JP4014478B2 - 現像剤規制部材、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置、並びに該装置に用いる現像剤規制部材、現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。詳しくは、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材、並びにその現像剤規制部材を有する現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の現像装置として、現像ローラ等の現像剤担持体に現像剤を担持し、感光体等の像担持体に対向する現像領域に搬送する現像装置が知られている。この現像装置では、現像剤担持体上に担持された現像剤を現像剤規制部材で規制した後、現像領域に搬送される。ところが、この現像剤規制部材で現像剤を規制している規制位置では、現像剤規制部材と現像剤との摩擦、現像剤担持体表面と現像剤との摩擦、及び現像剤同士の摩擦によって熱が発生する。この現像剤の温度上昇は、現像剤の現像能力を低下させたり、現像剤を劣化させて寿命を短くしたりする。例えば、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤の場合、上記規制位置での現像剤の温度上昇により、トナーの帯電量が低下して現像剤の現像能力が低下する。また、現像剤に添加した外添剤が軟化したトナーに埋没し、磁性キャリア同士が直に接触することにより、磁性キャリアの形状が変化して現像剤が劣化する。また、上記現像剤を構成するトナーの温度上昇は、現像剤担持体表面上のトナーフィルミングの原因にもなる。すなわち、上記規制位置でトナーの温度が上昇すると、トナーが柔らかくなってしまいには融けてしまう。このトナーの溶融物が現像剤担持体の表面にフィルム状に付着し、現像剤担持体の性能を著しく低下させるトナーフィルミングが発生する。
【０００３】
そこで、上記規制位置での現像剤の温度上昇を抑制するために、特許文献１では、現像剤規制部材に接触する放熱用ヒートシンクと、この放熱用ヒートシンクを冷却する冷却手段とを設けた現像装置が提案されている。そして、この現像装置では、現像剤規制部材の長手方向の温度を均一化するために上記放熱用ヒートシンクにヒートパイプを埋め込んだり、現像剤規制部材にヒートパイプを固着したりしている。
【０００４】
また、特許文献２では、薄いシート状部材を少なくとも現像剤担持体側に膨出するように撓ませるとともに、このシート状部材の膨出部分を現像剤担持体の表面に圧接させた現像剤規制部材を備えた現像装置が提案されている。この現像剤規制部材のシート状部材の膨出部分は、現像剤担持体の表面に沿った形状に変形するように構成されている。そして、上記シート状部材の材質としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のようなゴム弾性を有しない合成樹脂が用いられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３５９４２号公報
【特許文献２】
特開２００１−０８３７９９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示されている現像装置では、上記放熱用ヒートシンクが現像剤規制部材に接触するように設けられている。そのため、両者の接触面における熱抵抗により、現像剤規制部材から放熱用ヒートシンクへの熱伝達が効率的に行われず、上記規制位置での現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができないという問題点があった。
また、上記特許文献１に開示されている現像装置では、上記放熱用ヒートシンクにヒートパイプを埋め込んだり、現像剤規制部材にヒートパイプを固着したりしている。しかしながら、このヒートパイプは、前述のように現像剤規制部材の長手方向の温度を均一化するためのものであり、現像剤規制部材全体の温度上昇を抑制する機能は有していないものと考えられる。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されている現像装置では、現像剤規制部材を構成するシート状部材の材質として金属よりも熱伝導率が低い合成樹脂が用いられている。そのため、上記現像剤規制部材を構成するシート状部材を介して、現像剤を規制している規制位置で発生した熱を逃がしにくく、上記規制位置での現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができないという問題点があった。
また、上記特許文献２には、上記シート状部材の内面（裏面）に、合成樹脂よりも熱伝導率の高い材質からなる熱伝導層や突起部を形成した現像剤規制部材が開示されている。しかしながら、この現像剤規制部材においても、現像剤担持体上の現像剤と直に接触しているのが合成樹脂であるため、上記規制位置で現像剤の温度上昇を効率よく抑制するのは難しいと考えられる。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、現像剤規制部材の規制位置における発熱による現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができる現像剤規制部材、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である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、該現像剤規制部材は、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有するとともに、金属からなる単一部材で形成され、該現像剤規制部材内の中空側から該現像剤規制部材を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤規制部材の少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記現像剤規制部材は、上記現像剤担持体の表面から離間させて配置したものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分に気体を送風する手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記冷却手段で送風する気体の温度が、装置本体の外側の外気の温度よりも低いことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４の現像装置において、上記現像剤規制部材の上記剤規制部の温度を測定し、その測定結果に基づいて上記冷却手段で送風する気体の温度を調整する温度調整手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分に冷却液を通過させる手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分を貫通するように配置された棒状の伝熱部材と、該伝熱部材の端部から熱を逃がす手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、該磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、該トナーが、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項１１の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段が、請求項１乃至１０のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、該現像手段が、請求項１乃至１０のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項１３の発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体の表面に対向するように配置され、該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材において、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有するとともに、金属からなる単一部材で形成されたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の現像剤規制部材において、少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項１乃至１０の現像装置、請求項１１のプロセスカートリッジ、請求項１２の画像形成装置、並びに請求項１３及び１４の現像剤規制部材では、現像剤規制部材の剤規制部が合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属で形成されている。そのため、現像剤規制部材に合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材による規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材の中空に面する内面側に速やかに伝達させることができる。更に、現像剤規制部材が単一部材で形成されているため、複数部材で構成した場合のような部材間の境界での熱抵抗がなく、上記規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材の中空に面する内面側に更に速やかに伝達させることができる。そして、この現像剤規制部材の内面で囲まれた中空側から冷却手段で冷却されるため、現像剤規制部材の中空側の内面に伝達してきた熱を中空内に速やかに逃がして排出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下「カラー複写機」という）に適用した場合の実施形態について説明する。
まず、本実施形態のカラー複写機に用いる現像剤について説明する。本実施形態では、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いる。この現像剤を構成するトナーは、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーである。このトナーは以下の方法で製造することができるが、勿論これらに限定されることはない。
【００１４】
＜トナーの製造方法＞
（▲１▼トナー組成物の準備）：酢酸エチル等の有機溶媒に、樹脂、着色剤、ワックス、帯電制御剤、イソシアネート基を有するポリエステル樹脂（プレポリマー）からなるトナー原材料を溶解させ、それをトナー組成物とした。ここで、プレポリマーとは、ベースとなるポリマー１分子中に２以上の反応基を有するポリマーである。
（▲２▼乳化）：界面活性剤、粘度調整剤、樹脂微粒子を含有する水系媒体に、上記トナー組成物とアミン類とを加えて、せん断力により分散させ、乳化状態を形成する。
（▲３▼熟成）：イソシアネート基とアミン類との反応による 伸長および／または架橋反応を促進させるため、反応系に対して加熱を行う。
（▲４▼脱溶剤）：一例として、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を蒸発除去する方法をとることができる。
（▲５▼アルカリ洗浄、水洗）：得られたトナー粒子表面に残存している異物（界面活性剤、粘度調整剤、等）を除去するための工程である。
（▲６▼乾燥）：得られたトナー粒子をろ過により回収し、乾燥する。
（▲７▼外添剤処理）：必要に応じて、外添剤微粒子（シリカ、チタニア、アルミナ、等）を０．１〜５．０重量部、ミキサーにより外添する。
【００１５】
次に、上記トナーのより具体的な製造例について説明するが、これに限定されるものではない。以下、「部」は重量部を示す。
＜トナー製造例＞
（ポリエステルの製造例）：冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６９０部、テレフタル酸２５６部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合させた。次いで、１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後１６０℃まで冷却し、これに１８部の無水フタル酸を加えて２時間反応させ、変性されていないポリエステル（ａ）を得た。
（プレポリマーの製造例）：冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物８００部、イソフタル酸１８０部、テレフタル酸６０部、およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧で２３０℃で８時間反応させた。さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で脱水しながら５時間反応させた後、１６０℃まで冷却し、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応させた。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０部と２時間反応を行わせ、イソシアネート基含有プレポリマー（１）を得た。
（ケチミン化合物の製造例）：攪拌棒および温度計のついた反応槽中にイソホロンジアミン３０部とメチルエチルケトン７０部を仕込み、５０℃で５時間反応を行い、ケチミン化合物（２）を得た。
（トナーの製造例）：ビーカー内に前記のプレポリマー（１）１５．４部、ポリエステル（ａ）６０部、酢酸エチル７８．６部を入れ、攪拌し溶解させた。次いで、離型剤であるライスＷＡＸ（融点８３℃）１０部、銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）４部を入れ、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させた。最後に、ケチミン化合物（２）２．７部を加え溶解させた。これをトナー材料溶液（３）とする。ビーカー内にイオン交換水３０６部、リン酸カルシウム１０％懸濁液２６５部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部、平均粒径０．２０μｍのスチレン／アクリル系樹脂微粒子を入れ均一に溶解した。次いで、６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液（３）を投入し、１０分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに５００ｇ計量して移し、４５℃まで昇温して、減圧下ウレア化反応をさせながら０．５時間かけ溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した。その後、風力分級し、母体粒子を得た。そして、この母体粒子１００部と帯電制御剤（オリエント化学社製、ボントロン、Ｅ−８４）０．２５部とをＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に仕込み、タービン型羽根の周速を５０ｍ／ｓｅｃに設定し、２分間運転、１分間休止を５サイクル行った。合計の処理時間は１０分間とした。さらに、疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）を０．５部添加し、周速を１５ｍ／ｓｅｃとして３０秒混合１分間休止を５サイクル行い、シアントナーを得た。次いで、トナー粒子１００部に疎水性シリカ０．５部と、疎水化酸化チタン０．５部をヘンシェルミキサーにて混合して、本実施形態のトナーを得た。
【００１６】
なお、シアン以外の色のトナーは、上記「銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）４部」の部分だけを変更して製造した。イエロートナー作成の場合は、ベンジジンイエロー顔料６部に変更した。マゼンタトナーの場合は、ローダミンレーキ顔料６部に変更した。また、ブラックトナーの場合は、カーボンブラック１０部に変更した。
【００１７】
上記方法で製造したトナーを用いることにより、次のような効果を得ることができる。即ち、１．粉砕工程がなく、小資源化を図ることができる、２．粒径分布がシャ−プになる、３．帯電分布がシャ−プになる、４．円形度を変える形状制御が容易になる、等の効果を得ることができる。
【００１８】
＜トナーの粒径＞：
なお、上記トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）は４〜８μｍであり、この体積平均粒径Ｄｖ（μｍ）と個数平均粒径Ｄｎ（μｍ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．０５以上１．３０以下が好ましい。より好ましくは、上記体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎのは１．１０以上１．２５以下がよい。このような粒径のトナーを用いることにより、トナーの粒度分布が狭くなるため、次のような効果を得ることができる。
１．トナー粒径面での選択現像といった現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。ここで、選択現像とは、画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像される現象をいう。
２．トナーリサイクルシステムを搭載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくくなる。従って、この点からも常時、安定した画像を形成することができる。
３．二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
４．一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像剤担持体へのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着が発生しない。従って、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
【００１９】
一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得るために有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、トナーの体積平均粒子径Ｄｖが上記範囲（４〜８μｍ）よりも小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させてしまう。また、一成分現像剤として用いた場合には、現像剤担持体へのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。また、これらの現象は微粉の含有率が本実施形態の範囲より多いトナーにおいても同様である。逆に、トナーの体積平均粒子径Ｄｖが上記範囲（４〜８μｍ）よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、上記体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎの値が１．３０よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。また、上記体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎの値が１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もある。しかしながら、この場合は、細線部分を小サイズ粒子で現像し、一方、ベタ画像を大サイズ粒子を中心に現像するといったトナー粒径による機能分離ができにくくなるため、かえって好ましくない。
【００２０】
（トナー粒径の測定方法）：
上記トナー粒径は、例えばコールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置を用いて測定することができる。この測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下、この測定装置を用いたトナー粒径の測定方法について述べる。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とした。
【００２１】
＜円形度および円形度分布＞：
また、上記トナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要であり、平均円形度が０．９３未満であって球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。トナーの形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である円形度の平均値（平均円形度）が０．９５以上０．９９以下のトナーが、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。より好ましくは、平均円形度が０．９６以上０．９９以下で円形度が０．９５未満の粒子が１０％以下である。また、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体及び転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはない。ところが、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合、クリーニング不良が発生しやすい。このクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
【００２２】
（円形度の測定方法）：
上記トナーの平均円形度は、例えばフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００個〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００２３】
上記平均円形度が０．９５以上０．９９以下のトナーを用いることにより次のような効果を得ることができる。即ち、▲１▼粒状度向上、▲２▼転写率向上（感光体上のトナー付着量Ｍ／Ａの低減）、▲３▼トルク低減等の効果を得ることができる。
【００２４】
＜トナーの形状係数＞：
上記トナーの形状係数ＳＦ−１は１２０以上１８０以下、形状係数ＳＦ−２は１２０以上１９０以下であることが好ましい。ここで、形状係数ＳＦ−１とは、図２に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値である。具体的には、球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長（ＭＸＬＮＧ）の二乗を、図形面積（ＡＲＥＡ）で割り、１００π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次式で定義される。
【数１】
（ＳＦ−１）＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
【００２５】
この形状係数ＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
【００２６】
また、上記形状係数ＳＦ−２は、図３に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値である。具体的は、物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長（ＰＥＲＩ）の二乗を、図形面積ＡＲＥＡで割り、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式で定義されるものである。
【数２】
（ＳＦ−２）＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
【００２７】
この形状係数ＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、形状係数ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
【００２８】
なお、本実施形態では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上記定義式より各形状係数の値を算出した。
【００２９】
トナーの形状が球形に限りなく近づく、即ち上記形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２がともに１００に近づくと、転写効率が高くなることが本発明者らの検討により明らかになった。これは、形状効果によりトナー粒子とそのトナー粒子と接触するモノ（トナー粒子同士、像担持体等）との間では点接触しかしないために、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。
一方、トナーの形状が球形に近づくと、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。これは、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、クリーニング部材と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまうためである。よって、クリーニング性の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凸凹（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）したりしていた方が好ましい。
【００３０】
以上のように、上記形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２が所定の範囲にあるトナーを用いることにより、次のような効果を得ることができる。即ち、▲１▼流動性向上（形状係数ＳＦ−１を規定）し、トルク低減を図ることができる、▲２▼クリ−ニング性の向上を図ることができる、という効果を得ることができる。
【００３１】
上記トナーは磁性キャリアと混合され２成分系現像剤として用いる。この磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
【００３２】
また、上記磁性キャリアとしては、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、その樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂と、メラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分、帯電調整剤を含有させたものが好ましい。かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るタンデム型間接転写方式のカラー複写機の全体構成及び動作について説明する。
図４は、同カラー複写機の概略構成図である。図中符号１００はカラー複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００はカラー複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
カラー複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設けている。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回され、図中時計回りに回転搬送可能となっている。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左には、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部１８が横に並べて配置されている。
上記タンデム画像形成部２０における個々の画像形成部１８は、像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電装置、現像装置、１次転写手段としての１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。また、タンデム画像形成部２０の上には、露光装置２１が設けられている。
これらの４つの画像形成部１８により、各感光体ドラム４０上に互いに異なる色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのタンデム画像形成部２０が構成されている。
【００３４】
また、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写手段としての２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を転写材としての転写紙に転写する。
また、２次転写位置の転写紙搬送方向下流側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
また、２次転写装置２２及び定着装置２５の下側には、タンデム画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。
【００３５】
上記構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成部１８で像担持体としての感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０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４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。
【００３６】
画像転写後の転写紙は、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像が定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で表面に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００３７】
次に、タンデム画像形成部２０の個々の画像形成部１８について説明する。
図５は、画像形成部１８の概略構成図である。画像形成部１８は、像担持体としてのドラム状の感光体４０のまわりに、帯電手段としての帯電装置６０、現像手段としての現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えてなる。感光体４０は、図示例では、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
【００３８】
なお、画像形成部１８は、少なくとも感光体４０と現像装置６１とを一体的に支持してプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。例えば、図６に示すように、感光体４０と現像装置６１と帯電装置６０と感光体クリーニング装置６３とを一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
また、複数の画像形成部１８又は全ての画像形成部１８を一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
【００３９】
上記画像形成部１８を構成する部分のうち、帯電装置６０はローラ状であり、感光体４０に接触して電圧を印加することによりその感光体４０の帯電を行う。もちろん、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うこともできる。
【００４０】
上記現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を使用し、攪拌部６６と現像部６７とを備えている。
上記攪拌部６６は、二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ６５に二成分現像剤を供給付着させるものであり、現像部６７よりも低い位置にある。この攪拌部６６には、平行な２本のスクリュー６８が設けられ、２本のスクリュー６８の間は、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られている。また、現像ケース７０にはトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
【００４１】
上記現像部６７は、現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体４０に転移させるものであり、現像ケース７０の開口を通して感光体４０と対向する現像剤担持体としての現像スリーブ６５が設けられている。また、現像スリーブ６５の表面に対して一定距離で離間した隙間をもって保持された現像剤規制部材７３が設けられている。
【００４２】
上記現像スリーブ６５は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状を持ち、内部には複数のマグネット７２が配設されている。マグネット７２は、固定されているために現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させられるようになっている。マグネット７２は、例えば、現像剤規制部材７３の箇所から現像スリーブ６５の回転方向にＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３の５磁極を有する。現像剤は、マグネット７２により磁気ブラシを形成され、現像スリーブ６５上に担持される。現像スリーブ６５は、現像剤の磁気ブラシを形成した、マグネット７２のＳ１側の現像領域に、感光体４０に対向して配設されている。
【００４３】
上記構成の現像装置６１において、２成分現像剤を２本のスクリュー６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、現像剤規制部材７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。
他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加された現像バイアス電圧により感光体４０に転移して感光体４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。
【００４４】
感光体クリーニング装置６３は、先端が感光体４０に押し当てられる例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、クリーニング性を高めるために外周を感光体４０に接触ブラシを併用している。図５では外周を感光体４０に接触導電性のファーブラシ７６を矢印方向に回転自在に備える。また、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製の電界ローラ７７を矢印方向に回転自在に備え、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。さらに、感光体クリーニング装置６３には、感光体４０から除去したトナーを回収する回収スクリュー７９が設けられている。
【００４５】
上記構成の感光体クリーニング装置６３において、感光体４０に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ７６によって感光体４０上の残留トナーが除去される。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ７７によって取り除かれる。電界ローラ７７に付着されたトナーは、スクレーパ７８でクリーニングされる。感光体クリーニング装置６３で回収したトナーは、回収スクリュー７９で感光体クリーニング装置６３の片側に寄せ、トナーリサイクル装置８０で現像装置６１へと戻されて再利用される。
【００４６】
上記構成の画像形成部１８において、感光体４０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体４０の表面が一様に帯電され、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて上述した露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌが照射され、感光体４０上に静電潜像が形成される。
その後、現像装置６１によりトナーが付着され静電潜像が可視像化され、その可視像が１次転写装置６２で中間転写体１０上に転写される。画像転写後の感光体４０の表面は、感光体クリーニング装置６３で残留トナーが除去されて清掃され、除電装置６４で除電されて再度の画像形成に備える。
【００４７】
次に、本発明の特徴部に係る現像剤規制部材７３の構成について説明する。
従来の現像剤規制部材７３’としては、図２３に示すように断面がＬ字型になるように曲げたものが多い。この現像剤規制部材７３’は、その端部（剤規制部）７３ａ’が現像スリーブ６５の表面に所定の距離をもって離間対向するように保持され、現像剤の層厚を規制している。この現像剤規制部材７３による規制位置の前後では、現像剤は詰まった状態から現像スリーブ６５の回転とその表面との摩擦によって、無理やり押し出されるような状態になり、現像剤はかなりの圧力を受けることとなる。もちろん、この規制位置で発生する摩擦は、現像剤と現像スリーブ表面との間だけでなく、現像剤と現像剤規制部材７３’との、現像剤同士の間でも発生している。この摩擦というものは必ずそのエネルギーを摩擦熱という熱、もしくは音に変換して発散しようとするので、この規制位置においてはかなりの発熱が生じているものと考えられる。このように現像剤規制部材による規制位置で発熱すると、前述のように現像剤の温度が上昇し、現像剤の現像能力の低下、現像剤の寿命の低下、現像スリーブ上のトナーフィルミング等の不具合が発生するおそれがある。
【００４８】
そこで、本実施形態の現像装置６１では、上記規制位置での現像剤の温度上昇を効率良く抑制するために、少なくとも現像スリーブ６５の表面に対向している剤規制部が金属で構成された中空構造の現像剤規制部材７３を用いている。そして、現像剤規制部材７３の中空側から現像剤規制部材７３を冷却する冷却手段を設けている。
図１は、本実施形態の現像剤規制部材７３の主要部を示す斜視図。この現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面における移動方向と直交する方向、即ち現像スリーブの回転中心軸に沿った長手方向に延在する中空の空間Ｓを有するとともに、金属（合金を含む）からなる単一部材で形成されている。この金属としては、例えばアルミニウム（熱伝導率ｋ：２３６Ｗ・ｍ−１・℃−１）、銅（熱伝導率ｋ：４０３Ｗ・ｍ−１・℃−１）、鉄（熱伝導率ｋ：８３．５Ｗ・ｍ−１・℃−１）等を用いることができる。金属は、合成樹脂（熱伝導率ｋ：１〜３Ｗ・ｍ−１・℃−１）等と比較して熱伝導率が大きいため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａで発生した熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面全体に速やかに伝達して逃がすことができる。また、現像剤規制部材７３の材質として金属を用いると、剛性が優れ、０．０１ｍｍ程度の加工精度も容易に出すことができる。
【００４９】
また、上記現像剤規制部材７３は、例えば図７に示す金属からなる単一の板部材７３０を図中の一点鎖線で示す２カ所Ｂ１，Ｂ２で折り曲げるプレス曲げ加工で簡単に作ることができる。現像剤規制部材７３の２つのプレス曲げ部７３ａ、７３ｂのうちの一方のプレス曲げ部７３ａが、現像スリーブ表面に所定の間隙で対向する剤規制部となる。また、現像剤規制部材７３の長手方向端部には、現像ケース７０の側板に取り付けるための孔７３１を有する取付け用突起部７３２が設けられている。そして、図８に示すように、現像剤規制部材７３の両端部の取付け用突起部７３２が、現像ケース７０の側板７０１にネジ７３２ａで固定する。この現像ケース７０の側板７０１には、現像スリーブ６５が位置決めされているため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａが現像スリーブ表面に対して一定の間隙で離間対向するように現像剤規制部材７３を固定することができる。
【００５０】
図９及び図１０は、変形例に係る現像剤規制部材７３を取り付けた現像装置６１の概略構成図である。これらの現像剤規制部材７３は、金属の単一板部材を断面が二等辺三角形状になるようにプレス曲げ加工したものである。図９の現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面移動方向の上流側で、断面における２つの端部７３ｃが重ならずに互いに離間して対向するように、プレス曲げ加工されている。一方、図１０の現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面移動方向の上流側で、断面における２つの端部７３ｃが重なるように、プレス曲げ加工されている。特に、図１０の現像剤規制部材７３は、剤規制部７３ａに近い端部７３ｃが外側に位置するように重ね合わせられているため、図９の現像剤規制部材７３に比して剤規制部７３ａの変位が抑制され、規制位置でのギャップが変動しにくい。
【００５１】
図１１及び図１２は、他の変形例に係る現像剤規制部材７３を取り付けた現像装置６１の概略構成図である。これらの現像剤規制部材７３は、金属からなる筒状の単一部材で形成されている。現像剤規制部材７３の断面形状は特定の形状に限定されるものではなく、例えば図１１のように角形であってもいいし、図１２のように円形であってもよい。この筒状の現像剤規制部材７３は、断面が角形や丸形などのパイプを所定の長さで切断することにより簡単に作製することができる。
【００５２】
図１３は、更に他の変形例に係る現像剤規制部材７３を取り付けた現像装置６１の概略構成図である。この現像剤規制部材７３は、金属の単一部材である中実断面の棒部材に孔開け加工により中空の空間Ｓを形成して作製したものである。
【００５３】
図１４は、更に他の変形例に係る現像剤規制部材７３の断面図である。この現像剤規制部材７３は、剤規制部７３ａで折り曲げられた断面Ｖ字状の金属板部材７３３と、この金属板部材７３３の上面に密着するように設けられた蓋部材７３４とを用いて構成されている。この金属板部材７３３及び蓋部材７３４で囲むことにより、現像剤規制部材７３の内部に中空の空間Ｓを形成することができる。この現像剤規制部材７３の場合、蓋部材７３４は必ずしも金属で形成しなくてもよい。
【００５４】
また、上記現像剤規制部材７３内の中空の空間Ｓ側から現像剤規制部材７３を冷却する冷却手段としては、様々な手段を採用することができる。
図１５の現像装置では、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の両端部が固定される現像ケースの側板７０１に、現像剤規制部材７３の断面形状に対応した開口７０１ａを形成している。この開口７０１ａから、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓ内の熱を排出するようにしている。また、この現像装置６１の長手方向端部に形成した開口７０１ａを介して現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓを気流が通過するように、ファンなどの気流発生手段でカラー複写機内部に気流を発生させてもよい。
また、図１６に示すように、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に空気などの気体を送風する手段を設けてもよい。図１６では、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に空気を送風する手段としてファン９０を設けている。このファン９０と、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）の端部が露出している現像装置６１の端部との間には、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に気流をガイドする気流ガイド部材を設けてもよい。この場合は、ファン９０で送風する空気が現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に効率よく導入され、冷却効果を高めることができる。
【００５５】
また、図１７及び図１８に示すように、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓを貫通するように金属などの冷却棒９１を配置してもよい。この場合、図１９に示すように現像装置６１の端部から露出した冷却棒９１の端部に冷却フィン９２を取付け、冷却棒９１の伝わった熱を端部から放出するようにしてもよい。また、図２０に示すように、現像装置６１の端部から露出した冷却棒９１の端部をファン９０で送風される空気流で強制的に冷却し、冷却効果を高めるようにしてもよい。
【００５６】
上記気流を用いて冷却する場合は、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓがしっかり密閉されていないと隙間から空気が漏れ出し、それが現像装置６１内に入り込んでトナー飛散を引き起こすことが懸念される。また、空気や冷却ガスでは現像剤規制部材７３の温度調節だけではなく、隙間から漏れることによって現像装置６１内部の雰囲気まで変えてしまう可能性があるので、現像剤性能になんらかの変化がおこるものと考えられる。また、気体を送風するためにファンを用いた場合は音が発生するので騒音対策も必要である。
そこで、図２１に示すように、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓを貫通するように、冷却媒体としての冷却液を流す金属などからなる冷却パイプ９３を配置してもよい。この冷却パイプ９３は可撓性を有するチューブ状のものであってもいいし、剛性の高い金属の配管であってもよく。そして、図２２に示すように、この冷却パイプ９３には、循環パイプ９４を介して冷却装置９５で冷却した冷却液をポンプ９６で循環させるように供給する。上記冷却液としては、エチレングリコールの水溶液等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
また、現像剤規制部材７３が断面が密閉空間を形成している場合は、上記冷却パイプ９３を用いずに、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓ内に冷却液を通すように構成してもよい。この場合は、現像剤規制部材７３の中空の内面に冷却液が直に接触するため、冷却効率を高めることができる。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａが合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属で形成されている。そのため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａに合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材７３による規制位置で発生した熱を現像剤規制部材７３の中空Ｓに面する内面側に速やかに伝達させることができる。そして、この現像剤規制部材７３の内面で囲まれた中空側から上記冷却手段で冷却することにより、現像剤規制部材７３の中空側の内面に伝達してきた熱を中空７３内に速やかに逃がすことができる。この中空内の熱は、空気の気流、伝熱棒、冷却液などで外部に排出することができる。従って、現像剤規制部材７３による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができる。
特に、図１及び図９〜１３のように現像剤規制部材７３を単一部材で形成した場合は、複数部材で構成した場合のような部材間の境界での熱抵抗がなく、上記規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面側に更に速やかに伝達させることができる。
また、本実施形態において、上記現像剤規制部材７３の少なくとも現像スリーブ６５に対向している剤規制部７３ａを、板部材に曲げ加工を施して形成してもよい。この板部材の曲げ加工により、上記中空を有する現像剤規制部材７３の製造が容易になる。
また、本実施形態において、現像剤規制部材７３を、現像スリーブ６５の表面から離間させて配置する場合は、熱伝導率が大きく剛性の高い金属等からなる板部材を現像剤規制部材７３に使用できる。従って、現像剤規制部材７３による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制できるとともに、現像剤規制部材７３の強度等を確保することができる。
また、本実施形態において、現像剤規制部材７３の中空側から冷却する冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の部分Ｓに気体を送風する手段を設けることができる。この場合は、上記送風する手段として、複写機内に既に設けられているファンを利用することができ、冷却手段のための特別な装置を設置することなく、構成の変更がすくない。
また、本実施形態において、上記冷却手段で送風する空気等の気体の温度は、現像装置６１本体の外側の外気の温度よりも低くすることが望ましい。この場合は、冷却効果を高めることができる。更に、上記冷却手段で送風する空気等の気体の温度は、現像装置６１本体の外側の外気の湿度よりも低くすることが望ましい。この場合は、現像剤の帯電能力の低下を防止することができる。
また、本実施形態において、上記現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａの温度を測定し、その測定結果に基づいて上記冷却手段で送風する空気等の気体の温度を調整する温度調整手段を設けてもよい。この場合は、現像剤の温度の過剰低下を防止することができる。従って、現像剤の温度の過剰低下で磁性キャリアの帯電量が低くなってトナーの保持力が減少するのを防止することができ、トナー飛散や地汚れなどの異常画像の発生を防止することができる。
また、本実施形態において、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の部分Ｓに冷却液を通過させる手段を設けてもよい。この場合は、気流を用いた場合のような現像剤規制部材７３内の中空から隙間を介した気流の漏れに起因したトナー飛散がない。また、気体の送風のためにファンを設ける場合に比して騒音が発生しにくく、騒音に対する余裕度が高い。
また、本実施形態において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分を貫通するように配置された棒状の伝熱部材（冷却棒９１）と、この伝熱部材（冷却棒９１）の端部から熱を逃がす手段とを設けてもよい。この場合も、気流を用いた場合のような現像剤規制部材７３内の中空から隙間を介した気流の漏れに起因したトナー飛散がない。また、気体の送風のためにファンを設ける場合に比して騒音が発生しにくく、騒音に対する余裕度が高い。
【００５８】
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。この場合は、このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアは、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものが好ましい。この場合は、かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００５９】
また、本実施形態において、現像剤のトナーの体積平均粒径Ｄｖ［μｍ］と個数平均粒径Ｄｎ［μｍ］との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．０５以上１．３０以下が好ましい。このような粒径のトナーを用いることにより、トナーの粒度分布が狭くなるため、次のような効果を得ることができる。
１．トナー粒径面での選択現像といった現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。
２．トナーリサイクルシステムを搭載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくくなる。従って、この点からも常時、安定した画像を形成することができる。
３．二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
４．一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなるとともに、現像剤担持体へのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着が発生しない。従って、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
【００６０】
また、本実施形態において、上記現像剤のトナーの平均円形度は０．９５以上０．９９以下が好ましい。この場合は、▲１▼粒状度向上、▲２▼転写率向上（感光体上のトナー付着量Ｍ／Ａの低減）、▲３▼トルク低減等の効果を得ることができる。
また、本実施形態において、上記現像剤のトナーは、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーが好ましい。この場合は、１．粉砕工程がなく、小資源化を図ることができる、２．粒径分布がシャ−プになる、３．帯電分布がシャ−プになる、４．円形度を変える形状制御が容易になる、等の効果を得ることができる。
また、本実施形態において、上記現像剤のトナーの形状係数（ＳＦ−１）は１２０以上１８０以下が好ましい。この場合は、▲１▼流動性向上（形状係数ＳＦ−１を規定）し、トルク低減を図ることができる、▲２▼クリ−ニング性の向上を図ることができる、という効果を得ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１乃至１４の発明によれば、現像剤規制部材に合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材による規制位置で発生した熱を現像剤規制部材の中空に面する内面側に速やかに伝達させることができる。そして、この現像剤規制部材の中空側の内面に伝達してきた熱を中空内に速やかに逃がして排出することができる。従って、現像剤規制部材による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー複写機の現像装置に用いられる現像剤規制部材の斜視図。
【図２】トナーの形状係数ＳＦ−１の計算に用いるパラメータの説明図。
【図３】トナーの形状係数ＳＦ−２の計算に用いるパラメータの説明図。
【図４】本発明の実施形態に係るカラー複写機の概略構成図。
【図５】同カラー複写機の画像形成部の概略構成図。
【図６】プロセスカートリッジの概略構成図。
【図７】現像剤規制部材の製造に用いる板部材の展開図。
【図８】現像剤規制部材の取付け部の斜視図。
【図９】変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１０】他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１１】更に他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１２】更に他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１３】更に他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１４】更に他の変形例に係る現像剤規制部材の断面図。
【図１５】現像剤規制部材を自然冷却する冷却手段を設けた現像装置の斜視図。
【図１６】変形例に係る冷却手段を設けた現像装置の斜視図。
【図１７】他の変形例に係る冷却手段を設けた現像剤規制部材の斜視図。
【図１８】同現像剤規制部材を備えた現像装置の斜視図。
【図１９】同現像剤規制部材の中空を貫通する冷却棒の端部の拡大図。
【図２０】同現像剤規制部材の中空を貫通する冷却棒の端部の拡大図。
【図２１】更に他の変形例に係る冷却手段を設けた現像剤規制部材の斜視図。
【図２２】同現像剤規制部材の中空を貫通するパイプに冷却液を供給する冷却液循環システムの説明図。
【図２３】従来例に係る現像剤規制部材の斜視図。
【符号の説明】
１８ 画像形成部
２０ タンデム画像形成部
４０ 感光体（像担持体）
６０ 帯電装置
６１ 現像装置
６２ 一次転写装置
６３ 感光体クリーニング装置
６５ 現像スリーブ（現像剤担持体）
６６ 攪拌部
６７ 現像部
６８ スクリュー
７０ 現像ケース
７１ トナー濃度センサ
７２ マグネット
７３ 現像剤規制部材
７３ａ 剤規制部
９０ ファン
９１ 冷却棒
９２ 冷却フィン
９３ 冷却液供給用のパイプ
９４ 循環パイプ
９５ 冷却装置
９６ ポンプ
１００ 複写機本体
１８０ プロセスカートリッジ
Ｓ 現像剤規制部材内の中空の部分
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置、並びに該装置に用いる現像剤規制部材、現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。詳しくは、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材、並びにその現像剤規制部材を有する現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の現像装置として、現像ローラ等の現像剤担持体に現像剤を担持し、感光体等の像担持体に対向する現像領域に搬送する現像装置が知られている。この現像装置では、現像剤担持体上に担持された現像剤を現像剤規制部材で規制した後、現像領域に搬送される。ところが、この現像剤規制部材で現像剤を規制している規制位置では、現像剤規制部材と現像剤との摩擦、現像剤担持体表面と現像剤との摩擦、及び現像剤同士の摩擦によって熱が発生する。この現像剤の温度上昇は、現像剤の現像能力を低下させたり、現像剤を劣化させて寿命を短くしたりする。例えば、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤の場合、上記規制位置での現像剤の温度上昇により、トナーの帯電量が低下して現像剤の現像能力が低下する。また、現像剤に添加した外添剤が軟化したトナーに埋没し、磁性キャリア同士が直に接触することにより、磁性キャリアの形状が変化して現像剤が劣化する。また、上記現像剤を構成するトナーの温度上昇は、現像剤担持体表面上のトナーフィルミングの原因にもなる。すなわち、上記規制位置でトナーの温度が上昇すると、トナーが柔らかくなってしまいには融けてしまう。このトナーの溶融物が現像剤担持体の表面にフィルム状に付着し、現像剤担持体の性能を著しく低下させるトナーフィルミングが発生する。
【０００３】
そこで、上記規制位置での現像剤の温度上昇を抑制するために、特許文献１では、現像剤規制部材に接触する放熱用ヒートシンクと、この放熱用ヒートシンクを冷却する冷却手段とを設けた現像装置が提案されている。そして、この現像装置では、現像剤規制部材の長手方向の温度を均一化するために上記放熱用ヒートシンクにヒートパイプを埋め込んだり、現像剤規制部材にヒートパイプを固着したりしている。
【０００４】
また、特許文献２では、薄いシート状部材を少なくとも現像剤担持体側に膨出するように撓ませるとともに、このシート状部材の膨出部分を現像剤担持体の表面に圧接させた現像剤規制部材を備えた現像装置が提案されている。この現像剤規制部材のシート状部材の膨出部分は、現像剤担持体の表面に沿った形状に変形するように構成されている。そして、上記シート状部材の材質としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のようなゴム弾性を有しない合成樹脂が用いられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３５９４２号公報
【特許文献２】
特開２００１−０８３７９９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示されている現像装置では、上記放熱用ヒートシンクが現像剤規制部材に接触するように設けられている。そのため、両者の接触面における熱抵抗により、現像剤規制部材から放熱用ヒートシンクへの熱伝達が効率的に行われず、上記規制位置での現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができないという問題点があった。
また、上記特許文献１に開示されている現像装置では、上記放熱用ヒートシンクにヒートパイプを埋め込んだり、現像剤規制部材にヒートパイプを固着したりしている。しかしながら、このヒートパイプは、前述のように現像剤規制部材の長手方向の温度を均一化するためのものであり、現像剤規制部材全体の温度上昇を抑制する機能は有していないものと考えられる。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されている現像装置では、現像剤規制部材を構成するシート状部材の材質として金属よりも熱伝導率が低い合成樹脂が用いられている。そのため、上記現像剤規制部材を構成するシート状部材を介して、現像剤を規制している規制位置で発生した熱を逃がしにくく、上記規制位置での現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができないという問題点があった。
また、上記特許文献２には、上記シート状部材の内面（裏面）に、合成樹脂よりも熱伝導率の高い材質からなる熱伝導層や突起部を形成した現像剤規制部材が開示されている。しかしながら、この現像剤規制部材においても、現像剤担持体上の現像剤と直に接触しているのが合成樹脂であるため、上記規制位置で現像剤の温度上昇を効率よく抑制するのは難しいと考えられる。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、現像剤規制部材の規制位置における発熱による現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができる現像剤規制部材、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である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、該現像剤規制部材は、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有するとともに、金属からなる単一部材で形成され、該現像剤規制部材内の中空側から該現像剤規制部材を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤規制部材の少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記現像剤規制部材は、上記現像剤担持体の表面から離間させて配置したものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分に気体を送風する手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記冷却手段で送風する気体の温度が、装置本体の外側の外気の温度よりも低いことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４の現像装置において、上記現像剤規制部材の上記剤規制部の温度を測定し、その測定結果に基づいて上記冷却手段で送風する気体の温度を調整する温度調整手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分に冷却液を通過させる手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分を貫通するように配置された棒状の伝熱部材と、該伝熱部材の端部から熱を逃がす手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、該磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、該トナーが、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項１１の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段が、請求項１乃至１０のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、該現像手段が、請求項１乃至１０のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項１３の発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体の表面に対向するように配置され、該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材において、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有するとともに、金属からなる単一部材で形成されたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の現像剤規制部材において、少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項１乃至１０の現像装置、請求項１１のプロセスカートリッジ、請求項１２の画像形成装置、並びに請求項１３及び１４の現像剤規制部材では、現像剤規制部材の剤規制部が合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属で形成されている。そのため、現像剤規制部材に合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材による規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材の中空に面する内面側に速やかに伝達させることができる。更に、現像剤規制部材が単一部材で形成されているため、複数部材で構成した場合のような部材間の境界での熱抵抗がなく、上記規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材の中空に面する内面側に更に速やかに伝達させることができる。そして、この現像剤規制部材の内面で囲まれた中空側から冷却手段で冷却されるため、現像剤規制部材の中空側の内面に伝達してきた熱を中空内に速やかに逃がして排出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下「カラー複写機」という）に適用した場合の実施形態について説明する。
まず、本実施形態のカラー複写機に用いる現像剤について説明する。本実施形態では、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いる。この現像剤を構成するトナーは、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーである。このトナーは以下の方法で製造することができるが、勿論これらに限定されることはない。
【００１４】
＜トナーの製造方法＞
（▲１▼トナー組成物の準備）：酢酸エチル等の有機溶媒に、樹脂、着色剤、ワックス、帯電制御剤、イソシアネート基を有するポリエステル樹脂（プレポリマー）からなるトナー原材料を溶解させ、それをトナー組成物とした。ここで、プレポリマーとは、ベースとなるポリマー１分子中に２以上の反応基を有するポリマーである。
（▲２▼乳化）：界面活性剤、粘度調整剤、樹脂微粒子を含有する水系媒体に、上記トナー組成物とアミン類とを加えて、せん断力により分散させ、乳化状態を形成する。
（▲３▼熟成）：イソシアネート基とアミン類との反応による 伸長および／または架橋反応を促進させるため、反応系に対して加熱を行う。
（▲４▼脱溶剤）：一例として、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を蒸発除去する方法をとることができる。
（▲５▼アルカリ洗浄、水洗）：得られたトナー粒子表面に残存している異物（界面活性剤、粘度調整剤、等）を除去するための工程である。
（▲６▼乾燥）：得られたトナー粒子をろ過により回収し、乾燥する。
（▲７▼外添剤処理）：必要に応じて、外添剤微粒子（シリカ、チタニア、アルミナ、等）を０．１〜５．０重量部、ミキサーにより外添する。
【００１５】
次に、上記トナーのより具体的な製造例について説明するが、これに限定されるものではない。以下、「部」は重量部を示す。
＜トナー製造例＞
（ポリエステルの製造例）：冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６９０部、テレフタル酸２５６部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合させた。次いで、１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後１６０℃まで冷却し、これに１８部の無水フタル酸を加えて２時間反応させ、変性されていないポリエステル（ａ）を得た。
（プレポリマーの製造例）：冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物８００部、イソフタル酸１８０部、テレフタル酸６０部、およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧で２３０℃で８時間反応させた。さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で脱水しながら５時間反応させた後、１６０℃まで冷却し、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応させた。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０部と２時間反応を行わせ、イソシアネート基含有プレポリマー（１）を得た。
（ケチミン化合物の製造例）：攪拌棒および温度計のついた反応槽中にイソホロンジアミン３０部とメチルエチルケトン７０部を仕込み、５０℃で５時間反応を行い、ケチミン化合物（２）を得た。
（トナーの製造例）：ビーカー内に前記のプレポリマー（１）１５．４部、ポリエステル（ａ）６０部、酢酸エチル７８．６部を入れ、攪拌し溶解させた。次いで、離型剤であるライスＷＡＸ（融点８３℃）１０部、銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）４部を入れ、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させた。最後に、ケチミン化合物（２）２．７部を加え溶解させた。これをトナー材料溶液（３）とする。ビーカー内にイオン交換水３０６部、リン酸カルシウム１０％懸濁液２６５部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部、平均粒径０．２０μｍのスチレン／アクリル系樹脂微粒子を入れ均一に溶解した。次いで、６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液（３）を投入し、１０分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに５００ｇ計量して移し、４５℃まで昇温して、減圧下ウレア化反応をさせながら０．５時間かけ溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した。その後、風力分級し、母体粒子を得た。そして、この母体粒子１００部と帯電制御剤（オリエント化学社製、ボントロン、Ｅ−８４）０．２５部とをＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に仕込み、タービン型羽根の周速を５０ｍ／ｓｅｃに設定し、２分間運転、１分間休止を５サイクル行った。合計の処理時間は１０分間とした。さらに、疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）を０．５部添加し、周速を１５ｍ／ｓｅｃとして３０秒混合１分間休止を５サイクル行い、シアントナーを得た。次いで、トナー粒子１００部に疎水性シリカ０．５部と、疎水化酸化チタン０．５部をヘンシェルミキサーにて混合して、本実施形態のトナーを得た。
【００１６】
なお、シアン以外の色のトナーは、上記「銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）４部」の部分だけを変更して製造した。イエロートナー作成の場合は、ベンジジンイエロー顔料６部に変更した。マゼンタトナーの場合は、ローダミンレーキ顔料６部に変更した。また、ブラックトナーの場合は、カーボンブラック１０部に変更した。
【００１７】
上記方法で製造したトナーを用いることにより、次のような効果を得ることができる。即ち、１．粉砕工程がなく、小資源化を図ることができる、２．粒径分布がシャ−プになる、３．帯電分布がシャ−プになる、４．円形度を変える形状制御が容易になる、等の効果を得ることができる。
【００１８】
＜トナーの粒径＞：
なお、上記トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）は４〜８μｍであり、この体積平均粒径Ｄｖ（μｍ）と個数平均粒径Ｄｎ（μｍ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．０５以上１．３０以下が好ましい。より好ましくは、上記体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎのは１．１０以上１．２５以下がよい。このような粒径のトナーを用いることにより、トナーの粒度分布が狭くなるため、次のような効果を得ることができる。
１．トナー粒径面での選択現像といった現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。ここで、選択現像とは、画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像される現象をいう。
２．トナーリサイクルシステムを搭載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくくなる。従って、この点からも常時、安定した画像を形成することができる。
３．二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
４．一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像剤担持体へのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着が発生しない。従って、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
【００１９】
一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得るために有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、トナーの体積平均粒子径Ｄｖが上記範囲（４〜８μｍ）よりも小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させてしまう。また、一成分現像剤として用いた場合には、現像剤担持体へのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。また、これらの現象は微粉の含有率が本実施形態の範囲より多いトナーにおいても同様である。逆に、トナーの体積平均粒子径Ｄｖが上記範囲（４〜８μｍ）よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、上記体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎの値が１．３０よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。また、上記体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎの値が１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もある。しかしながら、この場合は、細線部分を小サイズ粒子で現像し、一方、ベタ画像を大サイズ粒子を中心に現像するといったトナー粒径による機能分離ができにくくなるため、かえって好ましくない。
【００２０】
（トナー粒径の測定方法）：
上記トナー粒径は、例えばコールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置を用いて測定することができる。この測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下、この測定装置を用いたトナー粒径の測定方法について述べる。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とした。
【００２１】
＜円形度および円形度分布＞：
また、上記トナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要であり、平均円形度が０．９３未満であって球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。トナーの形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である円形度の平均値（平均円形度）が０．９５以上０．９９以下のトナーが、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。より好ましくは、平均円形度が０．９６以上０．９９以下で円形度が０．９５未満の粒子が１０％以下である。また、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体及び転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはない。ところが、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合、クリーニング不良が発生しやすい。このクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
【００２２】
（円形度の測定方法）：
上記トナーの平均円形度は、例えばフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００個〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００２３】
上記平均円形度が０．９５以上０．９９以下のトナーを用いることにより次のような効果を得ることができる。即ち、▲１▼粒状度向上、▲２▼転写率向上（感光体上のトナー付着量Ｍ／Ａの低減）、▲３▼トルク低減等の効果を得ることができる。
【００２４】
＜トナーの形状係数＞：
上記トナーの形状係数ＳＦ−１は１２０以上１８０以下、形状係数ＳＦ−２は１２０以上１９０以下であることが好ましい。ここで、形状係数ＳＦ−１とは、図２に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値である。具体的には、球形物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長（ＭＸＬＮＧ）の二乗を、図形面積（ＡＲＥＡ）で割り、１００π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次式で定義される。
【数１】
（ＳＦ−１）＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
【００２５】
この形状係数ＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
【００２６】
また、上記形状係数ＳＦ−２は、図３に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値である。具体的は、物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長（ＰＥＲＩ）の二乗を、図形面積ＡＲＥＡで割り、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式で定義されるものである。
【数２】
（ＳＦ−２）＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
【００２７】
この形状係数ＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、形状係数ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
【００２８】
なお、本実施形態では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上記定義式より各形状係数の値を算出した。
【００２９】
トナーの形状が球形に限りなく近づく、即ち上記形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２がともに１００に近づくと、転写効率が高くなることが本発明者らの検討により明らかになった。これは、形状効果によりトナー粒子とそのトナー粒子と接触するモノ（トナー粒子同士、像担持体等）との間では点接触しかしないために、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。
一方、トナーの形状が球形に近づくと、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。これは、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、クリーニング部材と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまうためである。よって、クリーニング性の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凸凹（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）したりしていた方が好ましい。
【００３０】
以上のように、上記形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２が所定の範囲にあるトナーを用いることにより、次のような効果を得ることができる。即ち、▲１▼流動性向上（形状係数ＳＦ−１を規定）し、トルク低減を図ることができる、▲２▼クリ−ニング性の向上を図ることができる、という効果を得ることができる。
【００３１】
上記トナーは磁性キャリアと混合され２成分系現像剤として用いる。この磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
【００３２】
また、上記磁性キャリアとしては、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、その樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂と、メラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分、帯電調整剤を含有させたものが好ましい。かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るタンデム型間接転写方式のカラー複写機の全体構成及び動作について説明する。
図４は、同カラー複写機の概略構成図である。図中符号１００はカラー複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００はカラー複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
カラー複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設けている。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回され、図中時計回りに回転搬送可能となっている。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左には、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部１８が横に並べて配置されている。
上記タンデム画像形成部２０における個々の画像形成部１８は、像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電装置、現像装置、１次転写手段としての１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。また、タンデム画像形成部２０の上には、露光装置２１が設けられている。
これらの４つの画像形成部１８により、各感光体ドラム４０上に互いに異なる色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのタンデム画像形成部２０が構成されている。
【００３４】
また、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写手段としての２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を転写材としての転写紙に転写する。
また、２次転写位置の転写紙搬送方向下流側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
また、２次転写装置２２及び定着装置２５の下側には、タンデム画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。
【００３５】
上記構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成部１８で像担持体としての感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０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４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。
【００３６】
画像転写後の転写紙は、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像が定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で表面に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００３７】
次に、タンデム画像形成部２０の個々の画像形成部１８について説明する。
図５は、画像形成部１８の概略構成図である。画像形成部１８は、像担持体としてのドラム状の感光体４０のまわりに、帯電手段としての帯電装置６０、現像手段としての現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えてなる。感光体４０は、図示例では、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
【００３８】
なお、画像形成部１８は、少なくとも感光体４０と現像装置６１とを一体的に支持してプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。例えば、図６に示すように、感光体４０と現像装置６１と帯電装置６０と感光体クリーニング装置６３とを一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
また、複数の画像形成部１８又は全ての画像形成部１８を一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
【００３９】
上記画像形成部１８を構成する部分のうち、帯電装置６０はローラ状であり、感光体４０に接触して電圧を印加することによりその感光体４０の帯電を行う。もちろん、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うこともできる。
【００４０】
上記現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を使用し、攪拌部６６と現像部６７とを備えている。
上記攪拌部６６は、二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ６５に二成分現像剤を供給付着させるものであり、現像部６７よりも低い位置にある。この攪拌部６６には、平行な２本のスクリュー６８が設けられ、２本のスクリュー６８の間は、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られている。また、現像ケース７０にはトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
【００４１】
上記現像部６７は、現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体４０に転移させるものであり、現像ケース７０の開口を通して感光体４０と対向する現像剤担持体としての現像スリーブ６５が設けられている。また、現像スリーブ６５の表面に対して一定距離で離間した隙間をもって保持された現像剤規制部材７３が設けられている。
【００４２】
上記現像スリーブ６５は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状を持ち、内部には複数のマグネット７２が配設されている。マグネット７２は、固定されているために現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させられるようになっている。マグネット７２は、例えば、現像剤規制部材７３の箇所から現像スリーブ６５の回転方向にＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３の５磁極を有する。現像剤は、マグネット７２により磁気ブラシを形成され、現像スリーブ６５上に担持される。現像スリーブ６５は、現像剤の磁気ブラシを形成した、マグネット７２のＳ１側の現像領域に、感光体４０に対向して配設されている。
【００４３】
上記構成の現像装置６１において、２成分現像剤を２本のスクリュー６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、現像剤規制部材７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。
他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加された現像バイアス電圧により感光体４０に転移して感光体４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。
【００４４】
感光体クリーニング装置６３は、先端が感光体４０に押し当てられる例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、クリーニング性を高めるために外周を感光体４０に接触ブラシを併用している。図５では外周を感光体４０に接触導電性のファーブラシ７６を矢印方向に回転自在に備える。また、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製の電界ローラ７７を矢印方向に回転自在に備え、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。さらに、感光体クリーニング装置６３には、感光体４０から除去したトナーを回収する回収スクリュー７９が設けられている。
【００４５】
上記構成の感光体クリーニング装置６３において、感光体４０に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ７６によって感光体４０上の残留トナーが除去される。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ７７によって取り除かれる。電界ローラ７７に付着されたトナーは、スクレーパ７８でクリーニングされる。感光体クリーニング装置６３で回収したトナーは、回収スクリュー７９で感光体クリーニング装置６３の片側に寄せ、トナーリサイクル装置８０で現像装置６１へと戻されて再利用される。
【００４６】
上記構成の画像形成部１８において、感光体４０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体４０の表面が一様に帯電され、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて上述した露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌが照射され、感光体４０上に静電潜像が形成される。
その後、現像装置６１によりトナーが付着され静電潜像が可視像化され、その可視像が１次転写装置６２で中間転写体１０上に転写される。画像転写後の感光体４０の表面は、感光体クリーニング装置６３で残留トナーが除去されて清掃され、除電装置６４で除電されて再度の画像形成に備える。
【００４７】
次に、本発明の特徴部に係る現像剤規制部材７３の構成について説明する。
従来の現像剤規制部材７３’としては、図２３に示すように断面がＬ字型になるように曲げたものが多い。この現像剤規制部材７３’は、その端部（剤規制部）７３ａ’が現像スリーブ６５の表面に所定の距離をもって離間対向するように保持され、現像剤の層厚を規制している。この現像剤規制部材７３による規制位置の前後では、現像剤は詰まった状態から現像スリーブ６５の回転とその表面との摩擦によって、無理やり押し出されるような状態になり、現像剤はかなりの圧力を受けることとなる。もちろん、この規制位置で発生する摩擦は、現像剤と現像スリーブ表面との間だけでなく、現像剤と現像剤規制部材７３’との、現像剤同士の間でも発生している。この摩擦というものは必ずそのエネルギーを摩擦熱という熱、もしくは音に変換して発散しようとするので、この規制位置においてはかなりの発熱が生じているものと考えられる。このように現像剤規制部材による規制位置で発熱すると、前述のように現像剤の温度が上昇し、現像剤の現像能力の低下、現像剤の寿命の低下、現像スリーブ上のトナーフィルミング等の不具合が発生するおそれがある。
【００４８】
そこで、本実施形態の現像装置６１では、上記規制位置での現像剤の温度上昇を効率良く抑制するために、少なくとも現像スリーブ６５の表面に対向している剤規制部が金属で構成された中空構造の現像剤規制部材７３を用いている。そして、現像剤規制部材７３の中空側から現像剤規制部材７３を冷却する冷却手段を設けている。
図１は、本実施形態の現像剤規制部材７３の主要部を示す斜視図。この現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面における移動方向と直交する方向、即ち現像スリーブの回転中心軸に沿った長手方向に延在する中空の空間Ｓを有するとともに、金属（合金を含む）からなる単一部材で形成されている。この金属としては、例えばアルミニウム（熱伝導率ｋ：２３６Ｗ・ｍ−１・℃−１）、銅（熱伝導率ｋ：４０３Ｗ・ｍ−１・℃−１）、鉄（熱伝導率ｋ：８３．５Ｗ・ｍ−１・℃−１）等を用いることができる。金属は、合成樹脂（熱伝導率ｋ：１〜３Ｗ・ｍ−１・℃−１）等と比較して熱伝導率が大きいため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａで発生した熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面全体に速やかに伝達して逃がすことができる。また、現像剤規制部材７３の材質として金属を用いると、剛性が優れ、０．０１ｍｍ程度の加工精度も容易に出すことができる。
【００４９】
また、上記現像剤規制部材７３は、例えば図７に示す金属からなる単一の板部材７３０を図中の一点鎖線で示す２カ所Ｂ１，Ｂ２で折り曲げるプレス曲げ加工で簡単に作ることができる。現像剤規制部材７３の２つのプレス曲げ部７３ａ、７３ｂのうちの一方のプレス曲げ部７３ａが、現像スリーブ表面に所定の間隙で対向する剤規制部となる。また、現像剤規制部材７３の長手方向端部には、現像ケース７０の側板に取り付けるための孔７３１を有する取付け用突起部７３２が設けられている。そして、図８に示すように、現像剤規制部材７３の両端部の取付け用突起部７３２が、現像ケース７０の側板７０１にネジ７３２ａで固定する。この現像ケース７０の側板７０１には、現像スリーブ６５が位置決めされているため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａが現像スリーブ表面に対して一定の間隙で離間対向するように現像剤規制部材７３を固定することができる。
【００５０】
図９及び図１０は、変形例に係る現像剤規制部材７３を取り付けた現像装置６１の概略構成図である。これらの現像剤規制部材７３は、金属の単一板部材を断面が二等辺三角形状になるようにプレス曲げ加工したものである。図９の現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面移動方向の上流側で、断面における２つの端部７３ｃが重ならずに互いに離間して対向するように、プレス曲げ加工されている。一方、図１０の現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面移動方向の上流側で、断面における２つの端部７３ｃが重なるように、プレス曲げ加工されている。特に、図１０の現像剤規制部材７３は、剤規制部７３ａに近い端部７３ｃが外側に位置するように重ね合わせられているため、図９の現像剤規制部材７３に比して剤規制部７３ａの変位が抑制され、規制位置でのギャップが変動しにくい。
【００５１】
図１１及び図１２は、他の変形例に係る現像剤規制部材７３を取り付けた現像装置６１の概略構成図である。これらの現像剤規制部材７３は、金属からなる筒状の単一部材で形成されている。現像剤規制部材７３の断面形状は特定の形状に限定されるものではなく、例えば図１１のように角形であってもいいし、図１２のように円形であってもよい。この筒状の現像剤規制部材７３は、断面が角形や丸形などのパイプを所定の長さで切断することにより簡単に作製することができる。
【００５２】
図１３は、更に他の変形例に係る現像剤規制部材７３を取り付けた現像装置６１の概略構成図である。この現像剤規制部材７３は、金属の単一部材である中実断面の棒部材に孔開け加工により中空の空間Ｓを形成して作製したものである。
【００５３】
図１４は、更に他の変形例に係る現像剤規制部材７３の断面図である。この現像剤規制部材７３は、剤規制部７３ａで折り曲げられた断面Ｖ字状の金属板部材７３３と、この金属板部材７３３の上面に密着するように設けられた蓋部材７３４とを用いて構成されている。この金属板部材７３３及び蓋部材７３４で囲むことにより、現像剤規制部材７３の内部に中空の空間Ｓを形成することができる。この現像剤規制部材７３の場合、蓋部材７３４は必ずしも金属で形成しなくてもよい。
【００５４】
また、上記現像剤規制部材７３内の中空の空間Ｓ側から現像剤規制部材７３を冷却する冷却手段としては、様々な手段を採用することができる。
図１５の現像装置では、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の両端部が固定される現像ケースの側板７０１に、現像剤規制部材７３の断面形状に対応した開口７０１ａを形成している。この開口７０１ａから、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓ内の熱を排出するようにしている。また、この現像装置６１の長手方向端部に形成した開口７０１ａを介して現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓを気流が通過するように、ファンなどの気流発生手段でカラー複写機内部に気流を発生させてもよい。
また、図１６に示すように、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に空気などの気体を送風する手段を設けてもよい。図１６では、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に空気を送風する手段としてファン９０を設けている。このファン９０と、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）の端部が露出している現像装置６１の端部との間には、現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に気流をガイドする気流ガイド部材を設けてもよい。この場合は、ファン９０で送風する空気が現像剤規制部材７３の中空の部分（空間Ｓ）に効率よく導入され、冷却効果を高めることができる。
【００５５】
また、図１７及び図１８に示すように、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓを貫通するように金属などの冷却棒９１を配置してもよい。この場合、図１９に示すように現像装置６１の端部から露出した冷却棒９１の端部に冷却フィン９２を取付け、冷却棒９１の伝わった熱を端部から放出するようにしてもよい。また、図２０に示すように、現像装置６１の端部から露出した冷却棒９１の端部をファン９０で送風される空気流で強制的に冷却し、冷却効果を高めるようにしてもよい。
【００５６】
上記気流を用いて冷却する場合は、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓがしっかり密閉されていないと隙間から空気が漏れ出し、それが現像装置６１内に入り込んでトナー飛散を引き起こすことが懸念される。また、空気や冷却ガスでは現像剤規制部材７３の温度調節だけではなく、隙間から漏れることによって現像装置６１内部の雰囲気まで変えてしまう可能性があるので、現像剤性能になんらかの変化がおこるものと考えられる。また、気体を送風するためにファンを用いた場合は音が発生するので騒音対策も必要である。
そこで、図２１に示すように、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓを貫通するように、冷却媒体としての冷却液を流す金属などからなる冷却パイプ９３を配置してもよい。この冷却パイプ９３は可撓性を有するチューブ状のものであってもいいし、剛性の高い金属の配管であってもよく。そして、図２２に示すように、この冷却パイプ９３には、循環パイプ９４を介して冷却装置９５で冷却した冷却液をポンプ９６で循環させるように供給する。上記冷却液としては、エチレングリコールの水溶液等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
また、現像剤規制部材７３が断面が密閉空間を形成している場合は、上記冷却パイプ９３を用いずに、現像剤規制部材７３の中空の空間Ｓ内に冷却液を通すように構成してもよい。この場合は、現像剤規制部材７３の中空の内面に冷却液が直に接触するため、冷却効率を高めることができる。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａが合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属で形成されている。そのため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａに合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材７３による規制位置で発生した熱を現像剤規制部材７３の中空Ｓに面する内面側に速やかに伝達させることができる。そして、この現像剤規制部材７３の内面で囲まれた中空側から上記冷却手段で冷却することにより、現像剤規制部材７３の中空側の内面に伝達してきた熱を中空７３内に速やかに逃がすことができる。この中空内の熱は、空気の気流、伝熱棒、冷却液などで外部に排出することができる。従って、現像剤規制部材７３による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができる。
特に、図１及び図９〜１３のように現像剤規制部材７３を単一部材で形成した場合は、複数部材で構成した場合のような部材間の境界での熱抵抗がなく、上記規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面側に更に速やかに伝達させることができる。
また、本実施形態において、上記現像剤規制部材７３の少なくとも現像スリーブ６５に対向している剤規制部７３ａを、板部材に曲げ加工を施して形成してもよい。この板部材の曲げ加工により、上記中空を有する現像剤規制部材７３の製造が容易になる。
また、本実施形態において、現像剤規制部材７３を、現像スリーブ６５の表面から離間させて配置する場合は、熱伝導率が大きく剛性の高い金属等からなる板部材を現像剤規制部材７３に使用できる。従って、現像剤規制部材７３による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制できるとともに、現像剤規制部材７３の強度等を確保することができる。
また、本実施形態において、現像剤規制部材７３の中空側から冷却する冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の部分Ｓに気体を送風する手段を設けることができる。この場合は、上記送風する手段として、複写機内に既に設けられているファンを利用することができ、冷却手段のための特別な装置を設置することなく、構成の変更がすくない。
また、本実施形態において、上記冷却手段で送風する空気等の気体の温度は、現像装置６１本体の外側の外気の温度よりも低くすることが望ましい。この場合は、冷却効果を高めることができる。更に、上記冷却手段で送風する空気等の気体の温度は、現像装置６１本体の外側の外気の湿度よりも低くすることが望ましい。この場合は、現像剤の帯電能力の低下を防止することができる。
また、本実施形態において、上記現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａの温度を測定し、その測定結果に基づいて上記冷却手段で送風する空気等の気体の温度を調整する温度調整手段を設けてもよい。この場合は、現像剤の温度の過剰低下を防止することができる。従って、現像剤の温度の過剰低下で磁性キャリアの帯電量が低くなってトナーの保持力が減少するのを防止することができ、トナー飛散や地汚れなどの異常画像の発生を防止することができる。
また、本実施形態において、上記冷却手段として、現像剤規制部材７３の中空の部分Ｓに冷却液を通過させる手段を設けてもよい。この場合は、気流を用いた場合のような現像剤規制部材７３内の中空から隙間を介した気流の漏れに起因したトナー飛散がない。また、気体の送風のためにファンを設ける場合に比して騒音が発生しにくく、騒音に対する余裕度が高い。
また、本実施形態において、上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分を貫通するように配置された棒状の伝熱部材（冷却棒９１）と、この伝熱部材（冷却棒９１）の端部から熱を逃がす手段とを設けてもよい。この場合も、気流を用いた場合のような現像剤規制部材７３内の中空から隙間を介した気流の漏れに起因したトナー飛散がない。また、気体の送風のためにファンを設ける場合に比して騒音が発生しにくく、騒音に対する余裕度が高い。
【００５８】
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。この場合は、このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアは、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものが好ましい。この場合は、かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００５９】
また、本実施形態において、現像剤のトナーの体積平均粒径Ｄｖ［μｍ］と個数平均粒径Ｄｎ［μｍ］との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．０５以上１．３０以下が好ましい。このような粒径のトナーを用いることにより、トナーの粒度分布が狭くなるため、次のような効果を得ることができる。
１．トナー粒径面での選択現像といった現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。
２．トナーリサイクルシステムを搭載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくくなる。従って、この点からも常時、安定した画像を形成することができる。
３．二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
４．一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなるとともに、現像剤担持体へのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着が発生しない。従って、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
【００６０】
また、本実施形態において、上記現像剤のトナーの平均円形度は０．９５以上０．９９以下が好ましい。この場合は、▲１▼粒状度向上、▲２▼転写率向上（感光体上のトナー付着量Ｍ／Ａの低減）、▲３▼トルク低減等の効果を得ることができる。
また、本実施形態において、上記現像剤のトナーは、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーが好ましい。この場合は、１．粉砕工程がなく、小資源化を図ることができる、２．粒径分布がシャ−プになる、３．帯電分布がシャ−プになる、４．円形度を変える形状制御が容易になる、等の効果を得ることができる。
また、本実施形態において、上記現像剤のトナーの形状係数（ＳＦ−１）は１２０以上１８０以下が好ましい。この場合は、▲１▼流動性向上（形状係数ＳＦ−１を規定）し、トルク低減を図ることができる、▲２▼クリ−ニング性の向上を図ることができる、という効果を得ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１乃至１４の発明によれば、現像剤規制部材に合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材による規制位置で発生した熱を現像剤規制部材の中空に面する内面側に速やかに伝達させることができる。そして、この現像剤規制部材の中空側の内面に伝達してきた熱を中空内に速やかに逃がして排出することができる。従って、現像剤規制部材による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー複写機の現像装置に用いられる現像剤規制部材の斜視図。
【図２】トナーの形状係数ＳＦ−１の計算に用いるパラメータの説明図。
【図３】トナーの形状係数ＳＦ−２の計算に用いるパラメータの説明図。
【図４】本発明の実施形態に係るカラー複写機の概略構成図。
【図５】同カラー複写機の画像形成部の概略構成図。
【図６】プロセスカートリッジの概略構成図。
【図７】現像剤規制部材の製造に用いる板部材の展開図。
【図８】現像剤規制部材の取付け部の斜視図。
【図９】変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１０】他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１１】更に他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１２】更に他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１３】更に他の変形例に係る現像剤規制部材を取り付けた現像装置の概略構成図。
【図１４】更に他の変形例に係る現像剤規制部材の断面図。
【図１５】現像剤規制部材を自然冷却する冷却手段を設けた現像装置の斜視図。
【図１６】変形例に係る冷却手段を設けた現像装置の斜視図。
【図１７】他の変形例に係る冷却手段を設けた現像剤規制部材の斜視図。
【図１８】同現像剤規制部材を備えた現像装置の斜視図。
【図１９】同現像剤規制部材の中空を貫通する冷却棒の端部の拡大図。
【図２０】同現像剤規制部材の中空を貫通する冷却棒の端部の拡大図。
【図２１】更に他の変形例に係る冷却手段を設けた現像剤規制部材の斜視図。
【図２２】同現像剤規制部材の中空を貫通するパイプに冷却液を供給する冷却液循環システムの説明図。
【図２３】従来例に係る現像剤規制部材の斜視図。
【符号の説明】
１８ 画像形成部
２０ タンデム画像形成部
４０ 感光体（像担持体）
６０ 帯電装置
６１ 現像装置
６２ 一次転写装置
６３ 感光体クリーニング装置
６５ 現像スリーブ（現像剤担持体）
６６ 攪拌部
６７ 現像部
６８ スクリュー
７０ 現像ケース
７１ トナー濃度センサ
７２ マグネット
７３ 現像剤規制部材
７３ａ 剤規制部
９０ ファン
９１ 冷却棒
９２ 冷却フィン
９３ 冷却液供給用のパイプ
９４ 循環パイプ
９５ 冷却装置
９６ ポンプ
１００ 複写機本体
１８０ プロセスカートリッジ
Ｓ 現像剤規制部材内の中空の部分
Claims (14)
- 現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、
該現像剤規制部材は、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有するとともに、金属からなる単一部材で形成され、
該現像剤規制部材内の中空側から該現像剤規制部材を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項１の現像装置において、
上記現像剤規制部材の少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とする現像装置。 - 請求項１又は２現像装置において、
上記現像剤規制部材は、上記現像剤担持体の表面から離間させて配置したものであることを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、
上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分に気体を送風する手段を設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項４の現像装置において、
上記冷却手段で送風する気体の温度が、装置本体の外側の外気の温度よりも低いことを特徴とする現像装置。 - 請求項４の現像装置において、
上記現像剤規制部材の上記剤規制部の温度を測定し、その測定結果に基づいて上記冷却手段で送風する気体の温度を調整する温度調整手段を設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、
上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分に冷却液を通過させる手段を設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、
上記冷却手段として、上記現像剤規制部材の中空の部分を貫通するように配置された棒状の伝熱部材と、該伝熱部材の端部から熱を逃がす手段とを設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、
上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、
該磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、
該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものであることを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、
上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、
該トナーが、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーであることを特徴とする現像装置。 - 像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、
該現像手段が、請求項１乃至１０のいずれかの現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段が、請求項１乃至１０のいずれかの現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 現像剤を担持して搬送する現像剤担持体の表面に対向するように配置され、該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材において、
該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有するとともに、金属からなる単一部材で形成されたことを特徴とする現像剤規制部材。 - 請求項１３の現像剤規制部材において、
少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とする現像剤規制部材。
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