JPH05127418A - トナー製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー製造方法及びその装置に関するもので
あり、製造工程の簡略化、混練による定着性低下の防
止、並びに、トナーの顔料及び染料の分散状態及び粒径
の均一化を図ることを目的とする。 【構成】 所定の膜厚のフィルムあるいは所定の線径の
線に形成された未硬化の合成樹脂１の表面に微粉末状の
顔料及び帯電制御剤の混合物２を付着させ、硬化させた
後、微粉砕するようにする。更に具体的には、チューブ
状に押し出された未硬化の合成樹脂１の中空部に微粉末
状の顔料及び帯電制御剤の混合物２を含ませた加圧ガス
を吹き込み、該加圧ガスによって風船状に膨らんだ合成
樹脂１の内面に上記加圧ガスによって吹き込まれた混合
物２を付着させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー製造方法及びそ
の装置に関し、特に、帯電特性に優れたトナー製造方法
及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トナーの製造工程は、例えば図
４に示すように、合成樹脂と、顔料と、帯電制御剤とし
ての染料と、その他の添加剤とを混合する予備混合、混
練、冷却、粗砕、微粉砕、分級、外添の工程を経て作ら
れ、一成分トナーの場合には更に充填工程を経て製品と
して出荷され、二成分トナーの場合には、キャリアと混
合した後（キャリアとは別体の場合もある）した後充填
工程を経て製品として出荷される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来のトナー製造
方法においては、顔料及び染料を合成樹脂中に分散させ
るため、予備混合と混練とを行っているが、顔料及び染
料を完全に均一に合成樹脂中に分散させようとして混練
を多くすれば合成樹脂の分子量が小さくなりすぎ、定着
性が低下するという問題がある。反対に所定以上に定着
性を維持するために混練度を低く抑えると、顔料及び染
料の分散性が低くなり、トナーの帯電性や粒径にむらが
生じるという問題がある。

【０００４】また、顔料及び染料を分散させた合成樹脂
を冷却によって硬化させた後、５〜１３μｍ程度のトナ
ー粒子の大きさに破砕する手順が粗砕と微粉砕との２段
階になっており、更に、トナーの粒子を５〜１３μｍ程
度に揃えるために分級をしなければならないので、工程
数が多く、コストダウンを図る上で不利である。

【０００５】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは製造工程の簡略化、
混練による定着性低下の防止、並びに、トナーの顔料及
び染料の分散状態及び粒径の均一化を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトナー製造
方法は、上記の目的を達成するため、例えば図１に示す
ように、所定の膜厚のフィルムあるいは所定の線径の線
に形成された未硬化の合成樹脂１の表面に微粉末状の顔
料及び帯電制御剤の混合物２を付着させ、硬化させた
後、微粉砕することを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係るトナー製造装置は、上
記のトナー製造方法を実施するため、例えば図１に示す
ように、スクリュ押出機Ｃと、スクリュ押出機Ｃに加圧
ガスを供給する加圧ガス供給手段Ａと、加圧ガスに微粉
末状の顔料及び帯電制御剤の混合物２を混入する混合器
Ｍとを備え、上記スクリュ押出機ＣのダイＤが、環状の
樹脂出口３と、その内周縁からロート状に広がるガード
４と、ガード４の内側に開口させた加圧ガス吹き込み口
５と、樹脂出口３からチューブ状に押し出された合成樹
脂１の中空部に加圧ガス吹き込み口５から吹き込んだ加
圧ガスを排出するニップル６とを有することを特徴とし
ている。

【０００８】更に、本発明に係るトナーは、上記の目的
を達成するため、所定の膜厚のフィルムまたは所定の線
径の線に形成された合成樹脂１と、未硬化状態の該合成
樹脂１の表面に付着させた微粉末状の顔料及び帯電制御
剤の混合物２とを含む複合物を微粉砕して得ることを特
徴とする。

【０００９】上記の目的を達成するため、本発明に係る
トナーは、例えば図１に示すように、合成樹脂１と、該
合成樹脂１の表面に付着させた微粉末状の顔料及び帯電
制御剤の混合物２とを微粉砕して得られることを特徴と
する。

【００１０】

【作用】本発明のトナー製造方法においては、所定の膜
厚のフィルムあるいは所定の線径の線に形成された未硬
化の合成樹脂１の表面に微粉末状の顔料及び帯電制御剤
の混合物２を付着させるので、合成樹脂１中に混合物２
を分散させるためにこれらを予備混合して混練する必要
がなくなる。

【００１１】また、合成樹脂１と、該合成樹脂１の表面
に付着させた微粉末状の顔料及び帯電制御剤の混合物２
とを微粉砕するので、その膜厚あるいは線径をトナー粒
子径程度に制御することにより、１回の微粉砕処理によ
って所要の粒径のトナーを得ることができるとともに、
粒径のばらつきを少なくできる。

【００１２】更に、未硬化の合成樹脂１を順送りするこ
とにより、未硬化の合成樹脂１の表面に均一に混合物２
を付着させることができ、均一に混合物が付着した複合
物を破砕することにより、均一に混合物が合成樹脂１に
付着し、しかも、その付着状態が均一なトナーを得るこ
とができる。

【００１３】本発明のトナー製造装置においては、合成
樹脂１をチューブ状に押し出してその中空部に加圧ガス
を吹き込むことにより、未硬化の合成樹脂１が風船状に
膨らんでその膜厚が所定の厚さに制御される一方、加圧
ガスに含ませた顔料及び染料の混合物２を吹きつけて未
硬化の合成樹脂１の内表面に付着させることができ、本
発明の一態様を実施することができる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例に係るトナーの製法及びそ
の製造装置を図面に基づき具体的に説明すれば、以下の
通りである。

【００１５】図１は本発明の一実施例に係るトナー製造
プラントの構成及びトナー製造方法の手順を示す原理図
であり、図２はその工程を示すフロー図である。図１に
示すように、このトナー製造プラントは、トナーの合成
樹脂（レジン）を溶解して押し出すスクリュ押出機Ｃを
備える。

【００１６】樹脂としては、次のような特性を有するこ
とが必要とされる。すなわち、熱あるいは適当に設定さ
れた圧力で流動性を持つこと、カーボンその他の顔料を
分散できること、他の樹脂とのブレンドが可能なこと、
なるべく透明であること、なるべく熱分解温度が高いこ
と、帯電制御剤等の添加により正または負の帯電が可能
であること、微粉末化が可能であること、長期間にわた
って劣化、変質等が起こらず安定であること等が必要と
される。

【００１７】樹脂としては、このような特性を有する樹
脂であれば特に限定はされず、例えばポリスチレン系樹
脂、アクリル及びアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂
等を使用することができる。

【００１８】合成樹脂１の配合量は、トナー全量に対し
て８０〜９０重量％とされ、樹脂特性を改良するための
微量、すなわち、トナー全量に対して１〜５重量％の添
加剤を添加することは妨げない。

【００１９】この実施例では、合成樹脂１としてポリエ
ステル樹脂を使用し、その配合量はトナー全量に対して
９３重量％としている。上記スクリュ押出機Ｃは、ホッ
パー１１から加熱シリンダ１２内のシリンダ室１３内に
投入された合成樹脂１をスクリュー１４で送る間にヒー
タ１６で加熱して溶解させ、ブレーカプレート１５を介
してダイＤに押し出すように構成される。

【００２０】このダイＤは、環状の樹脂出口３と、その
内周縁からロート状に広がるガード４と、ガード４の内
側に開口させた加圧ガス吹き込み口５と、加圧ガス吹き
込み口５からチューブ状の合成樹脂１の中空部に吹き込
んだ加圧ガスを排出するニップル６とを有する。

【００２１】加圧ガス吹き込み口５は、加圧された乾燥
窒素ガス（露点温度−６５℃の市販品）を供給する加圧
ガス供給手段Ａに混合器Ｍを介して接続され、この混合
器Ｍによって加圧ガスに所定量の微粉末状の顔料及び帯
電制御剤である染料の混合物２が混入される。

【００２２】加圧ガスとしては加圧空気、あるいは加圧
された炭酸ガス等の不活性ガスを使用することが可能で
あるが、これらはいずれも窒素ガスよりも高価であるの
で、不利である。また、加圧空気を使用する場合には空
気中の水分がトナーに付着して帯電性を損なわせるおそ
れがあるとともに、トナーを酸化劣化させるおそれがあ
るので、一層不利になる。

【００２３】顔料としては、従来公知のものを含めて各
種の有機或いは無機顔料を全て使用することができる。
有機顔料は、不溶性色素とレーキとに分類され、また、
無機顔料は天然鉱物と人造無機化合物とに分類され、一
般的には色別に白色顔料、黄色顔料、赤色顔料、紫色顔
料、青色顔料、緑色顔料、黒色顔料等に分類される。

【００２４】一般によく使用されている黒色顔料は、カ
ーボンブラックと呼ばれ、チャンネルブラック、ファー
ネスブラック、アセチレンブラック、アントラセンブラ
ック、油煙、松煙、黒鉛等が代表的である。

【００２５】これ等の顔料は粒径がほぼ、０．数μｍか
ら数μｍ程度の微粒子状であることが好ましく、その配
合量は、トナー全量に対して５〜１５重量％の範囲とさ
れる。

【００２６】この実施例では、顔料としてはカーボンブ
ラックを使用し、その配合量はトナー全量に対して３重
量％としている。染料としては、アゾ系含金染料、ニグ
ロシン系染料、脂肪酸金属塩、含金染料等を使用するこ
とができ、その配合量はトナー全量に対して１〜１０重
量％の範囲とされる。

【００２７】この実施例では、染料としてニグロシン系
染料を使用し、その配合量は３重量％としている。な
お、顔料及び染料にトナー全量に対して１〜５重量％の
添加物、例えば疎水シリカ、アルミナ、金属石鹸、フッ
化物、ポリフッ化ビニリデン等の表面処理剤等を添加す
ることは妨げない。

【００２８】また、顔料と染料とは別々に乾燥窒素ガス
中に分散させてもよいが、ここでは予め顔料と染料とを
混合して混合物２を形成し、この混合物２を混合器Ｍに
よって乾燥窒素ガス中に分散させている。

【００２９】加圧ガス吹き込み口５からチューブ状の合
成樹脂１の中空部に吹き込まれた乾燥窒素ガスは急激に
膨張し、未硬化の合成樹脂１を風船のように膨らませ
る。未硬化の合成樹脂１の膜厚は、スクリュ押出器Ｃの
押出量を一定にしておけば、乾燥窒素ガスの圧力を調整
することにより、０．数μｍオーダーで制御することが
可能であり、製造されるトナーの粒径を５〜１３μｍと
するためにはその膜厚を５〜１３μｍとすればよい。こ
こでは、合成樹脂の膜厚が５〜７．５μｍとなるように
調整している。

【００３０】溶融され、押し出された合成樹脂１は、加
圧ガス及び大気と接触する間に冷却され次第に硬化する
が、硬化しきる前に、加圧ガスとともに噴き出された混
合物２が合成樹脂１の内表面に付着する。

【００３１】この実施例では、ダイＤから押し出された
合成樹脂１の周囲にヒータ８を設けて、合成樹脂１の硬
化を抑制し、十分な量の混合物２が合成樹脂１の内表面
に付着するようにしている。

【００３２】また、合成樹脂１はキャプスタン７を通過
する時に両側から加圧され、図３に示すように、内表面
に付着した混合物２が合成樹脂１に食い込むように圧着
される。これにより、合成樹脂１の内表面どうしが直接
に圧着することが防止されるとともに、混合物２が強固
に合成樹脂１に接着されることになる。この状態では合
成樹脂１と混合物２との複合物の厚さは１０〜１５μｍ
になる。

【００３３】この後、混合物２を付着させた合成樹脂１
を微粉砕機にかけて微粉砕すると、合成樹脂１は簡単に
混合物２の層を一つの境にして見掛け粒径５〜１３μｍ
の微粉末に破砕され、分級機によって粒径５μｍ以下の
粒子を除去することにより、見かけ粒径が８〜１３μｍ
程度のトナーを簡単に得ることができる。

【００３４】このトナーの粒径は、一定の膜厚の合成樹
脂１を破砕しているので、一定に揃え易く、粒径の分布
範囲が狭く、しかも、その分布が平均粒径およびその近
傍に集中することになり、流動性を高める上できわめて
有利になっている。

【００３５】また、上記の手順によれば、合成樹脂１と
顔料及び染料とを予め混合する予備混合の工程を省略す
ることができる。また、膜厚が一定の合成樹脂１と混合
物との複合物を破断するので、合成樹脂１の膜厚をトナ
ー粒径の２倍程度にしておくことにより、一度の微粉砕
で所要の粒径のトナーを得ることができ、破砕工程を簡
略化することができる。したがって、工程が簡単にな
り、製造設備の費用を安価にできる。

【００３６】また、合成樹脂１中に混合物２を分散させ
るために混練を行わないので、混練により合成樹脂１の
分子量が低下するおそれがなくなり、定着性を高めるこ
とができる。

【００３７】更に、このトナーは一定の割合で均一に混
合物２、特に、染料が付着した一定の膜厚の合成樹脂１
を破砕して得るので、合成樹脂１と染料の配合比が均一
で、それらの付着状態も均一になる。したがって、帯電
特性が安定し、染料の分散不良による無帯電トナーの発
生を確実に防止することができ、結果的に３〜１０％程
度もトナー帯電量を高めることができた。

【００３８】しかも、このトナーは、一定の割合で均一
に混合物２が付着した一定の膜厚の合成樹脂１を破砕し
て得るので、合成樹脂１と混合物２との配合比が均一
で、それらの付着状態も均一になり、従って、顔料と合
成樹脂１とが確実に結合されることになる。その結果、
顔料を伴わない裸の合成樹脂１の定着による印字かすれ
や、合成樹脂１から遊離した顔料の定着不良を確実に防
止することができるので、定着性が高水準に平均化さ
れ、印字品質を高めることができる。

【００３９】なお、上記の実施例では、合成樹脂１がチ
ューブ状に押し出され、その内表面に混合物を付着させ
ているが、例えば、混合物２を浮遊させた処理室に膜状
あるいは線状に押し出された合成樹脂１を導入し、その
外表面に混合物２を付着させることも可能である。

【００４０】この場合でも、混合物２を均一に合成樹脂
１の表面に付着させることができ、また、合成樹脂１の
膜厚あるいは線径をトナーの粒径程度に制御することに
よって１回の微粉砕で所要の粒径の均質なトナーを得る
ことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明のトナー製造方法
によれば、所定の膜厚のフィルムあるいは所定の線径の
線に形成された未硬化の合成樹脂の表面に微粉末状の顔
料及び帯電制御剤としての染料の混合物を付着させるの
で、合成樹脂中に混合物を分散させるためにこれらを予
備混合して混練する必要がなくなる。

【００４２】したがって、混練によって合成樹脂の分子
量が低下することを防止でき、混練による定着性の低下
を防止することができる。また、合成樹脂と、該合成樹
脂の表面に付着させた微粉末状の顔料及び帯電制御剤の
混合物とを微粉砕するので、その膜厚あるいは線径をト
ナー粒子径程度に制御することにより、１回の微粉砕処
理によって所要の粒径のトナーを得ることができ、破砕
工程を簡略にでき、製造工程の簡略化が図れる。

【００４３】更に、均一に混合物が付着された所定の膜
厚のフィルムあるいは所定の線径の線に形成された合成
樹脂を破砕するので、トナーの少なくとも一方向への寸
法が同じになり、トナーの粒径のばらつきを少なくする
ことができ、その結果トナーの流動性を高めることがで
きる。

【００４４】加えて、未硬化の合成樹脂を順送りするこ
とにより、未硬化の合成樹脂の表面に均一に混合物を付
着させることができ、均一に混合物が付着した複合物を
破砕することにより、均一に混合物が合成樹脂に付着
し、しかも、その付着状態が均一なトナーを得ることが
でき、帯電性および定着性が高められ、その結果、印字
品質を高めることができる。

【００４５】本発明のトナー製造装置においては、合成
樹脂をチューブ状に押し出してその中空部に加圧ガスを
吹き込むことにより、未硬化の合成樹脂が風船状に膨ら
んでその膜厚が所定の厚さに制御される一方、加圧ガス
に含ませた顔料及び染料の混合物を吹きつけて未硬化の
合成樹脂の内表面に付着させることができるので、本発
明方法の実施に使用することにより、本発明方法の上記
の諸効果をえることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法及び本発明装置の原理図である。

【図２】本発明方法のフロー図である。

【図３】キャプスタン通過時の半製品の断面を示す模式
図である。

【図４】従来方法のフロー図である。

【符号の説明】

１ 合成樹脂 ２ 混合物 ３ 樹脂出口 ４ ガード ５ 加圧ガス吹き込み口 ６ ニップル Ａ 加圧ガス供給手段 Ｃ スクリュ押出機 Ｄ ダイ Ｍ 混合器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の膜厚のフィルムあるいは所定の線
   径の線に形成された未硬化の合成樹脂(1) の表面に微粉
   末状の顔料及び帯電制御剤の混合物(2) を付着させ、硬
   化させた後、微粉砕することを特徴とするトナー製造方
   法。
2. 【請求項２】 チューブ状に押し出された未硬化の合成
   樹脂(1) の中空部に微粉末状の顔料及び帯電制御剤の混
   合物(2) を含ませた加圧ガスを吹き込み、該加圧ガスに
   よって風船状に膨らんだ合成樹脂(1) の内面に上記加圧
   ガスによって吹き込まれた混合物(2) を付着させること
   を特徴とする請求項１に記載のトナー製造方法。
3. 【請求項３】 加圧ガスが乾燥窒素ガスである請求項２
   に記載のトナー製造方法。
4. 【請求項４】 スクリュ押出機(C) と、 スクリュ押出機(C) に加圧ガスを供給する加圧ガス供給
   手段(A) と、 加圧ガスに微粉末状の顔料及び帯電制御剤の混合物(2)
   を混入する混合器(M)とを備え、 上記スクリュ押出機(C) のダイ(D) が、環状の樹脂出口
   (3) と、その内周縁からロート状に広がるガード(4)
   と、ガード(4) の内側に開口させた加圧ガス吹き込み口
   (5) と、樹脂出口(3) からチューブ状に押し出された合
   成樹脂(1) の中空部に加圧ガス吹き込み口(5) から吹き
   込んだ加圧ガスを排出するニップル(6) とを有すること
   を特徴とするトナー製造装置。