(57)【要約】【課題】  粉体と装置構成部材との間の流動性を精度良く、かつ個人差のない評価ができる装置を開発し、該装置を用いることにより粉体、例えばトナーの搬送性に問題がなく、画像濃度低下がなく、かつまたドット再現性の良い高画質の画像がいつでも得られるトナーを安定して生産できるようにすること。【解決手段】  粉体相の中に円錐ロータ３６を回転させながら侵入させ、円錐ロータ３６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評価する測定装置１において、円錐ロータ３６が粉体とは材質が異なり、かつ表面の凹凸が０．０１〜１００μｍであることを特徴とする。【選択図】  図１
2005292072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体相の中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、該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又は荷重を測定することにより粉体の流動性を評価する装置において、該円錐ロータは、粉体とは異なる材質で形成されており、かつ表面の凹凸が０．０１〜１００μｍであることを特徴とする粉体の流動性評価装置。
【請求項２】
請求項１記載の粉体の流動性評価装置において、予め粉体相を圧密手段により圧密状態にし、該圧密状態の粉体相に前記円錐ロータを回転させながら侵入させて測定することを特徴する粉体の流動性評価装置。
【請求項３】
請求項２記載の粉体の流動性評価装置において、予め粉体を収納する容器の下に設けた加振器により粉体相を安定化した後、該粉体相を前記圧密手段により圧密状態にして測定することを特徴とする粉体の流動性評価装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の粉体の流動性評価装置において、前記圧密手段により前記粉体相の空間率が０．４〜０．７になるように調整して測定することを特徴とする粉体の流動性評価装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置において、前記円錐ロータが取り付けねじで着脱可能に設けられていることを特徴とする粉体の流動性評価装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置において、前記円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする粉体の流動性評価装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置において、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粉体の流動性評価装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置において、前記円錐ロータの侵入速度が０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴する粉体の流動性評価装置。
【請求項９】
添加剤を混合処理されたトナーの粉体相中に、請求項１ないし８のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置を用いて前記円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させた時のトルクの値が０．１〜７．５ｍＮｍの範囲に調整されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項１０】
添加剤を混合処理されたトナーの粉体相中に、請求項１ないし８のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置を用いて前記円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させた時の荷重値が０．０１〜１．０４Ｎの範囲に調整されていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の静電荷像現像用トナーにおいて、トナー中に電荷制御剤および離型剤の少なくとも一方を含有していることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーにおいて、トナー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像現像用トナー。
【請求項１３】
請求項９ないし１２のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーにおいて、トナーの平均粒径が４〜８μｍであることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項１４】
請求項９ないし１３のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーにおいて、トナーが重合法またはスプレードライ法で製造されたことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項１５】
請求項９ないし１４のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーにおいて、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静電荷像現像用トナー。
【請求項１６】
請求項１ないし８のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置を用いて、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像現像用トナーの製造方法。
【請求項１７】
請求項９ないし１５のいずれかに記載の静電荷現像用トナーを用いて、接触または非接触で潜像を現像することを特徴とする現像方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の１成分現像方法において、ドクターローラおよび供給ローラの少なくとも一方を用いることを特徴とする現像方法。
【請求項１９】
請求項９ないし１５のいずれかに記載の静電荷現像用トナーと粒径２０〜７０μｍのキャリアとを用いて潜像を現像することを特徴とする現像方法。
【請求項２０】
請求項１７ないし１９のいずれかに記載の現像方法において、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現像方法。
【請求項２１】
請求項９ないし１５のいずれかに記載の静電荷現像用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。
【請求項２２】
請求項９ないし１５のいずれかに記載の静電荷現像用トナーが収容されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体の流動性を評価する装置、この装置を用いて製造される静電荷像現像用トナー及びその製造方法、このトナーを用いる現像方法、このトナーが収容されるトナーカートリッジ並びにプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による複写機やプリンタなどは、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きている。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又は現像剤層を安定して供給することが必要である。そのためには、トナーや現像剤自体の流動性の他に、トナーが接触する装置部材との間での流動性も重要となり、それらを正確に評価できる評価法が必要とされている。
【０００３】
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。
【０００４】
また、トナーの作製法が粉砕方式から重合法などの他の方式に変化したため、製造条件に対しての流動特性の変化が大きくなっており、粉砕方式の場合に比較して、細かいトナー製造時のコントロール及び評価が必要となっている。
【０００５】
例えば、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知られている（特許文献１参照）。また、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、流れ始めるときの角度と流れ終えたときの角度を測定する方法が知られている（特許文献２参照）。さらに、篩を何段かに重ねて、その上にトナーを投入し、篩部分に水平方向と垂直方向との振動を与え、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知られている（特許文献３参照）。しかしながら、これらの方法は、いずれも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できなかった。
【特許文献１】特開平１−２０３９４１号公報
【特許文献２】特開平４−１１６４４９号公報
【特許文献３】特開２０００−２９２９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされてもので、粉体と装置構成部材との間の流動性を精度良く、かつ個人差のない評価ができる装置を開発し、該装置を用いることにより粉体、例えば静電荷像現像用トナーの搬送性に問題がなく、画像濃度低下がなく、かつまたドット再現性の良い高画質の画像がいつでも得られる静電荷像現像用トナーを安定して生産できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を達成するために検討した結果、粉体相に表面がスムーズで、粉体とは違う材質でできた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、粉体の流動性を定量的に、精度良く、個人差がなく、細かい粉体間の流動性の違いを正確に評価できることを知り本発明に至った。
【０００８】
本発明は、
第１の態様として、粉体相の中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、該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又は荷重を測定することにより粉体の流動性を評価する装置において、該円錐ロータは、粉体とは異なる材質で形成されており、かつ表面の凹凸が０．０１〜１００μｍであることを特徴とする粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【０００９】
第２の態様として、第１の態様にかかる粉体の流動性評価装置において、予め粉体相を圧密手段により圧密状態にし、該圧密状態の粉体相に前記円錐ロータを回転させながら侵入させて測定することを特徴する粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【００１０】
第３の態様として、第２の態様にかかる粉体の流動性評価装置において、予め粉体を収納する容器の下に設けた加振器により粉体相を安定化した後、該粉体相を前記圧密手段により圧密状態にして測定することを特徴とする粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【００１１】
第４の態様として、第２の態様又は第３の態様にかかる粉体の流動性評価装置において、前記圧密手段により前記粉体相の空間率が０．４〜０．７になるように調整して測定することを特徴とする粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【００１２】
第５の態様として、第１ないし第４のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置において、前記円錐ロータが取り付けねじで着脱可能に設けられていることを特徴とする粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【００１３】
第６の態様として、第１ないし第５のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置において、前記円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【００１４】
第７の態様として、第１ないし第６のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置において、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粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【００１５】
第８の態様として、第１ないし第７のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置において、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粉体の流動性評価装置を提供するものである。
【００１６】
第９の態様として、添加剤を混合処理されたトナーの粉体相中に、第１ないし第８のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置を用いて前記円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させた時のトルクの値が０．１〜７．５ｍＮｍの範囲に調整されていることを特徴とする静電荷像現像用トナーを提供するものである。
【００１７】
第１０の態様として、添加剤を混合処理されたトナーの粉体相中に、第１ないし第８のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置を用いて前記円錐ロータを回転させながら２０ｍｍ侵入させた時の荷重値が０．０１〜１．０４Ｎの範囲に調整されていることを特徴とする静電荷像現像用トナーを提供するものである。
【００１８】
第１１の態様として、第９又は第１０の態様にかかる静電荷像現像用トナーにおいて、トナー中に電荷制御剤および離型剤の少なくとも一方を含有していることを特徴とする静電荷像現像用トナーを提供するものである。
【００１９】
第１２の態様として、第９ないし第１１のいずれかの態様にかかる静電荷像現像用トナーにおいて、トナー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像現像用トナーを提供するものである。
【００２０】
第１３の態様として、第９ないし第１２のいずれかの態様にかかる静電荷像現像用トナーにおいて、トナーの平均粒径が４〜８μｍであることを特徴とする静電荷像現像用トナーを提供するものである。
【００２１】
第１４の態様として、第９ないし第１３のいずれかの態様にかかる静電荷像現像用トナーにおいて、トナーが重合法またはスプレードライ法で製造されたことを特徴とする静電荷像現像用トナーを提供するものである。
【００２２】
第１５の態様として、第９ないし第１４のいずれかの態様にかかる静電荷像現像用トナーにおいて、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静電荷像現像用トナーを提供するものである。
【００２３】
第１６の態様として、第１ないし第８のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置を用いて、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像現像用トナーの製造方法を提供するものである。
【００２４】
第１７の態様として、第９ないし第１５のいずれかの態様にかかる静電荷現像用トナーを用いて、接触または非接触で潜像を現像することを特徴とする現像方法を提供するものである。
【００２５】
第１８の態様として、第１７の態様にかかる現像方法において、ドクターローラおよび供給ローラの少なくとも一方を用いることを特徴とする現像方法を提供するものである。
【００２６】
第１９の態様として、第９ないし第１５のいずれかの態様にかかる静電荷現像用トナーと粒径２０〜７０μｍのキャリアとを用いて潜像を現像することを特徴とする現像方法を提供するものである。
【００２７】
第２０の態様として、第１７ないし第１９のいずれかの態様にかかる現像方法において、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現像方法を提供するものである。
【００２８】
第２１の態様として、第９ないし第１５のいずれかの態様にかかる静電荷現像用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を提供するものである。
【００２９】
第２２の態様として、第９ないし第１５のいずれかの態様にかかる静電荷現像用トナーが収容されていることを特徴とするプロセスカートリッジを提供するものである。
【発明の効果】
【００３０】
第１ないし第８のいずれかの態様にかかる粉体の流動性評価装置によれば、粉体の流動性を精度良く、また個人差がなく評価することができる。また、この方法は短時間で粉体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、高品質な粉体を安定して生産することができる。
【００３１】
第９ないし第１５のいずれかの態様にかかる静電荷像現像用トナーおよび第１６の態様にかかる静電荷現像用トナー製造方法によれば、高画質の画像を得ることができる。
【００３２】
第１７ないし第２０のいずれかの態様にかかる現像方法によれば、画像濃度低下がなく、またドット再現性が良いため、高画質の画像を得ることができる。
【００３３】
第２１の態様にかかるナーカートリッジによれば、容器内に保管されても、優れた流動性を保持することができる。また、第２２の態様にかかるプロセスカートリッジによれば、トナー収容部に保管されても優れた流動性を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の粉体の流動性評価装置は、粉体相中に粉体とは材質が異なり、表面の凹凸が０．０１〜１００μｍである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粉体相が入っている容器にかかるトルクや荷重を測定し、そのトルクや荷重の値により粉体の流動性を評価するものである。
【００３５】
本発明の粉体の流動性評価装置には圧密手段が備え付けられており、粉体相を圧密した後、その圧密した粉体相中に円錐ロータを侵入させ、トルクや荷重を測定するものである。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、粉体相を押さえつける方向の力が大きくなり、粉体粒子の変形が生じやすくなり、粉体の流動性の評価には適していない。円錐ロータの長さは、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。
【００３６】
本発明の粉体の流動性評価装置は円錐ロータ表面と粉体との間の摩擦成分を測定し、流動性を評価するもので、円錐ロータの表面はスムーズである必要がある。表面の凹凸は０．０１〜１００μｍである必要があり、表面の凹凸が０．０１μｍより小さい場合にはロータの加工が難しく、コストも高くなり問題となる。表面の凹凸が１００μｍより大きくなるとその凹部に粉体が入り込み、粉体と粉体との摩擦成分を測定することになり、ロータ表面と粉体との摩擦成分を測定することができなくなる。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、変質しない材質が良い。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，黄銅がある。また、円錐ロータを装置構成部材と同じ材質（例えば、プラスチック、ゴム、セラミックス等）で構成し、粉体と装置構成部材との間の流動性を評価することができる。
【００３７】
粉体のトルク及び荷重は、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。測定では測定の精度を上げるために、粉体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
【００３８】
円錐ロータの回転数が０．１ｒｐｍより小さい場合は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より大きい場合は粉体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より速い場合は粉体相が圧密状態になりやすく、粉体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。
【００３９】
図１に、本発明にかかる粉体の流動性評価装置である測定装置１の全体構成を示す。測定装置１は圧密ゾーン２及び測定ゾーン３から成る。圧密ゾーン２は、粉体を入れる試料容器２３、その容器を上下させる昇降ステージ２４、圧密させるピストン２５、ピストン２５に荷重を加えるおもり２６等から構成される。なお、この構成は一例であり、本発明を限定するものではない。この構成では、粉体を入れた試料容器２３を上昇させ、圧密用のピストン２５に接触させ、さらに上昇させてピストン２５におもり２６の荷重が全てかかるようにし、おもり２６が支持板より浮いた状態になるようにして一定時間放置する。その後、粉体を入れた試料容器２３が載せてある昇降ステージ２４を下げて、ピストン２５を粉体表面から離す。ピストン２５は、どんな材質でも良いが、粉体を押しつ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、変質しない材質が良い。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，黄銅がある。
【００４０】
測定ゾーン３は図１のようであり、粉体を入れる容器３３、その容器を上下させる昇降ステージ３４、荷重を測定するロードセル３２、粉体のトルクを測定するトルクメータ３５等から構成される。なお、この構成は一例であり、本発明を限定するものではない。円錐ロータ３６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３３を中央部に乗せた昇降ステージ３４は、上下できるようになっており、容器３３を上げることにより、容器３３の中央に円錐ロータ３６が回転しながら侵入してくるようにする。円錐ロータ３６にかかるトルクは上部にあるトルクメータ３５により検出し、粉体の入った容器３３にかかる荷重は容器３３の下にあるロードセル３２で検出する。円錐ロータ３６の移動量は図示しない位置検出器で行なう。この構成は一例であり、シャフト自体を上下させたりするなど他の構成でも良い。
また、容器３３の下部にあるロードセル３２を用いて、粉体重量を測定し、粉体相の高さ情報及び重さ情報から、粉体相の圧密状態を評価しても良い。これらの情報の演算は不図示の電子計算機を用いて行なう。
【００４１】
円錐ロータ３６の形は、前述したように頂角が２０°（図２（ｂ）参照）〜１５０°（図２（ａ）参照）のものが良い。円錐ロータ３６の長さは、円錐状のロータの部分が十分粉体相の内部まで入るように長くする必要がある。
【００４２】
資料容器３３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良い。容器３３のサイズは重要であり、円錐ロータ３６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３６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。
【００４３】
円錐ロータ３６のトルクメータ３５への取付けは、図３に示すように取付けねじ３７で行なうようにし、種々の材質の異なる円錐ロータ３６を簡単に着脱できるようにした。ねじ１本での着脱であるので、異なる材質で作製した円錐ロータ３６を簡単に交換でき、種々の材質と粉体間の流動性を評価できる。
【００４４】
トルクメータ３５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３２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良い。
【００４５】
測定は、容器２３に粉体を一定量投入し、本装置にセットする。その後、圧密ゾーン２にて昇降ステージ２４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押付け、圧密した粉体相状態を作り出す。一定時間圧密した後は、容器２３を下げ、元の位置に戻す。
その後、圧密状態を測定した粉体の入った容器２３を測定ゾーン３の昇降ステージ３４に容器３３として設置する。この動作は、昇降ステージ３４を回転させることにより、圧密ゾーン２から測定ゾーン３に移動させても良い。
その後、円錐ロータ３６を回転させながら容器３３中の粉体相の中に侵入させる。トルクや荷重測定に入るときには、決められた回転数、侵入速度で行なう。円錐ロータ３６の回転方向は任意である。円錐ロータ３６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侵入させた方が良い。発明者による実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。
【００４６】
測定モードは、どのような条件でも可能であるが、例えば以下のような測定モードで行う。
（１）容器２３に粉体を充填する。
（２）粉体相をピストン２５により圧密し、圧密状態を作り出す。
（３）円錐ロータ３６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３６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３６を引抜く動作を開始する。
（６）円錐ロータ３６の先端が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３６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良い。
【００４７】
また、別の測定法としては、粉体相を加振器２７（図１参照）により振動を与えて安定化させ、その後ピストン２５により圧密し、その圧密状態の粉体相に回転させながら円錐ロータ３６を侵入させ、そのときのトルクや荷重を測定し、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３６を最初の位置（ホームポジション）迄アップさせる。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、別の方法としては圧密状態にした粉体相に、円錐ロータ３６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。
【００４８】
圧密状態の評価法としては、空間率を算出する方法がある。本測定法では、粉体相の空間率が重要になり、発明者による実験結果では空間率は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。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粉体が飛散し、測定には適していない。ただし、測定系、測定条件等に関してはこの限りではない。
【００４９】
本発明の粉体の流動性評価装置に用いる粉体が静電荷像現像用トナーである場合は、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。該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。
【００５０】
この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。
【００５１】
トナー及び現像剤の詳細を以下に示す。
トナー成分である樹脂としては、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。
【００５２】
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。
【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と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又はカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
【００５４】
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。
【００５５】
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、又はこれらの酸無水物若しくは低級アルコールのエステル。
【００５６】
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、又はトリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸。
【００５７】
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、若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個有する化合物又は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とを反応してなるものなどがある。
【００５８】
トナー成分であ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、複合金属酸化物があげられる。
【００５９】
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あげられる。
【００６０】
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があげられる。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。
【００６１】
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あげられる。
【００６２】
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があげられる。
【００６３】
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。
【００６４】
これらの顔料は１種又は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。
【００６５】
本発明によるトナーには電荷制御剤がトナー粒子内部に配合（内添）されている。しかし、電荷制御剤はトナー粒子と混合（外添）して用いても良い。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。
【００６６】
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、単独であるいは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。
【００６７】
また、本発明によ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。
【００６８】
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。
【００６９】
樹脂は、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のことである。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。
【００７０】
本発明によるトナーおいて、低温定着性を発現し、耐ホットオフセット性を確保するためには、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％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。
【００７１】
本発明によ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。
【００７２】
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又は染料、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って充分に混合した後、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、ハンマーミルなどを用いて粗粉砕し、さら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。
【００７３】
この混合工程後のトナー粒子の流動性を本発明の粉体の流動性評価装置を用いて評価する。この場合、抜き取り検査で、試料を試料容器２３に入れ、試料容器２３を直接図１に示す粉体の流動性評価装置の試料ステージ２４に載せ、トナー粉体相を攪拌し、初期化した後、圧密し、測定を行なう。円錐ロータ３６の回転数は０．１〜１００ｒｐｍとし、円錐ロータ３６の侵入速度は０．５〜１００ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は、円錐ロータ３６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３６を引抜き、元の初期位置に戻す。円錐ロータ３６のトナー粉体相への侵入時のトルク、荷重を測定し、トナーの流動性を評価する。
【００７４】
本発明の粉体の流動性評価装置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。
【００７５】
円錐ロータ３６を用いた本発明の粉体の流動性評価装置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、精度の高い測定ができる。
（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。
【００７６】
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などでできた容器になっており、そのまま本発明の測定装置１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発明の測定装置１へ持っていき、試料ステージへのせて本発明の測定装置１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６参照）。
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測定装置１として使うことも可能である。
【００７７】
トナーの場合、前述の通り本発明の評価装置でのトルク、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、本発明の評価装置で測定した値は、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。また、圧密状態を評価した上での流動性の違いを評価できるため、多面的な評価が可能となる。また、円錐ロータ３６を装置構成部材で作ったり、円錐ロータ３６の表面を装置構成部材と同じ材料で覆ったりすることにより、トナーと装置構成部材間での流動性を評価することができる。
【００７８】
トナー粉体相中での円錐ロータ３６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３６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。
【００７９】
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又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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
そこで、トナーの流動性を円錐ロータ３６を用いた本発明の粉体の流動性評価装置により評価し、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）円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）のトルクの値が０．１〜７．５ｍＮｍである。
（２）円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の荷重の値が０．０１〜１．０４Ｎである。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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少なくとも無機微粒子及びポリマー微粒子の一方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少なくともポリアミン及び活性水素含有基の一方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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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、粒子同士又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。
この混合工程後、所定の流動性が得られているかどうかを評価するために、本発明の評価装置を用いて評価する。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
本発明のトナーは、接触又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。接触又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がある。
【００９４】
また、本発明のトナーは現像時に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。
【００９５】
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、本発明のトナーを用いることも特徴とする。
【００９６】
また、供給ローラを用いる現像方式、例えば図７のように、トナー供給用ホッパ７３から供給され攪拌羽根７４で攪拌されたトナーを供給ローラ７１によって現像ローラ７５の表面へ付着させ、これによって画像保持体７６の表面に形成されている潜像を現像する構成に採用しても良い。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７２や供給ローラ７１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７２や供給ローラ７１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。
【００９７】
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。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。
【００９８】
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。
【００９９】
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があげられる。これら磁性キャリアの平均粒径は２０〜７０μｍが良い。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、例えば潤滑粉末（ＰＴＦＥ粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末など）、研磨剤（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）、導電性付与剤（カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等）を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【０１０５】
また、本発明の粉体の流動性評価装置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。
【実施例】
【０１０６】
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、以下の実施例では、トナー組成、トナー作製法および混合条件を変化させたトナーを作製し、トナー流動性を本発明の評価装置を用いて評価し、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
トナーの流動性は、本発明の粉体の流動性評価装置を用いて評価し、円錐ロータ３６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。トナーは予め圧密手段により圧密状態にし、空間率を測定しトルク、荷重を評価した。円錐ロータ３６の評価条件は以下のようにした。なお、評価には空間率が０．５３のときのトルク及び荷重を採用した。
・円錐ロータの材質：ＳＵＳ（表面凹凸：５０μｍ）
・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
なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
【０１０９】
〔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）  ４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十分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度９０℃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。
添加剤  シリカ微粉末                ０．９部
酸化チタン微粉末            ０．３部
混合回転数                        ９００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                          スーパーミキサー
【０１１０】
得られたトナーについて本発明の粉体の流動性評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、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、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１１１】
〔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                ０．９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
【０１１２】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、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、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１１３】
〔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                ０．９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
【０１１４】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、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、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１１５】
〔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                １．２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
【０１１６】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、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、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１１７】
〔実施例５〕
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                      １２００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                          スーパーミキサー
【０１１８】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、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、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１１９】
〔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                ０．７部
酸化チタン微粉末            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
【０１２０】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例１と同様に、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１２１】
〔実施例６〕
〈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時間反応を行い、イソシアネート含有プレポリマーＩを得た。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
〈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。
【０１２６】
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。次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６．３μｍであった。
【０１２７】
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                １．２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
【０１２８】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、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。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、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１２９】
〔実施例７〕
実施例６と同様の原材料、作製方法で粉体の作製、分級を行ない、平均粒径が６．３μｍ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                      １１００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                          スーパーミキサー
【０１３０】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例６と同様に二成分現像剤を作製し、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
〔実施例８〕
実施例６と同様の原材料、作製方法で粉体の作製、分級を行ない、平均粒径が６．３μｍ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                      １２００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                          スーパーミキサー
【０１３１】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例６と同様に二成分現像剤を作製し、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１３２】
〔比較例２〕
実施例６と同様の原材料、作製方法で粉体の作製、分級を行ない、平均粒径が６．３μｍ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                ０．７部
酸化チタン微粉末            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
【０１３３】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例６と同様に二成分現像剤を作製し、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１３４】
〔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十分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度９０℃、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                          スーパーミキサー
【０１３５】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、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、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１３６】
〔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                １．２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
【０１３７】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例９と同様に二成分現像剤を作製し、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１３８】
〔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                １．２部
酸化チタン微粉末            ０．３部
混合回転数                      １２００ｒｐｍ
混合時間                          １２０ｓｅｃ
混合機                          スーパーミキサー
【０１３９】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例９と同様に二成分現像剤を作製し、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１４０】
〔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                ０．７部
酸化チタン微粉末            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
【０１４１】
得られたトナーについて本発明の評価装置により流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例９と同様に二成分現像剤を作製し、画像評価実験を行なった。その結果、画像のドット再現性は表１のようになった。
【０１４２】
以上の実施例１〜１１、比較例１〜３の測定結果を表１に示した。
【０１４３】
【表１】
2005292072.tif 000003
【０１４４】
以上の結果から分かるように、トナー粉体相の本発明の粉体の流動性評価装置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、本発明の評価装置によりドット再現性を評価できることが分かる。
【０１４５】
また、図４、図５の結果から、ドット再現性の良い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。
また、以下の条件のとき、表１から分かるように２万枚のランニングをしたとき、現像部でのブロッキング等のトナー搬送性の不具合点は生じなかった。
（１）円錐ロータ侵入時のトルクの値が０．１〜７．５ｍＮｍである。
（２）円錐ロータ侵入時の荷重の値が０．０１〜１．０４Ｎである。
【０１４６】
また、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、７．５ｍＮｍ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る。円錐ロータ侵入時の荷重値が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、１．０４Ｎ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。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の粉体の流動性評価装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はいずれも円錐ロータの例を示す概略斜視図である。
【図３】円錐ロータの取り付け例を示す概略斜視図である。
【図４】実施例１〜１１、比較例１〜３の円錐ロータ侵入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５】実施例１〜１１、比較例１〜３の円錐ロータ侵入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６】本発明の評価装置をトナーの製造過程で用いたトナーの製造装置の例を示す概略図である。
【図７】本発明の評価装置を用いて製造したトナーが使用されている現像装置の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１    測定装置
２    圧密ゾーン
３    測定ゾーン
２３、３３    試料容器（容器）
２４    昇降ステージ
２５    ピストン
２６    おもり
３２    ロードセル
３４    昇降ステージ
３５    トルクメータ
３６    円錐ロータ
３７    取付けねじ
７１    供給ローラ
７２    ブレードローラ
７３    トナー供給用ホッパ
７４    攪拌羽根
７５    現像ローラ
７６    画像保持体
【図１】
2005292072.tif 000004
【図２】
2005292072.tif 000005
【図３】
2005292072.tif 000006
【図４】
2005292072.tif 000007
【図５】
2005292072.tif 000008
【図６】
2005292072.tif 000009
【図７】
2005292072.tif 000010