(57)【要約】【課題】二成分現像方式の画像形成装置において、カラー画像上の色汚れを発生させることなく、現像装置内の帯電性を安定に保ち長期での使用におけるベタ画像部のキャリア付着の発生を抑制しつつ、電気抵抗を下げる方向に調整できる電子写真現像剤用キャリア、該キャリアを用いる電子写真現像剤、画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジの提供。【解決手段】芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とからなる電子写真現像剤用キャリアであって、トナーとキャリアが収容されている現像装置にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤を排出され、前記補給されるキャリア又は前記現像装置に収容されているキャリアの少なくともいずれかのキャリアの被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子を含有することを特徴とする電子写真現像剤用キャリア。【選択図】図１１
2008262155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とからなる電子写真現像剤用キャリアであって、
トナーとキャリアが収容されている現像装置にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤を排出され、前記補給されるキャリア又は前記現像装置に収容されているキャリアの少なくともいずれかのキャリアの被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子を含有することを特徴とする電子写真現像剤用キャリア。
【請求項２】
現像装置は、
磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で前記潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
前記潜像担持体と対向する箇所を通過後の前記現像剤担持体上から回収された該現像剤を前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、前記現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
現像に用いられずに前記現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、前記現像剤担持体から回収され前記現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、前記余剰現像剤と前記回収現像剤とを攪拌しながら前記現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を有し、前記現像剤を前記現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路と、
前記現像剤回収搬送路、前記現像剤供給搬送路及び前記現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路をそれぞれ仕切る仕切り部材とを備え、
前記現像剤攪拌搬送路と前記現像剤回収搬送路とはほぼ同じ高さに設けられ、前記現像剤供給搬送路は他の２つの前記現像剤搬送路の上方に位置するように設けられ、
前記現像剤搬送路にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤が排出される請求項１に記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項３】
白色の導電性微粒子の導電性被覆層が、二酸化スズを含む下層と、二酸化スズと酸化インジウムを含む上層で構成されている請求項１から２のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項４】
白色の導電性微粒子の基体が酸化アルミニウムである請求項１から３のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項５】
キャリアの芯材粒子を被覆する被覆層が、結着樹脂と少なくとも１種類の硬質粒子を含み、該硬質粒子の粒径Ｄ１（μｍ）と該被覆層における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）の比（Ｄ１／ｈ）とが、１＜（Ｄ１／ｈ）＜１０の関係を満たす請求項１から４のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項６】
硬質粒子が、アルミナ粒子又はアルミナを基体とする粒子である請求項５に記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項７】
硬質粒子として白色の導電性微粒子を用いた請求項５から６のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項８】
キャリアの芯材粒子を被覆する被覆層が、硬質粒子以外に第２硬質粒子を含み、該第２硬質粒子の粒径Ｄ２（μｍ）と該被覆層における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）との比（Ｄ２／ｈ）が、０．００１＜（Ｄ２／ｈ）＜１の関係を満たす請求項５から７のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項９】
第２硬質粒子が、酸化チタン粒子又は表面処理された酸化チタン粒子である請求項８に記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項１０】
芯材粒子表面から該芯材粒子を被覆する被覆層の表面までの平均厚みＴ（μｍ）が、０．１≦Ｔ≦３．０の範囲である請求項１から９のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項１１】
結着樹脂が、少なくともアクリル樹脂とアミノ樹脂との反応物及びシリコーン樹脂のいずれかを含む請求項５から１０のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の電子写真現像剤キャリアとトナーとを含有することを特徴とする電子写真現像剤。
【請求項１３】
補給用現像剤中のキャリアの重量比率が、３ｗｔ％以上３０ｗｔ％未満である請求項１２に記載の電子写真現像剤。
【請求項１４】
現像装置に収容されている現像剤中のキャリアの重量比率が、８５ｗｔ％以上９８ｗｔ％未満である請求項１２から１３のいずれかに記載の電子写真現像剤。
【請求項１５】
像担持体上に形成された静電潜像を現像する際、トナーとキャリアが収容されている現像装置に対して、トナーとキャリアを該現像装置に補給するとともに、該現像装置内の余剰となった現像剤を排出しながら現像を行う画像形成方法であって、
前記キャリアとして、請求項１から１１のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアを用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の画像形成方法に基づいて構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
トナーとキャリアを補給する現像剤補給装置が、補給用現像剤を収納する形状が容易に変形する収納容器と該収納容器内の補給用現像剤を吸引して現像装置に供給する吸引ポンプを有する請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
像担持体と、少なくとも像担持体上に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む現像剤により可視像とする現像装置とを、一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能に備えられるプロセスカートリッジであって、前記画像形成装置本体側に前記現像装置に対してトナーとキャリアを補給する手段と、前記現像装置内の余剰となった現像剤を排出する現像剤排出手段とを具備させ、前記キャリアとして、請求項１から１１のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像剤における電子写真現像剤用キャリア、電子写真現像剤、画像形成方法、画像形成装置、現像剤補給装置、及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式による画像形成装置では、一様に帯電した像担持体表面に露光を行って潜像を形成し、潜像を現像してトナー像とした後、トナー像を記録紙等の転写材に転写している。トナー像を担持した転写材は定着装置を通過し、熱や圧力によってトナーを転写材上に定着する。
【０００３】
上記画像形成装置において、像担持体上の潜像を現像する現像装置には、磁性材料を含むトナーを用いて現像を行う一成分現像方式のものと、トナーとキャリアからなる現像剤を用いて現像を行う二成分現像方式のものがある。
【０００４】
このうち、二成分現像方式の現像装置は現像性に優れているため、現在では画像形成装置の主流となっている。特に近年では、フルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置に多く使用されており、二成分現像方式の現像装置に対する需要は、さらに高まってきている。
【０００５】
上記二成分現像方式の画像形成装置では、トナーとキャリアは現像装置内にて撹拌され、摩擦によりトナーはキャリアから電荷を付与される。トナーはキャリア外面に静電的に付着した状態となり、トナーを担持したキャリアは、現像領域へと搬送される。現像バイアスが印加された条件下でトナーはキャリアから離れ、像担持体の潜像部分に静電的に付着し、トナー画像が形成される。二成分現像方式において、高耐久で、且つ高い安定性を満足した画像を提供するためには、攪拌時に、トナーに対してキャリアから安定した帯電量が付与されることが重要であり、そのためには、長時間使用の前後においても、キャリアの帯電付与能力が安定していることが重要である。
【０００６】
しかし、通常の二成分現像方式における現像装置では、トナーが現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像槽内に残る。そのため、現像槽内でトナーと共に撹拌されるキャリアは、撹拌頻度が多くなるにつれて劣化する。具体的には、キャリア表面の樹脂コートの剥がれや、キャリア表面へのトナーの付着といった事態が発生し、その結果、キャリア抵抗値及び現像剤の帯電性が徐々に低下し、現像剤の現像性が過度に上がり、画像濃度の上昇やかぶりが発生するといった不具合が誘発される。
【０００７】
従来、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置として、図１に示す構造ものが知られている。図１に示す現像装置（４）は、現像剤担持体である現像ローラに現像剤を供給する搬送路と現像剤を攪拌する搬送路とを分けて設けており、２つの搬送路で現像剤を逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。
図１に示す現像装置では、現像ローラ（５）に現像剤を供給する搬送路と、現像ローラ（５）に供給され現像領域を通過した現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラに供給する搬送路の搬送方向下流側ほど現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下となる。
このような問題は、特許文献１及び特許文献２に記載された現像装置のように現像ローラへの現像剤の供給用オーガと現像済みの現像剤の回収用オーガとを異なる現像剤搬送路に設けることによる解消策が示されている。以下、特許文献１及び特許文献２のそれぞれに記載された現像装置の構成について説明する。
【０００８】
特許文献１に記載の現像装置を図２に示す。
図２に示す現像装置（４）は、供給スクリュ（８）から現像ローラ（５）に現像剤を供給する供給搬送路（９）と現像領域を通過した現像剤を回収スクリュ（６）方向に回収する回収搬送路（７）とを分けて設けている。
このような現像装置（４）では、現像済みの現像剤は回収搬送路（７）に送られるため、供給搬送路（９）に混入することがない。これにより、供給搬送路（９）内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ（５）に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
しかし、回収搬送路（７）に送られた現像剤をすぐに供給搬送路（９）に供給するため、トナーの補給がなされトナー濃度が適切に保たれていても、攪拌が不十分となり、現像時の画像濃度の不均一や濃度低下が発生するという問題がある。このような問題は、回収現像剤のトナー濃度が低下する高印字率の画像ほど顕著となる。
【０００９】
次に、特許文献２に記載の現像装置を図３に示す。
図３に示す現像装置（４）も、現像ローラ（５）に現像剤を供給する供給搬送路（９）と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路（７）とを分けて設けている。さらに、供給搬送路（９）の最下流側まで搬送された現像剤と回収搬送路（７）の最下流側まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給搬送路（９）とは逆方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路（１０）を備えている。
このような現像装置（４）では、現像済みの現像剤は回収搬送路（７）に送られるため、供給搬送路（９）に混入することがない。これにより、供給搬送路（９）内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ（５）に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
さらに、回収現像剤をすぐに供給搬送路（９）に供給するのではなく、攪拌搬送路（１０）で攪拌した後で供給搬送路（９）に現像剤を供給するため、現像されずに供給搬送路（９）を通過した現像剤と回収現像剤が攪拌された状態で再び供給搬送路に供給することができる。これにより、図２で説明した現像装置（４）の問題点であった、現像時の画像濃度の不均一や画像濃度の低下を防止する手法が示された。
しかしながら、特許文献２で示された現像装置であっても、攪拌搬送路（１０）での攪拌が充分でないと現像時の画像濃度の不均一や濃度低下が発生する。例えば、装置の小型化のために攪拌搬送路（１０）の長さを短くせざるを得なかったり、高速出力するために現像剤の循環を早くせざるを得なかったりした場合、充分な攪拌を得る前に供給搬送路（９）まで現像剤が戻ってきてしまうため、攪拌搬送路（１０）で充分な攪拌が得られず、電気的に均一な状態になりきれないため、現像時に画像濃度が均一にならなかったり、高帯電のトナーが偏って現像部に送り込まれた場合、濃度低下が発生したりしてしまう。
通常の二成分現像方式における現像装置では、トナーが現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像槽内に残る。そのため、現像槽内でトナーと共に撹拌されるキャリアは、撹拌頻度が多くなるにつれて劣化する。具体的には、キャリア表面の樹脂コートの剥がれや、キャリア表面へのトナーの付着といった事態が発生し、その結果、キャリア抵抗値および現像剤の帯電性が徐々に低下し、現像剤の現像性が過度に上がり、画像濃度の上昇やかぶり発生といった不具合が誘発される。
【００１０】
上記問題を解決するものとして、例えば、特許文献３には、現像によって消費されるトナーと共にキャリアを追加し、現像装置内のキャリアを少しずつ入れ替えることにより、帯電量の変化を抑制し、画像濃度を安定化する現像装置、いわゆるトリクル現像方式の現像装置が開示されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献３に開示の現像装置においても、長時間使用していくうちに、現像槽内には劣化したキャリアの割合が次第に増加し、画像濃度の上昇等の不具合を抑えることは困難であった。
【００１２】
また、特許文献４には、現像装置内に適宜補給する現像剤として、予め現像装置内に収容されているキャリアと比べて、高い抵抗値を有するキャリアを、トナーと共に含む現像剤を用いることで、帯電性の維持、画質低下を抑制することが開示されている。
【００１３】
さらに、特許文献５には、補給用現像剤として、より高い帯電量をトナーに対して付与するキャリアをトナーと共に含む現像剤を使用することで、帯電性の維持、画質低下を抑制することが開示されている。
【００１４】
しかしながら、現像装置内で入れ替わるキャリア量は、トナー消費量の差に伴い、各時点で異なってくることから、特許文献４又は特許文献５に開示の方法では、現像装置内の現像剤の抵抗値あるいは帯電量が変化して、画像濃度の変動が発生しやすくなるという不具合が生じた。
【００１５】
さらに、特許文献６には、予め現像装置内部に収容されているキャリアと物性の異なるキャリアをトナーと共に含有させた補給用現像剤を複数種用い、各現像剤を順次補給する方法が開示されている。
【００１６】
しかしながら、実際には、キャリアとトナーの比重が極端に異なるため、特許文献６に開示のように、一つのトナー補給容器内で、物性の異なる複数のキャリアのうちの一つを、トナーと共に含有させた補給現像剤を、互いに混ざり合わないように現像装置内に順次補給することは非常に困難であり、また、現像剤中のキャリアに対するトナー量が多いために、キャリアの劣化が生じやすく、長期にわたり安定した画像を得ることができない。
【００１７】
また、特許文献６に記載されているように、補給用キャリアの抵抗値を高めるため、そのキャリアコア材にコーティングするシリコーンコート層のコート量を単に増やした場合には、抵抗値が高められる一方でキャリアの帯電量が低下してしまい、その結果、現像される画像の像再現性が低下したり、背景部汚れが発生したりするという問題がある。
【００１８】
このため、トリクル現像方式において、より安定した現像特性を得るためには、キャリアが長期の使用においても安定した帯電付与能力を維持できるものであることが重要である。
【００１９】
二成分系現像方式に使用される粒状キャリアは、キャリア表面へのトナーのフィルミング防止、キャリア均一表面の形成、表面酸化防止、感湿性低下の防止、現像剤の寿命の延長、感光体のキャリアによるキズあるいは摩耗からの保護、帯電極性の制御または帯電量の調節等の目的で、通常、適当な樹脂材料で被覆したり（例えば、特許文献７参照。）、更に、その被覆層に種々の添加剤を添加する方法（例えば、特許文献８、特許文献９、特許文献１０参照。）が行われている。
【００２０】
さらに、特許文献１１には、キャリア表面に添加剤を付着させたものが提案されており、特許文献１２には、被覆層厚よりも大きい導電性粒子を被覆層に含有させたものが提案されている。
【００２１】
また、特許文献１３には、ベンゾグアナミン−ｎ−ブチルアルコール−ホルムアルデヒド共重合体を主成分とするキャリア被覆材を用いることが提案されており、また、特許文献１４には、メラミン樹脂とアクリル樹脂の架橋物をキャリア被覆材として用いることが提案されている。
【００２２】
しかし、依然として耐久性あるいは耐熱性に問題があり、また、トナーのキャリア表面へのスペント化、それに伴う帯電量の不安定化、ならびにトナーカブリ等の発生の問題がある。さらに、耐環境性を改良する必要がある。
【００２３】
また、二成分現像方式に用いられる現像剤において、安定した帯電特性を得るために、従来より、キャリアに中に抵抗調整剤を含有させることが行われている。この抵抗調整剤としては、現在カーボンブラックが多用されている。
【００２４】
しかし、カラー画像を形成する画像形成装置において、このようなキャリアを使用した場合には、キャリア表面が膜削れしたり、カーボンブラックが脱離したりすることによって、カラー画像中にカーボンブラックが移行し、色汚れが生じることが懸念される。
【００２５】
このような現象が生じるのを抑制するための手段として、これまで様々な方法が提案されている。
【００２６】
例えば、特許文献１５には、導電性材料（カーボンブラック）を芯材表面に存在させて、被覆層中に導電性材料を存在させないキャリアが提案されている。
【００２７】
また、特許文献１６には、被覆層がその厚み方向にカーボンブラックの濃度勾配を持ち、該被覆層は表面に向かうほどカーボンブラック濃度が低くなり、しかも、該被覆層の表面にはカーボンブラックが存在しないキャリアが提案されている。
【００２８】
また、特許文献１７には、芯材粒子表面に導電性カーボンを含有した内部被覆層を設け、更に、その上に白色系導電性材料を含有した表面被覆層を設けてなる２層コート型キャリアが提案されている。
【００２９】
しかし近年では、需要者からの要望を受けて、上記電子写真方式の画像形成装置において高速化の傾向が著しく、これに伴って、現像剤が受けるストレスも飛躍的に増大している。このため、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７の提案においても、カーボンブラックが画像中に移行することによって発生する色汚れを、完全に防止するのは困難である。
【００３０】
【特許文献１】特許第３１２７５９４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７２６０号公報
【特許文献３】特公平２−２１５９１号公報
【特許文献４】特開平３−１４５６７８号公報
【特許文献５】特開平１１−２２３９６０号公報
【特許文献６】特開平８−２３４５５０号公報
【特許文献７】特開昭５８−１０８５４８号公報
【特許文献８】特公平１−１９５８４号公報
【特許文献９】特公平３−６２８号公報
【特許文献１０】特開平６−２０２３８１号公報
【特許文献１１】特開平５−２７３７８９号公報
【特許文献１２】特開平９−１６０３０４号公報
【特許文献１３】特開平８−６３０７号公報
【特許文献１４】特許第２６８３６２４号公報
【特許文献１５】特開平７−１４０７２３号公報
【特許文献１６】特開平８−１７９５７０号公報
【特許文献１７】特開平８−２８６４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、二成分現像方式の画像形成装置において、カラー画像上の色汚れを発生させることなく、現像装置内の帯電性を安定に保ち長期での使用におけるベタ画像部のキャリア付着の発生を抑制しつつ、電気抵抗を下げる方向に調整できる電子写真現像剤用キャリアを提供すること、さらに該キャリアを用いる電子写真現像剤、画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【００３２】
また、本発明は、上記従来技術を鑑みてなされたものであり、即ち、二成分現像方式を用い、現像剤供給搬送路、現像剤回収搬送路、現像剤攪拌搬送路を備えた現像装置において、現像剤攪拌搬送路で与えられる攪拌が少なくても現像時の画像濃度の不均一や濃度低下の発生を抑えることができ、かつ、トリクル現像方式を採用した上で、長期運転時の帯電安定性に更なる余裕度を持たせ、なおかつ、トリクル現像方式で長時間トナーと接触していたり、長期間の使用によりコート膜の削れが発生したりしても、トナーに色汚れを発生させないキャリアと、そのキャリアを用いた電子写真現像剤、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とからなる電子写真現像剤用キャリアであって、トナーとキャリアが収容されている現像装置にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤を排出され、前記補給されるキャリア又は前記現像装置に収容されているキャリアの少なくともいずれかのキャリアの被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子を含有することを特徴とする電子写真現像剤用キャリアである。
＜２＞  現像装置は、磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で前記潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、前記潜像担持体と対向する箇所を通過後の前記現像剤担持体上から回収された該現像剤を前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、前記現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに前記現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、前記現像剤担持体から回収され前記現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、前記現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、前記余剰現像剤と前記回収現像剤とを攪拌しながら前記現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を有し、前記現像剤を前記現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路と、前記現像剤回収搬送路、前記現像剤供給搬送路及び前記現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路をそれぞれ仕切る仕切り部材とを備え、前記現像剤攪拌搬送路と前記現像剤回収搬送路とはほぼ同じ高さに設けられ、前記現像剤供給搬送路は他の２つの前記現像剤搬送路の上方に位置するように設けられ、前記現像剤搬送路にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤が排出される前記＜１＞に記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００３４】
＜３＞  白色の導電性微粒子の導電性被覆層が、二酸化スズを含む下層と、二酸化スズと酸化インジウムを含む上層で構成されている前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００３５】
＜４＞  白色の導電性微粒子の基体が酸化アルミニウムである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００３６】
＜５＞  キャリアの芯材粒子を被覆する被覆層が、結着樹脂と少なくとも１種類の硬質粒子を含み、該硬質粒子の粒径Ｄ１（μｍ）と該被覆層における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）の比（Ｄ１／ｈ）とが、１＜（Ｄ１／ｈ）＜１０の関係を満たす前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００３７】
＜６＞  硬質粒子が、アルミナ粒子又はアルミナを基体とする粒子である前記＜５＞に記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００３８】
＜７＞  硬質粒子として白色の導電性微粒子を用いた前記＜５＞から＜６＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００３９】
＜８＞  キャリアの芯材粒子を被覆する被覆層が、硬質粒子以外に第２硬質粒子を含み、該第２硬質粒子の粒径Ｄ２（μｍ）と該被覆層における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）との比（Ｄ２／ｈ）が、０．００１＜（Ｄ２／ｈ）＜１の関係を満たす前記＜５＞から＜７＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００４０】
＜９＞  第２硬質粒子が、酸化チタン粒子又は表面処理された酸化チタン粒子である前記＜８＞に記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００４１】
＜１０＞  芯材粒子表面から該芯材粒子を被覆する被覆層の表面までの平均厚みＴ（μｍ）が、０．１≦Ｔ≦３．０の範囲である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００４２】
＜１１＞  結着樹脂が、少なくともアクリル樹脂とアミノ樹脂との反応物及びシリコーン樹脂のいずれかを含む前記＜５＞から＜１０＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアである。
【００４３】
＜１２＞  前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の電子写真現像剤キャリアとトナーとを含有することを特徴とする電子写真現像剤である。
【００４４】
＜１３＞  補給用現像剤中のキャリアの重量比率が、３ｗｔ％以上３０ｗｔ％未満である前記＜１２＞に記載の電子写真現像剤である。
【００４５】
＜１４＞  現像装置に収容されている現像剤中のキャリアの重量比率が、８５ｗｔ％以上９８ｗｔ％未満である前記＜１２＞から＜１３＞のいずれかに記載の電子写真現像剤である。
【００４６】
＜１５＞  像担持体上に形成された静電潜像を現像する際、トナーとキャリアが収容されている現像装置に対して、トナーとキャリアを該現像装置に補給するとともに、該現像装置内の余剰となった現像剤を排出しながら現像を行う画像形成方法であって、前記キャリアとして、前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアを用いることを特徴とする画像形成方法である。
【００４７】
＜１６＞  前記＜１５＞に記載の画像形成方法に基づいて構成されていることを特徴とする画像形成装置である。
【００４８】
＜１７＞  トナーとキャリアを補給する現像剤補給装置が、補給用現像剤を収納する形状が容易に変形する収納容器と該収納容器内の補給用現像剤を吸引して現像装置に供給する吸引ポンプを有する前記＜１６＞に記載の画像形成装置である。
【００４９】
＜１８＞  像担持体と、少なくとも像担持体上に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む現像剤により可視像とする現像装置とを、一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能に備えられるプロセスカートリッジであって、前記画像形成装置本体側に前記現像装置に対してトナーとキャリアを補給する手段と、前記現像装置内の余剰となった現像剤を排出する現像剤排出手段とを具備させ、前記キャリアとして、前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアを用いることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００５０】
前記＜１＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とからなる電子写真現像剤用キャリアであって、トナーとキャリアが収容されている現像装置にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤を排出され、前記補給されるキャリア又は前記現像装置に収容されているキャリアの少なくともいずれかのキャリアの被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子を含有させることで、万が一キャリアの膜剥がれが発生して導電性微粒子を含む被覆層がキャリア粒子から離脱しても、カラー画像上の色汚れの発生を抑制することができるキャリアを提供することができる。
【００５１】
前記＜２＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、実施例を含む以下の詳細な説明から理解されるように、現像剤供給搬送路、現像剤回収搬送路、現像剤攪拌搬送路を有する現像装置用の二成分系現像剤であって、現像剤攪拌搬送路で与えられる攪拌が少なくても現像時の画像濃度の不均一や濃度低下の発生を抑えることができ、かつ、トリクル現像方式を採用した上で、長期運転時の帯電安定性に更なる余裕度を持たせ、なおかつ、トリクル現像方式で長時間トナーと接触していたり、長期間の使用によりコート膜の削れが発生したりしても、トナーに色汚れを発生させないキャリアと、そのキャリアを用いた電子写真現像剤が提供され、この現像剤を用いる優れた画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジが提供されるという効果が発揮される。またとりわけ、導電性被覆層が下層と二酸化スズ及び酸化インジウムを含む上層の２層からなる導電性微粒子含有の被覆キャリアの場合には、抵抗変化量がより小さいという極めて優れた効果が発揮される。
【００５２】
前記＜３＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、カーボンブラックと同等レベルの導電性付与効果を得ることができる。
【００５３】
前記＜４＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、導電処理効果が良好に発揮されるばかりでなく、好ましい色調を得やすい。
【００５４】
前記＜５＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、キャリアの被覆層に対して硬質粒子のほうが凸となり、この凸部分によってトナーとキャリア、又はキャリア同士の摩擦接触によって被覆層の結着樹脂に与えられる強い衝撃を緩和することができ、結着樹脂の膜削れの発生を抑制することができる。
【００５５】
前記＜６＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、アルミナ粒子はキャリアの被覆材料に用いられる結着樹脂との相性がよく、分散性、接着性の面でも優れているだけでなく、硬度が非常に高いので、ストレスに対して磨耗、割れが生じ難く、長期にわたって被覆層の保護効果、スペント物掻き取り効果を発揮できる。
【００５６】
前記＜７＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、別途硬質粒子を準備する必要がなく、また、硬質粒子を投入する工程が省かれるため、製造コストを抑えることができる。
【００５７】
前記＜８＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、第２硬質粒子をキャリア被覆層の平均厚みよりも小さくすることで、第２硬質粒子を被覆層中に分散させながら内包することができ、被覆層の強度を平均的に向上させることができる。
【００５８】
前記＜９＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、酸化チタン粒子又は表面処理された酸化チタン粒子は、適度の硬度を持ち、かつ、キャリアの被覆材料に用いられる結着樹脂との相性がよく、分散性、接着性の面でも優れている。
【００５９】
前記＜１０＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、被覆層の総厚が薄すぎて被覆層が削られキャリア芯材が剥き出しになることがなく、また厚すぎてキャリアの磁化が下がりキャリア付着を生じることがない。
【００６０】
前記＜１１＞の電子写真現像剤用キャリアによれば、キャリア芯材を被覆する被覆層の機械的耐久性が高く、かつ、良好な帯電付与能力を持つキャリアを得ることができる。
【００６１】
前記＜１２＞の電子写真現像剤によれば、上記本発明のキャリアを用いることから、カラー画像上の色汚れの発生が抑制されるとともに長期使用におけるベタ画像部のキャリア付着の発生が抑制された現像剤を提供することができる。
【００６２】
前記＜１３＞の電子写真現像剤によれば、効果を発揮させるために十分な量のキャリアを含む現像剤を安定して補給することができる。
【００６３】
前記＜１４＞の電子写真現像剤によれば、帯電量を適切な範囲で制御することができ、帯電量が高すぎることに起因する画像濃度低下、帯電量が低すぎることに起因する地汚れ等の不具合を防ぐことができる。また、キャリアの重量比率を高くしすぎたためにキャリア同士の衝突確率が高くなり、キャリア芯材を被覆する被覆層の寿命が短くなるという現象を防ぐことができる。
【００６４】
前記＜１５＞の画像形成方法及び前記＜１６＞の画像形成装置によれば、カラー画像上の色汚れの発生が抑制されるとともに長期使用におけるベタ画像部のキャリア付着の発生が抑制された画像形成を行うことができる。
【００６５】
前記＜１７＞の画像形成装置によれば、上記画像形成装置の効果に加え、該現像剤補給装置によりトナー供給量の安定した、また、現像剤収納部材内のトナー残量の低減されたトナー供給を行うことができる。
【００６６】
前記＜１８＞のプロセスカートリッジによれば、カラー画像上の色汚れの発生が抑制されるとともに長期使用におけるベタ画像部のキャリア付着の発生が抑制された画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００６８】
本発明は、芯材粒子と前記芯材粒子を被覆する被覆層とからなる電子写真現像剤用キャリアであって、トナーとキャリアが収容されている現像装置にトナーとキャリアとが補給されるとともに、前記現像装置内の余剰の現像剤を排出され、前記補給されるキャリア又は前記現像装置に収容されているキャリアの少なくともいずれかのキャリアの被覆層が、基体上に二酸化スズと酸化インジウムを含む白色の導電性微粒子を含有させることで、キャリアの電気抵抗を制御しながら、現像装置内、搬送経路内、もしくは補給装置内で万が一キャリアの膜剥がれが発生して導電性粒子を含む被覆層がキャリア粒子から離脱しても、色汚れが発生することを防ぐことができる。
【００６９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行なった。その結果、二成分現像方式において、現像装置に現像剤供給搬送路、現像剤回収搬送路、現像剤攪拌搬送路を備えることで、現像時の画像濃度の不均一や濃度低下を発生させにくくし、また、トナーとキャリアを現像装置に補給するとともに、前記現像装置内の余剰となった現像剤を排出しながら現像を行なうことで、帯電量の変化を抑制して画像濃度を安定化させつつ、前記現像方法にて用いられるキャリアの被覆層に二酸化スズと酸化インジウムに起因する導電性の高い被覆層を設けた白色の導電性微粒子を含有させることで、キャリアの表面に局所的な電気的リークポイントが存在するため、現像剤中で電荷が移動しやすくなり、現像剤供給搬送路を通過した現像剤と現像剤回収搬送路から搬送された現像剤を混ぜたときの帯電量の分布が均一になりやすく、画像濃度の不均一や濃度低下の防止が一層促進されるという利点と、現像装置内、搬送経路内、もしくは補給装置内で、万が一キャリアに膜削れが発生して導電性粒子を含む被覆層がキャリア粒子から離脱しても、カーボンのような有色導電性材料でないため、色汚れを発生させないという利点を同時に持たせることができるということを見出した。トリクル現像方式を用いた場合、補給用トナーはキャリアと接触した状態で保管されているため、キャリアの被覆膜が削れ落ちても色汚れが発生しないのは非常に好ましい。
つまり、キャリアの被覆層に二酸化スズと酸化インジウムに起因する導電性の高い被覆層を設けた白色の導電性微粒子を含有させると、現像剤供給搬送路、現像剤回収搬送路、現像剤攪拌搬送路を備える現像装置を用いたときの現像剤帯電量の均一化をより一層促進するという効果と、現像装置中はもちろん、トリクル現像方式に用いられる補給用現像剤においても、補給装置内、搬送装置内で色汚れが発生しないという効果の両方を同時に発揮させることができるということを本発明者らは見出した。
【００７０】
導電性微粒子を含む被覆層がキャリア粒子から離脱しても、導電性微粒子がトナーの発色に対して悪影響を及ぼす色でなければ色汚れに関して問題はない。本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、導電性微粒子が白色であれば導電性微粒子がキャリアの樹脂被覆層から脱離したとしてもトナーの発色に悪影響を及ぼさないとの結論に至った。具体的には、導電性微粒子の粉体色調が、Ｌ値が７０以上、更に好ましくは８０以上、特に好ましくは８５以上、ｂ値は−１０以上１０以下、更に好ましくは−５以上５以下、特に好ましくは−１以上３以下であれば、トナーの発色に悪影響を及ぼさずに使用することができる。
【００７１】
粉体色調のＬ値が７０未満の場合には白色度が十分でないため、トナーの発色に悪影響を及ぼす。ｂ値が−１０未満、若しくは１０より大きい場合には彩度が高くなってしまい、トナーと共に定着された際に色汚れを発生させる虞がある。
【００７２】
本発明における粉体色調の測定法は以下の通りである。
【００７３】
まず、上皿天秤を用い６ｇ秤量する。成形ダイス上に白紙を敷き、ステンレスリングを置き、この秤量した試料を入れて押さえ金具を乗せる。小型自動プレス機を用いてプレスし標準版により標準調整した色差計により、Ｌ値、ｂ値を読み取る。この際に用いた色差形（測色計）およびステンレスリングは、以下のものを使用した。
【００７４】
測色計（日本電色工業（株）製  Ｚ−１００１８Ｐ又は同等以上の性能を有する測定器）
ステンレスリング（内径４０ｍｍφ、高さ１８ｍｍ）
【００７５】
粒子に導電性を持たせるためには、基体粒子表面に導電性の被覆層を形成すればよい。特に、基体粒子表面に二酸化スズ層とこの二酸化スズ層上に、二酸化スズと酸化インジウムからなる導電性被膜層を設けた構造とすると、カーボンブラックと同等レベルの導電性を発揮させることができる。
【００７６】
ただし、基体表面に直接に二酸化スズと酸化インジウムからなる導電性被膜層を形成しても、基体粒子の電気的な影響も大きく、良好な導電性が得られない場合がある。また、基体上へ直接、二酸化スズの水和物と酸化インジウムの水和物の混合液を被覆させても、基体表面に均一に被覆をさせることは難しく、品質の面で問題が発生する場合がある。
【００７７】
基体粒子表面を酸化アルミニウム、酸化亜鉛や酸化ジルコニウム等のコーティング材として一般的に使用されている材料でコートした後に、二酸化スズの水和物と酸化インジウムの水和物の混合液などのコート材料を用い基体粒子に被覆させると、均一な導電性被覆層を形成することができる。これらのコート材料を下層に用いても、そのコート材料の電気的影響から、良好な導電性を得られない、あるいはバラツキを生じることが多い。このため、コート材料に二酸化スズを用いて下層を形成したところ、上層の導電被覆層を均一かつ強固に固定化することができ、また、下層からの電気的な悪影響を受けずに良好な導電性を得ることができることがわかった。なお、下層には該粒子の効果を損ねない程度であれば、少量の酸化インジウム成分が混入されていてもよい。
【００７８】
導電性微粒子の基体としては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、硫酸バリウム、酸化ジルコニウムを、単独で或いは複数を併用して用いることで、導電性となる改善効果が顕著である。これは、粒子表面との相性が良く、導電処理効果が良好に発揮されるためであると考えられる。特に、酸化アルミニウム、二酸化チタンは前述の色調条件を満たしやすく、中でも特に酸化アルミニウムは好ましい色調を得やすい。ただし、本発明は上記粒子に限定されるものではなく、これら以外の、良好に効果を発揮するものも用いることができる。基体として二酸化チタンを用いた場合、これら二酸化チタンとして、ルチル型、アナターゼ型の少なくとも１種、もしくはそれ以外の構造であっても構わない。
【００７９】
本発明に適した導電性微粒子の製造方法として、以下のような態様が挙げられる。しかし、これは作製方法の一例であり、本発明の導電性微粒子の作製方法はこの方法に限定されるものではない。
【００８０】
下層の二酸化スズの水和物を用いて被膜を形成させる方法としては、例えば、白色無機顔料の水懸濁液に、スズ塩またはスズ酸塩の溶液を添加した後、アルカリまたは酸を添加する方法、スズ塩またはスズ塩酸とアルカリまたは酸とを別々に並行して添加し被覆処理する方法等がある。白色無機顔料粒子表面に酸化スズの含水物を用いて均一に被覆処理するには、後者の並行添加の方法がより適しており、このとき、水懸濁液を５０〜１００℃に加温保持することがより好ましい。また、スズ塩またはスズ酸塩とアルカリまたは酸とを並行添加する際のｐＨを２〜９の範囲とする。二酸化スズ水和物の等電点はｐＨ＝５．５であるので、好ましくはｐＨ＝２〜５あるいはｐＨ６〜９の範囲に維持することが重要であり、これによりスズの加水反応生成物を白色無機顔料粒子の表面に均一に沈着または固定させることができる。
【００８１】
スズ塩としては、例えば、塩化スズ、硫酸スズ、硝酸スズ等を使用することができる。また、スズ酸塩としては、例えば、スズ酸ナトリウム、スズ酸カリウム等を使用することができる。
【００８２】
アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、アンモニア水、アンモニアガス等を使用することができ、酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸等を使用することができる。
【００８３】
二酸化スズの水和物の被覆量は基体粒子に対して、ＳｎＯ2として０．５〜５０重量％であり、好ましくは１．５〜４０重量％である。０．５重量％より少な過ぎると、上に被覆する酸化スズを含む酸化インジウムの水和物の被覆状態が不均一となり、しかも、基体粒子の影響を受け、粉体の体積固有抵抗が高くなる。５０重量％より多過ぎると、基体粒子表面に密着していない酸化スズの水和物の量が多くなり、被覆が不均一になり易い。
【００８４】
次に上層の二酸化スズを含む酸化インジウムの水和物の被覆を形成させる方法について記載する。この方法も例えば先に被覆した二酸化スズの水和物の被膜を溶解させるのを防止するため、スズ塩及びインジウム塩の混合溶液とアルカリとを別々に並行して添加し被膜を形成させる方法を採用することがより好ましい。このとき、水懸濁液を５０〜１００℃に加温することがより好ましい。また、混合溶液とアルカリとを並行添加する際のｐＨは２〜９とし、好ましくはｐＨ２〜５あるいは、ｐＨ６〜９で維持することが重要で、これによりスズ及びインジウムの加水反応生成物を均一に沈着または固定させることができる。
【００８５】
このような導電性のスズの原料としては、例えば、塩化スズ、硫酸スズ、硝酸スズ等を使用することができる。インジウムの原料としては、例えば、塩化インジウム、硫酸インジウム等を使用することができる。
【００８６】
二酸化スズの添加量は、Ｉｎ2Ｏ3に対してＳｎＯ2として０．１〜２０重量％、好ましくは、２．５〜１５重量％であり、少な過ぎても、多過ぎても所望の導電性が得られない。
【００８７】
酸化インジウムの処理量は基体の無機顔料に対して、Ｉｎ2Ｏ3として５〜２００重量％、好ましくは８〜１５０重量％であり、少な過ぎると所望の導電性が得られず、多過ぎても導電性はほとんど向上せず、また、高価になりコスト面からも好ましくない。
【００８８】
なお、ここでいう「導電性」粉末とは、粉体の体積固有抵抗値として１〜５００Ω・ｃｍの値を有するものを意味する。後述する実施例においても示されるように、本発明により、アンチモン含有品と同程度の１００Ω・ｃｍ以下、場合により１０Ω・ｃｍ以下という非常に導電性に優れた白色導電性粉末を得ることができる。
【００８９】
加熱処理を行う際には、３５０〜７５０℃で非酸化性雰囲気にて行うことが好ましく、空気中で加熱処理したものと比べると粉体の体積固有抵抗を２〜３桁低くすることができる。
【００９０】
非酸化性雰囲気とするためには、不活性ガスが使用できる。不活性ガスとしては例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガス等を使用することができる。工業的には、窒素ガスを吹き込みながら加熱処理を行うことがコスト的に有利であり、特性の安定したものが得られる。
【００９１】
加熱する際の温度は３５０〜７５０℃、好ましくは４００〜７００℃であり、この範囲より低い場合にも、高い場合にも、所望の導電性が得がたい。また、加熱時間は、短かすぎる場合には加熱効果がなく、長すぎてもそれ以上の効果が望めないことから、１５分〜４時間程度が適当であり、好ましくは、１〜２時間程度である。
【００９２】
更に、導電性微粒子の粉体比抵抗が２００Ω・ｃｍを超える場合には、該導電性微粒子の抵抗引き下げ能力は低く、キャリアの抵抗値を適切な値にする為には、該導電性微粒子量は多く必要となる。この時キャリア表面での結着樹脂の占める割合に比べ、該粒子の占める割合が過多となるため、帯電発生箇所である結着樹脂の占める割合が不十分となり、十分な帯電能力を発揮できない。それに加え、結着樹脂量に比べ粒子量が多過ぎるので、結着樹脂による粒子の保持能力が不十分となり、粒子が脱離し易くなるので、帯電量や抵抗等の変動量が増え十分な耐久性が得られず好ましくない。
【００９３】
図４は、本実施形態で使用されるキャリアの被覆層を示す説明図である。
本発明で使用されるキャリアは、図４で示すように芯材２６と、この芯材２６を被覆する被覆層２７とを有してなり、この被覆層２７は、少なくとも結着樹脂、硬質粒子（以下、第１粒子Ｇ１と示す。）を含み、第１粒子Ｇ１の粒径Ｄ１（μｍ）は、被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）に対し、比（Ｄ１／ｈ）が、１＜（Ｄ１／ｈ）＜１０を満たすことが好ましい。換言すれば比（Ｄ１／ｈ）が、１より大きく１０未満であることが好ましい。
【００９４】
芯材２６を被覆する層としては、被覆層２７の他に他の層を有することも可能である。また更に、被覆層２７は、結着樹脂、第１粒子Ｇ１、第２粒子Ｇ２の他に、必要に応じて他の成分を含むことも可能である。
【００９５】
被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈは、芯材２６表面に対して垂直方向に存在する膜の厚みを表すものであり、芯材２６表面から被覆層２７表面までの厚みにおいて、粒子部分を除いた樹脂部分の平均厚みを示すものである。
【００９６】
図４に示すように、被覆層２７における樹脂部分の厚みとしては、芯材２６表面と粒子との間に存在する樹脂部の厚みｈａと、各粒子間に存在する樹脂部の厚みｈｂと、粒子上に存在する樹脂部の厚みｈｃと、芯材２６上に存在する樹脂部の厚みｈｄとがある。
【００９７】
被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、キャリアの断面を観察して測定することができる。具体的には、キャリア表面に沿って、０．２μｍ間隔で被覆層２７における樹脂部分の厚み（芯材表面と粒子との間に存在する樹脂部の厚みｈａ、粒子間に存在する樹脂部の厚みｈｂ、粒子上の樹脂部の厚みｈｃ、及び芯材上の樹脂部の厚みｈｄ）を、ＴＥＭを用いて測定し、５０個の測定値を得て、この測定値を平均した値を被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈとする。
【００９８】
具体的な算出方法としては、被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈの値は、上述の方法で得られた各測定値を合計し、得られた値を、測定値の個数で割った値である。この測定値の個数は、芯材２６表面と粒子との間に存在する樹脂部の厚みｈａ、粒子間に存在する樹脂部の厚みｈｂ、粒子上の樹脂部の厚みｈｃ、及び芯材２６上の樹脂部の厚みｈｄをそれぞれ１つと捉えて数える。
【００９９】
例えば、図４で示される測定点Ａでは、前記ｈｂ及び前記ｈｃが存在するので、測定点Ａにおける測定値の個数は２つとなる。
【０１００】
また、上述の測定方法において、５０個ある測定値のうち、最後に測定した箇所において、被覆層２７における樹脂部分の厚みの測定値として複数の測定値（例えば、前記ｈａ及び前記ｈｃ）を得た場合には、上記測定値の合計値を、測定値の個数である「４９＋（最後の測定点における測定値の数）」の値で割った値を、被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈの値とする。
【０１０１】
被覆層２７に含まれる硬質粒子（以下、第１粒子Ｇ１と示す。）の粒径Ｄ１（μｍ）は、被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）に対し、１＜（Ｄ１／ｈ）＜１０の関係を満たすものとし、より好ましくは１＜（Ｄ１／ｈ）＜５の関係を満たすものである。
【０１０２】
第１粒子Ｇ１の粒径Ｄ１と被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈとが、上述の関係式を満たすと、キャリアの被覆層２７に対して第１粒子Ｇ１の方が凸となる。この凸部分によって、現像剤を摩擦帯電させるための攪拌を行ったときに、トナーとキャリア、又はキャリア同士の摩擦接触によってキャリア被覆層２７の結着樹脂に与えられる強い衝撃を緩和することができる。これにより、帯電発生箇所である、キャリア被覆層２７の結着樹脂の膜削れが発生することを抑制することができる。
【０１０３】
また、キャリア同士が摩擦接触することによって、上述の被覆層２７表面に対して凸となって存在する粒子が、キャリア表面に付着したトナーのスペント成分を掻き落とす、クリーニングの効果を得ることができる。これにより、トナースペントの現象が発生するのを効果的に防止することができる。
【０１０４】
（Ｄ１／ｈ）が１以下であると、第１粒子が結着樹脂中に埋没して、被覆層２７中に添加された第１粒子Ｇ１の効果を十分に得ることができないことがある。また、（Ｄ１／ｈ）が１０以上であると、第１粒子Ｇ１と結着樹脂との接触面積が小さくなり、第１粒子Ｇ１のキャリア粒子に対する充分な拘束力が得られず、第１粒子Ｇ１がキャリア粒子表面から容易に脱離してしまうことがある。
【０１０５】
被覆層２７は、被覆層に平均的に適度な強度を持たせるために第２の硬質微粒子（以下、第２粒子Ｇ２と示す。）を含有することが好ましく、第２粒子Ｇ２の粒径Ｄ２（μｍ）は、被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）に対し、比（Ｄ２／ｈ）が、０．００１＜（Ｄ２／ｈ）＜１を満たすものが好ましく、より好ましくは０．０１＜（Ｄ２／ｈ）＜０．５を満たすものが好ましい。
【０１０６】
（Ｄ２／ｈ）の値が１以上であると、第２粒子Ｇ２が被覆層２７の厚みに対して大きすぎるため、分散して被覆層の強度を平均的に向上させるという効果が発揮されにくくなる。また、（Ｄ２／ｈ）が０．００１以下であると、被覆層２７厚みに対して第２粒子Ｇ２の粒径が小さ過ぎるため、効果が得られにくくなる。
【０１０７】
第２粒子Ｇ２の粒径Ｄ２を、被覆層２７の平均厚みよりも小さくすることで、第２粒子Ｇ２を被覆層２７中に分散させながら内包することができる。そのため、被覆層の強度を平均的に向上させることができる。
【０１０８】
また、第２粒子Ｇ２の体積固有抵抗値は、好ましくは１．０×１０12Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１．０×１０10Ω・ｃｍ以下、更に好ましくは１．０×１０8Ω・ｃｍ以下である。第２粒子Ｇ２の体積固有抵抗を１．０×１０12Ω・ｃｍ以下と低抵抗のものとすることによって、被覆層２７の帯電付与能力を適切な低さに制御し、最終的に得られる画像の濃度を高めることができる。
【０１０９】
本発明における導電性微粒子、第１粒子Ｇ１及び第２粒子Ｇ２の体積固有抵抗は、例えば、以下のようにして測定することができる。
【０１１０】
内径１インチの円筒状の塩化ビニル管の中に試料を入れ、その上下を電極で挟む。これら電極をプレス機により、１５ｋｇ／ｃｍ2の圧力を１分加える。続いて、この加圧した状態で、ＬＣＲメータによる測定を行い、抵抗（ｒ）を得る。得られた抵抗値を、下記式（１）により計算して、体積固有抵抗を求めることができる。
【０１１１】
体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）＝（２．５４／２）2×（［π／Ｈ］×ｒ）・・・（１）
（ただし、上記式（１）中、Ｈは試料の厚みを表す値であり、ｒは試料の抵抗値（Ω）を表す値である。）
【０１１２】
芯材２６表面から被覆層２７表面までの平均厚みＴ（μｍ）は、０．１≦Ｔ≦３．０であることが好ましく、０．１≦Ｔ≦２．０であることがより好ましい。
【０１１３】
芯材２６表面から被覆層２７表面までの平均厚みＴが０．１μｍ未満であると、キャリア芯材２６を覆う膜としての被覆層２７の総厚が薄すぎるため、ランニング経時において、被覆層２７が削られてキャリア芯材２６が剥き出しになる現象が起こりやすくなり、キャリアの耐久性が低下する。
【０１１４】
また、芯材２６から被覆層２７表面までの平均厚みＴが３．０μｍを超えると、芯材２６表面に形成される膜厚が厚すぎるため、キャリアの磁化が下がりやすくなり、キャリア付着を生じさせることがある。
【０１１５】
被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）は、０．０４〜２μｍが好ましく、０．０４〜１μｍがより好ましい。
【０１１６】
第１粒子Ｇ１の体積平均粒子径Ｄ１は、０．０５〜３μｍであることが好ましく、０．０５〜１μｍがより好ましい。
【０１１７】
第２粒子Ｇ２の粒径Ｄ２は、０．００５〜１μｍであることが好ましく、０．０１〜０．２μｍがより好ましい。
【０１１８】
芯材２６表面から被覆層２７表面までの厚みＴは、図４に示すように、上述した、被覆層２７における樹脂部分の平均厚みｈとは異なる厚みを表しており、キャリア表面の各地点における芯材２６表面から被覆層２７表面までの厚みを示すものである。
【０１１９】
図４に示すように、被覆層２７中に添加された粒子の粒径が、被覆層２７における樹脂部分の厚みよりも大きい場合には、この粒子の粒径が、芯材２６表面から被覆層２７表面までの厚みＴに相当する値となる。
【０１２０】
芯材２６表面から被覆層２７表面までの平均厚みＴは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いてキャリア断面を観察し、芯材２６表面から被覆層２７表面までの厚みを、キャリア表面に沿って０．２μｍ間隔で５０点測定し、これらの測定値を平均して得られる値である。
【０１２１】
第１粒子Ｇ１としては、例えば、アルミナ粒子、シリカ粒子、チタニア粒子、酸化亜鉛粒子などが挙げられ、これらの中でも、アルミナ粒子は、キャリアの被覆材料に用いられる結着樹脂との相性も良く、分散性、接着性の面でも優れているだけではなく、硬度が非常に高いので、現像装置１０内でのストレスに対し、磨耗、割れが生じ難く、長期にわたって被覆層の保護効果、スペント物掻き取り効果を発揮できるので特に好ましい。
【０１２２】
アルミナ粒子としては、粒径５μｍ以下のアルミナ粒子が好ましく、表面処理をしていないもの、疎水化処理などの表面処理したもの等、全てを用いることができる。
【０１２３】
シリカとしては、トナー用に用いられているもの、及びそれ以外のものも用いることができ、表面処理していないもの、疎水化処理など表面処理したもの等全てを用いることができる。また、前記導電性微粒子を、第１粒子Ｇ１として用いてもよい。
【０１２４】
被覆層２７中に含まれる第１粒子Ｇ１の含有量は１０〜８０ｗｔ％であることが好ましく、２０〜６０ｗｔ％がより好ましい。
【０１２５】
第１粒子Ｇ１の被覆層２７における含有量が１０ｗｔ％未満であると、キャリア粒子表面での結着樹脂の占める割合に比べ、第１粒子Ｇ１の占める割合が少なすぎるため、結着樹脂への強い衝撃を伴う接触を緩和する効果が小さいので、十分な耐久性が得られないことがある。
【０１２６】
一方、８０ｗｔ％を超えると、キャリア表面での結着樹脂の占める割合に比べ、第１粒子Ｇ１の占める割合が多すぎるため、帯電発生箇所である結着樹脂の占める割合が不十分となり、十分な帯電能力を発揮できないことがある。更に、結着樹脂量に比べて第１粒子Ｇ１の量が多すぎるので、結着樹脂による第１粒子Ｇ１の保持能力が不十分となり、第１粒子Ｇ１が脱離し易くなり、帯電量や抵抗等の変動量が増加して、十分な耐久性が得られないことがある。
【０１２７】
ここで、第１粒子Ｇ１の被覆層２７における第１粒子Ｇ１の含有量（ｗｔ％）は、下記式（２）で表される。
第１粒子Ｇ１の含有量（ｗｔ％）＝［第１粒子Ｇ１の含有量（重量）／被覆層２７に含まれる材料の総重量（第１粒子Ｇ１＋第２粒子Ｇ２＋結着樹脂＋その他の成分）］×１００
・・・・（２）
【０１２８】
第２粒子Ｇ２としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、表面処理された酸化チタン、表面処理された酸化亜鉛、及び表面処理された酸化スズから選択される少なくとも１種の粒子が好適に用いられる。
【０１２９】
これらの粒子は、適度な硬度を持ち、且つ、キャリアのコート材料に用いられる樹脂との相性もよく、分散性、接着性の面でも優れており、特に酸化チタンや表面処理を施した酸化チタンは第２粒子Ｇ２として好ましい。
【０１３０】
また、粒子母体として上記以外のものを使用した場合でも、粒子表面に疎水化処理等の表面処理を施すことで分散性を向上させたり、導電性処理等の表面処理を施すことで粒径及び体積固有抵抗を上述した範囲内にさせたりしたものであれば、上述したのと同様の理由から、良好な効果を得ることができる。
【０１３１】
被覆層２７に含まれる第２粒子Ｇ２の含有量は、２〜５０ｗｔ％であることが好ましく、２〜３０ｗｔ％であることがより好ましい。
【０１３２】
被覆層２７における第２粒子Ｇ２の含有量が多いほど、強度を高める効果は大きいが、第２粒子Ｇ２の含有量が５０ｗｔ％を超えると、被覆層２７内部における第２粒子Ｇ２の分散状態が大幅に悪化する。粒子の分散状態が悪化すると、被覆層２７内部で第２粒子Ｇ２の一部が互いに凝集してしまうため、第２粒子Ｇ２の効果が平均的には発揮されにくくなる。
【０１３３】
一方、第２粒子Ｇ２の被覆層２７における含有量が２ｗｔ％未満であると、含有量が少なすぎるために、第２粒子Ｇ２を添加した効果を十分に得ることができない。
【０１３４】
第２粒子Ｇ２の被覆層２７における含有量は、下記式（３）によって表される。
【０１３５】
第２粒子Ｇ２の含有量（ｗｔ％）＝［第２粒子Ｇ２の含有量（重量）／被覆層２７に含まれる材料の総重量（第１粒子Ｇ１＋第２粒子Ｇ２＋結着樹脂＋その他の成分）］×１００
・・・・（３）
【０１３６】
キャリア粒子の被覆層２７に用いられる結着樹脂としては、アクリル樹脂とアミノ樹脂との反応物、及びシリコーン樹脂のいずれかが好適に挙げられる。
【０１３７】
アクリル樹脂とアミノ樹脂との反応物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アクリル樹脂とアミノ樹脂との架橋反応物が好適である。
【０１３８】
アクリル樹脂としては、特に制限はなく、全てのアクリル樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、これらの中でも、ガラス転移温度（Ｔｇ）は２０〜１００℃が好ましく、２５〜８０℃がより好ましい。アクリル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）がこの範囲内であると、アクリル樹脂は適度な弾性を有しており、現像剤を摩擦帯電させるための攪拌における、トナーとキャリアとの摩擦あるいはキャリア同士の摩擦で、結着樹脂への強い衝撃を伴う接触の際、衝撃を吸収することができ、被覆層を破損することなく維持することが可能となる。
【０１３９】
アクリル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が２０℃未満であると、常温においても結着樹脂がブロッキングするため、保存性が悪く実用上使用できないことがある。一方、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃を超えると、結着樹脂が硬く脆性が高くなり過ぎて衝撃を吸収することができず、その脆さから結着樹脂が削れると共に、粒子を保持することができず、脱離しやすくなることがある。
【０１４０】
また、アミノ樹脂としては、特に制限はなく、従来から知られているアミノ樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グアナミン、メラミンを用いることで、帯電量付与能力を著しく向上させることができる。
【０１４１】
シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、一般的に知られているシリコーン樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オルガノシロサン結合のみからなるストレートシリコーン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などで変性したシリコーン樹脂、などが挙げられる。
【０１４２】
前記シリコーン樹脂は、市販品を用いることができ、ストレートシリコーン樹脂としては、信越化学工業社製のＫＲ２７１、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２；東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＲ２４００、ＳＲ２４０６、ＳＲ２４１０、等が挙げられる。
【０１４３】
前記変性シリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業社製のＫＲ２０６（アルキド変性）、ＫＲ５２０８（アクリル変性）、ＥＳ１００１Ｎ（エポキシ変性）、ＫＲ３０５（ウレタン変性）；東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＲ２１１５（エポキシ変性）、ＳＲ２１１０（アルキド変性）、などが挙げられる。なお、シリコーン樹脂単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
【０１４４】
キャリア粒子の被覆層２７に用いられる結着樹脂としては、上述の樹脂以外にも、必要に応じてキャリア用被覆樹脂として一般的に用いられているものを使用することができ、例えば、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、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、などが挙げられる。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。
【０１４５】
被覆層２７は、例えば、第１粒子Ｇ１、第２粒子Ｇ２、結着樹脂等を溶剤に分散又は溶解させて塗布液を調製した後、該塗布液を芯材２６の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、転動流動層法、スプレー法などが挙げられる。
【０１４６】
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテート、ブチルセロソルブなどが挙げられる。
【０１４７】
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
【０１４８】
本実施形態において使用されるキャリアの芯材２６の体積平均粒径は特に制限するものではないが、像担持体１へのキャリア付着、キャリア飛散防止の点から、体積平均粒径が２０μｍ以上であるものが好ましく、キャリアスジ等の異常画像発生を防止して、画像品質の低下を防止する観点から、１００μｍ以下のものが好ましく、特に、２０〜６０μｍのものを用いることで、近年の高画質化に対して、より好適に応えることができる。
【０１４９】
芯材２６としては、特に制限はなく、電子写真用二成分キャリアとして公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、が好適に挙げられる。また、近年著しく進む環境面への影響を配慮し、フェライトであれば、従来の銅−亜鉛系フェライトではなく、例えば、Ｍｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒフェライト等を用いることが好適である。
【０１５０】
具体的には、ＭＦＬ−３５Ｓ、ＭＦＬ−３５ＨＳ（パウダーテック社製）、ＤＦＣ−４００Ｍ、ＤＦＣ−４１０Ｍ、ＳＭ−３５０ＮＶ（同和鉄粉工業社製）が好適な例として挙げられる。
【０１５１】
本発明のキャリアにおいて、その抵抗率は、好ましくは１×１０11〜１×１０16Ω・ｃｍ、より好ましくは１×１０12〜１×１０14Ω・ｃｍである。
【０１５２】
キャリアの抵抗率が１×１０11Ω・ｃｍよりも低いと、現像ギャップ（感光体と現像スリーブ間の最近接距離）が狭くなった場合、キャリアに電荷が誘導されてキャリア付着が発生し易くなる。感光体の線速度、及び、現像スリーブの線速度が大きい場合、悪化の傾向が見られる。また、ＡＣバイアスを印加する場合は顕著である。通常、カラートナー現像用キャリアは充分なトナー付着量を得るため、低抵抗のものが使用されることが一般的である。
【０１５３】
上記の抵抗範囲のキャリアは、適正なトナー帯電量のもとで使用することにより、充分な画像濃度が得られる。
【０１５４】
また、１×１０16Ω・ｃｍより大きいとトナーと反対極性の電荷が溜まりやすくなり、キャリアが帯電してキャリア付着が起き易くなる。
【０１５５】
上記キャリア抵抗率は、次の方法により、測定することができる。
【０１５６】
図５に示すように、電極間距離２ｍｍ、表面積２×４ｃｍの電極（２２ａ）、（２２ｂ）を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル（２１）にキャリア（２３）を充填し、両極間に１００Ｖの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（４３２９Ａ＋ＬＪＫ  ５ＨＶＬＶＷＤＱＦＨ  ＯＨＷＨＵ；横川ヒューレットパッカード株式会社製）を用いて直流抵抗を測定する。
【０１５７】
キャリア抵抗測定の際の充填の度合いは、キャリアをセルにあふれるまで入れたのち、セル全体を２０回タッピングしたのち、セルの上面を非磁性でできた水平なへらを用いてセルの上端に沿って一回の操作で平らにかきとる。充填の際に加圧は不要である。上記キャリアの抵抗率の調整は、導電性微粒子の量や樹脂被覆層の膜厚の制御等によって可能である。
【０１５８】
本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という）の一実施形態について説明する。
図６は、本実施形態に係る複写機の一例の概略構成図である。この複写機は装置本体（１００）、これを載せる給紙装置（２００）、装置本体（１００）の上に固定されたスキャナ（３００）などを備えている。また、このスキャナ（３００）の上に固定された原稿自動搬送装置（４００）なども備えている。
上記装置本体（１００）は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組の各プロセスカートリッジ（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）からなる画像形成ユニット（２０）を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。各プロセスカートリッジ（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）の他には、光書込ユニット（２１）、中間転写ユニット（１７）、二次転写装置（２２）、レジストローラ対（４９）、ベルト定着方式の定着装置（２５）などが配設されている。
光書込ユニット（２１）は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
各プロセスカートリッジ（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）は、ドラム状の感光体（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）、帯電器、現像装置（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
【０１５９】
以下、イエロー用のプロセスカートリッジ（１８Ｙ）について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体（１Ｙ）の表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体（１Ｙ）の表面には、光書込ユニット（２１）によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体（１Ｙ）表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置（４Ｙ）によって現像されてＹトナー像となる。
Ｙ用の感光体（１Ｙ）上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト（１１０）に一次転写される。一次転写後の感光体（１Ｙ）の表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Ｙ用のプロセスカートリッジ（１８Ｙ）において、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体（１Ｙ）は、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ（１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）についても同様である。
【０１６０】
次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット（１７）は、中間転写ベルト（１１０）やベルトクリーニング装置（９０）などを有している。また、張架ローラ（１４）、駆動ローラ（１５）、二次転写バックアップローラ（１６）、４つの一次転写バイアスローラ（６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ）なども有している。
中間転写ベルト（１１０）は、張架ローラ（１４）を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ（１５）の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
４つの一次転写バイアスローラ（６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ）は、それぞれ中間転写ベルト（１１０）の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト（１１０）をその内周面側から感光体（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）に向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。
Ｙ用の感光体（１Ｙ）上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト（１１０）上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各感光体（１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト（１１０）上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト（１１０）上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録シートたる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト（１１０）の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ（１５）との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置（９０）によってクリーニングされる。
【０１６１】
次に、二次転写装置（２２）について説明する。
中間転写ユニット（１７）の図中下方には、２本の張架ローラ（２３）によって紙搬送ベルト（２４）を張架している二次転写装置（２２）が配設されている。紙搬送ベルト（２４）は、少なくとも何れか一方の張架ローラ（２３）の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ（２３）のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット（１７）の二次転写バックアップローラ（１６）との間に、中間転写ベルト（１１０）及び紙搬送ベルト（２４）を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット（１７）の中間転写ベルト（１１０）と、二次転写装置（２２）の紙搬送ベルト（２４）とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ（２３）には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット（１７）の中間転写ベルト（１１０）上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ（２３）側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対（４９）によって中間転写ベルト（１１０）上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ（２３）に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【０１６２】
複写機装置本体（１００）の下部に設けられた給紙装置（２００）には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット（４４）が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット（４４）は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ（４２）を押し当てている。そして、給紙ローラ（４２）を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路（４６）に向けて送り出される。
給紙カセット（４４）から送り出された転写紙を受け入れる給紙路（４６）は、複数の搬送ローラ対（４７）と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対（４９）とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対（４９）に向けて搬送する。レジストローラ対（４９）に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対（４９）のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ユニット（１７）において、中間転写ベルト（１１０）上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対（４９）は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト（１１０）上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト（２４）の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト（２４）上から定着装置（２５）に送られる。
【０１６３】
定着装置（２５）は、定着ベルト（２６）を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ（２７）とを備えている。これら定着ベルト（２６）と加圧ローラ（２７）とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト（２４）から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２本のローラのうち、加圧ローラ（２７）から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト（２６）を加熱する。加熱された定着ベルト（２６）は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
定着装置（２５）内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板に突設せしめられたスタック部（５７）上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
【０１６４】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置（４００）の原稿台（３０）上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス（３２）上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置（４００）が開かれ、スキャナ（３００）のコンタクトガラス（３２）が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置（４００）によって片綴じ原稿が押さえられる。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ（３００）による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置（４００）にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置（４００）がシート原稿をコンタクトガラス（３２）まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体（３３）と第２走行体（３４）とがともに走行を開始し、第１走行体（３３）に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体（３４）内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ（３５）を通過した後、読取センサ（３６）に入射される。読取センサ（３６）は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）内の各機器や、中間転写ユニット（１７）、二次転写装置（２２）、定着装置（２５）がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ（３６）によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット（２１）が駆動制御されて、各感光体（４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ）上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト（１１０）上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【０１６５】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置（２００）内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ（４２）の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク（４３）内に多段に収容される給紙カセット（４４）の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ（４５）で１枚ずつ分離されて反転給紙路（４６）に進入した後、搬送ローラ対（４７）によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット（４４）からの給紙に代えて、手差しトレイ（５１）からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ（５０）が選択回転せしめられて手差しトレイ（５１）上の転写紙を送り出した後、分離ローラ（５２）が転写紙を１枚ずつ分離して装置本体（１００）部の手差し給紙路（５３）に給紙する。
【０１６６】
本複写機は、２色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト（１１０）をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）を接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト（１１０）を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の各感光体（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ）から離間させる。そして、４つの感光体（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）のうち、Ｋ用の感光体（１Ｋ）だけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
【０１６７】
本複写機は、複写機内の下記機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【０１６８】
図７は、４つプロセスカートリッジ（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）のうちの１つが備える現像装置（４）及び感光体（１）を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
図７に示すように感光体（１）は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体（１）の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置（４）からトナーを供給され、トナー像を形成する。
現像装置（４）は、図中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体（１）の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ（５）を有している。また、現像ローラ（５）に現像剤を供給しながら図７の奥方向に現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材としての供給スクリュ（８）を有している。
現像ローラ（５）の供給スクリュ（８）との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ（５）に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ（１２）を備えている。
現像ローラ（５）の感光体（１）との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ（８）と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材としての回収スクリュ（６）を備えている。供給スクリュ（８）を備えた現像剤供給搬送路である供給搬送路（９）は現像ローラ（５）の横方向に、回収スクリュ（６）を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路（７）は現像ローラ（５）の下方に並設されている。
現像装置（４）は、供給搬送路（９）の下方で回収搬送路（７）に並列して、現像剤攪拌搬送路である攪拌搬送路（１０）を設けている。攪拌搬送路（１０）は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ（８）とは逆方向である図中手前側に搬送する現像剤攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ（１１）を備えている。
供給搬送路（９）と攪拌搬送路（１０）とは仕切り部材としての第一仕切り壁（１３３）によって仕切られている。第一仕切り壁（１３３）の供給搬送路（９）と攪拌搬送路（１０）とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路（９）と攪拌搬送路（１０）とが連通している。
なお、供給搬送路（９）と回収搬送路（７）とも第一仕切り部材（１３３）によって仕切られているが、第一仕切り壁（１３３）の供給搬送路（９）と攪拌搬送路（７）とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路（１０）と回収搬送路（７）との２つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁（１３４）によって仕切られている。第二仕切り壁（１３４）は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路（１０）と回収搬送路（７）とが連通している。
現像剤搬送部材である供給スクリュ（８）、回収スクリュ（６）及び攪拌スクリュ（１１）は樹脂のスクリュからなっており、一例としては、各スクリュ径を全てφ１８［ｍｍ］、スクリュピッチを２５［ｍｍ］、回転数を約６００［ｒｐｍ］としたものが挙げられる。
現像ローラ（５）上にステンレスからなる現像ドクタ（１２）によって薄層化された現像剤を感光体（１）との対抗部である現像領域まで搬送し現像を行なう。現像ローラ（５）の表面はＶ溝あるいはサンドブラスト処理されており、構成の一例としては、φ２５［ｍｍ］のＡｌ［アルミ］素管を用い、現像ドクタ（１２）及び感光体（１）とのギャップを０．３［ｍｍ］程度にしたものが挙げられる。
現像後の現像剤は回収搬送路（７）にて回収を行ない、図７中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁（１３３）の開口部で、攪拌搬送路（１０）へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路（１０）における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁（１３３）開口部の付近で攪拌搬送路（１０）の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路（１０）にトナーが供給される。
【０１６９】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図８は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置（４）の斜視断面図である。
図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
また、図９は、現像装置（４）内の現像剤の流れの模式図であり、図８と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
攪拌搬送路（１０）から現像剤の供給を受けた供給搬送路（９）では、現像ローラ（５）に現像剤を供給しながら、供給スクリュ（８）の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ（５）に供給され現像に用いられず供給搬送路（９）の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁（１３３）の開口部より攪拌搬送路（１０）に供給される（図９中矢印Ｅ）。
現像ローラ（５）から回収搬送路（７）に送られ、回収スクリュ（６）によって回収搬送路（７）の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁（１３４）の開口部より攪拌搬送路（１０）に供給される（図９中矢印Ｆ）。
そして、攪拌搬送路（１０）は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ（１１）の搬送方向下流側であり、供給スクリュ（８）の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁（１３３）の開口部より供給搬送路（９）に供給される（図９中矢印Ｄ）。
攪拌搬送路（１０）では攪拌スクリュ（１１）によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路（７）及び供給搬送路（９）の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路（９）の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路（１０）の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行なっている。
図９に示す現像装置では、供給搬送路（９）と回収搬送路（７）とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行なうので、現像済みの現像剤が供給搬送路（９）に混入することがない。よって、供給搬送路（９）の搬送方向下流側ほど現像ローラ（５）に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路（７）と攪拌搬送路（１０）とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行なうので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路（９）に供給されるため、剤供給搬送路（９）に供給される現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路（９）内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路（９）内の現像剤が攪拌不
足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【０１７０】
本実施形態では、現像剤収容器２３０（図１１参照）内に、芯材２６表面を被覆する被覆層２７中に第１粒子Ｇ１及び第２粒子Ｇ２が含まれた、上記詳細に説明したキャリア（図４参照）が収容されている。画像形成装置１００では、現像剤収容器２３０内部から現像剤収容部１４内に、このキャリアを含んだ補給用現像剤が補給される。
【０１７１】
現像剤収容部１４内に補給されたトナーとキャリアは、搬送スクリュー１１ａ、１１ｂによって、初期から収容されているトナーとキャリアと共に混合される。トナーとキャリア、あるいはキャリア同士が互いに強く接触するため、この部位では摩擦によってキャリア表面の膜削れが特に発生しやすい。
【０１７２】
しかし、本発明における現像剤に含まれるキャリアは、第１粒子Ｇ１の一部が、被覆層２７に対して凸となって存在している。このため、上述したように、攪拌混合の際に被覆層２７に対してトナーや他のキャリア粒子が接触しても、この被覆層２７表面の凸部によって、その衝撃が緩和される。このため、キャリア表面の膜削れが発生する割合を、大きく抑えることができる。また、膜削れが発生した場合でも、抵抗制御剤として白色の導電性微粒子を用いているため、色汚れが発生しない。
【０１７３】
更に、攪拌時においてキャリア表面に付着したトナーのスペント成分が、この凸となって存在する第１粒子Ｇ１によって掻き落とされるため、トナースペントの発生が防止される。また更に、第２粒子Ｇ２によって被覆層の強度が高くなっており、膜削れ自体が発生しにくい。そのため、現像剤収容部１４内の現像剤は、より安定した帯電制御効果を長く維持することができる。
【０１７４】
本実施形態のように、トナーとキャリアを現像装置に補給するとともに、現像装置内で余剰となった現像剤を排出しながら現像を行う場合、現像装置に補給される前からトナーとキャリアが混合された状態で存在し、ユーザーの使用方法次第ではその状態で長期間保管されることもある。また、トナーとキャリアが混合された状態で現像剤収容部から現像装置に補給されるため、トナーとキャリアは搬送経路内でも接触したまま搬送される。これらの際、トナーとキャリア、キャリア同士、キャリアと搬送経路内壁とでの摩擦は現像装置内でおこる摩擦と比較すれば弱いものであるため、前記のようなキャリアの物性を変化させるほどの膜削れは起こりにくい。そのため、該現像システムにおけるこれらの部位での摩擦はキャリア寿命に対してのデメリットにはならない。
【０１７５】
しかし、キャリアの物性を変化させない程度であっても、長時間の接触および／または軽微な摩擦のために被覆層表層の軽微な離脱は発生し、離脱した被覆層に、例えばカーボンブラックのような有色の成分が含まれていると、トナーと混色し、色汚れの原因となる。
【０１７６】
本発明者らは、前述したように、上記のような現像方法に特有の色汚れの問題に着目し、導電性材料に白色粒子を用いると、トナーとキャリアを現像装置に補給するとともに現像装置内で余剰となった現像剤を排出しながら行う現像方法においても色汚れの発生を抑えることができることを見出した。特に、白色の導電性粒子としては、二酸化スズと酸化インジウムからなる導電性被覆層を設けた粒子を用いることで、色と導電性の両立が可能であることを本発明者らは確認した。
【０１７７】
現像装置１０（図１０参照）では、劣化したキャリアの大半は、現像剤排出装置３００によって排出される。しかし、劣化したキャリアの一部は、長期にわたって現像剤収容部１４内に残留する可能性もゼロではないと考えられる。また、画像形成装置１００において、トナーの消費量が少ない場合には、現像剤収容部１４におけるキャリアの交換量が少なく、キャリアが現像剤収容部１４内に滞留する期間が長くなる場合がある。
【０１７８】
本実施形態では、現像剤収容器２３０内の補給用現像剤が補給される前から、現像剤収容部１４内に収容されている現像装置内現像剤にも、補給用現像剤に使用したキャリアと同一キャリアが使用されている。このため、現像剤の交換量が低い場合や、初期から収容されているキャリアの一部が現像剤収容部１４から排出されずに残留した場合にも、上述したのと同様の機構によって、現像剤収容部１４内におけるキャリアの劣化が抑えられて、長期間の使用またはその後においても、現像剤の帯電性が安定した状態を保つことができる。
【０１７９】
図１０は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【０１８０】
画像形成装置本体１００内には、４個の像担持体である感光体１を有するプロセスカートリッジたる画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを、画像形成装置１００に対してそれぞれ着脱可能に装着している。画像形成装置１００の略中央に転写ベルト８を複数のローラ間に矢示Ａ方向に回動可能に装着した転写装置３を配置している。
【０１８１】
その転写ベルト１５の下側の面に、画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄにそれぞれ設けられている感光体１が接触するように配置している。そして、その画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄに対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを配置している。
【０１８２】
画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは、同一の構成をしたユニットであり、画像形成ユニット２Ａはマゼンタ色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット２Ｂはシアン色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット２Ｃはイエロー色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット２Ｄはブラック色に対応する画像を形成する。
【０１８３】
画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ内にそれぞれ配置されている現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄでは、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤が用いられ、後述する現像剤補給装置２００から、現像剤収容部１４に備えられる図示省略したトナー濃度センサの出力に応じてトナー補給を行うとともに、キャリアも補給して古い現像剤を排出し、現像剤を交換することが可能な現像方式が採用されている。
【０１８４】
画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの上方空間には、現像剤補給装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄが配置されている。現像剤補給装置２００は、感光体ドラム１に供給されようとしているトナーとは別の、新規なトナーと新規なキャリアを現像装置１０に補給するための構成であり、その構成が図１１に示されている。
【０１８５】
また、その画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの下方には書込みユニットとしての露光装置６を配置している。
【０１８６】
露光装置６は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の航路に配置されたｆθレンズ、長尺シリンドルカルレンズ等のレンズやミラーから構成されている。レーザダイオードから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され感光体１に照射される。
【０１８７】
転写ベルト８と現像剤補給装置２００との間には、画像が転写された転写紙の画像を定着する定着装置９が設けられている。その定着装置９の転写紙搬送方向下流側には、排紙路５１を形成し、そこに搬送した転写紙を排紙ローラ対５２により排紙トレイ５３上に排出可能にしている。
【０１８８】
また、画像形成装置１００の下部には、転写紙を収納可能な給紙カセット７を配設している。
【０１８９】
次に、この画像形成装置１００の画像形成における動作について説明する。画像形成の動作を開始させると、各感光体１が図１０で時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体１の表面が帯電ユニット３の帯電ローラにより一様に帯電される。そして、画像形成ユニット２Ａの感光体１ａには、露光装置６によりマゼンタの画像に対応するレーザ光が、画像形成ユニット２Ｂの感光体１ｂにはシアンの画像に対応するレーザ光が、画像形成ユニット２Ｃの感光体１ｃにはイエローの画像に対応するレーザ光が、さらに画像形成ユニット２Ｄの感光体１ｄにはブラックの画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は、感光体１が回転することにより現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの位置に達すると、そこでマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各トナーにより現像されて、４色のトナー像となる。
【０１９０】
一方、給紙カセット７から転写紙が分離給紙部により給紙され、それが転写ベルト８の直前に設けられているレジストローラ対５５により、各感光体１上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送される。転写紙は、転写ベルト８の入口付近に配設している紙吸着ローラ５４によりプラスの極性に帯電され、それにより転写ベルト８の表面に静電的に吸着される。そして、転写紙は、転写ベルト８に吸着した状態で搬送されながら、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック色の各トナー像が順次転写されていき、４色重ね合わせのフルカラーのトナー画像が形成される。その転写紙は、定着装置９で熱と圧力が加えられることによりトナー像が溶融定着され、その後は排紙系を通って、画像形成装置１上部の排紙トレイ５３に排紙される。
【０１９１】
次に、現像装置周辺の構成について説明する。図１１は、本発明の画像形成装置に備えられる現像装置とその周辺の構造を示す概略断面図である。図１１において、現像装置１０の上方には現像装置１０内に新規なトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給装置２００が備えられており、現像装置１０の下方には、現像装置１０内で過剰となった現像剤を排出する現像剤排出装置３００が備えられている。
【０１９２】
現像装置１０は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部１４を有するハウジング１５と、このハウジング１５の開口部側に像担持体としての感光体１と近接した状態で回転するように配設される現像剤担持搬送体としての現像ロール１２と、現像剤収容部１４内で回転するように配設される現像剤攪拌搬送部材としての２つの搬送スクリュー１１ａ、１１ｂと、現像ローラ１２の表面に圧接又は近接した状態で配設される層厚規制部材１３とでその主要部が構成されている。
【０１９３】
このうち、現像ローラ１２は、内部に固定されたマグネットロール１２０を備えた回転駆動する円筒状のスリーブ１２１である。また、現像剤収容部１４は、中央側の隔壁１４ｃにより２分され、両端側の連通部により連通された収容空間１４ａ、１４ｂからなり、その各収容空間１４ａ、１４ｂで回転する搬送スクリュー１１ａ、１１ｂにより現像剤が攪拌さながら収容空間１４ａ、１４ｂとの間を循環搬送されるようになっている。層厚規制部材１３は、非磁性部材と磁性部材の二重構造からなり、その先端がマグネットロール１２０の所定の磁極に対向するように配設されている。
【０１９４】
現像装置（１０）では、劣化したキャリアの大半は、現像剤排出装置（３００）によって排出される。しかし、劣化したキャリアの一部は、長期にわたって現像剤収容部（１４）内に残留する可能性もゼロではなく、また、画像形成装置において、トナーの消費量が少ない場合には、現像剤収容部（１４）におけるキャリアの交換量が少なく、キャリアが現像剤収容部（１４）内に滞留する期間が長くなる場合がある。
本実施形態では、現像剤収容器（２３０）内の補給用現像剤が補給される前から、現像剤収容部（１４）内に収容されている現像装置内現像剤にも、補給用現像剤に使用したキャリアと同一キャリアが使用されている。このため、現像剤の交換量が低い場合や、初期から収容されているキャリアの一部が現像剤収容部（１４）から排出されずに残留した場合にも、上述したのと同様の機構によって、現像剤収容部（１４）内におけるキャリアの劣化が抑えられて、長期間の使用後においても、現像剤の帯電性が安定した状態を保つことができる。
【０１９５】
図１２に示すように、現像剤補給装置２００は、補給用の二成分現像剤を収容する現像剤収容器２３０と、現像剤収容器２３０内の二成分現像剤を現像剤収容部１４に送り出して供給する現像剤補給器２２０とから構成されている。現像剤補給器２２０は、現像剤収容器２３０と現像装置１０との間に、それぞれに接続して備えられている。
【０１９６】
現像剤補給装置２００の詳細な構成については、後に図１２を用いて説明する。
【０１９７】
図１１に示すように、現像剤排出装置３００は、現像剤収容部１４内で過剰になった二成分現像剤を回収する回収容器３３０と、過剰になって現像剤収容部１４から溢れ出る現像剤を回収容器３３０に送る現像剤排出手段としての排出パイプ３３１とで構成されている。排出パイプ３３１は、その上部開口３３１ａが現像剤収容部１４内の所定高さに位置するように配設されており、その所定高さにある上部開口３３１ａを乗り越える分の現像剤を排出するようになっている。
【０１９８】
なお、本発明の現像剤排出装置３００としては、上記の構成に限られるものではなく、例えばハウジング１５の所定の箇所に現像剤排出口を開設し、排出パイプ３３１の代わりに、現像剤排出口の近傍に現像剤排出手段としての排出スクリュー等の搬送部材を設置して、現像剤排出口から排出された現像剤を回収容器３３０に搬送することとしてもよい。
また、本実施形態の排出パイプ３３１の端部又は内部に、この排出スクリューを備えることも可能である。
【０１９９】
次に、現像装置の現像動作について、図１１を参照して説明する。
【０２００】
図１１に示すように、まず、現像剤収容部１４内に予め収容されている現像装置内現像剤が、搬送スクリュー１１ａ、１１ｂより攪拌されて十分に混合されるとともに摩擦帯電された後、現像ローラ１２に供給されて、そのスリーブ１２１表面に層状に付着する。
【０２０１】
この現像ローラ１２に付着する層状の現像剤は、層厚規制部材１３により所定の厚さに規制されて均一な層にされた後、スリーブ１２１の回転に伴って感光体１と対向する現像領域Ｄに搬送される。そして、この現像領域Ｄにおいて、図１０に示すように画像形成装置本体１００側で原稿の画像に応じて感光体１上に形成された潜像に二成分現像剤のトナーが静電吸着して現像が行われ、感光体１上にトナー像が形成される。感光体１上に形成されたトナー像は、画像形成装置本体１００側において記録用紙上に転写され、定着部により記録用紙上に定着される。
【０２０２】
この現像動作が繰り返されることにより、現像剤収容部１４内の現像装置内現像剤に含まれるトナーが消費されて徐々に減るが、このトナーの減量が、前記したトナー濃度センサにより検知されると、現像剤補給装置２００の現像剤補給器２２０が駆動する。これにより、現像剤収容器２３０の現像剤収容部材２３１内部に収容されている、下記詳述するキャリアとトナーとを含んだ補給用現像剤が補給される。現像剤収容部１４内に補給された新たな二成分現像剤は、現像剤収容部１４内で搬送スクリュー１１ａ、１１ｂにより攪拌され、補給前から収容されている現像装置内現像剤と十分に混合される。
【０２０３】
現像剤収容部１４内には、現像剤補給装置２００からの補給用現像剤の補給により、トナーと共にキャリアも所定の割合で補給されるため、現像剤収容部１４内の現像剤量は次第に過剰となる。現像剤収容部１４内で過剰になった二成分現像剤は、収容部１４の規制高さを越えて溢れ出し現像剤排出装置３００の排出パイプ３３１を通して回収容器３３０内に収容される。
【０２０４】
本発明の補給用現像剤とは、少なくともトナーとキャリアとを含む物である。現像剤収容器２３０に収容されている、補給用現像剤のトナーとしては後述のトナーが使用可能であり、そのキャリアとしては、図４に示すように、芯材２６に所定の粒子を有してなる被覆層２７を形成した、磁性のキャリアが使用可能である。
【０２０５】
また、現像装置内現像剤のトナーとしては、現像剤収容器２３０に収容されているトナーと同じものでも、異なるトナーでも使用することができ、また、キャリアとしても、現像剤収容器２３０に収容されているキャリアと同じものでも、異なるキャリアでも使用することができる。
【０２０６】
本実施形態の画像形成装置１００は、形状が容易に変形する現像剤収納部材２３１に補給用現像剤を充填させ、スクリューポンプ２２３によってこの補給用現像剤を吸引して、現像装置１０に供給する現像剤補給装置２００を備えている。
【０２０７】
以下に、図１２〜図１６を参照して、現像剤補給装置２００の構成を詳細に説明する。
【０２０８】
図１２は、本発明で使用される現像剤補給装置２００の概略構成図である。現像剤補給装置２００に備えられた現像剤収容器２３０の内部には、減容可能な袋状部材としての現像剤収納部材２３１が備えられている。現像装置１０の現像剤収容部１４に補給される新規な補給用現像剤は、現像剤収納部材２３１内部に収容されている。現像剤収納部材２３１は、この現像剤が現像剤収容部１４に補給されることによる内部の圧力の減少に伴って減容する。
【０２０９】
現像剤補給器２２０は、ハウジング１５の所定箇所に開設された補給口１５ａの上端に連結して備えられたスクリューポンプ２２３と、スクリューポンプ２２３に接続して備えられたノズル２４０と、ノズル２４０に接続して備えられた空気供給手段２６０ａ，２６０ｂとを備えており、現像剤収容部１４に設置されるトナー濃度センサ（図示無し）等の検知信号に応じて駆動し、適量の現像剤を現像剤収容器２３０から現像剤収容部１４に供給する。
【０２１０】
スクリューポンプ２２３とノズル２４０の間には、このスクリューポンプ２２３に連通される現像剤搬送通路としての搬送チューブ２２１を有している。この搬送チューブ２２１は、好ましくは、フレキシブルで耐トナー性に優れたポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ等のゴム材料で形成されたものを利用する。
【０２１１】
また、現像剤補給装置２００は、現像剤収納容器としての現像剤収容器２３０を支持するための容器ホルダ２２２を有しており、この容器ホルダ２２２は樹脂等の剛性の高い材料で形成されている。
【０２１２】
現像剤収容器２３０は、柔軟なシート材で形成される袋状部材としての現像剤収納部材２３１と、現像剤排出口を形成する排出口形成部材としての口金部２３２を有している。
【０２１３】
現像剤収容部材２３１の材質としては、特に制限はなく、寸法精度がよいものが好適に用いられる。例えば、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、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂等の樹脂が好適に挙げられる。
【０２１４】
また、口金部２３２には、スポンジ、ゴム等で形成されるシール材２３３が設けられており、このシール材２３３には十字型の切り込みが設けられている。そして、この切り込みに現像剤補給器２２０のノズル２４０を通すことで、現像剤収容器２３０と現像剤補給器２２０が連通し固定される。
【０２１５】
本実施形態では、口金部２３２が、現像剤収容器２３０の下方に備えられている。ここで、口金部２３２が下方に備えられている状態とは、現像剤収容器２３０が現像剤補給装置２００に配設された状態において、口金部２３２が、現像剤収容器２３０における下方向きの鉛直成分を含んだ位置に備えられていることを表している。
【０２１６】
なお、口金部２３２が、現像剤収容器本体に備えられる位置としては、これに限られるものではなく、現像剤収容器２３０が現像剤補給装置２００に配設された状態において、現像剤収容器２３０本体の水平方向に備えられてもよく、また、斜め方向に備えられることとしてもよい。
【０２１７】
現像剤収容器は、トナーの消耗に応じて順次新しい物と交換されるが、本実施形態の現像剤収容器２３０は、上述した構成を備えることで、その着脱を容易に行うことが可能であり、また、交換時や使用時におけるトナー漏れを防止することが可能である。
【０２１８】
なお、現像剤収容部材２３１としては、その大きさ、形状、構造、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０２１９】
現像剤収容部材２３１の形状としては、例えば、上述した円筒状等のものを好ましく用いることができ、また、その内周面には、スパイラル状の凹凸が形成されていることが好ましい。このような凹凸が形成されていることで、現像剤収容器２３０を回転させることによって、収容部材２３１内部に収容されているトナーを、排出口側に円滑に移行させることができる。また更に、上記スパイラル部の一部又は全部が、蛇腹機能を有しているものを用いることが、特に好ましい。
【０２２０】
本発明の現像剤収容器２３０は、画像形成装置１００の現像剤補給装置２００への着脱が容易であり、また、保存や、搬送に適していて、取扱性に優れている。
【０２２１】
図１３Ａは、現像剤補給器２２０に設けられるノズル２４０の概略構成を示す外観図であり、図１３Ｂは、その軸方向断面図であり、図１３Ｃは、図１３Ｂ中符号Ａ−Ａの断面図である。このノズル２４０は、図１３Ｂに示すように、内管２４１とその内管２４１を内部に収容する外管２４２とからなる２重管構造を有している。内管２４１の内部は、現像剤収容器２３０内の現像剤を排出するための現像剤搬送通路としての現像剤流路２４１ａとなっている。現像剤収容器２３０内のトナーは、スクリューポンプ２２３による吸引力により、吸引され、現像剤流路２４１ａを通ってスクリューポンプ２２３内に引き込まれることになる。
【０２２２】
図１４は、スクリューポンプ２２３の概略構成を示す断面図である。このスクリューポンプ２２３は、一軸偏芯スクリューポンプと呼ばれるもので、内部にロータ２２４及びステータ２２５を備えている。ロータ２２４は、円形断面が螺旋状に捻れた形状を有し、硬い材質で形成されており、ステータ２２５の内部に嵌合される。一方、ステータ２２５は、ゴム状の柔軟な材料で形成され、長円形断面が螺旋状に捻れた形状の穴を有しており、この穴にロータ２２４が嵌合される。また、ステータ２２５の螺旋のピッチは、ロータ２２４の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。また、ロータ２２４は、ユニバーサルジョイント２２７及び軸受２２８を介して、ロータ２２４を回転駆動させるための駆動モータ２２６に接続されている。
【０２２３】
この構成において、現像剤収容器２３０からノズル２４０の現像剤流路２４１ａ及び搬送チューブ２２１を通って搬送されてきたトナー及びキャリアは、スクリューポンプ２２３のトナー吸引口２２３ａから内部に入り込む。そして、ロータ２２４とステータ２２５の間に形成されるスペースに入り込み、ロータ２２４の回転に伴って、図１２中右側方向に吸引搬送される。そして、ロータ２２４とステータ２２５の間のスペースを通過したトナーは、トナー落下口２２３ｂから下方に落下し、現像装置１０の現像剤補給口１４を介して、現像装置１０の内部に供給される。
【０２２４】
また、本実施形態で使用される現像剤補給器２２０は、現像剤収容器２３０内に空気を供給する空気供給手段２６０ａ、２６０ｂを備えている。
【０２２５】
図１２に示すように、各エア流路２４４ａ、２４４ｂは、それぞれ、気体供給通路としてのエア供給路２６１ａ、２６１ｂを介して、別個の気体送出装置としてのエアポンプ２６０ａ、２６０ｂに接続されている。
【０２２６】
エア流路２４４ａ、２４４ｂは、図１３Ｂに示すように、現像剤補給器２２０のノズル２４０の内管２４１と外管２４２との間に、空気供給通路として設けられているものであり、このエア流路４４は、図１３Ｃに示すように、互いに独立した断面半円状の２つの流路２４４ａ、２４４ｂから構成されている。
【０２２７】
また、エアポンプ２６０ａ、２６０ｂとしては、通常のダイアフラム型のエアポンプを利用することができる。これらエアポンプ２６０ａ、２６０ｂから送り出される空気は、それぞれ、エア流路２４４ａ、２４４ｂを通って、各エア流路の気体供給口としてのエア供給口２４６ａ、２４６ｂからトナー収容器２３０内に供給される。各エア供給口２４６ａ、２４６ｂは、トナー流路２４１ａの現像剤排出口としてのトナー流出口２４７の図中下方に位置している。これにより、各エア供給口２４６ａ、２４６ｂから供給される空気は、トナー流出口２４７付近のトナーに対して供給されることになり、使用されないまま長期間放置されてトナー流出口２４７にトナーが詰まった状態になったとしても、そのトナー流出口２４７を塞いでいるトナーを崩すことができる。
【０２２８】
また、エア供給路２６１ａ、２６１ｂには、図示省略した気体送出制御手段としての制御部からの制御信号により、開閉動作する閉塞手段としての開閉弁２６２ａ、２６２ｂが設けられている。開閉弁２６２ａ、２６２ｂは、制御部からＯＮ信号を受け取ると弁を開けて空気を通過させ、制御部からＯＦＦ信号を受け取ると弁を閉めて空気の通過を阻止するように動作する。
【０２２９】
次に、本実施形態における現像剤補給器２２０の動作について図１２を用いて説明する。
【０２３０】
上記制御部は、現像装置１０からトナー濃度が不足した旨の信号を受け取ることで、現像剤補給動作を開始する。この現像剤補給動作では、まず、エアポンプ２６０ａ、２６０ｂをそれぞれ駆動させ、現像剤収容器２３０内に空気を供給するとともに、スクリューポンプ２２３の駆動モータ２２６（図１４参照）を駆動させて、現像剤の吸引搬送を行う。
【０２３１】
エアポンプ２６０ａ、２６０ｂから空気が送り出されると、その空気は、エア供給路２６１ａ、２６１ｂからノズル２４０のエア流路２４４ａ、２４４ｂに入り込み、エア供給口２４６ａ、２４６ｂから現像剤収容器２３０内に供給される。この空気によって、現像剤収容器２３０内の現像剤は、攪拌されて、空気を多く内包した状態となり、流動化が促進される。
【０２３２】
また、現像剤収容器２３０内に空気が供給されると、現像剤収容器２３０内の内圧が高まることになる。従って、現像剤収容器２３０の内圧と外圧（大気圧）との間に圧力差が生じ、流動化した現像剤には、圧力の低い方向へ移動する力が働く。これにより、現像剤収容器２３０内の現像剤は、圧力の低い方向すなわち現像剤流出口２４７から流出することになる。
【０２３３】
本実施形態では、スクリューポンプ２２３による吸引力も作用して、現像剤収容器２３０内の現像剤が現像剤流出口２４７から流出する。
【０２３４】
上述のようにして、現像剤収容器２３０から流出した現像剤は、現像剤流出口２４７からノズル２４０の現像剤流路２４１ａ（図１３Ｂ参照）を通り、搬送チューブ２２１を介してスクリューポンプ２２３内に移動する。そして、スクリューポンプ２２３内を移動した後、現像剤落下口２２３ｂから下方に落下し、現像剤補給口１５ａから現像装置１０内に現像剤が補給される。一定量の現像剤補給が完了したら、制御部は、エアポンプ２６０ａ、２６０ｂ及び駆動モータ２２６の駆動を停止させ、かつ、開閉弁２６２ａ、２６２ｂを閉じ、トナー補給動作を終了する。このように、トナー補給動作終了時に開閉弁２６２ａ、２６２ｂを閉じることで、トナー収容器２３０内のトナーがノズル２４０のエア供給路２４４ａ、２４４ｂを通ってエアポンプ２６０ａ、２６０ｂ側に逆流するのを防止して
いる。
【０２３５】
また、エアポンプ２６０ａ、２６０ｂから供給される空気の供給量は、スクリューポンプ２２３によるトナー及び空気の吸引量よりも少なく設定されている。よって、トナーを消費するにつれて、現像剤収容器２３０の内圧が減少することになる。ここで、本実施形態における現像剤収容器２３０の現像剤収納部材２３１は、柔軟なシート材で形成されているため、内圧の減少に伴って減容する。
【０２３６】
図１５は、現像剤収容部材２３１に現像剤を充填した状態の斜視図である。
【０２３７】
図１６は、現像剤収容部材２３１内部の現像剤が排出されて減容した（しぼんだ）状態を示す正面図である。ここで、現像剤収容部材２３１は６０％以上減容（容積が減少）されるものが望ましい。
【０２３８】
図１５に示す現像剤収容器２３０の現像剤収容部２３１内部には、上述したように、現像装置１０に補給するための、キャリアとトナーからなる補給用現像剤が収容されている。
【０２３９】
補給用現像剤は、補給用現像剤中のキャリアの重量比率が、３ｗｔ％以上３０ｗｔ％未満であることが好ましい。
【０２４０】
現像剤収容器２３０内における補給用現像剤中のキャリアの重量比率が、３ｗｔ％未満であると、補給されるキャリアの量が非常に少ないため、補給の効果が充分に得られない。一方、３０ｗｔ％を超えると、補給用現像剤の現像剤収容部への安定した供給が得られない。
【０２４１】
補給用現像剤及び現像装置内現像剤に含まれるトナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含んで構成され、更に離型剤、帯電制御剤、またこれらの他に、必要に応じてその他の成分を含んでなる。
【０２４２】
トナーの製造方法としては、特に一つのものに限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、粉砕法、水系媒体中で油相を乳化、懸濁又は凝集させトナー母体粒子を形成させる、懸濁重合法、乳化重合法、ポリマー懸濁法等が挙げられる。
【０２４３】
本発明において用いられるトナーの結着樹脂としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、ポリｐ−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−クロルスチレン共重合体、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−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−メタアクリル酸共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタア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−ビニルメ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−イソプロピル共重合体、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樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが単独あるいは混合して使用できる。
【０２４４】
着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレ
ッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレー
キ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、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。着色剤のトナーにおける含有量は１〜１５重量％が好ましく、３〜１０重量％がより好ましい。
【０２４５】
着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。該樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、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、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。
【０２４６】
離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ワックス類、等が好適に挙げられる。
【０２４７】
ワックス類としては、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素、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、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
【０２４８】
カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトン、等が挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレート等が挙げられる。ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等が挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミド等が挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミド等が挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトン等が挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
【０２４９】
ポリオレフィンワックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。
【０２５０】
長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワックス、サゾールワックス等が挙げられる。
【０２５１】
離型剤の融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０〜１６０℃が好ましく、５０〜１２０℃がより好ましく、６０〜９０℃が特に好ましい。
【０２５２】
融点が、４０℃未満であると、ワックスが耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、１６０℃を超えると、低温での定着時にコールドオフセットを起こし易いことがある。
【０２５３】
離型剤の溶融粘度としては、該ワックスの融点より２０℃高い温度での測定値として、５〜１，０００ｃｐｓが好ましく、１０〜１００ｃｐｓがより好ましい。溶融粘度が、５ｃｐｓ未満であると、離型性が低下することがあり、１，０００ｃｐｓを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
【０２５４】
離型剤の前記トナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜４０重量％が好ましく、３〜３０重量％がより好ましい。
前記含有量が、４０重量％を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
【０２５５】
帯電制御剤としては、特に制限はなく、感光体に帯電される電荷の正負に応じて正又は負の荷電制御剤を適宜選択して用いることができる。
【０２５６】
負の帯電制御剤としては、例えば、電子供与性の官能基を持つ樹脂又は化合物、アゾ染料、有機酸の金属錯体、などを用いることができる。具体的には、ボントロン（品番：Ｓ−３１、Ｓ−３２、Ｓ−３４、Ｓ−３６、Ｓ−３７、Ｓ−３９、Ｓ−４０、Ｓ−４４、Ｅ−８１、Ｅ−８２、Ｅ−８４、Ｅ−８６、Ｅ−８８、Ａ、１−Ａ、２−Ａ、３−Ａ）（以上、オリエント化学工業社製）、カヤチャージ（品番：Ｎ−１、Ｎ−２）、カヤセットブラック（品番：Ｔ−２、００４）（以上、日本化薬社製）、アイゼンスピロンブラック（Ｔ−３７、Ｔ−７７、Ｔ−９５、ＴＲＨ、ＴＮＳ−２）（以上、保土谷化学工業社製）、ＦＣＡ−１００１−Ｎ、ＦＣＡ−１００１−ＮＢ、ＦＣＡ−１００１−ＮＺ、（以上、藤倉化成社製）、などが挙げられる。
【０２５７】
正の荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料等の塩基性化合物、４級アンモニウム塩等のカチオン性化合物、高級脂肪酸の金属塩等を用いることができる。具体的には、ボントロン（品番：Ｎ−０１、Ｎ−０２、Ｎ−０３、Ｎ−０４、Ｎ−０５、Ｎ−０７、Ｎ−０９、Ｎ−１０、Ｎ−１１、Ｎ−１３、Ｐ−５１、Ｐ−５２、ＡＦＰ−Ｂ）（以上、オリエント化学工業社製）、ＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５、ＴＰ−４０４０（以上、保土谷化学工業社製）、コピーブルーＰＲ、コピーチャージ（品番：ＰＸ−ＶＰ−４３５、ＮＸ−ＶＰ−４３４）（以上、ヘキスト社製）、ＦＣＡ（品番：２０１、２０１−Ｂ−１、２０１−Ｂ−２、２０１−Ｂ−３、２０１−ＰＢ、２０１−ＰＺ、３０１）（以上、藤倉化成社製）、ＰＬＺ（品番：１００１、２００１、６００１、７００１）（以上、四国化成工業社製）、などが挙げられる。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。
【０２５８】
帯電制御剤の添加量は、結着樹脂の種類、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、結着樹脂１００重量部に対し０．１〜１０重量部が好ましく、０．２〜５重量部がより好ましい。前記添加量が１０重量部を超えると、トナーの帯電性が大きすぎ、帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがあり、０．１重量部未満であると、帯電立ち上り性や帯電量が十分でなく、トナー画像に影響を及ぼしやすいことがある。
【０２５９】
トナー材料には、結着樹脂、離型剤、着色剤、及び帯電制御剤の他に、必要に応じて無機微粒子、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸、等を添加することができる。
【０２６０】
無機微粒子としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム等を用いることができ、シリコーンオイルやヘキサメチルジシラザンなどで疎水化処理されたシリカ微粒子や、特定の表面処理を施した酸化チタンを用いることがより好ましい。
【０２６１】
前記シリカ微粒子としては、例えば、アエロジル（品番：１３０、２００Ｖ、２００ＣＦ、３００、３００ＣＦ、３８０、ＯＸ５０、ＴＴ６００、ＭＯＸ８０、ＭＯＸ１７０、ＣＯＫ８４、ＲＸ２００、ＲＹ２００、Ｒ９７２、Ｒ９７４、Ｒ９７６、Ｒ８０５、Ｒ８１１、Ｒ８１２、Ｔ８０５、Ｒ２０２、ＶＴ２２２、ＲＸ１７０、ＲＸＣ、ＲＡ２００、ＲＡ２００Ｈ、ＲＡ２００ＨＳ、ＲＭ５０、ＲＹ２００、ＲＥＡ２００）（以上、日本アエロジル社製）、ＨＤＫ（品番：Ｈ２０、Ｈ２０００、Ｈ３００４、Ｈ２０００／４、Ｈ２０５０ＥＰ、Ｈ２０１５ＥＰ、Ｈ３０５０ＥＰ、ＫＨＤ５０）、ＨＶＫ２１５０（以上、ワッカーケミカル社製）、カボジル（品番：Ｌ−９０、ＬＭ−１３０、ＬＭ−１５０、Ｍ−５、ＰＴＧ、ＭＳ−５５、Ｈ−５、ＨＳ−５、ＥＨ−５、ＬＭ−１５０Ｄ、Ｍ−７Ｄ
、ＭＳ−７５Ｄ、ＴＳ−７２０、ＴＳ−６１０、ＴＳ−５３０）（以上、キャボット社製）等を用いることができる。
【０２６２】
無機微粒子の添加量としては、トナー母体粒子１００重量部に対し０．１〜５．０重量部が好ましく、０．５〜３．２重量部がより好ましい。
【０２６３】
本発明におけるトナーの製造方法としては、前述のとおり特に限定するものではないが、粉砕法の製造方法として、以下を例示する。
【０２６４】
前記のトナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所社製ＫＴＫ型二軸押出機、東芝機械社製ＴＥＭ型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所社製ＰＣＭ型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、バインダー樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
【０２６５】
粉砕では、前記混練で得られた混練物を粉砕する。この粉砕においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
【０２６６】
分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
【０２６７】
粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナーを製造する。
【０２６８】
また、トナーの流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造されたトナー母体粒子に更に疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。添加剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。なお、添加剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中又は漸次添加剤を加えていけばよい。この場合、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。また、はじめに強い負荷を、次に、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合設備としては、例えば、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。次いで、粗大粒子、凝集粒子の除去を目的に、篩を通過させることでトナーを得ることができる。
【０２６９】
本実施形態では、上述したキャリアとトナーを含んで構成される現像剤を、補給用現像剤及び現像装置内用現像剤として、図１０に示す画像形成装置において使用することで、長期間の使用後においても、キャリア表面の膜削れや、キャリア表面におけるトナースペントの発生が防止されて、現像剤収容器１４内における現像剤の帯電量の低下やキャリアの電気抵抗値の低下が抑えられ、安定した現像特性が得られる。
【０２７０】
本実施形態で使用されるキャリアは、導電性粒子として、二酸化スズと酸化インジウムを含む導電性被覆層を設けた粒子を用いることで、色汚れの防止と、抵抗を下げる方向への効果的な制御の両立が可能となり、その結果、色汚れの原因となるカーボンブラックを含有させる必要なく、その抵抗値を調整することが可能となり、安定した帯電性を維持しながら、カラー用の画像形成装置で使用したときにも、画像上に色汚れを生じさせることなく、色再現性、精細性の高い高品質なカラー画像を提供することができる。
【０２７１】
なお、本発明において使用される画像形成装置の構成としては、本実施形態において説明した上述の構成を有するものに限られるものではなく、同様の機能を有していれば、他の構成を有する画像形成装置を使用することも可能である。
【実施例】
【０２７２】
以下、本発明を実施例及び比較例を挙げて説明する。なお、本発明はここに例示される実施例に限定されるものではない。また、以下において「部」は重量部を、「％」は重量％を表す。
【０２７３】
（トナーの作製）
（結着樹脂合成例１）
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、イソフタル酸２７６部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧下２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、１６０℃まで冷却して、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応した。
【０２７４】
次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート１８８部と２時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマー（Ｐ１）を得た。
【０２７５】
次いでプレポリマー（Ｐ１）２６７部とイソホロンジアミン１４部を５０℃で２時間反応させ、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステル（Ｕ１）を得た。
【０２７６】
上記と同様にビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、テレフタル酸２７６部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合し、次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応して、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステル（Ｅ１）を得た。
【０２７７】
ウレア変性ポリエステル（Ｕ１）２００部と変性されていないポリエステル（Ｅ１）８００部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１：重量比）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、結着樹脂（Ｂ１）の酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。
【０２７８】
一部減圧乾燥し、結着樹脂（Ｂ１）を単離した。Ｔｇは６２℃であった。
【０２７９】
（ポリエステル樹脂合成例Ａ）
テレフタル酸                                                  ：６０部
ドデセニル無水コハク酸                                        ：２５部
無水トリメリット酸                                            ：１５部
ビスフェノールＡ（２，２）プロピレンオキサイド付加物          ：７０部
ビスフェノールＡ（２，２）エチレンオキサイド                  ：５０部
【０２８０】
上記組成物を、温度計、攪拌器、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた容量１Ｌの４つ口丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒーターにセットし、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入してフラスコ内を不活性雰囲気下に保った状態で昇温し、次いで０．０５ｇのジブチルスズオキシドを加えて温度を２００℃に保って反応させポリエステルＡ得た。このポリエステルＡのピーク分子量は４２００であり、ガラス転移点は５９．４℃であった。
【０２８１】
（マスターバッチ作製例１）
顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５５          ：４０部
結着樹脂：ポリエステル樹脂Ａ                                ：６０部
水                                                          ：３０部
【０２８２】
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−ル表面温度１３０℃に設定した２本ロールにより４５分間混練を行い、パルベライザーで１ｍｍφの大きさに粉砕し、マスターバッチ（Ｍ１）を得た。
【０２８３】
（トナー製造例Ａ）
ビーカー内に前記の結着樹脂（Ｂ１）の酢酸エチル／ＭＥＫ溶液２４０部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート（融点８１℃、溶融粘度２５ｃｐｓ）２０部、マスターバッチ（Ｍ１）８部を入れ、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーにて１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させ、トナー材料液を用意した。
【０２８４】
ビーカー内にイオン交換水７０６部、ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液（日本化学工業(株)製スーパタイト１０）２９４部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部を入れ均一に溶解した。
【０２８５】
次いで６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーにて１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。
【０２８６】
次いでこの混合液を攪拌棒及び温度計付のコルベンに移し、９８℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー粒子を得た。
【０２８７】
次いで、このトナー粒子１００部に疎水性シリカ１．０部と、疎水化酸化チタン１．０部をヘンシェルミキサーにて混合して、「トナーＡ」を得た。
【０２８８】
この「トナーＡ」の超薄切片を作製し、透過型電子顕微鏡（日立社製Ｈ−９０００Ｈ）を用いて、トナーの断面写真（倍率×１００，０００）を撮影し、写真から、ランダム選択した１００点の着色剤部分の分散径から平均値を求めた。ここで、１粒子の分散径は最長径と最短径の平均とし、また、凝集状態にあるものは凝集体自身を１粒子とした。
【０２８９】
着色剤の平均分散粒径は、０．４０μｍであった。また、０．７μｍ以上の分散粒径を持つ着色剤は、４．５％であった。
【０２９０】
次に「トナーＡ」の粒径を、コールターエレクトロニクス社製の粒度測定器「コールターカウンターＴＡ２」を用い、アパーチャー径１００μｍで測定したところ、体積平均粒径（Ｄｖ）＝６．２μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）＝５．１μｍであった。
【０２９１】
引き続き、「トナーＡ」の円形度を、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（シスメックス株式会社製）により平均円形度として計測した。測定は、前記装置に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（アルキルベンゼンスフォン酸塩）を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加え、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌに調整した測定液をセットして行った。得られた「トナーＡ」の円形度は０．９６であった。
【０２９２】
（導電性微粒子の製造例）
（製造例１）
ルチル型二酸化チタン（平均一次粒径０．０６μｍ）１００ｇを水１リットルに分散させて水懸濁液とした。この懸濁液を７０℃に加温保持した。別途用意した塩化インジウム（ＩｎＣｌ３）３６.７ｇ及び塩化第二スズ（ＳｎＣｌ４・５Ｈ2Ｏ）５.４ｇを２Ｎ塩酸４５０ミリリットルに溶かした溶液と１２重量％アンモニア水とを懸濁液のｐＨを７〜８に保持する様に約１時間かけて同時滴下した。滴下終了後、処理懸濁液を濾過、洗浄し、得られた処理顔料のケーキを１１０℃で乾燥した。次いで、得られた乾燥粉末を窒素ガス気流中（１リットル／分）で５００℃で１時間熱処理して、白色導電性微粒子aを得た。
【０２９３】
（製造例２）
カーボンブラック（ライオンアクゾ製、ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ）をそのまま導電性粒子ｂとした。
【０２９４】
（製造例３）
ルチル型二酸化チタン（平均一次粒径０．０６μｍ）１００ｇを水１リットルに分散させて水懸濁液とした。この懸濁液を７０℃に加温保持した。別途用意した塩化第二スズ（ＳｎＣｌ4・５Ｈ2Ｏ）１１.６ｇを２Ｎ−塩酸１００ミリリットルに溶かした溶液と１２重量％アンモニア水とを、懸濁液のｐＨを７〜８に保持するように約４０分かけ同時添加した。引き続き別途用意した塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）３６.７ｇ及び塩化第二スズ（ＳｎＣｌ4・５Ｈ2Ｏ）５.４ｇを２Ｎ塩酸４５０ミリリットルに溶かした溶液と１２重量％アンモニア水とを懸濁液のｐＨを７〜８に保持する様に約１時間かけて同時滴下した。滴下終了後、処理懸濁液を濾過、洗浄し、得られた処理顔料のケーキを１１０℃で乾燥した。
【０２９５】
次いで、得られた乾燥粉末を窒素ガス気流中（１リットル／分）で５００℃で１時間熱処理して、白色導電性微粒子ｃを得た。
【０２９６】
（製造例４）
基体を酸化アルミニウム（平均一次粒径０．０７μｍ）に変更した以外は、製造例３と同様にして白色導電性微粒子ｄを得た。
【０２９７】
（製造例５）
基体を酸化アルミニウム（平均一次粒径０．３５μｍ）に変更した以外は、製造例３と同様にして白色導電性粒子ｅを得た。
【０２９８】
（キャリア製造例）
（製造例１）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              ２１３０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ａ                                          １５００部
・トルエン                                                ６０００部
【０２９９】
以上の各材料をホモミキサーにて１０分間分散し、樹脂層形成液を調合した。キャリア芯材として体積平均粒径が３５μｍのフェライト粒子を用い、上記樹脂溶液を芯材表面に厚みｈが０．１５μｍとなるようにスピラコーター（岡田精工社製）により５５℃の雰囲気下で３０ｇ／ｍｉｎに割合で塗布し、乾燥させた。層厚の調整は液量によって行った。得られたキャリアを、電気炉中にて１５０℃で１時間放置して焼成し、冷却後に目開き１００μｍの篩を用いて解砕して、キャリアＩを得た。平均厚さＴは０．２０μｍであった。
【０３００】
芯材の体積平均粒径の測定は、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７μｍ以上、１２５μｍ以下のレンジ設定で行ったものを用いた。
【０３０１】
前記被覆層における樹脂部分の平均厚みｈ（μｍ）は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、キャリア断面を観察し、芯材表面と粒子との間に存在する樹脂部の厚みｈａと、粒子間に存在する樹脂部の厚みｈｂと、芯材や粒子上の樹脂部の厚みｈｃとを、キャリア表面に沿って０．２μｍ間隔で５０点測定し、得られた測定値を平均して求めた。
【０３０２】
前記芯材表面から被覆層表面までの厚みＴ（μｍ）は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、キャリア断面の観察をし、芯材表面から被覆層表面までの厚みＴを、キャリア表面に沿って０．２μｍ間隔で５０点測定し、得られた測定値を平均して求めた。
【０３０３】
（製造例２）
導電性微粒子に導電性微粒子ｂを用いたこと以外は製造例１と同様にして製造し、キャリアＩＩを得た。平均厚さＴは０．２１μｍであった。
【０３０４】
（製造例３）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・シリコーン樹脂溶液（固形分２０重量％）                  １５７５部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ａ                                          １５００部
・トルエン                                                ６０００部
【０３０５】
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更したこと以外は製造例１と同様にして、キャリアＩＩＩを得た。平均厚さＴは０．２０μｍであった。
【０３０６】
（製造例４）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                        ４５０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ａ                                          １５００部
・トルエン                                                ６０００部
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更したこと以外は製造例１と同様にして、キャリアＩＶを得た。平均厚さＴは０．２０μｍであった。
【０３０７】
（製造例５）
導電性粒子に導電性微粒子ｃを用いたこと以外は製造例４と同様にして製造し、キャリアＶを得た。平均厚さＴは０．２０μｍであった。
【０３０８】
（製造例６）
導電性粒子に導電性微粒子ｄを用いたこと以外は製造例４と同様にして製造し、キャリアＶＩを得た。平均厚さＴは０．２２μｍであった。
【０３０９】
（製造例７）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                        ４５０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ｄ                                            ７５０部
・シリカ粒子（体積平均粒径０．３５μｍ）                    ７５０部
・トルエン                                                ６０００部
【０３１０】
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更したこと以外は製造例１と同様にして、キャリアＶＩＩを得た。平均厚さＴは０．４０μｍであった。
【０３１１】
（製造例８）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                        ４５０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ｄ                                            ７５０部
・アルミナ粒子（体積平均粒径０．３７μｍ）                  ７５０部
・トルエン                                                ６０００部
【０３１２】
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更した以外は製造例１と同様にして、キャリアＶＩＩＩを得た。平均厚さＴは０．４０μｍであった。
【０３１３】
（製造例９）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                        ４５０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ｅ                                          １５００部
・トルエン                                                ６０００部
【０３１４】
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更した以外は製造例１と同様にして、キャリアＩＸを得た。平均厚さＴは０．４０μｍであった。
【０３１５】
（製造例１０）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                        ４５０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ｅ                                            ７５０部
・アルミナ粒子（体積平均粒径０．３７μｍ）                  ７５０部
・トルエン                                                ６０００部
【０３１６】
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更した以外は製造例１と同様にして、キャリアＸを得た。平均厚さＴは０．４０μｍであった。
【０３１７】
（製造例１１）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                        ４５０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ｅ                                            ７５０部
・アルミナ粒子（体積平均粒径０．３７μｍ）                  ７５０部
・酸化亜鉛粒子（体積平均粒径０．０２０μｍ）                ５００部
・トルエン                                                ６０００部
【０３１８】
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更した以外は製造例１と同様にして、キャリアＸＩを得た。平均厚さＴは０．４２μｍであった。
【０３１９】
（製造例１２）
・アクリル樹脂溶液（固形分濃度：５０重量％）              １５００部
・グアナミン溶液（固形分７０重量％）                        ４５０部
・アミノシラン（固形分濃度：１００重量％）                      ４部
・導電性微粒子ｅ                                            ７５０部
・アルミナ粒子（体積平均粒径０．３７μｍ）                  ７５０部
・酸化チタン粒子（体積平均粒径０．０１５μｍ）              ５００部
・トルエン                                                ６０００部
【０３２０】
樹脂層形成液の材料を上記のものに変更した以外は製造例１と同様にして、キャリアＸＩＩを得た。平均厚さＴは０．４１μｍであった。
【０３２１】
（製造例１３）
厚みｈが０．０５μｍとなるように樹脂溶液の塗布量を変更した以外は製造例６と同様にして、キャリアＸＩＩＩを得た。平均厚さＴは０．０９μｍであった。
【０３２２】
（製造例１４）
厚みｈが２．４０μｍとなるように樹脂溶液の塗布量を変更した以外は製造例１２と同様にして、キャリアＸＩＶを得た。平均厚さＴは０．０９μｍであった。
【０３２３】
［実施例１］
トナー製造例Ａで得たトナーＡを７重量部と、キャリア製造例１で得られたキャリアＩを９３重量部用いて、ミキサーで１０分攪拌し、現像機内に収容する現像剤を作製した。また、トナー製造例Ａで得たトナーＡを８０重量部と、キャリア製造例１で得られたキャリアＩを２０重量部用いて、ミキサーで１０分攪拌し、補給用現像剤を作製した。
【０３２４】
（画像の精細性）
市販のデジタルフルカラープリンター（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００）に図１１に示す現像装置を搭載し、更に図１４に示す現像装置を搭載した改造機に、現像機内現像剤と補給用現像剤をセットし、画像面積５％の文字チャート（１文字の大きさが２ｍｍ×２ｍｍ程度）を出力し、その文字再現性から画像の精細性の評価を行った。評価のランク分けは次のように４段階で行った。
◎：非常に良好、○：良好、△：許容、×：実用上使用できないレベル
【０３２５】
（耐久性）
上記の画像精細性評価の画像出力を１０００００枚行い、耐久性評価用のランニング試験とした。このランニング試験後と試験前での、帯電低下量及びキャリア抵抗変化量をもって耐久性の評価を行った。
【０３２６】
帯電低下量の測定は以下の方法にて行った。
【０３２７】
まず、初期のキャリア９３重量％に対しトナー７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（京セラ株式会社製、ＴＢ−２００）にて測定し、この値を初期帯電量とする。次に、ランニング後の現像剤からトナーを前記ブローオフ装置にて除去し、得られたキャリア９３重量％に対し新規にトナーを７重量％の割合で混合し、初期のキャリアと同様に摩擦帯電させたサンプルを、初期のキャリアと同様に帯電量測定を行い、初期帯電量との差を帯電低下量とする。帯電低下量の目標値は１０．０μＣ／ｇ以内である。帯電量の低下の原因はキャリア表面へのトナースペントであるため、トナースペントを減らすことで、帯電量の低下を抑えることができる。
【０３２８】
キャリア抵抗値変化量の測定は以下の方法で行った。
【０３２９】
キャリアを抵抗計測平行電極の電極間（ギャップ２ｍｍ）に投入し、ＤＣ１，０００Ｖを印加して３０ｓｅｃ後の抵抗値をハイレジスト計で計測した。得られた値を体積抵抗率に変換した値を初期抵抗値とする。次に、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、得たキャリアに対して前記抵抗測定方法と同様の方法で抵抗測定を行い、得られた値を体積抵抗率に変換し、初期抵抗値との差をキャリア抵抗値変化量とする。キャリア抵抗値変化量の目標値は絶対値で３．０〔Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）〕以内である。
【０３３０】
抵抗変化の原因は、キャリアの被覆層の削れ、トナー成分のスペント、キャリア被覆層中の大粒子脱離などであるため、これらを減らすことで、キャリア抵抗の変化を抑えることができる。
【０３３１】
（地肌部キャリア付着）
市販のデジタルフルカラープリンター（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００）に図１１に示す現像装置を搭載し、更に図７に示す現像装置を搭載した改造機に、現像機内現像剤と補給用現像剤をセットし、地肌ポテンシャルを１５０Ｖに固定し、画像面積１％のＡ３文字チャート（１文字の大きさが２ｍｍ×２ｍｍ程度）を出力し、その地肌部のキャリア付着発生個数により評価を行った。評価のランク分けは次のように４段階で行った。
◎：０個、○：２個以上５個以下、△：６個以上１０個以下、×：１１個以上
【０３３２】
（色汚れ）
ベタ画像を出力してＸ−Ｒｉｔｅにより測定した。具体的には、現像剤をセットしセット直後の画像をＸ−Ｒｉｔｅ（アムテック株式会社製  Ｘ−Ｒｉｔｅ  ９３８  Ｄ５０）により測定した値（Ｅ）と、現像ユニット単独で1時間空攪拌の後画像を出力し、その画像をＸ−Ｒｉｔｅにより測定した値（Ｅ'）、次式（４）によりΔＥを求め以下のようにランク付けした。
ΔＥ＝Ｅ−Ｅ’
Ｅ＝（Ｌ2＋ａ*2+ｂ*2）1/2
（Ｙｅｌｌｏｗ  ＩＤ＝１．４時の値を読む）
Ｅ＝初期剤Ｅ値
Ｅ’＝１時間空攪拌後
◎：ΔＥ≦２
○：２＜ΔＥ≦５
×：５＜ΔＥ                        ・・・・・・・・・・・・・・・（４）
【０３３３】
（画像濃度ムラ）
上記の画像精細性評価の画像出力を１０００００枚行なった後にベタ画像を出力し、画像濃度のムラを目視にてランク評価を行なった。
◎：画像上にムラが一切存在しない状態
○：わずかに濃度ムラが観察されるが問題とはならない状態
×：許容範囲外で濃度ムラが非常に目立つ状態
【０３３４】
［比較例１］
評価用装置に図１１に示す現像剤供給装置を搭載する改造を施していないｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ６００を用い、現像剤の補給／回収を行わず、トナーのみを現像機に補給するシステムに変更したこと以外は実施例１と同様にして評価を行った。
【０３３５】
［比較例２］
評価用装置に図７に示す現像装置を搭載する改造を施していないｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００を用い、現像済みの現像剤が再び現像剤供給搬送路に戻るシステムに変更したこと以外は実施例１と同様にして評価を行なった。
【０３３６】
［比較例３、実施例２〜１３］
現像機内現像剤と補給用現像剤に用いるキャリアを、製造例２〜１４にて作製したキャリアを用いたこと以外は実施例１と同様にして評価を行った。
【０３３７】
［実施例１４］
トナー製造例Ａで得たトナーＡを９８重量部と、キャリア製造例１２で得られたキャリアＸＩＩを２重量部用いて補給用現像剤を作製したこと以外は実施例１と同様にして評価を行った。
【０３３８】
［実施例１５］
トナー製造例Ａで得たトナーＡを６９重量部と、キャリア製造例１２で得られたキャリアＸＩＩを３１重量部用いて補給用現像剤を作製したこと以外は実施例１と同様にして評価を行った。
【０３３９】
［実施例１６］
トナー製造例Ａで得たトナーＡを１６重量部と、キャリア製造例１２で得られたキャリアＸＩＩを８４重量部用いて現像機内現像剤を作製したこと以外は実施例１と同様にして評価を行った。
【０３４０】
［実施例１７］
トナー製造例Ａで得たトナーＡを１重量部と、キャリア製造例１２で得られたキャリアＸＩＩを９９重量部用いて現像機内現像剤を作製したこと以外は実施例１と同様にして評価を行った。
【０３４１】
上記実施例１〜１７、比較例１〜３の組み合わせを表１に、評価結果を表２に示す。
【０３４２】
【表１】
2008262155.tif 000003
【０３４３】
【表２】
2008262155.tif 000004
【０３４４】
上表から、キャリアの芯材の被覆層に導電性粒子として、二酸化スズと酸化インジウムを含む導電性被覆層を設けた粒子を用いることによって、色汚れの原因となるカーボンブラックを含有させなくてもその抵抗値を調整することが可能となり、色汚れを防止できること、また、長期使用におけるベタ画像部のキャリア付着の発生を抑制できることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０３４５】
【図１】図１は、従来から知られている現像装置の概略構成図である。
【図２】図２は、特許文献１に記載の現像装置の概略構成図である。
【図３】図３は、特許文献２に記載の現像装置の概略構成図である。
【図４】図４は、本発明に係わる電子写真現像剤用キャリアの被覆層を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明に係わる電子写真現像剤用キャリアの抵抗率の測定に用いる抵抗測定セルの斜視図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。
【図７】図７は、現像装置及び感光体の概略構成図である。
【図８】図８は、現像剤の流れを説明する現像装置の斜視断面図である。
【図９】図９は、現像装置内の現像剤の流れの模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の好適な実施形態に係わる画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の好適な実施形態に係わる現像装置の現像部周辺の構造を示す概略構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の好適な実施形態に係わる現像剤補給部の概略構成図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の好適な実施形態に係わる現像剤補給装置に設けられるノズルの概略の構成を示す外観図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａ中の軸方向断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ｂ中の符号Ａ−Ａの断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の好適な実施形態に係わるスクリューポンプの概略の構成を示す断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の好適な実施形態に係わる現像剤収容部材に現像剤を充填した状態を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の好適な実施形態に係わる現像剤収容部材内部の現像剤が排出されて減容した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【０３４６】
（図１〜３について）
１    感光体
４    現像装置
５    現像ローラ
６    回収スクリュ
７    回収搬送路
８    供給スクリュ
９    供給搬送路
１０    攪拌搬送路
１１    攪拌スクリュ
１６    現像剤規制部材
２７    濃度センサ
（図４について）
２６    芯材
２７    芯材を被覆する被覆層
Ｇ１    第１粒子
Ｇ２    第２粒子
ｈａ    樹脂部の厚み
ｈｂ    樹脂部の厚み
ｈｃ    樹脂部の厚み
ｈｄ    樹脂部の厚み
Ａ    測定点
Ｔ    平均厚み
（図５について）
２１    セル
２２ａ    電極
２２ｂ    電極
２３    キャリア
（図６について）
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ    感光体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ    現像装置
１４    張架ローラ
１５    駆動ローラ
１６    二次転写バックアップローラ
１７    中間転写ユニット
１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ    プロセスカートリッジ
２０    画像形成ユニット
２１    光書込ユニット
２２    二次転写装置
２３    張架ローラ
２４    紙搬送ベルト
２５    定着装置
２６    定着ベルト
２７    加圧ローラ
２８    シート反転装置
３０    原稿台
３２    コンタクトガラス
３３    第１走行体
３４    第２走行体
３５    結像レンズ
３６    読取センサ
４２    給紙ローラ
４３    ペーパーバンク
４４    給紙カセット
４５    分離ローラ
４６    給紙路
４７    搬送ローラ対
４８    給紙路
４９    レジストローラ対
５０    手差し給紙ローラ
５１    手差しトレイ
５２    分離ローラ
５３    手差し給紙路
５６    排出ローラ
５７    スタック部
６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ    バイアスローラ
９０    ベルトクリーニング装置
１００    装置本体
１０５    切換爪
１１０    中間転写ベルト
２００    給紙装置
３００    スキャナ
４００    原稿自動搬送装置
（図７〜９について）
１    感光体
４    現像装置
５    現像ローラ
６    回収スクリュ
７    回収搬送路
８    供給スクリュ
９    供給搬送路
１１    攪拌スクリュ
１２    現像ドクタ
１３３    第一仕切り壁
１３４    第二仕切り壁
（図１０について）
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ    画像形成ユニット
８    転写ベルト
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ    現像装置
１００    装置本体
２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ    現像剤補給装置
（図１１〜１６について）
１０    現像装置
１１ａ，１１ｂ    搬送スクリュー
１２    現像ロール
１３    ドクターブレード
１４    現像剤収容部
１５    ハウジング
１５ａ    補給口（供給口）
２００    現像剤補給装置
２２０    現像剤補給器
２２１    搬送チューブ
２２２    容器ホルダ
２２３    スクリューポンプ
２２３ａ    トナー吸引口
２２３ｂ    トナー落下口
２２４    ロータ
２２５    ステータ
２２６    駆動モータ
２２７    ユニバーサルジョイント
２２８    軸受
２３０    現像剤収容器
２３１    現像剤収容部材
２３２    口金部
２３３    シール材
２４０    ノズル
２４１    内管
２４１ａ    現像剤流路
２４２    外管
２４４ａ，２４４ｂ    エア流路
２４６ａ，２４６ｂ    エア供給口
２４７    トナー流出口
２６０ａ，２６０ｂ    空気供給手段（エアポンプ）
２６１ａ，２６１ｂ    エア供給路
２６２ａ，２６２ｂ    開閉弁
３００    現像剤排出装置
３３０    現像剤回収容器
３３１    排出パイプ
３３１ａ    上部開口
【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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