(57)【要約】【課題】無駄な現像剤の消費を抑制しつつ、長期使用におけるキャリアの電気抵抗低下を抑制する。【解決手段】装置内の現像タンク２７に収容された、芯材４１に被覆樹脂層４２を形成したキャリア４０とトナーとを含有する二成分現像剤を用いて、感光体１上の静電潜像をトナー像化しつつ、消費された量のトナーを現像タンクに収容された二成分現像剤に補給する現像装置において、キャリアの樹脂被覆層と同一の材料を含む樹脂微粒子４３を現像タンクに収容された二成分現像剤に補給する。【選択図】図３
2014238488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材に被覆層を形成したキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像担持体上の静電潜像をトナー像化し、消費された量のトナーを装置内の二成分現像剤に補給する現像装置において、
上記キャリアの被覆層と同一の材料を含む樹脂微粒子を装置内の二成分現像剤に補給する樹脂微粒子補給手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、上記樹脂微粒子の重量平均粒径が上記キャリアの表面の凹凸の平均高低差以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、上記樹脂微粒子に磁性体を含有させたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１、２、または３の何れかの現像装置において、上記樹脂微粒子を上記装置内に補給するトナーに混合し、該トナーを補給するトナー補給手段が上記樹脂微粒子補給手段を兼ねることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、２、または３の何れかの現像装置において、上記樹脂微粒子補給手段は上記現像装置内の現像剤のトナー濃度に応じて、上記樹脂微粒子の補給量を変化させることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像手段として請求項１乃至５の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、上記現像装置の樹脂微粒子補給手段は出力画像の画像面積率に応じて、上記樹脂微粒子の補給量を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアとを含有する二成分現像剤を用いてトナー像を形成する現像装置、及び、その現像装置を採用する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像担持体上に形成された静電潜像をトナー像化しつつ、消費された量のトナーを装置内の二成分現像剤に補給する現像装置が知られている。二成分現像剤のキャリアとしては、磁性を有する芯材と、その表面を被覆する樹脂等の被覆層とからなるものが用いられる。この現像装置では、長期使用に伴い二成分現像剤のキャリア表面の被覆層が剥がれ落ちることでキャリアの電気抵抗が低下し、潜像担持体上へのキャリア付着等の異常画像を発生させてしまう場合がある。
【０００３】
長期使用に伴うキャリア劣化による画質低下の抑制のため、キャリアとトナーとを含有する補給用現像剤を装置内に補給しつつ装置内から過剰な現像剤を排出することで装置内のキャリアを少しずつ入れ替える、所謂トリクル現像をおこなう現像装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
さらに、トリクル現像に用いる補給用現像剤に、キャリアとトナー以外の微粒子を含有することも知られている。例えば、特許文献２には、トリクル現像における補給用現像剤として、金属酸化物の無機微粒子とキャリアとを予め混合し、その後トナーと混合した現像剤を用いる現像装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トリクル現像では装置内から劣化したキャリアのみを選択的に排出することはできない。このため、キャリアの入れ替えをおこなっているにも関わらず、被覆層が剥がれ落ちたキャリアが装置内に居続けて、キャリア付着を発生させてしまう場合があった。トリクル現像において、被覆層が剥がれ落ちたキャリアが装置内に居続ける確率を減少させるためには、多量の補給現像剤を補給して多量の現像剤を排出することが必要となるが、多量の現像剤を無駄に消費してしまうという問題がある。また、トリクル現像そのものがキャリアの入れ替えのために、装置内から現像剤を排出しているので、現像剤を無駄に消費するという問題は避けられない。
【０００６】
なお、上記特許文献２の現像装置は、トリクル現像において、予め無機微粒子を分散したキャリアと、トナーとを混合した補給現像剤を用いて、補給現像剤中でのキャリアの分散性を向上し、補給現像剤のトナーの帯電立ち上がりを向上させるものである。上記装置内におけるキャリアの電気抵抗の低下を抑制するものではない。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、無駄な現像剤の消費を抑制しつつ、長期使用におけるキャリアの電気抵抗の低下を抑制することのできる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、芯材に被覆層を形成したキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像担持体上の静電潜像をトナー像化し、消費された量のトナーを装置内の二成分現像剤に補給する現像装置において、
上記キャリアの被覆層と同一の材料を含む樹脂微粒子を装置内の二成分現像剤に補給する樹脂微粒子補給手段を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無駄な現像剤の消費を抑制しつつ、長期使用におけるキャリアの電気抵抗低下を抑制することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の内部構成をしめす断面図。
【図２】実施形態１に係る画像形成装置の作像部の概略構成を示す断面図。
【図３】キャリアの表面状態の模式図であり、（ａ）は初期、（ｂ）は劣化時、（ｃ）は樹脂微粒子を補給した時を示す。
【図４】実施形態１の経時におけるキャリア表面のＳＥＭ写真。
【図５】実施形態２に係る画像形成装置の内部構成をしめす断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を画像形成装置に適用した実施形態１に基づき説明する。まず、実施形態１の画像形成装置の基本的な構成について説明する。
図１は、実施形態１に係る画像形成装置の内部構成をしめす断面図である。この画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト５を用い、中間転写ベルト５の表面移動方向に沿って並列にイエロー、マゼンタ、シアン、黒用の感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄを並列に配置した、所謂タンデム型中間転写方式の画像形成装置である。
【００１２】
中間転写ベルト５は、複数の支持ローラに掛け渡され、支持ローラのうちの一つを回転駆動することにより、図中反時計方向に表面移動する。中間転写ベルト５の内周部の各感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄと対向する位置には一次転写ローラ１２ａ，ｂ，ｃ，ｄを備えている。また、中間転写ベルト５の一次転写ローラ１２ａ，ｂ，ｃ，ｄよりも下流側に二次転写装置としての二次転写ベルト７を備え、さらに下流側にクリーニングブレードからなるベルトクリーニング装置１３を備えている。
【００１３】
各感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄの周囲には、それぞれ帯電手段２ａ，ｂ，ｃ，ｄ、現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄ、クリーニング装置９ａ，ｂ，ｃ，ｄ、図示しない除電手段等が配置されて、各作像部を形成している。作像部の下方には、各感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄの表面にレーザー光Ｌａ，ｂ，ｃ，ｄを照射して静電潜像を形成する露光手段３を備えている。また、各現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄへのトナー補給部として、装置上部に配置されるトナーボトル１０ａ，ｂ，ｃ，ｄと、これに連通するよう装置後側に配置されるトナーホッパ１１ａ，ｂ，ｃ，ｄとを備えている。また、各クリーニング装置９ａ，ｂ，ｃ，ｄおよびベルトクリーニング装置１３からクリーニングトナーを回収する回収トナー搬送経路１４ａ，ｂ，ｃ，ｄ、ｅおよび廃トナー収容容器１５を備えている。
【００１４】
画像形成装置の下部には、図示しない給紙部を備えており、給紙部から中間転写ベルト５と二次転写ベルト７との間に転写紙を搬送する、レジストローラ対６等を有する搬送経路が形成されている。また、転写紙の搬送方向に関して二次転写ベルト７よりも下流側には定着装置８を備えている。
【００１５】
このような画像形成装置においては、各感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ、帯電手段２ａ，ｂ，ｃ，ｄにより均一に帯電された後、露光手段３よりレーザー光Ｌａ，ｂ，ｃ，ｄが照射されることにより静電潜像が形成される。この静電潜像を各現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄにより現像することで、各感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄ上にはイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像が形成される。各感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄ上に形成された各色トナー像は、一次転写ローラ１２ａ，ｂ，ｃ，ｄにより順次中間転写ベルト５上に転写されて重ね合せたトナー像によりカラー画像が形成される。中間転写ベルト５上の重ね合せたトナー像は、二次転写ベルト７によりレジストローラ対６を経て搬送された転写紙に転写され、転写紙は定着装置８まで搬送される。そして、定着装置８によりトナー像を熱と圧とにより転写紙に定着し、機外に排出される。
【００１６】
一方、感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄ上の中間転写ベルト５に転写されなかった未転写トナーはクリーニング装置９ａ，ｂ，ｃ，ｄにより感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄ上から掻き落とされる。感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄの残留電荷は除電手段（図示せず）により除電され、次の作像動作に備える。クリーニング装置９ａ，ｂ，ｃ，ｄによって掻き落とされた未転写トナーは、回収トナー搬送経路１４ａ，ｂ，ｃ，ｄを経て廃トナー収容容器１５に回収される。また、中間転写ベルト５上の転写紙に転写されなかった未転写トナーはベルトクリーニング装置１３により中間転写ベルト５上から掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、感光体１ａ，ｂ，ｃ，ｄ上から掻き落とされたトナーと同様、回収トナー搬送経路１４ｅを経て廃トナー収容容器１５に回収される。
【００１７】
また、トナー像形成によるトナー消費に伴い、現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄ内へは各トナーボトル１０ａ，ｂ，ｃ，ｄよりトナーホッパ１１ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してトナーが補給される。各トナーボトル１０ａ，ｂ，ｃ，ｄに充填された各色トナーは、トナーボトル１０ａ，ｂ，ｃ，ｄ内の補給手段（不図示）によりトナーホッパ１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ内に補給され、一旦、トナーホッパ１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ内に貯留される。そして、各現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄのトナー濃度センサ（図２中２１）によりトナー濃度が低いと判断された場合、トナーホッパ１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ内のトナー補給スクリュ（図２中２２）を回転させ、適量のトナーをトナーホッパ内から各現像装置へ供給する。トナーホッパ１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ内にはトナーセンサ（不図示）が配置されており、トナーセンサがトナーが規定量に満たないと検知した場合、トナーボトル１０ａ，ｂ，ｃ，ｄからトナーを補給するように補給手段（不図示）を作動させる。そして所定時間作動してもトナーセンサが、トナーが規定量に満たないと検知した場合、トナーボトル１０ａ，ｂ，ｃ，ｄのトナー残量無しと判断する。
【００１８】
ここで、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像を形成する作像部は、各現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄに収容されるトナーの色が異なる以外は同様の構成であり、同様の動作をおこなう。このため、以下、添字ａ，ｂ，ｃ，ｄを省略して説明する。
図２は画像形成装置の作像部の概略構成を示す断面図である。図２において、作像部は、感光体１と、帯電ローラからなる帯電手段２、現像装置４、クリーニングブレードからなるクリーニング装置９などを一体に形成されたプロセスカートリッジ２９の形態をなしている。このプロセスカートリッジ２９は、これらを一体化して、画像形成装置本体に対して着脱自在に形成されており、メンテナンス性の向上を図っている。
【００１９】
次に、現像装置４について詳細に説明する。現像装置４は、回転しながら現像剤を担持して感光体１と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体としての現像ローラ１６を備えている。現像ローラ１６の現像領域の上流側には、現像ローラ１６上の現像剤量をある所定量に規制する規制部材（以下、現像ドクタともいう）１７が配置されている。現像装置４内の現像タンク部２７には現像剤として、トナーと磁性粒子であるキャリアを混合した二成分現像剤が収容されている。
【００２０】
現像タンク部２７は、仕切り壁２８により現像ローラ側と反対側の二つの領域に仕切られており、仕切り壁２８の軸方向端部に設けられた開口（不図示）により連通している。現像タンク部２７の二つの領域には、現像剤を互いに逆方向に攪拌しながら搬送するスクリュ部材１８、１９がそれぞれ設けられている。このスクリュ部材１８、１９を等速回転することで、現像剤は互いに逆方向に搬送され、開口部（不図示）を介して循環する。この際、トナーとキャリアは攪拌により摩擦帯電する。現像ローラ側の搬送スクリュ１８は搬送する現像剤の一部を現像ローラ１６に供給し、現像ローラ１６は現像剤を磁気的に担持して搬送する。反対側の搬送スクリュ１９の下方にはトナー濃度センサ２１が配置され、現像タンク２７内のトナー濃度を随時計測しており、トナー濃度が適正値に収まるようトナー補給をおこなう。現像タンク２７内へのトナー補給は、上述のようにトナーボトル１０からトナーを一旦トナーホッパ１１に貯留しておく。そして、現像タンク２７内のトナー濃度がトナー濃度センサ２１によって低いと検知されたときに、所定の換算式により換算された時間だけトナー補給スクリュ２２を回転させる。これにより、適量のトナーがトナー供給口２３を介して現像タンク２７の上記反対側（搬送スクリュ１９側）に補給される。
【００２１】
現像ローラ１６は、非磁性材料からなる円筒状の現像スリーブ２６と、内部に固定された磁界発生手段としてのマグネットローラ２５とから構成されており、現像スリーブ２６はマグネットローラ２５の周りを自在に回転することができる。図示しないが、マグネットローラ２５の感光体1の対向部位に主極（Ｐ１極）が配置され、反時計回り方向にＳ極とＮ極とが交互に配置されている。さらに、感光体１との対向部より現像ローラ１６の回転方向下流位置には、現像剤を現像ローラ１６から剥離するために、同極性の磁極が隣接して配置されている。現像ローラ１６上の現像剤は、現像ケースに配置された規制部材１７により、その高さ（担持量）が規制される。この本体ケースの開口部から、現像剤を表面に坦持する現像ローラ１６が一部露出するよう配置され、感光体１と対向する現像領域を形成する。
【００２２】
本実施形態の現像装置４では、感光体１と対向する現像領域における現像ローラ１６上の単位面積あたりの現像剤担持量は３０〜７０（ｍｇ／ｃｍ２）、より好ましくは４０〜６０（ｍｇ／ｃｍ２）であることが好ましい。現像剤担持量が３０（ｍｇ／ｃｍ２）より少ない場合には、現像ローラ１６と感光体１との間に印加する電界をより大きくする必要があり、キャリア付着に対して不利である。一方、現像剤担持量が７０（ｍｇ／ｃｍ２）よりも多い場合には、感光体１と現像ローラ１６との空間において、現像剤の充填密度が高くなる方向であり、この空間での現像剤の滞留が起こったり、現像剤の流動性が低下したりする傾向にある。この流動性低下に伴い、感光体１上の静電潜像に対してのトナー供給が円滑に行われなくなり、画像濃度低下や濃度ムラが発生しやすくなる。
【００２３】
また、現像ローラ１６（現像スリーブ２６）の周速度をＶｓ、感光体の周速度Ｖｐとした場合、Ｖｓ／Ｖｐを１．５から２．５の範囲になるように調整することが望ましい。これにより高品質な画像を得ることが可能となる。Ｖｓ／Ｖｐが１．５よりも低い場合には、静電潜像を通過する現像剤の通過時間が短くなるために、現像能力が低下してしまい、高面積を有する画像を出力した場合、画像濃度低下が顕著となる。また、Ｖｓ／Ｖｐが２．５よりも高い場合、即ち現像剤と静電潜像との接触時間を長くする方向は異常画像が発生することが知られている。ここでいう異常画像とは、ベタ画像部後端の画像濃度低下、画像抜け、特にハーフトーン画像の後端部で顕著にみられる画像抜けや、ベタ画像とハーフトーン画像境界部での画像濃度変化を意味する。これらは何れも潜像電位の異なる場所や潜像電位が不連続に急激に変化する画像濃度の境界部に現れる。現像ニップを現像剤が通過する過程で現像剤中のトナーが移動することや、そもそも誘導体としての静電容量を持つ現像剤層が異なる不連続な現像電界を通過するときの過渡現象に起因するものと考えられる。
【００２４】
また、現像剤はトナー濃度を５．０〜９．０（ｗｔ％）の範囲で、平均帯電量Ｑ／Ｍが１５〜６０（−μＣ／ｇ）、より好ましくは２０〜４０（−μＣ／ｇ）となるものを使用することが、キャリアのトナーによる被覆率や現像剤流動性の最適化等の観点から望ましい。トナー濃度が５．０（ｗｔ％）より低い場合には、現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが高くなる方向であり、感光体１上の静電潜像を現像する現像ポテンシャルをより高く設定する必要があり、感光体１の寿命低下を招くおそれがある。さらに現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが６０（−μＣ／ｇ）を越える場合には、画像濃度が低下する可能性が高くなる。またトナー濃度が９．０（ｗｔ％）よりも高い場合には、現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが低くなる方向にある。現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが１５（−μＣ／ｇ）未満の場合には、トナー飛散が発生しやすくなり、トナー飛散のレベルが悪くなるにつれて、画像地肌部がトナーで汚れる所謂地肌汚れが発生して画像品質低下を招く。よって、トナー濃度を５．０〜９．０（ｗｔ％）の範囲とし、平均帯電量Ｑ／Ｍが１５〜６０（−μＣ／ｇ）となる現像剤を使用する。これによって、小粒径キャリア、小粒径トナーを使用した現像剤であっても、長期に亘って安定した画像品質が得られる。
【００２５】
トナーによるキャリアの被覆率は、１０〜８０％、好ましくは２０〜６０％である。なお、被覆率は以下の式で算出される。
被覆率（％）＝（Ｗｔ／Ｗｃ）×（ρｃ／ρｔ）×（Ｄｃ／Ｄｗ）×（１／４）×１００
上記式中、Ｄｃはキャリアの重量平均粒径（μｍ）、Ｄｗはトナーの重量平均粒径（μｍ）、Ｗｔはトナーの重量（ｇ）、Ｗｃはキャリアの重量（ｇ）、ρｔはトナー真密度（ｇ／ｃｍ３）、ρｃはキャリア真密度（ｇ／ｃｍ３）を表す。
重量平均粒径は、個数基準で測定された粒子の粒径分布（個数頻度と粒径との関係）に基づいて算出されたものである。この場合の重量平均粒径Ｄｗは以下の式で表される。
Ｄｗ＝｛１／Σ（ｎＤ３）｝×｛Σ（ｎＤ４）｝
上記式中、Ｄは各チャネルに存在する粒子の代表粒径（μｍ）を示し、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数を示す。チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本実施形態では、２（μｍ）の長さを採用した。また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
【００２６】
また、本実施形態に適用する現像剤は、トナーの重量平均粒径が４．０〜８．０（μｍ）であり、トナーの重量平均粒径（Ｄｗ）と個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｗ／Ｄｎ）が１．２０以下であることが望ましい。トナーの小粒径化は解像度を上げるためには不可欠であるが、副作用として、流動性、保存性において悪化傾向にある。トナー粒径が４．０（μｍ）未満であると、現像剤の流動性が極端に悪化して現像剤中の均一なトナー濃度を確保することが困難となる。またトナー小粒径化はキャリアに対する被覆率が上昇する方向であり、被覆率が高くなり過ぎた場合には、キャリア汚染の加速化及びトナー飛散誘発が懸念される。
【００２７】
トナー及び現像剤の流動性を向上させる手段として、トナーに添加剤を多く添加する方法があるが、これは副作用が発生する為に本質的な改善は期待できない。しかし、トナーの粒径分布を均一にすることにより、トナー小粒径化に伴う副作用が克服される。即ち、トナーの重量平均と個数平均の粒子径の比（Ｄｗ／Ｄｎ）が１に近いことが望ましく、１．２０以下にすることにより、流動性悪化の抑制効果が得られて、小粒径トナーを使用した場合でもトナー濃度の均一化が図られる。このように、トナーの重量平均粒径が４．０〜８．０（μｍ）、かつトナーの重量平均と個数平均の粒子径の比（Ｄｗ／Ｄｎ）を１．２０以下にすることにより、画像濃度安定性に加えて、解像度の向上が図られ、更に高品質な画像が得られる。また、トナー粒度分布における３（μｍ）以下の粒子個数比率を５％以下にすることによって、流動性、保存性における品質改善効果が顕著であり、現像装置中へのトナー補給性及びトナーの帯電立ち上がり特性において良好な水準が得られる。
【００２８】
トナーの粒度分布は種々の方法で測定できるが、本実施形態では小孔通過法（コールターカウンター法）を用いて行った。測定装置として、ＣＯＵＬＴＥＲＣＯＵＮＴＥＲＭＯＤＥＬＴＡ２（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイスを接続して、１００（μｍ）のアパチャー（細孔）を使用した。測定方法としては、まず電解水溶液に界面活性剤を加えた中に、トナー測定用試料を分散させる。分散した試料を別の１％ＮａＣｌ電界液に注入して、アパチャーチューブのアパチャーの両側に電極が置かれている電解液を通して両電極間に電流を流す。このときの抵抗変化から２〜４０（μｍ）の粒子の粒度分布を測定し、平均分布から個数平均粒径、重量平均粒径を求める。
【００２９】
トナーには流動性付与剤を添加することが好ましい。使用可能な流動性付与剤として種々のものが挙げられるが、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に、両微粒子の重量平均粒径が５０（ｎｍ）以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデアワールス力を小さくすることができ、トナーの流動性向上を図ることができる。その結果、現像剤の所望の帯電レベルを得ることができ、良好な画像品質が得られ、さらに転写残トナーの低減が図られる。更に、酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にある。よって、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、帯電立ち上がり特性の悪化の影響が大きくなることが考えられる。しかし疎水性シリカ微粒子の添加量が０．３〜１．５（ｗｔ％）の範囲で、疎水性酸化チタン微粒子が０．２〜１．２（ｗｔ％）の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれない。このため、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られ、トナー飛散を抑制することができる。
【００３０】
また、重量平均粒径が８０〜１４０（ｎｍ）である大粒径の疎水性シリカを添加することにより、転写性、現像性に対して更に性能が向上する。特に、重量平均粒径が７（μｍ）以下のような小粒径トナーを使用した現像剤において、品質改善効果が顕著である。即ち、粒径が大きい添加剤がトナー粒子間においてスペーサ的な作用をして、トナー転写圧縮時のトナー凝集や現像機の空攪拌時におけるトナー表面への添加剤埋没が抑制可能となる。その結果、転写不良に伴うベタ画像濃度ムラ、添加剤埋没に伴うトナー流動性低下が発生せず、長期に亘って高品質な画像が得られる。
【００３１】
現像剤におけるキャリアの重量平均粒径Ｄｗは、２０〜６０（μｍ）、より好ましくは２０〜４０（μｍ）である。キャリアの重量平均粒径Ｄｗが６０（μｍ）よりも大きい場合には、感光体上の磁気的なキャリア保持力が強く、キャリア付着は起こりにくい。しかし、単位重量当たりのキャリア表面積が小さくなるため、高画像濃度を得るためにトナー濃度を高くすると、地汚れが急速に増大する。また、潜像のドット径が小さい場合は、ドット径のバラツキが大きくなる。一方、キャリアの重量平均粒径Ｄｗが２０（μｍ）よりも小さい場合には、キャリア粒子当たりの磁気モーメントが低下し、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が弱くなり、キャリア付着が起き易くなる。
【００３２】
１０００・（１０３／４π）（Ａ／ｍ）の磁場を印加したときのキャリア粒子当たりの磁気モーメントは、７０（Ａ・ｍ２／ｋｇ）以下である。これ以上高くなると、磁気ブラシが硬くなり、穂跡やぼそつきのある画像となりやすい。またその下限値は特に制約されないが、通常５０（Ａ・ｍ２／ｋｇ）程度である。磁気モーメントが５０（Ａ・ｍ２／ｋｇ）より小さい場合には、現像スリーブ２６上の磁気的なキャリア保持力が低下して、キャリア付着が発生しやすくなる。
キャリアの磁気モーメントは、以下のようにして測定することができる。Ｂ−Ｈトレーサー（ＢＨＵ−６０／理研電子社製）を使用し、円筒のセルにキャリア粒子１．０（ｇ）を詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし３０００エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし、３０００エルステッドとする。更に徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、Ｂ−Ｈカーブを図示し、その図より１０００エルステッドの磁気モーメントを算出する。
【００３３】
キャリアの芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルト等の強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライト等が挙げられる。フェライトとは一般に次式で表される焼結体である。
（ＭＯ）ｘ（ＮＯ）ｙ（Ｆｅ２Ｏ３）ｚ
但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％であって、Ｍ、Ｎはそれぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｃａ等であり、２価の金属酸化物と３価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。
【００３４】
以下、本実施形態に使用されるキャリア及びトナーの材料について説明する。
まず、本実施形態で使用されるキャリアは、磁性を有する芯材粒子と、その表面を被覆する樹脂層とからなる。この樹脂層を形成するための樹脂としては、キャリアの製造に従来用いられている公知のものを用いることができる。例えば、キャリアの樹脂層には、下記の化１式で表される繰り返し単位を含むシリコーン樹脂を好ましく用いることができる。
【化１】
2014238488.tif 000003
但し、式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜４の低級アルキル基、またはアリール基（フェニル基、トリル基など）を示す。Ｒ２は、炭素数１〜４のアルキレン基、またはアリーレン基（フェニレン基など）を示す。
【００３５】
キャリアの樹脂層に用いられるストレートシリコーン樹脂としては、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２８２、ＫＲ２５２、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（信越化学工業社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６（東レダウコーニングシリコーン社製）等が挙げられる。また、キャリアの樹脂層には、変性シリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーン等が挙げられる。上記変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物：ＥＳ−１００１Ｎ、アクリル変性シリコーン：ＫＲ−５２０８、ポリエステル変性物：ＫＲ−５２０３、アルキッド変性物：ＫＲ−２０６、ウレタン変性物：ＫＲ−３０５（以上、信越化学工業社製）、エポキシ変性物：ＳＲ２１１５、アルキッド変性物：ＳＲ２１１０（東レダウコーニングシリコーン社製）等が挙げられる。
【００３６】
上記シリコーン樹脂には、アミノシランカップリング剤を適量（０．００１〜３０重量％）含有させることができるが、このようなものとしては以下のようなものが挙げられる。
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３：ＭＷ１７９．３
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３：ＭＷ２２１．４
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＣ２Ｈ５）：ＭＷ１６１．３
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣ２Ｈ５）２：ＭＷ１９１．３
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３：ＭＷ１９４．３
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２：ＭＷ２０６．４
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３：ＭＷ２２４．４
（ＣＨ３）２ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣ２Ｈ５）２：ＭＷ２１９．４
（Ｃ４Ｈ９）２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３：ＭＷ２９１．６
【００３７】
更に、キャリアの樹脂層には、以下に示すものを単独又は上記シリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
【００３８】
キャリアの芯材粒子表面に樹脂層を形成するための方法としては、スプレードライ法、浸漬法、又はパウダーコーティング法等公知の方法を適用することができる。特に、流動床型コーティング装置を用いる方法は、均一な塗付膜を形成するのに有効である。
【００３９】
キャリア芯材粒子表面上に形成する樹脂層の厚みは、通常０．０２〜１（μｍ）、好ましくは０．０３〜０．８（μｍ）である。樹脂層の厚みはきわめて小さいことから、樹脂層を被覆した芯材粒子からなるキャリアとキャリア芯材粒子の粒度分布は実質的に同じである。
【００４０】
また、必要に応じてキャリアの体積抵抗率を調整することができ、キャリアの体積抵抗率の調整は芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、膜厚の制御によって可能である。キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することも可能である。上記導電性微粉末としては、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたＳｎＯ２又は種々の元素をドープしたＳｎＯ２、ＴｉＢ２、ＺｎＢ２、ＭｏＢ２等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラ−フェニレンスルフィド）ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。これらの導電性微粉末は、コーティングに使用する溶媒又は被覆用樹脂溶液に投入した後、ボールミル、ビーズミル等メディアを使用した分散機又は高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することができる。
【００４１】
本実施形態に適用されるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤と帯電制御剤とから構成される。このトナーは、重合法、造粒法等の各種のトナー製法によって作成された不定形又は球形のトナーである。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。
【００４２】
ここで使用されるトナーの結着樹脂としては、従来からトナー用結着樹脂として使用されてきたものは全てが適用可能である。具体的にはポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン／ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン／プロピレン共重合体、スチレン／ビニルトルエン共重合体、スチレン／ビニルナフタレン共重合体、スチレン／アクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリル酸エチル共重合体、スチレン／アクリル酸ブチル共重合体、スチレン／アクリル酸オクチル共重合体、スチレン／メタクリル酸メチル共重合体、スチレン／メタクリル酸エチル共重合体、スチレン／メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン／α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン／ビニルメチルケトン共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体、スチレン／アクリロニトリル／インデン共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体、スチレン／マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を混合して使用される。
【００４３】
ここでトナーの着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な染顔料が使用でき、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用可能である。具体的には、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、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リド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧローダミン６Ｃレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイトグリーンヘキサレート、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染顔料、トリスアゾ系染顔料等が挙げられる。これらの着色剤の使用量は、結着樹脂に対して、通常１〜３０（ｗｔ％）、好ましくは３〜２０（ｗｔ％）である。
【００４４】
ここでトナーの帯電制御剤としては、正の帯電制御剤及び負の帯電制御剤のいずれも使用可能であるが、カラートナーの場合、色調を損なうことのない透明色から白色のものを使用するのが好ましい。例えば正極性のものとしては４級アンモニウム塩類、イミダゾール金属錯体や塩類等が用いられ、負極性のものとしては、サリチル酸錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。
【００４５】
また、トナーに離型性を持たせるために、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等の合成ワックス類の他、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油等の植物系ワックス類；みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス類；モンタンワックス、オゾケライト等の鉱物系ワックス類；硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステル等の油脂系ワックス類をトナーに含有させることができ、これらは単独で又は２種以上が混合して使用される。
【００４６】
更に、トナーには、上記の離型剤の他に必要に応じてトナーの熱特性、電気特性、物理特性を調整する目的で、各種の可塑剤（フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等）、抵抗調整剤（酸化錫、酸化鉛、酸化アンチモン等）等の助剤を添加することも可能である。更にトナーには、必要に応じて上記の離型剤、助剤等以外の流動性付与剤を混合することもできる。その流動性付与剤としては、例えばシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子、フッ化マグネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子、フッ素系樹脂微粒子、アクリル系樹脂微粒子等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を併用することが可能である。なお、流動性付与剤としては、一次粒子の粒径が０．１（μｍ）よりも小さく、表面をシランカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化処理した疎水化度４０以上のものであることが好ましい。
【００４７】
トナーの製造方法としては、公知の方法が用いられる。例えば結着樹脂、着色剤及び顔料、帯電制御剤さらに必要に応じて離型剤等を適当な比率でヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機を使用して十分に混合する。その後、スクリュ型押出し式連続混練機、２本ロールミル、３本ロールミル又は加圧加熱ニーダを用いて溶融混練を行う。またカラートナーの場合、顔料の分散性を向上させる目的で、結着樹脂の一部と顔料を予め溶融混練して得られるマスターバッチ顔料を着色剤として使用することが一般的である。上記方法で得られた混練物を冷却固化させた後、ハンマーミル等の粉砕機を用いて粗粉砕をする。さらに、粗粉砕物をジェットミル粉砕機で粉砕処理した後に気流式分級機等に連結されたローター粉砕機等を用いて表面処理を行う。例えば、衝突式粉砕機としてはハンマーミル、ボールミル、チューブミル、振動ミル等を挙げることができる。圧縮空気及び衝突板を主構成要素として具備したジェット式粉砕機としてはＩタイプ及びＩＤＳタイプ衝突式粉砕機（日本ニューマチック工業社製）が好適に使用される。また、ローター粉砕機としてはロールミル、ピンミル、流動層式ジェットミル等が挙げられる。特に、外壁としての固定容器とこの固定容器と中心軸を同一にする回転片とを主構成要素として具備するローター式粉砕機としてはターボミル（ターボ工業社製）、クリプトロン（川崎重工業社製）、ファインミル（日本ニューマチック工業社製）等が使用できる。連結された分級機には気流式分級機としてディスパージョンセパレータ（ＤＳ）式分級機（日本ニューマチック工業社製）、多分割式分級機（エルボージェット；日鉄鉱業社製）等が使用できる。さらに気流式分級機、機械式分級機を用いて微粉分級を行い、微細粒子を得ることができる。
【００４８】
更に、上記方法で得られた微細粒子に流動性付与剤を添加混合する場合には、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル等の公知の設備が使用可能である。また懸濁重合法、非水分散重合法により、モノマーと着色剤、流動性付与剤から直接トナーを製造する方法であってもよい。
【００４９】
次に、本実施形態の現像装置４の特徴部について説明する。以下、具体的な例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
図３は、キャリアの表面状態の模式図である。なお、図３においては、説明のためにキャリア表面の凹凸形状などを強調して示している。図３（ａ）は初期のキャリア４０を示す模式図であり、芯材４１に被覆層としての被覆樹脂層４２が形成されている。ここでは、芯材４１としてＭｎ系フェライトを用い、シリコーン樹脂にアルミナ粒子を分散させたものを被覆樹脂層４２としてコーティングしたキャリア４０を用いた。
図３（ｂ）は、長期使用により劣化したキャリア４０を示す模式図であり、キャリア４０の被覆樹脂層４２が剥がれ落ちている。特に、キャリア４０の凸部の被覆樹脂層４２が剥がれ落ちており、キャリア４０が他のキャリア４０やトナーと衝突した際に被覆樹脂層４２が剥がれ落ち易くなっていることを示している。
【００５０】
本実施形態の現像装置４では、現像装置４の現像タンク２７内に被覆樹脂層４２の材料と同一の材料を含む樹脂微粒子４３を補給する。現像タンク２７内に補給する被覆樹脂層４２の材料と同一の材料を含む樹脂微粒子４３としては、被覆樹脂層４２に用いた、シリコーン樹脂にアルミナ粒子を分散させたものに、さらに磁性体としてフェライト粉末を分散させた微粒子を用いた。
【００５１】
図３（ｃ）は劣化時に樹脂微粒子４３を補給した時を示す模式図であり、現像タンク２７内にキャリア４０の被覆樹脂層４２と同一の材料を含む樹脂微粒子４３が補給されることにより、キャリア４０の表面に樹脂微粒子４３が付着している。
【００５２】
樹脂微粒子４３としては、重量平均粒径がキャリア４０表面の凹凸形状の平均高低差より小さなものを用いている。これにより、キャリア４０が他のキャリア４０やトナーと衝突した際に、樹脂微粒子４３がキャリア４０の表面から掻き取られてしまうことが抑制できる。このため、図３（ｃ）に示すように、キャリア４０表面の凹部に樹脂微粒子４３が安定して存在しやすくなる。平均高低差は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、キャリア断面を観察して求めた。具体的には、キャリア断面に内接する最も面積の大きい楕円と、キャリア表面の任意の５０点との距離を測定し、それらの標準偏差をもって平均高低差とした。
【００５３】
また、樹脂微粒子４３には、被覆樹脂層４２に用いた、シリコーン樹脂にアルミナ粒子を分散させたものに、さらに磁性体としてフェライト粉末を分散させている。樹脂微粒子４３にフェライト粉末を混合することで、現像ローラ１６上において穂立ち状態のキャリア４０の表面に樹脂微粒子４３が付きやすくなり、圧力のかかる現像ローラ１６上で樹脂微粒子４３がトナーに移動しづらくなる。このため、現像ローラ１６上において樹脂微粒子４３のキャリア４０表面への定着性を良くするという効果が得られる。この結果、現像ローラ１６上において、キャリアの電気的抵抗の低下が良好に抑制され、感光体１へのキャリア付着が良好に抑制される。
【００５４】
本実施形態では、キャリア４０の電気抵抗は体積抵抗率を用いて評価している。図３（ａ）に示す初期のキャリアでは、キャリア４０は樹脂被膜層４２に覆われており、キャリアの芯材４１同士の接近が阻害され高い体積抵抗率を示す。しかし、図３（ｂ）に示す劣化キャリアでは、キャリア４０は樹脂被膜層４２に剥がれ落ちた部分があり、露出した芯材４１同士が接近して体積抵抗率が低下する。このようなキャリア４０では、キャリア付着を発生させてしまうという不具合が発生する。図３（ｃ）に示す劣化したキャリアに樹脂微粒子４３を補給した状態では、樹脂微粒子４３がキャリア４０の間に挟まることで、キャリア４０に被覆樹脂層４２が存在するのと同様にキャリア４０の芯材４１同士の接近を阻害して、高い体積抵抗率を示す。
【００５５】
以下、実施例に基づきより詳細に説明する。
実施例で用いたキャリア４０の重量平均粒径は３５（μｍ）、被覆樹脂層４２の厚さは０．３（μｍ）、被覆樹脂層４２中に分散するアルミナ粒子の重量平均粒径は０．１（μｍ）である。このキャリア４０を容器に入れ、規定のタッピングを行ったときのキャリアの体積抵抗率は９×１０１４［Ω・ｃｍ］であった。また、キャリア４０表面の凹凸形状の平均高低差は、１．２（μｍ）であった。補給する、キャリアの被覆層と同一の材料を含む樹脂微粒子４３としては、重量平均粒径が０．３（μｍ）のものを用いた。
【００５６】
また、効果を確認するための比較例として、樹脂微粒子４３の補給を行わない状態で、２４時間の連続画像出力を行った。その結果、２４時間後のキャリアの体積抵抗率は４×１０１３［Ω・ｃｍ］に低下していた。また、キャリアの体積抵抗率が低下した際に発生する代表的な異常画像であるキャリア付着が出力画像に見られた。
【００５７】
実施例としては、現像装置４の現像タンク２７内に補給されるトナーボトル１０内の補給用トナーに、上記樹脂微粒子４３を０．１％混合することで、トナー補給と同時に樹脂微粒子４３の現像タンク２７への補給を行った。すなわち、樹脂微粒子補給手段として既存のトナー補給手段を用いている。この形態では、樹脂微粒子補給手段として既存の画像形成装置をそのまま使用することができ、新たに樹脂微粒子補給手段を設ける必要が無いため、本発明を低コストで実施することが可能である。
【００５８】
このような状態で、２４時間の連続画像出力を行った結果、２４時間後のキャリアの体積抵抗率は４×１０１４［Ω・ｃｍ］であり、樹脂微粒子４３を補給しない比較例に比べ、体積抵抗率の低下幅が大きく減少した。また、出力画像にキャリア付着は見られなかった。
【００５９】
さらに、２４時間後のキャリアの表面を走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）で観察した。図４に示す、２４時間後のキャリア表面のＳＥＭ写真から、キャリア４０の表面に樹脂微粒子４３が多量に存在していることが見て取れる。また、樹脂微粒子４３の重量平均粒径が、キャリア表面の凹凸形状の平均高低差よりも小さいため、キャリア表面の凹部に、特に樹脂微粒子が安定して存在していることがわかる。
【００６０】
次に、本発明を画像形成装置に適用した実施形態２に基づき説明する。
図５は、実施形態２に係る画像形成装置の内部構成をしめす断面図である。実施形態２の画像形成装置の基本構成、及び、使用する現像剤および樹脂微粒子４３は実施形態１と同じであるため、説明は省略する。実施形態２は、実施形態１とは樹脂微粒子補給手段が異なるものであり、トナー補給とは独立して樹脂微粒子４３を現像タンク２７内に補給する樹脂微粒子補給手段を有する構成である。
【００６１】
実施形態２の画像形成装置では、各現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄに補給する樹脂微粒子４３を収容する樹脂微粒子ボトル３０ａ，ｂ，ｃ，ｄと、微粒子ホッパ３１ａ，ｂ，ｃ，ｄを設けている。なお、各現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄへの樹脂微粒子補給手段は同様の構成のため、以下、添字ａ，ｂ，ｃ，ｄを省略して説明する。
【００６２】
樹脂微粒子ボトル３０に充填された樹脂微粒子４３は、微粒子ホッパ３１内に補給され、一旦、微粒子ホッパ３１内に貯留される。微粒子ホッパ３１には、樹脂微粒子４３を現像タンク２７内に供給する、トナー補給スクリュウ２２やトナー補給口２３と同様の機構（不図示）からなる樹脂微粒子補給手段を別途設けている。これにより、トナーとは独立して樹脂微粒子４３の現像タンク２７内に補給する。この樹脂微粒子補給手段では。樹脂微粒子４３の補給量を必要に応じて変化させることが可能であり、樹脂微粒子４３の消費量を抑制することができる。
【００６３】
キャリア４０の被覆樹脂層４２の剥がれによる体積抵抗率の低下は、トナー濃度が低く、出力画像面積率が低い方が発生しやすいことが一般に知られている。そこで、トナー濃度や、出力画像面積率に基づき、樹脂微粒子４３の補給量を変化させている。例えば、樹脂微粒子補給手段による樹脂微粒子４３の補給量を、以下のパターン１、パターン２、パターン３の３種類の制御パターンで制御して、ランダムな画像面積による２４時間連続画像出力を行った。そして、各パターンにおける２４時間後のキャリアの体積抵抗率およびキャリア付着を調べた。
パターン１：樹脂微粒子４３を１０［ｍｇ／ｍｉｎ］で補給する。
パターン２：トナー濃度Ｔｃ［ｗｔ％］が高い場合に樹脂微粒子４３の補給量を減らす。具体的には、樹脂微粒子４３の補給量を  １０×（１．３−０．１×Ｔｃ）［ｍｇ／ｍｉｎ］とする。
パターン３：出力画像面積率Ａｒ［％］が高い場合には樹脂微粒子４３の補給量を減らす。具体的には、樹脂微粒子４３の補給量を  １０×（１−０．０５×Ａｒ）［ｍｇ／ｍｉｎ］とする。
【００６４】
評価結果を表１に示す。
【表１】
2014238488.tif 000004
パターン１、パターン２、パターン３の何れの制御パターンにおいても、実施形態１と同様にキャリア４０の体積抵抗率の低下幅が大きく減少した。また、出力画像にキャリア付着も見られなかった。また、樹脂微粒費４３の消費量を、パターン１に比べて、パターン２では４０％、パターン３では５０％減らしつつ、キャリア４０の体積抵抗率の低下幅を同程度に減少させることができた。
【００６５】
以上、実施形態１，２では、トリクル現像をおこなわない現像装置４において、本発明を適用することで、無駄な現像剤を消費することなく長期使用におけるキャリアの電気抵抗の低下を抑制できることを説明した。しかし、本発明はこれに限ることなく、公知のトリクル現像をおこなう現像装置にも適用可能である。トリクル現像をおこなう現像装置においては、本発明のキャリア４０の被覆樹脂層４２と同一の材料を含む樹脂微粒子４３を補給することで、キャリアの体積抵抗率の低下の幅が抑えられ、トリクル現像を行うとしてもその入れ替え量を少なくすることができる。よって、無駄な現像剤の消費を抑制しつつ、長期使用におけるキャリア４０の体積抵抗率の低下を抑制するができる。
【００６６】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様ごとに特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
芯材４１に被覆樹脂層４２などの被覆層を形成したキャリア４０とトナーとを含有する二成分現像剤を用いて感光体１などの潜像担持体上の静電潜像をトナー像化し、消費された量のトナーを現像タンク２７などの装置内の二成分現像剤に補給する現像装置４において、キャリアの被覆層と同一の材料を含む樹脂微粒子４３を装置内の二成分現像剤に補給する樹脂微粒子補給手段を有する。
【００６７】
（態様Ａ）においては、装置内の二成分現像剤に補給された、キャリアの被覆層と同一の材料を含む樹脂微粒子が、長期の使用により被覆層がはがれたキャリアの表面に付着して、キャリアの表面に被覆層成分が供給されることでキャリアの電気抵抗低下が抑制される。このため、キャリアの電気抵抗低下の抑制のために、トリクル現像をおこない装置内のキャリアを入れ替えなくともよい。若しくは、トリクル現像をおこなってキャリアを入れ替えるとしても、入れ替える量を減らすことができ、現像剤の排出量を減少させることが可能となる。よって、無駄な現像剤の消費を抑制しつつ、長期使用におけるキャリアの電気抵抗低下を抑制できる。
【００６８】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、樹脂微粒子４３の重量平均粒径がキャリア４０の表面の凹凸の平均高低差以下である。これよれば、キャリア４０が他のキャリア４０やトナーと衝突した際に、樹脂微粒子４３がキャリア４０の表面から掻き取られてしまうことが抑制され、キャリア４０の表面の凹部に樹脂微粒子４３が安定して存在しやすくなる。このため、より良好にキャリアの電気抵抗低下を抑制できる。
【００６９】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、樹脂微粒子４３に磁性体を含有させる。これによれば、現像ローラ１６上において穂立ち状態のキャリア４０の表面に樹脂微粒子４３が付きやすくなり、圧力のかかる現像ローラ１６上で樹脂微粒子４３がトナーに移動しづらくなる。このため、現像ローラ１６上において樹脂微粒子４３のキャリア４０表面への定着性が良くなることでキャリアの電気的抵抗低下が良好に抑制でき、その結果、感光体１へのキャリア付着を良好に抑制できる。
【００７０】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）の何れかにおいて、樹脂微粒子４３を、現像タンク２７内にトナーを補給するトナーボトル１０内に収容される補給用トナーに混合し、トナーボトル１０よりトナーを補給するトナー補給手段が樹脂微粒子補給手段を兼ねるようにする。これによれは、実施形態１について説明したように、樹脂微粒子補給手段として既存のトナー補給手段を用いることができ、新たな樹脂微粒子補給機構を設けることが不要となり、低コストな構成にできる。
【００７１】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）の何れかにおいて、樹脂微粒子補給手段は現像装置４内の現像剤のトナー濃度Ｔｃに応じて、樹脂微粒子４３の補給量を変化させる。これによれば、実施形態２について説明したように、樹脂微粒子４３の消費量を抑制することができる。
【００７２】
（態様Ｆ）
感光体１などの像担持体と、像担持体上に静電潜像を形成する露光手段３などの潜像形成手段と、像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、現像手段として（態様Ａ）乃至（態様Ｅ）の何れかの現像装置４を用いる。これによれば、無駄な現像剤の消費を抑制しつつ、長期にわたってキャリア付着の発生しない高品位な画像を得ることができる。
【００７３】
（態様Ｇ）
（態様Ｆ）において、現像装置の樹脂微粒子補給手段は、出力画像の画像面積率に応じて、樹脂微粒子の補給量を変化させる。これによれば、実施形態２について説明したように、樹脂微粒子４３の消費量を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  感光体
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
５  中間転写ベルト
１０  トナーボトル
１１  トナーホッパ
１６  現像ローラ
１７  規制部材
１８，１９  搬送スクリュ
２１  トナー濃度センサ
２２  トナー補給スクリュ
２３  トナー供給口
２５  磁石
２６  現像スリーブ
２７  現像タンク
２８  仕切り壁
２９  プロセスカートリッジ
３０  樹脂微粒子ボトル
３１  微粒子ホッパ
４０  キャリア
４１  芯材
４２  樹脂被覆層
４３  樹脂微粒子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００８−２６２１５５号公報
【特許文献２】特許４８１８００９号公報
【図１】
2014238488.tif 000005
【図２】
2014238488.tif 000006
【図３】
2014238488.tif 000007
【図５】
2014238488.tif 000008
【図４】
2014238488.tif 000009