現像装置、及び画像形成装置
【課題】トナー回収用現像剤担持体を設けたハイブリッド現像方式を用いて、トナー回収能力を持続させ、現像履歴（ゴースト）の発生しない高品質の画像を長期に渡って得ることのできる現像装置、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー回収用現像剤担持体に対向して、現像剤中のトナーを帯電させるための規制部材を配置し、トナーのキャリヤへの再付着を促進することで、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー蓄積を防止し、トナー回収領域でのトナー回収能力低下を抑制する。
【解決手段】トナー回収用現像剤担持体に対向して、現像剤中のトナーを帯電させるための規制部材を配置し、トナーのキャリヤへの再付着を促進することで、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー蓄積を防止し、トナー回収領域でのトナー回収能力低下を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリヤとトナーとを含む現像剤を用い、トナー担持体にトナーを供給するためのトナー供給用現像剤担持体と、供給されたトナーで潜像を現像するためのトナー担持体と、トナー担持体から現像残トナーを回収するためのトナー回収用現像剤担持体と、を設けたハイブリッド現像装置、及びそれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像方式としては、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像方式及びトナーとキャリヤを用いる二成分現像方式が知られている。
【０００３】
一成分現像方式では、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である一方、トナーを帯電させる規制部の強いストレスによりトナーの劣化が促進され易く、トナーの電荷受容性が低下しやすい。さらに、トナー規制部材やトナー担持体表面がトナーや外添剤により汚染されることでトナーへの電荷付与性も低下して、結果として現像装置の寿命が短くなってしまう。
【０００４】
二成分現像方式ではトナーを、キャリヤとの混合による摩擦帯電で帯電するため、ストレスが小さく、トナーの劣化に対して有利である。さらにキャリヤ表面積が大きいため、トナーや外添剤による汚染に対しても相対的に強く、長寿命化に有利である。
【０００５】
しかしながら、二成分現像法では像担持体上の静電潜像を現像する際に、現像剤の磁気ブラシによって像担持体表面を摺擦するため、磁気ブラシ痕が発生することがある。さらに、像担持体にキャリヤが付着しやすく、画像欠陥となる問題がある。
【０００６】
二成分現像方式の長寿命の特長を有しながら、画像欠陥の問題を解決する現像方式として、現像剤担持体上に二成分現像剤を担持し二成分現像剤からトナーのみをトナー担持体に供給して現像に用いる、所謂ハイブリッド現像方式が開示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、ハイブリッド現像方式においては、トナー担持体上の現像に使用されなかった現像残トナーが、次の現像工程において現像履歴（ゴースト）として画像上に現れるという問題を有している。これは、現像剤担持体にバイアスを印加して現像に必要なトナーをトナー担持体に供給することを優先するため、現像剤担持体による現像残トナーの回収能力が不足してしまうことに起因している。
【０００８】
近年、この問題を解決するため、ハイブリッド現像方式において、トナー回収用現像剤担持体を加え、トナー担持体上の現像残トナーを回収する電圧を印加する方式が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載の技術によれば、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーを確実に回収できるため、初期的には現像履歴（ゴースト）の問題が発生しない。
【０００９】
しかしながら、この方式では、トナー回収用現像剤担持体方向にトナーを引き付ける電圧が常に印加されているため、現像剤中のトナーがキャリヤから分離され、トナー回収用現像剤担持体表面へトナーが移動し、トナーの偏在が生じる。
【００１０】
このようにトナーがトナー回収用現像剤担持体表面に偏在した状態では、トナー回収用現像剤担持体から現像剤を除去する際に、偏在したトナーがそのままトナー回収用現像剤担持体表面に残留する。その結果、繰り返し使用によってトナー回収用現像剤担持体上にトナーの蓄積が生じる。
【００１１】
帯電したトナーの蓄積は、トナー回収領域での回収電界を阻害し、トナー回収能力を低下させてしまう。このため、初期的には十分であった回収能力は長期間持続せず、画像形成の繰り返しとともにやはりゴースト発生が問題となってくる。
【特許文献１】特開平５−１５０６３６号公報
【特許文献２】特開平１０−３１９７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、ハイブリッド現像方式でのゴースト発生に対処するため技術改善が行われてきたが、十分に要求を満たす技術は提示されていない。
【００１３】
従って、本発明の目的は、上記の課題を解決し、トナー回収用現像剤担持体を設けたハイブリッド現像方式を用いて、トナー回収能力を持続させ、現像履歴（ゴースト）の発生しない高品質の画像を長期に渡って得ることのできる現像装置、及び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】
上記の課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。
【００１５】
１． トナーとキャリヤとを含む現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を表面に担持搬送するトナー供給用現像剤担持体と、前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナーの供給を受けて担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、前記トナー担持体から現像残トナーを回収するトナー回収用現像剤担持体と、を備えた現像装置であって、前記トナー回収用現像剤担持体に対向して配置された、前記現像剤の搬送量を規制する規制部材を有することを特徴とする現像装置。
【００１６】
２． 前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー回収用現像剤担持体とは、その対向部に、それぞれ配置された、前記トナー回収用現像剤担持体から前記トナー供給用現像剤担持体へ、前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を受け渡すための磁極と、前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナー回収用現像剤担持体へ、前記トナー担持体へトナー供給した後の前記現像剤を受け渡すための磁極と、を有することを特徴とする１に記載の現像装置。
【００１７】
３． 前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備えることを特徴とする１または２に記載の現像装置。
【００１８】
４． 前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源と、前記トナー供給用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備え、前記トナー回収用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値は、前記トナー供給用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値と、絶対値が同じか、あるいは小さいことを特徴とする１または２に記載の現像装置。
【００１９】
５． １乃至４の何れか１項に記載された現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、またトナー回収用現像剤担持体へのトナーの蓄積を回避できるため、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。
【００２１】
これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる現像装置及び画像形成装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて説明する。
【００２３】
（画像形成装置の構成と動作）
図１に、本発明の一実施形態による画像形成装置の主要部の構成例を示す。図１を用いて画像形成装置の概略構成と動作を説明する。
【００２４】
本画像形成装置は、電子写真方式により像担持体（感光体）１に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体Ｐに転写して画像形成を行うプリンタである。
【００２５】
本画像形成装置は、画像を担持するための像担持体１を有しており、像担持体１の周囲には、像担持体１を帯電するための帯電部材３、像担持体１上の静電潜像を現像する現像装置２ａ、像担持体１上のトナー像を転写するための転写ローラ４、及び像担持体１上の残留トナー除去用のクリーニングブレード５が、像担持体１の回転方向Ａに沿って順に配置されている。
【００２６】
像担持体１は、帯電部材３で帯電された後に、図中のＥ点の位置でレーザ発光器などを備えた露光装置３０により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置２ａは、この静電潜像を現像し、トナー像を形成する。転写ローラ４は、この像担持体１上のトナー像を転写媒体Ｐに転写した後、図中の矢印Ｃ方向に排出する。クリーニングブレード５は、転写後の像担持体１上の残留トナーを機械的な力で除去する。
【００２７】
画像形成装置に用いられる像担持体１、帯電部材３、露光装置３０、転写ローラ４、クリーニングブレード５等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。例えば、帯電部材３として図中、帯電ローラが示されているが、像担持体１と非接触の帯電装置であってもよい。また例えば、クリーニングブレードはなくてもよい。
【００２８】
次に、本実施形態に係るハイブリッド現像方式の現像装置２ａの構成例を説明する。
【００２９】
現像装置２ａは、以下の構成要素を備える。すなわち、トナーとキャリヤを含む現像剤２４を収容する現像剤槽１６、現像剤槽１６から供給された現像剤２４を表面に担持して搬送するトナー供給用現像剤担持体１１、トナー供給用現像剤担持体１１からトナー供給領域７においてトナーの供給を受け、前記像担持体１上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体２５、現像領域６を通過した後にトナー担持体２５上に残留する現像残トナーをトナー回収領域８において回収するトナー回収用現像剤担持体２６を備える。
【００３０】
また現像装置２ａは、トナー担持体２５に電圧を供給するトナー担持体用バイアス電源３１、トナー供給用現像剤担持体１１に電圧を供給するトナー供給用現像剤担持体用バイアス電源３２、トナー回収用現像剤担持体２６に電圧を供給するトナー回収用現像剤担持体用バイアス電源３３、及びそれらの電源を制御する制御装置３４を備える。
【００３１】
現像装置２ａの詳細な構成と動作については、後述する。
【００３２】
（現像剤の構成）
本実施形態に係る現像装置において使用する現像剤の構成について説明する。
【００３３】
本実施形態において使用する現像剤２４はトナーと該トナーを帯電するためのキャリヤを含んでなるものである。
【００３４】
＜トナー＞
トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。
【００３５】
このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができる。例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。
【００３６】
トナーに使用するバインダー樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）やポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が８０〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。
【００３７】
また、着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂に対して２〜２０質量％の割合で用いることが好ましい。
【００３８】
また、上記の荷電制御剤としても、公知のものを用いることができ、正帯電性トナー用の荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負帯電性トナー用荷電制御剤としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。荷電制御剤は一般に上記のバインダー樹脂に対して０．１〜１０質量％の割合で用いることが好ましい。
【００３９】
また、上記の離型剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは２種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂に対して０．１〜１０質量％の割合で用いることが好ましい。
【００４０】
また、上記の外添剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、流動性改善例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコーンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナーに対して０．１〜５質量％の割合で添加させて用いるようにする。外添剤の個数平均一次粒径は１０〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００４１】
さらに上記外添剤として、トナーと逆極性の荷電性を有する逆極性粒子を使用してもよい。好適に使用される逆極性粒子はトナーの帯電極性によって適宜選択される。
【００４２】
トナーとして負帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、正帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、アルミナ等の無機微粒子やアクリル樹脂、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン（登録商標）樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また樹脂中に正帯電性を付与する正荷電制御剤を含有させたり、含窒素モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。
【００４３】
上記の正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、４級アンモニウム塩等を使用することができ、また上記の含窒素モノマーとしては、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、アクリル酸２−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジエチルアミノエチル、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール等を使用することができる。
【００４４】
一方、正帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、負帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、シリカ、酸化チタン等の無機微粒子に加え、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また樹脂中に負帯電性を付与する負荷電制御剤を含有させたり、含フッ素アクリル系モノマーや含フッ素メタクリル系モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。上記の負荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸系、ナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体、亜鉛錯体等を使用することができる。
【００４５】
また、逆極性粒子の帯電性及び疎水性を制御するために、無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理するようにしてもよく、特に、無機微粒子に正帯電性を付与する場合には、アミノ基含有カップリング剤で表面処理することが好ましく、また負帯電性を付与する場合には、フッ素基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。
【００４６】
逆極性粒子の個数平均粒径は、１００〜１０００ｎｍであることが好ましい。トナーに対して０．１〜１０質量％の割合で添加させて用いるようにする。
【００４７】
＜キャリヤ＞
キャリヤとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリヤを使用することができ、バインダー型キャリヤやコート型キャリヤなどが使用できる。キャリヤ粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。
【００４８】
バインダー型キャリヤは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリヤの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。
【００４９】
バインダー型キャリヤに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。
【００５０】
バインダー型キャリヤの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。その形状は粒状、球状、針状の何れであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリヤを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリヤ中に５０〜９０質量％の量で添加することが適当である。
【００５１】
バインダー型キャリヤの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。
【００５２】
バインダー型キャリヤの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリヤと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリヤの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリヤ中に打ち込むようにして固定することにより行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリヤ中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリヤ表面から突き出すようにして固定される。
【００５３】
帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂及びこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベル及び極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。
【００５４】
一方、コート型キャリヤは磁性体からなるキャリヤコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリヤであり、コート型キャリヤにおいてもバインダー型キャリヤ同様、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリヤの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリヤと同様の材料を用いることができる。特にコート樹脂はバインダー型キャリヤのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００５５】
トナーとキャリヤの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー混合比はトナーとキャリヤとの合計量に対して３〜５０質量％、好ましくは６〜３０質量％が適している。
【００５６】
（現像装置２ａの構成と動作）
図１を参照して本実施形態に係る現像装置２ａの詳細な構成例と動作例を説明する。
【００５７】
＜装置構成＞
現像装置２ａにおいて使用する現像剤２４は、既述したようにトナーとキャリヤからなり、現像剤槽１６に収容される。
【００５８】
現像剤槽１６は、ケーシング１９により形成されており、通常は内部に混合撹拌部材１７、１８を収納している。混合撹拌部材１７、１８は、現像剤２４を混合・撹拌し、トナー供給用現像剤担持体１１へ現像剤２４を供給する。ケーシング１９の混合撹拌部材１８に対向する位置には、好ましくは、トナー濃度検出用のＡＴＤＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｎｅｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサ２０が配設されている。
【００５９】
現像装置２ａは通常、現像領域６で消費される分のトナーを現像剤槽１６内に補給するための補給部１０を有している。補給部１０において、補給トナー２３を収納した図示しないホッパから送られた補給トナー２３が現像剤槽１６内へ補給される。
【００６０】
現像装置２ａはまた、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して配置された、各現像剤担持体上を搬送される現像剤量を規制するための、現像剤薄層化用の規制部材（規制ブレード）１５を有している。本実施形態の現像装置２ａにおいては、現像剤を一旦トナー回収用現像剤担持体２６で保持し、トナー供給用現像剤担持体１１へ受け渡すようにしている。それにより規制部材１５を、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して配置するようにしている。
【００６１】
トナー供給用現像剤担持体１１は、固定配置された磁石体１３と、これを内包する回転自在なスリーブローラ１２とから構成され、画像形成時には、トナー担持体２５へとトナーを供給するためのトナー供給バイアスが、トナー供給用現像剤担持体用バイアス電源３２により印加される。
【００６２】
磁石体１３は、スリーブローラ１２の回転方向に沿ってＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３、Ｓ３の６つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｎ１は、トナー担持体２５と対向するトナー供給領域７の位置に配されている。
【００６３】
トナー回収用現像剤担持体２６も同様に、固定配置された磁石体２８と、これを内包する回転自在なスリーブローラ２７とから構成され、トナー担持体２５上の現像残トナーを回収するためのトナー回収バイアスが、トナー回収用現像剤担持体用バイアス電源３３により印加される。
【００６４】
磁石体２８は、スリーブローラ２７の回転方向に沿ってＳ４、Ｎ５、Ｓ５、Ｓ６、Ｎ４の５つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｓ４は、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域８の位置に配されている。
【００６５】
さらに、現像装置２ａにおいては、トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤２４をトナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡すために、それぞれのＳ６極とＮ２極がトナー回収用現像剤担持体２６とトナー供給用現像剤担持体１１の対向部に配されている。トナー回収用現像剤担持体２６のＳ６磁極側からトナー供給用現像剤担持体１１のＮ２磁極側へ、現像剤２４は受け渡され、搬送されていく。
【００６６】
さらに同様に、一旦受け渡されて、トナー担持体２５にトナー供給した後のトナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤２４をトナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡すために、それぞれのＳ１極とＮ４極がトナー供給用現像剤担持体１１とトナー回収用現像剤担持体２６の対向部に配されている。トナー供給用現像剤担持体１１のＳ１磁極側からトナー回収用現像剤担持体２６のＮ４磁極側へ、現像剤２４は受け渡され、搬送されていく。
【００６７】
トナー担持体２５はトナー供給用現像剤担持体１１、トナー回収用現像剤担持体２６及び像担持体１のそれぞれに対向するように配され、像担持体１上の静電潜像を現像するための現像バイアスがトナー担持体用バイアス電源３１により印加されている。
【００６８】
トナー担持体２５は上記電圧を印加可能な限りいかなる材料からなっていてもよく、例えば、アルマイト等の表面処理を施したアルミローラが挙げられる。その他アルミ等の導電性基体上に、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コートやシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングを施したものを用いてもよい。コーティング材料としては、これに限定されるものではない。
【００６９】
さらに上記コーティングのバルクもしくは表面に導電剤が添加されていてもよい。導電剤としては、電子導電剤もしくはイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤として、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これに制約されない。イオン導電剤として、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これにこだわらない。さらに、アルミ等の金属材料からなる導電性ローラであっても構わない。
【００７０】
＜装置の動作＞
図１を参照して現像装置２ａの動作例について詳しく説明する。
【００７１】
現像剤槽１６内の現像剤２４は、混合撹拌部材１７、１８の回転により混合撹拌され、摩擦帯電すると同時に現像剤槽１６内で循環搬送され、現像剤担持体２６表面のスリーブローラ２７へと供給される。
【００７２】
この現像剤２４は、トナー回収用現像剤担持体２６内部の磁石体２８の磁力によってスリーブローラ２７の表面側に保持され、スリーブローラ２７とともに回転移動して、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して設けられた規制部材１５で通過量を規制される。規制部材１５はまた、後述するように、現像剤２４を機械的に擦ることで、トナー回収用現像剤担持体２６上のトナーを帯電し、キャリヤと再付着させる機能も果たす。
【００７３】
規制部材１５により通過量を規制されたトナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤２４は、トナー供給用現像剤担持体１１との対向部に搬送される。そこで、トナー回収用現像剤担持体２６の磁極Ｓ６とトナー供給用現像剤担持体１１の磁極Ｎ２により形成される磁界によって、トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡される。
【００７４】
トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡された現像剤２４はトナー供給用現像剤担持体１１のスリーブローラ１２とともに回転移動して、トナー担持体２５と対向するトナー供給領域７まで搬送される。
【００７５】
トナー供給領域７では磁石体１３の主磁極Ｎ１の磁力によって現像剤穂立ちが形成され、トナー担持体２５に印加された現像バイアスとトナー供給用現像剤担持体１１に印加されたトナー供給バイアスにより形成された供給電界がトナーに与える力により、現像剤２４中のトナーがトナー担持体２５側へ供給される。
【００７６】
トナー担持体２５に供給されたトナー層は、トナー担持体２５の回転に伴って現像領域６へと搬送され、現像バイアスと像担持体１上の潜像電位とによって形成される現像電界により潜像が顕像へと現像される。現像方式は反転現像方式であってもよいし、または正規現像方式であってもよい。
【００７７】
現像領域６でトナーを消費したトナー層（現像残トナー）は、さらにトナー回収用現像剤担持体２６と対向するトナー回収領域８へと搬送される。
【００７８】
一方、トナー供給領域７においてトナー担持体２５へとトナーを供給した残りの現像剤２４は、トナー回収用現像剤担持体２６との対向部まで搬送され、トナー供給用現像剤担持体１１の磁極Ｓ１とトナー回収用現像剤担持体２６の磁極Ｎ４により形成される磁界によって、トナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡される。
【００７９】
トナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡された現像剤２４はトナー回収用現像剤担持体２６のスリーブローラ２７とともに回転移動して、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域８まで搬送される。
【００８０】
トナー回収領域８では、トナー担持体２５に印加された現像バイアスとトナー回収用現像剤担持体２６に印加されたトナー回収バイアスにより形成された回収電界がトナーに与える力と、現像剤２４の穂立ちによる機械的摺擦力とにより、トナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体へと現像残トナーが移動し、回収される。
【００８１】
トナー回収用現像剤担持体２６上に回収されたトナーを含む現像剤２４は、スリーブ２７の回転とともに現像剤槽１６に向けて搬送され、磁石体２８のＳ５極を通過後、トナー回収用現像剤担持体２６上から剥離され、現像剤槽１６内へと回収される。
【００８２】
図示しない補給制御部が、ＡＴＤＣセンサ２０の出力値から、現像剤２４中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、図示しないトナー補給手段によってホッパ内に貯蔵された補給トナー２３がトナー補給部１０を介して現像剤槽１６内へ供給される。
【００８３】
次に現像装置２ａの各現像剤担持体へのバイアス電圧印加による、トナー担持体との間のトナー供給、回収の制御方法について説明する。以下の各バイアス電圧印加は、制御装置３４が、トナー担持体用バイアス電源３１、トナー供給用現像剤担持体用バイアス電源３２、トナー回収用現像剤担持体用バイアス電源３３を制御して行われる（図１参照）。
【００８４】
画像形成時においては、トナー供給領域７には、トナーがトナー供給用現像剤担持体１１からトナー担持体２５へと力を受ける向きの供給電界が形成されるよう、トナー担持体２５及びトナー供給用現像剤担持体１１にバイアス電圧が印加される。
【００８５】
例えばトナー極性をマイナスとして説明すると、トナー供給用現像剤担持体１１にはトナー担持体２５よりも低い電圧を印加すればよい。
【００８６】
またトナー回収領域８には、トナーがトナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体２６へと力を受ける向きの回収電界が形成されるよう、トナー担持体２５及びトナー回収用現像剤担持体２６にバイアス電圧が印加される。
【００８７】
同様にトナー極性をマイナスとして説明すると、トナー回収用現像剤担持体２６にはトナー担持体２５よりも高い電圧を印加すればよい。
【００８８】
またトナー回収領域８には、逆にトナーがトナー回収用現像剤担持体２６からトナー担持体２５へと力を受ける向きの電界、すなわちトナーを供給する方向の電界が形成されるよう、バイアス電圧を印加することも可能である。
【００８９】
これは、後述するトナー回収用現像剤担持体２６表面へのトナー蓄積を抑制する効果がある。しかしながら、トナー回収能力を保持するためには、少なくともトナー回収用現像剤担持体２６へ印加するバイアス電圧の平均値が、同極性であるトナー供給用現像剤担持体１１へ印加するバイアス電圧の平均値と比べて、絶対値が同じか、あるいは小さいことが必要である。
【００９０】
またトナー担持体２５、トナー供給用現像剤担持体１１、トナー回収用現像剤担持体２６に印加するバイアス電圧は、何れか一つまたは複数について、直流成分に加えて交流バイアスを重畳することもできる。
【００９１】
この際用いる交流波形としては正弦波、矩形波、三角波など各種交流波形が利用できる。交流のバイアス電圧を利用した場合には、平均値が上記の大小関係を満たすようにバイアス電圧を設定すればよい。
【００９２】
（規制部材によるトナー蓄積防止と現像剤の流れについて）
トナー回収領域でのトナー偏在によるトナー蓄積と、それを防止するための規制部材の機能、配置、現像剤の流れとの関係の詳細について説明する。
【００９３】
＜トナーの蓄積について＞
トナー回収領域８では、従来、トナー担持体２５に現像バイアスが加えられ、またトナー回収用現像剤担持体２６にはトナー回収用のバイアスが加えられ、回収電界が形成されていた。この回収電界によりトナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体へと現像残トナーが移動し、回収される。
【００９４】
しかし、この回収電界が強いとトナー回収領域８で現像剤（穂立ち）中のトナーがキャリヤから分離され、トナー回収用現像剤担持体２６表面へトナーが移動し、表面でのトナーの偏在が生じてくる。
【００９５】
このようにトナーが表面に偏在した状態では、トナー回収用現像剤担持体２６から現像剤２４を一旦除去する際に、偏在したトナーがそのままトナー回収用現像剤担持体表面に残留する。その結果、繰り返し使用によってトナー回収用現像剤担持体２６上にトナーの蓄積が生じる。
【００９６】
帯電したトナーの蓄積は、トナー層電位を生じることでトナー回収領域８での回収電界を阻害し、トナー回収能力を低下させてしまう。このため、現像残トナーの回収能力が長期間持続せず、画像形成の繰り返しとともにゴースト発生が問題となってくる。
【００９７】
＜規制部材の機能について＞
本実施形態では、トナー回収領域８での回収電界によるトナー回収用現像剤担持体２６表面へのトナーの偏在が生じるのを防止するため、規制部材１５をトナー回収用現像剤担持体２６に対向して配置した。また合わせて、現像剤の流れを、一旦トナー回収用現像剤担持体２６で保持し、規制部材１５による搬送量の規制を行ってから、トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡すようにした。
【００９８】
この規制部材の配置は、以下の理由による。
【００９９】
トナー回収用現像剤担持体２６に回収されたトナーがキャリヤに付着した状態であれば、現像剤としてキャリヤとともに現像剤槽１６に戻り、トナー回収用現像剤担持体２６の表面に蓄積することもない。回収したトナーがトナー回収用現像剤担持体２６の表面に偏在したままであるということは、キャリヤへの再付着も起こっていないということになる。これは、トナー回収用現像剤担持体２６の表面上では、トナーとキャリヤの擦れ合いによる摩擦帯電が起こらず、静電気的に吸着が起こりにくいためと考えられる。
【０１００】
従ってキャリヤとトナーに相対的な速度差を与え、機械的に擦れるようにすることで、トナーのキャリヤへの再付着を促進することができると考えられる。すなわち、再付着したトナーがキャリヤとともに現像剤槽１６に戻ることで、トナー回収用現像剤担持体２６の表面への蓄積も抑止できる。
【０１０１】
トナー回収用現像剤担持体２６の表面上で、そういう摺擦状態を起こさせるために、規制部材１５を用いる。規制部材１５は、元々現像剤搬送量を規制するために設けているが、それを兼用することができる。
【０１０２】
本実施形態に係る現像装置２ａでは、現像剤の流れを、一旦トナー回収用現像剤担持体２６で保持し、規制部材１５による規制を行ってから、トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡すようにしている。こうすることで、従来は現像剤搬送量を規制するためにトナー供給用現像剤担持体１１に対向して設けている規制部材１５を、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して設け、キャリヤとトナーに相対的な速度差を与え、摩擦帯電させるための部材として兼用している。
【０１０３】
このような配置にすることで、規制部材を１箇所だけに設け、２箇所以上に設置することによる現像剤への負荷を低減し、現像剤の耐久性の低下を抑止することができる。
【０１０４】
すなわち、このように規制部材を用いることより、トナーのキャリヤへの再付着を促進することで、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー蓄積を防止し、トナー回収領域でのトナー回収能力低下を抑制する。
【０１０５】
従って、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、またトナー回収用現像剤担持体へのトナーの蓄積を回避できるため、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる現像装置及び画像形成装置が提供できる。
【０１０６】
＜現像剤の流れについて＞
なお、上記現像装置２ａの構成と動作例では、現像剤の流れは次のようであった。
【０１０７】
すなわち、トナー供給用現像剤担持体１１とトナー回収用現像剤担持体２６が対向して配置されている。現像剤槽１６から一旦トナー回収用現像剤担持体２６上に供給された現像剤２４をトナー回収用現像剤担持体２６上で規制し、トナー回収用現像剤担持体２６からトナー供給用現像剤担持体１１へ受け渡しする。トナー担持体２５へトナー供給後に、再度トナー供給用現像剤担持体１１からトナー回収用現像剤担持体２６へ受け渡し、トナー回収用現像剤担持体２６から分離して現像剤槽１６へと戻す。
【０１０８】
しかしながら、現像剤２４の流れは上記の流れに限定されるものではない。
【０１０９】
例えば、図２には、比較のため、参考例の現像装置２ｂの構成例を示す。図２において図１と同様の働きをする部材には図１と同じ符号を付し、詳細説明は省略する。
【０１１０】
図２に示すような構成では、現像剤槽１６から直接、現像剤２４をトナー供給用現像剤担持体１１上に供給し、そのままトナー供給用現像剤担持体１１上で規制する。トナー担持体２５へトナー供給後に、トナー供給用現像剤担持体１１からトナー回収用現像剤担持体２６へ受け渡し、トナー回収用現像剤担持体２６から分離して現像剤槽１６へと戻す。
【０１１１】
このようにした場合、規制部材１５’は図のように、トナー供給用現像剤担持体１１に対向して設けることになる。
【０１１２】
従って、この現像剤の流れを実現する構成を採用し、但しトナー回収用現像剤担持体２６に対向して、新たな規制部材１５を配置し、本発明に係る別の実施形態としてもよい。その場合規制部材は２箇所に設けることになる。
【０１１３】
また例えば、規制部材を２箇所に設けるのであれば、トナー供給用現像剤担持体１１及びトナー回収用現像剤担持体２６のそれぞれに現像剤２４を供給し、それぞれで搬送量を規制した後にトナー供給領域７及びトナー回収領域８に搬送し、それぞれの現像剤担持体上から現像剤２４を分離して現像剤槽１６へと戻す（トナー供給用現像剤担持体１１とトナー回収用現像剤担持体２６との現像剤の流れを別にする）ようにしてもよい。
【０１１４】
つまり、トナー回収領域８の下流側で、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して規制部材を設けることができる現像剤の流れであれば、任意の構成を取ることができる。
【実施例】
【０１１５】
上述した実施形態に係る現像装置を用いて、効果を確認するために画像形成を実施した結果について述べる。
【０１１６】
＜設定条件＞
用いた現像装置は、上記図１に示された本発明の実施形態に係る現像装置２ａ、及び図２に示された従来の現像装置２ｂ、にそれぞれ相当する構成の現像装置をそれぞれ用意した。
【０１１７】
画像形成装置は、コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製のＭＦＰであるｂｉｚｈｕｂＣ３５０を改造し、図１あるいは図２に示した構成の現像装置２ａ、２ｂを装着して用いた。現像剤については後述するが、負帯電トナーを使用した。
【０１１８】
各現像装置において、像担持体とトナー担持体との現像ギャップは０．１５ｍｍとした。トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体とのトナー供給ギャップ、トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体とのトナー回収ギャップはそれぞれ０．３ｍｍとした。
【０１１９】
トナー担持体に印加する現像バイアス電圧は、振幅がｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで１．４ｋＶ、ＤＣ成分が−３００Ｖ、周波数が４ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比が５０％の矩形波電圧とした。
【０１２０】
トナー供給用現像剤担持体に印加する供給バイアス電圧は、ＤＣ−５００Ｖ、トナー回収用現像剤担持体に印加する回収バイアス電圧は、以下の実施例及び比較例で指定する電圧とした。
【０１２１】
像担持体上に形成された静電潜像の背景部電位は−５５０Ｖ、画像部電位は−６０Ｖであった。
【０１２２】
（実施例１）
図１に示す現像装置２ａを用い、トナー回収用現像剤担持体には−２００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して＋１００ｖの電位差を与えた。
【０１２３】
（実施例２）
図１に示す現像装置２ａを用い、トナー回収用現像剤担持体には−４００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して−１００ｖの電位差を与えた。
【０１２４】
（実施例３）
図１に示す現像装置２ａを用い、トナー回収用現像剤担持体に周波数が４ｋＨｚ、ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ振幅が−６００Ｖの交流電圧を、トナー担持体の交流電圧と位相を１８０度反転させ、さらに−２００Ｖの直流電圧に重畳して印加した。
【０１２５】
このとき、トナー回収領域でバイアスとして印加される電圧の交流成分のｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ振幅は２０００Ｖである。
【０１２６】
（比較例１）
図２に示す現像装置２ｂを用い、トナー回収用現像剤担持体に−２００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して＋１００ｖの電位差を与えた。
【０１２７】
（比較例２）
図２に示す現像装置２ｂを用い、トナー回収用現像剤担持体に−４００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して−１００ｖの電位差を与えた。
【０１２８】
＜現像剤＞
トナー及び現像剤は、以下のように準備したものを用いた。
【０１２９】
湿式造粒法により作製された粒径約６．５μｍのトナー母材に対し、流動化剤として、第１の疎水性シリカ０．２質量％と第２の疎水性シリカ０．５質量％と疎水性酸化チタン０．５質量％を、ヘンシェルミキサ（三井金属鉱山社製）を用いて４０ｍ／ｓの速度で３分間表面処理を行って第１回目の外添処理とした。
【０１３０】
ここで用いた第１の疎水性シリカは、平均一次粒径１６ｎｍのシリカを疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理を施したものである。また、第２の疎水性シリカは、平均一次粒径２０ｎｍのシリカをＨＭＤＳにより表面処理したものである。疎水性酸化チタンは、平均一次粒径３０ｎｍのアナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理をしたものである。
【０１３１】
続いて第２回目の処理として、第３の疎水性シリカ０．５質量％と酸化チタン２．０質量％を同じくヘンシェルミキサを用いて４０ｍ／ｓで３分間処理を行った。第３の疎水性シリカは、平均一次粒径２００ｎｍのシリカをＨＭＤＳにより表面処理したものである。酸化アルミは、平均一次粒径５００ｎｍを用いた。
【０１３２】
現像剤としては上記ｂｉｚｈｕｂ Ｃ３５０用のキャリヤ（粒径約３３μｍ）と上記トナーを用いた。現像剤中のトナー濃度は８％とした。トナー濃度は現像剤全質量に対するトナー、後処理剤の合計質量の割合である。
【０１３３】
＜評価方法＞
後述する各実施例及び比較例においては、上記の画像形成装置を用いて、図３に示したチャートを１０００枚連続印刷し、１枚目と１０００枚目の現像履歴（ゴースト）の発生状態を比較した。
【０１３４】
図３のチャートにおいて、５１は白部、５２は黒ベタ部、５３はハーフ画像部である。白部５１と黒ベタ部５２とでは、トナー担持体の該当する領域で生じる現像残トナー量が大きく異なる。従って、現像残トナーが回収されず、残っていると、トナー担持体１周期後の現像時にその影響が、特にハーフ画像部で現れてくる（ゴーストである）。
【０１３５】
図３のチャートに５４で示したのはチャートでは存在しないゴーストが生じた例である。黒ベタ部の１周期後の位置にハーフ画像部より薄い（トナー量の少ない）領域が発生している。
【０１３６】
現像履歴（ゴースト）の評価は、濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０）により、印刷されたハーフ画像部の黒ベタ部、白部に対応する領域（５５ａ及び５５ｂ）の濃度を測定し、濃度差が０．１以下の場合を○（良好）、それ以外を×（発生）とした。
【０１３７】
また、１０００枚目終了後の現像器を取り出して、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在が発生しているかを確認するため、キャリヤとともに分離されずにＳ５からＳ６極の間で表面に付着しているトナーの表面電位を測定した。
【０１３８】
表面電位の測定に際してはＴＲＥＫ社製表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４４を用い、トナー回収用現像剤担持体を接地した状態で測定を行った。
【０１３９】
（評価結果）
実施例１〜３及び比較例１〜２の評価結果を表１に示す。
【０１４０】
【表１】
【０１４１】
表中、「現像装置」は、図１に示す本実施形態に係る現像装置２ａ、図２に示す従来の現像装置２ｂ、の何れであるかを表す。
【０１４２】
「回収ΔＶａｖｅ」は、トナー回収用現像剤担持体に印加した電圧の平均値（設定は個別に異なる）からトナー担持体に印加した電圧の平均値（−３００Ｖ）を引いた値を表している。
【０１４３】
「ゴースト１枚目」は、１枚目のゴースト発生状況を前記の基準で判断した評価、「ゴースト１０００枚目」は、１０００枚目のゴースト発生状況を前記の基準で判断した評価である。
【０１４４】
「表面電位」は、１００枚目終了後のトナー回収用現像剤担持体表面における、Ｓ５からＳ６極の間の表面電位を測定した結果である。
【０１４５】
表１において、実施例１と比較例１の評価結果を比較する。
【０１４６】
実施例１では、１枚目から１０００枚目までゴーストの発生がなく、１０００枚終了後もトナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在がほとんど生じていない。
【０１４７】
一方、比較例１では、１枚目ではゴーストの発生はないが、連続印刷により回収能力が不足していき、１０００枚目ではゴーストが発生している。また１０００枚終了後、トナー回収用現像剤担持体の表面電位が高くなっており、トナーの偏在が生じていることが分かる。
【０１４８】
両者ともに、トナー回収用現像剤担持体に、トナーをトナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加している（回収ΔＶａｖｅが正）。しかしながら、現像装置の違い、すなわちトナー回収用現像剤担持体に対向して規制部材が配置されているかどうかで、ゴースト発生の差が現れている。
【０１４９】
次に、実施例２と比較例２の評価結果を比較する。
【０１５０】
実施例２でも、１枚目から１０００枚目までゴーストの発生がなく、１０００枚終了後もトナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在がほとんど生じていない。
【０１５１】
一方、比較例２では、これも１枚目ではゴーストの発生はないが、連続印刷により回収能力が不足していき、１０００枚目ではゴーストが発生している。また１０００枚終了後、トナー回収用現像剤担持体の表面電位が高くなっており、トナーの偏在が生じていることが分かる。
【０１５２】
この場合、両者ともに、トナー回収用現像剤担持体に、トナーをトナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加している（回収ΔＶａｖｅが負）。しかしながら、回収電界の方向にかかわらず、現像装置の違い、すなわちトナー回収用現像剤担持体に対向して規制部材が配置されているかどうかで、ゴースト発生の差が現れている。
【０１５３】
このように逆方向の電界であってもトナー回収用現像剤担持体へのトナー回収能力を保持することができるのは、トナー回収用現像剤担持体に印加する回収バイアス電圧の平均値が、トナー供給用現像剤担持体に印加する供給バイアス電圧の平均値と同極性で、より小さいことによる。
【０１５４】
同様のことが、次の実施例３にもいえる。
【０１５５】
実施例３でも、１枚目から１０００枚目までゴーストの発生がなく、１０００枚終了後もトナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在がほとんど生じていない。
【０１５６】
この場合、トナー回収用現像剤担持体に交流のバイアス電圧を印加しているが、その電圧の平均値はトナーをトナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向の電圧である。
【０１５７】
上述のように、本実施形態に係る現像装置及び画像形成装置によれば、トナー回収用現像剤担持体に対向して、現像剤中のトナーを帯電させるための規制部材を配置し、トナーのキャリヤへの再付着を促進することで、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー蓄積を防止し、トナー回収領域でのトナー回収能力低下を抑制する。
【０１５８】
従って、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、またトナー回収用現像剤担持体へのトナーの蓄積を回避できるため、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる。
【０１５９】
なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の一実施形態による現像装置２ａ及びそれを備えた画像形成装置の主要部の構成例を示す断面図である。
【図２】参考例の現像装置２ｂ及びそれを備えた画像形成装置の主要部の構成例を示す断面図である。
【図３】現像履歴評価用のチャートを示す図である。合わせて印刷時のゴースト発生状態の例を示す。
【符号の説明】
【０１６１】
１ 像担持体
２ａ、２ｂ 現像装置
３ 帯電部材
４ 転写ローラ
５ クリーニングブレード
６ 現像領域
７ トナー供給領域
８ トナー回収領域
１１ トナー供給用現像剤担持体
１２ スリーブローラ
１３ 磁石体
１５ 規制部材
１６ 現像剤槽
２４ 現像剤
２５ トナー担持体
２６ トナー回収用現像剤担持体
２７ スリーブローラ
２８ 磁石体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリヤとトナーとを含む現像剤を用い、トナー担持体にトナーを供給するためのトナー供給用現像剤担持体と、供給されたトナーで潜像を現像するためのトナー担持体と、トナー担持体から現像残トナーを回収するためのトナー回収用現像剤担持体と、を設けたハイブリッド現像装置、及びそれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像方式としては、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像方式及びトナーとキャリヤを用いる二成分現像方式が知られている。
【０００３】
一成分現像方式では、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である一方、トナーを帯電させる規制部の強いストレスによりトナーの劣化が促進され易く、トナーの電荷受容性が低下しやすい。さらに、トナー規制部材やトナー担持体表面がトナーや外添剤により汚染されることでトナーへの電荷付与性も低下して、結果として現像装置の寿命が短くなってしまう。
【０００４】
二成分現像方式ではトナーを、キャリヤとの混合による摩擦帯電で帯電するため、ストレスが小さく、トナーの劣化に対して有利である。さらにキャリヤ表面積が大きいため、トナーや外添剤による汚染に対しても相対的に強く、長寿命化に有利である。
【０００５】
しかしながら、二成分現像法では像担持体上の静電潜像を現像する際に、現像剤の磁気ブラシによって像担持体表面を摺擦するため、磁気ブラシ痕が発生することがある。さらに、像担持体にキャリヤが付着しやすく、画像欠陥となる問題がある。
【０００６】
二成分現像方式の長寿命の特長を有しながら、画像欠陥の問題を解決する現像方式として、現像剤担持体上に二成分現像剤を担持し二成分現像剤からトナーのみをトナー担持体に供給して現像に用いる、所謂ハイブリッド現像方式が開示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、ハイブリッド現像方式においては、トナー担持体上の現像に使用されなかった現像残トナーが、次の現像工程において現像履歴（ゴースト）として画像上に現れるという問題を有している。これは、現像剤担持体にバイアスを印加して現像に必要なトナーをトナー担持体に供給することを優先するため、現像剤担持体による現像残トナーの回収能力が不足してしまうことに起因している。
【０００８】
近年、この問題を解決するため、ハイブリッド現像方式において、トナー回収用現像剤担持体を加え、トナー担持体上の現像残トナーを回収する電圧を印加する方式が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載の技術によれば、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーを確実に回収できるため、初期的には現像履歴（ゴースト）の問題が発生しない。
【０００９】
しかしながら、この方式では、トナー回収用現像剤担持体方向にトナーを引き付ける電圧が常に印加されているため、現像剤中のトナーがキャリヤから分離され、トナー回収用現像剤担持体表面へトナーが移動し、トナーの偏在が生じる。
【００１０】
このようにトナーがトナー回収用現像剤担持体表面に偏在した状態では、トナー回収用現像剤担持体から現像剤を除去する際に、偏在したトナーがそのままトナー回収用現像剤担持体表面に残留する。その結果、繰り返し使用によってトナー回収用現像剤担持体上にトナーの蓄積が生じる。
【００１１】
帯電したトナーの蓄積は、トナー回収領域での回収電界を阻害し、トナー回収能力を低下させてしまう。このため、初期的には十分であった回収能力は長期間持続せず、画像形成の繰り返しとともにやはりゴースト発生が問題となってくる。
【特許文献１】特開平５−１５０６３６号公報
【特許文献２】特開平１０−３１９７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、ハイブリッド現像方式でのゴースト発生に対処するため技術改善が行われてきたが、十分に要求を満たす技術は提示されていない。
【００１３】
従って、本発明の目的は、上記の課題を解決し、トナー回収用現像剤担持体を設けたハイブリッド現像方式を用いて、トナー回収能力を持続させ、現像履歴（ゴースト）の発生しない高品質の画像を長期に渡って得ることのできる現像装置、及び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】
上記の課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。
【００１５】
１． トナーとキャリヤとを含む現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を表面に担持搬送するトナー供給用現像剤担持体と、前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナーの供給を受けて担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、前記トナー担持体から現像残トナーを回収するトナー回収用現像剤担持体と、を備えた現像装置であって、前記トナー回収用現像剤担持体に対向して配置された、前記現像剤の搬送量を規制する規制部材を有することを特徴とする現像装置。
【００１６】
２． 前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー回収用現像剤担持体とは、その対向部に、それぞれ配置された、前記トナー回収用現像剤担持体から前記トナー供給用現像剤担持体へ、前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を受け渡すための磁極と、前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナー回収用現像剤担持体へ、前記トナー担持体へトナー供給した後の前記現像剤を受け渡すための磁極と、を有することを特徴とする１に記載の現像装置。
【００１７】
３． 前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備えることを特徴とする１または２に記載の現像装置。
【００１８】
４． 前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源と、前記トナー供給用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備え、前記トナー回収用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値は、前記トナー供給用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値と、絶対値が同じか、あるいは小さいことを特徴とする１または２に記載の現像装置。
【００１９】
５． １乃至４の何れか１項に記載された現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、またトナー回収用現像剤担持体へのトナーの蓄積を回避できるため、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。
【００２１】
これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる現像装置及び画像形成装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて説明する。
【００２３】
（画像形成装置の構成と動作）
図１に、本発明の一実施形態による画像形成装置の主要部の構成例を示す。図１を用いて画像形成装置の概略構成と動作を説明する。
【００２４】
本画像形成装置は、電子写真方式により像担持体（感光体）１に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体Ｐに転写して画像形成を行うプリンタである。
【００２５】
本画像形成装置は、画像を担持するための像担持体１を有しており、像担持体１の周囲には、像担持体１を帯電するための帯電部材３、像担持体１上の静電潜像を現像する現像装置２ａ、像担持体１上のトナー像を転写するための転写ローラ４、及び像担持体１上の残留トナー除去用のクリーニングブレード５が、像担持体１の回転方向Ａに沿って順に配置されている。
【００２６】
像担持体１は、帯電部材３で帯電された後に、図中のＥ点の位置でレーザ発光器などを備えた露光装置３０により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置２ａは、この静電潜像を現像し、トナー像を形成する。転写ローラ４は、この像担持体１上のトナー像を転写媒体Ｐに転写した後、図中の矢印Ｃ方向に排出する。クリーニングブレード５は、転写後の像担持体１上の残留トナーを機械的な力で除去する。
【００２７】
画像形成装置に用いられる像担持体１、帯電部材３、露光装置３０、転写ローラ４、クリーニングブレード５等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。例えば、帯電部材３として図中、帯電ローラが示されているが、像担持体１と非接触の帯電装置であってもよい。また例えば、クリーニングブレードはなくてもよい。
【００２８】
次に、本実施形態に係るハイブリッド現像方式の現像装置２ａの構成例を説明する。
【００２９】
現像装置２ａは、以下の構成要素を備える。すなわち、トナーとキャリヤを含む現像剤２４を収容する現像剤槽１６、現像剤槽１６から供給された現像剤２４を表面に担持して搬送するトナー供給用現像剤担持体１１、トナー供給用現像剤担持体１１からトナー供給領域７においてトナーの供給を受け、前記像担持体１上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体２５、現像領域６を通過した後にトナー担持体２５上に残留する現像残トナーをトナー回収領域８において回収するトナー回収用現像剤担持体２６を備える。
【００３０】
また現像装置２ａは、トナー担持体２５に電圧を供給するトナー担持体用バイアス電源３１、トナー供給用現像剤担持体１１に電圧を供給するトナー供給用現像剤担持体用バイアス電源３２、トナー回収用現像剤担持体２６に電圧を供給するトナー回収用現像剤担持体用バイアス電源３３、及びそれらの電源を制御する制御装置３４を備える。
【００３１】
現像装置２ａの詳細な構成と動作については、後述する。
【００３２】
（現像剤の構成）
本実施形態に係る現像装置において使用する現像剤の構成について説明する。
【００３３】
本実施形態において使用する現像剤２４はトナーと該トナーを帯電するためのキャリヤを含んでなるものである。
【００３４】
＜トナー＞
トナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。
【００３５】
このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができる。例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。
【００３６】
トナーに使用するバインダー樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）やポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が８０〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。
【００３７】
また、着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂に対して２〜２０質量％の割合で用いることが好ましい。
【００３８】
また、上記の荷電制御剤としても、公知のものを用いることができ、正帯電性トナー用の荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負帯電性トナー用荷電制御剤としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。荷電制御剤は一般に上記のバインダー樹脂に対して０．１〜１０質量％の割合で用いることが好ましい。
【００３９】
また、上記の離型剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは２種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂に対して０．１〜１０質量％の割合で用いることが好ましい。
【００４０】
また、上記の外添剤としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、流動性改善例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコーンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナーに対して０．１〜５質量％の割合で添加させて用いるようにする。外添剤の個数平均一次粒径は１０〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００４１】
さらに上記外添剤として、トナーと逆極性の荷電性を有する逆極性粒子を使用してもよい。好適に使用される逆極性粒子はトナーの帯電極性によって適宜選択される。
【００４２】
トナーとして負帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、正帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、アルミナ等の無機微粒子やアクリル樹脂、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン（登録商標）樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また樹脂中に正帯電性を付与する正荷電制御剤を含有させたり、含窒素モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。
【００４３】
上記の正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、４級アンモニウム塩等を使用することができ、また上記の含窒素モノマーとしては、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、アクリル酸２−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジエチルアミノエチル、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール等を使用することができる。
【００４４】
一方、正帯電性トナーを用いる場合、逆極性粒子としては、負帯電性を有する微粒子が用いられ、例えば、シリカ、酸化チタン等の無機微粒子に加え、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子を使用することができる。また樹脂中に負帯電性を付与する負荷電制御剤を含有させたり、含フッ素アクリル系モノマーや含フッ素メタクリル系モノマーの共重合体を構成するようにしてもよい。上記の負荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸系、ナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体、亜鉛錯体等を使用することができる。
【００４５】
また、逆極性粒子の帯電性及び疎水性を制御するために、無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理するようにしてもよく、特に、無機微粒子に正帯電性を付与する場合には、アミノ基含有カップリング剤で表面処理することが好ましく、また負帯電性を付与する場合には、フッ素基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。
【００４６】
逆極性粒子の個数平均粒径は、１００〜１０００ｎｍであることが好ましい。トナーに対して０．１〜１０質量％の割合で添加させて用いるようにする。
【００４７】
＜キャリヤ＞
キャリヤとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリヤを使用することができ、バインダー型キャリヤやコート型キャリヤなどが使用できる。キャリヤ粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。
【００４８】
バインダー型キャリヤは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリヤの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。
【００４９】
バインダー型キャリヤに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。
【００５０】
バインダー型キャリヤの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。その形状は粒状、球状、針状の何れであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリヤを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリヤ中に５０〜９０質量％の量で添加することが適当である。
【００５１】
バインダー型キャリヤの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。
【００５２】
バインダー型キャリヤの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリヤと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリヤの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリヤ中に打ち込むようにして固定することにより行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリヤ中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリヤ表面から突き出すようにして固定される。
【００５３】
帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂及びこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベル及び極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。
【００５４】
一方、コート型キャリヤは磁性体からなるキャリヤコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリヤであり、コート型キャリヤにおいてもバインダー型キャリヤ同様、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリヤの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリヤと同様の材料を用いることができる。特にコート樹脂はバインダー型キャリヤのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００５５】
トナーとキャリヤの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー混合比はトナーとキャリヤとの合計量に対して３〜５０質量％、好ましくは６〜３０質量％が適している。
【００５６】
（現像装置２ａの構成と動作）
図１を参照して本実施形態に係る現像装置２ａの詳細な構成例と動作例を説明する。
【００５７】
＜装置構成＞
現像装置２ａにおいて使用する現像剤２４は、既述したようにトナーとキャリヤからなり、現像剤槽１６に収容される。
【００５８】
現像剤槽１６は、ケーシング１９により形成されており、通常は内部に混合撹拌部材１７、１８を収納している。混合撹拌部材１７、１８は、現像剤２４を混合・撹拌し、トナー供給用現像剤担持体１１へ現像剤２４を供給する。ケーシング１９の混合撹拌部材１８に対向する位置には、好ましくは、トナー濃度検出用のＡＴＤＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｎｅｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサ２０が配設されている。
【００５９】
現像装置２ａは通常、現像領域６で消費される分のトナーを現像剤槽１６内に補給するための補給部１０を有している。補給部１０において、補給トナー２３を収納した図示しないホッパから送られた補給トナー２３が現像剤槽１６内へ補給される。
【００６０】
現像装置２ａはまた、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して配置された、各現像剤担持体上を搬送される現像剤量を規制するための、現像剤薄層化用の規制部材（規制ブレード）１５を有している。本実施形態の現像装置２ａにおいては、現像剤を一旦トナー回収用現像剤担持体２６で保持し、トナー供給用現像剤担持体１１へ受け渡すようにしている。それにより規制部材１５を、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して配置するようにしている。
【００６１】
トナー供給用現像剤担持体１１は、固定配置された磁石体１３と、これを内包する回転自在なスリーブローラ１２とから構成され、画像形成時には、トナー担持体２５へとトナーを供給するためのトナー供給バイアスが、トナー供給用現像剤担持体用バイアス電源３２により印加される。
【００６２】
磁石体１３は、スリーブローラ１２の回転方向に沿ってＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３、Ｓ３の６つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｎ１は、トナー担持体２５と対向するトナー供給領域７の位置に配されている。
【００６３】
トナー回収用現像剤担持体２６も同様に、固定配置された磁石体２８と、これを内包する回転自在なスリーブローラ２７とから構成され、トナー担持体２５上の現像残トナーを回収するためのトナー回収バイアスが、トナー回収用現像剤担持体用バイアス電源３３により印加される。
【００６４】
磁石体２８は、スリーブローラ２７の回転方向に沿ってＳ４、Ｎ５、Ｓ５、Ｓ６、Ｎ４の５つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｓ４は、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域８の位置に配されている。
【００６５】
さらに、現像装置２ａにおいては、トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤２４をトナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡すために、それぞれのＳ６極とＮ２極がトナー回収用現像剤担持体２６とトナー供給用現像剤担持体１１の対向部に配されている。トナー回収用現像剤担持体２６のＳ６磁極側からトナー供給用現像剤担持体１１のＮ２磁極側へ、現像剤２４は受け渡され、搬送されていく。
【００６６】
さらに同様に、一旦受け渡されて、トナー担持体２５にトナー供給した後のトナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤２４をトナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡すために、それぞれのＳ１極とＮ４極がトナー供給用現像剤担持体１１とトナー回収用現像剤担持体２６の対向部に配されている。トナー供給用現像剤担持体１１のＳ１磁極側からトナー回収用現像剤担持体２６のＮ４磁極側へ、現像剤２４は受け渡され、搬送されていく。
【００６７】
トナー担持体２５はトナー供給用現像剤担持体１１、トナー回収用現像剤担持体２６及び像担持体１のそれぞれに対向するように配され、像担持体１上の静電潜像を現像するための現像バイアスがトナー担持体用バイアス電源３１により印加されている。
【００６８】
トナー担持体２５は上記電圧を印加可能な限りいかなる材料からなっていてもよく、例えば、アルマイト等の表面処理を施したアルミローラが挙げられる。その他アルミ等の導電性基体上に、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コートやシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングを施したものを用いてもよい。コーティング材料としては、これに限定されるものではない。
【００６９】
さらに上記コーティングのバルクもしくは表面に導電剤が添加されていてもよい。導電剤としては、電子導電剤もしくはイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤として、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これに制約されない。イオン導電剤として、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これにこだわらない。さらに、アルミ等の金属材料からなる導電性ローラであっても構わない。
【００７０】
＜装置の動作＞
図１を参照して現像装置２ａの動作例について詳しく説明する。
【００７１】
現像剤槽１６内の現像剤２４は、混合撹拌部材１７、１８の回転により混合撹拌され、摩擦帯電すると同時に現像剤槽１６内で循環搬送され、現像剤担持体２６表面のスリーブローラ２７へと供給される。
【００７２】
この現像剤２４は、トナー回収用現像剤担持体２６内部の磁石体２８の磁力によってスリーブローラ２７の表面側に保持され、スリーブローラ２７とともに回転移動して、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して設けられた規制部材１５で通過量を規制される。規制部材１５はまた、後述するように、現像剤２４を機械的に擦ることで、トナー回収用現像剤担持体２６上のトナーを帯電し、キャリヤと再付着させる機能も果たす。
【００７３】
規制部材１５により通過量を規制されたトナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤２４は、トナー供給用現像剤担持体１１との対向部に搬送される。そこで、トナー回収用現像剤担持体２６の磁極Ｓ６とトナー供給用現像剤担持体１１の磁極Ｎ２により形成される磁界によって、トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡される。
【００７４】
トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡された現像剤２４はトナー供給用現像剤担持体１１のスリーブローラ１２とともに回転移動して、トナー担持体２５と対向するトナー供給領域７まで搬送される。
【００７５】
トナー供給領域７では磁石体１３の主磁極Ｎ１の磁力によって現像剤穂立ちが形成され、トナー担持体２５に印加された現像バイアスとトナー供給用現像剤担持体１１に印加されたトナー供給バイアスにより形成された供給電界がトナーに与える力により、現像剤２４中のトナーがトナー担持体２５側へ供給される。
【００７６】
トナー担持体２５に供給されたトナー層は、トナー担持体２５の回転に伴って現像領域６へと搬送され、現像バイアスと像担持体１上の潜像電位とによって形成される現像電界により潜像が顕像へと現像される。現像方式は反転現像方式であってもよいし、または正規現像方式であってもよい。
【００７７】
現像領域６でトナーを消費したトナー層（現像残トナー）は、さらにトナー回収用現像剤担持体２６と対向するトナー回収領域８へと搬送される。
【００７８】
一方、トナー供給領域７においてトナー担持体２５へとトナーを供給した残りの現像剤２４は、トナー回収用現像剤担持体２６との対向部まで搬送され、トナー供給用現像剤担持体１１の磁極Ｓ１とトナー回収用現像剤担持体２６の磁極Ｎ４により形成される磁界によって、トナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡される。
【００７９】
トナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡された現像剤２４はトナー回収用現像剤担持体２６のスリーブローラ２７とともに回転移動して、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域８まで搬送される。
【００８０】
トナー回収領域８では、トナー担持体２５に印加された現像バイアスとトナー回収用現像剤担持体２６に印加されたトナー回収バイアスにより形成された回収電界がトナーに与える力と、現像剤２４の穂立ちによる機械的摺擦力とにより、トナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体へと現像残トナーが移動し、回収される。
【００８１】
トナー回収用現像剤担持体２６上に回収されたトナーを含む現像剤２４は、スリーブ２７の回転とともに現像剤槽１６に向けて搬送され、磁石体２８のＳ５極を通過後、トナー回収用現像剤担持体２６上から剥離され、現像剤槽１６内へと回収される。
【００８２】
図示しない補給制御部が、ＡＴＤＣセンサ２０の出力値から、現像剤２４中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、図示しないトナー補給手段によってホッパ内に貯蔵された補給トナー２３がトナー補給部１０を介して現像剤槽１６内へ供給される。
【００８３】
次に現像装置２ａの各現像剤担持体へのバイアス電圧印加による、トナー担持体との間のトナー供給、回収の制御方法について説明する。以下の各バイアス電圧印加は、制御装置３４が、トナー担持体用バイアス電源３１、トナー供給用現像剤担持体用バイアス電源３２、トナー回収用現像剤担持体用バイアス電源３３を制御して行われる（図１参照）。
【００８４】
画像形成時においては、トナー供給領域７には、トナーがトナー供給用現像剤担持体１１からトナー担持体２５へと力を受ける向きの供給電界が形成されるよう、トナー担持体２５及びトナー供給用現像剤担持体１１にバイアス電圧が印加される。
【００８５】
例えばトナー極性をマイナスとして説明すると、トナー供給用現像剤担持体１１にはトナー担持体２５よりも低い電圧を印加すればよい。
【００８６】
またトナー回収領域８には、トナーがトナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体２６へと力を受ける向きの回収電界が形成されるよう、トナー担持体２５及びトナー回収用現像剤担持体２６にバイアス電圧が印加される。
【００８７】
同様にトナー極性をマイナスとして説明すると、トナー回収用現像剤担持体２６にはトナー担持体２５よりも高い電圧を印加すればよい。
【００８８】
またトナー回収領域８には、逆にトナーがトナー回収用現像剤担持体２６からトナー担持体２５へと力を受ける向きの電界、すなわちトナーを供給する方向の電界が形成されるよう、バイアス電圧を印加することも可能である。
【００８９】
これは、後述するトナー回収用現像剤担持体２６表面へのトナー蓄積を抑制する効果がある。しかしながら、トナー回収能力を保持するためには、少なくともトナー回収用現像剤担持体２６へ印加するバイアス電圧の平均値が、同極性であるトナー供給用現像剤担持体１１へ印加するバイアス電圧の平均値と比べて、絶対値が同じか、あるいは小さいことが必要である。
【００９０】
またトナー担持体２５、トナー供給用現像剤担持体１１、トナー回収用現像剤担持体２６に印加するバイアス電圧は、何れか一つまたは複数について、直流成分に加えて交流バイアスを重畳することもできる。
【００９１】
この際用いる交流波形としては正弦波、矩形波、三角波など各種交流波形が利用できる。交流のバイアス電圧を利用した場合には、平均値が上記の大小関係を満たすようにバイアス電圧を設定すればよい。
【００９２】
（規制部材によるトナー蓄積防止と現像剤の流れについて）
トナー回収領域でのトナー偏在によるトナー蓄積と、それを防止するための規制部材の機能、配置、現像剤の流れとの関係の詳細について説明する。
【００９３】
＜トナーの蓄積について＞
トナー回収領域８では、従来、トナー担持体２５に現像バイアスが加えられ、またトナー回収用現像剤担持体２６にはトナー回収用のバイアスが加えられ、回収電界が形成されていた。この回収電界によりトナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体へと現像残トナーが移動し、回収される。
【００９４】
しかし、この回収電界が強いとトナー回収領域８で現像剤（穂立ち）中のトナーがキャリヤから分離され、トナー回収用現像剤担持体２６表面へトナーが移動し、表面でのトナーの偏在が生じてくる。
【００９５】
このようにトナーが表面に偏在した状態では、トナー回収用現像剤担持体２６から現像剤２４を一旦除去する際に、偏在したトナーがそのままトナー回収用現像剤担持体表面に残留する。その結果、繰り返し使用によってトナー回収用現像剤担持体２６上にトナーの蓄積が生じる。
【００９６】
帯電したトナーの蓄積は、トナー層電位を生じることでトナー回収領域８での回収電界を阻害し、トナー回収能力を低下させてしまう。このため、現像残トナーの回収能力が長期間持続せず、画像形成の繰り返しとともにゴースト発生が問題となってくる。
【００９７】
＜規制部材の機能について＞
本実施形態では、トナー回収領域８での回収電界によるトナー回収用現像剤担持体２６表面へのトナーの偏在が生じるのを防止するため、規制部材１５をトナー回収用現像剤担持体２６に対向して配置した。また合わせて、現像剤の流れを、一旦トナー回収用現像剤担持体２６で保持し、規制部材１５による搬送量の規制を行ってから、トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡すようにした。
【００９８】
この規制部材の配置は、以下の理由による。
【００９９】
トナー回収用現像剤担持体２６に回収されたトナーがキャリヤに付着した状態であれば、現像剤としてキャリヤとともに現像剤槽１６に戻り、トナー回収用現像剤担持体２６の表面に蓄積することもない。回収したトナーがトナー回収用現像剤担持体２６の表面に偏在したままであるということは、キャリヤへの再付着も起こっていないということになる。これは、トナー回収用現像剤担持体２６の表面上では、トナーとキャリヤの擦れ合いによる摩擦帯電が起こらず、静電気的に吸着が起こりにくいためと考えられる。
【０１００】
従ってキャリヤとトナーに相対的な速度差を与え、機械的に擦れるようにすることで、トナーのキャリヤへの再付着を促進することができると考えられる。すなわち、再付着したトナーがキャリヤとともに現像剤槽１６に戻ることで、トナー回収用現像剤担持体２６の表面への蓄積も抑止できる。
【０１０１】
トナー回収用現像剤担持体２６の表面上で、そういう摺擦状態を起こさせるために、規制部材１５を用いる。規制部材１５は、元々現像剤搬送量を規制するために設けているが、それを兼用することができる。
【０１０２】
本実施形態に係る現像装置２ａでは、現像剤の流れを、一旦トナー回収用現像剤担持体２６で保持し、規制部材１５による規制を行ってから、トナー供給用現像剤担持体１１へと受け渡すようにしている。こうすることで、従来は現像剤搬送量を規制するためにトナー供給用現像剤担持体１１に対向して設けている規制部材１５を、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して設け、キャリヤとトナーに相対的な速度差を与え、摩擦帯電させるための部材として兼用している。
【０１０３】
このような配置にすることで、規制部材を１箇所だけに設け、２箇所以上に設置することによる現像剤への負荷を低減し、現像剤の耐久性の低下を抑止することができる。
【０１０４】
すなわち、このように規制部材を用いることより、トナーのキャリヤへの再付着を促進することで、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー蓄積を防止し、トナー回収領域でのトナー回収能力低下を抑制する。
【０１０５】
従って、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、またトナー回収用現像剤担持体へのトナーの蓄積を回避できるため、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる現像装置及び画像形成装置が提供できる。
【０１０６】
＜現像剤の流れについて＞
なお、上記現像装置２ａの構成と動作例では、現像剤の流れは次のようであった。
【０１０７】
すなわち、トナー供給用現像剤担持体１１とトナー回収用現像剤担持体２６が対向して配置されている。現像剤槽１６から一旦トナー回収用現像剤担持体２６上に供給された現像剤２４をトナー回収用現像剤担持体２６上で規制し、トナー回収用現像剤担持体２６からトナー供給用現像剤担持体１１へ受け渡しする。トナー担持体２５へトナー供給後に、再度トナー供給用現像剤担持体１１からトナー回収用現像剤担持体２６へ受け渡し、トナー回収用現像剤担持体２６から分離して現像剤槽１６へと戻す。
【０１０８】
しかしながら、現像剤２４の流れは上記の流れに限定されるものではない。
【０１０９】
例えば、図２には、比較のため、参考例の現像装置２ｂの構成例を示す。図２において図１と同様の働きをする部材には図１と同じ符号を付し、詳細説明は省略する。
【０１１０】
図２に示すような構成では、現像剤槽１６から直接、現像剤２４をトナー供給用現像剤担持体１１上に供給し、そのままトナー供給用現像剤担持体１１上で規制する。トナー担持体２５へトナー供給後に、トナー供給用現像剤担持体１１からトナー回収用現像剤担持体２６へ受け渡し、トナー回収用現像剤担持体２６から分離して現像剤槽１６へと戻す。
【０１１１】
このようにした場合、規制部材１５’は図のように、トナー供給用現像剤担持体１１に対向して設けることになる。
【０１１２】
従って、この現像剤の流れを実現する構成を採用し、但しトナー回収用現像剤担持体２６に対向して、新たな規制部材１５を配置し、本発明に係る別の実施形態としてもよい。その場合規制部材は２箇所に設けることになる。
【０１１３】
また例えば、規制部材を２箇所に設けるのであれば、トナー供給用現像剤担持体１１及びトナー回収用現像剤担持体２６のそれぞれに現像剤２４を供給し、それぞれで搬送量を規制した後にトナー供給領域７及びトナー回収領域８に搬送し、それぞれの現像剤担持体上から現像剤２４を分離して現像剤槽１６へと戻す（トナー供給用現像剤担持体１１とトナー回収用現像剤担持体２６との現像剤の流れを別にする）ようにしてもよい。
【０１１４】
つまり、トナー回収領域８の下流側で、トナー回収用現像剤担持体２６に対向して規制部材を設けることができる現像剤の流れであれば、任意の構成を取ることができる。
【実施例】
【０１１５】
上述した実施形態に係る現像装置を用いて、効果を確認するために画像形成を実施した結果について述べる。
【０１１６】
＜設定条件＞
用いた現像装置は、上記図１に示された本発明の実施形態に係る現像装置２ａ、及び図２に示された従来の現像装置２ｂ、にそれぞれ相当する構成の現像装置をそれぞれ用意した。
【０１１７】
画像形成装置は、コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製のＭＦＰであるｂｉｚｈｕｂＣ３５０を改造し、図１あるいは図２に示した構成の現像装置２ａ、２ｂを装着して用いた。現像剤については後述するが、負帯電トナーを使用した。
【０１１８】
各現像装置において、像担持体とトナー担持体との現像ギャップは０．１５ｍｍとした。トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体とのトナー供給ギャップ、トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体とのトナー回収ギャップはそれぞれ０．３ｍｍとした。
【０１１９】
トナー担持体に印加する現像バイアス電圧は、振幅がｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋで１．４ｋＶ、ＤＣ成分が−３００Ｖ、周波数が４ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比が５０％の矩形波電圧とした。
【０１２０】
トナー供給用現像剤担持体に印加する供給バイアス電圧は、ＤＣ−５００Ｖ、トナー回収用現像剤担持体に印加する回収バイアス電圧は、以下の実施例及び比較例で指定する電圧とした。
【０１２１】
像担持体上に形成された静電潜像の背景部電位は−５５０Ｖ、画像部電位は−６０Ｖであった。
【０１２２】
（実施例１）
図１に示す現像装置２ａを用い、トナー回収用現像剤担持体には−２００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して＋１００ｖの電位差を与えた。
【０１２３】
（実施例２）
図１に示す現像装置２ａを用い、トナー回収用現像剤担持体には−４００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して−１００ｖの電位差を与えた。
【０１２４】
（実施例３）
図１に示す現像装置２ａを用い、トナー回収用現像剤担持体に周波数が４ｋＨｚ、ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ振幅が−６００Ｖの交流電圧を、トナー担持体の交流電圧と位相を１８０度反転させ、さらに−２００Ｖの直流電圧に重畳して印加した。
【０１２５】
このとき、トナー回収領域でバイアスとして印加される電圧の交流成分のｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ振幅は２０００Ｖである。
【０１２６】
（比較例１）
図２に示す現像装置２ｂを用い、トナー回収用現像剤担持体に−２００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して＋１００ｖの電位差を与えた。
【０１２７】
（比較例２）
図２に示す現像装置２ｂを用い、トナー回収用現像剤担持体に−４００Ｖの直流電圧を印加し、トナー担持体に対して−１００ｖの電位差を与えた。
【０１２８】
＜現像剤＞
トナー及び現像剤は、以下のように準備したものを用いた。
【０１２９】
湿式造粒法により作製された粒径約６．５μｍのトナー母材に対し、流動化剤として、第１の疎水性シリカ０．２質量％と第２の疎水性シリカ０．５質量％と疎水性酸化チタン０．５質量％を、ヘンシェルミキサ（三井金属鉱山社製）を用いて４０ｍ／ｓの速度で３分間表面処理を行って第１回目の外添処理とした。
【０１３０】
ここで用いた第１の疎水性シリカは、平均一次粒径１６ｎｍのシリカを疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理を施したものである。また、第２の疎水性シリカは、平均一次粒径２０ｎｍのシリカをＨＭＤＳにより表面処理したものである。疎水性酸化チタンは、平均一次粒径３０ｎｍのアナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理をしたものである。
【０１３１】
続いて第２回目の処理として、第３の疎水性シリカ０．５質量％と酸化チタン２．０質量％を同じくヘンシェルミキサを用いて４０ｍ／ｓで３分間処理を行った。第３の疎水性シリカは、平均一次粒径２００ｎｍのシリカをＨＭＤＳにより表面処理したものである。酸化アルミは、平均一次粒径５００ｎｍを用いた。
【０１３２】
現像剤としては上記ｂｉｚｈｕｂ Ｃ３５０用のキャリヤ（粒径約３３μｍ）と上記トナーを用いた。現像剤中のトナー濃度は８％とした。トナー濃度は現像剤全質量に対するトナー、後処理剤の合計質量の割合である。
【０１３３】
＜評価方法＞
後述する各実施例及び比較例においては、上記の画像形成装置を用いて、図３に示したチャートを１０００枚連続印刷し、１枚目と１０００枚目の現像履歴（ゴースト）の発生状態を比較した。
【０１３４】
図３のチャートにおいて、５１は白部、５２は黒ベタ部、５３はハーフ画像部である。白部５１と黒ベタ部５２とでは、トナー担持体の該当する領域で生じる現像残トナー量が大きく異なる。従って、現像残トナーが回収されず、残っていると、トナー担持体１周期後の現像時にその影響が、特にハーフ画像部で現れてくる（ゴーストである）。
【０１３５】
図３のチャートに５４で示したのはチャートでは存在しないゴーストが生じた例である。黒ベタ部の１周期後の位置にハーフ画像部より薄い（トナー量の少ない）領域が発生している。
【０１３６】
現像履歴（ゴースト）の評価は、濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０）により、印刷されたハーフ画像部の黒ベタ部、白部に対応する領域（５５ａ及び５５ｂ）の濃度を測定し、濃度差が０．１以下の場合を○（良好）、それ以外を×（発生）とした。
【０１３７】
また、１０００枚目終了後の現像器を取り出して、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在が発生しているかを確認するため、キャリヤとともに分離されずにＳ５からＳ６極の間で表面に付着しているトナーの表面電位を測定した。
【０１３８】
表面電位の測定に際してはＴＲＥＫ社製表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４４を用い、トナー回収用現像剤担持体を接地した状態で測定を行った。
【０１３９】
（評価結果）
実施例１〜３及び比較例１〜２の評価結果を表１に示す。
【０１４０】
【表１】
【０１４１】
表中、「現像装置」は、図１に示す本実施形態に係る現像装置２ａ、図２に示す従来の現像装置２ｂ、の何れであるかを表す。
【０１４２】
「回収ΔＶａｖｅ」は、トナー回収用現像剤担持体に印加した電圧の平均値（設定は個別に異なる）からトナー担持体に印加した電圧の平均値（−３００Ｖ）を引いた値を表している。
【０１４３】
「ゴースト１枚目」は、１枚目のゴースト発生状況を前記の基準で判断した評価、「ゴースト１０００枚目」は、１０００枚目のゴースト発生状況を前記の基準で判断した評価である。
【０１４４】
「表面電位」は、１００枚目終了後のトナー回収用現像剤担持体表面における、Ｓ５からＳ６極の間の表面電位を測定した結果である。
【０１４５】
表１において、実施例１と比較例１の評価結果を比較する。
【０１４６】
実施例１では、１枚目から１０００枚目までゴーストの発生がなく、１０００枚終了後もトナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在がほとんど生じていない。
【０１４７】
一方、比較例１では、１枚目ではゴーストの発生はないが、連続印刷により回収能力が不足していき、１０００枚目ではゴーストが発生している。また１０００枚終了後、トナー回収用現像剤担持体の表面電位が高くなっており、トナーの偏在が生じていることが分かる。
【０１４８】
両者ともに、トナー回収用現像剤担持体に、トナーをトナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加している（回収ΔＶａｖｅが正）。しかしながら、現像装置の違い、すなわちトナー回収用現像剤担持体に対向して規制部材が配置されているかどうかで、ゴースト発生の差が現れている。
【０１４９】
次に、実施例２と比較例２の評価結果を比較する。
【０１５０】
実施例２でも、１枚目から１０００枚目までゴーストの発生がなく、１０００枚終了後もトナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在がほとんど生じていない。
【０１５１】
一方、比較例２では、これも１枚目ではゴーストの発生はないが、連続印刷により回収能力が不足していき、１０００枚目ではゴーストが発生している。また１０００枚終了後、トナー回収用現像剤担持体の表面電位が高くなっており、トナーの偏在が生じていることが分かる。
【０１５２】
この場合、両者ともに、トナー回収用現像剤担持体に、トナーをトナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加している（回収ΔＶａｖｅが負）。しかしながら、回収電界の方向にかかわらず、現像装置の違い、すなわちトナー回収用現像剤担持体に対向して規制部材が配置されているかどうかで、ゴースト発生の差が現れている。
【０１５３】
このように逆方向の電界であってもトナー回収用現像剤担持体へのトナー回収能力を保持することができるのは、トナー回収用現像剤担持体に印加する回収バイアス電圧の平均値が、トナー供給用現像剤担持体に印加する供給バイアス電圧の平均値と同極性で、より小さいことによる。
【０１５４】
同様のことが、次の実施例３にもいえる。
【０１５５】
実施例３でも、１枚目から１０００枚目までゴーストの発生がなく、１０００枚終了後もトナー回収用現像剤担持体表面へのトナーの偏在がほとんど生じていない。
【０１５６】
この場合、トナー回収用現像剤担持体に交流のバイアス電圧を印加しているが、その電圧の平均値はトナーをトナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向の電圧である。
【０１５７】
上述のように、本実施形態に係る現像装置及び画像形成装置によれば、トナー回収用現像剤担持体に対向して、現像剤中のトナーを帯電させるための規制部材を配置し、トナーのキャリヤへの再付着を促進することで、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー蓄積を防止し、トナー回収領域でのトナー回収能力低下を抑制する。
【０１５８】
従って、トナー回収用現像剤担持体によってトナー担持体上の現像残トナーの回収を確実に行い、またトナー回収用現像剤担持体へのトナーの蓄積を回避できるため、常にトナー担持体上に安定したトナー層が供給される。これにより、トナー回収能力が持続し、ゴーストの問題が発生しない高画質の画像を長期に渡って得ることができる。
【０１５９】
なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の一実施形態による現像装置２ａ及びそれを備えた画像形成装置の主要部の構成例を示す断面図である。
【図２】参考例の現像装置２ｂ及びそれを備えた画像形成装置の主要部の構成例を示す断面図である。
【図３】現像履歴評価用のチャートを示す図である。合わせて印刷時のゴースト発生状態の例を示す。
【符号の説明】
【０１６１】
１ 像担持体
２ａ、２ｂ 現像装置
３ 帯電部材
４ 転写ローラ
５ クリーニングブレード
６ 現像領域
７ トナー供給領域
８ トナー回収領域
１１ トナー供給用現像剤担持体
１２ スリーブローラ
１３ 磁石体
１５ 規制部材
１６ 現像剤槽
２４ 現像剤
２５ トナー担持体
２６ トナー回収用現像剤担持体
２７ スリーブローラ
２８ 磁石体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリヤとを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を表面に担持搬送するトナー供給用現像剤担持体と、
前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナーの供給を受けて担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、
前記トナー担持体から現像残トナーを回収するトナー回収用現像剤担持体と、を備えた現像装置であって、
前記トナー回収用現像剤担持体に対向して配置された、前記現像剤の搬送量を規制する規制部材を有する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー回収用現像剤担持体とは、
その対向部に、それぞれ配置された、
前記トナー回収用現像剤担持体から前記トナー供給用現像剤担持体へ、前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を受け渡すための磁極と、
前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナー回収用現像剤担持体へ、前記トナー担持体へトナー供給した後の前記現像剤を受け渡すための磁極と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源と、
前記トナー供給用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備え、
前記トナー回収用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値は、前記トナー供給用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値と、絶対値が同じか、あるいは小さい
ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された現像装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナーとキャリヤとを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を表面に担持搬送するトナー供給用現像剤担持体と、
前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナーの供給を受けて担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、
前記トナー担持体から現像残トナーを回収するトナー回収用現像剤担持体と、を備えた現像装置であって、
前記トナー回収用現像剤担持体に対向して配置された、前記現像剤の搬送量を規制する規制部材を有する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー回収用現像剤担持体とは、
その対向部に、それぞれ配置された、
前記トナー回収用現像剤担持体から前記トナー供給用現像剤担持体へ、前記現像剤槽において混合撹拌された前記現像剤を受け渡すための磁極と、
前記トナー供給用現像剤担持体から前記トナー回収用現像剤担持体へ、前記トナー担持体へトナー供給した後の前記現像剤を受け渡すための磁極と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー回収用現像剤担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー回収用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源と、
前記トナー供給用現像剤担持体に、前記トナー担持体との間で、前記トナーを前記トナー担持体側に移動させる方向のバイアス電圧を印加するための電源を備え、
前記トナー回収用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値は、前記トナー供給用現像剤担持体へ印加するバイアス電圧の平均値と、絶対値が同じか、あるいは小さい
ことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された現像装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２５１５８４（Ｐ２００９−２５１５８４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０３４６４（Ｐ２００８−１０３４６４）
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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