(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）少なくとも樹脂及び顔料を含むトナー粒子の一個を、ＡＦＭの探針の先端領域に取り付ける工程、
（２）前記トナー粒子からなるトナー粉体相の表面に、前記探針の先端領域を近づけて、前記探針の単一のトナー粒子を前記トナー粉体相の表面にある単一トナー粒子に接触させたとき、前記探針に作用する第１の力（Ａ）を測定する工程、
（３）前記探針を前記トナー粉体相の表面から離したときに、前記探針に作用する第２の力（Ｂ）を測定する工程、及び
（４）前記第１の力（Ａ）に対する前記第２の力（Ｂ）の差を算出して、前記探針の単一のトナー粒子と前記トナー粉体相の単一のトナー粒子との間の粒子間力を求める工程、
を備え、前記工程を複数回行ったときの前記粒子間力の平均値をトナー評価の指標として用い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（１）〜（４）の工程を、測定場所を変えて複数回行ったときの前記粒子間力の測定値のバラツキをトナー評価の指標として用い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の評価方法。
【請求項３】
前記トナー粒子粉体相が、１００〜９００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮された状態と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４】
前記トナー粒子一個が付着した探針を、５００〜２０００ｎｍの距離から前記トナー粒子粉体相に近づけ、当該トナー粒子粉体相の表面の一個粒子に一度押し付けた後、探針を引離すように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５】
前記探針の先端領域に付着させた一個のトナー粒子を、圧縮されたトナー粒子粉体相の一個粒子へ近づける際のピエゾのスキャン速度を０．１６Ｈｚ〜４．０Ｈｚに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６】
製造工程中、あるいは製造工程後に、請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法によるトナー評価を行うことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電荷現像用トナー評価方法、これにより評価された静電荷現像用トナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真の高画質化を図る技術としては、潜像担持体の表面粗さを原子間力顕微鏡(ＡＦＭ)で測定し、潜像担持体の表面粗さ、及び磨耗速度を規定した技術についての提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
また、エンドレスベルトの電気特性をＳＰＭを用いて行い、１００Ｖ印加時の２５μｍ×２５μｍの表面総和電流量の値を規定する技術についての提案もなされている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
また、更には、ＳｉＯ2、ＰＭＭＡ真球状粒子を、ＡＦＭのカンチレバー先端に付け、ガラス基板や有機ポリマー平板との間の付着力測定をした技術についての提案もなされているが（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０９４９２号公報
【特許文献２】特開２００４−９４１７８号公報
【非特許文献１】コニカミノルタ・テクノロジーレポートVol.1(2004) p.19−22
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複写機やプリンタ等の、各種画像形成装置の画質に対しては、高画質化への要望が高まってきており、最近では細かいドットの再現性を高めることが非常に重要視されている。
ドットの再現性は、トナーや現像剤の帯電量等の他、流動性に影響を受け、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となってきている。
また、高画質化が進むにつれて、トナーは、小粒径化、高機能化が求められる。このため、トナーの微細な構造が複雑化しており、作製時の精密な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も、種々の画像品質に対して大きな影響を与えるため、重要な課題であると言える。
また、トナーの作製方法を、粉砕方式から重合方式へと変更した際、製造条件が流動特性に及ぼす影響が大きく、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、及び評価が必要となっている。
【０００６】
そこで本発明においては、安定した流動性を有するトナー粒子を得ることを目的して、トナー評価方法を提供し、更にはこの評価基準を満たすトナーを提供することとして、ドット再現性が良く、優れた画質形成を可能とすることを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明においては、（１）少なくとも樹脂及び顔料を含むトナー粒子の一個を、ＡＦＭの探針の先端領域に取り付ける工程、（２）前記トナー粒子からなるトナー粉体相の表面に、前記探針の先端領域を近づけて、前記探針の単一のトナー粒子を前記トナー粉体相の表面にある単一トナー粒子に接触させたとき、前記探針に作用する第１の力（Ａ）を測定する工程、（３）前記探針を前記トナー粉体相の表面から離したときに、前記探針に作用する第２の力（Ｂ）を測定する工程、及び（４）前記第１の力（Ａ）に対する前記第２の力（Ｂ）の差を算出して、前記探針の単一のトナー粒子と前記トナー粉体相の単一のトナー粒子との間の粒子間力を求める工程とを備え、前記で求めた粒子間力又は前記工程を複数回行った時の粒子間力の平均値をトナー評価の指標として用いるトナーの評価方法を提供する。
また、好ましくは、前記工程を測定場所を変えて複数回行ったときの粒子間力の測定値のバラツキをトナー評価の指標として用いる。
【０００８】
請求項３の発明においては、前記トナー粒子粉体相が、１００〜９００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮された状態と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を提供する。
【０００９】
請求項４の発明においては、前記トナー粒子一個が付着した探針を、５００〜２０００ｎｍの距離から前記トナー粒子粉体相に近づけ、当該トナー粒子粉体相の表面の一個粒子に一度押し付けた後、探針を引離すように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を提供する。
【００１０】
請求項５の発明においては、前記探針の先端領域に付着させた一個のトナー粒子を、圧縮されたトナー粒子粉体相の一個粒子へ近づける際のピエゾのスキャン速度を０．１６Ｈｚ〜４．０Ｈｚに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を提供する。
【００３０】
請求項６の発明においては、製造工程中、あるいは製造工程後に、請求項１に記載の静電荷現像用トナー評価方法によるトナー評価を行うこととした静電荷現像用トナーの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、現像域でのトナーの流動性を確実に向上させることができ、これにより、ドット再現性が著しく向上し、画像の高画質化を実現できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
【００３４】
本発明は、（１）少なくとも樹脂及び顔料を含むトナー粒子の一個を、ＡＦＭの探針の先端領域に取り付ける工程、（２）前記トナー粒子からなるトナー粉体相の表面に、前記探針の先端領域を近づけて、前記探針の単一のトナー粒子を前記トナー粉体相の表面にある単一トナー粒子に接触させたとき、前記探針に作用する第１の力（Ａ）を測定する工程、（３）前記探針を前記トナー粉体相の表面から離したときに、前記探針に作用する第２の力（Ｂ）を測定する工程、及び（４）前記第１の力（Ａ）に対する前記第２の力（Ｂ）の差を算出して、前記探針の単一のトナー粒子と前記トナー粉体相の単一のトナー粒子との間の粒子間力を求める工程とを備え、前記で求めた粒子間力の平均値をトナー評価の指標とし、更に好ましくは、前記工程を複数回、測定場所を変えて行った時の粒子間力のバラツキをトナー評価の指標として用いることを特徴とするトナーの評価方法、この評価方法を用いて選定される静電荷現像用トナー、この静電荷現像用トナーを用いた現像方法、収納する各種カートリッジ、このトナーの製造方法、及び上記評価を行うための静電荷現像用トナー評価装置に関するものである。
【００３５】
先端１０ｎｍφ程度の探針を走査して、探針と試料表面の原子との間に働く原子間力を感知し、試料表面形状等を測定する方法として、ＡＦＭ(Atomic Force Microscope)法がある。
この方法は、非常に分解能が高く、探針の走査方向(Ｘ方向)に対するＺ方向の凹凸形状の測定ができる。
【００３６】
本発明においては、トナー粒子１個を探針の先端またはその周辺部位（先端領域と称する）に付着させ、その探針に付いているトナー粒子を圧密させたトナー粉体相表面の１個粒子に一度押し付けた後、引離すように走査し、そのときの力変化を測定した。
その結果、図１のような力特性になり、探針を近づけるときの特性と引離すときの特性の差によってトナー粒子同士の粒子間力を求めた。
【００３７】
ＡＦＭ装置の概略構成図を図２に示す。
基板ステージ１の上に、圧密されたトナー粉体相２を設ける。
続いて、このトナー粉体相２の表面上の１個粒子に、１個トナー粒子３が付いた探針４を、ピエゾスキャナー５を用いて近づけたり引離したりする操作を行う。
具体的には、（１）少なくとも樹脂及び顔料を含むトナー粒子の一個を、ＡＦＭの探針４の先端領域に取り付け、（２）前記トナー粒子からなるトナー粉体相２の表面に、前記探針４の先端領域を近づけて、前記探針の単一のトナー粒子３を前記トナー粉体相２の表面にある単一トナー粒子に接触させたとき、前記探針４に作用する第１の力（Ａ）を測定し、（３）前記探針４を前記トナー粉体相２の表面から離したときに、前記探針４に作用する第２の力（Ｂ）を測定し、（４）前記第１の力（Ａ）に対する前記第２の力（Ｂ）の差を算出して、前記探針４の単一のトナー粒子と前記トナー粉体相２の単一のトナー粒子との間の粒子間力を求める。
探針４に発生する力変化は、探針４の裏側に、レーザ出射源６から出射されたレーザ光Ｌを照射し、その反射光の変化としてミラー７を介して検出部８で検出することにより測定できる。
測定のときには、探針４の先端領域に付着させた１個トナー粒子３に働くあらゆる力を高精度に検出する必要があり、探針４の先端領域に付着させた１個トナー粒子３を、同じトナー粒子からなるトナー粉体相２の表面の１個粒子に近づける際の距離が重要になる。
【００３８】
トナー粒子の場合、摩擦帯電等の影響を受けやすいため、かなり離れた位置からの測定が必要になり、探針４の先端または周辺に付着させた１個トナー粒子３からトナー粒子粉体相２の表面の１個粒子へ近づけるときの好ましい距離は、５００〜２０００ｎｍであった。この５００〜２０００ｎｍ距離から１個トナー粒子３を付着させた探針４を、トナー粒子粉体相２に近づけ、表面の１個粒子に一度押し付けた後、探針４を引離すように操作して測定した。
この距離が５００ｎｍより短い場合には、探針４をトナー粒子粉体相２の表面から引離すことができない場合等が生じるため、測定には不適当である。
また、この距離が２０００ｎｍより長い場合には、測定精度が悪くなり、探針４が近づくときの特性と、探針４を引離すときの特性の差を正確に測定することが困難となるため好ましくない。
また、探針４の構成材料は、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ単結晶等からなるものが好適である。
【００３９】
トナー粒子粉体相２は、１００〜９００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮された状態のものを用いる。また１個トナー粒子を付着させた探針４がコンタクトしても動かないように固定化したものとする。
しかし、この圧縮圧力が１００ｋｇ／ｃｍ2未満であると、部分的に充分に固定化されていないトナー粒子が存在してしまい、測定に適さなくなる。
一方、圧縮圧力が９００ｋｇ／ｃｍ2を超えると、トナー粒子の変形が生じ、トナー粒子の構造が崩れた状態で、粒子が並んだ表面状態になり、またこれらの並んだ団子状粒子がプレスにより、のっぺらな平面状の表面状態になり、トナー粒子とトナー粒子という状態とは異なる状態になり、粒子間力の測定には適さなくなる。
この１００〜９００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮された状態のトナー粒子粉体相は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍｔ以下の平板状のサイズにして測定に用いる。
測定の際には、この圧縮されたトナー粒子粉体相２をＡＦＭ装置の試料台に固定して測定する。
そのときに圧縮されたトナー粒子粉体相２が試料台表面に密着して、出来るだけ水平になるように固定する。
また、トナー粒子粉体相２として１個粒子をガラス等の平面基板表面の上の接着層の上にランダムに並べて固着させたものを用い、そのトナー粒子に、１個トナー粒子３を付着させた探針４をコンタクトさせて測定しても良い。
但しこの場合は、基板側の１個のトナー粒子の上に、探針４の先端のトナー粒子３をコンタクトさせるように位置を調整するのが難しい。
【００４０】
探針４の先端または周辺に付着させた１個トナー粒子３を圧縮されたトナー粒子粉体相２表面の１個粒子へ接近させるときのピエゾのスキャン速度は、０．１６Ｈｚ〜４．０Ｈｚが最適である。
ピエゾのスキャン速度が０．１６Ｈｚ未満である場合には、ピエゾがゆっくり動作するためトナー粒子表面の吸着状態の影響を強く受け、バラツキの大きい値になり測定条件として適していなかった。
ピエゾのスキャン速度が４．０Ｈｚを超える場合には、ピエゾが速く動作するためトナー粒子同士の押し付け、引き離しという動作が充分でなくなり、１個トナー粒子が付着した探針４をトナー粉体相２の表面の１個粒子に近づけるときと引離すときの力の差により求まるトナー粒子同士の粒子間力が小さくなる傾向にあり測定条件としては適していなかった。
【００４１】
ＡＦＭの探針４の先端に、１個トナー粒子３を付着させる方法について説明する。
光学顕微鏡を用いて拡大像を見ながら、（１）探針４を接着剤を塗布したワイヤに近づけ、コンタクトさせて、探針４の先端に接着剤を付着させる、（２）先端に接着剤を付着させた探針４をトナー粒子１個１個をまばらに付けたワイヤや棒に近づけ、トナー１個粒子のみを探針４の先端に付着させる、（３）トナー１個粒子を付着させた探針４を室温にて２４時間以上乾燥させるという手順で行う、という各方法が挙げられる。
上記接着剤は粒子間の力を正確に測定するため、硬化型接着剤が適している。
また、硬化時間が調整可能な２液混合タイプが適している。２液混合硬化樹脂接着剤の例としては、ＥＰ−３３０(セメダイン社製)等がある。
【００４２】
ＡＦＭを用いたトナー粒子間力の測定は、１０〜５０回繰返して測定し、その平均値を用いて評価する。
繰返しは同じ場所で繰返すのではなく、場所を変えながら(例えば５０ｎｍ位の移動を行いながら)測定するのが好ましい。その際、粒子間力の分布を評価することも非常に重要である。
繰返し回数は多い方が良いが、多すぎると測定時間や解析時間がかかるので１０〜５０回とすることが好適である。
【００４３】
トナー粒子の粒子間力は、トナー粒子表面状態やトナー粒子形状により変化する。
トナー粒子表面に細かい周期の凹凸がある場合と細かい凹凸の無いのっぺら表面の場合のトナー粒子間力を求めると以下のようになり、トナー粒子表面に細かい凹凸が存在する場合に粒子間力が小さくなることが確かめられた。
これは、トナー粒子表面の凹凸によりトナー粒子同士の距離が離れたり、トナー粒子同士の接触面積が小さくなったりして、粒子同士の相互作用が小さくなるためである。
細かい凹凸表面の場合：粒子間力２２ｎＮ
のっぺらな表面の場合：粒子間力９８ｎＮ
【００４４】
トナー粒子間力の最適領域を、トナーの流動性及び画質との関係から求めた。
その結果、トナー粒子間力が大きい場合には、トナーの流動性が悪くなり、細かい画質再現性が悪くなることが確かめられた。
一方において、トナー粒子間力が小さい場合には、トナーの流動性が良くなり、細かい画質の再現性が良くなることが確かめられた。
具体的には、トナー粒子間力をＡＦＭにより１０〜５０回繰返して測定し、その平均値が１〜６０ｎＮの場合には、トナーの流動性が良く、細かい画質の再現性が良くなった。
トナー粒子間力の平均値が１ｎＮ未満である場合には、トナーの搬送時に飛散等の問題が生じ適しておらず、粒子間力の平均値が６０ｎＮより大きい場合には、トナー流動性が悪くなり、高画質化を実現できず適していないことが確かめられた。
また、この場合に、トナー粒子間力の分布が、トナーの流動性や画質に影響を与え、粒子間力のバラツキσｎ−１が０．１〜１０のときにトナー流動性が良くなり、細かい画質を表現するドット再現性が良くなった。粒子間力のバラツキσｎ−１を、０．１より小さくすることはトナー粒子を作製する場合に非常に困難であり、粒子間力のバラツキσｎ−１が１０より大きい場合には、トナー流動性が低下し、ドット再現性も悪くなるという問題を生じる。
【００４５】
トナー粒子の形状も粒子間力に影響を与える。球に近い形状が測定のバラツキが小さく測定に適している。
このトナーの形状は、円形度で測定するものとし、具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定できる。
平均円形度が０．９０〜０．９９のときにトナーの流動性は良くなり、高画質を実現できた。また、本条件範囲ではトナー粒子を１個探針の先端に付着させる関係から、粒子のどの部分を探針４の先端に付着させても、ほぼ同じ形状の粒子表面が圧縮されたトナー粒子粉体相２表面の１個粒子にコンタクトするようになるので、粒子間力の測定バラツキも小さくなる。平均円形度が０．９０より小さい場合には、粒子のコンタクト面がトナー粒子を付着させた探針４を作る度に異なり、粒子間力のバラツキが大きくなる。また、微粒子の添加処理は微粒子を添加する前の粉体(母体)の形状によって影響されるが、微粒子を添加する前の粉体(母体)の平均円形度が０．９〜０．９９である球形に近い場合に微粒子の添加処理の効果に優れ、ドット再現性に優れた高画質化を実現できる。
【００４６】
トナー粒子の表面状態は、添加剤の微粒子の種類、粒径、添加する際の混合条件や固着注入条件によってコントロールすることができる。
添加する微粒子としては、無機微粉体が最適であり、その平均粒径は１０〜２００ｎｍの小さい粒径のものが好ましい。添加する無機微粒子の粒径が１０ｎｍより小さい場合には、小さい凹凸しか形成できず、添加効果が充分に得られなくなる。
粒径が２００ｎｍより大きい場合には、粒子同士の間に摩擦成分が生じ、流動性を阻害する要因になり不適当である。
また、少なくとも平均粒径１０〜１００ｎｍの無機微粉体と平均粒径１００〜２００ｎｍの無機微粉体からなる混合添加剤をトナーの表面に付着または固着しても良い。
上記添加剤である無機微粉体は、以下に示す材料が適用できる。
例えば、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である。更に、疎水化処理剤等により表面改質処理を施したものも好適である。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。
無機微粉体の添加量については、トナーに対して０．１〜５重量％の範囲が好適である。
０．１重量％未満では、トナー流動性を改善する効果が乏しくなり、５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。
【００４７】
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面には電荷制御剤を付着または固着させたりし、粉体表面に凹凸を持たせるようにしても良い。
その平均粒径は１０〜２００ｎｍのものが好適である。１０ｎｍ未満であると凹凸を作り出すことが困難となり、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粒子間に摩擦が生じるようになり不適当である。
電荷制御剤としては、ニグロシン及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る。これらは単独で用いてもよく、二種類以上組み合わせてもよい。
添加する際の混合または固着注入条件についてであるが、主に混合回転数によってトナー粒子表面の状態を制御することができる。すなわち、混合回転数は粉体表面に微粉体を付着させる力を制御できるのである。この混合回転数は１０００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍとすることが最適である。混合回転数が１０００ｒｐｍより低回転数の場合には微粉体が粉体(母体)表面に非常に弱い力で付着するような形になり、表面形状の安定さが失われ、トナー飛散、機内汚染等が生じやすくなる。一方、混合回転数が６０００ｒｐｍより高回転数とすると、添加された微粉体が添加される前の粉体(母体)表面内部に食込むと共に、表面の凹凸がならされて凹凸が小さくなり、流動性は逆に悪くなってしまう。
なお、これらの混合条件は、混合機の種類によって異なる。特に、注入が可能な混合機の場合には、微粉体が添加される前の粉体(母体)と微粉体との間に働くエネルギーが加わりやすい条件にあるので、細かく最適な条件を調整する必要がある。
【００４８】
最適な表面状態を持つ構造とするためには、周期性を持つ構造にすることが必要である。
このようにすると、粒子の表面状態に均一性が保たれ、粒子表面のどの部分でも同じ接触状態が実現でき、安定した流動性を実現できる。
図３にモデル図を示す。
例えば図３(ａ)に示すように完全に１層粉体表面に付着させる場合には実現できない。つまり、微粒子によるコーティング状態になり、細かい微粉体による周期が実現できない。
また、例えば図３（ｄ）に示すように、粉体(母体)表面に１層未満形成する場合には、細かい微粉体による周期のある部分とない部分が形成され、最適な構造となる。
この構造を実現させるためには、粉体(母体)表面に微粉体が１層以下で整数層ではなく、図３（ｂ）〜（ｅ）のように、０．２層≦微粉体層≦０．８層とすることにより実現できる。
しかし、０．１層や０．９層とすると、細かい周期を持たせることができない。つまり、小さな周期を持つ構造を実現するためには、０．２層≦微粉体層≦０．８層の条件を満たすことが必要である。
つまり、微粉体が添加される前の粉体(母体)表面への微粉体の堆積構造により、小さい周期をもたせるのである。
よって、０．２層≦微粉体層≦０．８層の条件を満足するような微粉体の量を仕込んで、微粉体の堆積構造がならされて平均化されないような混合条件で混合させることが好ましい。
また、混合条件が不充分で、粉体(母体)表面に微粉体が均一に覆われないような混合条件(＝不均一に覆われてしまう混合条件)とすることは不適切である。つまり、混合回転数は１０００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍの最適な混合条件で実施する必要がある。
また、微粉体層が１層以上であると、微粉体層の部分的な剥がれが生じ、飛散現象等の原因となり、安定性が低下してしまい好ましくない。
【００４９】
上述した構造をもつトナーは、高画質画像を実現するために、重量平均粒径を４〜８μｍとし、更には５〜７μｍとすることが好ましい。
重量平均粒径が４μｍ未満であると、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を超えると、１００μｍ以下の微小スポットの解像度が充分でなくなり、非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣化する。
【００５０】
本発明のトナーを適用する現像剤は、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。
【００５１】
次に、トナー及び現像剤について詳細に説明する。
適用樹脂としては、例えば、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。
【００５２】
具体的に、ビニル樹脂としては、例えば、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等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等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。
【００５３】
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が適用でき、さらにＣ群に示す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。
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。
【００５４】
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等が挙げられる。
【００５５】
適用樹脂としては、結晶性ポリエステルも挙げられる。
これは結晶性を有し、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低下に伴う保存性の低下が回避される。
また、低分子量化に伴う高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化も回避できる。
上述したように、結晶性ポリエステル樹脂を適用することにより、トナーの低温定着性の向上を図ることができる。
【００５６】
本発明トナーにおいて、低温定着性を発現し、良好な耐ホットオフセット性を得るためには、トナー中の樹脂、及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％とし、離型剤の含有量は２〜１５重量％とすることが好ましい。
結晶性ポリエステルの含有量を１重量％未満とすると、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ことが確かめられた。
また、離型剤含有量が２重量％未満とすると、耐オフセット性に対しての充分な効果が得られず、２０重量％を超える場合には、トナー流動性の低下が生じることが確かめられた。
【００５７】
ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂としては、公知のカラートナーに適用されているものをいずれも用いることができる。
ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂は、従来適用されていたスチレン−アクリル系樹脂よりも低温定着性に優れ、耐熱保存性も比較的良いという点において優れている。
しかし、ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、スチレン−アクリル系樹脂に比べると、離型剤の分散性が悪いという欠点がある。分散性が悪いと、粉砕時に樹脂とワックスの界面に粉砕応力が集中し易いため、樹脂と離型剤の界面で粉砕され易く、粉砕されたトナーの表面には添加した離型剤の割合以上に離型剤が露出して、トナーの流動性を悪くなる。
【００５８】
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、及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、及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、下記式（１）に示す脂肪族系ポリエステルを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、及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等の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。
結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、耐熱保存性が悪化しない範囲で低いことが望ましく、８０〜１３０℃の範囲にあることが好ましい。
ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以下の場合は耐熱保存性が悪化し、現像装置内部の温度でブロッキングが発生しやすくなり、１３０℃を超えると定着下限温度が高くなるため低温定着性が得られなくなる。
結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣによる２ｎｄ昇温時の吸熱ピーク温度である。
【００５９】
顔料としては、以下のものを適用できる。
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。
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ある。
上記顔料は、一種のみで適用してもよく、あるいは二種以上を組み合わせてもよい。
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、環境面に対する影響を考慮し、水を使用して分散させることが好ましい。
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。
【００６０】
トナーは、電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）することが好ましいが、トナー粒子と混合（外添）した状態にしてもよい。
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、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、及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適用できる。
【００６１】
また、本発明のトナーには、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好ましい。
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、ライスワックス等の天然ワックス、モンタンワックス及びその誘導体、パラフィンワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、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。
離型剤等の分散性を向上させるために分散剤を加えても良い。
分散剤としては、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。分散剤の添加量としては、樹脂１００部に対して１０部以下が適している。１０部より多くしてもＷＡＸの分酸性の効果は見られず、逆に定着性や画像再現性が悪くなる。
【００６２】
次に、本発明の静電荷現像用トナーの作製方法について説明する。
従来公知の粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等がいずれも適用できるが、これらに限定されるものではない。
具体的に粉砕法を適用した一例としては、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、切断を行う。切断後のトナー混練物は破砕を行い、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、上記最適な混合条件により混合機により無機微粒子等からなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させる。
上記混合工程後、所定の粒子間力になっているかどうか評価するために、図２に示して説明したように、１個トナー粒子３を探針４の先端または周辺に付着させたものと圧縮されたトナー粒子粉体相２とを用いて本発明方法により評価を行う。
トナー評価の結果、所定の基準を満たしていた場合、風篩工程にて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、その後、試料を充填工程を経ることにより、本発明の静電荷現像用トナーが得られる。
【００６３】
ＡＦＭを用いた本発明の評価方法は、高精度の測定ができること、分布の評価ができること、個人差の無い測定が可能である等の点において優れている。
そのため、製造ラインでの評価や計測も可能であり、製造工程の中での各工程間に評価ポイントを設置して、工程途中での品質評価を行うことができる。
【００６４】
例えば、図４に示すように、混合機２０によるトナーと添加剤の混合工程を経た後、次工程へ粉体試料を搬送する途中に、試料抜取り部２１を設けておき、所定のタイミングでシャッター２２を開閉して試料を採取し、所定の測定部（図示せず）へ搬送する。その測定部の先端部は、ＳＵＳ等でできた容器２４になっているものとし、ここで本発明評価方法を適用する。
または、容器２４を本発明に適用する図２に示した粒子間力評価装置１０へ搬送し、ここで本発明評価を行うこともできる。
評価の結果、その数値が予め定めた設定範囲外であった場合、試料を充填工程へは贈らず、再処理工程へと搬送する。
このような仕組みは、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、充填前の検査等のいずれにも適用できる。
【００６５】
本発明のトナーの作製方法としては、上述した粉砕法以外の方法も適用できる。
例えば、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、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を溶解し、顔料系着色剤を分散させ、離型剤を溶解ないし分散させて油性分散液を得、これ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。
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。
【００６６】
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等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、無機微粒子等からな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。
【００６７】
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等が挙げられる。
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、粉砕エアー圧カを下げた装置、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）、自動乳鉢等が適用できる。
【００６８】
この混合工程後、所定の粒子構造になっているかどうか評価するために、トナー粒子の粒子間力を本発明方法を適用して評価する。
評価の結果、その数値が予め定めた所定の設定範囲に入っていた場合、風篩工程へと搬送し、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去した後、試料を充填工程へ搬送し、最終的なトナーが得られる。
また、ＡＦＭ法を用いた本発明の評価は、造粒後の検査、風力分級後の検査、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、充填前の検査等のいずれにも適用できる。
【００６９】
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のいずれにおいても公知の方式が適用可能である。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出来、ドット再現性の良い現像が可能となる。
また、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。
【００７０】
また、図５に示す構造の画像形成装置を用いた現像方式にも適用できる。
図５に示す構造の画像形成装置３０を用いた方式においては、トナー供給用ホッパー３１から供給したトナーを、攪拌羽３２にて攪拌された後、供給ローラ３３を経て現像ローラ３４に送られ、画像保持体３５上で所定の画像が形成されるようになされる。
この方式においては、感光体３６へのフィルミングだけではなく、ドクターローラ３７や、供給ローラ３３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評価方法を適用して得られたトナーを用いると、ドクターローラ３７や供給ローラ３３へのフィルミングの発生が抑制され、安定した現像形成が可能となり、耐久特性に優れた方式となる。
【００７１】
本発明のトナー評価方法を適用して得られた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。
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、画像形成が行われる。
図６に、プロセスカートリッジの一例の概略構成図を示す。
プロセスカートリッジ９０は、少なくとも感光体６０と現像装置５０を具備し、現像装置のトナー収容部にトナーを充填するトナーカートリッジ５６を具備している。
このプロセスカートリッジ９０を所定の画像形成装置に装着して、画像形成が行なわれる。
【００７２】
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、それらの合金等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。
【００７３】
なお、本発明のトナーは、二成分現像剤としても適用できる。
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が良い。好ましくは２５〜６５μｍが良い。
キャリア表面は所定の材料で被覆することが好ましく、被覆材料としては、例えば、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
またポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂及びスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、及びシリコン樹脂等が使用できる。
【００７４】
また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が適用できる。これらの導電性微粒子は、平均粒子径１μｍ以下のものが好ましい。平均粒子径が１μｍよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になるためである。
さらに、流動性向上剤として無機微粉体を添加することが好ましい。
【００７５】
また、本発明のトナー、及びこれを用いた現像剤には、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等の研磨剤、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。
【００７６】
また、本発明に係るトナーの評価法は、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等により作製されるトナー、カプセルトナーにも適用できる。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は以下に示す例に限定されるものではない。
【００７８】
なお、以下においては、混合条件を変化させてトナーを作製し、トナー粒子の粒子間力を、１個トナー粒子を探針の先端又は周辺に付着させ、圧縮されたトナー粒子粉体相を作製して評価を行った。
トナー粒子粉体相の圧縮圧力は３２０ｋｇ／ｃｍ2で作製し、ＡＦＭでの測定は、以下の条件で行い、粒子間力の平均値、及びバラツキσｎ−１を求めた。
・探針の走査距離：１０００ｎｍ
・ピエゾのスキャン速度：２．０Ｈｚ
・測定回数：３０回
【００７９】
また、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。
更に、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、円錐ロータ評価装置を用いて圧密状態にして空間率を測定した後、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。円錐ロータの評価条件は以下のようにした。
・トナー相の空間率：０．５３
・円錐ロータの頂角：６０°
・円錐ロータの回転数：１ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
【００８０】
また、添加剤で処理する前の粉体(母体)の円形度は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測した。
なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
【００８１】
〔実施例１〕
樹脂        ポリエステル樹脂：１００部
（ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル）
着色剤      銅フタロシアニンブルー顔料（C.I.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3）：３．５部
（Ｌｉｏｎｏｌ Ｂｌｕｅ ＦＧ−７３５１；東洋インキ社製）
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩：５部
（ボントロンＥ８４、オリエント化学）
離型剤      低分子量ポリエチレン：５部
【００８２】
上記原材料をミキサーで充分に混合し、その後、２軸押出し機を用いて、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６μｍの粒度分布に分級した。
更に、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
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
混合回転数：１６００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザ
【００８３】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価方法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上記作製方法により得られたトナーと、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。
この二成分現像剤を、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、画像評価実験及びランニング実験を行った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【００８４】
〔実施例２〕
上記実施例１と同様の原材料、作製方法で、混練、粉砕、分級を行い、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。
更に、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
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
混合回転数：１６００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザ
【００８５】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上記方法により作製したトナーと、キャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を、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った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【００８６】
〔実施例３〕
上記実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行い、平均粒径が６．１μｍの粒度分布に分級した。
更に、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：２．０部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
混合回転数：１６００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザ
【００８７】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上記方法により作製したトナーと、キャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を潜像担持体が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、及びランニング実験を行った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【００８８】
〔実施例４〕
上記実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行い、平均粒径が６．０μｍの粒度分布に分級した。
更に、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：２．５部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
混合回転数：１６００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザ
【００８９】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上記方法により作製したトナーと、キャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を潜像担持体が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、及びランニング実験を行った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【００９０】
〔実施例５〕
上記実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行い、平均粒径が６．０μｍの粒度分布に分級した。
更に、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：３．０部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
混合回転数：１６００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザ
【００９１】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上記方法により作製したトナーと、キャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を潜像担持体が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、及びランニング実験を行った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【００９２】
〔実施例６〕
（トナーバインダーの合成）
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管を具備する反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイドを２モル付加物を７２４部、イソフタル酸を２７６部、及びジブチルチンオキサイドを２部入れ、常圧で２３０℃の条件下、８時間反応させ、更に１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応させた後、１６０℃まで冷却して、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応させた。
次に、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中で、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（１）を得た。
次に、上記プレポリマー（１）を２６７部と、イソホロンジアミンを１４部、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（１）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モル付加物を７２４部、テレフタル酸を２７６部、常圧下２３０℃の条件下で８時間重縮合し、次に、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。
上記ウレア変性ポリエステル（１）を２００部と、上記変性されていないポリエステルＡを８００部、酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解し、混合し、トナーバインダー（１）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（１）を単離した。分析の結果、ガラス転移温度Ｔｇは６２℃であった。
【００９３】
（トナーの作製）
トナーバインダー（１）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.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3)：４部
（ＬｉｏｎｏｌＢｌｕｅ ＦＧ−７３５１；東洋インキ社製）
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。
【００９４】
イオン交換水：７０６部
ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液：２９４部
（日本化学工業(株)製スーパタイト１０）
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム：０．２部
上記材料を、ビーカー内で均一に溶解した。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。
次に、この混合液を、攪拌棒及び温度計を具備するフラスコに移し、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６．３μｍ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。
添加剤  シリカ微粉末：１．０部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
酸化チタン微粉末：０．３部
（ＭＴ−１５０Ａ；テイカ社製）
混合回転数：１８００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【００９５】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により、粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上記に示した作製法で得られたトナーとキャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を潜像担持体が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、及びランニング実験を行った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【００９６】
〔実施例７〕
上記実施例６と同様の原材料、作製方法で、粉体の作製、分級を行い、平均粒径が６．３μｍの粒度分布に分級した。
更に、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
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
酸化チタン微粉末：０．３部
（ＭＴ−１５０Ａ；テイカ社製）
混合回転数：１８００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【００９７】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により、粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上述した作製法で得られたトナーと、キャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を、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、及びランニング実験を行った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【００９８】
〔実施例８〕
上記実施例６と同様の原材料、作製方法で粉体の作製、分級を行い、平均粒径が６．３μｍの粒度分布に分級した。
更に、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：２．０部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
酸化チタン微粉末：０．３部
（ＭＴ−１５０Ａ；テイカ社製）
混合回転数：１８００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【００９９】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上述した作製法で得られたトナーと、キャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を、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、及びランニング実験を行った。
画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【０１００】
〔実施例９〕
樹脂        ポリエステル樹脂：１００部
（ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル）
着色剤      マゼンタ顔料（C.I.ヒ゜ク゛メントレット゛１２２）：３．５部
（ＨｏｓｔａｐｅｒｍＰｉｎｋ Ｅ；クラリアント社製）
帯電制御剤      サルチル酸亜鉛塩：５部
（ボントロンＥ８４；オリエント化学社製）
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１１０ｒｐｍで溶融混練した。
この混練物を、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６．７μｍの粒度分布に分級した。
更に、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
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
酸化チタン微粉末：０．３部
（ＭＴ−１５０Ａ；テイカ社製）
混合回転数：１８００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【０１０１】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上述した作製法で得られたトナーを、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、及びランニング実験を行った。画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【０１０２】
〔実施例１０〕
上記実施例９と同様の原材料、作製方法で粉体の作製、分級を行い、平均粒径が６．７μｍ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
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
酸化チタン微粉末：０．３部
（ＭＴ−１５０Ａ；テイカ社製）
混合回転数：１８００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【０１０３】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上述した作製法で得られたトナーを、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、及びランニング実験を行った。画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【０１０４】
〔実施例１１〕
上記実施例９と同様の原材料、作製方法で粉体の作製、分級を行い、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
更に、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：２．０部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
酸化チタン微粉末：０．３部
（ＭＴ−１５０Ａ；テイカ社製）
混合回転数：１８００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【０１０５】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上述した作製法で得られたトナーを、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、及びランニング実験を行った。画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【０１０６】
〔比較例１〕
上記実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行い、平均粒径が６．０μｍの粒度分布に分級した。
更に、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：０．１部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
混合回転数：８００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：スーパーミキサー
【０１０７】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上述した作製法で得られたトナーと、キャリアとを、キャリア９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
この二成分現像剤を潜像担持体が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、画像評価実験及びランニング実験を行った。画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【０１０８】
〔比較例２〕
上記実施例９と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行い、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
更に、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：０．１部
（Ｒ９７２；日本アエロジル社製）
酸化チタン微粉末：０．３部
（ＭＴ−１５０Ａ；テイカ社製）
混合回転数：８００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
混合機：スーパーミキサー
【０１０９】
上記のようにしてトナーを作製した後、本発明評価法により粒子間力を測定し、円錐ロータ法でトナー流動性を測定した。測定結果を下記表１に示す。
上述した作製法で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、画像評価実験及びランニング実験を行った。画像評価結果、及びランニング評価結果を、下記表１に示す。
【０１１０】
トナーの粒子間力とドット再現性の評価（１〜５の五段階評価。１が悪く５が良い。）を図７に示す。
【０１１１】
【表１】
0004707547.tif 000002
【０１１２】
これらによると、トナー粒子間力の測定平均値が１〜６０ｎＮであるものとした実施例においては、いずれも流動性の良いトナーとなり、ドット再現性に良好な評価が得られ、明瞭で鮮明な画像形成を行うことができた。また、多数枚ランニングを行った場合においても、トナーの搬送性は実用上充分に良好であった。
【０１１３】
一方、トナー粒子間力の測定平均値が６０ｎＮを超え、さらには、そのバラツキσ１−１の値が１０（ｎＮ）を超える比較例１、２においては、いずれも流動性に劣るトナーとなり、ドット再現性に良好な評価が得られず、画像の明瞭性、鮮明性において、実施例のトナーよりも劣ったものとなった。
また、多数枚ランニングを行った場合に、良好なトナー搬送性が得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】トナー粒子を圧密させたトナー粉体相の表面に一度押し付けた後引き離すように走査したときの力変化を示す。
【図２】粒子間力測定装置の概略構成図を示す。
【図３】本発明の評価方法に好適なトナー粒子の配列を説明するための図である。
【図４】本発明方法を適用するトナーの製造装置の一例の概略構成図を示す。
【図５】本発明により得られるトナーに好適な画像形成装置の一例の概略構成図を示す。
【図６】プロセスカートリッジの一例の概略構成図を示す。
【図７】粒子間力とドット再現性との関係を示す。
【符号の説明】
【０１１５】
１  基板ステージ
２  圧密されたトナー粉体相
３  トナー粒子
４  探針
５  ピエゾスキャナー
６  レーザ出射源
７  ミラー
８  検出器
１０  粒子間力評価装置
２０  混合機
２１  抜取り部
２２  シャッター
２４  容器
３０  画像形成装置
３１  トナー補給用ホッパー
３２  攪拌羽
３３  供給ローラ
３４  現像ローラ
３５  画像形成装置
３６  感光体
３７  ドクターローラ
５０  現像装置
５６  トナーカートリッジ
６０  感光体
９０  プロセスカートリッジ
【図２】
0004707547.tif 000003
【図３】
0004707547.tif 000004
【図４】
0004707547.tif 000005
【図５】
0004707547.tif 000006
【図６】
0004707547.tif 000007
【図７】
0004707547.tif 000008
【図１】
0004707547.tif 000009