(57)【要約】【課題】画像形成を繰り返し行っても、現像履歴の発生を抑制した現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像剤担持体上の現像剤に当接するトナー引き寄せ部材と、現像剤中のトナーをトナー引き寄せ部材へ引き付ける方向の電界を、現像剤担持体とトナー引き寄せ部材との間に形成するためのバイアス電圧をトナー引き寄せ部材に印加する電源と、を有する現像装置。【選択図】図１
2011022307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナーを担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、
表面に前記トナーとキャリアとを含む現像剤を担持搬送し、前記トナー担持体と対向する領域において、前記現像剤から前記トナーを前記トナー担持体に供給し、且つ、現像後の前記トナー担持体の表面から前記トナーを回収する現像剤担持体と、
を備えた現像装置であって、
前記対向する領域の前記現像剤の搬送方向上流側で、前記現像剤担持体上の前記現像剤に当接するトナー引き寄せ部材と、
前記現像剤に含まれる前記トナーを前記トナー引き寄せ部材へ引き付ける方向の電界を、前記現像剤担持体と前記トナー引き寄せ部材との間に形成するためのバイアス電圧を前記トナー引き寄せ部材に印加する電源と、を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー引き寄せ部材は、フィルム部材であ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】
前記現像剤担持体の表面の前記現像剤の量を規制する規制部材と、
前記現像剤中のトナーを前記規制部材へ引き付ける方向の電界を、前記現像剤担持体と前記規制部材との間に形成するためのバイアス電圧を前記規制部材に印加する電源と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体は、内部に固定磁極を有し、
前記トナー引き寄せ部材は、前記固定磁極と対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体は、内部に固定磁極を有し、
前記トナー引き寄せ部材は、前記現像剤担持体と前記トナー担持体の対向する位置の磁極と、該磁極に隣接する磁極との極間に対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
像担持体と、該像担持体上の潜像を現像するための請求項１から５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリアとトナーとを含む現像剤を用いてトナー担持体上にトナー層を形成し、形成したトナー層によって像担持体上の潜像を現像するハイブリッド現像装置、及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像方式としては、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像方式及びトナーとキャリアを用いる二成分現像方式が知られている。
【０００３】
一成分現像方式では、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。
【０００４】
一方、二成分現像方式では、トナーはキャリアとの混合による摩擦帯電で帯電するため、キャリア表面にかかるストレスが小さく、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、現像剤の長寿命化に有利である。しかしながら、二成分現像方式では、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。
【０００５】
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）。
【０００６】
ところが、ハイブリッド現像方式が一般的に抱える課題として、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現象がある。これは、トナー担持体にトナーを供給する現像剤担持体とトナー担持体との対向部（トナー供給回収領域）では、現像剤担持体からトナー担持体にトナーを供給するためのバイアスを印加してトナーを供給しているが、トナー担持体上の現像残トナーを現像剤担持体に回収する動作も同じ対向部で行っているために、対向部におけるトナー供給方向のバイアスが現像残トナーの回収を阻害し回収能力が不足してしまう。そのためトナー担持体上の現像残トナーが多い部分と少ない部分の差が、トナー担持体にトナー供給した後も存在し、次の現像工程において、画像上に濃度差として現れ、現像履歴が発生する。
【０００７】
この問題を解決するため、特許文献２では、トナー担持体へトナー供給する現像剤担持体と、トナー担持体上の現像残トナーを回収する現像剤担持体とを別々に配置し、それぞれの現像剤担持体に印加するバイアスを、トナーの供給方向及び回収方向にすることで、トナー担持体上の現像残トナーを確実に回収する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１５０６３６号公報
【特許文献２】特開平１０−３１９７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２の方法では、初期的には現像履歴は発生しないが、画像形成を繰り返すうちに、現像履歴が発生してくるという問題があった。この問題について鋭意検討した結果、次のことが判った。トナー回収用の現像剤担持体に印加されているトナー回収電圧により、トナー担持体上から回収された現像残トナーや、現像剤中でキャリアと分離されたトナーが、トナー回収用の現像剤担持体の表面近傍へ移動し、画像形成を繰り返すうちに、トナー層として蓄積する。この蓄積したトナーは帯電しているために、トナー回収領域（回収用の現像剤担持体によりトナー担持体上の現像残トナーを回収する領域）での回収方向の電界が弱められ、トナー回収能力が低下していく。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現像履歴（ゴースト）が発生し、問題となっていることが判った。また、現像剤担持体を２本使用するため、現像装置が大型化するという問題もあった。
【００１０】
よって、本発明の目的は、上記課題に鑑み、画像形成を繰り返し行っても、現像履歴の発生を抑制した現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の課題は、以下の手段により解決することができる。
【００１２】
１．表面にトナーを担持搬送し、像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、
表面に前記トナーとキャリアとを含む現像剤を担持搬送し、前記トナー担持体と対向する領域において、前記現像剤から前記トナーを前記トナー担持体に供給し、且つ、現像後の前記トナー担持体の表面から前記トナーを回収する現像剤担持体と、
を備えた現像装置であって、
前記対向する領域の前記現像剤の搬送方向上流側で、前記現像剤担持体上の前記現像剤に当接するトナー引き寄せ部材と、
前記現像剤に含まれる前記トナーを前記トナー引き寄せ部材へ引き付ける方向の電界を、前記現像剤担持体と前記トナー引き寄せ部材との間に形成するためのバイアス電圧を前記トナー引き寄せ部材に印加する電源と、を有することを特徴とする現像装置。
【００１３】
２．前記トナー引き寄せ部材は、フィルム部材であることを特徴とする前記１に記載の現像装置。
【００１４】
３．前記現像剤担持体の表面の前記現像剤の量を規制する規制部材と、
前記現像剤中のトナーを前記規制部材へ引き付ける方向の電界を、前記現像剤担持体と前記規制部材との間に形成するためのバイアス電圧を前記規制部材に印加する電源と、を有することを特徴とする前記１または２に記載の現像装置。
【００１５】
４．前記現像剤担持体は、内部に固定磁極を有し、
前記トナー引き寄せ部材は、前記固定磁極と対向する位置に配置されることを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の現像装置。
【００１６】
５．前記現像剤担持体は、内部に固定磁極を有し、
前記トナー引き寄せ部材は、前記現像剤担持体と前記トナー担持体の対向する位置の磁極と、該磁極に隣接する磁極との極間に対向する位置に配置されることを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の現像装置。
【００１７】
６．像担持体と、該像担持体上の潜像を現像するための前記１から５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】
【００１８】
本発明の現像装置によれば、トナー供給用の現像剤担持体上の現像剤に、トナー引き寄せ部材を当接させ、このトナー引き寄せ部材に現像剤担持体からトナー引き寄せ部材側へトナーを引き付ける電圧を印加することで、現像剤中のトナーを現像剤表面に偏在させ、このトナーの偏在により、トナー担持体と対向するトナー供給回収領域でのトナー供給性を向上させることできる。トナーの供給性が向上するので現像剤担持体に印加するトナー供給バイアスを低くすることができ、トナー供給バイアスが低くなると、トナー供給回収領域での現像残トナーの回収性が向上する。よって、現像履歴の影響を受けない安定した良好な画像の得られる現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態で用いた画像形成装置の断面の概略図である。
【図２】磁石ローラに５極を有する場合の現像装置の構成を示す概略図である。
【図３】現像履歴（ゴースト）について説明するための画像チャートと印刷画像である。
【図４】現像剤担持体とトナー担持体を同方向に回転させた場合の対向部の拡大図である。
【図５】トナー引き寄せ部材を設けない場合で、トナー供給領域を通過後、現像領域までの間のトナー担持体上のトナー層の電位をトナー供給領域通過回数毎に測定した値の変化を示す図である。
【図６】トナー引き寄せ部材通過前後における、現像剤担持体のスリーブ上の現像剤の状態と電界方向へのトナーの移動の様子を模式的に示す断面図である。
【図７】トナー引き寄せ部材を設けた場合で、トナー供給領域を通過後、現像領域までの間のトナー担持体上のトナー層の電位をトナー供給領域通過回数毎に測定した値の変化を示す図である。
【図８】トナー引き寄せ部材を有する場合と有さない場合とで、トナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）とトナー担持体へのトナー供給量の関係の違いを模式的に示した図である。
【図９】トナー引き寄せ部材と現像剤担持体のスリーブ上の現像剤との当接ニップ部の状態を模式的に示す図である。
【図１０】背面に、磁性部材を設けたフィルム部材が現像剤に当接している状態を示す拡大図である。
【図１１】背面に、複数からなる、不連続体の磁性部材を設けたフィルム部材が、現像剤に当接している状態を示す拡大図である。
【図１２】背面に、裏打ち部材を設けたフィルム部材が、現像剤に当接している状態を示す拡大図である。
【図１３】両端を固定してループ状としたフィルム部材が、現像剤に当接している状態を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の一形態について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。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ーである。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媒体Ｐに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。
【００２１】
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６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、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、帯電部材３、露光装置６、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。
【００２２】
現像装置２は、キャリアとトナーを含む現像剤２３とそれを収容する現像剤槽１７、該現像剤槽１７から供給された現像剤２３を表面に担持して搬送する現像剤担持体１３、現像剤担持体１３と対向して配置され、供給領域９において現像剤担持体１３からトナーのみが供給され、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２４を備えてなる。また、現像剤担持体１３の表面に担持搬送される現像剤の量を規制するための規制部材１６と、規制部材１６により規制され、供給領域９に到達するまでの間の現像剤担持体１３上の現像剤に接触し、該現像剤中のトナーを現像剤層の表面近傍に引き寄せるためのトナー引き寄せ部材４１を備える。
【００２３】
また、現像装置２は、トナー担持体２４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、現像剤担持体１３にトナー供給バイアス電圧Ｖｂ１を供給する現像剤担持体用バイアス電源３２、トナー引き寄せ部材４１にトナー引き寄せバイアス電圧Ｖｂ３を供給するトナー引き寄せバイアス電源３３を備える。
（現像剤の構成）
本実施形態において使用する現像剤２３はトナー、該トナーを帯電するためのキャリアを含んでなるものである。
【００２４】
〈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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
また、荷電制御剤としては、公知のものを用いることができる。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。
【００２９】
また、離型剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができる。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。
【００３０】
また、外添剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、流動性改善のための外添剤（流動化剤）として、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。
【００３１】
さらに外添剤として、トナーと逆極性の荷電性を有する粒子（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。例えば、トナーがキャリアによって負に帯電されるとき、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。また例えば、トナーがキャリアによって正に帯電されるとき、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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１００質量部に対して０．１〜１０質量部の割合で添加させて用いるようにする。
【００３５】
〈キャリア〉
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
（現像装置の構成）
図１は、本実施形態で用いた画像形成装置の断面の概略図である。
【００４３】
図１を参照して、本実施形態において用いられる現像装置の構成例と動作例について説明する。
【００４４】
現像剤槽１７は、ケーシング２０により形成されており、通常は内部に現像剤を混合・撹拌し、現像剤担持体１３へ現像剤を供給する混合撹拌部材１８、１９を収納している。
【００４５】
ケーシング２０の混合撹拌部材１９に対向する位置には、好ましくは、トナー濃度検出用のＡＴＤＣセンサ２１が配設されている。
【００４６】
現像装置２は通常、像担持体１へと消費される分のトナーを現像剤槽１７内に補給するための補給部１５を有している。補給部１５において、補給トナーを収納した図示しないホッパから送られた補給トナー２２が現像剤槽１７内へ補給される。
【００４７】
現像装置２は、また、現像剤担持体１３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１６を有している。現像剤担持体１３は通常、固定配置された磁石ローラ２６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、画像形成時にはトナー担持体２４へとトナーを供給するためのトナー供給バイアスＶｂ１が、現像剤担持体用バイアス電源３２により印加される。スリーブローラ２７は、その表面に、種々のコーティングを施してあっても構わない。また、磁石ローラ２６は複数の磁極を有する。
【００４８】
図２は、一例として磁石ローラに５極を有する場合の現像装置の構成を示す概略図である。これらの磁極のうち、主磁極Ｎ１はトナー担持体２４と対向する対向部（トナー供給回収領域：トナー供給回収領域のうち、トナー担持体回転方向上流側をトナー供給領域８、下流側をトナー回収領域９と呼ぶ。）に配されている。
【００４９】
また、スリーブローラ２６上の現像剤２３を剥離するための反発磁界を発生させる同極性の磁極Ｓ２、Ｓ３が現像剤槽１７内部に対向した位置に配置されている。
【００５０】
規制部材１６とトナー供給領域８との間には、トナー供給領域８に搬送される現像剤の層の表面近傍にトナーを偏在させるために、トナー引き寄せ部材４１が、現像剤担持体２４と対向して設けられている。図１と図２にはトナー引き寄せ部材としてフィルム部材を例示したが、バイアスを印加できる導電性部材であれば形状はこれに限定されず、たとえば板状部材、ローラやブラシなどの回転部材、ワイヤー状部材であっても構わない。図１と図２に示すようにトナー引き寄せ部材４１がフィルム部材の場合、フィルム部材を長手方向で保持する保持電極４２を介してトナー剥離バイアスＶｂ４が電源３４により印加される。
【００５１】
また、トナー引き寄せ部材（フィルム部材）４１が現像剤２４の層に安定した圧力で当接するような方策が別途設けられていることが望ましい。当接圧力が弱まると、トナー引き寄せ部材４１に引き寄せられたトナーが現像剤２４にかき取られず蓄積し、トナー引き寄せ部材４１への引き寄せ電界が弱められる恐れがある。当接力を安定させる方策としては特に限定されないが、例えばトナー引き寄せ部材４１が現像剤と当接する面の背面側にフィルムのコシを補強する部材を設けてもよい。また磁性部材４３を設けて、現像剤担持体２４の内部に配置された磁極により、磁性部材４３が吸引される力を利用してもよい。またフィルムの自由端を固定してループ状とすることでフィルムのコシを増してもよい。これらの方策によって、フィルム状のトナー引き寄せ部材が、安定した圧力で現像剤２４の層に接触することができる。
【００５２】
トナー担持体２４は現像剤担持体１３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。
【００５３】
トナー担持体２４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、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、ポリスルホン樹脂、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。
（現像装置の動作）
図１に示す現像装置２の動作について詳しく説明する。現像剤槽１７内の現像剤２３は、混合撹拌部材１８、１９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内で循環搬送され、現像剤担持体１３表面のスリーブローラ２７へと供給される。
【００５４】
現像剤２３は、現像剤担持体１３内部の磁石ローラ２６の磁力によってスリーブローラ２７の表面側に保持され、スリーブローラ２７と共に回転移動して、現像剤担持体に対向して設けられた規制部材１６で通過量を規制される。
【００５５】
次に現像剤２３はトナー引き寄せ部材４１へ搬送され、現像剤担持体１３に印加されたトナー供給バイアスＶｂ２とトナー引き寄せ部材４１に印加されたトナー引き寄せバイアスＶｂ３の電位差に基づき形成された電界が、現像剤２３中のトナーを、現像剤２３の表面近傍に移動させ、偏在させる。
【００５６】
その後、現像剤はトナー担持体２４と対向するトナー供給領域８へと搬送される。トナー供給領域８では磁石ローラ２６の主磁極Ｎ１の磁力によって現像剤の穂立ちが形成されるが、トナー引き寄せ部材４１の効果で、穂立ちの先端部のトナー濃度が高い状態となっている。図２において、トナー引き寄せ部材４１の設置位置は磁石ローラ２６の主磁極Ｎ１の手前の磁極Ｓ１に対向している。この場合現像剤穂立ち部で電界が形成されるため、トナーを効率的に偏在させることができる。
【００５７】
一方、トナー引き寄せ部材４１の設置位置はこれに限定されず、たとえば磁極Ｎ１とＳ１の極間に設置してもよい。この場合、トナー供給部に近い位置でトナーの偏在を発生させるため、穂立ち先端部のトナー濃度が高い状態が維持されやすいという利点がある。
【００５８】
また、現像剤中のトナーを規制部材１６側へ引き付ける方向の電界を、現像剤担持体１３と規制部材１６との間に形成するためのバイアス電圧を規制部材１６に印加する電源を有することが好ましい。このようにして、トナー引き寄せ部材４１に加えて、さらに規制部材１６によっても、現像剤担持体１３上の現像剤の表面にトナーをより偏在させることができ、トナー供給領域８における現像剤中のトナーの偏在をより安定して高めることができる。
【００５９】
穂立ち先端部に偏在するトナーは、トナー担持体２４に印加された現像バイアスＶｂ２と現像剤担持体１３に印加されたトナー供給バイアスＶｂ１の電位差に基づき形成された電界により、トナー担持体２４側へ供給される。通常、現像剤担持体１３に印加されるトナー供給バイアスＶｂ１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、供給領域には、現像バイアスとの電位差により、直流電界、または、直流電界に交番電界が重畳された電界が形成される。
【００６０】
このとき、トナー引き寄せ部材４１がない場合と比較すると、トナー供給領域８における現像剤の穂の先端部のトナー濃度が高いために、所望の供給量を得るためのトナー供給バイアスＶｂ１をより低く設定することができる。
【００６１】
トナー担持体２４に供給されたトナー層は、トナー担持体２４の回転に伴って現像領域７へと搬送され、現像バイアスＶｂ２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。現像バイアスＶｂ２としては公知の種々のバイアスが適用可能であるが、通常は直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスが加えられる。
【００６２】
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。
【００６３】
現像領域７でトナーを消費した後のトナー担持体２４上に残るトナー層（現像残トナー）は、さらにトナー担持体２４の回転によって、現像剤担持体１３と対向するトナー回収領域９へと搬送される。トナー回収領域９では、現像剤担持体１３上の現像剤による機械的及び電気的トナー回収作用により、現像残トナーが回収される。
【００６４】
このとき、詳しくは後述するが、トナー回収領域９ではトナー供給バイアスＶｂ１は回収を阻害する方向に作用する。従って、トナー引き寄せ部材４１がない場合と比較すると、トナー供給バイアスＶｂ１と現像バイアスＶｂ２の電位差を小さくできるため、トナー回収領域９での現像残トナーの現像剤担持体１３側への回収がより促進される。
【００６５】
ここで、図１では現像剤担持体１３とトナー担持体２４の回転方向を同方向に設定しているが、逆回転に設定することもできる。
【００６６】
ハイブリッド現像方式では現像残トナーをできる限り回収し、トナーを現像した部分と現像しなかった部分の濃淡を出来るだけ小さくした上で次のトナー供給を行うことが、現像履歴（ゴースト）の発生を抑制する上で重要である。
【００６７】
現像剤担持体１３とトナー担持体２４の対向部（トナー供給回収領域）では、まず、トナー供給領域８において、現像剤担持体１３上の現像剤２３中のトナーがトナー担持体２４に供給される。そのため、トナー回収領域９に移動した現像剤２３のトナー濃度は下がり、更に、現像剤２３中のキャリアには、カウンターチャージが発生する。このカウンターチャージにより、トナー回収領域９における現像剤担持体１３上の現像剤２３による現像残トナーの電気的な回収が行われる。
【００６８】
また、図１のように現像剤担持体１３とトナー担持体２４の回転方向を同方向に設定した場合、現像剤担持体１３とトナー担持体２４の対向部では互いにカウンター方向に回転する。そのため、相対速度が大きくなり、現像剤担持体１３上のトナー濃度の低くなった現像剤２３による機械的回収（現像剤担持体１３上の現像剤と現像残トナーとの接触確率が高くなり、キャリアとの摩擦帯電により回収される。）がより行われ、また、前記した電気的な回収の機会も多くなる。そのため、現像剤担持体とトナー担持体の回転方向をカウンターに設定した方が、現像残トナーの回収観点で有利であり、現像履歴（ゴースト）の抑制に繋がるため望ましい。
【００６９】
なお、現像剤担持体１３とトナー担持体２４の対向部（トナー供給回収領域）におけるトナー供給領域８とトナー回収領域９とは、明確に区分できるものではなく、トナー担持体２４に対して、対向部の現像剤担持体１３回転方向上流側のトナー供給領域８で、主にトナー供給し、また、対向部の現像剤担持体１３回転方向下流側のトナー回収領域９で、主にトナー回収している領域であって、実際には、供給と回収が共に混在していると考えられる。
【００７０】
トナー回収領域９を通過した現像剤担持体１３上の現像剤は、スリーブの回転とともに現像剤槽１７に向けて搬送され、磁石ローラ２６の現像剤回収領域１４に対応する位置に設けられた反発磁界を発生させる同極部Ｓ２、Ｓ３によって現像剤担持体１３上から剥離され、現像剤槽１７内へと回収される。補給部１５に設けられた不図示の補給制御部は、ＡＴＤＣセンサ２１の出力値から現像剤２３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２２がトナー補給部１５を介して現像剤槽１７内へ供給される。
（トナー回収領域での回収性能とトナー引き寄せ部材の効果について）
トナー回収領域９でのトナー回収性能とトナー引き寄せ部材４１の効果について、詳細に説明する。
【００７１】
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する。
【００７２】
〈現像履歴について〉
図３を用いて現像履歴（ゴースト）について説明する。
【００７３】
図３（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。背景領域である白地部５１にベタ画像領域５２及びハーフトーン画像領域５３が図に示すように配置されている。図３（ｂ）は、図３（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。
【００７４】
現像履歴（ゴースト）とは、次のような現象である。
【００７５】
図３（ａ）の画像チャートに示すような、白地部５１にベタ画像領域５２を配置したコントラストの高い画像（ハイコントラスト画像）を印刷した後に、グレーなどの中間調画像であるハーフトーン画像領域５３が続く画像パターンを印刷する。そうすると、出力した印刷画像には、図３（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３（ｂ）では、ベタ画像領域５２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内に現像履歴であるゴーストパターン５４が見られる。即ち、図１の回転方向で、像担持体１の周速度ｖ１、トナー担持体２４の周長Ｌ、トナー担持体２４の周速度ｖ２としたとき、トナー担持体周期Ｔ＝Ｌ×ｖ１／ｖ２の位置にゴーストが現れる。
【００７６】
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。
【００７７】
ハイコントラスト画像に対応した潜像を現像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てトナー消費のほとんどしなかった部分が、現像残トナー層として残留する。そのため、トナー回収領域９において、現像残トナーが十分に回収されずに、パターン状に残った上に、トナー供給領域８において、トナー供給されると、トナー担持体上に、印刷した画像パターンに応じたトナー層の厚みムラが発生する。
【００７８】
このトナー層の厚みムラを有するトナー担持体で潜像を現像した場合、トナー層厚みムラに起因した現像特性変化が起こり、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。この現像特性変化による濃度ムラは特に、ハイコントラスト画像の後のハーフトーン画像領域において視認性が高く、目立ちやすい。
【００７９】
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。
【００８０】
〈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〉
トナー引き寄せ部材４１を設けない場合を例にして、現像剤担持体１３によるトナー供給、回収能力とバイアス設定について図４を用いて説明する。
【００８１】
現像剤担持体１３、トナー担持体２４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。ここで、印加電圧の平均値とはＤＣバイアスであれば電圧値、ＡＣ重畳バイアスであればＤＣ成分の値である。例えばＤｕｔｙ比を設けた矩形波など非対称波形の場合は、時間平均した値である（以下、同様）。
【００８２】
図４は、現像剤担持体１３とトナー担持体２４を同方向に回転させた場合の対向部の拡大図である。この場合、現像剤担持体１３とトナー担持体２４の対向部では互いにカウンター方向に回転する。現像剤担持体１３上の現像剤からトナー担持体２４へトナーを供給させるために、現像剤担持体１３とトナー担持体２４の間に電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１：トナー供給電位差とも呼ぶ。）が設定されている。
【００８３】
トナー供給領域８において、現像剤担持体１３からトナー担持体２４へのトナー供給量は、トナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）の大きさに依存するが、トナー引き寄せ部材４１を設けない場合、トナー供給後の現像剤２３中のキャリアに発生するカウンターチャージなどの影響によって、一回のトナー供給（１回トナー供給領域８を通過しただけ）では電位差のすべてを埋めるだけのトナー量を供給することはできない。これは、トナー供給領域８で、現像剤の穂の先端部分のトナーが、トナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）によって、キャリアから離れてトナー担持体２４に移動しようとするが、離れると同時にキャリア表面に発生するカウンターチャージにより、いくらかのトナーは、キャリア側に引き戻されるために生じると考えられる。
【００８４】
図５は、トナー担持体２４の１回転分のベタ画像の後に、トナー担持体２４の複数回分の白地部が連続する画像を現像したときに、トナー供給領域８を通過後、現像領域７までの間のトナー担持体２４上のトナー層の電位を、トナー供給領域８を通過した通過回数（トナー供給回数）毎に測定した値を示す図である。
【００８５】
トナー層の電位Ｖｔｄは、表面電位計（ＴＲＥＫ社製Ｍｏｄｅｌ３４４）のプローブをトナー供給領域８と現像領域７の間にセットし、現像剤担持体１３上のトナー層の電位Ｖｔｄを測定した値である。
【００８６】
このようにベタ画像を現像した後のトナー担持体２４上のトナー層の電位は、トナー供給領域８を通過する毎に、トナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）の値に近づいている。トナー層電位Ｖｔｄとトナー層の厚さは、ほぼ比例関係にあることから、１回のトナー供給領域８でのトナー供給では、ベタ画像で消費したトナー量を供給することができず、所望のトナー層厚をトナー担持体２４の表面に形成できていないことが判る。
【００８７】
一方、トナー回収領域９においては、トナー担持体２４上の現像残トナー５０は、現像剤担持体１３のスリーブ２７上の現像剤２３による機械的摺擦力と、トナー供給後のキャリアが持つカウンターチャージによる電気的吸引力を受けて現像剤担持体１３側に回収される力（回収方向の力）を受ける。しかしながら現像剤担持体１３とトナー担持体２４の間にはトナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）が存在しており、残トナー５０によるトナー層電位（トナー供給電位差を減少させる方向に働く電位）を考慮しても、残トナー５０には現像剤担持体１３への回収を阻害する方向（供給方向）の電界が働く。この回収を阻害する方向（供給方向）の電界のために、トナー回収領域９におけるトナー回収方向の力は低減される。そのため、現像残トナー５０を十分に回収することができず、一部が残った状態で、トナー供給領域８に移動し、その上にトナー供給が行われる。
【００８８】
即ち、現像領域７において、白地部に対応するトナー担持体２４上の現像残トナーは、ほとんどトナー消費されていない状態でトナー回収領域９に搬送されるが、トナー回収領域９ではトナー回収方向の力が低減されているため、現像残トナーは十分にトナー回収されない状態で、トナー供給領域８に搬送される。一方、ベタ画像部に対応するトナー担持体２４上の現像残トナーは、現像領域７でほとんど消費されているため、トナー回収領域９で十分に回収されなくても、ほとんどトナー層の無い状態でトナー供給領域８に搬送される。
【００８９】
よって、ベタ画像部に対応した部分と、白地部に対応した部分では、トナー担持体２４上のトナー層の厚さが異なった状態で、トナー供給領域８でトナー供給を受けることになる。しかし、図５に示したように、トナー供給領域８を１回通過しただけでは、トナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）を埋めるだけのトナー量の供給ができず、トナー層厚の差が残った状態で現像領域７に搬送され、現像することになる。現像工程において、トナー担持体２４上のトナー層厚が異なると画像上に濃度差として現れ、現像履歴（ゴースト）が発生する。
【００９０】
〈トナー引き寄せ部材の効果〉
次にトナー引き寄せ部材を配置した場合について説明する。
【００９１】
図６は、トナー引き寄せ部材４１通過前後における、現像剤担持体のスリーブ２７上の現像剤の状態と電界方向へのトナーの移動の様子を模式的に示す断面図である。トナー引き寄せ部材４１には、トナー引き寄せバイアスＶｂ３が印加されている。
【００９２】
図６（ａ）は、トナー引き寄せ部材４１を通過する直前の現像剤中のトナーの付着状態を模式的に示したもので、トナー４５がキャリア４６粒子表面にほぼ均一に分散して付着している。
【００９３】
一方、図６（ｂ）は、トナー引き寄せ部材４１と通過中及び通過後の現像剤中のトナーの付着状態を模式的に示したもので、一部のトナー４５が現像剤２３の表面付近（トナー引き寄せ部４１材側）に移動して、トナーが偏在した状態になっている。これは、現像剤担持体１３のスリーブ２７上の現像剤２３に含まれているトナーが、トナー引き寄せ部材４１に印加された電圧Ｖｂ３と現像剤担持体１３に印加された電圧Ｖｂ１とによって生じる電界（トナー引き寄せ電界）の作用を受けることによって、現像剤２３の表面側に引き寄せられた結果である。このとき、表面からトナー４５が移動した導電性スリーブ２７近傍のキャリア４６にはカウンターチャージが発生するが、導電性スリーブとの距離が近いために、導電性スリーブ２７からの電荷注入または放電が起こりやすく、すみやかに除電されてカウンターチャージが減衰すると考えられる。したがって、トナー引き寄せ部材４１通過後の現像剤表面に偏在する多くのトナー４５には、キャリア４６のカウンターチャージが伴わず、トナー供給領域８でトナー担持体２４に供給されやすいことが考えられる。
【００９４】
図７は、トナー引き寄せ部材４１を有する場合であって、トナー担持体２４の１回転分のベタ画像の後に、トナー担持体２４の複数回分の白地部が連続する画像を現像したときに、トナー供給領域８を通過後、トナー引き寄せ部材４１までの間のトナー担持体２４上のトナー層の電位を、トナー供給領域８を通過した通過回数（トナー供給回数）毎に測定した値を示すグラフである。
【００９５】
トナー層の電位Ｖｔｄは、表面電位計（ＴＲＥＫ社製Ｍｏｄｅｌ３４４）のプローブをトナー供給領域８とトナー引き寄せ部材４１の間にセットし、現像剤担持体１３上のトナー層の電位Ｖｔｄを測定した値である。
【００９６】
図５のトナー引き寄せ部材４１を有さない場合に比べ、ベタ画像を現像した直後の１回転目のトナー層電位Ｖｔｄ１から、ほぼトナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）に近い値になり、その後のトナー層電位は、トナー供給領域８の通過回数を重ねてもほとんど同じ値であることが判る。このことは、トナー層電位Ｖｔｄとトナー層の厚さが、ほぼ比例関係にあることから、ベタ画像消費後、１回目のトナー供給領域８通過で、ほぼ、ベタ画像で消費したトナー量を供給することができ、所望のトナー層厚を形成していることが判る。このことからも、トナー供給領域８において、キャリアのカウンターチャージが少なく、トナー供給されやすくなっていると考えられる。
【００９７】
また、図８は、トナー引き寄せ部材４１を有する場合と有さない場合とで、トナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）とトナー担持体２４へのトナー供給量の関係の違いを模式的に示した図である。トナー担持体２４の１回転分のベタ画像の後に、トナー供給領域８を１回通過した後のトナー担持体２４上のトナー付着量（トナー供給量）を、引き寄せ部材の有無の場合について、測定した結果である。
【００９８】
この図から、トナー引き寄せ部材４１を有する場合、所望のトナー供給量を得るためのトナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）は、トナー引き寄せ部材４１を有さない場合に比べ、ΔＶだけ小さくすることができる。トナー供給電位差（Ｖｂ２−Ｖｂ１）を小さくできることは、トナー回収領域９において、現像残トナーの回収を阻害する方向（供給方向）の電界を弱くすることができ、回収性能を良くすることができる。回収性能が良くなると、現像残トナーの多い領域と少ない領域の差を小さくすることができる。即ち、トナー回収領域９で、現像残トナーの量が現像領域でのトナー消費量の大小にかかわらず、十分に回収でき、現像履歴を無くした状態で、トナー供給領域８でトナー供給することができる。
【００９９】
このようにトナー引き寄せ部材４１を有することにより、トナー回収性能をアップさせることができると共に、トナー供給性能も上げることができる。よって、現像残トナーの履歴が、トナー供給回収領域を１回通過することで解消することができ、次の画像上に現像履歴（ゴースト）が発生するのを抑制することができる。
【０１００】
また、トナー引き寄せ部材４１が磁石ローラ２６内の磁極近辺に設置された場合は、電界の方向に対してほぼ平行に現像剤２３の穂立ちが生じるため、トナー引き寄せ電界の作用を受けたトナーは穂立ちを形成された磁気ブラシチェーンを伝わり、容易に現像剤担持体１３表面まで移動する。その後トナー供給領域８での穂立ちの前に一度穂倒れが生じて現像剤が撹乱されるが、一度の穂倒れではトナーの偏在状態は解消されず、トナー供給領域８においても穂立ち先端には高濃度のトナーが存在する。
【０１０１】
また、トナー引き寄せ部材４１が磁石ローラ２６内の主磁極Ｎ１の手前の極Ｓ１との極間に設置された場合は、電界の方向にほぼ直交して現像剤２３の穂が倒れているため、トナー引き寄せ部材による引き寄せ効果は若干低下するが、トナー供給領域８での穂立ち形成に到る時間が短いために、よりトナーが表面付近に偏在した状態でトナー供給できるので有利である。
【０１０２】
さらに、トナー引き寄せ部材４１の背面に磁性部材４３を設けた場合は、磁性部材４３が、磁石ローラ２６の磁極によって引きつけられ、現像剤２３への当接圧が安定し、また穂の向きを電界の方向に向けることができるため、トナーをトナー引き寄せ部材４１側に引き寄せる効果が促進される。
【０１０３】
ここで、現像剤２３中のトナーが、トナー引き寄せ電位差（Ｖｂ３−Ｖｂ１）によってトナー引き寄せ部材４１側に引き付けられた結果、トナー引き寄せ部材４１の表面にトナー層が形成されることが懸念される。この場合、繰り返し動作によってトナー引き寄せ部材４１上のトナー層が増大すると、トナー引き寄せ電位差（Ｖｂ３−Ｖｂ１）がトナー引き寄せ部材４１表面のトナー層電位によって打ち消され、実効的なトナー引き寄せ電位差が小さくなってしまうと考えられる。
【０１０４】
しかしながら、実際は、トナー引き寄せ部材４１の表面にはトナー層がほとんど形成されず、安定してトナー引き寄せ電界が作用している。
【０１０５】
図９は、トナー引き寄せ部材４１と現像剤担持体のスリーブ２７上の現像剤２３との当接ニップ部の状態を模式的に示している。トナー引き寄せ電界によってトナー引き寄せ部材４１側にトナー４５が引き付けられても、現像剤２３による摺擦力が作用するために掻き取られ、トナー引き寄せ部材４１の表面にトナー層が蓄積していくことはない。
【０１０６】
このように、トナー引き寄せ部材４１表面にトナー層が蓄積することがないので、繰り返し動作によってトナー層電位が増大することがなく、ほぼゼロか、極めて小さいレベルに制限され、トナー引き寄せ電位差を安定して維持することが可能である。
【０１０７】
以上のことから、少なくともトナー引き寄せ電位差（Ｖｂ３−Ｖｂ１）は、正帯電トナーを用いる場合には負の値、負帯電トナーを用いる場合には正の値になるよう設定すればよい。さらにトナー引き寄せ部材４１と現像剤担持体１３との間の電界は振動電界であることが好ましい。
【０１０８】
トナー引き寄せ部材４１と現像剤担持体１３との間の電界を振動電界とすることで、現像剤２３中のトナーを確実にトナー引き寄せ部材４１側へ引き付けることが可能となる。
【０１０９】
〈トナー引き寄せ部材の構成、材質〉
上述のように、本実施形態に係るトナー引き寄せ部材４１には、
（ａ）現像剤担持体１３のスリーブ２７上の現像剤２３中のトナーをトナー引き寄せ部材４１側に引き付けるためのトナー引き寄せ電位差を形成すること、及び、
（ｂ）トナー引き寄せ電位差によってトナー引き寄せ部材４１の表面に付着したトナーが現像剤２３の磁気ブラシにより掻き取られ、トナー引き寄せ部材４１表面が清浄に保たれること、
が求められる。
【０１１０】
トナー引き寄せ部材４１の材質は、トナー引き寄せ部材４１と現像剤担持体１３間に電界を形成することが可能であれば特に制約されることなく、金属のような導電性でも使用可能であるし、表面に樹脂のような絶縁性のコーティングが施されていてもよい。
【０１１１】
また、トナー引き寄せ部材４１の現像剤層への当接位置は、規制部材１６とトナー供給領域８の間であればどこであっても効果が得られるが、現像剤担持体１３の磁極位置近傍が好ましい。このようにすることで現像剤の磁気ブラシが穂立ちした状態となり、トナー引き寄せ電界によって現像剤中のトナーのトナー引き寄せ部材４１側への移動が容易になるだけでなく、トナー引き寄せ部材４１に付着したトナーを現像剤が掻き取る際の摺擦力を大きくすることが可能となる。また、より好ましくは現像剤担持体１３内部の磁石体の主磁極Ｎ１と、主磁極Ｎ１に隣接する磁極Ｓ１の位置との間か、隣接磁極Ｓ１の位置の近傍にあることが望ましい。当接位置を主磁極Ｎ１と、隣接する磁極Ｓ１との間（極間）とすることで、トナー供給領域に到るまでのトナー偏在状態を有利に保つことができる。また、主磁極Ｎ１に隣接する磁極Ｓ１の位置の近傍とすることで現像剤の磁気ブラシが穂立ちした状態となり、トナー引き寄せ電界によって現像剤中のトナーのトナー引き寄せ部材４１側への移動が容易になるだけでなく、トナー引き寄せ部材４１に付着したトナーを現像剤が掻き取る際の摺擦力を大きくすることが可能となる。
【０１１２】
更に、磁性部材４３の磁気吸引力によりトナー引き寄せ部材４１を現像剤側に当接させる構成である場合は、トナー引き寄せ部材４１の当接圧の安定性向上の効果も得られる。また、現像剤担持体１３と磁性体間に現像剤のブリッジが形成され、トナー引き寄せ部材４１に付着したトナーを効率的に掻き取ることが可能となる。
【０１１３】
トナー引き寄せ部材４１の形状としては板状部材、回転部材、ワイヤー状部材などさまざまな形態が可能であるが、フィルム状の部材を用いることがより好ましい。フィルム部材を用いることで、
・現像剤との広い当接ニップ幅を容易に確保できる、
・現像剤への適度な安定した当接圧が確保できる、
といった利点が得られる。
【０１１４】
現像剤との当接ニップ幅を広くすることで、現像剤中のトナーが現像剤担持体１３とフィルム部材間に形成されるトナー引き寄せ電界によって現像剤層中をフィルム部材側へ移動する時間が確保され、より小さい電界での使用やシステム速度が高速の場合での使用が可能となる。
【０１１５】
現像剤への適度な当接圧とすることで、フィルム部材と現像剤とが安定して接触することが可能となり、フィルム部材に引き付けたトナーを現像剤によって確実に掻き取ることが可能になる。同時に、環境や耐久によって現像剤搬送量が増加した場合においても、フィルム部材当接部を現像剤が通過することができずにニップ入り口で滞留するような不具合が生じることを抑制できる。
【０１１６】
トナー引き寄せ部材４１としてのフィルム部材の材料としては、特に制限はなくリン青銅、ニッケルやＳＵＳなどの金属薄膜、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、ポリスルホン樹脂、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からなるフィルムや、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等からなるゴムフィルムが挙げられるが、これらに制約されない。
【０１１７】
また、フィルム部材は単層構造であってもよいし、必要に応じて２層以上の構造であってもよい。フィルム部材に付着したトナーを現像剤の摺擦力により掻き取るという観点からは表面エネルギーが低い材料（例えばフッ素樹脂やシリコーン樹脂などを用いる）を用いることが好ましく、さらに、トナーを除電するような帯電性を備える材料（例えば負帯電性トナーに対してフッ素樹脂など）を用いることが好ましい。
【０１１８】
フィルム部材の低表面エネルギーや帯電性はフィルム材料によって得ても良いし、フィルムに、例えばシリコーン化合物、フッ素化合物等の低表面エネルギー材料をバルク中に添加、もしくはコーティングを施すことで制御しても良い。
【０１１９】
また、フィルム表面粗さによってもトナーの付着力を低減することが可能であり、フィルム部材の現像剤当接面の算術平均表面粗さＲａは０．０１μｍ〜２μｍが好ましい。表面粗さが小さすぎるとフィルム部材とトナーとの付着力が大きくなり掻き取りが容易でなくなり、大きすぎるとフィルム部材表面の凹凸が現像剤による摺擦に対して抗うように作用してしまい掻き取り不良の要因となる。
【０１２０】
所望のフィルム部材表面粗さを得るには、フィルム部材のバルク又は表面に粗さ調整剤を必要に応じて添加すればよい。粗さ調整剤としては、例えば、シリカ、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機微粒子やＰＭＭＡ等の樹脂微粒子が挙げられるが、これに限定されない。また、後述するカーボンブラック等の導電剤を粗さ調整剤として用いても構わない。
【０１２１】
フィルム部材の電気抵抗もフィルム部材と現像剤担持体１３間に電界を形成することが可能であれば特に制約されることなく、金属のような導電性でも使用可能であるし、樹脂フィルムのような絶縁性のものであっても背面に金属蒸着などを施し電極を形成することで使用可能となる。
【０１２２】
ただし、導電性が高い場合、フィルム部材と現像剤担持体１３間でリークが生じない範囲でトナー剥離電位差を設定する必要がある。また、絶縁性フィルムを用いる場合、絶縁性フィルムと現像剤との間の摩擦によって絶縁性フィルムが帯電され、トナー剥離電位差を打ち消す恐れがあるために、材料選択の範囲が狭められる。
【０１２３】
このような観点から、フィルム部材抵抗としては１０４〜１０１０Ω／□程度が好ましい。このような適度なフィルム部材抵抗を得るために、樹脂フィルムやゴムフィルムのバルク又は表面に導電剤を必要に応じて添加してもよい。かかる導電剤としては電子導電剤又はイオン導電剤が挙げられる。
【０１２４】
電子導電剤としては、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、これらに制約されない。イオン導電剤の例としては、４級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、イオン性高分子材料が挙げられるが、これに限定されない。
【０１２５】
フィルム部材の厚さとしては、５μｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下を例示できる。薄すぎると強度不足となり、厚すぎると、フィルム部材の弾性率やフィルムの支点から当接部までの長さにもよるが、フィルム部材の現像剤層への当接圧が大きくなりすぎ、当接部に現像剤がせき止められて現像剤こぼれが生じる恐れがある。さらに、現像剤との接触ニップ幅が十分確保しにくいという問題が生じる。
【０１２６】
フィルム部材は、バイアスを印加する保持電極４２に固定されることで保持され、保持方法は片端を自由端とする片持ち支持でも良いし、両端を固定する両端支持であってもよい。さらに、フィルム部材を円筒形状のスリーブ構成として保持電極に保持しても良い。
【０１２７】
保持電極に固定されたフィルム部材の現像剤層への当接は、フィルム部材の弾性復元力を利用したり、復元力を補助する形状や部材を工夫してもよいが、現像剤担持体１３の磁極への磁気吸引力を用いて行うことが好ましい。
【０１２８】
フィルム部材の当接を弾性復元力を補助する形状や部材を工夫したり、磁気吸引力を利用することによって、高温高湿環境での長期使用や長期保管の場合でもフィルム部材にクリープ変形が生じにくく、フィルム部材の現像剤層への当接圧の変化が少ない。フィルム部材の現像剤層への当接圧の変化が少ないため、現像剤担持体１３上の現像剤による摺擦力の低下が少なく、フィルム部材表面に付着したトナーを安定して除去することができ、フィルム部材の効果を損なう恐れがない。
【０１２９】
特に、フィルム部材の当接を現像剤担持体１３への磁気吸引力で行うことで、上記フィルム部材のクリープ変形による当接圧の低下が生じる恐れはなくなり、安定した当接圧を長期にわたって維持することができる。
【０１３０】
フィルム部材を現像剤担持体１３への磁気吸引力によって当接させるには、現像剤に当接させるフィルム部材の背面側に磁性部材４３を設けることによって容易に達成できる。
【０１３１】
図１０は、一端を保持電極４２により保持し、他端を自由端としたフィルム部材４１の背面に、磁性部材４３を設け、現像剤２３に当接している状態の拡大図である。フィルム部材４１の背面に磁性部材４３を設けることで、フィルム部材４１を介して現像剤担持体１３の磁極の形成する磁界による磁気吸引力によって磁性部材４３が現像剤担持体１３側へ引き付けられ、フィルム部材４１の現像剤層２４への当接圧を確保することが可能となる。
【０１３２】
ここで、磁性部材４３に作用する磁気吸引力によってフィルム部材４１を現像剤層２３に当接することでフィルム部材の特徴である柔軟性が損なわれないようにしなければならない。フィルム部材の柔軟性が損なわれるとフィルム部材の現像剤への当接圧の均一性が損なわれるばかりでなく、フィルム部材による現像剤との当接ニップ幅が狭くなる恐れが生じる。
【０１３３】
図１０の例では、フィルム部材４１と磁性部材４３を接着せず、磁性部材４３をハウジング側板に設けたガイドによって現像剤担持体１３法線方向に移動可能な構成にしている。フィルム部材４１の一端を自由端とし、磁性部材４３がフィルム部材４１と接着されずに独立して移動可能な状態にすることで、フィルム部材４１と現像剤担持体１３との間を通過する現像剤の量が変動したとしても、その現像剤の量に追随してフィルム部材４１が常に現像剤の表面を一定の圧力で当接することができるので好ましい。
【０１３４】
また、図１１は、磁性部材４３を連続体ではなく、現像剤担持体１３周方向、長手方向に対して不連続体で構成（図では粒子形状）した場合を示す。このようにすることで、フィルム部材４１に磁性部材４３を固定化してもフィルムの柔軟性が損なわれることなく、磁気吸引力による当接力の確保が可能となる。同様に磁性部材４３として、磁性粒子を分散させたフィルム状のものを用いれば磁性部材自体が可撓性を有するため、磁気吸引力によるフィルム部材４１の現像剤２３への当接圧と当接ニップ幅の確保が両立可能となる。同様の効果は、ワイヤー状の柔軟性のある磁性体をフィルム背面に張架することによっても得ることが可能である。
【０１３５】
さらに、フィルム部材４１中に磁性粒子を分散させる構成とすることでフィルム部材自体に磁気吸引力が作用するようにしても良い。
【０１３６】
また、図１２は、一端を保持電極４２により保持し、他端を自由端としたフィルム部材４１の背面に、裏打ち部材４４を設け、現像剤２３に当接している状態の拡大図である。裏打ち部材は、フィルム部材４１の当接面のコシを補強する部材であり、厚みのあるフィルムなどを用いることができる。このような裏打ち部材４４を用いて、フィルム部材４１の現像剤層２４への当接圧の変動を防止するようにしても良い。
【０１３７】
また、図１３は、フィルムの両端を保持電極４２に固定してループ状とした状態で、現像剤２３に当接している状態の拡大図である。このような構成にすることでフィルムのコシを増すようにしても良い。
【０１３８】
このように、本実施形態に係る現像装置、及び画像形成装置では、規制部材１６を通過後に、現像剤担持体１３に当接するトナー引き寄せ部材４１を設け、バイアス電圧を印加してトナーをトナー引き寄せ部材４１へ引き寄せる方向の電界を形成する。これにより、現像剤中のトナーを現像剤表面に偏在させ、トナー供給領域８でのトナー供給性を向上させることでトナー供給バイアスを低くでき、トナー回収領域９でのトナー回収性の向上をも実現できるため、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。
【０１３９】
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。
【符号の説明】
【０１４０】
１  像担持体
２  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  露光装置
７  現像領域
８  トナー供給領域
９  回収領域
１３  現像剤担持体
１４  現像剤回収領域
１５  トナー補給部
１６  規制部材
１７  現像剤槽
１８、１９  混合攪拌部材
２０  現像器筐体
２１  ＡＴＤＣセンサ
２２  補給トナー
２３  現像剤
２４  トナー担持体
２６  磁石ローラ
２７  スリーブローラ
３１  トナー担持体用バイアス電源
３２  現像剤担持体用バイアス電源
３３  トナー引き寄せバイアス電源
４１  トナー引き寄せ部材、フィルム部材
４２  保持電極
４３  磁性部材
４４  裏打ち部材
４５  トナー
４６  キャリア
５０  現像残トナー
５１  白地部
５２  ベタ画像領域
５３  ハーフトーン画像領域
５４  ゴーストパターン
【図１】
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【図２】
2011022307.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011022307.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011022307.tif 000009
【図８】
2011022307.tif 000010
【図９】
2011022307.tif 000011
【図１０】
2011022307.tif 000012
【図１１】
2011022307.tif 000013
【図１２】
2011022307.tif 000014
【図１３】
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