JP2003255599A

JP2003255599A - トナーの製造方法およびトナー

Info

Publication number: JP2003255599A
Application number: JP2002055678A
Authority: JP
Inventors: Masahide Nakamura; 昌英中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ワックス粒子が微分散したトナーおよびトナー
の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明のトナーの製造方法は、少なくと
も、樹脂と、着色剤と、ワックスとを含む原料５を、混
練機１を用いて混練して混練物７を得る工程と、混練物
７を冷却する冷却工程とを有する。混練機１は、原料５
を混練しつつ搬送するプロセス部２を有しており、プロ
セス部２の側面下方には、混練物７が押し出される押出
口３が設けられている。プロセス部２では、スクリュー
２２、２３の回転により原料が混練される。スクリュー
２２には、螺旋状の溝２２１と、溝２２１とは螺旋の回
転方向の異なる溝２２２とが形成されている。螺旋の回
転方向が反転する回転方向反転部２２３は、押出口３の
ほぼ真上に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーの製造方法
およびトナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法としては、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する工程（露光
工程）と、該潜像をトナーを用いて現像する工程と、紙
等の転写材にトナー画像を転写する工程と、該トナー画
像を加熱、圧力或いは溶剤蒸気等により定着する工程と
を有している。

【０００３】上述の最終工程であるトナー像を紙等のシ
ートに定着する工程に関しては種々の方法や装置が開発
されている。現在最も一般的な方法は加熱ローラーによ
る圧着加熱方式である。

【０００４】加熱ローラーによる圧着加熱方式はトナー
に対し離型性を有する材料で表面を形成した加熱ローラ
ーの表面に被定着シートのトナー像面を加圧下で接触し
ながら通過せしめることにより定着を行なうものであ
る。この方法は加熱ローラーの表面と被定着シートのト
ナー像とが加圧下で接触するため、トナー像を被定着シ
ート上に融着する際の熱効果が極めて良好であり、迅速
に定着を行なうことができ、高速度電子写真複写機にお
いて非常に有効である。しかしながら、上記方法では、
加熱ローラー表面とトナー像とが溶融状態で加圧下で接
触するためにトナー像の一部が定着ローラー表面に付着
・転移し、次の被定着シートにこれが再転移して、いわ
ゆるオフセット現象を生じ、被定着シートを汚すことが
ある。熱定着ローラー表面に対してトナーが付着しない
ようにすることが加熱ローラー定着方式の必須条件の１
つとされている。

【０００５】従来、定着ローラー表面にトナーを付着さ
せない目的で、例えば、ローラー表面をトナーに対して
離型性の優れた材料、シリコーンゴムやフッ素系樹脂等
で形成し、さらにその表面にオフセット防止及びローラ
ー表面の疲労を防止するためにシリコーンオイルのよう
な離型性の良い液体の薄膜でローラー表面を被覆するこ
とが行なわれている。しかしながら、この方法はトナー
のオフセットを防止する点では極めて有効であるが、オ
フセット防止用液体を供給するための装置が必要なた
め、定着装置が複雑になること等の問題点を有してい
る。それゆえ、オフセット防止用液体の供給によってオ
フセットを防止する方向は好ましくなく、むしろ定着温
度領域の広い耐オフセット性の高いトナーの開発が望ま
れているのが現状である。

【０００６】このようなオフセット現象の発生を防止す
る目的で、トナー中に離型性に優れるワックスを添加す
ることが行われている。

【０００７】ワックスを含むトナーは、通常、以下のよ
うにして製造される。まず、主成分である樹脂（以下、
単に「樹脂」ともいう。）と、着色剤と、ワックスとを
含む原料を、樹脂の軟化点以上の温度で混練して混練物
を得る。このようにして得られた混練物を、樹脂の融点
以下の温度まで冷却し、その後、粉砕し、さらに必要に
応じて、添加剤（外添剤）を加え、目的とするトナーを
製造する。

【０００８】ところで、ワックスは、一般に、トナーの
主成分である樹脂との相溶性が低いことが知られてい
る。このため、ワックスを十分に微分散させる目的で、
トナーの製造に際しては、前記原料を十分に混練する混
練処理が施されている。しかしながら、従来の製造方法
においては、このような混練処理を十分に行った場合で
あっても、最終的に得られるトナー粒子中におけるワッ
クス粒子を十分に微細化させることができない場合があ
った。

【０００９】このように、ワックス粒子を十分に微細化
させることができないと（ワックス粒子が粗大化する
と）、ワックスのしみ出しが顕著に起こり、トナーは、
感光体に付着（フィルミング）し易くなる等、耐久性の
低いものとなってしまう。

【００１０】また、ワックス粒子が粗大化したトナーで
は、その機械的強度が低下し、耐久性にも劣ったものと
なる。

【００１１】また、ワックス粒子が粗大化したトナー
は、いわゆるカブリ現象を生じ易くなるという問題点も
有している。

【００１２】上述したようなワックス粒子の粗大化によ
る問題点は、特に、シャープメルト性が求められるカラ
ートナーやオイルレス定着機を有するプリンタに用いら
れるトナー等で、特に顕著なものとして現れる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ワッ
クス粒子が微分散したトナーおよびトナーの製造方法を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１８）の本発明により達成される。

【００１５】（１）少なくとも、樹脂と、着色剤と、
ワックスとを含む原料を、混練機を用いて混練して混練
物を得る工程と、前記混練物を冷却する冷却工程とを有
するトナーの製造方法であって、前記混練機は、前記原
料を搬送しつつ混練するプロセス部を有し、前記プロセ
ス部の側面に、前記混練物が押し出される押出口が設け
られており、該押出口から前記混練物が押し出されるこ
とを特徴とするトナーの製造方法。

【００１６】（２）前記プロセス部において前記原料
が搬送される方向に対して、ほぼ垂直な方向に前記混練
物を押し出す上記（１）に記載のトナーの製造方法。

【００１７】（３）前記押出口が前記プロセス部のほ
ぼ下方に設けられており、前記混練物をほぼ鉛直方向下
方に押し出す上記（１）または（２）に記載のトナーの
製造方法。

【００１８】（４）前記プロセス部は、１本または２
本以上のスクリューを有し、該スクリューの回転軸方向
に前記原料を搬送する上記（１）ないし（３）のいずれ
かに記載のトナーの製造方法。

【００１９】（５）前記押出口から押し出される前記
混練物の押出方向と、前記スクリューの回転軸方向と
が、ほぼ垂直である上記（４）に記載のトナーの製造方
法。

【００２０】（６）前記スクリューは、その外周に螺
旋状の溝が形成されており、前記スクリューの軸方向に
対する前記溝の螺旋の回転方向が異なる箇所を有するも
のである上記（４）または（５）に記載のトナーの製造
方法。

【００２１】（７）前記スクリューの軸方向に対する
前記溝の螺旋の回転方向が反転する箇所の近傍に設けら
れた前記押出口から前記混練物を押し出す上記（６）に
記載のトナーの製造方法。

【００２２】（８）前記押出口は、前記混練物が押し
出される方向に沿って、その横断面積が連続的または断
続的に増大する部分を有するものである上記（１）ない
し（７）のいずれかに記載のトナーの製造方法。

【００２３】（９）前記原料中における前記ワックス
の含有量は、２．０ｗｔ％以上である上記（１）ないし
（８）のいずれかに記載のトナーの製造方法。

【００２４】（１０）前記冷却工程後の前記混練物中
における前記ワックスの平均粒径は、１．５μｍ以下で
ある上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のトナー
の製造方法。

【００２５】（１１）前記ワックスの軟化点をＴ
_ｓ［℃］、前記樹脂の融点をＴ_ｍ［℃］としたとき、Ｔ
_ｓ＜Ｔ_ｍの関係を満足する上記（１）ないし（１０）の
いずれかに記載のトナーの製造方法。

【００２６】（１２）前記押出口付近における前記混
練物の温度をＴ_１［℃］、前記冷却工程の完了直後にお
ける前記混練物の温度をＴ_２［℃］、前記混練物が前記
押出口から押し出されてから前記冷却工程が完了するま
でに要する時間をｔ［秒］としたとき、（Ｔ_１−Ｔ_２）
／ｔ≧５［℃／秒］の関係を満足する上記（１）ないし
（１１）のいずれかに記載のトナーの製造方法。

【００２７】（１３）前記混練物が前記押出口から押
し出されてから前記冷却工程が完了するまでに要する時
間ｔは、１５秒以下である上記（１）ないし（１２）の
いずれかに記載のトナーの製造方法。

【００２８】（１４）前記混練物を粉砕する工程を有
する上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載のトナ
ーの製造方法。

【００２９】（１５）前記トナーは、カラートナーで
ある上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載のトナ
ーの製造方法。

【００３０】（１６）上記（１）ないし（１５）のい
ずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする
トナー。

【００３１】（１７）平均粒径が４〜１２μｍである
上記（１６）に記載のトナー。

【００３２】（１８）前記トナー中における前記ワッ
クスの平均粒径が１．５μｍ以下である上記（１６）ま
たは（１７）に記載のトナー。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトナーおよびトナ
ーの製造方法について、添付図面を参照しつつ詳細に説
明する。

【００３４】図１は、本発明のトナーの製造方法に用い
る混練機、冷却機の構成の一例を模式的に示す縦断面
図、図２は、図１の押出口付近の斜視図である。以下、
図１中、左側を「基端」、右側を「先端」として説明す
る。

【００３５】［原料］本発明のトナーは、少なくとも、
樹脂（バインダー樹脂）と、着色剤と、ワックスとを含
む原料５を用いて製造される。

【００３６】樹脂（バインダー樹脂）としては、例え
ば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロ
ポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、ス
チレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共
重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢
酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ス
チレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エス
テル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−
クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロ
ニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビ
ニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチ
レンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合
体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性エ
ポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、塩化ビニル
樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン
−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂、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等が挙げられ、これら
のうち１種または２種以上を組み合わせて用いることが
できる。

【００３７】原料５中における樹脂の含有量は、特に限
定されないが、５０〜９５ｗｔ％であるのが好ましく、
８０〜９４ｗｔ％であるのがより好ましい。

【００３８】着色剤としては、例えば、顔料、染料等を
使用することができる。このような顔料、染料として
は、例えば、カーボンブラック、スピリットブラック、
ランプブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）、マグネ
タイト、チタンブラック、黄鉛、カドミウムイエロー、
ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフト
ールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエ
ローＮＣＧ、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、キ
ノリンイエロー、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリ
ブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾ
ロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッ
ド、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカル
シウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３
Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイ
オレットレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブル
ーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファーストスカイ
ブルー、インダンスレンブルーＢＣ、群青、アニリンブ
ルー、フタロシアニンブルー、カルコオイルブルー、ク
ロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マ
ラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、フ
ァイナルイエローグリーンＧ、ローダミン６Ｇ、キナク
リドン、ローズベンガル（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３
２）、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレク
トレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベー
シックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレ
ッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブル
ー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッド
ブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベー
シックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．
Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１
５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．
ピグメントブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン
６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシッ
クグリーン６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．
ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロ
ー１６２、ニグロシン染料（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４１５
Ｂ）、金属錯塩染料、シリカ、酸化アルミニウム、マグ
ネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二
銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化
チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料等が挙げら
れ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用
いることができる。

【００３９】原料５中における着色剤の含有量は、特に
限定されないが、１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、
２〜７ｗｔ％であるのがより好ましい。着色剤の含有量
が前記下限値未満であると、着色剤の種類によっては、
十分な濃度の可視像を形成するのが困難になる可能性が
ある。一方、着色剤の含有量が前記上限値を超えると、
最終的に得られるトナーの定着特性や帯電特性が低下す
る可能性がある。

【００４０】ワックス（オフセット防止剤）としては、
オフセット現象の発生を防止・抑制する機能（離型性）
を有するものであればいかなるものであってもよく、例
えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ラ
イスワックス、綿ロウ、木ロウ等の植物系ワックス・ロ
ウ、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス・ロウ、モ
ンタンワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワ
ックス・ロウ、パラフィンワックス、マイクロワック
ス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の
石油ワックス・ロウ等の天然ワックス・ロウや、フィッ
シャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス
（ポリエチレン樹脂）、ポリプロピレンワックス（ポリ
プロピレン樹脂）、酸化型ポリエチレンワックス、酸化
型ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素ワックス、
１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸ア
ミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸
アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス
・ロウ等が挙げられる。また、ワックスとしては、さら
に低分子量の結晶性高分子樹脂を使用してもよく、例え
ば、ポリｎ−ステアリルメタクリレート、ポリｎ−ラウ
リルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体
あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレー
ト−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長
いアルキル基を有する結晶性高分子等を使用することも
できる。前記のような材料の中でも、カルナウバワック
ス、ライスワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン、
エステル系ワックスを用いるのが好ましい。これによ
り、最終的に得られるトナーを、特に、定着特性と耐久
性とのバランスに優れたものとすることができる。

【００４１】原料５中におけるワックスの含有量は、特
に限定されないが、２．０ｗｔ％以上であるのが好まし
く、２．１〜９．０ｗｔ％であるのがより好ましく、
２．４〜５．５ｗｔ％であるのがさらに好ましい。ワッ
クスの含有量が２．０ｗｔ％未満であると、最終的に得
られるトナーの耐オフセット性を十分に向上させるのが
困難になる場合がある。

【００４２】ワックスの軟化点は、特に限定されない
が、５０〜１８０℃であるのが好ましく、６０〜１６０
℃であるのがより好ましい。

【００４３】また、ワックスの軟化点をＴ_ｓ［℃］、前
記樹脂の融点をＴ_ｍ［℃］としたとき、Ｔ_ｓ＜Ｔ_ｍの関
係を満足するのが好ましく、（Ｔ_ｓ＋１０）＜Ｔ_ｍの関
係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足
することにより、トナーの定着をより低温、高速で行う
ことが可能となる。

【００４４】また、原料５中には、前記樹脂、着色剤、
ワックス以外の成分が含まれていてもよい。このような
成分としては、例えば、磁性粉末、帯電制御剤、分散在
等が挙げられる。

【００４５】前記磁性粉末としては、例えば、マグネタ
イト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、
酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料で構成されたもの
等が挙げられる。

【００４６】前記帯電制御剤としては、例えば、安息香
酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸
の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、
ニグロシン染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四
級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、塩素化ポ
リエステル、ニトロフニン酸等が挙げられる。

【００４７】前記分散剤としては、例えば、金属石鹸、
無機金属塩、有機金属塩、ポリエチレングリコール等が
挙げられる。

【００４８】前記金属石鹸としては、トリステアリン酸
金属塩（例えば、アルミニウム塩等）、ジステアリン酸
金属塩（例えば、アルミニウム塩、バリウム塩等）、ス
テアリン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、鉛塩、亜鉛
塩等）、リノレン酸金属塩（例えば、コバルト塩、マン
ガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、オクタン酸金属塩（例え
ば、アルミニウム塩、カルシウム塩、コバルト塩等）、
オレイン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩
等）、パルミチン酸金属塩（例えば、亜鉛塩等）、ナフ
テン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マ
ンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、レジン酸金属塩（例え
ば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン鉛塩、亜鉛塩
等）等が挙げられる。

【００４９】前記無機金属塩、前記有機金属塩として
は、例えば、カチオン性成分として、周期律表の第ＩＡ
族、第IIＡ族、および第IIIＡ族の金属からなる群より
選ばれる元素のカチオンを含み、アニオン性成分とし
て、ハロゲン、カーボネート、アセテート、サルフェー
ト、ボレート、ニトレート、およびホォスフェートから
なる群より選ばれるアニオンを含む塩等が挙げられる。

【００５０】また、添加剤としては、上記のような材料
のほかに、例えば、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化
セリウム等を用いてもよい。

【００５１】［混練・押出工程］上記のような原料５を
混練して混練物７を得る。このような混練は、前記各成
分が十分均一に分散し、得られる混練物中のワックス粒
子を十分に微細化させることを、主たる目的とするもの
である。

【００５２】トナー製造用の原料を混練して混練物を製
造する操作自体は、従来の製造方法においても行われて
いた。しかしながら、従来の製造方法においては、この
ような混練を十分に行ったとしても（混練時間を十分に
長くし、混練強度を十分に大きくしても）、最終的に得
られるトナー粒子中におけるワックスの粒子を十分に微
細化させることができない場合があった。

【００５３】そこで、本発明者は、混練物の製造方法、
製造条件について種々検討を行った。その結果、図１、
図２に示すような、押出口３をプロセス部の側面に有す
る混練機１を用いて原料５の混練を行い、得られた混練
物７をほぼ鉛直方向に押し出すことにより、ワックス粒
子が微分散したトナーを、安定して提供できることを見
出した。以下、混練機１の構成、混練機１を用いた原料
５の混練、混練物７の押し出しについて詳細に説明す
る。

【００５４】混練機１は、原料５を搬送しつつ混練する
プロセス部２と、プロセス部２内に原料５を供給するフ
ィーダー４とを有している。

【００５５】フィーダー４内に投入される原料５は、前
述した各成分が予め混合されたものであるのが好まし
い。

【００５６】プロセス部２は、バレル２１と、バレル２
１内に挿入されたスクリュー２２、２３とを有してい
る。

【００５７】プロセス部２では、スクリュー２２、２３
が、それぞれ、回転軸２２０、２３０を中心に、図中
ａ、ｂで示す方向に回転することにより、フィーダー４
から供給された原料５に剪断力が加えられ、前記各成分
が十分均一に分散した混練物７が得られる。すなわち、
プロセス部２での混練により、ワックスの粒子が十分に
微分散した混練物７が得られる。

【００５８】混練時の原料温度は、原料５の組成等によ
り異なるが、７０〜２５０℃であるのが好ましく、８０
〜１６０℃であるのがより好ましい。

【００５９】また、フィーダー４から供給された原料５
は、スクリュー２２、２３が、それぞれ、図中ａ、ｂで
示す方向に回転することにより、後に詳述する押出口３
の方向（図中ｃで示す方向）に向って搬送される。すな
わち、原料５は、混練されつつ、スクリュー２２、２３
の回転軸方向に搬送される。

【００６０】スクリュー２２には、螺旋状の溝２２１が
形成されている。同様に、スクリュー２３には、これに
対応する箇所に、溝２２１と回転方向が同じ溝が形成さ
れている（図示せず）。スクリュー２２、２３に、この
ような溝が設けられることにより、原料５の混練をさら
に効率良く行うことができる。また、このような溝が設
けられることにより、原料５、混練物７を、図中ｃで示
す方向に、より効率良く搬送することができる。

【００６１】また、スクリュー２２には、その先端側
に、溝２２１と螺旋の回転方向の異なる溝２２２が形成
されている。同様に、スクリュー２３には、これに対応
する箇所に、溝２２２と回転方向が同じ溝が形成されて
いる（図示せず）。スクリュー２２、２３に、このよう
な溝が形成されていることにより、スクリュー２２、２
３の回転に伴い搬送されてきた混練物７の一部が、押出
口３より先端側に押し出された場合であっても、当該混
練物を、図中ｄで示す方向に、効率良く搬送することが
できる。その結果、混練物７を押出口３から効率良く押
し出すことができる。

【００６２】図示の構成では、スクリュー２２に設けら
れた溝の螺旋方向が反転する回転方向反転部２２３（溝
２２１と溝２２２との境界）が押出口３のほぼ真上にあ
る。このように、回転方向反転部２２３が押出口３の近
傍にあると、後述する押出工程における、押出口３から
の混練物７の押出効率が特に優れたものとなる。

【００６３】原料５を混練することにより得られた混練
物７は、押出口３から押し出される。

【００６４】前述したように、本発明は、押出口３がプ
ロセス部２の側面に設けられている点に特徴を有し、こ
れにより、最終的に得られるトナー粒子中におけるワッ
クスの粒子を十分に微細化させることができる。これ
は、以下のような理由によるものであると考えられる。

【００６５】従来、トナーの製造に用いてきた混練機
は、プロセス部の端部に、押し出される混練物の断面形
状を整えるためのヘッドを備えており、当該ヘッドに形
成された押出口から混練物を吐出する構造のものであっ
た。このような構造の混練機を用いた場合、バレル内の
混練物は、混練機の外部に排出される前に、ヘッド内を
通過することになるが、ヘッド内においては、混練物に
ほとんど剪断力が加わらないか、またはプロセス部に比
べて格段に小さい剪断力しか加わらない。このため、ヘ
ッド内において、混練物中のワックスの粒子の再凝集が
進行し、その粒径が粗大化する。

【００６６】これに対し、本発明では、混練物７が、プ
ロセス部２から、直接（ヘッド等を介することなく）混
練機１外に排出されるような構成にし、排出された混練
物７を、後述する冷却工程に、速やかに供することが可
能となるようにした。これにより、混練物７中における
ワックス粒子の再凝集を効果的に防止、抑制することが
でき、最終的に得られるトナー粒子中におけるワックス
の粒子も十分に微細化させることが可能となる。したが
って、最終的に得られるトナーは、ワックスのしみ出し
等を生じ難いものとなり、結果として、耐久性に優れ、
いわゆるカブリ現象等も生じ難いものとなる。

【００６７】また、混練物７は、押出口３から混練機１
外に、ほぼ鉛直方向に押し出される。このように、混練
物７をほぼ鉛直方向に押し出すことにより、混練物７
を、より速やかに、後述する冷却工程に供することが可
能となる。その結果、混練物７中におけるワックス粒子
の再凝集をさらに効果的に防止、抑制することができ、
最終的に得られるトナー粒子中におけるワックス粒径も
特に小さいものとなる。

【００６８】図示の構成では、押出口３は、下方に設け
られている。これにより、混練物７をさらに効率良く混
練機１外に排出することができる。その結果、混練物７
中におけるワックス粒子の再凝集をさらに効果的に防
止、抑制することができ、最終的に得られるトナー粒子
中におけるワックス粒径も特に小さいものとなる。

【００６９】押出口３は、混練物７が押し出される方向
に沿って、その横断面積が増大する横断面積増大部３１
を有している。これにより、押出口３からの混練物７の
排出を、より効率良く行うことができる。その結果、混
練物７中におけるワックス粒子の再凝集をさらに効果的
に防止、抑制することが可能となる。

【００７０】図示の構成では、押出口３の横断面積は、
断続的に増大しているが、連続的に増大するものであっ
てもよい。

【００７１】［冷却工程］押出口３から押し出された混
練物７は、冷却機６により冷却される。

【００７２】冷却機６は、ロール６１、６２、６３、６
４と、ベルト６５、６６とを有している。

【００７３】ベルト６５は、ロール６１とロール６２と
に巻掛けられている。同様に、ベルト６６は、ロール６
３とロール６４とに巻掛けられている。

【００７４】ロール６１、６２、６３、６４は、それぞ
れ、回転軸６１１、６２１、６３１、６４１を中心とし
て、図中ｅ、ｆ、ｇ、ｈで示す方向に回転する。これに
より、混練機１の押出口３から押し出された混練物７
は、ベルト６５−ベルト６６間に導入される。ベルト６
５−ベルト６６間に導入された混練物７は、ほぼ均一な
厚さの板状となるように成形されつつ、冷却される。冷
却された混練物７は、排出部６７から排出される。ベル
ト６５、６６は、例えば、水冷、空冷等の方法により、
冷却されている。冷却機として、このようなベルト式の
ものを用いると、混練機から押し出された混練物と、冷
却体（ベルト）との接触時間を長くすることができ、混
練物の冷却の効率を特に優れたものとすることができ
る。

【００７５】押出口３付近における混練物７の温度をＴ
_１［℃］、排出部６７付近における混練物７の温度（冷
却工程の完了直後における混練物７の温度）をＴ
_２［℃］、混練物７が押出口３から押し出されてから冷
却工程が完了するまでに要する時間をｔ［秒］としたと
き、（Ｔ_１−Ｔ_２）／ｔ≧５［℃／秒］の関係を満足す
るのが好ましく、（Ｔ_１−Ｔ_２）／ｔ≧１０［℃／秒］
の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を
満足することにより、冷却後の混練物７中におけるワッ
クス粒子をさらに微細化させることができる。その結
果、最終的に得られるトナー粒子中におけるワックスの
粒子も十分に微細化したものとなる。その結果、トナー
は、ワックスのしみ出し等を生じ難く、耐久性に優れ、
いわゆるカブリ現象等も生じ難いものとなる。

【００７６】また、混練物７が押出口３から押し出され
てから冷却工程が完了するまでに要する時間ｔは、１５
秒以下であるのが好ましく、１０秒以下であるのがより
好ましい。ｔが１５秒以上であると、混練物７中におけ
るワックスの粒子を十分に微細化するのが困難となる場
合がある。

【００７７】このようにして冷却された混練物７中にお
けるワックスの平均粒径は、特に限定されないが、１．
５μｍ以下であるのが好ましく、１．２μｍ以下である
のがより好ましい。ワックスの平均粒径が１．５μｍを
超えると、最終的に得られるトナー中におけるワックス
の粒子を十分に微細化させるのが困難になる可能性があ
る。

【００７８】［粉砕工程］上述したような冷却工程を経
た混練物７を粉砕することにより、本発明のトナーが得
られる。

【００７９】粉砕の方法は、特に限定されず、例えばボ
ールミル、振動ミル、ジェットミル、ピンミル等の各種
粉砕装置、破砕装置を用いて行うことができる。

【００８０】粉砕の工程は、複数回（例えば、粗粉砕工
程と微粉砕工程との２段階）に分けて行ってもよい。

【００８１】粉砕により得られるトナーの平均粒径は、
４〜１２μｍであるのが好ましく、５．５〜１０μｍで
あるのがより好ましい。トナーの平均粒径が前記下限値
未満であると、トナーの均一帯電が困難になり、当該ト
ナーを用いた印刷物では、カブリ等の発生により画質の
低下が起こり易くなる。一方、トナーの平均粒径が前記
上限値を超えると、出力する画像の解像度が低下する傾
向を示す。

【００８２】このようにして得られたトナー中のワック
スの平均粒径は、１．５μｍ以下であるのが好ましく、
１．２μｍ以下であるのがより好ましい。ワックスの平
均粒径が１．５μｍを超えると、ワックスのしみ出し等
を生じ易くなり、また、十分な耐久性が得られない可能
性がある。

【００８３】なお、上述した粉砕工程の後、必要に応じ
て、分級処理、球形化処理、外添処理等の処理を施して
もよい。

【００８４】分級処理には、例えば、ふるいや、コアン
ダ効果を利用したエルボーショット、ローターを用いた
ＡＴＰ、ＴＳＰ、ＴＴＳＰ、遠心力分級方式のＤＳセパ
レータ等である気流式分級機等を用いることができる。

【００８５】球形化処理の方法としては、例えば、熱風
を用いるサフュージングシステム、機械的な衝撃力を用
いるハイブリダイゼーションシステム等の方法が挙げら
れる。

【００８６】外添剤としては、例えば、シリカ、酸化ア
ルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸
化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、チタニ
ア、酸化亜鉛、アルミナ、マグネタイト等の金属酸化
物、窒化珪素等の窒化物、炭化珪素等の炭化物、硫酸カ
ルシウム、炭酸カルシウム、脂肪族金属塩等の金属塩等
の無機材料で構成された微粒子、アクリル樹脂、フッ素
樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、脂肪族金
属塩等の有機材料で構成された微粒子やこれらの複合物
で構成された微粒子等が挙げられる。

【００８７】また、外添剤としては、上記のような微粒
子の表面に、ＨＭＤＳ、シラン系カップリング剤、チタ
ネート系カップリング剤、フッ素含有シラン系カップリ
ング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施したも
のを用いてもよい。

【００８８】このようにして得られるトナーは、シャー
プメルト性が求められるカラートナーやオイルレス定着
機を有するプリンタに用いられるものであるのが好まし
い。このようなトナーは、ワックス含有量が比較的多い
ものであることが求められる。その結果、このようなト
ナーでは、前述したワックス粒子の粗大化による悪影響
を受け易いものであり、本発明の効果がより顕著に現れ
る。

【００８９】以上、本発明のトナーの製造方法およびト
ナーについて、好適な実施形態に基づいて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではない。

【００９０】例えば、前述した実施形態では、押出口３
の形状は、円形であったが、これに限定されるものでは
ない。例えば、四角形等の多角形や楕円形等の形状のも
のであってもよい。

【００９１】また、図示の構成では、プロセス部２の先
端部が開放した混練機を用いる構成について説明した
が、例えば、混練機としては、プロセス部の先端側に、
スクリューの軸受けが設けられており、プロセス部の先
端側が塞がった構成のものを用いてもよい。

【００９２】また、前述した実施形態では、互いに螺旋
の回転方向が異なる溝２２１、２２２が形成されたスク
リュー２２を用いた構成について説明したが、スクリュ
ーは、螺旋の回転方向が一方向の溝が形成されたもので
あってもよいし、また、溝が形成されていないものであ
ってもよい。

【００９３】また、前述した実施形態では、互いに螺旋
の回転方向が異なる溝２２１、２２２が、互いに接触す
るように形成されたスクリュー２２を用いた構成につい
て説明したが、溝２２１と溝２２２との間に、溝が形成
されていない部位が有ってもよい。

【００９４】また、前述した実施形態では、混練機の２
本のスクリューが同じ方向に回転する構成について説明
したが、これらは、互いに反対の方向に回転するもので
あってもよい。この場合、スクリューに形成される溝の
回転方向も互いに異なるものであるのが好ましい。

【００９５】また、前述した実施形態では、原料の投入
口は、１箇所であったが、２箇所以上であってもよい。

【００９６】また、図示の構成では、スクリューを２本
有する構成の混練機について説明したが、スクリューは
１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

【００９７】また、前述した実施形態では、冷却機とし
て、ベルト式のものを用いた構成について説明したが、
例えば、ロール式（冷却ロール式）の冷却機を用いても
よい。また、混練機の押出口から押し出された混練物の
冷却は、前記のような冷却機を用いたものに限定され
ず、例えば、空冷等により行うものであってもよい。

【００９８】

【実施例】［トナーの製造］以下のようにして、トナー
を製造した。

【００９９】（実施例１）まず、樹脂（バインダー樹
脂）として不飽和ポリエステル樹脂（Ｔ_ｍ＝１３０
℃）：１００重量部、着色剤として銅フタロシアニン顔
料：５重量部、帯電制御剤としてサリチル酸亜鉛錯体：
２重量部、ワックスとしてカウナウバワックス（Ｔ_ｓ＝
７６℃）：４重量部を用意した。

【０１００】これらの各成分をヘンシェルミキサーを用
いて混合し、トナー製造用の原料を得た。

【０１０１】次に、この原料（混合物）を、図１、図２
に示すような混練機を用いて、溶融混練した。

【０１０２】混練時におけるバレル内温度は、約１２０
℃であった。混練機の押出口から押し出された混練物を
図１中に示すような冷却機を用いて、冷却した。

【０１０３】混練機の押出口付近における混練物の温度
Ｔ_１は１３３℃、冷却機の排出部付近における混練物の
温度Ｔ_２は６６℃であった。また、混練物が、混練機の
押出口から冷却機の排出部に移動するのに要する時間
（混練物が押出口から押し出されてから冷却工程が完了
するまでに要する時間）ｔは、４秒であった。なお、Ｔ
_１、Ｔ_２の測定は、赤外線放射温度計を用いて測定し
た。また、冷却後の混練物中におけるワックス粒子の平
均粒径は、０．６７μｍであった。

【０１０４】混練物中におけるワックス粒子の平均粒径
の測定は、次のようにして行った。まず、冷却後の混練
物をミクロトームにて、０．１μｍ程度にスライスし
た。このようにしてスライスした混練物について透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、倍率５０００倍にて観
察を行った。一定視野中（４０μｍ×４０μｍ）のワッ
クス粒子を観察し、画像解析装置にてワックスの平均粒
径を算出した。

【０１０５】上記のようにして冷却された混練物を粗粉
砕（平均粒径：１〜２ｍｍ）し、引き続き微粉砕した。
混練物の粗粉砕にはハンマーミルを用い、微粉砕にはジ
ェットミルを用いた。

【０１０６】このようにして得られた粉砕物を気流分流
機で分級し、平均粒径約８μｍとした。

【０１０７】その後、分級した粉砕物１００重量部に対
し、シリカ１．２重量部をヘンシェルミキサーにて混合
し、トナーを得た。最終的に得られたトナーの平均粒径
は、８．０４μｍであった。

【０１０８】（実施例２）樹脂（バインダー樹脂）とし
てスチレン−アクリル共重合樹脂（Ｔ_ｍ＝１４５℃）、
ワックスとしてポリエチレンワックス（Ｔ_ｓ＝１２４
℃）を用いた以外は、前記実施例１と同様にしてトナー
を製造した。

【０１０９】（実施例３）ワックスとしてライスワック
ス（Ｔ_ｓ＝６８℃）を用いた以外は、前記実施例１と同
様にしてトナーを製造した。混練時におけるバレル内温
度は、１３５℃であった。

【０１１０】（実施例４）原料の製造に用いたワックス
の添加量を２重量部とした以外は、前記実施例１と同様
にしてトナーを製造した。

【０１１１】（実施例５〜１０）スクリューの回転速
度、冷却機のロールの回転速度を変化させることによ
り、Ｔ_１［℃］、Ｔ_２［℃］、ｔ［秒］を表１に示す値
とした以外は、前記実施例１と同様にしてトナーを製造
した。

【０１１２】（比較例１）混練機として、市販の連続式
の２軸スクリュー押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ４１）
を用いた以外は、前記実施例１と同様にしてトナーを製
造した。この混練機は、プロセス部の先端側にヘッドが
装着され、該ヘッドの押出口から、ほぼ水平方向に混練
物を押し出すタイプのものである。

【０１１３】（比較例２〜７）混練機のスクリューの回
転速度、冷却機のロールの回転速度を変化させることに
より、Ｔ_１［℃］、Ｔ_２［℃］、ｔ［秒］を表１に示す
値とした以外は、前記比較例１と同様にしてトナーを製
造した。

【０１１４】

【表１】

【０１１５】［評価］以上のようにして得られた各トナ
ーについて、トナー中に分散したワックス粒子の平均粒
径、耐久性、カブリの発生について評価した。

【０１１６】＜トナー中に分散したワックス粒子の平均
粒径＞ワックス粒子の平均粒径は、以下のようにして評
価した。

【０１１７】まず、前記各実施例および前記各比較例で
製造したトナーについて、それぞれ、１０個のトナー粒
子を取り出した。これらの各トナー粒子を、ミクロトー
ムにて、０．１μｍ程度にスライスした。このようにし
てスライスした各トナー粒子について透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）を用いて、倍率５０００倍にて観察を行っ
た。一定視野中（４０μｍ×４０μｍ）のワックス粒子
を観察し、画像解析装置にてワックス粒子の平均粒径を
算出した。このような方法により得られた結果を、以下
の４段階の基準に従い評価した

【０１１８】 ◎：平均粒径が１．０μｍ未満。 ○：平均粒径が１．０μｍ以上１．５μｍ未満。 △：平均粒径が１．５μｍ以上２．０μｍ以下。 ×：平均粒径が２．０μｍ超。

【０１１９】＜トナー耐久性評価＞前記各実施例および
前記各比較例で得られたトナーを、市販のレーザープリ
ンタ（セイコーエプソン社製：ＬＰ−３０００Ｃ）に、
それぞれ適用して、５０００枚ランニングした。４９０
１〜５０００枚目の印刷物について、これらの画像を、
以下の４段階の基準に従い評価した。

【０１２０】 ◎：画像に筋、乱れが全く認められないもの。 ○：画像に筋、乱れがほとんど認められないもの。 △：画像に筋、乱れが若干認められるもの。 ×：画像に筋、乱れが明らかに認められるもの。

【０１２１】＜カブリ評価＞前記各実施例および前記各
比較例で得られたトナーを、市販のレーザープリンタ
（セイコーエプソン社製：ＬＰ−３０００Ｃ）に、それ
ぞれ適用して、５０００枚ランニングした。４９０１〜
５０００枚目の印刷物について、これらの画像を、以下
の４段階の基準に従い評価した。

【０１２２】 ◎：カブリが全く認められないもの。 ○：カブリがほとんど認められないもの。 △：カブリが若干認められるもの。 ×：カブリが明らかに認められるもの。これらの結果を表２にまとめて示した。

【０１２３】

【表２】

【０１２４】表２から明らかなように、本発明のトナー
は、ワックス粒子が微分散したものであった。また、本
発明のトナーは、耐久性に優れ、これらを用いて得られ
る印刷物ではカブリの発生が認められなかった。

【０１２５】これに対して、比較例のトナーでは、ワッ
クス粒子が粗大化していた。また、比較例のトナーは、
耐久性に劣り、これらを用いて得られる印刷物ではカブ
リの発生が顕著に認められた。

【０１２６】また、着色剤として、銅フタロシアニン顔
料に代わり、ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントイエロー９３、カーボンブラックを用いた以外
は、前記各実施例および前記各比較例と同様にして、ト
ナーを作製し、これらの各トナーについても前記と同様
の評価を行った。その結果、前記各実施例および前記各
比較例と同様の結果が得られた。

【０１２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ワ
ックス粒子が微分散したトナーを提供することができ
る。

【０１２８】このような効果は、混練物が押出口から押
し出されてから冷却工程が完了するまでに要する時間等
を調整することにより、さらに優れたものとすることが
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用いる混練機、
冷却機の構成の一例を模式的に示す縦断面図である。

【図２】図１の押出口付近の斜視図である。

【符号の説明】

１……混練機２……プロセス部２１……バレル２
２、２３……スクリュー２２０、２３０……回転軸
２２１……溝部２２２……溝部２２３……回転方向
反転部３……押出口３１……横断面積増大部４…
…フィーダー５……原料６……冷却機６１、６２、６３、６４…
…ロール６１１、６２１、６３１、６４１……回転軸
６５、６６……ベルト６７……排出部７……混練
物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、樹脂と、着色剤と、ワック
スとを含む原料を、混練機を用いて混練して混練物を得
る工程と、前記混練物を冷却する冷却工程とを有するト
ナーの製造方法であって、前記混練機は、前記原料を搬送しつつ混練するプロセス
部を有し、前記プロセス部の側面に、前記混練物が押し出される押
出口が設けられており、該押出口から前記混練物が押し
出されることを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項２】前記プロセス部において前記原料が搬送
される方向に対して、ほぼ垂直な方向に前記混練物を押
し出す請求項１に記載のトナーの製造方法。
【請求項３】前記押出口が前記プロセス部のほぼ下方
に設けられており、前記混練物をほぼ鉛直方向下方に押
し出す請求項１または２に記載のトナーの製造方法。
【請求項４】前記プロセス部は、１本または２本以上
のスクリューを有し、該スクリューの回転軸方向に前記
原料を搬送する請求項１ないし３のいずれかに記載のト
ナーの製造方法。
【請求項５】前記押出口から押し出される前記混練物
の押出方向と、前記スクリューの回転軸方向とが、ほぼ
垂直である請求項４に記載のトナーの製造方法。
【請求項６】前記スクリューは、その外周に螺旋状の
溝が形成されており、前記スクリューの軸方向に対する
前記溝の螺旋の回転方向が異なる箇所を有するものであ
る請求項４または５に記載のトナーの製造方法。
【請求項７】前記スクリューの軸方向に対する前記溝
の螺旋の回転方向が反転する箇所の近傍に設けられた前
記押出口から前記混練物を押し出す請求項６に記載のト
ナーの製造方法。
【請求項８】前記押出口は、前記混練物が押し出され
る方向に沿って、その横断面積が連続的または断続的に
増大する部分を有するものである請求項１ないし７のい
ずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項９】前記原料中における前記ワックスの含有
量は、２．０ｗｔ％以上である請求項１ないし８のいず
れかに記載のトナーの製造方法。
【請求項１０】前記冷却工程後の前記混練物中におけ
る前記ワックスの平均粒径は、１．５μｍ以下である請
求項１ないし９のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項１１】前記ワックスの軟化点をＴ_ｓ［℃］、
前記樹脂の融点をＴ _ｍ［℃］としたとき、Ｔ_ｓ＜Ｔ_ｍの
関係を満足する請求項１ないし１０のいずれかに記載の
トナーの製造方法。
【請求項１２】前記押出口付近における前記混練物の
温度をＴ_１［℃］、前記冷却工程の完了直後における前
記混練物の温度をＴ_２［℃］、前記混練物が前記押出口
から押し出されてから前記冷却工程が完了するまでに要
する時間をｔ［秒］としたとき、（Ｔ_１−Ｔ_２）／ｔ≧
５［℃／秒］の関係を満足する請求項１ないし１１のい
ずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項１３】前記混練物が前記押出口から押し出さ
れてから前記冷却工程が完了するまでに要する時間ｔ
は、１５秒以下である請求項１ないし１２のいずれかに
記載のトナーの製造方法。
【請求項１４】前記混練物を粉砕する工程を有する請
求項１ないし１３のいずれかに記載のトナーの製造方
法。
【請求項１５】前記トナーは、カラートナーである請
求項１ないし１４のいずれかに記載のトナーの製造方
法。
【請求項１６】請求項１ないし１５のいずれかに記載
の方法により製造されたことを特徴とするトナー。
【請求項１７】平均粒径が４〜１２μｍである請求項
１６に記載のトナー。
【請求項１８】前記トナー中における前記ワックスの
平均粒径が１．５μｍ以下である請求項１６または１７
に記載のトナー。