JP5115296B2 - 現像装置、及び画像形成装置 - Google Patents

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。

また長期間使用した際には、蓄積したトナーがトナー回収用現像剤担持体表面にフィルミングしてしまう問題も発生する。
特開平５−１５０６３６号公報 特開平１０−３１９７０８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。

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。

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、前記トナー回収用現像剤担持体は、固定配置された磁石体と、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、前記磁石体は、前記トナー担持体と対向する位置を挟んで、前記スリーブローラの回転方向上流側と下流側に、異なる極性の磁極が配置されており、前記トナー担持体と対向する位置において、磁力線が前記スリーブローラの表面と略平行になるように磁極配置されていることを特徴とする現像装置。

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、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または２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×Ｄｓ）
Ｍ（ｇ／ｍ２）：現像剤担持体上の現像剤搬送量
Ｄｓ（ｍ）：トナー担持体と現像剤担持体との間隔
ρ（ｇ／ｍ３）：現像剤の密度
４． １乃至３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。

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、この静電潜像を現像し、トナー像を形成する。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２の構成例を説明する。

現像装置２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を備える。

また現像装置２は、トナー担持体２５に現像バイアス電圧Ｖｂ２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にトナー供給バイアス電圧Ｖｂ１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にトナー回収バイアス電圧Ｖｂ３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２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２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２の詳細な構成例と動作例を説明する。

＜装置構成＞
現像装置２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。

現像装置２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Ｖｂ１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。

磁石体１３は、スリーブローラ１２の回転方向Ｂに沿ってＳ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｎ２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Ｖｂ３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。

磁石体２８は、スリーブローラ２７の回転方向Ｄに沿ってＮ４、Ｓ３、Ｎ５、Ｓ４、Ｎ６の５つの磁極を有する。これらの磁極の配置において、トナー担持体２５と対向するトナー回収領域９には磁極を設けていない。しかしながら、トナー回収領域９の、スリーブローラ２７の回転方向Ｄの上流側に磁極Ｎ４、下流側に磁極Ｓ３を配している。これらの磁極配置については後述する。

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２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Ｓ２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Ｓ２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Ｖｂ２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２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内部の磁石体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Ｖｂ２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Ｖｂ１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。

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８でトナーを消費したトナー担持体２５上のトナー層（現像残トナー）は、さらにトナー担持体２５の回転によって、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。

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Ｓ２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９まで搬送される。

トナー回収領域９では、トナー担持体２５に印加された現像バイアスＶｂ２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Ｖｂ３により形成された回収電界がトナーに与える静電気力、及びトナー回収用現像剤担持体２６に保持された現像剤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９での磁極配置など、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、磁石体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２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９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、磁極配置、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。

まず、現像履歴（ゴースト）について述べ、次に現像剤担持体によるトナー供給、回収能力とバイアス設定について説明し、最後にトナー回収用現像剤担持体上のトナー蓄積とそれを防止するための設定について説明する。

＜ゴーストについて＞
図２を用いて現像履歴（ゴースト、画像メモリーともいう）について説明する。

図２（ａ）はゴーストを検知するために使用する画像チャートの一例である。背景領域である白部５１に黒ベタ領域５２及びハーフ画像領域５３が図に示すように配置されている。図２（ｂ）は、図２（ａ）の画像チャートを図示するような印刷方向で印刷し、ゴーストが発生した様子を示す印刷画像例である。

現像履歴（画像メモリー、ゴースト）とは、次のような現象である。

図２（ａ）の画像チャートに示すような、白地部５１に黒ベタ部５２のようにコントラストの高い画像を印刷した後に、グレーなどのハーフトーン画像領域５３の印刷が続くような中間調画像を出力する。そうすると、出力した印刷画像には、図２（ｂ）に示すようにハーフトーン画像領域５３内に、原稿とした画像チャートには存在しなかった、上流側で印刷したハイコントラスト画像のパターンが現れる。図２（ｂ）では、黒ベタ部のトナー担持体一周期分後で印刷されるハーフトーン画像領域５３内にゴーストであるパターン５４が見られる。

このような現象は、次のようなことに起因するものである。

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、それが十分除去されていないと、それに続くトナー担持体へのトナー供給後にも、トナー担持体上には、印刷した画像パターンに応じたトナー層の厚みムラなどが残る。

そのトナー層の厚みムラによる現像特性変化が、次の印刷画像上に先行して印刷したパターンに対応した濃度ムラ（ゴースト）を生じさせる。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。

従って、トナー担持体表面の現像残トナーを十分に回収することが、ゴーストの発生を抑止するために必要となる。

＜トナー供給、回収能力とバイアス設定について＞
本実施形態は、ハイブリッド現像方式である。特に、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である。

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によるトナー供給、回収能力とバイアス設定について、図３を用いて説明する。

図３はトナー供給用現像剤担持体１１、トナー担持体２５、トナー回収用現像剤担持体２６に印加される各バイアス電圧、及びトナー蓄積に伴うトナー層電位について、負帯電トナーを用いた場合について示したものである。

トナー供給用現像剤担持体１１、トナー担持体２５、及びトナー回収用現像剤担持体２６のそれぞれに印加される各バイアス電圧は直流電圧であっても、直流電圧に交流電圧が重畳された電圧であってもよいが、ここでは単純のためにそれぞれの印加電圧の平均値を用いて説明する。

図３（ａ）は、トナー供給用現像剤担持体１１、トナー担持体２５、トナー回収用現像剤担持体２６のそれぞれに印加されるバイアス電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３の関係の一例を示している。

この例では、トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤からトナー担持体２５へトナーを供給させるために、トナー供給用現像剤担持体１１とトナー担持体２５間に電位差Ｖｂ２−Ｖｂ１（トナー供給電位差）が設定されている。

また、トナー担持体２５上の現像に使用されなかったトナー（現像残トナー）をトナー回収用現像剤担持体２６に回収するために、トナー担持体２５とトナー回収用現像剤担持体２６との間に電位差Ｖｂ３−Ｖｂ２（トナー回収電位差）が設定されている。

トナー供給用現像剤担持体１１からトナー担持体２５へのトナー供給量は、トナー供給電位差Ｖｂ２−Ｖｂ１の大きさに依存し、その最大供給量は、トナー担持体２５上に供給されたトナー層によるトナー層電位Ｖｔｄがトナー供給電位差Ｖｂ２−Ｖｂ１とほぼ等しくなる量である（図３（ｂ）参照）。

一方、トナー担持体２５上の現像残トナーのトナー回収用現像剤担持体２６への回収は、トナー担持体２５とトナー回収用現像剤担持体２６間の電位差Ｖｂ３−Ｖｂ２（トナー回収電位差）に加えて、トナー担持体２５上のトナー層電位Ｖｔｄの影響も受ける。

すなわちトナー担持体２５への印加電圧Ｖｂ２にトナー層電位Ｖｔｄを加えたＶｂ２＋Ｖｔｄとトナー回収用現像剤担持体２６への印加電圧Ｖｂ３との電位差Ｖｂ２＋Ｖｔｄ−Ｖｂ３が実効的なトナー回収電位差となる。

従って、トナー回収用現像剤担持体２６への印加電圧Ｖｂ３は、Ｖｂ２＋Ｖｔｄ−Ｖｂ３がトナー回収方向となる電圧であれば静電気力によるトナー回収効果が得られる。

例えば、図３（ｃ）に示すようにトナー回収用現像剤担持体２６への印加電圧Ｖｂ３がトナー担持体１１への印加電圧Ｖｂ２に対してトナーを供給する方向であっても、実効的なトナー回収電位差によって、トナー層の一部に対しては回収方向へ作用する。

このように、トナー回収領域９でのトナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体２６への現像残トナーの回収は、バイアス設定に依存する。回収バイアスＶｂ３はトナー担持体２５の現像バイアスＶｂ２に対してトナー供給方向であっても、実効的な電位差はトナー回収方向に作用する。もちろん、回収バイアスＶｂ３がトナー回収方向であり、電位差が大きいほど回収能力も大きい。

しかしながら、トナー回収領域９で、この回収方向の電界が強すぎると次のような問題が生じてくる。

すなわち、トナー回収領域９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。

＜トナー回収用現像剤担持体上のトナー蓄積とそれを防止するための設定＞
図４（ａ）には、トナー回収用現像剤担持体２６内の磁石ロール２８の磁極Ｎをトナー担持体２５と対向するように配置した従来の磁極配置例を示す。図４（ａ）を用いて、トナー回収用現像剤担持体２６表面でのトナーの偏在と蓄積、それによる回収能力の低下について説明する。

図では、回収電界の方向（図中央の太い矢印参照）に対して、ほぼ平行に現像剤２４の穂立ち（磁気ブラシ）が生じている。この場合、トナー回収用現像剤担持体２６へ回収されたトナーのうちの一部がトナー回収電界の作用を受けることによって、磁極Ｎにより穂立ちを形成された磁気ブラシチェーンを伝わって、容易にトナー回収用現像剤担持体２６表面まで移動する。

このトナー回収用現像剤担持体２６表面へ移動し、偏在したトナーは、キャリヤと分離された状態となる。そのため、現像剤２４がトナー回収用現像剤担持体２６の回転に伴い搬送され、磁石ロール２８の同極部Ｎ６、Ｎ４の反発磁界によって現像剤槽１６へと戻される際に、キャリヤと共に現像剤槽１６には戻らず、トナー回収用現像剤担持体２６表面に残留した状態となる。

このトナー回収用現像剤担持体２６の表面残留トナーの量は、回収動作を繰り返し行うことで次第に増加、蓄積する。最終的には、図５に示すように、トナー回収用現像剤担持体２６上のトナー層電位Ｖｔｒは、トナー担持体２５の印加電圧Ｖｂ２にトナー担持体２５上トナー層電位Ｖｔｄを加えた値とほぼ等しくなるまで増大する。

トナー回収用現像剤担持体２６上の帯電トナーの蓄積により、トナー層電位Ｖｔｒが増大するということは、トナー回収用現像剤担持体２６によるトナー回収のための実効的な回収電位差Ｖｂ２＋Ｖｔｄ−（Ｖｂ３＋Ｖｔｒ）が減少していくということを表す。

特にトナー回収用現像剤担持体２６上のトナー層電位Ｖｔｒが、図５に示すような状態までに増加すると回収のための実効電位差はゼロとなってしまう。

従って、トナー回収用現像剤担持体２６表面での帯電したトナーの蓄積は、トナー回収領域９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、トナーの蓄積が生ずるまでは良好であった現像残トナーの回収能力が、長期間は持続せず、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、トナー回収領域において、磁力線がトナー回収用現像剤担持体２６表面と略平行、すなわち回収電界に対してほぼ直交するように磁極配置を設定し直すことで、上述のトナー蓄積によるトナー回収能力の低下を抑制している。

図４（ｂ）は、本実施形態におけるトナー回収用現像剤担持体の磁極配置と現像剤の穂立ちの状態を示す断面図である。図４（ｂ）を用いて、トナー回収用現像剤担持体２６表面でのトナーの偏在と蓄積の防止、トナー回収能力の低下の抑制について説明する。

本実施形態では、図に示すようにトナー担持体２５とトナー回収用現像剤担持体２６との対向領域には磁極を設けず、その上下流側に極性の異なる磁極（図１ではＮ４及びＳ３）を設けた。これにより、トナー回収領域での磁力線の向きがトナー回収用現像剤担持体２６表面、すなわちスリーブローラ２７表面と略平行になり、磁気ブラシチェーンもトナー回収電界の向きと平行にならない構成とした。

このように磁極を配置することで、トナーがトナー回収電界によって磁気ブラシチェーンを伝わり、トナー回収用現像剤担持体２６表面まで移動するのを阻害することができる。

さらに、磁気ブラシが寝た状態であるため現像剤層の現像剤密度が高くなり、トナー担持体２５からトナー回収用現像剤担持体２６表面への直接移動をも阻害する（立体障害）効果が得られる。

これにより、トナー回収用現像剤担持体２６表面での帯電したトナーの蓄積を防止し、トナー回収領域９での回収電界を阻害したり、トナー回収能力を低下させることもなく、現像残トナーの回収能力が長期間持続し、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。

さらに、図４（ａ）の磁極配置と比較して、図４（ｂ）の磁極配置では磁気ブラシの穂立ちの仕方が異なるため、以下の式で表される現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることが可能となる。
ＰＤ＝Ｍ／（Ｄｓ・ρ）
Ｍ：現像剤担持体による単位面積当たりの現像剤搬送量（ｇ／ｍ^２）
Ｄｓ：トナー担持体と現像剤担持体との間隔（ｍ）
ρ：現像剤の単位体積質量（ｇ／ｍ^３）。

現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることで、磁気ブラシの摺擦によるトナー回収（機械的回収）能力を高めることができる。

特に図３（ｃ）に示すように、トナー回収用現像剤担持体２６へ印加する回収バイアス電圧Ｖｂ３をトナー担持体２５へ印加する現像バイアス電圧Ｖｂ２よりトナー供給側に設定した場合などに、現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることが有効である。

すなわち、実効的なトナー回収電位差が低下するので、機械的トナー回収が十分でないとトナー担持体２５上の現像残トナーの回収不良が発生する恐れがある。そのような場合において現像剤充填密度（ＰＤ）を高めて、トナー回収（機械的回収）能力を高めることが有効である。

一方で、トナー供給時においては現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることは、供給されたトナーの掻き取りを生じさせ、トナー供給性の低下を招く。またそれだけでなく、現像剤充填密度（ＰＤ）を高くしすぎると、トナー担持体２５と現像剤担持体との間のギャップを現像剤が通過しきれずに、現像剤こぼれなどの弊害が生じる恐れがある。

このことから、トナー供給性低下や現像剤こぼれを生じさせないよう、トナー回収領域９のみ現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることが好ましい。トナー回収領域９での磁極配置は、上述したように現像剤充填密度（ＰＤ）を高くすることが可能な磁極配置にしている。

トナー回収領域９の現像剤充填密度（ＰＤ）を高める手段としては、トナー担持体２５とトナー供給用現像剤担持体１１との間隔（トナー供給ギャップ）よりもトナー担持体２５とトナー回収用現像剤担持体２６との間隔（トナー回収ギャップ）を狭くする。トナー供給用現像剤担持体１１上の現像剤搬送量よりもトナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤搬送量を多くするなどが挙げられる。

図１に示したような現像装置２において、トナー供給用現像剤担持１１上よりもトナー回収用現像剤担持体２６上の現像剤搬送量を増やす手段としては、トナー供給用現像剤担持体１１回転速度よりもトナー回収用現像剤担持体２６の回転速度を遅くすることで達成できる。

このように、トナー回収領域での磁力線の向きをトナー回収用現像剤担持体表面と略平行にし、磁気ブラシチェーンをトナー回収電界の向きと平行にならない構成とすることで、トナー蓄積による回収能力の低下を抑制するとともに、トナー回収領域９での現像剤充填密度（ＰＤ）を高くすることを可能にする。これにより、機械的摺擦力によるトナー回収能力を高め、静電的回収能力を補うことができ、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。

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した結果を述べる。

用いた現像装置は、上記現像装置２に相当する構成の現像装置を用意した。

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に示した構成の現像装置２を装着して用いた。現像剤も上記ｂｉｚｈｕｂＣ３５０用の現像剤を用いた。トナーの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、トナー供給用現像剤担持体と規制部材との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−３５０Ｖ、周波数が２ｋＨｚ、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に印加する電圧は、ＤＣ−３５０Ｖ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２（ａ）に示した画像チャートを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２（ｂ）の出力画像に５４で示したのはゴーストが発生した例で、黒ベタ部５２の１周期後の位置にハーフ画像部５３より薄い領域５４が発生している。この黒ベタ部５２に対応する領域５４と白ベタ部５１に対応するハーフ画像部５３の濃度測定によりゴースト発生を評価した。

現像履歴（ゴースト）の評価は、濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０）により行った。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の濃度を測定し、濃度差が０．０５以下の場合を○（特に良好）、濃度差が０．０５を超えて０．１以下の場合を△（良好）、それ以外を×（発生）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。評価は、測定したトナー層電位の絶対値が１０Ｖ以下であれば○（特に良好）、１０Ｖを超えて５０Ｖ以下であれば△（良好）、それ以外を×（不良）とした。

（実施例１）
図１に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体は、図４（ｂ）のような磁極配置とした。トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体との回収ギャップは０．３５ｍｍとし、トナー回収用現像剤担持体にはＤＣ−３００Ｖの電圧を印加した。

（実施例２）
図１に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体は、図４（ｂ）のような磁極配置とした。トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体との回収ギャップは０．３５ｍｍとし、トナー回収用現像剤担持体にはＤＣ−４００Ｖの電圧を印加した。

（実施例３）
図１に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体は、図４（ｂ）のような磁極配置とした。トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体との回収ギャップは０．２５ｍｍとし、トナー回収用現像剤担持体にはＤＣ−４００Ｖの電圧を印加した。

（実施例４）
図１に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体は、図４（ｂ）のような磁極配置とした。トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体との回収ギャップは０．３５ｍｍとし、トナー回収用現像剤担持体にはＤＣ−４００Ｖの電圧を印加し、駆動速度をトナー供給用現像剤担持体の０．８倍とした。

（比較例１）
図１に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体は、図４（ａ）のような磁極配置とした。トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体との回収ギャップは０．３５ｍｍとし、トナー回収用現像剤担持体にはＤＣ−３００Ｖの電圧を印加した。

（比較例２）
図１に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体は、図４（ａ）のような磁極配置とした。トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体との回収ギャップは０．２５ｍｍとし、トナー回収用現像剤担持体にはＤＣ−４００Ｖの電圧を印加した。

（比較例３）
図１に示す現像装置を用い、トナー回収用現像剤担持体は、図４（ａ）のような磁極配置とした。トナー担持体とトナー回収用現像剤担持体との回収ギャップは０．３５ｍｍとし、トナー回収用現像剤担持体にはＤＣ−４００Ｖの電圧を印加し、駆動速度をトナー供給用現像剤担持体の０．８倍とした。

（評価結果）
実施例１〜４及び比較例１〜３の評価結果を表１に示す。

表中、「磁極配置」のａ、ｂは、それぞれ図４（ａ）、図４（ｂ）のような磁極配置を表す。「回収ギャップ」の単位はｍｍ、「回収バイアス」の単位はＶである。「駆動速度」は、トナー供給用現像剤担持体の駆動速度に対する比率を表す。

「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。

「トナー層電位」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より、本発明の実施例１〜４と比較例１〜３の結果を比較して明らかなように、トナー回収用現像剤担持体の磁極配置をトナー担持体との対向領域に設けず、その上下流に配置することで、トナー回収用現像剤担持体表面へのトナー蓄積を抑制でき、現像履歴のない良好な出力画像が得られることが確認できた。

さらに前記磁極配置によりトナー回収用現像剤担持体とトナー担持体との間のギャップの現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることが可能であり、実施例３及び４の結果からも分かるように、トナー回収領域の現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることで、良好な画像出力が可能である。比較例２及び３では、トナー回収領域の現像剤充填密度（ＰＤ）を高めることができず、現像剤こぼれが発生している。

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２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。 （ａ）現像履歴評価用のチャートを示す図である。合わせて、（ｂ）印刷時のゴースト発生状態の例を示す。 トナー供給用現像剤担持体、トナー担持体、トナー回収用現像剤担持体に印加される各バイアス電圧、及びトナー蓄積に伴うトナー層電位についての関係を示した図である。 トナー回収用現像剤担持体の（ａ）従来の磁極配置例と、（ｂ）本実施形態での磁極配置例を示す図である。 トナー蓄積した場合の、トナー供給用現像剤担持体、トナー担持体、トナー回収用現像剤担持体に印加される各バイアス電圧、及びトナー蓄積に伴うトナー層電位についての関係を示した図である。

符号の説明

１ 像担持体
２ 現像装置
３ 帯電部材
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 スリーブローラ
１３ 磁石体
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

Claims (4)

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は、固定配置された磁石体と、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、
   前記磁石体は、前記トナー担持体と対向する位置を挟んで、前記スリーブローラの回転方向上流側と下流側に、異なる極性の磁極が配置されており、前記トナー担持体と対向する位置において、磁力線が前記スリーブローラの表面と略平行になるように磁極配置されていることを特徴とする現像装置。
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、
   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または２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×Ｄｓ）
   Ｍ（ｇ／ｍ２）：現像剤担持体上の現像剤搬送量
   Ｄｓ（ｍ）：トナー担持体と現像剤担持体との間隔
   ρ（ｇ／ｍ３）：現像剤の密度
4. 請求項１乃至３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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