走査型透過X線顕微鏡(STXM)を用いて複合材料のミクロ構造を見える化し、
材料開発を後押し

トナーのサイズは5ミクロンほどと非常に小さく、なかには樹脂やワックスなど10種類以上の有機材料が入っています。これらの材料のトナー粒子中での分布状態は、トナーの定着や着色などの諸機能を実現する上で重要です。これまでトナー粒子中の材料の観察には、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：TEM）が用いられてきましたが、各材料をうまく特定することができませんでした。

そこで、トナーをスライスした薄い切片から、各材料によって異なるX線の吸収の度合いで各材料の分布を図示（マッピング）する走査型透過X線顕微鏡（Scanning Transmission X-ray Microscopy：STXM^※1）を活用し、トナー粒子中の有機材料の分布を観察できるようにしました。この観察方法は、リコーのトナー開発において、さまざまな有機材料が設計通りに分布しているか確認するために必要不可欠となっています。この方法は、トナーだけでなく、さまざまな複合材料の中の有機物の分布の観察に用いることができます。

リコーは、日本にまだSTXMが無かった2000年頃から、海外の放射光施設でSTXMを活用しており、サンプルの準備や測定において独自の技術とノウハウを蓄積してきました。これにより、STXMでの観察に用いるサンプルを、ミクロトーム^※2を用いて薄くきれいに作成することができ、高精度な観察結果を得ることが可能です。

また、リコーが作成するサンプルは、STXMだけでなく、TEMや走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope ：SEM）でも活用できるので、複数の顕微鏡のデータを組み合わせた検証にも対応できます。これにより、SEMやTEMで観察していたときの有機成分の帰属における曖昧さをSTXM観察像と照合することによって取除くことが可能です。