(57)【要約】【課題】複写機などの高画質化のためドット再現性が重要であるが、トナー流動性の評価を適正に行うことにより、ドット再現性の良いトナーを提供する。【解決手段】少なくとも樹脂、顔料からなるトナーの粉体相中の任意の位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後、該円錐ロータを回転させて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して、トナーの流動性を評価する方法および評価して作成したトナー並びに該トナーを用いた現像方法である。【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、顔料を含有するトナーの粉体相中の所定の位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後該円錐ロータを回転させて粉体相中を移動させるときに発生するトルクまたは荷重を測定してトナーの流動性を評価することを特徴とする電子写真用トナー評価方法。
【請求項２】
トナー粉体相を予め圧密手段により圧密状態にしておくことを特徴とする請求項１記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項３】
円錐ロータの回転を停止したままトナー粉体相中に侵入させる深さを５ｍｍ〜２０ｍｍとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項５】
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１〜４のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項６】
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１〜５のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項７】
円錐ロータの侵入及び移動速度が０．２〜２００ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項８】
トナー粉体相の空間率が０．４〜０．７５であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項９】
圧密状態にする前にトナー粉体相状態を均一化することを特徴とする請求項２記載の電子写真用トナー評価方法。
【請求項１０】
少なくとも樹脂、顔料を含有するトナーの粉体相中の表面から５〜２０ｍｍ位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後該円錐ロータを回転させて粉体相中を移動させた時のトルクの値が０．１〜１６．６ｍＮｍであることを特徴とする電子写真用トナー。
【請求項１１】
少なくとも樹脂、顔料を含有するトナーの粉体相中の表面から５〜２０ｍｍの位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後該円錐ロータを回転させて、粉体相中を移動させた時の荷重の値が０．０１〜３．４２Ｎであることを特徴とする電子写真用トナー。
【請求項１２】
前記トナーが、さらに電荷制御剤および／または離型剤を含むことを特徴とする請求項１０又は１１記載の電子写真用トナー。
【請求項１３】
前記樹脂のうちの少なくとも１種類が下記一般式（１）で表される結晶性ポリエステルであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ1＝ＣＲ2−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）n−］m        （１）
（ｎ、ｍは繰り返し単位の数、Ｒ1、Ｒ2は炭化水素基を表す。）
【請求項１４】
前記トナーの重量平均粒径が４〜１０μｍであることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
【請求項１５】
前記トナーが重合法によって作製されたものであることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
【請求項１６】
前記トナーの平均円形度が０．９〜０．９９であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の電子写真用トナーを用いて、接触または非接触現像を行なうことを特徴とする１成分現像方法。
【請求項１８】
ドクターローラを用いる請求項１７に記載の１成分現像方法。
【請求項１９】
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の電子写真用トナーと平均粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする２成分現像方法。
【請求項２０】
請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の１成分現像方法または２成分現像方法において、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１成分又は２成分現像方法。
【請求項２１】
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の電子写真用トナーを収容したことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２２】
請求項１の評価法を用いてトナーを製造することを特徴とする電子写真用トナー製造方法。
【請求項２３】
請求項１〜９のいずれか１項の記載の評価法を用いてトナーの流動性を評価する手段を備えたことを特徴とする電子写真用トナー評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１成分現像方法または２成分現像方法に用いるトナーおよびその流動性の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真関連の発明として、特許文献１がある。これに記載された発明は、磁場が印加されたロートの狭部に現像剤を通過させ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評価する方法である。また、特許文献２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、トナーが流れ始めるときと流れ終えたときの角度を測定することによりトナーの流動性を評価する方法である。さらに、特許文献３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ことによりトナーの流動性を評価する方法である。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。
【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公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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搬送、供給することが必要になって来ている。
【０００５】
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。
また、トナーの流動性は装置の中で機械的な付加がかかっても変化の小さい安定した状態であることが必要であるが、それを精度良く評価出来る方法がなく、新しい評価法が必要となっている。また、評価法として短時間で評価できる方法が必要とされている。
【０００６】
本発明は、精度が高く、個人差のない評価法で、且つ短時間で評価できる流動性評価法を用いることにより、トナー搬送性を良くし、ドット再現性の良い高画質を安定して得られるトナーを作製し、安定して生産できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成よりなる。
（１）  少なくとも樹脂、顔料を含有するトナーの粉体相中の所定の位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後該円錐ロータを回転させて粉体相中を移動させるときに発生するトルクまたは荷重を測定してトナーの流動性を評価することを特徴とする電子写真用トナー評価方法。
（２）  トナー粉体相を予め圧密手段により圧密状態にしておくことを特徴とする前記（１）記載の電子写真用トナー評価方法。
（３）  円錐ロータの回転を停止したままトナー粉体相中に侵入させる深さを５ｍｍ〜２０ｍｍとすることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の電子写真用トナー評価方法。
（４）  円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
（５）  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（１）〜（４）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
（６）  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（１）〜（５）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
（７）  円錐ロータの侵入及び移動速度が０．２〜２００ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー評価方法。
（８）  トナー粉体相の空間率が０．４〜０．７５であることを特徴とする前記（１）に記載の電子写真用トナー評価方法。
【０００８】
（９）  圧密状態にする前にトナー粉体相状態を均一化することを特徴とする前記（２）記載の電子写真用トナー評価方法。
（１０）  少なくとも樹脂、顔料を含有するトナーの粉体相中の表面から５〜２０ｍｍ位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後該円錐ロータを回転させて粉体相中を移動させた時のトルクの値が０．１〜１６．６ｍＮｍであることを特徴とする電子写真用トナー。
（１１）  少なくとも樹脂、顔料を含有するトナーの粉体相中の表面から５〜２０ｍｍの位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後該円錐ロータを回転させて、粉体相中を移動させた時の荷重の値が０．０１〜３．４２Ｎであることを特徴とする電子写真用トナー。
【０００９】
（１２）  前記トナーが、さらに電荷制御剤および／または離型剤を含むことを特徴とする前記（１０）又は（１１）記載の電子写真用トナー。
（１３）  前記樹脂のうちの少なくとも１種類が下記一般式（１）で表される結晶性ポリエステルであることを特徴とする前記（１０）〜（１２）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ1＝ＣＲ2−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）n−］m        （１）
（ｎ、ｍは繰り返し単位の数、Ｒ1、Ｒ2は炭化水素基を表す。）
（１４）  前記トナーの重量平均粒径が４〜１０μｍであることを特徴とする前記（１０）〜（１３）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
（１５）  前記トナーが重合法によって作製されたものであることを特徴とする前記（１０）〜（１４）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
（１６）  前記トナーの平均円形度が０．９〜０．９９であることを特徴とする前記（１０）〜（１５）のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
【００１０】
（１７）  前記（１０）〜（１６）のいずれか１項に記載の電子写真用トナーを用いて、接触または非接触現像を行なうことを特徴とする１成分現像方法。
（１８）  ドクターローラを用いる前記（１７）に記載の１成分現像方法。
（１９）  前記（１０）〜（１６）のいずれか１項に記載のの電子写真用トナーと平均粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする２成分現像方法。
（２０）  前記（１７）〜（１９）のいずれか１項に記載の電子写真用トナーを用いた１成分現像方法または２成分現像方法において、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１成分又は２成分現像方法。
【００１１】
（２１）  前記（１０）〜（１６）のいずれか１項に記載の電子写真用トナーを収容したことを特徴とするトナーカートリッジ。
（２２）  前記（１）の評価法を用いて、トナーを製造することを特徴とする電子写真用トナー製造方法。
（２３）  前記（１）〜（９）のいずれか１項の記載の評価法を用いてトナーの流動性を評価する手段を備えたことを特徴とする電子写真用トナー評価装置。
【００１２】
すなわち本発明は、少なくとも樹脂、顔料を含有するトナー粉体の流動性を、粉体相中の任意の位置まで円錐ロータを回転を停止させたまま侵入させ、その後円錐ロータを回転させて粉体相中を移動させるときに発生するトルクまたは荷重を測定して評価する電子写真用トナー評価方法、およびそれを用いて評価したトナー搬送性、ドット再現性の良い高画質の得られる電子写真用トナーに関するものである。
【００１３】
これを図面に基づいて説明する。図１は本発明の評価法に用いる装置構成の一例を示すものであり、粉体を入れる試料容器、その試料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。
【００１４】
円錐ロータをシャフトの先端に取付け、そのシャフト自体を固定（上下方向の移動に関して）する。粉体を入れた試料容器ステージは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粉体を入れた試料容器を置くようにし、試料容器を上げることにより、試料容器の中央に円錐ロータが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、粉体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。各検出値は、コントローラ、ロードセルアンプを経てパソコンに取り入れ、演算するようにしてある。この構成は一例であり、シャフト自体を昇降機により上下させたりするなど他の構成でも良い。
【００１５】
図２に別の装置構成を示す。図２の装置は、測定ゾーンと、粉体を予め圧縮する圧密ゾーンとから成る。圧密ゾーンは、粉体を入れる試料容器、その試料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、加振器等から構成される。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。
【００１６】
ピストンは、どんな材質でも良いが、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、変質しない材質が好ましい。また、帯電による粉体付着が無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。
【００１７】
円錐ロータの形状はどんなものでも良いが、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。円錐ロータの頂点から底面に向かう円錐ロータと粉体表面が接触する部分の長さは、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、十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ことが好ましい。円錐ロータ表面に溝が切ってあることにより、円錐ロータが回転しながらトナー粉体相の中を移動するとき、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み、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することができる。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ことができる。
【００１８】
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。一例を図３及び図４に示す。図３（イ）は、シャフトに取り付けた円錐ロータの正面図であり、（ロ）は円錐ロータの平面図である。図４は、図３の円錐ロータの頂角が異なる例の正面図である。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良いが、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が好ましい。また、帯電性を帯びない材質が適している。この例としては、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等がある。
【００１９】
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及び移動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出来るように、円錐ロータの回転数や侵入及び移動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
・円錐ロータの侵入及び移動速度：０．２〜２００ｍｍ/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。円錐ロータの侵入及び移動速度が０．２ｍｍ/ｍｉｎより遅い場合はトナー粉体相の微妙な状態の対応ができない。２００ｍｍ/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。
【００２０】
トルクや荷重を測定する前に予め作り出す圧密状態は、粉体相に一定の荷重がかかっているピストンを押付けて作り出し、ピストンにかかる荷重や押付けている時間等を変化させて異なる圧密状態を作りだす。また、振動を与えて、異なる圧密状態を作りだしても良い。
【００２１】
円錐ロータの形は、前述したように頂角が２０〜１５０°のものが好ましい。円錐ロータの長さは、円錐ロータ部分が十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良いが、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が好ましい（例えば図５（イ）、（ロ）参照）。トナー粉体を収容する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好ましい。容器のサイズは重要であり、円錐ロータが回転しながら移動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。
【００２２】
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。位置検出器はリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度としては０．１ｍｍ以下の仕様のものが適している。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良い。
【００２３】
測定は、容器に粉体を一定量投入し、評価装置の測定ゾーンにセットする。また、圧密ゾーンにて昇降ステージを上昇させ、一定の荷重のかかっているピストンで粉体表面を一定時間押付け、圧密した粉体相状態を作り出しても良い。圧密した後は、圧密した粉体の入った容器を測定ゾーンの昇降ステージに設置するが、この動作は昇降ステージを回転させることにより、圧密ゾーンから測定ゾーンに移動させても良い。その後、粉体相中の任意の位置まで円錐ロータの回転を停止させたまま侵入させる。その後、円錐ロータを回転させて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。トルクや荷重測定に入るときには、決められた回転数、侵入及び移動速度で行なう。
【００２４】
円錐ロータの回転方向は任意である。回転を停止したまま円錐ロータを侵入させる距離は、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る方が好ましい。我々の実験結果では円錐ロータの先端をトナー粉体相表面より５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。しかし、回転を停止したまま円錐ロータを深く粉体相中に侵入させすぎると、粉体相が円錐ロータにより圧縮されるため、当初の粉体相状態とは違う状態を測定する事になり、特に２０ｍｍより大きくなるとトルクや荷重値が大きな値を示すようになった。そのため、回転を停止したまま円錐ロータを侵入させる侵入距離は５ｍｍ〜２０ｍｍを最適とした。本発明において円錐ロータの侵入距離とは、円錐ロータ先端とトナー粉体相表面との距離を示す。
【００２５】
図６に回転を停止したまま円錐ロータを粉体相中に侵入させた距離とトルク特性との関係を示す。１０ｍｍ付近まで侵入させた後円錐ロータを回転させトルク特性を測定した場合と１５ｍｍ付近まで侵入させた後円錐ロータを回転させトルク特性を測定した場合とでは特性がほとんど一致していることが分かる。円錐ロータを回転させずに任意の侵入させる操作は測定開始前の操作なので、円錐ロータを回転させずに任意の侵入距離まで速いスピードで侵入させることができる。そのため、円錐ロータを回転させてトルクや荷重測定を測る測定時間が短くなり、短時間での流動性評価が可能となる。
【００２６】
測定法は、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法がある。
▲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。（圧密しない場合は▲２▼は実施しない。）
▲３▼容器を測定ゾーンにセットし、円錐ロータを回転しないでトナー粉体相の所定の位置まで円錐ロータを侵入させる。
▲４▼▲３▼の位置から円錐ロータを回転させながら移動させ、そのときのトルク、荷重を測定する。
▲５▼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、移動動作を止める。
▲６▼円錐ロータを引抜く動作を開始する。
▲７▼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(最初のホームポジション)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▼〜▲７▼の操作を繰返して、測定を行なう。連続的に行なっても良い。
【００２７】
また、別の測定法としては、粉体相を圧密前に加振器（図２参照）により振動を与えて安定化させ、その安定化した粉体相にピストンを押し当て、圧密状態を作り出す。その圧密した粉体相中の任意の位置まで円錐ロータの回転を停止させたまま侵入させ、その後円錐ロータを回転させて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最初の位置(ホームポジション)迄引抜く。この測定は１回でも良いが、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。
また、別な方法としては圧密状態の粉体相に、円錐ロータを侵入させて、予め設定したトルク値になるまでの深さを調べる方法等がある。
【００２８】
粉体の流動性は、粉体相の圧密状態により大きく変化するため、その圧密状態と流動特性との関係を評価することが好ましい。
そこで、本評価法ではトナー粉体相の圧密状態を変化させてトルクや荷重を測定しても良い。そのため、ピストンに加える荷重をおもり等により変化させ、圧密状態の異なるトナー粉体相を作りだし、そのトナー粉体相に円錐ロータを侵入させ、トルクや荷重を測定する。つまり、上記▲１▼〜▲７▼の操作をピストンにかかる荷重を変化させて、行なう。
【００２９】
本発明のトナーは、高画質画像を実現するために、重量平均粒径が４〜１０μｍであることが好ましい。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１０μｍ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。
【００３０】
本発明のトナーを用いる２成分現像剤は、高画質画像を実現するために、キャリアの平均粒径が２０〜１００μｍであることが好ましい。キャリアの平均粒径が２０〜１００μｍ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１００μｍ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。
【００３１】
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ある。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ある。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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ある。
これらは１種または２種以上を使用することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
本発明のトナーは、電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）していてもよい。また、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。
【００３９】
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ー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。
【００４０】
離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、添加剤を加えても良い。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種以上混合した物でも良い。
【００４１】
樹脂は、その一部に結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性ポリエステルとは、結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成することができる。そのため、Ｔｇ低下に伴なう保存性の低下はない。また、低分子量化に伴なう高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。トナー中の樹脂および離型剤の合計量に対して、結晶性ポリエステルの含有量は１〜５０重量％であり、離型剤の含有量は２〜１５重量％であることが好ましい。結晶性ポリエステルの含有量が１重量％未満の場合は低温定着性に効果がなく、５０重量％を超える場合はホットオフセット性が悪化する。離型剤含有量が２重量％未満の場合は、耐オフセット性に効果がない場合があり、１５重量％を超える場合には、トナー流動性の低下が生じる。
【００４２】
結晶性ポリエステル樹脂の分子構造については、限定的でないが、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、炭素数２〜６のジオール化合物、特に１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールおよびこれらの誘導体を含有するアルコール成分と、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、およびこれらの誘導体を含有する酸成分とを用いて合成される下記一般式（１）で表される脂肪族系ポリエステルを含有することが好ましい。
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ1＝ＣＲ2−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）n−］m    （１）
（ここでｎ、ｍは繰り返し単位の数である。Ｒ1、Ｒ2は炭化水素基である。）
また、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、非線状のポリエステルを合成するためにアルコール成分にグリセリン等の３価以上の多価アルコールを追加し、酸成分に無水トリメリット酸などの３価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行っても良い。
【００４３】
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。圧密状態を変化させて、円錐ロータの回転数は０．１〜１００ｒｐｍとし、円錐ロータの侵入及び移動速度は０．２〜２００ｍｍ／ｍｉｎとする。測定は円錐ロータを５ｍｍ以上の予め設定した侵入距離まで回転を停止して侵入させ、その後円錐ロータを回転し移動させながら測定し、予め設定した侵入距離に到達した後は移動を止め、その後円錐ロータを引抜き、元の初期位置に戻す。このように円錐ロータのトナー粉体相への移動時のトルク、荷重を測定し、トナーの流動性を評価する。
【００４４】
本評価法でトナー流動性を評価した場合には、測定値(トルク、荷重)とトナー流動性が以下のような関係になる。
トルクが小さい場合、流動性は良い。
トルクが大きい場合、流動性は悪い。
荷重が小さい場合、流動性は良い。
荷重が大きい場合、流動性は悪い。
【００４５】
また、圧密状態を変化して測定した場合の空間率に対する測定値(トルク、荷重)の変化とトナー流動性の安定性とは以下のような関係になる。
空間率−トルク特性の傾きが小さい場合、流動性の安定性が良い。
空間率−トルク特性の傾きが大きい場合、流動性の安定性が悪い。
空間率−荷重特性の傾きが小さい場合、流動性の安定性が良い。
空間率−荷重特性の傾きが大きい場合、流動性の安定性が悪い。
【００４６】
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、個人差の無い、精度の高い測定が出来ることにある。
▲１▼短時間で測定できる。
▲２▼試料をそのまま測定できる。
▲３▼非破壊検査である。
▲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評価装置を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、そのまま本発明の評価方法にて測定する。または、図８に示すように、その容器を近くの別の場所にある本発明の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。
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。
【００４７】
トナーの場合、前述の通り本評価法でのトルク、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出来るが、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出来る値であり、非常に汎用的な評価値になる。
【００４８】
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、粉体の流動性が良い場合には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は小さく、荷重変化も小さい。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、下方向へ働く力(荷重)も大きくなる。
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出来る。
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、荷重が大きい。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、トルクや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▼円錐ロータ移動時のトルクの値が０．１〜１６．６ｍＮｍである。
▲２▼円錐ロータ移動時の荷重の値が０．０１〜３．４２Ｎである。
円錐ロータ移動時のトルク値が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、１６．６ｍＮｍ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り、円錐ロータ移動時の荷重値が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、３．４２Ｎ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ことが分かった。
【００５２】
また、トナーの流動性の安定性を円錐ロータを用いた本方式により評価し、ランニング時の現像部のトナー搬送性との関係を調べた結果、非常に強い相関関係が存在し、空間率−トルク特性の傾きや空間率−荷重特性の傾きが小さいときランニング時のトナー現像部のトナー搬送性は良好で、ブロッキング等の問題は生じなかった。
【００５３】
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で、ある荷重になるまでの侵入距離、あるトルクになるまでの侵入距離等であっても良いし、トルクや荷重の積分値を評価しても良い。また、他の評価項目であっても良い。
【００５４】
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。
【００５５】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、上記粉砕法以外の方法として重合法が挙げられる。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。
【００５６】
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。
このトナーは、上記プレポリマーと上記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。
得られた乾燥後のトナーの粉体を風力分級し、上記最適な混合条件により混合機により無機微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。また、電荷制御剤を乾燥後のトナー粉体表面に打込んで、固着注入させても良い。さらにその後、無機微粒子などからかる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させても良い。電荷制御剤を表面に打込むことにより、トナーの帯電量の制御がしやすくなる。
【００５７】
混合したり、固着注入したりする具体的手段としては、高速で回転する羽根によって粉体混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に粉体混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、Ｉ式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、自動乳鉢などがあげられる。
このような方法により得られるトナーの場合にも、本発明の評価方法を造粒後の検査、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。
【００５８】
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。
【００５９】
さらに２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２成分現像剤とする。
【００６０】
本発明のトナーは、接触または非接触現像方式に使用する１成分現像剤として用いることができる。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。また、本発明のトナーを用いた現像時にＡＣバイアス電圧成分を印加すると、現像効率が向上し、画像特性が向上する。
【００６１】
また、本発明は、１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ー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。ドクターローラを設けた現像装置の一例を図１０に示す。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、ドクターローラへのフィルミングは発生せず、トナー搬送性も良好で、安定した現像が行なわれ、耐久特性に優れた方式となる。
【００６２】
本発明の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十分可能であり、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。また、本発明のトナーは、現像部手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるようにしたプロセスカ−トリッジ等にも使用可能である。
【００６３】
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良い。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。
【００６４】
２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２０〜１００μｍが好ましい。より好ましくは２０〜７０μｍである。
【００６５】
また、前述したように本発明のトナー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。この無機微粉体の平均粒径は１０〜２００ｎｍが適している。１０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００６６】
本発明に用いる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。
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。
【００６７】
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。
【００６８】
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は１０〜２００ｎｍの小さい粒径のものが最適である。１０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。電荷制御剤としては、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、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あり、２種類以上組み合わせたりしても良い。
【００６９】
また、本発明に用いる現像剤には、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。
また、本評価法は混練り工程や粉砕工程を用いないで作製する重合法やスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーにも使用できる。
【００７０】
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。不具合点の無かった場合を○、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、円錐ロータの回転を停止させたままトナー粉体相表面から１０ｍｍまで侵入させ、その後円錐ロータを以下の条件で回転させながら移動させ、トナー粉体相表面から２０ｍｍ侵入したときのトルクと荷重を測定した。トナーは予め圧密状態にし、空間率を測定しトルク、荷重を評価した。
・円錐ロータの頂角：５０°
・円錐ロータの回転数：１ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入及び移動速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ
なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
【００７１】
実施例１
樹脂        ポリエステル樹脂                                １００部
顔料        マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７）    ３．５部
帯電制御剤  サリチル酸亜鉛塩                                    ５部
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃混練機回転数１００ｒｐｍ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、母体着色粒子を得た。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。
2004205807.tif 000003
【００７２】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００７３】
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母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000004
【００７４】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００７５】
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母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000005
【００７６】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００７７】
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母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000006
【００７８】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００７９】
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母体着色粒子を得た。
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                  ０．３部
混合回転数                        ７００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                        スーパーミキサー
【００８０】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００８１】
比較例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母体着色粒子を得た。
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                  ０．５部
混合回転数                        ７００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                        スーパーミキサー
【００８２】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００８３】
実施例５
バインダー樹脂の合成
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、バインダー樹脂Ｉの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、バインダー樹脂Ｉを単離した。分析の結果Ｔｇは６２℃であった。
【００８４】
トナーの作製
バインダー樹脂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
マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７）                  ５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。
【００８５】
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、母体着色粒子を得た。体積平均粒径は６．４μｍであった。
【００８６】
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。
2004205807.tif 000007
【００８７】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００８８】
実施例６
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．４μｍの粒度分布に分級し、母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000008
【００８９】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００９０】
実施例７
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．４μｍの粒度分布に分級し、母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000009
【００９１】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００９２】
比較例３
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．４μｍの粒度分布に分級し、母体着色粒子を得た。
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                  ０．５部
混合回転数                        ７００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                        スーパーミキサー
【００９３】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００９４】
2004205807.tif 000010
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃、回転数１００ｒｐｍ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、母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000011
【００９５】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００９６】
実施例９
実施例８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母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000012
【００９７】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【００９８】
実施例１０
実施例８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母体着色粒子を得た。
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。
2004205807.tif 000013
【００９９】
トナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果を表１に示す。
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。その結果を表１に示す。
【０１００】
【表１】
2004205807.tif 000014
【０１０１】
上記のデータをグラフ化して、図７、８に示す。図７は実施例１〜１０、比較例１〜３の円錐ロータ移動時のトルクとドット再現性との関係、図８は実施例１〜１０、比較例１〜３の円錐ロータ移動時の荷重とドット再現性との関係を示す。
表１及び図７、８の結果から、トナー粉体相の本発明の評価法による流動性評価値とドット再現性およびランニング時のトナー搬送性との間には強い相関関係が存在し、以下の条件を満足するときにドット再現性およびトナー搬送性が良くなることが分かる。
▲１▼円錐ロータ移動時のトルクの値が０．１〜１６．６ｍＮｍである。
▲２▼円錐ロータ移動時の荷重の値が０．０１〜３．４２Ｎである。
円錐ロータ移動時のトルクの値が１６．６ｍＮｍより大きくなるとランニング時に現像部でトナーブロッキングが生じた。また、円錐ロータ移動時の荷重の値が３．４２Ｎより大きくなるとランニング時に現像部でトナーブロッキングが生じ、トナー搬送性が悪くなった。
【発明の効果】
粉体の流動性を粉体相中の任意の位置まで円錐ロータの回転を停止させたまま侵入させ、その後円錐ロータを回転させて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、粉体の流動性を短時間に、精度良く、個人差の無い測定ができるようになり、トナー搬送性が良く、高画質の得られるトナーの条件を精度良く規定し、トナー搬送性が良く、高画質の得られるトナーを安定して生産できるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の評価法に用いる装置構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の評価法に用いる装置構成の他の例を示す概念図である。
【図３】円錐ロータの形の一例を示す。（イ）はシャフトに取り付けた円錐ロータの正面図であり、（ロ）は円錐ロータの平面図である。
【図４】シャフトに取り付けた円錐ロータの形の他の例の正面図である。
【図５】円錐ロータの形の他の例の平面図である。
【図６】回転を停止した円錐ロータの侵入距離とトルク特性の関係を示すグラフである。
【図７】円錐ロータ移動時のトルクとドット再現性との関係を示すグラフである。
【図８】円錐ロータ移動時の荷重とドット再現性との関係を示すグラフである。
【図９】本発明評価法を適用したトナー製造装置の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の評価法を用いて作製したトナーを使った現像装置の一例を示す概念図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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