(57)【要約】 【課題】  外添剤を外添したトナーと長時間攪拌することによるコート層の磨耗を抑制することによって、長期間にわたって、耐久性に優れるキャリア、前記キャリアの製造方法、前記キャリアを含み、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなくなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる２成分現像剤、前記２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】  キャリア１４４は、コア粒子１４５の表面がコート層１４６で被覆され、コア粒子１４５は、磁性粒子１４０と第１熱可塑性樹脂１４１とを含み、コート層１４６は、架橋樹脂粒子１４２を含む。このようなキャリア１４４を含む２成分現像剤を画像形成装置の現像装置に充填し、画像を形成する。【選択図】      図１
2009192959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア粒子の表面がコート層で被覆されてなるキャリアであって、
コア粒子は、磁性粒子と第１熱可塑性樹脂とを含み、
コート層は、架橋樹脂粒子を含むことを特徴とするキャリア。
【請求項２】
コア粒子は、多孔質の磁性粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
【請求項３】
磁性粒子は、フェライト成分を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のキャリア。
【請求項４】
コート層が、さらに第２熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のキャリア。
【請求項５】
第１熱可塑性樹脂のガラス転移点は、６５℃以上９０℃以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のキャリア。
【請求項６】
架橋樹脂粒子の個数平均粒子径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のキャリア。
【請求項７】
架橋樹脂粒子は、架橋樹脂粒子に含まれる架橋樹脂より導電性の高い導電性物質を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のキャリア。
【請求項８】
前記導電性物質は、導電性カーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のキャリア。
【請求項９】
請求項１に記載のキャリアの製造方法であって、
第１熱可塑性樹脂で磁性粒子を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、
第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含むことを特徴とするキャリアの製造方法。
【請求項１０】
請求項２または３に記載のキャリアの製造方法であって、
第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、
第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含むことを特徴とするキャリアの製造方法。
【請求項１１】
請求項４〜８に記載のキャリアの製造方法であって、
第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、
第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合し、さらにスプレーコートによって、第２熱可塑性樹脂をコア粒子に被覆することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含むことを特徴とするキャリアの製造方法。
【請求項１２】
トナーと、請求項１〜３のいずれか１つに記載のキャリアを含む２成分現像剤。
【請求項１３】
トナーと、請求項４〜８のいずれか１つに記載のキャリアを含む２成分現像剤。
【請求項１４】
静電潜像が形成される像担持体と、
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
請求項１２または１３に記載の２成分現像剤を用いて、像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
像担持体に形成される可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
可視像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア、キャリアの製造方法、２成分現像剤および画像形成装置に関する。詳しくは、コア粒子とコア粒子を被覆するコート層とを含むキャリア、キャリアの製造方法、キャリアを含む２成分現像剤および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法に基づいて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置は、良好な画質品位を有する画像を容易に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、複合機などに広く利用される。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置（以下単に「画像形成装置」という）は、たとえば感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、除電手段と、クリーニング手段とを含む。画像形成装置は、感光体およびこれらの手段を用いて帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程、クリーニング工程および除電工程を行い、記録媒体に画像を形成する装置である。
【０００４】
帯電工程では、帯電手段によって感光体表面を均一に帯電させる。露光工程では、露光手段によって帯電した感光体を露光し、感光体の表面に静電潜像を形成する。現像工程では、現像剤で感光体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像を形成する。具体的には、感光体表面に形成された静電潜像に、現像手段で電荷を付与させたトナーを付着させることによって、感光体表面に可視像を形成する。転写工程では、転写手段によって感光体表面に形成された可視像を紙またはシートなどの記録媒体に転写する。定着工程では、定着手段による加熱および加圧などによって、転写された可視像を記録媒体に定着させる。クリーニング工程では、クリーニング手段によって転写工程後の感光体表面に残留する転写残留トナーを除去する。除電工程では、除電手段によって感光体表面の電荷を除去し、次の画像形成に備える。
【０００５】
可視像を形成するために用いられる現像剤には、トナーのみからなる１成分現像剤およびキャリアとトナーとからなる２成分現像剤が挙げられる。
【０００６】
１成分現像剤はキャリアを使用しないので、トナーとキャリアとを均一に混合するための攪拌機構を必要としない。したがって、現像手段である現像装置がシンプルになるという利点を有する。しかし、トナーの帯電量が安定しにくい欠点がある。
【０００７】
２成分現像剤は、現像装置内に、トナーとキャリアとを均一に混合するための攪拌機構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、トナーの帯電安定性および高速機への適合性に優れている。そのため、高速画像形成装置およびカラー画像形成装置によく使用される。
【０００８】
２成分現像剤に含まれるキャリアとしては、たとえば粒子径が２０μｍ以上１００μｍ以下のフェライトなどからなる磁性粒子が使用される。キャリアには、たとえば、前記磁性粒子をコア粒子とし、その表面にスプレーコートなどによって樹脂を被覆したコートキャリアがある。磁性粒子を被覆する樹脂としては、たとえばアクリル系樹脂およびシリコーン系樹脂が挙げられる。コア粒子の表面を樹脂で被覆する、すなわちコア粒子の表面にコート層を形成することによって、キャリアの体積抵抗率を調整することができる。
【０００９】
しかしながら、上述のコート層を均一な厚みに制御することが難しいので、キャリアの製造の際、一部が薄いコート層が形成されるという問題があり、また、形成されたコート層がコア粒子から剥離するという問題がある。コート層の一部が薄いキャリアおよびコア粒子からコート層が剥離したキャリアは、キャリアの体積抵抗率の低下に起因する感光体への付着が発生し、また転写効率を低下させる。
【００１０】
このような問題に対して、特定の攪拌条件において、磁性粒子、たとえばフェライト粒子と、被覆用樹脂微粒子とをその被覆用樹脂微粒子に含まれる樹脂の軟化点以上の温度で攪拌することによって、磁性粒子の表面に厚さの均一なコート層を有するコートキャリアの製造方法が特許文献１に開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平４−２６８５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、トナーには、現像剤の流動性および転写効率などの転写性を向上させるために、コート層に含まれる樹脂よりも硬い、たとえば、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下のシリカなどの無機粒子が添加されるが、現像層中において、このような無機粒子の存在下でキャリアを長期間攪拌すると、コート層は容易に磨耗するので、キャリアの寿命が短くなる。
【００１３】
シリカなどの硬い無機粒子が添加されたトナー、すなわち外添剤が外添されたトナーと攪拌することによるコート層の磨耗を防ぐために、コート層を形成する被覆用樹脂粒子に摩耗しにくいほど硬い樹脂、たとえば分子量の大きい樹脂を用いると、分子量の大きい樹脂は軟化しにくく、加熱したときの被覆用樹脂粒子と、コア粒子との接触面積が小さくなり、被覆用樹脂粒子とコア粒子との接着力が低下するので、部分的にコート層が剥離したキャリアが製造される。そこで、硬い樹脂を含む被覆用樹脂粒子を磁性粒子に充分に付着させるために攪拌エネルギーを高くすると、たとえば磁性粒子同士が衝突することによって磁性粒子が破壊される可能性がある。部分的にコート層が剥離したキャリア、または、破壊された磁性粒子が混入したキャリアは、キャリアの体積抵抗率の低下に起因する感光体への付着が発生し、また転写効率が低下するので、画像の白抜けが発生し、画像濃度が低下する。
【００１４】
本発明の目的は、外添剤を外添したトナーと長時間攪拌することによるコート層の磨耗を抑制することによって、長期間にわたって、耐久性に優れるキャリア、前記キャリアの製造方法、前記キャリアを含み、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなくなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる２成分現像剤、前記２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置を提供する。
【００１５】
また本発明の目的は、キャリアの製造の際に、コート層に用いる樹脂に硬い樹脂を用いることによるコア粒子からのコート層の剥離を防ぎ、また高い攪拌エネルギーで攪拌することによって磁性粒子が破壊されることを防ぐことで、感光体へのキャリア付着および転写効率の低下を抑制することができるキャリア、前記キャリアの製造方法、前記キャリアを含み、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなくなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる２成分現像剤、前記２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、コア粒子の表面がコート層で被覆されてなるキャリアであって、
コア粒子は、磁性粒子と第１熱可塑性樹脂とを含み、
コート層は、架橋樹脂粒子を含むことを特徴とするキャリアである。
【００１７】
また本発明は、コア粒子は、多孔質の磁性粒子を含むことを特徴とする。
また本発明は、磁性粒子は、フェライト成分を含むことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、コート層が、さらに第２熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする。
また本発明は、第１熱可塑性樹脂のガラス転移点は、６５℃以上９０℃以下であることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、架橋樹脂粒子の個数平均粒子径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、架橋樹脂粒子は、架橋樹脂粒子に含まれる架橋樹脂より導電性の高い導電性物質を含むことを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記導電性物質は、導電性カーボンブラックであることを特徴とする。
また本発明は、コア粒子が磁性粒子を含むキャリアの製造方法であって、
第１熱可塑性樹脂で磁性粒子を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、
第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含むことを特徴とするキャリアの製造方法である。
【００２２】
また本発明は、コア粒子が多孔質の磁性粒子を含むキャリアの製造方法であって、
第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、
第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含むことを特徴とするキャリアの製造方法である。
【００２３】
また本発明は、コート層が第２熱可塑性樹脂を含むキャリアの製造方法であって、
第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、
第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合し、さらにスプレーコートによって、第２熱可塑性樹脂をコア粒子に被覆することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含むことを特徴とするキャリアの製造方法である。
【００２４】
また本発明は、トナーと、コート層が架橋樹脂粒子を含むキャリアを含む２成分現像剤である。
【００２５】
また本発明は、トナーと、コート層が架橋樹脂粒子と第２熱可塑性樹脂とを含むキャリアを含む２成分現像剤である。
【００２６】
また本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
本発明の２成分現像剤を用いて、像担持体に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
像担持体に形成される可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
可視像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、キャリアは、コア粒子の表面がコート層で被覆され、コア粒子は、磁性粒子と、第１熱可塑性樹脂とを含み、コート層は、架橋樹脂粒子を含む。
【００２８】
コート層が架橋樹脂粒子で形成されることによって、コート層が架橋されていない樹脂で形成される場合と比較して、架橋樹脂粒子は、分子量が大きく、機械的な強度が強いので、外添剤が外添されたトナーと長時間攪拌することによるコート層の摩耗を抑制することができる。また、粒子状ではない樹脂でコア粒子表面を被覆する、たとえば、スプレーコートによって樹脂でコア粒子表面を被覆すると、コート層の厚みが無段階に変化するので、コート層の厚みに確率論的なばらつきが生じるが、コート層が架橋樹脂粒子で形成されることによって、コート層の厚みは、架橋樹脂粒子の整数倍となるので、膜厚の制御がしやすくなり、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みが均一なコート層を形成することができる。コート層の厚みに確率論的なばらつきが生じると、キャリアの体積抵抗率はコート層の厚みに応じて変化するので、キャリア表面において局所的にリーク電流が生じやすい部分ができ、かぶりおよび像担持体へのキャリア付着が起こりやすくなる。また、コート層の厚みに確率論的なばらつきが生じ、コート層の厚みの薄い部分ができると、コート層の磨耗に伴って、コート層の薄い部分は、コート層の厚い部分よりコア粒子が早く露出するので、キャリアの体積抵抗率および帯電性が変化しやすくなる。コート層が架橋樹脂粒子で形成されることによって、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでのコート層の厚みの変化を均一にすることができるので、コート層の厚みに確率論的なばらつきが生じることによるかぶりおよび像担持体へのキャリア付着を抑えることができる。またコア粒子が露出することによるキャリアの体積抵抗率および帯電性の変化を抑えることができるので、転写効率の低下を抑えることができる。
【００２９】
コア粒子が第１熱可塑性樹脂を含むことによって、第１熱可塑性樹脂を介して架橋樹脂粒子とコア粒子とを接着させることができるので、コア粒子が第１熱可塑性樹脂を含まない場合と比較して、コア粒子と架橋樹脂粒子との接触面積を大きくすることができ、コア粒子と架橋樹脂粒子との接着力を高くすることができる。したがって、キャリアの製造の際に、コート層がコア粒子から剥離することを防ぐことができる。また、コア粒子と架橋樹脂粒子との接着力が高いので、磁性粒子が破壊されるほど高いエネルギーで磁性粒子と架橋樹脂とを攪拌する必要がなく、磁性粒子が破壊することを防ぐことができる。したがって、部分的にコート層が剥離したキャリアおよび破壊された磁性粒子が混入したキャリアの製造を防ぐことができるので、感光体へのキャリア付着および転写効率の低下を抑制することができる。
【００３０】
コア粒子の表面がコート層で被覆され、コア粒子が磁性粒子と第１熱可塑性樹脂とを含み、コート層が架橋樹脂粒子を含むことによって、摩耗しにくく、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を有することができるので、耐久性に優れ、コート層の剥離がなく、破壊された磁性粒子の混入のないキャリアを実現することができる。このようなキャリアを用いることによって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる。
【００３１】
また本発明によれば、コア粒子は、多孔質の磁性粒子を含む。コア粒子が、多孔質の磁性粒子を含むことによって、第１熱可塑性樹脂が磁性粒子内部の空隙に浸透し、第１熱可塑性樹脂を磁性粒子内部の空隙に充填させることができるので、コア粒子が多孔質ではない磁性粒子を含む場合と比較して、アンカー効果によって第１熱可塑性樹脂の磁性粒子に対する強固な接着性が得られ、磁性粒子表面に第１熱可塑性樹脂の薄膜を容易に形成することができる。また、磁性粒子から第１熱可塑性樹脂を剥離しにくくすることができる。したがって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより安定して形成することができる。
【００３２】
また本発明によれば、磁性粒子は、フェライト成分を含む。磁性粒子がフェライト成分を含むことによって、キャリアの密度を小さくすることができるので、現像装置内での搬送部材などのトルクが軽くなり、コア粒子がフェライト成分を含まないキャリアと比較して、搬送部材で搬送するときのキャリアに加わる力を小さくすることができ、コート層をコア粒子から一層剥離しにくくすることができる。またフェライト成分を含むコア粒子は、飽和磁化が高いので、現像ローラに付着する力が強く、像担持体へのキャリア付着が起こりにくい。このようなフェライト成分を含むコア粒子を用いることによって、キャリアが感光体に付着することによる画像の白抜けを一層防ぐことができる。したがって、長期間にわたって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を一層抑制することができるので、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００３３】
また本発明によれば、コート層は、さらに第２熱可塑性樹脂を含む。コート層がさらに第２熱可塑性樹脂を含むことによって、コート層が第２熱可塑性樹脂を含まない場合と比較して、コート層を平滑にすることができ、外添剤が架橋樹脂粒子間に入り込みにくくなるので、キャリアへの外添剤の埋没を起こりにくくすることができ、安定した流動性および帯電性を得ることができる。したがって、現像剤の流動性の低下を抑制し、トナーを安定して帯電させることができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００３４】
また本発明によれば、第１熱可塑性樹脂のガラス転移点は、６０℃以上９０℃以下である。第１熱可塑性樹脂のガラス転移点が、６０℃未満であると、高温環境下において第１熱可塑性樹脂が軟らかくなるので、架橋樹脂粒子を含むコート層がコア粒子から剥離しやすくなる。第１熱可塑性樹脂のガラス転移点が９０℃を超えると、第１熱可塑性樹脂のガラス転移点が９０℃以下である場合と比較して、メカノケミカル的な方法でキャリアの製造の際に、コア粒子と架橋樹脂粒子との接触面積が小さくなるので、架橋樹脂粒子とコア粒子との接着力が低下し、架橋樹脂粒子がコア粒子から剥離しやすくなる。また、架橋樹脂粒子を充分にコア粒子に付着させるために攪拌エネルギーを高くすると、磁性粒子が壊れやすくなる。第１熱可塑性樹脂のガラス転移点が、６０℃以上９０℃以下であることによって、架橋樹脂粒子とコア粒子とが攪拌され衝突すると、第１熱可塑性樹脂が熱で溶融しやすいので、架橋樹脂粒子とコア粒子との接触面積を大きくすることができ、架橋樹脂粒子とコア粒子とを強固に接着させることができるので、キャリアの製造の際に、コート層がコア粒子から剥離することを防ぎ、また磁性粒子が破壊されることを防ぐことができる。したがって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を一層抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００３５】
また本発明によれば、架橋樹脂粒子の個数平均粒子径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。個数平均粒子径が０．５μｍ未満の架橋樹脂粒子は、作製が困難である。また、外添剤を含むトナーとの長時間の攪拌によって、コート層が摩耗し、コア粒子が露出するおそれがある。架橋樹脂粒子の個数平均粒子径が１０μｍを超えると、個数平均粒子径が１０μｍ以下である場合と比較して、架橋樹脂粒子の体積に対する架橋樹脂粒子とコア粒子との接触面積が小さくなるので、架橋樹脂粒子とコア粒子との接着力が低下し、コート層の形成が困難となる。架橋樹脂粒子の個数平均粒子径が、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることによって、適度な厚みがあり、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みが均一なコート層を形成することができるので、一層耐久性に優れるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００３６】
また本発明によれば、架橋樹脂粒子は、架橋樹脂粒子に含まれる架橋樹脂より導電性の高い導電性物質を含む。架橋樹脂粒子が、架橋樹脂粒子に含まれる架橋樹脂より導電性の高い導電性物質を含むことによって、キャリアの体積抵抗率を適正な範囲に安定して制御することができるので、画像のエッジ効果を起こりにくくすることができ、キャリアの電荷蓄積、すなわちチャージアップに起因する像担持体へのキャリア付着を抑制することができる。したがって、画像のエッジ効果の発生を抑制し、像担持体へのキャリア付着を一層抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００３７】
また本発明によれば、前記導電性物質は、導電性カーボンブラックである。前記導電性物質が導電性カーボンブラックであることによって、キャリアの体積抵抗率を適正な範囲により安定して制御することができるので、画像のエッジ効果を一層起こりにくくすることができ、キャリアの電荷蓄積、すなわちチャージアップに起因する像担持体へのキャリア付着を一層防ぐことができる。したがって、画像のエッジ効果の発生を一層抑制し、像担持体へのキャリア付着をより一層抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００３８】
また本発明によれば、キャリアの製造方法は、磁性粒子に第１熱可塑性樹脂を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で混合することによって、コア粒子表面にコート層を形成する工程とを含む。こうすることによって、コート層に架橋樹脂を用いてもコア粒子からのコート層の剥離を抑制でき、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成でき、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入のない本発明のキャリアを得ることができる。
【００３９】
また本発明によれば、キャリアの製造方法は、第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で混合することによって、コア粒子表面にコート層を形成する工程とを含む。こうすることによって、磁性粒子が多孔質ではない場合と比較して、磁性粒子と第１熱可塑性樹脂との接着性を高めることができるので、コート層に架橋樹脂を用いても、コア粒子からのコート層の剥離を一層抑制でき、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成でき、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入のない本発明のキャリアを得ることができる。
【００４０】
また本発明によれば、キャリアの製造方法は、第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合し、さらにスプレーコートによって、第２熱可塑性樹脂をコア粒子に被覆することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含む。こうすることによって、表面が平滑なコート層を形成できるので、コート層が第２熱可塑性樹脂を含まない場合と比較して、外添剤の埋没が起こりにくく、現像剤の流動性および帯電性の低下を抑制することができ、コート層に架橋樹脂を用いても、コア粒子からのコート層の剥離を抑制でき、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成でき、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入のない本発明のキャリアを得ることができる。
【００４１】
また本発明によれば、２成分現像剤は、コート層に架橋樹脂粒子を含む本発明のキャリアを含む。コート層に架橋樹脂粒子を含む本発明のキャリアは、前述のように、コート層に架橋樹脂を含むので、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入がないので、外添剤を含むトナーと攪拌することによるコート層の摩耗を抑制することができる。また、コート層に架橋樹脂を用いても、キャリアの製造の際に、コア粒子からのコート層の剥離を抑制することができる。また、膜厚の制御が容易なので、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成することができる。したがって、キャリアの寿命を向上させ、キャリアの体積抵抗率が低下することによる像担持体へのキャリア付着および転写効率の低下を抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる２成分現像剤とすることができる。
【００４２】
また本発明によれば、２成分現像剤は、コート層に架橋樹脂粒子と第２熱可塑性樹脂とを含む本発明のキャリアを含む。コート層に架橋樹脂粒子と第２熱可塑性樹脂とを含む本発明のキャリアは、前述のように、コート層に架橋樹脂を含むので、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入がないので、外添剤を含むトナーと攪拌することによるコート層の摩耗を抑制することができる。また、コート層に架橋樹脂を用いても、キャリアの製造の際に、コア粒子からのコート層の剥離を抑制することができる。また、膜厚の制御が容易なので、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成することができる。また、外添剤がコート層に埋没することを抑制することができるので、安定した流動性および帯電性を有することができる。したがって、キャリアの寿命を向上させ、キャリアの体積抵抗率が低下することによる像担持体へのキャリア付着および転写効率の低下を抑制することができ、またトナーを安定して帯電させることができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる２成分現像剤とすることができる。
【００４３】
また本発明によれば、長期間にわたって画像の白抜けおよびかぶりのない良好なトナー画像を安定して形成することのできる現像装置を備えて画像形成装置が実現される。このような画像形成装置で画像を形成することによって、長期間にわたって画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
１、キャリア
本発明の実施の一形態であるキャリアは、コア粒子の表面がコート層で被覆され、コア粒子は、磁性粒子と、第１熱可塑性樹脂とを含み、コート層は、架橋樹脂粒子を含む。
【００４５】
図１は、本実施形態のキャリア１４４の構成を模式的に示す断面図である。キャリア１４４は、コア粒子１４５の表面が、コート層１４６で被覆される。コア粒子１４５は、磁性粒子１４０と第１熱可塑性樹脂１４１とを含む。コート層１４６は、架橋樹脂１４２を含む。図１に示すように、コア粒子１４５は、第１熱可塑性樹脂１４１が磁性粒子１４０表面の５０％以上１００％以下を被覆することで形成される。コア粒子１４５の表面が架橋樹脂粒子４２で被覆されることでコート層１４６が形成される。
【００４６】
コート層１４６が架橋樹脂粒子１４２で形成されることによって、コート層１４６が架橋されていない樹脂で形成される場合と比較して、架橋樹脂粒子１４２は、分子量が大きく、機械的な強度が強いので、外添剤が外添されたトナーと長時間攪拌することによるコート層１４６の摩耗を抑制することができる。また、粒子状ではない樹脂でコア粒子１４５表面を被覆する、たとえば、スプレーコートによって樹脂でコア粒子１４５表面を被覆すると、コート層１４６の厚みが無段階に変化するので、確率論的なばらつきが生じる。コート層１４６が架橋樹脂粒子１４２で形成されることによって、コート層１４６の厚みは、架橋樹脂粒子１４２の整数倍となるので、膜厚の制御がしやすくなり、架橋樹脂粒子１４２の粒子径より大きなピッチでの厚みが均一なコート層１４６を形成することができる。コート層１４６の厚みに確率論的なばらつきが生じると、キャリア１４４の体積抵抗率はコート層１４６の厚みに応じて変化するので、キャリア１４４表面において局所的にリーク電流が生じやすい部分ができ、かぶりおよび像担持体へのキャリア１４４付着が起こりやすくなる。また、コート層１４６の厚みに確率論的なばらつきが生じ、コート層１４６の厚みの薄い部分ができると、コート層１４６の磨耗に伴って、コート層１４６の薄い部分は、コート層１４６の厚い部分よりコア粒子１４５が早く露出するので、キャリア１４４の体積抵抗率および帯電性が変化しやすくなる。コート層１４６が架橋樹脂粒子１４２で形成されることによって、架橋樹脂粒子１４２の粒子径より大きなピッチでのコート層１４６の厚みの変化を均一にすることができるので、コート層１４６の厚みに確率論的なばらつきが生じることによるかぶりおよび像担持体へのキャリア１４４付着を抑えることができる。またコア粒子１４５が露出することによるキャリア１４４の体積抵抗率および帯電性の変化を抑えることができるので、転写効率の低下を抑えることができる。
【００４７】
コア粒子１４５が第１熱可塑性樹脂１４１を含むことによって、第１熱可塑性樹脂１４１を介して架橋樹脂粒子１４２とコア粒子１４５とを接着させることができるので、コア粒子１４５が第１熱可塑性樹脂１４１を含まない場合と比較して、コア粒子１４５と架橋樹脂粒子１４２との接触面積を大きくすることができ、コア粒子１４５と架橋樹脂粒子１４２との接着力を高くすることができる。したがって、キャリアの製造の際に、コート層１４６がコア粒子１４５から剥離することを防ぐことができる。また、コア粒子１４５と架橋樹脂粒子１４２との接着力が高いので、磁性粒子１４０が破壊されるほど高いエネルギーで磁性粒子１４０と架橋樹脂とを攪拌する必要がなく、磁性粒子１４０が破壊することを防ぐことができる。したがって、部分的にコート層１４６が剥離したキャリアおよび破壊された磁性粒子１４０が混入したキャリアの製造を防ぐことができるので、感光体へのキャリア付着および転写効率の低下を抑制することができる。
【００４８】
コア粒子１４５の表面がコート層１４６で被覆され、コア粒子１４５が磁性粒子１４０と第１熱可塑性樹脂１４１とを含み、コート層１４６が架橋樹脂粒子１４２を含み、第１熱可塑性樹脂１４１が磁性粒子１４０表面の５０％以上１００％以下を被覆することによって、摩耗しにくく、架橋樹脂粒子１４２の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層１４６を有することができるので、耐久性に優れ、コート層１４６の剥離がなく、破壊された磁性粒子１４０の混入のないキャリアを実現することができる。このようなキャリアを用いることによって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる。
【００４９】
＜キャリア１４４材料の説明＞
（磁性粒子１４０）
コア粒子１４５に含まれる磁性粒子１４０としては、特に限定されず、公知の磁性粒子を用いることができるが、本実施形態において、コア粒子１４５は、多孔質の磁性粒子１４０を含むことが好ましい。コア粒子１４５が、多孔質の磁性粒子１４０を含むことによって、第１熱可塑性樹脂１４１が磁性粒子１４０内部の空隙に浸透し、第１熱可塑性樹脂１４１を磁性粒子１４０内部の空隙に充填させることができるので、コア粒子１４５が多孔質ではない磁性粒子１４０を含む場合と比較して、アンカー効果によって第１熱可塑性樹脂１４１の磁性粒子１４０に対する強固な接着性が得られ、磁性粒子１４０表面に第１熱可塑性樹脂１４１の薄膜を容易に形成することができる。また、磁性粒子１４０から第１熱可塑性樹脂１４１を剥離しにくくすることができる。したがって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより安定して形成することができる。
【００５０】
本実施形態において、磁性粒子１４０は、フェライト成分を含むことが好ましい。磁性粒子１４０がフェライト成分を含むことによって、キャリア１４４の密度を小さくすることができるので、現像装置内での搬送部材などのトルクが軽くなり、コア粒子１４５がフェライト成分を含まないキャリア１４４と比較して、搬送部材で搬送するときのキャリア１４４に加わる力を小さくすることができ、コート層１４６をコア粒子１４５から一層剥離しにくくすることができる。またフェライト成分を含むコア粒子１４５は、飽和磁化が高いので、現像ローラに付着する力が強く、像担持体へのキャリア付着が起こりにくい。このようなフェライト成分を含むコア粒子１４５を用いることによって、キャリア１４４が感光体に付着することによる画像の白抜けを一層防ぐことができる。したがって、長期間にわたって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を一層抑制することができるので、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００５１】
本実施形態において、コア粒子１４５は多孔質フェライト粒子を含むことが好ましい。多孔質フェライト粒子としては、公知の多孔質フェライト粒子を使用できる。
【００５２】
多孔質フェライト粒子は、公知の方法で製造でき、たとえば、特開２００７−５７９４３号公報に記載の方法で製造できる。具体的には、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｎＣＯ２、ＳｒＯを湿式粉砕してスラリーを形成し、前記スラリーをスプレードライヤーで乾燥させることによって真球状の粒子を形成し、前記粒子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。前記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、多孔質フェライト粒子を製造できる。
【００５３】
（架橋樹脂粒子１４２）
架橋樹脂粒子１４２としては、ジビニルベンゼンなどの架橋剤を用いて重合したアクリル系樹脂およびスチレンアクリル樹脂など、懸濁重合または乳化重合などで製造される公知の樹脂粒子が使用できる。
【００５４】
本実施形態において、架橋樹脂粒子１４２の個数平均粒子径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましい。個数平均粒子径が０．５μｍ未満の架橋樹脂粒子１４２は、作製が困難である。また、外添剤を含むトナーとの長時間の攪拌によって、コート層１４６が摩耗し、コア粒子１４５が露出するおそれがある。架橋樹脂粒子１４２の個数平均粒子径が１０μｍを超えると、個数平均粒子径が１０μｍ以下である場合と比較して、架橋樹脂粒子１４２の体積に対する架橋樹脂粒子１４２とコア粒子１４５との接触面積が小さくなるので、架橋樹脂粒子１４２とコア粒子１４５との接着力が低下し、コート層１４６の形成が困難となる。架橋樹脂粒子１４２の個数平均粒子径が、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることによって、適度な厚みがあり、架橋樹脂粒子１４２の粒子径より大きなピッチでの厚みが均一なコート層１４６を形成することができるので、一層耐久性に優れるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００５５】
本実施形態において、架橋樹脂粒子１４２は、架橋樹脂粒子に含まれる架橋樹脂より導電性の高い導電性物質を含むことが好ましい。架橋樹脂粒子１４２が、架橋樹脂粒子に含まれる架橋樹脂より導電性の高い導電性物質を含むことによって、キャリア１４４の体積抵抗率を適正な範囲に安定して制御することができるので、画像のエッジ効果を起こりにくくすることができ、キャリア１４４の電荷蓄積、すなわちチャージアップに起因する像担持体へのキャリア付着を抑制することができる。したがって、画像のエッジ効果の発生を抑制し、像担持体へのキャリア付着を一層抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００５６】
架橋樹脂粒子に含まれる架橋樹脂より導電性の高い導電性物質としては、たとえば、導電性カーボンブラックおよび酸化チタンが挙げられ、本実施形態において、前記導電性物質は、導電性カーボンブラックであることが好ましい。前記導電性物質が導電性カーボンブラックであることによって、キャリア１４４の体積抵抗率を適正な範囲により安定して制御することができるので、画像のエッジ効果を一層起こりにくくすることができ、キャリア１４４の電荷蓄積、すなわちチャージアップに起因する像担持体へのキャリア付着を一層防ぐことができる。したがって、画像のエッジ効果の発生を一層抑制し、像担持体へのキャリア付着をより一層抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００５７】
（第１熱可塑性樹脂１４１）
第１熱可塑性樹脂１４１としては、アクリル系樹脂およびスチレンアクリル樹脂など公知の樹脂が使用できる。第１熱可塑性樹脂１４１のガラス転移点は、６０℃以上９０℃以下であることが好ましい。第１熱可塑性樹脂１４１のガラス転移点が、６０℃未満であると、高温環境下において第１熱可塑性樹脂１４１が軟らかくなるので、架橋樹脂粒子１４２を含むコート層１４６がコア粒子１４５から剥離しやすくなる。第１熱可塑性樹脂１４１のガラス転移点が９０℃を超えると、第１熱可塑性樹脂１４１のガラス転移点が９０℃以下である場合と比較して、メカノケミカル的な方法でキャリア１４４の製造の際に、コア粒子１４５と架橋樹脂粒子１４２との接触面積が小さくなるので、架橋樹脂粒子１４２とコア粒子１４５との接着力が低下し、架橋樹脂粒子１４２がコア粒子１４５から剥離しやすくなる。また、架橋樹脂粒子１４２を充分にコア粒子１４５に付着させるために攪拌エネルギーを高くすると、磁性粒子１４０が壊れやすくなる。第１熱可塑性樹脂１４１のガラス転移点が、６０℃以上９０℃以下であることによって、架橋樹脂粒子１４２とコア粒子１４５とが攪拌され衝突すると、第１熱可塑性樹脂１４１が熱で溶融しやすいので、架橋樹脂粒子１４２とコア粒子１４５との接触面積を大きくすることができ、架橋樹脂粒子１４２とコア粒子１４５とを強固に接着させることができるので、キャリア１４４の製造の際に、コート層１４６がコア粒子１４５から剥離することを防ぎ、また磁性粒子１４０が破壊されることを防ぐことができる。したがって、像担持体へのキャリア付着および転写性の低下を一層抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００５８】
（第２熱可塑性樹脂１４３）
本実施形態において、コート層１４６は、さらに第２熱可塑性樹脂１４３を含むことが好ましい。この場合、図１に示すように、架橋樹脂粒子１４２と第２熱可塑性樹脂１４３とを含んでコート層１４６が形成される。第２熱可塑性樹脂１４３としては、アクリル系樹脂やスチレンアクリル樹脂など、懸濁重合および乳化重合などで製造される公知の樹脂が使用できる。コート層１４６がさらに第２熱可塑性樹脂１４３を含むことによって、コート層１４６が第２熱可塑性樹脂１４３を含まない場合と比較して、コート層１４６を平滑にすることができ、外添剤が架橋樹脂粒子１４２間に入り込みにくくなるので、キャリア１４４への外添剤の埋没を起こりにくくすることができ、安定した流動性および帯電性を得ることができる。したがって、現像剤の流動性の低下を抑制し、トナーを安定して帯電させることができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像をより一層安定して形成することができる。
【００５９】
また、本実施形態において、第２熱可塑性樹脂１４３は、導電性カーボンブラックを含むことが好ましい。第２熱可塑性樹脂１４３が、導電性カーボンブラックを含むことによって、キャリア１４４の抵抗制御が容易になる。
【００６０】
（キャリア１４４）
本実施形態において、キャリア１４４の体積抵抗率は、１×１０８Ω・ｃｍ以上５×１０１２Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１×１０９Ω・ｃｍ以上５×１０１１Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。コート層１４６を備えた本発明のキャリア１４４は、体積抵抗率が低くなると感光体へのキャリア付着が生じやすくなり、体積抵抗率が高くなるとトナー帯電量の上昇が起こりやすくなる。キャリア１４４の体積抵抗率の定義は後述する。
【００６１】
本実施形態において、キャリア１４４の体積平均粒子径は、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上６０μｍ以下であることがより好ましい。キャリア１４４の体積平均粒子径が小さすぎると、現像時に現像ローラから感光体ドラムにキャリア１４４が移動することによって、得られる画像に白抜けが発生することがある。またキャリア１４４の体積平均粒子径が大きすぎると、ドット再現性が悪くなり、画像が粗くなることがある。キャリア１４４の体積平均粒子径の定義は後述する。
【００６２】
本実施形態において、キャリア１４４の飽和磁化は、３０ｅｍｕ／ｇ以上１００ｅｍｕ／ｇ以下であることが好ましく、５０ｅｍｕ／ｇ以上８０ｅｍｕ／ｇ以下であることがより好ましい。キャリア１４４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１４４が付着し、画像の白抜けが発生しやすくなる。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にくくなる。飽和磁化の定義は後述する。
【００６３】
２、キャリアの製造方法
本発明の実施の一形態であるキャリアの製造方法は、たとえば、磁性粒子に第１熱可塑性樹脂を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で混合することによって、コア粒子表面にコート層を形成する工程とを含む。こうすることによって、コート層に架橋樹脂を用いてもコア粒子からのコート層の剥離を抑制でき、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成でき、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入のない本発明のキャリアを得ることができる。
【００６４】
また本実施形態において、キャリアの製造方法は、たとえば、第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で混合することによって、コア粒子表面にコート層を形成する工程とを含む。こうすることによって、磁性粒子が多孔質ではない場合と比較して、磁性粒子と第１熱可塑性樹脂との接着性を高めることができるので、コート層に架橋樹脂を用いても、コア粒子からのコート層の剥離を一層抑制でき、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成でき、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入のない本発明のキャリアを得ることができる。
【００６５】
また本実施形態において、キャリアの製造方法は、たとえば、第１熱可塑性樹脂で、多孔質の磁性粒子の内部を充填および多孔質の磁性粒子の表面を被覆することによってコア粒子を作製する工程と、第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で、前記コア粒子と架橋樹脂粒子とを混合し、さらにスプレーコートによって、第２熱可塑性樹脂をコア粒子に被覆することによってコア粒子表面にコート層を形成する工程とを含む。こうすることによって、表面が平滑なコート層を形成できるので、コート層が第２熱可塑性樹脂を含まない場合と比較して、外添剤の埋没が起こりにくく、現像剤の流動性および帯電性の低下を抑制することができ、コート層に架橋樹脂を用いても、コア粒子からのコート層の剥離を抑制でき、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成でき、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入のない本発明のキャリアを得ることができる。
【００６６】
（コア粒子を作製する工程）
コア粒子を作製する工程では、第１熱可塑性樹脂が磁性粒子の表面を被覆するコア粒子を作製する。コア粒子は、公知の方法で作製できるが、たとえば、多孔質フェライト粒子と、有機溶媒に第１熱可塑性樹脂を溶解した溶液とを真空状態または減圧下で混合することによって、多孔質フェライト粒子の内部に第１熱可塑性樹脂を溶解した溶液を充填し、その後、多孔質フェライト粒子を攪拌しながら加熱して有機溶媒を除去することによってコア粒子を作製する方法がある。
【００６７】
また、多孔質フェライト粒子にモノマーと開始剤の混合物とを真空状態または減圧下で混合することによって、多孔質フェライト粒子の内部に前記混合物を充填した後、水を加えて加熱することによって、重合反応を行い、重合反応を行った後、水を除去し、乾燥させることによってコア粒子を作製する方法がある。
【００６８】
（コート層を形成する工程）
（架橋樹脂の被覆方法）
コート層を形成する工程では、コア粒子表面にコート層を形成する。コア粒子表面に架橋樹脂粒子を被覆する方法としては、公知のメカノケミカル的な方法によって行うことができ、たとえば、加熱しながら攪拌できる混合機にコア粒子と架橋樹脂粒子とを投入し、第１熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度で混合することによって、コア粒子表面に架橋樹脂粒子を被覆することができる。混合機としては、たとえば、北川鉄工所製ボルテックスミキサーおよび特殊機化工業製２軸プラネタリーミキサーが挙げられる。
【００６９】
（第２熱可塑性樹脂の被覆方法）
上記のコア粒子表面に架橋樹脂粒子を被覆したコア粒子に、第２熱可塑性樹脂を被覆する方法としては公知の方法が利用でき、たとえば、流動層中で前記コア粒子を攪拌しながら、有機溶媒で第２熱可塑性樹脂を溶解させた溶液をスプレーした後、有機溶媒を蒸発させるスプレーコート法が利用できる。有機溶媒としては、たとえばトルエンが挙げられ、第２熱可塑性樹脂としては、たとえばスチレンアクリル樹脂およびスチレンブチルアクリレート樹脂が挙げられる。
【００７０】
３、２成分現像剤
本発明の実施の一形態である２成分現像剤は、コート層に架橋樹脂粒子を含む本発明のキャリアを含むことが好ましい。コート層に架橋樹脂粒子を含む本発明のキャリアは、前述のように、コート層に架橋樹脂を含むので、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入がないので、外添剤を含むトナーと攪拌することによるコート層の摩耗を抑制することができる。また、コート層に架橋樹脂を用いても、キャリアの製造の際に、コア粒子からのコート層の剥離を抑制することができる。また、膜厚の制御が容易なので、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成することができる。したがって、キャリアの寿命を向上させ、キャリアの体積抵抗率が低下することによる像担持体へのキャリア付着および転写効率の低下を抑制することができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる２成分現像剤とすることができる。
【００７１】
本実施形態において、２成分現像剤は、コート層に架橋樹脂粒子と第２熱可塑性樹脂とを含む本発明のキャリアを含むことが好ましい。コート層に架橋樹脂粒子と第２熱可塑性樹脂とを含む本発明のキャリアは、前述のように、コート層に架橋樹脂を含むので、耐久性に優れ、破壊された磁性粒子の混入がないので、外添剤を含むトナーと攪拌することによるコート層の摩耗を抑制することができる。また、コート層に架橋樹脂を用いても、キャリアの製造の際に、コア粒子からのコート層の剥離を抑制することができる。また、膜厚の制御が容易なので、架橋樹脂粒子の粒子径より大きなピッチでの厚みの変化が均一なコート層を形成することができる。また、外添剤がコート層に埋没することを抑制することができるので、安定した流動性および帯電性を有することができる。したがって、キャリアの寿命を向上させ、キャリアの体積抵抗率が低下することによる像担持体へのキャリア付着および転写効率の低下を抑制することができ、またトナーを安定して帯電させることができるので、長期間にわたって、画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する良好な画像を安定して形成することができる２成分現像剤とすることができる。
【００７２】
２成分現像剤は、本発明のキャリアと、後述するトナーとを混合して作製される。キャリアとトナーとの混合方法については、たとえば、キャリア１００重量部に対してトナー３重量部以上１５重量部以下の割合で混合され、ナウターミキサなどの混合機で攪拌することによって作製できる。
【００７３】
（トナー)
トナーとしては、特に限定されず、公知のトナーを使用できる。
【００７４】
（トナーの製造方法）
トナーは、たとえば、外添剤と着色樹脂粒子とを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。
【００７５】
（着色樹脂粒子の製造方法）
着色樹脂粒子は、混練粉砕法または重合法などの公知の方法によって作製できる。具体的には、混練粉砕法を採用した場合、バインダ樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤およびその他の添加剤を、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、メカノミルまたはＱ型ミキサなどの混合機で混合し、原料混合物を得る。得られた原料混合物を、２軸混練機または１軸混練機などの混練機によって１００〜１８０℃程度の温度で溶融混練し、混練物を得る。得られた混練物を冷却固化し、固化物をジェットミルのようなエア式粉砕機で粉砕し、粉砕物を得る。得られた粉砕物を、必要に応じて分級などの粒度調整を行うことで着色樹脂粒子を作製する。
【００７６】
（着色樹脂粒子）
着色樹脂粒子の体積平均粒子径は、４μｍ以上７μｍ以下が好ましい。体積平均粒子径が４μｍ以上７μｍ以下であれば、ドット再現性に優れ、かぶりおよびトナー飛散の少ない、高画質画像が得られる。体積平均粒子径の定義は後述する。
【００７７】
（バインダ樹脂）
トナーに使用できるバインダ樹脂としては、公知の各種スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂などが使用できる。この中でも線形また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（微粉が発生しにくい）、定着性（定着後に紙から剥離しにくい）、および耐ホットオフセット性を両立させる上で優れている。バインダ樹脂の機械的強度が強いと微粉を発生しにくくすることができる。定着性に優れると、定着後にトナー像を記録媒体から剥離しにくくすることができる。
【００７８】
ポリエステル樹脂は、たとえば、２価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。
【００７９】
２価のアルコールとしては、たと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などのビスフェノールＡアルキレンオキシド付加物を挙げることができる。
【００８０】
２価の多塩基酸としては、たとえばマレイン酸、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、または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もしくはアルキルコハク酸類を挙げることができる。「低級アルキル」とは、炭素数１〜４のアルキルをいう。
【００８１】
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または３価以上の多塩基酸を添加してもよい。
【００８２】
３価以上の多価アルコールとしては、たとえばソルビトール、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。
【００８３】
３価以上の多塩基酸としては、たとえば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、およびこれらの無水物等を挙げることができる。
【００８４】
（着色剤）
トナーに使用できる着色剤としては、トナーに一般に用いられている公知の顔料および染料を使用できる。
【００８５】
具体的に、黒トナー用の着色剤としては、カーボンブラックやマグネタイトなどが挙げられる。
【００８６】
イエロートナー用の着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７およびＣ．Ｉ．ピグメント・イエロー９８など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、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１４およびＣ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７など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およびＣ．Ｉ．ピグメント・イエロー１５５などの縮合モノアゾ系黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１５０およびＣ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８５などのその他黄色顔料、ならびにＣ．Ｉ．ソルベント・イエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー７７、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー７９およびＣ．Ｉ．ディスパース・イエロー１６４などの黄色染料などが挙げられる。
【００８７】
マゼンタトナー用の着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４９：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２３８およびＣ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９などの赤色または紅色顔料、ならびにＣ．Ｉ．ソルベント・レッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド５２、Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド５８およびＣ．Ｉ．ソルベント・レッド８などの赤色系染料などが挙げられる。
【００８８】
シアントナー用の着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：４などの銅フタロシアニンおよびその誘導体の青色系染顔料、ならびにＣ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６（フタロシアニン・グリーン）などの緑色顔料などが挙げられる。
【００８９】
着色剤の含有量としては、バインダ樹脂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重量部以上１０重量部以下の範囲である。
【００９０】
（帯電制御剤）
トナーに使用できる帯電制御剤としては、公知の帯電制御剤が使用できる。
【００９１】
帯電制御剤としては、たとえば、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、サリチル酸およびその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体または塩化合物、ナフトール酸およびその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体または塩化合物、ベンジル酸およびその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体または塩化合物、長鎖アルキルカルボン酸塩、ならびに長鎖アルキルスルフォン酸塩などを挙げることができる。
【００９２】
帯電制御剤の含有量としては、バインダ樹脂１００重量部に対して０．１重量部以上２０重量部以下の範囲内が好ましく、０．５重量部以上１０重量部以下の範囲内がより好ましい。
【００９３】
（離型剤）
トナーに使用できる離型剤としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの合成ワックス、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、石油系ワックスの変成ワックス、ならびに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などの植物系ワックスなど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って、定着ローラまた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、定着時の高温オフセットおよび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、たとえば、バインダ樹脂１００重量部に対して１重量部以上５重量部以下である。
【００９４】
（外添剤）
外添剤としては、平均粒子径が７ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリカ、酸化チタンまたはアルミナなどからなる無機粒子が使用できる。また、シランカップリング剤、チタンカップリング剤またはシリコーンオイルで無機粒子を表面処理することによって疎水性を付与してもよい。疎水性を付与した無機粒子は、高湿下において体積抵抗率の低下および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シリカ粒子は、疎水性および絶縁性に優れる。このようなシリカ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る。
【００９５】
具体的な外添剤として、たとえば、日本アエロジル社製のアエロジル５０（個数平均粒子径：約３０ｎｍ）、アエロジル９０（個数平均粒子径：約３０ｎｍ）、アエロジル１３０（個数平均粒子径：約１６ｎｍ）、アエロジル２００（個数平均粒子径：約１２ｎｍ）、アエロジル３００（個数平均粒子径：約７ｎｍ）およびアエロジル３８０（個数平均粒子径：約７ｎｍ）、ならびに西独デグサ社製のアルミナムオキサイドＣ（個数平均粒子径：約１３ｎｍ）、チタニウムオキサイドＰ−２５（個数平均粒子径：約２１ｎｍ）、ＭＯＸ１７０（個数平均粒子径：約１５ｎｍ）、石原産業社製ＴＴＯ−５１（個数平均粒子径：約２０ｎｍ）およびＴＴＯ−５５（個数平均粒子径：約４０ｎｍ）が挙げられる。個数平均粒子径の定義は後述する。
【００９６】
外添剤の添加量は、０．２重量％以上３重量％以下が好ましい。外添剤の添加量が０．２重量％未満では、トナーに充分な流動性を与えられないことがある。外添剤の添加量が３重量％を超えると、トナーの定着性が低下することがある。
【００９７】
４、画像形成装置
図２は、本発明の実施の一形態である画像形成装置４０の構成を模式的に示す概略図である。本発明の画像形成装置は、図２に示す画像形成装置４０の構成に限定されない。図２に示すように、画像形成装置４０は、４つの画像形成ユニット１〜４を備えるタンデム方式のカラー画像形成装置である。
【００９８】
画像形成装置４０は、４つの画像形成ユニット１〜４として、黒トナー像を形成するための第１画像形成ユニット１と、シアントナー像を形成するための第２画像形成ユニット２と、マゼンタトナー像を形成するための第３画像形成ユニット３と、イエロートナー像を形成するための第４画像形成ユニット４とを含む。
【００９９】
図２の紙面に向かって、４つの画像形成ユニット１〜４の上方には、無端ベルトである中間転写ベルト５が配設されている。中間転写ベルト５は、２つの支持ロール６に掛け渡され、矢印Ｒにて示す方向に回転するようになっている。中間転写ベルト５を挟んで、一方の支持ロール６に対向して２次転写ローラ８が設けられる。以降、２次転写ローラ８が配置されている２次転写位置を起点として、中間転写ベルト５の回転方向の上流、下流を規定する。中間転写ベルト５の材料としては、ポリイミドまたはポリアミド等の熱硬化性シリコーン樹脂に電子伝導性導電材を適当量含有させたものが使用できる。
【０１００】
４つの画像形成ユニット１〜４は、中間転写ベルト５の回転方向Ｒの上流側から下流側に向かって、黒色の画像情報に対応するトナー像を形成する第１画像形成ユニット１、シアン色の画像情報に対応するトナー像を形成する第２画像形成ユニット２、マゼンタ色の画像情報に対応するトナー像を形成する第３画像形成ユニット３、イエロー色の画像情報に対応するトナー像を形成する第４画像形成ユニット４の順に配置される。
【０１０１】
中間転写ベルト５の内側には、各画像形成ユニット１〜４で形成された単色トナー像を中間転写ベルト５上に転写する１次転写ローラ７が、中間転写ベルト５を挟んで、各画像形成ユニット１〜４に対向するように各々設けられている。各画像形成ユニット１〜４で形成された単色トナー像は、中間転写ベルト５上に重ね合うように転写され、一つのカラートナー画像を形成する。
【０１０２】
イエロー色の画像情報に対応するトナー像を形成する第４画像形成ユニット４よりも中間転写ベルト５の回転方向Ｒの下流側には、中間転写ベルト５上に形成されたカラー画像を記録媒体に転写する２次転写ローラ８が配設されている。
【０１０３】
２次転写ローラ８より中間転写ベルト５の回転方向Ｒの下流側には、中間転写ベルト５の表面をクリーニングするためのベルトクリーニングユニット１０が設けられる。ベルトクリーニングユニット１０は、中間転写ベルト５に接触配置されるベルトクリーニングブラシ１１と、ベルトクリーニングブレード１２とを有している。ベルトクリーニングブレード１２は、ベルトクリーニングブラシ１１より中間転写ベルト５の回転方向Ｒの下流側に配置される。２次転写後、記録媒体に転写されないまま中間転写ベルト５上に残ったトナーは、ベルトクリーニングユニット１０にて取り除かれる。
【０１０４】
図２の紙面に向かって４つの画像形成ユニット１〜４の下方には、記録媒体を収容するトレイ１４が配設されている。トレイ１４内の記録媒体は、複数の給紙ローラ１３によって、２次転写ローラ８が中間転写ベルト５と対向する２次転写位置まで搬送される。矢印Ｐによって、記録媒体の搬送方向を示す。
【０１０５】
２次転写ローラ８よりも記録媒体の搬送方向Ｐの下流側には、記録媒体に転写されたカラートナー像を記録媒体に定着するための定着ユニット１５が設けられる。そして、定着ユニット１５よりも記録媒体の搬送方向Ｐの下流側には、カラートナー像が定着された記録媒体を画像形成装置４０から排出する排紙ローラ１３ａが設けられる。
【０１０６】
図３は、図２に示す第１画像形成ユニット１の構成を示す概略図である。第２画像形成ユニット２、第３画像形成ユニット３、および第４画像形成ユニット４の構成は、実質的に同じ構成である。したがって、第１画像形成ユニット１、第２画像形成ユニット２、第３画像形成ユニット３、および第４画像形成ユニット４の構成の詳細な説明は省略する。
【０１０７】
第１画像形成ユニット１は、像担持体である円柱状の感光体ドラム１６と、感光体ドラム１６の周囲に設けられ、感光体ドラム１６を帯電する帯電器１７、感光体ドラム１６上に静電潜像を書き込む露光器１８、感光体ドラム１６上の静電潜像を可視化する現像装置１９および一次転写後に感光体ドラム１６上に残留するトナーを含む残留物を除去する感光体ドラムクリーナ２０とを含む。帯電器１７および露光器１８は、潜像形成手段として機能する。
【０１０８】
帯電器１７は、本実施形態では非接触型帯電器であり、たとえばスコロトロン帯電器によって実現され、感光体ドラム１６に対しコロナ放電を行って感光体ドラム１６を所定の電位に帯電させる。帯電器１７は、コロトロン帯電器によって実現されてもよい。また帯電器１７は、非接触型帯電器に限定されず、接触型帯電器、たとえば、帯電ローラまたは帯電ブラシによって実現されてもよい。
【０１０９】
露光器１８は、たとえば、レーザ露光器からなり、画像信号に応じたレーザ走査による露光を行い、帯電器１７によって帯電された感光体ドラム１６の表面電位を変化させることで、画像情報に応じた静電潜像を形成する。露光器としては、ＬＤＥアレイ装置等を用いることもできる。
【０１１０】
現像装置１９は、現像槽２７内部に本発明のトナーを含む現像剤を収容し、現像剤に含まれるトナーによって、感光体ドラム１６表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像剤には、トナーおよびキャリアからなる２成分現像剤とキャリアを含まずトナーのみを含む一成分現像剤とがある。本実施の形態の画像形成装置４０においては、現像装置１９は、現像槽２７内部に２成分現像剤を収容し、２成分現像剤に対応した構成を有する。
【０１１１】
感光体ドラムクリーナ２０は、クリーニングブレード２１と、クリーナハウジング２２と、シール２３とを備えている。
【０１１２】
クリーニングブレード２１は、感光体ドラム１６の回転方向Ｒｄに対してカウンタ方向に圧接配置され、感光体ドラム１６表面の残留物を掻き取るものである。クリーナハウジング２２は、掻き取られた残留物を収容するもので、クリーニングブレード２１はクリーナハウジング２２に取り付けられる。シール２３は、クリーナハウジング２２内部を封止するもので、クリーニングブレード２１よりも感光体ドラム１６の回転方向Ｒｄ上流側において、一端がクリーナハウジング２２に固定されると共に、他端が感光体ドラム１６に接触配置されている。
【０１１３】
５、現像装置
図４は、図３に示す第１画像形成ユニット１における現像装置１９周辺の構成を示す概略図である。現像装置１９は、２成分現像剤（以下、単に「現像剤」ということがある）が収容される現像槽２７を備えており、現像槽２７には、感光体ドラム１６の外周面に臨む位置に、感光体ドラム１６の外周面に向かって開放する開放部３０が形成されている。
【０１１４】
現像槽２７内部には、開放部３０の開口を通して感光体ドラム１６の外周面を臨むように現像ローラ２４が設けられる。現像ローラ２４は、円柱状であり、その外周面に現像剤を担持して搬送することによって感光体ドラム１６に現像剤中のトナーを供給し、感光体ドラム１６上の静電潜像を現像する。現像ローラ２４は、感光体ドラム１６の外周面から間隔をあけて配置される。
【０１１５】
現像ローラ２４は、多極に着磁された円柱状の多極着磁部材２５と、多極着磁部材２５に回転自在に外嵌された非磁性のスリーブ２６とを備える。多極着磁部材２５は、軸線方向両端部が、現像槽２７の両側壁に非回転に支持される。
【０１１６】
多極着磁部材２５には、周方向における複数の位置に、複数の磁極が離隔して配置される。多極着磁部材２５の磁極は、たとえば断面形状が長方形状の棒磁石を、多極着磁部材２５の周方向における複数の位置に、放射状に配置することによって形成される。本実施形態では、多極着磁部材２５には、５つの磁極、具体的には３つのＮ極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３と、２つのＳ極Ｓ１，Ｓ２とが配置される。
【０１１７】
磁極Ｎ１は感光体ドラム１６を臨む位置に配置される。スリーブ２６の回転軸線を回転中心として、磁極Ｓ１は、磁極Ｎ１からスリーブ２６の回転方向Ｒａ上流側に、たとえば５９°角変位した位置に配置され、磁極Ｎ２は、磁極Ｎ１からスリーブ２６の回転方向Ｒａ上流側に、たとえば１１７°角変位した位置に配置され、磁極Ｎ３は磁極Ｎ１からスリーブ２６の回転方向Ｒａ上流側に、たとえば２２４°角変位した位置に配置され、磁極Ｓ２は、磁極Ｎ１からスリーブ２６の回転方向Ｒａ上流側に、たとえば２８２°角変位した位置にそれぞれ配置される。
【０１１８】
Ｎ極の磁束密度を正（プラス（＋））とし、Ｓ極の磁束密度を負（マイナス（−））とすると、磁極Ｎ１の磁束密度のピーク値は、たとえば１１０ｍＴであり、磁極Ｓ１の磁束密度のピーク値は、たとえば−７８ｍＴであり、磁極Ｎ２の磁束密度のピーク値は、たとえば５６ｍＴであり、磁極Ｎ３の磁束密度のピーク値は、たとえば４２ｍＴであり、磁極Ｓ２の磁束密度のピーク値は、たとえば−８０ｍＴである。
【０１１９】
現像槽２７の開放部３０近傍であり、かつ現像ローラ２４の感光体ドラム１６を臨む部分よりもスリーブ２６の回転方向Ｒａの上流側であって、汲上げ極Ｎ２よりもスリーブ２６の回転方向Ｒａの下流側の部分に対向する位置には、現像ローラ２４の外周面に担持される現像剤層の厚みを規制して、現像剤の静電潜像への搬送量を規制する規制部材２８が設けられる。規制部材２８は、現像ローラ２４の外周面に対して所定の間隔を隔てて配置されている。
【０１２０】
現像槽２７内部であって、現像ローラ２４に臨む位置には、現像槽２７内部の現像剤を撹拌すると共に現像ローラ２４へと供給する攪拌部材２９が、回転自在に設けられる。
【０１２１】
本実施形態において、長期間にわたって画像の白抜けおよびかぶりのない良好なトナー画像を安定して形成することのできる現像装置１９を備えて画像形成装置４０が実現される。このような画像形成装置４０で画像を形成することによって、長期間にわたって画像の白抜けおよびかぶりがなく、一定の画像濃度を有する画像を安定して形成することができる。
【実施例】
【０１２２】
（各種定義）
以下に本明細書における個数平均粒子径、体積平均粒子径、飽和磁化、体積抵抗率の定義を記載する。
【０１２３】
「個数平均粒子径」
本明細書において、個数平均粒子径は、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個の外添剤の粒子径を測定し、得られた粒子径の平均値を意味する。
【０１２４】
「キャリアの体積平均粒子径」
本明細書において、キャリアの体積平均粒子径は、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。
【０１２５】
「着色樹脂粒子の体積平均粒子径」
本明細書において、着色樹脂粒子の体積平均粒子径は、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のアパー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型あるい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。たとえば、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。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、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用い、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した。それから、本発明に係る体積分布から求める重量基準の重量平均粒子径を求めた。
【０１２６】
「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。
【０１２７】
「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の電圧印加し、印加後１５秒後の値が測定される。この測定値が体積抵抗率である。
【０１２８】
実施例および比較例のキャリアは、次に示す方法によって製造した。
（実施例１）
＜キャリアの製造＞
（コア粒子を作製する工程）
フェライト原料として、Ｆｅ２Ｏ３（ＫＤＫ社製）５０ｍｏｌ％、ＭｎＣＯ２（ＫＤＫ社製）３５ｍｏｌ％、Ｍｇ（ＯＨ）２（ＫＤＫ社製）１４．５ｍｏｌ％、およびＳｒＯ（ＫＤＫ社製）０．５ｍｏｌ％をボールミルで４時間粉砕し、得られたスラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、得られた真球状の粒子をロータリーキルンにて９３０℃で２時間仮焼した。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）により平均粒子径２μｍ以下にまで微粉砕した。このスラリーにＰＶＡを２重量％添加し、スプレードライヤーにより造粒、乾燥し、電気炉にて、温度１１００℃、酸素濃度０体積％で４時間、本焼成を行った。その後、解砕、分級を行うことによって、体積平均粒子径が３０μｍであり、体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍである多孔質フェライト粒子を得た。
【０１２９】
（コート層を形成する工程）
第１熱可塑性樹脂として、重量平均分子量（Ｍｗ）が６１０００であり、数平均分子量（Ｍｎ）が４７０００であり、ガラス転移点が７５℃であるスチレン-ブチルアクリレート樹脂（藤倉化成製）１００重量部をトルエン５０重量部に溶解した溶液である第１熱可塑性樹脂溶液を調製した。第１熱可塑性樹脂溶液に前記多孔質フェライト粒子２００重量部を混合容器に入れ、８０℃、減圧下で撹拌することによって、第１熱可塑性樹脂溶液を多孔質フェライト粒子の内部に充填した。一度、気圧を上圧にもどした後、１８０℃に加熱し、減圧条件下でトルエンを揮発させることによって、多孔質フェライト粒子内部が第１熱可塑性樹脂で充填されたコア粒子を得た。
【０１３０】
次に、コート層に使用する架橋樹脂粒子として、スチレン６０重量部、ブチルメタクリレート３０重量部、ジビニルベンゼン７重量部、およびカーボンブラック（商品名；ＭＡ−１００、三菱化学株式会社製）３重量部を懸濁重合することによって、個数平均粒子径が２μｍである架橋樹脂粒子を作製した。混合機（２軸プラネタリーミキサー、特殊機化工業製）を用いて、架橋樹脂粒子８重量部とコア粒子１００重量部とを８０℃で１時間混合することによってコート層に架橋樹脂粒子を含むコートキャリアを得た。
【０１３１】
次に、第２熱可塑性樹脂として、重量平均分子量（Ｍｗ）が５５０００であり、数平均分子量（Ｍｎ）が４５０００であり、ガラス転移点が８０℃であるスチレン-ブチルアクリレート樹脂（藤倉化成製）５重量部をトルエン１０重量部に溶解させた溶液である第２熱可塑性樹脂溶液を調製した。流動層攪拌装置で前記コートキャリア１００重量部を攪拌しながら、第２熱可塑性樹脂溶液でスプレーコートを行うことによって、体積平均粒子径が３４μｍであり、体積抵抗率が２×１０１１Ω・ｃｍであり、飽和磁化が６５Ａ・ｍ２／ｋｇである平滑なコート層を有する実施例１のキャリアを作製した。
【０１３２】
（実施例２）
実施例１で用いられた架橋樹脂粒子の個数平均粒子径を２μｍから３μｍに変更し、架橋樹脂粒子とコア粒子との混合の際に、架橋樹脂粒子の添加量を８重量部から１２重量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例２のキャリアを作製した。
【０１３３】
（実施例３）
実施例１で用いられた架橋樹脂粒子の個数平均粒子径を２μｍから１μｍに変更し、架橋樹脂粒子とコア粒子との混合の際に、架橋樹脂粒子の添加量を８重量部から４重量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例３のキャリアを作製した。
【０１３４】
（実施例４）
実施例１で用いられた架橋樹脂粒子の個数平均粒子径を２μｍから１．５μｍに変更し、架橋樹脂粒子とコア粒子との混合の際に、架橋樹脂粒子の添加量を８重量部から２０重量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例４のキャリアを作製した。
【０１３５】
（実施例５）
実施例１で用いられた架橋樹脂粒子の個数平均粒子径を２μｍから２．５μｍに変更し、架橋樹脂粒子とコア粒子との混合の際に、架橋樹脂粒子の添加量を８重量部から１０重量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例５のキャリアを作製した。
【０１３６】
（実施例６）
第２熱可塑性樹脂を含まないこと以外は実施例１と同様にして、実施例６のキャリアを作製した。
【０１３７】
（実施例７）
架橋樹脂粒子の作製の際に、導電性カーボンブラックを添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして、実施例７のキャリアを作製した。
【０１３８】
（比較例１）
架橋樹脂粒子および第２熱可塑性樹脂を含まないこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のキャリアを作製した。
【０１３９】
表１に、実施例１〜７および比較例１における架橋樹脂粒子の個数平均粒子径およびその添加量、ならびにキャリアの真密度および飽和磁化を示す。
【０１４０】
【表１】
2009192959.tif 000003
【０１４１】
＜トナーの製造＞
トナー材料を下記する。
・バインダ樹脂（ポリエステル樹脂、ガラス転移点６０℃、軟化温度１０５℃、藤倉化成工業株式会社製）  １００重量部
・カーボンブラック（商品名：ＭＡ−７７：三菱化学株式会社製）  ５重量部
・帯電制御剤（ホウ素化合物、商品名：ＬＲ−１４７、日本カーリット社製）  １．５重量部
・離型剤（パラフィンワックス、商品名：ＨＮＰ−９、日本精鑞社製）  ５重量部
【０１４２】
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（商品名：ニーディックスＭＯＳ１４０−８００、三井鉱山社製）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（商品名：ＩＤＳ−２型、日本ニューマチック工業社製）によって微粉砕し、トナー原料を含む微粉砕物を得た。前記微粉砕物を、風力分級機（日本ニューマチック工業社製：ＭＰ−２５０型）を用いて分級することによって、体積平均粒子径が６．０μｍである着色樹脂粒子を得た。
【０１４３】
得られた着色樹脂粒子１００重量部に、個数平均粒子径が１２ｎｍのヘキサメチルジシラザンで表面を処理したシリカ粒子（デグサ社製）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、三井鉱山株式会社製）で２分間攪拌することによってトナーを作製した。
【０１４４】
＜２成分現像剤の作製＞
トナー６重量部と実施例１〜７および比較例１で得られたキャリア９４重量部とをナウターミキサ（商品名：ＶＬ−０、ホソカワミクロン社製）にそれぞれ投入し、２０分間攪拌混合することによって実施例１〜７および比較例１で得られたキャリアを含む２成分現像剤を作製した。
【０１４５】
＜画像評価＞
図２に示す画像形成装置４０を試験用の画像形成装置として用い、前記２成分現像剤を充填して連続プリントテストを行った。なお、連続プリントテストは、４つの画像形成ユニットのうち、画像形成ユニット１のみを用いて行った。画像形成装置の現像条件として、感光体の周速が４００ｍｍ／秒、現像ローラの周速が５６０ｍｍ／秒、感光体と現像ローラのギャップが０．４２ｍｍ、現像ローラと規制ブレードのギャップが０．５ｍｍとなるように設定し、ベタ画像（１００％濃度）における試験紙上のトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２となり、非画像部におけるトナー付着量が最も少なくなる条件に、感光体の表面電位および現像バイアスをそれぞれ調整した。試験紙として、Ａ４サイズの電子写真用紙（マルチレシーバー、シャープドキュメントシステム社製）を使用した。
【０１４６】
試験紙に形成されるプリント画像のカバレージが６％となるテキスト画像の連続プリントテストを温度２０℃、湿度６５％環境下にてそれぞれ１０００００（以下「１００ｋ」という）枚行った。
【０１４７】
画像評価は、トナー帯電量、画像濃度およびかぶり濃度の測定、ならびに転写不良の有無を確認することで行った。これら各値の測定法を下記する。
【０１４８】
（トナー帯電量）
トナー帯電量は、吸引式小型帯電量測定装置（商品名：２１０ＨＳ−２Ａ、トレックジャパン社製）を用いて測定した。
【０１４９】
（画像濃度）
画像濃度については、次のように評価した。まず、一辺が３ｃｍのベタ画像（１００％濃度）をプリントした。次に、反射濃度計（マクベス社製：ＲＤ９１８）を用いて、プリント部分の画像濃度を測定した。
【０１５０】
紙の繊維がトナーで完全に覆われた状態である画像濃度が１．３３以上を良好とし、紙の繊維がトナーでやや完全に覆われた状態である画像濃度が１．２５以上１．３３未満をやや不良とし、紙の繊維がトナーで不完全に覆われた状態である１．２５未満を不良とする。
【０１５１】
（かぶり濃度）
かぶり濃度については、非画像部（０％濃度）の濃度を次の手順で算出した。
【０１５２】
白度計（日本電色工業社製：Ｚ−Σ９０  ＣＯＬＯＲ  ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ）を用いて、あらかじめプリント前の紙の白色度を測定する。次に、１００ｋ枚印字後の紙の非画像部における白色度を、白度計を用いて測定し、プリント前の白色度との差を求める。この差をかぶり濃度とする。
【０１５３】
肉眼でかぶりをほとんど確認できないかぶり濃度が０．５未満を良好とし、肉眼でかぶりをやや明確に確認できるかぶり濃度が０．５以上１．０未満をやや不良とし、肉眼でかぶりが明確に確認できるかぶり濃度が１．０以上を不良とする。
【０１５４】
（転写不良）
転写不良については以下の方法で評価した。プリントされた画像において、転写電界不良による感光体ドラムへのキャリア付着が発生したことを示す２ｍｍ〜７ｍｍの白斑（白抜け）の有無を目視によって確認した。
【０１５５】
＜結果＞
連続プリントテスト結果を表２に示す。
【０１５６】
【表２】
2009192959.tif 000004
【０１５７】
表２の結果から、実施例１〜７は、１００ｋ枚印字後においても画像濃度が高く、かぶりのない画像が得られたことがわかる。
【０１５８】
実施例７は、導電性カーボンブラックを含まないので、キャリアの体積抵抗率を適正な範囲に安定して制御することができず、他の実施例と比較して、初期から１００ｋ枚印字後までのトナー帯電量の変化が大きいことがわかる。
【０１５９】
比較例１は、１００ｋ枚印字後において、感光体へのキャリア付着に起因する転写不良、すなわち白抜けが発生し、かぶりの発生が見られ、画像濃度が低下した。また、１００ｋ枚印字後において、トナー帯電量が大きく低下した。これらの理由としては、比較例１は、コート層を含まず、磁性粒子表面の第１熱可塑性樹脂の厚みにばらつきがあるので、第１熱可塑性樹脂の磨耗によって、第１熱可塑性樹脂の薄い部分の磁性粒子が、第１熱可塑性樹脂の厚い部分の磁性粒子よりも早く露出し、キャリアの体積抵抗率および帯電性が低下し、キャリア表面において局所的にリーク電流が生じやすい部分が現れたからだと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本実施形態のキャリア１４４の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態である画像形成装置４０の構成を模式的に示す概略図である。
【図３】図２に示す第１画像形成ユニット１の構成を示す概略図である。
【図４】図３に示す第１画像形成ユニット１における現像装置１９周辺の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１４４  キャリア
１４５  コア粒子
１４６  コート層
１４０  磁性粒子
１４１  第１熱可塑性樹脂
１４２  架橋樹脂粒子
【図１】
2009192959.tif 000005
【図２】
2009192959.tif 000006
【図３】
2009192959.tif 000007
【図４】
2009192959.tif 000008