JP3486524B2

JP3486524B2 - トナーの製造方法及び製造システム

Info

Publication number: JP3486524B2
Application number: JP16675597A
Authority: JP
Inventors: 聡三ッ村; 善則辻
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JPH1115195A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結着樹脂を有する
固体粒子の粉砕及び分級を効率よく行って所定の粒度を
有する静電荷像現像用トナーを得るための製造方法及び
製造システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法、静電写真法、静電印刷法の
如き画像形成方法では静電荷像を現像するためのトナー
が使用される。

【０００３】近年、複写機やプリンター等の高画質化、
高精細化に伴い現像剤としてのトナーに要求される性能
も一段と厳しくなってきており、トナーの粒径は小さく
なり、トナーの粒度分布としては、粗粒子の無い、微粉
の少ないシャープなものが要求される様になってきてい
る。

【０００４】静電荷像現像用トナーの一般的な製造方法
としては、被転写材に定着させるための結着樹脂、トナ
ーとしての色味を出させる各種着色剤、粒子に電荷を付
与させるための荷電制御剤、または特開昭５４−４２１
４１号公報、特開昭５５−１８６５６号公報に示される
ようないわゆる一成分現像法においては、トナー自身に
搬送性等を付与するための各種磁性材料を用い、他に必
要に応じて離型剤、流動性付与剤を乾式混合し、しかる
後ロールミル、エクストルーダー等の汎用混練装置にて
溶融混練し、冷却固化した後に、ジェット気流式粉砕
機、機械衝撃式粉砕機等の各種粉砕装置により微細化
し、各種風力分級機により分級を行う事により、トナー
として必要な粒径にそろえる。これに必要に応じて流動
化剤や滑剤等々を乾式混合しトナーとする。また二成分
現像方法に用いる場合は各種磁性キャリアとトナーとを
混ぜ合わせた後、画像形成に供する。

【０００５】上述の如く、微細粒子であるトナー粒子を
得るためには、従来、図１５のフローチャートに示され
る方法が一般的に採用されている。

【０００６】トナー粗砕物は、第１分級手段に連続的又
は逐次供給され、分級された規定粒度以上の粗粒子群を
主成分とする粗粉は粉砕手段に送って粉砕された後、再
度第１分級手段に循環される。

【０００７】他の規定粒径範囲内の粒子及び規定粒径以
下の粒子を主成分とするトナー微粉砕品は第２分級手段
に送られ、規定粒度を有する粒子群を主成分とする中粉
体と規定粒度以下の粒子群を主成分とする細粉体とに分
級される。

【０００８】粉砕手段としては、各種粉砕装置が用いら
れるが、結着樹脂を主とするトナー粗砕物の粉砕には、
図１６に示す如きジェット気流を用いたジェット気流式
粉砕機、特に衝突式気流粉砕機が用いられている。

【０００９】ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突
式気流粉砕機は、ジェット気流で粉体原料を搬送し、加
速管の出口より噴射し、粉体原料を加速管の出口の開口
面に対向して設けた衝突部材の衝突面に衝突させて、そ
の衝撃力により粉体原料を粉砕している。

【００１０】例えば、図１６に示す衝突式気流粉砕機で
は、高圧気体供給ノズル１６１を接続した加速管１６２
の出口１６３に対向して衝突部材１６４を設け、加速管
１６２に供給した高圧気体により、加速管１６２の中途
に連通させた粉体原料供給口１６５から加速管１６２内
に粉体原料を吸引し、粉体原料を高圧気体とともに噴出
して衝突部材１６４の衝突面１６６に衝突させ、その衝
撃によって粉砕し、粉砕物を粉砕物排出口１６７より排
出させている。

【００１１】しかしながら、図１６の衝突式気流粉砕機
では、被粉砕物の供給口１６５が加速管１６２の中途に
設けられている為、加速管１６２内に吸引導入された被
粉砕物は、被粉砕物供給口１６５を通過直後に、高圧気
体供給ノズル１６１より噴出する高圧気流により加速管
出口１６３方向に向かって流路を変更しながら高圧気流
中に分散され急加速される。この状態において被粉砕物
の比較的粗粒子は、慣性力の影響から加速管内の低部を
流れ、また、比較的微粒子は、加速管内の高部を流れる
ので、高圧気流中に十分に均一に分散されずに、被粉砕
物濃度の高い流れと低い流れに分離したまま、粉砕室１
６８内の衝突部材１６４に部分的に集中して衝突するこ
とになり、粉砕効率が低下しやすく、処理能力の低下を
引き起こしやすい。

【００１２】さらに、衝突面１６６は、その近傍におい
て、局部的に被粉砕物及び粉砕物からなる粉塵濃度の高
い部分が発生しやすいため、被粉砕物が樹脂等の低融点
物質を含有する場合は、被粉砕物の融着、粗粒化、凝集
等が発生しやすい。また、被粉砕物に磨耗性がある場合
は、衝突部材の衝突面や、加速管に局部的な粉体磨耗が
起こり易く、衝突部材の交換頻度が多くなり、連続的に
安定に生産するという面では改良すべき点があった。

【００１３】そこで、衝突部材の衝突面の先端部分が、
頂角１１０°〜１７５°を有する円錐形状のもの（特開
平１−２５４２６６号公報）や、衝突面が衝突部材の中
心軸の延長線と直角に交わる平面上に突起を有した衝突
板形状（実開平１−１４８７４０号公報）が提案されて
いる。これらの粉砕機では、衝突面近傍での局部的な粉
塵濃度の上昇を抑えることができるために、粉砕物の融
着、粗粒化、凝集等を多少和らげることができ、粉砕効
率も若干向上するが、さらなる改良が望まれている。

【００１４】例えば、重量平均粒径が８μｍであり、か
つ４μｍ以下の粒子の体積％が１％以下であるトナーを
得る場合には、粗粉域を除去するための分級機構を備え
た衝突式気流式粉砕機の如き粉砕手段で所定の平均粒径
まで原料を粉砕して分級し、粗粉体を除去した後の粉砕
物を別の分級機にかけ微粉体を除去して、所望の中粉体
を得ている。

【００１５】尚、ここでいう重量平均粒径はコールター
エレクトロニクス社（米国）製のコールターカウンター
ＴＡ−ＩＩ形あるいはコールターマルチサイザーＩＩで
１００μｍのアパーチャーを用いて測定したデータであ
る。

【００１６】このような従来の方法については、問題点
として、微粉体を除去する目的の第２分級手段には、あ
る規定粒度以上の粗粒子群を完全に除去した粒子群を送
らなければならないため、粉砕手段の負荷が大きくな
り、処理量が少なくなる。ある規定粒度以上の粗粒子群
を完全に除去するためにはどうしても過粉砕になりやす
く、その結果次工程の微粉体を除去するための第２分級
手段においての収率低下の如き現象を引き起こし易いと
いう問題点がある。

【００１７】また、微粉体を除去する目的の第２の分級
手段については、極微粒子で構成される凝集物が生じる
ことがあり、凝集物を微粉体として除去することは困難
である。その場合、凝集物は最終製品に混入し、その結
果精緻な粒度分布の製品を得ることが難しくなる。更
に、凝集物はトナー中で解壊して極微粒子となって画像
品質を低下させる原因の一つとなる。

【００１８】かかる微粉体を除去する目的の第２の分級
手段についても、各種の気流式分級機及び方法が提案さ
れている。この中で、回転翼を用いる分級機と可動部分
を有しない分級機がある。このうち、可動部分のない分
級機として、固定壁遠心式分級機と慣性力分級機があ
る。かかる慣性力を利用する分級機としては、日鉄鉱業
製として商品化されているエルボジェット分級機や、Ｏ
ｋｕｄａ．Ｓ．ａｎｄＹａｓｕｋｕｎｉ．
Ｊ．：Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎｐｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ’８
１，７７１（１９８１）で例示される分級機が提案され
ている。

【００１９】一般に、トナーには数多くの異なった性質
が要求され、かかる要求性質を得るためには、使用する
原材料は勿論のこと、製造方法によって決まることも多
い。トナーの分級工程においては、分級された粒子がシ
ャープな粒度分布を有することが要求される。また、低
コストで効率良く安定的に品質の良いトナーを作り出す
ことが望まれる。

【００２０】さらには、近年、複写機やプリンターにお
ける画質向上の為に、トナー粒子が徐々に微細化の方向
に移ってきている。一般に、物質は細かくなるに従い粒
子間力の働きが大きくなっていくが、樹脂やトナーも同
様で、微粉体サイズになると粒子同士の凝集性が大きく
なっていく。

【００２１】特に重量平均径が１０μｍ以下のシャープ
な粒度分布を有するトナーを得ようとする場合には、従
来の装置及び方法では分級収率の低下を引き起こす。さ
らに、重量平均径が８μｍ以下のシャープな粒度分布を
有するトナーを得ようとする場合には、特に従来の装置
及び方法では分級収率の低下を引き起こす事が顕著であ
る。

【００２２】従来方式の下で精緻な粒度分布を有する所
望の製品を得ることができたとしても工程が煩雑にな
り、分級収率の低下を引き起こし、生産効率が悪く、コ
スト高のものになることが避けられない。この傾向は、
所定の粒度が小さくなればなるほど、顕著になる。

【００２３】特開昭６３−１０１８５８号公報（対応米
国特許第４８４４３４９号）に、第１分級手段、粉砕手
段及び第２分級手段として多分割分級手段を使用したト
ナーの製造方法及び装置が提案されている。しかしなが
ら、重量平均粒径８μｍ以下のトナーをさらに安定かつ
効率的に製造するための方法及び装置システムが待望さ
れているものである。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
とするところは、特に、従来の静電荷像現像用トナーの
製造方法における前述の各種問題点を解決した製造方法
を提供することを目的とする。

【００２５】さらに本発明は、静電荷像現像用トナーを
効率良く製造するためのトナーの製造システムを提供す
ることを目的とする。

【００２６】即ち、本発明は、精緻な粒度分布を有する
静電荷像現像用トナーを効率良く生成する製造方法及び
製造システムを提供することを目的とする。

【００２７】また本発明は、結着樹脂、着色剤及び添加
剤を含有する混合物を溶融混練し、溶融混練物を冷却
後、粉砕により生成した固体粒子群から精緻な所定の粒
度分布を有する粒子製品（トナーとして使用される）を
効率的に、収率良く製造するための方法及びシステムを
提供することを目的とする。

【００２８】また本発明は、重量平均径１０μｍ以下
（更には、８μｍ以下）のシャープな粒度分布を有する
静電荷像現像用トナーを効率良く製造するための方法及
びシステムを提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、結着
樹脂及び着色剤を少なくとも含有する混合物を溶融混練
し、混練物を冷却し、冷却物を粉砕手段によって粉砕し
て粗粉砕物を得、高圧気体により被粉砕物を搬送加速す
るための加速管と被粉砕物を微粉砕するための粉砕室と
を有し、該粉砕室内には、該加速管の出口の開口面に対
向して設けた衝突面を有する衝突部材が具備されてお
り、加速管の後端部には被粉砕物を加速管内に供給する
ための被粉砕物供給口を有し、衝突面は、突出している
突出中央部を有し、かつ、外周衝突面は錐体形状を有し
ており、粉砕室は、衝突部材で粉砕された被粉砕物を衝
突によりさらに粉砕するための側壁を有している衝突式
気流微粉砕手段に、上記粗粉砕物を導入して微粉砕し、
微粉砕された粉体を、交差気流とコアンダ効果を利用し
て粉体を分級する第１分級工程に導入して第１粗粉と第
１微粉とに分級し、分級された第１粗粉を第２分級工程
に導入して第２粗粉を衝突式気流微粉砕手段に導入して
微粉砕し、第２微粉をトナー粒子を生成する分級粉とす
ることを特徴とするトナーの製造方法及び製造システム
に関する。

【００３０】本発明の第１分級工程である気流式分級装
置においては、分級エッジを具備している分級エッジブ
ロックの設置位置を変更して分級域の形状を変えること
ができ、それに伴ない分級点を容易に大幅に変更させる
ことが可能である。分級エッジブロックの設置位置の変
更に伴なう分級エッジの設置位置の変更と共に、分級エ
ッジの先端を回動可能とし分級エッジの先端の位置を調
整することにより、分級点を大幅に変更できると共に、
分級エッジ先端付近では気流の乱れを発生させることな
く分級点を精度良く調整できるものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を添付図面を参照
しながら具体的に説明する。

【００３２】図１は、本発明の製造方法の概要を示すフ
ローチャートの一例である。本発明において、所定量の
粉砕原料が、衝突式気流微粉砕手段に導入されて微粉砕
され、微粉砕後に微粉砕された粉体は交差気流とコアン
ダ効果を利用して粉体を分級する第１分級工程に導入さ
れ、第１粗粉と第１微粉とに分級し、分級された第１微
粉は、一般に粉砕原料を生成するための溶融混練工程に
供給されて再利用されるか、または、廃棄される。第１
粗粉においては、第２分級工程に導入してトナー粒子を
生成するための分級粉として分級し、第２粗粉と第２微
粉に分級される。分級された第２微粉は、そのままトナ
ーとして使用されるか、又は、疎水性コロイダルシリカ
の如き添加剤と混合されて後にトナーとして使用され
る。第２分級工程で分級された第２粗粉は、衝突式気流
微粉砕手段に導入され、再び微粉砕される。

【００３３】本発明の製造方法及び製造システムにおい
ては、分級及び粉砕条件をコントロールすることによ
り、重量平均粒径が１０μｍ以下（特に、８μｍ以下）
である粒径の小さいシャープな粒度分布を有するトナー
を効率良く生成することができる。

【００３４】図２に本発明の装置システムの一例を示
す。

【００３５】この装置システムにおいて、トナー粉原料
となる粉砕原料は、第１定量供給機２１を介して粉砕機
２８に送り込まれて、粉砕された後、第１分級機１に導
入され、分級された微粉は捕集サイクロン２を介して捕
集され、分級された粗粉は、第２分級機２２に導入さ
れ、分級された粗粉は再び粉砕機２８に導入され、分級
された微粉は捕集サイクロン２３で捕集される。

【００３６】本発明に用いられる第１分級手段として図
３及び図４に示す形式の気流式分級機を例示する。

【００３７】側壁１５は分級室の一部を形成し、分級エ
ッジブロック１６は分級エッジ１３を具備している。分
級エッジ１３は、軸１３ａを中心にして回動可能であ
り、分級エッジを回動して分級エッジ先端位置を変える
ことができる。分級エッジブロック１６は、図３におい
て上下に設置位置をスライドさせることが可能であり、
それにともなってナイフエッジ型の分級エッジ１３も同
一方向またはほぼ同一方向の上下にスライドする。この
分級エッジ１３により、分級室１２の分級ゾーンは、所
定以下の微粉体群を分離するためのコアンダブロック１
１と分級エッジ１３との間に形成される第１分級域と、
所定粒径及び所定粒径以上の粗粉体群を分離するための
第２分級域とに２分画されている。

【００３８】原料供給ノズル１０の下に原料供給ノズル
エッジ１４を設け、該原料供給ノズルの左部接線の延長
方向に対して長楕円弧を描いたコアンダブロック１１が
設置されている。分級室１２の右部に設置された原料供
給ノズルエッジブロック１７は、分級室１２の左部方向
にナイフエッジ型の原料供給ノズルエッジ１４を具備
し、更に、分級室１２右部には、分級室１２に開口する
入気管６を設けてある（図２参照）。入気管６には、ダ
ンパーのごとき気体導入調節手段７と静圧計８を設けて
ある。原料供給ノズルエッジブロック１７は、原料供給
ノズルエッジ１４を具備している。原料供給ノズルエッ
ジ１４は、軸１４ａを中心にして回動可能であり、原料
供給ノズルエッジを回動して原料供給ノズルエッジ先端
位置を変えることができる。

【００３９】分級エッジ１３及び原料供給ノズルエッジ
１４の位置は、被分級処理原料である粉体の種類及び所
望の粒径により調整される。

【００４０】分級室１２の左面にある所定粒径以下の第
１微粉排出口５は、パイプの如き連通手段が接続されて
おり、バルブ手段のごとき開閉手段を設けてよい。

【００４１】図３において、粉砕物排出口５５より排出
された被分級粉体は、瞬時に原料供給ノズル１０から分
級装置内へ導入され、分級されて分級機系外へ排出され
るため、分級装置へ導入される被分級物は、原料供給ノ
ズル１０から分級装置内の導入部位によって、原料供給
ノズル１０上部に接続された粉砕機２８の高圧気体を利
用して、個々の粒子の軌跡が撹乱せずに推進力をもって
飛翔することが重要である。原料供給ノズル１０内から
流動する粒子流は、該原料供給ノズル１０の開口部より
側位にコアンダブロック１１を具備している分級室１２
に粉体流を導入すると、粒子の飛翔軌跡が乱れることな
く粒子の大きさに応じて分散して粒子流れが形成される
ので、その流線に分級エッジ先端位置を固定し、所定の
分級点に設定することができる。

【００４２】すなわち、原料供給ノズル１０の原料供給
ノズルエッジ１４の側位にコアンダブロック１１，分級
エッジ１３を設置させ、分級室の分級域の形状が変化
し、分級点を容易に且つ大幅に調整することができる。

【００４３】そのため、分級エッジ先端部による流れの
乱れが防止でき、粗粉排出管４及び微粉排出管５を介し
ての減圧による吸引流の流量を調節することで粒子の飛
翔速度を増加させて分級域での微粉砕物の分散を向上さ
せ、より高い粉塵濃度でも良好な分級精度が得られ、凝
集性のある超微粉（重量平均が２μｍ以下）を確実に微
粉砕物から排除することができ、製品の収率低下を防止
できるだけでなく、同じ粉塵濃度でより良好な分級精度
と製品の収率の向上が可能になる。

【００４４】また、軸１４ａを中心として原料供給ノズ
ルエッジ１４先端を回動させることにより調整可能であ
り、これにより、入気管６及び原料供給ノズル１０から
の気体の流入量及び／又は流入速度を調節することで、
分級点の更なる調整が可能である。これにより、第２分
級手段でのシャープな分布を有する製品（中粉体）を効
率良く得ることが可能となる。

【００４５】また、図３の分級装置においては、分級エ
ッジ先端位置の移動に移動手段としてステッピングモー
ター等を用い、エッジ先端位置の検知に検知手段として
ポランショメーター等を用いて、これらを制御する制御
装置により分級エッジ先端位置を制御し、更に、流量調
節の自動化を行なえば、所望の分級点が短時間に、か
つ、より正確に得られるのでより好ましい。

【００４６】本発明に用いられる粉砕手段として、例え
ば図５〜図１２に示す形式の衝突式気流粉砕機を例示す
る。

【００４７】図５において、被粉砕物供給管４１より供
給された被粉砕物４２は、加速管４３の加速管スロート
部４４の内壁と、高圧気体噴出ノズル４５の外壁との間
で形成された被粉砕物供給口４６（スロート部分でもあ
る）から加速管４３へ供給される。

【００４８】高圧気体噴出ノズル４５の中心軸と、加速
管４３の中心軸とは、実質的に同軸上にあることが好ま
しい。

【００４９】一方、高圧気体は、高圧気体供給口４７よ
り導入され、高圧気体チャンバー４８を経由して好まし
くは、複数本の高圧気体導入管４９を通り高圧気体噴出
ノズル４５より加速管出口５０方向に向かって急激に膨
張しながら噴出する。この時、加速管スロート部４４の
近傍で発生するエゼクター効果により、被粉砕物４２
は、被粉砕物４２と共存している気体に同伴されなが
ら、被粉砕物供給口４６より、加速管出口５０方向に向
かって加速管スロート部４４において高圧気体と均一に
混合されながら急加速され、加速管出口５０に対向した
衝突部材５１の衝突面５２に、粉塵濃度の偏りなく均一
な固気混合流の状態で衝突する。衝突時に発生する衝撃
力は、十分分散した個々の粒子（被粉砕物４２）に与え
られるため、非常に効率の良い粉砕が実施できる。

【００５０】衝突部材５１の衝突面５２にて粉砕された
粉砕物には、さらに粉砕室５３の側壁５４と二次衝突
（又は、三次衝突）し、衝突部材５１の後方に配設され
た粉砕物排出口５５より排出される。

【００５１】また、衝突部材５１の衝突面５２が図５に
示す如く、錐体形状や、図６に示す如く、円錐状の突起
を有する衝突面であることが、粉砕室５３内における粉
砕物の分散を均一に行い、側壁５４との高次衝突を効率
良く行う上で好ましい。さらに、粉砕物排出口５５が衝
突部材５１よりも後方にある場合、粉砕物の排出を円滑
に行うことができる。

【００５２】図６のような原料衝突面に中央部が突出し
ている錐体状の突起を設ける事により、加速管から噴出
された粉砕原料と圧縮空気の固気混合流は、突起表面の
衝突面５２で一次粉砕され、さらに外周衝突面５２’で
二次粉砕された後、粉砕室側壁５４で三次粉砕される。
この時、衝突部材の突起表面の衝突面５２の成す頂角α
（°）と、外周衝突面５２’と加速管の中心軸の垂直面
に対する傾斜角β（°）が０＜α＜９０、β＞０３０≦α＋２β≦９０を満足するときに、非常に効率良く粉砕が行われる。

【００５３】α≧９０の時は、突起表面で一次粉砕され
た粉砕物の反射流が、加速管から噴出する固気混合流の
流れを乱すことになり好ましくない。

【００５４】β＝０の時、外周衝突面が固気混合流に対
して直角に近くなり、外周衝突面での反射流が固気混合
流に向かって流れる為、固気混合流の乱れを生じ好まし
くない。

【００５５】またβ＝０の時には、外周衝突面上ので粉
体濃度が大きくなり熱可塑性樹脂の粉体または熱可塑性
樹脂を主成分とする粉体を原料とした場合、外周衝突面
上で融着物及び凝集物を生じやすい。かかる融着物を生
じた場合、装置の安定した運転が困難となる。

【００５６】またα，βがα＋２β＜３０の時には、突
起表面での一次粉砕の衝撃力が弱められる為、粉砕効率
の低下を招く為好ましくない。

【００５７】またα，βがα＋２β＞９０の時には、外
周衝突面での反射流が、固気混合流の下流側に流れるた
め粉砕室側壁での三次粉砕の衝撃力が弱くなり粉砕効率
の低下を引き起こす。

【００５８】以上述べたように、α，βが０＜α＜９０、β＞０３０≦α＋２β≦９０を満たす時に、一次，二次，三次粉砕が効率良く行わ
れ、粉砕効率を向上させることができる。

【００５９】更に好ましいα，βは、０＜α＜８０５＜β＜４０である。

【００６０】従来の粉砕機に較べ、衝突回数を増やし、
かつ、より効果的に衝突させることが本発明の特徴の一
つであり、粉砕効率の向上が図れると共に、粉砕時にお
ける融着物の発生を防止する事ができ、安定した運転を
行うことができる。

【００６１】図７は、図５の衝突式気流粉砕機における
粉砕室５３の拡大図を示す。図７において、衝突部材５
１の縁端部６１と側壁５４との最近接距離Ｌ₁は、衝突
面５２に対向する粉砕室の前壁６２と衝突部材５１の縁
端部６１との最近接距離Ｌ₂よりも短い事が、加速管出
口５０の近傍の粉砕室内の粉体濃度を高くしないために
重要である。さらに、最近接距離Ｌ₁が最近接距離Ｌ₂よ
り短いので、側壁での粉砕物の二次衝突を効率良く行う
ことができる。このように傾斜した衝突面を有する粉砕
機は、図１６に示したように、衝突面１６６が加速管１
６２に対して９０°の平面状である衝突部材１６４を有
する粉砕機に比べ、樹脂や粘着性のある物質を粉砕する
場合、被粉砕物の融着、凝集、粗粒子化は発生しにく
く、高い粉塵濃度での粉砕が可能になる。また磨耗が局
所的に集中することがなく長寿命化が図れ、安定な運転
が可能になる。

【００６２】また、加速管４３の長軸方向の傾きは、好
ましくは、鉛直方向に対して０°〜４５°の範囲であれ
ば、被粉砕物４２が被粉砕物供給口４６で閉塞すること
なく処理可能である。

【００６３】被粉砕物の流動性が良好でないものは、被
粉砕物供給管４１の下方にコーン状部材を有する場合、
少量ではあるが、コーン状部材の下部に滞留する傾向が
あり、加速管４３の傾きとしては、鉛直方向に対して０
°〜２０°（より好ましくは０°〜５°）範囲内であれ
ば下方コーン状部での被粉砕物の滞留もなく、被粉砕物
をスムーズに加速管に供給し得る。

【００６４】図８は、図５におけるＡ−Ａ’断面図を示
す。図８からは、被粉砕物４２が加速管４３へ円滑に供
給されることが理解される。

【００６５】加速管中心軸の延長と直角に交わる加速管
出口５０の面における前壁６２と、これに対向する衝突
部材５１の衝突面５２の最外周端部６１との最短距離Ｌ
₂は、衝突部材５１の直径０．２倍から２．５倍の範囲
が粉砕効率的に好ましく、０．４倍から１．０倍の範囲
であればより良好である。距離Ｌ₂が衝突部材５１の直
径の０．２倍未満では、衝突面５２近傍の粉塵濃度が異
常に高くなる場合があり、また、２．５倍を超える場合
は、衝撃力が弱まり、その結果、粉砕効率が低下する傾
向がある。

【００６６】衝突部材５１の最外周端部６１と側壁５４
との最短距離Ｌ₁は、衝突部材５１の直径の０．１倍か
ら２倍の範囲が好ましい。距離Ｌ₁が衝突部材５１の直
径の０．１倍未満では、高圧気体の通過時の圧力損失が
大きく、粉砕効率が低下し易く、粉砕物の流動がスムー
ズにいかない傾向があり、２倍を超える場合は、粉砕室
内壁５４での被粉砕物の二次衝突の効果が減少し、粉砕
効率が低下する傾向がみられる。

【００６７】より具体的には、加速管４３の長さは、５
０〜５００ｍｍが好ましく、衝突部材５１の直径は３０
〜３００ｍｍを有する事が好ましい。

【００６８】さらに、衝突部材５１の衝突面５２及び側
壁５４は、セラミックで形成されている事が耐久性の点
では好ましい。

【００６９】図９は図５におけるＢ−Ｂ’断面図を示
す。図９において、被粉砕物供給口４６を通過する鉛直
方向に垂直な面内の被粉砕物の分布状態は、加速管４３
の鉛直方向に対する傾きが大きい程、分布上に偏りがあ
る。このため、加速管４３の傾きとしては、０°〜５°
の範囲内が最も良好であり、加速管４３に透明なアクリ
ル樹脂製の内部観察用加速管を用いた実験で確認してい
る。

【００７０】図１０は図５におけるＣ−Ｃ’断面図を示
す。図１０において、粉砕物は衝突部材支持体９１と側
壁５４との間を通って後方に排出される。

【００７１】図１１は、図５におけるＤ−Ｄ’断面図を
示す。図１１において、２本の高圧気体導入管９２が設
置されているが、場合により、高圧気体導入管９２は１
本であっても３本以上であっても良い。

【００７２】図１２は本発明に用いられる衝突式気流粉
砕機の他の具体例を示す概略図である。高圧気体噴射ノ
ズル４０の形状が異なる他は、図５と同様である。

【００７３】本発明に用いられる第２分級手段として
は、強制渦を利用し遠心力によって分級する気流分級機
が用いられる。例えば、ホソカワミクロン社製ティープ
レックス（ＡＴＰ）分級機や、ミクロンセパレーター、
日本ドナルドソン社製ドナセレック分級機、日清精粉社
製ターボクラシファイア分級機等が挙げられる。

【００７４】好ましくは、図１３に示すような気流式分
級機を用いることが微粉及び粗粉の分級精度を向上させ
るために好ましい。

【００７５】図１３において、１２１は筒状の本体ケー
ジングを示している。本体ケージング１２１の内部に
は、分級室１２２が形成されており、この分級室１２２
の下部には案内室１２３がある。

【００７６】該分級機は個別駆動方式であり、分級室１
２２内で遠心力を利用した強制渦を発生し、粗粉と微粉
に分級する。分級室１２２内に分級ロータ１２４を設
け、案内室１２３に送り込まれた粉体材料とエアーを分
級ロータ１２４の間より分級室１２２に旋回させて流入
させる。粉体原料は原料投入口１２５から投入され、空
気は投入口１２６，１２７、更には原料投入口１２５よ
り粉砕原料と共に取り込まれる。粉体原料は、流入空気
と一緒に分級室１２２へ運ばれる。尚、投入口１２５を
経て案内室１２３の中を流動するエアーと粉体材料は、
各分級ロータ１２４に均一に配分されることが精度良く
分級するために好ましい。分級ロータ１２４へ到達する
までの流路は濃縮が起こりにくい形状にする必要があ
り、また投入口１２５の位置はこれに限定されるもので
はない。

【００７７】また、分級ロータ１２４は可動であり、分
級ロータの間隔は調整できる。分級ロータのスピードコ
ントロールは、周波数変換機１２８を通して行われる。

【００７８】微粉排出管１２９はサイクロンや集塵機の
ような微粉回収手段１３０を介して吸引ファン１３１に
接続しており、該吸引ファン１３１により分級室１２２
に吸引力を作用させている。

【００７９】第２分級手段として好ましく用いられる気
流式分級機は上記の構造からなり、前述の衝突式気流粉
砕機より粉砕された粉体材料と、粉砕に用いられたエア
ー及び新たに供給された粉砕原料を含むエアーを投入口
１２５より案内室１２３内に供給すると、この粉体材料
を含むエアーは案内室１２３から各分級ロータ１２４間
を流入する。

【００８０】分級室１２２内に流入した粉体材料は、高
速回転する分級ロータにより分散され、各粒子に作用す
る遠心力によって粗粉と細粉とに遠心分離され、分級室
１２２内の第２粗粉は本体ケーシング下部に接続してあ
る粗粉排出用のホッパー１３２を通り、ロータリーバル
ブ１３３及び第２連通手段である第２粗粉排出管１９を
介して前述の衝突式気流粉砕機の被粉砕物供給管４１に
供給される。また、第２細粉は細粉排出管１２９によ
り、細粉回収手段１３０へ排出される。

【００８１】図１３に示す気流分級機と前述の衝突式気
流粉砕機とを組み合わせて使用する事により、微粉の粉
砕機への混入が良好に抑制又は阻止されて、粉砕物の過
粉砕が防止され、また、分級された粗粉が粉砕機に円滑
に供給され、さらに加速管へ均一に分散され、粉砕室で
良好に粉砕されるので、粉砕物の収率及び単位重量当た
りのエネルギー効率を高めることができる。

【００８２】回転式分級機は、分級ロータの回転数によ
って分級点が決定されるが、従来は粉砕手段の効率が良
好でなかったため、微小径のトナーを得ることが難し
く、また、得られたとしても大変な労力を要していた。
しかし、本発明では粉砕手段の性能向上により、粉体の
さらなる微粒子化が効率よく成されるため、微粒子領域
での分級を行うことができる。また、回転式分級機の場
合、ロータの回転数を変えるだけで容易に分級点を変え
る事ができるため、操作性に優れる。

【００８３】粉砕手段に導入する粉砕原料は、２ｍｍ以
下、好ましくは１ｍｍ以下にすることがよい。粉砕原料
を中粉砕工程に導入し、１０〜１００μｍ程度に粉砕し
たものを本発明における原料としてもよい。

【００８４】図１５のフローチャートに示したような微
粒子群だけを除去する目的の分級機を第２分級手段に用
いた従来の粉砕−分級方法では、粉砕終了時の粉体の粒
度において、ある規定粒度以上の粗粒子群が完全に除去
されていることが要求されていた。そのため、粉砕工程
において必要以上の粉砕能力が要求され、その結果過粉
砕を引き起こし粉砕効率の低下を招いていた。この現象
は粉体の粒径が小さくなるほど顕著になり、特に重量平
均粒径が３〜１０μｍの中粉体を得る場合に効率の低下
が著しい。

【００８５】本発明の方法は第１分級手段により微粉粒
子群を除去する。そのため、粉砕終了時の粉体の粒度に
おいて、ある規定粒度を超える粗粒子群がある割合で含
まれていたとしても、次工程の第２分級手段で良好に除
去されるので粉砕工程での制約が少なくなり粉砕機の能
力を最大限に上げる事ができ、粉砕効率が良好になり過
粉砕を引き起こす傾向が少ない。そのため、微粉体を除
去する事も非常に効率良く行うことができ、分級収率を
良好に向上させることができる。

【００８６】また、従来の中粉体と微粉体とを分級する
目的の分級方式では、分級時の滞留時間が長いため現像
画像のカブリの原因となる微粒子の凝集物を生じ易い。
凝集物が生じた場合、該凝集物を中粉体から除去するこ
とが一般に困難であるが、本発明の方法によると凝集物
が粉砕物に混入したとしても、第１分級手段によるコア
ンダ効果及び／又は高速移動に伴う衝撃により凝集物が
解壊されて微粉体として除去されると共に、解壊を免れ
た凝集物があったとしても第２分級手段で除去できるた
め、凝集物を効率良く取り除く事が可能である。

【００８７】本発明の製造方法及びシステムは静電荷像
を現象するために使用されるトナー粒子の生成に好まし
く使用することができる。

【００８８】静電荷像現像用トナーを作製するには着色
剤または磁性粉及びビニル系、非ビニル系の熱可塑性樹
脂、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤等をヘン
シェルミキサー又はボールミルの如き混合機により充分
混合してからロール、ニーダー、エクストルーダーの如
き熱混練機を用いて熔融、捏和及び練肉して樹脂類を互
いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せし
め、冷却固化後粉砕及び分級を行ってトナーを得ること
ができる。この粉砕工程及び分級工程で、本発明の製造
方法及びシステムが使用される。

【００８９】次に、トナーの構成材料について説明す
る。

【００９０】トナーに使用される結着樹脂としては、オ
イル塗布する装置を有する加熱加圧定着装置又は加熱加
圧ローラ定着装置を使用する場合には、下記トナー用結
着樹脂の使用が可能である。

【００９１】例えば、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等のスチレン及びその置
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−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−アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合
体、スチレン−α−クロルメタクリル共重合体、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−アクリロニトリル−インデン共重合
体のスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール
樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン
酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニ
ール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシ
レン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマ
ロインデン樹脂、石油系樹脂等が使用できる。

【００９２】オイルを殆ど塗布しないか又は全く塗布し
ない加熱加圧定着方式又は、加熱加圧ローラ定着方式に
おいては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がロ
ーラに転移するいわゆるオフセット現象、及びトナー像
支持部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。
より少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存
中もしくは現像器でブロッキングもしくはケーキングし
易い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけ
ればならない。これらの現象には、トナー中の結着樹脂
の物性が最も大きく関与しているが、本発明者らの研究
によれば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着
時にトナー像支持体に対するトナーの密着性は良くなる
が、オフセットが起こり易くなり、またブロッキングも
しくはケーキングも生じ易くなる。それゆえ、オイルを
殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式を用いる時に
は、結着樹脂の選択がより重要である。好ましい結着樹
脂としては、架橋されたスチレン系共重合体もしくは架
橋されたポリエステルがある。

【００９３】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとしては、例えば、アクリル酸、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ドテシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
−２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリ
ル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニト
リル、メタクリニトリル、アクリルアミド等のような二
重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体；例
えば、マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチ
ル、マレイン酸ジメチル等のような二重結合を有するジ
カルボン酸及びその置換体：例えば塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、安息香酸ビニル等のようなビニルエステル類；例
えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のよ
うなビニルケトン類；例えばビニルメチルエーテル、ビ
ニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等の様
なビニルエーテル類；等のビニル単量体が単独もしくは
２つ以上用いられる。

【００９４】ここで架橋剤としては主として２個以上の
重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例え
ば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等のような
芳香族ジビニル化合物；例えばエチレングリコールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
１，３−ブタンジオ−ルジメタクリレート等のような二
重結合を２個有するカルボン酸エステル；ジビニルアニ
リン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニ
ルスルホン等のジビニル化合物；及び３個以上のビニル
基を有する化合物；が単独もしくは混合物として用いら
れる。

【００９５】また、加圧定着方式又は軽加熱加圧定着方
式を用いる場合には、圧力定着トナー用結着樹脂の使用
が可能であり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリメチレン、ポリウレタンエラストマー、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、アイオノマー樹脂、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、線状飽和ポリエ
ステル、パラフィン等がある。

【００９６】また、トナーには荷電制御剤をトナー粒子
に配合（内添）して用いる事が好ましい。荷電制御剤に
よって、現象システムに応じた最適の荷電量コントロー
ルが可能となり、特に本発明では粒度分布と荷電のバラ
ンスをさらに安定にしたものとすることが可能であり、
荷電制御剤を用いることで先に述べたところの粒径範囲
毎による高画質化の為の機能分離及び相互補完性をより
明確にすることができる。正荷電制御剤としては、ニグ
ロシン及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−ヒドリキシ−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
ボレート等の四級アンモニウム塩；を単独であるいは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、ニグロシン系化合物、四級アンモニウム塩の如き
荷電制御剤が特に好ましく用いられる。

【００９７】また、一般式

【００９８】

【化１】

【００９９】Ｒ₁：Ｈ、ＣＨ₃ Ｒ₂，Ｒ₃：置換または未置換のアルキル基（好ましくは
Ｃ１〜Ｃ４）で表されるモノマーの単重合体：または、
前述したようなスチレン、アクリル酸エステル、メタク
リル酸エステル等の重合性モノマーとの共重合体を正荷
電性制御剤として用いる事ができ、この場合これらの荷
電制御剤は、結着樹脂（の全部または一部）としての作
用をも有する。

【０１００】負荷電性制御剤としては、例えば有機金属
錯体、キレート化合物が有効で、その例としてはアルミ
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、３，５−ジタ−シャリ−ブチルサリチル酸ク
ロムまたは亜鉛等があり、特にアセチルアセトン金属錯
体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、特にサ
リチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好まし
い。

【０１０１】上述した荷電制御剤（結着樹脂としての作
用を有しないもの）は、微粒子状として用いることが好
ましい。この場合、この荷電制御剤の個数平均径は、具
体的には４μｍ以下（更には３μｍ以下）が好ましい。

【０１０２】トナーに内添する際、このような荷電制御
剤は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量
部（更には０．２〜１０重量部）用いる事が好ましい。

【０１０３】トナーが磁性トナーの場合は、磁性トナー
中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、γ−酸
化鉄、フェライト、鉄過剰型フェライト等の酸化鉄；
鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの
金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウ
ム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、
カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、
タングステン、バナジウムのような金属との合金及びそ
の混合物等が挙げられる。

【０１０４】これらの強磁性体は平均粒径が０．１〜１
μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍ程度のものが望ま
しく、磁性トナー中に含有させる量としては樹脂成分１
００重量部に対し６０〜１１０重量部、好ましくは樹脂
成分１００重量部に対し６５〜１００重量部である。

【０１０５】トナーに使用される着色剤としては従来よ
り知られている染料及び／または顔料が使用可能であ
る。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブル
ー、ピーコックブルー、パーマネントレッド、レーキレ
ッド、ローダミンレーキ、ハンザーイエロー、パーマネ
ントイエロー、ベンンジジンイエロー等を使用すること
ができる。その含有量として、結着樹脂１００部に対し
て０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜２０重量
部、さらにトナー像を定着したＯＨＰフィルムの透過性
を良くするためには１２重量部以下が好ましく、さらに
好ましくは０．５〜９重量部が良い。

【０１０６】以上説明してきた本発明によれば、重量平
均径が１０μｍ以下のトナー原料からシャープな粒度分
布を有するトナーを得ることが可能であり、特に重量平
均径が８μｍ以下のトナー原料からシャープな粒度分布
を得る事ができる。

【０１０７】トナーの粒度分布は、種々の方法によって
測定できるが、本発明においては、次の測定装置を用い
て行なった。

【０１０８】即ち、測定装置としては、コールターカウ
ンターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザー
ＩＩ（コールター社製）を用いた。電解液は１級塩化ナ
トリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例
えば、ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンテ
ィフィックジャパン社製）が使用できる。測定法として
は前記電解液水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤とし
て界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸
塩を、０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０
ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散機で約
１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、ア
パチャーとして１００μｍアパチャーを用い、トナーの
体積，個数を測定して体積分布と個数分布とを算出し
た。それから、本発明に係る体積分布から求める重量基
準の重量平均粒径を求めた。

【０１０９】

【実施例】以下に実施例に基づいて更に詳細に説明す
る。

【０１１０】実施例１・スチレン−ブチルアクリレート−ジビニルベンゼン共重合体１００重量部（モノマー重合重量比８０．０／１９．０／１．０、重量平均分子量（Ｍｗ）３５万）・磁性酸化鉄（平均粒径０．１８μｍ）１００重量部・ニグロシン２重量部・低分子量エチレン−プロピレン共重合体４重量部

【０１１１】上記の処方の材料をヘンシェルミキサー
（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）でよく混合
した後、温度１５０℃に設定した二軸混練機（ＰＣＭ−
３０型、池貝鉄工（株）製）にて混練した。得られた混
練物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕
し、トナー製造用の粗砕物を得た。

【０１１２】得られたトナー原料を図２に示す装置シス
テムで粉砕及び分級を行った。

【０１１３】衝突式気流粉砕機２８は図５に示す構成の
装置を用い、鉛直線を基準とした加速管の長軸方向の傾
き（以下、加速管傾きとする）が約０°（即ち、実質的
に鉛直に設置）であり、衝突部材５１は、図６に示すも
のを使用した。この衝突部材のα＝５５°，β＝１０°
であり、外径（直径）１００ｍｍのものを使用し、図７
に示される加速管中心軸と直角に交わる加速管出口５０
面と、これに対向する衝突部材５１の衝突面５２の最外
周端部との最短距離Ｌ₂は、５０ｍｍであり、粉砕室５
３の形状は、内径１５０ｍｍの円筒状粉砕室を用いた。
従って、最短距離Ｌ₁は２５ｍｍである。第２分級機２
２は図１３に示す構成の分級機を用い、ロータ１２４の
径は２００ｍｍ、ロータの回転数は３０００ｒ．ｐ．
ｍ．で運転した。

【０１１４】第１分級機１は、図３に示す二分割分級機
に導入し、コアンダ効果を利用して超微粉体及び微粉体
に分級した。導入に際しては、排出管４及び５に連通し
て、捕集サイクロン２及び再度、第２分級機２２に導入
される。

【０１１５】テーブル式の第１定量供給機２１によって
３５．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィーダー
３５にて、供給管１２５を介して、衝突式気流粉砕機１
０８の被粉砕物供給管４１より供給され、圧力６．０ｋ
ｇ／ｃｍ²（Ｇ）、６．０Ｎｍ³／ｍｉｎの圧縮空気を用
いて、粉砕された後、原料供給ノズル１０を介して気流
分級機１に供給し、分級された微粉（第１微粉）は捕集
サイクロン２で捕集した。粗粉は、第２気流分級機に導
入し、閉回路粉砕を行い、分級された微粉は排気ファン
１３１からの吸引エアーに同伴されながらサイクロン２
３にて捕集した。尚、この時の微粉（第２微粉）の重量
平均径は６．９μｍ（粒径４．０μｍ以下の粒子を２０
個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を１．３
体積％含有する）のシャープな分布を有しており、トナ
ー用として優れた性能を有していた。

【０１１６】この時、投入された粉砕原料の全量に対す
る最終的に得られた微粉との比率（即ち、分級収率）は
９０％であった。得られた微粉を電子顕微鏡で見たとこ
ろ、極微細粒子が凝集した４μｍ以上の凝集物は実質的
に見い出せなかった。

【０１１７】実施例２実施例１と同様のトナー原料を用いて同様の装置システ
ムで粉砕及び分級を行った。

【０１１８】衝突式気流粉砕機は、図５に示す構成のも
のを用い、実施例１と同様の装置条件で粉砕を行った。
また、第２分級機は実施例１と同様の装置を用い、ロー
タの回転数は３４００ｒ．ｐ．ｍ．にした。

【０１１９】粉砕原料を２８．０ｋｇ／ｈの割合で供給
し、重量平均径６．１μｍ（粒径４．０μｍ以下の粒子
を２７個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
０．５体積％含有する）のシャープな分布を有する微粉
を分級収率８５％で得た。

【０１２０】実施例３実施例１と同様のトナー原料を用いて同様の装置システ
ムで粉砕及び分級を行った。

【０１２１】衝突式気流粉砕機は、図５に示す構成のも
のを用い、実施例１と同様の装置条件で粉砕を行った。
また、第２分級機は実施例１と同様の装置を用い、ロー
タの回転数は４２００ｒ．ｐ．ｍ．にした。

【０１２２】粉砕原料を２８．０ｋｇ／ｈの割合で供給
し、重量平均径５．７μｍ（粒径３．１７μｍ以下の粒
子を１４個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子
を１．０体積％含有する）のシャープな分布を有する微
粉を分級収率８４％で得た。

【０１２３】実施例４・不飽和ポリエステル樹脂１００重量部・銅フタロシアニン顔料４．５重量部（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５）・荷電制御剤（サリチル酸クロム錯体）４．０重量部

【０１２４】上記の処方の材料をヘンシェルミキサー
（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）でよく混合
した後、温度１００℃に設定した二軸混練機（ＰＣＭ−
３０型、池貝鉄工（株）製）にて混練した。得られた混
練物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕
し、トナー製造用の粗砕物を得た。

【０１２５】衝突式気流粉砕機は図５に示す構成の装置
を用い、実施例１と同様の装置条件で粉砕を行った。多
分割分級機は、実施例１と同様のものを用いた。また、
第２分級機は実施例１と同様の装置を用い、ロータの径
は２００ｍｍ、ロータの回転数は３５００ｒ．ｐ．ｍ．
を使用した。

【０１２６】テーブル式の第１定量供給機２１にて粉砕
原料３３．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィー
ダー３５にて、供給管１２５を介して、衝突式気流粉砕
機１０８の被粉砕物供給管４１より供給され、圧力６．
０ｋｇ／ｃｍ²（Ｇ）、６．０Ｎｍ³／ｍｉｎの圧縮空気
を用いて、粉砕された後、原料供給ノズル１０を介して
第１気流分級機１に供給し、分級された微粉（第１微
粉）は捕集サイクロン２で捕集され、粗粉は、第２気流
分級機に導入し、閉回路粉砕を行い、分級された微粉は
排気ファン１３１からの吸引エアーに同伴されながらサ
イクロン２３にて捕集した。尚、この時の微粉（第２微
粉）の重量平均粒径が６．８μｍ（粒径４．０μｍ以下
の粒子を２１個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の
粒子を１．４体積％含有する）のシャープな分布を有し
ており、トナー用として優れた性能を有していた。

【０１２７】この時、投入された粉砕原料の全量に対す
る最終的に得られた微粉との比率（即ち、分級収率）は
８８％であった。

【０１２８】実施例５実施例４と同様のトナー原料を用いて同様の装置システ
ムで粉砕及び分級を行った。

【０１２９】衝突式気流粉砕機は図５に示す構成のもの
を用い、実施例１と同様の装置条件で粉砕を行った。ま
た、第２分級機は実施例１と同様の装置を用い、回転数
３９００ｒ．ｐ．ｍ．で行った。

【０１３０】粉砕原料を３０．０ｋｇ／ｈの割合で供給
し、重量平均径６．４μｍ（粒径４．０μｍ以下の粒子
を２４個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
１．０体積％含有する）のシャープな分布を有する微粉
を分級収率８５％で得た。

【０１３１】比較例１実施例１〜３と同様の処方の材料をヘンシェルミキサー
（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）でよく混合
した後、温度１５０℃に設定した二軸混練（ＰＣＭ−３
０型、池貝鉄工（株）製）にて混練した。得られた混練
物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕し、
トナー製造用の粗砕物を得た。

【０１３２】得られたトナー原料を図１７に示す装置シ
ステムで粉砕及び分級を行った。但し、衝突式気流粉砕
機は図１６に示した粉砕機を用い、第１分級手段及び第
２分級手段は図１４の構成のものを用いた。

【０１３３】図１４において、２０１は筒状の本体ケー
シングを示し、２０２は下部ケーシングを示し、その下
部に粗粉排出用のホッパー２０３が接続されている。本
体ケーシング２０１の内部は、分級室２０４が形成され
ており、この分級室２０４の上部に取り付けた環状の案
内室２０５と中央部が高くなる円錐状（傘状）の上部カ
バー２０６によって閉塞されている。

【０１３４】分級室２０４と案内室２０５の間の仕切壁
に円周方向に配列する複数のルーバー２０７を設け、案
内室２０５に送り込まれた粉体材料とエアーを各ルーバ
ー２０７の間より分級室２０４に旋回させて流入させ
る。

【０１３５】案内室２０５の上部は、円錐状の上部ケー
シング２１３と円錐状の上部カバー２０６の間の空間か
らなっている。

【０１３６】本体ケーシング２０１の下部には円周方向
に配列する分級ルーバー２０９を設け、外部から分級室
２０４へ旋回流を起こす分級エアーを分級ルーバー２０
９を介して取り入れている。

【０１３７】分級室２０４の底部に、中央部が高くなる
円錐状（傘状）の分級板２１０を設け、該分級板２１０
の外周囲に粗粉排出口２１１を形成する。また、分級板
２１０の中央部には微粉排出シュート２１２を接続し、
該シュート２１２の下端部をＬ字形に屈曲し、この屈曲
端部を下部ケーシング２０２の側壁より外部に位置させ
る。さらに該シュートはサイクロンや集塵機のような微
粉回収手段を介して吸引ファンに接続しており、該吸引
ファンにより分級室２０４に吸引力を作用させ、該ルー
バー２０９間より分級室２０４に流入する吸引エアーに
よって分級に要する旋回流を起こしている。

【０１３８】気流分級機は上記の構造から成り、供給筒
２０８より案内室２０５内に上記のトナー製造用の粗砕
物を含むエアーを供給すると、この粗砕物を含むエアー
は、案内室２０５から各ルーバー２０７間を通過して分
級室２０４に旋回しながら均一の濃度で分散されながら
流入する。

【０１３９】分級室２０４内に旋回しながら流入した粗
砕物は、微粉排出シュート２１２に接続した吸引ファン
により生起された、分級室下部の分級ルーバー２０９間
より流入する吸引エアー流にのって旋回を増し、各粒子
に作用する遠心力によって粗粉と微粉とに遠心分離さ
れ、分級室２０４内の外周部を旋回する粗粉は粗粉排出
口２１１より排出され、下部のホッパー２０３より排出
される。

【０１４０】また、分級板２１０の上部傾斜面に沿って
中央部へと移行する微粉は微粉排出シュート２１２によ
り排出される。

【０１４１】テーブル式の第１定量供給機２１にて粉砕
原料を１３．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィ
ーダー３５にて、供給管２０８を介して図１４に示した
気流分級機に供給し、分級された粗粉は粗粉排出ホッパ
ー２０３を介して、図１６に示した衝突式気流粉砕機の
被粉砕物供給口１６５より供給され、圧力６．０ｋｇ／
ｃｍ²（Ｇ）、６．０Ｎｍ³／ｍｉｎの圧縮空気を用い
て、粉砕された後、原料導入部にて供給されているトナ
ー粉砕原料と混合されながら、再び該気流分級機に循環
し、閉回路粉砕を行い、分級された微粉は排気ファンか
らの吸引エアーに同伴されながら図１４の第２分級手段
２２に導入され、サイクロン３１にて捕集される。

【０１４２】その結果、重量平均径６．９μｍ（粒径
４．０μｍ以下の粒子を２７個数％含有し、粒径１０．
０８μｍ以上の粒子を１．５体積％含有する。）の中粉
体を分級収率６１％で得た。このように、実施例１及び
３に比べて、粉砕効率、分級収率共に劣っていた。

【０１４３】比較例２実施例１〜３と同様のトナー原料を用いて図１７に示す
装置システムで粉砕及び分級を行った。但し、衝突式気
流粉砕機は図１６に示す構成のものを用い、第１分級手
段及び第２分級手段は図１４の構成のものを用いて比較
例１と同様の装置条件で粉砕を行った。

【０１４４】粉砕原料を１０．０ｋｇ／ｈの割合で供給
し、重量平均径６．１μｍ（粒径４．０μｍ以下の粒子
を３３個数％含有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
０．５体積％含有する）の中粉体を分級収率６０％で得
た。このように、実施例２に比べて、粉砕効率、分級収
率共に劣っていた。

【０１４５】比較例３実施例４及び５と同様の処方の材料をヘンシェルミキサ
ー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機（株）製）でよく混
合した後、温度１００℃に設定した２軸混練機（ＰＣＭ
−３０型、池貝鉄工（株）製）にて混練した。得られた
混練物を冷却し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕
し、トナー製造用の粗砕物を得た。

【０１４６】得られたトナー原料を図１７に示す装置シ
ステムで粉砕及び分級を行った。但し、衝突式気流粉砕
機は図１６に示した粉砕機を用い、第１分級手段及び第
２分級手段は図１４の構成のものを用いた。

【０１４７】テーブル式の第１定量供給機２１にて粉砕
原料を１２．０ｋｇ／ｈの割合でインジェクションフィ
ーダー３５にて、供給管２０８を介して図１４に示した
気流分級機に供給し、分級された粗粉は粗粉排出ホッパ
ー２０３を介して、図１６に示した衝突式気流粉砕機の
被粉砕物供給口１６５より供給され、圧力６．０ｋｇ／
ｃｍ²（Ｇ）、６．０Ｎｍ³／ｍｉｎの圧縮空気を用い
て、粉砕された後、原料導入部にて供給されているトナ
ー粉砕原料と混合されながら、再び該気流分級機に循環
し、閉回路粉砕を行い、分級された微粉は排気ファンか
らの吸引エアーに同伴されながら図１４の第２分級手段
２２に導入され、サイクロン３１にて捕集される。

【０１４８】その結果、重量平均径６．５μｍ（粒径
４．０μｍ以下の粒子を２８個数％含有し、粒径１０．
０８μｍ以上の粒子を１．６体積％含有する）の中粉体
を分級収率５９％で得た。このように、実施例４及び５
に比べて、粉砕効率、分級収率共に劣っていた。

【０１４９】

【発明の効果】本発明のトナーの製造方法及び製造シス
テムは、シャープな粒度分布のトナーが高い粉砕効率及
び高い分級収率で得られ、しかもトナーの融着、凝集、
粗粒化の発生を防止し、トナー成分による装置的磨耗を
防ぎ、連続して安定した生産が行える利点がある。ま
た、本発明のトナー製造方法及び製造システムを用いる
事により、従来法に比べ、画像濃度が安定して高く、耐
久性が良く、カブリ、クリーニング不良等の画像欠陥の
ない優れた所定の粒度を有する静電荷像現像用トナー
が、低コストで得られる。

【０１５０】特に、重量平均径１０μｍ以下のシャープ
な粒度分布を有するトナーを効率良く得ることが可能で
あり、さらには、重量平均径が８μｍ以下のシャープな
粒度分布を有するトナーを効率良く得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法及び製造システムを説明する
ためのフローチャートである。

【図２】本発明の製造方法を実施するための装置システ
ムの一具体例を示す概略図である。

【図３】本発明における第１分級手段の一具体例である
分級装置の概略断面図である。

【図４】本発明における第１分級手段の一具体例である
分級装置の立体図である。

【図５】本発明における衝突式気流粉砕手段の一具体例
である粉砕装置の概略断面図である。

【図６】粉砕装置における衝突部材の一例を示す図であ
る。

【図７】図５における粉砕室の拡大図である。

【図８】図５におけるＡ−Ａ’断面図である。

【図９】図５におけるＢ−Ｂ’断面図である。

【図１０】図５におけるＣ−Ｃ’断面図である。

【図１１】図５におけるＤ−Ｄ’断面図である。

【図１２】本発明における衝突式気流粉砕手段の他の具
体例である粉砕装置の概略断面図である。

【図１３】本発明における第２分級手段の好ましい一具
体例の概略断面図である。

【図１４】従来の第１又は第２分級手段に用いられてい
る気流式分級機の一例を示す概略断面図である。

【図１５】従来の製造方法を説明するためのフローチャ
ートである。

【図１６】従来の衝突式気流粉砕機の概略的断面図であ
る。

【図１７】従来の製造方法を実施するための製造システ
ムの一具体例を示す概略図である。

【符号の説明】

１第１分級機２捕集サイクロン３微粉砕物排出管４粗粉排出管５微粉排出管６入気管７気体導入調節手段８静圧計９微小粉１０原料供給ノズル１１コアンダブロック１２分級室１３分級エッジ１４原料供給ノズルエッジ１５分級室側壁１６分級エッジブロック１７原料供給ノズルエッジブロック１８位置決め部材２１第１定量供給機２２第２分級機２３捕集サイクロン２８粉砕機３３製品４０高圧気体噴射ノズル４１被粉砕物供給管４２被粉砕物４３加速管４４スロート部４５高圧気体噴射ノズルスロート部４６被粉砕物供給口４７高圧気体供給口４８高圧気体チャンバー４９高圧気体導入管５０加速管出口５１衝突部材５２衝突面５３粉砕室５４粉砕室側壁５５粉砕物排出口６１衝突部材縁端部６２粉砕室前壁９１衝突部材支持体９２高圧気体導入管１２１本体ケーシング１２２分級室１２３案内室１２４分級ロータ１２５原料投入口１２６エアー投入口１２８周波数変換機１２９微粉排出管１３０，１３４微粉回収手段１３１吸引ファン１３２ホッパー１３３ロータリーバルブ１３５分散ルーバー１６１高圧気体供給ノズル１６２加速管１６３加速管出口１６４衝突部材１６５粉体原料供給口１６６衝突面１６７粉砕物排出口１６８粉砕室２０１本体ケーシング２０２下部ケーシング２０３ホッパー２０４分級室２０５案内室２０６上部カバー２０７ルーバー２０８供給筒２０９分級ルーバー２１０分級板２１１粗粉排出口２１２微粉排出シュート２１３上部ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ０７Ｂ 9/00 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３８１ (56)参考文献特開昭63−101858（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−242674（ＪＰ，Ａ) 特開平９−127735（ＪＰ，Ａ) 特開平９−43903（ＪＰ，Ａ) 特開平８−114946（ＪＰ，Ａ) 特開平７−49583（ＪＰ，Ａ) 特開平６−138705（ＪＰ，Ａ) 特開平３−174164（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有す
る混合物を溶融混練し、混練物を冷却し、冷却物を粉砕
手段によって粉砕して粗粉砕物を得、高圧気体により被粉砕物を搬送加速するための加速管と
被粉砕物を微粉砕するための粉砕室とを有し、該粉砕室
内には、該加速管の出口の開口面に対向して設けた衝突
面を有する衝突部材が具備されており、加速管の後端部
には被粉砕物を加速管内に供給するための被粉砕物供給
口を有し、衝突面は、突出している突出中央部を有し、
かつ、外周衝突面は錐体形状を有しており、粉砕室は、
衝突部材で粉砕された被粉砕物を衝突によりさらに粉砕
するための側壁を有している衝突式気流微粉砕手段に、
上記粗粉砕物を導入して微粉砕し、微粉砕された粉体を、交差気流とコアンダ効果を利用し
て粉体を分級する第１分級工程に導入して第１粗粉と第
１微粉とに分級し、分級された第１粗粉を第２分級工程に導入して第２粗粉
を衝突式気流微粉砕手段に導入して微粉砕し、第２微粉
をトナー粒子を生成する分級粉とすることを特徴とする
トナーの製造方法。
【請求項２】該第１分級工程は、少なくともコアンダ
ブロック及び分級エッジにより形成される分級域にて、
原料供給エッジを具備する原料供給ノズルから供給され
る粉体原料をコアンダ効果により、少なくとも粗粉体群
及び微粉体群に分級するための気流式分級手段であり、該分級エッジを具備する分級エッジブロックが、分級域
の形状を変更できるようにその設置位置を変更し得るこ
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】該分級エッジブロックの設置位置の変更
にともなって、前記分級エッジの設置位置が移動可能で
あることを特徴とする請求項２に記載のトナーの製造方
法。
【請求項４】該分級エッジの先端が回動可能に該分級
エッジが該分級ブロックに具備されていることを特徴と
する請求項２又は３に記載のトナーの製造方法。
【請求項５】該分級域がコアンダブロック及び分級エ
ッジにより形成されていることを特徴とする請求項２乃
至４のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項６】該分級域が分級エッジと側壁との間にさ
らに形成されていることを特徴とする請求項２乃至５の
いずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項７】該分級エッジは分級エッジブロックに具
備されており、分級エッジブロックの移動にともなって
分級エッジが移動可能であることを特徴とする請求項２
乃至６のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項８】該分級エッジが１個具備されており、コ
アンダブロックと分級エッジとの間に所定粒径よりも小
さい微粉体群を分級するための分級域が形成され、分級
エッジと側壁との間に所定粒径及び所定粒径よりも大き
い粗粉体群を分級するための分級域が形成されているこ
とを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載のトナ
ーの製造方法。
【請求項９】該分級エッジブロックは、分級エッジの
先端が回動可能なように分級エッジを具備していること
を特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載のトナー
の製造方法。
【請求項１０】該コアンダブロックは、原料供給ノズ
ルに接して設置されており原料供給ノズルから吐出され
る粉体を所定粒径よりも小さい微粒子群と所定粒径及び
所定粒径よりも大きい粗粒子群とにコアンダ効果によっ
て分級するための分級域が設けられていることを特徴と
する請求項２乃至９のいずれかに記載のトナーの製造方
法。
【請求項１１】該分級エッジは、該分級エッジブロッ
クの移動方向と同一方向又は略同一方向に移動可能に位
置決め部材により設置位置が規制されていることを特徴
とする請求項２乃至１０のいずれかに記載のトナーの製
造方法。
【請求項１２】該分級エッジは、回動可能に軸により
支持されており、該軸と該コアンダブロックとの間の距
離が変更可能であり、かつ該軸と該分級域の側壁との間
の距離が変更可能であることを特徴とする請求項２乃至
１１のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項１３】該原料供給エッジは、回動可能に軸に
より支持されており、該原料供給エッジの回動により該
原料供給エッジの先端と該コアンダブロックとの間の距
離を変更することを特徴とする請求項２乃至１２のいず
れかに記載のトナーの製造方法。
【請求項１４】該原料供給エッジの先端が回動可能
に、該原料供給エッジが該原料供給エッジブロックに具
備されていることを特徴とする請求項２乃至１３のいず
れかに記載のトナーの製造方法。
【請求項１５】結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有
する混合物を溶融混練し、混練物を冷却し、冷却物を粉
砕手段によって粉砕して粗粉砕物を得、高圧気体により
被粉砕物を搬送加速するための加速管と被粉砕物を微粉
砕するための粉砕室とを有し、該粉砕室内には、該加速
管の出口の開口面に対向して設けた衝突面を有する衝突
部材が具備されており、加速管の後端部には被粉砕物を
加速管内に供給するための被粉砕物供給口を有し、衝突
面は、突出している突出中央部を有し、かつ、外周衝突
面は錐体形状を有しており、粉砕室は、衝突部材で粉砕
された被粉砕物を衝突によりさらに粉砕するための側壁
を有している衝突式気流微粉砕手段に、上記粗粉砕物を
導入して微粉砕し、微粉砕された粉体を、交差気流とコアンダ効果を利用し
て粉体を分級する第１分級工程に導入して第１粗粉と第
１微粉とに分級し、分級された第１粗粉を第２分級工程に導入して第２粗粉
を衝突式気流微粉砕手段に導入して微粉砕し、第２微粉
をトナー粒子を生成する分級粉とすることを特徴とする
トナーの製造システム。