JP2003057863A - 現像装置、画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二成分現像剤のトナー飛散を低減する。 【解決手段】 トナーとキャリアを含む二成分現像剤の
磁気ブラシを担持して感光体ドラム１１と対向する現像
領域まで搬送する多磁極現像ローラ１３を備え、現像領
域において多磁極現像ローラ１３上の磁気ブラシを感光
体ドラムに接触させながら現像する現像装置１２におい
て、現像領域下流部の磁気ブラシ先端部におけるトナー
の全実投影面積Ｓｔとキャリアの全実表面積Ｓｃとの比
率Ｓｔ／Ｓｃを１００％以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置、これに用いられる
現像装置、および画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーとキャリアからなる二成分
現像剤を用いて、像担持体上の静電潜像を現像する二成
分現像装置が広く用いられている。二成分現像装置で
は、キャリア表面に対してトナーが接触している部分の
割合（以下、トナー被覆率という）が増加すると、トナ
ーがキャリアと接触して摩擦帯電する場所が少なくな
り、摩擦帯電が不充分となる。このため、キャリアがト
ナーを保持する力が小さくなり、トナー飛散がおこりや
すい。

【０００３】そこで、トナー飛散を低減するために、キ
ャリアのトナー被覆率に着目し、トナー被覆率を規定範
囲になるよう制御する二成分現像装置が提案されてい
る。

【０００４】例えば、特開平１０−３１２１０５号公報
では、現像剤攪拌室のトナー濃度を次式で表されるキャ
リア被覆率Ｔｎが１３０％以下になるよう設定し、該剤
攪拌室におけるトナー濃度を制御する現像装置を提案し
ている。 Ｔｎ＝１００Ｃ√３／｛２π（１００−Ｃ）・（１＋ｒ
／Ｒ）^２・（ｒ／Ｒ）・（ρｔ／ρｃ）｝ ここで、Ｃはトナー濃度、ｒはトナー半径、Ｒは磁性キ
ャリアの半径、ρｔはトナーの真比重、ρｃは磁性キャ
リアの真比重である。この現像装置によれば、上記キャ
リア被覆率Ｔｎの範囲になるようトナー濃度を制御する
ことで、トナー飛散を低減できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報記
載の現像装置では、トナー飛散が増大することがあっ
た。これは、上記トナー被覆率Ｔｎの範囲になるようト
ナー濃度を制御しても、不充分であることを示してい
る。

【０００６】ところで、上記公報で示されるトナー被覆
率は、トナー平均粒径およびキャリア平均粒径から算出
されるものであり、トナーおよびキャリアの粒径分布を
考慮したものではない。すなわち、トナー平均粒径およ
びキャリアの平均粒径を用いて算出した被覆率では、ト
ナー粒径分布およびキャリアの粒径分布にかかわらず平
均粒径が同値であれさえすれば同じ被覆率となる。従っ
て、粒径分布を考慮したトナーおよびキャリアの実粒径
による充填状態は考慮されていない。そこで、従来のト
ナー被覆率Ｔｎによる制御では、同被覆率でもトナー飛
散の多い場合や少ない場合があると考えられる。

【０００７】また、上記公報記載の現像装置は、現像領
域上流部の現像剤貯留部における現像剤に関するもので
あり、現像領域下流部のトナー被覆率に関するものでは
ない。ここで、現像領域上流部と下流部とでは、現像領
域を通過することで現像剤が移動し、トナー被覆率も異
なると考えられる。現像領域においては、像担持体と現
像剤担持体との間に電界が形成され、現像剤担持体に担
持される磁気ブラシからトナーが像担持体に移動する。
この過程で、トナーは磁気ブラシの現像剤担持体近傍
（根本部）から像担持体近傍（先端部）に移動し、現像
領域下流部では、磁気ブラシ先端部におけるトナー被覆
率が高くなる。トナー被覆率が高い磁気ブラシの先端部
（キャリアの穂の先端部）が、該穂の動きにともなう衝
撃力あるいは像担持体の回転により発生する気流の影響
等をうけると、より多くトナーを飛散すると考えられ
る。すなわち、トナー飛散は、現像領域上流部よりも現
像領域下流部の方が増大する傾向があり、特に現像領域
下流部におけるトナー飛散を抑える必要がある。

【０００８】本発明は、上記背景に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、トナー飛散を低減する
ことのできる現像装置、画像形成装置および画像形成方
法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、トナーとキャリアを含む二成分
現像剤の磁気ブラシを担持して像担持体と対向する現像
領域まで搬送する現像剤担持体を備え、該現像領域にお
いて該磁気ブラシを該像担持体に接触させながら該像担
持体上の静電潜像を現像する現像装置において、上記現
像領域下流部の上記磁気ブラシ先端部における上記トナ
ーの全実投影面積Ｓｔと上記キャリアの全実表面積Ｓｃ
との比率Ｓｔ／Ｓｃが１００％以下であることを特徴と
するものである。なお、上記トナーの全実投影面積Ｓｔ
と上記キャリアの全実表面積Ｓｃとの比率Ｓｔ／Ｓｃ
は、 Ｓｔ／Ｓｃ＝Ｃ・Ｇｔ/（１−Ｃ）・Ｇｃ×１００ （１） Ｇｔ＝Σ（π（Ｒｔ／2）^２×nｔ）／Σ（４／３π（Ｒｔ／２）^３×σt×ｎｔ ） （２） Ｇｃ＝Σ（4π（Ｒｃ／２）^２×nｃ）／Σ（４／３π（Ｒｃ／２）^３×σｃ×n ｃ） （３） ここで、Ｇｔはトナー1gあたりの全投影面積、Ｇｃはキ
ャリア1gあたりの全実表面積、Ｃはトナー濃度、Ｒｔは
トナー粒径分布に区切ったヒストグラムデータの各チャ
ンネル毎のトナー代表径、ｎｔは該各チャンネルの領域
に含まれるトナーの個数、σtはトナーの密度、Ｒｃは
キャリア粒径分布に区切ったヒストグラムデータの各チ
ャンネル毎のキャリア代表径、ｎｃは該各チャンネルの
領域に含まれるキャリアの個数、σｃはキャリアの密度
を表す。

【００１０】請求項１の現像装置においては、現像領域
下流部側の磁気ブラシ先端部のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃ
を１００％以下とする。ここで、上述の（１）、
（２）、（３）式に示すように、トナーの全実投影面積
Ｓｔは、トナーの粒径分布を反映させた全トナーの実投
影面積であり、キャリアの全実表面積Ｓｃは、キャリア
の粒径分布を反映させた全キャリアの全実表面積であ
る。そして、トナーの全実投影面積Ｓｔとキャリアの全
実表面積の比率から得たトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃは、キ
ャリア全表面積に対するトナーの全被覆面積を表すもの
である。これは、従来のトナーおよびキャリアの平均粒
径より算出するトナー被覆率とは異なり、トナーおよび
キャリアの粒径分布を反映させ、実粒径による充填状態
をは考慮したものである。このため、実際のトナー被覆
状態をより正確に表すものと考えられる。そして、本発
明者らは、現像領域下流部側の磁気ブラシ先端部のトナ
ーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃとトナー飛散との関係の実験を重
ねた結果、上記現像領域下流部側の磁気ブラシ先端部の
トナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃを１００％以下とすると、ト
ナー飛散が低減することを見出した。すなわち、現像領
域において磁気ブラシの根本部から先端部に移動し、ト
ナー被覆率が高くなっている領域のトナーの被覆率Ｓｔ
／Ｓｃを１００％以下することで、該領域においてもキ
ャリアとトナーとの静電的付着力が良好なものとなる。
このため、該領域における磁気ブラシのトナーは、磁気
ブラシの穂の運動にともなう衝撃力および像担持体の回
転による気流の影響を受けても、飛散しにくい。よっ
て、トナー飛散を低減することができる。

【００１１】なお、以下、請求項４、１０または１１に
おいて、トナーの全実投影面積Ｓｔと上記キャリアの全
実表面積Ｓｃとの比率から算出されるＳｔ／Ｓｃは、請
求項１に記載した（１）、（２）、（３）式から算出さ
れるＳｔ／Ｓｃと同じものである。

【００１２】請求項２の発明は、静電潜像を担持する像
担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置
とを備えた画像形成装置において、上記現像装置として
請求項１の現像装置を用いることを特徴とするものであ
る。

【００１３】請求項３の発明は、請求項２の画像形成装
置において、異なる色の二成分現像剤を用いた複数の現
像装置を備えた多色画像形成装置であることを特徴とす
るものである。

【００１４】ところで、近年の画像形成装置の高速、高
耐久化にともなって、帯電プロセス、露光プロセスの省
エネ化、感光体ドラムの長寿命化といった課題がクロー
ズアップされている。これらの課題に対しては、従来よ
りも比較的低電界で現像を行うことが有効である。その
手段の一つとして、比較的帯電量の低い現像剤が用いら
れる。ところが比較的帯電量低い現像剤では、キャリア
のトナー保持力が弱く、トナー飛散がおこりやすくな
る。

【００１５】請求項４の発明は、トナーとキャリアを含
む二成分現像剤の磁気ブラシを担持して像担持体と対向
する現像領域まで搬送する現像剤担持体を備え、該現像
領域において該磁気ブラシを該像担持体に接触させなが
ら該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置におい
て、上記二成分現像剤の平均帯電量ｑ／ｍが｜ｑ／ｍ｜
≦２０μＣ／ｇであり、上記現像領域下流部の上記磁気
ブラシ先端部における上記トナーの全実投影面積Ｓｔと
上記キャリアの全実表面積Ｓｃとの比率Ｓｔ／Ｓｃが８
０％以下であることを特徴とするものである。

【００１６】請求項４の現像装置においては、平均帯電
量ｑ／ｍが｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／ｇと比較的低い帯電
量を有する二成分現像剤を用いた場合、現像領域下流部
側の磁気ブラシ先端部のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃを８０
％以下とする。ここで、トナーの全実投影面積Ｓｔとキ
ャリアの全実表面積の比率から得たトナー被覆率Ｓｔ／
Ｓｃは、キャリア全表面積に対するトナーの全被覆面積
を表すものであり、従来のトナーおよびキャリアの平均
粒径より算出するトナー被覆率とは異なり、トナーおよ
びキャリアの粒径分布を反映させ、実粒径による充填状
態をは考慮したものである。このため、実際のトナー被
覆状態をより正確に表すものと考えられる。本発明者ら
は、｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／ｇと比較的低い帯電量の二
成分現像剤を用い、現像領域下流部側の磁気ブラシ先端
部のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃとトナー飛散との関係の
実験を重ねた結果、上記現像領域下流部側の磁気ブラシ
先端部のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃを８０％以下とする
と、トナー飛散が低減することを見出した。すなわち、
帯電量が比較的低く、キャリアのトナー保持力が比較的
弱い現像剤を用いても、現像領域下流部のトナー被覆率
が高い領域のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃを８０％以下す
ることで、該領域においてもキャリアとトナーとの静電
的付着力を維持できる。このため、該領域における磁気
ブラシのトナーは、磁気ブラシの穂の運動にともなう衝
撃力および像担持体の回転による気流の影響を受けても
飛散しにくい。よって、トナー飛散を低減することがで
きる。

【００１７】請求項５の発明は、静電潜像を担持する像
担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置
とを備えた画像形成装置において、上記現像装置として
請求項４の現像装置を用いることを特徴とするものであ
る。

【００１８】請求項６の発明は、請求項５の画像形成装
置において、異なる色の二成分現像剤を用いた複数の現
像装置を備えた多色画像形成装置であることを特徴とす
るものである。

【００１９】請求項７の発明は、請求項２、３、５また
は６の画像形成装置において、上記現像領域下流部にお
ける上記二成分現像剤のトナー平均体積粒径Ｄｔとキャ
リア平均体積粒径Ｄｃが、Ｄｔ／Ｄｃ≧０．１４の関係
を満たすことを特徴とするものである。

【００２０】請求項８の発明は、請求項２、３、５、６
または７の画像形成装置において、上記キャリア平均体
積粒径Ｄｃが４０μｍ以下であることを特徴とするもの
である。

【００２１】請求項９の発明は、請求項２、３、５、
６、７または８の画像形成装置において、上記トナーが
無機微粒子からなるの外添剤を含むことを特徴とするも
のである。

【００２２】請求項１０の発明は、トナーとキャリアを
含む二成分現像剤の磁気ブラシを担持して像担持体と対
向する現像領域まで搬送し、該現像領域において該磁気
ブラシを該像担持体に接触させながら該像担持体上の静
電潜像を現像する画像形成方法において、上記現像領域
下流部の上記磁気ブラシ先端部における上記トナーの全
実投影面積Ｓｔと上記キャリアの全実表面積Ｓｃとの比
率Ｓｔ／Ｓｃが１００％以下であることを特徴とするも
のである。

【００２３】請求項１０の画像形成方法においては、現
像領域下流部側の磁気ブラシ先端部のトナー被覆率Ｓｔ
／Ｓｃを１００％以下とする。ここで、トナーの全実投
影面積Ｓｔとキャリアの全実表面積の比率から得たトナ
ー被覆率Ｓｔ／Ｓｃは、キャリア全表面積に対するトナ
ーの全被覆面積を表すものであり、従来のトナーおよび
キャリアの平均粒径より算出するトナー被覆率とは異な
り、トナーおよびキャリアの粒径分布を反映させ、実粒
径による充填状態をは考慮したものである。このため、
実際のトナー被覆状態をより正確に表すものと考えられ
る。本発明者らは、現像領域下流部側の磁気ブラシ先端
部のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃとトナー飛散との関係の
実験を重ねた結果、上記現像領域下流部側の磁気ブラシ
先端部のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃを１００％以下とす
ると、トナー飛散が低減することを見出した。すなわ
ち、現像領域において磁気ブラシの根本部から先端部に
移動し、トナー被覆率が大きくなっている領域のトナー
の被覆率Ｓｔ／Ｓｃを１００％以下することで、該領域
においてもキャリアとトナーとの静電的付着力を維持で
きる。このため、該領域における磁気ブラシのトナーが
磁気ブラシの穂の運動にともなう衝撃力および像担持体
の回転による気流の影響を受けにくくなる。よって、ト
ナー飛散を低減することができる。さらに、プロセスコ
ントロールをした場合、現像装置からのトナー飛散によ
りプロセスコントロールが誤差を含みやすいが、これを
防止することもできる。

【００２４】請求項１１の発明は、トナーとキャリアを
含む二成分現像剤の磁気ブラシを担持して像担持体と対
向する現像領域まで搬送し、該現像領域において該磁気
ブラシを該像担持体に接触させながら該像担持体上の静
電潜像を現像する画像形成方法において、上記二成分現
像剤の平均帯電量ｑ／ｍが｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／ｇで
あり、上記現像領域下流部の上記磁気ブラシ先端部にお
ける上記トナーの全実投影面積Ｓｔと上記キャリアの全
実表面積Ｓｃとの比率Ｓｔ／Ｓｃが８０％以下であるこ
とを特徴とするものである。

【００２５】請求項１１の画像形成方法においては、平
均帯電量ｑ／ｍが｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／ｇと比較的低
い帯電量を有する二成分現像剤を用いた場合、現像領域
下流部側の磁気ブラシ先端部のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃ
を８０％以下とする。ここで、トナーの全実投影面積Ｓ
ｔとキャリアの全実表面積の比率から得たトナー被覆率
Ｓｔ／Ｓｃは、キャリア全表面積に対するトナーの全被
覆面積を表すものであり、従来のトナーおよびキャリア
の平均粒径より算出するトナー被覆率とは異なり、トナ
ーおよびキャリアの粒径分布を反映させ、実粒径による
充填状態をは考慮したものである。このため、実際のト
ナー被覆状態をより正確に表すものと考えられる。本発
明者らは、｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／ｇと比較的低い帯電
量の二成分現像剤を用い、現像領域下流部側の磁気ブラ
シ先端部のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃとトナー飛散との
関係の実験を重ねた結果、上記現像領域下流部側の磁気
ブラシ先端部のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃを８０％以下
とすると、トナー飛散が低減することを見出した。すな
わち、帯電量が比較的低く、キャリアのトナー保持力が
比較的弱い現像剤を用いても、現像領域において磁気ブ
ラシの根本部から先端部に移動し、トナー被覆率が大き
くなっている領域のトナーの被覆率Ｓｔ／Ｓｃを８０％
以下することで、該領域においてもキャリアとトナーと
の静電的付着力を維持できる。このため、該領域におけ
る磁気ブラシのトナーが磁気ブラシの穂の運動にともな
う衝撃力および像担持体の回転による気流の影響を受け
にくくなる。よって、トナー飛散を低減することができ
る。さらに、プロセスコントロールをした場合、現像装
置からのトナー飛散によりプロセスコントロールが誤差
を含みやすいが、これを防止することもできる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の画像形成装置に適用した一実施形態
について説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装
置の全体的な構成について説明する。図１は本実施形態
に係る画像形成装置の概略構成図である。図１に示すよ
うに、像担持体として、４つの感光体ドラム１１Ｙ，１
１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが設けられており、レジストロー
ラ５側からイエロー（以下、「Ｙ」という）、マゼンタ
（以下、「Ｍ」という）、シアン（以下、「Ｃ」とい
う）、ブラック（以下、「Ｋ」という）に対応する各感
光体ドラムが並列配置されている。各感光体ドラム１１
Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、それぞれに対して設け
られた帯電手段としての帯電装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０
Ｃ，１０Ｋにより、その表面を例えば負極性に一様に帯
電される。そして、帯電された各感光体ドラム１１Ｙ，
１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、光書込ユニット２によっ
て、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各カラー画像データの光書込が行
われる。これにより、各感光体ドラム上に各画像データ
に対応した静電潜像が形成される。該静電潜像は、各感
光体ドラムのそれぞれに対して設けられた現像手段とし
ての現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋによっ
て、負極性に帯電された各色トナーにより反転現像さ
れ、各感光体ドラムに各色のトナー像が形成される。

【００２７】次いで、給紙部３，４からレジストローラ
５を経て、各感光体ドラムと転写ユニット６との間に形
成される転写材搬送経路の各転写領域に転写材が給紙さ
れる。転写ユニット６は、駆動ローラ、従動ローラ、テ
ンションローラの複数個のローラに掛け渡されて転写材
搬送方向（図中矢印Ａ方向）に循環移動する搬送ベルト
６０を有している。

【００２８】給紙部３，４から給紙された転写材は、該
転写ベルト６０に静電的に吸着されて、該転写ベルト６
０の循環移動により図中矢印Ａ方向に向けて搬送され
る。このとき、転写材は、各感光体ドラムに形成された
各色トナー像の先端が、搬送ベルト６０との対向点であ
る各転写領域に回転搬送されてくるタイミングで、その
印字開始位置が該対向点に一致するように搬送される。
そして、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１
Ｋ上に形成された各色トナー像は、各感光体ドラムと対
向するように転写ベルト６０の裏面側にそれぞれ配置さ
れた転写手段としての転写ローラによって、順次、転写
材上に重ね合わされて転写される。具体的には、各転写
ローラによって、転写ベルト６０がトナーの極性と反対
の極性（ここでは正極性）に帯電されることにより、各
感光体ドラム上の負極性のトナーが転写ベルト６０側に
静電力により引き寄せられて、転写材に転写される。

【００２９】このようにして各色トナー像が転写された
転写材は、転写ベルト６０から分離した後、定着装置７
に搬送されて該転写材上に転写されたトナー画像が定着
された後、カラー画像として機外に排出される。

【００３０】一方、上記トナー像の転写材への転写後、
各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に残
留した転写残トナーは、各感光体ドラムに対して設けら
れたクリーニング手段としてのクリーニング装置８Ｙ，
８Ｍ，８Ｃ，８Ｋのクリーニング装置により除去され
る。このようにしてクリーニングされた各感光体ドラム
は、それぞれの帯電装置１０Ｙ，１０Ｍ、１０Ｃ，１０
Ｋによって再び帯電されて、次の画像形成工程に移行す
る。

【００３１】次に、現像装置の構成について説明する。
現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、収容され
る現像剤以外は、同一の構成を有し、同一の動作をする
ので、現像装置１２として説明する。図２は現像装置１
２の概略構成図である。現像装置１２は、トナー及び磁
性キャリアよりなる二成分現像剤（以下、現像剤とい
う）を用いるニ成分現像装置である。現像装置１２は、
現像剤担持体としての、表面に多極の磁力を持つ多磁極
現像ローラ１３と、多磁極現像ローラ１３に担持されて
感光体ドラム１１との対向する現像領域まで搬送される
現像剤量を規制するドクタブレード１９と、多磁極現像
ローラ１３に供給する現像剤を貯留する現像剤収容部１
４と、該現像剤収容部１４内に設けられ、現像剤収容部
１４内の現像剤を攪拌するアジテータ１５と、該現像剤
収容部１４と連通する現像剤収容部１６と、該現像剤収
容部１６内に設けられ、現像剤収容部１６内の現像剤を
攪拌するアジテータ１７とを備えている。また、現像剤
収容部１６は、トナー補給部１８を介して、図示しない
トナーカートリッジと連結されている。この現像装置１
２において、多磁極現像ローラ１3とドクターブレード
１９との距離Ｇｄは、多磁極現像ローラ１３と感光体ド
ラム１１との最近接距離Ｇｐよりも大きくなるよう配置
されている。また、多磁極現像ローラ１3の主極の中央
角度は、多磁極現像ローラ１３と感光体ドラム１１の中
央とを結ぶ直線に対して、上流方向に０〜１５°の範囲
で傾くよう配置されている。

【００３２】上記構成の現像装置１２では、アジテータ
１５，１７が回転することにより、現像剤収容部１４，
１６内に収容されている現像剤が、撹拌されながら多磁
極現像ローラ１３近傍へ搬送される。ここで、現像剤中
のトナーは磁性キャリアとの撹拌によって摩擦帯電して
いる。この現像剤は、多磁極現像ローラ１３の磁力によ
り、多磁極現像ローラ１３上に汲み上げられる。多磁極
現像ローラ１３上の現像剤は、ドクタブレード１９で規
制されながら、さらに電荷を付与され、薄層化された状
態で、現像領域まで搬送される。多磁極現像ローラ１３
には図示しない現像バイアス電源によって現像バイアス
が印加されており、現像領域における多磁極現像ローラ
１３と感光体ドラム１１との間に現像電界が形成される
ことで、多磁極現像ローラ１３上の帯電したトナーを感
光体ドラム１１に向けて供給する。現像終了後の現像剤
は多磁極現像ローラ１３によって搬送され、再び現像剤
収容部１４内に戻される。

【００３３】また、現像剤収容部１４，１６内の現像剤
のトナー濃度は、感光体ドラム１１上に基準画像を形成
し、この基準画像の光学濃度を図示しない光学濃度検出
手段によって検出し、感光体ドラム１１地肌部の光学濃
度との比をとり、この比に基づいて推測する。これに基
づき、充分な画像濃度が得るためにトナー濃度が適当な
範囲になるよう、トナー補給部１８を制御する。このト
ナー補給部１８を介して図示しないトナーカートリッジ
内のトナーを現像剤収容部１６内の現像剤に補給する。

【００３４】ここで、本実施形態の画像形成装置に用い
る現像剤について説明する。トナーは、少なくとも結着
樹脂、着色剤、離型剤からなる混合物を、熱ロールミル
で溶融混練した後、冷却固化せしめ、これを粉砕分級し
て得られる母体粒子に、添加剤をヘンセルミキサー等で
混合付着させることによって得られる。この場合の結着
樹脂、着色剤としては、従来からトナー用結着樹脂とし
て利用されてきたものの全てが適用される。結着樹脂で
は軟化点９０〜１５０°Ｃ、ガラス転移温度５０〜７０
°Ｃ、数平均分子量２０００〜６０００、重量平均分子
量８０００〜１５００００を示すものが特に好ましい。
又、着色剤のトナー粒子における含有量は２〜１２％程
度が着色力、帯電性維持のバランスを考慮すると最適で
ある。一方、離型剤としては、公知のもの全てが使用で
きるが、特にカルナウバワックス、モンタンワックス、
及び酸化ライスワックスを単独、又は組み合わせで用い
ることが好ましい。離型剤の使用量としては、トナー樹
脂成分に対して１〜１０％の範囲が良く、トナーバイン
ダー中に分散させる前の離型剤の平均体積粒径は特に１
０〜３００μｍが好ましい。

【００３５】また、トナー粒子は平均粒径が１０μｍ以
下のものを使用する。高画質化に対応して、トナー粒子
を小粒径化することが好ましい。しかし、過度に小径す
ぎるとトナー飛散等の制御が難しくなるので、平均粒径
が５〜８μｍのものが適当である。

【００３６】キャリアは、磁性を有した核体粒子に必要
に応じて被覆層を設けたものを用いる。核体粒子として
は従来より公知の磁性体が使用され、例えば鉄、コバル
ト、ニッケル等の強磁性金属やマグネタイト、ヘマタイ
ト、フェライト等の合金あるいは化合物が挙げられる。
また、被覆層に用いられる樹脂としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスル
ホン化ポリエチレン；ポリビニル及びポリビニリデン系
樹脂、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリ
ロニトル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニ
ルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケ
トン；塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体；スチレン／ア
クリル酸共重合体；オルガノシロキサン結合からなるス
トレートシリコン樹脂のようなシリコン樹脂又はその変
性品（例えばアルキド樹脂、ポリエステル、エポキシ樹
脂、ポリウレタン等）；弗素樹脂、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデ
ン、ポリクロロトポリカーボネート；アミノ樹脂、例え
ば尿素・ホルムアルデヒド樹脂；エポキシ樹脂等が挙げ
られる。キャリア抵抗の調整等の目的で、被覆層中に微
粉体を添加することができる。被覆層中に分散される微
粉末は、０．０１〜５．０μｍ程度の粒径のものが好ま
しい。また該微粉末は被覆樹脂１００重量部に対して２
〜３０重量部添加されることが好ましく、特に５〜２０
重量部が好ましい。微粉末としては従来より公知のもの
が使用され、例えばシリカ、アルミナ、チタニア等の金
属酸化物やカーボンブラック等の顔料が挙げれれる。

【００３７】ところで、上記画像形成装置において、現
像剤収容部１４，１６中セットされたキャリアの量が同
じでも、キャリアのトナー被覆状態が異なり、トナーと
キャリアとの安定した摩擦帯電が行われず、トナー飛散
が増大することがある。トナー飛散を低減するために
は、キャリアのトナー被覆状態を考慮する必要がある。
以下、これについて詳細に説明する。

【００３８】まず、キャリアのトナー被覆状態を表し方
について説明する。従来、トナー被覆率は、トナーおよ
びキャリアの平均粒径のみを用いて算出されていた。し
かしながら、上記平均粒径のみを用いて算出したトナー
被覆率では、トナーおよびキャリアの粒径分布に関わら
ず平均粒径が同値であれさえすれば、同じトナー被覆率
となるため、粒径分布を考慮した実粒径の充填状態は計
算しきれず、正確性に欠ける。

【００３９】そこで、本実施形態の画像形成装置では、
トナー被覆状態を、トナーの粒径分布全て、およびキャ
リアの粒径分布全てを含んだ比率と考えて算出した。す
なわち、トナーの粒径を所定の領域に細分化して、それ
らの各領域でトナーの全投影面積を算出する。同様に、
キャリアも粒径を所定の領域に細分化して、それらの各
領域でキャリアの全表面積を算出する。各領域で算出し
たトナーの全投影面積、キャリアの全表面積の総和であ
るトナーの全実投影面積Ｓｔ、キャリアの全実表面積Ｓ
ｃの比率からＳｔ／Ｓｃを算出する。すなわち、トナー
被覆率＝（トナーの全実投影面積Ｓｔ）／（キャリアの
全実表面積Ｓｃ）×１００とする。

【００４０】さらに、トナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃの算出方
法について詳細に説明する。トナーの全実投影面積を算
出する。先ず、トナーの粒径をコールターカウンター等
の粒度分布測定器を用いて測定し、細分化したトナー粒
径分布に区切ったヒストグラムデータに集約する。それ
を各チャンネルとして、各チャンネル毎のトナー代表径
Ｒｔ（チャンネルの上下端の粒径の平均値）とそのチャ
ンネル領域に含まれるトナーの個数ｎtを用いて、代表
粒径の球の投影面積×個数を求め、その値を全チャンネ
ルの総和をｓ1とする。ｓ１＝Σ（π（Ｒｔ／2）^２×n
ｔ）となる。次に各チャンネルの代表粒径の粒子質量×
個数を求め、総和をw1とする。ｗ１＝Σ（４／３π（Ｒ
ｔ／２）^３×σt×ｎｔ）となる。ここでσtはトナーの
密度を表す。これより、トナー1gあたりの全実投影面積
Ｇｔ＝ｓ1×（1ｇ／ｗ１）が導かれる。

【００４１】同様にキャリアの全実表面積を算出する。
キャリアの粒径をコールターカウンター等の粒度分布測
定器を用いて測定し、細分化したキャリア粒径分布に区
切ったヒストグラムデータに集約する。それを各チャン
ネルとして、各チャンネル毎のキャリア代表径Ｒｃ（チ
ャンネルの上下端の粒径の平均値）とそのチャンネル領
域に含まれるキャリアの個数ｎｃを用いて、代表粒径の
球の表面積×個数を求め、その値を全チャンネルの総和
をｓ２とする。ｓ２＝Σ（４π（Ｒｃ／２）^２×nｃ）
となる。次に各チャンネルの代表粒径の粒子質量×個数
を求め、総和をｗ２とする。ｗ２＝Σ（４／３π（Ｒｃ
／２）^３×σc×nｃ）となる。ここでσcはキャリアの
密度を表す。これより、キャリア1gあたりの全実表面積
Ｇｃ＝ｓ２×（1g／ｗ２）が導かれる。

【００４２】ここで、Ｓｔ／Ｓｃは、トナーの全質量Ｍ
ｔ、キャリアの全質量Ｍｃとして、Ｓｔ／Ｓｃ＝Ｇｔ×
Ｍｔ／Ｇｃ×Ｍｃで表される。また、トナー濃度をＣ％
はＣ＝Ｍｔ／（Ｍｔ＋Ｍｃ）より、Ｍｔ／Ｍｃ＝Ｃ／
（１−Ｃ）となる。これらより、Ｓｔ／Ｓｃ＝Ｃ・Ｇｔ
/（１−Ｃ）・Ｇｃ×１００...（1）ここで、Ｇｔはト
ナー1gあたりの全実投影面積、Ｇｃはキャリア1gあたり
の全実表面積、Ｃはトナー濃度である。

【００４３】これは、トナーの粒径分布全て、およびキ
ャリアの粒径分布全てを含んだ実粒径からの算出法であ
るので、より実際に近い充填状態を定量化した値を表し
ているといえる。

【００４４】さらに、多磁極現像ローラ１３と感光体ド
ラム１１とが対向する現像領域上流部と下流部とでは、
現像領域を通過することで現像剤が移動し、トナー被覆
率も異なると考えられる。図３は、高画像面積（黒ベ
タ）通紙時における、現像領域における現像剤の挙動を
しめすモデル図である。多磁極現像ローラ１３の回転に
ともない、多磁極現像ローラ１３上に現像剤の磁気ブラ
シ２０が形成される。そして、現像領域においては、磁
気ブラシ２０の穂が感光体ドラム１１と接触する。図３
に示すように、現像領域上流部の磁気ブラシ２０では、
トナーがキャリアに比較的均一に保持されている。一
方、現像領域中では、多磁極現像ローラ１３と感光体ド
ラム１１との間に形成される電界により、磁気ブラシ２
０でトナーが多磁極現像ローラ１３側から感光体ドラム
１１側へ移動する。これにより、磁気ブラシ２０の先端
部がトナー過剰で被覆率が高い状態となる。そして、現
像領域下流部へ到ると、磁気ブラシ２０先端部の局所的
に高被覆率となっている部分よりトナー飛散が多くおこ
ることが確認された。これは、磁気ブラシ２０の穂が磁
極の影響で立ちあがったり寝たりする際に働く衝撃力、
あるいは、感光体ドラムの連れまわりにより発生する気
流の影響で、磁気ブラシ２０先端部の局所的に高被覆率
となっている部分よりトナー飛散が多くおこると考えら
れる。このように、トナー飛散は、現像領域上流部より
も現像領域下流部の方が増大する傾向があり、特に現像
領域下流部におけるトナー飛散を抑える必要がある。な
お、低画像面積（白ベタ）通紙時においては、上述のよ
うな現象は起こり難く、多磁極現像ローラ１３上の磁気
ブラシは、多磁極現像ローラ１３近傍側（根元部）で多
くトナーを保持していた。

【００４５】そして、本発明者らは、現像領域下流部の
磁気ブラシ先端部におけるキャリア上のトナーの被覆状
態観察、トナー飛散量測定などの実験を重ねた。この結
果、図４にしめすような、現像領域下流部におけるトナ
ー被覆率Ｓｔ／Ｓｃとトナー飛散量の関係を得た。図４
では、トナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃの上昇とともにトナー飛
散量は増加しており、その挙動は指数関数的な上昇とな
っている。また、磁気ブラシ先端のトナー被覆率Ｓｔ／
Ｓｃが１００％以上になるとトナー飛散量が増大し、こ
れ以下では飛散量が少ない。即ち、Ｓｔ／Ｓｃ１００％
前後にトナー飛散低減の臨界点があると判断できる。な
お、上記実験の複写条件はＡ３全ベタ画像の連続通紙で
あり、使用した現像剤の平均帯電量はｑ／ｍが｜ｑ／ｍ
｜＞２０μＣ／ｇである。

【００４６】現像領域下流部の現像剤の磁気ブラシ先端
部のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃが１００％以下において
は、キャリア表面の露出部分（トナーが付着される場
所）に余裕度があり、帯電したトナーがこのキャリア表
面の露出部分にに静電付着し、トナーがキャリアに安定
して保持される。このため、現像領域通過時、あるいは
現像領域通過後に、磁気ブラシの穂が磁極の影響で立ち
あがったり寝たりする際に働く衝撃力、あるいは、感光
体ドラムの連れまわりにより発生する気流の影響を受け
ても、トナーが飛散しにくいものと考えられる。

【００４７】また、キャリア平均体積粒径は３０〜４０
μｍの範囲のものを使用するのが良い。このような、小
粒径キャリアでは、４０μｍ以上のキャリアに比べて、
同重量あたりに含まれるキャリア数が増えるので、キャ
リア比表面積が増えることになる。よって、キャリア表
面に保持できるトナーの数が多くなる。すなわち、トナ
ー被覆率Ｓｔ／Ｓｃが余裕度が生じるため、トナー飛散
を低減し易い。また、キャリア小粒径化によってキャリ
ア付着が問題となるが、キャリア芯材の透磁率を高めに
設定することで、改善することができる。これらの課題
を完全に両立して解決するのは困難であるが、他の条件
に対応し、両者のバランスをとった使いこなしによっ
て、トナー飛散とキャリア付着の低減を同時に実現する
ことができる。

【００４８】また、トナーの外添剤として無機微粒子を
添加することが、トナー飛散の低減、および画像品質の
維持に有効である。特にシリカ、酸化チタンの無機微粒
子を選択的に添加するのが好ましい。このような外添剤
により、トナーの流動性が良いくなり、トナーの分散
性、帯電立ち上がり性が向上し、トナー飛散の低減に効
果を発揮する。

【００４９】以下、実施例１，２，３，４，５，６，
７，８を用いて、更に詳細に説明する。なお、以下説明
での組成は全て重量基準である。

【００５０】 トナー ・スチレン-ｎ-ブチルアクリレート共重合体（共重合比８３／１７） ９０部 （Ｍｎ＝１２０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２４、Ｔｇ＝５４℃） ・カーボンブラック １０部 ・フェノール誘導体（ボントロンＥ８９、オリエント化学社製） ２部 ・ポリプロピレンワックス（サンワックス６６０Ｐ、三洋化成社製） ２部 これらの混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合
した後、ロールミルで約３０分間加熱溶融し、室温まで
冷却後得られた混練物を粉砕分級し、体積平均粒径５．
０、６．８，８．６μｍの分級品を得た。この分級品１
００部に対し、シリコーンオイル処理をしたシリカ微粒
子０．８部と酸化チタン微粒子０．２部を添加混合し、
トナーを得た。トナーの外添剤として、シリカ、酸化チ
タン等の無機微粒子を添加した。

【００５１】キャリア フェライトコア材に対し、シリコン樹脂溶液（信越化学
社製）２００部、カーボンブラック（キャボット社製）
３部をトルエン中にて溶解分散させたコート液を流動層
式スプレー法にて塗布し、コア材表面を被覆した後、３
００℃の電気炉で２時間焼成しシリコン樹脂コートキャ
リアを得た。

【００５２】現像剤 上記のトナーとキャリアを混合し、二成分現像剤を調整
した。この際のトナー濃度を調整して、初期現像剤の被
覆率を上述の式（1）から求めた。なお、トナー、およ
びキャリアの粒径分布測定は、コールターカウンターＴ
ＡII型（米国コールターエレクトロニクス社）を使用し
た。トナーの重量比、および帯電量の測定は従来より公
知のブローオフ測定器を常温常湿の環境で使用した。

【００５３】実験・評価 まず、初期のトナー濃度よりトナー被覆率を任意に設定
した上記現像剤を、上記現像装置１３に供給し、これを
搭載したＲｉｃｏｈ製の従来複写機にてＡ３サイズの全
ベタ画像（画像面積率８０％以上）を少なくとも２００
０枚以上の連続通紙した。複写後、以下の方法で、現像
領域下流部（出口側）の現像剤の磁気ブラシ先端部をサ
ンプリングし、その際のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃと複写
後までのトナー飛散量との関係を調べた。現像領域下流
部の磁気ブラシ先端のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃは、現像
後の多磁極現像ローラ１３上の磁気ブラシを光学顕微鏡
等で詳細に観察し、トナーとキャリアの全実表面積から
画像処理等の方法で正確に算出するのが最も良いと考え
られるが、簡易的には、現像後の多磁極現像ローラ１３
上の現像剤を、なるべく磁気ブラシの表層部のみサンプ
リングすることで代用が可能である。また、トナー飛散
の評価であるが、あらかじめ画像形成装置内の現像領域
下流部に粉塵量測定装置（例えば、レーザーダストモニ
ター（日立電子エンジニアリング製））を設置し、複写
後までに測定される飛散トナーの実重量値を測定した。
これに基づき、総合的なトナー飛散量レベルを◎、○、
△、×の4段階で評価した。◎は、トナー飛散がほとん
ど発生していない場合、○はトナー飛散が少ない場合、
△はトナー飛散が発生しているが多くはない場合、×は
トナー飛散が多く問題となる場合である。評価において
は、◎、○、△を「許容」と、×を「非許容」と判断し
た。

【００５４】表１は、実施例１〜８、比較例１に関し
て、トナー平均体積粒径Ｄｔ（μｍ）、キャリア平均体
積粒径Ｄｃ（μｍ）、トナー/キャリアの平均体積粒径
比（Ｄｔ／Ｄｃ）、現像領域下流部でサンプリングした
現像剤のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃ×１００（％）と、そ
の際のトナー飛散性の評価結果を示したものである。

【００５５】

【表１】

【００５６】［実施例１，２、比較例１］実施例１、
２、比較例１では、トナー平均体積粒径Ｄｔ６．８μ
ｍ、キャリア平均体積粒径Ｄｃ３５μｍのものを使用
し、現像領域下流部の現像剤のトナー被覆率を５０〜１
３０％の範囲で変化させた。また、現像剤の平均帯電量
ｑ／ｍは、少なくとも｜ｑ／ｍ｜＞２０μＣ／ｇを満た
すことを確認した。

【００５７】この結果、トナー被覆率が５０％、９０％
ではトナー飛散の評価が◎であったが、１３０％になる
と、評価が×であった。このことから、現像領域下流部
の磁気ブラシ先端部における上記トナーの全実投影面積
Ｓｔと上記キャリアの全実表面積Ｓｃとの比率より得た
トナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃが１００％以下とすると、トナ
ー飛散を低減することができる。

【００５８】［実施例３，４，５，６，７，８］実施例
３，４，５，６，７，８では、トナー平均体積粒径Ｄｔ
を５．０、６．８，８．６μｍ、キャリア平均体積粒径
Ｄｃ２５，３５，４５，５５μｍのものを使用し、キャ
リア平均体積粒径Ｄｃに対するトナー平均体積粒径Ｄｔ
をＤｔ／Ｄｃを変化させた。トナー被覆率は９０％とし
た。また、現像剤の平均帯電量ｑ／ｍは、少なくとも｜
ｑ／ｍ｜＞２０μＣ／ｇを満たすことを確認した。

【００５９】この結果、Ｄｔ／Ｄｃ≧０．１４では、ト
ナー飛散の評価が◎、○であるのに対して、Ｄｔ／Ｄｃ
＜０．１４では評価が△であった。Ｄｔ／Ｄｃ≧０．１
４の関係を満たすことは、トナー平均体積粒径Ｄｔに対
するキャリア平均体積粒径Ｄｃの比を小さくする。すな
わち、現像剤の重量あたりのトナー表面積に対するキャ
リア比表面積が比較的大きくすることを意味している。
つまり、トナー被覆率の余裕度が向上することであり、
トナー飛散の低減に有利である。

【００６０】また、キャリアを小粒径化すると、Ｄｔ／
Ｄｃ≧０．１４を満たす範囲においても、比較的小粒径
のトナーを使うことができる。よって、トナーの小粒径
化による高画質化を図ることができる。

【００６１】［実施例２，６，８］実施例２，６，８で
は、トナー平均体積粒径Ｄｔを６．８μｍとし、キャリ
ア平均体積粒径Ｄｃを３５，４５，５５μｍと変化させ
た。トナー被覆率は９０％とした。また、現像剤の平均
帯電量ｑ／ｍは、少なくとも｜ｑ／ｍ｜＞２０μＣ／ｇ
を満たすことを確認した。

【００６２】この結果、全てのキャリア平均体積粒径Ｄ
ｃにおいて、トナー飛散レベルは評価△以上（許容範
囲）であるが、トナー飛散が確実に低減する評価◎とな
るのはキャリア平均体積粒径Ｄｃが３５μｍの場合のみ
であった。キャリア平均体積粒径Ｄｃが小さい４０μｍ
以下のキャリアを用いると、現像剤の重量あたりのトナ
ー表面積に対するキャリア比表面積が大きくなる。つま
り、トナー被覆率の余裕度が向上することであり、トナ
ー飛散の低減に有利である。

【００６３】また、近年の画像形成装置の高速、高耐久
化にともなって、帯電プロセス、露光プロセスの省エネ
化、感光体ドラムの長寿命化、といった課題がクローズ
アップされている。これらの課題に対しては、従来より
も比較的低電界で現像を行うことが要求され、その手段
の一つとして、比較的帯電量ｑ／ｍの低い現像剤を用い
ることがおこなわれている。ところが比較的帯電量の低
い現像剤では、キャリアのトナー保持力が弱く、トナー
飛散がおこりやすくなる。

【００６４】本発明者らは、平均帯電量ｑ／ｍが｜ｑ／
ｍ｜≦２０μＣ／ｇと比較的低い帯電量を有する現像剤
を用いて、現像領域下流部の磁気ブラシ先端部における
キャリア上のトナーの被覆状態観察、トナー飛散量測定
などの実験を重ねた。この結果、図５にしめすような、
現像領域下流部におけるトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃとトナ
ー飛散量の関係を得た。図５で、は｜ｑ／ｍ｜＞２０
μＣ／ｇを満たす現像剤、は｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／
ｇを満たす現像剤でのトナー飛散量を示している。図５
に示すように、｜ｑ／ｍ｜＞２０μＣ／ｇを満たす現
像剤、は｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／ｇを満たす現像剤と
も、磁気ブラシ先端のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃの上昇と
ともにトナー飛散量は増加しており、その挙動は指数関
数的な上昇となっている。また、｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ
／ｇを満たす現像剤は、磁気ブラシ先端のトナー被覆率
が８０％以上になると、トナー飛散量が増大し、これ以
下では飛散量が少ない。即ち、｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／
ｇを満たす現像剤では、Ｓｔ／Ｓｃ８０％前後にトナー
飛散低減の臨界点があると判断できる。

【００６５】以下、実施例９を用いて、更に詳細に説明
する。なお、平均帯電量ｑ／ｍ以外のトナー、キャリ
ア、現像剤、および実験・評価については、上記実施例
１〜８と同様である。

【００６６】表２は、実施例９、比較例２，３に関し
て、トナー平均体積粒径Ｄｔ（μｍ）、キャリア平均体
積粒径Ｄｃ（μｍ）、トナー/キャリアの平均体積粒径
比（Ｄｔ／Ｄｃ）、現像領域下流部でサンプリングした
現像剤のトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃ×１００（％）と、そ
の際のトナー飛散性の評価結果を示したものである。

【００６７】

【表２】

【００６８】［実施例９、比較例２，３］実施例９、比
較例２，３では、トナー平均体積粒径を６．８μｍ、キ
ャリア平均体積粒径を３５μｍのものを使用し、現像領
域下流部の現像剤のトナー被覆率を５０〜１３０％の範
囲で変化させた。また、現像剤の平均帯電量ｑ／ｍは、
少なくとも｜ｑ／ｍ｜≦２０μＣ／ｇを満たすことを確
認した。

【００６９】この結果、トナー被覆率が５０％ではトナ
ー飛散の評価が◎であったが、９０％１３０％になる
と、評価が×であった。表1の｜ｑ／ｍ｜＞２０μＣ／
ｇを満たす現像剤の結果と比較すると、比較的帯電量の
低い現像剤を用いた場合、トナー飛散に対してトナー被
覆率の上限値が低くなる。言い換えれば、｜ｑ／ｍ｜≦
２０μＣ／ｇを満たす現像剤を用いても、現像領域下流
部の磁気ブラシ先端部における上記トナーの全実投影面
積Ｓｔと上記キャリアの全実表面積Ｓｃとの比率より得
たトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃが８０％以下とすると、トナ
ー飛散を低減することができる。

【００７０】なお、表1、表２の結果は、現像装置１２
からのトナー飛散の評価であるが、上記にて現像装置か
らのトナー飛散量が低減されれば、画像形成装置につい
てはトナー飛散による装置機内、機外への汚染の防止が
できる。また、画像形成方式についてはプロセスコント
ロール不良の防止ができる。さらに、本実施形態に示し
たように、異なる色の現像剤を用いた複数の現像装置を
備えた多色画像形成装置に適用すれば、各トナーの混色
による画像品質劣化の防止できる。

【００７１】以上述べたように、現像領域下流部の磁気
ブラシ先端部における上記トナーの全実投影面積Ｓｔと
上記キャリアの全実表面積Ｓｃとの比率より得たトナー
被覆率Ｓｔ／Ｓｃを規定範囲内になるようにすること
で、現像装置１２からのトナー飛散が低減できる。ま
た、静電潜像を担持する像担持体としての感光体ドラム
１１と、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する現像
装置を備えた画像形成装置において、現像装置として本
実施形態の現像装置１３を用いる。これにより、トナー
飛散を低減できるので、画像形成装置内、装置外の汚染
が防止できる。また、上記画像形成装置を異なる色の二
成分現像剤を用いた複数の現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１
２Ｃ，１２Ｋを備えた多色画像形成装置とする。これに
より、各トナーの混色による画像品質劣化の防止でき
る。また、上記現像領域下流部における二成分現像剤の
トナー平均体積粒径Ｄｔとキャリア平均体積粒径Ｄｃ
が、Ｄｔ／Ｄｃ≧０．１４の関係を満たすものとする。
ここで、画像の高画質化を図るためには、トナーを小粒
径化することが望まれる。しかしながら、トナーを小粒
径化する程、重量あたりのトナー投影面積Ｓｔが増加し
てトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃが増えるため、トナー飛散が
増大しやすい。そこで、キャリア平均体積粒径Ｄｃに対
するトナー平均体積粒径ＤｔをＤｔ／Ｄｃを０．１４以
上と規定することで、Ｓｔの増加を抑える。これによ
り、上記トナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃの増加を抑え、トナー
飛散の低減に有利とする。また、上記キャリア平均体積
粒径Ｄｃが４０μｍ以下のものととする。このような平
均体積粒径Ｄｃが４０μｍ以下の小粒径キャリアを用い
ることで、同重量あたりのキャリア全実表面積Ｓｃが増
える。よって、上記トナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃを低めにす
ることができ、トナー飛散の低減に有利である。また、
上記トナーが無機微粒子からなるの外添剤を含むものと
する。これにより、トナーの流動性が良くなる。そこ
で、補給されるトナーの分散性、帯電の立ち上がりが良
くなり、摩擦帯電が良好に行われる。よって、トナー飛
散の低減に有利である。

【００７２】

【発明の効果】請求項１乃至１１の発明によれば、トナ
ー飛散を低減することのできるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。

【図２】現像装置の概略構成図。

【図３】現像領域における現像剤の挙動をしめすモデル
図。

【図４】現像領域下流部におけるトナー被覆率Ｓｔ／Ｓ
ｃとトナー飛散量の関係を示す図。

【図５】低帯電量の現像剤を用いた場合の、現像領域下
流部におけるトナー被覆率Ｓｔ／Ｓｃとトナー飛散量の
関係を示す図。

【符号の説明】

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成ユニット ２ 露光装置 ３，４ 給紙部 ５ レジストローラ ６ 転写装置 ７ 定着装置 ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ クリーニング装置 １０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 帯電装置 １１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ 感光体ドラム １２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 現像装置 １３ 多磁極現像ローラ １４，１６ 現像剤収容部 １５，１７ アジテータ １８ トナー補給ローラ １９ ドクタブレード ２０ 磁気ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｚ 15/09 15/08 ５０７Ｌ Ｆターム(参考） 2H005 AA08 AA21 BA00 CB07 CB13 EA01 EA05 EA07 EA10 FA02 2H030 AB02 AD01 BB02 BB36 BB38 BB63 2H031 AA06 AA16 AB02 AC08 AC30 AC38 AD03 BA05 BA09 BB01 BC00 BC05 CA00 DA01 2H077 AA01 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AD06 AD13 AD23 AD35 AE03 AE06 CA11 DA05 DA10 DA12 DA47 DA62 DB02 EA03 GA13

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーとキャリアを含む二成分現像剤の磁
   気ブラシを担持して像担持体と対向する現像領域まで搬
   送する現像剤担持体を備え、該現像領域において該磁気
   ブラシを該像担持体に接触させながら該像担持体上の静
   電潜像を現像する現像装置において、 上記現像領域下流部の上記磁気ブラシ先端部における上
   記トナーの全実投影面積Ｓｔと上記キャリアの全実表面
   積Ｓｃとの比率Ｓｔ／Ｓｃが１００％以下であることを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】静電潜像を担持する像担持体と、該像担持
   体上の静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成
   装置において、 上記現像装置として請求項１の現像装置を用いることを
   特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項２の画像形成装置において、異なる
   色の二成分現像剤を用いた複数の現像装置を備えた多色
   画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】トナーとキャリアを含む二成分現像剤の磁
   気ブラシを担持して像担持体と対向する現像領域まで搬
   送する現像剤担持体を備え、該現像領域において該磁気
   ブラシを該像担持体に接触させながら該像担持体上の静
   電潜像を現像する現像装置において、 上記二成分現像剤の平均帯電量ｑ／ｍが｜ｑ／ｍ｜≦２
   ０μＣ／ｇであり、上記現像領域下流部の上記磁気ブラ
   シ先端部における上記トナーの全実投影面積Ｓｔと上記
   キャリアの全実表面積Ｓｃとの比率Ｓｔ／Ｓｃが８０％
   以下であることを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】静電潜像を担持する像担持体と、該像担持
   体上の静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成
   装置において、 上記現像装置として請求項４の現像装置を用いることを
   特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】請求項５の画像形成装置において、異なる
   色の二成分現像剤を用いた複数の現像装置を備えた多色
   画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】請求項２、３、５または６の画像形成装置
   において、上記現像領域下流部における上記二成分現像
   剤のトナー平均体積粒径Ｄｔとキャリア平均体積粒径Ｄ
   ｃが、Ｄｔ／Ｄｃ≧０．１４の関係を満たすことを特徴
   とする画像形成装置。
8. 【請求項８】請求項２、３、５、６または７の画像形成
   装置において、上記キャリア平均体積粒径Ｄｃが４０μ
   ｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】請求項２、３、５、６、７または８の画像
   形成装置において、上記トナーが無機微粒子からなるの
   外添剤を含むことを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】トナーとキャリアを含む二成分現像剤の
    磁気ブラシを担持して像担持体と対向する現像領域まで
    搬送し、該現像領域において該磁気ブラシを該像担持体
    に接触させながら該像担持体上の静電潜像を現像する画
    像形成方法において、 上記現像領域下流部の上記磁気ブラシ先端部における上
    記トナーの全実投影面積Ｓｔと上記キャリアの全実表面
    積Ｓｃとの比率Ｓｔ／Ｓｃが１００％以下であることを
    特徴とする画像形成方法。
11. 【請求項１１】トナーとキャリアを含む二成分現像剤の
    磁気ブラシを担持して像担持体と対向する現像領域まで
    搬送し、該現像領域において該磁気ブラシを該像担持体
    に接触させながら該像担持体上の静電潜像を現像する画
    像形成方法において、 上記二成分現像剤の平均帯電量ｑ／ｍが｜ｑ／ｍ｜≦２
    ０μＣ／ｇであり、上記現像領域下流部の上記磁気ブラ
    シ先端部における上記トナーの全実投影面積Ｓｔと上記
    キャリアの全実表面積Ｓｃとの比率Ｓｔ／Ｓｃが８０％
    以下であることを特徴とする画像形成方法。