JP2014091104A - Manufacturing method and manufacturing apparatus of particles and particles - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide, as a toner manufacturing method based on the injection granulation method, a high-productivity manufacturing method of a toner for electrostatically charged image development capable of preventing toner adhesions to wall surfaces and concomitant coalescence of yet-to-be-solidified particles and accordingly having a sharp particle diameter distribution yielding a favorable image quality.SOLUTION: The provided manufacturing method of particles is comprising a droplet discharge step of discharging, as droplets, a particle composition liquid from at least one discharge orifice and a solidification step of solidifying the droplets, wherein the respective steps are executed within a container 61, walls of the container are at least partially constituted by air-permeable walls, and air flows streaming into the container from outside the container via the air-permeable walls are generated at the solidification step.

Description

本発明は、粒子の製造方法、製造装置、及び粒子に関するものである。例えば、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するための静電荷現像用トナーに関するものである。   The present invention relates to a particle manufacturing method, a manufacturing apparatus, and particles. For example, the present invention relates to an electrostatic charge developing toner for developing an electrostatic charge image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing and the like.

従来、電子写真記録方法に基づく複写機、プリンター、ファックス、およびそれらの複合機に使用される静電荷像現像用トナーの製造方法としては粉砕法のみであったが、近年では重合法と呼ばれる、水系媒体中でトナー粒子形成する工法が広く行なわれ、粉砕法を凌駕する勢いである。重合法により製造されたトナーは「重合トナー」、または国によっては「ケミカルトナー」と呼ばれている。
重合法はトナー粒子形成時、あるいはその過程においてトナー原材料の重合反応を伴うことから、このように称される。各種重合方法が実用化されており、懸濁重合、乳化凝集、ポリマー懸濁(ポリマー凝集)、エステル伸長反応等がある。
Conventionally, as a method for producing an electrostatic charge image developing toner used in a copying machine, a printer, a fax machine, and a composite machine based on an electrophotographic recording method, only a pulverization method has been used in recent years. The method of forming toner particles in an aqueous medium has been widely used, and is surpassing the pulverization method. The toner produced by the polymerization method is called “polymerized toner” or “chemical toner” in some countries.
The polymerization method is referred to as such because it involves the polymerization reaction of the toner raw material at the time of toner particle formation or in the process. Various polymerization methods have been put into practical use and include suspension polymerization, emulsion aggregation, polymer suspension (polymer aggregation), ester elongation reaction, and the like.

重合法で得られたトナーは総じて、粉砕法で得られたトナーに比べ、小粒径が得易い、粒径分布が狭い、形状が球形に近いといった特徴によって、これを用いることで電子写真方式での画像は高画質を得やすい利点がある。しかしその反面、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有り、多くの時間と、多量の水、エネルギーを必要とするという欠点がある。   In general, the toner obtained by the polymerization method is easier to obtain a smaller particle size, has a narrow particle size distribution, and has a nearly spherical shape compared to the toner obtained by the pulverization method. The image in is advantageous in that it is easy to obtain high image quality. However, on the other hand, it takes a long time for the polymerization process, and after completion of solidification, it is necessary to separate the solvent and toner particles, and then repeat washing and drying, which requires a lot of time, a lot of water and energy. There is.

そのため、トナーの原材料成分を有機溶媒に溶解または分散した液体(以下トナー成分液)を、様々なアトマイザを用いて微粒子化した後に乾燥させて粉体状のトナーを得る噴射造粒法が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。この方法によれば、水を用いる必要が無いため、洗浄や乾燥といった工程を大幅に削減することができるため、重合法の欠点を回避することができる。   Therefore, there is known a jet granulation method in which a liquid in which a raw material component of toner is dissolved or dispersed in an organic solvent (hereinafter referred to as toner component liquid) is finely divided using various atomizers and then dried to obtain a powdery toner. (For example, refer to Patent Documents 1 to 3). According to this method, since it is not necessary to use water, steps such as washing and drying can be greatly reduced, so that the disadvantages of the polymerization method can be avoided.

特許文献1〜3に示されたトナーの製造方法においては、ノズルからノズル径に対応した液滴を放出するものである。この方法ではトナー成分液を噴霧した後において、形成された液滴が乾燥する前に液滴同士が合着し、その状態のまま溶媒が乾燥してトナーが得られるため、結果として得られるトナーの粒度分布の広がりが避けられず、粒径分布としては満足のいくものでなかった。   In the toner manufacturing methods disclosed in Patent Documents 1 to 3, droplets corresponding to the nozzle diameter are discharged from the nozzle. In this method, after the toner component liquid is sprayed, the droplets coalesce before the formed droplets are dried, and the solvent is dried in that state to obtain a toner, so that the resulting toner The particle size distribution was inevitably widened, and the particle size distribution was not satisfactory.

特許文献1〜4に示されたトナーの製造方法においては、ノズルからノズル径に対応した液滴を放出するものである。この方法では放出された液滴が気相にて乾燥固化され、固体微粒子として捕集されるが、一部が乾燥塔の壁面に付着してしまい、捕集されず生産効率が下がることは避けられない。また、一度壁面に付着していた合一粒子が取れてしまい、捕集されてしまうことで捕集粒子の粒度分布を悪化させることもあり、品質に限界が生じてしまう。従って、こうしたトナーの製造方法は満足のいくものでなかった。   In the toner manufacturing methods disclosed in Patent Documents 1 to 4, droplets corresponding to the nozzle diameter are discharged from the nozzle. In this method, the discharged droplets are dried and solidified in the gas phase and collected as solid fine particles. However, a part of the droplets adheres to the wall of the drying tower and is not collected so that production efficiency is not lowered. I can't. In addition, the coalesced particles once attached to the wall surface can be taken and collected, thereby deteriorating the particle size distribution of the collected particles, which limits the quality. Therefore, such a toner production method has not been satisfactory.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、噴射造粒法での静電荷像現像用トナーの製造方法において、噴霧後の液滴の壁面付着、及びそれに伴う未固化粒子の合一を防止し、もって高い生産性、及び狭い粒度分布を有する静電荷像現像用トナーの製造方法を提供する。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and in the method for producing an electrostatic charge image developing toner by the jet granulation method, the adhesion of the droplets to the wall surface after spraying and the accompanying unsolidified particles. There is provided a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image which prevents unification, and thus has high productivity and a narrow particle size distribution.

上記課題を解決する手段である本発明の特徴は以下のとおりである。
少なくとも1つの吐出孔から粒子組成液を吐出して液滴化する液滴吐出工程と、上記液滴を固化する固化工程と、を有する粒子の製造方法であって、上記各工程を容器内で行い、前記容器の容器壁の少なくとも一部は通気性壁からなっており、前記固化工程において、前記通気性壁を介して容器外から容器内へ向かう気流を発生させることを特徴とする粒子の製造方法
The features of the present invention as means for solving the above-described problems are as follows.
A method for producing particles, comprising: a droplet discharge step for discharging a particle composition liquid from at least one discharge hole to form droplets; and a solidification step for solidifying the droplets. And at least a part of the container wall of the container is made of a gas permeable wall, and in the solidification step, an air flow directed from the outside of the container to the inside of the container is generated through the gas permeable wall. Production method

上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明の粒子の製造方法によって、噴霧後の液滴の壁面付着、及びそれに伴う未固化粒子の合一を防止し、もって高い生産性、及び狭い粒度分布を有する粒子の製造方法を提供することができる。
The present invention, which is a means for solving the above problems, has the following specific effects.
By the method for producing particles according to the present invention, it is possible to prevent adhesion of droplets after spraying to the wall surface and coalescence of unsolidified particles, thereby providing a method for producing particles having high productivity and a narrow particle size distribution. Can do.

液柱共鳴液滴形成手段の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a liquid column resonance droplet formation means. 液柱共鳴液滴形成ユニットの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a liquid column resonance droplet formation unit. 吐出孔の断面図である。It is sectional drawing of a discharge hole. 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. 液柱共鳴液滴形成手段の液柱共鳴流路で生じる液柱共鳴現象の様子を示す概略図である。It is the schematic which shows the mode of the liquid column resonance phenomenon which arises in the liquid column resonance flow path of a liquid column resonance droplet formation means. 本発明の粒子製造装置の概略図である。It is the schematic of the particle | grain manufacturing apparatus of this invention. 吐出後の粒子の合体を防止する方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the method of preventing coalescence of the particle | grains after discharge. 本発明の粒子製造装置の概略図である。It is the schematic of the particle | grain manufacturing apparatus of this invention.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易である。これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims. These changes and modifications are included in the scope of the claims, and the following description is an example of the best mode of the present invention and does not limit the scope of the claims.

本発明の粒子の製造手段の一例を以下、図1〜図9を用いて説明する。本発明の粒子の製造手段は液滴吐出手段、液滴固化捕集手段に分けられる。それぞれ下記で説明する。なお、以下では粒子がトナーである場合を例にして本発明を説明するが、本発明における粒子はトナーに限られるものではない。   One example of the particle production means of the present invention will be described below with reference to FIGS. The particle production means of the present invention is divided into a droplet discharge means and a droplet solidification collecting means. Each is described below. In the following, the present invention will be described with reference to the case where the particles are toners, but the particles in the present invention are not limited to toners.

[液滴吐出手段]
本発明で用いる液滴吐出手段は吐出する液滴の粒径分布が狭ければ、特に制限は無く、公知のものを用いることができる。液滴吐出手段としては1流体ノズル、2流体ノズル、膜振動タイプ吐出手段、レイリー分裂タイプ吐出手段、液振動タイプ吐出手段、液柱共鳴タイプ吐出手段等が挙げられる。膜振動タイプの液滴吐出手段は例えば、特開2008−292976号公報に記載されている。レイリー分裂タイプの液滴吐出手段は例えば、特許第4647506号公報に記載されている。液振動タイプの液滴吐出手段は例えば、特開2010−102195号公報に記載されている。
液滴の粒径分布を狭くし、かつ、トナーの生産性を確保するためには、例えば、液滴化液柱共鳴を利用することができる。液滴化液柱共鳴では、液柱共鳴液室内の液体に振動を付与して液柱共鳴による定在波を形成し、該定在波の腹となる領域に形成された複数の吐出孔から液体を吐出すればよい。
[Droplet discharge means]
The droplet discharge means used in the present invention is not particularly limited as long as the particle size distribution of the discharged droplets is narrow, and a known one can be used. Examples of the droplet discharge means include a one-fluid nozzle, a two-fluid nozzle, a membrane vibration type discharge means, a Rayleigh split type discharge means, a liquid vibration type discharge means, and a liquid column resonance type discharge means. A film vibration type droplet discharge means is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-292976. A Rayleigh splitting type droplet discharge means is described in, for example, Japanese Patent No. 4647506. A liquid vibration type droplet discharge means is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-102195.
In order to narrow the particle size distribution of the droplets and ensure the productivity of the toner, for example, liquid droplet resonance can be used. In droplet liquid column resonance, the liquid in the liquid column resonance liquid chamber is vibrated to form a standing wave by liquid column resonance, and from a plurality of discharge holes formed in the antinode of the standing wave. What is necessary is just to discharge a liquid.

[液柱共鳴吐出手段]
前記液滴吐出手段の例を、液柱の共鳴を利用して吐出する液柱共鳴タイプ吐出手段について解説する。
図1に液柱共鳴液滴吐出手段11を示す。液柱共鳴液滴吐出手段11は液共通供給路17及び液柱共鳴液室18を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。
[Liquid column resonance ejection means]
As an example of the droplet discharge means, a liquid column resonance type discharge means that discharges using resonance of the liquid column will be described.
FIG. 1 shows a liquid column resonance droplet discharge means 11. The liquid column resonance droplet discharge means 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. Further, the liquid column resonance liquid chamber 18 is provided on a wall surface facing the discharge hole 19 and a discharge hole 19 for discharging the droplet 21 to one wall surface of the wall surfaces connected to both ends. Vibration generating means 20 for generating high-frequency vibrations to form standing waves. The vibration generating means 20 is connected to a high frequency power source (not shown).

本発明では粒子を形成する成分を含んだ液を粒子組成液という。粒子組成液は吐出手段より吐出されるものであり、吐出させる条件下で液体であればよい。すなわち、得ようとしている粒子の成分が溶媒中に溶解又は分散された状態のものであってもよく、溶媒を含まず粒子成分が溶融している状態であってもよい。(以下、トナーを製造する場合についての説明のため、これらを「トナー成分液」と記して説明する。)トナー成分液14は図示されない液循環ポンプにより液供給管を通って、図2に示す液柱共鳴液滴形成ユニット10の液共通供給路17内に流入し、図1に示す液柱共鳴液滴吐出手段11の液柱共鳴液室18に供給される。そして、トナー成分液14が充填されている液柱共鳴液室18内には、振動発生手段20によって発生する液柱共鳴定在波により圧力分布が形成される。そして、液柱共鳴定在波において振幅の大きな部分であって圧力変動が大きい、定在波の腹となる領域に配置されている吐出孔19から液滴21が吐出される。この液柱共鳴による定在波の腹となる領域とは、定在波の節以外の領域を意味するものである。好ましくは、定在波の圧力変動が液を吐出するのに十分な大きさの振幅を有する領域であり、より好ましくは圧力定在波の振幅が極大となる位置(速度定在波としての節)から極小となる位置に向かって±1/4波長の範囲である。   In the present invention, a liquid containing a component that forms particles is referred to as a particle composition liquid. The particle composition liquid is discharged from the discharge means and may be a liquid under the discharge conditions. That is, the component of the particle to be obtained may be dissolved or dispersed in a solvent, or the particle component may be melted without containing a solvent. (Hereinafter, these will be referred to as “toner component liquid” for the description of the case of producing toner.) The toner component liquid 14 is shown in FIG. 2 through a liquid supply pipe by a liquid circulation pump (not shown). It flows into the liquid common supply path 17 of the liquid column resonance droplet forming unit 10 and is supplied to the liquid column resonance liquid chamber 18 of the liquid column resonance droplet discharge means 11 shown in FIG. A pressure distribution is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 filled with the toner component liquid 14 by the liquid column resonance standing wave generated by the vibration generating means 20. Then, the droplet 21 is ejected from the ejection hole 19 arranged in a region where the amplitude of the liquid column resonance standing wave is large and the pressure fluctuation is large and which is an antinode of the standing wave. The region that becomes the antinode of the standing wave due to the liquid column resonance means a region other than the node of the standing wave. Preferably, it is a region where the pressure fluctuation of the standing wave has an amplitude large enough to discharge the liquid, and more preferably a position where the amplitude of the pressure standing wave becomes a maximum (a section as a velocity standing wave). ) To a minimum position in a range of ± 1/4 wavelength.

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を通過したトナー成分液14は図示されない液戻り管を流れて原料収容器に戻される。液滴21の吐出によって液柱共鳴液室18内のトナー成分液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て液共通供給路17から供給されるトナー成分液14の流量が増加する。そして、液柱共鳴液室18内にトナー成分液14が補充される。液柱共鳴液室18内にトナー成分液14が補充されると、液共通供給路17を通過するトナー成分液14の流量が元に戻る。   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 component liquid 14 that has passed through the liquid common supply path 17 flows through a liquid return pipe (not shown) and is returned to the raw material container. When the amount of the toner component liquid 14 in the liquid column resonance liquid chamber 18 decreases due to the discharge of the liquid droplets 21, the suction force due to the action of the liquid column resonance standing wave in the liquid column resonance liquid chamber 18 acts to supply the common liquid. The flow rate of the toner component liquid 14 supplied from the path 17 increases. Then, the toner component liquid 14 is replenished into the liquid column resonance liquid chamber 18. When the toner component liquid 14 is replenished in the liquid column resonance liquid chamber 18, the flow rate of the toner component liquid 14 passing through the liquid common supply path 17 is restored.

液柱共鳴液滴吐出手段11における液柱共鳴液室18は、金属やセラミックス、シリコンなどの駆動周波数において液体の共鳴周波数に影響を与えない程度の高い剛性を持つ材質により形成されるフレームがそれぞれ接合されて形成されている。また、図1に示すように、液柱共鳴液室18の長手方向の両端の壁面間の長さLは、後述するような液柱共鳴原理に基づいて決定される。また、図2に示す液柱共鳴液室18の幅Wは、液柱共鳴に余分な周波数を与えないように、液柱共鳴液室18の長さLの2分の1より小さいことが望ましい。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。   Each of the liquid column resonance liquid chambers 18 in the liquid column resonance droplet discharge means 11 has 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. It is formed by bonding. Further, as shown in FIG. 1, the length L between the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 is determined based on the liquid column resonance principle as described later. Further, the width W of the liquid column resonance liquid chamber 18 shown in FIG. 2 is 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、液柱共鳴液滴吐出手段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9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、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3等の単結晶などが挙げられる。更に、振動発生手段20は、1つの液柱共鳴液室毎に個別に制御できるように配置されていることが望ましい。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。 Further, the vibration generating means 20 in the liquid column resonance droplet discharging means 11 is not particularly limited as long as it can be driven at a predetermined frequency, but a form in which a piezoelectric body is bonded to the elastic plate 9 is 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 , and KNbO 3 can be used. 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]以上であることにより液滴が小さくなり過ぎることを防止して適度な大きさの液滴を形成することができる。また、トナーの構成成分として顔料などの固形粒子が含有された構成の場合にも、吐出孔19において閉塞を発生させることがなく、生産性を高めることができる。また、40[μm]以下であることにより、液滴の直径が大きくなりすぎることを防止できる。これにより、トナー組成液を大幅に希釈しなくても乾燥固化させて、所望のトナー粒子径3〜6μmを得ることができる。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、このため、希釈に用いる有機溶媒の量を少なくでき、一定量のトナーを得るために必要な乾燥エネルギーを減らすことができる。また、図2からわかるように、吐出孔19を液柱共鳴液室18内の幅方向に設ける構成を採用することは、吐出孔19の開口を多数設けることができ、よって生産効率が高くなるために好ましい。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]. By being 1 [μm] or more, it is possible to prevent the droplets from becoming too small and to form droplets of an appropriate size. Further, even in the case where a solid particle such as a pigment is contained as a constituent component of the toner, the discharge hole 19 is not clogged and productivity can be improved. Moreover, it can prevent that the diameter of a droplet becomes large too much because it is 40 [micrometers] or less. As a result, the toner composition liquid can be dried and solidified without significantly diluting to obtain a desired toner particle diameter of 3 to 6 μm. It may be necessary to dilute the toner composition to a very dilute solution with an organic solvent, which can reduce the amount of organic solvent used for dilution and reduce the drying energy required to obtain a certain amount of toner. Can do. Further, as can be seen from FIG. 2, adopting a configuration in which the discharge holes 19 are provided in the width direction in the liquid column resonance liquid chamber 18 can provide a large number of openings of the discharge holes 19, thereby increasing the production efficiency. 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.

吐出孔19の断面形状は図1等で開口部の径が小さくなるようなテーパー形状として記載されているが、適宜断面形状を選択することができる。
図3に吐出孔19の取りうる断面形状を示す。(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を有しており、薄膜41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。
The sectional shape of the discharge hole 19 is described as a tapered shape in which the diameter of the opening is reduced in FIG. 1 and the like, but the sectional shape can be appropriately selected.
FIG. 3 shows a cross-sectional shape that the discharge hole 19 can take. (A) has 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, and near the outlet of the discharge hole 19 when the thin film 41 vibrates. Since the pressure applied to the liquid is maximized, it is the most preferable shape for stabilizing the discharge.

(b)は吐出孔19の接液面から吐出口に向かって一定の角度を持って開口径が狭くなるような形状を有しており、このノズル角度24は適宜変更することができる。(a)と同様のこのノズル角度によって薄膜41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、その範囲は60°〜90°が好ましい。60°以上とすることにより、液に充分な圧力をかけることができ、さらに薄膜41の加工も容易であるため好ましい。ノズル角度24が90°である場合は(c)が相当するが、最大値を90°とすることにより、出口に圧力がかかりにくくなることがないため液滴吐出が安定化する。
(d)は(a)と(b)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。
(B) has a shape in which the opening diameter becomes narrower from the liquid contact surface of the discharge hole 19 toward the discharge port, and the nozzle angle 24 can be appropriately changed. The pressure applied to the liquid can be increased in the vicinity of the outlet of the discharge hole 19 when the thin film 41 vibrates by this nozzle angle similar to (a), but the range is preferably 60 ° to 90 °. By setting the angle to 60 ° or more, a sufficient pressure can be applied to the liquid, and the thin film 41 can be easily processed. When the nozzle angle 24 is 90 °, (c) corresponds. However, by setting the maximum value to 90 °, it is not difficult to apply pressure to the outlet, so that droplet discharge is stabilized.
(D) is a shape combining (a) and (b). In this way, the shape may be changed step by step.

次に、液柱共鳴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1の液柱共鳴液滴吐出手段11内の液柱共鳴液室18において生じる液柱共鳴現象の原理について説明する。
液柱共鳴液室内のトナー成分液の音速をcとし、振動発生手段20から媒質であるトナー成分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 formation unit in liquid column resonance will be described.
First, the principle of the liquid column resonance phenomenon that occurs in the liquid column resonance liquid chamber 18 in the liquid column resonance droplet discharge means 11 of FIG. 1 will be described.
When the sound velocity of the toner component liquid in the liquid column resonance liquid chamber is c, and the driving frequency given to the toner component liquid as a medium from the vibration generating unit 20 is f, the wavelength λ at which the liquid resonance occurs is
λ = c / f (Formula 1)
Are in a relationship.

また、図1の液柱共鳴液室18において固定端側のフレームの端部から液共通供給路17側の端部までの長さをLとする。そして、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する。このような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)
In the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 1, the length from the end of the frame on the fixed end side to the end on the liquid common supply path 17 side is L. The height h1 (= about 80 [μm]) of the end of the frame on the liquid common supply path 17 side is about twice the height h2 (= about 40 [μm]) of the communication port, and the end is closed. It is equivalent to the fixed end. In the case of such fixed ends on both sides, resonance is formed most efficiently when the length L matches an even multiple of one-fourth 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。   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.

なお、音響学において、開口端とは長手方向の媒質(液)の移動速度が極大となる端であり、逆に圧力は極小となる。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。しかし、吐出孔数、吐出孔の開口位置によっても定在波のパターンは変動し、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。この場合には、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3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、式3より、最も効率の高い共鳴周波数は648kHzと導かれる。このように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。
In acoustics, the open end is an end where the moving speed of the medium (liquid) in the longitudinal direction becomes maximum, and conversely, the pressure becomes minimum. 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 the waves. However, the standing wave pattern varies depending on the number of ejection holes and the opening position of the ejection holes, and a resonance frequency appears at a position deviated from the position obtained from the above equation 3. In this case, stable ejection conditions can be created by appropriately adjusting the drive 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 as 324 kHz from the above equation (3). In another example, the sound speed c of the liquid is 1,200 [m / s], the length L of the liquid column resonance liquid chamber is 1.85 [mm], and the same conditions as described above are used. When N = 4 resonance mode equivalent to the fixed end is used, the most efficient resonance frequency is derived from Equation 3 as 648 kHz. Thus, higher-order resonance can be used also in the liquid column resonance liquid chamber having the same configuration.

図1に示す液柱共鳴液滴吐出手段11における液柱共鳴液室は、両端が閉口端状態と等価であるか、吐出孔の開口の影響で、音響的に軟らかい壁として説明できるような端部であることが周波数を高めるためには好ましいが、それに限らず開放端であってもよい。ここでの吐出孔の開口の影響とは、音響インピーダンスが小さくなり、特にコンプライアンス成分が大きくなることを意味する。よって、図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 liquid column resonance droplet discharge means 11 shown in FIG. 1 is an end that can be described as an acoustically soft wall due to the influence of the opening of the discharge hole or whether both ends are equivalent to the closed end state. Although it is preferable to increase the frequency, 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とする。このとき、L及びLeの両方の長さを用いて下記式4及び式5で決定される範囲の駆動周波数fを主成分とした駆動波形を用いて振動発生手段を振動させ、液柱共鳴を誘起して液滴を吐出孔から吐出することが可能である。   In addition, the numerical aperture of the discharge holes, the opening arrangement position, and the cross-sectional shape of the discharge holes are factors that determine the drive frequency, and the drive frequency can be appropriately determined accordingly. For example, when the number of ejection holes is increased, the restriction at the tip of the liquid column resonance liquid chamber, which has been the fixed end, gradually loosens, a resonance standing wave that is almost close to the open end is generated, and the drive frequency increases. In addition, the opening position of the discharge hole that is closest to the liquid supply path is the starting point, and it becomes a loose constraint condition. The cross-sectional shape of the discharge hole is round, or the volume of the discharge hole varies depending on the thickness of the frame. The upper standing wave has a short wavelength and is higher than the driving frequency. When a voltage is applied to the vibration generating means at the drive frequency determined in this way, the vibration generating means is deformed, and a resonant standing wave is generated most efficiently at the drive frequency. Further, the liquid column resonance standing wave is generated even at a frequency in the vicinity of the drive frequency at which the resonance standing wave is generated most efficiently. That is, 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. At this time, the vibration generating means is vibrated using a drive waveform mainly composed of the drive frequency f in the range determined by the following formulas 4 and 5 using the lengths of both L and Le, and liquid column resonance is performed. It is possible to induce and discharge a droplet from the discharge hole.

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1の液柱共鳴液室18において液柱共鳴圧力定在波が形成され、液柱共鳴液室18の一部に配置された吐出孔19において連続的に液滴吐出が発生するのである。なお、定在波の圧力が最も大きく変動する位置に吐出孔19を配置すると、吐出効率が高くなり、低い電圧で駆動することができる点で好ましい。また、吐出孔19は1つの液柱共鳴液室18に1つでも構わないが、複数個配置することが生産性の観点から好ましい。具体的には、2〜100個の間であることが好ましい。   A liquid column resonance pressure standing wave is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 1 using the principle of the liquid column resonance phenomenon described above, and the discharge holes 19 arranged in a part of the liquid column resonance liquid chamber 18. In this case, droplet discharge occurs continuously. Note that it is preferable to dispose the discharge hole 19 at a position where the pressure of the standing wave fluctuates the most, since the discharge efficiency is increased and the driving can be performed with a low voltage. Further, one discharge hole 19 may be provided for one liquid column resonance liquid chamber 18, but it is preferable to arrange a plurality of discharge holes 19 from the viewpoint of productivity. Specifically, it is preferably between 2 and 100.

100個以下とすることにより、吐出孔19から所望の液滴を形成させる際に振動発生手段20に与える電圧を低く抑えることができ、振動発生手段20としての圧電体の挙動を安定させることができる。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。吐出孔間のピッチを20[μm]以上とすることにより、隣り合う吐出孔から放出された液滴同士が衝突して大きな滴となる確率を低くすることができ、トナーの粒径分布を良好にすることができる。   By setting the number to 100 or less, the voltage applied to the vibration generating means 20 when a desired droplet is formed from the ejection hole 19 can be kept low, and the behavior of the piezoelectric body as the vibration generating means 20 can be stabilized. it can. 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. By setting the pitch between the discharge holes to 20 [μm] or more, it is possible to reduce the probability that droplets discharged from adjacent discharge holes collide with each other to form large droplets, and the toner particle size distribution is good. Can be.

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1に示す高さh2)に比して固定端となるフレームの高さ(図1に示す高さh1)が約2倍以上である。このため図6では、液柱共鳴液室18がほぼ両側固定端であるという近似的な条件のもとで、速度分布及び圧力分布のそれぞれの時間的な変化を示している。   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. Further, in the same figure, the liquid common supply path side is opened as described above, but the height of the opening where the liquid common supply path 17 and the liquid column resonance liquid chamber 18 communicate (height h2 shown in FIG. 1). The height of the frame serving as the fixed end (height h1 shown in FIG. 1) is about twice or more as compared to. Therefore, FIG. 6 shows temporal changes in the velocity distribution and the pressure distribution under the approximate condition that the liquid column resonance liquid chamber 18 is substantially fixed on both sides.

図6の(a)は液滴吐出時の液柱共鳴液室18内の圧力波形と速度波形を示している。
また、図6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、図6の(c)に示すように、吐出孔19付近の正の圧力は小さくなり、負圧の方向へ移行して液滴21が吐出される。
FIG. 6A shows a pressure waveform and a velocity waveform in the liquid column resonance liquid chamber 18 when droplets are discharged.
In FIG. 6B, 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. 6C, the positive pressure in the vicinity of the ejection hole 19 decreases, and the liquid droplet 21 is ejected in a negative pressure direction.

そして、図6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へのトナー成分液14の充填が始まる。その後、図6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、トナー成分液14の充填が終了する。そして、再び、図6の(a)に示すように、液柱共鳴液室18の液滴吐出領域の正の圧力が極大となって、吐出孔19から液滴21が吐出される。このように、液柱共鳴液室内には振動発生手段の高周波駆動によって液柱共鳴による定在波が発生する。そして、圧力が最も大きく変動する位置となる液柱共鳴による定在波の腹に相当する液滴吐出領域に吐出孔19が配置されていることから、当該腹の周期に応じて液滴21が吐出孔19から連続的に吐出される。   Then, as shown in FIG. 6D, the pressure in the vicinity of the discharge hole 19 is minimized. From this time, filling of the liquid component resonance liquid chamber 18 with the toner component liquid 14 starts. Thereafter, as shown in FIG. 6E, 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 component liquid 14 is completed. Then, as shown in FIG. 6A again, the positive pressure in the droplet discharge region of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes maximum, and the droplet 21 is discharged from the discharge hole 19. As described above, 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 since the discharge hole 19 is arrange | positioned in the droplet discharge area | region corresponded to the antinode of the standing wave by liquid column resonance which becomes a position where a pressure fluctuates the most, the droplet 21 corresponds to the period of the antinode. The ink is continuously discharged from the discharge hole 19.

[液滴固化]
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成分液の液滴を固化させた後に、捕集することで本発明の粒子(トナー)を得ることが出来る。
[Droplet solidification]
The particles (toner) of the present invention can be obtained by solidifying the droplets of the toner component liquid ejected into the gas from the droplet ejection means described above and then collecting it.

[液滴固化手段]
液滴を固化させるには、トナー成分液の性状しだいで、考え方は異なるが、基本的にトナー成分液を固体状態にできれば手段を問わない。
例えばトナー成分液が固体原材料を揮発可能な溶媒に溶解または分散させたものであれば、液滴噴射後、搬送気流中において液滴を乾燥させる、すなわち溶媒を揮発させることで達成することができる。溶媒の乾燥にあたっては、噴射する気体の温度や蒸気圧、気体種類等を適宜選定して乾燥状態を調整することが出来る。また、内部が完全に乾燥していなくとも、捕集された粒子が固体状態を維持していれば、回収後に別工程で追加乾燥させても構わない。前記例に従わなくとも、温度変化や化学的反応等の適用で達成しても良い。
但し、乾燥の方法によって、トナー生産効率、及びトナーそのものの品質が左右されるので、注意を要する非常に重要な工程である。本発明のポイントである高生産効率の実現、及び粒度分布の観点より高品質トナー生産の実現について、説明する。
[Droplet solidification means]
In order to solidify the liquid droplets, the concept varies depending on the properties of the toner component liquid, but basically any means can be used as long as the toner component liquid can be brought into a solid state.
For example, if the toner component liquid is obtained by dissolving or dispersing a solid raw material in a volatile solvent, this can be achieved by drying the droplets in a conveying airflow after the droplets are jetted, that is, volatilizing the solvent. . In drying the solvent, the drying state can be adjusted by appropriately selecting the temperature, vapor pressure, gas type, and the like of the gas to be injected. Further, even if the inside is not completely dried, additional collection may be performed in a separate step after collection as long as the collected particles maintain a solid state. Even if it does not follow the said example, you may achieve by application of a temperature change, a chemical reaction, etc.
However, since the toner production efficiency and the quality of the toner itself are affected by the drying method, this is a very important process requiring attention. The realization of high production efficiency, which is the point of the present invention, and the realization of high-quality toner production from the viewpoint of particle size distribution will be described.

吐出固定によって放出された液滴は搬送気流によって運ばれ、揮発、温度低下等によって固化するが、一部は乾燥塔の壁面に付着してしまう。付着の原因は場合によって異なるが、ブラウン運動等による自然拡散に加え、壁面の帯電、粒子の帯電、流路形状による搬送気流の乱れ等が考えられる。付着した粒子は捕集されないので、その分生産性が下がるので、好ましくない。また、付着する粒子のうち、表面でも完全に乾燥していないものもあり、これらが他の粒子と合一してしまう。それに、更なる粒子の付着を招く。付着した粒子が必ずしもずっと壁面に付着したままとは限らないので、一部ははがれ、搬送気流に再び運ばれ、捕集される。こうした粒子に合一粒子も含まれるので、捕集粒子の粒度分布を悪化させ、よって品質を低下させる。   The droplets released by the discharge fixation are carried by the carrier airflow and solidify due to volatilization, temperature drop, etc., but some of them adhere to the wall surface of the drying tower. Although the cause of the adhesion varies depending on the case, in addition to natural diffusion due to Brownian motion or the like, wall surface charging, particle charging, and turbulence of the air flow due to the shape of the flow path are considered. Since the adhered particles are not collected, the productivity is lowered accordingly, which is not preferable. Also, some of the particles that adhere are not completely dried even on the surface, and these coalesce with other particles. In addition, it causes further particle adhesion. Since the adhered particles do not always remain attached to the wall surface, some of the particles are peeled off and are transported again to the carrier airflow and collected. Since these particles include coalesced particles, the particle size distribution of the collected particles is deteriorated, thus reducing the quality.

上記のような現象の対策の一つとして、固化を速めることが考えられるが、それよりも付着を起こさなければ、より効果的である。本発明では、乾燥塔壁面の付着を最小限に抑える方法として、壁面より気流を発生させることを提案する。壁面に向かって動いている粒子に対して、充分な対向気流があれば、壁面へたどり着くことができないので、付着が起きない。その対向気流を発生させるには乾燥塔の壁面を通気性壁にすると良い。壁面全体(図7参照)が通気性壁であれば理想的であるが、壁面の一部(図9参照)を通気性壁とすることによっても効果はある。壁面の一部のみが通気性壁である場合、吐出直後の未固化粒子の付着が最も多い部分を通気性壁とすることが好ましい。容器(乾燥塔)の容器壁を通気性壁にするだけで、粒子捕集部の吸引によって乾燥塔内部が外部に対して負圧になるので、壁面を介して気流が流れる(図7参照)。しかし、乾燥塔外部から通気性壁を介して、加圧気体を押し込むことによって対向気流を発生させることもできる(図9参照)。乾燥塔内部で、この気流が壁面に向かう粒子に対向する力として働き、付着を防ぐ。その対向気流は、通気性壁の圧力損出と捕集部の吸引力、または外部加圧気体の圧力に依存するが、吐出液滴の搬送気流に悪影響を与えない限り、多ければ多いほど効果的である。前記対向気流は容器の外部から内部へと流れ、容器壁面に対して垂直方向の気流であることが好ましいが、容器内部の壁面に粒子が付着することを防止できる気流であればよい。この気流は容器内部の搬送気流に対して弱いため、容器内部で合流して下方向に流れる。
通気性壁の材料としては、金属製または合金製の多孔板や、セラミックス、焼結金属等の多孔質材料を挙げることができる。
後述する実施例が以上で説明した本発明の効果を示す。
As one of the countermeasures for the above phenomenon, it is conceivable to accelerate the solidification, but it is more effective if adhesion does not occur. In the present invention, as a method for minimizing the adhesion of the drying tower wall surface, it is proposed to generate an air flow from the wall surface. If there is a sufficient counter airflow for the particles moving toward the wall surface, it will not be possible to reach the wall surface, so no adhesion will occur. In order to generate the opposite airflow, it is preferable that the wall surface of the drying tower be a breathable wall. It is ideal if the entire wall surface (see FIG. 7) is an air permeable wall, but it is also effective to use part of the wall surface (see FIG. 9) as an air permeable wall. When only a part of the wall surface is a gas permeable wall, it is preferable that the gas permeable wall is a portion where the adhesion of unsolidified particles immediately after ejection is the largest. By simply making the container wall of the container (drying tower) a gas permeable wall, the inside of the drying tower becomes negative with respect to the outside due to suction of the particle collecting part, so that airflow flows through the wall surface (see FIG. 7). . However, it is also possible to generate an opposing airflow by pushing pressurized gas from the outside of the drying tower through the air-permeable wall (see FIG. 9). Inside the drying tower, this airflow acts as a force that opposes the particles going to the wall surface, preventing adhesion. The counter airflow depends on the pressure loss of the air permeable wall and the suction force of the collection part, or the pressure of the externally pressurized gas, but the more the airflow, the more effective as long as it does not adversely affect the airflow of the discharged droplets. Is. The counter airflow preferably flows from the outside to the inside of the container and is an airflow perpendicular to the wall surface of the container, but may be an airflow that can prevent the particles from adhering to the wall surface inside the container. Since this airflow is weak with respect to the conveyance airflow inside the container, it merges inside the container and flows downward.
Examples of the material of the air-permeable wall include porous plates made of metal or alloy, porous materials such as ceramics and sintered metal.
Examples to be described later show the effects of the present invention described above.

[固化粒子捕集手段]
固化した粒子は公知の粉体捕集手段、例えばサイクロン捕集、バックフィルター等によって気中から回収することが出来る。
[Solidification particle collection means]
The solidified particles can be recovered from the air by a known powder collecting means such as cyclone collecting or a back filter.

図7は、本発明の粒子の製造方法を実施する装置(トナー製造装置)の一例の断面図である。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60を含んで構成されている。
液滴吐出手段2には、トナー成分液14を収容する原料収容器13と、液循環ポンプ15とが連結されておりトナー成分液14を随時液滴吐出手段2に供給できる。この液循環ポンプ15は、原料収容器13に収容されているトナー成分液14を液供給管16を通して液滴吐出手段2に供給し、更に液戻り管22を通って原料収容器13に戻すために液供給管16内のトナー成分液14を圧送するものである。液供給管16にはP1、乾燥捕集ユニットにはP2の圧力測定器が設けられており、液滴吐出手段2への送液圧力および、乾燥捕集ユニット内の圧力は圧力計P1、P2によって管理される。このときに、P1>P2の関係であると、トナー成分液14が孔12から染み出す恐れがあり、P1<P2の場合には吐出手段に気体が入り、吐出が停止する恐れがあるため、P1≒P2があることが望ましい。
チャンバー61内では、搬送気流導入口64から作られる下降気流(搬送気流101)が形成されている。液滴吐出手段2から吐出された液滴21は、重力よってのみではなく、搬送気流101によっても下方に向けて搬送され、固化粒子捕集手段62によって捕集される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of an apparatus (toner manufacturing apparatus) that implements the particle manufacturing method of the present invention. The toner manufacturing apparatus 1 mainly includes a droplet discharge means 2 and a dry collection unit 60.
A raw material container 13 for storing the toner component liquid 14 and a liquid circulation pump 15 are connected to the droplet discharge means 2 so that the toner component liquid 14 can be supplied to the droplet discharge means 2 at any time. This liquid circulation pump 15 supplies the toner component liquid 14 accommodated in the raw material container 13 to the droplet discharge means 2 through the liquid supply pipe 16 and further returns to the raw material container 13 through the liquid return pipe 22. The toner component liquid 14 in the liquid supply pipe 16 is pumped. 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. Managed by. At this time, if the relationship of P1> P2, the toner component liquid 14 may ooze out from the hole 12, and if P1 <P2, there is a risk that gas enters the discharge means and the discharge stops. It is desirable that P1≈P2.
In the chamber 61, a descending airflow (conveyance airflow 101) created from the conveyance airflow inlet 64 is formed. The droplets 21 discharged from the droplet discharge means 2 are transported downward not only by gravity but also by the transport airflow 101 and are collected by the solidified particle collecting means 62.

[搬送気流]
噴射された液滴同士が乾燥前に接触すると、液滴同士が合体し一つの粒子になってしまう(以下この現象を合着と呼ぶ)。均一な粒径分布の固化粒子を得るためには、噴射された液滴どうしの距離を保つ必要がある。しかしながら、噴射された液滴は一定の初速度を持っているが空気抵抗により、やがて失速する。失速した粒子には後から噴射された液滴が追いついてしまい、結果として合着する。この現象は定常的に発生するため、この粒子を捕集すると粒径分布はひどく悪化することとなる。合着を防ぐためには液滴の速度低下を無くし、液滴同士を接触させないように搬送気流101によって合着を防ぎながら、液滴を固化させつつ搬送する必要があり、最終的には固化粒子捕集手段まで固化粒子を運ぶ。
例えば搬送気流101は図1に示されるように、その一部を第一の気流として液滴吐出手段近傍に液滴吐出方向と同一方向に配置することで、液滴吐出直後の液滴速度低下を防ぎ、合着を防止することが出来る。あるいは、図8に示すように吐出方向に対して横方向であってもよい。あるいは図示していないが角度を持っていても良く、液滴吐出手段より液滴が離れるような角度を持っていることが望ましい。図8のように液滴吐出に対して横方向から合着防止気流を与える場合は吐出口から合着防止気流によって液滴が搬送された際に軌跡が重ならないような方向であることが望ましい。
上記のように第一の気流によって合着を防いだ後に、第二の気流によって固化粒子捕集手段まで固化粒子を運んでもよい。
[Conveyance airflow]
When the ejected droplets come into contact with each other before drying, the droplets coalesce and become one particle (hereinafter, this phenomenon is called coalescence). In order to obtain solidified particles having a uniform particle size distribution, it is necessary to maintain the distance between the ejected droplets. However, the ejected droplets have a constant initial velocity, but eventually become stalled due to air resistance. The jetted droplets catch up with the stalled particles and coalesce as a result. Since this phenomenon occurs constantly, the particle size distribution is greatly deteriorated when the particles are collected. In order to prevent coalescence, it is necessary to transport the liquid droplets while solidifying the droplets while preventing the liquid droplets from decreasing in speed and preventing the liquid droplets from coming into contact with each other while preventing the coalescence. Carry the solidified particles to the collection means.
For example, as shown in FIG. 1, a part of the transport airflow 101 is arranged as a first airflow in the vicinity of the droplet discharge means in the same direction as the droplet discharge direction, thereby reducing the droplet velocity immediately after the droplet discharge. Can be prevented and coalescence can be prevented. Alternatively, as shown in FIG. 8, the direction may be transverse to the ejection direction. Alternatively, although not shown, it may have an angle, and it is desirable to have an angle at which the droplets are separated from the droplet discharge means. As shown in FIG. 8, when the anti-adhesion airflow is applied from the lateral direction to the droplet discharge, it is desirable that the trajectories do not overlap when the droplets are conveyed by the anti-adhesion airflow from the discharge port. .
After preventing coalescence by the first air stream as described above, the solidified particles may be carried to the solidified particle collecting means by the second air stream.

第一の気流の速度は液滴噴射速度と同じかそれ以上であることが望ましい。液滴噴射速度より合着防止気流の速度が遅いと、合着防止気流本来の目的である液滴粒子を接触させないという機能を発揮させることが難しい。
第一の気流の性状は、液滴同士が合着しないような条件を追加することが出来、第二の気流と必ずしも同じでなくとも良い。また、合着防止気流に粒子表面の固化を促進させるような化学物質を混入したり、物理的作用期待して付与したりしても良い。
It is desirable that the velocity of the first air flow is equal to or higher than the droplet jet velocity. If the speed of the anti-adhesion airflow is lower than the droplet ejection speed, it is difficult to exert the function of preventing the droplet particles, which is the original purpose of the anti-adhesion airflow, from contacting.
The property of the first air stream can be added with a condition such that the droplets do not coalesce with each other, and may not necessarily be the same as the second air stream. Further, a chemical substance that promotes solidification of the particle surface may be mixed in the anti-adhesion airflow, or may be imparted with the expectation of physical action.

搬送気流101は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101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。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。またチャンバー61内に搬送気流101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101は液滴21同士の合着を防止すだけでなく、チャンバー61に付着することを防止することに用いても良い。   The carrier airflow 101 is not particularly limited as a state of the airflow, and may be a laminar flow, a swirl flow, or a turbulent flow. There is no particular limitation on the type of gas constituting the carrier airflow 101, and air or a nonflammable gas such as nitrogen may be used. Moreover, the temperature of the conveyance airflow 101 can be adjusted as appropriate, and it is desirable that there is no fluctuation during production. Also, means for changing the airflow state of the carrier airflow 101 in the chamber 61 may be taken. The carrier airflow 101 may be used not only to prevent the droplets 21 from being attached to each other but also to prevent them from adhering to the chamber 61.

[二次乾燥]
図7で示された乾燥捕集手段によって得られたトナー粒子に含まれる残留溶剤量が多い場合はこれを低減するために必要に応じて、二次乾燥が行われる。二次乾燥としては流動床乾燥や真空乾燥のような一般的な公知の乾燥手段を用いることが出来る。有機溶剤がトナー中に残留すると耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく。加熱による定着時において有機溶剤が揮発するため、使用者およ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。
[Secondary drying]
When the amount of residual solvent contained in the toner particles obtained by the dry collecting means shown in FIG. 7 is large, secondary drying is performed as necessary to reduce this. As the secondary drying, general known drying means such as fluidized bed drying or vacuum drying can be used. If the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixing properties, and charging characteristics will change over time. Since the organic solvent volatilizes during fixing by heating, the possibility of adverse effects on the user and peripheral equipment is increased. Therefore, sufficient drying is performed.

次にトナーについて説明する。
本発明により得られる前記トナーは少なくとも樹脂、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。
Next, the toner will be described.
The toner obtained by the present invention contains at least a resin, a colorant, and a wax, and optionally contains a charge adjusting agent, an additive, and other components.

本発明に利用可能な「トナー成分液」について説明する。トナー成分液は上記トナー成分が溶媒に溶解又は分散させた液体状態であるか、または吐出させる条件下で液体であれば溶媒を含まなくてもよく、トナー成分の一部または全てが溶融した状態で混合され液体状態を呈しているものである。
トナー材料としては、上記のトナー成分液を調整することが出来れば、従来の電子写真用トナーと全く同じ物が使用できる。これを前記のように液滴吐出手段より微小液滴とし、液滴固化捕集手段により、目的とするトナー粒子を作製することが可能である。
The “toner component liquid” that can be used in the present invention will be described. The toner component liquid may be in a liquid state in which the toner component is dissolved or dispersed in a solvent, or may be free from a solvent as long as it is liquid under the conditions of ejection, and a part or all of the toner component is in a molten state. In a liquid state.
As the toner material, if the toner component liquid described above can be adjusted, the same material as the conventional electrophotographic toner can be used. As described above, the droplets are made into fine droplets by the droplet discharge means, and the target toner particles can be produced by the droplet solidification collecting means.

〔樹脂〕
前記樹脂としては、少なくとも結着樹脂が挙げられる。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができる。結着樹脂としては、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. Examples of the binder resin include vinyl polymers such as styrene monomers, acrylic monomers, and methacrylic monomers, copolymers of these monomers or two or more types, and polyester polymers. Polyol resin, phenol resin, silicone resin, polyurethane resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, terpene resin, coumarone indene resin, polycarbonate resin, petroleum resin, and the like.

結着樹脂の性状としては溶媒に溶解することが望まく、この特徴を除けば従来公知の性能を持っていることが望ましい。
〔結着樹脂の分子量分布〕
結着樹脂のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量分布で、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い。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。
As the properties of the binder resin, it is desirable that the binder resin be dissolved in a solvent.
[Molecular weight distribution of binder resin]
The molecular weight distribution of the binder resin by GPC (gel permeation chromatography) preferably has at least one peak in the region of a molecular weight of 3,000 to 50,000 in terms of toner fixing properties and offset resistance. In addition, as a THF soluble component, a binder resin in which a component having a molecular weight of 100,000 or less is 60 to 100 [%] is preferable, and a binder having at least one peak in a region having a molecular weight of 5,000 to 20,000. A resin is more preferable.

〔結着樹脂の酸価〕
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。
本発明において、トナー組成物の結着樹脂成分の酸価は、JIS K−0070に準じて測定したものである。
[Acid value of binder resin]
What has 60 [mass%] or more of resin whose acid value of binder resin has 0.1-50 [mgKOH / g] is preferable.
In the present invention, the acid value of the binder resin component of the toner composition is measured according to JIS K-0070.

〔磁性体〕
本発明で使用できる磁性体としては、従来電子写真トナーに用いられる公知のものを使用することが出来る。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。前記磁性体は、着色剤としても使用することができる。前記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、0.1〜2[μm]が好ましく、0.1〜0.5[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。
[Magnetic material]
As the magnetic material that can be used in the present invention, known magnetic materials conventionally used for electrophotographic toners can be used. Examples of magnetic materials 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, nickel, or these metals. Alloys 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 Used. The magnetic material can also be used as a colorant. As the usage-amount of the said 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 to 2 [μm], more preferably 0.1 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.

〔着色剤〕
前記着色剤としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができる。
前記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。
[Colorant]
The colorant is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used.
The content of the colorant is preferably 1 to 15 [% by mass] and more preferably 3 to 10 [% by mass] based on the toner.

本発明により得られる前記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。マスターバッチは顔料を予め分散させるためのものであり、顔料の充分な分散が得られていれば用いなくても良い。マスターバッチは一般的に顔料と樹脂とを高せん断をかけることで樹脂中に顔料を硬度に分散させたものである。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、従来公知のものを使用することが出来る。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。
前記マスターバッチの使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましい。
The colorant used in the toner obtained by the present invention can also be used as a master batch combined with a resin. The master batch is for dispersing the pigment in advance, and may not be used if sufficient dispersion of the pigment is obtained. In general, a master batch is obtained by dispersing a pigment in hardness in a resin by applying high shear to the pigment and the resin. A conventionally well-known thing can be used as binder resin knead | mixed with manufacture of a masterbatch or a masterbatch. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
As the usage-amount of the said masterbatch, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of binder resin.

マスターバッチ製造時に顔料の分散性を高めるために分散剤を用いてもよい。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い。従来公知の分散剤を用いることができ、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)等が挙げられる。   A dispersant may be used to increase the dispersibility of the pigment during the production of the masterbatch. The dispersant is preferably highly compatible with the binder resin in terms of pigment dispersibility. Conventionally known dispersants can be used. Specific examples of commercially available products include “Ajisper PB821”, “Azisper PB822” (manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.), “Disperbyk-2001” (manufactured by BYK Chemie), “EFKA-4010”. (Made by EFKA) and the like.

前記分散剤は、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%]以上とすることにより、充分な顔料分散性が得られ、10[質量%]以下とすることにより高湿下での帯電性の低下を防ぐことができる。
前記分散剤の添加量は、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質量部以上とすることにより充分な分散能が得られ、200質量部以下とすることで良好な帯電性が得られる。
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 0.1 [mass%] or more, sufficient pigment dispersibility is obtained, and when it is 10 [mass%] or less, a decrease in chargeability under high humidity can be prevented.
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. When the amount is 1 part by mass or more, sufficient dispersibility is obtained, and when the amount is 200 parts by mass or less, good chargeability is obtained.

<ワックス>
本発明に利用可能な前記トナー成分液は、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。ワックスとしては、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 component liquid that can be used in the present invention contains a wax together with a binder resin and a colorant.
There is no restriction | limiting in particular as wax, What is normally used can be selected suitably and can be used. Examples of the wax include aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax and sazol wax, and aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax. Or block copolymers thereof, plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax, animal waxes such as beeswax, lanolin, spermaceti, mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolatum, montan Examples thereof include waxes mainly composed of fatty acid esters such as acid ester wax and caster wax, and those obtained by partially or fully deoxidizing fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax.

前記ワックスの融点としては、定着性と耐オフセット性のバランスを取るために、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[℃]以上であることにより充分な耐ブロッキング性が得られ、140[℃]以下であることにより良好な耐オフセット効果が発揮される。
前記ワックスの総含有量としては、結着樹脂100質量部に対し、0.2〜20質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましい。
The melting point of the wax is preferably 70 to 140 [° C.] and more preferably 70 to 120 [° C.] in order to balance the fixability and the offset resistance. Sufficient blocking resistance is obtained when the temperature is 70 [° C.] or higher, and a good offset resistance effect is exhibited when the temperature is 140 [° C.] or lower.
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(ディファレンシャルスキャニングカロリメトリー)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 temperature of the peak top of the endothermic peak of the wax measured by DSC (Differential Scanning Calorimetry) is defined as the melting point of the wax.

前記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。   The wax or toner DSC measuring device is preferably measured with a high-precision internal heat input compensation type differential scanning calorimeter. 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.

本発明により得られる前記トナーには、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添加剤を用いることができる。該添加剤としては各種金属石けん、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が挙げられる。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。   The toner obtained by the present invention is used for the purpose of protecting the electrostatic latent image carrier / carrier, improving the cleaning property, adjusting the thermal characteristics / electrical characteristics / physical characteristics, adjusting the resistance, adjusting the softening point, and improving the fixing rate. Additives can be used. The additives include various metal soaps, fluorine-based surfactants, dioctyl phthalate, and conductive additives such as tin oxide, zinc oxide, carbon black, antimony oxide, and inorganic fine powders such as titanium oxide, aluminum oxide, and alumina. Examples include the body. 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その表面をシリコーンワニス、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 have a silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having functional groups, and other organosilicons for the purpose of charge control and the like. It is also preferable to treat with a treating agent such as a compound or various treating agents.

前記添加剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、等公知のものを使用できる。   As the additive, inorganic fine particles can be preferably used. As said inorganic fine particle, well-known things, such as a silica, an alumina, a titanium oxide, can be used, for example.

この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。   In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.

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。前記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, a modified silicone oil, Etc. are preferable.

前記外添剤の一次粒子径としては、5[nm]〜2[μm]であることが好ましく、5[nm]〜500[nm]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、20〜500[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0.01〜5[重量%]であることが好ましく、0.01〜2.0[重量%]であることがより好ましい。 The primary particle diameter of the external additive is preferably 5 [nm] to 2 [μm], and more preferably 5 [nm] to 500 [nm]. Moreover, as a specific surface area by BET method, it is preferable that it is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 [% by weight] of the toner, and more preferably 0.01 to 2.0 [% by weight].

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にクリーニング性向上剤を用いることができる。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等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から1[μm]のものが好ましい。
前記本発明の粒子の製造方法及び製造装置により、粒子の回収率を70%以上とすることができる。また、得られる粒子の粒度分布(重量平均粒径/数平均粒径)を1.15以下とすることもできる。
A cleaning property improver can be used to remove the developer after transfer remaining on the electrostatic latent image carrier or the primary transfer medium. Examples of the cleaning property improver include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, and stearic acid, polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization such as polymethyl methacrylate fine particles, polystyrene fine particles, and the like. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 [μm].
With the particle production method and production apparatus of the present invention, the particle recovery rate can be 70% or more. Moreover, the particle size distribution (weight average particle size / number average particle size) of the obtained particles may be 1.15 or less.

以下に本発明の実施例を示すが、本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下で示す「部」は質量部を表す。   Examples of the present invention are shown below, but the scope of the present invention is not limited by these Examples. The “parts” shown below represent parts by mass.

まず、実施例で用いた溶解乃至分散液の処方を示す。
なお、噴射条件は後述の通りである。
−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、5μm以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
First, the formulation of the dissolution or dispersion used in the examples is shown.
The injection conditions are as described later.
-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) to completely remove aggregates of 5 μm or more. 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1μm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成分液を調製した。
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。
-Preparation of dissolution or dispersion-
Next, a toner component liquid having the following composition to which a resin as a binder resin, the colorant dispersion, and the wax dispersion 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7示される構成の粒子の製造装置(トナー製造装置1)を用いた。粒子の製造装置は粒子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、吐出された液滴を固化する固化手段とを備えている。そして、液滴吐出段及び固化手段は容器内に収容されている。
各構成物のサイズ・条件を記載する。
−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、第一から第四の吐出孔がN=2モード圧力定在波の腹の位置に吐出孔を配置したものを用いた。この吐出孔から粒子組成液が吐出されて液滴化する。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。
-Toner production equipment-
A particle manufacturing apparatus (toner manufacturing apparatus 1) having the configuration shown in FIG. 7 was used. The particle manufacturing apparatus includes a droplet discharge unit that discharges a particle composition liquid from at least one discharge hole to form droplets, and a solidification unit that solidifies the discharged droplets. The droplet discharge stage and the solidifying means are accommodated in the container.
Describe the size and conditions of each component.
-Liquid column resonance droplet discharge means-
The length L between both ends in the longitudinal direction 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 particle composition liquid is discharged from the discharge holes to form droplets. The drive signal generation source was a NF company function generator WF 1973, which 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.

−トナー捕集部−
前記容器としてのチャンバー61(乾燥塔)の内径はφ400mm、高さは2000mmの円筒形で垂直に固定されており、上端部と下端部が絞られており、搬送気流導入口の径はφ50mm、搬送気流出口の径はφ50mmである。チャンバー61内では前記吐出孔から吐出された前記液滴が固化される。チャンバー61の入り口、上端部、下端部、出口は開口していないステンレス製の壁面とした。チャンバー61の中部の円筒部分は2種類の通気性壁(多孔質材料であるセラミック製のもの、及び金属製の多孔板である真鍮製のもの)を利用した。また比較として開口していないステンレス製壁面を利用した。液滴吐出手段2はチャンバー61内上端より300mmの高さでチャンバー61の中央に配置されている。搬送気流は液滴吐出手段2の位置において10.0m/s、40℃の窒素とした。
-Toner collection part-
The chamber 61 (drying tower) as the container has an inner diameter of φ400 mm and a height of 2000 mm and is fixed vertically, the upper end and the lower end are squeezed, and the diameter of the carrier air flow inlet is φ50 mm, The diameter of the carrier airflow outlet is φ50 mm. In the chamber 61, the droplets discharged from the discharge holes are solidified. The inlet, upper end, lower end, and outlet of the chamber 61 were stainless steel walls that were not open. The cylindrical portion in the middle part of the chamber 61 utilized two kinds of breathable walls (a ceramic material which is a porous material and a brass material which is a metal porous plate). For comparison, a stainless steel wall surface that was not opened was used. The droplet discharge means 2 is disposed at the center of the chamber 61 at a height of 300 mm from the upper end in the chamber 61. The carrier airflow was 10.0 m / s and 40 ° C. nitrogen at the position of the droplet discharge means 2.

−対向気流発生方法−
上記のように、本発明においては、容器(チャンバー61)の容器壁の少なくとも一部は通気性壁となっている。この通気性壁を介して容器外から容器内へ向かう気流を発生させる方法としては、容器内部を負圧にして吸引により発生させる場合と、容器の外部の雰囲気を加圧状態にして気流を発生させる場合のそれぞれについて試験した。吸引の場合は、サイクロン捕集部の吸引力によって発生する圧力差を利用し、加圧の場合は外部から加圧し内部へ気体を送り込んだ。
また、チャンバーの全壁面を介して対向気流を発生させる場合と、壁面の一部を介して対向気流を発生させる場合のそれぞれについて試験した。
「全壁面」は液滴が固化する空間部分の容器壁全体、即ち、チャンバー61の入り口、上端部、下端部、出口を除く中央部にある円筒形状の部分の壁面全部を多孔質としたものである。
「一部壁面」は、前記円筒形状の部分の吐出手段下端位置から下500mmまでを多孔質としたものである。また、「一部壁面」の場合には図7に示すように、通気性壁である容器壁の一部が液滴吐出手段の液滴吐出孔の直下に対応する位置となるようにした。
両者の場合はいずれも同じ円筒形状部分を使用したが、「一部壁面」の場合は気体を通さない部分の外部にシール材を張った。
壁面材質については、チャンバーの円筒形状部分の壁面の材質としてステンレス、セラミック、合金(真鍮)の3種類のどれかを使用した。
-Opposite airflow generation method-
As described above, in the present invention, at least a part of the container wall of the container (chamber 61) is a gas permeable wall. There are two methods for generating an air flow from the outside of the container to the inside of the container through this air-permeable wall: a case where the inside of the container is generated by suction and a case where the atmosphere outside the container is pressurized to generate an air flow. Each case was tested. In the case of suction, the pressure difference generated by the suction force of the cyclone collecting part was used. In the case of pressurization, the pressure was applied from the outside and the gas was sent into the inside.
Moreover, it tested about the case where an opposing airflow was generated through all the wall surfaces of a chamber, and the case where an opposing airflow was generated through a part of wall surface, respectively.
“Whole wall surface” is the entire container wall in the space where liquid droplets solidify, that is, the entire wall surface of the cylindrical portion in the central portion excluding the inlet, upper end, lower end and outlet of the chamber 61 is made porous. It is.
The “partial wall surface” is porous from the lower end position of the discharge means of the cylindrical portion to the bottom 500 mm. In the case of “partial wall surface”, as shown in FIG. 7, a part of the container wall which is a gas permeable wall is located at a position corresponding to a position directly below the droplet discharge hole of the droplet discharge means.
In both cases, the same cylindrical portion was used, but in the case of “partial wall surface”, a sealing material was stretched outside the portion through which gas did not pass.
Regarding the wall surface material, one of three types of materials, stainless steel, ceramic, and alloy (brass), was used as the wall surface material of the cylindrical portion of the chamber.

[評価方法]
<捕集率の評価>
捕集率(トナーの回収率)は10分間の吐出で吐出した液の固形分量[g]に対する捕集した粉の量[g]を以下の評価基準に従って評価した。
◎ : 90%以上
○ : 90%未満、80%以上
△ : 80%未満、70%以上
× : 70%未満
[Evaluation method]
<Evaluation of collection rate>
The collection rate (toner recovery rate) was evaluated according to the following evaluation criteria on the amount [g] of collected powder with respect to the solid content [g] of the liquid discharged by discharge for 10 minutes.
◎: 90% or more ○: Less than 90%, 80% or more △: Less than 80%, 70% or more ×: Less than 70%

<粒度分布の評価>
捕集されたトナーの平均粒度分布を以下の評価基準に従って評価した。
◎ : 1.00以上、1.07未満
○ : 1.07以上、1.12未満
△ : 1.12以上、1.15未満
× : 1.15以上
<Evaluation of particle size distribution>
The average particle size distribution of the collected toner was evaluated according to the following evaluation criteria.
◎: 1.00 or more, less than 1.07 ○: 1.07 or more, less than 1.12 Δ: 1.12 or more, less than 1.15 ×: 1.15 or more

−粒径測定方法−
フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)を使用した測定方法に関して以下に説明する。トナー、トナー粒子及び外添剤のフロー式粒子像分析装置による測定は、例えば、東亜医用電子社(株)製フロー式粒子像分析装置FPIA−3000を用いて測定することができる。
-Particle size measurement method-
A measurement method using a flow particle image analyzer (Flow Particle Image Analyzer) will be described below. The measurement of toner, toner particles and external additives using a flow type particle image analyzer can be performed using, for example, a flow type particle image analyzer FPIA-3000 manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.

測定は、以下の手順で行う。
・測定に使用する水をフィルターに通して微細なごみを取り除き、10−3cmの水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水を得る。
・前記水10ml中にノニオン系界面活性剤(好ましくは和光純薬社製コンタミノンN)を数滴加え、更に、測定試料を5mg加え、超音波分散器STM社製UH−50で20kHz,50W/10cmの条件で1分間分散処理を行う。
・次いで、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4000〜8000個/10−3cm(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
The measurement is performed according to the following procedure.
-Water used for measurement is passed through a filter to remove fine dust, and water having a measurement range (for example, an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm) in 10 −3 cm 3 of water. Get.
Add a few drops of nonionic surfactant (preferably Contaminone N manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to 10 ml of water, add 5 mg of a sample to be measured, and 20 kHz, 50 W using an ultrasonic dispersing device STM UH-50. Dispersion treatment is performed for 1 minute under the condition of / 10 cm 3 .
Next, a dispersion treatment is performed for a total of 5 minutes, and a sample dispersion with a measurement sample particle concentration of 4000 to 8000 pieces / 10 −3 cm 3 (targeting particles in the equivalent circle diameter range) is 0.60 μm. The particle size distribution of particles having an equivalent circle diameter of less than 159.21 μm is measured.

試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。
約1分間で、1200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、0.06−400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行う。
The sample dispersion liquid is passed through a flow path (expanded along the flow direction) of a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 μm). In order to form an optical path that passes across the thickness of the flow cell, the strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area is calculated as the equivalent circle diameter.
In about 1 minute, the equivalent circle diameter of 1200 or more particles can be measured, and the number based on the equivalent circle diameter distribution and the ratio (number%) of particles having a prescribed equivalent circle diameter can be measured. The results (frequency% and cumulative%) can be obtained by dividing the range of 0.06-400 μm into 226 channels (divided into 30 channels per octave). In actual measurement, particles are measured in the range where the equivalent circle diameter is 0.60 μm or more and less than 159.21 μm.

(実施例1)
前述のトナー製造装置を用いて、作成したトナー成分液を吐出させ、チャンバー内で乾燥固化したトナー粒子をサイクロン捕集機で捕集した。トナー貯留部63よりトナーを取り出し、実施例1のトナーを得た。このトナーの粒度分布(重量平均粒径/数平均粒径)をフロー式粒子像解析装置(シスメックス社 FPIA−3000)で上記に示す測定条件にて測定した。これを3回繰り返したところ、体積平均粒径(Dv)の平均は5.1μm、個数平均粒径(Dn)の平均は4.9μmであり、Dv/Dnの平均は1.04であった。
Example 1
Using the toner manufacturing apparatus described above, the prepared toner component liquid was discharged, and the toner particles dried and solidified in the chamber were collected by a cyclone collector. The toner was taken out from the toner reservoir 63, and the toner of Example 1 was obtained. The toner particle size distribution (weight average particle diameter / number average particle diameter) was measured with a flow particle image analyzer (Sysmex Corp. FPIA-3000) under the measurement conditions described above. When this was repeated three times, the average of the volume average particle diameter (Dv) was 5.1 μm, the average of the number average particle diameter (Dn) was 4.9 μm, and the average of Dv / Dn was 1.04. .

(実施例2〜6、比較例1)
上記の条件により、実施例1と同様に評価した実施例2〜6、比較例1の結果を表1に示す。なお、使用したトナー液や周辺機器は同じものを使用している。
(Examples 2-6, Comparative Example 1)
Table 1 shows the results of Examples 2 to 6 and Comparative Example 1 evaluated in the same manner as in Example 1 under the above conditions. The same toner liquid and peripheral devices are used.

Figure 2014091104
Figure 2014091104

以上の結果より、本発明の乾燥、固化方法を用いることによって、高品質のトナーを効率良く生産できることが示された。   From the above results, it was shown that high quality toner can be efficiently produced by using the drying and solidifying method of the present invention.

1:トナー製造装置
2:液滴吐出手段
3:対向気流発生手段
6:トナー成分液供給口
7:トナー成分液流路
8:トナー成分液排出口
9:弾性板
10:液柱共鳴液滴形成ユニット
11:液柱共鳴液滴吐出手段
12:気流通路
13:原料収容器
14:トナー成分液
15:液循環ポンプ
16:液供給管
17:液共通供給路
18:液柱共鳴流路
19:吐出孔
20:振動発生手段
21:液滴
22:液戻り管
23:合着液滴
24:ノズル角度
60:乾燥捕集手段
61:チャンバー
62:トナー捕集手段
63:トナー貯留部
64:搬送気流導入口
65:搬送気流排出口
P1:液圧力計
P2:チャンバー内圧力計
1: Toner manufacturing apparatus 2: Droplet discharge means 3: Opposing airflow generation means 6: Toner component liquid supply port 7: Toner component liquid flow path 8: Toner component liquid discharge port 9: Elastic plate 10: Liquid column resonance droplet formation Unit 11: Liquid column resonance droplet discharge means 12: Air flow path 13: Raw material container 14: Toner component liquid 15: Liquid circulation pump 16: Liquid supply pipe 17: Liquid common supply path 18: Liquid column resonance flow path 19: Discharge Hole 20: Vibration generating means 21: Liquid droplet 22: Liquid return pipe 23: Merged liquid droplet 24: Nozzle angle 60: Drying collecting means 61: Chamber 62: Toner collecting means 63: Toner reservoir 64: Conveying air flow introduction Port 65: Conveyance airflow discharge port P1: Liquid pressure gauge P2: Chamber pressure gauge

特許第3786034号公報Japanese Patent No. 3786034 特許第3786035号公報Japanese Patent No. 3786035 特開昭57−201248号公報JP-A-57-201248 特開2006−293320号公報JP 2006-293320 A

Claims (10)

少なくとも1つの吐出孔から粒子組成液を吐出して液滴化する液滴吐出工程と、上記液滴を固化する固化工程と、を有する粒子の製造方法であって、上記各工程を容器内で行い、前記容器の容器壁の少なくとも一部は通気性壁からなっており、前記固化工程において、前記通気性壁を介して容器外から容器内へ向かう気流を発生させることを特徴とする粒子の製造方法。   A method for producing particles, comprising: a droplet discharge step for discharging a particle composition liquid from at least one discharge hole to form droplets; and a solidification step for solidifying the droplets. And at least a part of the container wall of the container is made of a gas permeable wall, and in the solidification step, an air flow directed from the outside of the container to the inside of the container is generated through the gas permeable wall. Production method. 前記通気性壁が多孔板からなることを特徴とする請求項1に記載の粒子の製造方法。   The method for producing particles according to claim 1, wherein the air-permeable wall is made of a perforated plate. 前記多孔板が金属製であることを特徴とする請求項2に記載の粒子の製造方法。   The method for producing particles according to claim 2, wherein the perforated plate is made of metal. 前記通気性壁が多孔質材料からなることを特徴とする請求項1に記載の粒子の製造方法。   The method for producing particles according to claim 1, wherein the air-permeable wall is made of a porous material. 容器内部を負圧にすることにより前記気流を発生させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の粒子の製造方法。   The method for producing particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the air flow is generated by setting a negative pressure inside the container. 容器の外部の雰囲気を加圧状態とすることにより前記気流を発生させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の粒子の製造方法。   The method for producing particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the air flow is generated by bringing the atmosphere outside the container into a pressurized state. 少なくとも1つの吐出孔から粒子組成液を吐出して液滴化する液滴吐出手段と、上記液滴を固化する固化手段と、前記各手段を収容した容器と、を有する粒子の製造装置であって、前記容器の容器壁の少なくとも一部は通気性壁からなっており、前記通気性壁を介して容器外から容器内へ向かう気流を発生させる手段を有することを特徴とする粒子の製造装置。   An apparatus for producing particles, comprising: a droplet discharge unit that discharges a particle composition liquid from at least one discharge hole to form droplets; a solidification unit that solidifies the droplets; and a container that stores the units. In addition, at least a part of the container wall of the container is made of an air permeable wall, and has means for generating an air flow from the outside of the container to the inside of the container through the air permeable wall. . 前記通気性壁は、液滴が固化する空間部分の容器壁全体に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の粒子の製造装置。   8. The particle manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the air-permeable wall is provided on the entire container wall in a space portion where the liquid droplets are solidified. 前記通気性壁は、液滴が固化する空間部分の容器壁の一部に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の粒子の製造装置。   8. The particle manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the air-permeable wall is provided on a part of a container wall in a space portion where the liquid droplets are solidified. 前記容器壁の一部が液滴吐出手段の液滴吐出口の直下に対応する位置にある容器壁であることを特徴とする請求項9に記載の粒子の製造装置。   The particle manufacturing apparatus according to claim 9, wherein a part of the container wall is a container wall at a position corresponding to a position directly below a droplet discharge port of the droplet discharge unit.
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