説明

粉砕機及びトナーの製造方法

【課題】高円形度のトナー粒子を、効率良く、安定的に、トナー生産性良く得られる粉砕機を提供することにある。
【解決手段】粉体投入口と、固定子と、中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉体排出口とを有し、該固定子は該回転子を内包し、該固定子の表面と該回転子の表面とは、所定の間隙を有するように該回転子が配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機において、
該回転子の凸部の頂点Raと凹部の底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子の粉体投入口側のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法、またはトナージェット方式記録法の如き画像形成方法に用いられるトナーを製造する装置及びその装置を利用してトナーを製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法、静電写真法及び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。このトナーを製造する方法の一つに以下の方法がある。
【0003】
まず、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を原料とし、更に必要に応じて、例えば、離型剤及び流動性付与剤等の他の添加剤を加えて乾式混合を行う。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、混練物を各種粉砕装置により微細化し、得られた粗粉砕物を各種風力分級機に導入して分級を行うことにより、トナーとして必要な粒径に揃えられた分級品を得る。更に、必要に応じて流動化剤や滑剤等を外添し、乾式混合して、画像形成に供するトナーとしている。
【0004】
また、二成分現像方法に用いるトナーの場合には、各種磁性キャリアと上記トナーとを混ぜ合わせた後、画像形成に供される。
【0005】
粉砕手段としては各種粉砕装置が用いられるが、特に近年、CO2排出量削減への対応から、装置の省エネルギー化が求められており、電力消費の少ない図1に示すような粉砕機が用いられることが多い。
【0006】
例えば、図1に示す粉砕機では、高速回転する回転子314と、回転子314の周囲に配置されている固定子310との間に形成された粉砕ゾーンに粉体原料を導入することにより被粉砕物を粉砕する。
【0007】
従って該粉砕機によれば、粉砕の際に衝突式粉砕機の様に多量のエアーを必要としない。
【0008】
そのため電力消費が極めて少なくてすみ、衝突式気流粉砕機より省エネルギーで微粉砕できる。しかも過粉砕されることが少ないため微粉の発生が少なく、後工程の分級工程において分級収率を向上させることが可能となる。
【0009】
また該粉砕機で粉砕されたトナー粒子は、角が取れ、丸みを有し、且つ、表面が滑らかになるが、これは該粉砕機においては、大部分の粉砕は高速回転する該回転子314及び固定子310の壁面に粒子が衝突して行われるためと考えられる。
【0010】
更に該粉砕においては、少なからず粉砕によって発熱が生じ、熱球形化による効果もあって、粉砕されたトナー粒子の表面が滑らかになると考えられる。
【0011】
このため該粉砕機で粉砕されたトナー粒子は、衝突式気流粉砕機で粉砕されたトナー粒子と比べ、比表面積が小さくなるため流動性が良好になり、また空隙が小さくなるため、充填性に優れ、更に外添剤の添加量が少量で済むというメリットがある。
【0012】
また、帯電性や転写性に優れるなど品質面のメリットも挙げられる。即ち、該粉砕機によれば、優れた品質のトナーを省エネルギー且つ高収率で生産することができる。
【0013】
しかしながら、現在、クリーナーレスや廃トナー量削減達成のために、トナーの転写性の向上が求められていることから、更なるトナー粒子の高円形度化が要求されるようになってきている。
【0014】
該粉砕機において高円形度のトナー粒子を得る方法として、該粉砕機からトナー粒子を搬送する空気温度をθ(℃)とし、結着樹脂のガラス転移温度をTg(℃)とした場合に、Tg−15≦θ≦Tgとなるように温度コントロールしつつ粉砕を行う方法が提案されている(特許文献1参照)。
【0015】
更に別の方法として、該固定子310表面に有する複数の凸部と凹部を、傾斜して設ける粉砕機が提案されている(特許文献2参照)。
【0016】
更に別の方法として、結着樹脂、着色剤及びワックスを含有してなる原料を溶融混練する工程及び得られた混練物を、無機微粒子の存在下で、該粉砕機により粉砕する工程を有するトナーの製造方法が提案されている(特許文献3参照)。
【0017】
しかしながら、いずれの方法においても高円形度のトナー粒子を得ようとすると、一度該粉砕機を通したトナー粒子を回収して、再度該粉砕機に通すという作業を3回以上行う必要があり、トナー生産性という点において未だ不十分であった。
【0018】
【特許文献1】特開平9−197712号公報
【特許文献2】特開平10−272379号公報
【特許文献3】特開2005−031201号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
本発明の目的は、従来技術の問題点を解消して、高円形度のトナー粒子を、効率良く、安定的に、トナー生産性良く得られる粉砕機を提供することにある。
【0020】
更に本発明の目的は、良好な現像性、転写性並びにクリーニング性、及び安定した帯電性を有する、長寿命のトナーを得るトナーの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明者等は、上記した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討の結果、粉砕工程で使用する粉砕装置を、被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子表面と該回転子表面とは、所定の間隙を有するように該回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機とし、
(1)該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さを、粉体投入口側311、中央部、粉体排出口側302で異ならせ、
(2)該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さにおいて、粉体投入口側311及び粉体排出口側302より、中央部を長く取ることにより
高円形度のトナー粒子を、効率良く、安定的に、トナー生産性良く得られることを知見して本発明に至った。
【0022】
即ち、本発明は、被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは、所定の間隙を有するように該回転子が配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機において、
該回転子の凸部の頂点Raと凹部の底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子の粉体投入口側のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする粉砕機に関する。
【0023】
更に本発明は、被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは、所定の間隙を有するように該回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機において、
該固定子の凸部頂点Laと凹部底面Lbを直線で結んだ長さをLcとし、
該固定子の粉体投入口側のLcをALc、中央部のLcをBLc、粉体排出口側のLcをCLcとした場合、
該Lcが、BLc>ALc、或いはBLc>CLcの関係にあり、
該ALc及びCLcと、該BLcの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする粉砕機に関する。
【0024】
更に本発明は、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、得られた混練物を冷却し、冷却物を粗粉砕し、粗粉砕物を粉砕手段で微粉砕して微粉砕物を得、得られた微粉砕物から重量平均粒径3乃至10μmのトナーを製造するトナーの製造方法において、
該粉砕手段を、被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口311と、固定子310と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子314と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口302とを少なくとも有し、該固定子310は該回転子314を内包しており、該固定子310表面と該回転子314表面とは、所定の間隙を有するように該回転子314は配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子314の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子310及び回転子314は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機とし、
該回転子314の凸部頂点Raと凹部底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子314の粉体投入口側のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下である粉砕機で粉砕することを特徴とするトナーの製造方法に関する。
【0025】
更に本発明は、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、得られた混練物を冷却し、冷却物を粗粉砕し、粗粉砕物を粉砕手段で微粉砕して微粉砕物を得、得られた微粉砕物から重量平均粒径3乃至10μmのトナーを製造するトナーの製造方法において、
被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子表面と該回転子表面とは、所定の間隙を有するように該回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機が該粉砕手段であり、
該回転子の凸部頂点Raと凹部底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子の粉体投入口側のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下である粉砕機で粉砕することを特徴とするトナーの製造方法に関する。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、従来の粉砕機では困難であった高円形度のトナー粒子を、効率良く、安定的に、トナー生産性良く得られる粉砕機を提供することができる。
【0027】
更には、良好な現像性、転写性並びにクリーニング性、及び安定した帯電性を有する、長寿命のトナーを得るトナーの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【0029】
本発明者は、粉砕機で、高円形度のトナー粒子を得るべく鋭意検討した結果、一度該粉砕機を通したトナー粒子を回収して、再度該粉砕機に通すという作業を複数回繰返す方法において高円形度のトナー粒子が得られるという点に着目した。
【0030】
つまり、一度該粉砕機を通したトナー粒子を回収して、再度該粉砕機に通すという作業を複数回繰返す方法において、高円形度のトナー粒子が得られる理由として、以下の2点が考えられる。
(1)該粉砕機内においてトナー粒子が滞留する時間が、複数回通しているため、トータルで長い。
(2)固定子に内包された回転子が高速回転する際に発生するエネルギーを、粉砕に使用するのではなく、表面改質に使用している。
【0031】
尚、ここで言う表面改質とは、トナー粒子の円形度向上を示している。
【0032】
つまり、上述した方法を一つの粉砕機で、且つ一回の処理で達成できれば、高円形度のトナー粒子を、トナー生産性良く得ることができると考えた。
【0033】
まず、(1)の装置内におけるトナー粒子の滞留時間の延長であるが、最も簡便な方法として、該回転子314の全長であるRLを長くすることがある。しかし、改造に伴う重量増によって、軸受強度の低下、及び振動発生等々の問題が考えられ、おのずと限界点がある。
【0034】
そこで(2)を一つの粉砕機で達成すべく検討した結果、該粉砕ゾーンの前半部分で粉砕を終了させることができれば、後半の粉砕ゾーンを、表面改質ゾーンとすることができ、高円形度のトナー粒子を得ることができると考えた。
【0035】
本発明において上述した目的を達成するために好ましい装置の構成を、図2を用いて説明する。
【0036】
図2は、本発明に使用する粉砕機の回転子314及び固定子310の凹凸部一例を示す。
【0037】
本発明の粉砕機は、図2に示す通り、該回転子314の凸部頂点Raと凹部底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子314の粉体投入口側311のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側302のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする。
【0038】
更に本発明の粉砕機は、図2に示す通り、該固定子310の凸部頂点Laと凹部底面Lbを直線で結んだ長さをLcとし、
該固定子310の粉体投入口側311のLcをALc、中央部のLcをBLc、粉体排出口側302のLcをCLcとした場合、
該Lcが、BLc>ALc、或いはBLc>CLcの関係にあり、
該ALc及びCLcと、該BLcの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする。
【0039】
本発明者が検討した結果、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さを、粉体投入口側311、中央部、粉体排出口側302で異ならせ、且つ、粉体投入口側311及び粉体排出口側302より、中央部を長く取ることにより、高円形度のトナー粒子を得ることが分かった。
【0040】
これは当初の仮説通り、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さを、粉体投入口側311及び粉体排出口側302より、中央部を長く設定することにより、該粉砕ゾーンの前半部分で粉砕を終了させ、後半の粉砕ゾーンを、表面改質ゾーンとすることができためと考えている。
【0041】
尚、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さにおいて、粉体投入口側311及び粉体排出口側302と、中央部の差は、50μm以上300μm以下であることが好ましい。更には50μm以上200μm以下であることが好ましい。
【0042】
該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さにおいて、粉体投入口側311及び粉体排出口側302と、中央部の差が、50μm未満の場合、高度差が殆どないため、高円形度のトナー粒子が得られない。
【0043】
また、300μmを超える場合には、高度差がある部分で粉溜りが発生し、粗粒が発生するため、トナー生産性上好ましくない。
【0044】
更に本発明の粉砕機は、該回転子314の粉砕面において、該ARcである部分をARcz、該BRcである部分をBRcz、該CRcである部分をCRczとし、該回転子の全長をRLとし、該回転子粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ARczは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BRczは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CRczは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にあることを特徴とする。
【0045】
更に本発明の粉砕機は、該固定子310の粉砕面において、該ALcである部分をALcz、該BLcである部分をBLcz、該CLcである部分をCLczとし、該固定子の全長をLLとし、該固定子粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ALczは、該αの後方に、1/10LL以上1/4LL以下の範囲にあり、
該BLczは、該βを中心点として、前後1/4LL以上4/5LL以下の範囲にあり、
該CLczは、該γの前方に、1/4lL以上1/10lL以下の範囲にあることを特徴とする。
【0046】
本発明者が検討した結果、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さにおいて、粉体投入口側311、中央部、粉体排出口側302で異ならせた部分を、上述した範囲に設定することにより、高円形度のトナー粒子を得ることできる。
【0047】
更に本発明の粉砕機は、該回転子314のRcが最大値となる部分をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4RLの範囲内にあることを特徴とする。
【0048】
更に本発明の粉砕機は、該固定子310のLcが最大値となる部分をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4LLの範囲内にあることを特徴とする。
【0049】
本発明者が検討した結果、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さにおいて、該直線の長さが最も長くなる部分を、上述した範囲に設定することにより、高円形度のトナー粒子を得ることできる。
【0050】
以上、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さ自体を変更することで、粉体投入口側311、中央部、粉体排出口側302で該長さを異ならせる方法を示した。
【0051】
上述した方法以外に、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さ自体は変更せず、該回転子314及び固定子310の粉砕面をめっきでコーティングする際、そのコーティング厚を変更する方法でも構わない。
【0052】
本発明において上述した目的を達成するために好ましい装置の構成を、図3を用いて説明する。
【0053】
図3は、本発明に使用する粉砕機の回転子314及び固定子310の一例を示す。
【0054】
即ち本発明の粉砕機は、図3に示す通り、該回転子314の粉砕面が、少なくともめっきでコーティング322されており、
該回転子314の粉体投入口側311のコーティング厚をARK、中央部のコーティング厚をBRK、粉体排出口側302のコーティング厚をCRKとした場合、
該回転子のコーティング厚が、BRK>ARK、或いはBRK>CRKの関係にあり、
該ARK及びCRKと、該BRKの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする。
【0055】
更に本発明の粉砕機は、図3に示す通り、該固定子310の粉砕面が、少なくともめっきでコーティング322されており、
該固定子の粉体投入口側311のコーティング厚をALK、中央部のコーティング厚をBLK、粉体排出口側302のコーティング厚をCLKとした場合、
該固定子のコーティング厚が、BLK>ALK、或いはBLK>CLKの関係にあり、
該ALK及びCLKと、該BLKの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする。
【0056】
本発明者が検討した結果、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さ自体は変更せずに一定とし、粉砕面をめっきでコーティングし、そのコーティング厚を変更する方法とすることにより、粉体投入口側311、中央部、粉体排出口側302の各部分において、より任意に、且つ簡便に異ならせることができる。
【0057】
尚、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さにおいて、粉体投入口側311及び粉体排出口側302と、中央部の差は、50μm以上300μm以下であることが好ましい。更には50μm以上200μm以下であることが好ましい。
【0058】
該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さにおいて、粉体投入口側311及び粉体排出口側302と、中央部の差が、50μm未満の場合、高度差が殆どないため、高円形度のトナー粒子が得られない。
【0059】
また、300μmを超える場合にはコーティング処理自体が困難となり、コーティングに要するコストが増大するため、トナー生産性上好ましくない。
【0060】
更に本発明の粉砕機においては、該回転子314の粉砕面において、該ARK厚である部分をARKz、該BRK厚である部分をBRKz、該CRK厚である部分をCRKzとし、該回転子314の全長をRLとし、該回転子314の粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ARKzは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BRKzは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CRKzは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にあることが好ましい。
【0061】
更に本発明の粉砕機においては、該固定子310の粉砕面において、該ALK厚である部分をALKz、該BLK厚である部分をBLKz、該CLK厚である部分をCLKzとし、該固定子310の全長をLLとし、該固定子の粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ALKzは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BLKzは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CLKzは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にあることが好ましい。
【0062】
更に本発明の粉砕機においては、該回転子314の粉砕面のコーティング厚が最大値となる点をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4RLの範囲内にあることが好ましい。
【0063】
更に本発明の粉砕機においては、該固定子310の粉砕面のコーティング厚が最大値となる点をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4LLの範囲内にあることが好ましい。
【0064】
更に本発明の粉砕機においては、該回転子314及び固定子310の粉砕面のコーティング厚が、該xを基点として、段階的に変化することが好ましい。
【0065】
以上、該回転子314及び固定子310の粉砕面の凸部頂点と凹部底面を直線で結んだ長さ自体は変更せずに一定とし、粉砕面をめっきでコーティングし、そのコーティング厚を変更する方法においても、上述したような構成を設定することにより高円形度のトナー粒子を得ることができる。
【0066】
更に本発明の粉砕機においては、該めっきによるコーティングが、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきであることを特徴とする。
【0067】
該回転子314及び固定子310の粉砕面をコーティングするめっきでは、公知のものを使用することができるが、本発明においては、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきでコーティングされていることが好ましい。
【0068】
更に本発明の粉砕機においては、該回転子314及び固定子310粉砕面の、該凸部と該凸部との繰り返し距離HLが3.5mm未満とすることが好ましい。
【0069】
本発明者が検討した結果、該回転子314及び固定子310粉砕面の、該凸部と該凸部との繰り返し距離HLを3.5mmより大きくした場合、上述した手法を取り入れても、高円形度のトナー粒子を得ることができない。
【0070】
これは、該凸部と該凸部との繰り返し距離HLを3.5mmより大きくした場合、該回転子314及び固定子310粉砕表面の歯数が全体的に減少するため、該回転子314及び固定子310との間に発生する超高速の渦流が少なくなるためと考えている。
【0071】
更に本発明の粉砕機においては、該回転子314と固定子310との間の最小間隔GLを、0.5mm以上2.0mm以下とすることが好ましい。
【0072】
本発明者が検討した結果、該回転子314と固定子310との間の最小間隔GLが2.0mmより大きい場合、上述した手法を取り入れても、高円形度のトナー粒子を得ることができない。
【0073】
これは、該回転子314と固定子310との間の間隔GLが2.0mmより大きくした場合、処理されずにショートパスを起こすためと考えている。
【0074】
また、該回転子314と固定子310との間の最小間隔GLが0.5mmより小さい場合、トナーの熱変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から十分満足できるものではない。
【0075】
更に本発明の粉砕機においては、図4に示す通り、回転子314の内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
回転子314の表面積をG、
該冷媒流路によって形成される冷却面積をH、
回転子314の中心点pから回転子314の凹部底面rまでを直線で結んだ長さIpr、
回転子314の中心点pから該冷媒流路の最外殻qまでを直線で結んだ長さIpq、
とした場合、以下の式(1)、(2)となるように、冷却用の冷媒流路を設けたことを特徴とする。
式(1) 75.5≦H/G×100≦300.0
式(2) 1.0mm≦Ipr−Ipq≦25.0mm
【0076】
更に本発明の粉砕機における回転子314は、図5に示す通り、内部に冷却用の冷媒流路を具備し、該冷媒流路は、
粉体投入口側或いは、粉体排出口側の一方向から、中心回転軸を介して、冷媒を導入するための冷媒流路L、
該回転子において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M、
該回転子314外層部を中心回転軸と並行に冷媒を搬送するための冷媒流路N、
該回転子外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路O、
冷媒導入方向に対して同方向域または逆方向への冷媒を排出するための冷媒流路P
であることを特徴とする。
【0077】
更に本発明の粉砕機は、独立した複数個のディスク322を繋ぎ合せた回転子314から構成され(図1参照)、回転子314は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、該冷媒流路は、
粉体投入口側或いは、粉体排出口側の一方向から、中心回転軸を介して、冷媒を導入するための冷媒流路L、
各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M、
各ディスク322外層部を中心回転軸と並行に冷媒を搬送するための冷媒流路N、
各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路O、
冷媒導入方向に対して同方向域または逆方向への冷媒を排出するための冷媒流路P
を有することを特徴とする。
【0078】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路Mを、該ディスク322の枚数に合せて独立して設け、該ディスク322の枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Mに、該冷媒流路Lから冷媒を別々に導入することを特徴とする。
【0079】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oを、該ディスク322の枚数に合せて独立して設け、該ディスクの枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Oから、冷媒流路Pに冷媒を別々に戻すことを特徴とする。
【0080】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M及び/または、該各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oは、独立した複数個のディスク322毎に、複数本から構成されること特徴とする。
【0081】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路Mにおける流路の数と、各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oにおける流路の数が、同数であること特徴とする。
【0082】
本発明者等が検討した結果、図4に示す通り、回転子314は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
回転子314の表面積をG、
該冷媒流路によって形成される冷却面積をH、
回転子314の中心点pから回転子314の凹部底面rまでを直線で結んだ長さIpr、
回転子314の中心点pから該冷媒流路の最外殻qまでを直線で結んだ長さIpq、
とした場合、以下の式(1)、(2)となるように、冷却用の冷媒流路を設けることにより、該回転子314の高速回転に伴う、振動値を低減でき、高い冷却効率を得ることができる。
式(1) 75.5≦H/G×100≦300.0
式(2) 1.0mm≦Ipr−Ipq≦25.0mm
【0083】
本発明者等が検討した結果、式(1)において、H/Gが75.5未満の場合、充分な冷却効率が得られない。逆にH/Gが300.0を超える場合、該回転子314の高速回転に伴う振動値が高くなり、どちらもトナー生産性という点から十分満足できるものではない。
【0084】
更に、式(2)において、Ipr−Ipqが1.0mm未満の場合、該回転子314の高速回転に伴う振動値が高くなる。逆にIpr−Ipqが25.0mmを超えるの場合、充分な冷却効果が得られず、どちらもトナー生産性という点から十分満足できるものではない。
【0085】
更に、本発明者等が検討した結果、図5に示す通り、回転子314内部に具備する冷却用の冷媒流路を、従来のような冷媒貯留部(=ジャケット)とするのではなく、冷却孔(=ドリルホール)とすることにより、該回転子314の高速回転に伴う、振動値を低減でき、高い冷却効率を得ることができることが分かった。
【0086】
つまり、冷媒流路を冷却孔(=ドリルホール)とすることで、機械的強度を確保した上で冷却孔を表層近傍に近付けることができる。更に、冷却孔(=ドリルホール)とすることで、必要最小限の冷媒でムラの少ない効率的な冷却を得ることができる。
【0087】
更に冷却孔(=ドリルホール)の配置は、中心回転軸と並行する複数の冷却孔(=ドリルホール)を等間隔に配置することで、極めて大きな冷却面積を得ることができる。
【0088】
また、冷却孔の形状は、加工性や容積精度の面からドリルホールが好ましいが、放電加工法やレーザー加工法等により三角形四角形或いは星形の様な多角形でも同様の効果が得られる。また、それらの組合せでも良い。
【0089】
更に、冷却孔(=ドリルホール)の配置は、2列、3列と複数の列を成すことで、更に冷却効率を向上することができる。
【0090】
更に本発明の粉砕機における回転子314は、内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
該冷媒流路は、粉体投入口側或いは、粉体排出口側の一方向から、中心回転軸を介して、冷媒を導入するための冷媒流路L、
該回転子において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M、
該回転子外層部を中心回転軸と並行に冷媒を搬送するための冷媒流路N、
該回転子外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路O、
冷媒導入方向に対して同方向域または逆方向への冷媒を排出するための冷媒流路P
を具備していることが好ましい。
【0091】
更に本発明の粉砕機は、独立した複数個のディスクを繋ぎ合せた回転子314から構成され、該回転子は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
該冷媒流路は、粉体投入口側或いは、粉体排出口側の一方向から、中心回転軸を介して、冷媒を導入するための冷媒流路L、
各ディスク内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M、
各ディスク外層部を中心回転軸と並行に冷媒を搬送するための冷媒流路N、
各ディスク外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路O、
冷媒導入方向に対して同方向域または逆方向への冷媒を排出するための冷媒流路P
を具備していることが好ましい。
【0092】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路Mを、該ディスク322の枚数に合せて独立して設け、該ディスク322の枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Mに、該冷媒流路Lから冷媒を別々に導入する構成が好ましい。
【0093】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oを、該ディスク322の枚数に合せて独立して設け、該ディスク322の枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Oから、冷媒流路Pに冷媒を別々に戻す構成が好ましい。
【0094】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M及び/または、該各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oは、独立した複数個のディスク322毎に、複数本から構成されることが好ましい。
【0095】
更に本発明の粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路Mにおける流路の数と、各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oにおける流路の数が、同数であることが好ましい。
【0096】
本発明者等が検討した結果、冷却孔Nを中心回転軸と並行に配置した事で冷媒の揺動を抑え、回転子314を安定して高速回転させることができる。
【0097】
更に、中心回転軸を介して冷媒を導入するための冷媒流路Lから、冷却孔Nへ冷媒を導く流路M、及び冷却孔Nから中心回転軸を介して冷媒を排出するための冷媒流路Pへ冷媒を戻す流路Oの数は、回転子314の安定回転を生み出すために各々4本以上の均等割り付けが望ましい。
【0098】
更に、中心回転軸を介して冷媒を導入するための冷媒流路Lから、冷却孔Nへ冷媒を導く流路M、及び冷却孔Nから中心回転軸を介して冷媒を排出するための冷媒流路Pへ冷媒を戻す流路Oのサイズは、各々の径と長さを等しくすることで遠心力による抵抗を相殺し、回転子314の回転数に影響されることなく安定した冷媒流量を得ることができる。
【0099】
更に、中心回転軸を介して冷媒を導入するための冷媒流路Lから、冷却孔Nへ冷媒を導く流路M、及び冷却孔Nから中心回転軸を介して冷媒を排出するための冷媒流路Pへ冷媒を戻す流路Oの加工は、表層から軸中心に向けドリルで掘り込み、後に冷却孔に交わる位置までプラグを挿し熔接にて表層を埋め戻し、後に刃の加工を施す。
【0100】
更に、複数個の冷却孔Nは各々の容積を統一し等間隔に配置することが好ましい。更に冷媒供給流路M及び冷媒排出流路Oも容積を統一し各々4本以上で等間隔に配置することで、冷媒の有無によるアンバランスを解消し冷媒の有無に影響されることなく、回転子314を安定して高速回転させることができる。
【0101】
尚、冷却孔Nの両端面は、複数個の冷却孔Nを連結する空間を設けた上で、胴淵を熔接、またはプレートをOリング等のシール材によって密閉する。
【0102】
次に本発明の粉砕機によるトナーの製造方法の概略を、図1を用いて説明する。
【0103】
図1は、本発明に使用する粉砕機を組込んだ粉砕システムの一例を示す。
【0104】
図1では、横型の一般的な粉砕機の概略断面図を示しているが、縦型であっても構わないし、分級ローターを内蔵していても構わない。
【0105】
図1の粉砕機301は、中心回転軸312に取り付けられた回転体からなる高速回転する表面に多数の溝が設けられている回転子314、回転子314の外周に一定間隔を保持して配置されている表面に多数の溝が設けられている固定子310から構成されている。
【0106】
更に、被処理原料を導入するための原料投入口311、処理後の粉体を排出するための原料排出口302とから構成されている。
【0107】
尚、該回転子314は独立した複数個のディスク322を繋ぎ合せた構成となっている。
【0108】
以上のように構成してなる粉砕機では、図1に示した定量供給機315から機械式粉砕機の原料投入口311へ所定量の粉体原料が投入されると、原料は粉砕処理室内に導入される。
【0109】
しかる後、該粉砕処理室内で高速回転する表面に多数の溝が設けられている回転子314と、表面に多数の溝が設けられている固定子310との間に発生する衝撃と、この背後に生じる多数の超高速渦流によって粉砕される。
【0110】
その後、原料排出口302を通り、排出される。粒子を搬送しているエアー(空気)は粉砕処理室を経由し、原料排出口302、パイプ219、補集サイクロン229、バグフィルター222、及び吸引フィルター224を通って装置システムの系外に排出される。
【0111】
本発明のトナーの製造方法は、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、得られた混練物を冷却し、冷却物を粗粉砕し、粗粉砕物を粉砕手段で微粉砕して微粉砕物を得、得られた微粉砕物から重量平均粒径3乃至10μmのトナーを製造するトナーの製造方法において、
該粉砕手段を、図1に示す粉砕機とし、
該回転子の凸部頂点Raと凹部底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子の粉体投入口側のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下である粉砕機で粉砕することを特徴とする。
【0112】
更に本発明のトナーの製造方法は、該回転子の粉砕面において、該ARcである部分をARcz、該BRcである部分をBRcz、該CRcである部分をCRczとし、該回転子の全長をRとし、該回転子粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ARczは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BRczは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CRczは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にある粉砕機で粉砕することを特徴とする。
【0113】
更に本発明のトナーの製造方法は、該回転子の粉砕面が、少なくともめっきでコーティングされており、
該回転子の粉体投入口側のコーティング厚をARK、中央部のコーティング厚をBRK、粉体排出口側のコーティング厚をCRKとした場合、
該回転子のコーティング厚が、BRK>ARK、或いはBRK>CRKの関係にあり、
該ARK及びCRKと、該BRKの差が、50μm以上300μm以下である粉砕することを特徴とする。
【0114】
更に本発明のトナーの製造方法は、該回転子の粉砕面において、該ARK厚である部分をARKz、該BRK厚である部分をBRKz、該CRK厚である部分をCRKzとし、該回転子の全長をRLとし、該回転子の粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ARKzは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BRKzは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CRKzは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にある粉砕機で粉砕することを特徴とする。
【0115】
更に本発明のトナーの製造方法は、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、得られた混練物を冷却し、冷却物を粗粉砕し、粗粉砕物を粉砕手段で微粉砕して微粉砕物を得、得られた微粉砕物から重量平均粒径3乃至10μmのトナーを製造するトナーの製造方法において、
該粉砕手段を、図1に示す粉砕機とし、
該固定子の凸部頂点Laと凹部底面Lbを直線で結んだ長さをLcとし、
該固定子の粉体投入口側のLcをALc、中央部のLcをBLc、粉体排出口側のLcをCLcとした場合、
該Lcが、BLc>ALc、或いはBLc>CLcの関係にあり、
該ALc及びCLcと、該BLcの差が、50μm以上300μm以下である粉砕機で粉砕することを特徴とする。
【0116】
更に本発明のトナーの製造方法は、該固定子の粉砕面が、少なくともめっきでコーティングされており、
該固定子の粉体投入口側のコーティング厚をALK、中央部のコーティング厚をBLK、粉体排出口側のコーティング厚をCLKとした場合、
該固定子のコーティング厚が、BLK>ALK、或いはBLK>CLKの関係にあり、
該ALK及びCLKと、該BLKの差が、50μm以上300μm以下の範囲にある粉砕機で粉砕することを特徴とする。
【0117】
更に本発明のトナーの製造方法は、該固定子の粉砕面において、該ALK厚である部分をALKz、該BLK厚である部分をBLKz、該CLK厚である部分をCLKzとし、該固定子の全長をLLとし、該固定子の粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ALKzは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BLKzは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CLKzは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にある粉砕機で粉砕することを特徴とする。
【0118】
本発明者が検討した結果、機器構成を上述した構成とした粉砕機により粉砕することにより、高円形度のトナー粒子を得ることができることが分かった。
【0119】
つまり、該粉砕機における機器構成を上述した構成とすることにより、該粉砕ゾーンの前半部分で粉砕を終了させ、後半の粉砕ゾーンを、表面改質ゾーンとすることができるため、高円形度のトナー粒子を得ることができると考えている。
【0120】
更に本発明のトナーの製造方法は、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、得られた混練物を冷却した後、冷却物を粗粉砕し、粗粉砕物からなる粉体原料を粉砕手段によって粉砕する工程を少なくとも有する重量平均粒子径が3乃至10μmのトナーの製造方法において、
該粉砕手段を、図1に示す粉砕機とし、
該回転子は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
該回転子314の表面積をG、
該冷媒流路によって形成される冷却面積をH、
該回転子314の中心点pから回転子314の凹部底面rまでを直線で結んだ長さIpr、
該回転子314の中心点pから該冷媒流路の最外殻qまでを直線で結んだ長さIpq、
とした場合、以下の式(1)、(2)となるように、冷却用の冷媒流路を設けたことを特徴とする。
式(1) 75.5≦H/G×100≦300.0
式(2) 1.0mm≦Ipr−Ipq≦25.0mm
【0121】
更に本発明のトナーの製造方法において、該粉砕手段を、図1に示す粉砕機とし、更に該粉砕機は、独立した複数個のディスクを繋ぎ合せた回転子から構成され、回転子314は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
該冷媒流路は、粉体投入口側或いは、粉体排出口側の一方向から、中心回転軸を介して、冷媒を導入するための冷媒流路L、
各ディスク内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M、
各ディスク外層部を中心回転軸と並行に冷媒を搬送するための冷媒流路N、
各ディスク外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路O、
冷媒導入方向に対して同方向域または逆方向への冷媒を排出するための冷媒流路Pを有することを特徴とする。
【0122】
更に本発明のトナーの製造方法における粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路Mを、該ディスク322の枚数に合せて独立して設け、該ディスク322の枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Mに、該冷媒流路Lから冷媒を別々に導入することを特徴とする。
【0123】
更に本発明のトナーの製造方法における粉砕機は、該各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oを、該ディスク322の枚数に合せて独立して設け、該ディスク322の枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Oから、冷媒流路Pに冷媒を別々に戻すことを特徴とする。
【0124】
更に本発明のトナーの製造方法における粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M及び/または、該各ディスク322外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oは、独立した複数個のディスク322毎に、複数本から構成されること特徴とする。
【0125】
更に本発明のトナーの製造方法における粉砕機は、該各ディスク322内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路Mにおける流路の数と、各ディスク外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oにおける流路の数が、同数であること特徴とする。
【0126】
本発明者が検討した結果、該粉砕機における機器構成を上述した構成とすることにより、該粉砕機におけるトナー粒子の粉砕性を向上することができることが分かった。
【0127】
つまり、該粉砕機における機器構成を上述した構成とすることにより、回転子314における冷却効率が向上することで、粉砕室内温度を上昇させることなく、単位時間当りの処理量を向上させることができる。
【0128】
更に本発明のトナーの製造方法において、該粉砕機の回転子314及び固定子310は、いずれも波形形状の複数の凸部と凹部とを有し、回転子314及び固定子310の少なくとも一方が有する凹部が底部に平坦面を有する形状とするが好ましい。
【0129】
該回転子314及び固定子310の少なくとも一方が有する凹部が底部に平坦面を有する形状とすることにより、凹部の断面積を広げることができ、この部分での圧損を小さくできるので、従来の粉砕機に比べ、より効率の良い粉砕ができる。
【0130】
更に本発明においては、図4に示す通り、回転子314の凹部が底部に平坦面を有する形状とすることで、回転子314内部に冷却用の該冷却孔(=ドリルホール)を設置した際、凹部が底部に平坦面であるが故に、冷却面積を稼ぐことができる。従って、回転子314の冷却効率をより向上することができ、更に、従来の粉砕機に比べ、より効率の良い粉砕ができる。
【0131】
更に本発明のトナーの製造方法は、得られたトナー粒子を表面改質して表面改質粒子を得る表面改質工程を有しても構わない。
【0132】
本発明のトナーの製造方法に好適に用いられる回分式の表面改質装置について図6を用いて説明する。
【0133】
図6に示す回分式の表面改質装置は、円筒形状の本体ケーシング30、本体ケーシングの上部に開閉可能なよう設置された天板43;微粉排出ケーシングと微粉排出管とを有する微粉排出部44;冷却水或いは不凍液を通水できる冷却ジャケット31を有している。
【0134】
更に図6に示す回分式の表面改質装置は、表面改質手段としての、本体ケーシング30内にあって中心回転軸に取り付けられた、上面に角型ディスクである分散ハンマー33を複数個有し、所定方向に高速に回転する円盤状の回転体である分散ローター32;分散ローター32の周囲に一定間隔を保持して固定配置された、分散ローター32に対向する表面に多数の溝が設けられているライナー34を有している。
【0135】
更に図6に示す回分式の表面改質装置は、粉体粒子中の所定粒径以下の微粉を連続的に除去するための分級ローター35;本体ケーシング30内に冷風を導入するための冷風導入口46;粉体粒子(原料)を導入するために本体ケーシング30の側面に形成された原料投入口37及び原料供給口39を有する投入管を有している。
【0136】
更に図6に示す回分式の表面改質装置は、表面改質処理後のトナー粒子を本体ケーシング30外に排出するための製品排出口40及び製品抜取口42を有する製品排出管;表面改質時間を自在に調整できるように、原料投入口37と原料供給口39との間に設置された開閉可能な原料供給弁38;及び製品排出口40と製品抜取口42との間に設置された製品排出弁41を有している。
【0137】
更に図6に示す回分式の表面改質装置は、天板43に対して垂直な軸を有する円筒状の案内手段としてのガイドリング36を本体ケーシング30内に有している。このガイドリング36は、先述した通り、該ガイドリングの上端部分が天板内面と密着しており、分級ローター36がその円筒に覆われた状態で設置されている。
【0138】
また、ガイドリング36の下端は分散ローター32の円盤部または角形ディスクである分散ハンマー33から所定距離離間して設けられる。このガイドリング36によって装置内において分級ローター35と分散ローター32−ライナー34との間の空間が、ガイドリング外側の第一の空間47と、ガイドリング内側の第二の空間48とに二分される。
【0139】
ここで、第一の空間47は粉体粒子を分級ローター35へ導入するための空間であり、第二の空間は粉体粒子を分散ローターに導入するための空間である。
【0140】
分散ローター32上に複数個設置された角型のディスクである分散ハンマー33と、ライナー34との間隙部分が表面改質ゾーン49であり、分級ローター35及び該ローター周辺部分が分級ゾーン50である。
【0141】
以上のように構成してなる回分式の表面改質装置では、製品排出弁39を閉とした状態で、原料供給弁38を開とし、原料投入口37から被表面改質粒子を投入し、一定時間経過後原料供給弁38を閉とする。
【0142】
原料供給口39より装置内に投入された粉体粒子は、まずブロワー364により吸引され、分級ローター35で分級される。その際、分級された所定粒径以下の微粉は、微粉排出ケーシング44、微粉排出口45を通り装置外へ連続的に排出除去される。
【0143】
所定粒径以上の粉体粒子は遠心力によりガイドリング36の内周(第二の空間48)に沿い、旋回しながら、分散ローター32により発生する循環流にのり表面改質ゾーン49へ導かれる。
【0144】
表面改質ゾーン49に導かれた粉体粒子は、分散ローター32上に複数個設置された角型のディスクである分散ハンマー33と、ライナー34との間で機械式衝撃力を受け、表面改質される。
【0145】
表面改質された粉体粒子は、機内を通過する冷風及びブロワー吸引流にのって、ガイドリング36の外周(第一の空間47)に沿い、旋回しながら分級ゾーン50に導かれる。そして、分級ローター35により、再度微粉は微粉排出ケーシング44、微粉排出口45を通り機外へ排出され、粗粉体は、循環流にのり、再度表面改質ゾーン49に戻され、繰り返し表面改質作用を受ける。
【0146】
一定時間経過後、製品排出弁41を開とし、製品抜取口42より表面改質粒子を回収する。
【0147】
尚、該回分式の表面改質装置で発生した微粉体は、サイクロン、バグ等の捕集機器により回収し、トナー原料の配合工程に戻して再利用することがトナー生産性上好ましい。
【0148】
次に、本発明のトナーの製造方法に好適に用いられる回分式の表面改質装置の表面改質条件について説明する。
【0149】
本発明のトナーの製造方法においては、該回分式の表面改質装置における表面改質時間としては、5秒以上180秒以下、より好ましくは15秒以上150秒以下、更に好ましくは15秒以上120秒以下であることが好ましい。
【0150】
該表面改質時間が5秒未満の場合、表面改質時間が短時間過ぎるため、所望の円形度を持つ表面改質粒子が得られずトナー品質上好ましくない。
【0151】
また、表面改質時間が180秒を超える場合、表面改質時間が長時間過ぎるため、表面改質時に発生する熱による表面変質や、機内融着の発生、及び処理量の低下を招くので、トナー生産性という点から十分満足できるものではない。
【0152】
更に、本発明のトナーの製造方法においては、該分散ローター32の回転周速は30m/sec乃至175m/secとすることが好ましく、更には、40m/sec乃至160m/secとすることが好ましい。
【0153】
本発明者が検討した結果、該回分式表面改質装置内の分散ローター32の回転周速を30m/sec未満とすると、所定の円形度を得るためには処理能力を落とさなければならず、トナー生産性上十分満足できるものではない。
【0154】
また、該分散ローター32の回転周速を175m/secを超えるものとすると、装置自体の負荷が大きくなるのと同時に、表面改質時に表面改質粒子が過粉砕されると同時に、熱による表面変質や機内融着を起こしやすい。このため、こちらもトナー生産性という点から十分満足できるものではない。
【0155】
本発明者が検討した結果、該回分式表面改質装置の表面改質条件を上述の範囲に制御することにより、表面改質時における微粉の増加を防止し、表面改質時における熱の影響を少なくでき、表面改質粒子の表面状態(=円形度)を所望のものにコントロールできる。
【0156】
次に、本発明のトナーの製造方法で、トナーを製造する手順について説明する。
【0157】
まず、原料混合工程では、トナー内添剤として、少なくとも樹脂、着色剤を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等がある。
【0158】
更に、上記で配合し、混合したトナー原料を溶融混練して、樹脂類を溶融し、その中の着色剤等を分散させる。該溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。
【0159】
近年では、連続生産できる等の優位性から、1軸または2軸押出機が主流となっており、例えば、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製2軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。
【0160】
更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。
【0161】
上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。
【0162】
粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等の粉砕機で粗粉砕され、更に、イノマイザ(ホソカワミクロン社製)、クリプトロン(川崎重工社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボミル(ターボ工業社製)等の粉砕機で中粉砕及び微粉砕される。
【0163】
粉砕工程では、このように段階的に所定のトナー粒度まで粉砕される。その後、便宜に応じて、表面改質工程で表面改質=球形化処理を行い、表面改質粒子を得る。尚、便宜に応じて表面改質工程の前後に分級工程を設けても構わない。
【0164】
尚、表面改質工程で分級されて発生したトナー微粉体は、トナー原料の配合工程に戻して再利用することがトナー生産性上好ましい。
【0165】
更に、本発明のトナーの製造方法においては、上記のようにして得られた表面改質粒子であるトナー粒子に、少なくとも平均粒径が50nm以下の無機微粒子を外添剤として外添する。
【0166】
トナー粒子に外添剤を外添処理する方法としては、表面改質されたトナー粒子と公知の各種外添剤を所定量配合し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、メカノハイブリッド、ノビルタ、サイクロミックス等の粉体にせん断力を与える高速撹拌機を外添機として用いて、撹拌・混合することが好ましい。
【0167】
この際、外添機内部で発熱を生じ、凝集物を生成し易くなるので、外添機の容器部周囲を水で冷却する等の手段で温度調整をすることがトナー生産性上好ましい。
【0168】
次に、本発明においてその目的を達成するに好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
【0169】
本発明に用いられる結着樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でもビニル系樹脂とポリエステル系樹脂が帯電性や定着性でより好ましい。特にポリエステル系樹脂を用いた場合には本装置の導入による効果は大きい。
【0170】
本発明において、ビニル系モノマーの単重合体または共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等を、必要に応じて前述した結着樹脂に混合して用いることができる。
【0171】
2種以上の樹脂を混合して、結着樹脂として用いる場合、より好ましい形態としては分子量の異なるものを適当な割合で混合するのが好ましい。
【0172】
結着樹脂のガラス転移温度は好ましくは45乃至80℃、より好ましくは55乃至70℃であり、数平均分子量(Mn)は2,500乃至50,000、重量平均分子量(Mw)は10,000乃至1,000,000であることが好ましい。
【0173】
結着樹脂としては以下に示すポリエステル樹脂も好ましい。ポリエステル樹脂は、全成分中45乃至55mol%がアルコール成分であり、55乃至45mol%が酸成分である。
【0174】
ポリエステル樹脂の酸価は好ましくは90mgKOH/g以下、より好ましくは50mgKOH/g以下であり、OH価は好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下であることが良い。これは、分子鎖の末端基数が増えるとトナーの帯電特性において環境依存性が大きくなる為である。
【0175】
ポリエステル樹脂のガラス転移温度は好ましくは50乃至75℃、より好ましくは55乃至65℃である。さらに数平均分子量(Mn)は好ましくは1,500乃至50,000、より好ましくは2,000乃至20,000であり、重量平均分子量(Mw)は好ましくは6,000乃至100,000、より好ましくは10,000乃至90,000であることが良い。
【0176】
本発明のトナーに使用できる着色剤としては、任意の適当な顔料または染料が挙げられる。
【0177】
例えば顔料として、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー等がある。
【0178】
これらは結着樹脂100質量部に対し0.1乃至20質量部、好ましくは1乃至10質量部の添加量が良い。また、同様に染料が用いられ、例えば、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料があり、結着樹脂100質量部に対し0.1乃至20質量部、好ましくは0.3乃至10質量部の添加量が良い。
【0179】
本発明のトナーは、その帯電性をさらに安定化させる為に必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当り0.5乃至10質量部使用するのが好ましい。
【0180】
0.5質量部未満となる場合には、十分な帯電特性が得られない場合があり好ましくなく、10質量部を超える場合には、他材料との相溶性が悪化したり、低湿下において帯電過剰になったりする場合があり好ましくない。
【0181】
荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。
【0182】
トナーを負荷電性に制御する負荷電性制御剤として、例えば有機金属錯体またはキレート化合物が有効である。モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体が挙げられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、その無水物、またはそのエステル類、または、ビスフェノールのフェノール誘導体類が挙げられる。
【0183】
トナーを正荷電性に制御する正荷電性制御剤としては、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−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、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4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのキレート顔料として、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フェロシアン化合物等)、高級脂肪酸の金属塩として、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキシド等のジオルガノスズオキサイドやジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートが挙げられる。
【0184】
本発明において、必要に応じて一種または二種以上の離型剤を、トナー粒子中に含有させてもかまわない。離型剤としては次のものが挙げられる。
【0185】
即ち、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス、また、酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、または、それらのブロック共重合物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
【0186】
更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;プラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール類;長鎖アルキルアルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N−ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの)、また、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;また、ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物、また、植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
【0187】
離型剤の量は、結着樹脂100質量部あたり0.1乃至20質量部、好ましくは0.5乃至10質量部が好ましい。
【0188】
また本発明においては、該離型剤の示差走査型熱量計(DSC)で測定される昇温時の最大吸熱ピーク温度で規定される融点は、60乃至130℃(より好ましくは80乃至125℃)であることが好ましい。融点が60℃以下の場合は、トナーの粘度が低下し、感光体へのトナー付着が発生しやすくなり、融点が130℃以上の場合は、低温定着性が悪化してしまう場合があり好ましくない。
【0189】
本発明のトナーには、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得る微粉体を流動性向上剤として用いてもかまわない。
【0190】
例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ等をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施し、疎水化処理したものであり、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30〜80の範囲の値を示すように処理したものが特に好ましい。
【0191】
流動化剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上、好ましくは50m2/g以上のものが良好な結果を与える。
【0192】
本発明のトナーには、研摩効果に加え、帯電性付与性及び流動性付与、クリーニング助剤として、上述以外の無機微粉体を添加しても良い。無機微粉体は、トナー粒子に外添することにより、添加前後を比較するとより効果が増加し得るものである。
【0193】
本発明に用いられる無機微粉体としては、マグネシウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、セリウム、カルシウム、バリウム等のチタン酸塩及び/またはケイ酸塩が挙げられる。
【0194】
本発明における無機微粒子は、トナー100質量部に対して、0.1乃至10質量部、好ましくは0.2乃至8質量部用いるのが良い。
【0195】
次に、以下の実施例中で測定した各種物性データの測定方法に関して以下に説明する。
【0196】
(1)粒度分布の測定
粒度分布については、種々の方法によって測定できるが、本発明においてはコールターカウンターのマルチサイザーを用いて行った。
【0197】
測定装置としてはコールターカウンターのマルチサイザーII型(ベックマン・コールター社製)を用いた。電解液は特級または1級塩化ナトリウムを用いて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)が使用出来る。測定法としては前記電解水溶液100乃至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乃至5ml加え、さらに測定試料を2乃至20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1乃至3分間分散処理を行い、前記コールターカウンターのマルチサイザーII型により、アパーチャーとして、トナー粒径を測定するときは100μmアパーチャーを用いて、2.00μm以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出し、重量平均径を求める。
【0198】
(2)トナー粒子の平均円形度の測定
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定・解析条件で測定した。
【0199】
具体的な測定方法としては、イオン交換水20ml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適量加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製など)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。
【0200】
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径4.00μm以上、8.00μm以下に限定し、トナー粒子の平均円形度を求めた。
【0201】
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えばDuke Scientific社製5200Aをイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
【0202】
尚、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径径4.00μm以上、8.00μm以下に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
【0203】
(3)ワックスの融点測定
示差熱分析測定装置(DSC測定装置),DSC−7(パーキンエルマー社製)を用い測定する。測定はASTM D3418−82に準じて行う。測定試料2乃至10mgを精秤してアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで常温常湿下で測定を行う。
【0204】
この昇温過程で、温度30乃至200℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。この吸熱メインピークの温度をもってワックスの融点とする。
【0205】
(4)ガラス転移温度(Tg)の測定
示差走査熱量計(DSC測定装置),DSC−7(パーキンエルマー社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
【0206】
測定試料は5乃至20mg、好ましくは10mgを精密に秤量する。
【0207】
これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで常温常湿下で測定を行う。
【0208】
この昇温過程で、温度40乃至100℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。
【0209】
このときの吸熱ピークが出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を本発明におけるガラス転移温度Tgとする。
【0210】
(5)結着樹脂及の分子量分布の測定
GPCによるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
【0211】
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流す。試料をTHFに溶解後0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いる。試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。
【0212】
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。
【0213】
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Pressure Chemical Co.製あるいは、東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102,2.1×103,4×103,1.75×104,5.1×104,1.1×105,3.9×105,8.6×105,2×106,4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
【0214】
カラムとしては、103乃至2×106の分子量領域を適確に測定するために、市販のポリスチレンゲルカラムを複数組合せるのが良く、例えば、Waters社製のμ−styragel 500,103,104,105の組合せや、昭和電工社製のshodex KA−801,802,803,804,805,806,807の組合せが好ましい。
【0215】
(6)樹脂の酸価の測定
結着樹脂の「酸価」は以下のように求められる。基本操作は、JIS−K0070に準ずる。
【0216】
試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を酸価といい、次によって試験を行う。
【0217】
(1)試薬
(a)溶剤エチルエーテル−エチルアルコール混液(1+1または2+1)またはベンゼン−エチルアルコール混液(1+1または2+1)で、これらの溶液は使用直前にフェノールフタレインを指示薬としてN/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
(b)フェノールフタレイン溶液 フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かす。
(c)N/10水酸化カリウム−エチルアルコール溶液 水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95v/v%)を加えて1リットルとし、2〜3日放置後ろ過する。標定はJIS K 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
【0218】
(2)操作 試料1乃至20gを正しくはかりとり、これに溶剤100mlおよび指示薬としてフェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これをN/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
【0219】
(3)計算式 つぎの式によって酸価を算出する。
【0220】
【数1】

[A:酸価
B:N/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
C:N/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g) ]
【0221】
(7)結着樹脂の水酸基価の測定
結着樹脂の「水酸基価」は以下のように求められる。基本操作は、JIS=K0070に準ずる。
【0222】
試料1gを規定の方法によってアセチル化するとき水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を水酸基価といい、つぎの試薬、操作および計算式によって試験を行う。
【0223】
(1)試薬
(a)アセチル化試薬 無水酢酸25gをメスフラスコ100mlに入れ、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振りまぜる(場合によっては、ピリジンを追加しても良い)。アセチル化試薬は、湿気、炭酸ガスおよび酸の蒸気に触れないようにし、褐色びんに保存する。
(b)フェノールフタレイン溶液 フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かす。
(c)N/2水酸化カリウム−エチルアルコール溶液 水酸化カリウム35gをできるだけ少量の水に溶かし、エチルアルコール(95v/v%)を加えて1リットルとし、2〜3日間放置後ろ過する。標定はJIS K 8006によって行う。
【0224】
(2)操作
試料0.5〜2.0gを丸底フラスコに正しくはかりとり、これにアセチル化試薬5mlを正しく加える。フラスコの口に小さな漏斗をかけ、95乃至100℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首が浴の熱をうけて温度が上がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円盤をフラスコの首の付根にかぶせる。
【0225】
1時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を分解する。さらに分解を完全にするため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱し、放冷後エチルアルコール5mlで漏斗およびフラスコの壁を洗い、フェノールフタレイン溶液を指示薬としてN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定する。
【0226】
尚、本試験と並行して空試験を行う。場合によっては、指示薬としてKOH−THF溶液にしても構わない。
【0227】
(3)計算式 つぎの式によって水酸基価を算出する。
【0228】
【数2】

[A:水酸基価
B:空試験のN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
C:本試験のN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
f:N/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g)
D:酸価 ]
【0229】
(8)磁性酸化鉄粒子の分析方法。
(a)平均粒子径
走査型電子顕微鏡(30000倍)の写真を撮影し、フェレ径にて算出した。
(b)磁気特性
東英工業製振動試料型磁力計VSM−P7を使用して、外部磁場796kA/mにて測定した。
【実施例】
【0230】
次に、本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
【0231】
[実施例1]
・ハイブリッド樹脂:100質量部
(スチレン、2−エチルヘキシルアクリレート、α−メチルスチレン、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、コハク酸、無水トリメリット酸、フマル酸からなるハイブリッド樹脂 重量平均分子量(Mw)81300、数平均分子量(Mn)3000、ピーク分子量(Mp)15400、Tg60℃)
・銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメンブルー15:3):4質量部
・パラフィンワックス(最大吸熱ピーク67℃):5質量部
・荷電制御剤(1,4−ジ−t−ブチルサリチル酸アルムニウム化合物):1質量部
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサーでよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機にて混練した。得られた混練物を冷却し、粗粉砕機にて2mm以下に粗粉砕し、粗粉砕物を得た。
【0232】
得られた粗粉砕物を本実施例においては、該回転子314を図5に示す構成の回転子とし、該回転子314を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を図6に示す表面改質装置を用いて表面改質した。
【0233】
本実施例においては、該回転子314の機器構成を以下のように設定した。
回転子314の外径(mm)=400
ディスク322の数=2
冷却孔Nの系統数=2
冷却孔Nの外径(mm)=10
回転子314内部に具備される冷却用冷媒流路によって形成される冷却面積H(mm2)/回転子314の表面積G(mm2)×100=81.8%
回転子の中心点pから回転子の凹部底面rまでを直線で結んだ長さIpr(mm)−
回転子の中心点pから冷媒流路の最外殻qまでを直線で結んだ長さIpq(mm)=18
【0234】
本実施例においては、該回転子314の全長RL及び該固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、該回転子314におけるARc、BRc、CRc、及び、ARcz、BRcz、CRczを以下のように設定した。
ARc及びCRc:2.0mm未満
ARc及びCRcとBRcとの差:300μm
ARcz:αから後方に100mmの部分
BRcz:βを中心として前後100mmの部分
CRcz:γから前方に100mmの部分
【0235】
尚、該固定子310におけるALc、BLc、CLcは全て3.0mm未満とし、ALcz、BLcz、CLczは、該回転子314のARcz、BRcz、CRczと同様とした。
【0236】
また、該回転子に、ポンプを用いて外部から冷媒を、回転子軸端部の回転体継手より回転軸内部の通冷媒経路を介して端回転子から導入し、逆の端回転子から再び回転軸の通冷媒経路に戻す冷媒循環を設けた(図示しない。尚冷媒の温度は−10℃とした。)。
【0237】
更に、機械式粉砕機301の出口温度T2の到達目標温度を40±2℃とし、出口温度T2が到達目標温度範囲内に入るよう入口温度T1をコントロールした。
【0238】
また、該回転子314の周速を150m/secとし、該回転子314と固定子310の間隙GLを1.0mmとして粉砕を行い、微粉砕品を得た。
【0239】
(評価−1:平均円形度評価)
得られた微粉砕品の平均円形度を、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)を用いて測定した。評価基準は次の通りである。結果を表2に示す。
A:平均円形度0.945以上
B:平均円形度0.940以上0.945未満
C:平均円形度0.935以上0.940未満
D:平均円形度0.935未満
【0240】
その後、得られた微粉砕品を、図6に示す回分式の表面改質装置で、該分散ローター32周速を130m/secとし、表面改質時間を45秒として表面改質を行い、トナー表面改質粒子を得た。
【0241】
次に、得られた表面改質粒子100質量部に対して、BET法による比表面積が200m2/gである疎水性シリカを1.8質量部外添混合し、トナーを得た。このトナー5質量部に対し、アクリルコートされたフェライトキャリア95質量部を混合し、現像剤とした。
【0242】
この現像剤を用いて、キヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機(定着ユニットのオイル塗布機構を取り外した)を用いて常温常湿(23℃,60%RH)下で、画出し評価を行った。
【0243】
(評価−2:転写性評価)
転写性は、4万枚耐久前後の画像を現像,転写し、感光体上の転写前のトナー量(単位面積あたり)と、転写材上のトナー量(単位面積あたり)をそれぞれ測定し、下式により求めた。評価基準は次の通りである。
転写率(%)=(転写材上のトナー量)/(感光体上の転写前のトナー量)×100
A:90%以上
B:88%以上、90%未満
C:86%以上、88%未満
D:85%以下
【0244】
(評価−3:ドット再現性評価)
ドット再現性は、潜像電界によって電界が閉じ易く、再現しにくい小径(40μm)の孤立ドットパターンの画像をプリントアウトし、ドット100個に対するドット再現性を評価した。
A:非常に良好 100個中の欠損が2個以下
B:良好 100個中の欠損が3〜5個
C:実用可 100個中の欠損が6〜10個
D:実用不可 100個中の欠損が11個以上
【0245】
評価結果を表2に示すが、本実施例における現像剤は、4万枚後の画像形成においても良好な転写性を示し、ドット再現性も良好であった。
【0246】
[実施例2]
本実施例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0247】
本実施例では、該回転子314の全長RL及び該固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、該固定子310におけるALc、BLc、CLc、及び、ALcz、BLcz、CLczを以下のように設定した。
ALc及びCLc:2.0mm未満
ALc及びCLcとBLcとの差:300μm
ALcz:αから後方に100mmの部分
BLcz:βを中心として前後100mmの部分
CLcz:γから前方に100mmの部分
【0248】
尚、該回転子314におけるARc、BRc、CRcは全て3.0mm未満とし、ARcz、BRcz、CRczは、該固定子310のALcz、BLcz、CLczと同様とした。
【0249】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0250】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表2に示す。
【0251】
[参考例]
本参考例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0252】
本参考例では、該回転子314の全長RL及び該固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とし、該回転子314におけるRc及び、該固定子310におけるLcを全て2.0mm未満とした。
【0253】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0254】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表2に示す。
【0255】
【表1】

【0256】
【表2】

【0257】
[実施例3]
本実施例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0258】
本実施例では、機械式粉砕機301の回転子314の全長RL及び、固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、回転子314粉砕面におけるコーティング厚であるARk、BRk、CRk、及び、コーティング部分であるARkz、BRkz、CRkzを以下のように設定した。
ARk及びCRk:100μm
BRk:200μm
ARkz:αから後方に100mmの部分
BRkz:βを中心として前後100mmの部分
CRkz:γから前方に100mmの部分
【0259】
尚、固定子310の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0260】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0261】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表4に示す。
【0262】
[実施例4]
本実施例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0263】
本実施例では、回転子314の全長RL及び、固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、固定子310粉砕面におけるコーティング厚であるALk、BLk、CLk、及び、コーティング部分であるALkz、BLkz、CLkzを以下のように設定した。
ALk及びCLk:100μm
BLk:200μm
ALkz:αから後方に100mmの部分
BLkz:βを中心として前後100mmの部分
CLkz:γから前方に100mmの部分
【0264】
尚、回転子314の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0265】
また、該回転子314の周速及び該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表4に示す。
【0266】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表4に示す。
【0267】
[実施例5]
本実施例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0268】
本実施例では、機械式粉砕機301の回転子314の全長RL及び、固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、回転子314粉砕面におけるコーティング厚であるARk、BRk、CRk、及び、コーティング部分であるARkz、BRkz、CRkzを以下のように設定した。
αから後方50mm部分(=ARkz)に100μmコーティング(=ARk)
βを中心として前後50mm部分(=BRkz)に200μmコーティング(=BRk)
γから前方50mm部分(=CRkz)に100μmコーティング(=CRk)
その他の部分に150μmコーティング
【0269】
尚、固定子310の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0270】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0271】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表2に示す。
【0272】
[実施例6]
本実施例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0273】
本実施例では、機械式粉砕機301の回転子314の全長RL及び、固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、固定子310粉砕面におけるコーティング厚であるALk、BLk、CLk、及び、コーティング部分であるALkz、BLkz、CLkzを以下のように設定した。
αから後方50mm部分(=Alkz)に100μmコーティング(=ALk)
βを中心として前後50mm部分(=BLkz)に200μmコーティング(=BLk)
γから前方50mm部分(=CLkz)に100μmコーティング(=Clk)
その他の部分に150μmコーティング
【0274】
尚、回転子314の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0275】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0276】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表2に示す。
【0277】
[実施例7]
本実施例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0278】
本実施例では、機械式粉砕機301の回転子314の全長RL及び、固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、回転子314粉砕面におけるコーティング厚であるARk、BRk、CRk、及び、コーティング部分であるARkz、BRkz、CRkzを以下のように設定した。
αから後方50mm部分(=ARkz)に50μmコーティング(=ARk)
βを中心として前後50mm部分(=BRkz)に200μmコーティング(=BRk)
γから前方50mm部分(=CRkz)に50μmコーティング(=CRk)
αから後方50mmを超えた点から+50mmの部分に100μmコーティング
γから前方50mmを超えた点から−50mmの部分に100μmコーティング
その他の部分に150μmコーティング
【0279】
尚、固定子310の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0280】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0281】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表2に示す。
【0282】
[実施例8]
本実施例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0283】
本実施例では、機械式粉砕機301の回転子314の全長RL及び、固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、固定子310粉砕面におけるコーティング厚であるALk、BLk、CLk、及び、コーティングゾーンであるALkz、BLkz、CLkzを以下のように設定した。
αから後方50mm部分(=ALkz)に50μmコーティング(=ALk)
βを中心として前後50mm部分(=BLkz)に200μmコーティング(=BLk)
γから前方50mm部分(=CLkz)に50μmコーティング(=CLk)
αから後方50mmを超えた点から+50mmの部分に100μmコーティング
γから前方50mmを超えた点から−50mmの部分に100μmコーティング
その他の部分に150μmコーティング
【0284】
尚、回転子314の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0285】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0286】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表2に示す。
【0287】
[比較例1]
本比較例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0288】
本比較例では、該回転子314の全長RL及び、該固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、該回転子314におけるARk、BRk、CRk、及び、ARkz、BRkz、CRkzを以下のように設定した。
ARk及びCRk:コーティングなし
BRk:30μm
BRkz:βを中心として前後100mmの部分
【0289】
尚、固定子310の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0290】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0291】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表4に示す。
【0292】
[比較例2]
本比較例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0293】
本比較例では、該回転子314の全長RL及び、該固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.0mm未満とした。また、該回転子314におけるARk、BRk、CRk、及び、ARkz、BRkz、CRkzを以下のように設定した。
ARk及びCRk:コーティングなし
BRk:330μm
BRkz:βを中心として前後100mmの部分
【0294】
尚、固定子310の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0295】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表2に示す。
【0296】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表4に示す。
【0297】
[比較例3]
本比較例においては、該回転子314の機器構成を実施例1と同様に設定した回転子を図1に示す機械式粉砕機301に組込み、粉砕を行った。その後、得られたトナー粒子を実施例1と同様に表面改質した。
【0298】
本比較例では、該回転子314の全長RL及び該固定子310の全長LLを400mmとし、該回転子314及び固定子310の歯間距離HLを3.5mm以上とし、該回転子314におけるRc及び、該固定子310におけるLcを全て3.0mm未満とした。また、該回転子314におけるARk、BRk、CRk、及び、ARkz、BRkz、CRkzを以下のように設定した。
ARk及びCRk:100μm
BRk:200μm
ARkz:αから後方に100mmの部分
BRkz:βを中心として前後100mmの部分
CRkz:γから前方に100mmの部分
【0299】
尚、固定子310の粉砕面はコーティングを行わなかった。
【0300】
また、該回転子314の周速及び、該回転子314と固定子310の間隙GLを実施例1と同様として粉砕を行い、微粉砕品を得た。円形度測定結果を表4に示す。
【0301】
その後、得られた微粉砕品を、実施例1と同様に表面改質を行い、得られた表面改質粒子に実施例1と同様に外添混合してトナーとし、更にアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行った。結果を表4に示す。
【0302】
【表3】

【0303】
【表4】

【図面の簡単な説明】
【0304】
【図1】本発明の粉砕工程において使用される一例の粉砕機の概略的断面図である。
【図2】本発明において使用される一例の回転子及び固定子の概略的断面図である。
【図3】本発明において使用される一例の回転子及び固定子の概略的断面図である。
【図4】本発明において使用される一例の回転子の概略的断面図である。
【図5】本発明において使用される一例の回転子の概略的断面図である。
【図6】本発明の表面改質工程において使用される一例の表面改質装置の概略的断面図である。
【符号の説明】
【0305】
30 本体ケーシング
31 冷却ジャケット
32 分散ローター
33 角型ディスク
34 ライナー
35 分級ローター
36 ガイドリング
37 原料投入口
38 原料供給弁
39 原料供給口
40 製品排出口
41 製品排出弁
42 製品抜取口
43 天板
44 微粉排出ケーシング
45 微粉排出口
46 冷風導入口
47 第一の空間
48 第二の空間
49 表面改質ゾーン
50 分級ゾーン
121 本体ケーシング
122 分級室
123 案内室
124 分級ローター
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 微粉回収手段
131 吸引ファン
132 ホッパー
133 ローターリーバルブ
135 分散ルーバー
212 渦巻室
219 パイプ
220,359 デイストリビュータ
222,362 バグフィルター
224,364 吸引ブロワー
229,369 捕集サイクロン
240,380 ホッパー
301 機械式粉砕機
302 粉体排出口
310 固定子
311 粉体投入口
312 回転軸
313 ケーシング
314 回転子
315 定量供給機
316 ジャケット
317 冷却水供給口
318 冷却水排出口
319 冷風発生装置
320 後室
321 トナー粒子の輸送手段
322 コーティング層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは、所定の間隙を有するように該回転子が配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機において、
該回転子の凸部の頂点Raと凹部の底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子の粉体投入口側のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする粉砕機。
【請求項2】
該回転子の粉砕面において、該ARcである部分をARcz、該BRcである部分をBRcz、該CRcである部分をCRczとし、該回転子の全長をRLとし、該回転子粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ARczは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BRczは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CRczは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の粉砕機。
【請求項3】
該回転子のRcが最大値となる部分をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4RLの範囲内にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の粉砕機。
【請求項4】
該回転子の粉砕面が、少なくともめっきでコーティングされており、
該回転子の粉体投入口側のコーティング厚をARK、中央部のコーティング厚をBRK、粉体排出口側のコーティング厚をCRKとした場合、
該回転子のコーティング厚が、BRK>ARK、或いはBRK>CRKの関係にあり、
該ARK及びCRKと、該BRKの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項5】
該回転子の粉砕面において、該ARK厚である部分をARKz、該BRK厚である部分をBRKz、該CRK厚である部分をCRKzとし、該回転子の全長をRLとし、該回転子の粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ARKzは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BRKzは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CRKzは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にあることを特徴とする請求項4に記載の粉砕機。
【請求項6】
該回転子の粉砕面のコーティング厚が最大値となる部分をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4RLの範囲内にあることを特徴とする請求項4又は5に記載の粉砕機。
【請求項7】
該回転子の粉砕面のコーティング厚が、該xを基点として、段階的に変化することを特徴とする請求項6に記載の粉砕機。
【請求項8】
該めっきによるコーティングが、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきであることを特徴とする請求項4乃至7のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項9】
該回転子粉砕面の、該凸部と該凸部との繰り返し距離が3.5mm未満である請求項1乃至8のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項10】
該回転子と固定子との間の最小間隔が0.5mm以上2.0mm以下である請求項1乃至9のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項11】
該回転子は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
該回転子の表面積をG、該冷媒流路によって形成される冷却面積をH、
該回転子の中心点pから該回転子の凹部底面rまでを直線で結んだ長さをIpr、
該回転子の中心点pから該冷媒流路の最外殻qまでを直線で結んだ長さをIpq
とした場合、
以下の式(1)、(2)となるように、冷却用の冷媒流路を設けたことを特徴とする請求項1に記載の粉砕機。
式(1) 75.5≦H/G×100≦300.0
式(2) 1.0mm≦Ipr−Ipq≦25.0mm
【請求項12】
該粉砕機は、独立した複数個のディスクを繋ぎ合せた回転子から構成され、該回転子は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
該冷媒流路は、
粉体投入口側或いは、粉体排出口側の一方向から、中心回転軸を介して、冷媒を導入するための冷媒流路L、
各ディスク内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路M、
各ディスク外層部を中心回転軸と並行に冷媒を搬送するための冷媒流路N、
各ディスク外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路O、
冷媒導入方向に対して同方向域または逆方向への冷媒を排出するための冷媒流路P
を有することを特徴とする請求項11に記載の粉砕機。
【請求項13】
該各ディスク内において外層部へ冷媒を搬送するための冷媒流路Mを、該ディスクの枚数に合せて独立して設け、
該ディスクの枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Mに、該冷媒流路Lから冷媒を別々に導入することを特徴とする請求項11又は12に記載の粉砕機。
【請求項14】
該各ディスク外層部から中心回転軸に向けて冷媒を搬送するための冷媒流路Oを、該ディスクの枚数に合せて独立して設け、
該ディスクの枚数に合せて独立して設けた該冷媒流路Oから、冷媒流路Pに冷媒を別々に戻すことを特徴とする請求項11乃至13のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項15】
被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは、所定の間隙を有するように該回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機において、
該固定子の凸部頂点Laと凹部底面Lbを直線で結んだ長さをLcとし、
該固定子の粉体投入口側のLcをALc、中央部のLcをBLc、粉体排出口側のLcをCLcとした場合、
該Lcが、BLc>ALc、或いはBLc>CLcの関係にあり、
該ALc及びCLcと、該BLcの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする粉砕機。
【請求項16】
該固定子の粉砕面において、該ALcである部分をALcz、該BLcである部分をBLcz、該CLcである部分をCLcz、該固定子の全長をLL、該固定子粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ALczは、該αの後方に、1/10LL以上1/4LL以下の範囲にあり、
該BLczは、該βを中心点として、前後1/4LL以上4/5LL以下の範囲にあり、
該CLczは、該γの前方に、1/4lL以上1/10lL以下の範囲にあることを特徴とする請求項15に記載の粉砕機。
【請求項17】
該固定子のLcが最大値となる点をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4LLの範囲内にあることを特徴とする請求項15又は16に記載の粉砕機。
【請求項18】
該固定子の粉砕面が、少なくともめっきでコーティングされており、
該固定子の粉体投入口側のコーティング厚をALK、中央部のコーティング厚をBLK、粉体排出口側のコーティング厚をCLKとした場合、該固定子のコーティング厚が、BLK>ALK、或いはBLK>CLKの関係にあり、
該ALK及びCLKと、該BLKの差が、50μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項15乃至17のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項19】
該固定子の粉砕面において、該ALK厚である部分をALKz、該BLK厚である部分をBLKz、該CLK厚である部分をCLKzとし、該固定子の全長をLLとし、該固定子の粉砕面の開始点をα、中央点をβ、最終点をγとした場合、
該ALKzは、該αの後方に、1/10RL以上1/4RL以下の範囲にあり、
該BLKzは、該βを中心点として、前後1/4RL以上4/5RL以下の範囲にあり、
該CLKzは、該γの前方に、1/4RL以上1/10RL以下の範囲にあることを特徴とする請求項18に記載の粉砕機。
【請求項20】
該固定子の粉砕面のコーティング厚が最大値となる部分をxとした場合、xの位置は、該βを中心点として、前後1/4LLの範囲内にあることを特徴とする請求項18又は19のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項21】
該固定子の粉砕面のコーティング厚が、該xを基点として、段階的に変化することを特徴とする請求項20に記載の粉砕機。
【請求項22】
該めっきによるコーティングが、少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきであることを特徴とする請求項18乃至21のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項23】
該固定子粉砕面の、該凸部と該凸部との繰り返し距離が3.5mm未満である請求項15乃至22のいずれかに記載の粉砕機。
【請求項24】
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、得られた混練物を冷却し、冷却物を粗粉砕し、粗粉砕物を粉砕手段で微粉砕して微粉砕物を得、得られた微粉砕物から重量平均粒径3乃至10μmのトナーを製造するトナーの製造方法において、
被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子表面と該回転子表面とは、所定の間隙を有するように該回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも複数の凸部と凹部とを有する粉砕機が該粉砕手段であり、
該回転子の凸部頂点Raと凹部底面Rbを直線で結んだ長さをRcとし、
該回転子の粉体投入口側のRcをARc、中央部のRcをBRc、粉体排出口側のRcをCRcとした場合、
該Rcが、BRc>ARc、或いはBRc>CRcの関係にあり、
該ARc及びCRcと、該BRcの差が、50μm以上300μm以下である粉砕機で粉砕することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項25】
該回転子は内部に冷却用の冷媒流路を具備し、
該回転子の表面積をG、該冷媒流路によって形成される冷却面積をH、
該回転子の中心点pから該回転子の凹部底面rまでを直線で結んだ長さをIpr、
該回転子の中心点pから該冷媒流路の最外殻qまでを直線で結んだ長さをIpq
とした場合、
以下の式(1)、(2)となるように、冷却用の冷媒流路を設けた粉砕機で粉砕することを特徴とする請求項24に記載のトナーの製造方法。
式(1) 75.5≦H/G×100≦300.0
式(2) 1.0mm≦Ipr−Ipq≦25.0mm
【請求項26】
該回転子及び該固定子は、いずれも波形形状の複数の凸部と、該凸部と該凸部の間に形成させる凹部とを有し、該回転子及び該固定子の少なくとも一方が有する該凹部が底部に平坦面を有する粉砕機で粉砕することを特徴とする請求項24又は25に記載のトナーの製造方法。
【請求項27】
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、得られた混練物を冷却し、冷却物を粗粉砕し、粗粉砕物を粉砕手段で微粉砕して微粉砕物を得、得られた微粉砕物から重量平均粒径3乃至10μmのトナーを製造するトナーの製造方法において、
被粉砕物を粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子表面と該回転子表面とは、所定の間隙を有するように該回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成しており、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って被粉砕物が粉砕され、該固定子及び回転子は、いずれも波形形状の複数の凸部と凹部とを有する粉砕機が該粉砕手段であり、
該固定子の凸部頂点Laと凹部底面Lbを直線で結んだ長さをLcとし、
該固定子の粉体投入口側のLcをALc、中央部のLcをBLc、粉体排出口側のLcをCLcとした場合、
該Lcが、BLc>ALc、或いはBLc>CLcの関係にあり、
該ALc及びCLcと、該BLcの差が、50μm以上300μm以下である粉砕機で粉砕することを特徴とするトナーの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−11959(P2009−11959A)
【公開日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−178001(P2007−178001)
【出願日】平成19年7月6日(2007.7.6)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】