JP3652425B2

JP3652425B2 - トナーの製造方法及び電子写真装置

Info

Publication number: JP3652425B2
Application number: JP30427795A
Authority: JP
Inventors: 安仁湯浅; 典昭廣田; 英樹立松; 正寿前田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-11-22
Also published as: JPH09146301A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真法により画像形成を行う画像形成装置（以下、電子写真装置と呼ぶ。）に使用されるトナーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真装置はオフィスユースの目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、装置の小型化、メンテフリー等を実現する技術が求められている。そのため、装置には、廃トナーリサイクルシステムやオゾン発生が少ないシステム等が搭載されるようになってきている。
【０００３】
以下、基本的な電子写真装置の画像形成プロセス（印字プロセス）について説明する。
【０００４】
先ず、画像形成のために感光体（以下、像担持体とも呼ぶ。）を帯電する。帯電方法としては、従来から用いられているコロナ帯電器による方法、導電性ローラの表面を感光体表面に直接押圧接触させて感光体表面を均一に帯電させる方法等がある。この導電性ローラを用いた帯電方法は、オゾン発生量の低減を狙って行われるようになったものである。感光体表面の帯電後、複写機であれば、複写原稿に光を照射してこれの反射光をレンズ系を通じて感光体に照射することにより潜像を形成し、プリンタであれば、露光光源としての発光ダイオードやレーザーダイオードに画像信号を送り、これら発光ダイオードやレーザーダイオードによる光のＯＮ−ＯＦＦによって潜像を形成する。感光体に潜像、すなわち、表面電位の高低が形成されると、感光体は予め帯電された直径が５μｍ〜１５μｍ程度の着色粉体であるトナーによって可視像化される。トナーは感光体の表面電位の高低に従って感光体表面に付着し複写用紙（以下、転写材とも呼ぶ。）に電気的に転写される。即ち、トナーは予め正または負に帯電しており複写用紙の背面からトナー極性と反対極性の電荷が付与されることにより、複写用紙に電気的に吸引される。この転写プロセスにおいて、感光体上の全てのトナーが複写用紙に移るのではなく、一部は感光体上に残留する。そして、この残留トナーは、クリーニング部でクリーニングブレード等によって掻き落とされて、廃トナーとして回収される。複写用紙に転写されたトナーは、定着工程で、熱や圧力により、複写用紙に固定される。定着する方法としては、２本以上の金属ロール間を通過させる圧力定着方式と、電熱ヒータによる加熱雰囲気中を通過させるオーブン定着方式及び少なくとも１本のローラーが加熱ヒーターを内臓するローラーである２本以上のローラー間を通過させる熱ロール定着方式がある。従来、前記の廃トナーは再利用されることなく廃棄されていた。しかしながら、昨今、地球環境保護の点から、産業廃棄物の無制限な廃棄を規制することの重要性が叫ばれており、トナーが粉体であることから、トナーの不用意な廃棄は環境汚染につながるため、廃トナーを繰り返し画像形成に使用する廃トナーリサイクルが行われるようになってきている。
【０００５】
前記熱ロール定着方式は、加熱ローラの表面と複写用紙上のトナー面とが圧接触するため、トナー画像を複写用紙に融着する際の熱効率が良好であり、迅速にトナーを定着させることができる。しかしながら、熱ロール定着方式では、加熱ローラ表面にトナーが加熱溶融状態で圧接触するため、トナーの一部がローラ表面に付着して再び複写用紙上に付着し画像を汚染する、所謂、オフセット現象（以下、単にオフセットと呼ぶ。）を起こしやすい欠点がある。かかるオフセット現象を防止する方法としては、加熱ローラ表面を耐熱性でトナーに対する離型性に富む弗素樹脂やシリコンゴムで形成し、さらにその表面にシリコンオイル等のオフセット防止用液体を供給して液体の薄膜でローラ表面を被覆する方法が取られている。しかるに、この方法は、シリコンオイル等の液体が加熱されることにより臭気を発生し、また、液体を供給するための余計な装置が必要であるため、複写装置の機構が複雑になるという欠点を有している。また、オフセットを確実に防止するためには、ローラ表面への液体の供給を高い精度でコントロールする必要があり、複写装置が高価にならざるを得ない。このため、このようなオフセット防止用液体を供給しなくても、オフセットが発生せず、良好な定着画像が得られるトナーが要求されている。
【０００６】
周知のように、電子写真方法に使用される静電荷現像用のトナーは、一般に、結着樹脂中に、少なくとも顔料もしくは染料からなる着色成分を分散させて構成されたものであり、更に必要に応じて、結着樹脂中に、可塑剤、電荷制御剤、磁性体、離型剤等を分散させて構成される。結着樹脂としては天然または合成樹脂が使用され、単一種あるいは複数種の樹脂が混合して使用される。かかるトナーの製法としては、前記に各材料を適当な割合で予備混合し、この混合物を熱溶融によって加熱混練し、混練物を冷却し、この混練物を気流式衝突板方式等により微粉砕し、最後に、粉砕物を分級してトナー母体を得、その後、このトナー母体に外添剤を外添処理してトナーを完成するのが一般的である。
【０００７】
１成分現像では、トナーのみで現像材が構成され、２成分現像では、トナーと磁性粒子からなるキャリアと混合して現像剤が構成される。
【０００８】
従来、電子写真方法で静電潜像を可視像化する現像方法としてはカスケード現像法、タッチダウン現像法、ジャンピング現像法などがある。カスケード現像法は、感光体に直接現像剤を振りかける方法で、米国特許３１０５７７０に開示されている。このカスケード現像法は、電子写真方法を用いた初の実用複写機で使用された現像法である。また、米国特許３８６６５７４には、現像ローラに交流バイアスを印加し、一成分トナーを飛翔させて現像する方法が開示されている。この現像方法において、現像ローラに印加する交流バイアスはトナーの動きを活性化する目的に用いられ、トナーは画像部には飛翔し、非画像部では途中で舞い戻ると説明されている。さらに、この交流バイアスを印加する技術を改良したものとして、特公昭６３−４２２５６号公報に開示されたジャンピング現像がある。このジャンピング現像法はトナーをトナー担持体に担持させ、トナー担持体上に担持体と微小な間隙で剛性体または弾性体の規制ブレードを設置し、この規制ブレードによりトナーを薄層に規制して、現像部まで運び、そこで交流バイアスにより感光体の画像部にトナーを付着させる方法である。このジャンピング現像法は、画像部及び非画像部においてトナーが往復運動するという点で前述の米国特許３８６６５７４に開示された現像方法と異なるものである。
【０００９】
また、フルカラー画像の形成を行う、所謂、フルカラー複写機、フルカラープリンター等の電子写真装置における画像形成プロセスは、前記画像形成プロセスを各色毎に行うものである。すなわち、感光体をコロナ放電装置により帯電させ、感光体表面に第１色目の潜像に対応する光信号を照射して静電潜像を形成し、第１色目のトナー、例えば、イエロートナーによりで現像して、静電潜像を顕像化し、得られたイエロートナー画像にトナーの帯電極性と逆極性に帯電された転写用紙を当接させて、転写用紙上にイエロートナー像を転写した後、感光体表面に残留したイエロートナーをクリーニング手段で除去し、感光体表面を除電し、この後、マゼンタ、シアン、黒等の第２色目、第３色目、第４色目のトナーに対しても第１色目のイエロートナーと同様な操作を繰り返し、各色のトナー像を転写材上で重ね合わせてフルカラー像を形成し、この重ね合されたトナー像を定着するものである。このフルカラー画像の形成方式としては、単一の感光体表面上に順次各色のトナー像を形成し、転写ドラムに巻き付けられた転写用紙を転写ドラムの回転により繰り返し感光体表面に対向させ、順次形成される各色のトナー像を重ねて転写していく転写ドラム方式と、各色毎の像形成部を複数並べて配置し、すなわち、各色毎の、感光体を含む像形成ユニットを複数並べて配置し、ベルトにより搬送される転写用紙をそれぞれの像形成部（像形成ユニット）を通過させることにより各色のトナー像を順次転写して、カラー像を重ね合わせる連続重ね方式が一般的である。転写ドラム方式を用いたものとしては、例えば特開平１−２５２９８２号公報に開示されたカラー電子写真装置を挙げることができる。
【００１０】
図１５は前記カラー電子写真装置の概略構成を示す断面図である。以下、これの構成と動作を簡単に説明する。図１５において、５０１は感光体で、これに対向して帯電器５０２と、現像部５０３と、転写ドラム５０４、クリーナ５０５が設けられている。現像部５０３は、イエロー色のトナー像をつくるためのＹ現像器５０６、マゼンタ色のトナー像をつくるためのＭ現像器５０７、シアン色のトナー像をつくるためのＣ現像器５０８、黒色のトナー像をつくるためのＢｋ現像器５０９とを有し、これらの現像器群全体が回転して各々の現像器が順次感光体５０１に対向して現像可能となるように構成されている。転写ドラム５１２と感光体５０１は動作中は対向しながらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転する。
【００１１】
像形成動作が開始すると感光体５０１が矢印方向に回転するとともに、その表面が帯電器５０２によって一様に帯電される。その後感光体５０１の表面には、１色目のイエローの像を形成するための信号によって変調されたレーザビーム５１０が照射されて、潜像が形成される。次にこの潜像は最初に感光体に対向しているＹ現像器５０６により現像され、イエローのトナー像が形成される。感光体５０１上に形成されたイエローのトナー像が転写ドラム５０４に対向する位置に移動するまでに、すでに転写ドラム５０４の外周には給紙部５１１から送られた転写材としての１枚の用紙が先端を爪部５１２でつかまれて巻き付けられており、その用紙の所定の位置に感光体上のイエロのトナー像が対向して出会うようにタイミングがとられている。感光体５０１上のイエローのトナー像が転写帯電器５１３の作用により用紙に転写された後、感光体表面はクリーナ５０５により清掃されて、次色の像形成のための準備がなされる。続いて、マゼンタ、シアン、黒のトナー像も同様に形成されるが、そのとき現像部５０３では色に応じて設けられた各現像器が感光体に対向して現像可能状態となる。転写ドラム５０４の径は最長の用紙が巻き付けられかつ各色の像間で現像器の交換が間に合うように充分の大きさを持っている。
【００１２】
各色の像形成のためのレーザビーム５１０の照射は、感光体５０１の回転につれて感光体５０１上の各色のトナー像と転写ドラム５０４上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的に合致されて対向するようにタイミングがとられて実行される。この様にして４色のトナー像が転写ドラム５０４上で用紙に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が形成される。全ての色のトナー像が転写された後、用紙は剥離爪５１４により転写ドラム５０４から剥されて、搬送部５１５を経て定着器５１６によりトナー像が定着され、装置外へ排出される。
【００１３】
一方、連続転写方式を用いたカラー画像形成装置の一例としては、特開平１−２５０９７０号公報に記載されたものを挙げることができる。かかるカラー画像形成装置では、４色の像形成のためにそれぞれが感光体、光走査手段などを含んだ４つの像形成ステーションが並び、ベルトに搬送された用紙がそれぞれの感光体の下部を通過してカラートナー像が重ね合わされる。さらにまた、前記２つの方式とは別に、転写材上に異なる色のトナー像を重ねてカラー像を形成する他の方法として、感光体上に順次形成される各色トナー像を中間転写材上に一旦重ねて、最後にこの中間転写材上のトナー像を一括して転写紙に移す方式がある、これは例えば特開平２−２１２８６７号公報に開示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとしている課題】
前記したカスケード現像法は、従来から言われているようにベタ画像再現性が劣悪である。また、装置を大型複雑化するという欠点を有している。特に、前記米国特許３８６６５７４に記載されたカスケード現像を行う現像器は、複雑で高コストであるという欠点を有している。一方、ジャンピング現像法は良好なトナー画像を得るためにはトナー層を担持したトナー担持体上に極めて均一な厚みのトナー薄層を形成しなければならず、ジャンピング現像を行う現像器には高い機械的精度が要求され、現像器の製造が容易でないという欠点がある。また、ジャンピング現像法では、しばしばトナー担持体上のトナー薄層に前画像の履歴が残り、得られるトナー画像にしばしば不要な残像が現れる、いわゆるスリーブゴースト現像を発生するという欠点がある。また、現像器の構成が複雑でコストが高くなるという欠点もある。そこで、本出願人は、以上の欠点に鑑み、現像器の小型化、高性能化を実現できる現像法を特開平５−７２８９０号公報に提案した。この現像法は固定磁石を内包した感光体と、感光体と所定の間隙を設けて対向する磁石を有する現像剤回収電極ローラ（以下電極ローラと称す）により非画像部の不要現像剤を除去する構成である。かかる現像法によれば、ベタ画像を忠実に再現し、またスリーブゴーストも発生せず、より一層の装置の小型化、簡素化、低コストを図ることができる。
【００１５】
しかしながら、かかる現像法では、裸の電極ローラを感光体に対向させ、感光体上の不要現像剤をこの電極ローラにより回収し、この回収された現像剤をスクレーパによって電極ローラから現像器（ホッパー）内に掻き落とすが、このスクレーパによる現像剤（トナー）の掻き落としが安定に行われず、現像剤（トナー）がスクレーパをすり抜けてしまうことにより、画像上に黒筋等の画像欠陥が生じることがある。これは、トナーに内添している低軟化点の離型剤等が分散不良のとき、これらが現像作業中にトナーから脱落し、スクレーパの表面に融着堆積して、スクレーパの掻き落とし能力が低下するためである。
【００１６】
また、かかる現像法では、高画質化のためには、より高性能化された現像剤が必要である。すなわち、かかる現像法では、現像剤が層規制されることなく、感光体と電極ローラとの狭ギャップの空間である現像場に搬送され、静電潜像の画像部のトナーは静電的に残り、非画像部のトナーとキャリアが電極ローラへ回収されるが、このとき、トナーの帯電分布がブロードであると、現像剤が層規制されていないために、ベタ黒画像部においてトナーの供給が十分になされずムラが生じ、文字部においてトナーの飛び散りが生じるため、より狭い帯電量分布を有するトナーが必要になる。また、かかる現像法では、内添剤の極めて良好に分散したトナーが必要である、これは、かかる現像法は、最初に像担持体全面に現像剤が振りかけられ、従来の他の現像法に比して現像剤と感光体が長く接触するものであり、従来の他の現像法に比してトナーから遊離した分散不良の離型剤の感光体への付着がより起こり易いためである。
【００１７】
また、前記したように近年地球環境保護の観点からは、現像後に感光体上に残留し、クリーニング手段によって回収されたトナーをリサイクルするのが好ましい。しかしながら、廃トナーをリサイクルするとき、廃トナーがクリーナ部、現像部、及び廃トナーを現像部へ戻すときの輸送管内において機械的なストレスを受けるため、離型剤の存在するトナーの軟質の部分にダメージを受けるため、前記した離型剤のトナーからの脱落による画像劣化を生じやすく、また、一旦画像形成に供された廃トナーが現像器内の新しいトナーと混合されると、トナーの帯電量分布がブロードになって逆極性トナーが増加することとなり、複写画像の品質が低下してしまうという欠点がある。
【００１８】
また、前記の導電性弾性ローラを用いた転写方式は、像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写紙を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与するにより前記像担持体表面上にあるトナーを静電気力で転写紙に転写するものであるが、かかる導電性弾性ローラを用いた転写方式では、転写紙に裏汚れが発生するといった問題点がある。これは、像担持体上のトナーを転写ローラを用いて転写紙に転写する場合、転写紙がない状態では転写ローラは像担持体に所定の圧力で当接しており、現像工程でカブリが多いと、かかるカブリによるトナーによって転写ローラが汚染し、このトナーによって汚染した転写ローラが送られて来た転写紙の裏面に当接するためである。
【００１９】
また、フルカラーの画像形成において、前記転写ドラムを用いた転写方式では、用紙を巻き付けた転写ドラムを感光体に対して同速度で回転させ、各色トナー像の転写時の先端（開始）タイミングを合わせることによって、転写ドラムに巻き付けられた用紙上で各色トナー像の相互位置を合致させるが、転写ドラムに用紙を巻き付ける必要があるために、転写ドラムの径を一定の大きさ以上にする必要があり、またその構造が非常に複雑で高い精度が要求されるため、装置が大がかりで高価なものとなっていた。また葉書や厚紙など腰の強い用紙は、転写ドラムに巻き付けることができないために使用できないという問題点があった。また、連続転写方式では、色数に対応した像形成位置を有し、そこに用紙を次々と通過させればよいため、転写ドラムは不要であるが、この方式では感光体上に潜像を形成するためのレーザ光学系などの潜像形成手段が色の数に対応した数だけ必要であるので、装置の構造が非常に複雑で高価になり、また、像形成位置が複数箇所あるために、各色の像形成部の相対的な位置ずれ、回転軸の偏心、各部の平行度のずれ等が直接色ずれに影響することになり、高画質画像を安定に形成することが困難であるという問題点があった。特に潜像形成手段による潜像の各色間の位置合わせを正確に行う必要があり、特開平１−２５０９７０号公報にも示されているように、潜像形成手段である像露光系に相当の工夫と複雑な構成が必要であるという問題点があった。これに対し、特開平２−２１２８６７号公報に記載された中間転写体を用いる転写方式では、複雑な光学系を必要としなく、転写紙として葉書や厚紙などの腰の強い用紙も使用でき、また中間転写ベルトがフレキシブルなため、転写ドラム方式、連続転写方式に比べて、装置自体の小型化を可能に出来るというメリットがある。ところで、トナーは転写時に全て転写されるのが理想であるが、現実には一部転写残りが生じ、転写効率は１００％でなく、一般的には７５〜８５％程度である。この転写残りのトナーは感光体クリーニングの工程でクリーニングブレード等で掻き落とされて廃トナーとなる。かかる中間転写体を使用する転写方式では、トナーは感光体から中間転写体へ、さらに中間転写体から転写紙へと、少なくとも２回以上の転写工程を経ることになり、１回の転写における転写効率が８５％であっても、２回の転写により、トータルの転写効率は７２％にまで低下することになり、１回の転写における転写効率が７５％の場合は、２回の転写により、トータルの転写効率は５６％にまで低下し、約半分のトナーが廃トナーとなってしまう。従って、実際には、中間転写体を使用する転写方式では、トナーのコストアップという問題点や、廃トナーを収容するための廃トナーボックスの容積を大きくしなければならないために、装置の小型化を十分になし得ることができないという問題点がある。また、中間転写体方式では、中間転写体上で４色のトナー画像を重ねるため、中間転写体上に重ねられたフルカラーのトナー画像は局所的にトナー存在量（トナー層厚み）が大きく異なるものとなる。従って、転写用紙へフルカラーのトナー画像を転写する際、トナー画像内に圧力差を生じるので、トナーの凝集効果によって画像の一部が転写されずに穴となる”中抜け”現象が発生するという問題点がある。特に、転写紙が詰まった場合のクリーニングを確実に行うために、中間転写体にトナーの離型効果の高い材料を用いると、”中抜け”現象が顕著に現れ、画像の品位を著しく低下させてしまう。さらに、文字やライン等ではエッジ現像によりトナーがより多くのり、加圧によるトナー同士の凝集はより顕著に起こり、”中抜け”現象がより顕著に現れる。高湿高温の環境下でより一層顕著に現れる。
【００２０】
また従来、複写機や、プリンタ、ＦＡＸにおいてプロセス速度の異なる機種毎に別々の種類のトナーを使用している。これは、低速機用では耐オフセット性を向上させるため、粘弾性の高い、高軟化点の結着樹脂材料を使用し、高速機用では定着に必要な熱量が得にくいため、定着性を高めるために軟化点を下げた結着樹脂を使用するためである。ここで、プロセス速度とは機械の時間当たりの複写処理能力に関係し、通常感光体の周速度で示されるものであり、この感光体の周速度によって複写用紙の搬送速度が決まる。トナーコストの面からは、プロセス速度の異なる機種毎でトナーを共有化できることが望ましい。
【００２１】
前記したように、トナーの定着方式としては、熱ロール定着方式が一般的であり、この熱ロール定着方式用のトナーとして、オフセット防止用液体を供給しなくても、オフセットが発生せず、良好な定着画像が得られるトナーが要求されている。すなわち、紙への付着力である定着強度が高く、ヒートローラへの付着を防止する耐オフセット性に優れたトナーが要求されている（以下、定着強度を定着性と呼ぶことにする。）。そこで、従来から、結着樹脂の改良等、種々の対策が行われている。例えば、特開昭５９−１４８０６７号公報には、低分子量部と高分子量部とを持ち、低分子量部のピーク値と、低分子量部と高分子量部の分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）とを規定した不飽和エチレン系重合体を結着樹脂として、この結着樹脂に軟化点を特定したポリオレフィンを分散させてなることにより、定着性と耐オフセット性の両立化を行ったトナーが開示されている。また特開昭５６−１５８３４０号公報には、結着樹脂として、特定の低分子量重合体成分（以下、単に低分子量成分とも呼ぶ。）と、特定の高分子量重合体成分（以下、単に高分子量成分とも呼ぶ。）とからなる樹脂を主成分とするものを用い、低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分により耐オフセット性を確保するようにしたトナーが提案されている。また、特開昭５８−２２３１５５号公報では、１０００〜１万と、２０万〜１００万の分子量領域にそれぞれ極大値を持ち、Ｍｗ／Ｍｎが１０〜４０の範囲にある不飽和エチレン系重合体からなる樹脂を結着樹脂として、この結着樹脂に特定の軟化点を有するポリオレフィンを分散してなることにより、低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分とポリオレフィンにより耐オフセット性を確保するようにしたトナーが提案されている。
【００２２】
高速機での定着強度を高めるために、その溶融粘度を下げたり、低分子量化した結着樹脂を使用すると、長期使用中に２成分現像であればトナーがキャリアに固着する、いわゆる、スペントが発生し易くなり、一成分現像であれば、ドクターブレードや現像スリーブ上にトナーが固着しやすくなってしまう。また、低速機に使用した場合には、定着時ヒートローラにトナーが付着するオフセットや、長期保存中にトナー同士が融着するブロッキングが発生しやすくなる。つまり、高分子量成分と低分子量成分をブレンドする構成によって、狭範囲のプロセス速度に対しては定着強度と、耐オフセット性を両立させることが可能ではあるが、広範囲のプロセス速度に対応することは難しい。広範囲のプロセス速度に対応するためにはより高い高分子量成分とより低い低分子量成分の構成にする必要があるが、高速機では低分子量成分を多くすることにより定着強度を高めることができるが、耐オフセット性が悪化し、低速機では高分子量成分を多くすることにより耐オフセット性を高めることができるが、高分子量成分を多くすると、トナーの粉砕性が低下するので生産性が低下する弊害が生じる。従って、前記のように、高分子量成分と低分子量成分をブレンドした、あるいは共重合させた結着樹脂に、ポリオレフィン等の低軟化点離型剤を分散させることにより、耐オフセット性を高めることが行われるが、低軟化点離型剤は離型性が高い分だけ結着樹脂中での分散性が悪く、単に添加するだけでは、逆極性トナーを発生して画質を悪化させたり、トナーから遊離してキャリア、感光体、現像スリーブを汚染させてしまう。特に低分子量成分と高分子量成分とから構成され、幅広い分子量分布を有する樹脂では、添加剤の分散不良がより生じやすい。これは、低温で混練すると高分子量成分が十分に溶融されずに混練され、高温で混練すると低分子量成分が低粘度となり混練のストレスが掛かりにくくなり、温度と分散性とのバランスを取るのが極めて厳しくなるためである。また、低温で混練すると高分子量成分に強ストレスが掛かり、高分子量成分の分子切断が生じ、分子量低下を招きやすいという欠点もある。
【００２３】
従来から、トナーの製造における混練工程での結着樹脂への各種内添剤の分散性を向上させるための技術が提案されている。例えば、特開平６−１９４８７８号公報には、混練機のシリンダの設定温度を、混練機より吐出される混練物の最低温度に対して、２０℃以内に設定することが提案されている。当該公報では、かかる構成により、混練中のシリンダ内をトナー原材料の混練物が移動する最中に樹脂が十分に溶融し、この溶融においても粘度低下がなくある程度のストレスが付与された状態になって、混練物が吐出口より吐出されるとしている。また特開平６−１６１１５３号公報には、混練の設定温度を樹脂の溶融温度に対して２０℃以内とし、かつ吐出温度を樹脂の溶融温度の３５℃以下で行うことが開示されている。当該公報では、かかる構成により、ワックスが結着樹脂中に小粒径でかつ均一に分散し、トナーからのワックスの分離に起因する感光体へのワックスのフィルミング及びそれに伴うブラックスポット、カブリ等が生じないとしている。また特開平６−２６６１５９号公報には、混練機の前段部と後段部のバレル温度、トナー軟化点、及び吐出温度をある一定の関係に設定することが提案されている。当該公報では、かかる構成により、結着樹脂中での添加剤の分散性が向上して、得られるトナーの帯電性が向上するとしている。
【００２４】
しかるに、前記公報には開示されている方法は、混練軸がスクリュ部構成のみからなる混練機を用いいるもので、実際にはその混練温度を単に限定するだけでは、大きな混練性の向上は期待できない。これは、スクリュ部が送り機能を主機能とし、練り機能を余り発揮しない機構であるためである。
【００２５】
本発明は前記のような課題に鑑みてなされたものであり、結着樹脂中に添加剤が均一に分散した、狭い帯電分布が得られるトナーを再現性良く製造することができるトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【００２６】
本発明の他の目的は、高分子量重合体成分と低分子重合体成分をブレンド、あるいは共重合させてなる結着樹脂中に添加剤が均一に分散し、狭い帯電分布が得られるとともに、良好な定着性と耐オフセット性が得られるトナーを再現性良く製造することができるトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【００２７】
また本発明の他の目的は、プロセス速度が異なる機種間で使用した場合、いずれのプロセス速度の機種においても、良好な帯電性、定着性及び耐オフセット性が得られるトナーを再現性良く製造することができるトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【００２８】
また本発明の他の目的は、特開平５−７２８９０号公報に提案した、現像器の小型化、簡素化、及び低コスト化を可能にした電子写真装置に適用した場合に、高濃度、低地かぶりの高画質画像を得ることができ、また、スクレーパへの融着を防止できるトナーを再現性良く製造することができるトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【００２９】
また本発明の他の目的は、中間転写体を用いた転写システムを具備する電子写真装置に適用した場合に、中抜けや飛び散りが防止され、高転写効率が得られるトナーを再現性良く製造することができるトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【００３０】
また本発明の他の目的は、長期使用においても、感光体、中間転写体等へのフィルミングの発生を防止できるトナーを再現性良く製造することができるトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【００３１】
また本発明の他の目的は、廃トナーリサイクルシステムを具備する電子写真装置に適用した場合に、帯電量の低下がなく、凝集物を生じず、長期に亘って、高画質画像を形成することができるトナーを再現性良く製造することができるトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明トナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含むトナー材料の混練溶融物を得た後、当該混練溶融物を冷却、粉砕して着色樹脂微粒子であるトナーを製造する方法であって、前記トナー材料の混練溶融物を得る工程が、送り機能をその主要機能とする第１の混練セグメントと、練り機能をその主要機能とする第２の混練セグメントとからなり、各セグメント毎に加熱シリンダの温度を個別に設定できる複数の混練セグメントを有し、当該複数の混練セグメントで混練すべき材料が、前記第１の混練セグメントにて混練された直後に前記第２の混練セグメントにて混練されるように、前記第１の混練セグメントと前記第２の混練セグメントとを隣接配置させた混練ブロックが複数形成されており、混練装置の一端にある混練セグメントに設けられた材料投入口から混練すべき材料が投入され、当該装置の他端にある混練セグメントに設けられた吐出口から混練溶融物が吐出されるよう構成され、前記混練ブロックにおける前記第２の混練セグメントの設定混練温度をＴｍｎ（℃）、前記第１の混練セグメントの設定混練温度をＴｍｒ（℃）、前記混練溶融物の吐出温度をＴｍｔ（℃）、前記結着樹脂の軟化点をＴｓｐ（℃）とすると、下記の式（数１、数２、数３）を同時に満足するように、前記トナー材料を混練することを特徴とする。
［数１］Ｔｍｒ−３０℃≦Ｔｍｎ≦Ｔｍｒ−１℃
［数２］Ｔｍｎ＋５℃≦Ｔｍｔ≦Ｔｍｎ＋８０℃
［数３］Ｔｓｐ−５０℃≦Ｔｍｒ≦Ｔｓｐ
【００３３】
前記混練ブロックにおけるすべての前記第１の混練セグメント及びすべての第２の混練セグメントが、前記式（数１、数２、数３）を同時に満足するように、前記トナー材料を混練することが好ましい。
【００３４】
さらに、すべての前記第１の混練セグメント及びすべての第２の混練セグメントが、下記の２つの式（数４、数５）を同時に満足するように、前記トナー材料を混練することが好ましい。
[ 数４ ] Ｔｓｐ−５０℃≦Ｔｍｎ≦Ｔｓｐ
[ 数５ ] Ｔｓｐ＋５℃≦Ｔｍｔ≦Ｔｓｐ＋５０℃
【００３５】
従来から、トナーの製造工程において、トナー特性を決定する上で重要な位置を占める混練工程では、ロールミル、ニーダー、押出機等の混練装置が使用される、この中で特に広く使用されているのは二軸式の押出機であり、これは連続生産が可能なためである。かかる二軸式の押出機は、一般に、混練軸が高速回転する噛み合い型浅溝の２軸押出機であり、混練すべき材料によって、混練軸が完全噛み合い型の同方向回転仕様のものと、混練軸が部分噛み合い型の異方向回転仕様のものとが選択して使用される。通常、かかる噛み合い型浅溝二軸押出機では、シリンダと混練軸が複数のセグメントに分割された、分割セグメント方式であり、各セグメント毎に一定の混練温度が設定できるように加熱シリンダが具備され、また冷却用の水冷が流れるようになっている。また、シリンダの中を通る混練軸は、主に混練物を加熱溶融しながら先へ搬送する機能を持つ送り部と、主に混練する機能を有する練り部から構成されている。送り部はＳ螺旋状の形状で、せん断作用による混練強度は低く、逆に練り部は強いせん断力により高い混練強度が得られる。
【００３６】
前記構成からなる本発明のトナーの製造方法は、二軸押出機の混練軸におけるフィード部、及びミキシング部におけるシリンダの温度設定が、トナー材料を混練する際の結着樹脂中での着色剤をはじめとする内添剤の分散性を向上させる重要なファクターになるが、単に混練軸全体に対するニーディング部の構成の割合を規定するだけでは、満足できるレベルまで内添剤を分散させることができず不良トナーを生成してしまうという知見を得、この知見に基づいて多くの実験を行い、送り機能を主機能とする第１の混練セグメントと、練り機能を主機能とする第２の混練セグメントとからなり、各セグメント毎に混練設定温度を設定できるようにした複数の混練セグメントを具備する分割セグメント方式の混練機を用い、第１の混練セグメントの設定混練温度、第２の混練セグメントの設定混練温度、混練溶融物の吐出温度、及び結着樹脂の軟化点を、これらが特定の関係を満たすように設定すれば、内添剤が結着樹脂中に均一かつ一様に分散して、狭い帯電量分布を有し、かつ、定着性及び耐オフセット性に優れたトナーを製造できることを見出したものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の方法では、前記したように、送り機能を主機能とする第１の混練セグメントと、練り機能を主機能とする第２の混練セグメントとからなり、各セグメント毎に混練設定温度を設定できるようにした複数の混練セグメントを具備する分割セグメント方式の混練機において、第２の混練セグメントの設定混練温度Ｔｍｎ（℃）、混練溶融物の吐出温度Ｔｍｔ（℃）、及び結着樹脂の軟化点Ｔｓｐ（℃）を、これらが前記３つの式（数１、数２、数３）を同時に満足するように設定する。これにより、結着樹脂中での添加剤の凝集、特にオフセット防止用に添加する離型剤の凝集を防止することができる。より詳細には、従来では極めて困難であった、幅広い分子量分布を持つ結着樹脂を用いた場合の低分子量成分または高分子量成分中での添加剤の偏在を防止することができる。
【００３８】
結着樹脂と添加剤が十分に濡れていない状態で混練しても添加剤の分散性は向上せず、また、結着樹脂を軟化点以上に加熱して結着樹脂の粘度をかなり低下させた状態で混練しても混練によるストレスが有効に働かないため分散性は向上しない。分割セグメント方式の混練機において、樹脂は混練機からの加熱と自己発熱とによって溶融し、添加剤と結着樹脂との濡れ性を高めて練り部に送られる。本発明の第１の構成では、練り機能を主機能とする第２の混練セグメントの設定混練温度を「結着樹脂の軟化点よりも５０℃低い温度」〜「結着樹脂の軟化点と同一温度」の範囲内に設定設定しているので、結着樹脂が適度に溶融して、結着樹脂と添加剤が十分に濡れ、かつ、結着樹脂と添加剤の混合物が混練ストレスが有効に働く適度な粘度を有するものとなり、結着樹脂中に添加剤が凝集することなく、均一かつ一様に分散した混練溶融物を得ることができる。かかる第１の混練セグメントの設定混練温度は、結着樹脂の軟化点よりも４５℃を越えて低くしないのが好ましく、４０℃を越えて低くしないのがより好ましい。第１の混練セグメントの設定混練温度が結着樹脂の軟化点より高くなると、結着樹脂が溶融しすぎ、結着樹脂の低分子重合体成分において離型剤が凝集することとなる。第１の混練セグメントの設定混練温度が結着樹脂の軟化点より５０℃を越えて低くなると、結着樹脂が溶融しきれず、結着樹脂と添加剤の濡れ性が悪くなり、添加剤が微細に分散しなくなる。さらに、本発明の第１の構成では、溶融混練物の吐出温度を「結着樹脂の軟化点よりも５℃低い温度」〜「結着樹脂の軟化点よりも５０℃高い温度」の範囲内に設定設定しているので、混練時の混練物の自己発熱が促され、混練物に適度なストレスが掛かり内添剤の分散性が向上する。かかる溶融混練物の吐出温度は、好ましくは結着樹脂の軟化点よりも４０℃を越えて高くしないのがよく、より好ましくは３５℃を越えて高くしないのがよい。
【００３９】
また、本発明では、前記したように、送り機能を主機能とする第１の混練セグメントと、練り機能を主機能とする第２の混練セグメントとからなり、各セグメント毎に混練設定温度を設定できるようにした複数の混練セグメントを具備する分割セグメント方式の混練機において、混練すべき材料を、前記第１の混練セグメントにて混練された直後に前記第２の混練セグメントにて混練されるように、前記第１の混練セグメントと前記第２の混練セグメントとを隣接配置させた混練ブロックを複数し、第２の混練セグメントの設定混練温度Ｔｍｎ（℃）、混練ブロックにおける第１の混練セグメントの設定混練温度Ｔｍｒ（℃）、混練溶融物の吐出温度Ｔｍｔ（℃）、及び結着樹脂の軟化点Ｔｓｐ（℃）を、これらが前記３つの式（数１〜数３）を同時に満足するように設定する。これにより、結着樹脂中での添加剤の凝集、特にオフセット防止及び／または定着性向上用に添加する離型剤の凝集を防止できる。より詳細には、従来では極めて困難であった、幅広い分子量分布を持つ結着樹脂を用いた場合の低分子量成分または高分子量成分中での添加剤の偏在を防止することができる。これは、混練ブロック毎に、練り機能を主機能とする第２の混練セグメントの設定混練温度を「第１の混練セグメント設定混練温度よりも３０℃低い温度」〜「第１の混練セグメントの設定混練温度よりも１℃低い温度」の範囲に設定するので、第２の混練セグメントにおいて結着樹脂と添加剤の混合物の粘度が必要以上に上昇させることなく、当該混合物に適度なせん断力が加わって添加剤が微細に分散するためである。かかる第２の混練セグメントの設定混練温度は、好ましくは「第１の混練セグメント設定混練温度よりも２５℃低い温度」〜「第１の混練セグメントの設定混練温度よりも４℃低い温度」の範囲に設定するのがよく、より好ましくは「第１の混練セグメントの設定混練温度よりも２０℃低い温度」〜「第１の混練セグメントの設定混練温度よりも６℃低い温度」の範囲に設定するのがよい。第２の混練セグメントの設定混練温度が第１の混練セグメントの設定混練温度よりも１℃低い温度を越えて高くなると、結着樹脂と添加剤の混合物の粘度の上昇によりせん断力が有効に作用せず、結着樹脂の高分子量重合体成分内での添加剤の分散性が低下する。第２の混練セグメントの設定混練温度が第１の混練セグメントの設定混練温度よりも３０℃低い温度を越えて低くなると、負荷トルクが増大し、高分子重合体成分の分子鎖切断の増大という不具合を生じる。また、本第２の構成では、溶融混練物の吐出温度を、「第２の混練セグメントの設定混練温度よりも５℃高い温度」〜「第２の混練セグメントの設定混練温度よりも８０℃高い温度」の範囲に設定しているので、混練時の混練物の自己発熱が促され、混練物に適度なストレスが掛かり内添剤の分散性が向上する。かかる溶融混練物の吐出温度は、好ましくは第２の混練セグメントの設定混練温度よりも７０℃を越えて高くならないのがよく、より好ましくは第２の混練セグメントの設定混練温度よりも６０℃を越えて高くならないのがよい。また、本第２の構成では、混練ブロックにおける第１の混練セグメントの設定混練温度を「結着樹脂の軟化点よりも５０℃低い温度」〜「結着樹脂の軟化点と同一温度」の範囲内に設定設定しているので、混練ブロックにおいて、結着樹脂が適度に溶融して、結着樹脂と添加剤が十分に濡れ、かつ、結着樹脂と添加剤の混合物が混練ストレスが有効に働く適度な粘度を有するものとなり、結着樹脂中に添加剤が凝集することなく、均一かつ一様に分散する。
【００４０】
本発明において、前記第１の構成と第２の構成を折衷した第３の構成を使用すれば、両者の作用を得ることができ、結着樹脂中での添加剤の分散性はより一層優れたものとなる。
【００４１】
前記において、混練溶融物の吐出温度（Ｔｍｔ）は、結着樹脂の特性、添加剤の特性と配合量、混練軸の周速度、材料供給量、混練設定温度等によって決定されるものであり、特に結着樹脂の特性（分子量、軟化点、粘弾性等）と混練設定温度の影響を強く受ける。
【００４２】
本発明において、結着樹脂は、少なくともビニル系単量体を重合させて得られた重合体を含むものである。ビニル系単量体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−クロルスチレン等のスチレンの置換体、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、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヘキシル等のアクリル酸アルキルエステル、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、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヘキシル等のメタクリル酸アルキルエステルを挙げることができる。重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法を使用することができる。本発明では、かかるビニル系単量体を重合させて得られた重合体を結着樹脂の主要成分とするが、必要に応じてビニル系単量体を重合させて得られた重合体以外の重合体、例えばポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂等を結着樹脂に含有させることができる。
【００４３】
本発明において、トナーを広範囲の現像プロセス速度（１４０ｍｍ／s〜４８０ｍｍ／s）に対応させるためには、前記混練時の添加剤の分散性を向上させることによるトナーの定着性及び帯電性の向上だけでなく、結着樹脂の熱溶融による紙への浸透力を更に高めること、トナー定着像の表面の滑り性を上げること、及び耐オフセット性を向上させるために適度な粘弾性を有するものにすることが必要である。紙への浸透力を高め、耐オフセット性を向上させるためには、結着樹脂の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分のそれぞれにおける組成とガラス転移点と分子量を特定するのが好ましい。具体的には、低分子量重合体成分として、重量平均分子量が２５００〜２万の範囲にあり、ガラス転移点が５０℃以上のスチレン系重合体を含み、高分子量重合体成分として、重量平均分子量が１０万以上で、ガラス転移点が５０〜７０℃の範囲、好ましくは重量平均分子量が１２万以上でガラス転移点が５５〜７０℃の範囲、より好ましくは重量平均分子量が１５万以上でガラス転移点が５５〜６５℃の範囲にあるスチレン−アクリル系共重合体を含んでなるものを使用するのが好ましい。これら低分子量重合体成分と高分子量重合体成分の配合比は９：１〜５：５の範囲にあるのが好ましい。結着樹脂の軟化点は１１０〜１６０℃の範囲、好ましくは１１０〜１５０℃の範囲、より好ましくは１１５〜１４０℃の範囲にあるのがよい。更に、定着性及び製造段階での粉砕時における粉砕性を更に向上させるためには、結着樹脂はスチレン系成分を５０〜９５重量％含むものが好ましい。
【００４４】
前記結着樹脂の重量平均分子量は、数種の単分散ポリスチレンを標準サンプルとするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによって測定された値である。すなわち、温度２５℃においてテトラヒドロフランを溶媒として毎分１ｍｌの流速で流し、これに濃度０．５ｇ／ｄｌのテトラヒドロフラン試料溶液を、試料重量で１０mg注入して測定した値である。測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により得られる検量線における分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される条件である。また、結着樹脂の軟化点は、島津製作所のフローテスタ（ＣＦＴ５００）により、１ｃｍ3 の試料を昇温速度６℃／分で加熱しながらプランジャーにより２０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重を与え、直径１ｍｍのノズルを押し出して、このプランジャーの降下量と昇温温度特性との関係から、その特性線の１／２に対する温度を軟化点としたものである。
【００４５】
前記の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分のそれぞれにおける組成とガラス転移点と分子量を特定した結着樹脂を使用すると、テープ剥離テストで評価されるトナー定着画像の定着強度は向上するが、トナー定着画像表面を擦った場合には簡単にトナーが転写材から剥がれてしまう。本発明において、かかるトナー定着画像の耐擦過性を上げるために、トナー中に低動摩擦係数の樹脂微粒子を含有するのが好ましい。従来のトナー製造方法では、低動摩擦係数の樹脂微粒子をトナー中に添加すると、混練時における結着樹脂中での樹脂微粒子の凝集が強く、これを均一に分散性させることが困難で、地カブリ、トナー飛散、及び線画における定着不良等の不具合を発生することになるが、本発明のトナー製造方法では、かかる低動摩擦係数の樹脂微粒子を結着樹脂中に均一かつ一様に分散でき、不良帯電トナーを生ずることなく、狭い帯電量分布を有するトナーを製造でき、地カブリ、トナー飛散等を発生せず、ベタ黒画像だけでなく線画においても高い定着強度の得られるトナーを得ることができる。
【００４６】
本発明において、前記結着樹脂中に添加される低軟化点の離型剤としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリアルキレン、エチレンビスアマイド、カルナバワックス、モンタンワックス、パラフィン系ワックスを挙げることができ、これらの１種または２種以上が混合されて使用される。これらは結着樹脂に相溶せず、遊離性を有する形態が好ましい。離型剤の融点は８０〜１６０℃、好ましくは８５〜１５５℃、より好ましくは９０〜１４０℃の範囲にあるのがよい。融点が１６０℃より高いと、定着時に離型剤が溶けず、定着ハードローラとトナーの界面に離型剤が溶出せず、高温オフセットを発生しやすくなり、融点が８０℃以下であるとトナーの耐熱性が低下して凝集や固化が起こりやすくなる。離型剤は結着樹脂１００重量部当たり一般に０．１〜２０重量部、好ましくは１．０〜１５重量部添加される。
【００４７】
本発明では前記したように結着樹脂中に低動摩擦係数の樹脂微粒子を添加することができる。低動摩擦係数の樹脂微粒子は０．３以下の動摩擦係数を有する樹脂微粒子であり、具体的には、ポリアルキレン微粒子、４フッ化又は３フッ化樹脂微粒子、メラミン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子、ポリアセタール微粒子等を挙げることができる。このうち、ポリアルキレン微粒子は前記の離型剤としても使用できる。樹脂微粒子の平均粒径は０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜４μｍ、より好ましくは０．３〜３μｍの範囲にあるのがよい。樹脂微粒子は結着樹脂１００重量部当たり一般に０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１５重量部、より好ましくは１．０〜１０重量部添加される。ここで樹脂微粒子の動摩擦係数は、ＪＩＳＫ７１２５により測定したものである、すなわち、試験片に対する被摩擦材として、ポリカーボネート、ナイロン、ポリアセタール、アクリル、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、４ふっ化樹脂を用いて、各被摩擦材との動摩擦係数の平均値をサンプルの動摩擦係数の基準として得られたものである。
【００４８】
本発明ではトナーの着色及び／または電荷制御の目的で結着樹脂に適当な顔料または染料が配合される。かかる顔料または染料としては、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料の金属錯体、フタロシアニンブルー、デュポンオイルレッド、アニリンブルー、ベンジジンイエロー、ローズベンガルを挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上が混合されて使用される。結着樹脂に着色及び／または電荷制御に必要な量が添加される。
【００４９】
本発明では結着樹脂に必要に応じて磁性粉を添加することができる。具体例としては、鉄、マンガン、ニッケル、コバルト等の金属粉末や、鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、亜鉛等のフェライト等がある。粉体の平均粒径は一般に１μｍ以下、好ましくは０．６μｍ以下である。磁性粉はトナー全体当たり１５〜７０重量％添加される。添加量が１５重量％以下ではトナー飛散が増加する傾向になり、７０重量％以上ではトナーの帯電量が低下し、画質の劣化を引き起こす傾向になる。
【００５０】
本発明ではトナー粒子に疎水性シリカを外添処理するのが好ましい。負帯電性のトナーの場合は、シリコーンオイルで表面処理した疎水性シリカが好ましく、正帯電性のトナーの場合はオルガノポリシロキサンにより表面処理した疎水性シリカが好ましい。また、かかる疎水性シリカの窒素吸着によるＢＥＴ比表面積は５０〜３５０ｍ²／ｇの範囲にあるのが好ましい。疎水性シリカは一般にトナー母体粒子１００重量部に当たり０．１〜５重量部、好ましくは０．２〜３重量部配合される。
【００５１】
トナーの製造工程は、基本的に各種材料の混合処理、溶融混練処理、粉砕分級処理、及び外添処理をこの順に行うことからなる。
【００５２】
混合処理は、結着樹脂とこれに分散させるべき添加剤を撹拌羽根を具備したミキサ等により均一分散する処理である。ミキサとしては、スーパーミキサ（川田製作所製）、ヘンシェルミキサ（三井三池工業製）、ＰＳミキサ（神鋼パンテック製）、レーディゲミキサ等の公知のミキサを使用する。
【００５３】
混練処理は、せん断力により結着樹脂中に添加剤を分散させる処理であり、前記したように、シリンダと混練軸が複数のセグメントに分割された分割セグメント方式の混練機により前記した温度条件にて行われる。
【００５４】
粉砕分級処理は、混練処理され冷却されて得られたトナー塊を、カッターミル等で粗粉砕し、その後ジェットミル粉砕（例えばＩＤＳ粉砕機、日本ニューマティック工業）等で細かく粉砕し、さらに必要に応じて気流式分級機で微粉粒子をカットして、所望の粒度分布のトナー粒子（トナー母体粒子）を得るものである。機械式による粉砕、分級も可能であり、これには、例えば、固定したステータに対して回転するローラとの微小な空隙にトナーを投入して粉砕するクリプトロン粉砕機（川崎重工業）やターボミル（ターボ工業）等が使用される。この分級処理により一般に４〜１５μｍの範囲、好ましくは４〜９μｍの範囲の体積平均粒子径を有するトナー粒子（トナー母体粒子）を所得する。
【００５５】
外添処理は、前記分級により得られたトナー粒子（トナー母体粒子）にシリカ等の外添剤を混合する処理である。これにはヘンシェルミキサ、スーパーミキサ等の公知のミキサが使用される。
【００５６】
図１が本発明のトナーの製造方法に使用される混練処理装置の一例の構成を概要的に示した断面図であり、図において、１０１は混合された原料を供給する供給機、１０２はモータ、１０３は混練軸、１０４は脱気のためのベント孔、１０５は送りのスクリュウ、１０６は練りのニィーディングディスク、１０７は練りを目的としたシールリング、１０８は練りを目的としたパイナップルリング、１０９は混練物吐出口である。ここで、スクリュウ１０３、ニィーディングディスク１０６、シールリング１０７、パイナップルリング１０８は混練軸１０３に嵌挿されている。混練物の吐出口１０９には熱電対（図示せず）が設置され、ここで吐出温度（Ｔｍｔ）が測定される。
【００５７】
混練機は大きく分けて３つの混練ブロックＢ１１、Ｂ２２、Ｂ３３から構成されている。各ブロックは、送り機能がその主機能である第１の混練セグメントと、練り機能がその主機能である第２の混練セグメントとから構成されている。そして、これら第１、第２の混練セグメントは各セグメント毎に加熱ヒータが設けられ、それぞれにおいて混練設定（Ｔｍｎ）、（Ｔｍｒ）が設定できるようになっている。
【００５８】
混練ブロックＢ１１は、第１の混練セグメントである１１ｒａ、１１ｒｂ、１１ｒｃ、１１ｒｄと、第２の混練セグメントである１１ｎａとからなる。混練ブロックＢ２２は第１の混練セグメントである２２ｒａと、第２の混練セグメントである２２ｎａとからなる。第２の混練セグメント２２ｎａにはその一部にシールリング１０７が設けられており、これにより、一時的に混練物を滞留させて混練性を上げることができるようになっている。混練ブロックＢ３３は第１の混練セグメントである３３ｒａと、第２の混練セグメントである３３ｎａとからなる。第２の混練セグメント３３ｎａにはその吐出口側にパイナップルリング１０８が設けられており、これにより混練物の凝集を防いで吐出性を向上させるようにしている。
【００５９】
図２は図１に示した混練処理装置の混練軸の主要部の構成を示した側面図、図３、４は図１、２に示した送りスクリュウの側面図と正面図、図５、６は図１、２に示した練りのニィーディングディスクの送りスクリュウの側面図と正面図、図７、８は図１、２に示したシールリングの側面図と正面図、図９、１０は図１に示したパイナップルリングの側面図と正面図である。これらの図において、図１と同一符号は同一または相当する部分を示している。
【００６０】
混練ブロックＢ１１においてトナー材料が螺旋状をした送りスクリュウ１０５により溶融されながら送られて（混練セグメント１１ｒａ、１１ｒｂ、１１ｒｃ、１１ｒｄ）、混練セグメント１１ｎａに到達し、練りのニィーディングディスク１０６によって練られる。さらに、混練ブロックＢ２２においてトナー材料が螺旋状をした送りスクリュウ１０５によりトナー材料が再度溶融されながら送られて（混練セグメント２２ｒａ）、混練セグメント２２ｎａに到達し、ニィーディングディスク１０６とシールリング１０７によって再度練られる。
【００６１】
この時の混練軸１０３の回転により回転するニィーディングディスク１０６の最外部での周速度は２２５〜９００ｍｍ／sの範囲、好ましくは２５０〜８５０ｍｍ／sの範囲、より好ましくは３５０〜８００ｍｍ／sの範囲に設定されている。このニィーディングディスク１０６の最外部での周速度が２２５ｍｍ／sよりも小さいと、トナー材料に対して混練によるストレスが十分に掛からず、また処理量も低下してしまい、９００ｍｍ／sより大きいとモータの負荷が増大し、消費電力が大幅に増大してしまう。
【００６２】
本発明の製造方法により得られるトナーは、固定磁石を内包しその表面が所定方向に移動する像担持体と、トナーを収容するホッパー、磁石を内包しその表面の所定領域が前記像担持体の表面に所定間隔を空けて対向するトナー回収電極ローラ、及びこのトナー回収電極ローラの表面の前記所定領域とは異なる領域に圧接したスクレーパを有する現像装置とを備え、前記所定方向に移動する像担持体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像が形成された像担持体の表面に前記固定磁石の磁気力により前記ホッパーに収容されているトナーを磁気的に吸引させた後、前記トナー回収電極ローラにより前記像担持体の表面に付着したトナーのうちの前記静電潜像の画像部以外に存在しているトナーを回収して前記像担持体の表面にトナー画像を形成し、前記トナー回収電極ローラの表面に回収された前記トナーを前記スクレーパにより前記ホッパーの内部に掻き落とす現像システムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、従来の製法により得られるトナーでは、添加剤、特に、低軟化点の離型剤がトナー中に均一に分散されておらず、偏在または凝集しているため、現像時、トナーから低軟化点の離型剤が脱落し、これにより、低軟化点の離型剤がスクレーパに融着堆積して、スクレーパのトナー回収性を低下させたり、また、現像工程で最初にトナーが像担持体全面に振りかけられることから、像担持体表面に低軟化点の離型剤のフィルムを形成し、画質を著しく低下させることになるが、本発明の製法により得られるトナーは、結着樹脂中に低軟化点の離型剤が均一に分散したものとなり、前記のような不具合を発生しないためである。
【００６３】
また、本発明の製造方法により得られるトナーは、像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写材を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体上にあるトナー画像を静電気力で転写材に転写するトナー転写システムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、かかるトナー転写システムは、接触転写であることから、電気力以外の機械力が転写に作用して、本来転写されるべきでない感光体表面に付着した逆極性トナーが転写されたり、通紙していない状態で感光体表面に付着したトナーが転写ローラ表面を汚染し、転写紙裏面を汚染させてしまうことがあるものであるが、本発明の製法により得られるトナーは、結着樹脂中に添加剤が均一かつ一様に分散したものになることから、かかるトナーを当該トナー転写システムを具備した画像形成装置に適用した場合には、トナーの流動性が良好に維持されて逆極性トナーを発生せず、また、感光体表面へのトナーやトナーから遊離した低軟化点離型剤のフィルミングが生じず、転写紙の不要トナー粒子による汚染を防止することができるためである。また、転写ローラ表面へのトナーや遊離した低軟化点離型剤のフィルミングも防止できるので、転写ローラ表面から感光体表面へトナーや遊離した低軟化点離型剤が再転写することにより生ずる画像欠陥も防止することができる。
【００６４】
また、本発明の製造方法により得られるトナーは、像担持体の表面に形成されたトナー画像を、前記像担持体の表面に無端状の中間転写体の表面を当接させて当該表面に前記トナー画像を転写させる一次転写プロセスが複数回繰り返し実行され、この後、この一次転写プロセスの複数回の繰り返し実行により前記中間転写体の表面に形成された重複転写トナー画像を転写材に一括転写させる２次転写プロセスが実行されるよう構成された転写システムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、本発明の製法により得られるトナーが結着樹脂中に添加剤が均一かつ一様に分散してなるものであることにより、低軟化点の離型剤がトナーから脱落して中間転写体へフィルミンングすることがなく、転写効率の低下が抑制されるためである。また、低動摩擦係数の樹脂微粒子の均一かつ一様な分散により、トナー粒子同士間の相互の付着力が小さくなって、トナーの凝集が緩和されるため、トナーの凝集効果によって画像の一部が転写されずに穴となる”中抜け”現象を減少できるためである。
【００６５】
また、本発明の製造方法により得られるトナーは、転写プロセス後に像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクルシステムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、本発明の製法により得られるトナーが、結着樹脂中に添加剤が均一かつ一様に分散してなるものであるにことにより、トナーがクリーニング器から現像器に回収されていく間のクリーニング器、クリーニング器と現像器をと繋ぐ輸送管、及び現像器の内部にて機械的衝撃を受けても添加剤の脱落が少なく、不良帯電トナー（粒子）の発生を軽減でき、廃トナーリサイクルにおけるトナーの流動性及び帯電量の低下、感光体上でのトナーフィルミングを防止できるためである。
【００６６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ここでは前記図１に示した混練装置によりトナーを製造した。
【００６７】
（実施例１）
表１は本実施例において製造するトナーの処方を示している。
【００６８】
【表１】

【００６９】
表２は本実施例で結着樹脂として使用するスチレンアクリル酸ブチル共重合体の熱特性を示している。
【００７０】
【表２】

【００７１】
表２において、ＴｇＬ（℃）は低分子量重合体成分のガラス転移点、ＭｗＬは低分子量重合体成分の重量平均分子量、ＴｇＨ（℃）は高分子量重合体成分のガラス転移点、ＭｗＨは高分子量重合体成分の重量平均分子量、ＫＬ／Ｈは低分子量重合体成分と高分子量重合体成分の組成比、Ｔｓｐ（℃）は重合体全体の軟化点である。
【００７２】
表３は図１に示した混練装置（具体的には池貝鉄工社製ＰＣＭ４３）における各混練セグメントの設定温度と、吐出温度を示している。なお、材料の供給量は４０ｋｇ／ｈ、混練軸の回転における周速度は６００ｍｍ／sである。
【００７３】
【表３】

【００７４】
表４は本実施例で使用した低動摩擦係数材料の動摩擦係数を示している。
【００７５】
【表４】

【００７６】
表５は本実施例で製造したトナーサンプルのサンプル番号、使用した結着樹脂、混練条件、低動摩擦係数材料を示している。
【００７７】
【表５】

【００７８】
表６は本実施例で製造したトナーサンプルを用い、電子写真複写機ＦＰ−４０８０（松下電器社製、商品名）改造機にて画像形成を行い、得られた画像の画像評価と定着性評価を行った結果である。現像は二成分方式で、キャリアはシリコン樹脂コートしたＣｕ−Ｚｎ−Ｆｅ2Ｏ3を使用した。定着評価はプロセス速度を１４０ｍｍ／s（低速）での高温オフセット性と、４５０ｍｍ／s（高速）での定着率により評価した。定着率は画像濃度１．０±０．２のパッチを各列毎に、「ベンコット」（旭化成社製、商品名）を巻いた５００ｇ（φ３６ｍｍ）の錘で１０往復擦過し、擦過前後の画像濃度をマクベス反射濃度計にて測定し、その変化率により定義した。この定着率は７５％以上を合格レベルにした。また、オフセット性は１８０℃以上を合格レベルにした。
【００７９】
画像評価は画像形成の初期と２０万枚後の耐久テスト後の画像濃度と地かぶりに評価した。地かぶりは明視にて判断し、実用上問題ないレベルであれば合格（○）とした。
【００８０】
【表６】

【００８１】
表６から分かるように、トナーサンプルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４（実施例トナー）は低速度での高温オフセット性、高速度での定着率、画像濃度、地かぶりも良好な特性を示した。しかしトナーサンプルＢ１（比較例トナー）では高速度での定着率が低く、分散不良に起因すると思われる地かぶりが増大した。トナーサンプルＢ２（比較例トナー）ではオフセット性が悪く、分散不良に起因すると思われる地かぶりが増大した。
【００８２】
（実施例２）
表７は本実施例で製造したトナーサンプルＡ５の処方である。ここでは結着樹脂として実施例１で使用したスチレンアクリル酸ブチル共重合体（Ｒ−Ａ）を用い、混練条件は実施例１のＮ−１にした。
【００８３】
【表７】

【００８４】
図１１は本実施例で使用した現像方式が磁性一成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図である。図において、２０１は有機感光体で、アルミニウムの導電性支持体上にポリビニルブチラール樹脂（積水化学製エレックＢＬ−１）にτ型無金属フタロシアニン（東洋インキ製）の電荷発生物質を分散した電荷発生層と、ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学製Ｚ−２００）と、１、１−ビス（Ｐ−ジエチルアミノフェニル）−４、４−ジフェニル−１、３−ブタジエン（アナン＝製Ｔ−４０５）を含む電荷輸送層を順次積層した構成のものである。２０２は感光体２０１と同軸で固定された磁石、２０３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、２０４は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、２０５は信号光である。
【００８５】
２０７は磁性一成分トナー、２０６は感光体２０１表面に磁性トナー２０７を供給するトナーホッパー、２０８は感光体２０１とギャップを開けて設定した非磁性電極ローラ、２０９は電極ローラ２０８の内部に設置された磁石、２１０は電極ローラ２０８に電圧を印加する交流高圧電源、２１１は電極ローラ上のトナーをかきおとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、２１２はトナーホッパー内でのトナーの流れをスムーズにし、またトナーが自重で押しつぶされ感光体と電極ローラとの間でのつまりが発生するのを防止するためのダンパーである。これらにより露光後の潜像を可視像化するための現像装置が構成される。ここで、電極ローラ２０８は非画像部の余分なトナーを回収するためのものである。
【００８６】
２１３は感光体上のトナー像を紙に転写する転写ローラで、その表面が感光体２０１の表面に接触するように設定されている。転写ローラ２１３は導電性の金属からなる軸の周囲に導電性弾性部材を設けた弾性ローラである。感光体２０１への押圧力は転写ローラ２１３一本（約２１６ｍｍ）当たり０〜２０００ｇ、望ましくは５００〜１０００ｇである。これは転写ローラ２１３を感光体２０１に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から測定した。感光体２０１との接触幅は約０．５ｍｍ〜５ｍｍである。転写ローラ２１３のゴム硬度はアスカーＣの測定法（ローラ形状でなく、ブロック片を用いた測定）で８０度以下で、望ましくは３０〜４０度である。弾性ローラ２１３は直径６ｍｍのシャフトの周辺にＬｉ₂Ｏ等のリチウム塩を内添することによりを抵抗値を１０⁷Ω（軸と表面に電極を設け、両者に５００Ｖ印加する）にした発泡性のウレタンエラストマーを用いた。転写ローラ２１３全体の外径は１６．４ｍｍで、硬度はアスカーＣで４０度であった。転写ローラ２１３を感光体２０１に転写ローラ２１３の軸を金属バネで押圧する事で接触させた。押圧力は約１０００ｇであった。ローラの弾性体としては前記発泡性のウレタンのエラストマーの他にＣＲゴム、ＮＢＲ、Ｓｉゴム、フッ素ゴム等の他の材料からなる弾性体を使用することもできる。そして導電性を付与するための導電性付与剤としては前記リチウム塩の他にカーボンブラック等の他の導電性物質を使用することもできる。
【００８７】
２１４は転写紙を転写ローラ２１３に導入する導電性部材からなる突入ガイド、２１５は導電性部材の表面を絶縁被覆した搬送ガイドである。突入ガイド２１４と搬送ガイド２１５は直接あるいは抵抗を介して接地している。２１６は転写紙、２１７は転写ローラ２１３に電圧印加する電圧発生電源である。
【００８８】
２１８は転写残りのトナーをかき落とすクリーニングブレード、２１９は廃トナーを貯めるクリーニングボックス、２２３は廃トナーである。
【００８９】
クリーニングブレードに弾性体ウレタンブレードを用いたが、バイアス印可したファーブラシや、導電性金属ローラでも同様の結果となる。
【００９０】
感光体２０１表面での磁束密度は６００Ｇｓである。電極ローラ内部の磁力の方を強くして搬送性を向上させた。また図中に示す磁石２０２の磁極角はθは１５度に設定した。感光体２０１の直径は３０ｍｍで、周速２６０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転させ用いた。電極ローラ２０８の直径は１６ｍｍで、周速４０ｍｍ／ｓで感光体２０１の進行方向とは逆方向（図中の矢印方向）に回転させ用いた。感光体２０１と電極ローラ２０８とのギャップは３００μｍに設定した。
【００９１】
感光体２０１をコロナ帯電器２０３（印加電圧−４．５ｋＶ、グリッド２０４の電圧−５００Ｖ）で、ー５００Ｖに帯電させた。この感光体２０１にレーザ光２０５を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体２０１の露光電位はー９０Ｖであった。この感光体２０１表面上に、トナー２０７をトナーホッパー２０６内で磁石により付着させた。次に感光体２０１を電極ローラ２０８の前を通過させた。感光体２０１の未帯電域の通過時には、電極ローラ２０８には交流高圧電源２１０により、０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。その後、−５００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体２０１の通過時には、電極ローラ２０８には交流高圧電源２１０により、ー３５０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。すると感光体２０１の帯電部分に付着したトナーは電極ローラ２０８に回収され、感光体２０１上には画像部のみのネガポジ反転したトナー像が残った。矢印方向に回転する電極ローラ２０８に付着したトナーは、スクレーパ２１１によってかきとり、再びトナーホッパー２０６内に戻し次の像形成に用いた。こうして感光体２０１上に得られたトナー像を、転写紙に、転写ローラ２１３によって転写した後、定着器（図示せず）により熱定着して複写画像が得られる。
【００９２】
かかる電子写真装置により、前記トナーサンプルＡ５を用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で、濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像を得ることができた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部での地かぶりも発生していなかった。更に、１００００枚の長期複写テストを行ったところ、スクレーパへのトナーの固着はなく、また感光体表面へのトナー（離型剤）のフィルミングはなく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。
【００９３】
（実施例３）
表８は本実施例で製造したトナーサンプルＡ６の処方である。ここでは結着樹脂として実施例１で使用したスチレンアクリル酸ブチル共重合体（Ｒ−Ｂ）を用い、混練条件は実施例１のＮ−２にした。
【００９４】
【表８】

【００９５】
このサンプルトナーＡ６を用いて、前記実施例２で使用した図１１に示した電子写真装置により画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が得られた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部の地かぶりも発生していなかった。更に、１００００枚の長期複写テストを行ったところ、スクレーパへのトナーの固着はなく、また感光体表面へのトナー（離型剤）のフィルミングはなく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。
【００９６】
（実施例４）
図１２は本実施例で使用した電子写真装置の構成を示す断面図である。本実施例装置は、前記実施例１の図１１に示した電子写真装置の構成に、廃トナーリサイクル機構を付加した構成である。すなわち、転写残りのトナーをクリーニングブレード２１８でかき落とし、クリーニングボックス２１９に一時的に貯められた廃トナー２２３が、輸送管２２０によって、現像装置のトナーホッパ２０６に戻されるよう構成されている。
【００９７】
実施例２で製造したトナーサンプルＡ５を用いて、かかる電子写真装置により画像出しを行った。その結果、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が得られた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部の地かぶりも発生していなかった。更に、廃トナーリサイクルを行いながら、１００００枚の長期複写テストを行ったところ、１００００枚後のトナ−の流動性の低下はなく、高い電荷量を維持し、感光体へのトナー（離型剤）のフィルミングは発生なく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。トナーのリサイクルも良好に行えた。
【００９８】
（実施例５）
前記実施例４の図１２に示した電子写真装置により、実施例３で示したトナーＡ６を用いて画像出しを行った。その結果、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が得られた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部の地かぶりも発生していなかった。更に、廃トナーリサイクルを行いながら、１００００枚の長期複写テストを行ったところ、１００００枚後のトナ−の流動性の低下はなく、高い電荷量を維持し、感光体へのトナー（離型剤）のフィルミングは発生なく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。トナーのリサイクルも良好に行えた。
【００９９】
以上の実施例２〜５ではプロセス速度を２６０ｍｍ／sにして画像形成を行ったが、プロセス速度を１４０ｍｍ／s、４５０ｍｍ／sにしても同様な良好な結果を得ることができた。
【０１００】
（実施例６）
表９は本実施例で製造したトナーサンプルの処方である。
【０１０１】
【表９】

【０１０２】
ここでは結着樹脂として実施例１で使用したスチレンアクリル酸ブチル共重合体（Ｒ−Ａ）を用い、混練条件は実施例１のＮ−１にし、イエロートナーのイエロー着色剤としてベンジジン系黄色顔料を５重量部、マゼンタトナーのマゼンタ着色剤としてナフロール系不溶性アゾ顔料６重量部、シアントナーのシアン着色剤として銅フタロシアニン顔料を５重量部用いた。また、電荷制御剤として酸価２０のポリエステル樹脂を２０重量部添加した。なお、電荷制御座としてのポリエステル樹脂は酸価が５〜４０の範囲のものを使用するのが好ましく、結着樹脂１００重量部に対して５〜４５重量部添加するのが好ましい。
【０１０３】
図１３は本実施例で使用したフルカラー画像形成用の電子写真装置の構成を示す断面図である。図において、１はカラー電子写真プリンタの外装筐で、図中の右端面側が前面である。１Ａはプリンタ前面板であり、該前面板１Ａはプリンタ外装筐１に対して下辺側のヒンジ軸１Ｂを中心に点線表示のように倒し開き操作、実線表示のように起こし閉じ操作自由である。プリンタ内に対する中間転写ベルトユニット２の着脱操作や紙詰まり時などのプリンタ内部点検保守等は前面板１Ａを倒し開いてプリンタ内部を大きく解放することにより行われる。この中間転写ベルトユニット２の着脱動作は、感光体の回転軸母線方向に対し垂直方向になるように設計されている。
【０１０４】
中間転写ベルトユニット２の構成を図１４に示す。中間転写ベルトユニット２はユニットハウジング２ａに、転写ベルト３、導電性弾性体よりなる第１転写ローラ４、アルミローラよりなる第２転写ローラ５、転写ベルトの張力を調整するテンションローラ６、転写ベルト上に残ったトナー像をクリーニングするベルトクリーナローラ７、クリーナローラ７上に回収したトナーをかきおとすスクレーパ８、回収したトナーを溜おく廃トナー溜め９ａおよび９ｂ、転写ベルトの位置を検出する位置検出器１０を内包している。この中間転写ベルトユニット２は、図１３に示されているように、プリンタ前面板１Ａを点線のように倒し開いてプリンタ外装筐１内の所定の収納部に対して着脱自在である。
【０１０５】
中間転写ベルト３は、絶縁性樹脂中に導電性のフィラーを混練して押出機にてフィルム化して用いる。本実施例では、絶縁性樹脂としてポリカーボネート樹脂（例えば三菱ガス化学製、ユーピロンＺ３００）９５重量部に、導電性カーボン（例えばケッチェンブラック）５重量部を加えてフィルム化したものを用いた。また、表面に弗素樹脂をコートした。フィルムの厚みは約３５０μｍ、抵抗は約１０⁷〜１０⁸Ω・ｃｍである。ここで、中間転写ベルト３としてポリカーボネート樹脂に導電性フィラーを混練し、これをフィルム化したものを用いているのは、中間転写ベルトの長期使用による弛みや、電荷の蓄積を有効に防止できるようにするためであり、また、表面を弗素樹脂でコートしているのは、長期使用による中間転写ベルト表面へのトナーフィルミングを有効に防止できるようにするためである。
【０１０６】
この転写ベルトを、厚さ１００μｍのエンドレスベルト状の半導電性のウレタンを基材としたフィルムよりなり、周囲に１０⁷Ω・cmの抵抗を有するように低抵抗処理をしたウレタンフォームを成形した第１転写ローラ４、第２転写ローラ５およびテンションローラ６に巻回し、矢印方向に移動可能に構成される。ここで、転写ベルトの周長は、最大用紙サイズであるＡ４用紙の長手方向の長さ（２９８ｍｍ）に、後述する感光体ドラム（直径３０ｍｍ）の周長の半分より若干長い長さ（６２ｍｍ）を足した３６０ｍｍに設定している。
【０１０７】
中間転写ベルトユニット２がプリンタ本体に装着されたときには、第１転写ローラ４は、中間転写ベルト３を介して感光体１１（図１４に図示）に約１．０ｋｇの力で圧接され、また、第２転写ローラ５は、中間転写ベルト３を介して上記の第１転写ローラ４と同様の構成の第３転写ローラ１２（図１４に図示）に圧接される。この第３転写ローラは中間転写ベルト３に従動回転可能に構成している。
【０１０８】
クリーナローラ７は、中間転写ベルト３を清掃するベルトクリーナ部のローラである。これは、金属性のローラにトナーを静電的に吸引する交流電圧を印加する構成である。なお、このクリーナローラ７はゴムブレードや電圧を印加した導電性ファーブラシであってもよい。
【０１０９】
図１３において、プリンタ中央には黒、シアン、マゼンタ、イエロの各色用の４組の扇型をした像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃが像形成ユニット群１８を構成し、図のように円環状に配置されている。各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃは、プリンタ上面板１Ｃをヒンジ軸１Ｄを中心に開いて像形成ユニット群１８の所定の位置に着脱自在である。像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃはプリンタ内に正規に装着されることにより、像形成ユニット側とプリンタ側の両者側の機械的駆動系統・電気回路系統が相互カップリング部材（不図示）を介して結合して機械的・電気的に一体化する。
【０１１０】
円環状に配置されている像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは支持体（図示せず）に支持されており、全体として移動手段である移動モータ１９に駆動され、固定されて回転しない円筒状の軸２０の周りに回転移動可能に構成されている。各像形成ユニットは、回転移動によって順次前述の中間転写ベルト３を支持する第２転写ローラ４に対向した像形成位置２１に位置することができる。像形成位置２１は信号光２２による露光位置でもある。
【０１１１】
各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは、中に入れた現像剤を除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化するため黒用の像形成ユニット１７Ｂｋについて説明し、他色用のユニットの説明については省略する。
【０１１２】
３５はプリンタ外装筐１内の下側に配設したレーザビームスキャナ部であり、図示しな半導体レーザ、スキャナモータ３５ａ、ポリゴンミラー３５ｂ、レンズ系３５ｃ等から構成されている。該スキャナ部３５からの画像情報の時系列電気画素信号に対応した画素レーザ信号光２２は、像形成ユニット１７Ｂｋと１７Ｙの間に構成された光路窓口３６を通って、軸２０の一部に開けられた窓３７を通して軸２０内の固定されたミラー３８に入射し、反射されて像形成位置２１にある像形成ユニット１７Ｂｋの露光窓２５から像形成ユニット１７Ｂｋ内にほぼ水平に進入し、像形成ユニット内に上下に配設されている現像剤溜め２６とクリーナ３４との間の通路を通って感光体ドラム１１の左側面の露光部に入射し母線方向に走査露光される。
【０１１３】
ここで光路窓口３６からミラー３８までの光路は両隣の像形成ユニット１７Ｂｋと１７Ｙとのユニット間の隙間を利用しているため、像形成ユニット群１８には無駄になる空間がほとんど無い。また、ミラー３８は像形成ユニット群１８の中央部に設けられているため、固定された単一のミラーで構成することができ、シンプルでかつ位置合わせ等が容易な構成である。
【０１１４】
１２はプリンタ前面板１Ａの内側で給送ローラ３９の上方に配設した第３転写ローラであり、中間転写ベルト３と第３転写ローラ１２との圧接されたニップ部には、プリンタ前面板１Ａの下部に設けた紙給送ローラ３９により用紙が送られてくるように用紙搬送路が形成されている。
【０１１５】
４０はプリンタ前面板１Ａの下辺側に外方に突出させて設けた給紙カセットであり、複数の紙Ｓを同時にセットできる。４１ａと４１ｂとは紙搬送タイミングローラ、４２ａ・４２ｂはプリンタの内側上部に設けた定着ローラ対、４３は第３転写ローラ１２と定着ローラ対４２ａ・４２ｂ間に設けた紙ガイド板、４４ａ・４４ｂは定着ローラ対４２ａ・４２ｂの紙出口側に配設した紙排出ローラ対、４５は定着ローラ４２ａに供給するシリコーンオイル４６を溜める定着オイル溜め、４７はシリコーンオイル４６を定着ローラ４２ａに塗布するオイル供給ローラである。
【０１１６】
各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ、中間転写ベルトユニット２には、廃トナー溜めを設けている。
【０１１７】
以下、動作について説明する。
【０１１８】
最初、像形成ユニット群１８は図１３に示すように、黒の像形成ユニット１７Ｂｋが図示のように像形成位置２１にある。このとき感光体１１は中間転写ベルト３を介して第１転写ローラ４に対向接触している。
【０１１９】
像形成工程により、レーザ露光装置３５により黒の信号光が像形成ユニット１７Ｂｋに入力され、黒トナーによる像形成が行われる。この時像形成ユニット１７Ｂｋの像形成の速度（感光体の周速に等しい６０ｍｍ／ｓ）と中間転写ベルト３の移動速度は同一になるように設定されており、像形成と同時に第１転写ローラ４の作用で、黒トナー像が中間転写ベルト３に転写される。このとき第１転写ローラには＋１ｋＶの直流電圧を印加した。黒のトナー像がすべて転写し終わった直後に、像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは像形成ユニット群１８として全体が移動モータ１９に駆動されて図中の矢印方向に回転移動し、ちょうど９０度回転して像形成ユニット１７Ｃが像形成位置２１に達した位置で止まる。この間、像形成ユニットの感光体以外のトナーホッパ２６やクリーナ３４の部分は感光体１１先端の回転円弧より内側に位置しているので、中間転写ベルト３が像形成ユニットに接触することはない。
【０１２０】
像形成ユニット１７Ｃが像形成位置２１に到着後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザ露光装置３５が像形成ユニット１７Ｃに信号光を入力しシアンのトナー像の形成と転写が行われる。このときまでに中間転写ベルト３は一回転し、前に転写された黒のトナー像に次のシアンのトナー像が位置的に合致するように、シアンの信号光の書き込みタイミングが制御される。この間、第３転写ローラ１２とクリーナローラ７とは中間転写ベルト３から少し離れており、転写ベルト上のトナー像を乱さないように構成されている。
【０１２１】
以上と同様の動作を、マゼンタ、イエロについても行い、中間転写ベルト３上には４色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成された。最後のイエロトナー像の転写後、４色のトナー像はタイミングを合わせて給紙カセット４０から送られる用紙に、第３転写ローラ１２の作用で一括転写される。このとき第２転写ローラ５は接地し、第３転写ローラ１２には＋１．５ｋＶの直流電圧を印加した。用紙に転写されたトナー像は定着ローラ対４２ａ・４２ｂにより定着された。用紙はその後排出ローラ対４４ａ・４４ｂを経て装置外に排出された。中間転写ベルト３上に残った転写残りのトナーは、クリーナローラ７の作用で清掃され次の像形成に備えた。
【０１２２】
次に単色モード時の動作を説明する。単色モード時は、まず所定の色の像形成ユニットが像形成位置２１に移動する。次に前と同様に所定の色の像形成と中間転写ベルト３への転写を行い、今度は転写後そのまま続けて、次の第３転写ローラ１２により給紙カセット４０から送られてくる用紙に転写をし、そのまま定着した。
【０１２３】
なお、本装置では、像形成ユニットの構造として特定の現像法を用いた構造のものを使用しているが、他にコンベンショナルな現像法を用いた構造の像形成ユニットを用いることもできる。
【０１２４】
かかる電子写真装置により、前記製造したトナーサンプルを用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が得られた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部の地かぶりも発生していなかった。更に、１万枚の長期耐久テストに於いても、流動性、画像濃度とも変化が少なく安定した特性を示した。また転写においても中抜けは実用上問題ないレベルであり、転写効率は９０％であった。また、感光体、中間転写ベルトへのトナー（離型剤）のフィルミングも実用上問題ないレベルであった。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかるトナーの製造方法によれば、送り機能を主機能とする第１の混練セグメントと、練り機能を主機能とする第２の混練セグメントとからなり、各セグメント毎に混練設定温度を設定できるようにした複数の混練セグメントを具備する分割セグメント方式の混練機を用い、特定の混練温度設定条件にて、特定の軟化点を有する結着樹脂を含むトナー材料を混練することにより、結着樹脂中に添加剤が極めて良好に分散し、優れた定着性、耐オフセット性、現像性、及び転写効率が得られるトナーを再現性良く製造することができる。特に、プロセス速度が異なる機種間で使用した場合にも、良好な帯電性、定着性及び耐オフセット性が得られるトナーを製造することができる。また、特開平５−７２８９０号公報に提案した、現像器の小型化、簡素化、及び低コスト化を可能にした電子写真装置に適用した場合に、高濃度、低地かぶりの高画質画像を得ることができるトナーを製造することができる。また、中間転写体を用いた転写システムを具備する電子写真装置に適用した場合に、中抜けや飛び散りが防止され、高転写効率が得られるトナーを製造することができる。また、長期使用においても、感光体、中間転写体等へのフィルミングの発生を防止できるトナーを製造することができる。また、廃トナーリサイクルシステムを具備する電子写真装置に適用した場合に、帯電量の低下がなく、凝集物を生じず、長期に亘って、高画質画像を形成することができるトナーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナーの製造方法に使用される混練処理装置の一例の構成を概要的に示した断面図である。
【図２】図１に示した混練処理装置の混練軸の主要部の構成を示した側面図である。
【図３】図１、２に示した送りスクリュウの側面図である。
【図４】図１、２に示した送りスクリュウの正面図である。
【図５】図１、２に示した練りのニィーディングディスクの送りスクリュウの側面図である。
【図６】図１、２に示した練りのニィーディングディスクの送りスクリュウの正面図である。
【図７】図１、２に示したシールリングの側面図である。
【図８】図１、２に示したシールリングの正面図である。
【図９】図１に示したパイナップルリングの側面図である。
【図１０】図１に示したパイナップルリングの正面図である。
【図１１】本発明の実施例２で使用した現像方式が磁性一成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例４で使用した電子写真装置の構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例６で使用した電子写真装置の構成を示す断面図である。
【図１４】図１３に示した中間転写ベルトユニットの構成を示す断面図である。
【図１５】カラー電子写真装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２中間転写ベルトユニット
３中間転写ベルト
４第１転写ローラ
５第２転写ローラ
６テンションローラ
１１感光体
１２第３転写ローラ
１５バネ
１６コロ
１７Ｂｋ・１７Ｃ・１７Ｍ・１７Ｙ像形成ユニット
１８像形成ユニット群
２１像形成位置
２２レーザ信号光
３５レーザ露光装置
３８ミラー
１０３混練軸
１０４ベント孔
１０５送りのスクリュウ
１０６練りのニィーディングディスク
１０７シールリング
１０８パイナップルリング
１０９吐出口
Ｂ１１、Ｂ２２、Ｂ３３混練ブロック
１１ｒａ、１１ｒｂ、１１ｒｃ、１１ｒｄ、２２ｒａ、３３ｒａ第１の混練セグメント
１１ｎａ、２２ｎａ、３３ｎａ第２の混練セグメント
２０２感光体に内包された固定磁石
２０３コロナ帯電器
２０４グリッド電極
２０６トナーホッパー
２０７現像剤
２０８電極ローラ
２０９電極ローラ内部に設置された磁石
２１１スクレーパ
２１３転写ローラ
２１４突入ガイド
２１５搬送ガイド
２１６転写紙
２１８クリーニングブレード
２１９廃トナーボックス
２２０廃トナー輸送管
２２３廃トナー

Claims

少なくとも結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含むトナー材料の混練溶融物を得た後、当該混練溶融物を冷却、粉砕して着色樹脂微粒子であるトナーを製造する方法であって、
前記トナー材料の混練溶融物を得る工程が、送り機能をその主要機能とする第１の混練セグメントと、練り機能をその主要機能とする第２の混練セグメントとからなり、
各セグメント毎に加熱シリンダの温度を個別に設定できる複数の混練セグメントを有し、
当該複数の混練セグメントで混練すべき材料が、前記第１の混練セグメントにて混練された直後に前記第２の混練セグメントにて混練されるように、前記第１の混練セグメントと前記第２の混練セグメントとを隣接配置させた混練ブロックが複数形成されており、
混練装置の一端にある混練セグメントに設けられた材料投入口から混練すべき材料が投入され、当該装置の他端にある混練セグメントに設けられた吐出口から混練溶融物が吐出されるよう構成され、
前記混練ブロックにおける前記第２の混練セグメントの設定混練温度をＴｍｎ（℃）、前記第１の混練セグメントの設定混練温度をＴｍｒ（℃）、前記混練溶融物の吐出温度をＴｍｔ（℃）、前記結着樹脂の軟化点をＴｓｐ（℃）とすると、下記の式（数１、数２、数３）を同時に満足するように、前記トナー材料を混練することを特徴とするトナーの製造方法。
［数１］Ｔｍｒ−３０℃≦Ｔｍｎ≦Ｔｍｒ−１℃
［数２］Ｔｍｎ＋５℃≦Ｔｍｔ≦Ｔｍｎ＋８０℃
［数３］Ｔｓｐ−５０℃≦Ｔｍｒ≦Ｔｓｐ
前記混練ブロックにおけるすべての前記第１の混練セグメント及びすべての第２の混練セグメントが、前記式（数１、数２、数３）を同時に満足するように、前記トナー材料を混練する請求項１に記載のトナーの製造方法。
さらに、すべての前記第１の混練セグメント及びすべての第２の混練セグメントが、下記の２つの式（数４、数５）を同時に満足するように、前記トナー材料を混練する請求項１に記載のトナーの製造方法。
[ 数４ ] Ｔｓｐ−５０℃≦Ｔｍｎ≦Ｔｓｐ
[ 数５ ] Ｔｓｐ＋５℃≦Ｔｍｔ≦Ｔｓｐ＋５０℃
前記第２の混練セグメントにて混練軸に取り付けられ、混練軸の回転により回転する練り用部材の最外側部の周速度が２２５〜９００ｍｍ／ｓに範囲にある請求項１に記載のトナーの製造方法。
前記結着樹脂の軟化点（Ｔｓｐ）が１１０〜１６０℃の範囲にある請求項１に記載のトナーの製造方法。
前記結着樹脂が、重量平均分子量が２５００〜２万の範囲にあり、ガラス転移点が５０℃以上のスチレン系重合体からなる低分子量重合体成分と、重量平均分子量が１０万以上で、ガラス転移点が５０〜７０℃の範囲にあるスチレン−アクリル系共重合体からなる高分子量重合体成分とを含む請求項１に記載のトナーの製造方法。
前記トナー材料は、動摩擦係数が０．３以下の樹脂微粒子を含む請求項１に記載のトナーの製造方法。
前記動摩擦係数が０．３以下の樹脂微粒子の平均粒径が０．１〜５μｍの範囲にある請求項１に記載のトナーの製造方法。
前記動摩擦係数が０．３以下の樹脂微粒子が、ポリアルキレン微粒子である請求項１に記載のトナーの製造方法。
前記粉砕後、シリコーンオイルを表面処理された窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇの範囲に疎水性シリカを外添処理する請求項１に記載のトナーの製造方法。
離型剤が、融点が８０〜１６０℃であるポリアルキレン、エチレンビスアマイド、カルナバワックス、モンタンワックス及びパラフィン系ワックスのうちの１種または２種以上を結着樹脂１００重量部あたり１．０〜１５重量部添加する請求項１に記載のトナーの製造方法。
像担持体のプロセス速度が１４０〜４８０ｍｍ／ｓの範囲にあり、熱ローラ定着方式により転写材に転写されたトナー画像を定着する電子写真装置に請求項１に記載の製造方法により製造されたトナーを使用することを特徴とする電子写真装置。
固定磁石を内包しその表面が所定方向に移動する像担持体と、トナーを収容するホッパー、磁石を内包しその表面の所定領域が前記像担持体の表面に所定間隔を空けて対向するトナー回収電極ローラ、及びこのトナー回収電極ローラの表面の前記所定領域とは異なる領域に圧接したスクレーパを有する現像装置とを備え、前記所定方向に移動する像担持体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像が形成された像担持体の表面に前記固定磁石の磁気力により前記ホッパーに収容されているトナーを磁気的に吸引させた後、前記トナー回収電極ローラにより前記像担持体の表面に付着したトナーのうちの前記静電潜像の画像部以外に存在しているトナーを回収して前記像担持体の表面にトナー画像を形成し、前記トナー回収電極ローラの表面に回収された前記トナーを前記スクレーパにより前記ホッパーの内部に掻き落とす現像システムを具備し、請求項１に記載の製造方法により製造されたトナーを使用することを特徴とする電子写真装置。
像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写材を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体上にあるトナー画像を静電気力で転写材に転写するトナー転写システムを具備し、請求項１に記載の製造方法により製造されたトナーを使用することを特徴とする電子写真装置。
像担持体の表面に形成されたトナー画像を、前記像担持体の表面に無端状の中間転写体の表面を当接させて当該表面に前記トナー画像を転写させる一次転写プロセスが複数回繰り返し実行され、この後、この一次転写プロセスの複数回の繰り返し実行により前記中間転写体の表面に形成された重複転写トナー画像を転写材に一括転写させる２次転写プロセスが実行されるよう構成された転写システムを具備し、請求項１に記載の製造方法により製造されたトナーを使用することを特徴とする電子写真装置。
転写プロセス後に像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクルシステムを具備し、請求項１に記載の製造方法により製造されたトナーを使用することを特徴とする電子写真装置。