(57)【要約】【課題】  供給スクリューから現像剤を現像ローラに十分供給し、現像ローラ上での現像剤を安定して搬送させ、画像濃度の不均一を防止する。【解決手段】  現像剤を現像ローラに供給する供給スクリューの回転数をＹを下記条件とした現像装置。Ｙ：供給スクリュー回転数（回転／分）、Ｇ：現像ローラと供給スクリュー間ギャップ（ｍｍ）、Ｒ：供給スクリュー直径（ｍｍ）、ｒ：現像ローラ直径（ｍｍ）とし、係数ａ、ｂ及び定数Ｃは、現像装置を構成する現像剤供給部及び現像剤攪拌部仕様、供給スクリュー径、前記ギャップＧにおいて、枯渇限界（ｇ）を調査し求められる数値として、Ｙ≧ａ×Ｇ−ｂ×Ｒ／ｒ＋Ｃ【選択図】        図２
2006154193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像を現像する現像位置に現像剤を搬送担持する現像ローラと、
前記現像ローラと対向し、回転しながら前記現像ローラ上に現像剤を供給し、かつ回転軸方向に現像剤を搬送する供給スクリューと前記供給スクリューに対向し、回転しながら現像剤を攪拌し、仕切板を介して前記供給スクリューとは反対の回転軸方向に現像剤を、搬送し、かつ前記供給スクリューに現像剤を供給する攪拌スクリューからなる現像剤攪拌供給部とを有する現像装置において、
前記供給スクリューの回転数を下記式の条件に設定したことを特徴とする現像装置。
Ｙ≧ａ×Ｇ−ｂ×Ｒ／ｒ＋Ｃ
式中、Ｙは供給スクリューの回転数（回転／分）、Ｇは現像ローラと供給スクリューのギャップ長（ｍｍ）、Ｒは供給スクリューの直径（ｍｍ）、ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を示す。
係数ａ、ｂ及び定数Ｃは、前記現像装置におけるスクリュー回転数を上げても枯渇限界が低下しなくなる変曲点にあるスクリュー回転数の関数である。
【請求項２】
前記現像ローラを駆動する駆動手段と前記供給スクリューを駆動する駆動手段は、互いに独立した駆動伝達が行わ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】
像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体を露光する露光手段と、露光された像担持体を現像してトナー像を形成する現像装置と、像担持体上のトナー像を記録紙に転写する転写手段と、記録紙上に形成されたトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記現像装置は請求項１又は２に記載の現像装置であ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、感光体等の像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置、及び該現像装置を備え電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来知られている画像形成装置は、像担持体に帯電及び露光を行い、静電潜像を形成し、像担持体上に形成された潜像を現像装置によりトナー像となし画像を形成し、転写手段により用紙上に転写し、その後、定着装置により熱定着し、画像を形成する。
トナーとキャリアから成る二成分現像剤を有する現像装置を複数組備えたカラー画像形成装置においては、異なる色のカラートナーをそれぞれ像担持体上に転移させ、複数色のカラートナー像を用紙または中間転写体上に転写する。
【０００３】
現像装置は、静電潜像が担持される像担持体に対向して配置され、二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に対向して近接配置され、現像剤担持体上に担持された二成分現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、現像剤供給攪拌搬送手段等を備えている。
【０００４】
現像剤担持体上の二成分現像剤は、現像剤層厚規制部材により薄層に形成され、像担持体と対向する現像領域に搬送され、像担持体上の静電潜像を現像する。（例えば、特許文献１及び２参照）
更に、画像全面に亘って均一な現像が行えるように二成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成装置の現像装置が提案されている。（例えば、特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００２−９１１５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１４８９２１号公報
【特許文献３】特開２００２−３１９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、高画質化、均一性を目的にトナー及びキャリアが少粒径化されてきていて、それに伴い現像剤の流動性が低下してきたため、現像に使用した現像剤を現像ローラから確実に剥がし、かつ十分にトナーと攪拌混合された現像剤を現像ローラに供給することが難しくなってきている。更に、カラー機においては、１ページ当たりのトナー消費率が多いため、ページ内やページ間の均一性確保の問題も生じた。
【０００６】
前記問題に対して、供給、攪拌スクリューの径やピッチを大きくし、さらに前記スクリューの回転数を高く設定することで、攪拌混合が可能になってきているが、現像器の小型化に伴い、現像ローラへの現像剤の搬送に十字パドル等を使用せず、供給スクリューから直接搬送するようになってきたことから、均一性の問題が発生した。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、現像剤を供給スクリューから直接現像ローラに供給しても現像ローラ上で現像剤搬送不良を発生することなく、画像の均一性を確保できる現像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の構成により達成される。
（請求項１）
像担持体上の静電潜像を現像する現像位置に現像剤を搬送担持する現像ローラと、
前記現像ローラと対向し、回転しながら前記現像ローラ上に現像剤を供給し、かつ回転軸方向に現像剤を搬送する供給スクリューと前記供給スクリューに対向し、回転しながら現像剤を攪拌し、仕切板を介して前記供給スクリューとは反対の回転軸方向に現像剤を、搬送し、かつ前記供給スクリューに現像剤を供給する攪拌スクリューからなる現像剤攪拌供給部とを有する現像装置において、
前記供給スクリューの回転数を下記式の条件に設定したことを特徴とする現像装置。
Ｙ≧ａ×Ｇ−ｂ×Ｒ／ｒ＋Ｃ
式中、Ｙは供給スクリューの回転数（回転／分）、Ｇは現像ローラと供給スクリューのギャップ長（ｍｍ）、Ｒは供給スクリューの直径（ｍｍ）、ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を示す。
係数ａ、ｂ及び定数Ｃは、前記現像装置におけるスクリュー回転数を上げても枯渇限界が低下しなくなる変曲点にあるスクリュー回転数の関数である。
（請求項２）
前記現像ローラを駆動する駆動手段と前記供給スクリューを駆動する駆動手段は、互いに独立した駆動伝達が行わ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）
像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体を露光する露光手段と、露光された像担持体を現像してトナー像を形成する現像装置と、像担持体上のトナー像を記録紙に転写する転写手段と、記録紙上に形成されたトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記現像装置は請求項１又は２に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、現像ローラへの現像剤供給において、現像ローラと供給スクリュー間に配設され供給スクリューから現像ローラに現像剤を受け渡す機能をする十字パドル等の現像剤中間搬送手段を使用せずに、供給スクリューから直接現像ローラに現像剤を受け渡す構成において、現像剤供給が十分にでき、現像ローラ上での現像剤搬送不良がなくなり、画像濃度の均一性を確保できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明による効果に加え、現像装置システムの速度制御時等による現像ローラ回転数の変更切り換えに関係なく供給スクリューの回転数を設定可能になるため、現像ローラ上での現像剤搬送不良がなくなり、画像濃度の均一性を確保できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、カラー画像形成装置における各色の画像濃度を均一に保持し、高画質のカラー画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る現像装置を複数組搭載した画像形成装置１００と、画像読取装置２００とから構成されたカラー複写機の全体構成図である。
【００１４】
画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び定着装置２４とから成る。
【００１５】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ、クリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ、クリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ、クリーニング手段８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ、クリーニング手段８Ｋを有する。以下、像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを代表して像担持体１と称す。
【００１６】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された用紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００１７】
一方、転写手段７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００１８】
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給手段である。
【００１９】
画像形成装置１００の上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置２００が設置されている。
【００２０】
図１の現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの詳細を、図２及び図３を用いて説明する。
【００２１】
図２は本発明に係る現像装置の中央断面図、図３は現像装置の下部機構の平面図である。なお以下の説明において、図１の現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを代表して現像装置４と称す。
【００２２】
現像装置４は、現像装置本体４０、現像ローラ４１、現像剤規制部材（穂切り板）４２、供給スクリュー４３、攪拌スクリュー４４、トナー濃度センサ（トナー濃度検知手段）４７等から構成されている。
【００２３】
現像装置本体４０は、現像ローラ４１、供給スクリュー４３及び攪拌スクリュー４４を支持する下本体４０Ａと、上蓋４０Ｂとから構成されている。
【００２４】
下本体４０Ａは、供給スクリュー４３を収容する現像剤供給部４０１と、攪拌スクリュー４４を収容する現像剤攪拌部４０２とから成る。現像剤供給部４０１と現像剤攪拌部４０２とは、下本体４０Ａの底部から直立した第１隔壁４０４を挟んで両側に形成されている。
【００２５】
現像スリーブ４１Ａと磁界発生手段（マグネットロール）４１Ｂとから成る現像ローラ４１は、静電潜像を担持する図１の像担持体１に対向して配置され、現像スリーブ４１Ａは回転可能に支持されている。
【００２６】
磁界発生手段４１Ｂは、現像スリーブ４１Ａの内方に配置され、複数の磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を有する。現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｓ１は、現像ローラ４１上の現像剤を剥ぎ取り飛散させる。現像剤受け入れ用の磁極Ｓ２は、供給スクリュー４３により供給された現像剤を吸引し、現像ローラ４１上に付着させる。
【００２７】
供給スクリュー４３は、攪拌スクリュー４４から搬送された現像剤を攪拌しながら搬送し、現像ローラ４１に均一に供給する。
【００２８】
攪拌スクリュー４４は供給スクリュー４３に平行配置され、図１のトナー補給手段５から補給される新規トナーと供給スクリュー４３から還流された現像剤とを混合、攪拌して供給スクリュー４３の上流部に搬送する。
【００２９】
現像ローラ４１の現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｓ１により、現像ローラ４１表面から放出された現像剤は、現像剤供給部４０１に回収される。
【００３０】
現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側の底部に設けたトナー濃度センサ４７は、搬送される現像剤のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知信号により、図示しない制御手段は、図１のトナー補給手段５を駆動させ新規トナーを現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送上流側付近に設けられたトナー補給用開口部４０９に補給する。トナー補給手段５は、現像処理後の画像濃度を光学的に検出して、画像濃度の検出結果に応じてトナー補給制御を行う事も可能である。
【００３１】
図３に示すように、供給スクリュー４３、攪拌スクリュー４４は、何れもスパイラルスクリュー状の部材であり、回転軸方向に現像剤を搬送させるとともに、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出させる。
【００３２】
現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側と現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の一方の端部近傍に穿設された第２開口部４０７により連通している。
【００３３】
現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送下流側と現像剤供給部４０１の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の他方の端部近傍に穿設された第３開口部４０８により連通している。
【００３４】
現像剤供給部４０１内の現像剤は、供給スクリュー４３により第１隔壁４０４の一方の端部に穿設された第２開口部４０７から現像剤攪拌部４０２内の現像剤搬送上流側に還流される。
【００３５】
現像剤攪拌部４０２内に還流された現像剤は、攪拌スクリュー４４により、トナー補給用開口部４０９より補給された新規トナーと、現像剤とを混合攪拌しつつ搬送され、第１隔壁４０４の他方の端部に穿設された第３開口部４０８から排出され、現像剤供給部４０１内に搬送される。現像剤供給部４０１内では、供給スクリュー４３により現像剤を軸方向に搬送しつつ放射して現像ローラ４１に供給する。
【００３６】
図２に戻り、供給スクリュー４３の回転方向（矢示ｘ４３）は現像ローラ４１の回転方向（矢示ｘ４１）と反対方向になるように、攪拌スクリュー４４の回転方向（矢示ｘ４４）は、供給スクリュー４３の回転方向と反対方向になるように構成することにより、現像ローラ４１への現像剤供給の効率化が達成されるだけではなく、安定した現像剤供給が可能となり、良好な画像を得ることができる。
【００３７】
前記現像剤は、磁性キャリアの磁界７９ｋＡ／ｍ中の磁化量は２０〜７０Ａ・ｍ2／ｋｇの範囲にあり、磁性キャリアの粒径は３０〜８０μｍの範囲にある磁性キャリアと、粒径が３〜８μｍの範囲にある非磁性トナーとを有する二成分現像剤であり、現像ローラ４１に交番電界を重畳した現像バイアスを印加して、静電潜像を有する像担持体１に、前記非磁性トナーを用いて現像する。
【００３８】
図示しない現像ローラと供給及び攪拌スクリューの駆動手段は、それぞれ独立している。現像ローラの回転数の制御に関係なく、供給スクリューの回転数を設定することが可能となっている。
更に、現像ローラ駆動と供給スクリュー駆動を分離し、現像ローラの回転数の制御（画像形成装置速度制御時等）に関係なく、供給スクリューの回転数を前記条件に設定することによって、現像ローラの回転数が切り換え変更された場合においても、現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止でき、画像濃度の均一性を確保できる。
【００３９】
具体的には、現像装置の小型化に伴い、現像装置に供給用のパドルを配置することが困難になり、図２に示したように供給スクリューから現像ローラに現像剤を供給する場合にも、現像ローラ上での現像剤搬送不良を防止できる。
【００４０】
また、従来のように現像剤供給部上方に該現像剤供給部とは仕切られた、図示しない現像剤剥ぎ取り回収用の回収ローラを設けた回収部を有した現像装置では、現像ローラの回転方向を図２に示した回転方向とは逆に時計方向回転とし、現像剤受け取り磁極を現像ローラ下部（図２の現像ローラ磁極Ｓ１近傍）に、更に現像剤剥ぎ取り磁極を現像ローラ右上方（図２の現像ローラ磁極Ｎ２近傍）に配置し、現像剤の受け取り、剥ぎ取りを確実にすることができた。
しかし、本発明におけるような小型の現像装置で現像剤回収部を独立配設することが困難な場合には、現像剤剥ぎ取りを確実にするため図２に示すように現像ローラを反時計方向回転とし、剥ぎ取り磁極Ｓ１で剥ぎ取り、現像剤供給部に直接回収する必要がある。このため、受け取り極はＳ２位置となる。受け取り極Ｓ２位置は、現像剤供給部に近接、即ち現像ローラ右側下方が現像剤受け取りには好ましいが、剥ぎ取り極Ｓ１と受け取り極Ｓ２が近づくと剥ぎ取り極Ｓ１で剥ぎ取られた現像剤が供給スクリューで攪拌されないまま、再度受け取り極Ｓ２に受け取られてしまう弊害が生ずる。この弊害を防止するためには、剥ぎ取り極Ｓ１と受け取り極Ｓ２の距離を離す必要があるが、前記現像剤受け取りに好ましい受け取り極Ｓ２の位置に反し、受け取り極Ｓ２の位置は図２に示すように現像ローラ右上方となる。
前記受け取り極Ｓ２位置を図２に示す位置に配置しても、供給スクリューの回転数を前記（３）式から導き出される条件に設定することで現像剤の供給は十分でき、現像ローラ上での現像剤搬送不良を防止できる。
【００４１】
本発明に係る現像装置における現像剤の循環を図４を用いて説明する。図４は現像装置４における現像剤の循環を示す模式図である。
【００４２】
現像装置４における現像剤は、下記（１）乃至（５）に記載したように循環する。
【００４３】
（１）現像剤攪拌部４０２の上流側４０２ａにおいて、現像剤供給部４０１から還流された現像剤と、トナー補給手段５から搬入された新規トナーとが、攪拌スクリュー４４により攪拌、混合され、矢印Ｖ１で示す現像剤移動方向に搬送される。
【００４４】
（２）混合された現像剤は、現像剤攪拌部４０２の下流側の第３開口部４０８を通過して現像剤供給部４０１の上流側に導入される。現像剤供給部４０１内において、現像剤は供給スクリュー４３により矢印Ｖ２で示す現像剤移動方向に搬送されつつ、矢印Ｖ４に示すように現像ローラ４１に放出される。
【００４５】
（３）現像ローラ４１上の現像剤は、像担持体１と対向する現像剤領域において現像処理される。現像処理後にトナー濃度が低下した現像剤は、剥ぎ取り用磁極Ｓ１により、現像剤担持体４１から矢印Ｖ５に示すように剥ぎ取られて移動する。
【００４６】
（４）現像剤供給部４０１に回収された現像剤は、矢印Ｖ６に示すように搬送され、トナー濃度センサ４７によりトナー濃度が検出された後、第２開口部４０７を通過して、矢印Ｖ７に示すように現像剤攪拌部４０２の上流側に導入される。
【００４７】
（５）現像剤攪拌部４０２において、トナー濃度センサ４７のトナー濃度検知信号によりトナー補給手段５によるトナー補給が行われ、現像剤は矢印Ｖ１に合流する。
【００４８】
現像剤は前記のような循環系で搬送されるが、一部の現像剤は現像剤供給部４０１と現像剤攪拌部４０２間を矢印Ｖ１，Ｖ２，Ｖ６，Ｖ７で示すように循環する。
【００４９】
本発明に係る供給スクリューの動作条件について図５乃至図７を用いて説明する。
【００５０】
供給スクリュー回転数について、本発明者は、現像ローラ上での現像剤搬送不良が画像濃度の均一性を阻害し画像不良の原因になることから、現像ローラ上での現像剤搬送不良発生について調査を行い、現像装置内の現像剤量に対する供給スクリューの回転数の影響を見出し、前記供給スクリューの回転数条件を設定するに至った。
【００５１】
図５は供給スクリュー４３の回転数（回転／分）と現像装置４の枯渇限界（ｇ）の関係を示したグラフである。なお、枯渇限界（ｇ）とは、現像ローラ４１上で現像剤搬送不良が発生しない、現像装置４内に保持される現像剤の最低質量（ｇ）を表すものである。現像装置内の現像剤量が枯渇限界未満のとき、現像ローラ４１上で現像剤搬送不良が発生し、現像剤量が枯渇限界以上では現像ローラ４１上で現像剤搬送不良は発生しない。現像剤搬送不良の判定は、現像ローラ４１上でのスクリューピッチ状現像剤ムラの発生の有無を、目視で確認するものである。
【００５２】
図５において、枯渇限界はスクリュー回転数を高くしていくと、ある回転数以上では変化しなくなる。枯渇限界が変化しなくなる領域が現像装置系の最も供給性能が稼げる限界であり、スクリュー回転数としてはこの領域で使用することにより、供給性能を最大限利用できることとなる。以上のことから、供給スクリュー回転数を上げても枯渇限界が低下しなくなる変曲点Ｐの供給スクリュー回転数Ｓｐを、現像剤供給性能が最大となるスクリュー回転数の下限とすることができる。
【００５３】
図６は、現像ローラ４１と供給スクリュー４３間のギャップ（図２に示したＧ）（ｍｍ）と、変曲点Ｐの供給スクリュー回転数Ｓｐとの関係を図示したものである。図６より変曲点Ｐの供給スクリュー回転数Ｓｐは、現像ローラ４１と供給スクリュー４３間のギャップにほぼ比例していることがわかり、最小自乗法により下記（１）式が導き出せる。
【００５４】
Ｙ＝ａ×Ｇ＋α・・・（１）式
図７は、（供給スクリュー４３の直径Ｒ）／（現像ローラ４１の直径ｒ）と変曲点Ｐの供給スクリュー回転数Ｓｐとの関係を図示したものである。図７より変曲スクリュー回転数Ｓｐは、Ｒ／ｒにほぼ比例していることがわかり、前記（１）式のαはＲ／ｒに依存していることがわかる。前記より最小自乗法により下記（２）式が導き出せる。
【００５５】
α＝−ｂ×Ｒ／ｒ＋Ｃ・・・（２）式
以上の結果より、ａ、ｂ、Ｃを導き出すことができ、供給スクリュー４３の回転数Ｙは、下記条件を満足することで現像剤供給性能が確保でき、良好な現像性能が得られるものである。
【００５６】
Ｙ≧ａ×Ｇ−ｂ×Ｒ／ｒ＋Ｃ
但し、Ｙは供給スクリューの回転数（回転／分）、Ｇは現像ローラと供給スクリューのギャップ（ｍｍ）、Ｒは供給スクリュー直径（ｍｍ）、ｒは現像ローラ直径（ｍｍ）を示す。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
＜調査例＞
本調査例では、図１及び図２に示した現像装置４を配設した画像形成装置で評価を行った。
図１に示した画像形成装置の主な構成は、以下の通りであり、調査例及び実施例１乃至４に共通である。
〔像担持体（感光体）電位〕
・帯電電位：−２５０Ｖ〜−９００Ｖ可変、−６００Ｖに設定
・露光時像形成体表面電位：−４０Ｖ〜−１５０Ｖ可変、−５０乃至−１００Ｖに設定
〔現像装置〕
・現像ローラ直径３０ｍｍ、
・現像ローラ回転数２００回転／分〜５００回転／分可変、４００回転／分に設定
・供給及び攪拌スクリュー回転数０乃至６００回転／分可変
・現像バイアス印加手段
ＤＣバイアス：−２００Ｖ〜−７００Ｖ可変、−５００Ｖに設定
ＡＣバイアス：０．５ｋｖｐｐ〜２．０ｋｖｐｐ、２ｋＨｚ〜７ｋＨｚ可変、それぞれ１ｋｖ、２ｋＨｚに設定
・現像スリーブ電位：−５００Ｖ
〔２成分現像剤〕
キャリア：平均粒径４５μｍ、重合トナー：平均粒径６．５μｍ
（調査方法）
調査においては、現像ローラ直径３０ｍｍの現像装置において、供給スクリュー直径を３０ｍｍ、２７ｍｍ、２４ｍｍとし、それぞれ現像ローラと供給スクリューのギャップを３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍとした場合の枯渇限界について行った。
調査は、以下の方法で行った。
（１）供給スクリュー回転数と該供給スクリュー直径及び現像ローラと供給スクリュー間のギャプを一定に保ち、最初に、現像ローラ上で現像剤搬送不良が発生するであろう現像剤量を推測し、その現像剤量でテストを行い、現像剤搬送不良の発生を確認した。その後、現像剤量を１０ｇずつ追加し、現像剤搬送不良が発生しない枯渇限界のデータを収集した。
（２）前記供給スクリュー直径及び現像ローラと供給スクリューのギャップにおいて供給スクリュー回転数を５０回転／分ずつ変化させ、各回転数で前記（１）のテストを行った。
（３）前記供給スクリュー直径と現像ローラと供給スクリューのギャップの組み合わせ各々のついて前記（１）、（２）の測定を行った。
【００５９】
（現像剤搬送不良の有無の判定方法）
現像ローラ上でのスクリューピッチ状現像剤ムラの発生の有無を、目視で確認した。前記現像剤ムラは、無しを良とした。
【００６０】
（調査結果）
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、その結果を図示したものである。
前記図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から、枯渇限界はスクリュー回転数を高くしていくと、ある回転数以上では変化しなくなる。枯渇限界が変化しなくなる領域が現像装置系の最も供給性能が稼げる限界であり、スクリュー回転数としてはこの領域で使用することにより、供給性能を最大限利用できることとなる。以上のことから、各測定において、供給スクリュー回転数を上げても枯渇限界が低下しなくなる変曲点の供給スクリュー回転数を、現像剤供給性能が最大となる供給スクリュー回転数の下限とすることができる。
図９は、前記図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を基に、供給スクリュー直径が３０ｍｍ、２７ｍｍ、２４ｍｍにおける、現像ローラと供給スクリュー間のギャップと、枯渇限界が低下してくる領域と変化しなくなる領域との交点の供給スクリューの回転数との関係を図示したものである。図９よりスクリュー回転数は、現像ローラと供給スクリュー間のギャップに比例していることがわかり、その比例定数ａの平均は図９より１８．６９７となる。以上より、供給スクリュー回転数Ｙは、次式で表すことができる。
【００６１】
Ｙ＝１８．６９７×Ｇ＋α・・・（１）式
図１０は、図９で示した点を供給スクリュー直径毎に結んだものである。該図１０より供給スクリュー回転数は、供給スクリュー直径により上下していることから、前記（１）式のαは供給スクリュー直径に依存していることがわかる。現像ローラ直径は３０ｍｍと一定であるから、図１０より、供給スクリュー回転数は供給スクリュー直径と比例関係であることがわかる。
【００６２】
供給スクリュー直径に関連する項に関しては、現像ローラ直径と関係があるため、現像ローラ直径に対する供給スクリュー直径の比率で表す。
図１１は、（１）式のαと供給スクリュー直径（Ｒ）／現像ローラ直径（ｒ）の比率の関係を示したものである。前記図１１よりαは次式で表すことができる。
【００６３】
α＝−５８４．７２×Ｒ／ｒ＋８０４．０４・・・（２）式
以上の結果より、（１）及び（２）式からａ＝１８．６９７、ｂ＝−５８４．７２、Ｃ８０４．０４となり、供給スクリュー回転数は次式で表すことができる。
【００６４】
Ｙ＝１８．６９７×Ｇ−５８４．７２×Ｒ／ｒ＋８０４．０４・・・（３）式
（３）式で示される供給スクリュー回転数以上であれば、現像ローラに供給スクリューから現像剤を供給する系において、十分な現像剤の供給が得られ、現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止でき、画像濃度の均一性を確保できる。
【００６５】
＜実施例１＞
調査例において、供給スクリュー直径：３０ｍｍ、現像ローラと供給スクリュー間ギャップ：５ｍｍ、攪拌スクリュー直径：３０ｍｍとし、供給スクリュー回転数は、調査例の結果による供給スクリュー回転数算出式に基づき導き出された３１２．８回転／分に設定した以外は調査例と同じ条件で、画像を形成した。
（評価方法）
形成した画像上に供給スクリューピッチ状のムラの発生の有無を目視で確認し、前記ムラなしを可とした。
（結果）
現像ローラ上の現像剤搬送は問題なく、均一な濃度の画像が得られた。
【００６６】
＜実施例２＞
調査例において、供給スクリュー直径：２７ｍｍ、現像ローラと供給スクリュー間ギャップ：７ｍｍ、攪拌スクリュー直径：２７ｍｍとし、供給スクリュー回転数は、調査例の結果による供給スクリュー回転数算出式に基づき導き出された４０８．７回転／分に設定した以外は調査例と同じ条件で、画像を形成した。
【００６７】
評価方法は、実施例１に基づく。
（結果）
現像ローラ上の現像剤搬送は問題なく、均一な濃度の画像が得られた。
＜実施例３＞
実施例１において、供給スクリューの回転数は、現像ローラの回転数の制御（画像形成装置速度制御時等）に関係なく、前述調査例に基づく条件の回転数に設定。
供給スクリュー直径：３０ｍｍ、現像ローラと供給スクリュー間ギャップ：５ｍｍ、攪拌スクリュー直径：３０ｍｍ、供給及び攪拌スクリュー回転数：３１２．８回転／分で実施例１と共通。
前記設定に加え、現像ローラ回転数を２段階に切り換えて画像を形成した。
現像ローラ回転数：
１／１速：４００回転／分
１／２速：２００回転／分
評価方法は、実施例１に基づく。
（結果）
現像ローラ回転数が１／１速、１／２速とも現像ローラ上の現像剤搬送は問題なく、均一な濃度の画像が得られた。
＜実施例４＞
実施例３において、供給スクリューの回転数を現像ローラの回転数と連動とすることのみの変更で実施。従って、現像ローラの回転数の制御（画像形成装置速度制御時等）に従い供給及び攪拌スクリューの回転数は変動する。
１／１速：現像ローラ回転数、供給及び攪拌スクリュー回転数ともに４００回転／分
１／２速：現像ローラ回転数、供給及び攪拌スクリュー回転数ともに２００回転／分
（結果）
１／１速では、供給スクリュー回転数は４００回転／分となり、実施例３の設定である３１２．８回転／分以上となり、現像ローラ上の現像剤搬送は問題なく、均一な濃度の画像が得られた。
１／２足では、供給スクリュー回転数は２００回転／分となり、実施例３の設定である３１２．８回転／分以下となったため、現像ローラ上の現像剤搬送不良が発生し、画像濃度が不均一となり、ばらつきが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】画像形成装置と、画像読取装置とから構成されたカラー複写機の全体構成図
【図２】本発明による現像装置の中央断面図。
【図３】現像装置の下部機構の平面図。
【図４】現像装置における現像剤の循環を示す模式図。
【図５】供給スクリュー回転数（回転／分）と枯渇限界（ｇ）の特性図。
【図６】現像ローラと供給スクリュー間ギャップ（ｍｍ）と、枯渇限界が一定になる変曲点Ｐの供給スクリュー回転数Ｓｐ（回転／分）の特性図。
【図７】枯渇限界が一定になる変曲点Ｐの供給スクリュー回転数Ｓｐ（回転／分）と（供給スクリュー直径／現像ローラ直径）Ｒ／ｒの特性図。
【図８】図８（ａ）は供給スクリュー直径３０ｍｍ、ギャップ３，５，７ｍｍにおける供給スクリュー回転数（回転／分）と枯渇限界（ｇ）の特性図であり、図８（ｂ）は供給スクリュー直径２７ｍｍ、ギャップ３，５，７ｍｍにおける供給スクリュー回転数（回転／分）と枯渇限界（ｇ）の特性図であり、図８（ｃ）は供給スクリュー直径２４ｍｍ、ギャップ３，５，７ｍｍにおける供給スクリュー回転数（回転／分）と枯渇限界（ｇ）の特性図である。
【図９】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に基づいた、現像ローラと供給スクリュー間ギャップ（ｍｍ）と、枯渇限界が一定になる変曲点Ｐの供給スクリュー回転数Ｓｐ（回転／分）の特性図。
【図１０】図９を供給スクリュー直径毎に結んだ特性図。
【図１１】係数αと（供給スクリュー直径／現像ローラ直径）の特性図。
【符号の説明】
【００６９】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  像担持体
４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成部
１００  画像形成装置
４０  現像装置本体
４０Ａ  下本体
４０Ｂ  上蓋
４０１  現像剤供給部
４０２  現像剤攪拌部
４１  現像ローラ
４３  供給スクリュー
４４  攪拌スクリュー
４７  トナー濃度センサ（トナー濃度検知手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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