JP4594789B2 - Particle manufacturing apparatus and particle group manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、粒子製造装置及び粒子群の製造方法に関する。
The present invention relates to the production how the apparatus for producing particles and particle groups.

微小紛体を利用した産業製品が従来から存在する。例を挙げると、化粧品、医薬品、電子写真、静電記録、静電印刷等の画像形成装置に用いるキャリア粒子やトナー粒子といった現像剤など、がある。
化粧品についてはファウンデーションの微粒子化が進めることにより光がより拡散されるようになり、結果として肌の凸凹が目立ちにくくなるとされている。このため最近では数μmから数十nmの均一な粒子をファウンデーションとして用いる技術が開発されている。
There have been industrial products using micro powders. For example, there are developers such as carrier particles and toner particles used in image forming apparatuses such as cosmetics, pharmaceuticals, electrophotography, electrostatic recording, and electrostatic printing.
As for cosmetics, it is said that the light is more diffused by the finer formation of the foundation, and as a result, the unevenness of the skin is less noticeable. Therefore, recently, a technique has been developed that uses uniform particles of several μm to several tens of nm as the foundation.

医薬品については、肺や気管支に薬を到達させるのに数μmの粒子を作成する必要があり、狙いの径を粒子を精度良く作成することができれば、治療効果が高い医薬品の製造が可能となるとともに、製造コストの削減ひいては医薬品の低コスト化に寄与する事が出来る。   As for pharmaceuticals, it is necessary to create particles of several μm in order to reach the lungs and bronchi, and if the targeted diameter can be created with high accuracy, it will be possible to produce pharmaceuticals with high therapeutic effects. At the same time, it can contribute to the reduction of manufacturing costs and the cost of pharmaceuticals.

電子写真、静電記録、静電印刷等に於いて使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電荷像が形成されている静電潜像担持体等の像担持体に一旦付着し、次に転写工程において静電潜像担持体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形成される静電荷像を現像する為の現像剤として、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及び、キャリアを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。現像工程や転写工程を静電気力を用いて行なう場合には、狙いのトナー粒径に対して粒径分布幅が大きいと帯電量にばらつきが生じやすく、画像の均一性に問題が生じる。また粘着方式の転写工程を用いる場合や定着工程では、粒径分布幅が大きい場合にはトナー粒子と転写体、定着部材との接触にばらつきが生じ、やはり均一性に欠けた画像となる。またキャリア粒子の粒径分布幅が大きい場合には磁気ブラシ先端と感光体との間の電界均一性に欠け、やはり画像の均一性に課題が生じる。   Developers used in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like are temporarily attached to an image carrier such as an electrostatic latent image carrier on which an electrostatic charge image is formed in the development process. Then, after being transferred from the electrostatic latent image carrier to a transfer medium such as transfer paper in the transfer step, it is fixed on the paper surface in the fixing step. At that time, as a developer for developing the electrostatic image formed on the latent image holding surface, a two-component developer composed of a carrier and a toner, and a one-component developer that does not require a carrier (magnetic toner, Non-magnetic toners are known. When the development process and the transfer process are performed using electrostatic force, if the particle size distribution width is large with respect to the target toner particle diameter, the amount of charge is likely to vary, resulting in a problem in image uniformity. In addition, in the case where an adhesive transfer process is used or in the fixing process, when the particle size distribution width is large, the contact between the toner particles, the transfer body, and the fixing member varies, resulting in an image that lacks uniformity. In addition, when the particle size distribution width of the carrier particles is large, the electric field uniformity between the magnetic brush tip and the photoconductor is insufficient, and there is still a problem in image uniformity.

その他の例を挙げると、列車のブレーキについて、車輪とレールの間に微粒子を噴霧することによって急ブレーキ時の制動性を向上する技術も既に実用化されている。   As another example, a technique for improving braking performance during sudden braking by spraying fine particles between wheels and rails has already been put into practical use.

このように微小紛体を使用した各種製品においては、用いる粒子の粒径やその分布をコントロールすることが製品の機能実現や安定性にとって重要となる。このため、従来より均一な径の粒子を作成するために様々な製造装置が用いられてきた。
例えば従来、電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられる乾式トナーとしては、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂などのトナーバインダーを着色剤などと共に溶融混練し、微粉砕したもの、いわゆる粉砕型トナーが広く用いられている。
As described above, in various products using the fine powder, it is important to control the particle size and distribution of the particles to be used in order to realize the function and stability of the product. For this reason, various manufacturing apparatuses have been used to produce particles having a uniform diameter.
For example, conventionally, dry toners used for electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc., a toner binder such as a styrene resin, a polyester resin, and the like are melt-kneaded with a colorant and finely pulverized, so-called pulverization type Toner is widely used.

また最近では、懸濁重合法、乳化重合凝集法によるトナー製造法、いわゆる重合型トナーが検討されている。この他にも、ポリマー溶解懸濁法と呼ばれる体積収縮を伴う工法も検討されている(特許文献1参照)。この方法はトナー材料を低沸点有機溶媒などの揮発性溶剤に分散、溶解させ、これを分散剤の存在する水系媒体中で乳化、液滴化した後に揮発性溶剤を除去するものである。この方法は懸濁重合法、乳化重合凝集法と異なり、用いることのできる樹脂に汎用性が広く、特に透明性や定着後の画像部の平滑性が要求されるフルカラープロセスに有用なポリエステル樹脂を用いることができる点で優れている。   Recently, a toner production method using a suspension polymerization method or an emulsion polymerization aggregation method, so-called polymerization type toner, has been studied. In addition to this, a method called volumetric shrinkage called a polymer dissolution suspension method has been studied (see Patent Document 1). In this method, a toner material is dispersed and dissolved in a volatile solvent such as a low-boiling organic solvent, and this is emulsified and formed into droplets in an aqueous medium containing a dispersant, and then the volatile solvent is removed. Unlike the suspension polymerization method and emulsion polymerization aggregation method, this method is a versatile resin that can be used, and in particular, a polyester resin useful for a full color process that requires transparency and smoothness of the image area after fixing. It is excellent in that it can be used.

しかしながら、上記の粉砕型トナーにおいては、トナーの粒径を均一にコントロールすることが困難である。
また上記の重合型トナーにおいても、トナーの粒径の均一性という点では完全ではなく、更なる改善が求められている。また水系媒体中で分散剤を使用することを前提としているために、トナーの帯電特性を損なう分散剤がトナー表面に残存して環境安定性が損なわれるなどの不具合が発生したり、これを除去するために非常に大量の洗浄水を必要とすることが知られており、必ずしも製法として満足のいくものではない。
However, in the above pulverized toner, it is difficult to uniformly control the particle size of the toner.
In addition, the above-described polymerization toner is not perfect in terms of uniformity of toner particle size, and further improvement is demanded. In addition, since it is assumed that the dispersant is used in an aqueous medium, the dispersant that impairs the charging characteristics of the toner remains on the surface of the toner, causing problems such as loss of environmental stability and removal. It is known that a very large amount of washing water is required to do so, and it is not always satisfactory as a production method.

上述の各方式に代わるトナーの製造方法として、圧電パルスを利用して微小液滴を形成し、さらにこれを乾燥固化してトナー化する工法が提案されている(特許文献2参照)。更に、ノズル内の熱膨張を利用し、やはり微小液滴を形成し、さらにこれを乾燥固化してトナー化する工法が提案されている(特許文献3参照)。更には、音響レンズを利用し、同様の処理をする方法が提案されている(特許文献4参照)。   As a method for producing toner in place of each of the above-described methods, there has been proposed a method of forming fine droplets using piezoelectric pulses and further drying and solidifying the droplets to form toner (see Patent Document 2). Furthermore, a method has also been proposed in which fine droplets are formed by utilizing thermal expansion in the nozzle, and this is dried and solidified to form a toner (see Patent Document 3). Furthermore, a method for performing the same processing using an acoustic lens has been proposed (see Patent Document 4).

特開平7−152202号公報JP-A-7-152202 特開2003−262976号公報JP 2003-262976 A 特開2003−280236号公報JP 2003-280236 A 特開2003−262977号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-262977

しかしながらこれらの方法では、液滴同士の合一による粒度分布の広がりが発生する恐れがあり、単一分散性という点においても課題がある。この課題を解決するため、特許文献4ではその段落0085において、また特許文献3ではその段落0083において、隣接するヘッド部から吐出された液滴が合着するのを防止すべく各ヘッド部での吐出タイミングを異ならせる事を開示している。しかしこの方法ではヘッドごとに振動源または加熱源を設ける必要が生じ、装置コストが高くなるという問題があると同時に、各ヘッドが均一に動作することを前提としているため製造装置としての信頼性にも課題が発生する。またヘッドの一部が故障した場合には粒子の製造量に影響が出てしまうという問題もある。   However, these methods may cause the spread of the particle size distribution due to the coalescence of the droplets, and there is a problem in terms of monodispersibility. In order to solve this problem, in Patent Document 4 in paragraph 0085 and in Patent Document 3 in paragraph 0083, in each head section, in order to prevent liquid droplets discharged from adjacent head sections from joining together, It discloses that the discharge timing is different. However, in this method, it is necessary to provide a vibration source or a heating source for each head, and there is a problem that the cost of the apparatus becomes high. At the same time, it is assumed that each head operates uniformly. Even problems arise. In addition, when a part of the head fails, there is a problem that the production amount of particles is affected.

本発明者は、更に信頼性が高い粒子径コントロールを目的として、トナー用材料の溶解乃至分散液などの液体に吐出部材を接触させ、この吐出部材を振動させることによって該吐出部材に設けた吐出孔から液体を吐出させて液滴とし、該液滴を乾燥させる粒子製造装置を検討してきた。この方式と特許文献4との違いは、特許文献4の方式では吐出孔を有する吐出部材自体は振動せず、別の部材を振動させて液滴を吐出するのに対し、本方式では吐出孔を有する吐出部材自体を振動部材として振動させる点である。これにより振動源が単一化され、経済性、信頼性に優れた粒子製造装置が実現できる。   For the purpose of controlling the particle size with higher reliability, the present inventor makes a discharge member provided on the discharge member by bringing the discharge member into contact with a liquid such as a solution or dispersion of a toner material and vibrating the discharge member. A particle manufacturing apparatus that discharges liquid from a hole to form droplets and dries the droplets has been studied. The difference between this method and Patent Document 4 is that, in the method of Patent Document 4, the discharge member itself having the discharge hole does not vibrate, and another member is vibrated to discharge the droplet, whereas in this method, the discharge hole is discharged. This is a point that the discharge member itself having a vibration is vibrated as a vibration member. As a result, the vibration source is unified, and a particle manufacturing apparatus excellent in economic efficiency and reliability can be realized.

本発明は以上の粒子製造装置を更に改良するものであり、液滴の合着を抑制することによる粒径の均一性確保や、粒径分布の緻密なコントロールを、簡単で信頼性の高い手法で実現する粒子製造装置及び粒子群の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention further improves the above-described particle production apparatus, and is a simple and reliable method for ensuring uniformity of particle size by controlling the coalescence of droplets and for precise control of particle size distribution. in Hisage a method of manufacturing apparatus for producing particles, and the particles to achieve Kyosu an object Rukoto.

前記課題を解決するために提供する請求項1の発明に係る粒子製造装置は、複数の吐出孔を有する吐出部材と、前記吐出部材に対して所定の周波数で振動を与える振動印加手段と、固体分が溶媒中に溶解または分散された液体を前記吐出部材に接触した状態で格納する液槽と、を有し、前記複数の吐出孔は、前記吐出部材の板面上で点対称となるように配置されるとともに、その点対称の対称中心が前記吐出部材の板面中心位置と略同じとなるように配置されており、かつ少なくとも2以上の異なる開口面積の吐出孔からなるとともに、開口面積の異なる吐出孔間の距離よりも開口面積が略同一の吐出孔間の距離が長くなるように配置されており、前記振動印加手段によって印加された振動により前記液体を液滴として吐出孔から吐出させ、この液滴を乾燥させることによって固体粒子を得ることを特徴とする。
The particle manufacturing apparatus according to the invention of claim 1 provided to solve the above problems includes a discharge member having a plurality of discharge holes, vibration applying means for applying vibration to the discharge member at a predetermined frequency, and a solid A liquid tank storing a liquid in which a component is dissolved or dispersed in a solvent in contact with the discharge member, and the plurality of discharge holes are point- symmetric on the plate surface of the discharge member And the center of symmetry of the point is substantially the same as the center position of the plate surface of the discharge member, and the discharge area has at least two different opening areas, and the opening area Are arranged so that the distance between the discharge holes having substantially the same opening area is longer than the distance between the different discharge holes, and the liquid is discharged as droplets from the discharge holes by the vibration applied by the vibration applying means. Let Characterized in that to obtain solid particles of the droplets by drying.

前記課題を解決するために提供する請求項2の発明に係る粒子製造装置は、請求項1の発明において、前記吐出部材に設けた吐出孔の開口面積、前記振動印加手段によって印加される振動の周波数、前記液体の固体分体積濃度、吐出孔を単位時間あたりに通過する液量、の各パラメータの1または複数を設定することにより、所定の粒径分布を有する固体粒子群を製造することを特徴とする。   The particle manufacturing apparatus according to the invention of claim 2 provided to solve the above-described problem is the invention according to claim 1, wherein the opening area of the discharge hole provided in the discharge member, the vibration applied by the vibration applying means, A solid particle group having a predetermined particle size distribution is manufactured by setting one or more of the following parameters: frequency, solid content volume concentration of the liquid, and the amount of liquid passing through the discharge hole per unit time. Features.

前記課題を解決するために提供する請求項の発明に係る粒子製造装置は、請求項1の発明において、前記振動印加手段によって印加される振動の周波数は可変であり、前記液体を液滴として吐出させる最中に前記振動の周波数を変更することのみによって前記固体粒子群の粒径を連続的に変更することを特徴とする。
The particle manufacturing apparatus according to the invention of claim 3 provided to solve the above-mentioned problem is that, in the invention of claim 1, the frequency of vibration applied by the vibration applying means is variable, and the liquid is used as droplets. It is characterized in that the particle size of the solid particle group is continuously changed only by changing the frequency of the vibration during discharging.

前記課題を解決するために提供する請求項の発明に係る粒子製造装置は、請求項の発明において、前記変更後の振動の周波数は、変更前の振動の周波数の自然数倍または自然数分の一であることを特徴とする。
The particle manufacturing apparatus according to the invention of claim 4 provided to solve the above-mentioned problem is the invention of claim 3 , wherein the frequency of the vibration after the change is a natural number times or a natural number of the frequency of the vibration before the change. It is characterized by that.

前記課題を解決するために提供する請求項の発明に係る粒子製造装置は、請求項1の発明において、前記液槽は複数の領域単位で区切られており、該領域ごとに固形分体積濃度(体積%)が異なる前記液体が前記吐出部材に接触した状態で格納されることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the particle production apparatus according to the invention of claim 5 is provided in the invention of claim 1, wherein the liquid tank is divided into a plurality of region units, and the solid content volume concentration for each region. The liquids having different (vol%) are stored in contact with the ejection member.

前記課題を解決するために提供する請求項の発明に係る粒子製造装置は、請求項1の発明において、前記液槽は複数の領域単位で区切られ、該領域ごとに前記液体が前記吐出部材に接触した状態で格納されており、前記領域ごとに、吐出孔を単位時間あたりに通過する前記液体の量が異なるよう制御されることを特徴とする。
The particle manufacturing apparatus according to the invention of claim 6 provided to solve the above-mentioned problem is the invention according to claim 1, wherein the liquid tank is divided into a plurality of regions, and the liquid is discharged into the discharge member for each region. The amount of the liquid that passes through the discharge hole per unit time is controlled to be different for each region.

前記課題を解決するために提供する請求項の発明に係る粒子群の製造方法は、複数の吐出孔を有する吐出部材と、前記吐出部材に対して所定の周波数で振動を与える振動印加手段と、固体分が溶媒中に溶解または分散された液体を前記吐出部材に接触した状態で格納する液槽と、を有し、前記複数の吐出孔は、前記吐出部材の板面上で点対称となるように配置されるとともに、その点対称の対称中心が前記吐出部材の板面中心位置と略同じとなるように配置されており、かつ少なくとも2以上の異なる開口面積の吐出孔からなるとともに、開口面積の異なる吐出孔間の距離よりも開口面積が略同一の吐出孔間の距離が長くなるように配置されている粒子製造装置を用いた粒子群の製造方法であって、前記吐出部材に固体分が溶媒中に溶解または分散された液体を接触させた状態で、該吐出部材を振動させることにより、前記液体を液滴として吐出し、前記液滴を飛翔中に乾燥して2以上の異なる粒径からなる固体の粒子群を得ることを特徴とする。
The method for producing a particle group according to the invention of claim 7 provided to solve the above-described problem includes a discharge member having a plurality of discharge holes, and a vibration applying unit that vibrates the discharge member at a predetermined frequency. A liquid tank that stores a liquid in which a solid component is dissolved or dispersed in a solvent in contact with the discharge member, and the plurality of discharge holes are point- symmetric on the plate surface of the discharge member. The point-symmetric symmetry center is arranged so as to be substantially the same as the plate surface center position of the discharge member , and the discharge hole has at least two different opening areas. A particle group manufacturing method using a particle manufacturing apparatus arranged such that a distance between discharge holes having substantially the same opening area is longer than a distance between discharge holes having different opening areas, the discharge member having The solids are dissolved in the solvent. In a state contacting the dispersed liquid, by vibrating the said discharge output member, ejecting the liquid as droplets, wherein the droplets are dried in flight of two or more different particle size solid It is characterized by obtaining a particle group.

前記課題を解決するために提供する請求項の発明に係る粒子群の製造方法は、請求項の発明において、前記吐出部材に設けた吐出孔の開口面積、前記吐出部材の振動の周波数、前記液体の固体分体積濃度、吐出孔を単位時間あたりに通過する液量、の各パラメータの1または複数を設定することにより、前記粒子群の粒径分布をコントロールすることを特徴とする。
The method for producing a particle group according to the invention of claim 8 provided to solve the above-mentioned problem is the invention of claim 7 , wherein the opening area of the discharge hole provided in the discharge member, the frequency of vibration of the discharge member, The particle size distribution of the particle group is controlled by setting one or more of the parameters of the solid volume concentration of the liquid and the amount of liquid passing through the discharge hole per unit time.

前記課題を解決するために提供する請求項の発明に係る粒子群の製造方法は、請求項の発明において、前記吐出部材の振動の周波数を変化させながら、前記液体を液滴として吐出して、異なる粒径の粒子群を得ることを特徴とする。
A method for producing a particle group according to an invention of claim 9 provided to solve the above-described problem is that, in the invention of claim 7 , the liquid is ejected as droplets while changing the frequency of vibration of the ejection member. Thus, a group of particles having different particle sizes is obtained.

前記課題を解決するために提供する請求項10の発明に係る粒子群の製造方法は、請求項の発明において、前記変化後の振動の周波数を、変化前の振動の周波数の自然数倍または自然数分の一とすることを特徴とする。
The method for producing a particle group according to the invention of claim 10 provided to solve the above-mentioned problem is the invention according to claim 9 , wherein the frequency of vibration after the change is a natural number multiple of the frequency of vibration before the change or It is characterized by a natural fraction.

前記課題を解決するために提供する請求項11の発明に係る粒子群の製造方法は、請求項の発明において、固形分体積濃度(体積%)が2以上の異なる前記液体をそれぞれ同時に液滴として吐出することにより、異なる粒径からなる粒子群を得ることを特徴とする。
The method for producing a particle group according to the invention of claim 11 provided to solve the above-described problem is that, in the invention of claim 7 , the liquids having different solid content volume concentrations (volume%) of 2 or more are simultaneously dropped. It is discharged by, and wherein the obtaining a particle group composed of different grain size as a.

前記課題を解決するために提供する請求項12の発明に係る粒子群の製造方法は、請求項の発明において、前記吐出孔を単位時間当たりに通過する前記液体の量を2以上の異なるものとして該液体をそれぞれ同時に液滴として吐出することにより、異なる粒径からなる粒子群を得ることを特徴とする。
The method for producing a particle group according to the invention of claim 12 provided to solve the above-mentioned problem is that in the invention of claim 7 , the amount of the liquid passing through the discharge hole per unit time is different by 2 or more. by ejecting liquid as each simultaneously droplets as characterized by obtaining the particle group consisting of grain size different.

前記課題を解決するために提供する請求項13の発明に係る粒子群の製造方法は、請求項の発明において、前記吐出孔から吐出される液滴に静電誘導により、正電荷または負電荷を与えることを特徴とする。
Method for producing particles according to the invention of claim 13, provided in order to solve the above problems, in the invention of claim 7, by electrostatic induction in the droplets discharged from the discharge hole, positive or negative charge It is characterized by giving.

請求項1,の発明によれば、吐出部材へ単一の振動部材によって振動を与える構成において、簡易な方法によって所望の粒径分布を得ることが出来る。液滴吐出が単一の振動印加部材によってなされるので、液滴ごとに個別の圧力を加えるような従来方式に比べて信頼性が高い。
また、吐出孔の開口面積が異なることにより、粒径を異ならせることができる。特に本製造装置では、粒形の異なる粒子が同時に生産されるため、異なる粒形の粒子同士の相互分散性が良くなる。さらに、液滴径が近いと液滴の進行方向での座標が近くなるので、液滴径が近い液滴を吐出する吐出孔を互いに離して配置させることにより、飛翔中の液滴の合着を抑制し、吐出孔の密度が高く(すなわち振動あたりの粒子生産性が良く)、しかも合着が抑制された粒子製造装置が実現できる。具体例としては、千鳥格子配置がある。
また、請求項2,の発明によれば、粒径分布を異ならせることによって、液滴の合着も抑制できる。この場合も、液滴径を異ならせるという簡易な方式によって合着を抑制できるので、液滴ごとに吐出タイミングを異ならせるような従来方式と比べ、液滴吐出が単一の振動印加部材によってなされる分だけ信頼性が高い。
また、請求項3,4,9,10の発明によれば、振動数を変えて粒径を異ならせることができる。特に本方式によれば、周波数の切り替えのみによって粒径を変化させることが出来るため、開口面積を予め設定するというような製造装置の事前準備を必要とせず、かつ、連続的に粒径を変更することが出来る。また、本方式によれば、異なる粒径を有する粒子同士の相互分散性が悪い粒子群を製造したい場合や、異なる粒径を有する粒子同士を別の格納先に格納することが容易となる。
また、請求項5,11の発明によれば、各領域に属する液体ごとに固形分体積濃度(体積%)を変える事によって、粒径を異ならせることができる。特に本製造装置、方法では、粒形の異なる粒子が同時に生産されるため、異なる粒形の粒子同士の相互分散性が良くなる。
また、請求項6,12の発明によれば、各領域に属する吐出孔ごとに、ポンプ流速やノズル径を変化させて式(1)のQを変え、もって粒径を異ならせることができる。特に本製造装置、方法では、粒形の異なる粒子が同時に生産されるため、異なる粒形の粒子同士の相互分散性が良くなる。
また、請求項13の発明によれば、液滴同士の合着を防止することができる。
また、本発明によると、簡易な方法によって、粒径の異なる粒子をそれぞれ所定の個数だけ、信頼性よく製造することが出来る。これにより、例えば、粒径分布を精度よく制御して所定の機能を粒子群に持たせたり、液滴状態での合着を抑制したりすることが可能となる。
According to the first and seventh aspects of the invention, a desired particle size distribution can be obtained by a simple method in the configuration in which the ejection member is vibrated by a single vibrating member. Since droplet discharge is performed by a single vibration applying member, the reliability is higher than in the conventional method in which individual pressure is applied to each droplet.
Further, the particle diameter can be varied by changing the opening area of the discharge hole. In particular, in this production apparatus, particles having different particle shapes are produced at the same time, so that the mutual dispersibility of particles having different particle shapes is improved. Furthermore, since the coordinates in the traveling direction of the droplet become closer as the droplet diameter is closer, the droplets that are closer to the droplet diameter are spaced apart from each other, so that the droplets in flight can be joined together. In this way, a particle manufacturing apparatus in which the density of the discharge holes is high (that is, the particle productivity per vibration is good) and the coalescence is suppressed can be realized. A specific example is a houndstooth arrangement.
In addition, according to the second and eighth aspects of the invention, the coalescence of droplets can be suppressed by changing the particle size distribution. Also in this case, since the coalescence can be suppressed by a simple method of changing the droplet diameter, the droplet discharge is performed by a single vibration applying member as compared with the conventional method in which the discharge timing is changed for each droplet. Highly reliable.
Further, according to the inventions of claims 3, 4 , 9, and 10, the particle diameter can be varied by changing the frequency. In particular, according to this method, since the particle size can be changed only by switching the frequency, it is not necessary to prepare the manufacturing apparatus in advance to set the opening area, and the particle size is continuously changed. I can do it. In addition, according to this method, it is easy to manufacture a particle group in which particles having different particle diameters have poor mutual dispersibility, or to store particles having different particle diameters in different storage locations.
According to the fifth and eleventh aspects of the present invention, the particle size can be varied by changing the solid content volume concentration (volume%) for each liquid belonging to each region. In particular, in this production apparatus and method, particles having different particle shapes are produced at the same time, so that the mutual dispersibility of particles having different particle shapes is improved.
According to the sixth and twelfth aspects of the present invention, for each discharge hole belonging to each region, the pump flow velocity and the nozzle diameter can be changed to change the Q in the equation (1), thereby making it possible to vary the particle size. In particular, in this production apparatus and method, particles having different particle shapes are produced at the same time, so that the mutual dispersibility of particles having different particle shapes is improved.
According to the invention of claim 13 , it is possible to prevent the droplets from being joined together.
In addition, according to the present invention, a predetermined number of particles having different particle diameters can be reliably produced by a simple method. Thereby, for example, it is possible to control the particle size distribution with high accuracy so that the particle group has a predetermined function or to suppress coalescence in a droplet state.

本発明を電子写真用の乾式トナーに用いた例で説明を行なう。
(トナー製造方法)
−装置−
本発明の粒子製造装置の一態様であるトナー製造装置は、樹脂と着色剤とを含有するトナー用材料の溶解乃至分散液を吐出孔から吐出させて液滴を形成する液滴形成手段と、該液滴中に含まれる溶媒を除去することにより前記液滴を乾燥させ、トナー粒子を形成するトナー粒子形成手段とを有する。なお、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本実施形態の製造装置以外の構成を採用することも可能である。
An example in which the present invention is applied to a dry toner for electrophotography will be described.
(Toner production method)
-Device-
A toner manufacturing apparatus that is an aspect of the particle manufacturing apparatus of the present invention includes a droplet forming unit that forms a droplet by discharging a solution or dispersion of a toner material containing a resin and a colorant from a discharge hole; Toner particle forming means for drying the droplets by removing the solvent contained in the droplets to form toner particles. It should be noted that configurations other than the manufacturing apparatus of the present embodiment can be employed without departing from the spirit of the invention.

具体的には、図1に示すように、液体を格納する液槽10と、液槽内に格納された液体と接触しつつ振動させられる吐出部材11と、前記吐出部材に設けられた液滴形成手段としての吐出孔(以下「ノズル」と記載)1と、電極2と、前記トナー粒子形成手段としての、溶媒除去設備3、除電器4、トナー捕集部5を有する。   Specifically, as shown in FIG. 1, a liquid tank 10 for storing a liquid, a discharge member 11 that is vibrated while being in contact with the liquid stored in the liquid tank, and a droplet provided on the discharge member It has a discharge hole (hereinafter referred to as “nozzle”) 1 as a forming means, an electrode 2, a solvent removal equipment 3, a charge eliminator 4, and a toner collecting portion 5 as the toner particle forming means.

図1に示したトナー製造装置では、前記溶解乃至分散液を、ノズル1から液滴6として吐出させ、該液滴6を、電極2により帯電した後、溶媒除去設備3で溶媒を除去することによりトナー粒子7とし、該トナー粒子7を、除電器4による除電後、トナー捕集部5に捕集して、トナー貯蔵器に搬送するようになっている。   In the toner manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the dissolved or dispersed liquid is ejected from the nozzle 1 as droplets 6, the droplets 6 are charged by the electrodes 2, and then the solvent is removed by the solvent removal equipment 3. Thus, the toner particles 7 are collected by the toner collecting unit 5 after being neutralized by the static eliminator 4 and conveyed to the toner reservoir.

以下、前記トナー製造装置について、各部材毎にさらに詳述する。
−−ノズル−−
前記ノズル1は、先にも述べたように、トナー用材料の溶解乃至分散液を、吐出させて液滴とする部材である。
Hereinafter, the toner manufacturing apparatus will be described in detail for each member.
−−Nozzle−−
As described above, the nozzle 1 is a member that discharges a solution or dispersion of a toner material into droplets.

前記吐出部材11の材質及び形状としては特に制限はなく、適宜選択した形状とすることができるが、例えば吐出部材11が厚み5〜50μmの金属板で形成され、かつ、その開口径が3〜35μmであることが、ノズル1から溶液を噴射させるときにノズル1自体に振動を与えることによりせん断力が付与され、極めて均一な粒子径を有する微小液滴を発生させる観点から好ましい。なお前記開口径は、ここでは、開口面積と同じ面積の真円を想定した場合にその直径に相当する長さとする。   There is no restriction | limiting in particular as the material and shape of the said discharge member 11, Although it can be set as the shape selected suitably, for example, the discharge member 11 is formed with a metal plate with a thickness of 5-50 micrometers, and the opening diameter is 3-3. A thickness of 35 μm is preferable from the viewpoint of generating a microdroplet having a very uniform particle diameter by applying a shearing force to the nozzle 1 itself when jetting the solution from the nozzle 1 and applying a shearing force. Here, the opening diameter is a length corresponding to the diameter of a perfect circle having the same area as the opening area.

前記ノズル1に振動を与える手段としては、想定した振動を安定して与えることができるものが望ましく、本実施形態では圧電体の伸縮により振動させる形態を採用する。ただし本発明は圧電体による振動に限定されるものではない。   As the means for applying vibration to the nozzle 1, it is desirable to stably apply the assumed vibration. In the present embodiment, a form in which vibration is caused by expansion and contraction of the piezoelectric body is employed. However, the present invention is not limited to vibration by a piezoelectric body.

圧電体は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する機能を有する。具体的には、電圧を印加することにより伸縮し、この伸縮によりノズルを振動させることができる。
前記圧電体としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックスが挙げられるが、一般に変位量が小さい為、積層して使用されることが多い。この他にも、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の圧電高分子や、水晶、LiNbO、LiTaO、KNbO、等の単結晶、などが挙げられる。
The piezoelectric body has a function of converting electrical energy into mechanical energy. Specifically, it can be expanded and contracted by applying a voltage, and the nozzle can be vibrated by this expansion and contraction.
Examples of the piezoelectric body include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT). Generally, since the amount of displacement is small, the piezoelectric body is often used by being laminated. In addition, piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), single crystals such as quartz, LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3 , and the like can be given.

ノズル1に与える振動の周波数には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、50kHz乃至50MHzが好ましく、極めて均一な粒子径を有する微小液滴を発生させる観点から、100kHz乃至10MHzがより好ましい。   The frequency of vibration applied to the nozzle 1 is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. However, 50 kHz to 50 MHz is preferable, and from the viewpoint of generating micro droplets having a very uniform particle size, 100 kHz to 10 MHz. Is more preferable.

本発明においては前記ノズル1が複数個設けられており、各ノズルから吐出される液滴6を一の溶媒除去設備、図示の例では、溶媒除去設備3で乾燥させる。   In the present invention, a plurality of the nozzles 1 are provided, and the droplets 6 discharged from each nozzle are dried by one solvent removal equipment, in the illustrated example, by the solvent removal equipment 3.

本実施形態のように一の圧電体により吐出部材11を振動させ、この単一の振動によって複数のノズルから液滴を吐出させるようにすれば、振動源をノズル毎に設ける場合に比較して信頼性が向上する。その理由は、振動源が複数存在する場合には各振動源が独立に故障する恐れがあり、その結果吐出される液滴の粒度分布が変化する恐れがあるが、振動源を単一とすることによってこの不具合を回避することが出来るためである。かかる観点に鑑みると、一の振動源が作用を及ぼす吐出孔の数は多いほど信頼性が向上し、後述する所定の粒径分布の1セットが単一の振動源によって得られることが最も好ましい。ただし本発明は所定の粒径分布の1セットが単一の振動源によって得られる場合に限定されない。   If the ejection member 11 is vibrated by one piezoelectric body as in the present embodiment, and droplets are ejected from a plurality of nozzles by this single vibration, the vibration source is provided for each nozzle. Reliability is improved. The reason is that when there are multiple vibration sources, each vibration source may fail independently, and as a result, the particle size distribution of the ejected droplets may change. This is because this problem can be avoided. In view of such a point of view, reliability increases as the number of ejection holes on which one vibration source acts is most preferable, and one set of a predetermined particle size distribution described later is most preferably obtained by a single vibration source. . However, the present invention is not limited to the case where one set of a predetermined particle size distribution is obtained by a single vibration source.

前記一の圧電体により振動させるノズルの個数には特に制限はないが、吐出部材11に加わる外乱を抑制する観点からは、開口面積の分布に極端な偏りがないことが望ましい。この点については、のちほど、狙いとする粒径分布と併せて説明する。   The number of nozzles vibrated by the one piezoelectric body is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing disturbance applied to the discharge member 11, it is desirable that the distribution of the opening area is not extremely biased. This will be described later together with the targeted particle size distribution.

またノズル同士の距離に関しては、合着防止等の観点から設定する必要がある。この条件は振動状態や液滴径、液滴の密度、溶媒除去設備3内の気流状態などによって異なる。ただしもっとも理想的な条件、すなわち振動方向の変動がなく、また溶媒除去設備3内に液滴飛翔方向とは異なる向きの気流が一切発生していない状態であったとしても、ノズル同士の最近接距離は、隣接するノズルから吐出される各液滴の半径の和よりも大きい事が好ましい。また同じ粒径の粒子を製造するためのノズル同士の最近接距離は、形成される液滴径の直径以上離れていることが好ましい。   Further, the distance between the nozzles needs to be set from the viewpoint of preventing adhesion. This condition varies depending on the vibration state, the droplet diameter, the droplet density, the airflow state in the solvent removal equipment 3, and the like. However, even if the most ideal condition, that is, there is no fluctuation in the vibration direction and no airflow in the direction different from the droplet flying direction is generated in the solvent removal equipment 3, The distance is preferably greater than the sum of the radii of the droplets ejected from adjacent nozzles. Moreover, it is preferable that the closest distance between nozzles for producing particles having the same particle diameter is more than the diameter of the formed droplet.

−−電極−−
前記電極2は、ノズルから吐出される液滴6を帯電させて単分散粒子とするための部材である。
また、前記電極2は、ノズル1に対向して設置された一対の部材であり、その形状としては、特に制限はなく、適宜選択することができるが、例えば、リング状に形成するのが好ましい。
--- Electrode--
The electrode 2 is a member for charging the droplet 6 discharged from the nozzle into monodispersed particles.
The electrode 2 is a pair of members installed facing the nozzle 1, and the shape thereof is not particularly limited and can be appropriately selected. For example, the electrode 2 is preferably formed in a ring shape. .

前記電極2による帯電方法としては、特に制限はないが、ノズルから吐出される液滴6に、常に一定の帯電量を液滴6に与えることができることから、例えば、該液滴6に、誘導荷電により、正電荷又は負電荷を与えることが好ましい。より具体的には、該誘電荷電が、前記液滴を、直流電圧が印加された一対の電極2,2間に通過させることにより行われるのが好ましい。気流中の液滴が高荷電状態となることは、エレクトロスプレー法や静電噴霧による微粒子製造などでもすでに実証されている。この場合、揮発成分の蒸発による液滴の表面積縮小作用から、固体への帯電よりも高い帯電量を維持させることが原理的には可能であり、さらに高荷電な固体粒子を得ることができる。   The charging method using the electrode 2 is not particularly limited, but a constant charge amount can always be given to the droplet 6 discharged from the nozzle. It is preferable to give a positive charge or a negative charge by charging. More specifically, it is preferable that the dielectric charging is performed by passing the droplet between a pair of electrodes 2 and 2 to which a DC voltage is applied. It has already been proved that droplets in an air stream are in a highly charged state by electrospray method or fine particle production by electrostatic spraying. In this case, it is possible in principle to maintain a charge amount higher than the charge to the solid from the effect of reducing the surface area of the droplet by evaporation of the volatile component, and it is possible to obtain solid particles with higher charge.

−−溶媒除去設備−−
前記溶媒除去設備3としては、液滴6の溶媒を除去することができれば特に制限はないが、液滴6吐出方向と同方向に乾燥気体を流すことにより気流を発生させ、該気流により、液滴6を溶媒除去設備3内で搬送させると共に、該搬送中に前記液滴6中の溶媒を除去させることにより、トナー粒子7を形成するのが好ましい。なお、ここで、「乾燥気体」とは、大気圧下の露点温度が−10℃以下の状態の気体を意味する。
前記乾燥気体としては、液滴6を乾燥可能な気体であれば特に制限はなく、例えば、空気、窒素ガス、などが好適に挙げられる。
--Solvent removal equipment--
The solvent removal equipment 3 is not particularly limited as long as the solvent of the droplet 6 can be removed, but an air stream is generated by flowing a dry gas in the same direction as the droplet 6 discharge direction. The toner particles 7 are preferably formed by transporting the droplet 6 in the solvent removal equipment 3 and removing the solvent in the droplet 6 during the transport. Here, “dry gas” means a gas having a dew point temperature of −10 ° C. or lower under atmospheric pressure.
The dry gas is not particularly limited as long as it is a gas capable of drying the droplets 6, and examples thereof include air and nitrogen gas.

後述する本発明の適用例の一部で記載するような、粒径が異なる粒子を同時に製造する場合には、粒径の相違による粒子間での飛翔経路のばらつきを抑制する観点から、上記気流が存在することが好ましい。   In the case of simultaneously producing particles having different particle diameters as described in a part of application examples of the present invention described later, the air flow is used from the viewpoint of suppressing variation in flight paths between particles due to the difference in particle diameters. Is preferably present.

また、図示の例のように、前記溶媒除去設備3の内壁面には、液滴6が、前記溶媒除去設備3の壁面に付着することを防止する観点から、液滴の電荷とは逆極性に帯電された静電カーテン8を設け、前記静電カーテンで周囲が覆われた搬送路を形成し、該搬送路内に液滴を通過させるのが好ましい。   Further, as shown in the example, from the viewpoint of preventing the droplet 6 from adhering to the inner wall surface of the solvent removal equipment 3 from the wall surface of the solvent removal equipment 3, the polarity is opposite to the charge of the droplet. It is preferable that a charged electrostatic curtain 8 is provided, a transport path whose periphery is covered with the electrostatic curtain is formed, and droplets are allowed to pass through the transport path.

−−除電器−−
前記除電器4は、液滴6を、搬送路内に通過させることにより形成したトナー粒子7の電荷を、一時的に中和させた後、該トナー粒子7をトナー捕集部5に収容させるための部材である。
前記除電器4による除電の方法としては、特に制限はなく、通常知られている方法を適宜選択して使用することができるが、効率的に除電が可能であることから、例えば、軟X線照射、プラズマ照射。などにより行うのが好ましい。
--- Static eliminator--
The static eliminator 4 temporarily neutralizes the charge of the toner particles 7 formed by allowing the droplets 6 to pass through the conveyance path, and then accommodates the toner particles 7 in the toner collecting unit 5. It is a member for.
There is no particular limitation on the method of static elimination by the static eliminator 4, and a conventionally known method can be appropriately selected and used. However, since neutralization can be performed efficiently, for example, soft X-rays can be used. Irradiation, plasma irradiation. It is preferable to do so.

−−トナー捕集部−−
前記トナー捕集部5は、トナーを効率的に捕集し、搬送する観点から、トナー製造装置の底部に設けられた部材である。
前記トナー捕集部5の構造としては、トナーを捕集できれば特に制限はなく、適宜選択することができるが、上述の観点から、図示の例のように、開口径が漸次縮小するテーパー面を有してなり、該開口径が入口部より縮小した出口部から、トナー粒子7を、乾燥気体を用い、該乾燥気体の流れを形成し、該乾燥気体の流れにより、トナー粒子をトナー貯蔵容器に移送させるのが好ましい。
-Toner collection part-
The toner collecting unit 5 is a member provided at the bottom of the toner manufacturing apparatus from the viewpoint of efficiently collecting and transporting toner.
The structure of the toner collecting portion 5 is not particularly limited as long as the toner can be collected and can be appropriately selected. From the above viewpoint, a tapered surface whose opening diameter is gradually reduced is provided as in the illustrated example. The toner particles 7 are formed from the outlet portion whose opening diameter is smaller than that of the inlet portion, using the dry gas to form the flow of the dry gas, and the toner particles are transferred to the toner storage container by the flow of the dry gas. It is preferable to transport it.

前記移送の方法としては、図示の例のように、圧送チューブ9を介した乾燥気体により、トナー粒子7をトナー貯蔵容器に圧送してもよいし、トナー貯蔵容器側からトナー粒子7を吸い込んでもよい。
前記乾燥気体の流れとしては、特に制限はないが、遠心力を発生させて確実にトナー粒子7を移送できる観点から、渦流であることが好ましい。
As the transfer method, as shown in the illustrated example, the toner particles 7 may be pumped to the toner storage container by a dry gas through the pumping tube 9, or the toner particles 7 may be sucked from the toner storage container side. Good.
Although there is no restriction | limiting in particular as a flow of the said dry gas, From a viewpoint which can generate the centrifugal force and can convey the toner particle 7 reliably, it is preferable that it is a vortex | eddy_current.

さらに、該トナー粒子7の搬送をより効率的に行う観点から、トナー捕集部5、圧送チューブ9、及びトナー捕集容器が、導電性の材料で形成され、かつ、これらがアースに接続されているのがより好ましい。また、前記トナー製造装置は、防曝仕様であることが好ましい。   Further, from the viewpoint of more efficiently transporting the toner particles 7, the toner collecting portion 5, the pressure feeding tube 9, and the toner collecting container are formed of a conductive material, and these are connected to the ground. More preferably. The toner manufacturing apparatus preferably has an exposure specification.

−−液滴−−
前記液滴6は、先に述べたように、特定の物質を含有するトナー用材料の溶解乃至分散液を、一定の周波数で振動させたノズル1から吐出させることにより発生させる。なお、前記トナー用材料については、別途「トナー」の項を設けて、その中で述べる。
--- Droplet--
As described above, the droplet 6 is generated by discharging a solution or dispersion of a toner material containing a specific substance from the nozzle 1 oscillated at a constant frequency. The toner material will be described in a separate “toner” section.

前記トナー用材料の溶解乃至分散液としては、トナー用材料を、溶解及び分散の少なくともいずれかを行ってさえいれば特に制限はなく、適宜選択して使用することができるが、高い帯電量を維持させる観点から、電解伝導率が1.0×10−7S/m以上であることが好ましい。
同様の観点から、前記溶解乃至分散液の、溶媒としての電解伝導率も、1.0×10−7S/m以上であるのが好ましい。
The toner material dissolving or dispersing liquid is not particularly limited as long as the toner material is at least one of dissolved and dispersed, and can be appropriately selected and used. From the viewpoint of maintaining, it is preferable that the electrolytic conductivity is 1.0 × 10 −7 S / m or more.
From the same viewpoint, the electrolytic conductivity as a solvent of the dissolved or dispersed liquid is preferably 1.0 × 10 −7 S / m or more.

前記トナー用材料を、溶解乃至分散する方法としては、特に制限はなく、通常使用される方法を適宜選択することができる。具体的には、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂等のトナーバインダーを、着色剤等と共に溶融混練し、微粉砕しても良いし、この製造途中で得られた混練物を、樹脂成分が可溶な有機溶媒に一度溶解させ、これを微小液滴として処理しても良い。   The method for dissolving or dispersing the toner material is not particularly limited, and a commonly used method can be appropriately selected. Specifically, a toner binder such as a styrene acrylic resin, a polyester resin, a polyol resin, and an epoxy resin may be melt-kneaded with a colorant or the like and finely pulverized, or obtained during the production. The kneaded product may be once dissolved in an organic solvent in which the resin component is soluble and then processed as fine droplets.

−作用−
以上の詳細に説明したトナー製造装置によれば、ノズルの1吐出孔から発生する液滴の粒子数を1秒当たり数万乃至数百万個と非常に多くすることもでき、生産性という観点から優れている。
-Action-
According to the toner manufacturing apparatus described in detail above, the number of droplets generated from one discharge hole of the nozzle can be increased to tens of thousands to several million per second, which is a viewpoint of productivity. Is excellent from.

また、本方式によれば粒子径を極めて精度良く制御することができる。粒子径のばらつきが少なければ粒子自体の流動性が高くなるため、製造装置等への付着抑制を目的として外添剤を加える場合においても、極めて少量でその効果を発揮することができる。外添剤剥離による信頼性低下や、剥離した微粒子の人体への安全性を考えると、外添剤を少なく制御することが可能となれば利点がある。   Moreover, according to this method, the particle diameter can be controlled with extremely high accuracy. If the variation in particle diameter is small, the fluidity of the particles themselves is high. Therefore, even when an external additive is added for the purpose of suppressing adhesion to a production apparatus or the like, the effect can be exhibited even in a very small amount. Considering the decrease in reliability due to peeling of the external additive and the safety of the peeled fine particles to the human body, there are advantages if it is possible to control the external additive with a small amount.

ところで本発明者の検討によれば、本製造装置では最終的に得られる固体粒子の粒径を、下記計算式(1)または(2)により精度良く決定することができる。式に現われるパラメータの値が同じであれば、使用する材料の分子構造などによる粒径の変化は殆どない。これまでの製造装置の中には使用する材料によって粒径が大きく変化するものもあったが、本製造装置では下記2つの式に現われるパラメータを適切に制御することによって、設定した通りの粒径を有する固体粒子を連続して得ることが可能になる。   By the way, according to the study by the present inventor, the particle diameter of the finally obtained solid particles can be determined with high accuracy by the following calculation formula (1) or (2). If the values of the parameters appearing in the equation are the same, there is almost no change in the particle size due to the molecular structure of the material used. Some of the production equipment so far has a large change in particle size depending on the material used. In this production equipment, by appropriately controlling the parameters appearing in the following two equations, It becomes possible to obtain solid particles having

〔計算式〕
Dp=(6×Q×C/π/f)1/3 ・・・ (1)
但し、Dp: 固体粒子径、Q:液流量(ポンプ流速とノズル径で決まる)、f:振動周波数、C:固形分の体積濃度、π:円周率である。
〔a formula〕
Dp = (6 × Q × C / π / f) 1/3 (1)
However, Dp: solid particle diameter, Q: liquid flow rate (determined by pump flow velocity and nozzle diameter), f: vibration frequency, C: volume concentration of solid content, and π: circumference.

粒子径は上記計算式(1)で計算することが可能であるが、下記計算式(2)によっても求めることができる。   The particle diameter can be calculated by the above formula (1), but can also be obtained by the following formula (2).

〔計算式〕
固形分体積濃度(体積%)=(固体粒子径/液滴径) ・・・ (2)
〔a formula〕
Solid content volume concentration (volume%) = (solid particle diameter / droplet diameter) 3 (2)

すなわち、本発明により得られる固体粒子の直径は、液滴径と固形分濃度を調整することによっても制御することが可能である。   That is, the diameter of the solid particles obtained by the present invention can also be controlled by adjusting the droplet diameter and the solid content concentration.

本発明はこれらの性質を利用し、所定の粒径分布を有する粒子群を簡易に製造するものである。具体的には、本実施形態においては以下の各適用例に記載の方法が考えられる。なお、これらの方式を同時に使用することも可能である。   The present invention utilizes these properties to easily produce a particle group having a predetermined particle size distribution. Specifically, in the present embodiment, the methods described in the following application examples can be considered. Note that these methods can be used simultaneously.

(適用例1)
最初の適用例では、ノズル径が異なる複数の吐出孔を吐出部材に形成することにより式(1)のパラメータQを吐出孔ごとに変化させ、これによって、製造される紛体粒子の径を変化させる。
(Application example 1)
In the first application example, by forming a plurality of discharge holes with different nozzle diameters in the discharge member, the parameter Q of the formula (1) is changed for each discharge hole, thereby changing the diameter of the powder particles to be manufactured. .

この方式の適用例としては、トナー粒子群に所定の粒径分布を持たせることが考えられる。例えば、特開2003−255689号公報には、トナーの粒径分布を重量平均粒径6.0〜8.0μm、かつ、5μm以下のトナーが40〜80個数%とすることにより、忠実現像性と流動性という2つの特性を両立できるとする(特開2003−255689号公報の段落0015参照)。   As an application example of this method, it is conceivable that the toner particle group has a predetermined particle size distribution. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-255589, the toner particle size distribution is set to 40 to 80% by number of toner having a weight average particle size of 6.0 to 8.0 μm and 5 μm or less. And two properties of fluidity can be compatible (see paragraph 0015 of JP-A-2003-255589).

また、特開2003−263019号公報には、現像剤担持体への現像剤のはまり込みを軽減させるために、例えば粒径分布のピークを8.5μmおよび1.6μmの2ピーク設けることが開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-263019 discloses that, for example, two particle size distribution peaks of 8.5 μm and 1.6 μm are provided in order to reduce the jamming of the developer onto the developer carrying member. Has been.

このように、作像工程における高画質と信頼性等を総合的に考えると、作像工程によっては、トナー粒子の粒径が所定の分布を有することが好ましい場合がある。   As described above, considering overall high image quality and reliability in the image forming process, it may be preferable that the particle diameter of the toner particles has a predetermined distribution depending on the image forming process.

しかし、特開2003−255689号公報では、粉砕工程によって造粒を行なっているため、狙いの粒径分布を有するトナー粒子群を安定して生産することが困難である。
また、特開2003−263019号公報では、当該公報の図5に示されるように、粒径分布の2ピークの中間の粒径を有する粒子が数多く存在するため、この中間の粒径を有する粒子の存在量の増減が発生した場合に狙いの効果を得ることができない恐れがある。
However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-255589, since granulation is performed by a pulverization step, it is difficult to stably produce a toner particle group having a target particle size distribution.
In JP 2003-263019 A, as shown in FIG. 5 of the publication, there are many particles having an intermediate particle size between two peaks of the particle size distribution. If there is an increase or decrease in the abundance, there is a risk that the targeted effect cannot be obtained.

そこで本適用例では、条件に合った粒子分布を正確に、かつ安定して得るために、複数のノズルの面積を変更する。粒径分布の例として、特開2003−255689号公報に記載の「重量平均粒径6.0〜8.0μm、かつ、重量平均粒径5μm以下のトナーが40〜80個数%」という分布を得ることを考える。   Therefore, in this application example, the area of the plurality of nozzles is changed in order to accurately and stably obtain a particle distribution that meets the conditions. As an example of the particle size distribution, a distribution “a toner having a weight average particle size of 6.0 to 8.0 μm and a weight average particle size of 5 μm or less is 40 to 80% by number” described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-255589 is described. Think about getting.

図2に示すように、一つの吐出部材(振動部材)に直径A〔μm〕の第1の吐出孔1AをNA個と、直径B〔μm〕の第2の吐出孔1BをNB個、設ける。またノズルの直径がx〔μm〕の時、得られる固体粒子の直径がxの関数f(x)〔μm〕であるとする。ここでは計算の簡素化のためトナー形状を真球として計算するが、他の形状でも算出可能である。
粒径f(B)〔μm〕のトナー粒子の個数%は、以下の式(3)で与えられる。
As shown in FIG. 2, one discharge member (vibration member) is provided with NA first discharge holes 1A having a diameter A [μm] and NB second discharge holes 1B having a diameter B [μm]. . Further, when the diameter of the nozzle is x [μm], the diameter of the obtained solid particles is assumed to be a function f (x) [μm] of x. Here, the toner shape is calculated as a true sphere to simplify the calculation, but other shapes can also be calculated.
The number% of toner particles having a particle size f (B) [μm] is given by the following equation (3).

NB/(NA+NB)×100〔%〕・・・(3)       NB / (NA + NB) × 100 [%] (3)

また粒子群の重量平均粒径Mwは、固体粒子の密度をμとした時、以下の式(4)で与えられる。   Further, the weight average particle diameter Mw of the particle group is given by the following formula (4), where the density of the solid particles is μ.

Mw=〔NA×f(A)+NB×f(B)〕/〔NA×f(A)+NB×f(B)
・・・(4)
Mw = [NA × f (A) 4 + NB × f (B) 4 ] / [NA × f (A) 3 + NB × f (B) 3 ]
... (4)

図2に示すように、本例ではNA=NBであるとする。
この場合、f(B)=4〔μm〕とすれば、式(3)から4〔μm〕のトナー粒子が50個数%存在することとなり、「5μm以下のトナーが40〜80個数%」を満たす。
また、f(B)=4〔μm〕を式(4)に代入してMw=7〔μm〕となるときのf(A)を求めるとf(A)=7.47〔μm〕となる。
従って、Aをf(A)=7.47〔μm〕となるようなノズル径とすれば「トナーの粒径分布を重量平均粒径6.0〜8.0μm」との条件が満たされる。
As shown in FIG. 2, it is assumed that NA = NB in this example.
In this case, if f (B) = 4 [μm], there are 50 number% of toner particles of 4 [μm] from the formula (3), and “40 to 80 number% of toner of 5 μm or less” is obtained. Fulfill.
Further, when f (A) = 7.47 [μm] is obtained by substituting f (B) = 4 [μm] into the formula (4) and obtaining Mw = 7 [μm], f (A) = 7.47 [μm] is obtained. .
Therefore, if A is a nozzle diameter such that f (A) = 7.47 [μm], the condition “the particle size distribution of the toner is 6.0 to 8.0 μm” is satisfied.

ここで、f(x)の関数形は事前に実験的に得ることが出来る。条件を整えることにより、f(x)=2×xと近似できることが、本発明者らの検討により明らかになっている。そのように条件を整えた場合、s〔μm〕の粒径を得るためにはノズル径をs/2〔μm〕とすれば良いので、図2における2種類のノズル径をA=3.735〔μm〕、B=2〔μm〕とすることによって、特開2003−263019号公報に記載の粒度分布を正確に生産することが可能となる。(図3では表作成ソフトの能力によって分布に幅が出来ているが、実際には分布幅はほとんど存在しない)   Here, the function form of f (x) can be experimentally obtained in advance. It is clear from the study by the present inventors that the condition can be approximated to f (x) = 2 × x by adjusting the conditions. In such a case, the nozzle diameter may be set to s / 2 [μm] in order to obtain a particle size of s [μm], so the two types of nozzle diameters in FIG. 2 are set to A = 3.735. By setting [μm] and B = 2 [μm], it is possible to accurately produce the particle size distribution described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-263019. (In Fig. 3, the width of the distribution is made by the ability of the table creation software, but in reality there is almost no distribution width)

本例で得られた粒度分布を図3に記す。このように本製造方法によれば、所定の粒径でピークを有し、それ以外の粒径の粒子はほとんどない、従来の製造方法では困難であった粒径分布を簡易に得ることが出来る。なお、「それ以外の粒径の粒子はほとんどない」の「ほとんど」と記載した理由は、液滴の合着により狙いの粒径以外の粒径を有する粒子が少数発生することがあるためである。   The particle size distribution obtained in this example is shown in FIG. As described above, according to this production method, a particle size distribution having a peak at a predetermined particle size and almost no other particle size, which is difficult with the conventional production method, can be easily obtained. . In addition, the reason for describing “almost” in “almost no other particle size” is that a small number of particles having a particle size other than the target particle size may be generated due to the coalescence of droplets. is there.

また本方式によれば、例えば図4のような複雑な粒径分布を有する粒子群も、精度良く、かつ安定して製造することが出来る。粒径分布の制御は、例えば図5に示すように、円盤系の吐出部材の中心からの距離L1にノズル径R1のノズル1CをN1個設け、中心からの距離L2にノズル径R2のノズル1DをN2個設け、中心からの距離L3にノズル径R3のノズル1EをN3個設け・・・、と同心円状にインデックスを増やしていくことで達成できる。もちろんノズルの配置は図5に示すものには限定されず、所定のノズル径のノズルを所定個数ずつ吐出部材に設ければよい。図5は単なる一例である。   Further, according to this method, for example, a particle group having a complicated particle size distribution as shown in FIG. 4 can be manufactured with high accuracy and stability. For example, as shown in FIG. 5, the particle size distribution is controlled by providing N1 nozzles 1C having a nozzle diameter R1 at a distance L1 from the center of a disk-type discharge member, and nozzles 1D having a nozzle diameter R2 at a distance L2 from the center. This is achieved by increasing the index concentrically with N2 nozzles and N3 nozzles 1E having a nozzle diameter R3 at a distance L3 from the center. Of course, the arrangement of the nozzles is not limited to that shown in FIG. 5, and a predetermined number of nozzles having a predetermined nozzle diameter may be provided on the ejection member. FIG. 5 is merely an example.

このように、本発明を用いれば複雑な粒径分布を有する粒子群でも安定して製造することが可能となるため、粒子群に狙いの機能を付与することが容易となり、従来の製造装置に比べて非常に大きな利点がある。   As described above, since it is possible to stably produce even a particle group having a complicated particle size distribution by using the present invention, it becomes easy to impart a target function to the particle group, and the conventional production apparatus can be used. There are very significant advantages compared to this.

また、粒径が異なる粒子が同時に生成されるため、粒径が異なる粒子同士の相互分散性が良い。すなわち、粒径が小さいほど粒子間の付着力が大きくなるため、小さな粒子のみの集合があると粒子同士の凝集が発生しやすく粒径が異なる粒子が均等に混ざり合いにくくなる(相互分散性が悪くなる)。しかし本方式では粒径が異なる粒子が同時に生成されるため、粒径が同じ粒子同士が過密に集合することが抑制され、相互分散性が確保出来る。   Moreover, since particles having different particle sizes are generated at the same time, the mutual dispersibility of particles having different particle sizes is good. In other words, the smaller the particle size, the greater the adhesion between the particles. Therefore, if there is an aggregate of only small particles, the particles tend to agglomerate with each other, making it difficult for particles with different particle sizes to mix evenly (interdispersibility is low). Deteriorate). However, in this method, particles having different particle diameters are generated at the same time, so that particles having the same particle diameter are prevented from being gathered together in a dense manner, and mutual dispersibility can be ensured.

ところで本発明の製造装置によれば、従来にない特徴ある粒径分布を得ることが出来る。具体的には図3、図4に示したごとく、所定粒径を中心としたシャープな分布が離散的に形成され、当該離散的な分布が集合する事によって全体として狙いの粒径分布が形成される。このような分布は従来の製造装置では得ることが困難で、本発明によって初めて可能となったものである。   By the way, according to the production apparatus of the present invention, it is possible to obtain a characteristic particle size distribution which is not present in the past. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, a sharp distribution centering on a predetermined particle size is formed discretely, and the target particle size distribution is formed as a whole by collecting the discrete distributions. Is done. Such a distribution is difficult to obtain with a conventional manufacturing apparatus, and is possible for the first time by the present invention.

例えば、特開2003−263019号公報では、当該公報の図5に示されるように、粒径分布の2ピークの中間の粒径を有する粒子が数多く存在する。本発明を使用すれば、このような分布に対して図3、4に示すような特徴的な分布を簡易に得ることが出来る。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-263019, as shown in FIG. 5 of the publication, there are a large number of particles having an intermediate particle size between two peaks of the particle size distribution. By using the present invention, a characteristic distribution as shown in FIGS. 3 and 4 can be easily obtained with respect to such a distribution.

離散的な分布が集合する事によって全体として狙いの粒径分布が形成されている場合と、従来のごとく粒径分布のピーク以外の粒径にも多数の粒子が存在する場合とを論理的に切り分けることは困難であるが、範囲を明確化するため、本発明で得ることが可能となった粒径分布を以下のように特定する。   The case where the target particle size distribution is formed as a whole by the collection of discrete distributions and the case where there are many particles in particle sizes other than the peak of the particle size distribution as in the past are logically considered. Although it is difficult to separate, the particle size distribution that can be obtained by the present invention is specified as follows in order to clarify the range.

粒子群の粒径分布において、ピーク(粒径分布の極大値)に対応する粒径値をZとしたとき、粒径値Zを有する粒子がN個カウントされたとする。このとき、Zと1%だけ異なる粒径値、すなわち(1+0.01)×Zまたは(1−0.01)×Zといういずれかの粒径値における粒子数がN/2以下であれば(以下、「条件S」とする)、この粒子群は上述の製造方法に特有の粒径分布を有しているといえる。粒径分布のピークから1%外れただけで、カウントされる粒子数が半分以下になるレベルのシャープな分布は、従来の製造装置では得ることが困難な本発明特有の粒径分布である。
したがって本発明に特有の粒径分布とは、上述の条件Sを満たす粒径分布のピークが2つ以上存在する粒径分布である。
In the particle size distribution of the particle group, when the particle size value corresponding to the peak (maximum value of the particle size distribution) is Z, N particles having the particle size value Z are counted. At this time, if the number of particles having a particle size different from Z by 1%, ie, (1 + 0.01) × Z or (1-0.01) × Z, is N / 2 or less ( Hereinafter, it is referred to as “condition S”), and it can be said that this particle group has a particle size distribution peculiar to the above-described production method. A sharp distribution at a level where the number of counted particles is less than half when only 1% deviates from the peak of the particle size distribution is a particle size distribution unique to the present invention that is difficult to obtain with a conventional manufacturing apparatus.
Therefore, the particle size distribution unique to the present invention is a particle size distribution in which two or more peaks of the particle size distribution satisfying the above condition S exist.

なお、粒径値Zにピークを有するといっても、分子レベルにまで無限に細かく測定していけば、大きさが厳密に等しいということはありえない。また実際の粒径測定装置では、所定の粒径幅を設定して、その下限値以上、上限値未満の粒径を有するものをカウントするものが多い。そこで、条件Sの成否を確認する際には、測定の際に個数をカウントする単位となる粒径幅を重量平均粒径の0.1%以上10%未満に設定し、ピーク粒径を含む粒径範囲と、それに隣接する粒径範囲との間で条件Sの成否を測定する。そして粒径幅を重量平均粒径の0.1%以上10%未満の範囲で変化させ、条件Sを満たす粒径幅が1つでも存在したならば、条件Sが成立したものとする。   Note that even if the particle size value Z has a peak, the size cannot be strictly equal if it is measured infinitely finely to the molecular level. In many actual particle size measuring apparatuses, a predetermined particle size width is set, and those having a particle size not less than the lower limit value and less than the upper limit value are often counted. Therefore, when confirming the success or failure of Condition S, the particle size width, which is a unit for counting the number at the time of measurement, is set to 0.1% or more and less than 10% of the weight average particle size, and includes the peak particle size. The success or failure of Condition S is measured between the particle size range and the particle size range adjacent thereto. If the particle size width is changed in the range of 0.1% or more and less than 10% of the weight average particle size and there is at least one particle size width satisfying the condition S, the condition S is assumed to be satisfied.

以上、本例ではトナー粒子を例にとって説明したが、このような精度の良い粒径分布の製造は、医薬品等、他の分野における造粒にも応用可能であることはいうまでもない。従って本適用例の手法はトナー粒子製造に限定されるものではない。   As described above, the toner particles have been described as an example in the present example. However, it is needless to say that such accurate particle size distribution can be applied to granulation in other fields such as pharmaceuticals. Therefore, the method of this application example is not limited to toner particle production.

なお本例のように、吐出部材11に対して吐出方向以外の方向に向かう力が及ばないようにノズルの開口面積が分布していることが、外乱抑制の観点から望ましい(図2参照)。   In addition, as in this example, it is desirable from the viewpoint of disturbance suppression that the nozzle opening area is distributed so that the force toward the direction other than the discharge direction is not exerted on the discharge member 11 (see FIG. 2).

議論を一般化すると、吐出方向と直行する断面に投影した場合における吐出部材11の重心位置を点Oとする。そして各ノズルを単一密度の物質に置き換え、これを吐出方向と直行する断面に投影した場合におけるその物質の重心位置を点Pとする。このとき点Oと点Pとが離れていればいるほど外乱が生じる可能性がある。例えばノズルが吐出部材11の一端のみに偏在していれば、吐出の有無による圧力の変化で吐出部材11が傾く恐れがある。   To generalize the discussion, the position of the center of gravity of the discharge member 11 when projected onto a cross section orthogonal to the discharge direction is defined as a point O. Then, each nozzle is replaced with a single density substance, and the position of the center of gravity of the substance when projected onto a cross section orthogonal to the ejection direction is defined as a point P. At this time, the greater the distance between the point O and the point P, the more disturbance may occur. For example, if the nozzle is unevenly distributed only at one end of the discharge member 11, the discharge member 11 may be inclined due to a change in pressure due to the presence or absence of discharge.

もちろん振動部材として慣性が大きい部材を用いればこのような恐れは減少するが、上述したように吐出部材11の厚みは5〜50μmであることが望ましいため、慣性を大きくするにも限界がある。   Of course, if a member having a large inertia is used as the vibration member, such a fear is reduced. However, since the thickness of the discharge member 11 is desirably 5 to 50 μm as described above, there is a limit to increasing the inertia.

かかる観点から点Pと点Oとは出来るだけ近いことが望ましいが、権利範囲を明確にするために定義を設けると、点Pと点Oとの距離が、吐出部材を同面積の円盤で置き換えた場合における円盤の半径以下であることが、安定した造粒の観点から望ましい。
この点はノズル径が多数ある場合も同様で、上述の定義により点Pと点Oとを求め、その距離を上述の円盤の半径以下とすれば良い。
From this point of view, it is desirable that point P and point O be as close as possible, but if a definition is provided to clarify the scope of rights, the distance between point P and point O will replace the discharge member with a disk of the same area. From the viewpoint of stable granulation, it is desirable that the radius is equal to or less than the radius of the disk.
This point is the same when there are a large number of nozzle diameters. The point P and the point O are obtained by the above definition, and the distance may be set to be equal to or less than the radius of the above disk.

(適用例2)
この適用例では、ノズル径が異なる複数の吐出孔を吐出部材に形成することにより式(1)のパラメータQを吐出孔ごとに変化させ、これによって、発生する液滴の合着を抑制する。
本適用例では、ノズルから吐出された液滴が溶媒除去設備3中を飛翔し、固体粒子となるまでの挙動を利用して合着を抑制する。
(Application example 2)
In this application example, by forming a plurality of ejection holes with different nozzle diameters in the ejection member, the parameter Q in Expression (1) is changed for each ejection hole, thereby suppressing the coalescence of the generated droplets.
In this application example, the droplets ejected from the nozzles fly through the solvent removal equipment 3 to suppress coalescence by utilizing the behavior until solid particles are formed.

ここでの具体例として、図6に示すノズル配置の吐出部材を使用する。図6ではノズル径R1のノズル1Fと、ノズル径R2(ここではR2=R1×0.8とする)のノズル1Gとが千鳥格子状に配置されている。   As a specific example, a discharge member having a nozzle arrangement shown in FIG. 6 is used. In FIG. 6, nozzles 1F having a nozzle diameter R1 and nozzles 1G having a nozzle diameter R2 (here, R2 = R1 × 0.8) are arranged in a staggered pattern.

本発明者の検討によれば、開口面積が比較的小さなノズルと、開口面積が比較的大きなノズルと、から同時に吐出された液滴の飛翔状態を比較すると、前者の方が早く除電部材4へと到達する。これは空気抵抗による影響である。   According to the study of the present inventor, when the flying states of droplets ejected simultaneously from a nozzle having a relatively small opening area and a nozzle having a relatively large opening area are compared, the former is earlier to the static elimination member 4. And reach. This is the effect of air resistance.

すなわち、開口面積が異なるノズルから吐出された液滴は大きさが異なるためその重量が異なる。一方、空気抵抗は、速度と、吐出方向と直行する平面に投影した液滴の投影面積とによって決まる。液滴のサイズによって重量および受ける空気抵抗が異なるため、結果として空気抵抗による減速加速度は液滴のサイズによって異なると考えられる。本発明者はこの新規な検討の結果、ノズルの開口面積を変化させることによって液滴の合着を抑制できることに思い至った。   That is, the droplets discharged from the nozzles having different opening areas have different sizes and thus have different weights. On the other hand, the air resistance is determined by the velocity and the projected area of the liquid droplet projected onto a plane orthogonal to the ejection direction. Since the weight and the air resistance received depend on the size of the droplet, it is considered that the deceleration acceleration due to the air resistance varies depending on the size of the droplet. As a result of this new study, the present inventor has come to realize that droplet coalescence can be suppressed by changing the opening area of the nozzle.

本適用例では、図6のように開口面積が異なるノズルを千鳥格子状に配置しているので、異なる開口面積を有するノズル間の距離は小さいが、同じ開口面積を有するノズル間の距離は比較的大きい。このように配置すれば、1のノズルに最近接するノズルから吐出される液滴の径は当該1のノズルから吐出される液滴の径とは異なることになる。従って、同時に吐出されたとしても飛翔中に進行方向での距離が離れていく事となり、液滴同士の合着が抑制される。   In this application example, nozzles having different opening areas are arranged in a staggered pattern as shown in FIG. 6, so the distance between nozzles having different opening areas is small, but the distance between nozzles having the same opening area is Relatively large. With this arrangement, the diameter of the liquid droplets ejected from the nozzle closest to the one nozzle is different from the diameter of the liquid droplets ejected from the one nozzle. Therefore, even if they are ejected at the same time, the distance in the traveling direction increases during the flight, and the coalescence of the droplets is suppressed.

さらに、図7に吐出時の液滴の様子を示すが、この図に記載の「液滴が切れるポイント」と吐出部材11との距離は、ノズルの開口面積が小さくなるに従って小さくなることが経験的に分かっている。これを併せて考慮すると、開口面積が比較的小さなノズルから吐出された液滴は、開口面積が比較的大きなノズルから吐出された液滴に対し、液滴の生成位置が吐出部材に近く、しかも空気抵抗を受けての減速が大きいことになる。   Further, FIG. 7 shows the state of a droplet during ejection. Experience has shown that the distance between the “point at which the droplet breaks” shown in this diagram and the ejection member 11 decreases as the nozzle opening area decreases. I know. Considering this together, droplets ejected from a nozzle with a relatively small opening area are closer to the ejection member than the droplets ejected from a nozzle with a relatively large opening area. Deceleration due to air resistance is great.

従って、開口面積が比較的小さなノズルから吐出された液滴と、開口面積が比較的大きなノズルから吐出された液滴とが同時に吐出された場合、二つの液滴が合着するほど近づく可能性は低くなる。この作用は開口面積が少しでも違えば達成され、開口面積の差が大きくなるほど確実に達成される。実際には、許容される粒子径のばらつきに応じて開口面積に相違を持たせれば良い。   Therefore, when a droplet ejected from a nozzle with a relatively small opening area and a droplet ejected from a nozzle with a relatively large opening area are ejected at the same time, the two droplets may come closer together Becomes lower. This effect is achieved if the opening areas are slightly different, and is more reliably achieved as the difference in the opening areas increases. Actually, the opening area may be varied depending on the allowable variation in particle diameter.

以上のように本適用例では、ノズルの開口面積を異ならせるという簡単な方法によって液滴の合着を抑制し、狙いの粒径分布から大きく外れる固体粒子の製造を抑制することが出来る。   As described above, in this application example, it is possible to suppress the coalescence of droplets by a simple method in which the opening areas of the nozzles are different, and it is possible to suppress the production of solid particles greatly deviating from the target particle size distribution.

なお、開口面積が異なるノズルから生成される固体粒子径は当然異なることになるが、この粒子径の差は許容範囲内に設定すれば良い。合着によって粒子体積が二倍、三倍となることに比べれば、かかる粒子径の差は小さく、また制御可能であるのでさほど問題とはならない。   In addition, although the solid particle diameter produced | generated from the nozzle from which opening area differs is naturally different, what is necessary is just to set this difference in particle diameter in an allowable range. Compared with the case where the particle volume is doubled or tripled by coalescence, the difference in the particle diameter is small, and it is not a problem because it can be controlled.

(適用例3)
本適用例では、吐出部材11に印加する圧電体の周波数fを変化させることにより式(1)のパラメータQを吐出孔ごとに変化させ、これによって、製造される紛体粒子の径を変化させる。
固体粒子径は1/fの1/3乗に比例するので、周波数を変化させることによって連続的に固体粒子径を変化させることが出来る。
(Application example 3)
In this application example, by changing the frequency f of the piezoelectric material applied to the discharge member 11, the parameter Q of the equation (1) is changed for each discharge hole, thereby changing the diameter of the produced powder particles.
Since the solid particle diameter is proportional to 1/3 of 1 / f, the solid particle diameter can be continuously changed by changing the frequency.

図8に、本例で使用する吐出部材11を示す。図8では全てのノズルの開口面積が等しく形成されている。従って各ノズルから同じ大きさの液滴が吐出されるように構成されており、また、吐出部材に与える振動の周波数fを変えると、各ノズルから吐出される液滴の大きさは互いに等しく保たれたままで液滴径が変化する。   FIG. 8 shows the discharge member 11 used in this example. In FIG. 8, all nozzles have the same opening area. Accordingly, the same size droplets are ejected from each nozzle, and the size of the droplets ejected from each nozzle is kept equal by changing the vibration frequency f applied to the ejection member. The droplet diameter changes as it sags.

粒径分布の制御は、次のように行なえば良い。
式(1)によって計算される、周波数fのときに得られる固体粒子径をDp(f)と表す。液流量Q、固形分の体積濃度Cが一定の場合、時間t1〔sec〕だけ周波数f1を圧電体に印加すれば、粒径Dp(f1)の固体粒子が1ノズルあたりf1×t1だけ生成される。従って、図8に示すようなノズル1の開口面積が全て等しい吐出部材の場合には、ノズル数をNとすると、粒径Dp(f1)の固体粒子がN×f1×t1個生成される。
The particle size distribution may be controlled as follows.
The solid particle diameter obtained at the frequency f calculated by the equation (1) is represented as Dp (f). When the liquid flow rate Q and the solid volume concentration C are constant, if the frequency f1 is applied to the piezoelectric body for the time t1 [sec], solid particles having a particle diameter Dp (f1) are generated by f1 × t1 per nozzle. The Therefore, in the case of ejection members having the same opening area of the nozzle 1 as shown in FIG. 8, assuming that the number of nozzles is N, N × f1 × t1 solid particles having a particle diameter Dp (f1) are generated.

次に周波数を第二の周波数f2に切り替え、周波数f2でt2〔sec〕振動させると、粒径Dp(f2)の固体粒子がN×f2×t2個生成される。   Next, when the frequency is switched to the second frequency f2 and oscillated t2 [sec] at the frequency f2, N × f2 × t2 solid particles having a particle diameter Dp (f2) are generated.

本方式によれば、周波数の切り替えのみによって粒径を変化させることが出来るため、開口面積を予め設定するというような製造装置の事前準備を必要とせず、かつ、連続的に粒径を変更することが出来る。   According to this method, since the particle size can be changed only by switching the frequency, it is not necessary to prepare the manufacturing apparatus in advance to set the opening area, and the particle size is continuously changed. I can do it.

その反面、異なる粒径の粒子を同時に生成させることが出来ないので、粒径が異なる粒子同士の相互分散性には劣る。かかる観点からは、相互分散性を向上させたい場合には周波数の切り替えを細かく実施することが好ましい。具体的には上述のように粒径Dp(f1)の固体粒子をN×f1×t1個生成し、粒径Dp(f2)の固体粒子をN×f2×t2個生成することを考えた時、時間t1にわたって連続して周波数f1を印加した後に時間t2にわたって連続して周波数f2を印加すると相互分散性が悪いので、周波数f1とf2を短い周期で切り替えながら、全体として周波数f1を時間t1だけ、周波数f2を時間t2だけ印加させることが好ましい。   On the other hand, since particles having different particle sizes cannot be generated at the same time, the mutual dispersibility of particles having different particle sizes is poor. From this point of view, it is preferable to finely switch the frequency in order to improve the mutual dispersibility. Specifically, as described above, when N × f1 × t1 solid particles having a particle size Dp (f1) are generated and N × f2 × t2 solid particles having a particle size Dp (f2) are generated If the frequency f1 is applied continuously over the time t1 and then the frequency f2 is applied continuously over the time t2, the mutual dispersion is poor. Therefore, the frequency f1 is changed to the time t1 as a whole while switching the frequencies f1 and f2 in a short cycle. The frequency f2 is preferably applied only for the time t2.

逆に相互分散を抑制したい場合には、時間t1にわたって連続して周波数f1を印加した後に時間t2にわたって連続して周波数f2を印加するようにすれば良い。   Conversely, when it is desired to suppress the mutual dispersion, the frequency f2 may be applied continuously over the time t2 after the frequency f1 is applied continuously over the time t1.

また、粒径ごとに粒子群を個別に得たい場合には、時間t1にわたって連続して周波数f1を印加した後に時間t2にわたって連続して周波数f2を印加するようにし、周波数の切り替えのタイミングで粒子の格納先を変更すればよい。このとき、粒径の混在をより確実に防止したいのであれば、周波数の切り替え前後に生成された粒子は格納せず、それ以外の粒子を各格納先に格納すれば良い。   In addition, when it is desired to individually obtain a particle group for each particle diameter, the frequency f1 is continuously applied over the time t2 after the frequency f1 is continuously applied over the time t1, and the particles are switched at the timing of frequency switching. What is necessary is just to change the storage location. At this time, if it is desired to more surely prevent the mixing of the particle diameters, the particles generated before and after the frequency switching are not stored, and other particles may be stored in each storage destination.

ところで周波数を切り替える際に、吐出部材の振動状態がスムーズに新しい周波数での振動に移行すれば問題はないが、実際には切り替え後の定常状態に移行するまでの間に、元の周波数で振動している振動部材と新たな周波数で振動する圧電体との間に干渉が発生し、想定外の粒径の固体粒子が生成される恐れがある。   By the way, when switching the frequency, there is no problem if the vibration state of the discharge member smoothly shifts to the vibration at the new frequency, but in fact, it vibrates at the original frequency until the transition to the steady state after switching. There is a possibility that interference occurs between the vibrating member and the piezoelectric body vibrating at a new frequency, and solid particles having an unexpected particle size may be generated.

そこで本適用例では、かかる不具合を軽減すべく、切り替え後の周波数が、切り替え前の周波数の自然数倍または自然数分の一となるように変化させる。このようにすれば、切り替え前後の周波数で干渉の発生が少なく、スムーズに周波数を切り替えることが可能となる。   Therefore, in this application example, in order to reduce such a problem, the frequency after switching is changed so as to be a natural number times or a fraction of the natural number of the frequency before switching. In this way, there is little interference between the frequencies before and after switching, and the frequency can be switched smoothly.

この好適な周波数の切り替えを行なうと、式(1)から明らかなように、元の周波数に対応した粒径に対して「(自然数)の(1/3)乗」倍、または「(1/自然数)の(1/3)乗」倍で粒径を変化させることが出来る。例えば0.63倍、0.69倍、0.79倍、1.26倍、1.44倍、等である。   When this suitable frequency is switched, as is clear from the equation (1), the particle size corresponding to the original frequency is multiplied by “(natural number) times (1/3)” or “(1 / The particle size can be changed by (natural number) times (1/3) ". For example, they are 0.63 times, 0.69 times, 0.79 times, 1.26 times, 1.44 times, and the like.

このように粒径分布のピークが互いに「(自然数)の(1/3)乗」倍、または「(1/自然数)の(1/3)乗」倍となるような粒径分布で、かつ、上述の条件Sを満たすようなものは、本発明によって初めて得られるものである。   In this way, the particle size distribution is such that the peaks of the particle size distribution are mutually “(natural number) times (1/3)” or “(1 / natural number) times (1/3)”, and What satisfies the above-described condition S is obtained for the first time by the present invention.

なお、適用例1、2に示したような各ノズルの開口面積を互いに異ならせる方式と、適用例3に示したような振動周波数fを可変とする方式を組み合わせることも可能である。例えば、図2や図5に示したような各ノズルの開口面積を互いに異ならせた吐出部材を用い、かつ、印加する振動周波数を変化させることによって、各ノズルの開口面積の「(自然数)の(1/3)乗」倍、または「(1/自然数)の(1/3)乗」倍である粒径の粒子を製造することが出来る。   Note that it is also possible to combine the method of making the opening areas of the nozzles different from each other as shown in Application Examples 1 and 2 and the method of making the vibration frequency f variable as shown in Application Example 3. For example, by using a discharge member in which the opening areas of the nozzles are different from each other as shown in FIGS. 2 and 5, and by changing the vibration frequency to be applied, the “(natural number) of the opening area of each nozzle is changed. It is possible to produce particles having a particle size that is ((1/3) power) times or ((1 / natural number) times (1/3) power).

(適用例4)
本適用例では、固形分体積濃度(体積%)を変化させることにより、式(2)に従い、固体粒子の径を変化させる。
(Application example 4)
In this application example, by changing the solid content volume concentration (volume%), the diameter of the solid particles is changed according to the equation (2).

図9に本適用例に用いる製造装置を記載する。本製造装置は図1の装置とほぼ同じものであり、同じ機能を果たす部材には図1と同じ番号を付与してある。
図1と図9の相違は液槽10が複数の小液槽に区切られており、各小液層には異なる固形分体積濃度(体積%)の溶解乃至分散液(溶解乃至分散液1〜4)が供給されていることである。本例において液槽10を区切る部材としては、吐出部材11と一体となった区切り部材11Aを設けている。ただし他の方法で液槽を区切ることも出来る。各小液槽の容積は同じであっても異なっていても良い。
FIG. 9 shows a manufacturing apparatus used in this application example. This manufacturing apparatus is substantially the same as the apparatus shown in FIG. 1, and members having the same functions are given the same numbers as those in FIG.
The difference between FIG. 1 and FIG. 9 is that the liquid tank 10 is divided into a plurality of small liquid tanks, and each small liquid layer has a different solid content volume concentration (volume%) dissolved or dispersed liquid (dissolved or dispersed liquid 1 to 1). 4) is supplied. In this example, as a member that separates the liquid tank 10, a separation member 11 </ b> A integrated with the discharge member 11 is provided. However, the liquid tank can be separated by other methods. The volume of each small liquid tank may be the same or different.

かかる構成において、吐出部材11を一の圧電体によって振動させると、固形分体積濃度(体積%)の相違により各ノズルから異なる粒径の固体粒子が得られる。本例ではノズル径が各ノズルとも等しくなっているため、得られる固体粒子径は固形分体積濃度(体積%)のみによって式(2)に従い制御できる。但し、各ノズルでノズル径が異なっていたとしても、特定の固形分体積濃度(体積%)の溶解乃至分散液を使用した時に各ノズルから得られる固体粒子径を実験によって予め把握しておけば、それを基にして固形分体積濃度(体積%)を変更した後の固体粒子径を式(2)から計算することが出来る。
粒径が異なる粒子が同時に生成されるため、粒径が異なる粒子同士の相互分散性が良い点は適用例1と同様である。
In such a configuration, when the ejection member 11 is vibrated by one piezoelectric body, solid particles having different particle diameters are obtained from the respective nozzles due to the difference in solid content volume concentration (volume%). In this example, since the nozzle diameter is the same for each nozzle, the obtained solid particle diameter can be controlled according to the formula (2) only by the solid content volume concentration (volume%). However, even if the nozzle diameter is different for each nozzle, the solid particle diameter obtained from each nozzle when using a solution or dispersion having a specific solid content volume concentration (volume%) should be known in advance by experiments. Based on this, the solid particle diameter after changing the solid content volume concentration (volume%) can be calculated from the equation (2).
Since particles having different particle sizes are generated at the same time, similar to Application Example 1, the particles having different particle sizes have good mutual dispersibility.

(適用例5)
本適用例では適用例4と同じ装置を使用する。適用例4との相違は、各小液槽に送られる溶解乃至分散液の固形分体積濃度(体積%)は等しく、送り込む流速が異なる点である。流速が異なれば式(1)の液流量Qが変化するので、予め流速と液流量Qとの関係を実験的に求めておけば、流速を変化させることによって、得られる固体粒子径を変化させることが出来る。
(Application example 5)
In this application example, the same apparatus as in application example 4 is used. The difference from the application example 4 is that the solid content volume concentration (volume%) of the dissolved or dispersed liquid sent to each small liquid tank is the same, and the flow velocity to be fed is different. If the flow rate is different, the liquid flow rate Q in the formula (1) changes. Therefore, if the relationship between the flow rate and the liquid flow rate Q is experimentally obtained in advance, the solid particle diameter obtained is changed by changing the flow rate. I can do it.

なお本例では、ノズル径が各ノズルとも等しくしているため、得られる固体粒子径は流速のみによって制御できる。但し、各ノズルでノズル径が異なっていたとしても、流速を変化させた場合に各ノズルから得られる固体粒子径を実験によって予め把握しておけば、そのデータを基にして流速を制御することで固体粒子径を変化させることが出来る。粒径が異なる粒子が同時に生成されるため、粒径が異なる粒子同士の相互分散性が良い点は適用例1と同様である。   In this example, since the nozzle diameter is the same for each nozzle, the obtained solid particle diameter can be controlled only by the flow velocity. However, even if the nozzle diameter is different for each nozzle, if the solid particle diameter obtained from each nozzle when the flow velocity is changed is known in advance by experiment, the flow velocity can be controlled based on that data. Can change the solid particle size. Since particles having different particle sizes are generated at the same time, similar to Application Example 1, the particles having different particle sizes have good mutual dispersibility.

以上の適用例によれば、一の吐出部材に一の圧電体により振動を印加するという装置構成のまま、狙いの粒径分布を簡易に得ることが出来る。   According to the application example described above, a target particle size distribution can be easily obtained with the apparatus configuration in which vibration is applied to one ejection member by one piezoelectric body.

(トナー)
本発明のトナーは、先に述べた、本発明のトナー製造方法により製造されたトナーである。
(toner)
The toner of the present invention is a toner manufactured by the toner manufacturing method of the present invention described above.

該トナーは、前記トナー製造方法により、粒度分布が単分散なものが得られる。
具体的には、前記トナーの粒度分布(重量平均粒径/数平均粒径)としては、1.00〜1.05の範囲にあるのが好ましい。また、重量平均粒径としては、1〜20μmであるのが好ましい。
As the toner, a toner having a monodispersed particle size distribution can be obtained by the toner manufacturing method.
Specifically, the particle size distribution (weight average particle diameter / number average particle diameter) of the toner is preferably in the range of 1.00 to 1.05. Moreover, as a weight average particle diameter, it is preferable that it is 1-20 micrometers.

前記トナー製造方法により得たトナーは、静電反発効果により、容易に気流に再分散、すなわち浮遊させることができる。このため、従来の電子写真方式で利用されるような搬送手段を用いなくても、現像領域まで用意にトナーを搬送することができる。すなわち、微弱な気流でも充分な搬送性があり、簡単なエアーポンプでトナーを現像域まで搬送し、そのまま現像することができる。現像は、いわゆるパワークラウド現像となり、気流による像形成の乱れがないことから、極めて良好な静電潜像の現像が行える。また、本発明のトナーは、従来の現像方式であっても問題なく応用することができる。このとき、キャリアや現像スリーブ等の部材は、単にトナー搬送手段として使用することになり、従来、機能分担していた摩擦帯電機構を考慮する必要が全くない。したがって、材料の自由度が大きく増すことから、耐久性を大きく向上させたり、安価な材料を使用することもでき、コストの低減を図ることもできる。   The toner obtained by the toner manufacturing method can be easily redispersed, that is, floated in an air current by electrostatic repulsion effect. For this reason, the toner can be prepared and transported to the development area without using the transport means used in the conventional electrophotographic system. That is, even a weak air current has sufficient transportability, and the toner can be transported to the development area with a simple air pump and developed as it is. Development is so-called power cloud development, and since there is no disturbance in image formation due to airflow, extremely good electrostatic latent image development can be performed. Further, the toner of the present invention can be applied without any problem even if it is a conventional development system. At this time, members such as a carrier and a developing sleeve are simply used as a toner conveying unit, and there is no need to consider a frictional charging mechanism that has been conventionally shared in function. Accordingly, since the degree of freedom of the material is greatly increased, the durability can be greatly improved, an inexpensive material can be used, and the cost can be reduced.

本発明で使用できるトナー材料は、従来の電子写真用トナーと全く同じ物が使用できる。すなわち、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂、等のトナーバインダーを各種有機溶媒に溶解し、着色剤を分散、かつ、離型剤を分散又は溶解し、これを前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的とするトナー粒子を作製することが可能である。また、上記材料を熱溶融混練し得られた混練物を各種溶媒に一度溶解乃至分散した液を、前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的のトナーを得ることも可能である。   The toner material that can be used in the present invention can be the same as the conventional electrophotographic toner. That is, a toner binder such as a styrene acrylic resin, a polyester resin, a polyol resin, and an epoxy resin is dissolved in various organic solvents, a colorant is dispersed, and a release agent is dispersed or dissolved. The target toner particles can be produced by drying and solidifying into fine droplets by the toner production method. It is also possible to obtain a target toner by drying and solidifying a liquid obtained by dissolving or dispersing a kneaded material obtained by hot-melting and kneading the above materials in various solvents into fine droplets by the toner production method. is there.

−トナー用材料−
前記トナー用材料としては、少なくとも樹脂と着色剤とを含有し、必要に応じて、キャリア、ワックス等のその他の成分を含有する。
-Toner material-
The toner material contains at least a resin and a colorant and, if necessary, other components such as a carrier and wax.

−−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が、例えば、スチレン系単量体、アクリル系単量体、メタクリル系単量体等のビニル重合体、これらの単量体又は2種類以上からなる共重合体、ポリエステル系重合体、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂、などが挙げられる。
--Resin--
Examples of the resin include at least a binder resin.
The binder resin is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used. For example, a styrene monomer, an acrylic monomer, a methacrylic monomer, etc. Vinyl polymers, copolymers of these monomers or two or more types, polyester polymers, polyol resins, phenol resins, silicone resins, polyurethane resins, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, terpene resins , Coumarone indene resin, polycarbonate resin, petroleum resin, and the like.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂の場合、樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)に可溶分のGPCによる分子量分布で、分子量3千〜5万(数平均分子量換算)の領域に少なくとも1つのピークが存在し、分子量10万以上の領域に少なくとも1つのピークが存在する樹脂が、定着性、オフセット性、保存性の点で好ましい。また、THF可溶分としては、分子量分布10万以下の成分が50〜90%となるような結着樹脂が好ましく、分子量5千〜3万の領域にメインピークを有する結着樹脂がより好ましく、5千〜2万の領域にメインピークを有する結着樹脂が最も好ましい。   When the binder resin is a styrene-acrylic resin, the molecular weight distribution by GPC soluble in the resin component tetrahydrofuran (THF) has at least one peak in the region of molecular weight 3,000 to 50,000 (in terms of number average molecular weight). A resin which is present and has at least one peak in a region having a molecular weight of 100,000 or more is preferable in terms of fixing property, offset property and storage property. Further, as the THF soluble component, a binder resin in which a component having a molecular weight distribution of 100,000 or less is 50 to 90% is preferable, and a binder resin having a main peak in a molecular weight region of 5,000 to 30,000 is more preferable. A binder resin having a main peak in the region of 5,000 to 20,000 is most preferable.

結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂等のビニル重合体のときの酸価としては、0.1mgKOH/g〜100mgKOH/gであることが好ましく、0.1mgKOH/g〜70mgKOH/gであることがより好ましく、0.1mgKOH/g〜50mgKOH/gであることが最も好ましい。   The acid value when the binder resin is a vinyl polymer such as styrene-acrylic resin is preferably 0.1 mgKOH / g to 100 mgKOH / g, and preferably 0.1 mgKOH / g to 70 mgKOH / g. More preferably, it is most preferably 0.1 mgKOH / g to 50 mgKOH / g.

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

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

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

結着樹脂がポリエステル系樹脂の場合は、樹脂成分のTHF可溶成分の分子量分布で、分子量3千〜5万の領域に少なくとも1つのピークが存在するのが、トナーの定着性、耐オフセット性の点で好ましく、また、THF可溶分としては、分子量10万以下の成分が60〜100%となるような結着樹脂も好ましく、分子量5千〜2万の領域に少なくとも1つのピークが存在する結着樹脂がより好ましい。   When the binder resin is a polyester resin, the toner has fixability and offset resistance because at least one peak exists in the molecular weight range of 3,000 to 50,000 in the molecular weight distribution of the THF soluble component of the resin component. In addition, as 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 at least one peak exists in a region having a molecular weight of 5,000 to 20,000. More preferable is a binder resin.

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

本発明において、結着樹脂の分子量分布は、THFを溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される。   In the present invention, the molecular weight distribution of the binder resin is measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent.

本発明のトナーに使用できる結着樹脂としては、前記ビニル重合体成分及びポリエステル系樹脂成分の少なくともいずれか中に、これらの両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含む樹脂も使用することができる。ポリエステル系樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物、などが挙げられる。ビニル重合体成分を構成するモノマーとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。   As the binder resin that can be used in the toner of the present invention, a resin containing a monomer component capable of reacting with both of these resin components in at least one of the vinyl polymer component and the polyester resin component can also be used. . Examples of monomers that can react with the vinyl polymer among the monomers constituting the polyester resin component include unsaturated dicarboxylic acids such as phthalic acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof. Examples of the monomer constituting the vinyl polymer component include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.

また、ポリエステル系重合体、ビニル重合体とその他の結着樹脂を併用する場合、全体の結着樹脂の酸価が0.1〜50mgKOH/gを有する樹脂を60質量%以上有するものが好ましい。   Moreover, when using together a polyester polymer, a vinyl polymer, and another binder resin, what has 60 mass% or more of resin whose acid value of the whole binder resin has 0.1-50 mgKOH / g is preferable.

本発明において、トナー組成物の結着樹脂成分の酸価は、以下の方法により求め、基本操作はJIS K−0070に準ずる。
(1)試料は予め結着樹脂(重合体成分)以外の添加物を除去して使用するか、結着樹脂及び架橋された結着樹脂以外の成分の酸価及び含有量を予め求めておく。試料の粉砕品0.5〜2.0gを精秤し、重合体成分の重さをWgとする。例えば、トナーから結着樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により結着樹脂の酸価を求める。
(2)300(ml)のビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(体積比4/1)の混合液150(ml)を加え溶解する。
(3)0.1mol/lのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。
(4)この時のKOH溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(ml)とし、以下の式(5)で算出する。ただしfはKOHのファクターである。
In the present invention, the acid value of the binder resin component of the toner composition is determined by the following method, and the basic operation conforms to JIS K-0070.
(1) The sample is used by removing additives other than the binder resin (polymer component) in advance, or the acid value and content of components other than the binder resin and the crosslinked binder resin are obtained in advance. . The sample pulverized product 0.5 to 2.0 g is precisely weighed, and the weight of the polymer component is defined as Wg. For example, when the acid value of the binder resin is measured from the toner, the acid value and content of the colorant or magnetic material are separately measured, and the acid value of the binder resin is obtained by calculation.
(2) A sample is put into a 300 (ml) beaker, and a mixed solution 150 (ml) of toluene / ethanol (volume ratio 4/1) is added and dissolved.
(3) Titrate with a potentiometric titrator using an ethanol solution of 0.1 mol / l KOH.
(4) The amount of KOH solution used at this time is S (ml), a blank is measured at the same time, the amount of KOH solution used at this time is B (ml), and the following equation (5) is used for calculation. However, f is a factor of KOH.

酸価(mgKOH/g)=[(S−B)×f×5.61]/W ・・・ (5)       Acid value (mgKOH / g) = [(SB) × f × 5.61] / W (5)

トナーの結着樹脂及び結着樹脂を含む組成物は、トナー保存性の観点から、ガラス転移温度(Tg)が35〜80℃であるのが好ましく、40〜75℃であるのがより好ましい。Tgが35℃より低いと高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなることがある。また、Tgが80℃を超えると、定着性が低下することがある。   The toner binder resin and the composition containing the binder resin preferably have a glass transition temperature (Tg) of 35 to 80 ° C., more preferably 40 to 75 ° C., from the viewpoint of toner storage stability. If the Tg is lower than 35 ° C., the toner is likely to deteriorate under a high temperature atmosphere, and offset may easily occur during fixing. On the other hand, when Tg exceeds 80 ° C., fixability may be deteriorated.

本発明で使用できる磁性体としては、例えば、(1)マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄、(2)鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又は、これらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金。(3)及びこれらの混合物、などが用いられる。   Examples of the magnetic material that can be used in the present invention include (1) iron oxide containing magnetic iron oxide such as magnetite, maghemite, and ferrite, and other metal oxides, and (2) metals such as iron, cobalt, and nickel, or Alloys of these metals with metals such as aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium. (3) and mixtures thereof are used.

磁性体として具体的に例示すると、Fe4、γ−Fe、ZnFe、YFe12、CdFe、GdFe12、CuFe、PbFe12O、NiFe、NdFeO、BaFe1219、MgFe、MnFe、LaFeO、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも特に、四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄の微粉末が好適に挙げられる。 Specific examples of the magnetic material include Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , ZnFe 2 O 4 , Y 3 Fe 5 O 12 , CdFe 2 O 4 , Gd 3 Fe 5 O 12 , CuFe 2 O 4 , PbFe 12 O, NiFe 2 O 4 , NdFe 2 O, BaFe 12 O 19, MgFe 2 O 4, MnFe 2 O 4, LaFeO 3, iron powder, cobalt powder, nickel powder, and the like. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Among these, fine powders of iron trioxide and γ-iron trioxide are particularly preferable.

また、異種元素を含有するマグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、又はその混合物も使用できる。異種元素を例示すると、例えば、リチウム、ベリリウム、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、ゲルマニウム、ジルコニウム、錫、イオウ、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、などが挙げられる。好ましい異種元素としては、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、又はジルコニウムから選択される。異種元素は、酸化鉄結晶格子の中に取り込まれていてもよいし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれていてもよいし、又は表面に酸化物あるいは水酸化物として存在していてもよいが、酸化物として含有されているのが好ましい。   Further, magnetic iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite containing different elements, or a mixture thereof can be used. Examples of different elements include, for example, lithium, beryllium, boron, magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, germanium, zirconium, tin, sulfur, calcium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, And gallium. Preferred heterogeneous elements are selected from magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, or zirconium. The foreign element may be incorporated into the iron oxide crystal lattice, may be incorporated into the iron oxide as an oxide, or may be present on the surface as an oxide or hydroxide. Is preferably contained as an oxide.

前記異種元素は、磁性体生成時にそれぞれの異種元素の塩を混在させ、pH調整により、粒子中に取り込むことができる。また、磁性体粒子生成後にpH調整、あるいは各々の元素の塩を添加しpH調整することにより、粒子表面に析出することができる。   The different elements can be incorporated into the particles by mixing the salts of the different elements at the time of producing the magnetic substance and adjusting the pH. Moreover, it can precipitate on the particle | grain surface by adjusting pH after magnetic body particle | grains production | generation, or adding salt of each element and adjusting pH.

前記磁性体の使用量としては、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、0.1〜2μmが好ましく、0.1〜0.5μmがより好ましい。前記個数平均径は、透過電子顕微鏡により拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより求めることができる。   As 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, and 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.

また、磁性体の磁気特性としては、10Kエルステッド印加での磁気特性がそれぞれ、抗磁力20〜150エルステッド、飽和磁化50〜200emu/g、残留磁化2〜20emu/gのものが好ましい。
前記磁性体は、着色剤としても使用することができる。
Further, as the magnetic properties of the magnetic material, those having a coercive force of 20 to 150 oersted, a saturation magnetization of 50 to 200 emu / g, and a residual magnetization of 2 to 20 emu / g are preferable, respectively.
The magnetic material can also be used as a colorant.

−−着色剤−−
前記着色剤としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができるが、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びこれらの混合物、などが挙げられる。
--Colorant--
The colorant is not particularly limited and may be appropriately selected from commonly used resins. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Fu Issey Red, Parachlor Ortho Nitroaniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin Min BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Risor Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Nacridone Red, Pyrazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), Indigo, Ultramarine Blue, Bitumen, Anthraquinone Blue, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Cobalt Purple, Manganese Purple, Dioxane Violet, Anthraquinone Violet, Chrome Green, Zinc Green, Chrome Oxide , Pyridian, emerald green, pigment green B, naphthol green B, green gold, acid green , Malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof.

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

本発明で用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他に、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。   The colorant used in the present invention can also be used as a master batch combined with a resin. As the binder resin kneaded together with the production of the master batch or the master batch, in addition to the above-mentioned modified and unmodified polyester resins, for example, polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene and other styrene and its substitutes Polymer: Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate Copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene -Α-Chloromethyl methacrylate Polymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, Styrene copolymers such as styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl Examples include butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, and paraffin wax. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して得る事ができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の、水を含んだ水性ペーストを、樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も、着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため、乾燥する必要がなく、好適に使用される。混合混練するには、3本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に使用される。   The master batch can be obtained by mixing and kneading a resin for a master batch and a colorant under a high shear force. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. Also, there is a method of removing the water and organic solvent components by mixing and kneading an aqueous paste containing water, which is a so-called flushing method, together with a resin and an organic solvent, and transferring the colorant to the resin side. Since the wet cake can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high shearing dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.

前記マスターバッチの使用量としては、結着樹脂100量部に対して、0.1〜20質量部が好ましい。   As the usage-amount of the said masterbatch, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of binder resin.

また、前記マスターバッチ用の樹脂は、酸価が30mgKOH/g以下、アミン価が1〜100で、着色剤を分散させて使用することが好ましく、酸価が20mgKOH/g以下、アミン価が10〜50で、着色剤を分散させて使用することがより好ましい。酸価が30mgKOH/gを超えると、高湿下での帯電性が低下し、顔料分散性も不十分となることがある。また、アミン価が1未満であるとき、及び、アミン価が100を超えるときにも、顔料分散性が不十分となることがある。なお、酸価はJIS K0070に記載の方法により測定することができ、アミン価はJIS K7237に記載の方法により測定することができる。   The resin for the masterbatch preferably has an acid value of 30 mgKOH / g or less, an amine value of 1 to 100, and a colorant dispersed therein. The acid value is 20 mgKOH / g or less and the amine value is 10 It is more preferable that the colorant is dispersed and used at ˜50. When the acid value exceeds 30 mgKOH / g, the chargeability under high humidity may be lowered, and the pigment dispersibility may be insufficient. Also, when the amine value is less than 1 and when the amine value exceeds 100, the pigment dispersibility may be insufficient. The acid value can be measured by the method described in JIS K0070, and the amine value can be measured by the method described in JIS K7237.

また、分散剤は、顔料分散性の点で、結着樹脂との相溶性が高いことが好ましく、具体的な市販品としては、「アジスパーPB821」、「アジスパーPB822」(味の素ファインテクノ社製)、「Disperbyk−2001」(ビックケミー社製)、「EFKA−4010」(EFKA社製)、などが挙げられる。   The dispersant is preferably highly compatible with the binder resin in terms of pigment dispersibility. Specific examples of commercially available products include “Ajisper PB821” and “Azisper PB822” (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.). , “Disperbyk-2001” (manufactured by Big Chemie), “EFKA-4010” (manufactured by EFKA), and the like.

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%未満であると、顔料分散性が不十分となることがあり、10質量%より多いと、高湿下での帯電性が低下することがある。   The dispersant is preferably blended in the toner at a ratio of 0.1 to 10% by mass with respect to the colorant. When the blending ratio is less than 0.1% by mass, the pigment dispersibility may be insufficient, and when it is more than 10% by mass, the chargeability under high humidity may be deteriorated.

前記分散剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるスチレン換算重量での、メインピークの極大値の分子量で、500〜100000が好ましく、顔料分散性の観点から、3000〜100000がより好ましい。特に、5000〜50000が好ましく、5000〜30000が最も好ましい。分子量が500未満であると、極性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがあり、分子量が100000を超えると、溶剤との親和性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがある。   The weight average molecular weight of the dispersant is the maximum molecular weight of the main peak in terms of styrene conversion weight in gel permeation chromatography, preferably 500 to 100,000, and more preferably 3000 to 100,000 from the viewpoint of pigment dispersibility. In particular, 5000 to 50000 is preferable, and 5000 to 30000 is most preferable. When the molecular weight is less than 500, the polarity becomes high and the dispersibility of the colorant may be lowered. When the molecular weight exceeds 100,000, the affinity with the solvent is increased and the dispersibility of the colorant is lowered. There is.

前記分散剤の添加量は、着色剤100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましく、5〜30質量部であることがより好ましい。1質量部未満であると分散能が低くなることがあり、50質量部を超えると帯電性が低下することがある。   The addition amount of the dispersant is preferably 1 to 50 parts by mass, and more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colorant. If it is less than 1 part by mass, the dispersibility may be lowered, and if it exceeds 50 parts by mass, the chargeability may be lowered.

−−その他の成分−−
<キャリア>
本発明のトナーは、キャリアと混合して2成分現像剤として使用してもよい。前記キャリアとしては、通常のフェライト、マグネタイト等のキャリアも樹脂コートキャリアも使用することができる。
-Other ingredients-
<Career>
The toner of the present invention may be mixed with a carrier and used as a two-component developer. As the carrier, ordinary carriers such as ferrite and magnetite and resin-coated carriers can be used.

前記樹脂コートキャリアは、キャリアコア粒子とキャリアコア粒子表面を被覆(コート)する樹脂である被覆材からなる。   The resin-coated carrier comprises a carrier core particle and a coating material that is a resin that coats (coats) the surface of the carrier core particle.

該被覆材に使用する樹脂としては、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等のスチレン−アクリル系樹脂、アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素含有樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂が好適に挙げられる。この他にも、アイオモノマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等のキャリアの被覆(コート)材として使用できる樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、樹脂中に磁性粉が分散されたバインダー型のキャリアコアも用いることができる。
Examples of the resin used in the coating material include styrene-acrylic ester copolymers, styrene-acrylic resins such as styrene-methacrylic ester copolymers, acrylic ester copolymers, methacrylic ester copolymers, and the like. Preferable examples include fluorine-containing resins such as acrylic resins, polytetrafluoroethylene, monochlorotrifluoroethylene polymer, and polyvinylidene fluoride, silicone resins, polyester resins, polyamide resins, polyvinyl butyral, and aminoacrylate resins. In addition to these, resins that can be used as a coating (coating) material for carriers such as an ionomer resin and a polyphenylene sulfide resin can be used. These resins may be used alone or in combination of two or more.
A binder type carrier core in which magnetic powder is dispersed in a resin can also be used.

樹脂コートキャリアにおいて、キャリアコアの表面を少なくとも樹脂被覆剤で被覆する方法としては、樹脂を溶剤中に溶解若しくは懸濁せしめて塗布したキャリアコアに付着せしめる方法、あるいは単に粉体状態で混合する方法が適用できる。   In the resin-coated carrier, as a method for coating the surface of the carrier core with at least a resin coating agent, a method in which the resin is dissolved or suspended in a solvent and adhered to the applied carrier core, or a method in which the resin core is simply mixed in a powder state Is applicable.

前記樹脂コートキャリアに対する樹脂被覆材の割合としては、適宜決定すればよいが、樹脂コートキャリアに対し0.01〜5質量%が好ましく、0.1〜1質量%がより好ましい。   The ratio of the resin coating material to the resin-coated carrier may be appropriately determined, but is preferably 0.01 to 5% by mass and more preferably 0.1 to 1% by mass with respect to the resin-coated carrier.

2種以上の混合物の被覆(コート)剤で磁性体を被覆する使用例としては、(1)酸化チタン微粉体100質量部に対してジメチルジクロロシランとジメチルシリコンオイル(質量比1:5)の混合物12質量部で処理したもの、(2)シリカ微粉体100質量部に対してジメチルジクロロシランとジメチルシリコンオイル(質量比1:5)の混合物20質量部で処理したものが挙げられる。   Examples of use in which a magnetic material is coated with a coating agent of two or more kinds of mixtures include (1) dimethyldichlorosilane and dimethyl silicon oil (mass ratio 1: 5) with respect to 100 parts by mass of fine titanium oxide powder. Those treated with 12 parts by mass of the mixture, and (2) those treated with 20 parts by mass of a mixture of dimethyldichlorosilane and dimethylsilicone oil (mass ratio 1: 5) with respect to 100 parts by mass of the silica fine powder.

前記樹脂中、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物、シリコーン樹脂が好適に使用され、特にシリコーン樹脂が好ましい。   Among the resins, a styrene-methyl methacrylate copolymer, a mixture of a fluorine-containing resin and a styrene copolymer, and a silicone resin are preferably used, and a silicone resin is particularly preferable.

含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物としては、例えば、ポリフッ化ビニリデンとスチレン−メタクリ酸メチル共重合体との混合物、ポリテトラフルオロエチレンとスチレン−メタクリル酸メチル共重合体との混合物、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合(共重合体質量比10:90〜90:10)とスチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体(共重合質量比10:90〜90:10)とスチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル−メタクリル酸メチル共重合体(共重合体質量比20〜60:5〜30:10:50)との混合物が挙げられる。   Examples of the mixture of the fluorine-containing resin and the styrene copolymer include, for example, a mixture of polyvinylidene fluoride and a styrene-methyl methacrylate copolymer, a mixture of polytetrafluoroethylene and a styrene-methyl methacrylate copolymer, Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (copolymer mass ratio 10:90 to 90:10), styrene-2-ethylhexyl acrylate copolymer (copolymer mass ratio 10:90 to 90:10) and styrene A mixture with 2-ethylhexyl acrylate-methyl methacrylate copolymer (copolymer mass ratio 20 to 60: 5 to 30:10:50) is mentioned.

シリコーン樹脂としては、含窒素シリコーン樹脂及び含窒素シランカップリング剤と、シリコーン樹脂とが反応することにより生成された、変性シリコーン樹脂が挙げられる。   Examples of the silicone resin include modified silicone resins produced by reacting a nitrogen-containing silicone resin and a nitrogen-containing silane coupling agent with a silicone resin.

キャリアコアの磁性材料としては、例えば、フェライト、鉄過剰型フェライト、マグネタイト、γ−酸化鉄等の酸化物や、鉄、コバルト、ニッケルのような金属、又はこれらの合金を用いることができる。   Examples of the magnetic material for the carrier core include oxides such as ferrite, iron-rich ferrite, magnetite, and γ-iron oxide, metals such as iron, cobalt, and nickel, or alloys thereof.

また、これらの磁性材料に含まれる元素としては、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムが挙げられる。これらの中でも特に、銅、亜鉛、及び鉄成分を主成分とする銅−亜鉛−鉄系フェライト、マンガン、マグネシウム及び鉄成分を主成分とするマンガン−マグネシウム−鉄系フェライトが好適に挙げられる。   Examples of elements contained in these magnetic materials include iron, cobalt, nickel, aluminum, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, and vanadium. It is done. Among these, copper-zinc-iron-based ferrites mainly composed of copper, zinc, and iron components, and manganese-magnesium-iron-based ferrites mainly composed of manganese, magnesium, and iron components are preferable.

前記キャリアの抵抗値としては、キャリアの表面の凹凸度合い、被覆する樹脂の量を調整して10〜1010Ω・cmにするのがよい。 The resistance value of the carrier is preferably 10 6 to 10 10 Ω · cm by adjusting the unevenness of the surface of the carrier and the amount of resin to be coated.

前記キャリアの粒径としては、4〜200μmのものが使用できるが、10〜150μmが好ましく、20〜100μmがより好ましい。特に、樹脂コートキャリアは、50%粒径が20〜70μmであることが好ましい。   The carrier having a particle size of 4 to 200 μm can be used, preferably 10 to 150 μm, more preferably 20 to 100 μm. In particular, the resin-coated carrier preferably has a 50% particle size of 20 to 70 μm.

2成分系現像剤では、キャリア100質量部に対して、本発明のトナー1〜200質量部で使用することが好ましく、キャリア100質量部に対して、トナー2〜50質量部で使用するのがより好ましい   In the two-component developer, it is preferable to use 1 to 200 parts by mass of the toner of the present invention with respect to 100 parts by mass of the carrier, and 2 to 50 parts by mass of toner with respect to 100 parts by mass of the carrier. More preferable

<ワックス>
また、本発明では、結着樹脂、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。
本発明のワックスとしては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができるが、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合体、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう等の植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス、オゾケライト、セレシン、ペテロラタム等の鉱物系ワックス、モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス類。脱酸カルナバワックスの等の脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの、などが挙げられる。
<Wax>
In the present invention, a wax may be contained together with the binder resin and the colorant.
The wax of the present invention is not particularly limited, and those that are usually used can be appropriately selected and used. For example, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, sax. Plant waxes such as aliphatic hydrocarbon waxes such as sol wax, oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as polyethylene oxide wax or block copolymers thereof, candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax, etc. Waxes mainly composed of animal waxes such as beeswax, lanolin and spermaceti, mineral waxes such as ozokerite, ceresin and petrolatum, and fatty acid esters such as montanic ester wax and castor wax. Deoxidized carnauba wax and other fatty acid esters that have been partially or wholly deoxidized are included.

前記ワックスの例としては、更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に直鎖のアルキル基を有する直鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸、プランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸、ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウピルアルコール、セリルアルコール、メシリルアルコール、あるいは長鎖アルキルアルコール等の飽和アルコール、ソルビトール等の多価アルコール、リノール酸アミド、オレフィン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N'−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N'−ジオレイルセパシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド類、m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス、ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。   Examples of the wax further include saturated linear fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, or linear alkyl carboxylic acids having a linear alkyl group, prandidic acid, eleostearic acid, and valinal acid. Unsaturated alcohols such as stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnupyl alcohol, seryl alcohol, mesyl alcohol, or long-chain alkyl alcohols, polyhydric alcohols such as sorbitol, linoleic acid amides, olefinic acids Fatty acid amides such as amide and lauric acid amide, methylene biscapric acid amide, ethylene bis lauric acid amide, hexamethylene bis stearic acid amide and other saturated fatty acid bisamides, ethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bis Unsaturated fatty acid amides such as oleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sepasinic acid amide, m-xylene bisstearic acid amide, N, N-distearyl isophthalic acid Grafted onto aromatic bisamides such as amides, fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate and magnesium stearate, and aliphatic hydrocarbon waxes using vinyl monomers such as styrene and acrylic acid. Examples thereof include waxes, partial ester compounds of polyhydric alcohols such as behenic acid monoglycerides, and methyl ester compounds having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.

より好適な例としては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン、低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒の如き触媒を用いて重合したポリオレフィン、放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィツシャートロプシュワックス、ジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス、炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水酸基又はカルボキシル基の如き官能基を有する炭化水素系ワックス、炭化水素系ワックスと官能基を有する炭化水素系ワックスとの混合物、これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸の如きビニルモノマーでグラフト変性したワックスが挙げられる。   More preferred examples include polyolefins obtained by radical polymerization of olefins under high pressure, polyolefins obtained by purifying low molecular weight by-products obtained during polymerization of high molecular weight polyolefins, and polymerization using a catalyst such as a Ziegler catalyst or a metallocene catalyst under low pressure. Polyolefins, polyolefins polymerized using radiation, electromagnetic waves or light, low molecular weight polyolefins obtained by thermal decomposition of high molecular weight polyolefins, paraffin wax, microcrystalline wax, Fitzscher Tropsch wax, Jintole method, hydrocol method, age method Synthetic hydrocarbon waxes synthesized by the above, synthetic waxes having a compound having one carbon atom, hydrocarbon waxes having functional groups such as hydroxyl groups or carboxyl groups, hydrocarbon waxes and hydrocarbons having functional groups Mixture of system wax, styrene these waxes as a matrix, maleic acid ester, acrylate, methacrylate, graft-modified wax with such vinyl monomers of maleic acid.

また、これらのワックスを、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は溶液晶析法を用いて分子量分布をシャープにしたものや、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好ましく用いられる。   In addition, these waxes have a sharp molecular weight distribution using a press perspiration method, a solvent method, a recrystallization method, a vacuum distillation method, a supercritical gas extraction method, or a solution liquid crystal deposition method, a low molecular weight solid fatty acid, a low A molecular weight solid alcohol, a low molecular weight solid compound, and other impurities are preferably used.

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℃未満では耐ブロッキング性が低下することがあり、140℃を超えると耐オフセット効果が発現しにくくなることがある。   The melting point of the wax is preferably 70 to 140 ° C., and more preferably 70 to 120 ° C., in order to balance the fixability and the offset resistance. If it is less than 70 degreeC, blocking resistance may fall, and if it exceeds 140 degreeC, an offset-proof effect may become difficult to express.

また、2種以上の異なる種類のワックスを併用することにより、ワックスの作用である可塑化作用と離型作用を同時に発現させることができる。   Further, by using two or more different types of waxes in combination, the plasticizing action and the releasing action which are the actions of the wax can be expressed simultaneously.

可塑化作用を有するワックスの種類としては、例えば、融点の低いワックス、分子の構造上に分岐のあるものや極性基を有する構造のもの、などが挙げられる。   Examples of the types of wax having a plasticizing action include waxes having a low melting point, those having a branch on the molecular structure, and those having a polar group.

離型作用を有するワックスとしては、融点の高いワックスが挙げられ、その分子の構造としては、直鎖構造のものや、官能基を有さない無極性のものが挙げられる。使用例としては、2種以上の異なるワックスの融点の差が10℃〜100℃のものの組み合わせや、ポリオレフィンとグラフト変性ポリオレフィンの組み合わせ、などが挙げられる。   Examples of the wax having a releasing action include a wax having a high melting point, and the molecular structure includes a linear structure and a non-polar one having no functional group. Examples of use include a combination of two or more different waxes having a melting point difference of 10 ° C. to 100 ° C., a combination of polyolefin and graft-modified polyolefin, and the like.

2種のワックスを選択する際には、同様構造のワックスの場合は、相対的に、融点の低いワックスが可塑化作用を発揮し、融点の高いワックスが離型作用を発揮する。この時、融点の差が10〜100℃の場合に、機能分離が効果的に発現する。10℃未満では機能分離効果が表れにくいことがあり、100℃を超える場合には相互作用による機能の強調が行われにくいことがある。このとき、機能分離効果を発揮しやすくなる傾向があることから、少なくとも一方のワックスの融点が70〜120℃であることが好ましく、70〜100℃であることがより好ましい。   When selecting two types of wax, in the case of a wax having the same structure, a wax having a relatively low melting point exhibits a plasticizing action, and a wax having a high melting point exhibits a releasing action. At this time, when the difference in melting point is 10 to 100 ° C., functional separation is effectively expressed. If it is less than 10 ° C., the function separation effect may be difficult to appear, and if it exceeds 100 ° C., the function may not be emphasized by interaction. At this time, the melting point of at least one of the waxes is preferably 70 to 120 ° C, and more preferably 70 to 100 ° C, because the function separation effect tends to be easily exhibited.

前記ワックスは、相対的に、枝分かれ構造のものや官能基の如き極性基を有するものや主成分とは異なる成分で変性されたものが可塑作用を発揮し、より直鎖構造のものや官能基を有さない無極性のものや未変性のストレートなものが離型作用を発揮する。好ましい組み合わせとしては、エチレンを主成分とするポリエチレンホモポリマー又はコポリマーとエチレン以外のオレフィンを主成分とするポリオレフィンホモポリマー又はコポリマーの組み合わせ、ポリオレフィンとグラフト変成ポリオレフィンの組み合わせ、アルコールワックス、脂肪酸ワックス又はエステルワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせ、フイシャートロプシュワックス又はポリオレフィンワックスとパラフィンワックス又はマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、フィッシャートロプシュワックスとポルリオレフィンワックスの組み合わせ、パラフィンワックスとマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、カルナバワックズ、キャンデリラワックス、ライスワックス又はモンタンワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせが挙げられる。   As for the wax, those having a branched structure, those having a polar group such as a functional group, and those modified with a component different from the main component exhibit a plastic action, and those having a more linear structure or a functional group Nonpolar or non-denatured straight materials that do not have a mold exhibit a releasing action. Preferred combinations include polyethylene homopolymers or copolymers based on ethylene and polyolefin homopolymers or copolymers based on olefins other than ethylene, polyolefins and graft modified polyolefins, alcohol waxes, fatty acid waxes or ester waxes. And hydrocarbon wax combinations, Fischer-Tropsch wax or polyolefin wax and paraffin wax or microcrystal wax combination, Fischer-Tropsch wax and polyolefin wax combination, paraffin wax and microcrystal wax combination, Carnauba Wax, Can Delila wax, rice wax or montan wax and hydrocarbon-based wax Like a combination of.

いずれの場合においても、トナー保存性と定着性のバランスをとりやすくなることから、トナーのDSC測定において観測される吸熱ピークにおいて、70〜110℃の領域に最大ピークのピークトップ温度があることが好ましく、70〜110℃の領域に最大ピークを有しているのがより好ましい。   In any case, since it becomes easy to balance the toner storage stability and the fixing property, the peak top temperature of the maximum peak is in the region of 70 to 110 ° C. in the endothermic peak observed in the DSC measurement of the toner. Preferably, it has a maximum peak in the region of 70 to 110 ° C.

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

本発明では、DSCにおいて測定されるワックスの吸熱ピークの最大ピークのピークトップの温度をもってワックスの融点とする。   In the present invention, the peak top temperature of the endothermic peak of the wax measured by DSC is defined as the melting point of the wax.

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 once raising and lowering the temperature and taking a previous history.

<流動性向上剤>
本発明のトナーには、流動性向上剤を添加してもよい。該流動性向上剤は、トナー表面に添加することにより、トナーの流動性を改善(流動しやすくなる)するものである。
<Fluidity improver>
A fluidity improver may be added to the toner of the present invention. The fluidity improver improves the fluidity of the toner (becomes easy to flow) when added to the toner surface.

前記流動性向上剤としては、例えば、カーボンブラック、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナ、それらをシランカップリング剤、チタンカップリング剤若しくはシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ,処理酸化チタン,処理アルミナ、などが挙げられる。これらの中でも、微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナが好ましく、また、これらをシランカップリング剤やシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカが更に好ましい。   Examples of the fluidity improver include, for example, carbon black, vinylidene fluoride fine powder, fluorine-based resin powder such as polytetrafluoroethylene fine powder, wet process silica, fine powder silica such as dry process silica, fine powder unoxidized titanium, Fine powder non-alumina, treated silica obtained by subjecting them to surface treatment with a silane coupling agent, titanium coupling agent or silicone oil, treated titanium oxide, treated alumina, and the like can be mentioned. Among these, fine powder silica, fine powder unoxidized titanium, and fine powder unalumina are preferable, and treated silica obtained by surface-treating these with a silane coupling agent or silicone oil is more preferable.

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

前記微粉末シリカは、ケイ素ハロゲン化含物の気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。   The fine powder silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halide inclusion, and is called so-called dry silica or fumed silica.

ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例えば、AEROSIL(日本アエロジル社商品名、以下同じ)−130、−300、−380、−TT600、−MOX170、−MOX80、−COK84:Ca−O−SiL(CABOT社商品名)−M−5、−MS−7、−MS−75、−HS−5、−EH−5、Wacker HDK(WACKER−CHEMIEGMBH社商品名)−N20 V15、−N20E、−T30、−T40:D−CFineSi1ica(ダウコーニング社商品名):Franso1(Fransi1社商品名)、などが挙げられる。   Examples of commercially available silica fine powders produced by vapor phase oxidation of silicon halogen compounds include AEROSIL (trade name of Nippon Aerosil Co., Ltd., hereinafter the same) -130, -300, -380, -TT600, -MOX170, -MOX80, -COK84: Ca-O-SiL (trade name of CABOT) -M-5, -MS-7, -MS-75, -HS-5, -EH-5, Wacker HDK (trade name of WACKER-CHEMIEGMBH)- N20 V15, -N20E, -T30, -T40: D-CFineSi1ica (trade name of Dow Corning): Franco1 (trade name of Franci1), and the like.

更には、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。処理シリカ微粉体において、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が好ましくは30〜80%の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。疎水化は、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的あるいは物理的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する方法がよい。   Furthermore, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is more preferable. In the treated silica fine powder, it is particularly preferred to treat the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is preferably 30 to 80%. Hydrophobization is imparted by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder. As a preferred method, a method of treating a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound with an organosilicon compound is preferable.

有機ケイ素化合物としては、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルビニルクロロシラン、ジビニルクロロシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、へキサメチルジシラン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、α−クロルエチルトリクロロシラン、β−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、へキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフエニルテトラメチルジシロキサン及び1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し、未端に位置する単位にそれぞれSiに結合した水酸基を0〜1個含有するジメチルポリシロキサン等がある。更に、ジメチルシリコーンオイルの如きシリコーンオイルが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。   Examples of organosilicon compounds include hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, vinylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, dimethylvinylchlorosilane, Divinylchlorosilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α -Chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane , Triorganosilyl mercaptan, trimethylsilyl mercaptan, triorganosilyl acrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane , Hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and 2 to 12 siloxane units per molecule, Examples include dimethylpolysiloxane containing 0 to 1 hydroxyl group bonded to Si. Furthermore, silicone oils such as dimethyl silicone oil can be mentioned. These may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.

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

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

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

本発明のトナーには、他の添加剤として、静電潜像担持体・キャリアーの保護、クリーニング性の向上、熱特性・電気特性・物理特性の調整、抵抗調整、軟化点調整、定着率向上等を目的として、各種金属石けん、フッ素系界面活性剤、フタル酸ジオクチルや、導電性付与剤として酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化アンチモン等や、酸化チタン、酸化アルミニウム、アルミナ等の無機微粉体などを必要に応じて添加することができる。これらの無機微粉体は、必要に応じて疎水化してもよい。また、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等の滑剤、酸化セシウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤、ケーキング防止剤、更に、トナー粒子と逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子とを、現像性向上剤として少量用いることもできる。   In the toner of the present invention, as other additives, protection of the electrostatic latent image carrier / carrier, improvement of cleaning properties, adjustment of thermal characteristics / electrical characteristics / physical characteristics, resistance adjustment, adjustment of softening point, improvement of fixing rate For purposes such as various types of metal soaps, fluorosurfactants, dioctyl phthalate, tin oxide, zinc oxide, carbon black, antimony oxide, etc. as conductivity imparting agents, inorganic fine powders such as titanium oxide, aluminum oxide, alumina, etc. A body etc. can be added as needed. These inorganic fine powders may be hydrophobized as necessary. Also, lubricants such as polytetrafluoroethylene, zinc stearate, and polyvinylidene fluoride, abrasives such as cesium oxide, silicon carbide, and strontium titanate, anti-caking agents, and white and black fine particles having opposite polarity to the toner particles Can also be used in small amounts as a developability improver.

これらの添加剤は、帯電量コントロール等の目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤、又は種々の処理剤で処理することも好ましい。   These additives include silicone varnishes, various modified silicone varnishes, silicone oils, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having functional groups, and other organosilicon compounds for the purpose of charge control and the like. It is also preferable to treat with a treating agent or various treating agents.

現像剤を調製する際には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。外添剤の混合は、一般の粉体の混合機を適宜選択して使用することができるが、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよく、はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。   In preparing the developer, inorganic fine particles such as the hydrophobic silica fine powder mentioned above may be added and mixed in order to improve the fluidity, storage stability, developability and transferability of the developer. For mixing external additives, a general powder mixer can be appropriately selected and used. However, it is preferable to equip a jacket or the like to adjust the internal temperature. In order to change the load history applied to the external additive, the external additive may be added in the middle or gradually, and the rotation speed, rolling speed, time, temperature, etc. of the mixer may be changed. The load may then be given a relatively weak load and vice versa.

使用できる混合機の例としては、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、などが挙げられる。   Examples of the mixer that can be used include a V-type mixer, a rocking mixer, a Roedige mixer, a Nauter mixer, a Henschel mixer, and the like.

得られたトナーの形状をさらに調節する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、結着樹脂、着色剤からなるトナー材料を溶融混練後、微粉砕したものをハイブリタイザー、メカノフュージョン等を用いて、機械的に形状を調節する方法や、いわゆるスプレードライ法と呼ばれるトナー材料をトナーバインダーが可溶な溶剤に溶解分散後、スプレードライ装置を用いて脱溶剤化して球形トナーを得る方法、水系媒体中で加熱することにより球形化する方法、などが挙げられる。   A method for further adjusting the shape of the obtained toner is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a toner material composed of a binder resin and a colorant is melt-kneaded and then finely pulverized. Using a hybridizer, mechano-fusion, etc., the resulting material is mechanically adjusted, or the so-called spray-drying method is used to dissolve and disperse the toner material in a solvent in which the toner binder is soluble, and then using a spray-drying device Examples thereof include a method of removing a solvent to obtain a spherical toner and a method of forming a spherical toner by heating in an aqueous medium.

前記外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、などを挙げることができる。
As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used.
Examples of the inorganic fine particles include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, and diatomaceous earth. , Chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, and the like.

前記無機微粒子の一次粒子径は、5μm〜2μmであることが好ましく、5μm〜500μmであることがより好ましい。   The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 μm to 2 μm, and more preferably 5 μm to 500 μm.

前記BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。 The specific surface area according to the BET method is preferably 20 to 500 m 2 / g.

前記無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5質量%であることが好ましく、0.01〜2.0質量%であることがより好ましい。   The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 to 5% by mass of the toner, and more preferably 0.01 to 2.0% by mass.

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

このような外添剤は、表面処理剤により、疎水性を上げ、高湿度下においても外添剤自身の劣化を防止することができる。   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.

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。   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.

前記無機微粒子の一次粒子径としては、5μm〜2μmであることが好ましく、5μm〜500μm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、20〜500m/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 inorganic fine particles is preferably 5 μm to 2 μm, and more preferably 5 μm to 500 μm. 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のクリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子、などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。   Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the electrostatic latent image carrier or the primary transfer medium include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, stearic acid, and polymethyl methacrylate. There may be mentioned polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization such as fine particles and polystyrene fine particles. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.

本発明のトナーには、従来の電子写真法に使用する静電潜像担持体が全て使用できるが、例えば、有機静電潜像担持体、非晶質シリカ静電潜像担持体、セレン静電潜像担持体、酸化亜鉛静電潜像担持体、などが好適に使用可能である。   For the toner of the present invention, all of the electrostatic latent image carriers used in conventional electrophotography can be used. For example, an organic electrostatic latent image carrier, an amorphous silica electrostatic latent image carrier, and a selenium static image carrier. An electrostatic latent image carrier, a zinc oxide electrostatic latent image carrier, and the like can be suitably used.

これらトナーを用いて作像を行なう画像形成装置やプロセスカートリッジについて次に説明する。
図10は本発明を適用可能な画像形成装置の一例である。通常の画像形成動作においては、給紙装置25から供給される記録用紙等の転写材は吸着ローラ22aに所定の電圧が印加される事で転写体である転写材搬送ベルト22に吸着させられる。転写材は転写材搬送ベルト22に担持された状態で転写材搬送ベルトとともに移動し、移動中に作像手段であるプロセスカートリッジ21K、21M、21C、21Yからトナー像が転写させられる。転写材が搬送ベルト22を通過して定着装置23に到達すると、転写材上のトナー像は加熱ローラ23aおよび加圧ローラ23bに挟まれつつ加熱されることで転写材上に定着させられ、転写材上に可視像が形成される。また各色トナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行なうモードにおいては、プロセスカートリッジ21K、21M、21C、21Yから転写材搬送ベルト22上に直接所定パターンのトナー像が形成され、Pセンサ22bによってかかるトナーパターンが検出され、その検出結果に基づいて書込タイミングや現像バイアスの変更などが行なわれ、最適なカラー画像を得ることができる状態に調整させられる。その後転写材搬送ベルト22上のトナーパターンがプロセスカートリッジ21K、21M、21C、21Yに回収されることで転写材搬送ベルト22の清掃が行なわれる。かかる清掃動作については後述する。ここで21K、21M、21C、21Yはそれぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像を形成するためのトナーカートリッジである。
Next, an image forming apparatus and a process cartridge that perform image formation using these toners will be described.
FIG. 10 shows an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied. In a normal image forming operation, a transfer material such as a recording sheet supplied from the paper feeding device 25 is attracted to the transfer material transport belt 22 as a transfer body by applying a predetermined voltage to the suction roller 22a. The transfer material moves together with the transfer material conveyance belt while being carried on the transfer material conveyance belt 22, and the toner images are transferred from the process cartridges 21K, 21M, 21C, and 21Y as image forming means during the movement. When the transfer material passes through the conveyance belt 22 and reaches the fixing device 23, the toner image on the transfer material is heated while being sandwiched between the heating roller 23a and the pressure roller 23b, and is fixed on the transfer material. A visible image is formed on the material. In the mode for adjusting the color misregistration and toner density of each color toner image, a toner image having a predetermined pattern is directly formed on the transfer material conveying belt 22 from the process cartridges 21K, 21M, 21C, and 21Y, and is applied by the P sensor 22b. The toner pattern is detected, and the writing timing and development bias are changed based on the detection result, so that an optimum color image can be obtained. Thereafter, the toner pattern on the transfer material conveyance belt 22 is collected in the process cartridges 21K, 21M, 21C, and 21Y, whereby the transfer material conveyance belt 22 is cleaned. This cleaning operation will be described later. Here, 21K, 21M, 21C, and 21Y are toner cartridges for forming toner images of black, magenta, cyan, and yellow, respectively.

特にこの場合には、トナーカートリッジ内にプロセス部材も含まれているのでプロセスカートリッジということになる。そこで以下、「プロセスカートリッジ」という用語を用いて、このトナーカートリッジを説明する。すなわち本明細書では、「プロセスカートリッジ」とは「トナーカートリッジ」の下位概念である。そして「トナーカートリッジ」は、「粒子群を格納した収納体」の下位概念である。本発明においてはトナー粒子でない粒子も製造可能であり、またトナー粒子でない粒子にも特徴ある粒径分布を持たせることが出来るので、「粒子群を格納した収納体」は「トナーカートリッジ」には限定されず、医薬品等を格納したカプセルなども該当する。フレキシブルなものでも良い。
In this case, in particular, the process cartridge is included in the toner cartridge, and thus the process cartridge. Therefore, the toner cartridge will be described below using the term “process cartridge”. That is, in this specification, “process cartridge” is a subordinate concept of “toner cartridge”. The "toner cartridge" is a subordinate concept of "container storing the particles." In the present invention, particles that are not toner particles can be produced, and particles that are not toner particles can have a characteristic particle size distribution. It is not limited, and the capsule etc. which stored the pharmaceutical etc. also correspond. It can be flexible.

かかるプロセスカートリッジは、図12に示すように転写材搬送ベルト22が退避する事で開放された空間から着脱可能となっており、ユーザーによる交換が可能となっている。画像形成時には書込装置24K、24M、24C、24Yからプロセスカートリッジ21K、21M、21C、21Yに対して、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像情報に応じた書込光がそれぞれ照射させられ、各プロセスカートリッジはこの書込光に応じたトナー像を形成して転写材に転写する。書込装置24K、24M、24C、24Yは画像情報に従って帯電後の像担持体31に潜像を書き込むための装置である。ポリゴンを用いた光走査装置やLEDアレイ等、種々のものを使用する事ができる。   As shown in FIG. 12, the process cartridge can be detached from the space opened by the retraction of the transfer material conveyance belt 22, and can be replaced by the user. During image formation, writing devices 24K, 24M, 24C, and 24Y irradiate process cartridges 21K, 21M, 21C, and 21Y with writing light corresponding to black, magenta, cyan, and yellow image information. The process cartridge forms a toner image corresponding to the writing light and transfers it to a transfer material. The writing devices 24K, 24M, 24C, and 24Y are devices for writing a latent image on the charged image carrier 31 according to image information. Various devices such as an optical scanning device using a polygon and an LED array can be used.

次に、図11を用いて本例のプロセスカートリッジを説明する。なおプロセスカートリッジ21K、21M、21C、21Yは同一構造であるので1つのみを説明する。像担持体31は負帯電の有機感光体であり、図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向すなわち反時計回り方向に回転されるようにして備えられている。クリーニング装置34は像担持体31の回転方向に対してカウンターで当接させられたクリーニングブレード34aと、クリーニングされたトナー粒子を廃トナーとして収納する廃トナー格納部34bとを有する。   Next, the process cartridge of this example will be described with reference to FIG. Since the process cartridges 21K, 21M, 21C, and 21Y have the same structure, only one will be described. The image carrier 31 is a negatively charged organic photoreceptor, and is provided so as to be rotated in the arrow direction, that is, in the counterclockwise direction by a rotation driving mechanism (not shown). The cleaning device 34 includes a cleaning blade 34 a that is brought into contact with a counter with respect to the rotation direction of the image carrier 31, and a waste toner storage portion 34 b that stores the cleaned toner particles as waste toner.

接触帯電部材32は、芯金32a上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層32bをローラ状に形成した可撓性の帯電ローラである。帯電ローラ32において芯金上に形成される中抵抗層の材質としては、上記に限定するものではなく、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることができる。   The contact charging member 32 is a flexible charging in which a medium-resistance foamed urethane layer 32b in which a urethane resin, carbon black as conductive particles, a sulfurizing agent, a foaming agent, etc. are formulated in a roller shape is formed on a core metal 32a. Laura. The material of the medium resistance layer formed on the core metal in the charging roller 32 is not limited to the above, but urethane, ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM), butadiene acrylonitrile rubber (NBR), silicone rubber, A rubber material in which a conductive material such as carbon black or a metal oxide is dispersed in order to adjust resistance in isoprene rubber or the like, or a foamed material of these materials can be used.

現像手段13は時計回りに回転させられ像担持体31と接触する現像ローラ33aと、現像ローラ33aに対してトナー粒子をコートする供給ローラ33bと、現像ローラ33a上にコートされたトナー粒子の厚みを規制しつつ摩擦によりトナー粒子を負帯電させる弾性ブレード33cと、プロセスカートリッジ内のトナー粒子を攪拌しつつ供給ローラに向けて移動させる攪拌部材33dとを有している。また画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態において現像ローラ33aに対して後述する電源から直流バイアスが印加可能に構成されている。   The developing means 13 is rotated clockwise to be in contact with the image carrier 31, the developing roller 33a, the supply roller 33b for coating the developing roller 33a with toner particles, and the thickness of the toner particles coated on the developing roller 33a. An elastic blade 33c that negatively charges the toner particles by friction while restricting the toner particles, and a stirring member 33d that moves the toner particles in the process cartridge toward the supply roller while stirring. In addition, a DC bias can be applied to the developing roller 33a from a power source, which will be described later, in a state where the process cartridge is mounted on the image forming apparatus main body.

具体的には、プロセスカートリッジ1側面に設けられた電気的接点と画像形成装置本体側の電気的接点とが接触する事で装置本体側の電源から現像ローラに直流バイアスが印加される。また、未使用トナー格納部を兼ねる現像手段33内には、図示せぬトナー粒子が格納されている。転写材搬送ベルトを介して像担持体31と対向する転写ローラ22bは、少なくとも芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有し、導電性弾性層はポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を106〜1010Ω・cmの中抵抗に調整した弾性体である転写ローラである。 Specifically, a DC bias is applied to the developing roller from the power source on the apparatus main body side by contacting an electrical contact provided on the side of the process cartridge 1 with an electric contact on the image forming apparatus main body side. Further, toner particles (not shown) are stored in the developing means 33 that also serves as an unused toner storage unit. The transfer roller 22b facing the image carrier 31 via the transfer material conveying belt has at least a cored bar and a conductive elastic layer covering the cored bar. The conductive elastic layer is made of polyurethane rubber, ethylene-propylene-diene. Mixing and dispersing a conductivity imparting agent such as carbon black, zinc oxide, tin oxide, etc. in an elastic material such as polyethylene (EPDM), the electrical resistance value (volume resistivity) is 10 6 to 10 10 Ω · cm. It is a transfer roller which is an adjusted elastic body.

次に、かかるプロセスカートリッジの動作を説明する。
本例の画像形成装置は、複写機およびプリンタとして機能する事ができる画像形成装置である。複写機として機能する際にはスキャナから読み込まれた画像情報がA/D変換、MTF補正、階調処理等の種々の画像処理を施されて書込みデータに変換される。プリンタとして機能する際にはコンピュータ等から転送されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施され書込みデータに変換される。
Next, the operation of the process cartridge will be described.
The image forming apparatus of this example is an image forming apparatus that can function as a copying machine and a printer. When functioning as a copier, the image information read from the scanner is subjected to various image processing such as A / D conversion, MTF correction, gradation processing, etc., and converted into writing data. When functioning as a printer, image information in a format such as a page description language or a bitmap transferred from a computer or the like is subjected to image processing and converted into write data.

画像形成に先駆けて、像担持体31は表面の移動速度が所定の測度となるように図11の矢印方向すなわち反時計回り方向に回転を始める。また帯電ローラ32は像担持体31に対してつれまわり回転させられる。このとき帯電ローラ32の芯金には帯電バイアス印加電源から−1000Vの直流電圧が印加され、これにより像担持体31の表面が約−400Vに帯電させられる。帯電させられた像担持体31に対して書込装置24(24C、4m、24Y、24K)は書込みデータに応じた露光を行なう。すなわち、光照射によって画像部の電位を変化させる事で光照射されなかった非画像部の電位との差を発生させ、この電位コントラストによる静電潜像を形成する。   Prior to image formation, the image carrier 31 starts to rotate in the direction of the arrow in FIG. 11, that is, in the counterclockwise direction so that the moving speed of the surface becomes a predetermined measure. The charging roller 32 is rotated about the image carrier 31. At this time, a DC voltage of -1000 V is applied to the core of the charging roller 32 from a charging bias application power source, whereby the surface of the image carrier 31 is charged to about -400 V. The writing device 24 (24C, 4m, 24Y, 24K) exposes the charged image carrier 31 according to the writing data. That is, by changing the potential of the image portion by light irradiation, a difference from the potential of the non-image portion not irradiated with light is generated, and an electrostatic latent image is formed by this potential contrast.

書込装置24によって像担持体上に形成された静電潜像は現像装置33によって1成分現像され、画像部にトナー粒子が付着することによってトナー像として像担持体31上に可視化される。本例の現像装置33は接触型の非磁性1成分現像方式によって像担持体31上にトナー像を形成する。   The electrostatic latent image formed on the image carrier by the writing device 24 is developed one component by the developing device 33 and is visualized on the image carrier 31 as a toner image when toner particles adhere to the image portion. The developing device 33 of this example forms a toner image on the image carrier 31 by a contact-type nonmagnetic one-component developing method.

具体的には、現像ローラ33aを時計回りに回転させ、時計回りに回転する弾性体からなる供給ローラ13bを現像ローラ33aと接触させる事で供給ローラ上のトナー粒子を現像ローラ33a上にコートさせる。現像ローラ33a上にコートされたトナー粒子は弾性ブレード33cによって厚みを規制されながら弾性ブレード33cとの摩擦により負帯電させられ、その後現像ローラ33aの回転に従って像担持体31との対向部に搬送させられる。現像ローラ33aと像担持体31との対向部においては現像ローラ33aに対して後述する電源から-300Vの直流バイアスが印加される事で現像ローラ33aと像担持体31との間に直流電界が形成され、負帯電させられたトナー粒子はこの直流電界によって像担持体上の画像部にのみ選択的に付着してトナー像となる。   Specifically, the developing roller 33a is rotated clockwise, and the supply roller 13b made of an elastic body rotating clockwise is brought into contact with the developing roller 33a to coat the toner particles on the supplying roller on the developing roller 33a. . The toner particles coated on the developing roller 33a are negatively charged by friction with the elastic blade 33c while the thickness thereof is regulated by the elastic blade 33c, and then conveyed to a portion facing the image carrier 31 according to the rotation of the developing roller 33a. It is done. At the opposite portion between the developing roller 33a and the image carrier 31, a DC electric field is applied between the developing roller 33a and the image carrier 31 by applying a DC bias of −300V to the developing roller 33a from a power source described later. The formed negatively charged toner particles are selectively attached only to the image portion on the image carrier by this direct current electric field to form a toner image.

像担持体31上に形成させられたトナー像が転写ローラ22bと像担持体31との対向部である転写部に到達するのとタイミングを合わせて給紙装置25から転写材が搬送され、像担持体31上のトナー像は転写ローラに印加された電圧により転写材へと転写される。転写されたトナー像は定着装置23によって転写材に定着され画像が出力される。   The transfer material is conveyed from the paper feeding device 25 in synchronization with the timing at which the toner image formed on the image carrier 31 reaches the transfer portion that is the opposite portion between the transfer roller 22b and the image carrier 31. The toner image on the carrier 31 is transferred to the transfer material by the voltage applied to the transfer roller. The transferred toner image is fixed on the transfer material by the fixing device 23 and an image is output.

一方、転写されずに像担持体31上に残留したトナー(転写残トナー)はクリーニング装置34によって清掃され、清掃後の像担持体表面は次回の画像形成のために使用される。   On the other hand, the toner (transfer residual toner) remaining on the image carrier 31 without being transferred is cleaned by the cleaning device 34, and the cleaned image carrier surface is used for the next image formation.

(実施例1)
−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)15質量部、顔料分散剤3質量部を、酢酸エチル82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、ダイノーミルを用いて強力なせん断力により細かく分散し、凝集体を完全に除去した虹分散液を調製した。更に、0.45μmの細孔を有するフィルター(PTFE製)を通過させ、サブミクロン領域まで分散させた液を調製した。
Example 1
-Preparation of colorant dispersion-
First, a carbon black dispersion as a colorant was prepared.
Carbon black (Regal 400; manufactured by Cabot) 15 parts by mass and pigment dispersant 3 parts by mass were primarily dispersed in 82 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 dyno mill to prepare a rainbow dispersion in which aggregates were completely removed. Further, a liquid having a pore size of 0.45 μm (manufactured by PTFE) and passing through a submicron region was prepared.

−樹脂及びワックスを添加した分散液の調製−
次に、結着樹脂としての樹脂、及びワックスを添加した下記組成からなる分散液を調製した。
結着樹脂としてのポリエステル樹脂100質量部、前記カーボンブラック分散液30質量部、カルナバワックス5質量部を、酢酸エチル1000質量部に、着色剤分散液調製時と同じく、攪拌羽を有するミキサーを使用して、10分間攪拌を行い、分散させた。溶媒希釈によるショックで顔料などが凝集することを完全に防止することができた。この段階の分散液を、着色剤分散液調製時と同様に、0.45μmのフィルター(PTFE製)で濾過したが、目詰まりの発生はなく、全て通過することを確認した。なお、この分散液の電解伝導率は3.5×10-7S/mであった。
-Preparation of dispersion with added resin and wax-
Next, a dispersion liquid having the following composition to which a resin as a binder resin and a wax were added was prepared.
100 parts by mass of polyester resin as a binder resin, 30 parts by mass of the carbon black dispersion, and 5 parts by mass of carnauba wax are mixed with 1000 parts by mass of ethyl acetate, and a mixer having stirring blades is used as in the preparation of the colorant dispersion. Then, the mixture was stirred for 10 minutes and dispersed. It was possible to completely prevent pigments from aggregating due to shock caused by solvent dilution. The dispersion liquid at this stage was filtered with a 0.45 μm filter (made by PTFE) in the same manner as in the preparation of the colorant dispersion liquid, but it was confirmed that no clogging occurred and all passed. The electrolytic conductivity of this dispersion was 3.5 × 10 −7 S / m.

−トナーの作製−
得られた分散液を、図1に示したトナー製造装置に供給した。使用した吐出部材は、厚み20μmのニッケルプレートに、真円形状の直径10μmの吐出孔と、真円形状の直径20μmの吐出孔とを、フェムト秒レーザーによる加工で作製した。
分散液調製後、以下のようなトナー作製条件で、液滴を吐出させた後、該液滴を乾燥固化することにより、トナーを作製した。
-Preparation of toner-
The obtained dispersion was supplied to the toner production apparatus shown in FIG. The discharge member used was a nickel plate having a thickness of 20 μm, and a perfect circular discharge hole with a diameter of 10 μm and a perfect circular discharge hole with a diameter of 20 μm were produced by processing with a femtosecond laser.
After the dispersion liquid was prepared, the liquid droplets were discharged under the following toner production conditions, and then the liquid droplets were dried and solidified to produce a toner.

〔トナー作製条件〕
分散液比重 :ρ=1.1888g/cm
乾燥空気流量:オリフィスシース 2.0L/分、装置内エアー 3.0L/分
装置内温度 :27〜28℃
露点温度 :−20℃
ノズル振動数:220kHz
[Toner preparation conditions]
Dispersion specific gravity: ρ = 1.888 g / cm 3
Dry air flow rate: Orifice sheath 2.0 L / min, In-apparatus air 3.0 L / min In-apparatus temperature: 27-28 ° C.
Dew point temperature: -20 ° C
Nozzle frequency: 220 kHz

乾燥固化したトナー粒子は、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。捕集した粒子の粒径分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000)で解析したところ、粒径6.0μmと12.0μmの粒径にピークが存在し、他の粒径を有するトナー粒子はほぼ0個であった。   The dried and solidified toner particles were collected by suction with a filter having 1 μm pores. When the particle size distribution of the collected particles is analyzed by a flow type particle image analyzer (FPIA-2000), there are peaks in the particle sizes of 6.0 μm and 12.0 μm, and toners having other particle sizes. There were almost zero particles.

−トナーの評価−
得られたトナーについて、帯電量の評価を行った。
吸引式の帯電量測定装置により測定した。具体的には、トナーを捕集できるフィルターを具備したファラデーケージにトナーを吸引し、これにエレクトロメーターを接続し、吸引したトナーの総電荷量を測定した後、フィルター上のトナー重量を測定し、総電荷量を捕集したトナー重量で除し、単位重量当たりの帯電量として求めた。
その結果、−35〔μC/g〕の帯電量が得られており、上述した画像形成装置に使用するのに適した帯電量となっていることが分かった。
-Toner evaluation-
The charge amount of the obtained toner was evaluated.
It was measured with a suction type charge amount measuring device. Specifically, the toner is sucked into a Faraday cage equipped with a filter that can collect the toner, an electrometer is connected to this, the total charge amount of the sucked toner is measured, and the toner weight on the filter is measured. The total charge amount was divided by the collected toner weight to obtain the charge amount per unit weight.
As a result, a charge amount of −35 [μC / g] was obtained, and it was found that the charge amount was suitable for use in the above-described image forming apparatus.

(実施例2(参考例)
実施例1において、他の条件は実施例1と同様にしたまま、吐出孔を直径10μmのもの1つのみとした。捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000)で測定したところ、重量平均粒径は6.0μm、個数平均粒径も6.0μmであり、完全に単分散であるトナー母体粒子が得られた。次にノズル振動数を110kHzとして同様な実験を行なったところ、重量平均粒径は4.8μm、個数平均粒径も4.8μmであり、完全に単分散であるトナー母体粒子が得られた。
(Example 2 (reference example) )
In Example 1, the other conditions were the same as in Example 1, and only one discharge hole having a diameter of 10 μm was used. Particle size of collected particles The particle size distribution of the collected particles was measured with a flow type particle image analyzer (FPIA-2000). The weight average particle size was 6.0 μm, and the number average particle size was 6.0 μm. Toner base particles that were completely monodispersed were obtained. Next, a similar experiment was performed with the nozzle frequency set at 110 kHz. As a result, toner base particles having a weight average particle diameter of 4.8 μm and a number average particle diameter of 4.8 μm were obtained.

(実施例3)
実施例1において、ノズル振動数を440kHz、シリンジポンプから供給する液流量を2倍とした以外は、全て実施例1と同様にして、目的のトナーを得た。捕集した粒子の粒径分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000)で解析したところ、粒径6.0μmと12.0μmの粒径にピークが存在し、他の粒径を有するトナー粒子はほぼ0個であった。
(Example 3)
In Example 1, the target toner was obtained in the same manner as Example 1 except that the nozzle frequency was 440 kHz and the liquid flow rate supplied from the syringe pump was doubled. When the particle size distribution of the collected particles is analyzed by a flow type particle image analyzer (FPIA-2000), there are peaks in the particle sizes of 6.0 μm and 12.0 μm, and toners having other particle sizes. There were almost zero particles.

(実施例4)
実施例1において、樹脂およびワックスを添加した分散液に使用する酢酸エチル量を1333質量部とした以外は、全て実施例1と同様にして、目的のトナーを得た。捕集した粒子の粒径分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000)で解析したところ、粒径5.0μmと10.0μmの粒径にピークが存在し、他の粒径を有するトナー粒子はほぼ0個であった。
Example 4
In Example 1, the target toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethyl acetate used in the dispersion added with resin and wax was 1333 parts by mass. When the particle size distribution of the collected particles is analyzed by a flow type particle image analyzer (FPIA-2000), there are peaks in the particle sizes of 5.0 μm and 10.0 μm, and toners having other particle sizes. There were almost zero particles.

(実施例5)
実施例1において、樹脂およびワックスを添加した分散液に使用する酢酸エチル量を1666質量部とした以外は、全て実施例1と同様にして、目的のトナーを得た。捕集した粒子の粒径分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000)で解析したところ、粒径4.0μmと8.0μmの粒径にピークが存在し、他の粒径を有するトナー粒子はほぼ0個であった。
(Example 5)
In Example 1, the target toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethyl acetate used in the dispersion added with resin and wax was changed to 1666 parts by mass. When the particle size distribution of the collected particles is analyzed by a flow type particle image analyzer (FPIA-2000), there are peaks in the particle sizes of 4.0 μm and 8.0 μm, and toners having other particle sizes. There were almost zero particles.

(実施例6)
実施例1において、樹脂およびワックスを添加した分散液に使用する酢酸エチル量を2000質量部とした以外は、全て実施例1と同様にして、目的のトナーを得た。捕集した粒子の粒径分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000)で解析したところ、粒径3.0μmと6.0μmの粒径にピークが存在し、他の粒径を有するトナー粒子はほぼ0個であった。
(Example 6)
In Example 1, the target toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethyl acetate used in the dispersion added with resin and wax was 2000 parts by mass. When the particle size distribution of the collected particles is analyzed by a flow type particle image analyzer (FPIA-2000), there are peaks in the particle sizes of 3.0 μm and 6.0 μm, and toners having other particle sizes. There were almost zero particles.

本発明に係る粒子製造装置(トナー製造装置)の構成例1を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example 1 of the particle manufacturing apparatus (toner manufacturing apparatus) which concerns on this invention. 本発明で使用する吐出部材の吐出孔パターン1を示す概略図である。It is the schematic which shows the discharge hole pattern 1 of the discharge member used by this invention. 図2の吐出孔パターンで得られたトナー粒子の粒度分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a particle size distribution of toner particles obtained by the ejection hole pattern of FIG. 2. 本発明で実現可能なトナー粒子の粒度分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the particle size distribution of the toner particle which can be implement | achieved by this invention. 本発明で使用する吐出部材の吐出孔パターン2を示す概略図である。It is the schematic which shows the discharge hole pattern 2 of the discharge member used by this invention. 本発明で使用する吐出部材の吐出孔パターン3を示す概略図である。It is the schematic which shows the discharge hole pattern 3 of the discharge member used by this invention. 吐出部材の吐出孔から吐出される液滴の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the droplet discharged from the discharge hole of a discharge member. 本発明で使用する吐出部材の吐出孔パターン4を示す概略図である。It is the schematic which shows the discharge hole pattern 4 of the discharge member used by this invention. 本発明に係る粒子製造装置(トナー製造装置)の構成例2を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example 2 of the particle manufacturing apparatus (toner manufacturing apparatus) which concerns on this invention. 本発明の粒子群の適用可能な画像形成装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the image forming apparatus which can apply the particle group of this invention. 本発明の粒子群を格納した収納体の一態様であるプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the process cartridge which is one aspect | mode of the storage body which stored the particle group of this invention. 転写材搬送ベルトが退避した状態の画像形成装置の構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus in a state where a transfer material conveyance belt is retracted. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G 吐出孔
2 電極
3 溶媒除去装置
4 除電器
5 トナー捕集部
6 液滴
7 トナー粒子
8 静電カーテン
9 圧送チューブ
10 液槽
11 吐出部材
11A 区切り部材
21K,21M,21C,21Y プロセスカートリッジ
22 転写材搬送ベルト
22a 吸着ローラ
22b Pセンサ
23 定着装置
23a 加熱ローラ
23b 加圧ローラ
24K,24M,24C,24Y 書込装置
25 給紙装置
31 像担持体
32 接触帯電部材(帯電ローラ)
32a 芯金
32b 発泡ウレタン層
33 現像手段
33a 現像ローラ
33b 供給ローラ
33c 弾性ブレード
33d 攪拌部材
34 クリーニング装置
34a クリーニングブレード
34b 廃トナー格納部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G Discharge hole 2 Electrode 3 Solvent removal apparatus 4 Charger 5 Toner collection part 6 Droplet 7 Toner particle 8 Electrostatic curtain 9 Pressure feed tube 10 Liquid tank 11 Discharge member 11A Separating member 21K, 21M, 21C, 21Y Process cartridge 22 Transfer material conveying belt 22a Adsorption roller 22b P sensor 23 Fixing device 23a Heating roller 23b Pressure roller 24K, 24M, 24C, 24Y Writing device 25 Paper feeding device 31 Image carrier Body 32 Contact charging member (charging roller)
32a Metal core 32b Urethane foam layer 33 Developing means 33a Developing roller 33b Supply roller 33c Elastic blade 33d Stirring member 34 Cleaning device 34a Cleaning blade 34b Waste toner storage unit

Claims (13)

複数の吐出孔を有する吐出部材と、
前記吐出部材に対して所定の周波数で振動を与える振動印加手段と、
固体分が溶媒中に溶解または分散された液体を前記吐出部材に接触した状態で格納する液槽と、を有し、
前記複数の吐出孔は、前記吐出部材の板面上で点対称となるように配置されるとともに、その点対称の対称中心が前記吐出部材の板面中心位置と略同じとなるように配置されており、かつ少なくとも2以上の異なる開口面積の吐出孔からなるとともに、開口面積の異なる吐出孔間の距離よりも開口面積が略同一の吐出孔間の距離が長くなるように配置されており、
前記振動印加手段によって印加された振動により前記液体を液滴として吐出孔から吐出させ、この液滴を乾燥させることによって固体粒子を得ることを特徴とする粒子製造装置。
A discharge member having a plurality of discharge holes;
Vibration applying means for applying vibration to the discharge member at a predetermined frequency;
A liquid tank for storing a liquid in which a solid component is dissolved or dispersed in a solvent in contact with the discharge member, and
The plurality of discharge holes are arranged so as to be point- symmetric on the plate surface of the discharge member, and are arranged so that the center of symmetry of the point symmetry is substantially the same as the center position of the plate surface of the discharge member. And at least two or more different opening areas, and arranged such that the distance between the discharge holes having substantially the same opening area is longer than the distance between the discharge holes having different opening areas.
A particle manufacturing apparatus characterized in that solid particles are obtained by discharging the liquid as droplets from a discharge hole by the vibration applied by the vibration applying means and drying the droplets.
前記吐出部材に設けた吐出孔の開口面積、前記振動印加手段によって印加される振動の周波数、前記液体の固体分体積濃度、吐出孔を単位時間あたりに通過する液量、の各パラメータの1または複数を設定することにより、所定の粒径分布を有する固体粒子群を製造することを特徴とする請求項1に記載の粒子製造装置。   1 of each parameter of the opening area of the discharge hole provided in the discharge member, the frequency of vibration applied by the vibration applying means, the solid volume concentration of the liquid, and the amount of liquid passing through the discharge hole per unit time The particle production apparatus according to claim 1, wherein a plurality of particles are produced to produce a group of solid particles having a predetermined particle size distribution. 前記振動印加手段によって印加される振動の周波数は可変であり、前記液体を液滴として吐出させる最中に前記振動の周波数を変更することのみによって前記固体粒子群の粒径を連続的に変更することを特徴とする請求項1に記載の粒子製造装置。   The frequency of the vibration applied by the vibration applying means is variable, and the particle size of the solid particle group is continuously changed only by changing the frequency of the vibration while discharging the liquid as droplets. The particle manufacturing apparatus according to claim 1. 前記変更後の振動の周波数は、変更前の振動の周波数の自然数倍または自然数分の一であることを特徴とする請求項に記載の粒子製造装置。 4. The particle manufacturing apparatus according to claim 3 , wherein the frequency of the vibration after the change is a natural number times or a fraction of the natural number of the frequency of the vibration before the change. 前記液槽は複数の領域単位で区切られており、該領域ごとに固形分体積濃度(体積%)が異なる前記液体が前記吐出部材に接触した状態で格納されることを特徴とする請求項1に記載の粒子製造装置。   The liquid tank is divided into a plurality of area units, and the liquid having different solid content volume concentration (volume%) for each area is stored in contact with the ejection member. The particle manufacturing apparatus according to 1. 前記液槽は複数の領域単位で区切られ、該領域ごとに前記液体が前記吐出部材に接触した状態で格納されており、
前記領域ごとに、吐出孔を単位時間あたりに通過する前記液体の量が異なるよう制御されることを特徴とする請求項1に記載の粒子製造装置。
The liquid tank is divided into a plurality of area units, and the liquid is stored in contact with the discharge member for each area,
The particle manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the amount of the liquid that passes through the ejection hole per unit time is controlled to be different for each region.
複数の吐出孔を有する吐出部材と、前記吐出部材に対して所定の周波数で振動を与える振動印加手段と、固体分が溶媒中に溶解または分散された液体を前記吐出部材に接触した状態で格納する液槽と、を有し、前記複数の吐出孔は、前記吐出部材の板面上で点対称となるように配置されるとともに、その点対称の対称中心が前記吐出部材の板面中心位置と略同じとなるように配置されており、かつ少なくとも2以上の異なる開口面積の吐出孔からなるとともに、開口面積の異なる吐出孔間の距離よりも開口面積が略同一の吐出孔間の距離が長くなるように配置されている粒子製造装置を用いた粒子群の製造方法であって、
前記吐出部材に固体分が溶媒中に溶解または分散された液体を接触させた状態で、該吐出部材を振動させることにより、前記液体を液滴として吐出し、
前記液滴を飛翔中に乾燥して2以上の異なる粒径からなる固体の粒子群を得ることを特徴とする粒子群の製造方法。
A discharge member having a plurality of discharge holes, a vibration applying means that vibrates the discharge member at a predetermined frequency, and a liquid in which a solid component is dissolved or dispersed in a solvent is stored in contact with the discharge member. It includes a liquid tank which, a plurality of discharge holes while being disposed so as to be point symmetrical on the plate surface of the discharge member, the plate surface center position of the symmetry center of the point symmetry said discharge member Are arranged so as to be substantially the same as each other, and are composed of at least two discharge holes having different opening areas, and the distance between the discharge holes having substantially the same opening area as compared to the distance between the discharge holes having different opening areas. A method for producing a particle group using a particle production apparatus arranged to be long ,
The liquid is discharged as droplets by vibrating the discharge member in a state where the liquid in which the solid component is dissolved or dispersed in the solvent is in contact with the discharge member.
A method for producing a particle group, wherein the droplets are dried during flight to obtain a solid particle group having two or more different particle sizes .
前記吐出部材に設けた吐出孔の開口面積、前記吐出部材の振動の周波数、前記液体の固体分体積濃度、吐出孔を単位時間あたりに通過する液量、の各パラメータの1または複数を設定することにより、前記粒子群の粒径分布をコントロールすることを特徴とする請求項に記載の粒子群の製造方法。 One or more parameters of the opening area of the discharge hole provided in the discharge member, the vibration frequency of the discharge member, the solid volume concentration of the liquid, and the amount of liquid passing through the discharge hole per unit time are set. The particle group production method according to claim 7 , wherein a particle size distribution of the particle group is controlled. 前記吐出部材の振動の周波数を変化させながら、前記液体を液滴として吐出して、異なる粒径の粒子群を得ることを特徴とする請求項に記載の粒子群の製造方法。 The method for producing a particle group according to claim 7 , wherein the particle group having different particle diameters is obtained by discharging the liquid as droplets while changing the frequency of vibration of the discharge member. 前記変化後の振動の周波数を、変化前の振動の周波数の自然数倍または自然数分の一とすることを特徴とする請求項に記載の粒子群の製造方法。 10. The method for producing a particle group according to claim 9 , wherein a frequency of the vibration after the change is set to a natural number times or a fraction of a natural number of the frequency of the vibration before the change. 固形分体積濃度(体積%)が2以上の異なる前記液体をそれぞれ同時に液滴として吐出することにより、異なる粒径からなる粒子群を得ることを特徴とする請求項に記載の粒子群の製造方法。 By solid volume concentration (vol%) is discharged at least two different said liquid as a droplet simultaneously each particle group of claim 7, characterized in that to obtain a particle group composed of different particle size Production method. 前記吐出孔を単位時間当たりに通過する前記液体の量を2以上の異なるものとして該液体をそれぞれ同時に液滴として吐出することにより、異なる粒径からなる粒子群を得ることを特徴とする請求項に記載の粒子群の製造方法。 By discharging a respective liquid droplets simultaneously the liquid amount of the liquid as two or more different ones passing through the discharge holes per unit time, wherein, characterized in that obtaining a particle group composed of different particle size Item 8. A method for producing a particle group according to Item 7 . 前記吐出孔から吐出される液滴に静電誘導により、正電荷または負電荷を与えることを特徴とする請求項に記載の粒子群の製造方法。 The method for producing a particle group according to claim 7 , wherein a positive charge or a negative charge is applied to the liquid droplets ejected from the ejection holes by electrostatic induction.
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