JP2004078063A - トナー粒子の分級方法及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】粉砕法トナーの製造において、簡易な装置構成でトナー粒子の凝集を防止しつつ効率良く分級して、フルカラー用トナーに用いうる微細で高品質なトナー粒子を製造する。
【解決手段】トナー粗砕原料を加速管に供給して加速管出口において複数の衝突部材に衝突させて粉砕し、得られた粉砕トナー原料を第１分級手段において粗粉を除去してトナー粉砕物とし、該トナー粉砕物を第２分級手段に供給して、回転分級ロータの内部より空気を吸引することで微粉を除去し、粗粉をトナー粒子とする。
【選択図】 なし
【解決手段】トナー粗砕原料を加速管に供給して加速管出口において複数の衝突部材に衝突させて粉砕し、得られた粉砕トナー原料を第１分級手段において粗粉を除去してトナー粉砕物とし、該トナー粉砕物を第２分級手段に供給して、回転分級ロータの内部より空気を吸引することで微粉を除去し、粗粉をトナー粒子とする。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電気録またはトナージェットなどの画像形成方法において使用される乾式トナーの製造方法に関する。特に、ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用いて微粒子化し、該微粒子化された粉体を機械的に分級し、所定の粒径のトナー粒子を得るトナー粒子の製造方法及び分級方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やプリンタ等の高精細化、或いはオンデマンドプリンティング等の要求により、定着性が良好で微細なトナー粒子が要求されており、該トナー粒子を用い、長期にわたり安定した画像を提供できるトナー、特にカラートナーに対する要求が増大している。
【０００３】
特に、フルカラー用トナーに対しては、従来の白黒画像に対して、銀塩写真或いはオフセット印刷物と同等以上の性能を目指すため、多種多様で且つ厳密な品質性能が要求されている。
【０００４】
係る要求に対しては、使用する原材料によることも多いが、粉砕法によるトナーにおいては、その製造方法により左右される部分が多い。この様なトナーにおいて、トナー性能のみを考慮して製造方法を選択すると、生産性が悪くなったり、装置構成が複雑になるといった問題が発生し、また、逆に生産性を追求すると品質が安定しないという問題が発生していた。
【０００５】
一方で、省エネルギー、コスト削減要求も強く、これらの要求を満たす製造方法が望まれている。
【０００６】
粉砕法による乾式トナーの製造方法は、基本的に、原材料を混合、混練した後、粉砕し、分級する工程からなる。当該製造方法に用いられる粉砕機及び分級装置としては多数の開示があるが、例えば、特開平５−３０９２８８号公報には、加速管の後端から被粉砕物を供給する粉砕機が提案されており、該装置によれば、被粉砕物の粉砕効率が向上し、省エネルギー、低コストの製造方法が実現する。
【０００７】
また、特開平１１−１０９６７８号公報には、複数のスリットを有するロータを利用したトナーの分級方法において、所定の粒子群よりも細かい粒子群を除去した後に、所定の粒子群よりも粗い粒子群を除去することにより、粗い粒子群を細かい粒子群よりも先に除去した場合の、製品に凝集物が混入するという問題を解決した方法が開示されている。しかしながら、当該方法では、トナー粒子の凝集を解する効果が本質的に小さいという課題と、所定の粒径のトナー粒子の収率が不十分であるという課題が残る。
【０００８】
さらに、特開平１１−１０９６７８号公報に開示された分級方法では、外気温の低い環境下においては、粗粉の発生が少ないものの、外気温の高い状況下においては粗粉が発生する場合もあり、改善すべき課題が残る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、粉砕法トナーの分級工程において、長期にわたり安定して粗粉の発生を抑制できる分級方法を提供することにあり、さらに、粉砕法トナーの粉砕、分級工程において、装置構成を簡略化しつつ、トナー粒子の凝集を防止した上で粉砕効率の向上を図り、所定の粒径のトナー粒子を高収率で製造する製造方法を提供することにある。特に、微細で且つ厳密な品質管理が要求されるフルカラートナーに使用しうるトナー粒子の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、所定の粒径のトナー粒子を得る分級方法であって、中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有する分級手段を用い、回転する上記分級ロータ上部よりトナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所定の粒径のトナー粒子を得ることを特徴とするトナー粒子の分級方法である。
【００１１】
本発明の第二は、トナー粗砕原料を粉砕手段において衝突部材に衝突させて粉砕し、分級手段において分級して所定の粒径のトナー粒子を得るトナー粒子の製造方法において、
加速管と、該加速管の出口側に配置された複数の衝突部材とを有する粉砕手段を用い、トナー粗砕原料を、上記加速管の後端部から供給し、高圧気体により搬送加速し、第１の衝突部材に衝突させた後、第２以降の衝突部材に衝突させて粉砕し、粉砕トナー原料とした後、
上記粉砕トナー原料を第１分級手段により粗粉を除去し、所定の粒径の粒子を捕集してトナー粉砕物とし、
中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有する第２分級手段を用い、回転する上記分級ロータ上部より上記トナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所定の粒径のトナー粒子を得ることを特徴とするトナー粒子の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、トナー粗砕原料を効率よく、余分な粗い粒子を生成せずに粉砕、分級し、粒度分布のシャープなトナー粉砕物を得、トナー粒子の凝集を防止しつつ微粉を除去することのみで粒度分布がシャープで微細なトナー粒子を効率よく、高収率で安定して製造する方法である。本発明では、簡易な製造システムを採用することが可能となり、特に、微細化されたフルカラートナーを効率よく高品質を維持して生産することが可能となる。
【００１３】
図１は、本発明のトナー粒子の製造方法の好ましい実施形態の概要を示すフローチャートである。本発明の製造方法においては、結着樹脂及び着色剤等の原材料を混合手段により混合し原材料混合物を得、該原材料混合物を混練手段により溶融混練し、得られた混練物を冷却した後、冷却物を粗砕手段により粉砕し、必要に応じてさらなる粉砕を行って得られた粗砕物をトナー粗砕原料として使用する。
【００１４】
先ず、トナー粗砕原料を粉砕手段により粉砕して得られた粉砕トナー原料を第１分級手段に供給し、粉砕粗粉と粉砕微粉に分級して、微粉をトナー粉砕物として第２分級手段に供給する。粗粉はトナー粗砕原料と共に再度粉砕手段に供給されて粉砕される。第２分級手段では、微粉を除去して所定の粒径のトナー粒子を得る。第２分級手段において除去された微粉は、必要に応じて混合手段に供給されて原材料と共に再度混合して使用することも好ましく行われる。
【００１５】
本発明においては、トナー粗砕原料を粉砕手段に供給する前に第１分級手段に供給することが好ましい。第１分級手段によって予め粗粉のみとしたものを粉砕手段に投入することにより、より効率よく粉砕、分級を行うことができるからである。
【００１６】
本発明に用いられるトナー粗砕原料の粉砕手段は、加速管と、該加速管の出口側に配置された複数の衝突部材とを有する粉砕機であり、トナー粗砕原料を、上記加速管の後端部から供給し、高圧気体により搬送加速し、第１の衝突部材に衝突させた後、第２以降の衝突部材に衝突させて粉砕し、粉砕トナー原料とする。当該分級機においては、トナー粗砕原料を加速管の後端部から供給し、高圧気体により搬送加速することで、該トナー粗砕原料と該高圧気体の混合流が形成され、トナー粗砕原料は加速管出口側に配置される第１の衝突部材に衝突した後に一次粉砕される。一次粉砕は、第１衝突部材の頂点周辺にて行われるため、粉砕すると同時に粉体の分散が良好となり、第２以降の衝突部材に衝突させて粉砕する際に、分散が良好な状態で粉砕されるため、粉体の凝集、融着を防止でき、効率の良い粉砕が可能で不要な粗い粒子の生成を抑え、粒度分布の狭い粉砕トナー原料を得ることができる。
【００１７】
当該粉砕手段として具体的には、例えば図２に示すような粉砕機が好ましく用いられる。図中、１１はトナー粗砕原料供給管、１３は加速管、１４は加速管スロート部、１５は高圧気体噴出ノズル、１６はトナー粗砕原料供給口、１７は高圧気体供給口、１８は高圧気体チャンバー、１９は高圧気体導入管、２０は加速管出口、２１は第１衝突部材、２２、２２’は衝突面、２３は粉砕室、２４は側壁、２５は粉砕トナー原料排出口である。
【００１８】
図２の粉砕機において、トナー粗砕原料供給管１１より供給されたトナー粗砕原料は、加速管１３のスロート部１４の内壁と、高圧気体噴出ノズル１５の外壁との間で形成されたトナー粗砕原料供給口１６（スロート部１４でもある）から加速管１３へと供給される。尚、高圧気体噴出ノズル１５の中心軸と、加速管１３の中心軸とは、実質的に同軸上にあることが好ましい。
【００１９】
一方、高圧気体は、高圧気体供給口１７より導入され、高圧気体チャンバー１８を経由して、好ましくは複数本の高圧気体導入管１９を通り、高圧気体噴出ノズル１５より加速管出口２０方向に向かって急激に膨張しながら噴出する。この時、加速管スロート部１４の近傍で発生するエゼクター効果により、トナー粗砕原料は、共存している気体に同伴されながらトナー粗砕原料供給口１６より加速管出口２０方向に向かって、加速管スロート部１４において高圧気体と均一に混合されながら急加速される。そして、加速管出口２０に対向した第１の衝突部材２１の衝突面２２に、粉体濃度の偏りなく均一な固気混合流の状態で衝突する。衝突時に発生する衝撃力は、十分分散した個々の粒子（トナー粗砕原料）に与えられるため、非常に効率の良い粉砕を実施することができる。尚、高圧気体の圧力は、４×１０５〜７×１０５Ｐａが用いられ、流量は、粉砕機のスケールに合わせて適宜設計される。
【００２０】
衝突部材２１の衝突面２２にて粉砕された粉砕物は、さらに粉砕室２３の側壁２４を第２以降の衝突部材として二次衝突（または三次衝突）し、衝突部材２１の後方に配設された粉砕トナー原料排出口２５より排出される。また、図２に示した衝突式気流粉砕機において、衝突部材２１は円錐状の形状が好ましく用いられるが、さらに好ましくは衝突面２２を図３に示す如く円錐状の突起を中央部に有する衝突面とすれば、粉砕室２３内における粉砕物の分散を均一に行い、側壁２４との高次衝突を効率よく行うことができるのでさらに好ましい。さらに、粉砕トナー原料排出口２５が衝突部材２１よりも後方にある場合には、粉砕トナー原料の排出を円滑に行うことができるので、好ましい態様である。
【００２１】
即ち、図２に示したように、衝突部材２１の衝突面２２に中央部が突出している錐体状の中央突出部を設けることにより、加速管１３から噴出されたトナー粗砕原料と圧縮空気の固気混合流は、衝突部材２１の突起表面の衝突面２２で一次粉砕され、さらにその外周に設けられている円錐状の衝突面２２’で二次粉砕された後、粉砕室側壁２４で三次粉砕される。
【００２２】
この時、衝突部材２１に好適な構成は以下に示すとおりである。図３において、衝突部材２１の突起表面中央部における衝突面２２のなす頂角α（°）と、外周衝突面２２’と加速管１２の中心軸の垂直面に対する傾斜角β（°）が、下記の関係を満足するときに、非常に効率よく粉砕が行われる。
【００２３】
０＜α＜９０、β＞０
３０≦α＋２β≦９０
【００２４】
即ち、α＝９０の時は、中央の突起表面２２で一次粉砕された粉砕物の反射流が、加速管２３から噴出する固気混合流の流れを乱す傾向にあり、β＝０の時は、外周衝突面２２’が固気混合流に対して直角に近くなり、外周衝突面２２’での反射流が固気混合流に向かって流れるため、固気混合流の乱れを生じやすく粉砕効率が低下する傾向にある。さらに、β＝０の時には、外周衝突面２２’上での粉体濃度が大きくなり熱可塑性樹脂を主成分とする粉体を原料とした場合、外周衝突面２２’上で融着物及び凝集物を生じやすく、かかる融着物を生じた場合、粉砕機の安定した運転が困難となる。
【００２５】
また、α＋２β＜３０の時には、突起表面２２での一次粉砕の衝撃力が弱められるため、粉砕効率の低下を招き、α＋２β＞９０の時には、外周衝突面２２’での反射流が、固気混合流の下流側に流れるため、粉砕室側壁２４での三次粉砕の衝撃力が弱くなり、粉砕効率の低下を引き起こす。
【００２６】
さらに好ましいα、βの値は以下の通りである。
【００２７】
０＜α＜８０
５＜β＜４０
【００２８】
本発明においては、上記のような構造の衝突式気流粉砕機を用いることによって、図９に示したような従来の気流粉砕機を用いた場合に比べて、衝突回数を増やし、且つ、より効果的に原料粒子を衝突させることができるため、粉砕効率の向上を図ることが可能であると共に、衝突後の粉砕物の分散も良好となり、図９に示す従来の粉砕機よりも効率良くトナー破砕原料を粉砕することができる。
【００２９】
図９に示した従来の気流粉砕機は、衝突面９６を有する衝突部材９４があり、粉体供給部９５から粉体が供給される。高圧気体入力部９１から高圧気体が入力され、加速管９２内部を空気と共に加速され、ノズル先端部９３から粉砕室９８に向けて高速に噴出される。中心線に対して９０°の平面状である衝突部材９４の衝突面９６に衝突し、粉砕され、排出部９７を通して排出される。
【００３０】
本発明に用いられる粉砕機は、従来の粉砕機に比べ、樹脂や粘着性のある物質を粉砕する場合に、被粉砕物の融着、凝集及び素粒子が発生しにくく、高い粉体濃度での粉砕が可能であり、粉砕効率が高いことを特徴とすると共に、摩耗性のある粉砕原料を用いる場合においても、加速管内壁や衝突部材の衝突面に発生する摩耗が局部的に集中することがなく、それらの部材の長寿命化が図れ、安定な運転が可能である。
【００３１】
このようにして得られた粉砕トナー原料より、第１分級手段により所定流度の粒子を捕集してトナー粉砕物を得る。本発明においては、上記した粉砕手段を用いていることにより、粉砕トナー原料に必要以上に粗い粒子を含まないようにすることができる。
【００３２】
本発明において用いられる第１分級手段としては、公知の分級機が用いられるが、好ましくは図４に示す分級機が挙げられる。図中、３１は本体ケーシング、３２は分級室、３３は案内室、３４は分級ロータ、３５は原料投入口、３６は空気投入口、３８は周波数変換器、３９は微粉排出管、４０は微粉回収手段、４１はファン、４２はホッパー、４３はロータリーバルブ、４５は粉砕手段である。また、図４中の分級ロータ３４の拡大図を図５に示す。図中、４４は羽根である。
【００３３】
図４に示す分級機の分級ロータ３４は、複数のスリットからなる回転ロータを回転させると共に、該ロータ内部より空気を吸引することにより、分級を行うものである。該ロータ３４は、側面に一定の間隔で並んだ複数の羽根４４を有し、個々の羽根４４が分級ロータ３４の中心と羽根４４の先端を結ぶ直線に対して一定の角度θをなすようにして配置されたものである。
【００３４】
この様な構造を有する回転式気流分級機を使用すれば、分級ロータ３４により生ずる強制渦流によって、該分級機に導入される粉砕トナー原料が均一に分散され、処理量が増加したとしても分級機内で極微粒子が凝集を起こすことなく、高精度な分級が可能となる。
【００３５】
上記した回転式気流分級機と、前記した本発明に係る粉砕手段との組み合わせは以下の理由で好ましいものである。粉砕手段における衝突面近傍の局所的流れは、中央部の突起表面の衝突面で均一に分散されるため、トナー粒子の融着、粗粒化、或いは凝集が抑制される効果もあって、第１分級手段における分級効率が非常に改善され、その結果、トナー粒子の粒径を微小化したとしても、第１分級手段への供給量は増加せず、分級機内でトナー粒子の凝集を発生することなく、高精度の分級が可能となり、トナー粉砕物を粒度分布のシャープなものとすることができる。よって、第２分級手段へと供給されるトナー粉砕物の粒度分布はシャープなものとなり、第２分級手段によって微粉のみを分級することにより、所望粒径のトナー粒子の収率を格段に向上させることができる。
【００３６】
本発明で用いられる第１分級手段として具体的には、例えば、ホソカワミクロン社製；ティープレックス（ＡＴＰ）分級機等が挙げられる。本発明においては、図４に示したような水平型回転ロータを有する回転式気流分級機を用いる事によって、微粉及び粗粉の分級精度を向上させることができる。図４の装置について以下に詳細に説明する。
【００３７】
筒状の本体ケーシング３１の内部には分級室３２が形成されており、この分級室３２の下部には案内室３３がある。図４に示した分級機は個別駆動方式であり、分級室３２内に、遠心力を利用した強制渦を発生させて原料（粉砕トナー原料、或いは、粉砕トナー原料とトナー粗砕原料）を、粗粉と微粉とに分級する。分級室３２内には分級ロータ３４が設けられており、案内室３３に送り込まれた原料とエアーとを、分級ロータ３４の側面からの吸引によって、分級室３２内に旋回流入させる。
【００３８】
原料（粉砕トナー原料、トナー粗砕原料）は、原料投入口３５から投入され、空気は投入口３６、さらには原料投入口３５より原料と共に取り込まれる。原料は、流入空気と共に分級室３２へと運ばれる。尚、投入口３５を経て案内室３３中を流動するエアーと原料とが、分級ロータ３４に均一に配分されるようにすることが精度良く分級するためには好ましい。また、分級ロータ３４へ到達するまでの流路は濃縮が起こりにくい形状にする必要がある。しかしながら、投入口３５の位置はこれに限定されるものではない。
【００３９】
上記分級機の構成部材である分級ロータ３４は、直径Ｌ１が１００〜１０００ｍｍ、羽根４４の長さＬ２が１０〜１００ｍｍ、分級ロータ３４の中心と羽根４４の先端とを結ぶ直線と羽根４４とのなす角度θが２０〜９０°であるものを使用するのが好ましい。図５に示したように、当該角度θは、直線ＯＡとＢＣのなす角度ＡＢＣを指す。θが２０°未満の場合、強い強制渦流を発生させづらく、また、発生させたとしても分級ロータ３４の高速回転が必要であり、安定且つ安全な運転を維持することが難しく、好ましくない。また、θのさらに好ましい範囲は３５〜６５°であり、当該範囲に設定することで、分級室３２に強い強制渦流を効率良く発生させることができる。
【００４０】
図４の分級機においては、必要に応じて複数の分級ロータ３４を配置することも好ましい構成の一つである。この様な形状を有する分級ロータ３４のスピードコントロールは周波数変換器３８を通して行われる。
【００４１】
また、微粉排出管３９は、サイクロンや集塵機のような微粉回収手段４０を介して吸引ファン４１に接続されており、該吸引ファン４１を作動させることによって、分級ロータ３４の側面から分級室３２に吸引力を作用させて強制渦流を発生させている。
【００４２】
上記のようにして、分級室３２内に流入した原料は、高速回転する分級ロータ３４により、強制渦流が発生している分級室３２内で十分に分散されながら、強制渦流によって各原料粒子に作用する遠心力により粗粉と微粉とに遠心分離される。そして、分級室３２内の粗粉は粉砕原料として、本体ケーシング３１下部に接続してある粗粉排出用のホッパー４２を通り、ロータリーバルブ４３を介して前述の粉砕手段４５に再び供給されて粉砕される。また、微粉は、微粉排出管３９によって微粉回収手段４０へと排出された後、後述する第２分級手段に導入されてさらに精緻な分級がなされ、所望の粒径のトナー粒子が得られる。
【００４３】
本発明のトナーの製造方法においては、図４に示した分級機において、分級ロータ３４の回転数は、１０００〜８０００ｒｐｍが好ましい。当該回転数が１０００ｒｐｍ未満の場合、分級室３２内における強制渦流の発生が効率良くなされず、原料の分散及び分級が十分に行われず、また、回転数が８０００ｒｐｍを超えると、安定且つ安全な運転を維持することが難しくなる。
【００４４】
図４の分級機において、水平型回転ロータを上記したような高速で回転させると、分級室３２内に強制渦流が効率良く発生して原料が均一に分散される。その結果、処理量が増加して微粒子が凝集を起こすことなく、高精度に分級を行うことができる。特に、上記のような構成を有する回転式気流分級機を上記のような高速回転で作動させることにより、回転する分級ロータ３４の周速と羽根４４の傾きが最適となり、効率良く、詳しくは低エネルギーで強制渦流を生じさせることが可能となるため、経済的に、精緻な分級を行うことができる。
【００４５】
上記したような回転式気流分級機は、分級ロータの回転数によって分級点が決定され、微粒子領域での精緻な分級が可能となるが、従来は、これに接続される粉砕手段の効率が良好でなかったため、微小径のトナー粒子を得ることが難しく、得られたとしても、非常な労力を要していた。本発明においては、粉砕手段として図３に例示したような構成の、粉砕効率の良い衝突式気流粉砕機を用いているため、粉砕処理の性能向上が図られ、また、当該回転式分級機によって分級された粗粉の微粒子化も効率良くなされる。
【００４６】
本発明においては、第１分級手段において分級され、粗粉を除去して得られたトナー粉砕物を第２分級手段においてさらに分級し、微粉を除去して所望の粒径のトナー粒子を得る。本発明の分級方法は、かかる第２分級手段を用いたトナー粉砕物の分級方法である。本発明に用いられる該第２分級手段は、中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有し、回転する上記分級ロータ上部より上記トナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所望の粒径のトナー粒子を得る。
【００４７】
本発明に用いられる第２分級手段としては、図６に示される構成を備えた分級機が好ましく用いられる。図６において、５１はケーシング、５２は駆動軸、５３は案内羽根、５４は分級空気入口、５５は微粒物取り出し口、５６は粗粒物取り出し口、５８は分級ロータ、５９は分級羽根、６０は貫通部、６１はねじ、６２は固定ねじ、６３は粗粒物排出室、６４は微粒物排出室、６６は分配円盤、６７ａ〜６７ｃは固定螺旋状案内手段、６８はトナー粉砕物供給口である。
【００４８】
本発明において用いられる分級手段においては、図６に示すように、中心軸が鉛直方向に配置し、回転する分級ロータ５８上部からトナー粉砕物を供給口６８より供給し、分級ロータ５８外周の分級ゾーンへ導入することで、トナー粉砕物が分級ロータ５８の上部を覆う分配円盤６６の上面中心から外面に向かうため、該粉砕物が分散された状態で分級ゾーンへと供給されるため、分級効率が高い。また、当該分級手段において、分級ロータ５８の外周に固定螺旋状案内手段６７ａ〜６７ｃが配設されており、該案内手段６７ａ〜６７ｃによりトナー粉砕物と空気が分級ロータ５８の側面上部から下部へと案内される。分級ロータ５８は内部より空気が吸引されており、トナー粉砕物に含まれる微粉は上記案内手段６７ａ〜６７ｃを下部へ移動する間に、該分級ロータ５８内に吸引されて除去される。当該分級手段では、例えば、凝集した微粉が該分級ロータ５８上部においてロータ外部へはじかれたとしても、案内手段６７ａ〜６７ｃに沿って下部へと移動する間に凝集が解けるため、効率良く微粉を除去することができ、粒度分布がシャープなトナー粒子が高収率で得られる。
【００４９】
特に、本発明のトナー粒子の製造方法においては、真比重が１．２ｍｇ／ｃｍ３以下であるような微細なトナー粒子の分級性能が向上するため、この様な微細なトナー粒子が望まれるフルカラートナーの製造に好ましく適用される。
【００５０】
本発明において第２分級手段として用いられる図６の分級機についてさらに詳しく説明する。当該分級機は、ケーシング５１の下方端部に駆動軸５２が軸受けされており、該駆動軸５２は軸の上方端部に分級ロータ５８を有している。分級ロータ５８はその側面に、同一円周上に一定の間隔で並んだ分級羽根５９によりスリットを形成しており、スリットを構成する分級羽根５９の高さで案内羽根５３が不動に配置される。案内羽根５３は、同一円周上に一定の間隔で並んでスリットを形成しており、一定の勾配を有する固定螺旋状は、分級ロータ５８の分級羽根５９の高さ全体にわたって延びている。図６の構成では、案内手段６７ａ〜６７ｃとして、一定の勾配を有する３本の螺旋状部材が使用され、案内羽根５３に固定され、案内羽根５３周方向に等配置に設置されることが好ましい。さらに、案内手段は図６の如く複数本設ける方が分級ゾーンでの旋回流を安定化し、トナー粉砕物の凝集を解き、分級精度が上がるという効果が得られる。
【００５１】
分級ロータ５８は、固定ねじ６２によって駆動軸５２に取り外し可能に固定されている。また、分配円盤６６として構成された、分級ロータ５８のカバー円盤は、取り外し可能なねじ６１によって閉められている。
【００５２】
本発明においては、上記分級ロータ５８を構成する分級羽根５９のエッジが円弧状に加工されている、いわゆるアールを形成していることが望ましい。具体的には、図７に示すように、分級羽根５９のエッジが鋭利でなくなるように加工を施すことであり、正確な円弧でなくても、面取り等によってほぼ円弧状に加工したものも含む。この様な加工を施すことで、当該エッジのトナー粒子融着を効果的に防止することができる。特に、回転方向下流側のエッジに対してアールを形成することが好ましい。アールの好ましい形態としては、曲率半径が０．１〜１０ｍｍの円弧であり、当該半径が小さすぎると、特に雰囲気温度が高いときの連続運転時に、トナー粒子がエッジに付着融着し、分級されるトナー粒子に粗い粒子が混入する場合があり、当該トナー粒子を用いて画像を形成した際に、画像上にポチが発生したり、現像機中でトナー融着を招く原因となったりする。さらに好ましくは曲率半径が０．５〜８ｍｍ、望ましくは０．７〜５ｍｍであり、５ｍｍ以下で特に高い分級精度及び高収率が得られる。
【００５３】
トナー粉砕物は、供給口６８より供給され、回転する分配円盤６６を伝ってスリットを構成する分級羽根５９と案内羽根５３とで構成される分級ゾーンに供給される。
【００５４】
分級空気の供給は、案内羽根５３の後方の分級空気入口５４を通って行われる。ケーシング５１の内部にリング状の粗粒物排出室６３が配置されており、粗粒物は粗粒物取り出し口５６により収集され、本発明においてはこれがトナー粒子となる。
【００５５】
分級ロータ５８の下方には、カバー円盤６５を介してリング状の微粒物排出室６４が、駆動軸５２に対して同軸的に配置され、カバー円盤６５に設けられた貫通部６０により、分級ロータ５８の内部から微粒物排出室６４内へ微粒物が排出され、次いで、該微粒物は、微粒物取り出し口５５より収集される。
【００５６】
真比重が１．２ｇ／ｃｍ３以下のトナー粒子、例えばフルカラー用のトナー粒子を製造する場合、真比重が１．２ｇ／ｃｍ３を超える磁性トナー粒子に比較して分級しづらいことから収率が劣る傾向にあるが、本発明においては、真比重が１．２ｇ／ｃｍ３以下のトナー粒子であっても、高い収率を維持することができる。本発明は、重量平均粒径が１０μｍ以下、さらに好ましくは８μｍ以下の小粒径のシャープな粒度分布を有するトナー粒子を製造する際の収率の向上効果が顕著である。
【００５７】
本発明の製造方法の好ましい装置システムの一例を図８に示す。図中、７１は原材料貯蔵及び／または秤量システム、７２は原材料混合手段、７３は原材料混合物ホッパー及び定量供給装置、７４は混練手段、７５は混練物冷却装置、７６は粗砕手段、７７はトナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置、７８はインジェクションフィーダー、７９は第１分級手段、８０は粉砕手段、８１は捕集サイクロン、８２はトナー粉砕物ホッパー及び定量供給装置、８３は第２分級手段、８４はトナー粒子取り出し口、８５は回収ライン、８６はインジェクションエアー、８７は微粉捕集サイクロン、８８は微粉ホッパー及び微粉供給装置である。
【００５８】
図８のシステムにおいて、先ず原料貯蔵及び／または秤量システム７１により、原材料の秤量を行い、秤量終了後に原材料混合手段７２を用いて攪拌混合する。次いで、原材料混合物を原材料混合物ホッパー及び定量供給装置７３を介して混練手段７４にて溶融混練し、混練物を冷却装置７５にて冷却し、粗砕手段７６により粗粉砕してトナー粗砕原料とする。トナー粗砕原料は、トナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置７７を用い、インジェクションエアー８６によるインジェクションフィーダー７８を用いて第１分級手段７９に投入する。第１分級手段７９において分級除去された粉砕粗粉は、粉砕手段８０により粉砕されて粉砕トナー原料となり、上記トナー粗砕原料と共に第１分級手段７９に送られ、分級された微粉がトナー粉砕物として捕集サイクロン８１で捕集されてトナー粉砕物ホッパー及び定量供給装置８２から第２分級手段８３に送られる。第２分級手段８３により分級された所望の粒子径のトナー粒子はトナー粒子取り出し口８４から取り出され、それ以外（微粉）は必要に応じて原材料として用いることが可能である。例えば、微粉捕集サイクロン８７において収集し、微粉ホッパー及び微粉供給装置８８を使用し、再利用のための回収ライン８５を設け、原材料と共に使用することも可能である。
【００５９】
本発明のトナー粒子の製造方法においては、原材料として、結着物質、着色剤、さらには必要に応じて帯電制御剤や離型剤等の添加剤が用いられる。
【００６０】
本発明において使用する結着物質としては、従来より電子写真用トナー結着樹脂として知られている各種の樹脂材料が好ましく用いられる。例えば、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・アクリル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体の様なエチレン系共重合体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸系樹脂等である。これらの樹脂の中で、特に負帯電能の高いポリエステル系樹脂を用いることが、カラートナーに使用するのに適している。
【００６１】
着色剤としては、顔料及び／または染料を用いることができる。例えば染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６等がある。顔料としては、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、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、ベンジジンオレンジＧ、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、クロムグリーン、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
【００６２】
また、本発明で製造したトナー粒子をフルカラー画像形成用トナーとして使用する場合には、マゼンタ用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１〜１９，２１〜２３，３０〜３２，３７〜４１，４８〜５５，５７，５８，６０，６３，６４，６８，８１，８３，８７〜９０，１１２，１１４，１２２，１２３，１６３，２０２，２０６，２０７，２０９，Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．バットレッド１，２，１０，１３，１５，２３，２９，３５等が挙げられる。
【００６３】
かかる顔料は単独で使用しても構わないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。マゼンタ用染料としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１，３，８，２３〜２５，２７，３０，４９，８１〜８４，１００，１０９，１２１，Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド９、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８，１３，１４，２１，２７、Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１の如き油溶染料；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１，２，９，１２〜１５，１７，１８，２２〜２４，２７，２９，３２，３４〜４０、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１，３，７，１０，１４，１５，２１，２５〜２８の如き塩基性染料が挙げられる。
【００６４】
シアン用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２，３，１５，１６，１７；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５またはフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料等である。
【００６５】
イエロー用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１〜１７，２３，６５，７３，８３，９７，１８０、Ｃ．Ｉ．バットイエロー１，３，２０等が挙げられる。
【００６６】
着色剤の使用量は結着樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．１〜６０質量部、より好ましくは０．５〜５０質量部、さらに好ましくは１〜１５質量部である。
【００６７】
一方、ブラックトナー用の着色剤としては、カーボンブラックが挙げられ、結着樹脂１００重量部に対して好ましくは２．０〜１０重量部、さらに好ましくは３．０〜７重量％用いる。
【００６８】
また、本発明によるトナー粒子を磁性トナーとして用いる場合、原材料に磁性体を用いる。その場合、磁性体は着色剤としての機能も有する。磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄；Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような金属、或いは、これらの金属とＡｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖのような金属との合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。これら磁性体は、結着樹脂１００質量部に対して、好ましくは１０〜２００質量部、さらに好ましくは２０〜１５０質量部使用する。
【００６９】
帯電制御剤としては公知の種々の正荷電性または負荷電性のものを用いることができる。サリチル酸またはアルキルサリチル酸の金属塩乃至は金属錯体が用いられる。例えば３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸と金属との塩や錯体、特に３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸とクロム、アルミニウムまたは亜鉛との金属塩や金属錯体等が好適に用いられる。また、ベンジル酸アルミニウム、ジルコニウムなどの化合物も好ましく用いられる。
【００７０】
本発明において、必要に応じて一種または二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させてもかまわない。
【００７１】
離型剤としては次のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス；酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物；脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物；カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス；及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、離型剤として、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸の如き飽和直鎖脂肪酸；ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸；ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールの如き飽和アルコール；ソルビトールの如き多価アルコール；リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド；エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド；ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド；ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムの如き脂肪酸金属塩（一般に金属石けんといわれているもの）；脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニルモノマーをグラフト化させたグラフトワックス；ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物；植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
【００７２】
離型剤の量は、結着樹脂１００質量部あたり０．１〜２０質量部、好ましくは０．５〜１０質量部が好ましい。
【００７３】
本発明によれば、重量平均粒径が１０μｍ以下のシャープな粒度分布を有するトナー製品を効率よく得ることが可能であり、特に重量平均粒径が８μｍ以下のシャープな粒度分布を有するトナー製品を効率よく得ることができる。
【００７４】
【実施例】
（実施例１）
図８に示す装置システムの構成を用いてトナー粒子の製造を行った。但し、第２分級手段から得られる所望の粒径のトナー粒子以外の微粉は使用しなかった。
【００７５】
本実施例における粉砕手段及び分級手段の詳細は以下に説明する。
【００７６】
粉砕手段７９としては、図２に示す構成の粉砕機を用い、第１分級手段７２としては、図４に示す分級機を、第２分級手段８３としては、ホソカワミクロン社製「３１５ＴＳＰ」（分級ロータの羽根の下流側エッジに１．５ｍｍの円弧状アールを形成）を固定螺旋状案内手段を３本配置した図６の構成に改造して用いた。各装置の詳細は以下の如くである。
【００７７】
〔粉砕機〕
鉛直線を基準とした加速管１３の長軸方向の傾き（以下、加速管傾きとする）を約０°とし実質的に鉛直に設置した。衝突部材２１は図３に示すものを使用し、α＝５５°、β＝１０°、外径（直径）１００ｍｍとした。粉砕室２３の形状は、内径１５０ｍｍの円筒状のものとした。
【００７８】
〔第１分級手段〕
分級ロータ３４の直径Ｌ１は２００ｍｍ、分級ロータ３４の羽根４４の長さＬ２は３０ｍｍであり、分級ロータ３４の中心と羽根４４の先端とを結ぶ直線と羽根４４とのなす角θを４５°に設定した。
【００７９】
〔原材料〕
・ポリエステル樹脂 １００質量部
・イエロー顔料 ４．５質量部
・サリチル酸金属錯体 ４．０質量部
上記処方にて、原材料混合装置７２としては、ヘンシェルミキサー；三井三池化工機社製「ＦＭ−７５型」、混練手段としては、温度１００℃に設定した２軸混練機；池貝鉄工社製「ＰＣＭ−３０型」を用いて混合し、溶融混練した。次いで、冷却装置として冷却手段を内部に備えた対向するロール間を通過させることで冷却した後に、粗砕手段７６としてハンマーミルを用い、粒径１ｍｍ以下に粗粉砕し、トナー粗砕原料を得た。
【００８０】
該トナー粗砕原料を、トナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置７７（定量供給装置はテーブル式を用いた）にて、３５．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィーダー７８にて、第１分級手段７９に供給し、次いで粉砕手段８０により微粉砕した。この時、第１分級手段７９の分級ロータ３４の回転数は、３４００ｒｐｍとした。
【００８１】
粉砕手段８０のトナー粗砕原料供給管１１より供給されたトナー粗砕原料は、圧力６．０×１０５Ｐａ、６．０Ｎｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を用いて粉砕された後、原料導入部にて供給されているトナー粗砕原料と混合されて、再び第１分級手段７９へと導入し、閉回路粉砕を行った。
【００８２】
一方、第１分級手段７９で分級されたトナー粉砕物は、捕集サイクロン８１にて捕集され、トナー粉砕物ホッパー及び定量供給装置８２へと導入されて貯蔵される。この時に第１分級手段７９で分級されて得られたトナー粉砕物は、重量平均径が６．８μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子が５４個数％、且つ粒径１０．１μｍ以上の粒子を４．１体積％含有するシャープな粒度分布を有していた。
【００８３】
貯蔵されたトナー粉砕物は、第２分級手段８３の供給口６８より１５０ｋｇ／ｈの割合で供給した。分級ロータ５８の回転数は、３０００ｒｐｍとした。第２分級手段８３で分級された中粉体（分級品）は、重量平均粒径が７．２μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子を２２個数％含有し、粒径１０．１μｍ以上の粒子を５．６体積％含有するシャープな粒度分布を有しており、トナー粒子として優れた性能を有していた。この時、投入されたトナー粉砕物に対する最終的に得られたトナー粒子の量の比率（即ち、分級収率）は８６％であった。真比重は、１．１ｇ／ｃｍ３であった。分級ロータ５８の分級羽根５９のエッジを確認したところトナー原材料の融着物は見られなかった。詳細を、表１に挙げる。
【００８４】
本実施例における粒度分布は次の測定装置を用いて行なった。即ち、測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型或いはコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）を用いた。電解質溶液には、１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製して用いたが、例えば、ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）を使用することができる。測定方法としては、前記電解質溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベルゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解質溶液は超音波分散機で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用い、トナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。それから、体積分布から求める重量基準の重量平均粒径を求めた。
【００８５】
（実施例２）
図６の分級機において、固定螺旋状案内手段を１本とし、３周の長さに製造した以外は実施例１とほぼ同様に製造を行った。トナー粒子の分級収率は８４％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８６】
（比較例１）
実施例１において用いたトナー粗砕原料を用い、ターボミル「Ｔ−２５０」を用いて、重量平均径が６．８μｍとなるように供給量を調整し、粉砕した。次いで、分級機として実施例１で第２分級機として用いた「３１５ＴＳＰ」（分級ロータの羽根のエッジにアールを形成しないもの）を用い、微粉をカットした。この時の粉体の粒度分布を確認したところ、粗粉の量が増加していることが確認できた。分級ロータのエッジを確認したところトナー原材料の融着物が見られ、この融着物が混合したためと考えられる。この後に、さらに同じ分級機を用いて粗粉をカットしたところ、分級収率は、７４％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８７】
（実施例３）
実施例１において、第１分級手段の分級ロータ３４の回転数を３０００ｒｐｍとし、第２分級手段の分級ロータの回転数を２８００ｒｐｍとする以外は実施例１とほぼ同様に製造を行った。トナー粒子の分級収率は、８７％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８８】
（比較例２）
実施例１において用いたトナー粗砕原料を用い、ターボミル「Ｔ−２５０」を用いて、重量平均径が、８．１μｍとなるように供給量を調整し粉砕した。次いで、分級機として実施例１で用いた第２分級機「３１５ＴＳＰ」（分級ロータの羽根のエッジにアールを形成しないもの）を用い、微粉をカットした後に、さらに同じ分級機を用いて粗粉をカットしたところ、トナー粒子の分級収率は、７８％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８９】
（実施例４）
実施例１において、イエロー顔料の代わりにシアン顔料を５質量部、マゼンタ顔料を５質量部、及びカーボンブラック７質量部を用いることを除いて同様に製造を行い、トナー粒子を得た。真比重は、いずれも１．１ｇ／ｃｍ３であった。
【００９０】
上記各色のトナー粒子１００質量部に対し、疎水性酸化チタン微粒子１．５質量部を添加しヘンシェルミキサーで乾式混合し、シアン、マゼンタ、ブラックトナーを得た。さらに、実施例１にて得られたイエロートナー粒子に同様の外添を行いイエロートナーを得た。
【００９１】
上記トナーとシリコーン樹脂をコートしたキヤリアを混合し、現像機としてキヤノン社製「ＣＬＣ１０００」を用いて、画像を出力したところ、高品質で、画像欠陥のない鮮明な高精細フルカラー画像が得られた。
【００９２】
【表１】
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な装置構成でありながら、微細なトナー粒子、特に、フルカラー用トナーに好適なトナー粒子を、高品質で且つ高収率で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー粒子の製造方法の好ましい実施形態の概要を示すフローチャートである。
【図２】本発明に用いられる粉砕機の構成を示した図である。
【図３】図２の粉砕機の衝突部材を示す図である。
【図４】本発明にかかる第１分級手段の一例である分級機の構成を示す図である。
【図５】図４の分級機の分級ロータの拡大図である。
【図６】本発明にかかる第２分級手段の一例である分級機の構成を示す図である。
【図７】図６の分級機の分級ロータの羽根のアール加工の説明図である。
【図８】本発明の製造方法に好ましい装置システムの一例を示す図である。
【図９】従来用いられていた粉砕機の一例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ トナー粗砕原料供給管
１３ 加速管
１４ 加速管スロート部
１５ 高圧気体噴出ノズル
１６ トナー粗砕原料供給口
１７ 高圧気体供給口
１８ 高圧気体チャンバー
１９ 高圧気体導入管
２０ 加速管出口
２１ 第１衝突部材
２２、２２’ 衝突面
２３ 粉砕室
２４ 側壁
２５ 粉砕トナー原料排出口
３１ 本体ケーシング
３２ 分級室
３３ 案内室
３４ 分級ロータ
３５ 原料投入口
３６ 空気投入口
３８ 周波数変換器
３９ 微粉排出管
４０ 微粉回収手段
４１ ファン
４２ ホッパー
４３ ロータリーバルブ
４４ 羽根
４５ 粉砕手段
５１ ケーシング
５２ 駆動軸
５３ 案内羽根
５４ 分級空気入口
５５ 微粒物取り出し口
５６ 粗粒物取り出し口
５８ 分級ロータ
５９ 分級羽根
６０ 貫通部
６１ ねじ
６２ 固定ねじ
６３ 粗粒物排出室
６４ 微粒物排出室
６６ 分配円盤
６７ａ〜６７ｃ 固定螺旋状案内手段
７１ 原材料貯蔵及び／または秤量システム
７２ 原材料混合手段
７３ 原材料混合物ホッパー及び定量供給装置
７４ 混練手段
７５ 混練物冷却装置
７６ 粗砕手段
７７ トナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置
７８ インジェクションフィーダー
７９ 第１分級手段
８０ 粉砕手段
８１ 捕集サイクロン
８２ トナー粉砕物及び定量供給装置
８３ 第２分級手段
８４ トナー粒子取り出し口
８５ 回収ライン
８６ インジェクションエアー
８７ 微粉捕集サイクロン
８８ 微粉ホッパー及び微粉供給装置
９１ 高圧気体入力部
９２ 加速管
９３ ノズル先端部
９４ 衝突部材
９５ 粉体供給部
９６ 衝突面
９７ 排出部
９８ 粉砕室
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電気録またはトナージェットなどの画像形成方法において使用される乾式トナーの製造方法に関する。特に、ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用いて微粒子化し、該微粒子化された粉体を機械的に分級し、所定の粒径のトナー粒子を得るトナー粒子の製造方法及び分級方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やプリンタ等の高精細化、或いはオンデマンドプリンティング等の要求により、定着性が良好で微細なトナー粒子が要求されており、該トナー粒子を用い、長期にわたり安定した画像を提供できるトナー、特にカラートナーに対する要求が増大している。
【０００３】
特に、フルカラー用トナーに対しては、従来の白黒画像に対して、銀塩写真或いはオフセット印刷物と同等以上の性能を目指すため、多種多様で且つ厳密な品質性能が要求されている。
【０００４】
係る要求に対しては、使用する原材料によることも多いが、粉砕法によるトナーにおいては、その製造方法により左右される部分が多い。この様なトナーにおいて、トナー性能のみを考慮して製造方法を選択すると、生産性が悪くなったり、装置構成が複雑になるといった問題が発生し、また、逆に生産性を追求すると品質が安定しないという問題が発生していた。
【０００５】
一方で、省エネルギー、コスト削減要求も強く、これらの要求を満たす製造方法が望まれている。
【０００６】
粉砕法による乾式トナーの製造方法は、基本的に、原材料を混合、混練した後、粉砕し、分級する工程からなる。当該製造方法に用いられる粉砕機及び分級装置としては多数の開示があるが、例えば、特開平５−３０９２８８号公報には、加速管の後端から被粉砕物を供給する粉砕機が提案されており、該装置によれば、被粉砕物の粉砕効率が向上し、省エネルギー、低コストの製造方法が実現する。
【０００７】
また、特開平１１−１０９６７８号公報には、複数のスリットを有するロータを利用したトナーの分級方法において、所定の粒子群よりも細かい粒子群を除去した後に、所定の粒子群よりも粗い粒子群を除去することにより、粗い粒子群を細かい粒子群よりも先に除去した場合の、製品に凝集物が混入するという問題を解決した方法が開示されている。しかしながら、当該方法では、トナー粒子の凝集を解する効果が本質的に小さいという課題と、所定の粒径のトナー粒子の収率が不十分であるという課題が残る。
【０００８】
さらに、特開平１１−１０９６７８号公報に開示された分級方法では、外気温の低い環境下においては、粗粉の発生が少ないものの、外気温の高い状況下においては粗粉が発生する場合もあり、改善すべき課題が残る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、粉砕法トナーの分級工程において、長期にわたり安定して粗粉の発生を抑制できる分級方法を提供することにあり、さらに、粉砕法トナーの粉砕、分級工程において、装置構成を簡略化しつつ、トナー粒子の凝集を防止した上で粉砕効率の向上を図り、所定の粒径のトナー粒子を高収率で製造する製造方法を提供することにある。特に、微細で且つ厳密な品質管理が要求されるフルカラートナーに使用しうるトナー粒子の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、所定の粒径のトナー粒子を得る分級方法であって、中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有する分級手段を用い、回転する上記分級ロータ上部よりトナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所定の粒径のトナー粒子を得ることを特徴とするトナー粒子の分級方法である。
【００１１】
本発明の第二は、トナー粗砕原料を粉砕手段において衝突部材に衝突させて粉砕し、分級手段において分級して所定の粒径のトナー粒子を得るトナー粒子の製造方法において、
加速管と、該加速管の出口側に配置された複数の衝突部材とを有する粉砕手段を用い、トナー粗砕原料を、上記加速管の後端部から供給し、高圧気体により搬送加速し、第１の衝突部材に衝突させた後、第２以降の衝突部材に衝突させて粉砕し、粉砕トナー原料とした後、
上記粉砕トナー原料を第１分級手段により粗粉を除去し、所定の粒径の粒子を捕集してトナー粉砕物とし、
中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有する第２分級手段を用い、回転する上記分級ロータ上部より上記トナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所定の粒径のトナー粒子を得ることを特徴とするトナー粒子の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、トナー粗砕原料を効率よく、余分な粗い粒子を生成せずに粉砕、分級し、粒度分布のシャープなトナー粉砕物を得、トナー粒子の凝集を防止しつつ微粉を除去することのみで粒度分布がシャープで微細なトナー粒子を効率よく、高収率で安定して製造する方法である。本発明では、簡易な製造システムを採用することが可能となり、特に、微細化されたフルカラートナーを効率よく高品質を維持して生産することが可能となる。
【００１３】
図１は、本発明のトナー粒子の製造方法の好ましい実施形態の概要を示すフローチャートである。本発明の製造方法においては、結着樹脂及び着色剤等の原材料を混合手段により混合し原材料混合物を得、該原材料混合物を混練手段により溶融混練し、得られた混練物を冷却した後、冷却物を粗砕手段により粉砕し、必要に応じてさらなる粉砕を行って得られた粗砕物をトナー粗砕原料として使用する。
【００１４】
先ず、トナー粗砕原料を粉砕手段により粉砕して得られた粉砕トナー原料を第１分級手段に供給し、粉砕粗粉と粉砕微粉に分級して、微粉をトナー粉砕物として第２分級手段に供給する。粗粉はトナー粗砕原料と共に再度粉砕手段に供給されて粉砕される。第２分級手段では、微粉を除去して所定の粒径のトナー粒子を得る。第２分級手段において除去された微粉は、必要に応じて混合手段に供給されて原材料と共に再度混合して使用することも好ましく行われる。
【００１５】
本発明においては、トナー粗砕原料を粉砕手段に供給する前に第１分級手段に供給することが好ましい。第１分級手段によって予め粗粉のみとしたものを粉砕手段に投入することにより、より効率よく粉砕、分級を行うことができるからである。
【００１６】
本発明に用いられるトナー粗砕原料の粉砕手段は、加速管と、該加速管の出口側に配置された複数の衝突部材とを有する粉砕機であり、トナー粗砕原料を、上記加速管の後端部から供給し、高圧気体により搬送加速し、第１の衝突部材に衝突させた後、第２以降の衝突部材に衝突させて粉砕し、粉砕トナー原料とする。当該分級機においては、トナー粗砕原料を加速管の後端部から供給し、高圧気体により搬送加速することで、該トナー粗砕原料と該高圧気体の混合流が形成され、トナー粗砕原料は加速管出口側に配置される第１の衝突部材に衝突した後に一次粉砕される。一次粉砕は、第１衝突部材の頂点周辺にて行われるため、粉砕すると同時に粉体の分散が良好となり、第２以降の衝突部材に衝突させて粉砕する際に、分散が良好な状態で粉砕されるため、粉体の凝集、融着を防止でき、効率の良い粉砕が可能で不要な粗い粒子の生成を抑え、粒度分布の狭い粉砕トナー原料を得ることができる。
【００１７】
当該粉砕手段として具体的には、例えば図２に示すような粉砕機が好ましく用いられる。図中、１１はトナー粗砕原料供給管、１３は加速管、１４は加速管スロート部、１５は高圧気体噴出ノズル、１６はトナー粗砕原料供給口、１７は高圧気体供給口、１８は高圧気体チャンバー、１９は高圧気体導入管、２０は加速管出口、２１は第１衝突部材、２２、２２’は衝突面、２３は粉砕室、２４は側壁、２５は粉砕トナー原料排出口である。
【００１８】
図２の粉砕機において、トナー粗砕原料供給管１１より供給されたトナー粗砕原料は、加速管１３のスロート部１４の内壁と、高圧気体噴出ノズル１５の外壁との間で形成されたトナー粗砕原料供給口１６（スロート部１４でもある）から加速管１３へと供給される。尚、高圧気体噴出ノズル１５の中心軸と、加速管１３の中心軸とは、実質的に同軸上にあることが好ましい。
【００１９】
一方、高圧気体は、高圧気体供給口１７より導入され、高圧気体チャンバー１８を経由して、好ましくは複数本の高圧気体導入管１９を通り、高圧気体噴出ノズル１５より加速管出口２０方向に向かって急激に膨張しながら噴出する。この時、加速管スロート部１４の近傍で発生するエゼクター効果により、トナー粗砕原料は、共存している気体に同伴されながらトナー粗砕原料供給口１６より加速管出口２０方向に向かって、加速管スロート部１４において高圧気体と均一に混合されながら急加速される。そして、加速管出口２０に対向した第１の衝突部材２１の衝突面２２に、粉体濃度の偏りなく均一な固気混合流の状態で衝突する。衝突時に発生する衝撃力は、十分分散した個々の粒子（トナー粗砕原料）に与えられるため、非常に効率の良い粉砕を実施することができる。尚、高圧気体の圧力は、４×１０５〜７×１０５Ｐａが用いられ、流量は、粉砕機のスケールに合わせて適宜設計される。
【００２０】
衝突部材２１の衝突面２２にて粉砕された粉砕物は、さらに粉砕室２３の側壁２４を第２以降の衝突部材として二次衝突（または三次衝突）し、衝突部材２１の後方に配設された粉砕トナー原料排出口２５より排出される。また、図２に示した衝突式気流粉砕機において、衝突部材２１は円錐状の形状が好ましく用いられるが、さらに好ましくは衝突面２２を図３に示す如く円錐状の突起を中央部に有する衝突面とすれば、粉砕室２３内における粉砕物の分散を均一に行い、側壁２４との高次衝突を効率よく行うことができるのでさらに好ましい。さらに、粉砕トナー原料排出口２５が衝突部材２１よりも後方にある場合には、粉砕トナー原料の排出を円滑に行うことができるので、好ましい態様である。
【００２１】
即ち、図２に示したように、衝突部材２１の衝突面２２に中央部が突出している錐体状の中央突出部を設けることにより、加速管１３から噴出されたトナー粗砕原料と圧縮空気の固気混合流は、衝突部材２１の突起表面の衝突面２２で一次粉砕され、さらにその外周に設けられている円錐状の衝突面２２’で二次粉砕された後、粉砕室側壁２４で三次粉砕される。
【００２２】
この時、衝突部材２１に好適な構成は以下に示すとおりである。図３において、衝突部材２１の突起表面中央部における衝突面２２のなす頂角α（°）と、外周衝突面２２’と加速管１２の中心軸の垂直面に対する傾斜角β（°）が、下記の関係を満足するときに、非常に効率よく粉砕が行われる。
【００２３】
０＜α＜９０、β＞０
３０≦α＋２β≦９０
【００２４】
即ち、α＝９０の時は、中央の突起表面２２で一次粉砕された粉砕物の反射流が、加速管２３から噴出する固気混合流の流れを乱す傾向にあり、β＝０の時は、外周衝突面２２’が固気混合流に対して直角に近くなり、外周衝突面２２’での反射流が固気混合流に向かって流れるため、固気混合流の乱れを生じやすく粉砕効率が低下する傾向にある。さらに、β＝０の時には、外周衝突面２２’上での粉体濃度が大きくなり熱可塑性樹脂を主成分とする粉体を原料とした場合、外周衝突面２２’上で融着物及び凝集物を生じやすく、かかる融着物を生じた場合、粉砕機の安定した運転が困難となる。
【００２５】
また、α＋２β＜３０の時には、突起表面２２での一次粉砕の衝撃力が弱められるため、粉砕効率の低下を招き、α＋２β＞９０の時には、外周衝突面２２’での反射流が、固気混合流の下流側に流れるため、粉砕室側壁２４での三次粉砕の衝撃力が弱くなり、粉砕効率の低下を引き起こす。
【００２６】
さらに好ましいα、βの値は以下の通りである。
【００２７】
０＜α＜８０
５＜β＜４０
【００２８】
本発明においては、上記のような構造の衝突式気流粉砕機を用いることによって、図９に示したような従来の気流粉砕機を用いた場合に比べて、衝突回数を増やし、且つ、より効果的に原料粒子を衝突させることができるため、粉砕効率の向上を図ることが可能であると共に、衝突後の粉砕物の分散も良好となり、図９に示す従来の粉砕機よりも効率良くトナー破砕原料を粉砕することができる。
【００２９】
図９に示した従来の気流粉砕機は、衝突面９６を有する衝突部材９４があり、粉体供給部９５から粉体が供給される。高圧気体入力部９１から高圧気体が入力され、加速管９２内部を空気と共に加速され、ノズル先端部９３から粉砕室９８に向けて高速に噴出される。中心線に対して９０°の平面状である衝突部材９４の衝突面９６に衝突し、粉砕され、排出部９７を通して排出される。
【００３０】
本発明に用いられる粉砕機は、従来の粉砕機に比べ、樹脂や粘着性のある物質を粉砕する場合に、被粉砕物の融着、凝集及び素粒子が発生しにくく、高い粉体濃度での粉砕が可能であり、粉砕効率が高いことを特徴とすると共に、摩耗性のある粉砕原料を用いる場合においても、加速管内壁や衝突部材の衝突面に発生する摩耗が局部的に集中することがなく、それらの部材の長寿命化が図れ、安定な運転が可能である。
【００３１】
このようにして得られた粉砕トナー原料より、第１分級手段により所定流度の粒子を捕集してトナー粉砕物を得る。本発明においては、上記した粉砕手段を用いていることにより、粉砕トナー原料に必要以上に粗い粒子を含まないようにすることができる。
【００３２】
本発明において用いられる第１分級手段としては、公知の分級機が用いられるが、好ましくは図４に示す分級機が挙げられる。図中、３１は本体ケーシング、３２は分級室、３３は案内室、３４は分級ロータ、３５は原料投入口、３６は空気投入口、３８は周波数変換器、３９は微粉排出管、４０は微粉回収手段、４１はファン、４２はホッパー、４３はロータリーバルブ、４５は粉砕手段である。また、図４中の分級ロータ３４の拡大図を図５に示す。図中、４４は羽根である。
【００３３】
図４に示す分級機の分級ロータ３４は、複数のスリットからなる回転ロータを回転させると共に、該ロータ内部より空気を吸引することにより、分級を行うものである。該ロータ３４は、側面に一定の間隔で並んだ複数の羽根４４を有し、個々の羽根４４が分級ロータ３４の中心と羽根４４の先端を結ぶ直線に対して一定の角度θをなすようにして配置されたものである。
【００３４】
この様な構造を有する回転式気流分級機を使用すれば、分級ロータ３４により生ずる強制渦流によって、該分級機に導入される粉砕トナー原料が均一に分散され、処理量が増加したとしても分級機内で極微粒子が凝集を起こすことなく、高精度な分級が可能となる。
【００３５】
上記した回転式気流分級機と、前記した本発明に係る粉砕手段との組み合わせは以下の理由で好ましいものである。粉砕手段における衝突面近傍の局所的流れは、中央部の突起表面の衝突面で均一に分散されるため、トナー粒子の融着、粗粒化、或いは凝集が抑制される効果もあって、第１分級手段における分級効率が非常に改善され、その結果、トナー粒子の粒径を微小化したとしても、第１分級手段への供給量は増加せず、分級機内でトナー粒子の凝集を発生することなく、高精度の分級が可能となり、トナー粉砕物を粒度分布のシャープなものとすることができる。よって、第２分級手段へと供給されるトナー粉砕物の粒度分布はシャープなものとなり、第２分級手段によって微粉のみを分級することにより、所望粒径のトナー粒子の収率を格段に向上させることができる。
【００３６】
本発明で用いられる第１分級手段として具体的には、例えば、ホソカワミクロン社製；ティープレックス（ＡＴＰ）分級機等が挙げられる。本発明においては、図４に示したような水平型回転ロータを有する回転式気流分級機を用いる事によって、微粉及び粗粉の分級精度を向上させることができる。図４の装置について以下に詳細に説明する。
【００３７】
筒状の本体ケーシング３１の内部には分級室３２が形成されており、この分級室３２の下部には案内室３３がある。図４に示した分級機は個別駆動方式であり、分級室３２内に、遠心力を利用した強制渦を発生させて原料（粉砕トナー原料、或いは、粉砕トナー原料とトナー粗砕原料）を、粗粉と微粉とに分級する。分級室３２内には分級ロータ３４が設けられており、案内室３３に送り込まれた原料とエアーとを、分級ロータ３４の側面からの吸引によって、分級室３２内に旋回流入させる。
【００３８】
原料（粉砕トナー原料、トナー粗砕原料）は、原料投入口３５から投入され、空気は投入口３６、さらには原料投入口３５より原料と共に取り込まれる。原料は、流入空気と共に分級室３２へと運ばれる。尚、投入口３５を経て案内室３３中を流動するエアーと原料とが、分級ロータ３４に均一に配分されるようにすることが精度良く分級するためには好ましい。また、分級ロータ３４へ到達するまでの流路は濃縮が起こりにくい形状にする必要がある。しかしながら、投入口３５の位置はこれに限定されるものではない。
【００３９】
上記分級機の構成部材である分級ロータ３４は、直径Ｌ１が１００〜１０００ｍｍ、羽根４４の長さＬ２が１０〜１００ｍｍ、分級ロータ３４の中心と羽根４４の先端とを結ぶ直線と羽根４４とのなす角度θが２０〜９０°であるものを使用するのが好ましい。図５に示したように、当該角度θは、直線ＯＡとＢＣのなす角度ＡＢＣを指す。θが２０°未満の場合、強い強制渦流を発生させづらく、また、発生させたとしても分級ロータ３４の高速回転が必要であり、安定且つ安全な運転を維持することが難しく、好ましくない。また、θのさらに好ましい範囲は３５〜６５°であり、当該範囲に設定することで、分級室３２に強い強制渦流を効率良く発生させることができる。
【００４０】
図４の分級機においては、必要に応じて複数の分級ロータ３４を配置することも好ましい構成の一つである。この様な形状を有する分級ロータ３４のスピードコントロールは周波数変換器３８を通して行われる。
【００４１】
また、微粉排出管３９は、サイクロンや集塵機のような微粉回収手段４０を介して吸引ファン４１に接続されており、該吸引ファン４１を作動させることによって、分級ロータ３４の側面から分級室３２に吸引力を作用させて強制渦流を発生させている。
【００４２】
上記のようにして、分級室３２内に流入した原料は、高速回転する分級ロータ３４により、強制渦流が発生している分級室３２内で十分に分散されながら、強制渦流によって各原料粒子に作用する遠心力により粗粉と微粉とに遠心分離される。そして、分級室３２内の粗粉は粉砕原料として、本体ケーシング３１下部に接続してある粗粉排出用のホッパー４２を通り、ロータリーバルブ４３を介して前述の粉砕手段４５に再び供給されて粉砕される。また、微粉は、微粉排出管３９によって微粉回収手段４０へと排出された後、後述する第２分級手段に導入されてさらに精緻な分級がなされ、所望の粒径のトナー粒子が得られる。
【００４３】
本発明のトナーの製造方法においては、図４に示した分級機において、分級ロータ３４の回転数は、１０００〜８０００ｒｐｍが好ましい。当該回転数が１０００ｒｐｍ未満の場合、分級室３２内における強制渦流の発生が効率良くなされず、原料の分散及び分級が十分に行われず、また、回転数が８０００ｒｐｍを超えると、安定且つ安全な運転を維持することが難しくなる。
【００４４】
図４の分級機において、水平型回転ロータを上記したような高速で回転させると、分級室３２内に強制渦流が効率良く発生して原料が均一に分散される。その結果、処理量が増加して微粒子が凝集を起こすことなく、高精度に分級を行うことができる。特に、上記のような構成を有する回転式気流分級機を上記のような高速回転で作動させることにより、回転する分級ロータ３４の周速と羽根４４の傾きが最適となり、効率良く、詳しくは低エネルギーで強制渦流を生じさせることが可能となるため、経済的に、精緻な分級を行うことができる。
【００４５】
上記したような回転式気流分級機は、分級ロータの回転数によって分級点が決定され、微粒子領域での精緻な分級が可能となるが、従来は、これに接続される粉砕手段の効率が良好でなかったため、微小径のトナー粒子を得ることが難しく、得られたとしても、非常な労力を要していた。本発明においては、粉砕手段として図３に例示したような構成の、粉砕効率の良い衝突式気流粉砕機を用いているため、粉砕処理の性能向上が図られ、また、当該回転式分級機によって分級された粗粉の微粒子化も効率良くなされる。
【００４６】
本発明においては、第１分級手段において分級され、粗粉を除去して得られたトナー粉砕物を第２分級手段においてさらに分級し、微粉を除去して所望の粒径のトナー粒子を得る。本発明の分級方法は、かかる第２分級手段を用いたトナー粉砕物の分級方法である。本発明に用いられる該第２分級手段は、中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有し、回転する上記分級ロータ上部より上記トナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所望の粒径のトナー粒子を得る。
【００４７】
本発明に用いられる第２分級手段としては、図６に示される構成を備えた分級機が好ましく用いられる。図６において、５１はケーシング、５２は駆動軸、５３は案内羽根、５４は分級空気入口、５５は微粒物取り出し口、５６は粗粒物取り出し口、５８は分級ロータ、５９は分級羽根、６０は貫通部、６１はねじ、６２は固定ねじ、６３は粗粒物排出室、６４は微粒物排出室、６６は分配円盤、６７ａ〜６７ｃは固定螺旋状案内手段、６８はトナー粉砕物供給口である。
【００４８】
本発明において用いられる分級手段においては、図６に示すように、中心軸が鉛直方向に配置し、回転する分級ロータ５８上部からトナー粉砕物を供給口６８より供給し、分級ロータ５８外周の分級ゾーンへ導入することで、トナー粉砕物が分級ロータ５８の上部を覆う分配円盤６６の上面中心から外面に向かうため、該粉砕物が分散された状態で分級ゾーンへと供給されるため、分級効率が高い。また、当該分級手段において、分級ロータ５８の外周に固定螺旋状案内手段６７ａ〜６７ｃが配設されており、該案内手段６７ａ〜６７ｃによりトナー粉砕物と空気が分級ロータ５８の側面上部から下部へと案内される。分級ロータ５８は内部より空気が吸引されており、トナー粉砕物に含まれる微粉は上記案内手段６７ａ〜６７ｃを下部へ移動する間に、該分級ロータ５８内に吸引されて除去される。当該分級手段では、例えば、凝集した微粉が該分級ロータ５８上部においてロータ外部へはじかれたとしても、案内手段６７ａ〜６７ｃに沿って下部へと移動する間に凝集が解けるため、効率良く微粉を除去することができ、粒度分布がシャープなトナー粒子が高収率で得られる。
【００４９】
特に、本発明のトナー粒子の製造方法においては、真比重が１．２ｍｇ／ｃｍ３以下であるような微細なトナー粒子の分級性能が向上するため、この様な微細なトナー粒子が望まれるフルカラートナーの製造に好ましく適用される。
【００５０】
本発明において第２分級手段として用いられる図６の分級機についてさらに詳しく説明する。当該分級機は、ケーシング５１の下方端部に駆動軸５２が軸受けされており、該駆動軸５２は軸の上方端部に分級ロータ５８を有している。分級ロータ５８はその側面に、同一円周上に一定の間隔で並んだ分級羽根５９によりスリットを形成しており、スリットを構成する分級羽根５９の高さで案内羽根５３が不動に配置される。案内羽根５３は、同一円周上に一定の間隔で並んでスリットを形成しており、一定の勾配を有する固定螺旋状は、分級ロータ５８の分級羽根５９の高さ全体にわたって延びている。図６の構成では、案内手段６７ａ〜６７ｃとして、一定の勾配を有する３本の螺旋状部材が使用され、案内羽根５３に固定され、案内羽根５３周方向に等配置に設置されることが好ましい。さらに、案内手段は図６の如く複数本設ける方が分級ゾーンでの旋回流を安定化し、トナー粉砕物の凝集を解き、分級精度が上がるという効果が得られる。
【００５１】
分級ロータ５８は、固定ねじ６２によって駆動軸５２に取り外し可能に固定されている。また、分配円盤６６として構成された、分級ロータ５８のカバー円盤は、取り外し可能なねじ６１によって閉められている。
【００５２】
本発明においては、上記分級ロータ５８を構成する分級羽根５９のエッジが円弧状に加工されている、いわゆるアールを形成していることが望ましい。具体的には、図７に示すように、分級羽根５９のエッジが鋭利でなくなるように加工を施すことであり、正確な円弧でなくても、面取り等によってほぼ円弧状に加工したものも含む。この様な加工を施すことで、当該エッジのトナー粒子融着を効果的に防止することができる。特に、回転方向下流側のエッジに対してアールを形成することが好ましい。アールの好ましい形態としては、曲率半径が０．１〜１０ｍｍの円弧であり、当該半径が小さすぎると、特に雰囲気温度が高いときの連続運転時に、トナー粒子がエッジに付着融着し、分級されるトナー粒子に粗い粒子が混入する場合があり、当該トナー粒子を用いて画像を形成した際に、画像上にポチが発生したり、現像機中でトナー融着を招く原因となったりする。さらに好ましくは曲率半径が０．５〜８ｍｍ、望ましくは０．７〜５ｍｍであり、５ｍｍ以下で特に高い分級精度及び高収率が得られる。
【００５３】
トナー粉砕物は、供給口６８より供給され、回転する分配円盤６６を伝ってスリットを構成する分級羽根５９と案内羽根５３とで構成される分級ゾーンに供給される。
【００５４】
分級空気の供給は、案内羽根５３の後方の分級空気入口５４を通って行われる。ケーシング５１の内部にリング状の粗粒物排出室６３が配置されており、粗粒物は粗粒物取り出し口５６により収集され、本発明においてはこれがトナー粒子となる。
【００５５】
分級ロータ５８の下方には、カバー円盤６５を介してリング状の微粒物排出室６４が、駆動軸５２に対して同軸的に配置され、カバー円盤６５に設けられた貫通部６０により、分級ロータ５８の内部から微粒物排出室６４内へ微粒物が排出され、次いで、該微粒物は、微粒物取り出し口５５より収集される。
【００５６】
真比重が１．２ｇ／ｃｍ３以下のトナー粒子、例えばフルカラー用のトナー粒子を製造する場合、真比重が１．２ｇ／ｃｍ３を超える磁性トナー粒子に比較して分級しづらいことから収率が劣る傾向にあるが、本発明においては、真比重が１．２ｇ／ｃｍ３以下のトナー粒子であっても、高い収率を維持することができる。本発明は、重量平均粒径が１０μｍ以下、さらに好ましくは８μｍ以下の小粒径のシャープな粒度分布を有するトナー粒子を製造する際の収率の向上効果が顕著である。
【００５７】
本発明の製造方法の好ましい装置システムの一例を図８に示す。図中、７１は原材料貯蔵及び／または秤量システム、７２は原材料混合手段、７３は原材料混合物ホッパー及び定量供給装置、７４は混練手段、７５は混練物冷却装置、７６は粗砕手段、７７はトナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置、７８はインジェクションフィーダー、７９は第１分級手段、８０は粉砕手段、８１は捕集サイクロン、８２はトナー粉砕物ホッパー及び定量供給装置、８３は第２分級手段、８４はトナー粒子取り出し口、８５は回収ライン、８６はインジェクションエアー、８７は微粉捕集サイクロン、８８は微粉ホッパー及び微粉供給装置である。
【００５８】
図８のシステムにおいて、先ず原料貯蔵及び／または秤量システム７１により、原材料の秤量を行い、秤量終了後に原材料混合手段７２を用いて攪拌混合する。次いで、原材料混合物を原材料混合物ホッパー及び定量供給装置７３を介して混練手段７４にて溶融混練し、混練物を冷却装置７５にて冷却し、粗砕手段７６により粗粉砕してトナー粗砕原料とする。トナー粗砕原料は、トナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置７７を用い、インジェクションエアー８６によるインジェクションフィーダー７８を用いて第１分級手段７９に投入する。第１分級手段７９において分級除去された粉砕粗粉は、粉砕手段８０により粉砕されて粉砕トナー原料となり、上記トナー粗砕原料と共に第１分級手段７９に送られ、分級された微粉がトナー粉砕物として捕集サイクロン８１で捕集されてトナー粉砕物ホッパー及び定量供給装置８２から第２分級手段８３に送られる。第２分級手段８３により分級された所望の粒子径のトナー粒子はトナー粒子取り出し口８４から取り出され、それ以外（微粉）は必要に応じて原材料として用いることが可能である。例えば、微粉捕集サイクロン８７において収集し、微粉ホッパー及び微粉供給装置８８を使用し、再利用のための回収ライン８５を設け、原材料と共に使用することも可能である。
【００５９】
本発明のトナー粒子の製造方法においては、原材料として、結着物質、着色剤、さらには必要に応じて帯電制御剤や離型剤等の添加剤が用いられる。
【００６０】
本発明において使用する結着物質としては、従来より電子写真用トナー結着樹脂として知られている各種の樹脂材料が好ましく用いられる。例えば、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・アクリル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体の様なエチレン系共重合体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸系樹脂等である。これらの樹脂の中で、特に負帯電能の高いポリエステル系樹脂を用いることが、カラートナーに使用するのに適している。
【００６１】
着色剤としては、顔料及び／または染料を用いることができる。例えば染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６等がある。顔料としては、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、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、ベンジジンオレンジＧ、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、クロムグリーン、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
【００６２】
また、本発明で製造したトナー粒子をフルカラー画像形成用トナーとして使用する場合には、マゼンタ用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１〜１９，２１〜２３，３０〜３２，３７〜４１，４８〜５５，５７，５８，６０，６３，６４，６８，８１，８３，８７〜９０，１１２，１１４，１２２，１２３，１６３，２０２，２０６，２０７，２０９，Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．バットレッド１，２，１０，１３，１５，２３，２９，３５等が挙げられる。
【００６３】
かかる顔料は単独で使用しても構わないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。マゼンタ用染料としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１，３，８，２３〜２５，２７，３０，４９，８１〜８４，１００，１０９，１２１，Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド９、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８，１３，１４，２１，２７、Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１の如き油溶染料；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１，２，９，１２〜１５，１７，１８，２２〜２４，２７，２９，３２，３４〜４０、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１，３，７，１０，１４，１５，２１，２５〜２８の如き塩基性染料が挙げられる。
【００６４】
シアン用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２，３，１５，１６，１７；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５またはフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料等である。
【００６５】
イエロー用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１〜１７，２３，６５，７３，８３，９７，１８０、Ｃ．Ｉ．バットイエロー１，３，２０等が挙げられる。
【００６６】
着色剤の使用量は結着樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．１〜６０質量部、より好ましくは０．５〜５０質量部、さらに好ましくは１〜１５質量部である。
【００６７】
一方、ブラックトナー用の着色剤としては、カーボンブラックが挙げられ、結着樹脂１００重量部に対して好ましくは２．０〜１０重量部、さらに好ましくは３．０〜７重量％用いる。
【００６８】
また、本発明によるトナー粒子を磁性トナーとして用いる場合、原材料に磁性体を用いる。その場合、磁性体は着色剤としての機能も有する。磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄；Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような金属、或いは、これらの金属とＡｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖのような金属との合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。これら磁性体は、結着樹脂１００質量部に対して、好ましくは１０〜２００質量部、さらに好ましくは２０〜１５０質量部使用する。
【００６９】
帯電制御剤としては公知の種々の正荷電性または負荷電性のものを用いることができる。サリチル酸またはアルキルサリチル酸の金属塩乃至は金属錯体が用いられる。例えば３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸と金属との塩や錯体、特に３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸とクロム、アルミニウムまたは亜鉛との金属塩や金属錯体等が好適に用いられる。また、ベンジル酸アルミニウム、ジルコニウムなどの化合物も好ましく用いられる。
【００７０】
本発明において、必要に応じて一種または二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させてもかまわない。
【００７１】
離型剤としては次のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス；酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物；脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物；カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス；及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、離型剤として、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸の如き飽和直鎖脂肪酸；ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸；ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールの如き飽和アルコール；ソルビトールの如き多価アルコール；リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド；エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド；ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド；ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムの如き脂肪酸金属塩（一般に金属石けんといわれているもの）；脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニルモノマーをグラフト化させたグラフトワックス；ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物；植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
【００７２】
離型剤の量は、結着樹脂１００質量部あたり０．１〜２０質量部、好ましくは０．５〜１０質量部が好ましい。
【００７３】
本発明によれば、重量平均粒径が１０μｍ以下のシャープな粒度分布を有するトナー製品を効率よく得ることが可能であり、特に重量平均粒径が８μｍ以下のシャープな粒度分布を有するトナー製品を効率よく得ることができる。
【００７４】
【実施例】
（実施例１）
図８に示す装置システムの構成を用いてトナー粒子の製造を行った。但し、第２分級手段から得られる所望の粒径のトナー粒子以外の微粉は使用しなかった。
【００７５】
本実施例における粉砕手段及び分級手段の詳細は以下に説明する。
【００７６】
粉砕手段７９としては、図２に示す構成の粉砕機を用い、第１分級手段７２としては、図４に示す分級機を、第２分級手段８３としては、ホソカワミクロン社製「３１５ＴＳＰ」（分級ロータの羽根の下流側エッジに１．５ｍｍの円弧状アールを形成）を固定螺旋状案内手段を３本配置した図６の構成に改造して用いた。各装置の詳細は以下の如くである。
【００７７】
〔粉砕機〕
鉛直線を基準とした加速管１３の長軸方向の傾き（以下、加速管傾きとする）を約０°とし実質的に鉛直に設置した。衝突部材２１は図３に示すものを使用し、α＝５５°、β＝１０°、外径（直径）１００ｍｍとした。粉砕室２３の形状は、内径１５０ｍｍの円筒状のものとした。
【００７８】
〔第１分級手段〕
分級ロータ３４の直径Ｌ１は２００ｍｍ、分級ロータ３４の羽根４４の長さＬ２は３０ｍｍであり、分級ロータ３４の中心と羽根４４の先端とを結ぶ直線と羽根４４とのなす角θを４５°に設定した。
【００７９】
〔原材料〕
・ポリエステル樹脂 １００質量部
・イエロー顔料 ４．５質量部
・サリチル酸金属錯体 ４．０質量部
上記処方にて、原材料混合装置７２としては、ヘンシェルミキサー；三井三池化工機社製「ＦＭ−７５型」、混練手段としては、温度１００℃に設定した２軸混練機；池貝鉄工社製「ＰＣＭ−３０型」を用いて混合し、溶融混練した。次いで、冷却装置として冷却手段を内部に備えた対向するロール間を通過させることで冷却した後に、粗砕手段７６としてハンマーミルを用い、粒径１ｍｍ以下に粗粉砕し、トナー粗砕原料を得た。
【００８０】
該トナー粗砕原料を、トナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置７７（定量供給装置はテーブル式を用いた）にて、３５．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィーダー７８にて、第１分級手段７９に供給し、次いで粉砕手段８０により微粉砕した。この時、第１分級手段７９の分級ロータ３４の回転数は、３４００ｒｐｍとした。
【００８１】
粉砕手段８０のトナー粗砕原料供給管１１より供給されたトナー粗砕原料は、圧力６．０×１０５Ｐａ、６．０Ｎｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を用いて粉砕された後、原料導入部にて供給されているトナー粗砕原料と混合されて、再び第１分級手段７９へと導入し、閉回路粉砕を行った。
【００８２】
一方、第１分級手段７９で分級されたトナー粉砕物は、捕集サイクロン８１にて捕集され、トナー粉砕物ホッパー及び定量供給装置８２へと導入されて貯蔵される。この時に第１分級手段７９で分級されて得られたトナー粉砕物は、重量平均径が６．８μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子が５４個数％、且つ粒径１０．１μｍ以上の粒子を４．１体積％含有するシャープな粒度分布を有していた。
【００８３】
貯蔵されたトナー粉砕物は、第２分級手段８３の供給口６８より１５０ｋｇ／ｈの割合で供給した。分級ロータ５８の回転数は、３０００ｒｐｍとした。第２分級手段８３で分級された中粉体（分級品）は、重量平均粒径が７．２μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子を２２個数％含有し、粒径１０．１μｍ以上の粒子を５．６体積％含有するシャープな粒度分布を有しており、トナー粒子として優れた性能を有していた。この時、投入されたトナー粉砕物に対する最終的に得られたトナー粒子の量の比率（即ち、分級収率）は８６％であった。真比重は、１．１ｇ／ｃｍ３であった。分級ロータ５８の分級羽根５９のエッジを確認したところトナー原材料の融着物は見られなかった。詳細を、表１に挙げる。
【００８４】
本実施例における粒度分布は次の測定装置を用いて行なった。即ち、測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型或いはコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）を用いた。電解質溶液には、１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製して用いたが、例えば、ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）を使用することができる。測定方法としては、前記電解質溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベルゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解質溶液は超音波分散機で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用い、トナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。それから、体積分布から求める重量基準の重量平均粒径を求めた。
【００８５】
（実施例２）
図６の分級機において、固定螺旋状案内手段を１本とし、３周の長さに製造した以外は実施例１とほぼ同様に製造を行った。トナー粒子の分級収率は８４％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８６】
（比較例１）
実施例１において用いたトナー粗砕原料を用い、ターボミル「Ｔ−２５０」を用いて、重量平均径が６．８μｍとなるように供給量を調整し、粉砕した。次いで、分級機として実施例１で第２分級機として用いた「３１５ＴＳＰ」（分級ロータの羽根のエッジにアールを形成しないもの）を用い、微粉をカットした。この時の粉体の粒度分布を確認したところ、粗粉の量が増加していることが確認できた。分級ロータのエッジを確認したところトナー原材料の融着物が見られ、この融着物が混合したためと考えられる。この後に、さらに同じ分級機を用いて粗粉をカットしたところ、分級収率は、７４％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８７】
（実施例３）
実施例１において、第１分級手段の分級ロータ３４の回転数を３０００ｒｐｍとし、第２分級手段の分級ロータの回転数を２８００ｒｐｍとする以外は実施例１とほぼ同様に製造を行った。トナー粒子の分級収率は、８７％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８８】
（比較例２）
実施例１において用いたトナー粗砕原料を用い、ターボミル「Ｔ−２５０」を用いて、重量平均径が、８．１μｍとなるように供給量を調整し粉砕した。次いで、分級機として実施例１で用いた第２分級機「３１５ＴＳＰ」（分級ロータの羽根のエッジにアールを形成しないもの）を用い、微粉をカットした後に、さらに同じ分級機を用いて粗粉をカットしたところ、トナー粒子の分級収率は、７８％であった。詳細を表１に挙げる。
【００８９】
（実施例４）
実施例１において、イエロー顔料の代わりにシアン顔料を５質量部、マゼンタ顔料を５質量部、及びカーボンブラック７質量部を用いることを除いて同様に製造を行い、トナー粒子を得た。真比重は、いずれも１．１ｇ／ｃｍ３であった。
【００９０】
上記各色のトナー粒子１００質量部に対し、疎水性酸化チタン微粒子１．５質量部を添加しヘンシェルミキサーで乾式混合し、シアン、マゼンタ、ブラックトナーを得た。さらに、実施例１にて得られたイエロートナー粒子に同様の外添を行いイエロートナーを得た。
【００９１】
上記トナーとシリコーン樹脂をコートしたキヤリアを混合し、現像機としてキヤノン社製「ＣＬＣ１０００」を用いて、画像を出力したところ、高品質で、画像欠陥のない鮮明な高精細フルカラー画像が得られた。
【００９２】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な装置構成でありながら、微細なトナー粒子、特に、フルカラー用トナーに好適なトナー粒子を、高品質で且つ高収率で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー粒子の製造方法の好ましい実施形態の概要を示すフローチャートである。
【図２】本発明に用いられる粉砕機の構成を示した図である。
【図３】図２の粉砕機の衝突部材を示す図である。
【図４】本発明にかかる第１分級手段の一例である分級機の構成を示す図である。
【図５】図４の分級機の分級ロータの拡大図である。
【図６】本発明にかかる第２分級手段の一例である分級機の構成を示す図である。
【図７】図６の分級機の分級ロータの羽根のアール加工の説明図である。
【図８】本発明の製造方法に好ましい装置システムの一例を示す図である。
【図９】従来用いられていた粉砕機の一例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ トナー粗砕原料供給管
１３ 加速管
１４ 加速管スロート部
１５ 高圧気体噴出ノズル
１６ トナー粗砕原料供給口
１７ 高圧気体供給口
１８ 高圧気体チャンバー
１９ 高圧気体導入管
２０ 加速管出口
２１ 第１衝突部材
２２、２２’ 衝突面
２３ 粉砕室
２４ 側壁
２５ 粉砕トナー原料排出口
３１ 本体ケーシング
３２ 分級室
３３ 案内室
３４ 分級ロータ
３５ 原料投入口
３６ 空気投入口
３８ 周波数変換器
３９ 微粉排出管
４０ 微粉回収手段
４１ ファン
４２ ホッパー
４３ ロータリーバルブ
４４ 羽根
４５ 粉砕手段
５１ ケーシング
５２ 駆動軸
５３ 案内羽根
５４ 分級空気入口
５５ 微粒物取り出し口
５６ 粗粒物取り出し口
５８ 分級ロータ
５９ 分級羽根
６０ 貫通部
６１ ねじ
６２ 固定ねじ
６３ 粗粒物排出室
６４ 微粒物排出室
６６ 分配円盤
６７ａ〜６７ｃ 固定螺旋状案内手段
７１ 原材料貯蔵及び／または秤量システム
７２ 原材料混合手段
７３ 原材料混合物ホッパー及び定量供給装置
７４ 混練手段
７５ 混練物冷却装置
７６ 粗砕手段
７７ トナー粗砕原料ホッパー及び定量供給装置
７８ インジェクションフィーダー
７９ 第１分級手段
８０ 粉砕手段
８１ 捕集サイクロン
８２ トナー粉砕物及び定量供給装置
８３ 第２分級手段
８４ トナー粒子取り出し口
８５ 回収ライン
８６ インジェクションエアー
８７ 微粉捕集サイクロン
８８ 微粉ホッパー及び微粉供給装置
９１ 高圧気体入力部
９２ 加速管
９３ ノズル先端部
９４ 衝突部材
９５ 粉体供給部
９６ 衝突面
９７ 排出部
９８ 粉砕室
Claims (8)
- 中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有する分級手段を用い、回転する上記分級ロータ上部よりトナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所定の粒径のトナー粒子を得る分級方法であって、
上記分級ロータを構成する羽根のエッジが円弧状に加工されていることを特徴とするトナー粒子の分級方法。 - トナー粗砕原料を粉砕手段において衝突部材に衝突させて粉砕し、分級手段において分級して所定の粒径のトナー粒子を得るトナー粒子の製造方法において、
加速管と、該加速管の出口側に配置された複数の衝突部材とを有する粉砕手段を用い、トナー粗砕原料を、上記加速管の後端部から供給し、高圧気体により搬送加速し、第１の衝突部材に衝突させた後、第２以降の衝突部材に衝突させて粉砕し、粉砕トナー原料とした後、
上記粉砕トナー原料を第１分級手段により粗粉を除去し、所定の粒径の粒子を捕集してトナー粉砕物とし、
中心軸が鉛直方向に配置し、上部を覆った分級ロータと、該分級ロータの外周の分級ゾーンに設けられた固定螺旋状案内手段とを有する第２分級手段を用い、回転する上記分級ロータ上部より上記トナー粉砕物を供給して上記分級ゾーンへ導入し、上記固定螺旋状案内手段によりトナー粉砕物と空気とを分級ロータ側面上部から下部へと案内する過程において、分級ロータ内部より吸引される空気とともに上記トナー粉砕物より微粉を除去し、所定の粒径のトナー粒子を得ることを特徴とするトナー粒子の製造方法。 - 上記第２分級手段の分級ゾーンに、上記固定螺旋状案内手段が複数本設けられている請求項２に記載のトナー粒子の製造方法。
- 上記第１分級手段が、側面に複数のスリットを備えた回転ロータを回転させるとともに、該ロータ内より空気を吸引することで、所定の粒径のトナー粉砕物を捕集する請求項２または３に記載のトナー粒子の製造方法。
- トナー粗砕原料を、上記粉砕手段に供給する前に、粉砕トナー原料と共に上記第１の分級手段に供給する請求項２乃至４のいずれかに記載のトナー粒子の製造方法。
- 上記分級ロータを構成する羽根のエッジが円弧状に加工されている請求項２乃至５のいずれかに記載のトナー粒子の製造方法。
- トナー粒子の真比重が１．２ｇ／ｃｍ３以下である請求項２乃至６のいずれかに記載のトナー粒子の製造方法。
- トナー粒子がフルカラー用トナーを構成する請求項２乃至７のいずれかに記載のトナー粒子の製造方法。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008059035A1 (de) | 2007-11-26 | 2009-10-29 | Kao Corp. | Verfahren zur Tonerherstellung |
| WO2012026527A1 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | 住友化学株式会社 | 微細正極材粉末の製造方法 |
| DE102005045131B4 (de) | 2004-09-21 | 2018-06-14 | Kao Corp. | Verfahren zur Herstellung von Toner, der Toner und ein Fixierverfahren |
| DE102005044600B4 (de) | 2004-09-21 | 2022-09-15 | Kao Corp. | Verfahren zur Herstellung von Toner |
| DE102005046765B4 (de) | 2004-10-01 | 2022-09-15 | Kao Corp. | Verfahren zur Herstellung eines Toners und Toner |
| DE102005051851B4 (de) | 2004-10-29 | 2022-11-03 | Kao Corp. | Verfahren zur Herstellung von Toner und Toner |
-
2002
- 2002-08-22 JP JP2002241470A patent/JP2004078063A/ja active Pending
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