JP5010337B2 - トナーの製造方法 - Google Patents
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Description
また、所望のトナー粒度を得るため、過剰に微粉の除去を行うとトナー製品の収率が低下する。その結果、回収される微粉量が増加して再使用のための動力負荷が増加し、生産エネルギー効率が悪くなり、コストが上昇し、更に過剰なCO2が発生して、経済的に不利になるという問題がある。
<1> 少なくとも1つの粉砕機と、少なくとも1つのサイクロンユニットとを用いて微粉砕及び粗粉分級を行う粉砕工程と、
少なくとも1つの分級機と、少なくとも1つのサイクロンユニットとを用いて微粉分級を行う分級工程とを含み、
前記分級工程の分級機により分級され、戻される微粉及び微粉外粒子の少なくともいずれかの粉体を前記粉砕工程のサイクロンユニットに戻すことを特徴とするトナーの製造方法である。
<2> 粉砕工程が、少なくとも1つの粉砕機と、少なくとも1つのサイクロンユニットと、少なくとも1つの分級機を用いて行われる前記<1>に記載のトナーの製造方法である。
<3> サイクロンユニットが、少なくとも1つのサイクロンを有する前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<4> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の粉体量が、該サイクロンユニットの全容積の15%〜35%である前記<1>から<3>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<5> 分級工程における分級機の粉体投入管に絞り部を有し、かつ該粉体投入管の断面積をA1とし、前記絞り部の断面積をA2とすると、次式、1×(A1/20)≦A2≦10×(A1/20)を満たす前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<6> 粉体をサイクロンユニットへ戻す戻し管が絞り部を有し、かつ該戻し管の断面積をB1とし、前記絞り部の断面積をB2とすると、次式、1×(B1/20)≦B2≦10×(B1/20)を満たす前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<7> 粉体が戻されるサイクロンユニットの上部吸引管が絞り部を有し、かつ該上部吸引管の断面積をD1とし、前記絞り部の断面積をD2とすると、次式、1×(D1/20)≦D2≦10×(D1/20)を満たす前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<8> 粉体が戻されるサイクロンユニットの円筒部の断面積をC1とし、該サイクロンユニットへ粉体を戻す戻し管の断面積をC2とすると、次式、1×(C1/2000)≦C2≦200×(C1/2000)を満たす前記<1>から<7>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<9> 粉体をサイクロンユニットへ戻す戻し管の挿入角度θが、該戻し管のサイクロンユニットへの挿入位置における垂線に対し30°〜150°である前記<1>から<8>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<10> 粉体が戻されるサイクロンユニットの円錐部下端から円筒部上端までの高さをL1とし、該サイクロンユニットへ粉体を戻す戻し管の挿入位置を前記サイクロンユニットの円筒部上端からL2とすると、次式、1×(L1/10)≦L2≦9×(L1/10)を満たす前記<1>から<9>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<11> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の粉体量が、該サイクロンユニットに設けられた二次エアー管からの二次エアーにより調整される前記<1>から<10>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<12> 粉体が戻されるサイクロンユニットへの二次エアー管の取付位置が、該サイクロンユニットへの粉体の戻し管の取付位置、及び該サイクロンユニット内の粉体の粉面のいずれかより高い位置である前記<11>に記載のトナーの製造方法である。
<13> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の粉体量が、該サイクロンユニット上方の集塵機のブロワー流量により調整され、該ブロワー流量が最大流量の70%以上である前記<1>から<12>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<14> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の粉体量が、分級工程の分級機からの圧縮エアー圧力により調整され、該圧縮エアー圧力が0.2MPa〜0.6MPaである前記<1>から<13>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<15> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の粉体量が、分級工程の分級機からの圧縮エアー流量により調整され、該圧縮エアー流量が0.5m3/min〜2.5m3/minである前記<1>から<14>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<16> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の粉体量が静圧により調整され、該サイクロンユニット上部の一次静圧P1が−10kPa〜−30kPaである前記<1>から<15>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<17> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の粉体量が静圧により調整され、該サイクロンユニット上部の一次静圧をP1とし、該サイクロンユニット下部の二次静圧をP2とすると、差圧ΔP(|P1−P2|)が5kPa以下である前記<1>から<16>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<18> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の静圧が二次エアー流量により調整され、該二次エアー流量が300L/min〜1,200L/minである前記<16>から<17>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<19> 粉体が戻されるサイクロンユニット内の二次エアー流量が、自動調整装置により調整される前記<18>に記載のトナーの製造方法である。
<20> 自動調整装置が、クリーニング機構を有する前記<19>に記載のトナーの製造方法である。
<21> サイクロンユニット内に戻される粉体が、質量平均粒径5.5μm以下、個数平均粒径4.5μm以下であり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が40個数平均%以上である前記<1>から<20>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<22> 粉体が戻されるサイクロンユニット上部より集塵された粉体が、質量平均粒径4.0μm以下、個数平均粒径3.0μm以下であり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が70個数平均%以上である前記<1>から<21>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<23> 前記<1>から<22>のいずれかに記載のトナーの製造方法により製造されたことを特徴とするトナーである。
<24> 粒径4.0μm以下の微粉含有率が5個数平均%〜25個数平均%である前記<23>に記載のトナーである。
<25> 質量平均粒径が5.0μm〜12.0μmであり、個数平均粒径が4.0μm〜11.0μmである前記<23>から<24>のいずれかに記載のトナーである。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも粉砕工程と、分級工程とを含み、溶融混練工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
前記粉砕工程は、少なくとも1つの粉砕機と、少なくとも1つのサイクロンユニットとを用いて微粉砕及び粗粉分級を行う工程であり、少なくとも1つの粉砕機と、少なくとも1つのサイクロンユニットと、少なくとも1つの分級機を用いて微粉砕及び粗粉分級を行うことが好ましい。
前記分級工程は、少なくとも1つの分級機と、少なくとも1つのサイクロンユニットとを用いて微粉分級を行う工程である。
本発明においては、前記分級工程の分級機により分級され、戻される微粉及び微粉外粒子の少なくともいずれかの粉体を前記粉砕工程のサイクロンユニットに戻す。
本発明のトナーは、本発明の前記トナーの製造方法により製造される。
以下、本発明のトナーの製造方法の説明を通じて、本発明のトナーの詳細についても明らかにする。
前記粉砕工程における粉砕機は、少なくとも1つ用いられ、2つ以上用いられることが好ましい。該粉砕機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、衝撃式粉砕機、ジェット粉砕機などが挙げられる。
前記衝撃式粉砕機としては、例えばターボ工業株式会社製のターボミル、アーステクニカ社製のクリプトロンなどが挙げられる。
前記ジェット粉砕機としては、例えば日本ニューマチック工業株式会社製の超音速ジェットミルPJM−I式、IDS式、ホソカワミクロン株式会社製のカウンタージェットミル、クリモト鐵工株式会社製のクロスジェットミルなどが挙げられる。
前記サイクロンユニットを構成するサイクロンは、上方の円筒部(外筒と呼ばれることもある)と、その下方の円錐部とを備えており、粉体が戻されるサイクロンでは円錐部に側部に接続された戻し管が設けられている。
前記サイクロンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば切線型サイクロン、切線型ダブルサイクロン、リンデン型サイクロンなどが挙げられる。
本発明のトナーの製造方法において、粉砕工程におけるサイクロンユニット内に戻される粉体は、質量平均粒径が5.5μm以下、個数平均粒径が4.5μm以下であり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が40個数平均%以上であることが好ましい。この範囲において、微粉の再カット及び粗粉の再捕集による分級精度の向上が可能となる。
また、粉体が戻される粉砕工程のサイクロンユニット上部より集塵された粉体は、質量平均粒径が4.0μm以下、個数平均粒径が3.0μm以下であり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が70個数平均%以上であることが好ましい。この範囲において、分級機への負荷が低減でき、分級精度の向上が可能となる。
この図2では、図1に示す従来の粉砕及び分級工程フローにおいて、分級工程の第4分級機13により分級され、戻される微粉及び微粉外粒子の少なくともいずれかの粉体を分級工程の第3分級機10に戻す戻し管13aの代わりに、戻し管13bにより粉砕工程の第2サイクロンユニット8に粉体を戻している。これにより、従来に比べて、第3分級機10内の分級濃度(固体/気体比)の変動を無くし、分級精度の安定化を図ることができる。
なお、図2中5は第1集塵機、9は第2集塵機、15は第3集塵機をそれぞれ表す。
前記粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量を、分級性能の向上を図る点から、前記サイクロンユニットの全容積の15%〜35%になるように調整することが好ましく、20%〜30%がより好ましく、22%〜28%が更に好ましい。前記粉体量が15%未満であると、第2サイクロンユニット8上部の第2集塵機9に回収され微粉が少なくなり、トナー製品に含まれる微粉含有率が多くなってしまうことがあり、35%を超えると、第2サイクロンユニット8上部より第2集塵機9に回収される微粉が多くなり、トナー製品に含まれる微粉含有率は少なくなるが、回収率が低下してしまうことがある。
ここで、粉体が戻される粉砕工程の第2サイクロンユニット内の粉体量の調整方法としては、後述するように、(1)集塵機のブロワー流量の調整、(2)圧縮エアーの圧縮圧力の調整、(3)静圧による調整、(4)二次エアー流量による調整、(5)圧縮エアーの流量の調整、(6)分級機の粉体投入管の絞り部の断面積の調整、(7)サイクロンユニットの戻し管の断面積の調整、(8)サイクロンユニット上部の吸引管の断面積の調整、(9)サイクロンユニットの戻し管の挿入角度の調整、(10)サイクロンユニットの戻し管の挿入位置の調整、などが挙げられる。
この図3の粉砕及び分級工程フローにおいて、前記絞り部17は、図4に示すように、第3分級機10の粉体投入管に設けられており、図6に示すように、絞り部の断面積A2は、粉体投入管の断面積A1に対し、1×(A1/20)≦A2≦10×(A1/20)の範囲を満たすことが好ましく、4×(A1/20)≦A2≦6×(A1/20)がより好ましい。前記絞り部の断面積A2が、1×(A1/20)未満であると、戻し管に詰まりが発生して粉体が供給不能となることがあり、10×(A1/20)を超えると、分散能力が低下して回収率の向上効果が見られないことがある。
この図7に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、図8に示すように、粉体を第2サイクロンユニット8へ戻す戻し管13bに絞り部19が設けられており、図9に示すように、前記戻し管の断面積をB1とし、前記絞り部の断面積をB2とすると、次式、1×(B1/20)≦B2≦10×(B1/20)を満たすことが好ましく、4×(B1/20)≦B2≦6×(B1/20)がより好ましい。前記絞り部の面積B2が、1×(B1/20)未満であると、戻し管に詰まりが発生して粉体が供給不能となることがあり、10×(B1/20)を超えると、分散能力が低下して回収率の向上効果が認められないことがある。
この図10に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、図11に示すように、第2サイクロンユニット8の上部吸引管に絞り部20が設けられており、図12に示すように、前記戻し管の断面積をD1とし、前記絞り部の断面積をD2とすると、次式、1×(D1/20)≦D2≦10×(D1/20)を満たすことが好ましく、4×(D1/20)≦D2≦6×(D1/20)がより好ましい。前記絞り部の断面積D2が、1×(D1/20)未満であると、上部吸引管に詰まりが発生して第2サイクロンユニット8で捕集できなくなることがあり、10×(D1/20)を超えると、分散能力が低下して回収率の向上効果が認められないことがある。
この図13に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、図14に示すように、粉体が戻される第2サイクロンユニット8の円筒部の断面積をC1とし、粉体を第2サイクロンユニット8へ戻す戻し管の断面積をC2とすると、次式、1×(C1/2000)≦C2≦200×(C1/2000)を満たすことが好ましく、100×(C1/2000)≦C2≦200×(C1/2000)がより好ましい。前記戻し管の断面積C2が、1×(C1/2000)未満となると、戻し管に詰まりが発生して供給不能となることがあり、200×(C1/2000)を超えると、戻し管内の脈動が大きくなり、製品に含まれる微粉含有率のバラツキが大きくなってしまうことがある。
この図17に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量は、該第2サイクロンユニット8に取り付けられた二次エアー管からの大気圧の二次エアーにより調整されることが好ましい。前記二次エアーを使用して粉体量を調整することにより、分級性能が向上する。
この図18に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量が、第2集塵機9のブロワー流量により調整されることが好ましい。第2集塵機9のブロワー流量は、分級性能の向上を図る点から、最大流量の70%以上に調整することが好ましく、85%以上がより好ましい。前記ブロワー流量が最大流量の70%未満であると、分級性能が低下してしまうことがある。
この図19に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量の調整に、分級工程の第4分級機13からの圧縮エアーを使用することが好ましい。前記圧縮エアー圧力(流量)は、分級性能の向上を図る点から、0.2MPa〜0.6MPa(0.5m3/min〜2.5m3/min)が好ましく、0.4MPa〜0.6MPa(1.5m3/min〜2.5m3/min)がより好ましい。前記圧縮エアー圧力(流量)が、0.2MPa(0.5m3/min)未満であると、戻し管に詰まりが発生して粉体が供給不能となることがあり、0.6MPa(2.5m3/min)を超えると、分散能力が低下して回収率の向上効果が認められないことがある。
ここで、第2サイクロンユニット内の粉体の粉面とは、第2サイクロンユニット内で捕集され、重力沈降した粉体の上面を意味する。
この図23に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の静圧が二次エアー流量により調整され、該二次エアー流量は300L/min〜1,200L/minが好ましく、300L/min〜800L/minがより好ましい。前記二次エアー流量が1,200L/minを超えると、分級性能が低下することがある。
この図24に示す粉砕及び分級工程フローにおいては、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の二次エアー流量が、自動調整装置21により調整されることにより、分級性能が向上する。
前記自動調整装置21としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、配管内で発生する差圧ΔPを電気信号に変換し、コントローラによりバルブ調整する手段などが挙げられる。
前記その他の工程としては、溶融混練工程が挙げられる。前記溶融混練工程では、トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製のKTK型二軸押出機、東芝機械株式会社製のTEM型押出機、ケイシーケイ株式会社製の二軸押出機、池貝鉄工所製のPCM型二軸押出機、Buss社製のコニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練の温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記結着樹脂としては、例えばスチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、などの単独重合体、又は共重合体などが挙げられる。
代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベン
ガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネント
ボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、
BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記黒色用のものとしては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。マゼンタ用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209、211;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35などが挙げられる。
シアン用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン7、グリーン36などが挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー0−16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180;C.I.バットイエロー1、3、20、オレンジ36などが挙げられる。
脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、前記トナーの各成分と共に前記有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
ことができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど);金属酸化物(例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど)又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子、が好適に挙げられる。
前記トナーは、粒径4.0μm以下の微粉含有率が、5個数平均%〜25個数平均%が好ましく、18個数平均%〜22個数平均%がより好ましい。前記微粉含有率が、5個数平均%未満であると、過剰に微粉をカットし、歩留まりの低下となることがあり、25個数平均%を超えると、コピー時の地汚れの原因となることがある。
前記トナーの質量平均粒径は、5.0μm〜12.0μmが好ましく、6.5μm〜10.0μmがより好ましい。また、個数平均粒径は4.0μm〜11.0μmが好ましく、5.5μm〜9.0μmがより好ましい。
ここで、前記粒度分布及び平均粒径は、例えば、粒度測定装置(「コールターマルチサイザーIII」、コールターエレクトロニクス社製)を用いて測定することができる。
−トナー原料の作製−
ポリエステル樹脂50質量%、スチレン−アクリル共重合体30質量%、カーボンブラック15質量%、ワックス4.5質量%、及び帯電制御剤0.5質量%からなるトナー材料を溶融混練した後、冷却し、固化した後、ハンマーミルで粗粉砕して、トナー原料を作製した。
粉砕及び分級は、図2に示す粉砕及び分級工程フローにより行った。この図2のフローでは、分級工程の第4分級機13から微粉及び微粉外粒子の少なくともいずれかの粉体を、粉砕工程の第2サイクロンユニット8に戻し管13bを通じて戻している。なお、第2サイクロンユニット8ではダブルサイクロンを用いた。
図2に示す粉砕及び分級工程フローによる粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に、以下のようにして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.0μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率は24.0個数平均%(標準偏差σ=2.4)であり、収率は87.0%であった。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布測定装置としてコールターマルチサイザーIII(ベックマンコールター社製)を用いて、以下のようにして、粒径及び粒度分布を測定した。
まず、電解水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜5mL加えた。ここで、電解液として1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液を調製したISOTON−II(コールター社製)が使用した。次いで、測定試料を2mg〜20mg加えた。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で1分間〜3分間分散処理を行い、前記粒度分布測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナーの質量、個数を測定して、質量分布と個数分布を算出した。得られた分布から、トナーの質量平均粒径、個数平均粒径、及び粒径4.0μm以下の微粉含有率を求めた。
チャンネルとしては、2.00μm以上2.52μm未満;2.52μm以上3.17μm未満;3.17μm以上4.00μm未満;4.00μm以上5.04μm未満;5.04μm以上6.35μm未満;6.35μm以上8.00μm未満;8.00μm以上10.08μm未満;10.08μm以上12.70μm未満;12.70μm以上16.00μm未満;16.00μm以上20.20μm未満;20.20μm以上25.40μm未満;25.40μm以上32.00μm未満;32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とした。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図1に示す従来の粉砕及び分級工程フローにより粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図1のフローでは、分級工程の第4分級機13からの微粉及び微粉外粒子の少なくともいずれかの粉体を、分級工程の第3分級機10に戻し管13aを通じて戻している。
図1に示す粉砕及び分級工程フローにより粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は6.5μm、質量平均粒径は8.8μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が26.0個数平均%(標準偏差σ=3.0)であり、収率は85.0%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図2に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この実施例2では、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量を該第2サイクロンユニットの全容積の15%〜35%の範囲に調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.2μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が24.0個数平均%(標準偏差σ=2.0)であり、収率は88.0%であった。
また、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量を該第2サイクロンユニットの全容積の20%〜30%の範囲に調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.2μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が24.0個数平均%(標準偏差σ=2.0)、収率は88.0%であった。
また、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量を該第2サイクロンユニットの全容積の22%〜28%の範囲に調整し、一定にして粉砕及び分級を行ったところ、トナーの個数平均粒径は7.3μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が24.0個数平均%(標準偏差σ=1.8)であり、収率は88.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図3に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図3に示す粉砕及び分級工程フローは、図2に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図4に示すように第3分級機10の粉体投入管に図6に示す絞り部17を設け、かつ図5に示すように第4分級機13の粉体投入管に図6に示す絞り部18を設けた以外は、図2の粉砕及び分級工程フローと同じものである。
前記絞り部の断面積A2を10×(A1/20)〜1×(A1/20)に設定し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.05μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が22.0個数平均%(標準偏差σ=1.6)であり、収率は89.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図7に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図7に示す粉砕及び分級工程フローは、図3に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、第2サイクロンユニット8への粉体の戻し管に絞り部19を設けた以外は、図3の粉砕及び分級工程フローと同じものである。
図7に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図8に示すように、第2サイクロンユニット8への戻し管に絞り部19を設け、図9に示すように絞り部19の断面積B2を1×(B1/20)〜10×(B1/20)の範囲で、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.05μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が22.0個数平均%(標準偏差σ=1.4)であり、収率は89.5%であった。
また、絞り部の断面積B2を10×(B1/20)にして、粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が22.0個数平均%(標準偏差σ=1.4)であり、収率は89.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図10に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図10に示す粉砕及び分級工程フローは、図7に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、粉体が戻される第2サイクロンユニット8の上部吸引管に絞り部20を設けた以外は、図7の粉砕及び分級工程フローと同じものである。
図10に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図11に示すように第2サイクロンユニット8の上部吸引管に絞り部20を設け、図12に示すように絞り部20の断面積D2を10×(D1/20)〜1×(D1/20)に設定し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が22.0個数平均%(標準偏差σ=1.4)であり、収率は90.0%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図13に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図13に示す粉砕及び分級工程フローは、第2サイクロンユニット8の上部吸引管に絞り部20を設けた以外は、図7の粉砕及び分級工程フローと同様である。
図13に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図14に示すように粉体が戻される第2サイクロンユニット8へ粉体を戻す戻し管の断面積C2を、第2サイクロンユニット8の円筒部の断面積C1に対し200×(C1/2000)にして、粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が22.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.0%であった。
また、戻し管の断面積C2を第2サイクロンユニット8の円筒部の断面積C1に対し1×(C1/2000)にして、粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が22.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.0%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図13に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
図13に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図15に示すように第2サイクロンユニット8内に粉体を戻す戻し管の挿入角度θを挿入位置におけるサイクロンユニットの高さ方向への垂線Pに対し、θ=30°〜90°の範囲に調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.08μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が21.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.0%であった。
また、挿入角度θ=150°にして、粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.3μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下微粉含有率が23.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は89.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図13に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図13に示す粉砕及び分級工程フローでは、図16に示すように、粉体が戻される第2サイクロンユニット8の円錐部下端から円筒部上端までの高さをL1とし、第2サイクロンユニット8へ粉体を戻す戻し管の挿入位置を該サイクロンの円筒部上端からL2とすると、1×(L1/10)≦L2≦3×(L1/10)となるように調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.45μm、質量平均粒径は9.08μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が21.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.0%であった。
また、戻し管の位置L2を9×(L1/10)にして、粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.3μm、質量平均粒径は9.05μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が22.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は89.0%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図17に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図17に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、粉体が戻される第2サイクロンユニット8に二次エアー管を取り付けた以外は、図13の粉砕及び分級工程フローと同じものである。
図17に示す粉砕及び分級工程フローでは、第2サイクロンユニット8内の粉体量の調整に、大気圧の二次エアーを使用して粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.5μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が20.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.0%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図18に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
図18に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量の調整に、第2集塵機9のブロワー流量を最大流量の85%に調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.5μm、質量平均粒径は9.0μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が21.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.5%であった。
また、第2集塵機9ブロワー流量を最大流量の70%に調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.4μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が24.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は89.0%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図19に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図19に示す粉砕及び分級工程フローは、粉体が戻される第2サイクロンユニット8に第4分級機13からの圧縮エアーを付与した以外は、図18の粉砕及び分級工程フローと同じものである。
図19に示す粉砕及び分級工程フローでは、各粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の粉体量の調整(分級)に、第4分級機13からの圧縮エアー圧力(流量)が0.4MPa〜0.6MPa(1.5m3/min〜2.5m3/min)となるように調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.5μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が20.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.5%であった。
また、圧縮エアー圧力(流量)が0.2MPa(0.5m3/min)に調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.5μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が20.5個数平均%(標準偏差σ=1.4)であり、収率は90.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図19に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図19に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図20に示すように、粉体が戻される第2サイクロンユニット8への二次エアー管の取付位置E2、第2サイクロンユニット8への戻し管の取付位置E1、及び第2サイクロンユニット8内の粉体の粉面E0の位置関係をE0≧E1≧E2となるように調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.3μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が24.0個数平均%(標準偏差σ=2.0)であり、収率は88.5%であった。
また、E0≦50mm+E1≦50mm+E2に調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.5μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が20.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図19に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
図19に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図21に示すように、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の一次静圧P1を−10kPa〜−30kPaに調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.55μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が20.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.5%であった。
また、第2サイクロンユニット8内の一次静圧P1を−30kPaに調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.5μm、質量平均粒径は9.2μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が18.0個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は87.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図19に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
図19に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図22に示すように、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の差圧ΔP(|P1−P2|)を1kPaに調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.55μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が19.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.5%であった。
また、第2サイクロンユニット8内の差圧ΔP(|P1−P2|)を5kPaに調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.5μm、質量平均粒径は9.2μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が17.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は87.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図23に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
また、図23に示す粉砕及び分級工程フローは、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の静圧が二次エアー流量により調整される以外は、図19の粉砕及び分級工程フローと同様である。
図23に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の静圧調整を二次エアー流量300L/minに調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.55μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が19.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率が90.5%であった。
また、第2サイクロンユニット8内の静圧調整を二次エアー流量400L/minに調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.6μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が18.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は91.0%であった。
更に、第2サイクロンユニット8内の静圧調整を二次エアー流量1,200L/minに調整し、一定にして粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.55μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が18.5個数平均%(標準偏差σ=1.2)であり、収率は90.0%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図24に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図24に示す粉砕及び分級工程フローは、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内の二次エアー流量が自動調整装置により調整される以外は、図19の粉砕及び分級工程フローと同様である。
図24に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、第2サイクロンユニット8内の二次エアー流量の調整に自動調整装置(コントロールバルブの開度を自動調整する手段)21を使用して、粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.65μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が18.5個数平均%(標準偏差σ=0.8)であり、収率は91.5%であった。
実施例1と同じトナー原料を用いて、図24に示す粉砕及び分級工程フローにより、以下のようにして粉砕及び分級を行い、トナーを作製した。
この図24に示す粉砕及び分級工程フローにおいて、図25に示す自動調整装置21にクリーニング機構(逆洗A及び逆洗B;圧縮エアーの間欠噴射)を使用して、粉砕及び分級を5時間行い、30分間毎に実施例1と同様にして、各粉体の粒径及び粒度分布を測定した。その結果、トナーの個数平均粒径は7.65μm、質量平均粒径は9.1μm、粒径4.0μm以下の微粉含有率が18.5個数平均%(標準偏差σ=0.6)であり、収率は91.5%であった。
また、粉体が戻される第2サイクロンユニット8内に戻さる粉体は、質量平均粒径が4.8μm、個数平均粒径が3.8μmであり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が73個数平均%であった。また、粉体が戻される第2サイクロンユニット8の上部より集塵された粉体は、質量平均粒径が3.6μm、個数平均粒径が2.6μmであり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が90個数平均%であった。
2 第1分級機
3 第1粉砕機
4 第1サイクロンユニット
5 第1集塵機
6 第2分級機
7 第2粉砕機
8 第2サイクロンユニット
9 第2集塵機
10 第3分級機
11 製品
12 第3サイクロンユニット
13 第4分級機
14 第4サイクロンユニット
15 第3集塵機
16 微粉
17 絞り部
18 絞り部
19 絞り部
20 絞り部
21 自動調整装置
Claims (21)
- 第1粉砕機と、第1分級機と、第1サイクロンユニットと、第2粉砕機と、第2分級機と、第2サイクロンユニットとを用いて、
前記第1分級機で第1の粗粉と第1の微粉とに分ける処理、
前記第1分級機で分けられた前記第1の粗粉を前記第1粉砕機で粉砕し、得られた粉体を前記第1分級機に戻す処理、
前記第1分級機で分けられた前記第1の微粉を前記第1サイクロンユニットで捕集する処理、
前記第1サイクロンユニットで捕集された前記第1の微粉を前記第2分級機で更に第2の粗粉と第2の微粉とに分ける処理、
前記第2分級機で分けられた前記第2の粗粉を前記第2粉砕機で粉砕し、得られた粉体を前記第2分級機に戻す処理、及び
前記第2分級機で分けられた前記第2の微粉を前記第2サイクロンユニットで捕集する処理により、微粉砕及び粗粉分級を行う粉砕工程と、
第3分級機と、第3サイクロンユニットと、第4分級機とを用いて、
前記第2サイクロンユニット内の粉体を前記第3分級機で第3の粗粉と第3の微粉とに分ける処理、
前記第3分級機で分けられた前記第3の微粉を前記第3サイクロンユニットで捕集する処理、及び
前記第3サイクロンユニットで捕集された前記第3の微粉を前記第4分級機で更に第4の粗粉と第4の微粉とに分ける処理により、微粉分級を行う分級工程とを含み、
前記分級工程の前記第4分級機により分けられ、戻される微粉及び微粉外粒子の少なくともいずれかの粉体を前記粉砕工程の前記第2サイクロンユニットに戻し管で連続的に戻すことを特徴とするトナーの製造方法。 - 第1サイクロンユニット、第2サイクロンユニット及び第3サイクロンユニットが、少なくとも1つのサイクロンを有する請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の粉体量が、該第2サイクロンユニットの全容積の15%〜35%である請求項1から2のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 分級工程における第3分級機及び第4分級機の粉体投入管に絞り部を有し、かつ該粉体投入管の断面積をA1とし、前記絞り部の断面積をA2とすると、次式、1×(A1/20)≦A2≦10×(A1/20)を満たす請求項1から3のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体を第2サイクロンユニットへ戻す戻し管が絞り部を有し、かつ該戻し管の断面積をB1とし、前記絞り部の断面積をB2とすると、次式、1×(B1/20)≦B2≦10×(B1/20)を満たす請求項1から4のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニットの上部吸引管が絞り部を有し、かつ該上部吸引管の断面積をD1とし、該絞り部の断面積をD2とすると、次式、1×(D1/20)≦D2≦10×(D1/20)を満たす請求項1から5のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニットの円筒部の断面積をC1とし、該第2サイクロンユニットへ粉体を戻す戻し管の断面積をC2とすると、次式、1×(C1/2000)≦C2≦200×(C1/2000)を満たす請求項1から6のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体を第2サイクロンユニットへ戻す戻し管の挿入角度θが、該戻し管の前記第2サイクロンユニットへの挿入位置における垂線に対し30°〜150°である請求項1から7のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニットの円錐部下端から円筒部上端までの高さをL1とし、該第2サイクロンユニットへ粉体を戻す戻し管の挿入位置を前記第2サイクロンユニットの円筒部上端からL2とすると、次式、1×(L1/10)≦L2≦9×(L1/10)を満たす請求項1から8のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の粉体量が、該第2サイクロンユニットに設けられた二次エアー管からの二次エアーにより調整される請求項1から9のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニットへの二次エアー管の取付位置が、該第2サイクロンユニットへの粉体の戻し管の取付位置、及び該第2サイクロンユニット内の粉体の粉面のいずれかより高い位置である請求項10に記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の粉体量が、該第2サイクロンユニット上方の集塵機のブロワー流量により調整され、該ブロワー流量が最大流量の70%以上である請求項1から11のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の粉体量が、分級工程の第4分級機からの圧縮エアー圧力により調整され、該圧縮エアー圧力が0.2MPa〜0.6MPaである請求項1から12のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の粉体量が、分級工程の第4分級機からの圧縮エアー流量により調整され、該圧縮エアー流量が0.5m 3 /min〜2.5m 3 /minである請求項1から13のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の粉体量が静圧により調整され、該第2サイクロンユニット上部の一次静圧P1が−10kPa〜−30kPaである請求項1から14のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の粉体量が静圧により調整され、該第2サイクロンユニット上部の一次静圧をP1とし、該第2サイクロンユニット下部の二次静圧をP2とすると、差圧ΔP(|P1−P2|)が5kPa以下である請求項1から15のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の静圧が二次エアー流量により調整され、該二次エアー流量が300L/min〜1,200L/minである請求項15から16のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット内の二次エアー流量が、自動調整装置により調整される請求項17に記載のトナーの製造方法。
- 自動調整装置が、クリーニング機構を有する請求項18に記載のトナーの製造方法。
- 第2サイクロンユニット内に戻される粉体が、質量平均粒径5.5μm以下、個数平均粒径4.5μm以下であり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が40個数平均%以上である請求項1から19のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 粉体が戻される第2サイクロンユニット上部より集塵された粉体が、質量平均粒径4.0μm以下、個数平均粒径3.0μm以下であり、粒径4.0μm以下の微粉含有率が70個数平均%以上である請求項1から20のいずれかに記載のトナーの製造方法。
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