(57)【要約】【課題】静電荷像現像用トナー中の顔料の分散、及び偏在状態を簡便な方法で、素早く安定して精密に観察できる方法を提供すること。【解決手段】共焦点レーザー顕微鏡を用いた静電荷像現像用トナーの観測方法において、前記トナーは、前記共焦点レーザー顕微鏡のレーザーの波長である４０５〜６３３ｎｍの波長に対して蛍光を発する静電荷像現像用トナー構成材料と樹脂を含有し、前記トナー構成材料の前記静電荷像現像用トナー粒子内部の樹脂への分散状態を、共焦点効果を用いて、静電荷像現像用トナーに加工を与えずに深さ方向内部を透可視しトナー粒子の内部情報を得ることを特徴とする静電荷像現像用トナーの観測方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共焦点レーザー顕微鏡を用いた静電荷像現像用トナーの観測方法において、前記トナーは、前記共焦点レーザー顕微鏡のレーザーの波長である４０５〜６３３ｎｍの波長に対して蛍光を発する静電荷像現像用トナー構成材料と樹脂を含有し、前記トナー構成材料の前記静電荷像現像用トナー粒子内部の樹脂への分散状態を、共焦点効果を用いて、静電荷像現像用トナーに加工を与えずに深さ方向内部を透可視しトナー粒子の内部情報を得ることを特徴とする静電荷像現像用トナーの観測方法。
【請求項２】
前記静電荷像現像用トナー構成材料が顔料であることを特徴とする請求項１に記載の静電荷像現像用トナー観察方法。
【請求項３】
前記静電荷像現像用トナー内の前記樹脂１００重量％に対する前記顔料の比率が１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の静電荷像現像用トナー観察方法。
【請求項４】
試料に照射するレーザー光の波長領域をフィルターで除去し前記トナー構成材料の蛍光成分のみを観測することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー観察方法。
【請求項５】
観測した全波長データのうち、トナー構成材料が発する蛍光の波長領域を選択し観測することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー観察方法。
【請求項６】
下記式で示される、前記レーザー顕微鏡の共焦点による観測可能な深さ（高さ、Ｚ軸）方向の可視領域幅が、前記トナー粒子の粒径より小さく、且つ前記トナー構成材料が蛍光を発する波長領域で、設定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー観察方法。
【数１】
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屈折率：トナー、レンズ間媒体の屈折率
波長  ：観察に使用したレーザー光の波長
開口数：対物レンズの開口数
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電荷像現像用トナーの顔料分散、及び顔料の偏在状態の観察方法に関し、さらに詳しくは、静電荷像現像用トナーを非破壊で顔料分散、及び顔料のトナー粒子内の偏在状態の観察方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電荷像現像用トナーの顔料分散、及び顔料の偏在状態を観察する方法は、光学顕微鏡による観察、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察（特許文献１）、またトナー組成物において、少なくとも結着樹脂が可溶で着色剤が不可溶である溶剤中にトナー組成物を溶解させ、その懸濁液の所定波長先による光透過率の測定値により、着色剤の分散状態を観察する方法がある（特許文献２）。
静電荷像現像用トナーの顔料はサブミクロンオーダーで分散されており、広角顕微鏡による観察では分解能の点で不十分である。透過型電子顕微鏡による観察は、分解能の点では十分だが、トナーをミクロトームによりスライスする必要がある。ミクロトームでスライスする際にトナーを樹脂等で埋包する必要が、これによりトナー粒子表面が犯されたり、スライスする歳にトナー粒子がスライス方向に潰れたりする問題がある。また観察する顔料種によっては樹脂とのコントラスト差が不十分であり観察できない問題もある。また、トナー組成物において、少なくとも結着樹脂が可溶で着色剤が不可溶である溶剤中にトナー組成物を溶解させ、その懸濁液の所定波長先による光透過率の測定値により、着色剤の分散状態を観察する方法は、溶剤に溶解した際に顔料が凝集を起こす問題があり、十分に評価が出来ない。
【０００３】
（レーザー顕微鏡について）
レーザー顕微鏡は、特定の短波長のレーザーを測定資料に照射して、その反射光を拾って可視化する。本装置は、光源から出たレーザーを対象物にあて、対象物から反射したレーザーを光学的に共焦点の位置にある受光素子での反射受光量が最大となる対物レンズ位置情報により対象物の形状を測定するものである。したがって通常の使用方法としては、試料のミクロな表面形状を観測するのに最適である（走査型レーザー顕微鏡の先行技術：特許文献３，４）。これより従来はトナーの顔料分散の観察ではなく、トナー表面状態の観察に用いられてきた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８６２４８
【特許文献２】特開平９−９０６７３号公報
【特許文献３】特開２００３−２１７８４号公報
【特許文献４】特開２００３−１７７３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記の様々な問題を解消し、静電荷像現像用トナー中の顔料の分散、及び偏在状態を簡便な方法で、素早く安定して精密に観察できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、４０５〜６３３ｎｍのレーザー光を光源として備えた共焦点顕微鏡によって、試料台上のトナーにレーザー光を照射し、そのレーザー光照射によって発せされる蛍光を検出しトナー内部構造を観察するものである。静電荷像現像用トナーは、４０５〜６３３ｎｍの光源、及びそれによって発生する蛍光波長に対して顔料の分散を観察するのに十分な透明度を持っており、トナー内部の観察が可能であることが分かった。上述したように共焦点顕微鏡（コンフォーカル顕微鏡）装置は、光源から出たレーザーを対象物にあて、対象物から反射したレーザーを光学的に共焦点の位置にある受光素子での反射受光量が最大となる対物レンズ位置情報により対象物の形状を測定するものである。この共焦点効果によりトナー内部のＺ軸方向（深さ方向）に分解能を有しＺ軸方向で約０．２〜０．５μｍ、またＸＹ方向はレーザー光を走査することにより、約０．２〜０．５μｍの分解能を有する。
好適な観測条件としては、試料に照射したレーザー光とトナーが発する蛍光の両方が観測されるので、トナーが発する蛍光のみが観測できるフィルターを通して観測する方法、全波長の情報を観測した後、トナーが発する蛍光領域のみを分光処理して観測する方法が、用いられる。
また、Ｚ軸方法の解像度（解像可能領域幅）は、レーザーの波長とレンズの開口数により決まるので、トナーの粒径を考慮して設定することができる。その際、レーザーの波長は顔料の蛍光を発する波長領域を用いる必要がある。
【０００７】
すなわち本発明では、（１）「共焦点レーザー顕微鏡を用いた静電荷像現像用トナーの観測方法において、前記トナーは、前記共焦点レーザー顕微鏡のレーザーの波長である４０５〜６３３ｎｍの波長に対して蛍光を発する静電荷像現像用トナー構成材料と樹脂を含有し、前記トナー構成材料の前記静電荷像現像用トナー粒子内部の樹脂への分散状態を、共焦点効果を用いて、静電荷像現像用トナーに加工を与えずに深さ方向内部を透可視しトナー粒子の内部情報を得ることを特徴とする静電荷像現像用トナーの観測方法」、
（２）「前記静電荷像現像用トナー構成材料が顔料であることを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷像現像用トナー観察方法」、
（３）「前記静電荷像現像用トナー内の前記樹脂１００重量％に対する前記顔料の比率が１〜１０重量％であることを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載の静電荷像現像用トナー観察方法」、
（４）「試料に照射するレーザー光の波長領域をフィルターで除去し前記トナー構成材料の蛍光成分のみを観測することを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー観察方法」、
（５）「観測した全波長データのうち、トナー構成材料が発する蛍光の波長領域を選択し観測することを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー観察方法」、
（６）「下記式で示される、前記レーザー顕微鏡の共焦点による観測可能な深さ（高さ、Ｚ軸）方向の可視領域幅が、前記トナー粒子の粒径より小さく、且つ前記トナー構成材料が蛍光を発する波長領域で、設定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー観察方法；
【０００８】
【数１】
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屈折率：トナー、レンズ間媒体の屈折率
波長  ：観察に使用したレーザー光の波長
開口数：対物レンズの開口数」によって達成される。
【発明の効果】
【０００９】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明の共焦点レーザー走査型顕微鏡による観察によれば、トナー内部の顔料分散、及び偏在状態がトナーにダメージを与えることなく短時間に、簡便な操作で行え、それにより、安定した観察が行なえるいう極めて優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を好ましい実施形態を挙げて、詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態である共焦点レーザー顕微鏡観察装置の概略構成図である。 図１において、レーザー発信器から発せられたレーザー光がビームスプリッターを通して対物レンズに導かれる。これによりレーザー光が焦点面に集光される。
集光されたレーザー光照射による二次発光光として蛍光はサンプル面から（恰も反射光のごとく）発して、検出器へと導かれるが、検出器とサンプル面の間に存在するピンホールで焦点面以外からの不要なレーザー光、即ち情報がカットされ、検出器には焦点面の情報だけが届く。よって、Ｚ軸方向にピントをずらして、またＸＹ軸に走査した情報をコンピューター処理することによりトナー内部の顔料分散、及び偏在状態を３次元的に観察することが可能となる。
【００１１】
一般の光学顕微鏡では、トナー粒子観察に際して、解像度を高くすることと、焦点深度を深くすることとは、二律背反する条件であり、高倍率になると特にこの点が問題になるが、しかし、共焦点レーザー顕微鏡観察装置は、焦点の合った面だけから被観察試料の情報を取り出すコンフォーカル光学系を用いているので、トナー試料（サンプル）を焦点方向の前後方法に動かして焦点位置を変えながら得られる像（ａ,ｂ,ｃ,ｄ）を画像メモリを用いて足し合わせれば、トナー粒子の完全な３次元情報を、鮮明な画像を構成することができる（図２参照）。
図１にて示されるように、コンフォーカル光学系ではトナー試料を点照射し、反射光もピンホールで点通過した後、点検出器で受光される。つまり、トナー試料が焦点の合った位置に置かれたときは、トナーサンプル面から発せられる蛍光のほとんど全てがピンホールを通過して検出器部に到達する（図１の実線光）が、トナーサンプルが焦点外れの位置に置かれたときは、トナーサンプル面から発せられる蛍光は、検出器に到達しない（図１の点線光）ので、コンフォーカル光学系では、焦点の合った画像だけが出力されることになり、フレアや不要散散乱光の影響を受け難い。共焦点レーザー顕微鏡のコンフォーカル光学系による焦点面のこの鋭い選択性が、トナー粒子の高さ方向測定や焦点深度拡張の特徴であるが、これに対して、通常の光学顕微鏡では焦点位置前後での明るさの変化はほとんどない。
加えて、本発明においては、特定波長のレーザー蛍光を発する静電荷像現像用トナー構成材料と樹脂を含有するトナーについて、該トナー粒子内部の樹脂への分散状態を、共焦点効果を用いて観測することにより、静電荷像現像用トナーに加工を与えずに深さ方向内部を透可視しトナー粒子の内部情報を得ることができる。
【００１２】
（着色剤）
本発明の着色剤としては４０５〜６３３ｎｍのレーザー光で蛍光を発する公知の染料及び顔料が使用でき、例えば、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１０重量％、好ましくは１〜８重量％である。
【００１３】
（バインダー）
本発明のバインダーとしては４０５〜６３３ｎｍのレーザー光、及びそのレーザー光で顔料が発した蛍光に対して透明性を持つものが使用できる。一般にカラートナーに使用しているバインダー樹脂は可視光領域で透明であることから、カラートナー用バインダーはすべて使用可能であり、例えばポリエステル、ポリスチレン-アクリル共重合体、ポリオール等が使用できる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
母体粒子１の作成
母体粒子の構成材料をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、２軸押出し機にて混練し、冷却後、体積平均粒径が９．０±０．５μｍになるように粉砕、分級し、母体トナーを得た。混錬条件は、混練機出口での混錬品の温度が１３０〜１４０℃となるよう混錬機の温度設定を行った。粉砕、分級は、体積平均粒径が６．０±０．５μｍになるように調整した。
（母体粒子１の構成材料）
ポリエステル樹脂                                                ９６重量部
ポリエチレンワックス（融点８５℃）                                ４重量部
サリチルサンジルコニウム塩                                        １重量部
イエロー色マスターバッチ顔料                                    １６重量部
（予め、イエロー顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０を４０部とポリエステル
樹脂を６０部でマスターバッチ処理を施したもの）
【００１５】
（実施例２）
母体粒子２の作成
前記母体粒子１の作成でイエロー色マスターバッチ顔料で使用したイエロー顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０をマゼンタ顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６９に変更した以外は同様に作成した。
【００１６】
本発明の各実施例で作成したトナーの顔料分散観察は以下の方法で行なった。
［共焦点レーザー走査型顕微鏡によるトナー中の顔料分散状態］
１００倍の油浸対物レンズ、及び４０５ｎｍのレーザー光を備えた共焦点レーザー走査型顕微鏡ＦＶ１０００（オリンパス社製）によるトナーの断面観察を行った。断面観察はトナー頂点部から０．３５μｍピッチで断面撮影を行い、トナー中心部となるトナー頂点部から３μｍ部分の画像を取り出し観察した。実施例１の観察結果を図４、実施例２の観察結果を図５に示す。
以上のようにして、本発明の共焦点レーザー走査型顕微鏡による観察によれば、トナー内部の顔料分散、及び偏在状態が簡便に測定可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態である共焦点レーザー顕微鏡観察装置の概略構成図である。
【図２】本発明におけるトナー粒子の各深度レベルにおける蛍光画像像を足し合せ、トナー粒子の３次元情報を得ることを説明する概念図である。
【図３】本発明における共焦点レーザー顕微鏡によるトナー情報の明度選択性を説明する図である。
【図４】実施例１のトナーの断面観察結果を示した図である。
【図５】実施例２のトナーの断面観察結果を示した図である。
【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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