JP4090024B2 - トナーの流動性評価方法、トナー、トナーの製造方法、１成分現像方法、２成分現像方法、トナーカートリッジ及びトナーの流動性評価装置 - Google Patents
トナーの流動性評価方法、トナー、トナーの製造方法、１成分現像方法、２成分現像方法、トナーカートリッジ及びトナーの流動性評価装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー粉体の流動性を評価する方法、同方法を用いてトナー搬送性、ドット再現性が良く、高画質が得られるトナー及び該流動性の評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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又は現像剤層を安定して搬送、供給することが必要である。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。
【０００３】
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及び評価が必要となっている。さらに、トナーの流動性は装置の中で機械的な付加がかかっても変化の小さい安定した状態であることが必要であるが、それを精度良く評価出来る方法がなく、新しい評価法が必要となっている。
【０００４】
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（例えば、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（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が知られている（例えば、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出来なかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２０３９４１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
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたもので、精度が高く、かつ個人差のないトナーの流動性の評価方法を開発し、該方法を用いることにより、トナーの搬送性、かつドット再現性が良く、高画質を安定して得られるトナーを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために検討を重ねた結果、少なくとも樹脂と顔料からなるトナーの流動性を、トナー粉体相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評価する方法において、前記トナー粉体相の圧密状態を変化させてトルク又は荷重を、複数段階で測定し、圧密状態より定まるトナーの空間率とトルク又は荷重との特性を傾きにより評価することにより、精度が高く、個人差がないトナーの流動性の評価ができることを発見し本発明に至った。
本発明によれば、下記（１）〜（８）が提供される。
（１）少なくとも樹脂と顔料からなるトナーの流動性を、トナー粉体相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評価する方法において、前記トナー粉体相の圧密状態を変化させてトルク又は荷重を、複数段階で測定し、圧密状態より定まるトナーの空間率とトルク又は荷重との特性を傾きにより評価することを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【０００８】
（２）上記（１）記載のトナーの流動性評価方法において、上記トナー粉体相を予め上部から加圧することにより圧密状態にした後、前記円錐ロータを回転させながら侵入させることを特徴するトナーの流動性評価方法。
【００１０】
（３）上記（１）または（２）に記載のトナーの流動性評価方法において、トナー粉体相の空間率が０．４〜０．７の範囲で、かつ少なくとも２つの空間率においてトナーの流動性を評価することを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【００１１】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【００１２】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【００１３】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることを特徴とするトナーの流動性測定方法。
【００１４】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、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トナーの流動性評価方法。
【００２２】
（８）上記（１）〜（７）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法を用いて、製造過程で評価を行い、該評価に基づいてトナーを製造することを特徴とするトナー製造方法。
【００３０】
上記のように、本発明では、トナーの流動性をトナー粉体相に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー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とき、トナーの圧密状態を変化させて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、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価出来るようにした。本法ではトナーの圧密状態を変化させて、トルク又は荷重を測定するため、トナー間の違いを正確に評価出来る。また、本法は、短時間でトナー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、高画質が得られるトナーを安定して生産できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のトナー流動性評価方法は、予め圧密状態を変化させ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トナー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、その圧密状態とトルクや荷重との関係により流動性を評価するものである。
【００３２】
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°より小さいとトナー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、トナー粉体相を押さえつける方向の力が大きくなり、トナー粒子の変形が生じやすくなり、トナー流動性の評価には適していない。円錐ロータの長さは、トナー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。
【００３３】
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トナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー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トナー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トナー粒子が入り込んできて、その入り込んだトナー粒子と周りのトナー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トナー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２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トナー粒子との接触は、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トナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。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、黄銅等がある。
【００３４】
トナー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。本測定では測定の精度を上げるために、トナー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
【００３５】
円錐ロータの回転数が０．１ｒｐｍより小さい場合はトナー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。一方１００ｒｐｍより大きい場合はトナー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より遅い場合はトナー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。一方１５０ｍｍ／ｍｉｎより速い場合はトナー粉体相が圧密状態になりやすく、トナー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。
【００３６】
トルクや荷重を測定する前に予め設定する圧密状態は、粉体相に一定の荷重のかかっているピストンを押付けて作り出し、ピストンにかかる荷重や押付けている時間等を変化させて違う圧密状態を作りだす。また、振動を与えて、異なる圧密状態を作りだしても良い。
【００３７】
装置構成は図１のようであり、圧密ゾーンと測定ゾーンから成る。圧密ゾーンは、粉体を入れる容器１、その容器を上下させる昇降ステージ２、圧密させるピストン３、そのピストンに荷重を加えるおもり４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１を上昇させ、圧密用のピストン３に接触させ、さらに上昇させてピストンにおもり４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１が載せてある昇降ステージ２を下げて、ピストン３を粉体表面から離す。
【００３８】
ピストン３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。
【００３９】
測定ゾーンは図１のようであり、粉体を入れた容器１を上下させる昇降ステージ、該ステージに配置し荷重を測定するロードセル５、粉体のトルクを測定するトルクメータ６、該トルクメータ６にシャフトを介して取り付け、粉体相に回転しながら侵入させる円錐ロータ７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。
【００４０】
円錐ロータ７をシャフト８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１を置くようにし、容器１を上げることにより、容器の中央に円錐ロータ７が回転しながら侵入してくるようにする。円錐ロータ７にかかるトルクは上部にあるトルクメータ６により検出し、粉体の入った容器１にかかる荷重は容器の下にあるロードセル５で検出する。円錐ロータ７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。
【００４１】
円錐ロータ７の形は、前述したように頂角が２０〜１５０°のものが良い（図２参照）。円錐ロータ７の長さは、円錐ロータ部分が十分トナー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７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７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３参照）。
【００４２】
容器１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１のサイズは重要であり、円錐ロータ７が回転しながら侵入するときに容器１の壁の影響がでないように円錐ロータ７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】
トルクメータ６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５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。
【００４４】
測定は、容器１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、圧密した粉体の入った容器１を測定ゾーンの昇降ステージに載置する。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７を回転させながら試料容器１中の圧密した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。
【００４５】
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１にトナーを充填する。
▲２▼トナー粉体相を加圧して、圧密状態を作り出す。
▲３▼円錐ロータ７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７がトナー粉体相表面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７を引抜く動作を開始する。
▲６▼円錐ロータ７の先端がトナー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▼〜▲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。
【００４６】
また、別の測定法としては、粉体相を圧密前に加振器９（図１参照）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３を押し当て、圧密状態を作り出す。その圧密した粉体相に回転させながら円錐ロータ７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７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。
さらに、別な方法としては圧密状態の粉体相に、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。
【００４７】
粉体の流動性は、粉体相の圧密状態により大きく変化するため、その圧密状態と流動特性との関係を評価する必要がある。そこで、本発明の評価方法ではトナー粉体相の圧密状態を変化させてトルクや荷重を測定することを特徴とする。そのため、ピストン３に加える荷重をオモリ４等により変化させ、圧密状態の異なるトナー粉体相を作りだし、そのトナー粉体相に円錐ロータ７を侵入させ、トルクや荷重を測定する。つまり、上記▲１▼〜▲６▼の操作をピストンにかかる荷重を変化させて行なう。圧密状態は、一般的に空間率の変化として評価できる。（粉体工学ハンドブック参照。）
【００４８】
以上から本発明のトナー流動性評価方法では、トナー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。トナー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、０．４〜０．７５であった。０．７５より大きい場合にはトナーが飛散し、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。
【００４９】
本発明のトナー流動性評価方法では、空間率に対するトルクや荷重の変化を調べ、流動性そのものの評価の他に、流動性の安定性、余裕度等を評価する。
【００５０】
本発明に係るトナーは、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。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。
【００５１】
該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。
【００５２】
トナー及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、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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又は低級アルコールのエステル等。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
トナーに用いる顔料としては以下のものが挙げられる。
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
これら顔料は１種又は２種以上を混合して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。
【００６７】
本発明に係るトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）してある。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。
【００６８】
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシン及び四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００６９】
また、本発明に係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、モンタンワックス及びその誘導体、パラフィンワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。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。
【００７２】
この混合工程後のトナー粒子の流動性を本発明のトナー流動性評価方法を用いて評価する。この場合、抜き取り検査で、試料を試料容器１に入れ、その試料容器１を直接図１に示す評価装置の試料台に載せ測定を行なう。圧密状態を変化させて、円錐ロータ７の回転数は０．１〜１００ｒｐｍとし、円錐ロータ７の侵入速度は０．５〜１００ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は、円錐ロータ７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７を引抜き、元の初期位置に戻す。この円錐ロータ７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。
【００７３】
本発明のトナー流動性評価方法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。
【００７４】
また、本発明のトナー流動性評価方法で測定した空間率に対する測定値（トルク、荷重）の変化とトナー流動性の安定性とは以下のような関係になる。
・空間率―トルク特性の傾きが小さい場合、流動性の安定性が良い。
・空間率―トルク特性の傾きが大きい場合、流動性の安定性が悪い。
・空間率―荷重特性の傾きが小さい場合、流動性の安定性が良い。
・空間率―荷重特性の傾きが大きい場合、流動性の安定性が悪い。
【００７５】
円錐ロータ７を用いた本発明の評価方法の特徴は、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。
【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等でできた容器になっており、そのまま本発明の評価方法にて測定する。又は、その容器を近くの別の場所にある本発明による評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて本評価方法にて測定する。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評価装置として使うことも可能である。
【００７７】
前述の通り本発明の評価方法でのトルク、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、本発明の評価方法で測定した値は、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。
【００７８】
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、本発明の評価方法では、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。
【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。
【００８０】
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。
【００８１】
そこで、トナーの流動性を円錐ロータを用いた本発明の評価方法により評価し、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。
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り、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ことが分かった。
【００８２】
また、トナーの流動性の安定性を円錐ロータを用いた本発明の評価方法により評価し、ランニング時の現像部のトナー搬送性との関係を調べた結果、非常に強い相関関係が存在し、空間率−トルク特性の傾きや空間率−荷重特性の傾きが小さいときランニング時のトナー現像部のトナー搬送性は良好で、ブロッキング等の問題は生じなかった。
その結果から、流動性が安定したトナーは、以下のような空間率−トルク特性、空間率−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）の空間率−トルク特性の傾きの値が−３３〜０ｍＮｍ／εである。（ε：空間率）
▲２▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−荷重特性の傾きの値が−３５〜０Ｎ／εである。（ε：空間率）
【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、粉砕法以外の方法も考えられ、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。例えば本発明に係るトナーは、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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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）、自動乳鉢などが挙げられる。
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。
【００８８】
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２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２成分現像剤とする。
【００８９】
また、本発明に係る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こともできる。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等がある。また、本発明に係るトナーを用いた現像時にＡＣバイアス電圧成分を印加すると、現像効率が向上し、画像特性が向上する。
【００９０】
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、本発明に係るトナーを用いることができる。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。しかし本発明に係るトナーを用いると、ドクター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。（図７参照。）
【００９１】
本発明に係る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。また、本発明によるトナーは、現像部手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるようにしたプロセスカートリッジ等にも使用可能である。
【００９２】
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。
【００９３】
２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。
【００９４】
また、前述したように本発明に係るトナー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。この無機微粉体の平均粒径は２０〜２００ｎｍが適している。２０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着又は固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は２０〜２００ｎｍの小さい粒径のものが最適である。２０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。電荷制御剤としては、ニグロシン及び四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等があり、２種類以上組み合わせたりしても良い。
【００９９】
また、本発明に係る現像剤には、実質的に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（Ｒ）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、本発明の評価方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。
【０１００】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量部を表す。
【０１０１】
以下の実施例は、トナー組成、トナー作製法及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、円錐ロータが侵入時の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。圧密状態は、ピストン荷重を変化して、３つの異なる空間率状態を作り出した。
・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：１０ｍｍ／ｍｉｎ
【０１０２】
（実施例１）
樹脂 ポリエステル樹脂 １００部
着色剤 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） ３．５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１００℃混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。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 ８５０ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【０１０３】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化させて流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、表１の結果（空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性）を図４及び図５にグラフにして示した。また、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１５ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３．３１Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１０４】
（比較例１）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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 ０．１部
混合回転数 ７００ｒｐｍ
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、本評価法により圧密状態を３段階変化させて流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
また、表１の結果（空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性）を図４及び図５にグラフにして示した。また、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１３１．１ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３９．４Ｎ／ε
さらに、得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１０７】
（比較例２）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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 ０．５部
混合回転数 ７００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【０１０８】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化させて流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−３４．２ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３７．１Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１０９】
（実施例２）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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 ０．８部
混合回転数 ８００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【０１１０】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−２５．３ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３３．４Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１１】
（実施例３）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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。
【０１１２】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１３．９ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−５．２５Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１６．３ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−６．９Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１５】
（実施例５）
トナーバインダーの合成
冷却管、攪拌機及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部及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Ｉ ２６７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Ｉ ２００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。
【０１１６】
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） ５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及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６．２μｍ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。
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。
【０１１７】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１７．６ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−７．１Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１８】
（比較例３）
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．２μｍ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 ０．５部
混合回転数 １０００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 Ｑミキサー
【０１１９】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−５５．８ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３６．５Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２０】
（実施例６）
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．２μｍ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。
【０１２１】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−２４．５ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−１１．２Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２２】
（実施例７）
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．２μｍ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。
【０１２３】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１８．１ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−８．７Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２４】
（実施例８）
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１００℃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。
【０１２５】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−３１．７ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−２１．２Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２６】
（実施例９）
実施例８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。
【０１２７】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−２３．３ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−１２．７Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２８】
（実施例１０）
実施例８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。
【０１２９】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１８．４ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−１０．２Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
図４、図５から、本評価法を用いて測定した空間率−トルク特性や空間率−荷重特性は直線関係になることが分かる。そのため、この特性の傾きによりトナーの流動性の安定性を評価することができる。
また、表２の結果から、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及びランニング時のトナー搬送性との間には強い相関関係が存在し、以下の条件を満足するときにドット再現性及びトナー搬送性が良くなることが分かる。
▲１▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−トルク特性の傾きの値が−３３〜０ｍＮｍ／ε（ε：空間率）
▲２▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−荷重特性の傾きの値が−３５〜０Ｎ／ε（ε：空間率）
すなわち、円錐ロータ侵入時〔２０ｍｍ侵入時〕の空間率−トルク特性の傾きの絶対値が３３より大きくなるとランニング時に現像部でトナーブロッキングが生じた。また、円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−トルク特性の傾きの絶対値が３５より大きくなるとランニング時に現像部でトナーブロッキングが生じた。
【０１３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１のトナーの流動性評価方法によれば、トナー粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、トルク又は荷重を測定する際、トナー粉体相の圧密状態を変化させて測定することから、粉体の圧密状態と流動性との関係を評価することができ、粉体の流動性を精度良く、かつ個人差の無い測定を行うことができる。さらに、これによりトナーの搬送性が良く、高画質の得られるトナー条件を精度良く規定し、トナーの搬送性が良く、高画質の得られるトナーを安定して生産することができる。
【０１３３】
請求項２のトナーの流動性評価方法によれば、上記トナー粉体相を予め上部から加圧することにより圧密状態にすることから、均質な圧密状態を形成することができ、粉体の流動性を精度良く測定することができる。
【０１３５】
請求項３のトナーの流動性評価方法によれば、トナー粉体相の空隙率が０．４〜０．７の範囲で、かつ少なくとも２つの空間率において評価することから、圧密状態の微妙なずれがなく安定した評価を行うことができる。
【０１３６】
請求項４のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの頂角が２０〜１５０°の範囲であることから、トナー粉体相との抵抗が小さくならず、細かい流動性の違いを評価することができ、一方、粉体相を押さえつけることがなく、トナー粒子の変形をきたさない。
【０１３７】
請求項５のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの表面に溝が切ってあることから、円錐ロータ表面とトナー粒子との摩擦成分でなく、トナー粒子同士の摩擦成分を測定することができる。
【０１３８】
請求項６のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることから、トルク測定時の測定ばらつきがない一方、トナーの飛び散りなどがなく安定した測定を行うことができる。
【０１３９】
請求項７のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの侵入速度が０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎであることから、測定精度が高く、トナー粒子同士の微妙な接触状態を測定することができる。
【０１４０】
請求項９のトナーによれば、円錐ロータ２０ｍｍ侵入時のトルクの値が０．１〜８．３ｍＮｍで、空間率−トルク特性の傾きが−３３〜０ｍＮｍ／ε（ε：空間率）の範囲に調製されていることから、ランニング時の現像部のトナー搬送性が良好でブロッキングなどの問題を発生させず、かつドット再現性が良いため、高画質を得ることができる。
【０１４１】
請求項１０のトナーによれば、円錐ロータ２０ｍｍ侵入時の荷重の値が０．０１〜１．１４Ｎで、空間率−荷重特性の傾きが−３５〜０Ｎ／ε（ε：空間率）の範囲に調製されていることから、この場合もランニング時の現像部のトナー搬送性が良好でブロッキングなどの問題を発生させず、かつドット再現性が良いため、高画質を得ることができる。
【０１４２】
請求項１１のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナー中に電荷制御剤及び／又は離型剤が含まれており、電荷量コントロールも定着時のオフセット防止も可能である。
【０１４３】
請求項１２のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナー粉体の表面に添加剤が付着又は固着されており、トナーの流動性コントロールが可能である。
【０１４４】
請求項１３のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナーの平均粒径が４〜１０μｍであることから、トナー飛散による問題がなく、かつ微小スポットの解像度が十分であるなど高画質画像を実現できる。
【０１４５】
請求項１４のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナーが重合法又はスプレードライ法で作製され、これら粉砕法以外で作製されるトナーにも本発明の評価方法を適用することができる。
【０１４６】
請求項１５のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナーの平均円形度が０．９〜０．９９であることから、流動性に優れ、かつドット再現性にも優れ、高画質化を実現できる。
【０１４７】
請求項８のトナーの製造方法によれば、製造過程で本発明の評価方法を用いて評価を行い、それに基づいて製造することから、トナーの搬送性、かつドット再現性が良く、高画質を安定して得られるトナーを製造することができる。
【０１４８】
請求項１７〜１９の１成分現像方法によれば、上記トナーを用いて、接触又は非接触現像を行なう、さらにドクターローラを用いる、さらにまたＡＣ電圧成分を印加することから、ランニング時の現像部のトナー搬送性が良好でブロッキングなどの問題がなく、かつドット再現性が良いため、高画質を得ることができる。
【０１４９】
請求項２０〜２１の２成分現像方法によれば、上記トナーと粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像する、さらにＡＣ電圧成分を印加することから、トナー搬送性が良好で、かつドット再現性が良く、高画質画像を得ることができる。
【０１５０】
請求２２のトナーカートリッジによれば、上記本発明のトナーが収容されていることから、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー流動性評価装置の一例を示す概略構成図。
【図２】円錐ロータの一例を示す断面図及び平面図。
【図３】他の円錐ロータの形状を示す平面図。
【図４】円錐ロータ侵入時のトルクと空間率εとの関係を示すグラフ。
【図５】円錐ロータ侵入時の荷重と空間率εとの関係を示すグラフ。
【図６】本評価装置を製造過程で用いたトナー製造装置の例を示す概略図。
【図７】本評価法を用いて作製したトナーを使用した現像装置の例を示す概略図。
【符号の説明】
１ 試料容器
２ 昇降ステージ
３ ピストン
４ おもり
５ ロードセル
６ トルクメータ
７ 円錐ロータ
８ シャフト
９ 加振器
１０ 評価装置
２０ トナー
２１ 添加剤
２２ 混合機
３０ 画像保持体
３１ 現像ローラ
３２ ドクターローラ
３３ トナー補給用ホッパー
３４ 攪拌羽根
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー粉体の流動性を評価する方法、同方法を用いてトナー搬送性、ドット再現性が良く、高画質が得られるトナー及び該流動性の評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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又は現像剤層を安定して搬送、供給することが必要である。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。
【０００３】
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及び評価が必要となっている。さらに、トナーの流動性は装置の中で機械的な付加がかかっても変化の小さい安定した状態であることが必要であるが、それを精度良く評価出来る方法がなく、新しい評価法が必要となっている。
【０００４】
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（例えば、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（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が知られている（例えば、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出来なかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２０３９４１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
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたもので、精度が高く、かつ個人差のないトナーの流動性の評価方法を開発し、該方法を用いることにより、トナーの搬送性、かつドット再現性が良く、高画質を安定して得られるトナーを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために検討を重ねた結果、少なくとも樹脂と顔料からなるトナーの流動性を、トナー粉体相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評価する方法において、前記トナー粉体相の圧密状態を変化させてトルク又は荷重を、複数段階で測定し、圧密状態より定まるトナーの空間率とトルク又は荷重との特性を傾きにより評価することにより、精度が高く、個人差がないトナーの流動性の評価ができることを発見し本発明に至った。
本発明によれば、下記（１）〜（８）が提供される。
（１）少なくとも樹脂と顔料からなるトナーの流動性を、トナー粉体相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評価する方法において、前記トナー粉体相の圧密状態を変化させてトルク又は荷重を、複数段階で測定し、圧密状態より定まるトナーの空間率とトルク又は荷重との特性を傾きにより評価することを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【０００８】
（２）上記（１）記載のトナーの流動性評価方法において、上記トナー粉体相を予め上部から加圧することにより圧密状態にした後、前記円錐ロータを回転させながら侵入させることを特徴するトナーの流動性評価方法。
【００１０】
（３）上記（１）または（２）に記載のトナーの流動性評価方法において、トナー粉体相の空間率が０．４〜０．７の範囲で、かつ少なくとも２つの空間率においてトナーの流動性を評価することを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【００１１】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【００１２】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とするトナーの流動性評価方法。
【００１３】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることを特徴とするトナーの流動性測定方法。
【００１４】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、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トナーの流動性評価方法。
【００２２】
（８）上記（１）〜（７）のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法を用いて、製造過程で評価を行い、該評価に基づいてトナーを製造することを特徴とするトナー製造方法。
【００３０】
上記のように、本発明では、トナーの流動性をトナー粉体相に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー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とき、トナーの圧密状態を変化させて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、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価出来るようにした。本法ではトナーの圧密状態を変化させて、トルク又は荷重を測定するため、トナー間の違いを正確に評価出来る。また、本法は、短時間でトナー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、高画質が得られるトナーを安定して生産できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のトナー流動性評価方法は、予め圧密状態を変化させ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トナー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、その圧密状態とトルクや荷重との関係により流動性を評価するものである。
【００３２】
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°より小さいとトナー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、トナー粉体相を押さえつける方向の力が大きくなり、トナー粒子の変形が生じやすくなり、トナー流動性の評価には適していない。円錐ロータの長さは、トナー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。
【００３３】
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トナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー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トナー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トナー粒子が入り込んできて、その入り込んだトナー粒子と周りのトナー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トナー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２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トナー粒子との接触は、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トナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。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、黄銅等がある。
【００３４】
トナー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。本測定では測定の精度を上げるために、トナー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
【００３５】
円錐ロータの回転数が０．１ｒｐｍより小さい場合はトナー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。一方１００ｒｐｍより大きい場合はトナー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より遅い場合はトナー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。一方１５０ｍｍ／ｍｉｎより速い場合はトナー粉体相が圧密状態になりやすく、トナー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。
【００３６】
トルクや荷重を測定する前に予め設定する圧密状態は、粉体相に一定の荷重のかかっているピストンを押付けて作り出し、ピストンにかかる荷重や押付けている時間等を変化させて違う圧密状態を作りだす。また、振動を与えて、異なる圧密状態を作りだしても良い。
【００３７】
装置構成は図１のようであり、圧密ゾーンと測定ゾーンから成る。圧密ゾーンは、粉体を入れる容器１、その容器を上下させる昇降ステージ２、圧密させるピストン３、そのピストンに荷重を加えるおもり４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１を上昇させ、圧密用のピストン３に接触させ、さらに上昇させてピストンにおもり４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１が載せてある昇降ステージ２を下げて、ピストン３を粉体表面から離す。
【００３８】
ピストン３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。
【００３９】
測定ゾーンは図１のようであり、粉体を入れた容器１を上下させる昇降ステージ、該ステージに配置し荷重を測定するロードセル５、粉体のトルクを測定するトルクメータ６、該トルクメータ６にシャフトを介して取り付け、粉体相に回転しながら侵入させる円錐ロータ７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。
【００４０】
円錐ロータ７をシャフト８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１を置くようにし、容器１を上げることにより、容器の中央に円錐ロータ７が回転しながら侵入してくるようにする。円錐ロータ７にかかるトルクは上部にあるトルクメータ６により検出し、粉体の入った容器１にかかる荷重は容器の下にあるロードセル５で検出する。円錐ロータ７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。
【００４１】
円錐ロータ７の形は、前述したように頂角が２０〜１５０°のものが良い（図２参照）。円錐ロータ７の長さは、円錐ロータ部分が十分トナー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７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７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３参照）。
【００４２】
容器１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１のサイズは重要であり、円錐ロータ７が回転しながら侵入するときに容器１の壁の影響がでないように円錐ロータ７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】
トルクメータ６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５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。
【００４４】
測定は、容器１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、圧密した粉体の入った容器１を測定ゾーンの昇降ステージに載置する。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７を回転させながら試料容器１中の圧密した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。
【００４５】
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１にトナーを充填する。
▲２▼トナー粉体相を加圧して、圧密状態を作り出す。
▲３▼円錐ロータ７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７がトナー粉体相表面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７を引抜く動作を開始する。
▲６▼円錐ロータ７の先端がトナー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▼〜▲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。
【００４６】
また、別の測定法としては、粉体相を圧密前に加振器９（図１参照）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３を押し当て、圧密状態を作り出す。その圧密した粉体相に回転させながら円錐ロータ７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７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。
さらに、別な方法としては圧密状態の粉体相に、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。
【００４７】
粉体の流動性は、粉体相の圧密状態により大きく変化するため、その圧密状態と流動特性との関係を評価する必要がある。そこで、本発明の評価方法ではトナー粉体相の圧密状態を変化させてトルクや荷重を測定することを特徴とする。そのため、ピストン３に加える荷重をオモリ４等により変化させ、圧密状態の異なるトナー粉体相を作りだし、そのトナー粉体相に円錐ロータ７を侵入させ、トルクや荷重を測定する。つまり、上記▲１▼〜▲６▼の操作をピストンにかかる荷重を変化させて行なう。圧密状態は、一般的に空間率の変化として評価できる。（粉体工学ハンドブック参照。）
【００４８】
以上から本発明のトナー流動性評価方法では、トナー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。トナー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、０．４〜０．７５であった。０．７５より大きい場合にはトナーが飛散し、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。
【００４９】
本発明のトナー流動性評価方法では、空間率に対するトルクや荷重の変化を調べ、流動性そのものの評価の他に、流動性の安定性、余裕度等を評価する。
【００５０】
本発明に係るトナーは、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。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。
【００５１】
該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。
【００５２】
トナー及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、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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又は低級アルコールのエステル等。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
トナーに用いる顔料としては以下のものが挙げられる。
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
これら顔料は１種又は２種以上を混合して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。
【００６７】
本発明に係るトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）してある。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。
【００６８】
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシン及び四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００６９】
また、本発明に係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、モンタンワックス及びその誘導体、パラフィンワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。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。
【００７２】
この混合工程後のトナー粒子の流動性を本発明のトナー流動性評価方法を用いて評価する。この場合、抜き取り検査で、試料を試料容器１に入れ、その試料容器１を直接図１に示す評価装置の試料台に載せ測定を行なう。圧密状態を変化させて、円錐ロータ７の回転数は０．１〜１００ｒｐｍとし、円錐ロータ７の侵入速度は０．５〜１００ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は、円錐ロータ７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７を引抜き、元の初期位置に戻す。この円錐ロータ７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。
【００７３】
本発明のトナー流動性評価方法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。
【００７４】
また、本発明のトナー流動性評価方法で測定した空間率に対する測定値（トルク、荷重）の変化とトナー流動性の安定性とは以下のような関係になる。
・空間率―トルク特性の傾きが小さい場合、流動性の安定性が良い。
・空間率―トルク特性の傾きが大きい場合、流動性の安定性が悪い。
・空間率―荷重特性の傾きが小さい場合、流動性の安定性が良い。
・空間率―荷重特性の傾きが大きい場合、流動性の安定性が悪い。
【００７５】
円錐ロータ７を用いた本発明の評価方法の特徴は、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。
【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等でできた容器になっており、そのまま本発明の評価方法にて測定する。又は、その容器を近くの別の場所にある本発明による評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて本評価方法にて測定する。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評価装置として使うことも可能である。
【００７７】
前述の通り本発明の評価方法でのトルク、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、本発明の評価方法で測定した値は、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。
【００７８】
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、本発明の評価方法では、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。
【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。
【００８０】
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。
【００８１】
そこで、トナーの流動性を円錐ロータを用いた本発明の評価方法により評価し、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。
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り、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ことが分かった。
【００８２】
また、トナーの流動性の安定性を円錐ロータを用いた本発明の評価方法により評価し、ランニング時の現像部のトナー搬送性との関係を調べた結果、非常に強い相関関係が存在し、空間率−トルク特性の傾きや空間率−荷重特性の傾きが小さいときランニング時のトナー現像部のトナー搬送性は良好で、ブロッキング等の問題は生じなかった。
その結果から、流動性が安定したトナーは、以下のような空間率−トルク特性、空間率−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）の空間率−トルク特性の傾きの値が−３３〜０ｍＮｍ／εである。（ε：空間率）
▲２▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−荷重特性の傾きの値が−３５〜０Ｎ／εである。（ε：空間率）
【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、粉砕法以外の方法も考えられ、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。例えば本発明に係るトナーは、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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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）、自動乳鉢などが挙げられる。
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。
【００８８】
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２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２成分現像剤とする。
【００８９】
また、本発明に係る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こともできる。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等がある。また、本発明に係るトナーを用いた現像時にＡＣバイアス電圧成分を印加すると、現像効率が向上し、画像特性が向上する。
【００９０】
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、本発明に係るトナーを用いることができる。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。しかし本発明に係るトナーを用いると、ドクター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。（図７参照。）
【００９１】
本発明に係る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。また、本発明によるトナーは、現像部手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるようにしたプロセスカートリッジ等にも使用可能である。
【００９２】
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。
【００９３】
２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。
【００９４】
また、前述したように本発明に係るトナー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。この無機微粉体の平均粒径は２０〜２００ｎｍが適している。２０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着又は固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は２０〜２００ｎｍの小さい粒径のものが最適である。２０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。電荷制御剤としては、ニグロシン及び四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等があり、２種類以上組み合わせたりしても良い。
【００９９】
また、本発明に係る現像剤には、実質的に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（Ｒ）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、本発明の評価方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。
【０１００】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量部を表す。
【０１０１】
以下の実施例は、トナー組成、トナー作製法及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、円錐ロータが侵入時の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。圧密状態は、ピストン荷重を変化して、３つの異なる空間率状態を作り出した。
・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：１０ｍｍ／ｍｉｎ
【０１０２】
（実施例１）
樹脂 ポリエステル樹脂 １００部
着色剤 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） ３．５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１００℃混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。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 ８５０ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【０１０３】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化させて流動性を測定した結果、表１のようになった。
また、表１の結果（空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性）を図４及び図５にグラフにして示した。また、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１５ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３．３１Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１０４】
（比較例１）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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 ０．１部
混合回転数 ７００ｒｐｍ
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、本評価法により圧密状態を３段階変化させて流動性を測定した結果、表１のようになった。
【０１０５】
【表１】
また、表１の結果（空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性）を図４及び図５にグラフにして示した。また、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１３１．１ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３９．４Ｎ／ε
さらに、得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１０７】
（比較例２）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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 ０．５部
混合回転数 ７００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【０１０８】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化させて流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−３４．２ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３７．１Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１０９】
（実施例２）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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 ０．８部
混合回転数 ８００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 スーパーミキサー
【０１１０】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−２５．３ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３３．４Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１１】
（実施例３）
実施例１と同様の原材料及び作製方法で混練、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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１３．９ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−５．２５Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１３】
（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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１６．３ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−６．９Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１５】
（実施例５）
トナーバインダーの合成
冷却管、攪拌機及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部及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Ｉ ２６７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Ｉ ２００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。
【０１１６】
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） ５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及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６．２μｍ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。
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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１７．６ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−７．１Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１１８】
（比較例３）
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．２μｍ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 ０．５部
混合回転数 １０００ｒｐｍ
混合時間 １２０ｓｅｃ
混合機 Ｑミキサー
【０１１９】
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−５５．８ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−３６．５Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２０】
（実施例６）
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．２μｍ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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−２４．５ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−１１．２Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２２】
（実施例７）
実施例５と同様の原材料、作製方法でトナー作製を行ない、平均粒径が６．２μｍ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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１８．１ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−８．７Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２４】
（実施例８）
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１００℃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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−３１．７ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−２１．２Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２６】
（実施例９）
実施例８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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−２３．３ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−１２．７Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１２８】
（実施例１０）
実施例８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。
本トナーを作製した後、本評価法により圧密状態を３段階変化して流動性を測定し、空間率−トルク特性及び空間率−荷重特性を求めた結果、それぞれの特性の傾きは以下のようになった。
空間率−トルク特性の傾き：−１８．４ｍＮｍ／ε
空間率−荷重特性の傾き ：−１０．２Ｎ／ε
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験及びランニング実験を行なった。その結果を表２に示す。
【０１３０】
【表２】
図４、図５から、本評価法を用いて測定した空間率−トルク特性や空間率−荷重特性は直線関係になることが分かる。そのため、この特性の傾きによりトナーの流動性の安定性を評価することができる。
また、表２の結果から、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及びランニング時のトナー搬送性との間には強い相関関係が存在し、以下の条件を満足するときにドット再現性及びトナー搬送性が良くなることが分かる。
▲１▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−トルク特性の傾きの値が−３３〜０ｍＮｍ／ε（ε：空間率）
▲２▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−荷重特性の傾きの値が−３５〜０Ｎ／ε（ε：空間率）
すなわち、円錐ロータ侵入時〔２０ｍｍ侵入時〕の空間率−トルク特性の傾きの絶対値が３３より大きくなるとランニング時に現像部でトナーブロッキングが生じた。また、円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の空間率−トルク特性の傾きの絶対値が３５より大きくなるとランニング時に現像部でトナーブロッキングが生じた。
【０１３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１のトナーの流動性評価方法によれば、トナー粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、トルク又は荷重を測定する際、トナー粉体相の圧密状態を変化させて測定することから、粉体の圧密状態と流動性との関係を評価することができ、粉体の流動性を精度良く、かつ個人差の無い測定を行うことができる。さらに、これによりトナーの搬送性が良く、高画質の得られるトナー条件を精度良く規定し、トナーの搬送性が良く、高画質の得られるトナーを安定して生産することができる。
【０１３３】
請求項２のトナーの流動性評価方法によれば、上記トナー粉体相を予め上部から加圧することにより圧密状態にすることから、均質な圧密状態を形成することができ、粉体の流動性を精度良く測定することができる。
【０１３５】
請求項３のトナーの流動性評価方法によれば、トナー粉体相の空隙率が０．４〜０．７の範囲で、かつ少なくとも２つの空間率において評価することから、圧密状態の微妙なずれがなく安定した評価を行うことができる。
【０１３６】
請求項４のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの頂角が２０〜１５０°の範囲であることから、トナー粉体相との抵抗が小さくならず、細かい流動性の違いを評価することができ、一方、粉体相を押さえつけることがなく、トナー粒子の変形をきたさない。
【０１３７】
請求項５のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの表面に溝が切ってあることから、円錐ロータ表面とトナー粒子との摩擦成分でなく、トナー粒子同士の摩擦成分を測定することができる。
【０１３８】
請求項６のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることから、トルク測定時の測定ばらつきがない一方、トナーの飛び散りなどがなく安定した測定を行うことができる。
【０１３９】
請求項７のトナーの流動性評価方法によれば、円錐ロータの侵入速度が０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎであることから、測定精度が高く、トナー粒子同士の微妙な接触状態を測定することができる。
【０１４０】
請求項９のトナーによれば、円錐ロータ２０ｍｍ侵入時のトルクの値が０．１〜８．３ｍＮｍで、空間率−トルク特性の傾きが−３３〜０ｍＮｍ／ε（ε：空間率）の範囲に調製されていることから、ランニング時の現像部のトナー搬送性が良好でブロッキングなどの問題を発生させず、かつドット再現性が良いため、高画質を得ることができる。
【０１４１】
請求項１０のトナーによれば、円錐ロータ２０ｍｍ侵入時の荷重の値が０．０１〜１．１４Ｎで、空間率−荷重特性の傾きが−３５〜０Ｎ／ε（ε：空間率）の範囲に調製されていることから、この場合もランニング時の現像部のトナー搬送性が良好でブロッキングなどの問題を発生させず、かつドット再現性が良いため、高画質を得ることができる。
【０１４２】
請求項１１のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナー中に電荷制御剤及び／又は離型剤が含まれており、電荷量コントロールも定着時のオフセット防止も可能である。
【０１４３】
請求項１２のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナー粉体の表面に添加剤が付着又は固着されており、トナーの流動性コントロールが可能である。
【０１４４】
請求項１３のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナーの平均粒径が４〜１０μｍであることから、トナー飛散による問題がなく、かつ微小スポットの解像度が十分であるなど高画質画像を実現できる。
【０１４５】
請求項１４のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナーが重合法又はスプレードライ法で作製され、これら粉砕法以外で作製されるトナーにも本発明の評価方法を適用することができる。
【０１４６】
請求項１５のトナーによれば、上記トナーにおいて、トナーの平均円形度が０．９〜０．９９であることから、流動性に優れ、かつドット再現性にも優れ、高画質化を実現できる。
【０１４７】
請求項８のトナーの製造方法によれば、製造過程で本発明の評価方法を用いて評価を行い、それに基づいて製造することから、トナーの搬送性、かつドット再現性が良く、高画質を安定して得られるトナーを製造することができる。
【０１４８】
請求項１７〜１９の１成分現像方法によれば、上記トナーを用いて、接触又は非接触現像を行なう、さらにドクターローラを用いる、さらにまたＡＣ電圧成分を印加することから、ランニング時の現像部のトナー搬送性が良好でブロッキングなどの問題がなく、かつドット再現性が良いため、高画質を得ることができる。
【０１４９】
請求項２０〜２１の２成分現像方法によれば、上記トナーと粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像する、さらにＡＣ電圧成分を印加することから、トナー搬送性が良好で、かつドット再現性が良く、高画質画像を得ることができる。
【０１５０】
請求２２のトナーカートリッジによれば、上記本発明のトナーが収容されていることから、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー流動性評価装置の一例を示す概略構成図。
【図２】円錐ロータの一例を示す断面図及び平面図。
【図３】他の円錐ロータの形状を示す平面図。
【図４】円錐ロータ侵入時のトルクと空間率εとの関係を示すグラフ。
【図５】円錐ロータ侵入時の荷重と空間率εとの関係を示すグラフ。
【図６】本評価装置を製造過程で用いたトナー製造装置の例を示す概略図。
【図７】本評価法を用いて作製したトナーを使用した現像装置の例を示す概略図。
【符号の説明】
１ 試料容器
２ 昇降ステージ
３ ピストン
４ おもり
５ ロードセル
６ トルクメータ
７ 円錐ロータ
８ シャフト
９ 加振器
１０ 評価装置
２０ トナー
２１ 添加剤
２２ 混合機
３０ 画像保持体
３１ 現像ローラ
３２ ドクターローラ
３３ トナー補給用ホッパー
３４ 攪拌羽根
Claims (8)
- 少なくとも樹脂と顔料からなるトナーの流動性を、トナー粉体相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評価する方法において、前記トナー粉体相の圧密状態を変化させてトルク又は荷重を、複数段階で測定し、圧密状態より定まるトナーの空間率とトルク又は荷重との特性を傾きにより評価することを特徴とするトナーの流動性評価方法。
- 請求項１記載のトナーの流動性評価方法において、前記トナー粉体相を予め上部から加圧することにより圧密状態にした後、前記円錐ロータを回転させながら侵入させることを特徴するトナーの流動性評価方法。
- 請求項１または２に記載のトナーの流動性評価方法において、トナー粉体相の空間率が０．４〜０．７の範囲で、かつ少なくとも２つの空間率においてトナーの流動性を評価することを特徴とするトナーの流動性評価方法。
- 請求項１乃至３のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とするトナーの流動性評価方法。
- 請求項１乃至４のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とするトナーの流動性評価方法。
- 請求項１乃至５のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることを特徴とするトナーの流動性測定方法。
- 請求項１乃至６のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法において、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トナーの流動性評価方法。
- 請求項１乃至７のいずれか１項記載のトナーの流動性評価方法を用いて、製造過程で評価を行い、該評価に基づいてトナーを製造することを特徴とするトナー製造方法。
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