JPH0359674A

JPH0359674A - 静電荷像現像用トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH0359674A
Application number: JP1195621A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kanda; 仁志神田; Masakichi Kato; 政吉加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-03-14
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07109523B2

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〕本発明は結着樹脂を有する固体粒子の粉砕・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に関する。

〔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にトナーが使用される。

最終製品が微細粒子であることが要求される静電荷像現
像用トナーの製造に於ける原料固体粒子を粉砕、分級し
て最終製品を得る工程については、従来、第９図のフロ
ーチャートにより示される方法が一般に採用されている
。その方法は、結着樹脂、着色剤（染料、顔料又は磁性
体等）の如き所定材料を溶融混練し、冷却して固化させ
た後粉砕し、粉砕された固体粒子群を原料の粉砕物とし
ている。

粉砕物は、第１分級手段に連続的又は逐次供給されて分
級され、分級された規定粒度以上の粗粒子群を主成分と
する粗粉体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。

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
成分とする粉体ば第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
群を主成分とする粗細粉体とに分級される。例えば重量
平均粒径が１０〜１５μｍであり且つ５μｍ以下の粒子
が１％以下である粒子群を得る場合は、粗粉域を除去す
るための分級機構を備えた衝撃式粉砕機或いはジェット
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。重
量平均粒子径は、例えばコールタエレクトロニクス社（
米国）製のコールタカウンターによる測定結果の表現方
法である。以下、重量平均粒子径を単に「平均粒径」と
いう。

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
の粗粉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。また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、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すという問題点がある。

第１分級手段としては、分級室に供給した粉体に高速旋
回渦流を生起させて、微粉群と粗粉部に遠心分離する型
式の分級機が広く一般的に用いられている。このような
分級機では、分級室に流入する粉体原料が、該分級室に
おいて旋回状に流動するとき、粉体原料の各粒子には遠
心力と内向き方向の空気抵抗力が作用し、この遠心力と
空気抵抗力の均衡によって分級点が決定される。

分級室の外側には大きな粒子が旋回し、小さな粒子は内
側を旋回することになる。分級室の底部中央と外周部の
各々に粉体排出口を形成することによって微粉群と、粗
粉群とを分離捕集（分級）することができる。

このような気流分級機では、分級室内において粉体原料
が、充分に分散されて、−次粒子になっていることが分
級精度を上げる上で重要である。

この種の分級機としては、井伊谷式分級機やクラシフロ
ンが提案されている。しかし、このタイプの分級機では
、分級点のコントロールが極めて困難であり、分散が悪
く、高松じん濃度では分級精度が悪い、という問題点が
あった。この問題点を改良するために種々の提案がなさ
れている。例えば、特開昭５４−４８３７８号公報また
は特開昭５４−７９８７０号公報に記載された提案があ
る。実用化され分級機として、ＤＳセパレーターの名称
で市販されている分級機をあげることができる。この種
の分級機においては、分級点のコントロールは可能にな
ったが、サイクロン部を介して分級室に粉体が供給され
るため、粉体が濃縮されて、分級室に入ることになり、
粉体の分散が不充分になる傾向があった。そのため、分
級効率の低下を引き起こしていた。添付図面中の第１０
図及び第１１図を参照しながら、従来装置についてさら
に説明する。

第１Ｏ図は従来装置の外表面の概略図であり、第１１図
は従来装置の概略的断面図である。

第１０図及び第１１図において、１は本体ケーシングで
あり、２は該ケーシング１の下部に接続した下部ケーシ
ングであって、その下部にホッパー３とを備えており、
本体ケーシングｌの内部には、分級室４が形成されてい
る。本体ケーシングｌの上部に案内筒１０が起立し、こ
の案内筒１０の上部外周面に供給筒９が接続されている
。案内筒１０内の下部に中央が高い円錐状（傘状）の排
出案内板１５が取りつけられており、この排出案内板１
５の下縁外周囲に環状の供給溝１１が形成されている。

分級室４の底部には、中央部が高い円錐状（傘状）の分
級板５が具備されており、この分級板５の下縁外周囲に
環状の粗粉排出溝６が形成されており、また分級板５の
中央部には微粉排出ロアが形成されている。

分級室４の下部周壁外周囲には、空気（エア）が流入す
るための気体流入口８が具備されており、この気流流入
口８は、通常複数枚の羽根形状の分級ルーパー１４の間
隙により構成されている。気体流入口８より導入される
エアの向きは、分級室４において旋回しながら下降する
粉体材料の旋回方向に噴出するように分級ルーパー１４
により調節され、粉体材料を分散させ、且つ旋回速度が
加速させるようになっている。

第５ｂ図に第１Ｏ図及び第１１図のｍ−ｍ視断面図を示
す。第５図に示される気流流入口８は、−具体例であり
、分級ルーパーの形状を変えることも可能である。該分
級ルーパー１４間の間隔は調整可能であり、この間隔を
変えることにより、分級室４内の粉体の旋回速度を変化
させ、分級点を変えることができる。また分級室４の高
さも調整可能である。このような従来の気流分級機にお
いて、供給筒９から案内筒１０に気流により圧送された
粉体原料は、案内筒１０の内部外周囲を旋回しながら下
降し、環状の供給溝１１より分級室４内に旋回流入され
る。分級室４内では、各粒子に作用する遠心力により粗
粉群と微粉群とに遠心分離される。しかしながら、従来
の装置では原料粉体が案内筒内壁に遠心力により濃縮さ
れながら分級室４内に供給されることから、粉体粒子の
分散が不充分であり、又、粉体はサイクロンと同様に案
内筒の内で帯状にラセンをえかいて降下するので分級室
へ供給される濃度も場所により不均一であり、充分な分
級精度が得られなかった。すなわち微粉が凝集体を形成
する場合や、粗粉に微粉が付着している場合、分散が不
充分であると、微粉が粗粉群側に混入する傾向が高まる
。更に、分散が不充分であると分級室４内の粉じん濃度
が不均一になり、分級精度そのものが悪化し、得られる
分級製品の粒度分布が幅広のものになるという問題点が
生起する。この傾向は粉体原料の粒度が細かくなればな
るほど顕著になる。

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ととも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
となる。

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繁雑になリ、分級収率の
低下を引きおこし、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
さくなればなる程、顕著になる。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の静電荷像現像用トナーの製造方法に於
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。本発明の目的は、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
を提供することにある。

本発明の他の目的は小粒径（例えば２〜８μｍ）の品質
の良いトナーを効率良く製造する方法を提供することに
ある。

本発明の目的は、結着樹脂、着色剤および各種添加剤か
らなる混合物を溶融混練し、溶融混合物を冷却後、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
有する微細粒子製品（トナーとして使用される）を効率
的に、収率良く製造する方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の方法は、粉砕物を原料とするものであって、第
１図はその方法の概要を示すフローチャートである。本
発明の方法は、粉砕原料から粗粉域を除去する目的の第
１分級手段に供給し、分級された粗粒子群は適宜の粉砕
手段に送られ、粉砕された後に再度第１分級手段に戻さ
れる。粗粒子群を除去された細粉は、多分割分級域に送
って少なくとも大粒径区分（規定粒径以上の粒子を主成
分とする粗粉体）、中粒径区分（規定内粒径の粒子を主
成分とする中粉体）、そして小粒径区分（規定粒径以下
の粒子を主成分とする細粉体）の３種の粒径区分に分級
される。大粒径区分の粒子群は粉砕原料と共に第１分級
手段に導入し、再度粉砕手段により粉砕してもよい。ま
た大粒径区分の粒子群及び小粒径区分の粒子群は、溶融
工程に循環して再利用してもよい。

各粒径区分の粒子群は前記多分割分級域から適宜の取り
出し手段によりそれぞれ取り出す。

中粒径区分からの粒子群は好適な粒度分布のものであっ
て、そのままトナーとして使用可能である。

分級される粉体の真比重は約０．５〜２．０、好ましく
は０．６〜１．７であることが分級効率の上で好ましい
。

例えば、中粉体として重量平均径１１μ（粒径５．０４
μ以下の粒子を０．５重量％含有し粒径２０．２μ以上
の粒子の含有量は０．１重量％以下であり実質的に含有
していないとみなし得る）のトナー粉を得ようとする場
合、多分割分級手段に導入する粒子群の粒径を粒径２０
．２μ以上の粒子の含有量が１５重量％以下、好ましく
は３〜１０重量％になるように、粉砕を行うことが粉砕
効率を良くする上で、また分級収率を上げる上でも好ま
しい。

前記第１分級手段として、例えば、第２図（装置外表面
を示す）及び第３図（装置縦断正面図を示す）に示す形
式のものを例示し得る。

第２図及び第３図において、１は本体ケーシングを示し
、２は該ケーシングｌの下部に接続した下部ケーシング
であって、その下部にホッパー３とを具備し、本体ケー
シングｌの内部には分級室４が形成されている。本体ケ
ーシングｌの上部に案内筒１０が起立し、この案内筒１
０の上部外周囲に供給筒９が接続されている。案内筒１
０内の下部に中央部が高い円錐状（傘状）の排出案内板
１５が取りつけられており、排出案内板１５の下縁外周
囲に環状の供給溝ｔｉが形成されている。分級室４の底
部には、中央部が高い円錐状（傘状）の分級板５が具備
されており、この分級板５の下縁外周囲に環状の粗粉群
を排出するための粗粉排出溝６が形式され、また分級板
５の中央部には微粉群を排出するための微粉排出ロアが
形式されている。分級室４の上部周壁外周囲には気流流
入手段として気体流入口１２が設けられている。該気体
流入口１２を構成する手段は限定されるものではないが
、好ましい一例として複数枚の羽根形状の分散ルーパー
１３の間隙により構成されているものを挙げることがで
きる。第４図に第２図及び第３図のＩ−Ｉ視断面図を示
す。第４図に示すように、気体流入口１２より導入され
るエア１６の向きは、案内筒１０の内部外周囲を旋回し
ながら下降し、環状の供給溝１１より分級室４内に旋回
流入する粉体材料の旋回方向に噴出するように分散ルー
パー１３により調節される。ルーパー１３により形成さ
れる気流流入手段は、分級室４に流入した直後の粉体を
積極的に分散して粉体の凝集物を少なくし、さらに粉体
を加速する役割をはたしている。これにより、粉体の分
級精度が格段に向上する。分級室４の下部周壁外周囲に
は、空気を流入させるための気体流入口８が具備されて
いる。この気体流入口８は第５ａ図に示すように複数枚
の羽根形状の分級ルーパー１４の間隙により構成されて
いる。

気体流入口８より導入されるエア１７の向きは、分級室
４を旋回しながら下降する粉体材料の旋回方向に噴出す
るように分級ルーパー１４により調節され、粉体材料を
再度分散させ、かつ旋回速度を加速させるようになって
いる。

分級ルーパー１４間の間隔及び分散ルーパー１３間の間
隔は調整可能であり、分級ルーパー１４及び分散ルーパ
ー１３の高さも適宜に設定することが可能である。

本発明の構成によると、案内筒１０の内壁に遠心力によ
り濃縮されて、環状の供給溝１１より分級室４内に旋回
流入する粉体材料が気体流入口１２より流入するエア１
６により分散され、かつ旋回力を加速されて分級室下部
に旋回落下し、分級室下部においては、気流流入口８よ
り流入するエア１７により旋回力をさらに加速されて、
粗粉群と微粉群とに効率よく分級される。この分級室４
内の粉体原料の分散状態が分級性能に非常に影響を及ぼ
す。従来の気流分級機では、精度の高い分級をおこなう
ためには、この分散が不充分であり、本発明では、この
問題点を分級室上部に気体流入口１２を設けることによ
り解消するものである。分級室上部に設ける気体流入口
１２は分級室４の全高の中央より上部に設けるのが好ま
しく、環状の供給溝１１の下に設けるのが好ましい。空
気流入口１２より流入するエア１６の風速は、分級室下
部の気流流入口８より流入するエア１７の風速と同等も
しくは遅い速度になるように調整することが好ましい。

これは、気体流入口１２より流入するエア１６は粉体を
構成する粒子を分散させることを主目的としており、−
方、気体流入口８より流入するエア１７は粒子に強い旋
回力を与え、遠心力の違いにより粗粉群と微粉群とに分
級するために導入させるという技術思想に基づいている
。

空気流入口１２の開口面積の総和をＡ（ｃｒｔｆ）、空
気流入口８の開口面積の総和をＢ（ｃｒｔｆ）とすると
Ａ及びＢが次の式を満足するように１≦−≦２０開口面
積を調整することが、分級性能の向上の上で好ましい。

本発明の分級機は分級室上部に空気流入口を設けること
を特徴としており、該空気流入口の下部の構成は第２図
及び第３図に例示した構成のみに限定されるものではな
い。

本発明の装置では分級室内で、各粒子が一次粒子まで充
分に分散される傾向が極めて高いため、分級効率が良く
、本発明の装置により分級された粒子群は精緻な粒度分
布を有している。また、本発明の装置では対象とする分
離粒子径を従来装置より小さくすることも可能である。

本発明の第１分級手段としての気流分級装置は第１図の
フローチャートに示すように、粉砕機とつないで用いる
が、この場合、本発明の気流分級機に粉砕原料を供給し
、ある規定粒度以上の粗粉は粉砕機に導入し、粉砕後に
再度、気流分級機に循環させる。規定粒度以下に粉砕さ
れた粒子は気流分級機から適宜の取り出し手段により取
り出され、多分割分級手段に送られる。このような粉砕
システムにおいて、従来方式の気流分級機では、分級室
内の粉体の分散が不充分なため、極微粒子で構成される
凝集体、あるいは、粗粉に付着しいている微粒子を完全
にほぐすことは困難であり、かかる凝集体は、分級時に
粗鳩群側へ混入し、粉砕機に再度循環されるため、過粉
砕を引き起こし、粉砕効率の低下を招く傾向があった。

かかる問題点に対し、本発明の、−活流分級装置では分
散室内の粒体の分散が充分に行われるため、かかる凝集
体をほぐすことができ、粗粉群への混入を防止して微粉
粒子は微粉として取り除かれるため、粉砕効率をより向
上させることができる。

本発明の分級装置は、粉体の粒径が小さい程、又分級室
の粉塵濃度の高いほど効果が顕著であり、特に１０μｍ
以下の領域に効果的であり、本発明の如。

く粉砕機と結合した使い方においてはより効果的である
。

前記多分割分級域を提供する手段として、例えば、第６
図（断面図）及び第７図（立体図）に示す方式の多分割
分級機を具体例の１つとして例示し得る。第６図及び第
７図において、側壁は２２．２４で示される形状を有し
、下部壁は２５で示される形状を有し、側壁２３と下部
壁２５にはそれぞれナイフエッチ型の分級エッヂ３７，
１８を具備し、この分級エッヂ３７．　１８により、分
級ゾーンは３分画されている。側壁２２下の部分に分級
室に開口する原料供給ノズル３６を設け、該ノズルの底
部接線の延長方向に対して下方に折り曲げて長楕円弧を
描いたコアンダブロック２６を設ける。分級室上部壁２
７は、分級室下部方向にナイフエッチ型の人気エッヂ１
９を具備し、更に分級室上部には分級室に開口する人気
管３４．３５を設けである。また、人気管３４、３５に
はダンパの如き第１．第２気体導入調節手段２０．２１
及び静圧計２８．２９を設けである。分級エッヂ３７．
　１８及び人気エッヂ１９の位置は、被分級処理原料の
種類により、又所望の粒径により異なる。また、分級室
底面にはそれぞれの分画域に対応させて、室内に開口す
る排出口３１．　３２゜３３を設けである。排出口３１
，３２．３３には、それぞれバルブ手段の如き開閉手段
を設けてもよい。

原料供給ノズル３６は直角筒部と角錘筒部とから威り、
直角筒部の内径と角錘筒部の最も狭った箇所の内径の比
を２０：ｌ乃至１：１１好ましくは１ｏ：１から２＝１
に設定すると、良好な導入速度が得られる。

以上のように構成してなる多分割分級域での分級操作は
次のようにして行う。すなわち、排出口３１．３２．３
３の少なくとも１つを介して分級域内を減圧し、分級域
内に開口する原料供給ノズル３６中を該減圧によって流
動する気流によって流速５０ｍ／秒、ないし３００　ｍ
　７秒の速度でトナー粉原料を原料供給ノズル３６を介
して分級域に供給し、入気口３４上部近傍の静圧ＰＩの
絶対値が１５０　ｍ　ｍ　ａ　４以上、好ましくは２０
０　ｍ　ｍ　ａ　４以上になるように第１気体導入調節
手段２０で調節し、人気口３５上部近傍の静圧Ｐ２の絶
対値が４０　ｍ　ｍ　ａ　４以上、好ましくは４５〜７
０　ｍ　ｍ　ａ　ｐになるように第２気体導入調節手段
２１で調節し、静圧Ｐ、の絶対値１ｐ＋１と静圧Ｐ２の
絶対値ＩＰ２１が下記式１式％となるように調節する。静圧Ｐ２の絶対値は、４５〜７
０　ｍ　ｍ　ａ　ｑの範囲にすると、微粉体及び粗粉体
が分級域内でより広く分散するために分級点を調整しや
すいので好ましい。

ＰｌとＰ２がＩＦ　１１　１Ｐ　２１＜１００になると
、分級精度が低下し、微粉域を精緻に除去することがで
きなくなり、得られる製品の粒度分布が幅広い分級品に
なる。また、流速５０ｍ／秒以下の速度でトナー粉原料
を分級域に供給するとトナー粉原料の凝集を充分にほぐ
すことができず、分級収率、分級精度の低下を引き起こ
す。また、流速３００ｍ／秒以上の速度でトナー粉原料
を分級域に供給すると、粉体同志の衝突により粒子が粉
砕され、微粒子を生成するため分級収率の低下を引き起
こす傾向がある。

供給されたトナー粉原料はコアンダ効果によりコアンダ
ブロック２６の作用と、その際流入する空気の如き気体
の作用とにより湾曲線３０を描いて移動し、それぞれの
粒径の大小及び重量の大小に応じて、分級される。粒子
の比重が同一であるとすると大きい粒子（粗粒子）は気
流の外側、すなわち分級エッヂ１８の左側の第１分画に
分級され、中間の粒子（規定内の粒径の粒子）は分級エ
ッヂ１８と３７の間の第２分画に分級され、小さい粒子
（規定粒径以下の粒子）は分級エッヂ３７の右側の第３
分画に分級される。分級された大きい粒子は排出口３Ｉ
より排出され、中間の粒子は排出口３２より排出され、
小さい粒子は排出口３３よりそれぞれ排出される。第２
分画域に分級される粒子の平均粒径は約１−１５μ隻な
るように分級条件を調整するのが好ましい。

上述の方法を実施するには、通常相互の機器をパイプの
如き連通手段等で連結してなる一体装置システムを使用
するのが通常であり、そうした装置の好ましい例を第８
図に示す。第８図に示す一体装置は、３分割分級機１０
１（第６図及び第７図に示される形式のもの。詳細は先
に説明のとおりである。）、定量供給機１０２、定量供
給機１１０、振動フィーダー１０３、捕集サイクロン１
０４、捕集サイクロン１０５、捕集サイクロンｌＯ６、
捕集サイクロン１０７、粉砕機１０８、第１分級機１（
第２図及び第３図に示される形式のもの）を連通手段を
連結してなるものである。

この装置において、いわゆるトナー粉原料は、定量供給
機１０２を介して第１分級機１に導入され、粗粉域を除
去された細粉は捕集サイクロン１０７を介して、定量供
給機１１０に送りこまれ、ついで振動フィーダー１０３
を介し原料供給ノズル３６を介して３分割分級機１０１
内に導入される。第１分級機１で分級された粗粉粒子群
は、粉砕機ｌＯ８に送り込まれて、粉砕されたのち、新
たに投入される粉砕原料とともに再度第１分級機１に導
入される。３分割分級機１０１への導入に際しては捕集
サイクロン１０４゜１０５及び／又は１０６の吸引力を
利用して、粉砕物・を５０〜３００　ｍ　７秒の流速で
吸引導入する。

・ｉ分級機１０１の分級域を構成する大きさは通常（１０〜
５０ｃｍ〕×〔１０〜５０ｃｍ〕なので、粉砕物は０．
１〜０．０１秒以下の瞬時に３種以上の粒子群に分級し
得る。そして、３分割分級機１０１により、大きい粒子
（規定粒径以上の粒子）、中間の粒子（規定内の粒子径
の粒子）、小さい粒子（規定粒径以下の粒子）に分割さ
れる。その後、大きい粒子は排出導管３１を通って、捕
集サイクロン１０６を介して、粉砕原料を保有している
定量供給機１０２に本フローの如く戻してもよい。

中間の粒子は、排出導管３２を介して系外に排出され捕
集サイクロン１０５で捕集されトナー製品５１となるべ
く回収される。小さい粒子は、排出導管３３を介して系
外に排出され捕集サイクロン１０４で捕集され、ついで
規定外粒径の微小粒４１として回収される。捕集サイク
ロン１０４．　１０５．　１０６は粉砕原料をノズル３
６を介して分級域に吸引導入するための吸引減圧手段と
しての働きをしている。

粉砕機１０８には、衝撃式粉砕機、ジェット粉砕機の如
き粉砕手段が使用できる。衝撃式粉砕機としてはターボ
工業社製ターボミル等が挙げられ、ジェットを利用した
粉砕機としては日本ニューマチック工業社製超音速ジェ
ットミルＰＪＭ−１１細川ミクロン社製ミクロンジェッ
ト等が挙げられる。

本発明の方法における多分割分級機としては、８鉄鉱業
社製エルボージェットの如きコアンダブロックを有し、
コアンダ効果を利用した分級手段が挙げられる。

従来の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を完全に除
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。

しかし以上、説明したように、本発明の方法は特定の多
分割分級手段により粗粉粒子群と微粉粒子群とを同時に
除去することができる。

そのため、粉砕終了時の粉体の粒度において、ある規定
粒度以上の粗粒子群がある割合で含まれていたとしても
、次工程の多分割分級手段で完全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
ることができ、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、微粉域を除去することも非常に効率よく行う
ことができ、分級収率を良好に向上させることができる
。

従来の中粉域と微粉域とを分級する目的の分級方式では
、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、中粉域から除去することが
困難であったが、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、コアンダ効果および／又は高速移
動に伴なう衝撃により凝集物が解壊されて微粉体として
は除去されるとともに、解壊を免れた凝集物があったと
しても粗粉域へ同時に除去できるため、凝集物を効率よ
く取り除くことが可能である。

また、本発明の方法によれば第１分級手段において粉体
の分散が充分に行われ、得られる粉砕品の粒度分布が精
緻となるため、最終的に得られる中粉体を収率よく得る
ことができる。

通常、静電荷像現像用トナーはスチレン系樹脂。

スチレン−アクリル酸エステル樹脂、スチレン−メタク
リル酸エステル樹脂ポリエステル系樹脂の如き結着樹脂
１着色剤（又は／及び磁性材料）、オフセット防止剤、
荷電制御剤の如き原料を溶融混練した後、冷却、粉砕９
分級を行うことにより製造される。この際、混練工程に
おいて各原料を均一に分散した溶融物を得ることが困難
なため、粉砕された粉砕物中には、トナー粒子として不
適な粒子（例えば、着色剤または磁性粒子を有していな
いもの或いは各種素原料単独粒子）が混在している。従
来の粉砕分級方法では粉砕分級過程において粒子の滞留
時間が長く、このため不適当な粒子が凝集しやすくなる
とともに、生じた凝集物を除去することが困難であった
。そのため、トナーの特性が低下していた。

本発明の方法は粉砕後に瞬時に３分画以上に分級を行う
ため、前記凝集物を生じ難く、また生じたとしても凝集
物を粗粉域へ除去することが可能なため、均一成分の粒
子でありかつ精緻な粒度分布のトナー製品を得ることが
できる。

本発明の方法によって得られるトナーは、トナー粒子間
またはトナーとスリーブ、トナーとキャリアの如きトナ
ー担持体との間の摩擦帯電量が安定である。従って現像
カブリや、潜像のエッチ周辺へのトナーの飛び散りが極
めて少なく、高い画像濃度が得られ、ハーフトーンの再
現性が良くなる。

さらに、現像剤を長期にわたり連続使用した際も初期の
特性を維持し、高品質な画像を長期間にわたり提供する
ことができる。さらに、高温高湿変度の環境条件での使
用においても、極微粒子及びその凝集物の存在が少ない
ので現像剤摩擦帯電量が安定で、常温常湿度と比較して
ほとんど変化がしないため、カブリや画像濃度の低下が
少なく、潜像に忠実な現像を行える。さらには得られた
トナー像は、紙の如き転写材への転写効率もすぐれてい
る。低温低温下条件の使用においても、摩擦帯電量分布
は常温常湿度のそれとほとんど変化なく、帯電量のきわ
めて大きいトナーの極微粒子成分が除去されているため
、画像濃度の低下やカブリもなく、ガサツキや転写の際
の飛び散りもほとんどないという特性を本発明の方法で
得られたトナーは有している。

粒径の小さな中粉体（例えば平均粒径３〜７μ）を製造
する際には、従来の方法よりも効率よく本発明は実施し
得る。

以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

なお、実施例中に示す粒度分布はコールタ−カウンター
により測定されたものである。

〔実施例１〕上記処方の混合物よりなるトナー原料をロールミルで約
１８０℃で約１．０時間溶融混線後、冷却して固化し、
ハンマーミルで１００〜１０００μの粒子に粉砕した。

得られた粉砕物を第２図、第３図に示す分級機に導入し
、第８図に示す分級装置システムに基づいて分級を行っ
た。

粉砕機は日本ニューマチック工業社製の超音速ジェット
ミルＩ−５型を用い、気流分級機１においては、第２図
、第３図に示す形式のものを用い、１Ｏｒｒ？　／　ｍ
　ｔ　ｎの風量で吸引し、分級室上部の気体流入口は縦
２ｃｍ、横０．２ｃｍのものを２０ケ所（総開口面積２
Ｘ０．２Ｘ２０＝８ｃ　ｒｒｆ）設定し、分級室下部の
気体流入口は縦２ｃｍ、横０．２ｃｍのものを°２０ケ
所（総開口面積２Ｘ０，２Ｘ２０＝８ｃｒｒｆ）設定し
、分級室の高さは１２ｃｍにした。１時間あたり２０ｋ
ｇの割合で原料を供給し、規定粒度以下まで粉砕された
ものを微粉体としてサイクロン１０７に送った。

サイクロン１０７の下部でサンプリングを行い、微粉体
の粒度を測定したところ、重量平均径１１．２μｍ（粒
径５，０４μｍ以下の粒子を５．０重量％含有し、粒径
２０．２μｍ以上の粒子を０．５重量％含有する）の粗
粉が精緻に分級されたものであった。

この微粉体を定量供給機１１０及び振動フィーダー１０
３を介して、１時間あたり２０ｋｇの割合で第６図。

第７図に示す多分割分級装置１０１に導入した。多分割
分級装置としてエルボ−ジェットＥＪ−５−３型機（８
鉄鉱業社製）を使用した。

導入に際しては、排出口３１，３２．３３に連通してい
る捕集サイクロン１０４．　１０５及び１０６の吸引減
圧による系内の減圧から派生する吸引力によって粉砕物
を約１００ｍ／秒の流速で供給ノズル３６に導入し、人
気口３４上部の静圧Ｐ１を−２９０ｍ　ｍ　ａ　ｑ　％
人気口３５上部の静圧Ｐ２を−７０ｍ　ｍ　ａ　ｑに調
節した。導入された粉砕物は０．０１秒以下の瞬時に分
級された。分級された中粉体を捕集する捕集サイクロン
１０５には重量平均径１２．０μｍ（粒径５．０４μｍ
以下の粒子を０．３重量％含有し、粒径２０．２μｍ以
上の粒子の含有量は０．１重量％以下であり、実質的に
含有していないとみなし得る）のトナーとして好ましい
中粉体が分級収率８５重量％で得られた。

ここでいう分級収率とは、供給された粉砕物原料の全量
に対しての最終的に得られた中粉体（製品）の量との比
率をさしている。得られた中粉体を電子顕微鏡で見たと
ころ、極微細粒子が凝集した約５μｍ以上の凝集物は実
質的に見出されなかった。

分級された粗粉体は捕集サイクロン６で捕集したのち定
量供給機２に導入した。

得られた中粉体をトナーとして使用し、疎水性シリカ０
．３重量％を混合して現像剤を調整し、複写機ＮＰ−２
７０ＲＥ　（キャノン製）に調整した現像剤を供給して
複写試験をおこなったところカブリのない細線現像性の
良好な複写画像が得られた。

〔実施例２〕上記処方の混合物よりなるトナー原料をロールミルで約
１８０℃で約１．０時間溶融混練後、冷却して固化し、
ハンマーミルで１００〜１０００μの粒子に粉砕した。

粉砕機は日本ニューマチック工業社製の超音速ジェット
ミルＩ−５型を用い、気流分級機ｌにおいては、第２図
、第３図に示す形式のものを用い１Ｏｒｒｒ　／　ｍ　
ｉ　ｎの風量で吸引し、分級室上部の気体流入口は縦２
　ｃ　ｍ　、横０．２ｃｍのものを２０ケ所（総開口面
積２Ｘ０．２Ｘ２０　＝８ｃ　ｒｔｒ）設定し、分級室
下部の気体流入口は縦２　ｃ　ｍ’　、横０．１ｃｍの
ものを２０ケ所（総開口面積２Ｘ０．Ｉ　Ｘ２０＝４ｃ
　ｒｒｆ）設定し、分級室の高さは１２ｃｍにした。１
時間あたり１５ｋｇの割合で原料を供給し、規定粒度以
下まで粉砕されたものを微粉体としてサイクロン１０７
に送った。

サイクロン１０７の下部でサンプリングを行い、微粉体
の粒度を測定したところ、重量平均径７．４μｍ（粒径
５．０４μｍ以下の粒子を１５．０重量％含有し、粒径
１２．７μｍ以上の粒子を１．４重量％含有する）の粗
粉が精緻に分級されたものであった。

この微粉体を定量供給機１１０及び振動フィーダー１０
３を介して、１時間あたり１５ｋｇの割合で第６図。

導入に際しては、排出口３１．　３２．３３に連通して
いる捕集サイクロン１０４，１０５及び１０６の吸引減
圧による系内の減圧から派生する吸引力によって粉砕物
を約１００ｍ／秒の流速で供給ノズル３６に導入し、人
気口３４上部の静圧Ｐ１を−２９０ｍ　ｍ　ａ　ｑ　。

人気口３５上部の静圧Ｐ２を一７０ｍｍａｑに調節した
。導入された粉砕物は０．０１秒以下の瞬時に分級され
た。分級された中粉体を捕集する捕集サイクロン１０５
には重量平均径８．０μｍ（粒径５．０４μｍ以下の粒
子を６．５重量％含有し、粒径１２．７μｍ以上の粒子
の含有量は０．１重量％以下であり、実質的に含有して
いないとみなし得る）のトナーとして好ましい中粉体が
分級収率８０重量％で得られた。

分級された粗粉体は捕集サイクロロン６で捕集したのち
定量供給機２に導入した。

〔比較例１〕実施例１と同様にして得た粉砕物を第９図に示す如く構
成された粉砕分級システムで分級した。

粉砕機は日本ニューマチック工業社製の超音速ジェット
ミルＩ−５型を用い、第１分級手段として第１０図、第
１１図に示す形式のものを用い、１０ｒｄ　／　ｍ　ｉ
　ｎの風量で吸引し、分級室下部の気体流入口は縦２ｃ
ｍ、横０．２ｃｍのものを２０ケ所設定し、分級室の高
さは８ｃｍにした。

１時間あたり２０ｋｇの割合で原料を供給した。得られ
た微粉体の粒度を測定したところ重量平均径１２．０μ
ｍ（粒径５，０４　μｍ以下の粒子を７．０重量％含有
し、粒径２０．２μｍ以上の粒子を４．０重量％含有す
る）の粗粉側に幅広な分布のものであった。

この微粉体を第２分級手段に導入し、中粉体と微粉体と
に分級した。第２分級手段は日本ニューマチック工業社
製ＤＳ５ＵＲを用いた。

得られた中粉体は重量平均径１２．８μ（粒径５．０４
μｍ以下の粒子を０．５重量％含有し、粒径２０．２μ
ｍ以上の粒子を５．０重量％含有する）を有し分級収率
７０重量％で得られ、生産効率において実施例１と比較
して劣っていた。

また、電子顕微鏡でみたところ、極微粒子が凝集した５
μ以上の凝集物が点在しているのが見出された。

得られた中粉体をトナーとして使用し、疎水性シリカ０
．３重量％を該トナーと混合して現像剤を調製し、複写
機ＮＰ−２７０ＲＥ　（キャノン製）に調製した現像剤
を供給して複写試験をおこなったところ実施例１で得ら
れた複写画像よりもカブリが多く、粗れた画像であった
。

〔比較例２〕実施例２と同様にして得た粉砕物を第９図に示す如く構
成された粉砕分級システムで分級した。

粉砕機は日本ニューマチック工業社製の超音速ジェット
ミルＩ−５型を用い、第１分級手段として第１０図、第
１１図に示す形式のものを用い、１０ｒｒ？　／　ｍ　
ｉ　ｎの風量で吸引し、分級室下部の気体流入口は縦２
ｃｍ、横０．１ｃｍのものを２０ケ所設定し、分級室の
高さは８ｃｍにした。

１時間あたり１５ｋｇの割合で原料を供給した。得たれ
た微粉体の粒度を測定したところ重量平均径８．３μｍ
（粒径５．０４　μｍ以下の粒子を１７．０重量％含有
し、粒径１２．７μｍ以上の粒子を６．２重量％含有す
る）の粗粉側に幅広な分布のものであった。

得られた中粉体は重量平均径８．５μ（粒径５．０４μ
ｍ以下の粒子を９．８重量％含有し、粒径１２．７μ以
上の粒子を７．５重量％含有する）を有し分級収率６８
重量％で得られ、生産効率において実施例２と比較して
劣っていた。

【図面の簡単な説明】

添付図面中、第１図は本発明の製造方法を説明するため
のフローチャートであり、第２図及び第３図は本発明に
おける第１分級手段を実施するための一興体例である分
級装置の外表面の概略図及び概略的縦断正面図を示し、
第４図は第３図におけるニーＩ挽断面図を示し、第５ａ
図は第３図における■−■視断面断面図し、第５ｂ図は
第１１図における■−■視断面断面図し、第６図及び第
７図は本発明における多分割分級手段を実施するための
一興体例である分級装置の断面図及び立体図を示し、第
８図は本発明の製造方法を実施するための分級装置シス
テムを示す概略図であり、第９図は従来の製造方法を説
明するためのフローチャートを示し、第１０図及び第１
１図は従来例の気流分級機の外表面の概略図及び概略的
縦断正面図を示す。１・・・・・・・・・・・・・本体ケーシング２・・・
・・・・・・・・・・下部ケーシング３・・・・・・・
・・・・・・・・・・ホッパー４・・・・・・・・・・
・・・・・・・・分級室５・・・・・・・・・・・・・
・・・・・分級板６・パ・・・・・・　・・　・　・粗
粉排出溝７・・・・・・・・・・　・・微粉排出シュー
ト８・・・・・・・・・・・・・・気体流入口９・・・
・・・・・　・・・・・・・・供給筒１０・・・・・・
・・・・・・・・・・案内筒１１・・・・・・・・・・
・・・・・・・供給溝１２・・・・・・・・・・・・・
・気体流入口１３・・・・・・・・・・・・・分散ルー
パー１４・・・・・・・・・・・分級ルーパー１５・・
・・・・・・・・・・・・・・・案内板１８、３７・・
・・・・・　・・・・・分級エッヂ１９・・・・・・・
　・・・・・入気エッヂ２２゜２８゜３１゜３４゜第１気体導入調節手段第２気体導入調節手段２３、２４・・・・・・・・・・・・・側壁下部壁コアンダブロック上部壁２９・・・・・・・・・・・・・・静圧計固体粒子飛散
方向３２、３３・・・・・・・・・・・・排出口３５・・・
・・・・・・・・・・・入気口原料供給ノズル・・・・・・・・・・・・・３分割分級機定量供給機振動フィーダー捕集サイクロン捕集サイクロン捕集サイクロン捕集サイクロン粉砕機定量供給機２り

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する組成物
を溶融混練し、混練物を冷却固化し、固化物を粉砕して
粉砕原料を生成し、生成した粉砕原料を分級してトナー
粉を製造する方法において、粉砕原料を第１分級手段へ導入して粗粉と細粉とに分級
し、分級された粗粉を粉砕手段へ導入して粉砕したのち
第１分級手段へ循環し、分級された細粉は分画手段によ
り少なくとも３つに分画されてなる多分割分級手段に導
入し、粒子群をコアンダ効果により湾曲線的に降下せし
め、第１分画域に所定粒径以上の粒子群を主成分とする
粗粉体を分割捕集し、第２分画域に所定粒径範囲の粒子
群を主成分とする中粉体を分割捕集し、第３分画域に所
定粒径以下の粒子群を主成分とする微粉体を分割捕集し
て、トナー粉を製造する方法において、該第１分級手段が分級室の上部に粉体を供給するための
供給口が形成され、該分級室の下部には、円錐状の中央
部が高い分級板が具備されており、該分級板の下縁外周
囲に粗粉群を排出するための粗粉排出口が設けられてお
り、該分級板の中央部には、微粉群を排出するための微
粉排出口が設けられており、該分級室の上部外周囲に粉
体を気体の旋回流により分散させるための気体流入手段
が具備されており、該分級室下部には粉体を分級するた
めの気体の旋回流を生じさせるための気体流入口が設け
られている気流分級機であり、該多分割分級手段が粗粉領域に分級された粗粉を排出す
るための第１排出口、中粉領域に分級された中粉を排出
するための第２排出口及び微粉領域に分級された微粉を
排出するための第３排出口のうち少なくとも１つを介し
て分級域内を減圧し、分級域内に開口する供給ノズル口を有する供給管中を該
減圧によって流動する気流によって流速５０ｍ／秒ない
し３００ｍ／秒の速度でトナー粉原料を該供給ノズル口
を介して分級域に供給し、該供給ノズル口に近い側にある、分級域に開口する第１
気体導入口を有する第１気体導入管内の第１気体導入口
上部近傍の静圧Ｐ＿１の絶対値が１５０ｍｍａｑ以上に
なるように第１気体導入調節手段で調節し、該供給ノズル口から第１気体導入口よりも遠い側にある
分級域に開口する第２気体導入口を有する第２気体導入
管内の第２気体導入口上部近傍の静圧Ｐ＿２の絶対値が
４０ｍｍａｑ以上になるように第２気体導入調節手段で
調節し、静圧Ｐ＿１の絶対値｜Ｐ＿１｜と静圧Ｐ＿２の絶対値｜
Ｐ＿２｜が下記式｜Ｐ＿１｜−｜Ｐ＿２｜≧１００を満たす条件下で分級することを特徴とする静電荷像現
像用トナーの製造方法。