(57)【要約】【課題】小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる粒子作製方法を提供する。【解決手段】樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材の高親和性領域の上に形成する液滴形成工程と、液滴を固化して粒子を形成する粒子形成工程と、粒子を基材の表面から剥離する剥離工程と、を含み、高親和性領域の樹脂に対する接触角が３０度以上である粒子作製方法である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、前記溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材の前記高親和性領域の上に形成する液滴形成工程と、
前記液滴を固化して粒子を形成する粒子形成工程と、
前記粒子を前記基材の表面から剥離する剥離工程と、
を含み、
前記高親和性領域の前記樹脂に対する接触角が３０度以上であることを特徴とする粒子作製方法。
【請求項２】
基材の表面に、前記高親和性領域と前記低親和性領域とを形成する基材作製工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の粒子作製方法。
【請求項３】
前記高親和性領域の表面層が、窒化チタン、窒化クロム、炭化チタンおよび炭化珪素から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の粒子作製方法。
【請求項４】
前記粒子が静電荷像現像用トナーであることを特徴する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒子作製方法。
【請求項５】
前記基材がドラム状またはベルト状であることを特徴する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の粒子作製方法。
【請求項６】
樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、前記溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材の前記高親和性領域の上に形成する液滴形成手段と、
前記液滴を固化して粒子を形成する粒子形成手段と、
前記粒子を前記基材の表面から剥離する剥離手段と、
を有し、
前記高親和性領域の前記樹脂に対する接触角が３０度以上であることを特徴とする粒子作製装置。
【請求項７】
樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の前記溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを表面に有し、
前記高親和性領域の前記樹脂に対する接触角が３０度以上であることを特徴とする粒子作製用基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子作製方法、粒子作製装置および粒子作製用基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法など静電荷像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、帯電、露光工程により像保持体上に静電潜像を形成し（潜像形成工程）、静電荷像現像用トナー（以下、単に「トナー」と呼ぶ場合がある。）を含む静電荷像現像用現像剤（以下、単に「現像剤」と呼ぶ場合がある。）で静電潜像を現像し（現像工程）、転写工程、定着工程を経て可視化される。ここで用いられる現像剤には、トナーとキャリアからなる２成分現像剤と、磁性トナーまたは非磁性トナーを単独で用いる１成分現像剤とがある。そのトナーの製法は、通常、熱可塑性樹脂などの結着樹脂を顔料などの着色剤、帯電制御剤、ワックスなどの離型剤等とともに溶融混練し、冷却後、粉砕し、さらに分級する混練粉砕法が使用されている。
【０００３】
近年、トナーの形状および表面構造などの制御を意図的に行うことが可能な手段として、乳化重合凝集法などの湿式製法によるトナーの製造方法が提案されている。特に高画質化を狙うためにトナーの粒径をできるだけ揃える方法として、例えば、懸濁重合法、乳化重合凝集法等がある。乳化重合凝集法は、一般に乳化重合などにより樹脂粒子分散液を作製し、一方、溶媒に着色剤を分散した着色剤分散液、溶媒に離型剤を分散した離型剤分散液等を作製した後、これらを混合し、トナー粒径に相当する凝集粒子を形成し、加熱することによって融合・合一させてトナーとする製造方法である。湿式製法によるトナーの製造方法としては、その他にも各種提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
これらの湿式製法では、混練粉砕法に比べて小粒径かつ狭い粒度分布を有するトナーが得られる。しかし、より小粒径かつ狭い粒度分布を有するトナーの作製方法が求められている。また、トナーの分野に限らず、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子の作製方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２２５２５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８０９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる粒子作製方法およびそのような粒子を作製するための粒子作製装置および粒子作製用基材である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、前記溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材の前記高親和性領域の上に形成する液滴形成工程と、前記液滴を固化して粒子を形成する粒子形成工程と、前記粒子を前記基材の表面から剥離する剥離工程と、を含み、前記高親和性領域の前記樹脂に対する接触角が３０度以上である粒子作製方法である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、基材の表面に、前記高親和性領域と前記低親和性領域とを形成する基材作製工程を含む、請求項１に記載の粒子作製方法である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記高親和性領域の表面層が、窒化チタン、窒化クロム、炭化チタンおよび炭化珪素から選択される少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の粒子作製方法である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記粒子が静電荷像現像用トナーである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒子作製方法である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記基材がドラム状またはベルト状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の粒子作製方法である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、前記溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材の前記高親和性領域の上に形成する液滴形成手段と、前記液滴を固化して粒子を形成する粒子形成手段と、前記粒子を前記基材の表面から剥離する剥離手段と、を有し、前記高親和性領域の前記樹脂に対する接触角が３０度以上である粒子作製装置である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の前記溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを表面に有し、前記高親和性領域の前記樹脂に対する接触角が３０度以上である粒子作製用基材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１によると、基材の高親和性領域の樹脂に対する接触角が３０度以上ではない場合に比べて、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる。
【００１５】
本発明の請求項２によると、本構成を有する粒子作製方法以外の方法に比べて、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる。
【００１６】
本発明の請求項３によると、基材の高親和性領域の表面層が、窒化チタン、窒化クロム、炭化チタンおよび炭化珪素から選択される少なくとも１つを含まない場合に比較して、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる。
【００１７】
本発明の請求項４によると、本構成を有する粒子作製方法以外の方法に比べて、小粒径かつ狭い粒度分布を有するトナーが容易に得られる。
【００１８】
本発明の請求項５によると、本構成を有する粒子作製方法以外の方法に比べて、小粒径かつ狭い粒度分布を有するトナーが容易に得られ、生産性が向上する。
【００１９】
本発明の請求項６によると、基材の高親和性領域の樹脂に対する接触角が３０度以上ではない場合に比べて、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる。
【００２０】
本発明の請求項７によると、高親和性領域の樹脂に対する接触角が３０度以上ではない場合に比べて、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における原料分散液の調製方法の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における基材の作製方法の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における粒子作製用基材の一例を示す概略上面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における基材の作製方法の他の例を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における基材の作製方法の他の例を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係る粒子作製方法の一例を示す概略図である。
【図７】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における粒子の剥離方法の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における基材の作製方法の他の例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態に係る粒子作製方法における基材の作製方法の他の例を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る粒子作製方法の他の例を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る粒子作製方法の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
本発明の実施形態に係る粒子作製方法は、粒子形成用の樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材の高親和性領域の上に形成する液滴形成工程と、液滴を固化して粒子を形成する粒子形成工程と、粒子を基材の表面から剥離する剥離工程と、を含み、高親和性領域の樹脂に対する接触角が３０度以上である。粒子形成用の樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させて溶液または分散液を調製する溶液調製工程（分散液調製工程）、基材の表面に、高親和性領域と低親和性領域とを形成する基材作製工程等を含んでもよい。
【００２４】
＜溶液調製工程または分散液調製工程＞
溶液調製工程（分散液調製工程）では、粒子形成用の樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させて、原料の溶液または分散液を調製する。
【００２５】
粒子形成用の原料としては、目的の粒子を形成するための樹脂の他に、着色剤、その他添加剤等が挙げられ、目的の粒子に応じて適宜選択すればよい。
【００２６】
溶媒としては、粒子形成用の原料を溶解または分散させるものであればよく、特に制限はない。溶媒としては、例えば、水や、メタノール、エタノール等のアルコール類等の有機溶媒が挙げられる。
【００２７】
溶解または分散は、公知の撹拌装置、分散装置等を用いて行えばよい。
【００２８】
原料の溶液または分散液の固形分濃度は、例えば、５質量％以上５０質量％以下、好ましくは１０質量％以上２０質量％以下とすればよい。５質量％未満では、生産効率が低い場合があり、５０質量％を超えると、原料の分散性が悪く均一性に劣る場合がある。
【００２９】
図１は、原料分散液の調製方法の一例を示す概略図である。溶媒１８に樹脂２０の粒子が分散された樹脂粒子分散液１０と、溶媒１８に着色剤２２の粒子が分散された着色剤分散液１２と、溶媒１８に添加剤２４の粒子が分散された添加剤分散液１４とをそれぞれ調製する。それらを混合して、溶媒１８に樹脂２０と着色剤２２と添加剤２４とが分散された分散液１６を調製する。なお、樹脂粒子分散液１０、着色剤分散液１２、添加剤分散液１４のそれぞれに用いられる溶媒１８は、同じものが好ましいが、互いに相溶性があれば（例えば水とアルコール）、異なるものでもよい。
【００３０】
＜基材作製工程＞
基材作製工程では、例えば、基材作製手段として露光装置等を含むフォトリソグラフ装置を用いたフォトリソグラフィ法等を利用して、基材の表面に、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを形成する。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る粒子作製方法における粒子作製用基材１の作製方法の一例を示す概略図である。図２（ａ）に示すように、平面状等の基材３０を準備する。基材３０の表面は、例えば、原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的には低親和性となる。基材３０の表面に原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的に高親和性となる膜３２を形成する。膜３２に対して、プラズマ処理等によって原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が高くなるように高親和化処理を行ってもよい。
【００３２】
基材３０としては、例えば、ガラス、樹脂、金属、シリコンウエハ等が挙げられる。ガラス基材は、大面積でも比較的安価であり、例えば、液晶ディスプレイ等に用いられる大面積のガラス基板を用いてもよい。
【００３３】
基材３０の形状としては、正方形状、矩形状、円形状、多角形状等が挙げられ、通常は、矩形状または円形状である。
【００３４】
膜３２を構成する材料としては、ポリイミド、ポリアミド等の熱硬化性樹脂等の樹脂、アモルファスシリコン、多結晶シリコン等の無機薄膜、二酸化ケイ素等の酸化膜等が挙げられる。例えば、ガラス基材の表面にアモルファスシリコン、シリコンウエハの表面に熱酸化膜を形成すればよい。
【００３５】
膜３２の厚みは、膜が安定であればよく、特に制限はないが、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上５μｍ以下である。膜３２の厚みを大きく（例えば、１μｍ以上）すれば、後段の液滴形成工程において、液滴が形成されやすくなる。
【００３６】
膜３２は、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、塗布法、イオンプレーティング法等により形成すればよい。また、基材３０の表面を酸化処理、窒化処理等により変性して、酸化膜、窒化膜等の膜３２を形成してもよい。例えば、シリコンウエハの表面を熱酸化することにより、酸化膜が形成される。
【００３７】
高親和化処理としては、プラズマ処理、熱アニール処理等が挙げられる。膜３２を構成する材料がポリイミドの場合、例えば、酸素ガスプラズマ処理等が挙げられる。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に示すように、高親和性である膜３２の表面に予め定めた形状でフォトリソグラフィ法等によりパターニングしてレジスト膜３４を形成する。
【００３９】
レジスト膜３４を形成する材料としては、通常のリソグラフィ法において用いられる光や電子線等によって溶解性等の物性が変化する光硬化性樹脂、光重合開始剤、架橋剤等を含む組成物等が挙げられる。
【００４０】
レジスト膜３４のパターン形状は、目的とする粒子の形状に応じて選択すればよく、特に制限はないが、例えば、円状、楕円状や、三角状、四角状等の角状、多角形状等である。粒子の形状は通常、球状であるので、レジスト膜３４のパターン形状は円状にすればよい。例えば、粒子の形状を楕円にしたい場合はパターンの形状を楕円状にすればよく、さらに小径の粒子を得たい場合はパターンを小さくすればよい。
【００４１】
レジスト膜３４のパターン形状の最大幅ｄ１は、形成する粒子の大きさに応じて選択すればよく、特に制限はないが、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは３μｍ以上１０μｍ以下である。レジスト膜３４のパターンのピッチｄ２は、リソグラフィの解像度等に応じて選択すればよく、特に制限はないが、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上１０μｍ以下である。
【００４２】
レジスト膜３４の厚みは、膜が安定であればよく、特に制限はないが、例えば、０．５μｍ以上５μｍ以下、好ましくは１μｍ以上２μｍ以下である。
【００４３】
次に、図２（ｃ）に示すように、エッチング処理等によってレジスト膜３４によって覆われていない部分の膜３２を除去する。
【００４４】
最後に、図２（ｄ）に示すように、レジスト膜３４を剥離する。これにより、レジスト膜３４のパターンで覆われていた領域は高親和性領域３６、覆われていなかった領域は低親和性領域３８となり、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる領域が複数集積化される。
【００４５】
高親和性領域３６をフォトリソグラフィ法により形成することにより、高親和性領域３６は円状、角状等を含む任意の形状とされる。高親和性領域３６の形状は、形成するレジスト膜３４のパターン形状により、制御される。高親和性領域３６の形状が円形状であれば、高親和性領域３６は最密充填で形成される。なお、図２に示す基材の作製方法において、高親和性領域３６と低親和性領域３８との形成順序が逆になるように作製してもよい。すなわち、低親和性領域３８の形状を、形成するレジスト膜３４のパターン形状により、制御してもよい。
【００４６】
高親和性領域３６の形状の最大幅Ｄ１は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは２μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上１０μｍ以下であり、高親和性領域３６のピッチＤ２は、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上１０μｍ以下である。高親和性領域３６が例えば円状である場合、直径０．１μｍ以上１００μｍ以下、精度（３σ）１５％以下で形成され、高精度の領域が形成される。
【００４７】
ここで、原料の溶液または分散液に含まれる樹脂に対する高親和性領域３６、すなわち膜３６の表面の接触角は、３０度以上であり、４５度以上であることが好ましく、６０度以上であることがより好ましい。樹脂に対する高親和性領域３６の接触角が３０度以上であることにより、後述する剥離工程において、離型性が向上し、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が容易に得られる。樹脂に対する高親和性領域３６の接触角が４５度以上であると、溶媒の乾燥時に粒子が盛り上がり、離型性がより向上する。樹脂に対する高親和性領域３６の接触角が６０度以上であると、ほぼ１００％の離型性が得られる。
【００４８】
図３は、高親和性領域３６および低親和性領域３８が形成された粒子作製用基材１の一例を示す概略上面図である。図３において高親和性領域３６は円形状であり、高親和性領域３６を円形状とすることにより最密充填で集積化されて形成される。たとえば図３のような最密充填配置にすると、基材の利用効率が高い。Ｄ１＝５μｍのとき六角形の一辺をたとえば１０μｍにすると、６インチのウェハ上には５μｍのパターンは約２億個となる。
【００４９】
なお、「高親和性領域」および「低親和性領域」とは原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なるものであり、原料の溶液または分散液の溶媒に対して相対的に親和性が異なることを意味し、親和性がより高い方を「高親和性領域」、親和性がより低い方を「低親和性領域」と呼ぶ。溶媒が水を含む場合は、水に対する親和性がより高い方を「親水性領域」、親和性がより低い方を「疎水性領域」と呼ぶこともある。ここで、溶媒に対する親和性は、原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角で表される。すなわち、高親和性領域３６と低親和性領域３８とは原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角が異なればよい。高親和性領域３６と低親和性領域３８とは原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角の差が３０度以上異なることが好ましく、６０度以上異なることがより好ましい。高親和性領域３６と低親和性領域３８との原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角の差が３０度未満であると、後述する後工程の液滴形成工程において、液滴が基材の表面の高親和性領域に選択的に形成されにくくなる。
【００５０】
原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が高い高親和性領域３６は、例えば、原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角が３０度以下であり、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が低い低親和性領域３８は、例えば、原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角が４５度以上である。
【００５１】
原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角は、接触角計（協和界面科学社製、ＦＡＣＥ接触角計ＣＡ−Ｄ型）を用いて、測定する。
【００５２】
図４は、本実施形態に係る粒子作製方法における粒子作製用基材の作製方法の他の例を示す概略図である。図４（ａ）に示すように、平面状等の基材３０を準備する。基材３０の表面は、例えば、原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的には高親和性である。基材３０の表面に原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的に低親和性となる膜３２を形成する。膜３２に対して、プラズマ処理等によって原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が低くなるように低親和化処理を行ってもよい。
【００５３】
低親和化処理としては、プラズマ処理、熱アニール処理等が挙げられる。膜３２を構成する材料がポリイミドの場合、例えば、フッ素原子を含むガス（例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３等）によるプラズマ処理等が挙げられる。
【００５４】
次に、図４（ｂ）に示すように、低親和性である膜３２の表面に予め定めた形状でフォトリソグラフィ法等によりパターニングしてレジスト膜３４を形成する。
【００５５】
次に、図４（ｃ）に示すように、エッチング処理等によってレジスト膜３４によって覆われていない部分の膜３２を除去する。
【００５６】
最後に、図４（ｄ）に示すように、レジスト膜３４を剥離する。これにより、レジスト膜３４のパターンで覆われていた領域は低親和性領域３８、覆われていなかった領域は高親和性領域３６となり、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる領域が複数形成される。
【００５７】
ここで、原料の溶液または分散液に含まれる樹脂に対する高親和性領域３６、すなわち基材３０の表面の接触角は、３０度以上であり、４５度以上であることが好ましく、６０度以上であることがより好ましい。
【００５８】
図５は、本実施形態に係る粒子作製方法における粒子作製用基材の作製方法の他の例を示す概略図である。図５（ａ）に示すように、平面状等の基材３０を準備する。基材３０の表面は、例えば、原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的には低親和性である。基材３０の表面に膜３２を形成し、さらに膜３２の表面に接触角制御膜４６を形成する。接触角制御膜４６の表面は、例えば、原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的に高親和性となる。
【００５９】
次に、図５（ｂ）に示すように、接触角制御膜４６の表面に予め定めた形状でフォトリソグラフィ法等によりパターニングしてレジスト膜３４を形成する。
【００６０】
次に、図５（ｃ）に示すように、エッチング処理等によってレジスト膜３４によって覆われていない部分の接触角制御膜４６および膜３２を除去する。
【００６１】
最後に、図５（ｄ）に示すように、レジスト膜３４を剥離する。これにより、レジスト膜３４のパターンで覆われていた領域は高親和性領域３６、覆われていなかった領域は低親和性領域３８となり、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる領域が複数形成される。
【００６２】
ここで、原料の溶液または分散液に含まれる樹脂に対する高親和性領域３６、すなわち接触角制御膜４６の表面の接触角は、３０度以上であり、４５度以上であることが好ましく、６０度以上であることがより好ましい。
【００６３】
高親和性領域の表面層である接触角制御膜４６は、窒化チタン、窒化クロム、炭化チタンおよび炭化珪素から選択される少なくとも１つを含んで構成されることが好ましい。これらの材料を接触角制御膜４６として用いることにより、固化後の粒子の形状が球形に近づく。その理由は、これらの薄膜の溶融樹脂に対する接触角が酸化膜等の膜３２よりも大きいからで、加熱して溶融状態にすると表面張力により球形に近づくことになると考えられる。
【００６４】
＜液滴形成工程、粒子形成工程＞
液滴形成工程では、原料の溶液または分散液の複数の液滴を、基材の表面に形成し、粒子形成工程では、液滴形成工程で形成した液滴を固化して粒子を形成する。
【００６５】
例えば、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材を用いて、原料の溶液または分散液を基材の表面の高親和性領域に配分、秤量して液滴を形成する。
【００６６】
図６は、本実施形態に係る粒子作製方法の一例を示す概略図である。例えば、図６（ａ）に示すように、液滴形成手段として浸漬槽等を用いて、高親和性領域３６と低親和性領域３８とが形成された粒子作製用基材１を分散液１６に浸漬する。分散液１６に浸漬する前に粒子作製用基材１をバッファードフッ酸（ＢＨＦ）処理してもよい。液滴形成手段として浸漬法によるもの以外にも、噴霧法、スピンコート法によるもの等を用いればよい。
【００６７】
図６（ｂ）に示すように、粒子作製用基材１を分散液１６から取り出し、例えば、粒子作製用基材１を僅かに傾けながら振動させると、基材３０上の高親和性領域３６に選択的に分散液１６の液滴４０が担持される。ここで、フォトリソグラフィ法等により高精度に形成された複数の高親和性領域３６上に原料が溶解または分散された分散液１６が担持されるので、原料がほぼ均等に配分、秤量された液滴４０が形成される。また、液滴４０の粒径や形状は、高親和性領域３６の大きさ、形状、分散液１６の固形分濃度等を変えることにより制御される。
【００６８】
液滴４０の溶媒を自然乾燥等により乾燥させると、図６（ｃ）に示すように、原料粒子同士を引き付け合うように表面張力が原料粒子に働き、高親和性領域３６上に原料が集積化されて固化され、粒子４２が形成される。なお、粒子形成手段として加熱装置等を用いて、粒子作製用基材１を加熱して溶媒を乾燥させて固化してもよい。例えば、樹脂のガラス転移温度未満の温度で加熱して、溶媒を乾燥させて固化すればよい。また、粒子形成手段として減圧装置等を用いて、粒子作製用基材１を減圧処理して、固化してもよい。また、原料が分離しなければ必ずしも加熱や減圧をしなくてもよい。
【００６９】
最後に、図６（ｄ）に示すように、粒子作製用基材１を樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱する。これにより、他の原料が樹脂により融合される。ここで、樹脂に対する高親和性領域３６の表面の接触角が３０度以上であるため、離型性が向上し、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子４２が容易に得られる。
【００７０】
＜剥離工程＞
剥離工程では、粒子を粒子作製用基材の表面から剥離する。図７は、粒子の剥離方法の一例を示す概略図である。まず、図７（ａ）に示すように、剥離手段であるゴム製等のブレード４４を粒子作製用基材１の表面に接触させる。図７（ｂ）に示すように、例えば、粒子作製用基材１を矢印方向に移動させて、ブレード４４により粒子作製用基材１の表面から粒子４２を剥ぎ取る。なお、粒子作製用基材１でなく、ブレード４４を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。また、剥離手段として超音波発生装置を用いて、粒子作製用基材１に超音波等の振動を印加して振動させて、粒子４２を粒子作製用基材１から剥離してもよい。剥離手段として気体吹きつけ装置等を用いて、粒子作製用基材１に圧縮空気等の気体を吹きつけて、粒子４２を粒子作製用基材１から剥離してもよい。粒子４２を剥離した後の粒子作製用基材１は、必要に応じて洗浄処理等を施した後、再利用できる。
【００７１】
このようにして作製した粒子の体積平均粒径は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下の範囲であり、３μｍ以上６μｍ以下の範囲である。また、個数平均粒径は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下の範囲であり、３μｍ以上６μｍ以下の範囲である。
【００７２】
前記体積平均粒径および個数平均粒径の測定は、コールターマルチサイザＩＩ型（ベックマン−コールター社製）を用いて、５０μｍのアパーチャ径で測定することにより行われる。この時、測定は粒子を電解質水溶液（アイソトン水溶液）に分散させ、撹拌により３０秒分散させた後に行う。
【００７３】
また、このようにして作製した粒子の体積平均粒度分布指標ＧＳＤｖは、例えば、１．２以下であり、１．１程度である。
【００７４】
なお、体積平均粒径Ｄ５０ｖおよび体積平均粒度分布指標ＧＳＤｖは、以下のようにして求める。前述のコールターマルチサイザＩＩ型（ベックマン−コールター社製）で測定される粒子の粒度分布を基にして分割された粒度範囲（チャネル）に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積１６％となる粒径を体積Ｄ１６ｖ、数Ｄ１６ｐ、累積５０％となる粒径を体積Ｄ５０ｖ、数Ｄ５０ｐ、累積８４％となる粒径を体積Ｄ８４ｖ、数Ｄ８４ｐと定義する。この際、Ｄ５０ｖは体積平均粒径を表し、体積平均粒度分布指標（ＧＳＤｖ）は（Ｄ８４ｖ／Ｄ１６ｖ）１／２として求められる。なお、（Ｄ８４ｐ／Ｄ１６ｐ）１／２は数平均粒度分布指標（ＧＳＤｐ）を表す。
【００７５】
図７（ｂ）で粒子作製用基材から剥離した粒子をそのまま所望の目的に利用してもよいし、このように作製した粒子を溶媒に分散させた粒子分散液を調製し（粒子分散液調製工程）、その粒子分散液に、上記原料と同じまたは異なる粒子形成用の原料を混合して粒子に上記原料と同じまたは異なる粒子形成用の原料を付着させて粒子を成長させてもよい（成長工程）。また、粒子を、上記原料と同じまたは異なる粒子形成用の原料の溶液または分散液に混合して、粒子の周囲に原料を付着させて粒子を成長させてもよい。このように成長させた粒子を加熱および減圧のうち少なくとも１つによりさらに融合してもよい（融合工程）。
【００７６】
本発明の実施形態に係る粒子作製装置は、粒子形成用の樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とが形成された基材の高親和性領域の上に形成する液滴形成手段と、液滴を固化して粒子を形成する粒子形成手段と、粒子を前記基材の表面から剥離する剥離手段と、を有し、高親和性領域の樹脂に対する接触角が３０度以上であるものである。また、フォトリソグラフィ法を利用して、基材の表面に、溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを形成する基材作製手段を有していてもよい。
【００７７】
液滴形成手段としては、上記の通り、浸漬法、噴霧法、スピンコート法によるもの等が挙げられる。粒子形成手段としては、上記の通り、加熱装置、減圧装置等が挙げられる。剥離手段としては、上記の通り、ブレード、超音波発生装置、気体吹きつけ装置等が挙げられる。基材作製手段としては、上記の通り、露光装置等を含むフォトリソグラフ装置等が挙げられる。
【００７８】
本発明の実施形態に係る粒子作製用基材は、粒子形成用の樹脂を含む原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを表面に有し、高親和性領域の樹脂に対する接触角が３０度以上であるものである。
【００７９】
本実施形態に係る粒子作製方法、粒子作製装置および粒子作製用基材は、例えば、樹脂、着色剤、離型剤等を含む静電荷像現像用トナーの製造に用いられる。また、インク、液晶ディスプレイ用スペーサ粒子、化粧品等の製造にも用いられる。
【００８０】
本実施形態に係る粒子作製方法において、例えば、直径Ｄ１＝５μｍ、ピッチＤ２＝１０μｍの最密充填で高親和性領域を配置した１２インチのウェハを用いて、固形分５０質量％の樹脂粒子分散液を高親和性領域に坦持させ、その後乾燥固化すると、直径３．１μｍの球形の粒子が１基板当たり約６３ｍｇ得られ、１バッチ２５枚、１時間タクトで生産すると、１日当たり３８ｇの粒子が得られると考えられる。また、ガラス基板（２．４ｍ×２．８ｍ）を用いると、同様に１基板当たり１．５ｇの粒子が得られ、１バッチ２５枚、１時間タクトで生産すると、１日当たり０．９ｋｇの粒子が得られると考えられる。
【００８１】
基材３０の形状としては、ドラム形状、または、無端ベルト形状等のベルト形状であってもよい。基材３０の形状をドラム形状、または、無端ベルト形状等のベルト形状とすることにより、連続処理が可能となり、生産性が向上する。
【００８２】
図８は、本実施形態に係る粒子作製方法における粒子作製用基材１の作製方法の他の例を示す概略図である。図８（ａ）に示すように、平面状等の基材４７を準備する。基材４７の表面に原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的に高親和性となる膜４８を形成する。膜４８に対して、プラズマ処理等によって原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が高くなるように高親和化処理を行ってもよい。
【００８３】
基材４７としては、例えば、ガラス等であり、基材４７の形状としては、矩形状等である。
【００８４】
膜４８を構成する材料としては、ポリイミド、ポリアミド等の熱硬化性樹脂等の樹脂等が挙げられる。例えば、スピン塗布法、ロール塗布法、浸漬法等の塗布法により、ガラス基材の表面にポリイミド前駆体の膜を形成し、例えば２００℃以上３００℃以下で加熱してポリイミド膜を形成すればよい。
【００８５】
膜４８の厚みは、膜が安定であればよく、特に制限はないが、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上３０μｍ以下である。
【００８６】
次に、図８（ｂ）に示すように、高親和性である膜４８の表面に予め定めた形状でフォトリソグラフィ法等によりパターニングしてレジスト膜４９を形成する。
【００８７】
次に、図８（ｃ）に示すように、フッ素プラズマ処理等によってレジスト膜４９によって覆われていない部分の膜４８を低親和化処理する。
【００８８】
次に、図８（ｄ）に示すように、アセトン等の有機溶剤等を用いてレジスト膜４９を剥離する。これにより、レジスト膜４９のパターンで覆われていた領域は高親和性領域３６、覆われていなかった領域は低親和性領域３８となり、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる領域が複数集積化される。例えば、高親和性領域３６は、原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角が１０度以上３０度以下であり、低親和性領域３８は、原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角が８０度以上９０度以下となる。
【００８９】
最後に、基材４７から膜４８を剥離して、ドラム状等の基材に巻きつける。
【００９０】
低親和化処理としては、プラズマ処理、熱アニール処理等が挙げられる。膜４８を構成する材料がポリイミドの場合、例えば、フッ素原子を含むガス（例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３等）によるプラズマ処理等が挙げられる。
【００９１】
図９は、本実施形態に係る粒子作製方法における粒子作製用基材の作製方法の他の例を示す概略図である。図９（ａ）に示すように、平面状等の基材４７を準備する。基材４７の表面に原料の溶液または分散液の溶媒に対して最終的に低親和性となる膜４８を形成する。膜４８に対して、プラズマ処理等によって原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が低くなるように低親和化処理を行ってもよい。
【００９２】
基材４７としては、例えば、ガラス等であり、基材４７の形状としては、矩形状等である。
【００９３】
膜４８を構成する材料としては、フッ化ポリイミド等の熱硬化性樹脂等の樹脂等が挙げられる。例えば、スピン塗布法、ロール塗布法、浸漬法等の塗布法により、ガラス基材の表面にフッ化ポリイミド前駆体の膜を形成し、例えば２００℃以上３００℃以下で加熱してフッ化ポリイミド膜を形成すればよい。
【００９４】
膜４８の厚みは、膜が安定であればよく、特に制限はないが、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上３０μｍ以下である。
【００９５】
次に、図９（ｂ）に示すように、低親和性である膜４８の表面に予め定めた形状でフォトリソグラフィ法等によりパターニングしてレジスト膜４９を形成する。
【００９６】
次に、図９（ｃ）に示すように、酸素ガスプラズマ処理等によってレジスト膜４９によって覆われていない部分の膜４８を高親和化処理する。
【００９７】
次に、図９（ｄ）に示すように、アセトン等の有機溶剤等を用いてレジスト膜４９を剥離する。これにより、レジスト膜４９のパターンで覆われていた領域は低親和性領域３８、覆われていなかった領域は高親和性領域３６となり、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる領域が複数集積化される。例えば、高親和性領域３６は、原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角が１０度以上３０度以下であり、低親和性領域３８は、原料の溶液または分散液の溶媒に対する接触角が８０度以上９０度以下となる。
【００９８】
最後に、基材４７から膜４８を剥離して、ドラム状等の基材に巻きつける。
【００９９】
高親和化処理としては、プラズマ処理、熱アニール処理等が挙げられる。膜４８を構成する材料がフッ化ポリイミドの場合、例えば、酸素ガスプラズマ処理等が挙げられる。
【０１００】
図１０は、本実施形態に係る粒子作製方法の他の例を示す概略図である。図１０に示すのは、ドラム状の基材を用いた例である。例えば、図１０に示すように、液滴形成手段として浸漬槽等を用いて、高親和性領域と低親和性領域とが形成されたドラム状基材５０をドラムの軸を中心に回転させながら一部を分散液１６に浸漬する。分散液１６から引き上げられた部分の高親和性領域に選択的に分散液１６の液滴が担持される。高親和性領域が膜厚分だけ凸になっていると、「きれ」がよく、再現性良く液滴が高親和性領域上に残る。ドラム状基材５０をドラムの周囲に配置されたヒータ５４等の加熱手段により加熱し、溶媒を乾燥させると、分散液中の樹脂粒子同士の距離が次第に接近し、やがて互いに接触するようになる。さらに加熱を継続し、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を超えると樹脂同士が合一し、全体が１つの一体化された樹脂粒子となる。固化した粒子４２をゴム製等のブレード５２等の剥離手段で掻き取ることにより、ドラム状基材５０から離型させて樹脂の粒子４２を回収する。回収後のドラム状基材５０は再び分散液１６に浸漬され、粒子作製が繰り返される。
【０１０１】
ドラム状基材５０の直径は、例えば、３ｃｍ以上５０ｃｍ以下、幅は２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下とすればよい。ドラム状基材５０の表面には上記のような高親和性領域と低親和性領域とが形成され、アレイ状に配置されている。
【０１０２】
ドラム状基材５０において、例えば、図３に示すような最密充填配置にすると基材の利用効率が高くなる。Ｄ＝５μｍの場合、六角形の一辺を例えば１０μｍにすると、直径２０ｃｍ、幅３０ｃｍのドラム上には、５μｍのパターンが約２１．８億個配置されることになる。
【０１０３】
ドラム状基材５０を構成する材料としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂、アルミニウム等の金属等が挙げられる。
【０１０４】
加熱手段としては、ハロゲンランプ、シースヒータ等のヒータが挙げられる。
【０１０５】
剥離手段としては、シリコーンゴム、バイトンゴム等のブレード等が挙げられる。
【０１０６】
図１１は、本実施形態に係る粒子作製方法の他の例を示す概略図である。図１１に示すのは、無端ベルト状の基材を用いた例である。例えば、図１１に示すように、液滴形成手段として浸漬槽等を用いて、高親和性領域と低親和性領域とが形成された無端ベルト状基材５６を支持ロール５８等で支えて回転させながら一部を分散液１６に浸漬する。分散液１６から引き上げられた部分の高親和性領域に選択的に分散液１６の液滴が担持される。高親和性領域が膜厚分だけ凸になっていると、「きれ」がよく、再現性良く液滴が高親和性領域上に残る。無端ベルト状基材５６をベルトの周囲に配置されたヒータ５４等の加熱手段により加熱し、溶媒を乾燥させると、分散液中の樹脂粒子同士の距離が次第に接近し、やがて互いに接触するようになる。さらに加熱を継続し、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を超えると樹脂同士が合一し、全体が１つの一体化された樹脂粒子となる。固化した粒子４２をゴム製等のブレード５２等の剥離手段で掻き取ることにより、無端ベルト状基材５６から離型させて樹脂の粒子４２を回収する。ブレード５２の位置を、曲率の大きな支持ロール５８に対向させた位置にすることにより、粒子４２の剥離効率が高くなる。回収後のドラム状基材５０は、クリーニングロール６０等の清掃手段で清掃された後、再び分散液１６に浸漬され、粒子作製が繰り返される。
【０１０７】
無端ベルト状基材５６の長さは、例えば、３０ｃｍ以上３ｍ以下、幅は２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下とすればよい。無端ベルト状基材５６の表面には上記のような高親和性領域と低親和性領域とが形成され、アレイ状に配置されている。
【０１０８】
無端ベルト状基材５６において、例えば、図３に示すような最密充填配置にすると基材の利用効率が高くなる。Ｄ＝５μｍの場合、六角形の一辺を例えば１０μｍにすると、長さ１００ｃｍ、幅５０ｃｍの無端ベルト上には、５μｍのパターンが約１１５億個配置されることになる。
【０１０９】
無端ベルト状基材５６を構成する材料としては、例えば、ポリイミド等の樹脂等が挙げられる。
【０１１０】
清掃手段としては、スチレンゴム、ブタジエンゴム等のロール等が挙げられる。
【０１１１】
このように、基材の形状をドラム形状、または、無端ベルト形状等のベルト形状とすることにより、連続処理が可能となり、生産性が向上する。また、剥離工程においてドラムまたはベルトの曲面部分で粒子を剥離することにより、固化後の粒子の剥離効率が向上する。
【０１１２】
＜静電荷像現像用トナー用の原料の分散液の調製＞
静電荷像現像用トナーの製造の場合の原料の溶液または分散液の調製について、以下説明する。樹脂粒子を生成するには、通常、重合性単量体と界面活性剤とを水に加え、撹拌してエマルションとする。重合性単量体エマルションが生成したら、該エマルションの好ましくは２５質量％以下（すなわち、少量のエマルション）と、遊離基開始剤とを、水相に加えて混合し、所望の反応温度で種重合を開始する。種粒子の生成後、この種粒子含有組成物にさらに残りのエマルションを追加し、所定の温度で、所定の時間、重合を続けて重合を完了し、樹脂粒子（樹脂粒子分散液）を生成させる。
【０１１３】
前記重合性単量体の種類としては、遊離基開始剤と反応しうるものであれば特に制限はない。重合性単量体の具体例としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類等が挙げられ、これらの重合性単量体は重合されて、単独重合体あるいは共重合体とされる。
【０１１４】
また、ポリエステル類、ポリウレタン類のような樹脂を界面活性剤とともに水系媒体中でせん断し、分散させてもよい。また、樹脂粒子として、アンモニア成分を含むものも用いられる。
【０１１５】
樹脂粒子の製造に使用される界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤または非イオン系界面活性剤を使用すればよく、一般的にはアニオン系界面活性剤が、分散力が強く、樹脂粒子の分散に優れているため、好ましく用いられる。非イオン系界面活性剤は、前記アニオン系界面活性剤またはカチオン系界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して使用してもよい。
【０１１６】
アニオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類；オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェート、ノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類；ラウリルスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネート、ジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルアリールスルホン酸ナトリウム；ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネート、ジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類；ラウリルホスフェート、イソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類；ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩類；スルホコハク酸ラウリル２ナトリウム等のスルホコハク酸塩類；などが挙げられる。
【０１１７】
カチオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライド、オレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、アルキルベンゼントリメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩類；などが挙げられる。
【０１１８】
非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類；ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類；ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類；ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類；ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類；ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類；などが挙げられる。
【０１１９】
遊離基開始剤としては、特に制限はない。具体的には、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化ｔｅｒｔ−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド等が挙げられる。
【０１２０】
本実施形態において、樹脂粒子の大きさは、レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装社製マイクロトラック）で測定した体積平均粒径で、０．０５μｍ以上１μｍ以下程度である。
【０１２１】
（着色剤分散液、離型剤分散液の製造工程）
着色剤分散液は、着色剤、界面活性剤等を、水相中で混合し、分散処理をすることによって得られる。同様にして、離型剤分散液は、離型剤、界面活性剤等を、水相中で混合し、分散処理をすることによって得られる。
【０１２２】
着色剤としては、例えばカーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、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、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン３Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカライトグリーンオキサレートなどの種々の顔料；アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料などが挙げられる。これらの着色剤は１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１２３】
また、着色剤分散液中の着色剤の大きさは、例えば、上記レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装社製マイクロトラック）で測定した体積平均粒径で、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下程度である。
【０１２４】
また離型剤として働くワックスの種類としては特に制限はないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス；ミツロウ等の動物系ワックス類；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャトロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス類；ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類；などが挙げられる。
【０１２５】
また、離型剤分散液中の離型剤の大きさは、例えば、上記レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装社製マイクロトラック）で測定した体積平均粒径で、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下程度である。
【０１２６】
界面活性剤としては、上記樹脂粒子の製造に使用される界面活性剤と同様のものが挙げられる。
【０１２７】
上記調製法により得られた樹脂粒子と、着色剤分散液と、離型剤分散液と、必要に応じて凝集剤と、必要に応じて帯電制御剤と、および必要に応じて他の添加剤とを混合し、原料の溶液または分散液を調製する。得られた原料の溶液または分散液から上記粒子作製方法により、凝集体を生成し、粒子を得る。
【０１２８】
樹脂粒子は、通常トナーの結着樹脂として用いられ、トナーの固形分に対して７５質量％以上９８質量％以下程度トナー内に存在する。
【０１２９】
着色剤は、通常トナー中に、着色に効果的な量、例えばトナーの固形分に対して１質量％以上１５質量％以下程度、好ましくは３質量％以上１０質量％以下程度存在する。
【０１３０】
離型剤として働くワックス類の好ましい量としては、トナーの固形分に対して、５質量％以上２０質量％以下程度である。
【０１３１】
必要に応じて使用される凝集剤は、融合に効果的な量、例えばトナーの固形分に対して０．０１質量％以上１０質量％以下程度を用いればよい。使用する凝集剤としては、一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、その化合物の具体例としては、前述のアニオン系界面活性剤類；塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類；塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム、ポリ塩化アルミニウム等の塩類；等が挙げられるが、これらに限るものではない。好ましい凝集剤としては、硝酸等の窒素成分を有するものが挙げられる。
【０１３２】
また、凝集体の生成等において、金属イオンと配位結合を形成する有機化合物（キレート化剤）が用いられることがある。
【０１３３】
帯電制御剤は、帯電させるのに効果的な量、例えばトナーの固形分に対して０．１質量％以上５質量％以下で使用してもよい。適当な帯電制御剤としては、アルキルピリジニウムハロゲン化物類、重硫酸塩類、シリカ等の帯電制御剤類、アルミニウム錯体のような陰帯電制御剤等が挙げられるが、これらに限るものではない。
【０１３４】
その他必要に応じて添加剤として、無機粒子等を湿式添加してもよい。湿式添加する無機粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウムなど、通常トナー表面の外添剤として使用される全てのものを、イオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基等で水に分散して、シリカ等の無機粒子分散液として湿式添加してもよい。
【実施例】
【０１３５】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【０１３６】
＜実施例１＞
［樹脂分散液Ａ（ポリエステル樹脂分散液）の作製］
加熱乾燥した二口フラスコに、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７２モル部と、エチレングリコール１８モル部と、シクロヘキサンジオール１０モル部と、テレフタル酸７０モル部と、イソフタル酸３０モル部とを原料に、触媒としてジブチル錫オキサイドを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち、昇温した後、１５０℃以上２３０℃以下で１２時間共縮重合反応させ、その後、２１０℃以上２５０℃以下で徐々に減圧して、ポリエステル樹脂を合成した。このポリエステル樹脂２００モル部と、酢酸エチル２４０モル部と、水酸化ナトリウム水溶液（０．３Ｎ）０．２モル部とを用意し、これらをセパラブルフラスコに入れ、７０℃で加熱し、スリーワンモータ（新東科学（株））により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水３００モル部を加え、転相乳化させ、その後脱溶剤することによりポリエステル樹脂分散液を得た。これを原料の分散液とした。なお、この樹脂のガラス転移温度は５８℃であった。なお、この原料の分散液の固形分濃度は４０質量％であった。
【０１３７】
［樹脂分散液Ｂ（スチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂分散液）の作製］
スチレン２９６モル部、メタクリル酸メチル１０４モル部を混合し溶解した混合物を、アニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）２モル部をイオン交換水５５０モル部に溶解した溶液に加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、１０分ゆっくりと混合しながら、過硫酸カリウム（和光純薬（株）製）６モル部を溶解したイオン交換水６１モル部を投入し、窒素置換を０．１リットル／分で２０分行った。その後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が７０℃になるまでオイルバスで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続し、固形分濃度が４０質量％となるスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂分散液を調製した。
【０１３８】
［樹脂分散液Ｃ（ポリスチレン樹脂分散液）の作製］
スチレンを４００モル部にした以外はスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂分散液の作製と同様の方法で乳化重合を行い、ポリスチレン樹脂分散液を作製した。固形分濃度は４０質量％であった。
【０１３９】
［樹脂分散液Ｄ（スチレン−メタクリル酸メチル−アクリル酸共重合樹脂分散液）の作製］
スチレンを１２０モル部、メタクリル酸メチルを１５０モル部、アクリル酸を１３０モル部とした以外はスチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂分散液の作製と同様の方法で乳化重合を行い、樹脂分散液を作製した。固形分濃度は４０質量％であった。
【０１４０】
［粒子の作製］
図２（ａ）に示すように、平面状の基材３０としてシリコンウエハ（直径６インチ、８インチまたは１２インチ）を準備し、シリコンウエハの表面を熱酸化して、膜３２として熱酸化膜を形成した。接触角計により測定したところ、シリコンウエハおよび熱酸化膜の表面の水に対する接触角はそれぞれ約１１０度、約３０度であった。なお、熱酸化膜の膜厚は５００ｎｍであった。
【０１４１】
図２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いてレジスト膜３４をパターニングした。なお、レジストパターンは直径ｄ１＝５μｍの円、ピッチｄ２は１０μｍとした。
【０１４２】
図２（ｃ）に示すように、レジスト膜３４をマスクとして、熱酸化膜をエッチングした。
【０１４３】
図２（ｄ）に示すように、レジスト膜３４を剥離した。これにより、レジストパターンで覆われていた領域は高親和性領域（親水領域）３６、覆われていなかった領域は低親和性領域（疎水領域）３８となり、濡れ性の異なる領域が形成された。これらの領域はフォトリソグラフィ法により形成されるので、直径Ｄ１＝５．０μｍの円であり、精度（３σ）１０％以下であった。基材をバッファードフッ酸（ＢＨＦ１２００）に浸漬し、Ｓｉ表面上の自然酸化膜を除去した。
【０１４４】
次に、樹脂分散液Ａを粒子作製用基材に接触させて、原料粒子を基材の親水領域に集積化して粒子を作製した。図６（ａ）に示すように、高親和性領域（親水領域）３６と低親和性領域（疎水領域）３８とが形成された粒子作製用基材１を、分散液１６に浸漬した。
【０１４５】
図６（ｂ）に示すように、粒子作製用基材１を分散液１６から取り出し、粒子作製用基材１を僅かに傾けながら振動させると、基材３０上の高親和性領域（親水領域）３６に選択的に原料分散液が載った。ここで、フォトリソグラフィ法により高精度に形成された高親和性領域（親水領域）３６上に原料をほぼ均一に分散した分散液が載るので、原料がほぼ均等に配分されたと考えられる。また、高親和性領域（親水領域）３６は膜厚（５００ｎｍ）の分だけ凸状になっているので、「きれ」がよく、再現性良く液滴がアイランド上に残ったと考えられる。
【０１４６】
図６（ｃ）に示すように、粒子作製用基材１をオーブンまたはホットプレートを用いて４５℃で加熱して、水分をゆっくり蒸発させると溶液中の樹脂粒子同士の距離が次第に接近し、やがて互いに接触した。さらに加熱を継続し、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を超えると図６（ｄ）に示すように樹脂同士が合一し、全体が１つの一体化された樹脂粒子となった。固化した粒子は概略半球状となり、その直径Ｒは、高親和性領域（親水領域）３６の直径Ｄ１および固形分濃度（ＳＣ）によって概略数式１のようになる。例えばＤ１＝５μｍ、ＳＣ＝２５％のとき、Ｒは２．５μｍとなる。なお、このときの高親和性領域の樹脂に対する接触角は４１度であった。
【０１４７】
【数１】
2011202142.tif 000003
【０１４８】
図７（ａ）に示すように、ブレード（硬質ゴム）４４を粒子作製用基材１に接触させ、図７（ｂ）に示すように、粒子作製用基材１を矢印方向に移動させて、ブレード４４により粒子作製用基材１から粒子を剥ぎ取った。
【０１４９】
このようにして作製した粒子の粒度分布をコールターマルチサイザで測定したところ、体積平均粒径２．５μｍ、数平均粒度分布指標（ＧＳＤｐ）は１．１５となり、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が得られた。粒子を回収した後の基材は何度でも再利用可能であった。
【０１５０】
＜実施例２＞
図４に示すように、大面積でも比較的安価なガラス基板を用い、ガラス基板の表面にプラズマＣＶＤまたはスパッタ法によりアモルファスシリコンまたは多結晶シリコンを５００ｎｍ形成した。以下の工程は実施例１と同様にして実施した。このようにして作製した粒子の粒度分布をコールターマルチサイザで測定したところ、体積平均粒径３．０μｍ、数平均粒度分布指標（ＧＳＤｐ）は１．２となり、小粒径かつ狭い粒度分布を有する粒子が得られた。実施例２における高親和性領域の樹脂に対する接触角は３０度であった。
【０１５１】
＜実施例３−１〜３−４＞
図５に示すように、熱酸化膜上に接触角制御膜としてスパッタ法により窒化チタン（３−１）、窒化クロム（３−２）、炭化チタン（３−３）、炭化珪素（３−４）の薄膜を１００ｎｍの膜厚で形成した。以下の工程は実施例１と同様にして実施した。結果を表１に示す。
【０１５２】
＜実施例４−１〜４−４＞
樹脂の種類を樹脂分散液Ａから樹脂分散液Ｂに変更した以外は実施例３−１〜３−４と同様にして実施した。窒化チタン（４−１）、窒化クロム（４−２）、炭化チタン（４−３）、炭化珪素（４−４）である。結果を表１に示す。
【０１５３】
＜実施例５−１〜５−４＞
樹脂の種類を樹脂分散液Ａから樹脂分散液Ｃに変更した以外は実施例３−１〜３−４と同様にして実施した。窒化チタン（５−１）、窒化クロム（５−２）、炭化チタン（５−３）、炭化珪素（５−４）である。結果を表１に示す。
【０１５４】
＜比較例１−１〜１−４＞
樹脂の種類を樹脂分散液Ａから樹脂分散液Ｄに変更した以外は実施例３−１〜３−４と同様にして実施した。窒化チタン（１−１）、窒化クロム（１−２）、炭化チタン（１−３）、炭化珪素（１−４）である。結果を表１に示す。
【０１５５】
【表１】
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【０１５６】
表１によれば以下のことが明らかである。樹脂に対する接触角をある程度以上にすることにより、粒度分布の狭い樹脂粒子を得ることができる。また、膜表面の材質と樹脂を適宜選択することにより接触角を調整し、粒子の粒度分布を変更することができる。なお、本願では狭い粒度分布の樹脂を得るためにはポリエステルが好ましい。
【符号の説明】
【０１５７】
１  粒子作製用基材、１０  樹脂粒子分散液、１２  着色剤分散液、１４  添加剤分散液、１６  分散液、１８  溶媒、２０  樹脂、２２  着色剤、２４  添加剤、３０，４７  基材、３２，４８  膜、３４，４９  レジスト膜、３６  高親和性領域、３８  低親和性領域、４０  液滴、４２  粒子、４４，５２  ブレード、４６  接触角制御膜、５０  ドラム状基材、５４  ヒータ、５６  無端ベルト状基材、５８  支持ロール、６０  クリーニングロール。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011202142.tif 000008
【図８】
2011202142.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
2011202142.tif 000013
【図６】
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【図７】
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