KR20140016834A

KR20140016834A - 미립자 제조 장치, 미립자 제조 방법, 및 이에 의해 제조되는 토너

Info

Publication number: KR20140016834A
Application number: KR20130089564A
Authority: KR
Inventors: 기요타다 가토; 요시히로 노리카네; 야스타다 시타라; 신지 아오키; 미노루 마스다; 사토시 다카하시
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2014-02-10
Also published as: JP2014042906A; CN103566817A; US9141010B2; US20140038100A1; EP2692424B1; KR101552390B1; EP2692424A1; CN103566817B

Abstract

본 발명은 분사 조립법에 따른 미립자 제조 방법에 있어서, 토출 후의 액적의 합착을 방지하여 좁은 입경 분포를 구비하는 미립자를 제조하는 장치 및 방법, 이 미립자 제조 장치 또는 미립자 제조 방법에 의해 제조되는 토너를 제공한다.
상기 미립자 제조 장치는 미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 수단과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 수단과, 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 액적을 제1 기류에 의해 상기 액적 고체화 수단으로 이송하는 제1 기류 형성 수단을 구비하는 미립자 제조 장치로서, 상기 액적 토출 수단에 의해 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 제2 기류 형성 수단을 추가로 구비하고, 상기 제2 기류 형성 수단은 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 제2 기류를 형성하며, 상기 액적은 상기 제1 기류 방향과 대략 직교되는 방향으로 토출되는 것을 특징으로 한다.

Description

미립자 제조 장치, 미립자 제조 방법, 및 이에 의해 제조되는 토너{PARTICULATE MATERIAL PRODUCTION APPARATUS, PARTICULATE MATERIAL PRODUCTION METHOD, AND TONER PRODUCED THEREBY}

본 발명은 분사 조립법에 따른 미립자 제조 장치, 미립자 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 토너에 관한 것이다.

균일성을 필요로 하는 수지 미립자로서는, 전자 사진용의 토너 미립자, 액정 패널의 스페이서 입자나, 전자 페이퍼용의 착색 미립자, 의약품의 약제 담지체로서의 미립자 등이 있고, 다양한 용도로 이용되고 있다.　

이와 같은 균일한 미립자를 제조하는 방법으로서는, 소프 프리 중합법 등, 액 중에서 반응을 야기하여 균일한 입자경의 수지 미립자를 얻는 방법이 알려져 있다. 이 소프 프리 중합법은 대체로 소입경의 수지 미립자를 이용하면 얻기 쉬운, 입경 분포가 샤프하고 형상이 구형에 가까운 등의 이점이 있다. 그러나, 그 반면, 통상은 물 용매 중에서 수지 미립자로부터 탈용제를 실행하기 때문에 그 제조 효율이 좋지 않다. 또, 중합 과정에 장시간이 필요되고, 또한 고체화 종료후에 용매와 수지 미립자를 분리한 후, 세정 건조를 반복할 필요가 있어, 많은 시간과 대량의 물, 에너지가 필요되는 등의 과제가 있다.　

이와 같은 과제에 대하여 본 출원인은 일본 특허 공개 공보 2008-292976호(특허 문헌 1)에 기재되어 있는 분사 조립에 의한 토너 제조 방법을 제안하였다. 구체적으로는, 이 토너 제조 방법에 의하면, 다음과 같이 하여 토너를 얻는다. 즉, 우선 토너의 원료가 되는 토너 성분액을 액적 분사하는 액적 분사 유닛에서, 복수개의 토출구가 형성된 박막을 진동 발생 수단인 전기 기계 변환 소자에 의해 진동시킴으로써, 상기 박막이 주기적으로 상하로 진동한다. 이에 따라, 박막으로 일부 구성되어 있는 액실 내의 압력이 주기적으로 변화하고, 그 주기적 변화에 대응하여 토출구로부터 액적이 토출구 하부로 확산되는 기상(氣相)의 공간으로 토출된다. 그리고, 토출된 토너 액적은 기상의 공간 내에 자연 낙하로 동일한 진행 방향으로 이행하여 토너 액적의 열(列)을 형성한다. 기상으로 토출된 토너 액적은 토너 조성물 자체의 액상과 기상의 표면 장력 차이에 의해 구체상(球體狀)으로 정형된 후, 건조 고체화되어 토너화된다.　

그러나, 상기 특허 문헌 1의 토너 제조 방법에 의하면, 토출된 토너 액적이 공기 저항에 의해 감속되고, 계속하여 직후에 토출된 토너 액적이 먼저 토출된 토너 액적을 따라 잡기 시작한다. 그 때문에 각 토너 액적의 간격이 서서히 좁아져, 마침내 합일(合一)하게 된다. 합일된 토너 액적은 체적이 증가되고, 또한 토너 액적의 점성으로 의한 공기 저항을 받아 감속함으로써 후속의 토너 액적이 잇따라 합일하기 쉬워진다. 그리고, 합일된 토너 액적과 합일되지 않은 토너 액적이 기상 내에 혼재하게 된다. 이 때문에, 그 후 건조 고체화되어 크기가 다른 토너가 제조됨으로써 토너 입자의 균일성이 손상된다.　

이와 같은 토너 액적의 합착을 해결하기 위하여, 본 출원인은 일본 특허 공개 공보 2008-286947호(특허 문헌 2)에 기재된 토너 제조 방법을 제안하였다. 구체적으로는, 토너 성분액이 복수개의 토출구로부터 토출되어, 연속적으로 액적을 형성함과 동시에 액적 토출 방향의 하류 측에 배치된 조임부를 통해 액적 토출 방향으로 기류를 형성시키는 기류 형성 수단을 구비하여, 토출된 액적을 이 기류에 탑승시킴으로써 토너 액적의 합착을 방지한다.　

그러나, 상기 특허 문헌 2에서는 토출 직후의 액적에 충분히 기류가 부여되지 않거나, 토출구의 하류 측에 조임부가 배치됨으로써 조임부의 근처에서 기류가 흐트러지기 쉽고, 인접하는 열의 토너 액적끼리가 교차되어 건조 고체화되는 영역에 도달하기 전에 합착이 발생하는 문제가 있었다.

　[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2008-292976 　[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2008-286947

본 발명은 이상의 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 분사 조립법에 따른 미립자 제조 방법에 있어서, 토출 후의 액적의 합착을 방지하여 좁은 입경 분포를 갖는 미립자 제조 장치 및 미립자 제조 방법을 제공하고, 또한 이 미립자 제조 장치 또는 미립자 제조 방법에 의해 제조되는 토너를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 열심히 탐구를 거듭한 결과, 미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 수단과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 수단과, 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 액적을 제1 기류에 의해 상기 액적 고체화 수단으로 이송하는 제1 기류 형성 수단을 구비하는 미립자 제조 장치에 있어서, 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 제2 기류 형성 수단을 추가로 구비하고, 상기 제2 기류 형성 수단은 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 제2 기류를 형성하며, 상기 액적은 상기 제1 기류 방향과 대략 직교되는 방향으로 토출되는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치가 유효하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다. 본 발명은 이하의 구성을 채용한다.　

(1) 미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 수단과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 수단과, 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 액적을 제1 기류에 의해 상기 액적 고체화 수단으로 이송하는 제1 기류 형성 수단을 구비하는 미립자 제조 장치에 있어서, 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 제2 기류 형성 수단을 추가로 구비하고, 상기 제2 기류 형성 수단은 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 제2 기류를 형성하며, 상기 액적은 상기 제1 기류 방향과 대략 직교되는 방향으로 토출되는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.

(2) 상기 제2 기류의 방향은 상기 액적의 토출 방향과 대략 직교되는 방향인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 미립자 제조 장치.

(3) 상기 액적의 토출 방향이 수평 방향이며, 또한 상기 제1 기류의 방향이 연직 하향인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 미립자 제조 장치.

(4) 상기 제2 기류 형성 수단은 상기 액적 토출 수단에 간격을 두고 기류 형성 부재를 배치하여 이루어지고, 상기 슬릿은 상기 액적 토출 수단의 액적 토출 측의 끝면과, 이 끝면과 간격을 두고 배치된 상기 기류 형성 부재 간의 틈새에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(3)의 어느 한 항에 기재된 미립자 제조 장치.

(5) 상기 슬릿의 틈새는 0.05mm 이상, 5mm 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(4)의 어느 한 항에 기재된 미립자 제조 장치.

(6) 상기 기류 형성 부재의 선단부가 상기 슬릿의 출구 방향을 향해 경사된 테이퍼형인 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(5)의 어느 한 항에 기재된 미립자 제조 장치.

(7) 상기 제2 기류 형성 수단은 상기 액적 토출 수단에 간격을 두고 기류 형성 부재를 배치하여 이루어지고, 상기 액적 토출 수단의 액적 토출 측의 끝면이 경사되어 있고, 상기 슬릿은 상기 액적 토출 수단의 경사된 끝면과, 이 끝면과 간격을 두고 배치된 상기 기류 형성 부재 간의 틈새에 의해 형성되고, 상기 기류 형성 부재의 끝면이 상기 액적 토출 수단의 토출구가 형성되어 있는 면과 동일 평면 상에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(4)의 어느 한 항에 기재된 미립자 제조 장치.

(8) 상기 제2 기류 형성 수단은 상기 액적 토출 수단에 간격을 두고 기류 형성 부재를 배치하여 이루어지고, 상기 액적 토출 수단의 액적 토출 측의 외측 가장자리 견부(肩部)가 만곡되어 있고, 상기 슬릿은 상기 액적 토출 수단의 만곡된 면을 따라 이 만곡된 면과 간격을 두고 배치된 상기 기류 형성 부재 간의 틈새에 의해 형성되고, 상기 기류 형성 부재의 끝면이 상기 액적 토출 수단의 토출구가 형성되어 있는 면과 동일 평면 상에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(4)의 어느 한 항에 기재된 미립자 제조 장치.

(9) 상기 액적 토출 수단이 토출구가 형성된 액주 공명 액실 내의 상기 미립자화 성분 함유액 또는 상기 미립자화 성분 용융액 액체에 진동을 부여하여 액주 공명에 의한 정재파를 형성하고, 이 정재파의 파복(antinode)이 되는 영역에 형성된 토출구로부터 액체를 토출하여 액적화하는 것인 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(8)의 어느 한 항에 기재된 미립자 제조 장치.

(10) 미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 공정과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 공정과, 상기 액적 토출 공정에 의해 토출된 액적을 제1 기류에 의해 이송하는 이송 공정을 구비하는 미립자 제조 방법에 있어서, 상기 액적 토출 공정에 의해 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 공정을 추가로 구비하고, 상기 제2 기류를 부여하는 공정에서는 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 제2 기류를 형성하고, 상기 제1 기류는 상기 액적의 토출 방향과 대략 직교되는 방향으로 부여되는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 방법.

본 발명의 미립자 제조 방법 또는 미립자 제조 장치에 의하면, 분사 조립법에 따른 미립자 제조 방법에서 입도 분포가 악화되는 것을 방지할 수 있어 종래 공법으로는 얻을 수 없는 매우 좁은 입경 분포를 구비하는 토너 등 미립자를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 미립자 제조 장치의 일례의 개략도.
도 2는 액주 공명 액적 형성 수단의 구성 일례를 나타내는 단면도.
도 3은 액주 공명 액적 형성 유닛의 구성 일례를 나타내는 단면도.
도 4a 내지 4d는 토출구의 구성예를 나타내는 단면도.
도 5a 내지 5d는 N=1, 2, 3인 경우의 속도 및 압력 변동의 정재파를 나타내는 개략도.
도 6a 내지 6c는 N=4, 5인 경우의 속도 및 압력 변동의 정재파를 나타내는 개략도.
도 7a 내지 7d는 액주 공명 액적 형성 수단의 액주 공명 유로에서 발생하는 액주 공명 현상의 상태를 나타내는 개략도.
도 8a, 8b는 제2 기류에 의한 합착 방지 수단의 일례를 나타낸 개략도.
도 9a, 9b는 제2 기류에 의한 합착 방지 수단의 다른 일례를 나타낸 개략도.
도 10a, 10b는 제2 기류에 의한 합착 방지 수단의 또 다른 일례를 나타낸 개략도.
도 11a, 11b는 제2 기류에 의한 합착 방지 수단의 또 다른 일례를 나타낸 개략도.
도 12는 제2 기류에 의한 합착 방지 수단의 또 다른 일례를 나타낸 개략도.
도 13은 비교예 2에서 이용한 종래의 기류 형성 수단을 설명하는 도면이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 근거하여 설명한다. 또한 이른바 당업자는 특허 청구 범위 내의 본 발명을 변경·수정하여 다른 실시 형태를 이루는 것이 용이하며, 이와 같은 변경·수정은 본 특허 청구 범위에 포함되는 것으로, 아래의 설명은 본 발명의 최적의 실시 형태를 나타낸 예로서, 본 특허 청구 범위를 한정하는 것은 아니다.　

(전체 구성의 설명)

본 발명에 따른 미립자 제조 장치는 미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 수단과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 수단과, 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 액적을 제1 기류에 의해 상기 액적 고체화 수단으로 이송하는 제1 기류 형성 수단을 구비하는 미립자 제조 장치이며, 상기 액적 토출 수단에 의해 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 제2 기류 형성 수단을 추가로 구비하고, 상기 제2 기류 형성 수단은 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 제2 기류를 형성하며, 상기 액적은 상기 제1 기류 방향과 대략 직교되는 방향으로 토출되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 적용한 미립자 제조 장치로서 토너를 제조하는 미립자 제조 장치의 실시 형태에 대하여 설명한다.　

도 1은 본 발명에 따른 미립자 제조 장치의 일 실시 형태의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.　본 발명을 적용한 미립자 제조 장치(1)는 주로 액적 토출 수단을 포함한 액적 토출 유닛(2), 액체 공급 유닛(6), 건조 포집 유닛(60)에 의해 구성된다. 액체 공급 유닛(6)은 액적 토출 유닛(2)에 액체를 공급하고, 액적 토출 유닛(2)은 액체를 토출하여 액적(21)을 형성하며, 건조 포집 유닛(60)은 토출된 액적(21)을 건조 고체화시킨다. 미립자 제조 장치(1)는 이와 같은 각 유닛에 의해 미립자로서의 토너를 제조하는 것이다.　

또한 본 발명에서 액적 토출 수단에 의해 토출되는 액체, 즉 미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액으로서는, 얻고자 하는 미립자의 성분이 용해 또는 분산된 상태의 것과, 토출시키는 조건하에서 액체이면 용매를 포함하지 않아도 되며 미립자 성분이 용융되어 있는 상태의 것을 아울러 [미립자화 성분 함유액]이라 한다(아래에서는 토너를 제조하는 경우에 대한 설명이기 때문에, [미립자화 성분 함유액]을 [토너 성분액]으로 설명한다).　

(액체 공급 유닛)

본 실시 형태의 액체 공급 유닛(6)은 액적 토출 유닛(2)에 액체를 공급하기 위하여, 토너 성분액(14)을 수용하는 원료 수용기(13)와, 토너 성분액(14) 중의 용존 기체를 탈기하는 탈기 수단으로서의 탈기 장치(3)와, 원료 수용기(13)로부터 탈기 장치(3)로 토너 성분액(14)을 공급하는 액 공급 경로(16)와, 탈기한 액체를 일시적으로 저장하는 일시 저장 수단으로서의 일시 저장 용기(5)와, 일시 저장 용기(5)에 토너 성분액(14)을 공급하는 액 공급 경로(16-2)와, 일시 저장 용기(5)로부터 액적 토출 수단으로서의 액적 토출 유닛(2)으로 토너 성분액(14)을 공급하는 액 공급 경로(16-3)를 포함하여 구성된다.　

원료 수용기(13)는 별도의 공정으로 조제된 토너 성분액(14)을 수용하고, 액 공급 경로(16)를 통해 토너 성분액(14)을 탈기 장치(3)에 공급한다. 이 액 공급 경로(16)에는 토너 성분액(14)이 탈기 장치(3)로부터 원료 수용기(13)에 역류되는 것을 방지하기 위한 역류 방지 밸브(16a)를 마련하는 것이 바람직하다. 원료 수용기(13)에서는 고형 성분의 침강을 방지하기 위하여 토너 성분액(14)을 교반하는 것이 바람직하다.　

탈기 장치(3)는 액적의 토출 안정화를 위하여 토너 성분액(14) 중의 용존 기체를 제거하기 위하여 사용된다. 탈기 장치(3)로서는, 용기 내를 감압하여 액 중에 용존하는 기체를 제거하는 방법이나 액에 초음파를 부여하여 탈기하는 방법 등이 알려져 있고 공지의 탈기 수단을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는 중공사막(中空絲膜)을 이용한 탈기 장치(DIC 회사제의 탈기 모듈 SEPARERL　PF03DG)를 이용하여 기체 투과성을 구비하는 중공사 다발에 토너 성분액(14)을 통액시키고, 펌프(4)로 중공사 다발의 용기 내를 감압시킴으로써, 토너 성분액 중의 용존 기체만을 제거할 수 있다.　또, 탈기 장치(3)는 토너 성분액(14)을 폐쇄한 계 중에서 순환시키는 순환 경로 중에 설치할 수 있다. 탈기 장치(3)를 순환 경로 내에 설치하는 경우, 토너 성분액(14)을 수 회 탈기 장치에 통과시킴으로써, 1회의 통과보다 용존하는 기체의 잔량을 저하시킬 수 있다.　

일시 저장 용기(5)는 탈기된 토너 성분액(14)을 외기로부터 차단한 상태로 일시적으로 저장하고, 액적 토출 유닛(2)에 토너 성분액(14)을 공급한다. 또한 토출 안정화에는 액적 토출 유닛(2)에 공급하는 토너 성분액(14)의 압력을 적정하게 제어하는 것이 바람직하다. 액적 토출 유닛(2)에 걸리는 압력 P1과 건조 포집 유닛(60)의 압력 P2는 P1≒P2의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. P1＞P2의 관계인 경우, 토너 성분액(14)이 액적 토출 수단인 액적 토출 헤드의 토출구(19)로부터 스며 나올 우려가 있고, P1＜P2의 관계인 경우에는 액적 토출 헤드에 기체가 들어가 토출이 정지될 우려가 있다.　

(액적 토출 유닛)

액적 토출 유닛(2)은 액체 공급 유닛(6)으로부터 공급되는 액체를 토출하여 액적화하는 액적 토출 수단을 구비하는 액적 토출부(액적 토출 헤드)를 적어도 하나 이상 배치되어 있고, 필요에 따라 액적에 동일 극성의 대전을 실시하거나, 전계 제어 등을 실시하는 합착 방지 수단을 구비하는 경우도 있다.　본 발명에서 이용하는 액적 토출 수단은 토출 액적의 입경 분포가 좁으면 특히 제한이 없이 공지의 것을 이용할 수 있다. 액적 토출 수단으로서는 1 유체 노즐, 2 유체 노즐, 막 진동 타입 토출 수단, 레일리 분열 타입 토출 수단, 액 진동 타입 토출 수단, 액주 공명 수단(액주 공명 타입 토출 수단이라고도 함) 등을 들 수 있고, 막 진동 타입으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 공보 2008－292976호, 레일리 분열 타입으로서는 일본 특허 공보 제4647506호, 액 진동 타입으로서는 일본 특허 공개 공보 2010－102195호에 기재되어 있는 것을 들 수 있다.　

또 액주 공명 수단은 토너의 생산성을 확보하기 위하여 복수개의 토출구가 형성된 액주 공명 액실 내의 액체에 진동을 부여하여 액주 공명에 의한 정재파를 형성하고, 이 정재파의 파복이 되는 영역에 형성된 토출구로부터 액체를 토출하여 액적화하는 것으로, 토출 액적의 입경 분포가 매우 좁고 또한 생산성이 아주 높은 특징이 있다.　본 발명에서 이용하는 액적 토출 수단은 이들 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하지만, 상기 액주 공명 타입 토출 수단인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 미립자 제조 장치에 있어서는, 상기 액적 토출 수단이 토출구가 형성된 액주 공명 액실 내의 상기 미립자화 성분 함유액 또는 상기 미립자화 성분 용융액 액체에 진동을 부여하여 액주 공명에 의한 정재파를 형성하고, 이 정재파의 파복이 되는 영역에 형성된 토출구로부터 액체를 토출하여 액적화하는 것인 것이 바람직하다.　

이하, 액주의 공명을 이용하여 토출하는 액주 공명 타입 토출 수단에 대하여 해설한다.　

액주 공명 타입 토출 수단에 의한 액적 토출 유닛(2)은 토출구에 의해 외부와 연통하는 액 분사 영역을 구비하는 액실로서, 후술하는 조건하에 액주 공명 정재파가 발생하는 액주 공명 액실 내의 토너 성분액을 액적으로 하여 토출구로부터 토출하는 액적화 수단인 액적 토출 헤드를 복수개 배열하여 구성된다.　

액적 토출 헤드는 도 2에 나타낸 바와 같이, 액 공통 공급로(17) 및 액주 공명 액실(유로)(18)을 포함하여 구성된다. 액주 공명 액실(18)은 길이 방향의 양끝의 벽면 중 한 쪽 벽면에 마련된 액 공통 공급로(17)와 연통되어 있다. 또, 액주 공명 액실(18)은 양끝의 벽면과 연결되는 벽면 중의 한 벽면에 토너 액적(21)을 토출하는 토너 토출구(19)와, 토너 토출구(19)와 대향하는 벽면에 마련되고 또한 액주 공명 정재파를 형성하기 위하여 고주파 진동을 발생하는 진동 발생 수단(20)을 구비한다. 또한 진동 발생 수단(20)에는 도시하지 않는 고주파 전원이 접속되어 있다.　

토너 성분액(14)이 충전(充塡)되어 있는 액주 공명 액실(18) 내에는 진동 발생 수단(20)에 의해 발생되는 액주 공명 정재파에 의해 압력 분포가 형성된다. 그리고, 액주 공명 정재파에 있어서 진폭이 큰 부분이고 압력 변동이 큰, 정재파의 파복이 되는 영역에 배치되어 있는 토출구(19)로부터 액적(21)이 토출된다.　

이 액주 공명에 의한 정재파의 파복이 되는 영역이란, 정재파의 파절(node) 이외의 영역을 의미하는 것이다. 바람직하게는, 정재파의 압력 변동이 액을 토출하기에 충분한 크기의 진폭을 구비하는 영역이며, 보다 바람직하게는 압력 정재파의 진폭이 극대로 되는 위치(속도 정재파로서의 파절)로부터 극소로 되는 위치를 향해 ±1/4 파장의 범위이다. 정재파의 파복이 되는 영역이면, 토출구가 복수개 형성되어 있어도, 각자로부터 거의 균일한 액적을 형성할 수 있고 또한 효율적으로 액적의 토출을 실행할 수 있어 토출구의 막힘도 발생되기 어렵다. 또한 액 공통 공급로(17)를 통과한 토너 성분액(14)은 도시되지 않는 액 복귀 관을 흘러 원료 수용기에 복귀된다.　

액적(21)의 토출에 의해 액주 공명 액실(18)내의 토너 성분액(14)의 양이 감소되면, 액주 공명 액실(18)내의 액주 공명 정재파의 작용에 의한 흡인력이 작용하여 액 공통 공급로(17)로부터 공급되는 토너 성분액(14)의 유량이 증가하여, 액주 공명 액실(18)내에 토너 성분액(14)이 보충된다. 그리고, 액주 공명 액실(18)내에 토너 성분액(14)이 보충되면, 액 공통 공급로(17)를 통과하는 토너 성분액(14)의 유량이 원래로 복귀된다.　

액주 공명 액적 토출 수단(11) 중의 액주 공명 액실(18)은 금속이나 세라믹스, 실리콘 등과 같은, 구동 주파수로 액체의 공명 주파수에 영향을 주지 않을 정도의 높은 강성을 구비하는 재질에 의해 형성되는 프레임이 각각 접합되어 형성된다. 또, 도 2에 나타낸 바와 같이, 액주 공명 액실(18)의 길이 방향의 양끝의 벽면 간의 길이(L)는 후술하는 바와 같은 액주 공명 원리에 따라 결정된다. 또, 도 3에 나타내는 액주 공명 액실(18)의 폭(W)은 액주 공명에 여분의 주파수를 부여하지 않도록, 액주 공명 액실(18)의 길이(L)의 2분의 1보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 액주 공명 액실(18)은 생산성을 비약적으로 향상시키기 위하여 1개의 액주 공명 액적 형성 유닛에 대하여 복수개 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그 범위는 한정되는 것은 아니지만, 100~2000개의 액주 공명 액실(18)이 구비된 1개의 액주 공명 액적 형성 유닛이면 조작성과 생산성을 양립시킬 수 있어 가장 바람직하다. 또, 액주 공명 액실마다 액 공급을 위한 유로가 액 공통 공급로(17)로부터 연통 접속되고, 액 공통 공급로(17)에는 복수개의 액주 공명 액실(18)이 연통되어 있다.　

또, 액주 공명 액적 토출 수단(11) 중의 진동 발생 수단(20)은 소정의 주파수로 구동될 수 있는 것이면 특히 제한이 없지만, 압전체를 탄성판(9)에 붙여 형성한 형태가 바람직하다. 탄성판은 압전체가 접액하지 않도록 액주 공명 액실의 벽 일부를 구성하고 있다. 압전체는 예컨대 티탄산 지르콘산 납(PZT) 등의 압전 세라믹스를 들 수 있지만, 일반적으로 변위량이 작기 때문에 적층하여 사용되는 경우가 많다. 이 밖에도, 폴리 불화 비닐리덴(PVDF) 등인 압전 고분자나, 수정, LiNbO₃, LiTaO₃, KNbO₃등인 단결정 등을 들 수 있다. 또한, 진동 발생 수단(20)은 1개의 액주 공명 액실마다 개별적으로 제어할 수 있도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상술한 하나의 재질의 블록형의 진동 부재를 액주 공명 액실의 배치에 따라 일부 절단하여, 탄성판을 통해 각각의 액주 공명 액실을 개별 제어할 수 있는 바와 같은 구성이 바람직하다.　

또한, 토출구(19)의 구멍부의 직경은 1[μm]~ 40[μm]의 범위인 것이 바람직하다. 1[μm]보다 작으면 형성되는 액적이 매우 작아지기 때문에 토너를 얻을 수 없는 경우가 있고, 또 토너의 구성 성분으로서 안료 등인 고형 미립자가 함유된 구성인 경우, 토출구(19)에서 막힘이 빈번하게 발생하여 생산성이 저하될 우려가 있다. 또, 40[μm]보다 큰 경우, 액적의 직경이 크므로, 이를 건조 고체화시켜 원하는 토너 입자경 3~6μm를 얻는 경우, 유기 용매에 의해 토너 조성을 매우 희박한 액으로 희석할 필요가 있는 경우가 있어, 일정량의 토너를 얻기 위하여 건조 에너지가 대량으로 필요하게 된다.　또, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 토출구(19)를 액주 공명 액실(18)내의 폭 방향으로 설치하는 구성을 채용하면, 토출구(19)의 구멍을 다수 마련할 수 있어 생산 효율이 높아지기 때문에 바람직하다. 또, 토출구(19)의 구멍 배치에 따라 액주 공명 주파수가 변동하기 때문에, 액주 공명 주파수는 액적의 토출을 확인한 후 적당히 결정하는 것이 바람직하다.　

토출구(19)의 단면 형상은 도 2 등을 참조하면, 구멍부에서 직경이 작아지는 바와 같은 테이퍼 형상으로 되어 있지만, 적당히 단면 형상을 선택할 수 있다.　도 4a 내지 4d에 토출구(19)가 취할 수 있는 단면 형상을 나타낸다.

도 4a는 토출구(19)의 접액면으로부터 토출구를 향해 라운드 형상을 구비하면서 구멍 직경이 좁아지는 바와 같은 형상을 구비하고, 박막(41)이 진동하였을 때에 토출구(19)의 출구 부근에서 액에 걸리는 압력이 최대가 되기 때문에, 토출의 안정화에 있어서는 가장 바람직한 형상이다.　

도 4b는 토출구(19)의 접액면으로부터 토출구를 향해 일정한 각도를 구비하면서 구멍 직경이 좁아지는 바와 같은 형상을 구비하고, 이 노즐 각도(24)는 적당히 변경할 수 있다. 도 4a와 마찬가지로, 이 노즐 각도에 의해 박막(41)이 진동하였을 때의 토출구(19)의 출구 부근에서 액에 걸리는 압력을 높일 수 있지만, 그 범위는 60° ~ 90°가 바람직하다. 60° 이상으로 함으로써, 액에 충분한 압력을 가할 수 있고, 또 박막(41)의 가공도 용이해져 바람직하다. 노즐 각도(24)가 90°인 경우는 도 4c에 상당하지만, 출구에 압력이 가해지기 어려워지기 때문에, 90°가 최대값이 된다. 90° 보다 크면 토출구(19)의 출구에 압력이 가해지지 않게 되기 때문에, 액적 토출이 매우 불안정하게 된다.　

도 4d는 도 4a, 도 4c를 조합한 형상이다. 이와 같이 단계적으로 형상을 변경해도 된다.　

다음에, 액주 공명에 있어서의 액주 공명 액적 형성 유닛에 의한 액적 형성 메카니즘에 대하여 설명한다.　

먼저, 도 2의 액주 공명 액적 토출 수단(11)내의 액주 공명 액실(18)에서 발생하는 액주 공명 현상의 원리에 대하여 설명한다. 액주 공명 액실(18)내의 토너 성분액의 음속을 c로 하고, 진동 발생 수단(20)으로부터 매질인 토너 성분액에 부여된 구동 주파수를 f로 한 경우, 액체의 공명이 발생되는 파장 λ은 아래 식 1의 관계를 만족시킨다.　

λ = c/f … (식 1)　

또, 도 2의 액주 공명 액실(18)에 있어서 고정 끝 측의 프레임의 끝부분으로부터 액 공통 공급로(17)측의 끝부분까지의 길이를 L로 하고, 또한, 액 공통 공급로(17)측의 프레임의 끝부분의 높이 h1(=약 80[μm])는 연통구의 높이 h2(=약 40[μm])의 대략 2배이고, 해당 끝부분이 닫혀 있는 고정 끝과 등가인 것으로 한 양측 고정 끝인 경우에는, 길이(L)가 파장(λ)의 4분의 1의 짝수배에 일치할 때에 공명이 가장 효율적으로 형성된다. 즉, 다음의 식 2로 표현된다.　

L=(N/4) λ … (식 2)

(다만, N은 짝수)　

또한, 양끝이 완전히 열려 있는 양측 열린 끝인 경우에도 상기 식 2가 성립된다.　

마찬가지로, 한 쪽이 압력의 빠짐부가 있는 열린 끝과 등가이고, 다른 한 쪽이 닫혀 있는 고정끝인 경우, 즉 한쪽 고정 끝 또는 한쪽 열린 끝인 경우에는, 길이(L)가 파장(λ)의 4분의 1의 홀수배에 일치할 때에 공명이 가장 효율적으로 형성된다. 즉, 상기 식 2의 N이 홀수로 표현된다.

가장 효율이 높은 구동 주파수(f)는 상기 식 1과 상기 식 2에 따라 아래 식 3으로 유도된다.　

f=N×c/(4 L) … (식 3)　

그러나, 실제로 액체는 공명을 감쇠시키는 점성을 구비하기 때문에 무한하게 진동이 증폭되는 것은 아니고, Q값을 구비하며, 후술하는 식 4, 식 5에 나타낸 바와 같이, 식 3에 나타내는 가장 효율이 높은 구동 주파수(f) 근처의 주파수에서도 공명이 발생한다.　

도 5a 내지 5d에 N=1, 2, 3인 경우의 속도 및 압력 변동의 정재파의 형상(공명 모드)을 나타내고, 또한, 도 6a 내지 6c에 N=4, 5인 경우의 속도 및 압력 변동의 정재파의 형상(공명 모드)을 나타낸다. 본래는 소밀파(종파)이지만, 도 5a 내지 5d 및 도 6a 내지 6c와 같이 표기하는 것이 일반적이다. 실선이 속도 정재파(속도 분포), 점선이 압력 정재파(압력 분포)이다.　

예컨대, N=1의 한쪽 고정 끝인 경우를 나타내는 도 5a로부터 알 수 있듯이, 속도 분포인 경우, 닫힌 끝에서 속도 분포의 진폭이 0으로 되고, 열린 끝에서 진폭이 최대로 되므로, 직감적으로 알기 쉽다. 액주 공명 액실의 길이 방향의 양끝 사이의 길이를 L로 하였을 때, 액체가 액주 공명하는 파장을 λ로 하고, 정수 N가 1~5인 경우에 정재파가 가장 효율적으로 발생한다. 또, 양끝의 개폐 상태에 따라서도 정재파 패턴이 상이하기 때문에, 이들도 병기하였다. 후술하지만, 토출구의 열림이나 공급측의 열림 상태에 따라 끝부분의 조건이 정해진다.　

또한 음향학에 있어서, 열린 끝이란, 길이 방향의 매질(액)의 이동 속도가 극대로 되는 끝이며, 반대로 압력은 극소로 된다. 닫힌 끝에 있어서는, 반대로 매질의 이동 속도가 0로 되는 끝으로 정의된다. 닫힌 끝은 음향적으로 딱딱한 벽으로 상정되며, 파 반사가 발생된다. 이상적으로 완전히 닫히거나, 또는 열려 있는 경우에는, 파 중첩에 의해 도 5a~5d 및 도 6a~6c와 같은 형태의 공명 정재파를 발생시키지만, 토출구 수, 토출구의 구멍 위치에 의해서도 정재파 패턴이 변동하여, 상기 식 3으로 구해진 위치로부터 변위된 위치에 공명 주파수가 나타나지만, 적당히 구동 주파수를 조정함으로써 안정된 토출 조건을 만들어 낼 수 있다.　

예컨대, 액체의 음속(c)이 1,200[m/s], 액주 공명 액실의 길이(L)가 1.85[mm]인 조건을 이용하고, 양끝에 벽면이 존재하고 양측 고정 끝과 완전히 등가인 N=2의 공명 모드를 이용한 경우, 상기 식 3에 의해 가장 효율이 높은 공명 주파수는 324 kHz으로 유도된다. 다른 예에서는 액체의 음속(c)이 1,200[m/s], 액주 공명 액실의 길이(L)가 1.85[mm]로, 상기와 동일한 조건을 이용하여 양끝에 벽면이 존재하고 양측 고정 끝과 등가인 N=4의 공명 모드를 이용한 경우, 상기 식 3에 의해 가장 효율이 높은 공명 주파수는 648 kHz로 유도되어, 동일한 구성의 액주 공명 액실에 있어서도, 보다 높은 차원의 공명을 이용할 수 있다.　

도 2에 나타내는 액주 공명 액적 토출 수단(11) 중의 액주 공명 액실은 양끝이 닫힌 끝 상태와 등가이거나, 토출구의 구멍의 영향으로 음향적으로 부드러운 벽으로서 설명할 수 있는 바와 같은 끝부분인 것이 주파수를 높이기 위해서는 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 열린 끝이어도 된다. 여기서의 토출구의 구멍의 영향이란, 음향 임피던스(impedance)가 작아지고, 특히 컴플라이언스(compliance) 성분이 커지는 것을 의미한다. 따라서, 도 5b 및 도 6a와 같은 액주 공명 액실의 길이 방향의 양끝에 벽면을 형성하는 구성은, 양측이 고정 끝인 공명 모드, 그리고 토출구 측이 열린 것으로 간주되는 한쪽이 열린 끝인 모든 공명 모드를 이용할 수 있기 때문에, 바람직한 구성이다.　

또, 토출구의 구멍수, 구멍 배치 위치, 토출구의 단면 형상도 구동 주파수를 결정하는 인자로 되고, 구동 주파수는 이에 따라 적당히 결정할 수 있다. 예컨대, 토출구 수를 많이 하면, 점차 고정 끝인 액주 공명 액실의 앞끝의 구속이 느슨해져, 거의 열린 끝에 가까운 공명 정재파가 발생하여 구동 주파수가 높아진다. 나아가, 가장 액 공급로 측에 존재하는 토출구의 구멍 배치 위치를 기점으로 느슨한 구속 조건으로 되고, 또 토출구의 단면 형상이 라운드 형상으로 되거나, 프레임의 두께에 의한 토출구의 체적이 변동하거나, 실제 정재파가 단파장이 되어, 구동 주파수보다 높아진다. 이와 같이 결정된 구동 주파수로 진동 발생 수단에 전압을 부여한 경우, 진동 발생 수단이 변형하여, 구동 주파수로 가장 효율적으로 공명 정재파를 발생한다. 또, 공명 정재파가 가장 효율적으로 발생되는 구동 주파수의 근처의 주파수로도 액주 공명 정재파가 발생된다. 즉, 액주 공명 액실의 길이 방향의 양끝 간의 길이를 L, 액 공급측의 끝부분에 가장 가까운 토출구까지의 거리를 Le로 하였을 때, L 및 Le의 양쪽 모두의 길이를 이용하여 아래 식 4 및 식 5로 결정되는 범위의 구동 주파수(f)를 주성분으로 한 구동 파형을 이용하여 진동 발생 수단을 진동시킴으로써 액주 공명을 야기하여 액적을 토출구로부터 토출시킬 수 있게 된다.　

N×c/(4 L)≤f≤N×c/(4Le) …(식 4)

N×c/(4 L) ≤f≤(N＋1)×c/(4Le) …(식 5)　

또한, 액주 공명 액실의 길이 방향의 양끝 간의 길이(L)와 액 공급측의 끝부분에 가장 가까운 토출구까지의 거리(Le)의 비(Le/L)가 Le/L＞0.6을 만족시키는 것이 바람직하다.　

이상으로 설명한 액주 공명 현상의 원리를 이용하여, 도 2의 액주 공명 액실(18)에서 액주 공명 압력 정재파가 형성되고, 액주 공명 액실(18)의 일부에 배치된 토출구(19)에서 연속적으로 액적 토출이 발생한다. 또한 정재파의 압력이 가장 크게 변동하는 위치에 토출구(19)를 배치하면, 토출 효율이 높아지고, 낮은 전압으로 구동할 수 있는 점에서 바람직하다.　

또, 토출구(19)는 하나의 액주 공명 액실(18)에 하나의 토출구가 마련되어도 되지만, 복수개 마련되는 것이 생산성의 관점에서 바람직하다. 구체적으로는, 2~100개의 사이인 것이 바람직하다. 100개를 초과하는 경우, 100개를 초과하는 토출구(19)로부터 원하는 액적을 형성시키고자 하면, 진동 발생 수단(20)에 부여하는 전압을 높게 설정할 필요가 있어 진동 발생 수단(20)으로서의 압전체의 거동이 불안정하게 된다.　

또, 복수개의 토출구(19)를 형성하는 경우, 토출구 간의 피치는 20[μm] 이상, 액주 공명 액실의 길이 이하인 것이 바람직하다. 토출구 간의 피치가 20[μm]보다 작은 경우, 서로 인접하는 토출구로부터 방출된 액적끼리가 충돌하여 큰 방울로 되는 확률이 높아져, 토너의 입경 분포 악화를 초래할 가능성이 있다.　

다음에, 액주 공명 액적 형성 유닛 중의 액적 토출 헤드 내의 액주 공명 액실에서 발생되는 액주 공명 현상 상태를, 해당 상태를 나타내는 도 7a~7d를 이용하여 설명한다. 또한 도 7a~7d에 있어서, 액주 공명 액실 내에 나타낸 실선은 액주 공명 액실 내의 고정 끝 측으로부터 액 공통 공급로 측의 끝부분까지의 사이의 임의의 각 측정 위치에 있어서의 속도를 플롯한 속도 분포를 나타내고, 액 공통 공급로 측으로부터 액주 공명 액실을 향한 방향을 ＋로 하고, 그 역방향을 -로 한다. 또, 액주 공명 액실 내에 나타낸 점선은 액주 공명 액실 내의 고정 끝 측으로부터 액 공통 공급로 측의 끝부분까지의 사이의 임의의 각 측정 위치에 있어서의 압력값을 플롯한 압력 분포를 나타내고, 대기압에 대하여 정압을 ＋로 하고, 부압을 -로 한다. 또, 정압이면 도 7a~7d 중의 하향으로 압력이 더해지게 되고, 부압이면 도 7a~7d 중의 상향으로 압력이 더해지게 된다. 또한, 도 7a~ 7d에 있어서는, 상술한 바와 같이, 액 공통 공급로 측이 개방되어 있지만 액 공통 공급로(17)와 액주 공명 액실(18)이 연통되는 개방부의 높이(도 2에 나타내는 높이 h2)에 비하여 고정 끝이 되는 프레임의 높이(도 2에 나타내는 높이 h1)가 약 2배 이상이기 때문에, 액주 공명 액실(18)은 거의 양측 고정 끝이라는 근사적인 조건하의 속도 분포 및 압력 분포의 각 시간적인 변화를 나타내고 있다.　

도 7a는 액적 토출 시의 액주 공명 액실(18) 내의 압력 파형과 속도 파형을 나타내고 있다. 도 7a에 나타낸 바와 같이, 액주 공명 액실(18) 중의 토출구(19)가 마련되어 있는 유로 내의 압력은 극대로 되어 있다. 그 후, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 토출구(19) 부근의 정의 압력이 작아져 부압의 방향으로 이행되어 액적(21)이 토출된다.　

그리고, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 토출구(19) 부근의 압력이 극소로 된다. 이 때부터 액주 공명 액실(18)에 토너 성분액(14)이 충전되기 시작된다. 그 후, 도 7d에 나타낸 바와 같이, 토출구(19) 부근의 부의 압력이 작아져 정압의 방향으로 이행된다. 이 시점에서, 토너 성분액(14)의 충전이 종료된다. 그리고, 재차 도 7a에 나타낸 바와 같이, 액주 공명 액실(18)의 액적 토출 영역의 정의 압력이 극대로 되어, 토출구(19)로부터 액적(21)이 토출된다. 이와 같이, 액주 공명 액실 내에는 진동 발생 수단의 고주파 구동에 의해 액주 공명에 의한 정재파가 발생하고, 또 압력이 가장 크게 변동하는 위치가 되는, 액주 공명에 의한 정재파의 파복에 상당하는 액적 토출 영역에 토출구(19)가 배치됨으로써, 해당 파복의 주기에 따라 액적(21)이 토출구(19)로부터 연속적으로 토출된다.　

다음에, 본 실시 형태에서 이용한 액주 공명 현상에 의해 액적이 토출되는 구성에 대하여 설명한다. 도 2에 있어서, 액주 공명 액실(18)의 길이 방향의 양끝 간의 길이(L)가 1.85[mm], N=2인 공명 모드로서, 제1 내지 제４ 토출구가 N=2 모드 압력 정재파의 파복 위치에 토출구를 배치하고, 구동 주파수를 330[kHz]의 정현 파로 실시하였다. 또한 토출구의 구멍부의 직경은 10μm이며, 레이저 쉐도우그래피(laser shadowgraphy)법으로 관찰한 결과, 매우 직경이 고른, 속도도 거의 균일한 액적의 토출이 이루어졌다. 또, 제1 내지 제４ 노즐에 있어서 구동 주파수가 330[kHz] 부근에서는 각 노즐로부터의 토출 속도가 균일하게 되고, 또한 최대 토출 속도로 되어 있었다. 이 결과로부터, 액주 공명 주파수의 제2 모드인 330[kHz]에 있어서, 액주 공명 정재파의 파복의 위치에서 균일한 토출이 이루어진다는 것을 알 수 있다.　

(합착 방지 수단)

다음에 합착 방지 수단에 대하여 해설한다.　

상술한 액적 토출 수단으로부터 토출된 액적끼리가 건조되기 전에 접촉되면, 액적(21)끼리가 합체되어 하나의 액적으로 된다(이하, 이 현상을 합착이라 함). 이와 같은 액적의 합착이 발생되면, 고체화한 입자의 입도 분포가 넓어지게 된다. 이 때문에, 좁은 입도 분포의 입자를 포집하기 위해서는, 액적의 합착이 바람직하지 않다.　

합착 방지의 수단을 강구하지 않는 경우, 액적 토출 수단으로부터 토출된 액적은 토출 직후에는 일정한 초속도를 갖고 있지만, 주위의 기체의 유체 저항에 의해 점차 감속된다. 이에 따라, 후에 토출되는 액적이 먼저 토출된 액적을 따라 잡아, 결과적으로 합착하게 된다. 또, 인접하는 토출구로부터 토출된 액적이 고체화되기 전에 접촉되면, 마찬가지로 액적끼리가 합착하게 된다.　

따라서, 균일한 입경 분포의 고체화 입자를 얻기 위해서는, 토출된 액적끼리의 거리를 충분히 유지하여 합착을 방지할 필요가 있다.　

합착 방지 수단으로서는, 액적 토출구 부근에서 기류를 도입하는 수단, 액적에 동일 극성의 대전을 실행하는 수단, 및 전계 제어하는 수단 등을 들 수 있다. 본 발명의 미립자 제조 장치는 액적 토출 수단으로부터 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 제2 기류 형성 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상술한 바와 같이, 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여함으로써 액적끼리의 합착을 감소시킬 수 있다.　

(제2 기류)

아래에 상기 제2 기류에 대하여 설명한다.　

액적 토출 수단에 의해 토출된 액적을 제1 기류에 실어 이송함으로써, 액적끼리가 접근되는 것을 방지하여 합착 확률을 작게 할 수 있지만, 본 발명에서는 제1 기류를 부여하기 전에, 토출된 직후의 액적에 가압 기체를 슬릿으로부터 공급하여 제2 기류를 추가로 부여하는 것을 특징으로 한다. 이 제2 기류를 부여함으로써 액적끼리의 합착을 방지할 수 있다.　

상술한 제2 기류를 형성하는 방법으로서는, 액적 토출 방향과 동일 방향의 기류를 형성하여 액적이 감속되는 것을 방지하는 방법이나, 액적 토출 방향에 대하여 각도를 이룬 기류를 형성하여 액적의 비상 방향을 바꾸는 방법, 또는 이들 방법을 조합한 방법을 들 수 있다. 액적 토출 방향에 대하여 각도를 이룬 기류를 형성하는 경우에, 해당 각도는 특히 한정되는 것은 아니지만, 액적 토출 방향과 대략 직교되는 방향인 것이 바람직하다.　

또, 토출구가 배열되어 있는 면이 직사각형인 경우에, 제2 기류는 토출구가 배열되어 있는 면의 폭 방향으로부터 부여하는 것이 바람직하다. 이에 따라 입자끼리가 합착되는 가능성을 보다 낮게 할 수 있다.　

상기 제2 기류의 진행 방향은, 예컨대, 상기 슬릿의 형성 위치에 따라 제어할 수 있고, 또, 코안더 효과에 의해 제어할 수도 있다. 코안더 효과는 분사 기류가 볼록면을 따라 흐르는 현상으로, 해당 코안더 효과에 의해 기류의 진행 방향을 제어하기 위해서는, 예컨대, 연속적인 매끄러운 만곡부(곡율부)를 구비하는 형상의 액적 토출 수단에 기류 분사 슬릿 등으로부터 기류를 만곡부의 표면을 따라 분사하면 된다. 이에 따라 슬릿으로부터 분사된 제2 기류가 액적 토출 수단의 표면을 따라 만곡부에서 진행 방향이 만곡되어 제2 기류 방향을 제어할 수 있게 된다.

상기 제2 기류를 형성하는 제2 기류 형성 수단으로서는, 토출 헤드 등인 액적 토출 수단에 기류 형성 부재를 설치하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 상기 슬릿은 예컨대, 상기 액적 토출 수단의 액적이 토출되는 측의 끝면과, 이 끝면과 간격을 두고 배치된 상기 기류 형성 부재 간의 틈새에 의해 구성할 수 있다.

상기 제2 기류 형성 수단은 도시하지 않는 기체 가압 수단으로부터 가압 송출되는 기체를 기체 도입구로부터 기체 분사 슬릿으로 공급하여, 토출 헤드의 토출구로부터 토출된 액적을 실어 이송하는 제2 기류를 형성한다.

기체 가압 수단은 특히 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 압축기, 송풍기 등, 공지의 수단을 이용할 수 있다. 기체를 가압할 때의 압력은 슬릿으로부터 분사되는 제2 기류의 속도가 액적의 합착을 방지할 수 있는 정도의 기류 속도가 되는 압력이면 되고, 특히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 기체 분사 슬릿을 이용하여 기체를 분출한 경우, 슬릿의 틈새, 폭 사이즈 등에 따라 다르지만, 0.1~0.5MPa 정도의 압력으로 기체를 가압하면 액적의 합착을 방지할 수 있는 기류 속도를 얻을 수 있다. 기류 속도는 액적의 토출 속도에 따라 미립자의 합착을 감소할 수 있도록 적당히 설정하면 되고, 예컨대, 액적의 토출 속도가 10수m/s 정도의 조건인 경우에는, 기류 속도를 7m/s 이상으로 함으로써 미립자의 합착을 감소시킬 수 있게 된다. 기류 속도가 빠를 수록 액적의 합착을 방지하는 효과를 높일 수 있기 때문에, 가능한 한 빠른 기류 속도로 하는 것이 바람직하다. 이 관점으로부터, 상기 기류 속도는 15m/s 이상인 것이 보다 바람직하고, 25m/s 이상인 것이 더욱 바람직하다. 기류 속도가 25m/s 이상이면, 미립자의 합착을 상당히 감소시킬 수 있어 입도 분포가 좁은 미립자를 얻을 수 있다.　

슬릿 틈새는 0.05mm 이상, 5mm 이하인 것이 바람직하고, 1mm 내지 3mm의 범위인 것이 보다 바람직하다.　

슬릿 틈새를 5mm 이하로 함으로써 기류가 서로 부딪쳤을 때에 토출 헤드 근처에 기류 속도가 늦은 체류부가 크게 발생하지 않아, 토출 직후의 액적의 가속이 양호하게 이루어진다. 또, 슬릿폭은 토출구의 열보다 넓은 것이 바람직하다. 이와 같은 사이즈의 슬릿에 상술한 가압 기체를 공급함으로써, 입자의 합착을 방지할 수 있는 기류를 얻을 수 있다.　

제2 기류 형성 수단의 일례를 도 8a, 8b를 이용하여 설명한다. 도 8a는 제2 기류 형성 수단의 단면도이고, 도 8b는 토출면 측으로부터 바라 본 도면이다.　

도 8a, 8b에 나타낸 제2 기류 형성 수단은 액적 토출 헤드(105)의 액적이 토출되는 측의 끝면의 양측에 이 끝면과 간격을 두고 기류 형성 부재(108)를 배치하여 이루어진다. 그리고, 액적 토출 헤드(105)의 상기 끝면과 기류 형성 부재(108) 간의 틈새에 의해 슬릿(103)이 형성되고, 대향하는 2개의 기체 분사 슬릿(103)에 기체 도입부(104)로부터 가압 기체를 공급함으로써, 토출구(19)로부터 토출된 직후의 액적(21)에 토출 방향과 직교되는 방향의 제2 기류(102)가 부여된다. 이 제2 기류(102)는 서로 대향하는 2 방향으로부터 공급되기 때문에, 서로 부딪쳐 액적 토출 방향과 동일 방향의 기류를 형성한다. 이에 따라, 액적이 감속되어 액적이 합착되는 것을 방지할 수 있다. 기체 분사 슬릿(103)은 액적 토출 헤드(105)의 토출구(19)가 마련된 면과 동일 평면 상에 있는 것이 바람직하고, 이에 따라 토출 직후의 액적에 기류를 부여할 수 있다.

또, 상기 기류 형성 부재(108)의 선단부는 상기 슬릿(103)의 출구 방향을 향해 경사되는 테이퍼형인 것이 바람직하다. 이에 따라, 별도로 공급되는 상기 제1 기류(101)의 흐트러짐을 방지하여, 액적을 합착시키지 않고 이송시킬 수 있다.　

제2 기류 형성 수단의 다른 예로서, 도 9a,9b에 기재된 제2 기류 형성 수단에 대하여 설명한다.

도 9a는 제2 기류 형성 수단의 단면도이고, 도 9b는 토출면 측으로부터 바라 본 도면이다.　

도 9a,9b에 나타낸 제2 기류 형성 수단은 액적 토출 헤드(105)의 양측의 측면에 간격을 두고 기류 형성 부재(108-2)를 배치한 구성으로 되어 있다. 그리고, 액적 토출 헤드(105)의 측면과 기류 형성 부재(108-2) 간의 간격에 의해 액적 토출 방향과 동일 방향을 향하는 기체 분사 슬릿(103)이 형성된다. 또한, 토출 헤드(105)의 측면과 토출구(19)의 토출면 사이의 코너에 곡율을 구비하는 만곡부(106)가 배치되어 있고, 슬릿으로부터 공급되는 벽 근처의 기류는 코안더 효과에 의해 만곡부에서 진행 방향이 곡율에 따라 만곡되어 토출 직후의 액적에 토출 방향과 직교되는 방향의 제2 기류(102)가 형성된다. 이 제2 기류(102)는 나아가 토출구(19) 부근에서 대향하는 측의 제2 기류(102)와 충돌하여 토출 방향과 동일 방향의 기류를 형성한다. 이에 따라 토출 직후의 액적에 제2 기류를 부여할 수 있다. 또한, 슬릿(103)으로부터 공급된 기체가 주위의 기체(107)를 말려들게 함으로써 공급되는 기체 유량보다 많은 기류를 이룰 수 있다. 또, 제2 기류 형성 수단을 소형화할 수 있다는 이점이 있다.　

다음에, 제2 기류 형성 수단의 또 다른 예로서, 도 10a,10b에 나타낸 제2 기류 형성 수단에 대하여 설명한다. 도 10a는 제2 기류 형성 수단의 단면도이고, 도 10b는 토출면 측으로부터 바라 본 도면이다.　

도 10a,10b에 나타낸 제2 기류 형성 수단은 액적의 비상 방향을 변경시킴으로써 합착의 방지를 실현하는 일례로서, 액적 토출 헤드(105)와 그 끝면으로부터 간격을 두고 배치된 기류 형성 부재(108)로 이루어지며, 이 기류 형성 부재(108)를 액적의 제1 기류(101)를 흘리는 유로의 한쪽에 배치한 구조를 구비한다. 기류 형성 부재(108)는 제1 기류(101)가 흘러 오는 상류 측에 배치되어 있고, 액적 토출 헤드(105)와 기류 형성 부재(108) 간의 틈새에 의해 형성되는 기체 분사 슬릿(103)으로부터 공급되는 기체(102)는 토출구(19) 근처에서 토출 방향에 대하여 직교되는 제2 기류가 된다. 기체 분출 슬릿(103)으로부터 공급되는 제2 기류(102)에 의해 토출 직후의 액적의 비상 방향을 바꿀 수 있고, 또한 도면 위로부터 아래 방향으로 흐르는 제1 기류(101)에 의해 액적은 비상 방향을 굽히면서 서서히 확산되기 때문에 액적간 거리가 넓어져 합착을 감소시킬 수 있다. 이 경우에도 상술한 바와 마찬가지로, 기류 형성 부재(108)의 선단부는 상기 슬릿의 출구 방향을 향해 경사되는 테이퍼형인 것이 바람직하다.　

다음에, 제2 기류 형성 수단의 또 다른 예로서, 도 11a, 11b에 기재된 제2 기류 형성 수단에 대하여 설명한다. 도 11a는 제2 기류 형성 수단의 단면도이고, 도 11b는 토출면 측으로부터 바라 본 도면이다.　

도 11a, 11b에 나타낸 제2 기류 형성 수단은 액적의 비상 방향을 변경시킴으로써 합착 방지를 실현하는 일례이다. 도 11a, 11b에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 수단(105)의 액적 토출 측의 외측 가장자리 견부(肩部)는 만곡되어 있고, 이 만곡된 면을 따라 기류 형성 부재(108-3)가 간격을 두고 배치되어 액적 토출 수단(105)의 만곡 면과 기류 형성 부재(108-3) 간의 틈새에 의해 상기 슬릿(103)이 형성된다. 기류 형성 부재(108-3)는 도면 위로부터 아래 방향으로 흐르는 제1 기류(101)를 흘리는 유로의 기류 상류 쪽에 배치되어 있다. 또한, 기류 형성 부재(108-3)의 끝면은 액적 토출 수단(105)의 토출구(19)가 형성되어 있는 면과 동일 평면 상에 있다. 이와 같은 구조에 의해, 제1 기류(101)의 기류 유로에 있어 기류 형성 부재(108-3)가 돌출되지 않아, 제1 기류(101)의 흐트러짐을 방지할 수 있다. 제1 기류(101)의 흐트러짐은 액적이 벽면에 부착되어 오점을 초래하는 원인이 된다. 또, 액적끼리의 합착의 원인이 되는 경우가 있다.

기체 분사 슬릿(103)으로부터 공급되는 제2 기류(102)는 만곡부(106)에 의해 만곡되어 액적의 토출 방향에 대하여 직교되는 기류를 형성한다. 이에 따라, 토출 직후의 액적의 비상 방향을 바꿀 수 있고, 나아가, 제1 기류(101)에 의해 액적이 비상 방향을 굽히면서 서서히 확산되기 때문에 액적 간 거리가 넓어져 합착을 감소시킬 수 있다.　

또, 제2 기류 형성 수단의 또 다른 예로서, 도 12에 기재된 제2 기류 형성 수단에 대하여 설명한다. 도 12는 제2 기류 형성 수단의 단면도이다.　

도 12에 나타낸 제2 기류 형성 수단은 상기 액적 토출 수단(105)에 간격을 두고 기류 형성 부재(108-4)를 배치하여 이루어지고, 상기 액적 토출 수단(105)의 액적이 토출되는 측의 끝면이 경사되어 있으며, 슬릿(103)이 상기 액적 토출 수단(105)의 경사된 끝면과 이 끝면과 간격을 두고 배치된 상기 기류 형성 부재(108-4) 간의 틈새에 의해 형성되고, 상기 기류 형성 부재(108-4)의 끝면이 상기 액적 토출 수단(105)의 토출구(19)가 형성되어 있는 면과 동일 평면 상에 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 제2 기류 형성 수단에서는 액적 토출 수단(105)의 끝면을 따라 형성된 슬릿(103)으로부터 제2 기류(102)가 토출 직후의 액적에 대하여 토출 방향과 대략 직교되는 방향으로 부여된다. 이에 따라 토출 직후의 액적의 비상 방향을 바꿀 수 있다. 나아가, 이 슬릿(103)을 제1 기류(101)를 흘리는 유로의 기류가 흘러 오는 쪽에 배치함으로써, 액적이 제1 기류에 의해 비상 방향을 굽히면서 서서히 확산되기 때문에, 액적 간 거리가 넓어져 합착을 감소시킬 수 있다. 또, 기류 형성 부재(108-4)의 끝면이 액적 토출 수단(105)의 토출구(19)가 형성되어 있는 면과 동일 평면 상에 있도록 함으로써, 제1 기류(101)의 기류 유로에서 기류 형성 부재가 돌출되지 않도록 하여, 제1 기류(101)의 흐트러짐을 방지할 수 있다.　

(건조 포집 유닛)

건조 포집 유닛(60)은 앞서 설명한 액적 토출 수단으로부터 기체 중에 토출시킨 토너 성분액의 액적을 고체화시킨 후, 포집함으로써 미립자로서의 토너를 얻을 수 있다.　

건조 포집 유닛(60)은 챔버, 토너 포집부(고체화 입자 포집 수단)(62) 및 토너 저장부(고체화 입자 저장부)(63)를 포함하여 이루어지고, 이송 기류 발생 수단(7)에 의해 발생되는 제1 기류(101)가 입구(64)를 통해 챔버에 투입되고, 이에 따라 액적 토출 수단으로부터 토출된 직후의 액적이 액체 상태로부터 서서히 토너 성분액 중에 포함되는 휘발 용제가 휘발됨으로써 건조가 진행되어, 액적이 액체로부터 고체로 변화한다.　

또한, 이 액적 고체화 수단으로서는 토너 성분액(14)의 성질 및 상태에 따라 상이하게 형성할 수 있지만, 기본적으로 토너 성분액(14)을 고체 상태로 할 수 있는 것이면 임의의 수단을 사용하여도 된다. 예컨대 토너 성분액(14)이 고체 원재료를 휘발할 수 있는 용매에 용해 또는 분산시킨 것이면, 액적 분사 후에 제1 기류 중에서 액적을 건조시킨다. 즉, 액적의 용매를 휘발시킴으로써 달성할 수 있다. 용매의 건조에 있어서는, 제1 기류(101)의 온도나 증기압, 기체 종류 등을 적당히 선정하여 건조 상태를 조정할 수 있다. 또, 완전히 건조되지 않아도, 포집된 입자가 고체 상태를 유지하고 있으면, 회수 후에 별공정으로 추가 건조시켜도 된다.　고체화된 토너 입자는 토너 포집부(고체화 입자 포집 수단)(62) 및 토너 저장부(고체화 입자 저장부)(63)에 의해 포집되어 저장된다. 고체화 입자 포집 수단은 공지의 분체 포집 수단, 예컨대 사이클론 포집, 백 필터 등에 의해 기중으로부터 회수할 수 있다.　

(2차 건조)

건조 포집 유닛(60)에 의해 얻어진 토너 입자에 포함되는 잔류 용제 양이 많은 경우, 이를 감소시키기 위해서는 필요에 따라 2차 건조 수단(도시하지 않음)에 의해 2차 건조를 한다. 2차 건조 수단으로서는, 유동상(流動床) 건조나 진공 건조와 같은 일반적인 공지의 건조 수단을 이용할 수 있다. 유기 용제가 토너 중에 잔류하면 내열 보존성이나 정착성, 대전 특성 등인 토너 특성이 시간이 경과함에 따라 변동할 뿐만 아니라, 가열에 의한 정착 시에 유기 용제가 휘발하여 사용자 및 주변 기기에 악영향을 미칠 가능성이 높아지기 때문에, 충분한 건조를 실시한다.　

(토너)

본 발명의 토너는 적어도 수지, 착색제 및 왁스를 함유하고, 필요에 따라 대전 조정제, 첨가제 및 그 외의 성분을 함유한다.　

(미립자화 성분 함유액：토너 성분액)

본 발명에서 이용하는 [토너 성분액]에 대하여 설명한다. 토너 성분액은 상기 토너 성분이 용매에 용해 또는 분산된 액체 상태이거나, 또는 토출시키는 조건하에서 액체이면 용매를 포함하지 않아도 되고 토너 성분의 일부 또는 전부가 용해된 상태로 혼합되어 액체 상태를 나타내고 있는 것이다.　

토너 재료로서는, 상술한 토너 성분액을 조정할 수 있으면, 종래의 전자 사진용 토너와 완전히 동일한 것을 사용할 수 있다. 이를 상술한 바와 같이 액적 토출 수단에 의해 미소한 액적으로 하고, 고체화 입자 포집 수단에 의해 고체화 입자를 포집하여, 원하는 토너 입자를 제작할 수 있다.　

〔수지〕　

상기 수지로서는, 적어도 결착 수지를 들 수 있다.　

상기 결착 수지로서는, 특히 제한이 없이, 통상 사용되는 수지를 적당히 선택하여 사용할 수 있지만, 예컨대, 스틸렌계 단량체, 아크릴계 단량체, 메타크릴계 단량체 등인 비닐 중합체, 이와 같은 단량체 또는 2 종류 이상으로 이루어지는 공중합체, 폴리에스테르계 중합체, 폴리올 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 푸란 수지, 에폭시 수지, 크실렌 수지, 테르펜 수지, 쿠마론 인덴 수지, 폴리카보네이트 수지, 석유계 수지, 등을 들 수 있다.　

결착 수지의 양상으로서는 용매에 용해되는 것이 바람직하고, 이 특징을 제외하면 종래 공지의 성능을 구비하고 있는 것이 바람직하다.　

〔결착 수지의 분자량 분포〕　

결착 수지의 GPC(겔 투과 그로마토그래피)에 의한 분자량 분포에서 분자량 3천~5만의 영역에 적어도 1개의 피크가 존재하는 것이 토너의 정착성, 내오프셋성의 점에서 바람직하고, 또, THF 가용분으로서는, 분자량 10만 이하의 성분이 60~100[%]로 되는 바와 같은 결착 수지도 바람직하고, 분자량 5천~2만의 영역에 적어도 1개의 피크가 존재하는 결착 수지가 보다 바람직하다.　

〔결착 수지의 산가〕　

결착 수지의 산가가 0.1~50[mgKOH/g]을 구비하는 수지를 60[질량%] 이상 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 토너 조성물의 결착 수지 성분의 산가는 JIS　K－0070에 준거하여 측정한 것이다.　

〔자성체〕　

본 발명에서 사용할 수 있는 자성체로서는, 종래의 전자 사진 토너에 이용되는 공지의 것을 사용할 수 있다. 예컨대, (1) 마그네타이트, 마그헤마이트, 페라이트와 같은 자성 산화철, 및 다른 금속 산화물을 포함한 산화철, (2) 철, 코발트, 니켈 등인 금속, 또는, 이와 같은 금속과 알루미늄, 코발트, 동, 납, 마그네슘, 주석, 아연, 안티몬, 베릴륨, 비스머스, 카드뮴, 칼슘, 망간, 셀렌, 티탄, 텅스텐, 바나듐 등 금속과의 합금, 및 (3) 이들의 혼합물 등이 이용된다. 상기 자성체는 착색제로서도 사용할 수 있다. 상기 자성체의 사용량으로서는, 결착 수지 100 질량부에 대하여 자성체 10~200 질량부가 바람직하고, 20~150 질량부가 보다 바람직하다. 이와 같은 자성체의 개수 평균 입경으로서는, 0.1~2[μm]가 바람직하고, 0.1~0.5[μm]가 보다 바람직하다. 상기 개수 평균 입경은 투과 전자 현미경에 의해 확대 촬영한 사진을 디지타이저 등으로 측정함으로써 구할 수 있다.　

〔착색제〕　

상기 착색제로서는, 특히 제한이 없이, 통상 사용되는 수지를 적당 선택하여 사용할 수 있다.　상기 착색제의 함유량으로서는, 토너에 대하여 1~15[질량%]가 바람직하고, 3~10[질량%]가 보다 바람직하다.　

본 발명에 따른 토너에 이용되는 착색제는 수지와 복합화된 마스터 배치로서 이용할 수도 있다. 마스터 배치는 안료를 미리 분산시키기 위한 것이며, 안료의 충분한 분산을 얻을 수 있으면 이용하지 않아도 좋다. 마스터 배치는 일반적으로 안료와 수지를 고전단(高剪斷)함으로써 수지 중에 안료를 충분히 분산시킨 것이다. 마스터 배치의 제조 또는 마스터 배치와 함께 혼련되는 바인더 수지로서는, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.

상기 마스터 배치의 사용량으로서는, 결착 수지 100 질량부에 대하여 0.1~20 질량부가 바람직하다.　

마스터 배치 제조 시에 안료의 분산성을 높이기 위해서는 분산제를 이용해도 된다. 안료 분산성의 점에서, 결착 수지와의 상용성이 높은 것이 바람직하고, 종래 공지의 것을 이용할 수 있으며, 구체적인 시판품으로서는, [아지스퍼-PB821], [아지스퍼-PB822](아지노모토 파인 테크노 회사제), [Disperbyk－2001]( BYK Chemie 회사제), [EFKA－4010](EFKA 회사제), 등을 들 수 있다.　

상기 분산제의 첨가량은 착색제 100 질량부에 대하여 1~200 질량부인 것이 바람직하고, 5~80 질량부인 것이 보다 바람직하다. 1 질량부 미만이면 분산능이 낮아지는 경우가 있고, 200 질량부를 초과하면 대전성이 저하되는 경우가 있다.　

〔왁스〕　

본 발명에서 이용되는 토너 성분액은 결착 수지, 착색제와 함께 왁스를 함유한다.　왁스로서는, 특히 제한이 없이, 통상 사용되는 것을 적당히 선택하여 사용할 수 있고, 예컨대, 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 폴리올레핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스, 파라핀 왁스, 사솔 왁스 등인 지방족 탄화수소계 왁스, 산화 폴리에틸렌 왁스 등인 지방족 탄화수소계 왁스의 산화물 또는 이들의 블록 공중합체, 칸델리라 왁스, 카르나우바 왁스, 목랍, 호호바 왁스 등인 식물계 왁스, 밀랍, 라놀린(lanolin), 고래 왁스 등인 동물계 왁스, 오조케라이트, 세레신, 바셀린 등인 광물계 왁스, 몬탄산 에스테르 왁스, 캐스터 왁스 등인 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 왁스류. 탈산 카르나우바 왁스 등인 지방산 에스테르를 일부 또는 전부 탈산화한 것, 등을 들 수 있다.　

상기 왁스의 융점으로서는 정착성과 내오프셋성의 밸런스를 취하기 위해서는 70~140[℃]인 것이 바람직하고, 70~120[℃]인 것이 보다 바람직하다. 70[℃] 이상으로 함으로써 충분한 내블로킹성을 얻을 수 있고, 140[℃] 미만으로 함으로써 충분한 내오프셋 효과가 발현된다.

상기 왁스의 총함유량으로서는, 결착 수지 100 질량부에 대하여 0.2~20 질량부가 바람직하고, 0.5~10 질량부가 보다 바람직하다.　

본 발명에서는 DSC(시차 주사 열량 측정법)으로 측정되는 왁스의 흡열 피크의 최대 피크의 피크 정점의 온도를 왁스의 융점으로 한다.　

상기 왁스 또는 토너의 DSC 측정 기기로서는, 고정밀도의 내열식 입력 보상형의 시차 주사 열량계로 측정하는 것이 바람직하다. 측정 방법으로서는, ASTM　D3418－82에 준하여 실시한다. 본 발명에 이용되는 DSC 곡선은 1회 승온, 강온시켜 앞 이력을 취한 후, 온도 속도 10[℃／min]로 승온시켰을 때에 측정되는 것을 이용한다.　

〔첨가제〕　

본 발명에 따른 토너에는 다른 첨가제로서 정전 잠상 담지체·캐리어의 보호, 클리닝성의 향상, 열 특성·전기 특성·물리 특성의 조정, 저항 조정, 연화점 조정, 정착율 향상 등을 목적으로, 각종 금속 비누, 불소계 계면 활성제, 프탈산 디옥틸이나, 도전성 부여제로서 산화 주석, 산화 아연, 카본 블랙, 산화 안티몬 등이나, 산화 티탄, 산화 알류미늄, 알루미나 등 무기 미분체 등을 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이와 같은 무기 미분체는 필요에 따라서 소수화해도 된다. 또, 폴리 테트라 플루오르 에틸렌, 스테아린산 아연, 폴리 불화 비닐리덴 등인 윤활제, 산화 세슘, 탄화 규소, 티탄산 스트론튬 등인 연마제, 케이킹 방지제, 또한 토너 입자와 역극성의 백색 미립자 및 흑색 미립자를 현상성 향상제로서 소량 이용할 수도 있다.　

이와 같은 첨가제는 대전량 제어 등의 목적으로 그 표면을 실리콘 바니시, 각종 변성 실리콘 바니시, 실리콘 오일, 각종 변성 실리콘 오일, 실란 커플링제, 관능기를 구비하는 실란 커플링제, 그 외의 유기 규소 화합물 등인 처리제, 또는 각종 처리제로 처리하는 것도 바람직하다.　

상기 첨가제로서는, 무기 미립자를 바람직하게 이용할 수 있다. 상기 무기 미립자로서는, 예컨대, 실리카, 알루미나, 산화 티탄, 등 공지의 것을 사용할 수 있다.　

이 외, 고분자계 미립자, 예컨대 소프 프리 유화 중합이나 현탁 중합, 분산 중합에 의해 얻어지는 폴리스티렌, 메타크릴산 에스테르, 아크릴산 에스테르 공중합체, 실리콘, 벤조구아나민, 나일론 등인 중축합계, 열경화성 수지에 의한 중합체 입자를 들 수 있다.　

이와 같은 첨가제(이하, 외첨제라고도 함)는 표면 처리제에 의해 소수성을 향상시켜 고습도에서도 외첨제 자체의 열화를 방지할 수 있다. 상기 표면 처리제로서는, 예컨대, 실란 커플링제, 실릴화제, 불화 알킬기를 구비하는 실란 커플링제, 유기 티타네이트계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 실리콘 오일, 변성 실리콘 오일, 등을 매우 적합하게 들 수 있다.　

상기 외첨제의 일차 입자경으로서는, 5[nm]~2[μm]인 것이 바람직하고, 5[nm]~500[nm]인 것이 보다 바람직하다. 또, BET법에 따른 비표면적으로서는, 20~500[m²/g]인 것이 바람직하다. 이 무기 미립자의 사용 비율로서는, 토너의 0.01~5[질량%]인 것이 바람직하고, 0.01~2.0[질량%]인 것이 보다 바람직하다.　

정전 잠상 담지체나 일차 전사 매체에 잔존하는 전사 후의 현상제를 제거하기 위한 클리닝성 향상제로서는, 예컨대, 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 등의 지방산 금속염, 폴리 메틸 메타크릴레이트 미립자, 폴리스티렌 미립자 등인 소프 프리 유화 중합에 의해 제조된 폴리머 미립자, 등을 들 수 있다. 폴리머 미립자는 비교적 입도 분포가 좁고, 체적 평균 입경이 0.01 내지 1[μm]인 것이 바람직하다.　

본 발명의 미립자 제조 방법은 미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 공정과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 공정과, 상기 액적 토출 공정에서 토출된 액적을 제1 기류에 의해 이송하는 이송 공정을 구비하는 미립자 제조 방법으로, 상기 액적 토출 공정에서 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 공정을 추가로 구비하고, 상기 제2 기류를 부여하는 공정에서는 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 형성되는 제2 기류를 토출된 직후의 액적에 부여하고, 상기 제1 기류는 상기 액적이 토출되는 방향과 대략 직교되는 방향으로 부여되는 것을 특징으로 한다.　

상기 미립자 제조 방법은 상기 본 발명의 미립자 제조 장치를 이용함으로써 매우 적합하게 실시할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.　

우선, 본 실시예에서 이용한 토너 성분액(용해 내지 분산액)의 처방을 나타낸다.

－착색제 분산액의 조제-

먼저, 착색제로서의 카본 블랙의 분산액을 조제하였다.　

교반 블레이드를 구비하는 믹서를 사용하여, 카본 블랙(RegaL400；Cabot 회사제) 17 질량부, 안료 분산제 3 질량부를 초산에틸 80 질량부에 일차 분산시켰다. 이 안료 분산제로서는 아지스퍼-PB821(아지노모토 파인 테크노 회사제)를 사용하였다. 얻어진 일차 분산액을 비즈 밀(아시자와 파인 테크 회사제 LMZ형, 산화 지르코늄 비즈 직경 0.3mm)를 이용하여 강력한 전단력에 의해 미세하게 분산하고, 5μm 이상의 응집체를 완전히 제거한 2차 분산액을 조제하였다.　

－왁스 분산액의 조정-

다음에 왁스 분산액을 조정하였다.　

교반 블레이드를 구비하는 믹서를 사용하여, 카르나우바 왁스 18 질량부, 왁스 분산제 2 질량부를 초산에틸 80 질량부에 일차 분산시켰다. 이 일차 분산액을 교반하면서 80℃까지 승온시켜 카르나우바 왁스를 용해시킨 후, 실온까지 액 온도를 저하시켜 최대 직경 3μm 이하가 되도록 왁스 입자를 석출시켰다. 왁스 분산제로서는, 폴리에틸렌 왁스에 스틸렌-아크릴산 부틸 공중합체를 그래프트(graft)화한 것을 사용하였다. 얻어진 분산액을 비즈 밀(아시자와 파인 테크 회사제 LMZ형, 산화 지르코늄 비즈 직경 0.3mm)를 이용하여 강력한 전단력에 의해 미세하게 분산하고, 최대 직경 1μm 이하가 되도록 조정하였다.　

－용해 내지 분산액의 조제-

다음에, 결착 수지로서의 수지, 상기 착색제 분산액 및 상기 왁스 분산액을 첨가한 아래 조성으로 이루어지는 토너 성분액을 조제하였다.

교반 블레이드를 구비하는 믹서를 사용하여 10분간 교반하면서, 결착 수지로서의 폴리에스테르 수지 100 질량부, 상기 착색제 분산액 30 질량부, 왁스 분산액 30 질량부를 초산에틸 840 질량부에 균일하게 분산시켰다. 용매 희석에 따른 쇼크로 인한 안료나 왁스 입자의 응집은 발생되지 않았다.　

－토너 제조 장치-

도 1에 나타낸 구성의 미립자 제조 장치(1)를 이용하여 토너를 제조하였다. 아래에 각 구성물의 사이즈·조건을 기재한다.　

(액적 토출 유닛)

우선, 액적 토출 수단(2)으로서는, 전술한 액주 공명 액적 토출 수단(11)(도 2 참조)을 이용하였다.　

여기에서는 액주 공명 액실(18)의 길이 방향의 양끝 간의 길이(L)가 1.85[mm], N=2의 공명 모드이며, 제1 내지 제４ 토출구(19)가 N=2 모드 압력 정재파의 파복 위치에 위치되도록 배치한 것을 이용하였다. 토출구(19)는 구멍 직경이 10.0[μm]이며, 단면 형상은 도 4(a)와 같은 라운드 형상이다. 또, 구동 신호 발생원은 NF 회사제 펑션 제너레이터 WF1973를 이용하고 폴리에틸렌이 피복된 리드 선으로 진동 발생 수단(20)에 접속시켰다. 이 때의 구동 주파수는 액 공명 주파수에 맞추어 330[kHz]으로 하였다. 또, 입력 신호는 인가 전압 정현 파 피크값 12.0[V]로 하였다.　

상술한 조건으로 액적을 토출하였을 때의 액적의 토출 속도를 CCD 카메라로 촬영한 화상으로부터 산출한 결과, 토출 속도는 14[m/s]이었다.

본 실시예에서는 액적 토출 헤드에는 상술한 제1 내지 제４ 토출구(19)를 구비하는 액실이 2열, 길이 방향으로 192개 배치되어 있는 바, 액실의 합계가 384, 토출구(19)의 합계가 1536개인 것을 이용하였다.　

(합착 방지 수단)

합착 방지 수단으로서 도 8a, 8b의 구성의 제2 기류 형성 수단을 이용하여 액적 토출 수단으로부터 토출 직후의 액적에 상기 제2 기류를 부여하여 토너를 제작하였다. 제2 기류 형성 수단에는 압축기와 압력 조절기를 사용하여 기체(공기)를 0.1MPa로 가압하고, 유량 조정기를 이용하여 액적 토출 방향의 기류 속도가 30[m/s]로 되도록 조정하였다.　

도8a, 8b의 구성의 제2 기류 형성 수단에서는 토출구가 배열된 토출면의 폭 방향의 양측으로부터 슬릿을 통해 대향하는 기류를 형성시키고, 합류한 기류가 액적 토출 방향으로 방향을 바꾸면서 액적을 가속시킴으로써 합착을 방지하였다. 또한 기류 형성 부재의 슬릿 틈새는 0.1mm로 하고, 슬릿 폭 70mm로 하였다.　

(건조 포집 유닛)

토너의 건조 포집부의 챔버(61)는 내경φ300[mm], 높이 2000[mm]의 원통형으로, 수직으로 고정되고 있고, 상단부와 하단부는 협소하게 구성되어 있다. 상단부에는 액적 토출 수단(2)과 제1 기류(101)의 유로가 설치되어 있다. 하단부에는 토너 포집부인 사이클론 포집기가 설치되어 있다. 제1 기류(101)의 유로는 폭 80[mm], 높이 30[mm]의 직사각형 단면의 길이 200[mm]로 하고, 기체 유입 측으로부터 50[mm]의 위치에 액적 토출 수단(2)을 수평 방향으로 설치하였다. 이 때의 액적 토출 방향과 제1 기류의 방향은 직교되는 관계에 있다. 이 때의 제1 기류의 속도는 20[m/s]가 되도록 조정하였다.　

－입경 측정-

플로우식 입자상 분석 장치(Flow Particle Image Analyzer)를 사용한 측정 방법을 아래에 설명한다. 토너, 토너 입자 및 외첨제의 플로우식 입자상 분석 장치에 의한 측정은 예컨대, 일본 동아 의용 전자 회사(주) 제 플로우식 입자상 분석 장치 FPIA－3000을 이용하여 측정할 수 있다.　

측정은 필터를 통해 미세한 쓰레기를 제거하고, 그 결과 10^-3[cm³]의 수중에 측정 범위(예컨대, 원 상당 직경 0.60[μm]이상 159.21[μm]미만)의 입자수가 20개 이하인 물 10[ml]중에 비이온계 계면 활성제(바람직하게는 일본 와코우 순약 회사제 콘타미논 N)를 몇 방울 첨가하고, 또, 측정 시료를 5[mg]첨가하며, 초음파 분산기 STM 회사제 UH－50으로 20[kHz], 50[W/10cm³]의 조건으로 1분간 분산 처리를 실행하고, 또한, 합계 5분간의 분산 처리를 실행하여 측정 시료의 입자 농도가 4000~8000[개/10^-3cm³](측정 원 상당 직경 범위의 입자를 대상으로 함)의 시료 분산액을 이용하여, 0.60[μm]이상 159.21[μm]미만의 원 상당 직경을 구비하는 입자의 입도 분포를 측정한다.　

시료 분산액은 편평한 투명 플로우 셀(두께 약 200[μm])의 유로(흐름 방향을 따라 확산됨)를 통과시킨다. 플로우 셀의 두께에 대하여 교차 통과되는 광로를 형성하기 위하여, 스트로브(strobe)와 CCD 카메라가 플로우 셀에 대하여 서로 반대 쪽에 위치되도록 장착된다. 시료 분산액이 흐르고 있는 동안에, 스트로브 라이트가 플로우 셀을 흐르고 있는 입자의 화상을 얻기 위하여 1/30초 간격으로 조사되며, 그 결과, 각각의 입자는 플로우 셀에 평행한 일정 범위를 구비하는 2차원 화상으로서 촬영된다. 각각의 입자의 2차원 화상의 면적으로부터, 동일한 면적을 구비하는 원의 직경을 원 상당 직경으로서 산출한다.　

플로우식 입자상 분석 장치에서는 약 1분간에 1200개 이상의 입자의 원 상당 직경을 측정할 수 있고, 원 상당 직경 분포에 근거하는 수 및 규정된 원 상당 직경을 구비하는 입자의 비율(개수%)을 측정할 수 있다. 결과(빈도% 및 누적%)는 0.06~400[μm]의 범위를 226채널(1 옥타브에 대해 30채널로 분할)으로 분할하여 얻을 수 있다. 실제 측정에서는 원 상당 직경이 0.60[μm]이상 159.21[μm]미만인 범위에서 입자를 측정한다.　

또, 입도 분포로서는 체적 평균 입자경(Dｖ)과 개수 평균 입자경(Dn)의 비로 비교할 수 있고, Dｖ／Dn로 나타낼 수 있다. Dｖ／Dn 값은 가장 작은 것이 1.0이고, 이는 모든 입경이 동일함을 나타낸다. Dｖ／Dn가 클 수록 입경 분포가 넓은 것을 나타낸다. 일반적인 분쇄 토너는 Dｖ／Dn=1.15~1.25 정도이다. 또 중합 토너는 Dｖ／Dn=1.10~1.15 정도이다. 본 발명의 토너는 Dｖ／Dn=1.15 이하로 함으로써 인쇄 품질에 대한 효과를 확인할 수 있고, 보다 바람직하게는 Dｖ/Dn=1.10 이하이다.

전자 사진 시스템에 있어서는 입경 분포가 좁은 것이 현상 공정·전사 공정·정착 공정에 요구되기 때문에, 이와 같은 입경 분포의 확대는 바람직하지 않고, 안정적으로 고정밀 화질을 얻기 위해서는 Dｖ／Dn=1.15 이하가 바람직하고, 보다 고정밀 화상을 얻기 위해서는 Dｖ／Dn=1.10 이하가 더욱 바람직하다.　

(실시예 1)

도 1에 나타낸 미립자 제조 장치(1)를 이용하여 액적 토출 수단(2)으로 제작한 토너 성분액을 토출시키고, 챔버(61)내에서 건조 고체화한 토너 입자를 사이클론 포집기로 포집하여 토너 입자를 얻었다.　

이 토너의 입경 분포를 플로우식 입자상 해석 장치(시스멕스 회사　FPIA－3000)를 이용하여 상술한 측정 조건으로 측정하였다. 이를 3회 반복한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 5.8[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.3[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1.09이었다.　

(실시예 2)

기류 형성 부재의 슬릿 틈새를 1mm로 한 이외는 실시예 1과 동일 구성으로 토너를 제작하였다.　또한 기류 속도는 30[m/s]가 되도록 조정하였다.　

그 외는, 실시예 1과 동일 조작으로 토너 성분액을 토출시켜 토너 입자를 포집하였다.　

이 토너의 입경 분포를 실시예 1과 동일 조작으로 측정한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 5.6[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.3[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1.06이었다.　

(실시예 3)

기류 형성 부재의 슬릿 틈새를 2mm로 한 이외는 실시예 1과 동일 구성으로 토너를 제작하였다.　또한 기류 속도는 30[m/s]가 되도록 조정하였다.　

그 외는, 실시예 1과 동일 조작으로 토너 성분액을 토출시켜, 토너 입자를 포집하였다.　

이 토너의 입경 분포를 실시예 1과 동일 조작으로 측정한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 5.5[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.3[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1.04이었다.　

(실시예 4)

기류 형성 부재의 슬릿 틈새를 3mm로 한 이외는 실시예 1과 동일 구성으로 토너를 제작하였다.　또한 기류 속도는 30[m/s]가 되도록 조정하였다.　

이 토너의 입경 분포를 실시예 1과 동일 조작으로 측정한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 5.8[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.3[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1.09이었다.　

(실시예 5)

실시예 1에 이용한 미립자 제조 장치(1)의 제2 기류 형성 수단을 도 9의 구성으로 하여 토너를 제작하였다. 도 9a, 9b의 구성에서는 토출구가 배열된 토출면의 폭 방향의 양측 슬릿으로부터 기류를 분출함으로써 이 기류가 토출 헤드의 만곡부에서 코안더 효과에 의해 진행 방향이 만곡되어 액적이 토출 방향과 대략 직교되는 방향으로 제2 기류가 형성되었다. 제2 기류는 대향하는 2 방향으로부터 공급되고 있기 때문에, 서로 부딪쳐 액적이 토출되는 방향과 동일 방향의 기류로 되었다.

또한, 기류 형성 부재와 토출 헤드의 벽면의 슬릿 틈새는 0.1mm로 하고, 슬릿폭을 70mm로 하며, 만곡부의 반경을 5mm로 하고, 토출구 부근의 벽면 근처의 기류 속도를 30[m/s]로 되도록 조정하였다.　

그 외는, 실시예 1과 동일 구성으로 토너 성분액을 토출시켜, 토너 입자를 포집하였다.　

이 토너의 입경 분포를 실시예 1과 동일 조작으로 측정한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 5.6[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.2[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1.08이었다.　

(실시예 6)

실시예 1에 이용한 미립자 제조 장치(1)의 제2 기류 형성 수단을 도 10a, 10b의 구성으로 하여 토너를 제작하였다. 도 10a, 10b의 구성에서는 제1 기류와 동일 방향으로 슬릿으로부터 제2 기류를 형성시키고, 액적이 토출된 직후에 액적의 진행 방향을 변경함으로써 합착을 방지하였다.　

또한, 기류 형성 부재의 슬릿 틈새는 0.1mm로 하고, 슬릿 폭 70mm로 하며, 토출구 부근의 벽면 근처의 기류 속도 30[m/s]가 되도록 조정하였다.　

(실시예 7)

실시예 1에 이용한 미립자 제조 장치(1)의 제2 기류 형성 수단을 도 11a, 11b의 구성으로 하여 토너를 제작하였다. 도 11a, 11b의 구성에서는 슬릿으로부터 만곡부를 통하여 기류를 도입시켜 코안더 효과에 의해 제1 기류와 동일 방향으로 제2 기류를 형성시켰다. 이에 따라, 액적이 토출된 직후에 액적의 진행 방향을 변경함으로써 합착을 방지하였다.　

또한, 기류 형성 부재의 슬릿 틈새는 0.1mm로 하고, 슬릿 폭 70mm로 하며, 만곡부의 반경 5mm로 하고, 토출구 부근의 벽면 근처의 기류 속도 30[m/s]가 되도록 조정하였다.　

이 토너의 입경 분포를 실시예 1과 동일 조작으로 측정한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 5.5[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.3[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1. 04이었다.　

(비교예 1)

비교예로서 실시예 1의 구성의 토너 제조 장치에 있어서, 제2 기류 형성 수단으로부터 제2 기류를 발생시키지 않은 이외는 실시예 1과 동일한 조작으로 토너를 제작하였다.　얻어진 토너를 실시예 1과 동일한 조작으로 측정한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 6.2[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.4[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1.15이었다. 토출된 액적이 유체 저항에 의해 감속되어 액적끼리가 합착되었기 때문에 입도 분포가 넓어졌다고 생각된다.　

(비교예 2)

비교예로서 제2 기류 형성 수단 대신에 도 13에 나타낸 바와 같은, 일본 특허 공개 공보 2008－286947호 공보에 기재된 기류 유로 형성 수단을 이용하여 액적 토출 방향과 동일 방향의 제1 기류를 부여시키고, 액적 토출 방향이 연직 하향 방향이 되도록 액적 토출 수단(11)을 마련한 이외는 실시예 1과 동일한 조작으로 토너를 제조하였다. 얻어진 토너를 실시예 1과 동일한 조작으로 측정한 결과, 체적 평균 입경(Dｖ)의 평균은 6.6[μm], 개수 평균 입경(Dn)의 평균은 5.4[μm]이며, Dｖ／Dn의 평균은 1.22이었다.　

본 조건에서는 토출 직후의 액적에 기류가 충분히 부여되지 않았기 때문에, 액적이 합착하여 입도 분포가 넓어졌다고 생각된다.　이상의 결과를 표 1에 나타낸다.　

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 분사 조립법에 따른 미립자 제조 방법에 있어서, 토출 직후의 액적에 효과적으로 기류를 부여할 수 있어 액적의 합착을 방지할 수 있고 입도 분포가 좁은 미립자 제조 방법, 미립자 제조 장치, 토너 제조 방법, 토너 제조 장치를 제공할 수 있다.

1 토너 제조 장치　
2 액적 토출 유닛　
3 탈기 장치　
4 펌프　
5 일시 저장 용기　
9 탄성판　
11 액주 공명 액적 토출 수단
13 원료 수용기　
14 토너 성분액　
16 액 공급 경로　
17 액 공통 공급로　
18 액주 공명 액실
19 토너 토출구　
20 진동 발생 수단
21 액적　
41 박막　
24 노즐 각도　
60 건조 포집 유닛　
61 챔버　
62 고체화 입자 포집 수단(토너 포집 수단)　
63 고체화 입자 저장부(토너 저장부)　
64 제1 기류 도입구　
65 제1 기류 배출구　
101 제1 기류　
102 제2 기류　
103 기체 분사 슬릿　
104 기체 도입부　
105 토출 헤드　(액적 토출 수단)
106 만곡부　
P1 액 압력계　
P2 챔버 내압력계

Claims

미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 수단과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 수단과, 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 액적을 제1 기류에 의해 상기 액적 고체화 수단으로 이송하는 제1 기류 형성 수단을 구비하는 미립자 제조 장치에 있어서,
상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 제2 기류 형성 수단을 추가로 구비하고,
상기 제2 기류 형성 수단은 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 형성되는 제2 기류를 상기 액적 토출 수단으로부터 토출된 직후의 액적에 부여하며, 상기 액적은 상기 제1 기류의 방향과 대략 직교되는 방향으로 토출되는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 기류의 방향은 상기 액적이 토출되는 방향과 대략 직교되는 방향인 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 액적의 토출 방향이 수평 방향이고, 또한 상기 제1 기류의 방향이 연직 하향 방향인 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 기류 형성 수단은 상기 액적 토출 수단에 간격을 두고 기류 형성 부재를 배치하여 이루어지고,
상기 슬릿은 상기 액적 토출 수단의 액적 토출 측의 끝면과, 이 끝면과 간격을 두고 배치된 상기 기류 형성 부재 간의 틈새에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제4항에 있어서,
상기 슬릿의 틈새는 0.05mm 이상, 5mm 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제4항에 있어서,
상기 기류 형성 부재의 선단부가 상기 슬릿의 출구 방향을 향해 경사된 테이퍼형인 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 기류 형성 수단은 상기 액적 토출 수단에 간격을 두고 기류 형성 부재를 배치하여 이루어지고,
상기 액적 토출 수단의 액적 토출 측의 끝면이 경사되어 있고,
상기 슬릿은 상기 액적 토출 수단의 경사된 끝면과, 이 끝면과 간격을 두고 배치된 상기 기류 형성 부재 간의 틈새에 의해 형성되고,
상기 기류 형성 부재의 끝면이 상기 액적 토출 수단의 토출구가 형성되어 있는 면과 동일 평면 상에 있는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 기류 형성 수단은 상기 액적 토출 수단에 간격을 두고 기류 형성 부재를 배치하여 이루어지고,
상기 액적 토출 수단의 액적 토출 측의 외측 가장자리 견부(肩部)가 만곡되어 있으며,
이 만곡된 면을 따라 상기 기류 형성 부재가 간격을 두고 배치되어 있고, 상기 액적 토출 수단의 만곡된 면과 상기 기류 형성 부재 간의 틈새에 의해 상기 슬릿이 형성되며,
상기 기류 형성 부재의 끝면이 상기 액적 토출 수단의 토출구가 형성되어 있는 면과 동일 평면 상에 있는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 액적 토출 수단이 토출구가 형성된 액주 공명 액실 내의 상기 미립자화 성분 함유액 또는 상기 미립자화 성분 용융액 액체에 진동을 부여하여 액주 공명에 의한 정재파를 형성하고, 이 정재파의 파복(antinode)이 되는 영역에 형성된 토출구로부터 액체를 토출하여 액적화하는 것인 것을 특징으로 하는 미립자 제조 장치.
미립자화 성분 함유액 또는 미립자화 성분 용융액을 토출시켜 액적을 형성하는 액적 토출 공정과, 상기 액적을 고체화하여 미립자를 형성하는 액적 고체화 공정과, 상기 액적 토출 공정에 의해 토출된 액적을 제1 기류에 의해 이송하는 이송 공정을 구비하는 미립자 제조 방법에 있어서,
상기 액적 토출 공정에 의해 토출된 직후의 액적에 제2 기류를 부여하는 공정을 추가로 구비하고,
상기 제2 기류를 부여하는 공정에서는 가압한 기체를 슬릿으로부터 공급하여 형성되는 제2 기류를 상기 액적 토출 공정에 의해 토출된 직후의 액적에 부여하며,
상기 제1 기류는 상기 액적이 토출되는 방향과 대략 직교되는 방향으로 부여되는 것을 특징으로 하는 미립자 제조 방법.