JP5899737B2 - Fine particle production apparatus and fine particle production method - Google Patents
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Description
本発明は、噴射造粒法における微粒子製造装置及び微粒子の製造方法、並びに、該微粒子の製造方法又は該微粒子製造装置を用いて製造される、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するためのトナーに関する。 The present invention relates to a fine particle production apparatus and a fine particle production method in a jet granulation method, as well as an electrophotographic, electrostatic recording, electrostatic printing and the like produced using the fine particle production method or the fine particle production apparatus. The present invention relates to a toner for developing a charge image.
微粒子製造装置及び微粒子の製造方法に関する従来技術として、トナー製造装置及びトナーの製造方法を例に説明する。
従来、電子写真記録方法に基づく複写機、プリンター、ファックス、及びそれらの複合機に使用される静電荷像現像用トナーの製造方法としては粉砕法のみであったが、近年では重合法と呼ばれる、水系媒体中でトナー粒子形成する工法が広く行なわれ、粉砕法を凌駕する勢いである。前記重合法により製造されたトナーは、「重合トナー」又は「ケミカルトナー」と呼ばれている。
前記重合法は、トナー粒子形成時、或いはその過程においてトナー原材料の重合反応を伴うことから、このように称される。重合の方法としては、各種重合方法が実用化されており、懸濁重合、乳化凝集、ポリマー懸濁（ポリマー凝集）、エステル伸長反応などが挙げられる。
As a conventional technique related to a fine particle production apparatus and a fine particle production method, a toner production apparatus and a toner production method will be described as an example.
Conventionally, as a method for producing an electrostatic charge image developing toner used in a copying machine, a printer, a fax machine, and a composite machine based on an electrophotographic recording method, only a pulverization method has been used in recent years. The method of forming toner particles in an aqueous medium has been widely used, and is surpassing the pulverization method. The toner produced by the polymerization method is called “polymerized toner” or “chemical toner”.
The polymerization method is referred to as such because it involves a polymerization reaction of the raw material of the toner during or during the formation of the toner particles. Various polymerization methods have been put to practical use as the polymerization method, and examples thereof include suspension polymerization, emulsion aggregation, polymer suspension (polymer aggregation), and ester elongation reaction.
前記重合法により得られたトナーは、総じて、粉砕法で得られたトナーに比べ、小粒径のものが得やすい、粒径分布が狭い、形状が球形に近いなどの特徴を有している。そのため、重合法により得られたトナーを用いることで、電子写真方式において高画質な画像を得やすいという利点がある。しかしながら、重合過程に長時間を必要とし、更に固化させた後に溶媒とトナー粒子とを分離し、その後洗浄及び乾燥を繰り返す必要が有り、多くの時間、水、及びエネルギーを要するという欠点がある。 The toner obtained by the polymerization method generally has characteristics such that it is easy to obtain a small particle size, the particle size distribution is narrow, and the shape is close to a sphere compared to the toner obtained by the pulverization method. . Therefore, there is an advantage that a high-quality image can be easily obtained in the electrophotographic system by using the toner obtained by the polymerization method. However, the polymerization process requires a long time, and after further solidifying, it is necessary to separate the solvent and the toner particles, and then repeat washing and drying, which requires a lot of time, water, and energy.
そのため、トナーの原材料成分を有機溶媒に溶解又は分散した液体（以下、トナー組成液と称することもある）を、様々なアトマイザを用いて微粒子化した後に乾燥させて粉体状のトナーを得る噴射造粒法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。これらの提案によれば、水を用いる必要がなく、洗浄や乾燥といった工程を大幅に削減することができるため、重合法の欠点を回避することができる。
しかしながら、前記提案で示されたトナーの製造方法においては、トナー組成液を噴霧して形成された液滴が、乾燥する前に液滴同士で合着し、その状態のまま溶媒が乾燥してトナーが得られることがあり、結果として得られるトナーの粒径分布の広がりが避けられず、粒径分布としては十分でないという問題があった。
Therefore, a liquid obtained by dissolving or dispersing a toner raw material component in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as a toner composition liquid) into fine particles using various atomizers and then drying to obtain a powdered toner A granulation method has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). According to these proposals, it is not necessary to use water, and steps such as washing and drying can be greatly reduced, so that the disadvantages of the polymerization method can be avoided.
However, in the toner manufacturing method shown in the above proposal, the droplets formed by spraying the toner composition liquid are joined together before drying, and the solvent is dried in that state. In some cases, toner may be obtained, and as a result, the particle size distribution of the resulting toner is inevitably widened, and the particle size distribution is not sufficient.
このような問題に対しては、金属板に一定の周波数の振動を付与することにより前記金属板に設けた吐出孔から液滴を吐出させるトナーの製造方法が提案されている（特許文献４参照）。この提案によれば、多量の洗浄液、溶媒と粒子の分離の繰り返しが不要で、非常に製造効率が高く、かつ省エネルギーで、粒径分布の狭いトナーを製造できる。
しかしながら、前記提案では、レイリー***を利用しており、吐出孔の内径の２倍程度となる粒径の液滴を形成するため、小粒径のトナーを製造するためには、吐出孔の内径を小さくする必要があり、更には貯留部において液が一方向的に加圧され、トナーの組成によって吐出孔内部にトナー成分が詰まってしまうという問題があった。
To solve such a problem, a toner manufacturing method has been proposed in which droplets are ejected from ejection holes provided in the metal plate by applying vibrations of a certain frequency to the metal plate (see Patent Document 4). ). According to this proposal, it is not necessary to repeat separation of a large amount of cleaning liquid and solvent and particles, and it is possible to manufacture a toner having a very high production efficiency, energy saving, and a narrow particle size distribution.
However, in the above proposal, the Rayleigh splitting is used to form droplets having a particle size that is about twice the inner diameter of the discharge hole. In addition, there is a problem that the liquid is unidirectionally pressurized in the reservoir and the toner component is clogged inside the ejection hole due to the composition of the toner.
また、液滴放出方向の一次搬送気流と、一次搬送気流に対して１２０°未満の角度を持った二次搬送気流を設けることで液滴の合着を防止し、粒径分布の狭いトナーを製造できるトナーの製造方法が提案されている（特許文献５参照）。
しかしながら、液滴の吐出方向に一次搬送気流を形成する方法は、構造が複雑にならざるを得ず、設備が高価になるばかりでなく、吐出部のクリーニングのために複雑な形状の洗浄装置や複雑な形状を分解する装置が必要となるなど、メンテナンス性が低下するという問題があった。
Also, by providing a primary transport airflow in the droplet discharge direction and a secondary transport airflow having an angle of less than 120 ° with respect to the primary transport airflow, droplet coalescence is prevented, and toner with a narrow particle size distribution is removed. A toner manufacturing method that can be manufactured has been proposed (see Patent Document 5).
However, the method of forming the primary transport airflow in the droplet discharge direction has to be complicated in structure and not only the equipment becomes expensive, but also a cleaning device having a complicated shape for cleaning the discharge portion, There has been a problem that the maintainability is lowered, for example, an apparatus for decomposing a complicated shape is required.
本発明は、従来における前記諸問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、噴射造粒法において、安価で簡便な構造によってメンテナンス性を確保しつつ、噴射後の液滴同士の合着を防止し、もって従来工法では得られなかった狭い粒径分布を有する微粒子を長時間安定して製造することができる微粒子製造装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention is a spray granulation method, which ensures maintenance by an inexpensive and simple structure, and prevents coalescence of droplets after jetting, and thus has a narrow particle size distribution that could not be obtained by the conventional method. An object of the present invention is to provide a fine particle production apparatus capable of stably producing fine particles having a long time.
前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
少なくとも１つの吐出孔から微粒子原料含有液を液滴として吐出する液滴吐出手段と、
前記液滴吐出手段により吐出された液滴を気流によって搬送固化させる搬送固化手段とを少なくとも有し、
前記搬送固化手段が、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを少なくとも有し、
前記気流路が、壁面に前記液滴吐出手段が設置され、かつ前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴に対して、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に前記気流が導入される第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、
前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送する構造を有することを特徴とする微粒子製造装置である。
Means for solving the above problems are as follows. That is,
Droplet discharge means for discharging the fine particle raw material-containing liquid as droplets from at least one discharge hole;
Transport solidifying means for transporting and solidifying the liquid droplets ejected by the liquid droplet ejecting means by an air stream,
The transport solidifying means has at least an air flow path serving as an air flow path for transporting the droplets, and an air flow generating means for generating the air flow;
The air flow is introduced in a direction substantially perpendicular to the droplet discharge direction with respect to the droplet discharged from the droplet discharge unit, and the air discharge channel is provided with the droplet discharge unit on the wall surface. At least a first air flow path and a second air flow path connected to the downstream end of the first air flow path,
In the fine particle manufacturing apparatus, the second air flow path has a structure for transporting the liquid droplets so as not to approach the wall surface.
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、噴射造粒法において、安価で簡便な構造によってメンテナンス性を確保しつつ、噴射後の液滴同士の合着を防止し、従来工法では得られなかった極めて狭い粒径分布を有する微粒子を長時間安定して製造することができる微粒子製造装置を提供することができる。 According to the present invention, the above-described problems can be solved and the object can be achieved, and in the spray granulation method, while maintaining maintainability with an inexpensive and simple structure, the droplets after spraying can be It is possible to provide a fine particle production apparatus capable of preventing coalescence and stably producing fine particles having an extremely narrow particle size distribution that could not be obtained by a conventional method.
（微粒子製造装置及び微粒子の製造方法）
本発明の微粒子製造装置は、液滴吐出手段と搬送固化手段とを少なくとも有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
また、本発明の微粒子の製造方法は、液滴吐出工程と搬送固化工程とを少なくとも含み、更に必要に応じてその他の手段を含む。
以下では、前記微粒子製造装置及び微粒子の製造方法について、その一形態としてトナーに適用したトナー製造装置を例に説明する。
なお、トナー製造装置は、前記微粒子製造装置において、微粒子原料含有液としてトナー組成液を用いたものである。前記トナー組成液は、後述するトナー材料を含む液体であり、例えば、少なくとも樹脂及び着色剤を揮発可能な溶媒に溶解又は分散させた溶解乃至分散液である。
(Fine particle production apparatus and fine particle production method)
The fine particle production apparatus of the present invention has at least a droplet discharge means and a transport solidification means, and further has other means as necessary.
In addition, the method for producing fine particles of the present invention includes at least a droplet discharge step and a transport solidification step, and further includes other means as necessary.
In the following, the fine particle production apparatus and the fine particle production method will be described taking a toner production apparatus applied to toner as an example.
The toner production apparatus uses the toner composition liquid as the fine particle raw material containing liquid in the fine particle production apparatus. The toner composition liquid is a liquid containing a toner material to be described later, and is, for example, a dissolved or dispersed liquid in which at least a resin and a colorant are dissolved or dispersed in a volatilizable solvent.
＜液滴吐出工程及び手段＞
前記液滴吐出工程は、少なくとも１つの吐出孔を有する液滴吐出手段からトナー組成液を液滴として吐出させる工程である。
また、前記液滴吐出手段は、少なくとも１つの吐出孔からトナー組成液を液滴として吐出する手段である。
前記液滴吐出手段としては、前記トナー組成液を液滴化できる限り、特に制限はなく、公知の液滴吐出手段を用いることができるが、少なくとも１つの吐出孔が形成された液柱共鳴液室内の液体に振動を付与して液柱共鳴による定在波を形成し、該定在波の腹となる領域に形成された吐出孔から液体を吐出する液柱共鳴タイプの液滴吐出手段が好ましい。
以下、液柱共鳴タイプの液滴吐出手段について図１及び２を用いて解説する。
<Droplet ejection process and means>
The droplet discharge step is a step of discharging the toner composition liquid as droplets from a droplet discharge unit having at least one discharge hole.
The droplet discharge means is means for discharging the toner composition liquid as droplets from at least one discharge hole.
The droplet discharge means is not particularly limited as long as the toner composition liquid can be converted into droplets, and a known droplet discharge means can be used, but a liquid column resonance liquid in which at least one discharge hole is formed. Liquid column resonance type liquid droplet ejection means for applying vibration to the liquid in the room to form a standing wave by liquid column resonance and ejecting the liquid from the ejection hole formed in the region that becomes the antinode of the standing wave preferable.
Hereinafter, the liquid column resonance type droplet discharge means will be described with reference to FIGS.
図１は、液滴吐出手段１１の構造を示す断面図であり、図２は、液柱共鳴液滴ユニットの構成の一例を示す断面図である。図１に示す前記液滴吐出手段１１は、液共通供給路１７及び液柱共鳴液室１８を有し、前記液柱共鳴液室１８は、長手方向の両端の壁面のうち一方の壁面に設けられた液共通供給路１７と連通されている。また、前記液柱共鳴液室１８は、両端の壁面と連結する壁面のうち一つの壁面に液滴２１を吐出する吐出孔１９と、該吐出孔１９と対向する壁面に設けられ、かつ液柱共鳴定在波を形成するために高周波振動を発生する振動発生手段２０とを有している。なお、振動発生手段２０には、図示していない高周波電源が接続されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the droplet discharge means 11, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the liquid column resonance droplet unit. The droplet discharge means 11 shown in FIG. 1 has a common liquid supply path 17 and a liquid column resonance liquid chamber 18, and the liquid column resonance liquid chamber 18 is provided on one of the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction. The liquid common supply path 17 is communicated. The liquid column resonance liquid chamber 18 is provided on a wall surface facing the discharge hole 19 and a discharge hole 19 for discharging the droplet 21 to one wall surface of the wall surfaces connected to both ends. Vibration generating means 20 for generating high-frequency vibrations to form a resonant standing wave. The vibration generating means 20 is connected to a high frequency power source (not shown).
揮発可能な溶媒に、少なくとも樹脂及び着色剤を溶解又は分散させた溶解乃至分散液（以下、単に「トナー組成液」と記すこともある）１４は図示されない液循環ポンプにより液供給管を通って、図２に示す液柱共鳴液滴吐出ユニット１０の液共通供給路１７内に流入し、図１に示す液滴吐出手段１１の液柱共鳴液室１８に供給される。そして、トナー組成液１４が充填されている液柱共鳴液室１８内には、振動発生手段２０によって発生する液柱共鳴定在波により圧力分布が形成される。そして、液柱共鳴定在波において振幅の大きな部分であって圧力変動が大きい、定在波の腹となる領域に配置されている吐出孔１９から液滴２１が吐出される。この液柱共鳴による定在波の腹となる領域とは、定在波の節以外の領域を意味するものである。好ましくは、定在波の圧力変動が液を吐出するのに十分な大きさの振幅を有する領域であり、より好ましくは圧力定在波の振幅が極大となる位置（速度定在波としての節）から極小となる位置に向かって±１／４波長の範囲である。定在波の腹となる領域であれば、吐出孔が複数で開口されていても、それぞれからほぼ均一な液滴を形成することができ、更には効率的に液滴の吐出を行うことができ、吐出孔の詰まりも生じ難くなる。なお、液共通供給路１７を通過したトナー組成液１４は図示されない液戻り管を流れて原料収容器に戻される。液滴２１の吐出によって液柱共鳴液室１８内のトナー組成液１４の量が減少すると、液柱共鳴液室１８内の液柱共鳴定在波の作用による吸引力が作用し、液共通供給路１７から供給されるトナー組成液１４の流量が増加し、液柱共鳴液室１８内にトナー組成液１４が補充される。そして、液柱共鳴液室１８内にトナー組成液１４が補充されると、液共通供給路１７を通過するトナー組成液１４の流量が元に戻る。 A solution or dispersion liquid (hereinafter also simply referred to as “toner composition liquid”) 14 in which at least a resin and a colorant are dissolved or dispersed in a volatilizable solvent is passed through a liquid supply pipe by a liquid circulation pump (not shown). 2 flows into the common liquid supply path 17 of the liquid column resonance droplet discharge unit 10 shown in FIG. 2, and is supplied to the liquid column resonance liquid chamber 18 of the droplet discharge means 11 shown in FIG. A pressure distribution is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 filled with the toner composition liquid 14 by the liquid column resonance standing wave generated by the vibration generating means 20. Then, the droplet 21 is ejected from the ejection hole 19 arranged in a region where the amplitude of the liquid column resonance standing wave is large and the pressure fluctuation is large and which is an antinode of the standing wave. The region that becomes the antinode of the standing wave due to the liquid column resonance means a region other than the node of the standing wave. Preferably, it is a region where the pressure fluctuation of the standing wave has an amplitude large enough to discharge the liquid, and more preferably a position where the amplitude of the pressure standing wave becomes a maximum (a section as a velocity standing wave). ) To a minimum position in a range of ± 1/4 wavelength. If the region is an antinode of a standing wave, even if there are a plurality of discharge holes, substantially uniform droplets can be formed from each, and moreover, the droplets can be discharged efficiently. And clogging of the discharge holes is less likely to occur. The toner composition liquid 14 that has passed through the liquid common supply path 17 flows through a liquid return pipe (not shown) and is returned to the raw material container. When the amount of the toner composition liquid 14 in the liquid column resonance liquid chamber 18 decreases due to the discharge of the liquid droplets 21, a suction force due to the action of the liquid column resonance standing wave in the liquid column resonance liquid chamber 18 acts, and the liquid common supply The flow rate of the toner composition liquid 14 supplied from the passage 17 increases, and the toner composition liquid 14 is replenished in the liquid column resonance liquid chamber 18. When the toner composition liquid 14 is replenished in the liquid column resonance liquid chamber 18, the flow rate of the toner composition liquid 14 passing through the liquid common supply path 17 is restored.
前記液滴吐出手段１１における液柱共鳴液室１８は、金属やセラミックス、シリコンなどの駆動周波数において液体の共鳴周波数に影響を与えない程度の高い剛性を持つ材質により形成されるフレームがそれぞれ接合されて形成されている。また、図１に示すように、液柱共鳴液室１８の長手方向の両端の壁面間の長さＬは、後述するような液柱共鳴原理に基づいて決定される。また、図２に示す液柱共鳴液室１８の幅Ｗは、液柱共鳴に余分な周波数を与えないように、液柱共鳴液室１８の長さＬの２分の１より小さいことが好ましい。更に、液柱共鳴液室１８は、生産性を飛躍的に向上させるために１つの液滴吐出ユニット１０に対して複数配置されていることが好ましい。１つの液滴吐出ユニットに対する液柱共鳴液室の個数としては、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、操作性と生産性が両立できる点で、１００個〜２，０００個がより好ましい。また、液柱共鳴液室毎に、液供給のための流路が液共通供給路１７から連通接続されており、液共通供給路１７は複数の液柱共鳴液室１８と連通している。 The liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge means 11 is joined to a frame formed of a material having such a high rigidity that does not affect the resonance frequency of the liquid at a driving frequency such as metal, ceramics, or silicon. Is formed. Further, as shown in FIG. 1, the length L between the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 is determined based on the liquid column resonance principle as described later. Further, the width W of the liquid column resonance liquid chamber 18 shown in FIG. 2 is preferably smaller than one half of the length L of the liquid column resonance liquid chamber 18 so as not to give an extra frequency to the liquid column resonance. . Furthermore, it is preferable that a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18 are arranged for one droplet discharge unit 10 in order to dramatically improve productivity. The number of liquid column resonance liquid chambers for one droplet discharge unit is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, in terms of achieving both operability and productivity, 100 to 2, 000 is more preferable. In addition, for each liquid column resonance liquid chamber, a flow path for supplying liquid is connected from the common liquid supply path 17, and the common liquid supply path 17 communicates with a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18.
また、前記液滴吐出手段１１における振動発生手段２０としては、所定の周波数で駆動できるものであれば特に制限はないが、圧電体を、弾性板９に貼りあわせた形態が好ましい。前記弾性板は、圧電体が接液しないように液柱共鳴液室の壁の一部を構成している。前記圧電体は、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、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスが挙げられる。前記圧電セラミックスは、一般に変位量が小さいため積層して使用されることが多い。この他にも、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電高分子；水晶、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＮｂＯ３等の単結晶などが挙げられる。更に、振動発生手段２０は、１つの液柱共鳴液室毎に個別に制御できるように配置されていることが好ましい。また、１つの材質のブロック状の振動部材（圧電体）を液柱共鳴液室の配置にあわせて、一部切断し、弾性板を介してそれぞれの液柱共鳴液室を個別制御できるような構成が好ましい。 The vibration generating means 20 in the droplet discharging means 11 is not particularly limited as long as it can be driven at a predetermined frequency, but a form in which a piezoelectric body is bonded to the elastic plate 9 is preferable. The elastic plate constitutes a part of the wall of the liquid column resonance liquid chamber so that the piezoelectric body does not come into contact with the liquid. There is no restriction | limiting in particular in the said piezoelectric material, According to the objective, it can select suitably, For example, piezoelectric ceramics, such as lead zirconate titanate (PZT), are mentioned. In general, the piezoelectric ceramics are often used by being laminated because of their small displacement. In addition, piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF); single crystals such as quartz, LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3, and the like can be given. Furthermore, it is preferable that the vibration generating means 20 is arranged so that it can be individually controlled for each liquid column resonance liquid chamber. Further, a block-shaped vibrating member (piezoelectric body) made of one material can be partially cut in accordance with the arrangement of the liquid column resonance liquid chambers, and each liquid column resonance liquid chamber can be individually controlled via an elastic plate. A configuration is preferred.
更に、吐出孔１９の開口部の直径としては、液滴が吐出できる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１μｍ〜４０μｍが好ましい。前記直径が、１μｍ未満であると、形成される液滴が非常に小さくなるためトナーを得ることができない場合があり、またトナーの構成成分として着色剤などの固形微粒子が含有された構成の場合、吐出孔１９において閉塞を頻繁に発生して生産性が低下するおそれがある。前記直径が、４０μｍを超えると、液滴の直径が大きく、これを乾燥固化させて、所望のトナー粒子径３μｍ〜６μｍを得る場合、有機溶媒でトナー組成を非常に希薄な液に希釈する必要がある場合があり、一定量のトナーを得るために乾燥エネルギーが大量に必要となってしまい、不都合となる。また、図２からわかるように、吐出孔１９を液柱共鳴液室１８内の幅方向に設ける構成を採用することは、吐出孔１９の開口を多数設けることができ、よって生産効率が高くなる点で好ましい。また、吐出孔１９の開口配置によって液柱共鳴周波数が変動するため、液柱共鳴周波数は液滴の吐出を確認して適宜決定することが好ましい。 Furthermore, the diameter of the opening of the discharge hole 19 is not particularly limited as long as droplets can be discharged, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 1 μm to 40 μm. When the diameter is less than 1 μm, the formed droplets may become very small, and thus the toner may not be obtained. In the case where the toner contains a solid fine particle such as a colorant as a component of the toner. There is a risk that productivity will be reduced due to frequent blockages in the discharge holes 19. When the diameter exceeds 40 μm, the diameter of the droplet is large, and when this is dried and solidified to obtain a desired toner particle diameter of 3 μm to 6 μm, it is necessary to dilute the toner composition to a very dilute liquid with an organic solvent. In some cases, a large amount of drying energy is required to obtain a certain amount of toner, which is inconvenient. Further, as can be seen from FIG. 2, adopting a configuration in which the discharge holes 19 are provided in the width direction in the liquid column resonance liquid chamber 18 can provide a large number of openings of the discharge holes 19, thereby increasing the production efficiency. This is preferable. Further, since the liquid column resonance frequency varies depending on the arrangement of the discharge holes 19, it is preferable to appropriately determine the liquid column resonance frequency by confirming the discharge of the droplet.
次に、液柱共鳴における液滴吐出ユニットによる液滴形成のメカニズムについて説明する。
先ず、図１の液柱共鳴タイプの液滴吐出手段１１内の液柱共鳴液室１８において生じる液柱共鳴現象の原理について説明すると、液柱共鳴液室内のトナー組成液の音速をｃとし、振動発生手段２０から媒質であるトナー組成液に与えられた駆動周波数をｆとした場合、液体の共鳴が発生する波長λは、
λ＝ｃ／ｆ ・・・（式１）
の関係にある。
Next, the mechanism of droplet formation by the droplet discharge unit in liquid column resonance will be described.
First, the principle of the liquid column resonance phenomenon occurring in the liquid column resonance liquid chamber 18 in the liquid column resonance type droplet discharge means 11 of FIG. 1 will be described. The sound velocity of the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber is c. When the drive frequency given to the toner composition liquid as a medium from the vibration generating means 20 is f, the wavelength λ at which the liquid resonance occurs is
λ = c / f (Formula 1)
Are in a relationship.
また、図１の液柱共鳴液室１８において固定端側のフレームの端部から液共通供給路１７側の端部までの長さをＬとし、更に液共通供給路１７側のフレームの端部の高さｈ１（＝約８０μｍ）は連通口の高さｈ２（＝約４０μｍ）の約２倍あり当該端部が閉じている固定端と等価であるとした両側固定端の場合には、長さＬが波長λの４分の１の偶数倍に一致する場合に共鳴が最も効率的に形成される。つまり、次の式２で表現される。
Ｌ＝（Ｎ／４）λ ・・・（式２）
（Ｌ：液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｎ：偶数）
Further, in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 1, the length from the end of the frame on the fixed end side to the end on the common liquid supply path 17 side is L, and further, the end of the frame on the common liquid supply path 17 side The height h1 (= about 80 μm) is about twice as high as the communication port height h2 (= about 40 μm). Resonance is most efficiently formed when the length L matches an even multiple of a quarter of the wavelength λ. That is, it is expressed by the following formula 2.
L = (N / 4) λ (Expression 2)
(L: length in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber, N: even number)
更に、両端が完全に開いている両側開放端の場合にも前記式２が成り立つ。
同様にして、片方側が圧力の逃げ部がある開放端と等価で、他方側が閉じている（固定端）の場合、つまり片側固定端又は片側開放端の場合には、長さＬが波長λの４分の１の奇数倍に一致する場合に共鳴が最も効率的に形成される。つまり、前記式２のＮが奇数で表現される。
Furthermore, the formula 2 is also established in the case of both open ends where both ends are completely open.
Similarly, when one side is equivalent to an open end having a pressure relief portion and the other side is closed (fixed end), that is, one side fixed end or one side open end, the length L is the wavelength λ. Resonance is most efficiently formed when it matches an odd multiple of a quarter. That is, N in Expression 2 is expressed as an odd number.
最も効率の高い駆動周波数ｆは、前記式１と前記式２より、
ｆ＝Ｎ×ｃ／（４Ｌ） ・・・（式３）
（Ｌ：液柱共鳴液室の長手方向の長さ、ｃ：トナー組成液の音波の速度、Ｎ：自然数）
と導かれる。しかし、実際には、液体は共鳴を減衰させる粘性を持つために無限に振動が増幅されるわけではなく、Ｑ値を持ち、後述する式４、式５に示すように、式３に示す最も効率の高い駆動周波数ｆの近傍の周波数でも共鳴は発生する。
The driving frequency f with the highest efficiency is obtained from Equation 1 and Equation 2.
f = N × c / (4L) (Formula 3)
(L: length of liquid column resonance liquid chamber in longitudinal direction, c: velocity of sound wave of toner composition liquid, N: natural number)
It is guided. However, in reality, since the liquid has a viscosity that attenuates the resonance, the vibration is not amplified infinitely, and has a Q value. As shown in equations 4 and 5, which will be described later, Resonance also occurs at frequencies near the highly efficient drive frequency f.
図３にＮ＝１、２、３の場合の速度及び圧力変動の定在波の形状（共鳴モード）を示し、かつ図４にＮ＝４、５の場合の速度及び圧力変動の定在波の形状（共鳴モード）を示す。本来は疎密波（縦波）であるが、図３及び図４のように表記することが一般的である。実線が速度定在波、点線が圧力定在波である。例えば、Ｎ＝１の片側固定端の場合を示す図３の（ａ）からわかるように、速度分布の場合閉口端で速度分布の振幅がゼロとなり、開口端で振幅が最大となり、直感的にわかりやすい。液柱共鳴液室の長手方向の両端の間の長さをＬとしたとき、液体が液柱共鳴する波長をλとし、整数Ｎが１〜５の場合に定在波が最も効率よく発生する。また、両端の開閉状態によっても定在波パターンは異なるため、それらも併記した。後述するが、吐出孔の開口や供給側の開口の状態によって、端部の条件が決まる。なお、音響学において、開口端とは長手方向の媒質（液）の移動速度が極大となる端であり、逆に圧力はゼロとなる。閉口端においては、逆に媒質の移動速度がゼロとなる端と定義される。閉口端は音響的に硬い壁として考え、波の反射が発生する。理想的に完全に閉口、もしくは開口している場合は、波の重ね合わせによって図３及び図４のような形態の共鳴定在波を生じるが、吐出孔数、吐出孔の開口位置によっても定在波パターンは変動し、前記式３より求めた位置からずれた位置に共鳴周波数が現れるが、適宜駆動周波数を調整することで安定吐出条件を作り出すことができる。例えば、液体の音速ｃが１，２００ｍ／ｓ、液柱共鳴液室の長さＬが１．８５ｍｍを用い、両端に壁面が存在して、両側固定端と完全に等価のＮ＝２の共鳴モードを用いた場合、前記式（２）より、最も効率の高い共鳴周波数は３２４ｋＨｚと導かれる。他の例では、液体の音速ｃが１，２００ｍ／ｓ、液柱共鳴液室の長さＬが１．８５ｍｍと、前記と同じ条件を用い、両端に壁面が存在して、両側固定端と等価のＮ＝４の共鳴モードを用いた場合、前記式（２）より、最も効率の高い共鳴周波数は６４８ｋＨｚと導かれ、同じ構成の液柱共鳴液室においても、より高次の共鳴を利用することができる。 FIG. 3 shows the shape of the standing wave of the velocity and pressure fluctuation (resonance mode) when N = 1, 2, 3 and FIG. 4 shows the standing wave of the speed and pressure fluctuation when N = 4, 5. The shape (resonance mode) is shown. Although it is originally a sparse / dense wave (longitudinal wave), it is generally expressed as shown in FIGS. The solid line is the velocity standing wave, and the dotted line is the pressure standing wave. For example, as can be seen from FIG. 3A showing the case of a fixed end with N = 1, in the case of velocity distribution, the amplitude of the velocity distribution is zero at the closed end, and the amplitude is maximum at the open end. Easy to understand. When the length between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is L, the wavelength at which the liquid resonates is λ, and the standing wave is most efficiently generated when the integer N is 1 to 5. . In addition, since the standing wave pattern varies depending on the open / closed state of both ends, they are also shown. As will be described later, the condition of the end is determined by the state of the opening of the discharge hole and the opening of the supply side. In acoustics, the open end is the end where the moving speed of the medium (liquid) in the longitudinal direction is maximized, and conversely, the pressure is zero. Conversely, the closed end is defined as an end where the moving speed of the medium becomes zero. The closed end is considered as an acoustically hard wall and wave reflection occurs. When ideally completely closed or open, a resonant standing wave of the form shown in FIGS. 3 and 4 is generated by superposition of waves, but it is also determined by the number of discharge holes and the position of the discharge holes. The standing wave pattern fluctuates and a resonance frequency appears at a position deviated from the position obtained from Equation 3. However, a stable ejection condition can be created by appropriately adjusting the driving frequency. For example, the sound velocity c of the liquid is 1,200 m / s, the length L of the liquid column resonance liquid chamber is 1.85 mm, wall surfaces exist at both ends, and N = 2 resonance that is completely equivalent to the fixed ends on both sides. When the mode is used, the most efficient resonance frequency is derived as 324 kHz from the above equation (2). In another example, the sound velocity c of the liquid is 1,200 m / s, the length L of the liquid column resonance liquid chamber is 1.85 mm, and the same conditions as described above are used. When the equivalent N = 4 resonance mode is used, the most efficient resonance frequency is derived from the above equation (2) as 648 kHz, and higher-order resonance is used even in the liquid column resonance liquid chamber having the same configuration. can do.
図１に示す液滴吐出手段１１における液柱共鳴液室は、両端が閉口端状態と等価であるか、吐出孔の開口の影響で、音響的に軟らかい壁として説明できるような端部であることが周波数を高めるためには好ましいが、それに限らず開放端であってもよい。ここでの吐出孔の開口の影響とは、音響インピーダンスが小さくなり、特にコンプライアンス成分が大きくなることを意味する。よって、図３の（ｂ）及び図４の（ａ）のような液柱共鳴液室の長手方向の両端に壁面を形成する構成は、両側固定端の共鳴モード、そして吐出孔側が開口とみなす片側開放端の全ての共鳴モードが利用できるために、好ましい構成である。 The liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge means 11 shown in FIG. 1 is an end portion that can be described as an acoustically soft wall due to the influence of the opening of the discharge hole or whether the both ends are equivalent to the closed end state. This is preferable for increasing the frequency, but is not limited thereto, and may be an open end. The influence of the opening of the discharge hole here means that the acoustic impedance is reduced, and in particular, the compliance component is increased. Therefore, the configuration in which the wall surfaces are formed at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber as shown in FIG. 3B and FIG. 4A is regarded as the resonance mode at both fixed ends and the discharge hole side as an opening. This is a preferred configuration because all resonance modes at one open end can be used.
また、吐出孔の開口数、開口配置位置、吐出孔の断面形状も駆動周波数を決定する因子となり、駆動周波数はこれに応じて適宜決定することができる。例えば吐出孔の数を多くすると、徐々に固定端であった液柱共鳴液室の先端の拘束が緩くなり、ほぼ開口端に近い共鳴定在波が発生し、駆動周波数は高くなる。更に、最も液供給路側に存在する吐出孔の開口配置位置を起点に緩い拘束条件となり、また吐出孔の断面形状がラウンド形状となったりフレームの厚さによる吐出孔の体積が変動したり、実際上の定在波は短波長となり、駆動周波数よりも高くなる。このように決定された駆動周波数で振動発生手段に電圧を与えたとき、振動発生手段が変形し、駆動周波数にて最も効率よく共鳴定在波を発生する。また、共鳴定在波が最も効率よく発生する駆動周波数の近傍の周波数でも液柱共鳴定在波は発生する。つまり、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さをＬ、液供給側の端部に最も近い吐出孔までの距離をＬｅとしたとき、Ｌ及びＬｅの両方の長さを用いて下記式４及び式５で決定される範囲の駆動周波数ｆを主成分とした駆動波形を用いて振動発生手段を振動させ、液柱共鳴を誘起して液滴を吐出孔から吐出することが可能である。 In addition, the numerical aperture of the discharge holes, the opening arrangement position, and the cross-sectional shape of the discharge holes are factors that determine the drive frequency, and the drive frequency can be appropriately determined accordingly. For example, when the number of ejection holes is increased, the restriction at the tip of the liquid column resonance liquid chamber, which has been the fixed end, gradually loosens, a resonance standing wave that is almost close to the open end is generated, and the drive frequency increases. In addition, the opening position of the discharge hole that is closest to the liquid supply path is the starting point, and it becomes a loose constraint condition. The cross-sectional shape of the discharge hole is round, or the volume of the discharge hole varies depending on the thickness of the frame. The upper standing wave has a short wavelength and is higher than the driving frequency. When a voltage is applied to the vibration generating means at the drive frequency determined in this way, the vibration generating means is deformed, and a resonant standing wave is generated most efficiently at the drive frequency. Further, the liquid column resonance standing wave is generated even at a frequency in the vicinity of the drive frequency at which the resonance standing wave is generated most efficiently. That is, when the length between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is L and the distance to the discharge hole closest to the end on the liquid supply side is Le, both the lengths of L and Le are used. It is possible to oscillate the vibration generating means by using a drive waveform whose main component is the drive frequency f in the range determined by the following formulas 4 and 5, and induce liquid column resonance to eject liquid droplets from the ejection holes. It is.
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦Ｎ×ｃ／（４Ｌｅ） ・・・（式４）
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦（Ｎ＋１）×ｃ／（４Ｌｅ） ・・・（式５）
（Ｌ：液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｌｅ：液供給路側の端部と、該端部に最も近い吐出孔の中心部との距離、ｃ：トナー組成液の音波の速度、Ｎ：自然数）
N × c / (4L) ≦ f ≦ N × c / (4Le) (Formula 4)
N × c / (4L) ≦ f ≦ (N + 1) × c / (4Le) (Formula 5)
(L: length in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber, Le: distance between the end on the liquid supply path side and the center of the ejection hole closest to the end, c: velocity of sound waves of the toner composition liquid, N: natural number)
なお、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さＬと、液供給側の端部と該端部に最も近い吐出孔の中心部との距離Ｌｅの比（Ｌｅ／Ｌ）が、下記式６を満たすことが好ましい。
Ｌｅ／Ｌ＞０．６ ・・・（式６）
The ratio (Le / L) of the length L between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber and the distance Le between the end portion on the liquid supply side and the center portion of the discharge hole closest to the end portion is It is preferable to satisfy the following formula 6.
Le / L> 0.6 (Expression 6)
以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、図１の液柱共鳴液室１８において液柱共鳴圧力定在波が形成され、液柱共鳴液室１８の一部に配置された吐出孔１９において連続的に液滴吐出が発生するのである。なお、定在波の圧力が最も大きく変動する位置に吐出孔１９を配置すると、吐出効率が高くなり、低い電圧で駆動することができる点で好ましい。また、吐出孔１９は１つの液柱共鳴液室１８に１つでも構わないが、複数個配置することが生産性の観点から好ましい。具体的には、２個〜１００個の間であることが好ましい。
１００個を超えると、１００個の吐出孔１９から所望の液滴を形成させるために振動発生手段２０に与える電圧を高く設定する必要が生じ、振動発生手段２０としての圧電体の挙動が不安定となることがある。
A liquid column resonance pressure standing wave is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 1 using the principle of the liquid column resonance phenomenon described above, and the discharge holes 19 arranged in a part of the liquid column resonance liquid chamber 18. In this case, droplet discharge occurs continuously. Note that it is preferable to dispose the discharge hole 19 at a position where the pressure of the standing wave fluctuates the most, since the discharge efficiency is increased and the driving can be performed with a low voltage. Further, one discharge hole 19 may be provided for one liquid column resonance liquid chamber 18, but it is preferable to arrange a plurality of discharge holes 19 from the viewpoint of productivity. Specifically, it is preferably between 2 and 100.
When the number exceeds 100, it is necessary to set a high voltage to the vibration generating means 20 in order to form a desired droplet from the 100 discharge holes 19, and the behavior of the piezoelectric body as the vibration generating means 20 is unstable. It may become.
複数の吐出孔１９を開孔する場合、吐出孔間のピッチ（隣接する吐出孔の中心部間の最短間隔）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、２０μｍ以上、液柱共鳴液室の長さ以下であることが好ましい。吐出孔間のピッチが２０μｍ未満であると、隣あう吐出孔より放出された液滴同士が衝突して大きな滴となってしまう確率が高くなり、トナーの粒径分布悪化につながることがある。
前記ピッチは、複数の吐出孔間において、全て等間隔であってもよく、少なくとも１つのピッチが異なっていてもよいが、等間隔であることが、均一な粒径のトナーを得ることができる点で好ましい。
When a plurality of discharge holes 19 are opened, the pitch between the discharge holes (the shortest distance between the central portions of the adjacent discharge holes) is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. As mentioned above, it is preferable that it is below the length of a liquid column resonance liquid chamber. If the pitch between the discharge holes is less than 20 μm, there is a high probability that the droplets discharged from the adjacent discharge holes collide with each other to form large droplets, which may lead to deterioration of the toner particle size distribution.
The pitch may be all equally spaced between the plurality of ejection holes, or at least one pitch may be different. However, it is possible to obtain a toner having a uniform particle diameter by being equally spaced. This is preferable.
次に、液滴吐出ユニットにおける液滴吐出ヘッド内の液柱共鳴液室で生じる液柱共鳴現象について図５を用いて説明する。なお、同図において、液柱共鳴液室内に記した実線は液柱共鳴液室内の固定端側から液共通供給路側の端部までの間の任意の各測定位置における速度をプロットした速度分布を示し、液共通供給路側から液柱共鳴液室への方向を＋とし、その逆方向を−とする。また、液柱共鳴液室内に記した点線は液柱共鳴液室内の固定端側から液共通供給路側の端部までの間の任意の各測定位置における圧力値をプロットした圧力分布を示し、大気圧に対して正圧を＋とし、負圧は−とする。また、正圧であれば図中の下方向に圧力が加わることになり、負圧であれば図中の上方向に圧力が加わることになる。更に、同図において、上述したように液共通供給路側が開放されているが液共通供給路１７と液柱共鳴液室１８とが連通する開口の高さ（図１に示す高さｈ２）に比して固定端となるフレームの高さ（図１に示す高さｈ１）が約２倍以上であるため、液柱共鳴液室１８はほぼ両側固定端であるという近似的な条件のもとでの速度分布及び圧力分布の時間的なそれぞれの変化を示している。 Next, the liquid column resonance phenomenon occurring in the liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge head in the droplet discharge unit will be described with reference to FIG. In the figure, the solid line drawn in the liquid column resonance liquid chamber represents the velocity distribution plotting the velocity at any measurement position from the fixed end side to the liquid common supply path side end in the liquid column resonance liquid chamber. The direction from the common liquid supply path to the liquid column resonance liquid chamber is +, and the opposite direction is −. In addition, the dotted line marked in the liquid column resonance liquid chamber indicates a pressure distribution in which the pressure value at each arbitrary measurement position between the fixed end side and the liquid common supply path side end in the liquid column resonance liquid chamber is plotted. The positive pressure is + with respect to the atmospheric pressure, and the negative pressure is-. Moreover, if it is a positive pressure, a pressure will be applied to the downward direction in the figure, and if it is a negative pressure, a pressure will be applied to the upward direction in the figure. Further, in the same figure, the liquid common supply path side is opened as described above, but the height of the opening where the liquid common supply path 17 and the liquid column resonance liquid chamber 18 communicate with each other (height h2 shown in FIG. 1). On the other hand, since the height of the frame serving as the fixed end (height h1 shown in FIG. 1) is about twice or more, the approximate condition is that the liquid column resonance liquid chamber 18 is substantially fixed at both sides. The change in the velocity distribution and the pressure distribution over time is shown.
図５の（ａ）は液滴吐出時の液柱共鳴液室１８内の圧力波形と速度波形を示している。
また、図５の（ｂ）は液滴吐出直後の液引き込みを行った後再びメニスカス圧が増加してくる。これらの図に示すように、液柱共鳴液室１８における吐出孔１９が設けられている流路内での圧力は極大となっている。その後、図５の（ｃ）に示すように、吐出孔１９付近の正の圧力は小さくなり、負圧の方向へ移行して液滴２１が吐出される。
FIG. 5A shows a pressure waveform and a velocity waveform in the liquid column resonance liquid chamber 18 when a droplet is discharged.
In FIG. 5B, the meniscus pressure increases again after the liquid is drawn immediately after the droplet is discharged. As shown in these drawings, the pressure in the flow path provided with the discharge hole 19 in the liquid column resonance liquid chamber 18 is maximum. Thereafter, as shown in FIG. 5C, the positive pressure in the vicinity of the discharge hole 19 decreases, and the liquid droplet 21 is discharged in a negative pressure direction.
そして、図５の（ｄ）に示すように、吐出孔１９付近の圧力は極小になる。このときから液柱共鳴液室１８へのトナー組成液１４の充填が始まる。その後、図５の（ｅ）に示すように、吐出孔１９付近の負の圧力は小さくなり、正圧の方向へ移行する。この時点で、トナー組成液１４の充填が終了する。そして、再び、図５の（ａ）に示すように、液柱共鳴液室１８の液滴吐出領域の正の圧力が極大となって、吐出孔１９から液滴２１が吐出される。このように、液柱共鳴液室内には振動発生手段の高周波駆動によって液柱共鳴による定在波が発生し、また圧力が最も大きく変動する位置となる液柱共鳴による定在波の腹に相当する液滴吐出領域に吐出孔１９が配置されていることから、当該腹の周期に応じて液滴２１が吐出孔１９から連続的に吐出される。 As shown in FIG. 5D, the pressure in the vicinity of the discharge hole 19 is minimized. From this time, the filling of the toner composition liquid 14 into the liquid column resonance liquid chamber 18 starts. Thereafter, as shown in FIG. 5E, the negative pressure in the vicinity of the discharge hole 19 becomes smaller and shifts to the positive pressure direction. At this time, the filling of the toner composition liquid 14 is completed. Then, as shown in FIG. 5A again, the positive pressure in the droplet discharge region of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes maximum, and the droplet 21 is discharged from the discharge hole 19. In this way, a standing wave due to liquid column resonance is generated in the liquid column resonance liquid chamber by high-frequency driving of the vibration generating means, and corresponds to an antinode of standing wave due to liquid column resonance where the pressure changes most. Since the discharge holes 19 are arranged in the droplet discharge region to be discharged, the droplets 21 are continuously discharged from the discharge holes 19 in accordance with the antinode period.
次に、実際に液柱共鳴現象によって液滴が吐出された構成の一例について説明する。この一例は、図１において液柱共鳴液室１８の長手方向の両端間の長さＬが１．８５ｍｍ、Ｎ＝２の共鳴モードであって、第一から第四の吐出孔がＮ＝２モード圧力定在波の腹の位置に吐出孔を配置し、駆動周波数を３４０ｋＨｚのサイン波で行った吐出をレーザーシャドウグラフィ法にて撮影した様子を図６に示す。同図からわかるように、非常に径の揃った、速度もほぼ揃った液滴の吐出が実現している。また、図７は駆動周波数２９０ｋＨｚ〜３９５ｋＨｚの同一振幅サイン波にて駆動した際の液滴速度周波数特性を示す特性図である。同図からわかるように、第一から第四の吐出孔において駆動周波数が３４０ｋＨｚ付近では各吐出孔からの吐出速度が均一となって、かつ最大吐出速度となっている。この特性結果から、液柱共鳴周波数の第二モードである３４０ｋＨｚにおいて、液柱共鳴定在波の腹の位置で均一吐出が実現していることがわかる。また、図７の特性結果から、第一モードである１３０ｋＨｚにおいての液滴吐出速度ピークと、第二モードである３４０ｋＨｚにおいての液滴吐出速度ピークとの間では液滴は吐出しないという液柱共鳴の特徴的な液柱共鳴定在波の周波数特性が液柱共鳴液室内で発生していることがわかる。 Next, an example of a configuration in which droplets are actually ejected by the liquid column resonance phenomenon will be described. This example is a resonance mode in which the length L between the longitudinal ends of the liquid column resonance liquid chamber 18 in FIG. 1 is 1.85 mm and N = 2, and the first to fourth discharge holes are N = 2. FIG. 6 shows a state in which ejection holes are arranged at the antinodes of the mode pressure standing wave and the ejection performed with a sine wave with a driving frequency of 340 kHz is photographed by the laser shadowgraphy method. As can be seen from the figure, it is possible to discharge droplets having a uniform diameter and a substantially uniform speed. FIG. 7 is a characteristic diagram showing droplet velocity frequency characteristics when driven by the same amplitude sine wave with a drive frequency of 290 kHz to 395 kHz. As can be seen from the figure, in the first to fourth discharge holes, when the drive frequency is around 340 kHz, the discharge speed from each discharge hole is uniform and the maximum discharge speed. From this characteristic result, it can be seen that uniform discharge is realized at the antinode position of the liquid column resonance standing wave at 340 kHz which is the second mode of the liquid column resonance frequency. Further, from the characteristic results of FIG. 7, the liquid column resonance in which no droplet is ejected between the droplet ejection speed peak at 130 kHz, which is the first mode, and the droplet ejection speed peak at 340 kHz, which is the second mode. It can be seen that the characteristic frequency characteristic of the liquid column resonance standing wave is generated in the liquid column resonance liquid chamber.
また、図８は各吐出孔（ノズル）における印加電圧と吐出速度の関係を示す特性図であり、図９は各ノズルにおける印加電圧と液滴直径の関係を示す特性図である。両図からわかるように、印加電圧に対して吐出速度も液滴直径も単調増加の傾向にあった。よって、吐出速度及び液滴直径は印加電圧に依存するため、印加電圧を調整することにより、所望の吐出速度、あるいは所望のトナー粒子の径に応じた液滴直径を調整することができる。 FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage and the ejection speed in each ejection hole (nozzle), and FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage and the droplet diameter in each nozzle. As can be seen from both figures, the ejection speed and the droplet diameter tended to monotonously increase with respect to the applied voltage. Therefore, since the ejection speed and the droplet diameter depend on the applied voltage, the droplet diameter corresponding to the desired ejection speed or the desired toner particle diameter can be adjusted by adjusting the applied voltage.
＜搬送固化工程及び搬送固化手段＞
前記搬送固化工程は、前記液滴吐出工程において吐出させた液滴を搬送固化手段により搬送固化させる工程である。
前記搬送固化手段は、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを有し、必要に応じてその他の手段を有する。
したがって、先に説明した液滴吐出手段１１によって、トナー組成液を気流中に吐出させ、吐出したトナー組成液の液滴を前記搬送固化手段により乾燥固化させた後に捕集することで、本発明のトナーを得ることができる。
なお、ここで固化とは、前記液滴が乾燥し、後述する液滴同士の合着や接着が生じない状態になることをいう。
以下、搬送固化手段について、図１０を用いて説明する。
<Transport solidification step and transport solidification means>
The transport solidification step is a step of transporting and solidifying the droplets discharged in the droplet discharge step by the transport solidifying means.
The transport solidifying means includes an air flow path serving as an air flow path for transporting the droplets and an air flow generating means for generating the air flow, and includes other means as necessary.
Therefore, the droplet discharge means 11 described above causes the toner composition liquid to be discharged into an air current, and the discharged toner composition liquid droplets are dried and solidified by the transport solidifying means, and then collected. Toner can be obtained.
Here, solidification means that the liquid droplets are dried and that the liquid droplets described later are not joined or adhered.
Hereinafter, the conveying and solidifying means will be described with reference to FIG.
図１０は、本発明のトナーの製造方法を実施する装置一例の断面図である。トナー製造装置１は、液滴吐出手段２及び搬送固化手段６０を含み、必要に応じて更にその他の手段を含む。
前記液滴吐出手段２には、トナー組成液１４を収容する原料収容器１３と、原料収容器１３に収容されているトナー組成液１４を液供給管１６を通して液滴吐出手段２に供給し、更に液戻り管２２を通って原料収容器１３に戻すために液供給管１６内のトナー組成液１４を圧送する液循環ポンプ１５とが連結されており、トナー組成液１４を随時液滴吐出手段２に供給できる。液供給管１６にはＰ１、搬送固化手段６０にはＰ２の圧力測定器が設けられており、液滴吐出手段２への送液圧力及び、搬送固化手段６０内の圧力は圧力計Ｐ１、Ｐ２によって管理される。このときに、Ｐ１＞Ｐ２の関係であると、トナー組成液１が孔１２から染み出す恐れがあり、Ｐ１＜Ｐ２の場合には吐出手段に気体が入り、吐出が停止する恐れがあるため、Ｐ１≒Ｐ２であることが好ましい。
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of an apparatus for carrying out the toner manufacturing method of the present invention. The toner manufacturing apparatus 1 includes a droplet discharge unit 2 and a transport solidifying unit 60, and further includes other units as necessary.
The droplet discharge means 2 is supplied to the droplet discharge means 2 through the liquid supply pipe 16 with the raw material container 13 for storing the toner composition liquid 14 and the toner composition liquid 14 stored in the raw material container 13, Further, a liquid circulation pump 15 for pumping the toner composition liquid 14 in the liquid supply pipe 16 to return to the raw material container 13 through the liquid return pipe 22 is connected, and the toner composition liquid 14 is discharged at any time by a droplet discharge means. 2 can be supplied. The liquid supply pipe 16 is provided with a pressure measuring device P1 and the conveying and solidifying means 60 is provided with a pressure measuring device P2. Managed by. At this time, if the relationship of P1> P2 is satisfied, the toner composition liquid 1 may ooze out from the hole 12, and if P1 <P2, there is a possibility that gas enters the discharge means and the discharge stops. It is preferable that P1≈P2.
図１０に示す搬送固化手段６０は、気流発生手段６８、搬送気流路（以下、単に「気流路」とも称する）６６、液滴吐出手段２、チャンバー６１、トナー捕集手段６２及びトナー貯留部６３を含み、更に必要に応じてその他の手段を含む。
以下、気流路に流した気流を利用して液滴を搬送固化する搬送固化手段について解説する。
前記液滴吐出手段２から吐出された液滴２１は、搬送気流路６６内の液滴吐出空間に吐出され、搬送気流路６６内に流れる、前記気流発生手段により発生させた搬送気流１０１によって乾燥固化され、チャンバー６１、トナー捕集手段６２に搬送される。
The transport solidifying means 60 shown in FIG. 10 includes an air flow generating means 68, a transport air flow path (hereinafter also simply referred to as “air flow path”) 66, a droplet discharge means 2, a chamber 61, a toner collecting means 62, and a toner reservoir 63. And other means as required.
Hereinafter, a transport solidifying unit that transports and solidifies the droplets using the airflow flowing in the air flow path will be described.
The droplets 21 ejected from the droplet ejection means 2 are discharged into the droplet ejection space in the carrier air channel 66 and are dried by the carrier airflow 101 generated by the airflow generating unit flowing in the carrier air channel 66. It is solidified and conveyed to the chamber 61 and the toner collecting means 62.
搬送気流１０１によって、液滴吐出手段２から吐出された直後の液体の状態から、徐々にトナー組成液中に含まれる揮発溶剤が揮発することで乾燥が進行する。これにより、液滴２１は液体から固体に変化する。このように固体に変化した状態では、トナー捕集手段６２でトナー粉体として捕集することができる。捕集したトナー粉体はその後、トナー貯留部６３に格納される。なお、トナー貯留部６３に格納されたトナーは必要に応じて更に別工程で乾燥される。 Drying proceeds as the volatile solvent contained in the toner composition liquid gradually evaporates from the state of the liquid immediately after being discharged from the droplet discharge means 2 by the carrier airflow 101. Thereby, the droplet 21 changes from liquid to solid. In this state, the toner can be collected as toner powder by the toner collecting means 62. The collected toner powder is then stored in the toner storage unit 63. Note that the toner stored in the toner storage unit 63 is further dried in another process as necessary.
このようにして捕集したトナーの粒径分布は、図１１のようになる。これは捕集したトナーの一例であるが、ほとんど単一粒径のトナー粒子しか存在しないことがわかる。このような極めて狭い粒径分布は、前述のように吐出された液滴が合着することなく、乾燥された場合に得られる。 The particle size distribution of the toner collected in this way is as shown in FIG. This is an example of the collected toner, but it can be seen that there are almost only toner particles having a single particle size. Such a very narrow particle size distribution is obtained when the discharged droplets are dried without coalescence as described above.
一方で液敵同士が合着した場合に捕集したトナーの粒径分布を図１２に示す。図１２は、気流発生手段を用いず、気流を発生させなかった以外は、図１１と同じ条件で捕集されたトナーの粒径分布である。液滴の合着は主に、前に吐出された液滴が乾燥する前に、空気の粘性抵抗によって減速し、後に吐出された液滴に追い付いて液滴同士が接触することで発生する。図１３に示すように、吐出孔から吐出した液滴同士が合着して合着液滴２３となると、乾燥後の粒径も大きくなり粒径分布を広くする原因になる。
また、合着した液滴は空気抵抗が増し、更に別の液滴と合着を引き起こすようになり、数個の液滴が合着する場合もある。これが乾燥すると合着粒子となり、得られる粒子の粒径分布は更に広くなる。図１２中の基本粒径と示したピークを構成する乾燥粒子は合着しなかった液滴がそのまま乾燥固化したものである。２倍と記載されたピークを形成する乾燥粒子は液滴が吐出後に合着した後に乾燥固化してえられたものである。同様に３倍、４倍、又はそれ以上の合着が進行していることが粒径分布測定結果から推測することができる。前記粒径分布測定は、例えば、フロー式粒子像解析装置（ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて行うことができる。図１４にＦＰＩＡ-３０００で撮影された合着した粒子の写真を示す。
On the other hand, the particle size distribution of the toner collected when the liquid enemies coalesce is shown in FIG. FIG. 12 shows the particle size distribution of toner collected under the same conditions as in FIG. 11 except that no airflow is generated and no airflow is generated. Droplet coalescence mainly occurs when the previously ejected droplets are decelerated by the viscous resistance of the air before they are dried, catching up with the later ejected droplets and contacting each other. As shown in FIG. 13, when the liquid droplets ejected from the ejection holes are coalesced into the coalesced liquid droplet 23, the particle size after drying becomes large, which causes a widening of the particle size distribution.
In addition, the combined droplets have increased air resistance, causing the droplets to merge with another droplet, and several droplets may merge. When this is dried, it becomes coalesced particles, and the particle size distribution of the resulting particles is further broadened. The dry particles constituting the peak indicated as the basic particle size in FIG. 12 are obtained by drying and solidifying the droplets that were not coalesced. The dry particles forming the peak described as twice are those obtained by drying and solidifying after the droplets are coalesced after ejection. Similarly, it can be inferred from the particle size distribution measurement results that the coalescence of 3 times, 4 times or more is proceeding. The particle size distribution measurement can be performed using, for example, a flow particle image analyzer (FPIA-3000, manufactured by Sysmex Corporation). FIG. 14 shows a photograph of coalesced particles photographed with FPIA-3000.
図１５では基本粒子が結着した状態を示している。基本粒子同士の結着も機械的強度を与えても粒子間の結着がほぐれないため大きな粒子と振舞うことになり、好ましくない。このように結着した粒子（結着粒子）は、ある程度粒子が乾燥した後に粒子同士が結合した結果得られると考えられる。このような粒子の発生はある程度乾燥が進行した粒子が配管壁面へ付着し、やがて別の乾燥の進んでいない粒子が壁面に付着した粒子と結着した後に乾燥が進行し、配管から剥がれて回収されると考えられる。このような粒子の発生防止は、乾燥を早く確実に実施することや、本発明における搬送固化手段を用いることにより、気流制御によって配管内への粒子付着を抑えることで達成できる。 FIG. 15 shows a state in which the basic particles are bound. Even if the binding between the basic particles is given mechanical strength, the binding between the particles is not loosened, so that it behaves as a large particle, which is not preferable. The particles thus bound (bound particles) are considered to be obtained as a result of the particles being bonded after the particles have been dried to some extent. The generation of such particles occurs when the particles that have been dried to some extent adhere to the wall surface of the pipe, and eventually the particles that have not progressed to dry adhere to the particles that have adhered to the wall surface, and then the drying proceeds and is separated from the pipe and collected. It is thought that it is done. Prevention of the generation of such particles can be achieved by carrying out drying quickly and surely or by suppressing the adhesion of particles into the pipe by airflow control by using the transport solidifying means in the present invention.
前記粒径分布は、体積平均粒子径（Ｄｖ）と個数平均粒子径（Ｄｎ）の比で比較することができ、Ｄｖ／Ｄｎで示すことができる。Ｄｖ／Ｄｎ値は最も小さいもので１．０であり、これはすべての粒径が同一であることを示している。Ｄｖ／Ｄｎが大きいほど粒径分布が広いことを示す。一般的な粉砕トナーのＤｖ／Ｄｎは、１．１５〜１．２５程度である。また重合トナーのＤｖ／Ｄｎは、１．１０〜１．１５程度である。本発明のトナーのＤｖ／Ｄｎは、１．２０以下とすることで印刷品質に効果が確認されているが、安定的に高精細な画質を得る観点から、１．１５以下が好ましく、より高精細な画像を得る観点から、１．１０以下がより好ましい。 The particle size distribution can be compared by the ratio of the volume average particle size (Dv) and the number average particle size (Dn), and can be expressed as Dv / Dn. The smallest Dv / Dn value is 1.0, which indicates that all the particle sizes are the same. A larger Dv / Dn indicates a wider particle size distribution. Dv / Dn of a general pulverized toner is about 1.15 to 1.25. The Dv / Dn of the polymerized toner is about 1.10 to 1.15. The Dv / Dn of the toner of the present invention is confirmed to have an effect on the print quality by setting it to 1.20 or less. However, from the viewpoint of stably obtaining high-definition image quality, 1.15 or less is preferable, and higher From the viewpoint of obtaining a fine image, 1.10 or less is more preferable.
本発明における搬送固化手段は、液滴同士の合着を防止するために、液滴吐出手段２を壁面に備えた搬送気流路６６がチャンバー６１の上端部に接続されている。前記気流路６６は、下流側端部の一側面に液滴吐出手段２が配置されて（液滴吐出空間を形成し）、前記液滴吐出手段２から吐出される液滴２１に対して、その吐出方向と略直交する方向に前記液滴２１が搬送されるように気流１０１を導く第一の気流路６７と、前記第一の気流路６７の下流端に連なる第二の気流路６９とを少なくとも有している。そして、本発明は、前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送する構造を有することを特徴とする。
前記搬送気流路６６に気流を発生させるための気流発生手段６８としては、搬送気流導入口６４に送風機などを設けて加圧する方法と、搬送気流排出口６５より吸引する方法のいずれを採用することもできる。
前記搬送固化手段を用いることにより、前記搬送固化工程において、前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴を、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に搬送し、更に前記第二の気流路により、前記液滴を壁面に近接させないように搬送することができ、本発明の効果を得ることができる。
In the transport solidifying means in the present invention, a transport air flow channel 66 having the droplet discharge means 2 on the wall surface is connected to the upper end of the chamber 61 in order to prevent the droplets from coalescing. In the air flow channel 66, the droplet discharge means 2 is disposed on one side surface of the downstream end portion (forms a droplet discharge space), and the droplet 21 discharged from the droplet discharge means 2 is A first air flow path 67 that guides the air flow 101 so that the droplets 21 are conveyed in a direction substantially perpendicular to the discharge direction, and a second air flow path 69 that is connected to the downstream end of the first air flow path 67. At least. The present invention is characterized in that the second air flow path has a structure for transporting the droplets so as not to approach the wall surface.
As the air flow generating means 68 for generating an air flow in the transport air flow channel 66, either a method of providing a blower or the like at the transport air flow introduction port 64 to pressurize, or a method of suctioning from the transport air flow discharge port 65 is adopted. You can also.
By using the transport solidifying means, in the transport solidifying step, the droplets discharged from the droplet discharge means are transported in a direction substantially perpendicular to the droplet discharge direction, and further the second air flow The droplets can be transported so as not to be close to the wall surface, and the effects of the present invention can be obtained.
前記第一の気流路と前記第二の気流路との接続方法としては、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、気流の速度及び流量を一定に保つ観点から、密閉して接続されていることが好ましく、また、乱流を発生させず、液滴の気流路壁面への付着を防止する観点から、連続的に接続されていることが好ましい。なお、前記第一の気流路と前記第二の気流路との接続には、接続部材を用いてもよい。 The method for connecting the first air flow path and the second air flow path is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. From the viewpoint of preventing the occurrence of turbulent flow and preventing the droplets from adhering to the wall surface of the air channel, it is preferable that they are continuously connected. A connecting member may be used for connection between the first air flow path and the second air flow path.
ここで、前記液滴吐出手段が配置される前記気流路の壁面とは、例えば、前記気流路が円柱状の場合には、その内側（内径）面を表し、前記気流路が角柱状の場合には、その内側の各面を表す。
また、前記液滴吐出手段の配置する向きは、気流路内に液滴が吐出される向きであり、前記液滴吐出手段の前記吐出孔は、壁面に露出している。このように配置されることで、前記気流路が前記液滴が吐出される空間を形成する。
前記液滴の吐出方向に対して略直交する方向とは、液滴吐出方向となす角度が、７０°〜１１０°であることを指す。
Here, the wall surface of the air flow path in which the droplet discharge means is disposed represents, for example, the inner (inner diameter) surface when the air flow path is cylindrical, and the air flow path is prismatic. Represents each inner surface.
The direction in which the droplet discharge means is arranged is the direction in which droplets are discharged into the air flow path, and the discharge holes of the droplet discharge means are exposed on the wall surface. By arranging in this way, the air flow path forms a space from which the droplets are ejected.
The direction substantially orthogonal to the droplet discharge direction indicates that the angle formed with the droplet discharge direction is 70 ° to 110 °.
本発明のトナー製造装置においては、前記液滴吐出手段と前記搬送固化手段とが上述のように配置されるため、以下に示すようにメンテナンス性を確保することができる。
液滴吐出手段を有するトナー製造装置のメンテナンスを行う場合、前記液滴吐出手段の吐出孔の詰まり（固着物）を除去するために、洗浄剤を用いるのが好ましいが、固着物と洗浄剤の製品への混入を防ぐため、搬送気流を止めて洗浄する必要があり、また、前記液滴吐出手段を洗浄、排出用の洗浄室に移動して洗浄する必要がある。液滴の吐出方向に一次搬送気流を形成する従来のトナー製造装置は、構造が複雑にならざるを得ず、吐出部のクリーニングのために複雑な形状の洗浄装置や複雑な形状を分解する装置が必要となる。
一方、本発明のトナー製造装置においては、液滴吐出手段が第一の気流路の一側面に配置されるという単純な構造であるため、液滴吐出手段が容易に取り出し可能な形状とすることができる。更に、生産性を確保するために、搬送気流を個別に停止可能な、液滴吐出手段を壁面に備えた搬送固化手段を複数有する構造とすることが容易にできる。なお、このときの搬送固化手段の個数としては、必要な生産量に応じて適宜選択できる。
In the toner manufacturing apparatus of the present invention, since the droplet discharge means and the transport solidification means are arranged as described above, maintainability can be ensured as described below.
When performing maintenance on a toner manufacturing apparatus having a droplet discharge means, it is preferable to use a cleaning agent in order to remove clogging (fixed matter) in the discharge hole of the droplet discharge means. In order to prevent mixing into the product, it is necessary to stop the transport airflow and perform cleaning, and it is necessary to move the droplet discharge means to the cleaning and discharge cleaning chamber for cleaning. The conventional toner manufacturing apparatus that forms the primary conveying airflow in the droplet discharge direction has a complicated structure, and has a complicated shape cleaning device and a device that decomposes the complicated shape for cleaning the discharge portion. Is required.
On the other hand, the toner manufacturing apparatus of the present invention has a simple structure in which the droplet discharge means is disposed on one side surface of the first air flow path, so that the droplet discharge means can be easily taken out. Can do. Furthermore, in order to ensure productivity, it is easy to provide a structure having a plurality of transport solidifying means provided with droplet discharge means on the wall surface, which can individually stop the transport airflow. Note that the number of conveying and solidifying means at this time can be appropriately selected according to the required production amount.
前記気流発生手段によって発生させる気流を構成する気体の種類としては、特に制限はなく、空気であっても、窒素等の不燃性気体であってもよい。前述のように、液滴が乾燥することで合着及び結着しなくなる性質があるために、液滴の乾燥を促進できる条件を持つことが好ましい。このことから、トナー組成液に含まれる溶剤の蒸気を含まないことが好ましい。
また、前記気流の温度としては、特に制限はなく、適宜調整可能であるが、生産時において変動のないことが好ましい。
また、チャンバー内に気流の状態、流れを変えるような手段をとってもよく、そのような手段によってチャンバーへの液滴の付着を防止することで、歩留まりが向上し、生産性が向上する。
There is no restriction | limiting in particular as a kind of gas which comprises the airflow generated by the said airflow generation means, Air or nonflammable gas, such as nitrogen, may be sufficient. As described above, since the droplets have the property of not being bonded and bound by drying, it is preferable to have conditions that can promote drying of the droplets. For this reason, it is preferable that the vapor of the solvent contained in the toner composition liquid is not included.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as temperature of the said airflow, Although it can adjust suitably, it is preferable that there is no fluctuation | variation at the time of production.
In addition, means for changing the state and flow of the air current in the chamber may be taken, and by preventing such liquid droplets from adhering to the chamber, the yield is improved and the productivity is improved.
前記第一の気流路では、気流路内（液滴吐出空間）に吐出された液滴の進行方向が気流によって曲げられ、吐出方向に対して直角方向に進行方向を徐々に変える。更に液滴は、気流により搬送速度が増加し、液滴間距離が増加するため、液滴同士が接触し合着する確率が減少する。
液滴吐出方向と直交する前記搬送気流の速度としては、液滴同士の合着を防ぎ、液滴の進行方向を変化させるのに十分な速度を有する必要があり、７ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓが好ましく、１５ｍ／ｓ〜６０ｍ／ｓがより好ましい。前記速度が、７ｍ／ｓ未満であると、液滴の進行方向を変化させる前に前後の液滴が合着し合着液滴となるため、乾燥した粒子の粒径分布が広くなることがあり、１００ｍ／ｓを超えると、液滴の***が発生し、粒径分布が悪化する可能性がある。一方、前記速度が、前記範囲内であると、液滴が合着する前に液滴の進行方向が変化し、合着確率が低下するため粒径分布が狭い粒子を得ることができる。
In the first air flow path, the traveling direction of the liquid droplets discharged into the air flow path (droplet discharge space) is bent by the air flow, and the traveling direction is gradually changed in a direction perpendicular to the discharge direction. Furthermore, since the transport speed of the liquid droplets increases due to the air flow, and the distance between the liquid droplets increases, the probability that the liquid droplets come into contact with each other decreases.
The speed of the carrier airflow orthogonal to the droplet discharge direction needs to be high enough to prevent the droplets from joining and change the direction of droplet movement, and is 7 m / s to 100 m / s. Is preferable, and 15 m / s to 60 m / s is more preferable. When the speed is less than 7 m / s, before and after the droplet traveling direction is changed, the droplets before and after coalesce to become coalesced droplets, which may widen the particle size distribution of the dried particles. If it exceeds 100 m / s, droplet breakup may occur and the particle size distribution may deteriorate. On the other hand, when the speed is within the above range, the traveling direction of the droplet changes before the droplets coalesce, and the coalescence probability decreases, so that particles having a narrow particle size distribution can be obtained.
前記第二の気流路の構造としては、少なくとも上流部において、第一の気流路よりも断面積が拡大された構造であることが好ましく、少なくとも上流部において、下流側に向かうにつれて断面積が拡大された構造であることがより好ましい。
このような形状を有する第二の気流路では、前記液滴吐出手段から吐出される液滴の吐出方向に対して直角方向に進行方向が変化した液滴に対して、液滴が前記気流路の壁面付近から離され、その結果、液滴が気流路の壁面と接触し、付着又は結着することを防ぐことができる。
The structure of the second air flow path is preferably a structure in which the cross-sectional area is larger than that of the first air flow path at least in the upstream portion, and the cross-sectional area increases toward the downstream side at least in the upstream portion. More preferably, the structure is the same.
In the second air flow path having such a shape, a liquid droplet is transferred to the air flow path with respect to a liquid droplet whose traveling direction changes in a direction perpendicular to the discharge direction of the liquid droplets discharged from the liquid droplet discharge means. As a result, it is possible to prevent the droplets from coming into contact with the wall surface of the air flow path and adhering or binding.
前記断面積が拡大する方向としては、液滴と気流路の壁面との付着又は結着を防止できる限り、特に制限はなく、前記液滴吐出手段側に拡大してもよいし、前記液滴吐出手段と対向する側に拡大してもよい。
第二の気流路の断面積は、不連続に拡大してもよく、漸次拡大してもよいが、乱流が発生しない点で、漸次拡大することが好ましい。なお、前記不連続とは、例えば、階段状であることを指す。
The direction in which the cross-sectional area expands is not particularly limited as long as adhesion or binding between the droplet and the wall surface of the air flow path can be prevented, and may be expanded toward the droplet discharge means. You may expand to the side facing discharge means.
The cross-sectional area of the second air flow path may be discontinuously expanded or may be gradually increased, but it is preferable that the second air flow path is gradually increased in that no turbulent flow is generated. In addition, the said discontinuity points out that it is step shape, for example.
また、必要に応じて、前記第二の気流路の壁面を多孔質体とし圧縮気体を導入すること、又は、前記第二の気流路の壁面に沿って下流側に流れる補助気流を発生させる補助気流発生手段を用いることにより、液滴と搬送気流路の壁面との距離を広げてもよい。 Further, if necessary, the wall surface of the second air flow path is made into a porous body, and compressed gas is introduced, or an auxiliary air flow that flows downstream along the wall surface of the second air flow path is generated. The distance between the droplet and the wall surface of the carrier air flow path may be increased by using the air flow generation means.
前記第二の気流路のその他の形状としては、第二の気流路の構造が、少なくとも上流部において、前記液滴吐出手段が設置された側に湾曲した第一の湾曲部位を有する構造であることが好ましく、更に、前記液滴吐出手段が設置された側とは反対側に湾曲した第二の湾曲部位を第一の湾曲部位の下流側に有する構造であることがより好ましい。 As another shape of the second air flow path, the structure of the second air flow path is a structure having a first curved portion curved toward the side where the droplet discharge means is installed at least in the upstream portion. Further, it is more preferable that the second curved portion curved on the opposite side to the side on which the droplet discharge means is installed is provided on the downstream side of the first curved portion.
このような形状を有する第二の気流路では、前記液滴吐出手段から吐出される液滴の吐出方向に対して直角方向に進行方向が変化した液滴に対して、気流の方向が前記液滴吐出手段側（言い換えれば、液滴吐出方向とは逆方向の成分を有する方向）に転向されることで、液滴と搬送気流の慣性力の差から、液滴が前記気流路の壁面付近から離され、その結果、液滴が気流路の壁面と接触し、付着又は結着することを防ぐことができる。
前記気流の気流方向を前記液滴吐出手段側に転向する方法としては、特に制限はないが、簡便である点で、上述のように第二の気流路を前記液滴吐出手段側に湾曲させることで転向させることが好ましいが、液滴の速度、密度と液滴径に応じて、更に気流発生手段を設け、第二の気流路に補助気流を流すことによって転向の補助をさせてもよい。
また、気流路の曲げ方としては、特に限定はなく、円弧曲線であっても緩和曲線であってもよい。
In the second air flow path having such a shape, the direction of the air flow is the direction of the liquid with respect to the droplet whose traveling direction has changed in a direction perpendicular to the direction of discharge of the droplet discharged from the droplet discharge means. By turning to the droplet discharge means side (in other words, a direction having a component opposite to the droplet discharge direction), the droplet is near the wall surface of the air flow path due to the difference in inertia force between the droplet and the air flow. As a result, it is possible to prevent the droplet from coming into contact with the wall surface of the air flow path and adhering or binding.
The method of turning the air flow direction of the air flow toward the droplet discharge means is not particularly limited, but the second air flow path is curved toward the droplet discharge means as described above for simplicity. However, depending on the velocity, density, and droplet diameter of the droplets, airflow generation means may be further provided to assist in turning by flowing an auxiliary airflow in the second air flow path. .
Further, the method of bending the air flow path is not particularly limited, and may be an arc curve or a relaxation curve.
第二の気流路は、前述のように第二の気流路が前記液滴吐出手段側に曲げられている形状であることが好ましく、更に、液滴２１が搬送気流路６６の壁面付近から離された後、液滴が気流路の壁面と再接近し付着又は結着することを防ぐ形状であることがより好ましい。
前記液滴と気流路の壁面との再接近、付着又は結着を防止するためには、第二の気流路の構造が、前記湾曲部位において、下流側に向かうにつれて断面積が拡大された構造であることが好ましい。第二の気流路の断面積は、不連続に拡大してもよく、漸次拡大してもよいが、乱流が発生しない点で、漸次拡大することが好ましい。なお、前記不連続とは、例えば、階段状であることを指す。
As described above, the second air flow path is preferably shaped such that the second air flow path is bent toward the droplet discharge means, and the droplet 21 is separated from the vicinity of the wall surface of the carrier air flow channel 66. It is more preferable that the liquid droplets have a shape that prevents the liquid droplets from re-approaching and adhering to or binding to the wall surface of the air flow channel after being applied.
In order to prevent re-approaching, adhesion, or binding between the droplet and the wall surface of the air channel, the structure of the second air channel has a structure in which the cross-sectional area is enlarged toward the downstream side in the curved portion. It is preferable that The cross-sectional area of the second air flow path may be discontinuously expanded or may be gradually increased, but it is preferable that the second air flow path is gradually increased in that no turbulent flow is generated. In addition, the said discontinuity points out that it is step shape, for example.
また、更に好ましい形状は、第二の気流路の断面積が、気流の下流側に向かうにつれて、漸次拡大する形状とすることで、液滴と搬送気流路の壁面との距離を広げること、及び／又は第二の気流路が、第一の気流路における気流の方向に対し、前記液滴吐出手段側に前記気流を導き、更に気流の下流側に向かうにつれて第一の気流路における気流の方向に漸次近づくように前記気流を導く（つまり、第二の気流路内を流れる気流の液滴吐出方向とは逆方向の成分が、気流路下流側に向かうにつれて徐々に減少していく形状とする）ことで前記液滴の進行方向を調整し、液滴と気流路の壁面との距離を保つことによって達成できる。
また、必要に応じて、前記第二の気流路の壁面を多孔質体とし圧縮気体を導入すること、又は、前記第二の気流路の壁面に沿って下流側に流れる補助気流を発生させる補助気流発生手段を用いることにより、液滴と搬送気流路の壁面との距離を広げてもよい。
Further, a more preferable shape is a shape in which the cross-sectional area of the second air flow path gradually increases as it goes to the downstream side of the air flow, thereby widening the distance between the droplet and the wall surface of the carrier air flow path, and / Or the second air flow path guides the air flow toward the droplet discharge means with respect to the air flow direction in the first air flow path, and further toward the downstream side of the air flow, the air flow direction in the first air flow path The airflow is guided so as to gradually approach (that is, the component in the direction opposite to the droplet discharge direction of the airflow flowing in the second air channel gradually decreases toward the downstream side of the air channel). This can be achieved by adjusting the traveling direction of the droplet and maintaining the distance between the droplet and the wall surface of the air channel.
Further, if necessary, the wall surface of the second air flow path is made into a porous body, and compressed gas is introduced, or an auxiliary air flow that flows downstream along the wall surface of the second air flow path is generated. The distance between the droplet and the wall surface of the carrier air flow path may be increased by using the air flow generation means.
本発明に用いられる第二の気流路の上記好ましい形状は、具体的には図１６〜図１９及び図２１〜図２６に示され、例えば、下記パラメーター値により表すことができる。
前記液滴吐出手段２が配置された壁面をＸ面、対向する壁面をＹ面とし、Ｘ面とＹ面との距離を気流路高さＨとし、第一の気流路の高さをＨ１、第二の気流路の高さをＨ２、第二の気流路のＸ面曲率半径１をＲＸ１、第二の気流路のＹ面曲率半径１をＲＹ１、第二の気流路のＸ面中心角１をθＸ１、第二の気流路のＹ面中心角１をθＹ１、第二の気流路のＸ面曲率半径２をＲＸ２、第二の気流路のＹ面曲率半径２をＲＹ２、第二の気流路のＸ面中心角２をθＸ２、第二の気流路のＹ面中心角２をθＹ２として数値化することができる。
それぞれのパラメーター値は、本発明の効果を有する限り特に制限はなく、液滴の大きさ、気流の速度、気流路の断面積などに応じて適宜設定することができる。
The preferred shape of the second air channel used in the present invention is specifically shown in FIGS. 16 to 19 and FIGS. 21 to 26, and can be represented by the following parameter values, for example.
The wall surface on which the droplet discharge means 2 is disposed is the X plane, the opposing wall surface is the Y plane, the distance between the X plane and the Y plane is the air channel height H, and the height of the first air channel is H1, The height of the second air channel is H2, the X-plane radius of curvature 1 of the second air channel is RX1, the Y-plane radius of curvature 1 of the second air channel is RY1, and the X-plane central angle 1 of the second air channel is 1. ΘX1, Y plane center angle 1 of the second air flow path is θY1, X plane curvature radius 2 of the second air flow path is RX2, Y surface curvature radius 2 of the second air flow path is RY2, and the second air flow path The X-plane center angle 2 of the second air flow path can be expressed as θX2, and the Y-plane center angle 2 of the second air flow path can be expressed as θY2.
Each parameter value is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, and can be appropriately set according to the size of the droplet, the velocity of the air flow, the cross-sectional area of the air flow path, and the like.
気流路の長さとしては、前述のように液滴が乾燥することで合着及び結着しなくなる性質があるために、液滴が乾燥し、接触しても合着及び結着しなくなる長さであることが好ましく、液滴と気流の条件によって決定される。 As described above, the length of the air flow path is such that the droplets do not coalesce and bind when dried, so that the droplets dry and do not coalesce and bind even when contacted. Preferably, it is determined by the conditions of the droplet and the airflow.
前記第一の気流路（液滴吐出空間）の壁面形状としては、気流が整流された流れとなればどのような形状であってもよいが、気流の乱れを防止できる観点から、液滴吐出手段の吐出孔が開口された面の形状に沿った凸凹がない形状が好ましい。 The wall surface shape of the first air flow path (droplet discharge space) may be any shape as long as the airflow is a rectified flow, but from the viewpoint of preventing disturbance of the airflow, the droplet discharge A shape having no irregularities along the shape of the surface where the discharge holes of the means are opened is preferable.
また、液滴を連続して吐出する際の液適の初速度Ｖ０は、吐出直後の液滴径をｄ０、駆動周波数をｆとしたとき、Ｖ０＞２ｄ０×ｆであることが好ましく、より好ましくはＶ０＞３ｄ０×ｆである。前記Ｖ０が、２ｄ０×ｆ以下であると、前後の液滴の間隔が小さくなり液滴の進行方向を変化させる前に合着してしまう。液滴直径及び吐出速度は、吐出孔の径、駆動周波数ｆ及び印加電圧などで調整可能である。 Further, the appropriate initial velocity V0 when the droplets are continuously discharged is preferably V0> 2d0 × f, more preferably when the droplet diameter immediately after discharge is d0 and the driving frequency is f. V0> 3d0 × f. When V0 is 2d0 × f or less, the interval between the front and rear droplets becomes small, and the droplets are attached before changing the traveling direction of the droplets. The droplet diameter and the ejection speed can be adjusted by the diameter of the ejection hole, the driving frequency f, the applied voltage, and the like.
図１０では、液滴２１が水平方向に向かって吐出されるように液滴吐出手段２を配置しているが、必ずしもその必要はなく、吐出させる方向は適宜選択できる。
トナー捕集手段６２としては、公知の捕集装置を用いることができ、サイクロン捕集機、バックフィルター等を用いることができる。
In FIG. 10, the droplet discharge means 2 is arranged so that the droplets 21 are discharged in the horizontal direction, but this is not always necessary, and the discharge direction can be appropriately selected.
As the toner collecting means 62, a known collecting device can be used, and a cyclone collecting machine, a back filter, or the like can be used.
＜乾燥＞
図１０で示された搬送固化手段によって得られたトナー粒子に含まれる残留溶剤量が多い場合はこれを低減するために必要に応じて、二次乾燥が行われる。二次乾燥としては流動床乾燥や真空乾燥のような一般的な公知の乾燥手段を用いることができる。有機溶剤がトナー中に残留すると耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく。加熱による定着時において有機溶剤が揮発するため、使用者及び周辺機器へ悪影響を及ぼす可能性が高まるため、充分な乾燥を実施する。
<Dry>
If the amount of residual solvent contained in the toner particles obtained by the conveying and solidifying means shown in FIG. 10 is large, secondary drying is performed as necessary to reduce this. As the secondary drying, general known drying means such as fluidized bed drying or vacuum drying can be used. If the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixing properties, and charging characteristics will change over time. Since the organic solvent volatilizes during fixing by heating, the possibility of adverse effects on the user and peripheral equipment is increased. Therefore, sufficient drying is performed.
＜微粒子原料含有液＞
本発明の微粒子製造装置及び微粒子の製造方法において用いられる微粒子原料含有液は、微粒子の原料となる成分、つまり微粒子化成分が溶媒に溶解若しくは分散してなるもの、又は微粒子化成分が溶融したものである。
前記微粒子原料としては、溶媒に溶解乃至分散できる限り、特に制限はなく、微粒子を形成することができる公知の原料を用いることができる。
前記微粒子原料として、後述するトナー材料を用い、本発明の微粒子製造装置又は微粒子の製造方法によって本発明のトナーを製造することができる。
前記微粒子原料含有液の粘度としては、前記液滴吐出手段により吐出することができ、前記搬送固化手段により液滴が乾燥できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<Particulate raw material containing liquid>
The fine particle raw material-containing liquid used in the fine particle production apparatus and fine particle production method of the present invention is a component that is a raw material for fine particles, that is, a component in which a micronized component is dissolved or dispersed in a solvent, or a component in which a micronized component is molten It is.
The fine particle raw material is not particularly limited as long as it can be dissolved or dispersed in a solvent, and a known raw material capable of forming fine particles can be used.
The toner of the present invention can be produced by the fine particle production apparatus or fine particle production method of the present invention using the toner material described later as the fine particle raw material.
The viscosity of the fine particle raw material-containing liquid is not particularly limited as long as it can be discharged by the droplet discharge unit and can be dried by the transport solidifying unit, and can be appropriately selected according to the purpose.
（トナー）
次に、前記微粒子の一例として、本発明のトナーについて説明する。
本発明に係るトナーは、上述した本実施の形態に係るトナー製造装置のように、本発明の微粒子製造装置及び微粒子の製造方法をトナーに適用したトナーの製造方法により製造されたトナーであり、これにより、粒径分布が単分散なものが得られる。
(toner)
Next, the toner of the present invention will be described as an example of the fine particles.
The toner according to the present invention is a toner manufactured by a toner manufacturing method in which the fine particle manufacturing apparatus and the fine particle manufacturing method of the present invention are applied to the toner, like the toner manufacturing apparatus according to the present embodiment described above. Thereby, a monodispersed particle size distribution is obtained.
具体的には、前記トナーの粒径分布（体積平均粒径／個数平均粒径）としては、１．００〜１．２０が好ましく、１．００〜１．１５がより好ましく、１．００〜１．１０が更に好ましい。また、体積平均粒径としては、１μｍ〜２０μｍが好ましく、３μｍ〜１０μｍがより好ましい。
前記粒径分布及び体積平均粒径の測定は、例えば、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて行うことができる。
Specifically, the particle size distribution (volume average particle size / number average particle size) of the toner is preferably 1.00 to 1.20, more preferably 1.00 to 1.15, and 1.00. 1.10 is more preferable. Moreover, as a volume average particle diameter, 1 micrometer-20 micrometers are preferable, and 3 micrometers-10 micrometers are more preferable.
The particle size distribution and the volume average particle size can be measured using, for example, a flow particle image analyzer (FPIA-3000, manufactured by Sysmex Corporation).
次に、本発明で使用できるトナー材料について説明する。
トナー材料としては、従来公知の電子写真用トナー材料が使用できる。即ち、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂等のトナーバインダーを各種有機溶媒に溶解し、着色剤を分散し、これを前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的とするトナー粒子を作製することが可能である。
Next, toner materials that can be used in the present invention will be described.
As the toner material, a conventionally known electrophotographic toner material can be used. That is, a toner binder such as a styrene acrylic resin, a polyester resin, a polyol resin, and an epoxy resin is dissolved in various organic solvents, a colorant is dispersed, and this is dried and solidified as fine droplets by the toner manufacturing method. Thus, it is possible to produce target toner particles.
＜トナー材料＞
前記トナー材料としては、少なくとも結着樹脂、着色剤を含み、更に必要に応じて、ワックス、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、その他の添加剤などを含む。
<Toner material>
The toner material includes at least a binder resin and a colorant, and further includes a wax, a fluidity improver, a cleaning property improver, and other additives as necessary.
＜＜結着樹脂＞＞
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができるが、例えば、スチレン系単量体、アクリル系単量体、メタクリル系単量体等のビニル重合体、これらの単量体又は２種類以上からなる共重合体、ポリエステル系重合体、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂、などが挙げられる。
<< Binder resin >>
The binder resin is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used. For example, a styrene monomer, an acrylic monomer, a methacrylic monomer, etc. Vinyl polymers, copolymers of these monomers or two or more types, polyester polymers, polyol resins, phenol resins, silicone resins, polyurethane resins, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, terpene resins , Coumarone indene resin, polycarbonate resin, petroleum resin, and the like.
前記結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂の場合、樹脂成分のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に可溶分のＧＰＣによる分子量分布で、分子量３千〜５万（数平均分子量換算）の領域に少なくとも１つのピークが存在し、分子量１０万以上の領域に少なくとも１つのピークが存在する樹脂が、定着性、オフセット性、保存性の点で好ましい。また、ＴＨＦ可溶分としては、分子量分布１０万以下の成分が、５０個数％〜９０個数％となるような結着樹脂が好ましく、分子量５千〜３万の領域にメインピークを有する結着樹脂がより好ましく、５千〜２万の領域にメインピークを有する結着樹脂が最も好ましい。 When the binder resin is a styrene-acrylic resin, it has a molecular weight distribution by GPC that is soluble in the resin component tetrahydrofuran (THF), and has at least one peak in the molecular weight range of 3,000 to 50,000 (in terms of number average molecular weight). And a resin having at least one peak in a region having a molecular weight of 100,000 or more is preferable in terms of fixing property, offset property and storage property. Further, as the THF soluble component, a binder resin in which a component having a molecular weight distribution of 100,000 or less is 50% to 90% by number is preferable, and a binder having a main peak in a region having a molecular weight of 5,000 to 30,000. A resin is more preferable, and a binder resin having a main peak in the region of 5,000 to 20,000 is most preferable.
前記結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂等のビニル重合体のときの酸価としては、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが最も好ましい。 The acid value when the binder resin is a vinyl polymer such as styrene-acrylic resin is preferably 0.1 mgKOH / g to 100 mgKOH / g, and preferably 0.1 mgKOH / g to 70 mgKOH / g. Is more preferable, and most preferably 0.1 mgKOH / g to 50 mgKOH / g.
前記結着樹脂がポリエステル系樹脂の場合は、樹脂成分のＴＨＦ可溶成分の分子量分布で、分子量３千〜５万の領域に少なくとも１つのピークが存在するのが、トナーの定着性、耐オフセット性の点で好ましく、また、ＴＨＦ可溶分としては、分子量１０万以下の成分が６０個数％〜１００個数％となるような結着樹脂も好ましく、分子量５千〜２万の領域に少なくとも１つのピークが存在する結着樹脂がより好ましい。 When the binder resin is a polyester resin, the molecular weight distribution of the THF soluble component of the resin component has at least one peak in the molecular weight region of 3,000 to 50,000. Moreover, as the THF-soluble component, a binder resin in which a component having a molecular weight of 100,000 or less is 60% by number to 100% by number is preferable, and at least 1 in a region having a molecular weight of 5,000 to 20,000. A binder resin having two peaks is more preferable.
前記結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、その酸価としては、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが最も好ましい。 When the binder resin is a polyester resin, the acid value thereof is preferably 0.1 mgKOH / g to 100 mgKOH / g, more preferably 0.1 mgKOH / g to 70 mgKOH / g, and 0.1 mgKOH / G to 50 mgKOH / g is most preferred.
本発明において、結着樹脂の分子量分布は、ＴＨＦを溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される。 In the present invention, the molecular weight distribution of the binder resin is measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent.
本発明のトナーに使用できる結着樹脂としては、前記ビニル重合体成分及びポリエステル系樹脂成分の少なくともいずれかに、これらの両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含む樹脂も使用することができる。ポリエステル系樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物、などが挙げられる。ビニル重合体成分を構成するモノマーとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するもの、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。 As the binder resin that can be used in the toner of the present invention, a resin containing a monomer component capable of reacting with both of the resin component and at least one of the vinyl polymer component and the polyester resin component can also be used. Examples of monomers that can react with the vinyl polymer among the monomers constituting the polyester resin component include unsaturated dicarboxylic acids such as phthalic acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof. Examples of the monomer constituting the vinyl polymer component include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
また、ポリエステル系重合体及びビニル重合体の少なくともいずれかとその他の結着樹脂とを併用する場合、結着樹脂全体の酸価が、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである樹脂を６０質量％以上有するものが好ましい。 Further, when at least one of a polyester polymer and a vinyl polymer is used in combination with another binder resin, the resin having an acid value of the entire binder resin of 0.1 mgKOH / g to 50 mgKOH / g is 60% by mass. What has the above is preferable.
本発明において、トナー材料の結着樹脂成分の酸価は、以下の方法により求めることができる。なお、基本操作はＪＩＳ Ｋ−００７０に準ずる。
（１）試料は予め結着樹脂（重合体成分）以外の添加物を除去して使用するか、結着樹脂及び架橋された結着樹脂以外の成分の酸価及び含有量を予め求めておく。試料の粉砕品０．５ｇ〜２．０ｇを精秤し、重合体成分の重さをＷ（ｇ）とする。例えば、トナーから結着樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により結着樹脂の酸価を求める。
（２）３００ｍＬのビーカーに試料を入れ、トルエン／エタノール（体積比４／１）の混合液１５０ｍＬを加え溶解する。
（３）０．１ｍｏｌ／ＬのＫＯＨのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。
（４）この時のＫＯＨ溶液の使用量をＳ（ｍＬ）とし、同時にブランクを測定し、この時のＫＯＨ溶液の使用量をＢ（ｍＬ）とし、以下の式で算出する。ただし、ｆはＫＯＨのファクターである。
酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）＝｛（Ｓ−Ｂ）×ｆ×５．６１｝／Ｗ
In the present invention, the acid value of the binder resin component of the toner material can be determined by the following method. The basic operation conforms to JIS K-0070.
(1) The sample is used by removing additives other than the binder resin (polymer component) in advance, or the acid value and content of components other than the binder resin and the crosslinked binder resin are obtained in advance. . The sample pulverized product 0.5 g to 2.0 g is precisely weighed, and the weight of the polymer component is defined as W (g). For example, when measuring the acid value of the binder resin from the toner, the acid value and content of the colorant or magnetic material are separately measured, and the acid value of the binder resin is obtained by calculation.
(2) A sample is put into a 300 mL beaker, and 150 mL of a mixed solution of toluene / ethanol (volume ratio 4/1) is added and dissolved.
(3) Titrate with an ethanol solution of 0.1 mol / L KOH using a potentiometric titrator.
(4) The amount of KOH solution used at this time is S (mL), a blank is measured at the same time, and the amount of KOH solution used at this time is B (mL). However, f is a factor of KOH.
Acid value (mgKOH / g) = {(SB) × f × 5.61} / W
トナーの結着樹脂及び結着樹脂を含む組成物は、トナー保存性の観点から、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３５℃〜８０℃であるのが好ましく、４０℃〜７５℃であるのがより好ましい。Ｔｇが３５℃より低いと高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなることがある。また、Ｔｇが８０℃を超えると、定着性が低下することがある。 The toner binder resin and the composition containing the binder resin preferably have a glass transition temperature (Tg) of 35 ° C. to 80 ° C., more preferably 40 ° C. to 75 ° C., from the viewpoint of toner storage stability. preferable. If the Tg is lower than 35 ° C., the toner is likely to deteriorate in a high temperature atmosphere, and offset may easily occur during fixing. On the other hand, when Tg exceeds 80 ° C., fixability may be deteriorated.
本発明のトナーに使用できる磁性体としては、例えば、（１）マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄、（２）鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又は、これらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金、及び（３）これらの混合物などが用いられる。 Examples of magnetic materials that can be used in the toner of the present invention include (1) magnetic iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite, and iron oxides containing other metal oxides, and (2) metals such as iron, cobalt, and nickel. Or alloys of these metals with metals such as aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and (3 ) These mixtures are used.
前記磁性体としては、例えば、Ｆｅ３Ｏ４、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＦｅ２Ｏ４、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｄＦｅ２Ｏ４、Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＰｂＦｅ１２Ｏ、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＮｄＦｅ２Ｏ、ＢａＦｅ１２Ｏ１９、ＭｇＦｅ２Ｏ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＬａＦｅＯ３、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、Ｆｅ３Ｏ４、γ−Ｆｅ２Ｏ３の微粉末が好ましい。 Examples of the magnetic material include Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , ZnFe 2 O 4 , Y 3 Fe 5 O 12 , CdFe 2 O 4 , Gd 3 Fe 5 O 12 , CuFe 2 O 4 , and PbFe. Examples include 12 O, NiFe 2 O 4 , NdFe 2 O, BaFe 12 O 19 , MgFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , LaFeO 3 , iron powder, cobalt powder, nickel powder, and the like. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Among these, fine powders of Fe 3 O 4 and γ-Fe 2 O 3 are preferable.
また、異種元素を含有するマグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、又はその混合物も使用できる。異種元素としては、例えば、リチウム、ベリリウム、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、ゲルマニウム、ジルコニウム、錫、イオウ、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウムなどが挙げられる。好ましい異種元素としては、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、又はジルコニウムから選択される。異種元素は、酸化鉄結晶格子の中に取り込まれていてもよいし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれていてもよいし、又は表面に酸化物あるいは水酸化物として存在していてもよいが、酸化物として含有されているのが好ましい。 Further, magnetic iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite containing different elements, or a mixture thereof can be used. Examples of the different elements include lithium, beryllium, boron, magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, germanium, zirconium, tin, sulfur, calcium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, and gallium. Etc. Preferred heterogeneous elements are selected from magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, or zirconium. The foreign element may be incorporated into the iron oxide crystal lattice, may be incorporated into the iron oxide as an oxide, or may be present on the surface as an oxide or hydroxide. Is preferably contained as an oxide.
前記異種元素は、磁性体生成時にそれぞれの異種元素の塩を混在させ、ｐＨ調整により、粒子中に取り込むことができる。また、磁性体粒子生成後にｐＨ調整、あるいは各々の元素の塩を添加しｐＨ調整することにより、粒子表面に析出することができる。 The different elements can be incorporated into the particles by mixing the salts of the different elements at the time of producing the magnetic substance and adjusting the pH. Moreover, it can precipitate on the particle | grain surface by adjusting pH after magnetic body particle | grains production | generation, or adding salt of each element and adjusting pH.
前記磁性体の含有量としては、結着樹脂１００質量部に対して、磁性体１０質量部〜２００質量部が好ましく、２０質量部〜１５０質量部がより好ましい。
前記磁性体の個数平均粒径としては、０．１μｍ〜２μｍが好ましく、０．１μｍ〜０．５μｍがより好ましい。前記個数平均径は、透過電子顕微鏡により拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより求めることができる。
As content of the said magnetic body, 10 mass parts-200 mass parts of magnetic bodies are preferable with respect to 100 mass parts of binder resin, and 20 mass parts-150 mass parts are more preferable.
The number average particle diameter of the magnetic material is preferably 0.1 μm to 2 μm, more preferably 0.1 μm to 0.5 μm. The number average diameter can be obtained by measuring a photograph taken with a transmission electron microscope with a digitizer or the like.
また、前記磁性体の磁気特性としては、１０Ｋエルステッド印加での磁気特性が、それぞれ、抗磁力２０エルステッド〜１５０エルステッド、飽和磁化５０ｅｍｕ／ｇ〜２００ｅｍｕ／ｇ、残留磁化２ｅｍｕ／ｇ〜２０ｅｍｕ／ｇのものが好ましい。
前記磁性体は、着色剤としても使用することができる。
The magnetic properties of the magnetic material are as follows: when the magnetic force is applied at 10 K oersted, the coercive force is 20 oersted to 150 oersted, the saturation magnetization is 50 emu / g to 200 emu / g, and the residual magnetization is 2 emu / g to 20 emu / g Those are preferred.
The magnetic material can also be used as a colorant.
＜＜着色剤＞＞
前記着色剤としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができるが、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、カドミウムレッド、カドミ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、リトボン及びこれらの混合物などが挙げられる。
<< Colorant >>
The colorant is not particularly limited and may be appropriately selected from commonly used resins. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Fu Issey Red, Parachlor Ortho Nitroaniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin Min BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Risor Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, alizarin lake, thioindigo red B, thioindigo maroon, oil red, Nacridone Red, Pyrazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), Indigo, Ultramarine, Bitumen, Anthraquinone Blue, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Cobalt Purple, Manganese Purple, Dioxane Violet, Anthraquinone Violet, Chrome Green, Zinc Green, Chrome Oxide , Pyridian, emerald green, pigment green B, naphthol green B, green gold, acid green , Malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof.
前記着色剤の含有量としては、トナーに対して１質量％〜１５質量％が好ましく、３質量％〜１０質量％がより好ましい。 The content of the colorant is preferably 1% by mass to 15% by mass and more preferably 3% by mass to 10% by mass with respect to the toner.
本発明のトナーに用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性乃至未変性ポリエステル樹脂の他に、例えば、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体；スチレン−ｐ−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−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、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種以上を混合して使用してもよい。 The colorant used in the toner of the present invention can also be used as a master batch combined with a resin. As the binder resin kneaded together with the production of the masterbatch or the masterbatch, in addition to the modified or unmodified polyester resin mentioned above, for example, polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene and other styrene and its substitutes Polymer: Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate Copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene -Α-Chloromethyl methacrylate Polymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, Styrene copolymers such as styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl Examples include butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, and paraffin wax. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して得ることができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の、水を含んだ水性ペーストを、樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため、乾燥する必要がなく、好適に使用される。混合混練するには、３本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に使用される。 The masterbatch can be obtained by mixing and kneading a masterbatch resin and a colorant with a high shear force. At this time, an organic solvent can be used in order to enhance the interaction between the colorant and the resin. Also, there is a method of removing the water and organic solvent components by mixing and kneading an aqueous paste containing water, which is a so-called flushing method, together with a resin and an organic solvent, and transferring the colorant to the resin side. Since the wet cake can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high shearing dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
前記マスターバッチの使用量としては、結着樹脂１００質量部に対して、０．１質量部〜２０質量部が好ましい。 As the usage-amount of the said masterbatch, 0.1 mass part-20 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of binder resin.
前記マスターバッチ用の樹脂の酸価としては、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、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。前記酸価が、３０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、高湿下での帯電性が低下し、着色剤分散性も不十分となることがある。
また、前記マスターバッチ用の樹脂のアミン価としては、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、アミン価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましい。前記アミン価が、１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である、或いは１００ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、着色剤分散性が不十分となることがある。
なお、前記酸価は、ＪＩＳ Ｋ００７０に記載の方法により測定することができ、前記アミン価は、ＪＩＳ Ｋ７２３７に記載の方法により測定することができる。
There is no restriction | limiting in particular as the acid value of resin for the said masterbatch, Although it can select suitably according to the objective, 30 mgKOH / g or less is preferable and 20 mgKOH / g or less is more preferable. When the acid value exceeds 30 mgKOH / g, the chargeability under high humidity may be lowered, and the colorant dispersibility may be insufficient.
The amine value of the masterbatch resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The amine value is preferably 1 mgKOH / g to 100 mgKOH / g, and 10 mgKOH / g to 50 mgKOH / g. g is more preferable. When the amine value is less than 1 mgKOH / g or more than 100 mgKOH / g, the colorant dispersibility may be insufficient.
The acid value can be measured by the method described in JIS K0070, and the amine value can be measured by the method described in JIS K7237.
また、分散剤は、着色剤分散性の点で、結着樹脂との相溶性が高いことが好ましく、具体的な市販品としては、「アジスパーＰＢ８２１」、「アジスパーＰＢ８２２」（以上、味の素ファインテクノ株式会社製）、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１」（ビックケミー社製）、「ＥＦＫＡ−４０１０」（ＥＦＫＡ社製）などが挙げられる。 In addition, the dispersant is preferably highly compatible with the binder resin in terms of dispersibility of the colorant. Specific examples of commercially available products include “Ajisper PB821” and “Azisper PB822” (above, Ajinomoto Fine Techno). Co., Ltd.), “Disperbyk-2001” (manufactured by Big Chemie), “EFKA-4010” (manufactured by EFKA), and the like.
前記分散剤の重量平均分子量としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるスチレン換算重量での、メインピークの極大値の分子量で、５００〜１００，０００が好ましく、着色剤分散性の観点から、３，０００〜１００，０００がより好ましく、５，０００〜５０，０００が特に好ましく、５，０００〜３０，０００が最も好ましい。前記分子量が、５００未満であると、極性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがあり、１００，０００を超えると、溶剤との親和性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがある。 The weight average molecular weight of the dispersant is preferably 500 to 100,000 as the maximum molecular weight of the main peak in terms of styrene weight in gel permeation chromatography. From the viewpoint of dispersibility of the colorant, 3,000 ˜100,000 is more preferred, 5,000 to 50,000 is particularly preferred, and 5,000 to 30,000 is most preferred. When the molecular weight is less than 500, the polarity increases and the dispersibility of the colorant may decrease. When the molecular weight exceeds 100,000, the affinity with the solvent increases and the dispersibility of the colorant decreases. There are things to do.
前記分散剤の含有量は、着色剤１００質量部に対して１質量部〜２００質量部であることが好ましく、５質量部〜８０質量部であることがより好ましい。１質量部未満であると分散能が低くなることがあり、２００質量部を超えると帯電性が低下することがある。 The content of the dispersant is preferably 1 part by mass to 200 parts by mass, and more preferably 5 parts by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colorant. If it is less than 1 part by mass, the dispersibility may be lowered, and if it exceeds 200 parts by mass, the chargeability may be lowered.
＜＜ワックス＞＞
本発明で用いるトナー組成液は、結着樹脂、着色剤とともにワックスを含有していてもよい。
前記ワックスとしては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができるが、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス；酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合体、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう等の植物系ワックス；みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス；オゾケライト、セレシン、ペテロラタム等の鉱物系ワックス；モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス類；脱酸カルナバワックスの等の脂肪酸エステルの一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
<< Wax >>
The toner composition liquid used in the present invention may contain a wax together with a binder resin and a colorant.
The wax is not particularly limited and can be appropriately selected from those usually used. For example, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, sazol wax Aliphatic hydrocarbon waxes such as: Oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax or block copolymers thereof, plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax; beeswax Animal waxes such as lanolin, whale wax, etc .; mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolatum; waxes based on fatty acid esters such as montanate ester wax and castor wax; fatty acids such as deoxidized carnauba wax Beauty treatment Including some or all of those de oxide.
前記ワックスの例としては、更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、更に直鎖のアルキル基を有する直鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸；プランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸；ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウピルアルコール、セリルアルコール、メシリルアルコール、更に長鎖のアルキルアルコール等の飽和アルコール；ソルビトール等の多価アルコール；リノール酸アミド、オレフィン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド；メ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等の飽和脂肪酸ビスアミド；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'−ジオレイルセパシン酸アミド等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等の芳香族系ビスアミド；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等の脂肪酸金属塩；脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等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；ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物；植物性油脂を水素添加すること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が挙げられる。 Examples of the wax further include saturated straight-chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, and straight-chain alkyl carboxylic acids having a straight-chain alkyl group; prundic acid, eleostearic acid, valinal acid, and the like Unsaturated fatty acids: Stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnaupyl alcohol, seryl alcohol, mesyl alcohol, saturated alcohols such as long-chain alkyl alcohols; polyhydric alcohols such as sorbitol; linoleic acid amides, olefinic acids Fatty acid amides such as amides and lauric acid amides; Saturated fatty acid bisamides such as methylene biscapric acid amides, ethylene bislauric acid amides and hexamethylene bisstearic acid amides; Ethylene bisoleic acid amides and hexamethylene bisoleic acid Amides, unsaturated fatty acid amides such as N, N′-dioleyl adipate amide, N, N′-dioleyl sepasin amide; m-xylene bisstearic amide, N, N-distearyl isophthalic amide, etc. A fatty acid metal salt such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate; a wax grafted with an aliphatic hydrocarbon wax using a vinyl monomer such as styrene or acrylic acid; Examples include partial ester compounds of fatty acids such as behenic acid monoglyceride and polyhydric alcohols; and methyl ester compounds having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.
また、前記ワックスの好適な例としては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン、低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒などの触媒を用いて重合したポリオレフィン、放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス、炭素数１個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水酸基又はカルボキシル基の如き官能基を有する炭化水素系ワックス、炭化水素系ワックスと官能基を有する炭化水素系ワックスとの混合物、これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸などのビニルモノマーでグラフト変性したワックスが挙げられる。 Preferred examples of the wax include polyolefins obtained by radical polymerization of olefins under high pressure, polyolefins obtained by purifying low molecular weight by-products obtained during polymerization of high molecular weight polyolefins, and catalysts such as Ziegler catalysts and metallocene catalysts under low pressure. Polyolefin polymerized using, polyolefin polymerized using radiation, electromagnetic wave or light, low molecular weight polyolefin obtained by thermal decomposition of high molecular weight polyolefin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, Jintole method, hydrocol method , Synthetic hydrocarbon waxes synthesized by the Age method, etc., synthetic waxes using a compound having one carbon atom as a monomer, hydrocarbon waxes having a functional group such as hydroxyl group or carboxyl group, hydrocarbon waxes and functional groups Mixture of hydrocarbon wax having a styrene these waxes as a matrix, maleic acid ester, acrylate, methacrylate, graft-modified wax with vinyl monomers such as maleic anhydride.
また、これらのワックスを、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は溶液晶析法を用いて分子量分布をシャープにしたものや、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好ましく用いられる。 In addition, these waxes have a sharp molecular weight distribution using a press perspiration method, a solvent method, a recrystallization method, a vacuum distillation method, a supercritical gas extraction method, or a solution liquid crystal deposition method, a low molecular weight solid fatty acid, a low A molecular weight solid alcohol, a low molecular weight solid compound, and other impurities are preferably used.
前記ワックスの融点としては、定着性と耐オフセット性のバランスを取る観点から、７０℃〜１４０℃が好ましく、７０℃〜１２０℃がより好ましい。前記融点が、７０℃未満であると、耐ブロッキング性が低下することがあり、１４０℃を超えると、耐オフセット効果が発現しにくくなることがある。 The melting point of the wax is preferably 70 ° C. to 140 ° C., more preferably 70 ° C. to 120 ° C., from the viewpoint of balancing the fixability and the offset resistance. When the melting point is less than 70 ° C., the blocking resistance may be lowered, and when it exceeds 140 ° C., the anti-offset effect may be hardly exhibited.
なお、本発明においては、示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）において測定されるワックスの吸熱ピークの最大ピークのピークトップの温度をもってワックスの融点とする。 In the present invention, the melting point of the wax is defined as the peak top temperature of the endothermic peak of the wax measured in the differential scanning calorimetry (DSC).
前記ＤＳＣ測定機器としては、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。測定方法としては、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明に用いられるＤＳＣ曲線は、１回昇温、降温させ前履歴を取った後、温度速度１０℃／ｍｉｎで、昇温させた時に測定されるものを用いる。 As the DSC measuring instrument, it is preferable to measure with a differential scanning calorimeter of high accuracy internal heat input compensation type. As a measuring method, it carries out according to ASTM D3418-82. The DSC curve used in the present invention is one that is measured when the temperature is raised at a temperature rate of 10 ° C./min after raising and lowering the temperature once and taking a previous history.
また、上記ワックスは、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が、２種以上の異なる種類のワックスを併用することにより、ワックスの作用である可塑化作用と離型作用を同時に発現させることができる。可塑化作用を有するワックスの種類としては、例えば融点の低いワックス、分子の構造上に分岐のあるもの、極性基を有する構造のものなどが挙げられる。離型作用を有するワックスとしては、融点の高いワックスが挙げられ、その分子の構造としては、例えば、直鎖構造のもの、官能基を有さない無極性のものなどが挙げられる。使用例としては、２種以上の異なるワックスの融点の差が１０℃〜１００℃のものの組み合わせや、ポリオレフィンとグラフト変性ポリオレフィンの組み合わせなどが挙げられる。 In addition, the above wax may be used alone or in combination of two or more, but by using two or more different types of wax in combination, a plasticizing action which is the action of the wax And mold release action can be expressed simultaneously. Examples of the type of wax having a plasticizing action include waxes having a low melting point, those having a branch on the molecular structure, and those having a polar group. Examples of the wax having a releasing action include a wax having a high melting point, and examples of the molecular structure include a linear structure and a non-polar one having no functional group. Examples of use include a combination of two or more different waxes having a difference in melting point of 10 ° C. to 100 ° C., a combination of polyolefin and graft-modified polyolefin, and the like.
２種のワックスを選択する際には、同様構造のワックスの場合は、相対的に、融点の低いワックスが可塑化作用を発揮し、融点の高いワックスが離型作用を発揮する。この時、融点の差が１０℃〜１００℃の場合に、機能分離が効果的に発現する。前記融点の差が、１０℃未満であると、機能分離効果が表れにくいことがあり、１００℃を超えると、相互作用による機能の協調が行われにくいことがある。このとき、機能分離効果を発揮しやすくなる傾向があることから、少なくとも一方のワックスの融点が７０℃〜１２０℃であることが好ましく、７０℃〜１００℃であることがより好ましい。 When selecting two types of wax, in the case of a wax having the same structure, a wax having a relatively low melting point exhibits a plasticizing action, and a wax having a high melting point exhibits a releasing action. At this time, when the difference in melting point is 10 ° C. to 100 ° C., functional separation is effectively expressed. If the difference between the melting points is less than 10 ° C., the function separation effect may be difficult to appear, and if it exceeds 100 ° C., the function may not be coordinated by interaction. At this time, the melting point of at least one wax is preferably 70 ° C. to 120 ° C., more preferably 70 ° C. to 100 ° C., since it tends to easily exhibit the function separation effect.
前記ワックスは、相対的に、枝分かれ構造のものや官能基の如き極性基を有するものや主成分とは異なる成分で変性されたものが可塑作用を発揮し、より直鎖構造のものや官能基を有さない無極性のものや未変性のストレートなものが離型作用を発揮する。好ましい組み合わせとしては、エチレンを主成分とするポリエチレンホモポリマー又はコポリマーとエチレン以外のオレフィンを主成分とするポリオレフィンホモポリマー又はコポリマーの組み合わせ、ポリオレフィンとグラフト変成ポリオレフィンの組み合わせ、アルコールワックス、脂肪酸ワックス又はエステルワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせ、フ
イシャートロプシュワックス又はポリオレフィンワックスとパラフィンワックス又はマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、フィッシャトロプシュワックスとポルリオレフィンワックスの組み合わせ、パラフィンワックスとマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、カルナバワックズ、キャンデリラワックス、ライスワックス又はモンタンワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせなどが挙げられる。
As for the wax, those having a branched structure, those having a polar group such as a functional group, and those modified with a component different from the main component exhibit a plastic action, and those having a more linear structure or functional group Nonpolar or non-denatured straight materials that do not have a mold exhibit a releasing action. Preferred combinations include polyethylene homopolymers or copolymers based on ethylene and polyolefin homopolymers or copolymers based on olefins other than ethylene, polyolefins and graft modified polyolefins, alcohol waxes, fatty acid waxes or ester waxes. And hydrocarbon wax combinations, Fischer-Tropsch wax or polyolefin wax and paraffin wax or microcrystal wax combination, Fischer-Tropsch wax and polyolefin wax combination, paraffin wax and microcrystal wax combination, Carnauba Wax, Can Delila wax, rice wax or montan wax and hydrocarbon wax Combination and the like.
いずれの場合においても、トナー保存性と定着性のバランスをとりやすくなることから、トナーのＤＳＣ測定において観測される吸熱ピークにおいて、７０℃〜１１０℃の領域に最大ピークのピークトップ温度があることが好ましく、７０℃〜１１０℃の領域に最大ピークを有しているのがより好ましい。 In any case, since it becomes easy to balance the toner storage stability and the fixability, the endothermic peak observed in the DSC measurement of the toner has a peak top temperature of the maximum peak in the region of 70 ° C. to 110 ° C. It is more preferable that it has a maximum peak in the region of 70 ° C to 110 ° C.
前記ワックスの総含有量としては、結着樹脂１００質量部に対し、０．２質量部〜２０質量部が好ましく、０．５質量部〜１０質量部がより好ましい。 The total content of the wax is preferably 0.2 parts by mass to 20 parts by mass, and more preferably 0.5 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
＜＜流動性向上剤＞＞
本発明のトナーは、更に流動性向上剤を含んでいてもよい。該流動性向上剤は、噴射乾燥して得られたトナー粒子表面に添加することにより、トナーの流動性を改善（流動しやすくなる）するものである。
<< Flowability improver >>
The toner of the present invention may further contain a fluidity improver. The fluidity improver improves the fluidity of the toner (becomes easier to flow) by adding to the surface of the toner particles obtained by spray drying.
前記流動性向上剤としては、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、カーボンブラック；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等のフッ素系樹脂粉末；湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ；微粉未酸化チタン；微粉未アルミナ；それらをシランカップリング剤、チタンカップリング剤若しくはシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ、処理酸化チタン、処理アルミナなどが挙げられる。これらの中でも、微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナが好ましく、また、これらをシランカップリング剤やシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカが更に好ましい。 The fluidity improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include carbon black; fluorine resin powder such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; wet process Fine powder silica such as silica and dry process silica; fine powder unoxidized titanium; fine powder unalumina; treated silica, treated titanium oxide, treated alumina, etc., which have been surface-treated with a silane coupling agent, titanium coupling agent or silicone oil Is mentioned. Among these, fine powder silica, fine powder unoxidized titanium, and fine powder unalumina are preferable, and treated silica obtained by surface-treating these with a silane coupling agent or silicone oil is more preferable.
前記微粉末シリカは、ケイ素ハロゲン化含物の気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。 The fine powder silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halide inclusion, and is called so-called dry silica or fumed silica.
ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例えば、ＡＥＲＯＳＩＬ（日本アエロジル社商品名、以下同じ）−１３０、−３００、−３８０、−ＴＴ６００、−ＭＯＸ１７０、−ＭＯＸ８０、−ＣＯＫ８４：Ｃａ−Ｏ−ＳｉＬ（ＣＡＢＯＴ社商品名）−Ｍ−５、−ＭＳ−７、−ＭＳ−７５、−ＨＳ−５、−ＥＨ−５、Ｗａｃｋｅｒ ＨＤＫ（ＷＡＣＫＥＲ−ＣＨＥＭＩＥ社商品名）−Ｎ２０ Ｖ１５、−Ｎ２０Ｅ、−Ｔ３０、−Ｔ４０：Ｄ−ＣＦｉｎｅＳｉ１ｉｃａ（ダウコーニング社商品名）：Ｆｒａｎｓｏ１（Ｆｒａｎｓｉ１社商品名）などが挙げられる。 Examples of commercially available silica fine powders produced by vapor phase oxidation of silicon halogen compounds include, for example, AEROSIL (trade name of Nippon Aerosil Co., Ltd., hereinafter the same) -130, -300, -380, -TT600, -MOX170, -MOX80, -COK84: Ca-O-SiL (trade name of CABOT)-M-5, -MS-7, -MS-75, -HS-5, -EH-5, Wacker HDK (trade name of WACKER-CHEMIE)- N20 V15, -N20E, -T30, -T40: D-CFineSi1ica (trade name of Dow Corning): Franco1 (trade name of Franci1) and the like.
更には、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。処理シリカ微粉体において、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％の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。疎水化は、シリカ微粉体と反応或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的乃至物理的に処理することによって行うことができる。これらの中でも、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する方法が好ましい。 Furthermore, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is more preferable. In the treated silica fine powder, it is particularly preferable to treat the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is 30% to 80%. Hydrophobization can be performed by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder. Among these, a method of treating fine silica powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound with an organosilicon compound is preferable.
前記有機ケイ素化合物としては、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、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルビニルクロロシラン、ジビニルクロロシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、へキサメチルジシラン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、α−クロルエチルトリクロロシラン、β−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、へキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフエニルテトラメチルジシロキサン及び１分子当り２個〜１２個のシロキサン単位を有し、未端に位置する単位にそれぞれＳｉに結合した水酸基を０個〜１個含有するジメチルポリシロキサンなどが挙げられる。更に、その他の例としては、メチルシリコーンオイル等のシリコーンオイルが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as said organosilicon compound, According to the objective, it can select suitably, For example, hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane , Vinylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, dimethylvinylchlorosilane, divinylchlorosilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, Allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane , Β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltri Methoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane and 2 to 12 siloxane units per molecule And dimethylpolysiloxane containing 0 to 1 hydroxyl group bonded to Si in the unit located at the end. Furthermore, as another example, silicone oil such as methyl silicone oil can be mentioned. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記流動性向上剤の粒径としては、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、平均一次粒径として、０．００１μｍ〜２μｍが好ましく、０．００２μｍ〜０．２μｍがより好ましい。 The particle size of the fluidity improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The average primary particle size is preferably 0.001 μm to 2 μm, preferably 0.002 μm to 0.2 μm. More preferred.
前記流動性向上剤の個数平均粒径としては、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、５ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜５０ｎｍがより好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as a number average particle diameter of the said fluid improvement agent, Although it can select suitably according to the objective, 5 nm-100 nm are preferable, and 5 nm-50 nm are more preferable.
前記流動性向上剤をＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面積としては、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、３０ｍ２／ｇ以上が好ましく、６０ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇがより好ましい。前記流動性向上剤が表面処理された微粉体である場合には、２０ｍ２／ｇ以上が好ましく、４０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇがより好ましい。 As the specific surface area of the flowability improving agent according to the measured nitrogen adsorption by the BET method is not particularly limited, suitably it can be selected, preferably at least 30 m 2 / g according to the purpose, 60m 2 / g~400m 2 / g is more preferable. Wherein when the fluidity improving agent is a surface-treated fine powder is preferably at least 20m 2 / g, 40m 2 / g~300m 2 / g is more preferable.
前記流動性向上剤の含有量としては、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、トナー粒子１００質量部に対して０．０３質量部〜８質量部が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as content of the said fluid improvement agent, Although it can select suitably according to the objective, 0.03 mass part-8 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of toner particles.
＜＜クリーニング性向上剤＞＞
静電潜像担持体、一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子などが挙げられる。前記ポリマー微粒子としては、比較的粒径分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径として、０．０１μｍ〜１μｍが好ましい。
<< Cleaning improver >>
Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the electrostatic latent image carrier and the primary transfer medium include, for example, fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, stearic acid, and polymethyl methacrylate. Examples thereof include polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization such as fine particles and polystyrene fine particles. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution, and the volume average particle size is preferably 0.01 μm to 1 μm.
＜＜その他の添加剤＞＞
本発明に係るトナーには、更に必要に応じてその他の添加剤として、静電潜像担持体及びキャリアの保護、熱特性、電気特性、物理特性の調整、抵抗調整、軟化点調整、定着率向上等を目的として、各種金属石けん；フッ素系界面活性剤；フタル酸ジオクチル；酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化アンチモン等の導電性付与剤；酸化チタン、酸化アルミニウム、アルミナ等の無機微粉体などを含んでもよい。前記無機微粉体は、必要に応じて疎水化してもよい。また、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等の滑剤、酸化セシウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤、ケーキング防止剤、更に、トナー粒子と逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子とを、現像性向上剤として少量用いることもできる。
<< Other additives >>
The toner according to the present invention may further include, as necessary, other additives such as electrostatic latent image carrier and carrier protection, thermal characteristics, electrical characteristics, physical characteristics adjustment, resistance adjustment, softening point adjustment, fixing rate. Various metal soaps for the purpose of improvement, fluorine surfactants, dioctyl phthalate, conductivity imparting agents such as tin oxide, zinc oxide, carbon black, and antimony oxide; inorganic fine powders such as titanium oxide, aluminum oxide, and alumina Etc. may be included. The inorganic fine powder may be hydrophobized as necessary. In addition, lubricants such as polytetrafluoroethylene, zinc stearate, polyvinylidene fluoride, abrasives such as cesium oxide, silicon carbide, strontium titanate, anti-caking agents, white particles and black particles having opposite polarity to the toner particles, Can also be used in small amounts as a developability improver.
前記添加剤は、帯電量コントロール等の目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤、又は種々の処理剤で処理することも好ましい。 The additive is used to treat silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having functional groups, and other organosilicon compounds for the purpose of controlling the charge amount. It is also preferable to treat with an agent or various treatment agents.
現像剤を調製する際には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を外添剤として添加混合してもよい。外添剤の混合は、一般の粉体の混合機を適宜選択して使用することができるが、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。前記外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中又は漸次外添剤を加えてもよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよく、はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合機としては、例えば、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。 When preparing the developer, in order to improve the fluidity, storage stability, developability, and transferability of the developer, inorganic fine particles such as the above-mentioned hydrophobic silica fine powder are added and mixed as an external additive. Also good. For mixing external additives, a general powder mixer can be appropriately selected and used. However, it is preferable to equip a jacket or the like to adjust the internal temperature. In order to change the load history applied to the external additive, the external additive may be added in the middle or gradually, or the rotational speed, rolling speed, time, temperature, etc. of the mixer may be changed. The load may then be given a relatively weak load and vice versa. Examples of the mixer that can be used include a V-type mixer, a rocking mixer, a Roedige mixer, a Nauter mixer, and a Henschel mixer.
得られたトナーの形状を更に調節する方法としては、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、結着樹脂及び着色剤を含むトナー材料を溶融混練後、微粉砕したものをハイブリタイザー、メカノフュージョン等を用いて、機械的に形状を調節する方法や、いわゆるスプレードライ法と呼ばれるトナー材料をトナーバインダーが可溶な溶剤に溶解分散後、スプレードライ装置を用いて脱溶剤化して球形トナーを得る方法、水系媒体中で加熱することにより球形化する方法などが挙げられる。 A method for further adjusting the shape of the obtained toner is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a toner material containing a binder resin and a colorant is melt-kneaded and then finely pulverized. Using a hybridizer, mechano-fusion, etc., the resulting material is mechanically adjusted, or the so-called spray-drying method is used to dissolve and disperse the toner material in a solvent in which the toner binder is soluble, and then using a spray-drying device. Examples thereof include a method of removing a solvent to obtain a spherical toner and a method of forming a spherical toner by heating in an aqueous medium.
前記外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、などを挙げることができる。 As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used. Examples of the inorganic fine particles include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, and diatomaceous earth. , Chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, and the like.
前記外添剤としては、前記無機微粒子の他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。 As the external additive, in addition to the inorganic fine particles, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, methacrylic ester or acrylate copolymer, silicone, benzoguanamine, Examples of the polymer particles include a polycondensation system such as nylon and a thermosetting resin.
前記外添剤は、表面処理剤により、疎水性を上げ、高湿度下においても外添剤自身の劣化を防止することができる。前記表面処理剤としては、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、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい。 The external additive can be made hydrophobic by the surface treatment agent and prevent deterioration of the external additive itself even under high humidity. The surface treatment agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having a fluorinated alkyl group, and organic titanate cups. A ring agent, an aluminum-based coupling agent, silicone oil, modified silicone oil and the like are preferable.
前記外添剤の一次粒子径としては、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、５ｎｍ〜２μｍが好ましく、５ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。
また、前記外添剤のＢＥＴ法による比表面積としては、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、２０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇが好ましい。
前記外添剤の含有量としては、トナーに対して、０．０１質量％〜５質量％が好ましく、０．０１質量％〜２．０質量％がより好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as a primary particle diameter of the said external additive, Although it can select suitably according to the objective, 5 nm-2 micrometers are preferable, and 5 nm-500 nm are more preferable.
As the specific surface area by the BET method of the external additive is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, 20m 2 / g~500m 2 / g are preferred.
The content of the external additive is preferably 0.01% by mass to 5% by mass and more preferably 0.01% by mass to 2.0% by mass with respect to the toner.
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.
（実施例１）
＜着色剤分散液の調製＞
着色剤としてのカーボンブラックの分散液を調製した。
カーボンブラック（ＲＥＧＡＬ４００、Ｃａｂｏｔ社製）１７質量部及び着色剤分散剤３質量部を、酢酸エチル８０質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して一次分散させた。前記着色剤分散剤としては、アジスパーＰＢ８２１（味の素ファインテクノ株式会社製）を使用した。
得られた一次分散液を、ビーズミル（アシザワ・ファインテック株式会社製、ＬＭＺ型、ジルコニアビーズ径０．３ｍｍ）を用いてせん断力により細かく分散し、５μｍ以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
(Example 1)
<Preparation of colorant dispersion>
A dispersion of carbon black as a colorant was prepared.
17 parts by mass of carbon black (REGAL400, manufactured by Cabot) and 3 parts by mass of a colorant dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. As the colorant dispersant, Ajisper PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) was used.
The obtained primary dispersion was finely dispersed by a shearing force using a bead mill (manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., LMZ type, zirconia bead diameter 0.3 mm) to completely remove aggregates of 5 μm or more. A dispersion was prepared.
＜ワックス分散液の調製＞
カルナバワックス１８質量部、及びワックス分散剤２質量部を、酢酸エチル８０質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して一次分散させた。この一次分散液を攪拌しながら８０℃まで昇温し、カルナバワックスを溶解した後、室温まで液温を下げ、最大径が３μｍ以下になるようにワックス粒子を析出させた。前記ワックス分散剤としては、ポリエチレンワックスにスチレン−アクリル酸ブチル共重合体をグラフト化したものを使用した。
得られた分散液を、更にビーズミル（アシザワ・ファインテック株式会社製、ＬＭＺ型、ジルコニアビーズ径０．３ｍｍ）を用いてせん断力により細かく分散し、最大径が１μｍ以下になるように調製した。
<Preparation of wax dispersion>
18 parts by mass of carnauba wax and 2 parts by mass of a wax dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. The primary dispersion was heated to 80 ° C. while stirring to dissolve the carnauba wax, and then the liquid temperature was lowered to room temperature to precipitate wax particles so that the maximum diameter was 3 μm or less. As the wax dispersant, polyethylene wax grafted with styrene-butyl acrylate copolymer was used.
The obtained dispersion was further finely dispersed by shearing force using a bead mill (manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., LMZ type, zirconia bead diameter 0.3 mm), and prepared so that the maximum diameter was 1 μm or less.
＜トナー組成液の調製＞
結着樹脂、着色剤分散液及びワックス分散液を添加した下記組成からなるトナー組成液を調製した。
結着樹脂としてのポリエステル樹脂１００質量部、前記着色剤分散液３０質量部、及び前記ワックス分散液３０質量部を、酢酸エチル８４０質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して１０分間攪拌し、均一に分散させた。なお、溶媒希釈によるショックで着色剤やワックス粒子が凝集することはなかった。
<Preparation of toner composition liquid>
A toner composition liquid having the following composition to which a binder resin, a colorant dispersion liquid and a wax dispersion liquid were added was prepared.
100 parts by mass of a polyester resin as a binder resin, 30 parts by mass of the colorant dispersion, and 30 parts by mass of the wax dispersion were stirred for 10 minutes using a mixer having stirring blades in 840 parts by mass of ethyl acetate. , Uniformly dispersed. The colorant and wax particles did not aggregate due to shock due to solvent dilution.
＜トナー製造装置＞
液滴吐出手段と搬送固化手段を備えた図１０に示される構成のトナー製造装置に、図１６の構成の搬送気流路を用いてトナーの製造を行った。
以下に液滴吐出手段、搬送固化手段及び搬送気流路のサイズ、条件などを記載する。
<Toner production device>
The toner was manufactured using the transport air flow path having the configuration shown in FIG. 16 in the toner manufacturing apparatus having the configuration shown in FIG. 10 provided with the droplet discharge means and the transport solidifying means.
The size, conditions, etc. of the droplet discharge means, the transport solidification means, and the transport air flow path are described below.
＜＜液滴吐出手段＞＞
図１において、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さＬが１．８５ｍｍ、Ｎ＝２の共鳴モードであって、第一から第四の吐出孔がＮ＝２モード圧力定在波の腹の位置に吐出孔を配置したものを使用した。また、吐出孔が開口された面が平面である液柱共鳴タイプの液滴吐出手段を使用した。
駆動信号発生源としては、ファンクションジェネレーター（ＷＦ１９７３、株式会社エヌエフ回路設計ブロック製）を用い、ポリエチレン被覆のリード線で振動発生手段に接続した。この時の駆動周波数は、液共鳴周波数に合わせて３４０ｋＨｚとなる。
<< Droplet ejection means >>
In FIG. 1, the length L between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is 1.85 mm, N = 2 resonance mode, and the first to fourth discharge holes are N = 2 mode pressure standing. What arranged the discharge hole in the position of the wave belly was used. In addition, a liquid column resonance type liquid droplet discharge means having a flat surface on which the discharge holes are opened is used.
As a drive signal generation source, a function generator (WF1973, manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.) was used and connected to the vibration generating means with a polyethylene-coated lead wire. The driving frequency at this time is 340 kHz in accordance with the liquid resonance frequency.
＜＜搬送固化手段＞＞
気流発生手段としてはルーツブロワを使用し、トナー捕集手段としてはサイクロン捕集機を使用した。チャンバー下端部にサイクロン捕集機を接続し、吸引捕集した。捕集時の搬送気流としては４０℃の窒素を使用した。
前記チャンバーは、内径（直径）４００ｍｍ、高さ２，０００ｍｍの円筒形で垂直に固定され、上端部と下端部は絞られていて、上端部は液滴吐出手段を壁面に備えた搬送気流路（第一の気流路）と接続されており、上端部形状は、接続部断面が矩形に絞られているものを使用した。
<< Conveying and solidifying means >>
A Roots blower was used as the air flow generating means, and a cyclone collector was used as the toner collecting means. A cyclone collector was connected to the lower end of the chamber and collected by suction. Nitrogen at 40 ° C. was used as a carrier airflow during collection.
The chamber has a cylindrical shape with an inner diameter (diameter) of 400 mm and a height of 2,000 mm, and is fixed vertically, the upper end and the lower end are narrowed, and the upper end is a carrier air flow path provided with droplet discharge means on the wall surface. (First air flow path) is connected, and the upper end shape is a shape in which the cross section of the connection portion is narrowed to a rectangle.
前記気流路の壁面形状は、液滴吐出手段の吐出孔が開口された平面に対して凸凹のない形状とし、断面形状が矩形となるように壁面を設けた。
以下、液滴吐出手段が配置された壁面をＸ面、対向する壁面をＹ面とし、Ｘ面とＹ面との距離を気流路高さＨとして記載する。
液滴吐出空間を形成し、液滴吐出方向に対して直交する方向に液滴が搬送されるように搬送気流を導く第一の気流路と、該第一の気流路と下流側の末端にて接続して配置され、第一の気流路の気流方向に対して、液滴吐出手段側（液滴吐出方向とは逆方向の成分を有する方向）に搬送気流を導くように第二の気流路を設け、搬送気流路形状を以下の形状とした。
また、第一の気流路（液滴吐出空間）末端からチャンバー上端部までの気流路長さを２５０ｍｍ、図示しない奥行き方向の搬送気流路幅を２００ｍｍとした。
−搬送気流路形状を表すパラメータ値−
第一の気流路の高さ Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１ ＲＸ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１ ＲＹ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１ θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１ θＹ１：９０°
The wall surface shape of the air channel was a shape having no irregularity with respect to the plane in which the discharge holes of the droplet discharge means were opened, and the wall surface was provided so that the cross-sectional shape was rectangular.
Hereinafter, the wall surface on which the droplet discharge means is disposed is referred to as the X plane, the opposing wall surface is referred to as the Y plane, and the distance between the X plane and the Y plane is referred to as the air flow path height H.
A first air flow path that forms a droplet discharge space and guides the transport air flow so that the liquid droplets are transported in a direction perpendicular to the droplet discharge direction; and the first air flow path and a downstream end The second air flow so as to guide the transport air flow toward the droplet discharge means (the direction having a component opposite to the droplet discharge direction) with respect to the air flow direction of the first air flow path. A path was provided and the shape of the carrier air flow path was as follows.
The length of the air flow path from the end of the first air flow path (droplet discharge space) to the upper end of the chamber was 250 mm, and the conveyance air flow path width in the depth direction (not shown) was 200 mm.
-Parameter value representing the shape of the carrier air flow path-
Height of the first air channel H1: 30mm
Height of second air flow path H2: 30mm
X-plane curvature radius of the second air flow path 1 RX1: 15 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 1 RY1: 45 mm
X-plane center angle of the second air flow path 1 θX1: 90 °
Y-plane center angle of the second air flow path 1 θY1: 90 °
前述のトナー製造装置を用いて前記トナー組成液を吐出させ、搬送気流路及びチャンバー内で乾燥固化したトナー粒子をサイクロン捕集機で捕集した。なお、このときの製造条件としては、入力信号は印加電圧サイン波ピーク値１２．０Ｖ、周波数３４０ｋＨｚとし、搬送気流速度は１５ｍ／ｓとした。
液滴の吐出直後の様子をレーザーシャドウグラフィ法により撮影し、撮影した画像から液滴径と吐出速度を算出した結果、液滴径は、１１．８μｍ、吐出速度は、２０ｍ／ｓであった。
トナー貯蔵容器よりトナーを取り出し、トナー１を得た。
The toner composition liquid was discharged using the above-described toner manufacturing apparatus, and the toner particles dried and solidified in the conveying air flow path and the chamber were collected by a cyclone collector. As manufacturing conditions at this time, the input signal was an applied voltage sine wave peak value of 12.0 V, a frequency of 340 kHz, and the carrier air velocity was 15 m / s.
The state immediately after the discharge of the droplet was photographed by a laser shadowgraphy method, and the droplet diameter and the discharge speed were calculated from the photographed image. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the discharge speed was 20 m / s. .
The toner was taken out from the toner storage container to obtain toner 1.
＜評価＞
得られたトナー１の粒径分布をフロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて下記に示す測定方法にて測定した。これを３回繰り返したところ、体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．２μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．４μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．１５であった。
なお、トナー１の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
＜＜トナーの粒径分布の測定方法＞＞
フィルターを通して微細なごみを取り除き、１０−３ｃｍ３の水中に測定範囲（例えば、円相当径０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満）の粒子数が２０個以下の水１０ｍＬ中にノニオン系界面活性剤（コンタミノンＮ、和光純薬工業株式会社製）を数滴加え、更に、測定試料としてのトナーを５ｍｇ加え、超音波分散器（ＵＨ−５０、株式会社エスエムテー製）で２０ｋＨｚ、５０Ｗ／１０ｃｍ３の条件で１分間分散処理を行い、更に、合計５分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が４，０００個／１０−３ｃｍ３〜８，０００個／１０−３ｃｍ３（測定円相当径範囲の粒子を対象として）の試料分散液を用いて、０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満の円相当径を有する粒子の粒径分布を測定した。
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル（厚み約２００μｍ）の流路（流れ方向に沿って広がっている）を通過させた。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとＣＣＤカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着されている。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために１／３０秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する２次元画像として撮影される。それぞれの粒子の２次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出した。
約１分間で、１，２００個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合（個数％）を測定した。結果（頻度％及び累積％）は、０．０６μｍ〜４００μｍの範囲を２２６チャンネル（１オクターブに対し３０チャンネルに分割）に分割して得ることができるが、実際の測定では、円相当径が０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満の範囲で粒子の測定を行った。
<Evaluation>
The particle size distribution of the obtained toner 1 was measured by the following measuring method using a flow type particle image analyzer (FPIA-3000, manufactured by Sysmex Corporation). When this was repeated three times, the average of the volume average particle size (Dv) was 6.2 μm, the average of the number average particle size (Dn) was 5.4 μm, and the average of the particle size distribution (Dv / Dn) was 1 .15.
In addition, after the production of the toner 1, no adhesion of droplets or adhesion of particles to the wall surface of the air channel was observed.
<< Method for Measuring Toner Particle Size Distribution >>
Fine dust is removed through a filter, and a nonionic surfactant (in 10 mL of water having a particle size of 20 or less in the measurement range (for example, an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm) in 10 −3 cm 3 water ( A few drops of Contaminon N (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 5 mg of toner as a measurement sample are added, and an ultrasonic disperser (UH-50, manufactured by SMT Co., Ltd.) has a frequency of 20 kHz, 50 W / 10 cm 3 . The dispersion treatment is performed for 1 minute under the conditions, and further, the dispersion treatment is performed for a total of 5 minutes, and the particle concentration of the measurement sample is 4,000 pieces / 10 −3 cm 3 to 8,000 pieces / 10 −3 cm 3 (equivalent to measurement circle) The particle size distribution of particles having an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm was measured using the sample dispersion liquid (for particles in the diameter range).
The sample dispersion was allowed to pass through a flow path (spread along the flow direction) of a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 μm). In order to form an optical path that passes through the thickness of the flow cell, a strobe and a CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area was calculated as the equivalent circle diameter.
The equivalent circle diameter of 1,200 or more particles can be measured in about 1 minute, and the number based on the equivalent circle diameter distribution and the ratio (number%) of particles having a prescribed equivalent circle diameter were measured. The results (frequency% and cumulative%) can be obtained by dividing the range of 0.06 μm to 400 μm into 226 channels (divided into 30 channels for one octave). Particles were measured in the range of not less than 60 μm and less than 159.21 μm.
（実施例２）
実施例１において、第二の気流路の高さＨ２を、気流の上流から下流に向かって３０ｍｍから９０ｍｍまで滑らかに拡大するように変更し、第二の気流路の断面積を漸次拡大させた図１７に示す構成とした以外は、実施例１と同様にして、トナー２を得た。
得られたトナー２を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．８μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０９であった。
なお、トナー２の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
(Example 2)
In Example 1, the height H2 of the second air flow path was changed to smoothly expand from 30 mm to 90 mm from the upstream to the downstream of the air flow, and the cross-sectional area of the second air flow path was gradually expanded. A toner 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the configuration shown in FIG.
The obtained toner 2 was measured for droplet diameter, ejection speed and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle size (Dv) was 5.8 μm, the average of the number average particle size (Dn) was 5.3 μm, and the average of the particle size distribution (Dv / Dn) was 1.09.
In addition, after the production of the toner 2, adhesion of droplets to the wall surface of the air channel or particle binding was not observed.
（実施例３）
実施例１において、第二の気流路をＳ字形状となるように変更し、第二の気流路内を流れる気流の液滴吐出方向とは逆方向の成分が、気流路下流側に向かうにつれて徐々に減少していく図１８に示す構成とした以外は、実施例１と同様にして、トナー３を得た。
−搬送気流路形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１ ＲＸ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１ ＲＹ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１ θＸ１：４５°
第二の気流路のＹ面中心角１ θＹ１：４５°
第二の気流路のＸ面曲率半径２ ＲＸ２：４５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２ ＲＹ２：１５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２ θＸ２：４５°
第二の気流路のＹ面中心角２ θＹ２：４５°
(Example 3)
In the first embodiment, the second air flow path is changed to have an S-shape, and the component in the direction opposite to the droplet discharge direction of the airflow flowing in the second air flow path is directed toward the downstream side of the air flow path. A toner 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the structure shown in FIG.
-Parameter value representing the shape of the carrier air flow path-
Height of the first air channel H1: 30mm
Height of second air flow path H2: 30mm
X-plane curvature radius of the second air flow path 1 RX1: 15 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 1 RY1: 45 mm
X-plane center angle of the second air flow path 1 θX1: 45 °
Y-plane center angle of the second air flow path 1 θY1: 45 °
X-plane curvature radius of the second air flow path 2 RX2: 45 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 2 RY2: 15 mm
X-plane center angle 2 θX2 of the second air flow path: 45 °
Y-plane center angle 2 θY2 of the second air flow path: 45 °
得られたトナー３を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．９μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．１１であった。
なお、トナー３の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
The obtained toner 3 was measured for droplet diameter, ejection speed, and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.9 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.3 μm, and the average of the particle diameter distribution (Dv / Dn) was 1.11.
In addition, after the production of the toner 3, no adhesion of droplets or adhesion of particles to the wall surface of the air channel was observed.
（実施例４）
実施例１において、第二の気流路の高さＨ２を滑らかに拡大するように変更し、第二の気流路をＳ字かつ気流の上流から下流に向かって滑らかに拡大するＳ字拡大形状となるように変更し、第二の気流路の断面積を漸次拡大させ、第二の気流路内を流れる気流の液滴吐出方向とは逆方向の成分が、気流路下流側に向かうにつれて徐々に減少していく図１９に示す構成とした以外は、実施例１と同様にして、トナー４を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ Ｈ２：３０ｍｍ〜１００ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１ ＲＸ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１ ＲＹ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１ θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１ θＹ１：６０°
第二の気流路のＸ面曲率半径２ ＲＸ２：７２．５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２ ＲＹ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２ θＸ２：９０°
第二の気流路のＹ面中心角２ θＹ２：７５°
Example 4
In Example 1, the height H2 of the second air flow path is changed so as to be smoothly expanded, and the second air flow path is S-shaped and has an S-shaped enlarged shape that smoothly expands from upstream to downstream of the airflow. The cross-sectional area of the second air flow path is gradually enlarged, and the component in the direction opposite to the droplet discharge direction of the air flow flowing in the second air flow path is gradually increased toward the downstream side of the air flow path. A toner 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the configuration shown in FIG.
-Parameter value representing the shape of the carrier air flow path-
Height of the first air channel H1: 30mm
Height of second air flow path H2: 30 mm to 100 mm
X-plane curvature radius of the second air flow path 1 RX1: 15 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 1 RY1: 45 mm
X-plane center angle of the second air flow path 1 θX1: 90 °
Y-plane center angle of the second air flow path 1 θY1: 60 °
X-plane curvature radius of the second air flow path 2 RX2: 72.5 mm
Y-surface curvature radius of the second air flow path 2 RY2: 30 mm
X-plane center angle 2θX2 of the second air flow path: 90 °
Y-plane center angle 2θY2 of the second air flow path: 75 °
得られたトナー４を実施例１と同様にして、液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．５μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０６であった。
なお、トナー４の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
The obtained toner 4 was measured for the droplet diameter, ejection speed, and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle size (Dv) was 5.5 μm, the average of the number average particle size (Dn) was 5.2 μm, and the average of the particle size distribution (Dv / Dn) was 1.06.
In addition, after the production of the toner 4, no adhesion of droplets or adhesion of particles to the air channel wall surface was observed.
（実施例５）
実施例４において、搬送気流路形状を以下のパラメーター値で表される形状とした以外は、実施例４と同様にして、トナー５を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ Ｈ１：１５ｍｍ
第二の気流路の高さ Ｈ２：１５ｍｍ〜１５０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１ ＲＸ１：５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１ ＲＹ１：２０ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１ θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１ θＹ１：１５°
第二の気流路のＸ面曲率半径２ ＲＸ２：５０ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２ ＲＹ２：１５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２ θＸ２：７５°
第二の気流路のＹ面中心角２ θＹ２：９０°
(Example 5)
In Example 4, a toner 5 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the shape of the carrier air flow path was changed to the shape represented by the following parameter values.
-Parameter value representing the shape of the carrier air flow path-
Height of first air flow path H1: 15mm
Height of second air flow path H2: 15 mm to 150 mm
X-plane curvature radius of the second air flow path 1 RX1: 5 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 1 RY1: 20 mm
X-plane center angle of the second air flow path 1 θX1: 90 °
Y plane center angle of the second air flow path 1 θY1: 15 °
X-plane curvature radius of the second air flow path 2 RX2: 50 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 2 RY2: 15 mm
X-plane center angle 2 θX2 of the second air flow path: 75 °
Y-plane center angle 2 θY2 of second air flow path: 90 °
得られたトナー５を実施例１と同様にして、液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０６であった。
なお、トナー５の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
The obtained toner 5 was measured in the same manner as in Example 1 for the droplet diameter, the ejection speed, and the particle size distribution. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.6 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.3 μm, and the average of the particle diameter distribution (Dv / Dn) was 1.06.
In addition, after the production of the toner 5, no adhesion of droplets or adhesion of particles to the air channel wall surface was observed.
（実施例６）
実施例４において、搬送気流路形状を以下のパラメーター値で表される形状とした以外は、実施例４と同様にして、トナー６を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ Ｈ１：４５ｍｍ
第二の気流路の高さ Ｈ２：４５ｍｍ〜２００ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１ ＲＸ１：３０ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１ ＲＹ１：７５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１ θＸ１：４５°
第二の気流路のＹ面中心角１ θＹ１：３０°
第二の気流路のＸ面曲率半径２ ＲＸ２：０ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２ ＲＹ２：６０ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２ θＸ２：０°
第二の気流路のＹ面中心角２ θＹ２：３０°
(Example 6)
In Example 4, a toner 6 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the shape of the conveying air flow path was changed to the shape represented by the following parameter values.
-Parameter value representing the shape of the carrier air flow path-
Height of the first air channel H1: 45mm
Height of second air flow path H2: 45 mm to 200 mm
X-plane curvature radius of the second air flow path 1 RX1: 30 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 1 RY1: 75 mm
X-plane center angle of the second air flow path 1 θX1: 45 °
Y-plane center angle of the second air flow path 1 θY1: 30 °
X-surface curvature radius of the second air flow path 2 RX2: 0 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 2 RY2: 60 mm
X-plane center angle 2 θX2 of the second air flow path: 0 °
Y plane center angle 2 θY2 of the second air flow path: 30 °
得られたトナー６を実施例１と同様の操作で液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０８であった。
なお、トナー６の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
The obtained toner 6 was measured for droplet diameter, ejection speed, and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.7 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.3 μm, and the average of the particle size distribution (Dv / Dn) was 1.08.
In addition, after the production of the toner 6, adhesion of droplets to the wall surface of the air channel or particle binding was not observed.
（実施例７）
実施例４において、搬送気流速度を１５ｍ／ｓから３２ｍ／ｓに変更した以外は、実施例４と同様にして、トナー７を得た。
得られたトナー７を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０８であった。
なお、トナー７の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
(Example 7)
In Example 4, a toner 7 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the conveying airflow speed was changed from 15 m / s to 32 m / s.
The obtained toner 7 was measured for droplet diameter, ejection speed, and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.6 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.2 μm, and the average of the particle diameter distribution (Dv / Dn) was 1.08.
In addition, after the production of the toner 7, no adhesion of droplets to the wall surface of the air channel or adhesion of particles was observed.
（実施例８）
実施例４において、搬送気流速度を１５ｍ／ｓから９ｍ／ｓに変更した以外は、実施例４と同様にして、トナー８を得た。
得られたトナー８を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０８であった。
なお、トナー８の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
(Example 8)
In Example 4, a toner 8 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the conveyance airflow speed was changed from 15 m / s to 9 m / s.
The obtained toner 8 was measured for droplet diameter, ejection speed and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.7 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.3 μm, and the average of the particle size distribution (Dv / Dn) was 1.08.
In addition, after the production of the toner 8, there was no adhesion of droplets or particle adhesion to the air channel wall surface.
（比較例１）
実施例１において、搬送気流路に第二の気流路を設けず、即ち、搬送気流路をストレート形状に変更した以外は、実施例１と同様にして、トナー９を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１ ＲＸ１：−
第二の気流路のＹ面曲率半径１ ＲＹ１：−
第二の気流路のＸ面中心角１ θＸ１：−
第二の気流路のＹ面中心角１ θＹ１：−
(Comparative Example 1)
In Example 1, a toner 9 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the second air channel was not provided in the carrier air channel, that is, the carrier air channel was changed to a straight shape.
-Parameter value representing the shape of the carrier air flow path-
Height of the first air channel H1: 30mm
Height of second air flow path H2: 30mm
X-plane curvature radius of the second air flow path 1 RX1:-
Y-plane curvature radius of the second air flow path 1 RY1:-
X-plane center angle of the second air flow path 1 θX1: −
Y plane center angle 1 θY1: − of the second air flow path
得られたトナー９を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は７．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．８μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．３１であった。
また、吐出方向に対して直交する搬送気流によって搬送された液滴は壁面に付着乃至結着しており、付着乃至結着のほとんどは、液滴吐出手段が配置された壁面側に見られた。
また、フロー式粒子像分析装置で得られた粒子の画像には多くの結着粒子が見られた。
The obtained toner 9 was measured for droplet diameter, ejection speed, and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average of the volume average particle size (Dv) is 7.6 μm, the average of the number average particle size (Dn) is 5.8 μm, and the average of the particle size distribution (Dv / Dn) is 1.31.
In addition, the droplets transported by the transport airflow orthogonal to the discharge direction are attached or bound to the wall surface, and most of the attachment or binding was seen on the wall surface side where the droplet discharge means is disposed. .
In addition, many particles were observed in the particle image obtained by the flow type particle image analyzer.
（比較例２）
実施例１において、図２０に示すように、第一の気流路の気流方向に対して、液滴吐出方向と同方向（液滴吐出手段側と逆側）に搬送気流を導くように湾曲させた第二の気流路を設け、以下の搬送気流路形状に変更した以外は、実施例１と同様にしてトナー１０を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１ ＲＸ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１ ＲＹ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１ θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１ θＹ１：９０°
(Comparative Example 2)
In the first embodiment, as shown in FIG. 20, the airflow direction of the first air flow path is curved so as to guide the conveying airflow in the same direction as the droplet discharge direction (the side opposite to the droplet discharge means side). A toner 10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a second air flow path was provided and the shape was changed to the following conveyance air flow path shape.
-Parameter value representing the shape of the carrier air flow path-
Height of the first air channel H1: 30mm
Height of second air flow path H2: 30mm
X-surface curvature radius of the second air flow path 1 RX1: 45 mm
Y-plane curvature radius of the second air flow path 1 RY1: 15 mm
X-plane center angle of the second air flow path 1 θX1: 90 °
Y-plane center angle of the second air flow path 1 θY1: 90 °
得られたトナー１０を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は７．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．８μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．３３であった。
また、液滴が気流路中央近傍に導入されないため、壁面に付着乃至結着し、付着乃至結着のほとんどは、第二の気流路の液滴吐出手段が配置された壁面側に見られた。
また、フロー式粒子像分析装置で得られた粒子の画像には多くの結着粒子が見られた。
The obtained toner 10 was measured for droplet diameter, ejection speed, and particle size distribution in the same manner as in Example 1. As a result, the droplet diameter was 11.8 μm and the ejection speed was 20 m / s. The average volume average particle size (Dv) was 7.7 μm, the number average particle size (Dn) was 5.8 μm, and the average particle size distribution (Dv / Dn) was 1.33.
In addition, since the droplets were not introduced near the center of the air flow path, they adhered or bound to the wall surface, and most of the adhesion or binding was seen on the wall surface side where the droplet discharge means of the second air flow path was disposed. .
In addition, many particles were observed in the particle image obtained by the flow type particle image analyzer.
（実施例９）
下記形状の第一の気流路と第二の気流路とを有する、図２１に示されたトナー製造装置を用い、印加電圧サイン波ピーク値を１１．２Ｖに変更した以外は、実施例１と同様にして、トナー１１を得た。
＜第一の気流路形状＞
第一の気流路は、液柱共鳴タイプ液滴吐出手段の吐出面が壁面に凹凸無く固定でき、気流路断面形状が長方形の気流路である。液滴吐出手段が配置された壁面側と対向する壁面側の距離を気流路高さＨとすると、第一の気流路高さＨ１が３０ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ１が８０ｍｍ、液柱共鳴液室端部から第二の気流路入口までの距離Ｓが８ｍｍである。
＜第二の気流路形状＞
第二の気流路は、第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面と対向する壁面側に１２０ｍｍ拡大しており、第二の気流路高さＨ２が１５０ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ２が８０ｍｍ、第二の気流路入口からチャンバー上端部までの距離Ｔが５００ｍｍである。
なお、液滴の吐出直後の様子をレーザーシャドウグラフィ法により撮影し、撮影した画像から吐出速度を算出した結果、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。
このトナーの粒径分布を実施例１と同様に測定したところ、体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．５μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．４μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．２０であった。
Example 9
Example 1 except that the applied voltage sine wave peak value was changed to 11.2 V using the toner manufacturing apparatus shown in FIG. 21 having a first air flow path and a second air flow path having the following shapes. Similarly, toner 11 was obtained.
<First air channel shape>
The first air flow path is an air flow path in which the discharge surface of the liquid column resonance type droplet discharge means can be fixed to the wall surface without unevenness, and the cross section of the air flow path is rectangular. Assuming that the distance between the wall surface opposite to the wall surface side where the droplet discharge means is disposed is the air channel height H, the first air channel height H1 is 30 mm, the depth direction air channel width W1 (not shown) is 80 mm, the liquid column The distance S from the end of the resonance liquid chamber to the second air flow path inlet is 8 mm.
<Second air flow path shape>
The second air channel is enlarged by 120 mm toward the wall surface facing the wall surface on which the droplet discharge means is disposed at the connection portion with the first air channel, and the second air channel height H2 is 150 mm. The depth direction air flow path width W2 is 80 mm, and the distance T from the second air flow path inlet to the upper end of the chamber is 500 mm.
The state immediately after the discharge of the droplet was photographed by the laser shadowgraphy method, and the ejection speed was calculated from the photographed image. As a result, the ejection speed was 15 m / s.
The particle size distribution of the toner was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the average of the volume average particle size (Dv) was 6.5 μm, the average of the number average particle size (Dn) was 5.4 μm, and Dv / Dn The average was 1.20.
（実施例１０）
実施例９において、図２２に示したように、第二の気流路が第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面側に１２０ｍｍ滑らかに拡大し、第二の気流路高さＨ２が１５０ｍｍであるトナー製造装置を用いたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１２を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．２μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．１７であった。
(Example 10)
In Example 9, as shown in FIG. 22, the second air flow channel smoothly expands 120 mm toward the wall surface where the droplet discharge means is disposed at the connection portion with the first air flow channel, Toner 12 was obtained under the same conditions and operation as in Example 9 except that a toner manufacturing apparatus having a path height H2 of 150 mm was used.
When the discharge speed and particle size distribution of the obtained toner were measured in the same manner as in Example 1, the discharge speed was 15 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 6.2 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.3 μm, and the average of Dv / Dn was 1.17.
（実施例１１）
実施例１０において、図２３に示したように、第二の気流路の奥行き方向壁面の、第一の気流路との接続部から２００ｍｍまでの壁面材質を多孔質材に変更して補助気流導入口とし、補助気流発生手段を備えたトナー製造装置を用い、補助気流速度を１ｍ／ｓとした以外は、実施例１０と同様の条件と操作で、トナー１３を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．０μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．１３であった。
(Example 11)
In Example 10, as shown in FIG. 23, the auxiliary airflow introduction is performed by changing the wall surface material of the depth direction wall surface of the second air channel from the connecting portion with the first air channel to 200 mm to the porous material. Toner 13 was obtained under the same conditions and operation as in Example 10 except that a toner production apparatus equipped with an auxiliary air flow generation means was used and the auxiliary air flow speed was set to 1 m / s.
When the discharge speed and particle size distribution of the obtained toner were measured in the same manner as in Example 1, the discharge speed was 15 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 6.0 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.3 μm, and the average of Dv / Dn was 1.13.
（実施例１２）
実施例９において、図２４に示したように、液滴吐出手段が配置された壁面側に開口された補助気流導入口と補助気流発生手段を備え、第二の気流路が第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面側に１２０ｍｍ滑らかに拡大したトナー製造装置を用い、補助気流速度を１ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１４を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．９μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．１１であった。
(Example 12)
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 24, an auxiliary air flow inlet and an auxiliary air flow generating means opened on the wall surface side where the droplet discharge means is arranged are provided, and the second air flow path is the first air flow path. The same conditions and operations as in Example 9 were used except that a toner production apparatus that smoothly expanded 120 mm was used on the wall surface side where the droplet discharge means was disposed at the connection portion, and that the auxiliary air flow velocity was 1 m / s. Toner 14 was obtained.
When the discharge speed and particle size distribution of the obtained toner were measured in the same manner as in Example 1, the discharge speed was 15 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.9 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.3 μm, and the average of Dv / Dn was 1.11.
（実施例１３）
実施例９において、図２５に示したように、液滴吐出手段が配置された壁面側に開口された補助気流導入口と補助気流発生手段を備え、第二の気流路が第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面側に３０ｍｍ急拡大し、液滴吐出手段が配置された壁面と対向する壁面側に１００ｍｍ滑らかに拡大しており、第二の気流路高さＨ２が１６０ｍｍであるトナー製造装置を用い、補助気流速度を１ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１５を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．０８であった。
(Example 13)
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 25, an auxiliary air flow inlet and an auxiliary air flow generating means opened on the wall surface side where the droplet discharge means is arranged are provided, and the second air flow path is the first air flow path. 30 mm on the wall surface side where the droplet discharge means is arranged at the connecting portion to the wall surface, and smoothly expanded 100 mm on the wall surface side opposite to the wall surface on which the droplet discharge means is arranged. Toner 15 was obtained under the same conditions and operation as in Example 9 except that a toner production apparatus having a height H2 of 160 mm was used and the auxiliary air flow velocity was set to 1 m / s.
When the discharge speed and particle size distribution of the obtained toner were measured in the same manner as in Example 1, the discharge speed was 15 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.6 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.2 μm, and the average of Dv / Dn was 1.08.
（実施例１４）
実施例９において、図２６に示したように、第二の気流路壁面に環状スリット状に開口された補助気流導入口と補助気流発生手段を備え、第二の気流路が第一の気流路との接続部において全周方向に急拡大し、第二の気流路高さＨ２が２００ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ２が２００ｍｍの円形断面の円筒形状であるトナー製造装置を用い、補助気流速度を２ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１６を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．５μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．０６であった。
(Example 14)
In Example 9, as shown in FIG. 26, the second air flow path is provided with an auxiliary air flow inlet and an auxiliary air flow generating means that are opened in an annular slit shape on the wall surface of the second air flow path, and the second air flow path is the first air flow path. Using a toner manufacturing device having a cylindrical shape with a circular cross section with a second air flow path height H2 of 200 mm and a depth direction air flow path width W2 (not shown) of 200 mm. Toner 16 was obtained under the same conditions and operation as in Example 9 except that the speed was 2 m / s.
When the discharge speed and particle size distribution of the obtained toner were measured in the same manner as in Example 1, the discharge speed was 15 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.5 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.2 μm, and the average of Dv / Dn was 1.06.
（比較例３）
実施例９において、第二の気流路高さＨ２が３０ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ２が８０ｍｍの気流路断面形状が長方形である気流路とし、即ち、第二の気流路の断面積が拡大しない、ストレート形状であるトナー製造装置を用いたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１７を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は７．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．８μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．３１であった。
吐出方向に対して直交する搬送気流によって搬送された液滴が第二の気流路壁面に付着・結着し、粒度分布が広くなっている。付着の殆どは、液滴吐出手段が配置された壁面側に見られた。
(Comparative Example 3)
In the ninth embodiment, the second air flow path height H2 is 30 mm, the depth direction air flow path width W2 (not shown) is 80 mm, and the cross-sectional area of the second air flow path is an air flow path having a rectangular shape. Toner 17 was obtained under the same conditions and operation as in Example 9, except that a straight toner manufacturing apparatus that was not enlarged was used.
When the discharge speed and particle size distribution of the obtained toner were measured in the same manner as in Example 1, the discharge speed was 15 m / s. The average of the volume average particle diameter (Dv) was 7.6 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 5.8 μm, and the average of Dv / Dn was 1.31.
The droplets transported by the transport airflow orthogonal to the ejection direction adhere and bind to the second air flow path wall surface, and the particle size distribution is widened. Most of the adhesion was observed on the side of the wall surface on which the droplet discharge means was disposed.
上記実施例１〜１４及び比較例１〜３の評価結果を以下の表１にまとめた。 The evaluation results of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 1 below.
表１より、比較例１〜３（トナー９、１０及び１７）では、液滴の気流路壁面への付着が見られ、多くの結着粒子が見られ、実施例１〜１４（トナー１〜８及び１１〜１６）に比べて粒径分布が広くなっていることが分かる。前記結着粒子は、液滴が気流路の壁面へ付着し乾燥される過程でトナー粒子同士が結着して形成され、これが壁面から剥離し捕集されたものと考えられ、前記結着粒子により製造の長期安定性の低下（粒径分布の悪化）が起きたと考えられる。
一方、実施例１〜１４では、液滴の気流路壁面への付着及び結着が見られず、粒径分布が極めて狭いトナーが得られている。
したがって、液滴吐出手段から連続的に吐出された液滴の吐出方向に対して直交する方向に液滴が搬送されるように気流を導く第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送する構造を有する微粒子の製造装置は、安価で簡便な構造でありながら、微粒子が壁面に付着し、微粒子同士が結着することを抑えることができ、狭い粒径分布を有する微粒子を長時間安定して製造できることが示された。
From Table 1, in Comparative Examples 1 to 3 (Toners 9, 10 and 17), adhesion of droplets to the wall surface of the air channel was observed, and many binding particles were observed, and Examples 1 to 14 (Toners 1 to 1) were observed. 8 and 11-16), it can be seen that the particle size distribution is wider. It is considered that the binder particles are formed by binding toner particles to each other in the process in which the droplets adhere to the wall surface of the air flow path and are dried, and are separated and collected from the wall surface. This is considered to have caused a decrease in long-term stability of production (deterioration of particle size distribution).
On the other hand, in Examples 1 to 14, no adhesion and binding of droplets to the air channel wall surface were observed, and toner with a very narrow particle size distribution was obtained.
Accordingly, the first air flow path for guiding the air flow so that the liquid droplets are conveyed in a direction orthogonal to the discharge direction of the liquid droplets continuously discharged from the liquid droplet discharge means, and the first air flow path An apparatus for producing fine particles having at least a second air flow channel connected to the downstream end, and having a structure in which the second air flow channel conveys the droplets so as not to be close to the wall surface, has an inexpensive and simple structure. However, it was shown that the fine particles can be prevented from adhering to the wall surface, and the fine particles can be bound to each other, and fine particles having a narrow particle size distribution can be produced stably for a long time.
１：トナー製造装置
２：液滴吐出手段
９：弾性板
１０：液柱共鳴液滴吐出ユニット
１１：（液柱共鳴タイプの）液滴吐出手段
１３：原料収容器
１４：トナー組成液
１５：液循環ポンプ
１６：液供給管
１７：液共通供給路
１８：液柱共鳴流路
１９：吐出孔
２０：振動発生手段
２１：液滴
２２：液戻り管
２３：合着液滴
６０：搬送固化手段
６１：チャンバ
６２：トナー捕集手段
６３：トナー貯留部
６４：搬送気流導入口
６５：搬送気流排出口
６６：搬送気流路
６７：第一の気流路（液滴吐出空間）
６８：気流発生手段
６９：第二の気流路
１０１：搬送気流
２０１：補助気流
２０２：補助気流導入口
２０３：補助気流発生手段
Ｐ１：液圧力計
Ｐ２：チャンバ内圧力計
1: Toner manufacturing apparatus 2: Droplet discharge means 9: Elastic plate 10: Liquid column resonance droplet discharge unit 11: (Liquid column resonance type) droplet discharge means 13: Raw material container 14: Toner composition liquid 15: Liquid Circulation pump 16: Liquid supply pipe 17: Liquid common supply path 18: Liquid column resonance flow path 19: Discharge hole 20: Vibration generating means 21: Liquid droplet 22: Liquid return pipe 23: Merged liquid droplet 60: Conveying solidifying means 61 : Chamber 62: Toner collecting means 63: Toner reservoir 64: Conveyance airflow inlet 65: Conveyance airflow outlet 66: Conveyance air flow path 67: First air flow path (droplet ejection space)
68: Airflow generation means 69: Second air flow path 101: Transport airflow 201: Auxiliary airflow 202: Auxiliary airflow inlet 203: Auxiliary airflow generation means P1: Liquid pressure gauge P2: In-chamber pressure gauge
Claims (7)
前記液滴吐出手段により吐出された液滴を気流によって搬送固化させる搬送固化手段とを少なくとも有し、
前記搬送固化手段が、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを少なくとも有し、
前記気流路が、壁面に前記液滴吐出手段が設置され、かつ前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴に対して、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に前記気流が導入される第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、
前記第一の気流路において、前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴の進行方向が、気流により、曲げられ、前記液滴の吐出方向に対して略直交する方向に前記液滴が搬送され、
前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送するように、
少なくとも上流部において前記液滴吐出手段が設置された側に湾曲した第一の湾曲部位を有する構造を有することを特徴とする微粒子製造装置。 Droplet discharge means for discharging the fine particle raw material-containing liquid as droplets from at least one discharge hole;
Transport solidifying means for transporting and solidifying the liquid droplets ejected by the liquid droplet ejecting means by an air stream,
The transport solidifying means has at least an air flow path serving as an air flow path for transporting the droplets, and an air flow generating means for generating the air flow;
The air flow is introduced in a direction substantially perpendicular to the droplet discharge direction with respect to the droplet discharged from the droplet discharge unit, and the air discharge channel is provided with the droplet discharge unit on the wall surface. At least a first air flow path and a second air flow path connected to the downstream end of the first air flow path,
In the first air flow path, the traveling direction of the droplets ejected from the droplet ejecting means is bent by an air current, and the droplets are transported in a direction substantially perpendicular to the ejection direction of the droplets. And
In order that the second air channel conveys the droplets so as not to be close to the wall surface,
Even without least particle manufacturing apparatus characterized by having a structure having a first curved portion which is curved on the side of the droplet discharge means it is installed in the upstream portion.
前記搬送固化手段が、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを少なくとも有し、
前記気流路が、壁面に前記液滴吐出手段が設置され、かつ前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴に対して、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に前記気流が導入される第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、
前記搬送固化工程において、前記第一の気流路により、前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴を、前記液滴の吐出方向に対して略直交する方向に搬送し、
更に少なくとも上流部において前記液滴吐出手段が設置された側に湾曲した第一の湾曲部位を有する構造を有する前記第二の気流路により、前記液滴を壁面に近接させないように搬送することを特徴とする微粒子の製造方法。 A droplet discharge step of discharging a liquid containing a fine particle material as droplets from a droplet discharge unit having at least one discharge hole, and a transport solidification step of transporting and solidifying the droplets discharged in the droplet discharge step by a transport solidification unit Including
The transport solidifying means has at least an air flow path serving as an air flow path for transporting the droplets, and an air flow generating means for generating the air flow;
The air flow is introduced in a direction substantially perpendicular to the droplet discharge direction with respect to the droplet discharged from the droplet discharge unit, and the air discharge channel is provided with the droplet discharge unit on the wall surface. At least a first air flow path and a second air flow path connected to the downstream end of the first air flow path,
In the transport solidification step, the first air flow path transports the droplets ejected from the droplet ejection means in a direction substantially perpendicular to the ejection direction of the droplets,
By the second air flow path having a structure having a first curved portion the droplet discharge means is curved in the installed side at the upstream portion even further as no less, said droplets so as not to close to the wall surface A method for producing fine particles, comprising transporting the particles.
The droplet discharge means is formed in a region that forms an antinode of the standing wave by applying vibration to the liquid in the liquid column resonance channel in which the discharge hole is formed to form a standing wave by the liquid column resonance. The method for producing fine particles according to claim 6, wherein the fine particle material-containing liquid is discharged as droplets from the discharge holes.
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