JPH01149059A - 静電荷現像用トナーの製造方法 - Google Patents

静電荷現像用トナーの製造方法

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JPH01149059A
JPH01149059A JP62307476A JP30747687A JPH01149059A JP H01149059 A JPH01149059 A JP H01149059A JP 62307476 A JP62307476 A JP 62307476A JP 30747687 A JP30747687 A JP 30747687A JP H01149059 A JPH01149059 A JP H01149059A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静
電荷像を現像するためのトナーの製造方法に関する。 [従来技術] 従来、電子写真法としては米国特許筒2,297゜89
1号明細書、特公昭42−23810号公報及び特公昭
43−24748号公報等に記載されている如く、多数
の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用
し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、
次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙
等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力ある
いは溶剤蒸気などにより定着して複写物を得るものであ
る。 顕像化粒子つまり、あるいは現像剤の荷電方法としては
、■トナーを導電化し電荷を注入する電荷注入法、■電
界下の誘電分極を利用した誘電分極法、■コロナ・チャ
ージャー等、荷電イオンのシャワーを粒子にあびせるイ
オン流荷電法、■トナーとは摩擦帯電系列が異なる位置
にある物体とトナーとを摩擦する事により荷電する摩擦
帯電法等がある。この中で摩擦帯電法は絶縁性トナー粒
子を使用して充分な荷電量に調節可能であり、再現性も
あるため現在広く用いられている。 従来、このトナーの製法としては、トナー原料を溶融混
練し冷却固化したものを、微粉砕し分級してトナー化す
る、いわゆる粉砕法が一般的である。粉砕法の場合、粉
砕工程において高衝撃を与えて粉砕すると、装置の粉砕
処理能力が高く、かつ、トナーの単位重量当りに必要な
エネルギーも少なくてすむという効果がある。 しかしながら、現像剤の荷電に摩擦帯電荷を利用してい
ることから、トナーの表面状態の微妙な差異が画像品質
に影響を及ぼし、画像濃度は低く文字周辺の飛び散りが
増える問題があった。特にこのことは、低温低湿や高温
高湿下で顕著になる傾向がある。 これに対し比較的低衝撃の粉砕を行うと、画像濃度が高
く、しっかりした画像が得られるが、粉砕機の処理速度
は著しく低下し、かつトナーの単位重量当りに必要なエ
ネルギーが過大になるという問題点を有している。衝撃
力を弱めすぎると、この傾向が著しくなると共に、トナ
ーの画像−枚当りの消費量の増加やカブリの増加を伴う
ようになるといった現象が生じ、効率よく良好な画質を
得る障害となっている。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、上述したトナーの製法上の問題点を克
服したトナーの製造方法を提供することにある。即ち、
本発明の目的は、粉砕装置の粉砕能力とエネルギー効率
を最大限に引き出すとともに、画像濃度が高く、適正な
トナー消費量とカブリの少ないトナーの製造方法を提供
することにある。 [問題点を解決するための手段及び作用]本発明は、ト
ナーの原料であるバインダー、着色剤、荷電制御剤等を
溶融混練し冷却固化する工程と、該混練物を微粉砕する
工程と、微粉砕された粒子を分級して所望の粒度分布を
得る分級工程とを有する静電荷現像用トナーの製造方法
において、該微粉砕工程がジェットミルを用いて高衝撃
な微粉砕を行うものであり、更にこの微粉砕工程とは別
に、微粉砕時より比較的低い衝撃を短時間トナーに与え
る改質工程を有することを特徴とするものである。 第1図は本発明の方法に係るフローの図である。゛粉砕
原料は、高衝撃粉砕手段によって粉砕された粒子ととも
に第1分級手段へ送られ、粗粉と微粉に分級される。粗
粉は高衝撃手段へ送られ粉砕され、さらに第1分級手段
へと送られる。微粉側(すなわち粉砕品)は、低衝撃手
段により処理された後、第2分級手段によって分級され
、規定粒度内の粒度を有する分級品と、規定内粒度以下
の粒子からなる分級微粉とにわけられる。 上記フロー図において示した高衝撃粉砕手段には、第2
図に示すようなジェットミルが用いられ、第2−(a)
図はジェットミルによる粉砕の状態図を示す、ホッパー
23からの粉体は、円錐形状のしぼり弁24を介して、
高圧気体により加速管25から噴出され、対向する衝突
板2Bに衝突して微粉砕され排出口27より排出される
。ここで、衝突板には、加速管に対して直角の衝突面を
有するもの又は実質的に加速管に対して直角である衝突
板を用いるのが望ましい、また、コンプレッサーのエア
ー圧としては5.5kg/cm2〜10kg/cm2と
、従来ジェットミルで用いられている高圧気体のエアー
圧の上限ないしはそれ以上の値で用いて粉砕することが
望ましい。 第2−(b)図は、実質的に加速管のエアーの流れに対
して直角である衝突板の一例を示し、加速管のエアーの
流れに直角な方向を基準にして20°以下、好ましくは
10°以下の角度を有する衝突板26′である。トナー
のごとき比較的軟化点及びガラス転移点が低い樹脂を含
有する粉体を直角な衝突板で高衝撃の粉砕を行うと、衝
突板に局部発熱等により融着物を作り連続的に粉砕が不
可能になるが、この場合、前述の第2−(b)図のごと
き衝突板26′を用いると、特に高圧域で融着物の発生
のない高効率の高衝撃粉砕が可能になる。 高衝撃の粉砕のもう一つの手段としては、粉体をコンプ
レッサエアーのエアー圧のフィードタンクに入れ、コン
プレッサエアーといっしょに加速管へ導入して、従来の
ジェットミルのごとく、粉体と同時に加速管へ導入され
る大気圧付近の比較的低圧のエアをなくすることで、よ
り粉体を加速する手段も利用可能である。 このような高衝撃の粉砕手段で粉砕することにより、粉
砕機での粉砕能力及び粉砕効率は、画像品質の面を考慮
した条件より著しく向上可能になり、特に、その粒度分
布が小さいほどこの効果は顕著になる。なお粉砕機のシ
ステムは、数■程度のものを直接目的のトナーの粒度に
する場合も、原料粒度を10〜100ル程度にして目的
のトナーの粒度まで粉砕する場合もいずれも効果がある
。 一方、低衝撃手段としては、回転するローター、ブレー
ド又はハンマーとそれに相対峙するライナーとの間で衝
撃を与えるか、多数の回転ピン間で衝撃を与えるような
方法が例示しうる。 第3図は、ローターとライナーの組み合せによる低衝撃
処理装置の概略断面図である0図中31は回転軸、32
はケーシング、33はライナー、34は送風羽根、35
はローター(ブレード付)、36は出口、37は製品取
出口、38はリターン路、39は原料投入口、40は入
口、41はジャケット、42はリターン閉鎖弁である。 回転するローターの周速は10〜200ra/sec、
好ましくは30〜150m/seaであり、又、温度は
ガラス転移点−5°Cからガラス転移度−30℃の温度
範囲での処理が望ましい、高すぎると装置内で溶融して
しまい、低すぎると冷却エネルギーのためのコストが必
要となり、実用上いずれも好ましくない。 第4図は、第3図に示した低衝撃処理装置のライナー3
3と回転するローター35の位置関係を示す、ライナー
33とローター35の間隔とはライナーの内周への突出
部の先端を結んでえられる円周とローターの突出部の軌
跡の2つの円周の半径の差をいう、このローターのかわ
りにブレードやハンマーでも同様である。ブレード又は
ハンマーとライナーとの間の間隔は0.5〜10mm程
度、好ましくは1〜5III+のものでよい結果が得ら
れている。 第5図は、ピンミルタイプの低衝撃処理装置の概略断面
図である。51はケーシング、52はピン、53は入口
、54は原料投入口、55は循環ブロワ−156はリタ
ーン路、57は製品抜取口、58は出口、59はロータ
ー、60はローターと接続する回転軸、61はジャケッ
トである。このピンミルタイプにおいては、ピン間の最
小間隔が0.5〜5■であるのみならず、最大間隔が5
〜10mm以下、好ましくは5!1層以下にすることに
よりよい結果が得られている。 なお、第3図及び第5図では、滞留時間のコントロール
のためリサイクルできるタイプになっているが、滞留時
間の短い場合は特に風速や衝撃を加える部分の長さをコ
ントロールして一過式で処理を行う。 低衝撃処理の目的は、球形化ではなく表面特性の改質で
あるので、装置内の滞留時間は極めて短く、その時間は
、それぞれのトナーの性質及びローターの周速によって
異るが、例えば周速200諺/seaで0.01秒〜2
秒であり、条件により0.01秒〜3分程度の間で選択
する。従って、形状やトナーの表面への影響も少なく、
粉砕時にトナーの短径と長径の比が0.60〜0,70
のものが0.85〜0.85程度にシフトする程度であ
り、かつトナー表面の状態を走査型電子顕微鏡でみても
球形化と異り、特に大きな変化は見あたらない。 この低衝撃処理時間(滞留時間)を前述の時間より長く
しすぎると、トナー消費量の増加やクリーニング性の低
下に伴うカブリの増加等の現象がつよくなり、逆に短す
ぎると表面特性の改質効果が弱くなり、又、文字部のト
ナーの飛び散りが増加する傾向がみられる。 なお、低衝撃手段の周速が比較的速い周速である100
−150m/secの領域では、粉砕も一部行われ粒度
がシフトする場合もあるので、低衝撃手段に風力分級機
を装着し、低衝撃手段の入口粒度を出口粒度より1〜2
IL程度粗くして処理することも材料の粉砕性のいい場
合は可能である。この場合前工程の粉砕機の処理能力及
び効率は更によくなることになる。 この低衝撃処理を行うことで、前工程での高衝撃粉砕で
低下した濃度低下がカバーされ、しっかリした画像を得
ることが可能になり、装置の処理能力とエネルギー効率
ともに大巾に向上することができる。 [実施例] 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(UW嬌30万)90重量部ニグロシン      
      2重量部ハイワックス200p (三井石
油化学製ポリエチレンワックス)      4重量部
磁性体(比表面積8 m2/g)      60重量
部上記処方の成分をロールミルにて150℃下で約30
分間、熱混練し、得られた混練物を冷却し、2+amス
クリーンにてハンマーミルで粗砕した粗砕物を日本ニュ
ーマチック工業製l−5−DSS型粉砕機で、トナー粒
径を10.5g (コールタカウンターによる体積平均
径)まで粉砕した。このとき、衝突板は加速管のエアー
の流れ方向の90°、の面を基準にして10°の角度を
有する円錐状のものを用い、コンプレッサーエアー圧を
6.5kg/腸2、エアー量を6.5m3/winにコ
ントロールして粉砕した。 その後、第3図に示す表面処理装置にて回転速度が周速
130m/sec、ライナーとローグーのクリアランス
が5m履、装置の出口側の温度が40℃である条件下で
、トナーの改質処理を行った。 次にアルビネ社製ジクザク分級機で体積平均径的1iI
L、6.351L以下を個数平均で20%以下になるよ
うに微粉カットして分級仕上り品を得た。このとき、粉
砕機の能力は、26kg/hrであった。 実施例2及び3 表−1に示すように、高衝撃微粉工程におけるコンプレ
ッサーエアー圧及びエアー量、第2分級工程における粉
砕機能力を変えた以外は2、実施例1と全く同様にして
実施例2に係る分級仕上り品(トナー)を得た。 また、第1分級工程におけるトナー粒径、低衝撃処理工
程における回転速度、第2分級工程における粉砕機能力
を変えた以外は実施例1と全く同様にして実施例3に係
る分級仕上り品(トナー)を得た。 比較例1〜3 表−1に示す条件で低衝撃処理を全く行わない以外は、
実施例1と同様にして比較例1〜3に係る分級仕上り品
(トナー)を得た。 (以下余白) 次に、各実施例及び比較例のトナー6100重量部に、
アミンシリコンオイルで処理されたコロイダルシリカ0
.5重量部を添加し、回転羽根のある混合機で混合して
製品トナーとし、これを用いてキャノン製複写機NP3
525にて絵出しを行った。 以上の各実施例及び比較例に係るトナーを得るにあたっ
てのエネルギー効率及び投資効率を、各々、表−2及び
表−3に示した。更に、絵出しの結果を表−4に示した
。 (以下余白) 以上のように本発明の方法によれば、エネルギー効率、
投資効率とも大巾に向上し、かつ品質的には従来性われ
ている比較例2と同等のものが得られることが判る。
【発明の効果】
本発明は、特に画質を考慮しない高衝撃のジェットミル
による微粉砕工程とは別に、低衝撃の表面改質処理工程
を組合せたものである。 このため、ジェットミルとしては装置1台当りの処理能
力とエネルギー効率の両方の面で著しく効率のよい粉砕
を可能にする。同時に、安価で低動力の低衝撃装置で短
時間の処理をすることにより画像濃度を濃く、かつトナ
ー消費量を適正にコントロールすることが可能になる。 ジェットミルの後工程として、このような低衝撃装置を
設置しても、従来の方法よりも必要な生産能力を得るの
に必要な投資は減少し、かつエネルギー効率はよくなる
。 また1本発明のもう一つの大きな効果は、粉砕工程にか
かわらず、この低衝撃処理の工程によって、現像装置と
のマツチングを図って、より高い濃度や1画像当りのト
ナー消費量及びカプリ等のコントロールが可能になった
ことである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のフローチャートであり、第2図は高衝
撃粉砕手段の一例を示し、第2−(a)図はその状態図
を示し、第2−(b)図は高衝撃粉砕手段の衝突板の一
例を示し、第3図はローターとライナーの組み合せによ
る低衝撃処理装置の概略断面図であり、第4図は第3図
に示した装置のライナーとローターの位置関係を示す図
であり、第5図はピンミルタイプの低衝撃処理装置の概
略断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. トナーの原料であるバインダー、着色剤、荷電制御剤等
    を溶融混練し冷却固化する工程と、該混練物を微粉砕す
    る工程と、微粉砕された粒子を分級して所望の粒度分布
    を得る分級工程とを有する静電荷現像用トナーの製造方
    法において、該微粉砕工程がジェットミルを用いて高衝
    撃な微粉砕を行うものであり、更にこの微粉砕工程とは
    別に、微粉砕時より比較的低い衝撃を短時間トナーに与
    える改質工程を有することを特徴とする静電荷現像用ト
    ナーの製造方法。
JP62307476A 1987-12-07 1987-12-07 静電荷現像用トナーの製造方法 Expired - Lifetime JPH0820762B2 (ja)

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