（比較例３）
スチレンアクリル樹脂粒子（商品名：ＭＰ５５００、綜研化学株式会社製）の添加量を１．４重量部から０．８重量部に変更し、アクリル変性シリコーン樹脂粒子（商品名：Ｒ−１７０Ｓ、日信化学工業株式会社製、シリコーン成分比７０重量％）の添加量を０．６重量部から１．２重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして比較例３の樹脂被覆キャリアを製造した。
【０１１５】
比較例３の樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆層にシリコーン成分比７０重量％の樹脂粒子を６０％含有させており、樹脂被覆層中にシリコーン成分を４２重量％含む。
【０１１６】
＜トナーの製造＞
ポリエステル（商品名：ＦＣ１４９４、三菱レーヨン株式会社製）を結着樹脂とし、顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ５７：１）、離型剤（商品名：ＨＮＰ１１、日本精鑞株式会社製）および帯電制御剤（製品名：ＬＲ−１４７、日本カーリット株式会社製）を乾式混合して溶融混練した後、粉砕工程および分級工程を経てトナー粒子を製造した。このトナー粒子に、平均１次粒子径が０．１μｍ、１２ｎｍの２種類の疎水化処理したシリカ粒子を外添し、体積平均粒子径が６．５μｍである負帯電性のマゼンタトナー（非磁性マゼンタトナー）を製造した。
【０１１７】
＜評価＞
カバレッジθが７０％となるように実施例および比較例の樹脂被覆キャリアと上記マゼンタトナーとをそれぞれ樹脂製円筒容器に投入した後、両軸駆動ポリ瓶回転架台にて、回転速度２００ｒｐｍ、攪拌時間１時間の条件で混合撹拌することによって２成分現像剤を製造した。この２成分現像剤を用いて、ライフ帯電安定性、キャリア付着、白色度、粒状性の評価を行った。
【０１１８】
（ライフ帯電安定性）
複写機（カラープリント速度：３６ｐｐｍ、モノクロプリント速度：３６ｐｐｍ、商品名：ＭＸ−３６００ＦＮ、シャープ株式会社製）から現像ユニットを取り出し、そこに上記２成分現像剤をセットした。室温にて、現像剤担持体を３４３ｒｐｍで回転させるとともに、撹拌スクリューを２７５ｒｐｍで回転させて２４時間２成分現像剤を撹拌した。
【０１１９】
撹拌する前（初期）の２成分現像剤の帯電量と、２４時間撹拌後の２成分現像剤の帯電量とを測定した。帯電量は吸引式帯電量測定装置にて測定した。初期の帯電量との差が絶対値で５μＣ／ｇ以下であれば良好（○）とし、５μＣ／ｇを超え１０μＣ／ｇ以下であれば可（△）とし、１０μＣ／ｇより大きければ不良（×）と評価した。
【０１２０】
（キャリア付着）
上記２成分現像剤を用い、初期の時点でのキャリア付着を評価した。上記２成分現像剤を複写機（カラープリント速度：３６ｐｐｍ、モノクロプリント速度：３６ｐｐｍ、商品名：ＭＸ−３６００ＦＮ、シャープ株式会社製）にセットし、像担持体上の非画像部における一定面積（２９７ｍｍ×２４ｍｍ）中に付着しているキャリアの個数（キャリア付着個数）を求めた。キャリア付着個数を求める際、現像剤担持体に印加する直流バイアス電圧は２００Ｖとし、交流バイアス電圧は４００Ｖとし、周波数９ｋＨｚとし、像担持体の表面は帯電させない（像担持体表面：０Ｖ）でおいた。キャリア付着個数が１５個より少ないものを良好（○）とし、キャリア付着個数が１５以上２０個以下となるものを可（△）とし、キャリア付着個数が２０個より多いものを不良（×）と評価した。
【０１２１】
（白色度）
上記ライフ帯電安定性評価後の２成分現像剤を上記複写機にセットして印字を行い、非画像部の白色度を測定した。白色度は、日本電色工業株式会社製ＳＺ９０型分光式色差計を用いて三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求め、Ｚの値が０．５以下であれば良好（○）とし、０．５より大きく０．７以下であれば可（△）とし、０．７より大きければ不良（×）と評価した。
【０１２２】
（粒状性）
上記２成分現像剤を上記複写機にセットし、画像のテストチャートを印刷して、白色（非画像部）との色差が３０，５０，７０である画像部分において、自動プリンタ画質評価システム（商品名：ＡＰＱＳ、王子計測機器株式会社製）を用いて粒状性のスコア値を測定した。この粒状性のスコア値が低いほど画像のざらつきが少なく、高画質であることを示す。ここでは、各色差のスコア値の最大値が１１５００より小さくなるものを良好（○）とし、１１５００以上１２０００以下となるものを可（△）とし、１２０００より大きくなるものを不良（×）と評価した。
【０１２３】
（総合評価）
上記全ての評価結果が良好（○）であるものを非常に良好「◎」とし、可（△）の評価結果があり、不良（×）の評価結果がないものを良好「○」とし、不良（×）の評価結果があるものを不良「×」と評価した。評価結果を表１に示す。総合評価結果が「◎」または「○」であれば現像剤として利用可能である。
【０１２４】
【表１】
2010230940.tif 000003
【０１２５】
表１に示すように、実施例１〜９の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤ではライフ帯電安定性の評価結果が良好（○）または可（△）であるのに対し、比較例１，２の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤では、ライフ帯電安定性の評価結果が不良（×）となっている。比較例１，２の２成分現像剤において、ライフ帯電安定性が不良（×）となるのは、比較例１，２のキャリアは、樹脂被覆層中のシリコーン成分比が１１重量％以下と少なすぎるので、トナースペントやトナーの外添剤がキャリアに付着することによって生じる帯電量低下を抑えられないからである。
【０１２６】
また、比較例３の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤ではキャリア付着の評価結果が不良（×）となっている。比較例３の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤において、キャリア付着が不良（×）となるのは、シリコーン成分比が３２重量％を超えるため、樹脂被覆層の厚さを均一に形成することができず、キャリア芯材が露出して樹脂被覆キャリアの体積抵抗値が低下してしまうためである。
【０１２７】
したがって、樹脂被覆キャリアの樹脂被覆層中にシリコーン成分を１１％以上３２％以下含む実施例１〜９は膜厚の均一な樹脂被覆層を形成でき、長期間にわたって帯電量が安定するとともに、キャリア付着を抑えられることがわかる。
【０１２８】
実施例１の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤による結果と実施例４の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤による結果との比較から、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径が３５μｍより大きい方が、キャリア付着が抑えられることがわかる。
【０１２９】
また、実施例１の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤による結果と実施例７の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤による結果との比較から、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径が５５μｍより小さい方が、粒状性の悪化が抑えられることがわかる。
【０１３０】
したがって、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径は３５〜５５μｍであることが好ましいことがわかる。
【０１３１】
実施例１の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤による結果と実施例９の樹脂被覆キャリアを含む２成分現像剤による結果との比較から、乾式で樹脂被覆層を形成する際に、表面に樹脂粒子が固着したキャリア芯材の温度を１００℃〜１２０℃まで上昇させることで、成膜状態が改善され、ライフ帯電安定性およびキャリア付着が改善されることがわかる。
【符号の説明】
【０１３２】
１５  感光体
２０  現像装置
２１  画像形成装置
２２  帯電装置
２３  露光手段
２４，２６  転写手段
２８  定着装置
２９，３０  クリーニング手段
３１  可視像形成ユニット
【図１】
2010230940.tif 000004
【図２】
2010230940.tif 000005