JPH09187732A

JPH09187732A - トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH09187732A
Application number: JP1476096A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tsuji; 善則辻; Satoshi Mitsumura; 聡三ツ村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 1997-07-22
Anticipated expiration: 2016-01-04
Also published as: JP3352313B2

Abstract

(57)【要約】【課題】重量平均粒径１０μｍ以下、更には７μｍ以
下の粒径が小さく、且つシャープな粒度分布を有する静
電荷像現像用トナーを効率よく製造し得るトナー製造方
法を提供すること。【解決手段】粉体原料を、水平型回転ローターを有す
る回転式気流分級手段を用いる第１分級工程に導入して
微粉と粗粉とに分級し、分級された微粉を第２分級工程
に導入してトナーを製造する為の分級品を得、且つ第１
分級工程で分級された粗粉を被粉砕物として、特定の機
械式粉砕手段に導入して微粉砕し、該微粉砕物を上記粉
体原料に混入させて第１分級工程に再度導入して循環処
理することを特徴とするトナーの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結着樹脂を有する
小粒径の固体粒子の粉砕及び分級を効率よく行って、シ
ャープな粒度分布を有する静電荷像現像用トナーを効率
的に得る為のトナー製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法、静電写真法及び静電印刷法
の如き画像形成方法では、静電荷像を現像する為のトナ
ーが使用される。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
ず且つ超微粉体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。

【０００３】静電荷像現像用トナーの一般的な製造方法
としては、被転写材に定着させる為の結着樹脂、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
させる為の荷電制御剤を原料とし、或いは特開昭５４−
４２１４１号公報及び特開昭５５−１８６５６号公報に
示される様な所謂一成分現像法においては、これらに加
えてトナー自身に搬送性等を付与する為の各種磁性材料
が用いられ、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加えて乾式混合し、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
細化し、得られた粗粉砕物を各種風力分級機に導入して
分級を行うことにより、トナーとして必要な粒径に揃え
られた分級品を得、更に、必要に応じて流動化剤や滑剤
等を外添し乾式混合して、画像形成に供するトナーとし
ている。又、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。

【０００４】又、必要な粒径に揃えられた微細粒子から
なるトナー粒子を得る為には、従来は、図１１のフロー
チャートに示される方法が一般的に採用されていた。即
ち、図１１に示されている様に、トナーの粗粉砕物から
なる粉体原料は、先ず第１分級工程の第１分級手段へと
連続的又は逐次供給されて粗粉と微粉とに分級される。
分級されたもののうち、規定粒度以上の粗粒子群を主成
分とする粗粉は、粉砕手段に送られて微粉砕された後、
再び第１分級手段に導入されて分級が行われて循環され
る。そして、規定粒径範囲内の粒子及び規定粒径以下の
粒子を含有する粒子群を主成分とする微粉は第２分級手
段へと送られ、規定粒度を有する粒子群を主成分とする
中粉体と、規定粒度以下の粒子群を主成分とする細粉体
（以下、超微粉体と呼ぶ）とに分級される。そして、得
られた中粉体をトナーを製造する為の分級品としてい
る。

【０００５】上記従来の分級・粉砕工程で用いられる粉
砕手段としては、各種粉砕装置が用いられるが、結着樹
脂を主とするトナー粗粉体物の粉砕には、図９に示す如
きジェット気流を用いたジェット気流式粉砕機、特に衝
突式気流粉砕機が用いられている。この様なジェット気
流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機では、ジェ
ット気流で被粉砕物である粉体原料を搬送し、加速管の
出口より噴射し、粉体原料を加速管の出口の開口面に対
向して設けられている衝突部材の衝突面に衝突させて、
その衝撃力により粉体原料を粉砕している。例えば、図
９に示す衝突式気流粉砕機では、高圧気体供給ノズル１
６１を接続した加速管１６２の出口１６３に対向する様
に衝突部材１６４が設けられており、加速管１６２に供
給した高圧気体により、加速管１６２の中途に連通させ
た粉体原料供給口１６５から加速管１６２内に粉体原料
を吸引し、粉体原料を高圧気体とともに噴出して衝突部
材１６４の衝突面１６６に衝突させ、その衝撃力によっ
て粉体原料を粉砕し、粉砕物を粉砕排出口１６７より排
出させている。

【０００６】しかしながら、図９の衝突式気流粉砕機で
は、被粉砕物の供給口１６５が加速管１６２の中途に設
けられている為、加速管１６２内に吸引導入された被粉
砕物である粉体原料は、被粉砕物供給口１６５を通過直
後に、高圧気体供給ノズル１６１より噴出する高圧気流
により加速管出口１６３方向に向かって流路を変更しな
がら高圧気流中に分散され急加速される。この状態にお
いて、被粉砕物のうちの比較的粗粒子は、慣性力の影響
から加速管内の低部を流れ、一方、比較的微粒子は加速
管内の高部を流れるので、高圧気流中の粉体原料粒子が
十分均一に分散されず、被粉砕物濃度の高い流れと低い
流れに分離したまま粉砕室１６８内の衝突部材１６４に
部分的に集中して衝突することになる。この為、粉砕効
率が低下し易く、処理能力の低下を引き起こし易いとい
う問題があった。

【０００７】更に衝突面１６６は、その近傍において、
局部的に衝突面１６６に衝突前の被粉砕物及び衝突後の
粉砕物からなる粉塵濃度の高い部分が発生し易い為、被
粉砕物が樹脂等の低融点物質を含有する場合は、粉砕物
の融着、粗粒化、或いは凝集等が発生し易い。又、被粉
砕物が摩耗性を有する場合には、衝突部材１６４の衝突
面１６６や、加速管１６２に局部的な粉体摩耗が起こり
易く、衝突部材１６４等の交換頻度が多くなり、連続的
に安定にトナーを生産するという面から改良すべき点が
あった。

【０００８】又、従来より、上記の様な衝突式気流粉砕
機に接続し、該粉砕機で微粉砕された粉体材料を分級す
る際に使用する気流式分級機としては種々の分級機が提
案されているが、代表的なものとしては、図１０に示す
様なディスパージョンセパレーター（日本ニューマチッ
ク工業社製）等が一般的である。その概略としては、搬
送エアーと共に粉体供給筒から導入される粉体材料は、
その底部に中央部が高い傾斜状の分級板２００が設けら
れている分級室２５０に導入され、該分級室２５０にお
いて、粉体材料が共に流入される気流により旋回流動さ
れ、分級ルーバー２９０を介して微粉と粗粉とに遠心分
離され、微粉は分級板２００の中央部に設けられた微粉
排出シュート２２０から排出され、粗粉は分級板２００
の外周部に設けられた粗粉排出口２１０から排出され
る。

【０００９】しかしながら、従来のこの様な気流式分級
機には下記の様な問題がある。即ち、図１０に示した様
に、この種の気流分級機の分級室２５０への粉体材料供
給部は、サイクロン状の形状を有しており、上部カバー
２６０の上面中央部に案内筒２５４が起立状に設けら
れ、該案内筒２５４の上部外周面に粉体供給筒２８０が
接続されているが、この粉体供給筒２８０を介して供給
されてくる粉体材料が、案内筒２５４の内円周接線方向
に導入されてくる様に粉体供給筒２８０が案内筒２５４
の上部に接続されている。従って、粉体供給筒２８０よ
り案内筒２５４内に粉体材料を供給した場合には、粉体
材料は案内筒２５４の内周面に沿って旋回しながら下落
する。この場合、粉体材料は、粉体供給筒２８０から案
内筒２５４内周面に沿って帯状に下落する為、分級室２
５０に流入してくる粉体材料の分布及び濃度は不均一と
なり、つまり、案内筒２５４の内周面の一部からのみ粉
体材料が分級室２５０へと流入することになり、粉体材
料の分散が悪いという問題がある。又、処理量を大きく
し、処理効率を上げようとすると粉体材料の凝集が一層
起こり易くなり更に分散が十分に行われなくなる為、高
精度の分級を行うことができないという問題がある。

【００１０】これに対し、近年、複写機やプリンター等
の高画質化、高精細化及び省エネルギー対策に伴い、現
像剤としてのトナーの粒径が小さくなり、粒度分布のシ
ャープなトナーが要求され、又、トナーの構成材料とし
て使用される結着樹脂としては低融点、低軟化点及び低
ガラス転移点の樹脂が使用されている。この為に上記し
た様な粉砕・分級を行う従来のトナー製造方法でトナー
粒径の微小化を達成しようとすると、先ず、第１分級工
程における分級手段の処理効率が悪く、且つ第１分級工
程で分級された粗粉を微粉砕する気流式微粉砕機の粉砕
効率が悪い為、第１分級手段での分散不良や、凝集の発
生が大きくなり、高精度の分級を行うことができなくな
り、第２分級手段へと供給されるトナーの粒度分布がブ
ロードとなって第２分級手段によって得られる分級品の
分級収率の低下を招き、小粒径で且つシャープな粒度分
布を有するトナー製品を効率よく得ることが出来ないと
いう問題があった。

【００１１】又、トナーの構成材料として使用される結
着樹脂は、低融点、低軟化点及び低ガラス転移点の樹脂
であることから、上記した従来の衝突式気流粉砕機にお
いて生じている衝突面近傍の局所的流れにより、トナー
の融着、粗粒化、或いは凝集といった問題が発生し、品
質のよいトナー製品が得られないという問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、特に、従来の静電荷像現像用トナーの製造方法にお
ける前述の従来技術における各種問題点を解決した製造
方法を提供することである。更に、本発明の目的は、小
粒径の精緻な粒度分布を有する静電荷像現像用トナーを
効率よく製造し得る製造方法を提供することを目的とす
る。即ち、本発明は、結着樹脂、着色剤及び添加剤を含
有する混合物を溶融混練し、溶融混練物を冷却後、粗粉
砕して生成した固体粒子群からなる粉体原料から精緻な
所定の粒度分布を有する粒子製品（トナーとして使用さ
れる）を、効率的に収率よく製造し得る方法の提供を目
的とする。特に、本発明の目的は、重量平均粒径１０μ
ｍ以下、更には７μｍ以下の粒径の小さな且つシャープ
な粒度分布を有する静電荷像現像用トナーを効率よく製
造し得るトナー製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成される。即ち、本発明は、結着樹脂及び着
色剤を少なくとも含有する混合物を溶融混練し、得られ
た混練物を冷却した後、冷却物を粉砕手段によって粉砕
して得られた粗粉砕物からなる粉体原料を、先ず、水平
型回転ローターを有する回転式気流分級手段を用いる第
１分級工程に導入して微粉と粗粉とに分級し、次に、第
１分級工程で分級された微粉を第２分級工程に導入して
更に分級してトナーを製造する為の分級品を得、且つ第
１分級工程で分級された粗粉を被粉砕物として機械式粉
砕機に導入して微粉砕し、該微粉砕された粉砕物を上記
粉体原料中に混入させて第１分級工程に導入して循環処
理を行うトナーの製造方法において、少なくとも中心回
転軸に取り付けられた回転体からなる回転子と、回転子
表面と一定間隔Ｓを保持して回転子の周囲に配置されて
いる固定子とを有し、且つ間隔Ｓを保持することによっ
て形成される環状空間が気密状態を保持するように構成
されている機械式粉砕機の上記環状空間に被粉砕物を導
入し、回転子を高速回転させることによって被粉砕物を
微粉砕することを特徴とするトナーの製造方法である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。図１
は、本発明のトナーの製造方法の概要を示すフローチャ
ートの一例であるが、本発明のトナーの製造方法におい
ては、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する混合物
を溶融混練し、得られた混練物を冷却した後、冷却物を
粉砕手段によって粉砕して得られた粗粉砕物が粉体原料
として使用される。そして、先ず、該粉体原料を第１分
級工程で粗粉と微粉とに分級し、更に第１分級工程で分
級された微粉を、第２分級工程の第２分級手段（例え
ば、図１に示した様な３分割分級機）に導入してトナー
製品となる分級品（中級粉）を得る。この様な本発明の
トナーの製造方法における特徴は、第１分級工程の第１
分級手段として水平型回転ローターを有する回転式気流
分級機を用い、且つ第１分級手段によって分級された粗
粉を更に粉砕手段で微粉砕し、再び上記の第１分級手段
へと導入して循環処理する際の微粉砕手段として特定の
機械式粉砕機を用いることにある。即ち、上記構成によ
れば、機械式粉砕機の回転子を高速回転した場合に、該
回転子と該回転子の周囲に配置されている固定子との間
の間隔Ｓに被粉砕物を通過させた際に生じる剪断力及び
衝突力により、被粉砕物が非常に効率よく微粉砕され、
該微粉砕物を効率のよい水平型回転ローターを有する回
転式気流分級機に導入して分級される為、第２分級工程
へと導入される微粉がシャープな粒度分布を有するもの
となる。この結果、第２分級工程における、微粒子領域
における精緻な分級が可能となる。

【００１５】更に、本発明の好ましい態様としては、第
１分級工程の第１分級手段である回転式気流分級機とし
て、同一円周上に一定の間隔で並んだ複数の羽根を有
し、個々の羽根が回転ローターの中心と羽根の先端とを
結ぶ直線に対して一定の角度θをなす様にして配置され
たものであって、且つ水平型回転ローターの直径Ｌ₁が
１００〜１，０００ｍｍ、羽根の長さＬ₂が１０〜１０
０ｍｍ、回転ローターの中心と羽根の先端とを結ぶ直線
と羽根とのなす角θが２０°〜９０°であるものを使用
する。この様な構造を有する回転式気流分級機を使用す
れば、水平型回転ローターにより生ずる強制渦流によっ
て、該回転式気流分級機に導入されて来るトナー材料で
ある粉体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がなく、微
粉砕されて小粒径化されたトナー製造用粉体原料を高精
度に分級することが可能となる。特に、上記の構造を有
する水平型回転ローターを、１，０００〜８，０００
ｒ.ｐ.ｍ.で回転させて分級すると、回転するローター
の周速と羽根の傾きが最適となり、効率よく、更に詳し
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
なる為、小粒径領域においての精緻な分級が可能とな
る。

【００１６】この様に、本発明においては、第１分級手
段に上記した回転式気流分級手段、及び粉砕部に特定の
機械式粉砕手段を用いることにより、第１分級工程にお
ける分級効率及び粉砕効率が非常に改善される為、トナ
ー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、又、例え、第一分級手段への粉体原料の供給
量が増加したとしても、回転式気流分級手段の強制渦流
の効果によって、分級機内でトナー凝集を発生すること
のない高精度な分級が可能となる。この結果、第２分級
手段へと供給される微粉の粒度分布はシャープなものと
なり、第２分級手段によって分級されてくるトナー製品
となる分級品の収率を格段に向上させることが出来、図
１に示したフロー全体の効率向上の達成が可能となる。
即ち、本発明のトナー製造方法によれば、分級条件及び
粉砕条件をコントロールすることによって、重量平均粒
径が１０μｍ以下、更に好ましくは、７μｍ以下の粒径
の小さいシャープな粒度分布を有するトナーを効率よく
製造することが可能である。

【００１７】以下に、本発明のトナー製造方法を添付図
面を参照しながら更に具体的に説明する。図２に、上記
の様な構成を有する本発明のトナー製造方法による装置
システムの一例を示す。この装置システムにおいて、ト
ナーの材料である結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有
する粉体原料は、先ず、第１定量供給機２１を介して第
１分級手段２２に導入されて粗粉と微粉とに分級され
る。分級された微粉は、捕集サイクロン２３を介して第
２定量供給機２４に送り込まれ、次いで振動フィーダー
２５を介して第２分級手段に導入される。一方、第１分
級手段２２で分級された粗粉は粉砕機２８に送り込まれ
て微粉砕された後、新たに投入される粉体原料と共に再
度第１分級手段２２に導入されて循環処理される。

【００１８】本発明で用いられる第１分級手段として
は、強制渦流を利用し遠心力によって分級する水平型回
転ローターを有する回転式気流分級機が用いられる。例
えば、ホソカワミクロン社製ティープレックス（ＡＴ
Ｐ）分級機等が挙げられる。好ましくは、図３〜図４に
示す様な水平型回転ローターを有する回転式気流分級機
を用いれば、微粉及び粗粉の分級精度を向上させること
が出来る。尚、図３は前記気流分級機の全体図を示し、
図４は該気流分級機の水平型回転ローター（分級ロータ
ー）１２４の部分拡大図及び拡大側面図を示す。

【００１９】図３において、１２１は筒状の本体ケーシ
ングを示している。本体ケーシング１２１の内部には分
級室１２２が形成されており、この分級室１２２の下部
には案内室１２３がある。図３に示した回転式気流分級
機は個別駆動方式であり、分級室１２２内で遠心力を利
用した強制渦流を発生させて粗粉と微粉とに分級する。
分級室１２２内には分級ローター１２４が設けられてお
り、該分級ローター１２４を回転することによって分級
ローター１２４の間より吸引し、案内室１２３に送り込
まれた粉体原料４２とエアーとを分級室１２２へと旋回
流入させる。粉体原料４２は原料投入口１２５から投入
され、空気は投入口１２６、更には原料投入口１２５よ
り粉体原料４２と共に取り込まれる。粉体原料４２は、
ロータリーバルブを介して、又は流入空気と一緒に案内
室１２３から分級室１２２へと運ばれる。尚、投入口１
２５を経て案内室１２３中を流動するエアーと粉体原料
４２とが、各分級ローター１２４の間に均一に配分され
ることが精度のよい分級を達成する為には好ましい。
又、分級ローター１２４へ到達するまでの流路を、粉体
原料４２の濃縮が起こりにくい形状にする必要がある。
原料投入口１２５は、図３に示す位置に限定されるもの
ではない。

【００２０】上記分級機の構成部材である分級ローター
１２４は、図４に示す様に同一円周上に一定の間隔で並
んだ複数の羽根を有し、個々の羽根が回転ローターの中
心と羽根の先端とを結ぶ直線に対して一定の角度θをな
す様にして配置されている。該分級ローター１２４の大
きさは、分級機本体の大きさに応じて、分級ローター１
２４の直径Ｌ₁が１００〜１，０００ｍｍ、羽根の長さ
Ｌ₂が１０〜１００ｍｍの範囲にあり、且つ分級ロータ
ー１２４の羽根の角度は可動であって、分級ローター１
２４の中心と羽根の先端とを結ぶ直線と羽根とのなす角
θが、２０°〜９０°の数値範囲内で任意に変更できる
様に設計されているのが好ましい。この様な形状を有す
る分級ローター１２４のスピードコントロールは、周波
数変換機１２８を通して行われる。

【００２１】尚、本発明において、分級ローター１２４
の中心と羽根の先端とを結ぶ直線と羽根とのなす角θと
は、図４に示した様に、直線ＯＡと直線ＢＣとのなす角
ＡＢＣを指す。角θが、２０°よりも小さいと、強い強
制渦流を発生しづらく、又、例え強制渦流を発生させる
ことが出来たとしても、分級ローター１２４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。又、角θの更に好ましい範囲は、３
５〜６５°であり、このようにすることによって、分級
室１２２に強い強制渦流を効率よく発生させることが出
来る。

【００２２】又、微粉排出管１２９はサイクロンや集塵
機の様な微粉回収手段１３０を介して吸引ファン１３１
に接続されており、該吸引ファン１３１を作動させるこ
とによって、分級室１２２に吸引力を作用させて強制渦
流を発生させている。

【００２３】本発明のトナー製造方法において、第１分
級手段として用いられる気流分級機は上記の構造からな
るが、該分級機への被分級試料の導入は、分級機の下部
にある原料投入口１２５からなされる。即ち、後述する
機械式粉砕機によって微粉砕された粉砕物と、粉砕に用
いられたエアーと、新たに供給されてくる粉体原料とを
含むエアーは、原料投入口１２５より案内室１２３に導
入され、案内室１２３から各分級ローター１２４間を流
入する。

【００２４】分級室１２２内に流入した粉体原料は、高
速回転する分級ローター１２４により強制渦流が発生し
ている分級室１２２内で十分に分散されながら、強制渦
流によって各粒子に作用する遠心力で粗粉と微粉とに遠
心分離される。そして、分級室１２２内の粗粉は、本体
ケーシング下部に接続してある粗粉排出用のホッパー１
３２を通って、ロータリーバルブ１３３を介して後述の
機械式粉砕機の被粉砕物供給管４１に供給されて微微粉
砕された後、粉砕物は再び上記の第１分級手段へと導入
され、循環処理される。一方、第１分級手段によって分
級された微粉は、分級ローター１２４の間を通って微粉
排出管１２９に入り、微粉回収手段１３０へと排出され
た後、第２分級手段に導入される。

【００２５】上記の様に本発明のトナー製造方法では、
分級ローター１２４の中心と羽根の先端とを結ぶ直線と
羽根とのなす角θが２０°〜９０°の範囲にある様な水
平型回転ローターを回転させて強制渦流を生じさせる回
転式気流分級機を使用し、粉体原料の分級を行うのが好
ましいが、更に、分級ローター１２４の回転数を、１，
０００〜８，０００ｒ.ｐ.ｍ.として分級を行うのがよ
り好ましい。上記したような構造を有する水平型回転ロ
ーターを、このような高速度で回転させると、分級室１
２２内に生じた強制渦流によって、粉体原料が均一に良
好に分散される。この結果、処理量が増加しても微粒子
が凝集を起こすことなく高精度の分級を行うことができ
る。特に、上記の様な構成を有する回転式気流分級機を
上記の様な回転で作動させると、回転する分級ローター
１２４の周速と羽根の傾きとが最適化される為、効率よ
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。この結果、例えば、従来の図１１で示し
た様な気流式分級機を使用して分級を行う分級方法では
不可能であった、微小粒径化したトナーを多量に且つ高
精度に分級することが可能となる。

【００２６】上記した様な回転式気流分級機は、分級ロ
ーターの回転数によって分級点が決定されるが、従来は
これに接続される粉砕機の粉砕手段の効率が良好でなか
った為、該分級機で微小径のトナーを得ることは難し
く、得られたとしても大変な労力を要していた。しか
し、本発明においては、粉砕手段に後述する図５で示し
た様な機械式粉砕機を用いる結果、粉砕の性能向上が図
れ、粗粉の微粒子化が効率よくなされる為、この粉砕さ
れた微粉砕物を第１分級手段である回転式気流分級機に
導入することによって微粒子領域での精緻な分級が可能
となる。更に、本発明で使用する回転式分級機は、分級
ローターの回転数を変えるだけで容易に分級点を変える
ことが出来、操作性に優れるという利点がある。

【００２７】分級ローター１２４の回転数は、１，００
０ｒ.ｐ.ｍ.よりも少ないと、分級室１２２内における
強制渦流の発生が効率よく為されず、粉体原料の分散及
び分級が十分に行われない為、好ましくない。又、回転
数が８，０００ｒ.ｐ.ｍ.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、好ましくない。

【００２８】本発明に用いられる粉砕手段としては、例
えば、図５〜図８に示す構成の機械式粉砕機が使用され
る。図５は、機械式粉砕機の主要部分の断面図であり、
図６は図５におけるＡ−Ａ’断面図である。図７は機械
式粉砕機の構成部材である固定子の表面部分を示す斜視
図であり、図８は、機械式粉砕機の構成部材である回転
子の表面部分を示す斜視図である。

【００２９】以下、図５〜図８を参照しながら本発明に
用いられる機械式粉砕機について説明する。本発明に用
いられる機械式粉砕機は、図５に示す様に、軸Ｃの周囲
に配置され、軸Ｃの回転と共に回転可能に構成されてい
る回転子４３と、該回転子４３の周囲にある回転子４３
の表面と対峙して設けられた円筒内面形状を有する固定
子４４とを少なくとも有する。又、図６に示す如く、こ
れらの回転子４３と固定子４４とは、対峙する夫々の表
面が、相互に所定の間隙Ｓを有する様に配置されてい
る。即ち、当該装置においては、図７に示した様な円筒
形状の静置されている固定子４４の内側に、図８に示し
た様な円筒形状の回転体からなる回転子４３が設けられ
ているが、両者の表面相互間に所定の間隔Ｓを有するよ
うに配置されている。尚、図５に示した例では軸Ｃは垂
直軸となっているが、本発明で使用する機械式粉砕機は
これに限定されず、これらを９０°回転し、軸Ｃが水平
軸となっている構成のものでもよい。

【００３０】又、図５に示されている様に、円筒状の回
転子４３の上下又は左右の端面は夫々、上面板４８及び
下面板４９で閉塞されている。更に、回転子４３は、機
械式粉砕機の台座４５に軸支されている不図示の駆動モ
ーターによって、駆動ベルト５０を介して回転可能に構
成されている。そして、固定子４４の上下の端部は、上
記のした上面板４８及び下面板４９に対して間隔をおい
て夫々設けられている上部ケーシング５１と下部ケーシ
ング５２とに気密を保持した状態で取り付けられてい
る。下面板４９と下部ケーシング５２とで囲まれた空間
５４には、被粉砕物原料の供給管４１が接続されてお
り、一方、上面板４８と上部ケーシング５１とに囲まれ
た空間には粉砕物の排出口５５が設けられている。

【００３１】従って、駆動モーターによって駆動ベルト
５０を介して回転子４３を高速度で回転させながら、図
３に示されている原料供給口４６に、トナー材料の溶融
混練物を粗粉砕した粉砕物からなる粉体原料を投入させ
ると、粉体原料４２は、先ず、高圧気体供給口４７から
供給される圧縮空気と共に第１分級手段で微粉と粗粉と
に分級され、次に、分級された粗粉は、図５に示した機
械式粉砕機の被粉砕物供給管４１から該粉砕機内の空間
５４を経て、上記した回転子４３の表面と固定子４４の
表面との間に形成されている環状空間５３内に導入され
る。そして、粉体原料４２は、高速回転する回転子４３
によって円周方向に加速され、回転子４３及び固定子４
４の剪断力及び衝突によって微粉砕されながら上昇気流
に乗って該粉砕機の上部へと移動し、排出口５５より系
外へと排出される。尚、図５〜図８には回転子４３が取
り付けられている軸Ｃの軸方向が垂直方向である機械式
粉砕機の例を採り上げたが、軸Ｃの配置方向は図５の様
に垂直方向に限定されるものではなく、水平方向等に配
置されていてもよい。

【００３２】上記した様に、本発明のトナーの製造方法
では、上記した様な構成の機械式粉砕機を用いている
為、上記回転子４３と固定子４４との間に形成されてい
る環状空間５３内に粉体原料４２を導入させると、該環
状空間５３内で生じる大きな剪断力と衝突力とによって
粉体原料４２は非常に効率のよい微粉砕が可能となる。
又、本発明では、上記で説明した回転子４３及び固定子
４４の夫々の表面を、例えば、強度の強いセラミック等
の材料により構成することで、長期に渡って粉砕機の構
成部材の摩耗を防げることが出来る為、粉砕機の長寿命
化が図れ、且つ安定な運転が可能となる。

【００３３】本発明のトナー製造方法においては、以上
述べた様に、第１分級工程で使用す第１分級手段に、図
３〜図４に示した分級効率のよい微粉体の凝集が生じる
ことのない回転式気流分級機と、図５〜図８に示した粉
砕効率のよい機械式粉砕機とが組み合わされて使用され
ている為、粉砕機の粉砕効率が従来よりも向上し、トナ
ーを微小化した場合にも第１分級手段への負担が増大す
ることがない。更に、粉塵濃度の増加により、従来の分
級機・粉砕機を使用した場合に生じていたトナー凝集が
抑制され、高精度な分級が行うことが可能である。この
結果、第１分級工程に続く第２分級工程の第２分級工手
段へと供給される微粉を、トナー凝集が抑制された高精
度に分級されたものとすることが出来る為、第２分級工
程で得られる分級品として粒径の小さいシャープな粒度
分布を有する高品質のものが得られ、且つ第２分級手段
による分級収率も大幅に改善される。

【００３４】更に、例え、トナーの粉体原料の供給量が
増大し、第１分級手段への負担が増大したとしても、本
発明では分級機に回転式気流分級手段を使用し、更に好
ましくは分級ローター１２４の周速と羽根の傾きとが最
適化された回転式気流分級機の水平型回転ローターを使
用している為、効率のよい強制渦流を分級室内に生じさ
せてトナー製造用の粉体原料を均一に分散させることが
出来、凝集を生じることなく高精度の分級が可能とな
る。この結果、小粒径でシャープな粒度分布を有する分
級品（微粉）を第２分級手段へと供給することができ
る。この為、第２分級手段における分級の分級収率が大
幅に改善される。つまり、本発明によれば、重量平均径
が１０μｍ以下、更には７μｍ以下である粒径の小さ
い、且つシャープな粒度分布を有するトナーを得ること
が可能となる。

【００３５】本発明のトナー製造方法では、上記した様
に、第１分級工程及び粉砕工程によって小粒径でシャー
プな粒度分布を有する分級品（微粉）を第２分級手段へ
と供給することができる結果、第２分級工程において効
率のよい分級が可能であり、第２分級手段としては、い
ずれの公知の方法を使用してもよい。好ましくは、第２
分級手段として、少なくとも粗粉領域（第１分画域）、
中粉領域（第２分画域）及び微粉領域（第３分画域）の
分画域を有する多分割分級域を使用する。例えば、図１
２（断面図）に示した方式の多分割分級機がその具体例
の１つとして挙げられ、更に具体的には、日鉄鉱業社製
エルボージェットの如きコアンダブロックを有するコア
ンダ効果を利用した分級手段が挙げられる。

【００３６】この様な分級域を有する分級室は主に、図
１２に示した様な形状を有する側壁１４１及び１４２、
下部壁１４３及び１４４、及びコアンダブロック１４５
から成る。下部壁１４３及び１４４は、それぞれナイフ
エッジ型の分級エッジ１４６及び１４７を具備し、この
分級エッジ１４６及び１４７により、分級ゾーンは３分
画されている。側壁１４１の下部には分級室に開口する
原料供給管１４８及び１４９が設けられ、該供給管の底
部接線の延長方向に対して下方に折り曲げて長楕円孤を
描いたコアンダブロック１４５が設けられている。又、
分級室の上部壁１５０は、分級室下部方向に向けたナイ
フエッジ型の入気エッジ１５１を具備し、更に分級室上
部には、分級室に開口する入気管１５２及び１５３が設
けられている。又、入気管１５２及び１５３には、ダン
パーの如き気体導入調節手段１５４及び１５５、及び静
圧計１５６及び１５７が設けられている。分級エッジ１
４６及び１４７、及び入気エッジ１５１の位置は、被分
級処理原料の種類により、また所望の粒径により異な
る。又、分級室底面にはそれぞれの分画域に対応させ
て、分級室内に開口する排出口１５８、１５９及び１６
０が設けてある。排出口１５８、１５９及び１６０に
は、それぞれバルブ手段の如き開閉手段が設けられてい
てもよい。

【００３７】原料供給管は、筒状の原料供給管１４８と
角錐筒状の原料供給管１４９とからなるのが好ましい
が、原料供給管１４８の内径と、原料供給管１４９の最
も狭まった箇所の内径の比を２０：１〜１：１、好まし
くは１０：１〜２：１に設定すると、良好な挿入速度が
得られる。又、分級する粉体原料を気流と共に供給管へ
投入する手段としては、０．１〜３ｋｇ／ｃｍ²の圧を
加えて送る方法、分級ゾーンの下流側にある送風機を大
型化し分級ゾーンの負圧をより大きくすることで外気と
粉体原料を自然に吸引する方法、或いは原料粉投入口に
インジェクションフィーダーを装着し、これによって原
料粉と外気を吸引せしめると共に供給管を経て分級ゾー
ンへ送る方法等がある。

【００３８】本発明においては、上記投入手段のうち、
特に分級ゾーンの負圧を大きくして外気と粉体原料を自
然に吸引する方法、或いはインジェクションフィーダー
による方法を用いるのが、装置面及び運転条件面におい
て有利であり好ましい。又、高精度な分級が要求される
静電荷像現像用トナーの分級をより効果的に行うことが
出来、更には、重量平均粒子径１０μｍ以下のトナーの
分級において、好ましい効果が得られる。特に、重量平
均粒子径７μｍ以下のトナーの分級においては、より一
層の効果が得られる。

【００３９】以上の様な構成を有する多分割分級域での
分級操作は、例えば、次の様にして行われる。即ち、排
出口１５８、１５９及び１６０の少なくとも１つを介し
て分級域内を減圧し、該減圧によって流動する気流によ
って流速５０ｍ／秒〜３００ｍ／秒の速度で原料粉を原
料供給管１４８及び１４９を介して分級域に供給する。
即ち、流速５０ｍ／秒未満の速度で第１微粉を分級域に
供給すると、微粉の凝集を充分にほぐすことが出来にく
く、分級収率及び分級精度の低下を引き起こし易い為、
好ましくない。流速３００ｍ／秒を超える速度で第１微
粉を分級域に供給すると、粒子同士の衝突により粒子が
粉砕され易く、超微粒子を生成し易い為に、分級収率の
低下を引き起こす傾向にあり、好ましくない。

【００４０】以上の手段により、供給される第１分級工
程で得られる第１微粉からなる粉体原料は、コアンダブ
ロック１４５の作用によるコアンダ効果と、その際に流
入する空気の如き気体の作用とにより湾曲線を描いて移
動し、それぞれの粒径の大小に応じて、大きい粒子（規
格粒径を超える粒径の粒子）は気流の外側、即ち、分級
エッジ１４７の外側の第１分画域に、中間の粒子（規格
内粒径の粒子）は分級エッジ１４６と１４７の間の第２
分画域に、小さい粒子（規格粒径未満の粒子）は分級エ
ッジ１４６の内側の第３分画域にそれぞれ分割され、大
きい粒子（粗粉体）は排出口１５８より、中間粒子（中
粉体）は排出口１５９より、小さい粒子（微粉体）は排
出口１６０より、それぞれ排出させる。

【００４１】上述の方法を実施する為には、上記で述べ
たそれぞれの機器を相互にパイプの如き連通手段等で連
結して、図２に示した様な一体装置システムとして使用
する。即ち、図２に示した装置システムにおける分級機
２７は、図１２に示した様なものであり、これに振動フ
ィーダー２５、捕集サイクロン２９、３０及び３１を連
通手段で連結してなる。

【００４２】上記の様な多分割分級機２７内への導入に
際しては、５０ｍ／秒〜３００ｍ／秒の流速で３分割分
級機２７内に粉体原料を導入する。多分割分級機２７の
分級域を構成する大きさは、通常（１０〜５０ｃｍ）×
（１０〜５０ｃｍ）なので、粉砕物は０．１〜０．０１
秒の瞬時に３種以上の粒子群に分級し得る。そして、３
分割分級機２７により、大きい粒子（規定粒径を超える
粒子：粗粉体）、中間の粒子（規定内粒子径の粒子：中
粉体）、及び小さい粒子（規定粒径未満の粒子：微粉
体）に３分割される。その後、粗粉体は排出導管１５８
を通って捕集サイクロン２９に送られ粉砕機２８に戻さ
れる。中粉体は、排出導管１５９を介して系外に排出さ
れ捕集サイクロン３１で回収され、トナー製品３３とな
るべく回収される。微粉体は、排出導管１６０を介して
系外に排出され捕集サイクロン３０で回収され、次いで
規定外粒径の微小粉３４として回収される。尚、捕集サ
イクロン２９、３０及び３１は、粉砕原料をノズル１４
８及び１４９を介して分級域を吸引導入する為の吸引減
圧手段としての働きをもし得る。又、この際に分級され
てくる粗粉体は、粉砕機２８に戻してもよいし、或いは
第１定量供給機２１に戻してもよい。第１分級機２２の
負荷を減らし、粉砕機２８により確実に粉砕を行う為に
は、粗粉体を粉砕機２８に直接戻す方がより好ましい。

【００４３】本発明のトナー製造方法は、静電荷像を現
像する為に使用されるトナー粒子の生成に好ましく使用
することが出来る。静電荷像現像用トナーを作製するに
は、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する混合物が
材料として用いられるが、その他、必要に応じて磁性
粉、荷電制御剤、及びその他の添加剤等が用いられる。
又、結着樹脂としては、ビニル系及び非ビニル系の熱可
塑性樹脂が好ましく用いられる。これらの材料をヘンシ
ェルミキサーまたはボールミルの如き混合機により十分
混合してから、ロール、ニーダー、及びエクストルーダ
ーの如き熱混練機を用いて溶融、捏和及び混練して樹脂
類を互いに相溶せしめた中に、顔料又は染料を分散又は
溶解せしめ、冷却固化後、粉砕及び分級を行ってトナー
を得ることが出来るが、本発明においては、この粉砕工
程及び分級工程に、上記で説明した構成の装置システム
を用いる。

【００４４】以下、トナーの構成材料について説明す
る。トナーに使用される結着樹脂としては、オイル塗布
する装置を有する加熱加圧定着装置又は加熱加圧ローラ
ー定着装置を使用する場合には、下記トナー用結着樹脂
の使用が可能である。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等のスチレン及
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−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
酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル
共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル共重合体、
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
共重合体等のスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フ
ェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂
変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、
ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポ
キシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テル
ペン樹脂、クマロインデン樹脂、石油系樹脂等が挙げら
れる。

【００４５】オイルを殆ど塗布しないか又は全く塗布し
ない加熱加圧定着方式、又は加熱加圧ローラー定着方式
においては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部が
ローラーに転移する所謂オフセット現象、及びトナー像
支持部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。
より少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存
中若しくは現像器でブロッキング若しくはケーキングし
易い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけ
ればならない。これらの現象には、トナー中の結着樹脂
の物性が最も大きく関与しているが、本発明者等の研究
によれば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着
時にトナー像支持体に対するトナーの密着性はよくなる
が、オフセットが起こり易くなり、またブロッキング若
しくはケーキングも生じ易くなる。それゆえ、オイルを
殆ど塗布しない加熱加圧ローラー定着方式を用いる時に
は、結着樹脂の選択がより重要である。好ましい結着樹
脂としては、例えば、架橋されたスチレン系共重合体若
しくは架橋されたポリエステルが挙げられる。

【００４６】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとしては、例えば、アクリル酸、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
−２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリ
ル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニト
リル、メタクリニトリル、アクリルアミド等の様な二重
結合を有するモノカルボン酸若しくはその置換体；例え
ば、マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチ
ル、マレイン酸ジメチル等の様な二重結合を有するジカ
ルボン酸及びその置換体；例えば、塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、安息芳酸ビニル等の様なビニルエステル類；例え
ば、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン等の様
なビニルケトン類；例えば、ビニルメチルエーテル、ビ
ニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等の様
なビニルエーテル類；等のビニル単量体が単独若しくは
２つ以上用いられる。

【００４７】ここで架橋剤としては主として２個以上の
重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例え
ば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の様な芳
香族ジビニル化合物；例えば、エチレングリコールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
１，３−ブタンジオールジメタクリレート等の様な二重
結合を２個有するカルボン酸エステル；例えば、ジビニ
ルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、
ジビニルスルホン等のジビニル化合物；及び３個以上の
ビニル基を有する化合物；等が単独若しくは混合物とし
て用いられる。

【００４８】又、加圧定着方式又は軽加熱加圧定着方式
を用いる場合には、圧力定着トナー用結着樹脂の使用が
可能であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリメチレン、ポリウレタンエラストマー、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、アイオノマー樹脂、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、線状飽和ポリエ
ステル、パラフィン等が挙げられる。

【００４９】又、トナーには荷電制御剤をトナー粒子に
配合（内添）して用いることが好ましい。荷電制御剤に
よって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロー
ルが可能となり、特に本発明においては、粒度分布と荷
電のバランスを更に安定にしたものとすることが可能で
あり、荷電制御剤を用いることで先に述べたところの粒
径範囲毎による高画質化の為の機能分離及び相互捕完性
をより明確にすることが出来る。正荷電制御剤として
は、例えば、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−ナフトスルフォン酸塩、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四級アンモニウム塩；等
を単独で或いは２種類以上組み合わせて用いることが出
来る。これらの中でも、ニグロシン系化合物、及び四級
アンモニウム塩の如き荷電制御剤が、特に好ましく用い
られる。又、下記一般式（１）で表されるモノマーの単
重合体、又は、前述した様なスチレン、アクリル酸エス
テル、及びメタクリル酸エステル等の重合性モノマーと
の共重合体を正荷電性制御剤として用いることが出来、
この場合、これらの荷電制御剤は結着樹脂（の全部又は
一部）としての作用をも有する。

【００５０】一般式（１）Ｒ₁：Ｈ、ＣＨ₃、Ｒ₂、Ｒ₃：置換又は未置換のアルキル基（好ましくはＣ
₁〜Ｃ₄）、

【００５１】負荷電性制御剤としては、例えば、有機金
属錯体、キレート化合物が有効で、その例としては、ア
ルミニウムアセチルアセトナート、鉄（II）アセチルア
セトナート、３，５−ジターシャリ−ブチルサリチル酸
クロム又は亜鉛等があり、特にアセチルアセトン金属錯
体、サリチル酸系金属錯体又はその塩が好ましく、特に
サリチル酸系金属錯体又はサリチル酸系金属塩が好まし
い。

【００５２】上述した荷電制御剤（結着樹脂としての作
用を有しないもの）は、微粒子状として用いることが好
ましい。この場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、
具体的には４μｍ以下（更には３μｍ以下）が好まし
い。トナーに内添する際、この様な荷電制御剤は、結着
樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部（更には
０．２〜１０重量部）用いることが好ましい。

【００５３】トナーが磁性トナーの場合は、磁性トナー
中に含まれる磁性材料としては、例えば、マグネタイ
ト、γ−酸化鉄、フェライト、鉄過剰型フェライト等の
酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルの様な金属或いはこれ
らの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシ
ウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマ
ス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタ
ン、タングステン、バナジウムの様な金属との合金及び
その混合物等が挙げられる。これらの強磁性体は、平均
粒径が０．１〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍ
程度のものが望ましく、磁性トナー中に含有させる量と
しては、樹脂成分１００重量部に対し６０〜１１０重量
部、好ましくは樹脂成分１００重量部に対し６５〜１０
０重量部である。

【００５４】トナーに使用される着色剤としては、従来
より知られている染料及び／又は顔料が使用可能であ
る。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブル
ー、ピーコックブルー、パーマネントレッド、レーキレ
ッド、ローダミンレーキ、ハンザーイエロー、パーマネ
ントイエロー、ベンジジンイエロー等が挙げられる。そ
の含有量としては、結着樹脂１００部に対して０．１〜
２０重量部、好ましくは０．５〜２０重量部、更にトナ
ー像を定着したＯＨＰフィルムの透過性をよくする為に
は１２重量部以下が好ましく、更に好ましくは０．５〜
９重量部がよい。

【００５５】以上説明してきた様に、本発明によれば、
重量平均粒径が１０μｍ以下のトナー原料からシャープ
な粒度分布を有するトナーを得ることが可能であり、特
に重量平均粒径が７μｍ以下のトナー原料からシャープ
な粒度分布を得ることが出来る。

【００５６】

【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。実施例１・スチレン−ブチルアクリレート−ジビニルベンゼン共重合体（モノマー重合重量比８０.０／１９.０／１.０、重量平均分子量＝３５万) １００重量部・磁性酸化鉄（平均粒径０．１８μｍ）１００重量部・ニグロシン２重量部・低分子量エチレン−プロピレン共重合体４重量部上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５
型、三井三池化工機（株）製）でよく混合した後、温度
１５０℃に設定した２軸混練機（ＰＣＭ−３０型、池貝
鉄工（株）製）にて混練した。得られた混練物を冷却
し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕し、トナー製
造用粉体原料である粗粉砕物を得た。

【００５７】得られたトナー原料を図２に示す装置シス
テムで粉砕及び分級を行った。機械式粉砕機２８には、
図５に示す構成の装置を用い、回転子４３の直径が１８
００ｍｍのものを使用し、回転数５２００ｒ.ｐ.ｍ.で
運転した。又、第１分級手段２２には、図３〜図４に示
す構成の回転式気流分級機を用いた。分級ローター１２
４の直径Ｌ₁は２００ｍｍ、分級ローター１２４の羽根
の長さＬ₂は３０ｍｍであり、分級ローター１２４の中
心と羽根の先端とを結ぶ直線と羽根とのなす角θを４５
°に設定して使用した。又、分級ローター１２４の回転
数は２５００ｒ.ｐ.ｍ.とした。

【００５８】本実施例では、テーブル式の第１定量供給
機２１にて粗粉砕物からなる粉体原料を、３５．０ｋｇ
／ｈの割合でインジェクションフィーダー３５にて、供
給管１２５を介して図３に示した構成の回転式気流分級
機２２に供給し、微粉と粗粉とに分級した。次に、該分
級機によって分級された粗粉を、粗粉排出ホッパー１３
２を介して、図５に示した構成を有する機械式粉砕機２
８へと導入した。被粉砕物供給管４１からの粉砕機２８
への粉体原料の供給は、圧力３．０ｋｇ／ｃｍ²(Ｇ）、
１．０Ｎｍ³／ｍｉｎの圧縮空気を用いて行った。粉砕
トナー製造用の粉体原料と混合されながら、再び気流分
級機２２へと導入して循環させ、閉回路粉砕を行った。
一方、回転式気流分級機２２で分級された微粉は、排気
ファン１３１からの吸引エアーに同伴されながらサイク
ロン２３にて捕集され、第２定量供給機２４へと導入さ
れる。尚、この時に第１分級手段で分級されて得られた
微粉は、重量平均径が７．１μｍであり、粒径４．０μ
ｍ以下の粒子が４５個数％、且つ粒径１０．８μｍ以上
の粒子を３．０体積％含有するシャープな粒度分布を有
していた。

【００５９】次に、上記の第１分級手段で分級されて得
られた微粉を、第２定量供給機２４に導入し、振動フィ
ーダー２５、及びノズル１４８及び１４９を介して３
０．０ｋｇ／ｈの割合で第２の分級工程の図１２の構成
を有する３分割分級機２７に導入した。該分級機２７で
は、コアンダ効果を利用して、粗粉体、中粉体及び微粉
体の３種の粒度に分級される。多分割分級機２７への導
入に際しては、排出口１５８、１５９及び１６０に連通
している捕集サイクロン２９、３０及び３１の吸引減圧
による系内の減圧から派生する吸引力と原料供給ノズル
１４８に取付けたインジェクション３２からの圧縮空気
を利用した。導入された微粉は、０．１秒以下の瞬時
に、粗粉体、中粉体及び微粉体の３種に分級された。分
級されたもののうち、粗粉体は捕集サイクロン２９で捕
集した後、先に説明した機械式粉砕機２８に導入し、再
度粉砕工程に導入した。

【００６０】上記の第２分級工程で分級された中粉体
（分級品）は、重量平均粒径が６．９μｍであり、粒径
４．０μｍ以下を粒子の２５個数％含有し、粒径１０．
０８μｍ以上の粒子を１．３体積％含有するシャープな
粒度分布を有しており、トナー用の分級品として優れた
性能を有していた。この時、投入された粉体原料の全量
に対する最終的に得られた中粉体の量の比率（即ち、分
級収率）は８５％であった。

【００６１】尚、トナーの粒度分布は種々の方法によっ
て測定できるが、本発明においては、次の測定装置を用
いて行った。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
ることが出来る。測定方法としては、前記電解質溶液１
００〜１５０ｍｌ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０．１〜５ｍｌ加
え、更に測定試料を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
行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００
μｍ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、本発明
の係るところの体積分布から求める重量基準の重量平均
粒径を求めた。

【００６２】実施例２実施例１と同様のトナー原料を用いて同様の装置システ
ムで、粉砕及び分級を行った。即ち、機械式粉砕機には
図５に示す構成のものを用い、実施例１と同様の装置条
件で粉砕を行った。第２分級手段２７も実施例１と同様
のものを用いた。又、第１分級手段には実施例１と同様
の回転式気流分級機を用いたが、分級ローターの回転数
を３，１００ｒ.ｐ.ｍ.とした。本実施例においては、
粉体原料を３２．０ｋｇ／ｈの割合で上記装置システム
に供給し、第１分級工程及び粉砕工程によって重量平均
粒径６．４μｍの微粉を得た。次に、この微粉を、第２
定量供給機２４を介して２５．０ｋｇ／ｈの割合で第２
分級手段２７に導入し、重量平均粒径が６．１μｍの、
粒径４．０μｍ以下の粒子を３２個数％含有し、且つ粒
径１０．０８μｍ以上の粒子を０．５体積％含有するシ
ャープな粒度分布を有する中粉体を分級収率７７％で得
た。

【００６３】実施例３実施例１と同様のトナー原料を用いて同様の装置システ
ムで、粉砕及び分級を行った。即ち、機械式粉砕機には
図５に示す構成のものを用い、実施例１と同様の装置条
件で粉砕を行った。第２分級手段２７も実施例１と同様
ものを用いた。第１分級手段２２には、分級ローター１
２４の直径Ｌ₁は３００ｍｍ、羽根の長さＬ₂は３５ｍｍ
であり、分級ローター１２４の中心と羽根の先端とを結
ぶ直線と羽根とのなす角θが６０°のものを使用し、分
級ローター１２４の回転数を３，１００ｒ.ｐ.ｍ.にし
た。本実施例においては、粉砕原料を３２．０ｋｇ／ｈ
の割合で上記装置システム供給し、第１分級工程及び粉
砕工程によって重量平均粒径５．９μｍの微粉を得た。
次に、この微粉を、第２定量供給機２４を介して２５．
０ｋｇ／ｈの割合で、第２分級手段２７に導入した結
果、重量平均粒径５．８μｍの、粒径４．０μｍ以下の
粒子を３７個数％含有し、且つ粒径１０．０８μｍ以上
の粒子を含有しないシャープな粒度分布を有する中粉体
を分級収率７５％で得た。

【００６４】実施例４・不飽和ポリエステル樹脂１００重量部・銅フタロシアニン顔料(Ｃ.Ｉ.ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５) ４．５重量部・荷電制御剤（サリチル酸クロム錯体）４．０重量部上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５
型、三井三池化工機（株）製）でよく混合した後、温度
１００℃に設定した２軸混練機（ＰＣＭ−３０型、池貝
鉄工（株）製）にて混練した。得られた混練物を冷却
し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕し、トナー製
造用の粉体原料である粗粉砕物を得た。

【００６５】上記で得られた粉体原料を用い、図２に示
す装置システムで粉砕及び分級を行った。機械式粉砕機
２８は図５に示す構成の装置を用い、実施例１と同様の
装置条件で粉砕を行った。第２分級手段２７は、実施例
１と同様の３分割分級機を用いた。又、第１分級手段２
２には実施例１と同様の構成の装置を用いたが、分級ロ
ーター１２４の直径Ｌ₁が２００ｍｍ、分級ローター１
２４の羽根の長さＬ₂が３０ｍｍ、θが４５°のものを
用い、分級ローター１２４の回転数を３，５００ｒ.ｐ.
ｍ.として分級した。

【００６６】本実施例では、テーブル式の第１定量供給
機２１にて粗粉砕物からなる粉体原料を、２８．０ｋｇ
／ｈの割合でインジェクションフィーダー３５にて、供
給管１２５を介して図３に示した構成の回転式気流分級
機２２に供給して分級した。該分級機によって分級され
た粗粉は、粗粉排出ホッパー１３２を介して図５に示し
た構成の機械式粉砕機２８に導入される。該粉砕機２８
の被粉砕物供給管４１より供給された粗粉は、圧力３．
０ｋｇ／ｃｍ²（Ｇ）、１．０Ｎｍ³／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
トナー用粉体原料と混合されながら、再び気流分級機２
２へと導入させて循環させ閉回路粉砕を行った。気流分
級機２２で分級された微粉は、排気ファン１３１からの
吸引エアーに同伴されながらサイクロン２３にて捕集さ
れる。尚、この時の微粉の重量平均粒径は７．０μｍで
あった。

【００６７】この得られた細粉を、第２定量供給機２４
を介して、振動フィーダー２５、及びノズル１４８及び
１４９を介して２５．０ｋｇ／ｈの割合で第２分級手段
２７に導入し、コアンダ効果を利用して粗粉体、中粉体
及び微粉体の３種に分級し、中粉体をトナー製品として
用いる分級品とした。

【００６８】この結果得られた分級品は、重量平均粒径
が６．５μｍであり、粒径４．０μｍ以下を粒子の２７
個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を１．４
体積％含有するシャープな粒度分布を有しており、トナ
ー用の分級品として優れた性能を有していた。この時、
投入された粉体原料の全量に対する最終的に得られた中
粉体の量の比率（即ち、分級収率）は８０％であった。

【００６９】実施例５実施例４と同様のトナー原料を用いて同様の装置システ
ムで、粉砕及び分級を行った。即ち、機械式粉砕機には
図５に示す構成のものを用い、第２分級手段２７には実
施例１と同様のものを用いた。又、第１分級手段には実
施例４と同様の図４に示した構成の回転式気流分級機を
用いたが、分級ローター１２４の直径Ｌ１は３００ｍ
ｍ、羽根の長さＬ２が３５ｍｍ、θが６０°のものを用
い、分級ローター１２４の回転数を３，５００ｒ．ｐ．
ｍ．とした。本実施例においては、粉体原料を２８．０
ｋｇ／ｈの割合で上記装置システムに供給し、第１分級
工程及び粉砕工程によって重量平均粒径６．４μｍの微
粉を得た。そして、この微粉を、第２定量供給機２４を
介して２５．０ｋｇ／ｈの割合で第２分級手段２７に導
入した結果、重量平均粒径が６．０μｍの、粒径４．０
μｍ以下の粒子を３５個数％含有し、且つ粒径１０．０
８μｍ以上の粒子を０．２体積％含有するシャープな粒
度分布を有する中粉体を分級収率７６％で得た。

【００７０】比較例１実施例１〜３と同様の処方の材料を、ヘンシェルミキサ
ー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）でよく混
合した後、温度１５０℃に設定した２軸混練機（ＰＣＭ
−３０型、池貝鉄工（株）製）にて混練した。得られた
混練物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕
し、トナー製造用の粗砕物を得た。得られたトナー原料
を、図２に示す装置システムで粉砕及び分級を行った。
但し、粉砕機２８には図９に示した従来の気流式衝突粉
砕機を用い、第１級分級手段には図１０の構成のものを
用いた。尚、第２分級手段２７には、実施例１と同様の
３分割分級機を用いた。

【００７１】図１０において、搬送エアーと共に粉体供
給筒２８０から導入される粉体原料が、その底部に中央
部が高い傾斜状の分級板２００が設けられている分級室
２５０に導入され、該分級室２５０において、粉体原料
が共に流入される気流により旋回流動され、分級ルーバ
ー２９０を介して微粉と粗粉とに遠心分離され、微粉は
分級板２００の中央部に設けられた微粉排出シュート２
２０から排出され、粗粉は分級板２００の外周部に設け
られた粗粉排出口２１０から排出されるものである。

【００７２】テーブル式の第１定量供給機２１にて粉体
原料を１３．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィ
ーダー３５にて、粉体供給筒２８０を介して図１０に示
した気流分級機に供給し、分級を行う。分級された粗粉
は、粗粉排出ホッパー２３０を介して、図９に示した従
来の衝突式気流粉砕機２８の被粉砕物供給口１６５より
供給され、圧力６．０ｋｇ／ｃｍ²（Ｇ）、６．０Ｎｍ³
／ｍｉｎの圧縮空気により粉砕された後、原料導入部３
７にて供給されているトナー製造用の粉砕原料と混合さ
れながら、再び該気流分級機に循環させて閉回路粉砕を
行った。分級された微粉は、吸引ファンからの吸引エア
ーに同伴されながらサイクロン２３にて捕集され、第２
定量供給機２４に導入した。尚、この時の微粉の重量平
均径は７．１μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子を
５７個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
８．０体積％含有するブロードな粒度分布を有してい
た。

【００７３】この得られた微粉を第２定量供給機２４を
介し、更に振動フィーダー２５を介して第２分級手段２
７へ１５．０ｋｇ／ｈの割合で導入した。その結果、重
量平均径６．９μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子
を２７個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
１．５体積％含有する粒度分布を有する分級品（中粉
体）を分級収率８１％で得た。この様に、実施例１に比
べて分級・粉砕処理効率に劣っていた。

【００７４】比較例２実施例１〜３と同様のトナー原料を用いて同様の装置シ
ステムで、粉砕及び分級を行った。但し、粉砕機２８は
図９に示す構成の従来の気流式衝突粉砕機を用い、第１
分級手段には図１０に示した構成のものを用い、比較例
１と同様の装置条件で粉砕を行った。尚、第２分級手段
２７には、実施例１と同様のものを用いた。粉体原料を
１０．０ｋｇ／ｈの割合で第１分級手段２２に供給し、
重量平均径６．３μｍの微粉を得た。この微粉を１２．
０ｋｇ／ｈの割合で第２分級手段２７に導入し、重量平
均径６．１μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子を３
３個数％含有し、且つ粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
０．５体積％含有する粒度分布を有する分級品（中粉
体）を分級収率７０％で得た。この様に、実施例２〜３
に比べて分級・粉砕処理効率及び分級効率共に劣ってい
た。

【００７５】比較例３実施例４及び５と同様の処方の材料を、ヘンシェルミキ
サー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）でよく
混合した後、温度１００℃に設定した２軸混練機（ＰＣ
Ｍ−３０型、池貝鉄工（株）製）にて混練した。得られ
た混練物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉
砕し、トナー製造用の粉体原料である粗粉砕物を得た。
得られたトナー原料を図２に示す装置システムで粉砕及
び分級を行った。但し、粉砕機には図９に示した構成の
衝突式気流粉砕機を用い、第１級分級手段には図１０の
構成のものを用いた。尚、第２分級手段２７には、実施
例１と同様のものを用いた。

【００７６】テーブル式の第１定量供給機２１にて粉砕
原料を１２．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィ
ーダー３５にて、粉体供給筒２８０を介して図１０に示
した気流分級機に供給した。分級された粗粉は、粗粉排
出ホッパー２３０を介して、図１０に示した衝突式気流
粉砕機の被粉砕物供給口１６５より供給され、圧力６．
０ｋｇ／ｃｍ²(Ｇ）、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
粉体原料と混合されながら、再び第１分級手段２２に循
環させて閉回路粉砕を行った。一方、分級された微粉は
排気ファンからの吸引エアーに同伴されながらサイクロ
ン２３にて捕集され、第２定量供給機２４に導入した。
尚、この時の微粉の重量平均径は７．０μｍであった。

【００７７】この得られた微粉を第２定量供給機２４を
介し、更に振動フィーダー２５を介して第２分級手段２
７へ１４．０ｋｇ／ｈの割合で導入した。その結果、重
量平均径６．５μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子
を２８個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
１．６体積％含有する粒度分布を有する分級品（中粉
体）を分級収率７６％で得た。この様に、実施例４及び
５に比べて分級・粉砕処理効率に劣っていた。

【００７８】実施例及び比較例の装置システムと分級・
粉砕結果

【００７９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のトナーの製
造方法によれば、シャープな粒度分布のトナーが、高い
分級・粉砕処理効率で高い分級収率で得られ、しかもト
ナー製造の分級・粉砕工程におけるトナーの融着、粗粒
化或いは凝集といった問題の発生が有効に防止され、且
つトナー成分による装置に対する摩耗が有効に防止され
る結果、高品質のトナーを連続して安定した生産を行う
ことができる。又、本発明のトナーの製造方法によれ
ば、従来法に比べ、画像濃度が安定して高く、耐久性に
優れ、カブリ、クリーニング不良等の画像欠陥のない優
れた画像を得ることの出来るシャープな所定粒度を有す
る優れた静電荷像現像用トナーが低コストで得られる。
特に、本発明によれば、重量平均径が１０μｍ以下のシ
ャープな粒度分布を有するトナーを効率良く得ることが
可能であり、更には、重量平均径が７μｍ以下のシャー
プな粒度分布を有するトナーを効率よく得ることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナーの製造方法の概略を示すフロー
チャートの一例である。

【図２】本発明の製造方法を実施する為の装置システム
の一例を示す概略図である。

【図３】本発明の製造方法に用いる第１分級手段の好ま
しい一実施例の概略断面図である。

【図４】図３における水平型回転ローターの拡大図及び
拡大側面図である。

【図５】本発明の製造方法に用いる機械式粉砕手段の好
ましい一実施例の概略断面図である。

【図６】図５におけるＡ−Ａ’断面図である。

【図７】図５における固定子表面拡大図である。

【図８】図５における回転子表面拡大図である。

【図９】従来の衝突式気流粉砕機の概略断面図である。

【図１０】従来の第１分級手段に用いられている気流式
分級機の一例である。

【図１１】従来のトナーの製造方法の概略を示すフロー
チャートの一例である。

【図１２】第２分級手段に用いられる多分割分級機の一
例の概略断面図である。

【符号の説明】

２１：第１定量供給機２２：第１分級手段２３：捕集サイクロン２４：第２定量供給機２５：振動フィーダー２７：第２分級手段２８：粉砕機２９、３０、３１：捕集サイクロン３３：製品３４：微小粉３５：インジェクションフィーダー４１：被粉砕物供給管４２：被粉砕物４３：回転子４４：固定子４５：機械台座４６：被粉砕物供給口４７：高圧気体供給口４８：上面板４９：下面板５０：駆動ベルト５１：上部ケーシング５２：下部ケーシング５３：粉砕室５４：空間５５：粉砕物排出口１２１：本体ケーシング１２２：分級室１２３：案内室１２４：分級ローター１２５：原料投入口１２６：エアー投入口１２８：周波数変換機１２９：微粉排出管１３０：微粉回収手段１３１：吸引ファン１３２：粗粉排出ホッパー１３３：ロータリーバルブ１３４：羽根１４８、１４９：原料供給管１５８、１５９、１６０：排出口１６１：高圧気体供給ノズル１６２：加速管１６３：加速管出口１６４：衝突部材１６５：粉砕原料供給口１６６：衝突面１６７：粉砕物排出口１６８：粉砕室２００：分級板２０１：分級機本体ケーシング２１０：粗粉排出口２２０：微粉排出シュート２３０：粗粉排出ホッパー２４０：案内筒上部２５０：分級室２５４：案内筒２６０：上部カバー２７０：分級下部ケーシング２８０：粉体供給筒２９０：分級ルーバーＳ：間隙Ｌ₁：水平回転ローターの直径Ｌ₂：水平回転ローターの羽根の長さ θ：水平回転ローターの中心と羽根の先端とを結ぶ直線
とのなす角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有す
る混合物を溶融混練し、得られた混練物を冷却した後、
冷却物を粉砕手段によって粉砕して得られた粗粉砕物か
らなる粉体原料を、先ず、水平型回転ローターを有する
回転式気流分級手段を用いる第１分級工程に導入して微
粉と粗粉とに分級し、次に、第１分級工程で分級された
微粉を第２分級工程に導入して更に分級してトナーを製
造する為の分級品を得、且つ第１分級工程で分級された
粗粉を被粉砕物として機械式粉砕機に導入して微粉砕
し、該微粉砕された粉砕物を上記粉体原料中に混入させ
て第１分級工程に導入して循環処理を行うトナーの製造
方法において、少なくとも中心回転軸に取り付けられた
回転体からなる回転子と、該回転子表面と一定間隔Ｓを
保持して回転子の周囲に配置されている固定子とを有
し、且つ該間隔Ｓを保持することによって形成される環
状空間が気密状態となるように構成されている機械式粉
砕機の上記環状空間に被粉砕物を導入し、上記回転子を
高速回転させることによって被粉砕物を微粉砕すること
を特徴とするトナーの製造方法。
【請求項２】回転式気流分級手段が、同一円周上に一
定の間隔で並んだ複数の羽根を有し、個々の羽根が回転
ローターの中心と羽根の先端とを結ぶ直線に対して一定
の角度θをなす様にして配置されている回転式気流分級
機であって、水平型回転ローターの直径Ｌ₁が１００〜
１，０００ｍｍ、羽根の長さＬ₂が１０〜１００ｍｍ、
回転ローターの中心と羽根の先端とを結ぶ直線と羽根と
のなす角θが２０°〜９０°である請求項１に記載のト
ナーの製造方法。
【請求項３】回転式気流分級機の水平型回転ローター
を回転数１，０００〜８，０００ｒ.ｐ.ｍ.で回転させ
て分級を行う請求項２に記載のトナーの製造方法。