JP2012113137A - Toner manufacturing method, toner manufacturing device and toner - Google Patents

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Yuko Sekiguchi
裕子 関口
Takashi Ogaki
傑 大垣
Andrew Mwaniki Mulwa
アンドゥルー ムワニキ ムルワ
Shinji Aoki
慎司 青木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner manufacturing method, a toner manufacturing device and toner capable of surely preventing toner liquid droplets from being coalesced.SOLUTION: Toner liquid droplets 21 discharged from droplet discharge means 2 are carried by a first stage of auxiliary carrier airflow 503 without reducing a speed and falling out of lines near the droplet discharge means 2. The toner liquid droplets 21 carried by the first stage of the auxiliary carrier airflow 503 are subsequently carried by a second stage of the auxiliary carrier airflow 503 without reducing the speed and falling out of the lines. The toner liquid droplets are repeatedly carried in this way to a region where the toner liquid droplets are dried and solidified.

Description

本発明は、トナー製造方法、トナー製造装置及びトナーに関するものである。   The present invention relates to a toner manufacturing method, a toner manufacturing apparatus, and a toner.

均一性を要する樹脂微粒子としては、電子写真用のトナー微粒子、液晶パネルのスペーサー粒子や、電子ペーパー用の着色微粒子、医薬品の薬剤担持体としての微粒子等様々な用途で利用されている。均一な微粒子を製造する方法として、ソープフリー重合法など、液中で反応を誘起して均一な粒子径の樹脂微粒子を得る方法が知られている。このソープフリー重合法は、総じて小粒径トナーが得易い、粒径分布がシャープ、形状が球形に近い等の利点がある。しかし、その反面、通常は水である溶媒中でトナー粒子から脱溶剤を行うためその製造効率が悪い。また、重合過程に長時間を必要とし、さらに固化終了後溶媒とトナー粒子を分離し、その後洗浄乾燥を繰り返す必要があり、その間多くの時間と、多量の水、エネルギーを必要とするなどの課題がある。   As resin fine particles that require uniformity, they are used in various applications such as toner fine particles for electrophotography, spacer particles for liquid crystal panels, colored fine particles for electronic paper, and fine particles as a drug carrier for pharmaceuticals. As a method for producing uniform fine particles, a method of inducing a reaction in a liquid to obtain resin fine particles having a uniform particle diameter, such as a soap-free polymerization method, is known. This soap-free polymerization method has advantages such that it is easy to obtain a toner having a small particle size as a whole, the particle size distribution is sharp, and the shape is almost spherical. However, on the other hand, since the solvent is removed from the toner particles in a solvent which is usually water, the production efficiency is poor. In addition, the polymerization process requires a long time, and after completion of solidification, it is necessary to separate the solvent and toner particles, and then repeat washing and drying. During that time, a lot of time, a lot of water, and energy are required. There is.

このような課題に対して、本願出願人は、特許文献1に記載されている噴射造粒によるトナー製造方法を提案した。具体的には、このトナー製造方法によれば、トナーの原料となるトナー組成液を液滴噴射する液滴噴射ユニットにて、複数のノズルが形成された薄膜を振動発生手段である電気機械変換素子によって振動させることで、上記薄膜が周期的に上下に振動する。これにより、薄膜で一部構成されている液室内の圧力が周期的に変化し、その周期的変化に対応してノズルから液滴がノズル下に広がる気相の空間へ吐出される。そして、吐出されたトナー液滴は気相の空間内で同一の進行方向に進み、トナー液滴の列を形成する。気相に吐出されたトナー液滴はトナー組成物自体の液相と気相との表面張力差によって球体状に整形され、その後乾燥固化されトナー化される。   In order to solve such a problem, the applicant of the present application has proposed a toner manufacturing method by jet granulation described in Patent Document 1. Specifically, according to this toner manufacturing method, an electromechanical conversion, which is a vibration generating means, converts a thin film formed with a plurality of nozzles in a droplet ejecting unit that ejects a toner composition liquid as a toner raw material. By vibrating by the element, the thin film periodically vibrates up and down. As a result, the pressure in the liquid chamber partially constituted by the thin film periodically changes, and droplets are discharged from the nozzle to a gas phase space spreading under the nozzle in response to the periodic change. The ejected toner droplets travel in the same traveling direction in the gas phase space to form a row of toner droplets. The toner droplets discharged into the gas phase are shaped into a spherical shape due to the difference in surface tension between the liquid phase and the gas phase of the toner composition itself, and then dried and solidified to become a toner.

しかし、上記特許文献1によれば、吐出されたトナー液滴が空気抵抗によって減速し、続けて直後に吐出されたトナー液滴が先に吐出されたトナー液滴に追い付きはじめる。つまり、トナー液滴の前後で速度差が生じる。その前後の液滴の間隔が徐々に狭くなり、ついには合一する。合一したトナー液滴は体積が増加し、更に空気抵抗を受け減速し、後続のトナー液滴が次々と合一し易くなる。そして、合一したトナー液滴と合一しなかったトナー液滴とが気相内に混在することなる。このため、その後乾燥固化され大きさの異なるトナーが製造されることになり、トナーの均一性が損なわれる。   However, according to Patent Document 1, the discharged toner droplet is decelerated due to air resistance, and the toner droplet discharged immediately after that starts catching up with the previously discharged toner droplet. That is, a speed difference occurs before and after the toner droplet. The interval between the droplets before and after that gradually narrows and eventually coalesces. The united toner droplets increase in volume and are further decelerated due to air resistance, and subsequent toner droplets are easily united one after another. Then, the coalesced toner droplets and the toner droplets that have not coalesced are mixed in the gas phase. For this reason, toners having different sizes are produced by drying and solidification, and the uniformity of the toner is impaired.

このようなトナー液滴の合一を解決するために、本願出願人は特許文献2に記載のトナー製造方法を新たに提案した。具体的には、トナー組成液が複数のノズルから連続して吐出され、各ノズルから吐出されたトナー液滴は列をなして気相の下流側の乾燥固化される領域まで搬送される。そして、吐出孔の孔先から乾燥固化される領域までの搬送路中に、乾燥固化される領域に向けて気流を発生させる。この気流に各列のトナー液滴を乗せることで、トナー液滴を合一する速度にならないようにしてトナー液滴の合一を防止している。   In order to solve such toner droplet coalescence, the applicant of the present application newly proposed a toner manufacturing method described in Patent Document 2. Specifically, the toner composition liquid is continuously ejected from a plurality of nozzles, and the toner droplets ejected from each nozzle form a row and are transported to an area to be dried and solidified downstream of the gas phase. Then, an air flow is generated toward the area to be dried and solidified in the conveyance path from the tip of the discharge hole to the area to be dried and solidified. By putting the toner droplets in each row on this air stream, the toner droplets are prevented from coalescing so that the velocity of coalescing the toner droplets is not reached.

しかしながら、上記特許文献2では、ポンプ等で圧力を加えて気相中にかなりの風量の気体を供給することで、搬送路中に気流を形成している。気流を気相内に供給する供給口先の近傍では供給される気体の圧力が加わって圧力が高くなり、供給口先の領域の周辺の圧力は低くなる。このため、供給口先の近傍とその周辺に圧力差が生じる。これにより、供給口から気相内へ供給された気流は、圧力が低い領域、つまり周辺の方向に引き付けられ、徐々に広がりはじめる。列をなして搬送されているトナー液滴の搬送方向も気流に乗って周囲に広がりはじめる。そして、上記のように圧力差のある圧力分布が気相内で生じているため、トナー液滴の各列毎で広がる角度が異なる。このため、隣接する列のトナー液滴同士が交差し、乾燥固化される領域に到達する前に合一してしまうという不具合があった。   However, in Patent Document 2, an air flow is formed in the conveyance path by applying a pressure with a pump or the like and supplying a gas having a considerable air volume in the gas phase. In the vicinity of the supply port tip for supplying the air flow into the gas phase, the pressure of the supplied gas is increased and the pressure is increased, and the pressure around the supply port tip region is decreased. For this reason, a pressure difference arises in the vicinity of the supply port tip and its periphery. As a result, the airflow supplied from the supply port into the gas phase is attracted to the low pressure region, that is, the peripheral direction, and gradually begins to spread. The transport direction of the toner droplets transported in a row also starts to spread around the air current. Since the pressure distribution with a pressure difference is generated in the gas phase as described above, the spread angle differs for each row of toner droplets. For this reason, the toner droplets in adjacent rows cross each other and are united before reaching the area to be dried and solidified.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、トナー液滴の合一を確実に防止できるトナー製造方法、トナー製造装置及びトナーを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a toner manufacturing method, a toner manufacturing apparatus, and a toner that can reliably prevent toner droplets from being coalesced.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を少なくとも1つの吐出孔から吐出して液滴化し、液滴化された上記トナー液滴を気流に乗せて搬送し、搬送されながら固化することでトナーを製造するトナー製造方法において、液滴化された上記トナー液滴を複数の気流に順次乗せながら搬送することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1記載のトナー製造方法において、上記気流の方向は上記トナー液滴の搬送方向と同じであることを特徴とするものである。
更に、請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のトナー製造方法において、上記吐出孔が形成された液柱共鳴液室内の上記トナー組成液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上記吐出孔から上記トナー組成液を吐出して液滴化することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1又は2に記載のトナー製造方法において、上記吐出孔が形成された液室内の上記トナー組成液に振動を付与することで、上記吐出孔が形成された薄膜を周期的に振動させて上記吐出孔から上記トナー組成液を吐出して液滴化することを特徴とするものである。
更に、請求項5の発明は、請求項1又は2に記載のトナー製造方法において、上記吐出孔が形成された薄膜に振動を付与することで上記薄膜を周期的に振動させて上記吐出孔から上記トナー組成液を吐出して液滴化することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を少なくとも1つの吐出孔から吐出して液滴化する液滴吐出手段と、液滴化したトナー液滴を固化する固化手段と、該固化手段まで上記トナー液滴を乗せて搬送する気流を発生する気流発生手段と、を有するトナー製造装置において、上記液滴出手段と上記固化手段との搬送路間に該搬送路に沿って上記気流発生手段を複数設け、上記トナー液滴を上記各気流発生手段によって発生した複数の気流に順次乗せて上記固化手段まで搬送することを特徴とするものである。
更に、請求項7の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナー製造方法、あるいは請求項6記載のトナー製造装置によって製造されることを特徴とするトナーである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant is ejected from at least one ejection hole to form droplets, and the droplets of the toner droplets are formed. In a toner manufacturing method for manufacturing toner by transporting in an air stream and solidifying while being transported, the toner droplets that have been made into droplets are transported while being sequentially placed in a plurality of air streams. .
According to a second aspect of the present invention, in the toner manufacturing method according to the first aspect, the direction of the airflow is the same as the direction of transport of the toner droplets.
Further, the invention according to claim 3 is the toner manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber in which the discharge holes are formed is given vibration to determine by liquid column resonance. A standing wave is formed, and the toner composition liquid is ejected from the ejection holes formed in a region that becomes the antinode of the standing wave to form droplets.
According to a fourth aspect of the present invention, in the toner manufacturing method according to the first or second aspect, the ejection hole is formed by applying vibration to the toner composition liquid in the liquid chamber in which the ejection hole is formed. The thin film is periodically oscillated to discharge the toner composition liquid from the discharge holes to form droplets.
Further, the invention according to claim 5 is the toner manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the thin film in which the discharge holes are formed is vibrated to periodically vibrate the thin film from the discharge holes. The toner composition liquid is discharged into droplets.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a droplet discharge means for discharging a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant from at least one discharge hole to form droplets, and solidifying the formed toner droplets. In a toner manufacturing apparatus, comprising: a solidifying means; and an airflow generating means for generating an airflow for transporting the toner droplets to the solidifying means, the transport between the transport path between the droplet ejecting means and the solidifying means A plurality of the airflow generation means are provided along the path, and the toner droplets are sequentially carried on the plurality of airflows generated by the airflow generation means and conveyed to the solidification means.
Furthermore, a seventh aspect of the invention is a toner manufactured by the toner manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects or the toner manufacturing apparatus according to the sixth aspect.

本発明において、トナー組成液を吐出孔から吐出して液滴化されたトナー液滴は吐出孔の孔先から乾燥固化される領域に向かう搬送路中に形成された複数の気流に次々に乗せられて乾燥固化される領域に向けて搬送される。このような搬送を繰り返すことで、吐出されたトナー液滴は、気流に乗って搬送されて上記圧力分布によって気流が徐々に広がりはじめる前に次の気流に乗ることでトナー液滴は列を維持して乾燥固化される領域へ搬送される。これにより、トナー液滴は、合一することなく吐出孔の孔先から乾燥固化される領域まで搬送される。よって、トナー液滴の合一を確実に防止できる。   In the present invention, the toner droplets formed by discharging the toner composition liquid from the discharge holes are successively placed on a plurality of airflows formed in the transport path from the tip of the discharge hole toward the region to be dried and solidified. And transported toward the area to be dried and solidified. By repeating such transport, the ejected toner droplets are transported on the airflow, and the toner droplets maintain a row by riding on the next airflow before the airflow gradually spreads due to the pressure distribution. Then, it is conveyed to an area to be dried and solidified. Thus, the toner droplets are conveyed from the tip of the ejection hole to the region to be dried and solidified without being united. Therefore, coalescence of toner droplets can be reliably prevented.

以上、本発明によれば、トナー液滴の合一を確実に防止できるという優れた効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that coalescence of toner droplets can be surely prevented.

トナー製造装置の全体構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a toner manufacturing apparatus. 図1の液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a droplet discharge head in the droplet formation unit of FIG. 1. 図1の液滴形成ユニットの構成を示すA−A’線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ showing the configuration of the droplet forming unit in FIG. 1. N=1、2、3の場合の速度及び圧力変動の定在波を示す概略図である。It is the schematic which shows the standing wave of the speed and pressure fluctuation in the case of N = 1,2,3. N=4、5の場合の速度及び圧力変動の定在波を示す概略図である。It is the schematic which shows the standing wave of the speed and pressure fluctuation in the case of N = 4 and 5. 液滴形成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の様子を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a liquid column resonance phenomenon that occurs in a liquid column resonance liquid chamber in a droplet discharge head in a droplet forming unit. 実際の液滴吐出の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of actual droplet discharge. 駆動周波数と液滴吐出速度周波数特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a drive frequency and a droplet discharge speed frequency characteristic. 間接振動型吐出手段の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of an indirect vibration type discharge means. 間接振動型吐出手段における薄膜の構成を示す底面図である。It is a bottom view which shows the structure of the thin film in an indirect vibration type discharge means. 薄膜の径方向座標と振動変位の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the radial direction coordinate of a thin film, and vibration displacement. 直接振動型吐出手段の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of a direct vibration type discharge means. 直接振動型吐出手段における薄膜の構成を示す底面図である。It is a bottom view which shows the structure of the thin film in a direct vibration type discharge means. 吐出孔の断面形状の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the cross-sectional shape of a discharge hole. トナーの製造方法を実施する装置の一例の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an example of an apparatus that performs a toner manufacturing method. 1つの補助搬送気流による合一防止手段の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the coalescence prevention means by one auxiliary conveyance airflow. 本実施形態の2つの補助搬送気流による合一防止手段の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the coalescence prevention means by two auxiliary conveyance airflows of this embodiment. 本実施形態の合一防止手段によるトナーの個数粒径分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a toner particle size distribution by a coalescence prevention unit according to an exemplary embodiment. 1つの補助搬送気流による合一防止手段によるトナーの個数粒径分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a toner particle size distribution by a uniting prevention unit using one auxiliary transport airflow. トナー液滴の吐出開始位置からの距離変化におけるトナー液滴の速度変化を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a change in the velocity of a toner droplet with a change in distance from a toner droplet ejection start position.

図1はトナー製造装置の全体構成を示す断面図である。図2は図1の液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図である。図3は図1の液滴形成ユニットの構成を示すA−A’線断面図である。図1に示すトナー製造装置1は、主に、液滴形成ユニット10及び乾燥捕集ユニット30を含んで構成されている。液滴形成ユニット10は、吐出孔によって外部と連通する液噴射領域を有する液室であって後述する条件下のもとで液柱共鳴定在波が発生する液柱共鳴液室内のトナー組成液を液滴として吐出孔から噴射する液滴化手段である液滴吐出ヘッド11を複数配列して構成されている。各液滴吐出ヘッド11の両側には液滴吐出ヘッド11から吐出したトナー組成液の液滴が乾燥捕集ユニット30側に流出されるように図示していない気流発生手段によって発生する気流が通る気流通路12が設けられている。また、液滴形成ユニット10は、トナー原料であるトナー組成液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を通して液滴吐出ヘッド11内の後述する液共通供給路17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とを含んで構成されている。更に、液滴吐出ヘッド11は、図2に示すように、液共通供給路17及び液柱共鳴液室18を含んで構成されている。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、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トナー液滴21を吐出する吐出孔19と、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 overall configuration of the toner manufacturing apparatus. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a droplet discharge head in the droplet formation unit of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ showing the configuration of the droplet forming unit of FIG. 1. A toner manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 mainly includes a droplet forming unit 10 and a dry collection unit 30. The droplet forming unit 10 is a liquid chamber having a liquid ejection region that communicates with the outside through an ejection hole, and generates a liquid column resonance standing wave under the conditions described later. A plurality of droplet discharge heads 11 as droplet forming means for ejecting the droplets as droplets from the discharge holes are arranged. Airflow generated by airflow generation means (not shown) passes through both sides of each droplet discharge head 11 so that the droplets of the toner composition liquid discharged from the droplet discharge head 11 flow out to the dry collection unit 30 side. An airflow passage 12 is provided. Further, the droplet forming unit 10 includes a raw material container 13 that stores a toner composition liquid 14 that is a toner raw material, and a liquid droplet discharge head 11 that passes the toner composition liquid 14 stored in the raw material container 13 through a liquid supply pipe 16. And a liquid circulation pump 15 that pumps the toner composition liquid 14 in the liquid supply pipe 16 to be supplied to the liquid common supply path 17 (described later) and then returned to the raw material container 13 through the liquid return pipe 22. It is configured. Furthermore, as shown in FIG. 2, the droplet discharge head 11 includes a liquid common supply path 17 and a liquid column resonance liquid chamber 18. The liquid column resonance liquid chamber 18 communicates with a liquid common supply path 17 provided on one of the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction. The liquid column resonance liquid chamber 18 is provided on a wall surface facing the discharge hole 19 and a discharge hole 19 that discharges the toner droplet 21 to one wall surface of the wall surfaces connected to both ends. In order to form a standing wave, it has vibration generating means 20 that generates high-frequency vibration. The vibration generating means 20 is connected to a high frequency power source (not shown).

また、図1に示す乾燥捕集ユニット30は、チャンバ31及びトナー捕集部32を含んで構成されている。チャンバ31内では、図示していない気流発生手段によって発生する気流と搬送気流33が合流した大きな下降気流が形成されている。液滴噴射ユニット10の液滴吐出ヘッド11から噴射されたトナー液滴21は、重力よってのみではなく、搬送気流33によっても下方に向けて搬送されるため、噴射されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速されることを抑制できる。これにより、トナー液滴21を連続的に噴射したときに、前に噴射されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速し、後に噴射されたトナー液滴21が前に噴射されたトナー液滴21に追い付くことで、トナー液滴21同士が合一して一体となり、トナー液滴21の粒径が大きくなることを防止できる。なお、気流発生手段として、上流部分に送風機を設けて加圧する方法と、トナー捕集部32より吸引して減圧する方法のいずれを採用することもできる。また、トナー捕集部32には、鉛直方向に平行な軸周りに回転するような回転気流を発生させる回転気流発生装置(図示せず)が配置されている。更に、トナー捕集部32には、チャンバ31と連通するトナー捕集チューブ34を通った乾燥・固化されたトナー粒子を貯留するトナー貯留部35を有している。   The dry collection unit 30 shown in FIG. 1 includes a chamber 31 and a toner collection unit 32. In the chamber 31, a large descending airflow is formed in which an airflow generated by an airflow generating means (not shown) and the carrier airflow 33 are merged. The toner droplet 21 ejected from the droplet ejection head 11 of the droplet ejecting unit 10 is transported downward not only by gravity but also by the transport airflow 33, so that the ejected toner droplet 21 is air. It can suppress decelerating by resistance. Thereby, when the toner droplet 21 is continuously ejected, the toner droplet 21 ejected before is decelerated by the air resistance, and the toner droplet 21 ejected later is the toner droplet 21 ejected before. By catching up with the toner droplets 21, it is possible to prevent the toner droplets 21 from being united and integrated and the toner droplets 21 to be increased in particle size. As the air flow generation means, either a method of providing a blower in the upstream portion and pressurizing, or a method of suctioning from the toner collecting unit 32 and reducing the pressure can be employed. In addition, a rotating airflow generator (not shown) that generates a rotating airflow that rotates around an axis parallel to the vertical direction is disposed in the toner collecting unit 32. Further, the toner collecting unit 32 has a toner storing unit 35 that stores dried and solidified toner particles that have passed through a toner collecting tube 34 that communicates with the chamber 31.

次に、図1のトナー製造装置におけるトナー製造工程について概説する。
図1に示す原料収容器13に収容されているトナー組成液14は、当該トナー組成液14を循環させるための液循環ポンプ15によって液供給管16を通って、図3に示す液滴形成ユニット10の液共通供給路17内に流入し、図2に示す液滴吐出ヘッド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からトナー液滴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(後述の図21参照)。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は液戻り管22を流れて原料収容器13に戻される。トナー液滴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の流量が元に戻り、液供給管16及び液戻り管22には装置内を循環するトナー組成液14の流れが再び形成された状態となる。一方、液滴噴射ユニット10の液滴吐出ヘッド11から噴射されたトナー液滴21は、図1に示すように、重力よってのみではなく、図示していない気流発生手段によって発生する気流が気流通路12を通り形成される搬送気流33によって下方に向けて搬送される。次に、トナー捕集部32における図示していない回転気流発生装置が発生させる回転気流と搬送気流33とによって、トナー捕集部32を構成する円錐状内壁面に沿って螺旋気流が形成され、トナー粒子はその螺旋気流にのって層流状態で乾燥、固化される。乾燥、固化されたトナー粒子はトナー捕集チューブ34を通ってトナー貯留部35に収納される。
Next, the toner manufacturing process in the toner manufacturing apparatus of FIG. 1 will be outlined.
The toner composition liquid 14 accommodated in the raw material container 13 shown in FIG. 1 is passed through the liquid supply pipe 16 by a liquid circulation pump 15 for circulating the toner composition liquid 14, and then the droplet forming unit shown in FIG. The liquid common supply path 17 flows into the liquid column resonance liquid chamber 18 of the droplet discharge head 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 toner droplet 21 is ejected from the ejection hole 19 arranged in a region where the amplitude of the liquid column resonance standing wave has a large amplitude and the pressure fluctuation is large and becomes the 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 (see FIG. 21 described later). 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 common liquid supply path 17 flows through the liquid return pipe 22 and is returned to the raw material container 13. When the amount of the toner composition liquid 14 in the liquid column resonance liquid chamber 18 decreases due to the ejection of the toner 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 The flow rate of the toner composition liquid 14 supplied from the supply path 17 increases, and the toner composition liquid 14 is replenished into the liquid column resonance liquid chamber 18. Then, 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 to the original, and the liquid supply pipe 16 and the liquid return pipe 22 are supplied. The flow of the toner composition liquid 14 circulating in the apparatus is again formed. On the other hand, the toner droplets 21 ejected from the droplet ejection head 11 of the droplet ejecting unit 10 are not only caused by gravity but also an air flow generated by an air flow generating means (not shown) as shown in FIG. 12 is transported downward by a transport airflow 33 formed through 12. Next, a spiral airflow is formed along the conical inner wall surface of the toner collecting portion 32 by the rotating airflow generated by the rotating airflow generation device (not shown) in the toner collecting portion 32 and the conveying airflow 33. The toner particles are dried and solidified in a laminar flow state on the spiral airflow. The dried and solidified toner particles are stored in the toner storage unit 35 through the toner collecting tube 34.

なお、液滴吐出ヘッド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2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3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より小さいことが望ましい。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つの液滴形成ユニット10に対して複数配置されているほうが好ましい。その範囲に限定はないが、100〜2000個の液柱共鳴液室18が備えられた1つの液滴形成ユニットであれば操作性と生産性が両立でき、もっとも好ましい。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に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 head 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. Has been formed. Further, as shown in FIG. 2, 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. 3 is desirably 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 forming unit 10 in order to dramatically improve productivity. The range is not limited, but one droplet forming unit provided with 100 to 2000 liquid column resonance liquid chambers 18 is most preferable because both operability and productivity can be achieved. 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、液滴吐出ヘッド11における振動発生手段20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、弾性板に貼りあわせた形態が望ましい。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。圧電体は、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が、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)等の圧電高分子や、水晶、LiNbO、LiTaO、KNbO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望ましい。また、上記の1つの材質のブロック状の振動部材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望ましい。 The vibration generating means 20 in the droplet discharge head 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 an elastic plate is desirable. 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. Examples of the piezoelectric body include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT). However, since the amount of displacement is generally small, the piezoelectric body is often used by being laminated. 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 desirable that the vibration generating means 20 is arranged so that it can be individually controlled for each liquid column resonance liquid chamber. In addition, the block-shaped vibrating member made of one material is 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. desirable.

更に、吐出孔19の開口部の直径は、1[μm]〜40[μm]の範囲であることが望ましい。1[μm]より小さいと、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顔料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恐れがある。また、40[μm]より大きい場合、トナー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3〜6μm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3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ために好ましい。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望ましい。   Furthermore, the diameter of the opening of the discharge hole 19 is desirably in the range of 1 [μm] to 40 [μm]. If the particle size is smaller than 1 [μm], the formed droplets may be very small, so that the toner may not be obtained. In the case of a configuration in which solid fine particles such as pigment are contained as a component of the toner, the discharge hole 19 There is a risk that productivity will be reduced due to frequent blockages. When the particle size is larger than 40 [μm], the diameter of the toner droplet is large, and when this is dried and solidified to obtain a desired toner particle diameter of 3 to 6 μm, the toner composition is diluted with an organic solvent into a very dilute liquid. In order to obtain a certain amount of toner, a large amount of drying energy is required, which is inconvenient. Further, as can be seen from FIG. 3, 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. Therefore, it is preferable. Further, since the liquid column resonance frequency varies depending on the arrangement of the discharge holes 19, it is desirable to appropriately determine the liquid column resonance frequency after confirming the discharge of the droplet.

次に、トナー製造装置における液滴形成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2の液滴吐出ヘッド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 forming unit in the toner manufacturing apparatus will be described.
First, the principle of the liquid column resonance phenomenon occurring in the liquid column resonance liquid chamber 18 in the liquid droplet ejection head 11 of FIG. 2 will be described. The sound velocity of the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber is c, and the vibration generating means 20 When the driving frequency applied to the toner composition liquid as a medium is f, the wavelength λ at which the liquid resonance occurs is
λ = c / f (Formula 1)
Are in a relationship.

また、図2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80[μm])は連通口の高さh2(=約40[μm])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)
(但し、Nは偶数)
Further, in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 2, the length from the end of the frame on the fixed end side to the end on the liquid common supply path 17 side is L, and further, the end of the frame on the liquid common supply path 17 side. The height h1 (= about 80 [μm]) is about twice the height h2 (= about 40 [μm]) of the communication port, and the fixed ends on both sides are assumed to be equivalent to the fixed end closed. In this case, resonance is formed most efficiently when the length L coincides with 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)
(However, N is an 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上記式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、上記式2のNが奇数で表現される。
Furthermore, the above formula 2 is also established in the case of a double-sided open end 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、上記式1と上記式2より、
f=N×c/(4L) ・・・(式3)
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 most efficient drive frequency f is obtained from the above formula 1 and the above formula 2.
f = N × c / (4L) (Formula 3)
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4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5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4及び図5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4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)の移動速度がゼロとなる端であり、逆に圧力は極大となる。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4及び図5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、上記式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1,200[m/s]、液柱共鳴液室の長さLが1.85[mm]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、上記式(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1,200[m/s]、液柱共鳴液室の長さLが1.85[mm]と、上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、上記式(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. 4 shows the shape of the standing wave of velocity and pressure fluctuation (resonance mode) when N = 1, 2, and 3. FIG. 5 shows the standing wave of velocity and pressure fluctuation when N = 4, 5. The shape (resonance mode) is shown. Originally, it is a dense wave (longitudinal wave), but 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. 4 (a) showing the case of a fixed end with N = 1, in the case of velocity distribution, the amplitude of the velocity distribution becomes zero at the closed end, and the amplitude becomes 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 an end at which the moving speed of the medium (liquid) in the longitudinal direction becomes zero, and conversely, the pressure becomes maximum. 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. 4 and 5 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 the resonance frequency appears at a position deviated from the position obtained from the above equation 3. However, stable ejection conditions 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 it is completely equivalent to the fixed ends on both sides. When N = 2 resonance mode is used, the most efficient resonance frequency is derived from the above equation (2) as 324 kHz. 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 there are wall surfaces at both ends using the same conditions as described above. Thus, when N = 4 resonance mode equivalent to the fixed ends on both sides is used, the most efficient resonance frequency is derived from the above formula (2) as 648 kHz, and even in the liquid column resonance liquid chamber having the same configuration, Higher order resonances can be used.

なお、図1及び図2に示す液滴形成ユニットの液滴吐出ヘッド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4の(b)及び図5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 head of the droplet forming unit shown in FIGS. 1 and 2 is an acoustically soft wall due to the fact that both ends are equivalent to the closed end state or due to the opening of the discharge hole. In order to increase the frequency, an end portion that can be explained as follows is preferable, but it is not limited to this 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. 4B and FIG. 5A 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 frame thickness. 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)
N × c / (4L) ≦ f ≦ N × c / (4Le) (Formula 4)
N × c / (4L) ≦ f ≦ (N + 1) × c / (4Le) (Formula 5)

なお、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さLと、液供給側の端部に最も近い吐出孔までの距離Leの比がLe/L>0.6であることが好ましい。   The ratio of the length L between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber to the distance Le to the discharge hole closest to the end on the liquid supply side is preferably Le / L> 0.6.

以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、図2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、2〜100個の間であることが好ましい。100個を超えた場合、100個の吐出孔19から所望のトナー液滴を形成させようとすると、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。また、複数の吐出孔19を開孔する場合、吐出孔間のピッチは20[μm]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20[μm]より大きい場合、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。   The liquid column resonance pressure standing wave is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 2 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, if a desired toner droplet is to be formed from 100 ejection holes 19, it is necessary to set a high voltage to the vibration generating means 20. The behavior becomes unstable. When the plurality of discharge holes 19 are opened, the pitch between the discharge holes is preferably 20 [μm] or more and not more than the length of the liquid column resonance liquid chamber. When the pitch between the discharge holes is larger 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, leading to deterioration in the toner particle size distribution.

次に、液滴形成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の様子について当該様子を示す図6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2に示す高さh2)に比して固定端となるフレームの高さ(図2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 state of the liquid column resonance phenomenon occurring in the liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge head in the droplet forming 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. Furthermore, 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. 2). On the other hand, since the height of the frame serving as the fixed end (height h1 shown in FIG. 2) is about twice or more, the approximate condition is that the liquid column resonance liquid chamber 18 is substantially fixed on both sides. The change in the velocity distribution and the pressure distribution over time is shown.

同図の(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、同図の(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。これらの同図の(a),(b)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、同図の(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トナー液滴21が吐出される。   (A) of the figure shows a pressure waveform and a velocity waveform in the liquid column resonance liquid chamber 18 when droplets are discharged. In FIG. 5B, the meniscus pressure increases again after the liquid is drawn immediately after the droplet is discharged. As shown in FIGS. 4A and 4B, 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 ejection hole 19 decreases, and the toner droplet 21 is ejected by moving in the negative pressure direction.

そして、同図の(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、同図の(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、同図の(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からトナー液滴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トナー液滴21が吐出孔19から連続的に吐出される。   And as shown in (d) of the figure, the pressure near the discharge hole 19 becomes the minimum. From this time, the filling of the toner composition liquid 14 into the liquid column resonance liquid chamber 18 starts. Thereafter, as shown in (e) of the figure, 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, again, as shown in FIG. 5A, the positive pressure in the droplet discharge region of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes maximum, and the toner 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 area to be discharged, the toner droplets 21 are continuously discharged from the discharge holes 19 according to 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2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1.85[mm]、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340[kHz]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7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8は駆動周波数290[kHz]〜395[kHz]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〜第四のノズルにおいて駆動周波数が340[kHz]付近では各ノズル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340[kHz]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8の特性結果から、第一モードである130[kHz]においての液滴吐出速度ピークと、第二モードである340[kHz]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 both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 in FIG. 2 is 1.85 [mm] and N = 2, and the first to fourth discharge holes are provided. FIG. 7 shows a state in which a discharge hole is arranged at the antinode of the N = 2 mode pressure standing wave and a discharge performed with a sine wave with a drive 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. 8 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 nozzles, the discharge speed from each nozzle is uniform and the maximum discharge speed when the drive frequency is around 340 [kHz]. From this characteristic result, it can be seen that, in the second mode of the liquid column resonance frequency, 340 [kHz], uniform discharge is realized at the antinode position of the liquid column resonance standing wave. Further, from the characteristic results of FIG. 8, the droplet is between the droplet discharge speed peak at 130 [kHz] which is the first mode and the droplet discharge 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 of the liquid column resonance that does not discharge is generated in the liquid column resonance liquid chamber.

次に、膜振動タイプの液滴吐出手段として、間接振動型吐出手段と直接振動型吐出手段について概説する。
図9は間接振動型吐出手段の構成を示す概略断面図である。同図において、図1と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す間接振動型吐出手段100は、複数の吐出孔19が形成された薄膜101と、この薄膜101を振動させる機械的振動手段102と、薄膜101と機械的振動手段102との間にトナー組成液14を供給する液流路7を形成するフレーム103とを備えている。トナー組成液14は図示されない原料収容器から液循環ポンプによって液供給管を通ってトナー組成液供給口6から供給され、液流路7を通り、トナー組成液排出口8から排出され、図示されない液戻り管を通って再び原料収容器に戻る。
Next, an indirect vibration type discharge means and a direct vibration type discharge means will be outlined as film vibration type droplet discharge means.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the indirect vibration type discharge means. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. The indirect vibration type discharge means 100 shown in the figure includes a thin film 101 in which a plurality of discharge holes 19 are formed, a mechanical vibration means 102 that vibrates the thin film 101, and between the thin film 101 and the mechanical vibration means 102. And a frame 103 that forms a liquid flow path 7 for supplying the toner composition liquid 14. The toner composition liquid 14 is supplied from a raw material container (not shown) through a liquid supply pipe by a liquid circulation pump from the toner composition liquid supply port 6, passes through the liquid flow path 7, and is discharged from the toner composition liquid discharge port 8. It returns to the raw material container again through the liquid return pipe.

複数の吐出孔19を有する薄膜101は、機械的振動手段102の振動面104に対して平行に設置されて、薄膜101の一部がフレーム103に接合固定されている。これにより、機械的振動手段102の振動方向とは実質的に垂直な位置関係となる。機械的振動手段102の振動発生手段20の上下面に電圧信号が付与されるように駆動回路105が設けられている。そして、駆動信号発生源106からの信号が振動発生手段20に付与されて機械的振動に変換される。電気信号を与える回路としては、表面を絶縁被覆されたリード線が適している。また、機械的振動手段102は後述する各種ホーン型振動子、ボルト締めランジュバン型振動子など、振動振幅の大きな素子を用いることが、効率的かつ安定なトナー生産には好適である。   The thin film 101 having a plurality of discharge holes 19 is installed in parallel to the vibration surface 104 of the mechanical vibration means 102, and a part of the thin film 101 is bonded and fixed to the frame 103. Thereby, the positional relationship is substantially perpendicular to the vibration direction of the mechanical vibration means 102. A drive circuit 105 is provided so that a voltage signal is applied to the upper and lower surfaces of the vibration generating means 20 of the mechanical vibration means 102. Then, a signal from the drive signal generation source 106 is applied to the vibration generating means 20 and converted into mechanical vibration. As a circuit for supplying an electric signal, a lead wire having an insulating coating on the surface is suitable. In addition, it is suitable for efficient and stable toner production that the mechanical vibration means 102 uses elements having a large vibration amplitude such as various horn type vibrators and bolted Langevin type vibrators described later.

また、機械的振動手段102は、振動を発生する振動発生手段20と、この振動発生手段20で発生した振動を増幅する振動増幅手段107とで構成されている。駆動信号発生源106から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が振動発生手段20の電極109間に印加されることによって、振動発生手段20に振動が励起される。この振動が振動増幅手段107で増幅され、薄膜101と平行に配置される振動面104が周期的に振動する。これにより、この振動面104の振動による周期的な圧力によって薄膜101が所要周波数で振動する。なお、図9の振動発生手段20は1つの振動発生部材108を電極109で挟んでいる構成になっているが、これを複数重ねた構造となっていても構わない。   The mechanical vibration unit 102 includes a vibration generation unit 20 that generates vibration and a vibration amplification unit 107 that amplifies the vibration generated by the vibration generation unit 20. When a drive voltage (drive signal) having a required frequency is applied between the electrodes 109 of the vibration generating means 20 from the drive signal generating source 106, vibration is excited in the vibration generating means 20. This vibration is amplified by the vibration amplification means 107, and the vibration surface 104 arranged in parallel with the thin film 101 vibrates periodically. As a result, the thin film 101 vibrates at a required frequency due to the periodic pressure caused by the vibration of the vibration surface 104. 9 has a configuration in which one vibration generating member 108 is sandwiched between electrodes 109, but a plurality of the members may be stacked.

この振動発生手段20としては、薄膜101に対して確実な縦振動を一定の周波数で与えることができるものであれば特に制限はなく、適宜選択して使用することができる。しかし、薄膜101を振動させることから、振動発生手段20の振動発生部材108にはバイモルフ型のたわみ振動の励起される圧電体が好ましい。圧電体は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する機能を有する。具体的には、電圧を印加することにより、たわみ振動が励起され、薄膜101を振動させることが可能となる。   The vibration generating means 20 is not particularly limited as long as it can apply a certain longitudinal vibration to the thin film 101 at a constant frequency, and can be appropriately selected and used. However, since the thin film 101 is vibrated, the vibration generating member 108 of the vibration generating means 20 is preferably a piezoelectric body in which bimorph type flexural vibration is excited. The piezoelectric body has a function of converting electrical energy into mechanical energy. Specifically, by applying a voltage, flexural vibration is excited and the thin film 101 can be vibrated.

撓み振動は、図11に示すように、薄膜101の中心で変位ΔLが最大(ΔLmax)となる断面形状となり、振動方向に周期的に上下振動する。薄膜101が周期的に上下振動することで吐出孔19からトナー液滴21が周期的に吐出することとなる。トナー液滴21が吐出できる薄膜101の速度範囲は図11のような関係があり、吐出可能な面積範囲は限られるため、この面積範囲に吐出孔19を形成することが望ましい。吐出孔19は図10に示すように薄膜101の中心部に配置されている。   As shown in FIG. 11, the bending vibration has a cross-sectional shape in which the displacement ΔL is maximum (ΔLmax) at the center of the thin film 101, and periodically vibrates in the vibration direction. As the thin film 101 periodically vibrates up and down, the toner droplets 21 are periodically ejected from the ejection holes 19. The speed range of the thin film 101 from which the toner droplets 21 can be ejected has a relationship as shown in FIG. 11, and the area range that can be ejected is limited. Therefore, it is desirable to form the ejection holes 19 in this area range. As shown in FIG. 10, the discharge hole 19 is disposed at the center of the thin film 101.

振動発生手段20を構成する振動発生部材108の圧電体としては、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が、一般に変位量が小さい為、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)等の圧電高分子や、水晶、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3、等の単結晶などが挙げられる。 Examples of the piezoelectric body of the vibration generating member 108 that constitutes the vibration generating means 20 include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT). There are many. 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.

機械的振動手段102は、吐出孔19を有する薄膜101に対して垂直方向の振動を与えるものであれば、どのような配置でもよいが、振動面104と薄膜101とは平行に配置される。   The mechanical vibration means 102 may be arranged in any way as long as it gives vibration in the vertical direction to the thin film 101 having the discharge holes 19, but the vibration surface 104 and the thin film 101 are arranged in parallel.

図示した例では振動発生手段20と振動増幅手段107で構成される機械的振動手段102としてホーン型振動子を用いている。このホーン型振動子は、圧電素子などの振動発生手段20の振幅を振動増幅手段107で増幅することができるため、機械的振動を発生する振動発生手段20自体は小さな振動でよく、機械的負荷が軽減するために生産装置としての長寿命化につながる。ホーン型振動子としては、公知の代表的なホーン形状でよく。目的に合わせて適宜形状を選択することができる。また、振動発生手段20としては、特に高強度なボルト締めランジュバン型振動子を用いることもできる。このボルト締めランジュバン型振動子は圧電セラミックスが機械的に結合されており、高振幅励振時に破損することがない。   In the illustrated example, a horn type vibrator is used as the mechanical vibration means 102 including the vibration generation means 20 and the vibration amplification means 107. Since this horn type vibrator can amplify the amplitude of the vibration generating means 20 such as a piezoelectric element by the vibration amplifying means 107, the vibration generating means 20 itself for generating mechanical vibration may be a small vibration and a mechanical load. Therefore, it will lead to longer life as a production device. As the horn type vibrator, a known typical horn shape may be used. The shape can be appropriately selected according to the purpose. Further, as the vibration generating means 20, a particularly high-strength bolted Langevin type vibrator can be used. This bolted Langevin type vibrator is mechanically coupled with piezoelectric ceramics and will not be damaged during high amplitude excitation.

機械的振動手段102の大きさは、発振振動数の減少に伴い大きくなることが一般的であり、必要な周波数に応じて、適宜振動手段に直接穴あけ加工を施し貯留部を設けることができる。また、貯留部全体を効率的に振動させることも可能である。   The size of the mechanical vibration means 102 is generally increased as the oscillation frequency is decreased. Depending on the required frequency, the vibration means can be directly drilled to provide a reservoir. It is also possible to vibrate the entire storage part efficiently.

図12は直接振動型吐出手段の構成を示す概略断面図である。同図において、図9と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す直接振動型吐出手段200は、少なくともトナー液滴21を吐出させる吐出孔19を備えた薄膜101と、薄膜101を振動させるための円環状振動発生手段201と、トナー組成液14を供給する流路7を設けたフレーム103とを備えている。トナー組成液14は図示されない原料収容器から液循環ポンプによって液供給管を通ってトナー組成液供給口6から供給される。そして、トナー組成液14は流路7を通り、トナー組成液排出口8から排出され、図示されない液戻り管を通って再び原料収容器に戻る。   FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the direct vibration type discharge means. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same components. The direct vibration type discharge means 200 shown in the figure includes a thin film 101 provided with at least a discharge hole 19 for discharging a toner droplet 21, an annular vibration generating means 201 for vibrating the thin film 101, and a toner composition liquid 14. And a frame 103 provided with a flow path 7 to be supplied. The toner composition liquid 14 is supplied from a raw material container (not shown) through a liquid supply pipe by a liquid circulation pump from the toner composition liquid supply port 6. The toner composition liquid 14 passes through the flow path 7, is discharged from the toner composition liquid discharge port 8, and returns to the raw material container again through a liquid return pipe (not shown).

薄膜101は、外周部をフレーム103に接合固定している。円環状振動発生手段201は、この薄膜101の吐出孔19を設けた領域の周囲に配されている。この円環状振動発生手段201は、円環状圧電体202と電極109によって構成されている。電極109に駆動回路105を通じて駆動信号発生源106から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が印加される。これにより、例えば撓み振動を発生する。円環状圧電体202の種類や電極109は間接振動型吐出手段100で用いるものと同じものを用いることができる。   The thin film 101 is bonded and fixed to the frame 103 at the outer periphery. The annular vibration generating means 201 is arranged around the area where the discharge holes 19 of the thin film 101 are provided. The annular vibration generating means 201 includes an annular piezoelectric body 202 and an electrode 109. A drive voltage (drive signal) having a required frequency is applied to the electrode 109 from the drive signal generation source 106 through the drive circuit 105. Thereby, for example, bending vibration is generated. As the kind of the annular piezoelectric body 202 and the electrode 109, the same one as that used in the indirect vibration type ejection unit 100 can be used.

撓み振動は間接振動型吐出手段100と同様に、図11のように薄膜の中心で変位ΔLが最大(ΔLmax)となる断面形状となり、振動方向に周期的に上下振動する。膜が周期的に上下振動することで吐出孔19からトナー液滴21が周期的に吐出される。トナー液滴21が吐出できる薄膜101の速度範囲は図11のような関係があり、吐出可能な面積範囲は限られるため、この面積範囲に吐出孔19を形成することが望ましい。吐出孔19は図13に示すように薄膜101及び円環状振動手段201の中心部に配置されている。   Similar to the indirect vibration type ejection unit 100, the bending vibration has a cross-sectional shape in which the displacement ΔL is maximum (ΔLmax) at the center of the thin film as shown in FIG. 11, and periodically vibrates in the vibration direction. The toner droplets 21 are periodically ejected from the ejection holes 19 by periodically vibrating the film. The speed range of the thin film 101 from which the toner droplets 21 can be ejected has a relationship as shown in FIG. 11, and the area range that can be ejected is limited. Therefore, it is desirable to form the ejection holes 19 in this area range. As shown in FIG. 13, the discharge hole 19 is disposed at the center of the thin film 101 and the annular vibration means 201.

(液滴形成メカニズム)
次に、間接振動型液滴吐出手段100及び直接振動型液滴吐出手段200による液滴形成のメカニズムについて概説する。
上述したような、いずれの液滴吐出手段によれば、流路7に臨む複数の吐出孔19を有する薄膜101に振動発生手段によって発生した振動を伝播させて、薄膜101を周期的に振動させる。そして、比較的大面積の領域に複数の吐出孔19を配置し、それら複数の吐出孔19より液滴を周期的に、安定に形成して放出することができる。
(Droplet formation mechanism)
Next, the mechanism of droplet formation by the indirect vibration type droplet discharge means 100 and the direct vibration type droplet discharge means 200 will be outlined.
According to any of the droplet discharge means as described above, the thin film 101 having a plurality of discharge holes 19 facing the flow path 7 is propagated to the thin film 101 to vibrate the thin film 101 periodically. . A plurality of discharge holes 19 are arranged in a relatively large area, and droplets can be periodically formed and discharged stably from the plurality of discharge holes 19.

円形薄膜の振動により、円形膜各所に設けられたノズル近傍の液体には、膜の振動速度Vmに比例した音圧Pacが発生する。音圧は、媒質(トナー組成液)の放射インピーダンスZrの反作用として生じることが知られており、音圧は、放射インピーダンスと膜振動速度Vmの積で下記式(6)の方程式を用いて表される。
Pac(r,t)=Zr・Vm(r,t) ・・・(式6)
膜の振動速度Vmは時間とともに周期的に変動しているため時間(t)の関数であり、例えばサイン波形、矩形波形など、様々な周期変動を形成することが可能である。また、前述のとおり膜の各所で振動方向の振動変位は異なっており、Vmは、膜上の位置座標の関数でもある。ここで用いられる膜の振動形態は、上述のとおり軸対象である。したがって、実質的には半径(r)座標の関数となる。
Due to the vibration of the circular thin film, a sound pressure Pac proportional to the vibration speed Vm of the film is generated in the liquid in the vicinity of the nozzles provided in the circular film. It is known that the sound pressure is generated as a reaction of the radiation impedance Zr of the medium (toner composition liquid), and the sound pressure is a product of the radiation impedance and the membrane vibration velocity Vm using the equation (6) below. Is done.
Pac (r, t) = Zr · Vm (r, t) (Formula 6)
Since the vibration velocity Vm of the film varies periodically with time, it is a function of time (t), and various periodic variations such as a sine waveform and a rectangular waveform can be formed. Further, as described above, the vibration displacement in the vibration direction is different in each part of the film, and Vm is also a function of the position coordinates on the film. As described above, the vibration mode of the film used here is an axial object. Therefore, it is substantially a function of the radius (r) coordinate.

以上のように、分布を持った膜の振動変位速度に対して、それに比例する音圧が発生し、音圧の周期的変化に対応してトナー組成液が、気相へ吐出される。気相へ周期的に排出されたトナー組成液は、液相と気相との表面張力差によって球体を形成するため、液滴化が周期的に発生する。   As described above, a sound pressure proportional to the vibration displacement speed of the distributed film is generated, and the toner composition liquid is discharged into the gas phase in response to the periodic change of the sound pressure. Since the toner composition liquid periodically discharged to the gas phase forms a sphere due to a difference in surface tension between the liquid phase and the gas phase, droplet formation occurs periodically.

液滴化を可能とする膜の振動周波数としては20kHz〜2.0MHzの領域が用いられ、50kHz〜500kHzの範囲がより好適に用いられる。20kHz以上の振動周期であれば、液体の励振によって、トナー組成液中の顔料やワックスなどの微粒子の分散が促進される。更には、前記音圧の変位量が、10kPa以上となることによって、上述の微粒子分散促進作用がより好適に発生する。   As the vibration frequency of the film that enables droplet formation, a region of 20 kHz to 2.0 MHz is used, and a range of 50 kHz to 500 kHz is more preferably used. If the vibration period is 20 kHz or more, the dispersion of fine particles such as pigment and wax in the toner composition liquid is promoted by the excitation of the liquid. Furthermore, when the displacement amount of the sound pressure is 10 kPa or more, the above-described fine particle dispersion promoting action is more preferably generated.

(複数のノズルを有する薄膜)
吐出孔19を有する薄膜101は、先にも述べたように、トナー組成物の溶解乃至分散液を、吐出させて液滴とする部材である。この薄膜101の材質、吐出孔19の形状としては、特に制限はなく、適宜選択した形状とすることができる。例えば、薄膜101は厚み5〜500μmの金属板で形成され、かつ吐出孔19の開口径が3〜30μmであることが、吐出孔19からトナー組成液14のトナー液滴21を噴射させるときに、極めて均一な粒子径を有する微小液滴を発生させる観点から好ましい。なお、吐出孔19の開口径は、真円であれば直径を意味し、楕円であれば短径を意味する。また、複数の吐出孔19の個数は、2〜3000個が好ましい。吐出孔19の断面形状は間接振動型液滴吐出手段を示す図9や直接振動型液滴吐出手段を示す図12においては吐出孔19の開口部と接液面とで大きさが変わらない形状として記載されているが、適宜断面形状を変更することができる。
(Thin film with multiple nozzles)
As described above, the thin film 101 having the discharge holes 19 is a member that discharges the dissolved or dispersed liquid of the toner composition to form droplets. There is no restriction | limiting in particular as the material of this thin film 101, and the shape of the discharge hole 19, It can be set as the shape selected suitably. For example, when the thin film 101 is formed of a metal plate having a thickness of 5 to 500 μm and the opening diameter of the discharge hole 19 is 3 to 30 μm, the toner droplet 21 of the toner composition liquid 14 is ejected from the discharge hole 19. From the viewpoint of generating fine droplets having a very uniform particle size. The opening diameter of the discharge hole 19 means a diameter if it is a perfect circle, and means a short diameter if it is an ellipse. The number of the plurality of discharge holes 19 is preferably 2 to 3000. The cross-sectional shape of the discharge hole 19 is a shape in which the size does not change between the opening of the discharge hole 19 and the liquid contact surface in FIG. 9 showing the indirect vibration type droplet discharge unit and FIG. 12 showing the direct vibration type droplet discharge unit. However, the cross-sectional shape can be changed as appropriate.

図14は吐出孔の断面形状の一例を示す断面図である。同図の(a)は吐出孔19の接液面から吐出口に向かってラウンド形状を持ちながら開口径が狭くなるような形状である。薄膜101が振動した際に吐出孔19の出口付近で液にかかる圧力が最大となるため、吐出の安定化に際しては最も好ましい形状である。同図の(b)は吐出孔19の接液面から吐出口に向かって一定のノズル角度301を持って開口径が狭くなるような形状である。このノズル角度301は適宜変更することができる。同図の(a)と同様にノズル角度301によって薄膜101が振動したときの吐出孔19の出口付近で液にかかる圧力を高めることができるが、そのノズル角度の範囲は60〜90°が好ましい。60°より小さいと液に圧力がかかりにくく、さらに薄膜101の加工もし難いため好ましくない。ノズル角度301が90°である場合は同図の(c)が相当するが出口に圧力がかかりにくくなるため、90°が最大値となる。91°以上は孔12の出口に圧力がかからなくなるため、液滴吐出が非常に不安定化する。同図の(d)は同図の(a)と同図の(c)を組み合わせた形状である。このように段階的に形状を変更しても構わない。   FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional shape of the discharge hole. (A) of the figure is a shape in which the opening diameter becomes narrow while having a round shape from the liquid contact surface of the discharge hole 19 toward the discharge port. When the thin film 101 vibrates, the pressure applied to the liquid is maximized in the vicinity of the outlet of the discharge hole 19, which is the most preferable shape for stabilizing discharge. FIG. 6B shows a shape in which the opening diameter becomes narrower with a certain nozzle angle 301 from the liquid contact surface of the discharge hole 19 toward the discharge port. The nozzle angle 301 can be changed as appropriate. Similarly to (a) of the figure, the pressure applied to the liquid can be increased in the vicinity of the outlet of the discharge hole 19 when the thin film 101 is vibrated by the nozzle angle 301, but the range of the nozzle angle is preferably 60 to 90 °. . If it is less than 60 °, it is difficult to apply pressure to the liquid, and it is also difficult to process the thin film 101, which is not preferable. When the nozzle angle 301 is 90 °, (c) in the figure corresponds, but it is difficult to apply pressure to the outlet, so 90 ° is the maximum value. If the angle is 91 ° or more, no pressure is applied to the outlet of the hole 12, so that the droplet discharge becomes very unstable. (D) in the figure is a combination of (a) in the figure and (c) in the figure. In this way, the shape may be changed step by step.

先に説明した液滴吐出手段から気体中に吐出させたトナー組成液の液滴を乾燥させた後に、捕集することで本発明のトナーを得ることができる。ここでは乾燥及び捕集を行う手段について概説する。   The toner of the present invention can be obtained by drying and collecting the droplets of the toner composition liquid discharged into the gas from the droplet discharge means described above. This section outlines the means for drying and collecting.

図15はトナーの製造方法を実施する装置の一例の構成を示す概略図である。トナー製造装置1は、主に、液滴吐出手段2及び乾燥捕集ユニット400を含んで構成されている。液滴吐出手段2は、前述のように幾つかの方式の液滴吐出手段を適宜用いることができる。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に収容されているトナー組成液14を通す液供給管16と、原料収容器13に戻す液戻り管22とが接続されている。また、液供給管16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が連結されて、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には圧力測定器P1が、乾燥捕集ユニットには圧力測定器P2がそれぞれ設けられている。液滴吐出手段2への送液圧力及び乾燥捕集ユニット内の圧力は圧力測定器P1、P2によって管理される。このときに、(圧力測定器P1の圧力値P1)>(圧力測定器P2の圧力値P2)の関係であると、トナー組成液14が吐出孔(図示せず)から染み出す恐れがある。逆に、圧力値P1<圧力値P2の場合には液滴吐出手段2に吐出孔から気体が入り、吐出が停止する恐れがある。そのため、圧力値P1≒圧力値P2があることが望ましい。つまり、液滴吐出手段2と気相内の圧力状態が均等に保たれていることが望ましい。   FIG. 15 is a schematic view showing the configuration of an example of an apparatus for carrying out the toner manufacturing method. The toner manufacturing apparatus 1 mainly includes a droplet discharge means 2 and a dry collection unit 400. As described above, the droplet discharge means 2 can appropriately use several types of droplet discharge means. Connected to the droplet discharge means 2 are a liquid supply pipe 16 through which the toner composition liquid 14 accommodated in the raw material container 13 that stores the toner composition liquid 14 and a liquid return pipe 22 that returns to the raw material container 13. ing. 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 supply pipe 16 is connected, so that the toner composition liquid 14 is discharged as needed from the droplet discharge means 2. Can supply. The liquid supply pipe 16 is provided with a pressure measuring device P1, and the dry collection unit is provided with a pressure measuring device P2. The liquid supply pressure to the droplet discharge means 2 and the pressure in the dry collection unit are managed by pressure measuring devices P1 and P2. At this time, if the relationship of (pressure value P1 of the pressure measuring device P1)> (pressure value P2 of the pressure measuring device P2) is satisfied, the toner composition liquid 14 may ooze out from the ejection hole (not shown). On the contrary, when the pressure value P1 <the pressure value P2, there is a possibility that gas enters the droplet discharge means 2 from the discharge hole and the discharge stops. For this reason, it is desirable that the pressure value P1≈the pressure value P2. That is, it is desirable that the pressure state in the droplet discharge means 2 and the gas phase is kept uniform.

図15に示す乾燥捕集ユニット400は、チャンバ401、トナー捕集手段402及びトナー貯留部403を含んで構成されている。乾燥工程のメカニズムを以下で示す。トナー組成液14で構成されたトナー液滴21は液滴吐出手段2から吐出された直後は液体の状態であるが、チャンバ内を搬送される間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し、液体から固体に変化する。このような状態ではもはや粒子同士が接触しても合一は生じないため、トナー捕集手段402によってトナー粉体として回収することができ、トナー貯留部403に格納することができる。トナー貯留部403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。   A dry collection unit 400 shown in FIG. 15 includes a chamber 401, a toner collection unit 402, and a toner storage unit 403. The mechanism of the drying process is shown below. The toner droplet 21 composed of the toner composition liquid 14 is in a liquid state immediately after being ejected from the droplet ejection means 2, but the volatile solvent contained in the toner composition liquid is volatilized while being transported in the chamber. As a result, drying proceeds and the liquid changes to a solid. In such a state, even if the particles are brought into contact with each other, coalescence does not occur any more, so that the toner collecting unit 402 can collect the toner powder and store it in the toner storage unit 403. The toner stored in the toner storage unit 403 is further dried in another process as necessary.

チャンバ401内では、搬送気流導入口404から作られる下降気流の搬送気流が形成されている。液滴吐出手段2から吐出されたトナー液滴21は、重力よってのみではなく、搬送気流によっても下方に向けて搬送されるため、噴射されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速されることを抑制できる。これにより、トナー液滴21を連続的に噴射したときに、前に噴射されたトナー液滴21が乾燥する前に空気抵抗によって減速し、後に噴射されたトナー液滴21が前に噴射されたトナー液滴21に追い付く。そして、トナー液滴21同士が合一して一体となり、トナー液滴21の粒径が大きくなることを抑制できる。図15では液滴吐出手段2は重力方向に向かってトナー液滴21を吐出しているが、必ずしもその必要はなく、吐出させる角度は適宜選択できる。なお、気流発生手段として、チャンバ401上部の搬送気流導入口404に送風機を設けて加圧する方法と、搬送気流排出口405より吸引する方法のいずれを採用することもできる。トナー捕集手段402としては公知の捕集装置を用いることができ、サイクロン捕集機やバックフィルタ等を用いることができる。   In the chamber 401, a descending carrier airflow created from the carrier airflow inlet 404 is formed. Since the toner droplet 21 ejected from the droplet ejection means 2 is transported downward not only by gravity but also by a transport airflow, the ejected toner droplet 21 is decelerated by air resistance. Can be suppressed. Accordingly, when the toner droplets 21 are continuously ejected, the toner droplets 21 ejected before are decelerated by air resistance before drying, and the toner droplets 21 ejected later are ejected before. It catches up with the toner droplet 21. Then, it is possible to prevent the toner droplets 21 from being united and united and the toner droplets 21 to have a large particle size. In FIG. 15, the droplet discharge means 2 discharges the toner droplet 21 in the direction of gravity, but this is not always necessary, and the discharge angle can be selected as appropriate. As the air flow generation means, either a method of providing a blower at the transport air flow inlet 404 at the top of the chamber 401 and pressurizing, or a method of suctioning from the transport air flow outlet 405 can be employed. As the toner collecting means 402, a known collecting device can be used, and a cyclone collecting machine, a back filter, or the like can be used.

搬送気流はトナー液滴21同士の合一を抑制することができれば、特に気流の状態として限定されることは無く層流や旋回流や乱流であっても構わない。搬送気流を構成する気体の種類は特に限定は無く、空気であっても窒素等の不燃性気体を用いても良い。前述のようにトナー液滴21が乾燥することで合一しなくなる性質があるために、トナー液滴21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14に含まれる溶剤の蒸気を含まないことが望ましい。また、搬送気流101の温度は適宜調整可能であり、生産時において変動の無いことが望ましい。また、チャンバ401内に搬送気流の気流状態を変えるような手段をとっても構わない。搬送気流はトナー液滴21同士の合一を防止すだけでなく、液滴がチャンバ401に付着することを防止することに用いても良い。   The conveying airflow is not particularly limited as a state of the airflow as long as the coalescence of the toner droplets 21 can be suppressed, and may be a laminar flow, a swirl flow, or a turbulent flow. There are no particular limitations on the type of gas constituting the carrier airflow, and air or a nonflammable gas such as nitrogen may be used. As described above, since the toner droplets 21 do not coalesce when dried, it is preferable to have conditions that can promote drying of the toner droplets 21. For this reason, it is desirable that the solvent vapor contained in the toner composition liquid 14 is not included. Moreover, the temperature of the conveyance airflow 101 can be adjusted as appropriate, and it is desirable that there is no fluctuation during production. Further, a means for changing the airflow state of the carrier airflow in the chamber 401 may be taken. The carrier airflow may be used not only to prevent the toner droplets 21 from coalescing but also to prevent the droplets from adhering to the chamber 401.

以上説明したように、液滴乾燥捕集手段では合一を搬送気流によって抑えているが、これが充分でない場合は更なる合一防止手段を取り入れることもできる。合一防止手段としては、液滴吐出手段付近での補助搬送気流の導入や、液滴への同一極性の帯電、および電界制御等が挙げられ、適宜用いることができる。   As described above, in the droplet drying and collecting means, coalescence is suppressed by the conveying airflow, but if this is not sufficient, further coalescence prevention means can be incorporated. Examples of the coalescence prevention means include introduction of an auxiliary transport airflow in the vicinity of the droplet discharge means, charging of the same polarity to the droplets, electric field control, and the like, which can be used as appropriate.

図16は1つの補助搬送気流による合一防止手段の構成を示す概略断面図である。液滴吐出手段2の周りにはシュラウド501が配置されており、その一部に補助搬送気流導入口502が配置されている。補助搬送気流導入口502から導入された気体はシュラウド501によって形成された気流通路12を通って液滴吐出手段2の吐出孔19の周辺に補助搬送気流503が作られる。ただし、補助搬送気流503は補助搬送気流導入口502から導入されるだけでなく、搬送気流排出口から引圧で引かれた気体により生ずることもある。液滴吐出手段2から吐出されたトナー液滴21は順次補助搬送気流503によって、液滴吐出手段2の近傍においては速度を落とすことなく移動するので、液滴同士の合一の頻度はきわめて低く抑えることができる。補助搬送気流503の速度は液滴吐出手段2から吐出された直後の液滴速度に対して同じか早いことが望ましく、それより遅い場合は逆効果となる場合もある。   FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the coalescence prevention means using one auxiliary transport airflow. A shroud 501 is disposed around the droplet discharge means 2, and an auxiliary transport airflow inlet 502 is disposed in a part of the shroud 501. The gas introduced from the auxiliary conveyance airflow inlet 502 passes through the airflow passage 12 formed by the shroud 501, and an auxiliary conveyance airflow 503 is created around the discharge hole 19 of the droplet discharge means 2. However, the auxiliary transport airflow 503 is not only introduced from the auxiliary transport airflow introduction port 502, but may also be generated by gas drawn by the suction pressure from the transport airflow discharge port. The toner droplets 21 discharged from the droplet discharge means 2 are moved in the vicinity of the droplet discharge means 2 by the auxiliary transport airflow 503 in order without decreasing the speed, so that the frequency of coalescence of the droplets is extremely low. Can be suppressed. The speed of the auxiliary transport airflow 503 is desirably the same as or faster than the droplet velocity immediately after being ejected from the droplet ejecting means 2, and if it is slower than that, there may be an adverse effect.

図16に示すように、補助搬送気流503はトナー液滴21の進行方向と同一であることが望ましいが、合一を防ぐことができれば液滴吐出方向と補助搬送気流の方向が同じである必要は無い。シュラウド501の形状は図16に示すように液滴吐出手段2の吐出孔19付近で開口部を絞ることによって流速を制御しても良いが、絞りを持たせなくても良適宜選択できる。補助搬送気流503を構成する気体の種類は特に限定は無く、空気であっても窒素等の不燃性気体を用いても良い。   As shown in FIG. 16, the auxiliary transport airflow 503 is preferably the same as the traveling direction of the toner droplets 21, but the droplet discharge direction and the auxiliary transport airflow direction need to be the same if coalescence can be prevented. There is no. As shown in FIG. 16, the shape of the shroud 501 may be controlled by narrowing the opening in the vicinity of the discharge hole 19 of the droplet discharge means 2, but may be appropriately selected without having a restriction. There is no particular limitation on the type of gas constituting the auxiliary conveying airflow 503, and air or a nonflammable gas such as nitrogen may be used.

図17は本実施形態の2つの補助搬送気流による合一防止手段の構成を示す概略断面図である。液滴吐出手段2の周りにはシュラウド501が2段に配置されている。各補助搬送気流導入口502から導入された気体は、各シュラウド501によって形成された気流通路12を通って液滴吐出手段2の吐出孔19の周辺に補助搬送気流503がそれぞれ作られる。液滴吐出手段2から吐出されたトナー液滴21は、第1段目の補助搬送気流503によって液滴吐出手段2の近傍においては速度を落とすことなく移動し、更に第2段目の補助搬送気流503によって速度を落とすことなく移動する。このため、乾燥領域に至ってトナー液滴21が固化するまでトナー液滴21の速度は維持され、液滴同士の合一の頻度はきわめて低く抑えることができる。このようにして捕集したトナーの粒径分布を示す図18からわかるように、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。これは前述のように吐出されたトナー液滴21が合一することなく、単一粒径のトナー粒子が乾燥して得られていることを示すものである。なお、本実施形態では2つの補助搬送気流による合一防止手段を設けたが、3つ以上の補助搬送気流を気相内に供給する構成でもよい。   FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the uniting prevention means by the two auxiliary transport airflows of the present embodiment. Around the droplet discharge means 2, shrouds 501 are arranged in two stages. The gas introduced from each auxiliary transport airflow inlet 502 passes through the airflow passage 12 formed by each shroud 501 and creates an auxiliary transport airflow 503 around the discharge hole 19 of the droplet discharge means 2. The toner droplet 21 discharged from the droplet discharge means 2 is moved near the droplet discharge means 2 by the first-stage auxiliary conveyance air flow 503 without decreasing the speed, and further, the second-stage auxiliary conveyance is performed. The airflow 503 moves without reducing the speed. For this reason, the speed of the toner droplet 21 is maintained until the toner droplet 21 is solidified by reaching the dry region, and the frequency of coalescence of the droplets can be kept extremely low. As can be seen from FIG. 18 showing the particle size distribution of the toner collected in this manner, it can be seen that there are almost only toner particles having a single particle size. This indicates that toner particles having a single particle diameter are obtained by drying without causing the toner droplets 21 discharged as described above to coalesce. In the present embodiment, the unit for preventing unification by two auxiliary transport airflows is provided, but a configuration in which three or more auxiliary transport airflows are supplied into the gas phase may be employed.

一方で、液敵状態が合一した場合の捕集したトナーの粒径分布を示す図19からわかるように、微量の搬送気流や補助搬送気流を用いていないだけで他の構成や条件等は図18におけるものと同じとする。液滴吐出手段2から吐出したトナー液滴21は空気抵抗を受けて吐出速度が急速に低下し、かつ自然落下を始める。吐出速度が低下すると液滴間距離が短くなり、やがては液滴間の合一を生じるようになる。また、合一した粒子は空気抵抗が増し、乾燥も遅れるために更に別の液滴と合一を引き起こすようになる。そして、数個の液滴が合一する場合もあり、これが乾燥すると合一した後に乾燥した粒子を生じ、結果として得られるトナーの粒径分布は広くなる。図19に示す粒径分布は捕集したトナーの一例であるが、図中の基本粒径と示したピークを構成する乾燥粒子は合一しなかったトナー液滴21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トナー液滴21が吐出後に合一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、それ以上の合一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。ここで、粒径分布測定はフロー式粒子像解析装置(シスメックス社 FPIA−2000)を用い解析を行うことができる。粒度分布としては体積平均粒子径(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はDv/Dn=1.15〜1.25程度である。また、重合トナーはDv/Dn=1.10〜1.15程度である。本発明のトナーはDv/Dn=1.15以下とすることで印刷品質に効果が確認されており、より好ましくはDv/Dn=1.10以下である。電子写真システムにおいては粒径分布が狭いことが現像工程、転写工程、定着工程に求められるため、このような粒径分布の広がりは望ましくない。また、安定的に高精細な画質を得るためにはDv/Dn=1.15以下が望ましく、より高精細な画像を得るためにはDv/Dn=1.10以下がよい。   On the other hand, as can be seen from FIG. 19 showing the particle size distribution of the collected toner when the liquid enemy state is united, other configurations and conditions are not merely using a small amount of carrier airflow or auxiliary carrier airflow. The same as in FIG. The toner droplet 21 discharged from the droplet discharge means 2 receives air resistance, the discharge speed rapidly decreases, and starts to fall naturally. When the discharge speed is lowered, the distance between the droplets is shortened, and eventually the coalescence between the droplets occurs. In addition, the coalesced particles have increased air resistance and are delayed in drying, so that they coalesce with other droplets. And several droplets may coalesce, and when they are dried, they coalesce and produce dried particles, resulting in a broader particle size distribution of the toner. The particle size distribution shown in FIG. 19 is an example of the collected toner, but the dry particles constituting the basic particle size and the peak shown in FIG. is there. The dry particles forming the peak described as twice are those obtained by drying and solidifying after the toner droplets 21 are merged after ejection. Similarly, it can be inferred from the particle size distribution measurement results that unification of 3 times, 4 times, or more is proceeding. Here, the particle size distribution measurement can be performed using a flow type particle image analyzer (Sysmex Corp. FPIA-2000). The particle size distribution can be compared by the ratio of the volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn), and can be expressed by 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. A general pulverized toner has Dv / Dn = 1.15 to 1.25. The polymerized toner has a Dv / Dn of about 1.10 to 1.15. The toner of the present invention is confirmed to have an effect on print quality by setting Dv / Dn = 1.15 or less, more preferably Dv / Dn = 1.10 or less. In an electrophotographic system, a narrow particle size distribution is required for the development process, the transfer process, and the fixing process. Also, Dv / Dn = 1.15 or less is desirable for stably obtaining a high-definition image, and Dv / Dn = 1.10 or less is desirable for obtaining a higher-definition image.

必要に応じて、さらに流動床乾燥や真空乾燥といった二次乾燥が行われる。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。そのため、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。   If necessary, secondary drying such as fluidized bed drying or vacuum drying is further performed. When the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixing property, and charging characteristics change with time, but also the organic solvent volatilizes during fixing by heating. Therefore, the possibility of adverse effects on the user and peripheral equipment is increased, and therefore sufficient drying is performed.

次に、微粒子の一例として本発明に係る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、本発明を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、粒度分布が単分散なものが得られる。
Next, the toner according to the present invention will be described as an example of fine particles.
The toner according to the present invention is a toner manufactured by a toner manufacturing method to which the present invention is applied as in the above-described toner manufacturing apparatus according to the present embodiment. can get.

具体的には、トナーの粒度分布(重量平均粒径/数平均粒径)としては、1.00〜1.15の範囲内にあるのが好ましい。より好ましくは1.00〜1.05である。また、重量平均粒径としては、1〜20[μm]の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは3〜10[μm]である。   Specifically, the particle size distribution (weight average particle diameter / number average particle diameter) of the toner is preferably in the range of 1.00 to 1.15. More preferably, it is 1.00 to 1.05. Moreover, as a weight average particle diameter, it is preferable to exist in the range of 1-20 [micrometer], More preferably, it is 3-10 [micrometer].

次に、本発明で使用できるトナー材料について説明する。先ず、前述したようにトナー組成物を溶媒に分散、溶解させたトナー組成液について説明する。
トナー材料としては、従来の電子写真用トナーと全く同じ物が使用できる。すなわち、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、かつ、離型剤を分散又は溶解し、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. First, a toner composition liquid in which a toner composition is dispersed and dissolved in a solvent as described above will be described.
As the toner material, the same material as that of a conventional electrophotographic toner 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 a release agent is dispersed or dissolved. The target toner particles can be produced by drying and solidifying into fine droplets by the toner production method.

〔トナー用材料〕
トナー用材料としては、少なくとも樹脂、着色剤およびワックスを含有し、必要に応じて、帯電調整剤、添加剤およびその他の成分を含有する。
[Toner material]
The toner material contains at least a resin, a colorant, and a wax, and if necessary, a charge adjusting agent, an additive, and other components.

〔樹脂〕
樹脂としては、少なくとも結着樹脂が挙げられる。
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。
〔resin〕
Examples of the resin include at least a binder resin.
The binder resin is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used. For example, vinyl such as styrene monomer, acrylic monomer, methacrylic monomer, etc. 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, etc.

スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フエニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−アミルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロロスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレン等のスチレン、又はその誘導体、などが挙げられる。   Examples of the styrene monomer include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-phenyl styrene, p-ethyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, pn-amyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, Examples thereof include styrene such as p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, and p-nitrostyrene, or derivatives thereof.

アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸、あるいはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ドデシル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸、又はそのエステル類、などが挙げられる。   Examples of acrylic monomers include acrylic acid, or methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, n-dodecyl acrylate, and acrylic acid. Examples include 2-ethylhexyl, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, acrylic acid such as phenyl acrylate, or esters thereof.

メタクリル系単量体としては、例えば、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−ドデシル、メタクリル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸又はそのエステル類、などが挙げられる。   Examples of the methacrylic monomer include methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, and methacrylic acid 2 -Ethylhexyl, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, methacrylic acid such as dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate or esters thereof, and the like.

前記ビニル重合体、又は共重合体を形成する他のモノマーの例としては、以下の(1)〜(18)が挙げられる。(1)エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフイン類;(2)ブタジエン、イソプレン等のポリエン類;(3)塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;(4)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;(5)ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;(6)ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(7)N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;(8)、ビニルナフタリン類;(9)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等;(10)マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;(11)マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;(12)マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、アルケニルコハク酸モノメチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、メサコン酸モノメチルエステルの如き不飽和二塩基酸のモノエステル;(13)ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;(14)クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;(15)クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物;(16)該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物、アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマー;(17)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;(18)4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルへキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマー。   The following (1)-(18) is mentioned as an example of the other monomer which forms the said vinyl polymer or a copolymer. (1) Monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; (2) Polyenes such as butadiene and isoprene; (3) Vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; (4) Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate; (5) Vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; (6) Vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl. Vinyl ketones such as isopropenyl ketone; (7) N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone; (8), vinyl naphthalenes; (9) acrylonitrile, Such as methacrylonitrile, acrylamide, etc. (10) unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; (11) maleic anhydride, citraconic anhydride, Unsaturated dibasic acid anhydrides such as itaconic anhydride and alkenyl succinic anhydride; (12) maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, maleic acid monobutyl ester, citraconic acid monomethyl ester, citraconic acid monoethyl ester Monoesters of unsaturated dibasic acids such as citraconic acid monobutyl ester, itaconic acid monomethyl ester, alkenyl succinic acid monomethyl ester, fumaric acid monomethyl ester, mesaconic acid monomethyl ester; (13) dimethylmaleic acid, dimethylfumaric acid, etc. (14) α, β-unsaturated acids such as crotonic acid and cinnamic acid; (15) α, β-unsaturated acid anhydrides such as crotonic acid anhydride and cinnamic anhydride; 16) Monomers having a carboxyl group such as anhydrides of the α, β-unsaturated acids and lower fatty acids, alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, acid anhydrides and monoesters thereof; ) Acrylic acid or methacrylic acid hydroxyalkyl esters such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate; (18) 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene, 4- (1 -Hydroxy-1-methylhexyl) monomers having a hydroxy group such as styrene.

本発明に係るトナーにおいて、結着樹脂のビニル重合体、又は共重合体は、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤としては、芳香族ジビニル化合物として、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、などが挙げられる。アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6へキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、などが挙げられる。エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの、などが挙げられる。   In the toner according to the present invention, the vinyl polymer or copolymer of the binder resin may have a crosslinked structure crosslinked with a crosslinking agent having two or more vinyl groups. Examples of the crosslinking agent used in this case include aromatic vinyl vinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene. Examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain include ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, and 1,6. And xanthdiol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and those obtained by replacing acrylates of these compounds with methacrylate. Examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain containing an ether bond include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, and dipropylene. Examples include glycol diacrylate and those obtained by replacing acrylate of these compounds with methacrylate.

その他、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物も挙げられる。ポリエステル型ジアクリレート類として、例えば、商品名MANDA(日本化薬社製)が挙げられる。   Other examples include diacrylate compounds and dimethacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond. Examples of polyester diacrylates include trade name MANDA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).

多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。   Examples of the polyfunctional crosslinking agent include pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate, and acrylates of the above compounds in place of methacrylate, triallyl cyanide. Examples include nurate and triallyl trimellitate.

これらの架橋剤は、他のモノマー成分100質量部に対して、0.01〜10質量部用いることが好ましく、0.03〜5質量部用いることがより好ましい。これらの架橋性モノマーのうち、トナー用樹脂に定着性、耐オフセット性の点から、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼン)、芳香族基及びエーテル結合を1つ含む結合鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が好適に挙げられる。これらの中でも、スチレン系共重合体、スチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましい。   These crosslinking agents are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.03 to 5 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of other monomer components. Among these crosslinkable monomers, diacrylates bonded to a toner resin by a bond chain containing one aromatic divinyl compound (especially divinylbenzene), one aromatic group and an ether bond from the viewpoint of fixability and offset resistance. Preferred examples include compounds. Among these, a combination of monomers that becomes a styrene copolymer or a styrene-acrylic copolymer is preferable.

本発明のビニル重合体又は共重合体の製造に用いられる重合開始剤としては、例えば、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2'−アゾビスイソブチレート、1,1'−アゾビス(1−シクロへキサンカルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2',4'−ジメチル−4'−メトキシバレロニトリル、2,2'−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパ−オキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロへキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジークミルパーオキサイド、α−(tert−ブチルパーオキシ)イソプロピルべンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルへキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−エトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロへキシルスルホニルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチル−オキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキアリルカーボネート、イソアミルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキシへキサハイドロテレフタレート、tert−ブチルパーオキシアゼレート、などが挙げられる。   Examples of the polymerization initiator used in the production of the vinyl polymer or copolymer of the present invention include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4- Dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 1 , 1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2- (carbamoylazo) -isobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2-phenylazo-2 ′ , 4'-dimethyl-4'-methoxyvaleronitrile, 2,2'-azobis (2-methylpropane), methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, cyclohexanone Ketone peroxides such as oxide, 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, di -Tert-butyl peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, dicumyl peroxide, α- (tert-butylperoxy) isopropylbenzene, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, m-tolyl peroxide, di-isopropylperoxydicarbonate, di-2-ethylhexylperoxydicarbonate Di-n-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxycarbonate, di-ethoxyisopropyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxycarbonate, acetylcyclohexyl Sulfonyl peroxide, tert-butyl peroxyacetate, tert-butyl peroxyisobutyrate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexarate, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl-oxybenzoate, tert-butyl Peroxyisopropyl carbonate, di-tert-butyl peroxyisophthalate, tert-butyl peroxyallyl carbonate, isoamyl peroxy-2-ethylhexanoate, di-tert-butyl Kisa Hydro terephthalate to Rupaokishi, tert- butylperoxy azelate, and the like.

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50〜90%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, the molecular weight distribution by GPC soluble in the resin component tetrahydrofuran (THF) has at least one peak in the region of molecular weight 3,000 to 50,000 (in terms of number average molecular weight). A resin which is present and has 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% is preferable, and a binder resin having a main peak in a molecular weight region of 5,000 to 30,000 is more preferable. A binder resin having a main peak in the region of 5,000 to 20,000 is most preferable.

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、0.1[mgKOH/g]〜100[mgKOH/g]であることが好ましく、0.1[mgKOH/g]〜70[mgKOH/g]であることがより好ましく、0.1[mgKOH/g]〜50[mgKOH/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 [mg KOH / g] to 100 [mg KOH / g], and preferably 0.1 [mg KOH / g]. ] To 70 [mgKOH / g], more preferably 0.1 [mgKOH / g] to 50 [mgKOH / g].

ポリエステル系重合体を構成するモノマーとしては、以下のものが挙げられる。
2価のアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオール、などが挙げられる。
The following are mentioned as a monomer which comprises a polyester-type polymer.
Examples of the divalent alcohol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, or diol obtained by polymerizing cyclic ethers such as ethylene oxide and propylene oxide to bisphenol A, etc. Is mentioned.

ポリエステル樹脂を架橋させるためには、3価以上のアルコールを併用することが好ましい。
前記3価以上の多価アルコールとしては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、例えば、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、などが挙げられる。
In order to crosslink the polyester resin, it is preferable to use a trivalent or higher alcohol together.
Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, such as dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4- Butanetriol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene , Etc.

ポリエステル系重合体を形成する酸成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、などがあげられる。また、3価以上の多価カルボン酸成分としては、トリメット酸、ピロメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステル、などが挙げられる。   Examples of the acid component that forms the polyester polymer include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid or anhydrides thereof, alkyldicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid, or Unsaturated dibasic acids such as anhydride, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, alkenyl succinic anhydride And unsaturated dibasic acid anhydrides. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component include trimet acid, pyromet acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxy-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylene Carboxy) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, empol trimer acid, or anhydrides thereof, partial lower alkyl esters, and the like.

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60〜100[%]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 toner has fixability and offset resistance because at least one peak exists in the molecular weight range of 3,000 to 50,000 in the molecular weight distribution of the THF soluble component of the resin component. In addition, as the THF-soluble component, a binder resin in which a component having a molecular weight of 100,000 or less is 60 to 100 [%] is also preferable, and at least one peak is in a region having a molecular weight of 5,000 to 20,000. A binder resin in which is present is more preferred.

結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、その酸価としては、0.1[mgKOH/g]〜100[mgKOH/g]であることが好ましく、0.1[mgKOH/g]〜70[mgKOH/g]であることがより好ましく、0.1[mgKOH/g]〜50[mgKOH/g]であることが最も好ましい。   When the binder resin is a polyester resin, the acid value is preferably 0.1 [mgKOH / g] to 100 [mgKOH / g], and preferably 0.1 [mgKOH / g] to 70 [mgKOH / g]. It is more preferable that it is 0.1 [mg KOH / g] to 50 [mg KOH / g].

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.

本発明に係る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中に、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や、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 according to the present invention, it is also possible to use a resin containing a monomer component capable of reacting with both of these resin components in at least one of the vinyl polymer component and the polyester resin component. it can. 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、ビニル重合体とその他の結着樹脂を併用する場合、全体の結着樹脂の酸価が0.1〜50[mgKOH/g]を有する樹脂を60[質量%]以上有するものが好ましい。   Moreover, when using together a polyester polymer, a vinyl polymer, and other binder resin, the resin whose acid value of the whole binder resin is 0.1-50 [mgKOH / g] is 60 [mass%] or more. What has is preferable.

本発明において、トナー組成物の結着樹脂成分の酸価は、以下の方法により求め、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0.5〜2.0[g]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)300[ml]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150[ml]を加え溶解する。
(3)0.1[mol/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 composition is determined by the following method, and 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 pulverized product 0.5 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 a potentiometric titrator using an ethanol solution of 0.1 [mol / l] KOH.
(4) The usage amount of the KOH solution at this time is set to S [ml], the blank is measured at the same time, and the usage amount of the KOH solution at this time is set to B [ml], and the following formula is calculated. 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 to 80 [° C.], preferably 40 to 75 [° C.], from the viewpoint of toner storage stability. Is more preferable. If Tg is lower than 35 [° C.], the toner is likely to deteriorate in a high temperature atmosphere, and offset may occur during fixing. On the other hand, when Tg exceeds 80 [° C.], fixability may be lowered.

本発明で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、フェライトの如き磁性酸化鉄、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。(3)及びこれらの混合物、などが用いられる。   Examples of the magnetic material that can be used in the present invention include (1) iron oxide containing magnetic iron oxide such as magnetite, maghemite, and ferrite, and 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. (3) and mixtures thereof are used.

磁性体として具体的に例示すると、Fe、γ−Fe、ZnFe、YFe12、CdFe、GdFe12、CuFe、PbFe12O、NiFe、NdFeO、BaFe1219、MgFe、MnFe、LaFeO、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。これらの中でも特に、四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄の微粉末が好適に挙げられる。 Specific 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 , PbFe 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 triiron tetroxide and γ-iron trioxide are particularly 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。異種元素を例示すると、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 different elements include, for example, lithium, beryllium, boron, magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, germanium, zirconium, tin, sulfur, calcium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, And gallium. 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.

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.

磁性体の使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、磁性体10〜200質量部が好ましく、20〜150質量部がより好ましい。これらの磁性体の個数平均粒径としては、0.1[μm]〜2[μm]が好ましく、0.1[μm]〜0.5[μm]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 a usage-amount of a magnetic body, 10-200 mass parts of magnetic bodies are preferable with respect to 100 mass parts of binder resin, and 20-150 mass parts is more preferable. The number average particle diameter of these magnetic materials is preferably 0.1 [μm] to 2 [μm], and 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、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20〜150エルステッド、飽和磁化50〜200[emu/g]、残留磁化2〜20[emu/g]のものが好ましい。磁性体は、着色剤としても使用することができる。   In addition, as magnetic characteristics of the magnetic material, the magnetic characteristics when applied with 10K oersted are coercive force 20 to 150 oersted, saturation magnetization 50 to 200 [emu / g], and residual magnetization 2 to 20 [emu / g], respectively. Is preferred. The magnetic material can also be used as a colorant.

〔着色剤〕
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、ポ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 a commonly used resin can be appropriately selected and used. 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, Phi -Red, Parachlor ortho nitroaniline red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine 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, Kina Redon 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 Lake , Malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof.

着色剤の含有量としては、トナーに対して1〜15[質量%]が好ましく、3〜10[質量%]がより好ましい。   The content of the colorant is preferably 1 to 15 [% by mass] and more preferably 3 to 10 [% by mass] based on the toner.

本発明に係るトナーで用いる着色剤は、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また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、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 according to 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 master batch or the master batch, in addition to the above-mentioned modified and unmodified polyester resins, 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.

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、有機溶剤を用いる事ができる。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 master batch can be obtained by mixing and kneading the master batch resin and the colorant under high shear. At this time, an organic solvent can be used 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.

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、0.1〜20質量部が好ましい。   As a usage-amount of a masterbatch, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of binder resin.

また、マスターバッチ用の樹脂は、酸価が30[mgKOH/g]以下、アミン価が1〜100で、着色剤を分散させて使用することが好ましく、酸価が20[mgKOH/g]以下、アミン価が10〜50で、着色剤を分散させて使用することがより好ましい。酸価が30[mgKOH/g]を超えると、高湿下での帯電性が低下し、顔料分散性も不十分となることがある。また、アミン価が1未満であるとき、及び、アミン価が100を超えるときにも、顔料分散性が不十分となることがある。なお、酸価はJIS K0070に記載の方法により測定することができ、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。   The resin for the masterbatch preferably has an acid value of 30 [mg KOH / g] or less, an amine value of 1 to 100 and a colorant dispersed therein, and an acid value of 20 [mg KOH / g] or less. More preferably, the amine value is 10 to 50 and the colorant is dispersed. When the acid value exceeds 30 [mgKOH / g], the chargeability under high humidity may be lowered and the pigment dispersibility may be insufficient. Also, when the amine value is less than 1 and when the amine value exceeds 100, the pigment 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、顔料分散性の点で、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」(味の素ファインテクノ社製)、「Disperbyk−2001」(ビックケミー社製)、「EFKA−4010」(EFKA社製)、などが挙げられる。   The dispersant is preferably highly compatible with the binder resin in terms of pigment dispersibility. Specific examples of commercially available products include “Ajisper PB821” and “Azisper PB822” (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.). , “Disperbyk-2001” (manufactured by Big Chemie), “EFKA-4010” (manufactured by EFKA), and the like.

分散剤は、トナー中に、着色剤に対して0.1〜10[質量%]の割合で配合することが好ましい。配合割合が0.1[質量%]未満であると、顔料分散性が不十分となることがあり、10[質量%]より多いと、高湿下での帯電性が低下することがある。   The dispersant is preferably blended in the toner at a ratio of 0.1 to 10 [mass%] with respect to the colorant. When the blending ratio is less than 0.1 [% by mass], the pigment dispersibility may be insufficient, and when more than 10 [% by mass], the chargeability under high humidity may be deteriorated.

分散剤の重量平均分子量は、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、500〜100000が好ましく、顔料分散性の観点から、3000〜100000がより好ましい。特に、5000〜50000が好ましく、5000〜30000が最も好ましい。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、分子量が100000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 the molecular weight of the maximum value of the main peak in terms of styrene in gel permeation chromatography, preferably 500 to 100,000, and more preferably 3000 to 100,000 from the viewpoint of pigment dispersibility. In particular, 5000 to 50000 is preferable, and 5000 to 30000 is most preferable. When the molecular weight is less than 500, the polarity becomes high and the dispersibility of the colorant may be lowered. When the molecular weight exceeds 100,000, the affinity with the solvent is increased and the dispersibility of the colorant is lowered. There is.

分散剤の添加量は、着色剤100質量部に対して1〜200質量部であることが好ましく、5〜80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 addition amount of the dispersant is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 5 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する。
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を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 contains 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, etc. Of aliphatic hydrocarbon waxes, oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as polyethylene oxide wax or block copolymers thereof, plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax, beeswax, Waxes mainly composed of animal waxes such as lanolin and whale wax, mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolatum, and fatty acid esters such as montanic acid ester wax and castor wax. Deoxidized carnauba wax and other fatty acid esters that have been partially or wholly deoxidized are included.

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、あるいは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、あるいは長鎖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 waxes are further saturated linear fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, or linear alkyl carboxylic acids having a linear alkyl group, prandidic acid, eleostearic acid, valinalic acid, etc. Unsaturated fatty acids, stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnupyl alcohol, seryl alcohol, mesyl alcohol, saturated alcohols such as long-chain alkyl alcohols, polyhydric alcohols such as sorbitol, linoleic acid amides, olefinic acid amides , Fatty acid amides such as lauric acid amide, methylene biscapric acid amide, ethylene bis lauric acid amide, saturated fatty acid bisamides such as hexamethylene bis stearic acid amide, ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid Unsaturated fatty acid amides such as acid amide, N, N′-dioleyl adipate amide, N, N′-dioleyl sepasin amide, m-xylene bisstearic acid amide, N, N-distearyl isophthalic acid Grafted onto aromatic bisamides such as amides, fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate and magnesium stearate, and aliphatic hydrocarbon waxes using vinyl monomers such as styrene and acrylic acid. Examples thereof include waxes, partial ester compounds of polyhydric alcohols such as behenic acid monoglycerides, and methyl ester compounds having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.

より好適な例としては、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、メタロセン触媒の如き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、無水マレイン酸の如き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。   More preferable examples 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 polymerization using a catalyst such as a Ziegler catalyst or a metallocene catalyst under low pressure. Polyolefin, polyolefin polymerized using radiation, electromagnetic waves 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, age method, etc. Hydrocarbon wax synthesized by the above, synthetic wax using a compound having one carbon atom as a monomer, hydrocarbon wax having a functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, hydrocarbon wax and hydrocarbon having a functional group Mixture of system wax, styrene these waxes as a matrix, maleic acid ester, acrylate, methacrylate, graft-modified wax with such vinyl monomers of maleic acid.

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.

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ために、70〜140[℃]であることが好ましく、70[℃]〜120[℃]であることがより好ましい。70[℃]未満では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 to 140 [° C.] and more preferably 70 [° C.] to 120 [° C.] in order to balance the fixing property and the offset resistance. If it is less than 70 [° C.], the blocking resistance may be lowered, and if it exceeds 140 [° C.], the offset resistance effect may be difficult to be exhibited.

また、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や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、直鎖構造のものや、官能基を有さない無極性のものが挙げられる。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。   Further, by using two or more different types of waxes in combination, the plasticizing action and the releasing action which are the actions of the wax can be expressed simultaneously. Examples of the type of wax having a plasticizing action include waxes having a low melting point, those having a branched structure 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 the molecular structure includes 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。10[℃]未満では機能分離効果が表れにくいことがあり、100[℃]を超える場合には相互作用による機能の強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 exhibited. If it 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 emphasized by interaction. At this time, since the function separation effect tends to be easily exhibited, the melting point of at least one wax is preferably 70 to 120 [° C.], and more preferably 70 [° C.] to 100 [° C.]. preferable.

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が挙げられる。   As for 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 exert a plastic action, and those having a more linear structure or functional group Non-polar and non-denatured straight ones that do not have 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 Combinations thereof.

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 fixing property, the peak end temperature of the maximum peak is in the region of 70 to 110 [° C.] in the endothermic peak observed in the DSC measurement of the toner. It is preferable that it has a maximum peak in the region of 70 to 110 [° C.].

ワックスの総含有量としては、結着樹脂100質量部に対し、0.2〜20質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましい。   The total content of the wax is preferably 0.2 to 20 parts by mass and more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.

本発明では、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 peak top temperature of the endothermic peak of the wax measured by DSC is defined as the melting point of the wax.

ワックス又はトナーの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 a DSC measuring instrument for wax or toner, it is preferable to measure with a differential scanning calorimeter of high accuracy internal heat type 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.

〔流動性向上剤〕
本発明に係るトナーには、流動性向上剤を添加してもよい。該流動性向上剤は、トナー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]
A fluidity improver may be added to the toner according to the present invention. The fluidity improver improves the fluidity of the toner (becomes easy to flow) when added to the toner surface.

流動性向上剤としては、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の如きフッ素系樹脂粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、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。   Examples of the fluidity improver include, for example, carbon black, vinylidene fluoride fine powder, fluorine-based resin powder such as polytetrafluoroethylene fine powder, wet process silica, fine powder silica such as dry process silica, fine powder titanium oxide, fine powder. Examples include non-alumina, treated silica obtained by subjecting them to a surface treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, or silicone oil, treated titanium oxide, and treated alumina. 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.

流動性向上剤の粒径としては、平均一次粒径として、0.001[μm]〜2[μm]であることが好ましく、0.002[μm]〜0.2[μm]であることがより好ましい。   The particle size of the fluidity improver is preferably 0.001 [μm] to 2 [μm], and preferably 0.002 [μm] to 0.2 [μm] as an average primary particle size. More preferred.

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。   Fine powder silica is fine powder produced by vapor phase oxidation of silicon halide inclusions, 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好ましくは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あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的あるいは物理的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、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有機ケイ素化合物で処理する方法がよい。   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 preferred to treat the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test preferably shows a value of 30 to 80 [%]. Hydrophobization is imparted by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder. As a preferred method, a method of treating a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound with an organosilicon compound is preferable.

有機ケイ素化合物としては、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から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0〜1個含有するジメチルポリシロキサン等がある。更に、ジメチルシリコーンオイルの如き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。   Examples of the organosilicon compound include 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 , Triorganosilyl mercaptan, trimethylsilyl mercaptan, triorganosilyl acrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane , Hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and 2 to 12 siloxane units per molecule, Examples include dimethylpolysiloxane containing 0 to 1 hydroxyl group bonded to Si. Furthermore, silicone oils such as dimethyl 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.

流動性向上剤の個数平均粒径としては、5〜100[nm]になるものが好ましく、5〜50[nm]になるものがより好ましい。   The number average particle diameter of the fluidity improver is preferably 5 to 100 [nm], more preferably 5 to 50 [nm].

BET法で測定した窒素吸着による比表面積としては、30[m/g]以上が好ましく、60〜400[m/g]がより好ましい。表面処理された微粉体としては、20[m/g]以上が好ましく、40〜300[m/g]がより好ましい。 The specific surface area by nitrogen adsorption measured by the BET method is preferably 30 [m 2 / g] or more, and more preferably 60 to 400 [m 2 / g]. The surface-treated fine powder is preferably 20 [m 2 / g] or more, more preferably 40 to 300 [m 2 / g].

これらの微粉体の適用量としては、トナー粒子100質量部に対して0.03〜8質量部が好ましい。   The application amount of these fine powders is preferably 0.03 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles.

本発明に係るトナーには、他の添加剤として、静電潜像担持体・キャリアの保護、クリーニング性の向上、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や、導電性付与剤として酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化アンチモン等や、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必要に応じて添加することができる。これらの無機微粉体は、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。   In the toner according to the present invention, as other additives, protection of the electrostatic latent image carrier / carrier, improvement of cleaning properties, adjustment of thermal characteristics / electrical characteristics / physical characteristics, resistance adjustment, softening point adjustment, fixing rate For the purpose of improvement, various metal soaps, fluorosurfactants, dioctyl phthalate, tin oxide, zinc oxide, carbon black, antimony oxide, etc. as conductivity imparting agents, and inorganic such as titanium oxide, aluminum oxide, alumina A fine powder or the like can be added as necessary. These inorganic fine powders 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.

これらの添加剤は、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。   These additives include silicone varnishes, various modified silicone varnishes, silicone oils, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having functional groups, and other organosilicon compounds for the purpose of charge control and the like. It is also preferable to treat with a treating agent or various treating 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。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよいし、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良いし、その逆でも良い。使用できる混合機の例としては、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。   In preparing the developer, inorganic fine particles such as the hydrophobic silica fine powder mentioned above may be added and mixed in order to improve the fluidity, storage stability, developability and transferability of the developer. 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, and the rotation 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, a Henschel mixer, and the like.

得られたトナーの形状をさら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、着色剤からなる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 composed of 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.

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。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。無機微粒子の一次粒子径は、5[mμ]〜2[μm]であることが好ましく、5[mμ]〜500[mμ]であることがより好ましい。   As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used. Examples of inorganic fine particles include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, Examples thereof include chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 [mμ] to 2 [μm], and more preferably 5 [mμ] to 500 [mμ].

BET法による比表面積は、20[m/g]〜500[m/g]であることが好ましい。前記無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01[質量%]〜5[質量%]であることが好ましく、0.01[質量%]〜2.0[質量%]であることがより好ましい。 The specific surface area according to the BET method is preferably 20 [m 2 / g] to 500 [m 2 / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 [mass%] to 5 [mass%] of the toner, and more preferably 0.01 [mass%] to 2.0 [mass%]. .

この他、高分子系微粒子たと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。   In addition, polymer fine particles such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization and dispersion polymerization, methacrylic acid ester and acrylic acid ester copolymer, polycondensation system such as silicone, benzoguanamine and nylon, thermosetting resin And polymer particles.

このような外添剤は、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。表面処理剤としては、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、などが好適に挙げられる。   Such an external additive can be made hydrophobic by the surface treatment agent and prevent deterioration of the external additive itself even under high humidity. Examples of the surface treatment agent include a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, an organic titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, silicone oil, and modified silicone oil. Are preferable.

無機微粒子の一次粒子径としては、5[mμ]〜2[μm]であることが好ましく、5[mμ]〜500[mμ]であることがより好ましい。また、BET法による比表面積としては、20[m/g]〜500[m/g]であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合としては、トナーの0.01[重量%]〜5[重量%]であることが好ましく、0.01[重量%]〜2.0[重量%]であることがより好ましい。 The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 [mμ] to 2 [μm], and more preferably 5 [mμ] to 500 [mμ]. The specific surface area by the BET method is preferably 20 [m 2 / g] to 500 [m 2 / g]. The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 [wt%] to 5 [wt%] of the toner, more preferably 0.01 [wt%] to 2.0 [wt%]. preferable.

静電潜像担持体や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、などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01[μm]〜1[μm]のものが好ましい。   Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the electrostatic latent image carrier or the primary transfer medium include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, stearic acid, and polymethyl methacrylate. There may be mentioned 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 a volume average particle size of 0.01 [μm] to 1 [μm].

本発明に係るトナーを用いた現像方法は、従来の電子写真法に使用する静電潜像担持体が全て使用できるが、例えば、有機静電潜像担持体、非晶質シリカ静電潜像担持体、セレン静電潜像担持体、酸化亜鉛静電潜像担持体、などが好適に使用可能である。   The developing method using the toner according to the present invention can use all of the electrostatic latent image carriers used in the conventional electrophotography. For example, an organic electrostatic latent image carrier, an amorphous silica electrostatic latent image, and the like. A carrier, a selenium electrostatic latent image carrier, a zinc oxide electrostatic latent image carrier, and the like can be suitably used.

次に、本実施形態で用いた溶解乃至分散液の処方について概説する。
なお、噴射条件は前述の通りである。
(着色剤分散液の調製)
先ず、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、顔料分散剤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、一次分散させた。該顔料分散剤としては、アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製)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社製LMZ型、ジルコニアビーズ径0.3mm)を用いて強力なせん断力により細かく分散し、5[μm]以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
Next, the formulation of the dissolution or dispersion used in this embodiment will be outlined.
The injection conditions are as described above.
(Preparation of colorant dispersion)
First, a carbon black dispersion as a colorant was prepared.
17 parts by mass of carbon black (Rega L400; manufactured by Cabot) and 3 parts by mass of a pigment dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. As the pigment dispersant, Ajisper PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) was used. The obtained primary dispersion was finely dispersed by a strong shearing force using a bead mill (LMZ type manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., zirconia bead diameter 0.3 mm), and aggregates of 5 [μm] or more were completely removed. A secondary dispersion was prepared.

(ワックス分散液の調整)
次にワックス分散液を調整した。カルナバワックス18質量部、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、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以下となるようワックス粒子を析出させた。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社製LMZ型、ジルコニアビーズ径0.3mm)を用いて強力なせん断力により細かく分散し、最大径が1[μm]以下なるよう調整した。
(Preparation of wax dispersion)
Next, a wax dispersion was prepared. 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. with 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, a polyethylene wax grafted with a styrene-butyl acrylate copolymer was used. The obtained dispersion was further finely dispersed by a strong shearing force using a bead mill (LMZ type manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., zirconia bead diameter 0.3 mm), and the maximum diameter was adjusted to 1 [μm] or less.

(溶解乃至分散液の調製)
次に、結着樹脂としての樹脂、上記着色剤分散液及び上記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、ワックス分散液30質量部を、酢酸エチル840質量部を、攪拌羽を有するミキサーを使用して10分間攪拌を行い、均一に分散させた。溶媒希釈によるショックで顔料やワックス粒子が凝集することはなかった。
(Dissolution or preparation of dispersion)
Next, a toner composition liquid having the following composition to which a resin as a binder resin, the colorant dispersion liquid, and the wax dispersion liquid were added was prepared. 100 parts by weight of a polyester resin as a binder resin, 30 parts by weight of the colorant dispersion, 30 parts by weight of the wax dispersion, 840 parts by weight of ethyl acetate, and stirring for 10 minutes using a mixer having stirring blades, Evenly dispersed. Pigments and wax particles did not aggregate due to shock due to solvent dilution.

(トナー製造装置)
図15に示した構成のトナー製造装置1を用い、液滴吐出手段としては幾つかの液滴吐出手段でトナーの製造を行った。
各構成物のサイズ・条件について以下に示す。
(Toner production equipment)
The toner manufacturing apparatus 1 having the configuration shown in FIG. 15 was used, and toner was manufactured using several droplet discharge means as the droplet discharge means.
The size and conditions of each component are shown below.

(液柱共鳴液滴吐出手段)
液柱共鳴液室18の長手方向の両端間の長さLが1.85[mm]、N=2の共鳴モードであって、第1から第4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用いた。駆動信号発生源はNF社ファンクションジェネレーターWF1973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340[kHz]となる。
(Liquid column resonance droplet discharge means)
The length L between both longitudinal ends of the liquid column resonance liquid chamber 18 is 1.85 [mm], N = 2 resonance mode, and the first to fourth discharge holes are N = 2 mode pressure standing. The thing which has arrange | positioned the discharge hole in the position of the antinode of the wave was used. The drive signal generation source was a function generator WF1973 manufactured by NF, and was connected to the vibration generation means with a polyethylene-coated lead wire. The driving frequency at this time is 340 [kHz] according to the liquid resonance frequency.

(直接膜振動液滴吐出手段)
フレーム外径は26[mm]、薄膜101はφ20[mm]、厚さ40[μm]のニッケル板である。複数の吐出孔の出口径は10[μm]で、薄膜101の中心部φ1[mm]のエリアに100個空けられている。振動発生手段37の振動発生部材36の外径はφ15.0[mm]、内径はφ4.0[mm]で厚さは0.5[mm]であり、電極109は銀ペーストで作成されている。駆動信号発生源106はNF社ファンクションジェネレーターWF1973を用い、駆動回路105はポリエチレン被覆のリード線で振動発生手段に接続されている。この時の駆動周波数は液共鳴周波数に合わせて108[kHz]となる。
(Direct membrane vibration droplet discharge means)
The outer diameter of the frame is 26 [mm], the thin film 101 is a nickel plate having a diameter of 20 [mm] and a thickness of 40 [μm]. The outlet diameter of the plurality of discharge holes is 10 [μm], and 100 holes are provided in the area of the central portion φ1 [mm] of the thin film 101. The outer diameter of the vibration generating member 36 of the vibration generating means 37 is φ15.0 [mm], the inner diameter is φ4.0 [mm], the thickness is 0.5 [mm], and the electrode 109 is made of silver paste. Yes. The drive signal generation source 106 uses a NF company function generator WF1973, and the drive circuit 105 is connected to the vibration generation means by a polyethylene-coated lead wire. The driving frequency at this time is 108 [kHz] in accordance with the liquid resonance frequency.

(トナー捕集部)
シュラウド501は円筒状であり、径は50[mm]、開口部の径はφ10[mm]である。チャンバ401の内径はφ400[mm]、高さは2000[mm]の円筒形で垂直に固定されている。そして、上端部と下端部が絞られており、搬送気流導入口の径はφ50[mm]、搬送気流出口の径はφ50[mm]である。液滴吐出手段2はチャンバ401内上端より300[mm]の高さでチャンバ401の中央に配置されている。搬送気流は10.0[m/s]、40[℃]の窒素とした。
(Toner collecting part)
The shroud 501 has a cylindrical shape, the diameter is 50 [mm], and the diameter of the opening is φ10 [mm]. The inner diameter of the chamber 401 is φ400 [mm] and the height is 2000 [mm] and is fixed vertically. And the upper end part and the lower end part are restrict | squeezed, the diameter of a conveyance airflow inlet is (phi) 50 [mm], and the diameter of a conveyance airflow outlet is (phi) 50 [mm]. The droplet discharge means 2 is disposed in the center of the chamber 401 at a height of 300 mm from the upper end in the chamber 401. The carrier airflow was 10.0 [m / s] and 40 [° C.] nitrogen.

(実施例)
前述のトナー製造装置を元に吐出液滴の気流解析を行った。直径20[mm]、長さ70[mm]以上の円筒状の筒において、中心部に液滴を10[m/s]で噴射させ、2段に分けて補助気流を6[m/s]で与えた。このときの気流を計算した結果、図20の速度分布を得た。最大速度は33[m/s]であり、吐出開始位置から70[mm]進んだ位置でも速度は25[m/s]を保っている。同じ風量の横風を与えた結果を比較すると1段目で与えた気流は減速が早く、乱れも生じている。2段目に分けて与えた気流は比較的安定した流れになっている。
(Example)
Based on the above-described toner manufacturing apparatus, an air flow analysis of discharged droplets was performed. In a cylindrical tube having a diameter of 20 [mm] and a length of 70 [mm] or more, a droplet is ejected at a central portion at 10 [m / s], and an auxiliary airflow is divided into two stages to 6 [m / s]. Gave in. As a result of calculating the airflow at this time, the velocity distribution of FIG. 20 was obtained. The maximum speed is 33 [m / s], and the speed is maintained at 25 [m / s] even at a position advanced by 70 [mm] from the discharge start position. Comparing the results of applying the same amount of crosswind, the airflow given in the first stage is decelerated quickly and turbulence is also occurring. The airflow given to the second stage is relatively stable.

(比較例)
前述のトナー製造装置を元に吐出液滴の気流解析を行った。上記実施例と同様の直径20[mm]、長さ70[mm]以上の円筒状の筒において、中心部に液滴を噴射させ、ノズル付近で強い補助気流12[m/s]を与えた。最大速度は45[m/s]であり、70[mm]進んだ位置でも速度は20[m/s]に低下している。同じ風量の横風を与えた結果を比較すると1段目で与えた気流は減速が早く、乱れも生じている。上記実施例の2段に分けて与えた補助気流の方が比較的安定した流れになっている。以上のように、補助気流を数段に分けて与えた方が速度低下も防げ、安定した気流を保つことができることがわかる。
(Comparative example)
Based on the above-described toner manufacturing apparatus, an air flow analysis of discharged droplets was performed. In a cylindrical tube having a diameter of 20 [mm] and a length of 70 [mm] or more similar to the above embodiment, droplets were ejected to the center to give a strong auxiliary air flow 12 [m / s] near the nozzle. . The maximum speed is 45 [m / s], and the speed is reduced to 20 [m / s] even at a position advanced by 70 [mm]. Comparing the results of applying the same amount of crosswind, the airflow given in the first stage is decelerated quickly and turbulence is also occurring. The auxiliary airflow provided in two stages in the above embodiment is a relatively stable flow. As described above, it can be understood that the speed reduction can be prevented and the stable airflow can be maintained by giving the auxiliary airflow in several stages.

以上説明した本実施形態のトナー製造方法によれば、図17に示すように、トナー組成液を吐出孔19から吐出して液滴化する。液滴化されたトナー液滴21は、乾燥固化される固化手段に向けて吐出速度によって搬送し始める。吐出孔19から固化手段に向かう搬送路上に第1段目の気流503を発生させる。トナー液滴はこの第1段目の気流503に乗ってこの気流503による搬送力が加わり、減速せずに固化手段に向かって列をなして搬送される。更には、固化手段に向かう搬送路上に第2段目の気流503を発生させる。トナー液滴は第2段目の気流503に乗って第2段目の気流503による搬送力が再び加わり、合一する速度に減速することなく列を維持しながら固化手段に向かって更に搬送されていく。このような搬送を繰り返しながら、トナー液滴は複数の気流に順次乗りながら搬送される。これにより、トナー液滴は合一が生じる速度まで減速することなく、かつ列を維持しながら固化手段まで搬送される。よって、合一を確実に防止することができる。
According to the toner manufacturing method of the present embodiment described above, the toner composition liquid is discharged from the discharge holes 19 into droplets as shown in FIG. The droplets of toner droplets 21 begin to be conveyed at a discharge speed toward the solidifying means to be dried and solidified. A first-stage air flow 503 is generated on the transport path from the discharge hole 19 toward the solidifying means. The toner droplets are carried on the first-stage air flow 503, and a conveying force is applied by the air flow 503. The toner droplets are conveyed in a row toward the solidifying means without being decelerated. Further, a second stage air flow 503 is generated on the conveyance path toward the solidifying means. The toner droplets ride on the second-stage airflow 503, and the conveying force by the second-stage airflow 503 is applied again, and the toner droplets are further conveyed toward the solidifying means while maintaining the row without decelerating to the uniting speed. To go. While repeating such conveyance, the toner droplets are conveyed while sequentially riding a plurality of airflows. As a result, the toner droplets are conveyed to the solidifying means without decelerating to the speed at which coalescence occurs and while maintaining the row. Therefore, unity can be reliably prevented.

また、図17に示すように、発生される複数の気流の方向はトナー液滴の搬送方向と同じであることで、気相内の気流状態に乱れを生じさせず、安定した気流を保つことができる。   Also, as shown in FIG. 17, the direction of the plurality of generated airflows is the same as the toner droplet transport direction, so that the airflow state in the gas phase is not disturbed and a stable airflow is maintained. Can do.

更に、図1及び図2に示すように、吐出孔19が形成された液柱共鳴液室18内のトナー組成液に振動を付与して液柱共鳴による定在波を形成し、この定在波の腹となる領域に形成された吐出孔19からトナー組成液14を吐出して液滴化する。よって、連続的なトナー液滴の吐出が実現でき、高い生産性が期待できる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a vibration is applied to the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18 in which the ejection holes 19 are formed to form a standing wave due to the liquid column resonance. The toner composition liquid 14 is ejected from the ejection holes 19 formed in the region where the waves are located, to form droplets. Therefore, continuous toner droplet ejection can be realized, and high productivity can be expected.

また、図9に示すように、間接振動型吐出手段100により、吐出孔19が形成された液室内のトナー組成液14に振動を付与することで、吐出孔19が形成された薄膜101を周期的に振動させて吐出孔19からトナー組成液を吐出して液滴化する。また、図12に示すように、直接振動型吐出手段200により、吐出孔19が形成された薄膜101に振動を付与することで薄膜101を周期的に振動させて吐出孔19からトナー組成液14を吐出して液滴化する。よって、連続的なトナー液滴の吐出が実現でき、高い生産性が期待できる。   Further, as shown in FIG. 9, by applying vibration to the toner composition liquid 14 in the liquid chamber in which the discharge holes 19 are formed by the indirect vibration type discharge means 100, the thin film 101 in which the discharge holes 19 are formed is periodically cycled. The toner composition liquid is ejected from the ejection holes 19 by being vibrated mechanically to form droplets. Also, as shown in FIG. 12, the direct vibration type discharge means 200 applies vibration to the thin film 101 on which the discharge holes 19 are formed, thereby causing the thin film 101 to vibrate periodically, and the toner composition liquid 14 from the discharge holes 19. Are discharged into droplets. Therefore, continuous toner droplet ejection can be realized, and high productivity can be expected.

1 トナー製造装置
10 液滴形成ユニット
11 液滴吐出ヘッド
12 気流通路
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 液柱共鳴液室
19 吐出孔
20 振動発生手段
21 トナー液滴
22 液戻り管
30 乾燥捕集ユニット
31 チャンバ
32 トナー捕集部
33 搬送気流
34 トナー捕集チューブ
35 トナー貯留部
100 間接振動型吐出手段
101 薄膜
102 機械的振動手段
103 フレーム
104 振動面
105 駆動回路
106 駆動信号発生源
107 振動増幅手段
108 振動発生部材
109 電極
200 直接振動型吐出手段
201 円環状振動発生手段
202 円環状圧電体
301 ノズル角度
400 乾燥捕集ユニット
401 チャンバ
402 トナー捕集手段
403 トナー貯留部
404 搬送気流導入口
405 搬送気流排出口
501 シュラウド
502 補助搬送気流導入口
503 補助搬送気流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner manufacturing apparatus 10 Droplet formation unit 11 Droplet discharge head 12 Airflow path 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 liquid chamber 19 Discharge hole 20 Vibration generation Means 21 Toner droplet 22 Liquid return pipe 30 Dry collection unit 31 Chamber 32 Toner collection part 33 Conveyance air flow 34 Toner collection tube 35 Toner storage part 100 Indirect vibration type discharge means 101 Thin film 102 Mechanical vibration means 103 Frame 104 Vibration Surface 105 Drive circuit 106 Drive signal generation source 107 Vibration amplification means 108 Vibration generation member 109 Electrode 200 Direct vibration type discharge means 201 Annular vibration generation means 202 Annular piezoelectric body 301 Nozzle angle 400 Drying collection unit 401 Chamber 402 Toner collection Means 403 Toner Engaging portion 404 conveying the air flow inlet 405 the transport stream outlet 501 shroud 502 auxiliary transport airflow inlet 503 auxiliary transport airflow

特開2007−199463号公報JP 2007-199463 A 特開2008−286947号公報JP 2008-286947 A

Claims (7)

少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を少なくとも1つの吐出孔から吐出して液滴化し、液滴化された上記トナー液滴を気流に乗せて搬送し、搬送されながら固化することでトナーを製造するトナー製造方法において、
液滴化された上記トナー液滴を複数の気流に順次乗せながら搬送することを特徴とするトナー製造方法。
A toner composition liquid containing at least a resin and a colorant is ejected from at least one ejection hole to form droplets, and the toner droplets that have been formed into droplets are transported in an air stream and solidified while being transported. In the toner manufacturing method for manufacturing
A toner manufacturing method, wherein the toner droplets formed into droplets are conveyed while being sequentially placed on a plurality of air streams.
請求項1記載のトナー製造方法において、
上記各気流の方向は上記トナー液滴の搬送方向と同じであることを特徴とするトナー製造方法。
The toner production method according to claim 1, wherein:
A method for producing toner, wherein the direction of each air stream is the same as the direction of transport of the toner droplets.
請求項1又は2に記載のトナー製造方法において、
上記吐出孔が形成された液柱共鳴液室内の上記トナー組成液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上記吐出孔から上記トナー組成液を吐出して液滴化することを特徴とするトナー製造方法。
In the toner manufacturing method according to claim 1 or 2,
The ejection hole formed in a region that forms an antinode of the standing wave by applying vibration to the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber in which the ejection hole is formed to form a standing wave by liquid column resonance. A toner manufacturing method, wherein the toner composition liquid is discharged to form droplets.
請求項1又は2に記載のトナー製造方法において、
上記吐出孔が形成された液室内の上記トナー組成液に振動を付与することで、上記吐出孔が形成された薄膜を周期的に振動させて上記吐出孔から上記トナー組成液を吐出して液滴化することを特徴とするトナー製造方法。
In the toner manufacturing method according to claim 1 or 2,
By applying vibration to the toner composition liquid in the liquid chamber in which the discharge holes are formed, the thin film in which the discharge holes are formed is periodically vibrated to discharge the toner composition liquid from the discharge holes. A toner manufacturing method, wherein the toner is formed into droplets.
請求項1又は2に記載のトナー製造方法において、
上記吐出孔が形成された薄膜に振動を付与することで上記薄膜を周期的に振動させて上記吐出孔から上記トナー組成液を吐出して液滴化することを特徴とするトナー製造方法。
In the toner manufacturing method according to claim 1 or 2,
A method for producing a toner, wherein the thin film in which the discharge holes are formed is vibrated to periodically vibrate the thin film and discharge the toner composition liquid from the discharge holes to form droplets.
少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を少なくとも1つの吐出孔から吐出して液滴化する液滴吐出手段と、液滴化したトナー液滴を固化する固化手段と、該固化手段まで上記トナー液滴を乗せて搬送する気流を発生する気流発生手段と、を有するトナー製造装置において、
上記液滴出手段と上記固化手段との搬送路間に該搬送路に沿って上記気流発生手段を複数設け、
上記トナー液滴を上記各気流発生手段によってそれぞれ発生させた複数の気流に順次乗せて上記固化手段まで搬送することを特徴とするトナー製造装置。
Droplet discharge means for discharging a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant from at least one discharge hole to form droplets; Solidification means for solidifying the droplets of toner droplets; An air flow generating means for generating an air flow for carrying and transporting toner droplets,
A plurality of the airflow generation means are provided along the conveyance path between the droplet ejection means and the solidification means,
A toner manufacturing apparatus, wherein the toner droplets are sequentially carried on a plurality of airflows respectively generated by the airflow generating means and conveyed to the solidifying means.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナー製造方法、あるいは請求項6記載のトナー製造装置によって製造されることを特徴とするトナー。   A toner produced by the toner production method according to claim 1 or the toner production apparatus according to claim 6.
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