JP2009020386A - トナー製造装置及びトナー製造方法 - Google Patents

トナー製造装置及びトナー製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2009020386A
JP2009020386A JP2007184047A JP2007184047A JP2009020386A JP 2009020386 A JP2009020386 A JP 2009020386A JP 2007184047 A JP2007184047 A JP 2007184047A JP 2007184047 A JP2007184047 A JP 2007184047A JP 2009020386 A JP2009020386 A JP 2009020386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
powder
powder particles
particles
rotating body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007184047A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009020386A5 (ja
JP5053739B2 (ja
Inventor
Yuichi Mizoo
祐一 溝尾
Takeshi Naka
毅 中
Takeshi Otsu
剛 大津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2007184047A priority Critical patent/JP5053739B2/ja
Publication of JP2009020386A publication Critical patent/JP2009020386A/ja
Publication of JP2009020386A5 publication Critical patent/JP2009020386A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5053739B2 publication Critical patent/JP5053739B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】転写性が向上する球形化トナーを大量に安定生産可能なトナーの製造装置を提供することにある。
【解決手段】結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する粉体粒子に熱処理を行いトナーを製造する装置であって、該トナー製造装置は、少なくとも、
(1)粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速手段、
(2)導入された粉体粒子を拡散する手段、
(3)拡散された粉体粒子を熱処理により改質する手段、及び
(4)粉体粒子を回収する手段
を有し、該粉体粒子拡散手段は、回転体を少なくとも具備することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法、又はトナージェット方式記録法の如き画像形成方法に用いられるトナーを製造する装置及びその装置を利用してトナーを製造する方法に関する。
電子写真法、静電写真方及び静電印刷法の如き画像形成方法では、静電荷像を現像するためのトナーが使用される。
一般にトナーの製造方法としては、被転写材に定着させるための結着樹脂、トナーとしての色味を出させる各種着色剤、粒子に電荷を付与させるための荷電制御剤を原料とする。更に必要に応じて、例えば、離型剤及び流動性付与剤等の他の添加剤を加えて乾式混合する。しかる後、ロールミル、エクストルーダー等の汎用混練装置にて溶融混練し、冷却固化した後、混練物をハンマーミル、ピンミル、スピードミル等の粗粉砕機により粗粉砕する。そして、得られた粗粉砕物をジェット気流式粉砕機、機械衝突式粉砕機等の各種粉砕装置により微粉砕することでトナー粒子を得る。得られたトナー粒子は、必要に応じて各種風力分級機を用いて所望の粒径に揃えられる。
或は、溶剤に溶解したトナー組成物を水中で懸濁し、その後溶剤を留去することによりトナー粒子を得る方法;
乳化重合により得られたエマルションに着色剤などの他の材料を添加し、エマルションを凝集、会合させ、トナー粒子を得る方法;
スチレンやアクリル酸n−ブチルなどのビニル系モノマー、着色剤、およびワックス(さらに必要に応じて、極性樹脂、架橋剤、荷電制御剤、連鎖移動剤、その他の添加剤)を均一に溶解または分散せしめて重合性単量体組成物とする。その後、この重合性単量体組成物を燐酸カルシウムなどの分散安定剤を含有する水系媒体(例えば水相)中に適当な高速撹拌機を用いて造粒し、窒素雰囲気下で重合開始剤を用いて懸濁重合反応を完結させ、トナー粒子を濾過、洗浄、乾燥することにより、トナー粒子を得る方法;
など様々な方法が採用できる。
更に、得られたトナー粒子に対しては、必要に応じて流動化剤や滑剤、研磨剤等を添加して乾式混合して、画像形成に供するトナーとしている。また、二成分現像方法に用いるトナーの場合には、各種磁性キャリアと上記トナーとを混ぜ合わせた後、画像形成に供される。
しかしながら、近年、複写機やプリンター等の高画質化、高精細化に伴い、現像剤としてのトナーに要求される性能も一段と厳しくなり、トナーの粒子径は小さくなり、トナーの粒度分布としては、粗大な粒子が含有されず且つ超微粒子の少ないシャープなものが要求される様になってきている。
更に、カラー機の普及により、転写材としては、従来から用いられて来た普通紙やオーバーヘッドプロジェクター用フィルムに加え、光沢紙等の厚紙やカード類、葉書等の小サイズ紙と多様なマテリアルが用いられるようになってきている。その対応として、本体側に中間転写体を用いた転写方式が採用される場合が増大している。
通常、中間転写体を用いた転写方式においては、顕像化されたトナー像を像担持体から中間転写体に転写後、更に中間転写体から転写材へ転写する為、転写回数が増すことで、トナーに対しては転写効率の向上が求められる。
トナーの転写効率を向上させる方法として、トナーを球形化する検討が行なわれている。トナーを球形化する方法としては、例えば、懸濁重合や乳化重合等の重合トナーや、粉砕トナーを球形化処理すること等が知られている。
しかしながら、既存の粉砕法トナープラントを有する場合には、重合トナーを製造するには、新たなトナープラントが必要となる。更に、重合法故の、材料選定への制限及び製造プロセスによる添加材料の内包状態により、転写性以外の、例えば定着性や現像性に問題が生じる場合がある。
また、機械的衝撃処理により球形化する方法の場合、既存のラインへ処理装置を追加するといった簡便さは得られる物の、トナー自体の球形化を向上させることが難しく、生産性の面で問題が生じる場合がある。
そのような中、熱風によりトナーを球形化する装置及び方法が提案されている(特許文献1)。本装置は、粒子同士の加熱による融着をトナー供給部出口近傍にトナーを分散させる目的で分散ダーゲットを設置することで抑制している。しかしながら、トナー生産性向上を目的としたスケールアップに対しては、トナー粒子一個一個へ均一なエネルギーを与えることが重要であり、装置内でのトナー自体の分散状態によっては、球形化処理に問題が生じる場合がある。
以上、トナーを球形化する方法としては、さまざまな提案がなされているが、特に粉砕法で製造されるトナーを球形化する目的で熱風を用いる方法及び装置には、その目的に応じた汎用性の面で、改良の余地がある。
尚、本明細書内にて記載される、トナー粒子中の粗大粒子、微粒子、超微粒子は以下を示す。
粗大粒子:トナー重量平均径(D4)のおよそ2倍以上の粒子群
微粒子:トナー重量平均径(D4)のおよそ1/2倍以下の粒子群
超微粒子:フロー式粒子像解析装置にて測定される2.0μm以下の粒子群
特開2004−276016号公報
本発明の目的は、上記問題点を解決し、より高精細・高画質なトナーが得られるトナーの製造装置を提供することにある。
本発明の目的は、トナーに要求される性能にあわせた処理を行うことが出来るトナーの製造装置を提供することにある。
本発明の目的は、転写性が向上する球形化トナーを大量に安定生産可能なトナーの製造装置を提供することにある。
本発明の目的は、既存の製造プラントに大幅なレイアウト変更を必要としないトナーの製造装置を提供することにある。
上記目的を達成する為に、本出願に係る第一の発明は、
結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する粉体粒子に熱処理を行いトナーを製造する装置であって、該トナー製造装置は、少なくとも、
(1)粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速手段、
(2)導入された粉体粒子を拡散する手段、
(3)拡散された粉体粒子を熱処理により改質する手段、及び
(4)粉体粒子を回収する手段
を有し、該粉体粒子拡散手段は、回転体を少なくとも具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第二の発明は、該回転体は少なくとも複数の羽根を持つことを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第三の発明は、該回転体は、少なくとも、該導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間に導入する部材を具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第四の発明は、該回転体は、該回転体上部の開口から該回転体内部に導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間を通過させ、該回転体外部に排出させることにより、該粉体粒子を拡散させることを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第五の発明は、該回転体は内部下面中心に、粉体の流れを制御する導入部材を具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第六の発明は、該粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速手段は該粉体流速加速手段の出口に少なくとも複数の穴を持つ拡散部材を具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第七の発明は、該粉体流速加速手段内壁は、少なくとも表面に多数の凹凸面を形成させた後に、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきによりコーティングが施されていることを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第八の発明は、
結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する粉体粒子の熱処理を行う工程を少なくとも有する重量平均粒子径(D4)が3乃至11μmのトナーの製造方法において、該熱処理工程が、少なくとも、
(1)粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速工程、
(2)導入された粉体粒子を拡散する工程、
(3)拡散された粉体粒子を熱処理により改質する工程、及び
(4)粉体粒子を回収する工程
を有することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第九の発明は、該粉体粒子拡散工程は、少なくとも回転体を具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第十の発明は、該粉体粒子拡散工程に用いられる該回転体は少なくとも複数の羽根を持つことを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第十一の発明は、該粉体粒子拡散工程に用いられる該回転体は、少なくとも、導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間に導入する部材を具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第十二の発明は、該粉体粒子拡散工程に用いられる該回転体は、該回転体上部の開口から該回転体内部に導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間を通過させ、該回転体外部に排出させることにより、該粉体粒子を拡散させることを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第十三の発明は、該粉体粒子拡散工程に用いられる該回転体は内部下面中心に、粉体の流れを制御する導入部材を具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第十四の発明は、該粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速工程は該粉体流速加速工程の出口に少なくとも複数の穴を持つ拡散部材を具備することを特徴とする。
更に、上記目的を達成する為に、本出願に係る第十五の発明は、該粉体流速加速工程に用いられる該粉体流速加速手段内壁は、少なくとも表面に多数の凹凸面を形成させた後に、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきによりコーティングが施されていることを特徴とする。
本発明によれば、熱処理方式によるトナーの球形化に対しても、処理量に左右されること無く、均一な処理状態を維持し、且つ、所望の球形度を得ることができる。
所謂、粉砕法にて製造されるトナーにおいて、トナー形状は製造工程に導入される粉砕機や球形化装置により決定される。しかし、機械的処理による球形化には処理量の面、球形度最高到達点、高円形度を安定的に連続生産する点、粉砕時に生じたトナー表面の窪み修復性といった部分に限界がある。更に、中間転写体を用いた複写機やプリンター等への対応を考えた場合、トナーに求められる球形度は高くなり、熱的処理による球形化の導入が必要である。
今回、我々はトナーの球形度をコントロールする目的において、熱処理を用いたトナーの製造装置に関する研究を進めた結果、トナーの製造装置の生産性を上げる為には、トナー粒子間で発生する、固着や融着と言った合一現象を抑制することが重要である。更に、処理前のトナー自体を均一に分散すること、装置内の温度分布をコントロールすることがトナーの製造装置には重要であることが判明した。
つまり、トナー製造装置は、少なくとも
(1)粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速手段、
(2)導入された粉体粒子を拡散する手段、
(3)拡散された粉体粒子を熱処理により改質する手段、及び
(4)粉体粒子を回収する手段
を有し、且つ、該粉体粒子拡散手段は、回転体を少なくとも具備することが重要である。この回転体は、上部の開口から内部に導入された粉体粒子を、複数の羽根の間を通過させ、回転体外部に排出させることにより、粉体粒子を拡散させるものであり、内部下面中心に、粉体の流れを制御する導入部材を具備している。
次に、本発明においてその目的を達成するに好ましい装置の構成を以下に詳述する。
まず、本装置を導入した場合のフローに関して説明する。図1は本発明による、トナーの製造装置を導入した場合の1つの例を示したフロー図である。
原料ストッカー1にはその処理の目的に応じ、種々の製法で作製されたトナー粒子またはトナーが入れられ、定量供給機2により、トナーの製造装置3へ導入する為、粉体導入管へ供給される。この時、気流供給機9からトナーの製造装置3への粉体導入管へ気流Aが導入される。気流Aにより加速されたトナー粒子またはトナーは粉体導入管出口より粉体拡散用回転体へ供給され、回転体により、装置内へ分散される。
分散されたトナー粒子またはトナーは気流供給機10から気流Bが熱風として装置上部から導入されることにより、供給されたトナー粒子またはトナーは熱処理される。気流Bにより加熱されたトナーまたはトナー粒子は気流供給機11から気流Cが装置上部及び、または装置側面から供給されることで、任意の熱エネルギーを受けられるように調整された後、回収装置4へ吸引輸送される。回収装置4では、目的とする粉体を製品ストッカー5へ回収装置4下部に設けた配管及び、またはダンパー、ダブルダンパー、ロータリーバルブ等を介して回収される。回収装置で回収されなかった粉体はバグ6に設けた濾布等により回収され、バグストッカー7へ集められる。集まられたバグ粉体は再利用が可能である。
この時、気流Aには除湿された圧縮エアーまたはN2ガスを用いることが出来る。導入される気流Aの温度は、トナーTg以下、好ましくはTgマイナス10℃以下、更に好ましくはTgマイナス20℃以下である。気流Aに用いる気流自体の温度がトナーのTgよりも高いと、粉体導入管および出口、装置内等で融着が起こり、装置の安定性に問題が生じる場合がある。
供給機10からは、気流Aの外周に上方から供給される気流Bが供給される。導入される気流Bの温度は100℃以上450℃以下に調整可能であり、トナー処方に応じて随時、設定変更することが出来る。気流Bの温度を100℃未満とすることは、装置的には可能であるが、熱処理の均一性や生産性の面で問題が発生する場合がある。また、気流Bの温度を450℃超えとする場合には、熱風発生装置自体の大型化や、処理時のトナー粒子またはトナーが受ける熱エネルギーを調整することが困難となる。また、同様に装置内の温度コントロールが十分に行えず、融着現象が発生する場合がある。
供給機11からは、気流Bの外周に上方から供給される気流Cが供給される。更に、必要に応じて、トナーの製造装置中央部の周方向から供給される気流Dが供給される。この時、気流C、Dは除湿された圧縮エアーまたはN2ガスを用いることが出来る。また、気流C、Dは他に装置内に導入される気流A、Bとの相互作用により、最適な装置内温度分布を構成する目的から、気流C、Dの温度は−100℃以上60℃以下であることが好ましく、更に好ましくは−20℃以上20℃以下である。温度自体が高すぎても、低すぎても、熱処理に過剰なエネルギーが必要な場合があり、更に、処理自体が不均一になる場合がある。
つぎに、トナーの製造装置について説明する。図2は本発明による、トナーの製造装置の一例を示した断面図である。装置外周は最大径が500mm、下部移送配管底面から天板(粉体導入管出口)までの高さがおよそ1200mm、装置下部の排出管へ向かうコーン部角度70°で設計されている。
冷却ジャケット106が設けられている、粉体/気流A供給ゾーン100から気流Aにより加速されたトナー粒子またはトナーは下方の粉体拡散用回転体102へ向かう。粉体拡散用回転体102で分散されたトナー粒子またはトナーは装置中央部から外側へはじかれる。この時、図3に示すように、結露防止及び/または空冷を目的とした気流E供給ゾーン111を100と106間に設けても良い。また、トナーの融着防止及び/または装置内温度コントロールを目的として、トナーの製造装置3外周及び移送配管外周にも冷却ジャケット106が設けられている。
粉体拡散用回転体102によりはじかれた粒子は、気流B供給ゾーン101から供給された温度100℃以上450℃以下の気流Bにより、熱処理される。この時、温度が100℃未満の場合には粉体粒子内に処理のばらつきが生じる場合があり好ましくない。また、450℃を超える場合には溶融状態が進みすぎることで粒子同士の合一が進み、粉体粒子の粗大化や融着が生じる場合があり好ましくない。気流Bにより処理された粒子はトナーの製造装置上部外周に設けた気流C供給ゾーン103から供給される気流Cにより冷却される。この時、装置内の温度管理、熱処理状態をコントロールする目的で、熱処理装置の本体側面に設けた気流D供給ゾーン104から気流Dを導入しても良い。気流D出口はスリット形状、ルーバー形状、多孔板形状、メッシュ形状等を用いることができ、導入方向は中心方向へ水平、装置壁面に沿う方向が目的に応じて選択可能である。
トナーの製造装置によりトナー粒子またはトナーを球形化する場合、求める球形度に応じて、気流A、B、C、D、Eの流量と温度をコントロールする。具体的には、例えば円形度を比較的低くしたい場合には、気流Aを多くする。或は、気流Bの温度を低くする。または気流C、Dの温度を低くするか、流量を多くすることで調整できる。逆に高円形度、例えば、FPIA3000測定値で0.975以上を得たい場合には、気流Aを少なくする。或は、気流Bの温度を高くする。または気流C、Dの温度を高くするか、流量を少なくすることで調整できる。
つぎに、トナーの製造装置に装備した粉体粒子拡散手段について説明する。
図4は本発明による、装置下部から粉体導入管出口へ回転部材を保持する場合の該粉体粒子拡散手段の一例を示した断面図である。
拡散手段102は、回転駆動用動力モーター110から伸びる、シャフト111及びシャフトガイド112により保持された円盤上に、厚さ0.1mm以上3mm以下の板状ブレードを外周上で隣り合うブレードの間隔を0.5mm以上50mm以下に等間隔に配した回転盤から構成されている。該回転盤上部に設けられた粉体導入口径は粉体導入管出口径とほぼ等しく、該回転盤外周は気流E供給ゾーン109外周とほぼ等しい。また、該円盤上には、導入された粉体を外側に促す目的で円錐状の導入部材113が置かれている。
粉体導入口から供給されたトナー粒子またはトナーは導入部材113により外周へ促され、回転駆動モーター110により、周速0.5m/s以上30m/s以下で回転する拡散手段102に設けられた板状ブレードの隙間から装置内部へ供給される。この時、回転体の周速が0.5m/s未満の場合には供給されたトナー粒子またはトナーの分散が十分でない場合がある。また、周速が30m/s超えとなる場合には、回転手段からの旋回流により、装置内の流体挙動が不安定となる場合がある。
図6乃至8は拡散手段に用いる回転部材の他の例である。
図6は供給管内部から回転駆動シャフトを下に降ろし、粉体供給口下へプロペラ状の羽根回転体を用いる。図7においては、上部に粉体導入口を設けた円柱回転体の側面へ穴を開けたタイプ。図8は図7の側面を図4同様に、板ブレードとした。
図9及び図10は回転手段底面上に設置可能な導入部材113の一例を示す。図9は底面中央に円錐形状の導入部材を設置し、該円錐部材の底面は粉体供給管外径以上であることが好ましい。
図10は導入部材として、板状ブレードを4枚中心に三角形状で設置する。該板状ブレードの枚数は等間隔に配置可能であれば、4枚に限定することはなく、また、形状も三角形に限定されるものではない。
更に、本発明においては、粉流体加速手段の内面(内壁)及び/または、拡散手段、導入手段に用いられる部材を少なくとも表面に多数の凹凸面を形成させた後に、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金メッキによりコーティングを施しても良い。該コーティングにより、粉体の粉流体加速手段の内面付着や拡散部材、導入部材への付着を防止することで、凝集体が装置内で出来難くする効果がより発揮される場合がある。
また、本装置の粉流体加速手段出口に少なくとも複数の穴を持つ拡散部材を更に追加して使用することも出来る。該拡散部材により、導入手段や拡散手段である回転体へ粉体が供給される前に凝集体をほぐす効果が発揮される場合がある。
トナーの重量平均粒子径は3乃至11μmであり、測定方法は後述する。本発明においてその目的を達成するに好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
本発明に用いられる結着樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でもビニル系樹脂とポリエステル系樹脂が帯電性や定着性でより好ましい。特にポリエステル系樹脂を用いた場合には本装置の導入による効果は大きい。
本発明において、ビニル系モノマーの単重合体または共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等を、必要に応じて前述した結着樹脂に混合して用いることができる。
2種以上の樹脂を混合して、結着樹脂として用いる場合、より好ましい形態としては分子量の異なるものを適当な割合で混合するのが好ましい。
結着樹脂のガラス転移温度は好ましくは45乃至80℃、より好ましくは55乃至70℃であり、数平均分子量(Mn)は2,500乃至50,000、重量平均分子量(Mw)は10,000乃至1,000,000であることが好ましい。
結着樹脂としては以下に示すポリエステル樹脂も好ましい。
ポリエステル樹脂は、全成分中45乃至55mol%がアルコール成分であり、55乃至45mol%が酸成分である。
ポリエステル樹脂の酸価は好ましくは90mgKOH/g以下、より好ましくは50mgKOH/g以下であり、OH価は好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下であることが良い。これは、分子鎖の末端基数が増えるとトナーの帯電特性において環境依存性が大きくなる為である。
ポリエステル樹脂のガラス転移温度は好ましくは50乃至75℃、より好ましくは55乃至65℃である。さらに数平均分子量(Mn)は好ましくは1,500乃至50,000、より好ましくは2,000乃至20,000であり、重量平均分子量(Mw)は好ましくは6,000乃至100,000、より好ましくは10,000乃至90,000であることが良い。
本発明のトナーを磁性トナーとして用いる場合、磁性トナーに含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe,Co,Niのような金属、あるいは、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、およびこれらの混合物等が挙げられる。
具体的には、磁性材料としては、四三酸化鉄(Fe34)、三二酸化鉄(γ−Fe23)、酸化鉄亜鉛(ZnFe24)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe512)、酸化鉄カドミウム(CdFe24)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe512)、酸化鉄銅(CuFe24)、酸化鉄鉛(PbFe1219)、酸化鉄ニッケル(NiFe24)、酸化鉄ネオジム(NdFe23)、酸化鉄バリウム(BaFe1219)、酸化鉄マグネシウム(MgFe24)、酸化鉄マンガン(MnFe24)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙げられる。上述した磁性材料を単独で或いは2種以上の組合せて使用する。特に好適な磁性材料は、四三酸化鉄又はγ−三二酸化鉄の微粉末である。
これらは結着樹脂100質量部に対して、磁性体20乃至150質量部、好ましくは50乃至130質量部、更に好ましくは60乃至120質量部使用するのが良い。
本発明で使用される非磁性の着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調整したものが挙げられる。
マゼンタトナー用着色顔料しては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、238、254、269;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が挙げられる。
着色剤には、顔料単独で使用してもかまわないが、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好ましい。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.Iソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、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、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28などの如きの塩基性染料。
シアントナー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチルを1乃至5個置換した銅フタロシアニン顔料。
イエロー用着色顔料としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物。具体的には、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74,83、93、95、97,109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191;C.I.バットイエロー1、3、20が挙げられる。また、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、ソルベントイエロー162などの染料も使用することができる。
また、上記トナーにおいて、結着樹脂に予め、着色剤を混合し、マスターバッチ化させたものを用いることが好ましい。そして、この着色剤マスターバッチとその他の原材料(結着樹脂及びワックス等)を溶融混練させることにより、トナー中に着色剤を良好に分散させることが出来る。
結着樹脂に着色剤を混合し、マスターバッチ化させる場合は、多量の着色剤を用いても着色剤の分散性を悪化させず、また、トナー粒子中における着色剤の分散性を良化し、混色性や透明性等の色再現性が優れる。また、転写材上でのカバーリングパワーが大きいトナーを得ることが出来る。また、着色剤の分散性が良化することにより、トナー帯電性の耐久安定性が優れ、高画質を維持した画像を得ることが可能となる。
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乃至30質量部であり、より好ましくは0.5乃至20質量部であり、最も好ましくは3乃至15質量部である。
本発明のトナーは、その帯電性をさらに安定化させる為に必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当り0.5乃至10質量部使用するのが好ましい。0.5質量部未満となる場合には、十分な帯電特性が得られない場合があり好ましくない。10質量部を超える場合には、他材料との相溶性が悪化したり、低湿下において帯電過剰になったりする場合があり好ましくない。
荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。
トナーを負荷電性に制御する負荷電性制御剤として、例えば有機金属錯体又はキレート化合物が有効である。モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体が挙げられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、その無水物、又はそのエステル類、又は、ビスフェノールのフェノール誘導体類が挙げられる。
トナーを正荷電性に制御する正荷電性制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのキレート顔料として、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フェロシアン化合物等)、高級脂肪酸の金属塩として、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキシド等のジオルガノスズオキサイドやジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートが挙げられる。
本発明において、必要に応じて一種又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。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などの脂肪族炭化水素系ワックス、また、酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、または、それら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などの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類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、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;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などの飽和アルコール類;長鎖アルキルアルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;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などの飽和脂肪酸ビスアミド類;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などの不飽和脂肪酸アミド類;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などの芳香族系ビスアミド類;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などの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの)、また、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;また、ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物、また、植物性油脂の水素添加など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。
離型剤の量は、結着樹脂100質量部あたり0.1乃至20質量部、好ましくは0.5乃至10質量部が好ましい。
また、該離型剤の示差走査型熱量計(DSC)で測定される昇温時の最大吸熱ピーク温度で規定される融点は、65乃至130℃であることが好ましい。より好ましくは80乃至125℃であることがよい。融点が65℃未満の場合は、トナーの粘度が低下し、感光体へのトナー付着が発生しやすくなり、融点が130℃超の場合は、低温定着性が悪化してしまう場合があり好ましくない。
本発明のトナーには、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得る微粉体を流動性向上剤として用いてもかまわない。例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ等をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施し、疎水化処理したものであり、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30〜80の範囲の値を示すように処理したものが特に好ましい。
流動化剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上、好ましくは50m2/g以上のものが良好な結果を与える。
本発明のトナーには、研摩効果に加え、帯電性付与性及び流動性付与、クリーニング助剤として、上述以外の無機微粉体を添加しても良い。無機微粉体は、トナー粒子に外添することにより、添加前後を比較するとより効果が増加し得るものである。本発明に用いられる無機微粉体としては、マグネシウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、セリウム、カルシウム、バリウム等のチタン酸塩及び/又はケイ酸塩が挙げられる。
本発明における無機微粒子は、トナー100質量部に対して、0.1乃至10質量部、好ましくは0.2乃至8質量部用いるのが良い。
本発明のトナーは、磁性一成分、非磁性一成分、キヤリアと混合使用するニ成分に用いることが出来るが、より本発明の効果を発揮させる為には、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることが好ましい。
磁性キャリアとしては、例えば、表面を酸化した鉄粉、或いは、未酸化の鉄粉や、鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子、フェライト等の磁性体や、磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア)、一般に公知のものを使用できる。
本発明のトナーを磁性キャリアとを混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際のキャリア混合比率は、現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。
次に、以下の実施例中で測定した各種物性データの測定方法に関して以下に説明する。
(1)粒度分布の測定
粒度分布については、種々の方法によって測定できるが、本発明においてはコールターカウンターのマルチサイザーを用いて行った。
測定装置としてはコールターカウンターのマルチサイザーII型(ベックマン・コールター社製)を用いた。電解液は特級または1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。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)が使用出来る。測定法としては前記電解水溶液100中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1ml加え、さらに測定試料を5mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約2分間分散処理を行い、前記コールターカウンターのマルチサイザーII型により、アパーチャーとして、トナー粒径を測定するときは100μmアパーチャーを用いて、2.00μm以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出し、重量平均径を求める。
(2)トナー粒子の平均円形度の測定
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定・解析条件で測定した。
具体的な測定方法としては、イオン交換水20mlに、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.05ml加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製など)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径2.00μm以上、200.00μm以下に限定し、トナー粒子の平均円形度を求めた。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えばDuke Scientific社製5200Aをイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径2.00μm以上、200.00μm以下に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
(3)ワックスの融点測定
示差熱分析測定装置(DSC測定装置),DSC−7(パーキンエルマー社製)を用い測定する。測定はASTM D3418−82に準じておこなう。測定試料2乃至10mgを精秤してアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲30乃至200℃の間で、昇温速度10℃/minで常温常湿下で測定を行う。この昇温過程で、温度30乃至200℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。この吸熱メインピークの温度をもってワックスの融点とする。
(4)ガラス転移温度(Tg)の測定
示差走査熱量計(DSC測定装置),DSC−7(パーキンエルマー社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
測定試料は5乃至20mg、好ましくは10mgを精密に秤量する。
これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲30乃至200℃の間で、昇温速度10℃/minで常温常湿下で測定を行う。
この昇温過程で、温度40乃至100℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。
このときの吸熱ピークが出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を本発明におけるガラス転移温度Tgとする。
(5)結着樹脂の分子量分布の測定
GPCによるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流す。試料をTHFに溶解後0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いる。試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Pressure Chemical Co.製あるいは、東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102,2.1×103,4×103,1.75×104,5.1×104,1.1×105,3.9×105,8.6×105,2×106,4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
カラムとしては、103乃至2×106の分子量領域を適確に測定するために、市販のポリスチレンゲルカラムを複数組合せるのが良い。例えば、Waters社製のμ−styragel 500,103,104,105の組合せや、昭和電工社製のshodex KA−801,802,803,804,805,806,807の組合せが好ましい。
(6)樹脂の酸価の測定
結着樹脂の「酸価」は以下のように求められる。基本操作は、JIS−K0070に準ずる。
試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を酸価といい、次によって試験を行う。
(1)試薬
(a)溶剤エチルエーテル−エチルアルコール混液(1+1または2+1)またはベンゼン−エチルアルコール混液(1+1または2+1)で、これらの溶液は使用直前にフェノールフタレインを指示薬としてN/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
(b)フェノールフタレイン溶液 フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かす。
(c)N/10水酸化カリウム−エチルアルコール溶液 水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95v/v%)を加えて1リットルとし、2〜3日放置後ろ過する。標定はJIS K 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
(2)操作 試料1〜20gを正しくはかりとり、これに溶剤100mlおよび指示薬としてフェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これをN/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
(3)計算式 つぎの式によって酸価を算出する。
Figure 2009020386
[A:酸価
B:N/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
C:N/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g) ]
(7)結着樹脂の水酸基価の測定
結着樹脂の「水酸基価」は以下のように求められる。基本操作は、JIS=K0070に準ずる。
試料1gを規定の方法によってアセチル化するとき水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を水酸基価といい、つぎの試薬、操作および計算式によって試験を行う。
(1)試薬
(a)アセチル化試薬 無水酢酸25gをメスフラスコ100mlに入れ、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振りまぜる(場合によっては、ピリジンを追加しても良い)。アセチル化試薬は、湿気、炭酸ガスおよび酸の蒸気に触れないようにし、褐色びんに保存する。
(b)フェノールフタレイン溶液 フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かす。
(c)N/2水酸化カリウム−エチルアルコール溶液 水酸化カリウム35gをできるだけ少量の水に溶かし、エチルアルコール(95v/v%)を加えて1リットルとし、2〜3日間放置後ろ過する。標定はJIS K 8006によって行う。
(2)操作
試料0.5〜2.0gを丸底フラスコに正しくはかりとり、これにアセチル化試薬5mlを正しく加える。フラスコの口に小さな漏斗をかけ、95〜100℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首が浴の熱をうけて温度が上がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円盤をフラスコの首の付根にかぶせる。1時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を分解する。さらに分解を完全にするため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱し、放冷後エチルアルコール5mlで漏斗およびフラスコの壁を洗い、フェノールフタレイン溶液を指示薬としてN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定する。なお、本試験と並行して空試験を行う。場合によっては、指示薬としてKOH−THF溶液にしても構わない。
(3)計算式 つぎの式によって水酸基価を算出する。
Figure 2009020386
[A:水酸基価
B:空試験のN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
C:本試験のN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
f:N/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g)
D:酸価 ]
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
・結着樹脂(ポリエステル樹脂):100質量部
(Tg58℃、酸価25mgKOH/g、水酸基価20mgKOH/g、分子量:Mp5500、Mn2800、Mw50000)
・C.I.ピグメントブルー15:3:5質量部
・1,4−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物:0.5質量部
・フィッシャートロプシュワックス:5質量部
(日本精蝋社製、商品名FT−100、融点98℃)
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサー(FM−75J型、三井鉱山(株)製)でよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機(PCM−30型、池貝鉄鋼(株)製)にて10kg/hrのFeed量で混練(吐出時の混練物温度は約150℃)した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗砕した後、機械式粉砕機(T−250:ターボ工業(株)製)にて20kg/hrのFeed量で微粉砕し、重量平均粒径が5.7μmであり、粒径4.0μm以下の粒子が53.8個数%、且つ粒径10.1μm以上の粒子を1.1体積%含有するのトナー微粉砕品B−1を得た。
更に、FPIA3000にて円形度を測定した結果、平均円形度が0.939、2μm以下粒子含有率が31.0%であった。
次に、上記トナー微粉砕品B−1を、トナーの製造装置である図1のフローにて、図3、図4の構成にて、導入部材に図9の円錐形状のものを用い、5.0kg/hrのFeed量で処理を行いトナー粒子A−1を得た。この時、撹拌手段である回転部材は図8の外周板ブレードタイプ(ブレード厚み1mm、枚数120枚)として周速5m/sで回転させた。また、装置運転時の気流Aは25℃,1.2m3/min,気流Bは230℃,4.5m3/min,気流Cはマイナス10℃,2.0m3/min、気流Dはマイナス10℃,1.0m3/min、気流Eは25℃,1.0m3/minに設定し、ブロワ−風量を12m3/minとして、搬送エアー供給管の弁は開放とした。
得られたトナー粒子A−1は重量平均粒径が6.1μmであり、粒径4.0μm以下の粒子が39.2個数%、且つ粒径10.1μm以上の粒子が2.7体積%であった。また、FPIA3000にて測定した平均円形度は0.964、2μm以下粒子含有率が6.1%となった。
次に、得られたトナー粒子A−1をホソカワミクロン社製TTSP100分級機を用いて、重量平均径が5.8μm以上6.2μm以下、粒径4.0μm以下の粒子が28.0個数%以上32.0個数%以下、粒径10.1μm以上の粒子が0.8体積%以下となるよう分級ローター回転数、風量を調整した後、Feed5.5kg/hrにて4時間分級を行い、トナー粒子C−1(シアン)を17.2kg得た。
上記トナー粒子C−1(シアン)100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET=80、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)1.0質量部、オイル処理シリカ微粒子(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)1.0質量部をヘンシェルミキサーにより外添した後、#200メッシュを載せた振動篩で粗粒除去を行い、トナー1とした。
次に、下記製法で得られた磁性キャリア1の90質量部に対し、トナー1を10質量部加え、常温常湿(23℃、50%RH)の環境において、V型混合機により混合し、スタート用現像剤T−1とした。
次に、熱処理装置へのFeed量を15.0kg/hrとする以外は同様の処理を実施した。
得られたトナー粒子A−2は重量平均粒径が6.3μmであり、粒径4.0μm以下の粒子が39.8個数%、且つ粒径10.1μm以上の粒子が3.3体積%であった。また、FPIA3000にて測定した平均円形度は0.964、2μm以下粒子含有率が6.0%となった。
次に、得られたトナー粒子A−2をホソカワミクロン社製TTSP100分級機を用いて、重量平均径が5.8μm以上6.2μm以下、粒径4.0μm以下の粒子が28.0個数%以上32.0個数%以下、粒径10.1μm以上の粒子が0.8体積%以下となるようFeed5.5kg/hrにて4時間分級を行い、トナー粒子C−2(シアン)を16.7kg得た。
更に、得られたトナー粒子C−2(シアン)を実施例1と同様にスタート用現像剤T−2としてた。
<磁性微粒子分散型樹脂コア(A)の製造例>
マグネタイト微粒子(比抵抗5×107(Ω・cm))と、ヘマタイト微粒子(比抵抗3×108(Ω・cm))に対して、それぞれ3.5質量%、2.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内で120℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を親油化処理した。
・フェノール 10質量部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド37質量%水溶液) 6質量部
・上記処理したマグネタイト微粒子 74質量部
・上記処理したヘマタイト微粒子 10質量部
上記材料と、28質量%アンモニア水5質量部及び水10質量部をフラスコに入れ、撹拌、混合しながら45分かけて85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて硬化させた。その後、30℃まで冷却し、更に水を添加した後上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5hPa以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性微粒子が分散された状態の磁性微粒子分散型樹脂コア(A)を得た。得られた磁性微粒子分散型樹脂コアは、個数平均粒子径が35μm、BET比表面積が0.07(m2/g)であった。
<磁性キャリア製造例>
先述の磁性微粒子分散型樹脂コア(A)をコーター内に投入し、加湿窒素を流入させ水分量0.3質量%に調整した。その後、トルエン溶媒を用いて希釈したγ−アミノプロピルトリメトキシシラン3質量%を剪断応力を連続して印加しつつ、コア表面に処理した。乾燥窒素気流下で溶媒を揮発させながら行い、置換基がすべてメチル基であるストレートシリコーン樹脂0.5質量%及び、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.015質量%の混合物をトルエンを溶媒として磁性微粒子分散型樹脂コアに被覆した。乾燥窒素気流下で溶媒を揮発させながら行なった。さらに、この磁性コートキャリアを140℃で焼き付け、100メッシュの篩で、凝集した粗大粒子をカットし、次いで多分割風力分級機で微粉及び粗粉を除去して粒度分布を調整した。その後23℃,60%内で保たれたホッパー内で100時間調湿して磁性キャリアを得た。
(評価−1):収率評価
熱処理後トナー粒子A−1及びA−2を分級機に投入した量、トナー粒子C−1及びC−2として得られた量を使用して、下記式(1)から算出される収率により評価した。
式(1) 収率(質量%)=分級後に得られた量(kg)/分級機へ投入した量(kg)×100
(投入量はFeed量(kg/hr)×分級機の運転時間(hr)から算出)
(評価基準)
A:収率 85質量%以上
B:収率 78質量%以上85質量%未満
C:収率 70質量%以上78質量%未満
D:収率 70質量%未満
(評価−2):処理量依存性
熱処理装置へのFeed量を変化させた場合の収率変動率として、下記式(2)から算出される収率変動率により評価した。
式(2) 収率変動率=(Feed5kg/hr収率−Feed15kg/hr収率)/Feed5kg/hr収率×100
(評価基準)
A:収率 1.5未満
B:収率 1.5以上3.0未満
C:収率 3.0以上5.0未満
D:収率 5.0以上
(評価−3):転写効率(転写残濃度)
スタート用現像剤T−1、T−2を用いてキヤノン製フルカラー複写機iRC5180(サンプリング等に対応可能に改造した)で常温常湿(23℃、50%RH)環境下で耐久画出し評価(A4横、10%印字比率、2万枚)を行った。耐久初期及び2万枚後に、ベタ画像(画像のトナー載り量を0.6mg/cm2となりように調整)を出力し、ベタ画像形成時の感光体ドラム上の転写残トナーを、透明なポリエステル製粘着テープによりテーピングして剥ぎ取った。該テープを紙に貼った後、X−Riteカラ−反射濃度計(500シリーズ)を用いて濃度測定して濃度Gとした。同じ紙に透明なポリエステル製粘着テープのみを貼った後、同様に濃度を測定して濃度Hとした。転写効率は濃度Gと濃度Hの差を用いて、以下の評価基準にて判断した。
(評価基準)
A:濃度差 0.05未満
B:濃度差 0.05以上0.08未満
C:濃度差 0.08以上0.15未満
D:濃度差 0.15以上0.20未満
E:濃度差 0.20以上
評価−1,2,3の結果より、本件のトナーの製造装置を使用した場合、高転写性のトナーが高収率で得ることが出来、しかも、トナーの製造装置はその処理量に影響されることは無い。
トナー粒子の物性及び評価結果は表1、2、4に、トナーの製造装置の運転条件は表3に記載した。
<実施例2>
実施例1において、トナーの製造装置の粉体流速加速手段内壁及び回転部材、導入部材に、多数の凹凸面を形成させた後、炭化クロムを含有するクロム合金をめっきした以外は同様にしてテストを行い、表1、2、4の結果を得た。
<実施例3>
トナー微粉砕品B−1を、トナーの製造装置である図1のフローにて、図2、図5の構成にて、5kg/hrのFeed量で処理を行いトナー粒子A−4を得た。この時、撹拌手段である回転部材は図8の外周板ブレードタイプ(ブレード厚み1mm、枚数120枚)として周速5m/sで回転させた。また、装置運転時の気流Aは25℃,1.2m3/min,気流Bは230℃,4.5m3/min,気流Cはマイナス10℃,2.0m3/min、気流Dはマイナス10℃,1.0m3/minに設定し、ブロワ−風量を12m3/minとして、搬送エアー供給管の弁は開放とした。
得られたトナー粒子A−4を実施例1同様にテストを行い、表1、2、4の結果を得た。
<実施例4〜17>
実施例1において、トナーの製造装置の運転条件を表3のように変更した以外は同様にしてテストを行い、表1、2、4の結果を得た。
<実施例18>
実施例2において、粉体流速加速手段の出口に複数の穴を持つ拡散部材(開孔率40%、穴面積0.30cm2)を付加した以外は同様にしてテストを行い、表1、2、4の結果を得た。
<比較例1>
実施例1において、拡散手段である回転体を取り除いた以外は同様にしてテストを行い、表1、2、4の結果を得た。
Figure 2009020386
Figure 2009020386
Figure 2009020386
Figure 2009020386
トナー製造工程を示すフロー図である。 本発明のトナー製造装置の一例を示す説明図である。 本発明のトナー製造装置の他の一例を示す説明図である。 粉体粒子拡散手段の一例を示す説明図である。 粉体粒子拡散手段の他の一例を示す説明図である。 拡散手段に用いる回転部材の一例を示す図である。 拡散手段に用いる回転部材の一例を示す図である。 拡散手段に用いる回転部材の一例を示す図である。 回転手段底面上に設置可能な導入部材の一例を示す図である。 回転手段底面上に設置可能な導入部材の他の一例を示す図である。
符号の説明
1 原料ストッカー
2 定量供給機
3 表面改質装置
4 回収装置
5 製品ストッカー
6 バグ
7 バグストッカー
8 ブロワー
9 気流供給機(A,E)
10 気流供給機(B)
11 気流供給機(C,D)
100 粉体/気流A供給ゾーン
101 気流B供給ゾーン
102 回転部材
103 気流C噴射部
104 気流D供給ゾーン
105 搬送エアー供給管
106 冷却ジャケット
107 気流A供給管
108 トナー供給ゾーン
109 気流E供給ゾーン
110 回転用モーター
111 シャフト
112 シャフトガイド
113 導入部材

Claims (15)

  1. 結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する粉体粒子に熱処理を行いトナーを製造する装置であって、該トナー製造装置は、少なくとも、
    (1)粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速手段、
    (2)導入された粉体粒子を拡散する手段、
    (3)拡散された粉体粒子を熱処理により改質する手段、及び
    (4)粉体粒子を回収する手段
    を有し、該粉体粒子拡散手段は、回転体を少なくとも具備することを特徴とするトナーの製造装置。
  2. 該回転体は少なくとも複数の羽根を持つことを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造装置。
  3. 該回転体は、少なくとも、該導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間に導入する部材を具備することを特徴とする請求項1又は2に記載のトナーの製造装置。
  4. 該回転体は、該回転体上部の開口から該回転体内部に導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間を通過させ、該回転体外部に排出させることにより、該粉体粒子を拡散させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナーの製造装置。
  5. 該回転体は内部下面中心に、粉体の流れを制御する導入部材を具備することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナーの製造装置。
  6. 該粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速手段は、該粉体流速加速手段の出口に少なくとも複数の穴を持つ拡散部材を具備することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナーの製造装置。
  7. 該粉体流速加速手段の内壁は、少なくとも表面に多数の凹凸面を形成させた後に、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきによりコーティングが施されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のトナーの製造装置。
  8. 結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する粉体粒子の熱処理を行う工程を少なくとも有する重量平均粒子径(D4)が3乃至11μmのトナーの製造方法において、該熱処理工程が、少なくとも、
    (1)粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速工程、
    (2)導入された粉体粒子を拡散する工程、
    (3)拡散された粉体粒子を熱処理により改質する工程、及び
    (4)粉体粒子を回収する工程
    を有することを特徴とするトナーの製造方法。
  9. 該粉体粒子拡散工程は、少なくとも回転体を具備することを特徴とする請求項8に記載のトナーの製造方法。
  10. 該回転体は少なくとも複数の羽根を持つことを特徴とする請求項8又は9に記載のトナーの製造方法。
  11. 該回転体は、少なくとも、該導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間に導入する部材を具備することを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載のトナーの製造方法。
  12. 該回転体は、該回転体上部の開口から該回転体内部に導入された粉体粒子を、該複数の羽根の間を通過させ、該回転体外部に排出させることにより、該粉体粒子を拡散させることを特徴とする請求項8乃至11のいずれかに記載のトナーの製造方法。
  13. 該回転体は内部下面中心に、粉体の流れを制御する導入部材を具備することを特徴とする請求項8乃至12のいずれかに記載のトナーの製造方法。
  14. 該粉体粒子を装置内へ導入する為の粉体流速加速工程は、該粉体流速加速工程の出口に少なくとも複数の穴を持つ拡散部材を具備することを特徴とする請求項8乃至13のいずれかに記載のトナーの製造方法。
  15. 該粉体流速加速工程の内壁は、少なくとも表面に多数の凹凸面を形成させた後に、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきによりコーティングが施されていることを特徴とする請求項8乃至14のいずれかに記載のトナーの製造方法。
JP2007184047A 2007-07-13 2007-07-13 トナー製造装置及びトナー製造方法 Expired - Fee Related JP5053739B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007184047A JP5053739B2 (ja) 2007-07-13 2007-07-13 トナー製造装置及びトナー製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007184047A JP5053739B2 (ja) 2007-07-13 2007-07-13 トナー製造装置及びトナー製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009020386A true JP2009020386A (ja) 2009-01-29
JP2009020386A5 JP2009020386A5 (ja) 2010-08-05
JP5053739B2 JP5053739B2 (ja) 2012-10-17

Family

ID=40360055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007184047A Expired - Fee Related JP5053739B2 (ja) 2007-07-13 2007-07-13 トナー製造装置及びトナー製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5053739B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011128488A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Canon Inc トナーの熱処理装置及びトナーの製造方法
JP2011128487A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Canon Inc トナーの熱処理装置及びトナーの製造方法
JP2013020245A (ja) * 2011-06-13 2013-01-31 Canon Inc 粉体粒子の熱処理装置及びトナーの製造方法
JP2013020244A (ja) * 2011-06-13 2013-01-31 Canon Inc 粉体粒子の熱処理装置及びトナーの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62132534A (ja) * 1985-12-06 1987-06-15 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 粉粒体の熱処理装置
JPH11216381A (ja) * 1998-02-02 1999-08-10 Canon Inc 固体粒子の表面の処理装置及びトナー粒子の表面の処理方法
JP2005195762A (ja) * 2004-01-06 2005-07-21 Canon Inc トナーの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62132534A (ja) * 1985-12-06 1987-06-15 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 粉粒体の熱処理装置
JPH11216381A (ja) * 1998-02-02 1999-08-10 Canon Inc 固体粒子の表面の処理装置及びトナー粒子の表面の処理方法
JP2005195762A (ja) * 2004-01-06 2005-07-21 Canon Inc トナーの製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011128488A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Canon Inc トナーの熱処理装置及びトナーの製造方法
JP2011128487A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Canon Inc トナーの熱処理装置及びトナーの製造方法
JP2013020245A (ja) * 2011-06-13 2013-01-31 Canon Inc 粉体粒子の熱処理装置及びトナーの製造方法
JP2013020244A (ja) * 2011-06-13 2013-01-31 Canon Inc 粉体粒子の熱処理装置及びトナーの製造方法
US20140096409A1 (en) * 2011-06-13 2014-04-10 Canon Kabushiki Kaisha Heat treating apparatus for powder particles and method of producing toner
US20140120468A1 (en) * 2011-06-13 2014-05-01 Canon Kabushiki Kaisha Heat treating apparatus for powder particles and method of producing toner
KR101618659B1 (ko) * 2011-06-13 2016-05-09 캐논 가부시끼가이샤 분체 입자용 열처리 장치 및 토너의 제조 방법
US9372420B2 (en) * 2011-06-13 2016-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Heat treating apparatus for powder particles and method of producing toner
US9665021B2 (en) * 2011-06-13 2017-05-30 Canon Kabushiki Kaisha Heat treating apparatus for powder particles and method of producing toner

Also Published As

Publication number Publication date
JP5053739B2 (ja) 2012-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5925060B2 (ja) 粉体粒子の熱処理装置及びトナーの製造方法
US10877386B2 (en) Toner
US20140137428A1 (en) Heat treatment apparatus and method of obtaining toner
JP2017111454A (ja) 静電荷像現像用トナー
JP5053739B2 (ja) トナー製造装置及びトナー製造方法
JP3979589B2 (ja) 電子写真用トナーの製造方法
JP2012171160A (ja) 粉体粒子の熱処理装置及び粉体粒子の製造方法
JP4599297B2 (ja) トナー粒子の製造方法及び製造装置
JP4891009B2 (ja) トナー表面改質システム
JP5264109B2 (ja) 粉砕機及びトナーの製造方法
JP5527942B2 (ja) 粉砕機及びトナー製造装置
JP5489400B2 (ja) 粉砕装置、トナーの製造装置及び製造方法
JP2010091647A (ja) トナー製造装置及びトナー製造方法
JP2009262003A (ja) 粉砕機及びトナー製造装置
JP2017076043A (ja) トナー用処理装置及びトナーの製造方法
JP2021032981A (ja) トナー
JP3632143B2 (ja) 静電荷像現像用トナーの製造方法及び静電荷像現像用トナー
JP5235442B2 (ja) トナーの製造方法
JP4143574B2 (ja) トナーの製造方法及び表面改質装置
JP5611410B2 (ja) トナーの製造方法
JP2002268277A (ja) 電子写真用トナーの製造方法
JP5409176B2 (ja) トナー粒子の製造方法
JP4416343B2 (ja) トナーの製造方法
JP4590143B2 (ja) トナーの製造方法
JP4037252B2 (ja) 静電荷像現像用トナーの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100618

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111018

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120626

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120726

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5053739

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees