JP7297425B2 - 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

本発明は、電子写真方式を利用する例えば複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に関し、特に画像形成装置に適応される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。

電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いて記録材に画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、その画像形成工程において、像担持体としての電子写真感光体に静電像を形成し、その静電像を、現像剤を用いて現像する。画像形成工程における現像工程を担う現像装置は、独立したユニットとして単独で、あるいはプロセスカートリッジの一部として、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成される場合がある。現像装置は、現像容器等と呼ばれ現像剤としてのトナーを収容する枠体と、該枠体の開口部に回転可能に配置され、回転することによってトナーを枠体内部から外部へ担持搬送する現像剤担持体としての現像ローラとを備える。現像装置はさらに、現像ローラにトナーを供給する供給部材としてのトナー供給ローラと、現像ローラに担持されて開口部を通過するトナーの量を規制すべく現像ローラ表面に接触する規制部材としての現像ブレードを備える。
電子写真プロセスを用いて画像を形成する方法は、現在様々な分野で利用されており、高速化と高画質化を始めとする性能の向上が求められている。高速化と高画質化の両立を行うためには、トナーの帯電量を増やすことと、寿命を通してそのトナーの帯電量を維持することが必要である。
また、トナーの主たる帯電手段は摩擦によるため、トナーの耐摩擦性が向上すれば、帯電付与部材とのシェア（摩擦機会や摩擦力）を増やすことができ、トナーの帯電量を増やすことに繋がる。
ここで、現像耐久性および保存安定性に優れたトナーとして、特許文献１では有機ケイ素重合体を含有する表層を有するトナーが開示されている。

特開２０１６－０２７３９９号公報

しかしながら、前述のような現像耐久性の優れたトナーにおいても、プロセス条件によってはトナーが耐えられない場合があることが分かった。

本発明の目的は、トナーへのシェアを増やしつつ、現像剤の高帯電性を長期にわたって維持することで、電位ムラ起因の濃度ムラの発生を抑制することである。

上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面に当接して前記現像剤担持体の表面へ前記現像剤を供給する供給部材と、
前記現像剤担持体の表面に当接して前記現像剤担持体の表面に担持される前記現像剤を規制する規制部材と、を備える現像装置であって、
前記現像剤は、トナー粒子を有するトナーを含有し、
前記トナーは、最大荷重２．０×１０^－４Ｎの条件で測定した時のマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であり、
前記トナー粒子は、有機ケイ素重合体を含有する表層を有し、
前記有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子が、ケイ素原子１個当たり、平均１個以上３個以下であり、
前記規制部材における前記現像剤担持体の表面に対する圧接圧をＮ（ｇｆ／ｍｍ）とし、前記供給部材における前記現像剤担持体の表面に対する圧接圧をＤ（ｇｆ／ｍｍ）とした場合に、
Ｄ＋２×Ｎ－６≧０、
１．５≦Ｎ≦４．５、
２．０≦Ｄ≦４．５
であることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のプロセスカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
本発明の現像装置と、
前記現像装置によって現像される潜像が形成される像担持体と、
を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
本発明の現像装置と、
前記現像装置によって現像される潜像が形成される像担持体と、
を備え、
前記潜像が現像されて前記像担持体に形成された現像剤像が記録材に転写されることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の高帯電性を長期にわたって維持することができ、電位変動に対する濃度変化が小さくなるため、電位ムラ起因の濃度ムラの発生を抑制することができる。

実施例に係る画像形成装置の概略断面図 実施例に係るプロセスカートリッジの概略断面図 実施例における現像ブレードと現像ローラの位置関係の説明図 実施例におけるトナー供給ローラと現像ローラの位置関係の説明図 実施例における有機ケイ素化合物を含有する表層を有するトナーの模式図 ファラデーケージの一例 画像弊害なく濃度ムラの発生を抑制することができる範囲を示すグラフ 実施例に係るプロセスカートリッジの配置構成の説明図

本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○～××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。

＜有機ケイ素重合体を含有する表層について＞
トナー粒子が有機ケイ素重合体を含有する表層を有する場合、式（１）で表される構造を有することが好ましい。
Ｒ－ＳｉＯ_３／２ 式（１）
（Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を示す。）

式（１）の構造を有する有機ケイ素重合体において、Ｓｉ原子の４個の原子価のうち１個はＲと、残り３個はＯ原子と結合している。Ｏ原子は、原子価２個がいずれもＳｉと結合している状態、つまり、シロキサン結合（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ）を構成する。有機ケイ素重
合体としてのＳｉ原子とＯ原子を考えると、Ｓｉ原子２個でＯ原子３個を有することになるため、－ＳｉＯ_３／２と表現される。この有機ケイ素重合体の－ＳｉＯ_３／２構造は、多数のシロキサン結合で構成されるシリカ（ＳｉＯ_２）と類似の性質を有することが考えられる。従って、従来の有機樹脂により表層形成されたトナーに比べて無機物に近い構造のため、マルテンス硬度を高くすることが可能であると考えられる。
式（１）で表される構造において、Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基であることが好ましい。これにより帯電量が安定しやすい。特に環境安定性に優れている、炭素数が１以上、５以下の脂肪族炭化水素基、又はフェニル基が好ましい。
本発明において、上記Ｒは、炭素数が１以上、３以下の炭化水素基であることが、帯電性のさらなる向上のためにより好ましい。帯電性が良好であると、転写性が良く転写残トナーが少ないためドラム、帯電部材及び転写部材の汚染が良化する。
炭素数が１以上、３以下の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、又はビニル基が好ましく例示できる。環境安定性と保存安定性の観点から、より好ましくは、Ｒはメチル基である。

有機ケイ素重合体の製造例としては、ゾルゲル法が好ましい。ゾルゲル法は、液体原料を出発原料に用いて加水分解及び縮合重合させ、ゾル状態を経てゲル化する方法であり、ガラス、セラミックス、有機－無機ハイブリット、ナノコンポジットを合成する方法に用いられる。この製造方法を用いれば、表層、繊維、バルク体、微粒子などの種々の形状の機能性材料を液相から低温で作製することができる。

トナー粒子の表層に存在する有機ケイ素重合体は、具体的には、アルコキシシランに代表されるケイ素化合物の加水分解及び縮重合によって生成されることが好ましい。
この有機ケイ素重合体を含有する表層をトナー粒子に設けることによって、環境安定性が向上し、かつ、長期使用時におけるトナーの性能低下が生じにくく、保存安定性に優れたトナーを得ることができる。

さらに、ゾルゲル法は、液体から出発し、その液体をゲル化することによって材料を形成しているため、様々な微細構造及び形状をつくることができる。特に、トナー粒子が水系媒体中で製造される場合には、有機ケイ素化合物のシラノール基のような親水基による親水性によってトナー粒子の表面に析出させやすくなる。上記微細構造及び形状は反応温度、反応時間、反応溶媒、ｐＨや有機金属化合物の種類及び量などによって調整することができる。
トナー粒子の表層の有機ケイ素重合体は、下記式（Ｚ）で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮重合物であることが好ましい。

（式（Ｚ）中、Ｒ_１は、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を表し、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基を表す。）
Ｒ_１の炭化水素基（好ましくはアルキル基）により疎水性を向上することができ、環境安定性に優れたトナー粒子を得ることができる。また、炭化水素基として芳香族炭化水素基であるアリール基、例えばフェニル基を用いることもできる。Ｒ_１の疎水性が大きい場
合、様々な環境において帯電量変動が大きくなる傾向を示すことから、環境安定性を鑑みてＲ_１は、炭素数が１以上、３以下の炭化水素基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。

Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基である（以下、反応基ともいう）。これらの反応基が加水分解、付加重合及び縮重合させて架橋構造を形成し、耐部材汚染及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。加水分解性が室温で穏やかであり、トナー粒子の表面への析出性と被覆性の観点から、炭素数が１以上、３以下のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基やエトキシ基であることがより好ましい。また、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４の加水分解、付加重合及び縮合重合は、反応温度、反応時間、反応溶媒及びｐＨによって制御することができる。
本発明に用いられる有機ケイ素重合体を得るには、上記に示す式（Ｚ）中のＲ_１を除く一分子中に３つの反応基（Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４）を有する有機ケイ素化合物（以下、三官能性シランともいう）を１種又は複数種を組み合わせて用いるとよい。

さらに、トナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量は０．５質量％以上１０．５質量％以下であることが好ましい。
有機ケイ素重合体の含有量が０．５質量％以上であることで、表層の表面自由エネルギーを更に小さくすることができ、流動性が向上し、部材汚染やカブリの発生を抑制することができる。１０．５質量％以下であることで、チャージアップを発生し難くすることができる。有機ケイ素重合体の含有量は有機ケイ素重合体形成に用いる有機ケイ素化合物の種類及び量、有機ケイ素重合体形成時のトナー粒子の製造方法、反応温度、反応時間、反応溶媒及びｐＨによって制御することができる。

有機ケイ素重合体を含有する表層とトナーコア粒子は、隙間なく接していることが好ましい。これにより、トナー粒子の表層よりも内部の樹脂成分や離型剤等によるブリードの発生が抑えられ、保存安定性、環境安定性及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。表層には上記の有機ケイ素重合体の他に、スチレン－アクリル系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂や各種添加剤などを含有させてもよい。
トナー粒子は、結着樹脂を含有する。結着樹脂は特段限定されず、従来公知のものを用いることができる。ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂などが好ましい。

＜トナー粒子の製造方法＞
トナー粒子の製造方法は公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒子径の均一化や形状制御性の観点からは湿式製造法を好ましく用いることができる。さらに、湿式製造法には懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができる。

ここでは懸濁重合法について説明する。懸濁重合法においてはまず、結着樹脂を生成するための重合性単量体及び必要に応じて着色剤などのその他の添加剤をボールミル、超音波分散機のような分散機を用いてこれらを均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を調製する（重合性単量体組成物の調製工程）。このとき、必要に応じて多官能性単量体や連鎖移動剤、また、離型剤としてのワックスや荷電制御剤、可塑剤などを適宜加えることができる。

次に、上記重合性単量体組成物を予め用意しておいた水系媒体中に投入し、高せん断力を有する撹拌機や分散機により、重合性単量体組成物からなる液滴を所望のトナー粒子のサイズに形成する（造粒工程）。
造粒工程における水系媒体は分散安定剤を含有していることが、トナー粒子の粒径制御
、粒度分布のシャープ化、製造過程におけるトナー粒子の合一を抑制するために好ましい。
分散安定剤としては、一般的に立体障害による反発力を発現させる高分子と、静電気的な反発力で分散安定化を図る難水溶性無機化合物とに大別される。難水溶性無機化合物の微粒子は、酸やアルカリにより溶解するため、重合後に酸やアルカリで洗浄することにより溶解させて容易に除去することができるため、好適に用いられる。

造粒工程の後、あるいは造粒工程を行いながら、好ましくは５０℃以上９０℃以下の温度に設定して、重合性単量体組成物に含まれる重合性単量体の重合を行い、トナー粒子分散液を得る（重合工程）。
重合工程では容器内の温度分布が均一になる様に攪拌操作を行うことが好ましい。重合開始剤を添加する場合、任意のタイミングと所要時間で行うことができる。また、所望の分子量分布を得る目的で重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物などを系外に除去するために反応後半、または反応終了後に、一部水系媒体を蒸留操作により留去してもよい。蒸留操作は常圧又は減圧下で行うことができる。

トナー粒子の粒径は、高精細かつ高解像の画像を得るという観点から重量平均粒径が３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましい。トナー粒子の重量平均粒径は細孔電気抵抗法により測定することができる。例えば「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３」（ベックマン・コールター（株）製）用いて測定することができる。こうして得られたトナー粒子分散液は、トナー粒子と水系媒体を固液分離する濾過工程へと送られる。

得られたトナー粒子分散液からトナー粒子を得るための固液分離は、一般的な濾過方法で行うことができ、その後トナー粒子表面から除去しきれなかった異物を除去するため、リスラリーや洗浄水のかけ洗いなどによって更に洗浄を行うことが好ましい。十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナーケーキを得る。その後、公知の乾燥手段により乾燥され、必要であれば分級により所定外の粒径を有する粒子群を分離してトナー粒子を得る。このとき分離された所定外の粒径を有する粒子群は最終的な収率を向上させるために再利用してもよい。

有機ケイ素重合体を有する表層を形成する場合は、水系媒体中でトナー粒子を形成する場合には水系媒体中で重合工程などを行いながら前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加して該表層を形成させることができる。重合後のトナー粒子の分散液をコア粒子分散液として用いて、有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させてもよい。また、混練粉砕法など水系媒体以外の場合には得られたトナー粒子を水系媒体に分散してコア粒子分散液として用いて、前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させることができる。

＜マルテンス硬度の測定方法＞
硬度とは、物体の表面又は表面近傍の機械的性質の一つであり、異物によって変形や傷を与えられようとするときの、物体の変形しにくさ、物体の傷つきにくさであり、様々な測定方法や定義が存在する。例えば測定方法は測定領域の広さによって使い分けられ、測定領域が１０μｍ以上の場合にはビッカース法、１０μｍ以下の場合にはナノインデンテーション法、１μｍ以下の場合にはＡＦＭなどと使い分けられることが多い。定義としては、例えば押し込み硬さとしてはブリネル硬度やビッカース硬度、引っ掻き硬さとしてはマルテンス硬度、反発硬さとしてはショア硬度などが使い分けられている。

トナーの測定においては、一般的な粒径は３μｍ～１０μｍであるから、ナノインデンテーション法が好ましく用いられる測定方法である。発明者らの検討によると本発明の効
果を発現するための硬度の規定として、引っ掻き硬さを表すマルテンス硬度が適当であった。これは、トナーが現像機内で金属や外添剤などの硬い物質に引っ掻かれることに対する強さを表し得るのが引っ掻き硬さであるためと考えている。

ナノインデンテーション法にてトナーのマルテンス硬度を測定する方法は市販のＩＳＯ１４５７７－１に準拠した装置にて、ＩＳＯ１４５７７－１に規定された押込み試験の手順に従って、得られた荷重－変位曲線から算出することができる。本発明においては、前記ＩＳＯ規格に準拠した装置として、超微小押し込み硬さ試験機「ＥＮＴ－１１００ｂ」（株式会社エリオニクス製）を用いた。測定方法は、装置に付属の「ＥＮＴ１１００操作マニュアル」に記載されているが、具体的な測定方法は以下の通りである。

測定環境は、付属の温度調節装置にてシールドケース内を３０．０℃に保った。雰囲気温度を一定に保つことは熱膨張やドリフトなどによる測定データのバラつき低減に有効である。設定温度は、トナーが摩擦される現像機近辺の温度を想定した３０．０℃の条件とした。試料台は装置に付属の標準試料台を用い、トナーを塗布した後にトナーが分散するように微弱なエアーを吹き付け、その試料台を装置にセットして１時間以上保持してから測定を行った。

圧子には装置に付属の先端が２０μｍ四方の平面である平圧子（チタン製圧子、先端はダイヤモンド製）を用いて測定した。トナーの様に小径かつ球形の物体、外添剤が付着している物体、表面に凹凸が存在する物体においては、尖った圧子を用いると測定精度に大きな影響を与えるため平圧子を用いる。試験の最大荷重は２．０×１０^－４Ｎに設定して行った。この試験荷重に設定することで、現像部においてトナー１粒が受けるストレスに相当する条件で、トナーの表層を破壊せずに硬度を測定することが可能である。本発明においては、耐摩擦性が重要であるから表層を破壊せずに維持したまま硬さを測ることが重要である。

測定対象の粒子としては、装置付属の顕微鏡による測定用画面（視野サイズ：横幅１６０μｍ、縦幅１２０μｍ）にトナーが単独で存在しているものを選択した。ただし、変位量の誤差を極力無くすため、粒子径（Ｄ）が個数平均粒径（Ｄ１）の±０．５μｍの範囲にあるもの（Ｄ１－０．５μｍ≦Ｄ≦Ｄ１＋０．５μｍ）を選択した。なお、測定対象粒子の粒径測定は装置付属のソフトを用いてトナーの長径と短径を測定し、［（長径＋短径）／２］をもって粒子径Ｄ（μｍ）とした。また、個数平均粒径は「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３（ベックマン・コールター株式会社製）により後述する方法にて測定した。

測定に際しては、粒子径Ｄ（μｍ）が上記条件を満たす任意のトナー１００粒を選んで測定を行った。測定の際に入力する条件は以下の通りである。
試験モード ：負荷－除荷試験
試験荷重 ：２０．０００ｍｇｆ（＝２．０×１０^－４Ｎ）
分割数：１０００ｓｔｅｐ
ステップインターバル：１０ｍｓｅｃ

解析メニュー「データ解析（ＩＳＯ）」を選択して測定を行うと、測定後に装置付属ソフトでマルテンス硬度が解析され、出力される。トナー１００粒について上記測定を行って、その相加平均値を本発明におけるマルテンス硬度とした。
トナーの最大荷重２．０×１０^－４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度を２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下に調整することにより、従来のトナーよりも現像部におけるトナーの耐摩耗性を大幅に向上させることが可能となった。それにより、高速高画質化のためのプロセス設計の自由度を上げることが可能となった。
つまり、規制ブレードニップ幅増、現像ローラ回転速度増、キャリア混合撹拌速度増など選択の幅が広がる。その結果、部材削れ起因による現像スジを抑制しつつ、帯電量を維持することができた。したがって、濃度ムラの発生を抑制できた。

当該マルテンス硬度が２００ＭＰａよりも低い場合には、帯電付与部材としての現像ブレードとのシェアに耐えられず、トナーの帯電量が低下し、電位ムラ起因の濃度ムラとボタ落ちが発生した。当該マルテンス硬度の好ましい値は２５０ＭＰａ以上であり、より好ましい値は３００ＭＰａ以上である。
一方、当該マルテンス硬度が１１００ＭＰａよりも高い場合、現像ブレードや現像ローラを傷つけてしまい、現像スジが発生した。当該マルテンス硬度の好ましい値は１０００ＭＰａ以下であり、より好ましい値は９００ＭＰａ以下である。
最大荷重２．０×１０^－４Ｎの条件で測定する時のマルテンス硬度を２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下に調整するための手段は特に限定されない。ただし、当該硬度は一般的なトナーに用いられている有機樹脂の硬さに比べて大幅に硬いため、硬度を上げるために通常行われている手段では達成が困難である。例えば、ガラス転移温度の高い樹脂設計にする手段、樹脂分子量を上げる手段、熱硬化する手段、表層にフィラーを添加する手段などでは達成が難しい。

一般的なトナーに用いられている有機樹脂のマルテンス硬度は、最大荷重２．０×１０^－４Ｎの条件で測定すると５０ＭＰａ～８０ＭＰａ程度である。さらに樹脂設計や分子量を上げるなどして硬度を上げた場合でも１２０ＭＰａ以下程度である。さらに、磁性体やケイ素化合物といったフィラーを表層近傍に充填して熱硬化させた場合でも、せいぜい１８５ＭＰａ程度であり、本発明のトナーは一般的なトナーに比べて大幅に硬い。

＜硬度の制御方法＞
上記特定の硬度範囲に調整するための１つの手段として、例えば、適切な硬度を持つ無機物などの物質でトナー粒子に表層を形成させ、更にその化学構造やマクロ構造を適切な硬度を持つ様に制御する方法が挙げられる。
具体的な例示として、上記特定の硬度を持ち得る物質としては有機ケイ素重合体が挙げられ、材料の選択として有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数や炭素鎖長などによって硬度を調整することが可能である。
トナー粒子が、有機ケイ素重合体を含有する表層を有し、該有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数が、ケイ素原子１個当たり、平均１個以上３個以下（好ましくは１個以上２個以下、より好ましくは１個）であると、上記特定の硬度に調整しやすいため好ましい。

化学構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては表層物質の架橋や重合度などの化学構造の調整などにより可能である。マクロ構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては、表層の凸凹形状や凸間を繋ぐネットワーク構造の調整などにより可能である。これらの調整は有機ケイ素重合体を表層として用いる場合には、有機ケイ素重合体を前処理する際のｐＨ、濃度、温度、時間などで調整可能である。また、トナー粒子のコア粒子に有機ケイ素重合体を表層付けするタイミングや形態、濃度、反応温度などによって調整可能である。

本発明において特に好ましいのは以下の方法である。まず、トナー粒子のコア粒子を製造して水系媒体に分散し、コア粒子分散液を得る。この時の濃度はコア粒子分散液総量に対し、コア粒子の固形分が１０質量％以上４０質量％以下となる濃度で分散することが好ましい。そして、該コア粒子分散液の温度は３５℃以上に調整しておくことが好ましい。また、該コア粒子分散液のｐＨは有機ケイ素化合物の縮合が進みにくいｐＨに調整することが好ましい。有機ケイ素重合体の縮合が進みにくいｐＨは物質によって異なるため、最
も反応が進みにくいｐＨを中心として、±０．５以内が好ましい。
一方、有機ケイ素化合物は加水分解処理を行ったものを用いることが好ましい。例えば、有機ケイ素化合物の前処理として別容器で加水分解しておく。加水分解の仕込み濃度は有機ケイ素化合物の量を１００質量部とした場合、イオン交換水やＲＯ水などイオン分を除去した水４０質量部以上５００質量部以下が好ましく、より好ましくは水１００質量部以上４００質量部以下である。加水分解の条件としては、好ましくはｐＨが２～７、温度が１５～８０℃、時間が３０～６００分である。

得られた加水分解液とコア粒子分散液とを混合して縮合に適したｐＨ（好ましくは６～１２、又は１～３、より好ましくは８～１２）に調整することで、有機ケイ素化合物を縮合させながらトナー粒子のコア粒子表面に表層付けすることができる。縮合と表層付けは３５℃以上で６０分間以上取ることが好ましい。また、縮合に適したｐＨに調整する前に３５℃以上で保持する時間を調整することで表面のマクロ構造を調整可能であるが、特定のマルテンス硬度を得やすくするため、３分以上１２０分以下が好ましい。

以上のような手段によって反応残基を減らすことができ、表層に凹凸を形成させることができ、更に凸間にネットワーク構造を形成させることができるため、上記特定のマルテンス硬度のトナーを得られやすい。有機ケイ素重合体を含有する表層を用いる場合には、トナー粒子の表面における有機ケイ素重合体の固着率が９０％以上１００％以下であることが好ましい。より好ましくは、９５％以上１００％以下である。トナー粒子の表面における有機ケイ素重合体の固着率の測定方法は後述する。

＜トナー（粒子）の粒径の測定＞
細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置（商品名：コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３）と、専用ソフト（商品名：ベックマン・コールター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３ Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１、ベックマン・コールター社製）を用いた。アパーチャー径は１００μｍを用い、実効測定チャンネル数２万５千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。測定用の電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約１質量％となるようにしたもの、ベックマン・コールター社製のＩＳＯＴＯＮ ＩＩ（商品名）を使用した。なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行った。

前記専用ソフトの「標準測定方法（ＳＯＭ）を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を５００００粒子に設定し、測定回数を１回、Ｋｄ値は（標準粒子１０．０μｍ、ベックマン・コールター社製）を用いて得られた値を設定した。閾値／ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定した。また、カレントを１６００μＡに、ゲインを２に、電解液をＩＳＯＴＯＮ ＩＩ（商品名）に設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れた。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを２５６粒径ビンに、粒径範囲を２μｍ以上６０μｍ以下に設定した。

具体的な測定法は以下の通りである。
（１）Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３専用のガラス製２５０ｍＬ丸底ビーカーに前記電解水溶液約２００ｍＬを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで２４回転／秒にて行った。そして、解析ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておいた。
（２）ガラス製の１００ｍＬ平底ビーカーに前記電解水溶液約３０ｍＬを入れた。ここにコンタミノンＮ（商品名）（精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業（株）製）をイオン交換水で３質量倍に希釈した希釈液を約０．３ｍＬ加えた。
（３）発振周波数５０ｋＨｚの発振器２個を、位相を１８０度ずらした状態で内蔵し、電
気的出力１２０Ｗの超音波分散器（商品名：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｔｏｒａ１５０、日科機バイオス（株）製）の水槽内にイオン交換水所定量とコンタミノンＮ（商品名）を約２ｍＬ添加した。
（４）前記（２）のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させた。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整した。
（５）前記（４）のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー（粒子）約１０ｍｇを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させた。そして、さらに６０秒間超音波分散処理を継続した。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が１０℃以上４０℃以下となる様に適宜調節した。
（６）サンプルスタンド内に設置した前記（１）の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー（粒子）を分散した前記（５）の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約５％となるように調整した。そして、測定粒子数が５００００個になるまで測定を行った。
（７）測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径（Ｄ４）を算出した。なお、専用ソフトでグラフ／体積％と設定したときの、分析／体積統計値（算術平均）画面の「平均径」が重量平均粒径（Ｄ４）である。専用ソフトでグラフ／個数％と設定したときの、「分析／個数統計値（算術平均）」画面の「平均径」が個数平均粒径（Ｄ１）である。

＜トナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量の測定＞
有機ケイ素重合体の含有量の測定は、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置「Ａｘｉｏｓ」（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ＳｕｐｅｒＱ ｖｅｒ．４．０Ｆ」（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いた。なお、Ｘ線管球のアノードとしてはＲｈを用い、測定雰囲気は真空、測定径（コリメーターマスク径）は２７ｍｍ、測定時間１０秒とした。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ（ＰＣ）、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ（ＳＣ）で検出した。

測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリングの中にトナー粒子４ｇを入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「ＢＲＥ－３２」（前川試験機製作所社製）を用いて、２０ＭＰａで、６０秒間加圧し、厚さ２ｍｍ、直径３９ｍｍに成型したペレットを用いた。

有機ケイ素重合体を含まないトナー粒子１００質量部に対して、シリカ（ＳｉＯ_２）微粉末を０．５質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合した。同様にして、シリカ微粉末を５．０質量部、１０．０質量部となるようにトナー粒子とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とした。

それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、ＰＥＴを分光結晶に用いた際に回折角（２θ）＝１０９．０８°に観測されるＳｉ－Ｋα線の計数率（単位：ｃｐｓ）を測定した。この際、Ｘ線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、２４ｋＶ、１００ｍＡとした。得られたＸ線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のＳｉＯ_２添加量を横軸として、一次関数の検量線を得た。

次に、分析対象のトナー粒子を、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのＳｉ－Ｋα線の計数率を測定した。そして、上記の検量線からトナー粒子中の有機ケイ素重合体含有量を求めた。

＜トナー粒子の表面における有機ケイ素重合体の固着率の測定方法＞
イオン交換水１００ｍＬにスクロース（キシダ化学製）１６０ｇを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製した。遠心分離用チューブ（容量５０ｍｌ）に上記シ
ョ糖濃厚液を３１ｇと、コンタミノンＮ（非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業社製）を６ｍＬ入れ分散液を作製した。この分散液にトナー１．０ｇを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐした。

遠心分離用チューブをシェイカーにて３５０ｓｐｍ（ｓｔｒｏｋｅｓ ｐｅｒ ｍｉｎ）、２０分間振とうした。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ（容量５０ｍＬ）に入れ替えて、遠心分離機（Ｈ－９Ｒ 株式会社コクサン製）にて３５００ｒｐｍ、３０分間の条件で分離した。トナー粒子と水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナー粒子をスパチュラ等で採取した。採取したトナー粒子を含む水溶液を減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で１時間以上乾燥した。乾燥品をスパチュラで解砕し、蛍光Ｘ線でケイ素の量を測定した。洗浄後のトナー粒子と洗浄前のトナー粒子の測定対象のケイ素量比から固着率（％）を計算した。

各元素の蛍光Ｘ線の測定は、ＪＩＳ Ｋ ０１１９－１９６９に準ずるが、具体的には以下の通りである。
測定装置としては、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置「Ａｘｉｏｓ」（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ＳｕｐｅｒＱ ｖｅｒ．４．０Ｆ」（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いた。なお、Ｘ線管球のアノードとしてはＲｈを用い、測定雰囲気は真空、測定径（コリメーターマスク径）は１０ｍｍ、測定時間１０秒とした。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ（ＰＣ）、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ（ＳＣ）で検出した。
測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリング直径１０ｍｍの中に水洗後のトナー粒子と初期のトナー粒子を約１ｇ入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「ＢＲＥ－３２」（前川試験機製作所社製）を用いて、２０ＭＰａで６０秒間加圧し、厚さ約２ｍｍに成型したペレットを用いた。
上記条件で測定を行い、得られたＸ線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのＸ線光子の数である計数率（単位：ｃｐｓ）からその濃度を算出した。
トナー粒子中の定量方法としては、例えばケイ素量はトナー粒子１００質量部に対して、例えば、シリカ（ＳｉＯ_２）微粉末を０．５質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合した。同様にして、シリカ微粉末を２．０質量部、５．０質量部となるようにトナー粒子とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とした。
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、ＰＥＴを分光結晶に用いた際に回折角（２θ）＝１０９．０８°に観測されるＳｉ－Ｋα線の計数率（単位：ｃｐｓ）を測定した。この際、Ｘ線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、２４ｋＶ、１００ｍＡとした。得られたＸ線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のＳｉＯ_２添加量を横軸として、一次関数の検量線を得た。
次に、分析対象のトナー粒子を、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのＳｉ－Ｋα線の計数率を測定した。そして、上記の検量線からトナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量を求めた。上記方法により算出した洗浄前のトナー粒子のケイ素量に対して、洗浄後のトナー粒子のケイ素量の比率を求め固着率（％）とした。

（ＮＭＲ測定用のトナー粒子のＴＨＦ不溶分の調製法）
トナー粒子のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）不溶分は、以下のように調製した。
トナー粒子１０．０ｇを秤量し、円筒濾紙（東洋濾紙製Ｎｏ．８６Ｒ）に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてＴＨＦ２００ｍＬを用いて２０時間抽出し、円筒濾紙中の濾物を４０℃で数時間真空乾燥を行って得られたものをＮＭＲ測定用のトナー粒子のＴＨＦ不溶分とした。
なお、外添剤などでトナー粒子の表面が処理されている場合は、下記方法によって外添
剤を除去し、トナー粒子を得る。
イオン交換水１００ｍＬにスクロース（キシダ化学製）１６０ｇを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ（容量５０ｍＬ）に該ショ糖濃厚液を３１ｇと、コンタミノンＮ（非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業社製）を６ｍＬ入れ分散液を作製する。この分散液にトナー１．０ｇを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
遠心分離用チューブをシェイカーにて３５０ｓｐｍ（ｓｔｒｏｋｅｓ ｐｅｒ ｍｉｎ）、２０分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ（容量５０ｍＬ）に入れ替えて、遠心分離機（Ｈ－９Ｒ株式会社コクサン製）にて３５００ｒｐｍ、３０分間の条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラ等で採取する。採取したトナーを減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で１時間以上乾燥し、トナー粒子を得る。この操作を複数回実施して、必要量を確保する。

《式（１）で示される構造の確認方法》
トナー粒子に含有される有機ケイ素重合体における、式（１）で示される構造の確認には以下の方法を用いる。
式（１）のＲで表される炭化水素基は、^１３Ｃ－ＮＭＲにより確認した。
≪^１３Ｃ－ＮＭＲ（固体）の測定条件≫
装置：ＪＥＯＬＲＥＳＯＮＡＮＣＥ製ＪＮＭ－ＥＣＸ５００ＩＩ
試料管：３．２ｍｍφ
試料：ＮＭＲ測定用のトナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分１５０ｍｇ
測定温度：室温
パルスモード：ＣＰ／ＭＡＳ
測定核周波数：１２３．２５ＭＨｚ（^１３Ｃ）
基準物質：アダマンタン（外部標準：２９．５ｐｐｍ）
試料回転数：２０ｋＨｚ
コンタクト時間：２ｍｓ
遅延時間：２ｓ
積算回数：１０２４回
当該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基（Ｓｉ－ＣＨ_３）、エチル基（Ｓｉ－Ｃ_２Ｈ_５）、プロピル基（Ｓｉ－Ｃ_３Ｈ_７）、ブチル基（Ｓｉ－Ｃ_４Ｈ_９）、ペンチル基（Ｓｉ－Ｃ_５Ｈ_１１）、ヘキシル基（Ｓｉ－Ｃ_６Ｈ_１３）またはフェニル基（Ｓｉ－Ｃ_６Ｈ_５－）などに起因するシグナルの有無により、式（１）のＲで表される炭化水素基を確認した。

≪トナー粒子に含有される有機ケイ素重合体における、式（１）の構造に帰属されるピーク面積の割合の算出方法≫
トナー粒子のＴＨＦ不溶分の^２９Ｓｉ－ＮＭＲ（固体）測定を、以下の測定条件で行う。
≪^２９Ｓｉ－ＮＭＲ（固体）の測定条件≫
装置：ＪＥＯＬＲＥＳＯＮＡＮＣＥ製ＪＮＭ－ＥＣＸ５００ＩＩ
試料管：３．２ｍｍφ
試料：ＮＭＲ測定用のトナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分１５０ｍｇ
測定温度：室温
パルスモード：ＣＰ／ＭＡＳ
測定核周波数：９７．３８ＭＨｚ（^２９Ｓｉ）
基準物質：ＤＳＳ（外部標準：１．５３４ｐｐｍ）
試料回転数：１０ｋＨｚ
コンタクト時間：１０ｍｓ
遅延時間：２ｓ
積算回数：２０００～８０００回
上記測定後に、トナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分の、置換基及び結合基の異なる複数のシラン成分をカーブフィティングにて下記Ｘ１構造、Ｘ２構造、Ｘ３構造、及びＸ４構造にピーク分離して、それぞれピーク面積を算出する。
Ｘ１構造：（Ｒｉ）（Ｒｊ）（Ｒｋ）ＳｉＯ_１／２ （２）
Ｘ２構造：（Ｒｇ）（Ｒｈ）Ｓｉ（Ｏ_１／２）_２ （３）
Ｘ３構造：ＲｍＳｉ（Ｏ_１／２）_３ （４）
Ｘ４構造：Ｓｉ（Ｏ_１／２）_４ （５）

（式（２）、（３）及び（４）中のＲｉ、Ｒｊ、Ｒｋ、Ｒｇ、Ｒｈ、Ｒｍはケイ素に結合している、炭素数１～６の炭化水素基などの有機基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基又はアルコキシ基を示す。）
なお、上記式（１）で示される構造をさらに詳細に確認する必要がある場合、上記^１３Ｃ－ＮＭＲ及び^２９Ｓｉ－ＮＭＲの測定結果と共に^１Ｈ－ＮＭＲの測定結果によって同定してもよい。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例］
＜画像形成装置の全体的な概略構成＞
図１を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）の全体構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリなどが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザプリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体１００Ａに接続された画像読み取り装置、或いは、画像形成装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体１００Ａに入力される。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１～第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。尚、本実施例では、第１～第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

本実施例では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）により図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザを照射して感光ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。さらに、感光ドラム１の周囲には、静電像をトナー像（現像剤像）として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）４、転写後の感光ドラム１の表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材６が配置されている。さらに、４個の感光ドラム１に対向して、感光ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が感光ドラム１の上方に配置されている。

なお、本実施例では、現像装置としての現像ユニット４は、現像剤として、トナーを含有する非磁性一成分現像剤を用いる。また、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラを感光ドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである。即ち、本実施例では、現像ユニット４は、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを、感光ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に付着させることで静電像を現像する。

本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニング部材６とは、一体化され、即ち、一体的にカー
トリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は、全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。

中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３に掛け渡されている。中間転写ベルト５の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ８が並設されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光ドラム１とが当接する一次転写部Ｎ１を形成する。そして、一次転写ローラ８に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

また、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部Ｎ２を形成する。そして、二次転写ローラ９に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。

更に説明すれば、画像形成時には、先ず、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザ光によって、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで、感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述した一次転写までのプロセスが、第１～第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部Ｎ２へと搬送される。中間転写ベルト５上の４色トナー像は、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、一括して記録材１２上に二次転写される。トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材１２は、定着装置１０からさらに下流に搬送され、機外に排紙される。

一次転写工程後に感光ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって除去、回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって清掃される。なお、画像形成装置１００は、所望の一つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。

＜プロセスカートリッジの概略構成＞
図２を参照して、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。本実施例では、収容しているトナーの種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面（主断面）図である。図２のプロセスカートリッジ７の姿勢は、画像形成装置本体に装着された状態での姿勢であり、以下でプロセスカートリッジの各部材の位置関係や方向等について記載する場合はこの姿勢における位置関係や方向等を示している。すなわち、図２における紙面の上下方向が鉛直方向に対応し、紙面の左右方向が水平方向に対応する。なお、この配置構成の設定は、画像形成装置が、通常の設置状態として、水平面に設置されることを前提とした設定である。

プロセスカートリッジ７は、感光ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７等を備えた現像ユニット４と、を一体化して構成される。感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、感光ドラム１が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。本実施例にて、画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム１を用いている。

また、感光体ユニット１３には、感光ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６、帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に落下、収容される。帯電手段である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触することで従動回転する。ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット３からのレーザ光によって画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、感光ドラム１を露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）の静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。本実施例では、Ｖｄ＝－５００Ｖ、Ｖｌ＝－１００Ｖとしている。

＜現像ユニット＞
現像ユニット４は、現像ローラ１７と、現像ブレード２１と、トナー供給ローラ２０と、攪拌搬送部材２２と、を備える。現像ローラ１７は、現像剤担持体として、トナー４０を担持する。現像ブレード２１は、規制部材として、現像ローラ１７上に担持されるトナー４０（の層厚）を規制する。トナー供給ローラ２０は、現像剤供給部材として、現像ローラ１７にトナー４０を供給する。攪拌搬送部材２２は、搬送部材として、トナー４０をトナー供給ローラ２０へ搬送する。現像ユニット４は、現像ローラ１７、トナー供給ローラ２０、撹拌搬送部材２２がそれぞれ回転可能に組み付けられる枠体としての現像容器１８を備える。現像容器１８は、撹拌搬送部材２２が配置されるトナー収容室１８ａと、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０が配置される現像室１８ｂと、トナー収容室１８ａと現像室１８ｂとをトナー４０の移動が可能なように互いに連通する連通口１８ｃと、を有する。連通口１８ｃは、トナー収容室１８ａと現像室１８ｂとを仕切る仕切壁部１８ｄ（１８ｄ１～１８ｄ３）に設けられている。

仕切壁部１８ｄは、現像枠体１８の内部空間をトナー収容室１８ａと現像室１８ｂとに
区画する。仕切壁部１８ｄは、現像枠体１８内部空間を、連通口１８ｃ上方で仕切る第１壁部１８ｄ１と、連通口１８ｃ下方で仕切る第２壁部１８ｄ２と、第２壁部１８ｄ２に連なり、トナー供給ローラ２０、現像ローラ１７の下方で仕切る第３壁部１８ｄ３と、を有する。第１壁部１８ｄ１、第２壁部１８ｄ２は、連通口１８ｃのトナー収容室１８ａから現像室１８ｂに向かう開口方向が水平方向よりも上方に向くように、鉛直方向に対して傾斜した方向に延びている。連通口１８ｃは、仕切壁部１８ｄにおけるトナー供給ローラ２０に対して現像ローラ１７とは反対側の領域において、現像室１８ｂにおけるトナー供給ローラ２０よりも上方の空間と対向するように開口している。これにより、現像室１８ｂの内部空間が上方に向かうほど水平方向に広がるとともに、トナー収容室１８ａの下方から上方に向かって攪拌搬送部材２２に汲み上げられるトナー４０を連通口１８ｃが受け入れやすいように構成される。第３壁部１８ｄ３は、第２壁部１８ｄ２の下端からトナー供給ローラ２０、現像ローラ１７の下方を略水平方向に延びている。第３壁部１８ｄ３は、第２壁部１８ｄ２とともに、連通口１８ｃを通過したトナー４０のうち、トナー供給ローラ２０や現像ローラ１７からこぼれ落ちたトナー４０を受けとめるような構成（トナー４０の貯留槽）を形成している。この第２壁部１８ｄ２、第３壁部１８ｄ３からなる構成は、長手方向（現像ローラ１７またはトナー供給ローラ２０の回転軸線に沿った方向）において現像枠体１８の一方の側面から他方の側面にわたって形成されている。

ここで、現像室１８ｂの内部空間を、第１の空間、第２の空間、第３の空間に区分けして考える。図８において第１の空間をＳ１、第２の空間をＳ２、第３の空間をＳ３の符号でそれぞれ示している。

第１の空間とは、現像室１８ｂにおけるニップ部Ｎの上方の空間を指す。より具体的には、第１の空間とは、現像室１８ｂの内部空間のうち、ニップ部Ｎよりも上方においてトナー供給ローラ２０及び現像ローラ１７の周面と現像室１８ｂの内壁面とが互いに対向する空間領域のことである。第１の空間は、トナー供給ローラ２０及び現像ローラ１７の周面のうちニップ部Ｎよりも上方の領域と、これらに対向する現像室１８ｂの内壁面と、現像室１８ｂの長手方向両側面と、によって囲まれる。

第２の空間とは、現像室１８ｂにおいて、トナー供給ローラ２０下方の狭小部を境界として、トナー供給ローラ２０の回転下流方向に空間が拡大するよう設けられた空間を指す。
ここで狭小部とは、現像室１８ｂの内部空間を区画する壁部１８ｄの第３壁部１８ｄ３と、トナー供給ローラ２０周面との対向領域において、両者の間隔が最も狭くなる部分を指す。
より具体的には、第２の空間は、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との対向空間において狭小部を境にトナー供給ローラ２０の回転方向下流側に向かうほど、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との間の間隔が徐々に拡大する空間領域である。第２の空間は、狭小部よりもトナー供給ローラ２０回転方向下流側において、第３壁部１８ｄ３と、これに対向するトナー供給ローラ２０及び現像ローラ１７の周面の領域と、現像ブレード２１と、現像室１８ｂの長手方向両側面と、によって囲まれる。

第３の空間とは、現像室１８ｂの内部において前記狭小部を境界としてトナー供給ローラ２０の回転上流方向に空間が拡大するよう設けられた空間を指す。より具体的には、第３の空間は、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との対向空間において狭小部を境に上記回転方向上流側に向かうほど、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との間の間隔が徐々に拡大する空間領域である。第３の空間は、狭小部よりもトナー供給ローラ２０回転方向上流側において、第２壁部１８ｄ２及び第３壁部１８ｄ３と、これらに対向するトナー供給ローラ２０周面の領域と、現像室１８ｂの長手方向両側面と、によって囲まれる。
本実施例では、図２、図８等に示す断面において、第２の空間の方が第３の空間よりも広くなるように構成されている。

攪拌搬送部材２２により汲み上げられたトナー４０は、連通口１８ｃ上端（第１壁部１８ｄ１下端との境目）がトナー供給ローラ２０上端よりも上方に配置されていることで、トナー供給ローラ２０を乗り越えてニップ部Ｎの上方（第１の空間）に供給される。ニップ部Ｎの上方（第１の空間）に供給されたトナー４０は、トナー供給ローラ２０の変形によりトナー供給ローラ２０の内部（発泡層の気泡空洞内）に吸い込まれ、トナー供給ローラ２０の回転によって図の反時計方向に移動し、ニップ部Ｎの下端に到達する。また、攪拌搬送部材２２により汲み上げられ、トナー供給ローラ２０表面に供給されたトナー４０の一部は、トナー供給ローラ２０の矢印Ｅ方向の回転によってトナー収容室１８ａに一部が戻る。残りのトナー４０は、トナー供給ローラ２０下方の領域（第３の空間→第２の空間）に向かって搬送される。

ニップ部Ｎの下端に到達した所でトナー供給ローラ２０の変形によりトナー供給ローラ２０の内部（発泡層の気泡空洞内）からトナー４０が吐き出され、ニップ部Ｎで摺擦されながら現像ローラ１７に供給される。現像ローラ１７に付着したトナー４０は、現像ブレード２１に規制、及び帯電され、規制部を通過したトナー４０により現像ローラ１７上に均一なトナーコートが形成される。また、現像部で現像せずに残ったトナー４０もニップ部Ｎでトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の表面が互いに逆方向に回転することで強く掻きとられる。現像ブレード２１で規制されて現像ローラ１７から脱離したトナー４０は現像ブレード２１の下方（第２の空間）に落下する。また、トナー供給ローラ２０の内部から吐き出され、現像ローラ１７に付着しなかったトナー４０は、ニップ部Ｎの下方（第２の空間）に吐き出される。
以上の動作が繰り返されると、第２の空間にトナー４０が蓄積されていきトナー４０の圧密状態を形成する。圧密状態が形成されると圧密部からトナー供給ローラ２０表面、乃至は内部にトナー４０が供給されるようになる。また、圧密状態の形成により、狭小部を通り抜け、第２の空間（圧密空間）から第３の空間にトナー４０が移動する。そのトナー４０の流れの圧力により、トナー４０の一部は、連通口１８ｃ下方の第２壁部１８ｄ２の上端を乗り越え、トナー収容室１８ａへと戻される。

図８を参照して、本実施例の現像室１８ｂ内の各部材の配置構成の詳細を説明する。図８は、本実施例に係る現像装置における各部材の配置関係を説明する模式的断面図である。
本実施例においては、（ｉ）現像室１８ｂとトナー収容室１８ａとを隔てている連通口１８ｃの上端（第１壁部１８ｄ１における連通口１８ｃとの境目）は、トナー供給ローラ２０上端に対して上方に配置した。すなわち、図８に示すように、連通口１８ｃの上端を通る水平線ｈ１は、トナー供給ローラ２０の上端を通る水平線ｈ２よりも上方に位置している。
また、（ｉｉ）ニップ部Ｎの中心（高さ方向における中央部、又はトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の回転中心を結ぶ線と交わる位置）は、連通口１８ｃ下端に対して上方に、ニップ部Ｎの下端は、連通口１８ｃ下端に対して上方に配置した。すなわち、図８に示すように、ニップ部Ｎの中心を通る水平線ｈ４は、連通口１８ｃの下端（第２壁部１８ｄ２の上端（第２壁部１８ｄ２における連通口１８ｃとの境目））を通る水平線ｈ６よりも上方に位置している。また、ニップ部Ｎの下端を通る水平線ｈ５は、連通口１８ｃの下端を通る水平線ｈ６よりも上方に位置している。
また、（ｉｉｉ）連通口１８ｃ下端（第２壁部１８ｄ２の上端）は、現像ブレード２１と現像ローラ１７との当接位置２１ｃの現像ローラ１７回転方向上流側の端部２１ｂに対して上方に配置した。すなわち、図８に示すように、連通口１８ｃの下端（第２壁部１８ｄ２の上端）を通る水平線ｈ６は、現像ブレード２１の現像ローラ１７との当接位置２１
ｃを通る水平線ｈ７よりも上方に位置している。
また、（ｉｖ）第２の空間と第３の空間を形成する現像室１８ｂ内面のうち第３壁部１８ｄ３上面は、次のように配置した。まず、現像ブレード２１における現像ローラ１７との当接位置２１ｃよりも現像ローラ１７回転方向上流側に位置する端部２１ｂ（自由端先端）を基準とした鉛直線を引く（図８参照）。そして、その鉛直線と第２の空間に面する現像室１８ｂ内面（第３壁部１８ｄ３上面）との交点の位置を基準とし、その基準点から狭小部に対して水平方向に離れた位置から、狭小部を挟んだ第３の空間側に向かって略水平に延びる面となるように配置した。
（ｖ）連通口１８ｃの下端は、トナー供給ローラ２０の下端よりも上方に配置した。すなわち、図８に示すように、連通口１８ｃの下端（第２壁部１８ｄ２の上端）を通る水平線ｈ６は、トナー供給ローラ２０の下端を通る水平線ｈ８よりも上方に位置している。

以下に、（ｉ）～（ｖ）の配置構成の作用効果について説明する。
（ｉ）連通口１８ｃ上端とトナー供給ローラ２０上端の配置関係
前述したようにトナー供給ローラ２０への主なトナー供給は、攪拌搬送部材２２によりトナー４０が汲み上げられ、ニップ部Ｎの上方（第１の空間）に直接供給されることで行われる。本実施例では連通口１８ｃの上端がトナー供給ローラ２０の上端よりも上方に配置されているため、トナー供給ローラ２０を乗り越えてニップ部Ｎの上方（第１の空間）のトナー供給ローラ２０の吸い込み口にトナー４０を供給することができる。（トナー供給ローラ２０は、現像ローラ１７に対してカウンター方向に回転しているためニップ部Ｎの上方でトナー４０を吸い込む）。連通口１８ｃの上端がトナー供給ローラ２０の上端よりも下方に配置されている場合には、連通口１８ｃの上端がトナー供給経路を塞ぐため、攪拌搬送部材２２により直接、ニップ部Ｎの上方の空間にトナー供給することが困難となる。また、そのような場合には、トナー供給ローラ２０の側面に供給されたトナー４０は、トナー供給ローラ２０の回転によりトナー収容室１８ａ方向に戻されてしまって、トナー供給ローラ２０に対して十分なトナー供給を行うことができない場合がある。
（ｉｉ）ニップ部Ｎの中心（高さ方向における中央部）と連通口１８ｃ下端の配置関係
連通口１８ｃの下端がニップ部Ｎの中心位置（高さ方向における中央部の高さ）よりも上方では、現像室１８ｂ内の第２の空間と第３の空間に収容されるトナー面の高さがニップ部Ｎの中心を超える。このような配置ではニップ部Ｎにトナー４０が侵入しやすくなり、現像動作後に現像ローラ１７上に残ったトナー４０に対するトナー供給ローラ２０の機械的剥ぎ取り力が弱くなって、剥ぎ取り不足に起因する現像スジが発生しやすくなった。そのため連通口１８ｃの下端の位置は、少なくともニップ部Ｎの上端よりも下方に設けることが必要である。すなわち、図８に示すように、連通口１８ｃ下端を通る水平線ｈ６が、ニップ部Ｎ上端を通る水平線ｈ３よりも下方に位置するように構成する。さらに、連通口１８ｃの下端を、ニップ部Ｎの中心位置よりも下方に配置することで、トナー供給ローラ２０の剥ぎ取り性能を向上させることができるため望ましい。更には、連通口１８ｃの下端は、ニップ部Ｎの下端よりも下方に配置することでトナー供給ローラ２０の剥ぎ取り性能を更に向上させることができるため、より望ましい。すなわち、図８に示すように、連通口１８ｃ下端を通る水平線ｈ６が、ニップ部Ｎ下端を通る水平線ｈ５よりも下方に位置するように構成することが望ましい。
（ｉｉｉ）連通口１８ｃ下端と現像ブレード２１先端部との配置関係
連通口１８ｃの下端を、現像ブレード２１と現像ローラ１７との当接位置２１ｃの現像ローラ１７の回転方向上流側の端部２１ｂに対して、同じ位置、乃至は上方に配置する。こうすることで、現像ブレード２１で規制された余剰のトナー４０が第２の空間に絶え間なく供給される。こうすることで、第２の空間でのトナー４０の圧密度がより高まり、第２の空間からのトナー供給ローラ２０へのトナー供給と、第３の空間から連通口１８ｃ下端の壁を乗り越えてトナー収容室１８ａに戻るトナー４０の流れと、を形成することができる。本実施例の他の構成要件を満たしつつ、連通口１８ｃの下端が、現像ブレード２１における現像ローラ１７との当接位置２１ｃよりも現像ローラ１７の回転方向上流側の端
部２１ｂに対して下方にある場合には、第２の空間の圧密度が高まり難かった。
（ｉｖ）現像ブレード２１先端部と現像容器内壁の角度の配置関係
また、第２の空間から第３の空間にトナー４０が移動するためには、トナー４０の移動を妨げないように第２の空間と第３の空間に面する現像枠体１８壁部内面（第３壁部３０ｃ上面）の角度を適切に設定することが必要である。そこで、本実施例では、上述した鉛直線（図８参照）と現像枠体１８壁部内面（第３壁部１８ｄ３上面）との交点よりも、狭小部に対して水平方向に離れた位置から現像枠体１８壁部内面が略水平となるように構成した。こうすることで、トナー供給ローラ２０から現像ローラ１７に供給され現像ブレード２１で規制された後、第２の空間に落下したトナー４０が狭小部を挟んだ第３の空間の方向に向かって移動しやすくなる。
なお、第２の空間から第３の空間に向かってトナーがより移動しやすくなるように、第２の空間から第３の空間に向かって降下する（第３壁部１８ｄ３上面に傾斜をつける）ように構成してもよい。こうすることで、第２の空間から第３の空間へのトナー循環をより促進することができる。
（ｖ）連通口１８ｃの下端とトナー供給ローラ２０との配置関係
また、本実施例の構成において、連通口１８ｃの下端はトナー供給ローラ２０の下端よりも上方に配置した。こうすることで第３の空間からトナー収容室１８ａに戻るトナー量を適正量に制御することができ、それにより第２の空間に適切な圧密空間を形成することができる。

現像室１８ｂは、トナー４０を現像容器１８外部へ運び出すための開口部として現像開口が設けられており、その現像開口を塞ぐような配置で現像ローラ１７が現像容器１８に回転可能に組み付けられている。すなわち、現像容器１８に収容されたトナー４０は、回転する現像ローラ１７に担持搬送されることで現像開口を通過して現像容器１８の外部へ移動し、感光ドラム１の静電潜像の現像に供されることになる。その際、現像容器１８外部へ運び出されるトナー量は、現像ブレード２１によって規制、調整されることになる。トナー収容室１８ａは、現像室１８ｂよりも重力方向下方に位置する。現像ブレード２１が現像ローラ１７に当接する位置は、現像ローラ１７の回転中心よりも下方、かつ水平方向において現像ローラ１７の回転中心とトナー供給ローラ２０の回転中心との間に位置する。

攪拌搬送部材２２は、トナー収容室１８ａ内に収容されたトナー４０を攪拌すると共に、現像室１８ｂ内のトナー供給ローラ２０の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナー４０を搬送する。本実施例において、撹拌搬送部材２２は１３０ｒｐｍの回転速度で駆動回転している。現像ローラ１７と感光ドラム１とは、対向部において各々の表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。なお、本実施例では、現像ローラ１７は、感光ドラム１に接触して配置されているが、現像ローラ１７は、感光ドラム１に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナー４０が、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。本実施例においては、現像ローラ１７に対してＶ＝－３００Ｖを印加することにより、明部電位部との電位差ΔＶ＝２００Ｖを形成し、トナー像を形成している。

＜現像ブレードの構成＞
現像ブレード２１は、現像ローラ１７の回転に対し、カウンター方向を向くように配置されており、現像ローラ１７に担持されるトナー量を規制する部材である。また、トナー４０は、現像ブレード２１と現像ローラ１７との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。現像ブレード２１は、長手方向と直交する短手方向の一方の端部２１ａが現像容器１８にビス等の締結具によって固定され、他方の端部２１ｂは自
由端となっている。現像ブレード２１が、現像容器１８に固定された一端２１ａから現像ローラ１７に当接する他端２１ｂへ延びる方向は、現像ローラ１７と当接する部分において、現像ローラ１７の回転方向とは逆方向（カウンター方向）となる。
本実施例においては、現像ブレード２１として短手方向の自由長が８ｍｍ、厚みが０．０８ｍｍの板バネ状のＳＵＳ性の薄板を用いている。ここで、現像ブレード２１としてはこの限りではなく、リン青銅やアルミニウム等の金属薄板でも良い。

現像ブレード２１に不図示のブレードバイアス電源から所定電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っており、ブレードバイアスとしてＶ＝－５００Ｖを印加している。

ここで、図３を参照して、現像ブレード２１における現像ローラ１７に対する圧接圧Ｎ（ｇｆ／ｍｍ）の変更方法について説明する。図３は、現像ブレード２１と現像ローラ１７の位置関係について説明する模式図である。図３に示すような現像ローラ１７の回転軸に垂直な断面における座標系を考える。すなわち、上記断面において、現像ローラ１７に押し付けられている状態における現像ブレード２１の延びる方向と略平行な方向をｙ軸、ｙ軸に垂直な方向をｘ軸とする。そして、原点は現像ローラ１７の回転中心Ｏとし、現像ローラ１７の中心座標が（ｘ，ｙ）＝（０，０）となる座標系である。この座標系において、現像ブレ―ド先端２１ｂのｘ軸方向の位置をＸ値、ｙ軸方向の位置をＹ値とする。圧接圧Ｎ（ｇｆ／ｍｍ）を変更する際は、上記Ｘ値、Ｙ値を変更することで行った。

＜トナー供給ローラの構成＞
トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、互いに当接するニップ部Ｎにおいて各々の表面が異なる方向に移動するようにそれぞれ回転する。本実施例では、トナー供給ローラ２０が、ニップ部Ｎにおいてその表面が下方から上方へ向かう方向に移動するように回転し、現像ローラ１７が、ニップ部Ｎにおいてその表面が上方から下方へ向かう方向に移動するように回転する。すなわち、トナー供給ローラ２０は図示矢印Ｅ方向（時計回りの方向）に、現像ローラ１７は矢印Ｄ方向（反時計回りの方向）に回転している。

トナー供給ローラ２０は、導電性芯金の外周に発泡体層を形成した弾性スポンジローラであり、可撓性を有する材料、例えば発泡ポリウレタン等で構成され、５０～５００μｍの径のセルでトナーを保持し易い構造となっている。また、硬度は５０～８０゜（ＡｓｋｅｒＦ）として、現像ローラ１７とも均一に当接させることができる。抵抗値は１．０×１０^８で、外径３０ｍｍのステンレス円筒部材とトナー供給ローラ２０を接触対向させて、トナー供給ローラ２０の芯金とステンレス円筒部材の間に１００Ｖの直流電圧を印加した場合の電流値から算出し、測定環境は２３．０℃、５０％ＲＨで行った。トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、ニップ部Ｎにおいて互いに逆方向に周速差を持って回転している。この動作により、トナー供給ローラ２０による現像ローラ１７へのトナー供給を行っている。その際、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７との電位差を調整することにより、現像ローラ１７へのトナー供給量を調整することが出来る。

本実施例においては、トナー供給ローラ２０が７００ｒｐｍ、現像ローラ１７が７００ｒｐｍの回転速度で駆動回転し、現像ローラ１７に対してトナー供給ローラ２０がΔ－１００Ｖとなるよう、トナー供給ローラ２０に対してはＶ＝－４００Ｖを印加している。そうすることで、トナー供給ローラ２０から現像ローラ１７に電気的にトナー４０が供給しやすい状態にしている。
なお、ここで示すトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ）は一例であり、それぞれの周面の移動速度の相対的な兼ね合いで適宜設定されるものである。すなわち、ニップ部Ｎにおいてトナー供給ローラ２０周面が、現像ローラ１７周面が移動する方向とは逆方向かつ下方から上方に向かって移動し、かつ本実施例の構成と同様の周速差を持つように回転する構成となるのであれば、ここで示した回転数に限
定されない。

さらに、図４を参照して、トナー供給ローラ２０における現像ローラ１７に対する圧接圧Ｄ（ｇｆ／ｍｍ）の変更方法について説明する。図４は、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の位置関係を説明する模式図である。図４に示すように、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７は所定の侵入量、トナー供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量△Ｅを持って接触している。凹み量ΔＥは、図４に示すように、現像ローラ１７あるいはトナー供給ローラ２０の回転軸方向に見て、接触による変形を生じていない状態の現像ローラ１７とトナー供給ローラ２０を仮想的に重ねたときの両者の重なり量として規定される。具体的には、図４に示すように、上記回転軸方向に見て、トナー供給ローラ２０に対して最も入り込んだ現像ローラ１７外周上の１点と、現像ローラ１７に対して最も入り込んだトナー供給ローラ２０外周上の１点と、を結んだ線分の長さが、凹み量ΔＥとなる。あるいは、上記回転軸方向に見て、上記仮想的に重ねたトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の重なり部において、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の回転中心を結ぶ線と交わる線分領域の長さが、凹み量ΔＥとなる。この凹み量△Ｅを変更することで圧接圧Ｄ（ｇｆ／ｍｍ）を変更した。なお、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７は、共に外径１５ｍｍである。また、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７は、中心高さが略同じになるように配置した。

＜圧接圧の測定方法＞
現像ブレード２１における現像ローラ１７の表面に対する圧接圧Ｎ（ｇｆ／ｍｍ）の測定は、次のように行った。現像ローラ１７を取り外した現像装置を専用の測定治具に装着し、仮想の現像ローラとしての現像ローラ１７と等しい直径のアルミスリーブに現像ブレード２１を当接させて測定する。測定子の長手は５０ｍｍであり、両端２点と中央３点の測定ポイントでの平均値からトナー供給ローラ２０の当接圧を算出した。

トナー供給ローラ２０における現像ローラ１７の表面に対する圧接圧Ｄ（ｇｆ／ｍｍ）の測定場合は、次のように行った。トナー供給ローラ２０を専用の測定治具に装着し、仮想の現像ローラとしての現像ローラ１７と等しい直径のアルミスリーブにトナー供給ローラ２０を当接させて測定した。測定子の長手は５０ｍｍであり、両端２点と中央１点の測定ポイントでの平均値からトナー供給ローラ２０の当接圧を算出した。

上記圧接圧の測定条件は、常温常湿（２５℃／５０％）の環境下において１晩放置し、十分に環境になじませた後、行った。
本実施例における、トナー供給ローラの現像ローラの表面に対する圧接圧Ｄ（ｇｆ／ｍｍ）と、トナー供給ローラが現像ローラにより凹状とされるその凹み量△Ｅと、の関係を表１に示す。また、本実施例における、現像ブレードの現像ローラの表面に対する圧接圧Ｎ（ｇｆ／ｍｍ）と、現像ブレ―ド先端２１ｂのＸ値、Ｙ値と、の関係を表２に示す。

＜表１＞

＜表２＞

＜トナー＞
本実施例に用いたトナー４０の模式図を図５に示す。本実施例では、トナー母粒子４０ａに有機ケイ素重合体を含有する表層４０ｂを有するトナー粒子を用いている。
以下、各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。

（水系媒体１の調製工程）
反応容器中のイオン交換水１０００．０部に、リン酸ナトリウム（ラサ工業社製・１２水和物）１４．０部を投入し、窒素パージしながら６５℃で１．０時間保温した。
Ｔ．Ｋ．ホモミクサー（特殊機化工業株式会社製）を用いて、１２０００ｒｐｍにて攪拌しながら、イオン交換水１０．０部に９．２部の塩化カルシウム（２水和物）を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、水系媒体に１０質量％塩酸を投入し、ｐＨを５．０に調整し、水系媒体１を得た。

（表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程）
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水６０．０部を秤量し、１０質量％の塩酸を用いてｐＨを３．０に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を７０℃にした。その後、表層用有機ケイ素化合物であるメチルトリエトキシシラン４０．０部を添加して２時間以上撹拌して加水分解を行った。加水分解の終点は目視にて油水が分離せず１層になったことで確認を行い、冷却して表層用有機ケイ素化合物の加水分解液を得た。

（重合性単量体組成物の調製工程）
・スチレン ：６０．０部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ ：６．５部
前記材料をアトライタ（三井三池化工機株式会社製）に投入し、さらに直径１．７ｍｍのジルコニア粒子を用いて、２２０ｒｐｍで５．０時間分散させて、顔料分散液を調製した。前記顔料分散液に下記材料を加えた。
・スチレン ：２０．０部
・ｎ－ブチルアクリレート ：２０．０部
・架橋剤（ジビニルベンゼン） ：０．３部
・飽和ポリエステル樹脂 ：５．０部
（プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡ（２モル付加物）とテレフタル酸との重縮合物（モル比１０：１２）、ガラス転移温度Ｔｇ＝６８℃、重量平均分子量Ｍｗ＝１００００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＝５．１２）
・フィッシャートロプシュワックス（融点７８℃） ：７．０部
これを６５℃に保温し、Ｔ．Ｋ．ホモミクサー（特殊機化工業株式会社製）を用いて、５００ｒｐｍにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。

（造粒工程）
水系媒体１の温度を７０℃、Ｔ．Ｋ．ホモミクサーの回転数を１２０００ｒｐｍに保ちながら、水系媒体１中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるｔ－ブチルパーオキシピバレート９．０部を添加した。そのまま該撹拌装置にて１２０００ｒｐｍを維持しつつ１０分間造粒した。

（重合工程）
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え１５０ｒｐｍで攪拌しながら７０℃を保持して５．０時間重合を行い、８５℃に昇温して２．０時間加熱することで重合反応を行ってコア粒子を得た。スラリーの温度を５５℃に冷却してｐＨを測定したところ、ｐＨ＝５．０だった。５５℃で撹拌を継続したまま、表層用有機ケイ素化合物の加水分解液を２０．０部添加してトナー粒子の表層形成を開始した。そのまま３０分保持した後に、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーを縮合完結用にｐＨ＝９．０に調整して更に３００分保持し、表層を形成させた。

（洗浄、乾燥工程）
重合工程終了後、トナー粒子のスラリーを冷却し、トナー粒子のスラリーに塩酸を加えｐＨ＝１．５以下に調整して１時間撹拌放置してから加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。これをイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離した。リスラリーと固液分離とを、ろ液の電気伝導度が５．０μＳ／ｃｍ以下となるまで繰り返した後に、最終的に固液分離してトナーケーキを得た。

得られたトナーケーキは気流乾燥機フラッシュジェットドライヤー（セイシン企業製）にて乾燥を行い、更にコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットしてトナー粒子１を得た。乾燥の条件は吹き込み温度９０℃、乾燥機出口温度４０℃、トナーケーキの供給速度はトナーケーキの含水率に応じて出口温度が４０℃から外れない速度に調整した。

本実施例においては、得られたトナー粒子１に外添剤などを外添せずにそのままトナーａとして用いた。さらに、（重合工程）における加水分解液を添加する時の条件、及び添加後の保持時間を表３のように変えトナーｂ～ｄを作製した。なお、スラリーのｐＨ調整は塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液で行った。

トナーｅは、（表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程）は行わなかった。代わりに、表層用有機ケイ素化合物のメチルトリエトキシシラン１５部をモノマーのまま（重合性単量体組成物の調製工程）で添加した。（重合工程）では７０℃に冷却してｐＨ測定を行った後、加水分解液の添加を行わなかった。７０℃で撹拌を継続したまま、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーを縮合完結用にｐＨ＝９．０に調整して更に３００分保持して表層を形成させた。それ以外はトナーａと同様の方法でトナーを作製した。
本実施例においては、外添せずそのままトナーａ～ｅを用いたが、外添剤を用いてもよい。

＜表３＞

粒径とマルテンス硬度、固着率の測定は、発明を実施するための形態で述べた方法により測定を行った。以下、表４にトナーａ～ｅのマルテンス硬度と固着率を示す。

＜表４＞

＜実験内容１＞
本実施例の構成において、以下の実験を行った。
現像ブレードにおける現像ローラの表面に対する圧接圧を３．５（ｇｆ／ｍｍ）、トナー供給ローラにおける現像ローラの表面に対する圧接圧を４．０（ｇｆ／ｍｍ）に設定し、トナーａ～ｅを用いて、現像スジ、トナー帯電量の維持性能、濃度ムラ、ボタ落ちを評価した。
評価条件は、常温常湿（２５℃／５０％）の環境下において１晩放置し、十分に環境になじませた後、実験用画像を記録材に形成する画像形成を、１００００枚の記録材に対して間欠的に行った（耐久テスト）後に、上記の評価を行った。本実施例では、実験用画像として、画像印字率５％の横線を用いた。
評価方法に関しては、以下に詳しく述べる。

＜現像スジの評価＞
ＬＥＴＴＥＲサイズのＸＥＲＯＸ４２００用紙（ＸＥＲＯＸ社製、７５ｇ／ｍ^２）にハーフトーン（トナーの載り量：０．２ｍｇ／ｃｍ^２）の画像をプリントアウトし、現像スジを以下の通りランク付けした。Ｂ以上を良好と判断した。
Ａ：現像ローラ上にも、画像上にも排紙方向の縦スジは見られない。
Ｂ：現像ローラの両端に周方向の細いスジが軽微に見られる。または画像上に排紙方向の縦スジがほんの少し見られる。
Ｃ：現像ローラ上に多数のスジが見られる。または、画像上に１本以上の顕著なスジ、あるいは多数の細かいスジが見られる。

＜トナー帯電量の評価＞
ベタ黒画像を１０枚出力した。１０枚目の出力中に強制的にマシンを停止して、規制ブレードを通過した直後の現像ローラ上のトナー帯電量を測定した。現像ローラ上の帯電量の測定は、図６の透視図に示すファラデーケージを用いて行った。内部（図の右側）を減圧状態にして現像ローラ上のトナーが吸い込まれるようにし、トナーフィルター３３を設けてトナーを捕集した。なお、３１は吸引部であり、３２はホルダーである。この捕集したトナーの質量Ｍとクーロンメーターにて直接測定した総電荷量Ｑより、単位質量当たりの電荷量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を計算し、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）とし、以下の通りランク付けした。
Ａ：－３５μＣ／ｇ未満
Ｂ：－３５μＣ／ｇ以上－２９μＣ／ｇ未満
Ｃ：－２９μＣ／ｇ以上

＜濃度ムラの評価＞
ＬＥＴＴＥＲサイズのＸＥＲＯＸ４２００用紙（ＸＥＲＯＸ社製、７５ｇ／ｍ^２）にハーフトーン（トナーの載り量：０．２ｍｇ／ｃｍ^２）の画像をプリントアウトし、濃度ムラを以下の通りランク付けした。Ｂ以上を良好と判断した。測定は、Ｘ－Ｒｉｔｅ社製ｓｐｅｃｔｏｒｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ ５００を用いて行った。
Ａ：画像上の濃度差が０．２未満
Ｂ：画像上の濃度差が０．２以上０．３未満
Ｃ：画像上の濃度差が０．３以上

＜ボタ落ちの評価＞
耐久テストを実施し終了した画像形成装置を分解し、現像ブレード上にトナーのボタ落ちがあるか無いかを調査し、○×で評価した。
この評価における「トナーボタ落ち」の発生とは、現像ローラのトナー規制部より下流部において、トナーが現像ローラ上に保持されずに現像ブレード上にトナーが落下している状態である。トナーボタ落ちが発生した状態で画像形成を継続すると、画像形成本体内や記録紙への汚染に発展し画像品質の低下が生じる。

＜実験結果１＞
以下、本実施例の現像スジ、トナー帯電量の維持性能、濃度ムラの評価結果を表５に示す。

＜表５＞

まず、本実施例の構成において、トナーａ～ｃを用いた場合、マルテンス硬度が２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であるため、部材削れ起因による現像スジを抑制しつつ、帯電量を維持することができた。したがって、濃度ムラの発生を抑制できた。

トナーｄを用いた場合は、マルテンス硬度が１２００Ｍｐａと硬いため、現像ブレードや現像ローラを傷つけてしまい、現像スジが発生した。トナーｅを用いた場合は、マルテ
ンス硬度が１８５Ｍｐａと柔らかいため、帯電付与部材としての現像ブレードとのシェアに耐えられず、トナーの帯電量が低下し、電位ムラ起因の濃度ムラとボタ落ちが発生した。さらに、固着率が９０％以下であるトナーｅはトナー粒子表層の有機ケイ素重合体が剥がれやすくなるため、帯電の低下量が大きくなる。したがって、固着率９０％以上であることが好ましい。

これらの実験結果より、以下のことが分かった。
現像ブレードにおける現像ローラの表面に対する圧接圧を３．５（ｇｆ／ｍｍ）、トナー供給ローラにおける現像ローラの表面に対する圧接圧を４．０（ｇｆ／ｍｍ）に設定し、トナーの最大荷重２．０×１０^－４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度を２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下とした場合、部材削れ起因による現像スジを抑制しつつ、帯電量を維持することができた。

＜実験内容２＞
本実施例の構成において、以下の実験を行った。
現像ブレードにおける現像ローラの表面に対する圧接圧Ｎ（ｇｆ／ｍｍ）、トナー供給ローラにおける現像ローラの表面に対する圧接圧Ｄ（ｇｆ／ｍｍ）をいくつか振り、トナーａ及びｃを用いて、現像スジ、濃度ムラ、ボタ落ちを評価した。
マルテンス硬度が１１００Ｍｐａより大きいトナーｄと、マルテンス硬度が２００Ｍｐａ未満であるトナーｅは、現像スジとトリボ維持の問題があるため、用いていない。また、トナーｂに関しては、マルテンス硬度の値がトナーａとトナーｃの中間であることから用いていない。評価条件、評価方法は＜実験内容１＞と同様に行った。

＜実験結果２＞
以下、圧接圧Ｎ及びＤを振った場合の、トナーａ及びｃにおける現像スジ、濃度ムラの評価結果を表６、表７に示す。また、画像弊害なく、現像剤の高帯電性を長期にわたって維持することができ、かつ、電位ムラ起因の濃度ムラの発生を抑制することができる範囲を、図７の黒線枠で示す。

＜表６＞

＜表７＞

本実施例の構成においては、Ｄ＋２×Ｎ－６≧０、１．５≦Ｎ≦４．５、２．０≦Ｄ≦４．５で部材削れ起因による現像スジを抑制しつつ、帯電量を維持することができた。
Ｄ＋２×Ｎ－６＜０の場合、トナーへの帯電付与部材（現像ブレード）とのシェアが弱
いため、トナーの帯電量が足りず、電位ムラ起因の濃度ムラが発生する。
Ｎ＞４．５、あるいはＤ＞４．５の場合、トナーへのシェアが強すぎるため、トナー供給ローラあるいは現像ブレードにトナーが融着し、現像スジが発生する。
Ｄ＜２．０の場合、トナー供給ローラから現像ローラへのトナー供給量が足りず、濃度ムラが発生する。
Ｎ＜１．５の場合、現像ブレードにおける現像ローラの表面に対する圧接圧が足りず、ボタ落ちが発生する。さらに、ボタ落ちたトナーが現像ローラ上のコートを阻害し、現像スジが発生する。

以上の結果から、有機ケイ素重合体を含有する表層を有した、最大荷重２．０×１０^－４Ｎの条件で測定した時のマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であるトナーを用いて、次の関係を満たすような構成を採用すればよい。
Ｄ＋２×Ｎ－６≧０、１．５≦Ｎ≦４．５、２．０≦Ｄ≦４．５
かかる構成を採用すれば、画像弊害なく、現像剤の高帯電性を長期にわたって維持することができ、電位ムラ起因の濃度ムラの発生を抑制することができる。

１…感光体ドラム、２…帯電ローラ、３…スキャナユニット、４…現像ユニット、５…中間転写ベルト、６…クリーニング部材、７…プロセスカートリッジ、８…一次転写ローラ、９…二次転写ローラ、１０…定着装置、１１…中間転写ベルトクリーニング装置、１２…記録材、１３…感光体ユニット、１４…クリーニング枠体、１７…現像ローラ、１８…トナー収容室、２０…トナー供給ローラ、２２…撹拌搬送部材、３０…ファラデーケージ、３１…吸引部、３２…ホルダー、３３…トナーフィルター、４０…トナー、４０ａ…トナー母粒子、４０ｂ…有機ケイ素重合体を含有する表層、５１…駆動ローラ、５２…二次転写対向ローラ、５３…従動ローラ、１００…画像形成装置

Claims (13)

1. 表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の表面に当接して前記現像剤担持体の表面へ前記現像剤を供給する供給部材と、
   前記現像剤担持体の表面に当接して前記現像剤担持体の表面に担持される前記現像剤を規制する規制部材と、を備える現像装置であって、
   前記現像剤は、トナー粒子を有するトナーを含有し、
   前記トナーは、最大荷重２．０×１０^－４Ｎの条件で測定した時のマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であり、
   前記トナー粒子は、有機ケイ素重合体を含有する表層を有し、
   前記有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子が、ケイ素原子１個当たり、平均１個以上３個以下であり、
   前記規制部材における前記現像剤担持体の表面に対する圧接圧をＮ（ｇｆ／ｍｍ）とし、前記供給部材における前記現像剤担持体の表面に対する圧接圧をＤ（ｇｆ／ｍｍ）とした場合に、
   Ｄ＋２×Ｎ－６≧０、
   １．５≦Ｎ≦４．５、
   ２．０≦Ｄ≦４．５
   であることを特徴とする現像装置。
2. 前記トナー粒子の表面における前記有機ケイ素重合体の固着率が９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記有機ケイ素重合体は、式（１）で表される構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
   Ｒ－ＳｉＯ_３／２ 式（１）
   （Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を示す。）
4. 前記Ｒは、炭素数が１以上、３以下の炭化水素基であることを特徴とする請求項３に記
   載の現像装置。
5. 前記現像剤担持体と前記供給部材は、互いに当接するニップ部において各々の表面が異なる方向に移動するようにそれぞれ回転することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 使用時の姿勢において、前記供給部材は、前記ニップ部においてその表面が下方から上方へ向かう方向に移動するように回転することを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 使用時の姿勢において、前記規制部材が前記現像剤担持体に当接する位置は、前記ニップ部よりも下方であることを特徴とする請求項５または６に記載の現像装置。
8. 現像剤を収容する枠体をさらに備え、
   前記規制部材は、
   一端が前記枠体に固定され、自由端である他端の側において前記現像剤担持体に当接し、
   前記一端から前記他端へ延びる方向が、前記現像剤担持体と当接する部分において、前記現像剤担持体の回転方向とは逆方向であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 現像剤を収容する枠体をさらに備え、
   前記枠体は、
   前記現像剤担持体、前記供給部材及び前記規制部材が配置される現像室と、
   使用時の姿勢において前記現像室の下方に位置し前記現像室へ供給される前記現像剤を収容する収容室と、
   前記収容室と前記現像室を連通する連通口を備える仕切壁部と、
   を備え、
   前記収容室に配置され、前記収容室から前記連通口を介して前記現像室へ現像剤を搬送する搬送部材をさらに備えることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 前記仕切壁部と前記連通口の上端との境目の位置が、前記供給部材の上端よりも上方にあることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
11. 前記仕切壁部と前記連通口の下端との境目の位置が、前記供給部材の下端よりも上方にあることを特徴とする請求項９または１０に記載の現像装置。
12. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
    請求項１～１１のいずれか１項に記載の現像装置と、
    前記現像装置によって現像される潜像が形成される像担持体と、
    を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
13. 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
    請求項１～１１のいずれか１項に記載の現像装置と、
    前記現像装置によって現像される潜像が形成される像担持体と、
    を備え、
    前記潜像が現像されて前記像担持体に形成された現像剤像が記録材に転写されることを特徴とする画像形成装置。
    

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