JP4047773B2 - 静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真や静電記録で用いられる粉体状の静電荷像現像用トナーの製造方法、該製造方法により得られる静電荷像現像用トナー、該トナーを含有する二成分現像剤、該トナーを含有する現像剤（一成分もしくは二成分）を用いる画像形成方法、該現像剤を装填した画像形成装置、及び該現像剤を保持するプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式現像方式に使用されるトナーは、通常、バインダー樹脂、離型剤、顔料、帯電制御剤を所定量ずつ混合した後、混練機により加熱混練して混練物を作り、該混練物を冷却粉砕して製造される。
【０００３】
上記各トナー原材料の混合は、原材料を所定量ずつ混合槽内に投入して、該混合槽内に設けられた撹拌部材の回転により、各トナー原材料を混合している。このような混合時には、所望の分散を得る為に急激な攪拌及び混合時間によるトナー原材料の摩擦熱や、攪拌部材との接触による発熱等によって温度が上昇するが、所定温度以上になると製造されるトナーの特性に悪影響を及ぼすために、作業員により混合槽内の温度が監視されている。
【０００４】
そこで、従来は、ホッパー内の温度を測定して攪拌部材の駆動を速度制御する方法（例えば、特許文献１参照）、混合機攪拌羽根の攪拌立ち上がり時間を３秒以上１５秒以下で、ブレード先端周速を１０ｍ／ｓ以上５０ｍ／ｓ以下で、混合サイクルを３回以上１０回以下とし、各混合時間を２０秒以上６０秒以下とする方法（例えば、特許文献２参照）、着色剤と樹脂を含む粒子と荷電制御剤粒子を、回転体の周速５０ｍ／ｓｅｃ以下で一定時間あらかじめ混合した後に、回転体の周速５０〜１５０ｍ／ｓｅｃで混合する方法（例えば、特許文献３参照）、軸支持された回転可能な攪拌羽根とケーシングの内側に固定されている固定羽根を交互に多段に設け、回転する該攪拌羽根と該固定羽根により順次分散混合し、該着色粒子に粉状添加剤を外添することを特徴とする方法（例えば、特許文献４参照）等の混合方法が採られてきた。
【０００５】
しかしながら、攪拌部材との接触による発熱温度はバインダー樹脂を含む原材料の軟化温度をはるかに上回るため、上記方法においては、混合槽内、特に攪拌部材への融着が発生している。そのため、攪拌時に混合槽内で偏流を起こしており、離型剤、顔料、帯電制御剤の分散、及びバッチの気密性に問題があり、トナー特性に悪影響を及ぼしている。
【０００６】
また、近年、高速印字に伴い軟化点の低い樹脂を用いることが多くなり、その場合、混練等する前の混合状態の調整が多く、特に夏期において、周囲の温度が高温になるために、混合機内の温度も上限温度に達しやすく、作業員の操作による混合機内の温度監視を怠ることができず、しかも、撹拌部材の操作を頻繁に行う必要がある、最適な分散性を得る為には混合時間が長くなり生産性の低下につながるという課題がある。また、長時間の連続混合はトナー粒子に対してもストレスとなりトナー粒子が粉砕され微粉が発生し、これが画像品質の均一性を妨げる原因のひとつとなっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１５０５４８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２９２６７号公報
【特許文献３】
特開２００２−２６８２７７号公報
【特許文献４】
特許第２６５２２５３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、混合槽内の発熱を最小限に抑え、それにより混合槽内のバインダー樹脂や離型剤の融着を起こさず、離型剤、顔料、帯電制御剤の分散が優れ、画像濃度低下、地汚れの発生しない静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することである。
また本発明の目的は、上記製造方法により得られる静電荷像現像用トナー、該トナーを含有する二成分現像剤、該トナーを含有する現像剤（一成分もしくは二成分）を用いる画像形成方法、該現像剤を装填した画像形成装置、及び該現像剤を保持したプロセスカートリッジを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は次の手段により達成される。
即ち、本発明によれば、下記第一〜第十に記載のものが提供される。
第一に、少なくともバインダー樹脂、顔料、離型剤、帯電制御剤を原材料混合機に供給して混合し、混練、冷却、粉砕、分級してトナーを製造する方法であって、前記原材料混合機が混合槽と混合ヘッド部を有し、原材料を攪拌混合するときには該混合槽が該混合ヘッド部の上に位置し、該混合ヘッド部には同軸で下記式（Ｉ）で算出される周速比が３＜γ＜７を満たす条件下で回転数の異なる攪拌部材を有することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
【数４】

（式中、γは周速比、Ｖ１は上部攪拌ブレードの先端の周速（ｍ／ｓ）、Ｖ２は混合ブレードの先端の周速（ｍ／ｓ）を表す。）
第二に、上部攪拌ブレード先端の周速（Ｖ１（ｍ／ｓ））が１５＜Ｖ１＜２５の範囲にあることを特徴とする上記第一に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
第三に、混合ブレード先端の周速（Ｖ２（ｍ／ｓ））が３＜Ｖ２＜７の範囲にあることを特徴とする上記第一又は第二に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
第四に、上部攪拌ブレードの左右が軸を中心に０°〜３０°の傾斜角（ねじれ角）で対向していることを特徴とする上記第一〜第三のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
第五に、混合ブレードの先端部が１０°〜９０°の角度で互いに反対方向に屈折していることを特徴とする上記第一〜第四のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
第六に、混合槽が円錐形状で、実効容量８０％以下で使用されることを特徴とする上記第一〜第五のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
第七に、上部攪拌ブレードが下記式（ＩＩ）を満足するものであることを特徴とする上記第一〜第六のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
【数５】

（式中、Ｔは混合時間（分）、Ｒは回転数（ｒｐｍ）を表す。）
第八に、混合ブレードが下記式（ＩＩＩ）を満足するものであることを特徴とする上記第一〜第七のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
【数６】

（式中、Ｔは混合時間（分）、Ｒは回転数（ｒｐｍ）を表す。）
【００１０】
第九に、上記第一〜第八のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とする静電荷像現像用トナーが提供される。
第十に、上記第九に記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを混合したものであることを特徴とする二成分現像剤が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、少なくともバインダー樹脂、離型剤、顔料、帯電制御剤からなる原材料を混合機に供給して混合した後、混練、冷却、粉砕、分級してトナーを製造する方法における原材料の混合工程において、図１および図２で例示するような混合槽（コンテナー）１と混合ヘッド部１０を有し、該混合ヘッド部１０に同軸で回転数の異なる攪拌部材を有する混合機で混合することを特徴とするものである。
【００１２】
すなわち、上記混合ヘッド部１０に設けた上記攪拌部材は図中３で示す上部攪拌ブレードと４で示す混合ブレードからなり、上部攪拌ブレード３の先端周速（Ｖ１（ｍ／ｓ））と混合ブレード４の先端周速（Ｖ２（ｍ／ｓ））の周速比（γ＝Ｖ１／Ｖ２）が３＜γ＜７であり、好ましくは４〜６、更に好ましくは５〜６を満足することが望ましく、このような条件によれば混合エネルギーが十分で、離型剤、顔料、帯電制御剤が均一に分散される。
【００１３】
しかし、３≧γの場合には、分散エネルギーが低く、離型剤、顔料、帯電制御剤の十分な分散は得られない。また、γ≧７の場合は、分散エネルギーが過度になり、摩擦熱や、攪拌部材との接触による発熱等によって温度が上昇する。又、上部攪拌ブレード先端周速（Ｖ１（ｍ／ｓ））は１５＜Ｖ１＜２５が好ましく、より好ましくは１６〜２４、更に好ましくは２０〜２４の範囲にあること、また混合ブレード先端周速（Ｖ２（ｍ／ｓ））は３＜Ｖ２＜７が好ましく、より好ましくは４〜６、更に好ましくは５〜６の範囲にあることが望ましい。
【００１４】
さらに、上部撹拌ブレードの形状は、左右が軸を中心にして０°〜３０°、好ましくは０°〜２０°、更に好ましくは０°〜１０°の傾斜角（ねじれ角）を持って対向し、また混合ブレードの形状は、先端部が１０°〜９０°、好ましくは２０°〜８０°、更に好ましくは３０°〜７０°の角度で互いに屈折している形状を有することが望ましい（図２参照）。
【００１５】
また、上部攪拌ブレードにおいて、混合時間Ｔ（分）×回転数Ｒ（ｒｐｍ）としたとき、Ｔ×Ｒ≧２１００が好ましく、より好ましくは２１００〜３５００、更に好ましくは２１００〜２８００であり、混合ブレードにおいて、混合時間Ｔ（分）×回転数Ｒ（ｒｐｍ）としたとき、Ｔ×Ｒ≧４５０が好ましく、より好ましくは４５０〜７５０、更に好ましくは４５０〜６００を満足することがさらに好ましい。
【００１６】
本発明において、トナー原材料混合機の混合槽は、その形状が円錐形状であり、混合に際しては実効容量８０％以下で行なうことが、効率等の点から好ましい。
【００１７】
以上のようにして、上記の特定の条件を満足させることにより、離型剤、顔料、帯電制御剤の分散がよくなるので、定着特性が良く、感光体へのフィルミングやキャリアへのスペントによる画像濃度低下、地汚れの発生、耐久性の低下を抑えることができ、生産量を向上させることができる。
【００１８】
本発明に使用される混合機は、図１に例示するような円錐形状の混合槽（コンテナー）１と混合ヘッド部１０を有し、コンテナー１内に原材料を投入し、原材料の入ったコンテナー１と混合ヘッド部１０とをクランプ締めして、ギヤモーターにより１８０度反転／旋回し（図１は１８０度旋回した状態であり、この状態で原材料が攪拌混合される。）、該混合ヘッド部１０（図２参照）に同軸で回転数の異なる攪拌部材を有することにより、反転された円錐形状コンテナー１内で原材料は混合ブレード４により上方向に押し上げられ、再びコンテナー１内中央部に循環され、攪拌ブレード３により更に攪拌を促進する構造を持つ、ミキサココンテナミキサーを一例として示すことができる。
【００１９】
以下、本発明により製造されるトナーの材料について説明する。
トナー用バインダー樹脂としては従来公知のものを広く使用することができる。例えば、ビニル樹脂あるいはポリエステル樹脂あるいはポリオール樹脂からなる。
ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリＰ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタ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、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどがある。
【００２０】
ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示したような２価のアルコール成分と、Ｂ群に示したような二塩基酸成分からなるものであり、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンなど。
Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステルなど。
Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸などの３価の以上のカルボン酸など。
【００２１】
ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【００２２】
その他にも必要に応じて以下の樹脂を混合して使用することもできる。
エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂など。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡやビスフェノールＦなどのビスフェノールとエピクロロヒドリンとの重縮合物が代表的である。
【００２３】
顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ等が挙げられる。
また、橙色顔料としては、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、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ等が挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ等が挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等が挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
これらは１種または２種以上を使用することができる。
使用量は一般にバインダー樹脂１００重量部に対し０．１〜５０重量部である。
【００２４】
離型剤としては、低分子量のポリエチレンやポリプロピレン、それらの共重合体等の合成ワックス、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバワックス等の植物ワックス、蜜ろう、ラノリン、鯨ろう等の動物ワックス、モンタンワックスやオゾケライト等の鉱物ワックス、硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステル等の油脂ワックスなどがあげられる。中でも、カルナウバワックスおよびポリプロピレンが好ましい。
【００２５】
帯電制御剤としては次のものが用いられる。
トナーを正荷電性に制御するものとして、ニグロシン及び四級アンモニウム塩、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組合わせて用いることができる。また、トナーを負荷電性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物などが用いられる。
【００２６】
また、本発明により製造されるトナーは、流動性向上剤として無機微粉体をトナーに添加して用いることが可能であり特に好ましい。
無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。
これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。
【００２７】
疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ｐ−クロルフェニルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）−トリクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−トリクロルシラン、ジベンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−２−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルペンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
この他チタネート系カップリング剤、アルミニューム系カップリング剤も使用可能である。
【００２８】
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２重量％使用されるのが好ましい。０．１重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【００２９】
また、本発明のトナー（現像剤）には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤；また、逆極性の白色微粒子、及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００３０】
トナー原材料混合後の混練、冷却、粉砕、分級の製造方法としては、従来公知の方法でよく、例えば、原材料混合後、これを２軸混練機で混練、ベルト式冷却機にて冷却、ジェットミルで粉砕し、分級して得られる。
【００３１】
本発明にて製造されるトナーは、必要に応じて、一般に広く使用されているトナー用の添加剤、例えばコロイダルシリカのような流動化剤、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、炭化ケイ素等の研磨剤、脂肪酸金属塩などの滑剤等を含有させてもよい。
添加剤をトナーに混合する方法としては、従来公知の方法でよく、ヘンシェルミキサー、スピードニーダー等の装置により混合することができる。
【００３２】
本発明にて製造される静電荷像現像用トナーは、乾式一成分現像剤及び乾式二成分現像剤として使用できる。乾式二成分現像剤として使用する場合、キャリア並びに本発明のトナーの使用量としては、トナー粒子がキャリア粒子のキャリア表面に付着して、その表面積の３０〜９０％を占める程度に両粒子を混合するのが好ましい。
【００３３】
本発明において現像剤を構成するキャリアの核体粒子としては、従来より公知のものでよく例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属；マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物；前記強磁性体微粒子と樹脂との複合体等が挙げられる。
【００３４】
これら本発明で用いられるキャリアはより耐久性を長くする目的で、表面を樹脂で被覆することが好ましい。
被覆層を形成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品（例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品）；ポリテトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。中でもトナースペントを防止する点で好ましいのはシリコーン樹脂またはその変成品、弗素樹脂、特にシリコーン樹脂またはその変成品である。
【００３５】
該シリコーン樹脂としては、従来から知られているいずれのシリコーン樹脂であってもよく、オルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーンおよびアルキド、ポリエステル、エポキシ、ウレタンなどで変成したシリコーン樹脂が挙げられる。
【００３６】
また本発明で用いられるキャリアは、その体積固有抵抗を制御するために被覆層中に導電性付与材料を分散しても良い。分散される導電性材付与は従来より公知の物でよく、例えば鉄、金、銅等の金属；フェライト、マグネタイト等の酸化鉄；カーボンブラック等の顔料が挙げられる。
この中でも特にカーボンブラックの一つであるファーネスブラックとアセチレンブラックの混合物を用いることにより、少量の導電性微粉末の添加で効果的に導電性の調整が可能で、更に被覆層の耐摩耗性に優れたキャリアを得ることが可能となった。
これらの導電性微粉末は、粒径０．０１〜１０μｍ程度のものが好ましく、被覆樹脂１００重量部に対して２〜３０重量部添加されることが好ましく、さらには５〜２０重量部が好ましい。
【００３７】
また、キャリア被覆層中には核体粒子との接着性を向上させたり導電性付与剤の分散性を向上させる目的でシランカップリング剤、チタンカップリング剤等を添加しても良い。
被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア核体粒子の表面に被覆層形成液を噴霧法、浸漬法等の手段で塗布すればよい。被覆層の厚さは０．１〜２０μｍが好ましい。
【００３８】
本発明は、前記一成分現像剤又は二成分現像剤を保持したプロセスカートリッジとすることもできる。このプロセスカートリッジは、画像形成装置に装着可能に構成されている。
図３に本発明の、前記現像剤を保持するプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す。
図３において、１はプロセスカートリッジ全体を示し、２は感光体、３は帯電手段、４は現像手段、５はクリーニング手段を示す。
本発明においては、上述の感光体２、帯電装置手段３、現像手段４及びクリーニング手段５等の構成要素のうち、少なくとも現像手段４を含む複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
【００３９】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量部を表す。
【００４０】
実施例１〜４
ポリエステル樹脂（軟化温度 １００℃） １００部
カーボンブラック １０部
ポリプロピレン ５部
四級アンモニウム塩 ２部
上記原材料を、図１で示す円錐形状のコンテナー１に投入し、原材料の入ったコンテナー１と混合ヘッド部１０をクランプ締めして、ギヤモーターにより１８０度反転／旋回し、反転された円錐状コンテナー１内で混合ブレード４と攪拌ブレード３により原材料を攪拌するミキサココンテナミキサーで、表１に示すような条件で混合し、その混合物を溶融混練、冷却、粉砕、分級した。さらに、母体着色粒子１００重量部に対して、疎水性シリカ０．３重量部を混合し、平均粒径７．０μｍのトナーを得た。
上記トナー原材料混合後の混練、冷却、粉砕、分級は、２軸混練機で混練、ベルト式冷却機にて冷却、ジェットミルで粉砕し、分級した。
【００４１】
比較例１〜３
実施例１〜４と同一の原材料を、同軸で回転数の異なる攪拌部材を持つ混合機ミキサココンテナミキサーで表１に示すような条件で混合し、その混合物を溶融混練、冷却、粉砕、分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、疎水性シリカ０．３部を混合し、平均粒径７．０μｍのトナーを得た。
【００４２】
【表１】

【００４３】
上記実施例１〜４及び比較例１〜３にて得られたトナーにおいて、混合機内の分散度、また、混合時の粉体温度（ＭＡＸ値）を確認した。結果を表２に示す。分散度は、フォトメーターによる混合度を評価した。
【００４４】
【表２】

【００４５】
また、湿式法により作製したマグネタイト１００部に対してポリビニルアルコール２部、水６０部をボールミルに入れ１２時間混合してマグネタイトのスラリーを調製した。このスラリーをスプレードライヤーにて噴霧造粒し、球形粒子とした。
この粒子を窒素雰囲気中で１０００℃の温度で３時間焼成後冷却し核体粒子１を得た。
シリコーン樹脂溶液 １００部
トルエン １００部
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン １５部
カーボンブラック ２０部
上記混合物をホモミキサーで２０分間分散し、被覆層形成液１を調製した。
この被覆層形成液を流動床型コーティング装置を用いて核体粒子１を１０００部の表面にコーティングして、シリコーン樹脂被覆キャリアを得た。
上記磁性キャリアを９７．５部に対し、トナー２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
【００４６】
実機評価として、これら現像剤をリコー製ｉｍａｇｉｏ ＭＦ４５７０にセットし初期画像、及び４０Ｋ枚のランニング後の画像評価を行なった。
画像品質の評価は画像評価用標準Ｓ−３テストチャートを複写した時の非画像部へのトナー付着（地汚れ）の程度を拡大鏡にて観察し、１〜５のランク評価を行なった。数値が大きいほど地汚れの少ない高画質な画像となる。また、画像濃度はマクベス濃度計を用いて測定した。評価結果を表３に示す。
また、ランニング終了後のキャリアおよび感光体表面をＳＥＭにて評価し、感光体のフィルミング及びキャリアへのスペントがない場合を◎、感光体のフィルミング及びキャリアへのスペントは若干見られるが実用上問題ない場合を〇、感光体のフィルミング及びキャリアへのスペントにより初期性能が維持できない場合を×とした。評価結果を表３に示す。
さらに総合評価を下記の４段階で評価し、結果を表３に示す。
◎：混合、分散に優れ、良好な画像が耐久ランニングにおいても得られた。
○：混合、分散性が良く、実用上問題のない画像が得られた。
△：混合、分散性に劣り、耐久ランニングにおいて、画像濃度低下、地汚れが発生した。
×：感光体のフィルミング、及びキャリアへのスペントにより初期性能が維持できない。
【００４７】
【表３】

【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明は以下の優れた作用効果を有する。
請求項１の製造方法によれば、混合槽と混合ヘッド部を有し、混合ヘッド部に同軸で回転数の異なる攪拌部材を有する混合機を用いて、しかも特定の周速比で混合することから、混合槽内の分散を最大限に与えることが可能となり、混合槽内のバインダー樹脂、離型剤、顔料、帯電制御剤の分散に優れ、定着特性が良く、さらに感光体へのフィルミングやキャリアへのスペントがなく、耐久ランニングで画像濃度低下、地汚れの発生しない静電荷像現像用トナーを得ることができる。さらにまた、上記混合機によれば、短時間で精密な混合が可能である。
【００４９】
請求項２の製造方法によれば、上部攪拌ブレードの先端周速（Ｖ１（ｍ／ｓ））が１５＜Ｖ１＜２５の範囲にあることから、混合槽内の攪拌が良好となると共に周速比（γ）３〜７を得やすく、より均一な分散が得られる。
【００５０】
請求項３の製造方法によれば、混合ブレードの先端周速（Ｖ２（ｍ／ｓ））が３＜Ｖ２＜７の範囲にあることから、上方向への押し上げがよいと共に周速比（γ）３〜７を得やすく、より均一な分散を得ることができる。
【００５１】
請求項４の製造方法によれば、上部攪拌ブレードが軸を中心に左右が０°〜３０°の傾斜角を持って対向する形状を有することから、上部攪拌ブレードによる攪拌がより促進させる。
【００５２】
請求項５の製造方法によれば、混合ブレードの先端部が１０°〜９０°の角度で互いに屈折した形状を有することから、混合ブレードによる上方への押し上げがより促進される。
【００５３】
請求項６の製造方法によれば、混合槽が、円錐形状で、実効容量８０％以下で使用することから、混合槽内の分散度を良好にさせると共に混合時の粉体温度を異常に上昇させることがない。
【００５４】
請求項７の製造方法によれば、上部攪拌ブレードが特定の回転数Ｒ（ｒｐｍ）と混合時間Ｔ（分）との関係において（Ｔ×Ｒ≧２１００）を有することから、上部攪拌ブレードによる攪拌がさらに促進される。
【００５５】
請求項８の製造方法によれば、混合ブレードが特定の回転数Ｒ（ｒｐｍ）と混合時間Ｔ（分）との関係において（Ｔ×Ｒ≧４５０）を有することから、混合ブレードの上方への押し上げがさらに促進される。
【００５６】
本発明の製造方法によれば、形成されるトナーとの粒径比が１０：１の顔料と帯電制御剤を用いることから、上記原材料のより均一な分散が得られる。
【００５７】
請求項９の静電荷像現像用トナーによれば、上記製法によって製造されることから、感光体へのフィルミングやキャリアへのスペントがなく、耐久ランニングで画像濃度低下、地汚れの発生しない静電荷像現像用トナーを得ることができる。
【００５８】
請求項１０の二成分現像剤によれば、上記製法によって得られたトナーとキャリアからなる現像剤であることから、感光体へのフィルミングやキャリアへのスペントがなく、耐久ランニングで画像濃度低下、地汚れの発生しない現像剤を得ることができる。
【００５９】
本発明の画像形成方法によれば、像担持体上の潜像を、上記トナーからなる一成分現像剤又は上記二成分現像剤によって現像することから、感光体へのフィルミングやキャリアへのスペントがなく、耐久ランニングで画像濃度低下、地汚れの発生しない画像形成を行うことができる。
【００６０】
本発明の画像形成装置、および本発明のプロセスカートリッジによれば、これらを使用して画像を形成した場合、上記同様の優れた作用効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で用いた混合機の概略的な側面図。
【図２】図１の混合機の混合ヘッド部の概略的な平面図。
【図３】本発明のプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略図。
【符号の説明】
（図１及び２）
１ コンテナー（混合槽）
２ 駆動モータ
３ 上部攪拌ブレード
４ 混合ブレード
５ 排出弁
１０ 混合ヘッド部
θ 屈折角
（図３）
１ プロセスカートリッジ
２ 感光体
３ 帯電手段
４ 現像手段
５ クリーニング手段

Claims (10)

1. 少なくともバインダー樹脂、顔料、離型剤、帯電制御剤を原材料混合機に供給して混合し、混練、冷却、粉砕、分級してトナーを製造する方法であって、前記原材料混合機が混合槽と混合ヘッド部を有し、原材料を攪拌混合するときには該混合槽が該混合ヘッド部の上に位置し、該混合ヘッド部には同軸で下記式（Ｉ）で算出される周速比が３＜γ＜７を満たす条件下で回転数の異なる攪拌部材を有することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
   

   

   （式中、γは周速比、Ｖ１は上部攪拌ブレードの先端周速（ｍ／ｓ）、Ｖ２は混合ブレードの先端周速（ｍ／ｓ）を表す。）
2. 上部攪拌ブレード先端の周速（Ｖ１（ｍ／ｓ））が１５＜Ｖ１＜２５の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
3. 混合ブレード先端の周速（Ｖ２（ｍ／ｓ））が３＜Ｖ２＜７の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
4. 上部攪拌ブレードの左右が軸を中心に０°〜３０°の傾斜角（ねじれ角）で対向していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
5. 混合ブレードの先端部が１０°〜９０°の角度で互いに反対方向に屈折していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
6. 混合槽が円錐形状で、実効容量８０％以下で使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
7. 上部攪拌ブレードが下記式（ＩＩ）を満足するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
   

   

   （式中、Ｔは混合時間（分）、Ｒは回転数（ｒｐｍ）を表す。）
8. 混合ブレードが下記式（ＩＩＩ）を満足するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
   

   

   （式中、Ｔは混合時間（分）、Ｒは回転数（ｒｐｍ）を表す。）
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
10. 請求項９に記載の静電荷像現像用トナーとキャリアとを混合したものであることを特徴と する二成分現像剤。

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