(57)【要約】【課題】トナーかぶりおよびキャリア現像の発生を抑制した画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ニップ部Ｎよりも感光体ドラム２０の回転方向上流側における静電潜像の画像部電位をＶＬ（Ｖ）、現像ニップ部Ｎよりも前記回転方向下流側におけるトナー像の表面電位をＶｉ（Ｖ）、前記トナー像の単位面積当たりの質量をＭ（ｋｇ／ｍ２）、感光体ドラム２０の静電容量をＣ（Ｆ）とした場合、第１のトナー帯電量Ａが、Ａ＝Ｃ×（Ｖｉ―ＶＬ）／Ｍ  （Ｃ／ｋｇ）とされ、感光体ドラム２０上のトナー像を吸引することで測定されるトナーの第２のトナー帯電量Ｑ（Ｃ／ｋｇ）と、第１のトナー帯電量Ａとが、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たす。【選択図】図３
2016133744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転され、表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する像担持体と、
現像ニップ部において前記像担持体に対向して配置され、回転され周面にトナーおよびキャリアからなる現像剤を担持する現像ローラーを含む現像装置と、
前記像担持体上に担持された前記トナー像をシートに転写する転写部と、
を有し、
前記現像ニップ部よりも前記像担持体の回転方向上流側における前記静電潜像の画像部電位をＶＬ（Ｖ）、前記現像ニップ部よりも前記回転方向下流側における前記トナー像の表面電位をＶｉ（Ｖ）、前記トナー像の単位面積当たりの質量をＭ（ｋｇ／ｍ２）、前記像担持体の静電容量をＣ（Ｆ）とした場合、第１のトナー帯電量Ａが、
Ａ＝Ｃ×（Ｖｉ―ＶＬ）／Ｍ  （Ｃ／ｋｇ）とされ、
前記像担持体上の前記トナー像を吸引することで測定される前記トナーの第２のトナー帯電量Ｑ（Ｃ／ｋｇ）と、前記第１のトナー帯電量Ａとが、
１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部を更に有し、
直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが前記現像ローラーに印加されることで前記像担持体上に形成された第１のトナー像を吸引することで測定される第３のトナー帯電量をＱａｃ（Ｃ／ｋｇ）、直流電圧のみが重畳された現像バイアスが前記現像ローラーに印加されることで前記像担持体上に形成された第２のトナー像を吸引することで測定される第４のトナー帯電量をＱｄｃ（Ｃ／ｋｇ）とした場合、
１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８
の関係を満たすことを特徴とする請求項１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、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートに画像を形成する画像形成装置として、感光体ドラム（像担持体）と、現像装置と、転写部材と、を備えるものが知られている。感光体ドラム上に形成された静電潜像が、現像装置によって顕在化されると、感光体ドラム上にトナー像が形成される。転写部材によって、トナー像がシートに転写される。
【０００３】
特許文献１には、隣接する２つの感光体ドラムに対して異なる転写方式が適用された画像形成装置が開示されている。また、それぞれの現像装置には、トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤が用いられ、電気抵抗の異なる現像剤が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤が用いられた現像装置では、感光体ドラム上の静電潜像の背景部に対して、トナーが移動するトナーかぶりや、キャリアが移動するキャリア現像が生じることがあった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、トナーかぶりおよびキャリア現像の発生を抑制した画像形成装置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】
【０００７】
本発明の一局面に係る画像形成装置は、回転され、表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する像担持体と、現像ニップ部において前記像担持体に対向して配置され、回転され周面にトナーおよびキャリアからなる現像剤を担持する現像ローラーを含む現像装置と、前記像担持体上に担持された前記トナー像をシートに転写する転写部と、を有し、前記現像ニップ部よりも前記像担持体の回転方向上流側における前記静電潜像の画像部電位をＶＬ（Ｖ）、前記現像ニップ部よりも前記回転方向下流側における前記トナー像の表面電位をＶｉ（Ｖ）、前記トナー像の単位面積当たりの質量をＭ（ｋｇ／ｍ２）、前記像担持体の静電容量をＣ（Ｆ）とした場合、第１のトナー帯電量Ａが、Ａ＝Ｃ×（Ｖｉ―ＶＬ）／Ｍ  （Ｃ／ｋｇ）とされ、前記像担持体上の前記トナー像を吸引することで測定される前記トナーの第２のトナー帯電量Ｑ（Ｃ／ｋｇ）と、前記第１のトナー帯電量Ａとが、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】
本構成によれば、電気抵抗が低い磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像を現像する場合であっても、キャリア現像、トナーかぶり、リードオフおよびリークの発生が抑止される。
【０００９】
上記の構成において、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部を更に有し、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが前記現像ローラーに印加されることで前記像担持体上に形成された第１のトナー像を吸引することで測定される第３のトナー帯電量をＱａｃ（Ｃ／ｋｇ）、直流電圧のみが重畳された現像バイアスが前記現像ローラーに印加されることで前記像担持体上に形成された第２のトナー像を吸引することで測定される第４のトナー帯電量をＱｄｃ（Ｃ／ｋｇ）とした場合、１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８の関係を満たすことが望ましい。
【００１０】
本構成によれば、更に、チャージアップおよびトナー飛散の発生が抑止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーかぶりおよびキャリア現像の発生を抑制した画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図および制御部の電気的構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の（Ａ）現像動作の模式図、（Ｂ）像担持体および現像ローラーの電位の大小関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。
【００１４】
図１は、画像形成装置１０の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置１０は、箱形の筐体構造を備える装置本体１１を備える。この装置本体１１内には、シートＰを給紙する給紙部１２、給紙部１２から給紙されたシートＰに転写するトナー像を形成する画像形成部１３、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット１４（転写部）、画像形成部１３にトナーを補給するトナー補給部１５、及び、シートＰ上に形成された未定着トナー像をシートＰに定着する処理を施す定着部１６が内装されている。さらに、装置本体１１の上部には、定着部１６で定着処理の施されたシートＰが排紙される排紙部１７が備えられている。
【００１５】
装置本体１１の上面の適所には、シートＰに対する出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するためのタッチパネルや各種の操作キーが設けられている。
【００１６】
装置本体１１内には、さらに、画像形成部１３より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路１１１が形成されている。シート搬送路１１１には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対１１２が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対１１３が、シート搬送路１１１における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路１１１は、シートＰを給紙部１２から排紙部１７まで、画像形成部１３及び定着部１６を経由して搬送させる搬送路である。
【００１７】
給紙部１２は、給紙トレイ１２１、ピックアップローラー１２２、及び給紙ローラー対１２３を備える。給紙トレイ１２１は、装置本体１１の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートＰが積層されたシート束Ｐ１を貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙トレイ１２１に貯留されたシート束Ｐ１の最上面のシートＰを１枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対１２３は、ピックアップローラー１２２によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。
【００１８】
給紙部１２は、装置本体１１の、図１に示す左側面に取り付けられる手差し給紙部を備える。手差し給紙部は、手差しトレイ１２４、ピックアップローラー１２５、及び給紙ローラー対１２６を備える。手差しトレイ１２４は、手差しされるシートＰが載置されるトレイであり、手差しでシートＰを給紙する際、図１に示すように、装置本体１１の側面から開放される。ピックアップローラー１２５は、手差しトレイ１２４に載置されたシートＰを繰り出す。給紙ローラー対１２６は、ピックアップローラー１２５によって繰り出されたシートＰをシート搬送路１１１に送り出す。
【００１９】
画像形成部１３は、シートＰに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、後述する中間転写ベルト１４１の回転方向上流側から下流側に向けて（図１に示す左側から右側へ）順次配設された、マゼンタ（Ｍ）色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１３Ｍ、シアン（Ｃ）色の現像剤を用いるシアン用ユニット１３Ｃ、イエロー（Ｙ）色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１３Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）色の現像剤を用いるブラック用ユニット１３Ｂｋが備えられている。各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋは、それぞれ感光体ドラム２０（像担持体）と、感光体ドラム２０の周囲に配置された帯電装置２１、現像装置２３、一次転写ローラー２４及びクリーニング装置２５とを備える。また、各ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋ共通の露光装置２２が、画像形成ユニットの下方に配置されている。
【００２０】
感光体ドラム２０は、その軸回りに回転駆動され、その表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する。この感光体ドラム２０としては、一例として、公知のアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）感光体ドラムや有機（ＯＰＣ）感光体ドラムが用いられる。帯電装置２１は、感光体ドラム２０の表面を均一に帯電する。帯電装置２１は、帯電ローラーと、前記帯電ローラーに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシとを備える。露光装置２２は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、均一に帯電された感光体ドラム２０の周面に、画像データに基づき変調された光を照射して、静電潜像を形成する。
【００２１】
現像装置２３は、感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム２０の周面にトナーを供給する。
【００２２】
一次転写ローラー２４は、中間転写ユニット１４に備えられている中間転写ベルト１４１を挟んで感光体ドラム２０とニップ部を形成する。更に、一次転写ローラー２４は、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１４１上に一次転写する。クリーニング装置２５は、トナー像転写後の感光体ドラム２０の周面を清掃する。
【００２３】
中間転写ユニット１４は、画像形成部１３とトナー補給部１５との間に設けられた空間に配置され、中間転写ベルト１４１と、図略のユニットフレームにて回転可能に支持された駆動ローラー１４２と、従動ローラー１４３と、バックアップローラー１４６とを備える。中間転写ベルト１４１は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム２０の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー１４２及び従動ローラー１４３、１４６に架け渡されている。中間転写ベルト１４１は駆動ローラー１４２の回転により周回駆動される。従動ローラー１４３の近傍には、中間転写ベルト１４１の周面上に残存したトナーを除去するベルトクリーニング装置１４４が配置されている。
【００２４】
駆動ローラー１４２に対向して、中間転写ベルト１４１の外側には、二次転写ローラー１４５が配置されている。二次転写ローラー１４５は、中間転写ベルト１４１の周面に圧接されて、駆動ローラー１４２との間で転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト１４１上に一次転写されたトナー像は、給紙部１２から供給されるシートＰに、転写ニップ部において二次転写される。すなわち、中間転写ユニット１４および二次転写ローラー１４５は、感光体ドラム２０上に担持されたトナー像をシートＰに転写する転写部として機能する。また、駆動ローラー１４２には、その周面を清掃するためのロールクリーナー２００が配置されている。
【００２５】
トナー補給部１５は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ１５Ｍ、シアン用トナーコンテナ１５Ｃ、イエロー用トナーコンテナ１５Ｙ及びブラック用トナーコンテナ１５Ｂｋを備える。これらトナーコンテナ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋは、それぞれＭ／Ｃ／Ｙ／Ｂｋ各色の補給用トナーを貯留するものである。コンテナ底面に形成されたトナー排出口１５Ｈから、Ｍ／Ｃ／Ｙ／Ｂｋ各色に対応する画像形成ユニット１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｂｋの現像装置２３に各色のトナーが補給される。
【００２６】
定着部１６は、内部に加熱源を備えた加熱ローラー１６１と、加熱ローラー１６１に対向配置された定着ローラー１６２と、定着ローラー１６２と加熱ローラー１６１とに張架された定着ベルト１６３と、定着ベルト１６３を介して定着ローラー１６２と対向配置され定着ニップ部を形成する加圧ローラー１６４とを備えている。定着部１６へ供給されたシートＰは、前記定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記転写ニップ部でシートＰに転写されたトナー像は、シートＰに定着される。
【００２７】
排紙部１７は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートＰを受ける排紙トレイ１７１が形成されている。定着処理が施されたシートＰは、定着部１６の上部から延設されたシート搬送路１１１を経由して、排紙トレイ１５１へ向けて排紙される。
【００２８】
＜現像装置について＞
図２は、本実施形態に係る現像装置２３の断面図および制御部９８０の電気的構成を示したブロック図である。現像装置２３は、現像ハウジング２３０と、現像ローラー２３１と、第１スクリューフィーダー２３２と、第２スクリューフィーダー２３３と、規制ブレード２３４とを備える。現像装置２３には、二成分現像方式が適用されている。
【００２９】
現像ハウジング２３０には、現像剤収容部２３０Ｈが備えられている。現像剤収容部２３０Ｈには、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤が収容されている。また、現像剤収容部２３０Ｈは、現像剤が現像ローラー２３１の軸方向の一端側から他端側に向かう第１搬送方向（図２の紙面と直交する方向、後から前に向かう方向）に搬送される第１搬送部２３０Ａと、軸方向の両端部において第１搬送部２３０Ａに連通され、第１搬送方向とは逆の第２搬送方向に現像剤が搬送される第２搬送部２３０Ｂとを含む。第１スクリューフィーダー２３２および第２スクリューフィーダー２３３は、図２の矢印Ｄ２２、Ｄ２３方向に回転され、それぞれ、現像剤を第１搬送方向および第２搬送方向に搬送する。特に、第１スクリューフィーダー２３２は、現像剤を第１搬送方向に搬送しながら、現像ローラー２３１に現像剤を供給する。
【００３０】
現像ローラー２３１は、現像ニップ部Ｎ（図３（Ａ））において、感光体ドラム２０に対向して配置されている。現像ローラー２３１は、回転されるスリーブ２３１Ｓと、スリーブ２３１Ｓの内部に固定配置された磁石２３１Ｍとを備える。磁石２３１Ｍは、Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２およびＳ３極を備える。現像ローラー２３１は、図２の矢印Ｄ２１方向に回転される。現像ローラー２３１は、回転され、現像ハウジング２３０内の現像剤を受け取って、現像剤層を担持し、感光体ドラム２０にトナーを供給する。なお、本実施形態では、現像ローラー２３１は、感光体ドラム２０と対向する位置において、同方向（ウィズ方向）に回転する。
【００３１】
規制ブレード２３４は、現像ローラー２３１に所定の間隔をおいて配置され、第１スクリューフィーダー２３２から現像ローラー２３１の周面上に供給された現像剤の層厚を規制する。
【００３２】
現像装置２３を備える画像形成装置１０は、更に、現像バイアス印加部９７１と、駆動部９７２と、制御部９８０とを備える。制御部９８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。
【００３３】
現像バイアス印加部９７１は、直流電源と交流電源とから構成され、後記のバイアス制御部９８２からの制御信号に基づき、現像装置２３の現像ローラー２３１に、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。
【００３４】
駆動部９７２は、モーター及びそのトルクを伝達するギア機構からなり、後記の駆動制御部９８１からの制御信号に応じて、現像動作時に、感光体ドラム２０に加え、現像装置２３内の現像ローラー２３１および第１スクリューフィーダー２３２、第２スクリューフィーダー２３３を回転駆動させる。
【００３５】
制御部９８０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部９８１、バイアス制御部９８２および記憶部９８３を備えるように機能する。
【００３６】
駆動制御部９８１は、駆動部９７２を制御して、現像ローラー２３１、第１スクリューフィーダー２３２、第２スクリューフィーダー２３３を回転駆動させる。また、駆動制御部９８１は、不図示の駆動機構を制御して、感光体ドラム２０を回転駆動させる。
【００３７】
バイアス制御部９８２は、現像ローラー２３１から感光体ドラム２０にトナーが供給される現像動作時に、現像バイアス印加部９７１を制御して、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間に直流電圧および交流電圧の電位差を設ける。前記電位差によって、トナーが現像ローラー２３１から感光体ドラム２０に移動される。
【００３８】
記憶部９８３は、駆動制御部９８１およびバイアス制御部９８２によって参照される各種の情報を記憶している。一例として、現像ローラー９８１の回転数や環境に応じて調整される現像バイアスの値などが記憶されている。
【００３９】
図３は、本実施形態に係る画像形成装置１０の（Ａ）現像動作の模式図、（Ｂ）感光体ドラム２０および現像ローラー２３１の電位の大小関係を示す模式図である。図３（Ａ）を参照して、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との間に、現像ニップ部Ｎが形成されている。現像ローラー２３１上に担持されるトナーおよびキャリアは磁気ブラシを形成する。現像ニップ部Ｎにおいて、磁気ブラシからトナーが感光体ドラム２０側に供給される。図３（Ｂ）を参照して、感光体ドラム２０の表面電位は、帯電装置２１によって、背景部電位Ｖ０（Ｖ）に帯電される。その後、露光装置２２によって露光光が照射されると、印刷される画像に応じて、最大で画像部電位ＶＬ（Ｖ）まで、感光体ドラム２０の表面電位が背景部電位Ｖ０から変化される。一方、現像ローラー２３１には、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃが印加されるとともに、直流電圧Ｖｄｃに不図示の交流電圧が重畳されている。
【００４０】
このような反転現像方式の場合、表面電位Ｖ０と現像バイアスの直流成分Ｖｂ（面積中心値）との電位差が、感光体ドラム２０の背景部へのトナーかぶりを抑制する電位差である。一方、露光後の表面電位ＶＬと現像バイアスの直流成分Ｖｂとの電位差が、感光体ドラム２０の画像部に、プラス極性のトナーを移動させる現像電位差となる。そして、上記のトナーかぶりを抑制する電位差（Ｖ０−Ｖｂ）は、同時に、マイナス極性のキャリアが感光体ドラム２０に移動するキャリア現像を発生させる電位差にも相当する。この為、画像形成装置１０において、電位Ｖ０、ＶＬおよびＶｂは、画像濃度、トナーかぶりおよびキャリア現像のバランスをとりながら、設定されることが望ましい。
【００４１】
近年、高画質化を目的として、キャリアの平均粒子径が小さく設定される傾向にある。この場合、キャリア１粒子あたりの飽和磁化が小さくなるため、現像ローラー２３１の磁石２３１Ｍのキャリア保持力が低下しやすい。この結果、キャリア現像が悪化しやすくなり、トナーかぶりおよびキャリア現像のバランスがとり難くなってきている。更に、比誘電率が高いα−Ｓｉ感光体が使用された場合、キャリア現像は更に悪くなる傾向があった。このような場合、現像ローラー２３１の磁石２３１Ｍに、高磁力の希土類磁石が使用されることで、キャリアの保持力を増大させ、キャリア現像を改善する方策なども提案されている。しかし、この場合、現像ロールのスリーブ上で、希土類の磁極に現像剤が留まりやすく、現像ロールの回転方向下流側に現像剤が搬送されにくいといった問題もあった。
【００４２】
本発明の発明者は、平均粒子径（体積平均径）が４５μｍ以下の小粒径キャリアや、比誘電率が９以上と高い感光体ドラム２０が用いられた場合でも、磁石２３１に希土類磁石を用いることなく、画像濃度、トナーかぶりおよびキャリア現像のバランスがとれる画像形成装置１０を知見した。詳しくは、本実施形態では、現像ローラー２３１上の磁気ブラシから感光体ドラム２０に電荷注入が行われることで、現像動作中に背景部（非画像領域）の表面電位Ｖ０が、Ｖｄｃに近付く方向へ変化される（図３（Ｂ）の背景部電位Ｖ０１参照）。この場合、背景部電位Ｖ０と現像バイアスＶｄｃとの電位差よりも、背景部電位Ｖ０１と現像バイアスＶｄｃとの電位差の方が小さくなるため、キャリアが感光体ドラム２０側に移動しにくくなる。したがって、感光体ドラム２０の非画像領域では、トナーかぶりが悪化することなく、キャリア現像が改善可能とされる。そして、現像ローラー２３１上の磁気ブラシによる感光体ドラム２０への電荷注入は、磁気ブラシの電気抵抗が低く設定されることで促進される。なお、本実施形態におけるキャリアの平均粒子径（体積粒子径）は、レーザー回析式粒度分布測定装置（日機装株式会社製マイクロトラックＭｏｄｅｌ−ＭＴ３０００Ｉ）により測定した。
【００４３】
次に、磁気ブラシの電気抵抗が低く設定された場合に、トナーかぶりが悪化することなく、キャリア現像が改善する作用について説明する。図３（Ａ）を参照して、現像ローラー２３１上の磁気ブラシが感光体ドラム２０に衝突する際、すなわち、現像ニップ部Ｎの入り口Ｎ１において、トナーが磁気ブラシから飛翔、離脱する。この際、トナーが現像ローラー２３１側に引き戻される様に、現像ニップＮに電位差が設定されていると、飛翔したトナーは現像ローラー２３１側に移動し、トナーかぶりが抑制される。したがって、この磁気ブラシの衝突部分（入り口Ｎ１）では、強い引き戻し電界がかけられているほど、トナーかぶりは少なくなる。
【００４４】
一方、キャリア現像に関しては、磁気ブラシが感光体ドラム２０から離れる領域、すなわち、現像ニップ部Ｎの出口Ｎ２で、キャリア現像の量が決定される。この出口Ｎ２で、キャリアが感光体ドラム２０側に現像される電界が弱いほど、キャリア現像が少なくなる。そして、磁気ブラシによる感光体ドラム２０への電荷注入は、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との最近接部分で最も強くなることから、現像ニップ部Ｎの入り口Ｎ１では、電荷注入は殆ど生じず、強い引き戻し電界が発生している。一方、現像ニップ部Ｎの出口Ｎ２では、既に、現像ニップ部Ｎの最近接位置で電荷注入によって感光体ドラム２０の表面電位が変化している（図３（Ｂ）の表面電位Ｖ０１）。このため、キャリアが感光体ドラム２０側に現像される電界は弱くなっている。この結果、トナーかぶりが発生しにくく、かつ、キャリア現像が抑制される。
【００４５】
なお、本実施形態では、磁気ブラシの抵抗が低く設定されるために、キャリア抵抗が低く設定されるだけではなく、トナーの抵抗も低く設定されている。キャリア抵抗が低く設定されるだけで、磁気ブラシの抵抗が低く設定された場合、キャリアに電荷注入し易くなり、キャリア現像が悪化しやすい。又、電気抵抗の高いトナーは、チャージアップし易い。このため、低温、低湿度環境などで、低印字率（トナーの消費、入れ替わりが少ない条件）、かつ、１枚間欠（現像ローラー２３１の回転時間が長く、現像剤が攪拌されやすい条件）の画像形成動作が続くと、トナーの帯電量が上昇し、画像濃度が低下しやすくなる。このような不具合を抑制するためにも、本実施形態では、キャリアに加え、トナーの抵抗も低く設定されている。
【００４６】
また、本実施形態では、感光体ドラム２０への電荷注入の大小が下記のように導出される。まず、現像ニップ部Ｎ（図３（Ａ））よりも感光体ドラム２０の回転方向上流側における静電潜像の画像部電位をＶＬ（Ｖ）、現像ニップ部Ｎよりも感光体ドラム２０の回転方向下流側において、感光体ドラム２０上に形成されたトナー像の表面電位をＶｉ（Ｖ）、トナー像の単位面積当たりの質量をＭ（ｋｇ／ｍ２）、感光体ドラム２０の静電容量をＣ（Ｆ）とした場合、第１のトナー帯電量Ａが、
Ａ＝Ｃ×（Ｖｉ―ＶＬ）／Ｍ  （Ｃ／ｋｇ）      （式１）
と定義される。なお、上記の各電位は、公知の非接触表面電位計を用いて測定することが可能である。本実施形態では、トレック社製の表面電位計（Ｍｏｄｅｌ３４４）によって各表面電位が測定される。また、トナーの質量Ｍは、下記の帯電量測定装置によってあわせて計測可能である。
【００４７】
更に、現像ニップ部Ｎよりも感光体ドラム２０の回転方向下流側において、感光体ドラム２０上に形成されたトナー像を吸引することで測定されるトナーの帯電量が、第２のトナー帯電量Ｑ（Ｃ／ｋｇ）と定義される。なお、第２のトナー帯電量Ｑは、公知の帯電量測定装置を用いることで測定可能である。本実施形態では、トレック社製のＣｈａｒｇｅ‐ｔｏ‐Ｍａｓｓ  Ｒａｔｉｏ  （Ｑ／ｍ）  Ｔｅｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍｏｄｅｌ  ２１２ＨＳ−２Ａによって、第２のトナー帯電量Ｑが測定される。当該測定装置は、感光体ドラム２０上に形成されたトナー像を所定のノズルから吸引し、吸引されたトナー質量が測定される。また、吸引過程において、測定装置によって検出された総電荷量が上記のトナー質量で除されると、第２のトナー帯電量Ｑが算出される。
【００４８】
そして、第１のトナー帯電量Ａと第２のトナー帯電量Ｑとの比、すなわち、Ａ／Ｑの大小によって、感光体ドラム２０への電荷注入量が把握される。第１のトナー帯電量Ａの測定において、感光体ドラム２０上に形成されたトナー像の表面電位は、各トナーの電荷の和に加え、トナー層の下の感光体ドラム２０の表面電位も含んでいる。換言すれば、第１のトナー帯電量Ａには、感光体ドラム２０の表面電位の分だけ誤差が含まれている。一方、第２のトナー帯電量Ｑは、吸引されたトナーが帯びていた電荷だけが測定される。したがって、第１のトナー帯電量Ａと第２のトナー帯電量Ｑとの比が評価されることによって、感光体ドラム２０への電荷注入の大小を把握することが可能となる。なお、感光体ドラム２０が電荷注入されていなければ、計算によって導かれる第１のトナー帯電量Ａと、吸引によって導かれる第２のトナー帯電量Ｑとは略同じとなる。計算される第１のトナー帯電量Ａが大きくなればなるだけ、感光体ドラム２０に電荷注入が起こっていることを意味する。
【００４９】
本実施形態では、第１のトナー帯電量Ａと第２のトナー帯電量Ｑとの比が、
１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９      （式２）
の関係を満たすように現像条件が設定されることで、キャリア現像およびトナーかぶりが安定して抑止される。
【００５０】
更に、本実施形態では、上記の第２のトナー帯電量Ｑが、異なる現像条件でそれぞれ測定される。すなわち、第２のトナー帯電量Ｑは、第３のトナー帯電量Ｑａｃ（単位：Ｃ／ｋｇ）と、第４のトナー帯電量Ｑｄｃ（単位：Ｃ／ｋｇ）と、に分類される。第３のトナー帯電量をＱａｃは、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが、現像ローラー２３１に印加されることで感光体ドラム２０上に形成された第１のトナー像を吸引することで測定される。また、第４のトナー帯電量をＱｄｃは、直流電圧のみが重畳された現像バイアスが現像ローラー２３１に印加されることで感光体ドラム２０上に形成された第２のトナー像を吸引することで測定される。なお、上記のＡ／Ｑが評価される際のトナー像は、直流電圧および交流電圧が印加されることによって現像されている。
【００５１】
ここで、交流電圧が重畳された条件で現像された場合の第３のトナー帯電量Ｑａｃと、直流電圧のみで現像された場合のトナー帯電量Ｑｄｃとの比（Ｑａｃ／Ｑｄｃ）は、トナーへの電荷注入の大小を示している。特に、この電荷注入は、トナーの電気抵抗によって左右される。Ｑａｃ／Ｑｄｃが１よりも大きいほど、トナーは低抵抗となる。又、この電荷注入は、キャリアの抵抗にも影響される。キャリアの抵抗が低いと、トナーへの電荷注入が大きくなり、キャリアの抵抗が高いと、トナーへは電荷注入は小さくなる。
【００５２】
本実施形態では、第３のトナー帯電量Ｑａｃとトナー帯電量Ｑｄｃとの比が、
１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８      （式３）
の関係を満たすように現像条件が設定されることで、後記のとおり、キャリア現像およびトナーかぶりに加え、他の画像品質が向上される。
【００５３】
＜トナーおよびキャリアについて＞
なお、トナーおよびキャリアの電気抵抗を調整する方法は、公知の方法を選択可能である。一例として、本実施形態では、トナーはコアーシェル構造のトナーである。また、キャリアは、フェライトキャリアの表面に樹脂コートが施されることで製造される。キャリアはコート組成の部分で、トナーはシェル組成の部分で電気抵抗を容易にコントロールできる為、これらの二成分現像剤は、本発明には適した構成といえる。以下に、本実施形態に係るトナーおよびキャリアについて更に説明する。
【００５４】
＜トナーについて＞
（トナーコア）
トナーコア材は一般的な粉砕法によって作製された分級品からなり、本実施形態ではアニオン性を示す。トナーコア材がアニオン性を示すかどうかは、日本画像学会が提供する標準キャリアとの摩擦帯電によって検出可能であり、水系媒体下でのアニオン性については、ゼータ電位での計測が有効である。すなわち標準化キャリアとの摩擦帯電にて−１０μＣ／ｇ以上の負帯電性、ゼータ電位にて−１０ｍＶ以上のアニオン性を示せばよい。
【００５５】
（トナーシェル）
トナーコアのシェル化はトナーコア表面に熱硬化性樹脂を被覆させることで行う。又、トナーシェルは、カチオン性の性質も有する。被覆の方法としては、所望の平均粒子径および粒子径分布を実現できるものであれば特に制限されないが、固体状のトナーコア上に被膜を形成するため、樹脂原料を反応場に水系媒体側からのみ供給する方式で作製できるものとされる。具体的には、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、コアセルベーション法などにより作製される被膜が好ましく、反応性などの観点から、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法により作製される被膜が好ましい。ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法においては、水系媒体にのみに樹脂被膜の原料が存在しており、この原料がトナーコア上で反応して樹脂化し、被膜が形成される。シェル化に用いる樹脂原料としては、上記の様な方法で形成されるものであれば特に制限されないが、トナーの凝集を十分抑制でき成膜性に優れる等の理由から、メラミン系、尿素レゾルシン系などの尿素系、ウレタン系、アミド系、オレフィン系、ゼラチン・アラビアゴム系などを使用し、吸水性が低く貯蔵安定性に優れる等の理由から、メラミン系および尿素レゾルシン系などの尿素系などが好ましい。メラミン系樹脂および尿素レゾルシン系などの尿素系樹脂は低吸水性であるため、薄膜被覆トナーを乾燥する際にトナーが結着することを抑制し、トナーの平均粒子径および粒子径分布が変化することを抑制でき、また、貯蔵中に腐敗することもない。
【００５６】
具体的にはメラミンとホルムアルデヒド、あるいは尿素とホルムアルデヒドとの不可反応によって生成される前駆体（メチロール化物）であるメチロールメラミンあるいはメチロール化尿素を用いることによりトナーコア表面の皮膜化が可能である。またこれらの皮膜化は該メチロール化物を溶解することができる溶媒中で行うことが好ましく、該溶媒として水、メタノール、あるいはエタノールが好ましい。水、メタノール、あるいはエタノールのような溶媒中でシェル層を形成する場合、トナーコア表面に均一に該メチロール化物を被覆させるために、トナーコアを溶媒中に高濃度に分散させることが好ましい。また溶媒中にトナーコアを高濃度に分散させる為、溶媒中に分散剤を含有させることができる。分散剤の種類は、特に限定されることはない。例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリパラビニルフェノール、部分鹸化ポリ酢酸ビニル、イソプレンススルホン酸、ポリエーテル、イゾブチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリアスパラギン酸ナトリウム、デンプン、アラビアゴム、ポリビニルピロリドン及びリグニンスルホン酸ナトリウムを用いることができる。これらの分散剤は、１種を用いても、２種以上を組み合わせて使用しても良い。分散剤の使用量は、例えばトナーコア１００質量部に対し、７５質量部以下が好ましい。トナーコアを高濃度に分散させた溶媒中でメチロールメラミンあるいはメチロール尿素からなるシェル層を形成するための温度は、特に限定されないが、４０度以上８０度以下が好ましく、５５度以上７０度以下がより好ましい。このような範囲の温度によりトナーコア表面にシェル層を形成することにより、トナーコア粒子表面を被覆するシェル層の形成が良好に進行し、シェル化トナーの分散液を得ることができる。その後、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経て、シェル化トナー母粒子が得られる。このシェル層の厚みや、このシェル層の外側に添加するシリカや酸化チタンなどによって、抵抗調整を行なうことが可能となる。
【００５７】
なお、上記の過程を経て製造されたトナーは、以下のような特徴を備えている。第１に、トナーのガラス転移点Ｔｇがシェル化材料の硬化開始温度である５５度よりも低い。たとえばメラミン系のシェル剤の硬化温度は一般的に５５度から１００度程度である。トナーコア材が最低硬化温度以下(５５度)のガラス転移点Ｔｇを有するとしても、シェル化の反応時に凝集しないことが重要である。画像形成装置１０への適用においては、トナーのコア材のＴｇ点が５５度より上回ると定着部１６において十分な定着強度が得られない場合がある。このため、好ましいトナーコアのガラス転移点Ｔｇは２０度から５５度の範囲、より好ましくは３０度から５０度の範囲にある。
【００５８】
第２に、トナーのシェル構造が、複数の破壊箇所を有する。熱硬化反応によってシェル化を行った場合、重縮合反応による強固な膜質が形成されると、同時にアニオン性を有するトナーコア表面と反応することで、シェル膜厚２０ｎｍ以下の薄膜においても熱圧力によって瞬時に破壊させることが難しくなる。このため、シェル前のトナーコアが不定形とされるとともに、さらに、その表面にＷａｘや顔料、シリカ粒子などの添加粒子が添加される。この結果、シェル化が進行し表面張力によりトナーが丸みを帯びるときに膜の厚みが部分的に変動することや微小な突起が形成される。したがって、定着部１６においてトナーに熱圧力が働いた際に、シェル膜が複数の箇所から破壊され、瞬時に用紙などの定着媒体にトナーが固着される。
【００５９】
なお、シェル膜の破壊点の確認方法としては、一例として、ポリエステル系のバインダーがトナーに用いられた場合、ＰＨ１０程度のアルカリ性の活性剤中へトナーを放置するテストによって、複数の破壊場所の有無を特定することが可能である。トナーコアの材質、配合によって、アルカリ液への浸漬テストによって多数の貫通孔が開いていることが観察され、シェル膜の破壊箇所になる部分を確認することができる。
【００６０】
第３に、シェルの厚みが２０ｎｍ以下に設定可能である。メラミン系のシェルの場合、２０ｎｍ以上の厚みでは十分な定着性能が得られにくい。このため、好ましくは１ｎｍから１０ｎｍ程度の厚みをシェルが有することＳが好ましい。なお、メラミン系のシェル膜に改質剤を添加して柔軟性を持たせた場合には、この限りではない、なお、シェル膜の厚みは、樹脂単独の場合に換算した厚みによって定義される。
【００６１】
第４に、シェルトナーのＴｍ（Ｔ１／２）が１００度以下である。トナーの粘度測定は、ＪＩＳ−Ｋ７２１０「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトフローレイトの試験方法」に基づいて測定される。本実施形態では、島津製作所製のフローテスターＣＦＴ−５００Ｄ／１００Ｄによって測定される。フローテスターのトナーの粘度測定において、そのＴｍ（半分流出時の温度）が１００度以下であることが好ましく、より好ましくは９５度以下であることが好ましい。Ｔｍが１００度以下であることで高速印刷時においても十分な定着性能を得ることができる。
【００６２】
＜トナーコアの作製＞
ビスフェノールAを骨格にエチレンオキサイドを付加したアルコールにパラフタル酸のような多官能基を持つ酸を反応させポリエステル樹脂を作製する。この際、ＯＨＶ値は１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＡＶは２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｍは１００度、Ｔｇは４９度であった。このポリエステル樹脂１００に対し、フタロシアニン顔料１５：３タイプを５、エステルワックスを５、配合し、ヘンシェルミキサーにて混合後にＰＣＭ−３０型混練機にて混練りしたチップをターボミルにて６ミクロンに粉砕した。その後エルボージェットにて分級し６ミクロントナーを得た。このトナーの形状係数は０．９３であった。また、トナーのＴｇは４２度、Ｔｍは９０度であった。さらにＰＨ４におけるゼータ電位の測定では、−１５ｍＶと明らかなアニオン性をトナーが示した。
【００６３】
＜シェル膜の作製＞
１リットルの３つ口フラスコを３０度のウオーターバス中にセットし３００ｍｌのイオン交換水を塩酸にてＰＨ４に調整する。この液にミルベン６０７を２ｍｌ添加し６ｎｍの膜が出来るように溶解させる。この水溶液に先ほどのトナーコア３００ｇを添加し、十分攪拌し、標準トナーの作製を行った。さらに３００ｍｌのイオン交換水を追加し、攪拌しながら０．５度／分の速度で昇温させ７０度で２時間保持する。その後、ＰＨ７にまで中和し、ろ過洗浄のうえ乾燥させ、シェルトナーを得た。なお、ろ過後の導電率は４μＳ／ｃｍであった。
【００６４】
＜キャリアについて＞
キャリアは、平均粒径径３５μｍのフェライトコアにシリコンやフッ素などをコーティングしたものであり、具体的には以下の手順で作成した。キャリアコアＥＦ−３５（パウダーテック社製）１０００重量部に、シリコン樹脂ＫＲ−２７１（信越化学社製）２０質量部をトルエン２００質量部に溶解させて、塗布液を作製する。そして、流動層塗布装置により、塗布液を噴霧塗布した後、２００℃で６０分間熱処理して、キャリアを得た。この塗布液の中には、導電剤や荷電制御剤を分散させることで、抵抗調整・帯電調整を行なっている。
【００６５】
上記のように、電気抵抗の調整が可能なトナーおよびキャリアを用い、前述の第１のトナー帯電量Ａと第２のトナー帯電量Ｑとの比が、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たすように現像条件が設定されることで、キャリア現像およびトナーかぶりに加え、リードオフやリークの発生が抑止される。また、第３のトナー帯電量Ｑａｃとトナー帯電量Ｑｄｃとの比が、１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８の関係を満たすように現像条件が設定されることで、更に、チャージアップやトナー飛散が抑止される。
【００６６】
なお、本発明の発明者は鋭意実験を繰り返すことで、現像剤の磁気ブラシの電気抵抗に加え、現像条件のうち、感光体ドラム２０の誘電率、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０との周速比、現像ローラー２３１と感光体ドラム２０とのギャップ、キャリアの飽和磁化および平均粒子径（磁気ブラシの太さ）が、キャリア現像に影響を与えうることを知見した。なお、本実施形態では、磁気ブラシの電気抵抗は、トナーのシェル層の厚さ、キャリアのコート層の厚さによって調整される。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を挙げて本発明の実施形態につき更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、実施した比較実験での各実験条件は以下のとおりである。
【００６８】
＜共通実験条件＞
・感光体ドラム２０：ＯＰＣ感光体、比誘電率εｒ＝３．４、感光層の厚さ＝３０μｍ
・感光体ドラム２０の線速：２００ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラー２３１の線速：３２０〜４００ｍｍ／ｓｅｃ（ウィズ回転）、なお一部の実験では可変。
・感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間の距離：０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ
・感光体ドラム２０の白地部（背景部）電位Ｖ０：＋４００Ｖ
・感光体ドラム２０の画像部電位ＶＬ：＋１００Ｖ
・現像ローラー２３１の現像バイアス：周波数＝５．０ＫＨｚ、Ｄｕｔｙ＝５０％、Ｖｐｐ＝１０００Ｖ、Ｖｄｃ（直流電圧）＝２００Ｖ
・トナー：正帯電極性トナー、平均粒子径６．８μｍ
・吸引用印字画像：２０ｍｍ×２０ｍｍの矩形型ソリッド画像（１００％）
＜実験１＞
表１に、実験１の実験条件を示す。実験１では、キャリアおよびトナーの電気抵抗が変化されている。表１の「Ｎｏ」は実験番号を示している。また、「キャリアＡ〜Ｄ」は、電気抵抗が異なるキャリアである。詳しくは、キャリアＡ〜Ｄの電気抵抗は、コートの厚みによって調整した。各キャリアは、キャリアコア１００重量部に対して、コート材の重量を、Ａ：４０重量部、Ｂ：３５重量部、Ｃ：３０重量部、Ｄ：２５重量部とした。各キャリアの「飽和磁化」および「平均粒子径（粒子径）」も表１に示している。また、「トナー１〜４」は、電気抵抗が異なるトナーである。詳しくは、トナー１〜４の電気抵抗は、シェル層の厚みによって調整した。シェル層の厚み（ミルベン混合比からの計算値）は、Ａ：０．５ｎｍ相当、Ｂ：５ｎｍ相当、Ｃ：１０ｎｍ相当、Ｄ：２０ｎｍ相当である。なお、実験１では、感光体ドラム２０の静電容量Ｃ、現像ローラー２３１の感光体ドラム２０に対する周速比（Ｓ／Ｄ）、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間のギャップＤｓは固定されている。また、表１では、各実験における電位Ｖｉ‐ＶＬの測定値、ならびに、トナー像の単位面積あたりの質量Ｍ、第１〜第４のトナー帯電量が示されている。
【００６９】
【表１】
2016133744.tif 000003
【００７０】
また、表１に対応した実験結果を表２に示す。表２では、表１の第１〜第４のトナー帯電量から算出された、第１のトナー帯電量Ａと第２のトナー帯電量Ｑとの比Ａ／Ｑ、第３のトナー帯電量Ｑａｃと第４のトナー帯電量Ｑｄｃとの比Ｑａｃ／Ｑｄｃが示されている。更に、表２には、初期画像不具合の評価結果として、「リードオフ」および「チャージアップ」の結果が示され、環境・耐久不具合の評価結果として、「リーク」、「トナー飛散」および「キャリア現像」の結果が示されている。ここで、「リードオフ」とは、ソリッド画像の前方（感光体ドラム２０の回転方向下流側）に形成されたハーフ画像が、現像ローラー２３１上の磁気ブラシによって掻き取られ、部分的に濃度が低下する現象である。表２では、リードオフが目立つ場合を×とし、リードオフが殆ど発生しない場合を○としている。更に、「チャージアップ」とは、実験番号毎に、低温低湿環境において印字率０．２％の画像を１枚間欠（１回の印刷ジョブで１枚印刷）で６０００枚印刷した後の画像濃度を評価している。現像剤の帯電性が大きく上昇し、画像濃度Ｉ．Ｄが１．０未満の場合を×とし、画像濃度Ｉ．Ｄが１．０以上の場合を○としている。なお、画像濃度Ｉ．Ｄは公知の反射濃度計にて測定している。また、「リーク」とは、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間で起こる放電現象である。特に、現像ローラー２３１に印加される現像バイアスのピーク値と、感光体ドラム２０の表面電位との差が大きくなりすぎると、リークが発生する。表２では、リークが発生した場合を×とし、リークが発生していない場合を○としている。
【００７１】
また、「トナー飛散」は、トナーの帯電が不十分となり、現像ニップ部Ｎからトナーが飛散する現象である。表２では、トナー飛散に伴って、現像ハウジング２３０の汚れが顕著な場合を×とし、現像ハウジング２３０の汚れが僅かな場合を○としている。更に、「キャリア現像」は、実験番号毎に、１０００枚印字あたりのキャリア消費量（消失量）を示している。キャリア消費量が１ｇ未満の場合を○とし、キャリア消費量が１ｇ以上２ｇ未満の場合を△とし、キャリア消費量が２ｇ以上の場合を×としている。なお、キャリアの消費量については、○および△の場合、実使用上問題はない。
【００７２】
【表２】
2016133744.tif 000004
【００７３】
表２を参照して、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たす実験番号２〜４、６〜１１および１３では、キャリア現像、リードオフおよびリークにおいて良好な結果が得られている。前述した現像ニップ部Ｎにおける作用から、キャリア現像が抑制されている。なお、いずれの場合も、磁気ブラシの電気抵抗が低く設定されているため、現像ニップ部Ｎでのトナーかぶりが抑制される結果となった。一方、Ａ／Ｑ＜１．４の実験番号１および５では、トナーもキャリアも抵抗が高いため、トナーのカウンターチャージ（残留電荷）が抜け難い。このため、磁気ブラシによってハーフトーン画像のトナーが掻き取られ、リードオフ画像の悪化が発生している。また、１．９＜Ａ／Ｑの実験番号１２および１４では、磁気ブラシの電気抵抗が小さいため、リークが発生しやすくなっている。
【００７４】
また、１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８の関係を満たす実験番号１〜８、１０〜１２では、チャージアップおよびトナー飛散において良好な結果が得られている。一方、Ｑａｃ／Ｑｄｃ＜１．１の実験番号９では、トナーの電気抵抗が高いため、トナーがチャージアップしやすくなっている。また、１．８＜Ｑａｃ／Ｑｄｃの実験番号１３、１４では、放置（画像形成装置１０が使用されていない時間）によりトナーの帯電量が低下しやすく、放置後の現像装置２３の駆動開始時にトナーが周囲に飛散している。
【００７５】
＜実験２＞
表３に、実験２の実験条件を示す。実験２では、感光体ドラム２０の静電容量Ｃおよびトナーの電気抵抗が変化されている。また、表３に対応した実験結果を表４に示す。なお、表３および表４の見方については、表１および表２の見方に準ずる。
【００７６】
【表３】
2016133744.tif 000005
【００７７】
【表４】
2016133744.tif 000006
【００７８】
表４においても、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たす実験番号９〜１１、１５〜１７および１９〜２１では、キャリア現像、リードオフおよびリークにおいて良好な結果が得られている。なお、いずれの場合も、磁気ブラシの電気抵抗が低く設定されているため、現像ニップ部Ｎでのトナーかぶりが抑制される結果となった。また、１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８の関係を満たす実験番号１０〜１２、１６〜１８および２０〜２２では、チャージアップおよびトナー飛散において良好な結果が得られている。このように、感光体ドラム２０の静電容量Ｃが変化された場合でも、前述の（式２）、（式３）が満たされることで、キャリア現像および他の画像欠陥が抑止される。
【００７９】
＜実験３＞
表５に、実験３の実験条件を示す。実験３では、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との周速比Ｓ／Ｄおよびトナーの電気抵抗が変化されている。また、表５に対応した実験結果を表６に示す。なお、表５および表６の見方については、表１および表２の見方に準ずる。
【００８０】
【表５】
2016133744.tif 000007
【００８１】
【表６】
2016133744.tif 000008
【００８２】
表６においても、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たす実験番号９〜１１、２３〜２５では、キャリア現像、リードオフおよびリークにおいて良好な結果が得られている。なお、いずれの場合も、磁気ブラシの電気抵抗が低く設定されているため、現像ニップ部Ｎでのトナーかぶりが抑制される結果となった。また、１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８の関係を満たす実験番号１０〜１２、２４〜２６では、チャージアップおよびトナー飛散において良好な結果が得られている。このように、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との周速比が変化された場合でも、前述の（式２）、（式３）が満たされることで、キャリア現像および他の画像欠陥が抑止される。
【００８３】
＜実験４＞
表７に、実験４の実験条件を示す。実験４では、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間のギャップＤｓ（ｍｍ）およびトナーの電気抵抗が変化されている。また、表７に対応した実験結果を表８に示す。なお、表７および表８の見方については、表１および表２の見方に準ずる。
【００８４】
【表７】
2016133744.tif 000009
【００８５】
【表８】
2016133744.tif 000010
【００８６】
表８においても、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たす実験番号９〜１１、２７〜２９では、キャリア現像、リードオフおよびリークにおいて良好な結果が得られている。なお、いずれの場合も、磁気ブラシの電気抵抗が低く設定されているため、現像ニップ部Ｎでのトナーかぶりが抑制される結果となった。また、１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８の関係を満たす実験番号１０〜１２、２８〜３０では、チャージアップおよびトナー飛散において良好な結果が得られている。このように、感光体ドラム２０と現像ローラー２３１との間のギャップＤｓが変化された場合でも、前述の（式２）、（式３）が満たされることで、キャリア現像および他の画像欠陥が抑止される。
【００８７】
＜実験５＞
表９に、実験５の実験条件を示す。実験５では、キャリアの飽和磁化、平均粒子径およびトナーの電気抵抗が変化されている。なお、キャリアＥおよびキャリアＦは、コア材の磁力を変更したもので、具体的には材料の配向を調整してこの飽和磁化を得ている。また、キャリアＥとキャリアＦは粉砕・分級条件の違いである。また、表９に対応した実験結果を表１０に示す。なお、表９および表１０の見方については、表１および表２の見方に準ずる。
【００８８】
【表９】
2016133744.tif 000011
【００８９】
【表１０】
2016133744.tif 000012
【００９０】
表１０においても、１．４≦Ａ／Ｑ≦１．９の関係を満たす実験番号９〜１１、３１〜３３、３５〜３７では、キャリア現像、リードオフおよびリークにおいて良好な結果が得られている。なお、この場合も、磁気ブラシの電気抵抗が低く設定されているため、現像ニップ部Ｎでのトナーかぶりが抑制される結果となった。また、１．１≦Ｑａｃ／Ｑｄｃ≦１．８の関係を満たす実験番号１０〜１２、３２〜３８では、チャージアップおよびトナー飛散において良好な結果が得られている。このように、キャリアの飽和磁化、平均粒子径が変化された場合でも、前述の（式２）、（式３）が満たされることで、キャリア現像および他の画像欠陥が抑止される。
【００９１】
なお、本発明の発明者は、上記の主な実験条件に加え、以下の条件が所定の範囲において変動した場合であっても、本発明の効果が充分に奏されることを確認するに至った。現像ローラー２３１の現像極Ｎ１（主極）の磁力範囲が、９０ミリテスラから１２０ミリテスラの範囲。現像極Ｎ１の極位置（ピーク位置）の範囲が、感光体ドラム２０との対向位置に対して、プラス０度〜１０度の範囲。現像ローラー２３１の直径が、１６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲。感光体ドラム２０の直径が、２４ｍｍから４０ｍｍの範囲。
【符号の説明】
【００９２】
１０  画像形成装置
１４  中間転写ユニット（転写部）
１４５  二次転写ローラー（転写部）
２０  感光体ドラム（像担持体）
２３  現像装置
２３１  現像ローラー
９７１  現像バイアス印可部
９７２  駆動部
９８０  制御部
９８１  駆動制御部
９８２  バイアス制御部
９８３  記憶部
【図１】
2016133744.tif 000013
【図２】
2016133744.tif 000014
【図３】
2016133744.tif 000015