(57)【要約】 【課題】  品質の安定したトナーが得られ、収率が高いトナーの製造方法、トナーおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】  粉砕工程で得られた粉砕物が、分級機１へと搬送され、分級工程が行われ、トナーとトナー微粉とが得られる。トナー微粉は再利用に供するために、サイクロン２を通り、微粉再分級装置４へ搬送される。微粉再分級装置４では、再分級工程が行われる。微粉再分級装置４によって、トナー微粉のうち、製品として利用できるトナー粗粉を分級抽出する。残りのトナー微粉は、サイクロン５を通り、気体と分離され、廃棄トナーとして回収される。トナー粗粉は、別のサイクルの分級工程で、粉砕物と混合されてから、分級機１へと搬送され、分級が行われる。分級機１によって、製品として利用できるトナーを取り出す。これらの工程は循環して行われる。【選択図】      図２
2008299024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤および離型剤を混合する原料混合工程と、
前記原料混合工程で得られる原料混合物を溶融混練する溶融混練工程と、
前記溶融混練工程で得られる溶融混練物を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程で得られる冷却物を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で得られる粉砕物を分級する分級工程と、
前記分級工程で得られるトナー微粉を再分級してトナー粗粉を得る再分級工程と、
を含み、
前記分級工程では、
粉砕物と、予め得られたトナー粗粉とを混合して分級することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項２】
前記再分級工程で、気流分散式によって前記トナー微粉を再分級することを特徴とする請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項３】
前記結着樹脂は、ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナーの製造方法。
【請求項４】
前記分級工程で、前記粉砕物に対する前記トナー粗粉の混合比率を３重量％以上７重量％以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のトナーの製造方法。
【請求項５】
前記トナー粗粉の体積平均粒径が、４μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナーの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のトナーの製造方法により得られることを特徴とするトナー。
【請求項７】
請求項６に記載のトナーを用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーの製造方法、トナーおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式、静電印刷方式などを用いて画像を形成する画像形成装置においては、トナーを用いて、記録媒体に画像が形成される。このような画像形成装置によれば、感光体上に種々の作像プロセスにて静電潜像を形成し、次いで現像機から供給されるトナーにより感光体上の静電潜像を現像してトナー像とし、トナー像を記録媒体に転写した後、定着ローラにより加熱加圧して記録媒体に定着させて画像が記録される。
【０００３】
トナーは、結着樹脂中に着色剤、帯電制御剤、離型剤などの添加成分を分散させた微細粒子であり、画像濃度の高い画像を形成できることが要求される。
【０００４】
従来の乾式粉砕法によるトナーの製造方法では、まず原料計量工程において、結着樹脂、着色剤、離型剤、帯電制御剤などを計量する。次に原料混合工程、溶融混練工程、冷却工程、粉砕工程を経て、粉砕物を得る。この段階においては画像かぶりなどの不具合を起こす所定粒径以下のトナー微粉が含まれているため、続く分級工程で、トナー微粉を分級機によって取り除く。分級工程にて所定の粒度分布に揃えられたトナーは、外添処理されて最終製品トナーとなる。
【０００５】
最終製品トナーの収率を高くして、トナーの生産性を向上させるために、分級工程で取り除かれたトナー微粉を回収して、再利用する従来技術がある。
【０００６】
たとえば第１の従来技術では、分級後に発生したトナー微粉を、原料混合工程に戻して再利用している（特許文献１参照）。
【０００７】
また第２の従来技術では、粉砕／分級工程で分離回収される分級微粉を、原料を溶融混練する希釈混練工程にて添加して再利用している（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３１９２０４号公報
【特許文献２】特開２００２−１０８００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
分級により取り除かれたトナー微粉を原料混合工程で再利用すると、トナー原料の混合性が阻害され、混合が十分に行われないので、トナーの品質の安定性が低下する。また続いて行われる溶融混練工程で、再利用されたトナー微粉は繰り返し溶融混練されて、高い温度によるストレスを再度受けるので、トナーの品質の安定性がさらに低下する。トナーの品質の安定性を確保するためには、再利用可能なトナー微粉の量には限度がある。よって分級工程で限度量を超過するトナー微粉が発生する場合には、その超過分は全量廃棄されるため、最終製品トナーの収率が低くなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、従来の問題を解決して、品質の安定したトナーが得られ、収率が高いトナーの製造方法、トナーおよび画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤および離型剤を混合する原料混合工程と、
前記原料混合工程で得られる原料混合物を溶融混練する溶融混練工程と、
前記溶融混練工程で得られる溶融混練物を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程で得られる冷却物を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で得られる粉砕物を分級する分級工程と、
前記分級工程で得られるトナー微粉を再分級してトナー粗粉を得る再分級工程と、
を含み、
前記分級工程では、
粉砕物と、予め得られたトナー粗粉とを混合して分級することを特徴とするトナーの製造方法である。
【００１２】
また本発明は、前記再分級工程で、気流分散式によって前記トナー微粉を再分級することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記結着樹脂は、ポリエステル樹脂であることを特徴とする。
また本発明は、前記分級工程で、前記粉砕物に対する前記トナー粗粉の混合比率を３重量％以上７重量％以下とすることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記トナー粗粉の体積平均粒径が、４μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記トナーの製造方法により得られることを特徴とするトナーである。
また本発明は、前記トナーを用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トナーの製造方法少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤および離型剤を混合する原料混合工程と、原料混合工程で得られる原料混合物を溶融混練する溶融混練工程と、溶融混練工程で得られる溶融混練物を冷却する冷却工程と、冷却工程で得られる冷却物を粉砕する粉砕工程と、粉砕工程で得られる粉砕物を分級する分級工程と、分級工程で得られるトナー微粉を再分級してトナー粗粉を得る再分級工程とを含み、分級工程では、粉砕物と、予め得られたトナー粗粉とを混合して分級する。
【００１７】
分級工程で得られたトナー微粉のうち、製品として利用できるトナー粗粉を再分級工程で再分級抽出する。その後別のサイクルの分級工程でこのトナー粗粉を再利用する。トナー粗粉を粉砕物と混合して、分級工程で所定の粒度に揃える分級を再度行うことで、収率を高くすることができる。このように生産性の高いトナー微粉再分級システムを構築することによって、トナー廃棄量が少なく、収率が高いトナーの製造方法を実現することができる。
【００１８】
またトナー粗粉を別のサイクルの粉砕工程後の粉砕物と混合して再利用しており、トナー粗粉は再度溶融混練されないので、トナー品質の安定性は低下しない。
【００１９】
また本発明によれば、再分級工程で、気流分散式によってトナー微粉を再分級することが好ましい。トナー微粉を分級する微粉再分級装置として気流分散式のものを用いると、トナー微粉を高速気流によって分散した状態で供給するので、高精度な分級を行うことができる。また微粉再分級装置内でのトナー微粉の付着が起こらないので、付着性や凝集性が高いトナー微粉を高精度に分級することができ、付着による粒度の変化の影響を抑えることができる。
【００２０】
また本発明によれば、結着樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。ポリエステル樹脂の主鎖のエステル結合の影響により、凝集力が高く、より低い温度で定着することができる。またトナーの透明性および定着性などを向上させることができる。
【００２１】
また本発明によれば、分級工程で、粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を３重量％以上７重量％以下とすることが好ましい。粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を上記の範囲とすることで、トナー微粉中に含まれている、製品として使用できるトナー粗粉を再分級抽出することができ、分級収率を向上させることができる。また分級精度の悪化を招くこともなく、所定の粒度分布を有する製品トナーを得ることができる。
【００２２】
また本発明によれば、トナー粗粉の体積平均粒径が、４μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。トナー粗粉の体積平均粒径が、上記の範囲であれば、分級工程でトナー粗粉を再利用することによって、収率の向上を実現することができる。
【００２３】
また本発明によれば、トナーは、上記のような効果を奏するトナーの製造方法によって得られることが好ましい。このようなトナーは高収率で得ることができるため、コストが低い。
【００２４】
また本発明によれば、画像形成装置は、上記のような効果を奏するトナーを用いて画像を形成することが好ましい。このような画像形成装置によれば、画像を形成するためのコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明のトナーの製造方法を説明するためのフローチャートである。本発明のトナーの製造方法は、たとえば、原料混合工程（ステップｓ１）と、溶融混練工程（ステップｓ２）と、冷却工程（ステップｓ３）と、粉砕工程（ステップｓ４）と、分級工程（ステップｓ５）と、再分級工程（ステップｓ６）とを含む。
【００２６】
原料混合工程（ステップｓ１）では、トナー原料を高速撹拌型混合機にて混合する。高速撹拌型混合機としては公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサー（商品名、三井鉱山株式会社製）、スーパーミキサー（商品名、株式会社カワタ製）、メカノミル（商品名、岡田精工株式会社製）などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）、コスモシステム（商品名、川崎重工業株式会社製）などが挙げられる。
【００２７】
トナー原料としては、少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤および離型剤を含む。
本発明において使用できる結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、公知のものがすべて可能である。たとえば、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およ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−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、芳香族系石油樹脂などが単独または混合して使用できる。
【００２８】
その中でも特に、ポリエステル樹脂であることが好ましい。ポリエステル樹脂の主鎖のエステル結合の影響により、凝集力が高く、より低い温度で定着することができる。またトナーの透明性および定着性などを向上させることができる。
【００２９】
また着色剤も公知のものすべてが使用可能である。たとえば、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、アンスラピリミジンイエロー等の黄色着色剤、ベンガラ、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等が挙げられる。
【００３０】
帯電制御剤としては、ニグロシン系材料や４級アンモニウム塩などが用いられ、たとえば、オイルブラック、スピロンブラック等の油溶性染料、含金属アゾ染料、ナフテン酸金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、脂肪酸石鹸、樹脂酸石鹸などが挙げられる。
【００３１】
離型剤としては、カルナバワックスなどの天然ワックス、高圧法ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系ワックス、シリコーン系ワックス、およびフッ素系ワックスなどが挙げられる。
【００３２】
溶融混練工程（ステップｓ２）では、得られた原料混合物を溶融混練する。混練機としては公知のものを使用でき、たとえば、二軸押出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−６５／８７、ＰＣＭ−３０（以上いずれも商品名、株式会社池貝製）などの１軸または２軸のエクストルーダ、ニーデックス（商品名、三井鉱山株式会社製）などのオープンロール方式の混練機が挙げられる。
【００３３】
特に溶融混練操作においては、添加剤を効率よく分散させるために、溶融時の樹脂粘度が上がりすぎないよう低温度での高シェア混練が望ましく、特にオープンロール方式のものなどが望ましい。
【００３４】
冷却工程（ステップｓ３）では、得られた溶融混練物を冷却固化する。
粉砕工程（ステップｓ４）では、冷却固化された溶融混練物を粗粉砕後に微粉砕する。溶融混練物の固化物は、ハンマーミルまたはカッターミルなどによって、１００μｍ〜５ｍｍ程度の粒径を有する粗粉砕物に粉砕された後、このような粗粉砕物を、たとえば超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機または高速で回転する回転子（ロータ）と固定子（ライナー）との間に形成される空間に粗粉砕物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機などを用いて所望の粒径にまで粉砕し、粉砕物を得る。
【００３５】
分級工程（ステップｓ５）では、粉砕物に、予め別のサイクルで得られた後述するトナー微粉を混合してから、分級を施す。
【００３６】
粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を３重量％以上７重量％以下とすることが好ましい。粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を上記の範囲とすることで、トナー微粉中に含まれている、製品として使用できるトナー粗粉を再分級抽出することができ、分級収率を向上させることができる。また分級精度の悪化を招くこともなく、所定の粒度分布を有する製品トナーを得ることができる。
【００３７】
混合および分級を行う分級機としては、公知のものを使用でき、たとえばロータリー式分級機（商品名：ＴＳＰセパレータ、ＴＴＳＰセパレータ、ホソカワミクロン株式会社製）等を使用できる。
【００３８】
再分級工程（ステップｓ６）では、分級工程で除去された、粒径の小さいトナー微粉に、風力等による分級を施して、トナー粗粉を再分級抽出する。気流分散式によってトナー微粉を再分級することが好ましい。トナー微粉を分級する微粉再分級装置として気流分散式のものを用いると、トナー微粉を高速気流によって分散した状態で供給するので、高精度な分級を行うことができる。また微粉再分級装置内でのトナー微粉の付着が起こらないので、付着性や凝集性が高いトナー微粉を高精度に分級することができ、付着による粒度の変化の影響を抑えることができる。
【００３９】
再分級機としては、公知のものを使用でき、たとえば高精度気流分級機（商品名：ＵＦＣ、日本ニューマチック工業株式会社製）等を使用できる。このとき得られるトナー粗粉の体積平均粒径が、４μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。トナー粗粉の体積平均粒径が、上記の範囲であれば、分級工程（ステップｓ５）でトナー粗粉を再利用することによって、収率の向上を実現することができる。
【００４０】
その後、トナー粗粉は、別のサイクルの粉砕物に混合され、分級されることによって、トナー収率が向上する。このように分級工程で得られたトナー微粉のうち、製品として利用できるトナー粗粉を再分級工程で分級抽出する。その後別のサイクルの分級工程でこのトナー粗粉を再利用する。トナー粗粉を粉砕物と混合して、分級工程で所定の粒度に揃える分級を再度行うことで、収率を高くすることができる。このように生産性の高いトナー微粉再分級システムを構築することによって、トナー廃棄量が少なく、収率が高いトナーの製造方法を実現することができる。
【００４１】
またトナー粗粉を別のサイクルの粉砕工程後の粉砕物と混合して再利用しており、トナー粗粉は再度溶融混練されないので、トナー品質の安定性は低下しない。
【００４２】
なおトナーに必要に応じてシリカやアルミナなどの外添剤をトナー表面に付着させる外添処理を施してもよい。
このようにして得られたトナーは、高収率で得ることができるため、コストが低い。
【００４３】
図２は、本発明のトナーの製造装置の一部を示す概略図である。粉砕工程（ステップｓ４）で得られた粉砕物が、分級機１へと搬送され、分級工程（ステップｓ５）が行われ、トナーとトナー微粉とが得られる。トナー微粉は再利用に供するために、サイクロン２を通り、微粉再分級装置４へ搬送される。サイクロンとは、気体中に混合した粉末状の固体を分離するための装置である。サイクロン２によっても分離されない超微粉末は、バグフィルタ３に捕獲される。気体と分離されたトナー微粉のうちの一部を、原料混合工程（ステップｓ１）で再利用するために微粉タンク（不図示）へ搬送してもよい。
【００４４】
微粉再分級装置４では、再分級工程（ステップｓ６）が行われる。微粉再分級装置４によって、トナー微粉のうち、製品として利用できるトナー粗粉を分級抽出する。残りのトナー微粉は、サイクロン５を通り、気体と分離され、廃棄トナーとして回収される。サイクロン５によっても分離されない超微粉末は、バグフィルタ６に捕獲され、廃棄される。
【００４５】
トナー粗粉は、別のサイクルの分級工程（ステップｓ５）で、粉砕物と混合されてから、分級機１へと搬送され、分級が行われる。分級機１によって、製品として利用できるトナーを取り出す。これらの工程は循環して行われる。
【００４６】
図３は、本発明の画像形成装置１０の構成を模式的に示す図である。
画像形成装置１０は、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１０においては、コピアモード（複写モード）、プリンタモードおよびＦＡＸモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。画像形成装置１０は、トナー像形成手段と、転写手段と、定着手段と、記録媒体供給手段と、排出手段とを含む。トナー像形成手段を構成する各部材および中間転写手段に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
【００４７】
トナー像形成手段は、感光体ドラム１１と、帯電手段１２と、露光ユニット１３と、現像手段１４と、クリーニングユニット１５とを含む。帯電手段１２、現像手段１４およびクリーニングユニット１５は、感光体ドラム１１まわりに、この順序で配置される。帯電手段１２は、現像手段１４およびクリーニングユニット１５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００４８】
感光体ドラム１１は、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。感光体ドラム１１には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される有機感光層とを含む、グランド電位に接続される直径２５〜３５ｍｍの感光体ドラムが挙げられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。有機感光層の層厚は、１０〜５０μｍであることが好ましい。また有機感光層と導電性基体との間に下地層を設けてもよい。さらに、有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。
【００４９】
帯電手段１２は、感光体ドラム１１を臨み、感光体ドラム１１の長手方向に沿って感光体ドラム１１表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム１１表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電手段１２には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを使用できる。本実施の形態では、帯電手段１２は感光体ドラム１１表面から離隔するように設けられるけれども、それに限定されない。たとえば、帯電手段１２として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体ドラム１１とが圧接するように帯電ローラを配置しても良く、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いても良い。
【００５０】
露光ユニット１３は、露光ユニット１３から出射される各色情報の光が、帯電手段１２と現像手段１４との間を通過して感光体ドラム１１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット１３は、画像情報を該ユニット内でｂ，ｃ，ｍ，ｙの各色情報の光に分岐し、帯電手段１２によって一様な電位に帯電された感光体ドラム１１表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット１３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットを使用できる。他にもＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
【００５１】
現像手段１４は、現像槽２０とトナーホッパ２１とを含む。現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽２０は、その内部空間にトナーを収容しかつ現像ローラ、供給ローラ、撹拌ローラなどのローラ部材またはスクリュー部材を収容して回転自在に支持する。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体ドラム１１に対向する位置に現像ローラが回転駆動可能に設けられる。現像ローラは、感光体ドラム１１との圧接部または最近接部において感光体１１表面の静電潜像にトナーを供給するローラ状部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（以下「現像バイアス」という）として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量を制御できる。供給ローラは現像ローラを臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ周辺にトナーを供給する。攪拌ローラは供給ローラを臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ２１から現像槽２０内に新たに供給されるトナーを供給ローラ周辺に送給する。トナーホッパ２１は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口（図示せず）と、現像槽２０の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口（図示せず）とが連通するように設けられ、現像槽２０のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。またトナーホッパ２１を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するよう構成しても構わない。
【００５２】
クリーニングユニット１５は、記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１５には、たとえば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、本発明の画像形成装置１０においては、感光体ドラム１１として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット１５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施の形態ではクリーニングユニット１５を設けるけれども、それに限定されず、クリーニングユニット１５を設けなくてもよい。
【００５３】
トナー像形成手段によれば、帯電手段１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１３から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、これに現像手段１４からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト２５に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１５で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【００５４】
転写手段は、感光体ドラム１１の上方に配置され、中間転写ベルト２５と、駆動ローラ２６と、従動ローラ２７と、中間転写ローラ２８（ｂ，ｃ，ｍ，ｙ）と、転写ベルトクリーニングユニット２９、転写ローラ３０とを含む。中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６と従動ローラ２７とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、矢符Ｓの方向に回転駆動する。中間転写ベルト２５が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ２８から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２５上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト２５上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。駆動ローラ２６は図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト２５を矢符Ｓ方向へ回転駆動させる。従動ローラ２７は駆動ローラ２６の回転駆動に従動回転可能に設けられ、中間転写ベルト２５が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト２５に付与する。中間転写ローラ２８は、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に圧接し、かつ図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられる。中間転写ローラ２８は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト２５に転写する機能を有する。転写ベルトクリーニングユニット２９は、中間転写ベルト２５を介して従動ローラ２７に対向し、中間転写ベルト２５の外周面に接触するように設けられる。感光体ドラム１１との接触によって中間転写ベルト２５に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット２９が中間転写ベルト２５表面のトナーを除去し回収する。転写ローラ３０は、中間転写ベルト２５を介して駆動ローラ２６に圧接し、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられる。転写ローラ３０と駆動ローラ２６との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト２５に担持されて搬送されて来るトナー像が、後述する記録媒体供給手段から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着手段に送給される。転写手段によれば、感光体ドラム１１と中間転写ローラ２８との圧接部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト２５に転写されるトナー像が、中間転写ベルト２５の矢符Ｓ方向への回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。
【００５５】
定着手段は、転写手段よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とを含む。定着ローラ３１は図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられ、記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱して溶融させ、記録媒体に定着させる。定着ローラ３１の内部には図示しない加熱手段が設けられる。加熱手段は、定着ローラ３１表面が所定の温度（加熱温度）になるように定着ローラ３１を加熱する。加熱手段には、たとえば、ヒータ、ハロゲンランプなどを使用できる。定着ローラ３１表面近傍には温度検知センサが設けられ、定着ローラ３１の表面温度を検知する。温度検知センサによる検知結果は、後記する制御手段の記憶部に書き込まれる。加圧ローラ３２は定着ローラ３１に圧接するように設けられ、加圧ローラ３２の回転駆動に従動回転可能に支持される。加圧ローラ３２は、定着ローラ３１によってトナーが溶融して記録媒体に定着する際に、トナーと記録媒体とを押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を補助する。定着ローラ３１と加圧ローラ３２との圧接部が定着ニップ部である。定着手段によれば、転写手段においてトナー像が転写された記録媒体が、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とによって挟持され、定着ニップ部を通過する際に、トナー像が加熱下に記録媒体に押圧されることによって、トナー像が記録媒体に定着され、画像が形成される。
【００５６】
記録媒体供給手段は、自動給紙トレイ３５と、ピックアップローラ３６と、搬送ローラ３７と、レジストローラ３８、手差給紙トレイ３９と、表面粗さ検知センサ（不図示）とを含む。自動給紙トレイ３５は画像形成装置１０の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体には、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。ピックアップローラ３６は、自動給紙トレイ３５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ３７は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体をレジストローラ３８に向けて搬送する。レジストローラ３８は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ３７から送給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ３９は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置１０内に取り込む装置であり、手差給紙トレイ３９から取り込まれる記録媒体は、搬送ローラ３７によって用紙搬送路Ｓ２内を通過し、レジストローラ３８に送給される。記録媒体供給手段によれば、自動給紙トレイ３５または手差給紙トレイ３９から１枚ずつ供給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【００５７】
排出手段は、搬送ローラ３７と、排出ローラ４０と、排出トレイ４１とを含む。搬送ローラ３７は、用紙搬送方向において定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着手段によって画像が定着された記録媒体を排出ローラ４０に向けて搬送する。排出ローラ４０は、画像が定着された記録媒体を、画像形成装置１０の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ４１に排出する。排出トレイ４１は、画像が定着された記録媒体を貯留する。
【００５８】
画像形成装置１０は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、たとえば、画像形成装置１０の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置１０の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１０内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、たとえば、記録媒体判定手段、付着量制御手段、定着条件制御手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（
Digital Versatile Disc）レコーダ、ＨＤＶＤ（High Definition Volumetric Display）、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置１０内部における各装置にも電力を供給する。
【００５９】
画像形成装置１０に、上記のような効果を奏するトナーの製造方法によって製造されたトナーを用いることが好ましい。このような画像形成装置１０によれば、画像を形成するためのコストを抑えることができる。
【実施例】
【００６０】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。以下において、「部」および「％」は特に断らない限りそれぞれ「重量部」および「重量％」を意味する。実施例および比較例におけるトナー、トナー微粉およびトナー粗粉の体積平均粒径および粒度分布は、以下のようにして測定した。また実施例および比較例で用いた結着樹脂の軟化点（Ｔｍ）は、以下のようにして測定した。
【００６１】
［トナー、トナー微粉、廃棄トナーおよびトナー粗粉の体積平均粒径］
電解液（商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製）５０ｍｌに、試料２０ｍｇ、および分散剤として界面活性剤（アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム）を０．１〜１ｍｌ加え、超音波分散器（商品名：ＵＴ−１０５Ｓ、シャープ株式会社製）により超音波周波数４０ｋＨｚで３分間分散処理して測定用試料を調製する。この測定用試料について、粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、ベックマン・コールター株式会社製）を用い、アパーチャ径１００μｍ、測定粒子数５００００カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布および個数粒度分布を測定し、体積粒度分布から体積平均粒径を求める。
【００６２】
〔結着樹脂の軟化点（Ｔｍ）〕
高下式フローテスター（商品名：ＣＦＴ−５００、株式会社島津製作所製）を用い、ダイの細孔の径１ｍｍ、長さ１ｍｍ、荷重１００ｋｇ／ｃｍ２、昇温速度６℃／分の条件下で、１ｃｍ３の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの１／２に相当する温度求め、軟化点とした。
【００６３】
（実施例１）
［トナー作製］
［粉砕物］
ポリエステル樹脂（三洋化成工業株式会社製、軟化点１１０℃）      １００部
着色剤（カーボンブラック、商品名：＃４４、三菱化学株式会社製）      ７部
帯電制御剤（含金属アゾ系化合物、商品名：ボントロンＳ３４、
オリエント化学工業株式会社製）                                      ２部
離型剤（ポリオレフィンワックス、商品名：ハイワックスＮＰ５０５、
三井化学株式会社製）                                                ３部
【００６４】
上記の材料をスーパーミキサー（商品名：ＳＭＶ−２０、株式会社カワタ製）にて充分に混合し、得られた原料混合物を連続式２本ロール混練機（商品名：ＭＯＳ１４０−８００、三井鉱山株式会社製）に定量供給し、溶融混練を行った。
【００６５】
次いで、溶融混練工程で得られた溶融混練物を冷却後粗粉砕し、ジェット式粉砕機（商品名：ＩＤＳ−２、日本ニューマチック工業株式会社製）によって微粉砕し、粉砕物を得た。
【００６６】
［トナーおよびトナー微粉］
得られた粉砕物を分級装置１（商品名：３１５−ＴＳＰ、ホソカワミクロン株式会社製）を用いて、所望の粒度分布が得られるまで分級を連続的に行い、トナーおよびトナー微粉を得た。
【００６７】
［トナー粗粉］
トナー微粉を、気流分散式の微粉分級装置４（商品名：ＵＦＣ−２、日本ニューマチック工業株式会社製）を用いて再分級し、トナー粗粉を得た。残りのトナーは、廃棄トナーとした。
【００６８】
［トナー］
トナー粗粉を、別のサイクルの粉砕物と混合した。このとき粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を３％とした。スクリューフィーダにより供給量３５ｋｇ／時間の供給量で、１５ｋｇを、分級装置１（商品名：３１５−ＴＳＰ、ホソカワミクロン株式会社製）に投入して、再び分級を連続的に行い、実施例１のトナーを得た。同時に得られるトナー微粉は、再分級して、得られたトナー粗粉を再利用に供して循環させた。得られたトナーの量から分級収率を算出した。
【００６９】
（実施例２）
粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を５％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２のトナーを作製した。
【００７０】
（実施例３）
粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を７％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２のトナーを作製した。
【００７１】
（実施例４）
粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を１％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４のトナーを作製した。
【００７２】
（実施例５）
粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を１０％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例５のトナーを作製した。
【００７３】
（比較例１）
再分級工程を行わず、粉砕物にトナー粗粉を混合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のトナーを作製した。
【００７４】
（比較例２）
再分級工程を行わず、粉砕物にトナー微粉を混合し、粉砕物に対するトナー微粉の混合比率を６％としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例２のトナーを作製した。
トナー、トナー微粉、廃棄トナー、トナー粗粉の体積粒度分布を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2008299024.tif 000003
【００７６】
トナー、トナー微粉、廃棄トナー、トナー粗粉の個数粒度分布を表２に示す。
【００７７】
【表２】
2008299024.tif 000004
【００７８】
トナー、トナー微粉、廃棄トナー、トナー粗粉の体積平均粒径（μｍ）を表３に示す。
【００７９】
【表３】
2008299024.tif 000005
【００８０】
以上のようにして作製した実施例および比較例のトナーについて、分級収率を計算し、評価を行った。
【００８１】
［トナーの分級収率］
材料の全重量と、得られたトナーの重量から、トナーの分級収率（％）を下記式（１）に基づいて求めた。
（分級収率）＝｛（トナーの重量）／（材料の全重量）｝×１００    …（１）
良：分級収率が７５％以上。
可：分級収率が７０％以上７５％未満。
不可：分級収率が７０％未満。
結果を表４に示す。
【００８２】
【表４】
2008299024.tif 000006
【００８３】
通常のトナー製造を行っている粉砕物のみを分級した比較例１に対して、実施例１〜５では、粉砕物にトナー粗粉を添加した。その結果、実施例１〜５では比較例１よりも分級収率が向上する結果となった。これは、トナー粗粉中に含まれる製品として使用できる部分を効率良く分級することができたためであると思われる。
【００８４】
実施例１〜３では、粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を３，５，７％とすることで、分級収率が著しく向上する結果となった。これは、トナー粗粉中に含まれる製品として使用できる部分をさらに効率良く分級することができたためであると思われる。
【００８５】
実施例４では粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を１％と少なくして分級を行ったので、分級収率は、実施例１〜３よりも悪化した。また実施例５では逆に粉砕物に対するトナー粗粉の混合比率を１０％と多くして分級を行ったので、実施例１〜３より分級収率が悪化する結果となった。
【００８６】
比較例２では、再分級トナー微粉を混合するのではなく、分級工程で発生したトナー微粉そのものを粉砕物に対し、６％の割合で混合したので、分級収率としては最も低い結果となった。これは粉砕物に対するトナー微粉の混合比率が３〜７％であっても、混合するものがトナー微粉が再分級されたトナー粗粉でなければ分級収率の向上は望めないということを示しており、トナー微粉を再分級することの重要性を示す結果であると考えられる。
【００８７】
これらの結果により、粉砕物に対するトナー粗粉の混合割合は３〜７％が望ましく、それ未満あるいは超過する割合で混合した場合には、トナー粗粉の投入の効果が小さくなるか、あるいは分級する粉砕物の微粉量の増加により、再分級による効果が十分発揮できないことが明らかとなった。また従来であれば、原料混合工程で利用される分以外の不必要なトナー微粉を本システムにより再利用することで、トナーの廃棄量の削減を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明のトナーの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明のトナーの製造装置の一部を示す概略図である。
【図３】本発明の画像形成装置１０の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  分級機
２、５  サイクロン
３、６  バグフィルタ
４  微粉分級装置
１０  画像形成装置
１１，１１ｂ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙ  感光体ドラム
１２，１２ｂ，１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ  帯電手段
１３  露光ユニット
１４，１４ｂ，１４ｃ，１４ｍ，１４ｙ  現像手段
１５，１５ｂ，１５ｃ，１５ｍ，１５ｙ  クリーニングユニット
２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ  現像槽
２１，２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ  トナーホッパ
２５  中間転写ベルト
２６  駆動ローラ
２７  従動ローラ
２８，２８ｂ，２８ｃ，２８ｍ，２８ｙ  中間転写ローラ
２９  転写ベルトクリーニングユニット
３０  転写ローラ
３１  定着ローラ
３２  加圧ローラ
３５  自動給紙トレイ
３６  ピックアップローラ
３７  搬送ローラ
３８  レジストローラ
３９  手差給紙トレイ
４０  排出ローラ
４１  排出トレイ
【図１】
2008299024.tif 000007
【図２】
2008299024.tif 000008
【図３】
2008299024.tif 000009