(57)【要約】【課題】  低帯電トナー及び逆帯電トナーが，感光体の静電潜像の背景部に付着することを抑制することにより，印刷物の背景部にカブリを生じさせず，現像ローラ上の現像残トナーを適正に回収することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  現像バイアスとして，｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜が大きい通常バイアスと｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜が小さいカブリ防止バイアスとの２通りの現像バイアスを適用する。高画質の画像を印字したい場合，もしくは背景となる箇所が多い場合にカブリ防止バイアスを適用し，それ以外の場合に通常バイアスを適用する。現像ローラの周速度に対する供給ローラの周速度の比を，カブリ防止バイアスが適用されている場合に大きくし，通常バイアスが適用されている場合に小さくする。【選択図】図１２
2009300484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と，
前記像担持体に非磁性１成分のトナーを付与する現像ローラと，
前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと，
前記像担持体と前記現像ローラとの間に現像バイアスを印加する電圧印加部と，
前記供給ローラまたは前記現像ローラの回転速度を制御する回転制御部とを有する非接触式現像方式の画像形成装置であって，
前記電圧印加部が印加する前記現像バイアスは，
前記現像ローラから前記像担持体へトナーを飛翔させる方向の電界を形成する現像電圧Ｖｍｉｎと，
前記像担持体から前記現像ローラへトナーを回収させる方向の電界を形成する回収電圧Ｖｍａｘとを交互に繰り返すものであるとともに，
前記電圧印加部は，
前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度と，前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度とがともに，トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分となるように現像電圧Ｖｍｉｎを設定する通常バイアスと，
前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度が，トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分であり，かつ前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度が，トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するに至らないように現像電圧Ｖｍｉｎを設定するカブリ防止バイアスとの２通りの現像バイアスを適用するとともに，
あらかじめ定められたカブリを防止すべき画像形成条件に該当する場合に，カブリ防止バイアスを適用し，それ以外の場合に，通常バイアスを適用し，
前記回転制御部は，
カブリ防止バイアスが適用されている場合に，前記現像ローラの周速度に対する前記供給ローラの周速度の比を大きくし，
通常バイアスが適用されている場合に，前記現像ローラの周速度に対する前記供給ローラの周速度の比を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって，
前記カブリ防止バイアスが，
前記像担持体の静電潜像の画像部にて次の式を満たし，
｜Ｖｍｉｎ−Ｖｉ｜＞Ｆａ・ｄ／ｑ
Ｖｉ：画像部の電位
Ｆａ：現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
ｄ  ：像担持体と現像ローラとの間隔
ｑ  ：トナーの平均帯電量
前記像担持体の静電潜像の背景部にて次の式を満たすように，
｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜≦Ｆａ・ｄ／ｑ
Ｖｂ：背景部電位
設定されたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置であって，
前記カブリ防止バイアスが，
前記像担持体の静電潜像の背景部にて，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜がＦａ・ｄ／ｑの±２０％の範囲内に入るように
Ｖｂ：背景部電位
設定されたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置であって，
前記現像ローラの回転速度が，通常バイアスを適用した場合とカブリ防止バイアスを適用した場合とで同じであり，
前記供給ローラの回転速度が，通常バイアスを適用した場合よりカブリ防止バイアスを適用した場合の方が大きい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，非磁性１成分トナーを用いた非接触式現像方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には，現像バイアスの調整によりカブリを抑制する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は，感光体表面に静電潜像を形成し，トナーを静電潜像に付与して現像するものである。図１に示すような画像形成装置３００では，帯電装置３２０により感光体３１０を帯電し，露光装置３３０により感光体３１０の表面を部分的に露光させて静電潜像を形成する。
【０００３】
具体的な画像形成方法は以下のようである。まず，帯電装置３２０により感光体３１０の表面を一様に帯電させる。次に，露光装置３３０により，一様に帯電した感光体３１０の表面に画像に対応する光を当てる。これにより，光を受けた部分の電位が変化する。ここで，感光体３１０の表面の光を受けたところと光を受けていないところとが，トナーが付与される画像部とトナーが付与されない背景部とに対応する。このように画像部及び背景部からなる静電潜像が感光体３１０上に形成される。次に，現像ローラ３４０により，帯電したトナーが感光体３１０の表面の静電潜像に付与される。これにより，可視像が形成される。次に，転写器３５０により，感光体３１０の表面のトナーが紙に転写される。次に，定着器３６０により，トナーが紙から剥離しないように定着される。なお，転写後に感光体３１０の表面に残ったトナーはクリーナ３７０によりトナー回収容器３７１に回収される。
【０００４】
非接触式現像方式における現像とは，現像バイアスを印加することにより現像ローラ３４０に付着しているトナーを飛翔させ，感光体３１０の静電潜像の画像部に付着させることである。このため，静電潜像にトナーを忠実に必要量付着させて鮮明で適度に濃い印字を得ることが，印刷物の品質を確保する上で重要である。また，背景部にトナーの付着がないようにする必要もある。
【０００５】
この現像バイアスが交流成分を持つ場合には，トナーは感光体３１０と現像ローラ３４０との間を往復する。この往復の様子を図２に示す。つまり，現像電圧によりトナーが現像ローラ３４０から感光体３１０に向かって飛翔し，回収電圧により感光体３１０から現像ローラ３４０の方向に引き戻されるのである。この一連の過程が繰り返されることにより，トナーが最終的に感光体３１０上の静電潜像に付着し現像される。
【０００６】
印加する現像バイアスの例を図３に示す。現像電圧Ｖｍｉｎと回収電圧Ｖｍａｘとは，互いに逆符号となっており，それらが交互に印加される。このため，帯電しているトナーはどちらかの向きに力を受けることになる。トナーは，この電圧に応じて感光体３１０と現像ローラ３４０との間を飛翔しようとするのである。
【０００７】
ところで，トナーの帯電特性は摩擦等により変化する。初期において，トナーの帯電特性はよい。また，帯電量のばらつきも小さい。初期においては，この帯電特性のよいトナーが現像装置内部に蓄えられている。これは適度な帯電量を有して現像ローラ１４０上に担持されるトナー（以下「正規帯電トナー」という）となる。しかし，トナーが劣化すると帯電量の小さいトナー（以下「低帯電トナー」という）が発生する。この低帯電トナーは，本来付着するべきでない静電潜像の背景部に付着してしまうことがある。これは，印刷時にカブリとなって印刷物の品質を落とす原因となっている。
【０００８】
このため，低帯電トナーによるカブリを抑制する方法が講じられている。特許文献１では，トナーを感光体に飛翔させる方向の電界を形成するピーク電圧Ｖｍａｘと，静電潜像の背景部電位Ｖｄとの差の絶対値｜Ｖｍａｘ−Ｖｄ｜を調整するようにした現像装置と画像形成装置とが開示されている。これにより，トナーの帯電量の低下に伴い，｜Ｖｍａｘ−Ｖｄ｜を調整してカブリを抑制している。なお，特許文献１に記載されている背景部電位Ｖｄは，図３中の背景部電位Ｖｂに対応するものである。また，特許文献１に記載されているピーク電圧Ｖｍａｘは，図３中の現像電圧Ｖｍｉｎに相当し，特許文献１に記載されているピーク電圧Ｖｍｉｎは，図３中の回収電圧Ｖｍａｘに相当するものである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３０１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし，トナーの劣化がさらに進むと，通常の正規帯電トナーとは逆の電荷を有するトナー（以下「逆帯電トナー」という）が発生する。逆帯電トナーは，正規帯電トナーとは逆向きの力を受ける。つまり，現像電圧Ｖｍｉｎで感光体３１０から現像ローラ３４０へ向かう力を受け，回収電圧Ｖｍａｘで現像ローラ３４０から感光体３１０へ向かう力を受けるのである。このため，逆帯電トナーは正規帯電トナーとは逆方向に飛翔することとなる。
【００１１】
逆帯電トナーは，画像部より背景部のほうに付着しやすいため，カブリの原因となる。逆帯電トナーが一旦感光体３１０に付着すると，再度現像電圧Ｖｍｉｎにより感光体３１０から現像ローラ３４０に飛翔させることは困難である。逆帯電トナーはそもそも帯電量の絶対値が小さいため，電界から受ける力が小さいからである。このため，飛翔しにくいのである。ゆえに，特許文献１の方法では，逆帯電トナーが静電潜像の背景部へ付着することを抑制できない。
【００１２】
また，特許文献１のように｜Ｖｍａｘ−Ｖｄ｜を小さく設定した場合，現像ローラから感光体に向かって飛翔する正規帯電トナーの数が減少する。この理由は後述する（図８）。これにより，現像ローラ上に現像されない現像残トナーが多くなる。このため，回収されない現像残トナーの割合が増加し，現像ローラにおけるフィルミングの原因となる。これにより，スジ，濃度ムラ等が発生し，画像の品質が悪化する場合がある。
【００１３】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，低帯電トナー及び逆帯電トナーが，感光体の静電潜像の背景部に付着することを抑制することにより，印刷物の背景部にカブリを生じさせず，現像ローラ上の現像残トナーを適正に回収することができる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】
【００１４】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，像担持体と，前記像担持体に非磁性１成分のトナーを付与する現像ローラと，前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと，前記像担持体と前記現像ローラとの間に現像バイアスを印加する電圧印加部と，前記供給ローラまたは前記現像ローラの回転速度を制御する回転制御部とを有する非接触式現像方式の画像形成装置であって，前記電圧印加部が印加する前記現像バイアスは，前記現像ローラから前記像担持体へトナーを飛翔させる方向の電界を形成する現像電圧Ｖｍｉｎと，前記像担持体から前記現像ローラへトナーを回収させる方向の電界を形成する回収電圧Ｖｍａｘとを交互に繰り返すものであるとともに，前記電圧印加部は，前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度と，前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度とがともに，トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分となるように現像電圧Ｖｍｉｎを設定する通常バイアスと，前記像担持体の静電潜像の画像部における電界強度が，トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するのに充分であり，かつ前記像担持体の静電潜像の背景部における電界強度が，トナーが前記現像ローラから前記像担持体へと飛翔するに至らないように現像電圧Ｖｍｉｎを設定するカブリ防止バイアスとの２通りの現像バイアスを適用するとともに，あらかじめ定められたカブリを防止すべき画像形成条件に該当する場合に，カブリ防止バイアスを適用し，それ以外の場合に，通常バイアスを適用し，前記回転制御部は，カブリ防止バイアスが適用されている場合に，前記現像ローラの周速度に対する前記供給ローラの周速度の比を大きくし，通常バイアスが適用されている場合に，前記現像ローラの周速度に対する前記供給ローラの周速度の比を小さくすることを特徴とするものである。
【００１５】
かかる画像形成装置は，感光体に形成された静電潜像の背景部にトナーが付着しないようにすることができる。これにより，用紙上のカブリを抑制することができる。また，供給ローラが現像ローラから回収する現像残トナーの回収率も調整できる。なお，現像ローラがフィルミングを起こすおそれもない。
【００１６】
上記に記載の画像形成装置であって，前記カブリ防止バイアスが，前記像担持体の静電潜像の画像部にて次の式を満たし，
｜Ｖｍｉｎ−Ｖｉ｜＞Ｆａ・ｄ／ｑ
Ｖｉ：画像部の電位
Ｆａ：現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
ｄ  ：像担持体と現像ローラとの間隔
ｑ  ：トナーの平均帯電量
前記像担持体の静電潜像の背景部にて次の式を満たすように，
｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜≦Ｆａ・ｄ／ｑ
Ｖｂ：背景部電位
設定されたものであるとよい。
【００１７】
かかる画像形成装置も，感光体に形成された静電潜像の背景部にトナーが付着しないようにすることができる。これにより，用紙上のカブリを抑制することができる。また，供給ローラが現像ローラから回収する現像残トナーの回収率も調整できる。なお，現像ローラがフィルミングを起こすおそれもない。
【００１８】
上記に記載の画像形成装置であって，前記カブリ防止バイアスが，前記像担持体の静電潜像の背景部にて，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜がＦａ・ｄ／ｑの±２０％の範囲内に入るように
Ｖｂ：背景部電位
設定されたものであってもよい。
【００１９】
かかる画像形成装置も，感光体に形成された静電潜像の背景部にトナーがほとんど付着しないようにすることができる。これにより，用紙上のカブリを抑制することができる。また，供給ローラが現像ローラから回収する現像残トナーの回収率も調整できる。なお，現像ローラがフィルミングを起こすおそれもない。
【００２０】
上記に記載の画像形成装置であって，前記現像ローラの回転速度が，通常バイアスを適用した場合とカブリ防止バイアスを適用した場合とで同じであり，前記供給ローラの回転速度が，通常バイアスを適用した場合よりカブリ防止バイアスを適用した場合の方が大きくするとなおよい。
【００２１】
かかる画像形成装置は，現像ローラの周速度を変更することなく，現像残トナーの回収率を調整できる。また，用紙にカブリが生じないようにすることができる。また，供給ローラが現像ローラから回収する現像残トナーの回収率も調整できる。なお，現像ローラがフィルミングを起こすおそれもない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば，低帯電トナー及び逆帯電トナーが，感光体の静電潜像の背景部に付着することを抑制することにより，印刷物の背景部にカブリを生じさせず，現像ローラ上の現像残トナーを適正に回収することができる画像形成装置が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１の形態］
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，非接触式現像方式の画像形成装置について，本発明を具体化したものである。
【００２４】
［装置の構成］
本形態の画像形成装置の機械的構成を，図４により説明する。画像形成装置１００は，感光体１１０と，帯電装置１２０と，露光装置１３０と，現像ローラ１４０と，供給ローラ１４１と，規制ブレード１４２と，除電シート１４３と，転写器１５０と，定着器１６０と，クリーナ１７０と，トナー回収容器１７１と，バッファ１８０と，上流スクリュー１８１と，下流スクリュー１８２と，電圧印加部１９０と，回転制御部１９１とを有している。
【００２５】
感光体１１０は，円筒形状をしており，表面に静電潜像が書き込まれる像担持体である。帯電装置１２０は，感光体１１０の表面を一様に帯電させるためのものである。露光装置１３０は，一様に帯電した感光体１１０の表面に光を当て，静電潜像を形成するためのものである。現像ローラ１４０は，感光体１１０の静電潜像にトナーを付与するためのものである。
【００２６】
本形態の画像形成装置１００は，感光体１１０と現像ローラ１４０とが接触していない非接触式現像方式で現像を行うものである。このため，現像ローラ１４０は感光体１１０に接触しないようにわずかにオフセットして設置されている。また，感光体１１０と現像ローラ１４０との間には，現像バイアスが印加できるようになっている。この現像バイアスの印加及び制御を行うのが電圧印加部１９０である。
【００２７】
供給ローラ１４１は，バッファ１８０の内部に収容されたトナーを現像ローラ１４０に供給するためのものである。また，供給ローラ１４１は現像ローラ１４０の表面にトナーを供給すると同時に現像ローラ１４０の表面から現像残トナーを回収する働きも担う。このため，現像ローラ１４０と供給ローラ１４１とは，接触するように設置されている。また，供給ローラ１４１は発泡性弾性部材でできており，現像ローラ１４０とカウンター方向に回転する。回転制御部１９１は，供給ローラ１４１の回転速度を変化させるためのものである。
【００２８】
規制ブレード１４２は現像ローラ１４０に供給されたトナーをさらに帯電させる一方，トナーの搬送量を規制するためのものである。バッファ１８０は，トナーを内部に収容するための容器である。また，上流スクリュー１８１及び下流スクリュー１８２により，バッファ１８０内部のトナーが循環するようになっている。また，現像後のトナーの回収率を向上させるために除電シート１４３を設けている。
【００２９】
転写器１５０は，感光体１１０の表面に形成された静電潜像上のトナーを紙に転写するためのものである。クリーナ１７０は，紙に転写された後感光体１１０の表面に残ったトナーを回収して，トナー回収容器１７１へ入れるためのものである。また，定着器１６０は，トナーが紙から剥離しないようにトナーを紙に定着させるためのものである。
【００３０】
感光体１１０と現像ローラ１４０との隙間はほぼ１３０μｍ程度のものである。現像ローラ１４０の表面に付着したトナーは，現像バイアスによりこの隙間を飛翔し，最終的に感光体１１０の表面に付着するようになっている。
【００３１】
［装置の動作］
ここで，本形態の画像形成装置１００の一連の動作について説明する。電圧印加部１９０が印加する現像バイアスには，通常バイアスとカブリ防止バイアスとがある。通常バイアスとは，静電潜像の画像部においても背景部においても，トナーが飛翔するように設定されている現像バイアスである。一方，カブリ防止バイアスとは，静電潜像の画像部においてはトナーが飛翔し，背景部においてはトナーが飛翔しないように設定されている現像バイアスである。
【００３２】
カブリ防止バイアスは，例えば，高画質が要求される場合，もしくは文字のみを印字する場合に用いるものである。高画質が要求される場合，高い画像の品質が要求されるためカブリを抑制する必要があるからである。また，文字のみを印刷する場合，背景部の領域が大きいためカブリが目立ちやすいからである。また，上記以外にカブリを抑制したい場合にもカブリ防止バイアスを適用するようにあらかじめ定めておけばよい。なお，上記以外の場合には通常バイアスを適用する。
【００３３】
これらの設定の後に，帯電装置１２０により，感光体１１０の表面を一様に帯電させる。次に，露光装置１３０により，感光体１１０の表面に静電潜像を形成する。静電潜像が形成された感光体１１０の表面の電位は，画像部と背景部では異なっている。次に，現像ローラ１４０上のトナーを感光体１１０の表面の静電潜像に付着させる。ここで，カブリ防止バイアスの場合は，トナーが静電潜像の画像部に付着する一方，静電潜像の背景部には付着しない。これにより，適正な現像がなされる。また，カブリも生じない。一方，通常バイアスの場合は，トナーは静電潜像の画像部のみならず背景部にも付着しうる。
【００３４】
適用する現像バイアスを通常バイアスからカブリ防止バイアスに変更した場合，それに伴って回転制御部１９１が供給ローラ１４１の回転速度を変更する。つまり，供給ローラ１４１の周速度が変更される。一方，適用する現像バイアスをカブリ防止バイアスから通常バイアスに変更した場合，それに伴って回転制御部１９１が供給ローラ１４１の周速度を変更する。現像バイアスの変更がない場合は，供給ローラ１４１の周速度の変更も行われない。なお，この変更する周速度の値については後述する。
【００３５】
次に，転写器１５０により感光体１１０の表面のトナーが紙に転写される。次に，トナーを転写された紙上のトナー像が定着器１６０により定着される。このため，印字されたトナーが紙から剥離することがない。これにより，紙への印刷がなされる。一方，感光体１１０の表面に転写されずに残ったトナーをクリーナ１７０により回収する。
【００３６】
［カブリの原因］
ここで，カブリの原因となるメカニズムについて図５により説明する。図５は，感光体１１０と現像ローラ１４０との間に現像バイアスが印加されたときの，トナーの動きを示すものである。ここで，正規帯電トナーはマイナスに帯電しており，逆帯電トナーはプラスに帯電している。
【００３７】
正規帯電トナーは，画像部においては，現像電圧Ｖｍｉｎにより現像ローラ１４０の表面から感光体１１０の表面へ飛翔する。この後，回収電圧Ｖｍａｘにより，正規帯電トナーは感光体１１０の表面から現像ローラ１４０の表面へと少なくとも一部は戻ってくる。この際，戻ってきた正規帯電トナーが現像ローラ１４０上の低帯電トナー及び逆帯電トナーと衝突する場合がある。これにより，低帯電トナー及び逆帯電トナーが現像ローラ１４０の表面からたたき出されるのである。
【００３８】
たたき出されたトナーのその後の動きについて説明する。まず，低帯電トナーについて説明する。たたき出された低帯電トナーは，現像バイアスにより正規帯電トナーと同じ向きの力を受ける。このため，当該低帯電トナーは現像電圧Ｖｍｉｎにより感光体１１０へ向かって飛翔する。低帯電トナーは，正規帯電トナーよりも帯電量が低いため，正規帯電トナーに比べれば背景部への付着が起こりやすい。また，一度低帯電トナーが感光体１１０の静電潜像の背景部に付着した後は，帯電量が小さいため回収電圧Ｖｍａｘによる回収が困難である。また，再び当該低帯電トナーが正規帯電トナーにたたき出される可能性は低い。つまり，低帯電トナーが一度感光体１１０の表面に付着するとそのままになりがちである。
【００３９】
次に，逆帯電トナーについて説明する。戻ってきた正規帯電トナーが現像ローラ１４０上の逆帯電トナーと衝突するとき，感光体１１０と現像ローラ１４０との間には回収電圧Ｖｍａｘが印加されている。逆帯電トナーは正規帯電トナーとは逆方向に力を受けるため，回収電圧Ｖｍａｘで感光体１１０へ向かう力を電界から受ける。このため，たたき出された逆帯電トナーは，そのまま感光体１１０へ向けて飛翔する。
【００４０】
逆帯電トナーは背景部に付着しやすく，画像部に付着しにくい。逆帯電トナーは正規帯電トナーとは逆の電荷を有しているためである。なお，正規帯電トナーは画像部に付着しやすく，背景部に付着しにくい。つまり，逆帯電トナーは正規帯電トナーに比べて，より背景部に付着しやすい。さらに，一度逆帯電トナーが感光体１１０の静電潜像の背景部に付着した後は，帯電量が小さいため現像電圧Ｖｍｉｎによる回収が困難である。当該逆帯電トナーを再びたたき出すことのできる正規帯電トナーがほとんどやってこないためである。この低帯電トナー及び逆帯電トナーが感光体１１０の静電潜像の背景部に付着した場合，それを取り除く手段はほとんどない。そして，紙上にカブリとなって表れる。
【００４１】
この問題点を解決するためには，背景部において，正規帯電トナーが飛翔しないように現像電圧Ｖｍｉｎを調整すればよい。そうすれば，回収電圧Ｖｍａｘにより正規帯電トナーが低帯電トナー及び逆帯電トナーをたたき出すことがない。これにより，背景部における低帯電トナー及び逆帯電トナーの飛翔を抑制することができる。ゆえに，背景部でのカブリを抑制することができるのである。
【００４２】
［トナーが飛翔しない条件］
ここで，正規帯電トナーが飛翔しないような条件を説明する。まず，トナーに働く力について図６により説明する。図６は，現像ローラ１４０に付着しているトナーが現像電圧Ｖｍｉｎによる電界を受けている場合について示している。このとき，現像電圧Ｖｍｉｎが形成する電界により，クーロン力Ｆｅ（以下単に「クーロン力」という）がトナーに働く。クーロン力は現像ローラ１４０から感光体１１０へ向かう向きに働く。また，鏡像力Ｆｉが，クーロン力とは逆向きに働く。さらに，ファンデルワールス力を主要な成分として持つ機械的付着力Ｆｖ（以下単に「ファンデルワールス力」という）がトナーに働く。この力も，クーロン力とは逆向きに働く。
【００４３】
このため，現像ローラ１４０に付着しているトナーが現像電圧Ｖｍｉｎを受けているときにトナーに働く力の合力Ｆは，現像ローラ１４０から感光体１１０へ向かう向きを正として，
Ｆ＝Ｆｅ−Ｆｉ−Ｆｖ
と表せる。Ｆ＞０でトナーは飛翔し，Ｆ≦０ならば飛翔しない。つまり，合力Ｆはトナーが現像ローラ１４０から離脱するか否かを決める離脱力（以下「離脱力Ｆ」という）である。なお，重力は無視する。
【００４４】
［トナーに働く各々の力］
次に，各々の力について説明する。まず，クーロン力Ｆｅについて説明する。トナーの帯電量をｑとすると，電界Ｅの中でトナーが受ける力は，
Ｆｅ＝ｑ・Ｅ
である。つまり，Ｆｅはトナーの帯電量ｑに比例する。
【００４５】
次に，鏡像力Ｆｉについて説明する。トナーの帯電量をｑとすると，
Ｆｉ＝（ε−１）・ｑ２／｛（ε＋１）４π・ε０・Ｄ２｝・・・（１）
ε＝３                              ：現像ローラの比誘電率
ε０＝８．８５×１０−１２［Ｆ／ｍ］  ：空気の誘電率
Ｄ＝６［μｍ］                      ：トナーの平均粒径
である。ここで，式（１）のｑ２の係数をａとおくと，すなわち，
ａ＝（ε−１）／｛（ε＋１）４π・ε０・Ｄ２｝
とすると，鏡像力Ｆｉは以下の式で表される。
Ｆｉ＝ａ・ｑ２
ここで，ａは既知の定数であり，鏡像力Ｆｉはトナーの帯電量ｑの２乗に比例する。なお，ε＞１，ε０＞０，Ｄ２＞０であるため，ａ＞０である。
【００４６】
ファンデルワールス力Ｆｖは実験的に測定したものを用いる。この測定には，ＫＯＮＩＣＡ  ＭＩＮＯＬＴＡ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＲＥＰＯＲＴ  ＶＯＬ．１（２００４）ｐ１５「トナー付着力と電界飛翔性の粒径依存性」に記載の測定装置を用いた。この測定装置は，振動子を振動させ，静電力で付着しているトナーに振動加速度を与えることによりＦｖを測定するものである。その際，振動加速度を徐々に大きく与えることにより，付着しているトナーが離脱する振動加速度を求める。この値から，Ｆｖを求めることができる。測定の結果，Ｆｖはトナーの帯電量に依存しないことが分かった。よって，今後は定数とみなして「ｃ」で表す。
【００４７】
以上より，現像ローラ１４０に付着しているトナーが現像電圧Ｖｍｉｎを受けているときに働く力の合力Ｆは，
Ｆ＝Ｆｅ−Ｆｉ−Ｆｖ
＝−ａ・ｑ２＋Ｅ・ｑ−ｃ
で表せる。ゆえに，Ｆは上に凸の２次関数であり，ある帯電量ｑの値で最大値をとる。また，ａ及びｃが既知の定数であるため，電界強度Ｅのみを調整することにより，トナーに働く力Ｆを制御することができる。
【００４８】
ここで，図７の上段にトナーの帯電量ｑとトナーに働く各々の力の関係を示す。図７の上段に，離脱力Ｆと，クーロン力Ｆｅと，鏡像力Ｆｉと，ファンデルワールス力Ｆｖと，付着力Ｆａとを示す。横軸はトナーの帯電量であり，縦軸はトナーに働く力である。ここで，付着力Ｆａは以下に示すように，
Ｆａ＝Ｆｉ＋Ｆｖ
鏡像力Ｆｉとファンデルワールス力Ｆｖとの合力である。また，付着力Ｆａはトナーが現像ローラ１４０に付着する力である。この付着力Ｆａを用いると，離脱力Ｆは，
Ｆ＝Ｆｅ−Ｆｉ−Ｆｖ
＝Ｆｅ−Ｆａ
と表される。また，上式から明らかなように，クーロン力Ｆｅが付着力Ｆａを上回ったときに，離脱力Ｆは正となり，トナーは飛翔する。
【００４９】
図７の下段に，トナーの帯電分布を示す。横軸はトナーの帯電量であり，縦軸はバッファ１８０内のその帯電量を有するトナーの数である。図７の上段において離脱力Ｆが正となる範囲においてトナーが飛翔する。これに対応する範囲（ハッチング領域）に入っているトナーが現像電圧Ｖｍｉｎにより生じる電界から力を受けて，現像ローラ１４０から感光体１１０へ向けて飛翔する。つまり，ハッチング領域の面積が飛翔するトナーの数に比例する。
【００５０】
ここで，背景部においてトナーが飛翔しない条件について説明する。まず，トナーが飛翔する場合と飛翔しない場合の境界線を求める。トナーが飛翔するか飛翔しないかのぎりぎりはＦ＝０の場合である。ゆえに，Ｆ＝０のときの電界強度Ｅｐｕｍｐを求めると，
Ｅｐｕｍｐ＝ａ・ｑ＋ｃ／ｑ
となる。これをトナーの帯電量ｑで微分すると，最も飛びやすいトナーの帯電量ｑが求まる。ｑを求めるとｑ＝１．１×１０−１４［Ｃ］となる。このときのＥｐは，ｑの値を代入してＥｐｕｍｐ＝２．８ＭＶ／ｍである。ここで，感光体１１０と現像ローラ１４０との最短距離は１３０μｍである。このため，背景部において電界を形成する有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜は３６０Ｖである。ここでＶｂは背景部の電位である。
【００５１】
このため，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜を小さくすれば，背景部では最も飛びやすいトナーといえども飛翔しないようにすることができる。つまり，現像電圧Ｖｍｉｎを小さくすることにより，それに伴って電界強度が弱くなる。これにより，トナーが飛翔しなくなるのである。この様子を図９上段に示す。全てのトナーが，この電界強度では飛翔しない。なお，図８及び図９の下段は，図７の下段と同様トナーの帯電分布を示している。
【００５２】
［現像バイアスとトナーが受ける力］
ここで，本形態における現像バイアスを図１０に示す。横軸は時間であり，縦軸は電位である。また，Ｖｍｉｎは現像電圧，Ｖｍａｘは回収電圧，Ｖｂは背景部電位，Ｖｉは画像部電位，Ｖｄｃは現像バイアスの直流成分である。また，Ｆｒｑは現像バイアスの周波数，Ｖａｖｅは現像バイアスの時間平均，Ｄｕｔｙは，現像電圧Ｖｍｉｎをかける時間が全体の時間に占める比である。なお，本形態のＶｍｉｎは特許文献１のＶｍａｘに対応する。
【００５３】
ここで，現像バイアスとトナーが受ける力の関係について説明する。現像電圧Ｖｍｉｎがかかっている場合，背景部の有効現像電圧は｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜であり，画像部の有効現像電圧は｜Ｖｍｉｎ−Ｖｉ｜である。現像電圧Ｖｍｉｎがかかっている場合の画像部について説明する。トナーは画像部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｉ｜により生じる電界強度Ｅにより，現像ローラ１４０から感光体１１０へ向かう力を受ける。これにより，トナーは現像ローラ１４０上のトナーは感光体１１０に向けて飛翔する。ここで，画像部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｉ｜は７６０Ｖである。
【００５４】
次に，現像電圧Ｖｍｉｎがかかっている場合の背景部について説明する。トナーは背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜により生じる電界強度Ｅにより，現像ローラ１４０から感光体１１０へ向かう力を受ける。しかしながら，現像ローラ１４０上のトナーは感光体１１０に向けて飛翔しない。図９の上段に示すように，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜により形成される電界強度Ｅが，トナーが飛翔するのに充分な大きさでないためである。ここで，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜は３６０Ｖである。
【００５５】
なお，本形態の現像バイアスは，従来の現像バイアス（図３）に比較して現像電圧Ｖｍｉｎの絶対値が小さくなっている。他の条件は変更していない。このため，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜もそれに対応して６５０Ｖから３６０Ｖへと小さくなっている。また，平均電位も現像電圧Ｖｍｉｎの低下に伴って絶対値が小さくなっている。
【００５６】
以上に説明したように，背景部においては，正規帯電トナー及び低帯電トナー及び逆帯電トナーのいずれもが飛翔しない。画像部においては，正規帯電トナーはもちろん低帯電トナー及び逆帯電トナーも飛翔する。この際，飛翔するトナーの数は充分である。なぜならば，図８の下段に示すように，飛翔する範囲が変化したとしても，それにより飛翔する範囲内にあるトナーの数は大きく変化しないためである。このため，カブリが生じない。また，画像部における濃度は適正である。
【００５７】
［設定すべき現像バイアス］
本形態の現像バイアスの現像電圧Ｖｍｉｎの値は，以下のように求めた。トナーがぎりぎり飛翔する電界強度Ｅｐｕｍｐは，Ｆ＝Ｆｅ−Ｆａ＝０より，
ｑ・Ｅｐｕｍｐ＝Ｆａ
であるから，
Ｅｐｕｍｐ＝Ｆａ／ｑ
である。この電界強度Ｅｐｕｍｐを形成する電圧Ｖｐｕｍｐは，
Ｖｐｕｍｐ＝Ｆａ・ｄ／ｑ
ｄ  ：感光体と現像ローラとの間隔
である。
【００５８】
ゆえに，画像部ではトナーが飛翔するようにするために，画像部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｉ｜がＶｐｕｍｐより大きくなるように現像電圧Ｖｍｉｎの値を設定してやればよい。また同時に，背景部ではトナーが飛翔しないようにするために，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜をＶｐｕｍｐより小さくなるように現像電圧Ｖｍｉｎの値を設定してやればよい。
【００５９】
現像電圧Ｖｍｉｎを，
｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜≦Ｆａ・ｄ／ｑ＜｜Ｖｍｉｎ−Ｖｉ｜
Ｖｂ：背景部電位
Ｖｉ：画像部の電位
Ｆａ：現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
ｄ  ：感光体と現像ローラとの間隔
ｑ  ：トナーの平均帯電量
の範囲に設定してやればよいのである。これにより，画像部では適正な濃度の現像を行うことができ，なおかつ背景部ではカブリが生じない。
【００６０】
［供給ローラと現像ローラとの周速度比］
本形態の画像形成装置１００は，設定した現像バイアスが通常バイアスであるか又はカブリ防止バイアスであるかに応じて，現像ローラ１４０の周速度ｖ０に対する供給ローラ１４１の周速度ｖ１の比（以下，単に「ローラ周速度比」という）θ（＝ｖ１／ｖ０）を変更するものである。以下，回転調整部１９１が設定するローラ周速度比θの設定方法について説明する。
【００６１】
まず，供給ローラ１４１と現像ローラ１４０との間のトナーの受け渡しについて図１１により説明する。ここで，現像ローラ１４０と供給ローラ１４１とは，互いに接触する間隔で設置されている。現像ローラ１４０に付着している現像残トナーを回収するために，供給ローラ１４１は，発泡性弾性部材でできており，現像ローラ１４０とはカウンター方向に回転している。回転している供給ローラ１４１が，現像ローラ１４０と接触し始める箇所をＡ，現像ローラ１４０から離れる箇所をＢとする。なお，現像ローラ１４０側からみると，箇所Ｂで供給ローラ１４１と接触し始め，箇所Ａで供給ローラ１４１から離れる。
【００６２】
供給ローラ１４１は，箇所Ａを通過した後箇所Ｂへと至る。このため，まず供給ローラ１４１は箇所Ａで現像ローラ１４０にトナーを供給する。次に，供給ローラ１４１は，箇所Ｂで現像ローラ１４０の現像残トナーを落とす。このように，供給ローラ１４１は現像ローラ１４０へのトナーの供給と現像残トナーの回収を行うことができる。供給ローラ１４１は，箇所Ａで新しいトナーを現像ローラ１４０に供給し，箇所Ａから箇所Ｂにかけて現像ローラ１４０に付着しているトナーを回収する。一方，現像ローラ１４０は，箇所Ｂを通過した後箇所Ａへと至る。現像ローラ１４０は，箇所Ｂから箇所Ａにかけて供給ローラ１４１により現像残トナーを回収される。次に，現像ローラ１４０は，箇所Ａで供給ローラ１４１からトナーを供給される。
【００６３】
ここで，供給ローラ１４１の回転速度が速いと，単位時間あたりに現像ローラ１４０の表面を擦る供給ローラ１４１の表面積が大きい。つまり，供給ローラ１４１は，より多くの現像残トナーを現像ローラ１４０から回収できるのである。逆に，供給ローラ１４１の回転速度が遅いと，現像ローラ１４０から回収されるトナーの量は少ない。つまり，ローラ周速度比θを変化させることにより，現像残トナーの回収率を調整することができる。
【００６４】
つまり，ローラ周速度比θを変化させることにより，現像残トナーの回収率を調整することができる。このため，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜を変化させた場合においても，それに応じてローラ周速度比θを調整することにより，現像残トナーの回収率を一定に保つことができる。現像残トナーの回収率と画像の品質との関係を以下に述べる。
【００６５】
［トナー回収率と画像の品質についての試験結果］
ここで，供給ローラ１４１が現像ローラ１４０から回収する現像残トナーの回収率と，画像の品質との関係について行った試験の結果について説明する。現像残トナーの回収率は以下のように測定した。供給ローラ１４１の周速度の値を振ることによりローラ周速度θを変化させ，供給ローラ１４１が現像ローラ１４０から回収した現像残トナーの重量を測定した。そして，印字された画像の品質を比較した。表１にその結果を示す。ここで，プリントアウトした画像が，良好であれば○を，スジもしくは濃度ムラ，又は現像ローラ１４０へのトナーの供給不足が軽度に発生した場合は△を，重度に発生した場合は×を付した。
【００６６】
【表１】
2009300484.tif 000003
【００６７】
トナーの回収率が０〜２０％だった場合，画像に重度のスジまたは濃度ムラが発生した。また，トナーの回収率が２０〜５０％だった場合，画像に軽度のスジまたは濃度ムラが発生した。トナーの回収率が５０〜７０％では，画像の品質は良好だった。一方，トナーの回収率が７０〜１００％では，静電潜像に供給されるトナーが不足した。つまり，回収量が少なすぎれば現像ローラ１４０のフィルミングの原因になり，多すぎれば感光体１１０の静電潜像に供給されるトナーの量が不足するのである。このため，トナーの回収率が５０〜７０％の範囲内となるようにローラ周速度比θを調整すればよい。
【００６８】
［ローラ周速度比の設定領域］
ここで，図１２に背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜とローラ周速度比θとを変化させた場合の現像残トナーの回収率を示す。背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜を一定の値とした場合，ローラ周速度比θを大きくしたほうが現像残トナーの回収率は大きくなっている。また，ローラ周速度比θを一定の値とした場合，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜を大きくしたほうが現像残トナーの回収率は大きくなっている。
【００６９】
また，現像残トナーの回収率が５０〜７０％の範囲内となるのは，図１２においてハッチングを施した領域（ドット領域）である。つまり，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜が大きい値のときは，ローラ周速度比θを小さくするとよい。逆に，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜が小さい値のときは，ローラ周速度比θを大きくするとよい。ゆえに，本形態の画像形成装置においては，現像バイアスの現像電圧Ｖｍｉｎを調整する場合に，それとともにローラ周速度比θが図１２のドット領域に入るように供給ローラ１４１の周速度を調整するのである。
【００７０】
ここで，本形態との比較のために，現像電圧Ｖｍｉｎを変更したにもかかわらず，ローラ周速度比θを変更しなかった場合について説明する。現像バイアスとして本形態の現像電圧Ｖｍｉｎ
｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜≦Ｆａ・ｄ／ｑ
を設定した場合，感光体１１０の静電潜像の背景部ではトナーが飛翔しない。この場合，現像ローラ１４０に付着している現像残トナーを供給ローラ１４１により充分に回収できない場合がある。現像電圧Ｖｍｉｎに適したローラ周速度比θになっていないためである。これにより，現像残トナーの回収が不充分である場合には，現像ローラにフィルミングが発生し，濃度ムラ，筋ムラ等の画像ノイズが生じることがある。このため，現像電圧Ｖｍｉｎを変化させた場合に，それとともにローラ周速度比θを適正な値に設定することが望ましい。
【００７１】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る画像形成装置は，現像バイアスとして通常バイアスもしくはカブリ防止バイアスを適用するとともに，ローラ周速度比θを調整するようにした。このため，背景部では正規帯電トナーが低帯電トナー及び逆帯電トナーをたたきだすことがない。また，供給ローラが現像ローラから回収するトナーの回収率もほぼ一定であり，現像ローラのフィルミングが回避されている。これにより，カブリを抑制することができる画像形成装置が実現されている。そして，本形態の画像形成装置は，現像ローラ及び画像にダメージを与えることがない。
【００７２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，離脱力Ｆについて微分を行い，電界強度を求めてもよい。
【００７３】
現像電圧Ｖｍｉｎを印加された場合に現像ローラ１４０上のトナーに働く離脱力Ｆは，
Ｆ＝Ｆｅ−Ｆｉ−Ｆｖ
＝−ａ・ｑ２＋Ｅ・ｑ−ｃ
である。これを帯電量ｑで微分すると，
ｄＦ／ｄｑ＝−２ａ・ｑ＋Ｅ＝０
である。ゆえに，ｑ＝Ｅ／２ａのときは最大値，
（Ｅ２／４ａ）−ｃ
をとる。つまり，電界強度Ｅの下で現像ローラ１４０に付着しているトナーに働く力Ｆは，
Ｆ＝−ａ（ｑ−Ｅ／２ａ）２＋（Ｅ２／４ａ）−ｃ
である。
【００７４】
ゆえに，トナーが現像ローラ１４０から飛翔しないように（Ｆ≦０），電界強度Ｅを設定することができる。つまり，最大値（Ｅ２／４ａ）−ｃが０となる電界強度Ｅのとき，トナーはぎりぎり飛翔しない。よって，感光体１１０と現像ローラ１４０との間の電界強度Ｅが，
（Ｅ２／４ａ）−ｃ＝０
Ｅ＝±（４ａ・ｃ）１／２
となるように現像電圧Ｖｍｉｎを設定してやればよい。なお，ａは既知の値であり，ｃは実験から決まる値である。
【００７５】
また，本形態では電圧印加部１９０が現像バイアスの印加と制御とを行い，回転制御部１９１が供給ローラ１４１または現像ローラ１４０の回転速度の調整を行うようにしたが，これらの制御を共通の制御部にて行っても構わない。
【００７６】
なお，本形態ではローラ周速度比θを実際に変えるために，供給ローラ１４１のみの周速度を変化させた。その代わりに，現像ローラ１４０の周速度を変化させてもよい。さらに，供給ローラ１４１と現像ローラ１４０との双方の周速度を変化させてもよい。ただし，現像ローラ１４０の周速度を変更する場合には感光体１１０との兼ね合いを考慮する必要がある。しかし，感光体１１０及び現像ローラ１４０の回転速度も基本的には通紙スピードで決まってしまう。
【００７７】
［第２の形態］
第２の形態について説明する。本形態の画像形成装置は，第１の形態と同様の機械的構成をなすものである。また，現像バイアスとして通常バイアス又はカブリ防止バイアスを適用することも第１の形態と同様である。さらに，適用する現像バイアスに応じてローラ周速度比θを変更することも第１の形態と同様である。第１の形態と異なる点は，カブリ防止バイアスとして設定する値である。本形態は，背景部において最も飛翔しやすいトナーが飛翔しない電界強度を形成する電圧を基準に現像電圧Ｖｍｉｎに許容範囲を設けるものである。
【００７８】
第１の形態と同様に，最も飛翔しやすいトナーが飛翔する電界強度の閾値Ｅｐｕｍｐを基準とする。つまり，第１の形態と同様に現像電圧Ｖｍｉｎが，
｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜＝Ｆａ・ｄ／ｑ
Ｖｂ：背景部電位
Ｆａ：現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
ｄ  ：感光体と現像ローラとの間隔
ｑ  ：トナーの平均帯電量
となるように設定したとき，背景部においてトナーはぎりぎり飛翔しない。このとき，第１の形態の場合と同様，画像部においてトナーは飛翔する。
【００７９】
本形態の画像形成装置は，現像バイアスを上記の現像電圧Ｖｍｉｎを基準として，カブリΔＣ＊の許容範囲に応じて設定するものである。図１３は，現像電圧Ｖｍｉｎと，カブリΔＣ＊の大きさとの関係を示す図である。また，高温高湿度環境と，低温低湿度環境とにおける違いが示されている。高温高湿度環境及び低温低湿度環境の双方において，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜の値を小さくしたほうがカブリΔＣ＊が小さくなっている。この結果も，上記に記載のカブリのメカニズムと矛盾しない。
【００８０】
現像電圧Ｖｍｉｎの設定を，高温高湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Ｖｐｕｍｐ（ＨＨ）とした場合，カブリΔＣ＊は０．５程度であった。また，現像電圧Ｖｍｉｎの設定を，低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Ｖｐｕｍｐ（ＬＬ）とした場合も，カブリΔＣ＊は０．５程度であった。なお，肉眼で判別できるカブリΔＣ＊の値は３程度である。ゆえに，このカブリの程度であれば充分許容範囲に入っている。
【００８１】
上記の現像電圧Ｖｍｉｎの設定により，背景部におけるカブリはほとんど生じない。しかしながら，上記の設定では低帯電トナー及び逆帯電トナーがバッファ１８０から排出されない。つまり，低帯電トナー及び逆帯電トナーがバッファ１８０の内部に溜まってしまう。一方，肉眼で判別できるカブリΔＣ＊の値は３程度であるため，カブリΔＣ＊は０．５ほど厳しい条件でなくともよい。つまり，より緩やかな条件であっても構わない。このため，現像電圧Ｖｍｉｎの設定についても，その許容範囲に広がりを設けるのである。
【００８２】
ここで，Ｖｐｕｍｐ（ＬＬ）は低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧である。また，Ｖｐｕｍｐ（ＨＨ）は高温高湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧である。実験の結果，現像電圧Ｖｍｉｎの設定値を，低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Ｖｐｕｍｐ（ＬＬ）の１．２倍とした場合，カブリΔＣ＊は１．４であった。また，現像電圧Ｖｍｉｎの設定値を，高温高湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Ｖｐｕｍｐ（ＨＨ）の１．２倍とした場合も，カブリΔＣ＊は１．４であった。ΔＣ＊が１．４以下という条件は印刷物の品質を確保するために十分なものである。
【００８３】
一方，現像電圧Ｖｍｉｎの設定値を低温低湿度においてトナーがぎりぎり飛翔しない電圧Ｖｐｕｍｐ（ＬＬ）の０．８倍とした場合，実験値にはないがカブリΔＣ＊は充分小さいはずである。また，高温高湿度の場合も同様である。このため，背景部の有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜が，Ｆａ・ｄ／ｑ
Ｖｂ：背景部電位
Ｆａ：現像ローラに付着しているトナーに働く付着力
ｄ  ：像担持体と現像ローラとの間隔
ｑ  ：トナーの帯電量
の±２０％の範囲内に入るように設定するのである。このとき，カブリΔＣ＊は１．４以下である。なお，このとき画像部ではトナーは飛翔する。
【００８４】
なお，本試験は，第１の形態と同様，現像電圧Ｖｍｉｎの値をふって，カブリを測定した。カブリは，感光体１１０上のトナーをブッカーテープで剥離し，コニカミノルタＪペーパーに貼り付け，コニカミノルタ製色彩色差計ＣＲ２４１によりＣ＊を測定した。また，５％の印字率で２，５００枚印刷してある程度劣化が進んだシアントナーを用いた。
【００８５】
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る画像形成装置は，現像バイアスとして通常バイアスもしくはカブリ防止バイアスを適用するとともに，ローラ周速度比θを調整するようにした。このため，背景部では正規帯電トナーが低帯電トナー及び逆帯電トナーをたたきだすことがほとんどない。また，供給ローラが現像ローラから回収するトナーの回収率もほぼ一定であり，現像ローラのフィルミングが回避されている。これにより，カブリを抑制することができる画像形成装置が実現されている。そして，本形態の画像形成装置は，現像ローラ及び画像にダメージを与えることがない。
【００８６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，カブリΔＣ＊を保証したい値に応じて現像電圧Ｖｍｉｎの許容範囲を設定しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】非磁性１成分トナーを用いる非接触式現像方式の画像形成装置を説明する図である。
【図２】現像バイアスにより感光体と現像ローラとの間をトナーが往復する様子を説明する図である。
【図３】従来の現像バイアスを説明する図である。
【図４】本発明の画像形成装置を説明する図である。
【図５】現像バイアスにより正規帯電トナーが逆帯電トナーをたたき出す場合を説明する図である。
【図６】現像電圧が印加されているときに現像ローラに付着しているトナーに働く力を示す図である。
【図７】現像ローラに付着しているトナーの帯電量とトナーにかかる力の関係を示す図である。
【図８】電界を強くした場合にトナーが受ける力と飛翔するトナーの帯電量の変化を説明する図である。
【図９】現像ローラに付着しているトナーがぎりぎり飛翔しない場合の帯電量と力との関係を説明する図である。
【図１０】本発明の現像バイアスを説明する図である。
【図１１】供給ローラと現像ローラとの間のトナーの受け渡しの様子を説明する図である。
【図１２】ローラ周速度比θと有効現像電圧｜Ｖｍｉｎ−Ｖｂ｜とを変化させた場合のトナー回収率を示す図である。
【図１３】現像電圧と背景部電位との差の絶対値とカブリとの関係の環境による違いを示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００…画像形成装置
１１０…感光体
１４０…現像ローラ
１４１…供給ローラ
１９０…電圧印加部
【図１】
2009300484.tif 000004
【図２】
2009300484.tif 000005
【図３】
2009300484.tif 000006
【図４】
2009300484.tif 000007
【図５】
2009300484.tif 000008
【図６】
2009300484.tif 000009
【図７】
2009300484.tif 000010
【図８】
2009300484.tif 000011
【図９】
2009300484.tif 000012
【図１０】
2009300484.tif 000013
【図１１】
2009300484.tif 000014
【図１２】
2009300484.tif 000015
【図１３】
2009300484.tif 000016