(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー母粒子と樹脂微粒子とを含み、外添処理された粉砕トナーにおいて、
粒度分布の標準偏差が１．２０以下であり、粒子径が３μｍ以下の小粒径粒子の比率が３％以下であることを特徴とする粉砕トナー。
【請求項２】
ハイブリッド現像方式の現像手段を具備する画像形成装置に用いられることを特徴とする請求項１に記載の粉砕トナー。
【請求項３】
請求項１または２に記載の粉砕トナーの製造方法であって、
トナー母粒子を調製する調製工程と、トナー母粒子を分級する分級工程と、該分級工程で得られたトナー粒子に外添剤を添加する外添処理工程とを含み、
前記分級工程の前に、樹脂微粒子を前混合することを特徴とする粉砕トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置に好適な粉砕トナーおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法による複写機やプリンター等の消耗品である現像剤に用いられているトナーには、主に粉砕法で製造された粉砕トナーと、重合法で製造された重合トナーの２種に大別することができる。粉砕トナーと重合トナーの両製造法には、それぞれメリット、デメリットがある。例えば、粉砕トナー粒子は強度に優れ、また結着樹脂の選択肢が広い。さらに、製造コスト、環境面への配慮の点でも優れている。その一方で、粉砕トナーは、トナーの粒度分布が重合トナーに比べてばらついてしまう（ブロードになる）というデメリットがある。粒子径の分布がブロードになると、トナーの帯電分布もブロードとなってしまい、帯電性の低いトナーが存在することになり、トナー飛散の原因になる恐れがある。
【０００３】
ところで、画像形成装置における現像方式としては、１成分現像方式および２成分現像方式が知られている。また最近では、１成分現像方式および２成分現像方式の特徴を有する、いわゆるハイブリッド現像方式が提案されている。
ハイブリッド現像方式は、トナーおよびキャリアを含有する２成分現像剤を磁気ローラ（現像剤担持体）の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ（トナー担持体）の表面に転移させてトナー層を形成し、該トナー層からトナーを、静電潜像が形成された感光体の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する方式である。
【０００４】
ハイブリッド現像方式は、感光体と現像ローラとの間に空隙があり、非接触型の現像方式であるため、従来の２成分現像方式の場合に問題視されていた感光体へのキャリア付着や、磁気ブラシによる感光体表面の損傷といったことが発生しにくく、より高画質な画像を形成できる。また、現像器内での帯電方式として２成分現像剤を用いた２成分方式を採用しているので、特に高濃度印字や連続印字においても素早くトナーを所望の帯電量にすることができる。
また、近年、省スペース化により画像形成装置は小型化の傾向にあり、現像器の容積も小さくなっているが、そのような小型化の画像形成装置の現像手段としても、ハイブリッド現像方式は有効である。
【０００５】
ハイブリッド現像方式においては、所望の帯電量になったトナーを磁気ローラから現像ローラに供給すると同時に、現像ローラから感光体に飛翔せずに現像ローラ上に残った残留トナーを、磁気ローラの磁気ブラシで剥ぎ取りながら回収を行うことで、現像ローラには常にフレッシュなトナーが供給される。
【０００６】
しかし、残留トナーの剥ぎ取りが不十分な場合、現像ローラ上のトナーの入れ替りがなくなるため、トナーがチャージアップしてしまい、現像ローラへのトナー付着が起こり、画像濃度の低下を引き起こすことがあった。
特に、画像形成装置を小型化にすると、構造上、現像器内において現像ローラを磁気ローラの下側（重力方向側）に設置する必要があるため、トナーがストレスを受けやすかった。その結果、耐刷によって外添剤がトナー母粒子に埋没しやすくなるため、トナーがチャージアップしやすく、現像ローラへのトナー付着が起こりやすかった。また、現像ローラ上の残留トナーを、重力に逆らって磁気ローラの磁気ブラシで剥ぎ取りながら回収することになるので、残留トナーは剥ぎ取られにくく、トナーがチャージアップしやすかった。そのため、現像ローラへの鏡像力が増加し、残留トナーの剥ぎ取りがより不十分になりやすかった。その結果、現像ローラには常に同じトナーが残留することになり、さらにチャージアップが加速され、現像ローラへのトナー付着が起こりやすくなり、画像濃度が低下しやすかった。
【０００７】
そこで、現像ローラへのトナー付着の問題を解決することを目的として、例えば特許文献１には、現像ローラと磁気ローラとをバイアス制御することにより、トナー付着を防止する現像装置が開示されている。
【０００８】
ところで、上述したように、粉砕トナーは、トナーの粒度分布がブロードになりやすい。粒度分布がブロードなトナーは、通常、超微粉と呼ばれる粒子径が３μｍ以下の小粒径粒子の比率が高い。小粒径粒子は現像ローラの鏡像力を増加させるので、磁気ローラによる残留トナーの剥ぎ取りが不十分になりやすく、現像ローラへのトナー付着が起こりやすかった。従って、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置に粉砕トナーを用いると、該粉砕トナーが現像ローラに付着して、画像濃度を低下させるといった問題があった。
【０００９】
そこで、例えば特許文献２には、風力分級機を用いて分級するトナーの製造方法が開示されている。
また、特許文献３には、トナー材料を混練冷却した固形物に、流動性向上剤として疎水性のコロイダルシリカを添加した後に粉砕するトナーの製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１０９２４２号公報
【特許文献２】特開平２−９１６６０号公報
【特許文献３】特開昭５６−１４２５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の現像装置は、現像ローラと圧接するように磁気ローラが設けられており、また、使用する現像剤も１成分現像剤であり、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置に適用することは困難であった。また、現像ローラへのトナー付着の問題に対して、トナー側からの対策は、現状ではほとんどされていない。
【００１１】
また、特許文献２、３に記載のトナーの製造方法は、粉砕性の向上などを目的とするものであり、分級精度の向上を目的としていないので、得られる粉砕トナーの粒度分布をシャープにすることは必ずしも十分ではなかった。
また、粉砕トナーは分級工程で除去された分級微粉を再利用するのが通常の方法であるが、特に特許文献３に記載の方法では、分級微粉を再利用する際にコロイダルシリカもトナー材料と共に混練冷却されることになり、トナーの組成が変動する懸念があった。また、コロイダルシリカがトナー材料と共に混練冷却されると、コロイダルシリカによって生産設備（例えば混練機）などが磨耗される場合がある。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド現像方式を採用し、小型の画像形成装置に用いられる場合であっても、現像ローラへの付着を抑制し、画像濃度の低下を防ぎ、安定して良好な画像を形成できる粉砕トナーおよびその製造方法の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の粉砕トナーは、トナー母粒子と樹脂微粒子とを含み、外添処理された粉砕トナーにおいて、粒度分布の標準偏差が１．２０以下であり、粒子径が３μｍ以下の小粒径粒子の比率が３％以下であることを特徴とする。
また、本発明の粉砕トナーは、ハイブリッド現像方式の現像手段を具備する画像形成装置に好適である。
【００１４】
また、本発明の粉砕トナーの製造方法は、前記粉砕トナーの製造方法であって、トナー母粒子を調製する調製工程と、トナー母粒子を分級する分級工程と、該分級工程で得られたトナー粒子に外添剤を添加する外添処理工程とを含み、前記分級工程の前に、樹脂微粒子を前混合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の粉砕トナーによれば、現像ローラへの付着を抑制し、画像濃度の低下を防ぎ、安定して良好な画像を形成できる。
また、本発明の粉砕トナーは、ハイブリッド現像方式を採用し、小型の画像形成装置に好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の粉砕トナーは、トナー母粒子と、樹脂微粒子と、外添剤とを含む。
【００１７】
［トナー母粒子］
本発明の粉砕トナーのトナー母粒子の原材料としては、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤が含まれる。
＜結着樹脂＞
結着樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１８】
＜着色剤＞
着色剤としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック等の黒色顔料；黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ等の黄色顔料；赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、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、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ等の橙色顔料；ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ等の赤色顔料；マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等の紫色顔料；紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ等の青色顔料；クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等の緑色顔料；亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等の白色顔料；バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の体質顔料等が挙げられる。
着色剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対し、通常０．５〜１０質量部であり、１〜７質量部が好ましい。
【００１９】
＜離型剤＞
離型剤としては、ワックス類、低分子量オレフィン系樹脂が挙げられる。ワックス類としては、例えば、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックス等が挙げられる。低分子量オレフィン系樹脂としては、数平均分子量が１０００〜１００００、好ましくは２０００〜６０００の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等が挙げられ、中でも低分子量ポリプロピレンが好ましい。
離型剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜２０質量部が好ましく、０．５〜１０質量部が好ましい。
【００２０】
＜その他＞
本発明の粉砕トナーには、必要に応じて帯電制御剤を含有させてもよい。帯電制御剤は、粉砕トナーの帯電性を制御するためのもので、トナーの帯電極性に応じて正帯電性および／または負帯電性の電荷制御剤を用いる。
正帯電性の帯電制御剤としては、例えばニグロシンおよび脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の第四級アンモニウム塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートを単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも特にニグロシン系化合物、第四級アンモニウム塩が好ましく用いられる。
正帯電性の帯電制御剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対し、２〜８質量部が好ましい。
【００２１】
負帯電性の荷電制御剤としては、例えば、有機金属錯体、キレート化合物などが挙げられる。具体例としては、アルミニウムアセチルアセトナート、鉄（ＩＩ）アセチルアセトナートなどのアセチルアセトン金属錯体またはその塩；３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸クロムなどのサリチル酸系金属錯体またはその塩などが挙げられる。
負帯電性の帯電制御剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対し、１〜８質量部が好ましい。
【００２２】
［樹脂微粒子］
樹脂微粒子としては、特に制限はなく、結着樹脂の説明において先に例示した樹脂の中から、１種以上を選択して使用できる。なお、再利用をするときに成分変化が小さくなる点を考慮すると、結着樹脂と同じ樹脂を使用することが好ましいが、異なる樹脂であってもよい。
これらの中でも特に、樹脂微粒子としては、スチレン−アクリル共重合樹脂を使用することが好ましい。樹脂微粒子は、トナー母粒子よりも小さいことが必要であるが、スチレン−アクリル共重合樹脂であれば、小粒子径の樹脂微粒子の製造に適した乳化重合法で製造できるからである。
なお、本発明において「微粒子」とは、トナー母粒子よりも粒子径の小さい粒子のことである。
【００２３】
［外添剤］
外添剤としては、例えば、無機微粒子やシリコーンオイルなどが挙げられ、中でも酸化チタン微粒子、シリカ微粒子などの無機微粒子が好ましい。これら外添剤は、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。
外添剤の平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは、０．００１〜１μｍであり、より好ましくは、０．００８〜０．６μｍである。外添剤の１次粒子径が上記範囲を上回る場合には、トナーの流動性が極端に低下する恐れがある
外添剤を添加する場合、トナー母粒子１００質量部に対して、好ましい添加量は０．５〜５．０質量部である。
【００２４】
［粉砕トナーの製造方法］
本発明の粉砕トナーの製造方法は、トナー母粒子を調製する調製工程と、トナー母粒子を分級する分級工程と、該分級工程で得られたトナー粒子に外添剤を添加する外添処理工程とを含み、前記分級工程の前に、樹脂微粒子を前混合する。
【００２５】
＜調製工程＞
トナー母粒子は、公知の溶融混練・粉砕法にて調製できる。具体的には、上述したトナー母粒子の構成成分（結着樹脂、着色剤、離型剤など）を混合した後、ヘンシェルミキサー等のミキサーで混合し、二軸押し出し機等で溶融混練後、ジェットミル等の粉砕機で粉砕する。
【００２６】
＜樹脂微粒子の前混合工程＞
この工程では、調製工程にて得られたトナー母粒子に、上述した樹脂微粒子を添加して前混合する。
従来の粉砕トナーの製造方法では、調製工程の直後に分級工程を実施するので、トナー母粒子は粉砕された直後に分級機などで分級される。分級工程では、分級機として気流式の分級機を用いるのが一般的であるが、トナー母粒子同士が凝集したままの状態で分級ゾーンへ分級されることが多く、本来分級されるべき分級ゾーンへ分級されず、分級精度が低下することがあった。
【００２７】
しかし、本発明によれば、分級工程の前に、トナー母粒子に樹脂微粒子を前混合するので、樹脂微粒子がスペーサーとして働き、トナー母粒子同士の接触を抑制し、トナー母粒子同士の凝集を防ぐことができる。その結果、トナー粒子が一粒子で存在する確率が高くなるので、トナー粒子が分級により適切な分級ゾーンへ分級され、分級精度が向上する。よって、良好な粒度分布を示す粉砕トナーを得ることができる。
【００２８】
樹脂微粒子の添加部数は、樹脂微粒子によるトナー母粒子の表面被覆率が４４〜５５％になるように添加するのが好ましい。表面被覆率が４４％より小さい場合、樹脂微粒子がスペーサーとしての役割を十分に果たしにくくなるので、トナー母粒子同士が接触しやすくなることで、トナー母粒子同士が凝集しやすくなり、分級精度が低下してしまう。一方、表面被覆率が５５％より大きい場合、トナー母粒子から遊離する粒子が発生してしまい、結果、トナー母粒子同士が凝集してしまう。
【００２９】
なお、樹脂微粒子によるトナー母粒子の表面被覆率は、以下の式を利用して算出できる。
トナー母粒子の粒子径をＲ、樹脂微粒子の粒子径をｒ、トナー母粒子の比重をρｔ、樹脂微粒子の比重をρｇ、樹脂微粒子の添加部数をａ、トナー母粒子の表面積（１粒子）をＳｔ、樹脂微粒子の投影面積（１粒子）をＳｇ、トナー母粒子の質量（１粒子）をＷｔ、樹脂微粒子の質量（１粒子）をＷｇ、トナー母粒子１粒子に対して樹脂微粒子の個数をＮとすると、トナー母粒子上の表面被覆率Ｂは、下記式（１）で表される。
Ｂ（％）＝Ｓｇ×Ｎ／Ｓｔ×１００  ・・・（１）
ここで、Ｓｇ＝π×ｒ２、Ｓｔ＝４×π×Ｒ２、Ｎ＝Ｗｔ×ａ／Ｗｇ、Ｗｔ=（４×π×Ｒ３）／３×ρｔ、Ｗｇ＝（４×π×ｒ３）／３×ρｇである。
また、上記式（１）を変形すると下記式（２）で表されるので、表面被覆率Ｂは、樹脂微粒子の粒子径ｒと反比例する。
Ｂ＝（３×ρｇ×Ｗｔ×ａ）／（Ｓｔ×４ｒ）  ・・・（２）
【００３０】
表面被覆率を上記範囲内にするためには、例えば樹脂微粒子の添加量を、トナー母粒子１００質量部に対して、１．４〜２．９質量部とすることで、容易に表面被覆率を上記範囲内に調整できる。
なお、樹脂微粒子の粒子径は表面被覆率が上記範囲内になれば特に限定は必要ないが、粒子径が大きくなるに連れて、表面被覆率を調整するのに樹脂微粒子の添加部数が増える傾向にある。一方、粒子径が小さくなるに連れて、樹脂微粒子がスペーサーとして働きにくくなり、トナー母粒子同士の接触を防ぎにくくなるので、分級精度が低下する傾向にある。
【００３１】
従って、例えば体積平均粒子径が７．８μｍのトナー母粒子に対しては、樹脂微粒子の体積平均粒子径は、８０ｎｍ程度の中径であることが好ましい。また樹脂微粒子の体積平均粒子径は、８０ｎｍ程度であれば特に限定はしないが、トナー母粒子の粒子径よりは小さいことが必要であるため、その上限は１μｍ以下であることが好ましい。体積平均粒子径が１μｍ以下の樹脂微粒子の作製方法としては、上述したように乳化重合法が適しており、このような理由からも樹脂微粒子としてはスチレン−アクリル共重合樹脂が好適である。
【００３２】
樹脂微粒子をトナー母粒子に混合する際は、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の一般的な攪拌機を用いた機械的手法を用いることができる。これにより、樹脂微粒子がトナー母粒子の表面に付着または固着したトナー粒子が得られる。
【００３３】
＜分級工程＞
先の工程で得られたトナー粒子は、本工程にて、気流式の風力分級機等の分級機で分級される。
上述したように、従来は分級工程にてトナー粒子同士の凝集が生じることがあり、本来分級されるべき分級ゾーンへ分級されず、トナー粒子の粒子径の分布がブロードになる原因となっていた。
しかし、本発明では、分級する前に樹脂微粒子をあらかじめ前混合することで、樹脂微粒子がスペーサーとして働き、トナー粒子表面同士の付着を軽減することができ、分級時のトナー粒子同士の凝集を防ぐことができるので、トナー粒子が一粒子で存在する確率が高くなる。そして、トナー粒子が、分級により適切な分級ゾーンへ分級され、分級精度を向上させることができ、シャープな粒度分布を示す粉砕トナーを容易に製造できる。
【００３４】
分級により適切な粒子径を有するトナー粒子は選択されるが、それ以外の粒子径を有するトナー粒子は除外、回収され、再利用される。
本発明においては、樹脂微粒子を混合しているため、シリカ等の無機微粒子を混合する場合と異なり、微粉として除外されたトナー粒子が再利用されて調製工程に戻ってもトナー原材料の組成が大きく変動したり、ミキサーなどの生産設備などが磨耗されたりする恐れがない。
【００３５】
＜外添処理工程＞
分級工程で得られたトナー粒子に、外添剤を添加して粉砕トナーを得る。
外添剤を添加する際は、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の一般的な攪拌機を用いた機械的手法を用いることができる。これにより、外添剤がトナー粒子の表面に付着または固着した粉砕トナーが得られる。
なお、トナー粒子表面上の外添剤は、トナー粒子に対してまぶしと呼ばれる弱い付着状態で形成されていてもよいし、外添剤がトナー粒子にその一部が埋没された付着状態で形成され、固定化されていてもよい。
【００３６】
本発明の粉砕トナーの製造方法によると、トナー母粒子を分級する前に樹脂微粒子をあらかじめ前混合するので、トナー粒子同士の凝集を防ぐことができ、トナー粒子が一粒子で存在する確率が高くなる。それにより、トナー粒子が、分級により適切な分級ゾーンへ分級され、分級精度を向上させることができ、良好なトナー粒子径の分布を示す粉砕トナーを得ることができる。従って、粒度分布がシャープな粉砕トナーを容易に製造できる。
【００３７】
［粉砕トナー］
このようにして得られた本発明の粉砕トナーは、トナー粒子の粒度分布の標準偏差（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ、ＳＤ）が１．２０以下であり、粒子径が３μｍ以下の小粒径粒子の比率が３％以下である。ＳＤが１．２０以下であると、トナーの帯電分布のばらつきが小さくなったり、帯電性の低いトナーの割合が少なくなったりして、トナーが飛散しにくくなる。小粒径粒子の比率は、２．５％以下が好ましい。
【００３８】
小粒径粒子の比率は、例えば以下のようしにて求めることができる。
走査型電子顕微鏡により拡大撮影した粉砕トナーの写真と、さらに走査型電子顕微鏡に付属しているＸ線マイクロアナライザー（ＸＭＡ）の元素分析によってマッピングされた粉砕トナーの写真とを対照し、１視野に観察される粒子の個数を測定して、粒子径が３μｍ以下の粒子の個数をカウントする。ランダムに選択した粒子１０００個について観察し、粒子径が３μｍ以下の粒子をカウントし、小粒径粒子の比率を求める。
なお、トナー母粒子に付着しなかった樹脂微粒子および外添剤はカウントしないものとする。
【００３９】
本発明の粉砕トナーは、超微粉とよばれる粒子径が３μｍ以下の小粒径粒子の比率が３％以下と極めて低いので、画像形成装置に用いたときに、現像ローラの鏡像力の増加を抑制できる。従って、磁気ローラによる現像ローラ上の残留トナーの剥ぎ取り性の低下を軽減できるので、現像ローラへのトナー付着を抑制できる。
【００４０】
従来、ハイブリッド現像方式の現像手段を具備し、小型の画像形成装置に、粉砕法により製造されたトナーを用いると、現像ローラに対するトナー付着が顕著であり、画像濃度が低下しやすかった。そのため、このような画像形成装置に、粉砕法により製造されたトナーを用いることには問題があった。
しかし、本発明の粉砕トナーであれば、粒度分布がシャープであり、かつ小粒径粒子の比率が低いので、ハイブリッド現像方式の現像手段を具備し、小型の画像形成装置に用いたとしても、現像ローラへのトナー付着を抑制できるので、画像濃度の低下を軽減できる。
よって、本発明の粉砕トナーは、ハイブリッド現像方式の現像手段を具備し、小型の画像形成装置に、特に好適である。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。
［実施例１］
＜粉砕トナーの製造＞
ポリエステル樹脂１００質量部に対して、リファインドカルナバワックス５質量部と、電荷制御剤（第四級アンモニウム塩、「Ｐ−５１」）２質量部と、カーボンブラック５質量部とを混合し、溶融混練・粗粉砕・微粉砕し、体積平均粒子径６．５μｍのトナー母粒子を調製した。その後、樹脂微粒子としてＦＳ−１０２（体積平均粒子径８０ｎｍ、Ｔｇ１００℃、非架橋、日本ペイント社製）２．５ｗｔ％をトナー母粒子に前混合して（添加して）ヘンシェルミキサー（三井鉱山（株）製）で回転周速４０ｍ／ｓ、混合時間１分で攪拌混合した後、エルボジェット分級機（日鉄鉱業社製、「ＥＪ−Ｌ−３」）を用いて分級を行った。分級条件はエッジ角を変更することで調整でき、分級装置の微粉側に分級されるゾーン（微粉ゾーン、ゾーン幅：ΔＦ）と、粗粉側に分級されるゾーン（粗粉ゾーン、ゾーン幅：ΔＭ）を調整することで粒度調整を行った。具体的には、ΔＦを１０ｍｍ、ΔＭを１７ｍｍに設定し、投入量３．５ｋｇ／ｈｒの条件にて分級を行った。この分級工程を通して、体積平均粒子径６．８μｍの着色粒子（トナー粒子）を得た。
さらに、着色粒子に疎水性シリカ（日本アエロジル（株）製、「ＲＥＡ９０」）１．８ｗｔ％、酸化チタン（石原産業（株）製、「ＭＰＴ２４０」）１．０ｗｔ％を加え、ヘンシェルミキサーで回転周速３０ｍ／ｓ、混合時間２分で攪拌混合してブラックトナー（粉砕トナー）を得た。
【００４２】
＜測定・評価＞
得られた粉砕トナーについて、各種測定および評価を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
（１）粉砕トナーの粒度分布測定
粉砕トナーの粒度分布は、コールターカウンターマルチサイザー３（ベックマンコールター社製）を用いて測定した。なお、電解液としてアイソトンＩＩ（ベックマンコールター社製）を使用し、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを使用した。
具体的には、電解液中に界面活性剤を少量添加した溶液中に、測定試料を１０ｍｇ加え、超音波分散器により分散処理を行い、この測定試料が分散した溶液を前記測定装置にセットして、測定試料の粒子径の体積分布を得た。
【００４４】
（２）粉砕トナーのＳＤ計算
標準偏差（式中、「Ｓ．Ｄ．」と略す。）は、次式で表される。次式において、測定値(粒子径)を Ｘｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）、算術平均値をＸとする。
【００４５】
【数１】
0005017077.tif 000002
【００４６】
（３）粉砕トナー中の小粒径粒子の比率の測定
粉砕トナー中の小粒径粒子の比率は、以下のようにして測定した。
走査型電子顕微鏡により拡大撮影した粉砕トナーの写真と、さらに走査型電子顕微鏡に付属しているＸ線マイクロアナライザー（ＸＭＡ）の元素分析によってマッピングされた粉砕トナーの写真とを対照し、１視野に観察されるトナー粒子の個数を測定して、粒子径が３μｍ以下のトナー粒子の個数をカウントした。トナー粒子１０００個について観察し、粒子径が３μｍ以下のトナー粒子をカウントし、小粒径粒子の比率を求めた。なお、マッピングされた外添剤と思われる粒子はカウントしない。
【００４７】
（４）品質評価１：画像濃度
京セラミタ（株）製のプリンター「ＦＳ−Ｃ５０１６」を評価機として用い、粉砕トナーを評価機にセットし、評価機の電源を入れ安定直後の画像を出力し、これを初期画像とした。なお、画像には、２×２ｃｍのソリッド画像を左、中央、右の３箇所に設けた。
ついでソリッド部の印字率１００％で、５０００枚出力した時のソリッド画像と、初期画像について、マクベス反射濃度計（グレタグマクベス社製、「ＲＤ−９１４」）を用いて画像濃度（ＩＤ）を測定した。
【００４８】
（５）品質評価２：現像ローラの状態
評価（４）の画像濃度の評価と同様にして、５０００枚の連続耐刷を行った後、ベタ画像・５０％ハーフ画像を出力した。その後の現像ローラの状態、およびベタ画像・５０％ハーフ画像について目視にて観察し、以下の評価基準にて評価した。なお４以上を合格とする。
５：現像ローラ上に粉砕トナーが付着せず、ベタ画像・５０％ハーフ画像共に良好である。
４：現像ローラ上に粉砕トナーがわずかに付着しているが、ベタ画像・５０％ハーフ画像共に良好である。
３：現像ローラ上に粉砕トナーが多く付着しており、ベタ画像・５０％ハーフ画像にスリーブローラピッチによる画像欠損が発生している。
２：現像ローラ上に粉砕トナーが多く付着しており、ベタ画像・５０％ハーフ画像にスリーブローラピッチによる画像欠損が多く発生し、かつ、耐刷の途中で現像ローラへの飛散トナーの付着が発生した。
１：現像ローラ上に粉砕トナーが多く付着しており、ベタ画像・５０％ハーフ画像にスリーブローラピッチによる画像欠損が多く発生し、かつ、耐刷の初期から現像ローラへの飛散トナーの付着が発生した。
【００４９】
［実施例２］
樹脂微粒子を２．６ｗｔ％添加した以外は実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５０】
［実施例３］
樹脂微粒子を２．３ｗｔ％添加した以外は実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５１】
［比較例１］
樹脂微粒子を１．０ｗｔ％添加した以外は実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５２】
［比較例２］
樹脂微粒子を４．０ｗｔ％添加した以外は実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５３】
［比較例３］
樹脂微粒子を前混合しなかった（添加しなかった）以外は実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５４】
［比較例４］
樹脂微粒子を前混合せず（添加せず）、かつ、分級工程においてΔＦを１３ｍｍ、ΔＭを１５ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５５】
［比較例５］
樹脂微粒子を前混合せず（添加せず）、かつ、分級工程においてΔＦを１２ｍｍ、ΔＭを１４ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５６】
［比較例６］
樹脂微粒子を前混合せず（添加せず）、かつ、分級工程においてΔＦを８ｍｍ、ΔＭを１９ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５７】
［比較例７］
樹脂微粒子を前混合せず（添加せず）、かつ、分級工程においてΔＦを７ｍｍ、ΔＭを２０ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして粉砕トナーを製造し、各測定および評価を実施した。結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
表１から明らかなように、ＳＤが１．２０以下であり、小粒径粒子の比率が３％以下である各実施例で得られた粉砕トナーは、５０００枚の耐刷前後において画像濃度に変化がなく、良好な画像が得られた。また現像ローラへの粉砕トナー付着を抑制できた。
【００６０】
一方、ＳＤが１．２０を越え、小粒径粒子の比率が３％を超えた比較例１で得られた粉砕トナーは、樹脂微粒子の添加量が少なかったので表面被覆率が低く、樹脂微粒子がスペーサーとしての役割を十分に果たせなかったために、トナー母粒子同士が凝集してしまい、分級精度が実施例に比べて低下し、５０００枚の耐刷後、画像濃度が低下した。
ＳＤが１．２０を越え、小粒径粒子の比率が３％を超えた比較例２で得られた粉砕トナーは、樹脂微粒子の添加量が多かったので表面被覆率が高く、樹脂微粒子がトナー母粒子から遊離しやすくなり、トナー母粒子同士が凝集してしまい、分級精度が実施例に比べて低下し、５０００枚の耐刷後、画像濃度が低下した。
ＳＤが１．２０を越え、小粒径粒子の比率が３％を超えた比較例３〜７で得られた粉砕トナーは、樹脂微粒子を前混合しなかった（添加しなかった）ため、トナー母粒子が凝集してしまい、分級精度が実施例に比べて低下し、５０００枚の耐刷後、画像濃度が著しく低下した。また、現像ローラに粉砕トナーが多く付着した。特に、小粒径粒子の比率が５％を超えた比較例６、７は、耐刷途中、あるいは耐刷初期から現像ローラに粉砕トナーが付着しており、比較例７にあっては実用に耐えないレベルであった。