(57)【要約】【課題】  現像剤へ高いストレスがかかるような使用をした場合であっても、該現像剤の嵩密度変動が少なく、安定したトナー濃度制御を行うことができる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  少なくとも結着樹脂と顔料からなるトナーと、少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有するキャリアとからなる現像剤２８Mと、該現像剤２８Mのトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の検知結果に基づいてトナー濃度を制御する制御手段とを具備し、上記トナー濃度検知手段として嵩密度センサー２６Mを用い、且つ、上記粒子の粒子径（Ｄ）と上記結着樹脂の膜厚（ｈ）とが、１＜［Ｄ／ｈ］＜１０の関係を満たすようにした。【選択図】  図２
2005346102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結着樹脂と顔料からなるトナーと、少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有するキャリアとからなる現像剤と、
該現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
該トナー濃度検知手段の検知結果に基づいてトナー濃度を制御する制御手段とを具備する現像装置において、
上記トナー濃度検知手段として嵩密度センサーを用い、
且つ、上記粒子の粒子径（Ｄ）と上記結着樹脂の膜厚（ｈ）とが、
１＜［Ｄ／ｈ］＜１０の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記嵩密度センサーが透磁率センサーであることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、
上記粒子の固有抵抗が、１０１２（Ω・ｃｍ）以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１，２または３の現像装置において、
上記粒子が、アルミナとシリカの少なくとも一方であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１，２，３または４の現像装置において、
上記粒子の含有量がコート膜組成成分の５０ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
像担持体と、
該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
該像担持体上に形成された潜像を、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１，２，３，４または５に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置及び現像装置に係り、詳しくは、少なくとも結着樹脂と顔料とからなるトナーと、少なくとも結着樹脂と粒子とを有するコート膜を有するキャリアとからなる現像剤と、該現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の検知結果に基づいてトナー濃度を制御する制御手段とを具備する現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真法、静電写真法等の画像形成方法においては、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するために、トナーとキャリアとを撹拌混合することによって得られる現像剤が使用される。この現像剤は、適当に帯電された混合物であることが要求される。一般に静電潜像を現像する方法としては、トナーとキャリアとを混合して得られる二成分系現像剤を使用する方法と、キャリアを含まない一成分系現像剤を使用する方法が公知である。前者の二成分系現像剤を用いた現像方式は、比較的安定した良好な画像が得られる反面、キャリア劣化やトナーとキャリアの混合比の変動が発生しやすいといった欠点がある。一方、後者の一成分現像剤は前者の欠点は持たないが、帯電性が安定しにくいといった不都合を有している。
【０００３】
また、二成分系現像剤を使用して静電潜像を繰り返し現像を行なう際に、現像剤中のトナーが消費されてトナー濃度が変動するため、印刷時に安定した画像を得るために、必要に応じてトナーを補給してこの変動を抑制する必要がある。一般的にトナー補給量を制御する方法として、複写機等の画像形成装置は透過性検知センサー、流動性検知センサー、画像濃度検知センサー、嵩密度検知センサー等を具備している。これらのセンサーのうち、画像濃度検知センサー、あるいは画像濃度検知センサーと透磁率センサー（嵩密度センサーの一種）とを組み合わせて使用するのが最近の主流である。画像濃度検知センサーによるトナー濃度制御は、潜像担持体上に一定の画像パターンを現像して反射光から画像濃度を検知することによって、トナー補給量を制御する方式である。また、画像濃度検知センサーと透磁率センサーとの組み合わせによるトナー濃度制御は、画像パターンの濃度によって、透磁率センサーの目標値を変更することで、トナー補給量を制御する方式である。
【０００４】
このような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等を施すことにより固く高強度の被覆層を設けることが行なわれており、例えば特定の樹脂材料で被覆されたもの（特開昭５８−１０８５４８号公報）、更にその被覆層に種々の添加剤を添加するもの（特開昭５４−１５５０４８号公報、特開昭５７−４０２６７号公報、特開昭５８−１０８５４９号公報、特開昭５９−１６６９６８号公報、特公平１−１９５８４号公報、特公平３−６２８号公報、特開平６−２０２３８１号公報）、更にキャリア表面に添加剤を付着させたものを用いるもの（特開平５−２７３７８９号公報）、更にコート膜厚よりも大きい導電性粒子をコート膜に含有させたものを用いるもの（特開平９−１６０３０４号公報）などが開示されている。また、特開平８−６３０７号公報には、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してキャリア被覆材に用いることが記載され、特許第２６８３６２４号公報には、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記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、キャリアに被覆層を設けた場合であっても、現像剤へのストレスが高い低画像面積原稿（特に画像面積３％以下）の連続ランのような使用をした場合などに、トナーとキャリアとの摩擦帯電によってキャリアがチャージｕｐし、キャリア同士の斥力によって現像剤の嵩密度が低下（嵩が増量）する現象が発生する場合ある。この現象は、キャリア間の摺擦によってトナーの外添剤が埋め込まれて現像剤全体の流動性が低下することにより、より加速される。上記透磁率センサの出力は、磁性体であるキャリアが遠いほど、また、キャリアがまばらなほど、その出力が低くなる。よって、上記現像剤嵩密度の低下で上記センサ上部からキャリアが離れたりまばらであったりすると、トナー濃度は変わらないのに、その出力が低くなってトナー濃度が高くなったという誤検出をしてしまう。このため、この検出結果に基づくトナー濃度の低下で、現像能力が低下してしまう。このように、現像剤に高いストレスがかかるような使用をすると、現像剤の嵩密度変動に起因してトナー濃度制御が不安定になるという不具合がある。
【０００６】
なお、特開平１１−３１６４９５号公報および特開平１０−１８６８３３号公報で開示された発明においては、画像形成装置を長時間休止した場合の現像剤の嵩密度変動に起因してトナー濃度制御が不安定になる不具合を解決している。しかし、これらの公報で開示された発明では、現像剤に高いストレスがかかるような使用をした場合に、現像剤の嵩密度変動に起因してトナー濃度制御が不安定になるという不具合については何ら言及されていない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤へ高いストレスがかかるような使用をした場合であっても、該現像剤の嵩密度変動が少なく、安定したトナー濃度制御を行うことができる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくとも結着樹脂と顔料からなるトナーと、少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有するキャリアとからなる現像剤と、該現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の検知結果に基づいてトナー濃度を制御する制御手段とを具備する現像装置において、上記トナー濃度検知手段として嵩密度センサーを用い、且つ、上記粒子の粒子径（Ｄ）と上記結着樹脂の膜厚（ｈ）とが、１＜［Ｄ／ｈ］＜１０の関係を満たすことを特徴とするものである。本発明者らが鋭意実験を行なったところ、少なくとも結着樹脂と粒子とを有するコート膜を有するキャリアにおいて、粒子径（Ｄ）と結着樹脂の膜厚（ｈ）とが１＜［Ｄ／ｈ］＜１０、より望ましくは１＜［Ｄ／ｈ］＜５の関係を満たすことで、現像剤に高いストレスがかかるような使用をしても該現像剤の嵩密度変動を抑制する効果が顕著に得られることが判った。これは、コート膜に比べ粒子の方が凸となるので、攪拌時のキャリア同士の接触面積が減り、キャリアのチャージｕｐを低減できるためと考えられる。また、粒子の凸凹によりキャリアとキャリアとの間にスペースができる（スペーサー効果）ため、攪拌時にトナーを摺擦する程度が軽減され、トナーの外添剤の埋めこみも緩和できるためと考えられる。これらのことにより、トナー濃度が一定であれば現像剤の嵩密度低下（嵩の増量）が抑制されて嵩密度変動を少なくすることができる。このように、トナー濃度変化以外では嵩密度変動が小さいため嵩密度センサーの誤検知を防止でき、安定したトナー濃度制御を行なうことができる。なお、［Ｄ／ｈ］が１以下の場合、粒子は結着樹脂中に埋もれてしまうため、効果が著しく低下し好ましくない。一方［Ｄ／ｈ］が１０以上の場合、粒子と結着樹脂との接触面積が少ないため充分な拘束力が得られず、該粒子が容易に脱離してしまうため好ましくない。上記粒子の脱離防止のためには、［Ｄ／ｈ］が５以下であることが、より好ましい。なお、特開２００１−１８８３８８号公報においては、少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有するキャリアにおいて、該粒子径（Ｄ）と該結着樹脂膜厚（ｈ）が１＜［Ｄ／ｈ］＜５であることを特徴とする電子写真用キャリアが開示されている。この公報では現像剤へ高ストレスがかかった結果発生する嵩密度変動によるトナー濃度制御不良という本発明の課題については言及されていない。
また、上記目的を達成するために、請求項６の発明は、像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成された潜像を、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１，２，３，４または５に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。この画像形成装置では、現像剤へ高いストレスがかかる使用、例えば低画像面積原稿（特に画像面積３％以下）の連続ランのような使用をした場合であっても、該現像剤の嵩密度変動を抑制して安定したトナー濃度制御を行なうことができ、高品質な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明においては、現像剤に高いストレスがかかるような使用をしても該現像剤の嵩密度変動を抑制することができるため、嵩密度センサーと組み合わせてトナー濃度を制御することで、非常に安定したトナー濃度制御が可能になるという優れた効果がある。
また、請求項６の発明においては、現像剤へ高いストレスがかかる使用をした場合であっても、該現像剤の嵩密度変動を抑制して安定したトナー濃度制御を行なうことができ、高品質な画像を形成することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（ＢＫ）の各色の画像を形成するための４組の作像手段１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫ（以下、各符号の添字Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫは、それぞれマゼンダ、シアン、イエロー、黒用の部材であることを示す）が、転写材としての転写紙１００（図２参照）の移動方向（図中の矢印Ａ方向）における上流側から順に配置されている。この作像手段１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１ＢＫを有する感光体ユニットと、現像ユニットとを備えている。また、各作像手段１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫの配置は、各感光体ユニット内の感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１ＢＫの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００１１】
また、本レーザプリンタは、上記作像手段１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、上記各感光体ドラム１１に対向する転写部に向けて転写材を搬送する転写材搬送ベルトとしての転写ベルト６０を有する転写ユニット６、該転写ベルト６０に転写材としての転写紙１００を供給する一対のローラからなるレジストローラ５、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８、反転ユニット９等を備えている。また、本レーザプリンタは、図示していない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、電源ユニットなども備えている。
【００１２】
上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１ＢＫの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１３】
また、図１中の一点鎖線は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３，４から給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙１００は、レジストローラ５により所定のタイミングで転写ベルト６０に供給され、各感光体ドラム１１Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫに対向する各転写部を通過するように搬送される。これにより、各作像手段１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫによって形成された感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１ＢＫ上のトナー像が、該転写紙上に順次重ね合わされて転写され、該転写材上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙１００は、定着ユニット７でトナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。
【００１４】
図２は、上記作像手段１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫのうち、マゼンタの作像手段１Ｍの概略構成を示す拡大図である。他の作像手段１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図２において、作像手段１Ｍは、前述したように、感光体ユニット１０Ｍ及び現像ユニット２０Ｍを備えている。感光体ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１１Ｍのほか、該感光体ドラム表面をクリーニングする揺動可能なクリーニングブレード１３Ｍ、該感光体ドラム表面を一様帯電する非接触型の帯電ローラ１５Ｍ等を備えている。また、感光体ドラム表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体ドラム表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｍも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｍは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
【００１５】
上記構成の感光体ユニット１０Ｍにおいて、感光体ドラム１１Ｍの表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５Ｍにより一様帯電される。この感光体ドラム１１Ｍの表面に、上記光書込ユニット２で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されると、該感光体ドラム１１Ｍの表面に静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１Ｍ上の静電潜像は、後述の現像ユニット２０Ｍで現像されてマゼンタのトナー像となる。転写ベルト６０上の転写紙１００が通過する転写部Ｐｔでは、感光体ドラム１１Ｍ上のトナー像が転写紙１００に転写される。トナー像が転写された後の感光体ドラム１１Ｍの表面は、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｍで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電された後、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３Ｍでクリーニングされ、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００１６】
上記現像ユニット２０Ｍは、上記静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に「現像剤」ともいう）２８Ｍを使用している。また、この現像ユニット２０Ｍは、現像ケース２１Ｍの感光体ドラム側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ２２Ｍや、現像スリーブ２２Ｍの内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（不図示）、搬送スクリュウ２３Ｍ，２４Ｍ、現像ドクタ２５Ｍ、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）としての現像剤２８Ｍの透磁率を検知する透磁率センサー２６Ｍ、粉体ポンプ２７Ｍ等を備えている。現像スリーブ２２Ｍには現像電界形成手段としての図示を省略した現像バイアス電源により負の直流電圧ＤＣ（直流成分）に交流電圧ＡＣ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印可され、現像スリーブ２２Ｍが感光体ドラム１１Ｍの金属基体層に対して所定電圧にバイアスされている。
【００１７】
図２において、現像ケース２１Ｍ内に収容された現像剤２８Ｍは、搬送スクリュウ２３Ｍ，２４Ｍで撹拌搬送されることにより摩擦帯電される。そして、該現像剤２８Ｍの一部が現像スリーブ２２Ｍの表面に担持され、現像ドクタ２５Ｍで層厚が規制された後、感光体ドラム１１Ｍと対向する現像位置に搬送される。現像位置では、現像スリーブ２２Ｍ上の現像剤中の帯電トナーにより、感光体ドラム１１Ｍ上の静電潜像が現像される。
【００１８】
現像ケース２１Ｍ内の現像剤２８Ｍのトナー濃度は、画像形成に伴う現像剤の消費により低下するので、画像面積及び上記透磁率センサ２６Ｍの検知値（Ｖt）に応じて、必要によりトナーカートリッジ（不図示）から粉体ポンプ２７Ｍによりトナーが補給されることでほぼ一定に保たれる。トナー補給は、トナー濃度目標値（Ｖref）とＶtの差ΔＴ（＝Ｖref−Ｖt）の値に基づいて、ΔＴが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと考えてトナーを補給せず、ΔＴが−（マイナス）の場合、｜ΔＴ｜が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、ＶtがＶrefの値に近づくようにしておこなう。また、１０枚(コピースピードなどにより約５〜２００枚)に一回のプロセスコントロール（例えば、感光体ドラム１１Ｍ上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンを反射濃度センサにより付着量換算し、狙いの付着量になるように設定するモード）によりＶref，帯電電位，光量を設定している。このようなトナー濃度制御を行なうために、図示しない制御部が設けられており、この制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、記憶手段たるＲＡＭ、Ｉ/Ｏインターフェースなどを有している。
【００１９】
また、４つの感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１ＢＫのうち、最下流側にあるＢＫ感光体１１ＢＫのみ転写ベルトに常に接触している転写ニップ常接状態であり、残りの感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは転写ベルトに対して接離可能となっている。
【００２０】
以下、本実施形態に係るレーザプリンタの画像形成について説明する。
上記転写紙上にカラー画像を形成する多色画像形成モードについて説明する。４つの感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１ＢＫはそれぞれ転写ベルト６０に当接する。静電吸着ローラ６１にて、転写紙１００に対して、トナーの極性と同極性の電荷を付与して、転写ベルト６０に転写紙１００を吸着させる。これにより、前述したように、転写材のチャージアップによるトナー像の転写不良を解消することができるようになる。
【００２１】
転写紙１００は、転写ベルト６０に吸着されたまま搬送され、上流のカラードラム１１Ｍ、１１Ｃ，１１Ｙ上に形成されたマゼンタ,シアン，イエローの各色のカラートナー像が順に重ねて転写され、最後にＢＫドラム１１ＢＫ上に形成されたブラックのトナー像が重ね転写される。そして、転写紙１００上に重ねて転写されたトナー像は定着ユニット７により定着され、永久的なフルカラー画像が形成される。
【００２２】
なお、転写紙１００上に、例えばブラックの単色画像を形成する単色画像形成モードでは、図１において、各カラードラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍを転写ベルト６０から離間させ、ブラックトナーによるトナー像が形成されるＢＫドラム１１ＢＫのみを転写ベルト６０と当接するようにする。そして、上記転写紙１００は、ＢＫドラム１１ＢＫの転写ニップに搬送されて、ブラックのトナー像が転写された後、定着ユニット７により定着され、ブラック単色の画像が形成される。
【実施例】
【００２３】
次に、実施例および比較例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
〔実施例１〕
（機械条件）
現像スリーブと感光体ドラムのギャップ(Gp)        ０．５ｍｍ
現像スリーブとドクターブレードのギャップ（Gd）  ０．７５ｍｍ
現像スリーブ径                                  φ１８ｍｍ
感光体線速                                      １２５ｍｍ／ｓｅｃ
感光体線速に対する現像ローラの線速比            １．５
トナー濃度検知センサー                          透磁率センサー
（トナー条件）
ポリオール系樹脂
重量平均粒径        ６〜７μｍ
外添剤              １．８５ｗｔ％
（キャリア条件）
アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                      ５６．０部
グアナミン溶液（固形分７７重量％）                        １５．６部
アルミナ粒子［０．３μｍ、固有抵抗１０１４（Ω・ｃｍ）］  １６０．０部
トルエン                                                    ９００部
ブチルセロソルブ                                            ９００部
をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、キャリアの芯材表面に膜厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。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た。冷却後フェライト粉バルクを目開き１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアとした。結着樹脂膜厚測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。なお、上記キャリアの芯材としては、静電潜像担持体へのキャリア付着（飛散）防止の点から、小さくとも２０μｍ（平均粒径）の大きさのものを使用し、キャリアスジ等の発生防止等画質低下防止の点から、大きくとも１００μｍのものを使用する。具体的材料としては、電子写真用二成分キャリアとして公知のもの、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル等、キャリアの用途、使用目的に合わせ適宜選択して用いればよい。
こうして得たキャリアを、市販のデジタルフルカラー複写機（リコー社製ｉｐｓｉｏＣｏｌｏｒ８０００）にセットし、ブラック単色による白ベタ（低画像面積の最も極端なストレスとして、画像がまったくない原稿とした）９００枚のランニング評価を行なった。そして、この評価結果を表１に示す。また、このランニング中の透磁率センサの出力（Ｖｔ）変動、現像剤の嵩比重の推移を測定した結果を図３、図４に示す。
【００２５】
〔実施例２〕
機械条件とトナー条件については実施例１と同じで、キャリア条件が異なる。
（キャリア条件）
シリコーン樹脂溶液［固形分１５重量％]
（ＳＲ２４１１：東レダウコーニング社製）                      ２２７部
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン          ６部
アルミナ粒子［０．３μｍ、固有抵抗１０１４（Ω・ｃｍ）］        １６０部
トルエン                                                      ９００部
ブチルセロソルブ                                              ９００部
をホモミキサーで１０分間分散し、被覆膜形成溶液を調合し、キャリアの芯材表面に膜厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて３００℃で２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１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアとした。こうして得たキャリアを用い、実施例１と同様の方法でランニング評価を行ない、その結果を表１に示す。
【００２６】
〔実施例３〕
機械条件とトナー条件については実施例１と同じで、キャリア条件が異なる。
（キャリア条件）
アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                      ５６．０部
グアナミン溶液（固形分７７重量％）                        １５．６部
シリカ粒子［０．２μｍ、固有抵抗１０１３（Ω・ｃｍ）］    １６０．０部
トルエン                                                    ９００部
ブチルセロソルブ                                              ９００部
をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、キャリアの芯材表面に膜厚０．１０μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。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た。冷却後フェライト粉バルクを目開き１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアとした。こうして得たキャリアを用い、実施例１と同様の方法でランニング評価を行ない、その結果を表１に示す。
【００２７】
〔実施例４〕
機械条件とトナー条件については実施例１と同じで、キャリア条件が異なる。
（キャリア条件）
アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                      ３０．０部
グアナミン溶液（固形分７７重量％）                          ８．３部
シリカ粒子［０．２μｍ、固有抵抗１０１３（Ω・ｃｍ）］    １６０．０部
トルエン                                                    ９００部
ブチルセロソルブ                                            ９００部
をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、キャリアの芯材表面に膜厚０．０８μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。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た。冷却後フェライト粉バルクを目開き１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアとした。こうして得たキャリアを用い、実施例１と同様の方法でランニング評価を行ない、その結果を表１に示す。
【００２８】
〔実施例５〕
機械条件とトナー条件については実施例１と同じで、キャリア条件が異なる。
（キャリア条件）
アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                      ３０．０部
グアナミン溶液（固形分７７重量％）                          ８．３部
シリカ粒子［０．２μｍ、固有抵抗１０１３（Ω・ｃｍ）］    １６０．０部
トルエン                                                    ９００部
ブチルセロソルブ                                            ９００部
をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、キャリアの芯材表面に膜厚０．０３μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。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た。冷却後フェライト粉バルクを目開き１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアとした。こうして得たキャリアを用い、実施例１と同様の方法でランニング評価を行ない、その結果を表１に示す。
【００２９】
〔比較例１〕
機械条件とトナー条件については実施例１と同じで、キャリア条件が異なる。
（キャリア条件）
アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                      ５６．０部
グアナミン溶液（固形分７７重量％）                        １５．６部
トルエン                                                    ９００部
ブチルセロソルブ                                            ９００部
をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、キャリアの芯材表面に膜厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。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た。冷却後フェライト粉バルクを目開き１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアとした。こうして得たキャリアを用い、実施例１と同様の方法でランニング評価を行ない、その結果を表１に示す。また、このランニング中の透磁率センサの出力（Ｖｔ）変動、現像剤の嵩比重の推移を測定した結果を図３、図４に示す。
【００３０】
〔比較例２〕
機械条件とトナー条件については実施例１と同じで、キャリア条件が異なる。
（キャリア条件）
アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）                      ５６．０部
グアナミン溶液（固形分７７重量％）                        １５．６部
酸化チタン粒子［０．０２μｍ、固有抵抗１０７（Ω・ｃｍ）］  ２６．７部
トルエン                                                    ９００部
ブチルセロソルブ                                            ９００部
をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、キャリアの芯材表面に膜厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。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た。冷却後フェライト粉バルクを目開き１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアとした。こうして得たキャリアを用い、実施例１と同様の方法でランニング評価を行ない、その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2005346102.tif 000003
【００３２】
【表２】
2005346102.tif 000004
【００３３】
図３及び図４より、アルミナ粒子を含有し、このアルミナ粒子の固有抵抗が１０１４（Ω・ｃｍ）、Ｄ／ｈが２．０、粒子含有率が８０ｗｔ％である実施例１は、現像剤の嵩比重変動が小さく、透磁率センサーの出力変動がほとんどない良好な結果が得られた。なお、図３及び図４には示していないが、アルミナ粒子もしくはシリカ粒子を含有し、これらの粒子の固有抵抗が１０１２（Ω・ｃｍ）以上、１＜Ｄ／ｈ＜１０、粒子含有率が５０〜９５ｗｔ％である実施例２乃至５は、上記表１より、実施例１と同様に現像剤の嵩比重変動が小さい良好な結果が得られた。
一方、図３及び図４より、粒子を含有しない変形例１は、現像剤の嵩比重変動が実施例１に比べて大きく、透磁率センサーの出力変動も大きく良好な結果は得られなかった。なお、図３及び図４には示していないが、粒子が酸化チタンであって、粒子の固有抵抗が１０１２（Ω・ｃｍ）以上、１＜Ｄ／ｈ＜１０、粒子含有率が５０〜９５ｗｔ％の要件を満たさない比較例２は、上記表１より、比較例１と同様に現像剤の嵩比重変動が大きく良好な結果が得られなかった。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置では、トナー濃度以外の原因で発生した現像剤の嵩比重変動が押さえられるので、安定したトナー濃度制御が可能となった。
【００３５】
なお、本実施形態ではトナー濃度センサーとして嵩密度センサーの一種である透磁率センサーを用いたが、嵩比重の変動も解決されているので、透磁率センサー以外の嵩密度センサーを用いても安定したトナー濃度制御が可能となる。
また、本実施形態では画像形成装置としてカラーレーザプリンタに適用した例について説明したが、カラーの画像形成装置に限らず白黒の画像形成装置についても適用できることはもちろんである。
【００３６】
以上説明したように、上記現像装置としての現像ユニットにおいて、上記嵩密度センサーが透磁率センサーであることを特徴とするものである。よって、上記キャリアを透磁率センサーの検知値に基づいたトナー濃度制御を行なう現像装置と組み合わせて用いることにより、現像剤へ高いストレスがかかる使用をした場合でも、従来技術では得られなかったような安定したトナー濃度制御が可能になった。
また、上記現像装置としての現像ユニットにおいて、上記粒子の固有抵抗が、１０１２（Ω・ｃｍ）以上であることを特徴とするものである。よって、上記粒子が芯材との接点を持ちながら表面に露出していても、電荷のリークが抑えられるので、安定した帯電性を得られ、特に長期にわたる現像剤の保管に際して帯電量低下を抑えることができ、改善効果が顕著である。一方、該粒子の固有抵抗が１０１２（Ω・ｃｍ）未満の場合、電荷のリークが抑えられないため、安定した帯電性は得られず好ましくない。また、前記従来技術でも挙げたが、本発明に類似した技術で、コート樹脂膜厚よりも大きい導電性粒子をコート膜中に含有させたもの（特開平９−１６０３０４号公報）との相違点として、コート膜中に含有させる粒子の抵抗が挙げられる。該技術では、キャリアの抵抗を上げないために、該粒子を導電路として用いており、その抵抗値が１０１０以下が好ましいとしている。しかし、本発明では先に述べたとおり、該粒子を導電路として用いていない。即ち、本発明において該粒子は、従来のように抵抗調節材として用いるのではなく、コート膜樹脂の保護材及び表面形状の調節材として用いている。また、該粒子はここで挙げたものの他でも、固有抵抗が１０１２（Ω・ｃｍ）以上のものであれば使用することが可能である。
また、粒子がアルミナでその含有率がコート膜組成成分の５０〜９５ｗｔ％の範囲、好ましくは７０〜９０ｗｔ％であることで、その効果は顕著である。更に、粒子がシリカでその含有率がコート膜組成成分の５０〜９５ｗｔ％の範囲、好ましくは７０〜９０ｗｔ％であることで、その効果は顕著である。また、アルミナとシリカを混合して用いてもよい。この粒子の含有率が５０ｗｔ％よりも少ない場合には、キャリア粒子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少ないため、キャリアのチャージｕｐ緩和効果、スペーサー効果ともに小さいので、十分な嵩密度安定性が得られず好ましくない。一方、９５ｗｔ％よりも多い場合には、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多過ぎるため、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。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、十分な耐久性が得られず好ましくない。また、先に挙げた本発明に類似する（特開平９−１６０３０４号公報）が、粒子の含有率範囲について本発明と異なっており、該技術が「コート樹脂の０．０１〜５０重量％」、即ち、本発明の含有率計算方法に換算すると、「コート膜組成成分の０．０１〜３３．３３ｗｔ％」であり、この場合、従来に比べ耐久性は向上するが、先にも述べたとおり、キャリア粒子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少ないので、キャリアのチャージｕｐ緩和効果、スペーサー効果ともに小さいので、十分な嵩密度安定性が得られず好ましくない。なお、コート樹脂としては、なんら特定せず、一般的に用いられているものなら使用可能である。
また、本発明のアルミナとは、１０μｍ以下のアルミナ粒子が好ましく、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全てを用いることができる。本発明のシリカとは、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全てを用いることができる。帯電及び抵抗調節剤として、カーボンブラックあるいは酸性触媒を単独または併用して用いることも可能である。カーボンブラックは、キャリアあるいはトナー用として一般的に使われているもの全てを用いることができる。酸性触媒は、触媒作用を持つものを用いることができる。例えば、完全アルキル化型、メチロール基型、イミノ基型、メチロール／イミノ基型等の反応性基を有するものであるが、これらに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図。
【図２】本実施形態にかかるプリンタにおけるマゼンタ作像手段の概略構成を示す拡大図。
【図３】実施例１と比較例１とで得られたキャリアを用いてそれぞれランニング評価を行なったときの透磁率センサの出力（Ｖｔ）変動を示すグラフ。
【図４】実施例１と比較例１とで得られたキャリアを用いてそれぞれランニング評価を行なったときの現像剤の嵩比重の推移を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３８】
１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫ    作像手段
５        レジストローラ対
６        転写ユニット（転写搬送装置）
９        反転ユニット
１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０ＢＫ    感光体ユニット
１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１ＢＫ    感光体ドラム
１２Ｍ    潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ
１３Ｍ    クリーニングブレード
１５Ｍ    帯電ローラ
２０Ｍ    現像ユニット
２６Ｍ    透磁率センサー
２８Ｍ    現像剤
６０      転写ベルト
６１      静電吸着ローラ（転写材吸着用電極部材）
１００    転写紙
【図１】
2005346102.tif 000005
【図２】
2005346102.tif 000006
【図３】
2005346102.tif 000007
【図４】
2005346102.tif 000008