(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂、着色剤及び帯電制御剤とを混合・溶融混練した後、粉砕分級工程にて所望の粒径・分布に調製し、外添剤を添加・混合する外添混合工程と粗大粒子等を除去する篩別工程とを行うトナー製造方法であって、前記篩別工程を構成する篩装置の篩の網前後圧力が下記条件を満足し、かつ、篩の網から吸引した篩下の篩別されたトナーを含む排出気体を篩装置供給側へ戻すことを特徴とするトナー製造方法。
篩下の圧力≦篩上の圧力≦１１１．５ｋＰａ……  [式１]
【請求項２】
請求項１に記載のトナー製造方法であって、篩装置の篩の目開きＷが下記条件を満足することを特徴とするトナー製造方法。
２０μｍ＜Ｗ＜１０００μｍ……  [式２]
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載のトナー製造方法であって、篩装置の篩の網が多層化されていることを特徴とするトナー製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトナー製造方法であって、篩装置の多層化されている篩の網がトナーの流れ方向に対して下流側に行くほど篩の目開きが小さくなっていることを特徴とするトナー製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトナー製造方法であって、外添剤を添加・混合したトナーを気体により流動化させ、篩装置へ供給することを特徴とするトナー製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のトナー製造方法であって、外添剤を添加・混合したトナーを流動化させる気体に空気を用いることを特徴とするトナー製造方法。
【請求項７】
請求項５記載のトナー製造方法であって、外添剤を添加・混合したトナーを流動化させる気体に窒素ガスを用いることを特徴とするトナー製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載のトナー製造方法であって、外添剤を添加・混合したトナーと流動化させる気体の体積比が、１：１乃至１００：１であることを特徴とするトナー製造方法。
【請求項９】
少なくとも樹脂、着色剤及び帯電制御剤とを混合・溶融混練した後、粉砕分級工程にて所望な粒径・分布に調製し、外添剤を添加・混合する外添混合工程と粗大粒子等を除去する篩別工程とを行うトナー製造装置であって、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の製造方法によってトナーを製造することを特徴とするトナー製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法等に使用されるトナーの製造方法及び製造装置に関し、さらに詳しくは、篩、トナー流動化を含むトナー分級方法および分級工程に用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トナーは、一般に熱可塑性樹脂に所要材料（例えば、着色剤、帯電制御剤など）を加熱溶融混練し、均一な混合分散体を形成した後、冷却した混練物を粉砕するための粉砕工程及び必要に応じて粉砕物を分級するための分級工程を経て、所望の粒径及び粒度分布を有する微粉末（即ちトナー粒子）が調製される。更に、複写機の現像工程、転写工程、感光体から未転写トナーを除去するクリーニング工程において安定に画出しを続けるために、トナーの流動性、帯電安定性、潤滑性、クリーニング性などの特性を向上させる目的で無機微粉体や有機微粉体の如き外添剤とトナー粒子とを混合する外添混合工程を経て、トナーは製造される。
【０００３】
しかしながら、これらの工程においては、粗大粒子や機械的な発熱による融着物やファンデルワールス力による再凝集体などが発生し、粗大粒子、融着物及び再凝集体は現像機内の微小隙間へのつまりを生じたり、帯電不良粒子として種々の画像欠陥を発生させる原因となる。粗大粒子、融着物や再凝集体を除去するために、例えば、目開き１００〜２５００μｍの篩を通す篩別工程などが行われている。篩を有する装置としては、例えば、多段ジャイロシフターがあり、振動方法としては機械的振動や超音波振動などがある。このような方法によって、粗大粒子、融着物や再凝集体は、一応、除去することは可能となるが、現状において、生産安定性やトナーの品質にいくつかの改良すべき点を有している。
【０００４】
例えば、篩を長時間使用すると篩の網の目にトナー粒子がつまったり、又トナー粒子と篩の網との摩擦によって、網を形成するワイヤーが磨耗して、目開きが大きくなったり、ワイヤーが破損して、粗大粒子、溶着物や再凝集体を除去するという目的を達成し得ないことが起こる。特に、トナー粒子中に磁性粉を含有する磁性トナーの場合や、硬度の高い研磨性の高い無機微粉体や有機微粉体をトナー粒子と混合したトナーにおいては、ワイヤーの磨耗は大きくなる。更に、近年、より高精細な画質を追求するために、トナー粒径は小さくなる傾向にあり、単位重量当たりのトナーの比表面積の増大は、網のワイヤーとの接触回数を増やす。効果的に粗大粒子、融着物及び再凝集体の除去のため、目開きを小さくするためにワイヤー径を細くすると、ワイヤーの摩損を早めたり、トナー粒子及び外添剤を篩から効率的に通過させるために種々の振動をメッシュにかけているが、振動強度等により篩の網の破損を早めるという問題を生じている。従って、外添混合工程後のトナーの篩別処理を効率良く行う方法が待望されているのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は篩の網のつまり・摩損を防止し、長期間に渡って安定的に凝集体、粗大粒子及び融着物等を除去でき、又次工程に至るまで前記凝集体、粗大粒子及び融着物等の発生しにくいトナー製造方法及び製造装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。第１に、少なくとも樹脂、着色剤及び帯電制御剤とを混合・溶融混練した後、粉砕分級工程にて所望の粒径・分布に調製し、外添剤を添加・混合する外添混合工程と粗大粒子等を除去する篩別工程とを行うトナー製造方法であって、前記篩別工程を構成する篩装置の篩の網前後圧力が下記条件を満足し、かつ、篩の網から吸引した篩下の篩別されたトナーを含む排出気体を篩装置供給側へ戻すことを最も主要な特徴とする。
篩下の圧力≦篩上の圧力≦１１１．５ｋＰａ……  [式１]
【０００９】
第二に、請求項１に記載のトナー製造方法において、篩装置の篩の目開きＷとすると下記条件を満足することを主要な特徴とする。
２０μｍ＜Ｗ＜１０００μｍ  ……  [式２]
【００１０】
第三に、請求項１または請求項２に記載のトナー製造方法において、篩装置の篩の網が多層化されていることを主要な特徴とする。
【００１１】
第四に、請求項１から請求項３のいずれにかに記載のトナー製造方法において、篩装置の多層化されている篩の網がトナーの流れ方向に対して下流側に行くほど篩の目開きが小さくなっていることを主要な特徴とする。
【００１２】
第五に、請求項１から請求項４のいずれにかに記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーを気体により流動化させ、篩装置へ供給することを主要な特徴とする。
【００１３】
第六に、請求項５に記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーを流動化させる気体に空気を用いることを主要な特徴とする。
【００１４】
第七に、請求項５に記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーを流動化させる気体に窒素ガスを用いることを主要な特徴とする。
【００１５】
第八に、請求項５から７のいずれかに記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーと流動化させる気体の体積比が１：１〜１００：１であることを主要な特徴とする。
【００１６】
第九に、少なくとも樹脂、着色剤及び帯電制御剤とを混合・溶融混練した後、粉砕分級工程にて所望な粒径・分布に調製し、外添剤を添加・混合する外添混合工程と粗大粒子等を除去する篩別工程とを行うトナー製造装置であって、請求項１から８のいずれか１項に記載の製造方法によってトナーを製造することを主要な特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。本発明において、トナー粒子は外添剤と混合された後、篩別工程に供給される。外添混合工程及び篩別工程のトナー製造フローを図１に示す。又、篩装置詳細を図２に示す。外添混合工程は主に混合装置１で構成され、篩別工程は捕集タンク２、供給機３、供給機ブロワー４、篩装置５から構成される。篩上圧力測定口８での圧力と篩下圧力測定口９での圧力を  篩下の圧力≦篩上の圧力≦１１１．５ｋＰａ  好ましくは  篩下の圧力＜篩上の圧力＜１０１．４ｋＰａ  にすることで篩の網のつまりを防止することができる。その場合、篩下から吸引し、吸引した気体中には、トナーや外添剤の微粒子も含まれている事から収率の一定以上の確保の観点からも篩装置供給側（供給機１次側）へ戻すことが好ましい。
【００１８】
篩の網の目開きＷは  ２０μｍ＜Ｗ＜１０００μｍ  好ましくは３０μｍ＜Ｗ＜１００μｍがよく、その場合、トナー粒子表面から外添剤が遊離、分離するのが抑えられ、粗大粒子等がトナーに混入するのを防止しやすくなる傾向にある。
【００１９】
また、篩の網は多層化にしトナーの流れ方向に対して下流側に行くほど篩の網の目開きを小さくする。そのようにすることで、篩の上側の目開きが大きい網がクッションの役目を果たし、篩の網の摩損を防止しやすくなる。
【００２０】
篩の網の目開きＷは篩目１０個以上を含む長さを縦線方向で５カ所以上測定し、測定した長さを篩目の個数で除した値から、ワイヤーの平均径を差し引いた値を求め、同様に篩目１０個以上を含む長さを横線方向で５カ所以上測定し、測定した長さを篩目の個数で除した値から、ワイヤーの平均径を差し引いた値を求め、それらの平均値を求めることにより得られる。本篩に使用される網形状については、平織・綾織等の制限はなく、ワイヤーの材質においても金属に限定されるものでなく、樹脂等（例えば、ポリアミド樹脂）の使用も可能である。但し、耐久性の面からステンレススチールのような金属製のワイヤーがよい。
【００２１】
所望の粒径、分布に調製されたトナー及び１種以上の外添剤は混合装置１に供給され、所定の回転数、時間で混合される。外添混合終了後、外添剤混合済トナーは捕集タンク２へ供給され、捕集タンク２内で空気ないしは窒素ガスの流動化体６により、トナー：気体比が１：１〜１００：１となるように流動化される。上記比でトナーを流動化気体６により流動化することにより、供給機３、供給機ブロワー４で篩装置５へ供給したときの篩の網１１への衝撃が軽減され、また篩上に滞留する時間が短縮され、網の摩損を防止することができる。尚、好ましくはトナー：気体比を１０：１〜５０：１にすることが良い。
【００２２】
［実施例］
以下、本発明を比較例及び実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
樹脂          ポリエステル樹脂        １００部
着色剤        カーボンブラック          １０部
帯電制御剤    サリチル酸亜鉛塩            ５部
離型剤        低分子量ポリエチレン        ５部
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押し出し機により混練物温度１２０℃で溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径７．５μｍ、４μｍ以下の個数分布の割合が８％のトナーを得た。更に、母体着色粒子１００部に対して、疎水性シリカ０．３部比表面積１８８ｍ２／ｇをヘンシェルミキサーにて混合し、サンプルとした。結果を下記表１に示す。
【００２３】
【表１】
0003919164.tif 000002
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の少なくとも樹脂、着色剤及び帯電制御剤とを混合・溶融混練した後、粉砕分級工程にて所望の粒径・分布に調製し、外添剤を添加・混合する外添混合工程と粗大粒子等を除去する篩別工程とを行うトナー製造方法であって、前記篩別工程を構成する篩装置の篩の網前後圧力が下記条件を満足し、かつ、篩の網から吸引した篩下の篩別されたトナーを含む排出気体を篩装置供給側へ戻すことを特徴とするトナー製造方法によれば、篩の網のつまり・摩損を防止し、長期間に渡って安定的に凝集体、粗大粒子及び融着物等を除去でき、又次工程に至るまで前記凝集体、粗大粒子及び融着物等の発生しにくいトナーを製造することができ、篩の網のつまりを防止することができ、かつ、篩下から吸引し、吸引した気体中には、トナーや外添剤の微粒子も含まれていることから収率の一定以上の確保の観点から篩装置供給側（供給機１次側）へ戻すことで良好な結果が得られる。
篩下の圧力≦篩上の圧力≦１１１．５ｋＰａ  ……  [式１]
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナー製造方法において、篩装置の篩の目開きＷが下記条件を満足することを特徴とするトナー製造方法よれば、トナー粒子表面から外添剤が遊離、分離するのが抑えられ、粗大粒子等がトナーに混入するのを防止しやすくなる。
２０μｍ＜Ｗ＜１０００μｍ  ……  [式２]
【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のトナー製造方法において、篩装置の篩の網が多層化されていることを特徴とするトナー製造方法よれば、篩の上側の網がクッションの役目を果たし、篩の網の摩損を防止しやすくなる。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３記載のトナー製造方法において、篩装置の多層化されている篩の網がトナーの流れ方向に対して下流側に行くほど篩の目開きが小さくなっていることを特徴とするトナー製造方法よれば、篩の上側の目開きが大きい網がクッションの役目を果たし、篩の網の摩損を防止しやすくなる。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーを気体により流動化させ、篩装置へ供給することを特徴とするトナー製造方法よれば、トナーを流動化気体により流動化することにより、篩装置へトナーを供給したときの篩の網１１への衝撃が軽減され、また篩上に滞留する時間が短縮され、網の摩損を防止する。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーを流動化させる気体に空気を用いることを特徴とするトナー製造方法によれば、安価にトナーを流動化することにより、篩装置へトナーを供給したときの篩の網への衝撃が軽減され、網の摩損を防止することができる。
【００３２】
請求項７記載の発明は、請求項５記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーを流動化させる気体に窒素ガスを用いることを特徴とするトナー製造方法よれば、トナーの酸化を防ぎ安定なトナーを得ることができる。
【００３３】
請求項８記載の発明は、請求項５から７記載のトナー製造方法において、外添剤を添加・混合したトナーと流動化させる気体の体積比が１：１〜１００：１であることを特長とするトナー製造方法によれば、上記比でトナーを流動化気体６により流動化することにより、供給機３、供給機ブロワー４で篩装置５へ供給したときの篩の網１１への衝撃が軽減され、また篩上に滞留する時間が短縮され、網の摩損を防止することができる。
【００３４】
請求項９記載の少なくとも樹脂、着色剤及び帯電制御剤とを混合・溶融混練した後、粉砕分級工程にて所望な粒径・分布に調製し、外添剤を添加・混合する外添混合工程と粗大粒子等を除去する篩別工程とを行うトナー製造装置において、請求項１から８のいずれか１項に記載の製造方法によってトナーを製造することを特徴とするトナー製造装置によれば、請求項１から８項のいずれかに記載した方法が実行され、篩の網のつまり・摩損を防止し、長期間に渡って安定的に凝集体、粗大粒子及び融着物等を除去でき、又次工程に至るまで前記凝集体、粗大粒子及び融着物等の発生しにくいトナーを製造することができるとともに、生産安定性が飛躍的に向上するという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナーの製造フローを示す説明図である。
【図２】本発明のトナー篩装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  混合装置
２  捕集タンク
３  供給機本体
４  供給機ブロワー
５  篩装置
６  トナー流動化用気体
７  トナー流動化用気体（吸引）
８  篩上圧力測定口
９  篩下圧力測定口
１０  トナー粒子（篩上）
１１  篩の網
１２  異物排出口
１３  粗大粒子、溶着物、凝集体
１４  トナー粒子（篩下）
【図１】
0003919164.tif 000003
【図２】
0003919164.tif 000004