(57)【要約】【課題】補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブに到達することを防止でき、画像濃度ムラ、トナー飛散などを防止することのできる現像装置、現像ユニットおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーとキャリアからなる２成分現像剤を、現像剤容器内で攪拌、分散して所定位置に搬送する攪拌手段としてのトナー補給側攪拌スクリュー１１と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置３０と、エアーを供給するエアー供給手段としてのモノポンプと、を設け、このモノポンプに接続されたエアー噴出口３２を、トナーが補給されるトナー補給口２０に対して２成分現像剤の搬送方向の上流側に配置する。【選択図】図４
2008026572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる２成分現像剤を、現像剤容器内に配設された２本のスクリューの回転によって、攪拌、分散して所定位置に搬送する攪拌手段と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー補給手段によってトナーが補給される箇所に対して、前記攪拌手段による搬送方向の上流側にエアーを供給するエアー供給手段と、を備え、
前記エアー供給手段がエアーを供給するタイミングは、前記箇所にトナーが補給されるタイミングに対して、一定時間早いことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記エアー供給手段のエアー注入口の先端部位置が、２成分現像剤の搬送方向に対して可変であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、
前記エアー供給手段のエアー注入口が複数あることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の現像装置において、
前記トナー補給手段は、前記エアー供給手段のエアー注入により２成分現像剤の界面に形成されるエアー噴出面に向けてトナーを補給することを特徴とした現像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の現像装置において、
前記攪拌手段のスクリューの軸壁面に、前記エアー供給手段のエアー注入口の先端部を設けたことを特徴とした現像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の現像装置において、
前記攪拌手段のスクリューが所定の条件に応じて順逆方向に回転することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の現像装置において、
前記箇所に近接する領域における、前記攪拌手段のスクリューの翼形状の一部が、少なくとも前記スクリューの軸方向に対して平行、かつ２成分現像剤の搬送方向に対して垂直である領域を有する形状であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像装置と、潜像担持体と、帯電装置と、前記潜像担持体のクリーニング装置と、の少なくとも２以上を一体形成したことを特徴とする現像ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の現像ユニットを備えた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、電子写真方式の画像形成装置における現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタなどの電子写真技術用いた画像形成装置の小型化やパーソナル化の市場要求に伴って、その現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴って、トナーが無くなった時点で、現像装置ごと交換する使い捨てタイプの現像装置や、この現像装置の他に、原稿画像の静電潜像が形成される潜像担持体（感光体）、および感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部などが一体化された、いわゆるプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。
【０００３】
電子写真画像形成方法の一つ、いわゆる２成分現像方式では、一般に現像剤はキャリア（直径３０〜２００ミクロンの鉄粉）、トナー（直径１０ミクロンの顔料などが分散された微小樹脂粉体）の２種からなっている。両者を混合、攪拌することにより、トナーはキャリアとの摩擦によって帯電される。この摩擦帯電が不均一、もしくは不十分である場合、画質劣化、飛散トナーの増大という問題が発生する。
【０００４】
この摩擦帯電が不均一、不十分になる理由の一つとして以下のようなものがある。機械の高速化に伴い現像剤攪拌搬送部材は高速で回転し、かつ、トナーは微小粒子であるため、補給されたトナーの一部が現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。このようなトナーが現像ローラに搬送されて現像領域へ搬送されると、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーが、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散を生じさせる。
【０００５】
この補給トナーの上滑り問題は、特に補給されたトナーの流動特性、表面特性が、既に充填されている現像剤と異なるためにうまく混合できないために生ずるためである、と考えられている。現像剤の表面特性は履歴に依存するものであり、補給トナーと現像剤の流動性などのパラメータを常時等しくさせることは非常に難しい。
【０００６】
また、スクリュー形状によってはキャリアとトナーを十分に攪拌することができない場合がある。これは粉体表面とスクリューとの摩擦現象が絡むが、計測、数値シミュレーション共に困難であり、従来設計者の経験に頼っているところが多かった。
【０００７】
このような問題を解消するために、従来の現像装置では、補給側攪拌室のスクリューの下流に付けるフィンの数を上流側よりも多くすることによって、補給側攪拌室の剤レベルを上流と下流で変化させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、スクリュー形状のみの対策であるため、補給トナーと現像剤の混合はフィン回転半径内の領域にとどまり、剤の表面で発生する上滑り対策としては不十分である。
【０００８】
一方、エアーを用いて現像剤やトナーを搬送しているものがある（例えば、特許文献２、３、４参照）。これらは現像器外に設けられたトナー補給装置に、エアー供給手段を有しており、エアーによって流動性を増加することで搬送効率を向上させ、コスト低減、信頼性向上、設計余裕度向上などに効果を有する。しかしながら、これらの発明においても、現像剤に補給トナーを供給する際に、エアーを多く含み流動性が増加した補給トナーによっても攪拌性が十分向上するとは言えない。
【０００９】
さらに、トナーの帯電量の低下や現像剤としての流動性の低下を防ぐため、現像器内の現像剤の湿度に応じて現像器内に乾燥気体（例えば、窒素ガス）を供給し、現像剤の湿度を一定に保っているものもある（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７２０１７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７２０７５号公報
【特許文献３】特開２００５−１４１２７１号公報
【特許文献４】特開２００５−２５０５０８号公報
【特許文献５】特開平６−１９２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のように、従来の現像装置においては、補給トナーの上滑り防止、トナーの均一分散を図るには不十分な点があった。
【００１１】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブに到達することを防止でき、画像濃度ムラ、トナー飛散などを防止することのできる現像装置、現像ユニットおよび画像形成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】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するため、現像剤中にエアーを効果的に混入させることにより、トナー補給箇所において現像剤と補給トナーの混合を促進させる状態を作り出し、新規補給トナーが常時現像剤と速やかに十分攪拌するようにしたものである。
【００１３】
請求項１に記載の現像装置は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を、現像剤容器内に配設された２本のスクリューの回転によって、攪拌、分散して所定位置に搬送する攪拌手段と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー補給手段によってトナーが補給される箇所に対して、前記攪拌手段による搬送方向の上流側にエアーを供給するエアー供給手段と、を備え、前記エアー供給手段がエアーを供給するタイミングは、前記箇所にトナーが補給されるタイミングに対して、一定時間早い構成を有している。
【００１４】
請求項２に記載の現像装置は、請求項１において、前記エアー供給手段のエアー注入口の先端部位置が、２成分現像剤の搬送方向に対して可変である構成を有している。
【００１５】
請求項３に記載の現像装置は、請求項１において、前記エアー供給手段のエアー注入口が複数ある構成を有している。
【００１６】
請求項４に記載の現像装置は、請求項１において、前記トナー補給手段は、前記エアー供給手段のエアー注入により２成分現像剤の界面に形成されるエアー噴出面に向けてトナーを補給する構成を有している。
【００１７】
請求項５に記載の現像装置は、請求項１において、前記攪拌手段のスクリューの軸壁面に、前記エアー供給手段のエアー注入口の先端部を設けた構成を有している。
【００１８】
請求項６に記載の現像装置は、請求項１において、前記攪拌手段のスクリューが所定の条件に応じて順逆方向に回転する構成を有している。
【００１９】
請求項７に記載の現像装置は、請求項１において、前記箇所に近接する領域における、前記攪拌手段のスクリューの翼形状の一部が、少なくとも前記スクリューの軸方向に対して平行、かつ２成分現像剤の搬送方向に対して垂直である領域を有する形状である構成を有している。
【００２０】
請求項８に記載の現像ユニットは、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像装置と、潜像担持体と、帯電装置と、前記潜像担持体のクリーニング装置と、の少なくとも２以上を一体形成した構成を有している。
【００２１】
請求項９に記載の画像形成装置は、請求項８に記載の現像ユニットを備えた構成を有している。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、攪拌手段による搬送方向の上流側にエアーを供給するエアー供給手段を備え、前記エアー供給手段がエアーを供給するタイミングは、トナー補給手段によって所定の箇所にトナーが補給されるタイミングよりも一定時間早くすることにより、補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブに到達することを防止でき、画像濃度ムラ、トナー飛散などを防止することができるという効果を有する現像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】
【００２３】
以下、本発明の現像装置を適用した画像形成装置について、図面を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の一形態としてのカラー画像形成装置を示す断面図である。これは、具体的にはタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置（以下「カラー複写装置」ともいう）である。
【００２５】
図１において、カラー複写装置は、複写装置本体１００と、複写装置本体１００を載せる給紙テーブル２００と、複写装置本体１００に取り付けられたスキャナ３００と、スキャナ３００の上に取り付けられた自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）４００と、を有する構成である。
【００２６】
複写装置本体１００の中央には、横方向へ延びる無端ベルト状の中間転写体１１０を設ける。ここでは、中間転写体１１０を３つ支持ローラ１１４、１１５、１１６に掛け回して、図中、時計回りに回転搬送可能としている。また、３つ支持ローラ１１４、１１５、１１６の中、支持ローラ１１５の左側に中間転写体クリーニング装置１１７を設けている。これは、画像転写後に中間転写体１１０上に残留する残留トナーを除去するものである。
【００２７】
また、３つ支持ローラ１１４、１１５、１１６の中、支持ローラ１１４と支持ローラ１１５の間に張り渡した中間転写体１１０上には、その搬送方向（ベルト移動方向）に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの画像形成手段１１８を横に並べて配置し、タンデム画像形成部１２０を構成している。タンデム画像形成部１２０の直上には、露光装置１２１を設けている。
【００２８】
また、中間転写体１１０を挟んでタンデム画像形成部１２０と反対側には、２次転写装置１２２を設けている。これは、２つのローラ１２３間に、無端ベルトからなる２次転写ベルト１２４を掛け渡して構成し、中間転写体１１０を介して支持ローラ１１６に押し当てて配置し、中間転写体１１０上の画像をシートに転写する。
【００２９】
２次転写装置１２２の横には、シートに転写された画像を定着する定着装置１２５を設けている。ここでは、無端ベルトからなる定着ベルト１２６に加圧ローラ１２７を押し当てている。２次転写装置１２２は、画像転写後のシートを定着装置１２５へと搬送するシート搬送機能も具備している。なお、２次転写装置１２２および定着装置１２５の下に、タンデム画像形成部１２０と平行に、シートの両面に画像を記録するためにシートを反転するシート反転装置１２８を設けている。
【００３０】
前述のカラー複写装置を用いて複写する場合、ＡＤＦ４００の原稿台１３０上に原稿をセットする。または、ＡＤＦ４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス１３２上に原稿をセットし、ＡＤＦ４００を閉じて原稿を押さえる。次いで、不図示のスタートキーを操作すると、原稿台１３０上にセットされた原稿をコンタクトガラス１３２上に搬送してから、または直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体１３３および第２走行体１３４を走行させる。次いで、第１走行体１３３で光源から光を射出すると共に、原稿面からのり反射光をさらに反射して第２走行体１３４に向け、第２走行体１３４のミラーで反射して結像レンズ１３５を透して読取センサ１３６に入射し、原稿の内容を読み取る。
【００３１】
また、不図示のスタートキーを操作すると、給紙テーブル２００の給紙ローラ１４２の１つを選択して回転し、ペーパーバンク１４３に多段に具備した給紙カセット１４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ１４５で１枚ずつ分離して給紙路１４６に入れ、搬送ローラ１４７で搬送して複写装置本体１００の給紙路１４８に導き、レジストローラ１４９に突き当てて止める。次いで、中間転写体１１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ１４９を回転し、中間転写体１１０と２次転写装置１２２の間にシートを送り込み、２次転写装置１２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、２次転写装置１２２から定着装置１２５へと搬送し、定着装置１２５で熱と圧力を加えて転写画像を定着した後、切換爪１５５で切り換えて排出ローラ１５６で排出し、排紙トレイ１５７上にスタックする。または、切換爪１５５で切り換えてシート反転装置１２８に入れ、ここで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録してから排出ローラ１５６で排紙トレイ１５７に排出する。
【００３２】
一方、中間転写体クリーニング装置１１７では、画像転写後の中間転写体１１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部１２０による次の画像形成に備える。なお、タンデム画像形成部１２０において、個々の画像形成手段１１８は、ドラム状の感光体１の周りに、帯電装置、現像装置、１次転写装置、感光体クリーニング装置、除電装置などを具備している。ここで、感光体１、帯電装置、現像装置、１次転写装置、感光体クリーニング装置、除電装置のいずれか（例えば、感光体１、帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置の少なくとも２以上）は、現像ユニット（いわゆるプロセスカートリッジ）として一体化されている。
【００３３】
図２は、現像装置を示す断面図である。図３は、前記現像装置における現像剤容器内の構成を示す断面図である。
【００３４】
図２において、現像装置６１は現像剤容器内に、現像剤攪拌手段としてのトナー補給側攪拌スクリュー１１、現像剤担持体側攪拌スクリュー１２、現像剤担持体（現像ローラ）１３を備える。第１の現像剤撹拌室１４の容器外壁には不図示のトナー補給口（図３の２０に相当する）を設け、不図示のトナー補給装置（図の３０に相当する）からトナーを供給するようにしている。以後、第１の現像剤攪拌室を補給側攪拌室１４と呼ぶ。トナー補給側攪拌スクリュー１１は、トナー補給装置から補給されたトナーと現像剤容器内の現像剤（磁性粒子とトナーとを有する２成分現像剤）とを攪拌、搬送する。また、第２の現像剤撹拌室１５（現像剤担持体側）の攪拌スクリュー１２は、現像剤容器内の現像剤を攪拌、搬送する。以後、第２の現像剤攪拌室を現像側攪拌室１５と呼ぶ。
【００３５】
また、図３に示すように、現像剤容器６５内の補給側攪拌室１４と現像側攪拌室１５は仕切り板８０で仕切られており、現像剤容器６５の両端部には現像剤を受け渡すための開口部がある。また、例えば補給トナーはトナー補給口２０の位置で、上方から落下させることで注入される。
【実施例】
【００３６】
［第１の実施例］
図４は、トナー補給装置３０から補給側攪拌室１４へトナーを補給する様子を示す模式図である。これは、現像剤容器６５を視点方向Ａ（図３に示す）から見たものである。また、重力方向は図中、上から下へ向いている。
【００３７】
図４に示すように、トナー補給装置３０は不図示のトナー貯蔵装置から、補給トナーを補給トナー搬送スクリュー３１によって搬送し、重力によって開口部（図中、左端側）から補給側攪拌室１４に落下させて補給する。補給側攪拌室１４において、この補給トナーが現像剤中に落下する領域を、トナー補給口２０という。
【００３８】
補給側攪拌室１４の下部には、補給側攪拌スクリュー１１と接触しない位置、かつ現像剤の搬送方向に対してトナー補給口２０より上流側に、エアー噴出口（ノズル）３２が挿入されている。エアー噴出口３２は、不図示の一軸偏心スクリューによる容積変化型のポンプ(以下「モノポンプ」という)に接続されており、任意のタイミング、任意の時間、エアーを挿入させることができる。モノポンプは高圧力損失の系にも対応し、かつ粉体場でも使用可能なポンプである。モノポンプを用いることにより、例えば０．３（ｓ）間、５ｋ（Ｐａ）の圧力を加えると、補給側攪拌室１４の現像剤中において、エアー挿入口付近にかさ密度の小さい粉体領域が生じる。この領域は非常に混合性が高く、この領域を用いて補給トナーを適切に現像剤中に混合することが可能となる。
【００３９】
現像剤内に補給されたトナーがどのように分散していくかを、直接観察することは可視光によっては不可能である。そこで、同一出願人による特願２００５−０７５２４７号（整理番号：２００４１３５２９）、特願２００５−２６９５３５号（整理番号：２００５０４０３７）に記載の金属トレーサを用いたＸ線可視化技術を適用してこの効果を検証する。
【００４０】
ここで、粉体には現像剤を模擬した「ＪＩＳ−Ｚ８９０１」に規定されるグラスビーズ「ＧＢＬ１００」を使用した。また、金属トレーサは同一の平均直径のタングステン粉体を用いた。両者の特性を図５に示す。前記特願２００５−０７５２４７号に記載のＸ線可視化技術では、比重の差による剤（例えば、グラスビーズ）と金属トレーサ（例えば、タングステン粉体）との乖離が、このようなスクリュー搬送系では殆ど問題にならないことを証明している。補給トナーが供給される状態と同一の状態で、金属トレーサを注入し、この金属トレーサの挙動を可視化、観察することで混合の状態を評価する。
図６は、グラスビーズと金属トレーサの混合性を評価するのに使用した補給側攪拌スクリュー１１と補給側攪拌室１４の形状を示す断面図である。
【００４１】
ここで、スクリューピッチは２５ｍｍ、スクリュー軸径は６ｍｍ、スクリュー直径は１８ｍｍ、攪拌室幅は２０ｍｍである。
【００４２】
図７は、金属トレーサの混入前後の補給側攪拌室１４のＸ線透過像を示す図である。図８は、前記モノポンプの圧力発生のプロファイルを示す図である。
【００４３】
図７（ａ）はトレーサ混入前の可視化像であり、トレーサ注入装置４０とスクリュー１１のＸ線透過像が写っている。ここで、矢印は現像剤を模擬したグラスビーズの搬送方向である。図７（ｂ）は、補給側攪拌室１４の下部にエアー噴出口を有しない場合の金属トレーサのパスラインを示している。図７（ｃ）は、補給側攪拌室１４の下部にエアー噴出口を有する場合の金属トレーサのパスラインを示している。なお、（ｂ）、（ｃ）ともスクリューの回転数は、２４ｒｐｍである。前述のパスライン像は、前記特願２００５−２６９５３５号に記載の手法によって作成する。パスラインとは各時間のトレーサ像を、時間に渡って積分した画像を言う。図７の観察領域は図３中、点線で示す観察範囲に相当し、重力が作用する方向は紙面に垂直方向である。また、図８において、ｘ軸が時間（秒）を示し、ｙ軸が大気との吸気側での圧力差を示す。
【００４４】
ここで、図７（ｂ）と図７（ｃ）のパスラインの挙動を比較する。大きく異なるのは、下記の２点である。1)  エアー挿入ありではパスラインが大きく拡散している。2)エアー挿入ありではトレーサ投入直後に図７（ｃ）で○枠で示すように搬送方向と逆方向にわずかに移動している。エアー挿入によってトレーサ注入口付近の剤密度（かさ密度）は低下しており、トレーサは容易に剤中心部にまで到達する。これは、スクリュー翼との位置関係によって搬送方向と逆方向に移動するためと考えられる。さらに、1)の効果であるパスラインの拡散について、系の拡散の大きさを示す拡散係数を、次のような画像計測手法（手順１から手順６）によって定量的に計測した。
【００４５】
手順１では、前記特願２００５−２６９５３５号に記載の手法によって、Ｘ線透過像から背景を除去し、トレーサ像のみとなった可視化像を用意する。
【００４６】
手順２では、スクリューの中心軸にトレーサ画像領域の重心が位置した状態を、前記可視化像から複数選択する。具体的には、図９（ａ）、（ｂ）に示す２時刻（ｔｉｍｅ=ｔ１,ｔ２（ｔ２＞ｔ１））における可視化像（背景あり）から背景を除去し、図９（ｃ）、（ｄ）に示す可視化像（背景なし）を取得する。
【００４７】
手順３では、手順２で選択した画像の金属トレーサを楕円体と仮定し、長軸方向に各画素（以下「ピクセル」という）ごとに、画素濃度分布を計測する。ここで、図１１（ａ）は前記ｔｉｍｅ=ｔ１における金属トレーサの長軸方向の画素濃度計測直線を示し、図１１（ｂ）は前記ｔｉｍｅ=ｔ２における金属トレーサの長軸方向の画素濃度計測直線を示している。
【００４８】
金属トレーサは、スクリューの中心軸を中心として、ほぼ螺旋運動を行っている。Ｘ線画像は２次元投影面であるため、トレーサ領域の変化を相対的に比較するためには、投影面とトレーサの位置関係が同じである必要がある。今回は、スクリューの中心軸に位置しているトレーサ像を計測に用いた。ここで、図１０は金属トレーサ５１、５２とＸ線投影面のスクリュー中心軸上のトレーサ像５３、５４との対応を示している。なお、さらに（１）トレーサ領域の大きさが螺旋運動の回転半径に対して十分小さいこと、（２）トレーサの楕円長軸方向が螺旋運動の回転方向（回転円の接線方向）に平行に位置してなくてはならないこと、を満たす範囲が、観察上問題無い範囲だと考えられる。
【００４９】
手順４では、濃度値に一定の係数を掛けて、各時刻における画素濃度分布がｘ軸と囲む面積が、それぞれ面積「１」になるようにする。この作業を以下「規格化」という。
トレーサ領域は拡散していくが、全体の質量（画素濃度＝密度を領域に渡って積分した値）は変わらない。一方、トレーサ楕円体の体積Ｖは「Ｖ＝４π（ａｂｃ）／３」で表される（ａ、ｂ、ｃは楕円体のｘ、ｙ、z軸方向の長さを示す）。ここで、長軸方向をｘ方向とする。また、Ｘ線透過画像では、画素濃度「ｕ」とＸ線透過方向に位置する透過物質の密度「ｄ」、透過距離「Ｄ」は指数関数の関係となっているが、今回の金属トレーサのように透過距離が非常に小さい場合、「ｄ＝ｋｕ（ｋ：係数）」のような一次式で近似できる。
【００５０】
すると、長軸のｘ方向の濃度分布をｕ（ｘ）、ｙ方向をｕ（ｙ）、ｚ方向をｕ（ｚ）とすると、トレーサ楕円体の質量としての「ｍ」は式（１）で示される。
【００５１】
【数１】
2008026572.tif 000003
【００５２】
簡単のためにトレーサの拡散は長軸方向に伸びることで行われ、他の２方向の長さ変化、密度変化は無いと仮定すると、前記式（１）は下記の式（２）に近似できる（ｋ′：定数）。
【００５３】
【数２】
2008026572.tif 000004
【００５４】
前述のように、トレーサの全質量は変わらないので、前記質量ｍが各時刻において一定値をとる。
【００５５】
【数３】
2008026572.tif 000005
【００５６】
この式（３）はｘ方向の濃度分布を示すｕ（ｘ）とｘ軸とが囲む面積を示す。この値は、時刻に依存せず、式（４）に示すように常に一定値をとる。
【００５７】
【数４】
2008026572.tif 000006
【００５８】
以後、ｕ（ｘ）の分布を正規分布で近似するために式（５）を示すグラフを考える。
【００５９】
【数５】
2008026572.tif 000007
【００６０】
手順５では、手順４で得られたトレーサの長軸方向の濃度分布を正規分布と仮定し、最小二乗法によって適切な分散を求める。ここで、一般的な正規分布の確率密度関数式として式（６）を示す。但し、Ｕは濃度相対値、ｘは画素位置、σ2は分散を示す。
【００６１】
【数６】
2008026572.tif 000008
【００６２】
これにより得られた結果の一例を、図１２に示す。図１２において、グラフのｘ軸は、トレーサ長軸における重心位置を原点（ｘ＝０）とした場合の画素距離（ｐｉｘｅｌ）、ｙ軸は規格化された画素濃度相対値である。なお、画素距離は補正係数「ｃ」を掛けることで実際の空間距離（ｍｍ）に変換することができる。ここではｃ＝０．１６６であった。
【００６３】
手順６では、好ましいエアー噴出タイミングを求める。一般的な１次元拡散方程式として式（７）を示す。但し、Ｕは濃度相対値、ｘは画素位置、ｔは時間、κ2は拡散係数を示す。
【００６４】
【数７】
2008026572.tif 000009
【００６５】
ここで、ｔ＝０において原点（ｘ＝０）におかれた強度「１」の点源の時間的な強度分布は式（８）で表される。これは、拡散方程式の境界条件が正規分布型の特殊解である。
【００６６】
【数８】
2008026572.tif 000010
【００６７】
ここで、κ2は拡散係数であり、この値が大きいほど系の拡散は大きくなる。式（８）は式（６）と等価である。すなわち、金属トレーサが正規分布に沿った変化をすると仮定すると、この変化の大きさは拡散方程式の拡散係数によって表現できる。双方の式を比較すると、σ2＝2κ2tである。よって、図１２の正規分布曲線において、最小自乗法近似で得られたｔｉｍｅ ＝ ｔ１、 ｔ２  におけるσ2をσ12、σ22とすると、拡散係数κ2は式（９）で与えられる。
【００６８】
【数９】
2008026572.tif 000011
【００６９】
これにより、系の拡散の大きさを示す拡散方程式の拡散項κ2を求めることができる。
なお、拡散係数の導出には、同一条件でそれぞれ１０回可視化を行って得られた計測データを用いた。また、前記手順３で計測した画素濃度分布とｘ軸とが囲む面積（式（３）参照）が、大きく異なる場合（ここでは２０％以上）、異常データと判断して計測から除外した。
【００７０】
本計測の結果、「エアー挿入なし」の場合はκ2＝０．２３（ｍｍ２／s）、「エアー挿入あり」の場合にはκ2＝１．２３（ｍｍ２／s）であり、５倍以上拡散が大きくなる、という結果が得られ、十分誤差範囲を超える有意性が計測された。
【００７１】
なお、このエアー挿入のタイミングはトナー補給のタイミングから０．５（ｓ）後であった。エアー挿入のタイミングがトナー補給から０．０（ｓ）、１．０（ｓ）における拡散係数κ2の平均値はそれぞれ０．２２５（ｍｍ２／ｓ）、０．５（ｍｍ２／ｓ）であった。これらの値はエアープロファイル（モノポンプの圧力発生のプロファイル）やエアー噴出口３２とトナー補給口２０との位置関係などがそれぞれ、関係してくる可能性があるが、少なくともエアー挿入のタイミングはトナー補給に対して、一定時間遅らせることが望ましい。ここで、エアー挿入のタイミング制御は、トナー補給装置３０からの情報（例えば、トナー補給タイミングを示す信号）に基づいて、カラー複写装置の制御部がエアー供給手段に対して行うようにしてもよい。
【００７２】
また、エアーの噴出量が大きすぎた場合、現像剤表面が大きく突沸し、大きくその剤バランスが変化してしまうことがある。そのよう剤バランスの変化を検知した場合は、適宜、トナー補給側攪拌スクリュー１１と現像剤担持体側攪拌スクリュー１２を逆回転可能な設定とし、剤バランスを回復させるような機能を有することが望ましい。例えば、トナー補給側攪拌スクリュー１１と現像剤担持体側攪拌スクリュー１２を駆動する駆動手段としての駆動モータ（不図示）と、この駆動モータの駆動を制御する駆動制御手段としてのマイクロコンピュータ（カラー複写装置の制御部に相当する）とを有し、このマイクロコンピュータが所定の条件に基づいて前記駆動モータを順方向または逆方向に回転させるようにしてもよい。
【００７３】
このような本発明の実施の一形態における第１の実施例としてのカラー複写装置によれば、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を、現像剤容器内で攪拌、分散して所定位置に搬送する攪拌手段としてのトナー補給側攪拌スクリュー１１および現像剤担持体側攪拌スクリュー１２と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置３０と、トナーが補給される箇所としてのトナー補給口２０に対して、現像剤の搬送方向の上流側でエアーを供給する、エアー供給手段としてのモノポンプに接続されたエアー噴出口３２（前記エアー注入口に相当する）と、を設けることにより、現像剤中のエアー挿入口付近にかさ密度の小さい粉体領域が生じる。この領域は非常に混合性が高く、この領域を用いて補給トナーを適切に現像剤中に混合することが可能となり、結果としてトナーの上滑り現象を防止し、画質劣化、飛散トナーを防止するという効果が得られる。また、エアー噴出口３２からエアーを供給するタイミングは、トナー補給口２０に対して新規にトナーが供給されるタイミングより一定時間早いので、間欠的なエアー挿入に対して適切な補給タイミングを規定することにより、前述の効果をより向上させることができる。この構成は、請求項１の実施の一形態に相当する。
【００７４】
また、本実施例によれば、例えば、トナー補給側攪拌スクリュー１１と現像剤担持体側攪拌スクリュー１２を駆動する駆動手段としての駆動モータ（不図示）と、この駆動モータの駆動を制御する駆動制御手段としてのマイクロコンピュータとを設け、所定の条件として例えば、エアーの噴出量が予め設定した値よりも大きい場合に、前記駆動モータを順方向または逆方向に回転させることにより、現像剤表面が大きく突沸し、大きくその剤バランスが変化してしまうという不具合を回避することができる。すなわち、前述の間欠的なエアー挿入に伴う副作用を抑制することが可能となる。この構成は、請求項６の実施の一形態に相当する。
［第２の実施例］
図１３は、現像装置６１における現像剤容器内の構成を示す断面図である。これは、図３と同様に、重力に対して平行に俯瞰した図である。
【００７５】
図１３において、エアー噴出口３２ａは、スクリューに対して下部の壁面に接触するように設置されている。また、エアー噴出口３２ａの先端部（前記エアー注入口の先端部に相当する）は、トナー補給側攪拌スクリュー１１の中心軸に平行に、トナー補給口２０に対して下流側の領域内で任意にその場所を移動させることができるように構成されている。また、別のエアー噴出口３２ｂは、エアー噴出口３２ａに対して垂直方向に、現像剤容器の壁面に噴出口の端部が一致するように設置されている。ここで、補給されるトナーの流動性は大気中の湿度や、温度によって大きく異なる場合がある。その場合、トナー補給口との位置関係によっては実際の現像剤に落下する領域が異なってくる。よって、補給トナーの流動性に応じて動的にエアー噴出口３２ａの位置を変化させることによって、攪拌効率を一定に保つことが可能となる。一方、エアー噴出口３２ｂは同様に、特に現像剤の劣化によって流動性に著しい変化が生じた場合、垂直方向からエアーを噴出させることによって現像剤側の混合効率の、適切なかさ密度を保つことが可能となる。
【００７６】
このような本発明の第２の実施例としてのカラー複写装置によれば、エアー供給手段としてのモノポンプに接続されたエアー噴出口３２ａと、エアー噴出口３２ａを中心軸方向（例えば、現像剤の搬送方向）に移動する移動手段（例えば、ラックアンドピニオンなどの駆動機構）と、この移動手段を駆動する移動駆動手段（例えば、ステッピングモータなどの駆動モータ）と、この移動駆動手段を制御する移動制御手段（例えば、前記マイクロコンピュータ）と、を設け、エアー噴出口３２ａの先端部を２成分現像剤の搬送方向に対して移動可能したことにより、補給されるトナーの流動性が大気中の湿度や、温度によって大きく異なる場合にも、トナー補給口付近の現像剤に適切なかさ密度を保つことができる。この構成は、請求項２の実施の一形態に相当する。
【００７７】
また、本実施例によれば、トナー補給口２０に対して異なる方向からエアー挿入を行うために複数のエアー噴出口３２ａ、３２ｂを設けたことにより、補給されるトナーの流動性が大気中の湿度や、温度によって大きく異なる場合にも、トナー補給口付近の現像剤に適切なかさ密度を保つことができる。この構成は、請求項３の実施の一形態に相当する。
【００７８】
［第３の実施例］
図１４は、現像装置６１における現像剤容器内の構成を示す断面図である。図１５は、現像装置６１を示す断面図である。図１４は現像剤容器６５を側面から見たものであり、図１５は上面から俯瞰したものである。
【００７９】
図１４、図１５において、エアー噴出口３２の中心軸の延長線上にトナー補給口２０が位置し、かつ、エアー噴出口３２の中心軸はトナー補給側攪拌スクリュー１１の軸とは交差しないように、設定されている。
【００８０】
このような本発明の第３の実施例としてのカラー複写装置によれば、トナー補給手段としてのトナー補給装置３０は、エアー供給手段としてのモノポンプに接続されたエアー噴出口３２からエアー注入により２成分現像剤界面に形成されるエアー噴出面において、新規トナーを供給することになり、現像剤内部に送気されたエアーの噴出面がトナー補給口２０と一致する。したがって、この領域の混合効率は最大となり、かつ他の現像剤領域への噴出面の影響を小さくすることができるために、結果的に剤バランスの不均衡や飛散といった不都合の発生を抑制することが可能となる。この構成は、請求項４の実施の一形態に相当する。
【００８１】
［第４の実施例］
図１６は、現像装置６１における現像剤容器内の構成を示す断面図である。
【００８２】
図１６において、トナー補給側攪拌スクリュー１１の軸は、トナー補給口２０付近が中空となっており、中空箇所にエアー噴出口３２が接続されており、トナー補給側攪拌スクリュー１１の軸上に設けられた開口部３２′からエアーが現像剤中に噴出する構造となっている。トナー補給側攪拌スクリュー１１は回転しているので、噴出されたエアーは回転方向に存在する現像剤に対して均などにかさ密度を上昇させることになる。すなわち、混合効率を向上させることが可能となる。
【００８３】
このような本発明の第４の実施例としてのカラー複写装置によれば、エアー供給手段としてのモノポンプに接続されたエアー噴出口３２の開口部３２′（前記エアー注入口の先端部に相当する）が、攪拌手段としてのトナー補給側攪拌スクリュー１１の軸壁面に設けられているので、トナー補給側攪拌スクリュー１１の回転に伴い、トナー補給口付近の現像剤を均などに混合効率を向上させることが可能となる。この構成は、請求項５の実施の一形態に相当する。
【００８４】
［第５の実施例］
図１７は、現像装置６１における現像剤容器内の構成を示す断面図である。
【００８５】
図１７において、トナー補給側攪拌スクリュー１１の中心軸外周面には、径方向に延在する板状の突起（長方形プレート）１１ａが形成されている。すなわち、トナー補給側攪拌スクリュー１１は、補給トナーが供給される領域に特徴的に、翼形状の一部が、少なくとも搬送軸（中心軸）方向に対して平行、現像剤の搬送方向に対して垂直である領域を有する形状を有している。２成分現像の課題として、これまで述べてきたように、1)拡散係数という指針で表現される新規補給トナーの現像剤への混合促進という点、2)キャリアとトナーの攪拌による摩擦帯電という点があるが、本実施例によれば、1)、2)の課題について適切なスクリューを用いた現像装置が得られる。
【００８６】
ここで、本実施例の効果を確認するために、図１８の（ａ）〜（ｅ）に示す５種類のスクリューについて、拡散係数および搬送速度について評価した。なお、前記５種類のスクリューを用いた場合の拡散係数を後述の図２０（ａ）に示し、搬送速度を後述の図２０（ｂ）に示している。
【００８７】
図１８に示す各スクリューは以下のようなパラメータを有している。図１８（ａ）は、標準スクリュー（Ｎｏｒｍａｌ）であり、スクリューピッチ幅：Ｄ＝２５．０ｍｍである。図１８（ｂ）は、広幅スクリュー（中）（Ｂｒｏａｄ）であり、スクリューピッチ幅：Ｄ＝３７．５ｍｍである。このＢｒｏａｄのスクリューピッチ幅はＮｏｒｍａｌの１．５倍である。図１８（ｃ）は、広幅スクリュー（大）（Ｓｂｒｏａｄ）であり、スクリューピッチ幅：Ｄ＝５７．５ｍｍである。このＳｂｒｏａｄのスクリューピッチ幅はＮｏｒｍａｌの２．３倍である。図１８（ｄ）は、２条スクリュー（Ｄｏｕｂｌｅ）であり、スクリューピッチ幅：Ｄ＝２５ｍｍである。このＤｏｕｂｌｅのスクリューピッチ幅はＮｏｒｍａｌと同一である。図１８（ｅ）は、１８０度の位相差をもって長方形プレート（突起）が設置された突起付スクリュー（Ｐｒｏｔ）であり、スクリューピッチ幅：Ｄ＝２５ｍｍである。このＰｒｏｔのスクリューピッチ幅はＮｏｒｍａｌと同一である。なお、図１８中にはトレーサ補給箇所としてのトナー補給口２０を示している。
【００８８】
図２０（ａ）の拡散係数、（ｂ）の搬送速度によれば、拡散係数は広幅スクリュー（中）（Ｂｒｏａｄ）、広幅スクリュー（大）（Ｓｂｒｏａｄ）、突起付スクリュー（Ｐｒｏｔ）が大きい。また、搬送速度は二条スクリュー（Ｄｏｕｂｌｅ）が大きい。この理由であるが、次のように考える。
【００８９】
広幅スクリュー（中）、（大）のようにスクリューピッチが大きくなると、スクリューの移動速度（スクリューピッチ×回転数）はスクリューピッチと比例して大きくなる。これにも拘らず、剤の搬送速度がスクリューの移動速度に応じて大きくならないのは、スクリュー表面と剤との摩擦が変化するためと考えられる。すなわち、スクリューピッチが大きくなると、現像剤の搬送方向に対しての翼の傾き角度が大きくなるために、スクリュー翼面による粉体を搬送方向に押す力が減少してしまうからである。例えば、図２１に示すように、スクリュー翼面に接している微小な粉体領域を考える。ここで、翼面から受ける抗力を「Ｎ」とし、翼面が搬送方向となす角度を「α」とすると、搬送方向に受ける力「Ｎｈ」は、式（１０）で示される。
【００９０】
【数１０】
2008026572.tif 000012
【００９１】
ここで、スクリューピッチ幅を「Ｄ」とし、各スクリューの形状を原点を通る式（１１）の型の正弦関数（Ａ：スクリュー直径）と考えると、原点におけるスクリューの傾きは式（１２）となる。
【００９２】
【数１１】
2008026572.tif 000013
【００９３】
【数１２】
2008026572.tif 000014
【００９４】
すなわち、各スクリューの中心軸における傾きは、標準スクリュー（Ｎｏｒｍａｌ）では４．５２（＝Ｄｏｕｂｌｅ、Ｐｒｏｔ）、Ｂｒｏａｄでは３．０２、Ｓｂｒｏａｄでは１．９７である。また、スクリュー移動速度(ｍｍ／ｓ)は、Ｎｏｒｍａｌでは１０．０（＝Ｄｏｕｂｌｅ、Ｐｒｏｔ）、Ｂｒｏａｄでは１５．０、Ｓｂｒｏａｄでは２３．０である。ここで、スリップ係数を「粉体の移動速度／スクリュー移動速度」と定義する。Ｎｏｒｍａｌのスリップ係数を「１」とした際の相対スリップ係数と、Ｎｏｒｍａｌの中心軸における傾きを同様にＮｏｒｍａｌを「１」とした際の相対値の比較を図２２に示す。
図２２において、Ｎｏｒｍａｌ、Ｂｒｏａｄ、Ｓｂｒｏａｄに関しては、ほぼ相関関係にあることが分かる。すなわち、スクリューピッチが大きくなると（中心軸の傾きが小さくなると）スリップ率が小さくなる（スリップが大きくなる）傾向になる。一方、Ｎｏｒｍａｌと同じスクリューピッチのＤｏｕｂｌｅ、Ｐｒｏｔではこの傾向が当てはまらない。これは、Ｄｏｕｂｌｅでは、翼が２重になっているために、翼から抗力の影響を受ける領域が倍になっているために搬送速度が速くなる。Ｐｒｏｔでは、現像剤の搬送方向に対して垂直方向に抗力を与える、翼形状が付加されているために、搬送方向への抗力の影響が分散されているためと考えられる。
【００９５】
さらに、同一出願人による特願２００５−０７５２４７号、特願２００５−２６９５３５号に記載されている手法によって、前述した５種類のスクリューを用いた場合の補給後の金属トレーサの挙動（パスライン）を可視化したものを図１９に示す。
図１９のパスラインを観察すると、広幅スクリュー（大）（Ｓｂｒｏａｄ）、突起付スクリュー（Ｐｒｏｔ）では、現像剤の搬送方向と垂直方向に大きく新規補給トナーを模擬した金属トレーサが運動していることが判る。これらは、摩擦帯電の促進という観点からは有利なスクリューである。また、混合度合いの指針たる拡散係数も両者は大きい。しかし、図２２に示したように、Ｓｂｒｏａｄではスリップ係数が非常に小さく、搬送の効率が非常に悪いという問題がある。
【００９６】
よって、すなわち新規補給トナーの供給場所に翼形状の一部（例えば、図１７の１１ａ）が、搬送軸（中心軸）方向に対して平行、現像剤の搬送方向に対して垂直である領域を有する形状を有している、Ｐｒｏｔによれば、前述の1）、2)の課題について適切なスクリューを用いた現像装置が得られる。
【００９７】
このような本発明の第５の実施例としてのカラー複写装置によれば、エアー供給手段を設けず、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を現像剤容器内で攪拌、分散して所定位置に搬送する攪拌手段としてのトナー補給側攪拌スクリュー１１および現像剤担持体側攪拌スクリュー１２と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置３０と、を設け、トナー補給側攪拌スクリュー１１として突起付スクリュー（Ｐｒｏｔ）を用いた構成としている。この構成により、トナー補給口２０に近接する領域における、突起付スクリューの翼形状の一部が、少なくとも突起付スクリューの中心軸方向に対して平行、かつ２成分現像剤の搬送方向に対して垂直である領域を有するので、２成分現像の課題（前述の1)、2)の課題）、混合促進、摩擦帯電について適切なスクリュー形状を実現することができる。
【００９８】
［第６の実施例］
図２３は、現像装置６１における現像剤容器内の構成を示す断面図である。
【００９９】
図２３において、補給側攪拌室１４の下部には、補給側攪拌スクリュー１１と接触しない位置、かつ現像剤の搬送方向に対してトナー補給口２０の上流側にエアー噴出口３２が挿入されている。前述のように突起付スクリュー（Ｐｒｏｔ）によって、混合効率、攪拌効率は向上しているが、さらにエアーを噴出させることで、さらに混合効率を向上させることが可能となる。
【０１００】
このような本発明の第６の実施例としてのカラー複写装置によれば、補給側攪拌スクリュー１１として突起付スクリュー（Ｐｒｏｔ）を用い、かつエアー供給手段としてのモノポンプに接続されたエアー噴出口３２を設けることにより、トナーが新規に供給される箇所（例えば、トナー補給口２０）に近接する領域における、突起付スクリューの翼形状の一部が、少なくとも突起付スクリューの中心軸方向に対して平行、かつ２成分現像剤の搬送方向に対して垂直である領域を有する形状とし、２成分現像の課題（前述の1)、2)の課題）、混合促進、摩擦帯電について適切なスクリュー形状を規定している。この構成により、第５の実施例に比べ、混合効率がより向上することになる。この構成は、請求項７の実施の一形態に相当する。
【０１０１】
さらに、前述した第１から第６の実施例によれば、各実施例に特有の効果を奏する現像装置を具備した現像ユニットとしてのプロセスカートリッジ、および画像形成装置としてのカラー複写装置を提供することができる。この構成は、請求項８、９の実施の一形態に相当する。
【０１０２】
なお、今回使用した拡散係数の測定法であるが、不確かさ（９５％包括度）は相対値として１８．７％であり比較的誤差が大きいが、図２０に示すスクリュー形状による傾向などは有意に議論することができる範囲である。不確かさの導出方法を以下に述べる。
ここで、換算係数を考慮すると、拡散係数κ2(ｍｍ２／ｓ)、換算係数α（ｍｍ２／ｐｉｘ２）、時間ｔ１、ｔ２(ｓ)におけるトレーサ画素分布の近似されたガウス分布の分散σ12、σ22、拡散係数計測に伴う誤差ε(ｍｍ２／ｓ)とすると式（１３）が成り立つ。
【０１０３】
【数１３】
2008026572.tif 000015
【０１０４】
また、トレーサ粒子領域の拡散を捉えて拡散係数としているので、実際の粉体とトレーサとの挙動は異なる。このように計測原理そのものに起因して生じる拡散係数の差をここではδκ2と表記し、この誤差要因についても考察する。すなわち、δκ2、Δσ2、Δｔ、αに関連する誤差要因を考慮する。
【０１０５】
図２４は、各誤差要因とその伝播経路図である。本誤差要因は典型的な誤差要因を列挙して構成したものであり、細部については研究途上のものが存在する。例えば、後述するトレーサの粉体追随性などである。
【０１０６】
一般的な不確かさ解析は、誤差要因から正確度と精密度を算出し、単位換算のための感度係数を掛けて二乗和をとることで評価するが、今回は全ての誤差要因を正確度に計上した。誤差要因を正確度、精密度のいずれに計上するかは、今回の場合は最終結果の不確かさに殆ど影響を及ぼさない。前記感度係数は、式（１３）について誤差評価を行うパラメータで微分して得る。ここで、要因「ｉ」の単位をもった正確度を「Ｂｉ」、その感度係数を「θｉ」、全体の正確度を「Ｂ」とすると式（１４）が成り立つ。
【０１０７】
【数１４】
2008026572.tif 000016
【０１０８】
以下、標準スクリュー（Ｎｏｒｍａｌ）の拡散係数計測値（図２５に示す）を用いて不確かさ解析を行った結果を簡単に述べる。
（１）Δｔに伝播する誤差
ビデオ信号レート誤差１ｍｓを正確度に計上する。
（２）Δσ2に伝播する誤差
撮像系や画像解析に起因する誤差など非常に複雑なため、下記のように評価した。同一のトレーサ像を視野中心、視野周辺で撮影し、それぞれσ2を算出する。図２６のように周辺では減光、歪みの影響からσ2に１８％の誤差が生じていた。この値を正確度に計上する。感度係数はこの場合「１」である。
（３）変換係数αに伝播する誤差
変換係数αは、画像上の長さ単位である、ｐｉｘで得られたκ2(ｐｉｘ２／ｓ)を、κ2(ｍｍ２／ｓ)で表すために乗ずる係数である。計算途中は略すが、基準スケール、物理長計測誤差をそれぞれ０．５ｐｉｘ、０．１ｍｍとするとαの正確度は０．０００２７(ｍｍ２／ｐｉｘ２)であった。
（４）δκ2に伝播する誤差
δκ2に伝播する誤差として、トレーサ粒子の粉体場への追随性とトレーサの３次元性の問題がある。前者については、金属トレーサの搬送方向（現像剤の搬送方向に相当する）への粉体粒子の移動速度とトレーサの移動速度がほぼ一致していること確認したが、不明な部分が多い分野である。そこで、今回は正確度として保守側に見積もって５％＝０．０１５５（ｐｉｘ２／ｓ）を計上する。
【０１０９】
図２７は、各感度係数を示している。
【０１１０】
全体の正確度を「Ｂ」とすると不確かさ（９５％包括度）は、
Ｂ＝（ ＢΔｔ２＋ＢΔσ２＋ Ｂα２＋ Ｂκ２）１／２＝０．０４５
であり、相対値として１８．７％であった。
【０１１１】
これは、かなり大きい不確かさと思われるが、最も大きい誤差要因はΔσ2に伝播するフィッティング誤差であった。値計上には視野中心と周辺を比較したが、実際の測定は中心付近の２点を使用することが多く、これほど大きい不確かさが生じることは無いと思われるが、今後この部分に改良を加えることで効果的に精度を向上させることができると考える。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の一形態としてのカラー複写装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態としての現像装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の一形態としての現像装置における現像剤容器の断面図である。
【図４】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としてのトナーの補給方法を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としての補給トナーの分散を検証するためのグラスビーズとタングステン粉体の特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としての補給側攪拌スクリューと補給側攪拌室の形状を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としての金属トレーサの混入前後の補給側攪拌室のＸ線可視化画像を示す図である。
【図８】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としてのモノポンプの圧力発生のプロファイルを示す図である。
【図９】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としての金属トレーサのＸ線可視化画像（（ａ）、（ｂ）は背景あり、（ｃ）、（ｄ）は背景なし）を示す図である。
【図１０】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としてのＸ線投影面と金属トレーサの位置関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としての金属トレーサの長軸方向の画素濃度計測直線を示す図である。
【図１２】本発明の実施の一形態（第１の実施例）としての補給側攪拌スクリューの中心軸における重心位置を原点とした場合の画素濃度値（画素分布を近似させた正規分布曲線）を示す図である。
【図１３】本発明の実施の一形態（第２の実施例）としての現像装置の断面図である。
【図１４】本発明の実施の一形態（第３の実施例）としてのトナーの補給方法を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施の一形態（第３の実施例）としての現像装置の断面図である。
【図１６】本発明の実施の一形態（第４の実施例）としてのトナーの補給方法を示す模式図である。
【図１７】本発明の実施の一形態（第５の実施例）としてのトナーの補給方法を示す模式図である。
【図１８】本発明の実施の一形態（第５の実施例）としての拡散係数および搬送速度の評価対象の５種類のスクリューの側面図である。
【図１９】図１８における５種類のスクリューを用いた場合の金属トレーサのパスラインのＸ線可視化画像を示す図である。
【図２０】図１８における５種類のスクリューを用いた場合の拡散係数および搬送速度を示す図である。
【図２１】本発明の実施の一形態（第５の実施例）としてのスクリューの微小翼面が微小粉体領域に及ぼす力を示す図である。
【図２２】本発明の実施の一形態（第５の実施例）としての標準スクリューのスリップ係数および中心軸における傾きを１とした場合の各スクリューのスリップ係数および傾きを示す図である。
【図２３】本発明の実施の一形態（第６の実施例）としてのトナーの補給方法を示す模式図である。
【図２４】本発明の実施の一形態としての金属トレーサの拡散係数の測定における誤差要因と伝播経路を示す図である。
【図２５】本発明の実施の一形態としての標準スクリューを用いた場合の金属トレーサの拡散係数の計測値を示す図である。
【図２６】本発明の実施の一形態としてのトレーサ像を視野中心および周辺で撮影した場合のΔσ2に伝播する誤差を示す図である。
【図２７】本発明の実施の一形態としてのδκ2、Δσ2、Δｔ、αの感度係数を示す図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１：像担持体（感光体）
１１：トナー補給側攪拌スクリュー
１２：現像剤担持体側攪拌スクリュー
１３：現像ローラ
１４：補給側攪拌室
１５：現像側攪拌室
１６：現像スリーブ
２０：トナー補給口
５０：ドクターブレード
３０：トナー補給装置
３１：補給トナー搬送スクリュー
３２、３２ａ、３２ｂ：エアー噴出口
４０：トレーサ注入装置
４１：スクリュー像
５１：第１のトレーサ
５２：第２のトレーサ
６１：現像装置
６５：現像剤容器
８０：仕切り板
【図１】
2008026572.tif 000017
【図２】
2008026572.tif 000018
【図３】
2008026572.tif 000019
【図４】
2008026572.tif 000020
【図５】
2008026572.tif 000021
【図６】
2008026572.tif 000022
【図７】
2008026572.tif 000023
【図８】
2008026572.tif 000024
【図９】
2008026572.tif 000025
【図１０】
2008026572.tif 000026
【図１１】
2008026572.tif 000027
【図１２】
2008026572.tif 000028
【図１３】
2008026572.tif 000029
【図１４】
2008026572.tif 000030
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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