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JP2012185411A - Production method of toner - Google Patents

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JP2012185411A
JP2012185411A JP2011049780A JP2011049780A JP2012185411A JP 2012185411 A JP2012185411 A JP 2012185411A JP 2011049780 A JP2011049780 A JP 2011049780A JP 2011049780 A JP2011049780 A JP 2011049780A JP 2012185411 A JP2012185411 A JP 2012185411A
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toner
liquid
vibration
droplet
discharge
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JP2011049780A
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Japanese (ja)
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Andrew Mwaniki Mulwa
アンドゥルー ムワニキ ムルワ
Shinji Aoki
慎司 青木
Yoshihiro Norikane
義浩 法兼
Takashi Ogaki
傑 大垣
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a toner, for preventing a toner composition liquid from solidifying when a production of a toner is stopped for maintenance or the like in the process of producing the toner using a plurality of discharge holes, and for improving production efficiency of particles.SOLUTION: The production method of a toner includes: a periodical droplet formation step of periodically forming and discharging droplets of a toner composition liquid 10 containing at least a resin and a colorant through a plurality of discharge holes 11 while vibrating the liquid; and a granulation step of solidifying the discharged droplets 31 of the toner composition liquid 11 to form toner particles. When formation and discharge of the liquid droplets are stopped in the periodical droplet formation step, a liquid surface 101 in the discharge hole 11 is vibrated.

Description

本発明は、電子写真における静電荷像を現像する現像剤として使用されるトナーの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a toner used as a developer for developing an electrostatic image in electrophotography.

従来、電子写真記録方法に基づく複写機、プリンター、ファックス、およびそれらの複合機等の画像形成装置に使用される電子写真用トナーの製法としては粉砕法のみであった。しかし、近年、重合法と呼ばれる水系媒体中で形成される方法が広く行なわれ、粉砕法を凌駕する勢いである(例えば特許文献1参照)。なお、重合法によるトナーは「重合トナー」、または国によっては「ケミカルトナー」と呼ばれるが、重合法には必ずしも重合過程を伴わない製造方法も便宜上含んでいる。現在実用化されている重合方法は、懸濁重合、乳化凝集、ポリマー懸濁(ポリマー凝集)、エステル伸長の各方法である。   Conventionally, the pulverization method has been the only production method for electrophotographic toners used in image forming apparatuses such as copying machines, printers, fax machines, and composite machines based on the electrophotographic recording method. However, in recent years, a method of forming in an aqueous medium called a polymerization method has been widely performed, and has a tendency to surpass the pulverization method (for example, see Patent Document 1). The toner by the polymerization method is called “polymerized toner” or “chemical toner” in some countries, but the polymerization method includes a manufacturing method that does not necessarily involve a polymerization process for convenience. Currently used polymerization methods are suspension polymerization, emulsion aggregation, polymer suspension (polymer aggregation), and ester elongation.

粉砕法に比べ、重合法は総じて、小粒径トナーが得易い、粒径分布がシャープである、形状が球形に近い等の利点がある。しかし、その反面、通常、水系媒体中でトナー粒子から脱溶剤するため、脱溶剤効率が悪く、また重合過程に長時間を必要とする。さらに、固化終了後、トナー粒子と水とを分離し、その後、洗浄乾燥を繰り返す必要が有り、多くの時間と、多量の水、多くのエネルギーを必要とする。   Compared with the pulverization method, the polymerization method generally has advantages such that it is easy to obtain a toner having a small particle size, the particle size distribution is sharp, and the shape is almost spherical. However, since the toner particles are usually removed from the toner particles in an aqueous medium, the solvent removal efficiency is poor and a long time is required for the polymerization process. Further, after the solidification is completed, it is necessary to separate the toner particles and water, and then repeat washing and drying, which requires a lot of time, a lot of water, and a lot of energy.

これに代わるトナーの製造方法として、水を使わずにトナー組成液を気相中で液滴化した後に固化する、いわゆるスプレードライ法も提案されているが、粒度分布が広いといった欠点がある。
トナー組成液を気相中で液滴化し粒度分布を狭くする試みとして、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)。
または、吐出孔内の熱膨張を利用し、やはり微小液滴を形成し、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)。または、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)。
しかしながら、これらのトナーの製造方法では、一つの吐出孔から単位時間あたりに吐出できる液滴数が少なく、生産性が悪いという問題があると同時に、液滴同士の合一による粒度分布の広がりが避けられず、単一分散性という点においても満足のいくものではなかった。
そこで、高周波数の振動と複数吐出孔を利用して微小液滴を形成することで生産性を向上させることが提案されている。
しかし、高周波数で複数吐出孔から継続的に安定した微小液滴を放出させることは困難である。染み出した滴の広がり等で吐出孔が影響しあい、正常に吐出する吐出孔の数が時間と共に減少し、生産効率が下がることが確認されている。
さらに、メンテナンス等のためにトナーの製造を停止すると、トナー組成液が固化して、塞がれる吐出孔が出てくるために、メンテナンスをしたにもかかわらず再稼働時に生産効率が下がることがある。
As an alternative toner manufacturing method, a so-called spray-drying method in which a toner composition liquid is formed into droplets in a gas phase without using water and then solidified has been proposed, but has a drawback of wide particle size distribution.
As an attempt to make the toner composition liquid droplets in the gas phase and narrow the particle size distribution, a method has been proposed in which fine droplets are formed using piezoelectric pulses, which are then dried and solidified to become toners ( Patent Document 2).
Alternatively, a method has been proposed in which fine droplets are formed by using thermal expansion in the discharge holes, and then dried and solidified to form a toner (see Patent Document 3). Or the method of performing the same process using an acoustic lens is proposed (refer patent document 4).
However, these toner manufacturing methods have the problem that the number of droplets that can be ejected from a single ejection hole per unit time is small and the productivity is poor, and at the same time, the particle size distribution is broadened due to the coalescence of the droplets. Inevitable, it was not satisfactory in terms of monodispersibility.
Therefore, it has been proposed to improve productivity by forming micro droplets using high frequency vibration and a plurality of discharge holes.
However, it is difficult to continuously discharge stable fine droplets from a plurality of discharge holes at a high frequency. It has been confirmed that the discharge holes influence each other due to the spread of the exuded droplets, the number of discharge holes normally discharged decreases with time, and the production efficiency decreases.
In addition, when the production of toner is stopped for maintenance, etc., the toner composition liquid is solidified, and a discharge hole that is blocked is produced. is there.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、複数吐出孔の利用に伴うトナーの製造で、メンテナンス等のためにトナーの製造を停止したときのトナー組成液の固化を防止して、粒子形成の生産効率を向上させるトナーの製造方法を提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that the toner composition liquid produced when the toner production is stopped for maintenance or the like in the production of toner associated with the use of a plurality of ejection holes. It is an object of the present invention to provide a toner manufacturing method that prevents solidification and improves the production efficiency of particle formation.

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を、複数の吐出孔から振動させながら周期的に液滴化して放出させる周期的液滴化工程と、放出されたトナー組成液の液滴を、固化させてトナー粒子を形成する粒子化工程とを有するトナーの製造方法において、前記周期的液滴化工程で液滴化して放出させることを停止した時に、吐出孔における液表面を振動させることを特徴とする。
また、本発明のトナーの製造方法は、さらに、前記液表面を振動させる手段が、吐出ヘッドに液滴を放出させない程度の継続的な低振動を与えることを特徴とする。
また、本発明のトナーの製造方法は、さらに、前記振動が、振動振幅を低くした液滴放出時と同周波数の振動であることを特徴とする。
また、本発明のトナーの製造方法は、さらに、前記低振動が、吐出時の振動(共振)から周波数を変更した振動であることを特徴とする。
また、本発明のトナーの製造方法は、さらに、前記周期的液滴化工程は、液柱共鳴吐出法を採用することを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The toner manufacturing method of the present invention includes a periodic droplet forming step in which a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant is periodically formed into droplets while being oscillated from a plurality of ejection holes, and is discharged. In a method for producing a toner having a particle forming step of solidifying droplets of a toner composition liquid to form toner particles, an ejection hole is formed when stopping the droplet formation and discharge in the periodic droplet forming step. The liquid surface is vibrated.
Further, the toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the means for vibrating the liquid surface provides continuous low vibrations that do not cause the discharge head to discharge droplets.
In addition, the toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the vibration is a vibration having the same frequency as that when a droplet is discharged with a reduced vibration amplitude.
The toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the low vibration is a vibration whose frequency is changed from a vibration (resonance) during ejection.
The toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the periodic droplet forming step employs a liquid column resonance ejection method.

上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明のトナーの製造方法では、トナー組成液を複数の吐出孔から吐出させ、乾燥してトナーを得ることで、メンテナンス等のためにトナーの製造を停止したときに吐出孔が乾燥して塞がることを防止することで、粒子形成によるトナーの製造の生産効率を向上させることができた。
The present invention, which is a means for solving the above problems, has the following specific effects.
In the toner production method of the present invention, the toner composition liquid is ejected from a plurality of ejection holes and dried to obtain a toner, so that the ejection holes are dried and blocked when the production of the toner is stopped for maintenance or the like. By preventing this, it was possible to improve the production efficiency of toner production by particle formation.

本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a toner manufacturing apparatus to which a toner manufacturing method of the present invention is applied. FIG. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a droplet ejecting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの下側の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lower side of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置におけるステップ型のホーン型振動子の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a step-type horn-type vibrator in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置におけるエクスポネンシャル型のホーン型振動子の例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an exponential horn-type vibrator in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置におけるコニカル型のホーン型振動子の例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conical horn-type vibrator in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the manufacturing method of the toner of this invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the manufacturing method of the toner of this invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the manufacturing method of the toner of this invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットを複数配列した構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration in which a plurality of droplet ejection units are arranged in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの断面の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of a droplet ejecting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの下側の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lower side of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットにおける液滴化手段を説明する図である。It is a figure explaining the droplet formation means in the droplet jetting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 従来の液滴化手段を説明する図である。It is a figure explaining the conventional droplet formation means. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の振動を説明する図である。It is a figure explaining the vibration of the thin film of the droplet jetting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の基本振動モードにおける振動可能領域と薄膜の振動変位との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the vibration possible area | region in the fundamental vibration mode of the thin film of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of this invention is applied, and the vibration displacement of the thin film. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の2次振動モードにおける振動可能領域と薄膜の振動変位との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the vibration possible area | region in the secondary vibration mode of the thin film of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of this invention is applied, and the vibration displacement of the thin film. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の3次振動モードにおける振動可能領域と薄膜の振動変位との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the vibration possible area | region in the 3rd vibration mode of the thin film of the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of this invention is applied, and the vibration displacement of the thin film. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットで、形状の異なる薄膜を示す図である。It is a figure which shows the thin film from which a shape differs in the droplet ejection unit in the toner manufacturing apparatus to which the manufacturing method of the toner of this invention is applied. 本発明の一実施の形態に係るトナー製造装置の全体構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a toner manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図20の液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the droplet discharge head in the droplet formation unit of FIG. 図20の液滴形成ユニットの構成を示すA−A´線断面図である。It is AA 'line sectional drawing which shows the structure of the droplet formation unit of FIG. N=1、2、3の場合の速度及び圧力変動の定在波を示す概略図である。It is the schematic which shows the standing wave of the speed and pressure fluctuation in the case of N = 1,2,3. 液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッド内の液柱共鳴液室で生じる液柱共鳴現象の様子を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a liquid column resonance phenomenon that occurs in a liquid column resonance liquid chamber in a droplet discharge head in a droplet forming unit. 吐出孔におけるトナー組成液の状態を示す図であり、(a)は吐出孔から吐出したときのトナー組成液の状態を示し、(b)は吐出停止時における吐出孔内のトナー組成液の状態を示している。2A and 2B are diagrams illustrating a state of a toner composition liquid in an ejection hole, where FIG. 3A illustrates the state of the toner composition liquid when ejected from the ejection hole, and FIG. Is shown. 本発明のトナーの製造方法を適用する他のトナー製造装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other toner manufacturing apparatus to which the manufacturing method of the toner of this invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットを示す図で、(a)は液滴噴射ユニット2の概略断面説明図であり、(b)はより詳細に説明するための組立図であり、(c)は液滴噴射ユニットによる液滴形成の説明図である。2A and 2B are diagrams illustrating a droplet ejecting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied, in which FIG. 3A is a schematic cross-sectional explanatory view of the droplet ejecting unit 2 and FIG. (C) is an explanatory view of droplet formation by the droplet ejection unit. 本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における吐出孔の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the discharge hole in the toner manufacturing apparatus to which the manufacturing method of the toner of this invention is applied. 本発明のトナーの製造方法を適用する液柱共鳴吐出方式のトナーの製造装置における吐出孔の断面形状を2段型とする方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a method of making the cross-sectional shape of the ejection hole a two-stage type in a liquid column resonance ejection type toner production apparatus to which the toner production method of the present invention is applied.

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

(トナー製造方法)
従来のトナー製造方法である粉砕法と、本発明のトナー製造方法である噴霧法及び振動噴射法について説明する。
<粉砕法>
従来から行われている一般的なトナーの製造方法であり、トナー組成物を二本ロールや二軸押し出し機などにより溶融混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級を行い、必要に応じてヘンシェルミキサーなどで流動化剤などの外添剤の混合を行う方法である。粗粉砕ではロートプレックスやパルペライザー、微粉砕ではジェットミルやターボミル、分級ではエルボジェットや各種の風力分級装置等の公知の製造装置を用いることができる。
(Toner production method)
A pulverization method that is a conventional toner manufacturing method and a spraying method and a vibration jetting method that are toner manufacturing methods of the present invention will be described.
<Crushing method>
This is a conventional method for producing toner, and the toner composition is melt-kneaded with a two-roll or twin-screw extruder, etc., and after cooling, coarsely pulverized, finely pulverized and classified, and if necessary In this method, external additives such as a fluidizing agent are mixed using a Henschel mixer. A known production apparatus such as a rotoplex or pulverizer can be used for coarse pulverization, a jet mill or a turbo mill can be used for fine pulverization, and an elbow jet or various air classifiers can be used for classification.

<噴霧法>
液体を加圧して吐出孔から噴霧する一流体ノズル(加圧ノズル)噴霧機や液体と圧縮気体を混合して噴霧する多流体スプレーノズル噴霧機、回転する円盤を用いて液体を遠心力により液滴化する回転円盤型噴霧機等を用いて、トナー組成液を気相中で液滴化する方法である。噴霧と乾燥を同時に行うスプレードライシステムとして市販の装置を用いることができるが、十分な乾燥ができない場合は流動床乾燥等の二次乾燥を行い、必要に応じてヘンシェルミキサーなどで流動化剤などの外添剤の混合を行う方法である。
<Spraying method>
One fluid nozzle (pressurizing nozzle) sprayer that pressurizes liquid and sprays it from the discharge hole, multi-fluid spray nozzle sprayer that mixes and sprays liquid and compressed gas, liquid using centrifugal force to rotate liquid In this method, the toner composition liquid is formed into droplets in a gas phase using a rotating disk type sprayer or the like. Commercially available equipment can be used as a spray-drying system that performs spraying and drying at the same time, but if sufficient drying is not possible, secondary drying such as fluidized bed drying is performed, and if necessary, fluidizing agent etc. with a Henschel mixer etc. The external additive is mixed.

<振動噴射法>
同じ開口径の複数の吐出孔を有する薄膜を機械的に振動させることによって、該吐出孔からトナー組成液を周期的に放出することにより均一粒径の液滴を生成し、乾燥してトナー粒子を得る方法である。機械的振動手段は、吐出孔を有する膜に対して垂直方向に振動すればどのような配置でもよいが、本発明においては次の二通りの方式が好ましく用いられる。
一つは、複数の吐出孔を有する薄膜に対して平行な振動面を有し、垂直方向に縦振動する機械的手段(機械的縦振動手段)を用いる方式であり、他の一つは、複数の吐出孔を有する薄膜の吐出孔を設けた領域の周囲に円環状に形成された機械的振動手段(円環状機械的振動手段)を設ける方式である。
以下、各方式について説明する。
<Vibration injection method>
By mechanically vibrating a thin film having a plurality of discharge holes having the same opening diameter, a toner composition liquid is periodically discharged from the discharge holes to generate droplets having a uniform particle diameter, and then dried to form toner particles. Is the way to get. The mechanical vibration means may be arranged in any manner as long as it vibrates in the direction perpendicular to the film having the discharge holes. In the present invention, the following two systems are preferably used.
One is a method using mechanical means (mechanical longitudinal vibration means) having a vibration surface parallel to the thin film having a plurality of discharge holes and longitudinally vibrating in the vertical direction. This is a system in which mechanical vibration means (annular mechanical vibration means) formed in an annular shape is provided around a region where a thin film discharge hole having a plurality of discharge holes is provided.
Hereinafter, each method will be described.

(機械的縦振動手段)
まず、機械的縦振動手段を設けたトナー製造装置の一例について、図1に示す模式的構成図を参照して説明する。
図1は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置の構成を示す図である。
トナー製造装置1は、トナー組成液10を同じ開口径の複数の吐出孔11から周期的に放出し、気相中で液滴化する周期的液滴化工程における液滴化手段としての液滴噴射ユニット2と、この液滴噴射ユニット2が上方に配置され、液滴噴射ユニット2から放出される液滴化されたトナー組成液10の液滴を固化してトナー粒子Tを形成する粒子形成工程における粒子化手段としての粒子形成部(溶媒除去部)3と、粒子形成部3で形成されたトナー粒子Tを捕集するトナー捕集部4と、トナー捕集部4で捕集されたトナー粒子Tがチューブ5を介して移送され、移送されたトナー粒子Tを貯留するトナー貯留手段としてのトナー貯留部6と、トナー組成液10を収容する原料収容部7と、この原料収容部7内から液滴噴射ユニット2に対してトナー組成液10を送液する配管(送液管)8と、稼動時などにトナー組成液10を圧送供給するためのポンプ9とを備えている。
また、原料収容部7から送出されるトナー組成液10は、液滴噴射ユニット2による液滴化現象により自給的に液滴噴射ユニット2に供給されるが、装置稼働時等には上述したように補助的にポンプ9を用いて液供給を行う構成としている。図1において、31は液滴、35は乾燥気体、41はトナー捕集部4のテーパ面、42は気流(渦流)、43はトナー粒子の電荷を中和する除電手段である。
(Mechanical longitudinal vibration means)
First, an example of a toner manufacturing apparatus provided with mechanical longitudinal vibration means will be described with reference to a schematic configuration diagram shown in FIG.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
The toner manufacturing apparatus 1 periodically discharges the toner composition liquid 10 from a plurality of discharge holes 11 having the same opening diameter, and droplets as droplet forming means in a periodic droplet forming process in which droplets are formed in a gas phase. Particle formation in which the ejection unit 2 and the droplet ejection unit 2 are arranged at the upper side and solidify the droplets of the toner composition liquid 10 formed into droplets discharged from the droplet ejection unit 2 to form toner particles T The particle forming unit (solvent removing unit) 3 as the particle forming means in the process, the toner collecting unit 4 for collecting the toner particles T formed by the particle forming unit 3, and the toner collecting unit 4 The toner particles T are transferred through the tube 5, the toner storage unit 6 as a toner storage unit that stores the transferred toner particles T, the raw material storage unit 7 that stores the toner composition liquid 10, and the raw material storage unit 7. From inside to the droplet ejection unit 2 A pipe (liquid feed pipe) 8 for feeding the toner composition liquid 10, and a pump 9 for pumping supplying toner composition liquid 10, such as during operation.
Further, the toner composition liquid 10 delivered from the raw material container 7 is supplied to the droplet ejection unit 2 in a self-sufficient manner due to the droplet formation phenomenon by the droplet ejection unit 2, but as described above when the apparatus is in operation, etc. In addition, the liquid is supplied by using the pump 9 as an auxiliary. In FIG. 1, reference numeral 31 denotes a droplet, 35 denotes a dry gas, 41 denotes a tapered surface of the toner collecting unit 4, 42 denotes an air flow (vortex), and 43 denotes a charge removing unit that neutralizes the charge of the toner particles.

次に、液滴噴射ユニット2について図2、3に基づいて説明する。
図2は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの構成を示す図である。
図3は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの下側の構成を示す図である。
この液滴噴射ユニット2は、複数の吐出孔(以下で、「吐出口」又は「ノズル」と記すことがある。)11が形成された薄膜12と、この薄膜12を振動させる機械的振動手段(以下「振動手段」という)13と、薄膜12と振動手段13との間にトナー組成液10を供給する貯留部(液流路)14を形成する流路部材15とを備えている。
前記複数の吐出孔11を有する薄膜12は、振動手段13の振動面131に対して平行に設置されており、薄膜12の一部がハンダまたはトナー組成液に溶解しない樹脂結着材料によって流路部材15に接合固定されており、振動手段13の振動方向とは実質的に垂直な位置関係となる。
なお、この吐出孔の形状にについては後述する。
この振動手段13の振動発生手段21の上下面に電圧信号が付与されるように、通信手段24が設けられており、駆動信号発生源23からの信号を機械的振動に変換することができる。電気信号を与える通信手段としては、表面を絶縁被覆されたリード線が適している。また、振動手段13は後述する各種ホーン型振動子、ボルト締めランジュバン型振動子など、振動振幅の大きな素子を用いることが、効率的かつ安定なトナー生産には好適である。
Next, the droplet ejecting unit 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a droplet ejecting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram showing a lower configuration of the droplet ejecting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
The droplet ejecting unit 2 includes a thin film 12 in which a plurality of discharge holes (hereinafter may be referred to as “discharge ports” or “nozzles”) 11 and mechanical vibration means for vibrating the thin film 12. (Hereinafter referred to as “vibration means”) 13 and a flow path member 15 that forms a reservoir (liquid flow path) 14 for supplying the toner composition liquid 10 between the thin film 12 and the vibration means 13.
The thin film 12 having the plurality of ejection holes 11 is installed in parallel to the vibration surface 131 of the vibration means 13, and a flow path is formed by a resin binding material in which a part of the thin film 12 does not dissolve in the solder or toner composition liquid. It is bonded and fixed to the member 15 and has a substantially vertical positional relationship with the vibration direction of the vibration means 13.
The shape of the discharge hole will be described later.
The communication means 24 is provided so that a voltage signal is applied to the upper and lower surfaces of the vibration generating means 21 of the vibration means 13, and the signal from the drive signal generating source 23 can be converted into mechanical vibration. As a communication means for providing an electrical signal, a lead wire whose surface is insulated is suitable. In addition, it is suitable for efficient and stable toner production that the vibration means 13 uses elements having a large vibration amplitude such as various horn type vibrators and bolted Langevin type vibrators described later.

振動手段13は、振動を発生する振動発生手段21と、この振動発生手段21で発生した振動を増幅する振動増幅手段22とで構成され、駆動回路(駆動信号発生源)23から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が振動発生手段21の電極21a、21b間に印加されることによって、振動発生手段21に振動が励起され、この振動が振動増幅手段22で増幅され、薄膜12と平行に配置される振動面131が周期的に振動し、この振動面131の振動による周期的な圧力によって薄膜12が所要周波数で振動する。
この振動手段13としては、薄膜12に対して確実な縦振動を一定の周波数で与えることができるものであれば特に制限はなく、適宜選択して使用することができるが、薄膜12を振動させることから、振動発生手段21にはバイモルフ型のたわみ振動の励起される圧電体が好ましい。振動発生手段21である圧電体は、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。振動発生手段21として圧電体を用いると、この圧電体に電圧を印加することにより、たわみ振動が励起され、薄膜12を振動させることが可能となる。
The vibration unit 13 includes a vibration generation unit 21 that generates vibrations and a vibration amplification unit 22 that amplifies the vibrations generated by the vibration generation unit 21. The drive unit (drive signal generation source) 23 drives a required frequency. When a voltage (drive signal) is applied between the electrodes 21 a and 21 b of the vibration generating means 21, vibration is excited in the vibration generating means 21, and this vibration is amplified by the vibration amplifying means 22 and arranged in parallel with the thin film 12. The vibrating surface 131 is periodically vibrated, and the thin film 12 is vibrated at a required frequency by the periodic pressure caused by the vibration of the vibrating surface 131.
The vibrating means 13 is not particularly limited as long as it can give a certain longitudinal vibration to the thin film 12 at a constant frequency, and can be appropriately selected and used, but the thin film 12 is vibrated. Therefore, the vibration generating means 21 is preferably a piezoelectric body that is excited by a bimorph-type flexural vibration. The piezoelectric body that is the vibration generating means 21 has a function of converting electrical energy into mechanical energy. When a piezoelectric body is used as the vibration generating means 21, a flexural vibration is excited by applying a voltage to the piezoelectric body, and the thin film 12 can be vibrated.

振動発生手段21を構成する圧電体としては、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、これらは一般に変位量が小さいため、積層して使用されることが多い。圧電体としては、この他に、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。
振動手段13は、吐出孔11を有する薄膜12に対して垂直方向の振動を与えるものであれば、どのような配置でもよいが、振動面131と薄膜12とは平行に配置される。
図2に示す例では振動発生手段21と振動増幅手段22で構成される振動手段13としてホーン型振動子を用いており、振動増幅手段22としてホーンを用いている。ホーン型振動子は、圧電素子などの振動発生手段21の振幅を、ホーンなどの振動増幅手段22で増幅することができるため、機械的振動を発生する振動発生手段21自体は小さな振動でよく、機械的負荷が軽減するために生産装置としての長寿命化につながる。
Examples of the piezoelectric body constituting the vibration generating means 21 include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT), and these are generally used in a stacked manner because of their small displacement. Other examples of the piezoelectric body include piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), single crystals such as quartz, LiNbO 3 , LiTaO 3 , and KNbO 3 .
The vibration means 13 may be arranged in any manner as long as it can vibrate in the vertical direction with respect to the thin film 12 having the ejection holes 11, but the vibration surface 131 and the thin film 12 are arranged in parallel.
In the example shown in FIG. 2, a horn type vibrator is used as the vibration means 13 including the vibration generation means 21 and the vibration amplification means 22, and a horn is used as the vibration amplification means 22. The horn-type vibrator can amplify the amplitude of the vibration generating means 21 such as a piezoelectric element by the vibration amplifying means 22 such as a horn. Since the mechanical load is reduced, the life of the production apparatus is extended.

図4は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置におけるステップ型のホーン型振動子の構成を示す図である。
図5は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置におけるエクスポネンシャル型のホーン型振動子の構成を示す図である。
図6は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置におけるコニカル型のホーン型振動子の構成を示す図である。
振動手段13としてのホーン型振動子としては、公知の代表的なホーン形状でよく、例えば図4に示すようなステップ型のホーン型振動子、図5に示すようなエクスポネンシャル型のホーン型振動子、図6に示すようなコニカル型のホーン型振動子などを挙げることができる。
これらのホーン型振動子は、図2に示すように、ホーン(振動増幅手段22)の面積の大きい面に圧電体(振動発生手段21)が配置され、圧電体(振動発生手段21)は縦振動を利用し、ホーン(振動増幅手段22)の効率的な振動を誘起し、ホーン(振動増幅手段22)に面積の小さい面を振動面131として、この振動面131が最大振動面となるように設計されている。圧電体(振動発生手段21)の上方と下方には通信手段(リード線)24が配置され、駆動回路23より交流電圧信号を与える。これらホーン振動子の最大振動面は、振動面131となるように形状を設計されるものである。
また、振動手段13としては、特に高強度なボルト締めランジュバン型振動子を用いることもできる。このボルト締めランジュバン型振動子は圧電セラミックスが機械的に結合されており、高振幅励振時に破損することがない。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a step-type horn-type vibrator in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an exponential horn-type vibrator in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a conical horn-type vibrator in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
As the horn type vibrator as the vibration means 13, a known typical horn shape may be used. For example, a step type horn type vibrator as shown in FIG. 4 or an exponential horn type as shown in FIG. Examples thereof include a vibrator and a conical horn vibrator as shown in FIG.
In these horn type vibrators, as shown in FIG. 2, a piezoelectric body (vibration generating means 21) is arranged on the surface of the horn (vibration amplifying means 22) having a large area, and the piezoelectric body (vibration generating means 21) is longitudinal. The vibration is used to induce efficient vibration of the horn (vibration amplifying means 22), and the surface of the horn (vibration amplifying means 22) is defined as a vibration surface 131 so that the vibration surface 131 becomes the maximum vibration surface. Designed to. A communication means (lead wire) 24 is disposed above and below the piezoelectric body (vibration generating means 21), and an AC voltage signal is given from the drive circuit 23. The maximum vibration surface of these horn vibrators is designed so as to be the vibration surface 131.
Further, as the vibration means 13, a particularly high-strength bolted Langevin type vibrator can be used. This bolted Langevin type vibrator is mechanically coupled with piezoelectric ceramics and will not be damaged during high amplitude excitation.

次に、図1に示す貯留部14、振動手段13及び薄膜12の構成を、図2の概略図を用いて詳細に説明する。
貯留部14には、液供給チューブ18が少なくとも1箇所設けられており、一部断面図に示されるように、流路を通じて貯留部14にトナー組成液10が導入される。また、必要に応じて気泡排出チューブ19を設けることも可能である。流路部材15に取り付けた図示しない支持部材によって液滴噴射ユニット2が粒子形成部3の天面部に設置保持されている。なお、図1に示すトナー製造装置では、粒子形成部3の天面部に液滴噴射ユニット2を配置している例で説明しているが、粒子形成部3となる乾燥部側面壁又は底部に液滴噴射ユニット2を設置する構成とすることもできる。
Next, the structure of the storage part 14, the vibration means 13, and the thin film 12 shown in FIG. 1 is demonstrated in detail using the schematic of FIG.
The reservoir 14 is provided with at least one liquid supply tube 18, and the toner composition liquid 10 is introduced into the reservoir 14 through a flow path as shown in a partial cross-sectional view. Moreover, it is also possible to provide the bubble discharge tube 19 as needed. The droplet ejection unit 2 is installed and held on the top surface portion of the particle forming unit 3 by a support member (not shown) attached to the flow path member 15. In the toner manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the example in which the droplet ejecting unit 2 is arranged on the top surface of the particle forming unit 3 has been described. It can also be set as the structure which installs the droplet ejection unit 2. FIG.

機械的振動を発生する振動手段13の大きさは、発振振動数の減少に伴って大きくなることが一般的であり、必要な周波数に応じて、適宜振動手段に直接穴あけ加工を施し貯留部を設けることができる。また、貯留部14全体を効率的に振動させることも可能である。
この場合、振動面とは、前記複数の吐出孔を有する薄膜が貼り合わされた面と定義される。
このような構成の液滴噴射ユニットの異なる例について図7及び図8を参照して説明する。
図7は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの他の構成を示す図である。
図7に示す液滴噴射ユニット2は、振動手段として、振動発生部としての圧電体81及び振動増幅部としてのホーン82で構成されるホーン型振動子13を用いて、ホーン82の一部に貯留部(流路)14を形成したものである。この液滴噴射ユニット2は、ホーン型振動子13のホーン82に一体形成した固定部(フランジ部)83によって、図1に示す粒子形成部3(乾燥手段)の壁面に固定されていることが好ましい、振動の損失を防ぐ観点から、図示しない弾性体を用いて固定してもよい。図7において、131は振動面、11は吐出孔、12は薄膜、18は液供給チューブ、19は気泡排出チューブである。
In general, the size of the vibration means 13 that generates mechanical vibration increases as the oscillation frequency decreases. Can be provided. It is also possible to vibrate the entire storage unit 14 efficiently.
In this case, the vibration surface is defined as a surface on which the thin film having the plurality of ejection holes is bonded.
Different examples of the droplet ejecting unit having such a configuration will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a diagram showing another configuration of the droplet ejecting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
The droplet ejecting unit 2 shown in FIG. 7 uses a horn-type vibrator 13 including a piezoelectric body 81 as a vibration generating unit and a horn 82 as a vibration amplifying unit as a vibrating unit, and a part of the horn 82 is used. A reservoir (flow path) 14 is formed. The droplet jetting unit 2 is fixed to the wall surface of the particle forming unit 3 (drying means) shown in FIG. 1 by a fixing unit (flange unit) 83 formed integrally with the horn 82 of the horn type vibrator 13. From the viewpoint of preventing vibration loss, it may be fixed using an elastic body (not shown). In FIG. 7, 131 is a vibration surface, 11 is a discharge hole, 12 is a thin film, 18 is a liquid supply tube, and 19 is a bubble discharge tube.

図8は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの他の構成を示す図である。
図8に示す液滴噴射ユニット2は、振動発生部としての圧電体211、212及びホーン221、222がボルトで機械的に強固に固定されて構成されるボルト締めランジュバン型振動子13を振動手段として用いて、ホーン221に貯留部(流路)14を形成したものである。周波数条件により、ホーン221が大きくなる場合もあり、図示のようにホーン221の一部に、液供給チューブ18(流体導入/排出路)及び貯留部14を加工し、複数の薄膜を有する金属薄膜を貼り付けることができる。図8において、131は振動面、11は吐出孔、12は薄膜、19は気泡排出チューブである。
なお、図1では、液滴噴射ユニット2が1個だけ粒子形成部3に取り付けられている例を示しているが、複数個の液滴噴射ユニット2を粒子形成部3(乾燥塔)上部に並列にすることが、生産性向上の観点から好ましい。液滴噴射ユニットの個数は100〜1000個の範囲であることが、制御性の観点から好ましい。この場合、液滴噴射ユニット2の各貯留部14には配管8を介して原料収容部(共通液溜め)7に通じ、トナー組成液10が供給される構成とする。トナー組成液10は、液滴化に伴って自給的に供給される構成とすることもできるし、また、装置稼働時等に、補助的にポンプ9を用いて液供給を行う構成とすることもできる。
FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the droplet ejecting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
The droplet jetting unit 2 shown in FIG. 8 vibrates a bolt-clamped Langevin type vibrator 13 configured by mechanically firmly fixing piezoelectric bodies 211 and 212 and horns 221 and 222 as vibration generating units with bolts. In this case, the storage part (flow path) 14 is formed in the horn 221. Depending on the frequency conditions, the horn 221 may become large, and a metal thin film having a plurality of thin films by processing the liquid supply tube 18 (fluid introduction / discharge path) and the reservoir 14 in a part of the horn 221 as shown in the figure. Can be pasted. In FIG. 8, 131 is a vibration surface, 11 is a discharge hole, 12 is a thin film, and 19 is a bubble discharge tube.
FIG. 1 shows an example in which only one droplet jetting unit 2 is attached to the particle forming unit 3, but a plurality of droplet jetting units 2 are arranged above the particle forming unit 3 (drying tower). Paralleling is preferable from the viewpoint of improving productivity. The number of droplet ejection units is preferably in the range of 100 to 1000 from the viewpoint of controllability. In this case, the toner composition liquid 10 is supplied to each storage section 14 of the droplet ejection unit 2 through the pipe 8 to the raw material storage section (common liquid reservoir) 7. The toner composition liquid 10 can be configured to be supplied in a self-contained manner along with droplet formation, or can be configured to supply the liquid supplementarily using the pump 9 during operation of the apparatus. You can also.

液滴噴射ユニットの他の例について図9を参照して説明する。
図9は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの他の構成を示す図である。
図9に示す液滴噴射ユニット2は、振動手段としてホーン型振動子13を用いている。このホーン型振動子13の周囲を囲んでトナー組成液10を供給する流路部材15を配置し、ホーン型振動子13のホーン221に、薄膜12と対向する部分に貯留部14を形成している。さらに、流路部材15の周囲に所要の間隔を置いて気流35を流す気流路37を形成する気流路形成部材36を配置している。なお、図示を簡略化するため、薄膜12の吐出孔11は1個で示しているが、上述したように複数個設けられている。図9において、18は液供給チューブ、211は圧電体である。
図10は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットを複数配列した構成を示す図である。
また、図10に示すように、複数、例えば制御性の観点からは100〜1000個の液滴噴射ユニット2を、図1に示す粒子形成部3を構成する乾燥塔の上部に並べて配置する。これにより、より生産性の向上を図ることができる。
Another example of the droplet ejecting unit will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the droplet ejecting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
The droplet ejecting unit 2 shown in FIG. 9 uses a horn type vibrator 13 as a vibrating means. A flow path member 15 for supplying the toner composition liquid 10 is disposed so as to surround the horn type vibrator 13, and a storage portion 14 is formed on a horn 221 of the horn type vibrator 13 at a portion facing the thin film 12. Yes. Further, an air flow path forming member 36 that forms an air flow path 37 through which the air flow 35 flows is disposed around the flow path member 15 at a required interval. In addition, in order to simplify illustration, although the single discharge hole 11 of the thin film 12 is shown, as described above, a plurality of discharge holes 11 are provided. In FIG. 9, 18 is a liquid supply tube, and 211 is a piezoelectric body.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration in which a plurality of droplet ejection units are arranged in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
As shown in FIG. 10, from the viewpoint of controllability, a plurality of, for example, 100 to 1000 droplet ejection units 2 are arranged side by side on the top of the drying tower constituting the particle forming unit 3 shown in FIG. Thereby, productivity can be further improved.

(円環状機械的振動手段)
リング式の液滴噴射ユニット2について図11ないし図13を参照して説明する。
なお、図11は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの断面の構成を示す図である。
図12は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの下側の構成を示す図である。
図13は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットにおける液滴化手段を説明する図である。
この液滴噴射ユニット2は、図11に示すように、少なくともトナー組成液10を液滴化して放出させる液滴化手段16と、この液滴化手段16にトナー組成液10を供給する貯留部(液流路)14を形成した流路部材15とを備えている。
液滴化手段16は、複数の吐出孔(吐出口)11が形成された薄膜12と、この薄膜12を振動させる円環状の振動発生手段(電気機械変換手段)17とで構成されている。ここで、薄膜12は、最外周部(図12の斜線を施して示す領域)をハンダ又はトナー組成液に溶解しない樹脂結着材料によって流路部材15に接合固定している。
振動発生手段17は、図13に示す、薄膜12の変形可能領域161(流路部材15に固定されていない領域)内の吐出孔11を設けた領域の周囲に配されている。図11に示すように、この振動発生手段17には、通信手段(リード線)24を通じて駆動回路(駆動信号発生源)23から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が印加されることで、例えば撓み振動を発生する。図11において、20は支持部材、18は液供給チューブ、19は気泡排出チューブである。
(Annular mechanical vibration means)
The ring type droplet ejecting unit 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a droplet ejecting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 12 is a diagram showing a lower configuration of the droplet ejecting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 13 is a diagram illustrating droplet forming means in a droplet ejecting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
As shown in FIG. 11, the droplet ejecting unit 2 includes at least a droplet forming unit 16 that discharges the toner composition liquid 10 into droplets, and a storage unit that supplies the toner composition liquid 10 to the droplet forming unit 16. (Liquid flow path) 14 having a flow path member 15 formed thereon.
The droplet forming unit 16 includes a thin film 12 having a plurality of discharge holes (discharge ports) 11 and an annular vibration generating unit (electromechanical conversion unit) 17 that vibrates the thin film 12. Here, the thin film 12 is bonded and fixed to the flow path member 15 with a resin binding material that does not dissolve in the solder or the toner composition liquid at the outermost peripheral portion (the region indicated by hatching in FIG. 12).
The vibration generating means 17 is arranged around a region provided with the discharge holes 11 in the deformable region 161 (region not fixed to the flow path member 15) of the thin film 12 shown in FIG. As shown in FIG. 11, a drive voltage (drive signal) having a required frequency is applied to the vibration generating means 17 from a drive circuit (drive signal generating source) 23 through a communication means (lead wire) 24. Generates flexural vibration. In FIG. 11, 20 is a support member, 18 is a liquid supply tube, and 19 is a bubble discharge tube.

液滴化手段16は、貯留部14に臨む複数の吐出孔11を有する薄膜12の変形可能領域161内の吐出孔11を設けた領域の周囲に円環状の振動発生手段17が配されていることによって、例えば図14に示す比較例構成のように振動発生手段17が薄膜12の周囲を保持している構成に比べて、相対的に薄膜12の変位量が大きくなり、この大きな変位量が得られる比較的大面積(φ1mm以上)の領域に複数の吐出孔11を配置することができ、これら複数の吐出孔11より一度に多くの液滴を安定的に形成して放出することができるようになる。   In the droplet forming means 16, an annular vibration generating means 17 is arranged around a region where the discharge holes 11 are provided in the deformable region 161 of the thin film 12 having a plurality of discharge holes 11 facing the storage portion 14. Accordingly, for example, as compared with the configuration in which the vibration generating means 17 holds the periphery of the thin film 12 as in the comparative example configuration shown in FIG. A plurality of discharge holes 11 can be arranged in a region having a relatively large area (φ1 mm or more) to be obtained, and more liquid droplets can be stably formed and discharged at once from the plurality of discharge holes 11. It becomes like this.

図14は、従来の液滴化手段を説明する図である。
(液滴形成メカニズム)
次に、この液滴化手段としての液滴噴射ユニット2による液滴形成のメカニズムについて説明する。
上述したように液滴噴射ユニット2は、貯留部14に臨む複数の吐出孔11を有する薄膜12に、機械的振動手段である振動手段13によって発生した振動を伝播させて、薄膜12を周期的に振動させ、比較的大面積(φ1mm以上)の領域に複数の吐出孔11を配置し、それら複数の吐出孔11より液滴を周期的に、安定に形成して放出することができるようになる。
図15は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の振動を説明する図である。
図16は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の基本振動モードにおける振動可能領域と薄膜の振動変位との関係を示す図である。
図15(a)、(b)に示すように、単純円形の薄膜12の周辺部121を固定した場合、基本振動は周辺が節になり、図16に示すように、薄膜12の中心Oで変位ΔLが最大(ΔLmax)となる断面形状となり、振動方向に周期的に上下振動する。
図17は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の2次振動モードにおける振動可能領域と薄膜の振動変位との関係を示す図である。
図18は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットの薄膜の3次振動モードにおける振動可能領域と薄膜の振動変位との関係を示す図である。
また、図17及び図18に示すような、より高次のモードが存在することが知られている。これらの振動モードは、円形の薄膜12内に、同心円状に1ないし複数の節を持ち、実質的に軸対称な変形形状である。
図19は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットで、形状の異なる薄膜を示す図である。
また、図19に示すように、薄膜12の中心部を凸形状122とすることで液滴31の進行方向を制御し、かつ振動振幅量を調整することが可能である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a conventional droplet forming means.
(Droplet formation mechanism)
Next, the mechanism of droplet formation by the droplet ejecting unit 2 as the droplet forming means will be described.
As described above, the droplet ejecting unit 2 causes the thin film 12 having a plurality of ejection holes 11 facing the storage portion 14 to propagate the vibration generated by the vibration means 13 that is a mechanical vibration means, thereby causing the thin film 12 to periodically move. So that a plurality of discharge holes 11 are arranged in a relatively large area (φ1 mm or more), and droplets can be periodically and stably formed and discharged from the plurality of discharge holes 11. Become.
FIG. 15 is a diagram for explaining the vibration of the thin film of the droplet ejecting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the vibratable region and the vibration displacement of the thin film in the basic vibration mode of the thin film of the droplet jetting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
As shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), when the peripheral portion 121 of the simple circular thin film 12 is fixed, the periphery of the basic vibration is a node, and as shown in FIG. The cross-sectional shape is such that the displacement ΔL is maximum (ΔLmax), and the vertical vibration is periodically performed in the vibration direction.
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the vibrable region and the thin film vibration displacement in the secondary vibration mode of the thin film of the droplet ejecting unit in the toner production apparatus to which the toner production method of the present invention is applied.
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the vibrable region and the vibration displacement of the thin film in the third vibration mode of the thin film of the droplet ejecting unit in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
Further, it is known that higher order modes as shown in FIGS. 17 and 18 exist. These vibration modes have one or a plurality of nodes concentrically in the circular thin film 12, and are substantially axisymmetric deformation shapes.
FIG. 19 is a diagram showing thin films having different shapes in a droplet jetting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
In addition, as shown in FIG. 19, by making the central portion of the thin film 12 have a convex shape 122, the traveling direction of the droplet 31 can be controlled and the vibration amplitude can be adjusted.

円形薄膜12の振動により、円形の薄膜各所に設けられた吐出孔11の近傍の液体には、薄膜12の振動速度Vに比例した音圧Pacが発生する。音圧は、媒質(トナー組成液10)の放射インピーダンスZの反作用として生じることが知られており、音圧は、放射インピーダンスと膜振動速度Vmの積で下記の方程式(1)を用いて表される。
ac(r,t)=Z・V(r,t) (1)
薄膜12の振動速度Vは時間とともに周期的に変動しているため時間(t)の関数であり、例えばサイン波形、矩形波形など、様々な周期変動を形成することが可能である。また、前述のとおり、薄膜12の各所で振動方向の振動変位は異なっており、Vは、薄膜12上の位置座標の関数でもある。本発明で用いられる薄膜12の振動形態は、上述のとおり中心軸に対称である。したがって、実質的には半径(r)座標の関数となる。
以上のように、分布を持った薄膜12の振動変位速度に対して、それに比例する音圧が発生し、音圧の周期的変化に対応してトナー組成液10が、外部に吐出される。
外部へ周期的に排出されたトナー組成液10は、トナー組成液10の液相と外部の空気である気相との表面張力差によって球体を形成するため、液滴化が周期的に発生する。
Due to the vibration of the circular thin film 12, a sound pressure P ac proportional to the vibration velocity V m of the thin film 12 is generated in the liquid in the vicinity of the discharge holes 11 provided at various locations on the circular thin film. Sound pressure, medium to occur as a reaction of the radiation impedance Z r are known for (toner constituent liquid 10), sound pressure, using Equation (1) below the product of the radiation impedance and film vibration velocity Vm expressed.
P ac (r, t) = Z r · V m (r, t) (1)
Is a function of time (t) since the vibration velocity V m of the thin film 12 fluctuates periodically with time, for example a sine wave, such as a rectangular waveform, it is possible to form various periodic variations. Further, as described above, the vibration displacement in the vibration direction is different in each part of the thin film 12, and V m is also a function of position coordinates on the thin film 12. As described above, the vibration mode of the thin film 12 used in the present invention is symmetric with respect to the central axis. Therefore, it is substantially a function of the radius (r) coordinate.
As described above, a sound pressure proportional to the vibration displacement speed of the thin film 12 having a distribution is generated, and the toner composition liquid 10 is discharged to the outside in accordance with the periodic change of the sound pressure.
The toner composition liquid 10 periodically discharged to the outside forms spheres due to a difference in surface tension between the liquid phase of the toner composition liquid 10 and the gas phase, which is external air, and thus droplet formation occurs periodically. .

液滴化を可能とする薄膜12の振動周波数としては20kHz〜2.0MHzの領域が用いられ、50kHz〜500kHzの範囲がより好適に用いられる。20kHz以上の振動周期であれば、液体の励振によって、トナー組成液10中の顔料やワックスなどの微粒子の分散が促進される。
さらには、音圧の変位量が、10kPa以上となることによって、微粒子分散促進作用がより好適に発生する。
ここで、形成される液滴31の直径は、薄膜12の吐出孔11近傍における振動変位が大きいほど大きくなる傾向にあり、振動変位が小さい場合、小滴が形成されるか、または液滴化しない。このような、各吐出孔11の部位における液滴サイズのばらつきを低減するためには、吐出孔11の配置を、膜振動変位の最適な位置に規定することが必要である。
As the vibration frequency of the thin film 12 that enables droplet formation, a region of 20 kHz to 2.0 MHz is used, and a range of 50 kHz to 500 kHz is more preferably used. If the vibration period is 20 kHz or more, the dispersion of fine particles such as pigment and wax in the toner composition liquid 10 is promoted by the excitation of the liquid.
Furthermore, when the displacement of the sound pressure is 10 kPa or more, the fine particle dispersion promoting action is more preferably generated.
Here, the diameter of the formed droplet 31 tends to increase as the vibration displacement in the vicinity of the discharge hole 11 of the thin film 12 increases. When the vibration displacement is small, a droplet is formed or the droplet is formed. do not do. In order to reduce the variation in the droplet size at each discharge hole 11 as described above, it is necessary to define the arrangement of the discharge holes 11 at the optimum position of the membrane vibration displacement.

本発明のトナーの製造方法では、図16ないし18で説明されるように、機械的振動手段13により発生する吐出孔11の近傍における薄膜12の振動方向変位ΔLの最大値ΔLmaxと最小値でΔLminの比R(=ΔLmax/ΔLmin)が、2.0以内である部位に吐出孔11が配置することにより、液滴サイズのばらつきを、高画質な画像を提供することのできるトナー微粒子として必要な粒度分布にすることができる。
トナー組成液10の条件を変更し、粘度20mPa・s以下、表面張力20〜75mN/mの領域においてサテライトの発生開始領域が同様であったことから、音圧の変位量が、500kPa以下であることが必要となる。更に好適には100kPa以下である。
In the toner manufacturing method of the present invention, as will be described with reference to FIGS. 16 to 18, the maximum value ΔLmax and the minimum value ΔLmin of the vibration direction displacement ΔL of the thin film 12 in the vicinity of the discharge hole 11 generated by the mechanical vibration means 13 are used. When the ejection holes 11 are arranged in a portion where the ratio R (= ΔLmax / ΔLmin) is 2.0 or less, variation in droplet size is necessary as toner fine particles capable of providing a high-quality image. A particle size distribution can be obtained.
The conditions of the toner composition liquid 10 were changed, and since the satellite generation start region was the same in the region where the viscosity was 20 mPa · s or less and the surface tension was 20 to 75 mN / m, the displacement of the sound pressure was 500 kPa or less. It will be necessary. More preferably, it is 100 kPa or less.

(複数の吐出孔を有する薄膜)
吐出孔11を有する薄膜12は、先にも述べたように、トナー組成物10の溶解ないし分散液を、吐出させて液滴とする部材である。この薄膜12の材質、吐出孔11の形状は、後述する。
(Thin film with multiple discharge holes)
As described above, the thin film 12 having the discharge holes 11 is a member that discharges the dissolved or dispersed liquid of the toner composition 10 to form droplets. The material of the thin film 12 and the shape of the discharge hole 11 will be described later.

(液柱共鳴方式)
図20は、本発明の液柱共鳴を用いたトナー製造装置の全体構成を示す断面図である。
図21は、図20の液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
図22は、図20の液滴形成ユニットの構成を示すA−A´線断面図である。
図20に示す本実施の形態のトナー製造装置1は、主に、液滴形成ユニット10及び乾燥捕集ユニット30を含んで構成されている。液滴形成ユニット10は、吐出孔によって外部と連通する液噴射領域を有する液室であって液柱共鳴定在波が発生する液柱共鳴液室内のトナー組成液を液滴として吐出孔から噴射する液滴化手段である液滴吐出ヘッド11を複数配列して構成されている。各液滴吐出ヘッド11の両側には液滴吐出ヘッド11から吐出したトナー組成液の液滴が乾燥捕集ユニット30側に流出されるように図示していない気流発生手段によって発生する気流が通る気流通路12が設けられている。また、液滴形成ユニット10は、トナー原料であるトナー組成液14を収容する原料収容器13と、原料収容器13に収容されているトナー組成液14を液供給管16を通して液滴吐出ヘッド11内の液共通供給路17に供給し、更に液戻り管22を通って原料収容器13に戻すために液供給管16内のトナー組成液14を圧送する液循環ポンプ15とを含んで構成されている。更に、液滴吐出ヘッド11は、図21に示すように、液共通供給路17及び液柱共鳴液室18を含んで構成されている。液柱共鳴液室18は、長手方向の両端の壁面のうち一方の壁面に設けられた液共通供給路17と連通されている。また、液柱共鳴液室18は、両端の壁面と連結する壁面のうち一つの壁面にトナー液滴21を吐出する吐出孔19と、吐出孔19と対向する壁面に設けられ、かつ液柱共鳴定在波を形成するために高周波振動を発生する振動発生手段20とを有している。なお、振動発生手段20には、図示していない高周波電源が接続されている。
(Liquid column resonance method)
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a toner manufacturing apparatus using liquid column resonance according to the present invention.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a configuration of a droplet discharge head in the droplet formation unit of FIG.
FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line AA ′ showing the configuration of the droplet forming unit of FIG.
The toner manufacturing apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 20 mainly includes a droplet forming unit 10 and a dry collection unit 30. The droplet forming unit 10 is a liquid chamber having a liquid ejecting region communicating with the outside through an ejection hole, and ejects the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber in which the liquid column resonance standing wave is generated from the ejection hole as a droplet. A plurality of droplet discharge heads 11 as droplet forming means are arranged. Airflow generated by airflow generation means (not shown) passes through both sides of each droplet discharge head 11 so that the droplets of the toner composition liquid discharged from the droplet discharge head 11 flow out to the dry collection unit 30 side. An airflow passage 12 is provided. Further, the droplet forming unit 10 includes a raw material container 13 that stores a toner composition liquid 14 that is a toner raw material, and a liquid droplet discharge head 11 that passes the toner composition liquid 14 stored in the raw material container 13 through a liquid supply pipe 16. And a liquid circulation pump 15 that pumps the toner composition liquid 14 in the liquid supply pipe 16 to be supplied to the liquid common supply path 17 and then returned to the raw material container 13 through the liquid return pipe 22. ing. Furthermore, as shown in FIG. 21, the droplet discharge head 11 includes a liquid common supply path 17 and a liquid column resonance liquid chamber 18. The liquid column resonance liquid chamber 18 communicates with a liquid common supply path 17 provided on one of the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction. The liquid column resonance liquid chamber 18 is provided on a wall surface facing the discharge hole 19 and a discharge hole 19 that discharges the toner droplet 21 to one wall surface of the wall surfaces connected to both ends. In order to form a standing wave, it has vibration generating means 20 that generates high-frequency vibration. The vibration generating means 20 is connected to a high frequency power source (not shown).

また、図20に示す乾燥捕集ユニット30は、チャンバ31及びトナー捕集部32を含んで構成されている。チャンバ31内では、図示していない気流発生手段によって発生する気流と下降気流33が合流した大きな下降気流が形成されている。液滴噴射ユニット10の液滴吐出ヘッド11から噴射されたトナー液滴21は、重力によってのみではなく、下降気流33によっても下方に向けて搬送されるため、噴射されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速されることを抑制できる。これにより、トナー液滴21を連続的に噴射したときに、前に噴射されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速し、後に噴射されたトナー液滴21が前に噴射されたトナー液滴21に追い付くことで、トナー液滴21同士が合着して一体となり、トナー液滴21の粒径が大きくなることを防止できる。なお、気流発生手段として、上流部分に送風機を設けて加圧する方法と、トナー捕集部32より吸引して減圧する方法のいずれを採用することもできる。また、トナー捕集部32には、鉛直方向に平行な軸周りに回転するような回転気流を発生させる回転気流発生装置(図示せず)が配置されている。更に、トナー捕集部32には、チャンバ31と連通するトナー捕集チューブ34を通った乾燥・固化されたトナー粒子を貯留するトナー貯留部35を有している。   Further, the dry collection unit 30 shown in FIG. 20 includes a chamber 31 and a toner collection unit 32. In the chamber 31, a large descending airflow is formed by combining the airflow generated by the airflow generating means (not shown) and the descending airflow 33. Since the toner droplet 21 ejected from the droplet ejection head 11 of the droplet ejecting unit 10 is conveyed downward not only by gravity but also by a descending airflow 33, the ejected toner droplet 21 is air. It can suppress decelerating by resistance. Thereby, when the toner droplet 21 is continuously ejected, the toner droplet 21 ejected before is decelerated by the air resistance, and the toner droplet 21 ejected later is the toner droplet 21 ejected before. By catching up with the toner droplets 21, it is possible to prevent the toner droplets 21 from being joined and integrated to increase the particle size of the toner droplets 21. As the air flow generation means, either a method of providing a blower in the upstream portion and pressurizing, or a method of suctioning from the toner collecting unit 32 and reducing the pressure can be employed. In addition, a rotating airflow generator (not shown) that generates a rotating airflow that rotates around an axis parallel to the vertical direction is disposed in the toner collecting unit 32. Further, the toner collecting unit 32 has a toner storing unit 35 that stores dried and solidified toner particles that have passed through a toner collecting tube 34 that communicates with the chamber 31.

次に、本実施の形態のトナー製造装置におけるトナー製造工程について概説する。
図20に示す原料収容器13に収容されているトナー組成液14は、当該トナー組成液14を循環させるための液循環ポンプ15によって液供給管16を通って、図22に示す液滴形成ユニット10の液共通供給路17内に流入し、図21に示す液滴吐出ヘッド11の液柱共鳴液室18に供給される。そして、トナー組成液14が充填されている液柱共鳴液室18内には、振動発生手段20によって発生する液柱共鳴定在波により圧力分布が形成される。そして、液柱共鳴定在波において振幅の大きな部分であって圧力変動が大きい、定在波の腹となる領域に配置されている吐出孔19からトナー液滴21が吐出される。この液柱共鳴による定在波の腹となる領域とは、定在波の節以外の領域を意味するものである。好ましくは、定在波の圧力変動が液を吐出するのに十分な大きさの振幅を有する領域であり、より好ましくは圧力定在波の振幅が極大となる位置(速度定在波としての節)から極小となる位置に向かって±1/4波長の範囲である。定在波の腹となる領域であれば、吐出孔が複数で開口されていても、それぞれからほぼ均一な液滴を形成することができ、更には効率的に液滴の吐出を行うことができ、吐出孔の詰まりも生じ難くなる。なお、液共通供給路17を通過したトナー組成液14は液戻り管22を流れて原料収容器13に戻される。トナー液滴21の吐出によって液柱共鳴液室18内のトナー組成液14の量が減少すると、液柱共鳴液室18内の液柱共鳴定在波の作用による吸引力が作用し、液共通供給路17から供給されるトナー組成液14の流量が増加し、液柱共鳴液室18内にトナー組成液14が補充される。そして、液柱共鳴液室18内にトナー組成液14が補充されると、液共通供給路17を通過するトナー組成液14の流量が元に戻り、液供給管16及び液戻り管22には装置内を循環するトナー組成液14の流れが再び形成された状態となる。一方、液滴噴射ユニット10の液滴吐出ヘッド11から噴射されたトナー液滴21は、図1に示すように、重力によってのみではなく、図示していない気流発生手段によって発生する気流が気流通路12を通り形成される下降気流33によって下方に向けて搬送される。次に、トナー捕集部32における図示していない回転気流発生装置が発生させる回転気流と下降気流33とによって、トナー捕集部32を構成する円錐状内壁面に沿って螺旋気流が形成され、トナー粒子はその螺旋気流にのって層流状態で乾燥、固化される。乾燥、固化されたトナー粒子はトナー捕集チューブ34を通ってトナー貯留部35に収納される。
なお、液滴吐出ヘッド11における液柱共鳴液室18は、金属やセラミックス、シリコンなどの駆動周波数において液体の共鳴周波数に影響を与えない程度の高い剛性を持つ材質により形成されるフレームがそれぞれ接合されて形成されている。また、図21に示すように、液柱共鳴液室18の長手方向の両端の壁面間の長さLは、液柱共鳴原理に基づいて決定される。また、図22に示す液柱共鳴液室18の幅Wは、液柱共鳴に余分な周波数を与えないように、液柱共鳴液室18の長さLの2分の1より小さいことが望ましい。更に、液柱共鳴液室18は、生産性を飛躍的に向上させるために1つの液滴形成ユニット10に対して複数配置されているほうが好ましい。その範囲に限定はないが、100〜2000個の液柱共鳴液室18が備えられた1つの液滴形成ユニットであれば操作性と生産性が両立でき、最も好ましい。また、液柱共鳴液室毎に、液供給のための流路が液共通供給路17から連通接続されており、液共通供給路17には複数の液柱共鳴液室18と連通している。
Next, an outline of the toner manufacturing process in the toner manufacturing apparatus of the present embodiment will be described.
The toner composition liquid 14 accommodated in the raw material container 13 shown in FIG. 20 is passed through the liquid supply pipe 16 by the liquid circulation pump 15 for circulating the toner composition liquid 14, and then the droplet forming unit shown in FIG. The liquid common resonance supply chamber 17 of the liquid droplet ejection head 11 shown in FIG. A pressure distribution is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 filled with the toner composition liquid 14 by the liquid column resonance standing wave generated by the vibration generating means 20. Then, the toner droplet 21 is ejected from the ejection hole 19 arranged in a region where the amplitude of the liquid column resonance standing wave has a large amplitude and the pressure fluctuation is large and becomes the antinode of the standing wave. The region that becomes the antinode of the standing wave due to the liquid column resonance means a region other than the node of the standing wave. Preferably, it is a region where the pressure fluctuation of the standing wave has an amplitude large enough to discharge the liquid, and more preferably a position where the amplitude of the pressure standing wave becomes a maximum (a section as a velocity standing wave). ) To a minimum position in a range of ± 1/4 wavelength. If the region is an antinode of a standing wave, even if there are a plurality of discharge holes, substantially uniform droplets can be formed from each, and moreover, the droplets can be discharged efficiently. And clogging of the discharge holes is less likely to occur. The toner composition liquid 14 that has passed through the common liquid supply path 17 flows through the liquid return pipe 22 and is returned to the raw material container 13. When the amount of the toner composition liquid 14 in the liquid column resonance liquid chamber 18 decreases due to the ejection of the toner droplets 21, a suction force due to the action of the liquid column resonance standing wave in the liquid column resonance liquid chamber 18 acts, and the liquid common The flow rate of the toner composition liquid 14 supplied from the supply path 17 increases, and the toner composition liquid 14 is replenished into the liquid column resonance liquid chamber 18. Then, when the toner composition liquid 14 is replenished in the liquid column resonance liquid chamber 18, the flow rate of the toner composition liquid 14 passing through the liquid common supply path 17 is restored to the original, and the liquid supply pipe 16 and the liquid return pipe 22 are supplied. The flow of the toner composition liquid 14 circulating in the apparatus is again formed. On the other hand, the toner droplets 21 ejected from the droplet ejection head 11 of the droplet ejecting unit 10 are not only caused by gravity but also air current generated by air current generating means (not shown) as shown in FIG. 12 is conveyed downward by a descending airflow 33 formed through 12. Next, a spiral airflow is formed along the conical inner wall surface of the toner collecting portion 32 by the rotating airflow and the descending airflow 33 generated by a rotating airflow generator (not shown) in the toner collecting portion 32, The toner particles are dried and solidified in a laminar flow state on the spiral airflow. The dried and solidified toner particles are stored in the toner storage unit 35 through the toner collecting tube 34.
The liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge head 11 is joined to a frame formed of a material having such a high rigidity that does not affect the resonance frequency of the liquid at a driving frequency such as metal, ceramics, or silicon. Has been formed. As shown in FIG. 21, the length L between the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 is determined based on the liquid column resonance principle. Further, the width W of the liquid column resonance liquid chamber 18 shown in FIG. 22 is desirably smaller than one half of the length L of the liquid column resonance liquid chamber 18 so as not to give an extra frequency to the liquid column resonance. . Furthermore, it is preferable that a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18 are arranged for one droplet forming unit 10 in order to dramatically improve productivity. The range is not limited, but one droplet forming unit provided with 100 to 2000 liquid column resonance liquid chambers 18 is most preferable because both operability and productivity can be achieved. In addition, for each liquid column resonance liquid chamber, a flow path for supplying liquid is connected from the common liquid supply path 17, and the common liquid supply path 17 communicates with a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18. .

また、液滴吐出ヘッド11における振動発生手段20は所定の周波数で駆動できるものであれば特に制限はないが、圧電体を、弾性板に貼りあわせた形態が望ましい。弾性板は、圧電体が接液しないように液柱共鳴液室の壁の一部を構成している。振動発生手段20は、1つの液柱共鳴液室毎に個別に制御できるように配置されていることが望ましい。また、ブロック状の振動部材を液柱共鳴液室の配置にあわせて、弾性板を介してそれぞれの液柱共鳴液室を個別制御できるような構成が望ましい。吐出孔19を液柱共鳴液室18内の幅方向に設ける構成を採用することは、吐出孔19の開口を多数設けることができ、よって生産効率が高くなるために好ましい。また、吐出孔19の開口配置によって液柱共鳴周波数が変動するため、液柱共鳴周波数は液滴の吐出を確認して適宜決定することが望ましい。
次に、本発明のトナー製造装置における液滴形成ユニットによる液滴形成のメカニズムについて説明する。
先ず、図21の液滴吐出ヘッド11内の液柱共鳴液室18において生じる液柱共鳴現象の原理について説明すると、液柱共鳴液室内のトナー組成液の音速をcとし、振動発生手段20から媒質であるトナー組成液に与えられた駆動周波数をfとした場合、液体の共鳴が発生する波長λは、
λ=c/f ・・・(式1)
の関係にある。
また、図21の液柱共鳴液室18において固定端側のフレームの端部から液共通供給路17側の端部までの長さをLとし、更に液共通供給路17側のフレームの端部の高さh1は連通口の高さh2の約2倍あり当該端部が閉じている固定端と等価であるとした両側固定端の場合には、長さLが波長λの4分の1の偶数倍に一致する場合に共鳴が最も効率的に形成される。つまり、次の式2で表現される。
L=(N/4)λ ・・・(式2)
(但し、Nは偶数)
更に、両端が完全に開いている両側開放端の場合にも上記式2が成り立つ。
同様にして、片方側が圧力の逃げ部がある開放端と等価で、他方側が閉じている(固定端)の場合、つまり片側固定端又は片側開放端の場合には、長さLが波長λの4分の1の奇数倍に一致する場合に共鳴が最も効率的に形成される。つまり、上記式2のNが奇数で表現される。
最も効率の高い駆動周波数fは、上記式1と上記式2より、
f=N×c/(4L) ・・・(式3)
と導かれる。しかし、実際には、液体は共鳴を減衰させる粘性を持つために無限に振動が増幅されるわけではなく、Q値を持ち、後述する式4、式5に示すように、式3に示す最も効率の高い駆動周波数fの近傍の周波数でも共鳴は発生する。
The vibration generating means 20 in the droplet discharge head 11 is not particularly limited as long as it can be driven at a predetermined frequency, but a form in which a piezoelectric body is bonded to an elastic plate is desirable. The elastic plate constitutes a part of the wall of the liquid column resonance liquid chamber so that the piezoelectric body does not come into contact with the liquid. It is desirable that the vibration generating means 20 is arranged so that it can be individually controlled for each liquid column resonance liquid chamber. Further, it is desirable that the block-shaped vibrating member can be individually controlled through the elastic plate in accordance with the arrangement of the liquid column resonance liquid chambers. Adopting a configuration in which the discharge holes 19 are provided in the width direction in the liquid column resonance liquid chamber 18 is preferable because a large number of openings of the discharge holes 19 can be provided, thereby increasing the production efficiency. Further, since the liquid column resonance frequency varies depending on the arrangement of the discharge holes 19, it is desirable to appropriately determine the liquid column resonance frequency after confirming the discharge of the droplet.
Next, the mechanism of droplet formation by the droplet formation unit in the toner manufacturing apparatus of the present invention will be described.
First, the principle of the liquid column resonance phenomenon occurring in the liquid column resonance liquid chamber 18 in the liquid droplet ejection head 11 of FIG. 21 will be described. The sound velocity of the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber is c, and the vibration generating means 20 When the driving frequency applied to the toner composition liquid as a medium is f, the wavelength λ at which the liquid resonance occurs is
λ = c / f (Formula 1)
Are in a relationship.
Further, in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 21, the length from the end of the frame on the fixed end side to the end on the liquid common supply path 17 side is L, and further, the end of the frame on the liquid common supply path 17 side. The height h1 is about twice the height h2 of the communication port, and in the case of a both-side fixed end that is equivalent to the fixed end with the end closed, the length L is a quarter of the wavelength λ. Resonances are most efficiently formed when they match even multiples of. That is, it is expressed by the following formula 2.
L = (N / 4) λ (Expression 2)
(However, N is an even number.)
Furthermore, the above formula 2 is also established in the case of a double-sided open end where both ends are completely open.
Similarly, when one side is equivalent to an open end with a pressure relief portion and the other side is closed (fixed end), that is, one side fixed end or one side open end, the length L is the wavelength λ. Resonance is most efficiently formed when it matches an odd multiple of a quarter. That is, N in Expression 2 is expressed as an odd number.
The most efficient drive frequency f is obtained from the above formula 1 and the above formula 2.
f = N × c / (4L) (Formula 3)
It is guided. However, in reality, since the liquid has a viscosity that attenuates the resonance, the vibration is not amplified infinitely, and has a Q value. As shown in equations 4 and 5, which will be described later, Resonance also occurs at frequencies near the highly efficient drive frequency f.

図23は、N=1、2、3の場合の速度及び圧力変動の定在波の形状(共鳴モード)を示す図である。本来は疎密波(縦波)であるが、図23のように表記することが一般的である。実線が速度定在波、点線が圧力定在波である。例えば、N=1の片側固定端の場合を示す図23の(a)からわかるように、速度分布の場合閉口端で速度分布の振幅がゼロとなり、開口端で振幅が最大となり、直感的にわかりやすい。液柱共鳴液室の長手方向の両端の間の長さをLとしたとき、液体が液柱共鳴する波長をλとし、整数Nが1〜5の場合に定在波が最も効率よく発生する。また、両端の開閉状態によっても定在波パターンは異なるため、それらも併記した。後述するが、吐出孔の開口や供給側の開口の状態によって、端部の条件が決まる。なお、音響学において、開口端とは長手方向の媒質(液)の移動速度がゼロとなる端であり、逆に圧力は極大となる。閉口端においては、逆に媒質の移動速度がゼロとなる端と定義される。閉口端は音響的に硬い壁として考え、波の反射が発生する。理想的に完全に閉口、もしくは開口している場合は、波の重ね合わせによって図23のような形態の共鳴定在波を生じるが、吐出孔数、吐出孔の開口位置によっても定在波パターンは変動し、上記式3より求めた位置からずれた位置に共鳴周波数が現れるが、適宜駆動周波数を調整することで安定吐出条件を作り出すことができる。
なお、図20及び図21に示す本実施の形態の液滴形成ユニットの液滴吐出ヘッドにおける液柱共鳴液室は、両端が閉口端状態と等価であるか、吐出孔の開口の影響で、音響的に軟らかい壁として説明できるような端部であることが周波数を高めるためには好ましいが、それに限らず開放端であってもよい。ここでの吐出孔の開口の影響とは、音響インピーダンスが小さくなり、特にコンプライアンス成分が大きくなることを意味する。よって、図23の(b)のような液柱共鳴液室の長手方向の両端に壁面を形成する構成は、両側固定端の共鳴モード、そして吐出孔側が開口とみなす片側開放端の全ての共鳴モードが利用できるために、好ましい構成である。
FIG. 23 is a diagram showing the shape (resonance mode) of standing waves of velocity and pressure fluctuations when N = 1, 2, and 3. Originally a sparse / dense wave (longitudinal wave), it is generally expressed as shown in FIG. The solid line is the velocity standing wave, and the dotted line is the pressure standing wave. For example, as can be seen from FIG. 23A showing the case of a fixed end with N = 1, in the case of velocity distribution, the amplitude of the velocity distribution is zero at the closed end, and the amplitude is maximum at the open end. Easy to understand. When the length between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is L, the wavelength at which the liquid resonates is λ, and the standing wave is most efficiently generated when the integer N is 1 to 5. . In addition, since the standing wave pattern varies depending on the open / closed state of both ends, they are also shown. As will be described later, the condition of the end is determined by the state of the opening of the discharge hole and the opening of the supply side. In acoustics, the open end is an end at which the moving speed of the medium (liquid) in the longitudinal direction becomes zero, and conversely, the pressure becomes maximum. Conversely, the closed end is defined as an end where the moving speed of the medium becomes zero. The closed end is considered as an acoustically hard wall and wave reflection occurs. When ideally completely closed or open, a resonant standing wave having a form as shown in FIG. 23 is generated by superposition of waves, but the standing wave pattern also depends on the number of discharge holes and the opening position of the discharge holes. Fluctuates and the resonance frequency appears at a position shifted from the position obtained from the above equation 3. However, a stable ejection condition can be created by appropriately adjusting the driving frequency.
The liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge head of the droplet forming unit of the present embodiment shown in FIGS. 20 and 21 is equivalent to the closed end state at both ends or due to the influence of the opening of the discharge hole. An end portion that can be described as an acoustically soft wall is preferable for increasing the frequency, but is not limited thereto, and may be an open end. The influence of the opening of the discharge hole here means that the acoustic impedance is reduced, and in particular, the compliance component is increased. Therefore, the configuration in which the wall surfaces are formed at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber as shown in FIG. This is the preferred configuration because of the mode available.

また、吐出孔の開口数、開口配置位置、吐出孔の断面形状も駆動周波数を決定する因子となり、駆動周波数はこれに応じて適宜決定することができる。例えば吐出孔の数を多くすると、徐々に固定端であった液柱共鳴液室の先端の拘束が緩くなり、ほぼ開口端に近い共鳴定在波が発生し、駆動周波数は高くなる。更に、最も液供給路側に存在する吐出孔の開口配置位置を起点に緩い拘束条件となり、実際上の定在波は短波長となり、駆動周波数よりも高くなる。このように決定された駆動周波数で振動発生手段に電圧を与えたとき、振動発生手段が変形し、駆動周波数にて最も効率よく共鳴定在波を発生する。また、共鳴定在波が最も効率よく発生する駆動周波数の近傍の周波数でも液柱共鳴定在波は発生する。つまり、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さをL、液供給側の端部に最も近い吐出孔までの距離をLeとしたとき、L及びLeの両方の長さを用いて下記式4及び式5で決定される範囲の駆動周波数fを主成分とした駆動波形を用いて振動発生手段を振動させ、液柱共鳴を誘起して液滴を吐出孔から吐出することが可能である。
N×c/(4L)≦f≦N×c/(4Le) ・・・(式4)
N×c/(4L)≦f≦(N+1)×c/(4Le) ・・・(式5)
なお、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さLと、液供給側の端部に最も近い吐出孔までの距離Leの比がLe/L>0.6であることが好ましい。
以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、図21の液柱共鳴液室18において液柱共鳴圧力定在波が形成され、液柱共鳴液室18の一部に配置された吐出孔19において連続的に液滴吐出が発生するのである。なお、定在波の圧力が最も大きく変動する位置に吐出孔19を配置すると、吐出効率が高くなり、低い電圧で駆動することができる点で好ましい。また、吐出孔19は1つの液柱共鳴液室18に1つでも構わないが、複数個配置することが生産性の観点から好ましい。また、複数の吐出孔19を開孔する場合、吐出孔間のピッチは20[μm]以上、液柱共鳴液室の長さ以下であることが好ましい。吐出孔間のピッチが20[μm]より大きい場合、隣あう吐出孔より放出された液滴同士が衝突して大きな滴となってしまう確率が高くなり、トナーの粒径分布悪化につながる。
In addition, the numerical aperture of the discharge holes, the opening arrangement position, and the cross-sectional shape of the discharge holes are factors that determine the drive frequency, and the drive frequency can be appropriately determined accordingly. For example, when the number of ejection holes is increased, the restriction at the tip of the liquid column resonance liquid chamber, which has been the fixed end, gradually loosens, a resonance standing wave that is almost close to the open end is generated, and the drive frequency increases. Furthermore, the loosely constrained condition starts from the opening arrangement position of the discharge hole existing on the most liquid supply path side, and the actual standing wave has a short wavelength and is higher than the driving frequency. When a voltage is applied to the vibration generating means at the drive frequency determined in this way, the vibration generating means is deformed, and a resonant standing wave is generated most efficiently at the drive frequency. Further, the liquid column resonance standing wave is generated even at a frequency in the vicinity of the drive frequency at which the resonance standing wave is generated most efficiently. That is, when the length between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is L and the distance to the discharge hole closest to the end on the liquid supply side is Le, both the lengths of L and Le are used. It is possible to oscillate the vibration generating means by using a drive waveform whose main component is the drive frequency f in the range determined by the following formulas 4 and 5, and induce liquid column resonance to eject liquid droplets from the ejection holes. It is.
N × c / (4L) ≦ f ≦ N × c / (4Le) (Formula 4)
N × c / (4L) ≦ f ≦ (N + 1) × c / (4Le) (Formula 5)
The ratio of the length L between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber to the distance Le to the discharge hole closest to the end on the liquid supply side is preferably Le / L> 0.6.
By using the principle of the liquid column resonance phenomenon described above, a liquid column resonance pressure standing wave is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 21, and the discharge hole 19 disposed in a part of the liquid column resonance liquid chamber 18. In this case, droplet discharge occurs continuously. Note that it is preferable to dispose the discharge hole 19 at a position where the pressure of the standing wave fluctuates the most, since the discharge efficiency is increased and the driving can be performed with a low voltage. Further, one discharge hole 19 may be provided for one liquid column resonance liquid chamber 18, but it is preferable to arrange a plurality of discharge holes 19 from the viewpoint of productivity. When the plurality of discharge holes 19 are opened, the pitch between the discharge holes is preferably 20 [μm] or more and not more than the length of the liquid column resonance liquid chamber. When the pitch between the discharge holes is larger than 20 [μm], there is a high probability that the droplets discharged from the adjacent discharge holes collide with each other to form large droplets, leading to deterioration in the toner particle size distribution.

次に、液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッド内の液柱共鳴液室で生じる液柱共鳴現象の様子について当該様子を示す図24を用いて説明する。
なお、図24は、液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッド内の液柱共鳴液室で生じる液柱共鳴現象の様子を示す概略図である。図24では、液柱共鳴液室内に記した実線は液柱共鳴液室内の固定端側から液共通供給路側の端部までの間の任意の各測定位置における速度をプロットした速度分布を示し、液共通供給路側から液柱共鳴液室への方向を+とし、その逆方向を−とする。また、液柱共鳴液室内に記した点線は液柱共鳴液室内の固定端側から液共通供給路側の端部までの間の任意の各測定位置における圧力値をプロットした圧力分布を示し、大気圧に対して正圧を+とし、負圧は−とする。また、正圧であれば図中の下方向に圧力が加わることになり、負圧であれば図中の上方向に圧力が加わることになる。更に、図24において、上述したように液共通供給路側が開放されているが液共通供給路17と液柱共鳴液室18とが連通する開口の高さ(図21に示す高さh2)に比して固定端となるフレームの高さ(図21に示す高さh1)が約2倍以上であるため、液柱共鳴液室18はほぼ両側固定端であるという近似的な条件のもとでの速度分布及び圧力分布の時間的なそれぞれの変化を示している。
図24(a)は液滴吐出時の液柱共鳴液室18内の圧力波形と速度波形を示している。
また、図24(b)は液滴吐出直後の液引き込みを行った後再びメニスカス圧が増加してくる。これらの図24(a),(b)に示すように、液柱共鳴液室18における吐出孔19が設けられている流路内での圧力は極大となっている。その後、図24(c)に示すように、吐出孔19付近の正の圧力は小さくなり、負圧の方向へ移行して液滴21が吐出される。
そして、図24(d)に示すように、吐出孔19付近の圧力は極小になる。このときから液柱共鳴液室18へのトナー組成液14の充填が始まる。その後、図24(e)に示すように、吐出孔19付近の負の圧力は小さくなり、正圧の方向へ移行する。この時点で、トナー組成液14の充填が終了する。そして、再び、図24(a)に示すように、液柱共鳴液室18の液滴吐出領域の正の圧力が極大となって、吐出孔19から液滴21が吐出される。このように、液柱共鳴液室内には振動発生手段の高周波駆動によって液柱共鳴による定在波が発生し、また圧力が最も大きく変動する位置となる液柱共鳴による定在波の腹に相当する液滴吐出領域に吐出孔19が配置されていることから、当該腹の周期に応じてトナー液滴21が吐出孔19から連続的に吐出される。
Next, the state of the liquid column resonance phenomenon occurring in the liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge head in the droplet forming unit will be described with reference to FIG.
FIG. 24 is a schematic diagram showing the state of the liquid column resonance phenomenon that occurs in the liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge head in the droplet forming unit. In FIG. 24, the solid line written in the liquid column resonance liquid chamber indicates a velocity distribution in which the velocity at each arbitrary measurement position between the fixed end side and the liquid common supply path side end in the liquid column resonance liquid chamber is plotted, The direction from the liquid common supply path side to the liquid column resonance liquid chamber is defined as +, and the opposite direction is defined as-. In addition, the dotted line marked in the liquid column resonance liquid chamber indicates a pressure distribution in which the pressure value at each arbitrary measurement position between the fixed end side and the liquid common supply path side end in the liquid column resonance liquid chamber is plotted. The positive pressure is + with respect to the atmospheric pressure, and the negative pressure is-. Moreover, if it is a positive pressure, a pressure will be applied to the downward direction in the figure, and if it is a negative pressure, a pressure will be applied to the upward direction in the figure. Further, in FIG. 24, the liquid common supply path side is opened as described above, but the height of the opening where the liquid common supply path 17 and the liquid column resonance liquid chamber 18 communicate with each other (height h2 shown in FIG. 21). On the other hand, since the height of the frame serving as the fixed end (height h1 shown in FIG. 21) is about twice or more, the approximate condition is that the liquid column resonance liquid chamber 18 is substantially fixed on both sides. The change in the velocity distribution and the pressure distribution over time is shown.
FIG. 24A shows a pressure waveform and a velocity waveform in the liquid column resonance liquid chamber 18 when droplets are discharged.
In FIG. 24B, the meniscus pressure increases again after the liquid is drawn immediately after the droplet is discharged. As shown in FIGS. 24A and 24B, the pressure in the flow path provided with the discharge hole 19 in the liquid column resonance liquid chamber 18 is maximum. Thereafter, as shown in FIG. 24C, the positive pressure in the vicinity of the ejection hole 19 decreases, and the liquid droplet 21 is ejected in a negative pressure direction.
And as shown in FIG.24 (d), the pressure of the discharge hole 19 vicinity becomes minimum. From this time, the filling of the toner composition liquid 14 into the liquid column resonance liquid chamber 18 starts. Thereafter, as shown in FIG. 24 (e), the negative pressure in the vicinity of the discharge hole 19 becomes smaller and shifts to the positive pressure direction. At this time, the filling of the toner composition liquid 14 is completed. Then, again, as shown in FIG. 24A, the positive pressure in the droplet discharge region of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes maximum, and the droplet 21 is discharged from the discharge hole 19. In this way, a standing wave due to liquid column resonance is generated in the liquid column resonance liquid chamber by high-frequency driving of the vibration generating means, and corresponds to an antinode of standing wave due to liquid column resonance where the pressure changes most. Since the discharge holes 19 are arranged in the droplet discharge area to be discharged, the toner droplets 21 are continuously discharged from the discharge holes 19 according to the antinode period.

(初期安定性)
どの方式を採用しても継続的に液滴31を吐出孔11から吐出させていると、時間が経過すると正常に吐出する吐出孔11の数が減少する。何らかの原因により染み出し、液滴が斜めに飛ぶこと、不安定な吐出、吐出停止が起きることがある。
正常に吐出しなくなった吐出孔11は、周囲の吐出孔11の吐出状態に悪影響を与えることがある。例えば、染み出した場合、染み出した滴が成長し周辺の吐出孔を巻き込み、その吐出を停止させる傾向がある。不安定に吐出する場合、液滴31の大きさの均一性が失われ、トナー粒度分布で分布が広くなることがある。また、斜めに吐出し方向性を失った場合、隣の液滴との合一の確率が高まり、それもトナー粒度分布で分布が広くなることに現れる。加えて、斜め吐出や、不安定吐出の異常吐出は、染み出しと吐出停止を招く傾向にあり、染み出しが周辺の吐出孔11へ広がることで、吐出孔11の更なる吐出低下を起こし、トナー製造装置の操業効率が低下し、トナーの生産性を低下させることとなる。
以上の現象を完全に除去することは困難であるが、減らすことは可能である。トナー組成液10のフィルタリングは吐出孔11の目詰まりに、吐出孔11が配置されているプレートの表面処理は染み出しの広がりに効果があり、以前から採用されている。染み出し、異常吐出は吐出開始時の吐出孔11の状況・状態にも依存することがわかった。従って、吐出開始時の吐出孔11の状態を改善することで安定性をさらに向上させることができる。
吐出させるための振動を入れる前の、吐出孔11の内部が液で満たされて吐出が停止している間は、乾燥により吐出孔11の閉塞が起きる。トナー組成液10に揮発性の高い溶剤を利用している場合が特にそうである。吐出孔11が完全に閉塞されている場合は振動を入れたときにも吐出はしない。部分閉塞の場合、振動を入れると液が染み出し周辺の吐出孔11まで広がるか、斜めに飛んだり、不安定に飛んだりし、異常な吐出をする。異常な吐出は染み出しを招く傾向にあり、それが広がると周辺の吐出孔11を巻き込み、液滴噴射ユニット2の全体としての生産性を低下させる。
周期的液滴化工程でメンテナンス等により液滴化して放出させることを停止した時に、この吐出停止時の乾燥による吐出孔11の閉塞を抑制する手段として、吐出孔11における液面(メニスカス)を動かすことが有効である。トナー組成液10を混ぜることと同じ効果があり、表面で革張り、乾燥固化を防ぐか遅らせることができる。
(Initial stability)
Regardless of which method is employed, if the droplets 31 are continuously ejected from the ejection holes 11, the number of ejection holes 11 that are normally ejected decreases with time. It may ooze out for some reason, causing droplets to fly obliquely, unstable ejection, and ejection stoppage.
The discharge holes 11 that have stopped discharging normally may adversely affect the discharge state of the surrounding discharge holes 11. For example, when it oozes out, the oozed droplet grows and tends to engulf the peripheral discharge holes and stop the discharge. In the case of unstable ejection, the uniformity of the size of the droplets 31 is lost, and the distribution may be widened with the toner particle size distribution. Further, when the ejection directionality is obliquely lost, the probability of coalescence with adjacent droplets increases, which also appears to be a wide distribution due to the toner particle size distribution. In addition, oblique discharge and abnormal discharge such as unstable discharge tend to cause bleeding and stop of discharge, and the spread of the bleeding to the peripheral discharge holes 11 causes further discharge reduction of the discharge holes 11. The operation efficiency of the toner manufacturing apparatus is lowered, and the toner productivity is lowered.
It is difficult to completely eliminate the above phenomenon, but it is possible to reduce it. The filtering of the toner composition liquid 10 is effective for clogging the ejection holes 11, and the surface treatment of the plate on which the ejection holes 11 are arranged has an effect on the spread of the seepage, and has been used for some time. It has been found that exudation and abnormal discharge depend on the state / state of the discharge hole 11 at the start of discharge. Therefore, stability can be further improved by improving the state of the discharge hole 11 at the start of discharge.
The discharge hole 11 is blocked by drying while the discharge hole 11 is filled with liquid and the discharge is stopped before the vibration for discharging is applied. This is particularly the case when a highly volatile solvent is used for the toner composition liquid 10. When the discharge hole 11 is completely closed, no discharge is performed even when vibration is applied. In the case of partial occlusion, when vibration is applied, the liquid oozes out and spreads to the discharge holes 11 around it, or it flies diagonally or flies unstable, and abnormal discharge occurs. Abnormal discharge tends to cause bleeding, and when it spreads, the peripheral discharge holes 11 are involved and the productivity of the droplet ejection unit 2 as a whole is lowered.
The liquid level (meniscus) in the discharge hole 11 is used as a means for suppressing the blockage of the discharge hole 11 due to drying when the discharge is stopped when the liquid droplet is released by maintenance or the like in the periodic droplet forming process. It is effective to move. It has the same effect as mixing the toner composition liquid 10, and can be leathered on the surface to prevent or delay drying and solidification.

図25は、吐出孔におけるトナー組成液の状態を示す図であり、(a)は吐出孔から吐出したときのトナー組成液の状態を示し、(b)は吐出停止時における吐出孔内のトナー組成液の状態を示している。
メニスカスを動かす方法は幾つか考えられる。
次ぎの2方法に限定されないが、例えば、吐出時に使う振動の振幅を低くして継続的に振動手段13を動かすか、又は吐出時に使う振動の周波数を変更して継続的に振動手段13を動かすことでメニスカスを運動させることができる。
振幅を低くして稼動させる場合は、液滴31が吐出されなければ十分なので、発信機等振動源の電圧を下げればよい。液滴31が吐出される最低振幅は粘度等の液特性に依存するので、吐出させるトナー組成液10によって吐出停止時の稼動に設定する振幅は異なる。周波数を変更して、振動手段13を稼動させる場合も振動源で周波数を変えればよい。したがって、(a)に示すように、通常共振周波数で液滴を吐出させている場合は、(b)に示すように、周波数を変更することで振幅が下がるので、十分に下がっていれば液滴31は吐出されないが、(b)の矢印で示すように、この矢印の両端の間でメニスカスを動かすことができる。
なお、周波数特性は、トナー組成液10と振動手段13の構造とによって異なるので、ふさわしい設定周波数もそれに応じて変わる。
これによって、吐出孔11の閉塞を抑制し、初期吐出の状態を改善させ、吐出安定性を向上させ、生産性を向上させることができる。
25A and 25B are diagrams showing the state of the toner composition liquid in the discharge hole, where FIG. 25A shows the state of the toner composition liquid when discharged from the discharge hole, and FIG. 25B shows the toner in the discharge hole when discharge is stopped. The state of the composition liquid is shown.
There are several ways to move the meniscus.
Although not limited to the following two methods, for example, the vibration means 13 is continuously moved by reducing the amplitude of vibration used at the time of discharge, or the vibration means 13 is continuously moved by changing the frequency of vibration used at the time of discharge. The meniscus can be exercised.
When operating with a reduced amplitude, it is sufficient if the droplets 31 are not ejected, so the voltage of a vibration source such as a transmitter may be lowered. Since the minimum amplitude at which the droplet 31 is ejected depends on the liquid characteristics such as viscosity, the amplitude set for operation when ejection is stopped differs depending on the toner composition liquid 10 to be ejected. Even when the vibration means 13 is operated by changing the frequency, the frequency may be changed by the vibration source. Therefore, as shown in (a), when droplets are ejected at the normal resonance frequency, the amplitude is reduced by changing the frequency as shown in (b). Although the droplet 31 is not ejected, the meniscus can be moved between both ends of the arrow as shown by the arrow in (b).
Since the frequency characteristics vary depending on the toner composition liquid 10 and the structure of the vibration means 13, the appropriate set frequency also changes accordingly.
Thereby, the blockage of the discharge holes 11 can be suppressed, the state of the initial discharge can be improved, the discharge stability can be improved, and the productivity can be improved.

(捕集)
特徴的な噴射によるトナー製造方法について上記で説明してきたが、説明を簡便にするために捕集に関する機構を省略している。捕集に関してはどの噴射方法においても同様の対処となるため、代表として円環状機械的振動手段での説明を行う。
図26は、本発明のトナーの製造方法を適用する他のトナー製造装置の構成を示す図である。
また、このときに、図27は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における液滴噴射ユニットを示す図で、(a)は液滴噴射ユニット2の概略断面説明図であり、(b)はより詳細に説明するための組立図であり、(c)は液滴噴射ユニットによる液滴形成の説明図である。
この液滴噴射ユニット2は、複数の吐出孔(吐出口)11が形成された薄膜12と、振動手段13と、薄膜12と振動手段13との間に、少なくとも樹脂、着色剤、及び特定のフェノール系樹脂を含有するトナー組成液10を供給する貯留部(液流路)14を形成する貯留部構成部材15とを備えている。振動手段13と貯留部14の壁との間には、振動を伝達させないための、振動分離部材26により位置を固定されている構成が望ましいが、振動手段13の、振動振幅の小さい節の部分27を介して壁に直接固定する形態でも構わない。液貯留部14には、液供給及び液循環に用いる配管8を通じてトナー組成液10が供給される。
振動手段13、振動発生手段21、振動増幅手段22としては、前述の機械的縦振動手段を用いる膜振動方式の説明において例示したものを同様に使用することができる。
(Collection)
Although the toner production method by characteristic ejection has been described above, a mechanism relating to collection is omitted for the sake of simplicity. Since collection is the same for any injection method, an explanation will be given with an annular mechanical vibration means as a representative.
FIG. 26 is a diagram showing the configuration of another toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
Also, at this time, FIG. 27 is a diagram showing a droplet ejecting unit in a toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied, and (a) is a schematic sectional explanatory view of the droplet ejecting unit 2. (B) is an assembly diagram for explaining in more detail, and (c) is an explanatory diagram of droplet formation by the droplet ejection unit.
This droplet jetting unit 2 includes a thin film 12 having a plurality of discharge holes (discharge ports) 11 formed therein, a vibrating means 13, and at least a resin, a colorant, and a specific material between the thin film 12 and the vibrating means 13. And a reservoir constituting member 15 that forms a reservoir (liquid channel) 14 for supplying the toner composition liquid 10 containing a phenolic resin. A configuration in which the position is fixed between the vibration means 13 and the wall of the storage portion 14 by a vibration separating member 26 so as not to transmit vibration is desirable. It may be configured to be fixed directly to the wall via 27. The toner composition liquid 10 is supplied to the liquid storage section 14 through a pipe 8 used for liquid supply and liquid circulation.
As the vibration means 13, the vibration generation means 21, and the vibration amplification means 22, those exemplified in the description of the membrane vibration method using the mechanical longitudinal vibration means described above can be used similarly.

貯留部14の隔壁は、金属やセラミックス、プラスチックなど一般的な材料のうち、トナー組成液10に溶解しない、かつトナー組成液10の変性を起こさないような材料で構成される。また、液貯留部14は複数の隔壁によって、複数の液貯留領域29に分割される。このように隔壁で分割することにより、数十kHz駆動において、液貯留領域29内の振動圧力分布が均等になるため均等な吐出が可能となり、また共振周波数を高める効果も期待できる。(b)において、Aは液室長さ、Bは液室幅であり、Hは液室高さである。
次に、液滴化手段としての液滴噴射ユニット2による液滴形成のメカニズムについて(c)を参照して説明する。
振動手段13により振動面131に発生した振動は貯留部14内の液に伝達し、貯留部14内の液は液共振現象を起こす。薄膜12に設けられた複数の吐出孔11において、トナー組成液10は均質に加圧された状態において外部に放出される。貯留部14内のトナー組成液10全体の共振の作用によって、全ての吐出孔11から均等にトナー組成液10が噴出される。さらには、トナー組成液10に多く含有される分散微粒子が薄膜12の貯留部14の面に沈着することなく貯留部14を浮遊するため、安定的に液を噴射し続けることができる構成となっている。
振動手段13は、例えば積層型PZTや、後述する超音波振動子と超音波ホーンを組み合わせたものなど、高い振幅において機械的超音波振動を液に与えることができるものであればどのようなものでも構わない。
複数の吐出孔11を設けた薄膜12を機械的に振動させる場合は吐出孔11の詰りが発生しづらいという利点があるが、薄膜12の面積が広いと均一振動が得られずに液滴31が広い粒度分布になる場合がある。これに対し、液共振方式は各吐出孔11にほぼ等しい振動圧力が与えられるため広い薄膜12でも狭い粒度分布の液滴31が得られやすい。
The partition wall of the storage unit 14 is made of a general material such as metal, ceramics, or plastic that does not dissolve in the toner composition liquid 10 and does not cause modification of the toner composition liquid 10. In addition, the liquid storage unit 14 is divided into a plurality of liquid storage regions 29 by a plurality of partition walls. By dividing the partition wall in this manner, the vibration pressure distribution in the liquid storage region 29 becomes uniform in driving several tens of kHz, so that uniform discharge is possible and the effect of increasing the resonance frequency can be expected. In (b), A is the length of the liquid chamber, B is the width of the liquid chamber, and H is the height of the liquid chamber.
Next, the mechanism of droplet formation by the droplet ejecting unit 2 as droplet forming means will be described with reference to (c).
The vibration generated on the vibration surface 131 by the vibration means 13 is transmitted to the liquid in the storage unit 14, and the liquid in the storage unit 14 causes a liquid resonance phenomenon. In the plurality of discharge holes 11 provided in the thin film 12, the toner composition liquid 10 is discharged to the outside in a state where the toner composition liquid 10 is uniformly pressurized. The toner composition liquid 10 is evenly ejected from all the ejection holes 11 by the action of resonance of the entire toner composition liquid 10 in the reservoir 14. Further, since the dispersed fine particles contained in a large amount in the toner composition liquid 10 float in the reservoir 14 without depositing on the surface of the reservoir 14 of the thin film 12, the liquid can be stably ejected stably. ing.
Any vibration means 13 can be used as long as it can apply mechanical ultrasonic vibration to the liquid at a high amplitude, such as a laminated PZT or a combination of an ultrasonic vibrator and an ultrasonic horn described later. It doesn't matter.
When the thin film 12 provided with a plurality of discharge holes 11 is mechanically vibrated, there is an advantage that clogging of the discharge holes 11 is difficult to occur. However, when the thin film 12 has a large area, uniform vibrations cannot be obtained and the droplets 31 can be obtained. May have a wide particle size distribution. On the other hand, in the liquid resonance method, substantially equal oscillating pressure is applied to each ejection hole 11, so that a droplet 31 having a narrow particle size distribution is easily obtained even with a wide thin film 12.

本実施形態では、液滴噴射ユニット2にはシュラウド部30を有し、液滴31の流れ311の周囲に搬送気流95を有して、この搬送気流95により、吐出された液滴31の流れ311の群速度を増加させるように、また、吐出初速度が高い場合には逆に減少させるようにする。これにより、吐出された液滴31が固化するまでの乾燥工程中に互いに衝突することによる合着を効率よく防止し、得られるトナーは合一物が極めて少なく、歩留などを含む生産性を向上させることができる。
本実施形態でも液滴噴射ユニット2を装置上部に有し、液滴を噴射させ乾燥させるチャンバー部180と、そのチャンバー部180で得られたトナーをトナー貯留部6に送るための誘導管とを有して構成されている。
液滴噴射ユニット2は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成物を有機溶媒中に分散ないし溶解させたトナー組成液10を液滴化して放出させる液滴化手段16と、この液滴化手段16にトナー組成液10を供給する貯留部14を形成した容器130とを備えている。
液滴化手段16は、前記膜振動方式と同様である。トナーの容器130には貯留部14にトナー組成液10を供給する液供給孔200及び排出孔210がそれぞれ接続されている。液滴化手段16により、吐出孔11から液滴31が放出される。
そして、容器13の外側には、吐出孔11に対向する部分を開口した開口部301を有し、吐出孔11からのトナー組成液10の放出方向に沿って流れる液滴31を搬送する気体の気流路を形成するシュラウド部30が取り付けられている。シュラウド部30は、吐出孔部が開口した2重の釜状の壁302、303からなり、互いが蓋部310で結合されている。シュラウド部30の側面には気体の吹き出し用のパイプ91が嵌入されている。2重の壁の内、内側の壁303は、容器130の下端近傍で終わっている。2重の壁の内、外側の壁302は吐出孔11の下部まで回り込んでおり、吐出孔11に対向する下部の円状の開口部301で終わっている。開口部301の口径は「D」であり、外側の壁302の底部304の内壁と吐出孔11の下端とはクリアランスGを保っている。Dに比してGのサイズが小さいため、Gが搬送気流の流速を決める主な要因である。
In the present embodiment, the droplet ejecting unit 2 has a shroud portion 30, and has a transport air flow 95 around the flow 311 of the droplet 31, and the flow of the ejected droplet 31 by the transport air flow 95. The group speed 311 is increased, and when the discharge initial speed is high, the group speed is decreased. As a result, it is possible to efficiently prevent coalescence caused by colliding with each other during the drying process until the ejected droplets 31 are solidified, and the resulting toner has very little coalescence, resulting in productivity including yield. Can be improved.
Also in this embodiment, the liquid droplet ejecting unit 2 is provided in the upper part of the apparatus, and a chamber part 180 for ejecting liquid droplets and drying, and a guide tube for sending the toner obtained in the chamber part 180 to the toner storage part 6 are provided. It is configured.
The droplet ejecting unit 2 includes droplet forming means 16 for discharging the toner composition liquid 10 in which a toner composition containing at least a resin and a colorant is dispersed or dissolved in an organic solvent into droplets, and the droplet forming unit 16. And a container 130 having a reservoir 14 for supplying the toner composition liquid 10 to the means 16.
The droplet forming means 16 is the same as in the membrane vibration system. A liquid supply hole 200 and a discharge hole 210 for supplying the toner composition liquid 10 to the storage unit 14 are connected to the toner container 130, respectively. A droplet 31 is discharged from the discharge hole 11 by the droplet forming means 16.
An outside of the container 13 has an opening 301 that opens at a portion facing the discharge hole 11. A shroud portion 30 that forms an air flow path is attached. The shroud portion 30 is composed of double pot-shaped walls 302 and 303 having discharge holes, and the lid portions 310 are connected to each other. A gas blowing pipe 91 is fitted into the side surface of the shroud portion 30. Of the double walls, the inner wall 303 ends near the lower end of the container 130. Out of the double walls, the outer wall 302 wraps around to the lower part of the discharge hole 11 and ends with a lower circular opening 301 facing the discharge hole 11. The diameter of the opening 301 is “D”, and the clearance G is maintained between the inner wall of the bottom 304 of the outer wall 302 and the lower end of the discharge hole 11. Since G is smaller than D, G is the main factor that determines the flow velocity of the carrier airflow.

液滴31を含む流れ311は、次に、上部にシュラウド部30及び容器130を取り付けた容積の大きいシュラウド部30内に導かれる。チャンバー部180内には、後述するチャンバー部噴出口93により、下方向への気流96が形成されている。この気流96は一様な層流であり、液滴31を含む流れ311は、気流96により層流状態で乾燥、固化されながら底部のトナー捕集部4に連結された誘導管92に送られる。誘導管92は図示しないサイクロンにつながり、さらに乾燥されながら捕集され、トナー貯留部6に送給される。シュラウド部30の上部側面には気体吹き出し用のパイプ91が気密的に嵌入されている。チャンバー部180の反対側側面には圧力計PG1が挿入されている。また、シュラウド部30の吹き出しパイプの側面にも圧力計PG2が挿入されている。   The stream 311 containing the droplets 31 is then directed into the large volume shroud 30 with the shroud 30 and container 130 attached to the top. A downward airflow 96 is formed in the chamber portion 180 by a chamber portion outlet 93 described later. The air flow 96 is a uniform laminar flow, and the flow 311 including the droplets 31 is sent to a guide tube 92 connected to the toner collecting unit 4 at the bottom while being dried and solidified in a laminar flow state by the air flow 96. . The guide tube 92 is connected to a cyclone (not shown), collected while being dried, and fed to the toner storage unit 6. On the upper side surface of the shroud portion 30, a gas blowing pipe 91 is fitted in an airtight manner. A pressure gauge PG <b> 1 is inserted on the opposite side surface of the chamber portion 180. A pressure gauge PG <b> 2 is also inserted into the side surface of the blowing pipe of the shroud portion 30.

次に、本実施形態に係るトナー製造装置の動作について説明する。ここでは、トナー組成液10を循環させる場合について説明する。
適当な圧力でトナー組成液10が容器130に収容されているところに、図示しない駆動装置により、振動手段である円環状振動手段17が、例えば100kHzで振動駆動されると、薄膜12に振動が伝播し、トナー組成液10が複数の吐出孔11から、振動駆動の周波数と一致した放出振動数で液滴31が放出される。放出された初速度Vはシュラウド部30中の気体の粘性による抵抗を受け減速しようとする。
一方、シュラウド部30中には、吹き出しパイプ91により気体が吹き出され、シュラウド部30中を通って搬送気流95を形成し、開口部301からチャンバー部180に放出される。形成される搬送気流95は円周方向に均一で下向きであり、シュラウド部30の壁302の下端部が丸味を帯びているため気流はスムースに横向きに方向を変え、吐出孔15下で合流し、さらに開口部301から放出される。この時の気流は乱流であると液滴31同士の合着が起こり易いので、層流であることが好ましい。
放出された液滴31は、搬送気流95に乗って開口部301からチャンバー部180内へ放出され、そこで層流である気流96に乗り、合着することなくトナー捕集部4まで送られる。
この例では、液滴31の初速度Vより搬送気流95の流速Vが大きく、液滴31は加速されてから搬送気流95に乗って送られる場合を示している。Vは自由落下速度より高ければよく、初速度Vより低くてよい。チャンバー内にはVより速い流速Vの気流96が形成されている。気流96の流速Vは大きいほど、合着を防止する点で好ましい。チャンバー部180中の気流96は、吹き出し用のパイプ93より気体を吹き出すことによりシュラウド部30中と同様に周方向に均一な一様の気流が形成される。チャンバー部180内では層流が好ましい。チャンバー部180中に放出された直後の液滴31を含む液滴の流れ311(流速はV)が乱流を起こさず、スムースに流下されるために、チャンバー部180内の気流96の流速Vに対し、V≧Vであることが好ましい。
Next, the operation of the toner manufacturing apparatus according to this embodiment will be described. Here, the case where the toner composition liquid 10 is circulated will be described.
When the annular vibration means 17, which is a vibration means, is vibrated at, for example, 100 kHz by a driving device (not shown) while the toner composition liquid 10 is accommodated in the container 130 at an appropriate pressure, the thin film 12 is vibrated. Propagating, and the toner composition liquid 10 is ejected from the plurality of ejection holes 11 at a discharge frequency that matches the frequency of vibration drive. The released initial velocity V 0 tends to decelerate due to resistance due to the viscosity of the gas in the shroud portion 30.
On the other hand, gas is blown out by the blow pipe 91 into the shroud portion 30, forms a carrier air flow 95 through the shroud portion 30, and is discharged from the opening 301 to the chamber portion 180. The formed conveying airflow 95 is uniform and downward in the circumferential direction, and since the lower end portion of the wall 302 of the shroud portion 30 is rounded, the airflow smoothly changes in the horizontal direction and merges under the discharge hole 15. Further, it is discharged from the opening 301. If the airflow at this time is a turbulent flow, the droplets 31 are likely to coalesce with each other.
The discharged droplet 31 rides on the carrier airflow 95 and is released from the opening 301 into the chamber portion 180, where it rides on the airflow 96 which is a laminar flow and is sent to the toner collecting portion 4 without being attached.
In this example, the flow velocity V 1 of the carrier airflow 95 is larger than the initial velocity V 0 of the droplet 31, and the droplet 31 is accelerated and then sent along the carrier airflow 95. V 1 may be higher than the free fall speed, and may be lower than the initial speed V 0 . An air flow 96 having a flow velocity V 2 faster than V 1 is formed in the chamber. As the flow velocity V 2 of the air flow 96 is large, preferable in terms of preventing coalescence. As the air flow 96 in the chamber portion 180 is blown out from the blowing pipe 93, a uniform and uniform air flow is formed in the circumferential direction as in the shroud portion 30. A laminar flow is preferable in the chamber portion 180. Since the flow 311 of the liquid droplet (the flow velocity is V 1 ) including the liquid droplet 31 immediately after being discharged into the chamber portion 180 does not cause turbulent flow and flows down smoothly, the flow velocity of the air flow 96 in the chamber portion 180 to V 2, it is preferable that V 2V 1.

シュラウド部30内の搬送気流95及びチャンバー部180内の気流96の流速は圧力計PG1及びPG2によって管理される。シュラウド部30内の圧力P1、チャンバー部18内の圧力P2は、P1≧P2の関係があることが好ましい。この関係でないと液滴31に負圧が作用して逆流する可能性がある。
前述したように、シュラウド部30の搬送気流95の流速を決める律速となるのは、D>Gであるため、G、即ち壁302とヘッド25とのクリアランスである。
以上はシュラウド部30の搬送気流95及びチャンバー部180内の気流96とも、チャンバー部18の上部にある吹き出しパイプ91及びチャンバー部噴出し口93から気体を吹き出すことにより形成されたが、チャンバー部180の下部に設けたパイプ92から吸引することによって気流を形成してもよい。
シュラウド部30の壁302の開口部301の断面は、気体の放出方向に沿って口径が大きくなる、即ち外側の径が大なる方向にテーパー305が付いていることが好ましい。このように、開口部301にテーパー305を形成することによって、液滴31が開口部301を通過する際に、液滴31が開口部301の壁面に接触して付着することを回避できる。
本実施形態では、吹き出される気体として、シュラウド部30、チャンバー部180とも窒素ガスを用いたが、気体であればよく、空気あるいはその他の気体であってもよい。また、シュラウド部30を2重のお釜状の壁302、303で構成したが、内側303の壁を、容器130を構成する外周壁で兼用してもよい。また、1つのチャンバー部180中に複数の液滴噴射ユニット2とシュラウド部30を並設した構成にすることによってさらにトナーの製造効率を上げることができる。
放出された液滴31は粒子形成部3を通過しながら溶媒除去され、固形形態となってトナー貯蔵部6で捕集される。図26において、25はヘッド、32はバルブ、70は送液管、71は排液管、10はポンプ、7は原料収容部である。
The flow rates of the carrier airflow 95 in the shroud section 30 and the airflow 96 in the chamber section 180 are managed by pressure gauges PG1 and PG2. It is preferable that the pressure P1 in the shroud part 30 and the pressure P2 in the chamber part 18 have a relationship of P1 ≧ P2. If this relationship is not satisfied, there is a possibility that a negative pressure acts on the droplet 31 and the liquid flows backward.
As described above, the rate-determining rate for determining the flow velocity of the conveying airflow 95 in the shroud portion 30 is G, that is, the clearance between the wall 302 and the head 25 because D> G.
The carrier airflow 95 in the shroud portion 30 and the airflow 96 in the chamber portion 180 are both formed by blowing gas from the blowing pipe 91 and the chamber portion outlet 93 at the top of the chamber portion 18. An air flow may be formed by suction from a pipe 92 provided at the lower part of the pipe.
The cross section of the opening 301 of the wall 302 of the shroud 30 preferably has a taper 305 in the direction in which the diameter increases along the gas discharge direction, that is, the outer diameter increases. Thus, by forming the taper 305 in the opening 301, it is possible to avoid the droplet 31 from coming into contact with the wall surface of the opening 301 when the droplet 31 passes through the opening 301.
In the present embodiment, nitrogen gas is used for the shroud portion 30 and the chamber portion 180 as the gas to be blown out. However, the gas may be any gas, and may be air or other gases. Further, although the shroud portion 30 is configured by the double pot-shaped walls 302 and 303, the wall of the inner side 303 may also be used as the outer peripheral wall configuring the container 130. Further, by using a configuration in which a plurality of droplet ejecting units 2 and a shroud portion 30 are arranged in one chamber portion 180, the toner production efficiency can be further increased.
The discharged droplets 31 are removed by the solvent while passing through the particle forming unit 3 and collected in the toner storage unit 6 in a solid form. In FIG. 26, 25 is a head, 32 is a valve, 70 is a liquid feed pipe, 71 is a drain pipe, 10 is a pump, and 7 is a raw material container.

(乾燥)
必要に応じて、さらに流動床乾燥や真空乾燥といった二次乾燥が行われる。有機溶剤がトナー中に残留すると耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく。加熱による定着時において有機溶剤が揮発するため、使用者及び周辺機器へ悪影響を及ぼす可能性が高まるため、充分な乾燥を実施する。
(Dry)
If necessary, secondary drying such as fluidized bed drying or vacuum drying is further performed. If the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixing properties, and charging characteristics will change over time. Since the organic solvent volatilizes during fixing by heating, the possibility of adverse effects on the user and peripheral equipment is increased. Therefore, sufficient drying is performed.

<吐出孔形状>
以上説明したように本発明で適用される、液滴吐出手段には様々なものがある。上述したような液滴吐出手段では吐出孔11及び薄膜12においてトナー組成液10の滲み出しに対する対処を行わないと、噴射中にトナー組成液10が予期しない状態で染み出し、結果として吐出孔11全体をトナー組成液10が覆ってしまい、噴射を妨げる事態に陥ることが明らかとなってきた。また、トナー組成液自体が噴射を妨げなかった場合であっても、やがてトナー組成液10が乾燥し、乾燥物によって吐出孔11の詰まりや形状の変化によって、やはり噴射低下あるいは噴射の停止を引き起こす。このため、吐出孔11には滲み出しを防止するのトナー組成液10の液面101を振動させると共に、吐出孔形状を従来実施してきたような吐出面が平板であることより、吐出面に凸加工を施した形状で、液滴吐出側にタコ口形状を有する吐出孔11を用いる。ここで、タコ口形状とは、液滴吐出側に凸形状を有し、該凸形状が吐出孔孔の内壁周囲に形成された筒状物である形状をいう。筒状物の断面としては、円、楕円、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形などが挙げられる。
図28は、本発明のトナーの製造方法を適用するトナー製造装置における吐出孔の形状を示す図である。
本発明の吐出孔の形状は、図28に示すように噴射出口側に凸加工を施してある。図28に示す吐出孔は、吐出孔Aの口径をa、凸部Bの径をb、凸部高さをhとしたときに下記式(1)及び(2)の関係を満たす。
a<b≦3a (1)
1/2a≦h≦2a (2)
<Discharge hole shape>
As described above, there are various types of droplet discharge means applied in the present invention. In the droplet discharge means as described above, if no countermeasure is taken against the seepage of the toner composition liquid 10 in the discharge holes 11 and the thin film 12, the toner composition liquid 10 exudes in an unexpected state during ejection, and as a result, the discharge holes 11 It has become clear that the toner composition liquid 10 is entirely covered and falls into a situation where the ejection is hindered. Further, even when the toner composition liquid itself does not hinder the ejection, the toner composition liquid 10 is eventually dried, and due to the clogging of the discharge holes 11 and the change in shape due to the dried material, the ejection is lowered or the ejection is stopped. . For this reason, the liquid surface 101 of the toner composition liquid 10 for preventing the bleeding from flowing into the discharge hole 11 is vibrated, and the discharge surface is a flat plate that has been conventionally implemented, so that the discharge surface is convex. In the processed shape, the discharge hole 11 having an octopus shape on the droplet discharge side is used. Here, the octopus shape means a shape having a convex shape on the droplet discharge side, and the convex shape being a cylindrical object formed around the inner wall of the discharge hole. Examples of the cross section of the cylindrical object include circles, ellipses, triangles, quadrangles, hexagons, octagons, and other polygons.
FIG. 28 is a diagram showing the shape of the ejection holes in the toner manufacturing apparatus to which the toner manufacturing method of the present invention is applied.
As shown in FIG. 28, the shape of the discharge hole of the present invention is convex on the jet outlet side. The discharge hole shown in FIG. 28 satisfies the relationship of the following formulas (1) and (2), where a is the diameter of the discharge hole A, b is the diameter of the protrusion B, and h is the height of the protrusion.
a <b ≦ 3a (1)
1 / 2a ≦ h ≦ 2a (2)

図28に示す吐出孔の形状において、式(1)に示すように、吐出孔Aの口径が凸部Bの径以上である場合(a≧b)は、実質的に凸Bは存在し得ない。凸Bの径bは吐出孔Aの口径aの3倍以下(b≦3a)であり、好ましくは2倍以下(b≦2a)である。凸Bの径bは吐出孔Aの口径aの3倍を超えた場合、吐出孔のメニスカス直径が大きくなり過ぎ実質的に凸Bが存在しない様態と変わりなく、更に液滴径が安定せず粒度分布が広くなり好ましい状態ではない。
図28に示す吐出孔11の形状において、式(2)に示すように、凸Bの高さhは、吐出孔A口径の1/2以上が必要である。1/2未満であった場合、メニスカスの振動や気流の乱れなどから実質的に凸Bが無い状態と変わりなく、メニスカスが広がりかつ液滴吐出方向性が安定にならず液滴粒度分布が広くなる。凸Bの高さhは、吐出孔Aの口径の2倍以下であることを要し、好ましくは1.5倍である。2倍を超えた場合、吐出孔プレートの厚さがあるため実質的に吐出孔Aの孔内高さLと口径aとの比(L/a)が大きくなって、吐出孔の加工がしにくいばかりか吐出時の圧力損失が大きくなり、吐出電圧が高くなり。このため、トナーの製造において省エネルギー化を図ることができなくなる。
In the shape of the discharge hole shown in FIG. 28, as shown in the equation (1), when the diameter of the discharge hole A is equal to or larger than the diameter of the convex portion B (a ≧ b), the convex B can substantially exist. Absent. The diameter b of the convex B is 3 times or less (b ≦ 3a) of the diameter a of the discharge hole A, and preferably 2 times or less (b ≦ 2a). If the diameter b of the convex B exceeds three times the diameter a of the discharge hole A, the diameter of the meniscus of the discharge hole becomes too large, and there is no change in the state where the convex B does not exist, and the droplet diameter is not stabilized. The particle size distribution becomes wide, which is not a preferable state.
In the shape of the discharge hole 11 shown in FIG. 28, the height h of the convex B needs to be 1/2 or more of the diameter of the discharge hole A as shown in the equation (2). If it is less than ½, the meniscus is substantially unchanged due to vibration of the meniscus and turbulence of the airflow, and the meniscus spreads and the droplet discharge directionality does not become stable and the droplet size distribution is wide. Become. The height h of the protrusion B needs to be not more than twice the diameter of the discharge hole A, and is preferably 1.5 times. If it exceeds twice, since the thickness of the discharge hole plate is large, the ratio (L / a) between the height L of the discharge hole A and the diameter a is substantially increased, and the discharge hole is processed. Not only is it difficult, the pressure loss during discharge increases, and the discharge voltage increases. This makes it impossible to save energy in the production of toner.

本発明において、吐出孔11の材質は特に制限はなく、適宜選択した材料を用いることができるがトナー組成液に有機溶剤を用いることが多いため、金属板が望ましい。本発明のような孔の加工にはフォトエッチング法や電鋳法が好適に用いられる。またフォトエッチング法に適した材質としてはシリコン、ステンレス、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、りん青銅、ベリウム銅、ニッケル、パーマロイ等が挙げられ、電鋳法に適した材質としてはニッケルと銅が望ましい。中でも、加工精度やフィルターの強度を確保するためには、シリコン、ステンレス及びニッケルが特に望ましい。   In the present invention, the material of the discharge hole 11 is not particularly limited, and an appropriately selected material can be used. However, since an organic solvent is often used for the toner composition liquid, a metal plate is desirable. A photo-etching method or an electroforming method is preferably used for processing holes as in the present invention. Examples of materials suitable for photoetching include silicon, stainless steel, copper, copper alloys, brass, aluminum, phosphor bronze, beryllium copper, nickel, permalloy, etc., and materials suitable for electroforming include nickel and copper. desirable. Among these, silicon, stainless steel and nickel are particularly desirable in order to ensure processing accuracy and filter strength.

本発明において、吐出孔11の実際のサイズは目的とする液滴31の大きさによって決定される。本願における図1、2、3、7、8、9、10、11、12、13、14、15、17に記載の薄膜12は厚み5〜500μmの金属板で形成され、かつ、吐出孔11の開口径が3〜30μmであることが、吐出孔11からトナー組成液10の液滴を噴射させるときに、極めて均一な粒子径を有する微小液滴を発生させる観点から好ましい。なお、前記吐出孔11の開口径は、真円であれば直径を意味し、楕円であれば短径を意味する。また、複数の吐出孔11の個数は、2〜3000個が好ましい。   In the present invention, the actual size of the discharge hole 11 is determined by the size of the target droplet 31. The thin film 12 described in FIGS. 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17 in the present application is formed of a metal plate having a thickness of 5 to 500 μm, and the discharge hole 11 Is preferably 3 to 30 μm from the viewpoint of generating fine liquid droplets having a very uniform particle diameter when the liquid droplets of the toner composition liquid 10 are ejected from the ejection holes 11. In addition, the opening diameter of the discharge hole 11 means a diameter if it is a perfect circle, and means a short diameter if it is an ellipse. The number of the plurality of discharge holes 11 is preferably 2 to 3000.

吐出孔11の開口径に対して膜厚が非常に厚い場合は吐出孔の断面形状を2段型とすることにより吐出性が向上する。
次に、吐出孔の断面形状を2段型とする方法を、図29を用いて説明する。
図29は、本発明のトナーの製造方法を適用する液柱共鳴吐出方式のトナーの製造装置における吐出孔の断面形状を2段型とする方法を説明する図である。
最初に、(a)に示すように、シリコン基板両面にレジスト1110をコートする。
次に、(b)に示すように、吐出孔パターンが形成されたフォトマスクで覆い、紫外線を露光し、レジスト1110を吐出孔パターンとして形成する。
次いで、(c)に示すように、支持層1120面側からICP放電(誘導結合プラズマ放電)を用いた異方性ドライエッチングを行い、第1の吐出孔孔1150を形成し、活性層1140面側を同様の異方性ドライエッチングを行なって第2の吐出孔1160を形成する。
最後に、(d)に示すように、誘電体層1130をフッ酸系エッチング液により取り除き、2段の貫通孔を得る。
この方法は、深堀り吐出孔形状を均等に形成する上で最も好ましい方法である。また、図示しないが、シリコン基板として、単層のシリコン基板を用いた場合でもSOI基板の場合と同様の方法で吐出孔を形成することができる。その際には、エッチング時間を調整することにより、第1の吐出孔の深さ及び第2の吐出孔の深さを調整することが可能である。
When the film thickness is very large with respect to the opening diameter of the discharge hole 11, the discharge performance is improved by making the cross-sectional shape of the discharge hole a two-stage type.
Next, a method of making the cross-sectional shape of the discharge hole a two-stage type will be described with reference to FIG.
FIG. 29 is a diagram for explaining a method of setting the cross-sectional shape of the ejection holes to a two-stage type in a liquid column resonance ejection type toner production apparatus to which the toner production method of the present invention is applied.
First, as shown in (a), a resist 1110 is coated on both sides of a silicon substrate.
Next, as shown in FIG. 5B, the resist is covered with a photomask on which a discharge hole pattern is formed, exposed to ultraviolet rays, and a resist 1110 is formed as a discharge hole pattern.
Next, as shown in (c), anisotropic dry etching using ICP discharge (inductively coupled plasma discharge) is performed from the surface side of the support layer 1120 to form the first discharge hole 1150, and the surface of the active layer 1140 A second discharge hole 1160 is formed by performing similar anisotropic dry etching on the side.
Finally, as shown in (d), the dielectric layer 1130 is removed with a hydrofluoric acid-based etching solution to obtain two-stage through holes.
This method is the most preferable method for uniformly forming the deep discharge hole shape. Although not shown, even when a single-layer silicon substrate is used as the silicon substrate, the discharge holes can be formed by the same method as that for the SOI substrate. In that case, the depth of the first discharge hole and the depth of the second discharge hole can be adjusted by adjusting the etching time.

(トナー)
次に、本発明に係るトナーについて説明する。本発明に係るトナーは上述したトナー製造装置を用いたトナー製造法により製造されたトナーであり、この製造法により、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(体積平均粒径(Dv)/個数平均粒径(Dn))としては、1.00〜1.15の範囲内にあるのが好ましい。より好ましくは1.00〜1.05である。また、体積平均粒径としては、1〜20μmの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは3〜10μmである。
次に、本発明で使用するトナー材料(トナー組成液)について説明する。先ず、前述したようにトナー組成物を溶媒に分散、溶解させたトナー組成液について説明する。
トナー材料としては、従来の電子写真用トナーと全く同じ物が使用できる。すなわち、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂、等のトナーバインダーを各種有機溶媒に溶解し、着色剤を分散、かつ、離型剤を分散又は溶解し、これを前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的とするトナー粒子を作製することが可能である。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。
(toner)
Next, the toner according to the present invention will be described. The toner according to the present invention is a toner manufactured by a toner manufacturing method using the above-described toner manufacturing apparatus, and a monodispersed particle size distribution is obtained by this manufacturing method.
Specifically, the particle size distribution (volume average particle diameter (Dv) / number average particle diameter (Dn)) of the toner is preferably in the range of 1.00 to 1.15. More preferably, it is 1.00 to 1.05. Moreover, as a volume average particle diameter, it is preferable to exist in the range of 1-20 micrometers, More preferably, it is 3-10 micrometers.
Next, the toner material (toner composition liquid) used in the present invention will be described. First, a toner composition liquid in which a toner composition is dispersed and dissolved in a solvent as described above will be described.
As the toner material, the same material as that of a conventional electrophotographic toner can be used. That is, a toner binder such as a styrene acrylic resin, a polyester resin, a polyol resin, and an epoxy resin is dissolved in various organic solvents, a colorant is dispersed, and a release agent is dispersed or dissolved. The target toner particles can be produced by drying and solidifying into fine droplets by the toner production method. 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。
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。
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−フェニルスチレン、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。
〔resin〕
Examples of the resin include at least a binder resin.
The binder resin is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used. For example, vinyl such as styrene monomer, acrylic monomer, methacrylic monomer, etc. Polymers, copolymers of these monomers or two or more types, polyester polymers, polyol resins, phenol resins, silicone resins, polyurethane resins, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, terpene resins, Coumarone indene resin, polycarbonate resin, petroleum resin, etc.
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, and 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, p -Styrene such as chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, 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、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。
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 acrylic monomer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, n-dodecyl acrylate, and acrylic acid 2 -Acrylic acid such as ethylhexyl, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, and phenyl acrylate, or esters thereof.
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 -Methacrylic acid such as ethylhexyl, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, or esters thereof.

前記ビニル重合体又はビニル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)ないし(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ィン類;(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。
Examples of other monomers that form the vinyl polymer or vinyl copolymer include the following (1) to (18).
(1) Monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; (2) Polyenes such as butadiene and isoprene; (3) Vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; (4) Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate; (5) Vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; (6) Vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl. Vinyl ketones such as isopropenyl ketone; (7) N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone; (8) vinyl naphthalenes; (9) acrylonitrile, methacrylate. Ronitrile, acrylamide, etc. (10) unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; (11) maleic anhydride, citraconic anhydride, Unsaturated dibasic acid anhydrides such as itaconic anhydride and alkenyl succinic anhydride; (12) maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, maleic acid monobutyl ester, citraconic acid monomethyl ester, citraconic acid monoethyl ester Monoesters of unsaturated dibasic acids such as citraconic acid monobutyl ester, itaconic acid monomethyl ester, alkenyl succinic acid monomethyl ester, fumaric acid monomethyl ester, mesaconic acid monomethyl ester; (13) dimethylmaleic acid, dimethylfumaric acid (14) α, β-unsaturated acids such as crotonic acid and cinnamic acid; (15) α, β-unsaturated acid anhydrides such as crotonic acid anhydride and cinnamic anhydride; ) Monomers having a carboxyl group such as anhydrides of the α, β-unsaturated acids and lower fatty acids, alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, acid anhydrides and monoesters thereof; Acrylic acid or methacrylic acid hydroxyalkyl esters such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate; (18) 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene, 4- (1- Monomers having a hydroxy group such as hydroxy-1-methylhexyl) styrene.

前記ビニル重合体又はビニル共重合体は、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替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替えたものなどが挙げられる。   The vinyl polymer or vinyl copolymer 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 divinylbenzene and divinylnaphthalene as aromatic divinyl compounds. 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. Examples include xanthdiol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and those obtained by replacing the acrylate 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。
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替えたもの、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートなどが挙げられる。変える
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、耐オフセット性を付与する点から、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。
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.).
Polyfunctional crosslinking agents include pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylate, triallyl cyanide. Examples thereof include nurate and triallyl trimellitate. Changing These crosslinking agents are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.03 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the other monomer components. Among these crosslinkable monomers, they are connected by a bond chain containing one aromatic bond and one ether bond, an aromatic divinyl compound (especially divinylbenzene) from the viewpoint of imparting fixing property and offset resistance to the toner resin. Preferred are diacrylate compounds. Among these, a combination of monomers that becomes a styrene copolymer or a styrene-acrylic copolymer is preferable.

本発明で用いるビニル重合体又はビニル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)イソプロピルベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルへキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−エトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロへキシルスルホニルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチル−オキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキアリルカーボネート、イソアミルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキシへキサハイドロテレフタレート、tert−ブチルパーオキシアゼレートなどが挙げられる。   As a polymerization initiator used for manufacture of the vinyl polymer or vinyl copolymer used in the present invention, for example, 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 , Ketone peroxides such as cyclohexanone peroxide; 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethyl Butyl 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-isopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl -Oxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxycarbonate, di-ethoxyisopropyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxycarbonate, acetyl Cyclohexylsulfonyl peroxide, tert-butylperoxyacetate, tert-butylperoxyisobutyrate, tert-butylperoxy-2-ethylhexarate, tert-butylperoxylaurate, tert-butyl-oxybenzoate, tert-butylperoxyisopropyl carbonate, di-tert-butylperoxyisophthalate, tert-butylperoxyallyl carbonate, isoamylperoxy-2-ethylhexanoate , Di-tert-butylperoxyhexahydroterephthalate, tert-butylperoxyazelate 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)に可溶分のゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)により測定した分子量分布で、分子量3000〜50000(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100000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5000〜30000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、5000〜20000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。
結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂等のビニル重合体のときの酸価としては、0.1〜100mgKOH/gであることが好ましく、0.1〜70mgKOH/gであることがより好ましく、0.1〜50mgKOH/gであることがさらに好ましい。
When the binder resin is a styrene-acrylic resin, the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the soluble component in tetrahydrofuran (THF) as a resin component has a molecular weight of 3000 to 50000 (in terms of number average molecular weight). A resin having at least one peak in a region and 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 5000 to 30000 is more preferable. A binder resin having a main peak in the 20000 region is most preferred.
The acid value when the binder resin is a vinyl polymer such as styrene-acrylic resin is preferably 0.1 to 100 mgKOH / g, more preferably 0.1 to 70 mgKOH / g, and 0 More preferably, it is 1-50 mgKOH / g.

前記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。
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。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。
The following are mentioned as a monomer which comprises the said 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, diol obtained by polymerizing cyclic ethers such as ethylene oxide and propylene oxide to bisphenol A, and the like Can be mentioned.
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-butane. Triol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene, etc. Is mentioned.

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、などが挙げられる。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; Unsaturated dibasic acids such as anhydride, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, alkenyl succinic anhydride And the like, and the like. 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, 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3000〜50000(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100000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5000〜20000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。
結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、その酸価としては、0.1〜100mgKOH/gであることが好ましく、0.1〜70mgKOH/gであることがより好ましく、0.1〜50mgKOH/gであることがさらに好ましい。
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(GPC)により測定される。
When the binder resin is a polyester-based resin, the toner fixing property is that at least one peak is present in the region of molecular weight 3000 to 50000 (in terms of number average molecular weight) in the molecular weight distribution of the THF soluble component of the resin component. From the viewpoint of offset resistance, the THF-soluble component is preferably a binder resin in which a component having a molecular weight of 100,000 or less is 60 to 100%, and has at least one peak in the molecular weight region of 5000 to 20000. The binder resin present is more preferred.
When the binder resin is a polyester resin, the acid value is preferably 0.1 to 100 mgKOH / g, more preferably 0.1 to 70 mgKOH / g, and 0.1 to 50 mgKOH / g. More preferably it is.
In the present invention, the molecular weight distribution of the binder resin is measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent.

本発明に係るトナーに使用できる結着樹脂としては、前記ビニル重合体成分及びポリエステル系樹脂成分の少なくとも一つ中に、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。
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である樹脂を60質量%以上有するものが好ましい。
本発明において、トナー組成物の結着樹脂成分の酸価は、以下の方法により求めることかでき、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W(g)とする。例えば、トナーから結着樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により結着樹脂の酸価を求める。
(2)300mL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150mL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、以下の式で算出する。ただしfは、KOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)=[(S−B)×f×5.61]/W
As the binder resin that can be used in the toner according to the present invention, it is also possible to use a resin containing a monomer component capable of reacting with both of these resin components in at least one of the vinyl polymer component and the polyester resin component. it can. Examples of monomers that can react with the vinyl polymer among the monomers constituting the polyester resin component include unsaturated dicarboxylic acids such as phthalic acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof. Examples of the monomer constituting the vinyl polymer component include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
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 is 0.1-50 mgKOH / g is preferable.
In the present invention, the acid value of the binder resin component of the toner composition can be 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. . A sample ground product of 0.5 to 2.0 g is precisely weighed, and the weight of the polymer component is defined as W (g). For example, when measuring the acid value of the binder resin from the toner, the acid value and content of the colorant or magnetic material are separately measured, and the acid value of the binder resin is obtained by calculation.
(2) A sample is put into a 300 mL beaker, and 150 mL of a mixed solution of toluene / ethanol (volume ratio 4/1) is added and dissolved.
(3) Titrate with an ethanol solution of 0.1 mol / L KOH using a potentiometric titrator.
(4) The amount of KOH solution used at this time is S (mL), a blank is measured at the same time, and the amount of KOH solution used at this time is B (mL). However, f is a factor of KOH.
Acid value (mgKOH / g) = [(SB) × f × 5.61] / W

トナーの結着樹脂及び結着樹脂を含む組成物は、トナー保存性の観点から、ガラス転移温度(Tg)が35〜80℃であるのが好ましく、40〜75℃であるのがより好ましい。Tgが35℃より低いと高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなることがある。また、Tgが80℃を超えると、定着性が低下することがある。
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、などが挙げられる。
磁性体として具体的に例示すると、Fe、γ−Fe、ZnFe、YFe12、CdFe、GdFe12、CuFe、PbFe12O、NiFe、NdFeO、BaFe1219、MgFe、MnFe、LaFeO、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも特に、Fe(四三酸化鉄)、γ−Fe(γ−三二酸化鉄)の微粉末が好適である。
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、リン及びジルコニウムから選択される元素である。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。
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 in a high temperature atmosphere, and offset may easily occur during fixing. On the other hand, when Tg exceeds 80 ° C., fixability may be deteriorated.
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 these And the like.
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 Fe 3 O 4 (triiron tetroxide) and γ-Fe 2 O 3 (γ-iron trioxide) are particularly suitable.
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, Examples include gallium. As a preferable different element, it is an element selected from magnesium, aluminum, silicon, phosphorus and 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 exist as an oxide or hydroxide on the surface. 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。
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。
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。
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.
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.
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.
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。
前記着色剤の含有量としては、トナー全量中1〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。
[Colorant]
The colorant is not particularly limited and 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, 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.
The content of the colorant is preferably 1 to 15% by mass and more preferably 3 to 10% by mass based on the total amount of toner.

本発明に係るトナーで用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又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、先に挙げた変性ポリエステル、未変性ポリエステル樹脂の他に、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。   The colorant used in the toner according to the present invention can also be used as a master batch combined with a resin. As the binder resin kneaded with the production of the master batch or the master batch, in addition to the modified polyester and unmodified polyester resin mentioned above, for example, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and the substituted products thereof Polymers of: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-acrylic acid Ethyl copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, Styrene-α-Chlormethacryl Acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer Polymers, styrene copolymers such as styrene-maleic acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, Examples include polyamide, polyvinyl 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ことができるため、乾燥する必要がなく、好適に使用される。混合混練するには、3本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に使用される。
前記マスターバッチの使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましい。
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 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.
As the usage-amount of the said masterbatch, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of binder resin.
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。
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。
前記分散剤の添加量は、着色剤100質量部に対して1〜200質量部であることが好ましく、5〜80質量部であることがより好ましい。添加量が1質量部未満であると着色剤の分散能が低くなることがあり、200質量部を超えると帯電性が低下することがある。
The 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.
The weight average molecular weight of the dispersant is the maximum molecular weight of the main peak in terms of styrene 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.
The addition amount of the dispersant is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 5 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colorant. When the addition amount is less than 1 part by mass, the dispersibility of the colorant may be lowered, and when it exceeds 200 parts by mass, the chargeability may be lowered.

<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トナーに含有させることもできる。
ワックスとしては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができ、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。
ワックスとしては、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などが挙げられる。
<Wax>
In the present invention, the toner may contain a wax together with the binder resin and the colorant.
The wax is not particularly limited and can be appropriately selected from commonly used ones such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and sazol wax. Oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as aliphatic hydrocarbon waxes, polyethylene oxide waxes or block copolymers thereof, plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax, beeswax, lanolin Waxes mainly composed of fatty acid esters such as animal waxes such as whale wax, mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolatum, and montanic acid ester waxes and castor waxes. Deoxidized carnauba wax and other fatty acid esters are partially or wholly deoxidized.
Examples of the wax include non-saturated linear fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, and linear alkyl carboxylic acids having a linear alkyl group, prandidic acid, eleostearic acid, and valinal acid. Saturated fatty acids, stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnaupyl alcohol, seryl alcohol, mesyl alcohol, saturated alcohols such as long-chain alkyl alcohols, polyhydric alcohols such as sorbitol, linoleic acid amides, olefinic acid amides, laurin Fatty acid amides such as acid amides, methylene biscapric acid amides, ethylene bislauric acid amides, saturated fatty acid bisamides such as hexamethylene bis stearic acid amides, ethylene bis oleic acid amides, hexamethylene bis olein Unsaturated fatty acid amides such as amide, N, N′-dioleyl adipate amide, N, N′-dioleyl sepasin amide, m-xylene bisstearic amide, N, N-distearyl isophthalic amide, etc. Aromatic bisamides, fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate, waxes grafted with aliphatic hydrocarbon waxes using vinyl monomers such as styrene and acrylic acid, Examples thereof include a partial ester compound of a fatty acid such as behenic acid monoglyceride and a polyhydric alcohol, and a methyl ester compound having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oil.

より好適なワックスとしては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン、低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒の如き触媒を用いて重合したポリオレフィン、放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス、炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水酸基又はカルボキシル基の如き官能基を有する炭化水素系ワックス、炭化水素系ワックスと官能基を有する炭化水素系ワックスとの混合物、これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸の如きビニルモノマーでグラフト変性したワックスが挙げられる。
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。
More preferable waxes 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 polymerizations using catalysts such as Ziegler catalysts and metallocene catalysts under low pressures. Polyolefin, polyolefin polymerized using radiation, electromagnetic waves or light, low molecular weight polyolefin obtained by thermal decomposition of high molecular weight polyolefin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, Jintole method, hydrocol method, age method, etc. Synthetic hydrocarbon wax synthesized by the above, synthetic wax using a compound having one carbon atom as a monomer, hydrocarbon wax having a functional group such as hydroxyl group or carboxyl group, hydrocarbon wax and functional group Mixture of hydrogen wax, styrene these waxes as a matrix, maleic acid ester, acrylate, methacrylate, graft-modified wax with such vinyl monomers of maleic acid.
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。
また、2種以上の異なる種類のワックスを併用することにより、ワックスの作用である可塑化作用と離型作用を同時に発現させることができる。
可塑化作用を有するワックスの種類としては、例えば、融点の低いワックス、分子の構造上に分岐のあるものや極性基を有する構造のものなどが挙げられる。
離型作用を有するワックスとしては、融点の高いワックスが挙げられ、その分子の構造としては、直鎖構造のものや、官能基を有さない無極性のものが挙げられる。使用例としては、2種以上の異なるワックスの融点の差が10〜100℃のものの組み合わせや、ポリオレフィンとグラフト変性ポリオレフィンの組み合わせなどが挙げられる。
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。
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.
Further, by using two or more different types of waxes in combination, the plasticizing action and the releasing action which are the actions of the wax can be expressed simultaneously.
Examples of the 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.
Examples of the wax having a releasing action include a wax having a high melting point, and the molecular structure includes a linear structure and a non-polar one having no functional group. Examples of use include a combination of two or more different waxes having a difference in melting point of 10 to 100 ° C., a combination of polyolefin and graft-modified polyolefin, and the like.
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、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 exert a plastic action, and those having a linear structure or a functional group Non-polar and non-denatured straight ones that do not have a releasing action. Preferred combinations include polyethylene homopolymers or copolymers based on ethylene and polyolefin homopolymers or copolymers based on olefins other than ethylene, polyolefins and graft modified polyolefins, alcohol waxes, fatty acid waxes or ester waxes. And hydrocarbon wax combinations, Fischer-Tropsch wax or polyolefin wax and paraffin wax or microcrystal wax combination, Fischer-Tropsch wax and polyolefin wax combination, paraffin wax and microcrystal wax combination, Carnauba Wax, Can Delila wax, rice wax or montan wax and hydrocarbon-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。
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。
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。
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、降温させて前履歴を取った後、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。
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.
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.
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.
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 the previous history is obtained by raising and lowering the temperature once.

<流動性向上剤>
本発明に係るトナーには、流動性向上剤を添加してもよい。該流動性向上剤は、トナー表面に添加することにより、トナーの流動性を改善(流動しやすくなる)するものである。
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。
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。
<Fluidity improver>
A fluidity improver may be added to the toner according to the present invention. The fluidity improver improves the fluidity of the toner (becomes easy to flow) when added to the toner surface.
Examples of the fluidity improver include, for example, carbon black, vinylidene fluoride fine powder, fluorine-based resin powder such as polytetrafluoroethylene fine powder, wet process silica, fine powder silica such as dry process silica, fine powder titanium oxide, fine powder. Examples include non-alumina, treated silica obtained by subjecting them to surface treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, or silicone oil, treated titanium oxide, and treated alumina. Among these, fine powder silica, fine powder unoxidized titanium, and fine powder unalumina are preferable, and treated silica obtained by surface-treating these with a silane coupling agent or silicone oil is more preferable.
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。
ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例えば、AEROSIL(日本アエロジル社商品名、以下同じ)−130、−300、−380、−TT600、−MOX170、−MOX80、−COK84:Ca−O−SiL(CABOT社商品名)−M−5、−MS−7、−MS−75、−HS−5、−EH−5、Wacker HDK(WACKER−CHEMIE社商品名)−N20 V15、−N20E、−T30、−T40:D−CFineSi1ica(ダウコーニング社商品名):Franso1(Fransi1社商品名)、などが挙げられる。
さらには、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。
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.
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-CHEMIE)- N20 V15, -N20E, -T30, -T40: D-CFineSi1ica (trade name of Dow Corning): Franco1 (trade name of Franci1), and the like.
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.

前記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2〜12個のシロキサン単位を有し、未端に位置する単位にそれぞれSiに結合した水酸基を0〜1個含有するジメチルポリシロキサン等がある。更に、ジメチルシリコーンオイルの如きシリコーンオイルが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。   Examples of the organosilicon compound include hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, vinylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, and dimethylvinylchlorosilane. , Divinylchlorosilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-Chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchloro Silane, triorganosilyl mercaptan, trimethylsilyl mercaptan, triorganosilyl acrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane , Hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and 2 to 12 siloxane units per molecule, Examples include dimethylpolysiloxane containing 0 to 1 hydroxyl group bonded to Si. Furthermore, silicone oils such as dimethyl silicone oil can be mentioned. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

流動性向上剤の個数平均粒径としては、5〜100nmになるものが好ましく、5〜50nmになるものがより好ましい。
流動性向上剤の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。表面処理された微粉体の比表面面積は、20m/g以上が好ましく、40〜300m/gがより好ましい。
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。
本発明に係るトナーには、他の添加剤として、静電潜像担持体・キャリアの保護、クリーニング性の向上、熱特性・電気特性・物理特性の調整、抵抗調整、軟化点調整、定着率向上等を目的として、各種金属石けん、フッ素系界面活性剤、フタル酸ジオクチルや、導電性付与剤として酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化アンチモン等や、酸化チタン、酸化アルミニウム、アルミナ等の無機微粉体などを必要に応じて添加することができる。これらの無機微粉体は、必要に応じて疎水化してもよい。また、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等の滑剤、酸化セシウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤、ケーキング防止剤、更に、トナー粒子と逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子とを、現像性向上剤として少量用いることもできる。
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。
The number average particle diameter of the fluidity improver is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm.
The specific surface area by measuring nitrogen adsorption by the BET method of fluidity improving agent, preferably at least 30m 2 / g, 60~400m 2 / g is more preferable. Specific surface area of the surface-treated fine powder is preferably at least 20m 2 / g, 40~300m 2 / g is more preferable.
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.
In the toner according to the present invention, as other additives, protection of the electrostatic latent image carrier / carrier, improvement of cleaning properties, adjustment of thermal characteristics / electrical characteristics / physical characteristics, resistance adjustment, softening point adjustment, fixing rate For the purpose of improvement, various metal soaps, fluorosurfactants, dioctyl phthalate, tin oxide, zinc oxide, carbon black, antimony oxide, etc. as conductivity imparting agents, and inorganic such as titanium oxide, aluminum oxide, alumina A fine powder or the like can be added as necessary. These inorganic fine powders may be hydrophobized as necessary. In addition, lubricants such as polytetrafluoroethylene, zinc stearate, polyvinylidene fluoride, abrasives such as cesium oxide, silicon carbide, strontium titanate, anti-caking agents, white particles and black particles having opposite polarity to the toner particles, Can also be used in small amounts as a developability improver.
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.

トナーを調製する際には、トナーの流動性や保存性、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外添剤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よいし、その逆でもよい。
使用できる混合機の例としては、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
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、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。
When preparing the toner, an external additive such as the above-mentioned hydrophobic silica fine powder may be added and mixed in order to improve the fluidity, storage stability, developability and transferability of the toner. For mixing external additives, a general powder mixer can be appropriately selected and used. However, it is preferable to equip a jacket or the like to adjust the internal temperature. In order to change the load history applied to the external additive, the external additive may be added in the middle or gradually, and the rotation speed, rolling speed, time, temperature, etc. of the mixer may be changed. The load may then be given a relatively weak load and vice versa.
Examples of the mixer that can be used include a V-type mixer, a rocking mixer, a Roedige mixer, a Nauter mixer, a Henschel mixer, and the like.
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. The material is mechanically adjusted using a hybridizer, mechano-fusion, etc., 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 removed using a spray drying device. Examples thereof include a method of obtaining a spherical toner by forming a solvent, 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。無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、などを挙げることができる。
無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmであることが好ましく、5〜500nmであることがより好ましい。
無機微粒子の前記BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。
無機微粒子の使用割合は、トナー全量中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。
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, diatomaceous earth, Examples thereof include chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 nm to 2 μm, and more preferably 5 to 500 nm.
The specific surface area of the inorganic fine particles by the BET method is preferably 20 to 500 m 2 / g.
The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5% by mass and more preferably 0.01 to 2.0% by mass in the total amount of the toner.

この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
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体の劣化を防止することができる。
表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好適に挙げられる。
前記無機微粒子の一次粒子径としては、5nm〜2μmであることが好ましく、5〜500nm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。
In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.
Such an external additive can be made hydrophobic by the surface treatment agent and prevent deterioration of the external additive itself even under high humidity.
Examples of the surface treatment agent include a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, an organic titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, silicone oil, and modified silicone oil. Preferably mentioned.
The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 nm to 2 μm, more preferably 5 to 500 nm. Moreover, as a specific surface area by BET method, it is preferable that it is 20-500 m < 2 > / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5% by mass of the toner, and more preferably 0.01 to 2.0% by mass.

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0.01〜1μmのものが好ましい。
本発明に係るトナーを用いた現像方法は、従来の電子写真法に使用する静電潜像担持体が全て使用できるが、例えば、有機静電潜像担持体、非晶質シリカ静電潜像担持体、セレン静電潜像担持体、酸化亜鉛静電潜像担持体、などが好適に使用可能である。
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. Examples thereof include 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.
The developing method using the toner according to the present invention can use all of the electrostatic latent image carriers used in the conventional electrophotography. For example, an organic electrostatic latent image carrier, an amorphous silica electrostatic latent image, and the like. A carrier, a selenium electrostatic latent image carrier, a zinc oxide electrostatic latent image carrier, and the like can be suitably used.

次に、この実施形態における具体的な実施例について説明する。なお、本発明は、下記実施例に何ら限定されるものではない。
(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)17質量部、顔料分散剤3質量部を、酢酸エチル80質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用し、一次分散させた。該顔料分散剤としては、アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製)を使用した。得られた一次分散液を、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、5μm以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
Next, specific examples in this embodiment will be described. In addition, this invention is not limited to the following Example at all.
Example 1
-Preparation of colorant dispersion-
First, a carbon black dispersion as a colorant was prepared.
17 parts by mass of carbon black (Regal 400; manufactured by Cabot) and 3 parts by mass of a pigment dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. As the pigment dispersant, Ajisper PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) was used. The obtained primary dispersion was finely dispersed by a strong shearing force using a dyno mill to prepare a secondary dispersion in which aggregates of 5 μm or more were completely removed.

−ワックス分散液の調整−
次にワックス分散液を調整した。
カルナバワックス18質量部、ワックス分散剤2質量部を、酢酸エチル80質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用し、一次分散させた。この一次分散液を攪拌しながら80℃まで昇温し、カルナバワックスを溶解した後、室温まで液温を下げ最大径が3μm以下となるようワックス粒子を析出させた。ワックス分散剤としては、ポリエチレンワックスにスチレン−アクリル酸ブチル共重合体をグラフト化したものを使用した。得られた分散液を、さらに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、最大径が1μm以下になるよう調整した。
-Preparation of wax dispersion-
Next, a wax dispersion was prepared.
18 parts by mass of carnauba wax and 2 parts by mass of a wax dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. The primary dispersion was heated to 80 ° C. with stirring to dissolve the carnauba wax, and then the liquid temperature was lowered to room temperature to precipitate wax particles so that the maximum diameter was 3 μm or less. As the wax dispersant, a polyethylene wax grafted with a styrene-butyl acrylate copolymer was used. The obtained dispersion was further finely dispersed by a strong shearing force using a dyno mill and adjusted so that the maximum diameter was 1 μm or less.

−トナー組成分散液の調製−
次に、結着樹脂としての樹脂、上記着色剤分散液及び上記ワックス分散液を添加した下記組成からなるトナー組成分散液を調製した。
結着樹脂としてのポリエステル樹脂100質量部、前記着色剤分散液30質量部、ワックス分散液30質量部を、酢酸エチル840質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して10分間攪拌を行い、均一に分散させた。溶媒希釈によるショックで顔料やワックス粒子が凝集することはなかった。
-Preparation of toner composition dispersion-
Next, a toner composition dispersion liquid having the following composition to which a resin as a binder resin, the colorant dispersion liquid, and the wax dispersion liquid were added was prepared.
100 parts by weight of a polyester resin as a binder resin, 30 parts by weight of the colorant dispersion, and 30 parts by weight of the wax dispersion are stirred for 10 minutes in 840 parts by weight of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. Evenly dispersed. Pigments and wax particles did not aggregate due to shock due to solvent dilution.

−トナーの作製−
得られたトナー組成液500mLを、前述したトナー製造装置の図26の液滴化手段16の吐出孔11に供給した。使用した薄膜16(吐出孔プレート)は、外径15.0mm、50μm厚のニッケル板に、真円形状の直径10μmの吐出孔11を、電鋳法による加工で作製した。吐出孔は各吐出孔間の距離が100μmピッチとなるように千鳥格子状に、薄膜12中心の約5mmφの範囲にのみ設けた。この場合の計算上の有効吐出孔数は1000個となる。
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、トナー母体粒子を作製した。
-Preparation of toner-
The obtained toner composition liquid (500 mL) was supplied to the discharge hole 11 of the droplet forming means 16 in FIG. The used thin film 16 (discharge hole plate) was prepared by forming a discharge hole 11 having a perfect circle shape of 10 μm in diameter on a nickel plate having an outer diameter of 15.0 mm and a thickness of 50 μm by electroforming. The discharge holes were provided only in a range of about 5 mmφ at the center of the thin film 12 in a staggered pattern so that the distance between the discharge holes was 100 μm pitch. In this case, the number of effective discharge holes in calculation is 1000.
After the dispersion was prepared, the droplets were discharged under the following toner production conditions, and then the droplets were dried and solidified to produce toner base particles.

〔トナー作製条件〕
分散液比重:ρ=1.1888g/cm
乾燥空気流量:装置内乾燥窒素 30.0L/分
装置内温度:27〜28℃
振動周波数:98kHz
印加電圧サイン波ピーク値:10.5V
〔吐出ヘッド仕様〕
薄膜(吐出孔プレート)厚:50μm
吐出孔径:10μm
なお、「振動周波数」とは、「薄膜16の振動数」の意味である。この条件で、トナー組成液は吐出孔目詰まりを生じる(閉塞する)ことなく、安定的に吐出された。乾燥固化工程を終えたトナー粒子は、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)で下記に示す測定条件において測定したところ、重量平均粒径(D4)は5.3μm、個数平均粒径(Dn)が4.8μmであり、D4/Dnが1.10のトナー母体粒子が得られた。
[Toner preparation conditions]
Dispersion specific gravity: ρ = 1.888 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27-28 ° C
Vibration frequency: 98 kHz
Applied voltage sine wave peak value: 10.5V
(Discharge head specifications)
Thin film (discharge hole plate) thickness: 50μm
Discharge hole diameter: 10 μm
“Vibration frequency” means “frequency of thin film 16”. Under this condition, the toner composition liquid was stably ejected without causing clogging (clogging) of ejection holes. The toner particles after the drying and solidification step were collected by suction with a filter having 1 μm pores. Particle size of collected particles The particle size distribution of the collected particles was measured with a flow particle image analyzer (FPIA-2000) under the following measurement conditions. Toner base particles having a particle diameter (Dn) of 4.8 μm and D4 / Dn of 1.10 were obtained.

フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)を使用した測定方法に関して以下に説明する。トナー、トナー粒子及び外添剤のフロー式粒子像分析装置による測定は、例えば、東亜医用電子社(株)製フロー式粒子像分析装置FPIA−2000を用いて測定することができる。
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10−3cmの水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水10mL中にノニオン系界面活性剤(好ましくは和光純薬社製コンタミノンN)を数滴加え、さらに、測定試料を5mg加え、超音波分散器STM社製UH−50で20kHz、50W/10cmの条件で1分間分散処理を行い、さらに、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4000〜8000個/10−3cm(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
A measurement method using a flow particle image analyzer (Flow Particle Image Analyzer) will be described below. The measurement of toner, toner particles and external additives using a flow particle image analyzer can be performed using, for example, a flow particle image analyzer FPIA-2000 manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.
The measurement is performed by removing fine dust through a filter, and as a result, in 10-3 water of 10 −3 cm 3 of water having a measurement range (for example, an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm) of 20 or less particles. Add a few drops of a nonionic surfactant (preferably Contaminone N manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), add 5 mg of a measurement sample, and UH-50 manufactured by an ultrasonic disperser STM under the conditions of 20 kHz and 50 W / 10 cm 3 . for 1 minute dispersion treatment, further, the sample dispersion liquid of the total particle concentration of sample was dispersed for 5 minutes from 4000 to 8000 pieces / 10 -3 cm 3 (as the target particles measuring circle equivalent diameter range) The particle size distribution of particles having an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm is measured.

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

(実施例2〜9)
表1に示した条件を用いて、実施例1と同様に評価した実施例2〜16の結果を表2に示す。なお、使用したトナー液や周辺機器は全く同じものを使用している。
(Examples 2-9)
Table 2 shows the results of Examples 2 to 16 evaluated in the same manner as Example 1 using the conditions shown in Table 1. Note that the same toner liquid and peripheral devices are used.

−評価項目の説明−
停止時駆動電圧:吐出ヘッドを液で満たし、吐出開始前の吐出を停止させていない間にヘッドに与える吐出正弦波の電気信号の振幅である。実験の精度を確保するために、毎回実験する前に吐出ヘッドを純粋な溶剤で超音波洗浄を行い、吐出液が吐出孔から十分に染み出すまでヘッドを充填させ、染み出している状態で停止時微駆動の振動を入れてから染み出した液を拭き取っていた。
微駆動の信号をオンにした状態で、染み出した液を拭き取ってから30秒間放置してから通常の吐出信号(98kHz、10.5V正弦波)に切り替えた。
尚、ヘッドの振動源は増幅器(nf社製 HSA−4014 10倍設定)を介した発信機(nf社製 WF1973)を利用した。
停止時駆動周波数:出ヘッドを液で満たし、吐出開始前の吐出を停止させていない間にヘッドに与える吐出正弦波の電気信号の周波数である。
吐出時間: 通常の吐出信号(98kHz、10.5V正弦波)を継続してヘッドに与えている時間。液滴を連続吐出させている時間。
吐出レベル:吐出信号を入れた状態で全吐出孔に対して正常に吐出する吐出孔の割合。開始時吐出レベルは吐出開始直後にカメラで取った拡大画像から直接数えて計算した。終了時吐出レベルは吐出時間終了直前にカメラで取った拡大画像から直接数えて計算した。
粒度分布 :捕集されたトナーの平均粒度分布。

Figure 2012185411
-Explanation of evaluation items-
Stop drive voltage: This is the amplitude of the electrical signal of the discharge sine wave given to the head while the discharge head is filled with liquid and the discharge before the start of discharge is not stopped. In order to ensure the accuracy of the experiment, ultrasonically clean the discharge head with pure solvent before each experiment, fill the head until the discharge liquid oozes out from the discharge hole, and stop in the state where it oozes out The liquid that exuded was wiped off after a slight drive vibration was applied.
With the fine drive signal turned on, the exuded liquid was wiped off and allowed to stand for 30 seconds before switching to a normal ejection signal (98 kHz, 10.5 V sine wave).
The vibration source of the head was a transmitter (WF 1973 manufactured by nf) through an amplifier (HSA-4014 manufactured by nf 10 times setting).
Stop drive frequency: This is the frequency of the electrical signal of the discharge sine wave that is given to the head while the discharge head is filled with liquid and the discharge before the start of discharge is not stopped.
Discharge time: The time during which a normal discharge signal (98 kHz, 10.5 V sine wave) is continuously applied to the head. Time during which droplets are continuously ejected.
Discharge level: The ratio of discharge holes that discharge normally with respect to all the discharge holes in a state where a discharge signal is input. The discharge level at the start was calculated by directly counting from the enlarged image taken with the camera immediately after the start of discharge. The discharge level at the end was calculated by directly counting from the enlarged image taken with the camera immediately before the end of the discharge time.
Particle size distribution: Average particle size distribution of the collected toner.
Figure 2012185411

Figure 2012185411
以上の結果より、本発明の乾燥、固化方法を用いることによって、高品質のトナーを効率良く生産できることが示された。
Figure 2012185411
From the above results, it was shown that high quality toner can be efficiently produced by using the drying and solidifying method of the present invention.

図1〜19、25〜29
1 トナー製造装置
2 液滴噴射ユニット
3 粒子形成部
301 天面部
4 トナー捕集部
5 チューブ
6 トナー捕集部
7 原料収容部
8 配管
9 ポンプ
10 トナー組成液
101 液表面
11 吐出孔
12 薄膜
121 周縁部
122 凸状形状
13 振動手段
131 振動面
14 貯留部
15流路部材
16 液滴化手段
161 変形可能領域
17 振動発生手段(電気機械変換手段)
18 液供給チューブ
19 気泡排出チューブ
20 支持部材
21 振動発生手段
211、212 圧電体
21a、21b 電極
22 振動増幅手段
221、222 ホーン
23 駆動回路(駆動信号発生源)
24 通信手段
25 ヘッド
26 振動分離部材
27 振動振幅の小さい節の部分
29 液貯留領域
30 シュラウド部
301 開口部
302、303 壁
304 底部
305 テーパー
31 液滴
311 液滴の流れ
32 バルブ
35 乾燥気体
36 気流路形成部材
37 気流路
41 テーパ面
42 気流(渦流)
43 除電手段
70 送液管
71 排液管
81 圧電体
82 ホーン
83 固定部
91 噴出し用パイプ
92 誘導管
93 噴出口
95 搬送気流
96 気流
100 ポンプ
130 容器
170 円環状振動手段
180 チャンバー部
200 液供給孔
210 排出孔
310 蓋部
1110 レジスト
1120 支持層
1130 誘電体層
1140 活性層
1150 第1の吐出孔孔
1160 第2の吐出孔孔
PG1 圧力計
PG2 圧力計
T トナー粒子
図20〜24
1 トナー製造装置
10 液滴形成ユニット
11 液滴吐出ヘッド
12 気流通路
13 原料収容器
14 トナー組成液
15 液循環ポンプ
16 液供給管
17 液共通供給路
18 液柱共鳴液室
19 吐出孔
20 振動発生手段
21 トナー液滴
22 液戻り管
30 乾燥捕集ユニット
31 チャンバ
32 トナー捕集部
33 下降気流
34 トナー捕集チューブ
35 トナー貯留部
1-19, 25-29
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner manufacturing apparatus 2 Droplet injection unit 3 Particle formation part 301 Top surface part 4 Toner collection part 5 Tube 6 Toner collection part 7 Raw material storage part 8 Pipe 9 Pump 10 Toner composition liquid 101 Liquid surface 11 Discharge hole
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Thin film 121 Peripheral part 122 Convex shape 13 Vibration means 131 Vibration surface 14 Storage part 15 Flow path member 16 Droplet formation means 161 Deformable area 17 Vibration generation means (electromechanical conversion means)
18 Liquid supply tube 19 Bubble discharge tube 20 Support member 21 Vibration generating means 211, 212 Piezoelectric bodies 21a, 21b Electrode 22 Vibration amplifying means 221, 222 Horn 23 Drive circuit (drive signal generation source)
24 Communication means 25 Head 26 Vibration separation member 27 Node portion 29 having small vibration amplitude Liquid storage region 30 Shroud portion 301 Opening portion 302, 303 Wall 304 Bottom portion 305 Taper 31 Droplet 311 Droplet flow 32 Valve 35 Dry gas 36 Airflow Path forming member 37 Air flow path 41 Tapered surface 42 Air flow (vortex flow)
43 Static elimination means 70 Liquid supply pipe 71 Drainage pipe 81 Piezoelectric body 82 Horn 83 Fixing part 91 Ejection pipe 92 Guide pipe 93 Outlet 95 Carrying airflow 96 Airflow 100 Pump 130 Container 170 Annular vibration means 180 Chamber part 200 Liquid supply Hole 210 Ejection hole 310 Lid 1110 Resist 1120 Support layer 1130 Dielectric layer 1140 Active layer 1150 First discharge hole 1160 Second discharge hole PG1 Pressure gauge PG2 Pressure gauge T Toner particles FIGS. 20 to 24
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner manufacturing apparatus 10 Droplet formation unit 11 Droplet discharge head 12 Air flow path 13 Raw material container 14 Toner composition liquid 15 Liquid circulation pump 16 Liquid supply pipe 17 Liquid common supply path 18 Liquid column resonance liquid chamber 19 Discharge hole 20 Vibration generation Means 21 Toner droplet 22 Liquid return tube 30 Dry collection unit 31 Chamber 32 Toner collection unit 33 Downstream air flow 34 Toner collection tube 35 Toner storage unit

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

Claims (5)

少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を、複数の吐出孔から振動させながら周期的に液滴化して放出させる周期的液滴化工程と、
放出されたトナー組成液の液滴を、固化させてトナー粒子を形成する粒子化工程とを有するトナーの製造方法において、
前記周期的液滴化工程で液滴化して放出させることを停止した時に、吐出孔における液表面を振動させる
ことを特徴とするトナーの製造方法。
A periodic droplet forming step of periodically discharging and discharging a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant from a plurality of ejection holes;
In a method for producing a toner, the droplets of the discharged toner composition liquid are solidified to form toner particles.
A method for producing a toner, characterized in that the liquid surface in the ejection hole is vibrated when the liquid droplet formation in the periodic liquid droplet forming step is stopped.
請求項1に記載のトナーの製造方法において、
前記液表面を振動させる手段が、吐出ヘッドに液滴を放出させない程度の継続的な低振動を与える
ことを特徴とするトナーの製造方法。
The toner production method according to claim 1, wherein:
A toner manufacturing method, wherein the means for vibrating the liquid surface provides continuous low vibration that does not cause droplets to be discharged to an ejection head.
請求項1又は2に記載のトナーの製造方法において、
前記振動が、振動振幅を低くした液滴放出時と同周波数の振動である
ことを特徴とするトナーの製造方法。
In the toner production method according to claim 1 or 2,
The method for producing a toner, wherein the vibration is a vibration having the same frequency as that of a droplet discharged with a reduced vibration amplitude.
請求項1ないし3のいずれかに記載のトナーの製造方法において、
前記低振動が、吐出時の振動(共振)から周波数を変更した振動である
ことを特徴とするトナーの製造方法。
The method for producing a toner according to any one of claims 1 to 3,
The method for producing toner, wherein the low vibration is a vibration whose frequency is changed from vibration (resonance) during ejection.
請求項1ないし4のいずれかに記載のトナーの製造方法において、
前記周期的液滴化工程は、液柱共鳴吐出法を採用する
ことを特徴とするトナーの製造方法。
The method for producing a toner according to claim 1, wherein:
The method for producing toner, wherein the periodic droplet forming step employs a liquid column resonance ejection method.
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