(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー、キャリア、前記トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電されピーク粒径が０．８〜１．５μｍである粒径分布を有する逆極性粒子、及びピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子を含む現像剤と、
前記現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤から前記逆極性粒子を分離する分離手段と、
前記分離手段により分離した前記逆極性粒子を前記現像剤槽に回収する回収手段と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
トナー、キャリア、前記トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電されピーク粒径が０．８〜１．５μｍである粒径分布を有する逆極性粒子、及びピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子を含む現像剤と、
前記現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤から前記トナーを分離するトナー担持体と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記逆極性粒子及び前記ピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子は、前記トナーに外添されてい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４】
前記ピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子は、前記トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電される粒子であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項の現像装置を用い、潜像担持体上の潜像を現像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、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される現像装置、及び、該現像装置を用いた画像形成装置に関する。
【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の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およ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。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ヘの電荷付与性も低下して、かぶり等の問題を引き起こすため、結果として現像装置の寿命が短くなってしまう。
【０００３】
比較すると、二成分現像方式ではトナーを、キャリア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。さらにトナーへの電荷付与部材であるキャリアも、その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。
【０００４】
しかしながら、二成分現像剤を用いた場合においても、トナーや外添剤によってキャリア表面の汚染が生じることには変わりなく、長期に渡る使用によりトナー帯電量の低下を引き起こし、かぶりやトナー飛散などの問題が生じ、その寿命は決して十分とは言えず、より長寿命化が望まれる。
【０００５】
二成分現像剤を長寿命化する方法として、特許文献１には、トナーと共に、もしくは単独でキャリアを少量ずつ補給し、それに応じて、荷電性の低下した劣化現像剤を排出することで、キャリアの入れ替えを行い、劣化キャリア比率の増大を抑える現像装置が開示されている。この装置ではキャリアを入れ替えているため、キャリア劣化によるトナーの帯電量低下を一定のレベルで抑えることが可能となり、長寿命化に有利である。しかしながら、排出されたキャリアを回収する機構が必要であることや、キャリアが消耗品となることからコスト、環境面などに問題がある。また、キャリアの新旧比率が安定するまでに所定量の印刷を繰り返す必要があり、初期特性を維持し活かしているとは言えないという側面がある。
【０００６】
一方で、特許文献２には、キャリアおよびトナー帯電極性と逆極性の帯電性を有する粒子を外添したトナーからなる二成分現像剤およびこれを用いた現像方法が開示されている。特許文献２の現像方法では逆極性帯電粒子は研磨剤およびスペーサ粒子としての作用を狙い添加されており、キャリア表面のスペント物を取り除く効果により劣化抑制に効果があることが示されている。さらに、像担持体のクリーニング部においてはクリーニング性の向上や像担持体研磨に効果があるとしている。しかしながら、開示されている現像方法では、画像面積率によってトナーと逆極性帯電粒子の消費量が異なり、特に画像面積率が小さい場合において、逆極性帯電粒子の消費が過剰となり、現像装置内におけるキャリア劣化抑制効果が低下する問題がある。
【特許文献１】特開昭５９−１００４７１号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、二成分現像剤を用いた現像装置において、キャリア劣化を防止し、また像担持体のクリーニング性能を維持し、長期にわたり良好な画像形成を行えるコンパクトな現像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】
【０００８】
発明者は、鋭意研究を重ねたところ、以下の記載の何れかの構成により、前記課題を解決することができた。
【０００９】
請求項１に係る現像装置は、トナー、キャリア、前記トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電されピーク粒径が０．８〜１．５μｍである粒径分布を有する逆極性粒子、及びピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子を含む現像剤と、前記現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤から前記逆極性粒子を分離する分離手段と、前記分離手段により分離した前記逆極性粒子を前記現像剤槽に回収する回収手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る現像装置は、トナー、キャリア、前記トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電されピーク粒径が０．８〜１．５μｍである粒径分布を有する逆極性粒子、及びピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子を含む現像剤と、前記現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤から前記トナーを分離するトナー担持体と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る現像装置は、請求項１又は２に記載の現像装置において、前記逆極性粒子及び前記ピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子は、前記トナーに外添されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る現像装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置において、前記ピーク粒径が０．２〜０．６μｍである粒径分布を有する粒子は、前記トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電される粒子であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置を用い、潜像担持体上の潜像を現像することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては逆極性粒子の消費を抑制するので、画像面積率によって逆極性粒子の消費量が変動する影響を低減でき、特に画像面積率が低い（トナー消費が少ない）場合に逆極性粒子が過剰に消費されることを抑制することができる。しかも、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、結果としてキャリアの劣化を長期にわたって抑制できる。そのため、画像面積率が比較的小さい画像の形成を連続して行う場合であっても、トナー帯電量が長期にわたって有効に維持される。
【００１５】
さらに本発明による粒径分布を持つ粒子を含んだ現像剤を使用することによって、逆極性粒子を効率よく回収することが出来、キャリアの劣化抑制を効果的に発揮させる事が出来る。また、像担持体のクリーニング性能を長期にわたって良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
図１に本発明の第１の実施形態による画像形成装置の主要部の概略構成図を示す。
（画像形成装置）
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。
【００１８】
像担持体１は、帯電手段３で帯電された後に、図中のＥ点の位置で不図示の露光手段により露光されて、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、帯電手段３、露光手段、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。
（現像装置）
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、該現像剤槽から供給された現像剤２４を表面に担持して搬送する現像剤担持体１１、および該現像剤担持体上の現像剤からトナーまたは逆極性粒子を分離する分離手段としての逆極性粒子回収部材２２を備え、分離された逆極性粒子は現像剤槽１６に回収されるようになっている。これによって、逆極性粒子の消費を抑制できるので、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。
（現像剤担持体）
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，Ｎ３，Ｎ２，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、像担持体１と対向する現像領域６の位置に配されており、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Ｎ３，Ｎ２は、現像槽１６内部に対向した位置に配置されている。
（現像剤槽の説明）
現像剤槽１６は、ケーシング１８より形成されており、通常は、内部に現像剤担持体１１への現像剤供給用のバケットローラ１７を収納している。ケーシング１８のバケットローラ１７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。
（トナー補給部）
現像装置２は通常、現像領域６で消費される分のトナーを現像材槽１６内に補給するための補給部７、および現像剤担持体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。補給部７は、補給トナー２３を収納したホッパ２１と、現像剤槽１６内へのトナー補給用の補給ローラ１９とから構成される。
（分離手段、回収手段）
現像装置２においては、現像剤担持体１１上の現像剤から逆極性粒子を分離する分離手段として、現像剤担持体１１上の現像剤から逆極性粒子を分離する電圧印加可能な材料からなる逆極性粒子回収部材２２を採用する。逆極性粒子回収部材２２は、図１に示すように、現像剤担持体１１における現像領域６よりも現像剤移動方向上流側に設けられ、逆極性粒子分離バイアスが印加されることにより、現像剤中の逆極性粒子を電気的に逆極性粒子回収部材２２表面に分離・捕集するようになっている。逆極性粒子回収部材２２によって逆極性粒子が分離された後、現像剤担持体１１上の残りの現像剤、すなわちトナーおよびキャリアは引き続き搬送され、現像領域６において像担持体１上の静電潜像を現像する。
【００１９】
逆極性粒子回収部材２２は電源（不図示）に接続され、所定の逆極性粒子分離バイアスが印加され、これによって、現像剤中の逆極性粒子が電気的に逆極性粒子回収部材２２表面に分離・捕集される。
【００２０】
逆極性粒子回収部材２２に印加される逆極性粒子分離バイアスは逆極性粒子の帯電極性によって異なる。すなわちトナーが負に帯電され、逆極性粒子が正に帯電されるときは、現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも低い平均電圧であり、トナーが正に帯電され、逆極性粒子が負に帯電されるときは、現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも高い平均電圧である。逆極性粒子が正または負のいずれの極性に帯電されるときであっても、逆極性粒子回収部材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、逆極性粒子を十分に回収することが困難となる。一方、電位差が大きすぎると、現像剤担持体上に磁力で保持されているキャリアが電界により分離されてしまい、現像領域において本来の現像機能が損なわれる恐れがある。
【００２１】
現像装置２においては、さらに、逆極性粒子回収部材と現像剤担持体との間に交流電界が形成されることが好ましい。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、トナー表面に付着している逆極性粒子を有効に分離することができ、逆極性粒子の回収性を向上させることが可能となる。その際、２．５×１０6Ｖ／ｍ以上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、逆極性の分離・回収性を向上させることが可能となる。
【００２２】
本明細書中、逆極性粒子回収部材と現像剤担持体との間で形成される電界を逆極性粒子分離電界という。そのような逆極性粒子分離電界は通常、逆極性粒子回収部材または現像剤担持体の一方、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現像剤担持体に交流電圧が印加される場合、現像剤担持体に印加される交流電圧を利用して、逆極性粒子分離電界を形成することが望ましい。このとき逆極性粒子分離電界は絶対値の最大値が上記範囲内であればよい。
【００２３】
例えば、逆極性粒子の帯電極性が正であり、現像剤担持体には直流電圧と交流電圧が印加され、逆極性粒子回収部材には直流電圧のみが印加されるとき、逆極性粒子回収部材には現像剤担持体に印加される電圧（直流＋交流）の平均値よりも低い直流電圧のみが印加される。また例えば、逆極性粒子の帯電極性が負であり、現像剤担持体には直流電圧と交流電圧が印加され、逆極性粒子回収部材には直流電圧のみが印加されるとき、逆極性粒子回収部材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、逆極性粒子回収電界の絶対値の最大値は、現像剤担持体に印加される電圧（直流＋交流）と逆極性粒子回収部材に印加される電圧（直流）との電位差の最大値を、逆極性粒子回収部材と現像剤担持体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。
【００２４】
また例えば、逆極性粒子の帯電極性が正であり、現像剤担持体には直流電圧のみが印加され、逆極性粒子回収部材には交流電圧と直流電圧が印加されるとき、逆極性粒子回収部材には現像剤担持体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圧を重畳した直流電圧が印加される。また例えば、逆極性粒子の帯電極性が負であり、現像剤担持体には直流電圧のみが印加され、逆極性粒子回収部材には交流電圧と直流電圧が印加されるとき、逆極性粒子回収部材には現像剤担持体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圧を重畳した直流電圧が印加される。これらのとき、逆極性粒子回収電界の絶対値の最大値は、現像剤担持体に印加される電圧（直流）と逆極性粒子回収部材に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、逆極性粒子回収部材と現像剤担持体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。
【００２５】
また例えば、逆極性粒子の帯電極性が正であり、現像剤担持体および逆極性粒子回収部材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、逆極性粒子回収部材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、逆極性粒子の帯電極性が負であり、現像剤担持体および逆極性粒子回収部材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、逆極性粒子回収部材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、現像剤担持体に印加される電圧（直流＋交流）と逆極性粒子回収部材に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、逆極性粒子回収部材と現像剤担持体との最近接部ギャップで除した値が、逆極性粒子回収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。
【００２６】
逆極性粒子回収部材２２によって分離・捕集された当該部材表面上の逆極性粒子は現像剤槽１６に回収手段により回収されるようになっている。逆極性粒子回収部材から現像剤槽へ逆極性粒子を回収する回収手段としては、逆極性粒子回収部材に印加される電圧の平均値と現像剤担持体に印加される電圧の平均値の大小関係を反転させればよく、画像形成開始前や画像形成終了後、連続動作時の画像形成の間のページ間などの非画像形成時のタイミングで行うことができる。
【００２７】
逆極性粒子回収部材２２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。
【００２８】
また、図１では、逆極性粒子回収部材２２を、規制部材１５やケーシング２６とは別に設けているが、逆極性粒子回収部材は、規制部材１５やケーシング２６を兼ねても良い。すなわち、規制部材１５やケーシング２６を逆極性粒子回収部材として用いてもよい。その際には規制部材１５やケーシング２６に逆極性粒子分離バイアスを印加すればよい。これによって、省スペースおよび低コストを実現できる。
【００２９】
現像装置が上記分離手段を有しないと、特に画像面積率が小さい場合において現像装置内におけるキャリア劣化抑制効果が低下する。そのメカニズムは以下のメカニズムに基づくものと考えられる。二成分現像装置では、現像領域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、現像剤中のキャリアからのトナー分離性を向上させ、現像効率を向上させるため、逆極性粒子を含む現像剤を用いるとキャリア、トナー、逆極性粒子の三者が分離され、キャリアは磁気吸引力により現像剤担持体上に残留するものの、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。
【００３０】
本実施形態において現像剤２４はトナー、該トナーを帯電するためのキャリアおよび逆極性粒子を含んでなるものである。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得るものである。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、かつ分離手段により、逆極性粒子が感光体側に消費されるのを抑え、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。この逆極性粒子によるキャリア劣化の抑制効果は、逆極性粒子の粒径分布を０．８μｍ以上１．５μｍ以下の範囲にピークを持つようにする。このような範囲とすることにより、トナーへの逆極性粒子の埋まりこみを抑えることができ、また、分離手段により容易にトナーと逆極性粒子を分離することができるため、現像槽内への回収を効率的に行うことができる。その結果キャリアの劣化抑制を効果的に行うことができる。
【００３１】
しかし、前記粒径分布を持つ逆極性粒子のみを含有させた現像剤では、キャリア劣化抑制効果はあるが、感光体のクリーニング性能が低下するという問題が生じた。これは、逆極性粒子の中の０．８μｍ以下のより小さい粒径の粒子も分離手段によりその多くが分離され、現像槽内に回収されるため、トナーの流動性が低下し、クリーニング不良が発生したものと考えられる。
【００３２】
そのため、本実施形態における現像剤２４には、粒径分布が０．２μｍ以上０．６μｍ以下にピークを持つ粒子をさらに含ませることにより感光体側に小径の粒子が移行するようにしている。より好ましくは、この粒子の帯電極性は、トナーと逆極性に帯電することが良い。このようにすることで、キャリア劣化を抑止するとともに、感光体のクリーニング性能を維持し、良好な画像を長期にわたって形成することができる。
（逆極性粒子）
本発明において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、ビニールピリジン、Ｎ−ビニールカルバゾール、ビニールイミダゾール等を使用することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
単一材料で０．２〜０．６μｍおよび０．８〜１．５μｍの２つのピークを持たせる事が困難な場合、２種類の材料を使用してもよい。この場合、０．２〜０．６μｍの粒子としては、上記逆極性粒子として挙げた材料以外には、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ等の金属酸化物粒子も使用することが出来る。また、２種類の材料を使用した場合、０．２〜０．６μｍにピークを持つ粒子のトナーに対する極性はどちらでもかまわないが、耐久時の帯電量低下の面からはトナーと逆極性である方が好ましい。原因としては、キャリア表面にスペントした場合、若干キャリアの荷電能力を低下させてしまう為であると推定される。
（トナー）
本発明に使用するトナーとしては、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
（キャリア）
本発明に使用するキャリアとしては、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
コート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。
【００４６】
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なわれる。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。
【００４７】
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。
（現像剤調製）
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、トナーに対して０．１〜５．０質量％、特に０．５〜３．０質量％が好ましい。
【００４９】
また、現像剤に含まれる０．２〜０．６μｍに平均粒径のピークを持つ粒子の量は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、例えば、トナーに対して０．０１〜５．０質量％、特に０．１〜２．０質量％が好ましい。
【００５０】
現像剤は、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整されることが好ましい。
（補給トナーの外添処理）
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。逆極性粒子及び０．２〜０．６μｍに粒径分布のピークを持つ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とともに、感光体のクリーニング性能を良好に保つことが可能となる。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０．１〜５．０質量％、特に０．５〜３．０質量％が好ましい。また、補給トナー２３における０．２〜０．６μｍに粒径分布のピークを持つ粒子の外添量はトナーに対して０．０１〜５．０質量％、特に０．１〜２．０質量％が好ましい。
（現像装置の動作説明−現像剤の動きＩ）
図１に示す現像装置２において詳しくは、現像剤槽１６内の現像剤２４は、バケットローラ１７の回転により混合撹拌され、摩擦帯電した後、バケットローラ１７によって汲み上げられて現像剤担持体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、現像剤担持体（現像ローラ）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、現像ローラ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、逆極性粒子回収部材２２との対向部において、前記のように、現像剤に含まれる逆極性粒子のみが逆極性粒子回収部材に分離・捕集される。逆極性粒子が分離された残りの現像剤は像担持体１と対向する現像領域６へと搬送される。現像領域６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、像担持体１上の静電潜像と現像バイアスの印加された現像ローラ１１との間に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像担持体１上の静電潜像側へと移動して、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６でトナーを消費した現像剤２４は、現像剤槽１６に向けて搬送され、バケットローラ１７に対向して設けられた磁石ローラ同極部Ｎ３，Ｎ２の反発磁界によって現像剤担持体１１上から剥離され、現像剤槽１６内へと回収される。補給部７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、トナー補給ローラ１９の駆動手段に駆動開始信号を送る。そして、トナー補給ローラ１９の回転が始まり、この回転に伴って、ホッパ２１内に貯蔵された補給トナー２３が現像剤槽１６内へ供給される。一方、逆極性粒子回収部材２２により捕集された逆極性粒子は非画像形成時に現像ローラと逆極性粒子回収部材に印加される電界の向きを反転させることで、現像ローラ上へ戻され、現像ローラの回転に伴って現像剤と共に搬送され、現像剤槽に戻される。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態による画像形成装置の主要部を図２に示す。
【００５２】
図２において図１と同様の働きをする部材には図１と同じ番号を付し、詳細説明は省略する。
（トナー担持体）
図２に示す現像装置２は、現像剤担持体１１上の現像剤からトナーまたは逆極性粒子を分離する分離手段として、図１において示した逆極性粒子回収部材２２の代わりに、現像剤担持体１１上の現像剤からトナーを分離するトナー担持体２５を採用する。トナー担持体２５は、図２に示すように、現像剤担持体１１と像担持体１との間に設けられ、トナー分離バイアスが印加されることにより、現像剤中のトナーを電気的にトナー担持体表面に分離・担持させるようになっている。トナー担持体２５によって分離・担持されたトナーは、当該トナー担持体２５によって搬送され、現像領域６において像担持体１上の静電潜像を現像する。
【００５３】
このように現像装置２においては、図１で示した実施形態とは異なり、現像剤から逆極性粒子を分離するのではなく、トナー担持体２５によって、現像剤からトナーを分離して担持させ、当該トナー担持体２５に分離・担持させたトナーを像担持体１上の静電潜像の現像に供する。
【００５４】
トナー担持体２５は電源（不図示）に接続され、所定のトナー分離バイアスが印加され、これによって、現像剤中のトナーが電気的にトナー担持体２５表面に分離・担持される。
【００５５】
トナー担持体２５に印加されるトナー分離バイアスはトナーの帯電極性によって異なり、すなわちトナーが負に帯電されるときは、現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも高い平均電圧であり、トナーが正に帯電されるときは、現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも低い平均電圧である。トナーが正または負のいずれの極性に帯電されるときであっても、トナー担持体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、トナー担持体上のトナー供給量が少なく、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。
【００５６】
現像装置２においては、さらに、トナー担持体と現像剤担持体との間に交流電界が形成されることが好ましい。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、トナーの分離性を向上させることが可能となる。
【００５７】
本明細書中、トナー担持体と現像剤担持体との間で形成される電界をトナー分離電界という。そのようなトナー分離電界は通常、トナー担持体または現像剤担持体の一方、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に交流電圧が印加される場合、トナー担持体に印加される交流電圧を利用して、トナー分離電界を形成することが望ましい。このときトナー分離電界は絶対値の最大値が上記範囲内であればよい。
【００５８】
例えば、トナーの帯電極性が正であり、現像剤担持体には直流電圧と交流電圧が印加され、トナー担持体には直流電圧のみが印加されるとき、トナー担持体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、現像剤担持体には直流電圧と交流電圧が印加され、トナー担持体には直流電圧のみが印加されるとき、トナー担持体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、トナー分離電界の絶対値の最大値は、現像剤担持体に印加される電圧（直流＋交流）とトナー担持体に印加される電圧（直流）との電位差の最大値を、トナー担持体と現像剤担持体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。
【００５９】
また例えば、トナーの帯電極性が正であり、現像剤担持体には直流電圧のみが印加され、トナー担持体には交流電界と直流電圧が印加されるとき、トナー担持体には現像剤担持体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、現像剤担持体には直流電圧のみが印加され、トナー担持体には交流電界と直流電圧が印加されるとき、トナー担持体には現像剤担持体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、トナー分離電界の絶対値の最大値は、現像剤担持体に印加される電圧（直流）とトナー担持体に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、トナー担持体と現像剤担持体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。
【００６０】
また例えば、トナーの帯電極性が正であり、現像剤担持体およびトナー担持体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、現像剤担持体およびトナー担持体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、現像剤担持体に印加される電圧（直流＋交流）とトナー担持体に印加される電圧（直流＋交流）との電位差の最大値を、トナー担持体と現像剤担持体との最近接部ギャップで除した値が、トナー分離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。
【００６１】
トナー担持体２５によってトナーが分離された現像剤担持体１１上の残りの現像剤、すなわちキャリアおよび逆極性粒子は、そのまま当該現像剤担持体１１によって搬送され現像剤槽１６に回収される。この実施形態において、トナーの分離後、逆極性粒子はそのまま現像剤担持体１１によって現像剤槽内へ回収されるため、図１の実施形態で説明した、逆極性粒子回収部材で捕集した逆極性粒子を非画像形成時に現像剤槽に戻す工程を省略することが可能となる。
【００６２】
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。
（現像装置の動作説明−現像剤の動きII）
図２に示す現像装置２において詳しくは、現像剤槽１６内の現像剤２４は、現像装置２においてと同様に、バケットローラ１７の回転により混合撹拌され、摩擦帯電した後、バケットローラ１７によって汲み上げられて現像剤担持体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、現像剤担持体（現像ローラ）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、現像ローラ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、トナー担持体２５との対向部において、前記のように、現像剤に含まれるトナーのみがトナー担持体２５に分離・担持される。分離されたトナーは像担持体１と対向する現像領域６へと搬送される。現像領域６では、像担持体１上の静電潜像と現像バイアスの印加されたトナー担持体２５との間に形成された電界がトナーに与える力により、トナー担持体２５上のトナーが像担持体１上の静電潜像側へと移動して、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６を通過したトナー担持体上のトナー層は、トナー担持体と現像剤担持体との対向部における磁気ブラシによるトナー供給・回収を経て、現像領域に搬送される。一方、トナーが分離されて現像剤担持体１１上に残った現像剤は、そのまま現像剤槽１６に向けて搬送され、バケットローラ１７に対向して設けられた磁石ローラ同極部Ｎ３，Ｎ２の反発磁界によって現像剤担持体１１上から剥離され、現像剤槽１６内へと回収される。補給部７に設けられた不図示の補給制御部は、図１においてと同様に、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、トナー補給ローラ１９の駆動手段に駆動開始信号を送り、補給トナー２３が現像剤槽１６内へ供給される。
【実施例】
【００６３】
（１）現像装置と設定条件
現像装置としては、下記に示す現像装置Ａと現像装置Ｂを用いた。
【００６４】
現像装置Ａ：図１に示した現像装置を用い、現像剤担持体には振幅１．４ｋＶ、ＤＣ成分−４００Ｖ、Ｄｕｔｙ比５０％、周波数２ｋＨｚの矩形波の現像バイアスを印加した。現像バイアスの平均電位に対して−１５０Ｖの電位差、現像バイアスの最大電位との電位差８５０Ｖとなる−５５０Ｖの直流バイアスを逆極性粒子回収部材に印加した。逆極性粒子回収部材としては表面にアルマイト処理を施したアルミローラを用い、現像剤担持体と逆極性粒子回収部材との最近接部のギャップは０．３ｍｍ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。像担持体と現像剤担持体との最近接部のギャップは０．３５ｍｍとした。逆極性粒子回収部材と現像剤担持体との間に形成される逆極性粒子分離電界の絶対値の最大値は８５０Ｖ／０．３ｍｍ＝２．８×１０6Ｖ／ｍであった。逆極性粒子回収部材に捕集された逆極性粒子の現像剤槽への回収は紙間のタイミングで、現像剤担持体と逆極性粒子回収部材に印加する電圧を逆にすることで行った。
【００６５】
現像装置Ｂ：図２に示した現像装置を用い、現像剤担持体には−４００Ｖの直流電圧を印加した。トナー担持体には振幅１．６ｋＶ、ＤＣ成分−３００Ｖ、Ｄｕｔｙ比５０％、周波数２ｋＨｚの矩形波の現像バイアスを印加した。現像剤担持体の電位に対してトナー担持体の平均電位は１００Ｖの電位差を有し、最大電位差は電位差９００Ｖである。トナー担持体には表面にアルマイト処理を施したアルミローラを用い、現像剤担持体とトナー担持体との最近接部のギャップは０．３ｍｍ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であり、像担持体とトナー担持体との最近接部のギャップは０．１５ｍｍとした。トナー担持体と現像剤担持体との間に形成されるトナー分離電界の絶対値の最大値は９００Ｖ／０．３ｍｍ＝３．０×１０6Ｖ／ｍであった。
（２）現像剤の調製
現像剤としてはコニカミノルタ製ｂｉｚｈｕｂ  Ｃ３５０用キャリア（粒径約３３μｍ）と下記各種粒子を外添処理したトナーを用い、現像剤中のトナー比率８質量％としたものを用いた。トナー比率は現像剤全量に対するトナー、後処理剤の合計量の割合である。
（３）トナー試料の調製
トナーとして湿式造粒法により作製された粒径約６．５μｍの負荷電性のトナーを用いた。トナー母材１００質量部に対し、表１に示す条件で、１回目の外添処理として、流動化剤としての外添粒子（第１の粒子と第２の粒子と第３の粒子）をヘンシェルミキサ（三井金属鉱山社製）を用いて処理をした後、２回目の外添処理として、逆極性粒子を含む粒子１と粒子２をヘンシェルミキサ（三井金属鉱山社製）を用いて処理をした。なお、表中で帯電粒子の極性がマイナスのものは、トナーと同極性の粒子である。
【００６６】
ここで用いた疎水性シリカは、シリカを疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理を施したものである。また、１回目の外添処理における疎水性酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理をしたものであり、２回目の外添処理における粒子１の疎水性酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理をしたものである。また、２回目の外添処理における粒子２の疎水性酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるアミノシランにより表面処理をしたものである。尚、壊砕処理については、ヘンシェルミキサーを使用し５０ｍ／ｓで５分間おこなった。
【００６７】
試料１〜８及び比較試料２〜１４の外添剤の粒径分布測定結果を図４〜図９に示す。また、各試料及び比較試料の粒径分布のピーク値を表１に示す。
【００６８】
ここで、第２のピーク値は、逆極性粒子のピーク値を表している。このことは、現像剤から逆極性の粒子を分離した後の外添剤の粒径分布を測定したところ、第２のピークがほとんど現れないことからもそのように言える。
【００６９】
【表１】
0004706442.tif 000002
【００７０】
（実施例及び比較例の評価方法）
表２に示すトナー試料及び現像装置を用いて、コニカミノルタ製複写機ｂｉｚｈｕｂ  Ｃ３５０を改造した画像形成装置に搭載し、画像面積率約５％の画像チャートを用いて５万枚の耐久評価（Ａ４横通紙）を行い、初期と耐久後の現像剤のトナー帯電量とクリーニング品質を評価した。
【００７１】
いずれの画像形成装置においても、補給トナーはそれぞれの実施例、比較例記載の外添処理を行ったトナー試料を用いた。また、現像剤のサンプリングは現像剤槽から行った。トナー帯電量変化が絶対値で４μｃ／ｇ以下のものを○、４μｃ／ｇを越え７μｃ／ｇ以下のものを△、７μｃ／ｇを越えるものを×とした。
【００７２】
感光体のクリーニング品質の評価については、白べた画像をプリントし、通紙方向のスジ（トナーの拭き残しによる黒スジ）を３段階評価した。○は黒スジの発生無し、△は品質上問題の無い極めて軽微な黒スジ発生、×は品質上の問題がある程度の黒スジ発生を示す。
（トナー帯電量の測定法）
トナーの帯電量測定するにあたって、図３に示す装置を用いて測定した。まず、精密天秤で計量した現像剤１ｇを導電性スリーブ（３１）の表面全体に均一になる様に乗せる。バイアス電源（３３）からスリーブ（３１）に２ｋＶの電圧を供給すると共に、導電性スリーブ（３１）内に設けられたマグネットロール（３２）の回転数を１０００ｒｐｍにする。この状態で３０秒間放置して、トナーを円筒電極（３４）に収集する。３０秒後に円筒電極（３４）の電位Ｖｍを読み取ると共に、トナーの電荷量を求め、さらに収集したトナーの質量を精密天秤で測定し、平均帯電量を求めた。
（粒子帯電量の測定法）
表１における粒子帯電量の測定も、図３に示す装置により測定した。
測定したい粒子を外添処理したトナーをキャリアと混合して現像剤を作成し、１ｇを導電性スリーブ（３１）に乗せる。その後の操作はトナー帯電量測定と同じであるが、円筒電極（３４）に粒子だけを収集する極性のバイアス電圧を印加する。尚、トナーと同じ極性の粒子は測定できない。
（粒径分布の測定法）
本発明に使用される外添剤の粒径分布測定には、走査型電子顕微鏡により得られる粒子画像から、画像処理ソフトにプラネトロン社製Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏを用い、３００個の粒子画像を処理して粒径を求め統計処理を行った。測定個数は、３００個以上であれば良い。他の方法としては、レーザー散乱式粒径分布測定器、例えばＳＡＬＤ２２００（島津製作所製）などを用いて測定しても良い。
（評価結果）
各実施例、比較例の初期と耐刷５０ｋ枚後のトナー帯電量と５０ｋ枚後の黒スジ評価結果も表２に示す。
【００７３】
【表２】
0004706442.tif 000003
【００７４】
これらの結果から、図１、２に示す逆極性粒子を回収する構成の現像装置に、０．２μｍ〜０．６μｍにピークを持つ粒子と０．８μｍ〜１．５μｍにピークを持つ逆極性粒子を含む現像剤を使用することで、トナー帯電量が低下することなく、安定した推移となること、併せてクリーニング機能も向上し、長期に渡り安定した品質の確保が可能であることが分かる。
【００７５】
また、実施例１と実施例２は帯電量が若干低下する傾向を示すことから、０．２μｍ〜０．６μｍにピークを持つ粒子は、帯電極性はトナーと逆極性が好ましいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像形成装置の主要部の概略構成図を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態による画像形成装置の主要部の概略構成図を示す。
【図３】帯電量の測定装置の概略構成図を示す。
【図４】試料１〜４の粒径分布測定結果を示す。
【図５】試料５〜８の粒径分布測定結果を示す。
【図６】比較試料２〜４の粒径分布測定結果を示す。
【図７】比較試料５〜７の粒径分布測定結果を示す。
【図８】比較試料８〜１０の粒径分布測定結果を示す。
【図９】比較試料１１〜１４の粒径分布測定結果を示す。
【符号の説明】
【００７７】
１  像担持体
２  現像装置
３  帯電手段
４  転写ローラ
５  クリーニングブレード
６  現像領域
７  補給部
１１  現像剤担持体
１２  スリーブローラ
１３  磁石ローラ
１４  磁石
１５  規制部材
１６  現像剤槽
１７  バケットローラ
１８  ケーシング
１９  補給ローラ
２０  ＡＴＤＣセンサー
２１  ホッパ
２２  逆極性粒子回収部材
２３  補給トナー
２４  現像剤
２５  トナー担持体
３１  導電性スリーブ
３２  マグネットロール
３３  バイアス電源
３４  円筒電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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