JP2010122467A - 負帯電性トナーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非磁性一成分現像方式の電子写真用画像形成装置に使用して、感光体カブリを生じることなく優れた画像を得ることができる負帯電性トナーおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】非磁性一成分現像方式の電子写真用画像形成装置に使用される、結着剤、着色剤および負帯電性荷電制御剤を含有する、粉砕によって粒子化され、熱処理されたトナー粒子およびアルミナの混合物であって、前記トナー粒子が、粉砕によって粒子化されたトナー粒子１００重量部に対してＢＥＴ法による比表面積１００ｍ^２／ｇ以上を有する負帯電性のシリカ微粒子を１〜５重量部となる範囲の量で混合した後、熱処理によってトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化してなるトナー粒子であり、前記アルミナが、平均粒子径０．１〜３μｍの粒子を有し、その量がトナー粒子１００重量部に対して０．１〜４重量部であることを特徴とする負帯電性トナーある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非磁性一成分現像方式の電子写真用画像形成装置に使用される負帯電性トナーおよびその製造方法に関する。

コンピュータ、ＯＡ（Office Automation）機器などの性能向上に伴い、情報の出力機器として、高解像度の文字画像および図形画像などの画像を出力できる各種プリンタ、複写機が市販されている。

これらの機器における画像形成方法としては、キャリアを使用することなく、しかも磁性粉を含有しないトナーを用いることができる非磁性一成分現像方式が広く利用されている。

この非磁性一成分現像方式は、帯電ブレードを通過する瞬間にトナーに電荷を付与する方式であるので、トナーの帯電が困難であり、感光体かぶり等が生じやすい問題を有するものであった。

この問題を解決するために、スーパーミキサーやヘンシェルミキサーなどの高速攪拌機を用いて、負帯電性の無機微粒子と正帯電性の無機微粒子を樹脂微粒子の表面に添加した非磁性一成分トナー（たとえば、特許文献１）、または結着樹脂および着色剤からなる粒子に１種類以上の無機微粒子（シラン系、有機チタネート系、アルミニウム系などのシランカップリング剤で表面処理した二酸化珪素基材と併用することができる二酸化珪素、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、酸化錫等の無機微粒子）を付着したトナーが提案されている。しかし、負帯電性の無機微粒子と正帯電性の無機微粒子が付着したトナー粒子は、感光体かぶりはある程度は改善されるが未だ充分ではなく改善する余地を有するものであった。また、比表面積３０〜４００ｍ^２／ｇのシリカ微粉体０．２〜３重量部を添加した後、加熱処理により球形化を行い、その後チタン酸ストロンチウム又はチタン酸バリウム等を添加するトナーが提案されている（たとえば、特許文献２）。しかし、このトナーも感光体かぶりは改善されるが未だ充分ではなく改善する余地を有するものであった。

特開平１０−１７１１５５号公報 特開２００２−３１１６４７号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、非磁性一成分現像方式の電子写真用画像形成装置に使用して、感光体かぶりを生じることなく優れた画像を得ることができる負帯電性トナーおよびその製造方法を提供することである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、非磁性一成分現像方式の電子写真用画像形成装置に使用される負帯電性トナーとして、特定のＢＥＴ法による比表面積を有する負帯電性のシリカ微粒子が熱処理によって固定化されたトナー粒子に、特定の平均粒子径を有するアルミナが特定量混合された負帯電性トナーを使用することによって、感光体カブリを生じることなく優れた画像が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明は非磁性一成分現像方式の電子写真用画像形成装置に使用される負帯電性トナーであって、前記負帯電性トナーが、結着剤、着色剤および負帯電性荷電制御剤を含有する、粉砕によって粒子化され、熱処理されたトナー粒子およびアルミナの混合物であり、
前記トナー粒子が、粉砕によって粒子化されたトナー粒子１００重量部に対してＢＥＴ法による比表面積１００ｍ^２／ｇ以上を有する負帯電性のシリカ微粒子を１〜５重量部となる範囲の量で混合した後、熱処理によってトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化してなるトナー粒子であり、
前記アルミナが、平均粒子径０．１〜３μｍの粒子を有し、その量がトナー粒子１００重量部に対して０．１〜４重量部であることを特徴とする負帯電性トナーである。

さらに、本発明は、前記負帯電性のシリカ微粒子を固定化してなるトナー粒子に、前記アルミナと負帯電性のシリカ微粒子が同時または別々に混合されてなる負帯電性トナーであって、前記アルミナの量がトナー粒子１００重量部に対して０．１〜１重量部であり、さらに混合されるシリカ微粒子の量がトナー１００重量部に対して０．０５〜１．２重量部であることを特徴とする。

さらに、本発明は、前記固定化される負帯電性のシリカ微粒子が、ヘキサメチレンジシラザンによって表面処理された、ＢＥＴ法による比表面積１５０ｍ^２／ｇ以上の負帯電性のシリカ微粒子であって、その量がトナー粒子１００重量部に対して１〜３重量部であり、前記混合される負帯電性のシリカ微粒子が、シリコーンオイルで表面処理された、ＢＥＴ比表面積１００ｍ^２／ｇ以上の負帯電性のシリカ微粒子であって、その量がトナー粒子１００重量部に対して０．０５〜１．２重量部であることを特徴とする。

さらに本発明は、前記負帯電性トナーの頻度平均円形度（Ｃ５０）が０．９７以上であり、かつ低円形度からの頻度累積１０％値（Ｃ１０）が０．９３以上であることを特徴とする。

また本発明は、上記のいずれかの負帯電性トナーの製造方法であって、負帯電性のシリカ微粒子を結着剤、着色剤および負帯電性荷電制御剤を含有する、粉砕によって粒子化されたトナー粒子と混合し、次いで、熱処理によってトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化した後、アルミナまたは該アルミナと負帯電性のシリカ微粒子を混合することを特徴とする負帯電性トナーの製造方法である。

本発明によれば、粉砕によって粒子化されたトナー粒子に特定のＢＥＴ法による比表面積を有する負帯電性のシリカ微粒子の特定量を混合した後、熱処理が行なわれているので、トナー同士の融着が発生しにくく、ブレード固着が発生を防止できる。続いてトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化してなるトナー粒子に、さらに特定の平均粒子径のアルミナの特定量がトナー粒子に混合されるので、帯電が高くなり、感光体かぶりの発生を防止できる。

また本発明によれば、さらに特定量の負帯電性のシリカ微粒子が混合されているので、負帯電性トナーの流動性が向上し、長期間にわたって感光体かぶりの発生のない印刷ができ、また、アルミナが混合されるので、帯電が高くなり、感光体かぶりの発生を防止できる。

また本発明によれば、固定化される負帯電性のシリカ微粒子が、ヘキサメチレンジシラザンにより表面処理されているので加熱処理時にトナー同士の融着がより発生しにくくなり、また、固定化される負帯電性のシリカ微粒子がシリコーンオイルにより表面処理されているので、負帯電性のトナー帯電が低下するのを防止し、長期間にわたって感光体かぶりの発生を防止できる。

また本発明によれば、トナーの頻度平均円形度が０．９７以上であるので、トナー粒子が均一に帯電するようになり、感光体かぶりが発生しない。また、低円形度からの頻度累積１０％値が０．９３以上であるのでブレード固着が発生しない。

また本発明の負帯電性トナーの製造方法によれば、特定のシリカ微粒子を混合した後、熱処理を行うので、加熱処理時にトナー同士の融着が発生しにくく、ブレード固着が発生しにくい。また、特定の平均粒子径のアルミナの特定量がトナー粒子に混合されるので、帯電が高くなり、感光体かぶりの発生を防止できる。

以下、本発明の負帯電性トナーついて詳細に説明する。
本発明の負帯電性トナーは、結着剤、着色剤、離型剤および負帯電性荷電制御剤を含有する、粉砕によって粒子化されたトナー粒子に特定の負帯電性のシリカ微粒子の特定量を混合した後、熱処理が行なわれ、トナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化してなるトナー粒子に、さらに特定のアルミナまたは特定のアルミナとシリカ微粒子が混合されてなる負帯電性トナーである。

＜負帯電性トナーの構成材料＞
まず、本発明の負帯電性トナーを構成する結着剤、着色剤、離型剤および負帯電性荷電制御剤を含有するトナー粒子について説明する。

本発明のトナー粒子に使用する結着剤としては、特に限定はなく、従来公知のものが使用でき、具体的には、ポリスチレン、スチレン−ア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などのスチレン系共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料を挙げることができる。これらの結着剤の材料は、１種を単独で用いることができ、また２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中でも、着色しやすく、鮮明な色彩のトナーが得られる点から、ポリエステル樹脂を用いることが特に好適である。したがって、本実施形態ではポリエステル樹脂から成る結着剤を用いる。

本発明のトナー粒子に使用する着色剤としては、特に限定はなく、従来公知のものが使用できる。具体的には、黒色の着色剤の材料としては、たとえばカーボンブラック、黒色を呈する磁性粉などを挙げることができ、シアン色の着色剤の材料としては、たとえば銅フタロシアニン、メチレンブルー、ビクトリアブルーなどを挙げることができ、マゼンタ色の着色剤の材料としては、たとえばローダミン染料、ジメチルキナクリドン、ジクロロキナクリドン、カーミンレッドなどを挙げることができ、イエロー色の着色剤の材料としては、たとえばベンジジンイエロー、クロムイエロー、ナフトールイエロー、ジスアゾイエローなどを挙げることができる。

本発明のトナー粒子に使用する負帯性荷電制御剤としては、特に限定はなく、従来公知のものが使用でき、具体的には、ニグロシン、塩基性染料、モノアゾ染料などの金属錯体、サリチル酸およびジカルボン酸などのカルボン酸の、クロムおよび鉄などの金属との金属錯体、有機染料などを挙げることができる。

本発明のトナー粒子に使用する離型剤としては特に限定はなく、従来公知のものが使用でき、具体的には、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、サゾールワックス、モンタン系エステルワックスなどを挙げることができる。

次に、トナー粒子表面に固定化される負帯電性のシリカ微粒子について説明する。
負帯電性のシリカ微粒子としては、ジメチルジクロロシラン、シリコーンオイル、ヘキサメチレンジシラザンなどによって表面処理されたＢＥＴ法による比表面積が１００ｍ^２／ｇ以上、好ましくは１５０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは２００ｍ^２／ｇ以上であり、上限は特に限定しないが、好ましくは市販の負帯電性のシリカ微粒子として容易に入手できる４００ｍ^２／ｇ以下の負帯電性のシリカ微粒子を使用する。中でも、ＢＥＴ法による比表面積が１５０ｍ^２／ｇ以上、好ましくは２００ｍ^２／ｇ以上のヘキサメチレンジシラザンによって表面処理された負帯電性のシリカ微粒子を使用することが特に好ましい。

負帯電性のシリカ微粒子のＢＥＴ法による比表面積が１００ｍ^２／ｇ未満のシリカ微粒子だけを使用した場合、加熱処理時にトナー同士の融着が発生し、ブレード固着が発生するので好ましくない。

トナー粒子表面に固定化される負帯電性のシリカ微粒子の量は、トナー粒子１００重量部に対して１〜５重量部、好ましくは１〜３重量部、より好ましくは１．５〜２．５重量部である。

負帯電性のシリカ微粒子の重量比が１重量部未満であると、加熱処理時にトナー同士の融着が発生しやすく、ブレード固着が発生しやすい。一方５重量部を超えると帯電が下がりやすく、感光体かぶりが増加する傾向にある。

なお、負帯電性のシリカ微粒子のＢＥＴ法による比表面積は、ＢＥＴ法によって測定される。「ＢＥＴ法」とは、Ｂｒｕｎａｕｅｒ、ＥｍｍｅｔｔおよびＴｅｌｌｅｒによって提案された理論に基づき、試料粒子表面へのガスの吸着量から試料の比表面積を求める方法である。本実施形態では、液体窒素温度における窒素ガスの吸着を利用してシリカ微粒子の比表面積を測定する。

次に、負帯電性のシリカ微粒子が固定化されたトナー粒子に混合するアルミナについて説明する。

アルミナとしては、重量平均粒子径０．１〜３μｍ、好ましくは０．１〜１μｍ、より好ましくは０．１〜０．５μｍのアルミナを使用する。

アルミナの平均粒子径が０．１μｍ未満であると、帯電が低くなり、感光体かぶりが著しく悪くなる。一方、平均粒子径が３μｍを超えると帯電が低くなり、感光体かぶりが発生する。重量平均粒子径は、レーザー回折法により測定した。

負帯電性のシリカ微粒子が固定化されたトナー粒子と混合されるアルミナの量は、トナー粒子１００重量部に対して０．０５〜４重量部であり、好ましくは０．１〜１重量部である。

アルミナの重量が０．０５重量部未満であると、感光体かぶりの発生を防止することができず、一方４重量部を超えると部材の汚染が発生する。

なお、負帯電性トナーには、負帯電性トナーの流動性を向上させるために、さらに負帯電性のシリカ微粒子を加えることもできる。好ましくは、シリコーンオイルで表面処理されたＢＥＴ比表面積１００ｍ^２／ｇ以上の負帯電性のシリカ微粒子を使用するのがよい。

このシリカ微粒子の使用量については、シリカ微粒子の重量が負帯電のシリカ微粒子が固定化されたトナー粒子１００重量部に対して０．０５〜１．２重量部となるように配合させることが好ましい。この範囲内であると長期間にわたってかぶり発生を防止できる。

＜トナー粒子生成工程＞
トナー粒子は、粉砕によって粒子化されたものであり、結着剤、着色剤、離型剤および負帯電性荷電制御剤を含有する上記構成材料を、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いて混合し、二軸押出機などの混練機を用いて混練した後、得られた混練物を粉砕機によって粉砕することによって得られる。

混練物の粉砕に用いる粉砕機としては、特に制限はなく、たとえばジェットミル、ターボミルなどを挙げることができる。これらの中でも、ロータを用いて粉砕するロータ式粉砕機を使用することが好ましい（以下、本トナー粒子生成工程で得られるトナー粒子をトナー粒子（Ａ）という）。

トナー粒子は、後述する熱処理工程における熱処理によってトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化したトナー粒子となる。（以下、シリカ微粒子を固定化したトナー粒子をトナー粒子（Ｂ）という。）本実施形態ではさらにトナー粒子は複数の粒子が融着することなく、個々に表面が平滑なトナー粒子（Ｂ）となる。

熱処理後のトナー粒子（Ｂ）は、体積平均粒子径が４μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。

処理工程に供するトナー粒子（Ａ）としては、熱処理後におけるトナー粒子（Ｂ）の体積平均粒子径の好適な範囲として前述した範囲内となるような体積平均粒子径を有するものを分級によって分取して使用することが好ましい。

＜トナー粒子と負帯電性のシリカ微粒子との混合工程＞
混合工程では、トナー粒子生成工程で得られるトナー粒子（Ａ）と負帯電性のシリカ微粒子とを含む原料混合物を生成する。本実施形態では、トナー粒子（Ａ）と、負帯電性のシリカ微粒子とを混合して、上記トナー粒子（Ａ）と負帯電性のシリカ粒子とから成る原料混合物を生成する。本実施形態において原料混合物は、トナー粒子（Ａ）と負帯電性のシリカ微粒子とから成る混合粒子である。原料混合物中において負帯電性のシリカ微粒子は、トナー粒子（Ａ）の表面に付着していてもよく、トナー粒子（Ａ）から独立して含まれていてもよい。

トナー粒子（Ａ）と負帯電性のシリカ微粒子との混合に用いられる混合装置としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどが挙げられる。混合装置は、これらに限定されず、粉体を混合できる装置であれば、いずれの混合装置も用いることができる。

＜熱処理工程＞
熱処理工程では、混合工程で得られた原料混合物を、熱処理装置を用いて熱処理する。この熱処理工程を経てトナー粒子（Ａ）表面に負帯電性のシリカ微粒子が固定化されたものが得られる。

次に、本実施形態での熱処理工程についてより詳細に説明する。
図１は、本実施形態の熱処理工程で用いられる熱風処理装置１の構成を示す断面図である。図１では、熱風処理槽１１および熱風噴射ノズル１２の断面構成を示し、原料噴射ノズル１３およびホッパ部１７については、図面が錯綜して理解が困難になるので、正面図を示す。図２は、図１に示す熱風処理装置１の熱風噴射ノズル１２および原料噴射ノズル１３を拡大して示す断面図である。

熱風処理装置１は、熱風処理槽１１と、熱風噴射ノズル１２と、原料噴射ノズル１３と、断熱機構１４と、衝突部材１５と、エア噴射手段１６とを含んで構成される。

図１に示すように、熱風処理槽１１は、略円筒状の処理槽本体２１と、処理槽本体２１の上部の開口を塞ぐ天板２２とを含む。処理槽本体２１は、その軸線方向が鉛直方向に一致するように配置される。鉛直方向をＺ１方向と定義し、このＺ１方向の反対方向をＺ２方向と定義し、Ｚ１方向とＺ２方向とを含んでＺ方向と定義する。処理槽本体２１は、上部の開口径が下部の開口径よりも大きく、軸線方向における上部と下部との間の中間部が、下部に近づくに従って開口径が小径となるテーパ状に形成されている。

天板２２は、処理槽本体２１の上部に設けられている。処理槽本体２１と天板２２とによって形成される熱風処理槽１１の内部空間には、混合工程で得られる原料混合物および熱風が熱風処理槽１１の上部から供給される。天板２２は、略円板状に形成されており、その中央部の第１取入口部２３には第１エア取入口が形成され、外周部の第２取入口部２４には第２エア取入口が形成されている。この第１エア取入口および第２エア取入口を通して、冷却用エアが取入れられる。

熱風噴射ノズル１２は、熱風処理槽１１の上方に設けられている。熱風噴射ノズル１２は、Ｌ字形状に屈曲して形成されており、その一端部である熱風出口が形成される下端開口部２５の開口端面が、天板２２の上面を含む仮想平面に含まれるように、より詳細には下端開口部２５の開口端面および天板２２の上面のＺ方向における位置が一致するように配置されている。熱風噴射ノズル１２の熱風出口および天板２２の第１エア取入口は円形状に形成されており、熱風噴射ノズル１２は、熱風出口の軸線が、第１エア取入口の軸線と一致するように配置されている。この下端開口部２５に形成される熱風出口から熱風処理槽１１内に熱風が噴射される。

図２に示すように、原料噴射ノズル１３は、原料出口が形成される下端開口部２６が、熱風噴射ノズル１２の下端開口部２５の内方側に位置するように設けられている。また原料噴射ノズル１３の下端開口部２６は、熱風噴射ノズル１２の下端開口部２５よりも上方、すなわちＺ２方向側に位置するように設けられている。

原料噴射ノズル１３の上部は、熱風噴射ノズル１２の屈曲部２７を貫通しており、外部に臨む上部には、原料混合物を貯溜するホッパ部１７が設けられている。ホッパ部１７の下部にはディフューザ２７が設けられており、ホッパ部１７内にはディフューザ２７に向けて圧縮エアを噴射するエア噴射ノズル２８が設けられている。エア噴射ノズル２８からディフューザ２７に圧縮エアを噴射すると、ホッパ部１７内に貯溜された原料混合物が原料噴射ノズル１３内へ吸引されて圧縮エアと混合され、その固気混合流体が原料噴射ノズル１３の下端開口部２６の原料出口から、熱風噴射ノズル１２から噴射される熱風の中心部に向けて噴射される。

衝突部材１５は、原料噴射ノズル１３の下方、より詳細には原料噴射ノズル１３の下端開口部２６の下方に、原料噴射ノズル１３から離隔して設けられている。衝突部材１５を設けることによって、原料噴射ノズル１３から噴射される原料混合物を衝突によって分散させることができる。衝突部材１５は、円板状に形成されている。

断熱機構１４は、原料噴射ノズル１３の外側に設けられている。断熱機構１４を設けることによって、原料噴射ノズル１３と熱風噴射ノズル１２とを断熱し、熱風噴射ノズル１２内を流動する熱風との接触によって原料噴射ノズル１３がトナー粒子の融点以上に昇温することを防止することができる。これによって、トナー粒子が溶融して原料噴射ノズル１３の内面に付着して堆積することを防止することができる。

断熱機構１４は、原料噴射ノズル１３から離隔して原料噴射ノズル１３を囲繞するように設けられる冷却ジャケット２９を含む。断熱機構１４は、原料噴射ノズル１３の外側に設けられた内筒部１４ａと、内筒部１４ａの外側に設けられた外筒部１４ｂとを含み、この内筒部１４ａと外筒部１４ｂとによって冷却ジャケット２９が形成されている。内筒部１４ａと外筒部１４ｂとの間隙である冷却ジャケット２９の流路には冷媒が流下する。冷却ジャケット２９の下部には冷媒入口３０が形成され、上部には冷媒出口３１が形成されており、冷媒入口３０から冷却ジャケット２９内に冷媒を供給して原料噴射ノズル１３を冷却し、冷却後の冷媒を冷媒出口３１から流出させるようにしている。冷媒としては、−１５℃のエチレングリコール５０％水溶液が用いられる。冷媒は、これに限定されず、水または空気を冷媒として用いるようにしてもよい。

断熱機構１４の内筒部１４ａの内周面部と原料噴射ノズル１３の外周面部との間にはエア噴射通路３２が形成されている。エア噴射通路３２は、冷却ジャケット２９の内表面部である内筒部１４ａの内周面部と、原料噴射ノズル１３の外表面部である外周面部とによって形成されている。エア噴射通路３２の上部にはエア入口３３が形成されており、そのエア入口３３からエア噴射通路３２内に分散用エアである気体が供給される。エア噴射通路３２内に供給された分散用エアは、エア噴射通路３２内を下向き、すなわちＺ１方向に流下して、下端の開口３４から、衝突部材１５の上面部である原料噴射ノズル１３の下端開口部２６を臨む表面部に向けて噴射される。

熱風処理装置１は、熱風噴射ノズル１２から熱風処理槽１１内に熱風を噴射すると共に、エア噴射通路３２から衝突部材１５に分散用エアを噴射し、かつ冷却ジャケット２９内に冷媒を流動させる冷却状態において、原料噴射ノズル１３から原料混合物と圧縮エアとの固気混合流体を噴射する。

原料噴射ノズル１３から原料混合物が噴射されると、噴射された原料混合物は衝突部材１５に衝突する。その衝突およびエア噴射通路３２から衝突部材１５の上面部に向けて噴射される分散用エアとによって、原料混合物である混合粒子が熱風中に分散される。これによって原料混合物を熱風と効果的に接触させることができるので、熱処理を効率的に行なうことができる。また熱風噴射ノズル１２から噴射される熱風は、その中心部分、すなわち熱風出口の中心部分において、他の部分に比べて高温になっている。本実施形態では、熱風出口の軸線と原料出口の軸線とが一致しており、原料混合物は、高温になっている熱風の中心部分に噴射されるので、熱風と効果的に接触することができ、その接触によってトナー粒子の表面が溶融し、熱処理されるとともにトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化することができる。

本実施形態では、天板２２に第１および第２エア取入口が形成されており、この第１エア取入口２３および第２エア取入口２４から熱風処理槽１１内に冷却用エアが流入するので、この冷却用エアによって、熱処理された原料混合物を素速く冷却することができる。また第２エア取入口２４から流入する冷却用エアによって熱風処理槽１１の内面が冷却されるので、熱処理された原料混合物は、熱風処理槽１１の内面に付着することなく、熱風処理槽１１の下部に形成される出口から排出される。

本実施形態では、原料噴射ノズル１３の下端開口部２６の開口端面は、熱風噴射ノズル１２の下端開口部２５の開口端面よりも上方に位置するように設けられる。すなわち原料噴射ノズル１３の下端開口部２６は、熱風噴射ノズル１２の下端開口部２５よりも、寸法Ｈだけ上方に位置するように設けられる。これによって、原料噴射ノズル１３から噴射される原料混合物は熱風と直ちに接触することができ、また原料混合物が熱風の高温域で流動する時間を長くとることができるので、原料混合物をより効果的に熱処理することができる。

図１および図２に示す熱風処理装置１としては、たとえば特開２００４−２７６０１６号公報に開示されている球形化処理装置を用いることができ、具体的には、日本ニューマチック工業株式会社から表面改質機として市販されている「メテオレインボー」（商品名）などが挙げられる。特開２００４−１７６０１６号公報に開示されている球形化処理装置では、反応槽が熱風処理槽に相当する。

加熱処理工程では、混合工程で得られた原料混合物を、図１および図２に示す熱風処理装置１を用いて、熱処理する。

熱処理は、頻度平均円形度（Ｃ５０）が０．９７以上、好ましくは０．９７５以上、より好ましくは０．９８以上、かつ低円形度からの頻度累積１０％値（Ｃ１０）が０．９３以上、好ましくは０．９４以上になるように熱処理することが好ましく、また熱処理後に分級機により分級することでＣ５０、Ｃ１０を前記範囲にしてもよい。Ｃ５０が０．９７以上であると、帯電が高く、感光体かぶりが発生しない。また、Ｃ１０が０．９３以上であると粗大粒子が少なくブレード固着が発生しない。
円形度の測定は、シスメックス社製のＦＰＩＡ−３０００を用いて行った。

＜負帯電性のシリカ微粒子が固定化されたトナー粒子と、アルミナとの混合工程＞
混合工程では、熱処理工程において得られる負帯電性のシリカ微粒子が固定化されたトナー粒子（Ｂ）と、アルミナとを含む負帯電性トナーを生成する。負帯電性トナーは、熱処理工程において得られるトナー粒子（Ｂ）とアルミナとから成る混合粒子である。原料混合物中においてアルミナは、トナー粒子（Ｂ）の表面に付着していてもよく、トナー粒子（Ｂ）から独立して含まれていてもよい。

トナー粒子（Ｂ）とアルミナとの混合に用いられる混合装置としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどが挙げられる。混合装置は、これらに限定されるものではなく、粉体を混合できる装置であれば、どれでも混合装置として用いることができる。

また、負帯電性トナーには、負帯電性トナーの流動性を向上させるために、熱処理工程において得られるトナー粒子（Ｂ）にＢＥＴ比表面積が１００ｍ^２／ｇ以上の負帯電性のシリカ微粒子を加えることが好ましい。さらに好ましくは、シリコーンオイルで表面処理されたＢＥＴ比表面積１００ｍ^２／ｇ以上の負帯電性のシリカ微粒子を加えることである。

以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の記載内容に限定されるものではない。以下では、負帯電性トナーを例示するが、本発明の負帯電性トナーは、非磁性トナーに限定されるものではない。

＜トナー粒子の作製＞
結着剤として市販の非磁性カラートナー用ポリエステル樹脂（商品名：ＨＰ−３２５、日本合成化学工業社製）１０重量部と、着色剤としてマゼンタ色着色剤（ピグメントレッド５７：１）５重量部とを溶融混合した後、熱ロールで溶融混練し、得られた混練物を冷却して固化させた後、粗砕してマスターバッチを得た。このマスターバッチ１５重量部に、前述の非磁性カラートナー用ポリエステル樹脂１０重量部と、非磁性トナー用ポリエステル樹脂（商品名：ＥＴ２９００、エスケーケミカルズ（ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社製）８０重量部と、荷電調整剤としてアルキルサリチル酸亜鉛（商品名：ボントロン（ＢＯＮＴＲＯＮ）Ｅ−８４、オリエント化学工業社製）２重量部と、離型剤としてポリエチレン（商品名：サンワックス１６１−Ｐ、三洋化成工業社製）４重量部とを加えて混合した後、２軸押出機で溶融混練して混練物を得た。この混練物を冷却して固化させた後、粉砕して分級を行い、非磁性トナー粒子を得た。

＜実施例１〜２６、比較例１〜１４の負帯電性トナー＞
前述のようにして生成した非磁性トナー粒子であるトナー粒子（Ａ）１００重量部に対して、表１〜表４の負帯電性シリカ微粒子を表１〜表４の量となるように加え、ヘンシェルミキサーを用いて前混合し、原料混合物である混合粒子を得た。得られた原料混合物である混合粒子を、図１および図２に示す構成の熱風処理装置（商品名：メテオレインボーＭＲ−１０型、日本ニューマチック工業社製）を用いて、熱風温度Ｔａを２９２℃とし、熱風風量Ｌａを６００[ｌｔ／ｍｉｎ、０℃、1気圧]とし、原料供給速度Ｗｆを１６７[ｇ／ｍｉｎ]とし熱処理を行い、負帯電性シリカ微粒子が固定化されたトナー粒子（Ｂ）を得た。このトナー粒子１００重量部に対して、表１〜表４の後処理添加剤を表１〜４の量となるように加えて、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、実施例１〜２６、比較例１〜１４の負帯電性トナーを得た。この結果を表1〜表４に合わせて示した。

以下の実施例では、実施例１の熱処理条件を以下のように替える以外は実施例１と同様にして行った。
実施例２７ 熱風温度 ３００℃ 熱風風量 ６００ｌｔ／ｍｉｎ
原料供給速度 ２５０ｇ／ｍｉｎ
実施例２８ 熱風温度 ３７０℃ 熱風風量 ６００ｌｔ／ｍｉｎ
原料供給速度 ２５０ｇ／ｍｉｎ
実施例２９ 熱風温度 ３５０℃ 熱風風量 ６００ｌｔ／ｍｉｎ
原料供給速度 １７０ｇ／ｍｉｎ
実施例３０ 熱風温度 ４２０℃ 熱風風量 ６００ｌｔ／ｍｉｎ
原料供給速度 １７０ｇ／ｍｉｎ
実施例３１ 熱風温度 ４００℃ 熱風風量 ６００ｌｔ／ｍｉｎ
原料供給速度 ８５ｇ／ｍｉｎ

表１は、トナー粒子（Ｂ）に混合する微粒子の種類を変えた例である（実施例１、比較例１〜６）。

表２は、前処理におけるシリカ表面処理の種類（実施例１〜３）、前処理（混合）（実施例１，４，５）、比表面積（ＢＥＴ）（実施例１，６〜８、比較例７，８）、シリカ微粒子の添加量（実施例１，９，１０、比較例９，１０）、後処理のアルミナの粒子径（実施例１，１１〜１４、比較例１１，１２）、アルミナの添加量（実施例１，１５〜１８，比較例１３，１４）を変えた例である。

表３は、後処理においてアルミナにさらにシリカ微粒子を混合した例である（実施例１，１９〜２６）。

表４は、Ｃ５０、Ｃ１０を変えた例である（実施例１，２７〜３１）。
以下の表において、各表示は
ＨＭＤＳ：ヘキサメチレンジシラザン
ＤＤＳ：ジメチルジクロロシラン
ＰＤＭＳ：シリコンオイル
ＰＭＭＡ：ポリメチルメタクリレート
ＰＴＦＥ：ポリテトラフロロエチレン
を示す。

また、前処理とは粉砕されたトナー粒子（Ａ）にシリカ微粒子を混合する処理のことを指し、後処理とは、シリカ微粒子が固定されたトナー粒子（Ｂ）とアルミナなどの微粒子を混合する処理を指す。

＜円形度＞
シスメックス社製のＦＰＩＡ−３０００を用いて、実施例１〜３１、および比較例１〜１４の各負帯電性トナーの円形度測定を行った。

（評価）
評価機：ＨＰ（Hewlett Packard）社製 Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ ４７００ｄｎ
紙：市販 再生紙
環境：約２５度、約５０％

＜かぶり＞
かぶり評価：目視
１：目視で容易にわかるレベル
２：目視で注視するとわかるレベル
３〜５：目視では判別しにくいレベル（詳細は以下のとおり）
５：２５倍ルーペで、９ｍｍ^２あたり３個以内
４：２５倍ルーペで、９ｍｍ^２あたり４〜１０個以内
３：２５倍ルーペで、９ｍｍ^２あたり１１個以上
初期：１０枚目
３Ｋ：３，０００枚目（初期かぶりの評価が３以上のものについて評価）

＜帯電ローラー汚れ（初期かぶりの評価が３以上のものについて評価）＞
感光体を帯電させる帯電ローラー汚れ：３Ｋ時、目視評価
○：ほとんど汚れていないレベル
△：画像に欠陥は出ないが、汚れがはっきりとわかるレベル
×：画像に欠陥が出るほどの汚れが生じるレベル

＜ブレード固着（初期かぶりの評価が３以上のものについて評価）＞
トナーを帯電させる帯電ブレード固着：３Ｋ時、目視評価
○：全くない
△：少し悪い
×：非常に悪い

ＨＭＤＳで表面処理されたシリカ微粒子が固定されたトナー粒子（Ｂ）に種々の微粒子を混合したトナーの品質については、アルミナを用いた場合が初期かぶりが最も良好である。

前処理におけるシリカ表面処理の種類では、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）による表面処理の場合が、加熱処理時にトナー同士の融着がより発生しにくくなるので好ましい。

前処理におけるシリカ微粒子は、２種類以上混合しても、問題ない。
シリカ微粒子の添加量については、添加量０．５重量部であるとブレード固着が発生し、７重量部であると初期かぶりが発生している。

後処理のアルミナの平均粒子径については、０．０５μｍ、５μｍではかぶりが不良であり、０．１〜３μｍではかぶりが良好である。

アルミナの添加量については、０．０５重量部ではかぶりが不良であり、６重量部では帯電ローラー汚れが不良である。

後処理においてアルミナにさらにシリカ微粒子を混合した場合においては、いずれもかぶり、帯電ローラー汚れ、ブレード固着は良好であったが、シリコンオイル（ＰＤＭＳ）で表面処理したシリコン微粒子を用いると上記の性能は特に良好である。

表４からは、Ｃ５０が０．９７以上、特に０．９８以上であるとかぶりが良好になることを示している。また、Ｃ１０が０．９０や０．９１であると粗大粒子が発生しており（比較例７〜９．実施例９）、０．９３以上であると粗大粒子もなく各品質は良好である。

本実施形態の加熱処理工程で用いられる熱風処理装置１の構成を示す断面図である。 図１に示す熱風処理装置１の熱風噴射ノズル１２および原料噴射ノズル１３を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ 熱風処理装置
１１ 熱風処理槽
１２ 熱風噴射ノズル
１３ 原料噴射ノズル
１４ 断熱機構
１５ 衝突部材
１６ エア噴射手段
１７ ホッパ部
２１ 処理槽本体
２２ 天板
２３ 第１取入口部
２４ 第２取入口部
２５ 下端開口部
２６ 下端開口部
２７ 屈曲部
２８ エア噴射ノズル
２９ 冷却ジャケット
３０ 冷媒入口
３１ 冷媒出口
３２ エア噴射通路
３３ エア入口
３４ 開口
Ｚ１ 鉛直方向
Ｚ２ Ｚ１方向の反対方向

Claims (5)

1. 非磁性一成分現像方式の電子写真用画像形成装置に使用される負帯電性トナーであって、
   前記負帯電性トナーが、結着剤、着色剤および負帯電性荷電制御剤を含有する、粉砕によって粒子化され、熱処理されたトナー粒子およびアルミナの混合物であり、
   前記トナー粒子が、粉砕によって粒子化されたトナー粒子１００重量部に対してＢＥＴ法による比表面積１００ｍ^２／ｇ以上を有する負帯電性のシリカ微粒子を１〜５重量部となる範囲の量で混合した後、熱処理によってトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化してなるトナー粒子であり、
   前記アルミナが、平均粒子径０．１〜３μｍの粒子を有し、その量がトナー粒子１００重量部に対して０．１〜４重量部であることを特徴とする負帯電性トナー。
2. 前記負帯電性のシリカ微粒子を固定化してなるトナー粒子に、前記アルミナと負帯電性のシリカ微粒子が同時または別々に混合されてなる負帯電性トナーであって、前記アルミナの量がトナー粒子１００重量部に対して０．１〜１重量部であり、さらに混合されるシリカ微粒子の量がトナー１００重量部に対して０．０５〜１．２重量部であることを特徴とする請求項１記載の負帯電性トナー。
3. 前記固定化される負帯電性のシリカ微粒子が、ヘキサメチレンジシラザンによって表面処理された、ＢＥＴ法による比表面積１５０ｍ^２／ｇ以上の負帯電性のシリカ微粒子であって、その量がトナー粒子１００重量部に対して１〜３重量部であり、
   前記混合される負帯電性のシリカ微粒子が、シリコーンオイルで表面処理された、ＢＥＴ法による比表面積１００ｍ^２／ｇ以上の負帯電性のシリカ微粒子であって、その量がトナー粒子１００重量部に対して０．０５〜１．２重量部であることを特徴とする請求項２記載の負帯電性トナー。
4. 前記負帯電性トナーの頻度平均円形度（Ｃ５０）が０．９７以上であり、かつ低円形度からの頻度累積１０％値（Ｃ１０）が０．９３以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の負帯電性トナー。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の負帯電性トナーの製造方法であって、負帯電性のシリカ微粒子を結着剤、着色剤および負帯電性荷電制御剤を含有する、粉砕によって粒子化されたトナー粒子と混合し、次いで、熱処理によってトナー粒子表面に負帯電性のシリカ微粒子を固定化した後、アルミナまたは該アルミナと負帯電性のシリカ微粒子を混合することを特徴とする負帯電性トナーの製造方法。

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