JP4049704B2 - 静電荷像現像用トナー及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置や静電印刷装置等の画像形成装置に用いられるトナーの製造方法に関し、特に、結着樹脂中により均一に着色剤が分散している為、着色力が増加し、従来よりも高い濃度を確保することができ、更に高い隠蔽性をもっているトナーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置や静電印刷装置等の画像形成装置に用いられているトナーの製造方法として、粉砕法がある。また、この粉砕法によりトナーを製造する従来のトナーの製造方法として、少なくとも結着樹脂および着色剤を混合した原料混合物を溶融混練によるトナーの製造方法がある。
【０００３】
このトナーの製造方法においては、混練工程で結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤等をあらかじめヘンシェルミキサー等により乾式混合し、しかる後に混練機によって温度をかけながら圧縮力およびせん断力を付与することにより溶融混練し、次いでこの溶融混練物を冷却して固化するとともにこの固化物を粉砕装置によって適当な粒径に粉砕し、更にこの粉砕された粉砕物を分級機によって分級してトナーがその性能を十分発揮できるように粒子径をそろえた後、適宜の外添剤をトナー粒子に付与してトナーを製造する方法である。トナー性能を向上させるには結着樹脂中での各種原材料の分散性が重要でありそのため溶融混練機もニーダー、ロールミル、エクストルーダーのような従来からの汎用混練装置そして近年ではよりトナー中での各種原材料の分散性と生産性を高める為連続式２本ロール型混練機が用いられるようになってきている。
【０００４】
連続式２本ロール型混練機を用いたトナーの製造方法として、連続式２本ロール型混練機であるオープンロール型連続混練機が用いられている。例えば、下記特許文献１あるいは特許文献２により提案されている。これらの公開公報に開示されているトナーの製造方法では、オープンロール型連続混練機により、結着樹脂に着色剤や離型剤や電荷制御剤等の添加剤を添加した混練を行っている。このオープンロール型連続混練機により、トナーのすべての混練物がロール間隙部で圧縮、せん断を繰り返し受けることで従来の他の混練機に比べて分散するので、得られるトナーは前述の性能をより確実に発揮することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−７５５４３号公報
【特許文献２】
特開２０００−７５５４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トナーの性能向上は、前述の着色剤をはじめとする添加剤の分散を向上させるだけではなく樹脂本来の特性を損なうことのない混練工程が必要とされている。すなわち添加剤の分散性を向上させるため樹脂に強いせん断を繰り返し与えることは樹脂の分子切断、ゲル成分破壊をもたらし、高温オフセットマージン低下、耐久性低下、保存性低下等の不具合をもたらす結果となる。
【０００７】
本発明の目的はこの添加剤の分散性向上と結着樹脂の分子切断を防止を両立することにある。すなわち、添加剤の分散性を向上させる第１混練工程と、結着樹脂の特性を損なわない希釈混練する第２混練工程に分けることでその２つを満足させるトナーを提案することにある。
【０００８】
更に、マスターバッチ法によるトナー製造方法では、第１混練工程と第２混練工程との２工程からなるため、生産性があまり高くない。しかし、マスターバッチ法によるトナー製造方法においても、生産性はできるだけ向上することが望ましい。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、第１混練工程時の添加剤の添加割合をより高めた混練条件を確立し、第２混練条件時の希釈割合を高めることでその生産性を向上することのできるトナーを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究した結果、少なくとも結着樹脂、着色剤を含有した原料混合物を溶融混練する第１混練工程と、該第１混練工程で得られた混練物を、少なくとも同種、または異種の結着樹脂で希釈混合し、該希釈混合物を溶融混練する第２混練工程に分けるとともに、これら第１混練工程及び第２混練工程の条件設定を行うことで上記課題が解決されることを見出し本発明に到達した。
【００１１】
即ち、第１に本発明は静電荷像現像用トナーの製造方法の発明であり、少なくとも結着樹脂、着色剤を含有した原料混合物を連続式２本ロール型混練機を用いて溶融混練する第１混練工程と、該第１混練工程で得られた混練物を、少なくとも同種、または異種の結着樹脂で希釈混合し、該希釈混合物をエクストルーダーを用いて溶融混練する第２混練工程を有し、前記第１混練機のロール温度が下記条件でコントロールされることを特徴とする。
１５７×Ｃ_ＣＢ＋Ｔｍ−ｋ≦Ｔ_Ｒ≦１７７×Ｃ_ＣＢ＋Ｔｍ−ｋ
（ここで、Ｔ_Ｒ：オープンロール内の入り口媒体の設定温度［℃］、Ｃ _ＣＢ ：樹脂及び着色剤の総重量（ａ）に対する着色剤の重量（ｂ）の比（ｂ／ａ）、Ｔｍ：樹脂の軟化点温度［℃］、ｋ：２９（装置定数）を示す。）
【００１２】
本発明において、前記第１混練工程にて使用する結着樹脂の軟化点温度（Ｔｍ）が、８０℃以上、１２０℃以下であり、かつ個数平均分子量（Ｍｎ）が２０００以上、２６００以下であることが好ましい。又、前記第１混練工程にて使用する結着樹脂のゲル残存量が５％以下であることが好ましい。又、前記第１混練工程にて使用する着色剤カーボンブラック（ＣＢ）のＤＢＰ吸収量が４０ｃｍ^３／１００ｇ以上、１５０ｃｍ^３／１００ｇ以下であることが好ましい。更に、前記第１混練工程の樹脂及び着色剤の総重量（ａ）に対する着色剤の重量（ｂ）の比（ｂ／ａ）が０．０３以上、０．６以下であることが好ましい。
【００１３】
第２に本発明は、上記第１の発明の製造方法によって製造された静電荷像現像用トナーである。
第３に本発明は、上記第２の発明の静電荷像現像用トナーを使用することを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
【作用】
本発明のトナーの製造方法においては、第１混練工程において連続式２本ロール型混練機により少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有した原料混合物が混練されて第１混練物であるマスターバッチが得られるとともに、このマスターバッチに、希釈用の結着樹脂、ワックス等の離型剤、電荷制御剤、およびその他の適宜の添加剤とが加えられて希釈混合され、この希釈混合物が第２混練工程においてエクストルーダー型混練機により希釈混練される。
【００１５】
従来この第１混練工程の混練温度は上記特許文献２等によりＴｍ±２０℃（Ｔｍ：樹脂の軟化点温度［℃］）にて混練することが提案されている。これはオープンロール型連続混練機にて混練するには原材料をロールに巻きつかせたのち着色剤を含む全ての原材料の分散性を向上させるためそのせん弾応力σを最大にするためである。すなわち下記２つを満足させることが重要となっているためである。
【００１６】
まず原材料をロールに巻きつかせるには樹脂を軟化・溶融して始めて混練可能である為、原材料樹脂の溶融温度で混練する必要がある。次に材料分散を向上させるには下記式でのせん弾応力σを最大にするためには材料粘度を高くすることが必要となる。材料粘度は樹脂の溶融温度に関連し混練時の温度が樹脂の溶融温度より低い温度の場合粘度は高くなり溶融温度より高い場合粘度は低くなる特性をもつ。したがって分散性を向上させる材料要因として樹脂の溶融粘度を低く保つ必要がある。
ここで、せん弾応力σは下記数式で算出される。
【００１７】
【数１】

［η：材料粘度、Ｄ：ロール径、ｕ：前後ロールの平均速度、ｕ＝πＤ（Ｎ_F＋Ｎ_B）／２、ｈ：ロール間隔、ｘ：バンク高さ、ｇ(θ)：ロール間隔とバンク幅の装置関数、Ｎ_F：前ロール回転数、Ｎ_B：後ロール回転数］
【００１８】
上記の理由によりすべての添加剤がより効果的にかつより十分に、しかもより均一に分散されるよう混練する為にＴｍ±２０℃（Ｔｍ：樹脂の軟化点温度［℃］）にて混練することが提案されている。しかし、本発明においてはこの様なマスターバッチ法によるトナー製造方法においても、生産性はできるだけ向上するために第１混練工程時の添加剤の添加割合をより高めた混練条件を確立し第２混練条件時の希釈割合を高めることでその生産性をより向上することのできるトナーを提供することを目的としている。
【００１９】
着色剤濃度の高い原材料をオープンロール型連続混練機にて混練する場合、樹脂中での着色剤濃度が高くなるに従ってフィラー効果による増粘作用により樹脂粘度が高くなる。このため樹脂の溶融粘度前後では原材料をロールに巻きつかせることができない。またこのとき混練温度を上げすぎると樹脂粘度が低くなりすぎて十分なせん弾応力σを得ることができなくなる。本発明においてはこの着色剤濃度が高い原材料を使用してもロール巻きつきが行われ、かつ十分なせん断応力が得られる混練温度を見出した。即ち、下記式にて示される範囲で混練することにより着色剤濃度によらず上記目的を達成することが可能となる。
１５７×Ｃ_ＣＢ＋Ｔｍ−ｋ≦Ｔ_Ｒ≦１７７×Ｃ_ＣＢ＋Ｔｍ−ｋ
（ここで、Ｔ_Ｒ：オープンロール内の入り口媒体の設定温度［℃］、Ｃ _ＣＢ ：樹脂及び着色剤の総重量（ａ）に対する着色剤の重量（ｂ）の比（ｂ／ａ）、Ｔｍ：樹脂の軟化点温度［℃］、ｋ：２９（装置定数）を示す。）
【００２０】
また、第１混練工程に使用する樹脂は、この様な高せん弾応力を受けてもその分子特性に変化がなく、かつ、トナーとしての特徴、オフセットマージン、耐久性、保存性等を有するもが好ましい。そのため樹脂の軟化点Ｔｍは８０℃以上、１２０℃以下が好ましい。この温度以下だとトナーとしての特徴、オフセットマージン、耐久性、保存性等を確保することが難しくまたこの温度以上だと顔料濃度の高い領域では適切な混練時の材料粘度を有することが困難となり得られたトナーも着色剤の分散性が悪くかぶりの多い物となってしまうためである。個数平均分子量Ｍｎは２０００以上、２６００以下が好ましい。Ｍｎ＝２０００より小さい場合トナーとしての特徴、オフセットマージン、耐久性、保存性等を確保することが難しくまたＭｎ＝２６００を超えると混練時の高せん断応力による分子切断を受けその樹脂特性が変化しこれもオフセットマージン、耐久性、保存性等を確保することが難しくなるためである。また樹脂中に残存しているゲル成分も本発明による混練においてはその高せん断応力による分子切断を受けその樹脂特性が変化してしまうためオフセットマージン、耐久性、保存性等の低下をもたらす原因となるため５％以下のものを使用することが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明に使用する着色剤の内、カーボンブラック（ＣＢ）のＤＢＰ吸収量は４０ｃｍ^３／１００ｇ以上、１５０ｃｍ^３／１００ｇ以下であることが好ましい。着色剤の中でもカーボンブラックはＤＢＰの吸油量が多いほどそのストラクチャーが長く、結着樹脂への馴染みが良くなるのでカーボンブラックを分散させ易い反面トナー中に導電経路が形成されやすく抵抗値が低くかつ帯電性の低いものとなる。逆にカーボンブラックのＤＢＰ吸油量が少ないものは、抵抗値が高く帯電性能は向上するもの結着樹脂との馴染みが悪くなるのでカーボンブラックを分散させ難い。そのため本発明に使用するカーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、４０ｍｌ／１００ｇ以上、１５０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましい。また着色剤濃度は高すぎると前述のフィラー効果による増粘により樹脂中での分散性が低下しトナー性能を発揮することができなくなり反対に低すぎると着色性、隠蔽性に劣るものとなる。このため本発明に使用される樹脂及び着色剤の総重量（ａ）に対する着色剤の重量（ｂ）の比（ｂ／ａ）は０．０３以上、０．６以下であることが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明では、少なくとも結着樹脂、着色剤を含有した原料混合物を溶融混練する第１混練工程と、該第１混練工程で得られた混練物を、少なくとも同種、または異種の結着樹脂で希釈混合し、該希釈混合物を溶融混練する第２混練工程を有し、第２混練工程でエクストルーダーを用いて希釈混練することによりトナーを製造する。
【００２３】
即ち、少なくとも結着樹脂、着色剤を含有した原材料を、Ｗコーン、Ｖブレンダーのごとき容器回転型混合機やヘンシェルミキサーのごとき高速撹拌型混合機にて混合し、得られた混合物を、第１混練工程にて混練する。図１〜３に連続式２本ロール型混練機の例を示す。図１は、連続式２本ロール型混練機の全体斜視図、図２は、断面図、図３は、混練の様子を示す。図１〜３に示した様な表面に、ら線状の溝を有した円筒形状の、互いに内側方向に回転する２本のロール状回転軸３，４（フロントロール、バックロール）を有する連続式２本ロール型混練機の原料供給部１に該混合物をスクリューフィーダー等を用いて定量的に連続供給し混練を行う。
【００２４】
該連続式２本ロール型混練機の各ロール回転軸は、内部が中空状になっており、蒸気、温水などの熱媒体、あるいは、冷却水等の冷媒を供給することにより各ロール表面温度を任意にコントロールすることができる構造となっている。また、各ロールの原料供給部側のロール表面温度と混練物排出側ロール表面温度とを異なった温度にできる様な構造であればより好ましい。
【００２５】
原料供給部１に供給された該混合物は、ロール内中空部に供給した熱媒体によるロール表面における伝熱作用により加熱されると同時にロールの回転に伴い、ロール間の間隙部で急激な圧縮力、せん断力が与えられ発熱しながら溶融し、ロール表面に付着した状態でロール間隙部にて繰り返し圧縮せん断を受けて混練されながらロール他端側の混練物排出部２側へ移送される。該混練物の移送は、連続的に原料が供給され、原料供給部１におけるロール間に滞留している原料が他の部分よりも常に多くなっている為、つまりロール間に形成されるバンク（混練物滞留品）量が原料供給部が最も多く、軸方向に圧力差を生じ推進力となっており、更にはロール表面部に設けられた、ら線状の溝により発生するスクリュー効果によるものである。この様にしてロール間にて繰り返し圧縮、せん断を連続的に受けながら該混練物は、着色剤等が十分均一に分散した状態で連続的に混練物排出部２より排出される。また、該混練物を連続的に排出させる為には、該混練機の構造上、排出部付近での混練物をフロントロール３に付着させておくことが必要であり、このためフロントロール３の回転数は、バックロール４の回転数と同等以上の回転数であるか、または、排出側各ロール温度については、フロントロール３の温度はバックロール４と同等かそれ以上であることが重要である。また、原料供給側において、原料を効率良く溶融させる為にしばしば熱媒が使用されるが、一度溶融した溶融原料は、くり返し作用する圧縮、せん断力により発熱し、粘度低下が起こり、その結果、圧縮力、せん断力が効率的にあたえられなくなる傾向を持っている。しかしながら、該連続式２本ロール型混練機のロール内部は、２分割型であり、ロールの排出側内部に冷却水等の冷媒を供給することにより該混練物を冷却し、混練物の粘度低下を抑制し効率的な混練が可能となっている。特に溶融粘度の低いシャープメルト性のある結着樹脂を使用する場合においては効果は大きい。この様に該第１混練工程に用いられた該連続式２本ロール型混練機は、３本ロールミルの様な繰り返しのパス（回分）操作が無く連続供給連続排出ができ、更に混練作業上、経験的感による熟練を要した運転手法は必要とせず、運転の初期条件、すなわち、混練速度、ロール加熱、冷却温度、各ロール回転数、ロール間隙等を設定することにより常時安定した品質の混練物が連続的に得られ、しかも無人化運転も可能な程の高い信頼性をもっている。
【００２６】
以下に、該連続２本ロール型混練機の運転条件について更に詳しく説明する。各ロール回転数は、極度な発熱を防止するため１５０ｒｐｍ以下が好ましく、１００ｒｐｍ以下であれば更に好ましい。ロール回転数は高い程、混練物にあたえる圧縮力、せん断力が大きくなるが同時に発熱量も増加し、冷却効果が十分でない場合は、混練物の温度制御が困難となり、混練物温度が上昇し、該混練物の粘度が低下し十分なシェアーがかからず、結着樹脂中の着色剤の分散状態が不十分となる場合がある。
【００２７】
また、ロールの回転比においては、高回転側ロールと低回転側ロールとの回転比が、１対１から１対０．１の範囲が良いが１対０．４から１対０．８５の範囲内であればロールを回転させる為の動力の効率化が図れ、しかも着色剤の分散性も良好となる。また、ロール間隙は、せまいほど混練物に与える圧縮力、せん断力が大きくなるものの発熱量も多くなる為、十分な冷却がなされない場合は、該混練物の温度が上昇し、該混練物の粘度が低下して十分な圧縮力、せん断力を混練物に作用させることができず、結着樹脂中の着色剤の分散状態が不十分になるばかりでなく、ロール間隙を通過する混練物の単位ロール長当りの通過量も減少する為、生産性にも逆効果を与える場合がある。従って、ロール間隙は、０．１ｍｍから３ｍｍの範囲が好ましい。
【００２８】
この様にして得られた該混練物は、冷却後粗砕された後、少なくとも同種または異種の結着樹脂と荷電制御剤等の添加物を加え、Ｖブレンダー、Ｗコーン等の容器回転型混合機やヘンシェルミキサーのごとき高速撹拌型混合機にて希釈混合された後、エクストルーダー等に代表される様な連続式の混練機を用いた第２混練工程にて希釈混練を行い、得られた混練物を必要に応じて冷却し、ジェットミルにて粉砕した後、分級して、粗粉及び微粉をカットし更に必要に応じて外添工程を経て、トナーが得られる。
【００２９】
上記の様に製造されたトナーは結着樹脂中により均一に着色剤が分散している為、着色力が増加し、従来よりも高い濃度を確保することができ更に高い隠蔽性をもっている。
【００３０】
一方、本発明のトナーに適用する結着樹脂としては、公知のものがすべて使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリｐ−クロルスチレン、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−クロルスチレン共重合体、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−クロル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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアマイド、ポリアクリル酸樹脂、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、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが単独又は混合して使用できる。
【００３１】
特に、軟化点温度（Ｔｍ）が８０℃以上、１２０℃以下の樹脂に対して、本発明の効果は大きい。なお、軟化点温度の測定法は次の通りである。
［溶融粘度測定法］
フローテスターＣＦＴ−５００型（島津製作所製）を用いる。試料は６０ｍｅｓｈパス品を約１．０〜１．５ｇ秤量する。これを成形器を使用し、１００ｋｇ／ｃｍ²の加重で１分間加圧する。この加圧サンプルを下記の条件で、常温常湿下（温度約２０〜３０℃，湿度３０〜７０％ＲＨ）でフローテスター測定を行い、溶融流出開始点から流出終了点の高さの１／２に相当する温度とする。
ＲＡＴＥ ＴＥＭＰ ６．０ Ｄ／Ｍ（℃／１分）
ＳＥＴ ＴＥＭＰ ７０．０ ＤＥＧ（℃）
ＭＡＸ ＴＥＭＰ ２００．０ ＤＥＧ
ＩＮＴＥＲＶＡＬ ３．０ ＤＥＧ
ＰＲＥＨＥＡＴ ３００．０ ＳＥＣ（秒）
ＬＯＡＤ ２０．０ ＫＧＦ（ｋｇ）
ＤＩＥ（ＤＩＡ） １．０ ＭＭ（ｍｍ）
ＤＩＥ（ＬＥＮＧ） １．０ ＭＭ
ＰＬＵＮＧＥＲ １．０ ＣＭ²（ｃｍ²）
【００３２】
数平均分子量（Ｍｎ）はゲルパーミェーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて測定し、ＤＢＰ吸油量はＪＩＳ Ｋ６２１７にて測定し、ゲル残存率は結着樹脂が溶解可能でゲル分不溶解な溶媒、たとえばＴＨＦ、トルエン、クロロフォルム等に溶解させた樹脂の総量と残量の比を重量測定し算出した。
【００３３】
また着色剤も公知のものがすべて可能である。例えば、カーボンブラック，アセチレンブラック，ランプブラック，黒鉛，鉄黒，アニリンブラック，シアニンブラック等の黒色着色剤，黄鉛，カドミウムイエロー，黄色酸化鉄，チタン黄，ナフトールイエロー，ハンザイエロー，ピグメントイエロー，ベンジジンイエロー，パーマネントイエロー，キノリンイエローレーキ，アンスラピリミジンイエロー等の黄色着色剤，パーマネントオレンジ，バルカンファストオレンジ，ベンジジンオレンジ，インダンスレンブリリアントオレンジ等の橙色着色剤，酸化鉄，アンバー，パーマネントブラウン等の褐色着色剤，ベンガラ，アンチモン末，パーマネントレッド，ファイヤーレッド，ブリリアントカーミン，ライトファスレッドトーナー，パーマネントカーミン，ピラゾロンレッド，ボルドー，ヘリオボルドー，ローダミンレーキ，チオインジゴレッド，チオインジゴマルーン等の赤色着色剤，コバルト紫，ファストバイオレット，ジオキサジンバイオレット等の紫色着色剤，コバルトブルー，セルリアンブルー，無金属フタロシアニンブルー，フタロシアニンブルー，インダンスレンブルー，インジゴ等の青色着色剤，クロムグリーン，コバルトグリーン，グリーンゴールド，フタロシアニングリーン，ポリクロムブロム銅フタロシアニン等の緑色着色剤があり、特に好ましくはカーボンブラック，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２，Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９，Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２，Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１０９，Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド１２，Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド１，Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド３ｂ，Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５，Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６又は下記で示される構造式（１）を有する、フタロシアニン骨格にカルボキシベンズアミドメチル基を２〜３個置換したＢａ塩である銅フタロシアニン顔料などである。
【００３４】
第２混練工程でエクストルーダーは汎用品であれば全てのものを使用可能であるが特に二軸エクストルーダーが品質安定性及び量産性の観点から好ましい混練機である。具体例としては、ＴＥＭ−１００Ｂ（東芝機械製），ＰＣＭ−８７（池貝鉄工製）等が挙げられる。この第２混練工程で得られた混練物は、従来知られている方法で圧延冷却、粗砕、ジェット気流による微粉砕、分級が行なわれトナー粒子が得られる。
【００３５】
本発明のトナーを使用する画像形成方法の一例について説明する。
チャージャーにより電圧を印加され、静電荷像保持体（感光ドラム）の表面を負極性に帯電し、レーザー光による露光によりイメージスキャニングによりデジタル潜像を形成し、ドクターブレード及び磁石を内包しているトナー担持体（現像スリーブ）を具備する現像器のトナーで、該潜像を反転現像する。現像部において感光ドラムの導電性基体は接地され、現像スリーブにはバイアス印加手段により直流バイアスが印加されている。転写紙が搬送されて転写部にくると、ローラー転写手段により転写紙の背面（感光ドラム側と反対面）から電圧印加手段で帯電することにより、感光ドラムの表面上の現像画像（トナー像）が転写チャージャーによって転写紙上に転写される。感光ドラムから分離された転写紙は、加熱加圧ローラー定着器により転写紙上のトナー画像を定着するために定着処理される。
【００３６】
転写工程後の感光ドラムに残留するトナーは弾性ブレードによりクリーニングされ回収ボックスに回収される。クリーニング手段によるクリーニング後の感光ドラムは、再度、帯電手段による帯電工程から始まる工程が繰り返される。
【００３７】
感光ドラムは感光層及び導電性基体を有する。トナー担持体である非磁性円筒の現像スリーブは、現像部において感光ドラムの表面と逆方向に進むように回転する。現像スリーブの内部には、磁界発生手段である多極永久磁石（マグネットロール）が回転しないように配されている。現像器内のトナーと現像剤は非磁性円筒面上に塗布され、キャリアとの摩擦によって、トナーは、例えばマイナスのトリボ電荷が与えられる。
【００３８】
現像部において現像スリーブに直流バイアスをバイアス手段により印加しても良い。この直流バイアスは−４００Ｖ〜−５００Ｖであれば良い。
現像部におけるトナーの移転に際し、感光ドラム表面の静電的及びバイアスの作用によってトナーは静電像側に移転する。
【００３９】
感光ドラムはアルミニウムの如き導電性金属で形成されている導電性基層と、その外面に形成した光導電層とを基本構成層とするものであり、時所定の周速度（プロセススピード）で回転される。帯電チャージャーにより感光ドラムの表面が所定の極性・電位に帯電される。次いで、画像露光により静電荷像が形成され、現像手段により静電荷像はトナー画像として順次可視化されていく。
【００４０】
本実施形態では、現像手段は、現像剤層厚規制手段としてのドクターブレードとトナー容器内にトナーを有し、該トナーを用い、現像時にはバイアス印加手段からの現像バイアス電圧により感光ドラムとトナー担持体としての現像スリーブとの間に所定の電界が形成されて現像工程が実施される。この現像工程を好適に実施するためには、感光ドラムと現像スリーブとの間の距離が調整される。
【００４１】
【実施例】
本発明を以下の実施例に基づいてより具体的に説明する。
［実施例１］
本実施例に使用したトナー処方を以下に示す。
（処方）
（１）第１混練工程処方
不飽和ポリエステル樹脂（Ｔｍ＝１００℃） ６０重量部
カーボンブラック （三菱化学製 ＃４４） ４０重量部
（２）第２混練工程処方
不飽和ポリエステル樹脂 １００重量部
（１）で得られた高濃度着色剤含有樹脂粗砕物 １２重量部
荷電制御剤（サリチル酸クロム錯体） ４重量部
【００４２】
処方（１）の割合で計量された原料１０ｋｇをヘンシェルミキサーにて、羽根回転数７００ｒｐｍ、処理時間３ｍｉｎの条件で混合し、得られた混合物を、テーブルフィーダーにて図１に示した連続式２本ロール混練機に定量供給し、混練を行い、高濃度着色剤含有樹脂を得た。
【００４３】
該連続式２本ロール型混練機は、ロール外径０．１２ｍ、有効ロール長０．８ｍであり、運転条件は下記の通りである。
高回転側ロール（フロントロール）回転数…５０ｒｐｍ
ロール回転比 …１：０．８
ロール間隙 …０．５ｍｍ
ロール内加熱冷却媒体温度
高回転ロール…原料投入側１４０℃，混練物排出側１１０℃
低回転ロール…原料投入側３８℃，混練物排出側３２℃
原材料混合物の供給速度…５ｋｇ／時間
【００４４】
得られた高濃度着色剤含有樹脂の混練物は、冷却後、ハンマータイプの粉砕機にて２ｍ／ｍのスクリーンを使用し粗砕した後、処方（２）の割合で１０ｋｇ計量し、ヘンシェルミキサーにて、羽根回転数８５０ｒｐｍ、処理時間２ｍｉｎの条件にて混合し第２混練工程用原料とした。
【００４５】
第２混練工程の混練機は、エクストルーダー（池貝鉄工ＰＣＭ−３０）を使用した。運転条件は、シリンダー設定温度１００℃，バレル回転数３００ｒｐｍ、原料供給速度２０ｋｇ／Ｈであった。得られたトナー混練物を冷却ベルトにて冷却後、φ２ｍｍのスクリーンを有するスピードミルにて粗粉砕した。次にこの粗砕物をＩ型ジェットミルにて粉砕し、更にエルボージェット分級機にて微粉、粗粉をカットし平均粒径（Ｄ４）が８．３μｍのトナーとした。
平均粒径は、コールターカウンター（ＴＡ−ＩＩ）にて測定した。更にコロイダルシリカ０．６ｗｔ％を外添した後、樹脂コート鉄粉キャリアと混合し現像剤とした。
【００４６】
トナーの評価をおこなうために、図２に示される６００ｄｐｉの解像性を有する反転現像方法で静電荷像を現像するレーザビームプリンタ（商品名ＡＲ−５０５、定着温度２００℃、シャープ株式会社製）用の現像器にトナーを導入し画出し試験をおこなった。
【００４７】
［実施例２］
本実施例に使用したトナー処方を以下に示す。
（処方）
（１）第１混練工程処方
不飽和ポリエステル樹脂（Ｔｍ＝１００℃） ６０重量部
銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５） ４０重量部
（２）第２混練工程処方
不飽和ポリエステル樹脂 １００重量部
（１）で得られた高濃度着色剤含有樹脂粗砕物 １２重量部
荷電制御剤（サリチル酸クロム錯体） ４重量部
以下の加工条件は実施例１と同じとした。
【００４８】
［実施例３］
（１）第１混練工程処方
不飽和ポリエステル樹脂（Ｔｍ＝１００℃） ９７重量部
カーボンブラック（三菱化学製 ＃４４） ３重量部
とした以外は実施例１と同様とした。
【００４９】
［実施例４］
（１）第１混練工程処方
不飽和ポリエステル樹脂（Ｔｍ＝１００℃） ４０重量部
カーボンブラック（三菱化学製 ＃４４） ６０重量部
とした以外は実施例１と同様とした。
【００５０】
［評価方法］
材料巻きつきは供給速度３ｋｇ／時間以上において原材料物の落下が２０％未満のものをＯＫレベルとし、それ以上落下する場合、実生産上ＮＧとして以降の評価には進まないこととした。
【００５１】
画像濃度測定法は直径５５ｍｍの黒円を含む原稿を用いて、３枚複写し得られたコピーサンプルの黒部をマクベス濃度計にて測定しそれらを平均した値である。
本願の評価基準
５：１．４以上
４：１．３〜１．４
３：１．２〜１．３
２：１．０〜１．２
１：１．０以下
【００５２】
カブリ濃度測定法は、以下の通りである。Ａ４サイズの白紙を予め白度計（ハンター白度計、日本電色工業社製）にて白度を測定しその値を第１測定値とする。次に、直径５５ｍｍの白円を含む原稿を用いて、３枚複写し得られたコピーサンプルの白部を前述の白度計にて測定しこの値を第２測定値とする。第２測定値の値を第１測定値から差し引いた値をカブリの値とする。
本願の評価基準
５：０．４以下
４：０．６〜０．４
３：０．８〜０．６
２：１．０〜０．８
１：１．０以上
【００５３】
オフセットマージンは、次のようにして試験を行って確認した。すなわち、ＡＲ−５０５用いて、未定着の画像サンプルを採取し、定着ローラーの表面温度を変化させながら、未定着の画像サンプルを通紙し、定着後のサンプルを観察し、オフセット発生の有無を判断し、発生していない領域（オフセットマージン）を確認した。その場合、採取するサンプルのベタは付着量を０.６０〜０.７０ｍｇ／ｃｍ²に調整した。
本願の評価基準
５：１００℃以上
４： ８０℃以上１００℃未満
３： ６０℃以上８０℃未満
２： ４０℃以上６０℃未満
１： ４０℃未満
【００５４】
定着強度評価方法は得られた画像ソリッド部（３ｃｍ×３ｃｍ）をテープを貼付しその前後での画像濃度の比により算出した。
本願の評価基準
５：９０％以上
４：８０％以上９０％未満
３：６０％以上８０％未満
２：４０％以上６０％未満
１：４０％未満
【００５５】
保存性はトナー１００ｇをポリ容器に密閉し５０℃、４８時間放置後、＃１００メッシュアップの重量を測定してその割合により評価を行った。
本願の評価基準
５：１０％未満
４：１０％以上２０％未満
３：２０％以上
【００５６】
総合評価基準は以下の通りである。材料巻きつきに関しては巻きつき可能なものをＯＫレベルとした。ＯＫレベルの内、画像濃度、かぶり、オフセットマージン、定着強度、保存性の各評価項目の平均値が４以上のものを合格と判断した。各種条件を表１に示す。又評価結果一覧を表２に示す。
【００５７】
【表１】

【００５８】
【表２】

【００５９】
表２の結果より、本発明の各要件を満たす実施例１〜６は、材料巻きつき、画像濃度、かぶり、オフセットマージン、定着強度、保存性の各評価項目に合格し、高い総合評価を受けた。これに対して、本発明の各要件を満たさない比較例１〜１１は、各評価項目の幾つかに不合格であり、総合評価も低かった。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のトナーの製造方法によれば、第１混練工程での連続式２本ロール型混練機及び第２混練工程でのエクストルーダー型混練機により２段で混練しているので、樹脂本来の特性を損なう事無くすべての添加剤を効果的にかつ十分に、しかも均一に分散できる。この様にして製造されたトナーは十分な画像濃度を維持しつつトナー飛散やカブリもなく良好な画像を安定して維持することができる。
【００６１】
また、本発明のトナーによれば優れた定着強度を維持しつつ非オフセット領域が広く保存性の良好なトナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一混練工程の混練工程に用いた連続式二本ロール型混練機の一例の全体斜視図。
【図２】本発明に用いた連続式二本ロール型混練機の断面図。
【図３】本発明に用いた連続式二本ロール型混練機の混練の様子を示す。
【図４】本発明のトナー評価に使用したレーザービームプリンターの一例を示す。
【符号の説明】
１：原料供給部、２：混練物排出部、３：フロントロール、４：バックロール、１１：コピーランプ、１２：第１ミラー、１３：レーザースキャニングユニット、１４：ドラム剥離爪、１５：廃トナー回収用スクリュー、１６：除電ランプ、１７：メインチャージヤー、１８：ＣＣＤユニツト、１９：現像槽マグネットローラー、２０：トナーホッパー、２１：レジストローラー、２２：用紙搬送ローラー１、２３：手差しトレイ用紙分離ローラー、２４：手差しトレイ給紙ローラー、２５：用紙搬送ローラー２、２６：上トレイ給紙ローラー、２７：用紙搬送ローラー３、２８：上トレイ用紙分離ローラー、２９：下トレイ給紙ローラー、３０：用紙搬送ローラー４、３１：下トレイ用紙分離ローラー、３２：剥離ランプ、３３：転写チヤージヤー、３４：剥離チヤージヤー、３５：感光体ドラム、３６：サクションベルト、３７：定着ヒーター、３８：ハードディスク、３９：下定着ローラー、４０：下定着ローラー剥離爪、４１：下排紙トレイゲート、４２：排紙ローラー３、４３：排紙ローラー１、４４：上排紙トレイゲート、４５：排紙ローラー２、４６：上定着ローラー剥離爪、４７：上定着ローラー、４８：サーミスタ、４９：サーモスタット、５０：第３ミラー、５１：第２ミラー。

Claims (7)

1. 少なくとも結着樹脂、着色剤を含有した原料混合物を連続式２本ロール型混練機を用いて溶融混練する第１混練工程と、該第１混練工程で得られた混練物を、少なくとも同種、または異種の結着樹脂で希釈混合し、該希釈混合物をエクストルーダーを用いて溶融混練する第２混練工程を有し、前記第１混練機のロール温度が下記条件でコントロールされることを特徴とするトナーの製造方法。
   １５７×Ｃ_ＣＢ＋Ｔｍ−ｋ≦Ｔ_Ｒ≦１７７×Ｃ_ＣＢ＋Ｔｍ−ｋ
   （ここで、Ｔ_Ｒ：オープンロール内の入り口媒体の設定温度［℃］、Ｃ _ＣＢ ：樹脂及び着色剤の総重量（ａ）に対する着色剤の重量（ｂ）の比（ｂ／ａ）、Ｔｍ：樹脂の軟化点温度［℃］、ｋ：２９（装置定数）を示す。）
2. 前記第１混練工程にて使用する結着樹脂の軟化点温度（Ｔｍ）が、８０℃以上、１２０℃以下であり、かつ個数平均分子量（Ｍｎ）が２０００以上、２６００以下であることを特徴とする請求項１記載のトナーの製造方法。
3. 前記第１混練工程にて使用する結着樹脂のゲル残存量が５％以下であることを特徴とする請求項１または２記載のトナーの製造方法。
4. 前記第１混練工程にて使用する着色剤カーボンブラック（ＣＢ）のＤＢＰ吸収量が４０ｃｍ^３／１００ｇ以上、１５０ｃｍ^３／１００ｇ以下であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のトナーの製造方法。
5. 前記第１混練工程の樹脂及び着色剤の総重量（ａ）に対する着色剤の重量（ｂ）の比（ｂ／ａ）が０．０３以上、０．６以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のトナーの製造方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の製造方法によって製造された静電荷像現像用トナー。
7. 請求項６に記載の静電荷像現像用トナーを使用することを特徴とする画像形成装置。

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