現像装置及び画像形成装置
【課題】現像履歴（画像メモリー）の滞留を防止し、かつ、安定してキャリアの劣化を抑制し、高画質な画像形成を長期にわたって実現することのできる現像装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】潜像の現像に影響を与えないタイミングで、トナー担持体２５と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とに囲まれた領域に滞留する逆極性粒子を現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有する。
【解決手段】潜像の現像に影響を与えないタイミングで、トナー担持体２５と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とに囲まれた領域に滞留する逆極性粒子を現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置、および像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係わり、特にトナーとキャリアの二成分からなる現像剤を用いる現像装置およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置として現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像法およびトナーとキャリアを用いる二成分現像法が知られている。一成分現像法では一般的にトナーをトナー担持体とトナー担持体に押圧された規制板とによって形成される規制部を通過させることでトナーを帯電し、所望のトナー薄層を得ることができるため、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である。一方で、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、トナーへの電荷付与部材である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するため、よりトナー帯電量の低下が生じ、かぶり等の問題を引き起こすため、現像装置の寿命が短い。
【０００３】
比較すると、二成分現像法ではトナーをキャリアと混合による摩擦帯電で帯電するためストレスが小さく、さらに、キャリア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、長寿命に有利である。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、現像剤により形成される磁気ブラシによって像担持体表面を摺擦するため、現像像に磁気ブラシ痕が発生するという課題を有している。さらに、像担持体にキャリアが付着しやすく、画像欠陥となる課題を有している。
【０００４】
二成分現像剤を用いた二成分現像法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）。しかしながら、ハイブリッド現像方式には、一成分現像、二成分現像、両者の特長を合わせもっているものの、トナー担持体上の現像に使用されなかった残留トナーが、次の現像工程において現像履歴（画像メモリー）として画像上に現れる課題が発生する。
【０００５】
現像履歴（画像メモリー）とは白地部に黒ベタ画像のようにコントラストの高い画像に続いて、グレーなどのハーフトーン画像を出力すると、ハーフトーン画像中に先に印刷したハイコントラスト画像のパターンが現れる現象のことをいう。このような現象は、ハイコントラスト画像を印刷した直後のトナー担持体上には印刷画像パターンに対応した現像残トナー層が残留するため、それに続くトナー担持体へのトナー供給後にもトナー担持体上に画像パターンに応じたトナー層の厚みムラなどが残り、それによって現像特性が変化し、印刷画像上に濃度ムラとが生じることに起因する。この現像特性変動による濃度ムラは特に中間調画像において視認性が高い。
【０００６】
近年、ハイブリッド現像方式における現像履歴（画像メモリー）の課題を解決する手段として、ハイブリッド現像方式において、トナー担持体にトナーを供給するトナー供給用現像剤担持体に加えてトナー回収用現像剤担持体を設け、トナー回収用現像剤担持体に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ようにしたトナー供給回収機能分離型のハイブリッド現像方式が特許文献２において提案されている。この方式によれば、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、現像履歴（画像メモリー）の問題が発生しない。
【０００７】
一方で、我々は鋭意研究の結果、二成分現像剤の更なる長寿命化を達成可能な技術として、トナー及びキャリア、トナーの帯電極性に対して逆極性の帯電性を有する逆極性粒子を含む現像剤を用い、前記逆極性粒子の消費を抑制し、現像剤槽に蓄積することでキャリアの荷電性を補助することが可能であることを明らかにした（特許文献３参照）。この技術はハイブリッド現像方式においても適用可能であり、ハイブリッド現像方式の更なる長寿命化を達成することが可能となる。
【特許文献１】特開昭５９−１７２６６２号公報
【特許文献２】特開平１０−３１９７０８号公報
【特許文献３】特開２００７−１０８６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２においては、現像履歴（画像メモリー）は解消されるものの、耐刷に伴いキャリア劣化が起こり、トナー帯電量が低下するという問題が残った。また、特許文献３においては、耐刷に伴うキャリア劣化は解消されたが、現像履歴（画像メモリー）が認められた。
【０００９】
本発明は上記のような問題点を鑑み、逆極性粒子を含む２成分現像剤を用い、トナー供給用現像剤担持体と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において、逆極性粒子の滞留を防止することで、現像履歴（画像メモリー）を防止し、かつ、安定してキャリアの劣化を抑制し、高画質な画像形成を長期にわたって実現することのできる現像装置および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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の特徴を有するものである。
【００１１】
１．
トナーと、キャリアと、該トナーの帯電極性と逆極性に帯電する逆極性粒子とを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
像担持体上の潜像を現像するためにその表面にトナーを担持して搬送するトナー担持体と、
前記現像剤槽から供給された現像剤を担持し、前記トナー担持体にトナーを供給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よりも前記トナー担持体のトナー搬送方向上流側に配置され、前記トナー担持体上の現像残トナーを回収する前記トナー回収用現像剤担持体と、
を有する現像装置であって、
潜像の現像に影響を与えないタイミングで、
前記トナー担持体と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に囲まれた領域に滞留する前記逆極性粒子を前記現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有することを特徴とする現像装置。
【００１２】
２．
前記制御手段は、潜像の現像を行うタイミングでは、前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を前記トナー回収用現像剤担持体に移動させ、
前記滞留解除動作時には、
前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を、前記トナー供給用現像剤担持体に保持された状態で、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の間を通過させ、前記現像剤槽に回収することを特徴とする１に記載の現像装置。
【００１３】
３．
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体の速度よりも前記トナー回収用現像剤担持体の速度を遅くすることを特徴とする２に記載の現像装置。
【００１４】
４．
前記滞留解除動作時には、前記トナー回収用現像剤担持体を停止することを特徴とする３記載の現像装置。
【００１５】
５．
前記滞留解除動作時には、
前記トナー回収用現像剤担持体の現像剤搬送方向を画像形成時と逆方向にすることを特徴とする１又は２に記載の現像装置。
【００１６】
６．
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、前記滞留解除動作は、前記複数の磁極を回転させることを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【００１７】
７．
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、
前記複数の磁極のうち、少なくとも一組の隣り合う磁極は同極性であり、
前記滞留解除動作時には、前記同極性の一組の磁極を前記トナー供給用現像剤担持体と対向する位置に配置することを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【００１８】
８．
前記滞留解除動作時には、
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の間に形成される電界の向き又は強度のうち、少なくとも一方を、画像形成時と異ならせることを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載の現像装置。
【００１９】
９．
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体に印加される電圧の平均値と前記トナー回収用現像剤担持体に印加される電圧の平均値とを等しくすることを特徴とする８に記載の現像装置。
【００２０】
１０．
前記滞留解除動作時には、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の間に形成される電界を振動電界とすることを特徴とする９に記載の現像装置。
【００２１】
１１．
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像するための１乃至１０の何れか１項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体及びトナー回収用現像剤担持体とを備え、逆極性粒子を含む現像剤を用いる現像装置であって、潜像の現像に影響を与えないタイミングで、トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体とトナー回収用現像剤担持体とに囲まれた領域に滞留する逆極性粒子を現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有する。このような制御手段を有することで、現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質な画像提供と、逆極性粒子によるキャリア荷電性補助によるトナー帯電量低下抑制による画像品質の安定化の効果を両立することができ、長期にわたって高画質の画像を提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
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を示す。この画像形成装置は、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。この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の周辺には、像担持体１を帯電するための帯電手段としての帯電装置３、像担持体１上の静電潜像を現像する現像装置２、像担持体１上のトナー像を転写するための転写ローラ５、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６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。
【００２５】
像担持体１は、帯電装置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４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２は、この静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ５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Ｆ方向に排出する。クリーニングブレード６は、転写後の像担持体１上の残留トナーを、その機械的な力で除去する。画像形成装置に用いられる像担持体１、帯電装置３、露光装置４、転写ローラ５、クリーニングブレード６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、帯電手段として図中、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。
【００２６】
本実施形態において現像装置２は、現像剤２４を収容する現像剤槽１６、該現像剤槽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においてトナーが供給され、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８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９において回収するトナー回収用現像剤担持体２６を備えている。現像剤２４はトナー、該トナーを帯電するためのキャリアおよび現像剤中でトナーと逆極性の帯電性を有する逆極性粒子を含んでなるものである。像担持体１上の潜像を現像するためのトナーをトナー供給用現像剤担持体１１がトナー担持体２５に供給する時には、トナー供給領域７においては、トナー供給と同時に逆極性粒子を現像剤中に回収する電界を形成することで、現像領域８に搬送される逆極性粒子を低減できるようになっている。これによって逆極性粒子の像担持体１への消費を抑制でき、逆極性粒子を現像剤槽１６に回収することで、当該逆極性粒子がキャリアの荷電性を有効に補うことができ、結果として長期にわたってキャリアの劣化を抑制できる。
【００２７】
画像形成時に、トナー供給領域７において逆極性粒子を現像剤中に回収しないと、特に画像面積率が小さい場合において逆極性粒子の現像装置２外への消費が多くなり、現像装置２内における逆極性粒子が少なくなり、キャリア劣化抑制効果が低下する。その現象の発現は以下のメカニズムに基づくものと考えられる。現像装置２では、現像領域８において振動電界を印加するなどして強電界を形成することで、トナー担持体２５上のトナーを静電潜像に飛翔させ現像効率を向上させるため、逆極性粒子を含むトナーが現像領域８に搬送させると、現像領域８の強電界によってトナーに付着した逆極性粒子がトナーから離脱し、トナーは静電潜像の画像部に逆極性粒子は非画像部にそれぞれ消費される。したがって、画像面積率によってトナーと逆極性粒子の消費バランスが安定せず、特に背景部面積の大きい画像を大量に印刷した場合には現像剤中の逆極性粒子が優先的に消費され、キャリアの荷電性を補うことができず、キャリア劣化抑制効果が低下するものと考えられる。
【００２８】
逆極性粒子は、使用されるキャリアによってトナーの帯電極性に対して逆極性に帯電されるものである。キャリアによって負に帯電されるトナーを用いる場合、逆極性粒子は現像剤中で正に帯電されている正帯電性粒子である。キャリアによって正に帯電されるトナーを用いる場合、逆極性粒子は現像剤中で負に帯電されている負帯電性粒子である。逆極性粒子を二成分系現像剤に含有させ、かつ耐久に伴い現像剤中に逆極性粒子を蓄積させることにより、トナーや後処理剤のキャリアへのスペント等によりキャリアの荷電性が低下しても、逆極性粒子もトナーを正規極性に荷電し得るため、キャリアの荷電性を有効に補うことができ、結果としてキャリアの劣化を抑制できる。
【００２９】
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。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、チタン酸カルシウム、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、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。ここで、上記の正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、四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。
【００３０】
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、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。ここで、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。
【００３１】
また、逆極性粒子の帯電性およ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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１００質量部に対して２〜２０質量部の割合で用いることが好ましい。
【００３７】
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１００質量部に対して０．１〜１０質量部の割合で用いることが好ましい。
【００３８】
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１００質量部に対して０．１〜１０質量部の割合で用いることが好ましい。
【００３９】
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１００質量部に対して０．１〜５質量部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。
【００４０】
キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア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。
【００４１】
バインダー型キャリアは、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、キャリア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ア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。
【００４２】
バインダー型キャリア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。
【００４３】
バインダー型キャリア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、針状のいずれであってもよい。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アを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０〜９０質量％の量で添加することが適当である。
【００４４】
バインダー型キャリア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。
【００４５】
バインダー型キャリア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、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリア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ア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、磁性樹脂キャリア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ア表面から突き出すようにして固定される。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、フッ素樹脂およ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、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電およ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。
【００４６】
一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア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。コート型キャリア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ア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アのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００４７】
トナーとキャリア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、トナー比はトナーとキャリア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。
【００４８】
現像剤に含まれる逆極性粒子の量は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、例えば、キャリア１００質量部に対して０．０１〜５．００質量部、特に０．０１〜２．００質量部が好ましい。
【００４９】
現像剤は、例えば、予めトナーに逆極性粒子を外添処理した後で、キャリアと混合することによって調製することができる。
【００５０】
図１に示すように、トナー供給用現像剤担持体１１には電源Ｖｂ１、トナー担持体２５には電源Ｖｂ２が接続されており、画像形成時には、電源Ｖｂ１と電源Ｖｂ２により形成される電界により、供給領域７の現像剤中のトナーがトナー担持体２５に供給され、逆極性粒子はトナー供給用現像剤担持体１１上に回収されるようになっている。また、現像領域８においては、接地されている像担持体１上の静電潜像を、トナー担持体２５上のトナーにより電源Ｖｂ２による現像バイアスで形成される電界により、現像する。また、トナー回収用現像剤担持体２６には電源Ｖｂ３が接続され、画像形成時、トナー回収領域９において、トナー担持体２５とトナー回収用現像剤担持体２６との間の電界により、現像後のトナー担持体２５上のトナーを回収する。
【００５１】
トナー担持体２５に印加される現像バイアスはトナーの帯電極性によって異なり、すなわち負帯電性トナーを用いる場合は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧の平均値よりも高い平均値となる電圧であり、正帯電性トナーを用いる場合は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧の平均値よりも低い平均値となる電圧である。負帯電又は正帯電のいずれのトナーを用いる場合でも、トナー担持体２５に印加される平均電圧と現像剤担持体に印加される平均電圧との差は２０〜５００Ｖ、特に５０〜３００Ｖであることが好ましい。電位差が小さすぎると、トナー担持体２５上のトナー量が少なく十分な画像濃度が得られない。一方、電位差が大きすぎると、トナー供給過多となり、無駄なトナー消費が増加する恐れがある。
【００５２】
現像装置２においては、さらに、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との間に形成される電界（トナー供給電界）は、交流電界が形成されることが好ましい。このようなトナー供給電界は通常、トナー担持体２５またはトナー供給用現像剤担持体１１の一方、または両方に交流電圧を印加することで得られる。特に静電潜像をトナーで現像するためにトナー担持体２５に交流電圧が印加される場合、トナー担持体２５に印加される交流電圧を利用して、トナー供給電界を形成することが望ましい。交流電界が形成されることで、トナーが往復振動するため、トナーと逆極性粒子を有効に分離することができる。その際、２．５×１０6Ｖ／ｍ以上５×１０6Ｖ／ｍ以下の電界が形成されることが好ましい。２．５×１０6Ｖ／ｍ以上の電界が形成されることで、電界によってもトナーから逆極性粒子を分離することが可能となり、より一層、トナーと逆極性粒子の分離性を向上させることが可能となる。また、５×１０6Ｖ／ｍを越えるとトナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との間で放電が発生しやすくなり好ましくない。
【００５３】
例えば、トナーの帯電極性が正であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧と交流電圧が印加され、トナー担持体２５には直流電圧のみが印加されるとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）の平均値よりも低い直流電圧のみが印加される。また例えば、トナーの帯電極性が負であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧と交流電圧が印加され、トナー担持体２５には直流電圧のみが印加されるとき、トナー担持体２５には現像剤担持体に印加される電圧（直流＋交流）の平均値よりも高い直流電圧のみが印加される。これらのとき、トナー供給電界の絶対値の最大値は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）とトナー担持体２５に印加される電圧（直流）との電位差の最大値を、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との最近接部ギャップで除した値であり、当該値が上記範囲にあることが望ましい。
【００５４】
また例えば、トナーの帯電極性が正であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧のみが印加され、トナー担持体２５には交流電界と直流電圧が印加されるとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される直流電圧よりも低い平均電圧となるよう交流電界を重畳した直流電圧が印加される。また例えば、トナーの帯電極性が負であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧のみが印加され、トナー担持体２５には交流電界と直流電圧が印加されるとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される直流電圧よりも高い平均電圧となるよう交流電界を重畳した直流電圧が印加される。これらのとき、トナー供給電界の絶対値の最大値は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流）とトナー担持体２５に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との最近接部ギャップで除した値であり、当該値が上記範囲にあることが望ましい。
【００５５】
また例えば、トナーの帯電極性が正であり、トナー供給用現像剤担持体１１およびトナー担持体２５の双方に交流電圧が重畳された直流電圧を印加するとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）の平均値より平均電圧が小さい電圧（直流＋交流）が印加される。また例えば、トナーの帯電極性が負であり、トナー供給用現像剤担持体１１およびトナー担持体２５の双方に交流電圧が重畳された直流電圧を印加するとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）の平均値より平均電圧が大きい電圧（直流＋交流）が印加される。これらのとき、それぞれに印加される交流電圧成分の振幅や位相、周波数、デューティー比等の相違によって生じる、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）とトナー担持体２５に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との最近接部ギャップで除した値が、トナー供給電界の絶対値の最大値となり、当該値が上記範囲とすることが望ましい。
【００５６】
現像剤槽１６は、ケーシング１９より形成されており、通常は内部に現像剤を混合・撹拌し、トナー供給用現像剤担持体１１へ現像剤を供給する混合撹拌部材１７、１８を収納している。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。
【００５７】
現像装置２は通常、現像領域８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２１を有している。補給部２１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。
【００５８】
補給トナー２３としては逆極性粒子を外添処理されたトナーを用いることが望ましい。
【００５９】
逆極性粒子を外添されたトナーを用いることで、耐久によって徐々に劣化するキャリアの荷電性低下を有効に補助することが可能となる。補給トナー２３における逆極性粒子の外添量はトナーに対して０．１〜１０．０質量％、特に０．５〜５．０質量％が好ましい。
【００６０】
現像装置２は、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤量を規制するための現像剤薄層化用の規制部材１５を有している。トナー供給用現像剤担持体１１は、固定配置された磁石ローラ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、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電源Ｖｂ１により印加される。磁石ローラ１３は、スリーブローラ１２の回転方向Ｂに沿ってＮ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２の５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。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ローラ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回収バイアスが電源Ｖｂ３により印加される。磁石ローラ２８は、スリーブローラ２７の回転方向Ｃに沿ってＮ４，Ｓ３，Ｎ５，Ｓ４，Ｎ６の５つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｓ３は、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域９の位置に配されており、また、スリーブローラ２７上の現像剤２４を剥離するための反発磁界を発生させる同極部Ｎ６，Ｎ４は、現像剤槽１６内部に対向した位置に配置されている。さらに、図１の現像装置２においてはトナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤をトナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡すために、Ｓ１、Ｎ４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および像担持体１のそれぞれに対向するように配され、像担持体上の静電潜像を現像するための現像バイアスが電源Ｖｂ２によって印加されている。
【００６１】
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よく、例えば、表面処理を施したアルミローラが挙げられる。そのほか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。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。
【００６２】
図１に示す現像装置２においてその動作を詳しく説明する。
【００６３】
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、トナー供給用現像剤担持体１１表面のスリーブローラ１２へと供給される。この現像剤２４は、トナー供給用現像剤担持体１１内部の磁石ローラ１３の磁力によってスリーブローラ１２の表面側に保持され、スリーブローラ１２と共に回転移動して、トナー供給用現像剤担持体１１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。その後、現像剤はトナー担持体２５と対向するトナー供給領域７へと搬送される。
【００６４】
トナー供給領域７では磁石ローラ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電界がトナーに与える力により、現像剤中のトナーがトナー担持体２５側へ供給され、同時に逆極性粒子がトナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤中へ回収される。
【００６５】
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８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電界により静電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。現像領域８でトナーを消費したトナー担持体２５上の現像残トナー層は、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９へと搬送される。
【００６６】
一方、トナー供給領域７においてトナー担持体２５へトナーを供給し、逆極性粒子を回収した残りの現像剤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。
【００６７】
トナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡された現像剤は、トナー回収用現像剤担持体２６のスリーブローラ２７と共に回転移動して、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域９まで搬送される。
【００６８】
トナー回収領域９において、トナー担持体２５上の現像残トナーは、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との形成する電界による静電気力および、トナー回収用現像剤担持体２６の主磁極Ｓ３の磁力によって穂立ちした現像剤による機械的摺擦力によって、トナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体２６へと回収される。この際トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤中の逆極性粒子には、トナーとは逆方向の静電気力が働くためトナー担持体２５への移行が生じる。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は現像剤槽１６に向けて搬送され、磁石ローラ２８の同極部Ｎ６，Ｎ４の反発磁界によって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。補給部に設けられた不図示の補給制御部は、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、非図示の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２１を介して現像剤槽１６内へ供給される。
【００６９】
図１では、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、現像剤槽１６からトナー供給用現像剤担持体１１上に供給された現像剤をトナー供給用現像剤担持体１１上で規制し、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へと戻すようにしているが、現像剤の流れはこれに限定されるものではない。例えば、トナー回収用現像剤担持体２６から再度トナー供給用現像剤担持体１１に現像剤を受渡した後にトナー供給用現像剤担持体１１から現像剤槽１６へと戻すようにしてもよい。
【００７０】
ここで、逆極性粒子の滞留について図２を用い、負帯電トナーを用いた場合で説明する。図２に示すように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を備えたトナー供給回収機能分離型のハイブリッド現像方式では、トナー供給用現像剤担持体１１には、トナー担持体２５にトナーを供給するためにトナー担持体２５に印加された交流電圧の平均値よりも低い直流電圧が印加され、トナー回収用現像剤担持体２６には、トナー担持体２５上の現像残トナーを回収するためにトナー担持体２５に印加された交流電圧の平均値よりも高い直流電圧が印加される。
【００７１】
規制部材１５により規制された現像剤は、トナー供給用現像剤担持体１１の回転に伴いトナー供給領域７に搬送され、トナー供給領域７において形成される電界によって現像剤中の負帯電トナーには図中の黒実線で示した矢印の方向に静電気力が作用するため、トナー担持体２５へのトナー供給が行われる。トナー担持体２５に供給されたトナーはトナー担持体２５の回転に伴い搬送され、現像領域８を通過後のトナー回収領域９まで搬送される。
【００７２】
一方、トナー供給を終えた現像剤は、トナー供給用現像剤担持体１１の回転によってトナー回収用現像剤担持体２６との対向領域へと搬送され、Ｓ１とＮ４の磁力によってトナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡され、トナー回収用現像剤担持体２６の回転によってトナー回収領域９へと搬送される（図中の点線矢印が現像剤の流れ）。
【００７３】
トナー回収領域９においては、トナー供給領域７とは逆の電界が形成されているためにトナー担持体２５上の現像残トナーは、黒矢印の方向の静電気力を受け、トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤中に回収され、現像剤とともに現像剤槽１６に回収される。このようにして、トナー回収領域９においてトナー担持体２５上の現像履歴を受けたトナー層がリセットされるため現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質の画像を得ることが可能となる。
【００７４】
しかしながら、現像剤中の逆極性粒子は、トナーと逆極性に荷電しているため（ここでは正帯電）に、トナー供給領域７およびトナー回収領域９において、トナーとは逆方向の静電気力を受ける（図中の白抜きで示した矢印）。トナー供給領域７では逆極性粒子をトナー担持体２５からトナー供給用現像剤担持体１１側へ移動させる電界が作用するため、トナー供給と同時にトナーやトナー担持体２５に付着していた逆極性粒子は現像剤中に回収される。そのため、トナー担持体２５の回転によって現像領域８に搬送される逆極性粒子量を低減することが可能となり、現像領域８において像担持体１へと吐き出される逆極性粒子量を低減することが可能となる。トナー供給領域７で現像剤中に回収された逆極性粒子は現像剤の流れにともないトナー回収領域９まで搬送され、トナー回収領域９では逆にトナー担持体２５側に供給される方向の静電気力が作用するためトナー担持体２５に供給され、トナー担持体２５の回転によって再びトナー供給領域７へと搬送される。
【００７５】
以上のことから、逆極性粒子はトナー担持体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とに囲まれた領域内を循環（滞留）することになる。そのために、現像剤槽１６に逆極性粒子が十分に回収されず、キャリアの荷電性を補助する効果が低下するという問題が生じることが判った。
【００７６】
そこで、逆極性粒子の閉ループ循環（滞留）を断ち切り、滞留していた逆極性粒子を現像剤槽１６に回収することができれば、逆極性粒子によるキャリア荷電補助効果も得られ、かつ、現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質の画像を安定に長期に渡って提供することが可能となる。
【００７７】
そのためには像担持体１上の潜像の現像に影響を与えないタイミング、即ち画像形成動作に影響を及ぼさない非画像形成時を利用することで、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に囲まれた領域内での逆極性粒子の閉ループ循環（滞留）を断ち切る制御（以降、滞留解除動作ともいう。）を行えばよい。
【００７８】
ここで、図３（ａ）に示すように非画像形成時とは、画像形成動作の前後や頁間（像間、紙間ともいう）を意味する。より詳細に説明するため、図３（ａ）の画像領域と非画像領域の切り替え時の部分のタイムスケールを拡大した図を図３（ｂ）に示す。
【００７９】
像担持体１上に画像形成が開始されるタイミングは、露光位置において、露光装置４から像担持体１上に像露光が行われ、静電潜像が形成されて始まる。露光開始から露光終了までの期間を画像領域（Ｔ）として示している。
【００８０】
トナー担持体２５上のトナー層で像担持体１上の静電潜像を現像する現像動作の開始タイミングは、画像信号ＯＮの時点から、露光位置で形成された静電潜像が現像領域８まで回転するのに必要な時間（Ｔｇ）だけ遅れてからＯＮとなり、現像動作が開始される。
【００８１】
また、トナー供給用現像剤担持体１１のトナー担持体２５へのトナー供給動作の開始タイミングは、トナー担持体２５がトナー供給領域７から現像領域８まで回転するのに必要な時間（Ｔｋ）だけ早く開始する必要がある。
【００８２】
また、トナー回収用現像剤担持体２６のトナー回収動作の開始タイミングは、トナー担持体２５がトナー回収領域９からトナー供給領域７まで回転するのに要する時間（Ｔｃ）だけ、トナー回収動作開始より先立って行う必要がある。これは、トナー供給用現像剤担持体１１が現像履歴のないトナー担持体２５の表面にトナー供給するため、トナー供給動作に先立ってトナー担持体２５上の現像履歴を解消するためである。
【００８３】
また、上記それぞれの開始タイミングに対応した終了タイミングは、開始から画像領域（Ｔ）の時間だけずれて終了することになる。
【００８４】
したがって、潜像の現像に影響を与えない、非画像形成時に行う滞留解除動作が適用可能なタイミング（斜線部）としては、これらの時間差を考慮すると図３（ｂ）に示すように、トナー供給動作終了後からトナー回収動作開始時までの間に適用することができる。滞留解除動作を適用するタイミングとしては、特に限定されるものではなく、印刷１枚ごとに適用してもよいし、所定印刷枚数ごとに適用しても良い。また１回のジョブでの印刷枚数が所定枚数以下であればジョブ終了時に、１回のジョブでの印刷枚数が所定枚数以上であれば所定枚数ごとに行うなど、適宜適用することが可能である。
【００８５】
次に、滞留解除動作について詳細に説明する。
【００８６】
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に囲まれた領域の逆極性粒子量の増えた現像剤を現像剤槽１６に回収するためには、逆極性粒子量の増えた現像剤を直接現像剤槽１６に戻すことで可能となる。すなわち、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤をトナー回収用現像剤担持体２６に受け渡さず、トナー供給用現像剤担持体１１で現像剤槽１６に向けて搬送し、磁石ローラ１３の同極部Ｎ２，Ｎ３の反発磁界によってトナー回収用現像剤担持体２６上から剥離し、現像剤槽１６内へと回収すればよい。このとき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間のギャップは、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤を通過させるため、トナー供給用現像剤担持体１１と規制部材１５とのギャップよりも広いことが望ましい。
【００８７】
また、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤をトナー供給用現像剤担持体１１に保持した状態で、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との間を通過させるためには、トナー回収用現像剤担持体２６の現像剤搬送力よりもトナー供給用現像剤担持体１１の現像剤搬送力を大きくすれば良い。
【００８８】
具体的には図４（ａ）に示すように、トナー供給用現像剤担持体１１の速度よりもトナー回収用現像剤担持体２６の速度が遅くなるよう制御手段によりトナー回収用現像剤担持体駆動手段Ｍ３を制御することで、トナー供給用現像剤担持体１１に搬送されてきた現像剤の一部をトナー回収用現像剤担持体２６に受け渡さずに、直接トナー供給用現像剤担持体１１から現像剤槽１６に回収することが可能になる。これによって、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に囲まれた領域の逆極性粒子量の増えた現像剤は徐々に現像剤槽１６へと回収され、逆極性粒子の滞留を解除することが可能となる。
【００８９】
また、逆極性粒子の滞留を解除する別の手段としては、図４（ｂ）に示すように制御手段によりトナー回収用現像剤担持体駆動手段Ｍ３を制御し、トナー回収用現像剤担持体２６を停止させることで、トナー回収用現像剤担持体２６による現像剤搬送力をゼロにする（新たに搬送される現像剤量がなくなる）ことができ、トナー供給用現像剤担持体１１によって逆極性粒子量の増えた現像剤をすばやく現像剤槽１６に回収することが可能となる。
【００９０】
更に別手段として、図４（ｃ）に示すように制御手段によってトナー回収用現像剤担持体駆動手段Ｍ３を制御し、トナー回収用現像剤担持体２６の現像剤搬送方向を反転させることでも、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に囲まれた領域の逆極性粒子量の増えた現像剤を現像剤槽１６戻し、逆極性粒子の滞留を解除することが可能となる。
【００９１】
この場合、トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤もトナー供給用現像剤担持体１１を介して現像剤槽１６に戻すことが可能となり、より確実に逆極性粒子の滞留を解除することができる。
【００９２】
一方、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への現像剤受渡し能力を変えることによっても逆極性粒子の滞留を解除することも可能である。すなわち、図５に示すように制御手段によりトナー回収用現像剤担持体２６内部の磁石ローラ駆動手段Ｍ４を制御し、トナー回収用現像剤担持体２６内部の磁石ローラ２８を一定角度回転させ、例えば同極部Ｎ４、Ｎ６がトナー供給用現像剤担持体１１と対向する位置に配置する。このことで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への現像剤受渡し性が低下するため、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤が直接現像剤槽１６に回収されるようになり、逆極性粒子の滞留を解除することが可能となる。
【００９３】
以上、図４および図５を用いて滞留解除動作の説明を行ったが、これらの動作は非画像形成時に行われるものであるため、トナー担持体２５へのトナー供給またはトナー担持体２５からのトナー回収は行われても良いし、行わなくても良い。さらに、トナー担持体２５の回転駆動の有無についても同様の理由から、回転していても良いし、停止していても良い。
【００９４】
ここで、図２で説明したように、画像形成動作中に逆極性粒子にはトナー供給用現像剤担持体１１への静電気力が作用している。このとき、前述のようにトナーおよびトナーに付着した逆極性粒子をなるべく現像剤中に回収するために、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１間には大きな振動電界が形成されている。そのため、大きな振動電界によって遊離した逆極性粒子は静電気力によってトナー供給用現像剤担持体１１方向に引きつけられる。
【００９５】
このような条件下においては、現像剤中に回収された逆極性粒子の一部はその静電気力の作用により現像剤中からさらにトナー供給用現像剤担持体１１表面へと移動するため、同極部Ｎ２、Ｎ３の反発磁界によりトナー供給用現像剤担持体１１から現像剤が現像剤槽１６に回収される際にトナー供給用現像剤担持体１１上に残留することがある。
【００９６】
この現象はトナー供給用現像剤担持体１１には電源Ｖｂ１によりトナー供給用現像剤バイアスが、トナー回収用現像剤担持体２６には電源Ｖｂ３によりトナー回収用現像バイアスが印加されているため、逆極性粒子に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に向かう静電気力が作用しているために一層促進される。
【００９７】
そこで、図４および図５に示した滞留解消動作時に、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間の電界を逆極性粒子がトナー供給用現像剤担持体１１方向に静電気力が作用しないように制御手段により電源Ｖｂ１および電源Ｖｂ３の電圧を制御することで、トナー供給用現像剤担持体１１への逆極性粒子の残留を低減することが可能となる。
【００９８】
さらに、制御手段により電源Ｖｂ１と電源Ｖｂ３の電圧を制御することで、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間に振動電界が形成されるようにし、トナー供給用現像剤担持体１１表面に付着した逆極性粒子を剥離して現像剤とともに現像剤槽１６に回収することができる。よって、逆極性粒子によるキャリア荷電補助機能を十分に発揮させる可能となる。このとき振動電界の最大電界強度は、トナー供給電界と同様の電界であることが望ましい。
【００９９】
以上のことから明らかなように、非画像形成時に逆極性粒子滞留解除動作を行うことで、トナー担持体２５と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間に不必要に滞留していた逆極性粒子を適宜、現像剤槽１６に回収することができる。その結果、トナー回収用現像剤担持体２６を設けることによる現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質な画像提供と、逆極性粒子によるキャリア荷電性補助によるトナー帯電量低下抑制による画像品質の安定化の効果を両立することが可能となり、長期にわたって高画質の画像を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係る一実施形態による画像形成装置及び現像装置の主要部を示す概略構成図である。
【図２】逆極性粒子の滞留について説明するための概略図である。
【図３】本発明に係る非画像形成時の動作を説明するための概略図である。
【図４】本発明に係る逆極性粒子の滞留の解除動作を説明するための概略図である。
【図５】本発明に係る逆極性粒子の滞留の解除動作を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 像担持体（感光体）
２ 現像装置
３ 帯電装置
４ 露光装置
５ 転写ローラ
６ クリーニングブレード
７ トナー供給領域
８ 現像領域
９ トナー回収領域
１１ トナー供給用現像剤担持体
１２、２７ スリーブローラ
１３、２８ 磁石ローラ
１５ 規制部材
１６ 現像剤槽
１７、１８ 混合撹拌部材
１９ ケーシング
２０ ＡＴＤＣセンサ
２３ 補給トナー
２４ 現像剤
２５ トナー担持体
２６ トナー回収用現像剤担持体
３０ 導電性スリーブ
３１ マグネットロール
３２ バイアス電源
３３ 円筒電極
３４ コンデンサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置、および像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係わり、特にトナーとキャリアの二成分からなる現像剤を用いる現像装置およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置として現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像法およびトナーとキャリアを用いる二成分現像法が知られている。一成分現像法では一般的にトナーをトナー担持体とトナー担持体に押圧された規制板とによって形成される規制部を通過させることでトナーを帯電し、所望のトナー薄層を得ることができるため、装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である。一方で、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、トナーへの電荷付与部材である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するため、よりトナー帯電量の低下が生じ、かぶり等の問題を引き起こすため、現像装置の寿命が短い。
【０００３】
比較すると、二成分現像法ではトナーをキャリアと混合による摩擦帯電で帯電するためストレスが小さく、さらに、キャリア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、長寿命に有利である。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、現像剤により形成される磁気ブラシによって像担持体表面を摺擦するため、現像像に磁気ブラシ痕が発生するという課題を有している。さらに、像担持体にキャリアが付着しやすく、画像欠陥となる課題を有している。
【０００４】
二成分現像剤を用いた二成分現像法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）。しかしながら、ハイブリッド現像方式には、一成分現像、二成分現像、両者の特長を合わせもっているものの、トナー担持体上の現像に使用されなかった残留トナーが、次の現像工程において現像履歴（画像メモリー）として画像上に現れる課題が発生する。
【０００５】
現像履歴（画像メモリー）とは白地部に黒ベタ画像のようにコントラストの高い画像に続いて、グレーなどのハーフトーン画像を出力すると、ハーフトーン画像中に先に印刷したハイコントラスト画像のパターンが現れる現象のことをいう。このような現象は、ハイコントラスト画像を印刷した直後のトナー担持体上には印刷画像パターンに対応した現像残トナー層が残留するため、それに続くトナー担持体へのトナー供給後にもトナー担持体上に画像パターンに応じたトナー層の厚みムラなどが残り、それによって現像特性が変化し、印刷画像上に濃度ムラとが生じることに起因する。この現像特性変動による濃度ムラは特に中間調画像において視認性が高い。
【０００６】
近年、ハイブリッド現像方式における現像履歴（画像メモリー）の課題を解決する手段として、ハイブリッド現像方式において、トナー担持体にトナーを供給するトナー供給用現像剤担持体に加えてトナー回収用現像剤担持体を設け、トナー回収用現像剤担持体に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ようにしたトナー供給回収機能分離型のハイブリッド現像方式が特許文献２において提案されている。この方式によれば、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、現像履歴（画像メモリー）の問題が発生しない。
【０００７】
一方で、我々は鋭意研究の結果、二成分現像剤の更なる長寿命化を達成可能な技術として、トナー及びキャリア、トナーの帯電極性に対して逆極性の帯電性を有する逆極性粒子を含む現像剤を用い、前記逆極性粒子の消費を抑制し、現像剤槽に蓄積することでキャリアの荷電性を補助することが可能であることを明らかにした（特許文献３参照）。この技術はハイブリッド現像方式においても適用可能であり、ハイブリッド現像方式の更なる長寿命化を達成することが可能となる。
【特許文献１】特開昭５９−１７２６６２号公報
【特許文献２】特開平１０−３１９７０８号公報
【特許文献３】特開２００７−１０８６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２においては、現像履歴（画像メモリー）は解消されるものの、耐刷に伴いキャリア劣化が起こり、トナー帯電量が低下するという問題が残った。また、特許文献３においては、耐刷に伴うキャリア劣化は解消されたが、現像履歴（画像メモリー）が認められた。
【０００９】
本発明は上記のような問題点を鑑み、逆極性粒子を含む２成分現像剤を用い、トナー供給用現像剤担持体と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において、逆極性粒子の滞留を防止することで、現像履歴（画像メモリー）を防止し、かつ、安定してキャリアの劣化を抑制し、高画質な画像形成を長期にわたって実現することのできる現像装置および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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の特徴を有するものである。
【００１１】
１．
トナーと、キャリアと、該トナーの帯電極性と逆極性に帯電する逆極性粒子とを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
像担持体上の潜像を現像するためにその表面にトナーを担持して搬送するトナー担持体と、
前記現像剤槽から供給された現像剤を担持し、前記トナー担持体にトナーを供給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よりも前記トナー担持体のトナー搬送方向上流側に配置され、前記トナー担持体上の現像残トナーを回収する前記トナー回収用現像剤担持体と、
を有する現像装置であって、
潜像の現像に影響を与えないタイミングで、
前記トナー担持体と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に囲まれた領域に滞留する前記逆極性粒子を前記現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有することを特徴とする現像装置。
【００１２】
２．
前記制御手段は、潜像の現像を行うタイミングでは、前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を前記トナー回収用現像剤担持体に移動させ、
前記滞留解除動作時には、
前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を、前記トナー供給用現像剤担持体に保持された状態で、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の間を通過させ、前記現像剤槽に回収することを特徴とする１に記載の現像装置。
【００１３】
３．
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体の速度よりも前記トナー回収用現像剤担持体の速度を遅くすることを特徴とする２に記載の現像装置。
【００１４】
４．
前記滞留解除動作時には、前記トナー回収用現像剤担持体を停止することを特徴とする３記載の現像装置。
【００１５】
５．
前記滞留解除動作時には、
前記トナー回収用現像剤担持体の現像剤搬送方向を画像形成時と逆方向にすることを特徴とする１又は２に記載の現像装置。
【００１６】
６．
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、前記滞留解除動作は、前記複数の磁極を回転させることを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【００１７】
７．
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、
前記複数の磁極のうち、少なくとも一組の隣り合う磁極は同極性であり、
前記滞留解除動作時には、前記同極性の一組の磁極を前記トナー供給用現像剤担持体と対向する位置に配置することを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【００１８】
８．
前記滞留解除動作時には、
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の間に形成される電界の向き又は強度のうち、少なくとも一方を、画像形成時と異ならせることを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載の現像装置。
【００１９】
９．
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体に印加される電圧の平均値と前記トナー回収用現像剤担持体に印加される電圧の平均値とを等しくすることを特徴とする８に記載の現像装置。
【００２０】
１０．
前記滞留解除動作時には、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の間に形成される電界を振動電界とすることを特徴とする９に記載の現像装置。
【００２１】
１１．
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像するための１乃至１０の何れか１項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体及びトナー回収用現像剤担持体とを備え、逆極性粒子を含む現像剤を用いる現像装置であって、潜像の現像に影響を与えないタイミングで、トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体とトナー回収用現像剤担持体とに囲まれた領域に滞留する逆極性粒子を現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有する。このような制御手段を有することで、現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質な画像提供と、逆極性粒子によるキャリア荷電性補助によるトナー帯電量低下抑制による画像品質の安定化の効果を両立することができ、長期にわたって高画質の画像を提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
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を示す。この画像形成装置は、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。この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の周辺には、像担持体１を帯電するための帯電手段としての帯電装置３、像担持体１上の静電潜像を現像する現像装置２、像担持体１上のトナー像を転写するための転写ローラ５、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６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。
【００２５】
像担持体１は、帯電装置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４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２は、この静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ５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Ｆ方向に排出する。クリーニングブレード６は、転写後の像担持体１上の残留トナーを、その機械的な力で除去する。画像形成装置に用いられる像担持体１、帯電装置３、露光装置４、転写ローラ５、クリーニングブレード６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、帯電手段として図中、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。
【００２６】
本実施形態において現像装置２は、現像剤２４を収容する現像剤槽１６、該現像剤槽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においてトナーが供給され、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８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９において回収するトナー回収用現像剤担持体２６を備えている。現像剤２４はトナー、該トナーを帯電するためのキャリアおよび現像剤中でトナーと逆極性の帯電性を有する逆極性粒子を含んでなるものである。像担持体１上の潜像を現像するためのトナーをトナー供給用現像剤担持体１１がトナー担持体２５に供給する時には、トナー供給領域７においては、トナー供給と同時に逆極性粒子を現像剤中に回収する電界を形成することで、現像領域８に搬送される逆極性粒子を低減できるようになっている。これによって逆極性粒子の像担持体１への消費を抑制でき、逆極性粒子を現像剤槽１６に回収することで、当該逆極性粒子がキャリアの荷電性を有効に補うことができ、結果として長期にわたってキャリアの劣化を抑制できる。
【００２７】
画像形成時に、トナー供給領域７において逆極性粒子を現像剤中に回収しないと、特に画像面積率が小さい場合において逆極性粒子の現像装置２外への消費が多くなり、現像装置２内における逆極性粒子が少なくなり、キャリア劣化抑制効果が低下する。その現象の発現は以下のメカニズムに基づくものと考えられる。現像装置２では、現像領域８において振動電界を印加するなどして強電界を形成することで、トナー担持体２５上のトナーを静電潜像に飛翔させ現像効率を向上させるため、逆極性粒子を含むトナーが現像領域８に搬送させると、現像領域８の強電界によってトナーに付着した逆極性粒子がトナーから離脱し、トナーは静電潜像の画像部に逆極性粒子は非画像部にそれぞれ消費される。したがって、画像面積率によってトナーと逆極性粒子の消費バランスが安定せず、特に背景部面積の大きい画像を大量に印刷した場合には現像剤中の逆極性粒子が優先的に消費され、キャリアの荷電性を補うことができず、キャリア劣化抑制効果が低下するものと考えられる。
【００２８】
逆極性粒子は、使用されるキャリアによってトナーの帯電極性に対して逆極性に帯電されるものである。キャリアによって負に帯電されるトナーを用いる場合、逆極性粒子は現像剤中で正に帯電されている正帯電性粒子である。キャリアによって正に帯電されるトナーを用いる場合、逆極性粒子は現像剤中で負に帯電されている負帯電性粒子である。逆極性粒子を二成分系現像剤に含有させ、かつ耐久に伴い現像剤中に逆極性粒子を蓄積させることにより、トナーや後処理剤のキャリアへのスペント等によりキャリアの荷電性が低下しても、逆極性粒子もトナーを正規極性に荷電し得るため、キャリアの荷電性を有効に補うことができ、結果としてキャリアの劣化を抑制できる。
【００２９】
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。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、チタン酸カルシウム、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、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。ここで、上記の正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、四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。
【００３０】
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、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。ここで、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。
【００３１】
また、逆極性粒子の帯電性およ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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１００質量部に対して２〜２０質量部の割合で用いることが好ましい。
【００３７】
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１００質量部に対して０．１〜１０質量部の割合で用いることが好ましい。
【００３８】
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１００質量部に対して０．１〜１０質量部の割合で用いることが好ましい。
【００３９】
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１００質量部に対して０．１〜５質量部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。
【００４０】
キャリアとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア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。
【００４１】
バインダー型キャリアは、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、キャリア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ア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。
【００４２】
バインダー型キャリア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。
【００４３】
バインダー型キャリア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、針状のいずれであってもよい。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アを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０〜９０質量％の量で添加することが適当である。
【００４４】
バインダー型キャリア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。
【００４５】
バインダー型キャリア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、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリア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ア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、磁性樹脂キャリア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ア表面から突き出すようにして固定される。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、フッ素樹脂およ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、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電およ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。
【００４６】
一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア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。コート型キャリア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ア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アのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００４７】
トナーとキャリア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、トナー比はトナーとキャリア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。
【００４８】
現像剤に含まれる逆極性粒子の量は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、例えば、キャリア１００質量部に対して０．０１〜５．００質量部、特に０．０１〜２．００質量部が好ましい。
【００４９】
現像剤は、例えば、予めトナーに逆極性粒子を外添処理した後で、キャリアと混合することによって調製することができる。
【００５０】
図１に示すように、トナー供給用現像剤担持体１１には電源Ｖｂ１、トナー担持体２５には電源Ｖｂ２が接続されており、画像形成時には、電源Ｖｂ１と電源Ｖｂ２により形成される電界により、供給領域７の現像剤中のトナーがトナー担持体２５に供給され、逆極性粒子はトナー供給用現像剤担持体１１上に回収されるようになっている。また、現像領域８においては、接地されている像担持体１上の静電潜像を、トナー担持体２５上のトナーにより電源Ｖｂ２による現像バイアスで形成される電界により、現像する。また、トナー回収用現像剤担持体２６には電源Ｖｂ３が接続され、画像形成時、トナー回収領域９において、トナー担持体２５とトナー回収用現像剤担持体２６との間の電界により、現像後のトナー担持体２５上のトナーを回収する。
【００５１】
トナー担持体２５に印加される現像バイアスはトナーの帯電極性によって異なり、すなわち負帯電性トナーを用いる場合は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧の平均値よりも高い平均値となる電圧であり、正帯電性トナーを用いる場合は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧の平均値よりも低い平均値となる電圧である。負帯電又は正帯電のいずれのトナーを用いる場合でも、トナー担持体２５に印加される平均電圧と現像剤担持体に印加される平均電圧との差は２０〜５００Ｖ、特に５０〜３００Ｖであることが好ましい。電位差が小さすぎると、トナー担持体２５上のトナー量が少なく十分な画像濃度が得られない。一方、電位差が大きすぎると、トナー供給過多となり、無駄なトナー消費が増加する恐れがある。
【００５２】
現像装置２においては、さらに、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との間に形成される電界（トナー供給電界）は、交流電界が形成されることが好ましい。このようなトナー供給電界は通常、トナー担持体２５またはトナー供給用現像剤担持体１１の一方、または両方に交流電圧を印加することで得られる。特に静電潜像をトナーで現像するためにトナー担持体２５に交流電圧が印加される場合、トナー担持体２５に印加される交流電圧を利用して、トナー供給電界を形成することが望ましい。交流電界が形成されることで、トナーが往復振動するため、トナーと逆極性粒子を有効に分離することができる。その際、２．５×１０6Ｖ／ｍ以上５×１０6Ｖ／ｍ以下の電界が形成されることが好ましい。２．５×１０6Ｖ／ｍ以上の電界が形成されることで、電界によってもトナーから逆極性粒子を分離することが可能となり、より一層、トナーと逆極性粒子の分離性を向上させることが可能となる。また、５×１０6Ｖ／ｍを越えるとトナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との間で放電が発生しやすくなり好ましくない。
【００５３】
例えば、トナーの帯電極性が正であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧と交流電圧が印加され、トナー担持体２５には直流電圧のみが印加されるとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）の平均値よりも低い直流電圧のみが印加される。また例えば、トナーの帯電極性が負であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧と交流電圧が印加され、トナー担持体２５には直流電圧のみが印加されるとき、トナー担持体２５には現像剤担持体に印加される電圧（直流＋交流）の平均値よりも高い直流電圧のみが印加される。これらのとき、トナー供給電界の絶対値の最大値は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）とトナー担持体２５に印加される電圧（直流）との電位差の最大値を、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との最近接部ギャップで除した値であり、当該値が上記範囲にあることが望ましい。
【００５４】
また例えば、トナーの帯電極性が正であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧のみが印加され、トナー担持体２５には交流電界と直流電圧が印加されるとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される直流電圧よりも低い平均電圧となるよう交流電界を重畳した直流電圧が印加される。また例えば、トナーの帯電極性が負であり、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧のみが印加され、トナー担持体２５には交流電界と直流電圧が印加されるとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される直流電圧よりも高い平均電圧となるよう交流電界を重畳した直流電圧が印加される。これらのとき、トナー供給電界の絶対値の最大値は、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流）とトナー担持体２５に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との最近接部ギャップで除した値であり、当該値が上記範囲にあることが望ましい。
【００５５】
また例えば、トナーの帯電極性が正であり、トナー供給用現像剤担持体１１およびトナー担持体２５の双方に交流電圧が重畳された直流電圧を印加するとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）の平均値より平均電圧が小さい電圧（直流＋交流）が印加される。また例えば、トナーの帯電極性が負であり、トナー供給用現像剤担持体１１およびトナー担持体２５の双方に交流電圧が重畳された直流電圧を印加するとき、トナー担持体２５にはトナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）の平均値より平均電圧が大きい電圧（直流＋交流）が印加される。これらのとき、それぞれに印加される交流電圧成分の振幅や位相、周波数、デューティー比等の相違によって生じる、トナー供給用現像剤担持体１１に印加される電圧（直流＋交流）とトナー担持体２５に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との最近接部ギャップで除した値が、トナー供給電界の絶対値の最大値となり、当該値が上記範囲とすることが望ましい。
【００５６】
現像剤槽１６は、ケーシング１９より形成されており、通常は内部に現像剤を混合・撹拌し、トナー供給用現像剤担持体１１へ現像剤を供給する混合撹拌部材１７、１８を収納している。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。
【００５７】
現像装置２は通常、現像領域８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２１を有している。補給部２１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。
【００５８】
補給トナー２３としては逆極性粒子を外添処理されたトナーを用いることが望ましい。
【００５９】
逆極性粒子を外添されたトナーを用いることで、耐久によって徐々に劣化するキャリアの荷電性低下を有効に補助することが可能となる。補給トナー２３における逆極性粒子の外添量はトナーに対して０．１〜１０．０質量％、特に０．５〜５．０質量％が好ましい。
【００６０】
現像装置２は、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤量を規制するための現像剤薄層化用の規制部材１５を有している。トナー供給用現像剤担持体１１は、固定配置された磁石ローラ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、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電源Ｖｂ１により印加される。磁石ローラ１３は、スリーブローラ１２の回転方向Ｂに沿ってＮ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ２の５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。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ローラ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回収バイアスが電源Ｖｂ３により印加される。磁石ローラ２８は、スリーブローラ２７の回転方向Ｃに沿ってＮ４，Ｓ３，Ｎ５，Ｓ４，Ｎ６の５つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｓ３は、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域９の位置に配されており、また、スリーブローラ２７上の現像剤２４を剥離するための反発磁界を発生させる同極部Ｎ６，Ｎ４は、現像剤槽１６内部に対向した位置に配置されている。さらに、図１の現像装置２においてはトナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤をトナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡すために、Ｓ１、Ｎ４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および像担持体１のそれぞれに対向するように配され、像担持体上の静電潜像を現像するための現像バイアスが電源Ｖｂ２によって印加されている。
【００６１】
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よく、例えば、表面処理を施したアルミローラが挙げられる。そのほか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。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。
【００６２】
図１に示す現像装置２においてその動作を詳しく説明する。
【００６３】
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、トナー供給用現像剤担持体１１表面のスリーブローラ１２へと供給される。この現像剤２４は、トナー供給用現像剤担持体１１内部の磁石ローラ１３の磁力によってスリーブローラ１２の表面側に保持され、スリーブローラ１２と共に回転移動して、トナー供給用現像剤担持体１１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。その後、現像剤はトナー担持体２５と対向するトナー供給領域７へと搬送される。
【００６４】
トナー供給領域７では磁石ローラ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電界がトナーに与える力により、現像剤中のトナーがトナー担持体２５側へ供給され、同時に逆極性粒子がトナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤中へ回収される。
【００６５】
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８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電界により静電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。現像領域８でトナーを消費したトナー担持体２５上の現像残トナー層は、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９へと搬送される。
【００６６】
一方、トナー供給領域７においてトナー担持体２５へトナーを供給し、逆極性粒子を回収した残りの現像剤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。
【００６７】
トナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡された現像剤は、トナー回収用現像剤担持体２６のスリーブローラ２７と共に回転移動して、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域９まで搬送される。
【００６８】
トナー回収領域９において、トナー担持体２５上の現像残トナーは、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との形成する電界による静電気力および、トナー回収用現像剤担持体２６の主磁極Ｓ３の磁力によって穂立ちした現像剤による機械的摺擦力によって、トナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体２６へと回収される。この際トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤中の逆極性粒子には、トナーとは逆方向の静電気力が働くためトナー担持体２５への移行が生じる。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は現像剤槽１６に向けて搬送され、磁石ローラ２８の同極部Ｎ６，Ｎ４の反発磁界によって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。補給部に設けられた不図示の補給制御部は、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、非図示の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２１を介して現像剤槽１６内へ供給される。
【００６９】
図１では、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、現像剤槽１６からトナー供給用現像剤担持体１１上に供給された現像剤をトナー供給用現像剤担持体１１上で規制し、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へと戻すようにしているが、現像剤の流れはこれに限定されるものではない。例えば、トナー回収用現像剤担持体２６から再度トナー供給用現像剤担持体１１に現像剤を受渡した後にトナー供給用現像剤担持体１１から現像剤槽１６へと戻すようにしてもよい。
【００７０】
ここで、逆極性粒子の滞留について図２を用い、負帯電トナーを用いた場合で説明する。図２に示すように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を備えたトナー供給回収機能分離型のハイブリッド現像方式では、トナー供給用現像剤担持体１１には、トナー担持体２５にトナーを供給するためにトナー担持体２５に印加された交流電圧の平均値よりも低い直流電圧が印加され、トナー回収用現像剤担持体２６には、トナー担持体２５上の現像残トナーを回収するためにトナー担持体２５に印加された交流電圧の平均値よりも高い直流電圧が印加される。
【００７１】
規制部材１５により規制された現像剤は、トナー供給用現像剤担持体１１の回転に伴いトナー供給領域７に搬送され、トナー供給領域７において形成される電界によって現像剤中の負帯電トナーには図中の黒実線で示した矢印の方向に静電気力が作用するため、トナー担持体２５へのトナー供給が行われる。トナー担持体２５に供給されたトナーはトナー担持体２５の回転に伴い搬送され、現像領域８を通過後のトナー回収領域９まで搬送される。
【００７２】
一方、トナー供給を終えた現像剤は、トナー供給用現像剤担持体１１の回転によってトナー回収用現像剤担持体２６との対向領域へと搬送され、Ｓ１とＮ４の磁力によってトナー回収用現像剤担持体２６へと受け渡され、トナー回収用現像剤担持体２６の回転によってトナー回収領域９へと搬送される（図中の点線矢印が現像剤の流れ）。
【００７３】
トナー回収領域９においては、トナー供給領域７とは逆の電界が形成されているためにトナー担持体２５上の現像残トナーは、黒矢印の方向の静電気力を受け、トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤中に回収され、現像剤とともに現像剤槽１６に回収される。このようにして、トナー回収領域９においてトナー担持体２５上の現像履歴を受けたトナー層がリセットされるため現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質の画像を得ることが可能となる。
【００７４】
しかしながら、現像剤中の逆極性粒子は、トナーと逆極性に荷電しているため（ここでは正帯電）に、トナー供給領域７およびトナー回収領域９において、トナーとは逆方向の静電気力を受ける（図中の白抜きで示した矢印）。トナー供給領域７では逆極性粒子をトナー担持体２５からトナー供給用現像剤担持体１１側へ移動させる電界が作用するため、トナー供給と同時にトナーやトナー担持体２５に付着していた逆極性粒子は現像剤中に回収される。そのため、トナー担持体２５の回転によって現像領域８に搬送される逆極性粒子量を低減することが可能となり、現像領域８において像担持体１へと吐き出される逆極性粒子量を低減することが可能となる。トナー供給領域７で現像剤中に回収された逆極性粒子は現像剤の流れにともないトナー回収領域９まで搬送され、トナー回収領域９では逆にトナー担持体２５側に供給される方向の静電気力が作用するためトナー担持体２５に供給され、トナー担持体２５の回転によって再びトナー供給領域７へと搬送される。
【００７５】
以上のことから、逆極性粒子はトナー担持体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とに囲まれた領域内を循環（滞留）することになる。そのために、現像剤槽１６に逆極性粒子が十分に回収されず、キャリアの荷電性を補助する効果が低下するという問題が生じることが判った。
【００７６】
そこで、逆極性粒子の閉ループ循環（滞留）を断ち切り、滞留していた逆極性粒子を現像剤槽１６に回収することができれば、逆極性粒子によるキャリア荷電補助効果も得られ、かつ、現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質の画像を安定に長期に渡って提供することが可能となる。
【００７７】
そのためには像担持体１上の潜像の現像に影響を与えないタイミング、即ち画像形成動作に影響を及ぼさない非画像形成時を利用することで、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に囲まれた領域内での逆極性粒子の閉ループ循環（滞留）を断ち切る制御（以降、滞留解除動作ともいう。）を行えばよい。
【００７８】
ここで、図３（ａ）に示すように非画像形成時とは、画像形成動作の前後や頁間（像間、紙間ともいう）を意味する。より詳細に説明するため、図３（ａ）の画像領域と非画像領域の切り替え時の部分のタイムスケールを拡大した図を図３（ｂ）に示す。
【００７９】
像担持体１上に画像形成が開始されるタイミングは、露光位置において、露光装置４から像担持体１上に像露光が行われ、静電潜像が形成されて始まる。露光開始から露光終了までの期間を画像領域（Ｔ）として示している。
【００８０】
トナー担持体２５上のトナー層で像担持体１上の静電潜像を現像する現像動作の開始タイミングは、画像信号ＯＮの時点から、露光位置で形成された静電潜像が現像領域８まで回転するのに必要な時間（Ｔｇ）だけ遅れてからＯＮとなり、現像動作が開始される。
【００８１】
また、トナー供給用現像剤担持体１１のトナー担持体２５へのトナー供給動作の開始タイミングは、トナー担持体２５がトナー供給領域７から現像領域８まで回転するのに必要な時間（Ｔｋ）だけ早く開始する必要がある。
【００８２】
また、トナー回収用現像剤担持体２６のトナー回収動作の開始タイミングは、トナー担持体２５がトナー回収領域９からトナー供給領域７まで回転するのに要する時間（Ｔｃ）だけ、トナー回収動作開始より先立って行う必要がある。これは、トナー供給用現像剤担持体１１が現像履歴のないトナー担持体２５の表面にトナー供給するため、トナー供給動作に先立ってトナー担持体２５上の現像履歴を解消するためである。
【００８３】
また、上記それぞれの開始タイミングに対応した終了タイミングは、開始から画像領域（Ｔ）の時間だけずれて終了することになる。
【００８４】
したがって、潜像の現像に影響を与えない、非画像形成時に行う滞留解除動作が適用可能なタイミング（斜線部）としては、これらの時間差を考慮すると図３（ｂ）に示すように、トナー供給動作終了後からトナー回収動作開始時までの間に適用することができる。滞留解除動作を適用するタイミングとしては、特に限定されるものではなく、印刷１枚ごとに適用してもよいし、所定印刷枚数ごとに適用しても良い。また１回のジョブでの印刷枚数が所定枚数以下であればジョブ終了時に、１回のジョブでの印刷枚数が所定枚数以上であれば所定枚数ごとに行うなど、適宜適用することが可能である。
【００８５】
次に、滞留解除動作について詳細に説明する。
【００８６】
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に囲まれた領域の逆極性粒子量の増えた現像剤を現像剤槽１６に回収するためには、逆極性粒子量の増えた現像剤を直接現像剤槽１６に戻すことで可能となる。すなわち、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤をトナー回収用現像剤担持体２６に受け渡さず、トナー供給用現像剤担持体１１で現像剤槽１６に向けて搬送し、磁石ローラ１３の同極部Ｎ２，Ｎ３の反発磁界によってトナー回収用現像剤担持体２６上から剥離し、現像剤槽１６内へと回収すればよい。このとき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間のギャップは、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤を通過させるため、トナー供給用現像剤担持体１１と規制部材１５とのギャップよりも広いことが望ましい。
【００８７】
また、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤をトナー供給用現像剤担持体１１に保持した状態で、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との間を通過させるためには、トナー回収用現像剤担持体２６の現像剤搬送力よりもトナー供給用現像剤担持体１１の現像剤搬送力を大きくすれば良い。
【００８８】
具体的には図４（ａ）に示すように、トナー供給用現像剤担持体１１の速度よりもトナー回収用現像剤担持体２６の速度が遅くなるよう制御手段によりトナー回収用現像剤担持体駆動手段Ｍ３を制御することで、トナー供給用現像剤担持体１１に搬送されてきた現像剤の一部をトナー回収用現像剤担持体２６に受け渡さずに、直接トナー供給用現像剤担持体１１から現像剤槽１６に回収することが可能になる。これによって、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に囲まれた領域の逆極性粒子量の増えた現像剤は徐々に現像剤槽１６へと回収され、逆極性粒子の滞留を解除することが可能となる。
【００８９】
また、逆極性粒子の滞留を解除する別の手段としては、図４（ｂ）に示すように制御手段によりトナー回収用現像剤担持体駆動手段Ｍ３を制御し、トナー回収用現像剤担持体２６を停止させることで、トナー回収用現像剤担持体２６による現像剤搬送力をゼロにする（新たに搬送される現像剤量がなくなる）ことができ、トナー供給用現像剤担持体１１によって逆極性粒子量の増えた現像剤をすばやく現像剤槽１６に回収することが可能となる。
【００９０】
更に別手段として、図４（ｃ）に示すように制御手段によってトナー回収用現像剤担持体駆動手段Ｍ３を制御し、トナー回収用現像剤担持体２６の現像剤搬送方向を反転させることでも、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に囲まれた領域の逆極性粒子量の増えた現像剤を現像剤槽１６戻し、逆極性粒子の滞留を解除することが可能となる。
【００９１】
この場合、トナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤もトナー供給用現像剤担持体１１を介して現像剤槽１６に戻すことが可能となり、より確実に逆極性粒子の滞留を解除することができる。
【００９２】
一方、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への現像剤受渡し能力を変えることによっても逆極性粒子の滞留を解除することも可能である。すなわち、図５に示すように制御手段によりトナー回収用現像剤担持体２６内部の磁石ローラ駆動手段Ｍ４を制御し、トナー回収用現像剤担持体２６内部の磁石ローラ２８を一定角度回転させ、例えば同極部Ｎ４、Ｎ６がトナー供給用現像剤担持体１１と対向する位置に配置する。このことで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への現像剤受渡し性が低下するため、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤が直接現像剤槽１６に回収されるようになり、逆極性粒子の滞留を解除することが可能となる。
【００９３】
以上、図４および図５を用いて滞留解除動作の説明を行ったが、これらの動作は非画像形成時に行われるものであるため、トナー担持体２５へのトナー供給またはトナー担持体２５からのトナー回収は行われても良いし、行わなくても良い。さらに、トナー担持体２５の回転駆動の有無についても同様の理由から、回転していても良いし、停止していても良い。
【００９４】
ここで、図２で説明したように、画像形成動作中に逆極性粒子にはトナー供給用現像剤担持体１１への静電気力が作用している。このとき、前述のようにトナーおよびトナーに付着した逆極性粒子をなるべく現像剤中に回収するために、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１間には大きな振動電界が形成されている。そのため、大きな振動電界によって遊離した逆極性粒子は静電気力によってトナー供給用現像剤担持体１１方向に引きつけられる。
【００９５】
このような条件下においては、現像剤中に回収された逆極性粒子の一部はその静電気力の作用により現像剤中からさらにトナー供給用現像剤担持体１１表面へと移動するため、同極部Ｎ２、Ｎ３の反発磁界によりトナー供給用現像剤担持体１１から現像剤が現像剤槽１６に回収される際にトナー供給用現像剤担持体１１上に残留することがある。
【００９６】
この現象はトナー供給用現像剤担持体１１には電源Ｖｂ１によりトナー供給用現像剤バイアスが、トナー回収用現像剤担持体２６には電源Ｖｂ３によりトナー回収用現像バイアスが印加されているため、逆極性粒子に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に向かう静電気力が作用しているために一層促進される。
【００９７】
そこで、図４および図５に示した滞留解消動作時に、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間の電界を逆極性粒子がトナー供給用現像剤担持体１１方向に静電気力が作用しないように制御手段により電源Ｖｂ１および電源Ｖｂ３の電圧を制御することで、トナー供給用現像剤担持体１１への逆極性粒子の残留を低減することが可能となる。
【００９８】
さらに、制御手段により電源Ｖｂ１と電源Ｖｂ３の電圧を制御することで、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間に振動電界が形成されるようにし、トナー供給用現像剤担持体１１表面に付着した逆極性粒子を剥離して現像剤とともに現像剤槽１６に回収することができる。よって、逆極性粒子によるキャリア荷電補助機能を十分に発揮させる可能となる。このとき振動電界の最大電界強度は、トナー供給電界と同様の電界であることが望ましい。
【００９９】
以上のことから明らかなように、非画像形成時に逆極性粒子滞留解除動作を行うことで、トナー担持体２５と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間に不必要に滞留していた逆極性粒子を適宜、現像剤槽１６に回収することができる。その結果、トナー回収用現像剤担持体２６を設けることによる現像履歴（画像メモリー）の発生しない高画質な画像提供と、逆極性粒子によるキャリア荷電性補助によるトナー帯電量低下抑制による画像品質の安定化の効果を両立することが可能となり、長期にわたって高画質の画像を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係る一実施形態による画像形成装置及び現像装置の主要部を示す概略構成図である。
【図２】逆極性粒子の滞留について説明するための概略図である。
【図３】本発明に係る非画像形成時の動作を説明するための概略図である。
【図４】本発明に係る逆極性粒子の滞留の解除動作を説明するための概略図である。
【図５】本発明に係る逆極性粒子の滞留の解除動作を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 像担持体（感光体）
２ 現像装置
３ 帯電装置
４ 露光装置
５ 転写ローラ
６ クリーニングブレード
７ トナー供給領域
８ 現像領域
９ トナー回収領域
１１ トナー供給用現像剤担持体
１２、２７ スリーブローラ
１３、２８ 磁石ローラ
１５ 規制部材
１６ 現像剤槽
１７、１８ 混合撹拌部材
１９ ケーシング
２０ ＡＴＤＣセンサ
２３ 補給トナー
２４ 現像剤
２５ トナー担持体
２６ トナー回収用現像剤担持体
３０ 導電性スリーブ
３１ マグネットロール
３２ バイアス電源
３３ 円筒電極
３４ コンデンサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと、キャリアと、該トナーの帯電極性と逆極性に帯電する逆極性粒子とを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
像担持体上の潜像を現像するためにその表面にトナーを担持して搬送するトナー担持体と、
前記現像剤槽から供給された現像剤を担持し、前記トナー担持体にトナーを供給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よりも前記トナー担持体のトナー搬送方向上流側に配置され、前記トナー担持体上の現像残トナーを回収する前記トナー回収用現像剤担持体と、
を有する現像装置であって、
潜像の現像に影響を与えないタイミングで、
前記トナー担持体と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に囲まれた領域に滞留する前記逆極性粒子を前記現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、潜像の現像を行うタイミングでは、前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を前記トナー回収用現像剤担持体に移動させ、
前記滞留解除動作時には、
前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を、前記トナー供給用現像剤担持体に保持された状態で、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の間を通過させ、前記現像剤槽に回収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】
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体の速度よりも前記トナー回収用現像剤担持体の速度を遅くすることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記滞留解除動作時には、前記トナー回収用現像剤担持体を停止することを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記滞留解除動作時には、
前記トナー回収用現像剤担持体の現像剤搬送方向を画像形成時と逆方向にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、前記滞留解除動作は、前記複数の磁極を回転させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、
前記複数の磁極のうち、少なくとも一組の隣り合う磁極は同極性であり、
前記滞留解除動作時には、前記同極性の一組の磁極を前記トナー供給用現像剤担持体と対向する位置に配置することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記滞留解除動作時には、
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の間に形成される電界の向き又は強度のうち、少なくとも一方を、画像形成時と異ならせることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体に印加される電圧の平均値と前記トナー回収用現像剤担持体に印加される電圧の平均値とを等しくすることを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記滞留解除動作時には、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の間に形成される電界を振動電界とすることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像するための請求項１乃至１０の何れか１項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナーと、キャリアと、該トナーの帯電極性と逆極性に帯電する逆極性粒子とを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
像担持体上の潜像を現像するためにその表面にトナーを担持して搬送するトナー担持体と、
前記現像剤槽から供給された現像剤を担持し、前記トナー担持体にトナーを供給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よりも前記トナー担持体のトナー搬送方向上流側に配置され、前記トナー担持体上の現像残トナーを回収する前記トナー回収用現像剤担持体と、
を有する現像装置であって、
潜像の現像に影響を与えないタイミングで、
前記トナー担持体と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に囲まれた領域に滞留する前記逆極性粒子を前記現像剤槽に回収する滞留解除動作を実行させる制御手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、潜像の現像を行うタイミングでは、前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を前記トナー回収用現像剤担持体に移動させ、
前記滞留解除動作時には、
前記トナー供給用現像剤担持体上の現像剤を、前記トナー供給用現像剤担持体に保持された状態で、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の間を通過させ、前記現像剤槽に回収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】
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体の速度よりも前記トナー回収用現像剤担持体の速度を遅くすることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記滞留解除動作時には、前記トナー回収用現像剤担持体を停止することを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記滞留解除動作時には、
前記トナー回収用現像剤担持体の現像剤搬送方向を画像形成時と逆方向にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、前記滞留解除動作は、前記複数の磁極を回転させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記トナー回収用現像剤担持体は、内部に複数の磁極と、その外周に回転自在に支持されたスリーブとを備え、
前記複数の磁極のうち、少なくとも一組の隣り合う磁極は同極性であり、
前記滞留解除動作時には、前記同極性の一組の磁極を前記トナー供給用現像剤担持体と対向する位置に配置することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記滞留解除動作時には、
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の間に形成される電界の向き又は強度のうち、少なくとも一方を、画像形成時と異ならせることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記滞留解除動作時には、前記トナー供給用現像剤担持体に印加される電圧の平均値と前記トナー回収用現像剤担持体に印加される電圧の平均値とを等しくすることを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記滞留解除動作時には、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の間に形成される電界を振動電界とすることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像するための請求項１乃至１０の何れか１項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−７５４８６（Ｐ２００９−７５４８６Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４６３１２（Ｐ２００７−２４６３１２）
【出願日】平成１９年９月２２日（２００７．９．２２）
【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４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２２日（２００７．９．２２）
【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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