(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂、着色剤からなるトナー母粒子に外添剤を添加・混合してなる外添トナーを有する電子写真用トナーの製造装置であり、
樹脂粒子分散液と、着色剤を分散させてなる着色剤粒子分散液とを混合し、前記樹脂粒子と顔料粒子を凝集させて凝集粒子を形成したのち、加熱して前記凝集粒子を合一融合するための撹拌槽と、
前記凝集粒子からなるトナー母粒子に外添剤を混合する混合装置と、
未付着外添剤の微粉を排出する上部と外添剤付着済み外添トナーを排出する下部とを有するサイクロン装置と、を有し、
風量が２０〜４５ｍ３／ｍｉｎのときに、前記サイクロン装置の上部の直径Ｄｃと、前記サイクロン装置の上部の微粉排出口の直径Ｄｅの比が、２．０≦Ｄｃ／Ｄｅ≦３．５であることを特徴とする電子写真用トナーの製造装置。
【請求項２】
前記サイクロン装置に最終的に捕捉される微粉除去量が、前記混合装置による外添工程の後のプレトナー粒子の投入量に対して０．０１〜５重量％であることを特徴とする請求項１記載の電子写真用トナーの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用トナーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法は、潜像担持体（感光体）上に形成された静電潜像を、着色剤を含むトナーで現像し、得られたトナー像を転写体上へ転写し、これを熱ロール等で定着することにより画像が得られ、他方、その潜像担持体は再び静電潜像を形成するためにクリーニングされるものである。このような電子写真法等に使用される乾式現像剤は、結着樹脂に着色剤等を配合したトナーを単独で用いる一成分現像剤と、そのトナーにキャリアを混合した二成分現像剤とに大別される。一成分現像剤では磁性粉を用い、磁気力により潜像担持体に搬送し現像する磁性一成分と、磁性粉を用いず帯電ロール等の帯電付与により潜像担持体に搬送し、現像する非磁性一成分とに分類することができる。１９８０年代の後半から、電子写真の市場はデジタル化をキーワードとして小型化、高機能要求が強く、特にフルカラー画質に関しては高級印刷、銀塩写真に近い高画質品位が望まれている。 
【０００３】
高画質を達成する手段としてデジタル化処理が不可欠であり、このような画質に関するデジタル化の効能として、複雑な画像処理が高速で行えることが挙げられている。このことにより、文字と写真画像を分離して制御することが可能となり、両品質の再現性がアナログ技術に比べ大きく改善されている。特に写真画像に関しては階調補正と色補正が可能になった点が大きく、階調特性、精細度、鮮鋭度、色再現、粒状性の点でアナログに比べ有利である。しかし、一方、画像出力としては光学系で作成された潜像を忠実に作像する必要があり、トナーとしては益々小粒径化が進み忠実再現を狙った活動が加速されている。しかし、従来の粉砕分級法では、小粒径化するにつれて消費エネルギーが増加する上、単純にトナーの小径化を図っても、微粉側トナーの存在により、キャリアや感光体の汚染やトナー飛散の問題が著しくなり、高画質と高信頼性を同時に実現することは困難であった。 
【０００４】
また、これらのマシンの高速化や省エネルギー性等に鑑みると、一層の低温定着性も必要となる。この点に関しても従来の粉砕分級法では「粉砕性」の観点から低温定着性を確保することが難しい。そこでこの小粒径トナーを効率良く製造する方法として、乳化重合凝集法（凝集・溶融法。例えば、特許文献１から特許文献３参照）、懸濁重合法（例えば、特許文献４から特許文献６参照）、液中乾燥法（例えば、特許文献７から特許文献１０参照）等の湿式製法が挙げられる。特にトナーの粒度分布をシャープにするには乳化重合凝集法が特に優れた方法である。 
【０００５】
これら湿式製法で得られた母粒子単体では、トナーの流動性、転写性、帯電性等の諸特性が現像剤としての要求を満たせない。そこでこれらの改善を図る目的で、従来より無機酸化微粉末等を外部添加剤（以下「外添剤」という）として混合することが実施されている。これらの外添剤粒子のトナー粒子表面への付着状態は、トナー粒子の帯電性のみならず、画質に対し大きく影響する。特にトナーに付着していない外添剤の遊離成分は、フィルミング、コメットなどの問題を引き起こすため好ましくない。したがって、トナー製造工程において外添剤粒子のトナー粒子表面への付着状態を均等に最適化することは非常に重要である。また、近年のトナー粒径の小粒径化による表面積増大により添加する外添剤も増加する傾向にあり、結果として外添剤の遊離成分も増加する傾向にある。
【０００６】
これら課題を解決するために、特許文献１１ではミキサの回転中心から２／３以上の先端部分の断面積が全断面積の０．５以上を占める回転羽根を有する攪拌装置が提案されている。
【０００７】
また、特許文献１２では、滑らかな内壁表面を有する球体の処理装置、例えば図７に示すようなＱ型ミキサを用いて、周速４０〜１５０ｍ／ｓで混合する方法が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−２８２７５２号公報
【特許文献２】特開平６−２５０４３９号公報
【特許文献３】特開平１０−２６８４２号公報
【特許文献４】特公昭３６−１０２３１号公報
【特許文献５】特公昭４３−１０７９９号公報
【特許文献６】特公昭５１−１４８９５号公報
【特許文献７】特開昭５０−１２０６３２号公報
【特許文献８】特開昭６３−２５６６４号公報
【特許文献９】特開平５−１２７４２２号公報
【特許文献１０】特開平８−１７９５５６号公報
【特許文献１１】特開平９−１５００４８号公報
【特許文献１２】特開２００２−３５１１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、これらの方法のように外添工程における混合エネルギーを用いた方法では、異種の外添剤を同時に混合するため、それぞれの外添剤の遊離外添剤を所望のレベルに合わせ込むことは非常に困難である上、高シェアをかけることによりトナー表面へのワックス成分露出による粉体流動性悪化等の問題がある。
【００１０】
本発明は上記のような問題点を改良すべく、なされたものであり、工業的利用が困難であり、製品画質低下の原因となる遊離外添剤を、効率よく安定して除去することを可能とした電子写真用トナーの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、遊離外添剤の工業的除去方法を鋭意研究を行った結果、前記問題の解決を可能とした。即ち、本発明の構成は下記の通りである。
【００１２】
（１）結着樹脂、着色剤からなるトナー母粒子に外添剤を添加・混合してなる外添トナーを有する電子写真用トナーの製造装置であり、樹脂粒子分散液と、着色剤を分散させてなる着色剤粒子分散液とを混合し、前記樹脂粒子と顔料粒子を凝集させて凝集粒子を形成したのち、加熱して前記凝集粒子を合一融合するための撹拌槽と、前記凝集粒子からなるトナー母粒子に外添剤を混合する混合装置と、未付着外添剤の微粉を排出する上部と外添剤付着済み外添トナーを排出する下部とを有するサイクロン装置と、を有し、風量が２０〜４５ｍ３／ｍｉｎにおいて、前記サイクロン装置の上部の直径Ｄｃと、前記サイクロン装置の下部の微粉排出口の直径Ｄｅの比が、２．０≦Ｄｃ／Ｄｅ≦３．５である電子写真用トナーの製造装置である。
【００１３】
（２）前記サイクロン装置に最終的に捕捉される微粉除去量が、前記混合装置による外添工程の後のプレトナー粒子の投入量に対して０．０１〜５重量％である上記（１）に記載の電子写真用トナーの製造装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特に乳化重合凝集法により製造されたより小径のトナー粒子における遊離外添剤をトナーの性能を損ねることなく効率よく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施の態様を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１７】
本発明における電子写真用トナーの製造方法としては、外添工程の後に、微粉除去手段を有する工程を設けることを以外、他の点については特に制限はなく、それ自体公知のトナーの製造方法に準じて行うことができる。実施形態において使用するトナーとしては、例えば、特開２０００−１３１８７６公報等で提案されている方法でも良い。この方法は、イオン性界面活性剤による樹脂分散液と、反対極性のイオン性界面活性剤に分散した顔料を混合し、ヘテロ凝集を生じさせてトナー径の凝集粒子を形成し、その後、前記樹脂のガラス転移点以上に加熱して凝集体を融合させ一体化し、洗浄、乾燥、外添混合、乾式篩分してトナーを製造するものである。この方法では加熱温度条件を選択することにより、トナー形状を不定形から球状まで制御することも可能である。顔料と樹脂粒子の極性が同じでも、更に反対極性の界面活性剤を加えることにより、同様の凝集体を生成することもできる。 
【００１８】
さらに、例えば、上記凝集粒子分散液を加熱して、凝集粒子を融合させる前に、別の微粒子分散液を添加混合し、もとの凝集粒子表面に前記微粒子を付着させた後、樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上に加熱して融合する方法を採用することによりトナーの表面から内部に至る層構造を制御してもよい。この方法により、トナー表面を樹脂で被覆したり、帯電制御剤で被覆したり、ワックスや顔料をトナー表面近傍に配置したりすることも可能である。 
【００１９】
本実施形態において製造されるトナーの熱可塑性結着樹脂は、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体などからなる重合体又はこれらを２種以上組み合せた共重合体、又はこれらの混合物、さらにはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、又はこれらと前記ビニル系樹脂との混合物、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を挙げることができる。 
【００２０】
ビニル系単量体を用いるときには、例えば、イオン性界面活性剤などを用いて乳化重合やシード重合等を実施して樹脂粒子分散液を作製することができ、その他の樹脂を用いるときには、例えば、油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に樹脂を溶解し、水中にイオン性界面活性剤や高分子電解質を共存させてホモジナイザーなどの分散機により水中に微粒子を分散させ、その後加熱または減圧して溶剤を蒸散させることにより、所望の樹脂分散液を作成することができる。 
【００２１】
上記の熱可塑性結着樹脂は、例えば、解離性ビニル系単量体等を配合することにより、乳化重合などで得た微粒子を安定に作製することができる。解離性ビニル系単量体の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸、エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミンなど高分子酸、高分子塩基の原料となる単量体のいずれも使用可能であるが、重合体形成反応の容易性などから高分子酸が好適であり、さらには、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸などのカルボキシル基を有する解離性ビニル系単量体が重合度制御、ガラス転移点の制御のために特に有効である。 
【００２２】
離型剤の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；加熱により軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の加熱により軟化点を有する脂肪酸アミド類；エステルワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような加熱により軟化点を有する植物系ワックス；ミツロウのような加熱により軟化点を有する動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような加熱により軟化点を有する鉱物系ワックス；加熱により軟化点を有する石油系ワックス；及びそれらの変性物等を使用することができる。 
【００２３】
これらのワックス類は、例えば、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに分散させ、融点以上に加熱するとともに強い剪断を付与できるホモジナイザーや圧力吐出型分散機で微粒子化し、１μｍ以下の粒子の分散液を作製することができる。
【００２４】
着色剤としては、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、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、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン３Ｂ、ブリリアンカーミン６Ｂ、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソ?ルレッド、ロ?ダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料を１種又は２種以上混合して使用することができる。 
【００２５】
内添剤としては、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、それらの合金、又はそれら金属を含む化合物などの磁性体を使用することができる。 
【００２６】
帯電制御剤としては、４級アンモニウム塩、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体からなる染料や、トリフェニルメタン系顔料など通常使用される種々の帯電制御剤を使用することができるが、凝集や融合一体化時の安定性に影響するイオン強度の制御及び廃水汚染の減少のために、水に溶解しにくい帯電制御剤が好適である。 
【００２７】
トナー製造工程における乳化重合、シード重合、顔料分散、樹脂粒子、離型剤分散、凝集、又はその安定化などに用いる界面活性剤としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン性界面活性剤；アミン塩型、４級アンモニウム塩型等のカチオン性界面活性剤；またポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤を併用することも効果的である。 
【００２８】
これらトナーの製造方法における分散手段としては、回転せん断型ホモジナイザーやメデイアを有するボールミル、サンドミル、ダイノーミル、ＤＣＰミル、スパイクミルや強制衝突型のアルティマイザー（株式会社スギノマシン製）など、一般的な分散機を使用できる。
【００２９】
凝集は、一般的なジャケット付き攪拌槽等が用いられる。攪拌羽根としては、パドル翼、アンカー翼、タービン翼、フアウドラー翼、フルゾーン攪拌羽根（神鋼パンテック社製）、マックスブレンド攪拌羽根（住友重機械工業社製）、ベンドリーフ攪拌羽根（八光産業社製）等が挙げられる。また、攪拌槽壁面の材質としては、ステンレス製（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等）やそれをバフ研磨および、または電解研磨したもの、グラスライニング処理またはテフロン（登録商標）ライニング処理されたもの等が好適に用いられる。また槽内にバッフルを設置しても良い。融合についても同様のジャケット付き攪拌槽等が好適に用いられる。
【００３０】
融合後のトナースラリーは、例えば円形振動篩やフィルターバック等で粗大粒子を除去してもよい。 
【００３１】
トナースラリーの洗浄は、例えば、スラリーをろ過し、それを水に戻す操作を繰り返す方法や、フィルタープレスやベルトフィルター等でケーク層を作成しそのケーク層に水を強制通過させる方法、またはこれらを複合した方法等が用いられ、場合によっては洗浄の途中において、酸または（および）アルカリ溶液にトナーを投入し、洗浄しても良い。 
【００３２】
乾燥工程には、フラッシュジェットドライヤ等の風力乾燥機や、真空乾燥機、凍結真空乾燥機、棚段乾燥機など一般的な乾燥機を使用できる。場合によっては、乾燥機で複数回処理したり、異種の乾燥機で多段乾燥しても良い。また、乾燥はフィルタープレスやベルトフィルター等でろ過した後、エアブローをする等して水分率を減らし、更に解砕した後に実施することが好ましい。
【００３３】
外添混合は、例えばＶ型ブレンダーやヘンシェルミキサー、Ｑ型ミキサー、サイクロミックス等によって行うことができる。
【００３４】
乾式篩分には、風力篩分機、円形振動篩、ジャイロシフター、超音波振動篩、ターボスクリーナー等が用いられ、２５〜３００μｍ目開きの網が好適に用いられる。 
【００３５】
このようにして得られたトナー着色樹脂粒子の体積平均粒径は３〜８μｍであることが好ましく、４．５〜７μｍであることがより好ましい。３μｍより小さいとトナーの流動性が著しく悪化し、装置内でのトナー詰まりや、付着による画質欠陥が発生し易く、８μｍより大きいと細線再現性や粒状性が悪化するためである。 
【００３６】
外添剤は、少なくとも１種以上の微粒子、例えば、無機微粒子や有機微粒子等の公知の外部添加剤を用いることができる。外添剤の例として、シリカ、チタニア、アルミナ、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムおよびりん酸カルシウム等の無機微粒子、フッ素含有樹脂微粒子、シリカ含有樹脂微粒子および窒素含有樹脂微粒子等の有機樹脂微粒子等が挙げられ、形状係数１００〜１３０程度の球形微粒子であることが好ましく、球形無機微粒子であることがより好ましい。球形無機微粒子としてはシリカが好ましい。また、シリカ等の球形無機微粒子とチタニア等の板状無機微粒子を併用してもよく、それらを複数種添加してもよい。さらに、目的に応じて外部添加剤表面に表面処理を施してもよい。表面処理剤としては、疎水化処理を行うためのシラン化合物、シランカップリング剤、シリコーンオイル等が挙げられる。外添剤はイオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基等で分散して湿式添加してもよい。 
【００３７】
外添剤の粒径は５〜６０ｎｍであることが好ましく、１５〜５０ｎｍであることがより好ましい。５ｎｍより小さいと外添剤が分散し難いため外添剤凝集物による画質欠陥が発生し易く、６０ｎｍより大きいとトナーから脱離しやすくなる。また、６０〜５００ｎｍの粒径の大きい外添剤を補助的に併用してもよい。 
【００３８】
次に、本実施形態において使用する微粉除去手段について詳細に説明する。本実施形態において使用する微粉除去手段としては、例えばエルボジェット分級機、ＡＴＰ、ＴＴＳＰ、サイクロン等従来公知の分級機が用いられる。
【００３９】
また、微粉除去手段における最終的に捕捉される微粉除去量が、前記外添工程の後のプレトナー粒子の投入した量に対して０．０１〜５％の範囲とすることが望ましく、さらに０．０３〜３％の範囲とすることが望ましい。
【００４０】
微粉除去量が０．０１％未満の場合は、遊離外添剤の除去が不十分となり、その結果、例えば感光体のフィルミングが生じてしまう。また、５％を超える場合は、例えば酸化セリウム等のトナーに付着し難い外添剤が除去されてしまい、外添剤の機能、例えば、帯電性などが損なわれてしまう。
【００４１】
また、微粉除去量を０．０３％以上とすることにより、分級精度の低い分級機を用いても遊離外添剤の除去を充分に行うことができる。また、微粉除去量を３％以下とすることにより、本発明の目的を充分に果たしつつ、製品トナーの損失量も削減することができる。
【００４２】
微粉除去に用いる分級機は、特にサイクロン装置が分離粒径を小粒径化しやすいため、遊離外添剤のような小粒径粒子の除去に好適である。
【００４３】
サイクロンは従来公知のように、流入される風速や各部の寸法を変更することでカットポイントを調整することができる。このようにカットポイントを最適値にあわせることで上述の微粉除去量を制御することができる。
【００４４】
図１に本発明に好適に用いられるサイクロン装置を含むサイクロン分級システムの概略図を示す。
【００４５】
原料トナーの供給機１は配管１７を介してサイクロン３の入口３２に接続され、一方、空気流入口２も配管１７に接続されている。サイクロン３の下方のトナー排出口には製品ホッパー４が接続され、製品ホッパー４には回収時に作動させるエアノッカー５が設けられている。また、製品ホッパー４の下方排出口には、バタフライバルブ７が設けられ、バタフライバルブ７、エアフィルタ６を介して製品の回収容器８が設けられている。さらに、この製品回収容器８は、床４０に設置された昇降装置９上に載置されている。一方、サイクロン３の微粉排出口３４は、配管３６を介してバグフィルタ１０に接続され、バグフィルタ１０の下方はバルブ２０を介して微粉回収容器１１と接続されている。さらに、バグフィルタ１０はセーフティーフィルタ１２に接続され、セーフティーフィルタ１２は圧力計１３、風量計１４、風量調節バルブ１６を介してブロア１５に接続されている。
【００４６】
次に、図１に示すサイクロン分級システムの微粉除去手段の動作について説明する。
【００４７】
原料トナーは供給機１から供給され、圧力計１３および風量計１４により監視しながら風量調節バルブ１６を調整してブロア１５により、空気流入口２からの気流に載せて、原料トナーを配管１７を介して入口３２を通ってサイクロン３に流入させる。サイクロン３の内部の気流により分級されたトナーは製品ホッパー４、微粉はサイクロン３の微粉排出口３４を介し配管３６を経てバグフィルタ１０にて回収される。製品ホッパー４の下にはバタフライバルブ７を設置して、供給中は常にバタフライバルブ７が閉じられている。このバタフライバルブ７は、粗粉発生防止の観点からポジフレートバルブなどの無摺動弁であることが望ましい。所定量のトナーが回収された時点で供給を停止し、製品ホッパー４内に貯蔵された製品トナーをバタフライバルブ７を開放して回収容器８で回収する。回収時はエアノッカー５を作動させたり、脱気フィルタ６のフィルタ逆洗パルスエアを作動させたりすることにより排出時間を短縮することができる。
【００４８】
図２に示すように、サイクロン３は、入口３２より原料トナーが供給され、原料トナーとともに流入する気流（回転方向を示す白抜き矢印）に乗って、分級されたトナー粒子はトナー排出口３５から排出され、一方、気流の風速による遠心力により舞い上がった微粉は、微粉排出口３４を介して排出される。
【００４９】
本実施の形態の電子写真用トナーの製造方法の一例は、図５に示すよように、乳化重合凝集法によりプレトナー粒子を作成し、洗浄、乾燥工程を経て、上述した外添剤を添加する外添工程、上述の微粉除去工程を経て、製品トナーを所望の粒径に選定する篩分工程を経て、製品として充填される。すなわち、本発明は、図６に示す従来の電子写真用トナーの製造方法と比べ、外添工程と篩分工程との間に上述の微粉除去工程を設けたことに特徴がある。なお、図５は本発明のトナーの製造方法の流れを示した一例であるが、本発明は外添工程後に微粉除去手段を有する限り何ら限定されるものではなく、例えば篩分後に微粉除去工程を設けても良く、また篩分工程のライン内に微粉除去手段を設けても良い。
【００５０】
次に、上述した微粉除去手段に含まれる好適なサイクロン３の構造について図３を用いて説明する。
【００５１】
直径ａを有する入口３２から流入する空気の風速、および、サイクロン上部の直径Ｄｃと微粉排出口の直径Ｄｅとの比、さらにサイクロン上部の長さＨ１とサイクロン下部の長さＨ２との和、すなわちサイクロンの長手方向の寸法に対するサイクロンのトナー排出口端から微粉排出口３４の微粉入口側端までの寸法Ｈとの比を好適にすることによって、回収トナーの得率を上げながら、不必要な外添剤の除去を抑制することができる。
【００５２】
本実施の形態では、風量は、２０〜４５ｍ３／ｍｉｎ（常圧）において、Ｄｃ：Ｄｅの比は２．０≦Ｄｃ／Ｄｅ≦３．５であり、好ましくは２．５≦Ｄｃ／Ｄｅ≦３．０であり、一方、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈの比は１．１５≦(Ｈ１＋Ｈ２)／Ｈ≦１．３０であり、好ましくは１．２０〜１．２５である。
【００５３】
Ｄｃ：Ｄｅの比が上記下限未満の場合には、十分に微粉が除去できなく、一方上記上限を超える場合には、旋回気流が安定せず、微粉除去性能にばらつきが生じる。また、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈの値が上記下限未満の場合には、所望の微粉以外の粒径のトナーがショートパスし、製品収率が低下し、一方上記上限を超える場合には、トナー粒子からの微粉除去効率が低下してしまう。
【００５４】
また、図４に本発明に好適に用いられるサイクロン装置を含むサイクロン分級システムの一部概略図を示す。なお、図４に示す構成以外は、図１と同じであるため、その図示を省略する。
【００５５】
図４では、サイクロン３に製品ホッパー４を連結させるとともに、製品ホッパー４を二段に重ね、それぞれをバタフライバルブ７で連結させ、さらに両製品ホッパー４間を三方弁１８を介し配管で連結させ、また下段の製品ホッパー４と回収容器とも三方弁１８を介して配管で接続している。上記構成では、三方弁１８が、図１のエアノッカー５，エアフィルタ６の役割を代替している。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を具体的に挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「重量部」を意味する。
【００５７】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５８】
実施例、比較例で示される各測定は以下の方法にて行った。 
【００５９】
＜粒度分布（体積平均粒子径（Ｄ５０））＞
コールターマルチサイザーＩＩ（ベックマンーコールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用する。測定法としては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ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に測定試料を００５〜５０ｍｇ加える。これを前記電解液１００〜１５０ｍｌ中に添加する。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１分間分散処理を行い、前記コールターカウンタＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャ径として１００μｍアパーチャを用いて２〜６０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均粒子径を求める。測定する粒子数は５００００であった。 
【００６０】
＜遊離無機微粒子率、無機微粒子回収率＞
０．２％界面活性剤（ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル）入り水溶液４０ｍｌ中にトナー母粒子２ｇを添加し、スパチュラで１０秒間攪拌する。次に分散液を３０００ｒｐｍで２分間遠心分離機で遠心分離し、上澄み液を除去する。その後、イオン交換水を加えて、再度分散し、その分散液をろ紙によりろ過し、上澄みを常温で１昼夜放置して乾燥し、その乾燥物を圧縮成形し、蛍光Ｘ線で測定して無機微粒子の構成元素（例えば無機微粒子がシリカの場合Ｓｉ）のＮＥＴ強度Ａを測定する。また、トナーをそのまま圧縮成形し、蛍光Ｘ線測定機：ＸＲＦ１５００（島津製作所製）を用い、無機微粒子の構成元素（例えば球状微粒子がシリカの場合Ｓｉ）のＮＥＴ強度Ｂを測定する。さらに、必要であればトナー母粒子も圧縮成形し、蛍光Ｘ線を測定して無機微粒子の構成元素（例えば無機微粒子がシリカの場合Ｓｉ）のＮＥＴ強度Ｃを測定する。これらの値を用いて、以下の式により遊離無機微粒子率を算出することができる。
【００６１】
（数１）
｛（無機微粒子脱離量（％））＝（ＮＥＴ強度Ｂ−ＮＥＴ強度Ａ）／（ＮＥＴ強度Ｂ−ＮＥＴ強度Ｃ）×１００｝
【００６２】
尚、無機微粒子回収率は、外添トナーのＮＥＴ強度Ｄを測定し、以下の式で算出することができる。
【００６３】
（数２）
（無機微粒子回収率（％））＝{（ＮＥＴ強度Ｂ）／（ＮＥＴ強度Ｄ）×１００}
【００６４】
［トナー母粒子の製造］
−樹脂微粒子分散液の調製−
スチレン（和光純薬製）                                  ３２０質量部、
ｎ−ブチルアクリレート（和光純薬製）                      ８０質量部、
β−カルボキシエチルアクリレート（ローディア日華製）        ９質量部、
１’１０−デカンジオールジアクリレート（新中村化学製）  １．５質量部、
ドデカンチオール（和光純薬製）                          ２．７質量部、
以上を混合溶解し、これをアニオン性界面活性剤ダウファックス（ダウケミカル社製）４質量部を含有するイオン交換水５５０質量部に溶解し、さらに攪拌槽中で分散、乳化し１０分間ゆっくりと攪拌混合しながら、過硫酸アンモニウム６質量部を溶解したイオン交換水５０質量部を投入した。
【００６５】
次いで系内の窒素置換を十分に行った後、攪拌槽内を攪拌しながら攪拌槽ジャケットを槽内温度が７０℃になるまで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続した。これにより体積平均粒径２１０ｎｍ、固形分量４３％、ガラス転移点５１．０℃、Ｍｗ３００００のアニオン性の樹脂粒子分散液を調製した。 
【００６６】
−着色剤粒子分散液の調製−
フタロシアニン顔料（大日精化社製、ＰＶＦＡＳＴＢＬＵＥ）    ９０質量部、
アニオン性界面活性剤（第一工業製薬社製、ネオゲンＳＣ）      １０質量部、
イオン交換水                                              ２４０質量部、
以上を攪拌槽で混合し、これを分散圧力１４７ＭＰａに設定したアルティマイザーＨＪＰ−２５０８０（株式会社スギノマシン製）を用いて分散処理し、着色剤粒子分散液を調製した。着色剤粒子分散液における着色剤の数平均粒径は１４０ｎｍで、粒径０．０３μｍ以下の粒子は４．０個数％、０．５μｍ以上の粒子は０．４個数％であった。 
【００６７】
−離型剤粒子分散液の調製−
パラフィンワックス（ＰｏｌｙＷａｘ８５０、東洋ペトロライト社製）        ３０質量部、
アニオン性界面活性剤（第一工業製薬社製、ネオゲンＳＣ）      ２．５質量部、
イオン交換水                                              ６７．５質量部、
以上を攪拌槽で混合し、これを分散圧力１４７ＭＰａに設定したアルティマイザーＨＪＰ−２５０８０（株式会社スギノマシン製）を用いて分散処理し、離型剤粒子分散液を調製した。離型剤粒子分散液における離型剤の数平均粒径は２１０ｎｍで、粒径０．０３μｍ以下の粒子は５．０個数％、０．５μｍ以上の粒子は０．４個数％であった。 
【００６８】
−トナー粒子の作製−
（凝集工程）
イオン交換水        ４００質量部、
樹脂粒子分散液      ２４０質量部、
着色剤粒子分散液      ４４質量部、
離型剤粒子分散液      ５６質量部、
以上の混合成分を攪拌槽中に投入し、ホモジナイザーで十分に混合・分散した後、
凝集剤〔浅田化学社製、ポリ塩化アルミニウム〕  ０．５質量部、
イオン交換水                                  １００質量部、
の混合液を、攪拌槽を攪拌しながら１０分間かけて添加し、添加終了後そのまま４０℃まで緩やかに加熱して３０分間保持した後５０℃まで加熱した。５０℃で１００分保持した後、粒子サイズを測定すると５．５μｍの凝集粒子が生成していることが確認された。さらに加熱用ジャケットの温度を上げて５２℃で４０分間保持した。粒子サイズ（体積平均粒径、以下同じ）を測定すると６．０μｍの凝集粒子が生成していることが確認された。
【００６９】
（付着工程）
上記調製した凝集粒子を含む分散液に、さらに前記樹脂粒子分散液６５質量部を緩やかに添加し、さらに加熱用ジャケットの温度を上げて５４℃で１時間保持した。得られた付着粒子について、粒子サイズを測定すると６．４μｍであった。 
【００７０】
（融合工程）
次に、１ｍｏｌ／リットルの水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが６．０になるように添加した後、攪拌を継続しながら８５℃まで緩やかに加熱し６０分間保持した。その後９６℃まで加熱し、１ｍｏｌ／リットルの硝酸水溶液をｐＨ５．０になるまで加え、５時間保持した。その後、得られた着色樹脂微粒子スラリーを４２℃まで冷却し、さらにこのスラリーを目開き２５μｍ網で篩分処理した後フィルタープレス（東京エンジニアリング社製）でろ過した。得られた着色剤樹脂微粒子１００質量部に対して２００質量部のイオン交換水（導電率２μＳ以下）をフィルタープレス装置内の着色樹脂微粒子に通過させ、続けて３００質量部のイオン交換水に１ｍｏｌ／リットルの硝酸水溶液をｐＨ３．０になるまで加えた酸洗浄水を通過させ、更に５００質量部のイオン交換水を通過させ、圧搾、脱水した後着色樹脂微粒子ケークを得た。この着色樹脂微粒子ケークを解砕した後、乾燥機（フラッシュジェットドライヤ  セイシン企業製）で乾燥し、粒子サイズ６．５μｍの着色樹脂微粒子を得た。
【００７１】
次にヘンシェルミキサーにて以下の組成で着色樹脂微粒子と外添剤を混合し、外添トナーを得た。
着色樹脂微粒子                        １５０重量部
シリカ（体積平均粒子径４０ｎｍ）      ２．５重量部
チタニア（体積平均粒子径２０ｎｍ）    １．８重量部
酸化セリウム（体積平均粒径１５０nm）      １重量部
【００７２】
（実施例１）
得られた外添トナーを図１に示す分級装置システムを用いて分級した。サイクロンには表１中Ａに示した寸法の全円周渦巻き式のサイクロンを用いた。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝３、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．２である。流量調整弁を調整し、風量２０ｍ３／ｍｉｎ（常圧）として、供給機１から５００ｋｇ／ｈの供給量で、１００ｋｇを処理した。結果を表２に示す。
【００７３】
（実施例２）
サイクロン寸法を表１中Ｂに変更した以外は、実施例１と同様の条件で外添トナーを処理した。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝２、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．２５である。
【００７４】
（参考例３）
風量を１５ｍ３／ｍｉｎとした以外は、実施例２と同様の条件で外添トナーを処理した。
【００７５】
（参考例４）
風量を１０ｍ３／ｍｉｎとした以外は、実施例２と同様の条件で外添トナーを処理した。
【００７６】
（実施例３）
サイクロン寸法を表１中Ｃに変更した以外は、実施例１と同様の条件で外添トナーを処理した。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝２．０、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．２である。
【００７７】
（実施例４）
サイクロン寸法を表１中Ｄに変更した以外は、実施例１と同様の条件で外添トナーを処理した。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝３．５、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．２である。
【００７８】
（実施例５）
サイクロン寸法を表１中Ｅに変更した以外は、実施例１と同様の条件で外添トナーを処理した。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝２．５、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．１５である。
【００７９】
（実施例６）
サイクロン寸法を表１中Ｆに変更した以外は、実施例１と同様の条件で外添トナーを処理した。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝２．５、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．３である。
【００８０】
（参考例１）
サイクロン寸法を表１中Ｇに変更した以外は、実施例１と同様の条件で外添トナーを処理した。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝４．０、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．３６である。
【００８１】
（参考例２）
サイクロン寸法を表１中Ｈに変更した以外は、実施例１と同様の条件で外添トナーを処理した。このとき、Ｄｃ／Ｄｅ＝１．７、｛Ｈ１＋Ｈ２｝／Ｈ＝１．０９である。
【００８２】
（比較例１）
外添トナーの微粉分離処理を実施しなかった以外は、実施例１と同様の条件で製造した。
【００８３】
（比較例２）
外添処理に図７に示すＱ型ミキサーを用いて、１００ｍ／ｓで５分間混合し、得られた外添トナーの微粉分離処理は実施しなかった。
【００８４】
図７に示す拌処理装置は、略球形の容器５１が冷却管５７内に収められ、容器５１の底部には回転体５２が設けられ、その回転軸５３は中空管となっており、容器５１内にＮ２ガスを供給するようになっている。原材料粒子は管５４より容器５１内に装入され、回転体５２の回転および、回転軸５３により供給されるＮ２ガスによって混合攪拌される。フィルタ５５はＮ２ガスの流出に伴って搬送される原材料粒子を捕捉して容器５１内に戻す。そのフィルタ５５の容器５１内周縁には反り板５６が配置されており、過剰な原材料粒子がフィルタ５５に侵入しないようになっている。回転体５２の体積は容器５１内容積の１／２以下になっている。
【００８５】
［評価］
次に上記トナーをそれぞれ４５μｍ網の篩で篩分処理し、得られた外添トナー５部と、ポリメチルメタクリレート樹脂(綜研化学社製、重量平均分子量７５０００)を１％、フェライト粒子(体積平均粒径５０μｍ：パウダーテック社製)に溶媒としてトルエンを用いて樹脂コートしたキャリア９５部を混合し、カートリッジに充填した後、Ｄｏｃｕ  ｐｒｉｎｔ  Ｃ２２２１（富士ゼロックス社製）を用いて、高温高湿環境下（３０℃、８０％ＲＨ）において、２万枚の印字試験を行い、画像濃度、紙上カブリ、感光体フィルミングの有無について目視により評価を行った。その結果を表２に示す。◎は非常に良好、○は良好、△は徐々に悪化、×は悪い、ことを意味する。また、感光体フィルミングについては、２万枚印字後の感光体表面を観察して評価を行った。結果を表２に示す。
【００８６】
【表１】
0004661488.tif 000002
【００８７】
【表２】
0004661488.tif 000003
【００８８】
表２において、それぞれの外添剤の回収率が高い方が、製品トナーに必要量の外添剤が残留していることを表し、その結果、各評価項目の性能が良好になっている。またＳｉの遊離率が高すぎると、回収された製品トナー粒子の表面に存在するシリカの量がふえ、その結果、トナー粒子注のワックス成分も露出し、帯電性が劣化することがわかる。
【００８９】
これら結果のように、該外添工程の後工程に微粉除去手段を設けることにより、遊離外添剤を容易に分離することができ、結果として、高転写効率・高画質を維持しつつ、経時による現像、転写工程の安定化を図り、高画質画像を安定して得ることができる電子写真用トナーを製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、特に電子写真用トナーおよび現像剤の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の微粉除去手段の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に好適に用いられる分級装置の一例の概略図である。
【図３】本発明に好適に用いられる分級装置の構成を説明する図である。
【図４】本発明に好適に用いられる分級装置の他の例を示す概略図である。
【図５】本発明のトナーの製造方法の一例を示す概略フロー図である。
【図６】従来のトナーの製造方法を示すフロー図である。
【図７】従来のＱ型ミキサの構成を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  供給機、２  空気流入口、３  サイクロン、４  ホッパー、５  エアノッカー、  ６  エアフィルタ、７  バタフライバルブ、８  製品回収容器、９  昇降装置、１０  バグフィルタ、１１  微粉回収容器、１２  セーフティーフィルタ、１３  圧力計、１４  風量計、１５  ブロア、１６  風量調節バルブ、１７，３６  配管、１８  三方弁、２０  バルブ、３２  入口、床  ４０。
【図１】
0004661488.tif 000004
【図２】
0004661488.tif 000005
【図３】
0004661488.tif 000006
【図４】
0004661488.tif 000007
【図５】
0004661488.tif 000008
【図６】
0004661488.tif 000009
【図７】
0004661488.tif 000010