JP2004279861A - 粉体評価装置、該粉体評価装置を用いて製造したトナー、および該トナーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の流動性を、粉体相中に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評価する評価装置およびそれを用いて評価した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、および該トナーを安定して生産できるようにするトナー製造方法。
【解決手段】粉体相中に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粉体評価装置において、粉体相を攪拌する手段を備えていることを特徴とする粉体評価装置。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体評価装置、トナーおよびトナーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【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号公報
【０００３】
電子写真関連の粉体評価方法として、例えば以下のものが挙げられる。
（１）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（特許文献１）。
（２）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、流れ始めるときと流れ終えたときの角度を測定するものである（特許文献２）。
（３）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方法（特許文献３）。
しかし、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。
【０００４】
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供給することが必要になって来ている。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、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、粉体の流動性を、粉体相中に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評価する評価装置、該評価装置を用いて評価した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、および該トナーを安定して生産できるようにするトナーの製造方法に関するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粉体の流動性を圧密した粉体相に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、定量的に、精度良く、個人差がなく評価できるようにし、細かい粉体間の流動性の違いを正確に評価出来る粉体評価装置を提供することにより、前記課題を解決することができた。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本評価装置は、粉体相中に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。本装置には攪拌手段が備え付けられており、圧密前の粉体相を攪拌した後、該粉体相を圧密後、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。
【０００８】
円錐ロータの形状は円錐形状であればどんな形状ものでも良いが、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。
【０００９】
本発明の粉体評価装置は圧密前の粉体を自動的に攪拌するため安定した圧密状態を作り出し、トルクまたは荷重を測定するため、粉体間の違いを個人差がなく、正確に評価出来、かつ、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できる。
【００１０】
本発明の粉体評価装置の円錐ロータ長さは、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。また、円錐ロータ表面には溝が切ってある方が良い。
本発明の粉体評価装置による粉体評価においては、円錐ロータの材質面と粉体粒子との摩擦成分を測定するのではなく、粉体粒子と粉体粒子との摩擦成分を測定する方が良い。そのためには、円錐ロータが回転しながら粉体相の中に侵入していくとき、円錐ロータ表面に切ってある溝の中に粉体粒子が入り込んできて、その入り込んだ粉体粒子と周りの粉体粒子との摩擦状態を測定するようにした方が適している。
【００１１】
前記円錐ロータ表面に切ってある溝の形状は問わないが、円錐ロータの材質面と粉体粒子との接触が小さくなるように工夫する必要があるが、その工夫した一例を図３に示す。
図３の粉体評価装置は、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粉体粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなり、ほとんどが溝に入り込んだ粉体粒子とその周辺の粉体粒子との接触となる。
【００１２】
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、黄銅等がある。
【００１３】
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、粉体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
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。また、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。
【００１４】
本発明の粉体評価装置は、例えば概略図１のような構成のものになり、攪拌ゾーン、圧密ゾーン及び測定ゾーンから成る。
前記攪拌ゾーンは、粉体を入れる容器、その容器を上下させる昇降ステージ、攪拌羽根、攪拌羽根を回転する手段等から構成される。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。
【００１５】
本発明の粉体評価装置の攪拌ゾーン、圧密ゾーンおよび測定ゾーンの構成を以下に示す。
粉体を入れた試料容器を昇降ステージにより上昇させ、粉体相中に攪拌羽根を回転させながら侵入させ、粉体相を攪拌する。攪拌羽根はどんな形状でも良いが、図２に示すような粉体相を切るような形状が適している。攪拌羽根は、どんな材質でも良いが、粉体を切る攪拌羽根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、黄銅等がある。また、試料容器の下部に加振器を設けて、攪拌前および／または後に粉体相を振動させ粉体相を均一化するようにしても良い。
【００１６】
圧密ゾーンは、粉体を入れる容器、その容器を上下させる昇降ステージ、圧密させるピストン、およびそのピストンに荷重を加えるおもり等から構成される。
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な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。
【００１７】
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、黄銅等がある。
【００１８】
測定ゾーンは図１のようになり、粉体を入れる容器、その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。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容器を置くようにし、容器を上げることにより、容器の中央に円錐ロータが回転しながら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。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。また、試料容器の下部にあるロードセルを用いて、粉体重量を測定し、粉体相の高さ情報と重さ情報から、粉体相の圧密状態を評価しても良い。図示していないが、これらの情報の演算はパソコンを用いて行なう。
【００１９】
円錐ロータの形は、前述したように頂角が２０〜１５０°のものが良い。（図３参照。）円錐ロータの長さは、円錐ロータ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。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の方が良い。（図４参照。）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良い。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。
【００２０】
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。
【００２１】
測定は、容器に粉体を一定量投入し、本装置にセットする。その後、攪拌ゾーンにて昇降ステージを上昇させ、粉体相中に攪拌羽根を侵入させ、粉体相を攪拌し、粉体相を一定の状態に初期化する。この攪拌操作により、粉体相の初期状態を個人差のないようにし、精度の高い測定が実現できる。攪拌条件は、攪拌羽根の回転数と攪拌羽根の侵入速度により決まる。攪拌羽根の回転数は１〜５０ｒｐｍが適している。１ｒｐｍより回転数が低いと攪拌の効果が小さく、５０ｒｐｍより回転数が高いと粉体の飛散が生じ、飛散した粉体が容器の側面に付着し、ピストンによる圧密時にピストンが下りないという問題が生じる。攪拌羽根の侵入速度は１〜５０ｍｍ／ｍｉｎが適している。１ｍｍ／ｍｉｎより攪拌速度が遅くなると攪拌時間がかかり測定に適しておらず、５０ｍｍ／ｍｉｎより攪拌速度が速くなると粗い攪拌になり安定した攪拌状態を得ることが出来ない。粉体相を攪拌した後の粉体相の空間率は、０．５〜０．８になるようにし、出来るだけ粉体の粒子間に隙間が存在するような状態にする。その後、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を測定ゾーンの昇降ステージに設置する。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、円錐ロータを回転させながら試料容器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。円錐ロータの回転方向は任意である。円錐ロータの侵入距離は、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円錐ロータを侵入させた方が良い。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。測定モードは、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モードがある。
【００２２】
▲１▼容器に粉体を充填する。
▲２▼粉体相を攪拌し、粉体相を初期化する。
▲３▼粉体相をピストンにより圧密とし、圧密状態を作り出す。
▲４▼円錐ロータ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。
▲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、侵入動作を止める。
▲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。
【００２３】
また、別の測定法としては、粉体相を攪拌後加振器（図１参照）により振動を与えて安定化させ、その圧密状態の粉体相に回転させながら円錐ロータを侵入させ、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、別な方法としては圧密状態にした粉体相に、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。
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、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。しかし、測定系、測定条件等に関してはこの限りではない。
【００２４】
本評価装置に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの平均粒径が４〜１０μｍであることが必要である。本トナーの重量平均粒径は４〜１０μｍ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。
【００２５】
本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２０〜１００μｍであることが必要である。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
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。
【００３２】
これらは１種または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。
【００３３】
本発明のトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）している。しかし、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。
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
樹脂は、結晶性ポリエステルを用いても良い。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。
【００３７】
本発明のトナーおいて、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。
【００３８】
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、乳化会合等があるが、これらの作製法に限るものではない。
【００３９】
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、試料を試料容器に入れ、その試料容器を直接図１に示す評価装置の試料ステージに載せ、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。円錐ロータの回転数は０．１〜１００ｒｐｍとし、円錐ロータの侵入速度は０．５〜１００ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は、円錐ロータ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、その後円錐ロータを引抜き、元の初期位置に戻す。この円錐ロータ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。
【００４０】
本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。
【００４１】
円錐ロータを用いた本評価装置の特徴は、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、精度の高い測定が出来ることにある。
▲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。
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等でできた容器になっており、そのまま本評価装置にて測定する。または、その容器を近くの別の場所にある本評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて本評価装置にて測定する。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７参照。）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評価装置として使うことも可能である。
【００４２】
トナーの場合、前述の通り本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出来る値であり、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出来るため、多面的な評価が可能となる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。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。
【００４５】
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。
【００４６】
そこで、トナーの流動性を円錐ロータを用いた本装置により評価し、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０．１〜８．３ｍＮｍである。
▲２▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の荷重の値が０．０１〜１．１４Ｎである。
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。
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。
【００４７】
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。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。
【００４８】
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。
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。
【００４９】
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、本評価装置を用いて評価する。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。
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。
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。
【００５０】
本トナーは、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。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。
【００５１】
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。また、図８のように供給ローラを用いる現像方式に採用しても良い。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、ドクターローラや供給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、ドクターローラや供給ローラ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。
本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。
【００５２】
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。
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が良い。好ましくは２０〜７０μｍが良い。
【００５３】
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。
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。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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
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、例えばテフロン粉末、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。
【００５６】
【実施例】
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。トナーの流動性は、本評価装置を用いて評価し、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。トナーは予め攪拌（攪拌羽根回転数：１０ｒｐｍ、侵入速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ）し、圧密状態にし、空間率を測定しトルク、荷重を評価した。円錐ロータの評価条件は以下のようにした。尚、評価には空間率が０．５３のときのトルクおよび荷重を採用した。
【００５７】
円錐ロータの頂角：５０°
円錐ロータの回転数：２ｒｐｍ
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。
【００５８】
実施例１

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 ０．８部
混合回転数 １０００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。
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。
【００５９】
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 １部
混合回転数 １０００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【００６０】
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。
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。
【００６１】
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６．５ μｍ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
混合回転数 １０００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。
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。
【００６２】
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
混合回転数 １１００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【００６３】
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。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。
【００６４】
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
混合回転数 １２００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。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。
【００６５】
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 １部
混合回転数 ７５０ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および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。
【００６６】
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。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、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。
【００６７】
トナーの作製

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。

【００６８】
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℃に昇温して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、トナー粒子を得た。体積平均粒径は６．５μｍ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 １．２部
混合回転数 １０００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。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。
【００６９】
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６．５μｍ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
混合回転数 １１００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、実施例７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。
【００７０】
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６．５μｍ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
混合回転数 １２００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例７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。
【００７１】
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６．５μｍ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 １．０部
混合回転数 ７５０ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。また、実施例７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。
【００７２】
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 ライスワックス 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。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
混合回転数 １０００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００７３】
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。
【００７４】
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
混合回転数 １１００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および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。
【００７５】
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
混合回転数 １２００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および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。
【００７６】
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 １部
混合回転数 ７５０ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
本トナーを作製した後、本評価装置により圧密状態および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。
以上の実施例１〜１１、比較例１〜３の測定結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】

図１は装置構成の概要、図２は攪拌羽根の例、図３は円錐ロータの形の一例、図４は他の円錐ロータの形の例（円錐ロータの断面形状の変化、円錐頂角の変化）を示す。
上記のデータをグラフ化して、図５、６に示す。図５は実施例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、図６は実施例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。図７は本評価装置を用いたトナー製造装置の例を示す。図８は本評価装置を用いて作製したトナーを使った現像装置の例を示す。
以上の結果から分かるように、トナー粉体相の本評価法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。
【００７８】
図５、６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０．１〜８．３ｍＮｍである。
▲２▼円錐ロータ侵入時の荷重の値が０．０１〜１．１４Ｎである。
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、８．３ｍＮｍ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、１．１４Ｎ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。
【００７９】
【発明の効果】
粉体の流動性を、本評価装置を用いて粉体相を攪拌して初期化した後、圧密状態にし、粉体相中に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、粉体の流動性が精度良く、個人差の無い評価ができるようになり、高画質の得られるトナーの条件を精度良く規定し、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】本発明の粉体評価装置の全体構成を説明した図である。
【図２】本発明の粉体評価装置の測定ゾーンで用いられる攪拌羽根の一例の形状を説明した図である。
【図３】本発明の粉体評価装置の測定ゾーンでの円錐ロータの一例の形状を説明した図である。
（ａ）円錐ロータ部の側面図
（ｂ）円錐ロータ部の上面図
【図４】本発明の粉体評価装置の測定ゾーンでの円錐ロータの他例の形状を説明した図である。
（ａ）円錐ロータ部の上面図
（ｂ）円錐ロータ部の上面図
（ｃ）円錐ロータ部の側面図
【図５】実施例と比較例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図である。
【図６】実施例と比較例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図である。
【図７】本発明の粉体評価装置を用いたトナー製造装置の一例を示す図である。
【図８】本発明の粉体評価装置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図である。

Claims (23)

1. 粉体相中に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粉体評価装置において、粉体相を攪拌する手段を備えていることを特徴とする粉体評価装置。
2. 請求項１記載の粉体評価装置において、前記粉体相を攪拌する手段により粉体相を攪拌した粉体相を圧密状態に圧密する圧密手段を備え、該圧密状態で円錐ロータを回転させながら粉体相に侵入させ、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を特徴する粉体評価装置。
3. 請求項１または２の粉体評価装置において、円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする粉体評価装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の粉体評価装置において、円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とする粉体評価装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の粉体評価装置において、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評価装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の粉体評価装置において、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評価装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の粉体評価装置において、攪拌ゾーン、圧密ゾーン、および測定ゾーンを有し、前記攪拌ゾーンが試料容器、該試料容器を上下させる昇降ステージと攪拌羽根を回転する手段からなり、かつ、前記試料容器の下部に攪拌前および／または攪拌後に粉体相を振動させ粉体相を均一化する加振器を設けてなることを特徴とする粉体評価装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の粉体評価装置において、粉体評価対象がトナーであることを特徴とする粉体評価装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置を用いて、粉体製造過程で粉体の評価を行ない、その評価に基づいて粉体を製造することを特徴とする粉体の製造方法。
10. 請求項９に記載の粉体の製造方法において、攪拌手段により粉体相の空間率が０．５〜０．８になるようにしたことを特徴とする粉体の製造方法。
11. 請求項９または１０記載の粉体の製造方法において、圧密手段により粉体相の空隙率が０．４〜０．７になるようにしたことを特徴とする粉体の製造方法。
12. 請求項１〜８のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置を用いて、添加剤を混合する混合工程以降のトナーの回転しながら円錐ロータ２０ｍｍ侵入時のトルクの値が、０．１〜８．３ｍＮｍになるようにしたことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。
13. 請求項１〜８のいずれかに記載の粉体の流動性評価装置を用いて、添加剤を混合する混合工程以降のトナーの回転しながら円錐ロータ２０ｍｍ侵入時の荷重の値が０．０１〜１．１４Ｎになるようにしたことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。
14. 請求項９〜１３のいずれかに記載のトナーの製造方法で製造された少なくとも樹脂および顔料からなるトナー中に、電荷制御剤および／または離型剤を含んでいることを特徴とする静電荷現像用トナー。
15. 請求項１４に記載の静電荷現像用トナーにおいて、トナー粉体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現像用トナー。
16. 請求項１４または１５の静電荷現像用トナーにおいて、トナーの平均粒径が４〜１０μｍであることを特徴とする静電荷現像用トナー。
17. 請求項１４〜１６のいずれかに記載の静電荷現像用トナーにおいて、重合法またはスプレードライ法であるトナーの製造方法により製造されたことを特徴とする静電荷現像用トナー。
18. 請求項１４〜１７のいずれかに記載の静電荷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現像用トナー。
19. 請求項１４〜１８のいずれかに記載の静電荷現像用トナーを用いて、接触または非接触現像の１成分現像方法である静電荷像の現像方法。
20. 請求項１９記載の１成分現像方法において、ドクターローラを用いることを特徴とする静電荷像の現像方法。
21. 請求項１４〜１８のいずれかに記載の静電荷現像用トナーと粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする静電荷像の現像方法。
22. 請求項１９〜２１のいずれかに記載の静電画像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静電荷像の現像方法。
23. 請求項１４〜１８のいずれかに記載の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。

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