液中の材料をナノレベルで見える化し、材料の品質向上・機能改善に貢献

複合機の画像品質を左右する重要な要素に「トナー」があります。リコーの重合トナーのサイズは5 μmほどと非常に小さく、なかには10種類以上の材料が入っています。ただ、これらの材料がトナーのなかにどのように分布しているのか、また、製造過程でどのような現象が起き、材料が配置されていくのかに関しては分かりませんでした。そのため、出来上がったトナーの品質結果から、狙い通りの品質が実現できるよう実験での試行錯誤を繰り返していました。

そこで、製造過程で変化するトナーの材料分布を観察できる技術を開発し、トナー開発者が「設計通りにつくれているか」を確認しながら開発を進めることができるようになりました。さらに、材料の状態を深く理解し新たな気づきを得ることで、材料の品質向上や機能改善などに大きく貢献しています。本技術を用いれば、トナーだけでなく、インクや塗料などや、液中プロセスで製造される材料の状態を観察することができます。

重合トナーは、水相（水＋粒径制御材）と油相（溶剤＋樹脂をベースにさまざまな材料を配合）を混ぜ合わせた後、様々な造粒プロセスを加えて粒子をつくります。トナーとしての性能は内部の材料の粒径や配置によって決まりますが、各プロセスにおける材料の動きが分からない（ブラックボックスである）ため、狙い通りのトナー品質にするためには試作を繰り返す必要がありました。

重合トナーの製造プロセスは複雑で、数秒単位で材料の状態が変化します。 例えば、材料の一つの着色剤は粒子内できれいに分散されることが求められますが、どのタイミングで最終的な分散状態に至るのか、途中経過を人の目では確かめることができませんでした。