(57)【要約】【課題】装置の小型化を図ることができる現像装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】現像剤容器から現像剤規制部材と現像剤規制部材を支持する枠体の収容部へ現像剤を搬送するための搬送経路には、回転することにより現像剤を搬送する第１搬送部材と、第１搬送部材よりも下流において回転することにより現像剤を搬送する第２搬送部材と、が配置され、第２搬送部材は、第１搬送部材から回転力を受ける駆動受け部を有し、現像剤はトナーを含有し、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が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であることを特徴とする。【選択図】図５
2020079909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を規制するための規制部材と、
前記現像剤担持体と前記規制部材を支持し、前記現像剤の収容部を有する枠体と、
前記現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部へ前記現像剤を搬送するための搬送経路と、を有し、
前記搬送経路には、回転することにより前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第１搬送部材よりも下流において回転することにより前記現像剤を搬送する第２搬送部材と、が配置され、
前記第２搬送部材は、前記第１搬送部材から回転力を受ける駆動受け部を有し、
前記現像剤は、トナーを含有し、
前記トナーは、最大荷重２．０×１０−４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１搬送部材または前記第２搬送部材のいずれか一方の回転軸は、動作時の水平面に対して前記現像剤の安息角よりも大きく、
前記トナーは、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が、４００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナーは、トナー粒子を有し、
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個以下である、請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記有機ケイ素重合体は、下記式（１）で表される構造を有する、請求項３に記載の現像装置。
Ｒ−ＳｉＯ３／２        式（１）
（前記Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を示す。）
【請求項５】
前記Ｒは、炭素数が１以上、３以下の炭化水素基である、請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記搬送経路は、前記枠体と前記現像剤容器との対向方向とは異なる方向に迂回して前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部まで延びている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体と前記規制部材と前記枠体とが、第１のカートリッジとして画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、
前記現像剤容器が、第２のカートリッジとして前記第１のカートリッジとは個別に画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、
前記搬送経路は、前記装置本体に設けられている、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を規制するための規制部材と、
少なくとも前記現像剤担持体と前記規制部材を支持し、前記現像剤の収容部を有する枠体と、
前記現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部へ前記現像剤を搬送するための搬送経路と、を有し、
前記搬送経路には、回転することにより前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第１搬送部材よりも下流において回転することにより前記現像剤を搬送する第２搬送部材と、が配置され、
前記第２搬送部材は、前記第１搬送部材から回転力を受ける駆動受け部を有し、
前記現像剤は、トナーを含有し、
前記トナーは、最大荷重２．０×１０−４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記第１搬送部材または前記第２搬送部材のいずれか一方の回転軸は、動作時の水平面に対して前記現像剤の安息角よりも大きく、
前記トナーは、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が、４００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下である、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナーは、トナー粒子を有し、
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個以下である、請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記有機ケイ素重合体は、下記式（１）で表される構造を有する、請求項１０に記載の画像形成装置。
Ｒ−ＳｉＯ３／２        式（１）
（前記Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を示す。）
【請求項１２】
前記Ｒは、炭素数が１以上、３以下の炭化水素基である、請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記搬送経路は、前記枠体と前記現像剤容器との対向方向とは異なる方向に迂回して前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部まで延びている、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記現像剤担持体と前記規制部材と前記枠体とが、第１のカートリッジとして、前記現像剤容器が、第２のカートリッジとして前記第１のカートリッジとは個別に、それぞれ着脱可能に構成された装置本体をさらに備え、
前記搬送経路は、前記装置本体に設けられている、
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を規制するための規制部材と、
前記現像剤担持体と前記規制部材を支持し、前記現像剤の収容部を有する枠体と、
前記現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部へ前記現像剤を搬送するための搬送経路と、を有し、
前記搬送経路は、回転することにより前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第１搬送部材よりも下流において回転することにより前記現像剤を搬送する第２搬送部材と、が配置され、
前記第２搬送部材は、前記第１搬送部材から回転力を受ける駆動受け部を有し、
前記現像剤は、トナーを含有し、
前記トナーは、最大荷重２．０×１０−４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１６】
前記第１搬送部材または前記第２搬送部材のいずれか一方の回転軸は、動作時の水平面に対して前記現像剤の安息角よりも大きく、
前記トナーは、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が、４００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下である、請求項１５に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１７】
前記トナーは、トナー粒子を有し、
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個以下である、請求項１５又は１６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
前記有機ケイ素重合体は、下記式（１）で表される構造を有する、請求項１７に記載のプロセスカートリッジ。
Ｒ−ＳｉＯ３／２        式（１）
（前記Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を示す。）
【請求項１９】
前記Ｒは、炭素数が１以上、３以下の炭化水素基である、請求項１８に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２０】
前記搬送経路は、前記枠体と前記現像剤容器との対向方向とは異なる方向に迂回して前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部まで延びている、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２１】
前記現像剤担持体と前記規制部材と前記枠体とが、第１のカートリッジとして画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、
前記現像剤容器が、第２のカートリッジとして前記第１のカートリッジとは個別に画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、
前記搬送経路は、前記装置本体に設けられている、
請求項１５〜２０のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用して記録材（シート）上に画像形成を行う画像形成装置、現像装置、プロセスカートリッジに関するものであり、特に、現像手段へ現像剤(トナ
ー)を供給するためのトナー搬送路を備えた現像装置に関するものである。ここで、電子
写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」ともいう）とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材（記録媒体）に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機（マルチファンクションプリンタ）などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置本体（以下、本体）の小サイズ化が進んでいるが、本体内部の各ユニットも本体の小サイズ化に伴い、本内内において配置可能となるスペースの広さが限定される。そのため、トナーカートリッジの配置制約が発生し、トナーカートリッジと現像手段の間をトナー搬送経路で結ぶ場合がある。このようなトナー搬送経路のトナー搬送装置として、プラスチック製のスクリューや金属製のコイルバネ等からなるトナー搬送部材を設けることがある。例えば特許文献１には、スクリュー型のトナー搬送部材が開示されており、トナー搬送部材が回転することにより、トナー搬送部材に螺旋状に設けられたブレード歯面が経路内を移動しながらトナーを押し出すことで現像手段へトナーが搬送される。
【０００３】
トナー搬送部材を用いてトナーを供給する構成においては、トナー搬送部材を含むトナー搬送経路を配置するためにある程度のスペースが必要となる。したがって、例えば、トナーカートリッジと現像手段との並び方向（対向方向）に直線的にトナー搬送経路を延ばそうとする場合には、トナーカートリッジと現像手段との間に、トナー搬送部材を含むトナー搬送経路を設けるための所定の間隔を空ける必要が生じる。すなわち、かかる構成を採用する場合には、トナー搬送経路のスペース確保のために、例えば、トナーカットリッジをサイズダウンさせてトナー収容量を犠牲にするなどしなければならなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０-２０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、装置の小型化を図ることができる現像装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明における現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を規制するための規制部材と、
前記現像剤担持体と前記規制部材を支持し、前記現像剤の収容部を有する枠体と、
前記現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部へ前記現像剤を搬送するための搬送経路と、を有し、
前記搬送経路には、回転することにより前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第１搬送部材よりも下流において回転することにより前記現像剤を搬送する第２搬送部材と、が配置され、
前記第２搬送部材は、前記第１搬送部材から回転力を受ける駆動受け部を有し、
前記現像剤は、トナーを含有し、
前記トナーは、最大荷重２．０×１０−４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下である
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明における画像形成装置は、
潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を規制するための規制部材と、
少なくとも前記現像剤担持体と前記規制部材を支持し、前記現像剤の収容部を有する枠体と、
前記現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部へ前記現像剤を搬送するための搬送経路と、を有し、
前記搬送経路には、回転することにより前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第１搬送部材よりも下流において回転することにより前記現像剤を搬送する第２搬送部材と、が配置され、
前記第２搬送部材は、前記第１搬送部材から回転力を受ける駆動受け部を有し、
前記現像剤は、トナーを含有し、
前記トナーは、最大荷重２．０×１０−４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下である
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明におけるプロセスカートリッジは、
画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を規制するための規制部材と、
前記現像剤担持体と前記規制部材を支持し、前記現像剤の収容部を有する枠体と、
前記現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記枠体の前記収容部へ前記現像剤を搬送するための搬送経路と、を有し、
前記搬送経路は、回転することにより前記現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第１搬送部材よりも下流において回転することにより前記現像剤を搬送する第２搬送部材と、が配置され、
前記第２搬送部材は、前記第１搬送部材から回転力を受ける駆動受け部を有し、
前記現像剤は、トナーを含有し、
前記トナーは、最大荷重２．０×１０−４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、装置の小型化を図りつつ、画像形成における画像不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】本発明の実施形態１におけるトナーカートリッジの説明図
【図３】本発明の実施形態１におけるトナーカートリッジと本体搬送路の説明図
【図４】本発明の実施形態１におけるトナーカートリッジと本体搬送路とプロセスカートリッジの説明図
【図５】本発明の実施形態１における搬送部材の結合部の模式図
【図６】本発明の実施形態におけるトナーの概略図
【図７】本発明の実施形態２における画像形成装置の概略断面図
【図８】本発明の実施形態２におけるトナーカートリッジの説明図
【図９】本発明の実施形態２におけるトナーカートリッジと本体搬送路の説明図
【図１０】本発明の実施形態３におけるトナーカートリッジとプロセスカートリッジの説明図
【図１１】本発明の実施形態４におけるトナーカートリッジとプロセスカートリッジの説明図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態又は実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、該実施形態又は実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、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から、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
《実施形態１》
＜画像形成装置＞
図１を参照して、本発明の実施形態１に係る電子写真画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１の模式的断面図である。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、プリンタなどが挙げられ、ここでは、本実施形態の画像形成装置１として、タンデム方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタに本発明を適用した場合について説明する。
【００１１】
図１に示す様に、画像形成装置１は、記録材であるシートにトナー像（現像剤像）を転写する画像形成部と、画像形成部へシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部と、を備えている。
【００１２】
画像形成部は、画像形成装置１本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ４、プロセスカートリッジ４にトナー（現像剤）を送るためのトナーが貯蔵されている現像剤容器としてのトナーカートリッジ２０、中間転写ユニット１７、レーザスキャナユニット９０を備えている。プロセスカートリッジ４は、画像形成装置１の装置本体内において、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応して、４つ備えられており、一列に並列している。すなわち、プロセスカートリッジ４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋが画像形成装置１の装置本体内において一列に並列している。また、各プロセスカートリッジ４は、像担持体である感光体ドラム５（５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｋ）、帯電ローラ６（６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｋ）、現像ローラ７（７ｙ、７ｍ、７ｃ、７ｋ）、規制ブレード９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ）、ドラムクリーニング部材８（８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋ）等を備えている。
なお、図１の画像形成装置１の姿勢は、画像形成装置が、通常の設置状態（動作時の設置状態）として、水平面に設置された状態を示しており、各図における紙面の上下方向が重力方向（鉛直方向）に略対応し、紙面の左右方向が水平方向に略対応する。
【００１３】
トナーカートリッジ２０は、画像形成装置１本体に対して着脱可能であり、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジに対応して、４つ備えられている。すなわち、トナーカートリッジ２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋがそれぞれプロセスカ
ートリッジ４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋにトナーを供給するために各々配置されている。プロセスカートリッジ４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋにはトナー収容部４４ｙ、４４ｍ、４４ｃ、４４ｋがそれぞれ設けられており、トナーカートリッジ２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋから供給されるトナーがそれぞれ収容される。
より詳細に説明すると、プロセスカートリッジ４は、ドラムユニット４６と現像ユニット（現像装置）４５に分かれていて、両者を一体として、またはそれぞれが個別に、画像形成装置１本体に対して着脱可能に構成されている。ドラムユニット４６は、感光体ドラム５と、帯電ローラ６と、ドラムクリーニング部材８と、それらを一体的に支持するとともにドラムクリーニング部材８によって感光体ドラム５から掻き取られた残トナーを収容する廃トナー収容部を有する枠体と、が一体となったカートリッジである。現像ユニット４５は、現像剤担持体としての現像ローラ７と、トナー供給ローラと、規制部材としての規制ブレード９と、それらを一体的に支持するとともにトナー収容部４４を有する枠体（現像容器）と、が一体となったカートリッジである。
本実施例では、トナーカートリッジ２０が、現像ユニット４５とは略水平方向に並び、ドラムユニット４６との略垂直方向の下方に並ぶように、配置されている。
プロセスカートリッジ４に対するトナーの搬送経路に関しては詳細を後述する。
【００１４】
中間転写ユニット１７は、一次転写ローラ１０（１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋ）、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、テンションローラ１３、二次転写対向ローラ１４ａ、クリーニング装置３０を備えている。中間転写ベルト１１は、無端円筒状ベルトであり、駆動ローラ１２、テンションローラ１３、二次転写対向ローラ１４ａによって張架されている。
【００１５】
画像形成に際しては、制御部（不図示）がプリント信号を発すると、給送ローラ３によってシート積載部２に積載収納されたシートが送り出される。
【００１６】
一方、感光体ドラム５は帯電ローラ６によって表面を帯電させられる。そして、レーザスキャナユニット９０が、内部に備える不図示の光源からレーザ光を出射し、レーザ光を感光体ドラム５上に照射する。これにより感光体ドラム５の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像を現像剤担持体である現像ローラ７が担持するトナー（現像剤）によって現像することにより感光体ドラム５上にトナー像（現像剤像）が形成される。各プロセスカートリッジ４の感光体ドラム５上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１にそれぞれ一次転写される。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２がモータ（不図示）などの駆動源から回転力を受けることにより矢印Ａの方向に回転する。一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転により回転方向下流にある二次転写対向ローラ１４ａと二次転写ローラ１４ｂとで形成される二次転写部に到達し、ここでトナー像がシートに転写される。
トナー像が転写されたシートは、定着器１５に送られ、加熱、加圧されてトナー像がシートに定着された後、排出ローラ１６によって搬送されて排出部（排紙トレー）に排出される。
【００１７】
＜現像ブレード＞
現像ブレード９は、現像ローラ７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７に担持されるトナー量を規制する部材である。また、トナーは現像ブレード９と現像ローラ７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９は短手方向の一方の端部が現像容器にビス等の締結具によって固定され、他方の端部は自由端となっている。
【００１８】
本実施例においては、現像ブレード９として短手方向の自由長が８ｍｍ、厚みが０．０７ｍｍ以上、０．１０ｍｍ以下の板バネ状の弾性を有するＳＵＳ３０４−１／２Ｈの薄板
を用いている。当該ブレードは、自由端側を現像ローラ７表面に線圧が２０Ｎ／ｍ〜４０Ｎ／ｍとなる押圧力で使用可能である。本実施形態では線圧３０Ｎ／ｍを使用した。
【００１９】
＜現像ローラ＞
現像ローラ７として、弾性ゴム層を被覆したローラを用いた。弾性ゴム層は、感光ドラム５との接触状態を均一に保つ為に、その硬度はＭＤ１硬度で２０°〜５０°の硬度が好適に用いられる。実施形態においては、ゴム硬度３８°のものを用いた。ゴム硬度は高分子計器株式会社製のＭＤ−１硬度計（押針形状：タイプＡ）により測定した。表面粗さは中心線平均粗さＲａで０．２μｍ〜２μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。Ｒａが０．２μｍ未満となると所望のトナー量が得られにくく、濃度が薄くなる傾向にある。またＲａが２μｍより大きくなると、トナー個々に十分な帯電を与えにくく、非画像部にトナーが付着しやすく、所謂「かぶり」が発生しやすくなる。実施例においては、Ｒａ＝１．０μｍのものを用いた。中心線平均粗さＲａは、小坂研究所社製「サーフコーダＳＥ３５００」により測定した。
【００２０】
＜トナー搬送＞
ここからの説明は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジに対して同様であるため、ｙ、ｍ、ｃ、ｋの表記は省略する。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示すようにプロセスカートリッジ４にトナーを供給するためのトナー容器（現像剤補給装置）としてのトナーカートリッジ２０には、トナー排出口２４およびトナー搬送スクリュー２３が配置されている。図２（ａ）は、トナーカートリッジ２０の模式的斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中の点線Ａにおけるトナーカートリッジ２０の模式的断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）中の点線Ｂにおけるトナーカートリッジ２０の模式的断面図となっている。
【００２１】
トナーカートリッジ２０の内部空間は、トナー４０が収容されるトナー収容室２０１と、現像剤搬送部材としてのトナー搬送スクリュー２３が配置されるトナー搬送室２０２と、で構成される。トナーカートリッジ２０は、後述する本体側のトナー搬送路を形成する搬送路形成部材７０と連結される連結部２０３を有し、トナー搬送室２０２は、連結部２０３の下面において開口するトナー排出口２４を介してトナーカートリッジ２０の外部と連通する。
【００２２】
連結部２０３は、トナーカートリッジ２０の画像形成装置本体への装着方向における下流側（装置本体におけるトナーカートリッジ２０の収容部の奥側）に面した側面から、上記装着方向下流にさらに突出するように設けられている。トナーカートリッジ２０が画像形成装置本体に装着されると、連結部２０３のトナー排出口２４が、搬送路形成部材７０へトナーを受け渡し可能な位置（後述する搬送路形成部材７０のトナー受け入れ口７１と連通可能に重なる位置）に配置される。
【００２３】
トナー収容室２０１には、収容するトナー４０を攪拌しトナー搬送室２０２まで搬送するための攪拌搬送部材としての撹拌羽根２２が、撹拌軸２１を中心に回転可能に設けられている。撹拌軸２１の回転にしたがって撹拌羽根２２が跳ね上げたトナー４０は、トナー搬送スクリュー２３が配置されたトナー搬送室２０２へ受け渡される。そして、トナー搬送スクリュー２３の回転によってトナー搬送室２０２内をトナー排出口２４に向かって搬送され、トナー排出口２４から排出される。
【００２４】
図３（ａ）は、トナーカートリッジ２０が本体１に装着された状態における模式的斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）中の点線Ｃにおけるトナーカートリッジ２０と本体搬送路形成部材７０の模式的断面図を示している。
図４（ａ）は、トナーカートリッジ２０およびプロセスカートリッジ４が本体１に装着
された状態における、本体搬送路形成部材７０周辺の構成の模式的斜視図、図４（ｂ）は、図４（ａ）中の点線Ｈにおける模式的断面図を示している。
トナーカートリッジ２０から排出されたトナーは、本体搬送路形成部材７０のトナー受け入れ口７１に自重によって受け渡される。そして、搬送スクリュー３６の回転によって矢印Ｄの方向に搬送される。
【００２５】
搬送路形成部材７０は、ダクト状の中空部材であり、その中空内部空間がトナー搬送路を構成する。搬送路形成部材７０は、トナーの搬送方向がそれぞれ異なる第１搬送部７０１と、第２搬送部７０２と、を有し、第１搬送部７０１の上流側に、トナーカートリッジ２０の連結部２０３との間でトナー搬送路をつなぐ連結部７０３が設けられている。連結部７０３の上面には、トナーカートリッジ２０のトナー排出口２４から落下するトナーを受け入れるトナー受け入れ口７１が設けられている。第１搬送部７０１は、トナーカートリッジ２０の装置本体１への装着方向に延びる搬送路を形成し、その下流に第２搬送部７０２が連なる。第２搬送部７０２は、第１搬送部７０１によりトナーカートリッジ２０の装置本体１への装着方向に延びる搬送路を、トナーカートリッジ２０とプロセスカートリッジ４（現像ユニット４５）との並び方向に平行となる方向に方向転換する。第２搬送部７０２の搬送路下流側には、搬送路の下方で開口するトナー排出口７２が設けられている。トナーカートリッジ２０から第１搬送部７０１、第２搬送部７０２を経て延びるトナー搬送路は、トナー排出口７２から、プロセスカートリッジ４（現像ユニット４５）の連結部４３に設けられたトナー受け入れ口４１を介して、トナー収容部４４へとつながる。プロセスカートリッジ４の連結部４３は、プロセスカートリッジ４の装置本体１への装着方向における下流側（装置本体におけるプロセスカートリッジ４の収容部の奥側）に面した側面から、上記装着方向下流にさらに突出するように設けられている。プロセスカートリッジ４が画像形成装置本体に装着されると、連結部４３上面の上記装着方向下流側で開口するトナー受け入れ口４１が、搬送路形成部材７０から排出されるトナーを受け入れ可能な位置（トナー排出口７２と連通可能に重なる位置）に配置される。
【００２６】
本実施例では、トナー搬送路の経路構成を、プロセスカートリッジ４とトナーカートリッジ２０の並び方向とは異なる方向に迂回して延びる構成として、略コ字状に搬送経路の方向が変化する構成としている。かかる構成により、プロセスカートリッジ４とトナーカートリッジ２０とを可及的に近接して配置することが可能となり、装置の小型化を図ることができるとともに、トナー搬送手段としてのスクリューの配置に必要な経路長さを任意に確保することができる。なお、トナー搬送路の経路構成は、ここに示したものに限定されるものではない。
【００２７】
図５は、搬送路形成部材７０の中に設けられる第１搬送部材としてのトナー搬送スクリュー３６と第２搬送部材としてのトナー排出スクリュー３７との接合部（駆動力伝達部）を示す模式的斜視図である。
【００２８】
トナー搬送スクリュー３６は、第１搬送部７０１内に配置され、トナーカートリッジ２０から連結部７０３を介して第１搬送部７０１内に送り込まれたトナーを第２搬送部７０２に向けて搬送する。トナー搬送スクリュー３６は、その中心に回転軸３６ｋを備え、その外周表面には回転軸３６ｋ方向にトナーを搬送するように螺旋状に設けられた第１ブレード歯面３６ｇを有するスクリュー部（螺旋羽根）を備えている。そして、トナー搬送スクリュー３６の回転軸３６ｋの端部に設けられた不図示の駆動ギア（駆動受け手段）によってモータ等の駆動源（不図示）から回転力を受け、図５の矢印Ｅ方向に回転する。
なお、トナー排出スクリュー３７が不図示のモータ等の駆動源から回転力を直接受けるものとし、トナー搬送スクリュー３６がトナー排出スクリュー３７から回転力を受けて従動回転する構成としてもよい。
【００２９】
トナー搬送スクリュー３６に接触したトナーは、トナー搬送スクリュー３６の回転に伴い移動する第１ブレード歯面３６ｇによって回転軸方向（矢印Ｄ方向）に搬送される。そして、トナー搬送スクリュー３６のトナー搬送方向下流に設けられたトナー排出スクリュー３７の上流側端部に向かう方向（矢印Ｄ方向）に押し出される形で搬送され、トナー排出スクリュー３７と接触し始める。
【００３０】
トナー排出スクリュー３７は、第２搬送部７０２内に配置され、トナー搬送スクリュー３６によって第１搬送部７０１から第２搬送部７０２内に送り込まれたトナーを、プロセスカートリッジ４の連結部４３に向けて搬送する。トナー排出スクリュー３７は、回転軸３７ｋを備え、その外周表面には回転軸３７ｋ方向（矢印Ｇ方向）にトナーを搬送するように螺旋状に設けられた第２ブレード歯面３７ｇを有するスクリュー部（螺旋羽根）を備えている。また、装置の小型化のためにトナー搬送スクリュー３６と略直交する方向に設けられている。さらにトナー排出スクリュー３７は、トナー搬送スクリュー３６から回転力を受けるための駆動受け部５０を有し、トナー搬送スクリュー３６の回転に従動して矢印Ｆ方向に回転する。駆動受け部５０は、トナー搬送スクリュー３６の第１ブレード歯面３６ｇとの接触によって、回転するトナー搬送スクリュー３６からトナー排出スクリュー３７を回転させる力が作用するような形状に構成されている。この駆動受け部５０がトナー搬送スクリュー３６から回転力を受ける際に、トナーがトナー搬送スクリュー３６と駆動受け部５０との間で挟持・摺擦される。
【００３１】
トナー排出スクリュー３７と接触したトナーは、トナー排出スクリュー３７の回転に伴い移動する第２ブレード歯面３７ｇによってトナー排出スクリュー３７の下流側端部近傍に設けられたトナー排出口７２に向かう方向（矢印Ｇ方向）へ押し出される形で搬送される。その後、トナー排出口７２からトナーが自重によって排出され、プロセスカートリッジ４の受け入れ口４１に受け渡される。プロセスカートリッジ４の内部へは搬送スクリュー４２によって搬送されることでプロセスカートリッジ４にトナーが供給される。
なお、トナー搬送スクリュー３６の回転軸３６ｋとトナー排出スクリュー３７の回転軸３７ｋは、両者に直交する方向（図５では図の上下方向）において互いにずれた位置関係にある。そのため、トナー搬送スクリュー３６の第１ブレード歯面３６ｇの移動領域（ブレード歯面がトナーに対して直接的に搬送作用を及ぼす（接触する）空間領域）と、トナー排出スクリュー３７の第２ブレード歯面３７ｇの移動領域も、互いにずれた位置関係となる。したがって、各スクリューのそれぞれブレード歯面の移動領域のずれに対応して、搬送路形成部材７０の中空空間も、第１搬送部７０１の中空空間と第２搬送部７０２の中空空間とが、各スクリューの回転軸と直交する方向においてずれた構成とすると好適である。すなわち、トナー搬送路の底面と天井のそれぞれの高さが、第１搬送部７０１と第２搬送部７０２との間で上下にずれるような構成である。このように、各スクリューと搬送路形成部材７０の中空内壁面との間のギャップをトナー搬送に好適な設定にしてトナーの搬送効率を高めるのが好適である。
なお、図４では、第１搬送部７０１と第２搬送部７０２が同じ高さに形成された構成となっているが、例えば、壁の厚みを変化させる等により、それぞれの内部空間を上述したようにブレード歯面の移動領域のずれに合せて互いにずらすように構成してよい。あるいは、搬送路形成部材７０全体で壁の厚みを均一にするなら、図４における外観構成として、第１搬送部７０１と第２搬送部７０２のそれぞれの上面及び下面の高さが上下にずれたような構成としてもよい。
このようにブレード歯面の移動領域の高さのずれに合せて搬送路形成部材の構成を変化させることは、他の実施形態の構成においても同様に適用してよい。
【００３２】
＜トナー＞
本発明の実施形態に用いたトナー４０の模式図を図６に示す。
現像剤は、トナー粒子を有するトナーを含有し、該トナー粒子は、有機ケイ素重合体を
含有する表層を有する。
前述したように、従来から用いられているトナーでは、駆動受け部において搬送中のトナーが変形する場合があった。トナーの変形を抑制するために必要なトナーのマルテンス硬度を検討したところ、トナーの最大荷重２．０×１０−４Ｎの条件で測定した時のマルテンス硬度が２００ＭＰａ以上であることがわかった。また、該マルテンス硬度は４００ＭＰａ以上であることが好ましい。
一方、該マルテンス硬度は１１００ＭＰａ以下である。マルテンス硬度が１１００ＭＰａよりも高いと、規制ブレードや現像ローラが傷つき、ベタ黒画像もしくは中間諧調画像に縦スジ状の濃度ムラの画像弊害（縦スジ画像）が出る場合があった。
【００３３】
マルテンス硬度を制御する手段として、有機ケイ素重合体を含有する表層を有するトナー粒子を用いた。本実施形態で使用するトナーは、マイナスに帯電極性をもつ非磁性１成分の粒重合トナーであり、粒径は７μｍである。
【００３４】
〈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。
【００３５】
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、並びに、必要に応じて着色剤及びその他の添加剤を、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。
【００３６】
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）。
【００３７】
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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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。
【００４０】
高精細かつ高解像の画像を得るという観点から、トナーの重量平均粒径は、３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましい。トナー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。
【００４１】
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。
【００４２】
〈トナーの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。
【００４３】
トナーの測定においては、一般的な粒径は３μｍ以上１０μｍ以下であるから、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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に設定して行う。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。
【００４７】
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する。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）を選択する。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）により下記方法にて測定する。
＜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。
【００４８】
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う。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  ：２．０×１０−４Ｎ
分割数：１０００ｓｔｅｐ
ステップインターバル：１０ｍｓｅｃ
【００４９】
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。
【００５０】
〈トナーの硬度の制御方法〉
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の表層を形成させ、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本実施形態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。
【００５４】
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分〜６００分である。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
＜有機ケイ素重合体を含有する表層について＞
本実施形態では、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有するトナー４０を用いている。
該有機ケイ素重合体は、下記式（１）で表される構造を有することが好ましい。
Ｒ−ＳｉＯ３／２        式（１）
（該Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を示す。）
【００５８】
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、−ＳｉＯ３／２と表現される。この有機ケイ素重合体の−ＳｉＯ３／２構造は、多数のシロキサン結合で構成されるシリカ（ＳｉＯ２）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、マルテンス硬度を有機樹脂より高く、無機シリカより低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。
また、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
【化１】
2020079909.tif 000003
（式（Ｚ）中、Ｒ１は、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を表し、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４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。）
【００６４】
Ｒ１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。Ｒ１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Ｒ１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。
【００６５】
Ｒ２、Ｒ３及びＲ４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１〜３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、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４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。
【００６６】
本実施形態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Ｒ１を除く一分子中に３つの反応基（Ｒ２、Ｒ３及びＲ４）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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
（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。
【００７０】
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。
【００７１】
《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。
【００７２】
≪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
【００７３】
当該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基（Ｓｉ−ＣＨ３）、エチル基（Ｓｉ−Ｃ２Ｈ５）、プロピル基（Ｓｉ−Ｃ３Ｈ７）、ブチル基（Ｓｉ−Ｃ４Ｈ９）、ペンチル基（Ｓｉ−Ｃ５Ｈ１１）、ヘキシル基（Ｓｉ−Ｃ６Ｈ１３）またはフェニル基（Ｓｉ−Ｃ６Ｈ５−）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。
【００７４】
≪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
【００７５】
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）ＳｉＯ１／２    （２）
Ｘ２構造：（Ｒｇ）（Ｒｈ）Ｓｉ（Ｏ１／２）２      （３）
Ｘ３構造：ＲｍＳｉ（Ｏ１／２）３                  （４）
Ｘ４構造：Ｓｉ（Ｏ１／２）４                      （５）
【００７６】
【化２】
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【００７７】
（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。
【００７８】
〔外添剤〕
トナー粒子は、外添剤を外添せずにトナーとすることもできるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、いわゆる外添剤である流動化剤、クリーニング助剤などを添加してトナーとしてもよい。
【００７９】
外添剤としては、例えば、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、あるいは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８０】
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、表面処理が行われていることが好ましい。外添剤のＢＥＴ比表面積は、１０ｍ２／ｇ以上４５０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【００８１】
ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ法（好ましくはＢＥＴ多点法）に従って、動的定圧法による低温ガス吸着法により求めることができる。例えば、比表面積測定装置（商品名：ジェミニ２３７５  Ｖｅｒ．５．０、（株）島津製作所製）を用いて、試料表面に窒素ガスを吸着させ、ＢＥＴ多点法を用いて測定することにより、ＢＥＴ比表面積（ｍ2／ｇ）を算出
することができる。
【００８２】
これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子１００質量部に対して、好ましくは０．０５質量部以上５質量部以下であり、より好ましくは０．１質量部以上３質量部以下である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
【００８３】
（実施例）
以下、検討に用いたトナーａ〜ｅの作製方法を示す。なお、各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。
【００８４】
（実施例１：トナーａの作製方法）
（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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（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
上記材料を加えた前記顔料分散液を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。
【００８７】
（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。
【００８８】
（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。
【００８９】
（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。
【００９０】
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。
【００９１】
トナー粒子の断面ＴＥＭ観察においてケイ素マッピングを行い、表層にケイ素原子が存在することを確認した。以降のトナー製造例においても、有機ケイ素重合体を含有する表層は同様のケイ素マッピングで表層にケイ素原子が存在することを確認した。本製造例においては、得られたトナー粒子を外添せずにそのままトナーａとして用いた。得られたトナーａの測定結果を表１に示す。マルテンス硬度の測定は、上記で述べた方法で測定を行った。
【００９２】
（実施例２：トナーｂの作製方法）
トナーｂは、（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１のように変えた以外は、実施例１と同様の方法でトナーを作製した。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。得られたトナーｂの測定結果を表１に示す。
【００９３】
（実施例３：トナーｃの作製方法）
トナーｃは、（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１のように変えた以外は、実施例１と同様の方法でトナーを作製した。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。得られたトナーｃの測定結果を表１に示す。
【００９４】
（比較例１：トナーｄの作製方法）
トナーｄは、（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１のように変えた以外は、実施例１と同様の方法でトナーを作製した。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。得られたトナーｄの測定結果を表１に示す。
【００９５】
（比較例２：トナーｅの作製方法）
トナーｅは、（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１のように変えた以外は、実施例１と同様の方法でトナーを作製した。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。得られたトナーｅの測定結果を表１に示す。
【００９６】
【表１】
2020079909.tif 000008
【００９７】
＜実験内容＞
実施例１〜３、比較例１〜２のトナー変形、縦スジ画像の発生及び現像ローラのスジ削れを確認するため、プロセスカートリッジ４にトナーを搬送しながら６００ｄｐｉ  ２ｄｏｔ  １００ｓｐａｃｅの横線を一日５０００枚間欠通紙後に画像サンプルを取り、下記評価を実施した。なお、間欠通紙は、画像形成２枚ごとに間欠時間３秒を設けた。
トナーの搬送量（プロセスカートリッジ４への補給量）は印字したトナー量とほぼ同等の１０００枚で約８ｇとした。画像サンプルは、中間諧調画像を１枚印字し評価した。評価は以下の通りである。
通紙及び画像サンプル形成は、３２℃、８０％ＲＨの環境で行った。全通紙量は５００００枚とした。下記評価は、５００００枚における評価である。
【００９８】
（縦スジ画像）
〇：発生なし      画像全域で縦スジ状の濃度ムラなし
△：若干発生      画像の一部に軽微な縦スジ状の濃度ムラが発生したが、使用上問題なし
×：発生          画像の一部もしくは全域で縦スジ状の濃度ムラ発生
【００９９】
（トナーの変形）
〇：発生なし      走査型顕微鏡による観察で１００個確認し、つぶれたトナーなし
△：若干発生      走査型顕微鏡による観察で１００個確認し、軽微な変形は見られるが、使用上問題なし
×：発生          走査型顕微鏡による観察で１００個確認し、つぶれたトナーあり
走査型顕微鏡は、日立ハイテクノロジー製のＳＵ８０２０を用いて、加速電圧３ｋＶの条件（拡大倍率５０００倍）で観察を行った。
変形に係る判断は以下の通りである。
通紙前のトナー１００個の真円度を測定し、平均値−標準偏差３σの真円度を基準ＭＩＮ真円度とし、基準ＭＩＮ真円度×０．９未満のトナーはつぶれたと判断した。一方、基準ＭＩＮ真円度以上のトナーはつぶれていないと判断した。また、基準ＭＩＮ真円度未満かつ基準ＭＩＮ真円度×０．９以上のトナーは軽微な変形と判断した。
【０１００】
（現像ローラのスジ削れ）
〇：発生なし      現像ローラ清掃後の目視による観察で、削れ跡なし
△：若干発生      現像ローラ清掃後の目視による観察で、軽微な削れ跡は見られるが、使用上問題なし
×：発生          現像ローラ清掃後の目視による観察で、削れ跡あり
【０１０１】
＜効果の確認＞
結果を表２に示す。
【０１０２】
（表２）
2020079909.tif 000009
【０１０３】
本実施例１〜３が示すように、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〜１１００ＭＰａであるトナーでは５００００枚まで縦スジ画像の発生、トナーの変形、及び現像ローラのスジ削れはなかった。
これは、本実施例のトナーの硬度であれば、トナー搬送部材がトナー搬送路中において駆動受け部を有する構成においてもトナーの変形が起きていないことを示している。
また、比較例１は縦スジ画像及びトナーの変形が発生している。これはマルテンス硬度が２００ＭＰａを下回るとトナー搬送部材の駆動受け部においてトナーが変形するためと考えられる。
そして、比較例２は縦スジ画像が発生している。これはマルテンス硬度が１１００ＭＰａを上回ると現像ローラ７や現像ブレード９がトナーによって傷ついたことが原因と考えられる。実際に現像ローラ７および現像ブレード９を観察すると、縦スジ画像に対応する位置に削れ溝が発生していることが確認できた。
尚、本実施例の説明で用いた設定条件は一例であり、これに限定されない。
以上述べたように、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が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であるトナーを用いることで、トナー搬送路中において搬送部材同士の駆動受け部を有する構成においてもトナーの変形を抑制することができる。
【０１０４】
《実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。実施形態２は実施形態１と異なる部分を詳細に説明し、実施形態１と同様の部分については説明を省略する。
【０１０５】
＜画像形成装置＞
図７は、本実施形態における本体１の簡略図である。実施形態１と違い、トナーカートリッジ２５が、現像ローラ７等をハウジングしている現像容器部分である現像ユニット４５の枠体の下方に、ドラムユニット４６とは略水平方向に並ぶように、配置されている。このトナーカートリッジ２５の配置を取ることで、現像枠体４５までのトナー搬送経路が短くなり本体構成が簡素にできる等のメリットがある。
【０１０６】
＜トナー搬送＞
図８は、トナーカートリッジ２５の外観構成を示す模式的斜視図である。本実施形態に
おけるトナーカートリッジ２５は、実施形態１におけるトナーカートリッジ２０の構成を、左右反転したような構成となっているすなわち、トナーカートリッジ２５におけるトナー排出の構成は、トナーカートリッジ２０と同様であり、説明は省略する。
【０１０７】
図９（ａ）は、トナーカートリッジ２５およびプロセスカートリッジ４が本体１に装着された状態における、本体搬送路形成部材８０周辺の構成の模式的斜視図を示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）中の点線Ｈにおける模式的断面図を示している。
トナーカートリッジ２５の連結部２５３（実施形態１のトナーカートリッジ２０の連結部２０３と同様の構成である）のトナー排出口２４から排出されたトナーは、本体搬送路形成部材８０の受け入れ口８１に自重によって受け渡される。
【０１０８】
搬送路形成部材８０は、搬送路形成部材７０と同様に、ダクト状の中空部材であり、その中空内部空間がトナー搬送路を構成する。搬送路形成部材８０は、トナー搬送経路の上流側であるトナーカートリッジ２５の連結部２５３から、下流側であるプロセスカートリッジ４の連結部４３にかけて、搬送方向が互いに異なる第１搬送部８０１、第２搬送部８０２、第３搬送部８０３を有している。第２搬送部８０２にはトナー搬送スクリュー８６が、第３搬送部８０３にはトナー排出スクリュー８７が、それぞれ配置されている。
【０１０９】
第１搬送部８０１には、上述した受け入れ口８１が上面に設けられているとともに、受け入れ口８１から入ってきたトナーを、その自重によりトナー搬送路の下流に向けて移動させるための傾斜面８５が、トナー搬送路の底面に形成されている。傾斜面８５は、トナーの移動を促すべく、水平面に対する角度がトナーの安息角よりも大きくなるように設けられている。
【０１１０】
傾斜面８５の作用によって第１搬送部８０１から第２搬送路８０２の下部（上流側）に移動してきたトナーは、第２搬送部８０２内に配置されたトナー搬送スクリュー８６に接触する。トナー搬送スクリュー８６に接触したトナーは、トナー搬送スクリュー８６の回転により、トナー搬送スクリュー８６の上流側端部の側から下流側端部の側に向けて矢印Ｊの方向に上方搬送される。
【０１１１】
トナー搬送スクリュー８６によって第２搬送部８０２のトナー搬送路下流（上方）まで搬送されたトナーは、第３搬送部８０３内に配置されたトナー排出スクリュー８７に接触する。トナー排出スクリュー８７に接触したトナーは、トナー排出スクリュー８７の回転によって、第３搬送部８０３のトナー搬送路内を矢印Ｋ方向（略水平方向）に搬送されるようになる。
【０１１２】
ここで、トナー搬送スクリュー８６は、駆動受け部５０がトナー排出スクリュー８７から回転力を受けることで、トナー排出スクリュー８７の回転に従動して回転する。トナー排出スクリュー８７は、回転軸の端部に設けられた不図示の駆動ギア（駆動受け手段）によってモータ等の駆動源（不図示）から回転力を受け、回転することで矢印Ｋの方向にトナーを搬送する。この駆動受け部５０が回転力を受ける際に、トナーがトナー搬送スクリュー８６と駆動受け部５０との間で挟持・摺擦される。
なお、トナー搬送スクリュー８６が不図示のモータ等の駆動源から回転力を直接受けるものとし、トナー排出スクリュー８７がトナー搬送スクリュー８６から回転力を受けて従動回転する構成としてもよい。
【０１１３】
第３搬送部８０３のトナー搬送路下流まで搬送されたトナーは、第３搬送部８０３の下面に設けられたトナー排出口８２から自重によって排出され、プロセスカートリッジ４の連結部４３の受け入れ口４１に受け渡される。プロセスカートリッジ４内部へは搬送スクリュー４２によって搬送されることでプロセスカートリッジ４（現像ユニット４５のトナ
ー収容部４４）にトナーが供給される。
【０１１４】
実施形態１の搬送路形成部材７０は、トナー搬送経路を、プロセスカートリッジ４やドラムカートリッジ２０の装置本体への装着方向に略コ字状に這わせる構成である。これに対し、実施形態２の搬送路形成部材８０は、トナー搬送経路を、プロセスカートリッジ４とドラムカートリッジ２５の奥側において両者の並び方向（対向方向）と略平行な方向に略コ字状に這わせる構成であり、装置小型化においてより優れた構成である。
【０１１５】
（実施例）
検討には、トナーａ〜ｆを用いた。トナーａ〜ｅは、実施形態１と同様のものである。トナーｆは、（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のように変えた以外は、トナーａと同様の方法でトナーを作製した。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。得られたトナーｆの測定結果を表３に示す。
【０１１６】
【表３】
2020079909.tif 000010
【０１１７】
＜実験内容＞
実施例４〜７、比較例３〜４のトナー変形、縦スジ画像の発生及び現像ローラのスジ削れを確認するため、プロセスカートリッジ４にトナーを搬送しながら６００ｄｐｉ  ２ｄｏｔ  １００ｓｐａｃｅの横線で一日５０００枚間欠通紙後に画像サンプルを取り、下記評価を実施した。なお、間欠通紙は、画像形成２枚ごとに間欠時間３秒を設けた。
トナーの搬送量（プロセスカートリッジ４への補給量）は印字したトナー量とほぼ同等の１０００枚で約８ｇとした。画像サンプルは、中間諧調画像を１枚印字し評価した。評価は以下の通りである。
通紙及びサンプルは、３２℃、８０％ＲＨの環境で行った。全通紙量は５００００枚とした。下記評価は、５００００枚における評価である。
【０１１８】
＜効果の確認＞
効果の確認の方法は、実施形態１と同様の方法で行った。結果を表４に示す。
【０１１９】
【表４】
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【０１２０】
本実施例４〜６が示すように、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以下であるトナーでは５００００枚まで、使用上問題となるような縦スジ画像の発生、トナーの変形及び現像ローラのスジ削れはなかった。
これは、本実施例のトナーの硬度であれば、トナー搬送部材がトナー搬送路中において駆動受け部を有する構成においても、使用上問題となるようなトナーの変形が起きていないことを示している。
【０１２１】
ここで、実施形態１ではトナーｂは変形が見られなかったのに対して、実施形態２ではトナーの変形が若干見られた（ただし、本発明の効果は奏している。）。トナー搬送スクリュー８６とトナー排出スクリュー８７の係合部（駆動受け部５０）付近を観察したところ、係合部で挟持されたトナーがトナー排出スクリュー８７に受け渡ってすぐにトナー排出スクリュー８７から零れ落ち、トナー搬送スクリュー８６と搬送経路の壁の間に落下しているものがあることがわかった。結果として何度も繰り返し上記係合部に挟持されるトナーが発生する。
検討を行うと、トナーが排出スクリュー８７から零れ落ちる条件は、トナー排出スクリュー８７の回転軸の角度が水平面に対してトナーの安息角以上であることがわかった。このような、過酷環境下であっても、トナーのマルテンス硬度が上記数値範囲を満たす場合、トナーの変形を抑制し、縦スジ状の濃度ムラを抑制することが可能である。
【０１２２】
ここでトナーの安息角について説明する。トナーの安息角とは、トナーを平面上に落下させたときに、平面上にできるトナーの山の稜線の傾斜角をいう。本実施形態では、パウダテスタＰＴ−Ｓ（ホソカワミクロン社製）を使用し、安息角を測定した。目開き２５０μｍのメッシュ上にトナー１５０ｇを乗せ、振動を加えることで漏斗を介して、直径８ｃｍの円形テーブルの上にトナーを堆積させる。このとき、テーブルの端部からトナーがあふれる程度に堆積させる。このときのテーブル上に堆積したトナーの稜線と円形テーブル面との間に形成された角度を測定することで安息角とした。
【０１２３】
比較例３〜４は実施形態１と同様のため説明は省略する。
【０１２４】
以上述べたように、トナー搬送路中において搬送部材同士の駆動受け部を有する構成であって、トナー搬送方向が上方であるような場合においても、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が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であるトナーを用いることで、トナーの変形を抑制することができる。なお、マルテンス硬度は、下限値として２００ＭＰａ以上を確保することができれば、トナー変形の抑制において十分な効果を期待できるものであるが、実施例４、６、７のように４００ＭＰａ以上を確保することができるとより一層の効果を期待することができる。すなわち、マ
ルテンス硬度のより好適な範囲は、４００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下である。
尚、本実施例の説明で用いた設定条件は一例であり、これに限定されない。
【０１２５】
《実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。実施形態３は、実施形態１において、装置本体に備え付けられていた搬送路形成部材７０がトナーカートリッジ２０の一部になったような構成としたことを特徴とする。すなわち、実施形態１の搬送路形成部材７０がトナーカートリッジ２０と一体となって装置本体１に対し、着脱自在になったような構成である。
【０１２６】
図１０は、実施形態３におけるプロセスカートリッジ４とトナーカートリッジ２６の模式的斜視図である。
実施形態３のトナーカートリッジ２６は、装置本体への装着方向の下流側の側面に搬送路形成部２７が設けられている。
搬送路形成部２７は、搬送路形成部材７０と同様のダクト状の中空部材で構成され、その中空内部空間がトナー搬送路を構成する。搬送路形成部２７によるトナー搬送路は、トナーカートリッジ２６の内部空間と、プロセスカートリッジ４の連結部４３の内部空間と、の間を連通する。搬送路形成部２７は、上流のトナーカットリッジ２６側から下流のプロセスカートリッジ４の連結部４３側にかけて、搬送方向が互いに異なる第１搬送部２７１、第２搬送部２７２、第３搬送部２７３を有している。
トナーカートリッジ２６の内部構造は、実施形態１のトナーカートリッジ２０と同様であり、トナー搬送スクリュー２６の先端が、搬送路形成部２７の第１搬送部２７１の内部まで延びている。したがって、トナー搬送スクリュー２６により、第１搬送部２７１の内部上方までトナーが搬入され、第１搬送部２７１内部を落下する。以降のトナーの搬送は、実施形態１の搬送路形成部材７０と同様、第２搬送部２７２、第３搬送部２７３の内部にそれぞれ配置された不図示のトナー搬送スクリュー、トナー排出スクリューによって行われる。
【０１２７】
搬送経路をトナーカートリッジ２６に持たせることで、トナーの搬送経路間の受け渡し部分が減るために、受け渡し部におけるトナー漏れ防止部材（不図示）の部品点数を減らすことができる。
尚、本実施例の説明で用いた設定条件は一例であり、これに限定されない。
【０１２８】
《実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。実施形態４は、実施形態１において、装置本体に備え付けられていた搬送路形成部材７０がプロセスカートリッジ４の一部になったような構成としたことを特徴とする。すなわち、実施形態１の搬送路形成部材７０がプロセスカートリッジ４と一体となって装置本体１に対し、着脱自在になったような構成である。
【０１２９】
図１１は、実施形態４におけるプロセスカートリッジ４とトナーカートリッジ２０の模式的斜視図である。
実施形態４のプロセスカートリッジ４は、装置本体への装着方向の下流側の側面に搬送路形成部４７が設けられている。
トナーカートリッジ２０は、実施形態１の物と同様の構成である。
搬送路形成部４７は、搬送路形成部材７０と同様のダクト状の中空部材で構成され、その中空内部空間がトナー搬送路を構成する。搬送路形成部４７によるトナー搬送路は、トナーカートリッジ２０の内部空間と、プロセスカートリッジ４の内部空間（現像ユニット４５のトナー収容部４４）と、の間を連通する。搬送路形成部４７は、上流のトナーカットリッジ２０側から下流のプロセスカートリッジ４の内部空間側にかけて、搬送方向が互いに異なる第１搬送部４７１、第２搬送部４７２、第３搬送部４７３、第４搬送部４７４を有している。
第２搬送部４７２、第３搬送部４７３、第４搬送部４７４には、それぞれ不図示のトナー搬送スクリューが配置され、回転駆動力が直列的に伝達するように順次連結されている。
【０１３０】
搬送経路をプロセスカートリッジ４に持たせることで、トナーの搬送経路間の受け渡し部分が減るために、受け渡し部におけるトナー漏れ防止部材（不図示）の部品点数を減らすことができる。
尚、本実施例の説明で用いた設定条件は一例であり、これに限定されない。
【符号の説明】
【０１３１】
１…画像形成装置、４…プロセスカートリッジ、２０…トナーカートリッジ、２１…撹拌軸、２２…撹拌羽根、２３…トナー搬送スクリュー、２４…排出口、３６…トナー搬送スクリュー、３６ｇ…第１ブレード歯面、３６ｋ…回転軸、３７…トナー排出スクリュー、３７ｇ…第２ブレード歯面、３７ｋ…回転軸、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、４１…トナー受け入れ口、７０…本体搬送路形成部材、７１…トナー受け入れ口、７２…トナー排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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