(57)【要約】【課題】  トナーの流動性をトナー粉体相に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定することにより、定量的に、精度良く、個人差がなく評価できるようにし、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価できるような技術を提供することにあり、また、トナーの圧密状態を変化して、トルクおよび荷重を測定するため、トナー間の違いを正確に評価でき、短時間でトナー相をそのまま測定できるので、製造ラインの中にも導入でき、高画質が得られるトナーを安定して生産できる方式を提供する。【解決手段】  少なくとも樹脂、顔料からなるトナー粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定し、荷重に対するトルクの変化を測定することによりトナーの流動性を評価することを特徴とする静電荷現像用トナー評価方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂、顔料からなるトナー粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定し、荷重に対するトルクの変化を測定することによりトナーの流動性を評価することを特徴とする静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項２】
前記トナー粉体相を予め圧密手段により圧密状態にした後、円錐ロータを回転させながら圧密状態にしたトナー粉体相に侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定し、荷重に対するトルクの変化を測定することによりトナーの流動性を評価することを特徴とする請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項３】
前記円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項４】
前記円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とする請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項５】
前記円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項６】
前記円錐ロータの侵入速度が０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項７】
前記トナー粉体相の空間率が０．４〜０．７であるようにして測定することを特徴とする請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項８】
容器中に収納され、少なくとも樹脂、顔料からなるトナー粉体を、測定する前に該容器の下に設けた加振器により該トナー粉体の粉体相状態を安定化し、その後円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重との関係を測定することにより評価することを特徴とする静電荷現像用トナー評価方法。
【請求項９】
添加剤を混合する混合工程以降のトナーが頂角６０°の円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させ、請求項１乃至８のいずれかに記載のトナー評価方法で評価したときのトルクＴと荷重Ｌの積Ｔ×Ｌが０．０１〜７．５ｍＮｍ・Ｎになるようにしたことを特徴とする静電荷現像用トナー。
【請求項１０】
添加剤を混合する混合工程以降のトナーが頂角６０°の円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させたときのトルクＴの値が０．１〜６．２ｍＮｍになるようにしたことを特徴とする請求項９に記載の静電荷現像用トナー。
【請求項１１】
少なくとも樹脂、顔料からなるトナーの中に電荷制御剤および／または離型剤を含んでいることを特徴とする請求項９又は１０に記載の静電荷現像用トナー。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかに記載の静電荷現像用トナーにおいて、トナー粉体の表面に添加剤が付着または固着していることを特徴とする静電荷現像用トナー。
【請求項１３】
平均粒径が４〜８μｍであることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の静電荷現像用トナー。
【請求項１４】
重合法で製造されたものであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の静電荷現像用トナー。
【請求項１５】
平均円形度が０．９〜０．９９であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の静電荷現像用トナー。
【請求項１６】
請求項９乃至１５のいずれかに記載の静電荷現像用トナーを用いて、接触または非接触現像を行なうことを特徴とする一成分現像方法。
【請求項１７】
ドクターローラおよび／または供給ローラを用いることを特徴とする請求項１６に記載の一成分現像方法。
【請求項１８】
請求項９乃至１５のいずれかに記載の静電荷現像用トナーと粒径２０〜７０μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする二成分現像方法。
【請求項１９】
ＡＣバイアス電圧成分を印加して現像することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載の現像方法。
【請求項２０】
請求項９乃至１５のいずれかに記載のトナーが収容されていることを特徴とするトナーカートリッジまたはプロセスカートリッジ。
【請求項２１】
請求項１乃至８のいずれかに記載のトナーの流動性評価方法を用いて、トナー製造過程で評価を行ない、その評価に基づいてトナーを製造することを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。
【請求項２２】
シャフトの先端に取付けられた円錐ロータと、該円錐ロータの回転時のトルクを測定するトルクメータと、該トルクメータを上下可能な昇降機と、トナー粉体中を移動する前記円錐ロータに発生する荷重を測定可能で、測定されるトナーを入れた容器を載置したロードセルと、前記円錐ロータの移動量または位置を、前記トルク測定と同時に検出するための位置検出器とを有することを特徴とする静電荷現像用トナー評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一成分現像または二成分現像装置に用いるトナーおよび評価手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電荷像現像用トナー及び電子写真現像剤を評価するための技術を開示する公知文献として、特開平０１−２０３９４１号公報（特許文献１）には、磁場が印加されたロートの狭部を通過して落下するのに要する時間を測定することにより、現像機内の現像剤の流動性を正確に評価する方法が記載され、また、特開平０４−１１６４４９号公報（特許文献２）には、傾斜可能な板の上にトナーを載せ、板を徐々に傾けていき、流れ始めるときと流れ終えたときの角度を測定するものが記載され、さらに、特開２０００−２９２９６７号公報（特許文献３）には、篩を何段かに重ねて、その上にトナーを投入して、篩部分に水平方向と垂直方向の振動を与え、一定時間後の各篩部に残ったトナー量に予め設定された係数を乗算して算出する方法が記載されている。これらの方式は、データのバラツキが大きく、測定者による差があり、細かいトナー間の流動性の違いを評価することは出来なかった。また、特許文献４（特開２００４−１７７３７１号公報）には、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体トナーの流動性を、粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定することにより測定する方法であって、円錐ロータの侵入速度（ｍｍ／ｍｉｎ）／円錐ロータの回転数（ｒｐｍ）の値が２／１〜２０／１の条件でトルクまたは荷重を測定することを内容とする技術が記載され、特許文献５（特開２００４−１７７８５０号公報）には、粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定することにより測定する装置であって、円錐ロータを予め回転させた後粉体相中に侵入させるようにしたことを内容とする技術が記載されているが、本発明はこれら特許文献４及び５記載の技術をさらに改良したものである。さらに、非特許文献１（Satoh M.：J.,Soc.Powder Technol.,Japan,31,783-788(1994)）及び特許文献２（佐藤宗武ら：化学工学論文集 Vol.22,No.6,pp.1435〜1441(1996)）には、粉体の流動性を評価するためのある手法が開示されているが、これら技術は、トナーのように流動性のよいものを測定する場合にはトルクが小さく、測定バラツキの影響を強く受け、トナー間の違いを評価する上ではかならずしも適したものということができない。
【０００３】
【特許文献１】特開平０１−２０３９４１号公報
【特許文献２】特開平０４−１１６４４９号公報
【特許文献３】特開２０００−２９２９６７号公報
【特許文献４】特開２００４−１７７３７１号公報
【特許文献５】特開２００４−１７７８５０号公報
【非特許文献１】Satoh M.：J.,Soc.Powder Technol.,Japan,31,783-788(1994)
【非特許文献２】佐藤宗武ら：化学工学論文集 Vol.22,No.6,pp.1435〜1441(1996)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、トナーの流動性をトナー粉体相に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定することにより、定量的に、精度良く、個人差がなく評価できるようにし、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価できるような技術を提供することにあり、また、トナーの圧密状態を変化して、トルクおよび荷重を測定するため、トナー間の違いを正確に評価でき、短時間でトナー相をそのまま測定できるので、製造ラインの中にも導入でき、高画質が得られるトナーを安定して生産できる方式を提供することにある。
【０００５】
すなわち、複写機やプリンタなどの画質は、高画質化が進んでおり、最近では細かいドットの再現性が非常に重要になって来ている。このドットの再現性は、トナーや現像剤の帯電量などの他に流動性に非常に影響され、細かい潜像部に均一なトナー層または現像剤層を安定して供給することが必要になって来ている。また、高画質化が進むにつれて、それに用いられるトナーにおいては、小粒径化、高機能化が進んでいる。そのため、トナーの構造が複雑になってきており、従来より細かい作製時の制御が必要となってきている。特に、トナーの流動性はドット再現性の他に種々の画像品質に影響を与えるため、評価の面では個人差のない、精度の高い評価法が必要とされている。
また、トナーの作製法が粉砕方式から重合法等の他の方式に変化したとき、製造条件に対しての流動特性の変化が大きく、粉砕方式の場合に比較して、細かい作製時のコントロールおよび評価が必要となっている。
本発明の目的は、流動性の精度の高い、個人差のない評価法を用いることにより、ドット再現性の良い高画質が安定して得られるトナーを作製し、安定した生産を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は本発明の（１）〜（２２）によって解決される。
（１）「少なくとも樹脂、顔料からなるトナー粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定し、荷重に対するトルクの変化を測定することによりトナーの流動性を評価することを特徴とする静電荷現像用トナー評価方法」；
（２）「前記トナー粉体相を予め圧密手段により圧密状態にした後、円錐ロータを回転させながら圧密状態にしたトナー粉体相に侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定し、荷重に対するトルクの変化を測定することによりトナーの流動性を評価することを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷現像用トナー評価方法」；
（３）「前記円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷現像用トナー評価方法」；
（４）「前記円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷現像用トナー評価方法」；
（５）「前記円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷現像用トナー評価方法」；
（６）「前記円錐ロータの侵入速度が０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷現像用トナー評価方法」；
（７）「前記トナー粉体相の空間率が０．４〜０．７であるようにして測定することを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷現像用トナー評価方法」；
（８）「容器中に収納され、少なくとも樹脂、顔料からなるトナー粉体を、測定する前に該容器の下に設けた加振器により該トナー粉体の粉体相状態を安定化し、その後円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重との関係を測定することにより評価することを特徴とする静電荷現像用トナー評価方法」；
（９）「添加剤を混合する混合工程以降のトナーが頂角６０°の円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させ、前記第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記載のトナー評価方法で評価したときのトルクＴと荷重Ｌの積Ｔ×Ｌが０．０１〜７．５ｍＮｍ・Ｎになるようにしたことを特徴とする静電荷現像用トナー」；
（１０）「添加剤を混合する混合工程以降のトナーが頂角６０°の円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させたときのトルクＴの値が０．１〜６．２ｍＮｍになるようにしたことを特徴とする前記第（９）項に記載の静電荷現像用トナー」；
（１１）「少なくとも樹脂、顔料からなるトナーの中に電荷制御剤および／または離型剤を含んでいることを特徴とする前記第（９）項又は第（１０）項に記載の静電荷現像用トナー」；
（１２）「前記第（９）項乃至第（１１）項のいずれかに記載の静電荷現像用トナーにおいて、トナー粉体の表面に添加剤が付着または固着していることを特徴とする静電荷現像用トナー」；
（１３）「平均粒径が４〜８μｍであることを特徴とする前記第（９）項乃至第（１２）項のいずれかに記載の静電荷現像用トナー」；
（１４）「重合法で製造されたものであることを特徴とする前記第（９）項乃至第（１３）項のいずれかに記載の静電荷現像用トナー」；
（１５）「平均円形度が０．９〜０．９９であることを特徴とする前記第（９）項乃至第（１４）項のいずれかに記載の静電荷現像用トナー」；
（１６）「前記第（９）項乃至第（１５）項のいずれかに記載の静電荷現像用トナーを用いて、接触または非接触現像を行なうことを特徴とする一成分現像方法」；
（１７）「ドクターローラおよび／または供給ローラを用いることを特徴とする前記第（１６）項に記載の一成分現像方法」；
（１８）「前記第（９）項乃至第（１５）項のいずれかに記載の静電荷現像用トナーと粒径２０〜７０μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする二成分現像方法」；
（１９）「ＡＣバイアス電圧成分を印加して現像することを特徴とする前記第（１６）項乃至第（１８）項のいずれかに記載の現像方法」；
（２０）「前記第（９）項乃至第（１５）項のいずれかに記載のトナーが収容されていることを特徴とするトナーカートリッジまたはプロセスカートリッジ」；
（２１）「前記第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記載のトナーの流動性評価方法を用いて、トナー製造過程で評価を行ない、その評価に基づいてトナーを製造することを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法」；
（２２）「シャフトの先端に取付けられた円錐ロータと、該円錐ロータの回転時のトルクを測定するトルクメータと、該トルクメータを上下可能な昇降機と、トナー粉体中を移動する前記円錐ロータに発生する荷重を測定可能で、測定されるトナーを入れた容器を載置したロードセルと、前記円錐ロータの移動量または位置を、前記トルク測定と同時に検出するための位置検出器とを有することを特徴とする静電荷現像用トナー評価装置」。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トナーの流動性をトナー粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重との関係を測定することにより、トナーの流動性が精度良く、個人差のない測定ができるようになり、高画質の得られるトナーの条件を精度良く規定し、高画質の得られるトナーを安定して生産することができるという極めて優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［評価装置及び評価方法の概要］
以下に、本発明の詳細を説明する。
本発明は、少なくとも樹脂、顔料からなるトナー粉体の流動性を、粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクおよび荷重を測定し、荷重に対するトルクの変化を測定することにより評価する評価方法およびそれを用いて評価したドット再現性の良い高画質の得られる静電荷現像用トナーに関するものである。
【０００９】
本評価法は、粉体相中に円錐ロータを回転させながら、侵入(下降)させたり、引抜(アップ)いたりさせ、そのときに円錐ロータやトナー粉体相が入っている容器にかかるトルクおよび荷重を測定し、そのトルクおよび荷重の関係により流動性を評価するものである。円錐ロータの形状はどんなものでもよいが、円錐の頂角が２０〜１５０°であるものが適している。円錐の頂角が２０°より小さいとトナー粉体相との抵抗が小さいため、トルクや荷重が小さく、細かい流動性の違いを評価できない。逆に、頂角が１５０°より大きい場合には、トナー粉体相を押さえつける方向の力が大きくなり、トナー粒子の変形が生じやすくなり、トナー流動性の評価には適していない。円錐ロータの長さは、トナー粉体相の中に円錐ロータ表面が連続的に存在するような、充分な長さが必要である。また、円錐ロータ表面には溝が切ってある方がよい。円錐ロータの材質面とトナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー粒子との摩擦成分を測定する方がよい。そのためには、円錐ロータが回転しながらトナー粉体相の中に侵入していくとき、円錐ロータ表面に切ってある溝の中にトナー粒子が入り込んできて、その入り込んだトナー粒子と周りのトナー粒子との摩擦状態を測定するようにした方が適している。この溝の形状は問わないが、円錐ロータの材質面とトナー粒子との接触が小さくなるように工夫する必要がある。
【００１０】
図２に本発明における円錐ロータの形の一例を示す。これは円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形歯形状をしている。この場合、円錐ロータ材質面とトナー粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなる。ほとんどが溝に入り込んだトナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。円錐ロータの材質は何でもよいが、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質がよい。また、帯電性を帯びない材質が適している。この一例としては、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、銅等がある。
【００１１】
トナー粉体のトルクおよび荷重は、円錐ロータの回転数や円錐ロータの侵入速度により変化する。本測定では測定の精度を上げるために、トナー粒子同士の微妙な接触状態が測定できるように、円錐ロータの回転数や侵入速度を下げて測定するようにした。そのため、測定条件は以下のようになった。
・円錐ロータの回転数：０．１〜１００ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：０．５〜１５０ｍｍ/ｍｉｎ
円錐ロータの回転数が０．１ｒｐｍより小さい場合はトナー粉体相の微妙な状態の影響を受けやすいため、トルク測定バラツキの問題が生じ、測定には適していない。１００ｒｐｍより大きい場合はトナーの飛び散り等が生じて、安定に測定できないので適していない。円錐ロータの侵入速度が０．５ｍｍ/ｍｉｎより遅い場合はトナー粉体相の微妙な状態の影響を受けやすく、測定バラツキの問題が生じるため測定には適していない。１５０ｍｍ/ｍｉｎより速い場合はトナー粉体相が圧密状態になりやすく、トナー粒子の変形等の影響が出てくるので、流動性評価には適していない。
【００１２】
本発明における装置構成の概要は例えば図１のようになり、円錐ロータをシャフトの先端に取付け、トルクメータに固定する。そのトルクメータを昇降機により上下できるようにして、ステージの中央部にトナーを入れた容器を置くようにし、円錐ロータを下げることにより、容器の中央に円錐ロータが回転しながら侵入してくるようにする。円錐ロータにかかるトルクは上部にあるトルクメータにより検出し、トナーの入った容器にかかる荷重は容器の下にあるロードセルで検出する。円錐ロータの移動量は位置検出器で行なう。この構成は一例であり、トナーの入った容器を昇降機により上下させたりするなど他の構成でもよい。図４に本発明における装置構成の概要の他の例を示す。
【００１３】
円錐ロータの形は、前述したように頂角が２０〜１５０°のものがよい。（図２参照。）円錐ロータの長さは、円錐ロータ部分が充分トナー相の内部まで入るように長くする必要がある。溝の形状は、どのような形状でもよいが、円錐ロータを交換したためにトルクや荷重の値が再現しなくなるということがないように注意しないといけない。そのためには、円錐ロータの溝形状は単純で、同じ形状のロータが何度でも造れる形の方がよい。
図３に、本発明における円錐ロータの断面形状及び円錐頂角の変化の一例を示す。容器の材質については問わないが、粉体との帯電による影響が出ないように導電性の材質が適している。また、粉体を入れ替えながら測定するため、汚れを少なくするために表面が鏡面に近いものがよい。容器のサイズは重要であり、円錐ロータが回転しながら侵入するときに容器の壁の影響がでないように円錐ロータの直径に対して大き目の(直径)サイズを選択する必要がある。
【００１４】
トルクメータは高感度タイプのものが良く、非接触方式のものが適している。ロードセルは荷重レンジが広く、分解能の高いものが適している。位置検出器は、現在位置をモニタして検出された位置情報を、現在位置と予定位置とのズレをなくする制御のための制御信号としてエンコーダを介して昇降機のモータの駆動回路に帰還させることができるリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度的に０．１ｍｍ以下の仕様が適している。昇降機は、サーボモータやステッピングモータを用いて、精度良く駆動できるものがよい。
【００１５】
測定は、容器にトナーを一定量投入し、本装置にセットする。その後、円錐ロータを回転させながらトナー粉体相の中に侵入させる。実際の測定に入る前に、円錐ロータを上下させてトナー粉体相の中を均一な状態にする操作を行なってもよい。しなくてもよい。逆にトナー粉体相を加圧して、圧密状態を作り出し、その圧密状態のトナー相に円錐ロータを下降させ測定を行なうようにしてもよい。
【００１６】
図４には圧密する機能を設けた装置の例を示す。装置は圧密ゾーンと測定ゾーンから成る。圧密ゾーンは、粉体を入れる容器、その容器を上下させる昇降ステージ、圧密させるピストン、そのピストンに荷重を加えるおもり等から構成される。なお、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。本構成では、粉体を入れた試料容器を上昇させ、圧密用のピストンに接触させ、さらに上昇させてピストンにおもりの荷重が全てかかるようにおもりが支持板より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。その後、粉体を入れた容器が載せてある昇降ステージを下げて、ピストンを粉体表面から離す。
【００１７】
ピストンは、どんな材質でもよいが、粉体を押付ける表面の表面性がスムーズである必要がある。そのため、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質がよい。また、帯電による粉体付着がないようにする必要があり、導電性の材質が適している。この材質の一例としては、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等がある。測定ゾーンは、粉体を入れる容器、その容器を上下させる昇降ステージ、ステージには荷重を測定するロードセル、粉体のトルクを測定するトルクメータ等から構成される。なお、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
【００１８】
トルクおよび荷重測定に入るときには、決められた回転数、侵入速度で行なう。円錐ロータの回転方向は任意である。円錐ロータの侵入距離は、浅いとトルクや荷重の値が小さく、データの再現性等に問題が生じるため、データの再現性のある領域まで深く円錐ロータを侵入させた方がよい。本発明における検討結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能であった。測定モードは、どのような条件でも可能であるが、例として以下のような測定モードがある。
［１］容器にトナーを充填する。
［２］トナー粉体相を加圧して、圧密状態作り出す。
［３］円錐ロータを回転させながら侵入させ、そのときのトルク、荷重を測定する
。
［４］円錐ロータがトナー表面層から予め設定した深さ迄侵入したところで、侵入
動作を止める。
［５］円錐ロータを引抜く動作を開始する。
［６］円錐ロータの先端がトナー粉体相表面から抜け、完全にフリーになった時点
(トナー相表面直上のセカンドポジション)で円錐ロータの引抜き動作を停止            し、回転も止める。
以上の［１］〜［６］の操作を繰返して、測定を行なう。連続的に行なってもよい。また、［３］の操作前に、円錐ロータのホームポジション（この例の場合には円錐ロータ上昇の最上位置）からトナー粉体相表面の直上位置（セカンドポジション）までの移動（この例では降下）させる近接段階〔２’〕を有することができ、その際本発明において必須ではないが所望により例えば、円錐ロータのホームポジションからセカンドポジションまで移動させる第１移動速度と、セカンドポジションから粉体相表面に接触した後粉体相中の最下位置（サードポジション）まで進入するまでの第２移動速度とを変える（例えば第２移動速度をより小さくする）ことができ、第２移動速度自体を種々変えることができる。さらに計測終了後に、円錐ロータをサードポジションからセカンドポジションに、またはホームポジションに、所望により選択的に戻す（この例では上昇させる）ように予めプログラムすることができ、かつ、その場合の戻り（この例の場合は上昇）速度を第１移動速度と同様な低速度又はより高速度に予め設定することができる。セカンドポジションのレベル、サードポジションのレベルは、種々変更することが可能であり、この例においてはそのような構成になっており、これにより、円錐ロータを、粉体相表面に接触するかしないかの調度侵入直前にある状態にまで、極めて正確なレベルにセットする時間がかかる面倒な操作をなくすることができ、また、急激な接触及び/又は侵入によるトナー粉体の一部舞い上り等の不所望な事態を回避することができる。
【００１９】
また、別の測定法としては、トナー粉体相を測定前に加振器により振動を与えて安定化させ、その安定化したトナー粉体相に回転させながら円錐ロータを侵入させ、そのときのトルクおよび荷重を測定し、予め設定した深さ迄到達したら侵入動作を止め、その後円錐ロータを侵入操作前の粉体相表面の直上位置（セカンドポジション）迄アップさせる。この測定は１回でもよいが、この動作を繰返して行ない、平均的なトルクや荷重を求めることも有効である。又は必要ならば最上位置(ホームポジション)迄アップさせる。
【００２０】
［トナー］
本測定法では、トナー粉体相の空間率が重要になるが、本発明における検討結果では空間率は、嵩密度０．４以上のとき安定して測定が可能であった。０．４未満では圧密状態の微妙な条件の違いがトルク、荷重に影響を及ぼし、安定した測定が困難であった。トナー粉体相の空間率の範囲としては、種々な測定法の場合を含めて、０．４〜０．７であった。０．７より大きい場合にはトナーが飛散し、測定には適していない。しかし、測定系、測定条件等に関してはこの限りではない。
【００２１】
本評価法に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの平均粒径が４〜８μｍであることが必要である。本トナーの重量平均粒径は４〜８μｍであり、さらに好ましくは５〜７μｍである。重量平均粒径４μｍ未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすく、人体への影響も懸念される。また重量平均粒径が８μｍを超える場合では１００μｍ以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。
【００２２】
本トナーを用いる現像剤は、高画質画像を実現するために、キャリアの平均粒径が２０〜７０μｍであることが必要である。キャリアの平均粒径が２０〜７０μｍの範囲にあると、現像機内部のトナー濃度が２〜１０重量％の範囲内において、トナーの帯電量をより均一にすることができる。２０μｍより小さくなるとキャリア粒子の感光体上への付着等が生じやすく、さらにトナーとの撹拌効率が悪くなりトナーの均一な帯電量が得られにくくなる。逆に、キャリアの平均粒径が７０μｍを超える場合では、細かい画像再現性が悪くなり、高画質は得られない。
【００２３】
トナーおよび現像剤の詳細を以下に示す。
樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等が挙げられる。
【００２４】
ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。
【００２５】
ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等が挙げられる。
【００２６】
Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等が挙げられる。
【００２７】
Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等が挙げられる。
【００２８】
ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【００２９】
本発明で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等が挙げられる。
これらは１種または２種以上を使用することができる。
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００３０】
本発明のトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）している。しかし、トナー粒子と混合（外添）して用いてもよい。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００３１】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００３２】
離型剤等の分散性を向上させるなどの目的のために、添加剤を加えてもよい。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合したものでもよい。
【００３３】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等があるが、これらの作製法に限るものではない。
粉砕法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、連続式の１軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、混合機により無機粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させる。この混合工程後のトナー粒子の流動性を本評価法を用いて評価する。この場合、抜き取り検査で、試料を試料容器に入れ、その試料容器を直接図1に示す評価装置の試料台に載せ測定を行なう。円錐ロータの回転数は０．１〜１００ｒｐｍとし、円錐ロータの侵入速度は０．５〜１００ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は、円錐ロータを回転させながら侵入させ、５ｍｍ以上の予め設定した侵入距離を経た後は侵入を止め、その後円錐ロータを引抜き、元の初期位置に戻す。この円錐ロータのトナー粉体相への侵入時のトルクおよび荷重を測定し、トナーの流動性を評価する。
【００３４】
本評価法でトナー流動性を評価した場合には、トルクはトナーの回転方向の流動性を表わし、荷重は侵入方向のトナーの流動性を表わす。そのため、本評価法の場合にはトルクと荷重を総合的に評価してトナーの流動性を評価する必要がある。つまり、トルクと荷重の積を評価することによりトナー流動性を以下のように評価する。
トルク×荷重が小さい場合、流動性は良い。
トルク×荷重が大きい場合、流動性は悪い。
【００３５】
円錐ロータを用いた本評価法の特徴は、以下のようになり、抜取り試料をそのまま迅速に、簡単に測定できるため、個人差のない、精度の高い測定ができることにある。
〔１〕非破壊検査である。
〔２〕試料をそのまま測定できる。
〔３〕短時間で測定できる。
〔４〕誰にでも簡単に測定できる。
そのため、製造ラインでの計測も可能であり、製造工程の中での各工程間に設置して、工程途中での品質評価ができる。例えば、混合工程を経た後、次工程へ粉体試料を搬送する途中に、試料抜取り・測定ゾーンを設けておき、あるタイミングでシャッターを開閉して、一定量の試料を測定部へ搬送する。その測定部の先端部はＳＵＳ等でできた容器になっており、そのまま本評価方法にて測定する。または、その容器を近くの別の場所にある本評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて本評価方法にて測定する。測定し終わったトナーは、元の試料の中に戻す。評価の結果、その数値が予め定めた設定範囲を外れていた場合、試料を充填工程へは回さず、トナーの再処理工程へ回す。これらの仕組みは、混合工程前の工程である粉砕・分級工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる。図６に本発明における評価装置を用いたトナー製造装置の一例を示す。また、これらの機能をもったトナー評価装置を単独に開発段階の評価装置として使うことも可能である。
【００３６】
トナーの場合、前述の通り本評価法でのトルクおよび荷重の測定値は流動性を示しており、定量的な評価が可能となる。今までの従来の評価法では、トナー間の違いは評価できるが、トナーの種類が違うと同じ土俵では評価できないという問題があった。しかし、本評価法で測定した値は、粉体特性としてのトルク値、荷重値であり、トナーの種類が変わっても粒径が変わっても同じ土俵で評価できる値であり、非常に汎用的な評価値になる。
【００３７】
トナー粉体相中での円錐ロータの移動時のトルク−荷重特性は、粉体の流動性と密接な関係があり、粉体の流動性がよい場合には1個1個の粉体粒子間の付着力が小さいために動きやすく、その粉体相内で円錐ロータを動かしてもトルク×荷重の値は小さい。しかし、逆に粉体の流動性が悪い場合には、1個1個の粉体粒子間の付着力が大きいために動きにくく、その粉体相内で円錐ロータを移動した場合には円錐ロータにかかるトルクは大きくなり、トルク×荷重の値は大きくなる。そのため、本発明の評価法では、以下のような関係で流動性を評価できる。
流動性が良い場合→粉体相内を移動したときのトルク×荷重の値が小さい。
流動性が悪い場合→粉体相内を移動したときのトルク×荷重の値が大きい。
【００３８】
トナーの流動性は、トナー作製工程の中の混合工程によりほとんど決まる。つまり、無機粒子などからなる添加剤をトナー粒子表面に付着もしくは固着させる状態によって、トナー粒子の流動性は大きく変化する。トナーの混合状態は、混合工程での混合条件(仕込み量、回転数、混合時間等)によって変化する。そのため、流動性には混合条件が重要な役割を果たし、混合工程後の流動性の評価が重要となる。
【００３９】
プリンタや複写機において、高画質化を実現するためには、非常に微小なドット再現性を高める必要がある。それを実現するためには、非常に微小な潜像に対して忠実なトナー現像が必要となる。この忠実な現像を可能にするためには、現像域に均一なトナーブラシを供給する必要がある。そのためには、トナー帯電量が適度な条件であることが必要であるが、常に安定して現像域に均一なトナーブラシが供給できるようなトナーの動き易さ、搬送のし易さが非常に重要となる。つまり、微小なドット再現性を上げるためには、トナーの流動性を上げることが必要になる。
【００４０】
そこで、トナーの流動性を円錐ロータを用いた本方式により評価し、ドット再現性との関係を調べた結果、非常に強い相関関係が存在し、トルク×荷重が小さいときドット再現性は良くなった。
その結果から、ドット再現性が良いトナーは、以下のようなトルク−荷重特性を示すことが分かった。
〈１〉頂角６０°の円錐ロータ侵入時(２０ｍｍ侵入時)のトルク×荷重の値が０．０１〜７．５ｍＮｍ・Ｎである。
【００４１】
なお、評価モードに関しては、他の方法を用いても問題ない。また、評価項目もトルクや荷重以外の他の評価項目であってもよい。混合工程後、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去し本発明のトナーを得る。
【００４２】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法以外の方法が考えられ、重合法の一例としては、モノマーに着色剤及び電荷制御剤等を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることでトナー粒子を得る。造粒法は特に限定されない。
例えば本発明のトナーは、有機溶媒中に少なくとも、イソシアネート基を含有するポリエステル系プレポリマーが溶解し、顔料系着色剤が分散し、離型剤が溶解ないし分散している油性分散液を水系媒体中に無機微粒子及び／又はポリマー微粒子の存在下で分散させるとともに、この分散液中で該プレポリマーをポリアミン及び／又は活性水素含有基を有するモノアミンと反応させてウレア基を有するウレア変性ポリエステル系樹脂を形成させ、このウレア変性ポリエステル系樹脂を含む分散液からそれに含まれる液状媒体を除去することにより得られる。ウレア変性ポリエステル系樹脂において、そのＴｇは４０〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。その数平均分子量Ｍｎは２５００〜５００００、好ましくは２５００〜３００００である。その重量平均分子量Ｍｗは１万〜５０万、好ましくは３万〜１０万である。
【００４３】
このトナーは、該プレポリマーと該アミンとの反応によって高分子量化されたウレア結合を有するウレア変性ポリエステル系樹脂をバインダー樹脂として含む。そして、そのバインダー樹脂中には着色剤が高分散している。これらの方式の場合にも、造粒後の検査、電荷制御剤の処理後の検査、添加剤の混合工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる。
【００４４】
また、流動性はトナー形状によって影響されるが、トナーの平均円形度が０．９〜０．９９である非常に球形に近いトナーの場合には流動性に優れ、ドット再現性に優れた高画質化を実現できる。
【００４５】
さらに二成分現像剤として使用する場合は、後述する磁性キャリアと所定の混合比率で混合することによって二成分現像剤とする。
【００４６】
本トナーは、接触または非接触現像方式に使用する一成分現像剤として用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
【００４７】
また、本トナーは現像時にＡＣバイアス電圧成分を用いて現像する場合に、流動性に優れているため、電界に従って忠実に振動し、細かい潜像に対しての忠実な現像ができ、ドット再現性の良い現像が可能となる。
また、一成分現像方式において、トナー供給部の出口にトナー層を均一にするためのローラ状のブレードを設けた現像方式に、本トナーを用いることを特徴とする。また、図７のように供給ローラを用いる現像方式に採用してもよい。このような方式の場合には、感光体へのフィルミングだけではなく、ドクターローラや供給ローラへのフィルミングが発生する。このため、トナー層が均一に形成できないばかりかトナー帯電が不均一になり、トナー電荷量も小さくなる。このため現像不良が生じる。しかし本発明のトナーを用いると、ドクターローラや供給ローラへのフィルミングは発生せず、安定した現像が行なわれ、耐久特性に優れた方式となる。図７に本発明における評価法を用いて作製したトナーを使用した現像装置の一例を示す。
【００４８】
本トナーは流動性に優れているため、カートリッジ容器に入れて保管することが充分可能であり、カートリッジ容器から現像部へトナー搬送するような構成の装置にも適している。
【００４９】
カートリッジ容器としては、トナーを充填するトナーカートリッジと、少なくとも感光体と現像手段を具備し、現像手段のトナー収容部にトナーを充填するプロセスカートリッジとを挙げることができ、通常これらのトナーカートリッジ又はプロセスカートリッジを画像形成装置に装着して、画像形成が行なわれる。
【００５０】
また、磁性トナーとする場合には、トナー粒子の中に磁性体の微粒子を内添すればよい。磁性体としては、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、コバルト、それらの合金などの強磁性体等が考えられる。磁性体の平均粒径は０．１〜１μｍが好ましい。磁性体の含有量はトナー１００重量部に対して、１０から７０重量部であることが好ましい。
【００５１】
二成分現像剤に使用されるキャリアとしては公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉の如き磁性粒子あるいはこれら磁性粒子の表面をフッ素系樹脂、ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂等で処理したもの、あるいは磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒径は２０〜７０μｍがよい。
【００５２】
また、前述したように本発明の二成分現像剤は流動性向上剤として無機微粉体をトナーに添加して用いることが可能である。
本発明の無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
【００５３】
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等が挙げられる。
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２重量％使用されるのが好ましい。０．１重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【００５４】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン（登録商標）粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；あるいは例えば、カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例を説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。
なお、今回は、トナー組成、トナー作製法および混合条件を変化したトナーを作製し、トナー流動性を本評価法を用いて評価し、ドット再現性を画像のザラツキ感として５段階評価（ランク１：悪い→ランク５：良い）した。また、２万枚のランニング耐久試験をＯＰＣを用いた複写機を用いて行ない、現像部でのブロッキング等のトナー搬送性の不具合点を評価した。不具合点のなかった場合を○、不具合点のあった場合を×として評価した。トナーの流動性は、本評価装置を用いて評価し、円錐ロータがトナー粉体相表面から２０ｍｍ侵入したときのトルクと荷重の値を測定した。トナーは予め圧密状態(圧密荷重：１２００ｇ)にして空間率を測定し、トルクおよび荷重を測定した後、トルク×荷重の値を評価した。円錐ロータの評価条件は以下のようにした。
【００５６】
・円錐ロータの頂角：６０°
・円錐ロータの回転数：１ｒｐ
・円錐ロータの侵入速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
【００５７】
［実施例１］
樹脂        ポリエステル樹脂                                １００部
顔料        カーボンブラック                                  １０部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩                                    ５部
上記原材料をミキサーで充分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【００５８】
添加剤  シリカ微粉末                                        １．０部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                              スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００５９】
［実施例２］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．２部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                              スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６０】
［実施例３］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．５部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １１００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                              スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６１】
［実施例４］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．８部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                              スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６２】
［比較例１］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．０部
混合回転数                                              ７００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                              スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６３】
［実施例５］
トナーバインダーの合成
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、イソフタル酸２７６部およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧，２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、１６０℃まで冷却して、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応した。
次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート１８８部と２時間反応を行ない、イソシアネート含有プレポリマーＩを得た。次いでプレポリマーＩ２６７部とイソホロンジアミン１４部を５０℃で２時間反応させ、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステルＩを得た。上記と同様にビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、テレフタル酸２７６部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合し、次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応して、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステルＡを得た。ウレア変性ポリエステルＩ２００部と変性されていないポリエステルＡ８００部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーＩの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダーＩを単離した。分析の結果Ｔｇは６２℃であった。
【００６４】
トナーの作製
トナーバインダーＩの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液                  ２４０部
ペンタエリスリトールテトラベヘネート(溶融粘度２５ｃｐｓ)      ２０部
銅フタロシアニンブルー顔料(C.I.ピグメントブルー１５：３)        ４部
上記原材料をビーカー内で、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させてトナー材料溶液を作製した。
イオン交換水                                                ７０６部
ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液
（日本化学工業(株)製スーパタイト１０）              ２９４部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム                        ０．２部
ビーカー内に上記原材料を入れ均一に溶解した。その後６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。ついでこの混合液を攪拌棒および温度計付のフラスコに移し、３０℃まで昇温して減圧下で溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー粒子を得た。体積平均粒径は６．５μｍであった。このトナー粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを得た。
【００６５】
添加剤  シリカ微粉末                                        １．０部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６６】
［実施例６］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．２部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６７】
［実施例７］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．５部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６８】
［実施例８］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．８部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００６９】
［比較例２］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．０部
混合回転数                                              ７００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００７０】
［実施例９］
樹脂        ポリエステル樹脂                                １００部
顔料        カーボンブラック                                  １０部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩                                    ２部
離型剤      カルナウバワックス                                  ５部
添加剤      スチレンアクリル樹脂                                ３部
上記原材料をミキサーで充分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．２部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００７１】
［実施例１０］
実施例９と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．５部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １０００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００７２】
［実施例１１］
実施例９と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．８部
酸化チタン微粉末                                    ０．３部
混合回転数                                            １１００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００７３】
［比較例３］
実施例９と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤  シリカ微粉末                                        １．０部
混合回転数                                              ７００ｒｐｍ
混合時間                                                １２０ｓｅｃ
混合機                                                    Ｑミキサー
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア９７．５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果、表１のようになった。
【００７４】
以上の実施例１〜１１、比較例１〜３の測定結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2006078257.tif 000003
【００７６】
上記のデータをグラフ化して、図５に示す。図５は実施例１〜１１、比較例１〜３の円錐ロータ侵入時のトルク×荷重とドット再現性との関係を示す。
以上の結果から分かるように、トナー粉体相の本評価法による流動性評価値とドット再現性との間には強い相関関係が存在し、本評価法によりドット再現性を評価できることが分かる。
図５の結果から、ドット再現性の良く、安定した高画質を得るために必要な、流動性の良いトナーを得るためには、以下の条件を満足することが必要である。
｛１｝円錐ロータ侵入時のトルクＴと荷重Ｌの積Ｔ×Ｌが０．０１〜７．５ｍＮｍ・Ｎである。
円錐ロータ侵入時のトルクＴと荷重Ｌの積Ｔ×Ｌが０．０１Ｎ未満では、トナーの帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、７．５ｍＮｍ・Ｎより大きくなるとトナーの流動性が低下しドット再現性が悪くなる。
【００７７】
また、表１から円錐ロータ(頂角：６０°)を２０ｍｍ侵入させたときのトルクＴの値が０．１〜６．２ｍＮｍのときにもドット再現性が良くなった。
円錐ロータ侵入時のトルク値が０．１ｍＮｍ未満では、トナーの流動性以外の帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、６．２ｍＮｍより大きくなれば流動性が低下し、ドット再現性が悪くなった。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明における装置構成の概要の一例を示す図である。
【図２】本発明における円錐ロータの形の一例を示す図である。
【図３】本発明における円錐ロータの断面形状及び円錐頂角の変化の一例を示す図である。
【図４】本発明における装置構成の概要の他の例を示す図である。
【図５】本発明の実施例及び比較例における円錐ロータ侵入時のトルク×荷重とドット再現性との関係を示すグラフである。
【図６】本発明における評価装置を用いたトナー製造装置の一例を示す図である。
【図７】本発明における評価法を用いて作製したトナーを使用した現像装置の一例を示す。
【図１】
2006078257.tif 000004
【図２】
2006078257.tif 000005
【図３】
2006078257.tif 000006
【図４】
2006078257.tif 000007
【図５】
2006078257.tif 000008
【図６】
2006078257.tif 000009
【図７】
2006078257.tif 000010