(57)【要約】【課題】像担持体への現像剤の融着による画像不良を抑制することが可能なプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１に接触し、像担持体１を帯電する帯電部材２は、導電性支持体と像担持体１と接触する弾性層とを有し、弾性層は、マトリックスと、導電性を有するドメインとを含んでなる半導電性ゴム組成物を含有し、半導電性ゴム組成物は、ドメインが島相を形成し、マトリックスが海相を形成する海島構造を有し、マトリックスはドメインより高い体積抵抗率を有し、現像剤はトナーを含有し、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。【選択図】図２
2020079906.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プロセスカートリッジであって、
像担持体と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体に接触し、帯電された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、
を備え、
前記帯電部材は、導電性支持体と、前記像担持体と接触する弾性層と、を有し、
前記弾性層は、マトリックスと、導電性を有するドメインとを含んでなる半導電性ゴム組成物を含有し、
前記半導電性ゴム組成物は、前記ドメインが島相を形成し、前記マトリックスが海相を形成する海島構造を有し、
前記マトリックスは前記ドメインより高い体積抵抗率を有し、
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２】
前記トナーは、最大荷重９．８×１０−４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度が、５ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【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に記載のプロセスカートリッジ。
【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に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記ドメインが導電性粒子を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記弾性層は、前記像担持体と接触する周面が、前記マトリックスからなる面上に前記ドメインからなる部分が散在するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
装置本体と、
前記装置本体に対して着脱可能な、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジと、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成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】
電子写真方式の画像形成装置においては、電子写真感光体（以下、感光体ドラムまたはドラムという）の表面を一次帯電器によって一様に帯電し、帯電された感光体ドラム表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置で現像して現像剤像（以下、トナー像という）を形成し、このトナー像を転写装置によってシート等の記録材に転写する。その後、定着装置によりトナー像を記録材上に固着画像として定着して出力する。感光体ドラムは、トナー像転写後に表面に残留したトナーをクリーニング装置によってクリーニングされ、次の画像形成動作に備える。
これら現像装置、感光体ドラム、クリーニング装置は画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジとして一体に構成されることがある。
【０００３】
クリーニング装置としては、構成の単純さ及びトナーの除去能力の観点から、弾性体で構成されたクリーニングブレードを感光体ドラムの回転方向に対して、カウンター方向で当接させるカウンター方式のブレードクリーニングが広く用いられている。カウンター方式のブレードクリーニングでは、クリーニングブレードが感光体ドラムに対して強く当接され摺擦される。このため、感光体ドラムの駆動トルクがプロセスカートリッジ駆動トルクの多くを占める。
【０００４】
また、近年では帯電装置として接触帯電方式が多数の画像形成装置に搭載され、帯電装置の主流になっている。この接触帯電方式のほとんどは、接触帯電部材として導電性ローラを用い、この導電性ローラを感光体ドラムに接触させて電圧を印加するローラ帯電が用いられている。
導電性ローラは、弾性層に体積抵抗率で１×１０４Ω・ｃｍ〜１×１０８Ω・ｃｍ程度の導電性を付与するために、カーボンブラック等の導電粒子を配合した電子導電系の導電性ゴム組成物を用いて弾性層を形成することが知られている。しかしながら、このようにして形成された弾性層は、その電気抵抗が導電粒子の分散状態に強く依存し、ローラ内での抵抗ムラが大きいという課題を有している。また、導電粒子間の電荷は印加電圧によって電場効果による伝わり易さが変化する。そのため、電気抵抗値の電圧依存性が大きい。
また、イオン導電性の材料においては、周囲の温度および湿度等によってイオンの移動速度が変化する。よって、電気抵抗値の環境依存性が大きい。このように電子導電系、イオン導電系のいずれも、帯電性能の安定性に課題を有している。
【０００５】
このような課題に対して、特許文献１では、電気抵抗値の設定が容易で、電圧依存性や環境変動が小さい半導電性ゴム組成物として次のような半導電性ゴム組成物およびそれを用いた帯電部材が提案されている。すなわち、イオン導電性ゴム材料からなるマトリックスと、電子導電性ゴム材料からなるドメインとを含んでなるマトリックス・ドメイン構造（海島構造）を有する半導電性ゴム組成物である。帯電部材の弾性層の表面（周面）が、イオン導電性ゴム材料からなる面上に複数の電子導電性ゴム材料部が散在するように構成されたものである。この種の単層で構成された海島構造の帯電部材は、抵抗が高いマトリックス部に選択的に外添剤等の汚れが付着しやすいものの、画像への影響が少ないといっ
た特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−００３６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記先行技術には以下のような問題があった。特許文献１に記載されているような海島構造の帯電部材において、画像形成を続けているとベタ画像やハーフトーン画像を出力した場合に画像部が白く点状に抜ける白ポチ画像が発生する場合がある。
詳細に分析した結果、感光体ドラム上にトナーが溶融して固着している状態であった（以下、ドラム融着）。感光体ドラムに融着したトナーがレーザーを遮ることで、画像部が白く点状に抜ける白ポチ画像が発生していたことがわかった。これは、トナー漏れしたトナーが機内に飛散することで、帯電部材の、抵抗が高いマトリックス部に付着し、感光体ドラムの回転と共に帯電部材と感光体ドラムの間でつぶされることで、感光体ドラムにトナーが融着している現象であった。この現象は、プロセスカートリッジ若しくは画像形成装置の使用枚数が多くなると顕著であった。
本発明の目的は、感光体ドラム（像担持体）へのトナー（現像剤）融着による画像不良を抑制することが可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、
像担持体と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体に接触し、帯電された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、
を備え、
前記帯電部材は、導電性支持体と、前記像担持体と接触する弾性層と、を有し、
前記弾性層は、マトリックスと、導電性を有するドメインとを含んでなる半導電性ゴム組成物を含有し、
前記半導電性ゴム組成物は、前記ドメインが島相を形成し、前記マトリックスが海相を形成する海島構造を有し、
前記マトリックスは前記ドメインより高い体積抵抗率を有し、
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、
装置本体と、
前記装置本体に対して着脱可能な、本発明のプロセスカートリッジと、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、感光体ドラム（像担持体）へのトナー（現像剤）融着による画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図
【図３】本発明の実施形態における海島構造を説明するための模式図
【図４】本発明の実施形態における帯電ローラの例を説明するための模式的断面図
【図５】体積固有抵抗率を測定する装置を説明する模式的断面図
【図６】本発明の実施形態におけるトナーの概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
なお、以下特に明記しない限り、「部」は「質量部」を意味しており、試薬等は特に指定のないものは市販の高純度品を用いた。
【００１２】
［実施形態１］
＜画像形成装置の全体的な概略構成＞
図１を参照して、電子写真画像形成装置の一実施の形態の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００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１００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。
【００１３】
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に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。
【００１４】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部としてのプロセスカートリッジ７が、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４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施形態では、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、本実施形態では、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。
【００１５】
プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体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。本実施形態では、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（現像剤）が収容されている。本実施形態では、プロセスカートリッジが装置本体に着脱可能な構成について説明するが、現像装置が単独で画像形成装置本体に着脱可能な構成としても良い。
【００１６】
静電像（静電潜像）を担持する像担持体としての感光体ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。画像形成装置１００にはスキャナユニット（露光装置）３０が配置されている。スキャナユニット３０は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電像）を形成する露光手段である。また、画像形成装
置１００には、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム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３１が配置されている。
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３１は、全ての感光体ドラム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。
【００１７】
中間転写ベルト３１の内周面側には、各感光体ドラム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３２が並設されている。そして、一次転写ローラ３２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電圧が印加される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト３１上に転写（一次転写）される。
【００１８】
また、中間転写ベルト３１の外周面側において二次転写手段としての二次転写ローラ３３が配置されている。そして、二次転写ローラ３３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電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト３１上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、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３１上に各色のトナー像が順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３１の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部へと搬送される。そして、記録材１２を介して中間転写ベルト３１に当接している二次転写ローラ３３の作用によって、中間転写ベルト３１上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。
【００１９】
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３４に搬送される。定着装置３４において記録材１２に熱およ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。
【００２０】
＜プロセスカートリッジの概略構成＞
本実施形態の画像形成装置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。
図２は、感光体ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施形態のプロセスカートリッジ７の断面（主断面）図である。尚、本実施形態では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成および動作は実質的に同一である。本実施形態における各動作は不図示のＣＰＵの制御部（制御手段）により制御される。
なお、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（使用時）での姿勢であり、本明細書において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重力方向（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。
【００２１】
プロセスカートリッジ７は、現像ローラ４等を備えた現像ユニット３と、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１３とを有する。
【００２２】
現像ユニット３は、現像ローラ４と、トナー供給ローラ５と、トナー搬送部材２２と、それらを回転可能に支持する現像枠体１８と、を備える。現像枠体１８は、現像ローラ４とトナー供給ローラ５が配置された現像室１８ａと、トナー１０を収容する現像剤収容室１８ｂと、を備える。現像室１８ａと現像剤収容室１８ｂは、開口部１８ｃを介して連通している。現像剤収容室１８ｂは現像室１８ａの下方に配置されている。この現像剤収容室１８の内部には、現像剤としてのトナー１０が収容されている。本実施形態において、
このトナー１０の正規帯電極性は負極性である。ここで、正規帯電極性とは、静電像を現像するための帯電極性である。本実施形態では負極性の静電像を反転現像するので、トナーの正規帯電極性は負極性である。ただし、本発明は、負帯電性トナーに限定されるものではない。
【００２３】
また、現像剤収容室１８ｂには、このトナー１０を現像室１８ａに搬送するためのトナー搬送部材２２が設けられており、図中矢印Ｇの方向へ回転することによってトナー１０を現像室１８ａへと搬送している。
【００２４】
現像室１８ａには、感光体ドラム１と接触して図示矢印Ｄ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ４が設けられている。本実施形態では、現像ローラ４と感光体ドラム１とは、対向部においてそれぞれの表面が互いに同方向に移動するように、すなわち、回転方向が互いに逆になるように、それぞれ回転する。また、現像ローラ４には、第一電圧印加手段としての不図示の第一電源（高圧電源）から、感光体ドラム１上の静電像をトナー像として現像、可視化するのに十分な電圧が印加される。
【００２５】
また、現像室１８ａの内部には、トナー収容室１８ｂから搬送されたトナー１０を現像ローラ４に供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ（以下、単に「供給ローラ」という。）５が配置されている。また、供給ローラ５によって供給された現像ローラ４上のトナーのコート量規制及び電荷付与を行う現像剤量規制部材（以下、単に「規制部材」という。）６が配置されている。
【００２６】
供給ローラ５は、導電性芯金と、表面に発泡層とを有する弾性スポンジローラであり、現像ローラ４との間に接触部を形成して配設されており、図示矢印Ｅの方向に回転する。ただし、供給ローラの回転方向はＥと逆方向であってもよい。
また、供給ローラ５には、第二電圧印加手段としての不図示の第二電源（高圧電源）から電圧が印加される。
【００２７】
供給ローラ５によって現像ローラ４に供給されたトナー１０は、現像ローラ４の矢印Ｄ方向への回転によって、規制部材６と現像ローラ４との当接部へ侵入する。トナー１０は現像ローラ４と規制部材６との間での摺擦で摩擦帯電され、電荷を付与されると同時にその層厚が規制される。規制された現像ローラ４上のトナー１０は、現像ローラ４の回転により、感光体ドラム１との対向部に搬送され、感光体ドラム１上の静電像をトナー像として現像、可視化する。
【００２８】
一方、感光体ユニット１３は、感光体ドラム１等の感光体ユニット１３における各種構成を支持する枠体としてのクリーニング枠体９を有する。クリーニング枠体９には、図示しない軸受を介して感光体ドラム１が回転可能に取り付けられている。感光体ドラム１は、有機感光体ドラムであり外径２４ｍｍである。ドラム駆動手段としての不図示の駆動モータの駆動力を受けることによって、図示矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００２９】
また、感光体ユニット１３には、感光体ドラム１の周面上に接触するように、帯電ローラ２、クリーニング部材としてのクリーニングブレード８が配置されている。帯電ローラ２は付勢手段としての不図示のばねによって感光体ドラム１に向かう方向に付勢されており、感光体ドラム１の回転に従い従動回転する。
【００３０】
クリーニングブレード８は感光体ドラム１の回転によって、感光体ドラム１の表面速度と等しい相対速度で感光体ドラム１を摺擦し、転写工程で残留したトナー１０をかきとり、帯電部材としての帯電ローラ２の残留トナー等による汚染を防止する。また、帯電工程で感光体ドラム１の表面に付着する放電生成物を除去し、感光体ドラム１の摩擦の増大な
どを防止している。
クリーニングブレード８によってかきとられたトナーは回収室９ａに収納される。トナー回収室９ａを介して画像形成装置に設けられたトナー回収容器に収容する構成としてもよい。
【００３１】
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体ドラム１に加圧接触させることで、回転する感光体ドラム１に従動して回転する。帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光体ドラム１に対して所定の直流電圧（Ｖｐｒｉ）が印加されており、これにより感光体ドラム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３０からのレーザー光によって画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、感光体ドラム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、感光体ドラム１上に形成される。本実施形態の一例としては、Ｖｐｒｉ＝−１０４０Ｖ、Ｖｄ＝−５００Ｖ、Ｖｌ＝−１００Ｖである。帯電ローラ２に付着したトナーは、帯電ローラ２と感光ドラム１との接触部において、帯電ローラ２への印加電圧と感光ドラム１の暗部電位とで形成される電界によって力を受ける。
【００３２】
一方、現像ユニット３は、トナーを担持するための現像剤担持体としての現像ローラ４と、現像ローラ４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５が配置された現像室１８ａを有している。更に、現像ユニット３は、トナーを収容する現像剤収容室（トナー収容部）１８ｂをトナー供給ローラ５よりも重力方向下方に有している。現像ユニット３と現像ローラ４の長手方向端部の接触部にはトナー漏れを抑制するための端部のシール部（不図示）が備わっている。この端部シールによってトナー漏れの大半は防ぐことはできるが、微小な隙間を埋めきることができないこと、生産においてトナーの粒径のばらつきから小さな粒径のトナーが発生してしまうこと等の要因で完全にトナー漏れを防止することは難しい。
【００３３】
ここでトナー漏れによって飛散した帯電性の低いトナーが帯電ローラ２に付着した際の挙動を説明する。
本発明の帯電部材は、導電性支持体と、像担持体と接触する弾性層と、を有し、
弾性層は、マトリックスと、導電性を有するドメインとを含んでなる半導電性ゴム組成物を含有し、
前記マトリックスは前記ドメインより高い体積抵抗率を有し、
前記半導電性ゴム組成物は、前記ドメインが島相を形成し、前記マトリックスが海相を形成する海島構造を有している。
本実施形態に用いる帯電ローラ２は、上述のように、いわゆる海島構造の弾性層が感光体ドラム１と接触する構成である。そのため、海島構造における海相と島相で付着したトナーに対する放電が異なる。まず、海相に付着した帯電性の低いトナーは、帯電ローラ２からの放電によって即座に帯電する。次に島相に付着した帯電性の低いトナーは、放電の影響を受けにくいため、繰り返し帯電ローラ２に付着したまま感光体ドラム１との接触部を通過することで徐々に接触帯電する。また、ドラム融着しない状態で繰り返し帯電ローラ２に付着したまま感光体ドラム１との接触部を通過することで、トナーが帯電ローラ２上を微小に移動し、海相に達することで放電による帯電を得ることもわかった。島相におけるトナーの連れ周りによって、トナーがつぶれてドラム融着が発生する課題を解決することが本発明の特徴となる。
【００３４】
現像ローラ４と感光体ドラム１とは、それぞれの回転方向が逆方向となっている。すなわち、両者の対向部において各々の表面が同方向（本実施形態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。
そして、現像ローラ４に印加された所定のＤＣバイアス（現像バイアス）によって、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像ニップ部で、現像バイアスとの電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。本実施形態では現像バイアスを−３００Ｖとした。
【００３５】
尚、本実施形態においては、現像ローラ４、トナー供給ローラ５は、共に外径１５ｍｍである。また、トナー供給ローラ５の現像ローラ４への侵入量、即ち、トナー供給ローラ５が現像ローラ４により凹状とされるその凹み量△Ｅが１．０ｍｍに設定されている。また、トナー供給ローラ５と現像ローラ４は中心高さが同じになるように配置されている。
【００３６】
現像ブレード６は、現像ローラ４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４に担持されるトナー量を規制する部材である。また、現像ローラ４に担持されたトナーは、現像ブレード６と現像ローラ４との周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。本実施形態においては、現像ブレード６として、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６の構成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。また、現像ブレード６の表面にポリアミドエラストマーやウレタンゴムやウレタン樹脂等の薄膜を被覆したものを用いても良い。さらに、現像ブレード６に不図示のブレードバイアス電源からブレードバイアス（Ｖｂ）として所定電圧を印加している。
【００３７】
＜帯電ローラの説明＞
（弾性層）
図３を用いて、本実施形態における帯電ローラ２の弾性層の構成について説明する。本実施形態の帯電ローラ２の弾性層は２種類以上のゴムから形成される半導電性ゴム組成物であることを特徴とする。なお、該弾性層は、主として原料ゴムＡよりなる導電性のドメイン２１２と、主として原料ゴムＢよりなる、マトリックス２１１からなり、前記マトリックスは前記ドメインより高い体積抵抗率を有する。
該ドメイン２１２は海島構造の島相、該マトリックス２１１は海相を形成する。すなわち、マトリックス２１１からなる面上（海）にドメイン２１２からなる部分（島）が散在するような周面構造（模様）を形成している。海島構造を構築することにより、電気抵抗の電圧依存性やバラツキが小さく、電気抵抗の環境依存性が小さい半導電性のゴム組成物を作製することができる。
【００３８】
（ドメイン）
本実施形態におけるドメイン２１２は、導電性を有し、原料ゴムＡに導電剤が配合されたものが好ましい。
【００３９】
導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、及び酸化錫等の導電性を有する酸化物、銅、銀等の金属、酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電性を付与した導電性粒子、第四級アンモニウム塩等のイオン交換性能を有するイオン導電剤を用いてもかまわない。イオン導電剤としては、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート等の陽イオン性界面活性剤；ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタイン等の両性イオン界面活性剤；過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウム等の第四級アンモニウム塩；トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の有機酸リチウム塩を例示することができる。これらは、一種単独で、又は二種以上を併用してもよ
い。
導電剤の配合量は、原料ゴムＡの１００質量部に対して、一般に、１質量部以上２００質量部以下にするとよい。
【００４０】
本実施形態の導電剤としては、使用環境、長期使用を通して、画像上にスジ状の濃度変化を発生させないために、電気抵抗値を低減させるものが好ましい。また、電子導電性の導電剤を含有することが好ましい。具体的には、ドメインは、カーボンブラック、グラファイト、及び酸化錫等の導電性を有する酸化物、銅、銀等の金属、酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電性を付与した導電性粒子を含むことが好ましい。より好ましくは、カーボンブラックを含有することである。
【００４１】
原料ゴムＡとしては、特に限定されるものではなく、電子写真用導電性部材の分野において公知のゴムを用いることができる。具体的には、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体ゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００４２】
（マトリックス）
本実施形態におけるマトリックス２１１は、ドメイン２１２よりも高い体積抵抗率を有する。
【００４３】
マトリックス２１１を形成する原料ゴムＢとしては、特に限定されるものではなく、電子写真用導電性部材の分野において公知のゴムを用いることができる。具体的には、エピクロルヒドリンホモポリマー、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水素添加物、シリコーンゴム、アクリルゴム及びウレタンゴム等のゴムの単独、又は、これらのゴムの２種以上のブレンド物を挙げることができる。なお、帯電ローラ２の汚れ不良量を低減させるためには、第二の原料ゴムＢに関しては、ドメイン２１２を形成する原料ゴムＡよりも低い体積抵抗率を有することが好ましい。
原料ゴムＢは極性ゴムであり、原料ゴムＡは原料ゴムＢと非相溶であり、原料ゴムＡのＳｐ値は原料ゴムＢのＳｐ値のより小さいことが好ましい。
一般に、２種類以上のゴムをブレンドする場合、混合条件等にもよるが、それぞれのゴムのＳＰ値の差が大きいほど、非相溶性が強まり、海島構造が安定して形成される。
【００４４】
（体積抵抗率の測定）
ドメイン２１２とマトリックス２１１の体積抵抗率の測定は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、導電性モードによって測定した測定値（体積抵抗率）を採用することができる。弾性層に対してマニュピレーターを用いて切り出し、切片の片面に金属蒸着を施す。金属蒸着を施した面に直流電源を接続し、電圧を印加し、切り出し切片のもう一方の面にはカンチレバーの自由端を接触させ、ＡＦＭ本体を通して電流像を得る。ドメイン２１２、マトリックス２１１のそれぞれに無作為に１０箇所の電流値を測定し、低電流値の上位１０箇所の平均電流値を、平均膜厚とカンチレバーの接触面積から体積抵抗率を算出できる。また、ＡＦＭにより得られた電流像を観察することにより、ドメイン２１２とマトリックス２１１との体積抵抗率の関係を容易に評価できる。
【００４５】
（海島構造の形成）
一般に、非相溶系のゴムブレンドの場合、その海島構造は各々のゴム粘度や混練条件にもよるが、組成比が大きなゴムが海相になる傾向がある。従って、本実施形態のマトリックス２１１を形成する原料ゴムＢの比率を大きくすることにより、ドメイン２１２を島相、マトリックス２１１を海相として形成させることが可能となる。
具体的には、原料ゴムＢ及びＡのブレンド比、即ち、原料ゴムＢ／原料ゴムＡ（質量比）は９５／５から４０／６０の範囲が好ましい。
【００４６】
更に、ドメイン２１２（島相）とマトリックス２１１（海相）とのブレンド比率を変化させ、ドメイン２１２（島相）の存在比率を変化させることにより、弾性層の体積抵抗率を変化させることができる。このため、得られる帯電ローラ２の体積抵抗率を容易に所望の値とすることができる。
【００４７】
（製造方法）
弾性層の形成方法としては、上記の導電性弾性体の原料を密閉型ミキサーで混合して、例えば、押し出し成形、射出成形、又は、圧縮成形の如き公知の方法により形成するのが好ましい。また、弾性層は、導電性の基体の上に直接導電性弾性体を成形して作製してもよいし、予めチューブ形状に成形した導電性弾性体を導電性の基体上に被覆形成させてもよい。なお、弾性層の作製後に表面を研磨して形状を整えてもよい。
【００４８】
図４には、本実施形態における帯電部材（導電性部材）の例として、帯電ローラ２の構成を示しており、導電性支持体としての金属製の芯金２２１の外周に、弾性層としての弾性体層２２２が形成されている。
なお、帯電ローラ２の弾性体層２２２は、感光体ドラム１（被帯電体）の表面を均一に帯電させるために、均一な半導電性を有することに加え、感光体ドラム１への均一な接触を確保するために、弾性体層のＪＩＳ−Ａ硬度を、６０°以下とすることが好ましい。
【００４９】
（帯電ローラの電気抵抗値）
図５には、帯電ローラ２の電気抵抗測定装置の概略図を示した。帯電ローラ２は芯金２２１の両端部を不図示の押圧手段で円柱状のアルミドラム２４１に圧接され、アルミドラム２４１の回転駆動に伴い従動回転する。この状態で、帯電ローラ２の芯金部分２２１に直流電圧を外部電源２４２を用いて印加し、アルミドラム２４１に直列に接続した基準抵抗２４３にかかる電圧から、帯電ローラ２の電気抵抗値を測定できる。
【００５０】
本実施形態における帯電ローラ２の電気抵抗値の目安としては、２３℃、５５％ＲＨ環境下で電圧１００Ｖ印加時に、それぞれ１×１０６Ω以上１×１０１４Ω以下である。なかでも、本実施形態における帯電ローラ２の体積抵抗率は、１×１０６Ω・ｃｍ以上１×１０９Ω・ｃｍ以下にすることが好ましい。
【００５１】
本実施形態における帯電ローラ２の電気抵抗値を１×１０６Ω以上にした場合、下流放電量の増加が顕著となる。その結果、帯電ローラ２通過後のトナーに対し、下流放電を利用することでトナーのネガ帯電が可能となる。また、本実施形態の帯電ローラ２の電気抵抗値を１×１０９Ω以下にすることで、電気抵抗の不足による画像弊害の発生をより抑制できる。
【００５２】
また、弾性体層２２２の電気的特性の均一性は、帯電ローラ２を１回転させ、その間の電気抵抗値の最大値および最小値を測定し、最大値／最小値より計算される周ムラを指標とすることができる。周ムラは１．５以下が好ましい。
また、帯電ローラ２は、面移動駆動される感光体ドラム１に従動駆動させてもよいし、感光体ドラム１の面移動方向に順方向または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させる、すなわち、モータ等の動力源から駆動力を受けて回転するようにしてもよい。
【００５３】
＜トナー＞
本発明のトナーは、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。
また、該トナーは、トナー粒子を有し、
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個以下であることが好ましい。
図６に、本実施形態に用いたトナー４０の模式図を示す。前述したように、従来から用いられているトナーでは、帯電ローラ２の島相におけるトナー連れ周りによって、トナーがつぶれてドラム融着が発生する場合があった。ドラム融着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は２００ＭＰａ以上であり、５００ＭＰａ以上であることが好ましいことを発明者は見出した。一方、当該マルテンス硬度は１１００ＭＰａ以下である。
当該マルテンス硬度が１１００ＭＰａよりも高いと、規制ブレード６や現像ローラ４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。
一方、トナーの最大荷重９．８×１０−４Ｎの条件で測定されるマルテンス硬度が５ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であることが好ましく、１０ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下であることがより好ましい。この９．８×１０−４Ｎの荷重はクリーニング部にて受けるシェアに相当すると考えられ、この荷重におけるマルテンス硬度が上記範囲であると、クリーニング部では適切な柔らかさを持つことでトナーすり抜けが起きにくい。つまり、現像部に相当するシェアに対しては硬く、クリーニング部に相当するシェアに対しては適切な柔らかさを持つトナーということになる。
【００５４】
トナーのマルテンス硬度を制御する手段として、例えば、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るとよい。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程度である。
【００５５】
（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。
【００５６】
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、必要に応じて及び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。
【００５７】
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）。
【００５８】
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。
【００５９】
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）。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
（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。
【００６４】
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本発明の効果を向上させ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。
【００６５】
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。本実施形態においては、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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）とする。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。
【００６９】
＜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。
【００７０】
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、又は、９．８×１０−４Ｎ
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する。
【００７１】
なお、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以上８０ＭＰａ以下程度である。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、磁性体やシリカ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１８０ＭＰａ以下程度であり、本発明のトナーは一般的なトナーに比べて大幅に硬い。
【００７２】
（硬度の制御方法）
トナーの硬度を調整するための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。
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個あたり、平均１個以上３個以下（好ましくは平均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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
（有機ケイ素重合体を含有する表層について）
図６に示すように、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４０を用いている。
【００７９】
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−ＳｉＯ３／２        式（１）
（Ｒは、炭素数が１以上、６以下の炭化水素基を示す。）
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
【化１】
2020079906.tif 000003
（式（Ｚ）中、Ｒ１は、炭素数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。）
【００８６】
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。
【００８７】
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、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。
【００８８】
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。
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。
【００８９】
〔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。
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。
【００９０】
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。
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。
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。
【００９１】
トナーは、トナー粒子の表面にポジ帯電粒子を有していてもよい。ポジ帯電粒子の個数平均粒子径は、０．１０μｍ以上１．００μｍ以下が好ましい。より好ましくは０．２０μｍ以上０．８０μｍ以下である。
この様なポジ帯電粒子を有すると、耐久使用を通して転写効率が良好であることが明らかとなった。当該粒径のポジ帯電粒子であることで、トナー粒子表面で転がり可能であり、感光ドラム１と転写ベルト３１の間で摩擦されてトナーの負帯電が促進され、結果的に転写バイアス印加によるポジ化を抑制しているためと考えられる。本発明のトナーは表面が硬いことが特徴であり、ポジ帯電粒子がトナー粒子表面に固着又は埋没しにくいため、転写効率を高く維持できる。
【００９２】
なお、本実施形態におけるポジ帯電粒子とは日本画像学会から提供される標準キャリア（アニオン性：Ｎ−０１）と混合撹拌して摩擦帯電させた時に正帯電する粒子である。
外添剤の個数平均粒子径の測定は、走査型電子顕微鏡「Ｓ−４８００」（日立製作所製）を用いて行う。外添剤が外添されたトナーを観察して、最大２０万倍に拡大した視野において、ランダムに１００個の外添剤の一次粒子の長径を測定してその個数平均粒子径を求める。観察倍率は、外添剤の大きさによって適宜調整する。
トナー粒子の表面に、ポジ帯電粒子を存在させる手段としては種々の方法が考えられ、いかなる方法でもよいが、外添により付与する方法が好ましい。トナーのマルテンス硬度が本発明の範囲であれば、ポジ帯電粒子を均一にトナー粒子表面に存在させることが可能であることを見出した。ポジ帯電粒子のトナー粒子に対する固着率は、５％以上７５％以下であることが好ましく、５％以上５０％以下であることがより好ましい。固着率がこの範囲であれば、トナー粒子及びポジ帯電粒子の摩擦帯電を促進する事によって、転写効率を高く維持することが可能となる。固着率の測定方法は後述する。
ポジ帯電粒子の種類としては、ハイドロタルサイト、酸化チタン、及びメラミン樹脂等が好ましい。この中でも特にハイドロタルサイトが好ましい。
【００９３】
（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。
【００９４】
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。
【００９５】
《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。
【００９６】
≪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
【００９７】
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。
【００９８】
≪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
【００９９】
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）
【０１００】
【化２】
2020079906.tif 000004
2020079906.tif 000005
2020079906.tif 000006
2020079906.tif 000007
【０１０１】
（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。
【０１０２】
（実施例）
本発明の実施例における帯電ローラ２−１について説明する。
【０１０３】
＜帯電ローラ２−１＞
図３に示すように、帯電ローラ２−１の弾性体層２２２は、島部を形成するドメイン２１２と、海部を形成するマトリックス２１１とから形成される。
【０１０４】
＜帯電ローラ２−１の製造方法＞
以下、本発明を製造例及び実施例により更に具体的に説明するが、これらは本発明をな
んら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は全て質量部を示す。
【０１０５】
原料ゴムＡとして、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体（ＥＰＴ４０４５  三井石油化学社製）１００部、導電性粒子としてケッチェンブラック（ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ  ケッチェンブラックインターナショナル社製）１０部、加工助剤としてステアリン酸１部、酸化亜鉛３部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ１を得た。
【０１０６】
次に、原料ゴムＢとして、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（Ｎｉｐｏｌ  ＤＮ２１９  日本ゼオン社製）７５部、加工助剤として、ステアリン酸１部、酸化亜鉛３部、マスターバッチ１を２５部、加硫剤として、硫黄０．５部、加硫助剤としてテトラメチルチウラムジスルフィド（ノクセラーＴＴ  大内新興化学工業社製）１．５部、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ノクセラーＣＺ  大内新興化学工業社製）２．０部をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【０１０７】
次に、快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した全長２５２ｍｍ、外径６ｍｍの丸棒を用意した。前記丸棒の両端部１１ｍｍずつを除く２３０ｍｍの範囲に全周にわたって、接着剤を塗布した。接着剤は、導電性のホットメルトタイプのものを使用した。また、塗布にはロールコータ―を用いた。本実施例において、前記接着剤を塗布した丸棒を導電性の軸芯体（芯金２２１）として使用した。
【０１０８】
次に、導電性の軸芯体の供給機構、未加硫ゴムローラの排出機構を有するクロスヘッド押出機を用意し、クロスヘッドには内径１０．５ｍｍのダイスを取付け、押出機とクロスヘッドを８０℃に、導電性の軸芯体の搬送速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに調整した。この条件で、押出機より未加硫ゴム組成物を供給して、クロスヘッド内にて導電性の軸芯体（芯金２２１）に未加硫ゴム組成物を弾性層（弾性体層２２２）として被覆し、未加硫ゴムローラを得た。次に、１７０℃の熱風加硫炉中に前記未加硫ゴムローラを投入し、６０分間加熱することで未研磨導電性弾性ローラを得た。その後、弾性層の端部を切除、除去した。最後に、弾性層の表面を回転砥石で研磨した。これによって、中央部から両端部側へ各９０ｍｍの位置における各直径が８．４ｍｍ、中央部直径が８．５ｍｍの帯電ローラ２−１を得た。
【０１０９】
以上の様にして得られた帯電ローラ２−１の弾性体層２２２から約０．１μｍ厚の超薄切片を作製し、ポリマーの分散状態と導電性粒子の分散状態を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察した。この結果、帯電ローラ２−１の弾性体層２２２は、島部を形成するドメイン２１２と、海部を形成するマトリックス２１１とから形成されていることが確認された。また、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、ドメイン２１２とマトリックス２１１の体積抵抗率を測定し、マトリックス２１１がドメイン２１２より高い体積抵抗率を有することを確認した。
【０１１０】
次に、帯電ローラ２−１の電気的特性を測定した。その結果、低温低湿環境下（１５℃、１０％ＲＨ、以下Ｌ／Ｌという）での電気抵抗値は２５Ｖ印加で１．８×１０５Ω、１００Ｖ印加で９．０×１０４Ω、周ムラは１．３倍であった。帯電ローラ２−１の弾性体層２２２のＪＩＳ−Ａ硬度は５２゜であった。
【０１１１】
実施例で使用するトナーａ〜ｃの製造方法を示す。
【０１１２】
（トナーａ）
（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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
（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
【０１１５】
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。
【０１１６】
（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。
【０１１７】
（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。
【０１１８】
（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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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なった。
【０１２１】
（トナーｂ）
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、トナーａの製造例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。
【０１２２】
（トナーｃ）
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、トナーａの製造例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。
【０１２３】
次に比較例で使用するトナーｄ〜ｅについて述べる
【０１２４】
（トナーｄ）
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、トナーａの製造例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。
【０１２５】
（トナーｅ）
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、トナーａの製造例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。
【０１２６】
【表１】
2020079906.tif 000008
【０１２７】
＜実験内容＞
実施例における帯電ローラとトナーの組み合わせを表２に示す。
実施例１〜３、比較例１〜２のドラム融着と縦スジ画像の発生を確認するため、６００ｄｐｉ  ４ｄｏｔ  １０ｓｐａｃｅの横線で一日１０，０００枚間連続通紙後に画像サンプルを出力した。画像サンプルは、ハーフトーン画像を１枚印字し評価した。評価は以下の通りである。
（ドラム融着）
〇：発生なし      画像全域で白く点状に抜ける画像抜けなし
×：発生          画像の一部もしくは全域で白く点状に抜ける画像抜け発生
（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
×：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
【０１２８】
通紙及び画像サンプル出力は、３２℃、８０％ＲＨの環境で行った。全通紙量は５０，０００枚まで行なった。なお、実験には、ＬＢＰ７７００Ｃ（キヤノン社製）、評価紙  Ｖｉｔａｌｉｔｙ  ７５ｇ／ｍ２  レターサイズ（ＸＥＲＯＸ社製）を使用した。
【０１２９】
＜効果の確認＞
結果を表２に示す。
【０１３０】
【表２】
2020079906.tif 000009
【０１３１】
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５０，０００枚までドラム融着および縦スジ画像の発生はなかった。
これは、本実施例のトナーの硬度であれば、帯電ローラ２−１の島相におけるトナー連れ周りによってトナーが融着することなく、帯電ローラ２−１と感光体ドラム１の接触部によってトナーが接触摩擦帯電し、感光ドラム１に電界の力で戻るからと考察できる。
加えて、トナーが融着することなく、繰り返し帯電ローラ２−１に付着したまま感光体ドラム１との接触部を通過することで、トナーが帯電ローラ２−１上を微小に移動し、海相に達することで放電によるトナー帯電を可能にしていると考えられる。
実際に帯電ローラ２−１に直接トナーを付着させ、１００枚の印刷動作を行った後に帯電ローラ２−１上を観察するとトナーが付着していないことがわかった。
加えて、本実施例のトナーの硬度であれば、現像ブレード６や現像ローラ４が傷ついたことが原因による縦スジ画像の発生もなかった。
【０１３２】
また、比較例１はドラム融着が発生している。これはマルテンス硬度が２００ＭＰａを下回ると帯電ローラ２−１の島相におけるトナー連れ周りによってトナーが融着するからと考えられる。
実際に画像サンプルを印刷後に感光体ドラム１にトナーが融着していることを確かめた。
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を上回ると現像ブレード６や現像ローラ４が傷ついたことが原因と考えられる。
実際に現像ブレード６を観察すると、縦スジ画像に対応する位置に現像ブレード６の削れ溝が発生していることが確認できた。つまり、現像ブレード６がトナーによって削られることで削れ溝が発生し、現像ローラ４上のトナー量の載り量の大小を生むことで、縦スジ状の濃度ムラ画像が発生している。
【０１３３】
尚、本実施例の説明で用いた設定条件は一例でありその限りではない。
【符号の説明】
【０１３４】
１：感光体ドラム、２：帯電ローラ、３０：スキャナユニット、３：現像ユニット、３１：中間転写ベルト、８：クリーニング部材、７：プロセスカートリッジ、３２：一次転写ローラ、３３：二次転写ローラ、３４：定着装置、３５：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、９：クリーニング枠体、４：現像ローラ、１８ａ：現像室、１８ｂ：トナー収容室、５：トナー供給ローラ、６：現像ブレード、２２：攪拌搬送部材、１０：トナー、１００：画像形成装置、２１１：マトリックス、２１２：ドメイン、２２１：芯金、２２２：弾性層、２４１：アルミドラム、２４２：外部電源、２４３：基準抵抗、４０：トナー粒子、４０ａ：トナー母粒子、４０ｂ：有機ケイ素重合体を含有する表層
【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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