JP2009265113A - 現像装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の現像剤担持体を設けたハイブリッド現像方式を用いて、現像剤担持体による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】トナー供給用現像剤担持体とトナー回収用現像剤担持体には、それぞれ、トナー供給領域とトナー回収領域でトナーをトナー担持体側に供給する方向のバイアス電圧を印加し、かつトナー回収領域でのトナー回収能力を、トナー供給領域でのトナー回収能力よりも高くする。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

一方、ゴーストの問題を解決するために、トナー担持体に供給するトナーの量を多くするため、複数のトナー供給用現像剤担持体を用いる方式も提案されている（特許文献３参照）
しかしながら、この方式でもまた、現像残トナーの回収が不十分になり、十分なゴーストの対策をとれているとはいえない。
特開平５−１５０６３６号公報 特開平１０−３１９７０８号公報 特開２００７−３４０９８号公報

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。

従って、本発明の目的は、上記の課題を解決し、現像剤担持体を複数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。

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。

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、前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー回収用現像剤担持体には、それぞれ、トナー担持体との間で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が印加され、かつ前記トナー回収用現像剤担持体の前記トナー担持体からのトナー回収能力が、前記トナー供給用現像剤担持体の前記トナー担持体からのトナー回収能力よりも高いことを特徴とする現像装置。

２． 前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー供給用現像剤担持体に、それぞれバイアス電圧を印加したときに、前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー担持体との電位差の平均値が、前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー担持体との電位差の平均値よりも小さいことを特徴とする１に記載の現像装置。

３． 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には、それぞれ、前記トナー担持体との対向部に交番電界が形成されるように電圧が印加され、前記トナー担持体と前記トナー回収用現像剤担持体の対向部に形成される前記交番電界の振幅は、前記トナー担持体と前記トナー供給用現像剤担持体の対向部に形成される前記交番電界の振幅よりも大きいことを特徴とする１記載の現像装置。

４． 前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置での周速の相対速度は、前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置での周速の相対速度よりも大きいことを特徴とする１に記載の現像装置。

５． 前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置のＰＤは、前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置のＰＤよりも大きいことを特徴とする１に記載の現像装置。なお、ＰＤは最近接部の空間における現像剤の占める割合であり、以下の式で表される。
ＰＤ＝Ｍ／（ρ×Ｄｓｓ）
Ｍ（ｇ／ｍ^２）：現像剤担持体上の現像剤量
Ｄｓｓ（ｍ）：最近接部の空間の距離
ρ（ｇ／ｍ^３）：現像剤の密度
６． 前記トナー供給用現像剤担持体は、固定配置された磁石ローラと、これを内包する回転自在なスリーブローラとから構成され、前記磁石ローラの前記トナー担持体と対向する位置には、同極着磁された２極の磁極が配置されていることを特徴とする２に記載の現像装置。

７． １乃至６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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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を備える。

現像装置２ａの詳細な構成と動作については、後述する。

（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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

＜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。

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。

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。ＡＴＤＣセンサ２０の出力に基づいて補給動作が制御されるようにすればよい。

現像装置２ａはまた、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（規制ブレード）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、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。

磁石ローラ１３は、スリーブローラ１２の回転方向に沿って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、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。

磁石ローラ２８は、スリーブローラ２７の回転方向に沿って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８の位置に配されている。

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が、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、現像装置２ａにおいては、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。

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。

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。

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。

＜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。

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とともに回転移動して、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２４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。

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２４中のトナーがトナー担持体２５側へ供給される。

通常、トナー担持体２５には直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、トナー供給用現像剤担持体１１には直流電圧のみ、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、トナー供給領域７には直流電界に交番電界が重畳された電界が供給電界として形成される。

この供給電界によりトナー担持体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。

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。

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。

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。

通常、トナー担持体２５には直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、またトナー回収用現像剤担持体２６には直流電圧のみ、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられ、トナー回収領域８でも直流電界に交番電界が重畳された電界が回収電界として形成される。

トナー回収領域８では、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。

このトナー回収領域でのバイアス設定など、回収条件の詳細については後述する。

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。

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。

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。

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が対向して配置し、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２４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へと戻すようにしている。

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。

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２４を受け渡した後に、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。

また、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、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。

つまり、トナー供給領域７に搬送される現像剤２４が現像剤槽１６でトナー濃度が調整された現像剤でありさえすればよい。

（トナー回収領域での問題と回収条件設定）
トナー回収領域でのトナー回収能力と、バイアス設定など、回収条件との関係の詳細について説明する。

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。

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ことが起こる。

このようにトナーが表面に偏在した状態では、後述するように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。

帯電したトナーの蓄積は、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。

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、トナー供給領域７での供給電界と同様に、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へと移動する方向、すなわち供給方向の電界が回収電界として形成されている。

このとき、トナーの偏在を防止するため、トナーを供給する方向のバイアスを印加してはいるものの、トナー回収用現像剤担持体２６にはトナーを供給する機能は特に必要ない。従って、トナー回収領域８での条件を、トナー供給領域７での条件にとらわれず、回収能力の確保を優先してトナー回収能力の高くなる条件に設定することが可能である。

そこで本実施形態では、次のような手段によってトナー回収能力を高めてやり、実用上十分な現像残トナーの回収能力が得られ、ゴーストの課題を解消できるようにした。

（ａ）トナー回収用現像剤担持体とトナー担持体との電位差の平均値が、トナー供給用現像剤担持体とトナー担持体との電位差の平均値よりも小さくなるようにバイアス設定する。

すなわち、トナー供給領域とトナー回収領域とで、トナー担持体に対する電界の方向が同じ（トナー供給方向）であることから、これは次のようなバイアス設定に相当する。

トナー担持体に印加される現像バイアスの平均値とトナー回収用現像剤担持体に印加される回収バイアスの平均値との差が、トナー担持体に印加される現像バイアスの平均値とトナー供給用現像剤担持体に印加される供給バイアスの平均値との差より小さくなるようにする。すなわちトナーを移動させる力が小さくなるようバイアスを設定する。

また、トナー回収能力を高めるため、次のような手段も有効である。

（ｂ）トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体の対向部（トナー回収領域）に形成される交番電界の振幅が、トナー担持体とトナー供給用現像剤担持体の対向部（トナー供給領域）に形成される交番電界の振幅よりも大きくなるようにバイアス設定する。

すなわち、トナー回収領域の交流電界の振幅を、トナー供給領域の交流電界の振幅よりも大きくなるよう、トナー回収用現像剤担持体とトナー供給用現像剤担持体に印加するバイアスを設定する。

トナー担持体２５上の現像残トナーは、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２４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へと回収されると考えられる。

上記（ａ）、（ｂ）は、現像剤中のトナーをトナー担持体２５へと動かす静電力を低減し、トナーがこの機械的回収を妨げないようにすることで、トナー担持体２５からの現像残トナーの回収を促進していると考えられる。

回収側の条件を上記（ａ）、（ｂ）のような方法により設定することで、トナー回収領域８でトナーを供給する方向の電界を形成してトナー回収用現像剤担持体２６へのトナーの偏在を回避しながら、必要十分なだけの、現像残トナーの回収能力を確保し、ゴーストの発生を抑えることができる。

図２には、図１におけるトナー供給用現像剤担持体の主磁極Ｎ１の代わりに、２つの同極磁極を配置した現像装置の主要部構成例を示す。

上記（ａ）のような手段で、回収バイアスの平均値を供給バイアスと異ならせて回収能力を高めた場合には、トナー供給用現像剤担持体１１の主磁極Ｎ１の代わりに、Ｎ１ａとＮ１ｂの２つの同極磁極を配置するとより望ましい。

その理由は、供給能力の高い同極磁極を用いることで比較的低い供給バイアスでも必要なトナー量を供給できるようになることである。供給バイアスを比較的低く設定すると、十分なトナー供給量とゴーストの出ない回収能力を両立させつつ、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との間の電位差を小さく設定できる。

このように電位差を小さく設定することで、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との間でリークが発生したり、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との間の電界でトナー回収用現像剤担持体表面２６へのトナーの偏在が生じたりといった不具合が、使用環境に関わらず回避できるようになる。

同極磁極で供給能力が高まる理由としては、その極間においてキャリヤの穂立ちが疎な部分が生じてトナーが自由に動ける空間が生じ、トナークラウドが活性化しやすいことが考えられる。また、２つの極上部分で現像剤が穂立ちし、単極の場合よりトナー担持体と接触する範囲が実質的に広く取れるようになることなどが考えられる。

なお、通常、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との間隔は現像剤の受け渡しがスムーズに行われればよく、トナー担持体２５とトナー回収用現像剤担持体２６との間隔に比べて広く設定することができる。そのため、この間の電界は実際にはそれほど高い電界になることはなく、リークやトナーの偏在は起こりにくいものの、高温高湿環境下でのリークや低温低湿環境下でのトナー帯電量上昇によるトナーの偏在の可能性を考えると、この間の電界もできるだけ低く設定しておく方が望ましい。

（現像装置２ｂの構成と動作）
次に、本発明の別の実施形態による画像形成装置の主要部構成例を図３に示す。図３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。

図３を参照して、別の実施形態に係る現像装置２ｂの構成と動作例を説明する。

現像装置２ｂにおいては、現像剤２４を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へ受け渡すのではなく、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それぞれに規制部材１５及び３５を設け、現像剤２４の受け渡しは行わない構成となっている。

この現像装置２ｂにおいて、トナー供給用現像剤担持体１１内部の磁石ローラ１３は、スリーブローラ１２の回転方向に沿って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。

またスリーブローラ１２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Ｎ２、Ｎ３が、現像槽１６内部に対向した位置に配置されており、それにより現像剤２４をトナー供給用現像剤担持体１１から分離させ現像剤槽１６へと回収させている。

トナー回収用現像剤担持体内部の磁石ローラ２８も同様に、スリーブローラ２７の回転方向に沿って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８の位置に配されている。

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。

この構成によれば、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で搬送する現像剤の量を異ならせたり、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の周速を変えながら表面に搬送する現像剤の量を同じにしたりすることが可能になる。

その結果、トナー回収領域８での回収能力を高める手段として、先の実施形態で述べた下記（ａ）、（ｂ）の他、（ｃ）、（ｄ）に示すような方法を採ることもできる。

（ａ）トナー回収用現像剤担持体とトナー担持体との電位差の平均値が、トナー供給用現像剤担持体とトナー担持体との電位差の平均値よりも小さくなるようにバイアス設定する。すなわちトナーを移動させる力が小さくなるようバイアスを設定する。

（ｂ）トナー回収領域の交流電界の振幅を、トナー供給領域の交流電界の振幅よりも大きくなるよう、トナー回収用現像剤担持体とトナー供給用現像剤担持体に印加するバイアスを設定する。

（ｃ）トナー回収領域におけるトナー担持体とトナー回収用現像剤担持体の周速の相対速度を、トナー供給領域におけるトナー担持体とトナー供給用現像剤担持体の周速の相対速度よりも早くなるように周速を設定する。

（ｄ）トナー回収領域でのＰＤ（パッキング・デンシティ）を、トナー供給領域でのＰＤと比べて大きくなるように設定する。ＰＤは、次の式で表される。
ＰＤ＝Ｍ／（ρ×Ｄｓｓ）
但し、
Ｍ（ｇ／ｍ^２）：現像剤担持体上の現像剤量
Ｄｓｓ（ｍ）：最近接部の空間の距離
ρ（ｇ／ｍ^３）：現像剤の密度。

ＰＤを大きくするには、現像剤量を増やす、あるいは最近接部の空間の距離を小さくすればよい。例えばトナー回収用現像剤担持体２６の側の規制部材３５を調整して、トナー供給用現像剤担持体１１よりも現像剤量を増やすようにすればよい。

（ａ）、（ｂ）の手段は、現像剤中のトナーをトナー担持体２５へと、動かす静電力を低減することで、穂立ちした現像剤の摺擦による機械的回収をトナーが妨げないようにし、トナー担持体２５からの現像残トナーの回収を促進していた。

一方、（ｃ）、（ｄ）の手段は、トナー回収領域での摺擦力を上げたり、現像剤量を増やしたりして、機械的回収力を高めることで回収を促進している。

回収側の条件を上記（ｃ）、（ｄ）のような方法により設定することによっても、トナー回収領域８でトナーを供給する方向の電界を形成してトナー回収用現像剤担持体２６表面へのトナーの偏在を回避しながら、必要十分なだけの、現像残トナーの回収能力を確保し、ゴーストの発生を抑えることができる。

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実施を行った結果を述べる。

用いた現像装置は、上記現像装置２ａ、２ｂに相当する構成の現像装置をそれぞれ用意した。

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３に示した構成の現像装置２ａ、２ｂを装着して用いた。現像剤も上記ｂｉｚｈｕｂＣ３５０用の現像剤を用いた。トナー極性はマイナス帯電であり、現像剤のトナー濃度は８％であった。

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０．３５ｍｍとした。

トナー担持体に印加する電圧は、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。

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に印加する電圧は、それぞれ以下の実施例及び比較例で指定する電圧とした。

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。

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４に示したチャートを１００枚連続印刷し、１枚目と１００枚目の現像履歴（ゴースト）の発生状態を比較した。

図４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）。

図４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。

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○、それ以外を×とした。

また、１００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Ｎ４からＮ６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。

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。

（実施例１）
図１に示す現像装置を用い、トナー供給用現像剤担持体に−５００Ｖの直流電圧を、トナー回収用現像剤担持体には−４００Ｖの直流電圧をそれぞれ印加した。現像剤担持体上の現像剤搬送量は２００ｇ／ｍ^２であった。

（実施例２）
トナー供給用現像剤担持体に−５００Ｖの直流電圧を印加し、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−５００Ｖの直流電圧に重畳して印加した。

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。現像剤担持体上の現像剤搬送量は２００ｇ／ｍ^２であった。

（実施例３）
図３に示す現像器を用い、トナー供給用現像剤担持体に−５００Ｖの直流電圧を、トナー回収用現像剤担持体にも同じく−５００Ｖの直流電圧をそれぞれ印加した。

またトナー回収用現像剤担持体の周速をトナー担持体の２．０倍となるように設定した。現像剤担持体上の現像剤搬送量は２００ｇ／ｍ^２であった。

（実施例４）
図３に示す現像器を用い、トナー供給用現像剤担持体に−５００Ｖの直流電圧を、トナー回収用現像剤担持体にも同じく−５００Ｖの直流電圧をそれぞれ印加した。

また、トナー回収用現像剤担持体に対向する規制部材とトナー回収用現像剤担持体とのギャップを調整し、現像剤の搬送量を３００ｇ／ｍ^２となるよう調整した。

（比較例１）
図１に示す現像装置を用い、トナー供給用現像剤担持体に−５００Ｖの直流電圧を、トナー回収用現像剤担持体にも同じく−５００Ｖの直流電圧をそれぞれ印加した。現像剤担持体上の現像剤搬送量は２００ｇ／ｍ^２であった。

（比較例２）
図１に示す現像器を用い、トナー供給用現像剤担持体に−５００Ｖの直流電圧を、トナー回収用現像剤担持体には−２００Ｖの直流電圧をそれぞれ印加した。現像剤担持体上の現像剤搬送量は２００ｇ／ｍ^２であった。

（評価結果）
実施例１〜４及び比較例１〜２の評価結果を表１に示す。

表中、「供給ΔＶａｖｅ」は、トナー供給用現像剤担持体に印加した電圧の平均値（ここではすべて−５００Ｖ）からトナー担持体に印加した電圧の平均値（ここではすべて−３００Ｖ）を引いた値を表す。また、「回収ΔＶａｖｅ」は、トナー供給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。

「供給Ｖｐｐ」は、供給バイアスとして印加される電圧の交流成分のｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋを表しており、「回収Ｖｐｐ」は回収バイアスとして印加される電圧の交流成分のｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋを表す。

「供給θ」と「回収θ」は、トナー供給領域、トナー回収領域それぞれでのトナー担持体と各現像剤担持体との速度比を表している。

「供給Ｍ／Ｓ」と「回収Ｍ／Ｓ」は、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、それぞれでの現像剤搬送量を表している。

「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１００枚目」は、１００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。

「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、Ｎ４からＮ６極の間の表面電位を測定した結果である。

表１において、実施例１〜４及び比較例１〜２の評価結果を比較する。

実施例１では、１枚目から１００枚目までゴーストの発生がなく、１００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。

一方、比較例１では回収能力が不足して１枚目からゴーストが発生している。

また、比較例２では１枚目では回収能力が良好でゴーストの発生がないものの１００枚目ではゴーストが発生している。

これは１００枚目終了後のトナー回収用現像剤担持体表面に−２００Ｖを超えるトナーの偏在が生じていることから、これが回収電界を阻害したことによって回収能力が不足し、ゴーストの発生に繋がったものと考えられる。

このように、実施例１では、比較例と比べて、バイアス設定のトナー回収能力に対する効果が現れている。

実施例２でも、１枚目から１００枚目までゴーストの発生がなく、１００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。比較例と比べて交流バイアス成分の振幅のトナー回収能力に対する効果が現れている。

実施例３でも、１枚目から１００枚目までゴーストの発生がなく、１００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。比較例と比べて周速の相対速度のトナー回収能力に対する効果が現れている。

実施例４でも、１枚目から１００枚目までゴーストの発生がなく、１００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。比較例と比べて現像剤搬送量（或いはＰＤ）のトナー回収能力に対する効果が現れている。

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。

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。

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。 トナー供給用現像剤担持体に同極部を設けた現像装置２ａの一形態の断面図である。 別の実施形態に係る現像装置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。 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

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 磁石ローラ
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 磁石ローラ

Claims (7)

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、
   前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー回収用現像剤担持体には、それぞれ、トナー担持体との間で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が印加され、
   かつ前記トナー回収用現像剤担持体の前記トナー担持体からのトナー回収能力が、前記トナー供給用現像剤担持体の前記トナー担持体からのトナー回収能力よりも高い
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー供給用現像剤担持体に、それぞれバイアス電圧を印加したときに、
   前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー担持体との電位差の平均値が、前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー担持体との電位差の平均値よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 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には、それぞれ、前記トナー担持体との対向部に交番電界が形成されるように電圧が印加され、
   前記トナー担持体と前記トナー回収用現像剤担持体の対向部に形成される前記交番電界の振幅は、前記トナー担持体と前記トナー供給用現像剤担持体の対向部に形成される前記交番電界の振幅よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置での周速の相対速度は、前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置での周速の相対速度よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記トナー回収用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置のＰＤは、前記トナー供給用現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置のＰＤよりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
   なお、ＰＤは最近接部の空間における現像剤の占める割合であり、以下の式で表される。
   ＰＤ＝Ｍ／（ρ×Ｄｓｓ）
   Ｍ（ｇ／ｍ^２）：現像剤担持体上の現像剤量
   Ｄｓｓ（ｍ）：最近接部の空間の距離
   ρ（ｇ／ｍ^３）：現像剤の密度
6. 前記トナー供給用現像剤担持体は、固定配置された磁石ローラと、これを内包する回転自在なスリーブローラとから構成され、前記磁石ローラの前記トナー担持体と対向する位置には、同極着磁された２極の磁極が配置されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
7. 請求項１乃至６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。

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