JP3786035B2 - トナー製造装置、トナーの製造方法およびトナー - Google Patents
トナー製造装置、トナーの製造方法およびトナー Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー製造装置、トナーの製造方法およびトナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法としては、多数の方法が知られているが、一般には、光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成する工程（露光工程）と、該潜像をトナーを用いて現像する現像工程と、紙等の転写材にトナー画像を転写する転写工程と、定着ローラを用いた加熱、加圧等により、前記トナー画像を定着する工程とを有している。
【０００３】
このような電子写真法で用いられるトナーの製造方法としては、粉砕法、重合法、スプレードライ法が用いられている。
【０００４】
粉砕法は、主成分である樹脂（以下、単に「樹脂」ともいう。）と、着色剤とを含む原料を、樹脂の軟化点以上の温度で混練して混練物を得、その後、前記混練物を冷却、粉砕する方法である。このような粉砕法は、原料の選択の幅が広く、比較的容易にトナーを製造することができる点で優れている。しかしながら、粉砕法で得られるトナーは、各粒子間での形状のバラツキが大きく、その粒径分布も広くなりやすいという欠点を有している。その結果、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキが大きくなり、トナー全体としての信頼性が低下する。
【０００５】
重合法は、樹脂の構成成分である単量体を用いて、液相中等で、重合反応を行い、目的とする樹脂を生成することにより、トナー粒子を製造するものである。このような重合法は、得られるトナー粒子の形状を、比較的真球度の高いもの（幾何学的に完全な球形に近い形状）にすることができるという点で優れている。しかしながら、重合法では、各粒子間で粒径のバラツキを十分に小さくすることができない場合がある。また、このような重合法では、通常、重合性単量体を分散させる水性媒体との界面的特性を利用することにより、得られる粒子の大きさを整えているが、このような界面的特性を利用する場合、通常、水性媒体中に、界面活性剤等の薬剤を添加することが必須となる。その結果、得られるトナーは、これらの薬剤の影響を受け、電気的特性（帯電特性）や耐湿性等の耐環境性に劣るものになる場合がある。また、重合法では、樹脂材料の選択の幅が狭く、目的とする特性のトナーを得るのが困難となる場合がある。
【０００６】
スプレードライ法は、高圧のガスを用いて、溶媒に溶解したトナー製造用の原料を噴霧させることにより、微細化された粉末をトナーとして得る方法である。スプレードライ法では、前述したような粉砕工程が不要であるという利点がある。しかしながら、このようなスプレードライ法では、高圧のガスを用いて、原料の噴霧を行うため、原料の噴霧条件を正確に制御するのが困難である。このため、例えば、目的とする形状、大きさのトナー粒子を効率良く製造するのが困難である。また、スプレードライ法では、噴霧により形成された粒子の大きさのバラツキが大きいため、各粒子の移動速度のバラツキも大きい。このため、噴霧された原料が固化する前に、噴霧された粒子間での衝突、凝集が起こり異形状の粉末が形成され、最終的に得られるトナー粒子の形状、大きさのバラツキがさらに大きくなることもある。このように、スプレードライ法で得られるトナーは、各粒子間での形状、大きさのバラツキが大きいため、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキが大きくなり、トナー全体としての信頼性が低下する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供すること、また、このようなトナーを製造することができるトナー製造装置およびトナーの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２８）の本発明により達成される。
【０００９】
（１） 流動性を有する原料を用いてトナーを製造する装置であって、
前記原料を吐出するヘッド部と、該ヘッド部から吐出された前記原料を固化させ、粒状とする固化部とを有し、
前記ヘッド部が、前記原料を貯留する原料貯留部と、圧力パルスを発生する圧電体と、前記圧力パルスを収束させる音響レンズと、収束した前記圧力パルスにより前記原料を吐出する吐出部とを有することを特徴とするトナー製造装置。
【００１０】
（２） 前記音響レンズは、前記吐出部付近で焦点を結ぶように設置された上記（１）に記載のトナー製造装置。
【００１１】
（３） 前記音響レンズと、前記吐出部との間に、前記吐出部に向けて、収斂する形状を有する絞り部材が配置されている上記（１）または（２）に記載のトナー製造装置。
【００１２】
（４） 前記ヘッド部から吐出された前記原料を搬送する搬送手段を有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１３】
（５） 前記搬送手段がガス流を供給するガス流供給手段である上記（４）に記載のトナー製造装置。
【００１４】
（６） 前記ヘッド部を複数個有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１５】
（７） 互いに隣接する前記吐出部の間に、気体を噴射するガス噴射口を有する上記（６）に記載のトナー製造装置。
【００１６】
（８） 複数個の前記ヘッド部のうち、少なくとも隣り合う２つで、前記原料の吐出タイミングが異なる上記（６）または（７）に記載のトナー製造装置。
【００１７】
（９） 前記固化部に電圧を印加するための電圧印加手段を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１８】
（１０） 前記吐出部は、略円形状をなすものであり、その直径が５〜５００μｍである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１９】
（１１） 上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のトナー製造装置を用いることを特徴とするトナーの製造方法。
【００２０】
（１２） 流動性を有する原料を用いてトナーを製造する方法であって、
音響レンズで収束された圧電パルスによりヘッド部から前記原料を間欠的に吐出し、固化部内を搬送させつつ固化させ、粒状とすることを特徴とするトナーの製造方法。
【００２１】
（１３） 前記ヘッド部が、前記原料を貯留する原料貯留部と、前記原料貯留部に貯留された前記原料に圧力パルスを加える圧電体と、前記圧力パルスにより前記原料を吐出する吐出部とを有するものである上記（１２）に記載のトナーの製造方法。
【００２２】
（１４） 前記ヘッド部から吐出する前記原料は、ほぼ一方向に流れるガス中に放出される上記（１２）または（１３）に記載のトナーの製造方法。
【００２３】
（１５） 前記ヘッド部を複数個有する上記（１２）ないし（１４）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００２４】
（１６） 互いに隣接する前記吐出部の間から気体を噴射しつつ、前記原料を吐出する上記（１５）に記載のトナーの製造方法。
【００２５】
（１７） 複数個の前記ヘッド部のうち、少なくとも隣り合う２つからの前記原料の吐出タイミングをずらす上記（１５）または（１６）に記載のトナーの製造方法。
【００２６】
（１８） 前記固化部に、前記原料と同じ極性の電圧を印加した状態で、前記原料を吐出する上記（１２）ないし（１７）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００２７】
（１９） 前記ヘッド部から吐出する前記原料の初速度は、０．１〜１０ｍ／秒である上記（１１）ないし（１８）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００２９】
（２０） 前記圧電体の振動数が１０ｋＨｚ〜５００ＭＨｚである上記（１１）ないし（１９）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３０】
（２１） 前記ヘッド部から吐出される前記原料は、その成分の少なくとも一部を溶媒に溶解させたものである上記（１１）ないし（２０）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３１】
（２２） 前記固化部で前記溶媒を除去することにより、前記原料を固化させる上記（２１）に記載のトナーの製造方法。
【００３２】
（２３） 前記ヘッド部から吐出された前記原料を、前記固化部で加温することにより固化させる上記（２１）または（２２）に記載のトナーの製造方法。
【００３３】
（２４） 前記ヘッド部から吐出される前記原料は、その成分の少なくとも一部が溶融した状態のものである上記（１１）ないし（２０）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３４】
（２５） 前記ヘッド部から吐出された前記原料を、前記固化部で冷却することにより固化させる上記（２４）に記載のトナーの製造方法。
【００３５】
（２６） 前記ヘッド部から吐出される前記原料の一滴分の吐出量が０．０５〜５００ｐｌである上記（１１）ないし（２５）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３６】
（２７） 上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のトナー製造装置を用いて製造されたことを特徴とするトナー。
【００３７】
（２８） 上記（１１）ないし（２６）のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とするトナー。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトナー製造装置、トナーの製造方法およびトナーの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４２】
図１は、本発明のトナー製造装置の好適な実施形態を模式的に示す縦断面図、図２は、図１のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【００４３】
［構成材料］
まず、本発明のトナーの製造に用いる原料６について説明する。本発明のトナーは、流動性を有する原料６を用いて製造されるものである。原料６中には、通常、少なくとも、主成分としての樹脂（またはその前駆体としてのモノマー、ダイマー、オリゴマー等）と、着色剤とが含まれている。
【００４４】
以下、原料６を構成する、主成分としての樹脂（以下、単に「樹脂」ともいう）、着色剤およびその他の成分について説明する。
【００４５】
１．樹脂（バインダー樹脂）
樹脂（バインダー樹脂）としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、後述する固化部３において、原料６を重合反応させることによりトナーを製造する場合には、通常、上記の樹脂材料のモノマー、ダイマー、オリゴマー等を用いる。
【００４６】
原料６中における樹脂の含有量は、特に限定されないが、５０〜９５ｗｔ％であるのが好ましく、８０〜９４ｗｔ％であるのがより好ましい。
【００４７】
２．着色剤
着色剤としては、例えば、顔料、染料等を使用することができる。このような顔料、染料としては、例えば、カーボンブラック、スピリットブラック、ランプブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）、マグネタイト、チタンブラック、黄鉛、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、キノリンイエロー、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、カルコオイルブルー、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ファイナルイエローグリーンＧ、ローダミン６Ｇ、キナクリドン、ローズベンガル（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３２）、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６２、ニグロシン染料（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４１５Ｂ）、金属錯塩染料、シリカ、酸化アルミニウム、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４８】
原料６中における着色剤の含有量は、特に限定されないが、１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、２〜７ｗｔ％であるのがより好ましい。着色剤の含有量が前記下限値未満であると、着色剤の種類によっては、十分な濃度の可視像を形成するのが困難になる可能性がある。一方、着色剤の含有量が前記上限値を超えると、最終的に得られるトナーの定着特性や帯電特性が低下する可能性がある。
【００４９】
３．溶媒
原料６中には、流動性を付与するための溶媒が含まれていてもよい。この場合、溶媒としては、原料６を構成する成分の少なくとも一部を溶解するものであればいかなるものであってもよいが、後述する固化部３で容易に除去されるものであるのが好ましい。
【００５０】
このような溶媒としては、例えば、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルテトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒等の有機溶媒等から選択される１種または２種以上を混合したものを用いることができる。
【００５１】
４．ワックス
また、原料６中には、ワックスが含まれていてもよい。ワックスは、通常、離型性を向上させる目的で用いられるものである。このようなワックスとしては、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、綿ロウ、木ロウ等の植物系ワックス・ロウ、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス・ロウ、モンタンワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス・ロウ、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油ワックス・ロウ等の天然ワックス・ロウや、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス（ポリエチレン樹脂）、ポリプロピレンワックス（ポリプロピレン樹脂）、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素ワックス、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス・ロウ等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ワックスとしては、さらに低分子量の結晶性高分子樹脂を使用してもよく、例えば、ポリｎ−ステアリルメタクリレート、ポリｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等を使用することもできる。
【００５２】
原料６中におけるワックスの含有量は、特に限定されないが、５ｗｔ％以下であるのが好ましく、３ｗｔ％以下であるのがより好ましい。ワックスの含有量が多すぎると、最終的に得られるトナー粒子中において、ワックスが有利、粗大化して、トナー粒子表面へのワックスのしみ出し等が顕著に起こり、トナーの転写効率が低下する傾向を示す。
【００５３】
ワックスの軟化点は、特に限定されないが、５０〜１８０℃であるのが好ましく、６０〜１６０℃であるのがより好ましい。
【００５４】
また、原料６中には、前記樹脂、着色剤、溶媒、ワックス以外の成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、磁性粉末、帯電制御剤、分散在等が挙げられる。
【００５５】
前記磁性粉末としては、例えば、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料で構成されたもの等が挙げられる。
【００５６】
前記帯電制御剤としては、例えば、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、ニグロシン染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸等が挙げられる。
【００５７】
前記分散剤としては、例えば、金属石鹸、無機金属塩、有機金属塩、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
【００５８】
前記金属石鹸としては、トリステアリン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩等）、ジステアリン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩、バリウム塩等）、ステアリン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、鉛塩、亜鉛塩等）、リノレン酸金属塩（例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、オクタン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩、カルシウム塩、コバルト塩等）、オレイン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩等）、パルミチン酸金属塩（例えば、亜鉛塩等）、ナフテン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、レジン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン鉛塩、亜鉛塩等）等が挙げられる。
【００５９】
前記無機金属塩、前記有機金属塩としては、例えば、カチオン性成分として、周期律表の第ＩＡ族、第IIＡ族、および第IIIＡ族の金属からなる群より選ばれる元素のカチオンを含み、アニオン性成分として、ハロゲン、カーボネート、アセテート、サルフェート、ボレート、ニトレート、およびホォスフェートからなる群より選ばれるアニオンを含む塩等が挙げられる。
【００６０】
また、添加剤としては、上記のような材料のほかに、例えば、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を用いてもよい。
【００６１】
［トナー製造装置］
本発明のトナー製造装置１は、流動性を有するトナー製造用の原料６を吐出するヘッド部２と、ヘッド部２から吐出された原料６を搬送させつつ固化させ、粒状とする固化部３と、ヘッド部２に原料６を供給するフィーダー４と、製造されたトナー粒子９を回収する回収部５とを有している。
【００６２】
ヘッド部２は、原料６を貯留する原料貯留部２１と、圧力パルスを発生する圧電素子２２と、前記圧力パルスを収束させる音響レンズ（凹面レンズ）２３と、収束した圧力パルスにより原料６を吐出する吐出部２４とを有している（図２参照）。
【００６３】
原料貯留部２１には、流動性を有する状態の原料６が貯留されている。原料６は、例えば、その成分の少なくとも一部が溶媒に溶解した溶液の状態（以下、単に「溶液状態」ともいう）のものであってもよいし、その成分の少なくとも一部が溶融した状態（以下、単に「溶融状態」ともいう）のものであってもよい。
【００６４】
圧電素子２２は、下部電極（第１の電極）２２１、圧電体２２２および上部電極（第２の電極）２２３が、この順で積層されて構成されている。圧電素子２２は、以下のように作動する。
圧電素子駆動回路（図示せず）から所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電素子２２の下部電極２２１と上部電極２２３との間に電圧が印加されていない状態では、圧電体２２２に変形が生じない。一方、圧電素子駆動回路から所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子２２の下部電極２２１と上部電極２２３との間に所定の電圧が印加された状態では、圧電体２２２に変形が生じ、圧力パルス（振動エネルギー）が発生する。このように、圧電素子２２は、振動源として機能するものであり、圧力パルスの発生源である。
【００６５】
圧電素子２２が発生した圧力パルス（振動エネルギー）は、音響レンズ２３に伝えられる。そして、この音響レンズ２３により、圧力パルスは圧力パルス収束部２５で収束される。
【００６６】
この収束した圧力パルスにより、原料貯留部２１内の原料６は、吐出部２４から固化部３に吐出される。
【００６７】
そして、上記のような電圧の印加を所定の周期で行うことにより、粒状の原料６が間欠的に吐出されることになる。
【００６８】
このように、本発明では、圧電素子が発生した圧力パルス（振動エネルギー）を音響レンズで収束させ、この収束された圧力パルスにより、流動性を有する原料を吐出させる点に特徴を有する。
【００６９】
従来、流動性を有する原料を用いてトナーを製造する方法としては、スプレードライ法が知られていた。スプレードライ法は、高圧のガスを用いて、溶媒に溶解したトナー製造用の原料を噴霧させることにより、微細化された粉末をトナーとして得る方法である。しかしながら、このようなスプレードライ法は、以下のような問題点を有していた。
【００７０】
すなわち、スプレードライ法では、高圧のガスを用いて、原料の噴霧を行うため、原料の噴霧条件を正確に制御するのが困難であった。このため、例えば、目的とする形状、大きさのトナー粒子を効率良く製造するのが困難であった。また、スプレードライ法では、噴霧により形成された粒子の大きさのバラツキが大きい（粒度分布の幅が大きい）ため、各粒子の移動速度のバラツキも大きい。このため、噴霧された原料が固化する前に、噴霧された粒子間での衝突、凝集が起こり異形状の粉末が形成され、最終的に得られるトナー粒子の形状、大きさのバラツキがさらに大きくなることもあった。このように、スプレードライ法で得られるトナーは、各トナー粒子間での形状、大きさのバラツキが大きいため、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキも大きく、トナー全体としての信頼性も低い。
【００７１】
これに対し、本発明では、圧電体の振動による圧力パルスで、原料を一滴づつ間欠的に吐出するため、安定した形状のトナーを得ることができるとともに、製造されるトナー粒子を真球度の高いもの（幾何学的に完全な球形に近い形状）にすることが比較的容易にできる。
【００７２】
特に、本発明では、原料６の吐出に、音響レンズ２３により収束させた圧力パルスを用いるため、圧電素子２２からの振動エネルギーを、原料６を吐出させるためのエネルギーとして、効率良く利用することができる。その結果、原料貯留部２１に貯留された原料６が比較的高粘度のものであっても、確実に吐出部２４から吐出させることができる。また、原料貯留部２１に貯留された原料６が凝集力（表面張力）の比較的大きいものであっても、微細な液滴として吐出することが可能となるため、容易かつ確実に、最終的に得られるトナー粒子９の粒径を比較的小さい値にコントロールすることができる。
このように、本発明では、原料６として、比較的粘度の高い材料や、凝集力の大きい材料を用いることができるので、材料選択の幅が特に広くなり、所望の特性を有するトナーを容易に得ることができる。
【００７３】
また、本発明では、圧電体の振動数、音響レンズの口径・焦点距離、原料の温度・粘度、原料の一滴分の吐出量等を比較的正確にコントロールすることができ、製造すべきトナーを所望の形状、大きさに制御することが容易にできる。
【００７４】
また、本発明では、圧電体の振動を用いるため、原料を所定間隔で吐出することができる。このため、吐出される粒状の原料同士が、衝突、凝集するのを効果的に防止することができ、従来のスプレードライ法を用いた場合に比べて、異形状の粉末等を形成し難い。
【００７５】
また、原料の一滴分の吐出量、圧電体の振動数等をコントロールすることにより、トナーの製造量等を容易かつ確実に管理することができる。
【００７６】
本発明においては、圧電素子２２の振動数は、特に限定されないが、１０ｋＨｚ〜５００ＭＨｚであるのが好ましく、２０ｋＨｚ〜２００ＭＨｚであるのがより好ましい。圧電素子２２の振動数が前記下限値未満であると、トナーの生産性が低下する。一方、圧電素子２２の振動数が前記上限値を超えると、粒状の原料６の吐出が追随できなくなり、原料６一滴分の大きさのバラツキが大きくなる。
【００７７】
図示の構成では、音響レンズ２３は、吐出部２４付近（原料貯留部２１に貯留されている原料６の液面付近）で焦点を結ぶように設置されている。このような構成にすることにより、圧電素子２２からの振動エネルギーを、原料６を吐出させるためのエネルギーとして、さらに効率良く利用することができる。その結果、原料貯留部２１に貯留された原料６が比較的高粘度のものであっても、より確実に吐出部２４から吐出させることができる。
【００７８】
吐出部２４の形状は、特に限定されないが、略円形状であるのが好ましい。これにより、吐出される原料６、トナー粒子９の真球度を高めることができる。
【００７９】
また、本発明では、収束した圧力パルスにより原料６を吐出させるため、吐出部２４の面積（開口面積）が比較的大きい場合であっても、吐出する原料６の大きさを比較的小さいものにすることができる。すなわち、最終的に得られるトナー粒子９の粒径を比較的小さくしたい場合であっても、吐出部２４の面積を大きくすることができる。これにより、原料６が比較的高粘度のものであっても、吐出部２４における目詰まりの発生等をより効果的に防止することができる。
【００８０】
吐出部２４が略円形状のものである場合、その直径（ノズル径）は、例えば、５〜５００μｍであるのが好ましく、１０〜２００μｍであるのがより好ましい。吐出部２４の直径が前記下限値未満であると、目詰まりが発生し易くなり、吐出される原料６の大きさのバラツキが大きくなる場合がある。一方、吐出部２４の直径が前記上限値を超えると、原料貯留部２１の負圧と、ノズルの表面張力との力関係によっては、吐出される原料６が気泡を抱き込んでしまう可能性がある。
【００８１】
ヘッド部２から固化部３に吐出される原料６の初速度は、例えば、０．１〜１０ｍ／秒であるのが好ましく、２〜８ｍ／秒であるのがより好ましい。原料６の初速度が前記下限値未満であると、トナーの生産性が低下する。一方、原料６の初速度が前記上限値を超えると、得られるトナー粒子９の真球度が低下する傾向を示す。
【００８３】
また、原料６の一滴分の吐出量は、特に限定されないが、０．０５〜５００ｐｌであるのが好ましく、０．１〜５０ｐｌであるのがより好ましい。原料６の一滴分の吐出量をこのような範囲の値にすることにより、最終的に得られるトナー粒子９を適度な粒径のものにすることができる。
【００８４】
図示の構成のトナー製造装置１は、ヘッド部２を複数個有している。そして、これらのヘッド部２から、それぞれ、粒状の原料６が固化部３に吐出される。
【００８５】
各ヘッド部２は、ほぼ同時に原料６を吐出するものであってもよいが、少なくとも隣り合う２つのヘッド部で、原料６の吐出タイミングが異なるように制御されたものであるのが好ましい。これにより、隣接するヘッド部２から吐出された粒状の原料６が固化する前に、原料粒子同士が衝突し、凝集するのをより効果的に防止することができる。
【００８６】
また、図２に示すように、トナー製造装置１は、ガス流供給手段１０を有しており、このガス流供給手段１０から供給されたガスが、ダクト１０１を介して、ヘッド部２−ヘッド部２間に設けられた各ガス噴射口７から、ほぼ均一の圧力で噴射される構成となっている。これにより、吐出部２４から間欠的に吐出された粒状の原料６の間隔を保ちつつ、原料６を搬送し、固化させることができる。その結果、吐出される粒状の原料６同士の衝突、凝集がより効果的に防止される。
【００８７】
また、ガス流供給手段１０から供給されたガスをガス噴射口７から噴射することにより、固化部３において、ほぼ一方向（図中、下方向）に流れるガス流を形成することができる。このようなガス流が形成されると、固化部３内の粒状の原料６（トナー粒子９）をより効率良く搬送することができる。
【００８８】
また、ガス噴射口７からガスが噴射されることにより、各ヘッド部２から吐出される粒子の間に気流カーテンが形成され、例えば、隣り合うヘッド部から吐出された各粒子間での衝突、凝集をより効果的に防止することが可能となる。
【００８９】
また、ガス流供給手段１０には、熱交換器１１が取り付けられている。これにより、ガス噴射口７から噴射されるガスの温度を好ましい値に設定することができる。すなわち、原料６が、溶液状態のものである場合には、比較的高い温度のガスを噴射させ、また、溶融状態のものである場合には、比較的低い温度のガスを噴射させることができる。その結果、固化部３に吐出された粒状の原料６を効率良く固化させることができる。
【００９０】
また、このようなガス流供給手段１０を有すると、ガス流の供給量を調整すること等により、吐出部２４から吐出された原料６の固化速度等を容易にコントロールすることも可能となる。
【００９１】
ガス噴射口７から噴射されるガスの温度は、原料６中に含まれる樹脂、溶媒の組成等により異なるが、通常、以下のような範囲の値であるのが好ましい。
すなわち、原料６が溶液状態のものである場合、ガス噴射口７から噴射されるガスの温度は、例えば、５０〜３５０℃であるのが好ましく、１００〜３００℃であるのがより好ましい。これにより、得られるトナー粒子９の形状の均一性を保ちつつ、原料６中に含まれる溶媒を効率良く除去することができ、トナーの生産性をさらに優れたものとすることができる。
【００９２】
また、原料６が溶融状態のものである場合、ガス噴射口７から噴射されるガスの温度は、例えば、０〜１００℃であるのが好ましく、５〜５０℃であるのがより好ましい。これにより、得られるトナー粒子９の形状の均一性を保ちつつ、粒状の原料６を冷却固化することができ、トナーの生産性をさらに優れたものとすることができる。
【００９３】
ヘッド部２から吐出された粒状の原料６は、固化部３を搬送されつつ固化することにより、トナー粒子９となる。
【００９４】
固化部３は、筒状のハウジング３１で構成されている。
粒状の原料６は、前述したガス噴射口７から噴射されるガスにより固化されるものであってもよいし、それ以外の手段により固化されるものであってもよい。例えば、ハウジング３１の内側または外側に設置された熱源、冷却源により、原料６を固化してもよい。また、ハウジング３１は、熱媒体または冷却媒体の流路が形成されたジャケットであってもよい。また、ヘッド部２から吐出される原料６が溶液状態のものである場合、ハウジング３１内を減圧状態とすることにより、原料６中の溶媒を除去し、固化したトナー粒子９を得ることもできる。
【００９５】
また、トナー粒子９は、前述したような溶液状態の原料６から溶媒を除去する方法や、溶融状態の原料６を冷却固化する方法に限定されるものではない。例えば、原料６が、樹脂材料の前駆体（例えば、前記樹脂材料に対応するモノマー、ダイマー、オリゴマー等）を含むものである場合、固化部３において重合反応を進行させることにより、トナー粒子９を得るような方法であってもよい。
【００９６】
また、ハウジング３１には、電圧を印加するための電圧印加手段８が接続されている。電圧印加手段８で、ハウジング３１の内面側に、粒状の原料６（トナー粒子９）と同じ極性の電圧を印加することにより、これにより、以下のような効果が得られる。
【００９７】
通常、トナー粒子は、正または負に帯電している。このため、トナー粒子と異なる極性に帯電した帯電物があると、トナー粒子は、当該帯電物に、静電的に引き付けられ付着するという現象が起こる。一方、トナー粒子と同じ極性に帯電した帯電物があると、当該帯電物とトナー粒子とは、互いに反発しあい、前記対象物表面にトナーが付着するという現象を効果的に防止することができる。したがって、ハウジング３１の内面側に、粒状の原料６（トナー粒子９）と同じ極性の電圧を印加することにより、ハウジング３１の内面に原料６（トナー粒子９）が付着するのを効果的に防止することができる。これにより、異形状のトナー粉末の発生をより効果的に防止することができるとともに、トナー粒子９の回収効率も向上する。
【００９８】
ハウジング３１は、回収部５付近に、図１中の下方向に向けて、その内径が小さくなる縮径部３１１を有している。このような縮径部３１１が形成されることにより、トナー粒子９の回収を効率良く回収することができる。なお、前述したように、吐出部２４から吐出された原料６は、固化部３において固化されるが、回収部５付近においてはこのような固化はほぼ完全に完了しており、縮径部３１１付近では、各粒子が接触しても凝集等の問題はほとんど発生しない。
【００９９】
粒状の原料６を固化することにより得られたトナー粒子９は、回収部５に回収される。
【０１００】
以上のようにして得られたトナーに対しては、必要に応じて、分級処理、外添処理等の各種処理を施してもよい。
【０１０１】
分級処理には、例えば、ふるい、気流式分級機等を用いることができる。
また、外添処理に用いられる外添剤としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、チタニア、酸化亜鉛、アルミナ、マグネタイト等の金属酸化物、窒化珪素等の窒化物、炭化珪素等の炭化物、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、脂肪族金属塩等の金属塩等の無機材料で構成された微粒子、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、脂肪族金属塩等の有機材料で構成された微粒子やこれらの複合物で構成された微粒子等が挙げられる。
【０１０２】
また、外添剤としては、上記のような微粒子の表面に、ＨＭＤＳ、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シラン系カップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施したものを用いてもよい。
【０１０３】
以上のようにして製造される本発明のトナーは、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいものである。特に、本発明では、真球に近い形状のトナー粒子が得られる。
【０１０６】
また、トナーは、各粒子間での粒径の標準偏差が１．５μｍ以下であるのが好ましく、１．０μｍ以下であるのがより好ましい。各粒子間での粒径の標準偏差が１．５μｍ以下であると、帯電特性、定着特性等のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての、信頼性がさらに向上する。
【０１０８】
以上、本発明のトナー製造装置、トナーの製造方法およびトナーについて、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０９】
例えば、本発明のトナー製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。例えば、前述した実施形態では、粒状の原料を鉛直下方に向けて吐出する構成について説明したが、原料の吐出方向は、鉛直上方、水平方向等、いかなる方向であってもよい。また、図６に示すように、原料６の吐出方向と、ガス噴射口７から噴射されるガスの噴射方向とが、ほぼ垂直となる構成のものであってもよい。この場合、吐出された粒状の原料６は、ガス流によりその進行方向が変わり、吐出部２４からの吐出方向に対してほぼ直角に搬送されることになる。
【０１１０】
また、上記の実施形態では、音響レンズとして凹面レンズを用いた構成について説明したが、音響レンズはこれに限定されるものではない。例えば、音響レンズとして、フレネルレンズ、電子走査レンズ等を用いてもよい。
【０１１１】
さらに、上記実施形態では、音響レンズ２３と吐出部２４との間に、トナー製造用の原料６のみを介在させた構成について説明したが、例えば、図３〜図５に示すように、音響レンズ２３と吐出部２４との間に、吐出部２４に向けて、収斂する形状を有する絞り部材１２等を配置してもよい。これにより、圧電素子２２が発生した圧力パルス（振動エネルギー）の収束を補助することができ、圧電素子２２が発生した圧力パルスをより効率良く利用することができる。
【０１１２】
【実施例】
［１］トナーの製造
【０１１３】
（実施例１）
まず、樹脂溶液Ａおよび分散液Ｂを調製した。
【０１１４】
＜樹脂溶液Ａ＞
ポリエステル樹脂（酸価：２６．２ＫＯＨｍｇ／ｇ、水酸基価：１２．２ＫＯＨｍｇ／ｇ、ガラス転移温度：６２℃、降下式フローテスター軟化温度：１０４．８℃）：９８重量部と、キナクリドン系顔料：６重量部と、メチルエチルケトン：１００重量部とを、攪拌翼を取り付けた密閉容器内に入れ、攪拌翼を回転させることにより、樹脂溶液Ａを得た。
【０１１５】
＜分散液Ｂ＞
サリチル酸亜鉛塩：２重量部と、カルナウバワックス：３重量部と、ポリエステル樹脂：２重量部と、メチルエチルケトン：３００重量部とを、ジルコニアボールの入った密閉容器内に入れ、ボールミル分散を１時間行うことにより、分散液Ｂを得た。
【０１１６】
上記のようにして調製した樹脂溶液Ａ中に分散液Ｂを添加し、さらに１０分間攪拌して、均一なマゼンタ色の溶液（分散液）をトナー製造用の原料として得た。得られた原料の２５℃における粘度は、１８２ｃｐｓであった。
【０１１７】
このようにして得られた原料を、図１、図２に示すようなトナー製造装置のフィーダー内に投入した。フィーダー内に投入した原料を、定量ポンプによりヘッド部の原料貯留部に供給し、吐出部から固化部に吐出させた。音響レンズとしては、レンズ口径（有効口径）が１５０μｍ、口径比（焦点距離［μｍ］をレンズの有効口径［μｍ］で除した数）が１．５のものを用い、吐出部付近で焦点を結ぶものとした。また、吐出部は、直径：８５μｍの円形状をなすものとした。
【０１１８】
原料の吐出は、ヘッド部内における原料温度を２５℃、圧電体の振動数を１５ＭＨｚ、吐出部から吐出される原料の初速度を６．２ｍ／秒、ヘッド部から吐出される原料の一滴分の吐出量を０．５ｐｌに調整した状態で行った。また、原料の吐出は、複数個のヘッド部のうち少なくとも隣接しあうヘッド部で、原料の吐出タイミングがずれるようにして行った。
【０１１９】
また、原料の吐出時には、ガス噴射口から温度：１００℃、流速：６．５ｍ／秒の空気を鉛直下方に噴射し、また、固化部のハウジングには、その内表面側の電位が−２００Ｖとなるように電圧を印加した。
【０１２０】
固化部で固化した粒子をサイクロンにて回収した。回収した粒子は、平均円形度０．９８５、円形度標準偏差０．００７であった。重量基準の平均粒径は、８．６μｍであった。重量基準の粒径標準偏差は１．２であった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１２１】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１２２】
得られた粒子１００重量部に疎水性シリカ０．５重量部を添加し、最終的なトナーを得た。最終的に得られたトナーの重量基準の平均粒径は、８．６μｍであった。
【０１２３】
（実施例２）
溶融させたポリオレフィン樹脂：１００重量部に、キナクリドン系顔料：６重量部と、サリチル酸亜鉛塩：２重量部を分散させた液状の原料を得た。得られた原料の１２０℃における粘度は、２１０ｃｐｓであった。
【０１２４】
このようにして得られた原料を、図１、図２に示すようなトナー製造装置のフィーダー内に投入した。フィーダー内に投入した原料を、定量ポンプによりヘッド部の原料貯留部に供給し、吐出部から固化部に吐出させた。音響レンズとしては、口径（有効口径）が３００μｍ、口径比１．０のものを用い、吐出部付近で焦点を結ぶものとした。また、吐出部は、直径：１２０μｍの円形状をなすものとした。
【０１２５】
原料の吐出は、ヘッド部内における原料温度を１２０℃、圧電体の振動数を１５０ＭＨｚ、吐出部から吐出される原料の初速度を３．８ｍ／秒、ヘッド部から吐出される原料の一滴分の吐出量を０．５ｐｌに調整した状態で行った。また、原料の吐出は、複数個のヘッド部のうち少なくとも隣接しあうヘッド部で、原料の吐出タイミングがずれるようにして行った。
【０１２６】
また、原料の吐出時には、ガス噴射口から温度：１０℃、流速：４ｍ／秒の空気を鉛直下方に噴射し、また、固化部のハウジングには、その内表面側の電位が−２００Ｖとなるように電圧を印加した。
【０１２７】
固化部で固化した粒子をサイクロンにて回収した。回収した粒子は、平均円形度０．９９２、円形度標準偏差０．００６であった。重量基準の平均粒径は、８．９μｍであった。重量基準の粒径標準偏差は１．１であった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１２８】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１２９】
得られた粒子１００重量部に疎水性シリカ０．５重量部を添加し、最終的なトナーを得た。最終的に得られたトナーの重量基準の平均粒径は、９．０μｍであった。
【０１３０】
（実施例３）
トナー製造装置のヘッド部を、図３に示すような絞り部材が配置された構成のものに変更した以外は、前記実施例１と同様にしてトナーを製造した。
【０１３１】
なお、固化部で回収した粒子は、平均円形度０．９９２、円形度標準偏差０．００７であった。重量基準の平均粒径は、８．６μｍであった。重量基準の粒径標準偏差は、０．９であった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１３２】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１３３】
また、最終的に得られたトナーの重量基準の平均粒径は、８．７μｍであった。
【０１３４】
［２］評価
以上のようにして得られた各トナーについて、トナー粒子の平均円形度、転写効率、定着温度領域、耐久性、カブリの評価を行った。
【０１３５】
［２．１］トナー粒子の平均円形度
前記各実施例および前記各比較例で製造したトナーについて、平均円形度Ｒの測定を行った。円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１３６】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１３７】
［２．２］転写効率の測定
前記各実施例で製造したトナーの転写効率は、カラーレーザープリンタ（セイコーエプソン社製、ＬＰ−２０００Ｃ）を用いて、以下のように評価した。
【０１３８】
感光体への現像工程直後（転写前）の感光体上のトナーと、転写後（印刷後）の感光体上のトナーとを、別々のテープを用いて採取し、それぞれの重量を測定した。転写前の感光体上のトナー重量をＷｂ［ｇ］、転写後の感光体上のトナー重量をＷａ［ｇ］としたとき、（Ｗｂ−Ｗａ）×１００／Ｗｂとして求められる値を、転写効率とした。
【０１３９】
［２．３］耐久性
前記各実施例および前記各比較例で得られたトナーを、カラーレーザープリンタ（セイコーエプソン社製：ＬＰ−２０００Ｃ）のカートリッジに詰め替えて、５０００枚ランニングした。４９０１〜５０００枚目の印刷物について、これらの画像を、以下の４段階の基準に従い評価した。
【０１４０】
◎：画像に筋、乱れが全く認められないもの。
○：画像に筋、乱れがほとんど認められないもの。
△：画像に筋、乱れが若干認められるもの。
×：画像に筋、乱れが明らかに認められるもの。
【０１４１】
これらの結果を、トナー粒子の円形度の標準偏差、平均粒径、粒径の標準偏差とともに、表１にまとめて示した。
【０１４２】
【表１】
【０１４３】
表１から明らかなように、本発明のトナーは、円形度が大きく、粒度分布の幅の小さいものである。また、本発明のトナーは、いずれも、転写効率および耐久性に優れており、画像濃度、地汚れ、転写、定着ともに、なんら問題がなく、印字部周辺がシャープで濃度ムラの少ない印刷物が得られた。
【０１４４】
なお、スプレードライ法を用いた場合、ガスの噴射圧力、原料温度等の各種条件を好適な条件に設定した場合であっても、通常、得られるトナー粒子の円形度は０．９７程度、円形度の標準偏差は０．０４０程度、粒径の標準偏差は２．７程度となる。
【０１４５】
また、着色剤として、キナクリドン系顔料に代わり、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、カーボンブラックを用いた以外は、前記各実施例と同様にして、トナーを作製し、これらの各トナーについても前記と同様の評価を行った。その結果、前記各実施例と同様の結果が得られた。
【０１４６】
また、ヘッド部を、図４、図５に示すような構造にした以外は、前記実施例３と同様にして、トナー製造装置を作成した。このトナー製造装置を用いて、前記実施例３と同様にして、トナーを作製し、得られたトナーについて前記と同様の評価を行った。その結果、前記実施例と同様の結果が得られた。
【０１４７】
また、ヘッド部を、図３〜図５に示すような構造にした以外は、前記実施例２と同様にして、トナー製造装置を作成した。これらのトナー製造装置を用いて、前記実施例２と同様にして、トナーを作製し、これらの各トナーについても前記と同様の評価を行った。その結果、前記実施例と同様の結果が得られた。
【０１４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供することができる。
【０１４９】
このような効果は、原料の組成や、圧電体の振動数、音響レンズの口径・焦点距離、原料の温度・粘度等の製造条件を調整すること等により、さらに優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のトナー製造装置の好適な実施形態を模式的に示す縦断面図である。
【図２】 図１に示すトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図３】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図４】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図５】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図６】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１……トナー製造装置 ２……ヘッド部 ２１……原料貯留部 ２２……圧電素子 ２２１……下部電極 ２２２……圧電体 ２２３……上部電極 ２３……音響レンズ ２４……吐出部 ２５……圧力パルス収束部 ３……固化部 ３１……ハウジング ３１１……縮径部 ４……フィーダー ５……回収部 ６……原料 ７……ガス噴射口 ８……電圧印加手段 ９……トナー粒子 １０……ガス流供給手段 １０１……ダクト １１……熱交換器 １２……絞り部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー製造装置、トナーの製造方法およびトナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法としては、多数の方法が知られているが、一般には、光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成する工程（露光工程）と、該潜像をトナーを用いて現像する現像工程と、紙等の転写材にトナー画像を転写する転写工程と、定着ローラを用いた加熱、加圧等により、前記トナー画像を定着する工程とを有している。
【０００３】
このような電子写真法で用いられるトナーの製造方法としては、粉砕法、重合法、スプレードライ法が用いられている。
【０００４】
粉砕法は、主成分である樹脂（以下、単に「樹脂」ともいう。）と、着色剤とを含む原料を、樹脂の軟化点以上の温度で混練して混練物を得、その後、前記混練物を冷却、粉砕する方法である。このような粉砕法は、原料の選択の幅が広く、比較的容易にトナーを製造することができる点で優れている。しかしながら、粉砕法で得られるトナーは、各粒子間での形状のバラツキが大きく、その粒径分布も広くなりやすいという欠点を有している。その結果、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキが大きくなり、トナー全体としての信頼性が低下する。
【０００５】
重合法は、樹脂の構成成分である単量体を用いて、液相中等で、重合反応を行い、目的とする樹脂を生成することにより、トナー粒子を製造するものである。このような重合法は、得られるトナー粒子の形状を、比較的真球度の高いもの（幾何学的に完全な球形に近い形状）にすることができるという点で優れている。しかしながら、重合法では、各粒子間で粒径のバラツキを十分に小さくすることができない場合がある。また、このような重合法では、通常、重合性単量体を分散させる水性媒体との界面的特性を利用することにより、得られる粒子の大きさを整えているが、このような界面的特性を利用する場合、通常、水性媒体中に、界面活性剤等の薬剤を添加することが必須となる。その結果、得られるトナーは、これらの薬剤の影響を受け、電気的特性（帯電特性）や耐湿性等の耐環境性に劣るものになる場合がある。また、重合法では、樹脂材料の選択の幅が狭く、目的とする特性のトナーを得るのが困難となる場合がある。
【０００６】
スプレードライ法は、高圧のガスを用いて、溶媒に溶解したトナー製造用の原料を噴霧させることにより、微細化された粉末をトナーとして得る方法である。スプレードライ法では、前述したような粉砕工程が不要であるという利点がある。しかしながら、このようなスプレードライ法では、高圧のガスを用いて、原料の噴霧を行うため、原料の噴霧条件を正確に制御するのが困難である。このため、例えば、目的とする形状、大きさのトナー粒子を効率良く製造するのが困難である。また、スプレードライ法では、噴霧により形成された粒子の大きさのバラツキが大きいため、各粒子の移動速度のバラツキも大きい。このため、噴霧された原料が固化する前に、噴霧された粒子間での衝突、凝集が起こり異形状の粉末が形成され、最終的に得られるトナー粒子の形状、大きさのバラツキがさらに大きくなることもある。このように、スプレードライ法で得られるトナーは、各粒子間での形状、大きさのバラツキが大きいため、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキが大きくなり、トナー全体としての信頼性が低下する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供すること、また、このようなトナーを製造することができるトナー製造装置およびトナーの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２８）の本発明により達成される。
【０００９】
（１） 流動性を有する原料を用いてトナーを製造する装置であって、
前記原料を吐出するヘッド部と、該ヘッド部から吐出された前記原料を固化させ、粒状とする固化部とを有し、
前記ヘッド部が、前記原料を貯留する原料貯留部と、圧力パルスを発生する圧電体と、前記圧力パルスを収束させる音響レンズと、収束した前記圧力パルスにより前記原料を吐出する吐出部とを有することを特徴とするトナー製造装置。
【００１０】
（２） 前記音響レンズは、前記吐出部付近で焦点を結ぶように設置された上記（１）に記載のトナー製造装置。
【００１１】
（３） 前記音響レンズと、前記吐出部との間に、前記吐出部に向けて、収斂する形状を有する絞り部材が配置されている上記（１）または（２）に記載のトナー製造装置。
【００１２】
（４） 前記ヘッド部から吐出された前記原料を搬送する搬送手段を有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１３】
（５） 前記搬送手段がガス流を供給するガス流供給手段である上記（４）に記載のトナー製造装置。
【００１４】
（６） 前記ヘッド部を複数個有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１５】
（７） 互いに隣接する前記吐出部の間に、気体を噴射するガス噴射口を有する上記（６）に記載のトナー製造装置。
【００１６】
（８） 複数個の前記ヘッド部のうち、少なくとも隣り合う２つで、前記原料の吐出タイミングが異なる上記（６）または（７）に記載のトナー製造装置。
【００１７】
（９） 前記固化部に電圧を印加するための電圧印加手段を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１８】
（１０） 前記吐出部は、略円形状をなすものであり、その直径が５〜５００μｍである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のトナー製造装置。
【００１９】
（１１） 上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のトナー製造装置を用いることを特徴とするトナーの製造方法。
【００２０】
（１２） 流動性を有する原料を用いてトナーを製造する方法であって、
音響レンズで収束された圧電パルスによりヘッド部から前記原料を間欠的に吐出し、固化部内を搬送させつつ固化させ、粒状とすることを特徴とするトナーの製造方法。
【００２１】
（１３） 前記ヘッド部が、前記原料を貯留する原料貯留部と、前記原料貯留部に貯留された前記原料に圧力パルスを加える圧電体と、前記圧力パルスにより前記原料を吐出する吐出部とを有するものである上記（１２）に記載のトナーの製造方法。
【００２２】
（１４） 前記ヘッド部から吐出する前記原料は、ほぼ一方向に流れるガス中に放出される上記（１２）または（１３）に記載のトナーの製造方法。
【００２３】
（１５） 前記ヘッド部を複数個有する上記（１２）ないし（１４）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００２４】
（１６） 互いに隣接する前記吐出部の間から気体を噴射しつつ、前記原料を吐出する上記（１５）に記載のトナーの製造方法。
【００２５】
（１７） 複数個の前記ヘッド部のうち、少なくとも隣り合う２つからの前記原料の吐出タイミングをずらす上記（１５）または（１６）に記載のトナーの製造方法。
【００２６】
（１８） 前記固化部に、前記原料と同じ極性の電圧を印加した状態で、前記原料を吐出する上記（１２）ないし（１７）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００２７】
（１９） 前記ヘッド部から吐出する前記原料の初速度は、０．１〜１０ｍ／秒である上記（１１）ないし（１８）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００２９】
（２０） 前記圧電体の振動数が１０ｋＨｚ〜５００ＭＨｚである上記（１１）ないし（１９）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３０】
（２１） 前記ヘッド部から吐出される前記原料は、その成分の少なくとも一部を溶媒に溶解させたものである上記（１１）ないし（２０）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３１】
（２２） 前記固化部で前記溶媒を除去することにより、前記原料を固化させる上記（２１）に記載のトナーの製造方法。
【００３２】
（２３） 前記ヘッド部から吐出された前記原料を、前記固化部で加温することにより固化させる上記（２１）または（２２）に記載のトナーの製造方法。
【００３３】
（２４） 前記ヘッド部から吐出される前記原料は、その成分の少なくとも一部が溶融した状態のものである上記（１１）ないし（２０）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３４】
（２５） 前記ヘッド部から吐出された前記原料を、前記固化部で冷却することにより固化させる上記（２４）に記載のトナーの製造方法。
【００３５】
（２６） 前記ヘッド部から吐出される前記原料の一滴分の吐出量が０．０５〜５００ｐｌである上記（１１）ないし（２５）のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【００３６】
（２７） 上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のトナー製造装置を用いて製造されたことを特徴とするトナー。
【００３７】
（２８） 上記（１１）ないし（２６）のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とするトナー。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトナー製造装置、トナーの製造方法およびトナーの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４２】
図１は、本発明のトナー製造装置の好適な実施形態を模式的に示す縦断面図、図２は、図１のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【００４３】
［構成材料］
まず、本発明のトナーの製造に用いる原料６について説明する。本発明のトナーは、流動性を有する原料６を用いて製造されるものである。原料６中には、通常、少なくとも、主成分としての樹脂（またはその前駆体としてのモノマー、ダイマー、オリゴマー等）と、着色剤とが含まれている。
【００４４】
以下、原料６を構成する、主成分としての樹脂（以下、単に「樹脂」ともいう）、着色剤およびその他の成分について説明する。
【００４５】
１．樹脂（バインダー樹脂）
樹脂（バインダー樹脂）としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、後述する固化部３において、原料６を重合反応させることによりトナーを製造する場合には、通常、上記の樹脂材料のモノマー、ダイマー、オリゴマー等を用いる。
【００４６】
原料６中における樹脂の含有量は、特に限定されないが、５０〜９５ｗｔ％であるのが好ましく、８０〜９４ｗｔ％であるのがより好ましい。
【００４７】
２．着色剤
着色剤としては、例えば、顔料、染料等を使用することができる。このような顔料、染料としては、例えば、カーボンブラック、スピリットブラック、ランプブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）、マグネタイト、チタンブラック、黄鉛、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、キノリンイエロー、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、カルコオイルブルー、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ファイナルイエローグリーンＧ、ローダミン６Ｇ、キナクリドン、ローズベンガル（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３２）、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６２、ニグロシン染料（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４１５Ｂ）、金属錯塩染料、シリカ、酸化アルミニウム、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４８】
原料６中における着色剤の含有量は、特に限定されないが、１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、２〜７ｗｔ％であるのがより好ましい。着色剤の含有量が前記下限値未満であると、着色剤の種類によっては、十分な濃度の可視像を形成するのが困難になる可能性がある。一方、着色剤の含有量が前記上限値を超えると、最終的に得られるトナーの定着特性や帯電特性が低下する可能性がある。
【００４９】
３．溶媒
原料６中には、流動性を付与するための溶媒が含まれていてもよい。この場合、溶媒としては、原料６を構成する成分の少なくとも一部を溶解するものであればいかなるものであってもよいが、後述する固化部３で容易に除去されるものであるのが好ましい。
【００５０】
このような溶媒としては、例えば、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルテトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒等の有機溶媒等から選択される１種または２種以上を混合したものを用いることができる。
【００５１】
４．ワックス
また、原料６中には、ワックスが含まれていてもよい。ワックスは、通常、離型性を向上させる目的で用いられるものである。このようなワックスとしては、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、綿ロウ、木ロウ等の植物系ワックス・ロウ、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス・ロウ、モンタンワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス・ロウ、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油ワックス・ロウ等の天然ワックス・ロウや、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス（ポリエチレン樹脂）、ポリプロピレンワックス（ポリプロピレン樹脂）、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素ワックス、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス・ロウ等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ワックスとしては、さらに低分子量の結晶性高分子樹脂を使用してもよく、例えば、ポリｎ−ステアリルメタクリレート、ポリｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等を使用することもできる。
【００５２】
原料６中におけるワックスの含有量は、特に限定されないが、５ｗｔ％以下であるのが好ましく、３ｗｔ％以下であるのがより好ましい。ワックスの含有量が多すぎると、最終的に得られるトナー粒子中において、ワックスが有利、粗大化して、トナー粒子表面へのワックスのしみ出し等が顕著に起こり、トナーの転写効率が低下する傾向を示す。
【００５３】
ワックスの軟化点は、特に限定されないが、５０〜１８０℃であるのが好ましく、６０〜１６０℃であるのがより好ましい。
【００５４】
また、原料６中には、前記樹脂、着色剤、溶媒、ワックス以外の成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、磁性粉末、帯電制御剤、分散在等が挙げられる。
【００５５】
前記磁性粉末としては、例えば、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料で構成されたもの等が挙げられる。
【００５６】
前記帯電制御剤としては、例えば、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、ニグロシン染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸等が挙げられる。
【００５７】
前記分散剤としては、例えば、金属石鹸、無機金属塩、有機金属塩、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
【００５８】
前記金属石鹸としては、トリステアリン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩等）、ジステアリン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩、バリウム塩等）、ステアリン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、鉛塩、亜鉛塩等）、リノレン酸金属塩（例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、オクタン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩、カルシウム塩、コバルト塩等）、オレイン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩等）、パルミチン酸金属塩（例えば、亜鉛塩等）、ナフテン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、レジン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン鉛塩、亜鉛塩等）等が挙げられる。
【００５９】
前記無機金属塩、前記有機金属塩としては、例えば、カチオン性成分として、周期律表の第ＩＡ族、第IIＡ族、および第IIIＡ族の金属からなる群より選ばれる元素のカチオンを含み、アニオン性成分として、ハロゲン、カーボネート、アセテート、サルフェート、ボレート、ニトレート、およびホォスフェートからなる群より選ばれるアニオンを含む塩等が挙げられる。
【００６０】
また、添加剤としては、上記のような材料のほかに、例えば、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を用いてもよい。
【００６１】
［トナー製造装置］
本発明のトナー製造装置１は、流動性を有するトナー製造用の原料６を吐出するヘッド部２と、ヘッド部２から吐出された原料６を搬送させつつ固化させ、粒状とする固化部３と、ヘッド部２に原料６を供給するフィーダー４と、製造されたトナー粒子９を回収する回収部５とを有している。
【００６２】
ヘッド部２は、原料６を貯留する原料貯留部２１と、圧力パルスを発生する圧電素子２２と、前記圧力パルスを収束させる音響レンズ（凹面レンズ）２３と、収束した圧力パルスにより原料６を吐出する吐出部２４とを有している（図２参照）。
【００６３】
原料貯留部２１には、流動性を有する状態の原料６が貯留されている。原料６は、例えば、その成分の少なくとも一部が溶媒に溶解した溶液の状態（以下、単に「溶液状態」ともいう）のものであってもよいし、その成分の少なくとも一部が溶融した状態（以下、単に「溶融状態」ともいう）のものであってもよい。
【００６４】
圧電素子２２は、下部電極（第１の電極）２２１、圧電体２２２および上部電極（第２の電極）２２３が、この順で積層されて構成されている。圧電素子２２は、以下のように作動する。
圧電素子駆動回路（図示せず）から所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電素子２２の下部電極２２１と上部電極２２３との間に電圧が印加されていない状態では、圧電体２２２に変形が生じない。一方、圧電素子駆動回路から所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子２２の下部電極２２１と上部電極２２３との間に所定の電圧が印加された状態では、圧電体２２２に変形が生じ、圧力パルス（振動エネルギー）が発生する。このように、圧電素子２２は、振動源として機能するものであり、圧力パルスの発生源である。
【００６５】
圧電素子２２が発生した圧力パルス（振動エネルギー）は、音響レンズ２３に伝えられる。そして、この音響レンズ２３により、圧力パルスは圧力パルス収束部２５で収束される。
【００６６】
この収束した圧力パルスにより、原料貯留部２１内の原料６は、吐出部２４から固化部３に吐出される。
【００６７】
そして、上記のような電圧の印加を所定の周期で行うことにより、粒状の原料６が間欠的に吐出されることになる。
【００６８】
このように、本発明では、圧電素子が発生した圧力パルス（振動エネルギー）を音響レンズで収束させ、この収束された圧力パルスにより、流動性を有する原料を吐出させる点に特徴を有する。
【００６９】
従来、流動性を有する原料を用いてトナーを製造する方法としては、スプレードライ法が知られていた。スプレードライ法は、高圧のガスを用いて、溶媒に溶解したトナー製造用の原料を噴霧させることにより、微細化された粉末をトナーとして得る方法である。しかしながら、このようなスプレードライ法は、以下のような問題点を有していた。
【００７０】
すなわち、スプレードライ法では、高圧のガスを用いて、原料の噴霧を行うため、原料の噴霧条件を正確に制御するのが困難であった。このため、例えば、目的とする形状、大きさのトナー粒子を効率良く製造するのが困難であった。また、スプレードライ法では、噴霧により形成された粒子の大きさのバラツキが大きい（粒度分布の幅が大きい）ため、各粒子の移動速度のバラツキも大きい。このため、噴霧された原料が固化する前に、噴霧された粒子間での衝突、凝集が起こり異形状の粉末が形成され、最終的に得られるトナー粒子の形状、大きさのバラツキがさらに大きくなることもあった。このように、スプレードライ法で得られるトナーは、各トナー粒子間での形状、大きさのバラツキが大きいため、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキも大きく、トナー全体としての信頼性も低い。
【００７１】
これに対し、本発明では、圧電体の振動による圧力パルスで、原料を一滴づつ間欠的に吐出するため、安定した形状のトナーを得ることができるとともに、製造されるトナー粒子を真球度の高いもの（幾何学的に完全な球形に近い形状）にすることが比較的容易にできる。
【００７２】
特に、本発明では、原料６の吐出に、音響レンズ２３により収束させた圧力パルスを用いるため、圧電素子２２からの振動エネルギーを、原料６を吐出させるためのエネルギーとして、効率良く利用することができる。その結果、原料貯留部２１に貯留された原料６が比較的高粘度のものであっても、確実に吐出部２４から吐出させることができる。また、原料貯留部２１に貯留された原料６が凝集力（表面張力）の比較的大きいものであっても、微細な液滴として吐出することが可能となるため、容易かつ確実に、最終的に得られるトナー粒子９の粒径を比較的小さい値にコントロールすることができる。
このように、本発明では、原料６として、比較的粘度の高い材料や、凝集力の大きい材料を用いることができるので、材料選択の幅が特に広くなり、所望の特性を有するトナーを容易に得ることができる。
【００７３】
また、本発明では、圧電体の振動数、音響レンズの口径・焦点距離、原料の温度・粘度、原料の一滴分の吐出量等を比較的正確にコントロールすることができ、製造すべきトナーを所望の形状、大きさに制御することが容易にできる。
【００７４】
また、本発明では、圧電体の振動を用いるため、原料を所定間隔で吐出することができる。このため、吐出される粒状の原料同士が、衝突、凝集するのを効果的に防止することができ、従来のスプレードライ法を用いた場合に比べて、異形状の粉末等を形成し難い。
【００７５】
また、原料の一滴分の吐出量、圧電体の振動数等をコントロールすることにより、トナーの製造量等を容易かつ確実に管理することができる。
【００７６】
本発明においては、圧電素子２２の振動数は、特に限定されないが、１０ｋＨｚ〜５００ＭＨｚであるのが好ましく、２０ｋＨｚ〜２００ＭＨｚであるのがより好ましい。圧電素子２２の振動数が前記下限値未満であると、トナーの生産性が低下する。一方、圧電素子２２の振動数が前記上限値を超えると、粒状の原料６の吐出が追随できなくなり、原料６一滴分の大きさのバラツキが大きくなる。
【００７７】
図示の構成では、音響レンズ２３は、吐出部２４付近（原料貯留部２１に貯留されている原料６の液面付近）で焦点を結ぶように設置されている。このような構成にすることにより、圧電素子２２からの振動エネルギーを、原料６を吐出させるためのエネルギーとして、さらに効率良く利用することができる。その結果、原料貯留部２１に貯留された原料６が比較的高粘度のものであっても、より確実に吐出部２４から吐出させることができる。
【００７８】
吐出部２４の形状は、特に限定されないが、略円形状であるのが好ましい。これにより、吐出される原料６、トナー粒子９の真球度を高めることができる。
【００７９】
また、本発明では、収束した圧力パルスにより原料６を吐出させるため、吐出部２４の面積（開口面積）が比較的大きい場合であっても、吐出する原料６の大きさを比較的小さいものにすることができる。すなわち、最終的に得られるトナー粒子９の粒径を比較的小さくしたい場合であっても、吐出部２４の面積を大きくすることができる。これにより、原料６が比較的高粘度のものであっても、吐出部２４における目詰まりの発生等をより効果的に防止することができる。
【００８０】
吐出部２４が略円形状のものである場合、その直径（ノズル径）は、例えば、５〜５００μｍであるのが好ましく、１０〜２００μｍであるのがより好ましい。吐出部２４の直径が前記下限値未満であると、目詰まりが発生し易くなり、吐出される原料６の大きさのバラツキが大きくなる場合がある。一方、吐出部２４の直径が前記上限値を超えると、原料貯留部２１の負圧と、ノズルの表面張力との力関係によっては、吐出される原料６が気泡を抱き込んでしまう可能性がある。
【００８１】
ヘッド部２から固化部３に吐出される原料６の初速度は、例えば、０．１〜１０ｍ／秒であるのが好ましく、２〜８ｍ／秒であるのがより好ましい。原料６の初速度が前記下限値未満であると、トナーの生産性が低下する。一方、原料６の初速度が前記上限値を超えると、得られるトナー粒子９の真球度が低下する傾向を示す。
【００８３】
また、原料６の一滴分の吐出量は、特に限定されないが、０．０５〜５００ｐｌであるのが好ましく、０．１〜５０ｐｌであるのがより好ましい。原料６の一滴分の吐出量をこのような範囲の値にすることにより、最終的に得られるトナー粒子９を適度な粒径のものにすることができる。
【００８４】
図示の構成のトナー製造装置１は、ヘッド部２を複数個有している。そして、これらのヘッド部２から、それぞれ、粒状の原料６が固化部３に吐出される。
【００８５】
各ヘッド部２は、ほぼ同時に原料６を吐出するものであってもよいが、少なくとも隣り合う２つのヘッド部で、原料６の吐出タイミングが異なるように制御されたものであるのが好ましい。これにより、隣接するヘッド部２から吐出された粒状の原料６が固化する前に、原料粒子同士が衝突し、凝集するのをより効果的に防止することができる。
【００８６】
また、図２に示すように、トナー製造装置１は、ガス流供給手段１０を有しており、このガス流供給手段１０から供給されたガスが、ダクト１０１を介して、ヘッド部２−ヘッド部２間に設けられた各ガス噴射口７から、ほぼ均一の圧力で噴射される構成となっている。これにより、吐出部２４から間欠的に吐出された粒状の原料６の間隔を保ちつつ、原料６を搬送し、固化させることができる。その結果、吐出される粒状の原料６同士の衝突、凝集がより効果的に防止される。
【００８７】
また、ガス流供給手段１０から供給されたガスをガス噴射口７から噴射することにより、固化部３において、ほぼ一方向（図中、下方向）に流れるガス流を形成することができる。このようなガス流が形成されると、固化部３内の粒状の原料６（トナー粒子９）をより効率良く搬送することができる。
【００８８】
また、ガス噴射口７からガスが噴射されることにより、各ヘッド部２から吐出される粒子の間に気流カーテンが形成され、例えば、隣り合うヘッド部から吐出された各粒子間での衝突、凝集をより効果的に防止することが可能となる。
【００８９】
また、ガス流供給手段１０には、熱交換器１１が取り付けられている。これにより、ガス噴射口７から噴射されるガスの温度を好ましい値に設定することができる。すなわち、原料６が、溶液状態のものである場合には、比較的高い温度のガスを噴射させ、また、溶融状態のものである場合には、比較的低い温度のガスを噴射させることができる。その結果、固化部３に吐出された粒状の原料６を効率良く固化させることができる。
【００９０】
また、このようなガス流供給手段１０を有すると、ガス流の供給量を調整すること等により、吐出部２４から吐出された原料６の固化速度等を容易にコントロールすることも可能となる。
【００９１】
ガス噴射口７から噴射されるガスの温度は、原料６中に含まれる樹脂、溶媒の組成等により異なるが、通常、以下のような範囲の値であるのが好ましい。
すなわち、原料６が溶液状態のものである場合、ガス噴射口７から噴射されるガスの温度は、例えば、５０〜３５０℃であるのが好ましく、１００〜３００℃であるのがより好ましい。これにより、得られるトナー粒子９の形状の均一性を保ちつつ、原料６中に含まれる溶媒を効率良く除去することができ、トナーの生産性をさらに優れたものとすることができる。
【００９２】
また、原料６が溶融状態のものである場合、ガス噴射口７から噴射されるガスの温度は、例えば、０〜１００℃であるのが好ましく、５〜５０℃であるのがより好ましい。これにより、得られるトナー粒子９の形状の均一性を保ちつつ、粒状の原料６を冷却固化することができ、トナーの生産性をさらに優れたものとすることができる。
【００９３】
ヘッド部２から吐出された粒状の原料６は、固化部３を搬送されつつ固化することにより、トナー粒子９となる。
【００９４】
固化部３は、筒状のハウジング３１で構成されている。
粒状の原料６は、前述したガス噴射口７から噴射されるガスにより固化されるものであってもよいし、それ以外の手段により固化されるものであってもよい。例えば、ハウジング３１の内側または外側に設置された熱源、冷却源により、原料６を固化してもよい。また、ハウジング３１は、熱媒体または冷却媒体の流路が形成されたジャケットであってもよい。また、ヘッド部２から吐出される原料６が溶液状態のものである場合、ハウジング３１内を減圧状態とすることにより、原料６中の溶媒を除去し、固化したトナー粒子９を得ることもできる。
【００９５】
また、トナー粒子９は、前述したような溶液状態の原料６から溶媒を除去する方法や、溶融状態の原料６を冷却固化する方法に限定されるものではない。例えば、原料６が、樹脂材料の前駆体（例えば、前記樹脂材料に対応するモノマー、ダイマー、オリゴマー等）を含むものである場合、固化部３において重合反応を進行させることにより、トナー粒子９を得るような方法であってもよい。
【００９６】
また、ハウジング３１には、電圧を印加するための電圧印加手段８が接続されている。電圧印加手段８で、ハウジング３１の内面側に、粒状の原料６（トナー粒子９）と同じ極性の電圧を印加することにより、これにより、以下のような効果が得られる。
【００９７】
通常、トナー粒子は、正または負に帯電している。このため、トナー粒子と異なる極性に帯電した帯電物があると、トナー粒子は、当該帯電物に、静電的に引き付けられ付着するという現象が起こる。一方、トナー粒子と同じ極性に帯電した帯電物があると、当該帯電物とトナー粒子とは、互いに反発しあい、前記対象物表面にトナーが付着するという現象を効果的に防止することができる。したがって、ハウジング３１の内面側に、粒状の原料６（トナー粒子９）と同じ極性の電圧を印加することにより、ハウジング３１の内面に原料６（トナー粒子９）が付着するのを効果的に防止することができる。これにより、異形状のトナー粉末の発生をより効果的に防止することができるとともに、トナー粒子９の回収効率も向上する。
【００９８】
ハウジング３１は、回収部５付近に、図１中の下方向に向けて、その内径が小さくなる縮径部３１１を有している。このような縮径部３１１が形成されることにより、トナー粒子９の回収を効率良く回収することができる。なお、前述したように、吐出部２４から吐出された原料６は、固化部３において固化されるが、回収部５付近においてはこのような固化はほぼ完全に完了しており、縮径部３１１付近では、各粒子が接触しても凝集等の問題はほとんど発生しない。
【００９９】
粒状の原料６を固化することにより得られたトナー粒子９は、回収部５に回収される。
【０１００】
以上のようにして得られたトナーに対しては、必要に応じて、分級処理、外添処理等の各種処理を施してもよい。
【０１０１】
分級処理には、例えば、ふるい、気流式分級機等を用いることができる。
また、外添処理に用いられる外添剤としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、チタニア、酸化亜鉛、アルミナ、マグネタイト等の金属酸化物、窒化珪素等の窒化物、炭化珪素等の炭化物、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、脂肪族金属塩等の金属塩等の無機材料で構成された微粒子、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、脂肪族金属塩等の有機材料で構成された微粒子やこれらの複合物で構成された微粒子等が挙げられる。
【０１０２】
また、外添剤としては、上記のような微粒子の表面に、ＨＭＤＳ、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シラン系カップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施したものを用いてもよい。
【０１０３】
以上のようにして製造される本発明のトナーは、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいものである。特に、本発明では、真球に近い形状のトナー粒子が得られる。
【０１０６】
また、トナーは、各粒子間での粒径の標準偏差が１．５μｍ以下であるのが好ましく、１．０μｍ以下であるのがより好ましい。各粒子間での粒径の標準偏差が１．５μｍ以下であると、帯電特性、定着特性等のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての、信頼性がさらに向上する。
【０１０８】
以上、本発明のトナー製造装置、トナーの製造方法およびトナーについて、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０９】
例えば、本発明のトナー製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。例えば、前述した実施形態では、粒状の原料を鉛直下方に向けて吐出する構成について説明したが、原料の吐出方向は、鉛直上方、水平方向等、いかなる方向であってもよい。また、図６に示すように、原料６の吐出方向と、ガス噴射口７から噴射されるガスの噴射方向とが、ほぼ垂直となる構成のものであってもよい。この場合、吐出された粒状の原料６は、ガス流によりその進行方向が変わり、吐出部２４からの吐出方向に対してほぼ直角に搬送されることになる。
【０１１０】
また、上記の実施形態では、音響レンズとして凹面レンズを用いた構成について説明したが、音響レンズはこれに限定されるものではない。例えば、音響レンズとして、フレネルレンズ、電子走査レンズ等を用いてもよい。
【０１１１】
さらに、上記実施形態では、音響レンズ２３と吐出部２４との間に、トナー製造用の原料６のみを介在させた構成について説明したが、例えば、図３〜図５に示すように、音響レンズ２３と吐出部２４との間に、吐出部２４に向けて、収斂する形状を有する絞り部材１２等を配置してもよい。これにより、圧電素子２２が発生した圧力パルス（振動エネルギー）の収束を補助することができ、圧電素子２２が発生した圧力パルスをより効率良く利用することができる。
【０１１２】
【実施例】
［１］トナーの製造
【０１１３】
（実施例１）
まず、樹脂溶液Ａおよび分散液Ｂを調製した。
【０１１４】
＜樹脂溶液Ａ＞
ポリエステル樹脂（酸価：２６．２ＫＯＨｍｇ／ｇ、水酸基価：１２．２ＫＯＨｍｇ／ｇ、ガラス転移温度：６２℃、降下式フローテスター軟化温度：１０４．８℃）：９８重量部と、キナクリドン系顔料：６重量部と、メチルエチルケトン：１００重量部とを、攪拌翼を取り付けた密閉容器内に入れ、攪拌翼を回転させることにより、樹脂溶液Ａを得た。
【０１１５】
＜分散液Ｂ＞
サリチル酸亜鉛塩：２重量部と、カルナウバワックス：３重量部と、ポリエステル樹脂：２重量部と、メチルエチルケトン：３００重量部とを、ジルコニアボールの入った密閉容器内に入れ、ボールミル分散を１時間行うことにより、分散液Ｂを得た。
【０１１６】
上記のようにして調製した樹脂溶液Ａ中に分散液Ｂを添加し、さらに１０分間攪拌して、均一なマゼンタ色の溶液（分散液）をトナー製造用の原料として得た。得られた原料の２５℃における粘度は、１８２ｃｐｓであった。
【０１１７】
このようにして得られた原料を、図１、図２に示すようなトナー製造装置のフィーダー内に投入した。フィーダー内に投入した原料を、定量ポンプによりヘッド部の原料貯留部に供給し、吐出部から固化部に吐出させた。音響レンズとしては、レンズ口径（有効口径）が１５０μｍ、口径比（焦点距離［μｍ］をレンズの有効口径［μｍ］で除した数）が１．５のものを用い、吐出部付近で焦点を結ぶものとした。また、吐出部は、直径：８５μｍの円形状をなすものとした。
【０１１８】
原料の吐出は、ヘッド部内における原料温度を２５℃、圧電体の振動数を１５ＭＨｚ、吐出部から吐出される原料の初速度を６．２ｍ／秒、ヘッド部から吐出される原料の一滴分の吐出量を０．５ｐｌに調整した状態で行った。また、原料の吐出は、複数個のヘッド部のうち少なくとも隣接しあうヘッド部で、原料の吐出タイミングがずれるようにして行った。
【０１１９】
また、原料の吐出時には、ガス噴射口から温度：１００℃、流速：６．５ｍ／秒の空気を鉛直下方に噴射し、また、固化部のハウジングには、その内表面側の電位が−２００Ｖとなるように電圧を印加した。
【０１２０】
固化部で固化した粒子をサイクロンにて回収した。回収した粒子は、平均円形度０．９８５、円形度標準偏差０．００７であった。重量基準の平均粒径は、８．６μｍであった。重量基準の粒径標準偏差は１．２であった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１２１】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１２２】
得られた粒子１００重量部に疎水性シリカ０．５重量部を添加し、最終的なトナーを得た。最終的に得られたトナーの重量基準の平均粒径は、８．６μｍであった。
【０１２３】
（実施例２）
溶融させたポリオレフィン樹脂：１００重量部に、キナクリドン系顔料：６重量部と、サリチル酸亜鉛塩：２重量部を分散させた液状の原料を得た。得られた原料の１２０℃における粘度は、２１０ｃｐｓであった。
【０１２４】
このようにして得られた原料を、図１、図２に示すようなトナー製造装置のフィーダー内に投入した。フィーダー内に投入した原料を、定量ポンプによりヘッド部の原料貯留部に供給し、吐出部から固化部に吐出させた。音響レンズとしては、口径（有効口径）が３００μｍ、口径比１．０のものを用い、吐出部付近で焦点を結ぶものとした。また、吐出部は、直径：１２０μｍの円形状をなすものとした。
【０１２５】
原料の吐出は、ヘッド部内における原料温度を１２０℃、圧電体の振動数を１５０ＭＨｚ、吐出部から吐出される原料の初速度を３．８ｍ／秒、ヘッド部から吐出される原料の一滴分の吐出量を０．５ｐｌに調整した状態で行った。また、原料の吐出は、複数個のヘッド部のうち少なくとも隣接しあうヘッド部で、原料の吐出タイミングがずれるようにして行った。
【０１２６】
また、原料の吐出時には、ガス噴射口から温度：１０℃、流速：４ｍ／秒の空気を鉛直下方に噴射し、また、固化部のハウジングには、その内表面側の電位が−２００Ｖとなるように電圧を印加した。
【０１２７】
固化部で固化した粒子をサイクロンにて回収した。回収した粒子は、平均円形度０．９９２、円形度標準偏差０．００６であった。重量基準の平均粒径は、８．９μｍであった。重量基準の粒径標準偏差は１．１であった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１２８】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１２９】
得られた粒子１００重量部に疎水性シリカ０．５重量部を添加し、最終的なトナーを得た。最終的に得られたトナーの重量基準の平均粒径は、９．０μｍであった。
【０１３０】
（実施例３）
トナー製造装置のヘッド部を、図３に示すような絞り部材が配置された構成のものに変更した以外は、前記実施例１と同様にしてトナーを製造した。
【０１３１】
なお、固化部で回収した粒子は、平均円形度０．９９２、円形度標準偏差０．００７であった。重量基準の平均粒径は、８．６μｍであった。重量基準の粒径標準偏差は、０．９であった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１３２】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１３３】
また、最終的に得られたトナーの重量基準の平均粒径は、８．７μｍであった。
【０１３４】
［２］評価
以上のようにして得られた各トナーについて、トナー粒子の平均円形度、転写効率、定着温度領域、耐久性、カブリの評価を行った。
【０１３５】
［２．１］トナー粒子の平均円形度
前記各実施例および前記各比較例で製造したトナーについて、平均円形度Ｒの測定を行った。円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−２０００）を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Ｒは、下記式（I）で表されるものとする。
【０１３６】
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１・・・（I）
（ただし、式中、Ｌ１［μｍ］は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、Ｌ０［μｍ］は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。）
【０１３７】
［２．２］転写効率の測定
前記各実施例で製造したトナーの転写効率は、カラーレーザープリンタ（セイコーエプソン社製、ＬＰ−２０００Ｃ）を用いて、以下のように評価した。
【０１３８】
感光体への現像工程直後（転写前）の感光体上のトナーと、転写後（印刷後）の感光体上のトナーとを、別々のテープを用いて採取し、それぞれの重量を測定した。転写前の感光体上のトナー重量をＷｂ［ｇ］、転写後の感光体上のトナー重量をＷａ［ｇ］としたとき、（Ｗｂ−Ｗａ）×１００／Ｗｂとして求められる値を、転写効率とした。
【０１３９】
［２．３］耐久性
前記各実施例および前記各比較例で得られたトナーを、カラーレーザープリンタ（セイコーエプソン社製：ＬＰ−２０００Ｃ）のカートリッジに詰め替えて、５０００枚ランニングした。４９０１〜５０００枚目の印刷物について、これらの画像を、以下の４段階の基準に従い評価した。
【０１４０】
◎：画像に筋、乱れが全く認められないもの。
○：画像に筋、乱れがほとんど認められないもの。
△：画像に筋、乱れが若干認められるもの。
×：画像に筋、乱れが明らかに認められるもの。
【０１４１】
これらの結果を、トナー粒子の円形度の標準偏差、平均粒径、粒径の標準偏差とともに、表１にまとめて示した。
【０１４２】
【表１】
表１から明らかなように、本発明のトナーは、円形度が大きく、粒度分布の幅の小さいものである。また、本発明のトナーは、いずれも、転写効率および耐久性に優れており、画像濃度、地汚れ、転写、定着ともに、なんら問題がなく、印字部周辺がシャープで濃度ムラの少ない印刷物が得られた。
【０１４４】
なお、スプレードライ法を用いた場合、ガスの噴射圧力、原料温度等の各種条件を好適な条件に設定した場合であっても、通常、得られるトナー粒子の円形度は０．９７程度、円形度の標準偏差は０．０４０程度、粒径の標準偏差は２．７程度となる。
【０１４５】
また、着色剤として、キナクリドン系顔料に代わり、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、カーボンブラックを用いた以外は、前記各実施例と同様にして、トナーを作製し、これらの各トナーについても前記と同様の評価を行った。その結果、前記各実施例と同様の結果が得られた。
【０１４６】
また、ヘッド部を、図４、図５に示すような構造にした以外は、前記実施例３と同様にして、トナー製造装置を作成した。このトナー製造装置を用いて、前記実施例３と同様にして、トナーを作製し、得られたトナーについて前記と同様の評価を行った。その結果、前記実施例と同様の結果が得られた。
【０１４７】
また、ヘッド部を、図３〜図５に示すような構造にした以外は、前記実施例２と同様にして、トナー製造装置を作成した。これらのトナー製造装置を用いて、前記実施例２と同様にして、トナーを作製し、これらの各トナーについても前記と同様の評価を行った。その結果、前記実施例と同様の結果が得られた。
【０１４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供することができる。
【０１４９】
このような効果は、原料の組成や、圧電体の振動数、音響レンズの口径・焦点距離、原料の温度・粘度等の製造条件を調整すること等により、さらに優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のトナー製造装置の好適な実施形態を模式的に示す縦断面図である。
【図２】 図１に示すトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図３】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図４】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図５】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
【図６】 他の実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１……トナー製造装置 ２……ヘッド部 ２１……原料貯留部 ２２……圧電素子 ２２１……下部電極 ２２２……圧電体 ２２３……上部電極 ２３……音響レンズ ２４……吐出部 ２５……圧力パルス収束部 ３……固化部 ３１……ハウジング ３１１……縮径部 ４……フィーダー ５……回収部 ６……原料 ７……ガス噴射口 ８……電圧印加手段 ９……トナー粒子 １０……ガス流供給手段 １０１……ダクト １１……熱交換器 １２……絞り部材
Claims (28)
- 流動性を有する原料を用いてトナーを製造する装置であって、
前記原料を吐出するヘッド部と、該ヘッド部から吐出された前記原料を固化させ、粒状とする固化部とを有し、
前記ヘッド部が、前記原料を貯留する原料貯留部と、圧力パルスを発生する圧電体と、前記圧力パルスを収束させる音響レンズと、収束した前記圧力パルスにより前記原料を吐出する吐出部とを有することを特徴とするトナー製造装置。 - 前記音響レンズは、前記吐出部付近で焦点を結ぶように設置された請求項１に記載のトナー製造装置。
- 前記音響レンズと、前記吐出部との間に、前記吐出部に向けて、収斂する形状を有する絞り部材が配置されている請求項１または２に記載のトナー製造装置。
- 前記ヘッド部から吐出された前記原料を搬送する搬送手段を有する請求項１ないし３のいずれかに記載のトナー製造装置。
- 前記搬送手段がガス流を供給するガス流供給手段である請求項４に記載のトナー製造装置。
- 前記ヘッド部を複数個有する請求項１ないし５のいずれかに記載のトナー製造装置。
- 互いに隣接する前記吐出部の間に、気体を噴射するガス噴射口を有する請求項６に記載のトナー製造装置。
- 複数個の前記ヘッド部のうち、少なくとも隣り合う２つで、前記原料の吐出タイミングが異なる請求項６または７に記載のトナー製造装置。
- 前記固化部に電圧を印加するための電圧印加手段を有する請求項１ないし８のいずれかに記載のトナー製造装置。
- 前記吐出部は、略円形状をなすものであり、その直径が５〜５００μｍである請求項１ないし９のいずれかに記載のトナー製造装置。
- 請求項１ないし１０のいずれかに記載のトナー製造装置を用いることを特徴とするトナーの製造方法。
- 流動性を有する原料を用いてトナーを製造する方法であって、
音響レンズで収束された圧電パルスによりヘッド部から前記原料を間欠的に吐出し、固化部内を搬送させつつ固化させ、粒状とすることを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記ヘッド部が、前記原料を貯留する原料貯留部と、前記原料貯留部に貯留された前記原料に圧力パルスを加える圧電体と、前記圧力パルスにより前記原料を吐出する吐出部とを有するものである請求項１２に記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部から吐出する前記原料は、ほぼ一方向に流れるガス中に放出される請求項１２または１３に記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部を複数個有する請求項１２ないし１４のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 互いに隣接する前記吐出部の間から気体を噴射しつつ、前記原料を吐出する請求項１５に記載のトナーの製造方法。
- 複数個の前記ヘッド部のうち、少なくとも隣り合う２つからの前記原料の吐出タイミングをずらす請求項１５または１６に記載のトナーの製造方法。
- 前記固化部に、前記原料と同じ極性の電圧を印加した状態で、前記原料を吐出する請求項１２ないし１７のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部から吐出する前記原料の初速度は、０．１〜１０ｍ／秒である請求項１１ないし１８のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記圧電体の振動数が１０ｋＨｚ〜５００ＭＨｚである請求項１１ないし１９のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部から吐出される前記原料は、その成分の少なくとも一部を溶媒に溶解させたものである請求項１１ないし２０のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記固化部で前記溶媒を除去することにより、前記原料を固化させる請求項２１に記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部から吐出された前記原料を、前記固化部で加温することにより固化させる請求項２１または２２に記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部から吐出される前記原料は、その成分の少なくとも一部が溶融した状態のものである請求項１１ないし２０のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部から吐出された前記原料を、前記固化部で冷却することにより固化させる請求項２４に記載のトナーの製造方法。
- 前記ヘッド部から吐出される前記原料の一滴分の吐出量が０．０５〜５００ｐｌである請求項１１ないし２５のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 請求項１ないし１０のいずれかに記載のトナー製造装置を用いて製造されたことを特徴とするトナー。
- 請求項１１ないし２６のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とするトナー。
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