(57)【要約】【課題】  ハイブリッド方式の現像装置において、現像後、現像ローラに残存したトナーをより効率的に回収し、かつ新たなトナーに置き換えることにより、現像ローラ上に残存した微粉トナーに起因する濃度低下や、残像（ゴースト）現象の発生などを、長期的に安定して抑制することができる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  供給ローラ上の磁気ブラシが現像ローラを摺擦し、現像ローラ上にトナーを供給／回収する領域において、現像ローラ上のトナーを剥離する剥離部材を有することを特徴とする現像装置及び画像形成装置。【選択図】        図１
2007086448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体に対向して配設され、その表面にトナーを担持搬送し、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体と、
前記トナー担持体に対向して配設され、その表面にトナーとキャリヤからなる磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを前記トナー担持体に摺擦させて、前記トナー担持体上のトナーを回収するとともに、前記トナー担持体へ新たなトナーを転移させる現像剤担持体とを備えた現像装置において、
前記現像剤担持体上の磁気ブラシが前記トナー担持体を摺擦し、前記トナー担持体上にトナーを供給及び回収する領域において、前記トナー担持体上のトナーを剥離する剥離部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー担持体上のトナーを剥離する前記剥離部材は、
前記現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置より前記トナー担持体回転方向上流側の位置に前記トナー担持体に対向して設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー担持体上のトナーを剥離する前記剥離部材は、
前記トナー担持体の回転方向に交わる方向に延びた糸状の剥離部材である
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】
前記トナー担持体上のトナーを剥離する前記糸状の剥離部材は、
その線径が前記現像剤担持体と前記トナー担持体との最近接距離の１０％以上４０％以下である
ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
静電潜像担持体上から転写されたトナー像を定着することによって記録材上に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置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、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置、及びそこに使用される現像装置に関する。特に、キャリヤとトナーとからなる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上にトナーのみを保持させて静電潜像を現像するようにした現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像方式としては、従来より、キャリヤとトナーを用いた二成分現像方式、キャリヤを使用しない一成分現像方式等があり、最近では、キャリヤを用いてトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像を現像するようにした、いわゆるハイブリッド現像方式なども用いられている。
【０００３】
二成分現像方式は、キャリヤによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能である反面、現像装置が大きく複雑になることや、キャリヤの耐久性によって画質に変化が生ずる等の欠点があった。
【０００４】
一方、一成分現像方式は、現像装置がコンパクトになり、ドット再現性にも優れているが、現像ローラ、補給ローラの耐久性が概して低く、定期的に現像装置を交換するため消耗品価格が高価になるといった欠点があった。
【０００５】
こうした双方の現像方式の特徴を生かすべく、磁性キャリヤを用いて非磁性トナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、感光体上に形成した静電潜像を現像するための現像ローラ上には帯電されたトナーのみを保持するようにした、ハイブリッド現像方式が登場してきた。このハイブリッド現像方式は、特に高速の画像形成が可能で、長寿命が図れる現像方式として注目されてきている。
【０００６】
しかしながら、ハイブリッド現像方式においては上記のような効果を有する一方、次のような問題も出てきた。
【０００７】
（１）現像性の高い粗粉トナーが選択的に現像されやすく、連続印刷を行った場合、帯電性の高い微粉トナーが消費されず、現像ローラ上に残存するという選択現像が起こり、その結果画像濃度の低下が生ずる傾向がある。
【０００８】
特に、高濃度画像を連続して印字した場合など、トナーの需要に対する供給のバランスが悪く、そのため消費されにくい微粉トナーが増え、キャリヤ表面を汚染したり、現像ローラへの微粉付着、帯電量低下によるトナー飛散など現像機能が低下し、画像濃度ムラなどの画像不均一性が起こりやすく、現像装置小型化の課題であった。
【０００９】
（２）トナーの帯電制御が複雑で、感光体に高い表面電位と大きな現像電界を印加する必要があり、そのため現像ローラ上にトナーの消費領域と非消費領域が生じ、結果として前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象が発生しやすくなる。
【００１０】
こういった問題は、概略的にいえば、上述のハイブリッド現像方式では、現像ローラ上に微粉トナーを主とする現像残トナーが生ずる一方、その現像残トナーの効果的なリフレッシュが困難であることに起因している。
【００１１】
本来、現像ローラ上の残存トナーは、トナーの供給ローラから新たなトナー供給を受ける際に、供給ローラの磁気ブラシにより掻き取られ、かつ磁気ブラシの新しいトナーがそれに置き換わる形で、供給されるべきものである。
【００１２】
従って、例えば、この磁気ブラシによる残存トナーの掻き取り効率を向上して上記の問題を改善するために、現像バイアスの交流成分や現像ローラと供給ローラのギャップを調整し、磁気ブラシを現像ローラに十分に接触させるとともに、現像ローラと供給ローラをカウンター方向で回転させるなど、現像ローラへのトナー供給／回収の条件制御が試みられてきた。
【００１３】
また特に、前の画像形成と次の画像形成の間の期間を利用して、トナー回収に有利な条件制御を行う対策も取られてきた（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
特許文献１では、現像ローラと供給ローラとの間の第１のバイアス電位を、現像ローラと感光体との間の第２のバイアス電位とは独立させ、かつ現像時と非現像時とで切り換え可能にすることにより、現像時には供給ローラ側から現像ローラ側へトナーを転移させ、非現像時には、逆に供給ローラ側へトナーが回収されるようにする技術が提案されている。
【００１５】
しかしながら、現像ローラ上の残存トナーの大半は、現像時間外に磁気ブラシによって回収されるものの、トナー中の比較的多量の微粉が強固に現像ローラ表面に付着した場合など、連続印刷時の短い画像形成間では微粉を回収できず、現像ローラ上に残ってしまい、上述したような画像欠損やトナー飛散の原因となることがあった。
【００１６】
これらの残存トナー対策として、トナーを現像ローラから除去するための別の手段を設ける方法が様々に検討されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１７】
特許文献２では、電界などを利用して剥離するのではなく、物理的な剥離手段を用いる技術が提案されている。すなわち金属プレートや弾性ゴムブレードなどのスクレーパを、現像ローラの現像領域より下流側に当接し、配置することで現像残トナーの除去を行っている。これにより供給ローラより均一に新たなトナーを供給し、現像ローラ上のトナーをリフレッシュできるという。
【００１８】
しかしながら、これらの剥離手段を用いる技術では、いずれも現像ローラ上の残存トナーを除去することに主眼がおかれている。用いる手段が電界であれ、スクレーパなどの剥離手段であれ、効率的に現像ローラをクリーニングするには、現像ローラに付着したトナーを剥離するだけでなく、回収しなければならない。
【００１９】
剥離部材などを用いてトナー剥離を行ってもトナー回収手段を設けていないと、すなわち単に剥離するだけで効率的に現像剤中へ回収して再利用しなければ十分な効果を得られない。しかし、別途回収手段を設けることは、装置を複雑化、大型化させてしまう。
【００２０】
現像ローラ上の残存トナーを除去しながら回収し、効率的に新たなトナーを供給する技術が求められている。
【特許文献１】特開平９−１８５２４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上記のように、ハイブリッド方式の現像装置において、現像ローラに残存付着する微粉トナーの除去、回収には様々な課題があり、安定して良好な現像画像を得ることが困難であった。
【００２２】
本発明の目的は、これらの課題を解決し、二成分現像剤を用いて現像剤担持体としての供給ローラに形成された磁気ブラシにより、帯電されたトナーをトナー担持体としての現像ローラに移し、現像ローラ上にトナー薄層を形成して担持させ、静電潜像担持体としての感光体との間に形成された電界により、感光体上の潜像を現像する、いわゆるハイブリッド方式の現像装置において、現像後、現像ローラに残存したトナーをより効率的に回収し、かつ新たなトナーに置き換えることにより、現像ローラ上に残存した微粉トナーに起因する濃度低下などの現像性能低下や、また前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象の発生などを、長期的に安定して抑制することが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。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の特徴を有するものである。
【００２４】
（１）  静電潜像担持体に対向して配設され、その表面にトナーを担持搬送し、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体と、前記トナー担持体に対向して配設され、その表面にトナーとキャリヤからなる磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを前記トナー担持体に摺擦させて、前記トナー担持体上のトナーを回収するとともに、前記トナー担持体へ新たなトナーを転移させる現像剤担持体とを備えた現像装置において、前記現像剤担持体上の磁気ブラシが前記トナー担持体を摺擦し、前記トナー担持体上にトナーを供給及び回収する領域において、前記トナー担持体上のトナーを剥離する剥離部材を有することを特徴とする現像装置。
【００２５】
（２）  前記トナー担持体上のトナーを剥離する前記剥離部材は、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との対向位置より前記トナー担持体回転方向上流側の位置に前記トナー担持体に対向して設けられることを特徴とする（１）に記載の現像装置。
【００２６】
（３）  前記トナー担持体上のトナーを剥離する前記剥離部材は、前記トナー担持体の回転方向に交わる方向に延びた糸状の剥離部材であることを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。
【００２７】
（４）  前記トナー担持体上のトナーを剥離する前記糸状の剥離部材は、その線径が前記現像剤担持体と前記トナー担持体との最近接距離の１０％以上４０％以下であることを特徴とする（３）に記載の現像装置。
【００２８】
（５）  静電潜像担持体上から転写されたトナー像を定着することによって記録材上に画像を形成する画像形成装置であって、（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、
二成分現像剤を用いて現像剤担持体としての供給ローラに形成された磁気ブラシにより、帯電されたトナーをトナー担持体としての現像ローラに移し、現像ローラ上にトナー薄層を形成して担持させ、静電潜像担持体としての感光体との間に形成された電界により、感光体上の潜像を現像する方式の現像装置において、現像ローラを供給ローラ上の磁気ブラシが摺擦し、現像ローラ上の現像残トナーの回収と、新たなトナーの供給を行っている領域内に、剥離部材を適切に配置することにより、現像ローラ上の現像残トナーを剥離部材で剥離するとともに、摺擦している磁気ブラシで効率的に回収し、新たなトナーに置き換えることが可能になり、現像ローラ上の微粉トナーの蓄積を防止し、新たなトナーへの置き換えを促進することで、現像ローラ上に残存した微粉トナーに起因する濃度低下などの現像性能低下や、また前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象の発生などを、長期的に安定して抑制することができる現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る現像装置及び画像形成装置の実施形態の例を、図を参照して説明する。
【００３１】
（画像形成部の構成と動作）
まず本実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の構成例を、電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタ（以下、単にプリンタと称する）を例にして説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態に係る現像装置の一例を構成要素として含むプリンタの、画像形成部分の概略構成を示す構成図である。図１を用いて、プリンタの画像形成部分とそこでの現像装置の働きについて説明する。
【００３３】
図１に示すように、プリンタの画像形成部分は以下のような構成要素からなる。
【００３４】
１１は、静電潜像担持体としての感光体ドラムである。感光体ドラム１１は、その表面に静電潜像を形成し、静電潜像はトナーで現像される。感光体ドラム１１は、例えば、アルミニウムなどを略円筒状に形成した導電性のドラム基体の外周面側に、ＯＰＣ感光層が形成されて構成されており、図示しない所定の駆動装置によって、矢印Ａ方向に所定のプロセス速度（周速度）で回転駆動するようになっている。
【００３５】
１２は帯電器であり、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に帯電させる。帯電器１２は、ローラ状、シート状、またはブレード状など、任意の形状を有し、感光体ドラム１１に対向して配設され、接触あるいは非接触の任意の方法で感光体ドラム１１表面を帯電させる。
【００３６】
１３は露光部であり、帯電器１２により所定の電位に均一帯電させられた感光体ドラム１１の部分に、レーザービームを照射して静電潜像を形成する。目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応したレーザービームの走査露光により、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００３７】
１４は現像装置である。現像装置１４は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナーで現像し、顕像化する。現像装置１４は、ハイブリッド方式の現像装置であり、その詳細構成と機能動作については後述する。
【００３８】
１５は転写ローラであり、現像装置１４により顕像化された感光体ドラム１１上のトナー像を所定の転写材１９に転写する。転写ローラ１５は感光体ドラム１１に対向して配設され、両者の間には転写ニップ部が形成されており、転写電圧が印加される。図示しない給紙手段を介して所定のタイミングで、転写材１９が転写ニップ部に供給され、感光体ドラム１１上のトナー像が転写材１９に転写される。
【００３９】
１６は定着部である。転写ニップ部でトナー像を転写された転写材１９は、感光体ドラム１１から分離されて定着部１６に搬送され、定着部１６は、転写ローラ１５で転写された転写材１９上のトナー像を定着する。
【００４０】
１７は転写残トナーを除去するクリーナブレードである。転写ニップ部での転写後に、感光体ドラム１１の表面に残留した転写残トナーは、クリーナブレード１７の配設位置へと搬送され、感光体ドラム１１に当接されたクリーナブレード１７によって回収される。これにより感光体ドラムは、再び画像形成可能な状態となる。
【００４１】
（現像装置の構成）
次に、同じく図１を参照して、本実施の形態における現像装置の構成について説明する。現像装置はハイブリッド方式の現像装置である。
【００４２】
現像装置１４は、感光体ドラム１１に対向して開口する現像器ハウジング２０と、その内部に位置する以下の構成要素とからなる。現像器ハウジング２０は、トナーとキャリヤからなる二成分現像剤を内蔵している。
【００４３】
２１はトナー担持体として機能する現像ローラである。現像ローラ２１は、その表面にトナーを担持搬送し、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像する。
【００４４】
現像ローラ２１は、アルミニウムなどの金属基材の表面にアルマイト処理やフェノール、アクリルなどの樹脂、またはセラミックなどをコーティングした絶縁性表面を有している。なお、現像ローラ２１表面は、完全な絶縁層ではなく、ある程度の導電性を有した半導電性材料や導電性を有する金属であってもよい。
【００４５】
現像ローラ２１は、感光体ドラム１１に対して、所定の間隔（例えば、１００μｍ〜２５０μｍ）を介して離間配置され、感光体ドラム１１との対向部において感光体ドラム１１と同方向（ｗｉｔｈ方向；矢印Ｂ方向）に、感光体の周速度に対して１．０〜２．５倍の周速度で回転するようになっている。
【００４６】
２２は現像剤担持体として機能する供給ローラである。供給ローラ２２は、その表面にトナーとキャリヤからなる磁気ブラシを形成し、現像ローラ２１に摺擦させて、現像ローラ２１上のトナーを回収するとともに、新たなトナーを転移させる。
【００４７】
供給ローラ２２は、現像ローラ２１に対向して、感光体ドラム１１と反対側に、０．４から０．６ｍｍの間隔を置いて配設されている。
【００４８】
図２には、供給ローラ２２の内部構成を示す。図２を参照すると、供給ローラ２２は、回転可能に配置されたスリーブ２２ａと、このスリーブ内部に固定配置された複数の磁性部材２２ｂとからなる。複数の磁性部材２２ｂにより、供給ローラ２２はスリーブ２２ａ上に複数の磁極（Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３）を形成し、またＮ１−Ｎ３極間では反発磁界を形成するようになっている。
【００４９】
スリーブ２２ａは、矢印Ｃ方向に回転駆動し、同じく矢印Ｃ方向に現像剤２６を搬送する。非磁性トナーと磁性キャリヤからなる現像剤２６は、上記複数の磁極により、スリーブ２２ａ上で磁気ブラシを形成しながら搬送される。
【００５０】
２５は規制板である。規制板２５は、Ｎ１極近傍にスリーブ２２ａと所定の間隔をもって配設され、供給ローラ２２とともに搬送される磁気ブラシを形成した現像剤２６を最適な量に均一化する。
【００５１】
２４は剥離部材であり、現像ローラに当接し、現像ローラ上の残存トナーを剥離する。剥離部材２４は、スチールなどの導電性、あるいはナイロン、ポリエチレンなどの絶縁性の材料からなり、任意の断面形状を有する糸状の部材である。
【００５２】
剥離部材２４は、現像ローラ２１と供給ローラ２２とが対向する位置より現像ローラ２１回転方向（矢印Ｂ方向）の上流側、現像ローラ２１を供給ローラ２２上の磁気ブラシが摺擦し、現像ローラ２１へのトナーの供給及び回収を行っている領域内に、現像ローラ２１の軸方向に沿って、一定の張力で、現像ローラ２１表面に軽度に接触して配置されている。
【００５３】
２３は撹拌ローラである。撹拌ローラ２３は、トナー（負極性）とキャリヤからなる現像剤２６を混合撹拌し、供給ローラ２２に供給する。
【００５４】
３１と３２はそれぞれ、現像ローラ２１に交流バイアス電圧Ｖａｃ（例えば、周波数２〜３ｋＨｚ、ピーク間電圧１６００Ｖ、現像位相デューティ２０〜５０％）を印加する交流バイアス電源と、同じく現像ローラ２１に直流バイアス電圧Ｖｄｃ（例えば−３００Ｖ）を印加する直流バイアス電源である。
【００５５】
３６は供給ローラ２２に直流バイアス電圧Ｖｓ（例えば−４００Ｖ）を印加する直流バイアス電源である。現像ローラ２１に対する直流バイアス電圧は、供給ローラ２２に対する直流バイアス電圧よりも小さく設定されている。
【００５６】
これらのバイアス電圧の関係は、トナーの移動に関わってくる。トナーが負極性であることから、各構成要素間のトナーの移動しやすい方向は次のようになると推定される。
【００５７】
（１）現像ローラ２１と供給ローラ２２
４１（直流成分は４２）と４６であるから、現像ローラ側にトナー移動しやすい。
【００５８】
（２）現像ローラ２１と感光体ドラム１１
感光体ドラム１１の画像部−１５０Ｖでは、感光体ドラム１１側、非画像部−５５０Ｖでは現像ローラ２１側にトナー移動しやすい。
【００５９】
（現像装置の動作）
次に図１及び図２を用いて、現像装置１４の動作について説明する。
【００６０】
現像器ハウジング２０内の現像剤２６は、撹拌ローラ２３によって混合撹拌されながら、供給ローラ２２のスリーブ２２ａ表面側へと搬送される。搬送されてきた現像剤中のキャリヤとスリーブ２２ａの磁極Ｎ１との間に働く磁力によって、現像剤２６はスリーブ２２ａ表面、すなわち供給ローラ２２表面に付着する。
【００６１】
供給ローラ２２表面に付着した現像剤２６は、供給ローラ２２のスリーブ２２ａの回転と、磁極Ｎ１と磁極Ｓ１の間に働く磁力とにより、スリーブ２２ａの回転方向（矢印Ｃ方向）に移動しつつ、現像ローラ２１と対向する位置に配設された規制板２５によってその現像剤の搬送量を規制され、現像ローラ２１と対向する磁極Ｎ２近傍まで搬送される。
【００６２】
搬送されてきた供給ローラ２２上の現像剤２６は、磁極Ｎ２の磁力を受けて磁気ブラシとなり、現像ローラ２１の表面に接触し、両ローラの回転とともに磁気ブラシが現像ローラ２１表面を摺擦する。
【００６３】
しかも、供給ローラ２２と現像ローラ２１にそれぞれ印加されたバイアス電圧（Ｖｓ及びＶａｃ＋Ｖｄｃ）によって、供給ローラ２２から現像ローラ２１に向かう電界が形成されているので、供給ローラ２２上に形成された磁気ブラシ中のトナーは、現像ローラ２１側に移動し、現像ローラ２１の表面に付着して、一定の厚さのトナー層を形成する。
【００６４】
このとき、トナーの移動の大部分は、供給ローラ２２と現像ローラ２１が最近接する位置よりも、現像ローラ２１回転方向上流側で行われる。
【００６５】
また現像ローラ２１の表面に付着したトナーは、現像ローラ２１の回転に伴って感光体ドラム１１と対向する現像領域へと搬送される。
【００６６】
この現像領域において、現像ローラ２１には直流バイアスに交流バイアスが重畳された現像バイアス電圧（Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）が印加されているため、現像ローラ２１と感光体ドラム１１との間に形成される振動電界によって、トナーは感光体ドラム側へと移動して、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する。
【００６７】
この現像位置において、現像ローラ２１の表面に付着したトナーは、感光体ドラム側へと移動するトナーと現像ローラ２１上に残存するトナーとに別れる。これらのうち現像ローラ２１上に残存したトナーは、現像ローラ２１の回転に伴って、再び供給ローラ２２側へと搬送される。
【００６８】
現像ローラ２１の回転とともに供給ローラ２２との対向位置まで搬送されてきた現像残トナーは、対向位置に達する手前で、現像ローラ２１に当接するように張り渡された剥離部材２４にせき止められることになる。
【００６９】
図２に示すように、剥離部材２４は、供給ローラ２２の磁気ブラシが現像ローラ２１を摺擦している領域４１内で、供給ローラ２２の軸を中心として角度α、現像ローラ２１の上流側に位置している。
【００７０】
前述したように、トナーの移動の大部分は、供給ローラ２２と現像ローラ２１が最近接する位置よりも、現像ローラ２１の回転方向上流側で行われる。従って、剥離部材２４によってせき止められ、剥離されたトナーは、磁気ブラシの摺擦力と、供給ローラ２２と現像ローラ２１に印加されるバイアスの電位差によって、速やかに供給ローラ２２側に回収される。
【００７１】
このように、現像ローラ２１を供給ローラ２２上の磁気ブラシが摺擦し、現像ローラ２１へのトナーの供給及び回収を行っている領域内に剥離部材２４を設け、現像残トナーの薄層を強制的に剥離し、かつ、即座に磁気ブラシの摺擦にさらすことで、現像ローラ２１表面に強固に付着した微粉トナーを十分に除去するとともに、新たなトナーへの置き換えを促進することができる。
【００７２】
その後、現像ローラ２１に新たなトナーを供給し、且つ現像残トナーを回収した供給ローラ２２上の現像剤２６は、スリーブ２２ａの回転に伴って磁極Ｎ３近傍まで搬送され、さらに磁極Ｎ１方向へと移動しようとする。しかし、スリーブ２２ａ上のこの領域では反発磁界が形成されているために、現像剤２６は移動することができず、供給ローラ２２表面から剥離されて撹拌ローラ２３へと戻される。
【００７３】
撹拌ローラ２３には、図示しないトナーホッパーから新しいトナーが供給されており、この供給された新しいトナーと供給ローラ２２から剥離された現像剤２６とが、撹拌ローラ２３において撹拌され、所定のトナー濃度となる現像剤が再び形成される。その後、この現像剤は、撹拌ローラ２３によって再び供給ローラ２２に供給される。
【００７４】
上述のように、本実施の形態では、従来の磁気ブラシの摺擦力と電界による供給ローラ２２での回収に対して、さらに磁気ブラシが摺擦する領域内の適切な位置に剥離部材２４を設けているので、現像残トナーの回収性が高まり、濃度低下やゴーストなどの現像履歴の発生を抑制することができる。
【００７５】
さらに、剥離部材２４を供給ローラ２２と現像ローラ２１間のトナーの供給／回収領域に設けたので装置の小型化を図ることができ、またトナー飛散の発生も抑制することができる。すなわち、剥離電極２４をトナー供給／回収領域内に配設することで、トナーの回収性を高めるとともに、トナーの付着、回収に関わる種々の問題を防止することができる。
〔実施例１〕
図１及び図２に示す構成の現像装置を用いて、実際に連続印刷を行い、現像ローラ上の残存トナーの特性の変化を評価した。また印刷された画像のゴーストや濃度低下などの発生状況を評価した。
【００７６】
使用した現像装置の設定条件は、以下の通りである。
【００７７】
現像ローラについては、アルミニウム基体に陽極酸化膜表層（１０μｍ）を設けたローラを使用した。現像ローラ径はφ１８ｍｍで、対向する感光体ドラムとのギャップは１５０μｍに設定した。現像ローラの回転方向は、感光体ドラムとの近接部において感光体ドラムと同方向（図１矢印Ａ、Ｂ参照）で、その周速度は１５０ｍｍ／ｓとした。
【００７８】
現像ローラに印加する現像バイアスは、直流バイアス電圧Ｖｄｃを−３００Ｖとし、周波数２ｋＨｚの交流バイアス電圧Ｖａｃ（ピーク間電圧１６００Ｖ、現像位相のデューティ３５％）を重畳して印加した。
【００７９】
供給ローラについては、アルミニウムのスリーブを使用し、表面に８μｍＲｚのブラスト処理をした。内部の固定磁極は図２の配置構成である。供給ローラ径はφ１８ｍｍで、対向する現像ローラとのギャップは４５０μｍに設定した。供給ローラ、すなわちスリーブの回転方向は、現像ローラとの近接部において現像ローラと逆方向（図１矢印Ｂ、Ｃ参照）で、その周速度は２２０ｍｍ／ｓとした。
【００８０】
現像ローラとの対向位置、すなわちトナー供給／回収位置は、Ｎ２極と一致するように配設し、供給ローラ上の現像剤量が１４０ｇ／ｍ2となるように規制板の設定を行った。
【００８１】
供給ローラに印加するバイアス電圧Ｖｓは、−４００Ｖの直流バイアス電圧とした。
【００８２】
剥離部材については、ナイロン製の剥離部材を用いて、線径をφ５０μｍから２００μｍまで、５０μｍ刻みの４通りに設定した。設定位置は、図２に示す角度αが＋３度（上流側へ３度）となるように設定した。
【００８３】
感光体ドラムと現像剤の設定条件は、以下の通りである。
【００８４】
感光体ドラムについては、ドラム径φ３０ｍｍのＯＰＣ感光体を使用した。感光体の周束度は１００ｍｍ／ｓであり、感光体の表面電位が、非画像形成部で−５５０Ｖ、画像形成部で−１５０Ｖとなるように帯電、露光条件を合わせて設定した。
【００８５】
現像剤については、二成分現像剤であり、体積平均粒径６．３μｍの負極性重合トナーと、体積平均粒径３３μｍのシリコーン樹脂コートしたフェライトキャリヤを用いた。
【００８６】
上記の条件設定で、画像濃度比率２％の画像を１０００枚印刷し、その初期と１０００枚後の現像ローラ上の残存トナー層をサンプルし、トナー帯電量とトナー粒径を測定した。また、そのときの出力画像に対して、画像ゴーストの発生状況と濃度低下を目視評価した。
【００８７】
上述したように実施例１は、剥離部材の線径が４通りの条件（実施例１−１〜１−４）で実施した。また、比較例１として、剥離部材を設けない条件でも実施した。
【００８８】
実施例１−１から実施例１−４までの結果を表１に示す。比較例１の結果も合わせて表１に示す。
【００８９】
【表１】
2007086448.tif 000003
【００９０】
表１において、線径は剥離部材の線径であり、角度αは現像ローラと供給ローラの対向位置からみて剥離部材の位置（図２参照）であり、＋が現像ローラ上流側、−が同下流側である。
【００９１】
荷電変化は初期と比べて、１０００枚印刷後にどのくらい現像ローラ上のトナーの帯電量が増加したかを示す。すべての実施例、比較例で帯電量は増加の方向にあるが、これは前述したように微粉トナーの増加に起因するものであり、増加が大きいほど濃度低下、ゴースト発生が起こりやすくなる。
【００９２】
粒径変化も同じく、初期と比べて、１０００枚印刷後にどのくらい現像ローラ上のトナーの平均粒径が減少したかを示す。これもすべての実施例、比較例で平均粒径は減少の方向であり、微粉トナーの増加を裏付けている。
【００９３】
画像の評価におけるゴーストは、図３のような画像を用いて評価した。図３は、ゴーストの評価のために用いた画像が良好に再現されている場合とゴーストが発生している場合を示す図である。
【００９４】
図３において、５０ａはゴーストが発生せず良好に再現された画像である。５１は濃度測定用に設けられた最高濃度の領域である。周囲は最小濃度、すなわちトナーの付着しない白領域である。５２は薄いグレイの領域であり、画像形成時には５１の最高濃度領域より後で現像されることになる。
【００９５】
５０ｂはゴーストが発生した場合の例である。５１の最高濃度の領域は、特に問題ない。しかし５２のグレイの領域には、５３の白抜けした領域が発生している。これがゴーストである。その発生は、以下のようなプロセスによる。
【００９６】
画像形成時には５１の領域が先行して現像される。すなわち５１に相当する感光体上の領域は、周囲の領域と比べてトナーが多く現像される。これを現像ローラの側から見れば、一部分だけ特に多量にトナーを消費することになる。すなわち現像ローラ上でトナー付着量のバランスが崩れた状態が発生する。
【００９７】
現像ローラが回転して、次に感光体を現像するまでに、現像剤のリフレッシュが十分にできればよいが、残存トナーの不均一な状態が次に現像するときに残っていれば、５０ｂにおけるグレイ領域５２のようなトナー付着の少ない目立ちやすい領域では、現像されるトナー量のバランスのずれが図のように残像（ゴースト）として現れてくる。
【００９８】
ゴースト発生の評価は、図３に示したような画像で１０００枚印刷後の画像を目視して発生の有無を評価した。ゴーストの発生なしが○、僅かにゴーストが発生したと認められるが許容範囲内であれば△、明らかにゴーストが発生したと認められれば×とした。濃度低下も同様に、目視を基本として○△×で評価した。
【００９９】
表１の評価結果を見れば、実施例ではすべてゴースト発生、濃度低下ともに○、すなわち良好である。しかし、比較例ではすべて×である。
【０１００】
比較例１のように剥離部材を設けていないと、荷電変化や粒径変化が大きく、すなわち現像ローラ表面上の残存トナーが磁気ブラシの摺擦と電界だけでは十分に回収しきれずに、結果としてゴーストの発生、濃度低下が見られる。
〔実施例２〕
実施例２では、実施例１から、現像ローラと供給ローラの間隔を６００μｍに変更した現像装置を用いた。他の条件は実施例１と同様である。また、剥離部材の線径は、５０μｍから２５０μｍの５通りに設定した。
【０１０１】
上記の条件設定で、実施例１と同様に、画像濃度比率２％の画像を１０００枚印刷し、その初期と１０００枚後のトナー帯電量とトナー粒径を測定し、またそのときの出力画像に対して、画像ゴーストの発生状況と濃度低下を目視評価した。
【０１０２】
上述したように実施例２は、剥離部材の線径が５通りの条件（実施例２−１〜２−５）で実施した。
【０１０３】
実施例２−１〜２−５についての結果を表２に示す。
【０１０４】
【表２】
2007086448.tif 000004
【０１０５】
表２において、実施例１と同様に、線径は剥離部材の線径であり、角度αは現像ローラと供給ローラの対向位置からみて剥離部材の位置（図２参照）であり、＋が現像ローラ上流側、−が同下流側である。
【０１０６】
また、すべての実施例で、実施例１と同様に、荷電変化が帯電量増加の方向にあり、粒径変化も同じく平均粒径減少の方向にある。
【０１０７】
出力画像の評価、すなわちゴースト、濃度低下の発生の評価方法についても実施例１と同じである。
【０１０８】
表２の評価結果を見れば、実施例はすべて、ゴースト発生、濃度低下ともに○、すなわち良好である。
〔実施例３〕
実施例３では、実施例１と同様に、現像ローラと供給ローラの間隔を４５０μｍに設定した現像装置を用いた。他の条件は実施例１と同様である。また、剥離部材の線径は、１００μｍに固定し、位置は図２の角度αを−６度から＋６度まで３度刻みで５通りに設定した。
【０１０９】
上記の条件設定で、実施例１及び２と同様に、画像濃度比率２％の画像を１０００枚印刷し、その初期と１０００枚後のトナー帯電量とトナー粒径を測定し、またそのときの出力画像に対して、画像ゴーストの発生状況と濃度低下を目視評価した。
【０１１０】
上述したように実施例は、剥離部材の線径が５通りの条件（実施例３−１〜３−５）で実施した。
【０１１１】
実施例３−１〜３−５についての結果を表３に示す。
【０１１２】
【表３】
2007086448.tif 000005
【０１１３】
表３において、実施例１と同様に、線径は剥離部材の線径であり、角度αは現像ローラと供給ローラの対向位置からみて剥離部材の位置（図２参照）であり、＋が現像ローラ上流側、−が同下流側である。
【０１１４】
また、すべての実施例で、実施例１と同様に、荷電変化が帯電量増加の方向にあり、粒径変化も同じく平均粒径減少の方向にある。
【０１１５】
出力画像の評価、すなわちゴースト、濃度低下の発生の評価方法についても実施例１と同じである。
【０１１６】
表３の評価結果を見れば、実施例３はすべて、ゴースト発生、濃度低下ともに○、もしくは△である。
【０１１７】
但し、剥離部材の位置（図２参照）についていうと、角度αが＋、すなわち剥離部材の位置が現像ローラ上流側の場合は、評価○であるに対して、角度αが−、すなわち位置が下流側の場合は濃度低下が△である。
【０１１８】
これは、下流側に剥離部材があると、既に新たに供給されたトナーまで剥離されてしまう可能性があり、現像ローラ上のトナー薄層の均一性が損なわれ、濃度ムラが生ずることが起こりやすいからである。
【０１１９】
また前述のように、剥離部材の位置は、現像ローラ上流側といっても磁気ブラシが現像ローラを摺擦する範囲内であることが必要である。
【０１２０】
従って、剥離部材の位置に関しては、磁気ブラシが現像ローラを摺擦し、現像ローラ上にトナーを供給／回収する領域において、供給ローラと現像ローラの対向位置より現像ローラ回転方向上流側の位置に設けられることが望ましい。
【０１２１】
また、実施例１と実施例２の結果を合わせて考えれば、すべて良好な評価結果が得られているものの、以下に述べるように、線径が大きくなりすぎても、小さくなりすぎても、画像品質以外の問題が生じやすくなり、従って、剥離部材の線径は現像ローラと供給ローラとの最近接距離の１０％以上４０％以下であることが望ましい。
【０１２２】
すなわち、実施例１では現像ローラと供給ローラのギャップが４５０μｍであるから、実施例１−４の線径２００μｍは、そのギャップの４０％を超えているが、線径が大きくなりすぎても、現像ローラと供給ローラのギャップを狭めてしまうことになり、磁気ブラシの通過を妨げてつまりが発生してしまうことがあった。
【０１２３】
また実施例２では現像ローラと供給ローラのギャップが６００μｍであるから、実施例２−５の線径２５０μｍが４０％を超えており、同じく詰まりの発生が見られた。また実施例２−１のように線径を５０μｍ以下に設定した場合には、上記ギャップの１０％未満であり、画像品質上は問題ないものの、設定自体が困難であり、例えば摩耗による断線など、剥離部材の耐久性などの確保の面からの対処が必要となった。
【０１２４】
以上述べてきたような実施形態例により、ハイブリッド方式の現像装置において、現像ローラを供給ローラ上の磁気ブラシが摺擦し、現像ローラ上の現像残トナーの回収と、新たなトナーの供給を行っている領域内に、剥離部材を適切に配置することにより、現像ローラ上の現像残トナーを剥離部材で剥離するとともに、摺擦している磁気ブラシで効率的に回収し、新たなトナーに置き換えることが可能になり、現像ローラ上の微粉トナーの蓄積を防止し、新たなトナーへの置き換えを促進することで、現像ローラ上に残存した微粉トナーに起因する濃度低下などの現像性能低下や、また前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象の発生などを、長期的に安定して抑制することができる現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
【０１２５】
なお、上述の実施形態例は、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。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本実施形態に係る現像装置の一例を構成要素として含む画像形成装置の、画像形成部の概略構成を示す構成図である。
【図２】実施例で用いた現像装置の詳細構成を説明する構成図である。
【図３】ゴーストの評価画像において、ゴーストの発生状況を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３  露光部
１４  現像装置
１５  転写ローラ
１６  定着部
１７  クリーナブレード
１９  転写材
２０  現像器ハウジング
２１  現像ローラ
２２  供給ローラ
２４  剥離部材
２５  規制板
２６  現像剤
３１  交流電源（現像ローラ用）
３２  直流電源（現像ローラ用）
３６  直流電源（供給ローラ用）
５０ａ  ゴースト発生なし画像
５０ｂ  ゴースト発生あり画像
５１  最大濃度領域
５２  グレイ領域
５３  ゴースト発生領域
【図１】
2007086448.tif 000006
【図２】
2007086448.tif 000007
【図３】
2007086448.tif 000008