(57)【要約】【課題】トナー母粒子や樹脂微粒子を含むスラリーをより短時間で効率的に洗浄することのできるスラリーの洗浄装置を提供する。【解決手段】スラリーの洗浄装置１０は、第１の洗浄室２０ａ及び第２の洗浄室２０ｂを備えている。第１の洗浄室２０ａ及び第２の洗浄室２０ｂの間には、濾液貯留室が配置されている。第１の洗浄室２０ａにスラリー及び洗浄液が供給され、スラリーは洗浄液と混合されることで洗浄される。洗浄後のスラリーは、第１の洗浄室２０ａと濾液貯留室の間に配置された濾過部材によって濾過される。濾過部材を通過した濾液が、濾液貯留室に貯留される。濾液が分離された後のスラリーが、第１の洗浄室２０ａから第２の洗浄室２０ｂに移送される。【選択図】図２
2016163862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の洗浄室と濾液貯留室を備えたスラリーの洗浄装置であって、
前記洗浄室と前記濾液貯留室は、交互に積層されており、
前記洗浄室と前記濾液貯留室は同じ構造であって、少なくともスラリー液の供給用配管とスラリー液の排出用配管を備えており、更に前記洗浄室と前記濾液貯留室に直接或いは前記スラリー液の供給用配管に、前記スラリー液以外の洗浄液或いは濾液を出し入れするための配管が配置されており、
前記洗浄室と前記濾液貯留室との間に、濾過部材が設置されており、
前記洗浄室に前記スラリー及び前記洗浄液が連続的に供給され、前記スラリーは前記洗浄液と混合されることで洗浄され、洗浄後の前記スラリーは前記洗浄室と前記濾液貯留室の間に配置された濾過部材によって濾過されるとともに、前記濾過部材を通過した濾液が前記濾液貯留室に貯留され、前記濾液貯留室に接続する何れかの配管から前記濾液が外部に排出されると共に、濾液が分離された後の前記スラリーが前記洗浄室から前記濾液貯留室を挟んだ次の洗浄室に移送されるように構成されている、スラリーの洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄室及び前記濾液貯留室には、前記スラリー及び前記洗浄液を撹拌するための撹拌部材が配置されている、請求項１に記載のスラリーの洗浄装置。
【請求項３】
前記撹拌部材は、回転可能な羽根部材によって構成されており、
前記羽根部材には、前記洗浄室及び前記濾液貯留室の両側にある前記濾過部材に堆積したトナー固形分を掻き取るための歯部が形成されている、請求項２に記載のスラリーの洗浄装置。
【請求項４】
前記羽根部材には、前記羽根部材を回転させる際の抵抗を低減するための通液孔が形成されている、請求項３に記載のスラリーの洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄室及び前記濾液貯留室及び付属の配管は、ほぼ同一の構造を有しており、
スラリー及び洗浄液の流路を切り換えることによって、運転モードを切り換えることが可能であり、前記濾液貯留室を前記洗浄室として機能させ、前記洗浄室を前記濾液貯留室として機能させることが可能に構成されている、請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のスラリーの洗浄装置。
【請求項６】
前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーである、請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のスラリーの洗浄装置。
【請求項７】
前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーである、請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のスラリーの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば静電荷像現像用トナーの製造工程において、トナー母粒子や樹脂微粒子を含有するスラリーを洗浄するための洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電荷像現像用トナーは、プリンターや複写機、ファクシミリなどにおいて、静電荷像を可視化する画像形成に用いられる。例えば、電子写真方式による画像形成では、先ず、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。つぎに、静電潜像をトナーにより現像した後、現像された像を転写紙等に転写する。そして、トナーを熱によって定着させることで画像形成が行われる。
【０００３】
従来、静電荷像現像用トナーの製造方法として、溶融混練粉砕法が知られている。この方法では、各種バインダ樹脂と、着色剤と、必要に応じて帯電制御剤や磁性体などとを混合する。つぎに、これらの混合物を押出機により溶融混練し、次いで粉砕及び分級する。しかし、この方法は、制御できるトナーの粒径に限界があり、実質的に１０μｍ以下の平均粒径のトナーを歩留まり良く製造することは困難であった。そのため、この方法は、電子写真に要求される高解像度化を達成するためには十分なものとはいえなかった。
【０００４】
そこで、近年、溶融混練粉砕法に代わるトナーの製造法として、湿式重合法が提案されている。湿式重合法は、例えば、乳化重合凝集法、懸濁重合法等である。特に、乳化重合凝集法でトナーを製造した場合、得られるトナーの粒径、粒度分布、及び形状を比較的容易に制御することができる。
【０００５】
近年、電子写真複写機などの画像形成装置の用途は拡大している。それに伴い、使用されるトナーの各種性能への要求はより高いものになってきている。
【０００６】
例えば、複写やプリントの高速化に伴い、トナーの定着速度の高速化が望まれている。紙の送り速度が高速の場合は、低速時に比べて、定着ローラ表面に温度ムラが発生しやすくなり、結果として画質（特に定着強度、光沢性）が悪化する。このような画質不良を改善する方法として、定着ローラの表面温度をより精密に制御することが考えられる。しかし、この場合、定着装置の複雑化、大型化、耐久性低下、コストアップなどの問題が発生する。そのため、高速での複写やプリントにおいて良好な画質を得るため、トナーの定着時にオフセットが発生しない、より広い定着温度範囲を有するトナーが望まれている。
【０００７】
また、近年、画像形成時に必要なエネルギーの削減の要求が高まっており、大きなエネルギーを消費する定着工程の省電力化が求められている。このような省電力化の要求へ対応するために、トナーの定着温度をより低温化させることが望まれている。トナーの定着温度をより低温化させるためには、トナーのガラス転移温度を下げる必要がある。しかし、トナーのガラス転位温度を下げた場合、トナーの保存安定性が悪化する。このため、トナーの低温定着性と、トナーの保存安定性とを両立させることが困難であった。このような問題を解決するため、従来、低温定着性に優れた樹脂からなるコア粒子の表面に、硬い樹脂からなるシェル層を被覆したトナーが提案されている。
【０００８】
コアシェル構造を有するトナー母粒子の製造方法として、例えば外添剤を用いる乾式カプセル法や、湿式カプセル法が知られている。
乾式カプセル法は、トナーのコア粒子の表面に、シェル層となる樹脂粒子を機械的に衝突させることによりコアシェル構造を形成する方法である。コア粒子としては、溶融混練粉砕法などの乾式法で作ったコア粒子や、湿式法で作成して乾燥させたコア粒子が用いられる。しかし、この方法では、カプセル化できるシェル粒子量に制限がある。また、この方法では、機械的衝突の不均一性や、衝突による発熱などが原因で、均一なコアシェル構造を形成するのが困難である。
【０００９】
湿式カプセル法は、トナーのコア粒子を含むスラリーあるいは乳化分散液に、シェル粒子の分散液を直接的に添加する方法である。コア粒子としては、乳化重合凝集法や懸濁重合法等の湿式重合法で形成したコア粒子、あるいは、溶融混練粉砕法のような乾式法で形成したコア粒子が用いられる。湿式カプセル法では、液中の粒子間の静電吸着によってコア粒子をカプセル化する。更に、その後、熱処理により、コア粒子の表面にカプセル層を固定する。湿式カプセル法は、カプセル層の厚み、付着強度などの制御が可能であるため、特に湿式重合トナーの製造に多く利用されている。
【００１０】
コアシェル構造を有するトナー母粒子の製造工程では、コア粒子の表面に、シェル粒子を静電気的に吸着させる。優れた性能を有するトナー母粒子を製造するためには、コア粒子及びシェル粒子の表面の帯電状態を精密に制御する必要がある。一般的に、コア粒子あるいはシェル粒子を含むスラリーに含有される電解質濃度の調整により、帯電状態を制御することができる。電解質濃度の調整の方法として、凝集剤及び分散剤などの電解質を更に添加する方法と、水などの媒体を添加することにより電解質溶液を薄める方法と、洗浄工程において電解質濃度を低下させる方法がある。
【００１１】
重合トナーのコア粒子が湿式法で製造された場合、得られたスラリーには、造粒工程で大量に添加した添加剤に由来する電解質が含まれている。このスラリーに、更に凝集剤及び分散剤などの電解質を添加する。このようにしてコアシェル構造を制御する方法は、電解質濃度によって制御できる限界があり、場合によっては、綺麗なコアシェル構造を得ることは困難である。
【００１２】
水などの溶媒を添加することより電解質溶液を薄める方法がある。この方法では、電解質溶液を薄めるために、水などの溶媒を大量に添加する必要があるため、生産効率が低下するとともに、生産コストが増加する恐れがある。
【００１３】
一方、電解質を取り除くための洗浄工程によって、電解質の濃度を制御する方法がある。この方法は、スラリーから余分な電解質を取り除く方法であり、電解質の濃度を制御できる範囲が大きい。このため、この方法は、シェル粒子のカプセル制御にもっとも有効な方法であると考えられる。
【００１４】
電解質を取り除くための洗浄工程は、湿式重合法によるトナー製造に不可欠の工程である。その工程の洗浄性能は、トナーの性能に大きく影響する。
【００１５】
トナー母粒子を含むスラリーの洗浄技術として、特許文献１〜７に記載されているように、ベルトフィルター、フィルタープレス、遠心脱水、真空濾過などの技術が知られている。これらの技術では、トナー母粒子表面の不純物を除去するために、スラリーを固液分離した後に、ケーキの表面に洗浄液を供給する。洗浄効率を高めるため、トナー母粒子のケーキを水などの洗浄液に再分散して洗浄する方法もよく行われている。このように、濾過工程とリスラリー洗浄工程を繰り返し行うことにより、目標の洗浄レベルまでトナー母粒子を洗浄することができる。最終的に、得られたトナー母粒子のケーキを水などに再分散してシェル粒子のカプセル工程に進むか、トナー母粒子をそのまま乾燥させる。
【００１６】
しかし、その洗浄方法にはいくつか問題点が残っている。例えば、固液分離により形成したトナー母粒子のケーキに洗浄液を供給する場合、洗浄液がケーキ中に形成された割れ面に沿ってパイパスしてしまい、ケーキ全体へ洗浄液を均一に供給することが困難となる。ケーキ全体へ洗浄液を均一に供給できない場合、洗浄斑が発生しやすくなるとともに、より多くの洗浄液が必要となる場合がある。トナー母粒子のケーキを洗浄液に再分散することにより、洗浄斑をある程度緩和することは可能である。しかし、水を絞ったトナー母粒子はケーキ状態となっているため、トナー母粒子の水への完全な再分散は困難である。特に、トナー母粒子の洗浄が進行すると、トナー母粒子の表面に付着する乳化剤などの分散剤が減少する。その結果、トナー母粒子ケーキの分散が更に困難となり、リスラリーに分散しない状態のトナー母粒子の凝集体が多く残ってしまう。トナー母粒子の凝集体が存在すると、凝集体間に含まれる不純成分の洗い出しが困難となり、洗浄斑が発生しやすくなる。トナー母粒子の凝集体を含むスラリーにシェル粒子を添加することでカプセル化を行う場合は、凝集体内部のトナー母粒子のカプセル化が困難である。この場合、トナー母粒子の均一なカプセル化ができなくなるため、トナーの性能が悪化する恐れがある。また、リスラリー洗浄を含む濾過洗浄方式は、基本的に、バッチ操作で行われるため、連続システムに適用することは困難である。
【００１７】
その他、特許文献８に記載された連続式加圧濾過装置が知られている。この装置を用いて、トナー母粒子のケーキを経由せずに、トナー母粒子のスラリーを濾過する方法も知られている。この方法では、トナー母粒子のスラリーを濾過することにより濃縮してから、スラリーに洗浄液を混合して、スラリーを洗浄する。しかし、この方法では、スラリーの濾過量が多くなると、スラリーの固形分濃度と粘度が上昇する。このため、フィルターの目詰まりが発生しやすく、濾過量に限界があり、濾過効率は悪いと考えられる。
【００１８】
特許文献９には、凝集ゾーンと、合体ゾーンと、洗浄ゾーンとを含む単一反応容器中でトナーを製造する方法が記載されている。この方法は、着色剤とラテックスエマルジョンを凝集させて、凝集したトナー粒子を前記単一反応容器の凝集ゾーン中に形成する工程と、前記凝集したトナー粒子を前記単一反応容器の合体ゾーン中で合体させて、凝集および合体したトナー粒子を形成する工程と、前記凝集および合体したトナー粒子を前記単一反応容器の洗浄ゾーン中で洗浄し、それによってトナーを形成する工程と、を含む。特許文献９に記載の洗浄方法では、トナー母粒子を含むスラリーと洗浄液との接触効率が悪く、洗浄が不十分となってしまい、トナー母粒子の品質が悪化してしまうという問題があった。また、装置の構造上、濾過面積が極めて小さく、洗浄効率が悪くなるため、スラリーの洗浄工程に多くの時間がかかってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００１−２８１９２５号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５８４１号公報
【特許文献３】特開２００２−３７２８０３号公報
【特許文献４】特開２００７−０５８２０１号公報
【特許文献５】特開２０００−２９２９７６号公報
【特許文献６】特開２００２−１５６７８８号公報
【特許文献７】特開２００１−１９４８２６号公報
【特許文献８】特開２００４−２７９４８３号公報
【特許文献９】特開２００６−３５０３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
トナーの性能を高めるため、湿式方式で製造したトナー母粒子の洗浄に対する要求が厳しくなっている。更に、湿式カプセル法の場合は、シェル剤によりトナーの構造を制御するためには、トナー粒子凝集体を発生させることなく、スラリーの電解質濃度を容易に調整できる方法が求められる。しかし、特許文献１〜９に記載された従来の洗浄方式は、トナー母粒子の洗浄効率が悪い。また、トナー母粒子を均一に洗浄することが困難である。更に、トナー母粒子の洗浄時、トナー母粒子の凝集体が発生しやすいため、スラリーの濃度管理が困難であるという問題がある。
【００２１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされてなされたものであり、例えばトナー母粒子や樹脂微粒子を含むスラリーを、より短時間で効率的に洗浄することのできるスラリーの洗浄装置およびスラリーの洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するための手段は、以下の発明である。
複数の洗浄室と濾液貯留室を備えたスラリーの洗浄装置であって、
前記洗浄室と前記濾液貯留室は、交互に積層されており、
前記洗浄室と前記濾液貯留室は同じ構造であって、少なくともスラリー液の供給用配管とスラリー液の排出用配管を備えており、更に前記洗浄室と前記濾液貯留室に直接或いは前記スラリー液の供給用配管に、前記スラリー液以外の洗浄液或いは濾液を出し入れするための配管が配置されており、
前記洗浄室と前記濾液貯留室との間に、濾過部材が設置されており、
前記洗浄室に前記スラリー及び前記洗浄液が連続的に供給され、前記スラリーは前記洗浄液と混合されることで洗浄され、洗浄後の前記スラリーは前記洗浄室と前記濾液貯留室の間に配置された濾過部材によって濾過されるとともに、前記濾過部材を通過した濾液が前記濾液貯留室に貯留され、前記濾液貯留室に接続する何れかの配管から前記濾液が外部に排出されると共に、濾液が分離された後の前記スラリーが前記洗浄室から前記濾液貯留室を挟んだ次の洗浄室に移送されるように構成されている、スラリーの洗浄装置。
【００２３】
上記スラリーの洗浄装置において、前記洗浄室及び前記濾液貯留室には、前記スラリー及び前記洗浄液を撹拌するための撹拌部材が配置されていることが好ましい。
【００２４】
上記スラリーの洗浄装置において、前記撹拌部材は、回転可能な羽根部材によって構成されており、前記羽根部材には、前記濾過部材に堆積したトナー固形分を掻き取るための歯部が形成されていることが好ましい。
【００２５】
上記スラリーの洗浄装置において、前記羽根部材には、前記羽根部材を回転させる際の抵抗を低減するための通液孔が形成されていることが好ましい。
【００２６】
上記スラリーの洗浄装置において、前記洗浄室、及び前記濾液貯留室は、ほぼ同一の構造を有しており、スラリー及び洗浄液の流路を切り換えることによって、運転モードを切り換えることが可能であり、前記濾液貯留室を前記洗浄室として機能させ、前記洗浄室を前記濾液貯留室として機能させることが可能に構成されていることが好ましい。
【００２７】
上記スラリーの洗浄装置において、前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
【００２８】
上記スラリーの洗浄装置において、前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、例えばトナー母粒子や樹脂微粒子を含むスラリーをより効率的に洗浄することのできるスラリーの洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】スラリーの洗浄装置の斜視図である。
【図２】第１の運転モードにおけるスラリーの洗浄装置の側断面図である。
【図３】スラリーの洗浄装置の平断面図である。
【図４】羽根部材の拡大斜視図である。
【図５】第２の運転モードにおけるスラリーの洗浄装置の側断面図である。
【図６】第１の運転モード及び第２の運転モードにおけるスラリー及び洗浄液の流路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、まず、静電荷像現像用トナー及びその製造方法について説明する。
静電荷像現像用トナー及びその製造方法について説明した後、本発明のスラリーの洗浄装置について詳しく説明する。
【００３２】
本明細書では、特に、コアシェル構造（カプセル構造）を有するトナー母粒子を含む静電荷像現像用トナー及びその製造方法について説明する。
【００３３】
＜１．コア粒子＞
コア粒子は、結着樹脂、着色剤を含有する。コア粒子は、その他、必要に応じて、ワックス、帯電制御剤などを含有する。
コア粒子は、粉砕法、或いは湿式重合法によって製造することができる。
【００３４】
粉砕法によってコア粒子を製造する場合は、結着樹脂、着色剤及びワックスなどを高温で溶融混練した後、粉砕工程及び分級工程を経ることによって、コア粒子を得ることができる。得られたコア粒子は、乳化剤により水に分散させて、コア粒子のスラリーを得ることができる。更に、コア粒子のスラリーに後述のシェル粒子を添加することにより、コアシェル構造を形成することができる。
【００３５】
湿式重合法の例としては、懸濁重合法、乳化重合凝集法、及び溶融懸濁法が挙げられる。
懸濁重合法によってコア粒子を製造する場合は、結着樹脂モノマーに着色剤およびワックスを溶解させた後、そのモノマー溶液を水性媒体中で機械的せん断力によりモノマー滴として懸濁させる。その後、モノマーを重合させることによって、コア粒子を得ることができる。
【００３６】
乳化重合凝集法によってコア粒子を製造する場合は、まず、重合開始剤及び乳化剤等を含有する水性媒体中において、結着樹脂の重合性単量体を乳化させる。次に、重合性単量体を攪拌下で重合させることによって、重合体一次粒子を得ることができる。次に、重合体一次粒子に着色剤及び必要に応じて帯電制御剤等を添加して、重合体一次粒子を凝集させる。得られた凝集粒子を熟成させることによって、コア粒子を得ることができる。
【００３７】
溶融懸濁法によってコア粒子を製造する場合は、溶媒中に結着樹脂、ワックス等を溶解させて油相を得る。油相を得た後、その油相を水系媒体中に油滴として懸濁させる。水系媒体中に油滴を懸濁させた後、溶媒を除去することでコア粒子を得ることができる。
【００３８】
コア粒子を製造するためには、湿式重合法の中では、乳化重合凝集法を用いることが好ましい。乳化重合凝集法は、トナー粒子の粒径や形状などを制御しやすいからである。
【００３９】
本発明において、結着樹脂を製造するために用いる単量体成分としては、トナーの結着樹脂として従来から用いられている単量体を用いることが出来る。
例えば、酸性基を有する重合性単量体（以下、酸性単量体と称することがある）、塩基性基を有する重合性単量体（以下、塩基性単量体と称することがある）、または酸性基も塩基性基も有さない重合性単量体（以下、その他の単量体と称することがある）を使用することができる。
【００４０】
酸性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、フマル酸、ケイ皮酸等のカルボキシル基を有する重合性単量体、スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有する重合性単量体、ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有する重合性単量体等が挙げられる。
【００４１】
塩基性単量体の例としては、アミノスチレン等のアミノ基を有する芳香族ビニル化合物、ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の窒素含有複素環含有重合性単量体、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有する（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。
【００４２】
酸性単量体及び塩基性単量体は、本発明に用いられるラジカル性単量体とともに、懸濁重合法、乳化重合凝集法、または溶融懸濁法でトナー母粒子を製造する過程において、粒子の水中での安定化に寄与する。これらの単量体は、単独で用いても複数種類を混合して用いてもよい。また、これらの単量体は、対イオンを伴って塩として存在していてもよい。
【００４３】
結着樹脂を構成する重合性単量体の例としては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニ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、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類、アクリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジブチルアクリルアミド等が挙げられる。重合性単量体は、単独で用いてもよく、複数種類を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
結着樹脂を架橋樹脂として用いる場合、上述の重合性単量体と共にラジカル重合性を有する多官能性単量体が用いられる。多官能性単量体の例としては、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオ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、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサエチレングリコールジメタクリレート、ノナエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられる。また、反応性基をペンダントグループに有する重合性単量体、例えばグリシジルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、アクロレイン等を用いることも可能である。これらの中では、ラジカル重合性の二官能性重合性単量体が好ましく、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレートが特に好ましい。これらの多官能性重合性単量体は、単独で用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。
【００４５】
結着樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと記載する）における数平均分子量が、好ましくは２０００以上、より好ましくは２５００以上、さらに好ましくは３０００以上であり、好ましくは５万以下、より好ましくは４万以下、さらに好ましくは３．５万以下である。また、同様にして求めた重量平均分子量が、好ましくは３万以上、より好ましくは４万以上、さらに好ましくは５万以上であり、好ましくは２００万以下、より好ましくは１００万以下、さらに好ましくは５０万以下である。結着樹脂の数平均分子量および重量平均分子量が上記の範囲にある場合、トナーの耐久性、保存性、及び定着性が良好となる。
【００４６】
結着樹脂の重合を開始させるために、必要に応じて公知の重合開始剤を１種又は２種以上組み合わせて使用する事ができる。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、等の過硫酸塩、及び、これら過硫酸塩に酸性亜硫酸ナトリウム等の還元剤を組み合わせたレドックス開始剤、過酸化水素、４，４’−アゾビスシアノ吉草酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロペーオキサイド、等の水溶性重合開始剤、及び、これら水溶性重合性開始剤に第一鉄塩等の還元剤を組み合わせたレドックス開始剤系、過酸化ベンゾイル、２，２’−アゾビス−イソブチロニトリル、等が用いられる。これらの重合開始剤は、モノマー添加前、添加と同時、添加後のいずれの時期に重合系に添加してもよい。必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。
【００４７】
本発明では、必要に応じて公知の連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤の具体的な例としては、ｔ−ドデシルメルカプタン、２−メルカプトエタノール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロブロモメタン、等があげられる。連鎖移動剤は、単独または２種類以上の併用でもよい。連鎖移動剤は、重合性単量体に対して０〜５重量％用いられる。
【００４８】
本発明では、必要に応じて公知の懸濁安定剤を使用することができる。懸濁安定剤の具体的な例としては、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは、一種或いは二種以上を組み合わせて用いてもよい。懸濁安定剤は、重合性単量体１００質量部に対して１質量部以上、１０質量部以下の量で用いてもよい。
【００４９】
重合開始剤および懸濁安定剤は、何れも、重合性単量体添加前、添加と同時、添加後のいずれの時期に重合系に添加してもよい。必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。
その他、反応系には、ｐＨ調整剤、重合度調節剤、消泡剤等を適宜添加することができる。
【００５０】
本発明において、結着樹脂を乳化重合法によって製造する場合、公知の乳化剤を使用することができる。カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤の中から選ばれる一種又は二種以上の乳化剤を用いることが好ましい。
カチオン性界面活性剤の例としては、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド等が挙げられる。アニオン性界面活性剤の例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム、等の脂肪酸石けん、硫酸ドデシルナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられる。ノニオン界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートエーテル、モノデカノイルショ糖等が挙げられる。
【００５１】
本発明において、乳化剤の使用量は、重合性単量体１００質量部に対して０．１質量部以上、１０質量部以下であることが好ましい。これらの乳化剤に、例えば、部分或いは完全ケン化ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール類、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体類等の一種或いは二種以上を保護コロイドとして使用することができる。
【００５２】
本発明において、乳化重合法により得られる重合体一次粒子の体積平均粒径は、通常０．０２μｍ以上、好ましくは０．０５μｍ以上、更に好ましくは０．１μｍ以上であり、通常３μｍ以下、好ましくは２μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下である。粒径が前記範囲よりも小さいときは、凝集工程において凝集速度の制御が困難となる場合がある。粒径が前記範囲よりも大きいときは、凝集して得られるトナー母粒子の粒径が大きくなり易く、目的とする粒径のトナーを得ることが困難となる場合がある。
【００５３】
トナーには、オフセット防止剤として、ワックスを使用することができる。近年、トナーの低温定着性の改善が試みられている。トナーの低温定着性と、耐ブロッキング性及び耐高温オフセット性とは、通常は二律背反の関係にある。それらの相反する性質を両立させるためには、オフセット防止剤としてのワックスの使用が好ましい。
【００５４】
トナーには、公知のワックスを任意に使用することができる。ワックスとして、具体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス、パラフィンワックス、ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス、水添ひまし油カルナバワックス等の植物系ワックス、ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン、アルキル基を有するシリコーン、ステアリン酸等の高級脂肪酸、長鎖脂肪酸アルコール、ペンタエリスリトール等の長鎖脂肪酸多価アルコール、及びその部分エステル体、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド、等を例示することができる。好ましくは、パラフィンワックスまたはフィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス、エステル系ワックス、及び、シリコーン系ワックスを例示することができる。
【００５５】
本発明において、ワックスは、単独で用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。トナーの定着性を改善するため、ワックスの融点は、１２０℃以下が好ましく、１１０℃以下が更に好ましく、１００℃以下が特に好ましい。ワックスの融点は、４０℃以上が好ましく、さらに好ましくは５０℃以上である。ワックスの融点が高すぎると、トナーの定着温度低減の効果が得られない場合がある。ワックスの融点が低すぎると、トナーの固結性、保存性に問題が生じる場合がある。
【００５６】
本発明において、ワックスの量は、トナー１００質量部に対して１質量部以上であることが好ましく、より好ましくは２質量部以上、さらに好ましくは５質量部以上である。ワックスの量は、トナー１００質量部に対して４０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは３５質量部以下、さらに好ましくは、３０質量部以下である。トナー中のワックス含有量が少なすぎると、高温オフセット性等の性能が十分でない場合がある。ワックス含有量が多すぎると、耐ブロッキング性が十分でなかったり、ワックスがトナーから漏出することにより装置を汚染したりする場合がある。
【００５７】
重合法においてワックスを配合する方法としては、予め水中に体積平均粒径０．０１μｍ以上、２．０μｍ以下のワックスを分散させておくことが好ましい。ワックスの粒径は、１．０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以下であることが特に好ましい。
さらに、乳化重合凝集法においては、上記平均粒径範囲のワックスが分散した分散液を乳化重合時に添加するか、あるいは凝集工程で添加することが好ましい。
【００５８】
トナー中に好適な粒径のワックスを分散させるためには、乳化重合時にワックスをシードとして添加する方法、いわゆるシード重合法を用いることが好ましい。ワックスをシードとして添加することにより、ワックスがトナー中に微細かつ均一に分散するため、トナーの帯電性や耐熱性の悪化を抑制することができる。
ワックスを、ステアリルアクリレートなどの長鎖重合性単量体とともに予め水系分散媒体中で分散させることによって、ワックス・長鎖重合性単量体分散液を調製することができる。ワックス・長鎖重合性単量体の存在下において、重合性単量体を重合させることもできる。
【００５９】
コア粒子に含有される着色剤としては、公知の着色剤を任意に用いることができる。着色剤の具体的な例としては、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染料及び顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系染料及び顔料、ジスアゾ系染料及び顔料、及び、縮合アゾ系染料及び顔料を挙げることができる。染料及び顔料は、１種類のみ用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。フルカラートナーの場合には、イエローは、ベンジジンイエロー、モノアゾ系、または縮合アゾ系染顔料を用いるのが好ましい。マゼンタは、キナクリドン、またはモノアゾ系染顔料を用いるのが好ましい。シアンは、フタロシアニンブルーを用いるのが好ましい。着色剤の量は、重合体一次粒子１００質量部に対して３質量部以上、２０質量部以下であることが好ましい。
【００６０】
乳化重合凝集法における着色剤の配合は、通常、凝集工程で行われる。重合体一次粒子の分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合した後、これらの粒子を凝集させることで粒子凝集体を得ることができる。着色剤は、乳化剤の存在下で、水中に分散した状態で用いるのが好ましい。着色剤粒子の体積平均粒径は、０．０１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上である。着色剤粒子の体積平均粒径は、３μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。
【００６１】
本発明のコア粒子は、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法などの何れの重合法で製造してもよく、特に限定されない。
【００６２】
懸濁重合法によってコア粒子を製造する場合には、上述の結着樹脂の単量体中に、着色剤、重合開始剤、必要に応じてワックス、極性樹脂、荷電制御剤、及び架橋剤を加える。これらの添加剤を単量体中に均一に溶解又は分散させることによって、単量体組成物を調製する。この単量体組成物を、分散安定剤等を含有する水系媒体中に分散させる。好ましくは、単量体組成物の液滴が所望のコア粒子のサイズを有するように、撹拌速度及び撹拌時間を調整する。その後、分散安定剤の作用により、単量体組成物を粒子の状態に維持する。単量体組成物の粒子が沈降しない程度に、単量体組成物の撹拌を行う。これらの操作によって、単量体組成物を重合させる。
【００６３】
得られたコア粒子は、トナー母粒子として利用することができるコア粒子を洗浄する工程、及び、コア粒子を乾燥する工程の後、必要に応じてコア粒子に対して外添処理を施す。これらの工程を経ることによって、コア粒子から静電荷像現像用トナーを製造することができる。一般的な洗浄方法によってコア粒子を洗浄することができる。本発明のスラリーの洗浄装置を使って、コア粒子を洗浄してもよい。洗浄効率を考慮すると、本発明の洗浄装置を使うことが好ましい。
【００６４】
トナーの性能を更に向上させるためには、本発明のスラリー洗浄装置を使ってコア粒子を洗浄することが好ましい。コア粒子を洗浄した後、コア粒子に後述のシェル粒子を添加することが好ましい。コア粒子にシェル粒子を添加することによって、コアシェル構造を形成することができる。
【００６５】
乳化重合凝集法によってコア粒子を製造する場合には、まず、着色剤分散液及びワックス分散液を準備する。つぎに、乳化重合により得られた結着樹脂単量体の重合体一次粒子、又は、ワックス分散液存在下で乳化重合により得られたワックス内包結着樹脂単量体の重合体一次粒子を準備する。つぎに、着色剤分散液、ワックス分散液、及び結着樹脂単量体の重合体一次粒子を混合する。その後、この混合液を加熱して、凝集、及び熟成工程を経ることによって、コア粒子を製造することができる。
【００６６】
乳化重合凝集法によってコア粒子を製造した後、後述するように、シェル粒子をコア粒子の表面に被覆させる（カプセル工程）。カプセル工程を経ることによって、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造することができる。
【００６７】
上記の乳化重合凝集法の製造方法の中では、凝集工程で着色剤分散液を添加する方法が好ましい。着色剤存在下で結着樹脂単量体を重合させると、着色剤中の金属がラジカル重合に影響するためである。この場合、樹脂の分子量やレオロジー制御が困難となるため、所望の重合体一次粒子が得られないおそれがある。
【００６８】
乳化重合凝集法において、重合体一次粒子、着色剤粒子、ワックス、及び、必要に応じて帯電制御剤は、同時に混合してもよいし、逐次に混合してもよい。あるいは、それぞれの成分の分散液を調製した後に、これらの分散液を混合してもよい。
【００６９】
乳化重合凝集法によってコア粒子を製造する場合には、攪拌装置を備えた槽内において凝集工程を行うことが好ましい。この場合、粒子同士の凝集力と、攪拌による剪断力とのバランスによって、粒子凝集体の粒径を制御することができる。また、重合体一次粒子を含む混合液を加熱する、あるいはこの混合液に電解質を加えることによって、重合体一次粒子の凝集力を大きくすることができる。
【００７０】
本発明において、電解質を添加して凝集を行う場合に用いる電解質は、酸、アルカリ、塩、有機系電解質、及び無機系電解質のいずれでもよい。具体的には、酸の例として、塩酸、硝酸、硫酸、クエン酸等を挙げることができる。アルカリの例として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等を挙げることができる。塩の例として、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｌｉ2ＳＯ4、ＭｇＣｌ2、ＣａＣｌ2、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＺｎＳＯ4、Ａｌ2（ＳＯ4）3、Ｆｅ2（ＳＯ4）3、ＣＨ3ＣＯＯＮａ、Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｎａ等を挙げることができる。これらの中では、２価以上の多価の金属カチオンを有する無機塩が好ましい。
【００７１】
本発明において、電解質の添加量は、電解質の種類、目的とする粒径等によって異なる。電解質の添加量は、混合分散液の固形成分１００質量部に対して、０．０２質量部以上が好ましく、０．０５質量部以上が更に好ましい。電解質の添加量は、混合分散液の固形成分１００質量部に対して、２５質量部以下が好ましく、１５質量部以下が更に好ましく、１０質量部以下が特に好ましい。電解質の添加量が少なすぎると、凝集反応の進行が遅くなる。凝集反応の進行が遅くなると、凝集反応後も１μｍ以下の微粉が残る、あるいは、得られた粒子凝集体の平均粒径が目的の粒径に達しないなどの問題が生じる場合がある。電解質の添加量が多すぎると、凝集反応の進行が急速になりやすい。凝集反応の進行が急速になると、粒径の制御が困難となるため、得られた粒子凝集体中に粗粉や不定形のものが含まれるなどの問題が生じる場合がある。電解質を加えて凝集を行う場合、凝集温度は、２０℃以上、好ましくは３０℃以上であり、８０℃以下、好ましくは７０℃以下である。
【００７２】
凝集に要する時間は、装置形状や処理スケールにより最適化される。コア粒子の粒径が目的とする粒径に到達するためには、前記した所定の温度を、通常、３０分以上保持することが好ましい。所定の温度へ到達するまでの昇温は、一定速度の昇温でもよいし、段階的な昇温でもよい。
【００７３】
トナーの構造を制御することにより、トナーの帯電性、保存安定性などの性能を向上させることができる。トナーの構造を制御するためには、得られた粒子凝集体に、更に重合体一次粒子を添加し、粒子凝集体の表面にカプセル層を形成することが好ましい。この重合体一次粒子は、コア粒子凝集体の重合体一次粒子と同じものでもよく、違うものでもよい。
【００７４】
凝集工程で得られた粒子凝集体の安定性を向上させるために、凝集工程の後の熟成工程において、粒子同士の融着を行うことが好ましい。熟成工程の温度は、好ましくは重合体一次粒子のＴｇ以上であり、より好ましくはＴｇ＋５℃以上である。熟成工程の温度は、好ましくはＴｇ＋８０℃以下であり、より好ましくはＴｇ＋５０℃以下である。熟成工程に要する時間は、目的とするコア粒子の形状により異なる。熟成工程では、粒子凝集体の温度が重合体一次粒子のガラス転移温度以上に到達した後、通常０．１〜１０時間、好ましくは１〜６時間保持することが好ましい。
【００７５】
なお、凝集工程以降、好ましくは熟成工程以前又は熟成工程中の段階で、粒子凝集体に界面活性剤を添加するか、ｐＨ値を上げるか、または両方を行うことが好ましい。界面活性剤としては、重合体一次粒子を製造する際に用いることのできる乳化剤から選択された一種以上を用いることができる。特に、重合体一次粒子を製造した際に用いた乳化剤と同じものを用いることが好ましい。界面活性剤の添加量は限定されない。界面活性剤の添加量は、混合分散液の固形成分１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．３質量部以上である。界面活性剤の添加量は、混合分散液の固形成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下、更に好ましくは１０質量部以下である。
【００７６】
凝集工程以降、熟成工程の完了前の間に、界面活性剤を添加するか、ｐＨ値を上げることができる。これにより、凝集工程で生成した粒子凝集体同士の凝集等を抑制することができるとともに、熟成工程後の粗大粒子の生成を抑制することができる。
【００７７】
熟成工程で行われる加熱処理により、凝集体中の重合体一次粒子同士が融着して一体化する。重合体一次粒子同士が融着して一体化することにより、凝集体としてのコア粒子の形状が球形に近いものとなる。熟成工程前の粒子凝集体は、重合体一次粒子が静電気的あるいは物理的に凝集した集合体であると考えられる。熟成工程後は、粒子凝集体を構成する重合体一次粒子は互いに融着しており、コア粒子の形状が球状に近いものとなる。熟成工程の温度及び時間等を制御することにより、重合体一次粒子の凝集体の形状を制御することができる。例えば、凝集体の形状を、葡萄型、融着が進んだジャガイモ型、更に融着が進んだ球状等に制御することができる。これにより、目的に応じて様々な形状のコア粒子を製造することができる。
【００７８】
得られたコア粒子は、トナー母粒子として使用することができる。トナー母粒子は、洗浄工程、乾燥工程を経た後、必要に応じて外添処理を施されることによって、静電荷像現像用トナーとなることもできる。トナー母粒子は、一般的な方法で洗浄してもよい。トナー母粒子は、本発明のスラリー洗浄装置を使って洗浄してもよい。洗浄効率を考慮すると、本発明の洗浄装置を使うことが好ましい。
【００７９】
トナーの性能を更に向上させるためには、本発明のスラリーの洗浄装置を使ってコア粒子を洗浄した後、後述のシェル粒子を添加する。シェル粒子を添加することによって、コアシェル構造を形成することができる。
【００８０】
溶融懸濁法のようなその他の湿式重合法の場合も、上述した懸濁重合法及び乳化重合凝集法と同様に、コア粒子の洗浄及び乾燥工程を経ることによって、トナー母粒子を製造することができる。または、スラリーを洗浄することによって、スラリーに含まれるコア粒子以外の不純物をある程度除去する。その後、後述するように、シェル粒子をコア粒子の表面に被覆することによって、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造することができる。
【００８１】
＜２．シェル粒子＞
本発明において、コア粒子の表面に被覆するシェル粒子は、無機粒子でもよく、樹脂性粒子でもよく、特に限定されない。なお、シェル粒子は、「殻剤」と呼ばれることもある。
【００８２】
シェル粒子が樹脂性粒子の場合は、特に限定しないが、シェル粒子の原料として、例えばスチレン系、アクリル系、エステル系など一般的なトナーバインダ樹脂として使われる樹脂、或いはそれらの共重合系あるいはブレンド系の樹脂を用いることができる。シェル粒子は、樹脂の乳化によって製造するか、あるいは、乳化重合、懸濁重合などの重合法によって製造することができる。シェル粒子は、粒子径制御及び微粒子化のしやすさの観点から、重合法を用いて製造することが好ましい。シェル粒子は、微粒子の粒子径及び粒度分布の制御のしやすさの観点から、特に、乳化重合法を用いて製造することが好ましい。
【００８３】
シェル粒子の体積平均粒径は、特に限定されないが、２０ｎｍ以上が好ましく、５０ｎｍ以上が更に好ましい。シェル粒子の体積平均粒径は、５００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がさらに好ましい。
【００８４】
シェル粒子の重量平均分子量は、好ましくは２，０００〜３０，０００、より好ましくは４，０００〜２５，０００、特に好ましくは６，０００〜２０，０００である。
【００８５】
シェル粒子のガラス転移温度は、特に限定されないが、４０℃以上であり、好ましくは４５℃以上である。一方、シェル粒子のガラス転移温度は、１００℃以下であり、好ましくは８０℃以下であり、更に好ましくは７５℃以下である。
【００８６】
トナーの耐ブロッキング性を高めるためには、シェル粒子のガラス転移温度（Tg）は、コア粒子のガラス転移温度（Tg）より高いことが好ましい。
【００８７】
シェル粒子のガラス転移温度（Tg）は、コア粒子のガラス転移温度（Tg）以上が好ましく、（コア粒子のガラス転移温度（Tg）＋２）℃以上がより好ましく、（コア粒子のガラス転移温度（Tg）＋５）℃以上が更に好ましい。一方、シェル粒子のガラス転移温度（Tg）は、（コア粒子のガラス転移温度（Tg）＋５０）℃以下が好ましく、（コア粒子のガラス転移温度（Tg）＋３０）℃以下がより好ましく、（コア粒子のガラス転移温度（Tg）＋２０）℃以下が更に好ましい。
【００８８】
シェル粒子の重量平均分子量及びガラス転移温度が低すぎると、トナーの耐ブロッキング性が悪化する場合がある。一方、シェル粒子の重量平均分子量及びガラス転移温度が高すぎると、トナーの低温定着性が悪化する場合がある。
【００８９】
シェル粒子の含有率は、トナー母粒子に対して、０．０１ｗｔ％以上であり、好ましくは０．３ｗｔ％以上である。
シェル粒子の含有率は、トナー母粒子に対して、１０ｗｔ％以下が好ましい。
【００９０】
シェル粒子は、使用目的に応じて、非帯電性、帯電性のいずれのものでもよい。
本発明のコアシェル構造を有するトナーは、低温定着性と耐ブロッキング性との両立が可能であるだけでなく、帯電性シェル粒子を使用することで、トナーの帯電性を制御することもできる。
【００９１】
トナーの帯電性は、一般的に、帯電制御剤、結着樹脂または外添剤によって調整される。帯電制御剤は、一般的に、無機系の帯電制御剤が用いられる。近年では、帯電制御能を有する樹脂（帯電制御樹脂）が帯電制御剤として使用されている。結着樹脂中に種々の官能基を導入し、その官能基の特性を利用して帯電性を調整することも行われている。例えば、正帯電トナーの場合は、アミノ基あるいはアミド結合を有する単量体を結着樹脂に共重合させて帯電性を制御することができる。
【００９２】
トナーの帯電性を制御する方法として、一般的に、帯電制御剤をトナーの結着樹脂中に分散させる方法が知られている。帯電制御能を有する重合性単量体（帯電制御樹脂）を結着樹脂と共重合させる方法も知られている。しかしながら、トナー母粒子中やトナー母粒子表面における帯電制御剤や帯電制御樹脂の分散が不均一であると、かぶりの増加、トナー飛散などの問題につながる。このため、近年の高精細画質化を目的とした小粒径トナーでは、帯電制御剤や帯電制御樹脂のより均一な分散性が求められている。一般的に、トナーの帯電性は、トナー表面の樹脂の性能により制御されると言われている。
【００９３】
トナー結着樹脂中に帯電制御剤や帯電制御樹脂を均一に分散させる場合は、帯電制御効果を充分に得るために、多くの量の帯電制御剤や帯電制御樹脂を添加する必要がある。このため、帯電制御剤や帯電制御樹脂の添加量が多くなることに起因して、トナーの低温定着性が悪化する場合がある。
【００９４】
このような理由から、トナー粒子の表面側に、より多くの量の帯電制御剤や帯電制御樹脂が分散していることが好ましい。粉砕法により得られるトナー母粒子と比較して、重合法により得られるトナー母粒子、特に乳化凝集法により得られるトナー母粒子は、このような制御が容易である。すなわち、重合法により得られるトナー母粒子は、帯電制御剤又は帯電制御樹脂の添加・混合のタイミングを変更することにより、トナー母粒子中における帯電制御剤や帯電制御樹脂を分散させる位置を容易に制御することができる。
【００９５】
トナー母粒子に帯電性を付与する場合、シェル粒子に帯電制御剤または帯電制御樹脂を添加することによって、コアシェル構造におけるシェル層に帯電制御性能を持たせることが好ましい。
【００９６】
シェル粒子が樹脂性微粒子の場合、シェル粒子に用いられる樹脂と帯電制御樹脂とを共重合させることが好ましい。
【００９７】
シェル粒子が正帯電性の樹脂微粒子の場合は、帯電制御樹脂の例としては、−ＮＨ２、−ＮＨＣＨ３、−Ｎ（ＣＨ３）２、−ＮＨＣ２Ｈ５、−Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２、−ＮＨＣ２Ｈ４ＯＨ等のアミノ基を含有する樹脂；それらがアンモニウム塩化された４級アンモニウム塩を含有する樹脂が挙げられる。これらの中では、４級アンモニウム塩を含有する樹脂が好ましい。
【００９８】
このような正帯電性を示す帯電制御樹脂は、例えば、アミノ基を含有するモノビニル単量体と、それと共重合可能な単量体とを共重合することによって得られる。また、正帯電性帯電制御樹脂は、アミノ基を含有する共重合体をアンモニウム塩化することによっても得ることができる。４級アンモニウム塩を含有する樹脂は、アンモニウム塩の基を含有するモノビニル単量体と、それと共重合可能なモノビニル単量体とを共重合することによっても得ることができる。ただし、正帯電性帯電制御樹脂の製造方法は、これらの方法に限定されない。共重合させる単量体としては、結着樹脂に一般的に用いられる単量体を用いることができる。
【００９９】
正帯電性帯電制御樹脂は、４級アンモニウム塩の基を含有する樹脂であることが好ましい。４級アンモニウム塩の基を含有する樹脂の中では、下記の構造式（１）に示す４級アンモニウム塩を含有するアクリレート、及び下記の構造式（２）に示す４級アンモニウム塩を含有するアクリルアミドが好ましく、下記の構造式（１）に示す４級アンモニウム塩を含有するアクリレートがより好ましい。
【０１００】
【化１】
2016163862.tif 000003
【０１０１】
上記の構造式（１）及び構造式（２）において、Ｒ１は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ２は、アルキレン基であり、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に水素原子、あるいは炭素数１〜６の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基であり、Ｘ−は、ハロゲンイオンまたはベンゼンスルホン酸イオン若しくはアルキルベンゼンスルホン酸イオンである。
【０１０２】
上記の構造式（１）に示す４級アンモニウム塩において、Ｘ−は、塩化物イオンまたはトルエンスルホン酸イオンであることが好ましく、Ｒ１は、水素原子またはメチル基であることが好ましく、Ｒ２は、ＣＨ２、Ｃ２Ｈ４、Ｃ３Ｈ６などの炭素数１〜３のアルキレン基及びその誘導体であることが好ましく、Ｒ３〜Ｒ５は、それぞれ独立にＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７などのアルキル基であることが好ましい。
【０１０３】
アミノ基含有（メタ）アクリレート単量体としては、例えば、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノメチル（メタ）アクリレート、エチルメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノ−１−エチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノ−１−エチル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノ−１−エチル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノ−１−エチル（メタ）アクリレート、エチルメチルアミノ−１−エチル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノ−１−エチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノ−２−エチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノ−２−エチル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノ−２−エチル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノ−２−エチル（メタ）アクリレート、エチルメチルアミノ−２−エチル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノ−２−エチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノ−１−プロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノ−１−プロピル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノ−１−プロピル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノ−１−プロピル（メタ）アクリレート、エチルメチルアミノ−１−プロピル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノ−１−プロピル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノ−２−プロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノ−２−プロピル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノ−２−プロピル（メタ）アクリレート、ジイソプロピルアミノ−２−プロピル（メタ）アクリレート、エチルメチルアミノ−２−プロピル（メタ）アクリレート、メチルプロピルアミノ−２−プロピル（メタ）アクリレートなどのＮ，Ｎ−二置換アミノアルキル（メタ）アクリレート化合物が挙げられる。
【０１０４】
共重合体をアンモニウム塩化するために用いられる４級化剤としては、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、臭化メチル、及び臭化エチル等のハロゲン化アルキル；パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、及びパラトルエンスルホン酸プロピル等のパラトルエンスルホン酸アルキルエステル等が挙げられる。
市場で入手可能な４級アンモニウム塩基含有（メタ）アクリレート単量体としては、ブレンマーQA（日油（株）製）等がある。
【０１０５】
アミノ基及びアンモニウム塩基等の官能基を有する帯電性単量体単位の量は、帯電制御樹脂中、好ましくは０．５〜１５重量％、より好ましくは１〜１２重量％、特に好ましくは２〜１０重量％である。該官能基を有する単量体単位の量が少なすぎると、必要な帯電量を得るために多量の帯電制御樹脂が必要になり、トナーの環境安定性が低下しやすくなる。該官能基を有する単量体単位の量が多すぎると、高温高湿下におけるトナーの帯電量の低下が大きくなり、カブリが発生する場合がある。
【０１０６】
正帯電性の帯電制御樹脂は、種々の市販品を用いることもできる。例えば、藤倉化成社製ＦＣＡ−１６１Ｐ（スチレン／アクリル樹脂）、ＦＣＡ−２０７Ｐ（スチレン／アクリル樹脂）、及びＦＣＡ−２０１−ＰＳ（スチレン／アクリル樹脂）等が挙げられる。
【０１０７】
負帯電性の帯電制御樹脂として、特に制限はないが、一般的に負帯電トナーで使われる樹脂、例えば、スチレン−アクリル樹脂、またはポリエステル樹脂を利用できる。市販の負帯電制御樹脂を利用することもできる。
【０１０８】
シェル粒子は、帯電制御樹脂の乳化によって製造することができる。シェル粒子は、帯電制御樹脂の乳化重合、あるいは懸濁重合等によって製造することもできる。シェル粒子の粒子径の制御及び微粒子化のしやすさの観点から、重合法が好ましい。シェル粒子の粒子径及び粒度分布の制御のしやすさの観点から、乳化重合法が更に好ましい。
【０１０９】
帯電制御樹脂をシェル粒子、コア粒子あるいはトナー母粒子の製造に用いる場合、帯電性単量体の含有量は、特に限定するものではないが、トナー母粒子に対して０．０１ｗｔ％以上であり、好ましくは０．０５ｗｔ％以上であり、より好ましくは０．１ｗｔ％以上である。一方、帯電性単量体の含有量は、５ｗｔ％以下であり、好ましくは２ｗｔ％以下であり、より好ましくは１ｗｔ％以下である。
【０１１０】
＜３．シェル粒子をコア粒子に被覆する方法（カプセル工程）＞
以降、コア粒子をシェル粒子で被覆する工程をカプセル工程と称することがある。コア粒子をシェル粒子で被覆するための制御を、カプセル制御と称することがある。
カプセル工程を実施する方法には、以下の２つの方法がある。
（１）コア粒子を形成する工程の後半に、シェル粒子成分を混合することによりカプセル構造を形成する方法。
（２）コア粒子を形成した後に、コア粒子の表面にシェル粒子を被覆してカプセル構造を形成する方法。
【０１１１】
上記（１）の方法の場合、コア粒子の形成中に、シェル粒子がコア粒子に付着する。このため、シェル粒子がコア粒子に埋まり込みやすく、コア粒子へのシェル粒子の付着強度が強くなる。一方、コア粒子の表面にシェル粒子が埋まり込んでいるため、コア粒子をシェル粒子により完全に被覆（カプセル化）するために、より多くのシェル粒子が必要となる。
【０１１２】
上記（２）の方法の場合、完成したコア粒子の表面にシェル粒子を被覆する。このため、シェル粒子はコア粒子の表面に留まりやすく、より少ない量のシェル粒子で均一の厚みのシェル層を形成することができる。
【０１１３】
カプセル工程において、コア粒子の帯電極性とシェル粒子の帯電極性は、逆であることが好ましい。この場合、コア粒子の表面に、シェル粒子を静電気的に付着させることができる。この静電気的な付着により、シェル粒子のコア粒子への付着効率（カプセル化効率）を高めることが可能となり、その結果、コア粒子の露出を防ぐことができる。更に、シェル粒子間の静電気的な反発により、コア粒子の表面に、より少ない量のシェル粒子で、単層に近い、均一な厚みのシェル層を形成することができる。シェル粒子の静電気的な付着によって形成された単層シェル層の厚みは、シェル粒子の体積平均粒径とほぼ同じである。単層シェル層の厚みは、特に限定するものではないが、２０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上であり、５００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下である。
【０１１４】
また、ある帯電極性を有するシェル粒子によりシェル層を形成した後、該シェル粒子と逆極性のシェル粒子により更にシェル層を形成することにより、二重シェル層を形成することもできる。このようなシェル層の形成を繰り返すことで、多重シェル層を形成することもできる。
【０１１５】
シェル粒子によりコア粒子を被覆する工程（カプセル工程）では、コア粒子の分散液に、シェル粒子を直接添加して混合することができる。粉砕法により得られたコア粒子を用いる場合は、乳化剤によりコア粒子を分散させた分散液を用いることができる。重合法により得られたコア粒子を用いる場合は、コア粒子製造時のスラリーをそのまま利用することができる。より精密なカプセル制御を実施するために、コア粒子同士の凝集体が発生しない程度に、コア粒子分散液中に存在する乳化剤を洗浄などの方法で取り除くことが好ましい。
【０１１６】
カプセル工程におけるコア粒子とシェル粒子の混合温度は、特に限定しないが、コア粒子のTg及びシェル粒子のTgのうち、低い方のTgよりも１０℃以上低い温度であることが好ましい。混合温度がこの範囲に設定されることによって、粒子の凝集体の発生を防ぐことができるとともに、コア粒子とシェル粒子とを均一に混合することができる。
【０１１７】
＜４．トナー母粒子の洗浄及び乾燥＞
コア粒子をシェル粒子で被覆することによって、トナー母粒子を製造することができる。トナー母粒子を洗浄する工程、及び、トナー母粒子を乾燥する工程の後、必要に応じて、トナー母粒子に外添処理が施される。洗浄工程、乾燥工程、及び必要に応じて外添処理を経ることにより、トナー母粒子から静電荷像現像用トナーが製造される。
【０１１８】
トナー母粒子は、水を用いて洗浄することができる。酸またはアルカリの水溶液で洗浄することもできる。温水または熱水で洗浄することもできる。これらの方法を併用することもできる。このような洗浄工程を経ることによって、懸濁安定剤、乳化剤、未反応の残存モノマー等を低減または除去することができる。洗浄後のトナー母粒子は、回収される。回収された後のトナー母粒子は、ウェットケーキ状であることが好ましい。回収されたトナー母粒子がウェットケーキ状である場合、引き続き行われる乾燥工程において、トナー母粒子の取り扱いが容易になる。
【０１１９】
乾燥工程では、振動型流動乾燥法や循環型流動乾燥法など流動乾燥法、気流乾燥法、真空乾燥法、凍結乾燥法、スプレードライ法、フラッシュジェット法などが用いられる。乾燥工程における温度、風量、減圧度等の操作条件は、着色粒子のＴｇ、使用する装置の形状、機構、大きさ等に応じて最適化される。
【０１２０】
トナー母粒子の体積平均粒径は、３μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましい。トナー母粒子の体積平均粒径は、１５μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。
【０１２１】
トナー母粒子の平均円形度は、好ましくは０．９０以上、より好ましくは０．９２以上、更に好ましくは０．９４以上である。トナー母粒子の平均円形度は、好ましくは０．９９以下である。トナー母粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００を用いて測定することができる。平均円形度が小さすぎると、着色粒子への外添剤の付着不良により、着色粒子の帯電性が悪化する。着色粒子の帯電性が悪化すると、画像濃度が低下する場合がある。一方、平均円形度が大きすぎると、着色粒子の形状に起因するクリーニング不良が発生する場合がある。
【０１２２】
トナーのＤＳＣ法によるガラス転移点Ｔｇは、好ましくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上である。トナーのＤＳＣ法によるガラス転移点Ｔｇは、好ましくは８０℃以下、より好ましくは７０℃以下である。Ｔｇが前記範囲である場合、トナーの保存性及び定着性が良好となる。
【０１２３】
＜５．外添剤（外添微粒子）＞
本発明においては、トナーの流動性または帯電制御性を向上させるために、必要に応じて、外添微粒子をトナーに添加する。外添微粒子としては、例えば、無機微粒子または有機微粒子を使用することができる。
【０１２４】
無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム等の各種炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化セリウム、シリカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物、リン酸カルシウム等のリン酸化合物、二硫化モリブデン等の硫化物、フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸、滑石、ベントナイト、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック、マグネタイト、フェライト等を用いることができる。有機微粒子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等の微粒子を用いることができる。
【０１２５】
これら外添微粒子の中では、特にシリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック等が好適に使用される。また、外添微粒子は、前記の無機または有機微粒子の表面に、疎水化などの処理を施したものであってもよい。表面処理に用いる処理剤は、例えば、ヘキサメチルジシラザン（ Ｈ Ｍ Ｄ Ｓ ） 、ジメチルジクロロシラン（ Ｄ Ｍ Ｄ Ｓ ） 等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル処理剤、シリコーンワニス、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系シリコーンオイル、アミノ基や第４級アンモニウム塩基を有するカップリング剤等である。処理剤は、二種以上を併用することもできる。
【０１２６】
トナーには、帯電制御の観点から、外添剤として導電性微粒子を添加することが好ましい。導電性微粒子の抵抗は、４００Ω・ｃｍ以下であり、好ましくは２００Ω・ｃｍ以下であり、より好ましくは１００Ω・ｃｍ以下であり、さらに好ましくは６０Ω・ｃｍ以下である。導電性微粒子の抵抗は、０．１Ω・ｃｍ以上であり、好ましくは１Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは５Ω・ｃｍ以上であり、さらに好ましくは１５Ω・ｃｍである。
【０１２７】
外添剤として、導電性微粒子を用いることができる。導電性微粒子としては、例えば、導電性酸化チタン、シリカ、マグネタイト、等の金属酸化物またはそれらに導電性物質をドープしたもの、ポリアセチレンやポリフェニルアセチレン、ポリ- p -フェニレン等の共役２重結合を有するポリマーに金属等の導電性物質をドープした有機微粒子、カーボンブラックやグラファイトに代表される炭素等が挙げられる。これらの導電性微粒子中では、導電性酸化チタンまたはそれに導電性物質をドープしたものが好ましい。これらの導電性微粒子は、トナーの流動性を損なわずに、トナーに導電性を付与できるからである。導電性微粒子の含有量は、トナー母粒子１００質量部に対して、０．０５質量部以上であり、０．１質量部以上が好ましく、０．２質量部以上であることがより好ましい。導電性微粒子の含有量は、トナー母粒子１００質量部に対して、３質量部以下であり、２質量部以下が好ましく、１質量部以下であることがより好ましい。
【０１２８】
本発明において、導電性微粒子以外の外添微粒子を使用する場合、外添微粒子の含有量は、トナー母粒子１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは０．８質量部以上であり、好ましくは５質量部以下、より好ましくは４質量部以下である。
【０１２９】
トナーへの外添剤の添加方法は、特に限定するものではない。例えば、ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機を用いてトナーと外添剤を混合することができる。トナーに複数種類の外添剤を添加する場合には、複数種類の外添剤を同時に添加してもよいし、複数種類の外添剤を複数回に分けて添加してもよい。
【０１３０】
＜６．スラリーの洗浄装置＞
以上では、コアシェル構造を有するトナー母粒子を含む静電荷現像用トナー及びその製造方法について詳しく説明した。以下では、そのようなコアシェル構造を有するトナー母粒子の製造に用いることのできるスラリーの洗浄装置について詳しく説明する。
【０１３１】
本実施形態のスラリーの洗浄装置は、トナー母粒子を含有するスラリーの洗浄に好適に用いることができる。また、本実施形態のスラリーの洗浄装置は、コア粒子やシェル粒子等の樹脂微粒子を含有するスラリーの洗浄に好適に用いることができる。更に、本実施形態のスラリーの洗浄装置は、樹脂微粒子以外の固形粒子を含有するスラリーの洗浄にも好適に用いることができる。
【０１３２】
図１は、スラリーの洗浄装置の斜視図である。図２は、スラリーの洗浄装置の側断面図である。図３は、スラリーの洗浄装置の平断面図である。
【０１３３】
図１、図２に示すように、本発明のスラリーの洗浄装置１０は、スラリーを供給するためのスラリー供給口１２ａと、定量的に（一定の流量で）スラリーを供給するスラリー供給装置４６と、スラリーを排出するためのスラリー排出口１４ａと、スラリーの排出量を制御するスラリー排出装置４８と、洗浄液を供給するための洗浄液供給口１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、濾液を排出するための濾液排出口１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、を備えている。
【０１３４】
図２に示すように、スラリーの洗浄装置１０は、スラリーと洗浄液とを接触させるための第１の洗浄室２０ａ、第２の洗浄室２０ｂ、及び第３の洗浄室２０ｃを備えている。スラリーと洗浄液とを接触させることによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要な成分を除去することができる。
【０１３５】
また、スラリーの洗浄装置１０は、スラリー洗浄後の洗浄液を濾過して得られる濾液を貯留するための第１の濾液貯留室２６ａ、第２の濾液貯留室２６ｂ、及び、第３の濾液貯留室２６ｃを備えている。
【０１３６】
図２に示すように、スラリーの洗浄装置１０は、複数の略円筒状の部屋が上下方向に積み重ねられた構造を有している。それぞれの部屋は、略同一の構造を有している。すなわち、スラリーの洗浄装置１０は、第１の濾液貯留室２６ａ、第１の洗浄室２０ａ、第２の濾液貯留室２６ｂ、第２の洗浄室２０ｂ、第３の濾液貯留室２６ｃ、及び第３の洗浄室２０ｃ、を備えている。これらの部屋は、この順番で下から積み重ねられている。また、これらの部屋は、互いにほぼ同一の構造を有している。
【０１３７】
第１の濾液貯留室２６ａと第１の洗浄室２０ａの間には、第１の濾過部材２２ａが配置されている。第１の洗浄室２０ａと第２の濾液貯留室２６ｂの間には、第２の濾過部材２２ｂが配置されている。第２の濾液貯留室２６ｂと第２の洗浄室２０ｂの間には、第３の濾過部材２２ｃが配置されている。第２の洗浄室２０ｂと第３の濾液貯留室２６ｃの間には、第４の濾過部材２２ｄが配置されている。第３の濾液貯留室２６ｃと第３の洗浄室２０ｃの間には、第３の濾過部材２２ｅが配置されている。
【０１３８】
スラリー供給装置４６によって、定量的にスラリー供給口１２ａから第１の洗浄室２０ａにスラリーが供給される。第１の洗浄室２０ａに供給されたスラリーは、洗浄液供給口１６ａから供給された洗浄液と混合された後、第１の洗浄室２０ａと第２の洗浄室２０ｂとを接続する接続配管２４ｂを経由して、第２の洗浄室２０ｂに移送される。
【０１３９】
接続配管２４ｂを経由して第１の洗浄室２０ａから第２の洗浄室２０ｂに移送されたスラリーは、洗浄液供給口１６ｂから供給された洗浄液と混合された後、第２の洗浄室２０ｂと第３の洗浄室２０ｃとを接続する接続配管２４ｄを経由して、第３の洗浄室２０ｃに移送される。
【０１４０】
接続配管２４ｄを経由して第２の洗浄室２０ｂから第３の洗浄室２０ｃに移送されたスラリーは、洗浄液供給口１６ｃから供給された洗浄液と混合された後、スラリー排出口１４ａから外部に排出される。スラリー排出装置４８によって、スラリーがスラリー排出口１４ａから定量的に排出される。
【０１４１】
スラリー供給装置４６及びスラリー排出装置４８は、スラリーの流量を制御できる装置である。スラリー供給装置４６及びスラリー排出装置４８は、例えば、定量ポンプ、流量コントローラー、または圧力調整弁によって構成される。スラリー供給装置４６及びスラリー排出装置４８によって、スラリーの流量を制御することにより、洗浄後のスラリーの濃度を調整することができる。
【０１４２】
洗浄液は、洗浄液供給口１６ａ、１６ｂ、１６ｃから供給される。洗浄液供給口１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、本実施例のように、洗浄室に直接設置することができるが、洗浄室に取り付けたスラリー供給口、或いは接続配管に接続することもできる。洗浄液供給口１６ａ、１６ｂ、１６ｃには、それぞれ、一定流量で洗浄液を供給するための図示しない洗浄液供給装置が設置されている。洗浄液流量を制御しやすい観点から、洗浄液供給装置は、定量ポンプ或いは流量バルブなどの流量制御装置を含むことが好ましい。スラリーの流量及びスラリーの濃度は、洗浄液供給装置によって供給される洗浄液の流量により制御することができる。
【０１４３】
第１の洗浄室２０ａに供給されたスラリー及び洗浄液の混合液は、第１の洗浄室２０ａの下方に配置された第１の濾過部材２２ａによって濾過される。濾過によって得られた濾液は、第１の洗浄室２０ａの下方に配置された第１の濾液貯留室２６ａに貯留された後、濾液排出口１８ａ、或いは１２ｂを経由して外部に排出される。
【０１４４】
また、第１の洗浄室２０ａに供給されたスラリー及び洗浄液の混合液は、第１の洗浄室２０ａの上方に配置された第２の濾過部材２２ｂによって濾過される。濾過によって得られた濾液は、第１の洗浄室２０ａの上方に配置された第２の濾液貯留室２６ｂに貯留された後、濾液排出口１８ｂ、或いは第１の濾液貯留室２６ａと第２の濾液貯留室２６ｂとを接続する接続配管２４ａを経由して外部に排出される。
【０１４５】
スラリー供給装置４６によって、定量的にスラリー供給口１２ａから第１の洗浄室２０ａにスラリーが供給される。第１の洗浄室２０ａに供給されたスラリーは、洗浄液供給口１６ａから供給された洗浄液と混合される。洗浄液と混合されたスラリーは、第１の濾過部材２２ａ及び第２の濾過部材２２ｂによって濾過されることで濾液が分離された後、第１の洗浄室２０ａと第２の洗浄室２０ｂとを接続する接続配管２４ｂを経由して、第２の洗浄室２０ｂに移送される。
【０１４６】
接続配管２４ｂを経由して第２の洗浄室２０ｂに移送されたスラリー及び洗浄液の混合液は、第２の洗浄室２０ｂの下方に配置された第３の濾過部材２２ｃによって濾過される。濾過によって得られた濾液は、第２の洗浄室２０ｂの下方に配置された第２の濾液貯留室２６ｂに貯留された後、濾液排出口１８ｂ、或いは第１の濾液貯留室２６ａと第２の濾液貯留室２６ｂとを接続する接続配管２４ａを経由して外部に排出される。
【０１４７】
また、接続配管２４ｂを経由して第２の洗浄室２０ｂに移送されたスラリー及び洗浄液の混合液は、第２の洗浄室２０ｂの上方に配置された第４の濾過部材２２ｄによって濾過される。濾過によって得られた濾液は、第２の洗浄室２０ｂの上方に配置された第３の濾液貯留室２６ｃに貯留された後、濾液排出口１８ｃ、或いは第２の濾液貯留室２６ｂと第３の濾液貯留室２６ｃとを接続する接続配管２４ｃを経由して外部に排出される。
【０１４８】
また、接続配管２４ｂを経由して第２の洗浄室２０ｂに移送されたスラリー及び洗浄液の混合液は、第３の濾過部材２２ｃ及び第４の濾過部材２２ｄによって濾過されることで濾液が分離された後、接続配管２４ｄを経由して第３の洗浄室２０ｃに移送される。接続配管２４ｄを経由して第３の洗浄室２０ｃに移送されたスラリー及び洗浄液の混合液は、第３の洗浄室２０ｃの下方に配置された第５の濾過部材２２ｅによって濾過される。濾過によって得られた濾液は、第３の洗浄室２０ｃの下方に配置された第３の濾液貯留室２６ｃに貯留された後、濾液排出口１８ｃ、或いは第２の濾液貯留室２６ｂと第３の濾液貯留室２６ｃとを接続する接続配管２４ｃを経由して外部に排出される。
【０１４９】
また、接続配管２４ｄを経由して第３の洗浄室２０ｃに移送されたスラリー及び洗浄液の混合液は、第５の濾過部材２２ｅによって濾過されることで濾液が分離された後、スラリー排出口１４ａを経由して外部に排出される。
【０１５０】
スラリー排出装置４８によって、定量的にスラリー排出口１４ａから洗浄後のスラリーが排出される。
【０１５１】
このように、スラリー及び洗浄液の混合液は、第１の濾過部材２２ａ、第２の濾過部材２２ｂ、第３の濾過部材２２ｃ、第４の濾過部材２２ｄ、及び第５の濾過部材２２ｅによって濾過される。濾過によって得られた濾液は、濾液貯留室を経由して外部に排出される。
【０１５２】
本実施形態のスラリーの洗浄装置１０によれば、各洗浄室の上面側及び下面側の両方に配置された濾過部材によって、スラリー及び洗浄液の混合液を濾過することが可能である。このため、濾過面積を広く確保することが可能であり、スラリー及び洗浄液の混合液を効率良く濾過することが可能である。
【０１５３】
濾過方式は、加圧濾過でも、減圧濾過でもよい。加圧濾過の場合は、排出側の圧力より高い圧力で洗浄液を供給する。減圧濾過の場合は、排出側から洗浄液を負圧吸引することにより、供給側の洗浄液を吸い込む。洗浄液の供給側と排出側の圧力差を調整することより、濾過速度を制御することができる。更に、スラリーの流量と洗浄液の流量とを同時に制御することで、洗浄効率を精密に制御できる。洗浄効率を精密に制御することによって、安定的な洗浄効果を得ることができる。
【０１５４】
本実施形態のスラリーの洗浄装置１０によれば、第１、第２及び第３の洗浄室２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおいて、スラリーと洗浄液とを効率よく接触させることができる。したがって、例えばトナーの製造工程において添加された界面活性剤や乳化剤、着色剤、あるいはトナーとならなかった未反応のモノマー等の不要な成分を効率良くスラリーから取り除くことができる。
【０１５５】
図２に示すように、第１の濾過部材２２ａ、第２の濾過部材２２ｂ、第３の濾過部材２２ｃ、第４の濾過部材２２ｄ、及び第５の濾過部材２２ｅは、それぞれ、上面側及び下面側に配置された２枚の支持部材によって挟まれることで支持されている。
【０１５６】
第１の濾過部材２２ａは、その上面側及び下面側に配置された２枚の支持部材２２ａ１、２２ａ２によって挟まれることで支持されている。第２の濾過部材２２ｂ、第３の濾過部材２２ｃ、第４の濾過部材２２ｄ、及び第５の濾過部材２２ｅも、第１の濾過部材２２ａと同様に、その上面側及び下面側に配置された２枚の支持部材によって挟まれることで支持されている（図２参照）。
【０１５７】
第１〜第５の濾過部材２２ａ〜２２ｅとしては、例えば濾布を用いることができる。濾布としては、スラリー中に含まれるトナー母粒子や樹脂微粒子を分離することのできるものであれば、どのような濾布を用いることもできる。例えば、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレン等の樹脂製の濾布を用いることができる。使用する濾布の目開きの大きさは、スラリー中に含まれるトナー母粒子や樹脂微粒子を分離することができ、かつ、洗浄液の通水を過度に阻害しない程度の大きさであれば、どのような大きさであってもよい。
【０１５８】
濾過部材を支持するための支持部材としては、濾過部材が撓まないように支持できる程度の剛性を有する部材であれば、どのようなものでも用いることが可能である。支持部材としては、例えば、ステンレス等の金属製のメッシュ部材やパンチングプレートを用いることができる。
【０１５９】
このように、第１〜第５の濾過部材２２ａ〜２２ｅは、上面側及び下面側に配置された２枚の支持部材で挟まれている。これにより、濾過部材の形状が保持されており、濾過部材が洗浄液の圧力によって上方又は下方に撓むことが防止されている。
【０１６０】
図３に示すように、略円筒状に形成された第１、第２及び第３の洗浄室２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内部には、撹拌部材４０が配置されている。撹拌部材４０は、第１、第２及び第３の洗浄室２０ａ、２０ｂ、２０ｃに供給されたスラリー及び洗浄液を撹拌して混合することのできる手段である。
【０１６１】
本実施形態において、撹拌部材４０は、４枚の羽根を有する回転可能な羽根部材４２によって構成されている。羽根部材４２は、例えば硬質の合成樹脂や、ステンレス等の金属によって形成されている。羽根部材４２は、隣り合う２枚の羽根がなす角度が９０度となるように構成されている。羽根部材４２の羽根の枚数は、４枚に限定されず、例えば３枚以下でもよいし、５枚以上でもよい。
【０１６２】
図１、図２に示すように、第３の洗浄室２０ｃのさらに上方には、各洗浄室に配置された羽根部材４２を回転させるための回転手段４４が設置されている。回転手段４４は、例えば電動モータによって構成されている。この回転手段４４によって、羽根部材４２を任意の回転方向に、任意の回転速度で回転させることが可能となっている。
【０１６３】
図３に示すように、本実施形態のスラリーの洗浄装置１０において、羽根部材４２の回転する方向と、スラリーが流れる方向は一致している。すなわち、図３において、羽根部材４２が左に回転する場合、スラリーは左に回転する方向に流れる。羽根部材４２が右に回転する場合、スラリーは右に回転する方向に流れる。
【０１６４】
羽根部材４２の回転方向は、洗浄室の外周内壁に沿ってスラリーが流れる距離が長くなる方向であることが好ましい。すなわち、例えば第１の洗浄室２０ａにおいて、羽根部材４２の回転方向は、スラリー供給口１２ａから接続配管２４ｂまでスラリーが流れる距離が長くなる方向であることが好ましい。この場合、スラリー供給口１２ａから供給されるスラリーは、羽根部材４２の回転によって移動する。略円筒状に形成された第１の洗浄室２０ａの中において、スラリーの移動距離は最大となる。スラリーの移動距離が最大となることによって、スラリーの洗浄効率がより高くなる。
【０１６５】
本実施形態のスラリーの洗浄装置１０において、スラリーは羽根部材４２によって連続的に運ばれるため、濾過部材（第１〜第５の濾過部材２２ａ〜２２ｅ）の上にトナー母粒子が堆積して不均一な厚みの層が形成されることを防止することができる。したがって、濾過部材がトナー母粒子によって目詰まりすることを防止することができる。その結果、スラリーを連続的にかつ安定的に洗浄することができる。
【０１６６】
図４は、羽根部材４２の拡大斜視図である。
図４に示すように、羽根部材４２は４枚の羽根を備えている。各羽根の上縁部及び下縁部には、鋸状の歯部４２ａが形成されている。この歯部４２ａによって、濾過部材（第１〜第５の濾過部材２２ａ〜２２ｅ）に堆積したトナー固形分を物理的に掻き取ることが可能となっている。歯部４２ａによってトナー固形分を掻き取ることによって、濾過部材がトナー母粒子によって目詰まりすることを防止することができる。その結果、スラリーを連続的にかつ安定的に洗浄することができる。
【０１６７】
図４に示すように、羽根部材４２は４枚の羽根を備えている。各羽根の中央部付近には、羽根部材４２を回転させる際の抵抗を低減するための通液孔４２ｂが形成されている。この通液孔４２ｂをスラリー及び洗浄液が通過することによって、羽根部材４２を回転させる際の抵抗を低減することができる。羽根部材４２を回転させる際の抵抗を低減することによって、羽根部材４２を回転させるための回転手段４４（例えば電動モータ）を小型化することができる。また、各洗浄室内において、トナー及び洗浄液をより均一に撹拌及び混合することができる。
【０１６８】
図５は、運転モードを切り換えた後のスラリーの洗浄装置の側断面図である。
図５に示すように、本実施形態のスラリーの洗浄装置１０は、スラリー及び洗浄液の流路を切り換えることによって、運転モードを切り換えることが可能である。すなわち、スラリー及び洗浄液の流路を切り換えることによって、図２に示す「第１の運転モード」から、図５に示す「第２の運転モード」に切り換えることが可能である。
【０１６９】
運転モードを「第１の運転モード」から「第２の運転モード」に切り換えることによって、各部屋の機能を以下のように切り換えることができる。
（１）図２における第１の濾液貯留室２６ａが、図５における第１の洗浄室２６ａとなる。
（２）図２における第１の洗浄室２０ａが、図５における第１の濾液貯留室２０ａとなる。
（３）図２における第２の濾液貯留室２６ｂが、図５における第２の洗浄室２６ｂとなる。
（４）図２における第２の洗浄室２０ｂが、図５における第２の濾液貯留室２０ｂとなる。
（５）図２における第３の濾液貯留室２６ｃが、図５における第３の洗浄室２６ｃとなる。
（６）図２における第３の洗浄室２０ｃが、図５における第３の濾液貯留室２０ｃとなる。
【０１７０】
このように、スラリー及び洗浄液の流路を切り換えることによって、上下方向に積み重ねられた洗浄室と濾液貯留室の機能を入れ替えることができる。図６で示したように、スラリー及び洗浄液の流路を切り換えは、配管の接続や、バルブの操作によって実現することが可能である。
【０１７１】
このように、第１の運転モードから第２の運転モードに切り換えることによって、洗浄室と濾液貯留室の機能を入れ替えることができる。
【０１７２】
図２において、第１の洗浄室２０ａ、第２の洗浄室２０ｂ、第３の洗浄室２０ｃ、第１の濾液貯留室２６ａ、第２の濾液貯留室２６ｂ、及び第３の濾液貯留室２６ｃは、ほぼ同一の構造を有している。第１の洗浄室２０ａと第２の洗浄室２０ｂの間には、スラリーを移送することのできる接続配管２４ｂが設けられている。第２の洗浄室２０ｂと第３の洗浄室２０ｃの間には、スラリーを移送することのできる接続配管２４ｄが設けられている。第１の濾液貯留室２６ａと第２の濾液貯留室２６ｂの間に、第２の濾液貯留室２６ｂと第３の濾液貯留室２６ｃの間にも、第２の運転モードにおいてスラリーを移送することのできる接続配管２４ａ、２４ｃが設けられている。これらのすべての部屋には、スラリーを供給するためのスラリー供給口、スラリーを排出するためのスラリー排出口、洗浄液を供給するための洗浄液供給口、及び、濾液を排出するための濾液排出口が必要に応じて設けられている。
【０１７３】
したがって、運転モードを第１の運転モードから第２の運転モードへ切り換えることによって、洗浄室及び濾液貯留室の機能を自在に入れ替えることができる。洗浄室及び濾液貯留室の機能を入れ替えることによって、第１〜第５の濾過部材２２ａ〜２２ｅに堆積したトナー固形分を逆洗によって取り除くこと可能であり、長時間にわたって安定的にトナーを洗浄することが可能となっている。
【０１７４】
本実施形態のスラリーの洗浄装置１０は、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造する際に特に好ましく用いることができる。特に、粒子表面の帯電状態を厳密に制御することが要求される、コア粒子やシェル粒子を含むスラリーの洗浄工程に好ましく適用することができる。
【０１７５】
本実施形態のスラリーの洗浄装置１０によれば、スラリーを流しながら洗浄することができるため、バッチ式の洗浄方式よりも効率的にスラリーを洗浄することができる。
【０１７６】
上記実施形態では、洗浄室及び濾液貯留室が上下方向に積み重ねられている例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。洗浄室及び濾液貯留室は、水平方向に並べられてもよい。
【０１７７】
上記実施形態では、洗浄室が３つであり、濾液貯留室が３つである例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。洗浄室の数は、４つ以上であってもよく、２つ以下であってもよい。濾液貯留室の数は、４つ以上であってもよく、２つ以下であってもよい。
【符号の説明】
【０１７８】
１０    洗浄装置
１２ａ  スラリー供給口（第１の運転モード）
１２ｂ  スラリー供給口（第２の運転モード）
１４ａ  スラリー排出口（第１の運転モード）
１４ｂ  スラリー排出口（第２の運転モード）
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  洗浄液供給口（第１の運転モード）／濾液排出口（第２の運転モード）
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  濾液排出口（第１の運転モード）／洗浄液供給口（第２の運転モード）
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  洗浄室（第１の運転モード）／濾液貯留室（第２の運転モード）
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ  濾過部材
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  接続配管
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ  濾液貯留室（第１の運転モード）／洗浄室（第２の運転モード）
４０    撹拌部材
４２    羽根部材
４２ａ  歯部
４２ｂ  通液孔
４４    回転手段
４６    スラリー供給装置
４８    スラリー排出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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