JP4089889B2 - 粉体流動性評価装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法における１成分現像または２成分現像に用いる静電荷現像用トナーの流動性評価装置およびその静電荷現像用トナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、従来より細かい作製時の制御が必要となってきている。特に、トナーの流動性はドット再現性の他に種々の画像品質に影響を与えるため、評価の面では個人差のない、精度の高い評価法が必要とされている。
また、トナーの作製法が粉砕方式から重合法等の他の方式に変化したとき、製造条件に対しての流動特性の変化が大きく、粉砕方式の場合に比較して、細かい作製時のコントロールおよび評価が必要となっている。
【０００３】
電子写真法における静電荷現像用トナーの流動性を評価する方法としては、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方法（例えば、特許文献１参照。）、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方法（例えば、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（例えば、特許文献３参照。）がある。
しかしながら、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できなかった。
このような技術に関し、学術的に種々検討されている（例えば、非特許文献１、２参照）。
【０００４】
本発明者等は、このような問題に対して、粉体、特にトナーの流動性をトナー粉体層に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー粉体層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って評価し、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価することができる新規な評価方式を先に提案し、出願した（特願２００２−３４６９８１号、特願２００２−３４６８３１号）。
該新規な評価方式によると、定量的に、精度良く、個人差がなく評価でき、また、短時間でトナー層をそのまま測定でき、製造ラインの中にも導入できるので、トナー搬送性が良好で、高画質が得られるトナーを安定して生産できる利点を有するものである。
【０００５】
【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
【非特許文献１】
Satoh M. :J., Soc. Powder Technol., Japan, 31, 783-788(1994)
【非特許文献２】
佐藤宗武等「化学工学論文集」Vol.22, No.6, pp.1435〜1441(1996)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、流動性の精度の高い、個人差のない評価装置を用いることにより、ドット再現性の良い高画質が得られるトナーを作製し、安定して生産できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粉体の流動性を、予め圧密した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静電荷現像用トナーに関するものである。
【０００８】
本発明の粉体の流動性評価装置は、予め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り、本発明者等の先述した既に提案した内容を、上記課題を解決すべく改良したものである。
【０００９】
改良技術である第一の発明は、トナー層中に回転しながら侵入する円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって容器にかかる荷重を検出するロードセルおよび円錐ロータあるいは容器を上下移動させる昇降機を少なくとも具備する粉体の流動性評価装置に、さらに圧密前の粉体相の高さを測定する手段を備え付けたものであって、圧密前の粉体相高さを計測して、その高さ情報により圧密条件を制御して圧密した後、その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。
【００１０】
改良技術である第二の発明は、トナー層中に回転しながら侵入する円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって容器にかかる荷重を検出するロードセルおよび円錐ロータあるいは容器を上下移動させる昇降機を少なくとも具備する粉体の流動性評価装置に、さらに圧密時に容器が移動しないように位置決め手段が備え付けられており、精度良く任意の荷重を印加したピストンにより粉体相を圧密し、圧密状態を制御して圧密した後、その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。
【００１１】
これらの第一と第二の発明おける円錐ロータの形状としては、特に限定的でないが、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、充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。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。
この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。一例を図３に示す。これは、円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形状をしている。
この場合、円錐ロータ材質面と粉体粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなる。ほとんどが溝に入り込んだ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、そのために測定条件として以下のようなものが好ましいことを確認した。
・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より小さい場合には、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。
また、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】
第一の発明の装置は、図１に示されるように、圧密前高さ計測ゾーン、圧密ゾーンおよび測定ゾーンから成る。
圧密前高さ計測ゾーンは、粉体を入れる容器、その容器を上下させる昇降ステージ、レーザを用いた高さ計測手段、加振器等から構成される。なお、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
本構成では、粉体を入れた試料容器を上昇させ、粉体表面にレーザ照射を行ない、その反射光情報により、基準高さからの変化量を測定する。この高さ情報は図２に示すようにパソコンに取込み、次のステップでの圧密工程での圧密条件に反映させ、圧密を精度良く行なう。また、試料容器の下部にある加振器を用いて、圧密前粉体相高さを測定する前に粉体相を均一化して、圧密前粉体相高さを測定しても良い。
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、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におもりが支持板より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。
その後、粉体を入れた容器が載せてある昇降ステージを下げて、ピストンを粉体表面から離す。ピストンが粉体相表面に近づいて、接触する際の衝撃を和らげるために、予め測定した圧密前粉体相高さ情報を用いて、接触する前に容器の上昇スピードを落とす（ピストンの粉体相表面への衝突速度を低下させる）ようにする。
ピストンが粉体相表面に接触する手前１〜１０ｍｍの範囲でスピードを落とすようにした方が良い。ピストンと粉体相表面との距離が１ｍｍ未満だと粉体表面からの粉体漏れが生じ、圧密状態のバラツキが大きくなり、ピストンと粉体相表面との距離が１０ｍｍより大きくなると、圧密時間が長くなり、短時間での測定ができなくなる。
【００１５】
測定ゾーンは、図１のように、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。
【００１６】
円錐ロータの形は、図３に示されるように頂角が２０〜１５０°のものが良い。
円錐ロータの長さは、円錐ロータ部分が充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、図４に示されるように、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。
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めの（直径）サイズを選択する必要がある。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
第一の発明の装置を用いて行なう測定は、容器に粉体を一定量投入し、本装置にセットする。
その後、圧密前高さ計測ゾーンにて昇降ステージを上昇させ、粉体表面にレーザを照射し、粉体相の高さを測定する。粉体相の高さを測る方法としては、色々あるが一例として三角測量を用いる方法がある。
本方式は粉体表面にレーザ照射を行ない、粉体表面からの拡散反射光の位置を検出して変位量を調べる方法で、レーザ照射面の高さ位置が変化するにつれて拡散反射光の位置も変化することを利用したもので、受光部に詳細な位置変化が検出できるＣＣＤ等を用いて行なう。高さの検出精度としては、０．１ｍｍ以下の精度が必要である。
また、圧密前粉体相高さを計測する前に、容器の下にある加振器により粉体相を均一化し、圧密前粉体相の高さを測定しても良い。計測後は、容器を下げ、元の位置に戻す。圧密前粉体相高さ情報はパソコンに取込み、次ステップでの圧密工程での圧密条件に反映させる。
その後、圧密前粉体高さを測定した粉体の入った容器を圧密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、圧密前高さ計測ゾーンから圧密ゾーンに移動させても良い。その後、圧密ゾーンにて圧密前粉体高さにて制御した条件で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。その際、圧密後の粉体相高さと粉体相の重量から圧密状態を評価する。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し、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。我々の実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。
【００２０】
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。
▲１▼容器に粉体を充填する。
▲２▼圧密前の粉体相の高さを測定する。
▲３▼圧密を行ない、圧密状態を評価する。
▲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。
【００２１】
また、別な方法としては圧密状態を評価した粉体相に、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、我々の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。
【００２２】
次に、第二の発明の装置について説明する。
図５に示されるように、第二の発明の装置は、圧密ゾーンおよび測定ゾーンから成るが、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
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、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におもりが支持板より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。その後、粉体を入れた容器が載せてある昇降ステージを下げて、ピストンを粉体表面から離す。ピストンが容器の中に入り、粉体相表面に近づいて、接触して粉体相を圧密する際にピストンが容器の側面に衝突せずスムーズに移動するために、予め容器の位置決めができる手段を設けた。
図６にその一例を示すが、昇降ステージの一部に凸部を設け、その凸部に対応する容器の底の部分に凹部を設けた。その凹凸部は逆（昇降ステージの方が凹部で、容器の底の部分が凸部）であっても良いし、一部ではなく、多数存在しても良い。当然、昇降ステージの凸部に容器の凹部を合わせて固定するだけで、容器とピストンとが衝突しないでスムーズに移動できるような位置で、それぞれの凹凸部を設ける必要がある。
図６では、容器の底の中心部に凹部を設け、それに対応する昇降ステージの部分に凸部を設けた。また、圧密時の粉体の漏れ等が生じないように、本容器位置決め手段を用いて圧密したとき、圧密を行なうピストンと容器側面との距離が１〜１０００μｍの範囲であるようにした。
圧密時の圧密を行なうピストンと容器側面との距離が１μｍより小さい場合には、ピストンと容器との摩擦成分が増加し、圧密がスムーズに行なわれなくなり、圧密時の圧密を行なうピストンと容器側面との距離が１０００μｍより大きくなるとピストンと容器との間から粉体が漏れて均一な圧密ができなくなる。
【００２３】
第二の発明の、図５に示される測定ゾーンについては、その内容が上述した第一の発明の場合と同じであるので、説明を省略する。
【００２４】
第二の発明に用いられる円錐ロータとトルクメータについては、第一の発明に用いられるものと条件は同じである。
また、第二の発明に用いられる容器は、第一の発明に用いられるものと多少異なり、材質は限定的ではないが、加工しやすい材質のものが適している。
容器材質の硬度に関しては、ピストンとの摩擦の関係があり、容器材質の硬度をピストン材質の硬度より大きくした方が良い。これは、ピストンや粉体との摩擦により容器の内側に傷が発生し、安定した圧密ができなくなるのを防止するためである。容器は粉体を入れて上下方向等へ移動させるため、軽い材質のものが良い。
これらの関係から、容器の材質としてはＡｌを用い、その表面にアルマイト処理を行なったものが適している。ピストン材質としては、Ａｌ，Ｃｕ，黄銅等が適している。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。
【００２５】
また、容器内側の表面粗さの振幅は、圧密時のピストンとの摺動性等の関係から０．０１〜１００μｍの範囲であるようにした方が良い。容器内側の表面粗さの振幅が０．０１μｍより小さい場合、ピストンと密着しやすくなり圧密するのに時間がかかるようになり、容器内側の表面粗さの振幅が１００μｍより大きい場合、圧密時に粉体の漏れが発生しやすくなり問題となる。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。
【００２６】
第二の発明の装置を用いて行なう測定は、容器に粉体を一定量投入し、圧密ゾーンの昇降ステージの位置決め手段を用いて容器を本装置にセットして行なわれる。
その後、圧密ゾーンにてコントロールされた条件で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。その際、圧密後の粉体相高さと粉体相の重量から圧密状態を評価する。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圧密後の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。我々の実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。
【００２７】
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。
▲１▼容器に粉体を充填する。
▲２▼粉体の入った容器を位置決め手段を用いて、装置にセットする。
▲３▼圧密を行ない、圧密状態を評価する。
▲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。
【００２８】
また、別の測定法としては、図５に示されるように、粉体相を圧密前に加振器により振動を与えて安定化させ、その安定化した粉体相にピストンを押し当て、圧密状態を作り出す。
その圧密した粉体相中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を評価した粉体相に、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。
【００２９】
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、我々の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。
【００３０】
第一および第二の発明のそれぞれの評価装置に用いられるトナーとしては、高画質画像を実現するために、トナーの重量平均粒径が４〜１０μｍであることが好ましく、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。
【００３１】
本発明のトナーはキャリアと組み合わせた現像剤として用いる場合には、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
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。
【００３５】
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。
【００３６】
本発明で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
これらは１種または２種以上を使用することができる。
【００３７】
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００３８】
本発明のトナーには、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。
【００３９】
また、本発明におけるトナーには、定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。
離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００４０】
離型剤等の分散性を向上させるなどの目的のために、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合した物でも良い。
【００４１】
樹脂は、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。
【００４２】
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。
【００４３】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法、重合法（懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等）等があるが、これらの作製法に限るものではない。
【００４４】
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、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。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、圧密前トナー粉体相の高さ測定を行なった後、トナー粉体相を圧密し、トルク、荷重測定を行なう。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、精度の高い測定ができることにある。
▲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。
【００４７】
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。
【００４８】
トナー粉体相中での円錐ロータの移動時のトルク、荷重特性は、粉体の流動性と密接な関係があり、粉体の流動性が良い場合には１個１個の粉体粒子間の付着力が小さいために動きやすく、その粉体相内で円錐ロータを動かしてもトルクは小さく、荷重変化も小さい。しかし、逆に粉体の流動性が悪い場合には、１個１個の粉体粒子間の付着力が大きいために動きにくく、その粉体相内で円錐ロータを移動した場合には円錐ロータにかかるトルクは大きくなり、下方向へ働く力（荷重）も大きくなる。
そのため、本発明の評価法では、以下のような関係で流動性を評価できる。
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。
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。
【００４９】
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。
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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でき、ドット再現性の良い現像が可能となる。
【００５７】
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充分可能であり、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
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。
【００６１】
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、例えばポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂粉末、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。
【００６２】
【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、以下の配合における部数は全て重量部である。
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。
トナーの流動性については、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。
第一の装置を用いる場合には、トナーを予め圧密前トナー相高さを測定し、そのデータを下に（ピストンと圧密前トナー相高さとの距離が５ｍｍのところで容器の上昇速度を低下させた。）圧密状態にして、空間率を測定した後、トルク、荷重を評価し、第二の装置を用いる場合には、トナーを予め容器位置決め手段を用いた圧密ゾーンにて圧密状態にして、空間率を測定した後、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。
・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
【００６３】
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。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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク４であった。
【００６４】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク４であった。
【００６５】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク５であった。
【００６６】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク５であった。
【００６７】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク５であった。
【００６８】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク３であった。
【００６９】
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。
【００７０】
＜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。
イオン交換水 ７０６部
ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液
（日本化学工業（株）製スーパタイト１０） ２９４部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム ０．２部
ビーカー内に上記原材料を入れ均一に溶解した。その後６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。ついでこの混合液を攪拌棒および温度計付のフラスコに移し、３０℃まで昇温して減圧下で溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク４であった。
【００７１】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７２】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７３】
比較例２
実施例６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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク３であった。
【００７４】
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充分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃回転数１１０ｒｐｍ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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク４であった。
【００７５】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７６】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７７】
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。
トナーを作製した後、第一の評価装置により圧密前トナー高さを測定後、圧密し、圧密状態（空間率）および流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク３であった。
【００７８】
【表１】
【００７９】
【表２】
【００８０】
表１および表２に示される結果から分かるように、トナー粉体相の本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、本評価法によりドット再現性を評価できることが分かる。
また、図９のトルクとドット再現性との関係を表わすグラフ、および図１０の荷重とドット再現性との関係を表わすグラフから分かるように、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。
【００８１】
【発明の効果】
粉体の流動性を、本評価装置を用いて圧密前トナー高さを計測して最適な圧密条件で圧密し、圧密状態を評価した後、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】本発明の第一の粉体流動性評価装置の構成例の概念図である。
【図２】本発明の第一の粉体流動性評価装置における圧密前高さ計測部の構成例を示す図である。
【図３】円錐ロータの形の一例を示す図である。
【図４】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）を示す図である。
【図５】本発明の第二の粉体流動性評価装置の構成例の概念図である。。
【図６】本発明の第二の粉体流動性評価装置における圧密前高さ計測部の構成例を示す図である。
【図７】本評価装置を用いたトナー製造装置の例を示す概略図である。
【図８】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。
【図９】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図である。
【図１０】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である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法における１成分現像または２成分現像に用いる静電荷現像用トナーの流動性評価装置およびその静電荷現像用トナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、従来より細かい作製時の制御が必要となってきている。特に、トナーの流動性はドット再現性の他に種々の画像品質に影響を与えるため、評価の面では個人差のない、精度の高い評価法が必要とされている。
また、トナーの作製法が粉砕方式から重合法等の他の方式に変化したとき、製造条件に対しての流動特性の変化が大きく、粉砕方式の場合に比較して、細かい作製時のコントロールおよび評価が必要となっている。
【０００３】
電子写真法における静電荷現像用トナーの流動性を評価する方法としては、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方法（例えば、特許文献１参照。）、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方法（例えば、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（例えば、特許文献３参照。）がある。
しかしながら、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できなかった。
このような技術に関し、学術的に種々検討されている（例えば、非特許文献１、２参照）。
【０００４】
本発明者等は、このような問題に対して、粉体、特にトナーの流動性をトナー粉体層に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー粉体層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って評価し、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価することができる新規な評価方式を先に提案し、出願した（特願２００２−３４６９８１号、特願２００２−３４６８３１号）。
該新規な評価方式によると、定量的に、精度良く、個人差がなく評価でき、また、短時間でトナー層をそのまま測定でき、製造ラインの中にも導入できるので、トナー搬送性が良好で、高画質が得られるトナーを安定して生産できる利点を有するものである。
【０００５】
【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
【非特許文献１】
Satoh M. :J., Soc. Powder Technol., Japan, 31, 783-788(1994)
【非特許文献２】
佐藤宗武等「化学工学論文集」Vol.22, No.6, pp.1435〜1441(1996)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、流動性の精度の高い、個人差のない評価装置を用いることにより、ドット再現性の良い高画質が得られるトナーを作製し、安定して生産できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粉体の流動性を、予め圧密した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静電荷現像用トナーに関するものである。
【０００８】
本発明の粉体の流動性評価装置は、予め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り、本発明者等の先述した既に提案した内容を、上記課題を解決すべく改良したものである。
【０００９】
改良技術である第一の発明は、トナー層中に回転しながら侵入する円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって容器にかかる荷重を検出するロードセルおよび円錐ロータあるいは容器を上下移動させる昇降機を少なくとも具備する粉体の流動性評価装置に、さらに圧密前の粉体相の高さを測定する手段を備え付けたものであって、圧密前の粉体相高さを計測して、その高さ情報により圧密条件を制御して圧密した後、その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。
【００１０】
改良技術である第二の発明は、トナー層中に回転しながら侵入する円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって容器にかかる荷重を検出するロードセルおよび円錐ロータあるいは容器を上下移動させる昇降機を少なくとも具備する粉体の流動性評価装置に、さらに圧密時に容器が移動しないように位置決め手段が備え付けられており、精度良く任意の荷重を印加したピストンにより粉体相を圧密し、圧密状態を制御して圧密した後、その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。
【００１１】
これらの第一と第二の発明おける円錐ロータの形状としては、特に限定的でないが、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、充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。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。
この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。一例を図３に示す。これは、円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形状をしている。
この場合、円錐ロータ材質面と粉体粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなる。ほとんどが溝に入り込んだ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、そのために測定条件として以下のようなものが好ましいことを確認した。
・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より小さい場合には、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。
また、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】
第一の発明の装置は、図１に示されるように、圧密前高さ計測ゾーン、圧密ゾーンおよび測定ゾーンから成る。
圧密前高さ計測ゾーンは、粉体を入れる容器、その容器を上下させる昇降ステージ、レーザを用いた高さ計測手段、加振器等から構成される。なお、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
本構成では、粉体を入れた試料容器を上昇させ、粉体表面にレーザ照射を行ない、その反射光情報により、基準高さからの変化量を測定する。この高さ情報は図２に示すようにパソコンに取込み、次のステップでの圧密工程での圧密条件に反映させ、圧密を精度良く行なう。また、試料容器の下部にある加振器を用いて、圧密前粉体相高さを測定する前に粉体相を均一化して、圧密前粉体相高さを測定しても良い。
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、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におもりが支持板より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。
その後、粉体を入れた容器が載せてある昇降ステージを下げて、ピストンを粉体表面から離す。ピストンが粉体相表面に近づいて、接触する際の衝撃を和らげるために、予め測定した圧密前粉体相高さ情報を用いて、接触する前に容器の上昇スピードを落とす（ピストンの粉体相表面への衝突速度を低下させる）ようにする。
ピストンが粉体相表面に接触する手前１〜１０ｍｍの範囲でスピードを落とすようにした方が良い。ピストンと粉体相表面との距離が１ｍｍ未満だと粉体表面からの粉体漏れが生じ、圧密状態のバラツキが大きくなり、ピストンと粉体相表面との距離が１０ｍｍより大きくなると、圧密時間が長くなり、短時間での測定ができなくなる。
【００１５】
測定ゾーンは、図１のように、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。
【００１６】
円錐ロータの形は、図３に示されるように頂角が２０〜１５０°のものが良い。
円錐ロータの長さは、円錐ロータ部分が充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、図４に示されるように、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。
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めの（直径）サイズを選択する必要がある。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
第一の発明の装置を用いて行なう測定は、容器に粉体を一定量投入し、本装置にセットする。
その後、圧密前高さ計測ゾーンにて昇降ステージを上昇させ、粉体表面にレーザを照射し、粉体相の高さを測定する。粉体相の高さを測る方法としては、色々あるが一例として三角測量を用いる方法がある。
本方式は粉体表面にレーザ照射を行ない、粉体表面からの拡散反射光の位置を検出して変位量を調べる方法で、レーザ照射面の高さ位置が変化するにつれて拡散反射光の位置も変化することを利用したもので、受光部に詳細な位置変化が検出できるＣＣＤ等を用いて行なう。高さの検出精度としては、０．１ｍｍ以下の精度が必要である。
また、圧密前粉体相高さを計測する前に、容器の下にある加振器により粉体相を均一化し、圧密前粉体相の高さを測定しても良い。計測後は、容器を下げ、元の位置に戻す。圧密前粉体相高さ情報はパソコンに取込み、次ステップでの圧密工程での圧密条件に反映させる。
その後、圧密前粉体高さを測定した粉体の入った容器を圧密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、圧密前高さ計測ゾーンから圧密ゾーンに移動させても良い。その後、圧密ゾーンにて圧密前粉体高さにて制御した条件で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。その際、圧密後の粉体相高さと粉体相の重量から圧密状態を評価する。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し、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。我々の実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。
【００２０】
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。
▲１▼容器に粉体を充填する。
▲２▼圧密前の粉体相の高さを測定する。
▲３▼圧密を行ない、圧密状態を評価する。
▲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。
【００２１】
また、別な方法としては圧密状態を評価した粉体相に、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、我々の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。
【００２２】
次に、第二の発明の装置について説明する。
図５に示されるように、第二の発明の装置は、圧密ゾーンおよび測定ゾーンから成るが、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
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、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におもりが支持板より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。その後、粉体を入れた容器が載せてある昇降ステージを下げて、ピストンを粉体表面から離す。ピストンが容器の中に入り、粉体相表面に近づいて、接触して粉体相を圧密する際にピストンが容器の側面に衝突せずスムーズに移動するために、予め容器の位置決めができる手段を設けた。
図６にその一例を示すが、昇降ステージの一部に凸部を設け、その凸部に対応する容器の底の部分に凹部を設けた。その凹凸部は逆（昇降ステージの方が凹部で、容器の底の部分が凸部）であっても良いし、一部ではなく、多数存在しても良い。当然、昇降ステージの凸部に容器の凹部を合わせて固定するだけで、容器とピストンとが衝突しないでスムーズに移動できるような位置で、それぞれの凹凸部を設ける必要がある。
図６では、容器の底の中心部に凹部を設け、それに対応する昇降ステージの部分に凸部を設けた。また、圧密時の粉体の漏れ等が生じないように、本容器位置決め手段を用いて圧密したとき、圧密を行なうピストンと容器側面との距離が１〜１０００μｍの範囲であるようにした。
圧密時の圧密を行なうピストンと容器側面との距離が１μｍより小さい場合には、ピストンと容器との摩擦成分が増加し、圧密がスムーズに行なわれなくなり、圧密時の圧密を行なうピストンと容器側面との距離が１０００μｍより大きくなるとピストンと容器との間から粉体が漏れて均一な圧密ができなくなる。
【００２３】
第二の発明の、図５に示される測定ゾーンについては、その内容が上述した第一の発明の場合と同じであるので、説明を省略する。
【００２４】
第二の発明に用いられる円錐ロータとトルクメータについては、第一の発明に用いられるものと条件は同じである。
また、第二の発明に用いられる容器は、第一の発明に用いられるものと多少異なり、材質は限定的ではないが、加工しやすい材質のものが適している。
容器材質の硬度に関しては、ピストンとの摩擦の関係があり、容器材質の硬度をピストン材質の硬度より大きくした方が良い。これは、ピストンや粉体との摩擦により容器の内側に傷が発生し、安定した圧密ができなくなるのを防止するためである。容器は粉体を入れて上下方向等へ移動させるため、軽い材質のものが良い。
これらの関係から、容器の材質としてはＡｌを用い、その表面にアルマイト処理を行なったものが適している。ピストン材質としては、Ａｌ，Ｃｕ，黄銅等が適している。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。
【００２５】
また、容器内側の表面粗さの振幅は、圧密時のピストンとの摺動性等の関係から０．０１〜１００μｍの範囲であるようにした方が良い。容器内側の表面粗さの振幅が０．０１μｍより小さい場合、ピストンと密着しやすくなり圧密するのに時間がかかるようになり、容器内側の表面粗さの振幅が１００μｍより大きい場合、圧密時に粉体の漏れが発生しやすくなり問題となる。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。
【００２６】
第二の発明の装置を用いて行なう測定は、容器に粉体を一定量投入し、圧密ゾーンの昇降ステージの位置決め手段を用いて容器を本装置にセットして行なわれる。
その後、圧密ゾーンにてコントロールされた条件で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。その際、圧密後の粉体相高さと粉体相の重量から圧密状態を評価する。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圧密後の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。我々の実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。
【００２７】
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。
▲１▼容器に粉体を充填する。
▲２▼粉体の入った容器を位置決め手段を用いて、装置にセットする。
▲３▼圧密を行ない、圧密状態を評価する。
▲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。
【００２８】
また、別の測定法としては、図５に示されるように、粉体相を圧密前に加振器により振動を与えて安定化させ、その安定化した粉体相にピストンを押し当て、圧密状態を作り出す。
その圧密した粉体相中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を評価した粉体相に、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。
【００２９】
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、我々の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。
【００３０】
第一および第二の発明のそれぞれの評価装置に用いられるトナーとしては、高画質画像を実現するために、トナーの重量平均粒径が４〜１０μｍであることが好ましく、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。
【００３１】
本発明のトナーはキャリアと組み合わせた現像剤として用いる場合には、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
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。
【００３５】
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。
【００３６】
本発明で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
これらは１種または２種以上を使用することができる。
【００３７】
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００３８】
本発明のトナーには、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。
【００３９】
また、本発明におけるトナーには、定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。
離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００４０】
離型剤等の分散性を向上させるなどの目的のために、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合した物でも良い。
【００４１】
樹脂は、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。
【００４２】
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。
【００４３】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法、重合法（懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等）等があるが、これらの作製法に限るものではない。
【００４４】
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、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。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、圧密前トナー粉体相の高さ測定を行なった後、トナー粉体相を圧密し、トルク、荷重測定を行なう。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、精度の高い測定ができることにある。
▲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。
【００４７】
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。
【００４８】
トナー粉体相中での円錐ロータの移動時のトルク、荷重特性は、粉体の流動性と密接な関係があり、粉体の流動性が良い場合には１個１個の粉体粒子間の付着力が小さいために動きやすく、その粉体相内で円錐ロータを動かしてもトルクは小さく、荷重変化も小さい。しかし、逆に粉体の流動性が悪い場合には、１個１個の粉体粒子間の付着力が大きいために動きにくく、その粉体相内で円錐ロータを移動した場合には円錐ロータにかかるトルクは大きくなり、下方向へ働く力（荷重）も大きくなる。
そのため、本発明の評価法では、以下のような関係で流動性を評価できる。
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。
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。
【００４９】
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。
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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でき、ドット再現性の良い現像が可能となる。
【００５７】
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充分可能であり、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
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。
【００６１】
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、例えばポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂粉末、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。
【００６２】
【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、以下の配合における部数は全て重量部である。
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。
トナーの流動性については、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。
第一の装置を用いる場合には、トナーを予め圧密前トナー相高さを測定し、そのデータを下に（ピストンと圧密前トナー相高さとの距離が５ｍｍのところで容器の上昇速度を低下させた。）圧密状態にして、空間率を測定した後、トルク、荷重を評価し、第二の装置を用いる場合には、トナーを予め容器位置決め手段を用いた圧密ゾーンにて圧密状態にして、空間率を測定した後、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。
・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
【００６３】
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。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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク４であった。
【００６４】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク４であった。
【００６５】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク５であった。
【００６６】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク５であった。
【００６７】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク５であった。
【００６８】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク３であった。
【００６９】
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。
【００７０】
＜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。
イオン交換水 ７０６部
ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液
（日本化学工業（株）製スーパタイト１０） ２９４部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム ０．２部
ビーカー内に上記原材料を入れ均一に溶解した。その後６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。ついでこの混合液を攪拌棒および温度計付のフラスコに移し、３０℃まで昇温して減圧下で溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２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５段階評価でランク４であった。
【００７１】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７２】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７３】
比較例２
実施例６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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク３であった。
【００７４】
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充分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃回転数１１０ｒｐｍ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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク４であった。
【００７５】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７６】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク５であった。
【００７７】
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。
また、第二の評価装置によりトナーを圧密し、圧密状態（不具合点、空間率）および流動性を測定した結果、表２のようになった。
さらに、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５段階評価でランク３であった。
【００７８】
【表１】
【表２】
表１および表２に示される結果から分かるように、トナー粉体相の本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、本評価法によりドット再現性を評価できることが分かる。
また、図９のトルクとドット再現性との関係を表わすグラフ、および図１０の荷重とドット再現性との関係を表わすグラフから分かるように、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。
【００８１】
【発明の効果】
粉体の流動性を、本評価装置を用いて圧密前トナー高さを計測して最適な圧密条件で圧密し、圧密状態を評価した後、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】本発明の第一の粉体流動性評価装置の構成例の概念図である。
【図２】本発明の第一の粉体流動性評価装置における圧密前高さ計測部の構成例を示す図である。
【図３】円錐ロータの形の一例を示す図である。
【図４】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）を示す図である。
【図５】本発明の第二の粉体流動性評価装置の構成例の概念図である。。
【図６】本発明の第二の粉体流動性評価装置における圧密前高さ計測部の構成例を示す図である。
【図７】本評価装置を用いたトナー製造装置の例を示す概略図である。
【図８】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。
【図９】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図である。
【図１０】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である。
Claims (7)
- 圧密手段により圧密した粉体層中に、円錐ロータを回転させながら侵入させて、円錐ロータが粉体層中を移動する時に発生するトルクまたは荷重を測定してトナーの流動性を評価するのに用いられ、トナー層中に回転しながら侵入する円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって容器にかかる荷重を検出するロードセルおよび円錐ロータあるいは容器を上下移動させる昇降機を少なくとも具備する粉体流動性評価装置であって、圧密前の粉体相の高さを測定する手段を備え、前記圧密前の粉体相高さ計測手段により測定した圧密前の粉体相の高さを用いて、圧密時にピストンと粉体相との距離が１〜１０ｍｍの範囲でピストンの粉体相表面への衝突速度を低下させるようにしたことを特徴とする粉体流動性評価装置。
- 圧密前の粉体相の高さを計測する前に容器の下に設けた加振器により粉体相状態を安定化し、その後圧密前の粉体相高さ計測手段により圧密前の粉体相の高さを計測するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の粉体流動性評価装置。
- 圧密後の粉体相の空間率が０．４〜０．７になるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体流動性評価装置。
- 円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の粉体流動性評価装置。
- 円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の粉体流動性評価装置。
- 円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の粉体流動性評価装置。
- 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請求項１乃至６のいずれかに記載の粉体流動性評価装置。
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