(57)【要約】【課題】流動性が高く、流動性の変化が少ない二成分現像剤を提供する。【解決手段】コア粒子及び該コア粒子を被覆する樹脂層を備えるキャリアと、着色樹脂粒子及び個数平均粒径が２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の外添剤を含むトナーとを含んでなる二成分現像剤において、前記外添剤の一部が前記キャリアの樹脂層に固着し、該固着した外添剤の量が二成分現像剤に含まれる該外添剤の全重量に対して０.５重量％以上５重量％以下であることを特徴とする二成分現像剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア粒子及び該コア粒子を被覆する樹脂層を備えるキャリアと、着色樹脂粒子及び個数平均粒径が２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の外添剤を含むトナーとを含んでなる二成分現像剤において、前記外添剤の一部が前記キャリアの樹脂層に固着し、該固着した外添剤の量が二成分現像剤に含まれる外添剤の全重量に対して０.５重量％以上５重量％以下であることを特徴とする二成分現像剤。
【請求項２】
前記固着した外添剤の量が、前記二成分現像剤から採取した５つの試料において測定され、該５つの試料のいずれもが、個々の試料に含まれる外添剤の全重量に対して０.５重量％以上５重量％以下の固着した外添剤を含む請求項１に記載の二成分現像剤。
【請求項３】
前記外添剤が前記着色樹脂粒子に対して１重量％以上２重量％以下含まれる請求項１又は２に記載の二成分現像剤。
【請求項４】
前記外添剤が、シランカップリング剤で疎水化処理された無機微粒子を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の二成分現像剤。
【請求項５】
前記無機微粒子がシリカ微粒子である請求項１〜４のいずれか１つに記載の二成分現像剤。
【請求項６】
前記樹脂層を構成する樹脂が熱硬化シリコーン樹脂である請求項１〜５のいずれか１つに記載の二成分現像剤。
【請求項７】
前記コア粒子がフェライト成分を含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の二成分現像剤。
【請求項８】
表面に静電潜像が形成される感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、請求項１〜７のいずれか１つに記載の二成分現像剤を収容し、静電潜像を現像する現像装置とを含むことを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置が、印加電圧制御型透磁率センサを備える請求項８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、二成分現像剤及びそれを用いた画像形成装置に関する。本発明の二成分現像剤は、複写機、プリンタ及びファクシミリ機等の電子写真方式による印刷機能を有する画像形成装置に好適に使用できる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電、及び定着の各工程を経て画像を形成する。具体的には、例えば、回転駆動される感光体の表面が帯電装置により均一に帯電され、帯電した感光体表面に露光装置により画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。続いて、感光体上の静電潜像が現像装置により現像されて感光体表面上にトナー像が形成される。感光体上のトナー像は転写装置により転写材上に転写され、転写材上のトナー像は定着装置により加熱されて固定される。感光体表面上に残った転写残留トナーは、クリーニング装置により除去され所定の回収部に回収される。クリーニングされた後の感光体表面は、次の画像形成に備えるために、除電装置により残留電荷が除去される。
【０００３】
感光体上の静電潜像を現像する現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤やトナーとキャリアとからなる二成分現像剤が一般に用いられる。
一成分現像剤はキャリアを使用しないことから、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構等を必要としない。そのため、現像装置がシンプルになるといった利点を有する。しかし、トナーの帯電量が安定し難い等の欠点がある。
二成分現像剤は、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構等を必要とすることから、現像装置が複雑になるという欠点を有する。しかし、帯電安定性や高速機への適合性に優れている。そのため、高速画像形成装置やカラー画像形成装置によく使用されている。
【０００４】
二成分現像剤は、トナーの帯電量やトナー濃度を一定にする必要があるため、透磁率センサでトナー濃度を検知し、トナー濃度が所定の値より低くなると、トナーホッパからトナーが供給されるようになっている。
近年、高画質化の要望に応えるため、体積平均粒径が５〜７μｍの小粒径トナーや体積平均粒径が２５〜５０μｍの小粒径キャリアが二成分現像剤に使用されるようになってきている。従来、このような小粒径トナー及び小粒径キャリアからなる二成分現像剤は流動性が低い。二成分現像剤の流動性がさらに低くなると、センサ感度がより鈍くなるため、透磁率センサの出力電圧に基づいてトナー濃度を制御することが困難になる場合が生じる。この問題に対して、センサ感度の最も高い領域で制御できるように、印加電圧を制御する印加電圧制御型透磁率センサを用いてトナー濃度を制御する現像装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
新しい二成分現像剤を現像装置にセットすると、トナー濃度を制御するために透磁率センサの制御電圧を調べる操作(以下、「デベ調」と呼ぶこともある)が行われ、二成分現像剤に応じた制御電圧が読み込まれるが、非常に感度の高い透磁率センサが用いられている場合、同一のトナーとキャリアを用いた二成分現像剤であっても、制御電圧の規定範囲外となり、読み込みエラーとなって、その現像剤が使用できなくなるという問題があった。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、流動性が高く、流動性の変化が少ない二成分現像剤およびそれを用いた画像形成装置を提供することにあり、さらには透磁率センサの感度変化が生じないレベルで流動性の安定した二成分現像剤およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、コア粒子及び該コア粒子を被覆する樹脂層を備えるキャリアと、着色樹脂粒子及び個数平均粒径が２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の外添剤を含むトナーとを含んでなる二成分現像剤において、前記外添剤の一部が前記キャリアの樹脂層に固着し、該固着した外添剤の量が二成分現像剤に含まれる該外添剤の全重量に対して０.５重量％以上５重量％以下であることを特徴とする二成分現像剤を提供する。
【０００７】
本発明はまた、表面に静電潜像が形成される感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、上記の二成分現像剤を収容し、静電潜像を現像する現像装置とを含むことを特徴とする電子写真方式の画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の二成分現像剤及び画像形成装置によれば、流動性が高く、バラツキの少ない二成分現像剤および画像形成装置が得られ、安定したトナー濃度制御が可能となる。さらに、透磁率センサの制御電圧を読み込む際のエラーを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜二成分現像剤＞
以下に、本発明の二成分現像剤について説明する。
本発明の二成分現像剤は、コア粒子及び該コア粒子を被覆する樹脂層を備えるキャリアと、着色樹脂粒子及び個数平均粒径が２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の外添剤を含むトナーとを含んでなる二成分現像剤であり、ここで、前記外添剤の一部が前記キャリアの樹脂層に固着し、該固着した外添剤の量が二成分現像剤に含まれる外添剤の全重量に対して０.５重量％以上５重量％以下であることを特徴とする。
本発明の二成分現像剤に使用されるキャリア及びトナーについては後記する。
【００１０】
従来、現像剤を構成する材料や帯電量等が同じであるのに、トナー濃度測定用制御電圧が規定範囲から外れる理由は完全には解明されていないが、キャリア表面に固着したトナー外添剤の量の違いによって流動性に微小な違いが生じ、高感度なセンサ制御電圧に影響を与えると考えられる。キャリア表面に固着したトナー外添剤の量の違いは、例えばナウターミキサなどの大型の量産機などで一度に５０ｋｇ以上のキャリアとトナーを混合して二成分現像剤を製造する際に顕著に現れる。
【００１１】
すなわち、大量の二成分現像剤を混合する際、混合機の下方にあるキャリアは、上方のキャリアの重量がかかり、大きなストレスを受け、キャリア間に挟まった外添剤が、一方のキャリアの樹脂層に一部埋没する形で固着する。一方、上方のキャリアは、下方のキャリアほどストレスを受けないため、キャリア間に挟まった外添剤がキャリア表面の樹脂層に固着しないと考えられる。
【００１２】
個数平均粒径が２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である比較的大粒径の外添剤は、７ｎｍ以上２０ｎｍ未満の通常の外添剤（流動性向上剤）と比べてトナー表面に固着し難いことから、長期にわたってトナーの流動性を向上させる。しかし、二成分現像剤の製造時にトナーとキャリアを大きな力で混合・攪拌すると、外添剤はキャリアの樹脂層に固着して、キャリア表面に突起を形成する。この突起が障害となり、流動性が低下する。
【００１３】
二成分現像剤の製造ロット又は各個装された現像剤において、キャリア表面に固着して突起を形成する外添剤の数が大きくなると、二成分現像剤の流動性が変化しやすくなり（著しく低下しやすくなる）ため、トナー濃度測定用制御電圧が規定範囲から外れて制御不能になるケースが生じ、デベ調時に読み込みエラーが一定の確率で発生するが、キャリア表面に固着する大粒径外添剤の量を所定の範囲内とすることにより、制御電圧を読み込む際のエラーを防ぐことができる。
【００１４】
本発明において、キャリアの樹脂層に固着した外添剤の重量は、以下の方法により求まる値とする：二成分現像剤１ｋｇをメタノール１リットルに加え、超音波洗浄器（１００Ｗ、４０ｋＨｚ）で１分間振動を与えた後、メタノールからキャリア粒子を磁石で取り除き、メタノールを蒸発させた後の残渣から、外添剤成分を蛍光Ｘ線分析装置で定量分析することによって、キャリアに固着していない外添剤量を求め、その値からキャリアに固着した外添剤量を算出した。尚、測定試料は、同一ロットから任意に５試料抽出する。
【００１５】
本発明の二成分現像剤の流動性について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、キャリア表面に外添剤が付着している(固着していない)状態の二成分現像剤を示す概念図である。キャリア粒子４０の表面にはトナー粒子４１が静電的に付着し、そのトナー粒子４１の周りには外添剤４２が流動可能な状態で付着している。外添剤４２の一部はトナー粒子４１から離れ、キャリア粒子４０の表面に流動可能な状態で付着している(固着していない)。図１の状態の二成分現像剤は、良好な流動性を示す。
【００１６】
一方、図２は、キャリア表面に外添剤が固着している状態の二成分現像剤を示す概念図である。図１と同様に、キャリア粒子４０の表面にはトナー粒子４１が静電的に付着し、そのトナー粒子４１の周りには外添剤４２が流動可能な状態で付着しているが、トナー粒子４１から離れた一部の外添剤４２がキャリア粒子４０の表面に一部埋没して固着し、突起を形成した状態にある。図２の状態では、キャリアの流動性が妨げられる結果、二成分現像剤の流動性は低い。
【００１７】
同一のトナーとキャリアを用いた二成分現像剤であっても、図１及び図２に示すように外添剤の付着/固着状態が異なると、制御電圧を読み込む際のエラーが発生し易くなるので、外添剤の固着量を０.５重量％以上５重量％以下に制御することが必要である。５重量％を超えると、流動性は著しく低下し、流動状態が不安定になり、安定したデベ調ができなくなる。０.５重量％未満にすることは製造工程上難しい。きわめて弱い力でトナーとキャリアを長時間混合する方法も考えられるが、非常にコストがかかる。
【００１８】
本発明の二成分現像剤において、キャリアとトナーの混合割合は、一般に、キャリア１００重量部に対してトナー３〜１５重量部の割合である。キャリアとトナーの混合方法は、ナウターミキサのような混合機で攪拌する方法が挙げられる。キャリアの樹脂層に固着する外添剤の量を、二成分現像剤に含まれる外添剤の全重量に対して０.５重量％以上５重量％以下とするためには、混合機に投入する現像剤量を少なくしたり、混合速度を遅くして、時間を長くするなどの方法で行う。
【００１９】
本発明の二成分現像剤の１つの実施形態において、外添剤は、着色樹脂粒子に対して１重量％以上２重量％以下(すなわち、着色樹脂粒子１００重量部に対して１〜２重量部)含まれる。この実施形態によれば、二成分現像剤中のトナー凝集が防がれるとともに、定着性の低下も抑えられる。
【００２０】
別の実施形態において、外添剤はシランカップリング剤で疎水化処理された無機微粒子を含む。本実施形態によれば、高湿条件下においても流動性の低下が防がれ、高湿条件下におけるデベ調時における読み込みエラーが防止できる。
【００２１】
別の実施形態において、無機微粒子はシリカ微粒子である。この実施形態によれば、高湿条件下においても帯電量の低下を防ぎ、高湿条件下におけるデベ調時における読み込みエラーを防止できる。
【００２２】
更に別の実施形態において、樹脂層は熱硬化性シリコーン樹脂である。この実施形態によれば、外添剤の固着が起こり難く、長期にわたって流動性が安定する現像剤が得られる。
【００２３】
別の実施形態において、キャリアはフェライト成分を含む。この実施形態によれば、密度の小さいキャリアが得られ、トナーとキャリアの混合攪拌時におけるストレスを弱め、長期にわたって外添剤の固着が起こり難く、流動性が安定した現像剤が得られる。
【００２４】
［キャリア］
次に、本発明の二成分現像剤に使用されるキャリアについて説明する。
キャリアは、コア粒子及び該コア粒子を被覆する樹脂層を備えるものであれば、特に制限されない。
キャリアの体積平均粒径は、特に制限されないが、２０〜７０μｍが好ましく、３０〜６０μｍが更に好ましい。体積平均粒径が小さすぎると、現像時に現像ローラから感光体ドラムにキャリアが移動し易くなり、得られる画像に白抜けが発生することがある。一方、大きすぎるとドット再現性が悪くなり、画像が粗くなることがある。ここで、キャリアの体積平均粒径は、コア粒子と該コア粒子を被覆する樹脂層との合計の粒径を意味する。体積平均粒径の定義は下記する。
【００２５】
キャリアの飽和磁化は、低いほど感光体ドラムと接する磁気ブラシが柔らかくなるので、静電潜像に忠実な画像が得られる。しかし、飽和磁化が低すぎると、感光体ドラム表面にキャリアが付着し、白抜け現象が発生し易くなる。一方、飽和磁化が高すぎると、磁気ブラシの剛直化により、静電潜像に忠実な画像が得られ難くなる。従って、キャリアの飽和磁化は、３０〜１００ｅｍｕ/ｇの範囲内が好ましく、５０〜８０ｅｍｕ/ｇの範囲内がより好ましい。飽和磁化の定義は下記する。
【００２６】
（コア粒子）
コア粒子には公知の磁性粒子が使用できるが、フェライト成分を含む粒子(フェライト系粒子)が好ましい。フェライト系粒子は、飽和磁化が高く、密度の小さいキャリアを得ることができる。そのため、感光体へのキャリア付着が起こり難く、ソフトな穂立形成によるドット再現の高い画像が得られる。
【００２７】
フェライト系粒子としては公知のものを使用でき、例えば、亜鉛系フェライト、ニッケル系フェライト、銅系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、銅−マグネシウム系フェライト、マンガン−亜鉛系フェライト、マンガン−銅−亜鉛系フェライト等の粒子が挙げられる。
【００２８】
コア粒子の体積平均粒子径は、２０〜８０μｍが好ましく、３０〜６０μｍがより好ましい。体積平均粒子径の定義は下記する。
コア粒子は、ブリッジ法で測定した時、１×１０6〜１×１０11Ω・ｃｍの体積抵抗率を有することが好ましい。この範囲の体積抵抗率を有するフェライト系粒子は、安価であるため一般に使用されている。体積抵抗率が低くなると電気絶縁性不良によりトナー画像にカブリがでることがある。一方、体積抵抗率が高くなるとキャリア表面に残るカウンタ電荷により、ベタ画像における周辺部のエッジ効果や画像濃度低下が起こり易くなる。体積抵抗率は、１×１０8〜５×１０10Ω・ｃｍの範囲がより好ましい。体積抵抗率の定義は下記する。
【００２９】
フェライト系粒子は、公知の方法で作製できる。例えば、Ｆｅ2Ｏ3やＭｇ(ＯＨ)2等のフェライト原料を混合し、この混合粉を加熱炉で加熱して仮焼する。得られた仮焼品を冷却後、振動ミルでほぼ１μｍ程度の粒子となるように粉砕し、粉砕粉に分散剤と水を加えてスラリーを作製する。このスラリーを湿式ボールミルで湿式粉砕し、得られる懸濁液をスプレードライヤーで造粒乾燥することによって、フェライト系粒子が得られる。
【００３０】
（樹脂層）
コア粒子を被覆する樹脂層は、特に限定されず、公知の樹脂からなる層をいずれも使用できる。例えば、アクリル樹脂やシリコーン樹脂等からなる層が使用できる。
アクリル樹脂としては、例えば、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ含フッ素アクリレート、スチレン−メタクリレート共重合体、スチレン−ブチルメタクリレート共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体等が例示される。
【００３１】
市販の商品名では、三菱レイヨン(株)製：ダイヤナールＳＥ−５４３７、ＳＥ−５１０２、ＳＥ−５３７７、ＳＥ−５６４９、ＳＥ−５４６６、ＳＥ−５４８２、ＨＲ−１６９、ＨＲ−１２４、ＨＲ−１１２７、ＨＲ−１１６、ＨＲ−１１３、ＨＲ−１４８、ＨＲ−１３１、ＨＲ−４７０、ＨＲ−６３４、ＨＲ−６０６、ＨＲ−６０７、ＬＲ−１０６５、ＬＲ−５７４、ＬＲ−１４３、ＬＲ−３９６、ＬＲ−６３７、ＬＲ−１６２、ＬＲ−４６９、ＬＲ−２１６、ＢＲ−５０、ＢＲ−５２、ＢＲ−６０、ＢＲ−６４、ＢＲ−７３、ＢＲ−７５、ＢＲ−７７、ＢＲ−７９、ＢＲ−８０、ＢＲ−８３、ＢＲ−８５、ＢＲ−８７、ＢＲ−８８、ＢＲ−９０、ＢＲ−９３、ＢＲ−９５、ＢＲ−１００、ＢＲ−１０１、ＢＲ−１０２、ＢＲ−１０５、ＢＲ−１０６、ＢＲ−１０７、ＢＲ−１０８、ＢＲ−１１２、ＢＲ−１１３、ＢＲ−１１５、ＢＲ−１１６、ＢＲ−１１７、積水化学工業(株)製：エスレックＰＳＥ−００２０、ＳＥ−００４０、ＳＥ−００７０、ＳＥ−０１００、ＳＥ−１０１０、ＳＥ−１０３５、三洋化成工業(株)製：ハイマーＳＴ９５、ＳＴ１２０、三井化学(株)製：ＦＭ６０１等が挙げられる。
【００３２】
シリコーン樹脂としては、例えば、シリコーンワニス(東芝(株)製：ＴＳＲ１１５、ＴＳＲ１１４、ＴＳＲ１０２、ＴＳＲ１０３、ＹＲ３０６１、ＴＳＲ１１０、ＴＳＲ１１６、ＴＳＲ１１７、ＴＳＲ１０８、ＴＳＲ１０９、ＴＳＲ１８０、ＴＳＲ１８１、ＴＳＲ１８７、ＴＳＲ１４４、ＴＳＲ１６５、信越化学工業(株)製：ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２７５、ＫＲ２８０、ＫＲ２８２、ＫＲ２６７、ＫＲ２６９、ＫＲ２１１、ＫＲ２１２)、アルキッド変性シリコーンワニス(東芝(株)製：ＴＳＲ１８４、ＴＳＲ１８５)、エポキシ変性シリコーンワニス(東芝(株)製：ＴＳＲ１９４、ＹＳ５４)、ポリエステル変性シリコーンワニス(東芝(株)製：ＴＳＲ１８７)、アクリル変性シリコーンワニス(東芝(株)製：ＴＳＲ１７０、ＴＳＲ１７１)、ウレタン変性シリコーンワニス(東芝(株)製：ＴＳＲ１７５)、反応性シリコーン樹脂(信越化学工業(株)製：ＫＡ１００８、ＫＢＥ１００３、ＫＢＣ１００３、ＫＢＭ３０３、ＫＢＭ４０３、ＫＢＭ５０３、ＫＢＭ６０２、ＫＢＭ６０３等が挙げられる。
【００３３】
特に、ストレートシリコーン樹脂(アルキル置換シリコーン樹脂)の層を備えたキャリアは、その表面にトナー成分(バインダー樹脂)が付着(フィルミング)し難く、長期に渡ってトナーの帯電付与能力を維持できるので好ましい。
ストレートシリコーン樹脂としては特に制限されず、この分野で常用されるシリコーン樹脂を使用できるけれども、架橋性シリコーン樹脂が好ましい。架橋性シリコーン樹脂は、下記に示すように、Ｓｉ原子に結合する水酸基同士又は水酸基と基−ＯＸとが加熱脱水反応、常温硬化反応などによって架橋して硬化する公知のシリコーン樹脂である。
【００３４】
【化１】
2009162966.tif 000002
〔式中、複数のＲは同一又は異なって１価の有機基を示す。基−ＯＸはアセトキシ基、アミノキシ基、アルコキシ基、オキシム基などである。〕
【００３５】
架橋性シリコーン樹脂としては、加熱硬化性シリコーン樹脂、常温硬化型シリコーン樹脂のいずれをも使用できる。加熱硬化性シリコーン樹脂を架橋させるには、該樹脂を２００〜２５０℃程度に加熱することが必要である。常温硬化型シリコーン樹脂を硬化させるには加熱は必要ないけれども、硬化時間の短縮のために１５０〜２８０℃で加熱するのが好ましい。
熱硬化性シリコーン樹脂は、固い被覆層を形成でき、キャリアとトナーとの混合に際してトナーの外添剤が被覆層に固着し難いので、好ましい。
【００３６】
架橋性シリコーン樹脂の中でも、Ｒで示される１価の有機基がメチル基であるものが好ましい。Ｒがメチル基である架橋性シリコーン樹脂は架橋構造が緻密であることから、該架橋性シリコーン樹脂を用いてキャリアの樹脂被覆層を形成すると、撥水性、耐湿性などの良好なキャリアが得られる。ただし、架橋構造が緻密になりすぎると、樹脂被覆層が脆くなる傾向があるので、架橋性シリコーン樹脂の分子量の選択が重要である。
【００３７】
また、架橋性シリコーン樹脂中の珪素と炭素の重量比(Ｓｉ/Ｃ)が０.３〜２.２であることが好ましい。Ｓｉ/Ｃが０.３未満では、樹脂被覆層の硬度が低下し、キャリア寿命などが低下するおそれがある。Ｓｉ/Ｃが２.２を超えると、キャリアのトナーに対する電荷付与性が温度変化による影響を受け易くなり、樹脂被覆層が脆化するおそれがある。
【００３８】
本発明では市販の架橋性シリコーン樹脂を使用でき、例えば、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、ＳＲ２４１１、ＳＲ２５１０、ＳＲ２４０５、８４０ＲＥＳＩＮ、８０４ＲＥＳＩＮ(いずれも商品名、東レダウコーニング(株)製)、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２７４、ＫＲ２１６、ＫＲ２８０、ＫＲ２８２、ＫＲ２６１、ＫＲ２６０、ＫＲ２５５、ＫＲ２６６、ＫＲ２５１、ＫＲ１５５、ＫＲ１５２、ＫＲ２１４、ＫＲ２２０、Ｘ−４０４０−１７１、ＫＲ２０１、ＫＲ５２０２、ＫＲ３０９３(いずれも商品名、信越化学工業(株)製)などが挙げられる。
架橋性シリコーン樹脂は１種を単独で使用でき、又は２種以上を併用できる。
【００３９】
樹脂層は、抵抗を下げるために導電材を含んでもよい。導電材としては、キャリアの体積抵抗率を制御できるものであれば特に制限はない。例えば、酸化ケイ素、アルミナ、カーボンブラック、グラファイト、酸化亜鉛、チタンブラック、酸化鉄、酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の導電材が挙げられる。
【００４０】
これらの導電材の中でも、作製安定性、コスト、電気抵抗の低さという観点からカーボンブラックが好ましい。
カーボンブラックの種類は特に限定されないが、ＤＢＰ(ジブチルフタレート)吸油量が９０〜１７０ｍｌ/１００ｇの範囲にあるものが、作製安定性に優れる点で好ましい。
【００４１】
導電材の一次粒径は、５０ｎｍ以下であれば分散性に優れるため特に好ましい。
導電材は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。
導電材の含有率は、被覆層を構成する樹脂１００重量部に対して０.１〜２０重量部が好ましい。０.１重量部未満では、導電性を得られないことがある。一方、２０重量部を超えると導電性がありすぎてチャージリークしてしまうことがある。
【００４２】
樹脂層は第１樹脂層(内層)と第２樹脂層(外層)とからなってもよい。この場合、第１樹脂層を構成する樹脂と第２樹脂層を構成する樹脂とは同じであっても異なってもよい。
第１樹脂層に含まれる導電材の含有率は、３.０〜１０.０重量部であることが好ましく、３.０〜７.０重量部であることがより好ましい。含有率がこの範囲であることで、キャリア付着現象を向上できる。一方、第２樹脂層に含まれる導電材の含有率は、７.０〜２５.０重量部であることが好ましく、１５.０〜２５.０重量部であることがより好ましい。含有率がこの範囲であることで、帯電量上昇を防止できる。
【００４３】
第２樹脂層に含まれる導電材の含有率は、第１樹脂層に含まれる導電材の含有率より、８.０重量部以上少ないことが好ましく、８.０〜２２.０重量部の範囲で高いことが好ましい。
第１樹脂層に含まれる導電材及び第２樹脂層に含まれる導電材の成分は同じであることが好ましい。同一成分とすることにより、第１樹脂層と第２被覆層の界面における帯電性の変化がなく、第１被覆層露出時の急激な帯電量変化を防ぐことができる。
【００４４】
被覆層には帯電向上剤を添加できる。帯電向上剤としては、トナーの帯電性を高めるものであれば特に制限はない。例えば、負帯電トナー用としては、メラミン樹脂等の含窒素樹脂が使用でき、正帯電トナー用としてはフッ素系樹脂が使用できる。
【００４５】
第１被覆層によるコア粒子表面の被覆率は、５０〜９５％が好ましい。５０％未満であれば、磨耗により第２被覆層が削れた場合、コア粒子の露出量が多くなり過ぎてキャリア抵抗が低くなることがある。そのため、キャリア付着やガサツキが起こり易くなる。逆に、９５％を超えると、コア粒子の露出量が少な過ぎてキャリア抵抗が高くなることがある。第１被覆層及び第２被覆層によるコア粒子表面の被覆率（第１被覆層のみ又は第２被覆層のみにより被覆された部分も含む被覆率）、或いは単層の場合の被覆率は、５０〜１００％が好ましい。５０％未満であれば、磨耗によってコア粒子の露出量が多くなり過ぎてキャリア抵抗が低くなることがある。そのため、キャリア付着やガサツキが起こり易くなる。そのため、トナー帯電量の必要以上の上昇が起こり易くなる。被覆率の定義は下記する。
【００４６】
被覆層を備えたキャリアは、体積抵抗率が低くなると感光体への付着が生じることがあり、体積抵抗率が高くなるとトナー帯電量の上昇が起こり易くなる。そのため、キャリアの体積抵抗率は、１×１０8〜５×１０12Ω・ｃｍの範囲が好ましく、１×１０9〜５×１０11Ω・ｃｍの範囲がより好ましい。体積抵抗率の定義は下記する。
【００４７】
被覆層の形成方法には、公知の方法が採用できる。例えば、被覆層の原料を溶媒(例えば、トルエン、アセトン等の有機溶媒)に溶解し及び/又は分散させて樹脂層用塗液を調製し、得られた塗液中にコア粒子を浸漬させる浸漬法がある。また、塗液をコア粒子に噴霧するスプレー法や、コア粒子を流動エアにより浮遊させた状態で塗液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でコア粒子と塗液とを混合し、溶媒を除去するニーダーコーター法もある。導電材や帯電向上剤などは、樹脂層用塗液に添加できる。被覆樹脂層が二層の場合には、コア粒子を、上記方法で第１被覆層を形成し、次いで溶剤を除去した後、第２被覆層を上記方法にて形成する方法がある。
【００４８】
［トナー］
本発明の二成分現像剤に使用されるトナーは、着色樹脂粒子(トナー粒子)及び個数平均粒径が２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の外添剤を含む他は、特に限定されない。例えば、以下で説明するトナーが使用できる。
トナーは、外添剤を着色樹脂粒子と、例えばヘンシェルミキサのような気流混合機を用いて混合する(すなわち、外添処理する)ことによって作製できる。
【００４９】
（着色樹脂粒子）
着色樹脂粒子の体積平均粒径は、４〜７μｍの範囲内のものが好ましい。この範囲内であれば、ドット再現性に優れ、カブリやトナー飛散の少ない、高画質画像が得られる。体積平均粒径の定義は下記する。
【００５０】
着色樹脂粒子のＢＥＴ比表面積は、１.５〜１.９ｍ2/ｇであることが好ましい。ＢＥＴ比表面積が１.９ｍ2/ｇを超えると、着色樹脂粒子表面に凹凸が多くなり、外添剤が凹部に入り込み、均一に付着できない場合がある。その結果、外添剤のもつコロ効果(流動性を良くする効果)やスペーサ効果(電荷のリークを防ぐ)が十分に得られなくなり、カブリやトナー飛散が発生し易くなることがある。一方、１.５ｍ2/ｇ未満では、着色樹脂粒子表面が平滑になり過ぎ、クリーニング不良が発生しカブリが発生することがある。
【００５１】
ＢＥＴ比表面積の制御方法としては、公知の方法が使用できる。例えば、高速で着色樹脂粒子を円筒状の配管の中を回転させて角をとる方法や、熱気流中で瞬間的にトナーを溶融させるサフュージョンシステム等の方法がある。ＢＥＴ比表面積の定義は下記する。
【００５２】
着色樹脂粒子は、混練粉砕法や重合法等の公知の方法によって作製できる。例えば、混練粉砕法によれば、バインダー樹脂及び着色剤、任意に帯電制御剤、離型剤その他の添加剤を、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、メカノミル、Ｑ型ミキサ等の混合機により混合する。得られた原料混合物を、二軸混練機、一軸混練機等の混練機により、１００〜１８０℃程度の温度で溶融混練する。得られた混練物を冷却固化し、固化物をジェットミル等のエア式粉砕機により粉砕する。得られた粉砕物を、必要に応じて分級等の粒度調整を行うことにより着色樹脂粒子を作製できる。
【００５３】
バインダー樹脂としては、公知の各種スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂等が使用できる。特に線形又は非線形のポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂は、機械的強度(微粉が発生し難い)、定着性(定着後に紙から剥離し難い)、及び耐ホットオフセット性を同時に充足できる点で優れている。
【００５４】
ポリエステル樹脂は、２価以上の多価アルコールと多塩基酸からなるモノマー組成物を重合することにより得られる。
ポリエステル樹脂の重合に用いられる２価のアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等のジオール類、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキレンオキシド付加物、その他を挙げることができる。
【００５５】
２価の多塩基酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、これらの酸の無水物や低級アルキルエステル、又はｎ−ドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸等のアルケニルコハク酸類若しくはアルキルコハク酸類を挙げることができる。
【００５６】
必要に応じて、モノマー組成物中に３価以上の多価アルコール及び/又は多塩基酸を添加してもよい。３価以上の多価アルコールとしては、例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。
【００５７】
３価以上の多塩基酸としては、例えば１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、及びこれらの無水物等を挙げることができる。
【００５８】
着色剤としては、トナーに一般に用いられている公知の顔料や染料を使用できる。
具体例として、黒トナー用には、カーボンブラックやマグネタイト等を挙げることができる。
【００５９】
イエロートナー用には、Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー１、同３、同７４、同９７、同９８等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー１２、同１３、同１４、同１７等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー９３、同１５５等の縮合モノアゾ系黄色顔料；Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー１８０、同１５０、同１８５等のその他黄色顔料、Ｃ.Ｉ.ソルベント・イエロー１９、同７７、同７９、Ｃ.Ｉ.ディスパース・イエロー１６４等の黄色染料等が例示できる。
【００６０】
マゼンタトナー用には、Ｃ.Ｉ.ピグメント・レッド４８、同４９：１、同５３：１、同５７、同５７：１、同８１、同１２２、同５、同１４６、同１８４、同２３８；Ｃ.Ｉ.ピグメント・バイオレット１９等の赤色又は紅色顔料；Ｃ.Ｉ.ソルベント・レッド４９、同５２、同５８、同８等の赤色系染料等が例示できる。
【００６１】
シアントナー用には、Ｃ.Ｉ.ピグメント・ブルー１５：３、同１５：４等の銅フタロシアニン及びその誘導体の青色系染顔料；Ｃ.Ｉ.ピグメント・グリーン７、同３６(フタロシアニン・グリーン)等の緑色顔料等が例示できる。
着色剤の含有量としては、バインダー樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部程度であることが好ましく、より好適には２〜１０重量部の範囲である。
【００６２】
帯電制御剤としては、公知の帯電制御剤が使用できる。
具体的には、負帯電性を付与する帯電制御剤としては、クロムアゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルトアゾ錯体染料、サリチル酸又はその誘導体のクロム/亜鉛/アルミニウム/ホウ素錯体又は塩化合物、ナフトール酸又はその誘導体のクロム/亜鉛/アルミニウム/ホウ素錯体又は塩化合物、ベンジル酸又はその誘導体のクロム/亜鉛/アルミニウム/ホウ素錯体又は塩化合物、長鎖アルキル カルボン酸塩、長鎖アルキル スルフォン酸塩等を挙げることができる。(上記で、「クロム／亜鉛／アルミニウム／ホウ素錯体又は塩化合物」は、クロム錯体又はクロム塩化合物、亜鉛錯体又は亜鉛塩化合物、アルミニウム錯体又はアルミニウム塩化合物、又はホウ素錯体又はホウ素塩化合物を意味する。)
【００６３】
正帯電性を付与する帯電制御剤としては、ニグロシン染料及びその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、四級アンモニウム塩、四級ホスフォニウム塩、四級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩等の誘導体等を挙げることができる。
これらの帯電制御剤の含有量としては、バインダー樹脂１００重量部に対して０.１重量部〜２０重量部の範囲内がより好ましく、０.５重量部〜１０重量部の範囲内が更に好ましい。
【００６４】
トナーに使用できる離型剤としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等の合成ワックスやパラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体等の石油系ワックス及びその変成ワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の植物系ワックス等を挙げることができる。これら離型剤をトナー中に含有させることにより、定着ローラ又は定着ベルトに対するトナーの離型性を高めることができ、定着時の高温・低温オフセットを防止できる。離型剤の添加量は特に制限されないが、一般的には、バインダー樹脂１００重量部に対して１〜５重量部である。
【００６５】
（外添剤）
外添剤の個数平均粒径は２０ｎｍ〜１２０ｎｍである。
外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等からなる無機微粒子が使用できる。また、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理することによって疎水性を付与した無機微粒子であってもよい。疎水性を付与した無機微粒子は、高湿下において電気抵抗や帯電量の低下が少なくなるので好ましい。特に、シランカップリング剤としてヘキサメチルジシラザン(以下、ＨＭＤＳと呼ぶこともある)を用いて、表面にトリメチルシリル基を導入した無機微粒子(特にシリカ微粒子)は、疎水性や絶縁性に優れている。この無機微粒子(特にシリカ微粒子)を外添したトナーは、高湿環境下においても、優れた帯電性を提供でき、またデベ調時における読み込みエラーを防止できる。
【００６６】
具体的な外添剤には、日本アエロジル(株)製のアエロジル５０(個数平均粒径：約３０ｎｍ)、アエロジル９０(個数平均粒径：約３０ｎｍ)、チタニウムオキサイドＰ−２５(個数平均粒径：約２１ｎｍ)、石原産業(株)製ＴＴＯ−５１(個数平均粒径：約２０ｎｍ)、ＴＴＯ−５５(個数平均粒径：約４０ｎｍ)等がある。
外添剤の添加量は、着色樹脂粒子に対して１〜２重量％が好ましい。１重量％未満では、二成分現像剤中でトナーの凝集が発生し易くなり、２重量％を超えると、トナーの定着性が低下することがある。
【００６７】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の電子写真方式の画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、現像剤として前述の本発明に係る二成分現像剤を用いる限り、他の構成について特定のものに限定されず、二成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置の構成として公知のものをいずれも採用できる。
【００６８】
例えば、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体表面を帯電させる帯電装置と、感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、前述の本発明に係る二成分現像剤を収容し、静電潜像を現像する現像装置とを含んで構成され得る。  
【００６９】
本発明の画像形成装置の１つの実施形態において、現像装置はトナー補給時期判断用の印加電圧制御型透磁率センサを備える。
この実施形態によれば、新たにセットする二成分現像剤の制御電圧を読み込む際のエラーを防ぐことができ、メンテナンス性に優れた画像形成装置を提供できる。
【００７０】
本発明の画像形成装置は、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機であり得る。
【００７１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の画像形成装置の具体的構成について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下で説明する具体的構成は本発明の例示であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００７２】
図３は、現像装置Ｘを具備する本発明に係る画像形成装置Ａの概略断面図であり、図４は現像装置Ｘの概略断面図である。
【００７３】
まず、図３を用いて、画像形成装置Ａの構成について説明する。
画像形成装置Ａは、画像読取装置にて読み込まれた画像や、画像形成装置Ａに外部から接続された機器(例えばパーソナルコンピュータ等のホスト装置)からのデータを、電子写真方式により画像として記録出力するプリンタである。
【００７４】
画像形成装置Ａには、感光体ドラム３を中心に、画像形成プロセスの各機能を担う各プロセスユニットが配置され、これらにより画像形成部が形成されている。感光体ドラム３の周囲には、帯電手段５、光走査ユニット１１、現像装置Ｘ、転写手段６、クリーニングユニット４及び除電ランプ１２等が順次配置されている。
【００７５】
帯電手段５により、感光体ドラム３の表面が均一に帯電され、光走査ユニット１１により、均一に帯電された感光体ドラム３上に光像が走査されて静電潜像が書き込まれる。次いで、現像装置Ｘに備わる現像部１において、光走査ユニット１１により書き込まれた静電潜像がトナーで顕像化(現像)される。現像装置Ｘに設けられたトナー補給部２により、消費分のトナーがトナー補給槽７から現像槽２１へ補給される。
【００７６】
次に、転写手段６により、感光体ドラム３上に顕像化された画像が記録シート上に転写される。その後、クリーニングユニット４により感光体ドラム３上に残留した現像剤が除去され、除電ランプ１２により感光体ドラム３表面の電荷が除去されることによって、感光体ドラム３上に新たな画像を記録することが可能となる。
【００７７】
画像形成装置Ａ内下部には、内装された供給トレイ１０が配置されている。供給トレイ１０は、記録シートを収容する記録材収容トレイである。供給トレイ１０に収容された記録シートは、ピックアップローラ１６等により１枚ずつ分離され、レジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４により感光体ドラム３に形成された画像とのタイミングが計られて、転写手段６と感光体ドラム３との間に順次供給される。供給された記録シート上に、感光体ドラム３上に記録再現された画像が転写される。
なお、供給トレイ１０への記録シートの補給は、画像形成装置Ａの正面側(操作側、図面手前側)に、供給トレイ１０を引き出して行う。
【００７８】
画像形成装置Ａの下面には、周辺装置として準備されている図示しない多段の記録シート供給トレイを有するデスク装置や大量の記録シートを収容可能とした大容量記録材供給装置等から送られてくる記録シートを受け入れ、画像形成部に向かって記録シートを順次供給するためのシート受口１３が設けられている。
【００７９】
画像形成装置Ａ内上部には、定着装置８が配置されている。定着装置８は、画像が転写された記録シートを順次受け入れて、定着ローラ８１と加圧ローラ８２等を経て熱と圧力により記録シート上に転写された現像画像を定着させるものである。これにより、記録シート上に画像が記録される。
【００８０】
画像が記録された記録シートは、搬送ローラ１７によりさらに上方へ搬送され、切換えゲート９を通過する。そして、記録シートの排出トレイが画像形成装置Ａの外装に備えられた積載トレイ１５に設定されている場合は、反転ローラ１８により積載トレイ１５に排出される。一方、両面画像形成や後処理が指定されている場合には、一旦反転ローラ１８により積載トレイ１５に向けて記録シートを途中まで排出し、シート後端を狭持させた状態で停止した後に反転ローラ１８を逆転させる。そして、上記シートを逆方向、つまり両面画像形成や後処理の為に選択的に装着されている記録材再供給搬送装置や後処理装置の装着されている方向に反転搬送する。
【００８１】
このとき、切換えゲート９は、図３の実線の状態から破線の状態に切換えられる。両面画像形成を行う場合は、反転搬送されたシートは、図示しない記録材再供給搬送装置を通り、再び画像形成装置Ａに供給される。後処理が成される場合は、記録材再搬送装置から別の切換えゲートにて、図示しない中継搬送装置を介して、後処理装置に搬送され、後処理が施されるようになっている。図３は、記録材再供給搬送装置及び後処理装置が装着されていない例である。
【００８２】
光走査ユニット１１の上下空間部には、画像形成プロセスを制御する回路基板及び外部機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板等を収容する制御部１１０、そして、これら各種の上記インターフェイス基板、ならびに上記画像形成を行う各部に対して電力を供給する電源装置１１１等が配置されている。
【００８３】
＜現像装置＞
図４は、本発明の画像形成装置における使用に適する現像装置Ｘの一例の概略断面図である。現像装置Ｘは、トナー及びキャリアからなる現像剤(二成分現像剤)を用いるものである。
【００８４】
現像装置Ｘは、大きくは現像部１とトナー補給部２とから構成される。現像部１は、静電潜像が形成され回転する感光体ドラム３(感光体)に対向して回転する現像ローラ２４と、現像剤を収容する現像槽２１と、現像槽２１内の現像剤を撹拌する撹拌回転羽根２２及び撹拌ローラ２３とを備えている。現像ローラ２４が回転することにより現像剤を現像槽２１から感光体ドラム３側へ搬送し、搬送された現像剤中のトナーで感光体ドラム３上の静電潜像を現像する。
【００８５】
現像槽２１内の現像剤は、現像ローラ２４と撹拌回転羽根２２及び撹拌ローラ２３の回転により撹拌されて帯電する。現像ローラ２４には、感光体ドラム３との電位差を設けるため、現像バイアス電圧が印加される。
現像装置Ｘは更に、現像槽２１内の現像剤の透磁率をトナー濃度として検出できる印加電圧制御型透磁率センサ２５を備える。印加電圧制御型透磁率センサ２５には、０〜１０Ｖの印加電圧が印加できるようになっており、出力電圧が二成分現像剤の透磁率に応じて０〜５Ｖの範囲で出力される。デベ調時においては、例えば、出力電圧が２.５Ｖになるように、制御部４５によって０〜１０Ｖの範囲内で印加電圧が設定される。画像形成によってトナーが消費され、出力電圧が２.５Ｖを超える(トナー濃度が低下する)と、トナーが補給されるようになっている。具体的な印加電圧制御型透磁率センサとしては、例えばＴＤＫ(株)製ＴＳ−Ｌ、−Ａ、−Ｋシリーズが挙げられる。
【００８６】
現像装置Ｘが備えるトナー補給部２は、現像槽２１に補給されるトナーを収容するトナー補給槽７と、その内部において回転することによりトナーを上方へ汲み上げるパドル７１と、汲み上げられたトナーを搬送するトナー搬送ローラ７２と、トナー搬送ローラ７２から搬送されるトナーを補給口Ｑを通じて現像槽２１内に補給するトナー補給ローラ７３とを具備している。
【００８７】
トナー補給部２においては、透磁率センサ２５により検出されたトナー濃度がトナー補給判断用の補給基準値Ｖｒｅｆ以上となった場合、トナー補給ローラ７３が回転し、補給基準値Ｖｒｅｆ以下となった場合、トナー補給ローラ７３が停止する。これにより現像による消費分のトナーが間欠的に現像槽２１内に補給される。
【００８８】
トナー補給槽７には、トナーが充填されたトナーボトル３０が取り付けられており、随時、トナーボトル３０からトナー補給槽７にトナーが補給される。
トナー補給部２を含む現像装置Ｘの運転制御(起動、停止、トナー濃度に基づくトナー補給ローラ７３の回転駆動制御等)は、制御部４５によって行われる。制御部４５は、ＣＰＵ及びこれにより実行されるプログラムを記憶するＲＯＭ、並びにその他周辺装置を備え、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより前述の各処理を実行する。
現像装置Ｘは更に、制御部４５の処理に用いる各種パラメータや式(式の係数等)が記憶されるＳＲＡＭ等からなるデータ記憶部５０を備えている。
【００８９】
(各種定義)
以下に本明細書における体積平均粒径、飽和磁化、体積抵抗率、数平均分子量、被覆率、ＢＥＴ比表面積、個数平均粒径の定義を記載する。
【００９０】
「キャリア(コア粒子)の体積平均粒径」
本明細書において、キャリア(及びコア粒子)の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＬＯＳ(ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製)に乾式分散装置ＲＯＤＯＳ(ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製)を用いて、分散圧３.０ｂａｒの条件下で測定した値を意味する。
【００９１】
「着色樹脂粒子の体積平均粒径」
本明細書において、着色樹脂粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザーＩＩ(ベックマン・コールター社製)で１００μｍのアパチャーを用いて測定した値を意味する。具体的には、測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型又はコールターマルチサイザーＩＩ(コールター社製)を用いた。電解液は１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯＴＯＮ  Ｒ−ＩＩ(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。
【００９２】
測定法としては前記電解液水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を、０.１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散機で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパチャーとして１００μｍアパチャーを用い、トナーの体積，個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。体積分布より体積平均粒径を求めた。
【００９３】
「飽和磁化」
本明細書において、飽和磁化は、東英工業株式会社製のＶＳＭＰ−１によって測定された値をいう。
【００９４】
「体積抵抗率」
本明細書において、コア粒子とキャリアの体積抵抗率の測定は下記の手順で行った値を意味する。まず、気温２０℃、湿度６５％の環境条件において、６.５ｍｍの間隙を設けて設置される幅３０ｍｍ、高さ１０ｍｍの２枚の銅板電極間に０.２ｇのコア粒子又はキャリアを充填する。次いで、Ｎ極とＳ極が対向するように各銅板電極の外側に配置される２つの磁石(１００ｍＴ)の磁力線によって、コア粒子又はキャリアによるブリッジを形成させる。この状態において、５００Ｖの電圧印加の１５秒後に測定する。この測定値が体積抵抗率である。
【００９５】
「被覆率」
本明細書において、被覆率は、次の方法で算出された値を意味する。すなわち、走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)を用いて、キャリア表面に金等の導電剤を蒸着しないまま、加速電圧２.０ｅＶの電子線で観察する。キャリア中、被覆層はチャージアップにより白く観察される。キャリアの全面積に対する白く観察される領域の面積の割合を算出する。この算出をキャリア１００個について行ない、得られた値の平均値が被覆率である。
【００９６】
「ＢＥＴ比表面積」
本明細書において、ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ比表面積測定装置ジェミニ２３６０(島津製作所社製)を用いた３点測定法で得られた測定値を意味する。
【００９７】
「個数平均粒径」
本明細書において、外添剤の個数平均粒径は、走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)を用いて外添剤を撮影し、得られた画像から任意に１００個の外添剤の粒径を測定し、得られた粒径の平均値を意味する。
【実施例】
【００９８】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜キャリア＞
キャリアは、次に示す方法により作製した。
フェライト原料(ＫＤＫ社製)をボールミルにて混合した後、ロータリーキルンにて９００℃で仮焼し、得られた仮焼粉を、湿式粉砕機(粉砕媒体としてスチールボール使用)により平均粒径が約１μｍになるまで微粉砕した。得られたフェライト粉末をスプレードライ方式により造粒し、造粒物を１３００℃で焼成した。焼成後、クラッシャを用いて解砕することで、体積平均粒径が約４５μｍ、体積抵抗率が１×１０9Ω・ｃｍのフェライト成分からなるコア粒子を得た。
【００９９】
次に、コア粒子の樹脂層層形成ための被覆用塗液は、シリコーン樹脂(東芝シリコーン(株)製)１００重量部と、導電材としてカーボンブラック(一次粒径２５ｎｍ、吸油量１５０ｍｌ/１００ｇ；三菱化学(株)製)３重量部と、硬化剤としてオクチル酸５重量部とをトルエンに溶解及び分散することで調製した。浸漬法被覆装置において、調製した被覆用塗液中にコア粒子を浸漬させるよりコア粒子を被覆した後、トルエンを完全に蒸発除去して、キャリアＣ１を作製した。
【０１００】
キャリアＣ１は、体積平均粒子径が４６μｍ、樹脂層の被覆率１００％、体積抵抗率が８×１０11Ω・ｃｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ/ｇであった。
【０１０１】
＜トナー＞
トナーを、以下に示す方法で作製した。
トナー材料を下記する。
・バインダー樹脂(ビスフェノールＡプロピレンオキサイド、テレフタル酸又は無水トリメリット酸を単量体として重縮合して得られるポリエステル樹脂：ガラス転移温度６０℃、軟化温度１１５℃：藤倉化成工業(株)製)  １００重量部
・着色剤(Ｃ.Ｉ.ピグメント・ブルー１５：３)  ５重量部
・帯電制御剤(ＬＲ−１４７：ホウ素化合物；日本カーリット(株)製)  ２重量部
・離型剤(ＨＮＰ−９：マイクロクリスタリンワックス；日本精蝋(株)製)  ３重量部
【０１０２】
上記トナー材料をヘンシェルミキサにて１０分間混合した後、混練分散処理装置(ニーディックスＭＯＳ１４０−８００；三井鉱山(株)製)で１５０℃で溶融混練分散処理した。その混練物をカッティングミルで粗粉砕した後、ジェット式粉砕機(ＩＤＳ−２型；日本ニューマチック工業(株)製)によって微粉砕した。微粉砕物を、風力分級機(ＭＰ−２５０型；日本ニューマチック工業(株)製)を用いて分級することによって、体積平均粒径が６.５±０.１μｍ、ＢＥＴ比表面積が１.８±０.１ｍ2/ｇである着色樹脂粒子を得た。
【０１０３】
得られた着色樹脂粒子１００重量部に、個数平均粒径が２０ｎｍのヘキサメチルジシラザンで表面を処理したシリカ微粒子(エボニック社製)１重量部を加えて、攪拌羽根の先端速度を１５ｍ/秒に設定した気流混合機(ヘンシェルミキサ；三井鉱山(株)製)で２分間攪拌することによって負帯電性のトナーＴ１を作製した。
【０１０４】
＜二成分現像剤＞
キャリアＣ１とトナーＴ１と混合することによって、実施例及び比較例の二成分現像剤を作製した。０.６ｋｇのトナーＴ１と９.４ＫｇのキャリアＣ１をＶ型混合機(ＶＫ−５型；(株)入江商会製)に投入し、１分間に１５回転の速度で３０分間攪拌混合することによって、二成分現像剤Ｇ１を作製した。二成分現像剤Ｇ１におけるキャリア粒子への大粒径外添剤の固着割合を表１に示す。
【０１０５】
【表１】
2009162966.tif 000003
【０１０６】
回転速度及び混合時間が異なる以外は、二成分現像剤Ｇ１と同じ方法で、表１に示す二成分現像剤Ｇ２〜Ｇ５を作製した。
【０１０７】
＜評価＞
作製した二成分現像剤は、印加電圧制御型透磁率センサを備える現像装置に投入し、図３に示したような試験用の画像形成装置(エージング試験機)を用いてデベ調を行った。
【０１０８】
＜結果＞
結果を表２に示す。
【表２】
2009162966.tif 000004
【０１０９】
実施例１〜３の二成分現像剤Ｇ１〜Ｇ３では、採取した５つの試料（サンプル１〜５）のいずれもが、個々の試料に含まれる外添剤の全重量に対して０.５重量％以上５重量％以下の固着した外添剤を含んでいた。実施例においては、同一製造ロットに属する二成分現像剤のいずれにおいても、読み取りエラーの発生は起こらなかった。
一方、比較例１〜２の二成分現像剤Ｇ４〜Ｇ５では、採取した５つの試料（サンプル１〜５）に、固着した外添剤の量が、個々の試料に含まれる外添剤の全重量に対して０.５重量％未満又は５重量％以上であるものが存在した。その結果、比較例においては、同一製造ロットに属する二成分現像剤に、読み取りエラーを生じるものと生じないものが混在した。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】キャリア表面に外添剤が付着している(固着していない)状態の二成分現像剤を示す概念図である。
【図２】キャリア表面に外添剤が固着している状態の二成分現像剤を示す概念図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を説明する概略断面図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置に使用される現像装置の一形態を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
４０  キャリア粒子、４１  トナー粒子、４２  外添剤、
Ａ  画像形成装置、Ｘ  現像装置
１  現像部、２  トナー補給部、３  感光体ドラム、４  クリーニングユニット、５  帯電手段、６  転写手段、７  トナー補給槽、８  定着装置、９  切換えゲート、１０  供給トレイ、１１  光走査ユニット、１２  除電ランプ、１３  シート受口、１４  レジストローラ、１５  積載トレイ、１６  ピックアップローラ、１７  搬送ローラ、１８  反転ローラ、２１  現像槽、２２  撹拌回転羽根、２３  撹拌ローラ、２４  現像ローラ、２５  印加電圧制御型透磁率センサ、３０  トナーボトル、４５  制御部(現像装置)、５０  データ記憶部、７１  パドル、７２  トナー搬送ローラ、７３  トナー補給ローラ、８１  定着ローラ、８２  加圧ローラ、１１０  制御部、１１１  電源装置、Ｑ  補給口
【図１】
2009162966.tif 000005
【図２】
2009162966.tif 000006
【図３】
2009162966.tif 000007
【図４】
2009162966.tif 000008