JP4627443B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容した現像装置が多く用いられている。
このような２成分現像方式の現像装置において、装置の小型化を目的として、搬送スクリュによって現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら、現像ローラに現像剤を供給する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、現像装置は、現像ローラ（現像剤担持体）、２つの搬送スクリュ（第１搬送部材及び第２搬送部材）等で構成される。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一端に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、２つの搬送スクリュによって、装置内を長手方向（現像ローラの回転軸方向と同方向である。）に循環しながら混合される。その混合された現像剤は、その一部が、現像ローラに対向する搬送スクリュによって、現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。

このような搬送スクリュを搭載した現像装置は、現像剤を装置の長手方向に積極的に搬送しているので、現像剤の長手方向の片寄りが発生しにくい。これにより、トナー補給口を、長手方向の全域に設けるのではなく、長手方向の一端に設けることができる。また、搬送スクリュは、短手方向（長手方向に直交する方向である。）の設置スペースをそれほど必要としない。したがって、現像装置及び画像形成装置を小型化することができる。

その一方で、トナー補給口から補給されたトナーは、その比重が現像剤のものに比べて小さいために、装置内を循環する現像剤の上面側を浮遊して、現像剤中に分散（混合）されにくくなるという問題が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このように、補給トナー（フレッシュトナー）が現像剤中に分散されないと、キャリアとの摩擦による補給トナーの帯電が不充分になって、地肌汚れ（かぶり）、画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が発生する。

これに対して、特許文献１等には、循環経路中におけるトナー補給口の下流側であって、第２搬送スクリュの側方又は下方に、磁界発生手段を設置する技術が開示されている。
すなわち、磁界発生手段によって、現像剤及び補給トナーの循環経路中に現像剤の穂を形成する。そして、この現像剤の穂に補給トナーを衝突させることで、補給トナーを現像剤中に分散させる。

また、特許文献２等には、搬送スクリュ部材の搬送方向下流側における剤寄りを抑止することを目的として、搬送スクリュの螺旋状羽根部（羽根）の一部を切欠く技術が開示されている。

特開２０００−８９５５０号公報 特開２０００−１８１２２５号公報

上述した従来の現像装置は、複数の搬送部材によって循環経路を循環する現像剤中に補給トナーを効率的かつ確実に分散させることができなかった。

具体的に、特許文献１等の技術では、磁界発生手段によって現像剤が停滞して搬送不良が生じたり、装置内で現像剤を循環させるための搬送部材の負荷が大きくなったりする可能性があった。さらには、磁束発生手段を設けることにより、現像装置が大型化、高コスト化する不具合があった。

詳しくは、以下の通りである。
特許文献１等の技術では、磁界発生手段が第２搬送スクリュの側方又は下方に設置されているので、補給トナーの分散性を向上しようとしたときに、磁界発生手段による磁界の強さを大きくする必要がある。すなわち、補給トナーは循環する現像剤の上面側を浮遊するために、磁界発生手段によって形成される現像剤の穂が現像剤の上面側にまで達していないと、補給トナーが現像剤の穂に衝突しないことになる。しかも、補給トナーの衝突に対する反発力をある程度必要とする場合には、第２搬送スクリュの側方又は下方に設置した磁界発生手段による磁界強さがある程度大きなものでなければならない。

このような場合には、磁界発生手段が設置された側方又は下方が磁力の最大位置となって、強固な現像剤の穂が形成されて現像剤の搬送が停滞してしまうことになる。現像剤の搬送が停滞すると、第１搬送スクリュに対向する現像ローラへの現像剤の供給量が減少して、出力画像の濃度低下や濃度偏差が大きくなる場合がある。
また、磁界発生手段によって強固な現像剤の穂が形成された搬送路にて現像剤を搬送するためには、搬送部材に大きな負荷がかかることになる。そのため、搬送部材を駆動する駆動モータの出力がある程度大きくなければ、搬送部材の回転駆動がロッキングしてしまう可能性がある。
さらには、磁束発生手段を設けるためのスペースとコストとが必要になって、現像装置が大型化、高コスト化してしまう。

一方、特許文献２等の技術は、長手方向の現像剤搬送量の異なる搬送スクリュと撹拌パドルとを用いることによって生じる剤寄りを調整するものであって、循環経路を循環する現像剤中に補給トナーを分散させるものではない。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置を大型化・高コスト化することなく、複数の搬送部材によって循環経路を循環する現像剤中に補給トナーを効率的かつ確実に分散させることができて、地肌汚れや画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が確実に軽減される、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、トナー及びキャリアを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、前記現像剤が担持される現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体の長手方向に平行して前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、仕切部材を介して前記第１搬送部材に対向するとともに、前記第１搬送部材の搬送方向とは逆の方向に前記現像剤を搬送して該第１搬送部材とともに前記現像剤の循環経路を形成する第２搬送部材と、前記循環経路を循環する前記現像剤中にトナーを補給するためのトナー補給口と、を備え、前記第２搬送部材は、軸部と、当該軸部に羽根を螺旋状に巻装してなるとともに長手方向に並設された複数のスクリュ部と、隣接した前記スクリュ部の間に挟まれ前記羽根が欠落した切欠部と、前記軸部の半径方向に起立するとともに、前記切欠部を挟んだ２つの前記スクリュ部における前記切欠部側の端部において前記切欠部が形成された長手方向の範囲に入り込まないようにそれぞれ形成された２つの起立部と、を具備したものである。

また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記複数のスクリュ部は、いずれも、前記羽根の大きさとピッチと巻き方向とが同等になるように形成されたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記複数のスクリュ部及び前記切欠部を、前記軸部の長手方向にわたって連続的にスクリュ部が形成されたものから１／４〜１ピッチ分の羽根を切欠いたものと同形状としたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記２つの起立部は、それぞれ、長手方向の長さが前記羽根のピッチに対して１／１０〜１／２の長さになるように形成されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記第２搬送部材によって搬送される前記現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、前記切欠部は、前記トナー濃度検知手段に対して前記循環経路の上流側に形成されたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項５に記載の発明において、前記切欠部は、前記トナー濃度検知手段に対して前記羽根の１ピッチ以上の長さに相当する間隔をあけて上流側に形成されたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記第２搬送部材は、前記トナー濃度検知手段の近傍に配設された前記スクリュ部の前記羽根を欠落してなる第２の切欠部を具備したものである。

また、請求項８記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項７に記載の発明において、前記スクリュ部及び前記第２の切欠部を、前記軸部の長手方向にわたって連続的にスクリュ部が形成されたものから１／２〜３／２ピッチ分の羽根を切欠いたものと同形状としたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項７又は請求項８に記載の発明において、前記第２搬送部材は、前記第２の切欠部に前記軸部の半径方向に起立する第２の起立部を具備したものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項９に記載の発明において、前記第２の起立部は、前記軸部の半径方向に起立する高さが前記羽根の高さと同等になるように形成されたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記第２搬送部材によって搬送される前記現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、前記切欠部は、前記トナー濃度検知手段に対して前記循環経路の上流側に形成され、前記複数のスクリュ部は、前記切欠部から前記トナー濃度検知手段までの範囲に配設される前記羽根のピッチがそれ以外の範囲に配設される前記羽根のピッチ以下となるように形成されたものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記２つの起立部は、前記軸部の回転方向に対して互いに１８０±６０度異なる位置に形成されたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記２つの起立部は、それぞれ、前記スクリュ部の端部に密着して形成されたものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記２つの起立部は、それぞれ、前記軸部の半径方向に起立する高さが前記羽根の高さと同等になるように形成されたものである。

また、請求項１５記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記切欠部は、長手方向の中央部に１つ形成されたものである。

また、請求項１６記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の発明において、前記トナー補給口は、前記第２搬送部材の上方に配設されて、前記切欠部は、前記トナー補給口に対して前記循環経路の下流側に形成されたものである。

また、請求項１７記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１６のいずれかに記載の発明において、前記キャリアは、芯材表面に樹脂被覆層を有したものであって、前記樹脂被覆層は、基体粒子表面に二酸化スズ層と当該二酸化スズ層上に設けた二酸化スズを含む酸化インジウム層とからなる導電性被覆層を設けてなる導電性粒子を含有して、前記導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成され、前記トナーは、結着樹脂と離型剤と着色剤とを備え、前記結着樹脂は、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを有するハイブリッド樹脂を含有して、前記離型剤の含有量に対する前記ハイブリッド樹脂の含有量が０．５〜３の範囲になるように形成されたものである。

また、請求項１８記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１７のいずれかに記載の発明において、前記キャリアは、重量平均粒径が２０〜６５μｍの範囲になるように形成されたものである。

また、請求項１９記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、平均粒径が３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成されたものである。

また、請求項２０記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の発明において、前記現像剤におけるトナー濃度が４〜１２重量％の範囲内になるように制御されるものである。

また、この発明の請求項２１記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。

また、この発明の請求項２２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。

なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置（現像部）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたユニットと定義する。

本発明は、現像装置の第２搬送部材に、切欠部を挟んだ複数のスクリュ部を形成するとともにそのスクリュ部の切欠部側の端部に起立部を設けている。これによって、装置を大型化・高コスト化することなく、複数の搬送部材によって循環経路を循環する現像剤中に補給トナーが効率的かつ確実に分散されて、地肌汚れや画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が確実に軽減される、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図６にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置（現像部）、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。

また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、３０は４色カラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐを搬送する搬送ベルト、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部（スキャナ）、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。同様に、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫも、現像剤の寿命等に基いて、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。
各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、フォトセンサ４１（図２を参照できる。）との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２及び図３にて、画像形成装置の作像部について詳述する。図２は作像部を示す断面図であり、図３はその現像装置を示す長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の断面図である。
なお、装置本体１に設置される４つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を省略して図示する。

図２に示すように、プロセスカートリッジ２０には、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、クリーニング部２５とが、ケース２６に一体的に収納されている。クリーニング部２５には、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂが設置されている。

現像装置２３は、主として、感光体ドラム２１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ２３ａと、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送部材としての第１搬送スクリュ２３ｂと、仕切部材２３ｅを介して第１搬送スクリュ２３ｂに対向する第２搬送部材としての第２搬送スクリュ２３ｃと、現像ローラ２３ａに対向するドクターブレード２３ｄと、で構成される。図３を参照して、現像ローラ２３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネット２３ａ１と、マグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ２３ａ２と、で構成される。スリーブ２３ａ２は、その外径が１８ｍｍであって、その幅が３２６ｍｍであって、外周面にはＶ字状の溝が円周方向に等ピッチ間隔で形成されている。マグネット２３ａ１によって現像ローラ２３ａ上に複数の磁極（主極、搬送極、汲み上げ極、剤切り極等である。）が形成される。

現像領域（対向位置）における現像ローラ２３ａと感光体ドラム２１とのギャップ（現像ギャップ）は、０．３±０．０５ｍｍとなるように設定されている。現像ローラ２３ａとドクターブレード２３ｄとのギャップ（ドクターギャップ）は、０．５±０．０４ｍｍとなるように設定されている。ドクターブレード２３ｄは、ＳＵＳ材料で形成されている。第１搬送スクリュ２３ｂは、直径が５ｍｍの軸部に外径が１４ｍｍの羽根が２０ｍｍピッチで螺旋状に形成されたものである。第２搬送スクリュ２３ｃは、切欠部４４及びフィン４５Ａ、４５Ｂが設けられている点以外は、第１搬送スクリュ２３ｂとほぼ同等に形成されている。第２搬送スクリュ２３ｃの構成・動作については、後で詳しく説明する。

現像装置２３内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
現像剤Ｇ中のキャリアＣは、芯材表面に樹脂被覆層を有したものである。キャリアの樹脂被覆層の層中には、基体粒子表面に二酸化スズ層と二酸化スズ層上に設けた二酸化スズを含む酸化インジウム層とからなる導電性被覆層を設けてなる導電性粒子が含有されている。樹脂被覆層中に含有された導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成されている。
なお、導電性粒子の吸油量は、ＪＩＳ−Ｋ５１０１「顔料試験方法」における「２１吸油量」に準じて測定することができる。

導電性粒子の基体粒子としては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、硫化バリウム、酸化ジルコニウムのうち少なくとも１種類を用いることができる。導電性粒子の粉体比抵抗は、２００Ω・ｃｍ以下になるように形成されている。樹脂被覆層の層中には、導電性粒子の他に、非導電性粒子が含有されている。そして、キャリアＣの体積固有抵抗が、１０〜１６Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）の範囲になるように形成されている。

以上述べたように、本実施の形態１のキャリアＣは、基体粒子の表面に、二酸化スズ層、二酸化スズを含む酸化インジウム層を順次形成しているために、導電層が粒子表面に均一かつ強固に固定される。
また、樹脂被覆層中に含有された導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成されている。ここで、吸油量が１０ｍｌ／１００ｇ未満の場合には、被覆樹脂に対する相溶性が不充分になって密着性が低下して、分散性も低下するために、長期にわたりキャリアの抵抗調整をおこなうことができなくなる。吸油量が３００ｍｌ／１００ｇを超える場合には、結着樹脂との密着性が強くなり過ぎて、導電性粒子表面を覆ってしまうために、抵抗調整を充分におこなうことができなくなってしまう。
このように構成されたキャリアは、抵抗調整剤としてカーボンブラックを含有させることなく経時においても安定的に抵抗調整がされて、キャリア付着等を防止するとともに経時においてトナー帯電量を安定させることができる。

また、本実施の形態１において、現像剤Ｇ中のキャリアＣは、その重量平均粒径が３５μｍになるように形成されている。なお、キャリアＣの重量平均粒径は、２０〜６５μｍの範囲にすることが好ましい。
キャリアの重量平均粒径が２０μｍよりも小さいときには、キャリアの１個当たりに作用する磁力が小さくなるためにキャリア付着が生じてしまう。これに対して、キャリアの粒径が６５μｍよりも大きいときには、トナーが付着すべき潜像に対してトナーが忠実に付着しにくくなるために、出力画像の粒状性が低下してしまう。

また、本実施の形態１におけるトナーＴは、平均粒径が６．８μｍになるように形成されている。
なお、トナーＴの平均粒径は、３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成することが好ましい。トナーの平均粒径が３．５μｍよりも小さいときには、トナー像におけるトナー付着量が少なくなるために、後端白抜け、ハロー画像が発生し易くなってしまう。これに対して、トナーの平均粒径が７．５μｍよりも大きいときには、トナーが付着すべき潜像に対してトナーが忠実に付着しにくくなるために、出力画像の粒状性が低下してしまう。

また、本実施の形態１におけるトナーＴは、主として、結着樹脂、離型剤、着色剤で構成される。トナーＴの結着樹脂は、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを有するハイブリッド樹脂を含有する。また、離型剤の含有量に対するハイブリッド樹脂の含有量が、０．５〜３の範囲になるように形成されている。
ハイブリッド樹脂は、縮重合系樹脂の原料モノマーと付加重合系樹脂の原料モノマーを含む混合物を用いて、同一反応容器中で縮重合反応と付加重合反応とを同時に又はそれぞれ独立におこなうことで得られる。離型剤は、カルナウバワックス、モンタンワックス、酸化ライスワックス等を用いることができて、その含有量を３．５〜１０重量％とすることが好ましい。

このように構成されたトナーＴは、耐久性が高くて、光沢ムラ等のない高画質で、トナー凝集や定着オフセット等の不具合の少ない出力画像を提供するものである。その反面、このように構成されたトナーＴは、その比重が現像剤Ｇ（上述のキャリアＣを有する。）のものに比べて小さいために、現像剤Ｇ中にフレッシュなトナーＴを補給した場合に、そのトナーＴが現像剤Ｇの上面側を浮遊して現像剤Ｇ中に分散（混合）されにくくなる。したがって、本実施の形態１のトナーＴ及びキャリアＣを用いた場合には、後述する第２搬送スクリュ２３ｃによる補給トナー（フレッシュトナー）の分散効果が特に大きくなる。

先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ２３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像装置２３内の現像剤Ｇは、図３に示すように、間に仕切部材２３ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。第１搬送部材としての第１搬送スクリュ２３ｂは現像剤Ｇを図３中の左側に搬送して、第２搬送部材としての第２搬送スクリュ２３ｃは現像剤Ｇを図３中の左側（第１搬送スクリュ２３ｂの搬送方向とは逆の方向である。）に搬送する。

そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ２３ａ上に担持される。現像ローラ２３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード２３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ２３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム２１との対向位置（現像領域である。）に達する。

その後、現像領域において、現像剤Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。

その後、現像工程にて感光体ドラム２１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト２７上に転写される。そして、感光体ドラム２１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂによってクリーニング部２５内に回収される。

なお、本実施の形態１においては、現像ローラ２３ａに印加される現像バイアスとして、ＡＣ成分の現像バイアスは印加されておらず、ＤＣ成分の現像バイアスのみが印加されている。これにより、現像バイアスを供給する電源部の構成と制御とが比較的簡易化される。さらに、現像ローラ２３ａにＤＣ成分の現像バイアスのみを印加することによって、抵抗の低いキャリアに対してボソツキ画像の発生を軽減することができる。

ここで、装置本体１に設けられたトナー補給部３２は、交換自在に構成されたトナーボトル３３と、トナーボトル３３を保持・回転駆動するとともに現像装置２３にフレッシュトナーＴを補給するトナーホッパ部３４と、で構成されている。また、トナーボトル３３内には、トナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナーボトル３３の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナーボトル３３内のトナーＴは、現像装置２３内のトナーＴの消費にともない、トナー補給口２３ｆから現像装置２３内に適宜に補給されるものである。現像装置２３内のトナーＴの消費は、感光体ドラム２１に対向する反射型フォトセンサ４１と、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃの下方に設置された磁気センサ４０（トナー濃度検知手段）と、によって間接的又は直接的に検知される。また、トナー補給口２３ｆは、第２搬送スクリュ２３ｃの長手方向（図３の左右方向である。）の一端であって、第２搬送スクリュ２３ｃの上方に設けられている。

ここで、本実施の形態１では、トナー濃度（ＴＣ）が４〜１２重量％の範囲内になるように制御されている。具体的には、磁気センサ４０や反射型フォトセンサ４１の検知結果が上述したトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーＴの割合である。）の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して現像装置２３にトナーが補給される。
トナー濃度が１２重量％以下になるように制御することで、トナースペント化が進行するのを低減して、トナー帯電量の低下を軽減することができる。また、トナー濃度が４重量％以上になるように制御することで、出力画像の画像濃度が低下するのを抑止することができる。

以下、図３〜図６を用いて、本実施の形態１で特徴的な、第２搬送部材としての第２搬送スクリュ２３ｃについて詳述する。
図３は、現像装置２３を上方から長手方向にみた断面図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、第２搬送部材２３ｃを９０度ずつ順に回転させた状態を示す図である。図５は、第２搬送部材２３ｃの中央部を示す斜視図である。図６は、補給トナーＴ１が切欠部４４の位置で現像剤Ｇ中に分散される状態を示す概略図である。なお、図６は、理解を容易にするために、第２搬送スクリュ２３ｃとその循環経路とを分離して図示している。

図３〜図５を参照して、第２搬送スクリュ２３ｃは、主として、軸部４２と、２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂと、切欠部４４と、起立部としてのフィン４５Ａ、４５Ｂと、で構成される。これらの第２搬送スクリュ２３ｃの構成部は、樹脂材料で一体的に成形することができる。

２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂは、それぞれ、軸部４２に羽根４３ａ、４３ｂを螺旋状に巻装したものである。２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂは、切欠部４４（羽根が欠落された軸部４２である。）を挟んで、長手方向に並設されている。２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂは、いずれも、羽根４３ａ、４３ｂの大きさ（外径１４ｍｍである。）と、ピッチＤ（２０ｍｍである。）と、巻き方向（右ねじ方向である。）と、長手方向の長さと、が同等になるように形成されている。

切欠部４４は、第２搬送スクリュ２３ｃの長手方向のほぼ中央に設けられている。切欠部４４の長手方向の長さは、スクリュ部４３Ａ、４３Ｂの羽根４３ａ、４３ｂのピッチＤに対して１／４〜１倍の大きさになるように形成されている。本実施の形態１では、切欠部４４の長手方向の長さを１／２ピッチ分（＝１／２Ｄ）に設定している。
本実施の形態１における第２搬送スクリュ２３ｃのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂ及び切欠部４４は、軸部４２に、外径が１４ｍｍ、ピッチＤが２０ｍｍ、巻き方向が右ねじ方向のスクリュ部を形成したもの（第１搬送スクリュ２３ｂと同形状のものである。）から、１／２ピッチ分の羽根を切欠いたものと同形状になっている。これにより、第１搬送スクリュ２３ｂを成形するための金型と、第２搬送スクリュ２３ｃを成形するための金型と、の大部分を、共通化することができる。

また、第２搬送スクリュ２３ｃの切欠部４４は、現像剤Ｇ（Ｔ、Ｃ）の循環経路におけるトナー補給口２３ｆから磁気センサ４０（トナー濃度検知手段）までの間に配設されている。換言すると、切欠部４４は、現像剤Ｇの循環経路におけるトナー補給口２３ｆの下流側であって、磁気センサ４０の上流側に配設されている。

図４及び図５を参照して、軸部４２の半径方向に起立する２つのフィン４５Ａ、４５Ｂは、それぞれ、スクリュ部４３Ａ、４３Ｂの切欠部４４側の端部に密着するように形成されている。２つのフィン４５Ａ、４５Ｂは、軸部４２の回転方向に対して互いに１８０±６０度異なる位置に形成されている。本実施の形態１では、２つのフィン４５Ａ、４５Ｂは、軸部４２の回転方向に対して互いに１８０度異なる位置に形成されている。また、２つのフィン４５Ａ、４５Ｂの長手方向の長さは、それぞれ、羽根４３ａ、４３ｂのピッチＤに対して１／１０〜１／２倍の大きさになるように形成されている。さらに、２つのフィン４５Ａ、４５Ｂの半径方向の高さは、それぞれ、羽根４３ａ、４３ｂの半径方向の高さ（本実施の形態１では４．５ｍｍである。）と同等になるように形成されている。

以上述べた第２搬送スクリュ２３ｃの形態は、補給トナーＴ１の分散性を高めるための最適な形態である。
図６を参照して、第２搬送スクリュ２３ｃが設置された循環経路における、現像剤Ｇ（Ｔ，Ｃ）及び補給トナーＴ１の動作について説明する。
まず、トナー補給口２６ｆから補給トナーＴ１が補給されると、第１のスクリュ部４３Ａによって、補給トナーＴ１は循環する現像剤Ｔ、Ｃとともに長手方向の中央部に向かって移動する。このとき、トナー補給口２３ｆから補給された補給トナーＴ１は、現像剤との比重差によって、還流する現像剤Ｔ、Ｃの上面側を浮遊する。

その後、第１のスクリュ部４３Ａによって長手方向の中央部に移動した補給トナーＴ１及び現像剤Ｔ、Ｃは、第１のスクリュ部４３Ａの端部に設けられたフィン４５Ａによって、その長手方向の搬送スピードが一旦減ぜられる。さらに、羽根部を有さない（搬送力を有さない）切欠部４４と、第２のスクリュ部４３Ｂの端部に設けられ第２のスクリュ部４３Ｂへの進入を妨げるフィン４５Ｂと、によって、補給トナーＴ１及び現像剤Ｔ、Ｃの搬送スピードが切欠部４４の位置で一層低下する（停滞に近い状態になる。）。

このとき、切欠部４４の位置に搬送スピードの低下によって現像剤の山部Ｆが形成されて、その山部Ｆに現像剤の上面側を浮遊していた補給トナーＴ１が衝突してその進路が下方に向けられる。同時に、搬送スピードの低下によって現像剤の上面側を浮遊していた補給トナーＴ１が自発的に現像剤中に沈下していく。こうして、現像剤Ｔ、Ｃの上面を移動する補給トナーＴ１は、現像剤Ｔ、Ｃ中に分散・混合されて、キャリアＣとの充分な摩擦帯電がおこなわれる。これにより、地肌汚れ等の画質劣化やトナー飛散の発生を軽減することができる。

本実施の形態１では、切欠部４４を挟んで隣接する２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂの切欠部４４側端部に、スクリュ部４３Ａ、４３Ｂの端部と隙間を空けずに、フィン４５Ａ、４５Ｂを設けているために、補給トナーＴ１をフィン４５Ａ、４５Ｂからすり抜かせることなく現像剤中に効率よく分散させることができる。また、２つのフィン４５Ａ、４５Ｂは、回転方向に１８０度異なる位置に配設されているために、フィン４５Ａ、４５Ｂを通過した後の現像剤の嵩の落ち込みを比較的少なくすることができる。
また、切欠部４４の長手方向の長さは、比較的短く設定されている（羽根ピッチＤの１／２である。）ために、切欠部４４に形成される現像剤Ｇの山部Ｆの高さを必要最小限に留めることができる。

なお、本実施の形態１において、切欠部４４（フィン４５Ａ、４５Ｂ）はトナー補給口２３ｆに近い循環経路下流側に配設されているために、補給直後のトナーＴ１がすばやく現像剤Ｇ中に分散される。これにより、キャリアＣとの摩擦帯電をおこなう時間を充分に確保することができる。
また、切欠部４４（フィン４５Ａ、４５Ｂ）は磁気センサ４０に対して循環経路上流側に配設されているために、補給トナーＴ１が現像剤Ｇ中に充分に分散された後のトナー濃度を検知することができる。これにより、磁気センサ４０のトナー濃度に対する検知精度が高まり、トナーの過補給にともなう地肌汚れ、トナー飛散等の不具合の発生を抑止することができる。

以上のように構成され動作する現像装置と、従来の現像装置（第２搬送スクリュ２３ｃに切欠部４４及びフィン４５Ａ、４５Ｂが形成されていないものである。）と、の比較実験をおこなった。
比較実験は、補給トナーＴ１を補給した直後の磁気センサ４０の出力の落ち込みを測定したものである。その結果、従来の現像装置では磁気センサ４０の出力の落ち込みが０．１２ボルトあったのに対して、本実施の形態１の現像装置では磁気センサ４０の出力の落ち込みが０．０３ボルトであった。これは、本実施の形態１の現像装置では補給トナーＴ１の分散が良好であることを示すものである。

また、本実施の形態１の現像装置と、第２搬送スクリュ２３ｃにおいて２つのフィン４５Ａ、４５Ｂの替わりに切欠部４４にフィンを形成した現像装置と、の比較実験をおこなった。
比較実験は、補給トナーＴ１を補給してから、現像ローラ２３ａ上に担持される現像剤のトナー濃度が長手方向にわたって狙いの値に均一化されるまでの時間を測定したものである。その結果、切欠部４４にフィンを形成した現像装置ではトナー濃度が均一化されるまでの時間が約２０秒であったのに対して、本実施の形態１の現像装置ではトナー濃度が均一化されるまでの時間が約１０秒であった。これも、本実施の形態１の現像装置では補給トナーＴ１の分散が良好であることを示すものである。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃに、切欠部４４を挟んだ２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂを形成するとともにそのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂの切欠部４４側の端部にフィン４５Ａ、４５Ｂを設けている。これによって、現像装置２３を大型化・高コスト化することなく、２つの搬送スクリュ２３ｂ、２３ｃによって循環経路を循環する現像剤Ｇ中に補給トナーＴ１が効率的かつ確実に分散されて、地肌汚れや画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が確実に軽減される。

なお、本実施の形態１では、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５を一体化して構成した。また、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫを、単体のユニットとして構成した。これに対して、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫを、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと一体化することもできる。すなわち、プロセスカートリッジ２０を、感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２３、クリーニング部２５で構成することもできる。この場合にも、本実施の形態１と同様の効果を奏することになる。さらには、作像部のメンテナンス性が向上する。

また、本実施の形態１は、現像ローラ２３ａが正回転方向（図２の反時計方向の回転である。）に回転するとともに、ドクターブレード２３ｄが現像ローラ２３ａの上方に配設された、現像装置２３に対して本発明を適用した。これに対して、現像ローラ２３ａが逆回転方向（図２の時計方向の回転である。）に回転するとともに、ドクターブレード２３ｄが現像ローラ２３ａの下方に配設された、現像装置２３に対しても、当然に本発明を適用することができる。そして、この場合も、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図７〜図９にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２における現像装置を長手方向にみた断面図であって、前記実施の形態１における図３に相当する図である。図８は、図７の現像装置に設置される第２搬送部材を９０度ずつ回転させた状態を示す正面図であって、前記実施の形態１における図４に相当する図である。
本実施の形態２は、第２搬送スクリュ２３ｃに第２の切欠部と第２フィン（第２の起立部）とが設けられている点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図７に示すように、本実施の形態２の現像装置２３にも、前記実施の形態１のものと同様に、第２搬送部材としての第２搬送スクリュ２３ｃが設置されている。第２搬送スクリュ２３ｃは、主として、軸部４２と、３つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃと、切欠部４４と、起立部としてのフィン４５Ａ、４５Ｂと、第２の切欠部４６と、第２の切欠部４６に設置された第２の起立部としての第２フィン４５Ｃと、で構成される。これらの第２搬送スクリュ２３ｃの構成部は、樹脂材料で一体的に成形することができる。

３つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂ、４５Ｃは、それぞれ、軸部４２に羽根４３ａ、４３ｂ、４３ｃを螺旋状に巻装したものである。３つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃは、切欠部４４及び第２の切欠部４６（羽根が欠落された軸部４２である。）を挟んで、長手方向に並設されている。すなわち、第２搬送スクリュ２３ｃを長手方向（軸方向、現像剤の循環経路方向）にみたときに、軸部４２上には、上流側からスクリュ部４３Ａ、切欠部４４、スクリュ部４３Ｂ、第２の切欠部４６、スクリュ部４３Ｃが順次形成されている。３つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃは、いずれも、羽根４３ａ、４３ｂ、４３ｃの大きさ（外径１４ｍｍである。）と、ピッチＤ１、Ｄ２（２０ｍｍである。）と、巻き方向（右ねじ方向である。）と、が同等になるように形成されている。

切欠部４４は、前記実施の形態１と同様に、磁気センサ４０（トナー濃度検知手段）に対して、現像剤循環経路上流側（図７の左側である。）に設けられている。詳しくは、切欠部４４は、磁気センサ４０に対して、羽根４３ｂ（磁気センサ４０の上流側のスクリュ部４３Ｂの羽根４３ｂである。）の１ピッチ（Ｄ２）以上の長さに相当する間隔をあけて上流側に形成されている。換言すると、切欠部４４と磁気センサ４０との間隔は、羽根４３ｂのピッチ（Ｄ２）以上になるように設定されている。本実施の形態２では、切欠部４４と磁気センサ４０との間隔を、羽根４３ｂのピッチの約２倍の長さ（＝２・Ｄ２）に設定している。

これによって、フィン４５Ａ、４５Ｂを備えた切欠部４４の位置で分散された現像剤Ｇが磁気センサ４０の位置に搬送されるときに、現像剤Ｇの嵩が安定して、磁気センサ４０による正確なトナー濃度の検知が可能になる。すなわち、切欠部４４と磁気センサ４０との間隔が羽根４３ｂのピッチ（Ｄ２）よりも小さいときには、現像剤Ｇの嵩が不安定に変動するとともに、磁気センサ４０の位置に達する現像剤も撹拌が不充分なものになるために、磁気センサ４０による正確なトナー濃度の検知が難しくなってしまう。本実施の形態２の構成は、このような問題を効果的に解決するものである。

他方、第２の切欠部４６は、切欠部４４に対して現像剤循環経路下流側であって、磁気センサ４０（トナー濃度検知手段）の近傍に設けられている（図７及び図９を参照できる。）。第２の切欠部４６の長手方向の長さは、その上流側のスクリュ部４３Ｂの羽根４３ｂのピッチＤ２に対して１／２〜３／２倍の大きさになるように形成されている。本実施の形態２では、第２の切欠部４６の長手方向の長さを羽根４３ｂのピッチＤ２と同等の長さ（＝Ｄ２）に設定している。

換言すると、本実施の形態２における第２搬送スクリュ２３ｃのスクリュ部４３Ｂ及び第２の切欠部４６の部分は、軸部４２に、外径が１４ｍｍ、ピッチＤが２０ｍｍ、巻き方向が右ねじ方向のスクリュ部を形成したもの（第１搬送スクリュ２３ｂと同形状のものである。）から、１ピッチ分の羽根を切欠いたものと同形状になっている。これにより、第１搬送スクリュ２３ｂを成形するための金型と、第２搬送スクリュ２３ｃを成形するための金型と、の大部分を、共通化することができる。

このように磁気センサ４０上に第２の切欠部４６を設けることによって、磁気センサ４０の上方で一定量の現像剤Ｇを停滞させるとともに、羽根４３ｂによる磁気センサ４０への現像剤Ｇの押し付けを緩和することができるために、磁気センサ４０による正確なトナー濃度の検知が可能になる。すなわち、磁気センサ４０上に第２の切欠部４６がなくてスクリュ部の羽根が設けられている場合には、磁気センサ４０の上方を通過する現像剤Ｇの流速が速くなるとともに、羽根４３ｂによる磁気センサ４０への現像剤Ｇの押し付けが生じるために、磁気センサ４０による正確なトナー濃度の検知が難しくなってしまう。上述した第２の切欠部４６の長手方向の長さについての条件（羽根４３ｂのピッチＤ２に対して１／２〜３／２倍とする条件である。）は、このような問題を解決するために本願発明者が研究の結果導き出した好適な条件である。

図７及び図８を参照して、第２搬送スクリュ２３ｃにおける第２の切欠部４６の位置には、軸部４２の半径方向に起立する第２フィン４５Ｃ（第２の起立部）が設けられている。第２フィン４５Ｃは、第２の切欠部４６のほぼ中央に設けられるとともに、その半径方向の高さが両端の羽根４３ｂ、４３ｃの半径方向の高さ（本実施の形態２では４．５ｍｍである。）と同等になるように形成されている。

このように、第２の切欠部４６に第２フィン４５Ｃを設けることによって、磁気センサ４０近傍の現像剤Ｇの流動性（入れ替え）が高められて、磁気センサ４０による正確なトナー濃度の検知が可能になる。
なお、本実施の形態２では、第２搬送スクリュ２３ｃと同一材料（樹脂材料である。）からなる第２フィン４５Ｃを第２の起立部として用いたが、第２搬送スクリュ２３ｃと異なる材料（樹脂材料である。）からなるウレタンシート等の可撓性部材を第２の起立部として用いることもできるし、この可撓性部材と第２フィン４５Ｃを併用することもできる。可撓性部材を用いる場合には、その可撓性から磁気センサ４０のセンサ面に直接的に当接させて、上述の現像剤の流動性と磁気センサ４０に対する清掃性とを高めることができる。

以上述べた第２搬送スクリュ２３ｃの形態は、補給トナーＴ１の分散性を高めるとともに、磁気センサ４０による検知精度を高めるための最適な形態である。
図９を参照して、第２搬送スクリュ２３ｃが設置された循環経路における、現像剤Ｇ（Ｔ，Ｃ）及び補給トナーＴ１の動作について説明する。
まず、トナー補給口２６ｆから補給トナーＴ１が補給されると、第１のスクリュ部４３Ａによって、補給トナーＴ１は循環する現像剤Ｔ、Ｃとともに長手方向の中央部に向かって移動する。そして、前記実施の形態１と同様に、切欠部４４の位置（山部Ｆが形成される位置）で、現像剤Ｔ、Ｃの上面を移動する補給トナーＴ１は、現像剤Ｔ、Ｃ中に分散・混合されて、キャリアＣとの充分な摩擦帯電がおこなわれる。これにより、地肌汚れ等の画質劣化やトナー飛散の発生を軽減することができる。

その後、切欠部４４の位置で分散・混合された現像剤Ｔ、Ｔ１、Ｃは、充分に離間した磁気センサ４０の位置（切欠部４４からＤ２以上離れた位置である。）に達することになる。これによって、補給トナーＴ１が現像剤Ｇ中に充分に分散されるとともに現像剤Ｇの嵩が安定化した後のトナー濃度が磁気センサ４０で検知されることになる。さらに、磁気センサ４０の近傍には、第２の切欠部４６と第２フィン４５Ｃとが設けられているために、磁気センサ４０近傍での現像剤Ｇの流速を弱めて剤量を充分に確保しつつ、その位置における上下方向の現像剤の循環を促進している。したがって、磁気センサ４０のトナー濃度に対する検知精度が高まり、トナーの過補給にともなう地肌汚れ、トナー飛散等の不具合の発生を抑止することができる。

以上のように構成され動作する現像装置について、前記実施の形態１と同様の比較実験をおこなったところ、本実施の形態２の現像装置では磁気センサ４０の出力の落ち込みが経時においても０．０３ボルト程度で安定していることが確認された。これは、本実施の形態２の現像装置では補給トナーＴ１の分散が良好であるとともに、磁気センサ４０の検知精度が良好に維持されることを示すものである。

また、別の比較実験として、切欠部４４と磁気センサ４０との間隔をピッチＤ２よりも小さく設定した現像装置について、磁気センサ４０の出力の落ち込みを確認したところ、０．１ボルトの出力の落ち込みがあった。さらに、磁気センサ４０の出力ムラが大きくて正確なトナー濃度検知ができないことが確認された。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、前記実施の形態１と同様に、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃに、切欠部４４を挟んだ２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂを形成するとともにそのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂの切欠部４４側の端部にフィン４５Ａ、４５Ｂを設けている。これによって、現像装置２３を大型化・高コスト化することなく、２つの搬送スクリュ２３ｂ、２３ｃによって循環経路を循環する現像剤Ｇ中に補給トナーＴ１が効率的かつ確実に分散されて、地肌汚れや画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が確実に軽減される。
さらに、第２搬送スクリュ２３ｃの切欠部４４に対する磁気センサ４０の位置を最適化するとともに、磁気センサ４０近傍の第２搬送スクリュ２３ｃの形態を最適化しているために、磁気センサ４０のトナー濃度検知精度が向上されて、地肌汚れや画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が確実に軽減される。

実施の形態３．
図１０にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図１０は、実施の形態３における現像装置に設置される第２搬送部材を示す正面図である。本実施の形態３の第２搬送スクリュ２３ｃは、一部のスクリュ部４３Ｂに形成される羽根４３ｂのピッチが、前記実施の形態２のものとは相違する。

図１０に示すように、本実施の形態３の第２搬送スクリュ２３ｃは、中央部に配設されるスクリュ部４３Ｂの羽根４３ｂ（切欠部４４から磁気センサ４０（第２の切欠部４６）までの範囲に配設された羽根４３ｂである。）のピッチＤ２が、中央部以外のスクリュ部４３Ａ，４３Ｃの羽根４３ａ、４３ｃのピッチＤ１以下となるように設定されている（Ｄ２≦Ｄ１である。）。
なお、本実施の形態３では、第２の切欠部４６の長手方向の長さを羽根４３ｂのピッチＤ２の３／２の長さ（＝３／２・Ｄ２）に設定している。

このように切欠部４４と磁気センサ４０との間に設置される羽根４３ｂのピッチＤ２を小さく設定することで、切欠部４４の位置で分散された後の現像剤Ｇが搬送速度が減速された状態で磁気センサ４０の位置に達することになる。これによって、磁気センサ４０による正確なトナー濃度の検知が可能になる。すなわち、本実施の形態３の形態は、磁気センサ４０の位置に搬送される現像剤Ｇの搬送速度を最適化して、磁気センサ４０によるトナー濃度検知精度を向上させるものである。

このように、本実施の形態３では、磁気センサ４０の検知精度を向上するために、羽根４３ｂのピッチＤ２で決定される磁気センサ４０の位置に達する現像剤の搬送速度と、切欠部４４と磁気センサ４０との間隔で決定される磁気センサ４０の位置における現像剤Ｇの嵩の安定性と、第２の切欠部の形状（長さ、第２フィン４５Ｃの設置等である。）で決定される磁気センサ４０の位置における現像剤Ｇの剤量（停滞性）及び流動性（入れ替え）と、がすべて最適化されている。

以上説明したように、本実施の形態３によれば、前記実施の形態１と同様に、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃに、切欠部４４を挟んだ２つのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂを形成するとともにそのスクリュ部４３Ａ、４３Ｂの切欠部４４側の端部にフィン４５Ａ、４５Ｂを設けている。これによって、現像装置２３を大型化・高コスト化することなく、２つの搬送スクリュ２３ｂ、２３ｃによって循環経路を循環する現像剤Ｇ中に補給トナーＴ１が効率的かつ確実に分散されて、地肌汚れや画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が確実に軽減される。
さらに、前記実施の形態２と同様に、第２搬送スクリュ２３ｃの切欠部４４に対する磁気センサ４０の位置を最適化するとともに、磁気センサ４０近傍の第２搬送スクリュ２３ｃの形態を最適化しているために、磁気センサ４０のトナー濃度検知精度が向上されて、地肌汚れや画像濃度低下等の画質劣化やトナー飛散が確実に軽減される。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。特に、第２搬送スクリュ２３ｃにおける、切欠部４４、第２の切欠部４６、フィン４５Ａ、４５Ｂ、第２フィン４５Ｃ、スクリュ部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃの形態は、前記各実施の形態のものに限定されるものではない。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 現像装置を長手方向にみた断面図である。 第２搬送部材を９０度ずつ回転させた状態を示す正面図である。 第２搬送部材の中央部を示す斜視図である。 補給トナーが切欠部の位置で現像剤中に分散される状態を示す概略図である。 この発明の実施の形態２における現像装置を長手方向にみた断面図である。 図７の現像装置に設置される第２搬送部材を９０度ずつ回転させた状態を示す正面図である。 現像剤がトナー濃度検知手段の位置を通過する状態を示す概略図である。 この発明の実施の形態３における現像装置に設置される第２搬送部材を示す正面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、 ２２ 帯電部、
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫ 現像装置（現像部）、
２３ａ 現像ローラ（現像剤担持体）、
２３ｂ 第１搬送スクリュ（第１搬送部材）、
２３ｃ 第２搬送スクリュ（第２搬送部材）、 ２３ｅ 仕切部材、
２３ｆ トナー補給口、 ２５ クリーニング部、
３２、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫ トナー補給部、
４０ 磁気センサ（トナー濃度検知手段）
４２ 軸部、 ４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ スクリュ部、
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 羽根、
４４ 切欠部、 ４５Ａ、４５Ｂ フィン（起立部）、
４５Ｃ 第２フィン（第２の起立部）、４６ 第２の切欠部、
Ｇ ２成分現像剤（現像剤）、 Ｃ キャリア、
Ｔ トナー、 Ｔ１ 補給トナー。

Claims (22)

1. トナー及びキャリアを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
   前記像担持体に対向するとともに、前記現像剤が担持される現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体の長手方向に平行して前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、
   仕切部材を介して前記第１搬送部材に対向するとともに、前記第１搬送部材の搬送方向とは逆の方向に前記現像剤を搬送して該第１搬送部材とともに前記現像剤の循環経路を形成する第２搬送部材と、
   前記循環経路を循環する前記現像剤中にトナーを補給するためのトナー補給口と、
   を備え、
   前記第２搬送部材は、
   軸部と、
   当該軸部に羽根を螺旋状に巻装してなるとともに長手方向に並設された複数のスクリュ部と、
   隣接した前記スクリュ部の間に挟まれ前記羽根が欠落した切欠部と、
   前記軸部の半径方向に起立するとともに、前記切欠部を挟んだ２つの前記スクリュ部における前記切欠部側の端部において前記切欠部が形成された長手方向の範囲に入り込まないようにそれぞれ形成された２つの起立部と、
   を具備したことを特徴とする現像装置。
2. 前記複数のスクリュ部は、いずれも、前記羽根の大きさとピッチと巻き方向とが同等になるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記複数のスクリュ部及び前記切欠部は、前記軸部の長手方向にわたって連続的にスクリュ部が形成されたものから１／４〜１ピッチ分の羽根を切欠いたものと同形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記２つの起立部は、それぞれ、長手方向の長さが前記羽根のピッチに対して１／１０〜１／２の長さになるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記第２搬送部材によって搬送される前記現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、
   前記切欠部は、前記トナー濃度検知手段に対して前記循環経路の上流側に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記切欠部は、前記トナー濃度検知手段に対して前記羽根の１ピッチ以上の長さに相当する間隔をあけて上流側に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 前記第２搬送部材は、前記トナー濃度検知手段の近傍に配設された前記スクリュ部の前記羽根を欠落してなる第２の切欠部を具備したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の現像装置。
8. 前記スクリュ部及び前記第２の切欠部は、前記軸部の長手方向にわたって連続的にスクリュ部が形成されたものから１／２〜３／２ピッチ分の羽根を切欠いたものと同形状であることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
9. 前記第２搬送部材は、前記第２の切欠部に前記軸部の半径方向に起立する第２の起立部を具備したことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の現像装置。
10. 前記第２の起立部は、前記軸部の半径方向に起立する高さが前記羽根の高さと同等になるように形成されたことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
11. 前記第２搬送部材によって搬送される前記現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、
    前記切欠部は、前記トナー濃度検知手段に対して前記循環経路の上流側に形成され、
    前記複数のスクリュ部は、前記切欠部から前記トナー濃度検知手段までの範囲に配設される前記羽根のピッチがそれ以外の範囲に配設される前記羽根のピッチ以下となるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
12. 前記２つの起立部は、前記軸部の回転方向に対して互いに１８０±６０度異なる位置に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の現像装置。
13. 前記２つの起立部は、それぞれ、前記スクリュ部の端部に密着して形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置。
14. 前記２つの起立部は、それぞれ、前記軸部の半径方向に起立する高さが前記羽根の高さと同等になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の現像装置。
15. 前記切欠部は、長手方向の中央部に１つ形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の現像装置。
16. 前記トナー補給口は、前記第２搬送部材の上方に配設されて、
    前記切欠部は、前記トナー補給口に対して前記循環経路の下流側に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の現像装置。
17. 前記キャリアは、芯材表面に樹脂被覆層を有したものであって、
    前記樹脂被覆層は、基体粒子表面に二酸化スズ層と当該二酸化スズ層上に設けた二酸化スズを含む酸化インジウム層とからなる導電性被覆層を設けてなる導電性粒子を含有して、
    前記導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成され、
    前記トナーは、結着樹脂と離型剤と着色剤とを備え、
    前記結着樹脂は、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを有するハイブリッド樹脂を含有して、前記離型剤の含有量に対する前記ハイブリッド樹脂の含有量が０．５〜３の範囲になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれかに記載の現像装置。
18. 前記キャリアは、重量平均粒径が２０〜６５μｍの範囲になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれかに記載の現像装置。
19. 前記トナーは、平均粒径が３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の現像装置。
20. 前記現像剤におけるトナー濃度が４〜１２重量％の範囲内になるように制御されることを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の現像装置。
21. 画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
    請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
22. 請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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