(57)【要約】【課題】  結着樹脂中に着色剤および離型剤を均一に分散した混練物を、高効率で製造できる、混練装置を実現する。【解決手段】  対向する２本のロール間の一端の原料供給側に供給された予備混合したトナーの原料混合物を、ロールの回転により混練し、その混練物を当該ロール間の他端の混練物排出側から排出する混練装置の、ロールのロール長をＬｍｍ、ロール径をＤｍｍ、及び、ロール間の原料供給側端部における最小間隔であるギャップをＤＩｍｍとすると、Ｌ／Ｄ≦７のとき、０．１≦ＤＩ≦０．３、また、Ｌ／Ｄ＞７のとき、０．０８≦ＤＩ＜０．１となるようにギャップを設定する。【選択図】  図１
2006195015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向するロール間の一端の原料供給側に供給された結着樹脂、着色剤を含むトナーの原料混合物を、当該ロールの回転により溶融混練し、その混練物を当該ロール間の他端の混練物排出側から排出する混練装置において、
上記対向するロールのロール長をＬｍｍ、ロール径をＤｍｍ、上記ロール間の原料供給側端部における最小間隔であるギャップをＤＩｍｍとすると、
Ｌ／Ｄ≦７のとき、０．１≦ＤＩ、
Ｌ／Ｄ＞７のとき、０．０８≦ＤＩ
となるように、上記ギャップが設定されることを特徴とする混練装置。
【請求項２】
さらに、上記ギャップは、
Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ≦０．３、
Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＜０．１
となるように、設定されることを特徴とする混練装置。
【請求項３】
上記ロール間の一端の原料供給側に上記原料混合物を供給する原料供給装置を備え、
上記原料供給装置の上記原料混合物の供給口における、上記ロールの回転軸方向と略平行な供給幅をＩｍｍとすると、
上記供給幅と上記ロール長とが、５≦Ｌ／Ｉを満たすように、上記供給幅が設定されることを特徴とする請求項２に記載の混練装置。
【請求項４】
さらに、上記供給幅は、Ｉ≧１００を満たすように、設定されることを特徴とする請求項３に記載の混練装置。
【請求項５】
上記ロール間の一端の原料供給側に上記原料混合物を供給する原料供給装置を備え、
上記原料供給装置は、上記原料混合物の供給速度を、
上記ギャップが、０．１≦ＤＩ≦０．３のとき、２〜１０ｋｇ／ｈ、
０．０８≦ＤＩ＜０．１のとき、２０〜７５ｋｇ／ｈ
として上記原料混合物を供給することを特徴とする請求項２に記載の混練装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の混練装置を含むことを特徴とするトナー製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録プロセスにより、紙等の記録媒体上に画像形成を行う場合に、着色材料として用いられる電子写真記録用トナー（以下単にトナーと称する）の製造に用いられる、混練装置、およびトナー製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーの製造方法として、粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法などがよく知られている。また、トナーの製造方法は、これら以外にも様々な方面から多種多様の方法が考案され、開示されてきた。
【０００３】
上記のトナーの製造方法のうち、粉砕法の一例として、トナー製造過程で重要な溶融混練工程を、オープンロール型連続混練機（以下、オープンロールと略す）を用いて行い、その後の粉砕・分級工程を経て、トナーを製造する方法がある。この製造方法では、一般的に、ミキサー等の混合機を用いて、あらかじめ結着樹脂や着色剤等を予備混合しておく。そして、この混合により得られた原料混合物を、オープンロールを用いて溶融混練する。その後、得られた混練物を粉砕分級することで、所望の粒度分布を有するトナーを得ることができる。
【０００４】
上記の製造方法で、大量のトナーを短期間で生産する為には、オープンロールのロール径及びロール長のパラメータを大きくした形状（形式）のものを用いる必要がある。このような形状でないと、混練の処理量が著しく低下し、量産効率が悪くなるからである。
【０００５】
しかし、これまでに、オープンロールの形状が異なった場合に対応した最適な混練条件の設定に関して、記載した文献はない。
【０００６】
また、従来技術の一例として、前後に平行に配置され、相対向する２本のオープンロール間のギャップを、原料混合物の供給側から排出側に向かうにつれて徐々に狭く形成し、両ロール間に滞留する溶融混練物に対して付加される混練シェア（圧力）も徐々に増大する製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２９２５６号公報（２００２年８月１４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにオープンロール間のギャップを原料混合物の供給側から排出側に向かうにつれて徐々に狭くなるように設定して、オープンロール混練を行う製造方法では、次のような欠点がある。
【０００８】
すなわち、量産時等、原料混合物の処理量を著しく増大させなければならない場合に、上記のようなギャップの設定では、原料混合物の供給側から排出側への移動が遅くなる。また、ロール長、及びロール径が大きくなると、両ロール間に滞留する原料混合物の量も増大する。そのため、原料混合物に対する混練シェアが低下し、トナーの生産性が著しく低下する。
【０００９】
従って、前述のように、十分な混練シェアを与えることができない場合には、得られた溶融混練物において、原料混合物に含まれる結着樹脂中において、着色剤や離型剤の分散性が悪化し、印字画質からみた場合のトナーとしての性能も悪くなる。
【００１０】
更に、原料混合物の処理量が増えると、原料混合物がオープンロール表面上で十分に溶融せず、両ロール間に大きな塊が発生したり、あるいは、オープンロール上に巻き付かずに下方に落下したりして、供給した原料混合物が浪費される、といった問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナー製造における混練装置として用いるオープンロールの形状（ロール長、ロール径）が異なった場合でも、最適な混練条件を規定することにあり、これにより、結着樹脂中に着色剤および離型剤を均一に分散した混練物を、高効率で製造できる、混練装置、およびトナー製造装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る混練装置は、上記課題を解決するために、対向するロール間の一端の原料供給側に供給された少なくとも結着樹脂、着色剤を予備混合したトナーの原料混合物を、当該ロールの回転により溶融混練し、その混練物を当該ロール間の他端の混練物排出側から排出する混練装置において、上記対向するロールのロール長をＬｍｍ、ロール径をＤｍｍ、上記ロール間の原料供給側端部における最小間隔であるギャップをＤＩｍｍとすると、
Ｌ／Ｄ≦７のとき、０．１≦ＤＩ、
Ｌ／Ｄ＞７のとき、０．０８≦ＤＩ
となるように、上記ギャップが設定されていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によると、ギャップの大きさＤＩが、ロール長Ｌとロール径Ｄとの関係式Ｌ／Ｄの値に応じて設定されるため、混練途中の両ロール間の間隙からの大量の粉落ちや、結着樹脂の溶融不良による供給部付近の大きな塊の発生がない。そのため、供給した原料混合物を無駄に浪費することなく、溶融混練を行うことができる。
【００１４】
また、原料供給側付近で、結着樹脂の溶融不良による大きな塊の発生がない。そのため、結着樹脂が完全に溶融し、しかも、ロール表面上で、剥離や剥がれがなく、完全に巻きついた状態で混練することが可能である。その結果、混練物に適度なシェアが付加され、結着樹脂中に着色剤や離型剤が均一に分散した混練物を製造することができる。
【００１５】
更に、ロールを使用する事により、他の形式の混練機より、混練物に対して、付加できるシェア（圧力）を強くすることができる。その結果、結着樹脂中における、着色剤、離型剤の分散をよくすることができる。
【００１６】
なお、原料混合物は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を予備混合したものである。もちろん、これ以外の材料、例えば、帯電制御剤、誘起分散剤、無機分散剤、滑剤、無機微粉末、磁性粉等が含まれていてもかまわない。
【００１７】
ここで、上記のＬ、Ｄ、およびＤＩの関係が、Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ＜０．１、または、Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＜０．０８である場合を考える。これらの場合、２本のロールの間隙が狭いため、供給された原料混合物の両ロール間への食い込みが悪くなる。その結果、両ロール間に原料混合物が滞留して溶融不良となり、原料供給側付近に大きな塊が発生しやすくなる。そればかりか、原料供給側から混練物排出側へ原料混合物の移動が遅くなり、処理量が大幅に下がる。更に、大きな塊が発生すると、ときには混練物排出側へ移動し、その塊表面についている溶融不良の結着樹脂の粒子が、前記の塊と、混練途中の原料混合物と接触することにより、混練途中の原料混合物に付着する。そして、溶融不良の結着樹脂の粒子が異物として、混練途中の原料混合物と一緒に混練され、最終的に排出されることになる。
【００１８】
しかし、上記のように本発明に係る混練装置の構成によると、結着樹脂中に着色剤および離型剤を均一に分散した混練物を、高効率で製造することができる。そのため、得られた混練物を用いることで、光沢のある良好な画像が得ることができるトナーを大量に製造することができる。なお、得られた混練物を、粉砕分級することにより、トナーを製造することができる。
【００１９】
本発明に係る混練装置は、上記構成に加え、さらに、上記ギャップは、
Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ≦０．３、
Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＜０．１
となるように、設定されていてもよい。
【００２０】
上記構成によると、原料混合物が、両ロールの間隙から下方へ落下するのを防ぐことができる。そのため、原料混合物の無駄な浪費を抑えることができ、その結果、結着樹脂中に着色剤および離型剤を均一に分散した混練物を、さらに高効率で得ることができる。
【００２１】
ここで、上記のＬ、Ｄ、およびＤＩの関係が、Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ＞０．３、または、Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＞０．１である場合を考える。これらの場合、両ロールの間隙が広いため、供給された原料混合物は、両ロールの間隙から下方へ落下しやすくなる。そのため、原料混合物の多くが無駄に浪費され、その結果、得られる混練物が大幅に減少する。しかも、Ｌ／Ｄ＞７のときは、ロール間の滞留物量が、Ｌ／Ｄ≦７のときより多くなる。さらにＤＩ＞０．１であると、前記の滞留物全体に対して、混練時の圧力（シェア）がうまく作用しなくなる。よって、これらの場合、結着樹脂中に着色剤や離型剤が均一に分散したトナーを製造することができなくなる。
【００２２】
本発明に係る混練装置では、上記構成に加え、上記ロール間の一端の原料供給側に上記原料混合物を供給する原料供給装置を備え、上記原料供給装置の上記原料混合物の供給口における、上記ロールの回転軸方向と略平行な供給幅をＩｍｍとすると、上記供給幅と上記ロール長とが、５≦Ｌ／Ｉを満たすように、上記供給幅が設定されてもよい。
【００２３】
上記構成によると、ロール内で、投入された原料混合物を溶融混練するための距離（区間）が十分に確保されているため、結着樹脂中への着色剤、離型剤の分散が優れた混練物が生成することができる。
【００２４】
さらに、原料混合物を投入する幅が十分に確保されているため、供給地点付近で滞留する量が増加せず、混練途中の両ロール間の間隙からの大量の粉落ちや、結着樹脂の溶融不良による供給部付近の大きな塊の発生がない。そのため、原料混合物を浪費せずに有効利用することができる。
【００２５】
本発明に係る混練装置では、上記構成に加え、さらに、上記供給幅は、Ｉ≧１００を満たすように、設定されてもよい。
【００２６】
ここで、上記のＩとＬとの関係が、Ｉ≧１００の時、Ｌ／Ｉ＜５ならば、原料混合物の供給地点である原料供給側から、生成された溶融混練物の排出地点である混練物排出側までの距離が短い為、混練が十分に行われず、結着樹脂中への着色剤、離型剤の分散が悪い混練物が生成される。
【００２７】
また、上記のＩとＬとの関係が、５≦Ｌ／Ｉの時、Ｉ＜１００ならば、原料混合物の供給の範囲が狭まる。そのため、供給地点に滞留する量が増加し、前後の両ロール間へ食い込む前に両ロールの間隙から下方へ大量の粉落ちが発生する。よって、原料混合物が無駄に浪費されることになる。
【００２８】
本発明に係る混練装置では、上記構成に加え、上記原料供給装置は、上記原料混合物の供給速度を、
上記ギャップが、０．１≦ＤＩ≦０．３のとき、２〜１０ｋｇ／ｈ、
０．０８≦ＤＩ＜０．１のとき、２０〜７５ｋｇ／ｈ
として上記原料混合物を供給してもよい。
【００２９】
上記構成によると、混練物の収率がよく、また、着色剤や離型材の分散性のよい混練物を得ることができる。
【００３０】
なお、上記の範囲の上限を超えた場合は、粉落ち量が増加して、混練物の収率が低下する。また、上記の範囲の下限を下回った場合は、ロール表面上に巻きつく混練物の量が不足し、ロール表面の温度により、巻きついた混練物が溶融しすぎて低粘度となる。その結果、混練時のシェアが、混練物に対してうまく作用しなくなり、着色剤や離型材の分散性が悪い混練物が生成されてしまう。
【００３１】
本発明に係るトナーの製造装置は、上記課題を解決するために、上記何れかに記載の混練装置を含むことを特徴とする。
【００３２】
上記構成によると、結着樹脂中に着色剤および離型剤を均一に分散した混練物を、高効率で製造することができ、得られた混練物を用いて、光沢のある良好な画像が得ることができるトナーを大量に製造することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る混練装置は、以上のように、対向するロールのロール長をＬｍｍ、ロール径をＤｍｍ、上記ロール間の原料供給側端部における最小間隔であるギャップをＤＩｍｍとすると、
Ｌ／Ｄ≦７のとき、０．１≦ＤＩ、
Ｌ／Ｄ＞７のとき、０．０８≦ＤＩ
となるように、上記ギャップが設定されている。
【００３４】
上記構成によると、ギャップの大きさＤＩが、Ｌ／Ｄの値に応じて設定されるため、混練途中の両ロール間の間隙からの大量の粉落ちや、結着樹脂の溶融不良による供給部付近の大きな塊の発生がない。そのため、供給した原料混合物を無駄に浪費することなく、混練を行うことができる。
【００３５】
また、原料供給側付近で、結着樹脂の溶融不良による大きな塊の発生がない。そのため、結着樹脂が完全に溶融し、しかも、ロール表面上で、剥離や剥がれがなく、完全に巻きついた状態で混練することが可能である。その結果、混練物に適度なシェアが付加され、結着樹脂中に着色剤や離型剤が均一に分散した混練物を製造することができる。
【００３６】
更に、ロールを使用する事により、他の形式の混練機より、混練物に対して、付加できるシェア（圧力）を強くすることができる。その結果、結着樹脂中における、着色剤、離型剤の分散をよくすることができる。
【００３７】
よって、上記の構成によると、結着樹脂中に着色剤および離型剤を均一に分散した混練物を、高効率で製造することができる。そのため、得られた混練物を用いることで、光沢のある良好な画像が得ることができるトナーを大量に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の一実施形態について図１ないし図３に基づいて説明すると以下の通りである。
図２は、本発明に係る混練装置（オープンロール型連続混練機）の一例を示す斜視図である。図２に示すように、本実施形態の混練装置１０は、相対向する２本のロール（加熱ロール３および冷却ロール４）からなるオープンロール１５と、電磁フィーダー（原料供給装置）１とを備えている。
【００３９】
オープンロール１５は、加熱ロール３と冷却ロール４との２本の円筒状のロールを、互いに平行に近接して配置された状態で構成される。加熱ロール３と冷却ロール４は、それぞれ互いに逆向きとなるように、以下で説明する供給された原料混合物をロール間に巻き込む方向に（図２において矢印５の方向）に回転する。
【００４０】
また、加熱ロール３内には、オイル等の加熱媒体を、また、冷却ロール４内には、水等の冷却媒体をそれぞれ通すことにより、温度調整が行われる。この温度調整は、ロールごとに、オープンロールにおいて原料供給地点である原料供給側と混練物が排出される混練物排出側とで、それぞれ行うことができる。なお、本実施形態において、加熱ロール３および冷却ロール４には、それぞれ、表面にらせん状の溝ａおよび溝ｂが形成されたロールを使用するものとする。しかし、溝がないロールを使用しても構わない。また、ロールの配置は、図示したものに限定されない。
【００４１】
電磁フィーダー１は、オープンロール１５に対して、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型材とからなる、予め予備混合された原料混合物（予備混合物）を供給するためのものである。電磁フィーダー１は、振動型となっており、オープンロール１５の供給側（図２では左側）の外側方に設置された載置台（図示せず）上に載置される。電磁フィーダー１は、原料混合物を一時貯留するホッパ部１１部と、内部に螺旋状のスクリューが内蔵されたスクリュー部１２とを備えている。スクリュー部１２は、２本のスクリュー（図示せず）が互いに平行に配置されている。ホッパ部１１とスクリュー部１２とは連通されている。電磁フィーダー１は、ホッパ部１２に貯留された原料混合物を、スクリューの所定方向への回転により搬送し、オープンロール１５間に供給する。また、電磁フィーダー１は、原料混合物の供給口において、オープンロール１５の回転軸方向と略平行な供給幅Ｉ［ｍｍ］を有している。また、オープンロール１５に向かって、下方に約１０°の供給角度、を有している。
【００４２】
さらに、図１に、混練装置１０の上からの平面図を示す。図１に示すように、加熱ロール３と冷却ロール４とは、それぞれ、ロール固定軸９により支持され、２本のロール固定軸９は、それぞれ、両端で装置固定軸８により支持される。なお、ロール固定軸９および装置固定軸８は、例えば、金属等から構成されていればよい。
【００４３】
また、図１に示すように、加熱ロール３と冷却ロール４とは、ロール長Ｌ[ｍｍ]、ロール径Ｄ［ｍｍ］のサイズを有している。また、加熱ロール３と冷却ロール４とのロール間の原料供給側端部における最小間隔であるギャップをＤＩ［ｍｍ］とする。
【００４４】
混練装置１０において、ギャップＤＩは、
Ｌ／Ｄ≦７のとき、０．１≦ＤＩ≦０．３、
Ｌ／Ｄ＞７のとき、０．０８≦ＤＩ＜０．１
となるように、設定されている。
【００４５】
上記のように、ギャップの大きさＤＩが、ロール長Ｌとロール径Ｄとの関係式Ｌ／Ｄの値に応じて設定されると、混練途中の両ロール間の間隙からの大量の粉落ちや、結着樹脂の溶融不良による原料供給地点付近の大きな塊の発生がない。そのため、供給した原料混合物を無駄に浪費することなく、混練を行うことができる。
【００４６】
また、原料供給側付近で、結着樹脂の溶融不良による大きな塊の発生がない。そのため、結着樹脂が完全に溶融し、しかも、ロール表面上で、剥離や剥がれがなく、完全に巻きついた状態で混練することが可能である。その結果、混練物に適度なシェアが付加され、結着樹脂中に着色剤や離型剤が均一に分散した混練物を製造することができる。
【００４７】
更に、ロールを使用する事により、他の形式の混練機より、混練物に対して、付加できるシェア（圧力）を強くすることができる。その結果、結着樹脂中における、着色剤、離型剤の分散をよくすることができる。
【００４８】
上記のような混練装置１０の構成によると、結着樹脂中に着色剤および離型剤を均一に分散した混練物を、高効率で製造することができる。そのため、得られた混練物を用いることで、光沢のある良好な画像が得ることができるトナーを大量に製造することができる。なお、得られた混練物を、粉砕分級することにより、トナーを製造することができる。
【００４９】
ここで、上記のＬ、ＤおよびＤＩの関係が、Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ＜０．１、または、Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＜０．０８である場合を考える。これらの場合、２本のロールの間隙が狭いため、供給された原料混合物の両ロール間への食い込みが悪くなる。その結果、両ロール間に原料混合物が滞留して溶融不良となり、原料供給地点に大きな塊が発生しやすくなる。そればかりか、原料供給地点から混練物排出地点へ原料混合物の移動が遅くなり、処理量が大幅に下がる。更に、大きな塊が発生すると、ときには混練物排出側へ移動し、その塊表面についている溶融不良の結着樹脂の粒子が、前記の塊と、混練途中の原料混合物と接触することにより、混練途中の原料混合物に付着する。そして、溶融不良の結着樹脂の粒子が異物として、混練途中の原料混合物と一緒に混練され、最終的に排出されることになる。
【００５０】
さらに、上記のＬ、ＤおよびＤＩの関係が、Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ＞０．３、または、Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＞０．１である場合を考える。これらの場合、両ロールの間隙が広いため、供給された原料混合物は、両ロールの間隙から下方へ落下しやすくなる。そのため、原料混合物の多くが無駄に浪費され、その結果、得られる混練物が大幅に減少する。しかも、Ｌ／Ｄ＞７のときは、ロール間の滞留物量が、Ｌ／Ｄ≦７のときより多くなる。さらにＤＩ＞０．１であると、前記の滞留物全体に対して、混練時の圧力（シェア）がうまく作用しなくなる。よって、これらの場合、結着樹脂中に着色剤や離型剤が均一に分散したトナーを製造することができなくなる。
【００５１】
また、本実施形態では、電磁フィーダー１の供給幅Ｉ［ｍｍ］は、供給幅Ｉとロール長Ｌとが、５≦Ｌ／Ｉを満たすように、設定されている。
【００５２】
このように設定されていることで、ロール内で、投入された原料混合物を混練するための距離（区間）が十分に確保されているため、結着樹脂中への着色剤、離型剤の分散が優れた混練物が生成することができる。
【００５３】
さらに、原料混合物を投入する幅が十分に確保されているため、供給地点付近で滞留する量が増加せず、混練途中の両ロール間の間隙からの大量の粉落ちや、結着樹脂の溶融不良による供給部付近の大きな塊の発生がない。そのため、原料混合物を浪費せずに有効利用することができる。
【００５４】
さらに、上記供給幅Ｉは、Ｉ≧１００を満たすように、設定されてもよい。
【００５５】
ここで、供給幅Ｉとロール長Ｌとの関係が、Ｉ≧１００の時、Ｌ／Ｉ＜５ならば、原料供給地点から、生成された混練物が排出される混練物排出地点までの距離が短い為、混練が十分に行われず、結着樹脂中への着色剤、離型剤の分散が悪い混練物が生成される。
【００５６】
また、上記の供給幅Ｉとロール長Ｌとの関係が、５≦Ｌ／Ｉの時、Ｉ＜１００ならば、原料混合物の供給の範囲が狭まる。そのため、供給地点に滞留する量が増加し、前後の両ロール間へ食い込む前に両ロールの間隙から下方へ大量の粉落ちが発生する。よって、原料混合物が無駄に浪費されることになる。
【００５７】
また、本実施形態では、電磁フィーダー１は、原料混合物の供給速度を、
ギャップＤＩが、０．１≦ＤＩ≦０．３のとき、２〜１０ｋｇ／ｈ、
０．０８≦ＤＩ＜０．１のとき、２０〜７５ｋｇ／ｈ
として原料混合物を供給する。
【００５８】
このように供給すると、混練物の収率がよく、また、着色剤や離型材の分散性のよい混練物を得ることができる。
【００５９】
なお、上記の範囲の上限を超えた場合は、粉落ち量が増加して、混練物の収率が低下する。また、上記の範囲の下限を下回った場合は、ロール表面上に巻きつく混練物の量が不足し、オープンロール１５の表面の温度により、巻きついた混練物が溶融しすぎて低粘度となる。その結果、混練時のシェアが、混練物に対してうまく作用しなくなり、着色剤や離型材の分散性が悪い混練物が生成されることになる。
【００６０】
次に混練装置１０を用いた溶融混練について説明する。
【００６１】
トナーの製造において、通常、予め、溶融混練の前に、結着樹脂、着色剤、離型材等を所定量計量して、Ｑ型ミキサー、ヘンシェルミキサー等のミキサー（混合機）を使用し予備混合（前混合）を行う。本実施形態においても、所望の量を計量した結着樹脂、着色剤等をそれぞれ前記のミキサー内に投入して、原料混合物の予備混合を行う。なお、原料混合物は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含むとする。しかし、これ以外の材料、例えば、帯電制御剤、誘起分散剤、無機分散剤、滑剤、無機微粉末、磁性粉等が含まれていてもかまわない。
【００６２】
予備混合された原料混合物は、まず、電磁フィーダー１のホッパ部１１に投入され、その後、スクリュー部１２を介して、加熱ロール３と冷却ロール４との間へ、オープンロール１５の上から（図１において矢印２ａの方向に）供給される。
【００６３】
オープンロール１５に供給された予備混合物は、供給された地点付近で滞留する。そして、オープンロール１５の回転により、順次、この滞留物が、加熱ロール３の加熱や、混練の摩擦等による発熱により、溶融して加熱ロール３に巻きつく。そして、加熱ロール３に巻きつきながら、加熱ロール３および冷却ロール４による圧力により、結着樹脂内に着色剤が練りこまれて混練される。電磁フィーダー１からの原料混合物の供給量が増えていくと、混練物は、順次、排出側の方へ移動する。そして、オープンロール１５の排出側に取り付けられている円形状の金属製ストリップカッター６により、加熱ロール３に巻きついた混練物の切断が行われる。切断後に、混練物は、下側（図１においては矢印６ａの方向）に排出される。そして、回収ボックス７内に混練物が回収される。
【００６４】
なお、この回収された混練物を、粉砕・分級することで、所望の粒度分布を有するトナーを製造する。
【実施例】
【００６５】
本実施例として、予備混合、上記の実施形態に記載した混練装置１０を用いた溶融混練等の工程からなる粉砕法によってトナーを製造した。本実施例のトナーは、トナーの体積基準分布の５０％平均粒径が６．５μｍ程度の２成分現像用の非磁性マゼンタトナーである。
【００６６】
具体的に、下記に示される原料混合物（トナー構成材料）を、上記の実施形態に記載した混練装置１０で溶融混練した後に、得られた混練物を粉砕・分級して所望の粒度分布を有するトナーを作成した。
【００６７】
混練装置１０により溶融混練を行うことで、従来の混練機に比べて、原料混合物に加わる圧力が大きい為、着色剤、離型剤が結着樹脂中に均一に分散することができる。そのため、この混練物より作成されたトナーを用いることで、光沢のある良好な画像が得られる。
【００６８】
本実施例、および比較例で用いた原料混合物の材料および分量は、以下（１）〜（４）である。
（１）結着樹脂・・・ポリエステル樹脂（溶融温度Ｔｍ＝１１０℃）：７８重量部［重量平均分子量：１０，０００、数 平均分子量：３，０００、ガラス転移温度：６４℃］（なお、数 平均分子量とは、１つの高分子の系の全重量を、その系中の分子数で割った値を示すものである）
（２）着色剤・・・マゼンタ顔料マスターバッチ：１５重量部（含まれている素顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントＲＥＤ  ５７：１は、４０％）
（３）帯電制御剤・・・サリチル酸金属塩系帯電制御剤：２重量部
（４）離型材：カルナバ系離型剤（溶融温度Ｔｍ＝８０℃）：５重量部
上記の原料混合物の材料、計１００重量部に対して、予備混合、混練、粉砕、分級の各工程を行って所望の粒度分布（体積基準分布の平均粒径＝６．５μｍ）を有するトナーを得た。その後、得られたトナー１００重量部に外添剤（流動性付与剤）であるシリカを０．５３重量部の割合で混合して調製した。
【００６９】
この調製サンプルに、平均粒径８５μｍのフェライトキャリアをＴ／Ｄ（デベロッパー（トナー＋キャリア）中のトナーの割合）＝４重量部となる様に加えて混合し、トナー（２成分現像剤）を試作として製造した。
【００７０】
ここで、混合機（ミキサー）により結着樹脂中に混合され、そして、混練装置１０（オープンロール）により混練される着色剤量は、結着樹脂中に均一に分散させるために、全トナー構成材料に対して、４〜１２重量部であることが望ましい。
【００７１】
上記の分量の結着樹脂の溶融温度は、測定装置に、フローテスター（ＣＦＴ−５００、島津製作所（株）製）を用いて測定した。具体的に溶融温度は、ダイスの細孔の径１ｍｍ、長さ１ｍｍ、荷重２０ｋｇｆ、昇温速度６℃／分の測定条件で１ｍｍ３の試料を溶融流出させた場合に、流出開始点から流出終了点の高さの１／２に相当する温度とした。
【００７２】
また、離型剤の溶融温度は、測定装置に、ＤＳＣ−９２００（アルバック理工株式会社製）を用いた。この測定装置にて、昇温速度１０℃／分の測定条件で離型剤の溶融温度を測定した。
【００７３】
本実施例では、以下の表１に示すように、混練装置１０のロール長Ｌ、ロール径Ｄ、供給側端部におけるギャップＤＩ、そして、電磁フィーダー１の電磁供給幅Ｉ、原料混合物の供給速度を以下の表１に示すように、様々に設定して混練を行い、粉砕、分級の各工程を経て所望の粒度分布を有するトナーを製造した。ここでは、体積基準の平均粒径が、６．５μｍ程度、個数基準の５．０４μｍ以下の個数が３０％以下の粒度分布を有するトナーを製造した。
【００７４】
【表１】
2006195015.tif 000003
【００７５】
また、本実施例の比較例として、混練装置１０のロール長Ｌ、ロール径Ｄ、供給側端部におけるギャップＤＩ、そして、電磁フィーダー１の電磁供給幅Ｉ、原料混合物の供給速度を以下の表２に示すように、様々に設定して混練を行い、粉砕、分級の各工程を経て所望の粒度分布を有するトナーを製造した。
【００７６】
【表２】
2006195015.tif 000004
【００７７】
表１の各実施例、及び、表２の各比較例のサイズに設定した混練装置１０についての評価を行った。ここでは、表１の各実施例、及び、表２の各比較例のサイズに設定した混練装置１０を用いて製造したトナーについて、それぞれの透過率を調べた。透過率は、一般に、カラートナーにおいて、トナー内部の結着樹脂中の顔料（着色剤）の分散性を調査する上で有効なパラメータである。また、混練中における、供給した原料混合物の粉落ち状況（両ロール間から下方への落下状況）、及び、原料供給側付近での原料混合物の大きな塊の発生状況も併せて、目視で評価を行った。
【００７８】
以下に、透過率を求めるのために行った方法を示す。
【００７９】
製造したマゼンタトナー少量を、１枚のスライドガラス上で均一化した。その後、別の１枚のスライドガラスで挟み込み、最小透過率（ピーク）を３％に調整し、薄層のトナーサンプルを作成した。このトナーサンプルを用いて、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における分光透過率を、分光光度計Ｕ−３３００（日立製作所製）で測定した。透過率の測定曲線の一例を図３に示す。図３より、以下に定義された透過率ａ値を求め、表１の各実施例、及び、表２の各比較例のサイズを有する混練装置１０を用いて製造したトナーの透過率の良否判定基準とした。
【００８０】
ここで、透過率ａを、可視光領域におけるマゼンタ顔料の３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長領域での最大透過率［％］、と定義する。
【００８１】
良否判定基準は、上記の求められた透過率ａの値を用いて、ａ≧７０なら、○、ａ＜７０なら、透明性、着色力不足の為、×とした。ここでは、○×の二段階評価とした。また、混練中の粉落ち状況、及び、大きな塊の発生状況、についても評価した。
【００８２】
さらに、混練中の粉落ち状況、大きな塊の発生状況、そして、透過率ａの値より、表１の各実施例、及び、表２の各比較例のサイズに設定した混練装置１０それぞれに対して、○△×の三段階評価で、総合評価を行った。評価基準は、粉落ち、大きな塊の発生状況、及び、透過率ａの計３項目に関して、全て良好なら、○、また、３項目のうち、１項目不良なら、△、そして、２項目以上不良なら、×とした。つまり、○の評価は、粉落ち少量であり、大きな塊の発生がなく、透過率良否判定○の混練装置に対してなされる。また、×の評価は、粉落ち多量で、大きな塊の発生があり、透過率良否判定×の混練装置に対してなされる。
【００８３】
表１の各実施例のサイズに設定した混練装置１０について、以上の、混練中の粉落ち状況、大きな塊の発生状況、そして、透過率ａの値、および総合評価についての結果をまとめたものを、表３に示す。
【００８４】
【表３】
2006195015.tif 000005
【００８５】
また、表２の各比較例のサイズに設定した混練装置１０について、以上の、混練中の粉落ち状況、大きな塊の発生状況、そして、透過率ａの値、および総合評価についての結果をまとめたものを、表４に示す。
【００８６】
【表４】
2006195015.tif 000006
【００８７】
なお、表３，４において、大きな塊とは、約直径３０〜８０ｍｍのものを指すものとする。また、粉落ち状況について、極小量とは、１時間あたりトナー１００重量部に対して、約５重量部、多量とは、１時間あたりトナー１００重量部に対して約２５重量部を示すものとする。
【００８８】
次に、表１〜４を用いて、混練装置１０における、ロール長Ｌ、ロール径Ｄｍｍ、ロール間のギャップＤＩとの関係、また、ロール長Ｌと供給幅Ｉとの関係、ロール間のギャップＤＩと原料混合物の供給速度との関係について詳細に説明する。
【００８９】
Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ≦０．１ならば、もしくは、Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＜０．０８ならば、オープンロール１５における原料混合物の供給地点付近で、大きな塊が頻繁に発生し、供給側から排出側への原料混合物の移動も遅くなった（表２，４の比較例サンプルＮｏ．１，５，９，１３参照）。従って、Ｌ／Ｄ≦７のとき、０．１≦ＤＩ、もしくは、Ｌ／Ｄ＞７のとき、０．０８≦ＤＩであることが望ましいということがわかる。
【００９０】
さらに、Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ＞０．３、もしくは、Ｌ／Ｄ＞７のとき、ＤＩ＞０．１ならば、前後の両ロール間の間隙から、大量の粉落ちが発生し、供給した原料混合物が浪費された。また、ＤＩが広い為、溶融混練途中の原料混合物へ付加されるシェア（圧力）が低下し、透過率ａ値が低くなった（表２，４の比較例サンプルＮｏ．２，６，１０，１４参照）。従って、Ｌ／Ｄ≦７のとき、ＤＩ≦０．３、もしくは、Ｌ／Ｄ＞７の時、ＤＩ＜０．１であることが望ましいことがわかる。
【００９１】
なお、Ｌ／Ｄ≦７とＬ／Ｄ≦６．９９との間に明確な差があることは、表１，３の実施例サンプルＮｏ．３４と、表２，４の比較例サンプルＮｏ２２とからもわかる。
【００９２】
さらに、Ｌ／Ｉ＜５ならば、原料混合物の供給地点から、生成された溶融混練物の排出地点までの距離が短いため、混練可能な区間（ロール幅）も短くなり、溶融混練途中の原料混合物へ付加されるシェア（圧力）が、適度に付加される前に、溶融混練物が生成し排出された。よって、透過率ａ値が低くなった（表２，４の比較例サンプルＮｏ．３，７，１１，１５）。従って、５≦Ｌ／Ｉであることが望ましいことがわかる。
【００９３】
さらに、５≦Ｌ／Ｉのとき、Ｉ＜１００ならば、原料混合物が、狭い範囲に集中して供給され、前後の両ロール間の間隙から、大量の粉落ちが発生し、供給した原料混合物が浪費された。また、前記の狭い範囲への供給により、供給部付近の前後の両ロール間において、結着樹脂の溶融不良による大きな塊も発生したケースもみられた（表２，４の比較例サンプルＮｏ．４，８，１２，１６，２１）。従って、５≦Ｌ／Ｉのとき、Ｉ≧１００であることが望ましいことがわかる。
【００９４】
さらに、原料混合物の供給速度は、０．１≦ＤＩ≦０．３のとき、２〜１０ｋｇ／ｈ、また、０．０８≦ＤＩ＜０．１のとき、２０〜７５ｋｇ／ｈであることが望ましいことがわかる。
【００９５】
上記の範囲の上限を超えた場合は、粉落ち量が増加して、混練物の収率が低下する。また、上記の範囲の下限を下回った場合は、ロール表面上に巻きつく混練物の量が不足し、ロール表面の温度により、巻きついた混練物が溶融しすぎて低粘度となる。その結果、混練時のシェアが、混練物に対してうまく作用しなくなり、着色剤や離型材の分散性が悪い混練物が生成されてしまう（表２，４の比較例サンプルＮｏ．１７〜２０参照）。
【００９６】
以上より、対向するオープンロールのロール長をＬ［ｍｍ］、ロール径をＤ［ｍｍ］、上記ロール間の原料供給側端部における最小間隔であるギャップをＤＩ［ｍｍ］とすると、Ｌ／Ｄ≦７の時、０．１≦ＤＩ≦０．３、更に、Ｌ／Ｄ＞７の時、０．０８≦ＤＩ＜０．１に設定してトナーを製造することが望ましい。
【００９７】
さらに、上記の条件でトナーを製造する場合、オープンロール１５へ投入する原料混合物の供給幅をＩ［ｍｍ］とすると、Ｉと、前記ロール長Ｌとの関係が、５≦Ｌ／Ｉ、かつ、Ｉ≧１００であることが望ましい。
【００９８】
なお、本発明は、前述の実施の形態、及び実施例に記載の範囲に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、１成分現像用のトナーや、磁性トナー等にも適用することができる。また、混練に用いるオープンロール型連続混練機の型式や形状についても３本以上の互いに平行に並設されたロールや、ロールの一方の側の外径が、他方の側の外径に比べて大きい円筒形状のロールなど様々な技術分野に応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、例えば、電子写真記録プロセスにより紙等の記録媒体上に画像形成を行う場合に、着色材料として用いられるトナーの製造に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、混練装置の一例を示す斜視図である。
【図２】上記混練装置の上からの平面図である。
【図３】可視光領域（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長範囲）におけるマゼンタトナーの透過率曲線のグラフを示した図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    電磁フィーダー（原料供給装置）
３    加熱ロール（ロール）
４    冷却ロール（ロール）
１０  混練装置
１５  オープンロール（ロール）
Ｌ    ロール長
Ｄ    ロール径
ＤＩ  ギャップ
Ｉ    供給幅
【図１】
2006195015.tif 000007
【図２】
2006195015.tif 000008
【図３】
2006195015.tif 000009