(57)【要約】【課題】多様な使用状況下で安定した現像剤帯電量を確保でき、白斑点やトナー落ちなどの異常画像を防止して長期に亘って安定した画像品質を得る。【解決手段】トナーは、流動性付与剤として少なくともシリカ微粒子とチタン微粒子を含有しており、単位時間あたりに現像によって消費されるトナー量をａ，現像スリーブ６２の周速度をｂとするとき、３≦ａ／ｂ≦２０（ｍｇ／ｍ）の条件下においてスリーブ６２を２０時間駆動したときに、駆動後の現像剤中のキャリアが駆動前に対して、シリカ検出値で１〜５［ｋｃｐｓ］の増加、チタン検出値が０．１〜０．３［ｋｃｐｓ］の増加になる現像装置と現像剤の組み合わせで用いる。【選択図】図３
2008015087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置されトナーとキャリアからなる２成分現像剤を担持する現像剤担持体を有し、現像領域において前記現像剤担持体から像担持体側に前記トナーを移動させることにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
前記トナーは、流動性付与剤として少なくともシリカ微粒子とチタン微粒子を含有しており、
単位時間あたりに現像によって消費されるトナー量をａ［ｍｇ／ｓｅｃ］、前記現像剤担持体の周速度をｂ［ｍ／ｓｅｃ］とするとき、３［ｍｇ／ｍ］≦ａ／ｂ≦２０［ｍｇ／ｍ］の条件下において前記現像剤担持体を２０時間駆動したときに、駆動後の現像剤中のキャリアが駆動前に対して、シリカ検出値で１〜５［ｋｃｐｓ］の増加、チタン検出値が０．１〜０．３［ｋｃｐｓ］の増加である、ただし、ｋ＝１０００、ｃ＝ｃｏｕｎｔ（個数）、ｐｓ＝ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ（毎秒）とすることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像領域における単位面積あたりの現像剤担持量が３０〜６０ｍｇ／ｃｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記キャリアが磁性キャリアであり、キャリア芯材上に含有される粒子が酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記キャリアは、重量平均粒径が２０μｍ以上４５μｍ以下の磁性キャリアであることを特徴とする、請求項１又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記キャリアは、体積固有抵抗が１２ＬｏｇΩ・ｃｍ以上１６ＬｏｇΩ・ｃｍ以下の磁性キャリアであることを特徴とする、請求項１，３，４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナーは、重量平均粒径が４．５〜８．０μｍであり、重量平均粒径（Ｄｗ）と個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｗ／Ｄｎ）が１．２０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項７】
前記トナーは、３μｍ以下の粒子個数比率が５％以下であることを特徴とする、請求項１又は７に記載の現像装置。
【請求項８】
前記トナーは、流動性付与剤として平均粒径５０ｎｍ以下の疎水性シリカ微粒子を０．３〜１．５ｗｔ％、平均粒径５０ｎｍ以下の疎水性酸化チタン微粒子を０．２〜１．２ｗｔ％添加されていることを特徴とする、請求項１，６，７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記トナーは、流動性付与剤として平均粒径８０〜１４０ｎｍの疎水性シリカ微粒子を添加されていることを特徴とする、請求項１，６〜８のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤担持体に直流成分のみからなる現像バイアスが印加されていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記現像装置としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色現像剤を扱う複数の現像装置を備え、フルカラー画像の形成が可能なことを特徴とする、請求項１１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、複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置及び画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００４−２７１８５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５５２３号公報
【特許文献３】特開２００２−９１０９３号公報
【特許文献４】特開２００５−２５０４２４号公報
【特許文献５】特開２００４−２７１８５６号公報
【０００３】
電子写真その他の、粉体トナーを用いた画像形成方法において、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像は周知であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において広く利用されている。
【０００４】
磁気ブラシ現像では、感光体ドラム等の像担持体に微小な間隔をもって現像剤担持体を対向させ、その現像剤担持体の表面にトナーとキャリアからなる現像剤をブラシ状(磁気ブラシ)に保持させ、該磁気ブラシを形成した現像剤を現像領域に搬送供給し、静電潜像が形成された像担持体と電気的バイアスが印加された現像剤担持体との間の電界によってトナーが潜像面に選択的に付着することにより、現像が行われる。
【０００５】
上記現像剤担持体は、通常、円筒状のスリーブ（現像スリーブ）として構成され、このスリーブ表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁石体（磁石ローラ）をスリーブ内部に備えている。穂立ちの際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線に沿うようにスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立ちに係るキャリアに対して帯電トナーが付着している。現像スリーブと磁石ローラが相対移動することでスリーブ表面に穂立ちを起こした現像剤が搬送される。現像領域において、現像スリーブ上の現像剤は、磁石ローラがもつ現像磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちする。穂立ちしてブラシ状になった現像剤は、現像スリーブの表面移動に伴って撓むようにして潜像担持体表面に接触し、静電潜像にトナーを供給する。
【０００６】
ところで、近年では電子写真装置のカラー化が進み、高画質・高再現性に加えて、高寿命化の要求が高まってきている。フルカラー電子写真トナーにはイエロー、マゼンタ、シアンに着色されたトナーが使用される。また必要に応じてブラックトナーも使用される。さらに、高い解像力と画像の鮮明さを得るためにトナーの粒径は小粒径であることが望ましい。またトナー粒径の小粒径化と並行して、キャリアの小粒径化の検討も進められている。
【０００７】
小粒径キャリアを使用する場合には、次のような利点が得られる。
（１）単位体積当りの表面積が広いため、個々のトナーに充分な摩擦帯電を与えることができ、低帯電量トナー、逆帯電量トナーの発生が少ない。その結果、地汚れが発生しにくくなり、また、ドット周辺のトナーのちり、にじみが少なくドット再現性が良好となる。
（２）単位体積当りの表面積が広く、地汚れが発生しにくいことから、トナーの平均帯電量を低くすることができ、現像により充分な画像濃度が得られる。したがって、小粒径キャリアは、小粒径トナー使用時の不具合点を補うことが可能であり、小粒径トナーの利点を引き出すのに特に有効である。 
（３）小粒径キャリアは、緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性が良いため、画像に穂跡が発生しにくいという特徴がある。
【０００８】
通常、現像装置は適正な現像剤の穂の高さに調整するための規制部材を有しており、現像剤の穂の高さが高すぎる場合には、現像領域に過剰な現像剤が供給されて感光体ドラム表面を傷つけ、異常画像が発生しやすくなったり、黒ベタ画像やハーフトーンのベタ画像の後端部が白く抜ける、所謂「後端白抜け」という現象が発生したり、細線再現性が悪化するという画像劣化を生じる場合がある。また、現像剤の穂の高さが低すぎる場合には、現像能力が低下してしまい、所望の画像濃度を得るために、１．現像スリーブの線速を潜像担持体の線速よりも高く設定する、２．現像ポテンシャルを上げる、３．現像剤のトナー濃度を高くして、現像剤の帯電量を下げる、等の手段が一般的に用いられる。しかし、現像スリーブの線速を潜像担持体の線速よりも高く設定した場合には、現像剤は潜像を摺擦するように動くが、この摺擦の間に現像剤中のトナーが消費されたり、潜像の地肌部のポテンシャルにより、現像剤中のトナーがスリーブ方向に移動したりするため、潜像近傍でのキャリアがトナーと逆極性の電荷を持つようになり、所謂「キャリア付着」という問題が顕在化してくる。さらに、現像ポテンシャルを上げた場合には、弱磁気特性のキャリアまで感光体ドラムに現像されてしまい、やはりキャリア付着が発生する傾向にある。また通過電荷量が増加して感光体の寿命を短くするなどの課題もある。
【０００９】
上記したように、最近の高画質化対応に向けて、現像剤規制部材と現像スリーブとの隙間を狭く設定して、細線再現性、後端白抜けなどの異常画像を抑制する方策がとられるが、この対応策の副作用として現像剤が規制部材を通過する時に過剰なストレスが掛かり、キャリア表面の結着樹脂が削れてしまう「キャリア膜削れ」が発生して、キャリア抵抗低下の原因となりうる。キャリア抵抗低下に伴い、キャリアの電荷保持力が低下してしまい、作像時に感光体ドラムにトナーとともにキャリアも転移して転写時にキャリアが核となって、画像部が白く抜ける「白斑点」が発生してしまう。また、前述のようにキャリアの小粒径化も白斑点に対して不利な要因となっている。
【００１０】
また、近年のトナーの小粒径化に伴い、トナーの補給性能、搬送性能を確保するために流動性付与剤を以前よりも多めに添加する傾向にある。さらに最近は定着部にオイル塗布機能を有しない、離型剤を含有するオイルレスカラートナーも上市されているが、離型剤を含有しないトナーと比較して更に流動性は低下するために、より多くの流動性付与剤が添加されているのが実情である。流動性付与剤を多く添加した場合の最大の副作用に、流動性付与剤がキャリア表面に付着する「キャリアスペント」が挙げられる。流動性付与剤のキャリアスペントが進行してくると、キャリアの帯電性能が低下してしまい、現像剤の帯電量で適正な水準を確保することが困難となる。その結果、現像装置からトナーが噴出する「トナー飛散」や、画像の地肌部をトナーで汚す「地汚れ」、「トナー落ち」などの問題などが発生しやすくなる。そして、キャリアの小粒径化はキャリアの表面積が増える方向であり、キャリアスペントに対して不利な要因となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特に画質が重要視されるカラー画像では、経時で画像品質を維持するためには、１）表面膜削れによるキャリアの経時抵抗低下に伴う「白斑点」、２）流動性付与剤のキャリア表面へのスペントが原因である現像剤帯電量低下によって発生する「トナー飛散」、「地汚れ」などは致命的である。これらは近年の高画質化対応による弊害であり、現在大きな技術課題となっているのが実状である。そして、この課題に対してキャリア、トナーなどに種々の対応策の提案がなされている。
【００１２】
例えば、特許文献１では、出力枚数に対するトナー消費量及びトナー補給回数に対するトナー補給量、更にはトナーの有効無機微粒子量とキャリア被覆層の研磨量を規定して、上記課題の両立を図る提案がなされている。この提案では、キャリア抵抗低下は抑制できても、キャリア表面に対する流動性付与のスペントを抑制するには至らない。なぜなら、出力枚数基準でトナー消費量を定義しているが、出力される画像面積率は千差万別であり、高画像面積の画像を出力し続けた場合には、キャリアスペントの進行を抑えることはできない。
【００１３】
また、特許文献２では、キャリア中の金属化合物粒子の含有率、キャリアの磁化及び印加電圧を振って抵抗比を規定した提案がなされている。この提案でも、画像面積などが振れた場合には、キャリアスペントを抑制することはできず、長期に亘って良好な画像品質を維持することはできない。
【００１４】
特許文献３では、キャリアのＳｉ／Ｆｅ比、及びトルエン洗浄後のＳｉ／Ｆｅ比減少率を規定することにより、トナーへの帯電付与性に優れたキャリアの提案がなされているが、この提案でも使用状況が変化した場合には、現像剤の帯電量確保は困難であり、十分な品質改善効果を得ることはできない。
【００１５】
特許文献４では、キャリアの重量平均粒径、及び個数平均粒径と重量平均粒径の比、さらに粒度分布を規定した提案がされている。確かに高品質な画像を得るために、キャリアは小粒径且つシャープな粒度分布を有している方が望ましいが、粒度分布を規定しても使用状況が変化した場合での、現像剤帯電量確保の効果を得ることはできない。
【００１６】
さらに、特許文献５に提案されたものでは、特定の使用状況では良好な品質を得ることができても、使用状況が変化した場合には十分な品質改善効果を得ることはできない。
このように、従来技術においては、いずれも、多様な使用状況下で現像剤帯電量の安定性確保及びキャリア抵抗低下の抑制を両立させるという課題に対しては、未だに品質改善効果で満足のいくものが提案されるには至っていない。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、２成分現像剤を用いて、使用環境、使用状況が変化しても、安定した現像剤帯電量を確保することができ、白斑点やトナー落ちなどの異常画像を防止し、長期に亘って安定した画像品質が得られる現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記の課題は、本発明により、像担持体に対向して配置されトナーとキャリアからなる２成分現像剤を担持する現像剤担持体を有し、現像領域において前記現像剤担持体から像担持体側に前記トナーを移動させることにより像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、前記トナーは、流動性付与剤として少なくともシリカ微粒子とチタン微粒子を含有しており、単位時間あたりに現像によって消費されるトナー量をａ［ｍｇ／ｓｅｃ］、前記現像剤担持体の周速度をｂ［ｍ／ｓｅｃ］とするとき、３［ｍｇ／ｍ］≦ａ／ｂ≦２０［ｍｇ／ｍ］の条件下において前記現像剤担持体を２０時間駆動したときに、駆動後の現像剤中のキャリアが駆動前に対して、シリカ検出値で１〜５［ｋｃｐｓ］の増加、チタン検出値が０．１〜０．３［ｋｃｐｓ］の増加である、ただし、ｋ＝１０００、ｃ＝ｃｏｕｎｔ（個数）、ｐｓ＝ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ（毎秒）とすることにより解決される。
【００１９】
また、現像領域における単位面積あたりの現像剤担持量が３０〜６０ｍｇ／ｃｍ２であると好ましい。
また、前記キャリアが磁性キャリアであり、キャリア芯材上に含有される粒子が酸化アルミニウムであると好ましい。
【００２０】
また、前記キャリアは、重量平均粒径が２０μｍ以上４５μｍ以下の磁性キャリアであると好ましい。
また、前記キャリアは、体積固有抵抗が１２ＬｏｇΩ・ｃｍ以上１６ＬｏｇΩ・ｃｍ以下の磁性キャリアであると好ましい。
【００２１】
また、前記トナーは、重量平均粒径が４．５〜８．０μｍであり、重量平均粒径（Ｄｗ）と個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｗ／Ｄｎ）が１．２０以下であると好ましい。
また、前記トナーは、３μｍ以下の粒子個数比率が５％以下であると好ましい。
【００２２】
また、前記トナーは、流動性付与剤として平均粒径５０ｎｍ以下の疎水性シリカ微粒子を０．３〜１．５ｗｔ％、平均粒径５０ｎｍ以下の疎水性酸化チタン微粒子を０．２〜１．２ｗｔ％添加されていると好ましい。
【００２３】
また、前記トナーは、流動性付与剤として平均粒径８０〜１４０ｎｍの疎水性シリカ微粒子を添加されていると好ましい。
また、前記現像剤担持体に直流成分のみからなる現像バイアスが印加されていると好ましい。
【００２４】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
また、前記現像装置としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色現像剤を扱う複数の現像装置を備え、フルカラー画像の形成が可能であると好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、多様な使用状況下で現像剤の帯電量を良好な水準に確保することができ、且つキャリアの抵抗低下も防止することが可能となり、長期に亘って良好な画像を得ることができて、現像剤の高寿命化に対して顕著な品質改善効果が得られる。
【００２６】
すなわち、画像濃度が高くトナー消費が多いモード（スペントモード）と画像濃度が低くトナー消費が少ないモード（削れモード）の両方において好結果を得ることができ、白斑点やトナー落ちなどの異常画像の発生を防止して、安定した画像品質を長期にわたって得ることが可能となる。
【００２７】
請求項２の構成により、効率良くトナーを現像させることができ、細線再現性にも顕著な品質改善効果が得られる。
請求項３の構成により、キャリア表面の膜削れ促進の抑制効果が得られて、キャリア抵抗の急激な低下を抑えることが可能となる。
【００２８】
請求項４の構成により、地汚れ発生を抑制し、充分な画像濃度が得られる。また、画像に磁気ブラシの穂跡が発生しにくい。
請求項５の構成により、帯電量安定化の効果を得ることができる。
【００２９】
請求項６の構成により、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。また、画像濃度安定性に加えて、解像度の向上も図られ、さらに高品質な画像が得られる。
【００３０】
請求項７の構成により、流動性・保存性における品質改善効果が顕著となり、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。
請求項８の構成により、所望の帯電レベルを得るために行われる現像機内部の攪拌混合によってもトナーから流動性付与剤が脱離することなく、良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。また、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、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て、トナー飛散の抑制効果も得られる。
【００３１】
請求項９の構成により、トナー粒子間の付着力を低減させる効果が得られて、転写性の向上のみならず、低面積画像を出力した場合に発生しやすい局所的に発生する転写ムラも抑制することが可能となり、画像における顕著な品質改善効果が得られ、長期に亘って良好な画像品質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
キャリアの経時抵抗低下の原因としては、キャリア芯材表面の結着樹脂が削れてしまうことに伴い局所的に芯材表面が露出してしまい、電荷がリークする箇所がキャリア表面上に存在することである。前述のように現像剤規制部材と現像スリーブの間隔を狭く設定することが、キャリア表面の膜削れの要因となっている。特に高速機の場合は更に現像スリーブも高速で回転させる必要があり、キャリア表面が過剰なストレスを受けることは回避できない状況となってきており、結果として、キャリアの粒度分布や材料比、さらに電気、磁気特性を規定しても、キャリアの膜削れを抑制することは困難であるのが実状である。そこで上記課題を解決するために本願発明者らが鋭意検討したところによれば、キャリア抵抗の経時低下を抑制する手段として、流動性付与剤がキャリア表面に付着させると抵抗低下を抑制できることが明らかになった。前述のようにキャリア表面に流動性付与剤が付着するとキャリアの帯電性能は低下するが、特定の条件下にしてやれば、キャリアの帯電量と抵抗を経時で適正な水準に確保できることを見出した。
【００３３】
特定の条件下というのは、単位時間あたりに現像で消費されるトナー量をａ、現像スリーブの周速度をｂ、とした場合に、ａ／ｂ[ｍｇ／ｍ]を定義することである。このａ／ｂが低い場合、即ち現像スリーブ駆動距離に対してトナー消費量が少ない場合は、流動性付与剤がキャリア表面に付着する進行度合いよりも、キャリア表面の膜削れの方が早く進行する。逆にａ／ｂが高い場合は、流動性付与剤のキャリア表面への付着が進行するようになる。この場合、キャリア表面の膜は削れるのだが、削れた箇所に流動性付与剤が付着するので電荷のリークが防止されると考えられ、キャリア抵抗低下は発生しない。
【００３４】
カラー画像形成装置で画像を出力する場合、当然、出力する画像の面積及びデューティは千差万別であり、高画像面積な画像を出力する場合にはａ／ｂは高くなり、低画像面積ではａ／ｂは低くなり、ユーザーの使用状況によって、ａ／ｂは変化してしまう。しかし画像形成装置において、ａ，ｂ共に検知することは可能であり、ａ／ｂが低すぎる場合には強制的にトナーを消費させて、また、ａ／ｂが高すぎる場合には、画像出力しない時に現像スリーブを駆動させることにより、ａ／ｂが適正な領域に入るようにすることが可能となる。
【００３５】
次にａ／ｂの適正領域について説明する。本願発明者らが検討したところによれば、ａ／ｂの範囲としては、３[ｍｇ/ｍ]≦ａ／ｂ≦２０[ｍｇ/ｍ]が望ましく、この条件下で現像スリーブを２０［時間、以下ｈｒと記す］回転させ、２０［ｈｒ］回転後の現像剤中キャリアが、回転前に対して流動性付与剤のキャリア表面への付着度合いとして、回転前に対してシリカ検出値で１〜５[ｋｃｐｓ]の増加、チタン検出値が０．１〜０．３[ｋｃｐｓ]の範囲で増加していれば、現像剤の帯電量は良好な水準を確保できて、且つキャリアの抵抗低下も防止することが可能となり、長期に亘って良好な画像を得ることができて、現像剤の高寿命化に対して顕著な品質改善効果が得られることが明らかになった。なお、[ｋｃｐｓ]は、ｋ＝１０００、ｃ＝ｃｏｕｎｔ（後述するカウント数）、ｐｓ＝per second、である。
【００３６】
さらに、本発明において用いる現像剤は、キャリアの結着樹脂には、抵抗、帯電特性などを調整する目的で種々の粒子を添加させる場合があるが、該粒子に酸化アルミニウムを用いることで、キャリア表面の膜削れ促進の抑制効果が得られ、キャリア抵抗の急激な低下を抑えることが可能となる。
【００３７】
また、本発明では、現像剤担持体（現像スリーブ）から像担持体（感光体ドラム）上に効率良くトナーを現像させるためには、現像剤担持体上の単位面積あたり現像剤の担持量は３０〜６０［ｍｇ/ｃｍ２］になるように調製する必要がある。担持量が３０［ｍｇ/ｃｍ２］より低い場合には、現像剤担持体と像担持体間に印加させ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。また担持量が６０［ｍｇ/ｃｍ２］よりも高い場合には、現像剤担持体の回動方向の下流側において剤落ちが発生しやすくなる。さらに像担持体と現像剤担持体との空間において、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流動性が低下する傾向にある。この流動性低下に伴い、像担持体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、白抜け、カスレが発生しやすくなる。よって、現像領域における現像剤担持量は少なめに設定した方が細線再現性に対して有利に作用して、良好な画像品質を得ることができる。
【００３８】
さらに、キャリアの重量平均粒径を２０μｍ以上、４５μｍ以下にすることで、次のような利点が得られる。１）表面積が広いために、個々のトナーに充分な摩擦帯電を与えることができ、低帯電量トナー、逆帯電量トナーの発生が少ない。その結果、地汚れ発生の抑制効果が得られる。２）表面積が広く、地汚れが発生しにくいことから、トナーの平均帯電量を低くすることができ、充分な画像濃度が得られる。従って、小粒径キャリアは、小粒径トナー使用時の不具合点を補うことが可能であり、小粒径トナーの利点を引き出すのに有効である。３）小粒径キャリアは緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性が良いため、画像の穂跡が発生しにくいという特徴がある。しかし、キャリアの小粒径化は、キャリア粒子当たりの磁気モーメントが低下して、現像スリーブ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り、感光体の傷や定着ローラの傷の発生原因になりうる。そして、このキャリア付着に対しては体積固有抵抗を１２ＬｏｇΩ・ｃｍ以上１６ＬｏｇΩ・ｃｍ以下に調整することで改善効果が得られるが、体積固有抵抗が１６ＬｏｇΩ・ｃｍを超える場合、エッジ効果が許容できないレベルに悪化して好ましくない。なお、ハイレジスト計の測定可能下限を下回った場合には、実質的には体積固有抵抗値は得られず、ブレークダウンしたものとして扱うことにする。本明細書でいう体積固有抵抗とは、ギャップ２ｍｍを隔てた平行電極間にキャリアを投入しタッピングした後、両電極間にＤＣ１０００Ｖを印加し３０［ｓｅｃ］後の抵抗値をハイレジスト計で計測した値を体積抵抗率に変換した値をいう。
【００３９】
また、本発明において用いる現像剤は、トナーの重量平均粒径が４．５〜８．０μｍ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）は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４．５μｍ未満では、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。しかし、トナーの粒径分布を均一化することにより、トナー小粒径化に伴う副作用は克服される。つまり、トナーの重量平均と個数平均の粒子径比率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。
【００４０】
またトナー及び現像剤の流動性を向上させるために、トナーに添加剤を多く添加する方策は副作用が発生するために本質的な改善は期待できない。即ちトナーの重量平均粒径が４．５〜８．０μｍ、かつトナーの重量平均と個数平均の粒子径比率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、解像度の向上も図られ、さら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３μｍ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は顕著であり、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。
【００４１】
また、本発明において用いる現像剤は、流動性付与剤として種々のものが使用可能であるが、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。特に両微粒子の平均粒径が５０ｎｍ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は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像機内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られることが明らかになった。
【００４２】
さらに酸化チタン微粒子は、１）環境安定性、２）画像濃度安定性に優れている反面、３）帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、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、３）の副作用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０．３〜１．５ｗｔ％の範囲で、疎水性酸化チタン微粒子が０．２〜１．２ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、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て、トナー飛散も抑制効果も得られる。
【００４３】
さらに、流動性付与剤として、平均粒径が８０〜１４０ｎｍの疎水性シリカ微粒子を添加することで、トナー粒子間の付着力を低減させる効果が得られて、転写性の向上のみならず、低面積画像を出力した場合に発生しやすい局所的に発生する転写ムラも抑制することが可能となり、画像における品質改善効果は顕著であり、長期に亘って良好な画像品質が得られる。
【００４４】
また、本発明において用いる現像剤のキャリアは、前記芯材粒子の表面に樹脂層を形成することによって製造される。樹脂層を形成するための樹脂としては、キャリアの製造に用いられている従来公知の各種のものを用いることができる。本発明においては、下記式で表される繰り返し単位を含むシリコーン樹脂も好ましく用いることができる。
【００４５】
【化１】
2008015087.tif 000003
【００４６】
前記式中、Ｒ１ は水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メトキシ基、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）を示し、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。
【００４７】
本発明において用いる現像剤では、ストレート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、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２８２、ＫＲ２５２、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（以上、信越化学工業社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６（以上、東レダウコーニングシリコーン社製）などが挙げられる。
【００４８】
本発明において用いる現像剤では、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などが挙げられる。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（以上、東レダウコーニングシリコーン社製）などが挙げられる。
【００４９】
本発明で使用できる前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                                   ＭＷ  １７９．３
Ｈ２Ｎ(ＣＨ２)３Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)３                                  ＭＷ  ２２１．４
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＣＨ３)２(ＯＣ２Ｈ５)                    ＭＷ  １６１．３
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＣＨ３)(ＯＣ２Ｈ５)２                    ＭＷ  １９１．３
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２Ｓｉ(ＯＣＨ３)３                        ＭＷ  １９４．３
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＣＨ３)(ＯＣＨ３)２      ＭＷ  ２０６．４
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＯＣＨ３)３              ＭＷ  ２２４．４
(ＣＨ３)２ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＣＨ３)(ＯＣ２Ｈ５)２               ＭＷ  ２１９．４
(Ｃ４Ｈ９)２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ(ＯＣＨ３)３                               ＭＷ  ２９１．６
【００５０】
さらに、本発明では、キャリア芯材粒子表面を被覆する樹脂として、以下に示すものを単独また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などのスチレン系樹脂、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、メラミン樹脂などが挙げられる。
【００５１】
キャリア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、あるいはパウダーコーティング法など公知の方法が使用できる。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。
【００５２】
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０．０２〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．８μｍ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。
【００５３】
また、必要に応じてキャリアの抵抗率を調整する場合もあり、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。また、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。
【００５４】
これらの導電性微粉末は以下の方法、即ち、コーティングに使用する溶媒、あるいは被覆用樹脂溶液に導電性微粉末を投入後、ボールミル、ビーズミルなどメディアを使用した分散機、あるい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出来る。
【００５５】
本発明の現像装置に使用されるトナーは、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。そのトナーで使用される結着樹脂としては、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される。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など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など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などが挙げられ、これらは単独であるいは２種以上を混合して使用される。
【００５６】
次に、本発明の現像装置に使用される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される。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などが挙げられる。これらの着色剤の使用量は、結着樹脂に対して、通常１〜３０ｗｔ％、好ましくは３〜２０ｗｔ％である。
【００５７】
本発明の現像装置に使用される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、いずれのもの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などが挙げられる。
【００５８】
また、本発明の現像装置に使用されるトナーにおいては、離型性を持たせるために、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレンなど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、ホホバ油などの植物系ワックス類、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス類、モンタンワックス、オゾケライトなど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などの油脂系ワックス類を含有することができ、これらは単独であるいは２種以上混合して使用される。
【００５９】
さらに、本発明の現像装置に使用されるトナーには、前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など）、抵抗調整剤（酸化錫、酸化鉛、酸化アンチモンなど）等の助剤を添加することも可能である。また、必要に応じて上記離型剤、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、これらは単独であるいは２種以上使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０．１μｍより小さく、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、疎水化度４０以上のものが好ましい。
【００６０】
本発明の現像装置に使用されるトナーの製造方法としては公知の方法が用いられるが、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充分に混合した後、スクリュー型押出し式連続混練機、２本ロールミル、３本ロールミル、加圧加熱ニーダーを用いて溶融混練を行なう。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。
【００６１】
上記方法で得られた混練物を冷却固化させた後にハンマーミルなど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などに連結されたローター粉砕機などを用いて表面処理を行なうが、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が、圧縮空気及び衝突板を主構成要素として具備してなるジェット式粉砕機として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）を好ましく使用できる。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を例示できるが、特に外壁としての固定容器と該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してなるローター式粉砕機としてターボミル（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、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）などが使用できる。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ない、微細粒子を得ることができる。
【００６２】
さらに、上記方法で得られた微細粒子に流動性付与剤の添加混合を行なう場合、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。
【００６３】
本発明の現像装置に用いる現像剤は、前記キャリアとトナーとから構成されており、本発明に使用されるトナーは、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂中に着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含有させたものであり、従来公知の各種のトナーを用いることができる。このトナーは、重合法、造粒法などの各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。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。
【００６４】
本発明の現像装置で用いるトナーにおいて、その重量平均粒径Ｄｗは９．０〜４．０μｍ、好ましくは７．５〜４．５μｍ である。キャリアに対するトナーの割合は、キャリア１００重量部当り、トナー２〜２５重量部、好ましくは４〜１５重量部の割合である。
【００６５】
本発明で用いるキャリアとトナーとからなる現像剤において、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。また、トナーによるキャリアの被覆率が５０％のときのトナー帯電量は３５（−μＣ／ｇ）以下、より好ましくは２５（−μＣ／ｇ）以下である。その下限値は特に制約されないが、通常、１５（−μＣ／ｇ）程度である。
【００６６】
本明細書においてキャリア、キャリア芯材及びトナーに関して用いる重量平均粒径Ｄｗ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）｝
前記式中、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。なお、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、本発明の場合には、２μｍ 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。
【００６７】
本発明における単位時間あたりに現像で消費されるトナー量は、以下のように求めることができる。前準備として、現像スリーブを駆動させるモーターの出力をモニタリングして時間を計測できるようにする。さらに予め重量測定してあるトナーカートリッジを出力機器にセットする（出力機器がトナーホッパーを有する場合には、事前にホッパー内にトナーを溜める処理を実施した後に、カートリッジ重量測定を行う）。そしてモーター駆動時間が２０［ｈｒ］になるまで画像を出力して、２０［ｈｒ］駆動後のトナーカートリッジの重量測定を行い、画像出力前の差分をトナー消費量として扱う。
【００６８】
本発明でいうシリカ，チタンカウント数とは、リガク社製の蛍光Ｘ線ＺＳＸ１００ｅ型を用いて測定することができる。さらに具体的に説明すると、まず測定サンプルの処理は、ポリエステルフィルム表面に粘着剤を塗布したシール（直径４５ｍｍのフィルム状）上に、キャリアを均一にふりかけ付着させ、その後、余分なキャリアを除去してキャリアが１層になるように付着させるためにシールの端を持って振り落とす。この要領でサンプルを２枚作成し、測定サンプル台にそれぞれをセットし測定を実施する。測定条件は、シリカ，チタン共に共通で、次のとおりである。測定雰囲気：真空、測定径：３０ｍｍ、管電圧：５０ｋＶ、管電流：３０ｍＡ。また、得られる測定値は日々変動するため、この影響をなくすために変動補正を実施する必要がある。具体的には、各元素毎に基準サンプルを用意し、毎回この基準サンプルを測定し、得た値とその基準サンプルの基準値との比をとり、この比を実際のサンプルの測定値に乗ずる。このようにして、１サンプルにつき２測定を実施し、その平均値をもってそのサンプルのシリカ，チタン値とする。
【００６９】
次に、画像形成装置の具体的な構成例をあげて本発明をさらに説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のフルカラープリンタを示す断面構成図である。このフルカラープリンタ１は、装置本体の下部に給紙部２が設けられ、その上方に作像部３を配置した構成となっている。装置上面には排紙トレイ６が形成されている。図に破線で記録紙の搬送経路を示すように、給紙部２から用紙を給送し、作像部３にて形成した画像を用紙上に転写し、定着装置５０で定着して排紙トレイ８に排紙する。なお、装置側面には開閉式の手差しトレイ１１が設けられ、ここからの手差し給紙も可能である。
【００７０】
手差しトレイ１１とは反対側の装置本体の側面には反転ユニット９が装着されており、定着後の用紙を反転ユニット９を介して用紙の表裏を反転させた後、両面搬送部１２を経て再給紙することも可能である。また、反転ユニット９から、装置側面方向の図示しない排紙トレイに用紙を排出することが可能である。
【００７１】
作像部３には、給紙側を下に、排紙側を上となるように傾斜して配置された転写搬送ベルト２１が配設されている。この転写搬送ベルト２１の上部走行辺に沿って、下から順にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）用の４つの感光体ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋが並んで配置されている。
【００７２】
感光体ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋは、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色のトナー像を形成するためのユニットであり、装置本体に配置される場所を除いては同一構成となっている。例えば、感光体ユニット４Ｙは、図２に示すように、感光体ドラム５Ｙと、感光体ドラム５Ｙに当接する帯電手段としての帯電ローラ１６と、感光体ドラム５Ｙの表面をブラシローラ１７及びクリーニングブレード１８でクリーニングするクリーニング装置とを一体のユニット構成としたもので、装置本体に着脱可能に設けられている。感光体ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋの構成も同一であるので、重複する説明は省略する。なお、感光体としてはベルト状の感光体等を用いても良い。
【００７３】
現像剤供給手段となる現像装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋとそれぞれ対向配置されている。現像装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、イエロートナーとキャリアからなる２成分現像剤、マゼンタトナーとキャリアからなる２成分現像剤、シアントナーとキャリアからなる２成分現像剤、ブラックトナーとキャリアからなる２成分現像剤をそれぞれ収納しており、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋ上の各静電潜像を現像するものである。各現像装置に供給される各色トナーは、トナーボトル収容部１０にセットされた図示しない各色毎のトナーボトルに収納されており、その各色毎のトナーボトルから図示しないトナー給送手段により現像装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋに送られる。
【００７４】
現像装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、扱うトナーの色が異なる以外は同一構成になっているので、現像装置６Ｙを代表して、その構成を説明する。図３は現像装置６Ｙを現像剤の搬送方向側から見た図である。
【００７５】
図３に示すように、現像装置６Ｙは、現像ケース６１、現像剤担持体としての現像スリーブ６２、スクリュー部材６３，６４、現像剤規制部材としてのドクターブレード６５等から構成されている。現像ケース６１内にはイエロートナーとキャリアからなる２成分現像剤が収容されている。現像スリーブ６２は、現像ケース６１の開口部より感光体５Ｙと対向するように配置されている。スクリュー部材６３，６４は、現像剤を攪拌しながら搬送し、現像スリーブ６２に現像剤を供給する。
【００７６】
現像ケース６１は、感光体５Ｙへの現像剤の供給側に位置する第１の空間部６６と、供給口６８から補給トナーの供給を受ける第２の空間部６７側とに仕切り壁６９によって分割されている。スクリュー部材６４は空間部６６に、スクリュー部材６３は空間部６７にそれぞれ配置され、現像ケース６１に設けた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。無論、現像スリーブ６２も図示しない軸受部材を介して現像ケース６１に回転自在に支持されている。現像スリーブ６２は、図示しない駆動手段から回転駆動力が伝達されることで回転する。現像スリーブ６２に供給された現像剤はドクターブレード６５により層厚を規制され、現像スリーブ６２に内蔵された磁石ローラの作用によりスリーブ表面に形成された磁気ブラシが、現像スリーブ６２の回転により現像スリーブ６２と感光体５Ｙが対向する現像領域に搬送され、感光体５Ｙ上に形成された静電潜像にトナーを供給する。
【００７７】
図１に示すように、感光体ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋの上方には露光手段としての書き込み装置７が配置されている。その書き込み装置７では、図４に示すように、同軸上に配置された２つの回転多面鏡７０，７１がポリゴンモータ７２により回転される。回転多面鏡７０，７１は、図示しない２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＹ画像データで変調されたＹ用レーザ光、Ｍ画像データにより変調されたＭ用レーザ光と、他の２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＣ画像データにより変調されたＣ用レーザ光、Ｋ画像データにより変調されたＫ用レーザ光とを左右に振り分けて反射する。
【００７８】
回転多面鏡７０，７１からのＹ用レーザ光及びＭ用レーザ光は２層のｆθレンズ７３を通る。このｆθレンズ７３からのＹ用レーザ光は、ミラー７４で反射されて長尺ＷＴＬ７５を通過した後にミラー７６，７７を介して感光体ユニット４Ｙの感光体５Ｙに照射される。ｆθレンズ７３からのＭ用レーザ光は、ミラー７８で反射されて長尺ＷＴＬ７９を通過した後にミラー８０，８１を介して感光体ユニット４Ｍの感光体５Ｍに反射される。回転多面鏡７０，７１からのＣ用レーザ光及びＫ用レーザ光は２層のｆθレンズ８２を通る。このｆθレンズ８２からのＣ用レーザ光は、ミラー８３で反射されて長尺ＷＴＬ８４を通過した後にミラー８５，８６を介して感光体ユニット４Ｃの感光体５Ｃに照射される。ｆθレンズ８２からのＫ用レーザ光は、ミラー８７で反射されて長尺ＷＴＬ８８を通過した後にミラー８９，９０を介して感光体ユニット４Ｂｋの感光体５Ｂｋに照射される。
【００７９】
図１に示すように、無端ループ状の転写搬送ベルト２１は、駆動ローラ２２、従動ローラ２３及び２つの対向ローラ２４，２４に巻回張架され、図中反時計回りに回転駆動される。転写搬送ベルト２１の上部走行辺の内側で、各色作像ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋの感光体ドラム５に夫々対向する位置に、転写ブラシ２８がベルト２１に接触するように配置されている。そして、従動ローラ２３の上部にはベルト２１を挟んで紙吸着ローラ２７が設けられている。記録紙は従動ローラ２３と吸着ローラ２７の間からベルト２１上に送り出され、吸着ローラ２７に印加されたバイアス電圧によって静電的に転写搬送ベルト２１上に吸着された状態で搬送される。
【００８０】
転写搬送ベルト２１の下方には両面搬送部１２が配設されている。両面搬送部１２は、反転ユニット９で表裏を反転させた用紙を作像部３に再給紙する。その両面搬送部１２の下方に位置する給紙部２においては、サイズの異なる用紙を収納可能な給紙カセット１３，１４が配設されている。
【００８１】
上記のように構成された本例のフルカラーレプリンタ１におけるプリント動作について簡単に説明する。
図示しない操作部より画像形成が指示されると、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋが図示しない駆動源により回転駆動されて図中時計回り方向に回転する。感光体ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋの各帯電ローラ１６は、図示しない電源から帯電バイアスが印加されて感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋをそれぞれ一様に帯電させる。感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋは、それぞれ帯電ローラ１６により一様に帯電された後に書き込み装置７にて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色の画像データで変調されたレーザ光により露光されて、感光体表面に静電潜像が形成される。これらの感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋ上の静電潜像は、現像装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋにより現像されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色のトナー像となる。
【００８２】
給紙カセット１３，１４のうち選択された方の給紙カセットから１枚の用紙が分離され、レジストローラ１５へ給紙される。本形態では、装置本体の右側面に手差しトレイ１１が設けられ、この手差しトレイ１１からも用紙がレジストローラ１５へ給紙可能である。レジストローラ１５は用紙を感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋ上のトナー像と先端が一致するタイミングで転写搬送ベルト１２上へ送り出す。送り出された用紙は、転写搬送ベルト１２に静電的に吸着されて各転写部へと搬送される。
【００８３】
搬送された用紙には、各転写部を順に通過する際に、転写ブラシ２８により感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写されることで、４色重ね合わせのフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が転写された用紙は、定着装置５０によりフルカラートナー像が定着され、その後は指定されたモードに応じた排出路を通って排紙トレイ８に反転排出される場合や、定着装置５０から直進して反転ユニット９内を通ってストレートに排紙される。
【００８４】
以上の作像動作は、４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択された時の動作であるが、３色重ね合わせのフルカラーモードが操作部で選択された時にはＢｋトナー像の形成が省略されてＹ，Ｍ，Ｃ３色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像が用紙上に形成される。また白黒画像形成モードが操作部で選択された時には、Ｂｋトナー像の形成のみが行われて白黒画像が用紙上に形成される。
【００８５】
次に、フルカラーレプリンタ１に用いる現像剤と、その現像剤を用いて実施した評価試験について説明する。なお、以下の説明における『部』は重量基準である。
【００８６】
［実施例１］
トナー製造例
（マスターバッチ顔料成分）
顔料        キナクリドン系マゼンタ顔料(C.I.Pigment Red122)        ５０部
結着樹脂    エポキシ樹脂                                          ５０部
水                                                                ３０部
【００８７】
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロール表面温度１３０℃に設定した２本ロールにより４５分間混練を行ない、マスターバッチ顔料（１）を得た。次に、該マスターバッチ顔料を用いて、以下の方法によりトナーを作成した。
【００８８】
（トナー成分）
結着樹脂    エポキシ樹脂（R-304 、三井化学）                    １００部
着色剤      マスターバッチ顔料（１）                              １３部
帯電制御剤  サリチル酸亜鉛塩（ボントロンE84 、オリエント化学）      ２部
からなる組成の混合物を２軸混練機にて溶融混練し、該混練物を粉砕部に平板型衝突板を具備したジェットミル粉砕機で平均粒径７．３μｍになるように微粉砕し、さらにＤＳタイプ気流式分級機に連結したターボミルを使用して表面処理を行なったが平均粒径７μｍであった。さらに微粉分級して、重量平均粒径７．５μｍ、３μｍ以下粒子個数比率を８％の微細粒子を得た。該微細粒子２０ｋｇに対して平均粒径３０ｎｍの疎水性シリカ微粒子１００ｇ、平均粒径３０ｎｍの疎水性酸化チタン微粒子５０ｇを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナー（トナー１）を得た。
【００８９】
キャリア１の製造例
キャリア被覆層
・シリコン樹脂溶液［固形分２３重量％（ＳＲ２４１０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                        １３２．２重量部
・アミノシラン［固形分１００重量％（ＳＨ６０２０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                            ０．６６重量部
・無機酸化微粒子Ａ  酸化アルミニウム  粒径：０．４０μｍ、真比重：３．９（粒子粉体固有抵抗：１０１２Ω・ｃｍ）            １４５重量部
・トルエン                            ３００重量部
をホモミキサーで１０分間分散し、シリコン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として平均粒径３５μｍの焼成フェライト粉（真比重５．５）５０００重量部を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚０．１５μｍになるように、スピラコーター（岡田精工社製）によりコーター内温度４０℃で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて２４０℃で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き６３μｍの篩を用いて解砕し、体積固有抵抗１５．９ＬｏｇΩ・ｃｍ、磁化６８Ａｍ２／ｋｇのキャリア（キャリア１）を得た。
【００９０】
上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量平均値：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を１．６８［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．５６［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：１．１［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．１３［ｋｃｐｓ］
なお、現像駆動時間を２０時間とした理由は、測定器の感度と、それにより充分な信頼性のデータを得られる時間として、２０時間に決定した。
【００９１】
次に、上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．５６［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。ここで“Ｋ”は×１０００を表す。
【００９２】
［実施例２］
上記実施例１におけるトナー及びキャリアを用いて、実施例１と同様な評価を行った。
実施例１のトナー１とキャリア１を用いて、トナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を１１．２［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．５６［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で、現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：５．２［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．３１［ｋｃｐｓ］
【００９３】
次に、上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．５６［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【００９４】
［実施例３］
実施例１のトナー１とキャリア１を用いて、トナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を１１．２［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．７０［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で、現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：４．１［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．２６［ｋｃｐｓ］
【００９５】
次に、上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．７０［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【００９６】
［実施例４］
上記実施例１におけるトナーにおいて、重量平均粒径７．５μｍ、３μｍ以下粒子個数比率が４％の微細粒子２０ｋｇを用いて、平均粒径３０ｎｍの疎水性シリカ微粒子１００ｇ、平均粒径３０ｎｍの疎水性酸化チタン微粒子５０ｇ、平均粒径１２０ｎｍの疎水性シリカ微粒子１００ｇを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナー（トナー２）を得た。該トナーと実施例１と同一キャリアを用いて、実施例１と同様な評価を行った。
【００９７】
上記トナー２と実施例１のキャリア１を用いて、トナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ２１．３［ｍｍ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりの消費されるトナー量を２．１［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．２１［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で、現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：２．４［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．１９［ｋｃｐｓ］
【００９８】
次に、上記方法で得られたカラートナー２及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ２１．３［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．２１［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【００９９】
［実施例５］
上記実施例１のキャリアを、キャリア1からキャリア２に変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて、実施例１と同様な評価を行った。
【０１００】
キャリア２の製造例 
実施例２において、キャリアの重量平均粒径が２５μｍ（真比重５．７）、微粒子添加量を変更した以外は同様にして、体積固有抵抗：１５．７ＬｏｇΩ・ｃｍ、磁化：６６Ａｍ２／ｋｇのキャリア（キャリア２）を得た。
・アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                          ４３．７重量部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                            １３．６重量部
・酸性触媒（固形分４０重量％）                                  ０．２４重量部
・シリコン樹脂溶液［固形分２０重量％（ＳＲ２４１０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                                                    ２０４．４重量部
・アミノシラン［固形分１００重量％（ＳＨ６０２０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                                                        ０．４６重量部
・ 無機酸化微粒子Ｂ  酸化アルミニウム  粒径：０．３７μｍ、真比重３．９[粒子粉体固有抵抗：１０１３Ω・ｃｍ ]                                          １９５重量部
・トルエン                                                        ８００重量部
【０１０１】
実施例１のトナー１と上記キャリア２を用いて、トナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を２．１［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．２１［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で、現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：３．３［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．２３［ｋｃｐｓ］
【０１０２】
次に、上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア２を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ  ｃｏｌｏｒ  ８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．２１［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ＾２］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【０１０３】
［実施例６］
上記実施例１のキャリアを、キャリア1からキャリア３に変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて、実施例１と同様な評価を行った。
【０１０４】
キャリア３の製造例 
実施例２において、キャリアの重量平均粒径が７１μｍ（真比重５．３）、微粒子添加量を変更した以外は同様にして、体積固有抵抗：１４．５ＬｏｇΩ・ｃｍ、磁化：６９Ａｍ２ ／ｋｇのキャリア（キャリア３）を得た。
・アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                          ３９．７重量部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                            １２．４重量部
・酸性触媒（固形分４０重量％）                                  ０．２２重量部
・シリコン樹脂溶液［固形分２０重量％（ＳＲ２４１０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                                                    １８５．８重量部
・アミノシラン［固形分１００重量％（ＳＨ６０２０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                                                        ０．４２重量部
・ 無機酸化微粒子Ｂ  酸化アルミニウム  粒径：０．３７μｍ、真比重３．９［粒子粉体固有抵抗：１０１３Ω・ｃｍ］                                          ６０重量部
・トルエン                                                        ８００重量部
【０１０５】
実施例１のトナー１と上記キャリア３を用いて、トナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を２．１［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．２１［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で、現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：２．７［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．１８［ｋｃｐｓ］
【０１０６】
次に上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア３を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．５６［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【０１０７】
［比較例１］
上記実施例１におけるトナー１及びキャリア１を用いて、実施例１と同様な評価を行った。
実施例１のトナー１とキャリア１を用いて、トナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ２１．３［ｍｍ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりの消費されるトナー量を１４．０［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．７０［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で、現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：５．８［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．３６［ｋｃｐｓ］
【０１０８】
次に、上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ２１．３［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．７０［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【０１０９】
［比較例２］
上記実施例１におけるトナー１及びキャリア１を用いて、実施例１と同様な評価を行った。
実施例１のトナー１とキャリア１を用いて、トナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ２１．３［ｍｍ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を２．１［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．７０［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で、現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：０．４［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．０４［ｋｃｐｓ］
【０１１０】
次に、上記方法で得られたカラートナー１及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ２１．３［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．７０［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【０１１１】
［比較例３］
実施例１の重量平均粒径７．５μｍ、３μｍ以下粒子個数比率を８％の微細粒子２０ｋｇに対して平均粒径３０ｎｍの疎水性シリカ微粒子５０ｇ、平均粒径３０ｎｍの疎水性酸化チタン微粒子２５ｇを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナー（トナー３）を得た。上記トナー３とキャリア１を用い、実施例１と同様な評価を行った。
【０１１２】
上記方法で得られたカラートナー３及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量平均値：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を１．６８［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．５６［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：０．３［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．０４［ｋｃｐｓ］
【０１１３】
次に、上記方法で得られたカラートナー３及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．５６［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【０１１４】
［比較例４］
実施例１の重量平均粒径７．５μｍ、３μｍ以下粒子個数比率を８％の微細粒子２０ｋｇに対して平均粒径３０ｎｍの疎水性シリカ微粒子２００ｇ、平均粒径３０ｎｍの疎水性酸化チタン微粒子１００ｇを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナー（トナー４）を得た。上記トナー４とキャリア１を用い、実施例１と同様な評価を行った。
【０１１５】
上記方法で得られたカラートナー４及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量平均値：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりに消費されるトナー量を１１．２［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．５６［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：５．７［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．４１［ｋｃｐｓ］
【０１１６】
次に、上記方法で得られたカラートナー４及びキャリア１を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像スリーブ周速度：０．５６［ｍ／ｓｅｃ］、現像剤担持量：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）で実機評価を行った。通紙条件は、画像面積率：０．５％、デューティ：１Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚通紙、及び画像面積率：１０％、デューティ：１０Ｐ／Ｊで１００Ｋ枚を通紙した。
【０１１７】
［比較例５］
キャリア４の製造例
［キャリア被覆層］
・シリコン樹脂溶液［固形分２３重量％（ＳＲ２４１０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                                                      ７６．２重量部
・アミノシラン［固形分１００重量％（ＳＨ６０２０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］                                                        ０．６６重量部
・無機酸化微粒子Ａ  酸化アルミニウム  粒径：０．４０μｍ、真比重：３．９［粒子粉体固有抵抗：１０１２Ω・ｃｍ］                                          ７０重量部
・トルエン                                                        １５０重量部
をホモミキサーで１０分間分散し、シリコン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として平均粒径：３５μｍ焼成フェライト粉（真比重５．５）５０００重量部を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚０．１０μｍになるように、スピラコーター（岡田精工社製）によりコーター内温度４０℃で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて２４０℃で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き６３μｍの篩を用いて解砕し、体積固有抵抗：１１．５ＬｏｇΩ・ｃｍ、磁化：６０Ａｍ２／ｋｇのキャリア（キャリア４）を得た。
【０１１８】
上記方法で得られたキャリア４及び比較例４のカラートナー４を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量平均値：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりの消費されるトナー量を１．６８［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．５６［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：０．２［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．０３［ｋｃｐｓ］
【０１１９】
［比較例６］
上記キャリア４及び比較例４のカラートナー４を用いてトナー濃度（ＴＣ）５ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー製ＩＰＳｉＯ・ｃｏｌｏｒ・８１００機（現像スリーブ径：φ１７［ｍｍ］、現像剤担持量平均値：４５［ｍｇ／ｃｍ２ ］）を改造して実験を行った。単位時間あたりの消費されるトナー量を１１．２［ｍｇ／ｓｅｃ］、現像スリーブの周速度を０．５６［ｍ／ｓｅｃ］の条件下で現像スリーブを２０［ｈｒ］回転させて、シリカ、チタン増加分の検出値を調べた。その結果、次の検出値を得た。
シリカ検出値：６．２［ｋｃｐｓ］、チタン検出値：０．５１［ｋｃｐｓ］
【０１２０】
上記評価試験における条件及び検出値等の一覧を次の表１に示す。
【表１】
2008015087.tif 000004
【０１２１】
また、上記各実施例及び比較例におけるキャリアの特性値を次の表２に一覧にて示す。
【表２】
2008015087.tif 000005
【０１２２】
上記各実施例及び比較例による評価結果を下記の表３及び表４に示すが、画像濃度については、上記画像サンプルにおけるＬＭＲ（左、中央、右）部の平均値を出す。ベタ画像をリコー社製６０００ペーパーに画像出力後、画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により測定を行った。判断基準としては、画像濃度の狙い値は１．５０±０．３０であり、初期及び通紙終了時の水準差（の絶対値）で０．００以上０．１０未満の場合は◎で、０．１０以上０．２０未満の場合は○で、０．２０以上０．３０未満の場合は△で、０．３０以上の場合は×で表示した。
【０１２３】
帯電量安定性（低下量）とは、初期のキャリア９５重量％に対しトナー５重量％の割合で混合し摩擦帯電させたサンプルを、一般的なブローオフ法［東芝ケミカル（株）製：ＴＢ−２００］にて測定した帯電量（Ｑ１）から、ランニング後の現像剤中のトナーを前記ブローオフ装置にて除去し得たキャリアを、前記方法と同様の方法で測定した帯電量（Ｑ２）を差し引いた量のことを言い、目標値は１０．０（μｃ／ｇ）以内である。
【０１２４】
白斑点については、初期及び通紙終了時にＡ３サイズのベタ画像を３枚出力して、発生した白抜け（白斑点）の個数をカウントして、１枚あたりの平均個数で評価した。判断基準としては、５個以下が許容レベルである。
【０１２５】
トナー飛散については、２０Ｋ枚通紙ごとに現像装置下部に溜まったトナーの重量測定を行って１００Ｋ枚通紙後に積算して判定する。判定基準としては、５００ｍｇ以下が許容レベルである。
【０１２６】
通紙条件：画像面積０．５％、デューティ1Ｐ／Ｊにおける評価結果を表３に示す。
【表３】
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【０１２７】
通紙条件：画像面積１０％、デューティ１０Ｐ／Ｊにおける評価結果を表４に示す。
【表４】
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【０１２８】
表３及び表４から分かるように、１００Ｋ枚出力後の画像品質は、実施例１〜６で“◎”又は“○”となっており、帯電安定性についても実施例１〜６においては初期Ｑ／Ｍと１００Ｋ枚出力後のＱ／Ｍの差が１〜３（μｃ／ｇ）であり、目標値の１０．０（μｃ／ｇ）以内となっている。また、白斑点も０〜４個であり、５個以下という許容レベルを満たしている。さらに、トナー飛散量も、最も多かった表４の実施例６でも２６５ｍｇであり、許容レベルの５００ｍｇを充分に満たしている。
【０１２９】
これらのことから、本発明は、単位時間あたりに現像によって消費されるトナー量をａ［ｍｇ／ｓｅｃ］とし、現像スリーブの周速度をｂ［ｍ／ｓｅｃ］とした場合に、３≦ａ／ｂ≦２０［ｍｇ／ｍ］の条件下において現像スリーブを２０時間回転させて、２０時間回転後の現像剤中のキャリアが、回転前に対してシリカ検出値で１〜５［ｋｃｐｓ］の増加、チタン検出値が０．１〜０．３［ｋｃｐｓ］の増加になるように調整する、すなわち、シリカ検出値で１〜５［ｋｃｐｓ］の増加、チタン検出値が０．１〜０．３［ｋｃｐｓ］の増加になる現像装置と現像剤の組み合わせで用いるものとする。
【０１３０】
これにより、２成分現像剤を用いる場合に使用環境や使用状況が変化しても安定した現像剤帯電量を確保することができ、白斑点、トナー落ちなどの異常画像が発生することがなく、長期に亘って安定した画像品質を得ることができる。
【０１３１】
さらにキャリア芯材上に含有される粒子が酸化アルミニウムであり、キャリアの重量平均粒径を２０〜６０μｍにすることにより、解像度の向上も図られ、さらに高品質な画像が得られる。またキャリアの体積固有抵抗を１２〜１６[ｌｏｇΩ・ｃｍ]に調整することにより、帯電量安定化の効果も得られて、さらに現像領域における単位面積あたりの現像剤の担持量を３０〜６０ｍｇ／ｃｍ２ に設定することにより、細線再現性にも顕著な品質改善効果が得られる。また流動性付与剤として平均粒径８０〜１４０ｎｍの疎水性シリカ微粒子を添加することにより、転写性の改善効果も得られて、モヤムラ、ボソツキも抑制することが可能となる。
【０１３２】
以上、本発明に係る現像装置及び画像形成装置ならびにそれに用いる現像剤について図示例及び実施例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。現像装置、画像形成装置及び現像剤としては、本発明を実現できる適宜な構成と組成のものを採用可能である。例えば、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のフルカラープリンタを示す断面構成図である。
【図２】感光体ユニットの構成を示す断面図である。
【図３】現像装置の断面構成図である。
【図４】書き込み装置と作像ユニットを示す構成図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１              フルカラープリンタ
３              作像部
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ  感光体ユニット
５              感光体ドラム
６              現像装置
７              書き込み装置
２１            転写搬送ベルト
６２            現像スリーブ（現像剤担持体）
６３，６４      スクリュー部材（攪拌搬送部材）
６５            ドクターブレード（現像剤規制部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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